(57)【要約】【課題】  規格が異なる３種類以上の光記録媒体に対して記録や再生を行うことができる光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供する。【解決手段】  半導体レーザ１ａからの出射光は対物レンズ５によりディスク６上に集光され、ディスク６からの反射光は光検出器９で受光される。ディスク６はＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のいずれかのディスクである。光学系中には、焦点距離を所定の範囲内で連続的に変化させることが可能な可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１が設けられている。液晶屈折レンズ１１は電極を有し、電極に印加する電圧を変化させることにより、ディスク６の種類に応じて変化する出射光における球面収差を補正する。また、液晶開口制御素子１６ａは電極を有し、電極に印加する電圧を変化させることにより、ディスク６の種類に応じて対物レンズ５の実効的な開口数を変化させる。【選択図】      図１
2008047750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用するための光学系の条件が異なる、情報トラックを有する３種類以上の光記録媒体を使用対象とする光ヘッド装置であって、
光源から出射された出射光を前記光記録媒体上に集光して集光スポットを形成する対物レンズと、
前記対物レンズで前記光記録媒体に集光されて反射された反射光を受光する光検出器と、
前記出射光と前記反射光を分離する光分離手段と、
前記光分離手段と前記対物レンズの間に配置され、前記光記録媒体の種類に応じて変化する前記出射光における球面収差を補正するレンズ系と、を有し、
前記レンズ系は、その焦点距離が連続的に変化可能であることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記レンズ系は、電極を有する可変焦点レンズを含み、
前記可変焦点レンズは、前記電極への印加電圧の変化に基づいて焦点距離が変化可能である、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記可変焦点レンズは、屈折型の液晶レンズである、請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記可変焦点レンズは、回折型の液晶レンズであり、
焦点距離が連続的に変化可能であるレンズ系は、前記回折型の液晶レンズと、焦点距離が連続的に変化可能な補助レンズ系とを含む、請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記可変焦点レンズは、液体レンズである、請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記レンズ系は、前記光記録媒体の種類に応じて前記対物レンズの実効的な開口数を変化させる開口制御手段を含む、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記光源は、前記出射光の波長が互いに異なる複数個の光源である、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
使用するための光学系の条件が異なる、情報トラックを有する３種類以上の光記録媒体に対して記録及び／又は再生を行う光学式情報記録再生装置であって、
請求項１に記載の光ヘッド装置と、
前記光ヘッド装置の光源を駆動する第一の回路系と、
前記光ヘッド装置の光検出器からの出力に基づいて前記情報トラックに沿って形成されたマーク／スペース信号を検出する第二の回路系と、
前記光検出器からの出力に基づいて、前記情報トラックに対する前記光ヘッド装置の集光スポットの光軸方向の位置ずれを表すフォーカス誤差信号および前記光軸に垂直な面内の位置ずれを表すトラック誤差信号を検出し、前記フォーカス誤差信号および前記トラック誤差信号に基づいて前記光ヘッド装置の対物レンズを駆動する第三の回路系と、
前記光記録媒体の種類に応じて変化する前記出射光における球面収差を補正するように前記光ヘッド装置のレンズ系を駆動する第四の回路系と、を有することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、規格が異なる３種類以上の光記録媒体に対して記録や再生を行うための光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置に関するものである。なお、本発明の光学式情報記録再生装置は、光記録媒体に対して記録および再生を行う記録再生装置、光記録媒体に対して再生のみを行う再生専用装置の両方を含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
光学式情報記録再生装置における記録密度は、光ヘッド装置が光記録媒体上に形成する集光スポットの径の２乗に反比例する。すなわち、集光スポットの径が小さいほど記録密度は高くなる。集光スポットの径は光ヘッド装置における光源の波長に比例し、対物レンズの開口数に反比例する。すなわち、光源の波長が短く対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの径は小さくなる。容量６５０ＭＢのＣＤ（コンパクトディスク）規格において、光源の波長は約７８０ｎｍ、対物レンズの開口数は０．４５である。また、容量４．７ＧＢのＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）規格において、光源の波長は約６５０ｎｍ、対物レンズの開口数は０．６である。【０００３】
ところで、光記録媒体が対物レンズに対して傾くと、コマ収差により集光スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。コマ収差は光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の３乗および光記録媒体の保護層の厚さに比例するため、光記録媒体の保護層の厚さが同じ場合、光源の波長が短く対物レンズの開口数が高いほど記録再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンは狭くなる。従って、記録密度を高めるために光源の波長を短く対物レンズの開口数を高くした規格においては、記録再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンを確保するために、光記録媒体の保護層の厚さを必要に応じて薄くしている。ＣＤ規格においては、ディスクの保護層の厚さは１．２ｍｍである。また、ＤＶＤ規格においては、ディスクの保護層の厚さは０．６ｍｍである。【０００４】
このような背景から、規格が異なる複数種類のディスクに対して記録や再生を行うことができる、互換の機能を有する光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置が望まれる。通常の光ヘッド装置においては、単一の波長および保護層の厚さに対して球面収差を補正するように光学系が設計されているため、別の波長および保護層の厚さに対しては球面収差が残留する。球面収差が残留すると、集光スポットの形状が乱れ、良好に記録や再生を行うことができない。そこで、互換の機能を有する光ヘッド装置においては、ディスクの種類に応じて球面収差を補正することが必要である。【０００５】
ＤＶＤ規格とＣＤ規格のような、規格が異なる２種類のディスクに対して記録や再生を行うことができる関連する光ヘッド装置の例として、特許文献１に記載の光ヘッド装置がある。図１７に示すように、特許文献１に記載の光ヘッド装置においては、半導体レーザ５０からの出射光の一部がビームスプリッタ５１を透過し、液晶レンズ５５を通り、対物レンズ５２でディスク５３上に集光される。ディスク５３からの反射光は、対物レンズ５２、液晶レンズ５５を逆向きに通り、その一部がビームスプリッタ５１で回折されて、光検出器５４ａ、５４ｂで受光される。【０００６】
液晶レンズ５５について詳細に説明する。図１８（ａ），（ｂ）に示すように、液晶レンズ５５は、基板５６ａと基板５６ｂの間に液晶高分子５７を挟んだ構成である。基板５６ｂの液晶高分子５７側の面の中心部には、基板５６ｂ側に凸であるレンズ５８が形成されており、周辺部には、回折格子５９が形成されている。基板５６ａ、５６ｂの液晶高分子５７側の面には、液晶高分子５７に交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されている。図中の矢印は液晶高分子５７の長手方向を示している。液晶高分子５７は光学軸の方向が長手方向である一軸の屈折率異方性を有しており、長手方向に平行な方向の偏光成分（異常光成分）に対する屈折率は、長手方向に垂直な方向の偏光成分（常光成分）に対する屈折率に比べて大きい。これに対して、基板５６ａ、５６ｂの屈折率は、液晶高分子５７の異常光成分に対する屈折率と等しい。ここで、液晶レンズ５５への入射光は、偏光方向が図の紙面に垂直な直線偏光である。【０００７】
ディスク５３がＤＶＤ規格のディスクである場合、電極に印加する交流電圧をオフにする。このとき、図１８（ａ）に示すように、液晶高分子５７の長手方向は入射光の光軸に垂直で図の紙面に垂直な方向となるため、液晶高分子５７の長手方向と入射光の偏光方向は平行となり、入射光は異常光となる。従って、入射光のうち中心部の光はレンズ５８で屈折作用を受けずに透過し、周辺部の光は回折格子５９で回折作用を受けずに透過する。これに対し、ディスク５３がＣＤ規格のディスクである場合、電極に印加する交流電圧をオンにする。このとき、図１８（ｂ）に示すように、液晶高分子５７の長手方向は入射光の光軸に平行な方向となるため、液晶高分子５７の長手方向と入射光の偏光方向は垂直となり、入射光は常光となる。従って、入射光のうち中心部の光は、レンズ５８で凹レンズとしての屈折作用を受けて屈折し、周辺部の光は、回折格子５９で回折作用を受けて回折される。【０００８】
図１７に示す光ヘッド装置においては、電極に印加する交流電圧をオフにした場合、ＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差を補正するように光学系が設計されているため、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対しては球面収差が残留する。しかし、電極に印加する交流電圧をオンにした場合、レンズ５８での屈折作用により対物レンズ５２の倍率が変化し、それに伴う新たな球面収差が発生し、これにより保護層の厚さ１．２ｍｍに対して残留する球面収差が補正される。すなわち、ディスクの種類に応じて球面収差を補正することができる。また、図１７に示す光ヘッド装置においては、電極に印加する交流電圧をオフにした場合、対物レンズの開口数は対物レンズ５２の有効径で決定される。しかし、電極に印加する交流電圧をオンにした場合、対物レンズの開口数はレンズ５８と回折格子５９の境界である円の直径で決定される。すなわち、ディスクの種類に応じて対物レンズの開口数を制御することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、記録密度をさらに高めるために光源の波長をさらに短く対物レンズの開口数をさらに高くした規格が提案あるいは実用化されている。ＨＤ  ＤＶＤ（ハイデンシティディジタルバーサタイルディスク）規格と呼ばれる容量１５ＧＢ〜２０ＧＢの規格において、光源の波長は約４０５ｎｍ、対物レンズの開口数は０．６５、ＢＤ（ブルーレイディスク）規格と呼ばれる容量２３．３ＧＢ〜２７ＧＢの規格において、光源の波長は約４０５ｎｍ、対物レンズの開口数は０．８５である。ＨＤ  ＤＶＤ規格においてはディスクの保護層の厚さは０．６ｍｍ、ＢＤ規格においてはディスクの保護層の厚さは０．１ｍｍである。【００１０】
しかし、特許文献１に記載の光ヘッド装置は、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のような、規格が異なる３種類以上のディスクに対して記録や再生を行うことはできない。【００１１】
ところで、光記録媒体の種類に応じて変化する球面収差を補正する方法としては、例えば特許文献２及び特許文献３に記載されているような、球面収差を補正する液晶光学素子を用いる方法や、例えば特許文献４に記載されているような、光源から対物レンズまでの光路長を変化させることにより、対物レンズの倍率を変化させる方法もある。【００１２】
特許文献２及び３に記載された、球面収差を補正する液晶光学素子を用いる方法では、対物レンズで発生する球面収差による位相分布を打ち消す位相分布を液晶光学素子で発生させる。しかし、この方法では、対物レンズが情報トラックに追従して情報トラックに垂直な方向へシフトすると、対物レンズの中心と液晶光学素子の中心がずれるため、対物レンズで発生する球面収差による位相分布が液晶光学素子で発生させる位相分布で完全に打ち消されず、残留収差が大きくなり、良好な記録再生特性が得られないという課題がある。【００１３】
特許文献４に記載された、光源から対物レンズまでの光路長を変化させることにより対物レンズの倍率を変化させる方法では、対物レンズまでの光路長が異なる複数の光源を設ける、或いは光源自身を機械的に移動させる。しかし、この方法では、対物レンズから光検出器までの光路長も併せて変化させる必要があるため、複数の光源に加えて複数の光検出器を設ける、或いは光源自身に加えて光検出器自身を機械的に移動させる必要があり、光学系の構成が複雑になるという課題がある。
【特許文献１】特開平１０−９２００３号公報
【特許文献２】特開２００３−０３０８９１号公報
【特許文献３】特開２００６−０１２３９１号公報
【特許文献４】特開２００３−２９６９５９号公報
【００１４】
本発明の目的は、関連する光ヘッド装置における上に述べた課題を解決し、規格が異なる３種類以上の光記録媒体に対して記録や再生を行うことができる光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供することにある。また、残留収差が発生せず良好な記録再生特性が得られ、光学系の構成が簡単な光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明に係る光ヘッド装置は、使用するための光学系の条件が異なる、情報トラックを有する３種類以上の光記録媒体を使用対象とし、光源と、該光源から出射された出射光を前記光記録媒体上に集光して集光スポットを形成する対物レンズと、該対物レンズにより集光され、前記光記録媒体で反射された反射光を受光する光検出器と、前記出射光と前記反射光を分離する光分離手段を有する光ヘッド装置において、該光分離手段と前記対物レンズの間に、前記光記録媒体の種類に応じて変化する前記出射光における球面収差を補正する、焦点距離を所定の範囲内で連続的に変化させることが可能なレンズ系を有することを特徴とするものである。【００１６】
前記レンズ系は電極を有する可変焦点レンズを含み、該可変焦点レンズは、前記電極に印加する電圧を変化させることにより焦点距離を変化させることが可能であることが好ましい。さらに、前記可変焦点レンズは屈折型の液晶レンズであることが好ましい。あるいは、前記可変焦点レンズは回折型の液晶レンズであり、前記レンズ系は、前記回折型の液晶レンズと、焦点距離を所定の範囲内で連続的に変化させることが可能な補助レンズ系を有することが好ましい。あるいは、前記可変焦点レンズは液体レンズであることが好ましい。【００１７】
また、前記光分離手段と前記対物レンズの間に、前記光記録媒体の種類に応じて前記対物レンズの実効的な開口数を変化させる開口制御手段を有することが好ましい。【００１８】
また、前記光源は、前記出射光の波長が互いに異なる複数個の光源であることが好ましい。【００１９】
本発明に係る光学式情報記録再生装置は、上述した本発明の光ヘッド装置と、前記光源を駆動する第一の回路系と、前記光検出器からの出力に基づいて前記情報トラックに沿って形成されたマーク／スペース信号を検出する第二の回路系と、前記光検出器からの出力に基づいて、前記情報トラックに対する前記集光スポットの光軸方向の位置ずれを表すフォーカス誤差信号および前記光軸に垂直な面内の位置ずれを表すトラック誤差信号を検出し、前記フォーカス誤差信号および前記トラック誤差信号に基づいて前記対物レンズを駆動する第三の回路系と、前記光記録媒体の種類に応じて変化する前記出射光における球面収差を補正するように前記レンズ系を駆動する第四の回路系を有することを特徴とするものである。【００２０】
本発明に係る光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置においては、レンズ系の焦点距離を連続的に変化させることにより、対物レンズの倍率が連続的に変化し、それに伴い球面収差が連続的に変化する。このため、光記録媒体の種類が３種類以上であっても、光記録媒体の種類に応じて変化する球面収差を補正するように、レンズ系の焦点距離を設定することができる。【００２１】
さらに、本発明に係る光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置においては、光記録媒体の種類に応じて変化する球面収差を補正する方法として、レンズ系の焦点距離を変化させることにより対物レンズの倍率を変化させる方法を用いる。この方法においては、対物レンズで発生する球面収差を、対物レンズの倍率を変化させることにより対物レンズ自身で補正する。このため、対物レンズが情報トラックに追従して情報トラックに垂直な方向へシフトしても、残留収差が発生せず良好な記録再生特性が得られる。また、この方法においては、光源から対物レンズまでの光路長および対物レンズから光検出器までの光路長は一定である。このため、複数の光源や光検出器を設けたり、光源や光検出器自身を機械的に移動させたりする必要がなく、光学系の構成が簡単である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、規格が異なる３種類以上の光記録媒体に対して記録や再生を行うことができる。その理由は、レンズ系の焦点距離を連続的に変化させることにより、対物レンズの倍率が連続的に変化し、それに伴い球面収差が連続的に変化するため、光記録媒体の種類が３種類以上であっても、光記録媒体の種類に応じて変化する球面収差を補正するように、レンズ系の焦点距離を設定することができるためである。【００２３】
本発明によれば、残留収差が発生せず良好な記録再生特性が得られ、光学系の構成が簡単なことである。その理由は、光記録媒体の種類に応じて変化する球面収差を補正する方法として、レンズ系の焦点距離を変化させることにより対物レンズの倍率を変化させる方法を用いるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。【００２５】
（実施形態１）
図１に示す実施形態１に係る光ヘッド装置は、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のディスク、すなわち規格が異なる４種類のディスクに対して記録や再生を行うことができるものである。以下、具体的に説明する。【００２６】
図１において、光源である半導体レーザ１ａからの出射光の波長は４０５ｎｍである。半導体レーザ１ａからの出射光はコリメータレンズ２ａで発散光から平行光に変換され、光分離手段である偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光として入射して殆んど全てが透過し、レンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１、開口制御手段である液晶開口制御素子１６ａを通り、１／４波長板４で直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５で光記録媒体であるディスク６上に集光される。【００２７】
