(57)【要約】  【課題】    コンパクトでありながら、少なくとも高密度ＤＶＤに対して適切に情報の記録及び／再生を行える光ピックアップ装置用の液晶型素子及び光ピックアップ装置を提供する。  【解決手段】  液晶型素子ＬＣＤの液晶素子ＬＣにより、温度変化に起因する球面収差劣化等をリアルタイムで補正し、絶縁基板ＳＵＢによりコマ収差等を補正しているので、トータルで収差の少ない良好な特性を得ることができる。又、このような良好な特性を得るために、液晶型素子ＬＣＤを光路内に挿入すれば足り、コンパクトな光ピックアップ装置を得ることができる。【選択図】      図１
2005158102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）の第１光源と、液晶型素子及び対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置用の液晶型素子において、
前記液晶型素子は、所定の電圧を印加されることにより所定の配向パターン状態となる液晶素子と、少なくとも入射する光束の波長に応じて、選択的に光束を出射する又は光束の出射角度を異ならせる補正板とが光軸方向に沿って配列され且つ一体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項２】
前記液晶素子は、分子配列層よりなることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項３】
前記補正板は、前記液晶素子より高い強度を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項４】
前記補正板は、ガラス材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項５】
前記補正板は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項６】
前記液晶素子は、光軸方向において前記補正板と平行平板との間に挟持されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項７】
前記光ピックアップ装置は、さらに波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、波長λ３（１．６・λ１≦λ３≦２．０・λ１且つλ２＜λ３）の第３光源とを有し、前記集光光学系が、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（０．８・ｔ１≦ｔ２≦１．２・ｔ１）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、更に前記第３光源からの光束を、厚さｔ３（１．９・ｔ１≦ｔ３≦２．１・ｔ１）の保護層を介して第３光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項８】
前記光ピックアップ装置は、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光情報記録媒体の判別を行う判別手段と、前記判別手段の判別結果に応じて、前記液晶素子に駆動電圧を印加することで、前記光情報記録媒体に応じて、その配向パターンを変化させる電圧印加手段とを有することを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項９】
前記波長λ２の光束を出射する第２光源と、前記波長λ３の光を出射する第３光源とがユニット化されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１０】
前記波長λ２の光束を出射する第２光源と、前記波長λ３の光を出射する第３光源と、前記波長λ２の光束と前記波長λ３の光束を検出する光検出器とがユニット化されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１１】
前記第２光源及び前記第３光源からの光束は、前記液晶型素子に入射する前に、回折構造が設けられた共通のコリメータを通過することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１２】
前記第１光源からの光束は、前記液晶型素子に入射する前にビームシェイパを通過することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１３】
前記液晶型素子は、前記対物レンズに隣接してその光源側に配置されており、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源からの光束は、前記液晶光学素子に対して光軸にほぼ平行に入射することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１４】
前記液晶型素子は、前記対物レンズと一体で光軸方向に移動可能となっていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１５】
前記液晶型素子の分子配列層は、複数の領域に分割され、それぞれの領域が光軸に対して回転対称に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１６】
前記補正板には、輪帯構造が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１７】
前記補正板には、回折構造が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１８】
前記回折構造は、前記補正板の液晶素子側に形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項１９】
前記光ピックアップ装置において、前記情報記録面上に形成される集光スポットのコマ収差は、前記補正板がない場合に比べて小さいことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項２０】
前記補正板には、ダイクロイックコートが形成されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項２１】
