JP2007157310A

JP2007157310A - Optical reading apparatus capable of correcting aberration and light-converging device

Info

Publication number: JP2007157310A
Application number: JP2006030651A
Authority: JP
Inventors: Fung-Hsu Wu; 豐旭呉
Original assignee: Daxon Technology Inc
Current assignee: BenQ Materials Corp
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2007-06-21
Also published as: TWI294623B; TW200723267A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical reading apparatus capable of correcting aberration, and a light-converging device, in order to solve various problems of a prior art. SOLUTION: The light-converging device capable of correcting aberration includes a lens for converging light beams in a storage medium to read data stored in the storage medium, a liquid crystal layer disposed in an optical path through which the light-converging device converges the light beams in the storage medium and coupled with the lens, and an electrode set constituted of electrodes disposed on both sides of the liquid layer to change the electrical field of the liquid crystal layer. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は収差を補正することができる光学読み込み装置に関し、特に液晶層を利用して収差を補正する光学読み込み装置に関する。 The present invention relates to an optical reading apparatus that can correct aberrations, and more particularly to an optical reading apparatus that corrects aberrations using a liquid crystal layer.

光学システムにおいて、レンズは光線を収束、屈折かつ透過させるものとして利用される。理想的には、光学システムにおけるレンズは予定通りに結像できることが望まれる。しかし実際、素材または製作工程により、収差が生じるなど理想的な状態にならない場合が多い。それ以外、光学システムに対する予想外の不当操作（例えば不注意により光ディスクを水平に置かないことによって、傾斜角を持たせるまま光ディスクドライブに読み込ませること）も、光学システムの表示品質及びデータ読み込みを大きく影響する。 In optical systems, lenses are used to converge, refract and transmit light rays. Ideally, it would be desirable for the lenses in the optical system to be able to image as planned. However, in reality, there are many cases where an ideal state such as aberration occurs due to the material or the manufacturing process. Other than that, unexpected and unfair operations on the optical system (for example, inadvertently placing the optical disc horizontally, causing the optical disc drive to read with the tilt angle) greatly increases the display quality and data reading of the optical system. Affect.

光学システムにおけるレンズの収差は一般に球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲などに分けられる。コマ収差とは、光軸に対して傾いて入射した光線と平行に入射した光線が１点に結像できず、彗星が尾を引いた形の像を生じさせる現象をいう。言い換えれば、コマ収差は、光線が光軸からずれる場合におけるレンズの球面収差であり、入射光とデータ読み込み表面の傾斜角が大きい場合に生じるものである。その値は下記の式で計算される。 Lens aberrations in optical systems are generally divided into spherical aberration, coma, astigmatism, field curvature, and the like. The coma aberration is a phenomenon in which a light beam incident in parallel with an incident light beam tilted with respect to the optical axis cannot be imaged at one point, and a comet-shaped image is generated. In other words, the coma aberration is a spherical aberration of the lens when the light beam is deviated from the optical axis, and occurs when the tilt angle between the incident light and the data reading surface is large. The value is calculated by the following formula.

上記の式において、ｄは光ディスクの厚さを示し、ＮＡは光ディスクドライブの開口数を示し、λは光線の波長を示し、θは光ディスクの傾斜角を示し、ｎは光ディスクにおける光線の屈折率を示す。

In the above equation, d represents the thickness of the optical disk, NA represents the numerical aperture of the optical disk drive, λ represents the wavelength of the light beam, θ represents the tilt angle of the optical disk, and n represents the refractive index of the light beam on the optical disk. Show.

技術の発展とともに、保存媒体の容量に対する要求も日増しに増えつつある。図１を参照する。図１は種々の保存媒体の規格を表す表である。図１によれば、従来のＣＤとＤＶＤと比べて、大容量のＢＤ（ブルーレイディスク）とＨＤ−ＤＶＤは未来の主流になると予想される。ＢＤとＨＤ−ＤＶＤのドライブはいずれも波長４０５ｎｍの青色レーザーをデータ読み込み用の光線として利用する。保存媒体からより多くのデータを読み込めるようにさせるため、ＢＤドライブのレンズはより大きい開口数を有する。なお、ＢＤの記憶層は片面単層、厚さ０．１ｍｍのものであり、片面二層、厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤよりも、レーザーの拡散を減少させ、高密度のデータ保存容量を提供できる。コマ収差が波長と反比例し、開口数の３乗が光ディスクの厚さと正比例するので、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤのドライブの許容傾斜角は従来よりも低く、コマ収差も生じやすい。ディスクの位置にわずかなずれさえあれば、データ読み込みは順調に行えない。 With the development of technology, the demand for storage medium capacity is increasing day by day. Please refer to FIG. FIG. 1 is a table showing standards for various storage media. According to FIG. 1, compared to conventional CD and DVD, large-capacity BD (Blu-ray Disc) and HD-DVD are expected to become the mainstream of the future. Both BD and HD-DVD drives use a blue laser with a wavelength of 405 nm as a light beam for data reading. In order to allow more data to be read from the storage medium, the lens of the BD drive has a higher numerical aperture. Note that the BD memory layer is a single-sided single layer with a thickness of 0.1 mm, which reduces laser diffusion and provides high-density data compared to single-sided dual-layer, 0.6 mm thick DVD and HD-DVD. Can provide storage capacity. Since the coma aberration is inversely proportional to the wavelength, and the cube of the numerical aperture is directly proportional to the thickness of the optical disc, the allowable tilt angle of the BD and HD-DVD drives is lower than that of the prior art and coma aberration is likely to occur. If there is even a slight deviation in the position of the disk, data cannot be read smoothly.

