(57)【要約】【課題】カーボンナノチューブを主成分とするＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅを透明基板１０ａ，１０ｂに形成することにより、短波長のレーザ光であっても高い光線透過率で透過させることができる液晶波面収差補正素子１０並びにこれを用いた光ピックアップ及び光メディアドライブ装置を提供する。【解決手段】２枚の透明基板１０ａ，１０ｂの表面に、それぞれカーボンナノチューブを主成分とするＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅを形成し、これらの２枚の透明基板１０ａ，１０ｂを液晶１０ｃを介して対向させて配置した構成とする。【選択図】図１
2008052870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の透明基板と、前記２枚の透明基板の間に充填された液晶と、前記２枚の透明基板における前記液晶との対向面にそれぞれ形成された透明電極とを有する液晶波面収差補正素子において、
前記透明電極がカーボンナノチューブを主成分とすることを特徴とする液晶波面収差補正素子。
【請求項２】
前記透明基板が３枚以上であり、前記液晶が隣接する前記透明基板の間にそれぞれ充填されたものであり、前記透明電極が前記透明基板における前記液晶との対向面にそれぞれ形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶波面収差補正素子。
【請求項３】
少なくともいずれかの前記透明基板の一方の表面に形成されたカーボンナノチューブを主成分とする透明電極が、所定パターンにより複数の領域に分離されて形成されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶波面収差補正素子。
【請求項４】
光源と、前記光源からの出射光を光メディア上に集光する対物レンズと、前記光メディアからの反射光を受光する受光素子と、前記光源から前記光メディアへ向かう往路の光と前記光メディアから前記受光素子へ向かう復路の光を分離する光分離手段と、前記往路の光の光路中に設けられた、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液晶波面収差補正素子とを有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
前記往路の光は、波長が４７０ｎｍ以下の光を含むことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の光ピックアップと、前記往路の光が有する収差に応じて実効値が変化する交流電圧を前記液晶波面収差補正素子の透明電極に印加する液晶波面収差補正素子駆動装置とを有することを特徴とする光メディアドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの光ピックアップの光学系等に生じる波面収差を液晶の位相変調機能により補正する液晶波面収差補正素子並びにこれを用いた光ピックアップ及び光メディアドライブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像等の大容量ディジタル情報の記録を行うＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）の光ディスクドライブ装置に用いられる光ピックアップの構成例を図５に示す。この光ピックアップは、半導体レーザ１から発したレーザ光を、コリメータレンズ２と偏光ビームスプリッタ３と１／４波長板４と対物レンズ５とを介してＤＶＤ６の信号面６ａに導くと共に、このＤＶＤ６の信号面６ａからの反射光を、対物レンズ５と１／４波長板４を介し、偏光ビームスプリッタ３で反射させて集光レンズ７を介して受光素子８に導くようになっている。なお、この光ピックアップの構成は、ＤＶＤ６に限らず、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）や次世代ＤＶＤ等の光ディスク、及び、その他のデータの読み書きに光を利用した記録媒体である光メディアのドライブ装置においても、基本的には同様のものを用いることができる。
【０００３】
半導体レーザ１は、直線偏光のコヒーレントなレーザ光を発する光源であり、コリメータレンズ２は、この半導体レーザ１が放射した発散光を平行光に変換するレンズである。偏光ビームスプリッタ３は、特定の偏光方向の光は通過させるが、これに直交する偏光方向の光は側方に反射するプリズムであり、半導体レーザ１からコリメータレンズ２を介して入射した直線偏光のレーザ光をそのまま通過させるようにしている。１／４波長板４は、直線偏光を円偏光に変換したり、その逆の変換を行う光学素子であり、偏光ビームスプリッタ３を通り抜けた直線偏光のレーザ光がこの１／４波長板４によって円偏光に変換され、ＤＶＤ６の信号面６ａで反射して再び１／４波長板４を通過すると、元のレーザ光とは偏光方向が直交する直線偏光の光に変換されるようにしている。従って、ＤＶＤ６の信号面６ａで反射して１／４波長板４を再度通過した直線偏光のレーザ光が偏光ビームスプリッタ３に戻ると、側方に反射されて集光レンズ７により受光素子８の受光面に集光されることになる。そして、例えば再生専用のＤＶＤ６であれば、信号面６ａのピットで反射したレーザ光とランドで反射したレーザ光とが干渉して打ち消し合うので、受光素子８がこの反射光を受光して電気信号に変換することにより、信号面６ａにピットとして記録された情報を読み出すことができる。対物レンズ５は、コリメータレンズ２によって平行光に変換されたレーザ光をＤＶＤ６の信号面６ａに集光させると共に、この信号面６ａで反射した光を再び平行光に変換するレンズである。
【０００４】
