(57)【要約】光走査装置は、放射源（2,200）、コリメーターレンズ（4,40）、対物レンズ（7,90）を具え、ビーム（5,30'）を記録担体（1,100）の情報層（101）の位置で走査スポットに変換する。この装置は、エレクトロウェッティングセル(6)も含む。エレクトロウェッティングセル(6)は、ビーム（5,30’）が、対物レンズ（7,90）の位置と無関係に、対物レンズ（7,90）の入射瞳の所定高で対物レンズ（7,90）に入射するとともに、ビーム（5,30’）が、対物レンズ（7,90）の入射瞳で、光軸（8）と所定角を成すよう作用する。このようにして、周辺強度を、対物レンズ（7,90）の入射瞳上で一定に保つことができる。
2008503016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームで情報層を走査する光走査装置であって、前記放射ビームを発する放射源と、前記放射ビームを前記情報層の位置で走査スポットに変換する対物レンズと、前記放射源と前記対物レンズとの間の距離を調整する装着手段とを具える光走査装置において、
前記対物レンズの入射瞳におけるビームの周辺強度を、前記放射源と前記対物レンズとの間の距離と実質的に無関係にするとともに、前記対物レンズの入射瞳において前記放射ビームの外縁ビーム角を一定にする光学部品を設けたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
入射する放射ビームが、対物レンズと放射源との間の距離と無関係に、光軸に対して所定角で、且つ対物レンズの入射瞳の外径の所定高さで、対物レンズに入射することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光学部品が、２つの切り替え可能なメニスカス界面を有するエレクトロウェッティングセルとして設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記エレクトロウェッティングセルが、コリメーターレンズと前記対物レンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記エレクトロウェッティングセルの第１のメニスカス面の半径R1が、
2008503016.tif 000010
を満たし、
ここに、d2、d3、d4はエレクトロウェッティングセルの媒体の厚さであり、n1、n2、n3、n4はエレクトロウェッティングセル内の媒体の屈折率であり、hpは光軸に対する対物レンズの入射瞳の高さであり、h0は光軸に対するエレクトロウェッティングセルの前面における入射ビームの高さであり、α3は対物レンズの入射瞳の外縁光線の光軸に対する入射角であり、Dはエレクトロウェッティングセルの射出面から対物レンズまでの距離である、
ことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項６】
エレクトロウェッティングセルの第２のメニスカス面の半径R2が、
2008503016.tif 000011
を略満たし、
ここに、d2、d3、d4、d5はエレクトロウェッティングセルの媒体の厚さであり、n1、n2、n3、n4はエレクトロウェッティングセル内の媒体の屈折率であり、R1はエレクトロウェッティングセルの第１のメニスカス面の半径である、
ことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項７】
少なくとも１つの情報層が光学的記録担体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項８】
請求項1から７のいずれかに記載の光走査装置を具える光学的記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射ビームにより情報層を走査する光走査装置に関するものであり、この装置は、放射ビームを放射する放射源と、前記情報層の位置で放射ビームを走査スポットに変換する対物レンズと、放射源と対物レンズとの間の距離を調整する手段とを具えている。
【０００２】
また、本発明は、光走査装置を具える光学的記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
