JP2000251303A - 光記憶装置および液晶デバイス - Google Patents

光記憶装置および液晶デバイス

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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、例えば相変化型光ディスクや光磁気
ディスク等の光記憶媒体をアクセスする光記憶装置、お
よびその光記憶装置に好適に採用し得る液晶デバイスに
関し、例えば保護層の厚さのばらつきや多層記録の場合
など、光記憶媒体の表面から集光すべきポイントまでの
深さの変化により生じる収差を有効に補正する。 【解決手段】互いに直交した方向のストライプ状の電極
を持った液晶層を２つ重ねにした液晶デバイスを採用し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば相変化型光
ディスクや光磁気ディスク等の光記憶媒体をアクセスす
る光記憶装置、およびその光記憶装置に好適に採用し得
る液晶デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】相変化型（ＰＤ）光ディスクや光磁気
（ＭＯ）ディスク等の光ディスクは、小型、軽量で持ち
運び可能な高容量記憶媒体であり、パーソナルコンピュ
ータの記憶媒体として注目されており、更なる高密度
化、大容量化の可能性が追求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光ディスクの記録面積
を同一に維持したまま大容量化を図るには、面内記録密
度の向上、多層記録等が必要である。面内記録密度を上
げるには、磁気超解像という手段もあり得るが、基本的
には使用するレーザビームの集光スポットを小さくしな
ければならない。
【０００４】一般にレーザビームのスポット径は、おお
よそ、 λ／ＮＡ （λ：光の波長、ＮＡ：開口数） に比例する。したがって光ディスクの記録の高密度化に
は、波長の短いレーザ（例えば青色発光のレーザ）を用
いるか、対物レンズのＮＡを大きくすることが必要であ
る。
【０００５】しかしながら、ＮＡを大きくした場合、光
ディスクを製造した際の、表面の透明な保護層の厚さの
ばらつきによって発生する球面収差が問題となる。
【０００６】特に光ディスクは、装填、取り出し自在な
記憶媒体として構成されるため、反射層や記録層といっ
た情報の記憶やピックアップに直接に必要となる層の上
に透明な保護層が必要であり、この保護層の厚さの製造
ばらつきは、光ディスクごとのばらつき（個体差として
のばらつき）として±５０μｍ、同一の光ディスク内部
における変動（個体内のばらつき）として±１０μｍ程
度である。この光ディスク表面の保護層のばらつきによ
って記録層上に集光する光には球面収差が生じ、ピット
マークの記録、読取りに悪影響を与える。
【０００７】図１は、保護層のばらつきに対する球面収
差のＲＭＳを示す図である。
【０００８】この図１には、現行のＤＶＤ相当のＮＡ＝
０．６の場合とＮＡ＝０．８５の場合の計算結果が示さ
れている。製造上の保護層の厚さのばらつきが±５０μ
ｍの場合、ＮＡ＝０．６では、許容収差内であるが、Ｎ
Ａ＝０．８５では、カバーできない収差が発生すること
がわかる。したがって、対物レンズを高ＮＡ化するに
は、保護層の厚さのばらつきに応じて球面収差を補正す
るメカニズムが要求される。
【０００９】このような要求を満たすために、対物レン
ズをそれまでの一枚構成から二枚構成とし、それら二枚
のレンズの間隔を機械的に変更することにより球面収差
をアクティブに補正する方法が提案されている（特開平
８−２１２５７９号公報参照）。
【００１０】しかしながら、この提案は、もともと機械
駆動される対物レンズに対し、その対物レンズの中をさ
らにもう一段機械駆動するというものであって、ピック
アップのヘッド部の重量が増し、大きなスペースが必要
となるという問題がある。
【００１１】一方、光路中に液晶デバイスを配置し、そ
の液晶デバイスにより収差を補正することが提案されて
いる（例えば特開平８−２１２６１１号公報、特開平９
−１２８７８５号公報参照）。
【００１２】この液晶デバイスとしては、二次元マトリ
ックス状の電極構造のものと、収差に対応したパターン
にパターン化された電極構造のものとがある。
【００１３】電極構造をマトリックス状にするにはＴＦ
Ｔを用いる必要があり、このＴＦＴは極めて複雑な製造
工程を必要とし、コストが大幅に上昇することが避けら
れないという問題が生じる。
【００１４】一方、電極構造をパターン化したもので
は、液晶の屈折率分布によって形成される、そこを通過
する光の位相分布が固定されるという問題があり、その
液晶デバイスを光軸に対し極めて高精度に配置する必要
を生じ、アライメント精度が厳しくなるという問題があ
る。電極構造をパターン化して球面収差を補正するには
同心円パターンの電極構造を採用することになるが、球
面収差を高精度に補正しようとして同心円パターンを精
細化するとそこを通過するレーザ光の偏光を乱す原因と
もなり、高ＮＡの対物レンズを採用したときの球面収差
の補正には適さない。また同心円パターンを精細化しよ
うとするとその同心円の内側リング電極から取り出すリ
ード線の本数が増えてそのリード線の配線面積が増え、
同心円パターンそのものを形成できないという製造上の
問題もある。
【００１５】さらに、特開平９−１２８７８５号公報に
はストライプ状の電極も示されているが、ストライプ状
の電極では高ＮＡ時の収差補正という観点からは収差を
ほとんど補正することができない。
【００１６】以上は、収差補正の必要性を光ディスクの
保護層の厚さのばらつきに関連づけて説明したが、多層
記録、すなわち、深さ方向に複数の情報記録層を持つ光
記憶媒体を実現しようとしたときも、深さが異なること
に起因する収差をアクティブに補正する必要を生じる。
【００１７】また、ここでは光ディスクについて説明し
たが上記の問題はディスク状であることとは無関係であ
り、例えばテープ状の光記憶媒体であっても同様であ
る。
【００１８】本発明は、上記事情に鑑み、例えば保護層
の厚さのばらつきや多層記録の場合など、光記憶媒体の
表面から集光すべきポイントまでの深さが変化する場合
であっても、その深さの変化により生じる収差を有効に
補正することのできる光記憶装置、および、光記憶装置
にその収差補正用として好適に採用することのできる液
晶デバイスを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光記憶装置は、光源と、光源から出射した光を導い
て所定の光記憶媒体に集光する照射光学系と、光記憶媒
体に集光されその光記憶媒体で反射した、その光記憶媒
体に記憶された情報を担持する信号光をピックアップし
て情報を読み取る光ディテクタと、上記信号光を光ディ
テクタに導くピックアップ光学系と、照射光学系の光路
の途中に配置されその光路に交わる方向に平行に広がる
第１および第２の液晶層、第１の液晶層を駆動するため
の、光路に交わる所定のｘ方向に延び光路とｘ方向との
双方に交わるｙ方向に配列された複数の第１の電極、お
よび、第２の液晶層を駆動するための、ｙ方向に延びｘ
方向に配列された複数の第２の電極を有する液晶デバイ
スと、液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれおよび
複数の第２の電極それぞれに、制御された各電圧を印加
することにより、光記憶媒体に集光される光の収差を補
正する液晶ドライバとを備えたことを特徴とする。
【００２０】本発明の光記憶装置は、ストライプ状の電
極を持つ液晶層を電極どうしが互いに直交する向きに２
つ重ねにした液晶デバイスを採用したことに特徴があ
る。この場合、電極からのリード線の取り出しやその他
製造が容易であり、かつ電気的な制御で補正できるため
