(57)【要約】【課題】  対物レンズのレンズシフト等による光軸と液晶光学素子との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正する。【解決手段】  所定の波長の光ビームを出射する光源３１と、光源３１から出射された光ビームを光ディスク１１の信号記録面上に集光する対物レンズ３２と、光源３１と対物レンズ３２との間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子３８と、光ディスク１１で反射された戻り光を光路分離する光路分離手段３５と、光路分離手段３５で分離された戻り光を検出する光検出器３６と備え、液晶光学素子３８は、光軸方向に相対向して配置される一対の電極を有し、一対の電極の一方の電極には、コマ収差を補正するパターンが設けられ、コマ収差を補正するパターンは、一方の電極を複数の領域に分割する複数の境界部を有し、複数の境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されている。【選択図】  図２
2007080432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子と、
上記光ディスクで反射された戻り光を光路分離する光路分離手段と、
上記光路分離手段で分離された戻り光を検出する光検出器と備え、
上記液晶光学素子は、光軸方向に相対向して配置される一対の電極を有し、
上記一対の電極の一方の電極には、コマ収差を補正するパターンが設けられ、上記コマ収差を補正するパターンは、上記一方の電極を複数の領域に分割する複数の境界部を有し、上記複数の境界部が対物レンズ入射瞳径と交わらないように形成されている光ピックアップ。
【請求項２】
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子と、
上記光ディスクで反射された戻り光を光路分離する光路分離手段と、
上記光路分離手段で分離された戻り光を検出する光検出器と備え、
上記液晶光学素子は、光軸方向に相対向して配置される一対の電極を有し、
上記一対の電極の一方の電極には、光ディスクに起因するコマ収差を補正する第１のパターンと、当該光ピックアップの光学部品に起因するコマ収差を補正する第２のパターンとが設けられ、上記第１及び第２のパターンは、それぞれ上記一方の電極を複数の領域に分割する複数の境界部を有し、上記複数の境界部が対物レンズ入射瞳径と交わらないように形成されている光ピックアップ。
【請求項３】
光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、上記光ディスクを回転するディスク回転駆動手段とを備える光ディスク装置において、
上記光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子と、
上記光ディスクで反射された戻り光を光路分離する光路分離手段と、
上記光路分離手段で分離された戻り光を検出する光検出器と備え、
上記液晶光学素子は、光軸方向に相対向して配置される一対の電極を有し、
上記一対の電極の一方の電極には、コマ収差を補正するパターンが設けられ、上記コマ収差を補正するパターンは、上記一方の電極を複数の領域に分割する複数の境界部を有し、上記複数の境界部が対物レンズ入射瞳径と交わらないように形成されている光ディスク装置。
【請求項４】
光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、上記光ディスクを回転するディスク回転駆動手段とを備える光ディスク装置において、
上記光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子と、
上記光ディスクで反射された戻り光を光路分離する光路分離手段と、
上記光路分離手段で分離された戻り光を検出する光検出器と備え、
上記液晶光学素子は、光軸方向に相対向して配置される一対の電極を有し、
上記一対の電極の一方の電極には、光ディスクに起因するコマ収差を補正する第１のパターンと、当該光ピックアップの光学部品に起因するコマ収差を補正する第２のパターンとが設けられ、上記第１及び第２のパターンは、それぞれ上記一方の電極を複数の領域に分割する複数の境界部を有し、上記複数の境界部が対物レンズ入射瞳径と交わらないように形成されている光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して記録及び／又は再生を行う光ピックアップ及びこれを用いた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに対して、記録及び／又は再生を行う光ピックアップ及び光ディスク装置において、様々な原因によりコマ収差が発生し、このコマ収差により、光ディスクの信号記録面に集光されるスポットの品質が劣化し、情報の記録、再生に悪影響を及ぼすことが問題となる。
【０００３】
例えば、特許第３５３８５２０号公報に記載されているように、この光学部品のコマ収差を液晶光学素子を設けることで補正することが知られていた。（特許文献１参照）。
【０００４】
上述したコマ収差を補正する液晶光学素子は、２枚の電極と、２枚の電極に挟まれて配向された液晶分子とから形成されている。２枚の電極のいずれか一方には、図１６に示すように、電極を複数の領域に分割する複数の境界部２０２ａ〜２０２ｄからなり、コマ収差を補正する電極パターン２０１が設けられる。すなわち、かかる液晶光学素子は、複数の領域に分割された電極に与える電位差を変化させることで、液晶分子の配向性を利用して屈折率分布を持たせ、透過する光ビームに対して各領域毎に位相差を異ならせることによって所望の収差を発生させて補正するものである。
【０００５】
かかる液晶光学素子においては、対物レンズの光軸と電極パターンとの偏心が問題となる。すなわち、液晶光学素子を光ピックアップに組み込んだ際に偏心があった場合には、所望の収差以外の収差が発生し、また、所望の収差に関しても、シーク時に対物レンズがシフトしたときに、予め決定されている収差発生量から発生量が減少し、補正不足に陥る問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特許第３５３８５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、光ピックアップを構成する対物レンズのレンズシフト等による光軸と液晶光学素子との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができる光ピックアップ及びこれを用いた光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、本発明にかかる光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子と、上記光ディスクで反射された戻り光を光路分離する光路分離手段と、上記光路分離手段で分離された戻り光を検出する光検出器と備え、上記液晶光学素子は、光軸方向に相対向して配置される一対の電極を有し、上記一対の電極の一方の電極には、コマ収差を補正するパターンが設けられ、上記コマ収差を補正するパターンは、上記一方の電極を複数の領域に分割する複数の境界部を有し、上記複数の境界部が対物レンズ入射瞳径と交わらないように形成されている。
【０００９】
また、本発明にかかる光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子と、上記光ディスクで反射された戻り光を光路分離する光路分離手段と、上記光路分離手段で分離された戻り光を検出する光検出器と備え、上記液晶光学素子は、光軸方向に相対向して配置される一対の電極を有し、上記一対の電極の一方の電極には、光ディスクに起因するコマ収差を補正する第１のパターンと、当該光ピックアップの光学部品に起因するコマ収差を補正する第２のパターンとが設けられ、上記第１及び第２のパターンは、それぞれ上記一方の電極を複数の領域に分割する複数の境界部を有し、上記複数の境界部が対物レンズ入射瞳径と交わらないように形成されている。
【００１０】
上述したような目的を達成するため、本発明にかかる光ディスク装置は、光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、光ディスクを回転するディスク回転駆動手段とを備える光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップとして、上述したようなものを用いたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる光ピックアップ及びこれを用いた光ディスク装置は、光ピックアップを構成する対物レンズのレンズシフト等による光軸と液晶光学素子との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができ、記録・再生特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
【００１３】
この光ディスク装置１０は、フォーマットの異なる複数種類の光ディスク１１に対して情報信号の記録及び／又は再生を行うことができる光ディスク装置である。
【００１４】
ここで用いられる光ディスク１１は、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な光ディスクや、光磁気ディスク等である。
【００１５】
特に、以下で光ディスク装置１０により情報の再生又は記録を行う３種類の光ディスクとして、保護基板の厚さが０．１ｍｍで波長４０５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な第１の光ディスク３と、保護基板の厚さが０．６ｍｍで波長６５５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用するＤＶＤ等の第２の光ディスク４と、保護基板の厚さが１．２ｍｍで波長７８５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用するＣＤ等の第３の光ディスク５とを用いるものとして説明する。
【００１６】
具体的に、この光ディスク装置１０は、図１に示すように、光ディスク１１を回転するスピンドルモータ１２と、スピンドルモータ１２を制御するモータ制御回路１３と、スピンドルモータ１２により回転される光ディスク１１に光ビームを照射し光ディスク１１で反射した戻りの光ビームを検出する光ピックアップ１と、光ピックアップ１から出力された電気信号を増幅するＲＦアンプ１５と、対物レンズのフォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成するサーボ回路１６と、サブコードデータを抽出するサブコード抽出回路１７とを備える。
【００１７】
また、この光ディスク装置１０は、記録系として、パーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続され、記録すべきデータが入力される入力端子１８と、入力端子１８に入力された記録データに対してエラー訂正符号化処理を施すエラー訂正符号化回路１９と、エラー訂正符号化処理が施されたデータを変調する変調回路２０と、変調された記録データに対して記録処理を施す記録処理回路２１とを備える。
【００１８】
更に、光ディスク装置１０は、再生系として、光ディスク１１より読み出した再生データに対して復調する復調回路２２と、復調された再生データに対してエラー訂正復号処理を施すエラー訂正復号化回路２３と、エラー訂正復号処理されたデータを出力する出力端子２４とを備える。更に、光ディスク装置１０は、装置に対して操作信号を入力する操作部２５と、各種制御データ等を格納するメモリ２６と、全体の動作を制御する制御回路２７と、光ディスク１１の種類を判別するディスク種類判別部２９とを備える。
【００１９】
スピンドルモータ１２は、スピンドルに光ディスク１１が装着されるディスクテーブルが設けられており、ディスクテーブルに装着されている光ディスク１１を回転する。モータ制御回路１３は、光ディスクをＣＬＶ（Constant Linear Velocity）で回転することができるようにスピンドルモータ１２を駆動制御する。具体的に、モータ制御回路１３は、水晶発振器からの基準クロックとＰＬＬ回路からのクロックとに基づいて光ディスク１１の回転速度が線速一定となるようにスピンドルモータ１２を駆動制御する。なお、光ディスク１１は、ＣＡＶ（Constant Angular Velocity）やＣＬＶとＣＡＶとを組み合わせた制御で回転するようにしてもよい。
【００２０】
光ピックアップ１は、装着された光ディスク１１の種類に応じた波長を出射する、例えば３波長互換光学系を有する光ピックアップであり、規格の異なる光ディスクの信号記録面に対して上述した異なる波長の光ビームを出射する半導体レーザ等の光源と、この光源より出射された光ビームを集束する光ディスク１１の種類に対応した開口数の対物レンズ、光ディスク１１で反射された戻りの光ビームを検出する光検出器等を備える。光ピックアップ１は、光ディスク１１に記録されているデータを読み出すとき、半導体レーザの出力を標準レベルに設定し、半導体レーザよりレーザ光である光ビームを出射する。また、光ピックアップ１は、記録データを光ディスク１１に記録するとき、半導体レーザの出力を、再生時の標準レベルより高い記録レベルにして、半導体レーザよりレーザ光である光ビームを出射する。光ピックアップ１は、記録再生時、光ディスク１１に光ビームを照射し、信号記録面で反射した戻りの光ビームを光検出器で検出し、光電変換する。また、対物レンズは、２軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動機構に保持され、フォーカシングサーボ信号に基づいて対物レンズの光軸と平行なフォーカシング方向に駆動変位され、また、トラッキングサーボ信号に基づいて対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に駆動変位される。尚、ここでは、３波長互換光学系を有する光ピックアップを用いて、異なる３波長に対応した複数種類の光ディスクに対して記録及び再生を行うものとして説明したが、これに限られるものではなく、２波長互換光学系を有する光ピックアップを用いてもよく、また、所定の１波長に対応した光学系を有する光ピックアップを用いてもよい。また、半導体レーザ、対物レンズ及び光検出器等の光学系の構成については後に詳述する。
【００２１】
ＲＦアンプ１５は、光ピックアップ１を構成する光検出器からの電気信号に基づいて、ＲＦ信号、フォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成する。例えばフォーカシングエラー信号は、非点収差法により生成され、トラッキングエラー信号は、３ビーム法やプッシュプル法により生成される。そして、ＲＦアンプ１５は、再生時、ＲＦ信号を復調回路２２に出力し、フォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号をサーボ回路１６に出力する。
【００２２】
サーボ回路１６は、光ディスク１１を再生する際のサーボ信号を生成する。具体的に、サーボ回路１６は、ＲＦアンプ１５から入力されたフォーカシングエラー信号に基づき、このフォーカシングエラー信号が０となるように、フォーカシングサーボ信号を生成し、また、ＲＦアンプ１５から入力されたトラッキングエラー信号に基づき、このトラッキングエラー信号が０となるように、トラッキングサーボ信号を生成する。そして、サーボ回路１６は、フォーカシングサーボ信号及びトラッキングサーボ信号を光ピックアップ１を構成する対物レンズ駆動機構の駆動回路に出力する。この駆動回路は、フォーカシングサーボ信号に基づき２軸アクチュエータを駆動し、対物レンズを対物レンズの光軸と平行なフォーカシング方向に駆動変位させ、トラッキングサーボ信号に基づき２軸アクチュエータを駆動し、対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に対物レンズを駆動変位させる。
【００２３】
サブコード抽出回路１７は、ＲＦアンプ１５より出力されたＲＦ信号よりサブコードデータを抽出し、抽出したサブコードデータを制御回路２７に出力し、制御回路２７がアドレスデータ等を特定できるようにする。
【００２４】