図２を参照する。図２はアメリカ公開特許US2004/0042356号に掲げられる光学システム２０を表す説明図である。光学システム２０は保存媒体２１と、光学ピックアップヘッド２２と、スピンドルモーター２４と、傾斜補正器（チルトコレクター）２６と、ＬＰＰ（land pre-pits）信号発生器２７と、ＲＦ（無線周波数）信号発生器２８と、傾斜補正量計算器２９とを含む。光学センサーを有する光学ピックアップヘッド２２は、保存媒体２１から信号を検知し、更に信号をＬＰＰ信号発生器２７とＲＦ信号発生器２８に送信する。傾斜補正量計算器２９はＬＰＰ信号発生器２７とＲＦ信号発生器２８によるＬＰＰ信号とＲＦ信号に基づいて、保存媒体２１の傾斜量を計算し、それに対応する傾斜補正量を傾斜補正器２６に送信する。これにより、保存媒体２１の傾斜量によって、光学ピックアップヘッド２２読み込み時の傾斜角を補正し、光学システム２０のコマ収差を低減させることが可能である。しかし、収差補正用の傾斜補正器２６を別途に設けることはもちろん、コスト増と制御の複雑さにつながる。 Please refer to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the optical system 20 listed in US Published Patent No. US2004 / 0042356. The optical system 20 includes a storage medium 21, an optical pickup head 22, a spindle motor 24, a tilt corrector (tilt collector) 26, an LPP (land pre-pits) signal generator 27, and an RF (radio frequency) signal generator. And a tilt correction amount calculator 29. The optical pickup head 22 having an optical sensor detects a signal from the storage medium 21 and transmits the signal to the LPP signal generator 27 and the RF signal generator 28. The tilt correction amount calculator 29 calculates the tilt amount of the storage medium 21 based on the LPP signal and the RF signal from the LPP signal generator 27 and the RF signal generator 28, and sends the corresponding tilt correction amount to the tilt corrector 26. Send. Accordingly, it is possible to correct the tilt angle when reading the optical pickup head 22 according to the tilt amount of the storage medium 21 and reduce the coma aberration of the optical system 20. However, an inclination correction unit 26 for correcting aberration is provided separately, which leads to an increase in cost and control complexity.

図３を参照する。図３はアメリカ公開特許US2002/0067672号に掲げられる光学システム３０を表す説明図である。光学システム３０は発光素子１０、１２と、光学センサー１４と、コンフラックスプリズム３１と、コリメーターレンズ３２と、ゲート３３と、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）３４と、集束レンズ３５と、液晶層３６と、対物レンズ３７と、アクチュエーター３８からなる。光学ピックアップヘッド３０はアクチュエーター３８を利用して保存媒体２１読み込み時の収差を補正する。アクチュエーター３８はフォーカス領域とトラッキング領域を有する。光学センサー１４に検知された信号に基づき、アクチュエーター３８のフォーカス領域は対物レンズ３７と保存媒体２１間の距離を調整し、トラッキング領域は対物レンズ３７の角度を調整する。この方法も収差を補正するため別途にアクチュエーター３８を設けなければならないので、前記公開特許と同じくコスト増と制御の複雑さが問題となる。 Please refer to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an optical system 30 listed in US Published Patent No. US2002 / 0067672. The optical system 30 includes light emitting elements 10 and 12, an optical sensor 14, a conflux prism 31, a collimator lens 32, a gate 33, a polarization beam splitter (PBS) 34, a focusing lens 35, and a liquid crystal layer 36. And an objective lens 37 and an actuator 38. The optical pickup head 30 uses the actuator 38 to correct aberrations when reading the storage medium 21. The actuator 38 has a focus area and a tracking area. Based on the signal detected by the optical sensor 14, the focus area of the actuator 38 adjusts the distance between the objective lens 37 and the storage medium 21, and the tracking area adjusts the angle of the objective lens 37. In this method as well, since an actuator 38 must be provided separately to correct aberrations, cost increases and control complexity become problems as in the case of the aforementioned published patent.

図４を参照する。図４はアメリカ公開特許US2004/0125711号に掲げられる光学システム４０を表す説明図である。光学システム４０は発光素子４２と、スピンドルモーター４３と、ＰＢＳ４４と、光学センサー４５と、液晶層４６と、制御回路４７と、レンズＬ１−Ｌ３と、酸化インジウムすず電極ＩＴＯ_１とＩＴＯ_２からなる。光学ピックアップヘッド４０において、制御回路４７は、光学センサー４５が開ループ法で検知された信号に基づき、補正電圧を酸化インジウムすず電極ＩＴＯ_１とＩＴＯ_２に送信する。これにより、保存媒体２１の傾斜量に基づいて、光学ピックアップヘッド４０読み込み時の収差を補正することが可能である。しかし、液晶層４６の両側にある酸化インジウムすず電極ＩＴＯ_１とＩＴＯ_２の電圧を変化させるのみで収差を有効に補正することができない。のみならず、収差の程度に応じて適度に補正することもできない。 Please refer to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an optical system 40 listed in US Published Patent No. US2004 / 0125711. The optical system 40 and the light emitting element 42, a spindle motor 43, and PBS44, the optical sensor 45, the liquid crystal layer 46, a control circuit 47, a lens L1-L3, indium tin oxide electrode ITO ₁ and ITO _2. In the optical pick-up head 40, the control circuit 47, based on a signal optical sensor 45 is detected by the open-loop method, and transmits the correction voltage to the indium tin oxide electrode ITO ₁ and ITO _2. Thereby, it is possible to correct the aberration when reading the optical pickup head 40 based on the tilt amount of the storage medium 21. However, the aberration cannot be effectively corrected only by changing the voltages of the indium tin oxide electrodes ITO ₁ and ITO ₂ on both sides of the liquid crystal layer 46. In addition, it cannot be appropriately corrected according to the degree of aberration.

