(57)【要約】  光ディスクの厚さずれ等によって発生する収差をリニアに補正し、それによって記録・再生の精度を高めることができる新規な液晶収差補正素子を提供することを課題とする。  この課題を解決するため、本発明は、液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備える。電極２０には電極材の存在しない複数の非電極部位２０１を穴状に形成し、前記非電極部位２０１の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向してレンズ効果を生ずる。複数の非電極部位２０１は、電極２０上の位置によって大きさもしくは配置間隔又はその両方を変化させることで、収差をリニアに補正する。
2005036242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向するように構成してなる液晶収差補正素子。
【請求項２】
請求項１記載の液晶収差補正素子において、電極に形成する複数の非電極部位は、電極上の位置によって、大きさもしくは配置間隔又はその両方を変化させたことを特徴とする液晶収差補正素子。
【請求項３】
液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を前記電極上の位置によって大きさもしくは配置間隔又はその両方を変化させた配置パターンで形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向するように構成するとともに、相異なる電圧を印加する複数本の線状電極を前記配置パターンに沿って所定の間隔で配設してなる液晶収差補正素子。
【請求項４】
請求項２記載の液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の大きさ及び配置間隔は、電極上を同心円状に分けたときの半径方向に沿って変化することを特徴とする液晶収差補正素子。
【請求項５】
請求項３記載の液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の大きさ及び配置間隔が、電極上を同心円状に分けたときの半径方向に沿って変化し、複数本の線状電極は、前記同心円状に変化する配置パターンに沿って環状に配設されることを特徴とする液晶収差補正素子。
【請求項６】
請求項４記載の液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の配置間隔は、電極上の同心円状に分けられた各領域内において不規則であることを特徴とする液晶収差補正素子。
【請求項７】
請求項５記載の液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の配置間隔は、電極上の同心円状に分けられた各領域内において不規則であることを特徴とする液晶収差補正素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載の液晶収差補正素子において、非電極部位の形状が円形であることを特徴とする液晶収差補正素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置において、光ピックアップでの記録・再生時に生ずる収差を補正するために用いられる液晶収差補正素子の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報記録媒体としてＣＤ、ＤＶＤ等の各種光ディスクが知られている。これらの光ディスクは、回転することによる厚さずれや反り等によって収差（集光スポットの歪）を生ずるため、この収差を補正して記録・再生の精度を上げることが求められる。
特に最近では、次世代光ディスクとしてＢＤ（Blu-ray Disc）が注目されている。この規格は、光源波長を６５０ｎｍから４０５ｎｍに、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．６から０．８５に高め、面記録密度を従来のＤＶＤの約５倍に向上させたものである。ここで、厚さずれで生じる球面収差は、光源の波長に反比例し、ＮＡの４乗に比例するため、ＢＤでは収差が急激に増大する傾向がある。したがって、より高精度に収差を補正する技術の開発が望まれていた。【０００３】
上記収差を補正する技術として、コリメータレンズをアクチュエータで駆動させる方式と、液晶収差補正素子を利用する方式が知られている。
前者の方式は、アクチュエータが必要となるため光ピックアップが複雑になり、また高精度な補正には対応し切れないという問題があった。
これに対し、液晶収差補正素子は、液晶パネルの電極を同心円状に分割し、これにより光束の中央部と外縁部とで異なる位相制御を行うものが一般的である。【０００４】
