WO2005106865A1 - 収差補正装置、収差補正方法、光ピックアップ - Google Patents

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Masakazu Ogasawara
Shinichi Fujinoki
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Pioneer Corporation
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    • G11B7/0956—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for discs, e.g. for compensation of eccentricity or wobble to compensate for tilt, skew, warp or inclination of the disc, i.e. maintain the optical axis at right angles to the disc

Definitions

  • the present invention relates to an aberration correction device, an aberration correction method, and an optical pickup.
  • an aberration correction device using a liquid crystal panel As a device for dynamically performing aberration correction of an imaging optical system, an aberration correction device using a liquid crystal panel is known.
  • a transparent electrode of a liquid crystal panel is formed by a divided region having a pattern capable of correcting aberration, and a phase difference for each divided region is given to a light beam passing through the liquid crystal panel by an electro-optic effect of the liquid crystal panel.
  • aberration correction is performed.
  • Such an aberration correction apparatus focuses a light beam emitted from a light source on a recording surface of an optical information recording medium, and forms an image of reflected light from the recording surface on a detection surface of a detector. It is applied to an up-forming optical system.
  • this imaging optical system coma aberration caused by tilting of the optical information recording medium, spherical aberration caused by thickness error of the optical information recording medium, etc., and astigmatism caused by distortion of optical pickup optical components, etc., occur.
  • These aberrations have a great effect on the recording / reproducing performance, and these three types of aberrations are to be corrected by the above-described aberration corrector.
  • the wavefront aberration distribution of each aberration on the pupil plane of the objective lens is obtained, and the image is formed according to the wavefront aberration distribution.
  • An electrode pattern composed of divided areas is formed on the transparent electrode of the liquid crystal panel inserted into the optical system.
  • a pair of optical pickups provided with a laser light source, an objective lens, and a liquid crystal panel provided on the optical axis of a laser beam and provided with aberration correction means.
  • One transparent electrode of a liquid crystal panel consisting of transparent electrodes is the first electrode divided into a shape corresponding to the wavefront aberration distribution of coma aberration on the pupil plane of the objective lens, and the other transparent electrode is corrected for spherical aberration It is described that the second electrode is divided into a pattern shape having an aperture function.
  • Patent Document 1 discloses one transparent electrode in a liquid crystal panel serving as aberration correction means. It describes that a pole is divided into a pattern shape corresponding to a wavefront aberration distribution of coma aberration on a pupil plane of an objective lens and a pattern shape for correcting spherical aberration.
  • Patent Document 2 describes an aberration correction apparatus using a similar liquid crystal panel, and divides a light beam passage area in the liquid crystal panel into a plurality of regions in accordance with the distribution of astigmatism.
  • a voltage corresponding to the direction of astigmatism to be corrected is applied to the electrodes provided in each of the divided regions, and the astigmatism is corrected for the light beam passing through each of the divided regions according to the change in the voltage. It is described that a phase difference is provided.
  • Patent Document 1 JP-A-10-289465
  • Patent Document 2 JP 2000-40249 A
  • each of a pair of transparent electrodes of the liquid crystal panel is If a divided region of the electrode pattern that corrects different aberrations is formed, two types of aberrations cannot be corrected.
  • Patent Document 1 when one transparent electrode in a liquid crystal panel including a pair of transparent electrodes is divided so as to correspond to two types of aberration correction, two types of transparent electrodes are not necessarily used. It is not possible to form an appropriate divided region for both aberrations.
  • a circular division area having a diaphragm function for correcting spherical aberration is divided into three parts in a direction perpendicular to an inclination estimation direction of an optical information recording medium, and divided into parts for coma aberration correction. According to this, when a circular divided region having a diaphragm function is sized to be suitable for spherical aberration correction, coma aberration correction is performed.
  • a finely divided electrode pattern is formed on at least one of the transparent electrode sides. It is also conceivable to form divided regions necessary for correcting a plurality of aberrations by combining fine electrode patterns. However, this leads to a problem that the electrode structure becomes complicated, and it becomes difficult to control the parts that interfere with each other by correcting different differences.
  • the present invention is directed to addressing such a problem as an example. Ie
  • each of the pair of transparent electrodes of the electro-optical panel can form a divided region divided into electrode patterns suitable for correcting aberrations, and the electrode structure of the transparent electrode composed of the divided regions can be realized. It is an object of the present invention that the control of the voltage applied to the divided region can be simplified as much as possible.
  • an aberration correction apparatus, an aberration correction method, and an optical pickup according to the present invention include at least a configuration according to the following independent claims.
  • the electro-optical panel includes a pair of transparent electrodes.
  • the electrode is formed by a divided region divided into an electrode pattern that enables a plurality of types of aberration correction, and forms one part of one type of the divided region relating to one type of aberration correction on one of the transparent electrodes.
  • an aberration correction apparatus characterized by forming the remaining portion of the one type of divided area for aberration correction.
  • the electro-optical panel includes a pair of transparent electrodes, and the transparent electrodes perform a plurality of types of aberration correction. A part of a divided region related to correction of coma aberration and a divided region related to correction of astigmatism are formed on one of the transparent electrodes, and the transparent electrode is formed by one of the transparent electrodes.
  • An aberration correction apparatus characterized in that, on the other side, a remaining portion of a divided region for correcting coma aberration and a divided region for correcting spherical aberration are formed.
  • [0015] An optical pickup that focuses a light beam emitted from a light source on a recording surface of an optical information recording medium and forms reflected light of the recording surface force on a detection surface of a detector.
  • the electro-optical panel includes a pair of transparent electrodes, and the transparent electrodes perform a plurality of types of aberration correction.
  • a voltage is applied to a part of a divided region formed on one of the pair of transparent electrodes and associated with correction of coma aberration, at least at the time of coma aberration correction. And applying a voltage to the remaining portion of the divided region for correcting coma formed on the other of the pair of transparent electrodes.
  • an imaging optical system for converging a light beam emitted from a light source on a recording surface of an optical information recording medium and imaging reflected light having a recording surface force on a detection surface of a detector.
  • an electro-optical panel for correcting aberration of the imaging optical system is inserted into the imaging optical system, the electro-optical panel includes a pair of transparent electrodes, and the transparent electrodes include a plurality of types of transparent electrodes.
  • a part of the transparent electrode is formed by a divided region divided into an electrode pattern that enables aberration correction, and a part of a divided region related to correction of coma aberration and a divided region related to correction of astigmatism are formed on one of the transparent electrodes.
  • An optical pickup characterized in that the other of the transparent electrodes is formed with a remaining portion of a divided region for correcting coma aberration and a divided region for correcting spherical aberration.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration example of an optical pickup including an aberration correction device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a structure of a liquid crystal panel (electro-optical panel) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a distribution of occurrence of coma.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an electrode pattern for correcting coma aberration.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a distribution of astigmatism.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an electrode pattern related to correction of astigmatism.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a distribution of spherical aberration.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing an electrode pattern relating to correction of spherical aberration.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an electrode pattern of the aberration correction device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a voltage application pattern to the aberration correction device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a drive control unit that drives and controls a liquid crystal panel (electro-optical panel) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating voltage-phase characteristics of a liquid crystal panel.
  • FIG. 13 is a comparative example for explaining the aberration correction performance of the aberration correction device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a graph for explaining the aberration correction performance of the aberration correction device according to the embodiment of the present invention.
  • the aberration correction device and the aberration correction method according to the embodiment of the present invention are suitable for an optical pickup, the following description will be made taking an example of application to an optical pickup.
