(57)【要約】【課題】２以上の光の相対的な波面の傾きを補正して、光軸の相対的な傾きを補正する光軸補正素子とこれを用いた光学ピックアップ装置、光記録再生装置及び光軸補正方法を提供する。【解決手段】電気的制御によって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、２以上の光における光軸の相対的な角度を補正する。液晶の厚さを変化させるか、又は櫛型電極を用いることにより電圧分布を調整し、透過光の波面の位相分布を変化させて波面の傾きを制御して、光軸の傾きを補正する。【選択図】図１
2006092700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的制御によって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、上記２以上の光における光軸の相対的な角度が補正される
ことを特徴とする光軸補正素子。
【請求項２】
上記光軸補正素子が、液晶を用いた光学素子より成る
ことを特徴とする請求項１記載の光軸補正素子。
【請求項３】
上記液晶の厚さが、連続的又は段階的に変化されて成る
ことを特徴とする請求項２記載の光軸補正素子。
【請求項４】
上記液晶を挟む一方の透明電極が、低抵抗材料より成る一対の櫛型電極より構成され、
上記一対の櫛型電極の相対向する櫛歯部の間に、高抵抗膜が設けられて成る
ことを特徴とする請求項２記載の光軸補正素子。
【請求項５】
複数の波長の光を用いて光記録媒体の記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ装置であって、
光源から上記光記録媒体の記録面及び該記録面から信号検出系に至る光路の一部に光軸補正素子が設けられ、
上記光軸補正素子により、電気的制御によって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、上記２以上の光における光軸の相対的な角度が補正される
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項６】
上記光軸補正素子が、入射される光の数に対応して２以上設けられて成る
ことを特徴とする請求項５記載の光学ピックアップ装置。
【請求項７】
複数の波長の光を用いて光記録媒体の記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ装置を有する光記録再生装置であって、
光源から上記光記録媒体の記録面及び／又は該記録面から信号検出系に至る光路の一部に光軸補正素子が設けられ、
上記光軸補正素子により、電気的制御によって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、上記２以上の光における光軸の相対的な角度が補正される
ことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項８】
電気光学材料に印加する電圧を制御することによって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、上記２以上の光における光軸の相対的な角度を補正する
ことを特徴とする光軸補正方法。
【請求項９】
上記電気光学材料として液晶を用いる
ことを特徴とする請求項８記載の光軸補正方法。
【請求項１０】
上記電気光学材料に印加する電圧を２以上の数値に制御して、２以上の光の波面の傾きを制御する
ことを特徴とする請求項８記載の光軸補正方法。
【請求項１１】
上記電気光学材料に印加する電圧を２以上の数値に制御して、２以上の光の波面の傾きを制御する
ことを特徴とする請求項９記載の光軸補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２以上の光における光軸の相対的な角度を補正する光軸補正素子とこれを用いた光学ピックアップ装置、光記録再生装置及び光軸補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光記録媒体において、記録密度が異なる種々のタイプの光記録媒体が開発されており、例えばディスク状の光記録媒体では、レーザ光の使用波長が７８０ｎｍ付近であるＣＤ（Compact Disc）、使用波長が６６０ｎｍ付近であるＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、使用波長が４０５ｎｍ付近であるＢＤ（Blu-ray Disc）、同様に使用波長が４０５ｎｍ付近であるＨＤ  ＤＶＤ（High Definition DVD）等が挙げられる。
