(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する発光手段と、
この発光手段が発する光を集光して光ビームとし、この光ビームを光ディスクの記録面に照射する対物レンズと、
前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との傾きによって発生する収差を補正する補正手段と
を有する光ピックアップであって、
前記補正手段は、前記発光手段が発する光を透過させる透過面をもち、この透過面に複数の領域に分割された電極が形成され、これらの電極に、前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との傾きに応じた電圧を印加し、前記透過面の各領域を透過する光の位相を変化させることによって収差を補正し、
前記電極は、
前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との、光ディスクの半径方向に沿った傾きによって発生する収差が、前記透過面中で極大値となる位置に形成された、少なくとも１つ以上の領域から成る第１の電極と、
前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との、光ディスクの半径方向に沿った傾きによって発生する収差が、前記透過面中で極小値となる位置に形成された、少なくとも１つ以上の領域から成る第２の電極と、
前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との、光ディスクの円周の接線方向に沿った傾きによって発生する収差が、前記透過面中で極大値となる位置に形成された、少なくとも１つ以上の領域から成る第３の電極と、
前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との、光ディスクの円周の接線方向に沿った傾きによって発生する収差が、前記透過面中で極小値となる位置に形成された、少なくとも１つ以上の領域から成る第４の電極と、
前記第３の電極と第４の電極とが並べられた方向に沿った位置であって、前記第３の電極より、前記透過面の周辺に近い位置に形成された第５の電極と、
前記第３の電極と第４の電極とが並べられた方向に沿った位置であって、前記第４の電極より、前記透過面の周辺に近い位置に形成された第６の電極と、
前記第１から第６の電極以外の領域に形成された、基準となる電圧が印加される共通電極と
から成る
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記第１の電極と第２の電極との、前記光ディスクの半径方向の長さの合計が、前記対物レンズの直径の５０％以上７０％以下であり、
前記第１の電極または第２の電極の、前記光ディスクの円周の接線方向の長さが、前記対物レンズの直径の４０％以上５０％以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクドライブにおいて、光ディスクの記録面と、光ピックアップから光ディスクの記録面に照射される光ビームの光軸との傾き（以下、この傾きをチルトと呼ぶ）に起因する収差を補正する補正手段を有する光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの高密度化に伴い、光ピックアップの精度を向上させることが要求されるようになってきた。特に、光ディスクの記録面と、光ピックアップから光ディスクの記録面に照射される光ビームの光軸との正確な垂直性が要求されるようになってきた。
【０００３】
一方、光ディスクの高密度化に伴い、光ピックアップに設けられた対物レンズのＮＡが大きくなり、また、光ピックアップから発せられる光の波長が短くなってきている。このため、チルトによって発生するコマ収差が著しく大きくなってきており、このコマ収差を補正する必要性が高まってきている。
【０００４】