したがって、従来の技術では、光学システムにコントローラー（例えば傾斜補正器２６とアクチュエーター３８）を別途に設けることによってレンズの角度を調整するか、あるいは液晶層の両側にある酸化インジウムすず電極に印加される電圧を変化させることによって、光学システムのコマ収差を低減させることが考えられる。しかし、そのいずれもコスト増と制御の複雑さにつながるのみならず、収差を有効に補正できず、収差の程度に応じて適度に補正することもできない。 Therefore, in the prior art, the angle of the lens is adjusted by separately providing a controller (for example, tilt corrector 26 and actuator 38) in the optical system, or applied to indium tin oxide electrodes on both sides of the liquid crystal layer. It is conceivable to reduce the coma of the optical system by changing the voltage. However, both of them not only lead to an increase in cost and control complexity, but also cannot effectively correct aberrations, and cannot be corrected appropriately according to the degree of aberrations.

この発明は前述の問題を解決するため、収差補正を可能にする光学読み込み装置及び集光装置を提供することを課題とする。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an optical reading device and a condensing device that enable aberration correction.

この発明は収差を補正できる集光装置を提供する。該集光装置は、保存媒体に保存されるデータを読み込むための光線を保存媒体に集束するレンズと、集光装置が光線を保存媒体に集束する光路に設けられ、レンズと結合する液晶層と、液晶層の両側に設けられ、液晶層の電場を変化させる両電極からなる電極セットとを含む。 The present invention provides a condensing device capable of correcting aberrations. The condensing device includes a lens for focusing a light beam for reading data stored in the storage medium on the storage medium, a liquid crystal layer provided in an optical path for the light collecting device to focus the light beam on the storage medium, and coupled to the lens. And an electrode set including both electrodes provided on both sides of the liquid crystal layer and changing the electric field of the liquid crystal layer.

この発明は更に、収差を補正できる光学読み込み装置を提供する。該光学読み込み装置は、光線を提供する発光素子と、保存媒体に保存されるデータを読み込むための発光素子による光線を保存媒体に集束するレンズと、発光素子から保存媒体までの光路に設けられる液晶層と、発光素子から保存媒体までの光路に設けられ、液晶層の電場を変化させる電極からなる電極セットとを含む。該電極セットは、液晶層の第一側に平行するように液晶層の第一側に設けられる第一電極と、第一電極に平行しないように液晶層の第二側に設けられる第二電極とを含む。 The present invention further provides an optical reading device capable of correcting aberrations. The optical reading apparatus includes: a light emitting element that provides a light beam; a lens that focuses light from the light emitting element for reading data stored in the storage medium; and a liquid crystal provided in an optical path from the light emitting element to the storage medium. A layer, and an electrode set that is provided in an optical path from the light emitting element to the storage medium and includes an electrode that changes an electric field of the liquid crystal layer. The electrode set includes a first electrode provided on the first side of the liquid crystal layer so as to be parallel to the first side of the liquid crystal layer, and a second electrode provided on the second side of the liquid crystal layer so as not to be parallel to the first electrode. Including.

この発明による光学システムは液晶層の屈折率を変化させ、更に電極セットの配列を巧妙に変化させることによって、光学システムのコマ収差を補正する。そのため、この発明による光学システムは、保存媒体またはレンズの角度を調整するスピンドルモーターまたはコントローラーによらずとも、コマ収差を有効に補正することができる。したがって、この発明による光学システムは低コストかつ制御の簡単な装置である。 The optical system according to the present invention corrects the coma aberration of the optical system by changing the refractive index of the liquid crystal layer and further changing the arrangement of the electrode sets. Therefore, the optical system according to the present invention can effectively correct the coma aberration without using the spindle motor or the controller that adjusts the angle of the storage medium or the lens. Therefore, the optical system according to the present invention is a low-cost and easy-to-control device.

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明する。 In order to describe the characteristics of such a device in detail, a specific example will be given and described below with reference to the drawings.

図５を参照する。図５はこの発明の実施例１による光学システム５０を表す説明図である。光学システム５０は発光素子５２と、液晶層５４と、レンズ５６と、電源５８と、電極Ａ１−Ａ４と、スイッチＳＷ１−ＳＷ４を含む。発光素子５２は、保存媒体２１を読み込むための光源を提供するレーザーダイオード（ＬＤ）であり、レンズ５６は発光素子５２と保存媒体２１の間に設けられ、発光素子５２による光線を保存媒体２１の表面に集束する。それによって保存媒体２１のデータは読み取られる。 Please refer to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the optical system 50 according to the first embodiment of the present invention. The optical system 50 includes a light emitting element 52, a liquid crystal layer 54, a lens 56, a power source 58, electrodes A1-A4, and switches SW1-SW4. The light emitting element 52 is a laser diode (LD) that provides a light source for reading the storage medium 21, and the lens 56 is provided between the light emitting element 52 and the storage medium 21. Focus on the surface. Thereby, the data of the storage medium 21 is read.

