(57)【要約】【課題】光学装置を構成する部品点数を少なくするとともに、各部品を組み込む際の位相差板の光軸ずれを最小限とすることができる位相変調用液晶光学素子と、その位相変調用液晶光学素子を搭載した光学装置を提供する。【解決手段】収差補正パターンが形成された能動領域によりレーザー光の波面収差を補償する液晶光学素子と、この液晶光学素子のレーザー光の出射側に設けた位相差板とをレーザー光の光軸上に配置した光学装置において、液晶光学素子と位相差板とを、レーザー光を透過させるレーザー光用開口部を有するスペーサー層を介して一体として、液晶光学素子に入射するレーザー光が、液晶光学素子と、レーザー光用開口部により形成された空気層と、位相差板を経由して出射する構成を採用した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収差補正パターンが形成された能動領域によりレーザー光の波面収差を補償する液晶光学素子と、前記液晶光学素子のレーザー光の出射側に設けた位相差板とをレーザー光の光軸上に配置した光学装置において、
前記液晶光学素子と前記位相差板とを、前記レーザー光を透過させるレーザー光用開口部を有するスペーサー層を介して一体として、前記液晶光学素子に入射する前記レーザー光が、前記液晶光学素子と、前記レーザー光用開口部により形成された空気層と、前記位相差板を経由して出射するようにしたことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記レーザー光用開口部の径は、前記液晶光学素子に照射されるレーザー有効径に比べて同等以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記レーザー光用開口部の径は、前記液晶光学素子に照射されるレーザー有効径に比べて同等以上、かつ前記能動領域の径に比べ同等以下の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記スペーサー層は、前記位相差板と前記液晶光学素子に挟まれた領域の通気を自由にする、少なくとも１つの通気用開口部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記スペーサー層は、レーザー光に対して遮光効果を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項６】
第１の透明基板と第２の透明基板とで液晶を挟持してなる液晶光学素子と、前記第１の透明基板の表面に、スペーサー層を介して一体に貼り合わせた位相差板とを具備し、
前記スペーサー層は、レーザー光を透過させるレーザー光用開口部を有することを特徴とする位相変調用液晶光学素子。
【請求項７】
前記スペーサー層は、前記位相差板と前記液晶光学素子に挟まれた領域の通気を自由にする、少なくとも１つの通気用開口部を有することを特徴とする請求項６に記載の位相変調用液晶光学素子。
【請求項８】
前記スペーサー層は、レーザー光に対して遮光効果を有することを特徴とする請求項６または７に記載の位相変調用液晶光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光の光軸上に配置して、波面収差を補償する液晶光学素子と位相差板とを有する光学装置と、位相差板と液晶光学素子を組み合わせた位相変調用液晶光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤあるいはＤＶＤ等の光ディスクや、光磁気ディスク等のディスクの情報を読み取ったり、書き込んだりするのに光学装置が用いられている。この光学装置（主に光ピックアップ装置）は、レーザー光源から出射されたレーザー光をディスクに照射して、ディスク表面のトラックに記録された情報を読み取ったり、またはトラックに情報を書きこんだりすることができる装置である。
【０００３】
そして、この光学装置により発生する波面収差（コマ収差や、球面収差、非点収差等）の補正を行うために液晶光学素子が用いられる。この液晶光学素子は、素子に形成される収差補正パターンによって規定される能動領域上の液晶に所定の電圧を印加して、この液晶光学素子に入射するレーザー光の位相を局所的に進ませたり、遅らせたりすることで、このレーザー光の波面収差を補正する。これを光学装置に搭載することで、正確にディスク情報を読み取ったり、またはディスクへ情報の書き込みを正確に行うことができるようになる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
