專利名稱：光拾取器和使用其的光學信息再現裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及考慮了像差修正的光拾取器和使用其的光學信息再現裝置。
背景技術：
本技術領域的背景技術例如有日本專利特開平11-110802號公報。在本公報中作為課題記載有“提供一種信息再現裝置，其具有以簡單的構成可以實現小型化，并且通過光軸的傾斜能有效修正波面像差的像差修正裝置，以及具有該像差修正裝置的信息再現裝置”，此外，在解決方法方面記載有“對于通過的光束，在可以從其分子方向賦予相位差的液晶的兩個面上，分別形成各自被分割成與波面像差的分布對應的形狀的圖案電極30a、30b、31a、31b和32、以及40a、40b、41a、41b和42的透明電極10c和10d，根據檢測出的切向或徑向的傾斜角，控制施加在各圖案電極上的電壓極性和電壓值，改變通過由各圖案電極劃分的每個液晶區域的光束的相位差，產生的波面像差相互抵消。此時，使電壓的極性反轉后，將需要的電位差施加在液晶元件上”。
日本專利特開平11-110802號公報發明內容大家知道，上述的波面像差修正裝置是構成在液晶元件的兩面上配置具有規定形狀的透明電極的修正裝置。在使用該液晶元件的像差修正裝置中，各透明電極配置成夾住該液晶元件，通過在各透明電極上產生電位差，改變液晶分子的取向性，通過因該液晶分子的取向性不同造成局部折射率改變，使通過該液晶元件的光束中局部改變相位，修正波面像差。
特別是在專利文獻中公開了，主要目的是修正因物鏡和光盤的傾斜，影響光拾取器的光學性能的波面像差，也就是主要目的是修正彗形像差，如圖2所示，構成在液晶元件1的表面具有各自規定形狀的透明電極10a～10e的液晶像差修正裝置。
但是在上述像差修正裝置中，主要存在有下述兩個重大的技術課題。
首先對第一個課題進行說明。在現有的像差修正裝置中，可以良好修正波面像差的光束限定為一種。這是因為一般配置在液晶元件表面上的透明電極，要設計最合適的形狀和尺寸，這樣可以對于具有規定有效光束直徑的光束，得到最佳的像差修正性能。這就意味著對于具有與上述有效光束直徑不同的有效光束直徑的光束，即使使用與上述修正裝置相同的像差修正裝置進行像差修正，其像差修正性能也要顯著惡化。
表1現有的彗形像差修正裝置中設計條件不同的像差修正率(※1)的對比例
(※1)像差修正率的定義像差修正率＝[初始像差量(rms值)-修正后殘留像差量(rms值)]/初始像差量(rms值)×100[％](※2)情況A的具體設計條件設計成對DVD用光束(有效直徑Φ2.0mm)的像差修正率為最佳。
(※3)情況B的具體設計條件設計成對CD用光束(有效直徑Φ1.6mm)的像差修正率為最佳。
(※4)情況C的具體設計條件對用DVD用、CD用兩種光束有效直徑的中間值Φ1.8mm的光束，設計成像差修正率為最佳。
例如表1表示因有效光束直徑不同造成的彗形像差修正性能不同的一個例子。在上述專利文獻中公開了像差修正裝置，使用具有圖2所示的透明電極圖案的最一般的彗形像差修正用液晶像差修正裝置。此外，表中所示的像差修正率是表示由像差修正裝置去除后的彗形像差相對于規定的初始(修正前)彗形像差的量的比例，是用于評價像差修正性能的有效指標。
表1的情況A是使用對于由有效光束直徑約為Φ2.0mm、波長為658nm的DVD再現用光束，對透明電極形狀和尺寸進行最佳設計，使像差修正率最大的液晶像差修正裝置的情況。從表中可以看出，該情況對于DVD用的光束，可以確保60％以上的像差修正率，但是由相同的像差修正裝置對有效光束直徑約為Φ1.6mm、波長為785nm的CD再現用光束的彗形像差進行修正，該像差修正率只能得到約11％。
