JP2007149200A - Optical pickup device and phase correction element - Google Patents

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謙司 永冨
Seiji Kajiyama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device which can effectively suppress aberration that occurs in a laser beam by lens shift or the like even though the lens shift or the like is occurred in an objective lens and in which an aberration correction element can be prevented from being made large and complicated. <P>SOLUTION: A phase correction element is used to adjust a wavefront of the laser beam. The phase correction element is provided with an electrode layer 143, an electrode layer 144 arranged oppositely from the electrode layer 143, alignment layers 145 arranged at surfaces facing the electrode layers 143 and 144, and a liquid crystal layer 146 filled between the alignment layers 145. An electrode pattern based on a mixed function between a third-order spherical aberration function and a spherical wavefront function is arranged on the electrode layer 143. At that time, an electrode based on the mixed function is not arranged but only one undivided uniform ring-shaped electrode E14 is arranged outside a beam incident diameter (that corresponds to effective diameter of an objective lens). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ピックアップ装置およびこれに用いる位相補正素子に関し、特に、球面収差を抑制する際に用いて好適なものである。   The present invention relates to an optical pickup device and a phase correction element used therefor, and is particularly suitable for use in suppressing spherical aberration.

近年、光ディスクの高密度化に伴い、高開口数の対物レンズが用いられるようになっている。しかし、高開口数の対物レンズを用いると、光ディスクの基板厚誤差等によってレーザ光に収差が発生し易くなる。したがって、この場合には、球面収差補正手段が光ピックアップ装置に必要となる。   In recent years, an objective lens having a high numerical aperture has been used with an increase in the density of optical disks. However, when an objective lens having a high numerical aperture is used, aberrations are likely to occur in the laser beam due to a substrate thickness error of the optical disk. Therefore, in this case, spherical aberration correction means is required for the optical pickup device.

以下の特許文献１には、球面収差補正素子として液晶パネルを用いる技術が示されている。この先行技術では、補正しようとする球面収差に対して逆位相となる球面収差が液晶パネルによってレーザ光に導入される。ここで、液晶パネルには、逆位相の球面収差を導入するための電極パターンが配される。この電極パターンは、３次の球面収差関数に基づいて設定される。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses a technique using a liquid crystal panel as a spherical aberration correction element. In this prior art, spherical aberration having an opposite phase to the spherical aberration to be corrected is introduced into the laser beam by the liquid crystal panel. Here, the liquid crystal panel is provided with an electrode pattern for introducing spherical anti-phase aberration. This electrode pattern is set based on a third-order spherical aberration function.

また、以下の特許文献２にも、球面収差補正素子として液晶パネルを用いる技術が示されている。この先行技術では、液晶パネルによって平面波を球面波に変換する位相がレーザ光に導入される。これにより、レーザ光の波面状態が、補正しようとする球面収差を相殺する状態に変換される。ここで、液晶パネルには、平面波を球面波に変換する位相をレーザ光に付与するための電極パターンが配される。この電極パターンは、球面波関数に基づいて設定される。   Patent Document 2 below also discloses a technique using a liquid crystal panel as a spherical aberration correction element. In this prior art, a phase that converts a plane wave into a spherical wave is introduced into the laser beam by the liquid crystal panel. As a result, the wavefront state of the laser light is converted into a state that cancels out the spherical aberration to be corrected. Here, the liquid crystal panel is provided with an electrode pattern for imparting to the laser light a phase for converting a plane wave into a spherical wave. This electrode pattern is set based on a spherical wave function.

なお、以下の特許文献３および４には、非点収差補正素子およびコマ収差補正素子として液晶パネルを用いることが示されている。
特開平１０−２６９６１１号公報 特開２００２−１０９７７６号公報 特開２０００−４０２４９号公報 特開平１０−２８９４６５号公報 In the following Patent Documents 3 and 4, it is shown that a liquid crystal panel is used as an astigmatism correction element and a coma aberration correction element.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-269611 JP 2002-109776 A JP 2000-40249 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-289465

特許文献１の発明によれば、上記の如く、液晶パネルによる位相補正作用によって、球面収差が抑制される。しかし、その一方、対物レンズのレンズシフトや取り付け誤差等によって液晶パネルと対物レンズの間に光軸ずれが生じると、これに応じてレーザ光に収差が発生するとの問題が生じる。この場合、液晶パネルと対物レンズの間に光軸ずれが生じないよう、液晶パネルを対物レンズアクチュエータに取り付け、液晶パネルと対物レンズを一体で変位させるとの構成が用いられ得る。しかし、そうすると、対物レンズアクチュエータが大型化し、また、対物レンズの駆動レスポンスや動特性に悪影響を及ぼすとの問題が生じる。さらに、対物レンズアクチュエータに対する液晶パネルの取り付け誤差が生じると、対物レンズと液晶パネルとの間の光軸ずれが固定化され、その結果、光軸ずれに基づく収差が、対物レンズのシフト位置に拘わらず定常的に発生するとの問題が生じる。   According to the invention of Patent Document 1, as described above, spherical aberration is suppressed by the phase correction action of the liquid crystal panel. However, on the other hand, if an optical axis shift occurs between the liquid crystal panel and the objective lens due to a lens shift or attachment error of the objective lens, there arises a problem that an aberration occurs in the laser beam accordingly. In this case, a configuration in which the liquid crystal panel is attached to the objective lens actuator and the liquid crystal panel and the objective lens are integrally displaced can be used so that the optical axis is not shifted between the liquid crystal panel and the objective lens. However, this causes a problem that the objective lens actuator becomes large and adversely affects the drive response and dynamic characteristics of the objective lens. Furthermore, when an error in mounting the liquid crystal panel with respect to the objective lens actuator occurs, the optical axis deviation between the objective lens and the liquid crystal panel is fixed. As a result, the aberration based on the optical axis deviation is related to the shift position of the objective lens. Therefore, there is a problem that it occurs constantly.

これに対し、特許文献２の発明によれば、平面波を球面波に変換することによって球面収差を補正するものであるため、液晶パネルと対物レンズの間に光軸ずれが生じても、レーザ光に大きな収差が発生することはない。しかし、その反面、補正位相量が大きくなることから、液晶層の厚みがかなり大きくなり、液晶パネルの信頼性と応答速度が低下するとの問題が生じる。また、平面波を球面波に変換するために微細なピッチで多数のリング状電極を配する必要があるため、液晶パネルの構造が複雑になるとの問題が生じる。   On the other hand, according to the invention of Patent Document 2, since spherical aberration is corrected by converting a plane wave into a spherical wave, even if an optical axis shift occurs between the liquid crystal panel and the objective lens, the laser beam No large aberrations occur. However, on the other hand, since the correction phase amount is increased, the thickness of the liquid crystal layer is considerably increased, which causes a problem that the reliability and response speed of the liquid crystal panel are lowered. In addition, in order to convert a plane wave into a spherical wave, it is necessary to arrange a large number of ring-shaped electrodes at a fine pitch, which causes a problem that the structure of the liquid crystal panel becomes complicated.