ところで、光ディスクは、記録密度が極めて高いために、微小なピット等の記録情報を読み出す光ピックアップは、レーザ光のスポット径を波長と対物レンズの開口数にのみ依存する回折限界性能に近い大きさまで小さくする必要がある。しかも、ＤＶＤ６は、ＣＤよりも記録密度が高く、次世代ＤＶＤは、この記録密度がさらに高くなる。従って、光ピックアップは、記録密度が高くなるほど、光学系全体の波面収差ができるだけ小さくなるように、設計製造段階で対物レンズ５等の収差が管理されている。
【０００５】
しかしながら、ＤＶＤ６では、図６に示すように、透明なポリカーボネートからなるディスク基板６ｂの深い層と浅い層にそれぞれ信号面６ａ，６ａを形成した２層記録を行うことができる。また、将来の光ディスクでは、３層以上の記録を行うことも可能となる。このため、例えば光ピックアップがＤＶＤ６の一方の層の信号面６ａを読み出す場合に波面収差が十分に小さくなるように収差を管理すると、他の層の信号面６ａを読み出す場合には、ディスク基板６ｂをレーザ光が通過する際の距離が変化するので、球面収差が大きくなる。即ち、図６に示すように、ディスク基板６ｂ内の深い層と浅い層の信号面６ａ，６ａの深さをそれぞれｄ１及びｄ２とすると、例えば浅い層の信号面６ａを読み出す際に波面収差がほとんどない状態で、深い層の信号面６ａの読み出しに切り替わった場合、空気中よりは屈折率が大きいディスク基板６ｂ中をレーザ光が通過する距離が約２×（ｄ１−ｄ２）だけ増加するので、これによってレーザ光の位相が変化して球面収差が大きくなる。また、この波面収差は、ＤＶＤ６等のディスク面がレーザ光の光軸に直交している場合に最も小さくなるように管理しているので、反り等によりこのディスク面が傾いた場合には、コマ収差や非点収差が大きくなる。
【０００６】
そこで、従来から、ＤＶＤや次世代ＤＶＤ用の光ディスクドライブ装置の光ピックアップでは、使用時に動的に変化する上記のような波面収差を補正するために、液晶波面収差補正素子を用いる場合があった（例えば、特許文献１，２参照。）。図５に示した光ピックアップでは、この液晶波面収差補正素子９を偏光ビームスプリッタ３と１／４波長板４との間に配置している。
【０００７】
上記液晶波面収差補正素子９の従来の構成例を図７に示す。この液晶波面収差補正素子９は、間隔を空けて配置された２枚の透明基板９ａ，９ｂの間に液晶９ｃを封入したものである。透明基板９ａ，９ｂは、透明なガラス基板等からなり、双方の対向面には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜からなるＩＴＯ透明電極９ｄ，９ｅが形成されている。一方の透明基板９ａに形成されたＩＴＯ透明電極９ｄは、補正すべき波面収差に適応した所定のパターンで、透明基板９ａの対向面上に複数に分離されて形成されている。また、他方の透明基板９ｂには、対向面の全面にＩＴＯ透明電極９ｅが形成されている。さらに、液晶９ｃと接する界面には、液晶分子を配向させるために配向処理を行う必要があるので、これらのＩＴＯ透明電極９ｄ，９ｅを覆うように樹脂製の配向膜を形成してラビング処理を行っている。
【０００８】
上記液晶波面収差補正素子９は、複数のＩＴＯ透明電極９ｄに実効電圧が異なる交流電圧を印加すると、液晶９ｃの液晶分子がそれぞれの電場に応じて傾斜する。従って、この液晶波面収差補正素子９を通過する直線偏光のレーザ光は、通過する位置、即ち通過するＩＴＯ透明電極９ｄに応じて局所的に位相変調を受けるので、印加電圧を制御することにより、光学系の波面収差を動的に補正することができる。
【０００９】
ところが、光ディスクは、記録密度が高くなるほど光ピックアップのレーザ光のスポット径を小さくしなければならないために、このレーザ光の波長も、ＣＤでは７８０ｎｍであったものが、ＤＶＤではより短い６５０ｎｍとなり、次世代ＤＶＤではさらに短い４０５ｎｍのものが用いられる。しかしながら、上記ＩＴＯ透明電極９ｄ，９ｅに用いられるＩＴＯ膜は、波長が４７０ｎｍ付近より短い光の透過率が急激に低下するので、液晶波面収差補正素子９でのレーザ光の損失が大きくなりすぎるという問題が発生していた。また、この液晶波面収差補正素子９では、補正を行う波面収差の種類に応じて複数のＩＴＯ透明電極９ｄをわずかな間隙を空けて分離し所定パターンに形成する必要があるので、このような精密で面倒なパターン形成工程が製造コストを上昇させる原因になるという問題もあった。
【特許文献１】特開平１０−２６９６１１号公報
【特許文献２】特開２００４−３３４０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、カーボンナノチューブを主成分とする透明電極を透明基板に形成することにより、短波長のレーザ光であっても高い光線透過率で透過させることができる液晶波面収差補正素子並びにこれを用いた光ピックアップ及び光メディアドライブ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の液晶波面収差補正素子は、２枚の透明基板と、前記２枚の透明基板の間に充填された液晶と、前記２枚の透明基板における前記液晶との対向面にそれぞれ形成された透明電極とを有する液晶波面収差補正素子において、前記透明電極がカーボンナノチューブを主成分とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の液晶波面収差補正素子は、前記透明基板が３枚以上であり、前記液晶が隣接する前記透明基板の間にそれぞれ充填されたものであり、前記透明電極が前記透明基板における前記液晶との対向面にそれぞれ形成されたものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の液晶波面収差補正素子は、少なくともいずれかの前記透明基板の一方の表面に形成されたカーボンナノチューブを主成分とする透明電極が、所定パターンにより複数の領域に分離されて形成されたものