(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光ビームを記録媒体へ集光するための対物レンズと一体的に構成された液晶光学素子であって、
第１の透明基板と、
第２の透明基板と、
前記第１及び第２の透明基板の間に封入された液晶と、
前記第１又は第２の透明基板の一方に形成された波面収差用の電極パターンであって、前記光ビームの位相を進ませる又は遅らせることによって前記光ビームの波面収差を補正するため領域を有し、
前記領域が、前記光ビームの有効径に対して、前記電極パターンの中心と前記対物レンズの光軸との取り付け誤差以上内側の内側領域にのみ配置されている、
ことを特徴とする液晶光学素子。
【請求項２】
前記電極パターンは、球面収差用の電極パターンである請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項３】
前記電極パターンは、前記光ビームの位相を進ませるため又は遅らせるための複数の小領域を有する請求項２に記載の液晶光学素子。
【請求項４】
前記電極パターンは、コマ収差用の電極パターンである請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項５】
前記電極パターンは、前記光ビームの位相を進ませるための第１の領域、前記光ビームの位相を遅らせるための第２の領域、及び前記光ビームの位相を実質的に変更しない第３の領域を有する請求項４に記載の液晶光学素子。
【請求項６】
前記領域が、前記光ビームの有効径から１０μｍ〜７５μｍ内側に設定されている請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶光学素子。
【請求項７】
光学装置であって、
光源と、
前記光源からの光ビームを記録媒体へ集光するための対物レンズと、
前記対物レンズと一体的に構成された液晶光学素子とを有し、
前記液晶光学素子は、
第１の透明基板と、
第２の透明基板と、
前記第１及び第２の透明基板の間に封入された液晶と、
前記第１又は第２の透明基板の一方に形成された波面収差用の電極パターンであって、前記光ビームの位相を進ませる又は遅らせることによって前記光ビームの波面収差を補正するため領域を有し、
前記領域が、前記光ビームの有効径に対して、前記電極パターンの中心と前記対物レンズの光軸との取り付け誤差以上内側の内側領域にのみ配置されている、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項８】
前記電極パターンは、球面収差用の電極パターンである請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記電極パターンは、前記光ビームの位相を進ませるため又は遅らせるための複数の小領域を有する請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記電極パターンは、コマ収差用の電極パターンである請求項７に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記電極パターンは、前記光ビームの位相を進ませるための第１の領域、前記光ビームの位相を遅らせるための第２の領域、及び前記光ビームの位相を実質的に変更しない第３の領域を有する請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記領域が、前記光ビームの有効径から１０μｍ〜７５μｍ内側に設定されている請求項７〜１１の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記対物レンズの軸ずれを補正するために、前記対物レンズを移動させるトラッキング手段を更に有する請求項７〜１２の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記電極パターンに電圧を印加するための電圧印加手段を更に有する請求項７〜１３の何れか一項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相変調用の液晶光学素子及びこれを用いた光学装置に関するものであり、特にレーザ光等の干渉性の高い光ビーム（高干渉性光）の波面収差を補正するための液晶光学素子及びこれを用いた光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ、次世代高密度ＤＶＤ等の記録媒体の読取り又は書込みを行う光ピックアップ装置では、図８（ａ）に示すように、光源１からの光ビームをコリメータレンズ２によってほぼ平行光に変換し、対物レンズ３によって記録媒体４へ集光させ、記録媒体４からの反射光ビームを受光して光強度信号を発生させている。このような光ピックアップ装置で記録媒体４の読取り又は書込みを行う際には、対物レンズ３によって光ビームを正確に記録媒体４のトラック上に集光させる必要がある。
