专利名称：液晶像差校正元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及在光盘装置中用于校正由光拾取器的记录/再现时产生的像差的液晶像差校正元件的技术领域。
背景技术：
以往，作为信息记录媒体，已知CD、DVD等的各种光盘。这些光盘由旋转造成的厚度偏差或弯曲等而产生像差(聚光点的变形)，所以要求校正该像差来提高记录/再现的精度。
特别是最近，作为下一代光盘，BD(Blu-ray Disc)引人注目。该标准是，将光源波长从650nm提高到405nm，物镜的数值孔径(NA)从0.6提高至0.85，表面记录密度提高至以往的DVD的约5倍的光盘。这里，由厚度偏差产生的球面像差与光源的波长成反比，与NA的四次方成正比，所以在BD中有像差急剧增大的倾向。因此，期望研发更高精度地校正像差的技术。
作为校正上述像差的技术，已知用驱动器驱动准直透镜的方式、以及利用液晶像差校正元件的方式。
前者的方式需要驱动器，所以光拾取器变得复杂，而且有不彻底对应于高精度的校正的问题。
与此相对，液晶像差校正元件一般是将液晶面板的电极分割为同心圆状，由此在光束的中央部和外缘部进行不同的相位控制。
例如，在(专利文献1)中记载有像差校正元件，其包括第一电极层，具有与由光盘产生的球面像差的分布对应的同心圆状的多个电极部；第二电极层，与所述第一电极层相对置；以及液晶，被所述第一电极层和第二电极层夹持，在通过的光束中产生与对所述第一电极层和第二电极层的施加电压相应的相位变化。
此外，在(专利文献2)中记载有对具有多个记录层的多层盘进行再现的多层盘再现装置所使用的光拾取器，该光拾取器具备配置在光源和物镜之间的光路中、根据选择出的记录层对从所述光源射出的光的波面像差进行校正的波面像差校正部件；而且，所述波面像差校正部件由液晶元件构成，并具备用于施加电压的、被分割为同心圆状的电极。
为了进行良好的校正，对于产生的像差施加相反的相位波是理想的。因此，在上述以往的液晶像差校正元件的情况下，期望尽可能多地形成被分割为同心圆状的电极区域，但是，由于元件一般是超小型尺寸(直径3～4mm程度)，所以很难增加区域(十几级左右为极限)。
因此，期望开发对产生的像差能够进行线性校正的液晶像差校正元件。
此外，作为另一个问题，如上述那样利用液晶像差校正元件要施加相反的相位波时，若产生的像差大，有时难以得到仅与该像差相抵的相位差。其结果，存在没有将像差完全校正彻底的问题。
因此，期望开发在对发生的像差进行线性的校正的同时，还能够充分地获得该校正的绝对量(相位差)的液晶像差校正元件。
专利文献1日本特开2002-237077号公报(权利要求1，段0014)专利文献2日本特开平10-269611号公报(权利要求1～4)发明内容因此，鉴于上述以往的状况，本发明的目的在于，提供一种新的液晶像差校正元件，线性地校正因光盘的厚度偏差等产生的像差，由此能够提高记录/再现的精度。
此外，本发明的目的在于，提供一种新的液晶像差校正元件，不仅线性地校正像差，而且其校正量大。
为了解决上述课题，本发明的液晶像差校正元件的特征在于，具有如下结构具备液晶、及夹着所述液晶相对置的多个电极，在所述电极的至少一个上形成不存在电极材料的多个非电极部位；在所述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向。
发明效果本发明的液晶像差校正元件，在电极上形成多个非电极部位，使液晶分子沿着该非电极部位的位置上形成的不均匀的电场分布取向，从而产生透镜效应。由此，可以线性地校正因光盘的厚度偏差等产生的像差。再有，通过施加电压来控制液晶的取向状态，由此可以使校正量任意地变化。
根据本发明，可以校正聚光点的变形，能够提高记录/再现的精度。因此，适合作为下一代高密度光盘的校正元件。