此外，如情況B所示，對于上述CD用光束，使用對透明電極形狀和尺寸進行最佳設計，使像差修正率最大(約60％強)的液晶像差修正裝置，下次對于上述DVD用光束，仍然只能得到11％左右的像差修正率。
此外，如情況C所示，對于DVD用光束(Φ2.0mm)、CD用光束(Φ1.6mm)的中間有效光束直徑Φ1.8mm的光束，對像差修正裝置的透明電極形狀和尺寸進行最佳設計，使像差修正率最大的情況，DVD用、CD用兩種光束都只能得到約30％左右的像差修正率。
在上述像差修正裝置中，無論怎樣對透明電極進行最佳設計，對于有效光束直徑不同的兩束光束，都不能得到獲得良好像差修正性能的最佳解。
另一方面，近年來由于使用一臺光拾取器或光學信息再現裝置，進行多種光盤再現，一般也使用具有使波長和有效光束直徑不同的多種光束，通過大體相同的光路中構成的光拾取器。這樣的光拾取器，與對每種光束分別配置像差修正裝置相比，使用同一像差修正裝置可以將具有全部光束的波面像差進行良好的修正，在光拾取器自身的大小和部件個數、成本等方面，明顯是有利的。但是如前所述，現有技術由一個像差修正裝置，對有效光束直徑不同的多種光束的波面像差都能良好修正的構成和上述課題還沒有公開。
下面對第二個課題進行說明。在現有的像差修正裝置中，除了上述第一個技術的課題以外，還存在有在像差修正裝置和入射到該像差修正裝置中的光束之間，一旦產生相對的位置偏離，像差修正性能會隨之顯著降低的課題。
圖3作為表示上述課題點的一個例子，在使用具有圖2所示的現有一般的透明電極圖案的現有像差修正裝置時，在該像差修正裝置和入射光束之間產生上述的相對位置偏離的情況下，由曲線表示相對位置偏離量和此時的像差修正率的關系的示意圖。此外，圖3的結果是施加在各電極上的電位差，也就是施加在各電極上的相位差在相對位置偏離為零時，固定在得到最佳像差修正性能的狀態下計算的結果。
從圖中可以看出，在相對位置偏離的為零的情況下，也就是，入射光束全部在無位置偏離地入射到像差修正裝置的情況下，可以得到最佳的像差修正性能(確保像差修正率在60％以上)，另一方面，若相對位置偏差不斷增加，則隨之像差修正性能急劇降低，在0.2mm的相對位置偏離量的情況下，像差修正率幾乎降低到接近于0％。
這樣在現有的像差修正裝置中，即使微小的相對位置偏離，也會使像差修正性能顯著降低。但是，原因是在實際的光拾取器中組裝時的安裝位置偏差等，不可避免要確定在光束和像差修正裝置之間數十μm左右的相對位置偏離。因此，在存在有這樣相對位置偏離的情況下，能不能確保良好的像差修正性能，是控制光拾取器性能的重要因素。
但是，現在完全沒有公開上述課題和防止因相對位置偏離造成像差修正性能降低的有效方法。
所以，本發明的目的是提供使用更方便的光拾取器和使用其的光學信息再現裝置。
上述目的通過權利要求范圍中記載的發明可以解決。
根據本發明，可以提供使用更方便的光拾取器和使用其的光學信息再現裝置。
圖1是表示本實施例的彗形像差修正裝置的電極圖案例的簡要平面圖。
圖2是表示現有的彗形像差修正裝置的電極圖案例的簡要平面圖。
圖3是表示在現有的彗形像差修正裝置中的入射光束的相對位置偏離和像差修正率的關系的曲線圖。
圖4是表示在本實施例的彗形像差修正裝置中的入射光光束的相對位置偏離和在各種情況下為了最佳地修正彗形像差修正量0.01λrms，施加在通過各電極部分的光束的相對相位差的關系的一例的曲線圖。
圖5是表示在本實施例的彗形像差修正裝置中的入射光束的相對位置偏離和在其各種情況下的最佳像差修正后的像差修正率的關系的曲線圖。
圖6是表示搭載有本實施例的彗形像差修正裝置的光拾取器的一個實施例的簡要構成圖。