本発明は、かかる問題を解決するものであり、対物レンズにレンズシフト等が生じても、それによってレーザ光に生じる収差を効果的に抑制することができ、且つ、収差補正素子（液晶パネル）の信頼性および応答速度の低下、複雑化を回避できる光ピックアップ装置およびそれに用いる位相補正素子を提供することを課題とする。
The present invention solves such a problem, and even if a lens shift or the like occurs in the objective lens, it is possible to effectively suppress the aberration generated in the laser beam, and an aberration correction element (liquid crystal panel). It is an object of the present invention to provide an optical pickup apparatus and a phase correction element used therefor, which can avoid the reduction in reliability and response speed and the complexity of the optical pickup apparatus.

上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。   In view of the above problems, the present invention has the following features.

請求項１の発明は、光ピックアップ装置において、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、前記レーザ光源と前記対物レンズの間に介挿され、且つ、前記レーザ光に球面収差を補正するための光学作用を付与する位相補正素子とを備え、前記位相補正素子には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための手段が配されていることを特徴とする。   The invention of claim 1 is an optical pickup device, wherein the laser light source, an objective lens for converging the laser light emitted from the laser light source onto a recording medium, and the laser light source and the objective lens are interposed, And a phase correction element that imparts an optical action for correcting spherical aberration to the laser light, and the phase correction element has a phase distribution based on a mixed function of a third-order spherical aberration function and a spherical wave function. Means for expressing is arranged.

請求項２の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記位相補正素子は、第１の電極層と、該第１の電極層に対向配置された第２の電極層と、前記第１の電極層の前記第２の電極層に対向する面に配された第１の配向膜と、前記第２の電極層の前記第１の電極層に対向する面に配された第２の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の間に充填された液晶層とを備え、前記第１の電極層には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための電極パターンが配されている
ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the first aspect, the phase correction element includes a first electrode layer, a second electrode layer disposed to face the first electrode layer, and the A first alignment film disposed on a surface of the first electrode layer facing the second electrode layer; and a second alignment film disposed on a surface of the second electrode layer facing the first electrode layer. And a liquid crystal layer filled between the first alignment film and the second alignment film. The first electrode layer has a third-order spherical aberration function and a spherical wave function. The electrode pattern for expressing the phase distribution based on the mixing function is arranged.

請求項３の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記電極パターンは、前記対物レンズの有効径に対応するビーム入射範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the second aspect, the electrode pattern has a phase distribution in which the phase distribution outside the beam incident range corresponding to the effective diameter of the objective lens is a uniform phase. Is set to a pattern that causes the phase correction element to express the above.

請求項４の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記電極パターンは、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the second aspect, the electrode pattern is such that the phase distribution outside the range at a fixed distance from the optical axis center of the phase correction element has a uniform phase. The pattern is set so that the phase distribution is developed in the phase correction element.

請求項５の発明は、請求項４に記載の光ピックアップ装置において、前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、前記球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を有することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the fourth aspect, the first electrode layer has the spherical aberration corrected outside the range that is a fixed distance from the optical axis center of the phase correcting element. It has an electrode for introducing an optical action other than the action.

請求項６の発明は、請求項５に記載の光ピックアップ装置において、前記第１の電極は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、非点収差補正作用を導入するための電極を有することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the fifth aspect, the first electrode has an astigmatism correcting action outside the range at a constant distance from the optical axis center of the phase correcting element. It is characterized by having an electrode for introduction.

請求項７の発明は、位相補正素子において、第１の電極層と、該第１の電極層に対向配置された第２の電極層と、前記第１の電極層の前記第２の電極層に対向する面に配された第１の配向膜と、前記第２の電極層の前記第１の電極層に対向する面に配された第２の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の間に充填された液晶層とを備え、前記第１の電極層には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための電極パターンが配されていることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the phase correction element, wherein the first electrode layer, the second electrode layer disposed opposite to the first electrode layer, and the second electrode layer of the first electrode layer are provided. A first alignment film disposed on a surface facing the first alignment layer; a second alignment film disposed on a surface of the second electrode layer facing the first electrode layer; and the first alignment film; A liquid crystal layer filled between the second alignment films, and an electrode for expressing a phase distribution based on a mixed function of a third-order spherical aberration function and a spherical wave function in the first electrode layer A pattern is arranged.

請求項８の発明は、請求項７に記載の位相補正素子において、前記電極パターンは、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されていることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the phase correction element according to the seventh aspect, the electrode pattern has a uniform phase distribution outside the range at a fixed distance from the optical axis center of the phase correction element. The pattern is set so that the phase distribution is developed in the phase correction element.

請求項９の発明は、請求項７に記載の位相補正素子において、前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、前記球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を有することを特徴とする。   A ninth aspect of the present invention is the phase correction element according to the seventh aspect, wherein the first electrode layer corrects the spherical aberration outside a range that is a fixed distance from the optical axis center of the phase correction element. It has an electrode for introducing an optical action other than the action.

請求項１０の発明は、請求項９に記載の位相補正素子において、前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、非点収差補正作用を導入するための電極を有することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the phase correction element according to the ninth aspect, the first electrode layer has an astigmatism correction function outside the range at a certain distance from the optical axis center of the phase correction element. It has the electrode for introduce | transducing.

本発明によれば、球面収差補正素子として、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための手段が配された位相補正素子を用いるため、対物レンズと位相補正素子の間で光軸ずれが生じても、球面波関数が寄与することにより、レーザ光に生じる波面収差を抑制することができる。   According to the present invention, since the phase correction element provided with means for expressing the phase distribution based on the mixed function of the third-order spherical aberration function and the spherical wave function is used as the spherical aberration correction element, the objective lens and the phase Even if the optical axis shift occurs between the correction elements, the wavefront aberration generated in the laser light can be suppressed by the contribution of the spherical wave function.

また、このように混合関数に基づいて位相補正素子が構成されるため、たとえば、請求項２に示すように、液晶層とこれを挟む２つの電極層（第１および第２の電極層）から位相補正素子を構成する場合、第１の電極層に配する電極パターンのリング状電極の個数を、パワー関数のみをもとに電極パターンを設定する場合（特許文献２）に比べ、顕著に抑制することができる。よって、位相補正素子の簡素化を図ることができる。   In addition, since the phase correction element is configured based on the mixing function as described above, for example, as shown in claim 2, a liquid crystal layer and two electrode layers (first and second electrode layers) sandwiching the liquid crystal layer are used. When configuring a phase correction element, the number of ring-shaped electrodes of the electrode pattern arranged on the first electrode layer is significantly suppressed as compared with the case where the electrode pattern is set based only on the power function (Patent Document 2). can do. Therefore, the phase correction element can be simplified.

さらに、本発明によれば、請求項３に記載のように、第１の電極層に配する電極パターンを、対物レンズの有効径に対応するビーム入射範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定することができる。   Furthermore, according to the present invention, as described in claim 3, the electrode pattern disposed on the first electrode layer has a uniform phase distribution outside the beam incident range corresponding to the effective diameter of the objective lens. Such a phase distribution can be set to a pattern that causes the phase correction element to appear.

また、本発明によれば、請求項４に記載のように、第１の電極層に配する電極パターンを、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定することができる。   Further, according to the present invention, as described in claim 4, the electrode pattern arranged on the first electrode layer has a phase distribution outside the range at a certain distance from the optical axis center of the phase correction element. It is possible to set a pattern in which a phase distribution that gives a uniform phase is developed in the phase correction element.

