JP2007115299A - 光ピックアップ用液晶デバイスおよび光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】光ピックアップの仕様ごとに異なる光ディスクのカバー層での複屈折の影響を考慮して、用いる光ディスクごとに適切な集光スポットを形成する。
【解決手段】光路中に配置される液晶デバイスは、液晶層（第１の液晶層および第２の液晶層）と、配向膜（配向膜２３ａ・２３ｂおよび配向膜３３ａ・３３ｂ）と、電圧印加手段とを有している。配向膜の配向方向は、光ディスクに照射される光の光軸に対して軸対称に設定されている。電圧印加手段が上記液晶層に電圧を印加することにより、上記液晶層の屈折率を制御するので、光ディスクのカバー層での複屈折による偏光状態の乱れの補正の仕方を、光ピックアップの仕様（例えば使用波長、カバー層の厚み、対物レンズの開口数）に応じて容易に変えることができる。これにより、用いる光ディスクごとに適切な集光スポットを形成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに照射される光の偏光状態や、光ピックアップにおいて発生する収差を補正する光ピックアップ用液晶デバイスと、その光ピックアップ用液晶デバイスを備えた光ピックアップとに関するものである。

従来から、光学系にて発生する収差を補正可能な光ピックアップとして、例えば特許文献１〜３に開示されたものがある。特許文献１の光ピックアップでは、液晶層を１層用いて収差補正を行っている。より具体的には、液晶層の両側に設けられる電極の一方を複数に分割し、分割された各電極に印加する電圧を変えることで、各分割領域ごとに屈折率を変え、波面収差（主として球面収差や波面収差）を補正している。

また、特許文献２および３の光ピックアップでは、液晶層を２層用いて収差補正を行っている。ここで、図１４（ａ）は、一方の液晶層の両側に配置される配向膜１０１ａ・１０１ｂの配向方向を示し、図１４（ｂ）は、他方の液晶層の両側に配置される配向膜１０２ａ・１０２ｂの配向方向を示している。このように、上記光ピックアップでは、配向膜１０１ａ・１０１ｂと配向膜１０２ａ・１０２ｂとを、配向方向が互いに直交するように配置している。そして、配向膜１０１ａ・１０１ｂの配向方向は、光源からの入射光の偏光方向と同じとなっている。これにより、光源から光ディスクに向かう光の収差を一方の液晶層によって補正する一方、光ディスクから光検出器に向かう光の収差を他方の液晶層によって補正することが可能となっている。

ところで、情報記録面上にカバー層が形成された光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ピックアップでは、カバー層での複屈折の影響で情報記録面上に集光される光の偏光状態が乱れ（円偏光から楕円偏光になり）、集光スポット径が広がって再生信号の分解能が低下する場合がある。

そこで、例えば非特許文献１では、１／４波長板と対物レンズとの間の光路中に分割型波長板を配置している。この分割型波長板は、２つのガラス基板で挟まれた一軸の屈折率異方性を有する高分子薄膜によって構成されている。高分子薄膜は、放射状に８つの領域に分割されており、それぞれの領域における光学軸の方向は半径方向に設定されている。このような分割型波長板を用いることで、記録再生特性を改善できることが実験的にわかっている。
特許第３４４３２２６号公報 特開２００２−２５１７７４号公報 特開２００２−３１９１７２号公報 片山龍一、「分割型波長板を用いた光ディスク基板の垂直複屈折の補正」、MICROOPTICS NEWS Vol.23, No.2, May 2005, p33-38（日本光学会、微小光学研究グループ機関紙）

ところで、光ピックアップの光学的な仕様は、光ディスクの種類（ＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ（Blu-ray Disc、HD（High Definition ）DVD））によって異なる。このため、光ディスクのカバー層での複屈折の影響（複屈折による偏光状態の乱れ）は、その仕様ごとに異なる。しかし、非特許文献１の分割型波長板の特性は固定であるため、そのような仕様の違いに対応することができず、用いる光ディスクごとに適切な集光スポットを形成することができないという問題が生ずる。以下、この点について詳細に説明する。

光ピックアップの光学的な仕様は、光ディスクの種類に応じて例えば以下のように設定される。
光ディスクの種類 ＣＤ ＤＶＤ HD DVD Blu-ray
波長（ｎｍ） 785 660 405 405
カバー層の厚み（ｍｍ） 1.1 0.6 0.6 0.1
対物レンズの開口数（ＮＡ） 0.45 0.6 0.65 0.85

ここで、波長が変われば、光ディスク（カバー層）の屈折率、複屈折の特性が違ってくる。また、カバー層の厚みが異なれば、当然、光線に対する影響度合いが異なる。さらに、対物レンズの開口数が異なれば、光線の光ディスクに対する角度が違ってくる（開口数が大きいほど対物レンズの周辺からの入射角が大きくなる）ので、複屈折の影響も異なる。このように、光ピックアップの光学的な仕様を構成するどの要素も、カバー層での複屈折の影響の仕方が変わる要因となる。特に、HD DVDやBlu-rayのように高密度記録が可能な光ディスクに対しては、レーザー光のスポット径を小さくしなければならず、複屈折の影響を受けやすい。

したがって、これらの各仕様に対応する光ピックアップでは、カバー層での複屈折の補正特性を仕様ごとに変化させる必要があり、従来のような特性固定タイプの分割型波長板では対応することができない。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、光ピックアップの仕様ごとに異なるカバー層での複屈折の影響を考慮して、用いる光ディスクごとに適切な集光スポットを形成することができる光ピックアップ用液晶デバイスと、その光ピックアップ用液晶デバイスを備えた光ピックアップとを提供することにある。

本発明の光ピックアップ用液晶デバイスは、液晶層と、情報記録面上にカバー層が形成された光ディスクに照射される光の光軸に対して配向方向が軸対称に設定された配向膜と、上記液晶層に電圧を印加することによって上記液晶層の屈折率を制御する電圧印加手段とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、配向膜の配向方向が光軸に対して軸対称（回転対称）に設定されているので、電圧印加手段による電圧印加時には、液晶層の液晶分子が光軸周りに対称に再配向される。これにより、液晶層を介して光ディスクに入射する光の波面や位相を光軸周りに均等に補正することが可能となり、光学系にて発生する収差（例えば球面収差）や、光ディスクに照射される光のカバー層での複屈折による偏光状態の乱れを補正することが可能となる。