周知の光走査装置は光学的記録担体を走査する光ヘッドを含む。記録担体は、透明層の片側面上に情報層が配置された光ディスクである。保護膜が透明層とは反対側の情報層の表面を保護する。情報は、記録担体の情報層に、平行、同心、あるいは螺旋トラックに配列された光学的に検出可能なマークや点の形で蓄積できる。そのマークは、光学的に読み取り可能な任意の形のものとすることができ、例えば周囲と異なる反射係数または光位相を有するピット、線、あるいは、領域の形にすることができる。
【０００４】
光走査装置は放射ビームを放射する放射源を具える。放射ビームを用いて、光学的記録担体の情報層を走査する。偏光ビームスプリッタが、光路内の発散ビームを対物レンズを具えるレンズ系の方へ反射または透過する。対物レンズはビームを収束ビームに変える。収束ビームは記録担体の入射面に当たる。対物レンズは、透明層の厚さを通るビームのパスに適応する球面収差補正を有する。対物レンズを通過するビームは、情報層上にスポットを形成する。ビームは情報層で反射する。それから、ビームは発散ビームになり、対物レンズによって平行ビームに変換され、最終的に収束ビームに変換される。ビームスプリッタは、収束ビームの少なくとも一部を検出システムの方へ透過することによって、ビームを分割する、すなわち前進ビームと反射ビームとに分割する。検出システムは、放射を電気出力信号に変換する。
【０００５】
走査装置は、主として装置の光軸に対して垂直な半径方向に移動可能である。対物レンズは環状の磁性材料に搭載される。磁性材料は周知の手段によってハウジングに装着される。ハウジングはコイルを含み、このコイルは磁性材料に力を及ぼす磁界を発生する。このような方法で、対物レンズはその光軸に沿って上下にも移動可能である。
【０００６】
国際特許出願公開ＷＯ０１／４８７４７Ａ２号には光波面変更器が記載され、この光波面変更器は変更器を通過する光ビームの波面を変更するように構成される。このような光波面変更器は、ビームの断面内の位置に従って光路長差を導入することによって、ビームの波面の形状を変更するのに使用される。また、波面変更器は、ビームの波面に焦点曲率を導入することによって輻輳を変更するために、または、傾斜を導入することによってビームの方向を変更するために使用することもできる。波面変更器は、また、波面から球面収差またはコマ収差を補償し取り除くための波面補償器として設けることも可能である。この波面補償器は、コリメーターレンズと対物レンズとの間の光路に配置される。この波面変更器はビームの不所望な収差を補正または補償するための収差補償器としても作動する。収差補償器は、記録担体の傾斜によって生じるコマ収差、中心外れの対物レンズによって生じる非点収差、記録担体の透明層の厚さの変化によって生じる球面収差、または他の収差を補償する。光波面変更器は、主として、第１および第２の透明な電極層と、電極層の間に配置され電気励起に従って波面を変更する平坦な媒体とを具える。これらの電極層は、媒体の平面内のビームの断面にて第１オーダーの半径の第１の波面変更を与えると同時に、第１オーダーとは異なる第２オーダーの半径の第２の波面変更を与えるように構成されている。
【０００７】
例えば、国際特許出願ＷＯ０１／４８７４７Ａ２号から公知であるこのようなシステム或いは類似のシステムでは、対物レンズを動かして正しいトラックを見つける。分割型光学構成では、対物レンズだけをアクセス中動かし、光ピックアップ装置の残部は固定したままにする。これは、コリメーターレンズと対物レンズとの間の距離が、どのトラック位置が現在読み出されるかに依存して変化することを意味する。記録担体の内縁から外縁への走査中、コリメーターレンズと対物レンズとの間の距離が相違する。例えば、コリメーターレンズと対物レンズとが遠距離にある場合、コリメーターレンズと対物レンズとの間の弱い輻輳ビームは、対物レンズとコリメーターレンズとが近くにある場合より、広がる時間がある。従って、照明源がいくつかの表面を照らし、それらの表面が遠く離れているが、対物レンズは常に同じ大きさであり、従って対物レンズの入射瞳も同じ大きさである場合、対物レンズの入射瞳上の強度分布は相違する。この問題は、対物レンズの入射瞳の強度分布に強く依存する。ディスク上のスポットサイズは、対物レンズの瞳の中心の強度に対する対物レンズの瞳の周辺(リム)の強度に依存する。