(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長を有する２つ又は３つの光源と、該光源から出射される光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、液晶と該液晶を挟むように配置される透明電極とを有し、前記光源と前記集束手段との間に配置される液晶素子と、を備え、
前記透明電極の少なくとも一方は同心円状の複数の領域に分割される光ピックアップ装置において、
前記液晶素子は、前記複数の領域それぞれに印加する電圧を調整することによって、前記集束手段における有効径が異なる２つの光束に生じる球面収差の補正を行い、
前記集束手段は、前記２つの光束とは別の光束であって、前記光源から出射される波長が最短で、且つ前記有効径が最大である光束に対して、球面収差が略ゼロとなるように調整され、
前記２つの光束のうち、前記有効径が大きい方を第１の光束、小さい方を第２の光束とし、前記第１の光束及び第２の光束に生じる前記球面収差をそれぞれ第１の球面収差、第２の球面収差とし、前記複数の領域のうち、前記第１の球面収差の最大値を含む部分を一定の電圧を印加して補正する少なくとも１つの領域を基準領域Ｒとし、該基準領域Ｒより内側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ−ｎ領域、外側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ＋ｎ領域とした時に、
前記複数の領域は、前記Ｒ−ｎ領域と前記Ｒ＋ｎ領域とで同一の電圧値となるように前記複数の領域に印加する電圧を制御した場合に、前記第１の球面収差を補正でき、更に前記第２の光束の前記有効径より内側にある領域のそれぞれに最適な電圧を印加することにより、前記第２の球面収差を補正できるように形成され、
前記複数の領域のうち、前記第２の光束の前記有効径より内側にある領域と外側にある領域とで、前記第１の球面収差を補正する際に前記複数の領域に印加する電圧を同一とできる領域については、電位が等しくなるように電気的に接続されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
光源から出射される光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、液晶と該液晶を挟むように配置される透明電極とを有し、前記光源と前記集束手段との間に配置される液晶素子と、を備え、
前記透明電極の少なくとも一方は同心円状の複数の領域に分割される光ピックアップ装置において、
前記液晶素子は、前記複数の領域それぞれに印加する電圧を調整することによって、前記集束手段における有効径が異なる２つの光束に生じる球面収差の補正を行い、
前記２つの光束のうち、前記有効径が大きい方を第１の光束、小さい方を第２の光束とし、前記第１の光束及び第２の光束に生じる前記球面収差をそれぞれ第１の球面収差、第２の球面収差とした時に、
前記複数の領域のうち、前記第２の光束の前記有効径より内側にある領域と外側にある領域とで、前記第１の球面収差を補正する際に前記複数の領域に印加する電圧を同一とできる領域については、電位が等しくなるように電気的に接続され、
前記複数の領域のうち、前記第１の球面収差の最大値を含む部分を一定の電圧を印加して補正する少なくとも１つの領域を基準領域Ｒとし、該基準領域Ｒより内側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ−ｎ領域、外側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ＋ｎ領域とした時に、
前記複数の領域は、前記Ｒ−ｎ領域と前記Ｒ＋ｎ領域とで同一の電圧値となるように前記複数の領域に印加する電圧を制御した場合に、前記第１の球面収差を補正でき、更に前記第２の光束の前記有効径より内側にある領域のそれぞれに最適な電圧を印加することにより、前記第２の球面収差を補正できるように形成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記光源は異なる２つ又は３つの波長を有し、前記集束手段は、前記２つの光束とは別の光束であって、前記光源から出射される波長が最短で、且つ前記有効径が最大である光束に対して、球面収差が略ゼロとなるように調整されることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記複数の領域のうち、前記第１及び第２の球面収差を補正する際に印加する電圧がいずれもゼロとなる領域と、前記第２の光束の前記有効径より外側であって前記第１の球面収差を補正する際に印加する電圧がゼロとなる領域と、については、電気を給電する電極が設けられないことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録や情報の読み取りを可能とする光ピックアップ装置に関し、特に、波面収差の補正を行うために液晶素子を備える光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）やデジタル多用途ディスク（以下、ＤＶＤという。）といった光記録媒体が普及し、一般的に用いられるようになっている。そして、光記録媒体の情報量を増やすために、光記録媒体の高密度化に関する研究が進められ、例えば、高品位のＤＶＤであるＨＤ−ＤＶＤやブルーレイディスク（以下、ＢＤという。）といった高密度化された光記録媒体も実用化されつつある。
