(57)【要約】【課題】規格の異なる光ディスクの再生及び記録に際し、球面収差の発生を抑え良好なスポットを形成するとともに、使用時にカバー層の厚み誤差によって生じる球面収差を適時補正し、情報読取を安定的に行なうことができる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置において、複屈折性を有する液晶８を充填し、画素電極１１に印加する電圧の強弱により、画素電極１１と対向する領域における液晶１５の屈折率を変化させることで収差を補正するための収差補正パターンを表出する液晶パネル８を対物レンズ４とレーザー光源１の間に配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、レーザー光源と、対物レンズと、受光素子とを備えた光ピックアップ装置において、
一対の透明電極に挟持された液晶と前記透明電極の一方と接続する有機トランジスタとからなる液晶セルが、
透明基板上に形成された複数の走査線と複数の信号線がマトリクス状に交差する各交点付近で前記有機トランジスタが前記走査線及び前記信号線と接続することにより複数集結され構成される液晶パネルと、
前記対物レンズが接合しており、
各液晶セルの一対の透明電極間の電圧を前記有機トランジスタにより制御することで、
各液晶セルの前記液晶の屈折率を個別に制御して、
前記対物レンズを通過するレーザー光の収差を選択的に補正することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
液晶と、該液晶を挟む２つの電極と、前記電極の一方と接続するトランジスタとからなる液晶セルを複数集結してなることを特徴とするレンズ。
【請求項３】
前記トランジスタが有機トランジスタであることを特徴とする請求項２に記載のレンズ。
【請求項４】
基板上に形成された複数の走査線と、
前記走査線とマトリクス状に交差する複数の信号線と、
前記走査線と前記信号線の各交点付近で前記走査線及び前記信号線と前記トランジスタが接続することで形成される液晶パネルを接合してなることを特徴とする請求項２に記載のレンズ。
【請求項５】
少なくともレーザー光源、対物レンズ、受光素子からなる光ピックアップ装置において、
前記対物レンズに請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のレンズを用いたことを特徴とする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、レンズとそれを用いた光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの分野において、従来のＣＤ、ＤＶＤに代わる高密度光情報記録媒体であるＢＤ（ブルーレイディスク）が主流になりつつある。それに伴って、ＣＤ，ＤＶＤ等既存の光ディスク及びＢＤ等の新規格の光ディスクが同一の装置により再生及び録画できることが望ましい。
【０００３】
しかし、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ等の規格の異なる光ディスクはカバー層の厚みがそれぞれ異なるため、同一の装置で異なる波長のレーザーを光ディスクに照射した場合、球面収差が発生し再生することができない。
【０００４】
また、光ディスクの再生中においてもカバー層のばらつきにより収差が発生し安定して再生することができない場合がある。特にＢＤのような短波長レーザーを用いる場合、カバー層の厚みを従来のＤＶＤ及びＣＤより薄く設けているため、カバー層の厚みの誤差による影響が顕著に現れ球面収差が発生し易い。
【０００５】
従来、これらの問題点を解決する方法として、カバー層の厚み誤差に起因する球面収差を打ち消すように、光源と対物レンズとの間に配されたコリメータレンズを動かす方法（特許文献１参照）や、１対のガラス基板間に配置した１対の透明電極内に液晶を封入して、この１対の透明電極に電圧を印加することにより液晶の屈折率を変化させる液晶レンズが用いられていた（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５８１７１公報
【特許文献２】特開２００２−３５７８０４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、コリメータレンズを駆動させるためのアクチュエータを設け光ディスクの再生中、収差補正のため、前後左右に駆動させる必要がある。このため装置が大型化し、全体の設計が複雑になるという問題があった。
【０００７】