周辺強度が瞳において減少する場合、ディスク上のスポットサイズが大きくなり、どのぐらい信号またはピットをディスクから読出すことができるかについての関係をもたらす。コリメーターレンズと対物レンズが互いに離れて固定され、光ピックアップ装置全体がアクセス中に移動するようなずっと前から知られているシステムでは、スポットサイズと信号読み出しへ何の影響も与えない。なぜなら、対物レンズの相対周辺強度は、ディスクの内側円上と外側円上とで同じままだからである。従来の光ピックアップ装置のような非分割型光学系では、コリメーターレンズと対物レンズとの間の放射ビームの輻輳が変わると、周辺強度が変化する。しかし、記録担体上の内側から外側トラックに移動するときには、それは変化しない。
【０００８】
分割型光学系では、コリメーターレンズと対物レンズとの間のビームの輻輳が変わるときに、周辺強度が変わる。しかし、記録担体上の内側から外側トラックへ移動するときにも周辺強度は変化する。コリメーターレンズと対物レンズとの間の輻輳のこの変化を用いて、対物レンズの球面収差を生成する。この球面収差の量を用いて、例えば、２層ディスクの２つの層のディスク厚さの差を補償する。２層ディスクの１つの層はディスク内の深い位置にあるという事実のために、その情報の読み取りのためにはより厚いカバー層を通過しなければならない。こうして、球面収差が発生する。１つの情報層から他の情報層に切り替えるとき、異なる量の球面収差が発生する。対物レンズは、球面収差の大部分を補償するように設計されている。しかし、それらは、２つの異なる量の球面収差を生じることができない。対物レンズは１つの量の球面収差を生じることができるだけであり、他の全ての場合に、対物レンズに入射するビームの輻輳を変化させなければならない。
【０００９】
例えば２層ディスクの１つの情報層から他の情報層へ切り替える際の球面収差を補償する１つの方法は、対物レンズに入射する放射ビームの輻輳を切り替えることによって行う。対物レンズは実質的にアッベの正弦条件を満足するので、入射ビームのための輻輳の変化は球面収差の発生を生ずる。この原理は上述したように分離型光学系に効果があるが、コリメーターレンズと対物レンズの間の距離が変わると、輻輳ビームは周辺強度の変化を生ずる。従って、周辺強度と光スループット効率はディスク上の読み取り中のトラックに依存することになる。スポットサイズが周辺強度に関連するので、周辺強度のこの変化は受け入れられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、コリメーターレンズと対物レンズとの間の放射ビームの輻輳を変えても、対物レンズの入射瞳上に一定の周辺強度の放射ビームを与えることができる光走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、この目的を達成するために、前記対物レンズの入射瞳におけるビームの周辺強度を、前記放射源と前記対物レンズとの間の距離と実質的に無関係にするとともに、前記対物レンズの入射瞳において前記放射ビームの外縁ビーム角を一定にする光学部品を設けたことを特徴とする。
【００１２】
ビームエキスパンダおよび輻輳スイッチの複合装置として作用する光学部品を光路に設ける。この光学部品によって、光走査装置、特に分割型光学構成の球面収差を補償するために使用される可変輻輳を有するビームを使用しながら、周辺強度を一定に保つことができる。コリメーターレンズまたは放射源それぞれと対物レンズとの間の距離が変わるとき、対物レンズの入射瞳での放射ビームのリム強度は略一定である。
【００１３】
本発明に係る光走査装置の好適実施例では、前記光学部品は、２つの切り替え可能なメニスカス界面を有するエレクトロウェッティングセルとして設ける。
【００１４】
前記光学部品はエレクトロウェッティングセルであり、このエレクトロウェッティングセルは、一般に、それぞれ所定の体積を有する２つの流体を流体チャンバに含む。流体は界面を介して接触している。電気エネルギーまたは電圧を直接用いて、第１および第２の液体間のこの界面の形状を変えることができる。これらの流体は、力に応じてそれらの形状を変える物質である。このような流体は、気体、液体、あるいは流動可能な固体と液体の混合物であってもよい。
【００１５】