しかも、電圧印加手段による電圧印加によって液晶層の屈折率を制御するので、例えばカバー層での複屈折による偏光状態の乱れの補正の仕方を、光ピックアップの仕様（例えば使用波長、カバー層の厚み、対物レンズの開口数）に応じて容易に変えることができる。これにより、液晶層から出射される光を対物レンズを介して光ディスクの情報記録面上に集光したときには、用いる光ディスクごとに適切な集光スポットを形成することができる。

ここで、上記液晶層は、上記光軸方向に配置される第１の液晶層および第２の液晶層からなり、上記配向膜は、第１の液晶層の両側に配置される第１の配向膜と、第２の液晶層の両側に配置される第２の配向膜とからなり、上記第１の配向膜の配向方向は、上記光軸に垂直な面内で上記光軸を中心とする半径方向に設定されており、上記第２の配向膜の配向方向は、上記光軸に垂直な面内で上記光軸を中心とする円周方向に設定されていてもよい。

このように第１の配向膜および第２の配向膜の配向方向が設定されていれば、例えば、出射光に含まれる半径方向の偏光成分の位相と、円周方向の偏光成分の位相とを独立して制御することが可能となる。これにより、適切な集光スポットが形成されるように、用いる光ディスクに応じて出射光の偏光状態を制御することが可能となる。

また、本発明の光ピックアップ用液晶デバイスは、第１の液晶層の両側および第２の液晶層の両側に配置される電極をさらに備え、第１の液晶層の両側の電極の一方と、第２の液晶層の両側の電極の一方とは、同じ形状で分割されており、上記電圧印加手段は、第１の液晶層および第２の液晶層のそれぞれにおいて、分割領域間で透過光に位相差が生じ、かつ、同じ分割領域において第１の液晶層と第２の液晶層とで透過光に位相差が生じるように、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に電圧を印加する構成であってもよい。

このような電圧印加手段による電極への電圧印加により、第１の液晶層および第２の液晶層のそれぞれにおいて、分割領域（分割された個々の電極に対応する領域）間で透過光に位相差が生じるので、光学系にて発生する収差（例えば球面収差）を補正することができる。しかも、上記電圧印加によって、同じ分割領域において第１の液晶層と第２の液晶層とで透過光に位相差が生じるので、例えば上記位相差を光ディスクのカバー層での複屈折の影響を補正できる位相差に設定することで、光ディスクの情報記録面上に集光される光の偏光状態が乱れる（円偏光から楕円偏光になる）のを確実に回避することができ、用いる光ディスクに応じた適切な集光スポットを情報記録面上に確実に形成することができる。

つまり、上記構成によれば、光の波面（収差）の補正と、カバー層での複屈折によって乱れる偏光状態の補正とを１つのデバイスで両方行うことができる。

また、本発明の光ピックアップ用液晶デバイスは、使用メディアを検出する使用メディア検出手段と、使用メディアに照射される光の波長ごとに設定され、収差を補正可能な、一方の液晶層における透過光の位相パターンを収差補正パターンとして記憶する収差補正パターン記憶手段と、使用メディアに照射される光の波長ごとに設定され、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加される電圧と、第１の液晶層および第２の液晶層の屈折率との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する電圧を設定する電圧設定手段とをさらに備え、上記電圧設定手段は、上記使用メディア検出手段で検出された使用メディアに照射される光の波長に応じた収差補正パターンを上記収差補正パターン記憶手段から読み出し、一方の液晶層における透過光の位相パターンを決定する一方、上記位相パターンに対して位相が所定量進んだ位相パターンを他方の液晶層における透過光の位相パターンに決定し、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率を各分割領域ごとに算出し、上記テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧を各分割領域ごとに求め、上記電圧印加手段は、上記電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する構成であってもよい。

上記の構成によれば、電圧設定手段により、使用波長、すなわち、使用メディア検出手段で検出された使用メディアに照射される光の波長に応じた収差補正パターンが収差補正パターン記憶手段から読み出され、これをもとに、各液晶層における透過光の位相パターンが決定される。このとき、第１の液晶層と第２の液晶層との間での透過光の位相差は、所定量に設定されている。なお、上記所定量としては、例えば、光ディスクに照射される光における、光ディスクのカバー層での複屈折による偏光状態の乱れを補正できる量を考えることができる。

そして、電圧設定手段により、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率が各分割領域ごとに算出され、テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧が各分割領域ごとに求められる。電圧印加手段は、電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する。

このように、収差の補正および偏光状態の乱れの補正を実現するのに必要な電圧として、使用波長（使用メディア）に応じた電圧が第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加されるので、使用波長（使用メディア）ごとに収差の補正および偏光状態の乱れの補正を適切に行うことができる。

また、本発明の光ピックアップ用液晶デバイスは、環境温度を検出する温度検出手段と、環境温度ごとに設定され、収差を補正可能な、一方の液晶層における透過光の位相パターンを収差補正パターンとして記憶する収差補正パターン記憶手段と、環境温度ごとに設定され、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加される電圧と、第１の液晶層および第２の液晶層の屈折率との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する電圧を設定する電圧設定手段とをさらに備え、上記電圧設定手段は、上記温度検出手段で検出された環境温度に応じた収差補正パターンを上記収差補正パターン記憶手段から読み出し、一方の液晶層における透過光の位相パターンを決定する一方、上記位相パターンに対して位相が所定量進んだ位相パターンを他方の液晶層における透過光の位相パターンに決定し、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率を各分割領域ごとに算出し、上記テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧を各分割領域ごとに求め、上記電圧印加手段は、上記電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する構成であってもよい。

上記の構成によれば、電圧設定手段により、現在の環境温度、すなわち、温度検出手段で検出された環境温度に応じた収差補正パターンが収差補正パターン記憶手段から読み出され、これをもとに、各液晶層における透過光の位相パターンが決定される。このとき、第１の液晶層と第２の液晶層との間での透過光の位相差は、所定量に設定されている。なお、上記所定量としては、例えば、光ディスクに照射される光における、光ディスクのカバー層での複屈折による偏光状態の乱れを補正できる量を考えることができる。

そして、電圧設定手段により、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率が各分割領域ごとに算出され、テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧が各分割領域ごとに求められる。電圧印加手段は、電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する。

このように、収差の補正および偏光状態の乱れの補正を実現するのに必要な電圧として、環境温度に応じた電圧が第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加されるので、環境温度ごとに収差の補正および偏光状態の乱れの補正を適切に行うことができる。

