(57)【要約】【課題】  収差補正用の液晶素子の製造方法を提供する。【解決手段】  二枚の透明基板の間に液晶とモノマーとの混合物を注入して液晶セルを製作する工程と、補正しようとする収差分布と一致する吸収率分布を有するようにグレースケールマスクを設計する工程と、前記液晶セル上に前記グレースケールマスクを位置させた状態でＵＶ光を照射して、モノマーがポリマーに重合されつつ相分離が起きて、ポリマーが存在する領域と液晶が存在する領域とが分離され、前記補正しようとする収差分布の逆に該当する位相差分布を有する液晶層を前記透明基板の間に形成する工程とを含む。【選択図】    図４Ａ
2011238349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二枚の透明基板の間に液晶とモノマーとの混合物を注入して液晶セルを製作する工程と、
補正しようとする収差分布と一致する吸収率分布を有するようにグレースケールマスクを設計する工程と、
前記液晶セル上に前記グレースケールマスクを位置させた状態でＵＶ光を照射して、モノマーがポリマーに重合されつつ相分離が起きて、ポリマーが存在する領域と液晶が存在する領域とが分離され、前記補正しようとする収差分布の逆に該当する位相差分布を有する液晶層を前記透明基板の間に形成する工程とを含むことを特徴とする収差補正用の液晶素子の製造方法。
【請求項２】
前記液晶層は、液晶滴の大きさ及び密度分布が補正しようとする収差分布と一致するナノＰＤＬＣ構造で形成されることを特徴とする請求項１に記載の収差補正用の液晶素子の製造方法。
【請求項３】
前記グレースケールマスクは、
光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズの作動距離の変動時に光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズのシフト時に光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差のうち少なくともいずれか一つの収差分布と一致する吸収率分布や、ポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有することを特徴とする請求項２に記載の収差補正用の液晶素子の製造方法。
【請求項４】
前記グレースケールマスクは、
光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズの作動距離の変動時に光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズのシフト時に光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差のうち少なくともいずれか一つの収差分布と一致する吸収率分布や、ポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有することを特徴とする請求項１に記載の収差補正用の液晶素子の製造方法。
【請求項５】
前記液晶層は、モノマーが重合されつつ網構造を形成し、液晶がその網の間に入り込むＰＮＬＣ構造で形成されることを特徴とする請求項１に記載の収差補正用の液晶素子の製造方法。
【請求項６】
前記グレースケールマスクは、
光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズの作動距離の変動時に光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズのシフト時に光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差のうち少なくともいずれか一つの収差分布と一致する吸収率分布や、ポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有することを特徴とする請求項５に記載の収差補正用の液晶素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録及び／または再生機器に係り、特に収差補正用の液晶素子、それを備えた光ピックアップ及び光記録及び／または再生機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を対物レンズにより集束した集光スポットを利用して、光情報記録媒体である光ディスクに／から任意の情報を記録／再生する光記録及び／または再生機器において、記録容量は、集光されるスポットの大きさにより決まる。集光スポットの大きさＳは、使用するレーザー光の波長λに比例し、対物レンズの開口数（ＮＡ）に反比例する。式（１）は、光ビームの波長λ及び対物レンズのＮＡにより決定される集光スポットの大きさを定義する。
【０００３】
【数１】
2011238349.tif 000003
したがって、光ディスクの高密度化のために光ディスクに結ばれる光スポットの大きさを縮めるためには、青色レーザーのような短波長光源及びＮＡ０．６以上の対物レンズの採用が必須的である。
【０００４】
７８０ｎｍ波長の光及びＮＡ０．４５または０．５である対物レンズを利用して、情報の記録及び／または再生を行ったＣＤが出てきた後、記録密度を高めて情報保存容量を増やすための多くの研究が行われてきた。その結果物が、６５０ｎｍ波長の光及びＮＡ０．６または０．６５である対物レンズを利用して情報の記録及び／または再生を行ったＤＶＤである。
【０００５】
現在は、青色波長、例えば４０５ｎｍ波長の光を利用して２０ＧＢ以上の記録容量を有する次世代の高密度の光ディスクについての研究が進められ続けている。
【０００６】
高密度の光ディスクは、現在、規格化が活発に進められており、一部の規格はほとんど完了ステップにあり、青色波長、例えば４０５ｎｍ波長の光を利用する。このとき、高密度の光ディスクのための対物レンズのＮＡは、後述するように０．６５または０．８５である。
【０００７】
ＣＤは、厚さが１．２ｍｍであるが、ＤＶＤの場合に厚さを０．６ｍｍに縮めた理由は、ＮＡがＣＤの場合に０．４５からＤＶＤの場合に０．６程度に大きくなるので、光ディスクのチルトによる公差を確保するためである。
【０００８】
光ディスクのチルトによる公差を確保するためには、高密度化のために対物レンズのＮＡを大きくする場合には、光ディスクの厚さを縮める必要がある。ＣＤの場合に１．２ｍｍからＤＶＤの場合に０．６ｍｍに縮めた。
【０００９】
また、ＤＶＤより高容量を有する高密度の光ディスクの場合、その高密度の光ディスクのための対物レンズのＮＡを、例えば０．８５に増大させれば、その高密度の光ディスクの厚さは、ほぼ０．１ｍｍ程度に縮めねばならない。このように、対物レンズのＮＡを増大させ、その光ディスクを薄くしたものがブルーレイディスク（ＢＤ）である。ＢＤ規格で、光源の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズのＮＡは０．８５であり、その光ディスクの厚さはほぼ０．１ｍｍである。
【００１０】
光ディスクの厚さは、光入射面から該当情報保存面までの間隔に該当するものであって、ＣＤ及びＤＶＤにおいて、光ディスクの厚さはほぼ基板の厚さに該当し、ＢＤにおいて、光ディスクの厚さはほぼ保護層の厚さに該当する。
【００１１】