また、液晶レンズを用いた場合装置の小型化という面で優れるが、高速で回転する光ディスクの再生時に発生する収差を適時補正するには液晶を高精度で制御する必要がある。
【０００８】
しかし、従来の液晶レンズにおいては同心円状に細かく分割した透明電極に電圧を印加する程度のものであり、精細に分割した電極に電圧を印加しこれらを高精度に制御するところまで考慮されていなかった。
【０００９】
そこで本発明は上記の事情に鑑み、規格の異なる光ディスクの再生及び記録に際し、球面収差の発生を抑え良好なスポットを形成するとともに、使用時にカバー層の厚み誤差によって生じる球面収差を適時補正し、情報読取を安定的に行なうことができる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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の構成は、少なくとも、レーザー光源と、対物レンズと、受光素子とを備えた光ピックアップ装置において、一対の透明電極に挟持された液晶と前記透明電極の一方と接続する有機トランジスタとからなる液晶セルが、透明基板上に形成された複数の走査線と複数の信号線がマトリクス状に交差する各交点付近で前記有機トランジスタが前記走査線及び前記信号線と接続することにより複数集結され構成される液晶パネルと、前記対物レンズが接合しており、各液晶セルの一対の透明電極間の電圧を前記有機トランジスタにより制御することで、各液晶セルの前記液晶の屈折率を個別に制御して、前記対物レンズを通過するレーザー光の収差を選択的に補正することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１１】
また本発明は、液晶と、該液晶を挟む２つの電極と、前記電極の一方と接続するトランジスタとからなる液晶セルを複数集結してなることを特徴とするレンズである。
【００１２】
また本発明は、上記構成のレンズにおいて、前記トランジスタが有機トランジスタであることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記構成のレンズにおいて、少なくともレーザー光源、対物レンズ、受光素子からなる光ピックアップ装置において、前記対物レンズに請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のレンズを用いたことを特徴とする
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、一対の透明電極に挟持された液晶と透明電極の一方と接続する有機トランジスタとからなる液晶セルにおいて、有機トランジスタと接続される電極は電圧の印加が制御される。これにより当該液晶セル内の液晶の配向を変化させることができる。また、液晶は配向の変化により屈折率を変化させるため、有機トランジスタのスイッチ特性を利用し液晶セル内の屈折率を自在にコントロールすることができる。
【００１５】
また、有機トランジスタを透明基板上に形成された複数の走査線と複数の信号線がマトリクス状に交差する各交点付近に配し、走査線及び信号線と接続することにより、複数の有機トランジスタを個別に制御することが可能となる。これにより有機トランジスタ単位で液晶セル内の屈折率を変化させることが可能となる。
【００１６】
また、複数の液晶セルを束状に集結し液晶パネルを形成することにより、液晶パネル全体で特定領域を選択して屈折率を変化させることができる。
【００１７】
また、この液晶パネルを対物レンズと接合することにより、対物レンズを通過するレーザー光の屈折率を変化させることができる。これにより、球面収差を打ち消す屈折率を対物レンズ上に発生させることができる。
【００１８】
したがって、規格の異なる光ディスクを再生する際、問題となる球面収差を補正することができる。また、液晶セル単位で収差補正を行なうことができるため、液晶パネル全体の残留収差を低く抑えることができる。
【００１９】
また、経時的に有機トランジスタを制御することで光ディスクの再生時における、光ディスクの偏心や面ぶれなどの発生に対して、瞬時に収差補正に対応することができる。また、収差が発生した当該箇所を限定して補正を行なうことができる。これにより、光ディスクに照射されるレーザー光の集光スポットを適切に制御することができ、再生信号の質の劣化を防ぎ安定した再生を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態である光ピックアップ装置１の構成を示すものである。この光ピックアップ装置は、レーザー光源１、ビームスプリッタ２、コリメータレンズ３、対物レンズ４、受光素子６、有機ＴＦＴ型液晶パネル８で構成されている。
