(57)【要約】  １つまたはそれ以上の従来技術の問題を解決できる、複数放射ビームによる光学走査装置を提供すること。および、少なくとも３つの異なった放射ビームを使用する、改良された光学走査装置を提供すること。光学的記録キャリヤの情報レイヤーを走査するための光学走査装置。前記装置は、少なくとも第一の放射ビームを第一の光経路に沿って供給するための光源と、第二の放射ビームを第二の異なった光経路に沿って供給するための高原とを備える。対物レンズ・システムは前記放射ビームを情報レイヤー上に収束させる。ビーム偏向要素は、当該第二の放射ビームを前記レンズ・システムの光軸方向に屈折させるように配置されている。前記ビーム偏向要素は、少なくとも１つの流体を含む。コントローラは、前記流体の構成を変えることによって、前記ビーム偏向要素によって与えられる屈折の量を予め決められた範囲にわたってコントロールするために備えられている。
2008541323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的記録キャリヤの情報レイヤーを走査するための光学走査装置であって、前記装置は、
少なくとも第一の光経路に沿った第一の放射ビーム、および第二の異なった光経路に沿った第二の放射ビームを提供するための光源と、
前記情報レイヤーに前記第一及び第二の放射ビームを集光させるための、１つの光軸を有する対物レンズ・システムと、
少なくとも当該第二の放射ビームを前記光軸に向けて屈折させるように設計されたビーム偏向要素と、を備え、
前記ビーム偏向要素は、少なくとも１つの流体、および前記ビーム偏向要素によって提供される屈折の量を予め決められている範囲にわたって変更するために当該流体の構成を変更するためのコントローラを備える、前記光学走査装置。
【請求項２】
当該流体は複屈折材料で構成され、前記コントローラは前記複屈折材料の優先軸の配向を変更する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
当該複屈折材料は液晶で構成され、かつ前記コントローラは前記液晶の配向を変更するために前記液晶にかかる電界を供給する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記要素はチャンバを備え、前記少なくとも１つの流体は第一の有極性流体と第二の絶縁性流体とを備え、前記２つの流体は非混和性でありかつ接触面に沿って分離されており、さらに前記コントローラが前記エレクトロウエッティング効果を用いて前記接触面の構成を変更する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記コントローラが前記接触面の形状を変更する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コントローラが記光軸に対して前記接触面の角度を変更する、請求項４または請求項５に記載の装置。
【請求項７】
当該接触面が実質的に平面である、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラが、前記光源によって提供されている放射ビームの示す信号に基づいて、ビーム偏向要素によって提供される屈折を変更する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラが、さらに前記光学的記録キャリヤから反射された前記放射ビームの少なくとも一部を検出するための検知器を備え、当該検知器によって検知された信号に基づいて前記ビーム偏向要素によって提供される屈折を変更する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、前記光学的記録キャリヤから反射された放射ビームの少なくとも一部を検知するための検知器と、前記光源から受け取った入射放射ビームを前記光学的記録キャリヤへ向けて送信しかつ前記光学的記録キャリヤから反射されたビームを検知器に向けて送出するためのビーム・スプリッターと、を備え、前記ビーム偏向要素は、前記光源と前記ビーム・スプリッターとの間に配置される、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
ビーム偏向要素によってビームに取り込まれた非点収差を相殺するための非点収差補正板を更に備える、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ビーム偏向要素が、前記第二の放射ビームの光経路を光軸に沿って方向づけるように前記第二の放射ビームを屈折させる、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記光源は、当該第一および第二の光経路とは異なる第三の光経路に沿って第三の放射ビームを提供し、前記ビーム偏向要素は、当該第三の放射ビームを前記光軸に向けて屈折させるのに適している、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
光学的記録キャリヤの情報レイヤーを走査するための光学走査装置の製造方法であって、
少なくとも第一の光経路に沿った第一の放射ビームを、および第二の異なった光経路に沿った第二の放射ビームを提供するための光源を供給し、
前記情報レイヤーに前記第一及び第二の放射ビームを集光させるための、１つの光軸を有する対物レンズ・システムを供給し、
少なくとも当該第二の放射ビームを前記光軸に向けて屈折させるように設計されたビーム偏向要素を供給し、
ここで、前記ビーム偏向要素は、少なくとも１つの流体、および前記ビーム偏向要素によって提供される屈折の量を予め決められている範囲にわたって変更するために当該流体の構成を変更するコントローラを備える、製造方法。
【請求項１５】
光学的記録キャリヤの情報レイヤーを走査するための光学走査装置の操作方法であって、前記装置は、
少なくとも第一の光経路に沿った第一の放射ビーム、および第二の異なった光経路に沿った第二の放射ビームを提供するための光源と、
前記情報レイヤーに前記第一及び第二の放射ビームを集光させるための、１つの光軸を有する対物レンズ・システムと、
少なくとも当該第二の放射ビームを前記光軸に向けて屈折させるように設計されたビーム偏向要素と、を備え、
前記ビーム偏向要素は、少なくとも１つの流体、および前記ビーム偏向要素によって提供される屈折の量を変更するために当該流体の構成を変更するためのコントローラを備えるものであり、
前記操作方法は、前記光源によって提供される前記放射ビームに基づいて予め決められている範囲にわたって、前記ビーム偏向要素によって提供される前記屈折の量を変更することを含む、操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの放射ビームを用いる光学走査装置、およびそのような装置を製造し、操作する方法に関する。本発明の特別な実施例は、コンパクトディスク（ＣＤ）、一般的なデジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、およびブルーレイ・ディスク（Blu-ray Disk）のような所謂次世代ＤＶＤ等の光学的記録キャリヤの２つまたはそれ以上の異なったフォーマットに適合する光学走査装置での使用に適している。
【背景技術】
【０００２】
光学的記録キャリヤは、一般に特別な波長の放射ビームによって走査されるように設計されており、情報の記録には様々な異なったフォーマットが用いられる。たとえば、コンパクトディスク（ＣＤ）は、７８５ｎｍ付近の波長（λ）を持つ放射ビームで走査されるように設計されており、ＣＤ−Ａ（オーディオＣＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ（読み出し専用ＣＤ）、およびＣＤ−Ｒ（一度だけ書き込み可能なＣＤ）等がある。一方、ＤＶＤは６５０ｎｍ付近の波長を持つ放射ビームで、また、ブルーレイ・ディスクは４５０ｎｍ付近の波長を持つ放射ビームで走査されるようにそれぞれ設計されている。一般に、波長が短くなるほど光ディスクの容量は大きくなり、たとえば、ブルーレイ・ディスクフォーマットのディスクはＤＶＤフォーマットのディスクよりもストレージ容量が大きい。
