液晶光学元件和光拾取装置的制作方法

专利名称：液晶光学元件和光拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶光学元件和光拾取装置，特别是涉及具有像差校正功能和作为n入/4片的功能的液晶光学元件和具有这样的液晶光学 元件的光拾取装置。
背景技术：
在作为1/4波片起作用的液晶面板中，已知有将液晶面板相对于 光轴倾斜配置的结构，倾斜的角度为液晶分子的长轴的方向与玻璃基 板构成的角度(预倾斜角)(例如，参照专利文献l)。这样，如果 倾斜地配置液晶面板，则由于可使液晶分子的长轴的方向与光轴垂直 地相交，所以可使其起到完全的1/4波片的功能。已知有用3片玻璃基板构成2个液晶层、将1个液晶层用作像差 校正、将另1个液晶层用作1/4波片的液晶面板(例如，参照专利文 献2)。在专利文献2中记载了将液晶面板相对于光轴垂直地配置， 在液晶面板中1/4波片的液晶层的研磨方向相对于像差^JL的液晶层 的研磨方向倾斜45度配置的情况。专利文献l:日本专利第3142251号公报(第3页，第2图)专利文献2:日本专利申请特开2001 -34996号公才艮(第29页， 第21图)发明内容如果相对于光轴垂直地配置像差校正用的液晶面板，则存在下述 的问题来自光源的光被像差校正用的液晶面板本身反射到光源一 侧，光相互间干涉而产生噪声，来自光源的射出光的强度成为不恒定 的。因而，像差校正用的液晶面板必须相对于光轴具有既定的角度地倾斜。此外，在使像差校正用的液晶面板倾斜的情况下，必须在与像 差校正用的液晶面板的研磨方向(液晶分子的长轴方向)垂直的方向 上倾斜。如果不在这样的方向上倾斜，则像差校正用的液晶面板就使 偏转方向旋转，像差校正用的液晶面板就不对有效光束中的光以相同 的方式发挥功能。此外，片用的液晶面板中，在液晶分子的长轴方向与平行 于透明玻璃基板的方向之间给予了预倾斜角。因此，如果不倾斜地使 用入/4片用的液晶面板以使预倾斜角为0度，则存在因入射角依赖性 而不能起到正确的A74片的功能的问题。如果打算倾斜将像差校正用的液晶面板和X/4片用的液晶面板一 体化的液晶光学元件，其中X/4片用的液晶面板的研磨方向相对于像 差校正用的液晶面板的研磨方向倾斜45度配置，则当然像差校正用 的液晶面板和X/4片用的液晶面板会朝相同的方向倾斜。但是，像差 校正用的液晶面板的研磨方向与使人/4片用的液晶面板的预倾斜角为 0度的方向不可能为同一方向。因而，就不能在光拾取装置中倾斜地 利用将像差校正用的液晶面板和X/4片用的液晶面板一体化的液晶光 学元件。另外，之所以将像差校正用的液晶面板的研磨方向与X/4片 用的液晶面板的研磨方向设定为45度，是为了使通过了像差校正用 的液晶面板的既定的线偏振光成为大致完全的圆偏振光。因此，本发明的目的在于提供能消除上述问题的液晶光学元件和 光拾取装置。此外，本发明的目的在于提供把将像差校正用的液晶面板和AV4 片用的液晶面板一体化的液晶光学元件倾斜地配置的光拾取装置。根据本发明的光拾取装置的特征在于具有射出光束的光源；液 晶光学元件，其中一体地构成具有第l研磨方向、用于进行像差校正 的第1液晶层和具有第2研磨方向的第2液晶层，且相对于光束的光 轴具有既定的倾斜角度地配置该液晶光学元件；用于为了控制通过第 2液晶层的光束的相位量而使第2液晶层产生电位差的透明电极；以 及用于使通过了液晶光学元件的光束会聚的物镜，第l研磨方向与第2研磨方向构成的角度以按照倾斜角度起到片的功能的方式来确 定。此外，在根据本发明的光拾取装置中，第2液晶层的第2研磨方 向以按照液晶光学元件的倾斜角度和电位差起到n人/4片的功能的方 式来确定。再者，在根据本发明的光拾取装置中，第2液晶层的第2研磨方 向以按照液晶光学元件的倾斜角度、电位差和工作温度范围起到n入/4 片的功能的方式来确定。根据本发明的液晶光学元件的特征在于具有具有第1研磨方 向、用于进行像差校正的第1液晶层；具有第2研磨方向、与第l液 晶层一体地构成的第2液晶层；以及用于为了控制通过第2液晶层的 光束的相位量而使第2液晶层产生电位差的透明电极，第l研磨方向 与第2研磨方向构成的角度以按照倾斜角度起到n入/4片的功能的方式 来确定。此外，在根据本发明的液晶光学元件中，优选地，第l研磨方向 和第2研磨方向构成的角度以按照倾斜角度和电位差起到nX/4片的功 能的方式来确定。再者，在根据本发明的光拾取装置和液晶光学元件中，优选地， 第l液晶层进行彗形像差、球面像差或像散的校正。再者，在根据本发明的光拾取装置和液晶光学元件中，优选地， 在3片透明基板间配置了第1液晶层和第2液晶层。按照本发明，由于可使用将像差校正用的液晶面板与nX/4片用 的液晶面板一体化的液晶光学元件，所以设置像差校正用的液晶面板 与n人/4片用的液晶面板的工序进行l次就可以了。此外，按照本发明，使用将像差校正用的液晶面板与nA74片用 的液晶面板一体化的液晶光学元件，可防止因像差校正用的液晶面板 引起的反射且可发挥正确的n人/4片的功能。再者，按照本发明，根据倾斜角度a等可确定第1液晶层的研磨 方向与第2液晶层的研磨方向构成的角度\|/，以使n入/4片用的液晶面板能进行最佳的工作。


