(57)【要約】【課題】球面収差補正用液晶パネルに備えられた引出線の形成領域を低減させ、引出線により発生する電界を減少させて、球面収差の補正できる領域を拡大して補正の効果を高める。【解決手段】球面収差補正用液晶パネルは基板間に挟持された液晶を備えており、基板の対向表面には電圧印加用の電極１１と、電極１１に連続的電位を供給する電極１１上に形成された給電部１２〜１５と、給電部１２〜１５と電圧端子１６〜１８とを接続する引出線１〜３とを備え、引出線１〜３が金属からなりかつ引出線１〜３の線幅が有効瞳径の０．３〜０．７％の範囲にあるパネルを作製し、光ヘッド装置の光源と対物レンズと間の光路中に設置する。【選択図】図１
2004110959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源からの出射光を光記録媒体上に集光させるための対物レンズと、光源と対物レンズとの間に設けられた出射光の波面を変化させる球面収差補正用液晶パネルと、波面を変化させるための電圧を球面収差補正用液晶パネルへ出力する制御電圧発生手段とを備えた光ヘッド装置において、球面収差補正用液晶パネルは一対の基板間に挟持された液晶を備えており、基板の対向するそれぞれの表面には液晶への電圧印加用の電極と、球面収差補正用に電極に連続的電位を供給するために電極上の異なる位置に形成された複数の給電部と、給電部に一方が接続され電圧を供給するための電圧端子に他方が接続される引出線とを備え、引出線が金属からなりかつ引出線の線幅が有効瞳径の０．３〜０．７％の範囲にあることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記引出線の金属が不透明である請求項１記載の光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスクなどの光記録媒体の記録、再生を行う光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクであるＤＶＤでは、同じく光ディスクであるＣＤに比べてディジタル情報を高密度で記録するため、ＤＶＤの読み取りまたは書き込みをするための光ヘッド装置は、光源波長の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化により光ディスク上への集光スポット径を小さくしている。
【０００３】
一方で、光源波長の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化は、光ディスクが光ヘッド装置の光軸に対して傾いた（チルト）場合に発生するコマ収差や、光ディスクの厚み偏差がある場合に発生する球面収差を増大させる。この増大により、光ヘッド装置の光ディスク上への集光特性が劣化する結果、信号の読み取りおよび書き込みが困難となる。
【０００４】
光ヘッド装置のコマ収差や球面収差を補正する方法の一つとして、対物レンズと光源との間に備えた位相補正素子により波面収差を補正する補正方式がある。球面収差補正用液晶パネルでは、光源からの出射光の波面を変化させて球面収差を補正するために、球面収差補正用液晶パネルに備えられた電極を複数個に分割して各々異なる制御信号である電圧を印加し、複屈折材料である例えば液晶の屈折率を変化させる。
【０００５】
このとき、１つの電極に着目すると波面の変化量は同じであるため、例えば隣り合う電極間で波面を連続的に変化させることは困難であるが、複数の給電部を配置した同一の電極内で電圧分布を発生させることにより、球面収差の周辺部分など波面収差の変化量が大きい領域の波面を連続的に変化させる方法を用いることができる。
【０００６】
これまで、光ヘッド装置に搭載されている球面収差補正用液晶パネル内の引出線は光の透過率を高くするため透明導電膜でできていたが、その引出線が透明導電膜でできた液晶パネルを搭載した光ヘッド装置は、引出線を通して給電部に電圧を印加する際、引出線によって発生した電界の影響により引出線の部分にある液晶の配向方向が変化して、この部分の球面収差の補正ができず、液晶パネルを透過した入射光の波面が非対称になる（球面でなくなる）問題があった。
【特許文献１】