此外，本发明的液晶像差校正元件的特征在于，根据电极上的位置使多个非电极部位的大小、配置间隔变化，并且，沿着该非电极部位的配置图形，将多条线状电极按预定的间隔设置。由此，可以获得在设置有线状电极的多个部位强制性地提高由非电极部位获得的相位差、作为整体由非电极部位产生的相位差曲线被增强的、校正量大的状态。
图1是实施方式1的液晶像差校正元件的俯视图；图2是图1的A部分的放大图；图3是实施方式1的液晶像差校正元件的剖面图；图4是说明实施方式1的液晶像差校正元件的施加电压时的状态的图；图5是实施方式2的液晶像差校正元件的俯视图；图6是实施方式3的液晶像差校正元件的俯视图；图7是示意地表示由实施方式3的液晶像差校正元件获得的相位变化量的图；图8是说明实施方式3的液晶像差校正元件的制造过程的图。
符号说明1 液晶像差校正元件10液晶20电极21电极201 非电极部位30基板31基板40a～40d 线状电极400 电极50 SiO2膜E 电场S1、S2端子R1～R3电阻P、Q 相位差曲线具体实施方式
本发明提供一种液晶像差校正元件，具有如下结构具备液晶、以及夹着所述液晶相对置的多个电极，在所述电极的至少一个上形成不存在电极材料的多个非电极部位；在所述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向(第一发明)。
根据该结构，在形成多个的非电极部位的中心部，相对电极在垂直方向上形成弱的电场，在非电极部位的端部分，在倾斜的方向上形成电场，所以，沿着该电场分布液晶分子不均匀地取向，从而获得从非电极部位的中心至周边折射率连续地变化的透镜效应。因此，使光束通过该透镜部分，来提供预定的相位差、并校正像差。
此外，本发明在上述第一发明的液晶像差校正元件中，其特征在于，电极上形成的多个非电极部位的大小或配置间隔、或者这两者根据电极上的位置而变化。
根据该结构，通过使非电极部位的大小或配置间隔变化，设定各区域中获得的相位差，作为元件整体进行与像差相应的最佳的校正。
此外，本发明提供一种液晶像差校正元件，具备液晶、以及夹着所述液晶相对置的多个电极；在所述电极的至少一个上，不存在电极材料的多个非电极部位形成为大小或配置间隔、或者这两者根据所述电极上的位置而变化的配置图形来；在所述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向；并且，将施加相互不同的电压的多条线状电极沿所述配置图形以预定的间隔设置(第三发明)。
根据该结构，通过如上述那样使伴随透镜效应的非电极部位的大小或配置间隔变化，获得与产生的像差对应的相位差曲线，并且，通过设置多条线状电极并在预定部位再施加电压，上述相位差曲线被强调，成为最佳校正量。
此外，本发明在上述第二发明的液晶像差校正元件中，其特征在于，多个非电极部位的大小及配置间隔沿着将电极分为同心圆状时的半径方向变化(第四发明)。
根据该结构，通过同心圆状地改变获得的相位差，从而良好地校正球面像差。
此外，本发明在上述第三发明的液晶像差校正元件中，其特征在于，多个非电极部位的大小及配置间隔沿着将电极分为同心圆状时的半径方向变化，多条线状电极沿着所述同心圆状地变化的配置图形设置为环状(第五发明)。
根据该结构，通过设置为环状的线状电极，沿着电极的半径方向的多个部位的相位差被强制地上拉，与由上述非电极部位产生的作用相结合良好地校正球面像差。
此外，本发明在上述第四或第五发明的液晶像差校正元件中，其特征在于，多个非电极部位的配置间隔在电极上的分为同心圆状的各区域内不规则(第六发明)。
根据该结构，将与相邻的非电极部位的间隔形成为不规则(随机)，来防止由光干扰效应产生的波面紊乱。