符號說明1、1’…像差修正裝置的電極面 2…液晶元件 10a～10g、10c’、10d’…配置在差修正裝置的電極面內的各電極 50、51…半導體激光光源 56…準直透鏡(Coupling Lens) 57…物鏡 70…光盤 100…本實施例的像差修正裝置具體實施方式
參照圖1對本發明的實施例1進行說明。本實施例中的像差修正裝置與現有的像差修正裝置相同，以夾住規定的液晶元件的方式設置規定的電極面，圖1是表示在其電極面上設置的各電極圖案的一個例子的簡要平面圖。此外在本圖中，如圖所示，圖的橫軸方向相當于光盤的半徑方向，縱軸方向相當于盤切線方向，圖中所示的電極圖案具有修正圖的橫軸方向產生的彗形像差的功能，也就是，具有修正盤半徑方向產生的彗形像差的功能。
如圖1所示，在液晶元件的電極面1的中央部附近，相對于縱軸線對稱配置有大體為橢圓形的透明電極10a和10b。此外，在透明電極10a和10b的外側，配置有新月形的透明電極10c和10d，包住電極10a和10b。而且在其外側還空出一定的間隙，配置仍然是新月形的電極10e和10f，在該電極10e和10f的外側，仍空出一定的間隙，由透明電極10c’和10d’覆蓋外側的大致所有區域。此外，圖中沒有表示，電極10c和10c’、10d和10d’各自連線，通常分別都施加相同的電位差。此外，在電極面1中，上述電極10a～10f和10c’、10d’以外的部分(在圖中無陰影的區域)全部用賦予基準電位的透明電極10g覆蓋。
如上述那樣使用配置有多個電極的液晶型的像差修正裝置，根據入射到該像差修正裝置中的光束的波長、彗型像差量、有效光束直徑，在上述各電極上施加規定的電位差，對各光束可以得到最佳的像差修正效果。此外，此時所謂施加到各電極的電位差意味著將施加在電極10g上的電位作為基準電位，該基準電位與各電極分別施加的電位之差，這樣的電位差一旦在電極10g和各電極之間產生，就會與此電位差成比例，通過各透明電極部分的光束中產生相位(波面)的延遲或超前。該局部的波面超前通過用延遲，抵消相當于原來該光束具有的彗形像差的波面像差，實現像差修正。
表2在本發明的彗形像差修正裝置中施加在各電極部通過光上的相對相位差和彗形像差修正性能的示例
(※1)各電極的具體形狀、設置位置等遵照圖1。
(※2)其中所說的相位差是指通過施加在圖1的電極10g上的基準電位，將施加通過該電極10g部分的光束的波面的相位作為基準相位，與此相對，施加在通過各電極區域的光束的波面上的相對相位差。
(※3)像差修正率的定義像差修正率＝[初始像差量(rms值)-修正后殘留像差量(rms值)]/初始像差量(rms值)×100[％]表2作為表示上述彗形像差修正效果的一個例子，是表示使原來分別產生由RMS值表示相當于0.01λ(λ為各光束的波長)的彗形像差的DVD用光束(λ＝658nm、有效直徑Φ＝2.0mm)和CD用光束(λ＝785nm、有效直徑Φ1.6mm)，通過上述實施例的像差修正裝置，進行最佳像差修正的情況下，應施加在通過各電極部分的光束波面的相位差(以通過施加基準電位的電極10g部分的光束波面的相位為基準相位的情況下的相對相位差)和這樣的電位差施加在通過各電極部分的光束上的情況下的像差修正率的示例。從表中可以看出，使用具有圖1所示的電極圖案的像差修正裝置，通過在各電極上施加規定的電位，使在通過各電極部的光束上施加規定的施加相位差，即使使用同一個像差修正裝置，對于波長和有效光束直徑不同的DVD用光束和CD用光束雙方，都能獲得60％以上的高的像差修正率。這是在現有像差修正裝置中不能實現的重要的優點。
應施加在表2所示的通過各電極的光上的相位差，表示始終與最佳地修正RMS值0.01λ相當的彗形像差時的相位差。該施加相位差和可以修正的彗形像差量之間一般存在簡單的比例關系。因此，在修正RMS值為0.01λ以上的彗形像差的情況下，將作為對象的彗形像差量(RMS值)以0.01λ進行除法計算得到的倍率，與表中的各相位差相乘，將得到的結果作為施加的相位差即可。