图1是根据本发明的光拾取装置和包含液晶光学元件的光学装 置1的概略结构图。图2 U)表示液晶光学元件100的剖面图，图2 (b)是从射出 侧观察的液晶光学元件100的平面图。图3是用于说明液晶光学元件100的结构的概略剖面图。图4 ( a )是表示液晶光学元件100的Z轴与光轴平行地配置时 (不倾斜时)的图，图4 (b)是表示如图2中所示使液晶光学元件 100倾斜了角度a时的图。图5 ( a )是表示在第1透明电极151上形成的球面像差校正用 的透明电极图案的图，图5(b)是表示对第1透明电极151的透明电 极图案施加的电压例的图，图5 (c)是表示利用第1透明电极151的 透明电极图案改善的球面像差例的图。图6是表示第2透明电极的电极图案的一例的图。图7是表示电位差与椭圆率的关系的图。图8是表示角度a是+ 0.5度时的角度vji与椭圆率的关系的图。图9是表示角度a是+1.0度时的角度vj/与椭圆率的关系的图。图10是表示角度a是+1.5度时的角度vj/与椭圓率的关系的图。 图11是表示角度a是+ 2.0度时的角度vi/与椭圆率的关系的图。图12是表示角度a是+ 2.5度时的角度xi/与椭圆率的关系的图。 图13是表示角度a是+ 3.0度时的角度v(/与椭圆率的关系的图。 图14是表示确定角度vj/的顺序的图。图15 ( a )是表示在第1透明电极151上形成的彗形像差校正用 的透明电极图案的图，图15 (b)是表示对第1透明电极151的透明 电极图案施加的电压例的图，图15(c)是表示利用第1透明电极151 的透明电极图案改善的彗形像差例的图。图16 (a)是表示在第1透明电极151上形成的像散校正用的透明电极图案的图，图16 (b)是表示对第1透明电极151的透明电极 图案的Y轴方向施加的电压例的图，图16 (c)是表示利用第l透明 电极151的透明电极图案改善的Y轴方向的像散例的图。图17 ( a )是表示在第1透明电极151上形成的像散校正用的透 明电极图案的图，图17 (b)是表示对第1透明电极151的透明电极 图案的X轴方向施加的电压例的图，图17 (c)是表示利用第1透明 电极151的透明电极图案改善的X轴方向的像散例的图。
具体实施方式
以下参照

根据本发明的光拾取装置和液晶光学元件。但是，本发明不限定于以下的说明，请留意涉及权利要求书记栽的发明 及其均等物的部分。图1是根据本发明的光拾取装置和包含液晶光学元件的光学装 置1的概略结构图。光学装置1由光拾取装置10、连接器20和驱动装置30构成， 是用于在与DVD和CD等的记录介质4之间进行数据的写入和读出 的装置。在光拾取装置10中，从由半导体激光器等构成的光源ll射出的 光束(650nm )利用准直透镜12变换为大致平行光，在通过了偏振光 束分离器13后，入射到液晶光学元件100上。通过了液晶光学元件 100的光，利用物镜14 (数值孔径NA-0.65)会聚在记录介质4的 记录道(track)面上。另外，如图1中所示，光束具有有效直径2 和光轴3。此外，利用伺服驱动机构15进行物镜14的跟踪伺服控制， 使利用物镜14会聚的光点准确地位于记录道面上。从记录介质4的记录道反射的光束再次通过物镜14、液晶光学 元件100，利用偏振光束分离器13变更光路，经会聚透镜16会聚在 光接收器17上。在光束从记录介质4反射了时，利用在记录介质4 的记录道面上记录了的信息(凹坑)进行了振幅调制。驱动装置30具有用于驱动光源11的光源驱动电路32;根据来自光接收器17的光接收信号输出光强度信号(RF)的信号产生电 路33;用于驱动液晶光学元件100的液晶光学元件驱动电路34;用 于驱动伺服驱动机构15的伺服驱动电路35;用于使记录介质4旋转 的盘马达36;用于驱动盘马达36的马达驱动电路37;以及用于进行 包含RAM、 ROM和CPU等的整体控制的控制部31等。液晶光学元件100，如后述那样，具有将起到像差校正片的功能 的第1液晶层110和起到n J4片的功能的第2液晶层120 —体化的结 构，按照从液晶光学元件驱动电路34供给的供给电压来驱动。另外， 也可在后述的液晶光学元件100中配置液晶光学元件驱动电路34。