【００２１】
再生時、レーザー光源１から出射したレーザー光は、ビームスプリッタ２を透過し、コリメータレンズ３で平行光とした後、液晶パネル８を通過し対物レンズ４で絞られ光ディスク７の信号面上に照射される。
【００２２】
一方、信号面上から反射するレーザー光の戻り光は、対物レンズ４、を透過した後、液晶パネル８、コリメータレンズ３を透過した後、ビームスプリッタ２で反射し、円筒レンズ５を介して受光素子６に入射する。こうして、受光素子６から得られる光出力はトラッキング検出信号、再生信号として用いられる。
【００２３】
同一の対物レンズ４を用いてＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ等の異なる規格の光ディスクを再生する場合、カバー層の厚みがそれぞれ異なるため、球面収差が発生し再生信号が劣化するという問題が生ずる。なお、図１においてレーザー光源１は三波長一体型の光源を使用しているが、複数の光源を搭載してもよい。
【００２４】
この再生信号の劣化を解消するため、本実施形態においては液晶パネル８を対物レンズ４の光ディスク７とは反対側の面に貼り付けて接着した。液晶パネル８は所定領域に電圧を印加することで選択的に屈折率を変えることができる。従って、レーザー光が通過する箇所の屈折率を制御することで、当該箇所を通過したレーザー光を信号面上の適切なスポットに集光させることができる。これにより規格の異なる光ディスクを再生することができる。
【００２５】
なお、カバー層７ａの厚みのばらつきによる球面収差は通常、外側にいくほど収差値が大きくなる同心円状の分布を有するため、このような形状の収差を打ち消すような収差補正パターンを液晶パネル８に表出させればよい。また、前記収差補正パターンの屈折率は収差の度合いに応じて領域ごとに制御することができる。このため、残留収差を低く抑えることが可能となる。
【００２６】
次に液晶パネル８について説明する。図２（ａ）は本発明に係る液晶パネル８の正面図であり、矢印によって示されるものは、液晶パネル８を構成する透明基板９上に配置された薄型トランジスタ１３（以下、ＴＦＴと称す）、透明画素電極１１、走査線１２、信号線１４の一部を拡大して示したものである。ＴＦＴの一辺は約５０μｍであり、非常に精細である。また、これらがマトリックス状に規則的に均一に並んでおり、大型化するのは困難であるが、本発明では対物レンズ（直径約１センチ）に使用するため特に問題ない。
【００２７】
また、ＴＦＴ１３には有機ＴＦＴを用いることができる。有機ＴＦＴは、印刷製法を用いることで従来のガラス基板ではなく、プラスチック等のフレキシブル基板上に有機トランジスタを精細に形成することが可能である。このため、部材の大半がプリント形成可能であり製造工程が簡易であり、低コストで液晶パネル８を製造することができる。また、有機ＴＦＴは薄型でフレキシブルであるため液晶パネル８にも同様にフレキシブル性もたせることができる。
【００２８】
図２（ｂ）は液晶パネル８の一部を切り出した斜方図である。液晶パネル８は一つの透明画素電極１１ａとそれに対向する共通電極１０ａにより挟持された液晶１５ａとＴＦＴ１３ａからなる液晶セルＡがマトリックス状に配列したものを２枚の透明基板９，１６で挟持しユニット化したものである。
【００２９】
液晶セルＡにおいて、透明画素電極１１ａに電圧を印可し共通電極１０ａとの間に電位差を設けることで液晶１５ａが配向する。液晶１５ａは配向により屈折率を変化させるため、透明画素電極１１ａの電圧を調整することで、液晶セルＡ内の屈折率を個別に変化させることができる。
【００３０】
また、液晶１５ａは電位差の強弱に応じて配向性を変化させ、屈折率もそれに従って変化する。したがって各透明画素電極１１ａの電圧を制御することで液晶セルＡ内の屈折率を自在に操作することが可能となる。
【００３１】
ここで、ＴＦＴ１３はスイッチの役割を果たすアクティブ素子であり、透明画素電極１１ａに印加する電圧の強弱を調整することができる。したがって、ＴＦＴ１３ａと接続された透明画素電極１１ａの印加電圧を制御し液晶セルＡ内の屈折率を変化させることができる。
【００３２】
また、下部基板９上には、信号線１４と走査線１２がマトリックス状に交差しており、これら各交点付近にＴＦＴ１３が配され信号線１４と走査線１２と接続している。なお、ＴＦＴ１３と信号線１４及び走査線１２の接続方法については省略する。
【００３３】
