(57)【要約】光コンポーネントは、物質（６１２、６２２）間の形状づけられた（例えば、曲げられた）インターフェイスを有する２つの隣接する物質（６１０、６２０）を有する。第１物質（６１０）は複屈折する。第２物質（６２０）は、予め定められた角度において、複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録担体の情報層を走査する光走査装置であって、
放射ビームを生成する放射源と、
前記情報層に前記放射ビームを収束する対物システムと、
を有し、
当該装置は光学素子を含み、
前記光学素子は、少なくとも２つの隣接した物質であり、前記物質間に形状づけられたインターフェイスを有する前記物質を有し、
少なくとも第１の前記物質は複屈折であり、
第２の前記物質は予め定められた角度において前記複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記放射源は偏光放射ビームを生成し、
前記光走査装置は更に、前記偏光された放射源が前記光学素子に入射する前記角度を制御可能に変えるビーム回転手段を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ビーム回転手段は前記素子を回転することを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記ビーム回転手段は、前記偏光放射ビームの前記偏光角を変えることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】
前記第２の物質は、複屈折であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記第２の物質は屈折率ｎｓを有し、前記複屈折物質は常屈折率ｎｏと異常屈折率ｎｅとを有し、ｎｅ≧ｎｓ≧ｎｏ又はｎｅ≦ｎｓ≦ｎｏであることを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項記載の装置
【請求項７】
前記第１及び第２の物質のうち少なくとも１つがレンズとして形成されていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか一項記載の装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の物質のうち少なくとも１つが平凹レンズ及び平凸レンズのうちの少なくとも１つとして形成されていることを特徴とする請求項１乃至７いずれか一項記載の装置。
【請求項９】
前記２つの物質の１つが平凹レンズとして、前記２つの物質の他方が平凸レンズとして形成されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか一項記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの隣接した物質であり、前記物質間に曲げられたインターフェイスを有する前記物質を有し、
少なくとも第１の前記物質は複屈折であり、
第２の前記物質は予め定められた角度において前記複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする光コンポーネント。
【請求項１１】
前記インターフェイスは曲げられていることを特徴とする請求項１０記載の光コンポーネント。
【請求項１２】
前記第１の物質は、ポリマー化された等方性配向の液晶を有することを特徴とする請求項１０又は１１記載の光コンポーネント。
【請求項１３】
前記光学素子の前記外面の少なくとも１つが平面であることを特徴とする請求項１０乃至１２いずれか一項記載の光コンポーネント。
【請求項１４】
光記録担体の情報層であって、厚さｔｄ及び屈折率ｎｄの透過層によって被覆される前記情報層を走査する光走査装置の製造方法であって、
放射ビームを生成する放射源を設けるステップと、
光学素子を設けるステップと、を有する方法で、
前記光学素子は、少なくとも２つの隣接した物質であり、前記物質間に形状づけられたインターフェイスを有する前記物質を有し、
少なくとも第１の前記物質は複屈折であり、
第２の前記物質は予め定められた角度において前記複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
少なくとも２つの隣接した物質であり、前記物質間に曲げられたインターフェイスを有する前記物質を設けるステップを有し、
少なくとも第１の前記物質は複屈折であり、
第２の前記物質は予め定められた角度において前記複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする光コンポーネントの製造方法。
【請求項１６】
ボンディング層が形成された第１の面を有する基板と、少なくとも１部にアライメント層が形成された形成された面を有するモールドとの間に物質を位置づけるステップと、