上記のコマ収差を補正する補正手段として、従来より液晶パネルが使用されている。この液晶パネルは、液晶の両面に電極を配置し、この電極に加えられる電圧に応じて液晶分子の配向が変化することを利用して、液晶を透過する光ビームの屈折率を変化させ、チルトに起因する波面収差を補正するものである。すなわち、液晶の領域毎に加える電圧を変化させ、光ビームに対する屈折率を変化させることにより、液晶の領域毎に光ビームの光路長を異ならせ、光ディスクの記録面までの光路長を変化させて、チルトに起因する収差を打ち消すものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の装置には、次のような問題がある。すなわち、上記の液晶パネルが使用される光ピックアップにおいては、光ビームを光ディスクの記録面に集光させるための対物レンズが、トラッキングサーボ（光ディスク上のトラックの追跡）のために、光ディスクのラジアル方向（半径方向）にシフトされる。すなわち、対物レンズの中心と液晶パネルの中心とがずれることになり、補正性能が劣化する。ここで、対物レンズと液晶パネルとの両方をシフトさせれば性能の劣化はないが、これではシフトさせる部分が重くなり、また液晶パネルへの配線が困難になるので実用的ではない。
【０００６】
そこで、上記の補正性能の劣化を防止するため、液晶パネルに碁盤の目形状の電極パターンを設け、対物レンズのラジアル方向へのシフトに応じて、電圧を印可する位置を変化させるという方法が提案されている。しかし、この方法では、液晶パネルの価格が高くなり、また、この液晶パネルの制御が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、価格が安く、また制御も簡単で、かつ対物レンズのラジアル方向へのシフトに強い補正手段を用いた光ピックアップを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光を発する発光手段と、この発光手段が発する光を集光して光ビームとし、この光ビームを光ディスクの記録面に照射する対物レンズと、前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との傾きによって発生する収差を補正する補正手段とを有する光ピックアップであって、前記補正手段は、前記発光手段が発する光を透過させる透過面をもち、この透過面に複数の領域に分割された電極が形成され、これらの電極に、前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との傾きに応じた電圧を印加し、前記透過面の各領域を透過する光の位相を変化させることによって収差を補正し、前記電極は、前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との、光ディスクの半径方向に沿った傾きによって発生する収差が、前記透過面中で極大値となる位置に形成された、少なくとも１つ以上の領域から成る第１の電極と、前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との、光ディスクの半径方向に沿った傾きによって発生する収差が、前記透過面中で極小値となる位置に形成された、少なくとも１つ以上の領域から成る第２の電極とを含むことを特徴とする光ピックアップである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記第１の電極と第２の電極との、前記光ディスクの半径方向の長さの合計が、前記対物レンズの直径の５０％以上７０％以下であり、前記第１の電極または第２の電極の、前記光ディスクの円周の接線方向の長さが、前記対物レンズの直径の４０％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記電極は、さらに、前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との、光ディスクの円周の接線方向に沿った傾きによって発生する収差が、前記透過面中で極大値となる位置に形成された、少なくとも１つ以上の領域から成る第３の電極と、前記光ビームの光軸と光ディスクの記録面との、光ディスクの円周の接線方向に沿った傾きによって発生する収差が、前記透過面中で極小値となる位置に形成された、少なくとも１つ以上の領域から成る第４の電極と、前記第３の電極と第４の電極とが並べられた方向に沿った位置であって、前記第３の電極より、前記透過面の周辺に近い位置に形成された第５の電極と、前記第３の電極と第４の電極とが並べられた方向に沿った位置であって、前記第４の電極より、前記透過面の周辺に近い位置に形成された第６の電極とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、以下の各実施形態における光ディスクドライブに共通に用いられる構成を図１を参照して説明する。符号１は、光ディスクドライブにかけられる光ディスクであり、その記録面１ａ上には、情報が記録されるトラックが形成されている。また、この光ディスク１は、回転軸１ｂを中心に回転させられる。
【００１２】