現在、これら使用波長の異なる光記録媒体に対する互換性を有する記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ装置や光記録再生装置の実現が望まれている。
【０００３】
このように、異なる種類の光記録媒体に対する互換性をもたせる光学ピックアップ装置や光記録再生装置においては、光源を２波長以上の光を出射する構成とし、また各種光記録媒体の形状、構成に対応するような光学系の調整が必要となる。
例えば、光記録媒体の形状に起因する問題として、ＤＶＤとＣＤなどに代表される基板の厚さが異なる光ディスクの両方に対応して、ディスクの傾きや基板の厚さにより生じる波面収差を補正するために、電圧制御により屈折率を変化する波面収差補正手段が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２８９４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したように互換性を有する光学ピックアップ装置や光記録再生装置においては、２波長以上の光を出射する２以上の発光点を有する１つのレーザ装置が光源として用いられる。
このとき、光源からの出射光、例えば上述のＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤ用の光源からの光のうち、少なくとも２波長の光を１つのコリメータレンズでコリメートあるいはカップリングしようとすると、２つの光の発光点には位置的なずれがあるので、レンズの光軸をどちらかに一致させるか、両者の中間的な位置にアライメントすることとなる。
【０００５】
その場合、光軸にずれがあるので、２波長間での相対的な波面の傾きが発生する。この傾きを有したままで対物レンズに光を入射すると、対物レンズに対して少なくとも１つの波長の光は、波面が傾いて入射するので、結像性能に影響がある。
その結果、光記録媒体への情報の記録または再生特性が劣化するなどの問題が生じる。また、光記録媒体から信号検出系への光路においても、光軸がずれていると検出面上での受光位置が波長毎に異なるため、信号検出性能が劣化するとか、あるいは検出部が複雑になるなどの問題がある。
【０００６】
このような問題に鑑みて、本発明は、２以上の光の相対的な波面の傾きを補正して、光軸の相対的な傾きを補正する光軸補正素子を提供し、波長の異なる２以上の光を使用する光学ピックアップ装置及び光記録再生装置において、光軸のずれを制御する場合に用いて好適な光軸補正素子とこれを用いた光学ピックアップ装置、光記録再生装置及び光軸補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明による光軸補正素子は、電気的制御によって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、上記２以上の光における光軸の相対的な角度が補正されることを特徴とする。
また、本発明は、上記光軸補正素子が、液晶を用いた光学素子より成ることを特徴とする。
更に、本発明は、上記液晶の厚さが、連続的又は段階的に変化されて成ることを特徴とする。
また、本発明は、上記液晶を挟む一方の透明電極が、低抵抗材料より成る一対の櫛型電極より構成され、上記一対の櫛型電極の相対向する櫛歯部の間に、高抵抗膜が設けられて成ることを特徴とする。
【０００８】
更に、本発明による光学ピックアップ装置、光記録再生装置及び光軸補正方法は、本発明による光軸補正素子を利用して光軸補正を行うものである。
すなわち、本発明による光学ピックアップ装置は、複数の波長を用いて光記録媒体の記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ装置であって、上記光源から上記光記録媒体の記録面及び／又は該記録面から信号検出系に至る光路の一部に光軸補正素子が設けられ、上記光軸補正素子により、電気的制御によって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、上記２以上の光における光軸の相対的な角度が補正されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による光記録再生装置は、複数の波長を用いて光記録媒体の記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ装置を有する光記録再生装置であって、光源から上記光記録媒体の記録面及び該記録面から信号検出系に至る光路の一部に光軸補正素子が設けられ、上記光軸補正素子により、電気的制御によって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、上記２以上の光における光軸の相対的な角度が補正されることを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明による光軸補正方法は、電気光学材料に印加する電圧を制御することによって、入射される２以上の光のうち少なくとも一の光の波面の傾きを変化させて、上記２以上の光における光軸の相対的な角度を補正することを特徴とする。