また、本発明の光ピックアップ用液晶デバイスは、使用メディアを検出する使用メディア検出手段と、環境温度を検出する温度検出手段と、使用メディアに照射される光の波長ごとおよび環境温度ごとに設定され、収差を補正可能な、一方の液晶層における透過光の位相パターンを収差補正パターンとして記憶する収差補正パターン記憶手段と、使用メディアに照射される光の波長ごとおよび環境温度ごとに設定され、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加される電圧と、第１の液晶層および第２の液晶層の屈折率との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する電圧を設定する電圧設定手段とをさらに備え、上記電圧設定手段は、上記使用メディア検出手段で検出された使用メディアに照射される光の波長と上記温度検出手段にて検出された環境温度とに応じた収差補正パターンを上記収差補正パターン記憶手段から読み出し、一方の液晶層における透過光の位相パターンを決定する一方、上記位相パターンに対して位相が所定量進んだ位相パターンを他方の液晶層における透過光の位相パターンに決定し、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率を各分割領域ごとに算出し、上記テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧を各分割領域ごとに求め、上記電圧印加手段は、上記電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する構成であってもよい。

上記の構成によれば、電圧設定手段により、使用波長（使用メディア検出手段で検出された使用メディアに照射される光の波長）と、現在の環境温度（温度検出手段で検出された環境温度）とに応じた収差補正パターンが収差補正パターン記憶手段から読み出され、これをもとに、各液晶層における透過光の位相パターンが決定される。このとき、第１の液晶層と第２の液晶層との間での透過光の位相差は、所定量に設定されている。なお、上記所定量としては、例えば、光ディスクに照射される光における、光ディスクのカバー層での複屈折による偏光状態の乱れを補正できる量を考えることができる。

そして、電圧設定手段により、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率が各分割領域ごとに算出され、テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧が各分割領域ごとに求められる。電圧印加手段は、電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する。

このように、収差の補正および偏光状態の乱れの補正を実現するのに必要な電圧として、使用波長および環境温度の両方に応じた電圧が第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加されるので、使用波長および環境温度ごとに収差の補正および偏光状態の乱れの補正を適切に行うことができる。

また、本発明の光ピックアップは、上述した本発明の光ピックアップ用液晶デバイスを備えていることを特徴としている。上記光ピックアップ用液晶デバイスの構成によれば、光ディスクのカバー層での複屈折の影響を考慮して、用いる光ディスクごとに適切な集光スポットを形成することができるので、用いる光ディスクごとに情報の記録再生時における信号特性の劣化を回避することができる。

本発明によれば、配向膜の配向方向が光軸に対して軸対称に設定されているので、光学系にて発生する収差（例えば球面収差）や、光ディスクに照射される光のカバー層での複屈折による偏光状態の乱れを補正することが可能となる。しかも、電圧印加手段による電圧印加によって液晶層の屈折率を制御するので、カバー層での複屈折による偏光状態の乱れの補正の仕方を、光ピックアップの仕様に応じて容易に変えることができる。その結果、用いる光ディスクごとに適切な集光スポットを形成することができる。

本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
（１．光ピックアップの構成）
図２は、本実施形態に係る光ピックアップの概略の構成を示す説明図である。この光ピックアップは、光源１と、コリメーターレンズ２と、偏光ビームスプリッター３と、１／４波長板４と、液晶デバイス５と、対物レンズ６と、アクチュエーター７と、集光レンズ８と、光検出器９とを有している。

光源１は、例えばレーザーダイオードで構成されており、光ディスクＤに向けて光を出射する。本実施形態では、光源１は、複数波長のレーザー光を出射することが可能となっている。これにより、光ディスクＤとして、ＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ（Blu-ray Disc、ＨＤ（High Definition ）ＤＶＤ）の少なくともいずれかを用いることが可能となっている。

なお、図２では、１個の光源１で複数波長の光を出射するようにしているが、単一もしくは複数の波長の光を出射する光源を組み合わせて用いるようにしてもよい。複数個の光源を用いる場合は、例えば、各光源と偏光ビームスプリッター３との間の光路中にダイクロイックプリズムを配置して、各光源から出射されるレーザー光を偏光ビームスプリッター３に入射する手前で合成すればよい。

コリメーターレンズ２は、光源１からの光を集光して平行光にする。偏光ビームスプリッター３は、Ｐ偏光を透過させる一方、Ｓ偏光を反射させ、これらの光路を分離する。１／４波長板４は、液晶のような屈折率異方性のある材料で構成されており、光源１からの入射光を直線偏光から円偏光に変換する一方、光ディスクＤからの反射光を円偏光から入射時とは直交方向の直線偏光に変換する。本実施形態では、１／４波長板４は、液晶デバイス５に対して光源１側に配置されている。

液晶デバイス５は、収差補正機能と、光ディスクＤに照射される光の偏光状態の補正機能とを両方併せ持つデバイスであるが、その詳細については後述する。なお、液晶デバイス５は、後述する電圧印加手段４０を含む概念であるが、以下の説明では、特に断らない限り、電圧印加手段４０を除く部位を差すものとする。

対物レンズ６は、液晶デバイス５から出射される光を光ディスクＤの情報記録面に集光させる。アクチュエーター７は、フォーカシング（入射光の光ディスクＤの情報記録面への集光）やトラッキングを行うために、対物レンズ６を上下左右に駆動する。なお、対物レンズ６の光軸に対して液晶デバイス５がずれないようにするため、アクチュエーター７は、対物レンズ６と一体的に液晶デバイス５を保持している。なお、アクチュエーター７は、さらに１／４波長板４を一体的に保持していてもよい。

集光レンズ８は、偏光ビームスプリッター３にて反射される光ディスクＤからの戻り光を光検出器９に導く。光検出器９は、光ディスクＤからの戻り光を受光し、光ディスクＤの記録再生時に、サーボ信号（フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号）、情報信号、収差信号等を検出する。

上記の構成において、光源１から出射される直線偏光（例えばＰ偏光）は、コリメーターレンズ２で略平行光となった後、偏光ビームスプリッター３を透過し、１／４波長板４にて円偏光に変換された後、液晶デバイス５に入射する。液晶デバイス５に入射した光は、後述する収差補正および偏光状態の補正がなされて出射され、対物レンズ６によって光ディスクＤの情報記録面上に集光される。光ディスクＤで反射された光は、再び対物レンズ６を介して液晶デバイス５に入射し、そこで上記と同様の収差補正および偏光状態の補正がなされ、１／４波長板４にて直線偏光（例えばＳ偏光）に変換された後、偏光ビームスプリッター３にて反射される。そして、反射光は、集光レンズ８によって光検出器９に集光され、そこで電気信号に変換される。

