(57)【要約】走査位置に位置する多層光記録担体を走査するために、光記録担体内の第一情報層深さにある第一情報層及び光記録担体内の第二情報層深さにある第二情報層を走査するために構成された光走査装置。光走査装置は、放射線ビームを発生するための放射線源と、放射線ビームを情報層上のスポットに収束するために、放射線源と走査位置との間の光路に位置する対物レンズと、光走査装置が第一情報層を走査するよう位置する第一状態と、光走査装置が第二情報層を走査するよう位置する第二状態との間でスイッチ可能な光スイッチング構造と、を有する。光スイッチング構造は、第一状態にあるとき、及び、第二状態にあるときに、放射線ビーム内に異なる分量の球面収差を発生するよう構成された補正器を有する。補正器は、更に、第一状態にあるとき、及び、第二状態にあるときに、放射線ビーム内に異なる分量の輻輳を発生するよう構成される。球面収差及び輻輳の異なる分量は、対物レンズと光記録担体との間の作動距離が、第一状態と第二状態との間でスイッチするときに、実質的に一定であるよう選択される。
2006520987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査位置に位置する多層光記録担体を走査するために、前記光記録担体内の第一情報層深さにある第一情報層及び前記光記録担体内の第二情報層深さにある第二情報層を走査するために構成された光走査装置であって、
放射線ビームを発生するための放射線源と、
前記放射線ビームを前記情報層上のスポットに収束するために、前記放射線源と前記走査位置との間の光路に位置する対物レンズと、
当該装置が前記第一情報層を走査するよう位置する第一状態と、当該装置が前記第二情報層を走査するよう位置する第二状態との間でスイッチ可能な光スイッチング構造と、を有し、
該光スイッチング構造は、前記第一状態にあるとき、及び、前記第二状態にあるときに、前記放射線ビーム内に異なる分量の球面収差を発生するよう構成された補正器を有し、
該補正器は、更に、前記第一状態にあるとき、及び、前記第二状態にあるときに、前記放射線ビーム内に異なる分量の輻輳を発生するよう構成され、
前記球面収差及び前記輻輳の前記異なる分量は、前記対物レンズと前記光記録担体との間の作動距離が、前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチするときに、実質的に一定であるよう選択される、
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチするときの前記作動距離（△ｆｗｄ）の変化が、前記第一情報層及び前記第二情報層における深さの差（△ｄ）の５％未満である、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記作動距離（△ｆｗｄ）の前記変化が、前記第一情報層及び前記第二情報層における深さの差（△ｄ）の１％未満である、請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチするときの作動距離（△ｆｗｄ）の変化が、次の焦点許容値△ｚ未満であり、
【数１】
2006520987.tif 000009
ここで、λは、前記放射線ビームの波長であり、ＮＡは、前記対物レンズの開口率である、上記請求項のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記補正器は、スイッチ可能な構造を有する一組の流体を有する、上記請求項のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記一組の流体は、前記異なる分量の球面収差及び輻輳をもたらすよう、前記第一状態と前記第二状態との間で変化する形状の流体メニスカスを提供する、請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記補正器は、前記異なる分量の球面収差及び輻輳をもたらすよう配置された回折格子素子である、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記補正器は、前記補正器上の径方向で規則的に反復しない非周期パターンを有する位相構造を有し、該位相構造は、前記異なる分量の球面収差及び輻輳をもたらすよう構成されている、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
１つの情報層で実施される走査動作中に、前記光記録担体からのデータを読み取るステップと、