在表2中，作為本發明的像差修正裝置的一個實施例，實現了將有效光束直徑不同的DVD用光束和CD用光束相互共用化的例子，當然，本實施例不限于此組合，例如，搭載能夠對在其開發在近年來得到快速發展的Blu-ray和HD-DVD等高密度記錄光盤進行再現或記錄的光拾取器上，用于對這樣的高密度記錄光盤進行再現或記錄的光束和現有的DVD或CD用的光束雙方共用，可以進行像差修正的像差修正裝置，也一樣可以完全適用本實施例。
實施例2下面參照圖4和5對本發明的第二實施例進行說明。在實際將像差修正裝置組裝到光拾取器內的情況下，由于其構成部件精度和組裝時的相對位置的偏差等，產生像差修正裝置與入射到該像差修正裝置的光束之間相對的位置偏差的情況決不稀有。但是，如上述圖3的例子所示，在現有的像差修正裝置中，因該相對的位置偏離造成像差修正率急劇降低，也就是造成具有該像差修正裝置的像差修正性能急劇降低。在這樣的情況下使用本實施例，對應于相對位置偏離量，調整施加在各電極上的電位，若將施加在通過各電極部分的光束波面上的相對相位差控制在規定的值，則可以很好地控制對上述入射光束相對位置偏離的像差修正率的降低。
例如圖4是使用具有圖1所示的電極圖案的本實施例的像差修正裝置，在進行DVD用光束(波長λ＝658nm、有效直徑Φ2.0mm)的彗形像差修正的情況下，在該像差修正裝置的中心點和入射的DVD用光束中心光軸入射位置相當于盤半徑方向的方向(圖1的水平方向)上，設定僅引起δ相對位置偏離，橫軸為其相對位置偏離量δ，縱軸為在各種情況下用于最佳地修正彗形像差0.01λrms，應施加在通過各電極部分的光束上的相對相位差，由曲線表示的曲線圖。
此外，圖5與圖4相同，橫軸為入射像差修正裝置的DVD用光束的相對位置偏離量δ，縱軸為最佳像差修正時的像差修正率，由曲線表示的曲線圖。
從圖4和圖5可以看出，使用具有本實施例的電極圖案的像差修正裝置，而且根據入射到該像差修正裝置中的光束的相對位置偏離量，控制施加到各電極的電位，通過使施加在通過各電極部分的光束上的相對相位差為規定的值，與使用圖3所示的現有的像差修正裝置的情況相比，可以改善在各段對入射光的相對位置偏離的像差修正性能的降低。
此外，圖4中所示的應施加在通過各電極的光束上的相位差與表2的情況相同，表示始終與最佳地修正RMS值0.01λ相當的彗形像差時的相位差。該施加相位差和可以修正的彗形像差量之間一般存在簡單的比例關系。因此，在修正RMS值為0.01λ以上的彗形像差的情況下，將作為對象的彗形像差量(RMS值)用0.01λ進行除法計算得到的倍率，與表中的各相位差相乘，將得到的結果作為施加的相位差即可。
此外，圖4和圖5的例子是入射到像差修正裝置的光束在相當于盤半徑方向的方向(圖1的水平方向)上產生位置偏離的情況，當然對于在相當于盤切線方向的方向(圖1的垂直方向)上產生位置偏離的情況，也根據其位置偏離量，控制施加在各電極部上的電位，通過使施加在通過各電極部分的光束上的相對相位差為規定的值，可以大幅度改善對所述位置偏離的像差修正性能的降低。即，應該是無論入射光束在像差修正裝置的電極面內的什么方向引起位置偏離，通過根據其控制施加在通過各電極部分的光束的相對相位差為規定值，可以大幅度改善伴隨入射光束的相對位置偏離的像差修正性能的降低。
實施例3圖6是第三實施例，安裝有第一和第二實施例中說明的本實施例的像差修正裝置的光拾取器的一個例子。