【００１１】
上述の本発明の光軸補正素子によれば、液晶等の電気光学材料を利用して、入射される２以上の光のうち少なくとも一の透過光の位相分布を電気的制御によって調整するものであり、これにより光の波面の傾きを変化させ、２以上の光における光軸の相対的な角度を良好に補正することができる。
そして、液晶の厚さを連続的又は段階的に変化させるか、櫛型電極を用いてその櫛歯部間に高抵抗材料を設けることによって、液晶に印加する電圧値を均一として液晶に厚み分布をもたせるか、あるいは液晶の厚みは一定として液晶に印加する電圧値に所望の分布をもたせることができ、良好に透過光の波面の位相分布を制御して、光軸の傾きを補正することができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように、本発明の光軸補正素子によれば、２以上の光のうち少なくとも一の光の光軸の傾きを補正することにより、発光点の位置ずれによる光軸の傾きを補正することができる。
また、本発明の光軸補正素子において、液晶を用いることによって、電圧制御により精度良く光軸の傾きを補正することができる。
更に、本発明の光軸補正素子において、液晶の厚さを連続的又は段階的に変化させることにより、良好に透過光の波面の位相分布を制御して、精度良く光軸の傾きを補正することができる。特に厚さを段階的に変化させる場合は、液晶の総厚みを抑え、構成の簡易化を図ることができる。
また、本発明の光軸補正素子において、液晶を用いる光学素子の一方の透明電極が、低抵抗材料より成る一対の櫛型電極より構成され、この一対の櫛型電極の相対向する櫛歯部の間に、高抵抗膜が設けられて成る構成とすることによって、制御性良く透過光の波面の位相を制御して、精度良く光軸の傾きを補正することができる。
【００１３】
また、本発明の光学ピックアップ装置及び光記録再生装置によれば、光軸補正素子を設けることによって、発光点の位置ずれによる光軸の傾きを補正することができる。
更に、本発明の光学ピックアップ装置において、光軸補正素子を、入射される光の数に対応して２以上設けることにより、より多くの光の光軸の傾きを補正することができるか、あるいは電気制御量を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の光軸補正方法によれば、電圧制御による簡易な方法によって、良好に２以上の光の光軸の傾きを補正することができる。
更に、本発明の光軸補正方法において、電気光学材料として液晶を用いることにより、精度良く光軸の傾きを補正することができる。
また、本発明の光軸補正方法において、電気光学材料に印加する電圧を２以上の数値に制御して、２以上の波面の傾きを制御することにより、３以上の光の光軸の傾きを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
先ず、本発明に適用して好適な光記録再生装置及び光学ピックアップ装置の一例について、図１及び図２の概略構成図を参照して説明する。
図１に示すように、この光記録再生装置１００は、外筐１０２内に所要の各部材及び各機構が配置されて成り、この外筐１０２には、図示しないが例えばディスク状の光記録媒体１０の挿入口が設けられて成る。
そして外筐１０２内には配置されたシャーシ（図示せず）に光記録媒体１０を移動させる例えばスピンドルモータが取り付けられ、このモータ軸に例えばディスクテーブル１０３が固定される。
シャーシには、平行なガイド軸１０４、１０４が取り付けられると共に図示しない送りモータによって回転されるリードスクリュー１０５が支持されている。
【００１６】