このとき、請求項５に記載のように、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を配することができる。たとえば、請求項６に記載のように、この電極を、非点収差補正作用を導入するための電極とすることができる。この場合、一つの電極層に配した電極パターンによって、球面収差補正作用と非点収差補正作用を同時に発現させることができる。   At this time, as described in claim 5, an electrode for introducing an optical action other than the correction action of the spherical aberration is arranged outside the range at a certain distance from the optical axis center of the phase correction element. Can do. For example, as described in claim 6, this electrode can be an electrode for introducing an astigmatism correction action. In this case, the spherical aberration correcting action and the astigmatism correcting action can be expressed simultaneously by the electrode pattern arranged on one electrode layer.

なお、請求項７ないし１０の発明は、上記請求項１ないし６における特徴の内、位相補正素子の特徴を抽出したものである。よって、請求項７ないし１０の発明によれば、請求項１ないし６と同様の効果が奏される。   The inventions of claims 7 to 10 are obtained by extracting the characteristics of the phase correction element from the characteristics of claims 1 to 6. Therefore, according to the seventh to tenth inventions, the same effect as the first to sixth inventions can be obtained.

本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明によって、より明らかに理解され得る。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
The features of the present invention can be understood more clearly from the following description of embodiments. However, the embodiment described below is merely an example, and the meanings of the terms of the present invention or each constituent element are not limited to those described in the following embodiment.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、基板厚０．６ｍｍの次世代ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に使用する光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In this embodiment, the present invention is applied to an optical pickup device used for a next-generation DVD (Digital Versatile Disc) having a substrate thickness of 0.6 mm.

図１に、実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。なお、同図には、便宜上、当該光ピックアップ装置を駆動制御するための回路構成（再生回路２０１、サーボ回路２０２および駅用駆動回路２０３）が示されている。   FIG. 1 shows an optical system of an optical pickup device according to the embodiment. In the figure, for convenience, a circuit configuration (reproducing circuit 201, servo circuit 202, and station driving circuit 203) for driving and controlling the optical pickup device is shown.

図示の如く、光ピックアップ装置は、半導体レーザ１１と、偏光ビームスプリッタ（偏光ＢＳ）１２と、コリメータレンズ１３と、位相補正素子１４と、ミラー１５と、λ／４板１６と、対物レンズ１７と、対物レンズアクチュエータ１８と、検出レンズ１９と、光検出器２０を備えている。   As shown in the figure, the optical pickup device includes a semiconductor laser 11, a polarization beam splitter (polarization BS) 12, a collimator lens 13, a phase correction element 14, a mirror 15, a λ / 4 plate 16, and an objective lens 17. An objective lens actuator 18, a detection lens 19, and a photodetector 20.

半導体レーザ１１は、青色波長（本実施の形態では４０７ｎｍ）のレーザ光を出射する。偏光ＢＳ１２は、半導体レーザ１１から入射されるレーザ光を略全透過し、コリメータレンズ１３から入射されるレーザ光を略全反射する。コリメータレンズ１３は、偏光ＢＳ１２からのレーザ光を平行光に変換する。位相補正素子１４は、コリメータレンズ１３からのレーザ光の波面状態を調整する。なお、位相補正素子１４の詳細については後述する。   The semiconductor laser 11 emits a laser beam having a blue wavelength (407 nm in the present embodiment). The polarized light BS12 substantially totally transmits the laser light incident from the semiconductor laser 11, and substantially totally reflects the laser light incident from the collimator lens 13. The collimator lens 13 converts the laser light from the polarized light BS12 into parallel light. The phase correction element 14 adjusts the wavefront state of the laser light from the collimator lens 13. Details of the phase correction element 14 will be described later.

ミラー１５は、位相補正素子１４からのレーザ光を対物レンズ１７に向かうように立ち上げる。λ／４板１６は、ミラー１５からのレーザ光を円偏光に変換するとともに、対物レンズ１７からのレーザ光を、ミラー１５からのレーザ光の偏光面に直交する直線偏光に変換する。対物レンズ１７は、λ／４板１６からのレーザ光をディスク上に収束させる。対物レンズアクチュエータ１８は、サーボ回路２０２からの駆動信号に応じて対物レンズ１７をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する。   The mirror 15 is raised so that the laser beam from the phase correction element 14 is directed toward the objective lens 17. The λ / 4 plate 16 converts the laser light from the mirror 15 into circularly polarized light, and converts the laser light from the objective lens 17 into linearly polarized light orthogonal to the polarization plane of the laser light from the mirror 15. The objective lens 17 converges the laser light from the λ / 4 plate 16 on the disk. The objective lens actuator 18 drives the objective lens 17 in the focus direction and the tracking direction according to the drive signal from the servo circuit 202.

検出レンズ１９は、非点収差法に基づくフォーカスエラー信号の生成を可能とするべく、偏光ＢＳ１２からのレーザ光に非点収差を導入する。光検出器２０は、検出レンズ１９によって収束されたレーザ光をもとに検出信号を出力する。なお、光検出器２０には、再生ＲＦ信号、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を生成するためのセンサーパターンが配されている。   The detection lens 19 introduces astigmatism into the laser light from the polarized light BS12 so as to be able to generate a focus error signal based on the astigmatism method. The photodetector 20 outputs a detection signal based on the laser light converged by the detection lens 19. The photodetector 20 is provided with a sensor pattern for generating a reproduction RF signal, a tracking error signal, and a focus error signal.

再生回路２０１は、光検出器２０から入力される検出信号をもとに再生ＲＦ信号を生成し、さらにこれを復調して再生データを生成する。サーボ回路２０２は、光検出器２０から入力される検出信号をもとにトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を生成し、さらにこれらをもとにトラッキングサーボ信号とフォーカスサーボ信号を生成して対物レンズアクチュエータ１８に出力する。液晶駆動回路２０３は、光検出器から入力される検出信号をもとに位相補正素子１４を駆動するための信号を生成し位相補正素子１４に出力する。ここで、液晶駆動回路２０３は、再生ＲＦ信号が良好な状態へと収束するようなサーボ信号を生成して位相補正素子１４に出力する。   The reproduction circuit 201 generates a reproduction RF signal based on the detection signal input from the photodetector 20, and further demodulates this to generate reproduction data. The servo circuit 202 generates a tracking error signal and a focus error signal based on the detection signal input from the photodetector 20, and further generates a tracking servo signal and a focus servo signal based on these signals, thereby generating an objective lens actuator. 18 is output. The liquid crystal drive circuit 203 generates a signal for driving the phase correction element 14 based on the detection signal input from the photodetector and outputs the signal to the phase correction element 14. Here, the liquid crystal driving circuit 203 generates a servo signal such that the reproduction RF signal converges to a good state and outputs the servo signal to the phase correction element 14.

次に、図２を参照して、位相補正素子１４の構成を説明する。   Next, the configuration of the phase correction element 14 will be described with reference to FIG.

同図（ａ）は、位相補正素子１４をレーザ光の通過方向に切断したときの側断面図である。図示の如く、位相補正素子１４は、ガラス基板１４１、１４２と、電極層１４３、１４４と、配向膜１４５と、液晶層１４６と、シール材１４７から構成されている。   FIG. 4A is a side sectional view when the phase correction element 14 is cut in the laser beam passing direction. As illustrated, the phase correction element 14 includes glass substrates 141 and 142, electrode layers 143 and 144, an alignment film 145, a liquid crystal layer 146, and a sealing material 147.