本発明のこの実施例では、エレクトロウェッティングセルは２つか３つの流体を流体チャンバに含み、エレクトロウェッティングセルはメニスカス形状を有する２つの界面を含む。エレクトロウェッティングセルの２つの電極への電圧印加によって、エレクトロウェッティングセルのメニスカスの曲率に変化を生じさせる。
【００１６】
本発明に係る光走査装置の他の実施例では、エレクトロウェッティングセルの第１のメニスカス面の半径R1は、
2008503016.tif 000003
を略満たし、
ここに、d2、d3、d4はエレクトロウェッティングセルの媒質の厚さであり、n1、n2、n3、n4はエレクトロウェッティングセル内の媒質の屈折率であり、hpは光軸に対する対物レンズの入射瞳の高さであり、h0は光軸に対するエレクトロウェッティングセルの前面の入射ビームの高さであり、α3は対物レンズの入射瞳の周縁光線の光軸に対する入射角であり、Dはエレクトロウェッティングセルの射出端面から対物レンズまでの距離である。
【００１７】
この式を用いることによって、ビームをディスク上の所定の位置に極めて正確に収束することが可能になる。
【００１８】
さらに、本発明では、入射瞳において入射ビームと光軸との間を特定の角度にするためには、エレクトロウェッティングセルの第２のメニスカス面の半径R2は、
2008503016.tif 000004
を略満たす必要があり、
ここに、d2、d3、d4、d5はエレクトロウェッティングセルの媒質の厚さであり、n1、n2、n3、n4はエレクトロウェッティングセル内の媒質の屈折率であり、R1はエレクトロウェッティングセルの第１のメニスカス面の半径である。
【００１９】
本発明の目的、効果および特徴は、添付図面に示す本発明の好適実施形態の下記のより詳細な説明から明らかにになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、光学的記録担体100を走査する分割型光ヘッドを含む光走査装置を示す。走査装置は半導体レーザの形の放射源200を具え、この放射源200は放射ビーム30を発する。放射ビームを用いて、光学的記録担体100の情報層101を走査する。放射源200が放射する放射ビームは、コリメーターレンズ40に入る。コリメーターレンズ40はビームを平行ビーム30’に変え、この平行ビーム30’は偏光ビームスプリッタ50を通過する。偏光ビームスプリッタ50はガルバノミラー60の方へビームを透過し、このガルバノミラー60は示された軸のまわりを回転する。次に、平行ビーム30’は四分の一波長板70を通過し、ビームを円偏光ビームに変える。次に、円偏光ビームは折曲げミラー80で反射する。次に、ビームは対物レンズ90によって、光学的記録担体100に収束される。対物レンズ90は、１つ以上のレンズおよび／または回折格子を具えてもよい。対物レンズ90を通過した収束ビームは、情報層101上にスポットを形成する。情報層101で反射した放射は発散ビームを形成して、対物レンズ90によって略平行なビームに変えられて、再び折曲げミラー80で反射する。次に、ビームは四分の一波長板70を再び通過する。逆方向に進むので、ビームは最初のビームに対して垂直に偏光される。この偏光したビームはガルバノミラー60に当たり、偏光ビームスプリッタ50の方へ進む。ビームスプリッタ50は、平行ビームの少なくとも一部をサーボレンズ110の方へ反射させることにより、前方ビームと反射ビームとに分割する。それから、ビームはシリンダレンズ120を通過し、検出システム130の方へ進む。検出システム130は放射を収集し、電気出力信号に変換する。この電気出力信号は信号処理回路により処理され、この信号処理回路は、光ヘッドとは別に走査装置内に配置される。信号処理装置は、これらの出力信号をさまざまな他の信号に変換する。
【００２１】