この光記録再生装置１００の光学ピックアップ装置４０は、移動ベース１０７とこの移動ベース１０７に設けられた所要の光学部品と移動ベース１０７上に配置された対物レンズ駆動装置１０８とを有し、移動ベース１０７の両端部に設けられた軸受け部１０７ａ、１０７ｂがそれぞれガイド軸１０４、１０４に摺動自在に支持されている。対物レンズ駆動装置１０８は、可動部１０８ａと固定部１０８ｂとを有し、可動部１０８ａが固定部１０８ｂに図示しないサスペンションを介して移動自在に支持されている。移動ベース１０７に設けられた図示しないナット部材がリードスクリュー１０５に螺合され、送りモータによってリードスクリュー１０５が回転されると、ナット部材がリードスクリュー１０５の回転方向へ応じた方向へ送られ、光学ピックアップ装置４０がディスクテーブル１０３に装着される光記録媒体１０の半径方向に移動可能とされる。
【００１７】
このような構成の光記録再生装置１００において、スピンドルモータの回転に伴ってディスクテーブル１０３が回転されると、このディスクテーブル１０３に装着された光記録媒体１０、すなわちＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ又はＨＤ  ＤＶＤ等が回転され、同時に上述の機構により光学ピックアップ装置４０は、光記録媒体１０の半径方向へ移動されて、光記録媒体１０の記録面全面に対向するように移動可能とされ、所定トラック位置において記録動作又は再生動作が行われる。このとき、対物レンズ駆動装置１０８の可動部１０８ａが固定部１０８ｂに対して移動され、可動部１０８ａに設けられた対物レンズ１１８のフォーカシング調整及びトラッキング調整が行われる。
【００１８】
そして本発明の光記録再生装置１００及び光学ピックアップ装置４０に用いる光記録媒体１０としては、上述したように、例えばＢＤやＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等があげられる。これらの光記録媒体の記録及び／又は再生時に使用するレーザ光の波長は、ＣＤが７６０ｎｍ以上８００ｎｍ以下、ＤＶＤが６３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下、ＢＤ又はＨＤ  ＤＶＤは４００ｎｍ以上４１５ｎｍ以下とされる。
【００１９】
光学ピックアップ装置４０は、図２に示すように、例えば光源４１、本発明構成の光軸補正素子４２、光路分岐素子４５、コリメータレンズ４６、立ち上げミラー４７、１／４波長板４８、対物レンズ３、コンバージョンレンズ４９及び受光素子５１を備え、対物レンズ３以外は上述の図１において説明した移動ベース１０７に配置され、対物レンズ３は対物レンズ駆動装置１０８の可動部１０８ａに設けられている。図２において、一点鎖線Ｃは光軸を示す。光軸補正素子４２には、例えば電圧制御部４３から所定の電圧が印加される。
【００２０】
そして光源４１は、使用する光記録媒体１０の種類に対応して、図示しないが例えば３つの発光素子を有して成り、第１の発光素子からは例えばＤＶＤに対応する約６６０ｎｍのレーザ光が出射され、第２の発光素子からは例えばＣＤに対応する約７８０ｎｍのレーザ光が出射され、第３の発光素子からは、例えばＢＤ又はＨＤ  ＤＶＤに対応する約４０５ｎｍのレーザ光が出射される。
【００２１】
光軸補正素子４２は、後述するように例えば液晶などの電気光学材料により構成され、入射される２以上の光（例えば３つの光）のうち少なくとも一の透過光の位相分布を電気的制御によって調整して光の波面の傾きを変化させ、これらの光における光軸の相対的な角度を補正する。
【００２２】
光路分岐素子４５は、例えば偏光ビームスプリッタより成り、偏光方向の違いにより入射されたレーザ光を透過又は反射させる機能を有し、往路におけるレーザ光がスプリット面４５ａを透過されてコリメータレンズ４６に入射され、復路におけるレーザ光がスプリット面４５ａで反射されて受光素子５１へ向かう。
コリメータレンズ４６により平行光とされたレーザ光は、立ち上げミラー４７により光路を略９０°変換されて反射され、１／４波長板４８により偏光方向を変換されて、対物レンズ３によって光記録媒体１０の記録面の所定トラック位置に集光される。
そして、光記録媒体１０から反射されたレーザ光は、対物レンズ３を介して１／４波長板４８に入射されて再び偏光方向を変換され、立ち上げミラー４７に反射されてコリメータレンズ４６を透過した後、上述したように、光路分岐素子４５のスプリット面４５ａにより反射されて、コンバージョンレンズ４９を介して受光素子５１の所定位置に入射され、図示しないが所定の検出機構により信号が検出される。
【００２３】
ここで、本発明の光学ピックアップ装置４０における光軸補正素子４２の配置位置としては、液晶を用いる場合は、位相差制御に偏光依存性があることから、図３において４２Ａで示す光源４１から光路分岐素子４５に至る光路のほか、４２Ｂで示すように、光路分岐素子４５から光記録媒体１０に至る光路の間、すなわち光源から光記録媒体までと光記録媒体から検出系への共通光路に配置することも可能である。このように、光源から光記録媒体への光路で光軸の傾きを補正しておけば、光記録媒体から検出系への光路で再度光軸の傾きが生じて、光軸が分離することがない。