アライメント精度は極めて粗くてもよく、さらに、後述
する実施形態において説明するように、十分な収差補正
能力を有する。
【００２１】ここで、本発明の光記憶装置は、上記照射
光学系が、光記憶媒体に隣接した位置に、平凸レンズと
非球面レンズとからなる対物レンズを備えたものであっ
てもよい。
【００２２】平凸レンズと非球面レンズとの二枚構成と
すると高ＮＡの対物レンズを容易に実現することがで
き、本発明は、高ＮＡの対物レンズを用いた場合であっ
ても十分な収差補正能力を発揮することができる。
【００２３】また、本発明の光記憶装置において、上記
液晶ドライバが、第１の液晶層を通過する光のｙ方向の
位相分布をキノフォーム構造と成すとともに第２の液晶
層を通過する光のｘ方向の位相分布をキノフォーム構造
と成すように制御された各電圧を、液晶デバイスの複数
の第１の電極それぞれおよび複数の第２の電極それぞれ
に印加するものであることが好ましい。
【００２４】このようにキノフォーム構造と成すことに
より、液晶デバイスを厚さの薄い液晶層で構成すること
ができ、液晶層が薄いことからその液晶デバイスの作動
の高速化が図られる。
【００２５】さらに、本発明の光記憶装置において、上
記液晶デバイスが、第１の電極に印加される電圧の変化
による第１の液晶層内の電界の変化に起因する、第１の
液晶層内の液晶分子配向の変化面の法線と、第２の電極
に印加される電圧の変化による第２の液晶層内の電界の
変化に起因する、第２の液晶層内の液晶分子配向の変化
面の法線とが同一方向を向くように、これら第１および
第２の液晶層の性状が定められてなるものであることが
好ましい。
【００２６】第１および第２の液晶層の性状をこのよう
に定めることにより、そこに入射する光の偏光状態が、
液晶そのものによって変化してしまうことが防止され
る。
【００２７】あるいは、本発明の光記憶装置において、
上記液晶デバイスが、第１の電極に印加される電圧の変
化による第１の液晶層内の電界の変化に起因する、第１
の液晶層内の液晶分子配向の変化面の法線と、第２の電
極に印加される電圧の変化による第２の液晶層内の電界
の変化に起因する、第２の液晶層内の液晶分子配向の変
化面の法線とが所定の角度（例えば９０°）を成すよう
に、これら第１および第２の液晶層の性状が定められて
なるものであって、かつ、これら第１の液晶層と第２の
液晶層との間に、入射光の偏向方向を上記所定の角度だ
け回転させる波長板（例えば１／２波長板）を備えたも
のであってもよい。
【００２８】このような構成によってもそこに入射する
光の偏光状態が、液晶そのものによって変化してしまう
ことが防止される。 さらに、本発明の光記憶装置にお
いて、上記液晶デバイスの、第１および第２の液晶層内
の液晶分子の配向の性状がベンドであることが好まし
い。
【００２９】液晶デバイスの製造過程において液晶層を
挟む基板をラビングする（機械的にする）方向に応じて
その液晶層内の液晶分子配分の性状をベンドあるいはス
プレイとすることができ、このうちベンドとすることに
より、その液晶層の液晶分子配向変化の高速化、すなわ
ちその液晶デバイスの作動の高速化が図られる。
【００３０】また、上記本発明の光記憶装置において、
照射光学系が、光源から出射した光を、その光が光記憶
媒体に集光するまでの間に液晶デバイスを一回だけ通過
させる光学系であって、液晶デバイスを構成する第１の
液晶層および第２の液晶層それぞれが、第１の電極およ
び第２の電極に印加する電圧の制御により、上記光源か
ら出射し第１の液晶層および第２の液晶層を通過する光
の位相を、それぞれ、０〜２πの間で変化させ得るだけ
の厚さに設定されてなることが好ましい。
【００３１】液晶層の厚さが光の位相を０〜２πの間で
変化させる厚さであれば上述したキノフォーム構造の位
相変化を採用して収差を補正することができ、かつ液晶
層の厚さを、光の位相を０〜２πの間で変化させ得る程
度に薄くすることにより、その液晶層内の液晶分子の配
向変化の高速化が図られる。
【００３２】さらに、上記本発明の光記憶装置におい
て、照射光学系が、光源から出射した光を、その光が光
記憶媒体に集光するまでの間に液晶デバイスを往復で通
過させる光学系であって、液晶デバイスを構成する第１
の液晶層および第２の液晶層それぞれが、第１の電極お
よび第２の電極に印加する電圧の制御により、上記光源
から出射した光が第１の液晶層および第２の液晶層を一
回通過する間の、その光の位相を、それぞれ、０〜πの
間で変化させ得るだけの厚さに設定されてなることが好
ましい。
【００３３】この場合、液晶層の厚さがさらに半分にな
り一層の高速作動を実現することができる。
【００３４】この場合に、上記液晶デバイスが、その液
晶デバイスに入射し第１の液晶層と第２の液晶層との双
方を通過した光を反射して第１の液晶層と第２の液晶層
との双方を再度通過させる反射面を有するものであるこ
とが好ましい。
【００３５】液晶デバイスを往復で使用する場合は、液
晶デバイス自体に上記反射面を備えることにより、反射
ミラー等を別途用意する必要がなく、小型化、低コスト
化に寄与する。
【００３６】さらに、上記本発明の光記憶装置におい
て、上記液晶デバイスを構成する複数の第１の電極それ
ぞれのｙ方向の幅が第１の液晶層の厚さ以上の寸法を有
するとともに、上記液晶デバイスを構成する複数の第２
の電極それぞれのｘ方向の幅が第２の液晶層の厚さ以上
の寸法を有するものであることをが好ましい。
【００３７】電極の幅が液晶層の厚さと比べ狭いと、そ
の電極に印加された電圧により液晶層内に形成される電
界がその液晶層内で広がり、液晶層内に形成される電界
分布が理想的な電界分布と大きく異なり、十分な収差補
正が難しくなる恐れがある。これに対し、上記のように
液晶層の厚さ以上の寸法の幅を持った電極層を形成する
ことにより、液晶層内に適切な電界分布を形成すること
ができる。
【００３８】さらに、上記本発明の光記憶装置におい
て、照射光学系の一部がピックアップ光学系の一部と共
用されたものであって、上記液晶デバイスが、照射光学
系とピックアップ光学系との共用部分に配置され、光源
から出射した光が液晶デバイスを経由して光記憶媒体に
集光されるとともに、光記憶媒体に集光されて光記憶媒
体で反射した、光記憶媒体に記憶された情報を担持した
信号光がその液晶デバイスを経由して光ディテクタに導
かれるものであってもよく、あるいは、照射光学系の一
部がピックアップ光学系の一部と共用されたものであっ
て、液晶デバイスが、照射光学系の、ピックアップ光学
系と共用された部分以外の部分に配置され、光源から出
射した光が液晶デバイスを経由して光記憶媒体に集光さ
れるとともに、光記憶媒体に集光されて光記憶媒体で反
射した、光記憶媒体に記憶された情報を担持した信号光
が、液晶デバイスを経由する光路とは異なる光路を経由
して、光ディテクタに導かれるものであってもよい。
【００３９】収差補正が必要なのは主として照射光学系
側であり、上記のいずれの構成であってもよい。
【００４０】さらに、上記本発明の光記憶装置におい
て、照射光学系が、光を分岐させあるいは光の進行方向
を定めるビームスプリッタを備え、液晶デバイスが、そ
のビームスプリッタと一体化されてなるものであること
が好ましい。
【００４１】照射光学系がビームスプリッタを備えたも
のであるときに、液晶デバイスをビームスプリッタと一
体化することにより、部品点数が少なくて済み、組立て
の効率化、装置の小型化を図ることができる。
【００４２】上記では、光記憶装置のピックアップ光学
系は光記憶媒体で反射した光を光ディテクタに導くもの
であるとして説明したが、光記憶媒体を透過型のものと
し、本発明のピックアップ光学系を、光記憶媒体を透過
した光を光ディテクタに導くように構成してもよい。
【００４３】このように構成した場合の本発明の光記憶
装置は、光源と、光源から出射した光を導いて所定の光