【０００３】
光学走査装置は、異なったフォーマットの光学的記録キャリヤに適合できること、たとえば、１つの対物レンズ・システムを用いながら、異なった波長を持つ放射ビームに応答して、異なったフォーマットの光学的記録キャリヤを走査できることが望ましい。たとえば、より大きな記録容量を持つ新しい光学的記録キャリヤが導入された場合、この新しい光学的記録キャリヤが後方互換性を持つように、すなわち既存のフォーマットを持つ光学的記録キャリヤを走査できるように、新しい光学的記録キャリヤに情報の読み出しおよび／または書き込みを行う能力を持たせることが望ましい。
【０００４】
残念ながら、ある波長で読み出しを行うように設計された光ディスクが、必ずしも別の波長で情報を読み出せるとは限らない。たとえば、ＣＤ−Ｒフォーマットのディスクの場合、λ＝７８５ｎｍの走査ビームで高い変調度を得るために、記録スタックに特殊なダイ（色素）が塗布されなければならない。λ＝６６０ｎｍでは、このディスクから得られる変調信号は極めて小さく（色素の波長感度により）、この波長での読み出しは困難である。
【０００５】
異なったフォーマット間で互換性を持たせるためには、光学走査装置は該当する各波長で放射ビームを提供するように設計された光源を備えていなければならない。各波長のためには別々の個別光源が用いられる。別の方法として、多波長の光源（たとえば、デュアル波長レーザー）を使用することもできる。どちらの方法も、典型的には異なった位置から、および／または異なった角度で出力される異なった放射ビームを生成する。言い換えれば、複数の異なった放射ビームが単一の共通光経路に沿って出力されることはない。
【０００６】
たとえば、シングルチップのマルチ・レーザー光源の場合、個々のレーザーは典型的には半径方向の走査方向（光ディスクの走査方向（円周方向）に対して）に約１００ミクロン間隔で分離されている。結果として、異なったレーザーの光軸が一致することはなく、従って、光学的記録キャリヤから反射される放射ビームのすべてを検知するために単一の検知器を使用することは難しくなっている。さらに、対物レンズには１つまたは複数のビームが斜めから入射するため、コマ収差が発生し、これによって位置合わせ誤差に対するシステムの余裕度が減少することになる。
【０００７】
この問題に対する１つの解決策は、２つの異なった放射ポイントから放射された２つの放射ビームの光軸を整合させるために回折格子を使用することである。（特許文献１）は、そのような回折要素を含む光ピックアップ装置を記述している。この回折要素は、段差状の回折要素である。段差のサイズは、第一の放射ビームが回折されることなく回折要素中を通り抜ける一方、第二の異なった波長の放射ビームは回折要素によって回折されるように選択される。
【０００８】
回折要素は比較的損失があっても構わない。しかし、３つまたはそれ以上の異なった波長の放射ビームを用いる光学走査装置の場合は、入射放射ビームの高効率伝達と十分な位置合わせ余裕度（製造上の余裕度を確保するための）の両方を備えた適切な回折格子を設計することはかなり難しい。
【０００９】
（特許文献２）は、くさびの形状をしたプリズムの使用について記述している。このプリズムは回転することができ、光ディスク上の光点の位置にビームを移動させることができる。このプリズムは、第二の光ビームからの光点がディスク上で第一の光ビームからの光点と同じ位置に入射することを保証するように回転される。そのようなシステムの短所は、プリズムの移動のためにメカニカルな動作を必要とすることである。メカニカルな動作を要求するビーム偏向装置の使用は、そのような装置がメカニカルな疲労を起こしがちであり、および／または振動に影響されやすいため、好ましくない。
【特許文献１】米国公開公報第２００２／０１１４２５２７号
【特許文献２】米国特許第５，２７８，８１３号
【特許文献３】国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００５３２５号（国際公開公報ＷＯ２００４／０５１３２３号）「可変流体メニスカス構造を形成するための装置（Apparatus for forming variable fluid meniscus configurations）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、あるいは他で言及される、１つまたはそれ以上の従来技術の問題を解決できる複数放射ビームによる光学走査装置を提供することが、本発明の実施例の目的である。少なくとも３つの異なった放射ビームを使用する、改良された光学走査装置を提供することが、本発明の実施例の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第一の側面によれば、少なくとも第一の光経路に沿った第一の放射ビーム、および第二の異なった光経路に沿った第二の放射ビームを提供するための光源と、前記情報レイヤーに前記第一及び第二の放射ビームを集光させるための、１つの光軸を有する対物レンズ・システムと、少なくとも当該第二の放射ビームを前記光軸に向けて屈折させるように設計されたビーム偏向要素と、を備え、前記ビーム偏向要素は、少なくとも１つの流体、および前記ビーム偏向要素によって提供される屈折の量を予め決められている範囲にわたって変更するために当該流体の構成を変更するためのコントローラを備える、前記光学走査装置が提供される。
【００１２】
好適には、そのような装置は、屈折接触面、境界、または表面を規定するために流体を用いる。ビーム偏向要素によって与えられる屈折の程度は、従って、流体の構成（たとえば、配向や形状）に依存する。屈折の程度とは、予め決められた方向に沿って接触面に入射してくる放射ビームに与えられる屈折の量（波面の伝播方向の変化量）である。この屈折の程度は、接触面を規定する材料の１つの屈折率、または予め決められた方向に対する接触面の角度のうち少なくとも１つを変化させることによって変えることができる。
【００１３】
結果として、そのようなビーム偏向要素は、剛体の移動を必要としないため（すなわち、メカニカルな移動がないため）メカニカルな疲労に対する耐力は特に要求されない。さらに、偏向要素によって与えられる屈折量の適切な変化によって、光軸に沿った複数の放射ビームの光経路を実質的に調整するためにこの変更要素を使用することができる。当該流体を複屈折材料で構成し、この複屈折材料の配向を変化させるようにコントローラを設計することができる。
【００１４】
当該複屈折材料は、液晶で構成することが望ましく、コントローラは、この液晶の配向を変えるために液晶に印加する電界を供給するように設計することができる。
【００１５】
当該ビーム偏向要素は、容器（chamber）を備え、当該の少なくとも１つの液晶は、第一の有極性流体（Ｂ；Ｂ'）と第二の絶縁性流体（Ａ）とを備え、前記２つの流体は、非混和性であり、かつ接触面に沿って分離されており、さらに前記コントローラは、前記エレクトロウエッティング効果を用いて接触面の構成を変更するように設計することができる。
【００１６】
前記コントローラは、接触面の形状を変化させるように設計することができる。
【００１７】
前記コントローラは、光軸に対して接触面の角度を変更するように設計することができる。
【００１８】
前記接触面は実質的に平面である。
【００１９】
前記コントローラは、どの放射ビームが当該光源によって提供されているかを示す信号とは無関係に、ビーム偏向要素によって提供される屈折量を変更するように設計されることが望ましい。
【００２０】