図１に係る光走査装置は分割型光ヘッドである。対物レンズ90と折曲げミラー80だけがアクセス中移動し、光ピックアップ装置の残部は固定される。固定部はガルバノミラー60を含み、正確なラジアル(半径方向)トラッキングを得る。ガルバノミラー60の回転位置は、コーティングしていない四分の一波長板からの反射をモニタすることによって、メイン高周波カドラント検出器を付随するスプリットサテライト検出器により測定される。ガルバノミラー60は、その重心が回転軸と一致するように設計される。リニアモータおよびガルバノミラー60はラジアルトラッキングを実行し、レンズアクチュエータに軸方向トラッキングだけを任す。リーフスプリングを有するＩ−Ｄフォーカスアクチュエータは、十分に大きいストロークで対物レンズ90を軸方向に移動させ、ＣＤとＤＶＤディスクの両方の収束を保つ。アクチュエータ設計は、最も外側の位置でも、リーフスプリングは十分に剛性を維持し大きな半径方向加速度に耐えるようにする。
【００２２】
図２Ａおよび２Ｂは、上述したような光学的記録担体1の走査装置を示し、本発明に最も重要な構成要素だけを示す。記録担体1は透明層を具え、この透明層の片側面に情報層が配設される。情報層の反対側面に薄いスペーサ層が配設される。薄いスペーサ層の自由面に別の情報層が配設される。保護膜を塗布し情報層を環境の影響から保護する。このように、この記録担体1は２層ディスクである。本発明は２層ディスクだけではなく単層ディスクにも関するものでもある。
【００２３】
光走査装置は、放射ビーム3を放射する放射源2、例えば半導体レーザを具える。ビームスプリッタは、図示していないが、例えば半透明のプレートまたはプリズムキューブのビームスプリッタであり、放射ビームをコリメーターレンズ4の方へ透過または反射し、コリメーターレンズ４で発散ビーム3は平行ビーム5に変えられる。ビーム5がコリメーターレンズ4を通過したあと、ビームは光学部品6に当たる。この光学部品6はエレクトロウェッティングセルであり、ビームエキスパンダおよび輻輳スイッチの複合装置として作用する。光路内に付加的に設けられるエレクトロウェッティングセル6は、対物レンズ7の入射瞳におけるビームの周辺強度が放射源2と対物レンズ7との間の距離と実質的に無関係になるように、光線方向にエレクトロウェッティングセル6に続く対物レンズ7の入射瞳でビーム5の輻輳を切り替える。上述したように、対物レンズ7はエレクトロウェッティングセル6の後に続く。対物レンズ7はエレクトロウェッティングセル6から出るビームを、記録担体1の１つの情報層の位置に走査スポットを形成するように変換する。対物レンズ7は装着手段9、例えば、上述したアクチュエータに装着され、これによって、対物レンズ7は情報層に収束するように移動できる。これにより、走査スポットはトラック上に合焦状態に保たれる。
【００２４】
エレクトロウェッティングセル6は、図３Ａに示すように２つのエレクトロウェッティングセルから、あるいは図３Ｂに示すように１つのエレクトロウェッティングセルから成る。
【００２５】
図３Ａは、第１種類のエレクトロウェッティングセルの断面を示す。このエレクトロウェッティングセルはキャピラリーチューブを形成する円筒形の第１電極10を具え、透明な前部要素11と透明な後部要素12とにより封止され、流体チャンバ13を形成する。流体チャンバ13は、２つの流体AとBとを含む。電極10は、チューブ14の内壁に配置される接触コーティングであってもよい。２つの流体AおよびBはシリコンオイルまたはアルカンのような電気絶縁性の第１液体Aと、塩水溶液のような電気伝導性の第２液体Bの形の非混和性の液体からなる。２つの液体AおよびBは、等しい密度を有するように構成されるのが好ましく、その結果、エレクトロウェッティングセル6が、向きに依存せずに、すなわち２つの液体AおよびBの間の重力効果に依存せずに機能する。このことは、第１液体の構成要素の適切な選択によって達成可能であり、例えば、アルカンまたはシリコンオイルは分子成分を加えて塩溶液の密度に一致するようにそれらの密度を増やすことにより修正可能である。
【００２６】
使用するオイルの選択に従い、オイルの屈折率は1.25から1.6の間の値をとりうる。同様に、加える塩の量に従い、塩溶液の屈折率は1.33から1.48の間の値をとりうる。図３Ａの流体は、第１液体Aが第２液体Bより高い屈折率を有するように選ばれる。
【００２７】