符号２は、前記トラックに記録された情報を読み出すための光ピックアップである。この光ピックアップ２は、発光手段３、コリメータレンズ４、ビームスプリッタ５、液晶パネル６、対物レンズ７、対物レンズシフト手段８、受光レンズ９、受光手段１０を内蔵している。発光手段３は、例えばレーザーダイオード等によって構成され、光ディスク１に照射する光を発する。コリメータレンズ４は、前記発光手段３が発する光を平行光とする。ビームスプリッタ５は、前記コリメータレンズ４が平行光とした光を反射し、光の光軸を９０度曲げる。液晶パネル６は、透過する光の波面収差を補正する。対物レンズ７は、波面収差が補正された光を集光し、前記光ディスク１の記録面１ａ上に光ビームＢを照射する。
【００１３】
光ディスク１の記録面１ａ上に照射された光ビームＢは、この光ディスク１の記録面１ａによって反射され、再度対物レンズ７および液晶パネル６を経由してビームスプリッタ５まで戻され、このビームスプリッタ５を透過し、受光レンズ９に至る。受光レンズ９は、この反射光を受光手段１０の受光面上に集光させる。受光手段１０は、例えばフォトダイオード等によって構成され、その受光面で前記反射光を受光し、受光した反射光の光量に応じた光量信号を出力する。
【００１４】
前記受光手段１０から出力された光量信号は、再生回路１１に入力され、復調処理等が施され、光ディスク１に記録されていた情報が再生される。また、前記液晶パネル６は、液晶パネル制御回路１２によって制御される。また、前記対物レンズ７は、対物レンズシフト手段８によって、光ディスク１のラジアル方向Ｒにシフトさせられる。これは、光ディスク１の記録面１ａ上に形成されたトラックの、光ディスク１のラジアル方向Ｒでの位置が変動した場合に、トラックに照射する光ビームＢを変動に追従させるためである。
【００１５】
次に、図２を参照し、前記液晶パネル６の断面構造を説明する。液晶パネル６は、液晶１３を挟んで、この液晶１３に所定の分子配向を与えるための配向膜１４および１５が形成され、さらに配向膜１４および１５の外側に透明電極が形成されている。配向膜１４の外側の透明電極は、領域が、後述するパターンに分割されたパターン分割電極１６であり、配向膜１５の外側の透明電極は、液晶パネル６全面が単一の電極で形成された単一電極１７である。そして、前記パターン分割電極１６と単一電極１７との間に、前記液晶パネル制御回路１２から交流電圧が印可され、この交流電圧の振幅が制御される。そして、液晶パネル６の最外部には、保護層として、ガラス基板１８および１９が形成されている。
【００１６】
次に、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態における液晶パネル６のパターン分割電極１６の形状を図３（ａ）に示す。本実施形態における液晶パネル６は、ラジアル方向のチルトによって発生する収差を補正する。なお、図３（ｂ）は、本実施形態のパターンとの比較のためのパターンであり、以後、このパターンを比較例と呼ぶ。
【００１７】
図３（ａ）に示す、本実施形態のパターン分割電極１６は、独立電極１６ａおよび１６ｂと、共通電極１６ｃとに分割されている。独立電極１６ａと１６ｂとは、光ディスク１のラジアル方向に並べて配置され、さらに、これらの独立電極１６ａと１６ｂとの中心位置は、ラジアル方向のチルトによって発生するコマ収差が極大値となる位置と極小値となる位置とに合わせられている。
これに対し、図３（ｂ）に示す比較例では、コマ収差が極大値となる位置および極小値となる位置に、独立電極１６ｄおよび１６ｅが配置され、さらに、これらの独立電極１６ｄおよび１６ｅより、液晶パネルの周辺に近い位置に、独立電極１６ｆおよび１６ｇが配置されている。これらの独立電極１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、ラジアル方向に沿って並べられている。これらの独立電極１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇ以外の領域は、共通電極１６ｈとされている。
【００１８】
独立電極１６ａおよび１６ｂには、前記液晶パネル制御回路１２から、チルトに応じた振幅の交流電圧が印可され、共通電極１６ｃには、基準となる振幅の交流電圧が印可される。独立電極１６ａと共通電極１６ｃとの振幅の大小関係と、独立電極１６ｂと共通電極１６ｃとの振幅の大小関係とは逆とされる。言い換えれば、共通電極１６ｃの振幅値を０（基準）と考えると、独立電極１６ａと１６ｂとの振幅値は符号が逆とされる。
【００１９】