前記コントローラは、前記光学的記録キャリヤから反射された前記放射ビームの少なくとも一部を検出するための検知器を備え、かつコントローラが当該検知器によって検知された信号とは無関係に前記ビーム偏向要素によって提供される屈折量を変更するように設計されることが望ましい。
【００２１】
前記装置は、前記光学的記録キャリヤから反射された放射ビームの少なくとも一部を検知するための検知器と、前記光源から受け取った入射放射ビームを前記光学的記録キャリヤへ向けて送信し、かつ前記光学的記録キャリヤから反射されたビームを検知器に向けて送信するためのビーム・スプリッターとを備え、かつ前記ビーム偏向要素は、前記光源と前記ビーム・スプリッターの間に配置されることが望ましい。
【００２２】
前記装置は、ビーム偏向要素によってビームに導入された非点収差をキャンセルするための非点収差補正板を備えることが望ましい。
【００２３】
前記ビーム偏向要素は、前記第二の放射ビームの光経路を光軸に沿って方向づけるように前記第二の放射ビームを屈折させるように設計されることが望ましい。
【００２４】
前記光源は、当該第一および第二の光経路とは異なる第三の光経路に沿って第三の放射ビームを提供するように設計され、かつ前記ビーム偏向要素は当該第三の放射ビームを前記光軸に向けて屈折させるのに適していることが望ましい。
【００２５】
本発明の第二の側面によれば、少なくとも第一の光経路に沿った第一の放射ビームを、および第二の異なった光経路に沿った第二の放射ビームを提供するための光源を供給し、前記情報レイヤーに前記第一及び第二の放射ビームを集光させるための、１つの光軸を有する対物レンズ・システムを供給し、少なくとも当該第二の放射ビームを前記光軸に向けて屈折させるように設計されたビーム偏向要素を供給し、ここで、前記ビーム偏向要素は、少なくとも１つの流体、および前記ビーム偏向要素によって提供される屈折の量を予め決められている範囲にわたって変更するために当該流体の構成を変更するコントローラを備える、製造方法が提供される。
【００２６】
本発明の第三の側面によれば、少なくとも第一の光経路に沿った第一の放射ビーム、および第二の異なった光経路に沿った第二の放射ビームを提供するための光源と、前記情報レイヤーに前記第一及び第二の放射ビームを集光させるための、１つの光軸を有する対物レンズ・システムと、少なくとも当該第二の放射ビームを前記光軸に向けて屈折させるように設計されたビーム偏向要素と、を備え、前記ビーム偏向要素は、少なくとも１つの流体、および前記ビーム偏向要素によって提供される屈折の量を変更するために当該流体の構成を変更するためのコントローラを備えるものであり、前記操作方法は、前記光源によって提供される前記放射ビームに基づいて予め決められている範囲にわたって、前記ビーム偏向要素によって提供される前記屈折の量を変更することを含む、操作方法が提供される。
【００２７】
本発明者達は、放射ビームの光経路を変更するために剛体の回折格子や剛体の屈折要素を使用する代わりに、流動可能な物質、つまり流体による屈折要素を使用できることを示した。予め決められた範囲にわたって流体の構成（たとえば、流体の形状や流体内の分子の配向）を変えることによって、入射される放射ビームに対して前記要素によって与えられる屈折の程度を制御性よく変更することができる。流体の構成を変えるために、典型的には、電気的に敏感な流体が用いられ、電界を印加するために電極を備えたコントローラが配置される。
【００２８】
結果として、流体を含むそのようなビーム偏向要素は、異なった放射ビームに対してビーム偏向要素によって与えられる屈折の量を変えることによって、光源から放射されたビームの放射経路の整列を最適化するように制御することができる。そのようなビーム偏向要素は、たとえば、３つまたはそれ以上の放射ビームを用いる光学走査装置で使用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、そのようなビーム偏向要素を含む光学走査装置について説明した後、前期ビーム偏向要素をさらに詳細に説明する。
【００３０】
図１は、第一の放射ビーム４を用いて第一の光学的記録キャリヤ３の第一の情報レイヤー２を走査する、対物レンズ８を備えた装置を示す。
【００３１】
光学的記録キャリヤ３は、その一方の側に情報レイヤー２が配置された透明レイヤー５を備えている。透明レイヤー５から見て外方に向いている情報レイヤー２の表面は保護レイヤー６によって環境の影響から保護されている。装置に面している透明レイヤー側は入射面と呼ばれている。透明レイヤー５は、情報レイヤー２に対してメカニカルな支持を提供し、光学的記録キャリヤ３の基板として働く。これに代わる方法として、透明レイヤー５は情報レイヤー２を保護する機能のみを持ち、一方、メカニカルな支持は情報レイヤー２の他の側上にあるレイヤー、たとえば保護レイヤー６、または追加の情報レイヤーと最も上層の情報レイヤーに接続された保護レイヤーによって提供されるという構成法も可能である。図１に示した実施例においては、情報レイヤーが透明レイヤー５の厚さに相当する第一の情報レイヤーの深さ２７を持つことに注意する必要がある。情報レイヤー２はキャリヤ３の表面である。
【００３２】
情報は、図には示されていないが、実質的に平行で、同心円状または螺旋状のトラックに配列され、光学的に検出可能なマークの形で記録キャリヤの情報レイヤー２上に保存される。トラックは、絞られた放射ビームのスポットによって追随される経路である。マークは光学的に読み出せる任意の形状、たとえばピット、または周囲とは異なった反射係数、または磁化方向を持った領域、またはこれらの組み合わせの形をとる。光学的記録キャリヤ３はディスクの形状をとることができる。
【００３３】
図１に示すように、光学走査装置１は光源７、コリメータ・レンズ１８、ビーム・スプリッター９、光軸１９ａを持つ対物レンズ・システム８、および検知システム１０を含んでいる。さらに、この光学走査装置１は、サーボ回路１１、フォーカス・アクチュエータ１３、およびエラー訂正用の情報処理ユニット１４を含んでいる。
【００３４】
この特別な実施例では、光源７は、第一の放射ビーム４、第二の放射ビーム４'、および第三の放射ビーム４"を連続的、かつ別々に供給するように設計されている。たとえば、光源７は、放射ビームの２つ、４と４'を連続的に供給する同調可能な半導体レーザーと、第三の放射ビーム４"を供給する別のレーザーとの組み合わせ、またはこれらのビームを別々に供給する３つの半導体レーザーで構成することができる。たとえば、光源７の異なった物理的位置から、および／または対物レンズ・システムの光軸１９ａに対して異なった角度で、２つまたはそれ以上の放射ビームを放射することも可能である。典型的には、各放射ビームは発散的であって、平行した光軸に沿って異なった位置から放射される。たとえば、放射ビームの放射ポイントが光源７から１００ミクロン離れていれば、放射ビームの光軸は１００ミクロン程度離れて並行になる。放射ビームの経路のこの間隔は、通常、半径方向の走査方向にある（光学的記録キャリヤ上で、ビームによって走査される方向に対して）。
【００３５】
放射ビーム４は、波長λ１と偏光ｐ１を持ち、放射ビーム４'は波長λ２と偏光ｐ２を持ち、放射ビーム４"は波長λ３と偏光ｐ３を持つとする。波長λ１、λ２およびλ３はすべて異なる。任意の２つの波長の差は等しいか、または２０ｎｍ以上、できれば５０ｎｍ以上あることが望ましい。２つまたはそれ以上の偏光ｐ１、ｐ２およびｐ３はお互いに異なっていても構わない。
【００３６】
コリメータ・レンズ１８は、発散的な放射ビーム４を十分に平行化されたビーム２０に変換するために光軸１９ａ上に配置されている。同様に、コリメータ・レンズは、放射ビーム４'と４"を、それぞれが十分に平行化されたビーム２０'と２０"の２つのビームに変換する（図１では示されていない）。
【００３７】