控制部31利用盘马达36使记录介质4旋转， 一边控制光源驱动 电路32和伺服驱动电路35， 一边根据信号产生电路33产生的光强度 信号进行在记录介质4上记录了的信息的读出。此外，控制部31按照用于进行写入的数据信号对从光源11射出 的光束的强度进行调制，利用已调制的光束照射记录介质4。在进行 写入的记录介质4的记录道面上，因被盘夹持的薄膜的折射率或颜色 按照光束的强度而变化或产生凹坑的起伏来写入数据。另外，利用光 源驱动电路32并通过对流过用于光源11的半导体激光器元件的电流 进行调制等来进行光束的强度调制。另外，利用连接器20连接光拾取装置10与驱动装置30。图2是表示液晶光学元件IOO的概略结构的图。图2 (a)表示液晶光学元件100的剖面图，图2 (b)是从射出 侧观察的液晶光学元件100的平面图。如图2 (a)中所示，液晶光学元件100具有叠合了第1透明基 板IOI、第2透明基板102和第3透明基板103得到的结构。此外， 液晶光学元件IOO具有在第l和第2透明基板101和102之间配置的 起到像差校正片的功能的第1液晶层110和在第2和第3透明基板102 和103之间配置的起到nX74片的功能的第2液晶层120。此外，构成为通过柔性基板140分别地对第1液晶层110和第2 液晶层120施加来自液晶光学元件驱动电路34的既定的电压。利用密封材料130和封装材料132将第1液晶层110封入第1 和第2透明基板101和102之间。此外，利用密封材料131和封装材 料133将第2液晶层120封入第2和第3透明基板102和103之间。如图2 (b)中所示，在液晶光学元件100中将第1液晶层110 的研磨方向111和第2液晶层120的研磨方向121 ，没定为角度\|/。后面叙述关于角度Vf/的确定方法等。此外，如图2中所示，以液晶光学元件IOO为基准，为了便于说 明，设定了 X轴、Y轴和Z轴。Z轴表示与第1透明基板101的上表 面垂直的方向。在本发明中的光拾取装置中，为了防止从光源11射 出的光束因液晶光学元件100而反射到光源11 一侧，使液晶光学元 件100相对于光轴3 (与入射光方向为同一方向)倾斜角度a进行了安 装。此外，假定预先确定了将液晶光学元件IOO安装在光拾取装置10 上的角度a。在使起到像差校正片的功能的第1液晶层110倾斜的情况下，如 果不使液晶层在与其研磨方向lll垂直的方向上倾斜，则入射到像差 校正用的液晶面板上的线偏振光就成为椭圃偏振光。因而，在本实施 方式中，在假定第1液晶层110的研磨方向111与X轴平行的情况下， 以将Y轴为中心使X轴朝向图中右方放倒的方式使液晶光学元件100 倾斜了角度a。角度a与第1液晶层110的预倾斜角为大致相同的角度， 例如约为3度，其方向最好是抵消第1液晶层110的预倾斜角的方向。 即，与入射光平行的光轴3与Z轴构成的角是角度a。此外，在图2 (a)的情况下，使液晶光学元件100向图中右侧倾斜，但也可向图 中左侧倾斜。另外，'为了方便起见，将液晶光学元件100向图2 (a) 的右侧倾斜时的角度定为(+ )，将液晶光学元件100向图2 (a)的 左侧倾斜时的角度定为(-)。图3是用于说明液晶光学元件100的结构的概略剖面图。图3中的箭头表示的方向是从光源11射出的光束的方向。另外， 为了便于说明，以夸张的方式图示了各要素，与实际的厚度之比不同。在第l透明基板101的第2透明基板102侧形成了第l透明电极151和第1取向膜152,在第2透明基板102的第1透明基板101 — 侧形成了第1透明对置电极154和第2取向膜153。如上所迷，利用 密封材料130等将第1液晶层110封入第1和第2透明基板101与102 之间。在第2透明基板102的第3透明基板103侧形成了第2透明对置 电极155和第3取向膜156，在第3透明基板103的第2透明基板102 侧形成了第2透明电极158和第4取向膜157。如上所述，利用密封 材料131等将第2液晶层120封入第2和第3透明基板102与103之 间。关于第1液晶层110和第2液晶层120，从在制造方面提高批量 生产性考虑，按相同的层厚使用了相同的液晶。此外，第1液晶层110 和第2液晶层120为均质取向(水平取向)。而且，用于第1液晶层 UO和第2液晶层120的液晶材料是正型的向列液晶，An为0.21，相 对介电常数为6.9,层厚6.0jam。另外，为了得到充分的相位量，对于第1液晶层110来说，液晶 材料的折射率最好大于等于0.15，虽然折射率越高越好，但最好小于 等于0.30。这是因为，为了起到像差校正和nA74片的功能，既定的总 相位量是必要的。