他の情報層での後続の走査動作の実施時に前記光記録担体内に発生する波面収差を補償するために、前記光スイッチング構造の光学的特性を変更するステップと、
を有する、上記請求項のうちいずれか１項に記載の光走査装置を動作する方法。
【請求項１０】
１つの情報層上で実施される走査動作中に、データを前記光記録担体に書込むステップと、
他の情報層での後続の走査動作の実施時に前記光記録担体内に発生する波面収差を補償するために、前記光スイッチング構造の光学的特性を変更するステップと、
を有する、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光走査装置を動作する方法。
【請求項１１】
走査位置に位置する多層光記録担体を走査するために、前記光記録担体内の第一情報層深さにある第一情報層及び前記光記録担体内の第二情報層深さにある第二情報層を走査するために構成された光走査装置において用いるために構成された光素子であって、
放射線ビームを発生するための放射線源と、
前記放射線ビームを前記情報層上のスポットに収束するために、前記放射線源と前記走査位置との間の光路に位置する対物レンズと、
当該装置が前記第一情報層を走査するよう位置する第一状態と、当該装置が前記第二情報層を走査するよう位置する第二状態との間でスイッチ可能な光スイッチング構造と、を有し、
当該光素子は、前記光スイッチング構造内に含められるよう構成され、且つ、前記第一状態にあるとき、及び、前記第二状態にあるときに、前記放射線ビーム内に異なる分量の球面収差を発生するよう構成された補正器を有し、
当該光素子は、更に、前記第一状態にあるとき、及び、前記第二状態にあるときに、前記放射線ビーム内に異なる分量の輻輳を発生するよう構成され、
前記球面収差及び前記輻輳の前記異なる分量は、前記対物レンズと前記光記録担体との間の作動距離が、前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチするときに、実質的に一定であるよう選択される、
ことを特徴とする光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクのような多層光記録担体を走査するための、光走査装置、及び、該光走査装置において用いられる光素子に関し、光走査装置は、光記録担体内の第一情報層深さにある第一情報層、及び、光記録担体内の第二情報層深さにある第二情報層を走査するように構成されている。より詳細には、本発明は、限定的ではないが、異なる光路長（以下「情報層深さ」と呼ぶ）によって発生する球面収差を補償するよう配置された補正器を含む光走査装置に関し、補正器を通じて、ビームは光ディスク内の異なる情報層を往復して光ディスク内を進行する。
【背景技術】
【０００２】
高容量の光記録担体の製造が必要である。従って、例えば、４００ｎｍの放射線ビームのような比較的短い波長の放射線ビーム、少なくとも０．７であり、且つ、例えば、ＮＡ＝０．８５である高開口率（ＮＡ）対物レンズシステム、及び、例えば、８０μｍの厚みの薄い保護カバー層を用いる光走査装置が望ましい。その上、二層ディスクを提供することによって容量を増大し得る。上述の波長及びＮＡで、干渉性クロストークを受容可能なレベルに低減するため、少なくとも２０〜３０μｍの層分離が望ましい。補償手段がなければ、１つの層から他の層への再収束は球面収差を引き起こし、２００〜３００ｍλ（ｒｍｓ）の波面誤差を発生し、それは形成される光スポットの解像度を低下する。
【０００３】
球面収差の補償をもたらすために、複合対物レンズの２つ又はそれ以上のレンズ素子の間隔を機械的に調節することが知られている。補償の他の方法は、放射線源に対するコリメータレンズの位置を機械的に調節することであり、よって、放射線ビームは、平行化されたビームではなく、収束又は発散ビームとして対物レンズに衝突する。これらの方法の各々は、走査されている光ディスク内に発生する球面収差を少なくとも概ね打ち消すため、走査装置の光システム内に発生した球面収差を補償する。球面収差の発生に付随して、スイッチされる層の上のスポットを再収束するときの動作距離を変更するために、対物レンズは軸方向で移動される。
【０００４】