  • the aberration correction device and the aberration correction method are not particularly limited to these.
  • a liquid crystal panel will be described as an example of the electro-optical panel of the aberration correction device.
  • the electro-optical panel in the embodiment of the present invention includes a pair of transparent electrodes, and a voltage is applied to the transparent electrodes. It is not particularly limited to the liquid crystal panel if it can adjust the phase difference of the transmitted light beam.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration example of an optical pickup including an aberration correction device according to one embodiment of the present invention.
  • This optical pickup focuses a light beam L emitted from a light source 1 such as a red (wavelength: 650 nm) LD (Laser Diode) on a recording surface 2a of an optical information recording medium 2 such as an optical disk, and records the light beam L on the recording surface 2a. Reflected light L from 2a forms an image on detection surface 3a of detector 3.
  • a light source 1 such as a red (wavelength: 650 nm) LD (Laser Diode)
  • LD Laser Diode
  • Imaging optical system object lens 4A, collimator lens 4B, and condenser lens 4C to make the light beam L and the reflected light L split.
  • the linearly polarized light beam transmitted through the polarization beam splitter 5 passes through a 1/4 ⁇ wave plate 6 in which the plane of polarization of the linearly polarized light and the crystal axis intersect at an angle of 45 °.
  • the reflected light L2 which becomes circularly polarized light, is condensed by the objective lens 4 °, and reflected by the recording surface 2a, passes through the 1/4 ⁇ wave plate again, becomes linearly polarized light, and reaches the polarization beam splitter 5. At this time, the polarization axis of the reflected light L is rotated by 90 ° with respect to the polarization axis of the light beam L.
  • the reflected light L is reflected by the polarization beam splitter 5 and directed to the detector 3.
  • a liquid crystal panel (electro-optical panel) 10 for correcting aberration of the imaging optical system is inserted into the imaging optical system of such an optical pickup. Further, a drive control unit 8 for controlling the driving of the liquid crystal panel 10 is provided, whereby the output from the detector 3 (or the output from a tilt sensor or the like for detecting the tilt of the optical information recording medium 2) is provided. Thus, the voltage applied to the liquid crystal panel 10 is controlled.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the structure of the liquid crystal panel 10 according to the embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal panel 10 includes at least a pair of transparent electrodes 12a and 12b.
  • the transparent electrodes 12a and 12b are formed on opposing surfaces of the pair of transparent substrates 11a and lib, and liquid crystal molecules are formed on the opposing surfaces.
  • Alignment films 13a and 13b for giving a predetermined molecular orientation to M are formed, and a liquid crystal layer 14 having birefringence such as a nematic liquid crystal is sealed between the alignment films 13a and 13b.
  • aberrations that cause a problem in the image forming optical system of the optical pickup include coma caused by the inclination of the optical information recording medium 2 and a thickness error of the optical information recording medium 2.
  • FIG. 3 shows the distribution of occurrence of coma.
  • This figure shows the distribution of the occurrence of coma as a value on the pupil plane of the objective lens 4A, and shows the focal spot of the light beam L when the optical information recording medium 2 is tilted by + 1 °.
  • FIG. 5 is a diagram showing boundaries between the respective regions A to K indicated by a range width of 50 nm above and below a region ⁇ having a range of m to +25 nm.
  • X -X is the direction in which the optical information recording medium 2 tilts.
  • the transparent electrodes 12a (12b) of the liquid crystal panel 10 The formed electrode pattern forms a divided region having a shape along the aberration distribution shown in FIG. 3, and a voltage applied to this divided region is generated in each divided region so as to cancel the aberration. It can give a phase difference to the light beam.
  • FIG. 4 shows the electrode pattern. As shown in the figure, an electrode pattern suitable for correcting coma aberration is composed of five divided areas E to E (4A is the aperture pupil of the objective lens). Minute
  • the split region E is a region including the aberration power ⁇ , and the split regions E and E are large on the + side.
  • FIGS. 5A to 5C show the distribution of astigmatism on the pupil plane of the objective lens 4A.
  • FIG. 3A shows the astigmatism distribution around the optical axis, and the dark portion indicates a region with large astigmatism.
  • FIGS. 7B and 7C show a Yla-Ylb section and an Xla-Xlb section in FIG. 7A, respectively.
  • the distribution of astigmatism in the pupil plane of the objective lens 4A is symmetric with respect to the Xla-Xlb axis and the Yla-Ylb axis, and the aberration amount increases toward the periphery. The amount of aberration decreases at an angle of 45 ° with the axis.
  • This astigmatism distribution is not unique to each imaging optical system.
  • An optical system with astigmatism has a distribution pattern with the same force. The direction differs depending on the optical system. Axis, Yla—Ylb axis is rotated by the optical system. The amount and direction of astigmatism vary depending on the optical system.
  • the electrode pattern formed on the transparent electrode 12a (12b) of the liquid crystal panel 10 has a divided area having a shape corresponding to the aberration distribution shown in FIG.
  • a phase difference can be given to the luminous flux so as to cancel the difference occurring in each divided region.
  • FIG. 6 shows the electrode pattern.
  • an electrode pattern appropriate for correcting astigmatism has, for example, nine divided areas E to E with respect to the aperture pupil 4A of the objective lens 4A.
  • One divided area E has a circular shape corresponding to the center of the aperture pupil 4A.
  • Each of the other divided areas E to E is a pattern radially divided around its outer periphery.
  • AS1 AS 5 AS 2 AS 6 AS 3 AS 7 AS 4 AS 8 are arranged symmetrically to the center and face each other.By selecting these pairs and applying the same polarity voltage, it is possible to respond to the specific direction of astigmatism It is possible to correct aberrations.
  • FIG. 7 shows the distribution of spherical aberration on the pupil plane of the objective lens 4A.
  • This spherical aberration shows a symmetric distribution around the center O of the aperture pupil 4A, and the circumference of the center O and the aperture pupil 4A0.
  • FIG. 8 shows an electrode pattern capable of correcting the spherical aberration.
  • This electrode pattern forms a divided region having a shape corresponding to the aberration distribution shown in FIG. 7, and is designed to cancel the aberration generated in each divided region by applying a voltage to this divided region. It can give a phase difference to the light beam. That is, the divided area at this time is a circular pattern divided area E corresponding to the center of the aperture pupil 4A of the objective lens 4A.
  • the divided area E of 0 S and its surrounding annular pattern, and the divided area E of the surrounding area are included.
  • the liquid crystal panel 10 in the aberration correction device can effectively correct three types of aberrations (coma, astigmatism, and spherical aberration) with one liquid crystal panel 10.
  • the electrode pattern of the transparent electrodes 12a and 12b is formed on one of the transparent electrodes 12a and 12b as a part of one type of divided region relating to aberration correction, and the electrode pattern is formed on the other of the transparent electrodes 12a and 12b. The remaining portion of the divided region for one type of aberration correction is formed.
  • FIGS. 9 (a) and 9 (b) show specific electrode patterns of the transparent electrodes 12a and 12b.
  • FIG. 3A shows one electrode pattern of the transparent electrodes 12a and 12b
  • FIG. 3B shows the other electrode pattern of the transparent electrodes 12a and 12b.
  • a substantially circular pattern E is formed at the center of 0, and this is divided into three divided areas E, ⁇ , ⁇ .
  • An area outside the substantially circular pattern ⁇ which forms a part of a divided area for coma aberration correction.
  • the substantially circular pattern ⁇ and the divided areas ⁇ , ,, ⁇ are coma aberrations shown in FIG.
  • the central force of the aperture pupil 4A is also divided at substantially equal intervals with respect to the peripheral portion.