前記モールドと前記基板を一緒に持っていき、前記基板の前記第１の面と前記モールドの前記形成された面との間に前記物質を挟むステップと、
前記物質をポリマー化し、前記第１の物質を形成するステップと、
前記物質を前記ボンディング層に接着するステップと、
前記接着されたポリマー化された物質を有する前記基板を前記モールドから取り除くステップと、
前記ポリマー化された第１の物質の前記形成された面をポリマー化可能な更なる物質で被覆するステップと、
前記更なる物質をポリマー化し、前記第２の物質を形成するステップと、
を有することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折物質を有する光コンポーネント、そのようなコンポーネントを含む装置、及びそのようなコンポーネント及び装置の製造方法に関する。コンポーネントは、特にこれに限定されないが、光走査装置における光学素子として使用される。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置において使用される光ピックアップユニットが知られている。光ピックユニットは光ディスクのトラックを横切って走査する可動支持体上に設けられている。製造コストを減らし、走査装置に設けられた他のコンポーネントのための更なるスペースを許容すべく、光ピックアップユニットの大きさ及び複雑さは、望ましくは、出来るだけ実行性あるように減少される。
【０００３】
現代の光ピックアップユニットは、一般的には、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）フォーマットのような少なくとも２つの光ディスクのフォーマットとコンパチブルである。最近、約２５ＧＢのデータ記憶容量（ＣＤの場合は６５０ＭＢの容量であり、ＤＶＤの場合は、４．７ＧＢの容量である）を提供する青色光ディスク（ＢＤ）フォーマットが提案されている。
【０００４】
小さい焦点スポット（焦点スポットの大きさは約λ／ＮＡである）を提供するために、小さい走査波長及び大きい開口数（ＮＡ）を使って、大きな容量の記憶が実行可能となり、ディスクの情報層中のより小さいマークを読み込むことができる。例えば、典型的なＣＤフォーマットは波長７８５ｎｍ及び開口数０．４５の対物レンズを利用し、ＤＶＤは波長６５０ｎｍ及び開口数０．６５を用い、ＢＤシステムは波長４０５ｎｍ及び開口数０．８５を用いる。
【０００５】
典型的には、物質の屈折率は波長の機能として様々である。従って、レンズは異なる焦点ポイント及び異なる入射波長の異なる性能を提供するものである。更には、ディスクは異なる厚さの透過層を有してもよく、これゆえ、異なるタイプのディスクに異なる焦点ポイントが要求される。
【０００６】
幾つかの例では、ディスク当りにおける情報層の数の増加により、記憶容量は更に増加する。例えば、二重層ＢＤディスクは２５μｍ厚さのスペーサ層によって分けられた２つの情報層を有する。このため、光ピックアップユニットからの光は、第２の情報層に焦点をあてるときに、スペーサ層を介して進まなければならない。これは、球面収差、即ち、光の収束錐の軸に接近した光が、当該錐の外における光と比較して異なる焦点ポイントを有するという現象、をもたらす。これは、焦点スポットのぶれ及びディスクの読み込みにおける忠実度の損失をもたらす。
【０００７】
二重層の読込み及びバックワードコンパチブル性（即ち、異なるディスクフォーマットのために使用される同じ光システム）を実行するために、球面収差を補償する偏光感受レンズ（ＰＳレンズ）が提案されている。そのようなレンズは、液晶のような複屈折物質によって形成され得る。複屈折は、光ビームの２つの偏光の異なる屈折率の存在を示す。複屈折物質は、異常屈折率（ｎｅ）及び常屈折率（ｎｏ）を有し、屈折率間の相違はΔｎ＝ｎｅ−ｎｏである。ＰＳレンズは、同じ又は異なる波長が異なる偏光によりレンズに入射されることを保証することにより、単一又は異なる波長のための焦点ポイントを提供するために用いられ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態の目的は、先行技術の１以上の課題を扱う改良された光コンポーネントを提供するものである。
【０００９】
本発明の実施形態の目的は、入射光の方向を変えないようにニュートラル状況に切り替え可能な複屈折レンズと、そのようなレンズの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の観点では、本発明は、光記録担体の情報層を走査する光走査装置であって、放射ビームを生成する放射源と、前記情報層に前記放射ビームを収束する対物システムと、を有し、当該装置は光学素子を含み、前記光学素子は、少なくとも２つの隣接した物質であり、前記物質間に形状づけられたインターフェイスを有する前記物質を有し、少なくとも第１の前記物質は複屈折であり、第２の前記物質は予め定められた角度において前記複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする装置を提供することにある。