更に既知の光走査装置が国際公開第ＷＯ−Ａ−１２４１４７号に記載されており、そこでは、放射線ビームは、入射光の偏光を９０°まで選択的に回転するねじれネマティック方式（ＴＮ）液晶セルを通過する。次に、放射線ビームは、収束状態にあるときに、複屈折板を通過し、そこに球面収差を生む。異なる情報層の厚みを補償するために、複屈折板は、ＴＮセルの状態に依存して、異なる分量の球面収差を生む。ＴＮセルのスイッチングに付随して、焦点アクチュエータを用いて、対物レンズを軸方向に移動し、その作動距離を変更し、且つ、スイッチ先の層の上にスポットを再収束する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多層光記録担体を走査し得る光走査装置における改良された球面収差補正システムを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの特徴に従えば、走査位置に位置する多層光記録担体を走査するために、光記録担体内の第一情報層深さにある第一情報層及び光記録担体内の第二情報層深さにある第二情報層を走査するために構成された光走査装置が提供され、
光走査装置は、放射線ビームを発生するための放射線源と、
放射線ビームを情報層上のスポットに収束するために、放射線源と走査位置との間の光路に位置する対物レンズと、
光走査装置が第一情報層を走査するよう位置する第一状態と、光走査装置が第二情報層を走査するよう位置する第二状態との間でスイッチ可能な光スイッチング構造と、を有し、
光スイッチング構造は、第一状態にあるとき、及び、第二状態にあるときに、放射線ビーム内に異なる分量の球面収差を発生するよう構成された補正器を有し、
補正器は、更に、第一状態にあるとき、及び、第二状態にあるときに、放射線ビーム内に異なる分量の輻輳を発生するよう構成され、
球面収差及び輻輳の異なる分量は、対物レンズと光記録担体との間の作動距離が、第一状態と第二状態との間でスイッチするときに、実質的に一定であるよう選択される、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、補正器は、ビームの球面収差及び輻輳変化の双方を導入する。好適実施態様において、輻輳変化は、対物レンズの再収束が不要なようであるのに加え、補正器によって発生する球面収差の分量は、ビームの輻輳変化の故に、補正器によって、及び、対物レンズによって発生する球面収差の分量が、カバー層の変化によって発生する球面収差の分量を補償するようである。補正器によって発生する球面収差の分量は、好ましくは、少なくとも１０ｍλであり、最も好ましくは、少なくとも３０ｍλである。
【０００８】
ビームの所要の輻輳変化が近軸計算から得られる。よって、対物レンズによって発生する球面収差の分量が分かる。よって、補正器によって発生する球面収差の残余の所要分量を相応して決定し得る。
【０００９】
よって、情報層の間でスイッチするときに、対物レンズを移動する必要なしに、球面収差の補償が、光ディスク内の多様な深さにある情報層のために提供される。それ故、対物レンズの移動範囲（「ストローク」）を低減することが可能であり、よって、より複雑でない対物レンズの活性化構造を用い得る。その上、層間のスイッチング中の対物レンズの移動の減少に対応して、所要電力も削減し得る。
【００１０】
例として、本発明を、情報層間をスイッチするのに用いられる２つの従来方法と対比する。ここで、例として、０．０７ｍｍの厚さのカバー層を有し、且つ、０．０３ｍｍの層間の分離（△ｄ）を有する二層ディスクと共に用いられる、米国特許第６，５１０，０１１号（コラム８）に記載された対物レンズを検討する。
【００１１】
１つの既知の球面収差の補償方法は、物体の共役距離を変えることである。物体距離を変えることによって、物体に入射するビームの輻輳が変化する。この輻輳変化の故に、対物レンズは追加的な分量の球面収差を生む。特定の輻輳で、球面収差の分量は、カバー層の厚みの相違によって発生する球面収差を補償するのに十分なだけである。上記のレンズに関し、これはＬ＝＋８８．９ｍｍの共役距離のために発生する（正の共役距離は、対物レンズに入射するビームが収束していることを意味する）。スポットが新しい層の焦点内にあるために、対物レンズは０．００２７ｍｍの距離に亘って移動する。それ故、対物レンズの背面とディスクの前面との間の距離である作動距離は、作動距離△ｆｗｄの変化を生むために、対物レンズを移動することによって増大する。以下に留意すべきである。
【００１２】
【数２】
2006520987.tif 000003
【００１３】
ここでは、対物レンズの軸方向の移動は、カバー層の厚さの変化の９％未満である。
【００１４】
更に既知の方法は、上記に参照された国際公開第ＷＯ−Ａ−１２４１７４号に記載されているような波面修正器によって球面収差を加えることである。この場合には、対物レンズの前の波面修正器が、球面収差の分量を直接的に導入すると共に、ビームの輻輳を実質的に不変に維持する。この場合には、レンズを０．０２０５ｍｍの距離に亘って移動しなければならない。それ故に、作業距離は増大されなければならない。以下に留意すべきである。