【０００３】
このような光記録媒体の記録再生を行うにあたっては、光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録や情報の読み取りを可能とする光ピックアップ装置が用いられるが、光記録媒体の種類によって、光ピックアップに用いられる対物レンズの開口数（ＮＡ）や光源の波長が異なってくる。例えば、ＣＤに対しては、対物レンズのＮＡが０．５０、光源の波長が７８０ｎｍ、ＤＶＤに対しては、対物レンズのＮＡが０．６５、光源の波長が６５０ｎｍ、ＨＤ−ＤＶＤに対しては、対物レンズのＮＡが０．６５、光源の波長が４０５ｎｍ、ＢＤに対しては、対物レンズのＮＡが０．８５、光源の波長が４０５ｎｍとなる。
【０００４】
このように、光記録媒体の種類によって、用いられる対物レンズのＮＡや波長が異なるために、光記録媒体毎に光ピックアップ装置を別々に用いることも考えられるが、１つの光ピックアップ装置で複数種類の光記録媒体について情報の読み取り等が行える方が便利であり、そのような光ピックアップ装置が多く開発されている。この中には、例えば、特許文献１に示されているように、１つの対物レンズで、複数種類の光記録媒体について情報の書き込みや読み取りを行う光ピックアップ装置がある。
【０００５】
１つの対物レンズで複数種類の光記録媒体に対応しようとすると、例えば、１つの種類の光記録媒体について球面収差が発生しないように対物レンズの調整を行っても、他の種類の光記録媒体について情報の読み取り等を行う際に球面収差が発生する。このため、特許文献１にも示されているように、光ピックアップ装置の中に液晶パネルを配置し、液晶パネルに印加する電圧を制御して、球面収差の補正を行う構成とするのが一般的である。そして、このような目的で配置される液晶パネルにおいては、例えば、液晶パネルを構成する透明電極を同心円状に分割して複数の領域を形成し、各領域に印加する電圧を制御して球面収差の補正を行うタイプのものが、特許文献１をはじめとして多く紹介されている。
【０００６】
しかしながら、上述の液晶パネルを用いる場合、複数種類の光記録媒体に対して発生する各収差について補正しようとすると、同心円状に複数の領域に分割される透明電極の分割数を増加する必要が生じ、液晶パネルを制御する回路基板に設けられる電極や配線の数が増大し、光ピックアップ装置の大型化や製造コストの上昇といった問題が発生する。この点、複数種類の光記録媒体に対して発生する収差について完璧に補正せず、各収差に対して概ね補正するようにすることにより、ある程度回路基板に設けられる電極等を減らせるが、これにも限界がある。
【０００７】
更に、特許文献１に紹介されているような、低抵抗の同心円状の複数の透明電極を有し、互いに隣り合う電極間を透明電極と同一素材の抵抗素子で接続して構成されるセグメント型の液晶パネルや、高抵抗の分割のない透明電極の上に低抵抗の同心円状の複数の電極を配置するグラディエーション型の液晶パネルを用いることで、液晶パネルを制御する回路基板に設けられる電極の数及び配線の数を減らすことも考えられるが、このような構成とする場合、そもそも、液晶パネルの構成が複雑となり、更に液晶パネルの製造コストが高くなるといった問題が発生する。
【特許文献１】特開２００５−７１４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上の点を鑑みて、本発明は、複数種類の光記録媒体について、情報の記録や読み取りが可能で、球面収差の補正を行うために液晶素子を備える光ピックアップ装置において、液晶素子を制御する回路基板に設けられる電極数及び配線の数を減らして装置の小型化を図れ、更に製造コストを低く抑えることができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、異なる波長を有する２つ又は３つの光源と、該光源から出射される光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、液晶と該液晶を挟むように配置される透明電極とを有し、前記光源と前記集束手段との間に配置される液晶素子と、を備え、前記透明電極の少なくとも一方は同心円状の複数の領域に分割される光ピックアップ装置において、前記液晶素子は、前