実施例１では、レンズ５６はプラスチックまたはガラスからなり、射出成形または鋳造法で製作されるものである。レンズ５６は上レンズ５５と下レンズ５７からなる。その製作方法として、まず電極Ａ１−Ａ４を物理的気相堆積（ＰＶＤ）法または化学的気相堆積（ＣＶＤ）法で上レンズ５５と下レンズ５７の間に形成し、更に液晶層５４を形成する。最後に上レンズ５５と下レンズ５７を接着して封止する。図５によれば、電極Ａ１−Ａ４はそれぞれ液晶層５４の両側に設けられる。電極Ａ１とＡ２は液晶層５４の両側に平行に設けられ、相互に平行する電極Ａ３とＡ４は、電極Ａ１、Ａ２と平行しないように液晶層５４の両側に設けられる。電源５８は液晶層５４の両側にある電極に電圧を提供し、光線の進行方向における液晶層５４の電場を変化させる。実施例１では、電源５８はスイッチＳＷ１−ＳＷ４により電極Ａ１−Ａ４とそれぞれ電気的に接続される。 In the first embodiment, the lens 56 is made of plastic or glass and is manufactured by injection molding or casting. The lens 56 includes an upper lens 55 and a lower lens 57. As a manufacturing method thereof, first, electrodes A1-A4 are formed between the upper lens 55 and the lower lens 57 by a physical vapor deposition (PVD) method or a chemical vapor deposition (CVD) method, and a liquid crystal layer 54 is further formed. To do. Finally, the upper lens 55 and the lower lens 57 are bonded and sealed. According to FIG. 5, the electrodes A1-A4 are provided on both sides of the liquid crystal layer 54, respectively. The electrodes A1 and A2 are provided in parallel on both sides of the liquid crystal layer 54, and the electrodes A3 and A4 parallel to each other are provided on both sides of the liquid crystal layer 54 so as not to be parallel to the electrodes A1 and A2. The power source 58 provides a voltage to the electrodes on both sides of the liquid crystal layer 54, and changes the electric field of the liquid crystal layer 54 in the traveling direction of the light beam. In the first embodiment, the power source 58 is electrically connected to the electrodes A1 to A4 through the switches SW1 to SW4.

液晶層５４の光線屈折率が印加電場に関連する。したがって、この発明による光学システム５０は電源５８で電極Ａ１−Ａ４に電圧を印加し、液晶層５４の印加電場を変更するとともに、光線の屈折率を変化させることによって、光学システム５０のコマ収差を補正する。図６と図７を参照する。図６と図７はこの発明による光学システム５０の操作時における等価光学システム６０、７０を表す説明図である。図６によれば、電源５８はスイッチＳＷ１、ＳＷ３を通して電極Ａ１、Ａ３とそれぞれ電気的に接続される。電極Ａ３と液晶層５４の間隔距離が一致していないため、電源５８で電極Ａ１、Ａ３の間に電圧差を提供すると、電極Ａ１、Ａ３は光線の進行方向において液晶層５４に対し相違する印加電場を提供することとなる。したがって、液晶層５４は位置によって異なる屈折率を有する。この場合、光学システム５０のレンズは図６における等価レンズ６６に相当する。同じく、図７によれば、電源５８はスイッチＳＷ２、ＳＷ４を通して電極Ａ２、Ａ４とそれぞれ電気的に接続される。電極Ａ４と液晶層５４の間隔距離が一致していないため、電源５８で電極Ａ２、Ａ４の間に電圧差を提供すると、電極Ａ２、Ａ４は光線の進行方向において液晶層５４に対し相違する印加電場を提供することとなる。したがって、液晶層５４は位置によって異なる屈折率を有する。この場合、光学システム５０のレンズは図７における等価レンズ７６に相当する。図６と図７において、電源５８で電圧差を提供すると、光学システム５０のレンズは等価レンズ６６、７６に相当することとなる。そのため、この発明は、光線の進行方向を変化させることによって、保存媒体２１の傾斜角によるコマ収差を補正できる。したがって、保存媒体２１の傾斜角が大きくなると、この発明による光学システム５０は検知された収差に基づいて電源５８の出力電圧を決め、電源５８と電気的に接続される電極を選ぶことによって、液晶層５４の屈折率を変化させてコマ収差を補正し、光学システム５０の読み込み効率を向上させる。 The refractive index of the liquid crystal layer 54 is related to the applied electric field. Therefore, in the optical system 50 according to the present invention, the coma aberration of the optical system 50 is reduced by applying a voltage to the electrodes A1-A4 with the power source 58, changing the applied electric field of the liquid crystal layer 54, and changing the refractive index of the light beam. to correct. Please refer to FIG. 6 and FIG. 6 and 7 are explanatory views showing the equivalent optical systems 60 and 70 when the optical system 50 according to the present invention is operated. According to FIG. 6, the power source 58 is electrically connected to the electrodes A1 and A3 through the switches SW1 and SW3, respectively. Since the gap distance between the electrode A3 and the liquid crystal layer 54 does not match, if the power source 58 provides a voltage difference between the electrodes A1 and A3, the electrodes A1 and A3 are applied differently to the liquid crystal layer 54 in the light traveling direction. An electric field will be provided. Therefore, the liquid crystal layer 54 has a different refractive index depending on the position. In this case, the lens of the optical system 50 corresponds to the equivalent lens 66 in FIG. Similarly, according to FIG. 7, the power source 58 is electrically connected to the electrodes A2 and A4 through the switches SW2 and SW4, respectively. Since the gap distance between the electrode A4 and the liquid crystal layer 54 does not match, when the power source 58 provides a voltage difference between the electrodes A2 and A4, the electrodes A2 and A4 are applied differently with respect to the liquid crystal layer 54 in the light traveling direction. An electric field will be provided. Therefore, the liquid crystal layer 54 has a different refractive index depending on the position. In this case, the lens of the optical system 50 corresponds to the equivalent lens 76 in FIG. 6 and 7, when a voltage difference is provided by the power source 58, the lenses of the optical system 50 correspond to the equivalent lenses 66 and 76. Therefore, the present invention can correct coma aberration due to the inclination angle of the storage medium 21 by changing the traveling direction of the light beam. Therefore, when the tilt angle of the storage medium 21 is increased, the optical system 50 according to the present invention determines the output voltage of the power source 58 based on the detected aberration, and selects an electrode that is electrically connected to the power source 58. The coma is corrected by changing the refractive index of the layer 54 to improve the reading efficiency of the optical system 50.