現在、適用されるＢＤシステムで許容される光ディスクの厚さマージンは、約３μｍの小さい値として周知されている。このようにＢＤシステムで許容する光ディスクの厚さマージンは小さく、そのマージンを超えて光ディスクの厚さ偏差が発生する場合、それに起因した球面収差が記録及び／または再生信号を大きく劣化させうる。
【００１２】
したがって、ＢＤのように厚さ変化の許容値が小さい光ディスクの場合には、かかる光ディスクの厚さの偏差に起因して記録及び再生される光信号に含まれる球面収差を補正する装置を必ず必要とする。特に、ほぼ０．１ｍｍの保護層の厚さを有するディスク、及び０．８５の高ＮＡを有する対物レンズを適用する高密度の光ディスクシステムにおいて、厚さが基準値から外れた場合に発生する球面収差を補正するための収差補正素子が必要である。
【００１３】
また、ＣＤ／ＤＶＤ／高密度の光ディスクを兼用として採用する光ピックアップの場合にも、適用される光源の波長及び光ディスクの厚さ差から発生する色収差及び球面収差を補正する装置を必要とする。ここで、高密度の光ディスクは、ＢＤ及びＨＤＤＶＤ（高密度ＤＶＤ）のうち少なくともいずれか一つを意味する。ＨＤ
ＤＶＤは、４０５ｎｍ波長の光、０．６５のＮＡを有する対物レンズを使用し、基板の厚さがＤＶＤと同じ０．６ｍｍにその規格が決まった。
【００１４】
前記のような球面収差を補正するために、従来には、電場を印加して光ピックアップで発生する球面収差の逆符号に該当する位相差分布を生成して球面収差を相殺及び補正するように、液晶パネルを使用した。液晶パネルは、リード線により駆動回路と連結される。
【００１５】
従来の収差補正用の液晶パネルは、主に電場の印加前に基板と液晶分子とが平行に配列される均質ラビング処理方式で形成されるものであって、収差の分布に対応してＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極がパターニングされる。かかる従来の収差補正用の液晶パネルに電場を印加して、収差と逆符号の位相差を発生させる方法を通じて球面収差の補正が行われる。
【００１６】
ＩＴＯ電極をパターニングする方法の一例として、従来には、ＩＴＯを各分割電極に分けてパターニングした後、ＩＴＯ分割電極のエッジ部分に電導度のさらに高い電極を薄いライン形態に蒸着する技術が提案されたことがある。かかるパターニングされたＩＴＯ電極を有する球面収差補正用の液晶パネルの一例が、特許文献１に開示されている。
【００１７】
しかし、かかる従来の液晶パネルでは、球面収差の分布と一致する電場の分布を得るために、ＩＴＯ電極をパターニングし、金属ライン電極をさらにパターニングする工程を必要とするので、その製造工程が複雑である。また、各パターン電極ごとに個別的なリード線を引き出し、それぞれについての駆動回路を構成し、それを別途に駆動せねばならないので複雑である。
【００１８】
このように、収差補正のために電極をパターニングした構造で液晶パネルを形成した場合には、各分割電極を駆動する配線及び駆動回路を必要とするので、配線及び駆動が複雑であるという問題がある。
【００１９】
また、かかるＩＴＯ電極をパターニングし、金属ライン電極を追加した構造では、各分割電極の狭い間隔に対しては補正効果を得られず、金属ライン部分では光の透過率が低下するという問題を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００４−１１０９５９号公報
【特許文献２】特開平９−０５０６４２号公報
【特許文献３】特開平６−１６０８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、前記したような問題点を改善するためのものであって、電極パターニングの必要性をなくして配線及び駆動が簡単な収差補正用の液晶素子及びその製造方法、それを備えた光ピックアップ及び光記録及び／または再生機器を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記の目的を達成するための本発明による収差補正用の液晶素子の製造方法は、二枚の透明基板の間に液晶とモノマーとの混合物を注入して液晶セルを製作する工程と、補正しようとする収差分布と一致する吸収率分布を有するようにグレースケールマスクを設計する工程と、前記液晶セル上に前記グレースケールマスクを位置させた状態でＵＶ光を照射して、モノマーがポリマーに重合されつつ相分離が起きて、ポリマーが存在する領域と液晶が存在する領域とが分離され、前記補正しようとする収差分布の逆に該当する位相差分布を有する液晶層を前記透明基板の間に形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００２３】
前記液晶層は、液晶滴の大きさ及び密度分布が補正しようとする収差分布と一致するナノＰＤＬＣ構造で形成される。
【００２４】
前記グレースケールマスクは、光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズの作動距離の変動時に光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズのシフト時に光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差のうち少なくともいずれか一つの収差分布と一致する吸収率分布や、ポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有する。
【００２５】
前記グレースケールマスクは、光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズの作動距離の変動時に光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズのシフト時に光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差のうち少なくともいずれか一つの収差分布と一致する吸収率分布や、ポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有する。
【００２６】
前記液晶層は、モノマーが重合されつつ網構造を形成し、液晶がその網の間に入り込むＰＮＬＣ構造で形成される。
【００２７】
前記グレースケールマスクは、光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズの作動距離の変動時に光情報記録媒体の厚さ差により発生する球面収差、光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズのシフト時に光情報記録媒体の傾斜により発生するコマ収差のうち少なくともいずれか一つの収差分布と一致する吸収率分布や、ポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有す。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電極のパターニング及び金属電極の蒸着の必要性をなくすので、製作工程が単純化され、これによる補正効果の低下及び透過率の低下の問題などが発生せずに、配線及び駆動が簡単な収差補正用の液晶素子を提供できる。
【００２９】