此外，如果第1液晶层110和第2液晶层120的层 厚太薄，则在制造方面容易产生问题，如果层厚太厚，则液晶的响应 速度变慢。因此，第1液晶层110和第2液晶层120的层厚最好大于 等于3nm，小于等于7nm。在图2和图3中，将液晶光学元件100构成为在3片透明玻璃基 板间形成2个液晶层。但是，液晶光学元件IOO也可构成为利用粘接 剂等使在2片透明玻璃基板间分别形成了液晶层的结构 一体化。图4是表示各液晶层的研磨方向与液晶光学元件的倾斜的关系的图。图4 (a)是表示液晶光学元件100的Z轴与光轴平行地配置时 (不倾斜时)的图，图4 (b)是表示如图2中所示使液晶光学元件 100倾斜了角度a时的图。在图4 ( a )中，400表示X - Y平面，401表示起到n人/4片的功 能的第2液晶层120中的液晶分子的长轴方向。角度a表示液晶光学 元件100的倾斜角度。角度9表示第2液晶层120的预倾斜角。角度\|/ 表示第1液晶层110的研磨方向lll与第2液晶层120的研磨方向121 构成的角度。在使液晶光学元件100倾斜了角度a时，第2液晶层120的预倾 斜角e与光轴3的关系如图4 (b)中所示。通常，为了使从光源ll射出的、通过了偏振光束分离器13的既 定的线偏振光在起到nX/4片的功能的第2液晶层120中成为大致完全 的圆偏振光，将第1液晶层110的研磨方向111与第2液晶层120的 研磨方向121构成的角度\|/设定为45度。但是，如果为了防止反射等使液晶光学元件100在与第1液晶层 110的研磨方向111垂直的方向上倾斜角度a，则第2液晶层120的预 倾斜角e，如图4(b)中所示，不因倾斜角度a而被抵消。因而，第l 液晶层110的研磨方向111与第2液晶层120的研磨方向121构成的 角度\|/不一定是45度，应设定为能得到更好结果的角度。因此，在根 据本发明的液晶光学元件100中，利用后述的方法确定了角度xj;。图5是第l透明电极的电极图案的一例和用于说明其功能的图。图5 ( a )是表示在第1透明电极151上形成的球面像差校正用 的透明电极图案的图，图5(b)是表示对第1透明电极151的透明电 极图案施加的电压例的图，图5 (c)是表示利用第1透明电极151的 透明电极图案改善的球面像差例的图。但是，因记录介质4的记录道面上的透光保护层的厚度不均匀等 的缘故，有时从物镜14到记录道面为止的距离是不恒定的，或不能 一直以相同的方式会聚光点。如果在这样的物镜14与记录道面之间 的距离中产生不均匀，则在记录介质4的基板内产生球面像差，成为 使根据来自记录介质4的的反射光束产生的光强度信号恶化的原因。 在物镜14的入射瞳位置上换算的球面像差的一例如图5 (b)的520 所示。在图5 (a)中，在有效直径2的范围内设置了 9个同心圓状的 电极图案501~509。对各区域施加了图5 (b)中表示的那样的电压 510。如果对图5(a)中表示的那样的第1透明电极151的透明电极 图案施加图5 (b)中表示的那样的电压510，则在与第l透明对置电 极154之间产生电位差，其间的液晶的取向性按照电位差而变化。因 而，通过该部分的光束受到按照电位差使其相位前进那样的作用。由 此，记录介质4的基板中产生的球面像差520,如图5(c)中表示的 那样的球面像差530那样被校正。另外，通过柔性基板140对第1透 明电极151的透明电极图案施加电压。另外，在本实施方式中，构成为利用第1液晶层IIO校正球面像 差，但除了球面像差以外，如后述那样，也可构成为校正彗形像差或 像散。图6是表示第2透明电极的电极图案的一例的图。 在第2透明电极158中形成了圓形的透明电极图案550，通过在 与第2透明对置电极155之间产生电位差，用来使第2液晶层120起 到n i/4片的功能。另外，如果透明电极图案550是包含光束的有效直 径2那样的大小，则形状不限于圆形。此外，通过柔性基板140对第 2透明电极158的透明电极图案施加电压。图7是表示第2液晶层的第2透明电极158与第2透明对置电极 155之间产生的电位差与通过了第2液晶层的光束的相位量的关系的 图。图7是利用650nm的光源并以均质取向使用了利用正型的向列 液晶(An为0.21，相对介电常数为6.9)的厚度6.0 pm的第2液晶层 120时的测定值。在图7中，曲线"表示周围温度是25。C的情况。如曲线"所示，第2液晶层120起到所谓X/4片(即，(1/2)X± (n/4) i片)的功能(入- 650nm)为起到片的功能的电位差 起到5A74片的功能的电位差V2、起到3 i/4片的功能的电位差V3。另 外，如果提高对第2液晶层120的施加电压，则存在也可利用起到入/4 片的功能的电位差的可能性。