レンズやプリズムなどを利用して光軸の傾きを補正する方式では、上述した光路分岐素子４５から光記録媒体１０に至る４２Ｂの配置では、光記録媒体から検出系への光路で光軸が再度分離してしまう。その場合は、検出系側で再度光軸合成する必要がある。
また、例えば図３中４２Ｃで示すように、光路分岐素子４５から受光素子５１に至る光路に配置して、受光素子５１において検出される直前の光の位置ずれを補正することも可能である。
【００２４】
次に、本発明による光軸補正素子の具体的な構成例について図面を参照して説明する。〔１〕第１の実施の形態の例
図４Ａ及びＢは、本発明の光軸補正素子の一例の概略平面構成図及び要部の概略断面図である。この例においては、光軸補正素子の電気光学素子として液晶を用いるもので、図４Ａに示すように、液晶を挟む透明電極２６は、対向する電極と同様に、図４Ａにおいて斜線を付して示すように、ほぼ全面を覆うパターンとされる。図４Ａにおいて２７はガラス等の基板、２８は電極配線部への引き出し端子部を示す。
この光軸補正素子は、図４Ｂに示すように、ガラス等より成る基板２１、２７に透明電極２２、２６及び配向膜２３、２５がそれぞれこの順に形成され、配向膜２３、２５の間に液晶２４が挟まれる構成とされる。そして特にこの例においては、液晶２４を、その厚さが一方向に向かって厚くなるように、略連続的に変化させる構成とする。このような構成とするには、例えば液晶を挟む基板２１及び２７の間隔を規制するスペーサの大きさを適切に選定することにより実現できる。
【００２５】
このような構成とすることによって、液晶の厚さの変化量ｄｔ及び電圧印加による屈折率の変化量ｄｎに比例して、厚さが最大の位置と最小の位置とにおいて、最大位相差ｄｎｄｔの位相差を生じさせ、波面の傾きを補正することができる。例えば、図５に模式的に示すように、液晶２４の矢印Ａで示す一端の厚さをｔ、矢印Ｂで示す他端の厚さをｄ＋ｄｔ、その差をｄｔとして、液晶２４の屈折率をｎ２、電圧印加時の屈折率をｎ２＋ｄｎ、液晶２４の外部の例えば基板の屈折率をｎ１とする。
このとき、ある波長の光、例えばＤＶＤ用の光が透過した場合の液晶２４の両端において生じる光路差ΔＬｄは、
ΔＬｄ＝ｎ２（ｔ＋ｄｔ）−（ｎ２ｔ＋ｎ１ｄｔ）
＝（ｎ２−ｎ１）ｄｔ
である。一方、他の光、例えばＢＤ用の光を透過させる際に、電圧を印加して液晶２４の屈折率をｎ２からｎ２＋ｄｎに変化させると、液晶２４の両端において生じる光路差ΔＬｂは、
ΔＬｂ＝（ｎ２＋ｄｎ）（ｔ＋ｄｔ）−｛（ｎ２＋ｄｎ）ｔ＋ｎ１ｄｔ）｝
＝（ｎ２−ｎ１）ｄｔ＋ｄｎｄｔ
となる。したがって、これらの光の光路差は、
ΔＬｂ−ΔＬｄ＝ｄｎｄｔ
となる。
【００２６】
この光路差を利用して波面の傾きを補正するには、例えば、図６に模式的に２つの光の波面の傾きの変化を示すように、矢印Ｌで示す向きに進行する入射光のうち、実線Ｗ１で示すように波面の傾きが生じていない光を使用する場合は、液晶を挟む透明電極２２、２６間に印加する電圧を、電圧制御部４３によりある値Ｖ０に制御する。この値は可能であれば液晶の屈折率が基板の屈折率と等価になる値に制御されることが望ましい。このとき、透過光の波面は実線Ｗ１´で示すように、位相分布が変化されることなく、すなわち光軸を傾けることなく出射される。
一方、実線Ｗ２で示すように波面の傾きが生じている光を使用する場合は、透明電極２２、２６間に印加する電圧Ｖ１を制御することによって、透過光の波面の位相分布を調整し、実線Ｗ２´で示すように透過波面をＷ１´と略平行とすることができ、すなわち光軸の傾きを補正して出射させることができる。
【００２７】
なお、実線Ｗ１で示すように波面の傾きが生じていない光を使用する場合において、液晶を挟む透明電極２２、２６間に印加する電圧を、液晶の屈折率が基板の屈折率と等価になる値に制御できない場合は、透過光の波面は実線Ｗ１´とは異なり、光軸が傾いてしまう。しかし、その場合においても、実線Ｗ２で示すように波面の傾きが生じている光を使用する場合において、透明電極２２、２６間に印加する電圧Ｖ１を制御することによって、透過光の波面の位相分布を調整して透過波面Ｗ２´とＷ１´との相対的な角度を略平行とすることができる。
このような制御によって、上述したように、例えば異なる波長の光の発光点に位置ずれが生じている場合においても、波面の相対的な傾きを補正することが可能となり、光軸の傾きを良好に補正することができる。