第１電極10は円筒であり、概して１ｍｍから２０ｍｍの間の内側半径を有する。電極10は金属材料から形成され、絶縁層15でコーティングされる。この絶縁層15はパリレンから成り、５０ｎｍから１００μｍの間の厚さを有し、代表的な値は１μｍから１０μｍの間である。絶縁層15は流体導通層16でコーティングされ、この流体導通層16は、流体チャンバ13の円筒壁とメニスカス17との接触角に関するヒステリシスを減少させる。流体接触層16は、テフロンAF1600のようなアモルファス・フルオロカーボンから形成されるのが好ましい。流体接触層16は、５ｎｍから１５μｍの間の厚さを有する。テフロンAF1600のコーティングは、電極10の浸漬塗布を繰り返すことで作製してもよい。電極10の円筒表面は第２の円筒電極10と略平行なので、この方法により略均一の厚さの材料の均一層が形成される。電力をその軸方向に浸漬溶液に入れたり出したりして浸漬処理することにより浸漬コーティングが達成される。パリレンコーティング15は、化学蒸着により塗布されてもよい。第１および第２の電極10の間に電圧が印加されないとき、第２流体による流体接触層16の濡れ性は接触層16とメニスカス17との交差の両側において略等しい。
【００２８】
第２の環状電極18は、流体チャンバ13の一端に配置される。第２電極18の少なくとも一部分は流体チャンバ13に配置され、電極18が第２流体Bに作用する。
【００２９】
２つの流体AおよびBは非混和性なので、中間にメニスカス17を有する２つの流体塊に分かれる傾向がある。電圧が第１電極１０と第２電極18の間に印加されないとき、流体接触層16は第１流体Aに対して、第２流体Bに対してより高い濡れ性を有する。エレクトロウェッティングのために、第２流体Bの濡れ性が第１電極10および第２電極18間の電圧印加時に変化し、３表面線がなすメニスカス17の接触角を変化させる傾向がある。３表面線は、流体接触層16と２つの液体AおよびBとの間の接触線である。かくして、メニスカスの形状は、印加電圧に応じて変化する。高い屈折率を有する流体から見てメニスカス17が凹んでいる場合、第１流体Aおよび第２流体B間のメニスカス17は凹面という。
【００３０】
図３Ａを参照すると、例えば0Vから20Vの間の低電圧V1を電極10と18との間に印加すると、メニスカス17は第１の凹面メニスカス形状を取る。エレクトロウェッティングセルを通過する平行ビーム5は強く発散する。メニスカス形状の凹面を弱めるためには、もっと高い電圧を第１および第２の電極の間に印加しなければならない。例えば絶縁層15の厚さに依存して20Vから150Vの中間電圧V2を電極間に印加すると、メニスカス17は図３Ａのメニスカス17と比較して増大した曲率半径を有する第２の凹面メニスカス形状を取る。かくして、平行ビーム5はわずかに発散する。凸面のメニスカス形状を生成するためには、もっと高い電圧を第１および第２の電極の間に印加しなければならない。例えば150Vから200Vの相当高い電圧V3を電極間に印加すると、メニスカス17は凸形状を取る。かくして、平行ビーム5は収束ビームに変えられる。
【００３１】
図３Ａの実施例では流体Aは流体Bより高い屈折率を有するが、流体Aは流体Bより低い屈折率を有してもよい。
【００３２】
図３Ｂはエレクトロウェッティングセルの他の可能な構成の断面を示し、このエレクトロウェッティングセルは２つの可変レンズ素子19および20を具える。このエレクトロウェッティングセルは導電材料のシリンダ21を具える。シリンダ21は絶縁層22でコーティングされる。流体接触層23はシリンダ21の内側面に配置される。導電性のシリンダ21は、レンズ素子19と20とに共通の第１電極を構成する。第１のレンズ素子19の第２電極は、放射透過用の中心透明領域を有する環状導電層24により構成される。図の右側の導電層25は、第２レンズ素子20の第２電極を形成する。透明層26と27は、導電層24と25を覆う。シリンダ21の中心部は、透明かつ非導電性の第１液体Aで満たされる。液体Aの両側に、透明かつ導電性の第２液体Bが設けられる。液体Bは第１液体Aより低い屈折率を有する。非混和性の液体の流体Aと液体Bは左側では第１のメニスカス28により分離される。右側では流体Aと流体Bは第２のメニスカス29により分離される。
【００３３】
メニスカス28と29の曲率、従ってレンズ素子19と20の焦点距離を、制御可能な電圧源31と32によって、各々独立して変えることができる。
【００３４】
ここで、図２Ａを参照すると、図２Ａは対物レンズ7とエレクトロウェッティングセル6との間の距離Dが小さい状態にある、光路内にエレクトロウェッティングセル6を有する光走査装置の概略図を示す。
【００３５】