例えば、（特許文献１）には、光ディスクで生じる球面収差の分布に対応付けられた同心円状の複数の電極部を有する第１電極層と、前記第１電極層に対向する第２電極層と、前記第１及び第２電極層に狭持され、前記第１及び第２電極層への印加電圧に応じた位相変化を通過する光ビームに生じせしめる液晶と、を有する収差補正素子が記載されている。【０００５】
また、（特許文献２）には、記録層を複数有する多層ディスクを再生するための多層ディスク再生装置に用いられる光ピックアップにおいて、光源と対物レンズの間の光路中に配置され、選択された記録層に応じて、前記光源から射出された光の波面収差を補正するための波面収差補正手段を備えた光ピックアップが記載されており、さらに、前記波面収差補正手段が、液晶素子により構成され、電圧を印加するための同心円状に分割された電極を備えることが記載されている。【０００６】
良好な補正を行うためには、発生した収差に対して逆の位相波を加えることが理想的である。したがって、上記従来の液晶収差補正素子の場合には、同心円状に分割された電極の領域をできるだけ多く形成することが望まれるが、素子は一般に超小型サイズ（直径３〜４ｍｍ程度）であるため、領域を増やすことは極めて困難（１０数階調程度が限界）であった。
それゆえ、発生する収差に対しリニアな補正を行うことのできる液晶収差補正素子の開発が望まれていた。【０００７】
また別の問題として、上述のように液晶収差補正素子を利用して逆の位相波を加えようとするとき、発生した収差が大きいと、その収差に見合うだけの位相差を得ることが困難になる場合があった。その結果、収差を完全に補正し切れないという問題があった。
したがって、発生する収差に対しリニアな補正を行うのと同時に、その補正の絶対量（位相差）を十分に得ることができる液晶収差補正素子の開発が望まれていた。【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２３７０７７号公報（請求項１、段落００１４）
【特許文献２】特開平１０−２６９６１１号公報（請求項１〜４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記従来の状況に鑑み、光ディスクの厚さずれ等によって発生する収差をリニアに補正し、それによって記録・再生の精度を高めることができる新規な液晶収差補正素子を提供することを目的とする。
また、収差をリニアに補正するだけでなく、その補正量が大きい新規な液晶収差補正素子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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の液晶収差補正素子は、液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向するように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の液晶収差補正素子は、電極に複数の非電極部位を形成し、その非電極部位の位置に形成される不均一な電界分布に沿って液晶分子を配向させることで、レンズ効果を生じさせる。これにより、光ディスクの厚さずれ等によって発生する収差をリニアに補正することができる。なお、印加電圧によって液晶の配向状態を制御し、それによって補正量を任意に変化させることが可能である。
本発明により、集光スポットの歪が補正され、記録・再生の精度を高めることができる。したがって、次世代の高密度光ディスクの補正素子として好適である。【００１２】
また、本発明の液晶収差補正素子は、複数の非電極部位の大きさや配置間隔を電極上の位置によって変化させるとともに、その非電極部位の配置パターンに沿って複数本の線状電極を所定の間隔で配設したことを特徴とする。これにより、非電極部位によって得られる位相差が、線状電極が配設されている複数箇所において強制的に高められ、全体として非電極部位に起因する位相差カーブが強調された、補正量の大きい状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態（１）に係る液晶収差補正素子の平面図である。
【図２】図１のＡ部分の拡大図である。
【図３】実施の形態（１）に係る液晶収差補正素子を断面図である。
【図４】実施の形態（１）に係る液晶収差補正素子の電圧印加時の状態を説明する図である。
【図５】実施の形態（２）に係る液晶収差補正素子の平面図である。
【図６】実施の形態（３）に係る液晶収差補正素子の平面図である。
【図７】実施の形態（３）に係る液晶収差補正素子によって得られる位相変化量を模式的に示す図である。
【図８】実施の形態（３）に係る液晶収差補正素子の製造過程を説明する図である。
【符号の説明】
【００１４】
１              液晶収差補正素子
１０            液晶
２０            電極
２１            電極
２０１          非電極部位