【０００３】
しかしながら、記録媒体４中のトラック面上の光透過保護層の厚みムラ（図８（ａ）のＢ方向）等によって、対物レンズ３からトラック面までの距離が一定にならない、又は常に同じように光スポットを集光することができない場合がある。また、記録媒体４の記録容量を上げるために、複数のトラック面を記録媒体４中に設けた場合には、対物レンズ３と各トラック面との位置関係を調整する必要もある。
【０００４】
このように、対物レンズ３とトラック面との間の距離にムラが生じると、記録媒体４の基板内には、球面収差が生じ、記録媒体４からの反射光ビームに基づいて発生される光強度信号を劣化させる原因となる。対物レンズ３の入射瞳位置で換算した球面収差２０の一例を図８（ｂ）に示す。また、複数のトラック面を記録媒体中に設けた場合には、対物レンズ３の焦点位置にある第１トラック面以外の第２トラック面の読取り又は書込みの際に球面収差が生じ、同様に、記録媒体４からの反射光ビームに基づいて発生される光強度信号を劣化させる原因となる。
【０００５】
そこで、図９に示すように、コリメータレンズ２と対物レンズ３との間に液晶光学素子５を配置し、記録媒体４の基板中に生じる球面収差を補正させる試みがある（例えば、特許文献１参照。）。このような液晶光学素子５は、液晶に生じる電位差に応じて液晶の配向性が変化することを利用し、液晶を通過する光ビームの位相を変化させ、それによって球面収差を相殺するように働く。
【０００６】
このような球面収差補正用の液晶光学素子５に印加される電圧に応じて、液晶に位相分布を生じさせるための透明電極パターン４０の一例を図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）では、有効径１０の範囲内に９つの同心円状の電極パターン４１〜４９が設けられている。各領域には、図１０（ｂ）に示すような電圧２１が印加されている。図１０（ａ）に示すような電極パターン４０に図１０（ｂ）に示すような電圧２１が印加されると、対向する透明電極との間に電位差を生じ、その間の液晶の配向性が電位差に応じて変化する。したがって、この部分を通過する光ビームは、その位相を電位差に応じて進ませるような作用を受ける。これにより、記録媒体４の基板中に生じる球面収差２０が、図１０（ｃ）に示す球面収差２２のように補正される。なお、透明電極パターン４０へは、配線６（図９参照）を通じて電圧が印加される。
【０００７】
しかしながら、前述した記録媒体４の基板中に球面収差が発生する問題の他に、記録媒体４のトラックと対物レンズ３の光軸とがずれる（軸ずれ）問題も発生する。そこで、図１１に示すように、対物レンズ３の光軸を記録媒体４のトラックに追従させるために、トラッキング用のアクチュエータ７が対物レンズ３に取付けられている。また、アクチュエータ７は、電力を供給するための配線８を有している。アクチュエータ７が、図中の矢印Ａの方向に対物レンズ３を移動させることによって、対物レンズ３によって集光される光ビームが正確に記録媒体４のトラックに追従する。
【０００８】
また、コンパクトディスク（ＣＤ）やデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体への読取り又は書込みを行う光ピックアップ装置では、図１２（ａ）に示すように、光源１からの光ビームをコリメータレンズ２によってほぼ平行光に変換し、対物レンズ３によって記録媒体１４へ集光させ、記録媒体１４からの反射光ビームを受光して情報信号を発生させている。このような光ピックアップ装置では、記録媒体の読取り又は書込みを行う際には、対物レンズ３によって集光された光ビームを正確に記録媒体１４のトラック上に追従させる必要がある。しかしながら、記録媒体１４のそり又は曲がり、記録媒体１４の駆動機構の欠陥等によって、記録媒体１４に傾きが生じる場合がある。このように、対物レンズ３によって集光された光ビームの光軸が記録媒体１４のトラックに対して傾くことによって、記録媒体１４の基板内には、コマ収差が生じるため、対物レンズ３の入射瞳位置で換算すると、図１２（ｂ）に示すようなコマ収差１２０を生じ、記録媒体１４からの反射光ビームに基づいて発生される情報信号を劣化させる原因となる。