記複数の領域それぞれに印加する電圧を調整することによって、前記集束手段における有効径が異なる２つの光束に生じる球面収差の補正を行い、前記集束手段は、前記２つの光束とは別の光束であって、前記光源から出射される波長が最短で、且つ前記有効径が最大である光束に対して、球面収差が略ゼロとなるように調整され、前記２つの光束のうち、前記有効径が大きい方を第１の光束、小さい方を第２の光束とし、前記第１の光束及び第２の光束に生じる前記球面収差をそれぞれ第１の球面収差、第２の球面収差とし、前記複数の領域のうち、前記第１の球面収差の最大値を含む部分を一定の電圧を印加して補正する少なくとも１つの領域を基準領域Ｒとし、該基準領域Ｒより内側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ−ｎ領域、外側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ＋ｎ領域とした時に、前記複数の領域は、前記Ｒ−ｎ領域と前記Ｒ＋ｎ領域とで同一の電圧値となるように前記複数の領域に印加する電圧を制御した場合に、前記第１の球面収差を補正でき、更に前記第２の光束の前記有効径より内側にある領域のそれぞれに最適な電圧を印加することにより、前記第２の球面収差を補正できるように形成され、前記複数の領域のうち、前記第２の光束の前記有効径より内側にある領域と外側にある領域とで、前記第１の球面収差を補正する際に前記複数の領域に印加する電圧を同一とできる領域については、電位が等しくなるように電気的に接続されることを特徴としている。ここで「有効径」とは、集束手段において、情報の記録再生を行うために光記録媒体上に形成するビームスポットの結像に寄与する径を表す概念であり、以下においても同一の意味で使用する。
【００１０】
また、上記目的を達成するために本発明は、光源から出射される光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、液晶と該液晶を挟むように配置される透明電極とを有し、前記光源と前記集束手段との間に配置される液晶素子と、を備え、前記透明電極の少なくとも一方は同心円状の複数の領域に分割される光ピックアップ装置において、前記液晶素子は、前記複数の領域それぞれに印加する電圧を調整することによって、前記集束手段における有効径が異なる２つの光束に生じる球面収差の補正を行い、前記２つの光束のうち、前記有効径が大きい方を第１の光束、小さい方を第２の光束とし、前記第１の光束及び第２の光束に生じる前記球面収差をそれぞれ第１の球面収差、第２の球面収差とした時に、前記複数の領域のうち、前記第２の光束の前記有効径より内側にある領域と外側にある領域とで、前記第１の球面収差を補正する際に前記複数の領域に印加する電圧を同一とできる領域については、電位が等しくなるように電気的に接続されることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記複数の領域のうち、前記第１の球面収差の最大値を含む部分を一定の電圧を印加して補正する少なくとも１つの領域を基準領域Ｒとし、該基準領域Ｒより内側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ−ｎ領域、外側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ＋ｎ領域とした時に、前記複数の領域は、前記Ｒ−ｎ領域と前記Ｒ＋ｎ領域とで同一の電圧値となるように前記複数の領域に印加する電圧を制御した場合に、前記第１の球面収差を補正でき、更に前記第２の光束の前記有効径より内側にある領域のそれぞれに最適な電圧を印加することにより、前記第２の球面収差を補正できるように形成されることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記光源は異なる２つ又は３つの波長を有し、前記集束手段は、前記２つの光束とは別の光束であって、前記光源から出射される波長が最短で、且つ前記有効径が最大である光束に対して、球面収差が略ゼロとなるように調整されることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記複数の領域のうち、前記第１及び第２の球面収差を補正する際に印加する電圧がいずれもゼロとなる領域と、前記第２の光束の前記有効径より外側であって前記第１の球面収差を補正する際に印加する電圧がゼロとなる領域と、については、電気を給電する電極が設けられないことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、透明電極を同心円状の複数の領域に分割し、有効径が異なる２つの光束がそれぞれ発生する球面収差の補正を可能とする液晶素子を備える光ピックアップ装置について、同心円状に形成される複数の領域のうち、一部の領域について等電位となるように電気的に接続されているため、液晶素子を制御する回路基板に設けられる電極の数を透明電極に形成される各領域の数より減らすことができる。