而且，本发明在上述第一～第六发明的液晶像差校正元件中，其特征在于，非电极部位的形状为圆形(第七发明)。
根据该结构，对于产生的像差，非电极部位的形状被最佳化。
以下，详细地说明本发明。
首先，图1～图4表示本发明的实施方式1。图1是液晶像差校正元件1的俯视图，图2是图1的A部分的放大图，并且图3是放大了液晶像差校正元件1的截面的图。如图3所示，液晶像差校正元件1具有液晶10、夹着该液晶10相对置的两个电极20、21、以及基板30、31，在电极20上孔状地形成有不存在电极材料的多个非电极部位201。再有，在图3中，通常在基板30、31上设置的防反射膜(AR膜)、电极20、21和液晶10之间设置的液晶取向膜、透明绝缘层等省略了图示。此外，在电极20及电极21上连接有施加电压用的引线等。
如图1所示，多个非电极部位201的大小及配置间隔根据电极20上的位置而连续变化。再有，非电极部位201的数目在图1中为了简明而较少地描绘，实际上，如图2所示，微细地形成有多个非电极部位201。而且，在该实施方式1中，沿着将电极20上分为同心圆状时的半径方向R，以非电极部位201的大小d1从大直径一下成为小直径再成为大直径的方式、并且以配置间隔d2从宽间隔一下成为窄间隔再成为宽间隔的方式形成有连续的图形。
在电极20、21间施加电压的情况下，非电极部位201附近的电场E的状态如图4所示。即，在电极20和电极21相对置的部分a中，与电极垂直的方向上形成强的电场，在作为非电极部位201的中心部的部分b，在与电极垂直的方向上仍然形成弱的电场。并且，在靠近非电极部位201和电极20的边界的部分c成为朝向电极20电场倾斜的状态。
于是，在液晶10的电介质各向异性为正的情况下，液晶分子沿着电场E取向，所以在部分a液晶分子相对于电极垂直排列，在部分b由于电场弱，所以仍然是与电极平行的状态，在部分c会倾斜地取向。即，在非电极部位201的内侧液晶成为不均匀的取向状态。此时，相对于通过元件的光(异常光)的折射率，形成从非电极部位201的中心向周边连续地减小的分布，所以在非电极部位201的部分呈现凸透镜的效应。由此，可以对通过的光赋予相位差。
因此，如图1所示，在根据电极上的位置使非电极部位201的大小及配置间隔连续变化的情况下，由于在各位置获得的相位差不同，根据产生的像差适当地设计非电极部位201的配置图形，从而能够作为元件整体线性地校正像差。
再有，在使施加的电压变化的情况下，液晶分子的取向状态根据该电压而变化。例如，在增大电压的情况下，即使在非电极部位201的中心，液晶分子也垂直地取向，反之，从非电极部位201的中心至周边呈现折射率增大的凹透镜效应。即，通过施加的电压，能够使由元件整体获得的相位差曲线变化，所以例如根据再现(RF)波形计算校正量，可以根据该结果控制电压来实时校正产生的像差。
此外，在图1的例子中，使非电极部位201的大小及配置间隔沿着半径方向R变化。这样，与非电极部位201的配置图形对应而得到同心圆状地变化的相位差曲线，所以可以良好地校正因光盘厚度的偏差产生的球面像差。而且，使非电极部位201的大小及配置间隔连续地变化，所以不是像同心圆状地分割电极的以往的像差校正元件那样进行阶梯状的不连续校正，而是可以进行更加线性的校正。
而且，优选非电极部位201的配置间隔在电极20上的分为同心圆状的各区域(例如区域X、区域Y)内不规则(随机配置)。即，如图2所示，使配置间隔h1和h2稍微不同。这样，可以防止分别通过相邻的非电极部位的光相互干涉而波面紊乱的状况。
再有，在由光的波长和配置间隔的关系估计几乎没有干涉效果的情况下，也可以使h1和h2相同而有规则地配置。
作为电极20、21，可以使用以往公知的一般的电极。具体地说，最好是采用在透明的基板30、31上形成了铟锡氧化膜的ITO电极。关于形成非电极部位201侧的电极20，例如可以通过在基板30上蒸镀铝等金属来构成。