記憶媒体に集光する照射光学系と、光記憶媒体に集光さ
れその光記憶媒体を透過した、光記憶媒体に記憶された
情報を担持する信号光をピックアップしてその情報を読
み取る光ディテクタと、信号光を光ディテクタに導くピ
ックアップ光学系と、照射光学系の光路の途中に配置さ
れその光路に交わる方向に平行に広がる第１および第２
の液晶層、第１の液晶層を駆動するための、光路に交わ
る所定のｘ方向に延び光路とｘ方向との双方に交わるｙ
方向に配列された複数の第１の電極、および、第２の液
晶層を駆動するための、ｙ方向に延びｘ方向に配列され
た複数の第２の電極を有する液晶デバイスと、液晶デバ
イスの複数の第１の電極それぞれおよび複数の第２の電
極それぞれに、制御された各電圧を印加することによ
り、光記憶媒体に集光される光の収差を補正する液晶ド
ライバとを備えたことを特徴とする。
【００４４】この場合において、光記憶媒体が深さ方向
に複数の情報記憶ポイントを有するものであって、液晶
ドライバが、液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれ
および複数の第２の電極それぞれに、光記憶媒体の深さ
方向の集光ポイントに応じて制御された各電圧を印加す
ることにより光記憶媒体の深さ方向の集光ポイントに応
じた収差補正を行なうものであり、さらに、この光記憶
装置が、ピックアップ光学系の光路の途中に配置されそ
の光路に交わる方向に平行に広がる第３および第４の液
晶層、第３の液晶層を駆動するための、光路に交わる所
定のｘ’方向に延びその光路とｘ’方向との双方に交わ
るｙ’方向に配列された複数の第３の電極、および、第
４の液晶層を駆動するための、ｙ’方向に延びｘ’方向
に配列された複数の第４の電極を有する第２の液晶デバ
イスと、上記第２液晶デバイスの複数の第３の電極それ
ぞれおよび複数の第４の電極それぞれに、光記憶媒体の
深さ方向の集光ポイントに応じて制御された各電圧を印
加することにより光記憶媒体の深さ方向の集光ポイント
に応じた収差補正を行なう第２の液晶ドライバとを備え
たものであってもよい。
【００４５】本発明は、多層記録方式の光記憶媒体、す
なわち、深さ方向に複数の情報記憶ポイントを有する光
記憶媒体にも適用することができる。
【００４６】また、本発明の光記憶装置は、光記憶媒体
への情報書込み専用装置として構成することもできる。
【００４７】このように構成される本発明の光記憶装置
は、光源と、光源から出射した光を導いて所定の光記憶
媒体の一点に集光する照射光学系と、照射光学系の光路
の途中に配置されその光路に交わる方向に平行に広がる
第１および第２の液晶層、第１の液晶層を駆動するため
の、光路に交わる所定のｘ方向にその延び光路とｘ方向
との双方に交わるｙ方向に配列された複数の第１の電
極、および、第２の液晶層を駆動するための、ｙ方向に
延びｘ方向に配列された複数の第２の電極を有する液晶
デバイスと、液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれ
および複数の第２の電極それぞれに、制御された各電圧
を印加することにより、光記憶媒体に集光される光の収
差を補正する液晶ドライバとを備えたことを特徴とす
る。
【００４８】この場合において、光記憶媒体が深さ方向
に複数の情報記憶ポイントを有するものであって、液晶
ドライバが、液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれ
および複数の第２の電極それぞれに、光記憶媒体の深さ
方向の集光ポイントに応じて制御された各電圧を印加す
ることにより光記憶媒体の深さ方向の集光ポイントに応
じた収差補正を行なうものであることであってもよい。
【００４９】また、前述の目的を達成する本発明の液晶
デバイスは、互いに交わるｘ方向とｙ方向とに広がる所
定面と平行に、互いに面が向き合った状態に広がる第１
および第２の液晶層と、第１の液晶層を駆動するため
の、ｘ方向に延びｙ方向に配列された複数の第１の電極
と、第２の液晶層を駆動するための、ｙ方向に延びｘ方
向に配列された複数の第２の電極とを備えたことを特徴
とする。
【００５０】
【発明の実施の形態】以下では、本発明の液晶デバイス
により、光記憶媒体の表面から光記憶媒体内の集光ポイ
ントまでの深さの変化により生じる収差を有効に補正す
ることができることの理論的な説明を行ない、その後、
本発明の実施形態について説明する。尚、以下の理論説
明では、光ディスク表面の保護層の厚さの変化により集
光ポイントの深さに変化が生じるものとして説明する。
【００５１】焦点位置が光軸方向にずれることによるデ
フォーカス収差は、単に参照球面が変わることによって
生じる収差であるため、他の収差とは区別される。従来
の低ＮＡの光学系において、この収差は（ＮＡ）2に比
例するとしてもよいが、高ＮＡ（ここではＮＡ＝０．８
５を考える）では８次以上の高次項を考慮する必要があ
る。一般に焦点近傍の振幅分布は次のように表される。
【００５２】
【数１】
【００５３】ここで、（ｘ，ｙ）は像面の座標、（ξ，
η）は前側焦平面にある開口上の座標、ｋは波数であ
る。この時、
【００５４】
【数２】
【００５５】は像面が焦平面から自由空間内を距離ｚず
れた時の波面歪みとみなすことができる。ξ2＋η2＝Ｎ
Ａ2とおき、自由空間距離のずれ分をｄｚとおき直す
と、デフォーカスによる収差ｄＷｄｅｆｏｃｕｓは、
【００５６】
【数３】
【００５７】となる。一方、光ディスクの保護層の厚さ
の変化による球面収差を求めると次のようになる。出射
角θの光束が、厚さｄ、屈折率ｎのディスクを通過する
ときの近軸焦点位置からの移動量Ｌｚは
【００５８】
【数４】
【００５９】となる。ｓｉｎθを８次の項まで展開し、
光線の横収差を求め、さらに波面収差に変換すると、高
次項を考慮した、ディスク基板の厚さ変化による球面収
差ｄＷｄｉｓｋは、ディスク基板の保護層の厚さ変化分
をｄｔとして（２）式のようになる。
【００６０】
【数５】
【００６１】液晶によって作り出したい位相分布を位相
伝達関数にて表せば、それぞれＸ，Ｙについての偶関数
となるため、一般に（３），（４）式となる。
【００６２】 φ（ｘ）＝ｃ1・ｘ2＋ｃ2・ｘ4＋ｃ3・ｘ6＋ｃ4・ｘ8＋ｃ5・ｘ10 ……（３ ） φ（ｙ）＝ｃ1・ｙ2＋ｃ2・ｙ4＋ｃ3・ｙ6＋ｃ4・ｙ8＋ｃ5・ｙ10 ……（４ ） 光ディスクの保護層の厚み変化によって生じる球面収差
を、ｘ方向とｙ方向についてそれぞれ独立に補正するに
は、発生した（２）式の収差を（１）式で調整しなが
ら、（３）、（４）式でキャンセルさせる。しかしなが
ら、完全に収差を０にすることはできず、残存収差が残
る。これをｄＷとすれば、 ｄＷ＝ｄＷｄｉｓｋ＋ｄＷｄｅｆｏｃｕｓ−φ（ｘ）−
φ（ｙ） （ｒ＝√（ｘ2＋ｙ2）） となり、この残存収差ｄＷが液面収差のＲＭＳ値ｄＷｒ
ｍｓに対して十分に小さくなれば良い。収差のＲＭＳ値
と収差ｄＷとの関係は次のようになる。
【００６３】
【数６】
【００６４】ρ、θはそれぞれ開口内の位置を極座標で
あらわしたときのパラメータである。ｄＷｄｉｓｋ中の
光ディスクの保護層の厚さ変化分ｄｔとｄＷｄｅｆｏｃ
ｕｓ中の自由空間距離の変化分ｄｚとの関係を、係数Ｋ
を用いてｄｚ＝Ｋ・ｄｔと置く。残存収差は、パラメー
タをＫ、ｃ1〜ｃ5、評価関数を収差のＲＭＳ値として、
最小２乗フィッテイングを施すことにより求められる。
【００６５】図２は、このようにして求めた、光ディス
クの保護層の厚さ変化（横軸）に対する残存波面収差
（縦軸）をあらわすグラフである。使用波長λは６８５
ｎｍとした。
【００６６】この結果より、Ｘ方向とＹ方向について独
立に補正する手法を用いたとき、原理上、光ディスクの
保護層の厚さが±６００μｍ程度変化しても、球面収差
を許容範囲内に押えることができることがわかる。
【００６７】図３は、本発明の光記憶装置の第１実施形
態を示す概要図である。