また、本発明によるナノＰＤＬＣ型の液晶素子によれば、偏光依存性がないので、単一の液晶素子のみでも往復ビームに対する収差補正効果を得ることができる。
【００３０】
また、本発明によるＰＮＬＣ型の液晶素子によれば、応答時間が速い液晶素子を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による収差補正用の液晶素子を備える光ピックアップの光学的構成の一実施形態を概略的に示す図である。
【図２】本発明による収差補正用の液晶素子を備える光ピックアップの他の実施形態を示す図である。
【図３】光の進行による偏光変化を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態によるナノＰＤＬＣ型の液晶素子の製造方法を説明するための図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態によるＰＮＬＣ型の液晶素子の製造方法を説明するための図である。
【図５Ａ】球面収差の分布と一致する吸収率分布を有するグレースケールマスクの例を示す図である。
【図５Ｂ】ポジティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有するグレースケールマスクの例を示す図である。
【図５Ｃ】ネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有するグレースケールマスクの例を示す図である。
【図６Ａ】光ディスクの厚さ差により発生する球面収差の２次元分布を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの球面収差の１次元分布を示す図である。
【図７Ａ】対物レンズの作動距離の変動時に光ディスクの厚さ差により発生する球面収差の２次元分布を示す面である。
【図７Ｂ】図７Ａの球面収差の１次元分布を示す図である。
【図８Ａ】光ディスクの傾斜により発生するコマ収差の２次元分布を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ａのコマ収差の１次元分布を示す図である。
【図９Ａ】対物レンズのシフト時に光ディスクの傾斜により発生するコマ収差の２次元分布を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａのコマ収差の１次元分布を示す図である。
【図１０Ａ】パラボリック２次元分布を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの１次元分布を示す図である。
【図１１】本発明による光ピックアップを採用した光記録及び／または再生機器の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明による収差補正用の液晶素子及びその製造方法、それを備えた光ピックアップ及び光記録及び／または再生機器の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００３３】
以下の詳細な説明及び特許請求の範囲において、光ディスクの厚さ（光情報記録媒体の厚さ）は、光ディスクの記録及び／または再生光が入射される表面、すなわち光入射面から対象の情報保存面までの厚さをいい、光ディスクの厚さ差（光情報記録媒体の厚さ差）は、対物レンズ設計値との差をいう。
【００３４】
図１は、本発明による収差補正用の液晶素子を備えた光ピックアップの光学的構成の一実施形態を概略的に示す図である。図１に示すように、本発明の一実施形態による光ピックアップは、光源１０、光源１０から出射された光を集束させて記録媒体、すなわち光ディスク１に光スポットとして結ばせる対物レンズ３０、収差を補正するための収差補正用の液晶素子２０、及び光ディスク１から反射された光を受光して情報信号及び／またはエラー信号を検出する光検出器４０を備える。
【００３５】
また、本発明の一実施形態による光ピックアップは、光路変換器で記録光学系での高効率の要求を満足するように、入射光の進路を偏光によって変換するための偏光依存性の光路変換器、例えば偏光ビームスプリッタ１４を備えることが望ましい。また、本発明の一実施形態による光ピックアップは、入射光の偏光を変える１／４波長板１９をさらに備える。
【００３６】
図１において、参照番号１２は、３ビーム法や差動プッシュプル法などによりトラッキングエラー信号を検出するように、光源１０から出射される光を分岐するグレーティング、参照番号１６は、光源１０から発散光の形態に出射された光を平行光に変えて対物レンズ３０に入射させるコリメーティングレンズ、参照番号１５は、非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出可能に非点収差を発生させる非点収差レンズである。また、参照番号１８は、光路を変えるための反射ミラーである。
【００３７】
光源１０は、青色波長領域の光、すなわち４０５ｎｍ波長の光を出射することが望ましい。
【００３８】
対物レンズ３０は、例えばＢＤ規格を満足する高ＮＡ、すなわちほぼ０．８５のＮＡを有することが望ましい。
【００３９】
前記のように、光源１０が青色波長領域の光を出射し、対物レンズ３０が０．８５のＮＡを有する場合、本発明による光ピックアップは、高密度の光ディスク、特にＢＤ規格の光ディスクを記録及び／または再生できる。
【００４０】
ここで、光源１０の波長及び対物レンズ３０のＮＡは、多様に変形されうる。また、本発明による光ピックアップの光学的構成は、多様に変形されうる。
【００４１】
例えば、本発明による光ピックアップが片面に複数の記録層を有するＤＶＤを記録及び／または再生可能に、光源１０は、ＤＶＤに適した赤色波長領域、例えば６５０ｎｍ波長の光を出射し、対物レンズ３０は、ＤＶＤに適したＮＡ、例えば０．６または０．６５のＮＡを有するように設けられることもある。
【００４２】
また、本発明による光ピックアップは、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ及びＤＶＤを互換採用可能に、光源１０から複数の波長、例えば高密度の光ディスクに適した青色波長及びＤＶＤに適した赤色波長の光を出射する光源モジュールを備え、対物レンズ３０をＢＤ及びＤＶＤに適した有効ＮＡを達成可能に構成するか、または有効ＮＡを調節するための別途の部材をさらに備える。
【００４３】
また、本発明による光ピックアップは、図１に示した光学的構成としては、高密度の光ディスクを記録及び／または再生し、ＤＶＤ及び／またはＣＤを記録及び／または再生するための付加的な光学的構成をさらに備えることもできる。
【００４４】
また、光源１０及び対物レンズ３０は、本発明による光ピックアップがＤＶＤ及びＣＤを互換して記録及び／または再生するように設けられることもある。
【００４５】
一方、前記偏光依存性の光路変換器は、光源１０側から入射される光は、対物レンズ３０側に向け、光ディスク１から反射された光は、光検出器４０側に向ける。図１には、前記偏光依存性の光路変換器として、グレーティング１２とコリメーティングレンズ１５との間に配置されて、入射光を偏光によって選択的に透過または反射させる偏光ビームスプリッタ１４を備えた例を示す。代案として、前記偏光依存性の光路変換器としては、例えば光源１０から出射された一偏光はそのまま透過させ、光ディスク１から反射されて入射される他の偏光は、＋１次または−１次に回折させる偏光ホログラム素子を備えることもできる。