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の光ピックアップは、光源と、前記光源からの出射光を光メディア上に集光する対物レンズと、前記光メディアからの反射光を受光する受光素子と、前記光源から前記光メディアへ向かう往路の光と前記光メディアから前記受光素子へ向かう復路の光を分離する光分離手段と、前記往路の光の光路中に設けられた前記液晶波面収差補正素子とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の光ピックアップは、前記往路の光は、波長が４７０ｎｍ以下の光を含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項６の光メディアドライブ装置は、前記光ピックアップと、前記往路の光が有する収差に応じて実効値が変化する交流電圧を前記液晶波面収差補正素子の透明電極に印加する液晶波面収差補正素子駆動装置とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、透明基板の表面に、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」という）を主成分とする透明電極（以下、「ＣＮＴ透明電極」という）を有しているので、短波長の光も高い光線透過率で通過させることができるようになり、光源からの光の損失を少なくすることができる。このため、光源に必要以上の高出力のものを用いずに済むので、液晶波面収差補正素子を用いる機器のコストダウンや長寿命化を図ることができる。また、ＣＮＴ透明電極は樹脂製の透明基板の表面にも容易に形成できるので、液晶波面収差補正素子の軽量化を図ることもできるようになる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、請求項１の液晶波面収差補正素子と同様の効果を得ると共に、このような液晶波面収差補正素子を多層に構成することができる。例えば２層構成において、それぞれの層の液晶の配向方向を互いに直交させておけば、往路と復路で偏光方向が互いに直交する光に対しても共に収差補正を行うことができるようになる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、ＣＮＴ透明電極が複数に分離されて、それぞれ所定パターンで形成されるので、液晶による位相変調のパターンを精密に制御することができるようになる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、光ピックアップの光学系の波面収差を動的に補正することができるので、光メディアの記録面の深さや傾き等に対して動的に適応する光ピックアップを提供することができるようになる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、光ピックアップの光源からの光が４７０ｎｍ以下の短波長の光を含むので、光メディアの記録密度を高めることができ、しかも、この短波長の光を高い光線透過率で通過させることができるようになるので、光源の光の損失を確実に少なくすることができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、光ピックアップの光学系の波面収差を動的に補正することができるので、光メディアの記録面の深さや傾き等に対して動的に適応する光メディアドライブ装置を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態は、図４に示す次世代ＤＶＤ用の光ディスクドライブ装置について説明する。この光ディスクドライブ装置の光ピックアップは、半導体レーザ１に短波長のものを用いる等の相違を除けば、図５に示したＤＶＤ用の光ディスクドライブ装置の光ピックアップと基本的には同様の構成であるが、この図５に示した従来の液晶波面収差補正素子９に代えて、後述の本実施形態の液晶波面収差補正素子１０を用いている。
【００２５】
上記図４の光ディスクドライブ装置は、上記光ピックアップに、記録信号生成回路１１、半導体レーザ駆動回路１２、プリアンプ１３、再生信号生成回路１４、液晶波面収差補正素子駆動回路１５、誤差信号生成回路１６及び対物レンズ駆動回路１７を付加したものである。
【００２６】
記録信号生成回路１１は、外部から入力される記録データに基づき、半導体レーザ１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１２は、記録信号生成回路１１から入力される記録信号に基づき、半導体レーザ１を駆動する。これにより、ＤＶＤ６への信号の記録が行われる。
【００２７】
一方、プリアンプ１３は、受光素子８から入力される電流信号を電圧信号に変換する。再生信号生成回路１４は、プリアンプ１３から入力される電圧信号に基づき、液晶波面収差補正素子１０を駆動するための再生信号を生成すると共に、再生データを外部へ出力する。これにより、ＤＶＤ６からの信号の再生が行われる。液晶波面収差補正素子駆動回路１５は、再生信号生成回路１４から入力される再生信号に基づき、再生信号の品質が最良になるように液晶波面収差補正素子１０を駆動する。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差等の各種の収差補正の動作が行われる。
【００２８】
また、誤差信号生成回路１６は、プリアンプ１３から入力される電圧信号に基づき、対物レンズ５を駆動するためのフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成する。対物レンズ駆動回路１７は、誤差信号生成回路１６から入力されるフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づき、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号が０になるように、図示しないアクチュエータにより対物レンズを駆動する。これにより、フォーカスサーボおよびトラックサーボの動作が行われる。