ガラス基板１４１は、一定の厚さを有する正方形の板形状となっている。電極層１４３、１４４は、レーザ光を透過し得る導電性材料から構成され、その外周が円形となっている。電極層１４３、１４４の液晶層１４６側表面には、配向膜１４５、１４５が配されている。これら配向膜１４５、１４５の間に液晶を充填することにより、液晶層１４６が構成されている。液晶層１４６は、電極層１４３、１４４を介して電位が印加されることにより液晶分子の配向方向が変化する。シール材１４７は、液晶の漏出を防止するためのものである。   The glass substrate 141 has a square plate shape having a certain thickness. The electrode layers 143 and 144 are made of a conductive material that can transmit laser light, and the outer periphery thereof is circular. Alignment films 145 and 145 are disposed on the surface of the electrode layers 143 and 144 on the liquid crystal layer 146 side. A liquid crystal layer 146 is formed by filling liquid crystal between the alignment films 145 and 145. The liquid crystal layer 146 changes the alignment direction of liquid crystal molecules when a potential is applied through the electrode layers 143 and 144. The sealing material 147 is for preventing leakage of liquid crystal.

電極層１４４は、全面に亘って区切れのない一様なフィルム形状となっている。これに対し、電極層１４３には、図２（ｂ）に示すような電極パターンが形成されている。すなわち、電極層１４３には、円形電極Ｅ１１と、リング状電極Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４が、同心円状に配置されている。   The electrode layer 144 has a uniform film shape that is not partitioned over the entire surface. On the other hand, an electrode pattern as shown in FIG. 2B is formed on the electrode layer 143. That is, in the electrode layer 143, the circular electrode E11 and the ring-shaped electrodes E12, E13, E14 are arranged concentrically.

電極層１４４を一定電位（例えばアース電位）としつつ電極Ｅ１１〜Ｅ１４にそれぞれ異なる電位を印加すると、電極Ｅ１１〜Ｅ１４と電極層１４４の間にある液晶分子の配向方向が印加電位に応じて変化する。これにより、液晶層１４６の屈折率が電極Ｅ１１〜Ｅ１４の位置において変化し、電極Ｅ１１〜Ｅ１４の位置を通過するレーザ光に位相の変化が生じる。その結果、液晶層１４６を通過した後のレーザ光の波面状態は、かかる位相の変化の状態に応じて変化する。したがって、電極Ｅ１１〜Ｅ１４に印加する電位を制御することにより、レーザ光の波面状態を調整することができる。   When different potentials are applied to the electrodes E11 to E14 while keeping the electrode layer 144 at a constant potential (for example, ground potential), the alignment direction of the liquid crystal molecules between the electrodes E11 to E14 and the electrode layer 144 changes according to the applied potential. . As a result, the refractive index of the liquid crystal layer 146 changes at the positions of the electrodes E11 to E14, and a phase change occurs in the laser light passing through the positions of the electrodes E11 to E14. As a result, the wavefront state of the laser light after passing through the liquid crystal layer 146 changes according to the phase change state. Therefore, the wavefront state of the laser light can be adjusted by controlling the potential applied to the electrodes E11 to E14.

図３に、電極層１４３の電極パターンの設定方法を示す。   FIG. 3 shows a method for setting the electrode pattern of the electrode layer 143.

図示の如く、電極層１４３には、同図（ａ）に示す３次の球面収差関数と、同図（ｂ）に示す球面波関数を一定の比率で混合した混合関数に基づく電極パターン（同図（ｃ）参照）が配される。このとき、ビーム入射径（対物レンズ１７の有効径に対応するもの）の外側には、混合関数に基づく電極は配されず、区切れのない一様なリング状電極Ｅ１４が一つだけ配される。同図の電極パターンでは、３次の球面収差関数と球面波関数が４対６の割合となるよう混合されている。なお、パワー関数の比率を高める程、対物レンズ１７と位相補正素子１４の間の光軸ずれに対する収差発生量を抑制することができるが、その一方で、リング状電極の数が増大する。   As shown in the figure, the electrode layer 143 has an electrode pattern based on a mixing function in which the cubic spherical aberration function shown in FIG. 10A and the spherical wave function shown in FIG. Figure (c)) is arranged. At this time, no electrode based on the mixing function is arranged outside the beam incident diameter (corresponding to the effective diameter of the objective lens 17), and only one uniform ring-shaped electrode E14 without division is arranged. The In the electrode pattern of the figure, the third order spherical aberration function and the spherical wave function are mixed so as to have a ratio of 4 to 6. Note that, as the ratio of the power function is increased, the aberration generation amount with respect to the optical axis shift between the objective lens 17 and the phase correction element 14 can be suppressed. On the other hand, the number of ring electrodes increases.

＜検証１＞
本願発明者は、本実施形態に係る図２の位相補正素子を用いた場合と、従来例に係る位相補正素子（電極層１４３のパターンを図３（ｂ）のものに変更したもの）を用いた場合について、ビーム収束位置における波面収差の発生状況の比較検証を行った。以下、これについて説明する。 <Verification 1>
The inventor of the present application uses the phase correction element of FIG. 2 according to this embodiment and the phase correction element according to the conventional example (the pattern of the electrode layer 143 is changed to that of FIG. 3B). We compared and verified the occurrence of wavefront aberration at the beam convergence position. This will be described below.

図４に、検証結果（シミュレーション）を示す。なお、本検証の条件は以下の通りである。
・対物レンズ開口数 ：０．６５
・対物レンズ焦点距離：２．３ｍｍ
・ディスクの基板厚 ：０．５８５ｍｍ（基準厚に対する誤差＝０．０１５ｍｍ）
・使用レーザの波長 ：４０７ｎｍ FIG. 4 shows the verification result (simulation). The conditions for this verification are as follows.
-Objective lens numerical aperture: 0.65
-Objective lens focal length: 2.3 mm
-Substrate thickness of disk: 0.585 mm (error with respect to reference thickness = 0.015 mm)
・ Laser wavelength used: 407 nm

同図（ａ−１）、（ａ−２）および（ａ−３）は、電極層１４３のパターンを図３（ｂ）のように構成したときのシミュレーション結果（従来例）、同図（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）は、電極層１４３のパターンを図３（ｃ）のように構成したときのシミュレーション結果（実施形態）である。   (A-1), (a-2), and (a-3) are simulation results (conventional example) when the pattern of the electrode layer 143 is configured as shown in FIG. 3 (b). -1), (b-2), and (b-3) are simulation results (embodiments) when the pattern of the electrode layer 143 is configured as shown in FIG. 3C.