在圖中以虛線包圍的光拾取器光學系統80內，例如配置有射出DVD用的波長650～660nm帶域的激光的半導體激光光源50、以及射出CD用的波長780～790nm帶域的激光的半導體激光光源51。而從各半導體激光光源發出的激光由光束合成用棱鏡52合成在同一光路，經過衍射光柵53入射到半透半反鏡54。在半透半反鏡54反射的各激光光束經過豎立鏡55，到達準直透鏡56，通過該透鏡56變換成大體為平行光束，射向物鏡57。然后通過物鏡57匯聚在規定光盤70上的記錄軌道上。然后在該光盤70反射的返回路光束沿著與前進路光相反的光路，經過物鏡57、準直透鏡56、豎立鏡55，再次到達半透半反鏡54。然后透過該半透半反鏡54的一部分返回路的光經過檢測透鏡58，到達光檢測器59，檢測規定的信息信號和聚焦誤差信號、跟蹤誤差信號等的物鏡控制信號等。此外，該物鏡控制信號經過規定的控制電路(未圖示)，反饋到物鏡57連接的二維促動器60上，進行物鏡的位置控制。
此外，以上的光拾取器光學系統的構成由于是一般的構成，省略了詳細的說明。
在以上構成的光拾取器中，如圖6所示，例如本實施例的像差修正裝置100配置在準直透鏡56與物鏡57之間的光路中，DVD用和CD用的各激光光束分別以大體為平行光的狀態入射。此外，該像差修正裝置100為由電極面1和1’夾住液晶元件部2而構成，如前所述，使用規定的電位施加裝置(未圖示)，通過在各電極面內的規定電極上施加規定的電位，對各光束進行最佳的像差修正。此外，關于在電極面1和1’上施加規定電位的電位施加裝置和施加方法，在上述專利文獻1等中有詳細敘述，是已經公知的內容，所以在本說明書中省略了說明。
圖6的實施例以對應于DVD和CD的兩種光盤的再現或記錄的互換光拾取器為例進行了說明，當然不是限于此。例如，對應于如前所述的Blu-ray和HD-DVD等高密度記錄光盤進行再現或記錄、DVD和CD或雙方的再現或記錄的互換光拾取器等，當然也可以使用本實施例的像差修正裝置。
利用在上述那樣的本實施例中的拾取器和使用其的光學信息再現裝置，通過一臺像差修正裝置可以對有效光束直徑不同的多種光束，都能得到良好的像差修正性能，同時在入射光束和上述像差修正裝置之間，即使產生相對的位置偏離的情況下，也能得到良好的像差修正性能。
參照圖1和表2等說明的本發明的實施例以修正在盤的半徑方向(圖1的水平方向)上產生的彗形像差的情況為例進行了說明，在光拾取器中，當然不僅是盤半徑方向，也存在有在盤的切線方向(圖1的垂直方向)產生彗形像差的情況。此外，對于在除了半徑方向和切線方向以外的任何方向產生的彗形像差，將該彗形像差分解成盤半徑方向分量和切線方向分量，通過對各分量的適當修正，可以與生成的方向無關，進行良好的像差修正。根據此原因，更希望在光拾取器中，裝入在盤半徑方向和切線方向的兩個方向，各自獨立進行彗形像差修正的像差修正裝置。
但是，為了像這樣對涉及相互垂直的兩個方向的像差修正，用一臺像差修正裝置來實施，可以使用設置第二電極面，其具有將圖1所示的各透明電極圖案繞中心軸轉90度的電極配置，構成由該第二電極面和圖1所示的第一電極面夾住液晶元件的像差修正裝置。
此外，在上述的對應于兩個方向的像差修正裝置中，與圖1的實施例相比較，各自獨立施加規定電位的電極數大體增加一倍，這種情況下，例如將圖1的實施例中的電極10a和10f或10b和10e分別連線，施加相同電位，則可以使獨立的施加電位的電極數減少。此外，在將電極10a和10f或10b和10e分別連線，施加相同電位的構成的情況下，與如原來實施例那樣在各電極施加適當的電位的情況相比，其像差修正性能有一些降低，但與現有的像差修正裝置相比較，可以保持相當良好的彗形像差修正性能。
權利要求