３０            基板
３１            基板
４０ａ〜４０ｄ  線状電極
４００          電極
５０            ＳｉＯ２膜
Ｅ              電界
Ｓ１、Ｓ２      端子
Ｒ１〜Ｒ３      抵抗
Ｐ、Ｑ          位相差カーブ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向するように構成してなる液晶収差補正素子を提供するものである（第１発明）。【００１６】
この構成によれば、複数形成された非電極部位の中心部では電極に対して垂直方向に弱い電界が形成され、非電極部位の端の部分では電界が傾いた方向に形成されるため、その電界分布に沿って液晶分子が不均一に配向することで、非電極部位の中心から周辺にかけて屈折率が連続的に変化するレンズ効果が得られる。したがって、そのレンズ部分に光束を通過させることで、所定の位相差が与えられ収差が補正される。【００１７】
また、本発明は、上記第１発明に係る液晶収差補正素子において、電極に形成する複数の非電極部位は、電極上の位置によって、大きさもしくは配置間隔又はその両方を変化させたことを特徴とする。【００１８】
この構成によれば、非電極部位の大きさもしくは配置間隔を変化させることで、それぞれの領域で得られる位相差が設定され、素子全体として収差に応じた最適な補正が行われる。【００１９】
また、本発明は、液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を前記電極上の位置によって大きさもしくは配置間隔又はその両方を変化させた配置パターンで形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向するように構成するとともに、相異なる電圧を印加する複数本の線状電極を前記配置パターンに沿って所定の間隔で配設してなる液晶収差補正素子を提供するものである（第３発明）。【００２０】
この構成によれば、上述のようにレンズ効果を伴う非電極部位の大きさもしくは配置間隔を変化させることで、発生する収差に応じた位相差カーブが得られるとともに、複数本の線状電極を配設し所定部位にさらに電圧を印加することによって、上記の位相差カーブが強調され、最適な補正量となる。【００２１】
また、本発明は、上記第２発明に係る液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の大きさ及び配置間隔は、電極上を同心円状に分けたときの半径方向に沿って変化することを特徴とする（第４発明）。【００２２】
この構成によれば、得られる位相差を同心円状に変化させることで、球面収差が良好に補正される。【００２３】
また、本発明は、上記第３発明に係る液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の大きさ及び配置間隔が、電極上を同心円状に分けたときの半径方向に沿って変化し、複数本の線状電極は、前記同心円状に変化する配置パターンに沿って環状に配設されることを特徴とする（第５発明）。【００２４】
この構成によれば、環状に配設した線状電極により、電極の半径方向に沿った複数の箇所における位相差が強制的に引き上げられ、上記非電極部位による作用と相まって球面収差が良好に補正される。【００２５】
また、本発明は、上記第４又は第５発明に係る液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の配置間隔は、電極上の同心円状に分けられた各領域内において不規則であることを特徴とする（第６発明）。【００２６】
この構成によれば、隣接する非電極部位との間隔を不規則（ランダム）にすることで、光干渉効果による波面の乱れが防止される。【００２７】
さらに、本発明は、上記第１〜第６発明に係る液晶収差補正素子において、非電極部位の形状が円形であることを特徴とする（第７発明）。【００２８】
この構成によれば、発生する収差に対して非電極部位の形状が最適化される。【００２９】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の実施の形態（１）を図１〜４に示す。図１は液晶収差補正素子１の平面図であり、図２は図１のＡ部分の拡大図、そして図３は液晶収差補正素子１の断面を拡大した図である。図３に示すように、液晶収差補正素子１は、液晶１０と、その液晶１０を挟んで対向する２つの電極２０、２１、及び基板３０、３１とを備え、電極２０には電極材の存在しない複数の非電極部位２０１が穴状に形成されている。なお、図３において、基板３０、３１上に設けられる反射防止膜（ＡＲ膜）や、電極２０、２１と液晶１０との間に一般的に設けられる液晶配向膜、透明絶縁層等は図示を省略している。また、電極２０及び電極２１には電圧を印加するためリード線等が接続されている。【００３０】