此外，作为形成非电极部位201的方法，首先，最适合采用在基板30上的整个面上形成电极20之后，通过光学加工按期望的配置图形形成多个非电极部位201的方法。这样，可以容易地制作出连续变化的微细的配置图形。或者，采用在基板30上蒸镀、电镀电极20等时隔着掩模进行的方法。
图5表示本发明实施方式2。该液晶像差校正元件1与上述实施方式1同样，在电极20上形成有多个非电极部位201，但是非电极部位201的大小形成相同直径。而且，从电极20的中心向周边，使非电极部位201的配置间隔从宽间隔向窄间隔、再向宽间隔的连续地变化。这样，在使非电极部位201的配置具有疏密的情况下，通过施加电压时各非电极部位的透镜效应，在非电极部位201的密度密的区域和稀的区域获得的相位差不同，可以作为整体线性地校正通过元件的光束的球面像差。
下面，根据图6～图8说明有关本发明的实施方式3。图6的液晶像差校正元件1与上述实施方式1同样，在夹着液晶的电极20上形成多个非电极部位201，使该非电极部位201的大小及配置间隔向半径方向R连续地变化。并且，在该实施方式3中，其特征在于，沿着非电极部位201的配置图形(同心圆地变化的图形)设置环状的线状电极40a～40d。
线状电极40a～40d构成为，连接在端子S1、S2上、利用电阻R1～R3施加不同的电压。
图7示意地表示由该液晶像差校正元件1获得的相位差曲线。如图7所示，在通过非电极部位201的透镜效应获得相位差曲线P时，在设置了线状电极40a～40d的部位s、t、u、v中液晶进一步取向，由此，相位差仅提高预定量，作为结果，成为校正量大的相位差曲线Q的状态。这里，线状电极40a～40d的设置位置、以及施加在各线状电极上的电压值可以根据由非电极部位201引起的相位差曲线P来决定。即，优选设定与相位差曲线P的相位变化量成正比的电压值，例如在端子S1、S2之间施加1V的电压的情况下，可以将电阻R1～R3设定为，在线状电极40a(相当于图7的s)上成为0V的施加电压、在线状电极40b(相当于t)上成为0.6V的施加电压、在线状电极40c(相当于u)上成为1V的施加电压、在线状电极40d(相当于v)上成为0.1V的施加电压。再有，对于线状电极40a～40d当然不局限于图6的电路结构。
图8表示实施方式3的液晶像差校正元件1的制造过程的一个例子。首先，如图8(a)所示，在玻璃基板30上形成ITO等的电极400(低电阻膜、几Ω～几十Ω)。再有，在本例子中，在基板30和电极400之间形成有SiO2膜50。该膜是防止来自基板30的钠成分溶出的钝化膜，可以根据需要设置。
接着，如图8(b)、(c)所示，进行电极400的构图形成线状电极40a，在其上形成ITO等的电极20(高电阻膜，几十Ω～几百kΩ)。然后，如图8(d)所示，通过在预定的位置形成多个非电极部位201，可以获得形成了线状电极40a(40b～40d)和电极20的目标基板。再有，线状电极40a与元件的大小相比非常细(几μm～几十μm程度)，所以根据情况，也可以由ITO以外的不透明的金属构成。
多个非电极部位201的配置图形，不限定于上述实施方式1～3。即，根据产生的像差等，可以根据电极20上的位置适当地设定非电极部位201的大小或配置间隔、或者这两者。具体地说，例如，可列举出以下情况与图1相反，从电极20的中心向周边，使非电极部位的大小从小直径向大直径、再向小直径连续地变化的情况；或者与图5相反，从电极20的中心向周边，使非电极部位的配置间隔从窄间隔向宽间隔、再向窄间隔连续地变化。此外，如图1及图5，不限于使大小及配置间隔同心圆状地变化的情况，例如在将电极20分为左右区域时，也可以在各自的区域形成为不同的配置图形。这种情况下，可以有效地校正因盘的弯曲等产生的慧形像差(coma)。