前記ダイクロイックコートは、前記補正板の液晶素子側に形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子。
【請求項２２】
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）の第１光源と、液晶型素子及び対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記液晶型素子は、所定の電圧を印加されることにより所定の配向パターン状態となる液晶素子と、少なくとも入射する光束の波長に応じて、選択的に光束を出射する又は光束の出射角度を異ならせる補正板とが光軸方向に沿って配列され且つ一体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記液晶素子は、分子配列層よりなることを特徴とする請求項２２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
前記補正板は、前記液晶素子より高い強度を有することを特徴とする請求項２２又は２３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
前記補正板は、ガラス材料から形成されていることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６】
前記補正板は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７】
前記液晶素子は、光軸方向において前記補正板と平行平板との間に挟持されていることを特徴とする請求項２２乃至２６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８】
前記光ピックアップ装置は、さらに波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、波長λ３（１．６・λ１≦λ３≦２．０・λ１且つλ２＜λ３）の第３光源とを有し、前記集光光学系が、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（０．８・ｔ１≦ｔ２≦１．２・ｔ１）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、更に前記第３光源からの光束を、厚さｔ３（１．９・ｔ１≦ｔ３≦２．１・ｔ１）の保護層を介して第３光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっていることを特徴とする請求項２２乃至２７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９】
前記光ピックアップ装置は、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光情報記録媒体の判別を行う判別手段と、前記判別手段の判別結果に応じて、前記液晶素子に駆動電圧を印加することで、前記光情報記録媒体に応じて、その配向パターンを変化させる電圧印加手段とを有することを特徴とする請求項２８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３０】
前記波長λ２の光束を出射する第２光源と、前記波長λ３の光を出射する第３光源とがユニット化されていることを特徴とする請求項２８又は２９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３１】
前記波長λ２の光束を出射する第２光源と、前記波長λ３の光を出射する第３光源と、前記波長λ２の光束と前記波長λ３の光束を検出する光検出器とがユニット化されていることを特徴とする請求項２８又は２９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３２】
前記第２光源及び前記第３光源からの光束は、前記液晶型素子に入射する前に、回折構造が設けられた共通のコリメータを通過することを特徴とする請求項２８乃至３１のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３】
前記第１光源からの光束は、前記液晶型素子に入射する前にビームシェイパを通過することを特徴とする請求項２２乃至３２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３４】
前記液晶型素子は、前記対物レンズに隣接してその光源側に配置されており、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源からの光束は、前記液晶光学素子に対して光軸にほぼ平行に入射することを特徴とする請求項２８乃至３３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３５】
前記液晶型素子を、前記対物レンズと一体で光軸方向に移動させるアクチュエータを有していることを特徴とする請求項２２乃至３４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３６】
前記液晶型素子の分子配列層は、複数の領域に分割され、それぞれの領域が光軸に対して回転対称に配置されていることを特徴とする請求項２２乃至３５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３７】
前記補正板には、輪帯構造が形成されていることを特徴とする請求項２２乃至３６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３８】
前記補正板には、回折構造が形成されていることを特徴とする請求項２２乃至３７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３９】
前記回折構造は、前記補正板の液晶素子側に形成されていることを特徴とする請求項３８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４０】
前記光ピックアップ装置において、前記情報記録面上に形成される集光スポットのコマ収差は、前記補正板がない場合に比べて小さいことを特徴とする請求項２２乃至３９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項４１】