【０００９】
そこで、図１３に示すように、コリメータレンズ２と対物レンズ３との間に液晶光学素子１５を配置し、記録媒体１４の傾きから生じるコマ収差を補正させる試みがある（例えば、特許文献２参照）。このような液晶光学素子１５では、液晶に生じる電位差に応じて液晶の配向性が変化することを利用し、液晶を通過する光ビームの位相を変化させ、それによってコマ収差を相殺しようとするものである。
【００１０】
このようなコマ収差補正用の液晶光学素子１５に印加される電圧に応じて、液晶に位相分布を生じさせるための透明電極パターン３０を図１４（ａ）に示す。図１４（ａ）では、液晶光学素子１５に入射される光ビームの有効径１０とほぼ同じ大きさの領域内に、位相を進ませるための２つの領域３２及び３３、位相を遅らせるための２つの領域３４及び３５を有している。また、図中３１は、基準電位を印加するための領域である。
【００１１】
領域３２及び３３に対して正（＋）の電圧を印加すると、対向する透明電極（図示していない）との間に電位差を生じ、その間の液晶の配向性が電位差に応じて変化する。したがって、一般的なＰ型液晶の場合、この部分を通過する光ビームは、その位相を進められるような作用を受ける。領域３４及び３５に対して負（−）の電圧を印加すると、対向する透明電極（図示していない）との間に電位差を生じ、その間の液晶の配向性が電位差に応じて変化する。したがって、一般的なＰ型液晶の場合、この部分を通過する光ビームは、その位相を遅らせるような作用を受ける。領域３１には、基準電位（例えばこの場合は０ｖと考える）が印加される。透明電極パターン３０へは、配線６（図１３参照）を通じて電圧が印加されている。
【００１２】
図１４（ｂ）に、Ｘ軸上において各領域に印加される電圧１２１を示す。このような電圧が透明電極パターン３０に印加されることによって、コマ収差１２０が補正される。図１４（ｃ）に、補正後のコマ収差１２２を示す。図１４（ｃ）に示されるように、液晶光学素子１５を用いることで、記録媒体１４の基板内に生じるコマ収差が抑制されるように補正される。
【００１３】
しかしながら、前述した記録媒体１４が傾く問題の他に、記録媒体１４のトラックと対物レンズ３の光軸とがずれる（光軸ずれ）問題も発生する。そこで、図１５に示すように、対物レンズ３の光軸を記録媒体１４のトラックに追従させるために、トラッキング用のアクチュエータ７が対物レンズ３に取付けられる。また、アクチュエータ７は、電力を供給するための配線８を有している。アクチュエータ７が、図中の矢印Ａの方向に対物レンズ３を移動させることによって、対物レンズ３によって集光される光ビームが正確に記録媒体１４のトラックに追従するように補正される（図１５において、光ビーム１１が、光ビーム１２へ補正される）。
【００１４】
上記の２つの例では、液晶光学素子５及び１５を正確に機能させるために、液晶光学素子５及び１５に形成されている電極パターン４０及び３０の中心と、対物レンズ３の光軸とを、数μｍの精度で取付ける必要があった。そこで、中心軸合わせ用の位置決めマークがそれぞれに形成された対物レンズと位相制御素子をホルダーに固定することで、光学装置の組み立て時に生じる対物レンズと位相制御素子の偏心を許容値以下に安定して保持するという試みがある（例えば、特許文献３参照。）。この技術を先に説明した光学装置に適用した場合として説明すると、各液晶光学素子５及び１５の電極パターン４０及び３０の位置と対物レンズ３の位置決めを高精度に行うことは肉眼では不可能であるので、対物レンズ３と液晶光学素子５及び１５をビデオカメラ等で撮影し、拡大等の画像処理を行いながら画面上で位置合わせを行う必要があった。したがって、対物レンズ３と、液晶光学素子５及び１５との位置合わせのためだけに煩雑な工程が必要となり、しいては、素子や装置のコストアップを誘引する理由となっていた。
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−２６９６１１号公報（第３−５頁、第１−３図、第５図）