これにより、液晶素子を制御する回路基板に設けられる配線の数も減り、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。更に、等電位となるように電気的に接続される組の数が増えるように、透明電極に形成される複数の領域のパターンを決定しているために、液晶素子を制御する回路基板に設けられる電極及び配線の数をかなり減らすことができる構成となっている。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、透明電極を同心円状の複数の領域に分割し、有効径が異なる２つの光束がそれぞれ発生する球面収差の補正を可能とする液晶素子を備える光ピックアップ装置について、同心円状に形成される複数の領域のうち、一部の領域について等電位となるように電気的に接続されているため、液晶素子を制御する回路基板に設けられる電極の数を透明電極に形成される各領域の数より減らすことができる。これにより、液晶素子を制御する回路基板に設けられる配線の数も減り、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、等電位となるように電気的に接続される組の数が増えるように、透明電極に形成される複数の領域のパターンを決定しているために、液晶素子を制御する回路基板に設けられる電極及び配線の数をかなり減らすことができ、光ピックアップ装置を小型化することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の光ピックアップ装置において、相対的に収差の補正を行い難い光束について、予め収差が発生しないように対物レンズを設計しているため、液晶素子の構成を比較的簡易なものとすることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第２から第４のいずれかの構成の光ピックアップ装置において、更に液晶素子を制御する制御基板に設けられる電極の数を減らすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本実施形態の光ピックアップ装置の光学系を示す概略図である。図１において、１は光ピックアップ装置で、ＣＤ、ＤＶＤ、及びＢＤの３種類の光記録媒体９に対して、光ビームを照射して反射光を受光することにより光記録媒体９の記録面９ａに記録されている情報を読み取ったり、光記録媒体９に光ビームを照射して記録面９ａに情報を書き込んだりすることを可能とする装置である。この光ピックアップ装置１の光学系は、例えば、光源２と、ビームスプリッタ３と、コリメートレンズ４と、全反射ミラー５と、液晶素子６と、対物レンズ７と、光検出器８と、を備える。以下に、各光学素子の詳細を説明する。
【００２１】
光源２は、３波長一体型のレーザダイオードで、このレーザダイオードは３つの発光点を有し、これ１つで３つの光源の役割を果たす。すなわち、光源２から、ＣＤ用の７８０ｎｍ帯域の光ビーム、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯域の光ビーム、ＢＤ用の４０５ｎｍ帯域の光ビームを出射することができる。なお、使用する光源としては、本実施形態では３波長一体型のレーザダイオードを用いているが、これに限定する趣旨ではなく、例えば、３種類のレーザダイオードをそれぞれ、別の位置に配置する構成等としても構わない。
【００２２】
ビームスプリッタ３は、入射する光ビームを分離する光分離素子として機能し、光源２から出射された光ビームを透過して光記録媒体９側へと導くとともに、光記録媒体９で反射された反射光を反射して光検出器８へと導く。ビームスプリッタ３を透過した光ビームは、コリメートレンズ４に送られる。
【００２３】
コリメートレンズ４は、ビームスプリッタ３を透過してきた光ビームを平行光に変換するレンズである。コリメートレンズ４を透過した平行光は、全反射ミラー５に送られる。
【００２４】
全反射ミラー５は、コリメートレンズ４を透過し、平行光となった光ビームを全て反射し、その光軸が光記録媒体９の記録面９ａと直交する光ビームとする。なお、全反射ミラー５は、光源２から出射される光ビームの光軸と４５°傾けられた状態となっている。全反射ミラー５で反射された光ビームは液晶素子６に送られる。
【００２５】
液晶素子６は、透明電極に挟まれた液晶（いずれも図示せず）に電圧を印加することで、液晶分子がその配向方向を変える性質を利用して、屈折率の変化を制御し、液晶素子６を透過する光ビームの位相の制御を可能とする素子である。この液晶素子６を配置することによって、光記録媒体９の記録面９ａを保護する保護層の厚みの違い等によって生じる球面収差の補正が可能となる。本実施形態においては、ＣＤ用及びＤＶＤ用の光源から出射される光ビームについて、球面収差の補正が可能とされている。なお、液晶素子６の詳細については後述する。