  • the divided areas E to E arranged symmetrically are set as follows, and the divided areas E and E, ⁇ and E
  • ⁇ and ⁇ , and ⁇ and ⁇ are arranged so that they face each other and are symmetric
  • a circular pattern divided region E is formed at the center of the aperture pupil 4A of the objective lens 4 as a spherical aberration divided region.
  • a divided area E which also has a concentric circular pattern force, is formed.
  • the remaining part (E, ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of the divided area related to the correction is formed.
  • the split area E is set to be suitable for spherical aberration correction, and the area outside the area is used.
  • the divided areas E, ⁇ , ⁇ , ,, , ,, ⁇ , ⁇ relating to the correction of coma aberration are separated into two sets, and the divided areas ⁇ , ⁇
  • ⁇ are formed on one of the transparent electrodes 12a, 12b, and the divided areas E, E, E, E are transparent.
  • FIG. 10 shows a voltage application pattern to the liquid crystal panel 10 according to the above-described embodiment.
  • FIG. 4A shows a voltage application pattern when correcting coma aberration
  • FIG. 4B shows a voltage application pattern when correcting spherical aberration
  • FIG. 4C shows a voltage application pattern when correcting astigmatism. .
  • a voltage is applied to the above-described divided region E. As shown in FIG.
  • FIG. 11 shows a configuration example of the drive control unit 8 that drives and controls the liquid crystal panel 10 described above.
  • the drive control unit 8 includes a controller 80 that controls the reproduction signal (RF, PushPull, LPP, etc.) from the detector 3 and the input force of the CPU.
  • a bias voltage generator 82 that outputs a bias voltage based on the stored memory 81 and an output from the controller 80, and a coma aberration correction control that outputs a coma aberration correction control voltage based on the output from the controller 80.
  • the voltage generation unit 83 outputs the astigmatism correction control voltage based on the output from the controller 80.
  • the astigmatism correction control voltage generation unit 84 outputs the astigmatism correction control voltage based on the output from the controller 80.
  • the bias voltage output from the spherical aberration correction control voltage generator 85 and the bias voltage generator 82 is added to the output from the coma aberration correction control voltage generator 83 and the output from the astigmatism correction control voltage generator 84.
  • the output power from the coma aberration correction control voltage generation unit 83 and the astigmatism correction control voltage generation unit 84 to which the bias voltage has been added is a divided region formed on one of the pair of transparent electrodes 12a and 12b.
  • the output from the coma aberration correction control voltage generator 83 and the output from the spherical aberration correction control voltage generator 85 to which the bias voltage has not been added and which is output through the moving unit 87 Is output to each of the divided regions (E 1, E 2, E 3, E 2) formed on the other of the pair of transparent electrodes 12a and 12b.
  • the divided area E is in the ground state.
  • the voltage phase difference characteristic of the liquid crystal panel 10 has a limited operating range (dynamic range) that can be linearly approximated as shown in FIG.
  • the bias voltage V is set near the center of the dynamic range.
  • the difference ( ⁇ a ⁇ c) can be controlled, and the control voltage Vb lower than the bias voltage V
  • the bias voltage V is applied, so that the bias voltage V is added and a coma aberration correction control voltage that is not c c is applied.
  • Astigmatism is an aberration mainly caused by component accuracy and assembly accuracy of an optical pickup. This correction is performed by an objective lens in an optical pickup assembly process. This is done by observing the beam spot focused by 4A. If there is astigmatism, the beam spot to be condensed into a circle becomes elliptical.Observing this, the direction and magnitude of the ellipse and the degree of deformation are measured, and the direction and magnitude of the astigmatism are measured. The value is stored in the memory 81. Actually, a voltage is selectively applied to the divided areas E to E with respect to the elliptical beam spot so that the beam spot becomes circular.
  • the controller 80 reads the value from the memory 81 and outputs the value to the astigmatism correction control voltage generator 84, where the correction control voltage is generated.
  • the control voltage obtained by adding the aforementioned bias voltage V to the voltage is the transparent electrode 12a.
  • the spherical aberration is mainly caused by an error in the thickness of the cover layer of the optical information recording medium 2, and this correction is performed by reproducing the optical information recording medium 2 with an optical pickup. This is performed based on the magnitude of the reproduced signal, jitter, error rate, and the like.
  • a signal from the detector 3 causes the controller 80 to control the spherical aberration correction control.
  • the spherical aberration correction control voltage is set so that the amplitude value of the tracking error signal or the wobble signal reproduced by applying the focus servo to the optical information recording medium 2 is maximized. Then, this spherical aberration correction control voltage (the bias voltage V is added
  • a phase difference is given to the luminous flux passing through the division area E by applying the voltage, so that the spherical aberration
  • FIG. 13 is a comparative example for explaining the aberration correction performance of the aberration correction device according to the embodiment of the present invention.
  • an electrode pattern for coma aberration correction is formed only in the divided areas E 1 and E and formed on only one transparent electrode.
  • Figure 14 shows optical information
  • FIG. 6 is a graph comparing the amount of wavefront aberration (coma aberration) with respect to the tilt angle (tilt angle in the radial direction) of the recording medium 2 (optical disc) in the above-described embodiment (example), comparative example, and the case without correction.
  • the conditions for calculating the wavefront aberration amount are as follows: NA of the objective lens: 0.67, disk thickness: 0.6 mm, light source wavelength: 660 nm).
  • coma can be reduced by 40% compared to a case without correction, and Even higher aberration correction performance can be obtained.
  • other aberrations have the effect of reducing spherical aberration by 50% and astigmatism by 60%. That is, according to the aberration correction apparatus according to the embodiment of the present invention, the same effect can be obtained as compared with a case where each aberration correction electrode is independently designed.
  • the transparent electrodes 12a and 12b are formed by divided regions divided into electrode patterns capable of correcting a plurality of types of aberrations, and one type is provided for one of the transparent electrodes 12a and 12b.
  • a remaining portion of the one type of divided region related to the aberration correction is formed on the other of the transparent electrodes 12a and 12b.
  • one of the transparent electrodes 12a and 12b has a part (E, ⁇ , ⁇ ) of a divided region related to correction of coma aberration and correction of astigmatism.
  • the other of the transparent electrodes 12a and 12b relates to correction of coma aberration.
  • the respective divided regions can be formed without interference with each other.
  • a portion related to correction of spherical aberration formed in a pattern at the central portion of the aperture pupil 4A.
  • each divided region can be formed without interference with each other.
  • a part (E 1, ⁇ , ⁇ ) of a divided area related to coma aberration correction is formed by dividing the substantially circular pattern of the central portion into three on one of the transparent electrodes 12 a and 12 b. And this roughly circular
  • the other of the transparent electrodes 12a and 12b has a central circular pattern
  • the remaining portion (E 1, E 2) of the divided region for coma aberration correction is formed outside the portion.
  • the aberration correction device having the above-described features condenses the light beam emitted from the light source 1 on the recording surface 2a of the optical information recording medium 2, and detects the reflected light from the recording surface 2a with the detector 3.
  • the optical pickup is used in an imaging optical system of an optical pickup that forms an image on the detection surface 3a of the optical information recording medium 2, the aberration caused by the tilt of the optical information recording medium 2, the aberration caused by the thickness error of the optical information recording medium 2, the optical pickup A single electro-optical panel can correct any aberrations due to component manufacturing errors, etc., and realizes a highly reliable, low-cost and compact optical pickup capable of recording or reproducing information. Becomes possible.