図１に示すように、複数の非電極部位２０１は、電極２０上の位置によって大きさ及び配置間隔を連続的に変化させている。なお、非電極部位２０１の数は、図１では便宜上少なく描いているが、実際には図２に示すように多数の非電極部位２０１が微細に形成されている。そして、この実施の形態（１）では、電極２０上を同心円状に分けたときの半径方向Ｒに沿って、非電極部位２０１の大きさｄ１が大きい径から一旦小さい径となり再び大きい径となるように、また、配置間隔ｄ２が広い間隔から一旦狭い間隔となり再び広い間隔となるように連続的なパターンを形成している。【００３１】
電極２０、２１間に電圧を印加した場合、非電極部位２０１の近傍での電界Ｅの状態は図４に示すようになる。すなわち、電極２０と電極２１とが対向している部分ａでは、電極に垂直な方向へ強い電界が形成され、非電極部位２０１の中心部である部分ｂでは、やはり電極に垂直な方向へ弱い電界が形成される。そして、非電極部位２０１と電極２０との境界に近い部分ｃでは、電極２０へ向かって電界が傾いた状態となる。【００３２】
すると、液晶１０の誘電異方性が正である場合には、液晶分子が電界Ｅに沿って配向するため、部分ａでは液晶分子が電極に対して垂直に並び、部分ｂでは電界が弱いため電極に平行な状態のままとなり、部分ｃでは斜めに配向することになる。すなわち、非電極部位２０１の内側において液晶が不均一な配向状態となる。このとき、素子を通過する光（異常光）に対する屈折率は、非電極部位２０１の中心から周辺へ向かって連続的に小さくなる分布を形成するため、非電極部位２０１の部分においては凸レンズの効果を示すことになる。これにより、通過する光に位相差を与えることができる。
したがって、図１のように、非電極部位２０１の大きさ及び配置間隔を電極上の位置によって連続的に変化させた場合、それぞれの位置で得られる位相差は異なるため、発生する収差に応じて非電極部位２０１の配置パターンを適宜設計することで、素子全体として収差をリニアに補正することができる。【００３３】
なお、印加する電圧を変化させた場合、それに応じて液晶分子の配向状態が変化する。例えば、電圧を大きくした場合には、非電極部位２０１の中心でも液晶分子が垂直に配向するため、逆に、非電極部位２０１の中心から周辺にかけて屈折率が大きくなる凹レンズ効果を示すようになる。すなわち、印加する電圧によって、素子全体で得られる位相差カーブを変化させることができるため、例えば再生（ＲＦ）波形に基づいて補正量を計算し、その結果に応じて電圧を制御することで発生する収差をリアルタイムで補正することも可能である。【００３４】
また、図１の例では、非電極部位２０１の大きさ及び配置間隔を、半径方向Ｒに沿って変化させている。このようにすると、非電極部位２０１の配置パターンに対応して同心円状に変化する位相差カーブが得られるため、ディスクの厚さずれによって発生する球面収差を良好に補正することができる。しかも、非電極部位２０１の大きさ及び配置間隔は連続的に変化させているため、電極を同心円状に分割した従来の収差補正素子のように階段状の不連続な補正ではなく、よりリニアな補正が可能となる。【００３５】
さらに、非電極部位２０１の配置間隔は、電極２０上の同心円状に分けられた各領域内（例えば領域Ｘ、領域Ｙ）で不規則（ランダム配置）とすることが好ましい。すなわち、図２に示すように、配置間隔ｈ１とｈ２とが若干異なるようにする。このようにすると、隣接する非電極部位をそれぞれ通過する光が互いに干渉し合って波面が乱れるような事態を防止することができる。
なお、光の波長と配置間隔との関係で干渉効果がほとんど無いと見込まれる場合には、ｈ１とｈ２とを同一にして規則的に配置しても構わない。【００３６】
電極２０、２１としては、従来知られた一般的な電極を用いることができる。具体的には、透明な基板３０、３１に対してインジウム−スズ酸化膜を形成したＩＴＯ電極が好適に用いられる。非電極部位２０１を形成する側の電極２０については、例えばアルミニウム等の金属を基板３０上に蒸着等することによって構成しても良い。【００３７】
また、非電極部位２０１を形成する方法としては、まず基板３０上の全面に電極２０を形成した後に、フォトプロセスによって複数の非電極部位２０１を所望の配置パターンで形成する方法が好適に用いられる。このようにすると、連続的に変化する微細な配置パターンを容易に作り出すことができる。あるいは、基板３０に電極２０を蒸着、めっき等する際にマスクを介して行う方法を用いても良い。【００３８】
図５には、本発明の実施の形態（２）を示す。この液晶収差補正素子１は、上記実施の形態（１）と同様に、電極２０に複数の非電極部位２０１を形成しているが、非電極部位２０１の大きさを同径としている。そして、電極２０の中心から周辺に向かって、非電極部位２０１の配置間隔を広い間隔から狭い間隔、再び広い間隔へと連続的に変化させている。このように、非電極部位２０１の配置に疎密を持たせた場合には、電圧印加時に個々の非電極部位におけるレンズ効果によって、非電極部位２０１の密度が濃い領域と薄い領域とでは得られる位相差が異なり、全体として素子を通過する光束の球面収差をリニアに補正することができる。【００３９】