【００２６】
対物レンズ７は、液晶素子６を透過した光ビームを光記録媒体９の記録面９ａ上に集光させる。本実施形態における対物レンズ７は、ＢＤ用の光源から出射される光ビームについて、球面収差が発生しないように設計されている。なお、本実施形態においては、液晶素子６と対物レンズ７とは、対物レンズアクチュエータ（図示せず）に搭載されている。このように構成することにより、対物レンズ７と液晶素子６との光軸がずれて余計なコマ収差が発生するのを防止できる。ただし、必ずしも液晶素子６を対物レンズアクチュエータに搭載しなければならない趣旨ではなく、他の構成とすることも可能である。
【００２７】
光記録媒体９で反射された光ビームは、対物レンズ７、液晶素子６を透過し、全反射ミラー５で反射され、コリメートレンズ４を透過後、ビームスプリッタ３で反射されて、光検出器８の受光部（図示せず）に焦点を結ぶ。
【００２８】
光検出器８は、受光した光情報を電気信号に変換して、例えば、図示しないＲＦアンプ等に出力する。そして、この電気信号は、記録面９ａに記録されているデータの再生信号として、更には、フォーカス制御やトラッキング制御を行うためのサーボ信号として用いられる。
【００２９】
次に、本実施形態の光ピックアップ装置１が備える液晶素子６の構成の詳細について説明する。図２は、本実施形態の光ピックアップ装置１が備える液晶素子６の概略断面図である。図２に示すように、液晶素子６は、液晶１０を対向配置される２つの透明電極１１ａ、１１ｂで挟み、更に透明電極１１ａ、１１ｂの外側から、透明電極１１ａ、１１ｂ及び液晶１０で形成される部分をガラス板１２ａ、１２ｂで挟むことによって形成される。
【００３０】
図３は、透明電極１１ａに形成されるパターンを示す概略図である。図３に示すように、液晶素子６における一方の透明電極１１ａは、同心円状の複数の領域１３に分割されたパターンを形成している。一方、他方の透明電極１１ｂは、分割されたパターンとはなっておらず、全体で一つの電極（共通電極）を形成している。なお、本実施形態においては、透明電極１１ａ、１１ｂの一方を分割電極とし、他方を分割電極としない構成としているが、これに限定される趣旨ではなく、透明電極１１ａ、１１ｂの両方に、同一の複数に分割されたパターンを形成する構成等としても構わない。
【００３１】
ただし、両方の透明電極１１ａ、１１ｂを分割電極とすると、透明電極１１ａ、１１ｂに給電するために必要となる電極及び配線数の増加の要因となるため、装置を大型化しないとの目的においては、一方のみを分割電極とし、他方を共通電極とするのが好ましい。
【００３２】
透明電極１１ａに設けられる同心円状の複数の領域１３は、１４個の領域１３ａ〜１３ｎから成っている。本実施形態においては、この複数の領域１３ａ〜１３ｎの数及び各領域の大きさは、以下に説明する方法で決定されている。図４は、同心円状に分割された透明電極１１ａの中心Ｏ（図３参照）からの距離（液晶半径）と、ＣＤ用及びＤＶＤ用の各光源から出射される光ビーム（以下、各光ビームについて、ＣＤ用の光ビーム、ＤＶＤ用の光ビームと記載する。）が発生する球面収差との関係を示したグラフである。これらの球面収差を補正するためには、液晶素子６において球面収差の分布と逆位相の波形分布を発生するように、透明電極１１ａ、１１ｂの間に印加する電圧を調整する必要がある。
【００３３】
この場合、ＣＤ用及びＤＶＤ用の両方の光ビームに発生する球面収差の補正する必要があるため、両者の球面収差を完璧と言わないまでも、ある程度適切に補正しようとすると、透明電極１１ａを分割して形成する領域１３の数は、ある程度多くなってしまう。しかし、このように透明電極１１ａの分割数が多くなってしまった場合、液晶素子６を制御する回路基板（図示せず）に設ける電極及び配線の数が多くなり、回路基板の大型化、ひいては光ピックアップ装置１の大型化を引き起こす。
【００３４】
この点を考慮して、本実施形態においては、液晶素子６を制御する回路基板に設けられる電極及び配線を減らせるように、領域１３のパターンを決定している。ＣＤ用とＤＶＤ用の光ビームでは有効径が異なり、図３に示すように、ＣＤ用の光ビームの有効径１４に比べてＤＶＤ用の有効径１５の方が大きい。このため、球面収差の補正を行う際に、液晶で位相を制御する範囲は、ＣＤの場合の方が狭く、ＤＶＤの場合の方が広くなる。
【００３５】
このことから、ＣＤの場合とＤＶＤの場合との両方で球面収差の補正に使用される領域、すなわち、ＣＤの有効径１４より内側にある領域（本実施形態では領域１３ａ〜１３ｈが該当する。）では、ＣＤの場合とＤＶＤの場合との両方の球面収差を補正できるように、それぞれの領域について独自に電圧の調整ができる必要があるが、有効径１４より外側の領域（本実施形態では領域１３ｉ〜１３ｎが該当する。）では、ＤＶＤの場合の球面収差のみを補正できるように印加電圧の調整ができれば良いことになる。