また、同図（ａ−１）および（ｂ−１）は、位相補正素子と対物レンズの間に光軸ずれ（位相補正素子の光軸に対する対物レンズのレンズシフト）が生じていない場合の補正前波面（位相補正素子にて波面補正を行わない場合の波面）と、補正後波面（位相補正素子にて波面補正を行った場合の波面）と、液晶位相（位相補正素子によってレーザ光に導入される位相の分布）の関係を示すものであり、同図（ａ−２）および（ｂ−２）は、位相補正素子と対物レンズの間に０．５ｍｍの光軸ずれ（レンズシフト）が生じた場合の補正前波面と、補正後波面と、液晶位相の関係を示すものである。これらの図において、横軸は、位相補正素子の光軸に対する対物レンズ光軸のシフト量（対物レンズに対する液晶位相の相対シフト量）を示し、縦軸は、波面と位相の分布状態を標準化して表している。   FIGS. 9A-1 and 11B-1 illustrate correction in the case where there is no optical axis deviation (lens shift of the objective lens with respect to the optical axis of the phase correction element) between the phase correction element and the objective lens. Front wavefront (wavefront when wavefront correction is not performed by the phase correction element), corrected wavefront (wavefront when wavefront correction is performed by the phase correction element), and liquid crystal phase (introduced into the laser beam by the phase correction element) (A-2) and (b-2) show an optical axis shift (lens shift) of 0.5 mm between the phase correction element and the objective lens. It shows the relationship between the wavefront before correction, the wavefront after correction, and the liquid crystal phase when it occurs. In these figures, the horizontal axis indicates the shift amount of the objective lens optical axis with respect to the optical axis of the phase correction element (the relative shift amount of the liquid crystal phase with respect to the objective lens), and the vertical axis normalizes the wavefront and phase distribution state. It expresses.

また、同図（ａ−３）および（ｂ−３）は、レンズシフト量と波面収差の関係を示す検証結果である。なお、（ａ−３）および（ｂ−３）には、トータルの波面収差（実線）の他、３次の球面収差の変化（破線）のみを抽出して示している。   Also, (a-3) and (b-3) in the same figure are verification results showing the relationship between the lens shift amount and the wavefront aberration. In (a-3) and (b-3), only the change of the third-order spherical aberration (broken line) is extracted and shown in addition to the total wavefront aberration (solid line).

なお、本検証において、従来例に係る位相補正素子と実施形態に係る位相補正素子には、同図（ａ−１）および（ｂ−１）に示す液晶位相が生じるような電位が、それぞれの電極層１４３の電極Ｅ２１〜Ｅ２７と電極Ｅ１１〜Ｅ１４を介して印加されている。ここで、同図（ａ−１）に示す液晶位相は、滑らかな曲線状に分布しているように見えるが、実際は、電極パターンのピッチに応じた微細な階段状の分布となっている。また、同様に、同図（ａ−１）に示す補正後波面も、微細な鋸歯状となっている。   In this verification, the phase correction element according to the conventional example and the phase correction element according to the embodiment each have a potential at which the liquid crystal phase shown in FIGS. It is applied via the electrodes E21 to E27 and the electrodes E11 to E14 of the electrode layer 143. Here, the liquid crystal phase shown in FIG. 5A-1 appears to be distributed in a smooth curved shape, but in reality, it has a fine stepwise distribution according to the pitch of the electrode pattern. Similarly, the corrected wavefront shown in FIG. 4A-1 is also in a fine sawtooth shape.

まず、同図（ａ−１）および（ｂ−１）を参照して、対物レンズに光軸ずれ（レンズシフト）が生じていない場合には、従来例に係る位相補正素子を用いると、略全範囲においてレーザ光の波面状態が補正され、他方、実施形態に係る位相補正素子を用いた場合にも、ビーム径外周部の波面状態にやや変動が見られるものの、全範囲を通して略波面状態が補正されていることが分かる。この場合、ビーム収束位置における波面収差を求めると、従来例に係る位相補正素子を用いた場合の波面収差が１７．４ｍλｒｍｓであるのに対し、実施形態に係る位相補正素子を用いた場合の波面収差は７．６ｍλｒｍｓとなる。したがって、レンズシフトが生じていない場合の収差補正能力は、実施形態に係る位相補正素子の方が優れているといえる。   First, referring to (a-1) and (b-1) in the figure, when there is no optical axis shift (lens shift) in the objective lens, the phase correction element according to the conventional example is used. The wavefront state of the laser beam is corrected in the entire range, and on the other hand, even when the phase correction element according to the embodiment is used, the wavefront state of the outer peripheral portion of the beam diameter is slightly changed, but the substantially wavefront state is throughout the entire range. You can see that it has been corrected. In this case, when the wavefront aberration at the beam convergence position is obtained, the wavefront aberration when the phase correction element according to the conventional example is used is 17.4 mλrms, whereas the wavefront aberration when the phase correction element according to the embodiment is used. The aberration is 7.6 mλrms. Therefore, it can be said that the phase correction element according to the embodiment is superior in aberration correction capability when no lens shift occurs.

これに対し、対物レンズに０．５ｍｍの光軸ずれ（レンズシフト）が生じた場合は、同図（ａ−２）に示すとおり、従来例に係る位相補正素子を用いた場合には、補正後の波面は全体的に傾くものの、殆ど球面化せず、略平坦の状態が維持される。その一方、実施形態に係る位相補正素子を用いた場合は、同図（ｂ−２）に示す如く、波面状態がビーム径方向において大きく変化する。この場合、ビーム収束位置における波面収差を求めると、従来例に係る位相補正素子を用いた場合が１７．１ｍλｒｍｓとレンズシフト前と略同程度であるのに対し、実施形態に係る位相補正素子を用いた場合の波面収差は４４．７ｍλｒｍｓとレンズシフト前よりもかなり大きくなり、従来例の位相補正素子を用いた場合よりも大きくなる。したがって、レンズシフトが比較的大きい範囲の収差補正能力は、従来例に係る位相補正素子の方が優れているといえる。   On the other hand, when an optical axis shift (lens shift) of 0.5 mm occurs in the objective lens, as shown in FIG. Although the subsequent wavefront is inclined as a whole, it is almost not spherical and maintains a substantially flat state. On the other hand, when the phase correction element according to the embodiment is used, the wavefront state greatly changes in the beam diameter direction as shown in FIG. In this case, when the wavefront aberration at the beam convergence position is obtained, the case where the phase correction element according to the conventional example is used is 17.1 mλrms, which is substantially the same as before the lens shift, whereas the phase correction element according to the embodiment is When used, the wavefront aberration is 44.7 mλrms, which is considerably larger than before the lens shift, and is larger than when the conventional phase correction element is used. Therefore, it can be said that the phase correction element according to the conventional example is superior in aberration correction capability in a range where the lens shift is relatively large.

さらに、同図（ａ−３）および（ｂ−３）を参照して、レンズシフト量に対する収差補正能力を従来例に係る位相補正素子と実施形態に係る位相補正素子とで対比すると、トータルの波面収差に関しては、レンズシフト量が０．１ｍｍをやや越えたときに両位相補正素子の収差補正能力が同程度となり、さらにレンズシフトが大きくなると、従来例の位相補正素子の方が実施形態の場合よりも収差補正能力が高くなることが分かる。また、基板厚誤差等に基づく３次の球面収差成分については、レンズシフト量が０．３ｍｍ程度までは本実施形態に係る収差補正素子の方が従来例に係る収差補正能力よりも高く、レンズシフト量が０．３ｍｍを過ぎたあたりから、従来例の位相補正素子の方が実施形態の場合よりも収差補正能力が高くなることが分かる。この比較結果から、レンズシフトが増大するほど、従来例の方が収差補正能力が高くなることが分かる。   Further, referring to FIGS. 3A-3 and 3B-3, when the aberration correction capability with respect to the lens shift amount is compared between the phase correction element according to the conventional example and the phase correction element according to the embodiment, the total amount With regard to wavefront aberration, when the lens shift amount slightly exceeds 0.1 mm, the aberration correction capability of both phase correction elements becomes comparable, and when the lens shift becomes larger, the phase correction element of the conventional example is more in the embodiment. It can be seen that the aberration correction capability is higher than the case. For the third-order spherical aberration component based on the substrate thickness error or the like, the aberration correction element according to this embodiment is higher than the aberration correction capability according to the conventional example until the lens shift amount is about 0.3 mm. From the point where the shift amount exceeds 0.3 mm, it can be seen that the phase correction element of the conventional example has higher aberration correction capability than the case of the embodiment. From this comparison result, it can be seen that the aberration correction capability of the conventional example increases as the lens shift increases.