  • a part (E) of the divided region for correcting coma aberration formed on one of the pair of transparent electrodes 12a and 12b is used. , E), and apply the voltage to the other of the pair of transparent electrodes 12a, 12b.
  • liquid crystal panel 10 can be driven as in the case where coma aberration correction is performed alone.

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Abstract

　結像光学系に電気光学パネルを挿入して、該結像光学系の収差補正を行うものにおいて、一つの電気光学パネルで３種類以上の収差の補正を可能にする。 　電気光学パネルの透明電極１２ａ，１２ｂの一方にコマ収差の補正に係る 分割領域の一部（Ｅ００，Ｅ０１，Ｅ０２）と非点収差の補正に係る分割領域Ｅ１１～Ｅ１８を形成し、透明電極１２ａ，１２ｂの他方にコマ収差の補正に係る分割領域の残りの部分（Ｅ３１，Ｅ３２）と球面収差の補正に係る分割領域Ｅ２０，Ｅ２１を形成する。これによって、各収差の補正に適する電極パターンに分割された分割領域が形成可能であり、この分割領域からなる透明電極の電極構造を可能な限り単純化して、分割領域に印加する電圧の制御を簡略化できる。

Description

明 細 書
収差補正装置、収差補正方法、光ピックアップ
技術分野
[0001] 本発明は、収差補正装置、収差補正方法、光ピックアップに関するものである。
背景技術
[0002] 従来、結像光学系の収差補正を動的に行うものとして、液晶パネルを用いた収差 補正装置が知られている。この収差補正装置は、液晶パネルの透明電極を収差補 正が可能なパターンを有する分割領域によって形成し、液晶パネルの電気光学効果 によって液晶パネルを通過する光束に分割領域毎の位相差を付与することで、収差 補正を行うものである。
[0003] このような収差補正装置は、光源から出射した光ビームを光情報記録媒体の記録 面上に集光させ、その記録面からの反射光を検出器の検出面に結像させる光ピック アップの結像光学系に適用されている。この結像光学系では、光情報記録媒体の傾 き等で発生するコマ収差、光情報記録媒体の厚み誤差等で生じる球面収差、光ピッ クアップの光学部品の歪み等で発生する非点収差が、記録再生性能に大きな影響 を及ぼす収差になり、この 3種類の収差が前述の収差補正装置における補正対象に なっている。前述した液晶パネルを用いた収差補正装置によって、これらの収差に対 する補正を行う際には、対物レンズの瞳面における各収差の波面収差分布を求め、 その波面収差分布に応じて、結像光学系に挿入される液晶パネルの透明電極に分 割領域からなる電極パターンが形成される。
[0004] 例えば、下記特許文献 1にお!/、ては、レーザ光源と対物レンズとレーザビームの光 軸上に設けられた液晶パネル力 なる収差補正手段を備えた光ピックアップにおい て、一対の透明電極からなる液晶パネルの一方の透明電極を、対物レンズの瞳面に おけるコマ収差の波面収差分布に対応した形状に分割した第 1の電極とし、他方の 透明電極を球面収差が補正される絞り機能を有するパターン形状に分割した第 2の 電極にすることが記載されて 、る。
[0005] また、この特許文献 1には、収差補正手段となる液晶パネルにおける一方の透明電 極を、対物レンズの瞳面におけるコマ収差の波面収差分布に対応したパターン形状 且つ球面収差を補正するためのパターン形状に分割することが記載されている。
[0006] また、下記特許文献 2には、同様の液晶パネルを用いた収差補正装置が記載され ており、液晶パネルにおける光ビームの通過領域を非点収差の分布に対応して複数 に分割し、それぞれの分割領域に設けた電極に補正すべき非点収差の方向性に対 応した電圧を印加し、この電圧の変化に応じて各分割領域を通過する光ビームに非 点収差を補正する位相差を付与することが記載されている。
[0007] 特許文献 1 :特開平 10— 289465号公報
特許文献 2 :特開 2000— 40249号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 前述した結像光学系のように複数種類の収差を補正する必要がある場合に、前述 した液晶パネルの電気光学効果を利用した収差補正によると、液晶パネルの一対の 透明電極のそれぞれに異なる収差を補正する電極パターンの分割領域を形成する と、 2種類の収差し力補正することができないことになる。
[0009] また、前述の特許文献 1に記載されるように、一対の透明電極からなる液晶パネル における一方の透明電極を 2種類の収差補正に対応するように分割した場合には、 必ずしも 2種類の収差の両方に対して適正な分割領域を形成することができな 、。例 えば、特許文献 1では、球面収差を補正するための絞り機能を有する円形の分割領 域を、光情報記録媒体の傾き推定方向と垂直な方向に 3分割して、コマ収差補正に 係る分割領域と球面収差補正に係る分割領域を一方の透明電極側に形成している 力 これによると、絞り機能を有する円形の分割領域を球面収差補正に適する大きさ にした場合には、コマ収差補正に最も効果的な分割領域を形成することができなくな り、その逆に、円形の分割領域をコマ収差補正に適する大きさにした場合には、これ を球面収差補正の絞り機能に適正な大きさにすることができなくなる。したがって、一 方の収差補正の性能を優先すると他方の収差補正の性能が劣化するという問題が 生じる。
[0010] また、少なくとも一方の透明電極側に、細カゝく分割した電極パターンを形成して、こ の細かい電極パターンを複合することで複数の収差補正に必要となる分割領域を形 成することも考えられる。し力しながら、これによると電極構造が複雑になり、異なる収 差の補正で互いに干渉し合う部分の制御が困難になるという問題がある。
[0011] 本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち
、結像光学系に液晶パネル等の電気光学パネルを挿入して、該結像光学系の収差 補正を行うものにおいて、一つの電気光学パネルで 3種類以上の収差の補正を可能 にすること、電気光学パネルの一対の透明電極にぉ 、て各収差の補正に適する電 極パターンに分割された分割領域が形成可能であること、この分割領域カゝらなる透 明電極の電極構造を可能な限り単純ィ匕して、分割領域に印加する電圧の制御を簡 略化できること、等が本発明の目的である。
課題を解決するための手段
[0012] このような目的を達成するために、本発明による収差補正装置，収差補正方法，光 ピックアップは、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
[0013] [請求項 1]結像光学系に電気光学パネルを挿入して、該結像光学系の収差補正 を行う収差補正装置において、前記電気光学パネルは一対の透明電極を備え、該 透明電極が複数種類の収差補正を可能にする電極パターンに分割された分割領域 によって形成され、前記透明電極の一方に 1種類の収差補正に係る分割領域の一 部を形成すると共に、前記透明電極の他方に前記 1種類の収差補正に係る分割領 域の残りの部分を形成することを特徴とする収差補正装置。