まず、前述した機能を有する液晶光学素子を搭載した、従来の光学装置の構成および機能について説明する。図７は、従来の光学装置を説明するための模式図である。
図７において、レーザー光源５０から出射したレーザー光６４は、コリメートレンズ５２によってＰ偏光の平行光とされ、偏光ビームスプリッタ５４と液晶光学素子２６を通過する。この液晶光学素子２６により入射する平行光のコマ収差または球面収差を含む波面収差を補正した後、位相差板１２（λ／４波長板）により円偏光に変換され、対物レンズ５６によりディスク５８にビームを照射する。
【０００５】
さらに、ディスク５８から反射されたレーザー光は、対物レンズ５６を透過し、位相差板１２にてＳ偏光に変換された後、液晶光学素子２６を通過し、偏光ビームスプリッタ５４にて光路を変えて集光レンズ６０を通過して受光器６２にディスク５８から反射されたレーザー光を集める。そのデータを基に、ディスク５８に記録された情報等を読み取ったり、ディスク面に情報等の書き込みをすることができるようになる。
【０００６】
この従来の光学装置においては、位相差板１２と液晶光学素子２６とが別体として構成されており、レーザー光源５０から出射されるレーザー光６４の光軸に各部材を一致させて配置する必要がある。レーザー光６４の光軸から各部材がずれてしまうと、ディスク５８への書き込み、またはディスク５８の情報の読み取りエラーが生じてしまうからである。
【０００７】
次に前述した光学装置に使用する液晶光学素子について下記に説明をする。図８（ａ）は、この液晶光学素子の構成を説明するための上部平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。
図８（ｂ）に示すように、この液晶光学素子２６は、収差補正パターンが形成された透明電極２２と、透明性の対向電極２０と、図示しない配向膜とが形成された２枚の第１、第２の透明基板２４，１６を、シール１８を介して間隙をもって貼り合わせ、その間隙に液晶３０が注入されて製造される。
【０００８】
この収差補正用の透明電極２２は、目的に応じた収差補正用パターンが形成されており、このパターンにより、主にディスクにより発生する波面収差を補正することを可能とする。
【０００９】
また、図８（ａ）に示すように、入射するレーザー光の位相変調をするための液晶光学素子２６におけるシール１８の中央部には、前述した収差補正パターンによって規定される能動領域３２を有し、さらにその内側にレーザー光が入射することができる径のレーザー有効径３４が形成されている。この能動領域３２には、レーザー有効径３４の位置がずれても、またはレーザー有効径により規定される径が若干大きくなっても不具合がないように余裕を持って設計および製作がされている。
【００１０】
また、上述した光学装置を構成する位相差板１２と液晶光学素子２６の光軸ずれの問題点を少しでも少なくするために、図９に示すように、位相差板１２と液晶光学素子２６とを一体とした位相変調用液晶光学素子２７ａを光学装置に組み込む技術思想が既に開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
この位相変調用液晶光学素子２７ａは、第２の透明基板１６の液晶３０とは反対側の全面に透明性の接着剤７０を塗布してポリカーボネート製の位相差板１２を固着されて構成される。この構成とすることで、光学装置を構成する様々な光学部材を組み込む際の光軸ずれの問題を最小限に留めることができるようになる。
【００１２】
【特許文献１】特開平９−１２８７８５号公報（第３−６頁、第１−４図）
【特許文献２】特開平９−２８１３３２号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の位相変調用液晶光学素子２７ａは、液晶光学素子２６における第２の透明基板１６の液晶３０と反対側表面の全面に接着剤７０を例えばスクリーン印刷法にて塗布し、位相差板１２を貼り付けて一体に構成していた。この様に、スクリーン印刷で接着剤７０を塗布するには、少なくとも溶剤等を混入させた低粘度の接着剤７０を用いる必要がある。そして、その溶剤を含んだ接着剤が乾燥する前に位相差板１２を貼り付け、加熱することで溶剤を揮発させるとともに位相差板１２と液晶光学素子２６とを固着していた。
【００１４】