【００２９】
本実施の形態は、これ以外に、光ディスクを回転させるスピンドル制御回路、光ディスクを除く光ピックアップ全体を光ディスクに対して移動させるポジショナ制御回路等を含んでいる。
【００３０】
上記光ディスクドライブ装置は、ＤＶＤ６に対して記録および再生を行う記録再生装置である。ただし、この光ディスクドライブ装置は、ＤＶＤ６の再生のみを行う再生専用装置であってもよい。この場合、半導体レーザ１は、半導体レーザ駆動回路１２により記録信号に基づいて駆動されるのではなく、常に一定の出力で駆動される。
【００３１】
上記液晶波面収差補正素子駆動回路１５は、後述の液晶波面収差補正素子１０のＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅに交流電圧を印加する。半導体レーザ１からＤＶＤ６へ向かう往路の光が収差を有すると、ＤＶＤ６からの再生信号の品質が低下する。そこで、往路の光が有する収差に応じて、ＤＶＤ６からの再生信号の品質が最良になるように、液晶波面収差補正素子駆動回路１５が液晶波面収差補正素子１０のＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅに印加する交流電圧の実効値を変化させる。これにより、往路の光が有する収差を補正することができる。なお、再生信号の品質の評価指標としては、例えば再生信号の振幅、ジッタ、ＳＮ比、エラーレート等が用いられる。再生信号の振幅が最大、ジッタが最小、ＳＮ比が最大、またはエラーレートが最小になるように液晶波面収差補正素子を駆動すれば、再生信号の品質は最良になる。
【００３２】
上記液晶波面収差補正素子１０は、図１に示すように、間隔を空けて配置された２枚の透明基板１０ａ，１０ｂのＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅ間に液晶１０ｃを封入したものである。透明基板１０ａ，１０ｂは、透明なガラス基板やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネート等のポリエステル系樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のアクリル系樹脂、ポリシクロオレフィン系樹脂等の樹脂基板等からなる。そして、一方の透明基板１０ａにおける他方の透明基板１０ｂとの対向面（図１では下向き面）には、レーザ光の光軸となる位置を中心として同心円状に複数に分離されたＣＮＴ透明電極１０ｄがわずかな間隙を空けて形成されている。また、他方の透明基板１０ｂの一方の透明基板１０ａとの対向面（図１では上向き面）には、全面にＣＮＴ透明電極１０ｅが形成されている。液晶１０ｃは、これらの透明基板１０ａ，１０ｂの透明電極１０ｄ，１０ｅの間に充填されて周囲を封止されている。この液晶１０ｃとしては、複屈折を有するネマティック液晶等が用いられる。
【００３３】
上記ＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅは、カーボンナノチューブを主成分とする透明電極である。即ち、これらのＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅは、少なくともカーボンナノチューブを含む透明電極であり、カーボンナノチューブのみで形成したり、カーボンナノチューブの他に合成樹脂や分散剤やＩＴＯ、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｄｏｐｅｄ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等の導電性金属酸化物等を含ませたり、カーボンナノチューブを含む層と樹脂層とを積層させたりして形成したものからなる。なお、カーボンナノチューブを作製する際には、触媒やカーボン粒子等が残留し含まれる場合もあるので、このような残留物を含んでいてもよい。
【００３４】
ＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅに含ませる上記カーボンナノチューブには、中心軸線の周りに直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁を同心的に多層に備えた多層カーボンナノチューブと、中心軸線の周りに単独の円筒状に閉じたカーボン壁を備えた単層カーボンナノチューブとがある。
【００３５】
多層カーボンナノチューブは、例えばアーク放電によって陰極に堆積する炭素塊の中から得られるものであり、カーボングラファイトが六角網目構造になったカーボン壁が２層以上の多層に形成されている。このカーボン壁は、２〜３０層重なったものを用いることが好ましく、カーボン壁が２〜１５層重なったものはさらに好ましい。このような多層カーボンナノチューブは、凝集せずに、多少曲がっているが一本ずつ分離し、互いに複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で分散され、それぞれの交点で接触していることが好ましい。なお、ここで、「凝集せずに」とは、導電膜を顕微鏡で観察したときに０．５μｍ以上の凝集塊がないことを意味し、また、「接触」とは、カーボンナノチューブが現実に接触している場合の他に、これらのカーボンナノチューブが導通可能な微小間隔をあけて近接している場合も含み、以下においても同じである。
【００３６】