前記補正板には、ダイクロイックコートが形成されていることを特徴とする請求項２２乃至４０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項４２】
前記ダイクロイックコートは、前記補正板の液晶素子側に形成されていることを特徴とする請求項４１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、光ピックアップ装置用の液晶型素子及び光ピックアップ装置に関し、特に、青紫色レーザなどの短波長の光源から出射される光束を用いて光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置用の液晶型素子及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、短波長赤色半導体レーザの実用化に伴い、従来の光ディスク（光情報記録媒体ともいう）である、ＣＤ（コンパクトディスク）と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光ディスクであるＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）が開発・製品化されているが、近年、より高密度な次世代の光ディスクが登場するに至った。このような次世代の光ディスクを媒体とした光情報記録再生装置（光ピックアップ装置ともいう）の集光光学系では、記録信号の高密度化を図るため、或いは高密度記録信号を再生するため、対物レンズを介して情報記録面上に集光するスポッ卜の径を小さくしており、そのため、光源であるレーザの短波長化や対物レンズの高開口数（高ＮＡ）化を図っている。ここで、短波長レーザ光源として用いられているのは、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザである。
【０００３】
このような波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録／再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク（以下、本明細書ではかかる光ディスクを「高密度ＤＶＤ」と呼ぶ）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４、７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり２０〜３０ＧＢの情報の記録が可能である。かかる高密度ＤＶＤの情報記録面に対して適切な集光スポットを形成できるように、回折構造を設けた集光光学系も開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３６２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、あらゆる環境条件・仕様等を考慮した上で、高密度ＤＶＤに対して適切に情報を記録／再生することは、集光光学系に回折構造を用いたとしてもまだ困難が伴う。又、高密度ＤＶＤに対して情報を記録／再生できるというだけでは、光ピックアップ装置の製品としての価値は十分なものとはいえない。このような実状から、光ピックアップ装置に液晶素子を用いる試みがある。液晶素子は、通電によりその分子配列を変更するものであり、通過する光束に対して異なる光学作用を付与できるものである。
【０００５】
ところが、高密度ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に液晶素子を搭載する場合、光源と対物レンズの間に、ビームスプリッタやコリメータ等の光学素子が配置されることが多く、これに加えて液晶素子を搭載すると、光ピックアップ装置の小型化が図れないという問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、コンパクトでありながら、少なくとも高密度ＤＶＤに対して適切に情報の記録及び／再生を行える光ピックアップ装置用の液晶型素子及び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】
【０００７】
請求項１に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）の第１光源と、液晶型素子及び対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置用の液晶型素子において、
前記液晶型素子は、所定の電圧を印加されることにより所定の配向パターン状態となる液晶素子と、少なくとも入射する光束の波長に応じて、選択的に光束を出射する又は光束の出射角度を異ならせる補正板とが光軸方向に沿って配列され且つ一体化されていることを特徴とする。
【０００８】
たとえば青紫色の半導体レーザを前記第１光源に用いた場合に、温度変化に応じて対物レンズに屈折率変化が生じると、光情報記録媒体上で球面収差劣化が生ずるおそれがあるが、請求項１に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子によれば、前記液晶素子に通電することで、その分子配列を変更し、球面収差劣化を抑えることが可能となる。また、レーザの個体差から発振波長が光ピックアップ装置によって異なり球面収差が生じる場合にも、かかる球面収差を補正できる。さらに、いわゆるＡＯＤ等の高密度ＤＶＤや通常のＤＶＤには、記憶容量を上げるために２層の記録層を持つタイプがあるが、情報の記録もしくは再生すべき層を切り替えたときに、層間厚により球面収差が生じるといった問題がある。これに対し本発明によれば、記録層を切り替えるのと同時に前記液晶素子に電圧を印加することで、かかる球面収差を補正することができる。一方、青紫色の半導体レーザにおいて、いわゆるモードホップ現象により瞬間的に生じる波長ずれに起因した色収差（好ましくは光源が光軸に垂直な方向にずれた場合に生じるコマ収差）等は、前記補正板の機能で補正することが可能となる。液晶型素子においては、モードホップ現象のような瞬間的な変化に追従することができない。これに対し本発明のように、前記液晶素子と前記補正素子とで収差補正機能を分担することによって、低コストでありながら適切な情報の記録及び／又は再生が可能となる。さらに、前記液晶素子と前記補正素子とを光軸方向に一体化して液晶型素子とすれば、光軸方向のサイズが小さくなり、光ピックアップ装置のコンパクト化に貢献する。尚、「一体化」とは、両者を直付けするほか、電極等を介在させて接合する場合も含む。