【００２８】
〔２〕第２の実施の形態の例
上述の例においては、液晶の厚さを連続的に変化させる例を示したが、液晶の厚さを段階的に変化させる構成としても良い。この場合の一例の概略平面構成及び要部の断面構成を図７Ａ及びＢにそれぞれ示す。
この例においては、図７Ｂに示すように、液晶２４を挟む一方の基板２７の液晶側表面の形状を、一定の角度の傾斜面が略垂直面より成る分離部３０を境として周期的に繰り返す断面鋸歯状として形成し、いわば液晶２４の厚さが変化する領域を周期的に繰り返す構造とするものである。この場合、この基板２７の液晶側の透明電極２６及び配向膜２５は、分離部３０の間の傾斜面上に分離して形成される。図７Ａ及びＢにおいて、図４Ａ及びＢと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
なお、分離部３０により分断された透明電極２６は、図７Ａに示すように、例えば光軸補正素子の一端において接続される構成とすればよい。
【００２９】
このような構成とすることによって、前述の図６において説明した例と同様に、波面の傾いた光を良好に補正することができる。すなわち、図８に模式的に２つの光の波面の傾きの変化を示すように、矢印Ｌで示す向きに進行する入射光のうち、実線Ｗ１で示すように波面の傾きが生じていない光を使用する場合は、液晶を挟む透明電極２２、２６間に印加する電圧を、電圧制御部４３によりある値Ｖ０に制御する。この値は可能であれば液晶の屈折率が基板の屈折率と等価になる値に制御されることが望ましい。このとき、透過光の波面は実線Ｗ１´で示すように、位相分布が変化されることなく、すなわち光軸を傾けることなく出射される。
一方、実線Ｗ２で示すように波面の傾きが生じている光を使用する場合は、透明電極２２、２６間に印加する電圧Ｖ１を制御することによって、第１の実施の形態の例の厚さ変化を鋸波状に繰り返したことに等価となるように透過光の波面の位相分布を調整することが可能であり、実線Ｗ２´で示すように透過波面をＷ１´と略平行とすることができ、すなわち光軸の傾きを補正して出射させることができる。
なお、実線Ｗ１で示すように波面の傾きが生じていない光を使用する場合において、液晶を挟む透明電極２２、２６間に印加する電圧を、液晶の屈折率が基板の屈折率と等価になる値に制御できない場合は、透過光の波面は実線Ｗ１´とは異なり、光軸が傾いてしまう。しかし、その場合においても、実線Ｗ２で示すように波面の傾きが生じている光を使用する場合において、透明電極２２、２６間に印加する電圧Ｖ１を制御することによって、透過光の波面の位相分布を調整して透過波面Ｗ２´とＷ１´との相対的な角度を略平行とすることができる。
【００３０】
これにより、上述の第１の実施の形態の例と同様に、例えば異なる波長の光の発光点に位置ずれが生じている場合においても、波面の相対的な傾きを補正することが可能となり、光軸の傾きを良好に補正することができる。
【００３１】
更にこの場合においては、液晶２４における総厚みを抑えて光軸補正素子を構成することができる。以下これを説明する。
一例として、ＢＤ及びＤＶＤ用の光源を有する光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の例について考察する。ＢＤ及びＤＶＤ用光源として用いられるレーザ装置において、ＢＤ用のレーザ光の発光点が、ＤＶＤ用のレーザ光の発光点からΔｄ＝０．１ｍｍの間隔をもって配置されるとする。そして、コリメータレンズの焦点距離が１４．１２ｍｍ、コリメータレンズの有効径が３．０００ｍｍであるとする。光軸の傾き、いわゆる光軸倒れの角度は、ａｒｃｔａｎ（Δｄ／ｆ）で得られ、この場合０．００７０８２〔ｒａｄ〕＝０．４０５７７１〔ｄｅｇ〕である。
このとき、この光軸の傾きを補正するのに必要な位相差Δδは、有効径をφとすると、Δδ＝φ・ｔａｎθ≒０．０２１となる。
【００３２】
一方、例えば従来の一般的な液晶を用いる場合、電圧印加による屈折率変化量をｄｎ、厚さの変化量をｄｔとすると、最大位相差としては、屈折率変化量ｄｎを０．２２５０程度、厚さ変化量を０．００４０程度とすると、ｄｎｄｔ＝０．０００９〔ｍｍ〕となる。
したがって、上述の必要な位相差Δδ＝０．０２１２より０.０２０３〔ｍｍ〕不足してしまう。このため、厚さの変化量のみを増加して位相差を得ようとすると、２３．６（＝０．０２１２／０．０００９）倍に増加して厚さ変化量を０．０９４〔ｍｍ〕以上、すなわち液晶の総厚みをこれ以上にしなければならず、液晶素子として構成し難い。