【００１１】
このような２つの物質を有する素子を設けることにより、インターフェイスによって定められた光学機能は効果的にニュートラル状況に切換えられ得る。例えば、インターフェイスが曲がっている場合は、インターフェイスのレンズの特性は切換えられ得り、放射の偏光されたビームが正しい配向を有する素子に入射することを保証することによって如何なる焦点又は分散効果をもたらさない。これは、走査装置内での光学配置の単純化を許容するものである。更には、第２の物質は、少なくとも部分的に、複屈折物質を保護するように動作可能である。
【００１２】
別の観点では、本発明は、少なくとも２つの隣接した物質であり、前記物質間に曲げられたインターフェイスを有する前記物質を有し、少なくとも第１の前記物質は複屈折であり、第２の前記物質は予め定められた角度において前記複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする光コンポーネントを提供することにある。
【００１３】
更なる観点では、本発明は、光記録担体の情報層であって、厚さｔｄ及び屈折率ｎｄの透過層によって被覆される前記情報層を走査する光走査装置の製造方法であって、放射ビームを生成する放射源を設けるステップと、光学素子を設けるステップと、を有する方法で、前記光学素子は、少なくとも２つの隣接した物質であり、前記物質間に形状づけられたインターフェイスを有する前記物質を有し、少なくとも第１の前記物質は複屈折であり、第２の前記物質は予め定められた角度において前記複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする方法を提供することにある。
【００１４】
別の観点では、本発明は、少なくとも２つの隣接した物質であり、前記物質間に曲げられたインターフェイスを有する前記物質を設けるステップを有し、少なくとも第１の前記物質は複屈折であり、第２の前記物質は予め定められた角度において前記複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする光コンポーネントの製造方法を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明をより理解するために、本発明の実施形態がどのように効果をもたらすのか、図面を参照して説明される。
【００１６】
光コンポーネント（又は光コンポーネントの部分、光学要素）は、曲面を含み、光の焦点をあわしたり（例えば、凸レンズ）又は光を散乱させる（例えば、凹レンズ）。曲面を有する複屈折光学要素は、偏った放射ビームが光学要素に入射する角度に依拠して、異なる焦点又は散乱効果をもたらす。
【００１７】
同様に、他のコンポーネントの光学要素は、ステップ機能及び回折格子のような他の球面表面（即ち、非平面）によってもたらされる。
【００１８】
本発明の発明者は、曲面（又は形状づけられた面）の近傍に、予め決められた角度において複屈折物質の屈折率と実質的に等しい屈折率を有する更なる物質を提供することにより、この予め決められた角度において面（即ち、複屈折物質と追加的物質との間のインターフェイス）に偏光された光が入射すると、屈折率整合のために、その面はニュートラルな効果（例えば、光が焦点をあわしたり分散したりするように動作しない）を得る。
【００１９】
無機複屈折物質（即ち、カルサイトのような結晶）では、原子構造は非対称である。これは、異なる方向での物質の物理的定数における異方性へと導く。これらの１つが屈折率である。異なる光軸に沿って進む光の偏光ビームを考える。光軸に垂直及び平行に進むときに異なる屈折率が観察される１つの光軸がある。常にという訳ではないが、一般には、３つの軸の２つが３番目の軸の屈折率よりも高い屈折率を有する。
【００２０】
液晶のような有機結晶では、原子構造の相違については説明できない。常にという訳ではないが、一般には、３つの軸の２つが３番目の軸の屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００２１】
液晶の分子が一列に配列されている方向はディレクターと呼ばれる。ディレクターと平行な偏光面と共に伝搬する光は、異常屈折率ｎｅを経験する。
【００２２】
図１は、本発明の望ましい実施形態の光コンポーネント６００を示す。光コンポーネント６００は、２つの部分から形成される。第１の部分は、複屈折材料からなる平凸レンズ６１０である。複屈折材料は典型的な液晶からなるので、常屈折率ｎｏをもたらす２つの常軸と、屈折率ｎｅをもたらす１つの異常軸を有する。コンポーネントの第２の部分は平凹レンズ６２０を有する。この実施形態では、ｎｅ≧ｎｓ≧ｎｏの場合に、平凹レンズは均一の屈折率ｎｓを有する材料から形成される。この実施形態では、ｎｓ＝ｎｏである。複屈折物質の異常軸は、コンポーネントの常態と垂直である。
【００２３】