【００４６】
波長板１９は、光源１０から出射された光に対して１／４波長板であることが望ましい。
【００４７】
前記収差補正用の液晶素子２０は、ポリマーが存在する領域と液晶が存在する領域とが分離され、補正しようとする収差分布に対応する位相差分布を有する液晶層を備える。液晶素子２０としては、図４Ａを参照にして後述する本発明の一実施形態によって製造された液晶素子を備える。
【００４８】
液晶素子２０は、その液晶層が、液晶滴の大きさ及び密度分布が補正しようとする収差分布に対応するナノＰＤＬＣ構造で形成される。ここで、ナノＰＤＬＣ構造は、液晶滴の大きさをナノメータ単位の大きさとする場合についてのものであって、これについての詳細な説明は後述する。
【００４９】
ナノＰＤＬＣ構造で形成された液晶素子２０では、液晶滴の大きさがナノスケール、例えば数十ｎｍから数百ｎｍ程度に形成されるので、その液晶素子２０は、電場の印加時に入射する光の偏光に関係なく位相差を付与することが可能である。すなわち、液晶素子２０は、入射される光の偏光に関係なく位相差を付与できる。この液晶素子２０は偏光に関係ないので、その製造時に別途の配向膜ラビング処理を省略することもある。
【００５０】
液晶素子２０に駆動回路（図示せず）により電場を印加すれば、液晶分子の配列が変わり、これにより、補正しようとする収差の逆に該当する位相差分布が得られる。
【００５１】
図１には、本発明の一実施形態による光ピックアップが波長板１９を備え、液晶素子２０が波長板１９と対物レンズ３０との間に配置されるものと示した。これは、例示的なものであり、液晶素子２０は、光路変換器、例えば偏光ビームスプリッタ１４と波長板１９との間に配置されることもある。また、液晶素子２０の偏光に依存しないので、本発明の一実施形態による光ピックアップは、波長板１９が省略された構造を有することもできる。
【００５２】
本発明の一実施形態による光ピックアップにおいて、光源１０から発散光の形態に出射された光は、コリメーティングレンズ１６により平行光に変わって対物レンズ３０に入射されうる。この場合、液晶素子２０にも平行光が入射される。
【００５３】
したがって、例えば、光ディスク１の厚さ差による球面収差を補正しようとする場合、液晶素子２０は、後述するように、ｒ４に比例する球面収差を補正可能にその逆に該当する位相差分布を有するように形成される。
【００５４】
また、本発明の一実施形態による光ピックアップでは、液晶素子２０をネガティブまたはポジティブタイプのパラボリック位相差分布を有するように形成し、対物レンズ３０に入射される光の発散角を調節することによっても、光ディスク１の厚さ差による球面収差を相殺できる。これは、対物レンズ３０に、例えばｒ２に比例する発散光または収束光を入射させれば、光ディスク１の厚さ差による球面収差を相殺できるという周知されている事実に基づく。
【００５５】
このとき、光の発散角の調節は、コリメーティングレンズ１６の光軸に沿った位置を調整するか、または別途のレンズ（図示せず）を利用することによって行われうる。
【００５６】
前記したような構成を有する本発明の一実施形態による光ピックアップによれば、収差の補正は、液晶素子２０で補正しようとする収差、例えば球面収差と逆になる方向に位相差分布を発生させることによって行われる。
【００５７】
したがって、収差が補正された状態で光ディスク１の情報保存面に光スポットが形成される。光ディスク１の情報保存面から反射された光には、液晶素子２０で生成された位相差分布に起因した逆収差が存在するが、液晶素子２０は、偏光に関係なく入射される光に位相差を発生させるので、その反射光に存在する逆収差は、光が液晶素子２０を再び経る間に補正される。したがって、光検出器４０に受光される光には、収差、例えば球面収差の補正のために発生させた位相差に起因した収差が残存しなくなる。
【００５８】
図２は、本発明による収差補正用の液晶素子を備える光ピックアップの他の実施形態を示す図である。ここで、図１と実質的に同一な機能を行う部材は、同一な参照符号で表示し、その反復的な説明は省略する。
【００５９】
図２に示すように、本発明の他の実施形態による光ピックアップでは、一対の液晶素子１２０，１２５が収差補正のために利用される。特に、収差補正用の第１液晶素子１２０は、ポリマーが存在する領域と液晶が存在する領域とが分離され、補正しようとする収差分布に対応する位相差分布を有する液晶層を備える。このとき、前記液晶層は、モノマーが重合されつつ網構造のポリマーを形成し、液晶がその網の間に入り込むＰＮＬＣ構造で形成される。ここで、ＰＮＬＣ構造についての詳細な説明は後述する。
【００６０】
かかるＰＮＬＣ構造で形成された液晶層を備える第１液晶素子１２０は、偏光依存性を有する。
【００６１】
したがって、本発明の他の実施形態による光ピックアップは、光の偏光を変える波長板１９をさらに備え、第１液晶素子１２０が光路変換器、例えば偏光ビームスプリッタ１４と波長板１９との間に配置され、第１液晶素子１２０と実質的に同一な構造を有し、液晶ディレクタのみを第１液晶素子１２０の場合と直交する方向に配向させた第２液晶素子１２５をさらに備えることが望ましい。第２液晶素子１２５は、偏光ビームスプリッタ１４と波長板１９との間に第１液晶素子１２０に隣接して配置されうる。図２には、第２液晶素子１２５が第１液晶素子１２０と波長板１９との間に位置した例を示す。第２液晶素子１２５は、光路変換器と第１液晶素子１２０との間に配置されてもよく、光路変換器と光検出器４０との間に配置されてもよい。図２に示すように、波長板１９を備え、液晶ディレクタの方向が互いに垂直をなす第１液晶素子１２０及び第２液晶素子１２５を波長板１９と対物レンズ３０との間に位置させる場合、進行光の偏光変化は次の通りである。
【００６２】
図３は、図２に示した光ピックアップの構成で進む光の偏光変化を示す図である。図３に示すように、光源１０側から偏光ビームスプリッタ１４に入射される一直線偏光、例えばｐ偏光は、その偏光ビームスプリッタ１４の鏡面を透過し、波長板１９を経由しつつ一円偏光、例えば右円偏光に変わって光ディスク１側に進む。その一円偏光は、光ディスク１から反射されつつ他の円偏光、例えば左円偏光となり、波長板１９を再び経由しつつ他の直線偏光、例えばｓ偏光となる。この他の直線偏光は、偏光ビームスプリッタ１４の鏡面から反射されて光検出器４０側に向かう。図３において、参照符号１７は、第１液晶素子１２０及び第２液晶素子１２５に収差補正のための位相差分布が発生するように電場を印加する駆動回路である。第１液晶素子１２０及び第２液晶素子１２５に印加される電場を調節することにより、液晶分子の配列を変え、これにより位相差変化の大きさを調節できる。
【００６３】
前記のように波長板１９の前方に第１液晶素子１２０及び第２液晶素子１２５を位置させる場合、光源１０側から第１液晶素子１２０及び第２液晶素子１２５に入射される光は、一直線偏光、例えばｐ偏光となり、光ディスク１の情報保存面から反射された後で波長板１９を通過して第２液晶素子１２５及び第１液晶素子１２０に入射される光は、他の直線偏光、例えばｓ偏光となる。
【００６４】
一般的に、液晶素子では、ラビングにより整列された液晶分子の長軸方向と入射する光の偏光方向とが一致する場合にのみ、液晶分子の複屈折値が変わる効果を得ることができる。液晶分子の長軸方向が液晶ディレクタの方向に該当し、これはラビング方向と一致する。