図８を参照する。図８はこの発明の実施例２による光学システム８０を表す説明図である。光学システム８０は発光素子５２と、液晶層８４と、レンズ８６と、電源５８と、電極Ｂ１−Ｂ４と、スイッチＳＷ１−ＳＷ４を含む。実施例１による光学システム５０と異なり、光学システム８０において、電極Ｂ１−Ｂ４はレンズ８６の外部に設けられる。電極Ｂ１とＢ２はレンズ８６の両側に平行に設けられ、相互に平行する電極Ｂ３とＢ４は、電極Ｂ１、Ｂ２と平行しないようにレンズ８６の両側に設けられる。保存媒体２１の傾斜角が大きくなると、この発明による光学システム８０は検知された収差に基づいて電源５８の出力電圧を決め、電源５８と電気的に接続される電極を選ぶことによって、液晶層８４の屈折率を変化させてコマ収差を補正し、光学システム８０の読み込み効率を向上させる。 Please refer to FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing an optical system 80 according to Embodiment 2 of the present invention. The optical system 80 includes a light emitting element 52, a liquid crystal layer 84, a lens 86, a power source 58, electrodes B1-B4, and switches SW1-SW4. Unlike the optical system 50 according to the first embodiment, in the optical system 80, the electrodes B 1 to B 4 are provided outside the lens 86. The electrodes B1 and B2 are provided in parallel on both sides of the lens 86, and the electrodes B3 and B4 parallel to each other are provided on both sides of the lens 86 so as not to be parallel to the electrodes B1 and B2. When the tilt angle of the storage medium 21 is increased, the optical system 80 according to the present invention determines the output voltage of the power source 58 based on the detected aberration, and selects an electrode electrically connected to the power source 58, thereby selecting the liquid crystal layer 84. The coma aberration is corrected by changing the refractive index of the optical system 80 to improve the reading efficiency of the optical system 80.

図９を参照する。図９はこの発明の実施例３による光学システム９０を表す説明図である。光学システム９０は発光素子５２と、液晶層９４と、レンズ９６と、電源５８と、電極Ｃ１−Ｃ４と、スイッチＳＷ１−ＳＷ４を含む。実施例１による光学システム５０と異なり、光学システム９０において、電極Ｃ２、Ｃ３はレンズ９６の外部に設けられ、電極Ｃ１、Ｃ４はレンズ９６の内部に設けられる。電極Ｃ１とＣ２はレンズ９６の内部と外部に平行に設けられ、相互に平行する電極Ｃ３とＣ４は、電極Ｃ１、Ｃ２と平行しないようにレンズ９６の外部と内部に設けられる。保存媒体２１の傾斜角が大きくなると、この発明による光学システム９０は検知された収差に基づいて電源５８の出力電圧を決め、電源５８と電気的に接続される電極を選ぶことによって、液晶層９４の屈折率を変化させてコマ収差を補正し、光学システム８０の読み込み効率を向上させる。 Please refer to FIG. FIG. 9 is an explanatory view showing an optical system 90 according to Embodiment 3 of the present invention. The optical system 90 includes a light emitting element 52, a liquid crystal layer 94, a lens 96, a power source 58, electrodes C1-C4, and switches SW1-SW4. Unlike the optical system 50 according to the first embodiment, in the optical system 90, the electrodes C2 and C3 are provided outside the lens 96, and the electrodes C1 and C4 are provided inside the lens 96. The electrodes C1 and C2 are provided parallel to the inside and the outside of the lens 96, and the electrodes C3 and C4 parallel to each other are provided outside and inside the lens 96 so as not to be parallel to the electrodes C1 and C2. When the tilt angle of the storage medium 21 is increased, the optical system 90 according to the present invention determines the output voltage of the power source 58 based on the detected aberration, and selects the electrode electrically connected to the power source 58, thereby selecting the liquid crystal layer 94. The coma aberration is corrected by changing the refractive index of the optical system 80, and the reading efficiency of the optical system 80 is improved.