図２Ｂは図２Ａと同じのものを示すが、対物レンズ7とエレクトロウェッティングセル6との間の距離Dが図２Ａの距離Dより大きい。エレクトロウェッティングセル6は、入射ビームの輻輳だけでなく、このエレクトロウェッティングセル6を出るビーム5の幅も、Dの関数として変化させ、対物レンズ7の入射瞳におけるビームの周辺強度を一定に保つ。
【００３６】
エレクトロウェッティングセル6を示す図４を参照すると、このエレクトロウェッティングセル6は、透明な前部要素11と透明な後部要素12とにより封止され、流体チャンバ13を形成する。本発明の本実施例では、流体チャンバ13は２つの異なる流体を含む。流体チャンバ13は、３つの異なる流体を含んでもよい。流体は非混和性の液体からなり、オイルとし得る電気絶縁性の第１液体Aと、水とし得る導電性の第２液体Bと、導電性の第３液体Cの形にする。第２液体Bおよび第３液体Cは同じであってもよい。第２液体Bおよび第３液体Cは、塩溶液を含む水でもよい。３つの液体A、BおよびCの各々は特定の体積を有し、それらの密度が略等しいように構成される。流体A、BおよびCは異なる屈折率n1、n2およびn3を有し、それらの界面M1およびM2はメニスカスの形状を有する。本実施例では、屈折率n1およびn3は同じである。メニスカスM1およびM2は、異なる屈折力K1およびK2を有してもよい。エレクトロウェッティングセル6内の流体AとＢの厚さは、パラメータd1、d2およびd3により示される。透明要素11および12の厚さは、パラメータd0およびd4により示される。エレクトロウェッティングセル6の射出面32と対物レンズ7との間の距離は、パラメータDにより示される。パラメータLは対物レンズ7の物体距離である。従って、距離d5は、パラメータLおよびDから生じる。
【００３７】
電極（図示せず）により電圧を液体間に印加すると、メニスカスM1およびM2の曲率の形が変化する。
【００３８】
一定の周辺強度を得るために、高さh0の入射ビーム5が、対物レンズ7の位置と無関係に、あるいは、放射源2と対物レンズ7との間の距離と無関係に、対物レンズ7の入射瞳の外径で対物レンズ7に入射しなければならない。同時に、この入射ビーム5は、対物レンズ7の入射瞳で、光軸8に対して所望の入射角α3を有しなければならない。エレクトロウェッティングセル6の２つのメニスカスM1とM2との半径を切り替えることによって、両方の要件を満たすことが可能である。
【００３９】
２つのメニスカスM1およびM2は独立している。従って、それらは２つの自由度をもたらす。２つの自由度のために、周辺強度を一定に保ちながら、ビーム5の輻輳を切り替えることが可能である。一定の周辺強度を得るために、メニスカスM1およびM2は、両方の条件または要件を満たすように定めなければならない。以下では、これらの条件が満たされる方法を記述する。高さh0でエレクトロウェッティングセル6に入射するビーム5をエレクトロウェッティングセル6の射出面32から遠く離れた距離d5の位置に収束させるためには、近軸計算にて、厚さd1、d2、d3およびd4、屈折率n1、n2、n3および屈折力K1=（n2−n1）/R1およびK2=（n3−n2）/R2が式（１）を満たさなければならないことが成立する。
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【００４０】
R1およびR2は、メニスカスM1およびM2の半径である。符号の選択は、「Aberration of optical systems (光学系の収差)」W.T.ウェルフォード（アダム・ヒルガー、ブリストル、ISBN0-852740564-8）に記載のものに準拠する。さらに、このビームを光軸8に対して角度α3を成すようにするために、近軸計算から式（２）が成立する。
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【００４１】
本発明の本実施例では、角度α3は図４の状態では負である。角度α3が負の場合、これは、ビームが可能な対物レンズ7へ収束することを意味する。しかし、角度α3が正であることもあり得る。この場合ビームは発散する。
【００４２】
最後に、図４から、入射瞳高さhpを有する対物レンズ7がエレクトロウェッティングセル6の射出面32から距離Dに位置する場合、d5は式（３）で表すことができると結論できる。