次に、本発明の実施の形態（３）について図６〜図８に基づき説明する。図６の液晶収差補正素子１は、上記実施の形態（１）と同様に、液晶を挟む電極２０に複数の非電極部位２０１を形成し、その非電極部位２０１の大きさ及び配置間隔を半径方向Ｒへ連続的に変化させている。そして、この実施の形態（３）では、非電極部位２０１の配置パターン（同心円状に変化するパターン）に沿って環状の線状電極４０ａ〜４０ｄを配設したことを特徴としている。【００４０】
線状電極４０ａ〜４０ｄは、端子Ｓ１、Ｓ２に接続されており、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を利用して相異なる電圧が印加されるように構成されている。
この液晶収差補正素子１によって得られる位相差カーブを、図７に模式的に示す。図７に示すように、非電極部位２０１のレンズ効果によって位相差カーブＰが得られるとき、線状電極４０ａ〜４０ｄが配設された部位ｓ、ｔ、ｕ、ｖにおいて液晶がより配向し、それによって位相差が所定量だけ引き上げられ、結果として補正量の大きい位相差カーブＱの状態となる。ここで、線状電極４０ａ〜４０ｄの配設する位置、及びそれぞれに印加する電圧値は、非電極部位２０１に起因する位相差カーブＰに基づいて決定することができる。すなわち、位相差カーブＰの位相変化量に比例した電圧値を設定することが好ましく、例えば端子Ｓ１、Ｓ２間に１Ｖの電圧を印加する場合、線状電極４０ａ（図７のｓに相当する）には０Ｖ、線状電極４０ｂ（ｔに相当）には０．６Ｖ、線状電極４０ｃ（ｕに相当）には１Ｖ、線状電極４０ｄ（ｖに相当）には０．１Ｖ、の印加電圧となるように抵抗Ｒ１〜Ｒ３を設定することができる。なお、線状電極４０ａ〜４０ｄについては、図６の回路構成に限定されないことは無論である。【００４１】
図８には、実施の形態（３）に係る液晶収差補正素子１の製造過程の一例を示す。まず、図８（ａ）に示すように、ガラスの基板３０上にＩＴＯ等の電極４００（低抵抗膜、数〜数十Ω）を形成する。なお、この例では基板３０と電極４００との間にＳｉＯ２膜５０を形成している。この膜は、基板３０からのナトリウム分の溶出を防ぐパッシベーション膜であり、必要に応じて設けることができる。【００４２】
続いて、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、電極４００のパターンニングを行って線状電極４０ａを形成し、その上にＩＴＯ等の電極２０（高抵抗膜、数十〜数百ｋΩ）を形成する。そして、図８（ｄ）に示すように、所定の位置に複数の非電極部位２０１を形成することにより、線状電極４０ａ（４０ｂ〜４０ｄ）と電極２０とが形成された目的の基板を得ることができる。なお、線状電極４０ａは、素子の大きさに比べて極細（数〜数十μｍ程度）であるため、場合によってはＩＴＯ以外の不透明な金属で構成しても良い。【００４３】
複数の非電極部位２０１の配置パターンは、上記実施の形態（１）〜（３）に限定されない。すなわち、発生する収差等に応じて、非電極部位２０１の大きさもしくは配置間隔又はその両方を電極２０上の位置によって適宜設定することができる。具体的には、例えば、図１とは逆に非電極部位の大きさを電極２０の中心から周辺に向かって小さい径から大きい径、また小さい径へと連続的に変化させる場合、あるいは図５とは逆に、非電極部位の配置間隔を電極２０の中心から周辺に向かって狭い間隔から広い間隔、また狭い間隔へと連続的に変化させる場合等が挙げられる。また、図１及び５のように大きさ及び配置間隔を同心円状に変化させる場合に限らず、例えば電極２０を左右の領域に分けたときに、それぞれの領域で異なる配置パターンとなるように形成しても良い。この場合には、ディスクの反り等によって生じるコマ収差を有効に補正することができる。【００４４】
なお、上記各実施の形態では、電極２０にのみに非電極部位２０１を形成していたが、電極２０と電極２１の両方に非電極部位を形成しても良い。この場合、電極２１の近傍でも液晶分子が不均一に配向するため、得られるレンズ効果がより強くなり、補正量を大きくすることができる。
また、電極２０を、分割された幾つかの電極から構成し、それぞれに複数の非電極部位を形成し、各電極に異なる電圧を印加することによって全体としてさらに複雑な位相差カーブを与えることもできる。【００４５】
また、対向する電極は、上記のように一対とは限らず、それ以上の電極が液晶を挟みつつ積層していても良い。【００４６】
上記実施の形態（１）〜（３）では、複数の非電極部位２０１の形状が円形の場合について説明したが、これに限定されず、例えば発生する収差の種類や、ラビング方向等を考慮して、別の形状にすることができる。具体的には、楕円形状、半円形状等が挙げられる。【００４７】