【００１５】
【数３】
2006520987.tif 000004
【００１６】
ここで、対物レンズの軸方向の移動は、カバー層の厚さの変化の６８％である。
【００１７】
本発明において、光スイッチング構造は、ビームの輻輳変化を導入し、且つ、球面収差を導入するよう設計され、よって、第一層から第二層へスイッチするときに、作動距離、故に、対物レンズの軸方向位置が実質的に一定である。作動距離△ｆｗｄの変化は、カバー層の厚さの変化△ｄの５％未満であるのが好ましい。より好適な場合には、△ｆｗｄは１％未満であり、より一層好適な場合には、これは０．５％未満である。
【００１８】
その上、焦点許容値△ｚ（ディスク上のスポットが回折限界に維持されるときに対物レンズを移動し得る距離）（Ｂｏｒｎ  ａｎｄ  Ｗｏｌｆ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃｓ，ｐ４４１を参照）は以下の通り定められる。
【００１９】
【数４】
2006520987.tif 000005
【００２０】
ここで、λは、ビームの波長であり、ＮＡは、対物レンズの開口率である。作動距離の変化は、△ｚよりも小さくあるべきであり、それ故に、
【００２１】
【数５】
2006520987.tif 000006
【００２２】
本発明の更なる特徴によれば、１つの情報層で実施される走査動作中に、光記録担体からのデータを読み取るステップと、他の情報層での後続の走査動作、例えば、書込み動作の実施時に光記録担体内に発生する波面収差を補償するために、光スイッチング構造の光学的特性を変更するステップと、を有する方法が提供される。
【００２３】
本発明の更なる特徴によれば、１つの情報層上で実施される走査動作中に、データを光記録担体に書込むステップと、他の情報層での後続の走査動作、例えば、読取動作の実施時に光記録担体内に発生する波面収差を補償するために、光スイッチング構造の光学的特性を変更するステップと、を有する方法が提供される。
【００２４】
よって、本方法は、例えば、時間差記録及び再生を同時に行い得るビデオレコーダの形態の光走査装置において実施されるように、交互の読取及び書込動作を行うために、層間をスイッチするときに適用し得る。
【００２５】
本発明の多様な実施態様の更なる特徴、機能、及び、利点は、添付の図面を参照して、例示のためにのみ与えられている本発明の好適実施態様に関する以下の記載から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、光記録担体を走査するために、以下に例示的に記載される本発明の実施態様の各々に従って、装置に共通する構成要素を概略的に例示している。記録担体は、例えば、以下に例示的に記載されるような光ディスクである。
【００２７】
光ディスクＯＤは、基板１と、透明層２とを含み、情報層３，４が、ディスク内の異なる深さで、３０μｍ（±１０μｍ）だけ分離された状態で、透明層２の背後に配置されている。更なる透明層５が２つの情報層を分離している。約７０μｍ（±３０μｍ）の厚みを有する透明層２は、最上部の情報層３を保護する機能を有するのに加え、機械的支持は基板１によって提供されている。
【００２８】
情報は、図１に示されていない、実質的に平行、同心、又は、螺旋形のトラック内に配置された、光学的に分離可能な記号の形態で、光ディスクの情報層３，４内に記録され得る。記号は、例えば、ピッチ、反射係数を備えた領域、若しくは、周囲と異なる磁化方向の形態、又は、これらの形態の組み合わせのような、如何なる光学的に読み取り可能な形態であり得る。
【００２９】
走査装置は、径方向に移動可能なアームに取り付けられた光学ピックアップユニット（ＯＰＵ）を含む。ＯＰＵは、ディスクＯＤ以外、図１に例示された全ての構成要素を含む。放射線源６、例えば、単一の半導体レーザが、４００ｎｍ（±１０ｎｍ）の波長を備える発散放射線ビーム７を放射する。ビームスプリッタ８は、本実施例において偏光ビームスプリッタであり、レンズシステム内で放射線を反射する。レンズシステムは、コリメータレンズ９と、対物レンズ１２と、集光レンズ１１とを含む。対物レンズ１２は、機械アクチュエータ（図示せず）内に保持された可動取付部１３上に剛的に取り付けられており、機械アクチュエータは、対物レンズ１２の径方向トラッキングサーボ及び収束サーボの調節を行う。走査装置は、以下に詳述される、本実施態様ではスイッチ可能な流体セルである補正器１０を含む光学スイッチング構造も含む。
【００３０】
