JP3659870B2 - 液晶駆動装置、光ヘッドおよび光ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッドの光軸傾き（チルト）を補正する液晶駆動装置や、光ヘッドの対物レンズの球面収差を補正する液晶駆動装置に関するものであり、さらに、そのような液晶駆動装置を用いた光ヘッド及び光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクと光ヘッドの光軸との傾きであるチルトを収差補正用の液晶素子を用いて補正する方式が提案されている（特開平１０−７９１３５号公報、特開平１１−３５３１号公報参照）。液晶素子における電極は所定の形状で複数の領域に分割されて形成されており、各領域に印加する電圧の調整により通過するレーザー光の位相差を加減し、チルト補正を行うものである。また、光ディスクの高密度記録化のため、高ＮＡレンズで短波長レーザーを用いたときに課題となる対物レンズの球面収差も液晶素子により補正する。
チルト補正を１軸方向でのみ行う場合は、液晶素子をほぼ短冊状の領域に分割し、各領域に印加する電圧の調整を行う。チルト補正を２軸方向で行う場合は、液晶素子における電極を各軸方向にほぼ扇形の領域に分割し、光軸中心付近は各軸方向の共通領域として分割される。２軸のチルト補正も１軸方向の補正と同様に、各領域に印加する電圧を調整する。
電圧印加には、一般に、オペアンプ回路かパルス幅変調(ＰＷＭ)回路が用いられる。チルト補正を１軸方向あるいは２軸方向以上行う場合のいずれにおいても、液晶素子の各領域ごとに電圧を印加する駆動回路を用いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の駆動回路において、液晶素子の分割数だけ駆動回路を必要とするため、回路規模が大きくなる。すなわち液晶素子ごとにオペアンプやＰＷＭ回路を必要としている。加えて、液晶素子が搭載されたヘッドから基板までのインターフェースにおいて液晶駆動に要する結線数が多くなる不具合がある。
一方、チルト補正を２軸方向以上で行う場合は、各軸方向の補正を独立に行えることが望ましいが、液晶素子の各軸方向の共通領域に印加する電圧を考慮しながら、他の領域に印加する電圧を決定しなければならないという煩雑さがある。特に近年ではこれらの電圧印加をＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）による処理で行うので、ソフトウェアの処理ステップ数が増大するという不具合を有する。
【０００４】
また、従来の光ヘッドでは、光ヘッドの薄型化およびアクチュエータの軽量化によるフォーカスおよびトラッキング感度向上のために液晶素子を可動部であるアクチュエータではなく、固定部に設置している。対物レンズがラジアル方向及びタンジェンシャル方向に傾いたときに生じるチルトは補正されるが、液晶素子を固定部に設置した場合には、対物レンズがラジアル方向に移動すると、対物レンズの光軸と液晶パターンとのずれが生じることにより収差補正性能が低下していた。
【０００５】
本発明の目的は、１軸あたりの駆動回路が簡素な液晶駆動装置を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、相互の干渉なしに複数軸のチルト補正を独立に行える液晶駆動装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、光ディスクの高密度記録化のため高ＮＡレンズで短波長レーザーを用いたときに課題となる対物レンズの球面収差を補正する液晶駆動装置を提供することである。