以上、検証したとおり、レンズシフトに対しては、本実施形態に係る位相補正素子よりも従来例に係る位相補正素子の方が有利であると言える。しかし、レンズシフトが小さい範囲では、本実施例の方が従来例に比べてより効果的に波面収差を抑制することができ、また、レンズシフトが大きい範囲でも、本実施形態によれば、発生する波面収差を０．０５λｒｍｓ程度に抑制することができ、記録再生を十分満足に行い得るレベルの収差補正効果を達成することができる。   As described above, it can be said that the phase correction element according to the conventional example is more advantageous than the phase correction element according to the present embodiment for the lens shift. However, in the range where the lens shift is small, the present embodiment can suppress the wavefront aberration more effectively than in the conventional example, and even in the range where the lens shift is large, it occurs according to the present embodiment. The wavefront aberration to be suppressed can be suppressed to about 0.05λrms, and an aberration correction effect at a level at which recording and reproduction can be performed sufficiently satisfactorily can be achieved.

本実施形態では、図３（ｂ）（ｃ）を比較して明らかな通り、従来例に比べ、電極層１４３上に配する電極パターンを顕著に簡素化することができる。本実施形態は、このように簡素な電極パターンによっても、記録再生を十分満足に行い得る程度の収差補正効果を達成できる点に技術上の効果を有している。さらには、レンズシフトが比較的小さい範囲では、このように簡素な電極パターンによって、従来例よりも数段優れた収差補正効果を達成でき、この点においても顕著な効果を奏する。本実施形態は、収差補正素子の簡素化と、レンズシフトに基づく収差の発生の抑制を同時に達成できるものである。   In the present embodiment, as apparent from comparison between FIGS. 3B and 3C, the electrode pattern disposed on the electrode layer 143 can be significantly simplified as compared with the conventional example. This embodiment has a technical effect in that even with such a simple electrode pattern, an aberration correction effect can be achieved to such an extent that recording and reproduction can be performed sufficiently satisfactorily. Furthermore, in a range where the lens shift is relatively small, an aberration correction effect that is several steps better than the conventional example can be achieved by such a simple electrode pattern, and this point also has a remarkable effect. In this embodiment, simplification of the aberration correction element and suppression of the occurrence of aberration based on lens shift can be achieved at the same time.

なお、ここには検証例を示していないが、図３（ａ）に示す電極パターン（３次の球面収差関数に基づく電極パターン）を電極層１４３に配した場合にも、本実施形態と同程度の収差補正効果が達せられる。ただし、対物レンズにレンズシフトが生じた場合は、上記のように本実施形態に係る電極パターンがレンズシフトに強い球面波関数を混合した混合関数に基づいて設定されている関係から、図３（ａ）に示す電極パターンを適用した場合よりも本実施形態の方により高い波面収差の抑制効果が見込まれる。   Although no verification example is shown here, the electrode pattern shown in FIG. 3A (the electrode pattern based on the third-order spherical aberration function) is disposed on the electrode layer 143 as in the present embodiment. A certain degree of aberration correction effect can be achieved. However, when a lens shift occurs in the objective lens, as described above, the electrode pattern according to the present embodiment is set based on the mixing function obtained by mixing the spherical wave functions strong against the lens shift. A higher wavefront aberration suppressing effect is expected in the present embodiment than when the electrode pattern shown in a) is applied.

なお、図３（ａ）に示す従来の電極パターンでは、ビーム入射径のやや内側に極めて微細なピッチにてリング状電極が配されるため、このリング状電極間に存在する絶縁膜部分の影響によってレーザ光に回折現象が生じ、その結果、レーザ光に、回折による高次成分が発生するとの問題が生じる。この点、本実施形態によれば、図３（ｃ）に示すように、ビーム入射径のやや内側にこのような微細なピッチのリング状電極が存在しないため、上記のような回折による問題が生じることはない。   In the conventional electrode pattern shown in FIG. 3A, the ring electrodes are arranged at a very fine pitch slightly inside the beam incident diameter. Therefore, the influence of the insulating film portion existing between the ring electrodes is affected. As a result, a diffraction phenomenon occurs in the laser beam, and as a result, a problem arises in that higher-order components due to diffraction are generated in the laser beam. In this regard, according to the present embodiment, as shown in FIG. 3C, there is no ring-shaped electrode having such a fine pitch slightly inside the beam incident diameter. It does not occur.

なお、上記実施の形態では、図２（ｂ）に示す如く、電極Ｅ１３の他に、電極Ｅ１４を配するようにしたが、図５に示す如く、電極Ｅ１４を省略し、電極Ｅ１２の外側には、Ｅ１３のみを配するようにすることもできる。   In the above embodiment, as shown in FIG. 2B, the electrode E14 is arranged in addition to the electrode E13. However, as shown in FIG. 5, the electrode E14 is omitted and the electrode E12 is arranged outside the electrode E12. It is also possible to arrange only E13.

＜検証２＞
かかる場合の検証例を図６に示す。 <Verification 2>
A verification example in such a case is shown in FIG.

なお、この検証例は、図３（ｃ）の混合関数に基づいて電極パターンを構成し、さらに、Ｅ１２より外側の電極を区切れのない電極Ｅ１３に置き換えたものである。その他の検証条件は、上記検証例１と同様である。   In this verification example, an electrode pattern is configured based on the mixing function shown in FIG. 3C, and an electrode outside E12 is replaced with an undivided electrode E13. Other verification conditions are the same as those in the first verification example.

図６の（ｂ−３）と図４の（ｂ−３）とを比較すると、レンズシフトが小さい範囲（０．０５ｍｍ程度まで）では検証例１の方がやや優れた収差補正効果を発揮するが、その後は略同程度の収差補正効果が達成される。したがって、電極層１４３の電極パターンを図５に示すものに置き換えても、上記検証例１と同様の効果を奏することができる。   Comparing (b-3) in FIG. 6 and (b-3) in FIG. 4, in the range where the lens shift is small (up to about 0.05 mm), the verification example 1 exhibits a slightly superior aberration correction effect. However, substantially the same aberration correction effect is achieved thereafter. Therefore, even if the electrode pattern of the electrode layer 143 is replaced with that shown in FIG.

なお、図５に示す電極パターンを用いた場合には、電極Ｅ１４を省略した分、電極層１４３の電極パターンをさらに簡素化することができる。加えて、この場合には、電極Ｅ１３の領域に、球面収差以外の収差を補正するための電極をさらに追加することもできる。   When the electrode pattern shown in FIG. 5 is used, the electrode pattern of the electrode layer 143 can be further simplified by omitting the electrode E14. In addition, in this case, an electrode for correcting aberrations other than spherical aberration can be further added to the region of the electrode E13.