1.一種光拾取器，其特征在于，具有多個激光光源；物鏡，將所述多個激光光源的光匯聚在光盤上；和像差修正模塊，配置在從所述激光光源到所述物鏡之間，修正激光光源的像差，該光拾取器在所述像差修正模塊的面上配置有電極，使得對于來自所述多個激光光源的光進行像差修正。
2.一種光拾取器，其特征在于所述像差修正模塊修正彗形像差，而且，在所述像差修正模塊的面上至少配置有六個電極。
3.一種光學信息記錄裝置，其特征在于具有控制權利要求1或2所述的光拾取器的控制模塊。
4.一種光拾取器，其特征在于，具有第一激光光源；第二激光光源，與所述第一激光光源相比光束直徑小；物鏡，將所述第一和第二激光光源的光匯聚在盤上；和彗形像差修正模塊，修正所述第一和第二激光光源的彗形像差，該光拾取器在所述彗形像差修正模塊的面上配置有第一電極，使得對來自所述第一激光光源的光的彗形像差進行修正，此外配置有第二電極，使得對來自所述第二激光光源的光的彗形像差進行修正。
5.一種光學信息裝置，其特征在于具有控制權利要求4所述的光拾取器的控制模塊。
6.一種像差修正裝置，具有像差修正模塊，配置在激光光源與將該激光光源發出的光束匯聚在規定的光學信息記錄介質上的物鏡之間，具有通過賦予所述光束規定的相位差，修正該光束具有的波面像差的功能；和多個電極，用于在該像差修正模塊內的所述光束通過的規定面上的規定位置施加各自規定電位差而設置，該像差修正裝置的特征在于，具有在每個所述光束上控制施加在所述各電極上的電位差的功能，使得對于至少通過該像差修正裝置，而且光束直徑相互不同的至少兩束以上的光束，分別適當地修正該各光束具有的波面像差。
7.一種像差修正裝置，具有像差修正模塊，配置在激光光源與將該激光光源發出的光束匯聚在規定的光學信息記錄介質上的物鏡之間，具有通過賦予所述光束規定的相位差，修正該光束具有的波面像差的功能；和多個電極，用于在該像差修正模塊內的所述光束通過的規定面上的規定位置施加各自規定電位差而設置，該像差修正裝置的特征在于，具有至少根據在通過該像差修正裝置內的像差修正模塊的各光束上產生的波面像差量，和所述各光束入射到所述電極配置面時光軸的入射位置與所述中心點的相對位置偏移量，分別獨立地控制施加在所述各電極上的電位差，并施加在所述各電極上的功能。
8.如權利要求6或7所述的像差修正裝置，其特征在于所述像差修正裝置具備在所述各光束具有的波面像差中，至少主要修正彗形像差的功能。
9.如權利要求6～8中任一項所述的像差修正裝置，其特征在于所述像差修正裝置至少配置有六個以上的獨立的電極，而且該電極相對于通過配置有該電極的面內的大體中心點的規定的軸，大致成軸對稱配置。
10.如權利要求6～9中任一項所述的像差修正裝置，其特征在于所述像差修正模塊由液晶元件構成，該液晶元件根據施加在所述各電極上的電壓改變折射率，對由該折射率的變化引起通過該像差修正模塊的光束賦予局部的相位差，修正規定的波面像差。
11.一種光拾取器，其特征在于搭載有權利要求6～10中任一項所述的像差修正裝置，至少具有所述激光光源和所述物鏡。
全文摘要
在現有的液晶型彗形像差修正裝置中，難以確保用同一修正裝置對波長和有效光束直徑不同的多種光束，都得到良好的像差修正性能。此外，入射到該像差修正裝置的光束，不可避免因入射位置偏離而使像差修正性能大幅度降低。本發明的課題可以改善這些問題。在本發明中，將液晶型彗形像差修正裝置的電極圖案，從現有公知的圖案變更成圖1所示的圖案，而且根據入射光束的波長、有效光束直徑、彗形像差量、入射光束的相對入射位置偏離，通過控制施加在各電極部上的電位，可以良好地改善所述各課題。
文檔編號G11B7/135GK1992018SQ20061014274
公開日2007年7月4日 申請日期2006年10月30日 優先權日2005年12月26日
發明者大西邦一 申請人:日立視聽媒介電子股份有限公司