但是，由于可认为在便携小型装置中利用液晶光学元件100时的最大的电位差约为5V，所以在图7中示出 了到电位差5V为止的值。根据所利用的光源波长和第2液晶层120的结构，与使液晶光学 元件100工作的诸条件相对照，也可确定使第2液晶层起到哪个n入/4 片的功能。图8~图13是分别表示使倾斜角度a以0.5度间隔在+ 0.5度~+ 3.0度变化时角度\)/与椭圆率的关系的图。在测定中，利用图7的曲线L (周围温度是25'C)确定所施加 的电位差，使第2液晶层起到7入/4片、5>J4片和3AV4片的功能，使 角度\|/从41度到49度为止以l度为单位变化，测定了椭圆率。在周 围温度25'C下，利用旋转检光子方式进行了椭圆率的测定。即， 一边 使偏振片旋转， 一边对于通过液晶光学元件100的光束(650nm)利 用光量计测定了光量比。此外，在测定中，特别是制作设置成第2液 晶层相对于第1液晶层可旋转的元件，进行了测定。再者，作为第1 和第2液晶层，以均质取向使用了利用正型的向列液晶(An为0.21， 相对介电常数为6.9)的厚度6.0pm的液晶层(与图7中的第2液晶 层相同的结构)。另外，为了良好地起到片的功能，希望椭圆率大于等于0.95。 图8是表示角度a是+ 0.5度时的角度ii/与椭圆率的图。 在图8中，曲线Mh)表示使第2液晶层120起到7人/4片的功能 的情况，曲线Mn是使第2液晶层120起到5X/4片的功能的情况，曲 线Mu是使第2液晶层120起到3 J4片的功能的情况。另外，角度a 的正和负表示与图2 (a)同样的方向。如图8中所示，在使第2液晶层120起到7 J4片的功能的情况 下，可理解，在角度v是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓入/4 片的功能，在角度\(/是43~45度时良好地起到所谓人/4片的功能。此 外，在使第2液晶层120起到片的功能的情况下，可理解，在角 度V是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓X/4片的功能，在角 度1|/是43~45度时良好地起到所谓^/4片的功能。再者，在使第2液晶层120起到3入/4片的功能的情况下，可理解，在角度Vj/是45度时 第2液晶层120起到最良好的所谓X/4片的功能，在角度\|/是44~46 度时良好地起到所谓人/4片的功能。图9是表示角度a是+1.0度时的角度vj/与椭圆率的关系的图。 在图9中，曲线M2o表示使第2液晶层120起到片的功能 的情况，曲线1\121是使第2液晶层120起到片的功能的情况，曲 线M22是使第2液晶层120起到片的功能的情况。另外，角度a 的正和负表示与图2 (a)同样的方向。如图9中所示，在使第2液晶层120起到7人/4片的功能的情况 下，可理解，在角度\|/是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓入/4 片的功能，在角度\|/是43~45度时良好地起到所谓入/4片的功能。此 外，在使第2液晶层120起到5 i/4片的功能的情况下，可理解，在角 度V是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓X74片的功能，在角 度y是43 ~ 45度时良好地起到所谓AV4片的功能。再者，在使第2液 晶层120起到片的功能的情况下，可理解，在角度\|/是45度时 第2液晶层120起到最良好的所谓A74片的功能，在角度vj/是44 46 度时良好地起到所谓入/4片的功能。图10是表示角度a是+ 1.5度时的角度v与椭圆率的图。 在图10中，曲线M3o表示使第2液晶层120起到7入/4片的功能 的情况，曲线Mm是使第2液晶层120起到片的功能的情况，曲 线M32是使第2液晶层120起到片的功能的情况。另外，角度a 的正和负表示与图2 U)同样的方向。如图IO中所示，在使第2液晶层120起到7人/4片的功能的情况 下，可理解，在角度y是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓AV4 片的功能，在角度v是43 45度时良好地起到所谓人/4片的功能。此 外，在使第2液晶层120起到5X/4片的功能的情况下，可理解，在角 度\|/是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓人/4片的功能，在角 度\|/是43 ~ 45度时良好地起到所谓人/4片的功能。