曲げられたインターフェイスは、凹レンズ６２０の凹面６２２と整合する平凸レンズ６１０の凸面６１２に対応する。
【００２４】
偏光された光が、ｎｓ＝ｎｏとしてディレクターと垂直な偏光面と共に複屈折物質の常軸に沿って光コンポーネント６００に入射されたときに、光は如何なるレンズ効果を経験しない、即ち、コンポーネントは光学的にニュートラルなコンポーネントとして動作する。
【００２５】
しかしながら、光コンポーネント６００に入射する偏光された光の偏光面がもはやディレクターと垂直でない場合に、平凸部分６１０の屈折率は平凹部分６２０の屈折率よりも大きい。これは、複屈折物質の異常軸の上へ突出された偏光面にとってのみ有効であり、この突出された偏光面にとってレンズ効果は、光によって実現される、即ち、光が焦点をあわされる。複屈折物質の常軸の上へ突出された面にとって屈折率変化が観察される。
【００２６】
偏光面が２つの軸の上に突出しているので、必要であれば偏光器を使って別々に可視される２つの個々のレンズ効果が実現される。
【００２７】
偏光面が正確にディレクターと平行で入射角が正確に光コンポーネントの常態と平行である場合に、常軸の上への偏光面の突出はなく、ｎｅのみが複屈折物質にとって経験される。単一のスポットで最大輝度が得られ、光が焦点をあわされる。
【００２８】
コンポーネントが、コンポーネントの常態に関しねじれることなく角度θ傾いており、偏光面が複屈折物質の異常軸と交わる場合に、屈折率ｎθは以下の式より求められる。
【００２９】
【数１】
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図２Ａ乃至図２Ｈは、本発明の望ましい実施形態の、光コンポーネントの形成における夫々のステップを示した図である。この例では特に、光コンポーネントは、液晶複屈折レンズを含む。
【００３０】
図２Ａに示すように、第１のステップでは、結果的な光コンポーネントの形状の一部を定める形状づけられた表面１０２を有するモールドが設けられる。この例では特に、液晶は究極的には光重合され、その結果、液晶、例えばガラスを重合するために使用される放射に透過な物質から形成される。
【００３１】
アライメント層１１０は曲面１０２に配置され、アライメント層にその後位置づけられる液晶中の予め定められた配向（矢印方向１１０により図示）を誘発する。
【００３２】
この実際の例では、アライメント層はポリイミド（ＰＩ）層である。ポリイミドは溶液からのスピンコーティングを用いて施される。ポリイミドは一列に配列され、特定の配向を誘発する（この配向は、液晶分子の結果的配向を決定する）。例えば、知られているプロセスは、単一の方向で毛羽立っていない布でポリイミド層を繰り返し擦り、この配向（１１０）を誘発する。
【００３３】
特にこの実施形態では光学素子の一部を形成する基板１５０は、第１表面１５２に施されたボンディング層１２０を有する。ボンディング層は液晶との接着を形成する。この例では、ボンディング層はまた、ポリイミドを有するアライメント（又は配向）層である。ボンディング層は、液晶分子との化学的接着を形成する反応性基を包含し、液晶分子のような同じタイプの反応性基を有し、液晶分子を光ポリマー化するときに、基板上のボンディング層との化学接着が形成される。これは、基板と液晶層とのきわめて良好な接着をもたらす。ボンディング層は同じタイプのプロセスを用いて基板上に成膜され得り、モールド１００上にアライメント層を一列に配列する。アライメント層としても機能するボンディング層は、液晶コンポーネントの所望の特性に依拠して予め定められた配向（矢印１２０）中に配向される。
【００３４】
ボンディング層は、モールドのアライメント層上の方向１１０と平行になるように一列に配列される。望ましくは、ボンディング層の配向は平行であるが、アライメント層の配向と反対方向である。
【００３５】
図２Ｂに示されるように、１以上の液晶を組み入れる化合物２００が、基板１５０の第１表面１５２とモールド１００の曲面１０２の間に位置付けられている。
【００３６】
この例では、図２Ｂに示されるように、化合物２００は２つの異なる液晶の混合を有する。これら２つの異なる液晶は、液晶の１つがポリマー化されると所望の屈折率特性をもたらすように選ばれる。
【００３７】
液晶２００の小滴が基板の第１表面１５２上に位置づけられる。化合物２００は光コンポーネント内の気泡の含有を避けるべくガス抜きされる。ポリマー化の際の収縮はポリマー化液体中の多大な圧力減少をもたらすため、ポリマー化の際に凝固された液体から出てくる溶解されたガスからの気泡の形成が避けられる。
【００３８】
ガラスモールドは加熱され、液晶は等方性相（典型的には８０℃）となり、所望の形状への液晶の引き続く流れを促進する。
【００３９】
基板とモールドは引き続き一緒に運ばれ、最終的な光コンポーネントの液晶部分２０１の形状を形成する（図２Ｃ）。液晶がモールドと基板との間で等質層を形成することを保証すべく、基板をモールド側に（その反対もしかり）押すために圧力が施される。