また、単層カーボンナノチューブは、例えばＡｒ等の不活性ガス雰囲気下でＮｉやＣｏ等の金属触媒を含む炭素棒をアーク放電やレーザー照射を行い蒸発させることにより得られるものであり、カーボングラファイトが六角網目構造になったカーボン壁が１層形成されている。このような単層カーボンナノチューブは、一本ずつ分離した状態での分散は現時点では困難で、２本以上集まって束になり、それが凝集せずに、一束ずつ分離して、束同士が複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で分散され、それぞれの交点で接触することになる。なお、単層カーボンナノチューブが１本ずつ分離し分散しているものを除外するものではない。
【００３７】
ＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅはこれらのカーボンナノチューブのみで形成することもできるが、カーボンナノチューブと透明樹脂とからなる透明な導電性樹脂膜をＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅとして用いることもできる。この電極に用いられる透明な樹脂（熱可塑性樹脂には限定されず、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂等であってもよい）としては、例えば熱可塑性樹脂では、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等のビニル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−１，４−シクロへキシレンジメチレンテレフタレート共重合体、芳香族ポリエステル等のエステル系樹脂、フッ化ビニリデン等のフッ素樹脂、若しくは、ＡＢＳ樹脂、又は、これらの樹脂それぞれの共重合体樹脂等が好ましく、熱硬化性樹脂では、エポキシ系、ポリイミド系、アクリル系、アクリルウレタン系、シリコン系樹脂等が好ましく、紫外線等の光や電子等の放射線で硬化する樹脂では、アクリル系、アクリルウレタン系樹脂等が好ましい。なお、この樹脂には、必要に応じて適宜可塑剤や安定剤等を配合することができる。
【００３８】
上記の如きＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅは、上記カーボンナノチューブを均一に分散させて、１本ずつ若しくは１束ずつ分離し、互いに複雑に絡み合うことなく分散させて、それぞれの交点で接触するようになされている。そのため、少ない量で導電性を発揮させることができて、透明性を有するＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅとすることができる。なお、カーボンナノチューブは、分散性に優れた太さと長さのものを使用すると共に、上記分散させるための分散剤を併用することが好ましい。
【００３９】
このようなＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅは、カーボンナンノチューブが０．１〜４５０ｍｇ／ｍ２の目付け量となるように膜を形成することにより、表面抵抗率を１００〜１０５Ω／□にすることができて、良好な導電性を有する電極とすることができる。さらに、表面抵抗率が２００〜６００Ω／□の範囲であるときは、波長４７０ｎｍ以上の光線透過率を８８〜９９．５％に、波長４７０〜４５０ｎｍの光線透過率を９７〜８７％に、波長４５０〜３５０ｎｍの光線透過率を９７〜８３％に、波長３５０〜３００ｎｍの光線透過率を９３〜７８％にすることができて、波長が４７０ｎｍ付近より短い光（レーザー光等）の光線透過率を高くすることができる。特に、次世代ＤＶＤで使用される波長４０５ｎｍの光線透過率を８６〜９６％とすることができて、ＩＴＯ膜よりも高い透過率を有するＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅとすることができる。
【００４０】
なお、目付け量は、ＣＮＴ透明電極を電子顕微鏡で観察し、その平面面積に占めるカーボンナノチューブの面積割合を測定し、これに電子顕微鏡で観察した厚みとカーボンナノチューブの比重（グラフィトの文献値２．１〜２．３の平均値２．２を採用）を掛けることで計算した量である。
【００４１】
上記のカーボンナノチューブを主成分とするＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅは、例えば、上記のカーボンナノチューブを揮発性溶媒に均一に分散させてＣＮＴ塗液を作製するか、或は極僅かのバインダー樹脂と共に溶媒に均一に分散させてＣＮＴ塗液を調製し、これを透明基板１０ａ，１０ｂの表面に直接塗布して乾燥し硬化させてＣＮＴ皮膜を形成することにより形成することができる。また、樹脂を揮発性溶媒に溶解して樹脂塗液を作製し、これを上記ＣＮＴ皮膜の上にさらに塗布し含浸させたＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅとしてもよいし、或はＣＮＴ皮膜の上に樹脂層を設けた２層構造のＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅとしてもよい。
【００４２】
また、例えば樹脂フィルムの表面に、上記ＣＮＴ塗液を塗布し硬化させてＣＮＴ皮膜を形成し、このＣＮＴ皮膜付き樹脂フィルムを透明基板１０ａ，１０ｂの表面に重ねて熱プレスやロールプレスで熱圧着することにより形成することもできる。この場合は、ＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅは樹脂フィルムを介して透明基板１０ａ，１０ｂの表面に形成される。
【００４３】
さらには、例えば剥離フィルムの表面に上記ＣＮＴ塗液を塗布し硬化させてＣＮＴ皮膜を形成し、さらにこの表面に、樹脂からなる接着塗液を塗布し硬化させて接着皮膜を形成し、このＣＮＴ皮膜付き剥離フィルムを透明基板１０ａ，１０ｂの表面に重ねて熱プレスやロールプレスして、接着皮膜とＣＮＴ皮膜とを転写することにより形成することもできる。なお、透明基板が、樹脂製である場合は、上記樹脂フィルムや樹脂製接着塗液に使用する樹脂は、透明基板と同種又は相容性のある異種の樹脂が好ましく用いられる。