[0014] [請求項 4]光源から出射した光ビームを光情報記録媒体の記録面上に集光させ、 その記録面力 の反射光を検出器の検出面に結像させる光ピックアップの結像光学 系に電気光学パネルを挿入して、該結像光学系の収差補正を行う収差補正装置に おいて、前記電気光学パネルは一対の透明電極を備え、該透明電極が複数種類の 収差補正を可能にする電極パターンに分割された分割領域によって形成され、前記 透明電極の一方にコマ収差の補正に係る分割領域の一部と非点収差の補正に係る 分割領域を形成すると共に、前記透明電極の他方にコマ収差の補正に係る分割領 域の残りの部分と球面収差の補正に係る分割領域を形成することを特徴とする収差 補正装置。 [0015] [請求項 5]光源から出射した光ビームを光情報記録媒体の記録面上に集光させ、 その記録面力 の反射光を検出器の検出面に結像させる光ピックアップの結像光学 系に電気光学パネルを挿入して、該結像光学系の収差補正を行う収差補正方法に おいて、前記電気光学パネルは一対の透明電極を備え、該透明電極が複数種類の 収差補正を可能にする電極パターンに分割された分割領域によって形成され、少な くともコマ収差補正時には、前記一対の透明電極の一方に形成されたコマ収差の補 正に係る分割領域の一部に電圧を印加すると共に、前記一対の透明電極の他方に 形成されたコマ収差の補正に係る分割領域の残りの部分に電圧を印加することを特 徴とする収差補正方法。
[0016] [請求項 6]光源から出射した光ビームを光情報記録媒体の記録面上に集光させ、 その記録面力 の反射光を検出器の検出面に結像させる結像光学系を備えた光ピ ックアップにおいて、前記結像光学系に該結像光学系の収差補正を行う電気光学パ ネルが挿入され、前記電気光学パネルは一対の透明電極を備え、該透明電極が複 数種類の収差補正を可能にする電極パターンに分割された分割領域によって形成 され、前記透明電極の一方にコマ収差の補正に係る分割領域の一部と非点収差の 補正に係る分割領域を形成すると共に、前記透明電極の他方にコマ収差の補正に 係る分割領域の残りの部分と球面収差の補正に係る分割領域を形成することを特徴 とする光ピックアップ。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明の一実施形態に係る収差補正装置を備えた光ピックアップの構成例を 示す説明図である。
[図 2]本発明の実施形態に係る液晶パネル (電気光学パネル)の構造を示す説明図 である。
[図 3]コマ収差の発生分布を示す説明図である。
[図 4]コマ収差の補正に係る電極パターンを示す説明図である。
[図 5]非点収差の分布を示す説明図である。
[図 6]非点収差の補正に係る電極パターンを示す説明図である。
[図 7]球面収差の分布を示す説明図である。 [図 8]球面収差の補正に係る電極パターンを示す説明図である。
[図 9]本発明の実施形態に係る収差補正装置の電極パターンを示す説明図である。
[図 10]本発明の実施形態に係る収差補正装置に対する電圧印加パターンを示す説 明図である。
[図 11]本発明の実施形態における液晶パネル (電気光学パネル)を駆動制御する駆 動制御部の構成例を示したブロック図である。
[図 12]液晶パネルの電圧—位相特性を説明する説明図である。
[図 13]本発明の実施形態に係る収差補正装置の収差補正性能を説明するための比 較例である。
[図 14]本発明の実施形態に係る収差補正装置の収差補正性能を説明するためのグ ラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本発明の実施形態に係る収 差補正装置，収差補正方法は光ピックアップに好適なものであるから、以下の説明 は光ピックアップへの適用を例にして説明するが、本発明の実施形態に係る収差補 正装置，収差補正方法は特にこれに限定されるものではない。また、以下の説明で は、収差補正装置の電気光学パネルとして液晶パネルを例に説明するが、本発明の 実施形態における電気光学パネルは、一対の透明電極からなり、透明電極への電 圧印加によって透過光ビームの位相差を調整できるものであればよぐ特に液晶パ ネノレに限らない。
[0019] 図 1は本発明の一実施形態に係る収差補正装置を備えた光ピックアップの構成例 を示す説明図である。この光ピックアップは、例えば赤色（波長： 650nm) LD (Laser Diode)等の光源 1から出射した光ビーム Lを光ディスク等の光情報記録媒体 2の記 録面 2a上に集光させ、その記録面 2aからの反射光 Lを検出器 3の検出面 3aに結像
2
させる結像光学系（対物レンズ 4A,コリメータレンズ 4B,集光レンズ 4C)を備えてお り、更には、出射光ビーム Lと反射光 Lとを分割するための偏光ビームスプリッタ 5及
1 2
び 1/4 λ波長板 6を備えている。また、光路偏向のための立ち上げプリズム 7を必要 に応じて備えている。 [0020] ここで、偏光ビームスプリッタ 5を透過した直線偏光の光ビーム はその直線偏光 の偏波面と結晶軸が 45° の角度で交差している 1/4 λ波長板 6を通過することで円 偏光になり、対物レンズ 4Αで集光されて記録面 2aで反射した反射光 L2が再び 1/4 λ波長板を通過して直線偏光になって偏光ビームスプリッタ 5に至ることになる力 こ の際に、反射光 Lの偏光軸は光ビーム Lの偏光軸に対して 90° 回転したものとなる
2 1
ので、反射光 Lは偏光ビームスプリッタ 5で反射されて検出器 3に向力うことになる。
2
[0021] このような光ピックアップの結像光学系に、この結像光学系の収差補正を行う液晶 パネル (電気光学パネル） 10が挿入されている。また、この液晶パネル 10を駆動制 御する駆動制御部 8が備えられ、これによつて検出器 3からの出力（又は光情報記録 媒体 2の傾きを検出するチルトセンサ等からの出力）に応じて液晶パネル 10に印加さ れる電圧が制御されるようになって 、る。
[0022] 図 2は、本発明の実施形態に係る液晶パネル 10の構造を示す説明図である。液晶 パネル 10は、少なくとも一対の透明電極 12a, 12bを備えるもので、詳しくは、一対の 透明基板 11a, l ibの対向面に透明電極 12a, 12bが形成され、その対向面側に液 晶分子 Mに所定の分子配向を与えるための配向膜 13a, 13bが形成され、この配向 膜 13a, 13b間にネマチック液晶等の複屈折を有する液晶層 14が封入されている。
[0023] このような光ピックアップの結像光学系で問題となる収差は、前述したように、光情 報記録媒体 2の傾き等で発生するコマ収差、光情報記録媒体 2の厚み誤差等で生じ る球面収差、光ピックアップの光学部品の歪み等で発生する非点収差の 3種類の収 差である。
[0024] 図 3は、コマ収差の発生分布を示している。同図は、コマ収差の発生分布を対物レ ンズ 4Aの瞳面上の値として示したものであり、光情報記録媒体 2が + 1° 傾 、た場 合の光ビーム Lの集光スポットの最良像点における収差分布を対物レンズ 4Aの開 口瞳 4A (光ビーム Lの最大領域）の範囲内において表した図（収差の値が 25η
0 1
m〜 + 25nmの範囲を有する領域 Αを中心に上下 50nmの範囲幅で示される各領域 A〜Kの境界線を示した図）である。ここで X -Xは光情報記録媒体 2が傾く方向に
2 2
対応した軸である。
[0025] このようなコマ収差の分布に着目して、液晶パネル 10の透明電極 12a (12b)に形 成される電極パターンは、図 3に示した収差分布に沿った形状からなる分割領域を 形成するものであり、この分割領域への電圧印加によって各分割領域で生じて 、る 収差を打ち消すように光束に位相差を与えることができるものである。
[0026] 図 4にその電極パターンを示す。図示のように、コマ収差を補正するのに適正な電 極パターンは、 5つの分割領域 E 〜E からなる（4Aは対物レンズの開口瞳)。分
CO C4 0
割領域 E は収差の値力^を含んだ領域であり、分割領域 E , E は +側に大きな