入力端子１８は、パーソナルコンピュータ等のホスト機器のＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、ＡＴＡＰＩ（Advanced Technology Attachment Packet Interface）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４等のインタフェースに電気的に接続され、ホスト機器よりオーディオデータ、映画データ、コンピュータプログラム、コンピュータで処理された処理データ等の記録データが入力され、入力された記録データをエラー訂正符号化回路１９に出力する。
【００２５】
エラー訂正符号化回路１９は、例えば、クロスインターリーブ・リード・ソロモン符号化（Cross Interleave Reed-solomon Code；ＣＩＲＣ）、リードソロモン積符号化等のエラー訂正符号化処理を行い、エラー訂正符号化処理した記録データを変調回路２０に出力する。変調回路２０は、８−１４変調、８−１６変調等の変換テーブルを有しており、入力された８ビットの記録データを１４ビット又は１６ビットに変換して、記録処理回路２１に出力する。記録処理回路２１は、変調回路２０から入力された記録データに対してＮＲＺ（Non Return to Zero）、ＮＲＺＩ（Non Return to Zero Inverted）等の処理や記録補償処理を行い、光ピックアップ１に出力する。
【００２６】
復調回路２２は、変調回路２０と同様な変換テーブルを有しており、ＲＦアンプ１５から入力されたＲＦ信号を１４ビット又は１６ビットから８ビットに変換し、変換した８ビットの再生データをエラー訂正復号化回路２３に出力する。エラー訂正復号化回路２３は、復調回路２２から入力されたデータに対してエラー訂正復号処理を行い、出力端子２４に出力する。出力端子２４は、上述したホスト機器のインタフェースに電気的に接続されている。出力端子２４より出力された再生データは、ホスト機器に接続されたモニタに表示され、また、スピーカで再生音に変換されて出力される。
【００２７】
操作部２５は、光ディスク装置１０を操作するための各種操作信号を生成し、生成した各種操作信号を制御回路２７に出力する。具体的に、この操作部２５は、光ディスク装置１０に設けられたイジェクト釦２５ａの他、ディスクテーブルに装着された光ディスク１１に対して記録データの記録を開始する記録釦２５ｂや光ディスク１１に記録されているデータの再生を開始する再生釦２５ｃや記録再生動作を停止する停止釦２５ｄを備える。記録釦２５ｂ、再生釦２５ｃ、停止釦２５ｄ等は、必ずしも光ディスク装置１０にイジェクト釦２５ａと共に設けられている必要は無く、例えばホスト機器のキーボード、マウス等を操作することにより、ホスト機器よりインタフェースを介して記録開始信号、再生開始信号、停止信号等を制御回路２７に入力するようにしてもよい。
【００２８】
メモリ２６は、例えばＥＰ−ＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）等のメモリであり、制御回路２７が行う各種制御データやプログラムが格納されている。具体的に、このメモリ２６には、光ピックアップ１をディスクテーブルに装着された光ディスク１１の径方向に送り操作する際の駆動源となるスレッドモータ２８の光ディスク１１の種類に応じた各種制御データが格納されている。
【００２９】
ディスク種類判別部２９は、光ディスク１１の表面反射率、形状的及び外形的な違い等から異なるフォーマットを検出して光ディスク１１の種類を検出する。光ディスク装置１０を構成する各ブロックは、ディスク種類判別部２９における検出結果に応じて、装着される光ディスクの仕様に基づく信号処理ができるように構成されている。
【００３０】
制御回路２７は、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ等で構成されており操作部２５からの操作信号に応じて装置全体の動作を制御する。また、制御回路２７は、ディスク種類判別部２９で検出された光ディスク１１の種類に応じて光ピックアップ１の半導体レーザの光源及び出力パワーを切り換える。
【００３１】
次に、本発明が適用された上述した光ピックアップ１について説明する。
【００３２】
光ピックアップ１は、所定の種類の光ディスクに対して所定の１波長の光ビームを用いて記録及び／又は再生を行うものとして説明する。尚、ここでは、光ピックアップ１を１波長に対応した光学系を有する光ピックアップとして説明するが、これに限られるものではなく、複数種類の光ディスクに対して、複数種類の波長の光ビームを用いて記録及び／又は再生を行うように構成しても良い。
【００３３】
本発明を適用した光ピックアップ１は、図２に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源部３１と、光源部３１から出射された光ビームを光ディスク１１の信号記録面上に集光する対物レンズ３２と、光源部３１と対物レンズ３２との間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子３８と、光源部３１と液晶光学素子３８との間に設けられ、光源部３１から出射された光ビームの発散角を変換して平行光とするコリメータレンズ３４と、液晶光学素子３８とコリメータレンズ３４との間に設けられ、光ディスク１１で反射された戻り光の光路を変えて、光源部３１から出射された往路側の光ビームの光路から分離する光路分離手段としてのビームスプリッタ３５と、ビームスプリッタ３５で分離された戻りの光ビームを検出するフォトディテクタ等の光検出器３６とを備える。
【００３４】
また、光ピックアップ１は、液晶光学素子３８と対物レンズ３２との間に設けられ、通過する光ビームに１／４波長の位相差を与える１／４波長板３７と、ビームスプリッタ３５と光検出器３６との間に設けられ、ビームスプリッタ３５で光路を偏光された戻りの光ビームを光検出器３６のフォトディテクタ上に集光する集光レンズ３９とを備える。
【００３５】
対物レンズ３２は、２軸アクチュエータ４３等の対物レンズ駆動機構によって移動自在に支持されている。そして、この対物レンズ３２は、光検出器３６により受光された光ディスク１１からの戻りの光ビームにより生成されたトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号に基づいて、２軸アクチュエータ４３により移動操作されることにより、光ディスク１１に近接離間する方向及び光ディスク１１の径方向の２軸方向へ移動され、光ディスク１１の信号記録面で常に焦点が合うように、この光ビームを集束するとともに、この集束された光ビームを信号記録面上に形成された記録トラックに追従させる。
【００３６】
また、対物レンズ３２の入射側には、通過する光ビームの開口数を光ディスク１１のフォーマットに適応させるために開口制限を行う開口絞り及び／又はホログラム面等の図示しない開口制限手段が設けられている。
【００３７】
ビームスプリッタ３５は、偏光依存性を備えた膜特性を有する分離面３５ａが形成され、この分離面３５ａにより、光源部３１から出射されコリメータレンズ３４により平行光とされた光ビームを透過して液晶光学素子３８側に出射するとともに、光ディスク１１で反射された復路の光ビームを反射させて集光レンズ３９側に出射させる。
【００３８】
すなわち、例えば、この分離面３５ａが、通過する光ビームのうち、Ｓ波とされた光ビームの略全光量を透過させ、Ｐ波とされた光ビームの略全光量を反射させるような光学薄膜が形成されたものとし、光源部３１から出射される光ビームの偏光状態をＳ波とすると、光源部３１から出射されたＳ波の光ビームは、ビームスプリッタ３５を透過される。対物レンズ３２により集光されて光ディスク１１で反射された戻り光は、後述するように、１／４波長板３７によりＰ波とされて偏光ビームスプリッタ３５に入射するので、分離面３５ａを反射されて、光検出器３６側に導かれる。
【００３９】
液晶光学素子３８は、屈折率を変化させることにより光ディスクの反り、面振れ等に起因するコマ収差（以下、「光ディスクに起因するコマ収差」という。）、並びに、光学部品自体及び光学部品の配置誤差に起因するコマ収差（以下、「光学部品に起因するコマ収差」という。）の２要因のコマ収差の収差量を調整するものである。この液晶光学素子３８は、図３に示すように、相対向して配置される保護層としてのガラス基板である第１及び第２の基板５１，５２と、第１及び第２の基板５１，５２の相対向する面に形成され、それぞれ電極パターンを有するＩＴＯ膜等からなる一対の透明電極である第１及び第２の電極５３，５４と、第１及び第２の電極５３，５４の間に配向膜５５，５６を介して挟まれて配向された液晶分子５７とから形成されている。配向膜５５，５６は、液晶分子５７に所定の分子配向を与える。
【００４０】
一方のガラス基板５１に設けられた第１の電極５３は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、この第１の電極５３を複数の領域に分割する第１の電極パターンと第２の電極パターンとを有する。尚、図４（ａ）乃至図４（ｃ）において、破線部ｅａは、対物レンズの入射瞳径、すなわち、対物レンズ３２の開口数と焦点距離で決定される光ビーム径を液晶光学素子３８上に投影したものである。また、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）に示す電極パターンのうち、第１の電極パターン、第２の電極パターンのみを示したものである。
【００４１】
この第１の電極パターンは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、光ディスクに起因するコマ収差、及び光学部品に起因するコマ収差、すなわち、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するもので、第１乃至第４の境界部６１，６２，６３，６４からなる。第１及び第２の境界部６１，６２は、対物レンズの入射瞳径ｅａの内側に形成されており、第３及び第４の境界部６３，６４は、対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に形成されており、すなわち、第１乃至第４の境界部６１，６２，６３，６４は、対物レンズの入射瞳径ｅａと交わらないように形成されている。そして、第３及び第４の境界部６３，６４は、その中央部が円形状の対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に所定の距離を離間して沿うように形成されるとともに、その両端部は、対物レンズの入射瞳径ｅａから離間する方向に延長して形成されている。第１の電極５３は、この第１乃至第４の境界部６１，６２，６３，６４により、複数の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに分割される。
【００４２】
第２の電極パターンは、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、光学部品に起因するコマ収差、すなわち、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するもので、第５乃至第８の境界部６５，６６，６７，６８からなる。第５及び第６の境界部６５，６６は、対物レンズの入射瞳径ｅａの内側に形成されており、第７及び第８の境界部６７，６８は、対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に形成されており、すなわち、第５乃至第８の境界部６５，６６，６７，６８は、対物レンズの入射瞳径ｅａと交わらないように形成されている。そして、第７及び第８の境界部６７，６８は、その中央部が円形状の対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に所定の距離を離間して沿うように形成されているとともに、その両端部は、対物レンズの入射瞳径ｅａから離間する方向に延長して形成されている。この第５乃至第８の境界部６５，６６，６７，６８は、それぞれ、上述した第１乃至第４の境界部６１，６２，６３，６４を光軸を中心に略９０°回転させたのと略同じ形状とされる。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、第２の電極パターンの第５及び第６の境界部６５，６６は、領域Ａ，Ｂを３分割するとともに、領域Ｃを４分割する。また、第７及び第８の境界部６７，６８は、領域Ｃをさらに分割して６分割にするとともに、領域Ｄ，Ｅを３分割する。
【００４４】
すなわち、第１の電極の領域Ａは、第５及び第６の境界部６５，６６により、領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に分割される。領域Ｂは、第５及び第６の境界部６５，６６により、領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に分割される。領域Ｃは、第５乃至第８の境界部６５，６６，６７，６８により、領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６に分割される。領域Ｄは、第７及び第８の境界部６７，６８により、領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に分割される。領域Ｅは、第７及び第８の境界部６７，６８により、領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に分割される。
【００４５】
他方のガラス基板５２に設けられた第２の電極５４は、図５（ａ）に示すように、電極パターンが形成されていない、いわゆるベタ電極とされている。尚、ここでは、第２の電極５４には、電極パターンを形成しないように構成したが、図５（ｂ）に示すように非点収差を補正する電極パターン、又は、図５（ｃ）に示すように球面収差を補正する電極パターンを形成するように構成しても良い。
【００４６】
例えば、図５（ｂ）に示す、第２の電極５４Ａに設けられた非点収差を補正する電極パターンは、光軸を中心として円形状に形成された第１の境界部と、この第１の境界部の外側に、光軸から放射状に径方向の直線状に形成された第２乃至第９の境界部とからなる。第２の電極５４Ａは、この第１乃至第９の境界部により、複数の領域ＡＳ０，ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４に分割され、後述するコマ収差の場合と同様に、この複数の領域に印加する電位を制御することで、非点収差を補正することができる。尚、図５（ｂ）中、同一符号が付された領域は、同一の電位に制御される。
【００４７】
また、図５（ｃ）に示す、第２の電極５４Ｂに設けられた球面収差を補正する電極パターンは、光軸を中心とした同心円状に形成された第１及び第２の境界部からなる。第２の電極５４Ｂは、この第１及び第２の境界部により、複数の領域ＳＡ０，ＳＡ１に分割され、後述するコマ収差の場合と同様に、この複数の領域に印加する電位を制御することで、球面収差を補正することができる。尚、図５（ｃ）中、同一符号が付された領域は、同一の電位に制御される。
【００４８】
液晶光学素子３８は、第１の電極５３に形成された第１及び第２の電極パターンに印加する電位を駆動制御する液晶駆動部４４を有する。液晶駆動部４４は、制御部２７から信号を受け、第１の電極５３の第１及び第２の電極パターンにより分割された各領域に印加する電位、及び、第２の電極５４の全領域に印加する電位を制御することにより、分割された各領域の第１及び第２の電極５３，５４間の電圧を制御することができ、この電圧による電界に従って、液晶分子の配向が偏倚され、電極パターンに応じて屈折率を変更する。すなわち、液晶光学素子３８は、液晶駆動部４４に制御されることにより、各領域を通過する光ビームに位相差を付加することができる。
【００４９】