また、本発明の別の目的は、液晶素子を固定部に設置した光ヘッドにおいて、ラジアル方向及びタンジェンシャル方向に傾いたときに生じるチルトを補正すると共に、対物レンズがラジアル方向に移動した場合の収差補正性能を改善することができる光ヘッドを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶駆動装置は、周期波形を発生する周期波形発生器と、それぞれ前記周期波形発生器の出力を入力し複数の軸方向ごとの指令値に基づいて各軸方向ごとに位相をシフトして出力する複数の位相シフト手段と、複数の位相シフト手段の出力をそれぞれ反転する複数の反転素子と、それぞれ複数の抵抗を直列に接続し両端に前記各位相シフト手段の出力と前記各反転素子の出力とを接続した複数の分圧抵抗器と、複数の軸方向に沿ってそれぞれ分割された複数領域からなる電極部と電極部に対向する共通電極を有し、前記共通電極に前記周期波形発生器の出力を接続し、かつ複数の電極部のそれぞれに前記複数の分圧抵抗器の各出力を接続した液晶素子とを備え、前記複数の分圧抵抗器のそれぞれから出力される出力電圧の１つは、前記位相シフト手段の出力電圧と前記反転素子の出力電圧の和の１／２になるようにし、前記位相シフト手段の出力電圧と前記反転素子の出力電圧の和の１／２に相当する出力電圧を単一の電極部に接続することにより、前記複数の軸方向に沿ったチルト補正を独立して行うように構成する。この構成によると、所要のチルト補正のために必要となる複数の電圧すなわち液晶素子における複数の電極それぞれに供給する複数の電圧を分圧抵抗器で作ることができる。しかも、その分圧抵抗器に供給する適正な電圧は、周期波形発生器と位相シフト手段と反転素子との数少ない構成要素で生成することができ、電極ごとにオペアンプやパルス幅変調回路を用いていた従来技術に比べて、回路構成を簡素化することができる。また、この液晶駆動装置は、複数の軸方向でのチルト補正を行うものであり、この構成によると、簡単な構成でありながら、相互に干渉することなしに複数軸方向のチルト補正を独立して行える。
【０００８】
前記の液晶駆動装置において、たとえば、前記周期波形発生器の出力波形が正弦波である。オペアンプを用いてアナログ的に信号処理することにおいて有用である。
前記の液晶駆動装置において、たとえば、前記周期波形発生器の出力波形がデューティ比約５０％の方形波である。したがって、デジタル回路による信号処理において有用である。たとえばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）にデジタル３ビットの入出力ポートがあれば、各ポートを周期的にビット反転する処理を行えば、デューティ比約５０％の方形波を発生でき、複数軸方向のチルト補正が簡便なものとなる。
【０００９】
好ましくは、さらに、前記周期波形発生器の出力と前記位相シフト手段の出力と前記反転素子の出力との各電圧振幅を調整する振幅調整手段を備えている。この構成によると、液晶素子に印加する実効電圧と透過光の位相差との関係を示す特性においてリニアリティ（直線性）の高い範囲で動作点を設定することができ、チルト補正を効果的に実行できる。
好ましくは、前記の液晶駆動装置において、前記分圧抵抗器における複数の抵抗のうち両端の抵抗を可変抵抗とする。この構成によると、対物レンズの球面収差補正を併せて行うことができる。
好ましくは、前記の液晶駆動装置において、前記分圧抵抗器における複数の抵抗のうち両端の抵抗は他の抵抗の２倍以上の抵抗値とする。この構成によると、液晶素子における共通電極に対面する分割された電極群の位置の違いによる実効電圧の偏差を少なくすることができ、チルト補正をより良好なものとすることができる。
好ましくは、前記の液晶駆動装置において、前記周期波形発生器の出力と前記位相シフト手段の出力との位相差が９０°または−９０°を中心に可変される。この構成によると、共通電極に印加する周期波形信号と分圧抵抗器において抵抗分割すべき電圧信号との位相差が±９０°となるので、各電極での実効電圧の波高値の調整を容易なものとできる。
【００１０】
たとえば、前記周期波形発生器は、入出力ポートのビットを周期的に反転可能なデジタル回路である。ソフトウェアのタイマー処理によって入出力ポートのビットを周期的に反転させた信号を前記周期波形発生器の出力とすることができる。
【００１１】
好ましくは、前記の液晶駆動装置において、前記液晶素子の電極を同心円状に分割した複数の領域から構成する。この構成によると、より精度の良い球面収差補正を行うことができる。
好ましくは、前記の液晶駆動装置は、前記周期波形発生器の出力を共通に入力し、指令値に基いて位相をシフトして出力する複数の前記位相シフト手段と、前記複数の位相シフト手段にそれぞれ対応する複数の前記反転手段と、前記複数の位相シフト手段にそれぞれ対応する複数の前記分圧抵抗器とを備える。この構成によると、複数の軸方向についてチルト補正を実行できる。