CO CI C4 絶対値を示す収差に対応する領域、分割領域 E , E は 側に大きな絶対値を示
C2 C3
す収差に対応する領域である。この電極パターンに対して、分割領域 E , E と分
CI C4 割領域 E , E
C2 C3に逆極性の電圧を印力!]して、収差を打ち消すように光束に位相差を 与えることで、コマ収差を補正することが可能になる。
[0027] 図 5 (a)〜（c)は、対物レンズ 4Aの瞳面における非点収差の分布を示したものであ る。同図（a)は光軸廻りの非点収差分布を示しており、濃い部分が非点収差の大き い領域を表している。同図（b) , (c)は、同図（a)における Yla— Ylb断面、 Xla— X lb断面を示している。このように対物レンズ 4Aの瞳面における非点収差の分布は、 Xla— Xlb軸， Yla— Ylb軸に対象で、周辺に向力う程収差量が大きぐ Xla— XI b軸， Yla— Ylb軸と 45° の角度で収差量が小さくなる。この非点収差分布は結像 光学系毎に特有のものではなぐ非点収差を持つ光学系は同様の分布パターンとな る力 その方向が光学系により異なり、図 5 (a)における Xla— Xlb軸， Yla— Ylb 軸が光学系によって回転することになる。また、非点収差の収差量や方向はそれぞ れの光学系によって異なる値になる。
[0028] このような非点収差の分布に着目して、液晶パネル 10の透明電極 12a (12b)に形 成される電極パターンは、図 5に示した収差分布に応じた形状からなる分割領域を形 成するものであり、この分割領域への電圧印加によって各分割領域で生じている収 差を打ち消すように光束に位相差を与えることができるものである。
[0029] 図 6にその電極パターンを示す。図示のように、非点収差を補正するのに適正な電 極パターンは、対物レンズ 4Aの開口瞳 4Aに対して例えば 9つの分割領域 E 〜E
0 ASO を有している。一つの分割領域 E は開口瞳 4Aの中心部分に対応した円形の
AS 8 ASO 0
パターンであり、他の分割領域 E 〜E はその外周部分に放射状に分割されたパ
AS1 AS 8 ターンであって、開口瞳 4Aの中心力 角度を概ね等間隔に分けるように対称的に
0
配置されている。そして、分割領域 E と E , E と E , E と E , E と E
AS1 AS 5 AS 2 AS 6 AS 3 AS 7 AS 4 AS 8 がそれぞれ向かい合って中心対称に配置され、これらの組を選択して同極の電圧を 印加することで、非点収差の特定方向に対応した収差補正を可能にして 、る。
[0030] 図 7は、対物レンズ 4Aの瞳面における球面収差の分布を示したものである。この球 面収差は、開口瞳 4Aの中心 Oに対称な分布を示し、中心 O及び開口瞳 4A0の周
0
縁でゼロになり、中心 O力 やや離れた環状領域で収差量が大きくなる。
[0031] 図 8は、この球面収差の補正を可能にする電極パターンを示すものである。この電 極パターンは、図 7に示した収差分布に応じた形状からなる分割領域を形成するもの であり、この分割領域への電圧印加によって各分割領域で生じている収差を打ち消 すように光束に位相差を与えることができるものである。すなわち、この際の分割領域 は、対物レンズ 4Aの開口瞳 4Aの中心部分に対応した円形パターンの分割領域 E
0 S とその周辺の環状パターンの分割領域 E 、その周辺の分割領域 E カゝらなる。
AO SA1 SA2
[0032] そして、本発明の実施形態に係る収差補正装置における液晶パネル 10では、 3種 類の収差 (コマ収差，非点収差，球面収差)を一つの液晶パネル 10で効果的に補正 可能にするために、透明電極 12a, 12bの電極パターンを、透明電極 12a, 12bの一 方に 1種類の収差補正に係る分割領域の一部を形成すると共に、透明電極 12a, 12 bの他方にこの 1種類の収差補正に係る分割領域の残りの部分を形成するようにして いる。
[0033] 具体的な透明電極 12a, 12bの電極パターンを図 9 (a) , (b)に示す。ここで、同図（ a)が透明電極 12a, 12bの一方の電極パターンを示すものであり、同図（b)が透明 電極 12a, 12bの他方の電極パターンを示すものである。
[0034] 同図（a)に示す電極パターンでは、コマ収差の補正に係る分割領域の一部と非点 収差の補正に係る分割領域を形成している。すなわち、対物レンズ 4の開口瞳 4A
0の 中心部分に略円形パターン Eを形成し、これを分割領域 E , Ε , Ε に 3分割して
0 00 01 02
コマ収差の補正に係る分割領域の一部を形成し、略円形パターン Εの外側の領域
0
を放射状に分割して非点収差の補正に係る分割領域 Ε 〜Ε を形成している。
11 18
[0035] この際に、略円形パターン Ε及び分割領域 Ε , Ε , Ε は、図 3に示したコマ収差
0 00 01 02 の収差分布に基づいて収差補正に効果的なパターンが確保できるように設定する。 そして、その周辺部分に対して、開口瞳 4Aの中心力も角度を概ね等間隔に分ける
0
ように対称的に配置される分割領域 E 〜E を設定し、分割領域 E と E , Ε と E
11 18 11 15 12 16
, Ε と Ε , Ε と Ε がそれぞれ向かい合って中心対称に配置されるように設定する
13 17 14 18
[0036] また、同図（b)に示す電極パターンでは、コマ収差の補正に係る分割領域の残りの 部分と球面収差の補正に係る分割領域を形成している。すなわち、球面収差の分割 領域として、対物レンズ 4の開口瞳 4Aの中心部分に円形パターンの分割領域 E と
0 20 これと同心円の環状パターン力もなる分割領域 E を形成し、その外側にコマ収差の
21
補正に係る分割領域の残りの部分 (E , Ε , Ε , Ε )を形成している。
31 32 30a 30b
[0037] この際に、円形パターンの分割領域 E とこれと同心円の環状パターン力もなる分
20
割領域 E を球面収差の補正に適するように先ず設定し、その外側の領域を利用し
21
てコマ収差の補正に係る分割領域の残りの部分 (E , E , E , E )を設定する。
31 32 30a 30b
[0038] このような透明電極 12a, 12bに対する電極パターンによると、コマ収差の補正に係 る分割領域 E , Ε , Ε , Ε , Ε , Ε , Ε を二組に分離して、分割領域 Ε , Ε
00 01 02 31 32 30a 30b 00 0
, Ε を透明電極 12a, 12bの一方に形成し、分割領域 E , E , E , E を透明
1 02 31 32 30a 30b 電極 12a, 12bの他方に形成しているので、 3種類の収差を補正するために必要な 全ての分割領域が互いに干渉することなぐそれぞれの収差を個別に補正する場合 の分割領域と同等の補正効果が得られるパターンに形成することができる。
[0039] 図 10は、前述した実施形態に係る液晶パネル 10への電圧印加パターンを示したも のである。同図（a)はコマ収差補正時の電圧印加パターン、同図（b)は球面収差補 正時の電圧印加パターン、同図（c)が非点収差補正時の電圧印加パターンを示して いる。
[0040] 同図（a)に示すように、コマ収差補正時には前述の分割領域 E , E , E , E に
01 02 31 32 電圧印加がなされ、分割領域 E と E に同極性の電圧が印加され、それとは逆極性
01 32
の電圧が分割領域 E と E に印加される。同図 (b)に示すように、球面収差補正時
02 31
には、前述の分割領域 E に電圧が印加される。同図（c)に示すように、非点収差補
21
正時には、分割領域 E , E , E , E に電圧が選択的に印加されることになる。