ディスク６からの反射光は対物レンズ５を逆向きに通り、１／４波長板４で円偏光から往路の光と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、液晶開口制御素子１６ａ、液晶屈折レンズ１１を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光として入射して殆んど全てが反射され、その反射光が円筒レンズ７、凸レンズ８を通り、光検出器９で受光される。実施形態１においては、規格が異なる４種類のディスク、すなわち、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のディスクのいずれに対しても、波長４０５ｎｍの光を用いて記録や再生を行う。【００２８】
光検出器９は、円筒レンズ７、凸レンズ８により形成される２つの焦線の中間に設置されている。光検出器９は、ディスク６の半径方向（情報トラックに垂直な方向）に対応する分割線および接線方向（情報トラックに平行な方向）に対応する分割線で隔てられた４つの受光部を有する。光検出器９の４つの受光部からの出力に基づいて、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、およびディスク６に記録されたマーク／スペース信号が検出される。フォーカス誤差信号は、公知の非点収差法により検出される。トラック誤差信号は、ディスク６が再生専用型のディスクである場合に公知の位相差法、ディスク６が追記型または書換可能型のディスクである場合に公知のプッシュプル法によりそれぞれ検出される。マーク／スペース信号は、光検出器９の４つの受光部からの出力の和の高周波成分に基づいて検出される。【００２９】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、液晶屈折レンズ１１は、基板１８ａと基板１８ｂの間に液晶高分子１９ａと充填剤２０ａを挟み、基板１８ｃと基板１８ｂの間に液晶高分子１９ｂと充填剤２０ｂを挟んだ構成である。充填剤２０ａの液晶高分子１９ａ側の面には、液晶高分子１９ａ側に凸である屈折レンズが形成されており、充填剤２０ｂの液晶高分子１９ｂ側の面には、液晶高分子１９ｂ側に凸である屈折レンズが形成されている。基板１８ａ、１８ｂの液晶高分子１９ａ側の面には、液晶高分子１９ａに交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されており、基板１８ｃ、１８ｂの液晶高分子１９ｂ側の面には、液晶高分子１９ｂに交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されている。図中の矢印は液晶高分子１９ａ、１９ｂの長手方向を示している。液晶高分子１９ａ、１９ｂは光学軸の方向が長手方向である一軸の屈折率異方性を有しており、長手方向に平行な方向の偏光成分（異常光成分）に対する屈折率をｎｅ、長手方向に垂直な方向の偏光成分（常光成分）に対する屈折率をｎｏとすると、ｎｅはｎｏに比べて大きい。これに対して、充填剤２０ａ、２０ｂの屈折率は、液晶高分子１９ａ、１９ｂの常光成分に対する屈折率と等しい。ここで、半導体レーザ１ａからディスク６への往路における液晶屈折レンズ１１への入射光は、偏光方向が図の紙面に平行な直線偏光であり、ディスク６から光検出器９への復路における液晶屈折レンズ１１への入射光は、偏光方向が図の紙面に垂直な直線偏光である。【００３０】
液晶高分子１９ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖの場合、図２（ｃ）に示すように、液晶高分子１９ａの長手方向はほぼ入射光の光軸に垂直で図の紙面に平行な方向となる。従って、往路の光に対する液晶高分子１９ａの屈折率はｎｅとなる。液晶高分子１９ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖ〜３．５Ｖの場合、図２（ｂ）に示すように、液晶高分子１９ａの長手方向は入射光の光軸を含む図の紙面に平行な面内で入射光の光軸と所定の角度をなす。従って、往路の光に対する液晶高分子１９ａの屈折率はｎｅとｎｏの中間の値となる。交流電圧の実効値が高いほど、液晶高分子１９ａの長手方向と入射光の光軸がなす角度は小さくなり、往路の光に対する液晶高分子１９ａの屈折率はｎｏに近くなる。往路の光に対する液晶高分子１９ａの屈折率は、交流電圧の実効値に対してほぼ線形に変化する。【００３１】
液晶高分子１９ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が３．５Ｖの場合、図２（ａ）に示すように、液晶高分子１９ａの長手方向はほぼ入射光の光軸に平行な方向となる。従って、往路の光に対する液晶高分子１９ａの屈折率はｎｏとなる。なお、復路の光に対する液晶高分子１９ａの屈折率は、液晶高分子１９ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値によらずｎｏとなる。【００３２】
液晶高分子１９ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖの場合、図２（ｃ）に示すように、液晶高分子１９ｂの長手方向はほぼ入射光の光軸に垂直で図の紙面に垂直な方向となる。従って、復路の光に対する液晶高分子１９ｂの屈折率はｎｅとなる。【００３３】
液晶高分子１９ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖ〜３．５Ｖの場合、図２（ｂ）に示すように、液晶高分子１９ｂの長手方向は入射光の光軸を含む図の紙面に垂直な面内で入射光の光軸と所定の角度をなす。従って、復路の光に対する液晶高分子１９ｂの屈折率はｎｅとｎｏの中間の値となる。交流電圧の実効値が高いほど、液晶高分子１９ｂの長手方向と入射光の光軸がなす角度は小さくなり、復路の光に対する液晶高分子１９ｂの屈折率はｎｏに近くなる。復路の光に対する液晶高分子１９ｂの屈折率は、交流電圧の実効値に対してほぼ線形に変化する。【００３４】
液晶高分子１９ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が３．５Ｖの場合、図２（ａ）に示すように、液晶高分子１９ｂの長手方向はほぼ入射光の光軸に平行な方向となる。従って、復路の光に対する液晶高分子１９ｂの屈折率はｎｏとなる。なお、往路の光に対する液晶高分子１９ｂの屈折率は、液晶高分子１９ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値によらずｎｏとなる。【００３５】
その結果、液晶屈折レンズ１１は、往路の光に対しては、液晶高分子１９ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子１９ａの屈折率と、充填剤２０ａの液晶高分子１９ａ側の面に形成されている屈折レンズの曲率半径に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。液晶高分子１９ｂはレンズとしての動作に寄与しない。これに対して、液晶屈折レンズ１１は、復路の光に対しては、液晶高分子１９ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子１９ｂの屈折率と、充填剤２０ｂの液晶高分子１９ｂ側の面に形成されている屈折レンズの曲率半径に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。液晶高分子１９ａはレンズとしての動作に寄与しない。液晶高分子１９ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値と液晶高分子１９ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を等しくし、充填剤２０ａの液晶高分子１９ａ側の面に形成されている屈折レンズの曲率半径と充填剤２０ｂの液晶高分子１９ｂ側の面に形成されている屈折レンズの曲率半径を等しくすれば、液晶屈折レンズ１１の往路の光に対する焦点距離と液晶屈折レンズ１１の復路の光に対する焦点距離は等しくなる。【００３６】
ここで、対物レンズ５の焦点距離を２．３５ｍｍとし、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を∞（倍率は０）、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば３６ｍｍ（倍率は−２．３５／３６）、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば２３ｍｍ（倍率は−２．３５／２３）とする。また、対物レンズ５から液晶屈折レンズ１１までの距離を例えば２ｍｍとする。このとき、球面収差を補正するためには、ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１１の焦点距離を∞、ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合に液晶屈折レンズ１１の焦点距離を−３４ｍｍ、ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合に液晶屈折レンズ１１の焦点距離を−２１ｍｍとすれば良い。【００３７】
液晶高分子１９ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、液晶高分子１９ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を共にＶｅｆｆとし、それにより決まる往路の光に対する液晶高分子１９ａの屈折率、復路の光に対する液晶高分子１９ｂの屈折率を共にｎとすると、１．５Ｖ＜Ｖｅｆｆ＜３．５Ｖの範囲内ではｎ＝ｎｅ−（Ｖｅｆｆ−１．５）／２×（ｎｅ−ｎｏ）が成り立つ。また、充填剤２０ａの液晶高分子１９ａ側の面に形成されている屈折レンズの曲率半径、充填剤２０ｂの液晶高分子１９ｂ側の面に形成されている屈折レンズの曲率半径を共に２１（ｎｅ−ｎｏ）（ｍｍ）とする。このとき、液晶屈折レンズ１１の往路の光に対する焦点距離、液晶屈折レンズ１１の復路の光に対する焦点距離は共に−２１（ｎｅ−ｎｏ）／（ｎ−ｎｏ）（ｍｍ）となる。従って、液晶屈折レンズ１１の焦点距離を∞とするにはｎ＝ｎｏとすれば良く、そのためにはＶｅｆｆ＝３．５Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１１の焦点距離を−３４ｍｍとするにはｎ＝ｎｅ−１３／３４×（ｎｅ−ｎｏ）とすれば良く、そのためにはＶｅｆｆ＝２．２６Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１１の焦点距離を−２１ｍｍとするにはｎ＝ｎｅとすれば良く、そのためにはＶｅｆｆ＝１．５Ｖとすれば良い。【００３８】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖとする。このとき、図２（ａ）に示すように、入射光は液晶屈折レンズ１１において屈折作用を受けずに透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は０となり、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝２．２６Ｖとする。このとき、図２（ｂ）に示すように、入射光は液晶屈折レンズ１１において焦点距離−３４ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は−２．３５／３６となり、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖとする。このとき、図２（ｃ）に示すように、入射光は液晶屈折レンズ１１において焦点距離−２１ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は−２．３５／２３となり、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される。このように、液晶屈折レンズ１１を用いることにより、焦点距離を∞から−２１ｍｍまでの範囲内で連続的に変化させることが可能となり、ディスク６の種類に応じて変化する往路の光および復路の光における球面収差を補正することができる。その結果、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のディスクに対して良好に記録や再生を行うことができる。【００３９】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す液晶開口制御素子１６ａは光記録媒体の種類に応じて対物レンズ５の実効的な開口数を変化させる。具体的に説明すると、液晶開口制御素子１６ａは図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、基板３０ａと基板３０ｂの間に液晶高分子３１ａと充填剤３２ａを挟み、基板３０ｃと基板３０ｂの間に液晶高分子３１ｂと充填剤３２ｂを挟んだ構成である。充填剤３２ａの液晶高分子３１ａ側の面には回折格子が形成されており、充填剤３２ｂの液晶高分子３１ｂ側の面には回折格子が形成されている。また、基板３０ａ、３０ｂの液晶高分子３１ａ側の面には、液晶高分子３１ａに交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されており、基板３０ｃ、３０ｂの液晶高分子３１ｂ側の面には、液晶高分子３１ｂに交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されている。図中の矢印は液晶高分子３１ａ、３１ｂの長手方向を示している。液晶高分子３１ａ、３１ｂは光学軸の方向が長手方向である一軸の屈折率異方性を有しており、長手方向に平行な方向の偏光成分（異常光成分）に対する屈折率をｎｅ、長手方向に垂直な方向の偏光成分（常光成分）に対する屈折率をｎｏとすると、ｎｅはｎｏに比べて大きい。これに対して、充填剤３２ａ、３２ｂの屈折率は、液晶高分子３１ａ、３１ｂの常光成分に対する屈折率と等しい。ここで、半導体レーザ１ａからディスク６への往路における液晶開口制御素子１６ａへの入射光は、偏光方向が図の紙面に平行な直線偏光であり、ディスク６から光検出器９への復路における液晶開口制御素子１６ａへの入射光は、偏光方向が図の紙面に垂直な直線偏光である。【００４０】
液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖの場合、液晶高分子３１ａの長手方向はほぼ入射光の光軸に垂直で図の紙面に平行な方向となる。従って、往路の光に対する液晶高分子３１ａの屈折率はｎｅとなる。液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が３．５Ｖの場合、液晶高分子３１ａの長手方向はほぼ入射光の光軸に平行な方向となる。従って、往路の光に対する液晶高分子３１ａの屈折率はｎｏとなる。なお、復路の光に対する液晶高分子３１ａの屈折率は、液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値によらずｎｏとなる。これに対して、液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖの場合、液晶高分子３１ｂの長手方向はほぼ入射光の光軸に垂直で図の紙面に垂直な方向となる。従って、復路の光に対する液晶高分子３１ｂの屈折率はｎｅとなる。液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が３．５Ｖの場合、液晶高分子３１ｂの長手方向はほぼ入射光の光軸に平行な方向となる。従って、復路の光に対する液晶高分子３１ｂの屈折率はｎｏとなる。なお、往路の光に対する液晶高分子３１ｂの屈折率は、液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値によらずｎｏとなる。【００４１】
その結果、液晶開口制御素子１６ａは、往路の光に対しては、液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子３１ａの屈折率と、充填剤３２ａの液晶高分子３１ａ側の面に形成されている回折格子の深さに応じた回折効率を有する回折格子として動作する。液晶高分子３１ｂは回折格子としての動作に寄与しない。これに対して、液晶開口制御素子１６ａは、復路の光に対しては、液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子３１ｂの屈折率と、充填剤３２ｂの液晶高分子３１ｂ側の面に形成されている回折格子の深さに応じた回折効率を有する回折格子として動作する。液晶高分子３１ａは回折格子としての動作に寄与しない。液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値と液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を等しくし、充填剤３２ａの液晶高分子３１ａ側の面に形成されている回折格子の深さと充填剤３２ｂの液晶高分子３１ｂ側の面に形成されている回折格子の深さを等しくすれば、液晶開口制御素子１６ａの往路の光に対する回折効率と液晶開口制御素子１６ａの復路の光に対する回折効率は等しくなる。【００４２】
液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を共にＶｅｆｆとし、それにより決まる往路の光に対する液晶高分子３１ａの屈折率、復路の光に対する液晶高分子３１ｂの屈折率を共にｎとすると、Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖのときｎ＝ｎｅ、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖのときｎ＝ｎｏとなる。また、充填剤３２ａの液晶高分子３１ａ側の面に形成されている回折格子の深さ、充填剤３２ｂの液晶高分子３１ｂ側の面に形成されている回折格子の深さを共にλ／２（ｎｅ−ｎｏ）（但しλ＝４０５ｎｍ）とする。このとき、液晶開口制御素子１６ａの往路の光に対する透過率（０次光の効率）、液晶開口制御素子１６ａの復路の光に対する透過率（０次光の効率）は共にｃｏｓ２［π（ｎ−ｎｏ）／２（ｎｅ−ｎｏ）］となる。従って、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖとすればｎ＝ｎｏとなり、液晶開口制御素子１６ａの透過率は１となる。Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖとすればｎ＝ｎｅとなり、液晶開口制御素子１６ａの透過率は０となる。【００４３】