これに対し、上述の第２の実施の形態の例のように、電極を分割して、必要な位相差量を見かけ上例えば１０分の１とすれば、厚さの変化量を１０分の１とすることができ、例えば両端において９μｍの厚さの変化量で上述の位相差補正量を達成することができることがわかる。つまり、液晶の総厚みを抑えることができる。
【００３３】
したがって、上述したように、液晶の厚さを段階的に変化させる構成とする場合、厚さの増大化を抑制して光軸補正素子を構成することができる。その結果、応答速度の低下を防ぐことが可能となる。
【００３４】
〔３〕第３の実施の形態の例
次に、光軸補正素子として、液晶を挟む透明電極の少なくとも一方を櫛型電極として構成する例について図面を参照して説明する。図９Ａ及びＢには、この場合の光軸補正素子の一例の概略平面構成図及び要部の概略断面図を示す。
図９Ａに示すように、この場合ガラス等より成る基板２７上の透明電極２６を、相対向する一対の櫛型電極２６Ａ及び２６Ｂより構成する。そして、低抵抗材料より成るこれら櫛型電極２６Ａ及びＢのそれぞれの櫛歯部２６ａ及び２６ｂを、互いに略一定の間隔をもって並置配列して、一対の対向する櫛歯部２６ａ、２６ｂの間にわたって、図９Ａにおいて斜線を付して示すように、高抵抗材料より成る高抵抗膜２９を形成する。このような構成において、各櫛型電極２６Ａ及び２６Ｂの各引き出し端子部２８Ａ及び２８Ｂの間に一定の電圧を印加すると、各櫛歯部２６ａ及び２６ｂの間で電圧降下によってなだらかでかつ直線的な電圧勾配が生じることとなる。
【００３５】
図９ＡにおけるＤ−Ｄ´線上の断面構成を図９Ｂに示す。液晶２４を挟む一方の透明電極２６が周期的に一方向に櫛歯部２６ａ、２６ｂとして分割して構成され、各櫛歯部２６ａ、２６ｂの間に高抵抗膜２９が配置される構成となる。図９Ｂにおいて、図４Ｂ及び図６Ｂと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３６】
このような構成において、透明電極２６のうちの一方の櫛型電極２６Ａと他の透明電極２２との間に例えばＶ１、他方の櫛型電極２６Ｂと他の透明電極２２との間に例えばＶ０の電圧を印加することによって、液晶の厚さ一定として、すなわち液晶を挟み込む両電極を平行として、透過光の波面の位相差を生じさせることが可能となる。
すなわち、図１０Ａに模式的に２つの光の波面の傾きの変化を示すように、矢印Ｌで示す向きに進行する入射光のうち、実線Ｗ１で示すように波面の傾きが生じていない光を使用する場合は、液晶を挟む透明電極２６Ａ及び２６Ｂと透明電極２２との間に印加する電圧を、電圧制御部４３によりＶ０に制御する。このとき、透過光の波面は実線Ｗ１´で示すように、位相分布が変化されることなく、すなわち光軸を傾けることなく出射させる。
一方、実線Ｗ２で示すように波面の傾きが生じている光を使用する場合は、透明電極２２と、２６Ａあるいは２６Ｂのどちらか一方との間に印加する（図示の例においては、透明電極２６Ａと透明電極２２，２６Ｂとの間に印加する電圧）Ｖ１を制御することによって、透過光の波面の位相分布を調整し、実線Ｗ２´で示すように透過波面をＷ１´で示す光と略平行とすることができ、これにより光軸の傾きを補正して出射させることができる。
【００３７】
更にこの場合、２つの入射光の光軸が両方とも傾いている場合は、図１０Ｂに模式的に２つの光の波面の傾きの変化を示すように、矢印Ｌで示す向きに進行する入射光のうち、例えば実線Ｗ１の光に対して透明電極２２と２６Ａ及び２６Ｂとの間にそれぞれＶ１、Ｖ０、実線Ｗ２の光に対してＶ０、Ｖ１の電圧を印加することによって、逆向きの位相差を生じさせる制御を行うこととなり、必要な位相差を実現するための印加電圧値を略半分に抑えることが可能となる。図１０Ｂにおいて、図１０Ａと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３８】
また、印加電圧値としては、上述したように２値のみではなく、３以上の値を選定することによって、更に多段階の電圧制御による位相差制御を行うことも可能である。
すなわち、例えば図１１に模式的に２つの光の波面の傾きの変化を示すように、矢印Ｌで示す向きに進行する入射光のうち、実線Ｗ１で示す光は光軸の傾きがない場合であり、上述の各例と同様に、透明電極２２と２６Ａ及び２６Ｂ間の印加電圧値をＶ０として、光軸を傾けることなく実線Ｗ１´で示すように出射させる。
一方、この実線Ｗ１の光に対し光軸がそれぞれ異なる角度で傾いた実線Ｗ２、Ｗ３で示す入射光に対しては、それぞれ補正位相差量が最適となるように、透明電極２２と、２６Ａあるいは２６Ｂのどちらか一方の電極との間の印加電圧値Ｖ１、Ｖ２を適切に選定することによって、実線Ｗ２´、Ｗ３´で示すように、それぞれの透過波面をＷ１´で示す光と略平行とすることができ、これにより３以上の光の傾きを補正して出射させることができる。