【０００９】
請求項２に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１に記載の発明において、前記液晶素子は、分子配列層よりなることを特徴とするので、上記の機能を効果的に発揮できる。
【００１０】
請求項３に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１又は２に記載の発明において、前記補正板は、前記液晶素子より高い強度を有することを特徴とするので、前記液晶素子の保護板としても機能することができる。
【００１１】
請求項４に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記補正板は、ガラス材料から形成されていることを特徴とするので、保護板として十分な機能を発揮することができる。
【００１２】
請求項５に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記補正板は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とするので、素材の選定により保護板としての十分な機能を発揮することができる。
【００１３】
請求項６に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記液晶素子は、光軸方向において前記補正板と平行平板との間に挟持されていることを特徴とするので、前記液晶素子の保護を図れる。
【００１４】
請求項７に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、さらに波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、波長λ３（１．６・λ１≦λ３≦２．０・λ１且つλ２＜λ３）の第３光源とを有し、前記集光光学系が、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（０．８・ｔ１≦ｔ２≦１．２・ｔ１）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、更に前記第３光源からの光束を、厚さｔ３（１．９・ｔ１≦ｔ３≦２．１・ｔ１）の保護層を介して第３光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっていることを特徴とするので、たとえば高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤなどの光情報記録媒体に対して、情報の記録及び／又は再生を互換可能に行うことができる。
【００１５】
請求項８に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項７に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光情報記録媒体の判別を行う判別手段と、前記判別手段の判別結果に応じて、前記液晶素子に駆動電圧を印加することで、前記光情報記録媒体に応じて、その配向パターンを変化させる電圧印加手段とを有することを特徴とするので、光情報記録媒体の種類に応じて適切に収差補正を行うことで、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００１６】
請求項９に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項７又は８に記載の発明において、前記波長λ２の光束を出射する第２光源と、前記波長λ３の光を出射する第３光源とがユニット化されていることを特徴とするので、いわゆる２レーザ１パッケージのごときユニット光源を用いることにより、光ピックアップ装置のコンパクト化が図れる。尚、「光源がユニット化される」とは、例えば２つの光源が同一基板上に取り付けられて一体化されたごとき構成をいうが、これに限られることはない。
【００１７】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項７又は８に記載の発明において、前記波長λ２の光束を出射する第２光源と、前記波長λ３の光を出射する第３光源と、前記波長λ２の光束と前記波長λ３の光束を検出する光検出器とがユニット化されていることを特徴とするので、光ピックアップ装置の構成をよりコンパクト化できる。
【００１８】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項７乃至９のいずれかに記載の発明において、前記第２光源及び前記第３光源からの光束は、前記液晶型素子に入射する前に、回折構造が設けられた共通のコリメータを通過することを特徴とするので、たとえば前記第２光源と前記第３光源とがユニット化されている場合にも、前記コリメータから出射される光束を平行光束とすることができ、使用する前記液晶型素子の製造がより容易になる。
【００１９】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記第１光源からの光束は、前記液晶型素子に入射する前にビームシェイパを通過することを特徴とするので、前記液晶型素子に入射する光束は円形に近くなり、前記液晶型素子の機能を良好に発揮させることができる。
【００２０】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項７乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記対物レンズに隣接してその光源側に配置されており、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源からの光束は、前記液晶光学素子に対して光軸にほぼ平行に入射することを特徴とするので、前記液晶型素子の機能を良好に発揮させることができる。
【００２１】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の発明において、前記対物レンズと一体で光軸方向に移動可能となっていることを特徴とするので、アクチュエータ構成の簡略化を図ることができる。