図４に示すように液晶開口制御素子１６ａは、基板３０ａ、３０ｂの液晶高分子３１ａ側の面に形成されている電極のうち一方、および基板３０ｃ、３０ｂの液晶高分子３１ｂ側の面に形成されている電極のうち一方が、３つの同心円により領域３６ａ〜３６ｄの４つの領域に分割されている。これにより、液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、および液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を、領域３６ａ〜３６ｄに対して互いに独立に設定することができる。領域３６ａ〜３６ｄに対する液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、領域３６ａ〜３６ｄに対する液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を、共にそれぞれＶｅｆｆａ、Ｖｅｆｆｂ、Ｖｅｆｆｃ、Ｖｅｆｆｄとする。なお、図中には対物レンズ５の有効径に相当する直径を有する円が点線で示されている。【００４４】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝３．５Ｖとする。このとき、図３（ａ）に示すように、入射光のうち領域３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄのいずれを通る部分の光も、液晶開口制御素子１６ａにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過する。これにより、対物レンズ５の開口数は対物レンズ５の有効径で決定され、ＢＤ規格の条件である０．８５となる。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝１．５Ｖとする。このとき、図３（ｂ）に示すように、入射光のうち領域３６ａ、３６ｂ、３６ｃを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ａにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３６ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ａにおいて回折作用を受けてほぼ完全に回折される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３６ｃと領域３６ｄの境界である円の直径で決定され、ＨＤ  ＤＶＤ規格の条件である０．６５となる。ディスク６がＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝１．５Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝１．５Ｖとする。このとき、図３（ｃ）に示すように、入射光のうち領域３６ａ、３６ｂを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ａにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３６ｃ、３６ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ａにおいて回折作用を受けてほぼ完全に回折される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３６ｂと領域３６ｃの境界である円の直径で決定され、ＤＶＤ規格に対して好適な０．３７となる。対物レンズ５の開口数を０．３７とすることで、ディスク６上に形成される集光スポットの径を、ＤＶＤ規格の条件である波長６５０ｎｍ、対物レンズの開口数０．６の場合と同等にすることができる。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝１．５Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝１．５Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝１．５Ｖとする。このとき、図３（ｄ）に示すように、入射光のうち領域３６ａを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ａにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ａにおいて回折作用を受けてほぼ完全に回折される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３６ａと領域３６ｂの境界である円の直径で決定され、ＣＤ規格に対して好適な０．２３となる。対物レンズ５の開口数を０．２３とすることで、ディスク６上に形成される集光スポットの径を、ＣＤ規格の条件である波長７８０ｎｍ、対物レンズの開口数０．４５の場合と同等にすることができる。このように、液晶開口制御素子１６ａを用いることにより、ディスク６の種類に応じて対物レンズ５の実効的な開口数を制御することができる。【００４５】
実施形態１に係る光ヘッド装置においては、液晶屈折レンズ１１、液晶開口制御素子１６ａ、１／４波長板４は、対物レンズ５と共に図示しないアクチュエータに搭載されており、光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動される。液晶屈折レンズ１１の焦点距離の絶対値が小さいと、液晶屈折レンズ１１の位置が対物レンズ５の位置に対して光軸方向にずれた場合には大きな球面収差が生じ、液晶屈折レンズ１１の位置が対物レンズ５の位置に対してディスク６の半径方向にずれた場合には大きなコマ収差が生じる。【００４６】
しかし、液晶屈折レンズ１１を対物レンズ５と共に光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動すれば、液晶屈折レンズ１１の位置は対物レンズ５の位置に対してずれないため、球面収差およびコマ収差は生じない。また、液晶開口制御素子１６ａにより対物レンズ５の実効的な開口数を低下させると、液晶開口制御素子１６ａの位置が対物レンズ５の位置に対して光軸方向またはディスク６の半径方向にずれた場合には対物レンズ５の実効的な開口の形状が変化する。しかし、液晶開口制御素子１６ａを対物レンズ５と共に光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動すれば、液晶開口制御素子１６ａの位置は対物レンズ５の位置に対してずれないため、対物レンズ５の実効的な開口の形状は変化しない。【００４７】
あるいは、実施形態１に係る光ヘッド装置においては、液晶屈折レンズ１１、液晶開口制御素子１６ａ、１／４波長板４は、対物レンズ５と別に図示しないアクチュエータに搭載されており、対物レンズ５と同じ量だけ光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動される。液晶屈折レンズ１１を対物レンズ５と別に対物レンズ５と同じ量だけ光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動すれば、液晶屈折レンズ１１の位置は対物レンズ５の位置に対してずれないため、球面収差およびコマ収差は生じない。また、液晶開口制御素子１６ａを対物レンズ５と別に対物レンズ５と同じ量だけ光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動すれば、液晶開口制御素子１６ａの位置は対物レンズ５の位置に対してずれないため、対物レンズ５の実効的な開口の形状は変化しない。液晶屈折レンズ１１、液晶開口制御素子１６ａ、１／４波長板４を、対物レンズ５と同じ量だけ光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動するためには、液晶屈折レンズ１１の位置が対物レンズ５の位置に対して光軸方向およびディスク６の半径方向にずれた場合に生じる球面収差およびコマ収差を検出し、球面収差およびコマ収差が０になるように駆動すれば良い。球面収差およびコマ収差を検出する方法としては、例えば特開２００３−５１１３０号公報に記載の方法がある。【００４８】
実施形態１に係る光ヘッド装置における開口制御手段である液晶開口制御素子１６ａを液晶開口制御素子１７ａで置き換えた形態も可能である。開口制御手段である液晶開口制御素子１７ａは光記録媒体の種類に応じて対物レンズ５の実効的な開口数を変化させる。具体的に説明する。【００４９】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように液晶開口制御素子１７ａは、基板３３ａと基板３３ｂの間に液晶高分子３４と充填剤３５を交互に積層した構成である。基板３３ａ、３３ｂの液晶高分子３４側の面には、液晶高分子３４に交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されている。図中の矢印は液晶高分子３４の長手方向を示している。液晶高分子３４は光学軸の方向が長手方向である一軸の屈折率異方性を有しており、長手方向に平行な方向の偏光成分（異常光成分）に対する屈折率をｎｅ、長手方向に垂直な方向の偏光成分（常光成分）に対する屈折率をｎｏとすると、ｎｅはｎｏに比べて大きい。これに対して、充填剤３５の屈折率は、液晶高分子３４の常光成分に対する屈折率と等しい。【００５０】
液晶高分子３４を挟む電極に印加する交流電圧の実効値が０Ｖの場合、液晶高分子３４の長手方向は入射光の光軸に対してランダムな方向となる。このとき、入射光に対する液晶高分子３４の屈折率は［（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３］１／２となる。液晶高分子３４を挟む電極に印加する交流電圧の実効値が８０Ｖの場合、液晶高分子３４の長手方向はほぼ入射光の光軸に平行な方向となる。従って、入射光に対する液晶高分子３４の屈折率はｎｏとなる。その結果、液晶開口制御素子１７ａは、入射光に対し、液晶高分子３４を挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子３４の屈折率と、液晶高分子３４および充填剤３５の各層の光学的な厚さに応じた回折効率を有する反射型の回折格子として動作する。液晶高分子３４を挟む電極に印加する交流電圧の実効値をＶｅｆｆとし、それにより決まる入射光に対する液晶高分子３４の屈折率をｎとすると、Ｖｅｆｆ＝０Ｖのときｎ＝［（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３］１／２、Ｖｅｆｆ＝８０Ｖのときｎ＝ｎｏとなる。また、液晶高分子３４および充填剤３５の各層の光学的な厚さをλ／４（但しλ＝４０５ｎｍ）とする。このとき、Ｖｅｆｆ＝８０Ｖとすれば液晶開口制御素子１７ａの透過率はほぼ１となり、Ｖｅｆｆ＝０Ｖとすれば液晶開口制御素子１７ａの透過率はほぼ０となる。【００５１】
図６に示すように液晶開口制御素子１７ａは、基板３３ａ、３３ｂの液晶高分子３４側の面に形成されている電極のうち一方が３つの同心円により領域３７ａ〜３７ｄの４つの領域に分割されている。これにより、液晶高分子３４を挟む電極に印加する交流電圧の実効値を、領域３７ａ〜３７ｄに対して互いに独立に設定することができる。領域３７ａ〜３７ｄに対する液晶高分子３４を挟む電極に印加する交流電圧の実効値を、それぞれＶｅｆｆａ、Ｖｅｆｆｂ、Ｖｅｆｆｃ、Ｖｅｆｆｄとする。なお、図中には対物レンズ５の有効径に相当する直径を有する円が点線で示されている。【００５２】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝８０Ｖとする。このとき、図５（ａ）に示すように、入射光のうち領域３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄのいずれを通る部分の光も、液晶開口制御素子１７ａにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過する。これにより、対物レンズ５の開口数は対物レンズ５の有効径で決定され、ＢＤ規格の条件である０．８５となる。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝０Ｖとする。このとき、図５（ｂ）に示すように、入射光のうち領域３７ａ、３７ｂ、３７ｃを通る部分の光は、液晶開口制御素子１７ａにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３７ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１７ａにおいて回折作用を受けてほぼ完全に反射される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３７ｃと領域３７ｄの境界である円の直径で決定され、ＨＤ  ＤＶＤ規格の条件である０．６５となる。ディスク６がＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝０Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝０Ｖとする。このとき、図５（ｃ）に示すように、入射光のうち領域３７ａ、３７ｂを通る部分の光は、液晶開口制御素子１７ａにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３７ｃ、３７ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１７ａにおいて回折作用を受けてほぼ完全に反射される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３７ｂと領域３７ｃの境界である円の直径で決定され、ＤＶＤ規格に対して好適な０．３７となる。対物レンズ５の開口数を０．３７とすることで、ディスク６上に形成される集光スポットの径を、ＤＶＤ規格の条件である波長６５０ｎｍ、対物レンズの開口数０．６の場合と同等にすることができる。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝８０Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝０Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝０Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝０Ｖとする。このとき、図５（ｄ）に示すように、入射光のうち領域３７ａを通る部分の光は、液晶開口制御素子１７ａにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１７ａにおいて回折作用を受けてほぼ完全に反射される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３７ａと領域３７ｂの境界である円の直径で決定され、ＣＤ規格に対して好適な０．２３となる。対物レンズ５の開口数を０．２３とすることで、ディスク６上に形成される集光スポットの径を、ＣＤ規格の条件である波長７８０ｎｍ、対物レンズの開口数０．４５の場合と同等にすることができる。このように、液晶開口制御素子１７ａを用いることにより、ディスク６の種類に応じて対物レンズ５の実効的な開口数を制御することができる。【００５３】
（実施形態２）
実施形態２に係る光ヘッド装置は、実施形態１におけるレンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１を液晶屈折レンズ１２で置き換えたものである。【００５４】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように液晶屈折レンズ１２は、基板２１ａと基板２１ｂの間に液晶高分子２２ａを挟み、基板２１ｃと基板２１ｂの間に液晶高分子２２ｂを挟んだ構成である。基板２１ａ、２１ｂの液晶高分子２２ａ側の面には、液晶高分子２２ａに交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されており、基板２１ｃ、２１ｂの液晶高分子２２ｂ側の面には、液晶高分子２２ｂに交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されている。液晶高分子２２ａを挟む２つの電極のうち一方、液晶高分子２２ｂを挟む２つの電極のうち一方はパタン電極であり、液晶高分子２２ａ、２２ｂに印加する電圧を中心部から周辺部へ向かって変化させることができる。図中の矢印は液晶高分子２２ａ、２２ｂの長手方向を示している。液晶高分子２２ａ、２２ｂは光学軸の方向が長手方向である一軸の屈折率異方性を有しており、長手方向に平行な方向の偏光成分（異常光成分）に対する屈折率をｎｅ、長手方向に垂直な方向の偏光成分（常光成分）に対する屈折率をｎｏとすると、ｎｅはｎｏに比べて大きい。ここで、半導体レーザ１ａからディスク６への往路における液晶屈折レンズ１２への入射光は、偏光方向が図の紙面に平行な直線偏光であり、ディスク６から光検出器９への復路における液晶屈折レンズ１２への入射光は、偏光方向が図の紙面に垂直な直線偏光である。【００５５】
液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化している場合、図７（ｃ）に示すように、液晶高分子２２ａの長手方向は中心部ではほぼ入射光の光軸に平行な方向となり、周辺部ではほぼ入射光の光軸に垂直で図の紙面に平行な方向となり、中心部から周辺部へ向かって変化する。従って、往路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率は中心部ではｎｏ、周辺部ではｎｅとなり、中心部から周辺部へ向かって変化する。液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化している場合、図７（ｂ）に示すように、液晶高分子２２ａの長手方向は中心部ではほぼ入射光の光軸に平行な方向となり、周辺部では入射光の光軸を含む図の紙面に平行な面内で入射光の光軸と所定の角度をなし、中心部から周辺部へ向かって変化する。従って、往路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率は中心部ではｎｏ、周辺部ではｎｅとｎｏの中間の値となり、中心部から周辺部へ向かって変化する。周辺部における交流電圧の実効値が高いほど、周辺部における液晶高分子２２ａの長手方向と入射光の光軸がなす角度は小さくなり、周辺部における往路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率はｎｏに近くなる。周辺部における往路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率は、周辺部における交流電圧の実効値に対してほぼ線形に変化する。液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部でも３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化していない場合、図７（ａ）に示すように、液晶高分子２２ａの長手方向は中心部ではほぼ入射光の光軸に平行な方向となり、周辺部でもほぼ入射光の光軸に平行な方向となり、中心部から周辺部へ向かって変化しない。従って、往路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率は中心部ではｎｏ、周辺部でもｎｏとなり、中心部から周辺部へ向かって変化しない。なお、復路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率は、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値によらずｎｏとなる。【００５６】