【００３９】
また、上述の各例においては、複数の光の光軸が一方向に（すなわち一平面上において）傾いている場合を説明したが、その他例えば、３以上の光の光軸が、それぞれ異なる平面上において傾いた場合でも、それぞれの光軸の傾く方向に関して波面の位相差を補正する本発明構成の光軸補正素子を複数個配置することによって、同様に全ての光の光軸の傾きを補正することができる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の光軸補正素子を用いれば、発光点に位置ずれが生じている複数の光を用いる光学ピックアップ装置及び光記録再生装置において、良好に波面の相対的な傾きを補正して、光軸の傾きを補正することができる。
そして光軸の傾きを確実に補正できることから、本発明による光学ピックアップ装置及び光記録再生装置においては、対物レンズに対して波面が傾いて入射することがなく、結像性能の低下を回避できる。また、光記録媒体への情報の記録または再生特性の劣化を回避することができる。
更に、光記録媒体から信号検出系への光路においても、光軸がずれていることが回避され、例えば上述したようなＢＤ及びＤＶＤの互換機において、受光素子の受光位置を波長毎に異ならせるなどの不都合を回避して、検出系を簡素な構成とすることができ、信号検出性能を保持することができる。
また、上述した各例におけるように、液晶素子を用いることによって、少ない部品点数で光軸合成素子を構成し、より精度良く光軸の傾きを補正することが可能である。
【００４１】
なお、本発明は、上述の各例に限定されるものではなく、例えば前述の７Ａ及びＢにおいて説明した液晶の厚さを変化させる構成と、図９Ａ及びＢにおいて説明した印加電圧値を変化させる構成とを組み合わせてもよい。
また、その他光記録再生装置や光学ピックアップ装置における周辺部の配置構成において材料、構成の変形が可能であり、例えば液晶以外の電気光学素子を用いるなど、本発明構成を逸脱しない範囲において、各種の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による光記録再生装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明による光学ピックアップ装置の一例の概略構成図である。
【図３】本発明による光軸補正素子の配置位置を説明する光学ピックアップ装置の一例の概略構成図である。
【図４】Ａは本発明による光軸補正素子の一例の概略平面構成図である。Ｂは本発明による光軸補正素子の一例の要部の概略断面構成図である。
【図５】本発明による光軸補正素子における位相差量の説明図である。
【図６】本発明による光軸補正素子の一例の光軸補正態様の説明図である。
【図７】Ａは本発明による光軸補正素子の一例の概略平面構成図である。Ｂは本発明による光軸補正素子の一例の要部の概略断面構成図である。
【図８】本発明による光軸補正素子の一例の光軸補正態様の説明図である。
【図９】Ａは本発明による光軸補正素子の一例の概略平面構成図である。Ｂは本発明による光軸補正素子の一例の要部の概略断面構成図である。
【図１０】Ａは本発明による光軸補正素子の一例の光軸補正態様の説明図である。Ｂは本発明による光軸補正素子の一例の光軸補正態様の説明図である。
【図１１】本発明による光軸補正素子の一例の光軸補正態様の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
３．対物レンズ、１０．光記録媒体、２１．基板、２２．透明電極、２３．配向膜、２４．液晶、２５．配向膜、２６．透明電極、２６Ａ．櫛型電極、２６Ｂ．櫛型電極、２６ａ．櫛歯部、２６ｂ．櫛歯部、２７．基板、２８．引き出し電極、２９．高抵抗膜、３０．分離部、４０．光学ピックアップ装置、４１．光源、４２．光軸補正素子、４５．光路分岐素子、４５ａ．スプリット面、４６．コリメータレンズ、４７．立ち上げミラー、４８．１／４波長板、４９.コンバージョンレンズ、５１．受光素子、１００．光記録再生装置、１０２．外筐、１０３．ディスクテーブル、１０４．ガイド軸、１０５．リードスクリュー、１０７．移動ベース、１０７ａ．軸受部、１０７ｂ．軸受部、１０８．対物レンズ駆動装置、１０８ａ．可動部、１０８ｂ．固定部、１１８．対物レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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