第１の電極５３において、領域Ａ１と領域Ｅ２とは、同一の駆動信号が入力され、液晶駆動部４４により同一の電位に印加される。また、領域Ｂ１と領域Ｄ２とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。また、領域Ｃ１と領域Ｃ６とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。また、領域Ａ２と領域Ｅ１とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。また、領域Ｂ２と領域Ｄ１とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。また、領域Ｃ２と領域Ｃ５とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。また、領域Ａ３と領域Ｅ３とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。また、領域Ｂ３と領域Ｄ３とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。さらに、領域Ｃ３と領域Ｃ４とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。
【００５０】
この第１の電極５３において、第１及び第２の電極パターンにより分割された領域に必要な駆動信号は、上述の９種類の信号である。すなわち、第１の電極５３は、１８の領域に分割されているが、上述の組み合わせられた領域は所望の２方向のコマ収差を発生させる際に同電位とする領域であり、従って、駆動信号のチャンネル数としては９チャンネルとなっている。
【００５１】
液晶光学素子３８は、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するとき、領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に付加する電位を同電位Ｘ１とし、領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に付加する電位を同電位Ｘ２とし、領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６に付加する電位を同電位Ｘ３として、それぞれに付加する電位を制御部２７及び液晶駆動部４４に制御されることにより、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差の波面に位相差を付加してこのコマ収差を補正する。ここで、電位Ｘ３を基準電位として、電位Ｘ１と電位Ｘ２とを基準電位に対して同程度逆方向の電位を与えることで、各領域毎に位相差を異ならせて所望の収差を発生させて補正する。
【００５２】
また、液晶光学素子３８は、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するとき、領域Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ２，Ｅ２，Ｃ６に付加する電位を同電位Ｘ４とし、領域Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ１，Ｅ１，Ｃ５に付加する電位を同電位Ｘ５とし、領域Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３，Ｅ３，Ｃ４に付加する電位を同電位Ｘ６として、それぞれに付加する電位を制御部２７及び液晶駆動部４４に制御されることにより、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差の波面に位相差を付加してこのコマ収差を補正する。ここで、電位Ｘ６を基準電位として、電位Ｘ４と電位Ｘ５とを基準電位に対して同程度逆方向の電位を与えることで、各領域毎に位相差を異ならせて所望の収差を発生させて補正する。
【００５３】
そして、液晶光学素子３８は、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を同時に補正するときは、上述と同様に、それぞれの領域に、単独のコマ収差を補正するのに必要な電位を算出して、それを足し合わせた電位を付加することで、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正する。換言すると、それぞれのコマ収差を発生させる電位により付加できる基準領域に対する位相差を各領域でそれぞれ足し合わせ、その位相差を付加できる電位にすることで、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差、すなわち、２方向のコマ収差を補正する。
【００５４】
さらに、液晶光学素子３８は、シーク時の対物レンズ３２のレンズシフトにより、光軸と液晶光学素子との偏心、すなわち、光軸と液晶光学素子の電極パターンの中心との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができる。
【００５５】
ここで、第１及び第２の電極パターンを有する液晶光学素子３８により、波面に位相差を付加することにより、コマ収差を良好に補正することができ、さらに、対物レンズ３２のレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができることについて説明する。以下の説明では、本発明を適用した光ピックアップを構成する液晶光学素子３８と比較するための図６に示す電極パターンを有する比較例の液晶光学素子１３８を用いて説明する。
【００５６】
比較例の液晶光学素子１３８は、液晶光学素子３８と同様に、図３に示すように、相対向して配置される保護層としてのガラス基板である第１及び第２の基板５１，５２と、第１及び第２の基板５１，５２の相対向する面に形成され、それぞれ電極パターンを有するＩＴＯ膜等からなる一対の透明電極である第１及び第２の電極１５３，５４と、第１及び第２の電極１５３，５４の間に配向膜５５，５６を介して挟まれて配向された液晶分子５７とから形成されている。
【００５７】
一方のガラス基板５１に設けられた第１の電極１５３は、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、この第１の電極１５３を複数の領域に分割する第１の電極パターンと、第１の電極パターンに分割された複数の領域をさらに複数の領域に分割する第２の電極パターンとを有する。尚、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、それぞれ、図６（ａ）に示す電極パターンのうち、第１の電極パターン、第２の電極パターンのみを示したものである。
【００５８】
この第１の電極パターンは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、光ディスクに起因するコマ収差、及び光学部品に起因するコマ収差、すなわち、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するもので、第１乃至第４の境界部１６１，１６２，１６３，１６４からなる。すなわち、第１の電極１５３は、この第１乃至第４の境界部１６１，１６２，１６３，１６４により、複数の領域Ａ１０，Ｂ１０，Ｃ１０，Ｄ１０，Ｅ１０に分割される。
【００５９】
第２の電極パターンは、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、光学部品に起因するコマ収差、すなわち、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するもので、第５乃至第８の境界部１６５，１６６，１６７，１６８からなる。この第５乃至第８の境界部１６５，１６６，１６７，１６８は、それぞれ、上述した第１乃至第４の境界部１６１，１６２，１６３，１６４を光軸を中心に略９０°回転させたのと略同じ形状とされる。尚、図６（ａ）乃至図６（ｃ）において、破線部ｅａは、対物レンズの入射瞳径、すなわち、対物レンズ３２の開口数と焦点距離で決定される光ビーム径を液晶光学素子１３８上に投影したものである。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、第２の電極パターンの第５及び第６の境界部１６５，１６６は、領域Ａ１０，Ｂ１０を３分割するとともに、領域Ｃ１０を４分割する。また、第７及び第８の境界部１６７，１６８は、領域Ｃ１０をさらに分割して６分割にするとともに、領域Ｄ１０，Ｅ１０を３分割する。
【００６１】
すなわち、第１の電極の領域Ａ１０は、第５及び第６の境界部１６５，１６６により、領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３に分割される。領域Ｂ１０は、第５及び第６の境界部１６５，１６６により、領域Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３に分割される。領域Ｃ１０は、第５乃至第８の境界部１６５，１６６，１６７，１６８により、領域Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５，Ｃ１６に分割される。領域Ｄ１０は、第７及び第８の境界部１６７，１６８により、領域Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３に分割される。領域Ｅ１０は、第７及び第８の境界部１６７，１６８により、領域Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ１３に分割される。
【００６２】
比較例の液晶光学素子１３８の第１及び第２の電極パターンの第１乃至第８の境界部１６１〜１６８は、対物レンズの入射瞳径ｅａ内部の領域を複数の領域に分割するものである。
【００６３】
液晶光学素子１３８は、液晶光学素子３８と同様に、第１及び第２の電極パターンにより分割された各領域に印加する電位、及び、第２の電極５４の全領域に印加する電位を制御されることにより、電極パターンに応じて屈折率を変更して、各領域を通過する光ビームに位相差を付加することができる。
【００６４】
液晶光学素子１３８は、上述と同様に、それぞれの領域に、所定の電位を付加することで、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正する。
【００６５】
ここで、比較例の液晶光学素子１３８により、コマ収差の波面に位相差を付加することにより、コマ収差を補正することについて、図７を用いて説明する。以下では、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差について、検討するが、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差についても同様である。
【００６６】
一般的に、コマ収差の位相分布は、図７（ａ）の曲線Ｌ２１に示すような分布として表すことができることがしられている。尚、図７（ａ）に示す位相分布Ｌ２１は、最大位相差量を１に、光ビームの中心からの位置を開口数で決定される対物レンズの入射瞳径の半径が１になるように規格化したものである。
【００６７】
液晶光学素子１３８を上述のように、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するために、各領域を所定の電位となるように制御することで、すなわち、基準領域に対して所定の領域における位相差の絶対値が同程度にすることで、直線Ｌ２２に示すような位相差を所定の領域を通過する光ビームに与えることができる。
【００６８】
液晶光学素子１３８を通過した光ビームは、図７（ａ）に示す位相差Ｌ２２を付加されることで、図７（ｂ）の曲線Ｌ２３に示すような収差分布となり、これは、この光ビームのコマ収差が補正されたことを示す。
【００６９】
次に、この液晶光学素子１３８により、コマ収差を補正しているときに、対物レンズ３２がシーク時のレンズシフトにより光軸と液晶光学素子１３８とが偏心した際のコマ収差の状態について説明する。
【００７０】
コマ収差の位相分布は、上述したレンズシフトのない場合と同様に図８（ａ）の曲線Ｌ２１に示すような分布として表すことができる。
【００７１】
ここで、液晶光学素子１３８が通過する光ビームに与える位相差は、液晶光学素子１３８が光軸から偏心していることから、図７（ａ）に示す位相差Ｌ２２に比べて横軸方向にずれた位相差Ｌ２４となっている。
【００７２】
レンズシフトがあった場合に、液晶光学素子１３８を通過した光ビームは、図８（ａ）に示す位相差Ｌ２４を付加されることで、図８（ｂ）の曲線Ｌ２５に示すような収差分布となり、これは、この光ビームのコマ収差が十分に補正されていないことを示す。
【００７３】
これに対し、本発明を適用した光ピックアップを構成する液晶光学素子３８により、コマ収差の波面に位相差を付加することにより、コマ収差を補正することについて、図９を用いて説明する。以下では、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差について、検討するが、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差についても同様である。
【００７４】
コマ収差の位相分布は、上述と同様に、図９（ａ）の曲線Ｌ１１に示すような分布として表される。尚、図９（ａ）に示す位相分布Ｌ１１は、最大位相差量を１に、光ビームの中心からの位置を開口数で決定される対物レンズの入射瞳径の半径が１になるように規格化したものである。
【００７５】
液晶光学素子３８を上述のように、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するために、各領域を上述のような電位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３となるように制御することで、すなわち、基準領域に対して所定の領域における位相差の絶対値が同程度にすることで、直線Ｌ１２に示すような位相差を所定の領域を通過する光ビームに与えることができる。尚、液晶光学素子３８で付加される位相差Ｌ１２は、電極パターンの境界部が対物レンズの入射瞳径ｅａと交わらないように形成されており、すなわち、電極パターンの外側に設けられる第３、第４、第７及び第８の境界部６３，６４，６７，６７が対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に形成されていることから、対物レンズの入射瞳径の外側にも図示しない位相差を付加する部分を有しており、上述した液晶光学素子１３８で付加される位相差Ｌ２２に比べて、外側部分が横軸方向に拡大されたような状態となっている。
【００７６】
液晶光学素子３８を通過した光ビームは、図９（ａ）に示す位相差Ｌ１２を付加されることで、図９（ｂ）の曲線Ｌ１３に示すような収差分布となり、これは、この光ビームのコマ収差が補正されたことを示す。
【００７７】
次に、この液晶光学素子３８により、コマ収差を補正しているときに、対物レンズ３２がシーク時のレンズシフトにより光軸と液晶光学素子とが偏心した際のコマ収差の状態について説明する。
【００７８】
コマ収差の位相分布は、上述したレンズシフトのない場合と同様に図１０（ａ）の曲線Ｌ１１に示すような分布として表すことができる。
【００７９】
ここで、液晶光学素子３８が通過する光ビームに与える位相差は、液晶光学素子３８が光軸から偏心していることから、図９（ａ）に示す位相差Ｌ１２に比べて横軸方向にずれた位相差Ｌ１４となっている。この位相差Ｌ１４は、上述したような対物レンズの入射瞳径ｅａの外側の位相差を付加する部分が現れた状態となっている。
【００８０】
レンズシフトがあった場合に、液晶光学素子３８を通過した光ビームは、図１０（ａ）に示す位相差Ｌ１４を付加されることで、図１０（ｂ）の曲線Ｌ１５に示すような収差分布となり、これは、この光ビームのコマ収差が、上述した図８（ｂ）の曲線Ｌ２５に示す比較例の液晶光学素子１３８の場合に比べて、良好に補正されたことを示す。特に、規格化光束径が＋０．８〜＋１．０の部分では、良好にコマ収差が補正されている。
【００８１】
さらに詳細に説明すると、液晶光学素子３８の第１の電極５３に設けられた第１及び第２の電極パターンは、内側部分に形成された領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が比較例の液晶光学素子１３８の第１の電極１５３に設けられた第１及び第２の電極パターンの内側部分に形成されたＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３と形状、大きさが略同様であるが、外側部分に形成された領域Ｃ４，Ｃ６，Ｃ５，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が第１の電極１５３に設けられた第１及び第２の電極パターンの外側部分に形成された領域Ｃ１４，Ｃ１５，Ｃ１６，Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ１３と大きさが異なっており、対物レンズの入射瞳径の外側にまで拡大されるように形成されており、すなわち、より具体的には規格化コマ収差量１．２５の等高線プロットから生成されている。尚、比較例の液晶光学素子１３８の第１及び第２の電極パターンは、規格化コマ収差量０．２５の等高線プロットから生成されている。