【００２２】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至１４のいずれかに記載の発明において、前記液晶型素子の分子配列層は、複数の領域に分割され、それぞれの領域が光軸に対して回転対称に配置されていることを特徴とするので、球面収差の補正に効果的である。
【００２３】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の発明において、前記補正板には、輪帯構造が形成されていることを特徴とするので、色収差等の補正を行うことができる。
【００２４】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至１６のいずれかに記載の発明において、前記補正板には、回折構造が形成されていることを特徴とするので、色収差等の補正を行うことができる。
【００２５】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至１７のいずれかに記載の発明において、前記回折構造は、前記補正板の液晶素子側に形成されていることを特徴とするので、前記回折構造にゴミなど付着して回折効率の低下を招くことなどを抑制できる。
【００２６】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至１８のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置において、前記情報記録面上に形成される集光スポットのコマ収差は、前記補正板がない場合に比べて小さいことを特徴とするので、前記液晶型素子との収差補正の分担を行うことができる。ここで、「コマ収差」は、以下の式により表される。
コマ収差［λｒｍｓ］＝｛ＣＯＭＡ３２［λｒｍｓ］＋ＣＯＭＡ５２［λｒｍｓ］＋ＣＯＭＡ７２［λｒｍｓ］｝１／２
但し、
ＣＯＭＡ３：３次コマ収差（波面収差）  
ＣＯＭＡ５：５次コマ収差（波面収差）  
ＣＯＭＡ７：７次コマ収差（波面収差）  
【００２７】
請求項２０に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項１乃至１９のいずれかに記載の発明において、前記補正板には、ダイクロイックコートが形成されていることを特徴とするので、たとえば波長λ１の光束のみ通過させるなど、ダイクロイックコートの波長選択特性を利用して、より効果的に収差補正を行うことができる。
【００２８】
請求項２１に記載の光ピックアップ装置用の液晶型素子は、請求項２０に記載の発明において、前記ダイクロイックコートは、前記補正板の液晶素子側に形成されていると、ダイクロイックコートのキズ付きなどを抑制できる。
【００２９】
請求項２２に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）の第１光源と、液晶型素子及び対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記液晶型素子は、所定の電圧を印加されることにより所定の配向パターン状態となる液晶素子と、少なくとも入射する光束の波長に応じて、選択的に光束を出射する又は光束の出射角度を異ならせる補正板とが光軸方向に沿って配列され且つ一体化されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明と同様である。
【００３０】
請求項２３に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２に記載の発明において、前記液晶素子は、分子配列層よりなることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２に記載の発明と同様である。
【００３１】
請求項２４に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２又は２３に記載の発明において、前記補正板は、前記液晶素子より高い強度を有することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項３に記載の発明と同様である。
【００３２】
請求項２５に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至２４のいずれかに記載の発明において、前記補正板は、ガラス材料から形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項４に記載の発明と同様である。
【００３３】
請求項２６に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至２５のいずれかに記載の発明において、前記補正板は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項５に記載の発明と同様である。
【００３４】
請求項２７に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至２６のいずれかに記載の発明において、前記液晶素子は、光軸方向において前記補正板と平行平板との間に挟持されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項６に記載の発明と同様である。
【００３５】
請求項２８に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至２７のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、さらに波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、波長λ３（１．６・λ１≦λ３≦２．０・λ１且つλ２＜λ３）の第３光源とを有し、前記集光光学系が、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（０．８・ｔ１≦ｔ２≦１．２・ｔ１）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、更に前記第３光源からの光束を、厚さｔ３（１．９・ｔ１≦ｔ３≦２．１・ｔ１）の保護層を介して第３光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項７に記載の発明と同様である。