【００４４】
上記液晶波面収差補正素子１０は、複数のＣＮＴ透明電極１０ｄに実効電圧が異なる交流電圧を印加すると、液晶１０ｃの液晶分子がそれぞれの電場に応じて傾斜する。従って、この液晶波面収差補正素子１０を通過する直線偏光のレーザ光は、通過する位置、即ち通過するＣＮＴ透明電極１０ｄに応じて傾斜した液晶分子により局所的に位相変調を受けるので、印加電圧を制御することにより、光学系の波面収差を動的に補正することができる。即ち、上記実施形態の液晶波面収差補正素子１０では、透明基板１０ａに形成されたＣＮＴ透明電極１０ｄが同心円状に複数に分離されているので、レーザ光の光軸を中心として半径方向に距離が異なる位置の印加電圧を変化させて液晶１０ｃの位相変調特性を同心円状に変化させることができ、回転対称状に発生する球面収差を補正することができる。
【００４５】
しかも、この液晶波面収差補正素子１０のＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅは、従来の液晶波面収差補正素子９のＩＴＯ透明電極９ｄ，９ｅに比べて、４７０ｎｍ付近以下である短波長のレーザ光を高い光線透過率で通過させることができるので、光ピックアップでのレーザ光の損失を少なくすることができる。特に、次世代ＤＶＤで使用される波長４０５ｎｍの光線透過率は、表面抵抗率が２００〜６００Ω／□の範囲であるときに、ＩＴＯ透明電極９ｄ，９ｅに比べて２〜７％（ポイント）高くすることができて、有用な電極となり得る。
【００４６】
ここで、ガラス基板の表面に単層カーボンナノチューブを主成分とする単層ＣＮＴ膜を成膜したものと、同じガラス基板の表面にＩＴＯ膜を成膜したものとの各波長における光線透過率を測定した結果を図２、図３に示す。この単層ＣＮＴ膜とＩＴＯ膜は、測定条件を等しくするために、表面抵抗率がほぼ同じなるようにした。
【００４７】
図２には表面抵抗率が略５００Ω／□である単層ＣＮＴ膜とＩＴＯ膜の各波長別の光線透過率を測定したグラフであり、この図２から明らかなように、波長が約４７０ｎｍ以上の長波長領域ではＩＴＯ膜の方が光線透過率は若干高くなるが、波長が約４７０ｎｍ以下の短波長領域では、ＩＴＯ膜の光線透過率は急激に減少し、波長が短くなるほど単層ＣＮＴ膜の方が光線透過率はより高くなる。
【００４８】
また、図３は表面抵抗率が略３００Ω／□である単層ＣＮＴ膜とＩＴＯ膜の各波長別の光線透過率を測定したグラフであるが、図２と略同様に、波長が約４７０ｎｍ以上の長波長領域ではＩＴＯ膜の方が光線透過率は若干高くなるが、波長が約４７０ｎｍ以下の短波長領域では、ＩＴＯ膜の光線透過率は低くて単層ＣＮＴ膜の方が光線透過率はより高くなる。
【００４９】
従って、４０５ｎｍの波長のレーザ光を用いる次世代ＤＶＤ用の光ディスクドライブ装置の光ピックアップでは、この単層ＣＮＴ膜からなるＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅを用いた液晶波面収差補正素子１０でのレーザ光の損失を低減することができるようになる。しかも、さらに記録密度が高くなりレーザ光の波長も短くなる将来の光ディスクのドライブ装置では、光線透過率が低くなりすぎるために、ＩＴＯ膜からなる従来のＩＴＯ透明電極９ｄ，９ｅを用いることができなくなるが、単層ＣＮＴ膜からなるＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅを用いれば、３５０ｎｍ付近の極めて短波長の領域のレーザ光であっても９０％、８５％程度の高い光線透過率を有するので、十分に実用化可能な液晶波面収差補正素子１０を提供することができる。
【００５０】
また、ＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅは、上記塗液を例えばスクリーン印刷やインクジェット方式等の印刷工程等を用いて塗布することにより精密なパターン形成が容易となり、製造コストを低減することもできるようになる。しかも、ＰＭＭＡ等のような樹脂製の透明基板１０ａ，１０ｂを用いた場合にも、この表面に容易にＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅを形成できるので、液晶波面収差補正素子１０の軽量化を図ることもできるようになる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、液晶波面収差補正素子１０のＣＮＴ透明電極１０ｄが球面収差を補正するために同心円状に複数に分離される場合を示したが、補正を行う波面収差の種類に応じて、任意のパターンで形成することができる。また、この補正を行う波面収差の種類によっては、透明基板１０ａの対向面（図１では下向き面）の一部の領域にだけＣＮＴ透明電極１０ｄを形成することもできる。さらに、上記実施形態では、透明基板１０ｂの対向面の全面に透明電極１０ｅを形成する場合を示したが、この透明基板１０ｂの対向面にも、ＣＮＴ透明電極１０ｄと同じパターンで、又は、これとは異なるパターンでＣＮＴ透明電極１０ｅを形成することができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、電場を直接液晶１０ｃに印加するために、ＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅを透明基板１０ａ，１０ｂの対向面に形成し、対向面の反対側面は透明基板表面となされているが、該反対側面に帯電防止機能や反射防止機能や耐擦傷性等を発揮させる機能層を形成することもできる。
【００５３】