ビーム・スプリッター９は、放射ビームを対物レンズ・システム８に向けて送出するように配置されている。図の例では、放射ビームは、ビーム・スプリッター９を経由して対物レンズ・システム８に向けて送出される。ビーム・スプリッター９は、平坦な平行板で形成され、光軸に対して角度α、できれば４５°傾けて配置されることが望ましい。この特別な実施例においては、対物レンズ８の光軸１９ａは光源７の光軸と共通である。
【００３８】
ビーム偏向要素３０は、光軸１９ａ上に配置されている。この特別な実施例においては、ビーム偏向要素３０は、コリメータ・レンズ１８と対物レンズ・システム８の中間に配置されている。
【００３９】
各放射ビームは、ビーム偏向要素３０を通して伝達される。さらに、このビーム偏向要素３０は、各放射ビームを対物レンズ・システム８の光軸１９ａに向けて方向づけるように配置されている。この特別な実施例においては、光軸１９ａは光源７の光軸と共通である。すなわち、放射ビームのうちの少なくとも１つは光軸１９ａに沿った光軸を持っている。既に光軸１９ａに合わせて調節されたそのような放射ビームのいずれかが、ビーム偏向要素３０による屈折を受けることなく伝達される。光軸１９ａに合わせて光軸が調節されていない放射ビームはすべて、ビーム偏向要素３０によって光軸１９ａに向けて方向づけられる。ビーム偏向要素３０は、光軸に合わせるように、つまり各ビームの経路が光軸１９ａに沿うように整列されていないビームを屈折させるように設計されていることが望ましい。
【００４０】
各放射ビームを光軸１９ａに整列させるためには、一般に２つの屈折接触面が必要である。第一の屈折接触面は、光軸１９ａの方向に放射ビームを屈折させる、つまり光軸１９ａに向かう角度を持って配置される。第二の屈折接触面は、放射ビームの光経路を、光軸１９ａに沿うように再度屈折させる。
【００４１】
対物レンズ・システム８は、平行化された放射ビーム２０を、第一の絞られた放射ビーム１５に変換して、第一の走査スポット１６を情報レイヤー２内の、図に示された位置に形成するように配置されている。
【００４２】
走査中は、記録キャリヤ３はスピンドル上で（図１には示されていない）回転しており、情報レイヤー２は透明レイヤー５を通して走査される。絞られた放射ビーム１５は情報レイヤー２の上で反射されて反射ビーム２１を形成し、前方収束ビーム１５の光軸上を戻る。対物レンズ・システム８は、反射された放射ビーム２１を、反射された並行放射ビーム２２に変換する。ビーム・スプリッター９は、反射された放射ビーム２２の少なくとも１部を検知システム１０に向けて伝達することによって、前方放射ビーム２０を反射された放射ビーム２２から分離する。図に示した例の場合、反射された放射ビーム２２は、ビーム・スプリッター９内のプレートからの反射によって検知システム１０に向けて伝達される。図に示された特別な実施例の場合、ビーム・スプリッター９は偏光性ビーム・スプリッターである。４分の１波長板９'が、光軸１９に沿ってビーム・スプリッター９と対物レンズ・システム８の間に配置されている。この４分の１波長板９'と偏光性ビーム・スプリッター９の組み合わせによって、反射された放射ビーム２２の大部分が検知システムの光軸１９ｂに沿って検知システム１０に向けて伝達されることが保証される。
【００４３】
検知システム１０は、収束レンズ２５と検知器２３から成り、反射された放射ビーム２２の当該部分を捉えるように設計されている。
【００４４】
検知器は、反射された放射ビームの当該部分を１つまたはそれ以上の電気的信号に変換するように設計されている。
【００４５】
信号の１つは情報信号であり、その値は情報レイヤー２上で走査された情報を表している。この情報信号はエラー補正のために情報処理ユニット１４で処理される。
【００４６】
検知システム１０からの他の信号はフォーカス・エラー信号とラディアル・トラッキング・エラー信号である。フォーカス・エラー信号は走査スポット１６と情報レイヤー２間のZ軸方向の高さの差を表している。この信号は「非点収差法」によって生成されることが望ましい。「非点収差法」は、とりわけ、G. Bouwhusis, J. Braat, A. Huijiser等による「光ディスク・システムの原理（Principles of Optical Disc Systems）」、ｐｐ.７５−８０（Adam Hilger １９８５， ISBN ０−８５２７４−７８５−３）で周知の方法である。ラディアル・トラッキング・エラー信号は、情報レイヤー２のＸＹ平面内の走査スポット１６と情報レイヤー２内のトラックの中心間の距離を表している。この信号はG. Bouwhuis等による前記書籍のｐｐ.７０−７３で知られる「ラディアル・プッシュプル法（Radial push-pull method）」で生成することができる。
【００４７】
サーボ回路１１は、フォーカス・エラー信号とラディアル・トラッキング・エラー信号に応答して、それぞれフォーカス・アクチュエータ１２とラディアル・アクチュエータ１３を制御するためのサーボ・コントロール信号を提供するように設計されている。フォーカス・アクチュエータ１２は、Z軸に沿った対物レンズ８の位置を制御し、走査スポット１６を実質的に情報レイヤー２の平面と一致させる。ラディアル・アクチュエータ１３は、走査スポット１６の半径方向の位置を制御し、対物レンズ８の位置を変えることによって、情報レイヤー内で走査スポット１６の半径方向の位置を実質的にトラックの中心線と一致させる。
【００４８】
対物レンズ８は、並行化された放射ビーム２０を第一の開口数ＮＡ１を持つ絞られた放射ビーム１５に変換し、走査スポット１６を形成するために配置されている。言い換えれば、光学走査装置１は波長λ１、偏光ｐ１、および開口数ＮＡ１を持つ放射ビーム１５を用いて第一の情報レイヤー２を走査することができる。
【００４９】
さらに、本実施例の光学走査装置は、放射ビーム４'を用いて第二の光学的記録キャリヤ３'の情報レイヤー２'を走査すること、および放射ビーム４"を用いて第二の光学的記録キャリヤ３"の情報レイヤー２"を走査することも可能である。従って、対物レンズ８は、並行化された放射ビーム２０'を第二の開口数ＮＡ２を持つ絞られた放射ビーム１５'に変換し、第二の走査スポット１６'を情報レイヤー２'上の位置に形成する。また、対物レンズ８は、並行化された放射ビーム２０"を第三の開口数ＮＡ３を持つ絞られた放射ビーム１５"に変換し、第三の走査スポット１６"を情報レイヤー２"上の位置に形成する。
【００５０】
誤差信号を供給する際に用いるために、走査スポット１６、１６'、１６"のどれか１つまたはそれ以上が２つの追加スポットで形成される。これらの関連した追加スポットは、光ビーム２０の経路内に適切な回折要素を配置することによって形成することができる。
【００５１】
光学的記録キャリヤ３と同様に、光学的記録キャリヤ３'は、第二の情報レイヤーの深さ２７'を持ち、その片側に第二の情報レイヤー２'が配置されている第二の透明レイヤー５'を含んでいる。さらに、光学的記録キャリヤ３"は、第三の情報レイヤーの深さ２７"を持ち、その片側に第二の情報レイヤー２"が配置されている第三の透明レイヤー５"を含んでいる。
【００５２】
本実施例においては、光学的記録キャリヤ３、３'および３"は、たとえば、それぞれ「ブルーレイ・ディスク（Blu-ray Disc）」、ＤＶＤフォーマットのディスク、およびＣＤフォーマットのディスクに対応する。従って、波長λ１は、３６５ｎｍから４４５ｎｍまでの範囲の波長であり、できれば４０５ｎｍであることが望ましい。開口数ＮＡ１は、読み出しモードと書き込みモードのどちらでも約０.８５に等しい。波長λ２は、６２０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲の波長であり、できれば６５０ｎｍであることが望ましい。開口数ＮＡ２は、読み出しモードでは約０.６に、また書き込みモードでは約０.６５に等しい。波長λ３は、７４０ｎｍから８２０ｎｍまでの範囲の波長であり、できれば７８５ｎｍであることが望ましい。開口数ＮＡ３は、ＣＤフォーマットのディスクから情報を読み出すためには０.５以下、できれば０.４５が望ましく、ＣＤフォーマットのディスクに情報を書き込むためには０.５から０.５５の間が望ましい。