【００３６】
このため、有効径１４より外側にある領域で、ＤＶＤ用の光ビームに発生する球面収差を補正する際に有効径１４の内側の領域と同じ電圧を印加すれば良い領域については、その同電圧を印加すればよい内側の領域と、等電位となるように電気的に接続しても構わない。そして、このようにすることにより、等電位に接続されている領域に給電する電極は１つにすることができるため、液晶素子６を制御する回路基板に設ける電極の数を減らすことが可能となる。
【００３７】
この点を考慮して、本実施形態においては、有効径１４より内側の領域と有効径１４より外側の領域とで、ＤＶＤ用の光ビームに生じる球面収差を補正する際に印加する電圧が同一となる組の数を増加できるように、領域１３のパターンを決定している。すなわち、領域１３のうち、ＤＶＤ用の光ビームに発生する球面収差が最大となる部分の球面収差を補正するのに一定の電圧が印加される領域を基準領域Ｒ（本実施形態では領域１３ｇ、１３ｈが該当する。）とし、基準領域Ｒより内側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ−ｎ領域、外側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ＋ｎ領域とした時に、Ｒ−ｎ領域とＲ＋ｎ領域で同一の電圧となるように電圧を印加することとしている。
【００３８】
そして、領域１３に印加する電圧について上述の前提のもとで、ＤＶＤ用の光ビームが発生する球面収差が最小となるように、すなわち、ＤＶＤ用の光ビームが生じる球面収差の分布と逆位相の波形分布に最も近似するように、シミュレーションを行い、領域１３のパターンを決定している。ただし、この場合、ＣＤ用の光ビームに生じる球面収差の補正を全く考慮していないので、ＣＤ用の光ビームに生じる球面収差の補正が行えない場合が発生する。
【００３９】
このため、ＣＤ用の光ビームに生じる球面収差についても補正できるように、上述のＤＶＤ用のシミュレーションで得られた領域パターンを基に、ＣＤ用の光ビームに生じる球面収差についても補正できるようにシミュレーションする必要がある。本実施形態では、上述のＤＶＤ用のシミュレーションで得られた領域パターンのうち、ＣＤ用の光ビームの有効径１４より内側にある領域のそれぞれに発生させる位相を調整しても、ＣＤ用の光ビームに生じる球面収差を的確に補正できないため、ＤＶＤ用の光ビームに生じる球面収差の補正にあたっては領域を２つに分ける必要のない基準領域Ｒを２つの領域（領域１３ｇ、１３ｈ）に分けている。
【００４０】
これにより、透明電極１１ａに形成される複数の領域１３について、ＤＶＤ用の光ビームの球面収差を補正する際に、Ｒ−ｎ領域とＲ＋ｎ領域で同一の電圧を印加するという前提は維持しつつ、ＣＤ用の光ビームに発生する球面収差は、有効径１４より内側にある領域１３ａ〜１３ｈにそれぞれ最適な電圧を印加して補正するという構成を実現している。
【００４１】
なお、本実施形態では、ＤＶＤ用のシミュレーションで得られた領域パターンでは、ＣＤ用の光ビームに生じる球面収差を的確に補正できないため、基準領域Ｒを２つの領域としているがこれに限定されず、光学系の構成等によって生じる球面収差の発生量に合わせて、基準領域Ｒを１つの領域又は３つ以上の領域とする構成等としても構わない。
【００４２】
図５は、領域１３ａ〜１３ｎに関する数値データを示すテーブルである。ここで、同心円の半径領域とは、各領域１３ａ〜１３ｎが囲まれる同心円の内側と外側の半径を記載したものである。そして、このように形成された同心円状の領域１３ａ〜１３ｎを有する液晶素子６を用いて、ＣＤ用及びＤＶＤ用の光ビームに生じる球面収差を補正した結果を示したのが図６及び図７である。図６及び図７において、残差は、球面収差の位相パターンに、液晶素子６に電圧を印加して発生させた位相パターンを足し合わせた場合に残る位相パターン（補正後の位相パターン）を示している。そして、残差のパターンが、０．２５波長より小さくなれば、球面収差の補正を的確にできることとなる。
【００４３】
なお、図７において、液晶素子６の液晶半径１．１ｍｍ〜１．５ｍｍ（領域１３ｆ〜１３ｉに該当。）の間に発生させる位相が、この領域に発生する球面収差を補正するためには不十分のように見えるが、これは、波長を１波長ずらしても、位相補正における効果が同じであることを考慮して、本来発生させるべき位相（領域１３ｆ、１３ｉで−１．０５波長、領域１３ｇ、１３ｈで−１．１波長）から１波長分だけ位相をずらしたためである。そして、このようにした方が、液晶素子６を駆動する場合に必要な印加電圧の最大値を小さくでき、光ピックアップ装置１への負担を低減できる。
【００４４】