再者，在使第2液 晶层120起到片的功能的情况下，可理解，在角度\|/是46度时第2液晶层120起到最良好的所谓XV4片的功能，在角度\|/是45~47 度时良好地起到所谓入/4片的功能。图11是表示角度a是+ 2.0度时的角度v与椭圆率的图。 在图11中，曲线M4o表示使第2液晶层120起到片的功能 的情况，曲线Mn是使第2液晶层120起到5Ay4片的功能的情况，曲 线]>142是使第2液晶层120起到3X74片的功能的情况。另外，角度a 的正和负表示与图2 (a)同样的方向。如图11中所示，在使第2液晶层120起到片的功能的情况 下，可理解，在角度v是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓入/4 片的功能，在角度\|/是43~45度时良好地起到所谓入/4片的功能。此 外，在使第2液晶层120起到5X/4片的功能的情况下，可理解，在角 度V是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓入/4片的功能，在角 度V是43 ~ 45度时良好地起到所谓X/4片的功能。再者，在使第2液 晶层120起到3X/4片的功能的情况下，可理解，在角度vi/是46度时 第2液晶层120起到最良好的所谓V4片的功能，在角度\|/是45~47 度时良好地起到所谓人/4片的功能。图12是表示角度a是+ 2.5度时的角度V(/与椭圆率的关系的图。 在图12中，曲线Ms。表示使第2液晶层120起到7X/4片的功能 的情况，曲线Ms,是使第2液晶层120起到5A74片的功能的情况，曲 线Ms2是使第2液晶层120起到3X/4片的功能的情况。另外，角度a 的正和负表示与图2 (a)同样的方向。如图12中所示，在使第2液晶层120起到7人/4片的功能的情况 下，可理解，在角度V)/是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓入/4 片的功能，在角度\|/是43~45度时良好地起到所谓入/4片的功能。此 外，在使第2液晶层120起到5X/4片的功能的情况下，可理解，在角 度vi/是43度时第2液晶层120起到最良好的所谓人/4片的功能，在角 度\)/是42~44度时良好地起到所谓人/4片的功能。再者，在使第2液 晶层120起到片的功能的情况下，可理解，在角度平是47度时 第2液晶层120起到最良好的所谓久/4片的功能，在角度\|/是46~48度时良好地起到所谓片的功能。图13是表示角度a是+ 3.0度时的角度vi/与椭圆率的图。在图13中，曲线M6o表示使第2液晶层120起到7X/4片的功能 的情况，曲线]\161是使第2液晶层120起到片的功能的情况，曲 线M62是使第2液晶层120起到3X/4片的功能的情况。另外，角度a 的正和负表示与图2 (a)同样的方向。如图13中所示，在使第2液晶层120起到7A74片的功能的情况 下，可理解，在角度\]/是44度时第2液晶层120起到最良好的所谓X/4 片的功能，在角度\|/是43~45度时良好地起到所谓入/4片的功能。此 外，在使第2液晶层120起到5A74片的功能的情况下，可理解，在角 度\|/是43度时第2液晶层120起到最良好的所谓AV4片的功能，在角 度\|/是42~44度时良好地起到所谓>74片的功能。再者，在使第2液 晶层120起到3入/4片的功能的情况下，可理解，在角度vi/是47度时 第2液晶层120起到最良好的所谓X/4片的功能，在角度\|/是46~48 度时良好地起到所谓X74片的功能。图14是表示确定角度vj/的顺序的流程图。首先，设定将液晶光学元件100安装在光拾取装置10上的角度 a (参照图2和图4) (Sl)。其次，设定对液晶光学元件IOO可供给的供给电压的最大值、即 在第2液晶层中的第2透明电极158与第2透明对置电极155之间可 产生的电位差的最大值(S2)。另外，角度a和最大电位差作为液晶光学元件的规格预先设定。其次，根据在S2中所设定的最大电位差，确定怎样地设定nX/4 的n(S3)。例如，如图7中所示的例子中，在最大电位差是2.5[Vrms