また、ＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅの液晶１０ｃ側には、従来例と同様に、これらのＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅを覆うように樹脂製のラビング処理された配向膜を設けて使用することが好ましい。
【００５４】
また、上記実施形態では、次世代ＤＶＤ用の光ディスクドライブ装置について説明したが、ＣＤやＤＶＤ、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）等の他の光ディスク、その他のデータの読み書きに光を利用した記録媒体である光メディアのドライブ装置にも同様に実施可能である。光メディアドライブ装置は、少なくとも、光メディアの着脱装置又は内蔵された光メディアの支持装置、光ピックアップ、光メディアと光ピックアップとの相対位置を移動させる相対位置移動駆動装置、この相対位置移動駆動装置の駆動制御装置、光メディアの読み書き信号の変調や復調、誤り訂正等の処理を行う信号処理装置、及び、ドライブコントローラを備えている。そして、本発明の光メディアのドライブ装置は、これらに加えて、液晶波面収差補正素子１０を駆動する液晶波面収差補正駆動装置を備えている。
【００５５】
上記相対位置移動駆動装置は、光ディスクの場合には、この光ディスクを回転駆動するモータ等の駆動装置と、光ピックアップをこの光ディスクの半径方向に移動させるモータ等の駆動装置（トラッキングやフォーカシング制御用駆動装置等も含む）とからなるが、例えば光カードの場合であって、この光カードをＸ−Ｙ方向に移動させる駆動装置が設けられている場合には、光ピックアップは固定されていてもよいので、光メディアの位置だけを移動させる駆動装置であってもよく、逆に光ピックアップだけを移動させる駆動装置とすることもできる。上記駆動制御装置は、相対位置移動駆動装置におけるこれらの各駆動装置を制御するサーボ制御装置等からなる。
【００５６】
上記液晶波面収差補正駆動装置は、液晶波面収差補正素子１０のＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅに適宜な交流電圧を印加する装置である。上記ドライブコントローラは、光ディスクの読み書きの際に、上記駆動制御装置や信号処理装置を制御すると共に、液晶波面収差補正駆動装置を制御する装置である。従って、例えば２層記録のＤＶＤ６の球面収差を液晶波面収差補正素子１０によって補正する場合には、アクセスする記録層が切り替わるたびに、ドライブコントローラからの制御によって、液晶波面収差補正駆動装置が液晶波面収差補正素子１０のＣＮＴ透明電極１０ｄ，１０ｅに印加する交流電圧を変化させることになる。この光ディスクドライブ装置は、外部装置とのインターフェイス回路を備えていてもよく、このインターフェイス回路によって、光メディアのトラック等の物理的な構成を意識することなく、外部から論理的なコマンド等を用いてアクセスを行うことが可能となる。
【００５７】
また、上記実施形態では、図５に従来例として示したものと同様の構成の光ピックアップについて説明したが、少なくともコヒーレントなレーザ光源（図４では半導体レーザ１）と、光検出装置（図４では受光素子８）と、レーザ光源からの光を光メディアに導く（往路）と共にこの光メディアでの反射光を光検出装置に導く（復路）光学系（図４ではコリメータレンズ２と偏光ビームスプリッタ３と１／４波長板４と対物レンズ５と集光レンズ７）とからなるものであれば、この構成は任意である。例えば、図４において、半導体レーザ１及びコリメータレンズ２と集光レンズ７及び受光素子８との配置を入れ替えてもよく、複数の光メディアの兼用ドライブ装置では、波長の異なる複数の半導体レーザ１を用いることもできる。さらに、例えば往路と復路のレーザ光を分離するための光分離手段として、偏光ビームスプリッタ３以外のミラー素子やホログラムを用いることもできる。液晶波面収差補正素子１０は、この光ピックアップのレーザ光の光路上の任意の位置に配置してもよいが、通常はレーザ光の往路と復路が重なる部分に配置される。
【００５８】
また、上記実施形態では、光ピックアップにおけるレーザ光の光路上に液晶波面収差補正素子１０を１個だけ配置する場合について説明したが、２個以上の液晶波面収差補正素子１０を配置することもできる。液晶は複屈折を有するため入射光の偏光方向により作用が異なるので、液晶波面収差補正素子１０は、異常光に対しては収差補正を行うことができるが、常光に対しては収差補正を行うことができない。そして、図４に示した構成の光ピックアップでは、液晶波面収差補正素子１０を通過するレーザ光は、往路と復路とで偏光方向が互いに直交するので、この液晶波面収差補正素子１０は、これら往路と復路のいずれかでしか収差補正を行うことができない。このため、例えば２層記録のＤＶＤ６の球面収差を補正するときのように補正量が大きくなる場合には、１個の液晶波面収差補正素子１０だけでは収差補正が十分ではないことがあるので、液晶の配向方向が互いに直交する２個の液晶波面収差補正素子１０を光路上に配置すれば、往路と復路の双方でレーザ光の収差補正を行うことができるようになる。
【００５９】
また、上記実施形態では、液晶１０ｃが１層だけ配置された液晶波面収差補正素子１０について説明したが、上記２枚の透明基板１０ａ，１０ｂの間に１枚以上の中間の透明基板を間隔を空けて配置し、それぞれ外郭の透明基板１０ａ，１０ｂと中間の透明基板の間や中間の透明基板同士の間に透明液晶１０ｃを充填することにより、２層以上の液晶１０ｃを配置することもできる。この場合、中間の透明基板には、双方の表面にＣＮＴ透明電極を形成することにより、複数個の液晶波面収差補正素子１０を重ねて配置したのと同等となる。従って、このように液晶１０ｃが２層以上の液晶波面収差補正素子１０を用いれば、これを１個配置するだけで、液晶１０ｃが１層の液晶波面収差補正素子１０を２個以上配置した場合と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、光ピックアップに用いられる液晶波面収差補正素子１０について説明したが、レーザ光の光路中に配置して波面収差の補正を行う液晶波面収差補正素子であれば、光ピックアップ以外の光学装置に用いることもできる。