【００３６】
請求項２９に記載の光ピックアップ装置は、請求項２８に記載の発明において、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光情報記録媒体の判別を行う判別手段と、前記判別手段の判別結果に応じて、前記液晶素子に駆動電圧を印加することで、前記光情報記録媒体に応じて、その配向パターンを変化させる電圧印加手段とを有することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項８に記載の発明と同様である。
【００３７】
請求項３０に記載の光ピックアップ装置は、請求項２８又は２９に記載の発明において、前記波長λ２の光束を出射する第２光源と、前記波長λ３の光を出射する第３光源とがユニット化されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項９に記載の発明と同様である。
【００３８】
請求項３１に記載の光ピックアップ装置は、請求項２８又は２９に記載の発明において、前記波長λ２の光束を出射する第２光源と、前記波長λ３の光を出射する第３光源と、前記波長λ２の光束と前記波長λ３の光束を検出する光検出器とがユニット化されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１０に記載の発明と同様である。
【００３９】
請求項３２に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至３１のいずれかに記載の発明において、前記第２光源及び前記第３光源からの光束は、前記液晶型素子に入射する前に、回折構造が設けられた共通のコリメータを通過することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１１に記載の発明と同様である。
【００４０】
請求項３３に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至３２のいずれかに記載の発明において、前記第１光源からの光束は、前記液晶型素子に入射する前にビームシェイパを通過することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１２に記載の発明と同様である。
【００４１】
請求項３４に記載の光ピックアップ装置は、請求項２８乃至３３のいずれかに記載の発明において、前記液晶型素子は、前記対物レンズに隣接してその光源側に配置されており、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源からの光束は、前記液晶光学素子に対して光軸にほぼ平行に入射することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１３に記載の発明と同様である。
【００４２】
請求項３５に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至３４のいずれかに記載の発明において、前記液晶型素子を、前記対物レンズと一体で光軸方向に移動させるアクチュエータを有していることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１４に記載の発明と同様である。
【００４３】
請求項３６に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至３５のいずれかに記載の発明において、前記液晶型素子の分子配列層は、複数の領域に分割され、それぞれの領域が光軸に対して回転対称に配置されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１５に記載の発明と同様である。
【００４４】
請求項３７に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至３６のいずれかに記載の発明において、前記補正板には、輪帯構造が形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１６に記載の発明と同様である。
【００４５】
請求項３８に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至３７のいずれかに記載の発明において、前記補正板には、回折構造が形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１７に記載の発明と同様である。
【００４６】
請求項３９に記載の光ピックアップ装置は、請求項３８に記載の発明において、前記回折構造は、前記補正板の液晶素子側に形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１８に記載の発明と同様である。
【００４７】
請求項４０に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至３９のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置において、前記情報記録面上に形成される集光スポットのコマ収差は、前記補正板がない場合に比べて小さいことを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１９に記載の発明と同様である。
【００４８】
請求項４１に記載の光ピックアップ装置は、請求項２２乃至４０のいずれかに記載の発明において、前記補正板には、ダイクロイックコートが形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２０に記載の発明と同様である。
【００４９】
請求項４２に記載の光ピックアップ装置は、請求項４０に記載の発明において、前記ダイクロイックコートは、前記補正板の液晶素子側に形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２１に記載の発明と同様である。
【００５０】