的情况下，n = 5，即，确定使第2液晶层120起到5人/4片的功能。另 外，也可根据最大电位差选择多个n。其次，根据在S3中所确定的nX/4的n和在Sl中所设定的角度 a，确定角度vi/(S4)， 一系列的工序结束。例如，在将角度a设定为 + 1.5度的情况下，利用图IO，用于起到5入/4片的功能的最佳的角度\|/为44度。与利用图14的顺序确定了的角度\|/ (例如，44度)相一致地制 造设定了第2液晶层120的研磨方向121的液晶光学元件100，在光 拾取装置10上倾斜角度a ( +1.5度)安装了的情况下，第2液晶层 120起到良好的所谓X/4片的功能。另外，图7~图13的例子是关于既定的光源波长时的既定的液 晶层归纳了电位差与椭圆率、对于角度a的角度vj/与椭圆率的关系的例 子。在实际地设计第2液晶层的情况下，根据与所制造的液晶层对应 的归纳了电位差与椭圆率、角度\|/与椭圆率的关系的数据，按照图14 中表示的顺序并按照角度a和最大电位差求出最佳的角度。另外，在 上述的说明中，说明了周围温度25。C时的液晶光学元件100的结构。 但是，在根据本发明的液晶光学元件100中，即使温度从周围温度25'C 起变化了，根据角度a设定了的角度也不变，如果按照温度变化进行 第1和第2液晶层110、 120的电压控制，则可使其起到作为目的的 nA74片的功能。图15是第1透明电极的电极图案的另一例和用于说明其功能的图。图15 ( a )表示在第1透明电极151上形成的彗形像差校正用的 透明电极图案的图，图15 (b)表示对第1透明电极151的透明电极 图案施加的电压例，图15 (c)表示利用第1透明电极151的透明电 极图案改善的彗形像差例。另外，在进行对记录介质4的读取或写入的光拾取装置10中， 如图1中所示，利用准直透镜12将来自光源11的光束变换为大致平 行光，利用物镜14使其会聚到记录介质4，接受来自记录介质4的反 射光束，产生了信息信号。在这样的光拾取装置中，在进行记录介质 的读取或写入时，必须使利用物镜14会聚了的光束准确地追随在记 录介质4的记录道上。但是，因记录介质4的翘曲或弯曲、记录介质 4的驱动机构的缺陷等的缘故，有时在记录介质4中产生倾斜。因利 用物镜14会聚了的光束的光轴相对于记录介质4的记录道倾斜，从而在记录介质4的基板内产生彗形像差，所以如果在物镜14的入射 瞳的位置上换算，则产生图15 (b)中表示的那样的彗形像差620， 成为使基于来自记录介质4的反射光束产生的信息信号恶化的原因。在图15 U)中，在有效直径2的范围内设置了图示那样的电极 图案601~605。对各区域施加了图15(b)中表示的那样的电压610。 如果对图15 (a)中表示的那样的第1透明电极151的透明电极图案 施加图15 (b)中表示的那样的电压610，则在与第1透明对置电极 154之间产生电位差，其间的液晶的取向性按照电位差而变化。因而， 通过该部分的光束受到按照电位差使其相位前进那样的作用。由此， 记录介质4的基板中产生的彗形像差620如图15 (c)中表示的那样 的彗形像差630那样被校正。另外，通过柔性基板140对第l透明电 极151的透明电极图案施加电压。上述的图15 (a)中表示的第1透明电极151的另一图案可代替 图5中表示的透明电极图案来使用。在该情况下，液晶光学元件IOO 可进行彗形像差校正。图16是第1透明电极的电极图案的又一例和用于说明其功能的图。图16 ( a )表示在第1透明电极151上形成的像散校正用的透明 电极图案，图16 (b)表示对第1透明电极151的透明电极图案的Y 轴方向施加的电压例，图16 (c)表示利用第1透明电极151的透明 电极图案改善的Y轴方向的像散例。此外，图17 (a)表示使图16 (a)中表示的透明电极图案旋转90度的情况，图17 (b)表示对第 1透明电极151的透明电极图案的X轴方向施加的电压例，图17 (c) 表示利用第1透明电极151的透明电极图案改善的X轴方向的像散 例。在进行对记录介质4的读取或写入的光拾取装置10中，在来自 光源11的光束中，因半导体激光器等的像散距离(非点隔差)的问 题，在Y轴方向上产生图16 (b)中表示的那样的像散720，在X轴 方向上产生图17(b)中表示的那样的像散722，成为使基于来自记录介质4的反射光束产生的信息信号恶化的原因。在图16 (a)或图17 (a)中，在有效直径2的范围内设置了图 示那样的电极图案701~709。对各区域施加了图16 (b)中表示的那 样的电压710和图17(b)中表示的那样的电压712。如果对图16(a) 或图17 (a)中表示的那样的第1透明电极151的透明电极图案施加 图16 (b)中表示的那样的电压710或图17 (b)中表示的那样的电 压712，则在与第1透明对置电极154之间产生电位差，其间的液晶 的取向性按照电位差而变化。因而，通过该部分的光束受到按照电位 差使其相位前进那样的作用。由此，记录介质4的基板中产生的Y轴 方向的像散720和X轴方向的像散722如图16 (c)中表示的那样的 像散730和图16 (c)中表示的那样的像散732那样被校正。另外， 通过柔性基板140对第1透明电极151的透明电极图案施加电压。上述的图16 (a)或图17 (a)中表示的第1透明电极151的又 一图案可代替图5中表示的透明电极图案来使用。在该情况下，液晶 光学元件100可进行像散校正。