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【００４３】
式（３）の負符号は、図２の状態に対する負角α3から生じる。
【００４４】
パラメータR1およびR2を記述することが可能である。半径R1およびR2の値は、以下の式で記載でき、半径R1およびR2は実質的に式（４）（５）を満足しなければならない。
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【００４５】
R1およびR2の実際の達成値は、式（４）および（５）の値の10%未満の偏差にするのが好ましい。距離D、すなわちエレクトロウェッティングセル6と対物レンズ7との間の距離が変化するとき、半径R1およびR2を調整しなければならない。さらに、エレクトロウェッティングセル6が切り替えられるときに、距離d1、d2およびd3が変化する。
【００４６】
さらに、図４を用いて本発明の実施例をより詳細に説明する。エレクトロウェッティングセル6は、３つの流体A、B、そして、Cからなる、あるいは、含む。上述したように、流体BおよびCは同じである。流体BおよびCは水であり、屈折率n1=1.3494を有する。図４に示すように、流体として水が２回存在する。その他の流体Aはオイルであり、屈折率n2=1.5499を有する。エレクトロウェッティングセル6は、両側を２つの透明要素11および12で封止される。透明要素11および12は、ガラス、例えばBK7でできていてもよい。透明要素11および12にBK7を用い、BK7の屈折率はパラメータn0およびn4で示し、n0=n4=1.5302である。d0、d1、d2、d3、d4の適切な距離は以下の通りである。d0=0.5mm、d1=0.8mm、d2=5.0mm、d3=0.8mm、d4=0.5mm。
【００４７】
２層ディスク1（図４には示されない）は、0.1mmに第１の情報層を、0.09mmに第２の情報層を有する。２層ディスク1の情報層の位置は読み出し側から測定される。0.09mmの情報層に対応する角度α3は、-0.007781ラジアンである。
【００４８】
以下の表１には、式(4)および(5)に従う半径R1およびR2がDの２つ値について示されているとともに、光線軌跡計算による結果が示されている。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
表１から分かるように、近軸近似を考慮すると、R1およびR2の結果は良好な一致を示す。対物レンズ7との組み合わせに対するR1およびR2の最適値の検出における小さな差は、エレクトロウェッティングセル6により導入される若干の球面収差をもたらす。球面収差は非常に小さいが、半径R1およびR2の最適値にわずかな変化がある。それにもかかわらず、解析結果と光線軌跡結果との差は良好な一致を示す。
【００５１】
本発明による両方の条件の達成は、放射源と対物レンズとの間の距離と無関係に、一定の周辺強度をもたらす。本発明の実施例ではエレクトロウェッティングセルが２つのメニスカスを含むが、これに限定されない。各々１つのメニスカスを含む２つのエレクトロウェッティングセルを設けることも可能である。本発明は光学的記録装置に用いることができ、特に分割型光学系を使用する光学的記録装置に用いることが可能である。
【００５２】
請求項中のいかなる参照符号も範囲を限定するものとして解釈されないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は分割型光ヘッドを組み込む光走査装置を示す図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、本発明に係る走査装置を示す概略図である。
【図３】図３Ａは、１つのメニスカスを有するエレクトロウェッティングセルの側面図を示し、図３Ｂは、独立して制御可能な２つのメニスカスを有するエレクトロウェッティングセルを示す側面図である。
【図４】本発明に係るエレクトロウェッティングセルの側面図を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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