これにより、液晶パネル８内の全ての液晶セルＡの屈折率を各ＴＦＴ１３で制御することができる。また、各ＴＦＴの制御は個別に行なうことができるため、各液晶セルごとに屈折率を変えることもできる。
【００３４】
従って、液晶パネル８全体において、各ＴＦＴ１３を制御すれば所定の領域に収差補正パターンを表出させることができる。なお、透明電極１１と共通電極１０の間に電圧差が生じない場合、液晶１５の配向状態は変化しないため、屈折率は変化しない。
【００３５】
また、印加する電圧の強弱を制御することでピクセル毎の屈折率を変えることができるこのため、ピクセル単位で収差を補正することができる。従って、液晶パネル８全体の残留収差を低く抑えることが可能となる。
【００３６】
以上より、液晶パネル８を光ピックアップ装置に用いることで球面収差を補正することが可能となり異なる規格の光ディスクにも互換性を有する光ピックアップ装置を提供することができる。
【００３７】
なお、本実施形態において、本実施形態は電圧印加時と電圧非印加時の液晶１５のねじれ方向を限定するものではなく、液晶１５は電圧印加時に屈折率を変化させるものであればよい。
【００３８】
また、本発明に係る光ピックアップ装置を用いることにより球面収差以外にもコマ収差、非点収差、像面のそり、像のゆがみ等の収差も同様の原理で補正することが可能となる。
【００３９】
例えば、光ディスク７の再生時、光ディスク７の偏心や面ぶれなどの発生によって光ディスク７に照射されるレーザー光１の集光スポットの位置がずれることがある。このとき、集光スポットは情報記録面の記録トラック上に正確に照射されず、再生信号の質が劣化する。
【００４０】
この問題を解消するため、まず、光ディスクの情報記録面で反射した戻り光を用いて光ディスクの変位を検出する。その後、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号などのサーボ信号に基づいて液晶パネル８の所定領域に電圧を印加し屈折率を変化させ、レーザー光の集光スポットの位置をフォーカス方向にずらす。これら一連の動作により、情報記録面の記録層上に集光スポットを経時的に照射することが可能となる。
【００４１】
次に、前記した液晶パネル８の光ピックアップ装置への設置方法について説明する。図３は対物レンズ４の下面に液晶パネル８を設けた場合の断面図を示すものである。液晶パネル８のＴＦＴ１３に有機ＴＦＴを用いることで有機ＴＦＴの特徴であるフレキシブル性を利用して対物レンズ４の下面に重ね一体化して設けることが可能となる。このとき、一体化の方法としては対物レンズ４と対物レンズホルダ１７で液晶パネル８を挟持する方法以外に両面テープ、接着剤を用いて隙間なく接着する方法が考えられる。
【００４２】
これにより、液晶パネル８を設けるスペースを省略することが可能となり、光ピックアップ装置全体の小型化を実現することができる。
【００４３】
また、液晶パネル８と対物レンズ４の位置ずれによって収差補正効果が減少するのを防ぐこともできる。
【００４４】
本発明において液晶パネル８を光ピックアップ装置に使用したが、レンズを使用する光学系の電子装置（デジタルカメラ、ビデオカメラ、プロジェクター等）にも上記原理を用いて様々な用途に応用することが可能である。
【００４５】
また、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、レンズの収差を補正し、安定した光ディスクの再生及び録画を可能とする光ピックアップ装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態である光ピックアップ装置１の構成図である。
【図２】本発明に係る液晶パネルの斜方断面図である。
【図３】本発明に係る液晶パネルの設置方法について示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    レーザー光源
２    ビームスプリッタ
３    コリメータレンズ
４    対物レンズ
５    円筒レンズ
６    受光素子
７    光ディスク
７ａ  カバー層
７ｂ  記録層
８    液晶パネル
９    下部基板
１０    共通電極
１１    画素電極
１２    走査線
１３    薄型トランジスタ（ＴＦＴ）
１４    信号線
１５    液晶
１６    上部基板
１７    対物レンズホルダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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