【００５３】
図２は、本発明の別の実施例による走査装置の一部を通る放射経路の単純化された外略図である。図２に示された走査装置は、一般に、図１に示された装置に対応しており、同様の機能を図示するために同じ参照番号が用いられている。この特別な実施例においては、ビーム偏向要素は、コリメータ１８と光学的記録キャリヤ３（図１に示されているような）の間に配置される代わりに、光源７とビーム・スプリッター９の間の放射経路に配置されている。この配置は、検知器２３に入射するスポットは同心円状であること、つまり、スポットはお互いに入れ替わることがないという利点がある。しかし、ビーム偏向要素３０が光源７とコリメータ１８の間で発散するビームの中に配置されているため、伝達される放射ビームに非点収差が導入される。光学的記録キャリヤ３の情報レイヤー２に入射されるスポット１６に影響を与えるそのような非点収差を防止するために、非点収差補正板３２を放射ビームの経路に追加することができる。この非点収差補正板３２は、ビーム・スプリッター９とコリメータ１８の間の放射ビーム経路に配置される。非点収差補正板３２は透明な板であり、たとえばビーム偏向要素によってビームに導入された望ましくない非点収差を補正するために配置される。この非点収差補正板３２は、ビームに反対の非点収差を与えて、ビームから望ましくない非点収差を打ち消すように設計される。たとえば、非点収差補正板は、伝達されるビームに対して、補正用として望ましいレベルの非点収差を与えるように、１つまたはそれ以上の屈折要素から構成される。
【００５４】
ビーム・スプリッター９とコリメータ１８の間に非点収差補正板３２を配置することによって、光学的記録キャリヤ３から反射された放射ビームはこの相関板３２のみを通過し、ビーム偏向要素３０は通過しなくなる。結果として、ビーム・スプリッター９によって検知器２３に向けて伝達される、この反射されたビームには非点収差が含まれることになる。上述の非点収差法においては、検知器に入射されるビームが、フォーカス・エラー信号を決定するために望ましい非点収差を持つことを保証するために、典型的には図１に示されるようなレンズが使用される。この特別な実施例においては、望ましい非点収差の量は非点収差補正板３２によって与えられるため、レンズ２５はこの光学走査装置から取り除くことができる。
【００５５】
ビーム偏向要素は、様々な方法で実装することができる。
【００５６】
できれば、このビーム偏向要素は、偏向される入射ビームに予め決められた偏向範囲内で偏向を与えるように設計されることが望ましい。
【００５７】
望ましい実施例においては、ビーム偏向要素はビームを１次元で制御性よく偏向するように設計される。典型的には、このビーム偏向要素は、任意の放射ビームの経路を１次元で変更して光軸１９ａに整合させることのみが要求される。たとえば、この要素は、光学的記録キャリヤの表面上のスポットの半径方向の位置を変更するようにビームの経路を屈折させるためにのみ配置される。必要であれば、光学走査装置は第二のビーム偏向要素を備えることも可能である。この第二のビーム偏向要素は、第一のビーム偏向要素によって与えられる方向とは直角の方向のビーム偏向を与えるように設計される。また別の方法として、第二のビーム偏向要素は、第一のビーム偏向要素によって与えられる方向とは反対の方向にビーム偏向を与えるように設計することも可能である。
【００５８】
これらのビーム偏向要素は、通常、対物レンズ・システムの光軸１９ａに沿って順番に配置される。たとえば、第一のビーム偏向要素がＸ方向にスポットの横方向の位置を変えるように配置された場合、第二のビーム偏向要素はＹ方向にスポットの横方向の位置を変えるように配置することができる（光軸１９ａがＸＹ平面に垂直であると仮定）。
【００５９】
また別の方法として、第一のビーム偏向要素がＸ方向にスポットの横方向の位置を変えるように配置された場合、第二のビーム偏向要素はＸ軸の逆方向にスポットの横方向の位置を変えるように配置することも可能である。従って、第一のビーム偏向要素は放射ビームの経路を光軸１９ａに向けて方向づけるように、一方、第二のビーム偏向要素はその後で放射ビームの経路を光軸１９ａに沿って再度方向づけるように配置することも可能である。
【００６０】
適切なビーム偏向要素としては、たとえば、（特許文献３）で記述される要素がある。そのような装置は、異なった流体（Ａ，Ｂ）を入れた、接触面で分離された２つの流体容器から構成されている。メニスカス（meniscus）の端は流体容器の側壁で制限されている。２つの流体はお互いに混ざり合うことはできず、異なった屈折率を持っている。１方の流体は電気的に敏感でない流体、たとえば非導通性（絶縁性）で非分極性（シリコーン・オイルやアルカンのような）の流体である。他方の流体は電気的に敏感な流体、たとえば食塩水溶液のような導通性・分極性の流体である。電気的に敏感な流体とは、電界によって影響を受ける流体のことである。これらの流体はどちらも、液体、またはガス、または流動性がある任意の材料、たとえば液晶のような材料が使用可能である。２つの流体は、ビーム偏向要素を形成する装置がその向きとは無関係に機能するように、すなわち２つの流体間の重力の影響に依存しないように、実質的に密度が等しいことが望ましい。これは第一および第二の流体の成分を適切に選択することで達成することができるだろう。
【００６１】
容器の壁に取り付けられた電極は、メニスカスと容器側壁との接触角度をコントロールするために用いられる。この電極の表面は電気的に絶縁性の層、たとえばパリレン（palylene）で被覆されている。容器は、典型的には円筒形であり、光要素の光軸に沿って配置されている。図３、４および５に、異なったビーム偏向要素を用いた実施例を示す。各実施例において、円筒形容器の断面は、円（図６Ａに示す）または四角（図６Ｂに示す）等、任意の望ましい形状をとることができる。
【００６２】
図６Ａと図６Ｂは、軸１９ａに垂直に置かれた２つのタイプの容器の断面図を示している。図６Ａの場合、容器は円形の側壁６０を持っている。ビーム偏向要素の光軸１９ｂを囲んで複数の電極が配置されている。側壁部分に取り付けられた電極６２は、たとえばラベル６２ａ、６２ａ'、および６２ｂ、６２ｂ'等で示されるように対でグループ分けされている。各対を成す電極は、お互いに平行に光軸１９ｂの反対側に取り付けられている。電圧制御回路（図には示されていない）が、電圧パターンを変化させながら制御電圧を与えるために、セグメント電極２に接続されている。図６Ｂは、四角の側壁６９を持った別の容器の断面図を示す。エレクトロウエッティング側壁電極の２つのセット６５、６７および６６、６８が、容器の外周に取り付けられている。反対側のセグメント電極６５と６７が対を成し、電極６６と６８が対を成している。各電極対の長手方向の端は平行になっている。
【００６３】
典型的には、さらに追加された電極が、容器に含まれる電気的に敏感な（導電性の）流体と電気的に接触している。典型的には、この追加された電極は容器の端に配置される。この端部電極間と、個々の側壁電極間とに電圧が加えられる。端部電極間と、個々の側壁電極間とに加えられた電圧が、隣接した側壁との接触角、すなわちメニスカスが側壁の隣接する部分に接触する角度を規定するように働く。電極の対間に加えられる電圧は、容器が平行であれば、電極対に与えられる接触角が１８０°に等しくなるように調整されることが望ましい。たとえば、端部電極と電極６２ａ間に加えられる電圧が、隣接した側壁位置での接触角を６０°とするように選択されたとすれば、端部電極と電極６２ａ'間に加えられる電圧は、その電極に隣接した接触角が１２０°になるように調整される。各電極に加えられる電圧は、メニスカスの接触角を調整することにより、一般にフラットな（すなわち平面の）メニスカスを提供するように選択されることが望ましい。このメニスカスは、光パワーを伴わずに屈折接触面を提供するように、実質的に平面であることが望ましい。