（２．液晶デバイスの構成）
次に、液晶デバイス５の詳細について説明する。
図３は、液晶デバイス５の概略の構成を示す断面図である。同図に示すように、液晶デバイス５は、２枚の液晶パネルを重ね合わせたような構造となっている。

より具体的には、液晶デバイス５は、２枚の透明な基板１１・１２で液晶層２１（第１の液晶層）を挟持し、２枚の透明な基板１２・１３で液晶層３１（第２の液晶層）を挟持して構成されている。つまり、本実施形態では、基板１２は、２つの液晶層２１・３１を挟持するための基板として共通して用いられている。この結果、液晶層２１・３１を挟持する基板の枚数は合計３枚となっている。

なお、液晶層２１・３１を挟持する基板として、基板１２を共通の基板として用いずに、液晶層２１・３１をそれぞれ別々の基板で挟持し、一方の基板同士を貼り合せてもよい。つまり、液晶層２１・３１を挟持する基板の枚数は、合計４枚となっていてもよい。

基板１１の液晶層２１側には、透明な電極２２ａおよび配向膜２３ａがこの順で形成されている。また、基板１２の液晶層２１側には、透明な電極２２ｂおよび配向膜２３ｂがこの順で形成されている。そして、液晶層２１は、シール材２４によって基板１１・１２間でシールされている。

一方、基板１２の液晶層３１側には、透明な電極３２ａおよび配向膜３３ａがこの順で形成されている。また、基板１３の液晶層３１側には、透明な電極３２ｂおよび配向膜３３ｂがこの順で形成されている。そして、液晶層３１は、シール材３４によって基板１２・１３間でシールされている。

このように、液晶デバイス５は、２層の液晶層２１・３１と、液晶層２１の両側に順に配置される配向膜２３ａ・２３ｂ（ともに第１の配向膜）および電極２２ａ・２２ｂと、液晶層３１の両側に順に配置される配向膜３３ａ・３３ｂ（ともに第２の配向膜）および電極３２ａ・３２ｂとを少なくとも有して構成されている。

ここで、図４は、電極２２ａ・３２ｂの概略の構成を示す平面図である。同図に示すように、電極２２ａ・３２ｂは、同一形状であり、しかも、対物レンズ６の光軸が通る点を中心とする同心円状の複数の輪帯状電極にそれぞれ分割されている。一方、図示はしないが、他方の電極２２ｂ・３２ａは、基板１２の両面全域を覆うように形成されている。これらの電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂには、電圧印加手段４０（図２参照）によって電圧が印加される。これにより、各液晶層２１・３１の屈折率が変化し、各液晶層２１・３１を透過する光の位相を変化させることができる。

なお、液晶層２１の両側に配置した電極２２ａ・２２ｂは、どちらが分割されてもよく、液晶層３１の両側に配置した電極３２ａ・３２ｂは、どちらが分割されてもよい。つまり、電極２２ａ・２２ｂの一方と、電極３２ａ・３２ｂの一方とが、同じ形状で分割されればよい。また、本実施形態では、電極２２ａ・３２ｂを３つの領域に分割しているが、分割する数はこれに限定されるわけではない。

また、図１（ａ）は、第１の配向膜である配向膜２３ａ・２３ｂの配向方向を示す説明図であり、図１（ｂ）は、第２の配向膜である配向膜３３ａ・３３ｂの配向方向を示す説明図である。これらの図に示すように、液晶層２１の両側に配置した配向膜２３ａ・２３ｂの配向方向と、液晶層３１の両側に配置した配向膜３３ａ・３３ｂの配向方向とは、互いに直交している。より詳細には、配向膜２３ａ・２３ｂの配向方向は、対物レンズ６の光軸、すなわち、光ディスクＤに照射される光の光軸に垂直な面内で上記光軸を中心とする半径方向に設定されている。一方、配向膜３３ａ・３３ｂの配向方向は、上記光軸に垂直な面内で上記光軸を中心とする円周方向に設定されている。

このように、配向膜（第１の配向膜、第２の配向膜）の配向方向が光軸を中心とする軸対称に設定されていることにより、電圧印加手段４０による電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂへの電圧印加時には、液晶層（第１の液晶層、第２の液晶層）の液晶分子が光軸周りに対称に再配向される。これにより、液晶層を介して光ディスクＤに入射する光の波面や位相を光軸周りに均等に補正することが可能となり、後述する補正、すなわち、光学系にて発生する収差（例えば球面収差）や、光ディスクＤに照射される光のカバー層での複屈折による偏光状態の乱れを補正することが可能となる。

（３．液晶デバイスにおける収差補正について）
次に、上記構成の液晶デバイス５において、収差を補正できる原理について説明する。図５は、液晶デバイス５における液晶層２１付近の構造を拡大して示す断面図である。なお、図５では、輪帯状に分割された電極２２ａを、内側（光軸側）から順に２２ａ₁、２２ａ₂、２２ａ₃と称している。

また、図６は、各電極２２ａ₁、２２ａ₂、２２ａ₃に印加される電圧（電圧パターン）の一例を示し、図７は、図６の電圧が各分割領域に印加されたときの、液晶層２１の各分割領域ごとの屈折率（屈折率パターン）を示し、図８は、そのときの液晶層２１の透過光の各分割領域ごとの位相（位相パターン）を示している。

なお、各分割領域とは、液晶層２１における各電極２２ａ₁、２２ａ₂、２２ａ₃に対応する領域のことであり、具体的には、液晶層２１における電極２２ａ₁と電極２２ｂとで挟まれた領域、電極２２ａ₂と電極２２ｂとで挟まれた領域、電極２２ａ₃と電極２２ｂとで挟まれた領域を指すものとする。図６ないし図８では、液晶層２１における各電極２２ａ₁、２２ａ₂、２２ａ₃に対応する分割領域を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃで示している。

図６に示すように、電圧印加手段４０が各電極２２ａ₁、２２ａ₂、２２ａ₃に異なる電圧を印加すると、電極２２ａ₂には最も高電圧がかかっているため、分割領域Ｂにおける液晶分子は電界方向に最も立ち上がっている（図５参照）。一方、電極２２ａ₁には、低電圧しかかかっていないため、分割領域Ａにおける液晶分子はあまり立ち上がらず、基板１１となす角は小さい（図５参照）。