これに対して、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化している場合、図７（ｃ）に示すように、液晶高分子２２ｂの長手方向は中心部ではほぼ入射光の光軸に平行な方向となり、周辺部ではほぼ入射光の光軸に垂直で図の紙面に垂直な方向となり、中心部から周辺部へ向かって変化する。従って、復路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率は中心部ではｎｏ、周辺部ではｎｅとなり、中心部から周辺部へ向かって変化する。液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化している場合、図７（ｂ）に示すように、液晶高分子２２ｂの長手方向は中心部ではほぼ入射光の光軸に平行な方向となり、周辺部では入射光の光軸を含む図の紙面に垂直な面内で入射光の光軸と所定の角度をなし、中心部から周辺部へ向かって変化する。従って、復路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率は中心部ではｎｏ、周辺部ではｎｅとｎｏの中間の値となり、中心部から周辺部へ向かって変化する。周辺部における交流電圧の実効値が高いほど、周辺部における液晶高分子２２ｂの長手方向と入射光の光軸がなす角度は小さくなり、周辺部における復路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率はｎｏに近くなる。周辺部における復路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率は、周辺部における交流電圧の実効値に対してほぼ線形に変化する。液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部でも３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化していない場合、図７（ａ）に示すように、液晶高分子２２ｂの長手方向は中心部ではほぼ入射光の光軸に平行な方向となり、周辺部でもほぼ入射光の光軸に平行な方向となり、中心部から周辺部へ向かって変化しない。従って、復路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率は中心部ではｎｏ、周辺部でもｎｏとなり、中心部から周辺部へ向かって変化しない。なお、往路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率は、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値によらずｎｏとなる。【００５７】
その結果、液晶屈折レンズ１２は、往路の光に対しては、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ａの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。液晶高分子２２ｂはレンズとしての動作に寄与しない。これに対して、液晶屈折レンズ１２は、復路の光に対しては、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ｂの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。液晶高分子２２ａはレンズとしての動作に寄与しない。液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値と液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を、中心部においても周辺部においても等しくすれば、液晶屈折レンズ１２の往路の光に対する焦点距離と液晶屈折レンズ１２の復路の光に対する焦点距離は等しくなる。【００５８】
ここで、対物レンズ５の焦点距離を２．３５ｍｍとし、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を∞（倍率は０）、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば３６ｍｍ（倍率は−２．３５／３６）、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば２３ｍｍ（倍率は−２．３５／２３）とする。また、対物レンズ５から液晶屈折レンズ１２までの距離を例えば２ｍｍとする。このとき、球面収差を補正するためには、ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１２の焦点距離を∞、ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１２の焦点距離を−３４ｍｍ、ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１２の焦点距離を−２１ｍｍとすれば良い。【００５９】
液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を共にＶｅｆｆとし、それにより決まる往路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率、復路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率を共にｎとすると、１．５Ｖ＜Ｖｅｆｆ＜３．５Ｖの範囲内ではｎ＝ｎｅ−（Ｖｅｆｆ−１．５）／２×（ｎｅ−ｎｏ）が成り立つ。また、光軸からの距離をｒ（ｍｍ）とし、液晶高分子２２ａの厚さ、液晶高分子２２ｂの厚さを共にｔ（ｍｍ）とする。このとき、ｎｏ−ｎ＝ｒ２／（２・ｆ・ｔ）となるようにｎをｒに対して２次関数状に変化させれば、液晶屈折レンズ１２の往路の光に対する焦点距離、液晶屈折レンズ１２の復路の光に対する焦点距離は共にｆ（ｍｍ）となる。対物レンズ５の有効径に相当するｒをｒ０とし、ｔ＝ｒ０２／４２（ｎｅ−ｎｏ）（ｍｍ）となるようにｔを定めると、上式はｎ＝ｎｏ−２１／ｆ×（ｎｅ−ｎｏ）×（ｒ／ｒ０）２となる。従って、液晶屈折レンズ１２の焦点距離を∞とするには、中心部（ｒ＝０ｍｍ）、周辺部（ｒ＝ｒ０）ともｎ＝ｎｏとすれば良く、そのためには中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝３．５Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１２の焦点距離を−３４ｍｍとするには、中心部ではｎ＝ｎｏ、周辺部ではｎ＝ｎｏ＋２１／３４×（ｎｅ−ｎｏ）とすれば良く、そのためには中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝２．２６Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１２の焦点距離を−２１ｍｍとするには、中心部ではｎ＝ｎｏ、周辺部ではｎ＝ｎｅとすれば良く、そのためには中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝１．５Ｖとすれば良い。【００６０】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝３．５Ｖとする。このとき、図７（ａ）に示すように、入射光は液晶屈折レンズ１２において屈折作用を受けずに透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は０となり、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合、中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝２．２６Ｖとする。このとき、図７（ｂ）に示すように、入射光は液晶屈折レンズ１２において焦点距離−３４ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は−２．３５／３６となり、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝１．５Ｖとする。このとき、図７（ｃ）に示すように、入射光は液晶屈折レンズ１２において焦点距離−２１ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は−２．３５／２３となり、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される。このように、液晶屈折レンズ１２を用いることにより、焦点距離を∞から−２１ｍｍまでの範囲内で連続的に変化させることが可能となり、ディスク６の種類に応じて変化する往路の光および復路の光における球面収差を補正することができる。その結果、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のディスクに対して良好に記録や再生を行うことができる。【００６１】
実施形態２に係る光ヘッド装置における開口制御手段である液晶開口制御素子１６ａを液晶開口制御素子１７ａで置き換えた形態も可能である。【００６２】
（実施形態３）
図８に示す実施形態３に係る光ヘッド装置は、実施形態１におけるレンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１を、液晶回折レンズ１３ａおよび補助レンズ系である液晶屈折レンズ１４ａで置き換えたものである。【００６３】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように液晶回折レンズ１３ａは、基板２３ａと基板２３ｂの間に液晶高分子２４ａと充填剤２５ａを挟み、基板２３ｃと基板２３ｂの間に液晶高分子２４ｂと充填剤２５ｂを挟んだ構成である。充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面には各輪帯が液晶高分子２４ａ側に凸となるようにブレーズ化された回折レンズが形成されており、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面には各輪帯が液晶高分子２４ｂ側に凸となるようにブレーズ化された回折レンズが形成されている。また、基板２３ａ、２３ｂの液晶高分子２４ａ側の面には、液晶高分子２４ａに交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されており、基板２３ｃ、２３ｂの液晶高分子２４ｂ側の面には、液晶高分子２４ｂに交流電圧を印加するための図示しない電極が形成されている。図中の矢印は液晶高分子２４ａ、２４ｂの長手方向を示している。液晶高分子２４ａ、２４ｂは光学軸の方向が長手方向である一軸の屈折率異方性を有しており、長手方向に平行な方向の偏光成分（異常光成分）に対する屈折率をｎｅ、長手方向に垂直な方向の偏光成分（常光成分）に対する屈折率をｎｏとすると、ｎｅはｎｏに比べて大きい。これに対して、充填剤２５ａ、２５ｂの屈折率は、液晶高分子２４ａ、２４ｂの常光成分に対する屈折率と等しい。ここで、半導体レーザ１ａからディスク６への往路における液晶回折レンズ１３ａへの入射光は、偏光方向が図の紙面に平行な直線偏光であり、ディスク６から光検出器９への復路における液晶回折レンズ１３ａへの入射光は、偏光方向が図の紙面に垂直な直線偏光である。【００６４】
液晶高分子２４ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖの場合、図９（ｃ）に示すように、液晶高分子２４ａの長手方向はほぼ入射光の光軸に垂直で図の紙面に平行な方向となる。従って、往路の光に対する液晶高分子２４ａの屈折率はｎｅとなる。液晶高分子２４ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖ〜３．５Ｖの場合、図９（ｂ）に示すように、液晶高分子２４ａの長手方向は入射光の光軸を含む図の紙面に平行な面内で入射光の光軸と所定の角度をなす。従って、往路の光に対する液晶高分子２４ａの屈折率はｎｅとｎｏの中間の値となる。交流電圧の実効値が高いほど、液晶高分子２４ａの長手方向と入射光の光軸がなす角度は小さくなり、往路の光に対する液晶高分子２４ａの屈折率はｎｏに近くなる。往路の光に対する液晶高分子２４ａの屈折率は、交流電圧の実効値に対してほぼ線形に変化する。液晶高分子２４ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が３．５Ｖの場合、図９（ａ）に示すように、液晶高分子２４ａの長手方向はほぼ入射光の光軸に平行な方向となる。従って、往路の光に対する液晶高分子２４ａの屈折率はｎｏとなる。なお、復路の光に対する液晶高分子２４ａの屈折率は、液晶高分子２４ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値によらずｎｏとなる。【００６５】
これに対して、液晶高分子２４ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖの場合、図９（ｃ）に示すように、液晶高分子２４ｂの長手方向はほぼ入射光の光軸に垂直で図の紙面に垂直な方向となる。従って、復路の光に対する液晶高分子２４ｂの屈折率はｎｅとなる。液晶高分子２４ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が１．５Ｖ〜３．５Ｖの場合、図９（ｂ）に示すように、液晶高分子２４ｂの長手方向は入射光の光軸を含む図の紙面に垂直な面内で入射光の光軸と所定の角度をなす。従って、復路の光に対する液晶高分子２４ｂの屈折率はｎｅとｎｏの中間の値となる。交流電圧の実効値が高いほど、液晶高分子２４ｂの長手方向と入射光の光軸がなす角度は小さくなり、復路の光に対する液晶高分子２４ｂの屈折率はｎｏに近くなる。復路の光に対する液晶高分子２４ｂの屈折率は、交流電圧の実効値に対してほぼ線形に変化する。液晶高分子２４ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が３．５Ｖの場合、図９（ａ）に示すように、液晶高分子２４ｂの長手方向はほぼ入射光の光軸に平行な方向となる。従って、復路の光に対する液晶高分子２４ｂの屈折率はｎｏとなる。なお、往路の光に対する液晶高分子２４ｂの屈折率は、液晶高分子２４ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値によらずｎｏとなる。【００６６】
その結果、液晶回折レンズ１３ａは、往路の光に対しては、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの格子ピッチおよび回折レンズにおける回折次数に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。液晶高分子２４ｂはレンズとしての動作に寄与しない。これに対して、液晶回折レンズ１３ａは、復路の光に対しては、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの格子ピッチおよび回折レンズにおける回折次数に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。液晶高分子２４ａはレンズとしての動作に寄与しない。充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの格子ピッチと充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの格子ピッチを等しくし、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズにおける回折次数と充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズにおける回折次数を等しくすれば、液晶回折レンズ１３ａの往路の光に対する焦点距離と液晶回折レンズ１３ａの復路の光に対する焦点距離は等しくなる。【００６７】
液晶屈折レンズ１４ａの構成は図７に示すものと同じである。液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化しており、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化している場合、液晶屈折レンズ１４ａは、往路の光に対しては、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ａの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作し、復路の光に対しては、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ｂの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。これに対して、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では１．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化しており、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では１．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化している場合、液晶屈折レンズ１４ａは、往路の光に対しては、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ａの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凸レンズとして動作し、復路の光に対しては、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ｂの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凸レンズとして動作する。液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値と液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を、中心部においても周辺部においても等しくすれば、液晶屈折レンズ１４ａの往路の光に対する焦点距離と液晶屈折レンズ１４ａの復路の光に対する焦点距離は等しくなる。【００６８】
ここで、対物レンズ５の焦点距離を２．３５ｍｍとし、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を∞（倍率は０）、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば３６ｍｍ（倍率は−２．３５／３６）、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば２３ｍｍ（倍率は−２．３５／２３）とする。また、対物レンズ５から液晶回折レンズ１３ａまでの距離を例えば２ｍｍとする。このとき、球面収差を補正するためには、ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合は液晶回折レンズ１３ａに対する像点の位置を∞、ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合は液晶回折レンズ１３ａに対する像点の位置を−３４ｍｍ、ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合は液晶回折レンズ１３ａに対する像点の位置を−２１ｍｍとすれば良い。【００６９】