本明細書で用いる「色収差補正」とは、波長が変化した場合に、対物レンズによる光軸方向の集光スポット位置（集光スポットの波面収差が最小となる位置）の変動を抑えることをいい、その結果、波長変動前の集光スポット位置（集光スポットの波面収差が最小となる位置）における波長変動後の波面収差が、光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生可能な範囲に抑えられることをいう。
【００５１】
本明細書中で用いる「回折構造」とは、光学素子の表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせた部分のことをいう。レリーフの形状としては、光学素子の表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものであり、そのような形状を特に「回折輪帯」という。
【００５２】
本明細書中において、対物レンズとは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズを指すものとする。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報記録媒体側（像側）の開口数ＮＡとは、対物レンズの最も光情報記録媒体側に位置する面の開口数ＮＡを指すものである。また、本明細書中では必要開口数ＮＡは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数、あるいはそれぞれの光情報記録媒体に対して、使用する光源の波長に応じ、情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数を示すものとする。
【００５３】
本明細書中において、第１光情報記録媒体とは、例えば、いわゆるＢＤ（Ｂｌｕｅｒａｙ  Ｄｉｓｃ）或いはＡＯＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ）のごとき高密度ＤＶＤ系の光ディスクをいい、第２光情報記録媒体とは、再生専用に用いるＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏの他、再生／記録を兼ねるＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ等の各種ＤＶＤ系の光ディスクを含むものである。又、第３光情報記録媒体とは、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系の光ディスクをいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図１は、高密度ＤＶＤ（第１の光ディスクともいう）、従来のＤＶＤ（第２の光ディスクともいう）及びＣＤ（第３の光ディスクともいう）の全てに対して情報の記録／再生を行える、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。図２は、液晶型素子の概略構成図である。尚、本実施の形態においては、第２半導体レーザＬＤ２と第３半導体レーザＬＤ３とは、同一基板上に隣接して配置され、いわゆる２レーザ１パッケージのごときユニット光源を構成している。
【００５５】
図１においては、第１光源としての第１半導体ＬＤ１（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４３０ｎｍ）から出射された光束は、ビームシェイパＢＳＬを通過して非点収差を補正され、第１のビームスプリッタＢＳ１を透過し、コリメータＣＬで平行光束に変換された後、更に第３のビームスプリッタＢＳ３を通過した後、液晶型素子ＬＣＤに入射する。
【００５６】
図２に示すように、液晶型素子ＬＣＤは、絶縁基板ＳＵＢ（液晶素子より強度の高いガラスもしくはプラスチック基板）、電極ＥＰ、光軸に対して回転対称に配置された分子配列層のみからなる液晶素子ＬＣ、電極ＥＰ、絶縁基板ＳＵＢ（液晶素子より強度の高いガラスもしくはプラスチック基板）を、この順に光軸方向に積層した構造を有しており、電極ＥＰのうち、少なくとも一方は光軸を中心とした輪帯パターンに分割されている。
【００５７】
後述する光検出器Ｓ１の出力信号に基づいて生成された情報記録面ＤＲ上の集光スポットの球面収差変化信号を用いて、このように輪帯パターンに分割された電極ＥＰに対し、電圧印加手段である電源ＰＳより所定の駆動電圧を印加すると、液晶素子層ＬＣの分子配列層の配列パターンが輪帯状に変化し、結果として、光軸を中心とした輪帯状の屈折率分布を液晶型素子ＬＣＤに持たせることができる。かかる輪帯状の屈折率分布を有する素子ＬＣＤを透過した光束の波面には球面収差が付加されるので、これにより温度変化に伴う半導体レーザＬＤ１の波長変化により発生する球面収差変化を補正することが可能となる。尚、光ピックアップ装置に光ディスクの判別手段（不図示）を設け、半導体レーザＬＤ１の光束を用いて情報の記録及び／又は再生を行うときと、半導体レーザＬＤ２、ＬＤ３の光束を用いて情報の記録及び／又は再生をおこなうときとで、液晶素子層ＬＣの分子配列層の配列パターンが異なるように、電源ＰＳから印加される駆動電圧を変更すると、半導体レーザから出射される光束の特性に応じた収差補正が可能となる。
【００５８】
さらに、本実施の形態では、一対の絶縁基板ＳＵＢの一方を補正板（他方は平行平板とする）として、その表面に光軸を中心として同心円状の回折構造が形成されている。かかる回折構造は、液晶素子ＬＣ側の面に形成されていると、ゴミなどの付着を阻止できるので好ましい。かかる回折構造は、通過する光束に対してコマ収差補正を行うようになっている。尚、絶縁基板ＳＵＢの一方もしくは双方に（好ましくは液晶素子側に）、波長選択性のあるダイクロイックコートを施しており、それにより開口絞りＩＲに関わらず、第３の半導体レーザＬＤ３の光束を絞っている。
【００５９】
液晶型素子ＬＣＤを通過した光束は、さらに開口絞りＩＲによって絞られ、対物レンズＯＢＬにより第１の光ディスクＤ１の保護層（厚さｔ１＝０．５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍ）を介して情報記録面に集光される。
【００６０】