【００６４】
図３は、屈折光の偏向に適した、すなわち本発明の実施例によるビーム偏向要素として使用可能な、流体メニスカス構造の側面断面図を示す。側壁セグメント電極１４１、１４３は、容器に沿って長手方向に、つまり流体Ａ、Ｂを含む容器の内部側壁面と平行に伸びている。メニスカス８０は、２つの流体Ａ、Ｂ間の接触面を規定している。絶縁層１１０は、２つの流体が電極と接触しないように分離している。
【００６５】
この特別な実施例において、第二の流体Ｂは電気的に敏感な流体である。電極１１２が、第二の流体Ｂと電気的に接触している。図に示されている特別な実施例の場合、電極１１２は、容器の一方の端まで連続的に伸びている。そのような構造の場合、この電極は透明であり、たとえばＩＴＯ（酸化インジウム錫）で形成される。容器は透明な端部壁１０４、１０６を持っている。
【００６６】
端部壁電極１１２と側壁電極１４１の間には電圧Ｖ４が加えられ、流体Ａと流体接触層１１０の間に流体接触角θ４（たとえば６０°）を形成する。流体接触角とは、メニスカス８０のエッジと隣接する側壁とがなす角度である。同様に、端部壁面電極１１２と側壁電極１４３の間には電圧Ｖ５が加えられ、流体接触角θ５を形成する。この特別な実施例において、電圧Ｖ４とＶ５は接触角θ４とθ５の和が１８０°に等しくなるように選ばれる。これによって、少なくとも図に示されるように、流体Ａと流体Ｂの間に平坦な流体メニスカス８０が形成される。
【００６７】
第一の光軸１０１を持って入射して来た光ビームは、平面流体メニスカス８０によって側壁電極１４１および１４３に垂直方向に偏向され、第一の光軸１０１に対して相対角θ１をなす第二の光軸８２を持った光ビームとなって出て行く。入射光の経路は、図３では矢印で表されている。ビーム偏向要素１３０の偏向角の合計は、この例の場合、端部表面１０６から出る時に光ビームに僅かな屈折が加えられるために、θ１より若干大きくなる。
【００６８】
この偏向角θ１は、電極に加える電圧によって変えることができる。図に示された方法で平坦なメニスカスを形成するために、接触角θ４とθ５の和が１８０°に等しくなるように維持することが望ましい。
【００６９】
印加電圧Ｖ４とＶ５をお互いに入れ替えることにより、同じ角度平面内で第一の光軸１０１と第二の光軸８２の間の偏向角θ１を負にすることができる。従って、電圧Ｖ４とＶ５を変えることによって、ビーム偏向要素に入射した光ビームの偏向を連続的に、かつ制御性よく変更することが可能である。
【００７０】
図３に示されたビーム偏向要素１３０の断面は、図６Ｂに示されたものと同様であることが望ましい。たとえば、電極１４１、１４３は、それぞれ電極６５、６７に対応させることができる。もう１つの電極対（図には示されていないが、便宜上電極１４２、１４４と番号をつける）は、それぞれ電極６６、６８に対応づけられる。この第二の電極対１４２、１４４は、断面図で見た場合、第一の電極対１４１、１４３と直角に配置される。接触角θ４とθ５を生成するために電極１４１と１４３に電圧Ｖ４とＶ５を加えるのと同様に、それぞれのクリアな接触角θ６とθ７を定義するように電圧Ｖ６とＶ７がそれぞれ電極１４２と１４４に加えられる。接触角θ６とθ７の和は１８０°であることが望ましい。電圧Ｖ６とＶ７が、流体の接触角θ６とθ７がそれぞれ９０°となるように選ばれた場合は、流体ＡとＢの間に平坦な流体メニスカスが生成される。言い換えれば、流体接触角θ６とθ７がそれぞれ９０°であり、かつ流体接触角θ４とθ５の和が１８０°であることを保証することによって、ビーム偏向要素１３０に入射する光ビームの１次元偏向が可能となる。
【００７１】
偏向角θ７に直角な平面内に入射する光ビームの１次元偏向は、端部電極１１２と側壁電極１４２または１４４のそれぞれの間に加えられる電圧Ｖ６とＶ７を制御することによっても可能である。接触角Ｖ６とＶ７の和を１８０°に維持しながら、印加する電圧Ｖ６とＶ７を変えることによって、第一の光軸１０１を持つ入射光ビームを、偏向角θ１に直角な平面内で第二の偏向角θ２（図では示されていない）だけ偏向することができる。従って、光ビームの偏向の２次元的な制御が可能であり、ＸとＹの両方向で検知器２３上のスポット位置をコントロールすることができる。
【００７２】
図４は、本発明の別の実施例に基づく流体メニスカス構造を含むビーム偏向要素２３０の側面断面図を示す。図４に示された構成の場合、図３に示された実施例よりも大きな合計偏向角を得ることができる（同じ流体が用いられているとして）。この実施例の各機能は図３に関連して説明された機能と同様であるが、参照番号はそれぞれ１００だけ大きな番号が振られている（たとえば、図４の端部壁面電極２０４は、図３内の端部壁面１０４に対応している）。この実施例においては、環状で後部壁２０６に隣接した第二の端部壁面電極８４が導入されている。この第二の端部電極は、その電極が流体Ｂ（図４ではＢ'と表示されている）の第二の流体レイヤーに作動するように流体容器内の少なくとも一部に配置されている。流体Ｂ（流体Ｂ'）の第二のレイヤーは第一の流体メニスカス８６によって流体Ａのレイヤーから隔てられている。また、第二の流体メニスカス８８が、流体レイヤーＡとＢを分離している。この特別な実施例においては、流体Ｂ'は前の実施例で説明した流体Ｂと同じものである。しかし、流体Ｂ'は流体Ａと非混和性であって、電気的に敏感である任意の代替流体でも差し支えなく、できれば流体ＡとＢは実質的に同じ密度であることが望ましいことに注意するべきである。
【００７３】
この実施例においては、軸方向に分離されたエレクトロウエッティング電極のセット２組が側壁の外周に間隔を空けて配置されている。電極は図６Ｂ内の電極６５、６７と同様に配置されるのが望ましい。電極の１つのセットは電極２４１ａ、２４３ａを含む。他のセットは電極２４１ｂ、２４３ｂを含む。第二の端部壁電極８４と側壁電極２４１および２４３の間にそれぞれ加えられた電圧Ｖ８とＶ１０の変化が、対応する流体接触角θ８とθ１０の変化を引き起こす。第一の流体メニスカス８６は、流体接触角θ８とθ１０の和が１８０°に等しい時に平坦になる。同様に、第二の流体メニスカス８８の形状は、第一の端部壁電極２０６と側壁電極２４１および２４３のそれぞれに加えられる電圧Ｖ９とＶ１１の変化によって変えることができる。第二の流体メニスカス８８は、印加電圧Ｖ９とＶ１１によって流体接触角θ９とθ１１の和が１８０°に等しくされた時に平坦になる。
【００７４】
第一の光軸２０１に沿って入射された光ビームは、平坦な第一の流体メニスカス８６によって、側壁電極２４１、２４３の平面内で１次元的に偏向される。偏向された光ビームは第二の光軸９０を持ち、偏向軸θ９０によって第二の光軸９０に角度的に関連づけられる。第二の光軸９０を持つ偏向された光ビームは、平坦な第二の流体メニスカス８８によってさらに偏向される。結果として生成され、さらに偏向された光ビームは、第三の光軸９２を持ち、さらに偏向角θ９２によって第二の光軸９０に角度的に関連づけられる。偏向角θ９０とθ９２の和は、流体間の接触面による入射光ビームの偏向角の合計である。前の実施例に関連して詳細に説明されたように、各端部壁電極２０４、２０６と、側壁電極２４１、２４３に直角に配置された各側壁電極２４２、２４４（図では示されていない）間にさらに電圧を加えることによって、平坦なメニスカス８６および８８がコントロールされ、偏向角θ９０とθ９２の面に直角な角度平面内で入射ビームを偏向することによって、入射ビームの２次元的な偏向が可能となる。
【００７５】