12 14 15 18 [0041] 図 11は、前述の液晶パネル 10を駆動制御する駆動制御部 8の構成例を示したも のである。この駆動制御部 8は、検出器 3からの再生信号 (RF, PushPull, LPP等）力 S 入力される CPU等力 なるコントローラ 80、バイアス電圧，非点収差の方向，非点収 差量等が記憶されたメモリ 81、コントローラ 80からの出力に基づ 、てバイアス電圧を 出力するバイアス電圧生成部 82、コントローラ 80からの出力に基づ 、てコマ収差補 正制御電圧を出力するコマ収差補正制御電圧生成部 83、コントローラ 80からの出 力に基づ 、て非点収差補正制御電圧を出力する非点収差補正制御電圧生成部 84 、コントローラ 80からの出力に基づ 、て球面収差補正制御電圧を出力する球面収差 補正制御電圧生成部 85、バイアス電圧生成部 82から出力されたバイアス電圧をコ マ収差補正制御電圧生成部 83,非点収差補正制御電圧生成部 84からの出力に加 算して出力するバイアス加算部 86、液晶駆動部 87を備えている。
[0042] そして、バイアス電圧が加算されたコマ収差補正制御電圧生成部 83及び非点収差 補正制御電圧生成部 84からの出力力 一対の透明電極 12a, 12bの一方に形成さ れた各分割領域 (E , E , E , E と E , E と E , E と E , E と E )に液晶駆
00 01 02 11 15 12 16 13 17 14 18 動部 87を介して出力され、バイアス電圧が加算されていないコマ収差補正制御電圧 生成部 83からの出力及び球面収差補正制御電圧生成部 85からの出力が、一対の 透明電極 12a, 12bの他方に形成された各分割領域 (E , E , E , E )に出力さ
21 32 31 20 れている。また、分割領域 E は接地状態になっている。
20
[0043] このような駆動制御部 8の動作にっ 、て説明する。
[0044] 先ず、バイアス電圧の加算について説明すると、液晶パネル 10の電圧 位相差特 性は、図 12に示すように線形近似できる動作範囲 (ダイナミックレンジ）が限られてい るので、定量的な制御又は両極性（+ , -)の制御が必要になるコマ収差と非点収差 の補正に関しては、ダイナミックレンジの中心付近にバイアス電圧 Vが設定され、こ
C
の値が予めメモリ 81に記憶される。そして、このバイアス電圧 V印加時の位相差を基
C
準の位相差 Φ cとすることで、バイアス電圧 Vより高い制御電圧 Vaによって正の位相
C
差（ φ a— φ c)の制御を行うことができ、バイアス電圧 Vより低い制御電圧 Vbによつ
C
て負の位相差（ φ b— φ c)の制御を行うことができる。
[0045] コマ収差の補正について説明すると、コマ収差は主に光情報記録媒体 (光ディスク 等） 2の傾きやそりによって発生する収差であり、その補正は、光ピックアップで光情 報記録媒体 2を再生する場合の再生信号の大きさ，ジッタ，エラーレート等に基づい て行われる。具体的には、検出器 3からの信号によってコントローラ 80がコマ収差補 正制御電圧を設定するに際して、光情報記録媒体 2にフォーカスサーボを掛けて再 生されるトラッキングエラー信号や、ゥォブル信号の振幅値が最大になるようにコマ収 差補正制御電圧が設定される。
[0046] そして、このコマ収差補正制御電圧に前述のバイアス電圧 Vを加算した制御電圧
C
力 透明電極 12a, 12bの一方に形成された分割領域 E , E に印加される。また、
01 02
透明電極 12a， 12bの他方に形成された分割領域 E , E には、既に透明電極 12a
31 32
， 12bの一方側にバイアス電圧 Vが印加されているので、バイアス電圧 Vを加算し c c ないコマ収差補正制御電圧が印加されることになる。
[0047] 次に、非点収差の補正について説明すると、非点収差は主に光ピックアップの部品 精度や組み立て精度によって発生する収差であり、この補正は、光ピックアップの組 み立て工程において対物レンズ 4Aによって集光されるビームスポットを観測すること で行われる。非点収差があると円形に集光されるべきピームスポットが楕円になるの で、これを観測して楕円の方向と変形程度を求めて非点収差の方向及び大きさを計 測し、その値をメモリ 81に記憶させる。実際には、楕円に変形したビームスポットに対 して、分割領域 E 〜E に選択的に電圧を印加してビームスポットが円形になるよう
11 18
に調整し、その調整値をメモリに記憶させる。
[0048] そして、光ピックアップ駆動時の非点収差補正は、コントローラ 80がその値をメモリ 8 1から読み出して非点収差補正制御電圧生成部 84に出力し、そこで補正制御電圧 が生成され、この電圧に前述のバイアス電圧 Vを加算した制御電圧が透明電極 12a
C
， 12bの一方に形成された分割領域 E 〜E (E と E ， E と E ， E と E ， E と
11 18 11 15 12 16 13 17 14
E の組の何れか一つ又は複数）に対して選択的に印加される。
18
[0049] 次に、球面収差の補正について説明すると、球面収差は主に光情報記録媒体 2の カバー層厚み誤差で発生する収差あり、この補正は、光ピックアップで光情報記録媒 体 2を再生する場合に再生信号の大きさ，ジッタ，エラーレート等に基づいて行われ る。具体的には、検出器 3からの信号によってコントローラ 80が球面収差補正制御電 圧を設定するに際して、光情報記録媒体 2にフォーカスサーボを掛けて再生されるト ラッキングエラー信号や、ゥォブル信号の振幅値が最大になるように球面収差補正制 御電圧が設定される。そして、この球面収差補正制御電圧 (バイアス電圧 Vを加算し
C
ない）が、透明電極 12a, 12bの他方に形成された分割領域 E に印加される。この
21
電圧印加により分割領域 E を通過した光束に位相差が与えられるので、球面収差
21
が補正される。
[0050] このような本発明の実施形態に係る収差補正装置の収差補正性能について説明 する。図 13は、本発明の実施形態に係る収差補正装置の収差補正性能を説明する ための比較例である。この比較例は、コマ収差補正に係る電極パターンを分割領域 E , E のみにして、片側の透明電極のみに形成したものである。図 14は、光情報
01 02
記録媒体 2 (光ディスク）の傾き角度 (ラジアル方向のチルト角）に対する波面収差 (コ マ収差)量を前述の実施形態 (実施例），比較例，補正無しの場合で比較したグラフ である（各波面収差量の計算条件は、対物レンズの NA: 0. 67,ディスク厚み：0. 6 mm,光源波長： 660nmとする）。
[0051] 図 14の比較から明らかなように、本発明の実施形態に係る収差補正装置によると、 コマ収差を補正無しの場合と比較して 40%低減することが可能になり、比較例に対 しても更に高い収差補正性能を得ることができる。また、他の収差についても、球面 収差で 50%、非点収差で 60%の低減効果がある。すなわち、本発明の実施形態に 係る収差補正装置によると、それぞれの収差補正電極を独立に設計する場合と比較 して同等の効果を得る
ことができる。
[0052] 最後に、本発明の実施形態に係る収差補正装置，収差補正方法或いはこのような 収差補正装置又は方法を採用した光ピックアップの特徴をまとめると、以下のとおり である。
[0053] 一つには、結像光学系に電気光学パネル (液晶パネル 10)を挿入して、該結像光 学系の収差補正を行う収差補正装置において、電気光学パネルは一対の透明電極 12a, 12bを備え、該透明電極 12a, 12bが複数種類の収差補正を可能にする電極 パターンに分割された分割領域によって形成され、透明電極 12a, 12bの一方に 1種 類の収差補正に係る分割領域の一部を形成すると共に、透明電極 12a, 12bの他方 に前記 1種類の収差補正に係る分割領域の残りの部分を形成することを特徴とする。