【特許文献２】特開２００１−１４３３０３号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】特開２００１−６２０３号公報（第３頁、第７頁、第１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、本発明は、煩雑な位置合わせ工程を必要としない液晶光学素子及びそのような液晶光学素子を用いた光学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】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶光学素子は、光源からの光ビームを記録媒体へ集光するための対物レンズと一体的に構成され、第１の透明基板と、第２の透明基板と、第１及び第２の透明基板の間に封入された液晶と、第１又は第２の透明基板の一方に形成された波面収差用の電極パターンであって光ビームの位相を進ませる又は遅らせることによって光ビームの波面収差を補正するため領域を有し、領域が光ビームの有効径の内側領域にのみ配置されていることを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る光学装置は、光源と、光源からの光ビームを前記記録媒体へ集光するための対物レンズと、対物レンズと一体的に構成された液晶光学素子とを有し、液晶光学素子は、
第１の透明基板と、第２の透明基板と、第１及び第２の透明基板の間に封入された液晶と、第１又は第２の透明基板の一方に形成された波面収差用の電極パターンであって光ビームの位相を進ませる又は遅らせることによって光ビームの波面収差を補正するため領域を有し、領域が光ビームの有効径の内側領域にのみ配置されていることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明に係る液晶光学素子及び光学装置では、電極パターンは、球面収差用の電極パターンであることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明に係る液晶光学素子及び光学装置では、電極パターンは、光ビームの位相を進ませるため又は遅らせるための複数の小領域を有することが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明に係る液晶光学素子及び光学装置では、前記電極パターンは、コマ収差用の電極パターンであることが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明に係る液晶光学素子及び光学装置では、電極パターンは、光ビームの位相を進ませるための第１の領域、光ビームの位相を遅らせるための第２の領域、及び光ビームの位相を実質的に変更しない第３の領域を有することが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明に係る液晶光学素子及び光学装置では、領域が、光ビームの有効径から１０μｍ〜７５μｍ内側に設定されていることが好ましい。
【００２４】
さらに、本発明に係る光学装置では、対物レンズの軸ずれを補正するために、対物レンズを移動させるトラッキング手段を有することが好ましい。
【００２５】
さらに、本発明に係る光学装置では、電極パターンに電圧を印加するための電圧印加手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、波面収差を補正するための領域が、光ビームの有効径の内側領域に設定されているので、簡単に液晶光学素子を対物レンズに固定、取付け又は一体化することが可能となる。
【００２７】
また、本発明によれば、対物レンズと液晶光学素子との間の取付け誤差に係わらず、充分な波面収差補正を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下図面を参照して、本発明に係る液晶光学素子及び光学装置について説明する。
【００２９】
本発明の第２の実施形態に係る液晶光学素子を用いた光学装置１００を図１に示す。
【００３０】
図１において、光源１から出射された光ビーム（４０５ｎｍ）は、コリメータレンズ２によって、有効径１０を有するほぼ平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ５０を通過した後、液晶光学素子７０を経て、１／４波長板５５に入射する。液晶光学素子７０を通過した光ビームは、対物レンズ１３（開口率ＮＡ＝０．８５）により記録媒体１０４に集光される。本実施形態において、有効径１０（φ）は３ｍｍに設定されている。