特開２００１−１４３３０３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
球面収差補正用液晶パネルを搭載した光ヘッド装置において、その液晶パネルに備えられた引出線により与えられる電界を減少させて、さらにその電界の影響を受けないようにして、球面収差の補正をできるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、光源と、光源からの出射光を光記録媒体上に集光させるための対物レンズと、光源と対物レンズとの間に設けられた出射光の波面を変化させる球面収差補正用液晶パネルと、波面を変化させるための電圧を球面収差補正用液晶パネルへ出力する制御電圧発生手段とを備えた光ヘッド装置において、球面収差補正用液晶パネルは一対の基板間に挟持された液晶を備えており、基板の対向するそれぞれの表面には液晶への電圧印加用の電極と、球面収差補正用に電極に連続的電位を供給するために電極上の異なる位置に形成された複数の給電部と、給電部に一方が接続され電圧を供給するための電圧端子に他方が接続される引出線とを備え、引出線が金属からなりかつ引出線の線幅が有効瞳径の０．３〜０．７％の範囲にあることを特徴とする光ヘッド装置を提供する。
【０００９】
また、前記引出線の金属が不透明である上記の光ヘッド装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の光ヘッド装置は光源からの出射光を光記録媒体である光ディスク上に集光させ、光ディスクに情報を記録したり、光ディスクの情報を再生したりする装置であり、光源として例えば半導体レーザを使用する。
【００１１】
さらに詳しく説明すると、半導体レーザからの直線偏光である出射光は偏光ビームスプリッタを通過した後コリメートレンズにより平行光とされ、球面収差補正用液晶パネル、４分の１波長板を順次透過し、対物レンズにより、光ディスク上に集光される。
【００１２】
情報を記録する場合、光ディスクに集光する光の強度を例えば符号化された情報の１または０、すなわち有無に応じて変化させる。また、情報を再生する場合、光ディスクに集光された光は光ディスクで反射され、対物レンズ、４分の１波長板、球面収差補正用液晶パネル、コリメートレンズを先程とは逆向きに透過した後、偏光ビームスプリッタにより回折され光検出器に入射する。
【００１３】
本発明の光ヘッド装置は、さらに球面収差補正用液晶パネルに電圧を出力する制御電圧発生手段である球面収差補正用液晶パネル制御回路を備えており、光ディスクの情報を正確に記録、再生できるよう球面収差補正用液晶パネルを制御する。光ディスクに集光する光の例えばスポット径が最適となるように、または光検出器に入射する光強度が最適となるように、球面収差補正用液晶パネル制御回路から球面収差補正用液晶パネルに電圧が出力される。
【００１４】
球面収差補正用液晶パネル制御回路から出力される電圧は、光ディスクのチルト、対物レンズのシフトなどにより発生した収差に応じた電圧であり、球面収差補正用液晶パネルの電極に印加する実質的に変化する電圧である。
【００１５】
本発明における球面収差補正用液晶パネルは一対の基板と基板の間に挟持された液晶を備える。液晶に接するそれぞれの面には、液晶に電圧を印加するための電極が設けられている。この電極は例えば透明導電膜よりなる。またこの電極の形状は例えば円形であり、球面収差が補正できるように電極内の異なる位置に同心円状に円環帯などの給電部が形成されている。隣接する給電部間に電圧を印加することにより、連続的に変化する電位を形成できる。
【００１６】
引出線は、球面収差補正用液晶パネルの電極に電圧を印加する給電部と一方で接続され電圧を供給する電極端子（電圧端子）とは他方で接続されている、すなわち引出線は給電部と電圧端子とを繋げており、この引出線は金属でできている。
【００１７】
このように、球面収差補正用液晶パネルの引出線を金属にすることにより、ＩＴＯ電極などと比べ、線幅を１／１０程度と大幅に細くでき、引出線から発生する電界の影響する領域を小さくできる。すなわち、引出線を金属にすることにより引出線の線幅を有効瞳径の０．３〜０．７％の範囲と細くできる。これによって引出線が設置される面積をＩＴＯ電極などと比べ１／８程度に縮小でき、球面収差を補正できる有効面積が増加する。使用される金属としては、クロム、モリブデン、タングステンなどを挙げることができる。