しかしながら、ここで発生する気泡をできるだけ少ない状態でこの接着剤７０を硬化させて、液晶光学素子２６と位相差板１２とを固着させることは非常に困難である。つまり、この接着剤７０に気泡が混入されたままの位相変調用液晶光学素子２７ａを用いて光学装置を構成すると、この位相変調用液晶光学素子２７ａに入射されるレーザー光６４がこの気泡により散乱してしまい、ディスク５８に記録された情報の読み取り、またはディスク５８への情報の書き込みエラーとなってしまう虞があるからである。
【００１５】
また、この従来の構成においては、樹脂から発生する気泡だけでなく、位相差板１２を接着剤を介して液晶光学素子２６に貼り合わせる作業工程中の気泡の混入も問題となり得る。これら気泡の混入は、上述した構成およびその製造工程を採用している限り避けられない問題である。
【００１６】
さらに、従来の方法により位相変調用液晶光学素子２７ａを形成すると、液晶光学素子２６と位相差板１２の光軸を合わせるとともに、その両部材を平行に接着剤７０を介して貼りつけることが困難となる。この平行度がずれてしまうと、例え両部材の光軸が合っていても、この位相変調用液晶光学素子２７ａからディスク５８面側に出射されるレーザー
光の偏光状態が目的の偏光状態とは異なったものとなってしまう。
【００１７】
なお、以上の説明では熱硬化性樹脂を用いて位相差板１２と液晶光学素子２６を貼り合わせて一体とした従来構成を示したが、熱硬化性樹脂に代えて紫外線硬化型樹脂を用いて両部材を貼り合わせたとしても、上述した気泡の混入の問題と、両部材を平行に配置できないという問題は避けられないものであることに変わりはない。
【００１８】
そこで、本願発明の目的は、上記課題を解決し、光学装置を構成する部品点数を少なくするとともに、各部品を組み込む際の位相差板の光軸ずれを最小限とすることができる位相変調用液晶光学素子と、その位相変調用液晶光学素子を搭載した光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の光学装置と位相変調用液晶光学素子は、基本的に下記記載の手段を採用するものである。
本発明の光学装置は、収差補正パターンが形成された能動領域によりレーザー光の波面収差を補償する液晶光学素子と、この液晶光学素子のレーザー光の出射側に設けた位相差板とをレーザー光の光軸上に配置した光学装置において、液晶光学素子と位相差板とを、レーザー光を透過させるレーザー光用開口部を有するスペーサー層を介して一体として、液晶光学素子に入射するレーザー光が、液晶光学素子と、レーザー光用開口部により形成された空気層と、位相差板を経由して出射するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光学装置は、前述した前記レーザー光用開口部の径を、液晶光学素子に照射されるレーザー有効径に比べて同等以上としたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の光学装置は、前記レーザー光用開口部の径を、液晶光学素子に照射されるレーザー有効径に比べて同等以上、かつ能動領域の径に比べ同等以下の大きさとしたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の光学装置は、スペーサー層が、位相差板と液晶光学素子に挟まれた領域の通気を自由にする、少なくとも１つの通気用開口部を有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の光学装置は、スペーサー層が、レーザー光に対する遮光効果を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の位相変調用液晶光学素子は、第１の透明基板と第２の透明基板とで液晶を挟持液晶光学素子と、第１の透明基板の表面に、スペーサー層を介して一体に貼り合わせた位相差板とを具備し、このスペーサー層が、レーザー光を透過させるレーザー光用開口部を有することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の位相変調用液晶光学素子は、スペーサー層に、位相差板と液晶光学素子に挟まれた領域の通気を自由にする、少なくとも１つの通気用開口部を配したことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の位相変調用液晶光学素子は、スペーサー層が、レーザー光に対して遮光効果を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