【００６１】
〔実施例１〕
溶媒としてのイソプロピルアルコール／水混合物（混合比３：１）中に文献Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，３２３（２０００）Ｐ５８０−５８５に基づき合成した直径１．３〜１．８ｎｍの単層カーボンナノチューブを酸処理にて精製した物と分散剤としてのポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合物を加えて均一に混合、分散させ、単層カーボンナノチューブを０．００３質量％、分散剤を０．０５質量％含む塗液を調製した。
【００６２】
この塗液を、市販の厚さ１ｍｍのガラス基板の表面に塗布して乾燥することによりＣＮＴ透明電極を形成した。
【００６３】
このＣＮＴ透明電極の表面抵抗率を、ＪＩＳ  Ｋ−７１９４に基づき、三菱化学社製のロレスターＧＰで測定したところ、表面抵抗率は５０７Ω／□であった。
【００６４】
また、このＣＮＴ透明電極の各波長における光線透過率を島津自記分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いて測定した。その結果を図２に示す。
【００６５】
さらに、このＣＮＴ透明電極の単層カーボンナノチューブの目付け量を測定したところ、１５．３ｍｇ／ｍ２であった。
【００６６】
さらに、このＣＮＴ透明電極を光学顕微鏡で観察したところ、０．５μｍ以上の凝集塊は存在しておらず、単層カーボンナノチューブの分散が十分に行われていた。そして、多数のカーボンナノチューブが１束ずつ分離した状態で均一に分散し、単純に交差した状態で接触していることがわかった。
【００６７】
〔実施例２〕
実施例１で用いた塗液を、実施例１で使用したガラス基板の表面に塗布して乾燥することにより単層カーボンナノチューブの目付け量が  １７．５ｍｇ／ｍ２であるＣＮＴ透明電極を得た。このＣＮＴ透明電極の表面抵抗率を、実施例１と同様にして測定したところ３０５Ω／□であった。
【００６８】
また、このＣＮＴ透明電極の各波長における光線透過率を実施例１と同様に測定した。その結果を図３に示す。
【００６９】
〔比較例１〕
実施例１で使用したガラス基板の表面にスパッタリングでＩＴＯ透明電極を形成した。このＩＴＯ透明電極の表面抵抗率を、実施例１と同様にして測定したところ５４４Ω／□であった。
【００７０】
また、このＩＴＯ透明電極の各波長における光線透過率を実施例１と同様に測定した。その結果を図２に併記した。
【００７１】
〔比較例２〕
実施例１で使用したガラス基板の表面にスパッタリングでＩＴＯ透明電極を形成した。このＩＴＯ透明電極の表面抵抗率を、実施例１と同様にして測定したところ２９８Ω／□であった。
【００７２】
また、このＩＴＯ透明電極の各波長における光線透過率を実施例１と同様に測定した。その結果を図３に併記した。
【００７３】
〔比較結果〕
この結果より、表面抵抗率が約５００Ω／□であっても、約３００Ω／□であっても、波長４７０ｎｍ付近より短い波長領域での光線透過率はＣＮＴ透明電極の方がＩＴＯ透明電極よりも高い透過率を示すことがわかった。また、４０５ｎｍの波長であると、その光線透過率はＣＮＴ透明電極が約９３％、８８％であるのに対して、ＩＴＯ透明電極は約８９％、８３％であり、約４〜５％ＣＮＴ透明電極の方が高い光線透過率を有していて、次世代ＤＶＤ用の光ディスクドライブ装置の光ピックアップでの液晶波面収差補正素子でのレーザ光の損失を低減することができる。しかも、将来さらに短波長の領域のレーザ光が使用されても、波長３５０ｎｍ付近でも８５〜９０％の高い光線透過率を有しているので、十分に実用化可能な液晶波面収差補正素子１０並びにこれを用いた光ピックアップ及び光メディアドライブ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、液晶波面収差補正素子の構成を示す部分縦断面斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いたＣＮＴ膜と従来例のＩＴＯ膜の光線透過率を比較した結果を示すグラフである。
【図３】本発明の他の実施形態に用いたＣＮＴ膜と従来例のＩＴＯ膜の光線透過率を比較した結果を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、光ディスクドライブ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来例を示すものであって、光ピックアップの構成を模式的に示す図である。
【図６】従来例を示すものであって、２層記録のＤＶＤの部分拡大縦断面図である。
【図７】従来例を示すものであって、液晶波面収差補正素子の構成を示す部分縦断面斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０    液晶波面収差補正素子
１０ａ  透明基板
１０ｂ  透明基板
１０ｃ  液晶
１０ｄ  ＣＮＴ透明電極
１０ｅ  ＣＮＴ透明電極
【図１】
2008052870.tif 000003
【図２】
2008052870.tif 000004
【図３】
2008052870.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008052870.tif 000007
【図６】
2008052870.tif 000008
【図７】
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