【００８２】
この液晶光学素子３８の領域Ｃ４，Ｃ６，Ｃ５，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は、対物レンズ３２のレンズシフトがない場合、すなわち、通過する光ビームと電極パターンに偏心がない場合は、収差補正に寄与しない。そして、光ピックアップを駆動させた際のシーク動作時のレンズシフトによる偏心が発生した際には、収差補正に寄与して収差を良好に補正する。これは、液晶光学素子を光ピックアップ内に組み付ける際の配置誤差等による偏心ズレがあった場合等においても有効である。
【００８３】
よって、液晶光学素子３８は、シーク時の対物レンズ３２のレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心、すなわち、光軸と液晶光学素子の電極パターンの中心との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができる。
【００８４】
次に、図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）を用いて、コマ収差を発生させたときに、光軸と液晶光学素子との偏心が生じた際の、コマ収差の発生量の変化について説明する。
【００８５】
ここで、図１１（ａ）に、ある電位を与えてラジアル方向Ｒａｄにコマ収差を発生させたときに、発生させたコマ収差の方向に偏心が生じた際の、３次コマ収差の発生量の変化を示す。ここでは、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差について、検討するが、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差についても同様である。
【００８６】
図１１（ａ）において、縦軸は、３次コマ収差の発生量（λｒｍｓ）を示すものであり、横軸は、光軸と液晶光学素子３８、１３８との偏心量を対物レンズの入射瞳径で規格化して示すものであり、Ｌｃ１１は、液晶光学素子３８を用いた場合の偏心量に対するコマ収差の発生量の変化を示すものであり、Ｌｃ３１は、比較例の液晶光学素子１３８を用いた場合の偏心量に対するコマ収差の発生量の変化を示すものである。
【００８７】
図１１（ａ）に示すように、比較例の液晶光学素子１３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の偏心が生じた場合、その偏心量により３次コマ収差が変動し、偏心に追従してコマ収差の発生量を変動させない限りは、補正量が不足した状態になってしまう。
【００８８】
これに対し、液晶光学素子３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の偏心が生じた場合、図１１（ａ）に示すように、その偏心量による３次コマ収差の変動量が小さく、補正量が満足している状態となり、これは、液晶光学素子３８の電極パターンがコマ収差方向のレンズシフトに強い電極パターンであることを示す。
【００８９】
次に、図１１（ｂ）に、ある電位を与えてタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を発生させたときに、発生させたコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合の、３次コマ収差の発生量の変化を示す。ここでは、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差について、検討するが、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差についても同様である。すなわち、以下では、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正しているときに、レンズシフトによりラジアル方向Ｒａｄの偏心が発生した場合について説明する。
【００９０】
図１１（ｂ）において、縦軸は、３次コマ収差の発生量（λｒｍｓ）を示すものであり、横軸は、光軸と液晶光学素子３８，１３８との偏心量を対物レンズの入射瞳径で規格化したものを示すものであり、Ｌｃ１２は、液晶光学素子３８を用いた場合の偏心量に対するコマ収差の発生量の変化を示すものであり、Ｌｃ３２は、比較例の液晶光学素子１３８を用いた場合の偏心量に対するコマ収差の発生量の変化を示すものである。
【００９１】
図１１（ｂ）に示すように、比較例の液晶光学素子１３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合、その偏心量により３次コマ収差が変動し、偏心に追従してコマ収差の発生量を変動させない限りは、補正量が不足した状態になってしまう。
【００９２】
これに対し、液晶光学素子３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合、その偏心量による３次コマ収差の変動量が小さく、補正量が満足している状態となり、これは、液晶光学素子３８の電極パターンがコマ収差方向に直交する方向のレンズシフトに強い電極パターンであることを示す。
【００９３】
次に、図１１（ｃ）に、ある電位を与えてタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を発生させたときに、発生されたコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合の４５°方向の３次非点収差の発生量の変化を示す。ここでは、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差について、検討するが、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差についても同様である。すなわち、以下では、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正しているときに、レンズシフト等によりラジアル方向Ｒａｄの偏心が発生した場合について説明する。
【００９４】
図１１（ｃ）において、縦軸は、４５°方向の３次非点収差の発生量、すなわち、この発生量を図１１（ｂ）の各３次コマ収差の値で規格化した値を示すものであり、横軸は、光軸と液晶光学素子３８，１３８との偏心量を対物レンズの入射瞳径で規格化したものを示すものであり、Ｌｃ１３は、液晶光学素子３８を用いた場合の偏心量に対する非点収差の発生量の変化を示すものであり、Ｌｃ３３は、比較例の液晶光学素子１３８を用いた場合の偏心量に対する非点収差の発生量の変化を示すものである。
【００９５】
図１１（ｃ）に示すように、比較例の液晶光学素子１３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合、その偏心量により３次非点収差が増加してしまう。
【００９６】
これに対し、液晶光学素子３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合、その偏心量による３次非点収差の発生量が小さく、これは、液晶光学素子３８の電極パターンがコマ収差方向に直交する方向のレンズシフトに強い電極パターンであることを示す。
【００９７】
よって、液晶光学素子３８に形成された第１及び第２の電極パターンがレンズシフト等による光軸と液晶光学素子３８との偏心に強い電極パターンであり、この偏心に強い電極パターンを有する液晶光学素子３８は、偏心の際にも良好にコマ収差を補正することができる。
【００９８】
上述のように、液晶光学素子３８によりコマ収差を補正された光ビームは、光ディスク１１の信号記録面に集光されたスポットにおける、ラジアル方向Ｒａｄ又はタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差が補正される。ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎの２方向のコマ収差についても、各領域を上述のように制御することで、液晶光学素子３８により、光ディスク１１の信号記録面に集光されたスポットにおける２方向のコマ収差が補正される。
【００９９】
１／４波長板３７は、通過する光ビームに１／４波長の位相差を与える、すなわち、入射した往路の光ビームを直線偏光（Ｓ波）から円偏光に変換し、光ディスクで反射された復路の光ビームを円偏光から直線偏光（Ｐ波）に変換する。１／４波長板３７は、光路における光ディスク１１の前後で２回通過させることにより、往路の光ビームと復路の光ビームとを異なる偏光状態とすることができる。
【０１００】
光検出器３６は、集光レンズ３９により集光された光ビームをフォトディテクタにて受光し、情報信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等の各種信号を検出する。
【０１０１】
本発明を適用した光ピックアップ１は、光ディスクに起因するコマ収差、及び光学部品に起因するコマ収差を補正する第１の電極パターンと、光学部品に起因するコマ収差を補正する第２の電極パターンとを有し、この第１及び第２の電極パターンの複数の境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されていることにより、対物レンズ３２のレンズシフト等による光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にも良好にコマ収差を補正することができ、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１０２】
また、本発明を適用した光ピックアップ１は、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正する第１の電極パターンと、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正する第２の電極パターンとを有する液晶光学素子３８により、それぞれの電極パターンにより分割された各領域を独立に制御することで、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎの２方向のコマ収差の補正を良好に行うことができる。
【０１０３】
よって、本発明を適用した光ピックアップ１は、液晶光学素子３８の電極パターンを簡素化でき、液晶光学素子の駆動制御を簡素化できるとともに、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極により、光ディスクに起因するコマ収差及び光学部品に起因するコマ収差の最適な補正を実現でき、且つ、光軸と液晶光学素子との偏心の際にもコマ収差の最適な補正を実現でき、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１０４】
次に、上述のように構成された光ピックアップ１における、光源部３１から出射された光ビームの光路について説明する。
【０１０５】
まず、光源部３１から出射された光ビームの往路側の光路について説明する。図２に示すように、光源部３１から出射された光ビームは、コリメータレンズ３４により発散角を変換されて略平行光とされ、ビームスプリッタ３５を透過されて、液晶光学素子３８に入射される。このとき、光源部３１から出射された光ビームは、偏光状態がＳ偏光状態とされているので、ビームスプリッタ３５の分離面３５ａを全量透過される。
【０１０６】
液晶光学素子３８に入射された光ビームは、２方向のコマ収差を補正されて１／４波長板３７側に出射される。このとき、液晶光学素子３８は、制御部２７及び液晶駆動部４４により、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するための各領域に付加される電位を決定されて制御される。
【０１０７】
液晶光学素子３８でコマ収差を補正された光ビームは、１／４波長板３７で円偏光状態とされ、対物レンズ３２の入射側で所定の開口数に開口制限され、対物レンズ３２で光ディスク１１の信号記録面上に集光される。
【０１０８】
次に、光ディスク１１の信号記録面で反射された光ビームの復路側の光路について説明する。
【０１０９】
図２に示すように、光ディスク１１に集光された光ビームは、信号記録面で反射され、対物レンズ３２を通過して、１／４波長板３７でＰ偏光状態とされ、液晶光学素子３８を通過して、ビームスプリッタ３５に入射する。
【０１１０】
ビームスプリッタ３５に入射した光ビームは、分離面３５ａで反射され、集光レンズ３９により光検出器３６の受光面に集光される。このとき、ビームスプリッタ３５に入射した復路側の光ビームは、偏光状態がＰ偏光状態とされているので、ビームスプリッタ３５の分離面３５ａにより全量反射されて、集光レンズ３９側に出射させる。
【０１１１】
本発明を適用した光ピックアップ１は、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正する第１及び第２の電極パターンの複数の境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されていることにより、光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にも、良好にコマ収差を補正することができ、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１１２】
また、本発明を適用した光ピックアップ１は、液晶光学素子３８の電極パターンを複雑にすることなく、また、この液晶光学素子３８を駆動させる液晶駆動部４４の制御を複雑にすることなく、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極で、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差の最適な補正を行うことを可能とする。すなわち、本発明を適用した光ピックアップ１は、それぞれの電極パターンにより分割された各領域を制御することで、各収差を独立に制御して補正を良好に行うことができる。よって、液晶光学素子の電極パターンを簡素化でき、液晶光学素子の駆動制御を簡素化できるとともに、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極により、２方向のコマ収差の最適な補正を実現でき、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１１３】
また、本発明を適用した光ピックアップ１は、２方向のコマ収差を補正する際に同一の電位とされる領域を組み合わせて制御するので、駆動制御の簡素化を可能とする。
【０１１４】
さらに、本発明を適用した光ピックアップ１は、一対の電極の片面の電極パターンで２方向のコマ収差を補正することができ、さらに他方の電極の電極パターンに非点収差又は球面収差等を補正する構成とすることができるので、構成の簡素化、装置の小型化を実現するとともに、球面収差、非点収差及びコマ収差等の収差を補正でき良好な記録再生を可能とする。
【０１１５】
尚、光ピックアップ１において、第１の電極５３が図４に示す第１乃至第８の境界部６１〜６８により、複数の領域に分割された液晶光学素子３８を用いたが、これに限られるものではなく、光ディスクに起因するコマ収差を補正する電極パターンと、光学部品に起因するコマ収差を補正する電極パターンとを備え、これらの電極パターンの境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されるものであればよい。
【０１１６】
次に、球面収差を補正する電極パターンとコマ収差を補正する電極パターンとを有する第１の電極の他の例を用いた、図２に示す光ピックアップ７０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ１と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１７】