上述した本発明の光学装置および位相変調用液晶光学素子によれば、位相差板と液晶光学素子の光軸ずれを個々に精密に調整する必要がない有望な構成とすることができる。
【００２８】
また、本構成を用いれば、光学装置の外部環境による光軸ずれの影響をなくすことができる。さらに、本発明の構成のスペーサー層にレーザー光に対して遮光性を持つようにすれば、レーザー光のノイズ光を極力削減出来るという多様な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の光学装置は、収差補正パターンが形成された能動領域によりレーザー光の波面収差を補償する液晶光学素子と、この液晶光学素子のレーザー光の出射側に設けた位相差板とをレーザー光の光軸上に配置した光学装置において、液晶光学素子と位相差板とを、レーザー光を透過させるレーザー光用開口部を有するスペーサー層を介して一体として、液晶光学素子に入射するレーザー光が、液晶光学素子と、レーザー光用開口部により形成された空気層と、位相差板を経由して出射するようにした構成を採用するものである。
【００３０】
また、本発明の位相変調用液晶光学素子は、第１の透明基板と第２の透明基板とで液晶を挟持してなる液晶光学素子と、第１の透明基板の表面に、スペーサー層を介して一体に貼り合わせた位相差板とを具備し、このスペーサー層が、レーザー光を透過させるレーザー光用開口部を有する構成を採用するものである。
以下、図１〜４を用いて本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００３１】
まず、本発明の光学装置に搭載する位相変調用液晶光学素子について説明をする。図１（ａ）は本発明の位相変調用液晶光学素子の構成を説明するための上部平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、本発明の位相変調用液晶光学素子２７ｂは、液晶光学素子２６上に位相差板１２がスペーサー層１４を介して一体化された構造となっている。
【００３３】
ここで示す位相差板１２は、例えば入射する直線偏光を円偏光の偏光状態に変換したり、その逆の変換を行うことができるλ／４波長板のことを指すが、他の位相差機能を有する位相差板であっても本発明の構成を採用することができる。また、この位相差板の構成には、透明性の１枚の固定基板の一方の表面に接着剤を介して少なくとも１枚の位相差部材を配設した構成や、その位相差部材の表面に更に接着剤を介して他の透明性の固定基板を貼り付けて、２枚の固定基板の間に接着剤を介して挟持された少なくとも１枚の位相差部材を配設した構成や、１枚または複数枚の複屈折性を有する水晶板が配設された構成を採用することができる。
【００３４】
また、この位相差部材には、複屈折性を有する位相差フィルム、高分子液晶層、水晶板等を使用でき、これにより、光学装置で求められる、例えばＣＤの７８５ｎｍの波長に対してλ／４波長板として機能する位相差板、ＤＶＤの６５５ｎｍの波長に対してλ／４波長板として機能する位相差板、ＣＤ、ＤＶＤの両方の波長に対してλ／４波長板として機能する多波長対応型の広帯域位相差板の機能を有する。この様に、それぞれ光学装置の仕様に応じて作成された位相差板であれば、種々の構成の位相差板を本発明の光学装置に適用することができる。
【００３５】
まず、図１（ｂ）における液晶光学素子２６の一構成例について図２を用いて説明する。図２（ａ）は本発明で用いている液晶光学素子の構成を説明するための上部平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
図２（ｂ）に示す液晶光学素子２６は、従来に示した液晶光学素子の構成と同様に、ガラス等の透明部材からなる第１の透明基板２４と第２の透明基板１６とがシール１８を介して所定の間隔をもって貼り合わせられており、その間隙に液晶３０が注入された構造を
有している。
【００３６】
また、図２（ａ）に示すように、前述したシール１８は、液晶３０を注入するための液晶注入口４２を有しており、当該液晶注入口４２は、液晶３０の注入後に封孔剤４０によって封孔されている。この構成例では、この液晶注入口４２を封孔する封孔剤４０が後述する液晶光学素子２６の能動領域３２の光学特性に影響しないよう、当該液晶注入口４２を第１の透明基板２４と第２の透明基板１６のコーナー部に寄せて形成してある。なお、この液晶光学素子２６には、光学装置の小型化を実現するために、一般的にシール１８から能動領域３２までの寸法をできるだけ小さく設計されている。