側壁電極対に加える電圧を相互に入れ替えることにより、偏向角θ９０、θ９２の値を負にすることができる。他の実施例のように、必要があれば、この実施例におけるエレクトロウエッティング電極を、光軸２０１の周りに電気的に、または備えられた回転メカニズム（たとえば、メカニカル・アクチュエータ）を使用して回転させ、流体メニスカスの角度位置を正確に決定することも可能である。
【００７６】
望ましい実施例においては、第一のメニスカス８６は、光軸の片側を伝播する（たとえば、軸に平行に）第一の光ビームを光軸に向けて屈折させるように配置される。屈折の角度、および屈折面（すなわち、メニスカス８６、８８）の間隔は、放射ビームが、そこで表面（メニスカス８８）が光軸と交わるポイントで第二の屈折面に入射するように設計される。この第二の屈折面（メニスカス８８）は、ビームの光経路が光軸に沿うように放射ビームを屈折させるよう設計される。ビーム偏向要素は、偏向角が逆になるように、すなわち、正の値から負の値に（または、その逆に）切り替えられ、その結果としてビーム偏向要素は、光軸の他の側に沿って伝播する（第一のビームと離れているが、同じ平面内を）別の放射ビームの経路を同様に偏向させ、光軸に沿って別のビームも整列されるように設計することも可能である。そのようなビーム偏向要素を含む光学走査装置が３つの異なった放射ビームを用いる場合には、ビームの経路を屈折させないように設定可能な要素、たとえば、ビームに直角になるようにメニスカスの面を変化させることによって屈折をなくすようにメニスカスを制御するように設定可能な要素を用いて、他の（第三の）放射ビームが光軸に沿ったビーム偏向要素に入射されることが望ましい。これに代わる方法として、この別の光ビームの経路を偏向させて、光学走査装置の光軸に整列させることができるビーム検知器を用いて、別のビームを光軸と整列されない光経路に沿って供給することも可能である。
【００７７】
さらに予想される実施例においては、２つの平坦流体メニスカス８６、８８が、容器の周辺に間隔をおいて配置された電極の１セットのみを用いて、お互いに平行に配置される。
【００７８】
図５は、屈折による光の偏向に適した流体メニスカス構造を用いたビーム偏向要素３３０のさらに別の実施例の側面断面図である。図３および図４に関して説明された実施例においては、流体メニスカスによって得られる偏向の量は、隣接した流体間の屈折率の差、および流体固有の性質により実現可能な流体の接触角の範囲によって制限される。この実施例は、他のいかなる方法よりも大きなトータル変更角を得ることができる。同様の機能は、同様の参照番号を用いて示されているが、参照番号は、図４に比べて１００、図３に比べて２００だけ大きくなっている（たとえば、図３および図４の端面１０４、２０４は、ここでは３０４という番号になっている）。この実施例において、側面電極３４１、３４３の対は、お互いに平行ではない。同様のことがこれと直角な側壁電極３４２、３４４の対（図には示されていない）にあてはまる。この実施例においては、側面電極は錐台状に配置されている。端部電極３１２とそれぞれの側面電極３４１、３４３の間に適切な電圧Ｖ１２およびＶ１３を印加することにより、その結果として生ずる流体接触角θ１２とθ１３が適切な値である時、平面流体メニスカス９４が流体Ａと流体Ｂの間に得られる。側壁がお互いに平行でないため、そのような平面流体メニスカス９４は、流体接触角θ１２とθ１３の和が１８０°に等しい時には得られないであろうと予想できる。光軸３０１に沿って入射される光ビームは、メニスカス９４によって１次元的に第二の光軸９６を持つ方向に偏向される。第一および第二の光軸は、偏向角θ９６によってお互いに関連づけられる。
【００７９】
図３から図６Ｂまでに関連して説明された実施例においては、ビーム偏向要素は、エレクトロウエッティング効果を用いて提供されると仮定していた。しかし、連続した範囲にわたって制御性よく変更できるビーム偏向を提供するために、他のメカニズムも使用可能であることは予想される。メカニカル・アクチュエータは金属疲労を起こしやすいため、流体、および／または流体接触面の構成（たとえば、形状や配向）を制御することによって動作するビーム偏向要素の方が有利である。
【００８０】
たとえば、２つまたはそれ以上の屈折率を持つ材料から成る流体（つまり、流動可能な材料）を含む容器を持ったセル、つまり複屈折材料を使用することができる。さらに適切な材料として、ネマチック相にある液晶を挙げることができる。液晶の配向（構成）は、適切な電圧をかけることによって変えることができるため、あらかじめ決められた方向に沿ってセルの屈折率をコントロールすることができる。
【００８１】
ある物質から他の物質へ通過するビームが生ずる屈折角は、２つの物質の屈折率の差に依存する。
【００８２】
従って、ビーム偏向要素は、放射ビームの経路を横切って、たとえば図の実施例では光軸１９ａを横切って伸びるレイヤーの面を少なくとも１つ持った液晶のレイヤーを使用することによって構成することができる。この表面は典型的には平面である。平坦な表面と光軸１９ａは直交しない。すなわち、液晶の表面は光軸１９ａに対して直角ではなく、ある角度を持っている。従って、液晶のレイヤーに適切な制御電圧を加えることによって、液晶のダイレクタ（つまり、複屈折材料の優先軸）の配向を変えることができる。従って、光軸１９ａに沿ってレイヤーに入射して来た偏光に作用するレイヤーの屈折率を変えることが可能である。これによって、液晶と隣接した媒体（たとえば、空気）の間を光ビームが伝播する際に与えられる偏向角を変えることができる。
【００８３】
図７は、液晶７３２を含むビーム偏向要素７３０の一例を示す。液晶は２つの電極７２４、７３６に挟まれている。電源７３８から電圧を２つの電極７３４、７３６にかけることによって、液晶分子の配向を変化させることができる。
【００８４】
任意の一方向の液晶の屈折率は、その方向に対する液晶分子の配向によって変化する。従って、電極７３４、７３６に加える電圧を制御することによって、光軸（および、この実施例では、光軸１９ａに平行なすべての方向）に沿った液晶７３２の屈折率を調節することができる。この実施例においては、電極は光軸を横切って、かつ光軸に直交しない角度で配置されている。これらの電極７３４、７３６は透明な材料、たとえばＩＴＯ（酸化インジウム錫）で形成され、液晶７３２の外表面を規定している。メカニカルな支持を与えるために、電極７３４、７３６は剛体の材料、たとえばガラスまたはプラスチックの内部に挟まれている。放射ビームは、そのような材料に入る時と出る時に屈折されるため、そのような材料はビーム偏向要素７３０によって与えられる光ビーム経路の全変化量に影響を与える。
【００８５】
液晶７３２は入射放射ビームの経路を横切って伸びる２つの表面を持っている。各表面は放射ビームの経路に、つまり、この実施例の場合は光軸１９ａに、直交していない。第一の表面は電極７３４で境界がつけられ、第二の表面は電極７３６で境界がつけられている。この実施例においては、２つの表面は平行である。しかし、これら２つの表面は、放射ビームの経路に対して予め決められた任意の角度を持つことができる。たとえば、第一の表面は放射ビームの経路に対して角度Ａを持たせ、一方、第二の表面は放射ビームの経路に対して角度−Ａを持たせることにより、２つの表面間の角度が２Ａとなるようにすることも可能である。従って隣接した材料（たとえば、電極）の屈折率を適切に選ぶことによって、第一の表面は光軸１９ａの方向に光を屈折させるために、また第二の表面は光軸１９ａと逆方向に光を屈折させるために用いることができる。
【００８６】