図１０を参照する。図１０はこの発明の実施例４による光学システム１００を表す説明図である。光学システム１００は発光素子５２と、液晶層１０４と、レンズ１０６と、パシベーション膜１０３と、電源５８と、電極Ｄ１−Ｄ４と、スイッチＳＷ１−ＳＷ４を含む。実施例１による光学システム５０と異なり、光学システム１００はパシベーション膜１０３を有し、その液晶層１０４はレンズ１０６の外部に設けられる。電極Ｄ２、Ｄ３はレンズ１０６の外部に設けられ、電極Ｄ１、Ｄ４はレンズ１０６の内部に設けられる。電極Ｄ１とＤ２はレンズ１０６の内部と外部に平行に設けられ、相互に平行する電極Ｄ３とＤ４は、電極Ｄ１、Ｄ２と平行しないようにレンズ１０６の外部と内部に設けられる。保存媒体２１の傾斜角が大きくなると、この発明による光学システム１００は検知された収差に基づいて電源５８の出力電圧を決め、電源５８と電気的に接続される電極を選ぶことによって、液晶層１０４の屈折率を変化させてコマ収差を補正し、光学システム１００の読み込み効率を向上させる。 Please refer to FIG. FIG. 10 is an explanatory view showing an optical system 100 according to Embodiment 4 of the present invention. The optical system 100 includes a light emitting element 52, a liquid crystal layer 104, a lens 106, a passivation film 103, a power source 58, electrodes D1-D4, and switches SW1-SW4. Unlike the optical system 50 according to the first embodiment, the optical system 100 includes a passivation film 103, and the liquid crystal layer 104 is provided outside the lens 106. The electrodes D2 and D3 are provided outside the lens 106, and the electrodes D1 and D4 are provided inside the lens 106. The electrodes D1 and D2 are provided parallel to the inside and outside of the lens 106, and the electrodes D3 and D4 parallel to each other are provided outside and inside the lens 106 so as not to be parallel to the electrodes D1 and D2. When the inclination angle of the storage medium 21 increases, the optical system 100 according to the present invention determines the output voltage of the power source 58 based on the detected aberration, and selects the electrode electrically connected to the power source 58, thereby selecting the liquid crystal layer 104. The coma aberration is corrected by changing the refractive index of the optical system 100, and the reading efficiency of the optical system 100 is improved.

図１１を参照する。図１１はこの発明の実施例５による光学システム１１０を表す説明図である。光学システム１１０は発光素子５２と、液晶層１１４と、レンズ１１６と、パシベーション膜１１３と、電源５８と、電極Ｅ１−Ｅ４と、スイッチＳＷ１−ＳＷ４を含む。実施例１による光学システム５０と異なり、光学システム１１０はパシベーション膜１１３を有し、その液晶層１１４と電極Ｅ１−Ｅ４はいずれもレンズ１１６の外部に設けられる。電極Ｅ１とＥ２はレンズ１１６の両側に平行に設けられ、相互に平行する電極Ｅ３とＥ４は、電極Ｅ１、Ｅ２と平行しないようにレンズ１１６の両側に設けられる。保存媒体２１の傾斜角が大きくなると、この発明による光学システム１１０は検知された収差に基づいて電源５８の出力電圧を決め、電源５８と電気的に接続される電極を選ぶことによって、液晶層１１４の屈折率を変化させてコマ収差を補正し、光学システム１１０の読み込み効率を向上させる。 Please refer to FIG. FIG. 11 is an explanatory view showing an optical system 110 according to Embodiment 5 of the present invention. The optical system 110 includes a light emitting element 52, a liquid crystal layer 114, a lens 116, a passivation film 113, a power source 58, electrodes E1-E4, and switches SW1-SW4. Unlike the optical system 50 according to the first embodiment, the optical system 110 includes a passivation film 113, and the liquid crystal layer 114 and the electrodes E 1 to E 4 are both provided outside the lens 116. The electrodes E1 and E2 are provided in parallel on both sides of the lens 116, and the electrodes E3 and E4 parallel to each other are provided on both sides of the lens 116 so as not to be parallel to the electrodes E1 and E2. When the tilt angle of the storage medium 21 is increased, the optical system 110 according to the present invention determines the output voltage of the power source 58 based on the detected aberration, and selects the electrode electrically connected to the power source 58, thereby selecting the liquid crystal layer 114. The coma aberration is corrected by changing the refractive index of the optical system 110, and the reading efficiency of the optical system 110 is improved.

この発明による光学システム５０、８０−１１０の電極として酸化インジウムすずを採用しうる。透明材料である酸化インジウムすずは、光線の進行を妨害しない特長を有する。なお、光学システム５０、８０−１１０は従来のＣＤ、ＤＶＤドライブまたはＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤドライブである。電源５８はスイッチＳＷ１−ＳＷ４またはその他の手段を通して、対応する電極と電気的に接続される。弾力性のある収差補正を提供するためには、光学システムの特性に応じて電極セットの電極を種々の角度を持たせるように設けることが可能である。 Indium tin oxide may be employed as the electrode of the optical system 50, 80-110 according to the present invention. Indium tin oxide, which is a transparent material, has a feature that does not hinder the progress of light. The optical systems 50 and 80-110 are conventional CD and DVD drives or BD and HD-DVD drives. The power source 58 is electrically connected to the corresponding electrode through the switches SW1-SW4 or other means. In order to provide elastic aberration correction, the electrodes of the electrode set can be provided at various angles depending on the characteristics of the optical system.

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。 The above is a preferred embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention. Therefore, any modifications or changes that can be made by those skilled in the art, which are made within the spirit of the present invention and have an equivalent effect on the present invention, shall belong to the scope of the claims of the present invention. To do.