【００３７】
さらに、図２（ｂ）に示す第１、第２の透明基板２４及び１６には、それぞれ収差補正用の透明電極２２、および透明性の対向電極２０と、その上層に図示しない配向膜が形成されている。この収差補正用の透明電極２２は、コマ収差、球面収差、非点収差等の目的に応じた収差補正パターンが形成されており、そのパターンにより光学装置にて発生する波面収差を補正することが可能となっている。この収差補正パターンが形成された領域が、図２（ａ）に示す液晶光学素子２６の能動領域３２（一点鎖線で示した領域）となる。
【００３８】
さらに、入射したレーザー光の収差補正をするための液晶光学素子２６は、図２（ａ）に示すように、その中央部にレーザー光が入射する径に相当する二点鎖線で示したレーザー有効径３４が設定されている。ここでレーザー有効径３４は、入射するレーザー光の主ビーム径である約５ｍｍφの大きさに設定されている。なお、前述した能動領域３２は、入射するレーザー光の位置が多少ずれても、またはレーザー光径が若干大きくなっても不具合がないように余裕を持ってレーザー有効径３４よりも若干大きく形成されるのが望ましい。
【００３９】
またさらに、この液晶光学素子２６は、第２の透明基板１６に対して第１の透明基板２４をずらして配置されて形成され、前述した収差補正パターンに外部から信号を供給するための信号電極部２３を有している。そして、第２の透明基板１６上に形成された対向電極２０から引き出された配線は、シール１８内で第１の透明基板２４上の配線３８に電気的に接続され、当該配線３８と第１の透明基板２４上の収差補正用の透明電極２２から引き出された配線３７とが、信号電極部２３に配置される。
【００４０】
次に、上記で説明した液晶光学素子２６と位相差板１２を組み合わせた位相変調用液晶光学素子２７ｂについて説明する。図１は本発明における位相変調用液晶光学素子の構造を示した図面である。
【００４１】
ここで示すスペーサー層１４は、素子の中央部にレーザー光用開口部３５を有する。このレーザー光用開口部３５は、能動領域３２のほぼ全域を含むように形成されており、液晶光学素子２６と位相差板１２との間に空気層以外存在しないようにしている。従って、この液晶光学素子２６から出射されるレーザー光が通過する領域には、前述した空気層しか存在せず、従来の構成での接着剤に混入された気泡によるレーザー光の散乱の問題は発生することがない位相変調用液晶光学素子２７ｂとすることができる。
【００４２】
さらに、スペーサー層１４には、図１（ａ）に示すように、通気用開口部３６が設けられている。もしこの通気用開口部３６を設けずに、位相差板１２と第２の透明基板間１６との間に空気が封じ込められた構成（空気層が密閉された構造）とすると、光学装置の外部から伝わる熱により、または液晶光学素子２６に位相差板１２を貼り付ける際に、この部分の空気層が膨張または収縮してしまう。この現象が起こると、位相差板１２の形状が凸形状、または凹形状となり（空気層の厚みが面内で不均一となり）、目的の位相差量が得られない位相差板となってしまう。つまり、位相差板１２に入射する直線偏光が位相差
板１２から出射される時には、円偏光ではなく楕円偏光となってしまうのである。
【００４３】
そこで、図１（ａ）に示すように、スペーサー層１４に通気用開口部３６を設ければ、位相差板１２と液晶光学素子２６に挟まれた領域の通気が自由となり、空気層の膨張や収縮における両部材の変形による影響を最小限とすることができるようになる。この通気用開口部３６の大きさは任意であり、しかも、通気用開口部３６は、スペーサー層１４の１カ所に設けても良いし、空気の抜け易さ等を考慮して数カ所に設けてももちろん構わない。
【００４４】
この様に、本発明の位相変調用光学素子２７ｂは、位相差板１２と液晶光学素子２６との間に空気層を設けているので、従来の位相変調用光学素子２７ａを光学装置に用いた場合に問題となっていた、この素子を構成する接着剤に混入される気泡を散乱させるという現象は起こり得ない。
【００４５】
また、液晶光学素子２６で通常使用されるシール１８を配設する製造技術を、液晶光学素子２６を位相差板１２に貼り付ける技術に応用して製造できるので、この位相差板１２は、液晶光学素子２６を構成する透明基板上に容易に優れた平坦度を持って貼り付けることが可能となる。