权利要求
1.一种光拾取装置，其特征在于具有射出光束的光源；液晶光学元件，其中一体地构成具有第1研磨方向、用于进行像差校正的第1液晶层和具有第2研磨方向的第2液晶层，该液晶光学元件相对于上述光束的光轴具有既定的倾斜角度地配置；用于为了控制通过上述第2液晶层的上述光束的相位量而使上述第2液晶层产生电位差的透明电极；以及用于使通过了上述液晶光学元件的光束会聚的物镜，以根据上述倾斜角度起到nλ/4片的功能的方式，确定上述第1研磨方向与上述第2研磨方向构成的角度。
2. 如权利要求l中所述的光拾取装置，其特征在于 还具有供给电压以使上述透明电极产生既定的电位差的电压供给部，以根据上述倾斜角度和上述电位差起到nX/4片的功能的方式， 确定上述第l研磨方向和上述第2研磨方向构成的角度。
3. 如权利要求2中所述的光拾取装置，其特征在于 以根据上述倾斜角度、上述电位差和工作温度范围起到nAV4片的功能的方式，确定上述第l研磨方向和上述第2研磨方向构成的角 度。
4. 如权利要求1中所述的光拾取装置，其特征在于 上述第1液晶层进行彗形像差、球面像差或像散的校正。
5. 如权利要求2中所述的光拾取装置，其特征在于 上述第l液晶层进行彗形像差、球面像差或像散的校正。
6. 如权利要求l中所述的光拾取装置，其特征在于在3片透明基板间配置了上述第1液晶层和上述第2液晶层。
7. 如权利要求2中所述的光拾取装置，其特征在于在3片透明基板间配置了上述第1液晶层和上述第2液晶层。
8. 如权利要求3中所述的光拾取装置，其特征在于在3片透明基板间配置了上述第1液晶层和上述第2液晶层。
9. 如权利要求4中所述的光拾取装置，其特征在于在3片透明基板间配置了上述第l液晶层和上述第2液晶层。
10. 如权利要求5中所述的光拾取装置，其特征在于在3片透明基板间配置了上述第1液晶层和上述第2液晶层。
11. 一种相对于光轴以既定的倾斜角度配置的液晶光学元件，其 特征在于具有具有第l研磨方向、用于进行像差校正的第1液晶层；具有第2研磨方向、与上述第1液晶层一体地构成的第2液晶层；以及用于为了控制通过上述第2液晶层的上述光束的相位量而使上 述第2液晶层产生电位差的透明电极，以根据上述倾斜角度起到nX/4片的功能的方式，确定上述第1 研磨方向与上述第2研磨方向构成的角度。
12. 如权利要求ll中所述的液晶光学元件，其特征在于 还具有供给电压以使上述透明电极产生既定的电位差的电压供给部，以根据上迷倾斜角度和上述电位差起到n入/4片的功能的方式， 确定上述第l研磨方向和上述第2研磨方向构成的角度。
13. 如权利要求12中所述的液晶光学元件，其特征在于 以根据上述倾斜角度、上述电位差和工作温度范围起到n入/4片的功能的方式，确定上述第l研磨方向和上述第2研磨方向构成的角 度。
14. 如权利要求ll中所述的液晶光学元件，其特征在于 上述第1液晶层进行彗形像差、球面像差或像散的校正。
15. 如权利要求12中所述的液晶光学元件，其特征在于 上述第l液晶层进行彗形像差、球面像差或像散的校正。
16. 如权利要求11中所述的液晶光学元件，其特征在于在3片透明基板间配置了上述第l液晶层和上述第2液晶层。
17. 如权利要求12中所述的液晶光学元件，其特征在于 在3片透明基板间配置了上述第l液晶层和上述第2液晶层。
18. 如权利要求13中所述的液晶光学元件，其特征在于 在3片透明基板间配置了上述第l液晶层和上述第2液晶层。
19. 如权利要求14中所述的液晶光学元件，其特征在于 在3片透明基板间配置了上述第l液晶层和上述第2液晶层。
20. 如权利要求15中所述的液晶光学元件，其特征在于 在3片透明基板间配置了上述第l液晶层和上述第2液晶层。
全文摘要
提供一种液晶光学元件和光拾取装置，该光拾取装置中倾斜地配置了将像差校正用的液晶面板与nλ/4片用的液晶面板一体化的液晶光学元件。该液晶光学元件的特征在于具有具有第1研磨方向、用于进行像差校正的第1液晶层；具有第2研磨方向、与第1液晶层一体地构成的第2液晶层；以及用于为了控制通过第2液晶层的光束的相位量而使第2液晶层产生电位差的透明电极，以按照倾斜角度(α)起到nλ/4片的功能的方式确定第1研磨方向与第2研磨方向构成的角度(ψ)。
文档编号G11B7/135GK101405801SQ20078000979
公开日2009年4月8日 申请日期2007年2月16日 优先权日2006年3月20日
发明者仲秀治, 佐藤慎也 申请人:西铁城控股株式会社