コリメータレンズ９は、発散放射線ビーム７を屈折して、平行化されたビームを形成する。平行化されることで、複合対物レンズが実質的にゼロに等しい横増幅を有する、実質的に平行なビームを意味することを意図している。
【００３１】
対物レンズ１２は、平行化された放射線ビーム１５を、本実施例では０．８５の高開口率（ＮＡ）を有する収束ビーム１６に変換し、収束ビームは情報層３，４上の走査スポット１８に到達する。対物レンズは単レンズ１２として示されているが、２つ又はそれ以上のレンズ素子を含む複合レンズであり得ることに留意すべきである。
【００３２】
情報層３，４によって反射される集束レンズ１６の放射線は反射された発散ビーム２０を形成し、発散ビームは前方の発散ビームの光路に沿って戻る。対物レンズ１２は、反射された発散ビーム２０を実質的に平行化された反射ビーム２１に変換し、ビームスプリッタ８は、反射ビーム２１の少なくとも一部を集光レンズ１１の方向に伝達することによって、前進ビーム及び反射ビームに分離する。
【００３３】
集光レンズ１１は、入射ビームを、検知システムに収束する反射された収束ビーム２２に変換する。検知システムは概ね単一素子２３によって指し示されるが、複数の検知素子も用い得る。検知システムは放射線を捕捉し、それを電気信号に変換する。これらの信号の１つは情報信号２４であり、その値は、走査されている情報層から読み取られている情報を示す。他の信号は焦点誤差信号２５であり、その値は、スポット１８と走査されている各情報層３，４との間の深さの軸方向の相違を示す。他の信号はトラッキング誤差信号２６であり、その値は、走査されているトラックからのスポットの偏差を示す。信号２５，２６の各々は、操作中の取付部１３の位置を制御する焦点サーボ及びトラッキングサーボ機械アクチュエータへの入力である。
【００３４】
補正器１０への他の信号入力は、層スイッチング信号３０である。層スイッチング信号３０は、現下に走査されている光ディスク内の選択された情報層３，４を示す。
【００３５】
図２及び３は、図１に示された構成に類似して構成された光走査装置からの素子を示している。この実施態様において、走査装置は、例えば、二層ブルーレイ（ＴＭ）ディスクのような、二層光ディスクＯＤからの記録及び／又は再生のために用いられる（例えば、Ｋ．Ｓｃｈｅｐ，Ｂ．Ｓｔｅｋ，Ｒ．ｖａｎ  Ｗｏｕｄｅｎｂｅｒｇ、Ｍ．Ｂｌｕｍ，Ｓ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｔ．Ｎａｒａｈａｒａ，Ｔ．Ｙａｍａｇａｍｉ，Ｈ．Ｏｇａｗａによる、“Ｆｏｒｍａｔ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２２．５ＧＢ  ＤＶＲ  ｄｉｓｃ”，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ，ＩＳＯＭ  ２０００，Ｃｈｉｔｏｓｅ，Ｊａｐａｎ、Ｓｅｐｔ．５−８，２０００という論文を参照）。走査装置は、実質的に平行な放射線から成る、例えば、４０５ｎｍの波長を有する入射する平行化ビームを、現下に走査されている情報層の平面内のスポットに収束するために、例えば、国際公開第ＷＯ  ０１／７３７７５号に記載されているような、例えば、０．８５の開口率を有する、剛的な前方レンズ１０２及び剛的な後方レンズ１０４を含む複合対物レンズを含む。
【００３６】
この実施態様において、２つの情報層は、０．１ｍｍ及び０．０８ｍｍの深さにあり、よって、それらは△ｄ＝０．０２ｍｍだけ分離している。１つの層から他の層に再収束するとき、情報層の深さの相違の故に、約２００ｍλの望ましくない球波面収差が生じ、それは補償される必要がある。
【００３７】
ディスク及び対物レンズは同一位置に留まるので、対物レンズから出射するビームの焦点位置は△ｌの分量だけ変化しなければならず、その分量は以下によって与えられ、
【００３８】
【数６】
2006520987.tif 000007
【００３９】
ここで、△ｄは、カバー層の厚さの変化であり、ｎは、カバー層の屈折率である。ポリカーボネートの場合、ｎ＝１．６２２の屈折率である。次に、ビームの輻輳における変化はレンズ方程式から得られる。Ｆを対物レンズの焦点距離としよう。情報層深さ０．１ｍｍにある情報層に関し、共役距離を無限大としよう。０．０８ｍｍの深さの情報層へのスイッチに関しては、焦点に留まるために、薄いレンズ近似を用いて、新しい共役距離Ｌは次の通りになる。
【００４０】
【数７】
2006520987.tif 000008
【００４１】