【００４６】
さらに、図１のスペーサー層１４の形状は、図２で示した液晶３０を取り囲むシール１８と同一形状とした場合を示した。この様な形態を採用することで、シール１８の作成時とスペーサー層１４の作成時で同一マスクを使用することができ、製造コスト上のメリットもある。
【００４７】
なお、図１に示した位相変調用液晶光学素子の構成例では、透明性の対向電極２０が設けられている第２の透明基板１６側に位相差板１２を貼り付けた例を示したが、位相差板１２を収差補正用の透明電極２２が設けられている第１の透明基板側２４側に貼り付けても良いことは言うまでもない。
【実施例２】
【００４８】
次に、本発明の光学装置に搭載する位相変調用液晶光学素子の他の例について説明をする。図３は本発明による位相変調用液晶光学素子の他の構成例を示す図面である。本実施例における実施例１で示した構造と異なる部分は、スペーサー層１４の形状のみである。他の構成部材は実施例１と同じであるので、ここでの詳細な説明は割愛する。
【００４９】
まず、本実施例におけるスペーサー層の形態について説明する。
先に実施例１で説明した位相変調用液晶光学素子２７ｂは、スペーサー層１４によって作られるレーザー光用開口部３５は、矩形形状で能動領域３２の全域を含み、かつ能動領域３２よりも開口面積を大きくした形態であるのに対し、本実施例で示す位相変調用液晶光学素子２７ｃは、スペーサー層１４によって作られるレーザー光用開口部３５は、能動領域３２の径に比べ同等以下の大きさ（本図面においては、能動領域３２とレーザー有効径３４の間）にスペーサー層１４の境界を有している点に相違点がある。
【００５０】
なお、本実施例のスペーサー層１４は、球状もしくは円柱状のスペーサーが、黒色顔料等の光学装置に使用されるレーザー光に対する遮光性材料を含んだ接着剤の中に散りばめられて形成されている。この接着剤は、例えば公知の紫外線硬化型の接着剤を使用することができる。なお、スペーサー層１４を構成するスペーサーに、レーザー光に対する遮光性を有する材料を用いてこのスペーサー層１４を形成しても良い。この様にスペーサーを構成する材料や、接着剤の材料を、使用するレーザー光に波長に応じて選定することで、このスペーサー層１４自体が遮光性を有する形態とすることができる。
【００５１】
また、前述した手段に代えてスペーサー層１４を使用するレーザー光の波長に対して遮光性を有する金属薄膜で構成し、この金属薄膜を接着剤で第２の透明基板１６と位相差板１２で挟持して固定する方法もある。この場合も実施例１と同様に、スペーサー層１４は遮光性を有することとなるが、位相差板１２と液晶光学素子２６の平行度を取ることが困難となることに留意する必要がある。
【００５２】
この様に構成したことの効果は、液晶光学素子２６の小型化とノイズ光の削減にある。そのノイズ光の削減の効果について下記に説明する。
レーザー光源から出射されるレーザー光は、理想的にはレーザー有効径３４の範囲のみに入射されるものであるが、光学装置に配する各部材の光学軸のズレ等があるため、一般的には、液晶光学素子２６の能動領域３２はレーザー有効径３４よりもやや大きく設定している。しかし、レーザー光の光軸ズレが大きかったり、レーザー光が干渉等で散乱されると、この能動領域３２の範囲外にレーザー光が入射されてしまうことがある。この状況を図１０を用いて説明する。
【００５３】
図１０は従来の液晶光学素子を用いた光学装置の一例を示す模式図である。
図１０において、レーザー光源５０から出射されたレーザー光８４は、コリメートレンズ８０によって平行光となり、絞り８２によってビーム径を規定された平行光８６となって液晶光学素子２６を通過し、対物レンズ５６によってディスク５８に照射される。ここで、幾何光学的に計算された平行光８６の径がｄ１であり、このｄ１はレーザー有効径３４の径と一致している。
【００５４】
しかし、実際のレーザー光は、主ビーム径であるレーザー有効径３４（図３参照）に対して波動光学的な回析拡がりを有していることが発明者による実験の確認によって判明した。すなわち、実際のレーザー光は、図中に破線８８で示したように、レーザー有効径（主ビーム径）３４の径ｄ１の外側にも低いレベルではあるが裾野成分を有し、ｄ１よりも広いｄ２の径となっていることが判った。
【００５５】