【００６５】
本発明の他の実施形態の光ピックアップにおいて、光ディスク１側に入射する光とそれから反射された光の偏光状態が互いに直交する構造を有する。
【００６６】
したがって、第１液晶素子１２０は、光ディスク１の情報保存面に入射される光に対する収差を補正するように、電場を印加しないとき、光源１０側から入射される光の偏光、例えばｐ偏光方向と液晶の長軸方向（液晶ディレクタの方向）とが一致するように形成される。第２液晶素子１２５は、光ディスク１の情報保存面から反射されて光検出器４０側に進む光に対する収差を補正するように、電場を印加しないとき、光ディスク１の情報保存面から反射された後で入射される光の偏光、例えばｓ偏光方向と液晶の長軸方向とが一致するように形成される。
【００６７】
この場合、第１液晶素子１２０及び第２液晶素子１２５に電場を印加すれば、光源１０側から進む光は、第１液晶素子１２０を経つつ、補正しようとする収差の逆に該当する位相差分布を有し、第２液晶素子１２５をその位相差分布の変化なしにそのまま通過する。したがって、収差が補正された状態で光ディスク１の情報保存面に光スポットが形成される。光ディスク１の情報保存面から反射された光には、第１液晶素子１２０で生成された位相差分布に起因した逆収差が存在するが、光が第２液晶素子１２５を経る間に補正される。そして、その光は、第１液晶素子１２０を位相差分布の変化なしにそのまま通過する。
【００６８】
したがって、光検出器４０に受光される光には、球面収差の補正のために発生させた位相差に起因した収差が残存しなくなる。
【００６９】
一方、本発明の他の実施形態による光ピックアップの場合にも、例えば、光ディスク１の厚さ差による球面収差を補正しようとする場合、第１液晶素子１２０及び第２液晶素子１２５は、後述するように、ｒ４に比例する球面収差を補正可能にその逆に該当する位相差分布を有するように形成されうる。また、第１液晶素子１２０及び第２液晶素子１２５をネガティブまたはポジティブタイプのパラボリック位相差分布を有するように形成し、対物レンズ３０に入射される光の発散角を調節することによっても、光ディスク１の厚さ差による球面収差を相殺できる。
【００７０】
以上の本発明による光ピックアップにおいて、液晶素子は、光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズ３０の作動距離の変動が併行される間に光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差、光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズ３０のシフトが併行される間に光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差のうち、少なくともいずれか一つを補正できる位相差分布を有するように形成される。
【００７１】
以下では、かかる収差補正用の液晶素子及びその製造方法について詳細に説明する。
【００７２】
図４Ａは、本発明の一実施形態によるナノＰＤＬＣ型の液晶素子２０’の製造方法を説明するための図である。このナノＰＤＬＣ型の液晶素子２０’は、図１の光ピックアップに液晶素子２０として使われうる。図４Ａに示すように、二枚の透明基板２１，２２の間に液晶とモノマーとの混合物を注入した液晶セル上に、補正しようとする収差分布に該当する吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を位置させる。
【００７３】
前記モノマーは、ＵＶ光を照射することによりポリマー化可能なＵＶ硬化型のモノマーである。前記混合物には、光重合反応を開始させる開始剤が含まれる。基板２１，２２には、均一なＩＴＯ膜（図示せず）が形成されている。また、基板２１，２２には、配向膜が形成されるが、この配向膜はラビング処理されうる。前記液晶セルには、電場の印加のための二つのリード線が出ている。そのリード線は、本発明の一実施形態によって製造された液晶素子２０’のための駆動回路と連結される。
【００７４】
前記液晶セルにＵＶ光を照射すれば、モノマーがポリマーに光重合されつつ相分離が起きて、ポリマーが存在する領域と液晶が存在する領域とが分離され、補正しようとする収差分布に対応する位相差分布を有する液晶層２３が得られる。
【００７５】
ここで、ポリマー化反応が進められる程度は、照射されるＵＶ光の強度及び照射時間などの変化により調節できる。照射されるＵＶ光の強度が強いほど、ポリマーに重合がよく進められる。これにより、ＵＶ光の強度が強い場合には、混合物内のモノマーがポリマー化する比率が大きくなるので、相対的に存在するポリマー領域が大きくなり、逆にＵＶ光の強度が弱い場合には、ポリマー領域が相対的に小さくなる。モノマーと液晶との比率及び照射するＵＶ強度などによって、本実施形態でのナノＰＤＬＣ型の液晶素子、後述する他の実施形態でのＰＮＬＣ型の液晶素子が製造されうる。
【００７６】
図４Ａにおいて、参照番号２０’は、液晶セルに液晶層２３が形成されて得られる液晶素子を意味する。
【００７７】
本実施形態において、液晶層２３は、液晶滴の大きさ及び密度分布が補正しようとする収差に対応する位相差分布を表すナノＰＤＬＣ構造で形成される。このとき、液晶層２３には、ナノメータ単位の液晶滴が形成される。
【００７８】
かかるナノＰＤＬＣ構造の液晶層２３を形成するために、ＵＶ光の強度を既存のＰＤＬＣの製造時の強度より相対的にさらに強くし、液晶の濃度を低下する。これにより、液晶滴の大きさが数十ないし数百ｎｍ程度であるナノＰＤＬＣが得られる。
【００７９】
ここで、照射されるＵＶ光の強度が強ければ、ポリマーの形成が促進されて液晶滴の大きさ及び密度が低下し、逆にＵＶ光の強度が弱ければ、ポリマーの形成が減って液晶滴の大きさ及び密度が上昇する現象が表れる。
【００８０】
液晶素子２０’に一定な電圧を印加した場合、表れる位相の変化（位相遅延効果）は、屈折率変化と厚さとの積により表現されるので、液晶滴が存在する液晶滴の大きさ及び密度が大きいほど、さらに大きい位相変化を与えることが可能である。
【００８１】
したがって、図４Ａのように、液晶とモノマーとの混合物が注入された液晶セルにＵＶ光を照射するとき、光が照射される液晶セルの全面に設置するグレースケールマスク５０の吸収率分布を、例えば図５Ａのように予想される収差の分布と一致するグレースケールを有するように設計しておけば、液晶素子２０’内に形成される液晶滴の大きさ及び密度分布を補正しようとする収差の分布と一致させることが可能である。図５Ａでは、球面収差の分布と一致する吸収率分布を有するグレースケールマスクの例を示す図である。
【００８２】
このように形成された液晶素子２０’に均一な電場を印加することによって、液晶素子２０’の各領域別に分布する位相の値を補正しようとする収差の逆の位相値を有することが可能になる。
【００８３】
したがって、図１を参照にして前述したように、光ピックアップ内に前記の方法で製作された液晶素子２０’を導入して電場を印加する場合、電場に比例して補正しようとする収差に相応する位相差が、分布が液晶素子２０’に形成されるように設計されるので、単に電場の大きさを調節することのみでも効果的な収差補正が可能になる。また、グレースケールマスク５０を図５Ｂ及び図５Ｃのようにネガティブまたはポジティブタイプの２次元のパラボリックタイプとすれば、光ピックアップにおいて、入射ビームまたは反射ビームの発散角の調節方式による収差補正用の液晶素子の製作も可能である。