【００３１】
記録媒体１０４から反射された光ビームは、再び対物レンズ１３、１／４波長板５５及び液晶光学素子７０を経て、偏光ビームスプリッタ５０により光路を変更され、集光レンズ５１を介して受光器５２に集光される。光ビームは、記録媒体１０４により反射される際に、記録媒体１０４のトラック面上に記録されている情報（ピット）によって振幅変調されている。受光器５２は、受光した光ビームを光強度信号として出力する。この光強度信号（ＲＦ信号）から記録情報が読み出される。
【００３２】
また、記録媒体１０４に書込みを行う場合には、書込みを行うためのデータ信号に応じて光源１から出射された光ビームの強度を変調し、変調された光ビームによって記録媒体を照射する。記録媒体では、光ビームの強度に応じて、ディスクに挟まれた薄膜の屈折率や色が変化し、又はピットの起状が生じることで、データが書き込まれる。なお、光ビームの強度変調は、光源１に用いる半導体レーザ素子に流す電流を変調すること等によって行うことができる。
【００３３】
対物レンズ１３には、トラッキング用のアクチュエータ７が取付けられている。アクチュエータ７が、図中の矢印Ａの方向に対物レンズ１３を移動することによって、対物レンズ１３によって集光される光ビームが、記録媒体１０４のトラックに正確に追従する。アクチュエータ７には、駆動のための配線８が取付けられている。液晶光学素子７０には後述する透明電極パターンを駆動するための配線５４が取付けられている。
【００３４】
液晶光学素子７０は、後述するように、図３（ａ）及び／又は図６（ａ）に示されるような球面収差補正用の透明電極パターン４０（及び／又はコマ収差補正用の透明電極パターン３０）と言った波面収差補正用の透明電極パターンを有している。
【００３５】
記録媒体１０４は、次世代の高密度ＤＶＤであり、直径１２ｃｍ、厚さ１．２ｍｍの円盤形状を有している。また、情報が記録されるトラック面の上には、約０．１ｍｍのポリカーボネイト等から構成される光透過保護層が設けられている。また、トラックピッチは、従来のＤＶＤの約２倍（０．３２μｍ）であり、４０５ｎｍの青色レーザ（１）及び開口率（ＮＡ）＝０．８５の対物レンズ（１３）を用いて光スポット面積を従来のＤＶＤの約１／５として、片面で最大約２７ＧＢの容量を実現するものである。
【００３６】
このような記録媒体１０４では、従来のＤＶＤに比べて更にトラック面を保護する光透過保護層の厚さムラに起因する球面収差によって、受光器５２から出力される光強度信号が劣化してしまう。そこで、制御回路５３は、受光器５２からの光強度信号に基づいて球面収差を検出し、検出した球面収差を相殺するように、配線５４を通じて、球面収差補正用の電極パターン（及び／又はコマ収差補正用の透明電極パターン３０）に電圧を印加する。なお、受光器５２からの光強度信号（ＲＦ信号）の振幅を最大にするように、球面収差補正用の電極パターンに電圧を印加することによって、記録媒体１０４の基板内に発生する球面収差を相殺することが可能である。
【００３７】
図２に、図１に示された液晶光学素子７０の断面図を示す。図１０の矢印の示す方向は、図１において光源１から出た光ビームが偏光ビームスプリッタ５０を通過した後、液晶光学素子７０に入射する方向を示している。図２において、光源１側の透明基板７１には、球面収差補正用の透明電極７２及び配向膜７３が形成されている。また、記録媒体７０３側の透明基板７７には、透明性対向電極７６及び配向膜７５が形成されている。液晶７８は、２枚の透明基板７１及び７７と、シール部材７４との間に封入されている。図２に示される各要素は、説明の便宜上、誇張して図示されており、実際の厚さの比と異なる。
【００３８】
図３に、図１及び２で説明した液晶光学素子７０と対物レンズ１３とを固定する方法の一例を示す。図３において、対物レンズ１３は、予め枠部材８０に取付けられているものとする。枠部材８０は、液晶光学素子７０を取付けるための直行する２つの基準面８１及８２を有している。枠部材８０は、樹脂等によって形成されており、±１０μｍ程度の精度を有する基準面を作成することができる。
【００３９】
液晶光学素子７０では、前述したように、２枚の透明基板７１及び７７と、シール部材７４との間に液晶が注入され、封止材１７３によって封止されている。透明基板７１及び７７はガラス材で構成されているが、ダイシング加工法等によって端部を加工することによって、±５０μｍ程度の精度を有する直行する２つの基準面１７１及び１７２を作成することができる。また、後述する透明電極パターン４００は、リソグラフィー法等によって、基準面１７１及び１７２と正確に位置決めされるように、透明基板７１上に形成されている。