そして情報記録面で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、液晶型素子ＬＣＤを透過して、第３のビームスプリッタＢＳ３で反射され、シリンドリカルレンズＣＹ１で非点収差が与えられ、センサンズＳＬ１を介して第１の光検出器Ｓ１へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスクＤ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００６１】
また、光検出器Ｓ１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴが第１半導体レーザＬＤ１からの光束を第１の光ディスクＤ１の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ及び液晶型素子ＬＣＤを一体で移動させると共に、半導体レーザＬＤ１からの光束を所定のトラックに結像するように移動させる。
【００６２】
一方、第２光源としての第２半導体レーザＬＤ２（波長λ２＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ）から出射された光束は、１／４波長板ＤＰ及び第２のビームスプリッタＢＳ２を透過し、第１のビームスプリッタＢＳ１で反射されて、コリメータＣＬで平行光束に変換された後、更に第３のビームスプリッタＢＳ２及び液晶型素子ＬＣＤを通過し、開口絞りＩＲによって絞られ、対物レンズＯＢＬにより第２の光ディスクＤ２の保護層（厚さｔ２＝０．５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍ）を介して情報記録面に集光される。
【００６３】
そして情報記録面で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、液晶型素子ＬＣＤ１７、第３のビームスプリッタＢＳ３，コリメータＣＬを通過し、第１のビームスプリッタＢＳ１で反射され、その後第２のビームスプリッタＢＳ２で反射され、シリンドリカルレンズＣＹ２で非点収差が与えられ、センサレンズＳＬ２を介して第２の光検出器Ｓ２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスクＤ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００６４】
また、光検出器Ｓ２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴが第２の半導体レーザＬＤ２からの光束を第２の光ディスクＤ２の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ及び液晶型素子ＬＣＤを移動させると共に、半導体レーザＬＤ２からの光束を所定のトラックに結像するように移動させる。
【００６５】
更に、第３光源としての第３半導体レーザＬＤ３（波長λ３＝７００ｎｍ〜８００ｎｍ）から出射された光束は、１／４波長板ＤＰ及び第２のビームスプリッタＢＳ２を透過し、第１のビームスプリッタＢＳ１で反射されて、コリメータＣＬで平行光束に変換された後、更に第３のビームスプリッタＢＳ２及び液晶型素子ＬＣＤを通過し、開口絞りＩＲによって絞られ、対物レンズＯＢＬにより第３の光ディスクＤ３の保護層（厚さｔ３＝１．１〜１．３ｍｍ、好ましくは１．２ｍｍ）を介して情報記録面に集光される。
【００６６】
そして情報記録面で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、液晶型素子ＬＣＤ１７、第３のビームスプリッタＢＳ３，コリメータＣＬを通過し、第１のビームスプリッタＢＳ１で反射され、その後第２のビームスプリッタＢＳ２で反射され、シリンドリカルレンズＣＹ２で非点収差が与えられ、センサレンズＳＬ２を介して第２の光検出器Ｓ２上へ入射し、その出力信号を用いて、第３の光ディスクＤ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００６７】
また、光検出器Ｓ２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴが第３の半導体レーザＬＤ３からの光束を第３の光ディスクＤ３の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ及び液晶型素子ＬＣＤを移動させると共に、半導体レーザＬＤ３からの光束を所定のトラックに結像するように移動させる。
【００６８】
本実施の形態では、液晶型素子ＬＣＤの液晶素子ＬＣにより、温度変化に起因する球面収差劣化等をリアルタイムで補正し、絶縁基板ＳＵＢによりコマ収差等を補正しているので、トータルで収差の少ない良好な特性を得ることができる。又、このような良好な特性を得るために、液晶型素子ＬＣＤを光路内に挿入すれば足り、コンパクトな光ピックアップ装置を得ることができる。
【００６９】
又、液晶型素子ＬＣＤの液晶素子ＬＣによりコマ収差等を補正し、絶縁基板ＳＵＢにより温度変化に起因する球面収差劣化等を補正することも可能ではあるが、液晶素子ＬＣの配向パターンを非円形にしなくてはならず、コスト増を招くおそれがあるので、本実施の形態が望ましい。さらに、コリメータレンズＣＬの光学面や、対物レンズＯＢＬの光学面に、回折輪帯やＮＰＳ等の輪帯構造を設けることで、コマ収差補正機能を分担すれば、光学面設計的に容易になる。又、ホロレーザのごとく、２つもしくは３つの半導体レーザに加えて光検出器をユニット化すれば、光ピックアップ装置のさらなるコンパクト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図２】液晶型素子ＬＣＤの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７１】
ＬＤ１  第１の半導体レーザ
ＬＤ２  第２の半導体レーザ
ＬＤ３  第３の半導体レーザ
Ｄ１  第１の光ディスク
Ｄ２  第２の光ディスク
Ｄ３  第３の光ディスク
Ｓ１  第１の光検出器
Ｓ２  第２の光検出器
ＢＳ１  第１のビームスプリッタ
ＢＳ２  第２のビームスプリッタ
ＢＳ３  第２のビームスプリッタ
ＢＳＬ  ビームシェイパ
ＣＬ  コリメートレンズ
ＬＣＤ  液晶型素子
ＩＲ  開口絞り
ＯＢＬ  対物レンズ
ＣＹ１，ＣＹ２  シリンドリカルレンズ
ＳＬ１，ＳＬ２  センサレンズ
【図１】
2005158102.tif 000003
【図２】
2005158102.tif 000004