【００４０】
基板／モールド／液晶は、例えば３０分間室温になるように冷却され、液晶は等方相から来るネマチック相に入る。
【００４１】
ネマチック相に入ると、マルチドメインが液晶混合物に現れる。その結果、混合物は、マルチドメイン配向を破壊する透明点まで加熱され得る（例えば、混合物は１０５℃まで３分間加熱されてもよい）。引き続き、混合物は、均質な配向２０２を得るために冷却され得る（図２Ｄ）。
【００４２】
均質な液晶混合物は、紫外線放射源３００（図２Ｅ参照）からの光３０２を用いて、例えば、６０秒間、１０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光輝度が施されて光ポリマー化される。同時に、化学接着が液晶とボンディング層との間で形成される。
【００４３】
引き続き、光学要素（１５０、２０３）の第１要素（又は部分）はモールド１００からリリースされ得る（図２Ｆ）。例えば、これは、問題となっている対象４００を越えてモールド１００を僅かに曲げることにより得られる。あるいは、平坦なサポート中の平坦な基板の部分に圧力をかけることによって得られ、平坦な基板を僅かに曲げる。従来のポリイミド（反応性基なし）がモールド上に設けられ、この液晶／基板要素は、容易にモールドから分離される。
【００４４】
図２Ｂ−２Ｆにおいて図示されたステップを繰り返すことにより、コールドは、その後の要素を生産するために再使用され得る。典型的には、アライメント層は、モールド上に残り、再度施す必要はない。
【００４５】
必要であれば、基板１５０から液晶２０２を取り除くために更なるプロセスステップが実行され得る。しかしながら、多くの場合では、基板１５０は最終的な光学要素の一部を形成することが前提となる。
【００４６】
図２Ｇ及び図２Ｈは、ステップ２Ａ乃至２Ｆによって形成された光学素子への第２の物質を提供し、最終的な光コンポーネントをもたらすために使用され得る処理ステップを示す。
【００４７】
第２の基板１６０は、所望の屈折率を有する透過固体、例えば硬化性モノマーへ変えることができ得る液体基板と共に設けられる。スペーサ１７０は、第１の基板１５０の頂点上に（例えば、ポリマー化された複屈折素子２０３として基板の同じ側に）設けられている。スペーサは、液晶の表面とポリマー化されたモノマー層の第１の表面との間の隙間を定めるように動作する。これらの隙間は、最終的な光コンポーネントの長さを定めるように動作する。この例では、最終的な光コンポネートは、基板１５０の厚さ、基板１６０の厚さ、及びスペーサ１７０の高さと等しい長さを有する。
【００４８】
硬化性モノマー１６２は、硬化後のモノマーの屈折率が、ポリマー化された複屈折物質２０３の常屈折率と実質的に等しくなるにように、選択される。
【００４９】
第２の基板１６０は、ガラスのような透過物質によって形成され得る。スペーサは、ガラス又は箔のような如何なる所望の物質によって形成され得る。
【００５０】
図２Ｈに示されるように、第２の層１６０は、スペーサ１７０上に設けられ、２つの基板１５０、１６０間で図２Ｇから硬化性モノマーを挟む。モノマーは、２つの基板の隙間を充填する。
【００５１】
その後、ＵＶ放射源３００からＵＶ放射３０２をかけることによってポリマー１６４を形成すべく、モノマー１６２は硬化される。
【００５２】
その後、必要であれば、基板１５０、１６０の一方又は双方が取り除かれてもよい。
【００５３】
その結果が、図１に図示された光学素子と一般的に類似した光学素子である。
【００５４】
アライメント層中での使用に適したポリイミドは、日本合成ゴム社によって提供されるＯＰＴＭＥＲ  ＡＬ−１０５１である。γ−ブチロラクトン中の溶液からスピンコーティングされたＭｅｒｃｋ  ＺＬＩ２６５０はボンディング層としてのメタクリル基と共に適切な反応性ポリイミドとして使用され得る。
【００５５】
上述の如く、望ましい実施形態では、２つの液晶の混合物が、所望のｎｅ及びｎｏを得るために利用される。利用される２つの液晶は、１，４−ｄｉ（４−（３−アクリロイルオキシプロピルオキシ）ベンゾイルオキシ）−２−メチルベンゼン（ＲＭ２５７）及びＥ７（シアノトリフェニル化合物の小さな部分と共にシアノビフェニル混合物）であり、両者ともドイツのダームスダットのメルク社から得られる。第１の層２０３中の液晶の光ポリマー化のための光イニシエータが、スイスのバゼルのシバガイギ社から入手可能なＩｒｇａｃｕｒｅ  ６５１である。使用される硬化性モノマーは、オランダのアーンヘムのアクゾノーベル社から入手可能な２，２−ｄｉ（４−（２−メタクリロイルオキシエチルオキシ）フェノキシ）−プロパン（Ｄｉａｃｒｙｌ  １０１）である。
【００５６】
モールドからレンズが離れるのを促進すべく、界面活性剤は液晶と混合される。利用される界面活性剤は、ＦＣ１７１パーフルオリネイトされた界面活性剤（３Ｍ）及び２−（Ｎ−エチルパーフルオロオクタン  スルホナミド−エチルアクリレート（Ａｃｒｏｓ）である、界面活性剤の使用は、液晶の配向の影響へと見られる（界面活性剤が使用されたときに、より低いΔｎが見られる）。