【００８４】
前記のようなナノＰＤＬＣ構造で形成された液晶素子２０’は、基本的に電場の印加時に入射する光の偏光に関係なく位相差を付与する機能を有する。
【００８５】
したがって、前記の方法のように補正しようとする収差の分布と一致する吸収率分布を有するグレースケールマスクを利用して、液晶滴の大きさの分布が収差の分布と一致するように形成した収差補正用の液晶素子２０’では、入射光の偏光方向に関係なく収差補正効果を得ることができる。
【００８６】
したがって、通常的な均質方式の収差補正用の液晶素子の場合、入射光と反射光の偏光状態が互いに直交するので、それぞれのための補正用の液晶素子を二つ使用せねばならないが、図１及び図４Ａに示すように、本発明の一実施形態による液晶素子２０’の場合には、単一の液晶素子のみでも入射光と反射光の両方に対する収差補正が可能である。したがって、製造コストを低減でき、光ピックアップの小型化及び軽量化にも符合される。
【００８７】
また、既存の均質方式の収差補正用の液晶素子の場合、電場の印加による応答時間が数ミリセカンド単位であるに比べて、本発明のように液晶滴の大きさがナノメータ程度である場合、電場の印加及び除去による応答時間が数百マイクロ秒単位に短くなるので、光ピックアップの駆動に非常に有利である。
【００８８】
また、本発明は、基本的に液晶滴の分布を予想される球面収差の分布と一致させる方式であるので、既存の収差補正用の液晶素子で必ず必要とするＩＴＯ電極のパターニング及び金属電極の蒸着の必要性をなくすので、製造工程を大きく単純化して製造コストを低減できる。また、ＩＴＯ分割電極の形成及び金属電極の添加による透過率の低下及び補正効果の低下を防止できる。また、駆動のために必要なリード線の数が二つに減り、相対的に駆動及び配線方法も非常に単純になる。
【００８９】
また、前記した本発明の一実施形態による液晶素子２０’の製造時、グレースケールマスク５０を図５Ａのようにネガティブまたはポジティブタイプの２次元のパラボリックとすれば、光ピックアップにおいて、入射ビームまたは反射ビームの発散角の調節方式によるナノＰＤＬＣ型の収差補正用の液晶素子も簡単な工程で製作可能である。かかるナノＰＤＬＣ型の収差補正用の液晶素子は、応答速度が速く、偏光依存性がないので、単一の液晶素子で往復ビームの補正が可能である。
【００９０】
図４Ｂは、本発明の他の実施形態によるＰＮＬＣ型の液晶素子１２０’の製造方法を説明するための図である。そのＰＮＬＣ型の液晶素子１２０’は、図２の光ピックアップに液晶素子１２０，１２５として使われうる。
【００９１】
図４Ｂに示すように、ナノＰＮＬＣ型の液晶素子１２０’の二枚の透明基板１２１，１２２の間に液晶とモノマーとの混合物を注入した液晶セル上に、補正しようとする収差分布に該当する吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を位置させる。
【００９２】
前記モノマーは、ＵＶ光を照射することによりポリマー化可能なＵＶ硬化型のモノマーである。前記混合物には、光重合反応を開始させる開始剤が含まれる。基板１２１，１２２には、均一なＩＴＯ膜（図示せず）が形成されている。また、基板１２１，１２２には、配向膜が形成されるが、この配向膜はラビング処理される。前記液晶セルには、電場の印加のための二つのリード線が出ている。そのリード線は、本発明の他の実施形態によって製造された液晶素子１２０’のための駆動回路（図示せず）と連結される。
【００９３】
前記液晶セルにＵＶ光を照射すれば、モノマーがポリマーに重合されつつ相分離が起きて、ポリマーが存在する領域と液晶が存在する領域とが分離され、補正しようとする収差分布に対応する位相差分布を有する液晶層１２３が得られる。液晶素子１２０’は、液晶セルに液晶層１２３が形成されて得られる液晶素子を意味する。
【００９４】
液晶層１２３は、モノマーが重合されつつ網構造を形成し、液晶がその網の間に入り込むＰＮＬＣ構造で形成される。
【００９５】
かかるＰＮＬＣ構造の液晶層１２３を形成するために、液晶とモノマーとの混合物で液晶の比率をモノマーの比率に比べて高くし、ＵＶ強度を相対的に弱くすれば、モノマーが重合されつつポリマーが網構造を形成し、液晶が網の間に入り込むＰＮＬＣ構造を形成できる。
【００９６】
この場合、ポリマー網の密度は、照射されるＵＶ光の強度に比例する。ＵＶ光が強く照射される領域には高密度のポリマー網が形成され、これにより液晶が少なく存在し、ＵＶ光が弱く照射される領域には低密度のポリマー網が形成され、これにより液晶が多く存在する。
【００９７】
したがって、前述したナノＰＤＬＣの場合のように、図５Ａに示したような球面収差の分布と一致した吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用した場合、液晶素子１２０’の液晶層１２３内に球面収差の分布と一致した液晶密度の分布を得、電場の印加により球面収差と逆符号の位相差を印加してそれを相殺することが可能である。また、かかるＰＮＬＣ方式でも、グレースケールマスク５０を図５Ｂ及び図５Ｃのようにネガティブまたはポジティブの２次元のパラボリックタイプとすれば、光ピックアップにおいて、入射ビームまたは反射ビームの発散角の調節方式による収差補正用の液晶素子の製作も可能である。
【００９８】
前記したナノＰＤＬＣ型の場合、偏光依存性がないため、一つの液晶素子で互いに偏光状態に直交する入射光と反射光とに対する収差補正が可能であるので、一つの液晶素子のみで十分である。しかし、このナノＰＤＬＣ型の場合、相対的に高い駆動電圧を必要とする。
【００９９】
一方、液晶とモノマーとの混合物で液晶の比率をモノマーの比率に比べて高くすれば、モノマーが重合されつつ網構造を形成し、液晶が網の間に入り込むＰＮＬＣ構造を形成できる。
【０１００】
かかるＰＮＬＣ型の液晶素子の場合、液晶の比率が非常に高いため、相対的に非常に低い電圧下でも駆動が可能になるので、ナノＰＤＬＣ型の液晶素子の短所である高い駆動電圧の問題を解決できる。しかし、このＰＮＬＣ型の液晶素子は、偏光依存性を有するので、往復ビームそれぞれに対する別途の液晶素子を使用せねばならない。
【０１０１】
しかし、この場合にも、本発明の固有の長所である製造工程及び駆動の単純化効果を有する。すなわち、基本的に液晶滴の分布を予想される球面収差の分布と一致させる方式であるので、既存の収差補正用の液晶素子で必ず必要とするＩＴＯ電極のパターニング及び金属電極の蒸着の必要性をなくすので、製造工程を大きく単純化し、製造コストを低減できる。また、ＩＴＯ分割電極の形成及び金属電極の添加による透過率の低下及び補正効果の低下を防止できる。また、駆動のために必要なリード線の数が二つに減り、相対的に駆動及び配線方法も非常に単純になる。
【０１０２】
また、本発明の他の実施形態によるＰＮＬＣ型の収差補正用の液晶素子の製造方法によれば、前記したように、グレースケールマスク５０を図５Ｂまたは図５Ｃのようにネガティブまたはポジティブ型の２次元のパラボリック型とすれば、光ピックアップにおいて、入射ビームまたは反射ビームの発散角の調節方式によるＰＮＬＣ型の収差補正用の液晶素子を簡単な工程で製作して、低電圧駆動の効果を得ることができる。