この径ｄ２が能動領域３２の径を越えてしまうと、レーザー光の裾野成分が能動領域３２に形成された透明電極パターンの段差、及びそのパターンから信号電極へ繋がる配線等によって回析及び散乱が起こり、常時回析光及び常時散乱光９０を生じてしまう。また能動領域３２が通電されている場合は、能動領域３２の配線３７上の液晶も駆動されるため、この配線３７に照射されたレーザー光の裾野成分からは変調光９２が生じてしまう。これら常時回析光、常時散乱光９０及び変調光９２はノイズ光となってしまい、レーザー光の実効透過強度を低下させてしまうという問題を引き起こす。
【００５６】
また、液晶光学素子２６の小型化を目的として、能動領域３２をレーザー有効径３４のぎりぎりまで小さく設計すると、レーザー有効径３４の外側に存在する透明電極パターンの段差、及び配線に起因するノイズ光の影響を完全に排除することができないばかりか、光学装置におけるレーザー光の光軸ズレに対応できない素子となってしまう。それに対し、能動領域３２を必要以上に大きく設計すれば、前述したノイズ光の影響を受けない液晶光学素子２６とすることができるが、液晶光学素子２６の小型化が阻害されてしまい好ましい形態とは言えない。
【００５７】
そこで、図３に示す実施例２の構成（スペーサー層１４が遮光性を有する構成）とすれば、そのスペーサー層１４が液晶光学素子２６を通過したノイズ光をその直後で除去することができ、能動領域３２の範囲外に入射されたレーザー光の透過を遮蔽し、ディスク５８に照射されるノイズ光を減らすことを可能とする。したがって、本発明の位相変調用光学素子２７ｃを採用すれば、液晶光学素子２６の小型化を維持しつつノイズ光の少ない光
学系が実現することができる。
【実施例３】
【００５８】
次に、本発明の光学装置の構成例について説明をする。図４は本発明の位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂを搭載した光学装置の全体構成を示すブロック図である。
図中に示す光学装置は、レーザー光源５０と、コリメートレンズ５２と、偏光ビームスプリッタ５４と、位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂと、対物レンズ５６と、集光レンズ６０と、受光器６２とから構成されている。
【００５９】
また、位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂは、位相差板１２がレーザー光源５０の逆側、つまり対物レンズ５６側とになるよう載置されている。従って図４に示すように、位相差板１２が第２の透明基板１６側に貼られている場合は、第１の透明基板２４がレーザー光源５０の側に置かれ、位相差板１２が第１の透明基板２４側に貼られている場合は、第２の透明基板１６がレーザー光源５０の側に置かれる形態となる。
【００６０】
そして、図４において、レーザー光源５０から出射されたレーザー光６４は、コリメートレンズ５２によってＰ偏光の平行光とされ、偏光ビームスプリッタ５４と位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂを通過する。レーザー光６４は、位相変調用液晶光学素子２７の液晶光学素子２６により波面収差を補正された後、位相差板１２（λ／４波長板）により円偏光に変換され、対物レンズ５６によりディスク５８にビームを照射する。
【００６１】
さらに、ディスク５８からの反射されたレーザー光は、対物レンズ５６を透過し、位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂの位相差板１２にてＳ偏光に変換された後、液晶光学素子２６を通過し、偏光ビームスプリッタ５４にて光路を変えて集光レンズ６０を通過して受光器６２にディスク５８から反射されたレーザー光を集める。そのデータを基に、ディスク５８に記録された情報を読み取ったり、ディスク面に情報を書き込みをすることができるようになる。
【００６２】
この様に、本発明の位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂを搭載した光学装置は、位相差板１２と液晶光学素子２６とが予め光軸を合わせて―体として構成されているため、位相差板１２と液晶光学素子２６の位置がレーザー光源５０から出射されるレーザー光６４の光軸からずれないように個々に精密に調整する必要はなくなる。また、特に平行度の管理が厳しい両部材を平行になるよう精密に調整する必要がないという効果もある。
【実施例４】