【００４０】
枠部材８０の基準面８１及び８２に、液晶光学素子７０の基準面１７１及び１７２をあわせるように接着材で固定することによって、液晶光学素子７０と対物レンズ１３との位置決め、固定、又は一体化を行うことができる。ただし、特別な工具なしで、液晶光学素子７０を枠部材８０に取付けた場合には、枠部材８０と対物レンズ１３との間の取付け誤差、枠部材８０と液晶光学素子７０との間の取付け誤差によって、透明電極パターン４００の中心と対物レンズ１３の光軸との誤差が５０μｍ以下程度発生することとなる。
【００４１】
図４に、本発明に係る液晶光学素子７０上に形成されている球面収差補正用の透明電極パターン４００の一例を示す。図４（ａ）に示されるように、液晶光学素子７０に入射される光ビームの有効径１０から５０μｍ内側に入った内側領域１８に、位相を進ませるための６つの領域４２〜４７が同心円状に配置されている。なお、領域４１には、基準電位が印加されており、入射ビームの位相を進ませる機能を有してはいない。
【００４２】
ここで、「内側領域」とは、波面収差補正用の電極パターンを設けた、有効径１０から所定の長さ内側に入った領域を言い、これは前述した液晶光学素子の有効径に相当する。また、「有効径」とは、光ビームに位置ずれや径の変化のないとした場合の、幾何光学設計上の、対物レンズ３で有効に利用される液晶光学素子上での主光ビーム径を言う。
【００４３】
領域４２〜４７に、基準電位に対して正（＋）の電圧を印加すると、透明性対向電極７６との間に電位差を生じ、その間の液晶の配向性が電位差に応じて変化する。したがって、この部分を通過する光ビームは、その位相を進められるような作用を受ける。領域４１には、基準電位（例えばこの場合は０ｖと考える）が印加される。球面収差補正用の電極パターン４１０へは、前述した制御回路２５３から配線５４（図１参照）によって電圧が印加されている。
【００４４】
図４（ｂ）に、Ｘ軸上において各領域に印加される電圧波形２３を示す。このような電圧が内側領域１８の各領域４１〜４７に印加されることによって、記録媒体１０４の光透過保護層の厚みムラ等に起因する球面収差２０を打ち消すように、液晶光学素子７０が働く。
【００４５】
図４（ｃ）に、補正後の球面収差２４を示す。図４（ｂ）の球面収差２０が、図４（ｃ）の球面収差２４となるように補正される。即ち、液晶光学素子７０を用いることで、記録媒体１０４の基板内に発生する球面収差が抑制されるように補正されることが理解される。
【００４６】
図４の説明では、球面収差補正用の透明電極パターン４００の各領域に、基準電位に対して正（＋）の電圧を印加して、この部分を通過する光ビームをその位相を進めるように制御した。しかしながら、記録媒体１０４の基板中に発生する球面収差が図４（ｂ）とは逆向きに発生する場合には、電極パターン４００の各領域に、図４（ｂ）とは逆の負（−）の電圧を印加するように制御することもできる。その場合、電極パターン４００の各領域を通過する光ビームは、その位相を遅らされるような作用を受ける。
【００４７】
また、図４（ａ）の説明では、液晶光学素子７０に入射される光ビームの有効径１０から５０μｍ内側に入った内側領域１８に、位相を進ませるための６つの領域４２〜４７が同心円状に配置したが、これは一例であって、５０μｍに限定されるものではなく、電極パターンの中心と対物レンズの光軸との取付け誤差が生じるであろうと予想される範囲内（取付け誤差の範囲内）に設定されることが好ましい。例えば、内側領域１８は、有効径に対して、１０μｍ内側より大きく７５μｍ内側より小さい範囲に設定されることが好ましい。有効径に対して内側領域を１０μｍ以下とすると、対物レンズと液晶光学素子を組み立てを画像処理にて行わなくてはならない。それに対し、有効径に対して内側領域を７５μｍ以上にすると、それだけ収差補正をするための透明電極パターン領域が減少するため、良好な収差補正をすることができない。よって、１０μｍ内側より大きく、７５μｍ内側より小さい範囲とすることが好ましい。
【００４８】
ここで、図１０（ａ）に示すように、有効径１０の内側全体に渡って位相を進ませる領域（又は位相を遅らせる領域）が形成されている場合と、図４（ａ）に示すように有効径１０の内側領域１８のみに位相を進ませる領域（又は位相を遅らせる領域）が形成されている場合の差異について説明する。