したがって、液晶層２１に垂直に入射する光源１からの光のうち、配向膜２３ａの配向方向と同じ偏光成分に対しては、図７に示すように、液晶分子があまり立ち上がっていない中央部（分割領域Ａ）で屈折率が高く、液晶分子が立ち上がっている分割領域Ｂで屈折率が低くなる。なお、光源１からの光のうち、配向膜２３ａの配向方向に垂直方向の偏光成分の光は、液晶層２１をそのまま透過する。

一方、液晶層３１の両側の電極３２ａ・３２ｂにも、図６と同様のパターンの電圧（絶対値は異なるが、この点は後述する）を印加すると、液晶層３１の液晶分子も液晶層２１の液晶分子と同様にその配向状態が変化するため、光源１からの光のうち、配向膜２３ａの配向方向に垂直方向の偏光成分の光（配向膜３３ａの配向方向と同じ偏光方向の光）に対して、図７と同様の屈折率の変化を与える。

したがって、光源１からの光が液晶デバイス５に入射すると、その光（平面波）は、液晶デバイス５の分割領域Ｂを透過する光の位相が進み、分割領域Ａを透過する光の位相が遅れた波面に変化する（図８参照）。これにより、光ピックアップにて、例えば対物レンズ６や光ディスクＤのカバー層に起因して発生する球面収差を補正することができ、光ディスクＤの情報記録面に収差のほとんどない状態で光を集光させることができる。

また、光ディスクＤからの反射光についても、光ディスクＤのカバー層や対物レンズ６の収差の影響を同様に受けるが、再度、液晶デバイス５に入射したときに、配向膜３３ａの配向方向と同じ偏光方向の成分に対しては液晶層３１で、上記配向方向と垂直な偏光方向の成分に対しては液晶層２１で、上記と同様に収差補正され、平面波となって偏光ビームスプリッター３で反射された後、集光レンズ８を介して光検出器９に導かれる。したがって、光ディスクＤからの反射光についても、光検出器９にて特性の良好な信号を検出することができる。

以上のように、本実施形態では、電圧印加手段４０が、液晶層２１・３１のそれぞれにおいて各分割領域Ａ・Ｂ・Ｃ間で透過光に位相差が生じるように、液晶層２１・３１の各電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂに電圧を印加するので、光学系にて発生する収差（例えば球面収差）を補正することができる。

（４．液晶デバイスにおける偏光状態の制御について）
次に、液晶デバイス５における偏光状態の制御について説明する。本実施形態では、図１（ａ）（ｂ）に示したように、液晶デバイス５の第１の配向膜（配向膜２３ａ・２３ｂ）の配向方向と、第２の配向膜（配向膜２３ａ・２３ｂ）の配向方向とを光軸に対して軸対称に設定していることにより、光ディスクＤのカバー層による複屈折の悪影響を補正することができる。まず、このような複屈折の悪影響を補正できる原理について説明する。

図９は、光ディスクＤの概略の構成を示す断面図である。光ディスクＤは、基板５１上に情報記録面５２が形成されており、その上に保護層としてのカバー層５３が形成されている。対物レンズ６を通った光線は、光ディスクＤのカバー層５３を透過し、情報記録面５２に集光される。

ここで、光ディスクＤのカバー層５３は、通常、透明なポリカーボネイトで形成されており、屈折率異方性を持っている。すなわち、図９において、ディスク面に平行な方向の偏光に対する屈折率（ｎｘ）とディスク厚み方向の偏光に対する屈折率（ｎｚ）とが異なっている。このため、対物レンズ６を出た光の図９の紙面に垂直な方向の偏光成分（Ｓ偏光成分）に対しては、屈折率はｎｘであるが、図９の紙面に平行な方向の偏光成分（Ｐ偏光成分）に対しては、屈折率はｎｘとｎｚとの間であり、入射角度αが大きいほどｎｚに近い屈折率で作用することになる。したがって、円偏光だったものがＰ偏光成分とＳ偏光成分とで位相が異なる結果、楕円偏光となってしまい、情報記録面上でビームスポット径が大きくなるなどの弊害が生じる。

このことから、カバー層５３での複屈折による偏光状態の乱れを補正するためには、予め、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との間で、この現象を打ち消す方向に位相差を与えておけばよいと言える。ここで、液晶デバイス５においては、Ｐ偏光成分は、図１（ａ）の半径方向の偏光成分であり、Ｓ偏光成分は、図１（ｂ）の円周方向の偏光成分であるので、液晶デバイス５の２液晶層間で透過光に必要量だけ位相差をつれば、上記偏光状態の乱れを補正できることになる。

なお、図９で、対物レンズ６の外縁付近を通る光のほうが、対物レンズ６の中央を通る光よりも光ディスクＤに対する入射角が大きいので、前者の光については偏光状態の補正を多く行う必要がある。しかし、液晶デバイス５は、図４に示したように、輪帯状に分割した電極を有しているので、各分割領域間で透過光に位相差を生じさせるとともに、この位相差を半径方向の位置に応じて変化させることで、周辺部（光軸より離れた部位）から中央部（光軸に近い部位）まで良好に偏光状態を補正することができる。

次に、カバー層５３での複屈折による偏光状態の乱れの補正の仕方について説明する。
図１０（ａ）は、本実施形態における液晶層２１・３１の分割領域ごとの屈折率（屈折率パターン）を示し、図１０（ｂ）は、そのときの液晶層２１・３１の透過光の各分割領域ごとの位相（位相パターン）を示している。本実施形態では、液晶層２１・３１に印加する電圧のパターン（絶対値）を互いに異ならせることで、液晶デバイス５に収差補正機能のみならず、光ディスクＤに照射する光の偏光状態の乱れを補正する機能も持たせることができる。

より具体的には、液晶層２１・３１の層厚を同じｔ（μｍ）とした場合、液晶層２１・３１への印加電圧と屈折率との関係から、液晶層２１の屈折率が液晶層３１の屈折率に対して、各分割領域ごとに一定量だけシフトするような印加電圧パターンが選ばれている。つまり、図１０（ａ）に示すように、各分割領域Ａ・Ｂ・Ｃにおける液晶層２１・３１間での屈折率差Δｎは、それぞれΔｎ₁、Δｎ₂、Δｎ₃である。ただし、Δｎ₁＜Δｎ₂＜Δｎ₃である。