再有，在上述各实施方式中，仅在电极20上形成有非电极部位201，但也可以在电极20和电极21两者上形成非电极部位。这种情况下，即使在电极21的附近，液晶分子也不均匀地取向，所以获得的透镜效应更强，可以增大校正量。
此外，由分割成几个的电极构成电极20，在各电极上形成多个非电极部位，通过对各电极施加不同的电压，可以作为整体赋予更复杂的相位差曲线。
此外，对置的电极不是上述那样限于一对，也可以是一对以上的电极夹着液晶而层叠。
在上述实施方式1～3中，说明了多个非电极部位201的形状为圆形的情况，但不限于此，例如考虑产生的像差的种类、研磨方向等，也可以形成其他形状。具体地说，可列举椭圆形状、半圆形状等。
以上那样的液晶像差校正元件1，例如可以与激光光源、偏振片、1/2波片、1/4波片、物镜、受光元件等一起构成光拾取器，并组装在光盘装置中使用。
由于能够线性地校正产生的像差，所以可以适合于下一代BD、多层盘等高密度光盘。
产业上的可利用性本发明的液晶像差校正元件在光盘装置中用于校正由光拾取器的记录/再现时产生的像差。
权利要求
1.一种液晶像差校正元件，该液晶像差校正元件构成为，具备液晶、以及夹着所述液晶相对置的多个电极，在所述电极的至少一个上形成不存在电极材料的多个非电极部位，在所述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向。
2.如权利要求1所述的液晶像差校正元件，其特征在于，电极上形成的多个非电极部位的大小或配置间隔、或者这两者根据电极上的位置而变化。
3.一种液晶像差校正元件，该液晶像差校正元件构成为，具备液晶、以及夹着所述液晶相对置的多个电极，在所述电极的至少一个上，不存在电极材料的多个非电极部位形成为大小或配置间隔、或者这两者根据所述电极上的位置而变化的配置图形，在所述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向；并且，沿着所述配置图形以预定的间隔设置施加不同电压的多条线状电极。
4.如权利要求2所述的液晶像差校正元件，其特征在于，多个非电极部位的大小及配置间隔沿着将电极分为同心圆状时的半径方向变化。
5.如权利要求3所述的液晶像差校正元件，其特征在于，多个非电极部位的大小及配置间隔沿着将电极分为同心圆状时的半径方向变化，多条线状电极沿着所述同心圆状地变化的配置图形被设置成环状。
6.如权利要求4所述的液晶像差校正元件，其特征在于，多个非电极部位的配置间隔在电极上的分为同心圆状的各区域内不规则。
7.如权利要求5所述的液晶像差校正元件，其特征在于，多个非电极部位的配置间隔在电极上的分为同心圆状的各区域内不规则。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的液晶像差校正元件，其特征在于，非电极部位的形状为圆形。
全文摘要
本发明的课题是提供一种新的液晶像差校正元件，能够线性地校正因光盘的厚度偏差等而产生的像差，由此提高记录/再现精度。为了解决该课题，本发明具有液晶、以及夹着液晶相对置的多个电极。在电极(20)中孔状地形成不存在电极材料的多个非电极部位(201)，在所述非电极部位(201)的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向而产生透镜效应。多个非电极部位(201)的大小或配置间隔、或者这两者根据电极(20)上的位置而变化，来线性地校正像差。
文档编号G11B7/135GK1867859SQ200480030048
公开日2006年11月22日 申请日期2004年9月24日 优先权日2003年10月14日
发明者中川信义, 前山裕行, 佐藤进 申请人:碧理科技有限公司