【００４９】
図１０（ａ）の場合の球面収差補正は、前述した図５（ａ）に示すように、有効径１０内の全ての領域で光ビームを捉え、その光ビームを液晶光学素子の有効径にて補正を行うことに匹敵する。しかしながら、対物レンズ３との間に取付け誤差が発生すると、液晶光学素子の有効径が対物レンズの視野の範囲内からずれてしまい（図５（ｂ）参照）、効果的に球面収差補正を行うことができない。
【００５０】
これに対して、図４（ａ）の場合の球面収差補正は、図６（ａ）に示すように、有効径１０から５０μｍの内側領域の範囲内でのみで光ビームを捉えて、液晶光学素子の有効径に相当する内側領域１８にて補正を行うことに匹敵する。この場合に、対物レンズ３と液晶光学素子７０との間に取付け誤差が発生すると、対物レンズの視野の中心（光軸位置）が内側領域１８の中心からはずれるが、依然、この内側領域１８は対物レンズの視野の範囲内に留まる（図６（ｂ）参照）。したがって、光軸の中心に光ビームを捉えている場合（図６（ａ）参照）に比べると若干程度は落ちるが、十分に球面収差補正が行われることとなる。
【００５１】
有効径１０の範囲内全てに位相を進ませる領域（又は位相を遅らせる領域）を設けずに、有効径１０の内側領域１８のみに位相を進ませる領域（又は位相を遅らせる領域）を設けたので、対物レンズ３と液晶光学素子７０との間に取付け誤差が生じても、有効に球面収差補正を行えるようになったものである。
【００５２】
即ち、対物レンズ３と液晶光学素子７０との間に取付け誤差、実質的に、位相を進ませる（又は遅らせる）領域は、対物レンズの視野の範囲内に留まるように設定されているので、有効に球面収差補正を行えるようになったものである。
【００５３】
上記の場合は、球面収差補正用の電極パターン４００を液晶光学素子７０の透明電極７２上に形成した場合について説明したが、球面収差補正用の電極パターン４００の代わりに、コマ収差補正用の電極パターン３００（後述する）を設けることもできる。また、球面収差補正用の電極パターン４００を液晶光学素子７０の透明電極７２上に形成し、コマ収差補正用の電極パターン３００（後述する）を液晶光学素子７０の透明電極７６上に形成することもできる。
【００５４】
以下、コマ収差補正用の電極パターン３００を液晶光学素子７０の透明電極７２上に形成した場合について説明する。
【００５５】
図７（ａ）に、コマ収差補正用の透明電極パターン３０を示す。図７（ａ）に示されるように、液晶光学素子７０に入射される光ビームの有効径１０から５０μｍ内側に入った内側領域１８に、位相を進ませるための２つの領域３２及び３３、及び位相を遅らせるための２つの領域３４及び３５が配置されている。また、図中３１は、基準電位を印加するための基準領域である。
【００５６】
領域３１に印加される基準電圧に対して正（＋）の電圧を領域３２及び３３に印加すると、透明性対向電極７６との間に電位差を生じ、その間の液晶の配向性が電位差に応じて変化する。したがって、この部分を通過する光ビームは、その位相を進められるような作用を受ける。また、領域３１に印加される基準電圧に対して負（−）の電圧を領域３４及び３５に印加すると、透明性対向電極７６との間に電位差を生じ、その間の液晶の配向性が電位差に応じて変化する。したがって、この部分を通過する光ビームは、その位相を遅らせるような作用を受ける。領域３１には、基準電位（例えばこの場合は０ｖと考える）が印加される。透明電極７２のコマ収差補正用の電極パターン３００へは、前述した制御回路５３から配線５４（図１参照）によって電圧が印加されている。
【００５７】
図７（ｂ）に、Ｘ軸上において各領域に印加される電圧１２３を示す。このような電圧が内側領域１８の透明電極パターン３０の各領域３１〜３５に印加されることによって、液晶光学素子７０は、記録媒体１０４が光軸に対して傾くことによって発生するコマ収差１２０を打ち消すように働く。
【００５８】
図７（ｃ）に、補正後のコマ収差１２４を示す。即ち、図７（ｂ）のコマ収差１２０が、図７（ｃ）のコマ収差１２４のように補正されている。液晶光学素子７０によって、記録媒体１０４の基板内に発生するコマ収差が抑制されるように補正されることが理解される。
【００５９】
ここで、図１４（ａ）に示すように、有効径１０の内側全体に渡って位相を進ませる領域及び位相を遅らせる領域が形成されている場合と、図７(ａ）に示すように有効径１０の内側領域１８のみに位相を進ませる領域及び位相を遅らせる領域が形成されている場合の差異について説明する。