液晶回折レンズ１３ａの、液晶高分子２４ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、液晶高分子２４ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を共にＶｅｆｆとし、それにより決まる往路の光に対する液晶高分子２４ａの屈折率、復路の光に対する液晶高分子２４ｂの屈折率を共にｎとすると、Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖのときｎ＝ｎｅ、Ｖｅｆｆ＝２．５Ｖのときｎ＝（ｎｅ＋ｎｏ）／２、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖのときｎ＝ｎｏとなる。また、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの厚さ、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの厚さを共に２λ／（ｎｅ−ｎｏ）（但しλ＝４０５ｎｍ）とする。このとき、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの位相深さ、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの位相深さは共に４π（ｎ−ｎｏ）／（ｎｅ−ｎｏ）となる。ｎ＝ｎｏならば位相深さは０となり、液晶回折レンズ１３ａの往路の光に対する透過率（０次光の効率）、液晶回折レンズ１３ａの復路の光に対する透過率（０次光の効率）が共に１となる。ｎ＝（ｎｅ＋ｎｏ）／２ならば位相深さは２πとなり、往路の光に対する１次回折効率、復路の光に対する１次回折効率が共に１となる。ｎ＝ｎｅならば位相深さは４πとなり、往路の光に対する２次回折効率、復路の光に対する２次回折効率が共に１となる。さらに、光軸からの距離をｒ（ｍｍ）とし、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの格子ピッチ、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの格子ピッチを共にｐ（ｎｍ）とする。このとき、ｐ＝−ｆ・λ／ｒ（但しλ＝４０５ｎｍ）となるようにｐをｒに対して変化させれば、液晶回折レンズ１３ａの往路の透過光（０次光）に対する焦点距離、液晶回折レンズ１３ａの復路の透過光（０次光）に対する焦点距離は共に∞となり、往路の１次回折光に対する焦点距離、復路の１次回折光に対する焦点距離は共にｆとなり、往路の２次回折光に対する焦点距離、復路の２次回折光に対する焦点距離は共にｆ／２となる。ここではｆ＝−３８．８ｍｍとする。従って、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖとすればｎ＝ｎｏとなり、液晶回折レンズ１３ａへの入射光は透過光（０次光）となるため、液晶回折レンズ１３ａの焦点距離は∞となる。Ｖｅｆｆ＝２．５Ｖとすればｎ＝（ｎｅ＋ｎｏ）／２となり、液晶回折レンズ１３ａへの入射光は１次回折光となるため、液晶回折レンズ１３ａの焦点距離は−３８．８ｍｍとなる。Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖとすればｎ＝ｎｅとなり、液晶回折レンズ１３ａへの入射光は２次回折光となるため、液晶回折レンズ１３ａの焦点距離は−１９．４ｍｍとなる。【００７０】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖとする。このとき、図９（ａ）に示すように、入射光は液晶回折レンズ１３ａにおいて回折作用を受けずに透過光（０次光）として透過する。対物レンズ５の倍率が０となり、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正されるためには、液晶回折レンズ１３ａに対する像点の位置が∞であることから、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置を∞とすれば良い。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝２．５Ｖとする。このとき、図９（ｂ）に示すように、入射光は液晶回折レンズ１３ａにおいて回折作用を受けて１次回折光として回折される。対物レンズ５の倍率が−２．３５／３６となり、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正されるためには、液晶回折レンズ１３ａに対する像点の位置が−３４ｍｍ、液晶回折レンズ１３ａの焦点距離が−３８．８ｍｍであることから、簡単のため液晶回折レンズ１３ａの厚さを無視すると、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置を２７４．８ｍｍとすれば良い。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖとする。このとき、図９（ｃ）に示すように、入射光は液晶回折レンズ１３ａにおいて回折作用を受けて２次回折光として回折される。対物レンズ５の倍率が−２．３５／２３となり、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正されるためには、液晶回折レンズ１３ａに対する像点の位置が−２１ｍｍ、液晶回折レンズ１３ａの焦点距離が−１９．４ｍｍであることから、簡単のため液晶回折レンズ１３ａの厚さを無視すると、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置を−２５４．６ｍｍとすれば良い。さらに、液晶回折レンズ１３ａから液晶屈折レンズ１４ａまでの距離を例えば１０ｍｍとする。このとき、球面収差を補正するためには、ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１４ａの焦点距離を∞、ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１４ａの焦点距離を−２６４．８ｍｍ、ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１４ａの焦点距離を２６４．６ｍｍとすれば良い。【００７１】
液晶屈折レンズ１４ａの、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を共にＶｅｆｆとし、それにより決まる往路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率、復路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率を共にｎとすると、１．５Ｖ＜Ｖｅｆｆ＜３．５Ｖの範囲内ではｎ＝ｎｅ−（Ｖｅｆｆ−１．５）／２×（ｎｅ−ｎｏ）が成り立つ。また、光軸からの距離をｒ（ｍｍ）とし、液晶高分子２２ａの厚さ、液晶高分子２２ｂの厚さを共にｔ（ｍｍ）とする。このとき、ｎｏ−ｎ＝ｒ２／（２・ｆ・ｔ）またはｎｅ−ｎ＝ｒ２／（２・ｆ・ｔ）となるようにｎをｒに対して２次関数状に変化させれば、液晶屈折レンズ１４ａの往路の光に対する焦点距離、液晶屈折レンズ１４ａの復路の光に対する焦点距離は共にｆ（ｍｍ）となる。左辺がｎｏ−ｎの場合、ｆは負となるため液晶屈折レンズ１４ａは凹レンズとなり、左辺がｎｅ−ｎの場合、ｆは正となるため液晶屈折レンズ１４ａは凸レンズとなる。対物レンズ５の有効径に相当するｒをｒ０とし、ｔ＝ｒ０２／５２９．２（ｎｅ−ｎｏ）（ｍｍ）となるようにｔを定めると、上式はｎ＝ｎｏ−２６４．６／ｆ×（ｎｅ−ｎｏ）×（ｒ／ｒ０）２またはｎ＝ｎｅ−２６４．６／ｆ×（ｎｅ−ｎｏ）×（ｒ／ｒ０）２となる。従って、液晶屈折レンズ１４ａの焦点距離を∞とするには、中心部（ｒ＝０ｍｍ）、周辺部（ｒ＝ｒ０）ともｎ＝ｎｏまたは中心部（ｒ＝０ｍｍ）、周辺部（ｒ＝ｒ０）ともｎ＝ｎｅとすれば良く、そのためには中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝３．５Ｖまたは中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝１．５Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１４ａの焦点距離を−２６４．８ｍｍとするには、中心部ではｎ＝ｎｏ、周辺部ではｎ＝ｎｏ＋２６４．６／２６４．８×（ｎｅ−ｎｏ）とすれば良く、そのためには中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝１．５Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１４ａの焦点距離を２６４．６ｍｍとするには、中心部ではｎ＝ｎｅ、周辺部ではｎ＝ｎｏとすれば良く、そのためには中心部ではＶｅｆｆ＝１．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖとすれば良い。【００７２】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝３．５Ｖまたは中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝１．５Ｖとする。このとき、入射光は液晶屈折レンズ１４ａにおいて屈折作用を受けずに透過する。これにより、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置は∞となり、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合、中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝１．５Ｖとする。このとき、入射光は液晶屈折レンズ１４ａにおいて焦点距離−２６４．８ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置は２７４．８ｍｍとなり、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、中心部ではＶｅｆｆ＝１．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖとする。このとき、入射光は液晶屈折レンズ１４ａにおいて焦点距離２６４．６ｍｍの凸レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置は−２５４．６ｍｍとなり、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される。このように、液晶屈折レンズ１４ａを用いることにより、焦点距離を∞から±２６４．６ｍｍまでの範囲内で連続的に変化させることが可能となり、ディスク６の種類に応じて変化する往路の光および復路の光における球面収差を補正することができる。その結果、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のディスクに対して良好に記録や再生を行うことができる。【００７３】
実施形態３に係る光ヘッド装置においては、液晶回折レンズ１３ａ、液晶開口制御素子１６ａ、１／４波長板４は、対物レンズ５と共に図示しないアクチュエータに搭載されており、光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動される。液晶回折レンズ１３ａの焦点距離の絶対値が小さいと、液晶回折レンズ１３ａの位置が対物レンズ５の位置に対して光軸方向にずれた場合には大きな球面収差が生じ、液晶回折レンズ１３ａの位置が対物レンズ５の位置に対してディスク６の半径方向にずれた場合には大きなコマ収差が生じる。しかし、液晶回折レンズ１３ａを対物レンズ５と共に光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動すれば、液晶回折レンズ１３ａの位置は対物レンズ５の位置に対してずれないため、球面収差およびコマ収差は生じない。【００７４】
あるいは、実施形態３に係る光ヘッド装置においては、液晶回折レンズ１３ａ、液晶開口制御素子１６ａ、１／４波長板４は、対物レンズ５と別に図示しないアクチュエータに搭載されており、対物レンズ５と同じ量だけ光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動される。液晶回折レンズ１３ａを対物レンズ５と別に対物レンズ５と同じ量だけ光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動すれば、液晶回折レンズ１３ａの位置は対物レンズ５の位置に対してずれないため、球面収差およびコマ収差は生じない。【００７５】
実施形態３に係る光ヘッド装置においては、液晶屈折レンズ１４ａは光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動されない。液晶屈折レンズ１４ａの焦点距離の絶対値は大きいため、液晶屈折レンズ１４ａを光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動せず、液晶屈折レンズ１４ａの位置が対物レンズ５の位置に対して光軸方向にずれた場合にも殆んど球面収差は生じず、液晶屈折レンズ１４ａの位置が対物レンズ５の位置に対してディスク６の半径方向にずれた場合にも殆んどコマ収差は生じない。【００７６】
実施形態３に係る光ヘッド装置においては、実施形態３における補助レンズ系である液晶屈折レンズ１４ａを、凹レンズと凸レンズから構成されるエキスパンダレンズで置き換えた形態も可能である。液晶屈折レンズ１４ａは光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動する必要がないため、サイズが大きく光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動することが困難なエキスパンダレンズで置き換えることができる。ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、凹レンズに平行光として入射した光が凸レンズから平行光として出射し、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置が∞となるように、凹レンズと凸レンズの間隔を制御する。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合、凹レンズに平行光として入射した光が凸レンズから適切な発散角の発散光として出射し、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置が２７４．８ｍｍとなるように、凹レンズと凸レンズの間隔を制御する。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、凹レンズに平行光として入射した光が凸レンズから適切な収束角の収束光として出射し、液晶回折レンズ１３ａに対する物点の位置が−２５４．６ｍｍとなるように、凹レンズと凸レンズの間隔を制御する。凹レンズと凸レンズの間隔を変化させる手段としては、モータや圧電素子が用いられる。【００７７】
実施形態３に係る光ヘッド装置としては、実施形態３における開口制御手段である液晶開口制御素子１６ａを液晶開口制御素子１７ａで置き換えた形態も可能である。【００７８】
実施形態１に係る光ヘッド装置においては、液晶屈折レンズ１１における、充填剤２０ａの液晶高分子１９ａ側の面に形成されている屈折レンズの曲率半径、充填剤２０ｂの液晶高分子１９ｂ側の面に形成されている屈折レンズの曲率半径は共に２１（ｎｅ−ｎｏ）（ｍｍ）である。また、光軸からの距離をｒ（ｍｍ）とし、対物レンズ５の有効径に相当するｒをｒ０とする。ここでｎｏ＝１．５２、ｎｅ＝１．７７、ｒ０＝２ｍｍとすると、屈折レンズの曲率半径は５．２５ｍｍとなり、液晶高分子１９ａの周辺部と中心部の厚さの差、液晶高分子１９ｂの周辺部と中心部の厚さの差は共に０．３９６ｍｍとなる。すなわち、液晶高分子１９ａの周辺部の厚さの最小値、液晶高分子１９ｂの周辺部の厚さの最小値は共に０．３９６ｍｍと大きい。このため、液晶屈折レンズ１１の焦点距離を変化させるのに必要な時間は数秒程度と長い。また、本発明の光ヘッド装置の第二の実施の形態においては、液晶屈折レンズ１２における、液晶高分子２２ａの厚さ、液晶高分子２２ｂの厚さは共にｒ０２／４２（ｎｅ−ｎｏ）（ｍｍ）である。ここでｎｏ＝１．５２、ｎｅ＝１．７７、ｒ０＝２ｍｍとすると、液晶高分子２２ａの厚さ、液晶高分子２２ｂの厚さは共に０．３８１ｍｍと大きい。このため、液晶屈折レンズ１２の焦点距離を変化させるのに必要な時間は数秒程度と長い。【００７９】
これに対して、実施形態３に係る光ヘッド装置においては、液晶回折レンズ１３における、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの厚さ、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの厚さは共に２λ／（ｎｅ−ｎｏ）（但しλ＝４０５ｎｍ）である。ここでｎｏ＝１．５２、ｎｅ＝１．７７とすると、回折レンズの厚さは３．２４μｍとなる。すなわち、液晶高分子２４ａの厚さの最小値、液晶高分子２４ｂの厚さの最小値は共に３．２４μｍと小さい。このため、液晶回折レンズ１３の焦点距離を変化させるのに必要な時間は数十ミリ秒程度と短い。また、液晶屈折レンズ１４ａにおける、液晶高分子２２ａの厚さ、液晶高分子２２ｂの厚さは共にｒ０２／５２９．２（ｎｅ−ｎｏ）（ｍｍ）である。ここでｎｏ＝１．５２、ｎｅ＝１．７７、ｒ０＝２ｍｍとすると、液晶高分子２２ａの厚さ、液晶高分子２２ｂの厚さは共に３０．２μｍと小さい。このため、液晶屈折レンズ１４ａの焦点距離を変化させるのに必要な時間は数百ミリ秒程度と短い。また、実施形態３に係る光ヘッド装置における液晶屈折レンズ１４ａをエキスパンダレンズで置き換えた実施の形態においては、エキスパンダレンズの焦点距離を変化させるのに必要な時間は数十ミリ秒〜数百ミリ秒程度と短い。【００８０】
このように、焦点距離を広い範囲で連続的に変化させることが可能な屈折型の液晶レンズにより可変焦点レンズを構成した場合、焦点距離を変化させるのに必要な時間は長くなる。これに対し、焦点距離を広い範囲で離散的に変化させることが可能な回折型の液晶レンズと、焦点距離を狭い範囲で連続的に変化させることが可能な屈折型の液晶レンズまたはエキスパンダレンズにより可変焦点レンズを構成した場合、焦点距離を変化させるのに必要な時間は短くなる。【００８１】
（実施形態４）
実施形態４に係る光ヘッド装置は、実施形態１におけるレンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１を液体レンズ１５で置き換えたものである。【００８２】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように液体レンズ１５は、基板２６ａと基板２６ｂの間に導電性を有する水２８と絶縁性を有する油２９を挟んだ構成である。基板２６ａ、２６ｂの周辺部には、水２８に交流電圧を印加するための電極２７ａ、２７ｂがそれぞれ形成されている。電極２７ａは水２８に接しており、電極２７ｂは水２８および油２９に接している。水２８の屈折率をｎｗ、油２９の屈折率をｎｏとすると、ｎｏはｎｗに比べて大きい。【００８３】
電極２７ａと電極２７ｂの間に印加する交流電圧の実効値を０Ｖとした場合、図１０（ｃ）に示すように、電極２７ｂのうち水２８に接する部分の面積は小さい。従って、水２８は周辺部の厚さが薄く、中心部の厚さが厚くなり、水２８と油２９の境界面には油２９側に凸である曲率半径が小さい屈折レンズが形成される。電極２７ａと電極２７ｂの間に印加する交流電圧の実効値を上げた場合、図１０（ｂ）に示すように、電極２７ｂのうち水２８に接する部分の面積は大きくなる。従って、水２８の周辺部の厚さと中心部の厚さの差は小さくなり、水２８と油２９の境界面に形成される屈折レンズの曲率半径は大きくなる。水２８と油２９の境界面に形成される屈折レンズの曲率半径の逆数は、交流電圧の実効値に対してほぼ線形に変化する。電極２７ａと電極２７ｂの間に印加する交流電圧の実効値をさらに上げて４０Ｖとした場合、図１０（ａ）に示すように、電極２７ｂのうち水２８に接する部分の面積はさらに大きくなる。従って、水２８の周辺部の厚さと中心部の厚さは等しくなり、水２８と油２９の境界面に形成される屈折レンズの曲率半径は∞となる。その結果、液体レンズ１５は、水２８および油２９の屈折率と、電極２７ａと電極２７ｂの間に印加する交流電圧の実効値により決まる、水２８と油２９の境界面に形成される屈折レンズの曲率半径に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。【００８４】
ここで、対物レンズ５の焦点距離を２．３５ｍｍとし、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を∞（倍率は０）、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば３６ｍｍ（倍率は−２．３５／３６）、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば２３ｍｍ（倍率は−２．３５／２３）とする。また、対物レンズ５から液体レンズ１５までの距離を例えば２ｍｍとする。このとき、球面収差を補正するためには、ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合は液体レンズ１５の焦点距離を∞、ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合は液体レンズ１５の焦点距離を−３４ｍｍ、ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合は液体レンズ１５の焦点距離を−２１ｍｍとすれば良い。【００８５】