【００６８】半導体レーザ１１から出射したレーザ光
は、コンデンサレンズ１２を経由しさらに偏光ビームス
プリッタ１３を経由し、反射ミラー１４で反射し、液晶
デバイス１０を透過し、さらに対物レンズ１５を経由し
て光ディスク１００に向かう。光ディスク１００は、そ
の表面に透明な保護層１００ａが形成されており、対物
レンズ１５から出射した光はその保護層１００ａの下に
ある記録層１００ｂ上の一点に集光される。保護層１０
０ａは光ディスク１００の個体によりその厚さに最大±
５０μｍ程度のばらつきがあるが、このばらつきに起因
する、記録層に集光する光の球面収差は、液晶デバイス
１０により補正される。
【００６９】光ディスク１００の記録層１００ｂで反射
した、その光ディスク１００に記録された情報を担持し
た信号光は、再び対物レンズ１５を経由し、液晶デバイ
ス１０を経由し、反射ミラー１４で反射し、偏光ビーム
スプリッタ１３に入射し、今度は偏光ビームスプリッタ
１３からビームスプリッタ１６側に出射する。ビームス
プリッタ１６への入射光は、そのビームスプリッタ１６
で二分されるが、そのうちの一方は、ビームスプリッタ
１６から出射した後ウォラストンプリズム１７を経由す
ることによりその偏光方向に応じて分離され、さらにレ
ンズ１８をを経由して、光ディスク１００に記録されて
いた情報をピックアップするための光ディテクタ１９に
入射する。
【００７０】一方ビームスプリッタ１６で二分された光
のうちのもう一方は、ビームスプリッタ１６から出射し
レンズ２０を経由して、もう１つのビームスプリッタ２
１に入射してさらに二分され、そのうちの一方は、その
ビームスプリッタ２１から出射して、トラッキングエラ
ー検出用の光ディテクタ２２に入射し、もう一方は、そ
のビームスプリッタ２１から出射し、さらにウェッジプ
リズム２３により光ビームが二分されて、焦点エラー検
出用の光ディテクタ２４に入射する。トラッキングエラ
ー検出、焦点検出、および液晶デバイス１０を除く光学
系自体は、従来から広く知られている技術であり、ここ
では詳細説明は省略する。
【００７１】図４は、図３に示す光記憶装置における、
液晶デバイスおよび対物レンズの部分を示した断面図、
図５は、その斜視図である。また、図６は液晶デバイス
の電極構造を示す図である。
【００７２】対物レンズ１５は、光ディスク表面の保護
層１００ａに極く近接して配置された平凸レンズ１５１
と、その後方に配置された非球面レンズ１５２とからな
る。対物レンズは一枚レンズでも構成することができる
が、高ＮＡ化が難しく、本実施形態では、図４に示すよ
うに平凸レンズ１５１と非球面レンズ１５２とを組合せ
ることにより、高ＮＡの対物レンズを構成している。こ
の対物レンズ１５は、図３に示すトラッキングエラー検
出用の光ディテクタ２２で得られたトラッキングエラー
信号に基づいて、光ディスク表面に平行な方向、例えば
図４の紙面に垂直な方向の移動が制御され焦点エラー検
出用の光ディテクタ２４で得られた焦点エラー信号に基
づいて、図４の上下方向、すなわち光ディスクに接離す
る方向の移動が制御される。
【００７３】また、対物レンズ１５の後方には液晶デバ
イス１０が配置されている。
【００７４】この液晶デバイス１０は、図４に示すよう
に、ガラス基板１０１とガラス基板１０３との間に第１
の液晶層１０２を挟み、さらにガラス基板１０３とガラ
ス基板との間に第２の液晶層１０４を挟んだ構造を有し
ている。第１の液晶層１０２は図６（Ａ）に示すよう
に、Ｘ方向に延びＹ方向に配列された透明な複数の第１
の電極１０６と、ここには図示しない、全面に広がる透
明なベタ電極とに挟まれており、第２の液晶層１０４
は、図６（Ｂ）に示すように、Ｙ方向に延びＸ方向に配
列された透明な複数の第２の電極１０７と、図示しな
い、全面に広がる透明なベタ電極とに挟まれている。こ
の液晶デバイス１０の製造にあたっては、各電極は各ガ
ラス基板表面に形成され、さらにその上に、液晶の配向
を定めるための配向膜が形成され、各液晶層は配向膜と
配向膜とに挟まれた状態に形成される。この図６に示す
ように、第１の液晶層駆動用の第１の電極１０６と第２
の液晶層駆動用の第２の電極１０７は、互いに直交する
方向に延び、互いに直交する方向に配列されている。
尚、図６（Ａ），（Ｂ）に示す破線の円は、光ビームの
通路を示している。
【００７５】図６（Ａ）に示す複数の第１の電極１０６
は、それぞれ各パッド１０８、および図５に示す各リー
ド線１０９を介してドライブ回路５０に接続されてお
り、またこれと同様に、図６（Ｂ）に示す複数の第２の
電極１０７は、各パッド１１０および各リード線１１１
を介してドライブ回路５０に接続されている。このドラ
イブ回路５０は、液晶デバイス１０の複数の第１の電極
１０６のそれぞれとベタ電極との間、および複数の第２
の電極１０７のそれぞれとベタ電極との間に制御された
各電圧を印加することにより、光ディスク上に集光され
る光の収差を補正する回路である。本実施形態（図３参
照）では、光ディスク１００が本実施形態の光記憶装置
に装填された際に、液晶デバイス１０には適当な収差補
正に必要な制御電圧を印加し、光ディテクタ２４で得ら
れる焦点エラー信号をモニタする。この際、液晶デバイ
ス１０に印加する電圧値を変化させ、適正な焦点エラー
信号が得られる、液晶デバイス１０への印加電圧を持っ
て必要な収差補正量とする。これにより光ディテクタ１
００の表面保護層１００ａの変化量を知ることができ
る。
【００７６】光ディスク１００を実際にアクセスする際
は、ドライブ回路５０により液晶デバイス１０を駆動し
てその検出した厚さに応じた球面収差の補正が行なわれ
る。尚、１枚の光ディスク内部の保護層の厚さのばらつ
き（個体内のばらつき）は個体差としてのばらつきと比
べかなり小さいため、本実施形態では無視している。
【００７７】図７は、図４に示す対物レンズ１５として
具体的に以下の表１のパラメータを採用した対物レンズ
を構成したときの、液晶デバイス１０による球面収差の
補正効果を示す図である。
【００７８】この図７は、光ディスク表面の保護層の基
準厚を０．６ｍｍとし、その基準厚のときに球面収差が
生じないように対物レンズを設計、製造、配置したもの
とし、その保護層の実際の厚さが変化したときの残存球
面収差を表している。
【００７９】
【表１】
【００８０】ここでは、図６に示すように第１の電極１
０６および第２の電極１０７は、いずれもストライプ状
に配列されており、第１および第２の液晶層１０２，１
０４の屈折率分布は第１および第２の電極１０６，１０
７の配列ピッチごとの階段状となるが、このシミュレー
ションでは、液晶デバイスを構成する第１および第２の
液晶層１０２，１０４による光の位相分布はそのような
階段状のものではなく連続量として与えている。
【００８１】また、ここでは、第１の液晶層１０２と第
２の液晶層１０４の光軸方向の位置が異なることから、
前述した式（３），（４）に代わり、 φ（ｘ）＝ｃ1・ｘ2＋ｃ2・ｘ4＋ｃ3・ｘ6＋ｃ4・ｘ8＋ｃ5・ｘ10 ……（ ５） φ（ｙ）＝ｃ6・ｙ2＋ｃ7・ｙ4＋ｃ8・ｙ6＋ｃ9・ｙ8＋ｃ10・ｙ10 ……（ ６） の式を採用している。
【００８２】本実施形態では、図６に示すストライプ状
の電極１０６，１０７を採用したため、この液晶デバイ
スを通過する光はＸ方向，Ｙ方向それぞれについて一次
元的に独立な位相分布補正が行なわれるが、Ｘ方向の位
相分布補正とＹ方向の位相分布補正とを合成した場合
に、球面収差とは逆の位相が形成され、その結果として
球面収差が補正されるようになっている。
【００８３】補正後の残存収差分布な、縦横方向（Ｘ方
向およびＹ方向）と斜め方向とのバランスをとってＲＭ
Ｓ値を低減する結果となるが、そのＲＭＳ値は、図７に
示すように、保護層の厚さが±５０μｍ（±０．０５ｍ
ｍ）程度変動しても許容値（０．０７λ）に対して十分
小さく、集光スポットの結像性能に問題はない。