【００５７】
図３は、本発明の実施形態の対物レンズ１８を含む光記録担体２を走査する装置１を示した図である。記録担体は透過層３を含み、透過層３の１つの側に情報層４が配置されている。透過層から離れて面している情報層の側は、保護層５によって環境的影響から保護される。装置に面している透過層の側は、入口面６と呼ばれる。透過層３は、情報層のための機械的支持を提供して記録担体のための基板として作用する。
【００５８】
あるいは、透過層は、情報層を保護するただ１つの機能を有していてもよく、機械的支持が情報層の他方の層、例えば、保護層５又は更なる情報層及び情報層４に接続された透過層、によって提供される。情報は、図示を省略するが、実質的に平行、同心円、又は螺旋トラック状に配置された検出可能なマークの形で記録担体の情報層に記憶され得る。マークは、ピット状のように如何なる光学的に読むことができる形、反射係数又は周囲からの異なる磁化の方向を伴う領域、又はこれらの組み合わせであってもよい。
【００５９】
走査装置１は、放射ビーム１２を発光し得る放射源１１を有する。放射源は半導体レーザであってもよい。ビームスプリッタ１３は、分岐する放射ビーム１２をコリメータレンズ１４に向けて反射し、分岐する放射ビーム１２をコリメートされたビーム１５に変換する。コリメートされたビーム１５は、対物システム１８に入射される。
【００６０】
対物システムは１以上のレンズ及び／又は回折格子を有してもよい。対物システム１８は光軸１９を有する。対物システム１８は、ビーム１７を分岐するビーム２０に変え、記録担体２の入口面６に入射する。対物システムは、透過層３の厚さを通じて放射ビームの通過に適合された球面収差補正を有する。分岐ビーム２０は、情報層４上にスポット２１を形成する。情報層４によって放射は、分岐ビーム２２を形成し、対物システム１８によって実質的にコリメートされたビーム２３へ変え、コリメータレンズ１４によって分岐ビーム２４に変える。ビームスプリッタ１３は、分岐ビーム２４の少なくとも１部を検出システム２５に送ることにより、フォワードビーム及び反射されたビームに分ける。検出システムは放射を捕獲し、放射を電気的出力信号２６に変換する、信号プロセッサ２７は、これらの出力信号を様々な他の信号に変換する。
【００６１】
信号の１つが、情報信号２８であり、その値は情報層４から読まれる情報を示す。情報信号は、エラー補正のための情報処理ユニット２９によって処理される。信号プロセッサ２７からの他の信号は焦点エラー信号及び放射エラー信号３０である。焦点エラー信号は、スポット２１及び情報層４の間の高さにおける軸相違を示す。放射エラー信号は、スポット２１と、スポットによって引き続かれるべき情報層中のトラックの中央との間の情報層４の面における距離を示す。
【００６２】
焦点エラー信号及び放射エラー信号はサーボ回路３１に与えられ、これらの信号は焦点アクチュエータ及び放射アクチュエータを夫々制御するサーボ制御信号３２に変換される。アクチュエータは図示されていない。焦点アクチュエータは、焦点方向３３において対物システム１８の位置を制御し、情報層４の面と実質的に一致するようにスポット２１の実際の位置が制御される。放射アクチュエータは、放射方向３４において対物レンズ１８の位置を制御し、情報層４において引き続かれるべきトラックの中央線と実質的に一致するようにスポット２１の放射位置が制御される。図におけるトラックは、図の面と垂直な方向に動く。
【００６３】
この実施形態における図４の装置は、記録担体２よりも厚い透過層を有する第２のタイプの記録担体も走査することに適合している。装置は、放射ビーム１２又は第２のタイプの記録担体を走査する異なる波長を有する放射ビームを有してもよい。この放射ビームの開口数は、記録担体のタイプに適合してもよい。従って、対物システムの球面収差補償も適合されなければならない。
【００６４】
図４Ａ及び図４Ｂは、上述の実施形態により製作された偏光感受レンズが、二重層光記録媒体２’を読み込むのに適した２つの異なる焦点ポイントを設けるために、どのように利用され得るのかを示す。二重層媒体２’は、２つの情報層（４、４’）と、透過層３内の深さｄにおける第１の情報層４と、第１の情報層４の下の更なる長さΔｄに第２の情報層４’を有する。
【００６５】
図４Ａ及び図４Ｂに示される実施形態では、対物システム１８は、（上述の如く製造され、液晶２０３を有する）偏光感受レンズ１８１、第２のレンズ１８２、４分の１波長（λ／４）板１８３、及びねじれたネマチック（ＴＮ）液晶セル１８４を有する。
【００６６】
対物システムの焦点ポイントは、液晶レンズ１８１の二重焦点性を用いて変えられ得る。
【００６７】
オフモードでは、ＴＮ−セルは、入射放射の偏光を９０度回転するように動作する。例えば、図４Ａに示されるように、ＴＮ−セルがオフの場合は、入射ｐ−偏光放射はｓ−偏光放射から９０度回転される。