電極２７ａと電極２７ｂの間に印加する交流電圧の実効値をＶｅｆｆとし、それにより決まる水２８と油２９の境界面に形成された屈折レンズの曲率半径をＲとすると、Ｒ＝８４０（ｎｏ−ｎｗ）／（４０−Ｖｅｆｆ）（ｍｍ）が成り立つ。このとき、液体レンズ１５の焦点距離は−Ｒ／（ｎｏ−ｎｗ）（ｍｍ）となる。従って、液体レンズ１５の焦点距離を∞とするにはＲを∞とすれば良く、そのためにはＶｅｆｆ＝４０Ｖとすれば良い。液体レンズ１５の焦点距離を−３４ｍｍとするにはＲを３４（ｎｏ−ｎｗ）（ｍｍ）とすれば良く、そのためにはＶｅｆｆ＝１５．３Ｖとすれば良い。液体レンズ１５の焦点距離を−２１ｍｍとするにはＲを２１（ｎｏ−ｎｗ）（ｍｍ）とすれば良く、そのためにはＶｅｆｆ＝０Ｖとすれば良い。【００８６】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝４０Ｖとする。このとき、図１０（ａ）に示すように、入射光は液体レンズ１５において屈折作用を受けずに透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は０となり、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝１５．３Ｖとする。このとき、図１０（ｂ）に示すように、入射光は液体レンズ１５において焦点距離−３４ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は−２．３５／３６となり、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝０Ｖとする。このとき、図１０（ｃ）に示すように、入射光は液体レンズ１５において焦点距離−２１ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、対物レンズ５の倍率は−２．３５／２３となり、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される。このように、液体レンズ１５を用いることにより、焦点距離を∞から−２１ｍｍまでの範囲内で連続的に変化させることが可能となり、ディスク６の種類に応じて変化する球面収差を補正することができる。その結果、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のディスクに対して良好に記録や再生を行うことができる。【００８７】
実施形態４に係る光ヘッド装置においては、液体レンズ１５、液晶開口制御素子１６ａ、１／４波長板４は、対物レンズ５と共に図示しないアクチュエータに搭載されており、光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動される。液体レンズ１５の焦点距離の絶対値が小さいと、液体レンズ１５の位置が対物レンズ５の位置に対して光軸方向にずれた場合には大きな球面収差が生じ、液体レンズ１５の位置が対物レンズ５の位置に対してディスク６の半径方向にずれた場合には大きなコマ収差が生じる。しかし、液体レンズ１５を対物レンズ５と共に光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動すれば、液体レンズ１５の位置は対物レンズ５の位置に対してずれないため、球面収差およびコマ収差は生じない。【００８８】
あるいは、実施形態４に係る光ヘッド装置においては、液体レンズ１５、液晶開口制御素子１６ａ、１／４波長板４は、対物レンズ５と別に図示しないアクチュエータに搭載されており、対物レンズ５と同じ量だけ光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動される。液体レンズ１５を対物レンズ５と別に対物レンズ５と同じ量だけ光軸方向およびディスク６の半径方向に駆動すれば、液体レンズ１５の位置は対物レンズ５の位置に対してずれないため、球面収差およびコマ収差は生じない。【００８９】
実施形態４に係る光ヘッド装置における開口制御手段である液晶開口制御素子１６ａを液晶開口制御素子１７ａで置き換えた形態も可能である。【００９０】
実施形態４に係る光ヘッド装置においては、液体レンズ１５の焦点距離を変化させるのに必要な時間は数十ミリ秒〜数百ミリ秒程度と短い。このように、焦点距離を広い範囲で連続的に変化させることが可能な液体レンズにより可変焦点レンズを構成した場合、焦点距離を変化させるのに必要な時間は短くなる。【００９１】
（実施形態５）
図１１に実施形態５に係る光ヘッド装置を示す。光源である半導体レーザ１ａ、１ｂ、１ｃからの出射光の波長はそれぞれ４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍである。半導体レーザ１ａからの出射光はコリメータレンズ２ａで発散光から平行光に変換され、干渉フィルタ１０ａを殆んど全てが透過し、光分離手段である偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光として入射して殆んど全てが透過し、レンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１、開口制御手段である液晶開口制御素子１６ｂを通り、１／４波長板４で直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５で光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６からの反射光は対物レンズ５を逆向きに通り、１／４波長板４で円偏光から往路の光と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、液晶開口制御素子１６ｂ、液晶屈折レンズ１１を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光として入射して殆んど全てが反射され、円筒レンズ７、凸レンズ８を通り、光検出器９で受光される。半導体レーザ１ｂからの出射光はコリメータレンズ２ｂで発散光から平行光に変換され、干渉フィルタ１０ｂで殆んど全てが反射され、干渉フィルタ１０ａで殆んど全てが反射され、光分離手段である偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光として入射して殆んど全てが透過し、レンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１、開口制御手段である液晶開口制御素子１６ｂを通り、１／４波長板４で直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５で光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６からの反射光は対物レンズ５を逆向きに通り、１／４波長板４で円偏光から往路の光と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、液晶開口制御素子１６ｂ、液晶屈折レンズ１１を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光として入射して殆んど全てが反射され、円筒レンズ７、凸レンズ８を通り、光検出器９で受光される。半導体レーザ１ｃからの出射光はコリメータレンズ２ｂで発散光から平行光に変換され、干渉フィルタ１０ｂを殆んど全てが透過し、干渉フィルタ１０ａで殆んど全てが反射され、光分離手段である偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光として入射して殆んど全てが透過し、レンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１、開口制御手段である液晶開口制御素子１６ｂを通り、１／４波長板４で直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５で光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６からの反射光は対物レンズ５を逆向きに通り、１／４波長板４で円偏光から往路の光と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、液晶開口制御素子１６ｂ、液晶屈折レンズ１１を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光として入射して殆んど全てが反射され、円筒レンズ７、凸レンズ８を通り、光検出器９で受光される。本実施の形態においては、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格のディスクに対しては波長４０５ｎｍの光を用いて記録や再生を行い、ＤＶＤ規格のディスクに対しては波長６５０ｎｍの光を用いて記録や再生を行い、ＣＤ規格のディスクに対しては波長７８０ｎｍの光を用いて記録や再生を行う。【００９２】
ＤＶＤ規格のディスクの一種であるＤＶＤ−Ｒは、波長６５０ｎｍにおいては高い反射率が得られるが、波長４０５ｎｍにおいては高い反射率が得られない。また、ＣＤ規格のディスクの一種であるＣＤ−Ｒは、波長７８０ｎｍにおいては高い反射率が得られるが、波長４０５ｎｍにおいては高い反射率が得られない。本実施の形態においては、ＤＶＤ規格のディスクに対しては波長６５０ｎｍの光を用いて記録や再生を行い、ＣＤ規格のディスクに対しては波長７８０ｎｍの光を用いて記録や再生を行うため、ＤＶＤ−ＲやＣＤ−Ｒに対して高い反射率が得られ、記録や再生を安定して行うことができる。【００９３】
実施形態５における液晶屈折レンズ１１の働きは、実施形態１において説明した通りである。【００９４】
液晶開口制御素子１６ｂの構成は図３に示すものと同じである。液晶高分子３１ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、液晶高分子３１ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を共にＶｅｆｆとし、それにより決まる往路の光に対する液晶高分子３１ａの屈折率、復路の光に対する液晶高分子３１ｂの屈折率を共にｎとすると、１．５Ｖ＜Ｖｅｆｆ＜３．５Ｖの範囲内ではｎ＝ｎｅ−（Ｖｅｆｆ−１．５）／２×（ｎｅ−ｎｏ）が成り立つ。また、充填剤３２ａの液晶高分子３１ａ側の面に形成されている回折格子の深さ、充填剤３２ｂの液晶高分子３１ｂ側の面に形成されている回折格子の深さを共にλ／２（ｎｅ−ｎｏ）（但しλ＝７８０ｎｍ）とする。このとき、液晶開口制御素子１６ａの往路の光に対する透過率（０次光の効率）、液晶開口制御素子１６ａの復路の光に対する透過率（０次光の効率）は、波長４０５ｎｍの光に対しては共にｃｏｓ２［７８０／４０５×π（ｎ−ｎｏ）／２（ｎｅ−ｎｏ）］となり、波長６５０ｎｍの光に対しては共にｃｏｓ２［７８０／６５０×π（ｎ−ｎｏ）／２（ｎｅ−ｎｏ）］となり、波長７８０ｎｍの光に対しては共にｃｏｓ２［π（ｎ−ｎｏ）／２（ｎｅ−ｎｏ）］となる。従って、波長４０５ｎｍの光に対してはＶｅｆｆ＝３．５Ｖとすればｎ＝ｎｏとなり、液晶開口制御素子１６ａの透過率は１となる。Ｖｅｆｆ＝２．４６Ｖとすればｎ＝ｎｅ−３７５／７８０×（ｎｅ−ｎｏ）となり、液晶開口制御素子１６ａの透過率は０となる。波長６５０ｎｍの光に対してはＶｅｆｆ＝３．５Ｖとすればｎ＝ｎｏとなり、液晶開口制御素子１６ａの透過率は１となる。Ｖｅｆｆ＝１．８３Ｖとすればｎ＝ｎｅ−１３０／７８０×（ｎｅ−ｎｏ）となり、液晶開口制御素子１６ａの透過率は０となる。波長７８０ｎｍの光に対してはＶｅｆｆ＝３．５Ｖとすればｎ＝ｎｏとなり、液晶開口制御素子１６ａの透過率は１となる。Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖとすればｎ＝ｎｅとなり、液晶開口制御素子１６ａの透過率は０となる。【００９５】
液晶開口制御素子１６ｂの構成は図４に示すものと同じである。【００９６】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝３．５Ｖとする。このとき、図３（ａ）に示すように、波長４０５ｎｍの入射光のうち領域３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄのいずれを通る部分の光も、液晶開口制御素子１６ｂにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過する。これにより、対物レンズ５の開口数は対物レンズ５の有効径で決定され、ＢＤ規格の条件である０．８５となる。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝２．４６Ｖとする。このとき、図３（ｂ）に示すように、波長４０５ｎｍの入射光のうち領域３６ａ、３６ｂ、３６ｃを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ｂにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３６ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ｂにおいて回折作用を受けてほぼ完全に回折される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３６ｃと領域３６ｄの境界である円の直径で決定され、ＨＤ  ＤＶＤ規格の条件である０．６５となる。ディスク６がＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝１．８３Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝１．８３Ｖとする。このとき、図３（ｃ）に示すように、波長６５０ｎｍの入射光のうち領域３６ａ、３６ｂを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ｂにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３６ｃ、３６ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ｂにおいて回折作用を受けてほぼ完全に回折される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３６ｂと領域３６ｃの境界である円の直径で決定され、ＤＶＤ規格の条件である０．６となる。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆａ＝３．５Ｖ、Ｖｅｆｆｂ＝１．５Ｖ、Ｖｅｆｆｃ＝１．５Ｖ、Ｖｅｆｆｄ＝１．５Ｖとする。このとき、図３（ｄ）に示すように、波長７８０ｎｍの入射光のうち領域３６ａを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ｂにおいて回折作用を受けずにほぼ完全に透過し、領域３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを通る部分の光は、液晶開口制御素子１６ｂにおいて回折作用を受けてほぼ完全に回折される。これにより、対物レンズ５の実効的な開口数は領域３６ａと領域３６ｂの境界である円の直径で決定され、ＣＤ規格の条件である０．４５となる。このように、液晶開口制御素子１６ｂを用いることにより、ディスク６の種類に応じて対物レンズ５の実効的な開口数を制御することができる。【００９７】
（実施形態６）
実施形態６に係る光ヘッド装置は、実施形態５におけるレンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１を液晶屈折レンズ１２で置き換えたものである。【００９８】
実施形態６における液晶屈折レンズ１２の働きは、実施形態２において説明した通りである。【００９９】
（実施形態７）
図１２に、実施形態７に係る光ヘッド装置を示す。実施形態７に係る光ヘッド装置は、実施形態５におけるレンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１を、液晶回折レンズ１３ｂおよび補助レンズ系である液晶屈折レンズ１４ｂで置き換えたものである。【０１００】
液晶回折レンズ１３ｂの構成は図９に示すものと同じである。【０１０１】
液晶屈折レンズ１４ｂの構成は図７に示すものと同じである。液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化しており、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では３．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化している場合、液晶屈折レンズ１４ｂは、往路の光に対しては、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ａの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作し、復路の光に対しては、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ｂの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凹レンズとして動作する。一方、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では１．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化しており、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値が中心部では１．５Ｖ、周辺部では１．５Ｖ〜３．５Ｖであり、中心部から周辺部へ向かって変化している場合、液晶屈折レンズ１４ｂは、往路の光に対しては、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ａの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凸レンズとして動作し、復路の光に対しては、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値により決まる液晶高分子２２ｂの屈折率の、中心部における値と周辺部における値の差に応じた焦点距離を有する凸レンズとして動作する。液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値と液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を、中心部においても周辺部においても等しくすれば、液晶屈折レンズ１４ｂの往路の光に対する焦点距離と液晶屈折レンズ１４ｂの復路の光に対する焦点距離は等しくなる。【０１０２】
ここで、対物レンズ５の焦点距離を２．３５ｍｍとし、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を∞（倍率は０）、ＨＤ  ＤＶＤ規格およびＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば３６ｍｍ（倍率は−２．３５／３６）、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される物体距離を例えば２３ｍｍ（倍率は−２．３５／２３）とする。また、対物レンズ５から液晶回折レンズ１３ｂまでの距離を例えば２ｍｍとする。このとき、球面収差を補正するためには、ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合は液晶回折レンズ１３ｂに対する像点の位置を∞、ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合は液晶回折レンズ１３ｂに対する像点の位置を−３４ｍｍ、ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合は液晶回折レンズ１３ｂに対する像点の位置を−２１ｍｍとすれば良い。【０１０３】