【０１０３】
前記のような本発明の一実施形態によるナノＰＤＬＣ型の液晶素子２０’は、例えば液晶としてＭｅｒｃｋ社のＥ７（ｎｏ＝１．５１１，ｎｅ＝１．７４００，△ｎ＝０．２３）を３０〜４０ｗｔ．％、モノマーとしてＮＯＡ ８１（ｎ＝１．５６，Ｎｏｒｌａｎｄ社製のＵＶ硬化型のアドへシブ）を６０〜７０ｗｔ．％、フォト開始剤としてベンゾフェノンを１ｗｔ．％ほど含む混合物を使用し、ＵＶ強度を５００〜７００ｍＷ／cm2とすれば、製造が可能である。
【０１０４】
前記のような本発明の他の実施形態によるＰＮＬＣ型の液晶素子１２０’は、例えば液晶としてＭｅｒｃｋ社のＥ４４を９０ｗｔ．％、モノマーとしてビスフェノル−Ａ−ジメタアクリレート（Ｍ１）の６ｗｔ．％とＲＭ−８２の４ｗｔ．％との混合物、フォト開始剤の少量を含む混合物を使用し、ＵＶ強度を約４５ｍＷ／cm2とすれば、製造が可能である。
【０１０５】
前記の配合を基準にして液晶とモノマーとの比率、ＵＶ光の強度及び照射時間を適切に変化させれば、ナノＰＤＬＣまたはＰＮＬＣ構造の液晶素子のうち一つを得ることができる。
【０１０６】
ここで表した配合及び照射されるＵＶ光の強度は、例示的に表したものであり、その混合物の配合及び照射されるＵＶ光の強度などは多様に変形されうる。
【０１０７】
以上では、本発明による収差補正用の液晶素子が球面収差を補正するように形成された場合を例として説明及び図示したが、本発明がこれに限定されるものではなく、本発明による収差補正用の液晶素子は、図６Ａないし図１０Ｂに示したような多様な収差を補正するように多様に形成されうる。
【０１０８】
図６Ａは、光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差の２次元分布を示す図であり、図６Ｂは、図６Ａの球面収差の１次元分布を示す図である。光軸を中心に半径方向の座標をｒと表示すれば、光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差は、図６Ａ及び図６Ｂに示したようにｒ４に比例する。したがって、ｒ４に比例する吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用して液晶素子２０，１２０，１２５の液晶層を形成すれば、その球面収差と逆になる位相差分布を表す液晶素子を形成できる。
【０１０９】
図７Ａは、対物レンズ３０の作動距離の変動時に光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差の２次元分布を示す図であり、図７Ｂは、図７Ａの球面収差の１次元分布を示す図である。フォーカス駆動により上下に移動して対物レンズ３０の作動距離が変動されるとき、光軸を中心に半径方向の座標をｒと表示すれば、光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差の場合、対物レンズ３０の作動距離の変動によりｒ４−ｒ２に収差を減少できる。ここで、ｒ２は、対物レンズ３０の上下移動に起因した項である。したがって、ｒ４−ｒ２に比例する吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用して液晶素子２０，１２０，１２５の液晶層を形成すれば、対物レンズ３０の作動距離の変動が行われる間に、光ディスク１の厚さ差による球面収差と逆になる位相差分布を表す液晶素子を形成できる。
【０１１０】
図８Ａは、光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差の２次元分布を示す図であり、図８Ｂは、図８Ａのコマ収差の１次元分布を示す図である。
【０１１１】
光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差は、ｒ３に比例する。コマ収差は、ｒ３×ｃｏｓφ（ここで、φは方位角）に該当し、これに該当する吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用して液晶素子２０，１２０，１２５の液晶層を形成すれば、光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差と逆になる位相差分布を表す液晶素子を形成できる。
【０１１２】
図９Ａは、対物レンズ３０のシフト時に光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差の２次元分布を示す図であり、図９Ｂは、図９Ａのコマ収差の１次元分布を示す図である。
【０１１３】
光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差の場合、対物レンズ３０のシフトによりｒ３−（２／３）×ｒに収差を減少できる。（２／３）×ｒは、対物レンズ３０のシフトに起因した項である。このときのコマ収差（ｒ３−（２／３）×ｒ）×ｃｏｓφに該当する吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用して液晶素子２０，１２０，１２５の液晶層を形成すれば、対物レンズ３０のシフトが同時に行われるとき、光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差と逆になる位相差分布を表す液晶素子を形成できる。
【０１１４】
一方、対物レンズ３０にｒ２に比例する発散光または収束光を入射させれば、光ディスク１の厚さ差による球面収差を相殺できることが周知されている。図１０Ａは、パラボリック２次元分布を示す図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの１次元分布を示す図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差の場合、対物レンズ３０にｒ２に比例する発散光または収束光を入射させれば、球面収差を相殺できるので、ｒ２に比例する吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用して液晶素子２０，１２０，１２５の液晶層を形成し、対物レンズ３０に発散光または収束光を入射させれば、光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差と逆になる位相差分布を表す液晶素子を形成できる。
【０１１５】
以上では、図６Ａないし図１０Ｂを参照にして一つの収差、すなわち球面収差またはコマ収差のみを補正できる液晶素子を形成することについて説明したが、本発明によれば、二つ以上の収差が複合されるように発生する場合にも、この複合された収差を補正できる液晶素子を製造できる。例えば、図６Ａの球面収差及び図８Ａのコマ収差の２次元分布の和に該当する吸収率分布を有するグレースケールマスクを利用して液晶素子を製造すれば、光ディスク１の厚さ差による球面収差及び光ディスク１の傾斜によるコマ収差を同時に補正できる液晶素子を得ることができる。
【０１１６】