本発明を適用した光ピックアップ７０は、所定の波長の光ビームを出射する光源部３１と、光源部３１から出射された光ビームを光ディスク１１の信号記録面上に集光する対物レンズ３２と、光源部３１と対物レンズ３２との間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子７８と、光源部３１と液晶光学素子７８との間に設けられ、光源部３１から出射された光ビームの発散角を変換して平行光とするコリメータレンズ３４と、液晶光学素子７８とコリメータレンズ３４との間に設けられ、光ディスクで反射された戻り光の光路を変えて、光源部３１から出射された往路側の光ビームの光路から分離する光路分離手段としてのビームスプリッタ３５と、ビームスプリッタ３５で分離された戻りの光ビームを検出するフォトディテクタ等の光検出器３６とを備える。
【０１１８】
また、光ピックアップ７０は、液晶光学素子７８と対物レンズ３２との間に設けられ、通過する光ビームに１／４波長の位相差を与える１／４波長板３７と、ビームスプリッタ３５と光検出器３６との間に設けられ、ビームスプリッタ３５で光路を偏光された戻りの光ビームを光検出器３６のフォトディテクタ上に集光する集光レンズ３９とを備える。
【０１１９】
液晶光学素子７８は、屈折率を変化させることにより光ディスクに起因するコマ収差、及び、光学部品に起因するコマ収差の２要因のコマ収差の収差量を調整するものである。この液晶光学素子７８は、図３に示すように、相対向して配置される保護層としてのガラス基板である第１及び第２の基板５１，５２と、第１及び第２の基板５１，５２の相対向する面に形成され、それぞれ電極パターンを有するＩＴＯ膜等からなる一対の透明電極である第１及び第２の電極７３，５４と、第１及び第２の電極７３，５４の間に配向膜５５，５６を介して挟まれて配向された液晶分子５７とから形成されている。配向膜５５，５６は、液晶分子５７に所定の分子配向を与える。
【０１２０】
一方のガラス基板５１に設けられた第１の電極７３は、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示すように、この第１の電極７３を複数の領域に分割する第３の電極パターンと第４の電極パターンとを有する。尚、図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）において、破線部ｅａは、対物レンズの入射瞳径、すなわち、対物レンズ３２の開口数と焦点距離で決定される光ビーム径を液晶光学素子７８上に投影したものである。また、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、それぞれ、図１２（ａ）に示す電極パターンのうち、第３の電極パターン、第４の電極パターンのみを示したものである。
【０１２１】
この第３の電極パターンは、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、光ディスクに起因するコマ収差、及び光学部品に起因するコマ収差、すなわち、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するもので、第９乃至第１２の境界部８１，８２，８３，８４からなる。第９及び第１０の境界部８１，８２は、対物レンズの入射瞳径ｅａの内側に形成されており、第１１及び第１２の境界部８３，８４は、対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に形成されており、すなわち、第９乃至第１２の境界部８１，８２，８３，８４は、対物レンズの入射瞳径ｅａと交わらないように形成されている。そして、第１１及び第１２の境界部８３，８４は、その中央部が円形状の対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に所定の距離を離間して沿うように形成されるとともに、その両端部は、対物レンズの入射瞳径ｅａから離間する半径方向に延長して形成されている。第１の電極７３は、この第９乃至第１２の境界部８１，８２，８３，８４により、複数の領域Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊに分割される。
【０１２２】
第４の電極パターンは、図１２（ａ）及び図１２（ｃ）に示すように、光学部品に起因するコマ収差、すなわち、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するもので、第１３乃至第１６の境界部８５，８６，８７，８８からなる。第１３及び第１４の境界部８５，８６は、対物レンズの入射瞳径ｅａの内側に形成されており、第１５及び第１６の境界部８７，８８は、対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に形成されており、すなわち、第１３乃至第１６の境界部８５，８６，８７，８８は、対物レンズの入射瞳径ｅａと交わらないように形成されている。そして、第１５及び第１６の境界部８７，８８は、その中央部が円形状の対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に所定の距離を離間して沿うように形成されているとともに、その両端部は、対物レンズの入射瞳径ｅａから離間する半径方向に延長して形成されている。この第１３乃至第１６の境界部８５，８６，８７，８８は、それぞれ、上述した第９乃至第１２の境界部８１，８２，８３，８４を光軸を中心に略９０°回転させたのと略同じ形状とされる。
【０１２３】
図１２（ａ）に示すように、第４の電極パターンの第１３乃至第１６の境界部８５，８６，８７，８８は、領域Ｈを６分割する。
【０１２４】
すなわち、第１の電極の領域Ｈは、第１３乃至第１６の境界部８５，８６，８７，８８により、領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６に分割される。
【０１２５】
第３及び第４の電極パターンは、後述するように、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するときの電位を印加する領域が重ならないようなパターンであり、すなわち、上述した第１及び第２の電極パターンにより分割された領域に比べて、領域の数も減らすことができ、制御も簡単にすることができる。
【０１２６】
他方のガラス基板５２に設けられた第２の電極５４は、上述の液晶光学素子３８と同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１２７】
液晶光学素子７８は、第１の電極７３に形成された第３及び第４の電極パターンに印加する電位を駆動制御する液晶駆動部４４を有する。液晶駆動部４４は、制御部２７から信号を受け、第１の電極７３の第３及び第４の電極パターンにより分割された各領域に印加する電位、及び、第２の電極５４の全領域に印加する電位を制御することにより、分割された各領域の第１及び第２の電極７３，５４間の電圧を制御することができ、この電圧による電界に従って、液晶分子の配向が偏倚され、電極パターンに応じて屈折率を変更する。すなわち、液晶光学素子７８は、液晶駆動部４４に制御されることにより、各領域を通過する光ビームに位相差を付加することができる。
【０１２８】
第１の電極７３において、領域Ｆと領域Ｊとは、同一の駆動信号が入力され、液晶駆動部４４により同一の電位に印加される。また、領域Ｇと領域Ｉとは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。また、領域Ｈ１と領域Ｈ６とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。また、領域Ｈ２と領域Ｈ５とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。さらに、領域Ｈ３と領域Ｈ４とは、同一の駆動信号が入力され、同一の電位に印加される。
【０１２９】
この第１の電極７３において、第３及び第４の電極パターンにより分割された領域に必要な駆動信号は、上述の５種類の信号である。すなわち、第１の電極７３は、１０の領域に分割されているが、上述の組み合わせられた領域は所望の２方向のコマ収差を発生させる際に同電位とする領域であり、従って、駆動信号のチャンネル数としては５チャンネルとなっている。
【０１３０】
液晶光学素子７８は、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するとき、領域Ｆ，Ｊに付加する電位を同電位Ｘ７とし、領域Ｇ，Ｉに付加する電位を同電位Ｘ８とし、領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６に付加する電位を同電位Ｘ９として、それぞれに付加する電位を制御部２７及び液晶駆動部４４に制御されることにより、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差の波面に位相差を付加してこのコマ収差を補正する。ここで、電位Ｘ９を基準電位として、電位Ｘ７と電位Ｘ８とを基準電位に対して同程度逆方向の電位を与えることで、各領域毎に位相差を異ならせて所望の収差を発生させて補正する。
【０１３１】
また、液晶光学素子７８は、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するとき、領域Ｈ１，Ｈ６に付加する電位を同電位Ｘ１０とし、領域Ｈ２，Ｈ５に付加する電位を同電位Ｘ１１とし、領域Ｆ，Ｇ，Ｈ３，Ｊ，Ｉ，Ｈ４に付加する電位を同電位Ｘ１２として、それぞれに付加する電位を制御部２７及び液晶駆動部４４に制御されることにより、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差の波面に位相差を付加してこのコマ収差を補正する。ここで、電位Ｘ１２を基準電位として、電位Ｘ１０と電位Ｘ１１とを基準電位に対して同程度逆方向の電位を与えることで、各領域毎に位相差を異ならせて所望の収差を発生させて補正する。
【０１３２】
そして、液晶光学素子７８は、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を同時に補正するときは、上述と同様に、それぞれの領域に、単独のコマ収差を補正するのに必要な電位を算出して、付加することで、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正する。換言すると、それぞれのコマ収差を発生させる電位により付加できる基準領域に対する位相差を付加できる電位にすることで、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差、すなわち、２方向のコマ収差を補正する。
【０１３３】
さらに、液晶光学素子７８は、シーク時の対物レンズ３２のレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心、すなわち、光軸と液晶光学素子の電極パターンの中心との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができる。
【０１３４】
液晶光学素子７８による、コマ収差の波面に位相差を付加することにより、コマ収差を良好に補正することができ、さらに、対物レンズ３２のレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができることについては、図６乃至図１０を用いて説明した上述の液晶光学素子３８の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１３５】
尚、液晶光学素子７８の第１の電極７３に設けられた第３及び第４の電極パターンは、内側部分に形成された領域Ｈ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｆ，Ｇが従来の対物レンズの入射瞳径より内側に形成されたパターンと略同様の大きさとされているが、外側部分に形成された領域Ｈ４，Ｈ６，Ｈ５，Ｊ，Ｉが従来の対物レンズの入射瞳径より内側に形成されたパターンと大きさが異なっており、対物レンズの入射瞳径の外側にまで拡大されるように形成されており、すなわち、より具体的には規格化コマ収差量１．２５の等高線プロットから生成されている。
【０１３６】
この液晶光学素子７８の領域Ｈ４，Ｈ６，Ｈ５，Ｊ，Ｉは、対物レンズ３２のレンズシフトがない場合、すなわち、通過する光ビームと電極パターンに偏心がない場合は、収差補正に寄与しない。そして、光ピックアップを駆動させた際のシーク動作時のレンズシフトによる偏心が発生した際には、収差補正に寄与して収差を良好に補正する。これは、液晶光学素子を光ピックアップ内に組み付ける際の配置誤差等による偏心ズレがあった場合等においても有効である。
【０１３７】
液晶光学素子７８は、液晶光学素子３８と同様に、シーク時の対物レンズ３２のレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心、すなわち、光軸と液晶光学素子の電極パターンの中心との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができる。
【０１３８】
次に、図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）を用いて、コマ収差を発生させたときに、光軸と液晶光学素子との偏心が生じた際の、コマ収差の発生量の変化について説明する。
【０１３９】
ここで、図１３（ａ）に、ある電位を与えてラジアル方向Ｒａｄにコマ収差を発生させたときに、発生させたコマ収差の方向に偏心が生じた際の、３次コマ収差の発生量の変化を示す。ここでは、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差について、検討するが、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差についても同様である。
【０１４０】
図１３（ａ）において、縦軸は、３次コマ収差の発生量（λｒｍｓ）を示すものであり、横軸は、光軸と液晶光学素子７８、１３８との偏心量を対物レンズの入射瞳径で規格化して示すものであり、Ｌｃ２１は、液晶光学素子７８を用いた場合の偏心量に対するコマ収差の発生量の変化を示すものであり、Ｌｃ３１は、比較例の液晶光学素子１３８を用いた場合の偏心量に対するコマ収差の発生量の変化を示すものである。
【０１４１】
図１３（ａ）に示すように、比較例の液晶光学素子１３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の偏心が生じた場合、その偏心量により３次コマ収差が変動し、偏心に追従してコマ収差の発生量を変動させない限りは、補正量が不足した状態になってしまう。
【０１４２】
これに対し、液晶光学素子７８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の偏心が生じた場合、図１３（ａ）に示すように、その偏心量による３次コマ収差の変動量が小さく、補正量が満足している状態となり、これは、液晶光学素子７８の電極パターンがコマ収差方向のレンズシフトに強い電極パターンであることを示す。
【０１４３】
次に、図１３（ｂ）に、ある電位を与えてタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を発生させたときに、発生させたコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合の、３次コマ収差の発生量の変化を示す。ここでは、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差について、検討するが、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差についても同様である。すなわち、以下では、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正しているときに、レンズシフトによりラジアル方向Ｒａｄの偏心が発生した場合について説明する。
【０１４４】
図１３（ｂ）において、縦軸は、３次コマ収差の発生量（λｒｍｓ）を示すものであり、横軸は、光軸と液晶光学素子７８，１３８との偏心量を対物レンズの入射瞳径で規格化したものを示すものであり、Ｌｃ２２は、液晶光学素子７８を用いた場合の偏心量に対するコマ収差の発生量の変化を示すものであり、Ｌｃ３２は、比較例の液晶光学素子１３８を用いた場合の偏心量に対するコマ収差の発生量の変化を示すものである。
【０１４５】