【００６８】
ねじれたネマチックセルは、偏光された放射ビームが光学素子１８１に入射する角度を制御可能に変えるビーム回転手段として動作する。あるいは、光学素子１８１が、制している偏光された放射ビームと共に回転され得る。
【００６９】
光学素子１８１中の複屈折物質の特別な配向のため、ｓ−偏光された放射が素子１８１に入射するときに、放射は複屈折物質の常屈折率を経験する、ことが前提となる。この例では、常屈折率は、光学素子の第２の部分の屈折率と等しく、光学素子１８１は、光学的にニュートラルな素子としてｓ−偏光された放射へ動作する。換言すれば、ｓ−偏光された放射が素子１８１への平行ビーム入射であれば、平行ビームとして出る。
【００７０】
光学素子１８１の後、ｓ−偏光されたビームが４分の１波長板に入射する。４分の１波長板は、ｓ−偏光されたビームを、第２の情報層４’へと焦点をあてられる右手円形の偏光された光（ＲＨＣ）に変えるように動作する。層からの反射において、ＲＨＣ光は、左手円形の偏光された光（ＬＨＣ）に変換される。ＬＨＣ光は、４分の１波長板を介して送られ、ｐ−偏光された光へと変換される。ｐ−偏光された光は、光学素子１８１を介して戻って通過し、ＴＮ−セル１８４によってｓ−偏光された光へと変化される。
【００７１】
図４Ａに示されるように、これは、ｐ−偏光された光が対物システム１８に入ったときに、光は情報層４’に入射し、反射光がｓ−偏光された光として対物システム１８から離れることを意味する。その結果、図３に示すビームスプリッタ１３が偏光するビームスプリッタである場合、反射光が光源１１に戻り向かわず、多くの偏光するビームスプリッタがｐ−偏光された光を送り、ｓ−偏光された光を反射するので、殆ど全ての反射が検出器２５に向かうことを保証することは容易である。
【００７２】
図４Ｂにおいて、同じ光学的配置が存在する。但し、図中、ＴＮ−セルは、例えば十分に高圧を適用することによりスイッチオンになり、ＴＮ−セルはそこを通過する光の偏光を変えない。その結果、ｐ−偏光された光は、光学要素１８１に入射する。ｐ−偏光された光は、素子１８１の第２の部分から第１の部分へと通過するときに、屈折率における変化を、即ち、素子１８１の第１の部分を形成する平凸複屈折レンズのためにある焦点合わせ（収束）を経験する。
【００７３】
僅かに収束しているｐ−偏光された光は、４分の１波長板１８３に入射する。４分の１波長板は、ｐ−偏光されたビームを、第１の情報層４へと焦点をあてられるようにレンズ１８２によって更に焦点を合わせられるＬＨＣ光に変えるように動作する。第１の層からの反射において、ＬＨＣ光は、ＲＨＣ光に変換される。ＲＨＣ光は、４分の１波長板を通過し、ｓ−偏光された光へと変換される。ｓ−偏光された光は、その後、光学素子１８１及びＴＮ−セル１８４を介して戻って通過する。
【００７４】
このように、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、光学素子は、本発明の実施形態に従い、走査装置に設けることができる。素子１８１は、（図４Ａに示されるように）ニュートラル光学素子として、また、（図４Ｂに示されるように）焦点要素として機能してもよい。このような要素は、光学的にはニュートラルであり、走査装置内で、比較的容易なビーム形成を発光する。
【００７５】
上述の実施形態はあくまでも例示であって、当業者は様々な代わりを行うことは明白である。
【００７６】
製造プロセスにおいて使用されるモールドはガラスのような堅い物質を含む如何なる物質から成ってもよい。
【００７７】
更に、モールドの形状づけられた表面は、寸法づけられ、その方法の間、液晶物質の形状又は容積における如何なる変化も認めるものである。例えば、典型的には液晶モノマーは、単一のボンドとして再形成された液晶内での二重ボンドのために、重合の際に僅かに収縮する。僅かに大きいモールドと基板により定められた光コンポーネントを適切に形成することにより、適切なサイズと形状づけられたコンポーネントが生産され得る。
【００７８】
本例では基板は、２つの平坦で実質的に平行な側を有するガラスの単一のシートを有するように、見えるが、基板は実際には如何なる所望の形状であってもよい。
【００７９】
余剰接着層を（ボンディング層を基板上に成膜し、モールドに配向層を成膜する前に）モール及び／又は基板に適用してもよく、適用された層がモールド及び基板に良く張り付けられることが確認される。例えば、オルガノシランをこの接着層に設けるように使用してもよい。メタクリレート基を有するオルガノシランを基板に使ってもよく、アミン末端基を有するオルガノシランをモールドに使ってもよい。
【００８０】
上述の光コンポーネントも例示である。光コンポーネント（本発明によって形成された光学要素、即ち、光学要素の一部）は、上述した特性とは異なる特性を有して形成されてもよい。
【００８１】