液晶回折レンズ１３ｂの、液晶高分子２４ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、液晶高分子２４ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を共にＶｅｆｆとし、それにより決まる往路の光に対する液晶高分子２４ａの屈折率、復路の光に対する液晶高分子２４ｂの屈折率を共にｎとすると、１．５Ｖ＜Ｖｅｆｆ＜３．５Ｖの範囲内ではｎ＝ｎｅ−（Ｖｅｆｆ−１．５）／２×（ｎｅ−ｎｏ）が成り立つ。また、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの厚さ、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの厚さを共にλ／（ｎｅ−ｎｏ）（但しλ＝７８０ｎｍ）とする。このとき、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの位相深さ、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの位相深さは、波長４０５ｎｍの光に対しては共に７８０／４０５×２π（ｎ−ｎｏ）／（ｎｅ−ｎｏ）となり、波長６５０ｎｍの光に対しては共に７８０／６５０×２π（ｎ−ｎｏ）／（ｎｅ−ｎｏ）となり、波長７８０ｎｍの光に対しては共に２π（ｎ−ｎｏ）／（ｎｅ−ｎｏ）となる。波長４０５ｎｍの光に対しては、ｎ＝ｎｏならば位相深さは０となり、液晶回折レンズ１３ｂの往路の光に対する透過率（０次光の効率）、液晶回折レンズ１３ｂの復路の光に対する透過率（０次光の効率）が共に１となる。ｎ＝ｎｅ−３７５／７８０×（ｎｅ−ｎｏ）ならば位相深さは２πとなり、往路の光に対する１次回折効率、復路の光に対する１次回折効率が共に１となる。波長６５０ｎｍの光に対しては、ｎ＝ｎｏならば位相深さは０となり、液晶回折レンズ１３ｂの往路の光に対する透過率（０次光の効率）、液晶回折レンズ１３ｂの復路の光に対する透過率（０次光の効率）が共に１となる。ｎ＝ｎｅ−１３０／７８０×（ｎｅ−ｎｏ）ならば位相深さは２πとなり、往路の光に対する１次回折効率、復路の光に対する１次回折効率が共に１となる。波長７８０ｎｍの光に対しては、ｎ＝ｎｏならば位相深さは０となり、液晶回折レンズ１３ｂの往路の光に対する透過率（０次光の効率）、液晶回折レンズ１３ｂの復路の光に対する透過率（０次光の効率）が共に１となる。ｎ＝ｎｅならば位相深さは２πとなり、往路の光に対する１次回折効率、復路の光に対する１次回折効率が共に１となる。【０１０４】
さらに、光軸からの距離をｒ（ｍｍ）とし、充填剤２５ａの液晶高分子２４ａ側の面に形成されている回折レンズの格子ピッチ、充填剤２５ｂの液晶高分子２４ｂ側の面に形成されている回折レンズの格子ピッチを共にｐ（ｎｍ）とする。このとき、ｐ＝−ｆ・λ／ｒ（但しλ＝７８０ｎｍ）となるようにｐをｒに対して変化させれば、波長４０５ｎｍの光に対しては、液晶回折レンズ１３ｂの往路の透過光（０次光）に対する焦点距離、液晶回折レンズ１３ｂの復路の透過光（０次光）に対する焦点距離は共に∞となり、往路の１次回折光に対する焦点距離、復路の１次回折光に対する焦点距離は共に７８０／４０５×ｆとなる。波長６５０ｎｍの光に対しては、液晶回折レンズ１３ｂの往路の透過光（０次光）に対する焦点距離、液晶回折レンズ１３ｂの復路の透過光（０次光）に対する焦点距離は共に∞となり、往路の１次回折光に対する焦点距離、復路の１次回折光に対する焦点距離は共に７８０／６５０×ｆとなる。波長７８０ｎｍの光に対しては、液晶回折レンズ１３ｂの往路の透過光（０次光）に対する焦点距離、液晶回折レンズ１３ｂの復路の透過光（０次光）に対する焦点距離は共に∞となり、往路の１次回折光に対する焦点距離、復路の１次回折光に対する焦点距離は共にｆとなる。ここではｆ＝−２２．６ｍｍとする。従って、波長４０５ｎｍの光に対しては、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖとすればｎ＝ｎｏとなり、液晶回折レンズ１３ｂへの入射光は透過光（０次光）となるため、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離は∞となる。Ｖｅｆｆ＝２．４６Ｖとすればｎ＝ｎｅ−３７５／７８０×（ｎｅ−ｎｏ）となり、液晶回折レンズ１３ｂへの入射光は１次回折光となるため、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離は−４３．５ｍｍとなる。波長６５０ｎｍの光に対しては、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖとすればｎ＝ｎｏとなり、液晶回折レンズ１３ｂへの入射光は透過光（０次光）となるため、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離は∞となる。Ｖｅｆｆ＝１．８３Ｖとすればｎ＝ｎｅ−１３０／７８０×（ｎｅ−ｎｏ）となり、液晶回折レンズ１３ｂへの入射光は１次回折光となるため、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離は−２７．１ｍｍとなる。波長７８０ｎｍの光に対しては、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖとすればｎ＝ｎｏとなり、液晶回折レンズ１３ｂへの入射光は透過光（０次光）となるため、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離は∞となる。Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖとすればｎ＝ｎｅとなり、液晶回折レンズ１３ｂへの入射光は１次回折光となるため、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離は−２２．６ｍｍとなる。【０１０５】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝３．５Ｖとする。このとき、波長４０５ｎｍの入射光は液晶回折レンズ１３ｂにおいて回折作用を受けずに透過光（０次光）として透過する。対物レンズ５の倍率が０となり、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正されるためには、液晶回折レンズ１３ｂに対する像点の位置が∞であることから、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置を∞とすれば良い。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤのディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝２．４６Ｖとする。このとき、波長４０５ｎｍの入射光は液晶回折レンズ１３ｂにおいて回折作用を受けて１次回折光として回折される。対物レンズ５の倍率が−２．３５／３６となり、ＨＤ  ＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正されるためには、液晶回折レンズ１３ｂに対する像点の位置が−３４ｍｍ、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離が−４３．５ｍｍであることから、簡単のため液晶回折レンズ１３ｂの厚さを無視すると、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置を１５５．４ｍｍとすれば良い。ディスク６がＤＶＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝１．８３Ｖとする。このとき、波長６５０ｎｍの入射光は液晶回折レンズ１３ｂにおいて回折作用を受けて１次回折光として回折される。対物レンズ５の倍率が−２．３５／３６となり、ＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正されるためには、液晶回折レンズ１３ｂに対する像点の位置が−３４ｍｍ、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離が−２７．１ｍｍであることから、簡単のため液晶回折レンズ１３ｂの厚さを無視すると、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置を−１３４ｍｍとすれば良い。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、Ｖｅｆｆ＝１．５Ｖとする。このとき、波長７８０ｎｍの入射光は液晶回折レンズ１３ｂにおいて回折作用を受けて１次回折光として回折される。対物レンズ５の倍率が−２．３５／２３となり、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正されるためには、液晶回折レンズ１３ｂに対する像点の位置が−２１ｍｍ、液晶回折レンズ１３ｂの焦点距離が−２２．６ｍｍであることから、簡単のため液晶回折レンズ１３ｂの厚さを無視すると、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置を２９６．６ｍｍとすれば良い。さらに、液晶回折レンズ１３ｂから液晶屈折レンズ１４ｂまでの距離を例えば１０ｍｍとする。このとき、球面収差を補正するためには、ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１４ｂの焦点距離を∞、ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１４ｂの焦点距離を−１４５．４ｍｍ、ディスク６がＤＶＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１４ｂの焦点距離を１４４ｍｍ、ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合は液晶屈折レンズ１４ｂの焦点距離を−２８６．６ｍｍとすれば良い。【０１０６】
液晶屈折レンズ１４ｂの、液晶高分子２２ａを挟む電極に印加する交流電圧の実効値、液晶高分子２２ｂを挟む電極に印加する交流電圧の実効値を共にＶｅｆｆとし、それにより決まる往路の光に対する液晶高分子２２ａの屈折率、復路の光に対する液晶高分子２２ｂの屈折率を共にｎとすると、１．５Ｖ＜Ｖｅｆｆ＜３．５Ｖの範囲内ではｎ＝ｎｅ−（Ｖｅｆｆ−１．５）／２×（ｎｅ−ｎｏ）が成り立つ。また、光軸からの距離をｒ（ｍｍ）とし、液晶高分子２２ａの厚さ、液晶高分子２２ｂの厚さを共にｔ（ｍｍ）とする。このとき、ｎｏ−ｎ＝ｒ２／（２・ｆ・ｔ）またはｎｅ−ｎ＝ｒ２／（２・ｆ・ｔ）となるようにｎをｒに対して２次関数状に変化させれば、液晶屈折レンズ１４ｂの往路の光に対する焦点距離、液晶屈折レンズ１４ｂの復路の光に対する焦点距離は共にｆ（ｍｍ）となる。左辺がｎｏ−ｎの場合、ｆは負となるため液晶屈折レンズ１４ｂは凹レンズとなり、左辺がｎｅ−ｎの場合、ｆは正となるため液晶屈折レンズ１４ｂは凸レンズとなる。対物レンズ５の有効径に相当するｒをｒ０とし、ｔ＝ｒ０２／２８８（ｎｅ−ｎｏ）（ｍｍ）となるようにｔを定めると、上式はｎ＝ｎｏ−１４４／ｆ×（ｎｅ−ｎｏ）×（ｒ／ｒ０）２またはｎ＝ｎｅ−１４４／ｆ×（ｎｅ−ｎｏ）×（ｒ／ｒ０）２となる。従って、液晶屈折レンズ１４ｂの焦点距離を∞とするには、中心部（ｒ＝０ｍｍ）、周辺部（ｒ＝ｒ０）ともｎ＝ｎｏまたは中心部（ｒ＝０ｍｍ）、周辺部（ｒ＝ｒ０）ともｎ＝ｎｅとすれば良く、そのためには中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝３．５Ｖまたは中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝１．５Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１４ｂの焦点距離を−１４５．４ｍｍとするには、中心部ではｎ＝ｎｏ、周辺部ではｎ＝ｎｅ−１．４／１４５．４×（ｎｅ−ｎｏ）とすれば良く、そのためには中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝１．５２Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１４ｂの焦点距離を１４４ｍｍとするには、中心部ではｎ＝ｎｅ、周辺部ではｎ＝ｎｏとすれば良く、そのためには中心部ではＶｅｆｆ＝１．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖとすれば良い。液晶屈折レンズ１４ｂの焦点距離を−２８６．６ｍｍとするには、中心部ではｎ＝ｎｏ、周辺部ではｎ＝ｎｅ−１４２．６／２８６．６×（ｎｅ−ｎｏ）とすれば良く、そのためには中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝２．５Ｖとすれば良い。【０１０７】
ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝３．５Ｖまたは中心部、周辺部ともＶｅｆｆ＝１．５Ｖとする。このとき、波長４０５ｎｍの入射光は液晶屈折レンズ１４ｂにおいて屈折作用を受けずに透過する。これにより、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置は∞となり、ＢＤ規格の条件である保護層の厚さ０．１ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格のディスクである場合、中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝１．５２Ｖとする。このとき、波長４０５ｎｍの入射光は液晶屈折レンズ１４ｂにおいて焦点距離−１４５．４ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置は１５５．４ｍｍとなり、ＨＤ  ＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＤＶＤ規格のディスクである場合、中心部ではＶｅｆｆ＝１．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖとする。このとき、波長６５０ｎｍの入射光は液晶屈折レンズ１４ｂにおいて焦点距離１４４ｍｍの凸レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置は−１３４ｍｍとなり、ＤＶＤ規格の条件である保護層の厚さ０．６ｍｍに対して球面収差が補正される。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、中心部ではＶｅｆｆ＝３．５Ｖ、周辺部ではＶｅｆｆ＝２．５Ｖとする。このとき、波長７８０ｎｍの入射光は液晶屈折レンズ１４ｂにおいて焦点距離−２８６．６ｍｍの凹レンズとしての屈折作用を受けて透過する。これにより、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置は２９６．６ｍｍとなり、ＣＤ規格の条件である保護層の厚さ１．２ｍｍに対して球面収差が補正される。このように、液晶屈折レンズ１４ｂを用いることにより、焦点距離を∞から±１４４ｍｍまでの範囲内で連続的に変化させることが可能となり、ディスク６の種類に応じて変化する往路の光および復路の光における球面収差を補正することができる。その結果、ＢＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のディスクに対して良好に記録や再生を行うことができる。【０１０８】
実施形態７に係る光ヘッド装置における液晶屈折レンズ１４ｂを、凹レンズと凸レンズから構成されるエキスパンダレンズで置き換えた形態も可能である。ディスク６がＢＤ規格のディスクである場合、凹レンズに平行光として入射した光が凸レンズから平行光として出射し、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置が∞となるように、凹レンズと凸レンズの間隔を制御する。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格のディスクである場合、凹レンズに平行光として入射した光が凸レンズから適切な発散角の発散光として出射し、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置が１５５．４ｍｍとなるように、凹レンズと凸レンズの間隔を制御する。ディスク６がＤＶＤ規格のディスクである場合、凹レンズに平行光として入射した光が凸レンズから適切な収束角の収束光として出射し、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置が−１３４ｍｍとなるように、凹レンズと凸レンズの間隔を制御する。ディスク６がＣＤ規格のディスクである場合、凹レンズに平行光として入射した光が凸レンズから適切な発散角の発散光として出射し、液晶回折レンズ１３ｂに対する物点の位置が２９６．６ｍｍとなるように、凹レンズと凸レンズの間隔を制御する。【０１０９】
（実施形態８）
実施形態８に係る光ヘッド装置は、実施形態５におけるレンズ系を構成する可変焦点レンズである液晶屈折レンズ１１を液体レンズ１５で置き換えたものである。【０１１０】
実施形態８における液体レンズ１５の働きは、実施形態４において説明した通りである。【０１１１】
（実施形態９）
実施形態１に係る光ヘッドを光学式情報記録再生装置に適用した例を実施形態９として説明する。【０１１２】
実施形態９に係る光学式情報記録再生装置は図１３に示すように、実施形態１に係る光ヘッド装置に、変調回路３８、記録信号生成回路３９、半導体レーザ駆動回路４０、増幅回路４１、再生信号処理回路４２、復調回路４３、誤差信号生成回路４４、対物レンズ駆動回路４５、ディスク判別回路４６、液晶レンズ駆動回路４７、液晶開口制御素子駆動回路４９ａを付加したものである。【０１１３】
変調回路３８は、ディスク６へ記録すべきデータを変調規則に従って変調する。記録信号生成回路３９は、変調回路３８で変調された信号に基づいて、記録ストラテジに従って半導体レーザ１ａを駆動するための記録信号を生成する。半導体レーザ駆動回路４０は、記録信号生成回路３９で生成された記録信号に基づいて、半導体レーザ１ａへ記録信号に応じた電流を供給して半導体レーザ１ａを駆動する。これによりディスク６へのデータの記録が行われる。【０１１４】
増幅回路４１は、光検出器９の各受光部からの出力を増幅する。再生信号処理回路４２は、増幅回路４１で増幅された信号に基づいて、ディスク６に記録されたマーク／スペース信号であるＲＦ信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路４３は、再生信号処理回路４２で２値化された信号を復調規則に従って復調する。これによりディスク６からのデータの再生が行われる。【０１１５】