【００８４】図８は、液晶分子の初期配向を示す模式図
である。
【００８５】液晶分子の初期配向としては、ここに示す
水平配向（Ａ）、ＨＡＮ（Ｂ）、および垂直配向（Ｃ）
があり、これらのいずれを採用してもよい。ただし、液
晶そのものによってレーザ光の偏光状態が変化しないこ
とが必要であるため、電界による液晶分子の配向の変化
面とその液晶層を通過するレーザ光の偏光方向とを同一
にする必要がある。
【００８６】図９は、電界による液晶分子の配向特性を
示す模式図である。
【００８７】電界による液晶分子の配向特性は、図９に
示すようにスプレイ型とベンド型とに分類することがで
きる。これらは、液晶デバイスの製造過程における「ラ
ビング」と呼ばれる、機械的にこする配向処理を施す際
に、液晶層を挟む上下の基板を互いに反対方向にラビン
グするとスプレイ型となり、同一方向にラビングすると
ベンド型となる。液晶分子の配向の変化によってそこを
通過する光ビームに同一の位相変化を作り出す場合に、
ベンド配向はスプレイ配向と比べ応答速度が速い。した
がって本実施形態では、液晶デバイスを構成する第１の
液晶層と第２の液晶層との双方にベンド配向が採用さ
れ、作動の高速化が図られている。
【００８８】図１０は、液晶デバイスの電極構造と液晶
層内の液晶分子の配向面との関係を示す図である。
【００８９】液晶デバイス１０を構成する２つの液晶層
１０２，１０４のうちの一方の液晶層（ここでは第２の
液晶層１０４）を駆動するための第２の電極１０７の長
手方向（Ｙ方向）を、そこを通過するレーザ光の偏光方
向と同一とし、もう一方の液晶層（ここでは第１の液晶
層１０２）を駆動するための第１の電極１０６の長手方
向（Ｘ方向）はそこを通過するレーザ光の偏光方向とは
直角方向とする。さらに液晶分子の配向面は、第１の液
晶層１０２と第２の液晶層１０４とで同一方向（Ｙ方
向）とし、かつレーザ光の偏光面と同一方向とする。こ
のように構成することにより、レーザ光の偏光方向を液
晶デバイスで乱してしまうことが防止される。
【００９０】図１１は、液晶デバイスの電極構造と液晶
層内の液晶分子の配向面との関係の別の例を示す図であ
る。
【００９１】この図１１に示す例では、第１の液晶層１
０２の液晶分子の配向面は、第１の電極１０６の配列方
向（Ｙ方向）であり、第２の液晶層１０４の液晶分子の
配向面は第２の電極１０７の配列方向（Ｘ方向）であ
り、このままでは、レーザ光の偏光面をＸ方向あるいは
Ｙ方向のいずれに向けても第１の液晶層１０２あるいは
第２の液晶層１０４のいずれかでレーザ光の偏光面と液
晶分子の配向面とが同一とならずに交差してしまう結果
となる。そこで、ここでは、第１の液晶層１０２と第２
の液晶層１０４との中間にλ／２板１１２が配置されて
いる。このλ／２板１１２は、そこを通過するレーザ光
の偏光面を９０°回転させる作用を成す。したがって、
図１１の下方からこの液晶デバイス１０に入射する光の
偏光面を第２の液晶層１０４の液晶分子の配向面と一致
させておくと、その第２の液晶層１０４を通過したレー
ザ光はλ／２板１１２で９０°回転して今度はそのレー
ザ光の偏光面は第１の液晶層１０２の液晶分子の配向面
と一致し、レーザ光はその状態で第１の液晶層を通過す
ることになる。したがって、この図１に示す例の場合
も、第１および第２の液晶層の双方において液晶分子の
配向面とそこを通過するレーザ光の偏光面とを一致させ
ることができ、この液晶デバイス１０でレーザ光の偏光
が乱されることが防止される。
【００９２】図１２は、光ディスク基板の保護層の基準
厚さを０．６ｍｍとし、その保護層の厚さが０．４ｍｍ
から０．８ｍｍの間で変化したときの、液晶デバイスに
おける、球面収差を補正するために必要な最大の位相調
整量を示す図である。
【００９３】この図１２に示すように、光ディスク基板
の保護層の厚さが±０．２ｍｍ（０．４ｍｍ〜０．８ｍ
ｍ）変化したときの最大位相量（リタデーション）は、
光の波長λを単位として約±４０λとなり、光ディスク
の個体ごとの保護層の厚さのばらつきと考えられる±５
０μｍ（±０．０５ｍｍ）であっても約±１０λとな
る。この±１０λを忠実に調整しようとすると厚い液晶
層が必要となり、液晶層を厚くすると応答速度が遅くな
り、またコストアップとなるため、ここでは、レーザ光
のビーム面内の位相分布が以下に説明するキノフォーム
構造の位相分布となるように調整される。
【００９４】図１３は、キノフォーム構造の説明図であ
る。
【００９５】キノフォーム構造は、位相２πごとに位相
０に置き換えるというフレネルレンズの原理を用いた位
相構造である。このキノフォーム構造を採用することに
よって、液晶層の厚さは、電極に電圧を印加した場合と
印加しない場合との屈折率差ΔｎがΔｎ＝０．１５の液
晶材料を用いた場合８μｍ程度の液晶層を形成すること
でレーザ光の位相を０〜２πの間で変化させることがで
きる。０〜２πの間の位相階調を８レベルに設定しよう
とした場合、ストライプ状の電極のピッチは１２〜１３
μｍ程度の細かさとなる。
【００９６】このように形成した電極に印加する電圧
は、補正しようとする球面収差（すなわち光ディスク表
面の保護層の厚さ）によって定められる。具体的には、
補正しようとする球面収差（光ディスク表面の保護層の
厚さ）に応じて定められた各係数Ｃ1〜Ｃ10を前述の
（５），（６）式に代入したときの、それら（５），
（６）式に基づくとともに、液晶層に用いた液晶の性質
等により定まる、印加電圧に対する液晶層の屈折率の変
化特性に基づいて、各電極への印加電圧が定められる。
【００９７】図１４は、液晶層の厚さｔと、ストライプ
状の電極の幅ｄとの関係を示した図である。
【００９８】図１４（Ａ）は、液晶層の厚さｔよりも、
その液晶層を駆動するための電圧が印加される電極の幅
ｄの方が広い場合を示している。この場合は、電極に電
圧を印加したときに、液晶層内に形成される電界は、そ
の図１４（Ａ）に破線で示すように、その電極にほぼ沿
ったものとなる。
【００９９】図１４（Ｂ）は、液晶層の厚さｔよりも電
極の幅ｄの方が狭い場合を示している。
【０１００】この場合は、電極に電圧を印加したときに
液晶層内に形成される電界は、その電圧が印加された電
極の幅ｄよりも広がってしまい、液晶層内に電極に電圧
を印加したとおりの電界が形成されなくなってしまうお
それがある。
【０１０１】したがって、前述の（５），（６）式に厳
密に合わせようとして電極のピッチを狭めるにも限度が
あり、電極の幅ｄが液晶層の厚さｔ以上の寸法となるよ
うに、液晶デバイスを構成することが好ましい。
【０１０２】図１５は、本発明の光記憶装置の第２実施
形態の一部を示す模式図である。
【０１０３】半導体レーザ、サーボ検出系一体型デバイ
ス１１’から出射したレーザ光はコンデンサレンズ１２
を経由し、さらに液晶デバイス１０を経由してビームス
プリッタ２５に入射する。このビームスプリッタ２５に
入射したレーザ光はそのビームスプリッタ２５を透過
し、ミラー１４で反射し、対物レンズ１５により、光デ
ィスク１００の記録層１００ｂ上に集光する。その記録
層１００ｂで反射した、そこに記録された情報を担持し
た信号光は、対物レンズ１５を経由し、ミラー１４で反
射し、ビームスプリッタ２５に入射し、一体型デバイス
１１’に向かう信号光と、光ディスク１００に記録され
ていた情報を読み取るための光ディテクタ２４に向かう
信号光とに二分される。一体型デバイス１１’に向かう
信号光は、液晶デバイス１０、コンデンサレンズ１２を
経由して一体型デバイス１１’に入射する。この一体型
デバイス１１’ではその入射光に基づいてトラッキング
エラー信号、焦点エラー信号が得られ、それらの信号に
応じて対物レンズ１５が駆動される。
【０１０４】また、ビームスプリッタ２５から光ディテ
クタ２４側に出射した信号光は、ウォラストンプリズム
２６を経由して光ディテクタ２４に入射する。この光デ
ィテクタ２４では、光ディスク１００に記録されていた