【００１８】
さらに、引出線の金属が不透明であることが好ましい。金属が不透明であると光が液晶パネルに入射しても、引出線の背後には光が到達せず電界に起因する液晶配向による光の散乱が発生せず、球面収差補正への影響を低減できる。
【００１９】
クロムの場合１５０ｎｍ以上の厚さであれば不透明である。
【００２０】
球面収差補正用液晶パネルの給電部を介して電極に電圧を印加することにより電極内に連続的な電圧の分布が生じる結果、基板間に挟持された液晶には、電圧の分布に応じて屈折率変化が発生する。そして、入射光は透過する液晶の屈折率分布によって位相をシフトするため、印加する電圧に応じて入射光の波面を変化させ波面収差を補正できる。
【００２１】
本発明における球面収差補正用液晶パネルの基板は使用する光の波長に対して透明であればよく、ガラス、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、などが使用できるが、耐久性、コスト、加工の容易さなどからガラスが好ましい。
【００２２】
引出線の材料としてはシート抵抗は０．１〜５Ω／□の金属であることが好ましい。金属は耐久性がよく、パターニング性がよい。
【００２３】
本発明における球面収差補正用液晶パネルの一例の断面図を図２に示す。基板２１および２７により液晶２４が挟持されており、シール材２８、２９は基板２１および２７を保持し、かつ液晶２４を基板間に閉じ込めている。基板２１および２７のそれぞれ対向する面上には電極２２および２６が設置され、また基板２７の面上には複数の給電部３０が設置されている。ここで給電部３０は、実際上電極２２の対向する位置に形成されているが、電極２６の後ろに隠れて右半分のみ見えている。基板２１および２７のそれぞれの電極２２および２６の液晶に接する面には配向膜２３、２５が形成され、液晶２４の分子を一定の方向に配向させている。
【００２４】
電極２２および２６はシール材２８に含まれる導電性ビーズにより電気的に導通されており、基板２７上に設置された給電部３０の一つまたは複数を経由して基板２１上の電極２２に電圧を印加する。導電性ビーズは例えば樹脂ビーズの表面に金属を被覆したもので、シール材に混ぜることにより２枚の液晶基板間で電気的な導通をとることができる。
【００２５】
電極２６に設置された複数の給電部３０にそれぞれ異なる電圧を印加することにより、電極２６内で電圧の分布が発生し、電極２２と電極２６間の電圧に応じて液晶２４は屈折率の分布を発生する結果、球面収差補正用液晶パネルは透過する光の球面収差を補正する。また、図には示されていないが、基板２１および２７の液晶側とは反対側、すなわち外側の表面には反射防止コートが施されてもよい。
【００２６】
図３は対物レンズのＮＡが０．６５、光源からの出射光の波長が０．４μｍの光学系において、光ディスクの厚さが設計値の０．６ｍｍより０．０３ｍｍ厚くなった場合に発生する球面収差を示す図である。光ディスクが設計値より厚い場合には有効瞳の中心部Ａおよび周辺部Ｂに比べて、その両部に挟まれた中間部Ｃの位相が進んだ状態となる。
【００２７】
図１は、図３に示すような球面収差を補正するために用いられる球面収差補正用液晶パネルの電極パターンの一例を示す平面図である。斜線部は高抵抗の透明導電膜で形成され、部分電極１１であり、給電部１２を中心に同心円状に給電部１３、１４、１５が形成され、それぞれの給電部によって環状に分割されている。図１中に直線状の太線で示した金属よりなる引出線１〜３により給電部１２〜１５は電極端子１６、１７、１８を介して球面収差補正用液晶パネル制御回路に接続され電圧が印加される。
【００２８】
本発明における球面収差補正用液晶パネルでは、給電部をもつ電極が、対向する２枚の基板のうち少なくとも一方に設置されている場合、給電部と電極端子を繋ぐ引出線を金属で配線することにより、線幅を細くできる。さらに、引出線の金属が不透明であることが好ましい。金属が不透明であると光が液晶パネルに入射しても、引出線の背後には光が到達せず電界に起因する液晶配向による光の散乱が発生せず、球面収差補正への影響を低減できる。