以上の結果より、本実施形態の光ピックアップ装置１においては、球面収差を発生するＣＤ及びＤＶＤ用の光ビームについて、球面収差を的確に行え、そして、球面収差を補正するために駆動する液晶素子６を制御する回路基板が有する電極の数は、液晶素子６の透明電極１１ａを分割して得られる領域１３ａ〜１３ｎの数である１４個より、６個少ない８個で済むこととなる（図３及び図５参照）。具体的には、領域１３ａと１３ｎ、領域１３ｂと１３ｍ、領域１３ｃと１３ｌ、領域１３ｄと１３ｋ、領域１３ｅと１３ｊ、領域１３ｆと１３ｉ、が等電位となるように電気的に接続されている。
【００４５】
そして、この場合、液晶素子６を制御する回路基板の電極のみならず、配線も減らすことができるので、液晶素子６を制御する回路基板の大きさを小型化でき、光ピックアップ装置１の小型化につながる。なお、図３において、１６は配線で、各配線の先に示した数字が、液晶素子６を制御する回路基板に設けられる電極ナンバーに対応する。
【００４６】
なお、複数の領域１３の構成（各領域の大きさ、数）については、本実施形態に示した方法で決定した構成に限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本実施形態では、ＤＶＤ用の光ビームに生じる球面収差を補正する際に、Ｒ−ｎ（ｎ＝１、２、３、４、５、６）領域とＲ＋ｎ（ｎ＝１、２、３、４、５、６）領域とで同一の電圧を印加することとしている（図５参照）が、例えば、先のｎの値について、ｎ＝１からｎ＝３の領域については、同一の電圧を印加するが、他のｎ＝４〜６は同一の電圧を印加しない構成等としても構わない。
【００４７】
ただし、なるべく液晶素子６を制御する回路基板に必要な電極の数を減らす目的で、ＣＤ用の光ビームの有効径１４より内側にある領域と外側にある領域とで、ＤＶＤ用の光ビームに生じる球面収差を補正する際に印加する電圧が同じとなる領域が増えるように、領域１３を構成するのが好ましい。
【００４８】
また、本実施形態においては、ＣＤ用及びＤＶＤ用の光ビームが生じる球面収差を補正する際に印加する電圧がいずれもゼロとなる領域１３ａと、ＣＤ用の光ビームの有効径１４より外側であって、ＤＶＤ用の光ビームに生じる球面収差を補正する際に印加する電圧がゼロとなる領域１３ｎについても、液晶素子６を制御する回路基板の電極と接続される構成としているが、領域１３ａと１３ｎに対応する電極を設けず、液晶素子６を制御する回路基板と領域１３ａ、１３ｎとは接続しない構成としても構わない。このようにすることにより、更に液晶素子６を制御する回路基板に必要な電極及び配線の数を減らすことが可能となる。
【００４９】
その他、本実施形態の光ピックアップ装置１においては、対物レンズ７をＢＤ用の光ビームついて球面収差が発生しないように設計し、ＣＤ及びＤＶＤ用の光ビームについて生じる球面収差は液晶素子６で補正する構成としたが、これに限られる趣旨ではない。すなわち、対物レンズ７をＤＶＤ用の光ビームについて球面収差が発生しないように設計し、ＣＤ及びＢＤ用の光ビームについて生じる球面収差を液晶素子６で補正する構成等としても構わない。
【００５０】
また、本実施形態の光ピックアップ装置１においては、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの３つの光記録媒体に対応する光ピックアップ装置の構成について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限らず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すなわち、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤといった３つの光記録媒体に対応可能とし、対物レンズ７をＨＤ−ＤＶＤ用の光ビームに対して球面収差を発生しないように設計し、ＣＤ及びＤＶＤ用の光ビームについて生じる球面収差を液晶素子６で補正する構成や、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＣＤといった３つの光記録媒体に対応可能とし、対物レンズ７をＢＤ用の光ビームに対して球面収差を発生しないように設計し、ＣＤ及びＨＤ−ＤＶＤ用の光ビームについて生じる球面収差を液晶素子６で補正する構成等としても構わない。
【００５１】
更に、例えば、ＤＶＤとＢＤといった２つの光記録媒体に対応可能とし、対物レンズ７はいずれの光記録媒体に対応した光ビームに対しても球面収差を発生しないように調整せず、液晶素子６でＤＶＤ、ＢＤ用の光ビームに生じる球面収差の補正を行う構成等としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、光源から出射される光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、液晶と液晶を挟むように配置される透明電極とを有し、光源と集束手段との間に配置される液晶素子と、を備え、透明電極の少なくとも一方は同心円状の複数の領域に分割される光ピックアップ装置において、液晶素子は、複数の領域それぞれに印加する電圧を調整することによって、集束手段における有効径が異なる２つの光束に生じる球面収差の補正を行い、２つの光束のうち、有効径が大きい方を第１の光束、小さい方を第２の光束とし、第１の光束及び第２の光束に生じる球面収差をそれぞれ第１の球面収差、第２の球面収差とした時に、複数の領域のうち、第２の光束の有効径より内側にある領域と外側にある領域とで、第１の球面収差を補正する際に複数の領域に印加する電圧を同一とできる領域については、電位が等しくなるように電気的に接続されることとする。