【００６０】
図１４（ａ）の場合のコマ収差補正は、図５(ａ）に示すように、有効径１０内の全ての領域で光ビームを捉え、その光ビームを液晶光学素子の有効径にて補正を行うことに匹敵する。しかしながら、対物レンズ１３と液晶光学素子７０との間に取付け誤差を生じると、この液晶光学素子の有効径が対物レンズの視野の範囲内からずれてしまい（図５（ｂ）参照）、効果的にコマ収差補正を行うことができない。
【００６１】
これに対して、図７（ａ）のコマ収差補正は、図６(ａ）に示すように、有効径１０から５０μｍの内側領域の範囲内でのみで光ビームを捉えて、液晶光学素子の有効径に相当する領域１８にて補正を行うことに匹敵する。この場合に、対物レンズ１３と液晶光学素子７０との間に取付け誤差が発生しても、対物レンズの視野の中心は、内側領域１８の中心からはずれるが、依然、この内側領域１８は対物レンズの視野の範囲内に留まる（図６（ｂ）参照）。したがって、光軸の中心に内側領域１８を捉えている場合（図６（ａ）参照）に比べると若干程度は落ちるが、十分にコマ収差補正が行われることとなる。
【００６２】
有効径１０の範囲内全てに位相を進ませる領域及び位相を遅らせる領域を設けずに、有効径１０の内側領域１８のみに位相を進ませる領域及び位相を遅らせる領域を設けたので、対物レンズ１３と液晶光学素子７０との間に取付け誤差が発生しても、有効にコマ収差補正を行えるようになったものである。
【００６３】
即ち、対物レンズ１３と液晶光学素子７０との間に取付け誤差に拘らず、実質的に、位相を進ませる領域及び位相を遅らせる領域は対物レンズの視野の範囲内に留まるように設定されているので、有効にコマ収差補正を行えるようになったものである。「実質的に留まる」とは、予め定められた精度内でコマ収差の補正が行えるような関係を言う。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係わる光学装置を示す概念図である。
【図２】図１に用いられる液晶光学素子の断面図の一例を示す図である。
【図３】本発明に係わる液晶光学素子の取り付け方法の一例を示す図である。
【図４】（ａ）は球面収差補正用の電極パターンの一例を示し、（ｂ）は（ａ）に示す電極パターンに印加される電圧の一例を示し、（ｃ）は補正された球面収差の一例を示す図である。
【図５】従来の液晶光学素子の動作を例示するための図である。
【図６】本発明に係わる液晶光学素子の動作を例示するための図である。
【図７】（ａ）はコマ収差補正用の電極パターンの一例を示し、（ｂ）は（ｂ）に示す電極パターンに印加される電圧の一例を示し、（ｃ）は補正されたコマ収差の一例を示す図である。
【図８】（ａ）は記録媒体の球面収差の発生を説明するための図であり、（ｂ）は発生する球面収差の例を示す図である。
【図９】従来の球面収差補正用の液晶光学素子を有する光学装置の一例を示す図である。
【図１０】（ａ）は液晶光学素子の球面収差補正用の電極パターンの一例を示し、（ｂ）は（ａ）に示す電極パターンに印加される電圧の一例を示し、（ｃ）は補正された球面収差の一例を示す図である。
【図１１】従来の球面収差補正用の液晶光学素子を有する光学装置の他の例を示す図である。
【図１２】（ａ）は記録媒体の面倒れによるコマ収差の発生を説明するための図であり、（ｂ）は発生するコマ収差の一例を示す図である。
【図１３】従来のコマ収差補正用の液晶光学素子を有する光学装置の一例を示す図である。
【図１４】（ａ）は液晶光学素子のコマ収差補正用の電極パターンの一例を示し、（ｂ）は（ａ）に示す電極パターンに印加される電圧の一例を示し、（ｃ）は補正されたコマ収差の一例を示す図である。
【図１５】従来のコマ収差補正用の液晶光学素子を有する光学装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…光源
１０…有効径
１３…対物レンズ
１８…内側領域
７０…液晶光学素子
７１、７７…透明基板
７２、７６…透明電極
７８…液晶
８０…枠部材
３００…コマ収差補正用の電極パターン
４００…球面収差補正用の電極パターン
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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