種々の保存媒体の規格を表す表である。It is a table | surface showing the specification of various storage media. アメリカ公開特許US2004/0042356号に掲げられる光学システムを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the optical system hung up by the US public patent US2004 / 0042356. アメリカ公開特許US2002/0067672号に掲げられる光学システムを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the optical system hung up by the US public patent US2002 / 0067672. アメリカ公開特許US2004/0125711号に掲げられる光学システムを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the optical system hung up by the US public patent US2004 / 0125711. この発明の実施例１による光学システムを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the optical system by Example 1 of this invention. 図５における光学システム操作時の第一等価図である。FIG. 6 is a first equivalent diagram when operating the optical system in FIG. 5. 図５における光学システム操作時の第二等価図である。FIG. 6 is a second equivalent diagram when operating the optical system in FIG. 5. この発明の実施例２による光学システムを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the optical system by Example 2 of this invention. この発明の実施例３による光学システムを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the optical system by Example 3 of this invention. この発明の実施例４による光学システムを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the optical system by Example 4 of this invention. この発明の実施例５による光学システムを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the optical system by Example 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０、１２、４２、５２発光素子
１４、４５光学センサー
２０、５０、８０、９０、１００、１１０光学システム
２１保存媒体
２２、３０、４０光学ピックアップヘッド
２４、４３スピンドルモーター
２６傾斜補正器
２７ＬＰＰ信号発生器
２８ＲＦ信号発生器
３１コンフラックスレンズ
３２コリメーターレンズ
３３ゲート
３５ＰＢＳ
３６、４６、５４、８４、９４、１０４、１１４液晶層
３７対物レンズ
３８アクチュエーター
４７制御回路
５５上レンズ
５６、８６、９６、１０６、１１６、Ｌ１−Ｌ３レンズ
５７下レンズ
５８電源
６６、７６等価レンズ
６０、７０等価光学システム
１０３、１１３パシベーション膜
Ａ１−Ａ４、Ｂ１−Ｂ４、Ｃ１−Ｃ４、電極
Ｄ１−Ｄ４、Ｅ１−Ｅ４、
ＩＴＯ_１、ＩＴＯ_２酸化インジウムすず電極
ＳＷ１−ＳＷ４スイッチ 10, 12, 42, 52 Light-emitting element 14, 45 Optical sensor 20, 50, 80, 90, 100, 110 Optical system 21 Storage medium 22, 30, 40 Optical pickup head 24, 43 Spindle motor 26 Tilt corrector 27 LPP signal Generator 28 RF signal generator 31 Conflux lens 32 Collimator lens 33 Gate 35 PBS
36, 46, 54, 84, 94, 104, 114 Liquid crystal layer 37 Objective lens 38 Actuator 47 Control circuit 55 Upper lens 56, 86, 96, 106, 116, L1-L3 lens 57 Lower lens 58 Power supply 66, 76 Equivalent lens 60, 70 Equivalent optical system 103, 113 Passivation film A1-A4, B1-B4, C1-C4, Electrode D1-D4, E1-E4,
ITO _1, ITO ₂ indium tin oxide electrodes SW1-SW4 switch

Claims

収差を補正できる集光装置であって、
保存媒体に保存されるデータを読み込むための光線を保存媒体に集束するレンズと、
集光装置が光線を保存媒体に集束する光路に設けられ、レンズと結合する液晶層と、
液晶層の両側に設けられ、液晶層の電場を変化させる両電極からなる電極セットとを含むことを特徴とする集光装置。 A condensing device capable of correcting aberrations,
A lens for focusing the light beam for reading the data stored in the storage medium on the storage medium;
A condensing device is provided in the optical path for focusing the light beam on the storage medium, and a liquid crystal layer coupled to the lens;
A condensing device comprising: an electrode set including both electrodes provided on both sides of the liquid crystal layer and changing an electric field of the liquid crystal layer.

前記電極セットは、
液晶層の第一側に平行するように液晶層の第一側に設けられる第一電極と、
第一電極に平行しないように液晶層の第二側に設けられる第二電極とを含むことを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The electrode set is
A first electrode provided on the first side of the liquid crystal layer so as to be parallel to the first side of the liquid crystal layer;
The condensing device according to claim 1, further comprising: a second electrode provided on a second side of the liquid crystal layer so as not to be parallel to the first electrode.

前記電極セットは更に、
液晶層の第二側に平行するように液晶層の第二側に設けられる第三電極と、
第三電極に平行しないように液晶層の第一側に設けられる第四電極とを含むことを特徴とする請求項２記載の集光装置。 The electrode set further includes
A third electrode provided on the second side of the liquid crystal layer so as to be parallel to the second side of the liquid crystal layer;
The condensing device according to claim 2, further comprising a fourth electrode provided on the first side of the liquid crystal layer so as not to be parallel to the third electrode.

前記第一電極が第三電極に平行することを特徴とする請求項３記載の集光装置。 The condensing device according to claim 3, wherein the first electrode is parallel to the third electrode.

前記第二電極が第四電極に平行することを特徴とする請求項３記載の集光装置。 The condensing device according to claim 3, wherein the second electrode is parallel to the fourth electrode.

前記集光装置は更に、４個の電極にカップリングされ、第一電極と第二電極の間と、第三電極と第四電極の間に電圧差を提供する電源を含むことを特徴とする請求項３記載の集光装置。 The concentrator further includes a power source coupled to four electrodes and providing a voltage difference between the first electrode and the second electrode and between the third electrode and the fourth electrode. The light collecting device according to claim 3.

前記電極セットが酸化インジウムすずを含むことを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein the electrode set includes indium tin oxide.

前記液晶層がレンズ内に設けられることを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is provided in a lens.

前記液晶層と電極セットがレンズ内に設けられることを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer and the electrode set are provided in a lens.