誤差信号生成回路４４は、増幅回路４１で増幅された信号に基づいて、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の生成を行う。対物レンズ駆動回路４５は、誤差信号生成回路４４で生成されたフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づいて、対物レンズ５を駆動する図示しないアクチュエータへフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に応じた電流を供給して対物レンズ５を駆動する。さらに、ディスク６を除く光学系は図示しないポジショナによりディスク６の半径方向へ駆動され、ディスク６は図示しないスピンドルにより回転駆動される。これによりフォーカス、トラック、ポジショナ、スピンドルのサーボが行われる。【０１１６】
ディスク判別回路４６は、増幅回路４６で増幅された信号に基づいて、ディスク６がどの規格のディスクであるかを判別する。ディスク６の表面および記録面からのフォーカス誤差信号のゼロクロス点の間隔から保護層の厚さが０．１ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍのいずれであるかを調べ、保護層の厚さが０．１ｍｍであればディスク６がＢＤ規格のディスクであると判断し、保護層の厚さが０．６ｍｍであればディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクであると判断し、保護層の厚さが１．２ｍｍであればディスク６がＣＤ規格のディスクであると判断する。ディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格またはＤＶＤ規格のディスクである場合、ディスク６の最内周にシステムリードイン信号が記録されているかどうかを調べ、システムリードイン信号が記録されていればディスク６がＨＤ  ＤＶＤ規格のディスクであると判断し、システムリードイン信号が記録されていなければディスク６がＤＶＤ規格のディスクであると判断する。液晶レンズ駆動回路４７は、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶屈折レンズ１１の電極に電圧を印加して液晶屈折レンズ１１を駆動する。また、液晶開口制御素子駆動回路４９ａは、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶開口制御素子１６ａの電極に電圧を印加して液晶開口制御素子１６ａを駆動する。これによりディスク６の種類に応じた球面収差の補正および対物レンズ５の実効的な開口数の制御が行われる。【０１１７】
変調回路３８から半導体レーザ駆動回路４０までのデータの記録に関わる回路、増幅回路４１から復調回路４３までのデータの再生に関わる回路、増幅回路４１から対物レンズ駆動回路４５までのサーボに関わる回路、増幅回路４１から液晶開口制御素子駆動回路４９ａまでの互換に関わる回路は、図示しないコントローラにより制御される。【０１１８】
実施形態９に係る光学式情報記録再生装置は、ディスク６に対して記録および再生を行う光学式情報記録再生装置である。しかし、これに限定されるものではない。実施形態に係る光学式情報記録再生装置としては、ディスク６に対して再生のみを行う光学式情報再生専用装置をも含まれるものである。この場合、半導体レーザ１ａは、半導体レーザ駆動回路４０により記録信号に基づいて駆動されるのではなく、出射光のパワーが一定になるように駆動される。【０１１９】
（実施形態１０）
実施形態２に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を実施形態１０として説明する。実施形態１０に係る光学式情報記録再生装置は、実施形態２に係る光ヘッド装置に、変調回路３８、記録信号生成回路３９、半導体レーザ駆動回路４０、増幅回路４１、再生信号処理回路４２、復調回路４３、誤差信号生成回路４４、対物レンズ駆動回路４５、ディスク判別回路４６、液晶レンズ駆動回路４７、液晶開口制御素子駆動回路４９ａを付加したものである。液晶レンズ駆動回路４７は、ディスク判別回路４７で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶屈折レンズ１２の電極に電圧を印加して液晶屈折レンズ１２を駆動する。【０１２０】
（実施形態１１）
実施形態３に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を実施形態１１として説明する。図１４に示す実施形態１１に係る光学式情報記録再生装置は、実施形態３に係る光ヘッド装置に、変調回路３８、記録信号生成回路３９、半導体レーザ駆動回路４０、増幅回路４１、再生信号処理回路４２、復調回路４３、誤差信号生成回路４４、対物レンズ駆動回路４５、ディスク判別回路４６、液晶レンズ駆動回路４８ａ、液晶開口制御素子駆動回路４９ａを付加したものである。液晶レンズ駆動回路４８ａは、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶回折レンズ１３ａおよび液晶屈折レンズ１４ａの電極に電圧を印加して液晶回折レンズ１３ａおよび液晶屈折レンズ１４ａを駆動する。【０１２１】
実施形態１１に係る光学式情報記録再生装置としては、実施形態３における液晶屈折レンズ１４ａをエキスパンダレンズで置き換え、液晶レンズ駆動回路４８ａを液晶回折レンズ１３ａのみを駆動する回路とし、エキスパンダレンズを駆動するエキスパンダレンズ駆動回路を付加した形態も可能である。液晶レンズ駆動回路４８ａは、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶回折レンズ１３ａの電極に電圧を印加して液晶回折レンズ１３ａを駆動する。エキスパンダレンズ駆動回路は、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、図示しないモータや圧電素子によりエキスパンダレンズを駆動する。【０１２２】
（実施形態１２）
実施形態４に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を実施形態１２として説明する。実施形態１２に係る光学式情報記録再生装置は、実施形態４に係る光ヘッド装置に、変調回路３８、記録信号生成回路３９、半導体レーザ駆動回路４０、増幅回路４１、再生信号処理回路４２、復調回路４３、誤差信号生成回路４４、対物レンズ駆動回路４５、ディスク判別回路４６、液晶レンズ駆動回路４７、液晶開口制御素子駆動回路４９ａを付加したものである。液体レンズ駆動回路４７は、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液体レンズ１５の電極に電圧を印加して液体レンズ１５を駆動する。【０１２３】
（実施形態１３）
実施形態５に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を実施形態１３として説明する。図１５に示す本発明の実施形態１３に係る光学式情報記録再生装置は、実施形態５に係光ヘッド装置に、変調回路３８、記録信号生成回路３９、半導体レーザ駆動回路４０、増幅回路４１、再生信号処理回路４２、復調回路４３、誤差信号生成回路４４、対物レンズ駆動回路４５、ディスク判別回路４６、液晶レンズ駆動回路４７、液晶開口制御素子駆動回路４９ｂを付加したものである。半導体レーザ駆動回路４０は、記録信号生成回路３９で生成された記録信号に基づいて、半導体レーザ１ａ、１ｂ、１ｃのいずれかへ記録信号に応じた電流を供給して半導体レーザ１ａ、１ｂ、１ｃを選択的に駆動する。液晶開口制御素子駆動回路４９ｂは、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶開口制御素子１６ｂの電極に電圧を印加して液晶開口制御素子１６ｂを駆動する。【０１２４】
（実施形態１４）
実施形態６に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を実施形態１４として説明する。実施形態１４に係る光学式情報記録再生装置は、実施形態６に係る光ヘッド装置に、変調回路３８、記録信号生成回路３９、半導体レーザ駆動回路４０、増幅回路４１、再生信号処理回路４２、復調回路４３、誤差信号生成回路４４、対物レンズ駆動回路４５、ディスク判別回路４６、液晶レンズ駆動回路４７、液晶開口制御素子駆動回路４９ａを付加したものである。液晶レンズ駆動回路４７は、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶屈折レンズ１２の電極に電圧を印加して液晶屈折レンズ１２を駆動する。【０１２５】
（実施形態１５）
実施形態７に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を実施形態１５として説明する。図１６に示す実施形態１５に係る光学式情報記録再生装置は、実施形態７に係る光ヘッド装置に、変調回路３８、記録信号生成回路３９、半導体レーザ駆動回路４０、増幅回路４１、再生信号処理回路４２、復調回路４３、誤差信号生成回路４４、対物レンズ駆動回路４５、ディスク判別回路４６、液晶レンズ駆動回路４８ｂ、液晶開口制御素子駆動回路４９ｂを付加したものである。液晶レンズ駆動回路４８ｂは、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶回折レンズ１３ｂおよび液晶屈折レンズ１４ｂの電極に電圧を印加して液晶回折レンズ１３ｂおよび液晶屈折レンズ１４ｂを駆動する。【０１２６】
実施形態１５に係る光学式情報記録再生装置としては、実施形態１５における液晶屈折レンズ１４ｂをエキスパンダレンズで置き換え、液晶レンズ駆動回路４８ｂを液晶回折レンズ１３ｂのみを駆動する回路とし、エキスパンダレンズを駆動するエキスパンダレンズ駆動回路を付加した形態も可能である。液晶レンズ駆動回路４８ｂは、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液晶回折レンズ１３ｂの電極に電圧を印加して液晶回折レンズ１３ｂを駆動する。エキスパンダレンズ駆動回路は、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、図示しないモータや圧電素子によりエキスパンダレンズを駆動する。【０１２７】
（実施形態１６）
実施形態８に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を実施形態１６として説明する。実施形態１６に係る光学式情報記録再生装置は、実施形態８に係る光ヘッド装置に、変調回路３８、記録信号生成回路３９、半導体レーザ駆動回路４０、増幅回路４１、再生信号処理回路４２、復調回路４３、誤差信号生成回路４４、対物レンズ駆動回路４５、ディスク判別回路４６、液晶レンズ駆動回路４７、液晶開口制御素子駆動回路４９ａを付加したものである。液体レンズ駆動回路４７は、ディスク判別回路４６で判別されたディスク６の種類に基づいて、液体レンズ１５の電極に電圧を印加して液体レンズ１５を駆動する。【０１２８】
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【０１２９】
この出願は２００６年１０月１８日に出願された日本出願特願２００６−２８４３９４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明によれば、規格が異なる３種類以上の光記録媒体に対して記録や再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施形態１に係る光ヘッド装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る光ヘッド装置における液晶屈折レンズを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る光ヘッド装置における液晶開口制御素子を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る光ヘッド装置における液晶開口制御素子を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る光ヘッド装置の変形例における液晶開口制御素子を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る光ヘッド装置の変形例における液晶開口制御素子を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る光ヘッド装置における液晶屈折レンズを示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る光ヘッド装置を示す図である。
【図９】本発明の実施形態３に係る光ヘッド装置における液晶回折レンズを示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態４に係る光ヘッド装置における液体レンズを示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態５に係る光ヘッド装置を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態７に係る光ヘッド装置を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態１に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態３に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態５に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態７に係る光ヘッド装置を適用した光学式情報記録再生装置を示す図である。
【図１７】関連する光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図１８】関連する光ヘッド装置における液晶レンズを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ａ、１ｂ、１ｃ  半導体レーザ
２ａ、２ｂ、２ｃ  コリメータレンズ
３  偏光ビームスプリッタ
５  対物レンズ
６  ディスク
７  円筒レンズ
８  凸レンズ
９  光検出器
１０ａ、１０ｂ  干渉フィルタ
１１  液晶屈折レンズ
１２  液晶屈折レンズ
１３ａ、１３ｂ  液晶回折レンズ
１４ａ、１４ｂ  液晶屈折レンズ
１５  液体レンズ
１６ａ、１６ｂ  液晶開口制御素子
１７ａ  液晶開口制御素子
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  基板
１９ａ、１９ｂ  液晶高分子
２０ａ、２０ｂ  充填剤
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  基板
２２ａ、２２ｂ  液晶高分子
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ  基板
２４ａ、２４ｂ  液晶高分子
２５ａ、２５ｂ  充填剤
２６ａ、２６ｂ  基板
２７ａ、２７ｂ  電極
２８  水
２９  油
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ  基板
３１ａ、３１ｂ  液晶高分子
３２ａ、３２ｂ  充填剤
３３ａ、３３ｂ  基板
３４  液晶高分子
３５  充填剤
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ  領域
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ  領域
３８  変調回路
３９  記録信号生成回路
４０  半導体レーザ駆動回路
４１  増幅回路
４２  再生信号生成回路
４３  復調回路
４４  誤差信号生成回路
４５  対物レンズ駆動回路
４６  ディスク判別回路
４７  液晶レンズ駆動回路
４８ａ、４８ｂ  液晶レンズ駆動回路
４９ａ、４９ｂ  液晶開口制御素子駆動回路
５０  半導体レーザ
５１  ビームスプリッタ
５２  対物レンズ
５３  ディスク
５４ａ、５４ｂ  光検出器
５５  液晶レンズ
５６ａ、５６ｂ  基板
５７  液晶高分子
５８  レンズ
５９  回折格子
【図１】
2008047750.tif 000003
【図２】
2008047750.tif 000004
【図３】
2008047750.tif 000005
【図４】
2008047750.tif 000006
【図５】
2008047750.tif 000007
【図６】
2008047750.tif 000008
【図７】
2008047750.tif 000009
【図８】
2008047750.tif 000010
【図９】
2008047750.tif 000011
【図１０】
2008047750.tif 000012
【図１１】
2008047750.tif 000013
【図１２】
2008047750.tif 000014
【図１３】
2008047750.tif 000015
【図１４】
2008047750.tif 000016
【図１５】
2008047750.tif 000017
【図１６】
2008047750.tif 000018
【図１７】
2008047750.tif 000019
【図１８】
2008047750.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月29日(2008.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用するための光学系の条件が異なる、情報トラックを有する３種類以上の光記録媒体を使用対象とする光ヘッド装置であって、
光源から出射された出射光を前記光記録媒体上に集光して集光スポットを形成する対物レンズと、
前記対物レンズで前記光記録媒体に集光されて反射された反射光を受光する光検出器と、
前記出射光と前記反射光を分離する光分離手段と、
前記光分離手段と前記対物レンズの間に配置され、前記光記録媒体の種類に応じて変化する前記出射光における球面収差を補正するレンズ系と、を有し、
前記レンズ系は、前記光記録媒体の種類に応じて０次光、１次回折光、２次回折光を含むいずれか１つの次数の光を生成する回折型の液晶レンズと、焦点距離が連続的に変化可能な補助レンズ系とを含むことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記レンズ系は、前記光記録媒体の種類に応じて前記対物レンズの実効的な開口数を変化させる開口制御手段を含む、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記光源は、前記出射光の波長が互いに異なる複数個の光源である、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
使用するための光学系の条件が異なる、情報トラックを有する３種類以上の光記録媒体に対して記録及び／又は再生を行う光学式情報記録再生装置であって、
請求項１に記載の光ヘッド装置と、
前記光ヘッド装置の光源を駆動する第一の回路系と、
前記光ヘッド装置の光検出器からの出力に基づいて前記情報トラックに沿って形成されたマーク／スペース信号を検出する第二の回路系と、
前記光検出器からの出力に基づいて、前記情報トラックに対する前記光ヘッド装置の集光スポットの光軸方向の位置ずれを表すフォーカス誤差信号および前記光軸に垂直な面内の位置ずれを表すトラック誤差信号を検出し、前記フォーカス誤差信号および前記トラック誤差信号に基づいて前記光ヘッド装置の対物レンズを駆動する第三の回路系と、
前記光記録媒体の種類に応じて変化する前記出射光における球面収差を補正するように前記光ヘッド装置のレンズ系を駆動する第四の回路系と、を有することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
【国際調査報告】
2008047750.tif 000021
2008047750.tif 000022
2008047750.tif 000023
2008047750.tif 000024