図１３（ｂ）に示すように、比較例の液晶光学素子１３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合、その偏心量により３次コマ収差が変動し、偏心に追従してコマ収差の発生量を変動させない限りは、補正量が不足した状態になってしまう。
【０１４６】
これに対し、液晶光学素子３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合、その偏心量による３次コマ収差の変動量が小さく、補正量が満足している状態となり、これは、液晶光学素子７８の電極パターンがコマ収差方向に直交する方向のレンズシフトに強い電極パターンであることを示す。
【０１４７】
次に、図１３（ｃ）に、ある電位を与えてタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を発生させたときに、発生されたコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合の４５°方向の３次非点収差の発生量の変化を示す。ここでは、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差について、検討するが、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差についても同様である。すなわち、以下では、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正しているときに、レンズシフト等によりラジアル方向Ｒａｄの偏心が発生した場合について説明する。
【０１４８】
図１３（ｃ）において、縦軸は、４５°方向の３次非点収差の発生量、すなわち、この発生量を図１３（ｂ）の各３次コマ収差の値で規格化した値を示すものであり、横軸は、光軸と液晶光学素子７８，１３８との偏心量を対物レンズの入射瞳径で規格化したものを示すものであり、Ｌｃ２３は、液晶光学素子７８を用いた場合の偏心量に対する非点収差の発生量の変化を示すものであり、Ｌｃ３３は、比較例の液晶光学素子１３８を用いた場合の偏心量に対する非点収差の発生量の変化を示すものである。
【０１４９】
図１３（ｃ）に示すように、比較例の液晶光学素子１３８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合、その偏心量により３次非点収差が増加してしまう。
【０１５０】
これに対し、液晶光学素子７８を用いたときにレンズシフトによるコマ収差の方向の直交方向に偏心が生じた場合、その偏心量による３次非点収差の発生量が小さく、これは、液晶光学素子７８の電極パターンがコマ収差方向に直交する方向のレンズシフトに強い電極パターンであることを示す。
【０１５１】
よって、液晶光学素子７８に形成された第３及び第４の電極パターンがレンズシフト等による光軸と液晶光学素子７８との偏心に強い電極パターンであり、この偏心に強い電極パターンを有する液晶光学素子７８は、偏心の際にも良好にコマ収差を補正することができる。
【０１５２】
上述のように、液晶光学素子７８によりコマ収差を補正された光ビームは、光ディスク１１の信号記録面に集光されたスポットにおける、ラジアル方向Ｒａｄ又はタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差が補正される。ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎの２方向のコマ収差についても、各領域を上述のように制御することで、液晶光学素子７８により、光ディスク１１の信号記録面に集光されたスポットにおける２方向のコマ収差が補正される。
【０１５３】
本発明を適用した光ピックアップ７０は、光ディスクに起因するコマ収差、及び光学部品に起因するコマ収差を補正する第３の電極パターンと、光学部品に起因するコマ収差を補正する第４の電極パターンとを有し、この第３及び第４の電極パターンの複数の境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されていることにより、対物レンズ３２のレンズシフト等による光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にも良好にコマ収差を補正することができ、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１５４】
また、本発明を適用した光ピックアップ７０は、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正する第３の電極パターンと、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正する第４の電極パターンとを有する液晶光学素子７８により、それぞれの電極パターンにより分割された各領域を独立に制御することで、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎの２方向のコマ収差の補正を良好に行うことができる。
【０１５５】
よって、本発明を適用した光ピックアップ７０は、液晶光学素子７８の電極パターンを簡素化でき、液晶光学素子の駆動制御を簡素化できるとともに、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極により、光ディスクに起因するコマ収差及び光学部品に起因するコマ収差の最適な補正を実現でき、且つ、光軸と液晶光学素子との偏心の際にもコマ収差の最適な補正を実現でき、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１５６】
上述のように構成された光ピックアップ７０における、光源部３１から出射された光ビームの光路については、光ピックアップ１の光路において液晶光学素子３８を通過して２方向のコマ収差を補正されるのに対し、液晶光学素子７８を通過して２方向のコマ収差を補正されることを除いて、光ピックアップ１の光路と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１５７】
本発明を適用した光ピックアップ７０は、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正する第３及び第４の電極パターンの複数の境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されていることにより、光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にも、良好にコマ収差を補正することができ、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１５８】
また、本発明を適用した光ピックアップ７０は、液晶光学素子７８の電極パターンを複雑にすることなく、また、この液晶光学素子７８を駆動させる液晶駆動部４４の制御を複雑にすることなく、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極で、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差の最適な補正を行うことを可能とする。すなわち、本発明を適用した光ピックアップ７０は、それぞれの電極パターンにより分割された各領域を制御することで、各収差を独立に制御して補正を良好に行うことができる。よって、液晶光学素子の電極パターンを簡素化でき、液晶光学素子の駆動制御を簡素化できるとともに、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極により、２方向のコマ収差の最適な補正を実現でき、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１５９】
また、本発明を適用した光ピックアップ７０は、２方向のコマ収差を補正する際に同一の電位とされる領域を組み合わせて制御するので、駆動制御の簡素化を可能とする。
【０１６０】
さらに、本発明を適用した光ピックアップ７０は、一対の電極の片面の電極パターンで２方向のコマ収差を補正することができ、さらに他方の電極の電極パターンに非点収差又は球面収差等を補正する構成とすることができるので、構成の簡素化、装置の小型化を実現するとともに、球面収差、非点収差及びコマ収差等の収差を補正でき良好な記録再生を可能とする。
【０１６１】
尚、上述した光ピックアップ１、７０において、所定の波長の光ビームを記録再生光として使用し、光ディスクに対して記録及び／又は再生を行うように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、異なる３波長の光ビームを記録再生光として使用する複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行うように構成しても良い。
【０１６２】
次に、異なる波長の光ビームを記録再生光として使用する光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う図１４に示す光ピックアップ９０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ１と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１６３】
光ピックアップ９０は、複数種類の第１乃至第３の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行うものであり、具体的には、厚さが０．１ｍｍ程度の保護基板を有し波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを記録再生光として使用する第１の光ディスク３と、厚さが０．６ｍｍ程度の保護基板を有し波長６５５ｎｍ程度の第２の波長の光ビームを記録再生光として使用する第２の光ディスク４と、厚さが１．２ｍｍ程度の保護基板を有し波長７８５ｎｍ程度の第３の波長の光ビームを記録再生光として使用する第３の光ディスク５とに対して記録及び／又は再生を行うものとして説明する。尚、ここでは、３波長互換光学系を有する光ピックアップについて説明するが、２波長互換光学系を有する光ピックアップであってもよい。
【０１６４】
本発明を適用した光ピックアップ９０は、図１４に示すように、波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、波長６５５ｎｍ程度の第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、波長７８５ｎｍ程度の第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部とを有する光源部９１と、光源部９１から出射された光ビームの光路を波長に依存して分離する分離手段である第２のビームスプリッタ９４と、第２のビームスプリッタ９４で分離された第１の波長の光ビームを第１の光ディスク３の信号記録面３ａ上に集光する第１の対物レンズ９２と、第２のビームスプリッタで分離された第２の波長の光ビームを第２の光ディスク４の信号記録面４ａ上に集光し、第２のビームスプリッタで分離された第３の波長の光ビームを第３の光ディスク５の信号記録面５ａ上に集光する第２の対物レンズ９３と、光源部９１と第２のビームスプリッタ９４との間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子３８と、光源部９１と液晶光学素子３８との間に設けられ、光源部９１から出射された光ビームの発散角を変換して平行光とするコリメータレンズ３４と、液晶光学素子３８とコリメータレンズ３４との間に設けられ、光ディスク１１で反射された戻り光の光路を変えて、光源部９１から出射された往路側の光ビームの光路から分離する光路分離手段としてのビームスプリッタ３５と、ビームスプリッタ３５で分離された戻りの光ビームを検出するフォトディテクタ等の光検出器３６とを備える。尚、光ピックアップ９０において、液晶光学素子３８を用いたが、上述した液晶光学素子７８を用いても良い。
【０１６５】
また、光ピックアップ９０は、第２のビームスプリッタ９４に反射される第２及び第３の波長に光ビームの光路上に設けられ、この反射された第２及び第３の波長の光ビームを第２の対物レンズ９３側に反射させる反射手段として反射ミラー９５と、液晶光学素子３８と第２のビームスプリッタ９４との間に設けられ、通過する光ビームに１／４波長の位相差を与える１／４波長板３７と、ビームスプリッタ３５と光検出器３６との間に設けられ、ビームスプリッタ３５で光路を偏光された戻りの光ビームを光検出器３６のフォトディテクタ上に集光する集光レンズ３９とを備える。
【０１６６】
光源部９１は、ディスク種類判別部２９により検出されたディスク種類に基づいて、出射させる光ビームを切り換える。すなわち、光源部９１は、装着された光ディスク１１が第１の光ディスク３であった場合には、第１の出射部から第１の波長の光ビームを出射し、光ディスク１１が第２の光ディスク４であった場合には、第２の出射部から第２の波長の光ビームを出射し、光ディスク１１が第３の光ディスク１３であった場合には、第３の出射部から第３の波長の光ビームを出射する。
【０１６７】
尚、ここでは、第１乃至第３の波長の光ビームをそれぞれ出射させる第１乃至第３の出射部を１つの光源部に設けるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、第１乃至第３の出射部の内２つの出射部を有する第１の光源部と、残りの１つの出射部を有する第２の光源部とを異なる位置に配置するように構成してもよく、第１乃至第３の出射部をそれぞれ異なる位置に配置するように構成してもよい。この場合、異なる位置に配置した光源の光路を合成する光路合成手段としてビームスプリッタ等を設けて光路を合成するようにすればよい。
【０１６８】
第２のビームスプリッタ９４は、光源部９１と第１及び第２の対物レンズ９２，９３との間に配置され、光源部９１から出射され、コリメータレンズ３４、ビームスプリッタ３５、液晶光学素子３８及び１／４波長板３７を経由して入射する第１の波長の光ビームの光路と、第２及び第３の波長の光ビームの光路とを分離して、それぞれ第１及び第２の対物レンズ９２，９３側に出射する。すなわち、第２のビームスプリッタ９４は、その分離面９４ａが第１の波長の光ビームを透過させ、第２及び第３の波長の光ビームを透過させる波長依存性を有する膜特性を備えるように形成されている。
【０１６９】
第１の対物レンズ９２は、第１の焦点距離を有し、第１の波長の光ビームに対応したものであり、開口数は、０．８５とされている。第１の対物レンズ９２は、第１の光ディスク３に対して、第１の波長の光ビームを信号記録面２ａ上に集光する。また、第１の対物レンズ９２の入射側には、第１の対物レンズ９２に入射する光ビームの開口制限を行う開口制限素子として図示しない第１の開口フィルタが設けられている。この第１の開口フィルタは、通過する第１の波長の光ビームの開口数を０．８５とする。
【０１７０】
第２の対物レンズ９３は、第２の焦点距離を有し、第２及び第３の波長の光ビームに対応したものであり、開口数は、第２の波長に対しては０．６５であり、第３の波長に対しては０．５０とされている。第２の対物レンズ９３は、第２の光ディスク４に対して、第２の波長の光ビームを信号記録面３ａ上に集光し、第３の光ディスク５に対して、第３の波長の光ビームを信号記録面４ａ上に集光する。また、第２の対物レンズ９３の入射側には、第２の対物レンズ９３に入射する光ビームの開口制限を行う開口制限素子として図示しない第２の開口フィルタが設けられている。この第２の開口フィルタは、通過する第２の波長の光ビームの開口数を０．６５とし、通過する第３の波長の光ビームの開口数を０．５０とする。この開口フィルタとして、例えば、ホログラム等が用いられる。
【０１７１】
第１の対物レンズ９２及び第２の対物レンズ９３は、タンジェンシャル方向Ｔａｎに並んで配置されてレンズホルダ９７に保持されている。このレンズホルダ９７に保持された第１の対物レンズ９２及び第２の対物レンズ９３は、２軸アクチュエータ９６等の対物レンズ駆動機構によってトラッキング方向及びフォーカシング方向に移動自在に支持されている。そして、この第１及び第２の対物レンズ９２，９３は、ディスク種類判別部２９からの検出信号、並びに、光検出器３６により受光された戻りの光ビームにより生成されたトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号に基づいて、２軸アクチュエータ９６により移動操作されることにより、光ディスク１１に近接離間する方向及び光ディスク１１の径方向の２軸方向へ移動され、光ディスク１１の信号記録面で常に焦点が合うように、この光ビームを集束するとともに、この集束された光ビームを信号記録面上に形成された記録トラックに追従させる。