情報が読み取られる。
【０１０５】本実施形態では、液晶デバイス１０は、一
体型デバイス１１’から出射したレーザ光が対物レンズ
１５から出射する迄の照明光学系のうち、光ディスク１
００で反射した信号光を情報読取りのための光ディテク
タ２４に導くピックアップ光学系と共用された部分以外
の部分（具体的にはコンデンサレンズ１２とビームスプ
リッタ２５との間）に配置され、一体型デバイス１１’
から出射した光は液晶デバイス１０を経由して光ディス
ク１００上に集光されるとともに、その光ディスク１０
０で反射した、その光ディスク１００に記憶された情報
を担持した信号光は、液晶デバイス１０を再度通過する
ことなく、光ディテクタ２４に導かれる。
【０１０６】光ディスク１００として光磁気ディスクを
採用した場合、光記憶装置側では、磁気によるカー効果
の偏光回転を検出する必要があるため、液晶デバイスが
カー効果の検出に悪影響を及ぼすことがある場合は、液
晶デバイスは、図１５に示すように、光ディスク１００
で反射した信号光が液晶デバイスを再び通過しない位置
に配置することが好ましい。光ディスクで反射した信号
光が液晶デバイスにより悪影響を受けないときは、液晶
デバイスを、図３に示す位置に配置することができる。
その場合、その液晶デバイス１０と対物レンズ１５とが
ばらばにならずに１つの部品として取り扱うことができ
るように、それらを一体化することが好ましい。
【０１０７】図１６は、本発明の光記憶装置の第３実施
形態の一部を示す模式図である。
【０１０８】半導体レーザ、サーボ検出系一体型デバイ
ス１１’から出射したレーザ光は、コンデンサレンズ１
２を経由してビームスプリッタ２７に入射し液晶デバイ
ス１０’側に出射する。
【０１０９】図１７は、図１６に示す液晶デバイス１
０’の第２の液晶層側の部分模式図である。
【０１１０】図１６のビームスプリッタ２７から液晶デ
バイス１０’側に出射したレーザ光は、図１７の上方か
ら下方に向いた方向にこの液晶デバイス１０’に入射
し、先ず図１７には図示しない（図１０参照）第１の液
晶層を透過し、さらに図１７に示す第２の液晶層１０４
を透過する。この第２の液晶層１０４の、図１７の下面
には、電極としてアルミニウム蒸着膜が形成されてお
り、この膜はベタ電極１１３としての作用のほか反射ミ
ラーとしての作用を成し、第２の液晶層１０４を透過し
ベタ電極１１３に達したレーザ光は、そのベタ電極１１
３で反射して第２の液晶層１０４を再度透過し、さらに
ここには図示しない第１液晶層を再度透過して、この液
晶デバイス１０’の、レーザ光が液晶デバイス１０’に
入射した面と同一の面から出射する。このように、この
実施形態における液晶デバイス１０’は、第１液晶層お
よび第２の液晶層をそれぞれ２回ずつ通過するため、第
１液晶層および第２の液晶層は、それぞれ、一回通過す
る間のレーザ光の位相を０〜πの間で変化させ得るだけ
の厚さがあればよく、前述した図３に示す実施形態ある
いは図１５に示す実施形態の場合と比べ、液晶層をさら
に半分の薄さにすることができ、一層の高速動作に寄与
することになる。
【０１１１】図１６に示す第３実施形態において、液晶
デバイス１０’から出射したレーザ光はビームスプリッ
タ２７を透過してもう１つのビームスプリッタ２５に入
射し、さらにそのビームスプリッタ２５を通過し、ミラ
ー１４で反射し、対物レンズ１５により、光ディスク１
００の記録層１００ｂ上に集光する。その記録層１００
ｂで反射した信号光は、対物レンズ１５を経由し、ミラ
ー１４で反射し、ビームスプリッタ２５に入射して、一
体型デバイス１１’に向かう信号光と、光ディスク１０
０に記録されていた情報を読み取るための光ディテクタ
２４に向かう信号光とに二分される。一体型デバイス１
１’に向かう信号光は、ビームスプリッタ２７を通過し
液晶デバイス１０’を一往復して今度はビームスプリッ
タ２７で反射され一体型デバイス１１’に入射する。こ
の一体型デバイス１１’ではトラッキングエラー信号、
焦点信号が得られ、それらの信号に応じて対物レンズ１
５が駆動される。
【０１１２】またビームスプリッタ２５から光ディテク
タ２４側に出射した信号光はウォラストンプリズム２６
を経由して光ディテクタ２４に入射し、光ディスク１０
０に記録されていた情報がピックアップされる。
【０１１３】図１８は、本発明の光記憶装置の第４実施
形態の一部を示す模式図である。図１６に示した第３実
施形態との相違点について説明する。
【０１１４】この図１８に示す実施形態では、ビームス
プリッタ２７と液晶デバイス１０’が、一つの部品とし
て取り扱うことができるように一体化されている。こう
することにより、部品点数が少なくなって組立てが楽に
なり、また小型化にも寄与する。図１８に示す実施形態
における他の構成部分は、図１６に示した実施形態の場
合と同一であり、重複説明は省略する。
【０１１５】尚、ビームスプリッタと液晶デバイスとを
一体化することは、図１５に示す実施形態の場合にも適
用することができる。図１５に示す実施形態の場合は、
ビームスプリッタ２５と液晶デバイス１０とが一体化さ
れる。
【０１１６】図１９は、本発明の光記憶装置の第５実施
形態の模式図である。
【０１１７】この実施形態は、光記憶媒体１００’の透
過光をピックアップする方式のものである。
【０１１８】半導体レーザ１１から出射したレーザ光は
コンデンサレンズ１２を経由し、位相板２８を経由し、
さらに液晶デバイス１０を経由し、さらに対物レンズ１
５を経由し、光記憶媒体１００’に入射する。この光記
憶媒体１００’は、その深さ方向（図１９の上下方向）
に複数の情報記憶ポイントを有するものであり、この場
合、どの深さ位置の情報記憶ポイントに情報を書き込む
か、あるいはどの深さ位置の情報記憶ポイントから情報
を読み出すかに応じて、球面収差が異なることになる。
そこで、ここでは、液晶デバイス１０を駆動するドライ
ブ回路５０は、そのアクセスポイントの深さ方向の位置
を考慮して、球面収差（収束側球面収差）が常に最小と
なるように、液晶デバイス１０を駆動する。
【０１１９】また、光記憶媒体１００’を透過した光は
コンデンサレンズ３１を経由し、さらにもう１つの液晶
デバイス３２を経由し、反射ミラー３３で反射し、さら
にレンズ３４、輪帯３５を経由してピンホール型の光デ
ィテクタ３６に導かれて、位相差顕微鏡の原理と同一の
原理により、光記憶媒体１００’に記憶された情報が読
み取られる。
【０１２０】光記憶媒体１００’を透過した信号光を光
ディテクタ３６に導くピックアップ光学系側の液晶デバ
イス３２は、光記憶媒体１００’にレーザ光を照射する
照射光学系側の液晶デバイス１０と同じ構成を備えたも
のであり、照射光学系側の液晶デバイス１０を駆動する
ドライブ回路５０と同様の構成のドライブ回路５１によ
り、光記憶媒体１００’内の集光ポイントの、コンデン
サレンズ３１側から見た深さに応じた発散側球面収差が
補正されるように駆動される。
【０１２１】このように、本発明の光記憶装置は、透過
検出型の光記憶媒体にも適用することができ、さらに、
多層記録型の光記憶媒体にも適用することができる。
【０１２２】図２０は、本発明の光記憶装置の第６実施
形態の一部分を示す模式図である。
【０１２３】この図２０に示す光記憶装置には、図１９
にも示した多層記録型の光記憶媒体１００’の記録ポイ
ントに集光スポットを照射する照射光学系は備えられて
いるが、その光記憶媒体１００’に記録された情報を読
み出すピックアップ光学系は備えられていない。
【０１２４】このように、本発明の光記憶装置は書込み
専用装置として構成することもできる。
【０１２５】尚、上記各実施形態は、いずれも光ディス
クをアクセスする光記憶装置について説明したが、本発
明はディスク形の光記憶媒体に限らず、例えばテープ状
等、他の形態の光記憶媒体をアクセスする光記憶装置と
して構成することもできる。また、本発明の光記憶装置