上記パラメータを用いると、Ｌ＝＋２５０ｍｍである。Ｌに関する正の値は、対物レンズに入射するビームが収束していることを意味するのに対し、Ｌに関する負の値は、それが発散していることを意味する。放射線トレース計算から、０．０８ｍｍの位置にある情報層へスイッチングするとき、対物レンズの移動の必要を回避するために、ビームの輻輳は、少なくとも約Ｌ＝＋２３５ｍｍであるよう変化することになる。そのような輻輳の変化によって生じる球面収差の分量は−２４３ｍλＯＰＤｒｍｓである。それ故、球面収差は輻輳の変化のみによって超過補正される。よって、この実施態様において、補正器は少なくとも約＋４３ｍλＯＰＤｒｍｓの球面収差を直接的に生む。
【００４２】
１つの実施態様において、スイッチ可能な流体セル１１０が補正器として用いられている。流体セル１１０は、可変曲面のメニスカスによって分離された第一及び第二の不混和性流体を含む。メニスカスは、円筒形の疎水性側壁に接触し、エレクトロウェッティングによってスイッチされる構造を有する。そのような流体セルは、以前の特許出願である欧州特許出願第０２０７５６４９．０号に記載されており、その内容を参照として本明細書に引用する。ポリジメチル（８〜１２％）―フェニルメチルシロキサンの共重合体のようなオイルを１つの流体として、導電性の塩水溶液を他の流体として用い得る。
【００４３】
流体セル１１０は、現下に走査されている情報層に依存して、２つのうちの１つの選択的電圧を円筒電極１２４及び環状電極１２６のそれぞれに印可する電圧制御回路１２２を含む。１つの状態では、より小さな情報層深さにある情報層の走査中、図３に示されるような球状のメニスカス曲面を生成するために、比較的低い選択電圧が印可される。他の状態では、より大きな情報層深さにある情報層の走査中、図２に示されるような実質的に平坦なメニスカス曲面を生成するために、比較的高い電圧が印可される。
【００４４】
１つの実施態様において、二層ディスクは０．０７ｍｍのカバー層を有し、層は０．０３ｍｍの△ｄで分離される。この実施態様では、図２及び３の左側に示される液体は、ｎ＝１．３７２の屈折率を有するよう選択されたオイルである。図２及び３の右側に示される液体は、ｎ＝１．３５０の屈折率を有する水である。０．１ｍｍの情報層深さを有するディスクの第一層に関し、図２に示されるように、メニスカスは実質的に平坦である。０．０７ｍｍの情報層深さを有する第二層に関し、図３に示されるように、メニスカスの曲率は−４．２８３である。２つの液体の屈折率の選択の故に、流体セル１０が球面収差及び輻輳変化を導入することで、双方の場合において、作動距離が同一に保持されると共に、カバー層の深さの相違に起因する球面収差が補償される。
【００４５】
１つの実施例において、λ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．８５であり、よって、上記の方程式（１）及び（２）を用いることで、△ｆｗｄ＜０．２７ミクロンである。よって、上記実施態様に関して、作動距離（△ｆｗｄ）は、情報層深さ△ｄの変化の０．９％未満であるのが好ましい。
【００４６】
エレクトロウェッティングスイッチングは殆ど無力であり、よって、焦点アクチュエータを用いて対物レンズを移動するために従来技術の構成で用いられるであろう電力よりも少ない電力が用いられることに留意すべきである。
【００４７】
さらに、補正器によって発生する小さな輻輳変化及び少量の球面収差の故に、素子の偏心許容値は１００ミクロンよりも大きい。
【００４８】
上記の実施態様は本発明の例示的な実施例であることが理解されるべきである。本発明の更なる実施態様が想定される。１つの代替的な実施態様において、補正器は、偏光スイッチング構造を用いてスイッチされる複屈折の回折格子の形態で提供される。
【００４９】
更なる実施態様において、偏光スイッチング構造を再度用いて、補正器は、非周期パターン、即ち、径方向で規則的に反復しないパターンを備える複屈折位相構造の形態で提供され、従って、回折順序を形成しない。その結果、位相構造は、回折格子に固有な損失を有さない。よって、補正器は、放射線エネルギーの大量の損失なしに、所要の波面変化を導入する。輻輳を変化し且つ球面収差を加え得る、非周期パターンを備えた位相構造を含むスイッチ可能な光素子は、先行する欧州特許出願第０１２０４７８６．６号に記載されている。
【００５０】
１つの実施態様に関して記載された如何なる特徴も他の実施態様の特徴においても用い得ることが理解されるべきである。更に、上記に記載されていない均等及び修正物も、添付の特許請求の範囲において定められる本発明の範囲から逸脱することなく使用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施態様に従った光走査装置を示す概略図である。