【０１７２】
本発明を適用した光ピックアップ９０は、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正する第１の電極パターンと、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正する第２の電極パターンとを有し、この第１及び第２の電極パターンの複数の境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成される液晶光学素子３８により、それぞれの電極パターンにより分割された各領域を独立に制御することで、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎの２方向のコマ収差の補正を良好に行うことができ、さらに、レンズシフト等による光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にも良好に２方向のコマ収差の補正を良好に行うことができる。
【０１７３】
すなわち、本発明を適用した光ピックアップ９０は、複数種類の光ディスク３，４，５に対して情報の記録再生を行うため第１及び第２の対物レンズ９２，９３を設けたような場合において、レンズホルダへの第１及び第２の対物レンズ９２，９３の配置誤差により発生する光学部品に起因するコマ収差についても良好に補正することができるとともに、光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にもコマ収差を良好に補正することができる。
【０１７４】
よって、液晶光学素子３８の電極パターンを簡素化でき、液晶光学素子の駆動制御を簡素化できるとともに、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極により、光ディスクに起因するコマ収差及び光学部品に起因するコマ収差の最適な補正を実現できるとともに、光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にもコマ収差を良好に補正することができ、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１７５】
次に、上述のように構成された光ピックアップ９０における、光源部９１から出射された光ビームの光路について説明する。まず、第１の光ディスク３に対して出射される第１の波長の光ビームの往路側の光路について説明する。
【０１７６】
光ディスク１１が第１の光ディスク３であることを判別したディスク種類判別部２９は、光源部９１の第１の出射部から第１の波長の光ビームを出射させる。また、ディスク種類判別部２９からの信号を受けた２軸アクチュエータ９６は、第１の光ディスク３に対応した位置に第１の対物レンズ９２を移動させる。
【０１７７】
光源部９１から出射された第１の波長の光ビームは、図１４に示すように、コリメータレンズ３４により発散角を変換されて略平行光とされ、ビームスプリッタ３５を透過されて、液晶光学素子３８に入射される。このとき、光源部９１から出射された第１の波長の光ビームは、偏光状態がＳ偏光状態とされているので、ビームスプリッタ３５の分離面３５ａを全量透過される。
【０１７８】
液晶光学素子３８に入射された第１の波長の光ビームは、２方向のコマ収差を補正され、１／４波長板３７側に出射される。このとき、液晶光学素子３８は、制御部２７及び液晶駆動部４４により、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するための各領域に付加される電位を決定されて制御される。
【０１７９】
液晶光学素子３８でコマ収差を補正された第１の波長の光ビームは、１／４波長板３７で円偏光状態とされ、波長依存性を有する第２のビームスプリッタ９４の分離面９４ａを透過され、第１の対物レンズ９２の入射側で所定の開口数に開口制限され、第１の対物レンズ９２で第１の光ディスク３の信号記録面３ａ上に集光される。
【０１８０】
次に、第１の光ディスク３の信号記録面３ａで反射された第１の波長の光ビームの復路側の光路について説明する。
【０１８１】
図１４に示すように、第１の光ディスク３に集光された第１の波長の光ビームは、信号記録面３ａで反射され、第１の対物レンズ９２を通過して、第２のビームスプリッタ９４の分離面９４ａを透過され、１／４波長板３７でＰ偏光状態とされ、液晶光学素子３８を通過して、ビームスプリッタ３５に入射する。
【０１８２】
ビームスプリッタ３５に入射した第１の波長の光ビームは、分離面３５ａで反射され、集光レンズ３９により光検出器３６の受光面に集光される。このとき、ビームスプリッタ３５に入射した復路側の第１の波長の光ビームは、偏光状態がＰ偏光状態とされているので、ビームスプリッタ３５の分離面３５ａにより全量反射されて、集光レンズ３９側に出射させる。
【０１８３】
次に、第２の光ディスク４に対して出射される第２の波長の光ビームの往路側の光路について説明する。
【０１８４】
光ディスク１１が第２の光ディスク４であることを判別したディスク種類判別部２９は、光源部９１の第２の出射部から第２の波長の光ビームを出射させる。また、ディスク種類判別部２９からの信号を受けた２軸アクチュエータ９６は、第２の光ディスク４に対応した位置に第２の対物レンズ９３を移動させる。
【０１８５】
光源部９１から出射された第２の波長の光ビームは、図１４に示すように、コリメータレンズ３４により発散角を変換されて略平行光とされ、ビームスプリッタ３５を透過されて、液晶光学素子３８に入射される。このとき、光源部９１から出射された第２の波長の光ビームは、偏光状態がＳ偏光状態とされているので、ビームスプリッタ３５の分離面３５ａを全量透過される。
【０１８６】
液晶光学素子３８に入射された第２の波長の光ビームは、２方向のコマ収差を補正され、１／４波長板３７側に出射される。このとき、液晶光学素子３８は、制御部２７及び液晶駆動部４４により、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差を補正するための各領域に付加される電位を決定されて制御される。
【０１８７】
液晶光学素子３８でコマ収差を補正された第２の波長の光ビームは、１／４波長板３７で円偏光状態とされ、波長依存性を有する第２のビームスプリッタ９４の分離面９４ａを反射され、反射ミラー９５で反射されて第２の対物レンズ９３の入射側で所定の開口数に開口制限され、第２の対物レンズ９３で第２の光ディスク４の信号記録面４ａ上に集光される。
【０１８８】
次に、第２の光ディスク４の信号記録面４ａで反射された第２の波長の光ビームの復路側の光路について説明する。
【０１８９】
図１４に示すように、第２の光ディスク４に集光された第２の波長の光ビームは、信号記録面４ａで反射され、第２の対物レンズ９３を通過して、反射ミラー９５で反射され、第２のビームスプリッタ９４の分離面９４ａで反射され、１／４波長板３７でＰ偏光状態とされ、液晶光学素子３８を通過して、ビームスプリッタ３５に入射する。
【０１９０】
ビームスプリッタ３５に入射した第２の波長の光ビームは、分離面３５ａで反射され、集光レンズ３９により光検出器３６の受光面に集光される。このとき、ビームスプリッタ３５に入射した復路側の第２の波長の光ビームは、偏光状態がＰ偏光状態とされているので、ビームスプリッタ３５の分離面３５ａにより全量反射されて、集光レンズ３９側に出射させる。
【０１９１】
尚、第３の光ディスク５に対して出射される第３の波長の光ビームの光路については、第２の波長の光ビームの光路と同様であるので、説明は省略する。
【０１９２】
本発明を適用した光ピックアップ９０は、液晶光学素子３８の電極パターンを複雑にすることなく、また、この液晶光学素子３８を駆動させる液晶駆動部４４の制御を複雑にすることなく、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極で、ラジアル方向Ｒａｄ及びタンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差の最適な補正を行うことを可能とするとともに、光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にもコマ収差の良好な補正を行うことを可能とする。すなわち、本発明を適用した光ピックアップ９０は、それぞれの電極パターンの複数の境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されることで、レンズシフト等による光軸と液晶光学素子３８との偏心の際にもコマ収差の補正を良好に行うことができ、また、それぞれの電極パターンにより分割された各領域を制御することで、各収差を独立に制御して補正を良好に行うことができる。よって、液晶光学素子の電極パターンを簡素化でき、液晶光学素子の駆動制御を簡素化できるとともに、一つの液晶光学素子のいずれか一方の電極により、２方向のコマ収差の最適な補正を実現できるとともに、偏心の際にも良好な補正を実現でき、記録・再生特性を向上させることができる。
【０１９３】
また、本発明を適用した光ピックアップ９０は、２方向のコマ収差を補正する際に同一の電位とされる領域を組み合わせて制御するので、駆動制御の簡素化を可能とする。
【０１９４】
さらに、本発明を適用した光ピックアップ９０は、一対の電極の片面の電極パターンで２方向のコマ収差を補正することができ、さらに他方の電極の電極パターンに非点収差又は球面収差等を補正する構成とすることができるので、構成の簡素化、装置の小型化を実現するとともに、球面収差、非点収差及びコマ収差等の収差を補正でき良好な記録再生を可能とする。
【０１９５】
尚、上述した光ピックアップ１，７０において、第１の電極５３が図４に示す第１乃至第８の境界部６１〜６８により、複数の領域に分割された液晶光学素子３８、第１の電極７３が図７に示す第９乃至第１６の境界部８１〜８８により、複数の領域に分割された液晶光学素子７８を用いたが、これらの２方向のコマ収差を補正する電極パターンを有するものに限られるものではなく、一方向のコマ収差のみを補正する電極パターンを備え、この電極パターンの境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されるものであってもよい。
【０１９６】
次に、一方向のコマ収差を補正する電極パターンを備え、この電極パターンの境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成される第１の電極のさらに他の例を用いた、図２に示す光ピックアップ１００について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ１と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１９７】
本発明を適用した光ピックアップ１００は、所定の波長の光ビームを出射する光源部３１と、光源部３１から出射された光ビームを光ディスク１１の信号記録面上に集光する対物レンズ３２と、光源部３１と対物レンズ３２との間に設けられ、屈折率を変化させることによりコマ収差の収差量を調整する液晶光学素子１０８と、光源部３１と液晶光学素子１０８との間に設けられ、光源部３１から出射された光ビームの発散角を変換して平行光とするコリメータレンズ３４と、液晶光学素子１０８とコリメータレンズ３４との間に設けられ、光ディスクで反射された戻り光の光路を変えて、光源部３１から出射された往路側の光ビームの光路から分離する光路分離手段としてのビームスプリッタ３５と、ビームスプリッタ３５で分離された戻りの光ビームを検出するフォトディテクタ等の光検出器３６とを備える。
【０１９８】
また、光ピックアップ１００は、液晶光学素子１０８と対物レンズ３２との間に設けられ、通過する光ビームに１／４波長の位相差を与える１／４波長板３７と、ビームスプリッタ３５と光検出器３６との間に設けられ、ビームスプリッタ３５で光路を偏光された戻りの光ビームを光検出器３６のフォトディテクタ上に集光する集光レンズ３９とを備える。
【０１９９】
液晶光学素子１０８は、屈折率を変化させることにより、例えば、光ディスクに起因するコマ収差、及び光学部品に起因するコマ収差、すなわち、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差の収差量を調整するものである。この液晶光学素子１０８は、図３に示すように、相対向して配置される保護層としてのガラス基板である第１及び第２の基板５１，５２と、第１及び第２の基板５１，５２の相対向する面に形成され、それぞれ電極パターンを有するＩＴＯ膜等からなる一対の透明電極である第１及び第２の電極１０３，５４と、第１及び第２の電極１０３，５４の間に配向膜５５，５６を介して挟まれて配向された液晶分子５７とから形成されている。配向膜５５，５６は、液晶分子５７に所定の分子配向を与える。
【０２００】
尚、ここでは、液晶光学素子１０８をラジアル方向Ｒａｄのコマ収差の収差量を調整するものとして説明したが、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差の収差量を調整するものであってもよい。
【０２０１】
一方のガラス基板５１に設けられた第１の電極１０３は、図１５（ａ）に示すように、この第１の電極１０３を複数の領域に分割する第５の電極パターンを有する。尚、図１５（ａ）及び後述する図１５（ｂ）において、破線部ｅａは、対物レンズの入射瞳径、すなわち、対物レンズ３２の開口数で決定される対物レンズの入射瞳径を通過する光ビームの液晶光学素子１０８上の径を表すものである。
【０２０２】
この第５の電極パターンは、図１５（ａ）に示すように、光ディスクに起因するコマ収差、及び光学部品に起因するコマ収差、すなわち、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するもので、第１３乃至第１６の境界部１１１，１１２，１１３，１１４からなる。第１３及び第１４の境界部１１１，１１２は、対物レンズの入射瞳径ｅａの内側に形成されており、第１５及び第１６の境界部１１３，１１４は、対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に形成されており、すなわち、第１３乃至第１６の境界部１１１，１１２，１１３，１１４は、対物レンズの入射瞳径ｅａと交わらないように形成されている。そして、第１５及び第１６の境界部１１３，１１４は、その中央部が円形状の対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に所定の距離を離間して沿うように形成されるとともに、その両端部は、対物レンズの入射瞳径ｅａから離間する方向に延長して形成されている。第１の電極１０３は、この第１３乃至第１６の境界部１１１，１１２，１１３，１１４により、複数の領域Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５に分割される。
【０２０３】
ここで、第１の電極１０３に設けられる電極パターンは、図１５（ｂ）に示す第６の電極パターンであってもよい。図１５（ｂ）に示す第１の電極１０３Ａを複数の領域に分割する第６の電極パターンは、図１５（ｂ）に示すように、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するもので、第１７乃至第２０の境界部１１５，１１６，１１７，１１８からなる。第１７及び第１８の境界部１１５，１１６は、対物レンズの入射瞳径ｅａの内側に形成されており、第１９及び第２０の境界部１１７，１１８は、対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に形成されており、すなわち、第１７乃至第２０の境界部１１５，１１６，１１７，１１８は、対物レンズの入射瞳径ｅａと交わらないように形成されている。そして、第１９及び第２０の境界部１１７，１１８は、その中央部が円形状の対物レンズの入射瞳径ｅａの外側に所定の距離を離間して沿うように形成されるとともに、その両端部は、対物レンズの入射瞳径ｅａから離間する方向に延長して形成されている。第１の電極１０３Ａは、この第１７乃至第２０の境界部１１５，１１６，１１７，１１８により、複数の領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５に分割される。