図７は、リング状の電極Ｅ１２の外側に、非点収差補正用の電極Ｅ３１〜Ｅ３８を配置した場合の構成例である。なお、非点収差の収差関数と球面収差の収差関数は互いに影響しあわないため、このようにリング状の電極Ｅ１２の外側に非点収差補正用の電極Ｅ３１〜Ｅ３８を配置して非点収差補正作用を同時に施すようにしても、電極Ｅ１１およびＥ１２による球面収差の補正作用に影響はない。   FIG. 7 shows a configuration example in which astigmatism correction electrodes E31 to E38 are arranged outside the ring-shaped electrode E12. Since the aberration function of astigmatism and the aberration function of spherical aberration do not affect each other, astigmatism correction electrodes E31 to E38 are arranged outside the ring-shaped electrode E12 in this way. Even if the correction operation is performed simultaneously, the spherical aberration correction operation by the electrodes E11 and E12 is not affected.

なお、非点収差の補正時には、電極Ｅ３１〜Ｅ３８のうち、互いに対角線位置にある電極に同じ電位を印加する。たとえば、図８（ａ）に示すように、Ｅ３１とＥ３５のペアと、Ｅ３４とＥ３８のペアに電位Ｖ１を印加し、Ｅ３２とＥ３６のペアと、Ｅ３３とＥ３７のペアに電位Ｖ１と異なる電位Ｖ２を印加する。これにより、位相の山と谷がビーム周方向に９０度毎に現れるような位相分布を位相補正素子に生ぜしめることができる。その結果、位相補正素子を通過するレーザ光に非点収差補正作用を導入することができる。   When correcting astigmatism, the same potential is applied to the electrodes E31 to E38 that are diagonal to each other. For example, as shown in FIG. 8A, a potential V1 is applied to a pair of E31 and E35, a pair of E34 and E38, and a potential V2 different from the potential V1 is applied to a pair of E32 and E36 and a pair of E33 and E37. Apply. Thereby, a phase distribution in which a peak and a valley of the phase appear every 90 degrees in the beam circumferential direction can be generated in the phase correction element. As a result, astigmatism correction can be introduced into the laser light passing through the phase correction element.

また、図８（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、電位が印加される電極を適宜変化させることにより、ビーム周方向における非点収差の方向を変化させることができる。図５に示すように電極が周方向に８等分されている場合には、非点収差の方向を２２．５度ずつ変化させることができる。   Further, as shown in FIGS. 8B, 8C, and 8D, the direction of astigmatism in the beam circumferential direction can be changed by appropriately changing the electrode to which the potential is applied. As shown in FIG. 5, when the electrode is equally divided into eight in the circumferential direction, the direction of astigmatism can be changed by 22.5 degrees.

なお、非点収差補正用の電極Ｅ３１〜Ｅ３８をさらに放射方向に２分割するようにしても良い。こうすると、放射方向においても位相の変化を持たせることができ、より緻密な球面収差補正作用および非点収差補正作用の導入が行える。   The astigmatism correction electrodes E31 to E38 may be further divided into two in the radial direction. In this way, the phase can be changed even in the radial direction, and more precise spherical aberration correction action and astigmatism correction action can be introduced.

ところで、上記では、２つの電極層１４３、１４４のうち、一方の電極層１４３のみに、球面収差の補正作用あるいは球面収差と非点収差の補正作用を導入するための電極パターンを配するようにしたが、他方の電極層１４４の方にも、他の収差を補正するための電極パターンを配することもできる。   By the way, in the above, only one electrode layer 143 of the two electrode layers 143 and 144 is provided with an electrode pattern for introducing spherical aberration correcting action or spherical aberration and astigmatism correcting action. However, an electrode pattern for correcting other aberrations can also be arranged on the other electrode layer 144.

たとえば、電極層１４４に、図９（ａ）に示すような電極パターンを配すれば、電極Ｅ４１〜Ｅ４５の印加電位を制御することにより、位相補正素子に、コマ収差補正作用を付与するための位相分布を持たせることができる。なお、コマ収差の収差関数と、非点収差の収差関数および球面収差の収差関数は互いに影響しあわないため、このように電極層１４４にコマ収差補正用の電極Ｅ４１〜Ｅ４５を配置してコマ収差補正作用を同時に施すようにしても、球面収差の補正作用および非点収差の補正作用に影響はない。   For example, if an electrode pattern as shown in FIG. 9A is arranged on the electrode layer 144, the coma aberration correcting action is imparted to the phase correcting element by controlling the applied potential of the electrodes E41 to E45. A phase distribution can be provided. The coma aberration aberration function, the astigmatism aberration function, and the spherical aberration aberration function do not affect each other, and thus the coma aberration correcting electrodes E41 to E45 are arranged on the electrode layer 144 in this manner. Even if the aberration correction action is performed simultaneously, the spherical aberration correction action and the astigmatism correction action are not affected.

この他、電極層１４３の電極パターンとして図２（ｂ）または図５（ｂ）の電極パターンを適用し、電極層１４４の電極パターンを、たとえば、図９（ｂ）に示す如く、非点収差とコマ収差の補正作用を同時に行える電極パターンとすることもできる。この場合、電極Ｅ３１〜Ｅ３８への印加電圧を制御することによって非点収差が補正され、電極Ｅ４１〜Ｅ４３への印加電圧を制御することによってコマ収差が補正される。   In addition, the electrode pattern of FIG. 2B or FIG. 5B is applied as the electrode pattern of the electrode layer 143, and the electrode pattern of the electrode layer 144 is changed to astigmatism as shown in FIG. 9B, for example. And an electrode pattern capable of simultaneously correcting coma aberration. In this case, astigmatism is corrected by controlling the voltage applied to the electrodes E31 to E38, and coma is corrected by controlling the voltage applied to the electrodes E41 to E43.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その実施形態はこの他にも種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, Various changes are possible for this embodiment besides this.

たとえば、上記実施形態では、次世代ＤＶＤ用の光ピックアップ装置に本発明を適用した例を示したが、この他、ＤＶＤ用の光ピックアップや、次世代ＤＶＤとＤＶＤの互換型光ピックアップ装置に適用することもできる。また、上記実施の形態では、半導体レーザ１０１から対物レンズ１７の光路上に位相補正素子１４を配置して光ディスク上における収差を補正するようにしたが、光検出器２０上における収差を補正するために、さらに別の収差補正素子を光路上に配するようにしても良い。   For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an optical pickup device for a next-generation DVD has been shown. However, the present invention is also applied to an optical pickup for DVD or a compatible optical pickup device for next-generation DVD and DVD. You can also In the above embodiment, the phase correction element 14 is arranged on the optical path from the semiconductor laser 101 to the objective lens 17 to correct the aberration on the optical disc. However, in order to correct the aberration on the photodetector 20. Further, another aberration correction element may be arranged on the optical path.