【図２】図１と同様な構成で用いられる光学構成要素を示す概略図である。
【図３】図１と同様な構成で用いられる光学構成要素を示す概略図である。
【図１】
2006520987.tif 000010
【図２】
2006520987.tif 000011
【図３】
2006520987.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月21日(2005.9.21)
【手続補正１】
【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】
走査位置に位置する多層光記録担体を走査するために、前記光記録担体内の第一情報層深さにある第一情報層及び前記光記録担体内の第二情報層深さにある第二情報層を走査するために構成された光走査装置であって、
放射線ビームを発生するための放射線源と、
前記放射線ビームを前記情報層上のスポットに収束するために、前記放射線源と前記走査位置との間の光路に位置する対物レンズと、
当該装置が前記第一情報層を走査するよう位置する第一状態と、当該装置が前記第二情報層を走査するよう位置する第二状態との間でスイッチ可能な、前記放射線源と前記対物レンズとの間の前記光路内の光スイッチング構造と、を有し、
該光スイッチング構造は、前記第一状態にあるとき、及び、前記第二状態にあるときに、前記放射線ビーム内に異なる分量の球面収差を発生するよう構成された補正器を有し、
該補正器は、更に、前記第一状態にあるとき、及び、前記第二状態にあるときに、前記放射線ビーム内に異なる分量の輻輳を発生するよう構成され、
前記輻輳の異なる分量は、前記対物レンズと前記光記録担体との間の作動距離が、前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチするときに、実質的に一定であるよう選択され、且つ、前記球面収差の異なる分量は、前記スポット内の前記球面収差を補償するよう選択されている、
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチするときの前記作動距離（△ｆｗｄ）の変化が、前記第一情報層及び前記第二情報層における深さの差（△ｄ）の５％未満である、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記作動距離（△ｆｗｄ）の前記変化が、前記第一情報層及び前記第二情報層における深さの差（△ｄ）の１％未満である、請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチするときの作動距離（△ｆｗｄ）の変化が、次の焦点許容値△ｚ未満であり、
【数１】
2006520987.tif 000013
ここで、λは、前記放射線ビームの波長であり、ＮＡは、前記対物レンズの開口率である、上記請求項のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記補正器は、スイッチ可能な構造を有する一組の流体を有する、上記請求項のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記一組の流体は、前記異なる分量の球面収差及び輻輳をもたらすよう、前記第一状態と前記第二状態との間で変化する形状の流体メニスカスを提供する、請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記補正器は、前記異なる分量の球面収差及び輻輳をもたらすよう配置された回折格子素子である、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記補正器は、前記補正器上の径方向で規則的に反復しない非周期パターンを有する位相構造を有し、該位相構造は、前記異なる分量の球面収差及び輻輳をもたらすよう構成されている、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
１つの情報層で実施される走査動作中に、前記光記録担体からのデータを読取るステップと、
他の情報層での後続の走査動作の実施時に前記光記録担体内に発生する波面収差を補償するために、前記光スイッチング構造の光学的特性を変更するステップと、
を有する、上記請求項のうちいずれか１項に記載の光走査装置を動作する方法。
【請求項１０】
１つの情報層上で実施される走査動作中に、データを前記光記録担体に書込むステップと、