【０２０４】
他方のガラス基板５２に設けられた第２の電極５４は、上述の液晶光学素子３８と同様であるので詳細な説明は省略する。
【０２０５】
液晶光学素子１０８は、第１の電極１０３に形成された第３及び第４の電極パターンに印加する電位を駆動制御する液晶駆動部４４を有する。液晶駆動部４４は、制御部２７から信号を受け、第１の電極１０３の第５の電極パターンにより分割された各領域に印加する電位、及び、第２の電極５４の全領域に印加する電位を制御することにより、分割された各領域の第１及び第２の電極１０３，５４間の電圧を制御することができ、この電圧による電界に従って、液晶分子の配向が偏倚され、電極パターンに応じて屈折率を変更する。すなわち、液晶光学素子１０８は、液晶駆動部４４に制御されることにより、各領域を通過する光ビームに位相差を付加することができる。
【０２０６】
液晶光学素子１０８は、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正するとき、領域Ｋ１，Ｋ５に付加する電位を同電位Ｘ１３とし、領域Ｋ２，Ｋ４に付加する電位を同電位Ｘ１４とし、領域Ｋ３に付加する電位を同電位Ｘ１５として、それぞれに付加する電位を制御部２７及び液晶駆動部４４に制御されることにより、ラジアル方向Ｒａｄのコマ収差の波面に位相差を付加してこのコマ収差を補正する。ここで、電位Ｘ１５を基準電位として、電位Ｘ１３と電位Ｘ１４とを基準電位に対して同程度逆方向の電位を与えることで、各領域毎に位相差を異ならせて所望の収差を発生させて補正する。
【０２０７】
さらに、液晶光学素子１０８は、シーク時の対物レンズ３２のレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心、すなわち、光軸と液晶光学素子の電極パターンの中心との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができる。
【０２０８】
液晶光学素子１０８による、コマ収差の波面に位相差を付加することにより、コマ収差を良好に補正することができ、さらに、対物レンズ３２のレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心の際にも、コマ収差を良好に補正することができることについては上述と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０２０９】
上述のように構成された光ピックアップ１００における、光源部３１から出射された光ビームの光路については、光ピックアップ１の光路において液晶光学素子３８を通過して２方向のコマ収差を補正されるのに対し、液晶光学素子１０８を通過してラジアル方向Ｒａｄのコマ収差を補正されることを除いて、光ピックアップ１の光路と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０２１０】
本発明を適用した光ピックアップ１００は、コマ収差を補正する第５の電極パターンを有し、この第５の電極パターンの複数の境界部が対物レンズの入射瞳径と交わらないように形成されていることにより、対物レンズ３２のレンズシフト等による光軸と液晶光学素子１０８との偏心の際にも良好にコマ収差を補正することができ、記録・再生特性を向上させることができる。
【０２１１】
尚、上述の光ピックアップ１００では、液晶光学素子１０８を用いてラジアル方向のコマ収差の収差量を調整するものとして説明したが、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す第５又は第６の電極パターンを略９０°回転させた形状の電極パターンを設け、タンジェンシャル方向Ｔａｎのコマ収差の収差量を調整するように構成してもよい。
【０２１２】
次に、上述の光ピックアップ１を用いた光ディスク装置１０により、光ディスク１１へ記録データを記録するときの記録・再生動作について説明する。尚、光ディスク装置１０において光ピックアップ７０，９０，１００を用いた場合も同様であるので、詳細な説明は省略する。まず、光ディスク１１へ記録データを記録するときの記録動作について説明する。
【０２１３】
操作部２５を構成する記録釦２５ｂがユーザにより操作されて入力端子１８より記録データが入力されると、この記録データは、エラー訂正符号化回路１９で光ディスク１１の種類に応じたエラー訂正符号化処理がされ、次いで、変調回路２０で光ディスク１１の種類に応じた変調処理がされ、次いで、記録処理回路２１で記録処理がされた後、光ピックアップ１に入力される。すると、光ピックアップ１は、光ディスク１１の種類に応じて半導体レーザより所定の波長の光ビームを照射し、光ディスク１１の記録層に照射すると共に、光ディスク１１の反射層で反射された戻りの光ビームを光検出器で検出し、これを光電変換しＲＦアンプ１５に出力する。ＲＦアンプ１５は、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号を生成する。サーボ回路１６は、ＲＦアンプ１５から入力されたフォーカシングエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいてフォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成し、これらの信号を光ピックアップ１の対物レンズ駆動機構の駆動回路に出力する。これにより、対物レンズ駆動機構に保持された対物レンズは、フォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号に基づいて、対物レンズの光軸と平行なフォーカシング方向及び対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に駆動変位される。更に、モータ制御回路１３は、アドレス用のピットより生成したクロックが水晶発振器からの基準クロックと同期するように回転サーボ信号を生成し、これに基づき、スピンドルモータ１２を駆動し、光ディスク１１をＣＬＶで回転する。更に、サブコード抽出回路１７は、ＲＦ信号からピットパターン等からリードインエリアのアドレスデータを抽出し、制御回路２７に出力する。光ピックアップ１は、制御回路２７の制御に基づいて、記録処理回路２１で記録処理されたデータを記録するため、この抽出されたアドレスデータに基づいて所定のアドレスにアクセスし、半導体レーザを記録レベルで駆動し、光ビームを光ディスク１１の記録層に照射しデータの記録を行う。光ピックアップ１は、記録データを記録するに従って、順次スレッドモータ２８によって送り操作され、光ディスク１１の内外周に亘って記録データを記録する。
【０２１４】
次に、光ディスク１１に記録されている記録データを再生するときの動作について説明する。
【０２１５】
操作部２５を構成する再生釦２５ｃがユーザにより操作されると、光ピックアップ１は、記録動作のときと同様に、光ディスク１１の種類に応じて半導体レーザより所定の波長の光ビームを光ディスク１１の記録層に照射すると共に、光ディスク１１の反射層で反射された戻りの光ビームを光検出器で検出し、これを光電変換しＲＦアンプ１５に出力する。ＲＦアンプ１５は、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号を生成する。サーボ回路１６は、ＲＦアンプ１５から入力されたフォーカシングエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいてフォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成し、これらの信号に基づいて対物レンズのフォーカシング制御やトラッキング制御を行う。更に、モータ制御回路１３は、同期信号より生成したクロックが水晶発振器からの基準クロックと同期するように回転サーボ信号を生成し、これに基づき、スピンドルモータ１２を駆動し、光ディスク１１をＣＬＶで回転する。更に、サブコード抽出回路１７は、ＲＦ信号からサブコードデータを抽出し、抽出したサブコードデータを制御回路２７に出力する。光ピックアップ１は、所定のデータを読み出すため、この抽出されたサブコードデータに含まれるアドレスデータに基づいて所定のアドレスにアクセスし、半導体レーザを再生レベルで駆動し、光ビームを光ディスク１１の記録層に照射し反射層で反射された戻りの光ビームを検出することによって光ディスク１１に記録されている記録データの読み出しを行う。光ピックアップ１は、記録データを読み出すに従って、順次スレッドモータ２８によって送り操作され、光ディスク１１の内外周に亘って記録されている記録データの読み出しを行う。
【０２１６】
ＲＦアンプ１５で生成されたＲＦ信号は、復調回路２２で記録時の変調方式に応じて復調処理がされ、次いで、エラー訂正復号化回路２１でエラー訂正復号処理がされ、出力端子２４より出力される。この後、出力端子２４より出力されたデータは、そのままディジタル出力されるか又は例えばＤ／Ａコンバータによりディジタル信号からアナログ信号に変換され、スピーカ、モニタ等に出力される。
【０２１７】
本発明を適用した光ディスク装置１０は、光学部品に起因するコマ収差及び光ディスクに起因するコマ収差を簡易な構成とされた液晶光学素子３８，７８，１０８により良好に補正することができ、構成の簡素化、装置の小型化を実現するとともに、記録・再生特性を向上させることができる。
【０２１８】
本発明を適用した光ピックアップ１，７０，９０，１００は、記録及び再生を行う光ディスク装置に用いられたが、記録のみ行う光ディスク装置又は再生のみ行う光ディスク装置に適用されてもよい。また、本発明は、上述したディスクフォーマット以外に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】本発明を適用した記録再生装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明を適用した光ピックアップの光学系の例を示す光路図である。
【図３】本発明を適用した光ピックアップを構成する液晶光学素子の構成を示す断面図である。
【図４】本発明を適用した光ピックアップを構成する液晶光学素子の一方の電極パターンを示すものであり、（ａ）は、一方の電極パターンを示す平面図であり、（ｂ）は、一方の電極パターンのうちラジアル方向のコマ収差を補正する第１の電極パターンを示す平面図であり、（ｃ）は、一方の電極パターンのうちタンジェンシャル方向のコマ収差を補正する第２の電極パターンを示す平面図である。
【図５】本発明を適用した光ピックアップを構成する液晶光学素子の他方の電極パターンを示すものであり、（ａ）は、他方の電極パターンを示す平面図であり、（ｂ）は、他方の電極パターンの他の例であり非点収差を補正するパターンを設けた例を示す平面図であり、（ｃ）は、他方の電極パターンの更に他の例であり球面収差を補正するパターンを設けた例を示す平面図である。
【図６】本発明を適用した光ピックアップを構成する液晶光学素子と比較するための比較例の液晶光学素子の一方の電極パターンを示すものであり、（ａ）は、一方の電極パターンを示す平面図であり、（ｂ）は、一方の電極パターンのうちラジアル方向のコマ収差を補正する第１の電極パターンを示す平面図であり、（ｃ）は、一方の電極パターンのうちタンジェンシャル方向のコマ収差を補正する第２の電極パターンを示す平面図である。
【図７】比較例の液晶光学素子を有する光ピックアップにおいて、（ａ）は、液晶光学素子を通過する光ビームに発生するコマ収差の位相分布、及び、この光ビームに液晶光学素子により付加されるコマ収差補正位相差量を示す図であり、（ｂ）は、液晶光学素子を通過することによりコマ収差補正位相差量が付加された状態の光ビームの位相差量を示す図である。
【図８】比較例の液晶光学素子を有する光ピックアップにレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心が発生している場合において、（ａ）は、液晶光学素子を通過する光ビームに発生するコマ収差の位相分布、及び、この光ビームに液晶光学素子により付加されるコマ収差補正位相差量を示す図であり、（ｂ）は、液晶光学素子を通過することによりコマ収差補正位相差量が付加された状態の光ビームの位相差量を示す図である。
【図９】本発明を適用した光ピックアップにおいて、（ａ）は、液晶光学素子を通過する光ビームに発生するコマ収差の位相分布、及び、この光ビームに液晶光学素子により付加されるコマ収差補正位相差量を示す図であり、（ｂ）は、液晶光学素子を通過することによりコマ収差補正位相差量が付加された状態の光ビームの位相差量を示す図である。
【図１０】本発明を適用した光ピックアップにレンズシフトによる光軸と液晶光学素子との偏心が発生している場合において、（ａ）は、液晶光学素子を通過する光ビームに発生するコマ収差の位相分布、及び、この光ビームに液晶光学素子により付加されるコマ収差補正位相差量を示す図であり、（ｂ）は、液晶光学素子を通過することによりコマ収差補正位相差量が付加された状態の光ビームの位相差量を示す図である。
【図１１】コマ収差を発生させたときに光軸と液晶光学素子との偏心が生じた場合の収差の発生量の変化を示す図であり、（ａ）は、コマ収差方向の偏心に対する３次コマ収差の発生量の変化を示す図であり、（ｂ）は、コマ収差直交方向の偏心に対する３次コマ収差の発生量の変化を示す図であり、（ｃ）は、コマ収差直交方向の偏心に対する４５°３次非点収差の発生量の変化を示す図である。
【図１２】本発明を適用した光ピックアップを構成する液晶光学素子の他の例の一方の電極パターンを示すものであり、（ａ）は、一方の電極パターンを示す平面図であり、（ｂ）は、一方の電極パターンのうちラジアル方向のコマ収差を補正する第１の電極パターンを示す平面図であり、（ｃ）は、一方の電極パターンのうちタンジェンシャル方向のコマ収差を補正する第２の電極パターンを示す平面図である。
【図１３】液晶光学素子の他の例において、コマ収差を発生させたときに光軸と液晶光学素子との偏心が生じた場合の収差の発生量の変化を示す図であり、（ａ）は、コマ収差方向の偏心に対する３次コマ収差の発生量の変化を示す図であり、（ｂ）は、コマ収差直交方向の偏心に対する３次コマ収差の発生量の変化を示す図であり、（ｃ）は、コマ収差直交方向の偏心に対する４５°３次非点収差の発生量の変化を示す図である。
【図１４】本発明を適用した光ピックアップの光学系の他の例を示す光路図である。
【図１５】本発明を適用した光ピックアップを構成する液晶光学素子の一方向のコマ収差を補正する例の一方の電極パターンを示すものであり、（ａ）は、一方の電極パターンを示す平面図であり、（ｂ）は、一方の電極パターンの他の例を示す平面図である。
【図１６】従来の光ピックアップを構成する液晶光学素子のコマ収差を補正する電極パターンを示す平面図である。
【符号の説明】
【０２２０】
１  光ピックアップ、  １０  記録再生装置、  １１  光ディスク、  １２  スピンドルモータ、  ２７  制御部、  ２９  ディスク種類判別部、  ３１  光源部、  ３２  対物レンズ、  ３４  コリメータレンズ、  ３５  ビームスプリッタ、  ３６  光検出器、  ３７  １／４波長板、  ３８  液晶光学素子、  ３９  集光レンズ、  ４３  ２軸アクチュエータ、  ４４  液晶駆動部、  ５１  第１の基板、  ５２  第２の基板、  ５３  第１の電極、  ５４  第２の電極、  ５５，５６  配向膜、  ５７  液晶分子
【図１】
2007080432.tif 000003
【図２】
2007080432.tif 000004
【図３】
2007080432.tif 000005
【図４】
2007080432.tif 000006
【図５】
2007080432.tif 000007
【図６】
2007080432.tif 000008
【図７】
2007080432.tif 000009
【図８】
2007080432.tif 000010
【図９】
2007080432.tif 000011
【図１０】
2007080432.tif 000012
【図１１】
2007080432.tif 000013
【図１２】
2007080432.tif 000014
【図１３】
2007080432.tif 000015
【図１４】
2007080432.tif 000016
【図１５】
2007080432.tif 000017
【図１６】
2007080432.tif 000018