前記パターン分割電極１６は、波面収差の分布に対応したパターンに分割されている、とも言える。この波面収差とは、光の位相がずれることを意味する。この光の位相のずれが、光ディスク１に記録された情報を読み出す際の性能を劣化させる原因であるため、液晶補正素子すなわち液晶パネル６によって、位相が遅れている領域の位相を進ませ、位相が進んでいる領域の位相を遅らせることで、性能劣化を防止する。チルトによって発生する収差はコマ収差であり、このコマ収差は、次式に示す分布になっていることが知られている。ただし、次式では、瞳面で見た極座標の半径をｒ、角度をφとし、Ｚ6およびＺ7は収差発生量に比例した係数である。
【数１】
0003819213.tif 000002
【００２０】
従って、前記パターン分割電極１６を、上記の分布に対応した形状に分割し、分割された各電極に、チルトに応じた電圧を印可すれば、コマ収差を補正することができる。
【００２１】
図４（ａ）は、チルトによって発生するコマ収差の分布図（等高線図）であり、図４（ｂ）は、この分布図のＡＡ’断面におけるコマ収差量を示すグラフである。図４（ａ）の分布と、図３（ａ）および図３（ｂ）に示した電極の形状とを比較すると、図３（ｂ）に示した比較例の方が、図４（ａ）の分布に近い。
【００２２】
図５は、補正を行わない場合のコマ収差量（図４（ｂ）に示したものと同じ）と、本発明の本実施形態における形状（図３（ａ）に示した形状）のパターン分割電極１６を用いて補正を行った場合のコマ収差量と、比較例における形状（図３（ｂ）に示した形状）のパターン分割電極を用いて補正を行った場合のコマ収差量とを比較したグラフである。比較例における補正では、外周部までコマ収差を補正することができるが、本発明の本実施形態における補正では、外周部におけるコマ収差が補正されない。
【００２３】
ところが、前述したように、対物レンズ７が、トラッキングサーボのために、光ディスク１のラジアル方向にシフトされるので、対物レンズ７の光軸と、液晶パネル６の中心とが、ラジアル方向にずれる可能性がある。トラッキングシフトは、±０．１ｍｍ程度、常時発生している。図６は、光ディスク１のラジアル方向へ対物レンズ７がシフトされた場合に、本発明の本実施形態における電極形状と、比較例における電極形状とで、発生するジッターの変化を比較したグラフである。ただし、この図における単位［％］は、対物レンズ７の半径に対する割合を示すものである。例えば、対物レンズの半径が２ｍｍのときのRad shift １０［％］は、０．２ｍｍに相当する。このグラフより、比較例では、中心の性能は良いが、シフトにより劣化しやすいことが分かる。これは、比較例では、外周部まで収差補正しているので、外周部の位相補正がシフトにより逆方向に作用し、悪影響を及ぼすためである。これに対し、本発明の本実施形態における電極形状は、シフトに対して強い。
【００２４】
次に、本実施形態におけるパターン分割電極１６の寸法について考える。図７（ａ）および（ｂ）は、パターン分割電極１６に含まれる独立電極１６ａおよび１６ｂの寸法を変化させた場合のジッターの変化を示すグラフである。だだし、図７（ａ）におけるRad方向（ラジアル方向）電極比率、および図７（ｂ）におけるTan方向（タンジェンシャル方向、光ディスク１の円周の接線方向）電極比率とは、対物レンズ７の開口直径に対する独立電極の長さの割合である。さらに、Rad方向の長さは、２つの独立電極１６ａおよび１６ｂの長さを合計した長さである。
【００２５】
図７（ａ）より、Rad方向電極比率が５０％から７０％までの間であれば、ジッターは安定していることが分かる。また、図７（ｂ）より、Tan方向電極比率が４０％から５０％までの間であれば、ジッターは安定していることが分かる。なお、図示したジッター値は、次の条件での値である。
Naobj=0.65, 波長=0.405[μm]
track pitch=0.36[μm], EFMsignal 1T[μm]=0.083[μm]
Land&Groove disc(位相差 120deg)
【００２６】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図８は、本実施形態における液晶パネル６のパターン分割電極１６の形状である。本実施形態における液晶パネル６は、ラジアル方向およびタンジェンシャル方向のチルトによって発生する収差を補正する。このため、本実施形態では、第１実施形態における電極形状に、比較例における電極形状を光軸を中心に９０度回転させた電極形状が組み合わされている。本実施形態において、第１実施形態における電極形状に相当するものが、独立電極１６ｉおよび１６ｊであり、比較例を９０度回転させた電極形状に相当するものが、独立電極１６ｋ、１６ｌ、１６ｍおよび１６ｎである。これらの独立電極以外の領域は、共通電極１６ｏとされている。