以上のような液晶収差補正素子１は、例えばレーザ光源、偏光子、１／２波長板、１／４波長板、対物レンズ、受光素子等とともに光ピックアップを構成し、光ディスク装置に組み込んで使用することができる。
発生する収差をリニアに補正可能であるため、次世代ＢＤや、多層ディスク等の高密度光ディスクにも好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の液晶収差補正素子は、光ディスク装置において、光ピックアップでの記録・再生時に生ずる収差を補正するために用いられる。
【図１】
2005036242.tif 000003
【図２】
2005036242.tif 000004
【図３】
2005036242.tif 000005
【図４】
2005036242.tif 000006
【図５】
2005036242.tif 000007
【図６】
2005036242.tif 000008
【図７】
2005036242.tif 000009
【図８】
2005036242.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月30日(2005.9.30)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向させ、複数の非電極部位の大きさ及び配置間隔は、電極上を同心円状に分けたときの半径方向に沿って変化するように構成してなる液晶収差補正素子。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を前記電極上の位置によって大きさもしくは配置間隔又はその両方を変化させた配置パターンで形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向するように構成するとともに、相異なる電圧を印加する複数本の線状電極を前記配置パターンに沿って所定の間隔で配設してなる液晶収差補正素子。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
請求項３記載の液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の大きさ及び配置間隔が、電極上を同心円状に分けたときの半径方向に沿って変化し、複数本の線状電極は、前記同心円状に変化する配置パターンに沿って環状に配設されることを特徴とする液晶収差補正素子。
【請求項６】
請求項１記載の液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の配置間隔は、電極上の同心円状に分けられた各領域内において不規則であることを特徴とする液晶収差補正素子。
【請求項７】
請求項５記載の液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の配置間隔は、電極上の同心円状に分けられた各領域内において不規則であることを特徴とする液晶収差補正素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載の液晶収差補正素子において、非電極部位の形状が円形であることを特徴とする液晶収差補正素子。
【手続補正００２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［図８］実施の形態（３）に係る液晶収差補正素子の製造過程を説明する図である。
【符号の説明】
【００１４】１              液晶収差補正素子
１０            液晶
２０            電極
２１            電極
２０１          非電極部位
３０            基板
３１            基板
４０ａ〜４０ｄ  線状電極
４００          電極
５０            ＳｉＯ２膜
Ｅ              電界
Ｓ１、Ｓ２      端子
Ｒ１〜Ｒ３      抵抗
Ｐ、Ｑ          位相差カーブ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  本発明は、液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向させ、複数の非電極部位の大きさ及び配置間隔は、電極上を同心円状に分けたときの半径方向に沿って変化するように構成してなる液晶収差補正素子を提供するものである（第１発明）。
【００１６】  この構成によれば、複数形成された非電極部位の中心部では電極に対して垂直方向に弱い電界が形成され、非電極部位の端の部分では電界が傾いた方向に形成されるため、その電界分布に沿って液晶分子が不均一に配向することで、非電極部位の中心から周辺にかけて屈折率が連続的に変化するレンズ効果が得られる。したがって、そのレンズ部分に光束を通過させることで、所定の位相差が与えられ収差が補正される。また、非電極部位の大きさもしくは配置間隔を変化させることで、それぞれの領域で得られる位相差が設定され、素子全体として収差に応じた最適な補正が行われる。さらに、この構成によれば、得られる位相差を同心円状に変化させるこで、球面収差が良好に補正される。