【００６３】
実施例１〜３に示した、位相差板１２と液晶光学素子２６とを一体とする技術を用いれば、この位相変調用光学素子２７ａ，ｂを更に他の光学部品と一体化することも可能である。  図５は、光学装置の他の構成例を示す模式図である。
図５に示した光学装置では、偏光ビームスプリッタ５４と前述した位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂをさらに一体化させた構成例を示している。この光学装置は、偏光ビームスプリッタ５４にスペーサー層１４により液晶光学素子２６を構成する一方の透明基板を固着している。この様に構成することで、光学装置を更に小型にすることができる。
【００６４】
また、図に示す様に偏光ビームスプリッタ５４と位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂとが一体化されているため、それだけ部品点数が減り、様々な光学部品を配設して光学装置を組み立てるに際して、各光学部品の光軸調整を容易に行うことが可能となり、さらに、各光学部品の光軸を合わせて載置するために使用するフレーム形状の簡素化も望める。この様に、偏光ビームスプリッタ５４と位相変調用液晶光学素子２７ａ，ｂをさらにスペーサー層１４により複合化することによって、透過波面収差を極力抑えた小型の光学装置とすることができるようになる。
【実施例５】
【００６５】
先に説明をした実施例１、２で、位相差板１２と液晶光学素子２６とを一体とした位相変調用液晶光学素子２７の構成例および実施例３、４でその位相変調用光学素子２７ａ，ｂを搭載した光学装置の構成例を示したが、この位相差板１２は、液晶光学素子２６以外の光学部品と複合化する技術にも応用することができる。図６にその一例を示す。図６は、光学装置のさらに他の構成例を示す模式図である。
【００６６】
図６に示した光学装置では、偏光ビームスプリッタ５４と位相差板１２を一体化させた構成例を示している。この光学装置において、特段の収差補正を要さない場合（液晶光学素子２６を配置する必要がない場合）には、本実施例の構成により光学装置を更に小型にすることができる。
【００６７】
また、本図面に示す様に偏光ビームスプリッタ５４と位相差板１２とが一体化されているため、実施例４の効果と同様に、部品点数が減り、光軸調整を容易に行うことが可能となる。さらに、これも同様に各光学部品の光軸を合わせて載置する際に使用するフレーム形状の簡素化も望める。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に於ける位相変調用液晶光学素子の構成例を示す上部平面図およびその断面図である。（実施例１）
【図２】本発明で用いる液晶光学素子の一例を示す上部平面図および断面図である。
【図３】本発明に於ける位相変調用液晶光学素子の他の構成例を示す上部平面図および断面図である。（実施例２）
【図４】本発明の光学装置の構成例を説明するための模式図である。（実施例３）
【図５】本発明の光学装置の他の構成例を示す模式図である。（実施例４）
【図６】本発明の光学装置のさらに他の構成例を示す模式図である。（実施例５）
【図７】従来の光学装置の構成を示す模式図である。
【図８】従来の液晶光学素子の構成を示す上部平面図と断面図である。
【図９】従来の位相変調用液晶光学素子の構成例を説明するための断面図である。
【図１０】従来の液晶光学素子を用いた光学装置におけるレーザー光の波動光学的な回折拡がりを説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１２  位相差板
１４  スペーサー層
１６  第２の透明基板
１８  シール
２０  対向電極
２２  透明電極
２３  信号電極部
２４  第１の透明基板
２６  液晶光学素子
２７  位相変調用液晶光学素子
３０  液晶
３２  能動領域
３４  レーザー有効径
３５  レーザー光用開口部
３６  通気用開口部
３７、３８  配線
４０  封孔剤
４２  液晶注入口
５０  レーザー光源
５２  コリメートレンズ
５４  偏光ビームスプリッタ
５６  対物レンズ
５８  ディスク
６０  集光レンズ
６２  受光器
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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