【００２７】
タンジェンシャル方向は、ラジアル方向よりもチルトに弱いので、ラジアル方向よりも補正性能を上げておく必要がある。一方、ラジアル方向には、対物レンズ７がシフトされるので、このシフトに対して強くしておく必要があるが、タンジェンシャル方向には、対物レンズ７がシフトされることはないので、シフトの影響を考慮する必要はない。
【００２８】
従って、本実施形態では、タンジェンシャル方向は、中心性能が良い前記比較例の電極形状とし、ラジアル方向は、対物レンズ７のシフトに強い第１実施形態の電極形状としている。すなわち、タンジェンシャル方向とラジアル方向とで、非対称な電極形状とし、トータル性能を向上させている。
【００２９】
図９は、チルトによるジッターの悪化を、本実施形態における液晶パネル６を用いた場合と、用いない場合（補正なしの場合）とで比較したグラフである。ジッター（total jitter）は１５％程度まで許容されるので、本実施形態における液晶パネル６を用いれば、ラジアル方向およびタンジェンシャル方向共に、０．６ｄｅｇ程度までチルトが許容される。これに対し、本実施形態における液晶パネル６を用いない場合（補正なしの場合）には、許容されるチルトは、０．２５ｄｅｇ程度までである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、補正手段の価格が高くなることがなく、制御が複雑になることもなく、かつ対物レンズのラジアル方向へのシフトに強い補正手段を有する光ピックアップを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の各実施形態における光ディスクドライブに共通に用いられる構成を説明するための図。
【図２】  液晶パネルの断面構造を示す図。
【図３】  本発明の第１実施形態における液晶パネルのパターン分割電極の形状と、比較例におけるパターン分割電極の形状とを示す図。
【図４】  チルトによって発生するコマ収差の分布図と、この分布図のＡＡ’断面におけるコマ収差量を示すグラフ。
【図５】  補正を行わない場合のコマ収差量と、第１実施形態におけるコマ収差量と、比較例におけるコマ収差量とを比較したグラフ。
【図６】  光ディスクのラジアル方向へ対物レンズがシフトされた場合に、本発明の第１実施形態における電極形状と、比較例における電極形状とで、発生するジッターの変化を比較したグラフ。
【図７】  本発明の第１実施形態におけるパターン分割電極に含まれる独立電極の寸法を変化させた場合のジッターの変化を示すグラフ。
【図８】  本発明の第２実施形態における液晶パネルのパターン分割電極の形状を示す図。
【図９】  チルトによるジッターの悪化を、本発明の第２実施形態における液晶パネルを用いた場合と、用いない場合とで比較したグラフ。
【符号の説明】
Ｂ  光ビーム                  Ｒ  ラジアル方向
１  光ディスク                １ａ  記録面
１ｂ  回転軸                  ２  光ピックアップ
３  発光手段                  ４  コリメータレンズ
５  ビームスプリッタ          ６  液晶パネル（補正手段）
７  対物レンズ                ８  対物レンズシフト手段
９  受光レンズ                １０  受光手段
１１  再生回路                １２  液晶パネル制御回路
１３  液晶                    １４、１５  配向膜
１６  パターン分割電極        １６ａ、１６ｂ  独立電極
１６ｃ  共通電極              １６ｄ〜１６ｇ  独立電極
１６ｈ  共通電極              １６ｉ〜１６ｎ  独立電極
１６ｏ  共通電極              １７  単一電極
１８、１９  ガラス基板
【図１】
0003819213.tif 000003
【図２】
0003819213.tif 000004
【図３】
0003819213.tif 000005
【図４】
0003819213.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003819213.tif 000008
【図７】
0003819213.tif 000009
【図８】
0003819213.tif 000010
【図９】
0003819213.tif 000011