【００１７】


【手続補正００３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【００１８】
【００１９】また、本発明は、液晶と、前記液晶を挟んで対向する複数の電極とを備え、前記電極の少なくとも一つには電極材の存在しない複数の非電極部位を前記電極上の位置によって大きさもしくは配置間隔又はその両方を変化させた配置パターンで形成し、前記非電極部位の内側では電圧印加時に液晶が不均一に配向するように構成するとともに、相異なる電圧を印加する複数本の線状電極を前記配置パターンに沿って所定の間隔で配設してなる液晶収差補正素子を提供するものである（第２発明）。
【００２０】  この構成によれば、上述のようにレンズ効果を伴う非電極部位の大きさもしくは配置間隔を変化させることで、発生する収差に応じた位相差カーブが得られるとともに、複数本の線状電極を配設し所定部位にさらに電圧を印加することによって、上記の位相差カーブが強調され、最適な補正量となる。
【００２１】
【００２２】
【００２３】  また、本発明は、上記第２発明に係る液晶収差補正素子において、複数の非電極部位の大きさ及び配置間隔が、電極上を同心円状に分けたときの半径方向に沿って変化し、複数本の線状電極は、前記同心円状に変化する配置パターンに沿って環状に配設されることを特徴とする（第３発明）。
【００２４】  この構成によれば、環状に配設した線状電極により、電極の半径方向に沿った複数の箇所における位相差が強制的に引き上げられ、上記非電極部位による作用と相まって球面収差が良好に補正される。
【００２５】  また、本発明は、上記第１又は第３発明に係る液晶収差補正素子において、複数


【手続補正００４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
の非電極部位の配置間隔は、電極上の同心円状に分けられた各領域内において不規則であることを特徴とする（第４発明）。
【００２６】  この構成によれば、隣接する非電極部位との間隔を不規則（ランダム）にすることで、光干渉効果による波面の乱れが防止される。
【００２７】  さらに、本発明は、上記第１〜第４発明に係る液晶収差補正素子において、非電極部位の形状が円形であることを特徴とする（第５発明）。
【００２８】  この構成によれば、発生する収差に対して非電極部位の形状が最適化される。
【００２９】  以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の実施の形態（１）を図１〜４に示す。図１は液晶収差補正素子１の平面図であり、図２は図１のＡ部分の拡大図、そして図３は液晶収差補正素子１の断面を拡大した図である。図３に示すように、液晶収差補正素子１は、液晶１０と、その液晶１０を挟んで対向する２つの電極２０、２１、及び基板３０、３１とを備え、電極２０には電極材の存在しない複数の非電極部位２０１が穴状に形成されている。なお、図３において、基板３０、３１上に設けられる反射防止膜（ＡＲ膜）や、電極２０、２１と液晶１０との間に一般的に設けられる液晶配向膜、透明絶縁層等は図示を省略している。また、電極２０及び電極２１には電圧を印加するためリード線等が接続されている。
【００３０】  図１に示すように、複数の非電極部位２０１は、電極２０上の位置によって大きさ及び配置間隔を連続的に変化させている。なお、非電極部位２０１の数は、図１では便宜上少なく描いているが、実際には図２に示すように多数の非電極部位２０１が微細に形成されている。そして、この実施の形態（１）では、電極２０上を同心円状に分けたときの半径方向Ｒに沿って、非電極部位２０１の大きさｄ１が大きい径から一旦小さい径となり再び大きい径となるように、また、配置間隔ｄ２が広い間隔から一旦狭い間隔となり再び広い間隔となるように連続的なパターンを形成している。
【００３１】  電極２０、２１間に電圧を印加した場合、非電極部位２０１の近傍での電界Ｅの状態は図４に示すようになる。すなわち、電極２０と電極２１とが対向している部分ａでは、電極に垂直な方向へ強い電界が形成され、非電極部位２０１の中心部である部分ｂでは、やはり電極に垂直な方向へ弱い電界が形成される。そして、非電極部位２０１と電極２０との境界に近い部分ｃでは、電極２０へ向かって電界が傾いた状態となる。




【国際調査報告】
2005036242.tif 000011
2005036242.tif 000012
2005036242.tif 000013
2005036242.tif 000014