は、光を使ってアクセスするものであればよく、具体的
な情報記録、読出しの原理の如何を問うものではなく、
例えば相変化型光ディスクや、磁場を併用する光磁気デ
ィスク等、広範囲な適用が可能である。
【０１２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光記憶媒体の表面から集光すべきポイントまでの深さの
変化による収差を有効に補正することができ、したがっ
て小さな光スポットを形成することができ、記録の高密
度化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】保護層のばらつきに対する球面収差のＲＭＳを
示す図である。
【図２】光ディスクの保護層の厚さ変化（横軸）に対す
る残存波面収差（縦軸）をあらわすグラフである。
【図３】本発明の光記憶装置の第１実施形態を示す概要
図である。
【図４】図３に示す光記憶装置における、液晶デバイス
および対物レンズの部分を示した断面図である。
【図５】図３に示す光記憶装置における、液晶デバイス
および対物レンズの部分を示した斜視図である。
【図６】液晶デバイスの電極構造を示す図である。
【図７】液晶デバイスによる球面収差の補正効果を示す
図である。
【図８】液晶分子の初期配向を示す模式図である。
【図９】電界による液晶分子の配向特性を示す模式図で
ある。
【図１０】液晶デバイスの電極構造と液晶層内の液晶分
子の配向面との関係を示す図である。
【図１１】液晶デバイスの電極構造と液晶層内の液晶分
子の配向方向との関係の別の例を示す図である。
【図１２】液晶デバイスにおける、球面収差を補正する
ために必要な最大の位相調整量を示す図である。
【図１３】キノフォーム構造の説明図である。
【図１４】液晶層の厚さｔと、ストライプ状の電極の幅
ｄとの関係を示した図である。
【図１５】本発明の光記憶装置の第２実施形態の一部を
示す模式図である。
【図１６】本発明の光記憶装置の第３実施形態の一部を
示す模式図である。
【図１７】、図１６に示す液晶デバイスの第２の液晶層
側の部分模式図である。
【図１８】本発明の光記憶装置の第４実施形態の一部を
示す模式図である。
【図１９】本発明の光記憶装置の第５実施形態の模式図
である。
【図２０】本発明の光記憶装置の第６実施形態の一部分
を示す模式図である。
【符号の説明】
１０，１０’ 液晶デバイス １１，１１’ 半導体レーザ 一体型デバイス １２ コンデンサレンズ １３ 偏光ビームスプリッタ １４ 反射ミラー １５ 対物レンズ １６，２５，２７ ビームスプリッタ １７ ウォラストンプリズム １８ レンズ １９ 光ディテクタ ２０ レンズ ２２ 光ディテクタ ２３ ウェッジプリズム ２４ 光ディテクタ ２６ ウォラストンプリズム ２８ 位相板 ３１ コンデンサレンズ ３２ 液晶デバイス ３３ 反射ミラー ３４ レンズ ３５ 輪帯 ３６ 光ディテクタ ５０，５１ ドライブ回路 １００，１００’ 光ディスク １００ａ 保護層 １００ｂ 記録層 １０１，１０３，１０５ ガラス基板 １０２ 第１の液晶層 １０４ 第２の液晶層 １０６ 第１の電極 １０７ 第２の電極 １０８，１１０ パッド １０９，１１１ リード線 １１２ λ／２板 １１３ ベタ電極 １５１ 平凸レンズ １５２ 非球面レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 信也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 内田 龍男 宮城県仙台市宮城野区高砂２丁目１番11号 Ｆターム(参考） 2H088 EA42 HA06 HA08 HA20 HA21 HA24 HA28 MA16 MA20 5D119 AA22 BA01 BB04 BB05 BB13 DA01 DA05 EC01 JA09 JA30

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、 前記光源から出射した光を導いて所定の光記憶媒体に集
    光する照射光学系と、 前記光記憶媒体に集光され該光記憶媒体で反射した、該
    光記憶媒体に記憶された情報を担持する信号光をピック
    アップして該情報を読み取る光ディテクタと、 前記信号光を前記光ディテクタに導くピックアップ光学
    系と、 前記照射光学系の光路の途中に配置され該光路に交わる
    方向に平行に広がる第１および第２の液晶層、該第１の
    液晶層を駆動するための、該光路に交わる所定のｘ方向
    に延び該光路と該ｘ方向との双方に交わるｙ方向に配列
    された複数の第１の電極、および、該第２の液晶層を駆
    動するための、該ｙ方向に延び該ｘ方向に配列された複
    数の第２の電極を有する液晶デバイスと、 前記液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれおよび複
    数の第２の電極それぞれに、制御された各電圧を印加す
    ることにより、前記光記憶媒体に集光される光の収差を
    補正する液晶ドライバとを備えたことを特徴とする光記
    憶装置。
  2. 【請求項２】 前記照射光学系が、前記光記憶媒体に隣
    接した位置に、平凸レンズと非球面レンズとからなる対
    物レンズを備えたことを特徴とする請求項１記載の光記
    憶装置。
  3. 【請求項３】 前記液晶ドライバが、前記第１の液晶層
    を通過する光のｙ方向の位相分布をキノフォーム構造と
    成すとともに前記第２の液晶層を通過する光のｘ方向の
    位相分布をキノフォーム構造と成すように制御された各
    電圧を、前記液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれ
    および複数の第２の電極それぞれに印加するものである
    ことを特徴とする請求項１記載の光記憶装置。
  4. 【請求項４】 前記液晶デバイスが、前記第１の電極に
    印加される電圧の変化による前記第１の液晶層内の電界
    の変化に起因する、該第１の液晶層内の液晶分子配向の
    変化面の法線と、前記第２の電極に印加される電圧の変
    化による前記第２の液晶層内の電界の変化に起因する、
    該第２の液晶層内の液晶分子配向の変化面の法線とが同
    一方向を向くように、これら第１および第２の液晶層の
    性状が定められてなるものであることを特徴とする請求
    項１記載の光記憶装置。
  5. 【請求項５】 前記液晶デバイスが、前記第１の電極に
    印加される電圧の変化による前記第１の液晶層内の電界
    の変化に起因する、該第１の液晶層内の液晶分子配向の
    変化面の法線と、前記第２の電極に印加される電圧の変
    化による前記第２の液晶層内の電界の変化に起因する、
    該第２の液晶層内の液晶分子配向の変化面の法線とが所
    定の角度を成すように、これら第１および第２の液晶層
    の性状が定められてなるものであって、かつ、これら第
    １の液晶層と第２の液晶層との間に、入射光の偏向方向
    を前記所定の角度だけ回転させる波長板を備えたもので
    あることを特徴とする請求項１記載の光記憶装置。
  6. 【請求項６】 前記液晶デバイスの、前記第１および第
    ２の液晶層内の液晶分子の配向の性状がベンドであるこ
    とを特徴とする請求項１記載の光記憶装置。
  7. 【請求項７】 前記照射光学系が、前記光源から出射し
    た光を、該光が前記光記憶媒体に集光するまでの間に前
    記液晶デバイスを一回だけ通過させる光学系であって、
    前記液晶デバイスを構成する第１の液晶層および第２の
    液晶層それぞれが、前記第１の電極および前記第２の電
    極に印加する電圧の制御により、前記光源から出射し該