例えば、上述の実施形態では、コンポーネント６２０の第２の部分の屈折率ｎｓは、ｎｏに等しいことが前提とされる。しかしながら、ｎｅ≧ｎｓ≧ｎｏ又はｎｅ≦ｎｓ≦ｎｏである限り、ｎｓは如何なる値をとることができる。例えば、光コンポーネントは、ｎｓ＝ｎｏである。
【００８２】
あるいは、ｎｓをｎｏとｎｅとの間の予め定められた値に固定してもよい。この場合、角度θにおいて複屈折物質を通過するように偏光された電磁放射ビームによって経験された屈折率ｎθに依拠して、光学素子は動作の３つの個々のモードを有するように描かれる。３つのモードは、（Ｉ）ｎθ＜ｎｓ、（ＩＩ）ｎθ＝ｎｓ、（ＩＩＩ）ｎθ＞ｎｓに対応する。夫々において、放射における光学素子内の曲げられたインターフェイスの効果（力）は、ｎθとｎｓとの間の相違に依拠して変化する。
【００８３】
同様に、上記実施形態の光コンポーネントは２つの物質間の曲げられたインターフェイスを有するように説明されているが、インターフェイスは光学機能をもたらす如何なる形状であってもよい。例えば、インターフェイスは、段差構造又は回折格子構造であってもよい。コンポーネントの光学機能は、２つの隣接する物質間で実質的に等しい屈折率整合へ導くように入射偏光を設定することによりスイッチオン及びオフされ得る。
【００８４】
光コンポーネントを形成するに適した物質の特定の例及び製造ステップが説明されているが、これらはあくまでも例示である。
【００８５】
同様に、上述の実施形態では、光学素子の第２の部分６２０が、偏光従属でない均一な屈折率ｎｓを有すると前提されている。しかしながら、特別な入射角において、第２の部分６２０の屈折率が第１の部分６１０の屈折率と等しいということを満たす限り、第２の部分６２０が複屈折物質により形成されてもよい。
【００８６】
望ましい実施形態では、光学素子の外面（即ち、光が入り出る面）は２つの平坦な平行な面であると前提されている。しかしながら、これらの面は、凹凸を含み、いかなる所望の形状であってもよい。
【００８７】
例えば、図５は、本発明の更なる実施形態の光学素子４００の図である。この実施形態では、光学素子は、複屈折物質から形成される第１の部分４０２と、複屈折物質の異常屈折率と等しい屈折率を有する物質から形成される第２の部分４０４とを有する。しかしながら、この実施形態では、複屈折物質は、平凸レンズというよりも凸レンズとして形成されている。光学素子の第２の部分は、凸レンズ部分の１つの面と整合する平凹レンズとして形成される。
【００８８】
上述の光コンポーネントの全実施形態では、コンポーネントの２つの物質間の形成されたインターフェイスは、入射偏光された放射の適切な角度にとって、任意的にニュートラルである。光学素子はこのように、新規かつ興味深い方法で使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の望ましい実施形態の光コンポーネントの図である。
【図２Ａ】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズの構成の方法ステップを示した図である。
【図２Ｂ】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズの構成の方法ステップを示した図である。
【図２Ｃ】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズの構成の方法ステップを示した図である。
【図２Ｄ】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズの構成の方法ステップを示した図である。
【図２Ｅ】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズの構成の方法ステップを示した図である。
【図２Ｆ】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズの構成の方法ステップを示した図である。
【図２Ｇ】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズの構成の方法ステップを示した図である。
【図２Ｈ】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズの構成の方法ステップを示した図である。
【図３】本発明の望ましい実施形態の液晶レンズを含む光記録担体を走査する装置を示した図である。
【図４Ａ】図３に示した走査装置の光システムがどのように、二重層光記録担体中の異なる層を走査する光の異なる偏光と共に使用され得るかを示した図である。
【図４Ｂ】図３に示した走査装置の光システムがどのように、二重層光記録担体中の異なる層を走査する光の異なる偏光と共に使用され得るかを示した図である。
【図５】本発明の更なる実施形態の光コンポーネントの図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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