別の方法として、上記の任意の実施例において、この機能、すなわち第一の光要素が光軸の方向に光を屈折させ、第二の光要素が光軸と逆方向に光を屈折させる機能を提供するために、２つの連続した電極を用いることも可能である。液晶は複屈折性であるため、分子の配向を変えて、第一の屈折率ｎ１をダイレクタ（複屈折材料の優先軸）の方向に偏光させるように、一方、第二の屈折率ｎ２をダイレクタ（導波器）の方向とは直交して偏光させるように制御することができる。従って、液晶の配向を適切にコントロールすることによって（たとえば、電界を適切に調整することによって）、屈折率をｎ１とｎ２の間の任意の値に設定することも可能である。液晶に隣接する材料の屈折率ｎ３は、偏光が光軸とダイレクタがなす平面内で行われると仮定して、ｎ１とｎ２の間に入ることが望ましい。従って、液晶が第一の方向に屈折する屈折面を提供し（たとえば、液晶の屈折率がｎ３より大きい）、第一の方向とは反対の第二の方向では反射屈折のない表面を提供する（液晶の屈折率がｎ３に等しくなるようにコントロールされる）ようにコントロールされることが望ましい。
【００８７】
液晶を伝播する放射ビームが受ける屈折率は、典型的には放射ビームの偏光に依存する。光学走査装置の中には、異なった放射ビームが異なった偏光を持つことができるものがある。そのような例の場合、２つの液晶ビーム偏向要素（または、別の方法として、２つの異なった液晶レイヤーから成る単一のビーム偏向要素）を備えることが望ましい。各異なった液晶レイヤーは、偏光が異なるビームのそれぞれに対して適切なビーム偏向が与えられることを保証するようにコントロールされる。
【００８８】
上記の実施例においては、ビーム偏向要素は光のパワーを持っていない。すなわち、放射ビームを収束（または発散）させるパワーはなく、単純にビームの経路を変えるためにのみ配置されている。別の実施例においては、ビーム偏向要素は、たとえば曲線状の表面または接触面を備えることによって、光パワーを持つことができる。そのような光パワーは、光学的記録キャリヤの表面に放射ビームの焦点を合わせやすくするのに適している。
【００８９】
図８は、ビーム偏向要素３０ａを含む光学走査装置のさらに単純化された動作モードを示す。図８に示された光学走査装置には、３つの光源７ａ、７ｂ、７ｃが備えられている。各光源７ａ、７ｂ、７ｃは、別々の異なった放射ビームを供給する。各放射ビームは、それぞれの光学的記録キャリヤの情報レイヤーを走査するために使用される。光源７ａからの放射ビームは、光学的記録キャリヤ３の第一のタイプの情報レイヤー２を走査するために用いられる。この図では、説明を簡単にするために、間に挟まる光学素子、たとえば、ビーム・スプリッター、コリメータ、対物レンズ等はすべて省略されている。
【００９０】
各光源７ａ、７ｂ、７ｃは、実質的に光学走査装置の光軸１９ａに平行な、別々の放射ビームを供給するように配置されている。図８および図９の例では、光源の１つ７ｂが光軸１９ａに整列されるビームを供給するために配置されている。他の光源７ａ、７ｃは、光軸１９ａに平行であるが、光軸１９ａとは離れている放射ビームを供給するように配置されている。この距離は、説明の便宜上、誇張されている。放射ビーム間の典型的な距離は、光軸１９ａから２００ミクロン以下である（１００ミクロン程度であることが多い）。
【００９１】
図８に示されている動作モードでは、ビーム偏向要素３０ａは、光軸１９ａに向けて放射ビームを屈折させるためだけでなく、実質的に光軸１９ａに沿って放射ビームを屈折させるために配置されている。そのような機能を提供するために、たとえば、図４で説明されたビーム偏向要素と同様の単一のビーム偏向要素３０ａを使用することができる。また、別の方法として、２つの別々のビーム偏向要素を使用することも可能である。
【００９２】
ビーム偏向要素３０ａは、反対方向の屈折を供給することによって、光源７ｃから放射された放射ビームを光軸１９ａと整列させるように配置されることが望ましい。
【００９３】
ビーム偏向要素によって与えられる屈折量をコントロールする方法は、多くの方法が考えられる。たとえば、ビーム偏向要素は、光学走査装置でどの放射ビームが使用されているかに依存して制御される屈折量（屈折なしも含めて）を供給するように設計することも可能である。別の方法として、検知器に到達するビームを測定することによって、ビーム偏向要素によって与えられる屈折量を能動的に制御するという方法も考えられる。到達ビーム量の測定信号は、ビーム偏向要素によって与えられる屈折量を制御するためのサーボ信号として使用される。ビームの到達は、対物レンズ・システムの位置を制御するために用いられるアクチュエータとのサーボ・リンクが閉じられていない（つまり、オープンループ）状態で、半径方向のエラー信号を測定することによって検知される。
【００９４】
ビームの到達を測定するより直接的な方法として、メイン・スポットと２つの周辺スポットのプッシュ・プル信号を測定する、いわゆる３点プッシュ・プル法がある。適切に選ばれた、予め決められた重みで加重された３つのプッシュ・プル信号の和を用いることにより、半径方向のトラッキング情報と到達ビーム情報とを分離することができる。可変屈折量を提供するために流体を利用したビーム偏向要素を備えることにより、光軸に沿ってビームを整列させるためのビーム偏向要素を用いて、メカニカルな疲労を伴うことなく、ビーム偏向要素による放射ビームの損失が比較的少ない、複数放射ビームを持った光学走査装置を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施例による光学走査装置の概略図を示す。
【図２】本発明の別の実施例による光学走査装置の一部の概略図を示す。
【図３】図１および図２の光学走査装置での使用に適した、屈折性ビーム偏向のためのメニスカス装置を含むビーム偏向要素の、単純化された側面断面図を示す。
【図４】図１および図２の光学走査装置での使用に適した、屈折性ビーム偏向のためのメニスカス装置を含むビーム偏向要素の、単純化された側面断面図を示す。
【図５】図１および図２の光学走査装置での使用に適した、屈折性ビーム偏向のためのメニスカス装置を含むビーム偏向要素の、単純化された側面断面図を示す。
【図６Ａ】図３から図５までに示されているビーム偏向要素のいずれかの外部で使用するための、代替の電極構成を上から見た断面図を示す。
【図６Ｂ】図３から図５までに示されているビーム偏向要素のいずれかの外部で使用するための、代替の電極構成を上から見た断面図を示す。
【図７】図１および図２に示される装置での使用に適した、液晶ベースのビーム偏向要素の、単純化された側面断面図を示す。
【図８】走査装置内のビーム偏向要素の１動作モードを示す。
【符号の説明】
【００９６】
１  光学走査装置
２  情報レイヤー
３  光学的記録キャリヤ
４  放射ビーム
５  透明レイヤー
６  保護レイヤー
７，７ａ，７ｂ，７ｃ  光源
８  対物レンズ
９  ビーム・スプリッター
１０  検知システム
１１  サーボ回路
１２  フォーカス・アクチュエータ
１３  ラディアル・アクチュエータ
１４  情報処理ユニット
１５  絞られた放射ビーム
１６  走査スポット
１８  コリメータ
１９ａ  光軸
２０  平行化されたビーム
２１  反射された反射ビーム
２２  反射された並行放射ビーム
２３  検知器
２５  収束レンズ
２７  情報レイヤーの深さ
３０  ビーム偏向要素
３２  非点収差補正板
６０  円形の側壁
６２，６２ａ，６２ｂ，６２ａ'，６２ｂ'  電極
６５，６６，６７，６８，６９  セグメント電極
８０  メニスカス
８２  第二の光軸
８４  端部壁電極
８６  第一の流体メニスカス
８８  第二の流体メニスカス
９０  第二の光軸
９２  第三の光軸
９４  平面流体メニスカス
９６  第二の光軸
１０１，２０１，３０１  第一の光軸
１０４，１０６，２０４，２０６，３０４，３０６  透明な端部壁
１１０，２１０，３１０  絶縁層
１１２，２１２，３１２  端部電極
１３０，２３０，３３０  ビーム偏向要素
１４１，１４３，２４１，２４３，３４１，３４３  側壁セグメント電極
２０４  端部壁電極
２０６  後部壁
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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