そして、液晶層３１への印加電圧を液晶層２１への印加電圧よりも若干高めに設定し、その値はΔｎとｔとの積が所定量の位相差に相当するようになっている。なお、所定量の位相差とは、カバー層５３での複屈折により生じる偏光状態の乱れを補正できる量のことであり、より具体的には、カバー層５３での複屈折によって生じるＰ偏光成分とＳ偏光成分との位相差に相当する。図１０（ａ）の屈折率パターンが得られるような電圧を液晶層２１・３１に印加した結果、図１０（ｂ）に示すように、同じ分割領域Ａ・Ｂ・Ｃにおいて、液晶層２１・３１間での透過光の位相差Δ１、Δ２、Δ３は、それぞれΔｎ₁ｔ、Δｎ₂ｔ、Δｎ₃ｔとなり、液晶デバイス５の周辺部ほど、２つの液晶層２１・３１での透過光の位相差Δが大きくなっている（すなわち、Δ１＜Δ２＜Δ３である）。

このように、同じ分割領域Ａ・Ｂ・Ｃにおいて、液晶層２１・３１間で透過光に所定量の位相差が生じるように、電圧印加手段４０が液晶層２１・３１の各電極に電圧を印加することにより、上記位相差で、カバー層５３での複屈折によって生じる偏光状態の乱れ（Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との位相差）を打ち消すことができる。その結果、光ディスクＤの情報記録面５２には、カバー層５３を介して適切な偏光状態（円偏光）の光を集光させることができる。

しかも、用いる光ディスクＤごとに光ピックアップの仕様（例えば使用波長、カバー層５３の厚み、対物レンズ６の開口数）は異なるが、これについては、その仕様に応じて液晶層２１・３１の電極に印加する電圧を変化させることで容易に対応することが可能である。したがって、本発明によれば、カバー層５３の複屈折特性を考慮して、光ピックアップの仕様に応じた適切な集光スポットを情報記録面５２上に形成することができる。

つまり、本発明の液晶デバイス５は、液晶層（第１の液晶層、第２の液晶層）と、情報記録面５２上にカバー層５３が形成された光ディスクＤに照射される光の光軸に対して配向方向が軸対称に設定された配向膜（第１の配向膜、第２の配向膜）と、上記液晶層に電圧を印加することによって上記液晶層の屈折率を制御する電圧印加手段４０とを備えているので、カバー層５３での複屈折による偏光状態の乱れの補正の仕方を、光ピックアップの仕様に応じて容易に変えることができる。したがって、液晶層から出射される光を対物レンズ６を介して光ディスクＤの情報記録面５２上に集光したときに、用いる光ディスクＤごとに適切な集光スポットを形成することができる。

特に、本実施形態のように、液晶デバイス５を光ピックアップに適用することで、光ディスクＤの情報記録面５２に照射される光の偏光状態の乱れを補正できるという光ピックアップに固有の効果を得ることができる。

また、図１（ａ）（ｂ）に示したように、第１の配向膜（配向膜２３ａ・２３ｂ）の配向方向は、光軸に垂直な面内で光軸を中心とする半径方向に設定されており、第２の配向膜（配向膜３３ａ・３３ｂ）の配向方向は、光軸に垂直な面内で光軸を中心とする円周方向に設定されているので、液晶デバイス５から出射される光に含まれる半径方向の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の位相と、円周方向の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の位相とを、液晶層２１・３１によって独立して制御することが可能となる。これにより、適切な集光スポットが形成されるように、用いる光ディスクＤに応じて出射光の偏光状態を制御することが可能となる。

また、液晶デバイス５の電極２２ａ・３２ｂは、図４に示したように同じ形状で分割されており、電圧印加手段４０は、液晶層２１・３１のそれぞれにおいて、分割領域間で透過光に位相差が生じ、かつ、同じ分割領域において液晶層２１・３１間で透過光に位相差が生じるように、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に電圧を印加するので、上述した光の波面（収差）の補正と、カバー層５３での複屈折によって乱れる偏光状態の補正とを１つのデバイスで両方行うことができる。

以上では、光ディスクＤのカバー層５３での複屈折の影響を補正することについて説明したが、共軸系であるピックアップ光学系では、その他の部分で発生する収差や偏光状態の乱れについても、光軸回りに対称性があることが普通である。したがって、液晶分子の配向も従来のように全面にわたって一方向に配向させるのではなく、光軸周りに対称に配向させることが、共軸性を維持して上記の不具合を補正する上でも好適であると言える。

（５．液晶デバイスの他の構成例について）
ところで、上述した液晶デバイス５は、以下の構成であってもよい。図１１（ａ）（ｂ）は、液晶デバイス５の他の構成例を示すとともに、一方の液晶層２１付近の構造を拡大して示す断面図である。なお、他方の液晶層３１付近の構造についても、これと同様とする。

この液晶デバイス５では、透明な基板１２と所定厚さの絶縁体１４とで液晶層２１が挟持されている。基板１２における液晶層２１側には、基板１２の表面全面を覆う電極２２ｂが形成されており、さらにその液晶層２１側に配向膜２３ｂが形成されている。また、絶縁体１４における液晶層２１とは反対側には、円形の開口を設けた電極２２ｃが形成されている一方、絶縁体１４における液晶層２１側には、配向膜２３ａが形成されている。液晶層２１は、基板１２と絶縁体１４との間でシール材２４によってシールされている。

電極２２ｂ・２２ｃ間への電圧印加前は、液晶分子が図１１（ａ）のような配向状態になっているとすると、電極２２ｂ・２２ｃ間への電圧印加後は、液晶分子は図１１（ｂ）のような配向状態になる。すなわち、液晶デバイス５の電極２２ｂ・２２ｃ間に電圧を印加すると、周辺部には強い電界がかかり、中央部には弱い電界がかかる。なお、図１１（ｂ）中の破線は、電気力線を示す。これにより、周辺部から中央部にかけて滑らかな屈折率変化が得られる。

したがって、図４で示した輪帯状の電極２２ａに代えて、開口を有する電極２２ｃを用いることにより、滑らかな収差補正を行うことができる。また、屈折率変化の度合いの制御は、電極２２ｂ・２２ｃに印加する電圧を変化させること以外にも、例えば絶縁体１４の厚さを変化させることでも行うことができる。