他の情報層での後続の走査動作の実施時に前記光記録担体内に発生する波面収差を補償するために、前記光スイッチング構造の光学的特性を変更するステップと、
を有する、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光走査装置を動作する方法。
【請求項１１】
走査位置に位置する多層光記録担体を走査するために、前記光記録担体内の第一情報層深さにある第一情報層及び前記光記録担体内の第二情報層深さにある第二情報層を走査するために構成された光走査装置において用いるために構成された光素子であって、
放射線ビームを発生するための放射線源と、
前記放射線ビームを前記情報層上のスポットに収束するために、前記放射線源と前記走査位置との間の光路に位置する対物レンズと、
当該装置が前記第一情報層を走査するよう位置する第一状態と、当該装置が前記第二情報層を走査するよう位置する第二状態との間でスイッチ可能な、前記放射線源と前記対物レンズとの間の前記光路内の光スイッチング構造と、を有し、
当該光素子は、前記光スイッチング構造内に含められるよう構成され、且つ、前記第一状態にあるとき、及び、前記第二状態にあるときに、前記放射線ビーム内に異なる分量の球面収差を発生するよう構成された補正器を有し、
当該光素子は、更に、前記第一状態にあるとき、及び、前記第二状態にあるときに、前記放射線ビーム内に異なる分量の輻輳を発生するよう構成され、
前記輻輳の異なる分量は、前記対物レンズと前記光記録担体との間の作動距離が、前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチするときに、実質的に一定であるよう選択され、且つ、前記球面収差の異なる分量は、前記スポット内の前記球面収差を補償するよう選択されている、
ことを特徴とする光素子。
【手続補正２】
【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】
本発明の１つの特徴に従えば、走査位置に位置する多層光記録担体を走査するために、光記録担体内の第一情報層深さにある第一情報層及び光記録担体内の第二情報層深さにある第二情報層を走査するために構成された光走査装置が提供され、
光走査装置は、放射線ビームを発生するための放射線源と、
放射線ビームを情報層上のスポットに収束するために、放射線源と走査位置との間の光路に位置する対物レンズと、
光走査装置が第一情報層を走査するよう位置する第一状態と、光走査装置が第二情報層を走査するよう位置する第二状態との間でスイッチ可能な、放射線源と対物レンズとの間の光路内の光スイッチング構造と、を有し、
光スイッチング構造は、第一状態にあるとき、及び、第二状態にあるときに、放射線ビーム内に異なる分量の球面収差を発生するよう構成された補正器を有し、
補正器は、更に、第一状態にあるとき、及び、第二状態にあるときに、放射線ビーム内に異なる分量の輻輳を発生するよう構成され、
輻輳の異なる分量は、対物レンズと光記録担体との間の作動距離が、第一状態と第二状態との間でスイッチするときに、実質的に一定であるよう選択され、且つ、球面収差の異なる分量は、スポット内の球面収差を補償するよう選択されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
【数５】
2006520987.tif 000014
日本国出願第ＪＰ２００１−３０７３７０号は、多層光記録担体のための光走査装置を開示していることが留意されるべきである。光走査装置は、２つの別個の放射線ビームを用い、第一放射線ビームは、記録担体の異なる情報層の読込み及び書込みのためであり、第二放射線ビームは、記録担体の案内層上のトラックに従うためである。光走査装置は、輻輳へ変化を発生すること、及び、対物レンズに入射する第一放射線ビーム内へ球面収差を導入することの双方を補償し、それによって、１つの層から他の層へ位置を変えるために、第一放射ビームの収束を達成する。既知の光走査装置における対物レンズの位置は、第二放射線ビームによって形成される焦点誤差信号によって制御される。対物レンズは、記録担体内の案内層から一定距離に維持され、それによって、対物レンズと記録担体との間の作動距離を一定値に保つ。装置は、走査されている情報層上での読込み及び書込みビームの収束を維持する収束システムを開示していない。それは、輻輳の特定の選択が対物レンズを記録担体から同一距離に維持し得ることも開示していない。
【国際調査報告】
2006520987.tif 000015
2006520987.tif 000016
2006520987.tif 000017