前記のように、本発明による収差補正用の液晶素子２０，１２０，１２５は、光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズ３０の作動距離の変動時に光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差、光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズ３０のシフト時に光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差のうち少なくともいずれか一つの収差分布に該当する吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用して製造されうる。また、液晶素子２０，１２０，１２５は、ポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用して製造されうる。
【０１１７】
また、これにより製造された本発明による収差補正用の液晶素子２０，１２０，１２５は、光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差、対物レンズ３０の作動距離の変動時に光ディスク１の厚さ差により発生する球面収差、光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差、対物レンズ３０のシフト時に光ディスク１の傾斜により発生するコマ収差のうち少なくともいずれか一つの収差の逆に該当する位相差分布を有してその収差を補正できる。また、本発明による液晶素子２０，１２０，１２５をポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有するグレースケールマスク５０を使用して製造すれば、液晶素子２０，１２０，１２５は、そのグレースケールマスク５０の吸収率分布の逆に該当する２次元のパラボリック位相差分布を有し、収束光または発散光を対物レンズ３０に入射させれば、光ディスク１の厚さ差による球面収差を補正できる。
【０１１８】
前記したように、液晶、ＵＶ硬化型のモノマー及び光重合反応を開始させる開始剤からなる混合物を空いている液晶セルに注入し、補正しようとする収差の分布と一致する吸収率分布を有するか、またはポジティブまたはネガティブタイプの２次元のパラボリック吸収率分布を有するグレースケールマスクを通じてＵＶ光を液晶セルに照射すれば、所望の収差を補正できる液晶素子を得ることができる。かかる液晶素子を利用すれば、光ピックアップは、光ディスク１の厚さ差による球面収差及び光ディスク１の傾斜によるコマ収差のうち少なくともいずれか一つを補正できる。
【０１１９】
図１１は、本発明による光ピックアップを採用した光記録及び／または再生機器の構成を概略的に示す図である。図１１に示すように、光記録及び／または再生機器は、光情報記録媒体である光ディスク１を回転させるためのスピンドルモータ４５５、光ディスク１の半径方向に移動可能に設置されて、光ディスクに記録された情報を再生及び／または記録する光ピックアップ４５０、スピンドルモータ４５５及び光ピックアップ４５０を駆動するための駆動部４５７、及び光ピックアップ４５０のフォーカス及びトラッキングサーボなどを制御するための制御部４５９を備える。ここで、参照番号４５２はターンテーブル、４５３は光ディスク１をチャッキングするためのクランプを表す。
【０１２０】
光ピックアップ４５０は、図１を参照にして前述した本発明の一実施形態または図２を参照にして前述した本発明の他の実施形態による光ピックアップの光学系構造を有する。
【０１２１】
光ディスク１から反射された光は、光ピックアップ４５０に設けられた光検出器を通じて検出され、光電変換されて電気的信号に変わり、この電気的信号は、駆動部４５７を通じて制御部４５９に入力される。駆動部４５７は、スピンドルモータ４５５の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させ、光ピックアップ４５０を駆動する。制御部４５９は、駆動部４５７から入力された信号に基づいて調節されたフォーカスサーボ及びトラッキングサーボ命令を再び駆動部４５７に送信し、光ピックアップ４５０のフォーカシング及びトラッキング動作を具現する。
【０１２２】
かかる本発明による光ピックアップを採用した光記録及び／または再生機器では、光ディスク１の記録及び／または再生時、前記したように液晶素子２０，１２０，１２５’に電圧を印加して、光ディスク１の厚さ差及び／または光ディスク１の傾斜などにより発生する収差に逆になる位相差分布を発生させることによって、収差を補正する。
【０１２３】
以上、本願発明は、例示的な実施形態を参照にして説明及び図示したが、本発明の技術的思想の範囲内で多様に変形されうるということを本技術分野の当業者は十分に理解できるであろう。例えば、液晶素子が図１、図２、図３、図４Ａ、図４Ｂ及び図１１と関連して説明された方式で利用される限り、光ピックアップでの構成要素の他の配列が利用されうる。付加的に、光記録及び／または再生機器の構成要素は、図１１と異なる構成を有することもできる。したがって、本発明は、前述した多様な例示的な実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に含まれるあらゆる実施形態を含む。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、光記録及び／または再生機器関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１                          光ディスク
１０                        光源
１２                        グレーティング
１４                        偏光ビームスプリッタ
１５，１６                  コリメーティングレンズ
１９                        波長板
２０，１２０，１２５        液晶素子
２０’                      ナノＰＤＬＣ型の液晶素子
２１，２２，１２１，１２２  透明基板
２３，１２３                液晶層
３０                        対物レンズ
４０                        光検出器
５０                        グレースケールマスク
【図１】
2011238349.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ｂ】
2011238349.tif 000010
【図８Ｂ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2011238349.tif 000016
【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
2011238349.tif 000018
【図７Ａ】
2011238349.tif 000019
【図８Ａ】
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【図９Ａ】
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【図１０Ａ】
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