また、上記実施の形態では、たとえば図３に示すように、３次の球面収差関数と球面波関数が４対６の割合となるような混合関数に基づいて電極パターンを設定したが、両関数の混合比率はこれに限られるものではない。なお、球面波関数の混合比率を高める程、対物レンズ１７と位相補正素子１４の間の光軸ずれに対する収差発生量を抑制することができるが、その一方で、リング状電極の数が増大する。   In the above embodiment, for example, as shown in FIG. 3, the electrode pattern is set based on a mixing function such that the third order spherical aberration function and the spherical wave function have a ratio of 4 to 6, but both functions The mixing ratio is not limited to this. Note that, as the mixing ratio of the spherical wave function is increased, the amount of aberration generated due to the optical axis shift between the objective lens 17 and the phase correction element 14 can be suppressed, but on the other hand, the number of ring electrodes increases. .

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
In addition, the embodiment of the present invention can be variously modified as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.

実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図The figure which shows the optical system of the optical pick-up apparatus which concerns on embodiment 実施の形態に係る位相補正素子の構成を示す図The figure which shows the structure of the phase correction element which concerns on embodiment 実施の形態に係る電極パターンの設定方法を説明する図The figure explaining the setting method of the electrode pattern which concerns on embodiment 実施の形態に係る検証結果（検証例１）を示す図The figure which shows the verification result (verification example 1) which concerns on embodiment 実施の形態に係る電極パターンの変更例を示す図The figure which shows the example of a change of the electrode pattern which concerns on embodiment 変更例に係る検証結果（検証例２）を示す図The figure which shows the verification result (verification example 2) concerning the example of change 実施の形態に係る電極パターンの他の変更例を示す図The figure which shows the other example of a change of the electrode pattern which concerns on embodiment 実施の形態に係る非点収差補正作用を説明する図The figure explaining the astigmatism correction effect | action which concerns on embodiment 実施の形態に係る電極パターンの変更例を示す図The figure which shows the example of a change of the electrode pattern which concerns on embodiment

符号の説明Explanation of symbols

１１ 半導体レーザ
１４ 液晶補正素子
１７ 対物レンズ
１４３ 電極層
１４４ 電極層
１４５ 配向膜
１４６ 液晶層
E11〜E14 電極（球面収差補正用）
E31〜E38 電極（非点収差補正用） 11 Semiconductor Laser 14 Liquid Crystal Correction Element 17 Objective Lens 143 Electrode Layer 144 Electrode Layer 145 Alignment Film 146 Liquid Crystal Layer
E11 to E14 electrodes (for spherical aberration correction)
E31 to E38 electrodes (for correcting astigmatism)

Claims (10)

レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、
前記レーザ光源と前記対物レンズの間に介挿され、且つ、前記レーザ光に球面収差を補正するための光学作用を付与する位相補正素子とを備え、
前記位相補正素子には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための手段が配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 A laser light source;
An objective lens for converging the laser light emitted from the laser light source onto a recording medium;
A phase correction element that is interposed between the laser light source and the objective lens and that imparts an optical action for correcting spherical aberration to the laser light,
The phase correction element is provided with means for expressing a phase distribution based on a mixed function of a third-order spherical aberration function and a spherical wave function.
An optical pickup device characterized by that. 請求項１において、
前記位相補正素子は、
第１の電極層と、
該第１の電極層に対向配置された第２の電極層と、
前記第１の電極層の前記第２の電極層に対向する面に配された第１の配向膜と、
前記第２の電極層の前記第１の電極層に対向する面に配された第２の配向膜と、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の間に充填された液晶層とを備え、
前記第１の電極層には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための電極パターンが配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 In claim 1,
The phase correction element is
A first electrode layer;
A second electrode layer disposed opposite to the first electrode layer;
A first alignment film disposed on a surface of the first electrode layer facing the second electrode layer;
A second alignment film disposed on a surface of the second electrode layer facing the first electrode layer;
A liquid crystal layer filled between the first alignment film and the second alignment film,
The first electrode layer is provided with an electrode pattern for expressing a phase distribution based on a mixed function of a third-order spherical aberration function and a spherical wave function.
An optical pickup device characterized by that. 請求項２において、
前記電極パターンは、前記対物レンズの有効径に対応するビーム入射範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 In claim 2,
The electrode pattern is set to a pattern that causes the phase correction element to develop a phase distribution such that the phase distribution outside the beam incident range corresponding to the effective diameter of the objective lens is a uniform phase.
An optical pickup device characterized by that. 請求項２において、
前記電極パターンは、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 In claim 2,
The electrode pattern is set to a pattern that causes the phase correction element to develop a phase distribution such that the phase distribution outside the range at a fixed distance from the optical axis center of the phase correction element is a uniform phase.
An optical pickup device characterized by that. 請求項４において、
前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、前記球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 In claim 4,
The first electrode layer has an electrode for introducing an optical action other than the correction action of the spherical aberration outside the range at a fixed distance from the optical axis center of the phase correction element.
An optical pickup device characterized by that. 請求項５において、
前記第１の電極は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、非点収差補正作用を導入するための電極を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 In claim 5,
The first electrode has an electrode for introducing an astigmatism correction action outside a range at a fixed distance from the optical axis center of the phase correction element.
An optical pickup device characterized by that. 第１の電極層と、
該第１の電極層に対向配置された第２の電極層と、
前記第１の電極層の前記第２の電極層に対向する面に配された第１の配向膜と、
前記第２の電極層の前記第１の電極層に対向する面に配された第２の配向膜と、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の間に充填された液晶層とを備え、
前記第１の電極層には、３次の球面収差関数と球面波関数の混合関数に基づく位相分布を発現させるための電極パターンが配されている、
ことを特徴とする位相補正素子。 A first electrode layer;
A second electrode layer disposed opposite to the first electrode layer;
A first alignment film disposed on a surface of the first electrode layer facing the second electrode layer;
A second alignment film disposed on a surface of the second electrode layer facing the first electrode layer;
A liquid crystal layer filled between the first alignment film and the second alignment film,
The first electrode layer is provided with an electrode pattern for expressing a phase distribution based on a mixed function of a third-order spherical aberration function and a spherical wave function.
A phase correction element. 請求項７において、
前記電極パターンは、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側の位相分布が均一位相となるような位相分布を位相補正素子に発現させるようなパターンに設定されている、
ことを特徴とする位相補正素子。 In claim 7,
The electrode pattern is set to a pattern that causes the phase correction element to develop a phase distribution such that the phase distribution outside the range at a fixed distance from the optical axis center of the phase correction element is a uniform phase.
A phase correction element. 請求項７において、
前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、前記球面収差の補正作用以外の光学作用を導入するための電極を有する、
ことを特徴とする位相補正素子。 In claim 7,
The first electrode layer has an electrode for introducing an optical action other than the correction action of the spherical aberration outside the range at a fixed distance from the optical axis center of the phase correction element.
A phase correction element. 請求項９において、
前記第１の電極層は、当該位相補正素子の光軸中心から一定距離にある範囲よりも外側に、非点収差補正作用を導入するための電極を有する、
ことを特徴とする位相補正素子。 In claim 9,
The first electrode layer has an electrode for introducing an astigmatism correction action outside a range at a certain distance from the optical axis center of the phase correction element.
A phase correction element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009080286A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Citizen Holdings Co Ltd Optical device
JP2009301648A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Pioneer Electronic Corp Aberration correction device and optical pickup

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009080286A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Citizen Holdings Co Ltd Optical device
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