（６．波長および温度に応じた印加電圧の制御について）
ところで、使用メディアの種類（ＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ）によっては、使用波長（７８５ｎｍ、６６０ｎｍ、４０５ｎｍ）、光ディスクＤの情報記録面５２上に形成されるカバー層５３の厚さおよび対物レンズ６のＮＡ（開口数）が異なるため、球面収差の補正パターンは、使用メディアによって変化する。すなわち、収差補正で要求される、図８に示した波面（位相パターン）の形状は、使用メディアごとに異なる。また、液晶層２１・３１における印加電圧と屈折率との関係は厳密には直線的ではなく、環境温度や使用波長によっても変化する。

そこで、使用メディアや環境温度ごとに収差補正パターンを異ならせることにより、使用メディアや環境温度に応じた最適な収差補正を行うことができる。以下、このような収差補正を行うための構成について説明する。

図１２は、光ピックアップの他の構成例を示す説明図である。なお、説明の便宜上、図２と全く同様の構成については、その図示を省略している。この光ピックアップにおいては、液晶デバイス５は、さらに、使用メディア検出手段４１と、温度検出手段４２と、収差補正パターン記憶手段４３と、テーブル記憶手段４４と、電圧設定手段４５とを有している。

使用メディア検出手段４１は、使用メディアを検出するものであり、温度検出手段４２は、環境温度を検出する。収差補正パターン記憶手段４３は、使用メディアに照射される光の波長ごとおよび環境温度ごとに設定され、収差を補正可能な、一方の液晶層（例えば液晶層２１）における透過光の位相パターンを収差補正パターンとして記憶している。より具体的には、収差補正パターン記憶手段４３は、例えば図８に示したような、収差補正可能な位相パターンを、使用メディアごと（使用メディアに照射される光の波長ごと）および環境温度ごとに記憶している。

テーブル記憶手段４４は、使用メディアに照射される光の波長ごとおよび環境温度ごとに設定され、液晶層２１・３１の各電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂに印加される電圧と、液晶層２１・３１の屈折率との関係を示すテーブルを記憶している。例えば、図１３は、使用メディアがＣＤ（使用波長が例えば７８５ｎｍ）である場合の、環境温度Ｔ₁（℃）およびＴ₂（℃）における液晶層２１の屈折率（ｎ）と印加電圧（Ｖ）との関係を示すグラフである。なお、Ｔ₁≠Ｔ₂である。このグラフでは、例えば温度Ｔ₁では、液晶層２１・３１への印加電圧がＶ_o（またはＶ_i）のときの液晶層２１・３１の屈折率は、それぞれｎ₀（またはｎ_i）であることを示している。このように、テーブル記憶手段４４は、図１３のような屈折率−電圧特性をテーブルの形で使用波長ごとおよび環境温度ごとに記憶している。

電圧設定手段４５は、使用メディア検出手段４１および温度検出手段４２での検知結果に基づいて、液晶層２１・３１の各電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂに印加する電圧を設定するものであり、例えばマイクロコンピューターで構成されている。

次に、上記構成の光ピックアップにおける動作について説明する。
まず、使用メディア検出手段４１にて、現在使用されているメディアがＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤのいずれであるかが検出され、温度検出手段４２により、現在の環境温度が検出される。すると、電圧設定手段４５は、使用メディア検出手段４１で検出された使用メディアに照射される光の波長と温度検出手段４２にて検出された環境温度とに応じた収差補正パターンを収差補正パターン記憶手段４３から読み出し、液晶デバイス５の一方の液晶層２１における透過光の位相パターンを決定する。次に、電圧設定手段４５は、上記位相パターンに対して位相が所定量進んだ位相パターンを他方の液晶層３１における透過光の位相パターンに決定する。なお、上記の所定量としては、例えば、光ディスクＤに照射される光における、光ディスクＤのカバー層５３での複屈折による偏光状態の乱れを補正できる量を考えることができる。

続いて、電圧設定手段４５は、各位相パターンと各液晶層２１・３１の層厚とに基づいて、各液晶層２１・３１の屈折率を各分割領域ごとに算出し、テーブル記憶手段４４に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧を各分割領域ごとに求める。

つまり、読み出した位相パターンから、各液晶層２１・３１の各分割領域間で発生すべき位相差が求まると、各分割領域間の屈折率差は、その位相差を各液晶層２１・３１の層厚ｔで除して求まる。したがって、例えば、最も屈折率の高い必要のある部分（液晶層２１の中央部（分割領域Ａ））を基準にして、その屈折率ｎ₀を決めると、残りの分割領域（例えば分割領域ＢまたはＣ）の屈折率ｎ_iが決まる。電圧設定手段４５は、そのときの温度、使用波長から適切な屈折率−電圧特性をテーブル記憶手段４４から読み出し、各分割領域の屈折率から各分割領域に印加すべき電圧を決定する。

このようにして、液晶層２１・３１の各分割領域に印加すべき電圧が電圧設定手段４５によって設定されると、電圧印加手段４０は、電圧設定手段４５にて求められた各分割領域ごとの電圧を、液晶層２１・３１の各電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂに印加する。したがって、液晶デバイス５において、収差補正機能およびカバー層５３での複屈折による偏光状態の乱れを補正する機能を実現するのに必要な電圧として、使用波長および環境温度の両方に応じた電圧が液晶層２１・３１の各電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂに印加されるので、使用波長および環境温度ごとに収差の補正および偏光状態の乱れの補正を適切に行うことができる。

なお、以上では、使用波長および環境温度の両方に応じた電圧を液晶層２１・３１の各電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂに印加する例について説明したが、使用波長または環境温度のどちらかに応じた電圧を液晶層２１・３１の各電極２２ａ・２２ｂ・３２ａ・３２ｂに印加するようにしてもよい。この場合は、使用波長または環境温度ごとに収差の補正および偏光状態の乱れの補正を適切に行うことができる。