    第１の液晶層および該第２の液晶層を通過する光の位相
    を、それぞれ、０〜２πの間で変化させ得るだけの厚さ
    に設定されてなることを特徴とする請求項１記載の光記
    憶装置。
  8. 【請求項８】 前記照射光学系が、前記光源から出射し
    た光を、該光が前記光記憶媒体に集光するまでの間に前
    記液晶デバイスを往復で通過させる光学系であって、前
    記液晶デバイスを構成する第１の液晶層および第２の液
    晶層それぞれが、前記第１の電極および前記第２の電極
    に印加する電圧の制御により、前記光源から出射した光
    が該第１の液晶層および該第２の液晶層を一回通過する
    間の該光の位相を、それぞれ、０〜πの間で変化させ得
    るだけの厚さに設定されてなることを特徴とする請求項
    １記載の光記憶装置。
  9. 【請求項９】 前記液晶デバイスが、該液晶デバイスに
    入射し前記第１の液晶層と前記第２の液晶層との双方を
    通過した光を反射して前記第１の液晶層と前記第２の液
    晶層との双方を再度通過させる反射面を有するものであ
    ることを特徴とする請求項１記載の光記憶装置。
  10. 【請求項１０】 前記液晶デバイスを構成する複数の第
    １の電極それぞれのｙ方向の幅が前記第１の液晶層の厚
    さ以上の寸法を有するとともに、前記液晶デバイスを構
    成する複数の第２の電極それぞれのｘ方向の幅が前記第
    ２の液晶層の厚さ以上の寸法を有するものであることを
    特徴とする請求項１記載の光記憶装置。
  11. 【請求項１１】 前記照射光学系の一部が前記ピックア
    ップ光学系の一部と共用されたものであって、前記液晶
    デバイスが、前記照射光学系と前記ピックアップ光学系
    との共用部分に配置され、前記光源から出射した光が前
    記液晶デバイスを経由して前記光記憶媒体に集光される
    とともに、該光記憶媒体に集光されて該光記憶媒体で反
    射した、該光記憶媒体に記憶された情報を担持した信号
    光が前記液晶デバイスを経由して前記光ディテクタに導
    かれるものであることを特徴とする請求項１記載の光記
    憶装置。
  12. 【請求項１２】 前記照射光学系の一部が前記ピックア
    ップ光学系の一部と共用されたものであって、前記液晶
    デバイスが、前記照射光学系の、前記ピックアップ光学
    系と共用された部分以外の部分に配置され、前記光源か
    ら出射した光が前記液晶デバイスを経由して前記光記憶
    媒体に集光されるとともに、該光記憶媒体に集光されて
    該光記憶媒体で反射した、該光記憶媒体に記憶された情
    報を担持した信号光が、前記液晶デバイスを経由する光
    路とは異なる光路を経由して、前記光ディテクタに導か
    れるものであることを特徴とする請求項１記載の光記憶
    装置。
  13. 【請求項１３】 前記照射光学系が、光を分岐させある
    いは光の進行方向を定めるビームスプリッタを備え、前
    記液晶デバイスが、該ビームスプリッタと一体化されて
    なるものであることを特徴とする請求項１記載の光記憶
    装置。
  14. 【請求項１４】 光源と、 前記光源から出射した光を導いて所定の光記憶媒体に集
    光する照射光学系と、 前記光記憶媒体に集光され該光記憶媒体を透過した、該
    光記憶媒体に記憶された情報を担持する信号光をピック
    アップして該情報を読み取る光ディテクタと、 前記信号光を前記光ディテクタに導くピックアップ光学
    系と、 前記照射光学系の光路の途中に配置され該光路に交わる
    方向に平行に広がる第１および第２の液晶層、該第１の
    液晶層を駆動するための、該光路に交わる所定のｘ方向
    に延び該光路と該ｘ方向との双方に交わるｙ方向に配列
    された複数の第１の電極、および、該第２の液晶層を駆
    動するための、該ｙ方向に延び該ｘ方向に配列された複
    数の第２の電極を有する液晶デバイスと、 前記液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれおよび複
    数の第２の電極それぞれに、制御された各電圧を印加す
    ることにより、前記光記憶媒体に集光される光の収差を
    補正する液晶ドライバとを備えたことを特徴とする光記
    憶装置。
  15. 【請求項１５】 前記光記憶媒体が深さ方向に複数の情
    報記憶ポイントを有するものであって、前記液晶ドライ
    バが、前記液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれお
    よび複数の第２の電極それぞれに、前記光記憶媒体の深
    さ方向の集光ポイントに応じて制御された各電圧を印加
    することにより前記光記憶媒体の深さ方向の集光ポイン
    トに応じた収差補正を行なうものであり、さらに、この
    光記憶装置が、 前記ピックアップ光学系の光路の途中に配置され該光路
    に交わる方向に平行に広がる第３および第４の液晶層、
    該第３の液晶層を駆動するための、該光路に交わる所定
    のｘ’方向に延び該光路と該ｘ’方向との双方に交わる
    ｙ’方向に配列された複数の第３の電極、および、該第
    ４の液晶層を駆動するための、該ｙ’方向に延び該ｘ’
    方向に配列された複数の第４の電極を有する第２の液晶
    デバイスと、 前記第２液晶デバイスの複数の第３の電極それぞれおよ
    び複数の第４の電極それぞれに、前記光記憶媒体の深さ
    方向の集光ポイントに応じて制御された各電圧を印加す
    ることにより前記光記憶媒体の深さ方向の集光ポイント
    に応じた収差補正を行なう第２の液晶ドライバとを備え
    たことを特徴とする請求項１４記載の光記憶装置。
  16. 【請求項１６】 光源と、 前記光源から出射した光を導いて所定の光記憶媒体に集
    光する照射光学系と、 前記照射光学系の光路の途中に配置され該光路に交わる
    方向に平行に広がる第１および第２の液晶層、該第１の
    液晶層を駆動するための、該光路に交わる所定のｘ方向
    に延び該光路と該ｘ方向との双方に交わるｙ方向に配列
    された複数の第１の電極、および、該第２の液晶層を駆
    動するための、該ｙ方向に延び該ｘ方向に配列された複
    数の第２の電極を有する液晶デバイスと、 前記液晶デバイスの複数の第１の電極それぞれおよび複
    数の第２の電極それぞれに、制御された各電圧を印加す
    ることにより、前記光記憶媒体に集光される光の収差を
    補正する液晶ドライバとを備えたことを特徴とする光記
    憶装置。
  17. 【請求項１７】 前記光記憶媒体が深さ方向に複数の情
    報記憶ポイントを有するものであって、 前記液晶ドライバが、前記液晶デバイスの複数の第１の
    電極それぞれおよび複数の第２の電極それぞれに、前記
    光記憶媒体の深さ方向の集光ポイントに応じて制御され
    た各電圧を印加することにより前記光記憶媒体の深さ方
    向の集光ポイントに応じた収差補正を行なうものである
    ことを特徴とする請求項１６記載の光記憶装置。
  18. 【請求項１８】 互いに交わるｘ方向とｙ方向とに広が
    る所定面と平行に、互いに面が向き合った状態に広がる
    第１および第２の液晶層と、 前記第１の液晶層を駆動するための、ｘ方向に延びｙ方
    向に配列された複数の第１の電極と、 前記第２の液晶層を駆動するための、ｙ方向に延びｘ方
    向に配列された複数の第２の電極とを備えたことを特徴
    とする液晶デバイス。
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