【００５３】
このため、同心円状に形成される複数の領域のうち、一部の領域について等電位となるように電気的に接続されているため、液晶素子を制御する回路基板に設けられる電極の数を透明電極に形成される各領域の数より減らすことができる。これにより、液晶素子を制御する回路基板に設けられる配線の数も減り、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００５４】
また、複数の領域のうち、第１の球面収差の最大値を含む部分を一定の電圧を印加して補正する少なくとも１つの領域を基準領域Ｒとし、基準領域Ｒより内側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ−ｎ領域、外側に向けてｎ番目（ｎ＝１，２，・・・）にある領域をＲ＋ｎ領域とした時に、複数の領域は、Ｒ−ｎ領域とＲ＋ｎ領域とで同一の電圧値となるように複数の領域に印加する電圧を制御した場合に、第１の球面収差を補正でき、更に第２の光束の有効径より内側にある領域のそれぞれに最適な電圧を印加することにより、第２の球面収差を補正できるように形成されることとすると、液晶素子を制御する回路基板に設けられる電極及び配線の数をかなり減らすことができ、光ピックアップ装置を小型化することが可能となる。
【００５５】
また、光源に異なる２つ又は３つの波長を有する光源を用い、集束手段は、光源から出射される波長が最短であって、且つ有効径が最大の光束に対して、球面収差が略ゼロとなるように調整し、前述の２つの光束は、波長が最短で、有効径が最大の光束とは異なるように構成することにより、相対的に収差の補正を行い難い光束について、予め収差が発生しないように対物レンズを設計することとなり、液晶素子の構成を比較的簡易なものとすることが可能となる。
【００５６】
また、複数の領域のうち、第１及び第２の球面収差を補正する際に印加する電圧がいずれもゼロとなる領域と、第２の光束の有効径より外側であって第１の球面収差を補正する際に印加する電圧がゼロとなる領域と、については、電気を給電する電極が設けられないようにすることで、更に液晶素子を制御する回路基板に必要とされる電極の数を減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】は、本実施形態における光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。
【図２】は、本実施形態の光ピックアップ装置が備える液晶素子の概略断面図である。
【図３】は、液晶素子の透明電極に形成されるパターンを示す概略図である。
【図４】は、同心円状に分割された透明電極の中心からの距離と、ＣＤ用及びＤＶＤ用の各光源から出射される光ビームが発生する球面収差との関係を示したグラフである。
【図５】は、液晶素子の透明電極に形成される複数の領域に関するデータを示すテーブルである。
【図６】は、本実施形態の液晶素子でＣＤ用の光源から出射される光ビームに発生する球面収差を補正した状態を示すグラフである。
【図７】は、本実施形態の液晶素子でＤＶＤ用の光源から出射される光ビームに発生する球面収差を補正した状態を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１                    光ピックアップ装置
２                    光源
６                    液晶素子
７                    対物レンズ（集束手段）
９                    光記録媒体
９ａ                  記録面
１０                  液晶
１１ａ、１１ｂ        透明電極
１３、１３ａ〜１３ｎ  同心円状の複数の領域
１４                  ＣＤ用の光ビームの有効径（第２の光束の有効径）
１５                  ＤＶＤ用の光ビームの有効径（第１の光束の有効径）
【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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