前記液晶層と電極セットのうち１個の電極はレンズ内に設けられ、電極セットのその他の電極はレンズ外に設けられることを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein one electrode of the liquid crystal layer and the electrode set is provided in a lens, and the other electrode of the electrode set is provided outside the lens.

前記液晶層はレンズ内に設けられ、前記電極セットはレンズ外に設けられることを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is provided in a lens, and the electrode set is provided outside the lens.

前記液晶層がレンズ外に設けられることを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is provided outside the lens.

前記液晶層と電極セットがレンズ外に設けられることを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer and the electrode set are provided outside the lens.

前記液晶層と電極セットのうち１個の電極はレンズ外に設けられ、電極セットのその他の電極はレンズ内に設けられることを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein one electrode of the liquid crystal layer and the electrode set is provided outside the lens, and the other electrode of the electrode set is provided inside the lens.

前記集光装置が光学ピックアップヘッドの対物レンズであることを特徴とする請求項１記載の集光装置。 The condensing device according to claim 1, wherein the condensing device is an objective lens of an optical pickup head.

収差を補正できる光学読み込み装置であって、
光線を提供する発光素子と、
保存媒体に保存されるデータを読み込むための発光素子による光線を保存媒体に集束するレンズと、
発光素子から保存媒体までの光路に設けられる液晶層と、
発光素子から保存媒体までの光路に設けられ、液晶層の電場を変化させる電極からなる電極セットとを含み、該電極セットは、
液晶層の第一側に平行するように液晶層の第一側に設けられる第一電極と、
第一電極に平行しないように液晶層の第二側に設けられる第二電極とを含むことを特徴とする光学読み込み装置。 An optical reader capable of correcting aberrations,
A light emitting device for providing light;
A lens for focusing the light beam by the light emitting element for reading data stored in the storage medium on the storage medium;
A liquid crystal layer provided in the optical path from the light emitting element to the storage medium;
An electrode set that is provided in an optical path from the light emitting element to the storage medium and includes an electrode that changes an electric field of the liquid crystal layer, and the electrode set includes:
A first electrode provided on the first side of the liquid crystal layer so as to be parallel to the first side of the liquid crystal layer;
And a second electrode provided on the second side of the liquid crystal layer so as not to be parallel to the first electrode.

前記電極セットは更に、
液晶層の第二側に平行するように液晶層の第二側に設けられる第三電極と、
第三電極に平行しないように液晶層の第一側に設けられる第四電極とを含むことを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The electrode set further includes
A third electrode provided on the second side of the liquid crystal layer so as to be parallel to the second side of the liquid crystal layer;
The optical reading device according to claim 16, further comprising a fourth electrode provided on the first side of the liquid crystal layer so as not to be parallel to the third electrode.

前記第一電極が第三電極に平行することを特徴とする請求項１７記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 17, wherein the first electrode is parallel to the third electrode.

前記第二電極が第四電極に平行することを特徴とする請求項１７記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 17, wherein the second electrode is parallel to the fourth electrode.

前記光学読み込み装置は更に、４個の電極にカップリングされ、第一電極と第二電極の間と、第三電極と第四電極の間に電圧差を提供する電源を含むことを特徴とする請求項１７記載の光学読み込み装置。 The optical reader further includes a power source coupled to four electrodes and providing a voltage difference between the first electrode and the second electrode and between the third electrode and the fourth electrode. The optical reading device according to claim 17.

前記光学読み込み装置は更に、
発光素子による光線の保存媒体におけるコマ収差を検知する検知器と、
電極セットに電気的に接続され、検知器に検知されたコマ収差に基づいて電極セットに印加される電圧を更新する制御装置とを含むことを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reader further includes
A detector for detecting coma aberration in the storage medium of the light beam by the light emitting element;
The optical reading device according to claim 16, further comprising a control device that is electrically connected to the electrode set and updates a voltage applied to the electrode set based on coma detected by the detector.

前記発光素子がレーザーダイオードを含むことを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein the light emitting element includes a laser diode.

前記光学読み込み装置はＨＤ−ＤＶＤドライブまたはブルーレイディスクドライブの光学ピックアップヘッドを含むことを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein the optical reading device includes an optical pickup head of an HD-DVD drive or a Blu-ray disc drive.

前記電極セットの材料が酸化インジウムすずを含むことを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein a material of the electrode set includes indium tin oxide.

前記液晶層がレンズ内に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein the liquid crystal layer is provided in a lens.

前記液晶層と電極セットがレンズ内に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein the liquid crystal layer and the electrode set are provided in a lens.

前記液晶層と電極セットのうち１個の電極はレンズ内に設けられ、電極セットのその他の電極はレンズ外に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 17. The optical reading device according to claim 16, wherein one of the liquid crystal layer and the electrode set is provided in a lens, and the other electrode of the electrode set is provided outside the lens.

前記液晶層はレンズ内に設けられ、前記電極セットはレンズ外に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein the liquid crystal layer is provided in a lens, and the electrode set is provided outside the lens.

前記液晶層がレンズ外に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein the liquid crystal layer is provided outside the lens.

前記液晶層と電極セットがレンズ外に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein the liquid crystal layer and the electrode set are provided outside the lens.

前記液晶層と電極セットのうち１個の電極はレンズ外に設けられ、電極セットのその他の電極はレンズ内に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光学読み込み装置。 The optical reading device according to claim 16, wherein one electrode of the liquid crystal layer and the electrode set is provided outside the lens, and the other electrode of the electrode set is provided inside the lens.