【００２９】
【実施例】
本例の光ヘッド装置は、光ディスクの厚さムラにより生ずる球面収差を補正する球面収差補正用液晶パネルを備えている。この球面収差補正用液晶パネルの構造は図１に示したものと同じである。以下に本例の球面収差補正用液晶パネルにより球面収差を補正する原理を説明する。
【００３０】
本例の光ヘッド装置における対物レンズのＮＡは０．６５、光源波長は０．４μｍであった。光ディスクの厚さが設計値の０．６ｍｍよりも０．０３ｍｍだけ厚い場合に発生する球面収差は上記のように図３に示されている。本例における球面収差補正用液晶パネルの電極パターンは図１に示すものである。
【００３１】
図１中の斜線部は透明な部分電極１１であり、太線部分（環状体）はＩＴＯ薄膜をエッチング技術により形成した給電部１２、１３、１４、１５である。給電部は、同一の基板面上に形成されたクロム薄膜による配線によって、電極端子１６、１７、１８を介して制御電圧発生手段である球面収差補正用液晶パネル制御回路に接続されている。給電部と電極端子を繋ぐクロム薄膜による引出線１〜３の線幅は、５μｍまたは１０μｍであった。ここで有効瞳径が、１．５ｍｍであるから、引出線の線幅は有効瞳径の０．３３および０．６６％であった。
【００３２】
上記の引出線のパターンは以下のようにして形成した。まず基板上にスパッタ法にてクロム膜を堆積させた後、エッチングの技術により不要部分を除去することにより引出線を形成した。引出線に使用した薄膜のシート抵抗は１．５Ω／□であり、厚さは１６０ｎｍで不透明であった。
【００３３】
部分電極１１などが作成された基板に配向膜としてポリイミドをスピンコートし、３００℃で１時間加熱し硬化させた。
【００３４】
また、基板上に形成したポリイミド膜をラビング法により配向処理をした後、エポキシ樹脂よりなるシール材を基板に印刷した。同じく作成した対向する基板とアライメントして重ねた後、６×１０４Ｐａの圧力にて圧着するとともに１７０℃で加熱、シール材を硬化して空のセルを作成した。シール材を印刷するとき、予め作成しておいた注入口より液晶を真空注入法にて注入し、ＵＶ硬化型のアクリル樹脂からなる封止材にて注入口を封止し球面収差補正用液晶パネルを完成した。
【００３５】
このようにして作成した球面収差補正用液晶パネルは良好な波面収差補正性能を有し、かつ経時的にその性能が劣化することなく、光ヘッド装置の光源と対物レンズとの間に球面収差補正用液晶パネルとして設置することにより、光ヘッド装置は球面収差の補正特性が優れたノイズの少ない装置となった。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置においては、球面収差補正用液晶パネルを構成する基板に形成された電極に設けられた給電部と電極端子を繋げている引出線を金属とした。金属とすることにより、その線幅を有効瞳径の０．３〜０．７％の範囲と細く形成でき、引出線の形成領域を従来のＩＴＯ膜の引出線の形成領域より大幅に低減でき、球面収差補正可能な領域がこの分増加できた。さらに、金属とすることにより、ＩＴＯ膜とは異なり、不透明とできるので、引出線部分は遮光できるため、引出線部分の液晶による散乱光を測定することなく光ノイズを低減でき、球面収差を効率よく補正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における球面収差補正用液晶パネルの電極パターンの一例を示す模式的平面図。
【図２】本発明の光ヘッド装置に搭載する球面収差補正用液晶パネルの原理構成の一例を示す概念的断面図。
【図３】光ディスクの厚さが設計値より０．０３ｍｍ厚くなった場合に発生する波面収差を示す図。
【符号の説明】
１〜３：引出線
１１：部分電極
１２〜１５、３０：給電部
１６〜１８：電極端子
２１、２７：基板
２２、２６：電極
２３、２５：配向膜
２４：液晶
２８、２９：シール材
【図１】
2004110959.tif 000003
【図２】
2004110959.tif 000004
【図３】
2004110959.tif 000005