[0054] これ〖こよると、 1種類の収差補正に係る分割領域を二つのパターンに分けてそれぞ れ別の透明電極 12a, 12bに形成することで、複数種類の収差を補正するための電 極パターンを一対の透明電極 12a, 12bの一方に集約させた場合に起こる電極パタ ーンの干渉を回避することができる。よって、単一の電気光学パネルによって複数種 類の収差補正を行う際にも、簡単な電極パターンで且つ独立して各収差に係る分割 領域を制御することが可能になり、電気光学パネルの駆動が容易になると共に収差 補正性能の劣化が生じな 、利点がある。
[0055] また一つには、前述の収差補正装置において、透明電極 12a, 12bの一方にコマ 収差の補正に係る分割領域の一部 (E , Ε , Ε )と非点収差の補正に係る分割領
00 01 02
域 Ε 〜Ε を形成すると共に、透明電極 12a, 12bの他方にコマ収差の補正に係る
11 18
分割領域の残りの部分 (E , E )と球面収差の補正に係る分割領域 E , E を形成
31 32 20 21 することを特徴とする。
[0056] これによると、開口瞳 4Aの中心部分にパターン形成されるコマ収差の補正に係る
0
分割領域の一部 (E , E , E )と開口瞳 4Aの周辺付近に放射状にパターン形成
00 01 02 0
される非点収差の補正に係る分割領域 E 〜E 力 一つの透明電極 12a (12b)に
11 18
形成されることになるので、それぞれの分割領域を互いに干渉無く形成することがで きる。また、開口瞳 4Aの中心部分にパターン形成される球面収差の補正に係る分
0
割領域 E , E と開口瞳 4Aの周辺付近にパターン形成されるコマ収差の補正に係
20 21 0
る分割領域の残りの部分 (E , E )力、一つの透明電極 12b (12a)に形成されるこ
31 32
とになるので、これによつても、それぞれの分割領域を互いに干渉無く形成することが できる。そして、これによつて、単一の電気光学パネルにコマ収差，非点収差，球面 収差の補正に係る電極パターンを独立して形成することができ、各収差補正電極を 独立に設計する場合と同等の収差補正効果を得ることができる。
[0057] より具体的には、透明電極 12a, 12bの一方に、中心部分の略円形パターンを 3分 割してコマ収差の補正に係る分割領域の一部 (E , Ε , Ε )を形成し、この略円形
00 01 02
パターンの外側の領域を放射状に分割して非点収差の補正に係る分割領域 Ε 〜Ε を形成すると共に、透明電極 12a, 12bの他方に、中心部分の円形パターンとこれ
18
と同心円の環状パターン力もなる球面収差の補正に係る分割領域 E , E を形成し
20 21
、その外側にコマ収差の補正に係る分割領域の残りの部分 (E , E )を形成する。
31 32
これによつて、前述した作用を得ることができる。
[0058] そして、前述した特徴を有する収差補正装置を、光源 1から出射した光ビームを光 情報記録媒体 2の記録面 2a上に集光させ、その記録面 2aからの反射光を検出器 3 の検出面 3aに結像させる光ピックアップの結像光学系に採用した場合には、光情報 記録媒体 2の傾きに起因する収差、光情報記録媒体 2の厚み誤差に起因する収差、 光ピックアップの部品製造誤差等に起因する収差をいずれも一つの電気光学パネル で補正することができ、信頼性の高 、情報記録或 、は再生が可能な光ピックアップを 低コストで且つ小型化して実現することが可能になる。
[0059] また、前述の収差補正装置を用いた収差補正方法では、少なくともコマ収差補正 時には、一対の透明電極 12a, 12bの一方に形成されたコマ収差の補正に係る分割 領域の一部 (E , E )に電圧を印加すると共に、一対の透明電極 12a, 12bの他方
01 02
に形成されたコマ収差の補正に係る分割領域の残りの部分 (E , E )に電圧を印加
31 32
するので、複雑な制御は不要であり、コマ収差補正を単独で行う場合と同様に液晶 パネル 10の駆動を行うことができる。

Claims

請求の範囲
[1] 結像光学系に電気光学パネルを挿入して、該結像光学系の収差補正を行う収差 補正装置において、
前記電気光学パネルは一対の透明電極を備え、該透明電極が複数種類の収差補 正を可能にする電極パターンに分割された分割領域によって形成され、
前記透明電極の一方に 1種類の収差補正に係る分割領域の一部を形成すると共 に、前記透明電極の他方に前記 1種類の収差補正に係る分割領域の残りの部分を 形成することを特徴とする収差補正装置。
[2] 前記透明電極の一方にコマ収差の補正に係る分割領域の一部と非点収差の補正 に係る分割領域を形成すると共に、前記透明電極の他方にコマ収差の補正に係る 分割領域の残りの部分と球面収差の補正に係る分割領域を形成することを特徴とす る請求項 1に記載された収差補正装置。
[3] 前記透明電極の一方に、中心部分の略円形パターンを 3分割してコマ収差の補正 に係る分割領域の一部を形成し、前記略円形パターンの外側の領域を放射状に分 割して非点収差の補正に係る分割領域を形成すると共に、前記透明電極の他方に、 中心部分の円形パターンとこれと同心円の環状パターン力もなる球面収差の補正に 係る分割領域を形成し、その外側にコマ収差の補正に係る分割領域の残りの部分を 形成することを特徴とする請求項 1又は 2に記載された収差補正装置。
[4] 光源から出射した光ビームを光情報記録媒体の記録面上に集光させ、その記録面 力 の反射光を検出器の検出面に結像させる光ピックアップの結像光学系に電気光 学パネルを挿入して、該結像光学系の収差補正を行う収差補正装置にお ヽて、 前記電気光学パネルは一対の透明電極を備え、該透明電極が複数種類の収差補 正を可能にする電極パターンに分割された分割領域によって形成され、
前記透明電極の一方にコマ収差の補正に係る分割領域の一部と非点収差の補正 に係る分割領域を形成すると共に、前記透明電極の他方にコマ収差の補正に係る 分割領域の残りの部分と球面収差の補正に係る分割領域を形成することを特徴とす る収差補正装置。
[5] 光源から出射した光ビームを光情報記録媒体の記録面上に集光させ、その記録面 からの反射光を検出器の検出面に結像させる光ピックアップの結像光学系に電気光 学パネルを挿入して、
Figure imgf000018_0001
ヽて、 前記電気光学パネルは一対の透明電極を備え、該透明電極が複数種類の収差補 正を可能にする電極パターンに分割された分割領域によって形成され、
少なくともコマ収差補正時には、前記一対の透明電極の一方に形成されたコマ収 差の補正に係る分割領域の一部に電圧を印加すると共に、前記一対の透明電極の 他方に形成されたコマ収差の補正に係る分割領域の残りの部分に電圧を印加するこ とを特徴とする収差補正方法。
光源力 出射した光ビームを光情報記録媒体の記録面上に集光させ、その記録面 からの反射光を検出器の検出面に結像させる結像光学系を備えた光ピックアップに おいて、
前記結像光学系に該結像光学系の収差補正を行う電気光学パネルが挿入され、 前記電気光学パネルは一対の透明電極を備え、該透明電極が複数種類の収差補 正を可能にする電極パターンに分割された分割領域によって形成され、前記透明電 極の一方にコマ収差の補正に係る分割領域の一部と非点収差の補正に係る分割領 域を形成すると共に、前記透明電極の他方にコマ収差の補正に係る分割領域の残り の部分と球面収差の補正に係る分割領域を形成することを特徴とする光ピックアップ
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