（ａ）は、本発明の実施の一形態に係る光ピックアップに用いられる液晶デバイスが有する一方の液晶層の両側に配置される配向膜の配向方向を示す説明図であり、（ｂ）は、他方の液晶層の両側に配置される配向膜の配向方向を示す説明図である。 上記光ピックアップの概略の構成を示す説明図である。 上記液晶デバイスの概略の構成を示す断面図である。 上記液晶デバイスが有する電極の概略の構成を示す平面図である。 上記液晶デバイスにおける一方の液晶層付近の構造を拡大して示す断面図である。 一方の液晶層の各電極に印加される電圧のパターンの一例を示す説明図である。 一方の液晶層の各分割領域ごとの屈折率パターンを示す説明図である。 一方の液晶層の透過光の各分割領域ごとの位相パターンを示す説明図である。 光ディスクの概略の構成を示す断面図である。 （ａ）は、上記液晶デバイスの各液晶層の分割領域ごとの屈折率パターンを示す説明図であり、（ｂ）は、そのときの各液晶層の透過光の各分割領域ごとの位相パターンを示す説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記液晶デバイスの他の構成例を示すものであって、（ａ）は、一方の液晶層の電極に電圧を印加する前の液晶分子の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、一方の液晶層の電極に電圧を印加した後の液晶分子の状態を示す断面図である。 上記光ピックアップの他の構成例を示す説明図である。 使用メディアがＣＤである場合の、所定の環境温度における液晶層の屈折率と印加電圧との関係を示すグラフである。 （ａ）は、従来の光ピックアップに用いられる収差補正デバイスの一方の液晶層の両側に配置される配向膜の配向方向を示す説明図であり、（ｂ）は、他方の液晶層の両側に配置される配向膜の配向方向を示す説明図である。

符号の説明

５ 液晶デバイス
２１ 液晶層（第１の液晶層）
２２ａ 電極
２２ｂ 電極
２３ａ 配向膜（第１の配向膜）
２３ｂ 配向膜（第１の配向膜）
３１ 液晶層（第２の液晶層）
３２ａ 電極
３２ｂ 電極
３３ａ 配向膜（第２の配向膜）
３３ｂ 配向膜（第２の配向膜）
４０ 電圧印加手段
４１ 使用メディア検出手段
４２ 温度検出手段
４３ 収差補正パターン記憶手段
４４ テーブル記憶手段
４５ 電圧設定手段
５２ 情報記録面
５３ カバー層
Ａ 分割領域
Ｂ 分割領域
Ｃ 分割領域
Ｄ 光ディスク

Claims (7)

1. 液晶層と、
   情報記録面上にカバー層が形成された光ディスクに照射される光の光軸に対して配向方向が軸対称に設定された配向膜と、
   上記液晶層に電圧を印加することによって上記液晶層の屈折率を制御する電圧印加手段とを備えていることを特徴とする光ピックアップ用液晶デバイス。
2. 上記液晶層は、上記光軸方向に配置される第１の液晶層および第２の液晶層からなり、
   上記配向膜は、第１の液晶層の両側に配置される第１の配向膜と、第２の液晶層の両側に配置される第２の配向膜とからなり、
   上記第１の配向膜の配向方向は、上記光軸に垂直な面内で上記光軸を中心とする半径方向に設定されており、
   上記第２の配向膜の配向方向は、上記光軸に垂直な面内で上記光軸を中心とする円周方向に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ用液晶デバイス。
3. 第１の液晶層の両側および第２の液晶層の両側に配置される電極をさらに備え、
   第１の液晶層の両側の電極の一方と、第２の液晶層の両側の電極の一方とは、同じ形状で分割されており、
   上記電圧印加手段は、第１の液晶層および第２の液晶層のそれぞれにおいて、分割領域間で透過光に位相差が生じ、かつ、同じ分割領域において第１の液晶層と第２の液晶層とで透過光に位相差が生じるように、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ用液晶デバイス。
4. 使用メディアを検出する使用メディア検出手段と、
   使用メディアに照射される光の波長ごとに設定され、収差を補正可能な、一方の液晶層における透過光の位相パターンを収差補正パターンとして記憶する収差補正パターン記憶手段と、
   使用メディアに照射される光の波長ごとに設定され、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加される電圧と、第１の液晶層および第２の液晶層の屈折率との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
   第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する電圧を設定する電圧設定手段とをさらに備え、
   上記電圧設定手段は、上記使用メディア検出手段で検出された使用メディアに照射される光の波長に応じた収差補正パターンを上記収差補正パターン記憶手段から読み出し、一方の液晶層における透過光の位相パターンを決定する一方、上記位相パターンに対して位相が所定量進んだ位相パターンを他方の液晶層における透過光の位相パターンに決定し、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率を各分割領域ごとに算出し、上記テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧を各分割領域ごとに求め、
   上記電圧印加手段は、上記電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加することを特徴とする請求項３に記載の液晶デバイス。
5. 環境温度を検出する温度検出手段と、
   環境温度ごとに設定され、収差を補正可能な、一方の液晶層における透過光の位相パターンを収差補正パターンとして記憶する収差補正パターン記憶手段と、
   環境温度ごとに設定され、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加される電圧と、第１の液晶層および第２の液晶層の屈折率との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
   第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する電圧を設定する電圧設定手段とをさらに備え、
   上記電圧設定手段は、上記温度検出手段で検出された環境温度に応じた収差補正パターンを上記収差補正パターン記憶手段から読み出し、一方の液晶層における透過光の位相パターンを決定する一方、上記位相パターンに対して位相が所定量進んだ位相パターンを他方の液晶層における透過光の位相パターンに決定し、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率を各分割領域ごとに算出し、上記テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧を各分割領域ごとに求め、
   上記電圧印加手段は、上記電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加することを特徴とする請求項３に記載の液晶デバイス。
6. 使用メディアを検出する使用メディア検出手段と、
   環境温度を検出する温度検出手段と、
   使用メディアに照射される光の波長ごとおよび環境温度ごとに設定され、収差を補正可能な、一方の液晶層における透過光の位相パターンを収差補正パターンとして記憶する収差補正パターン記憶手段と、
   使用メディアに照射される光の波長ごとおよび環境温度ごとに設定され、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加される電圧と、第１の液晶層および第２の液晶層の屈折率との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
   第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加する電圧を設定する電圧設定手段とをさらに備え、
   上記電圧設定手段は、上記使用メディア検出手段で検出された使用メディアに照射される光の波長と上記温度検出手段にて検出された環境温度とに応じた収差補正パターンを上記収差補正パターン記憶手段から読み出し、一方の液晶層における透過光の位相パターンを決定する一方、上記位相パターンに対して位相が所定量進んだ位相パターンを他方の液晶層における透過光の位相パターンに決定し、各位相パターンと各液晶層の層厚とに基づいて各液晶層の屈折率を各分割領域ごとに算出し、上記テーブル記憶手段に記憶されたテーブルから上記屈折率に応じた電圧を各分割領域ごとに求め、
   上記電圧印加手段は、上記電圧設定手段にて求められた各分割領域ごとの電圧を、第１の液晶層および第２の液晶層の各電極に印加することを特徴とする請求項３に記載の液晶デバイス。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の光ピックアップ用液晶デバイスを備えていることを特徴とする光ピックアップ。

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