好ましくは、前記の液晶駆動装置において、各軸方向ごとに個別の分圧抵抗器のそれぞれにおいて全抵抗値を等分する中点に相当する出力端子どうしを接続する。この構成によると、各分圧抵抗器のばらつきに起因して双方に電位差が発生することを防止できる。したがって、ある電極を互いに異なる方向の両軸補正において共用することとしたうえで、相互干渉なしの両軸の独立したチルト補正を高精度に実行できる。
【００１２】
また、本発明に係る光ヘッドは、光源と、前記光源から出射した光束を光ディスクに収束する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズの間の光路中に配置される液晶素子であって、前記光源と前記対物レンズの間の光路中に配置される液晶素子であって、光ディスクから反射される光束の光軸に直交する面内に配置される複数領域に分割された電極部と、液晶相を介在してこれらの電極部に対向する共通電極とを備え、前記電極部は、前記光軸に対する前記対物レンズの移動がない時に透過する光束を補正する第１の電極群と、前記光軸に対して前記対物レンズが内周へ移動する方向に第１の電極群の外側に前記第１の電極群とは離れて設けられる第２の電極群（１以上の電極からなる）と、前記光軸に対して前記対物レンズが外周へ移動する方向に前記第１の電極群の外側に前記第１の電極群とは離れて設けられる第３の電極群（１以上の電極からなる）とを有する光ヘッドと、周期波形を発生する周期波形発生器と、前記周期波形発生器の出力を入力し指令値に基づいて位相をシフトして出力する位相シフト手段と、前記位相シフト手段の出力を反転する反転素子と、複数の抵抗を直列に接続し両端に前記位相シフト手段の出力と前記反転素子の出力とを接続した分圧抵抗器とからなり、前記周期波形発生器の出力を前記液晶素子の前記共通電極に接続し、かつ前記分圧抵抗器の各出力を前記液晶素子の第１の電極群に各々接続した液晶駆動装置と、前記分圧抵抗器の各出力から１つの出力を前記液晶素子の第２の電極群へ選択印加する第１の信号切替手段と、前記分圧抵抗器の各出力から１つの出力を前記液晶素子の第３の電極群へ選択印加する第２の信号切替手段と、対物レンズのラジアル方向への移動量及び前記ラジアル方向の移動の向きを検出するレンズシフト量検出手段と、前記レンズシフト量検出手段の出力する対物レンズのラジアル方向への移動量及び前記ラジアル方向の移動の向きに基づいて前記第１又は第２の信号切替手段へ切替信号を出力するレンズシフト補正制御手段とを有する。また、この構成によると対物レンズが移動した場合でも第２および第３の電極群を用いて収差補正を行うことにより、良好な収差補正性能を得ることができる。この構成によると、所用のチルト補正のために必要となる液晶素子の複数電極への供給電圧を簡単な構成の分圧抵抗器で作ることができ、この分圧抵抗器以外に必要なものは周波数発生器と位相シフト手段と反転素子であるので、全体として、電極ごとにオペアンプやＰＭＷ回路を用いていた従来の技術に比べて、回路構成を簡単にできる。さらに対物レンズが移動した場合でも第２および第３の電極群を用いて収差補正を行うことにより、良好な収差補正性能を得ることができる。対物レンズが移動した場合でも、第２及び第３の電極群部に印加する電圧を第１及び第２の信号切替手段で切り替えることにより良好な収差補正性能を得ることができる。
【００１３】
好ましくは、この光ヘッドにおいて、前記第２の電極群と前記第３の電極群は、それぞれ、対物レンズの移動が無い時の光軸を中心に湾曲した短冊形状を有する電極を有する。対物レンズが内周および外周に移動する場合でも同等の性能を得ることができる。
好ましくは、この光ヘッドにおいて、前記第２の電極群と前記第３の電極群は、対物レンズの移動が無い時の光軸から前記第２の電極群と前記第３の電極群の方向に所定の距離（たとえば１００〜２５０μｍ）だけ移動した軸を中心に湾曲した短冊形状を有する電極を有する。対物レンズが内周および外周に移動する場合でも同等の性能を得ることができる。
【００１５】
好ましくは、第１の信号切替手段および第２の信号切替手段がアナログスイッチである。第２の電極群および第３の電極群に印加する電圧を切替信号の指令値により電気的に容易に変更することができる。
好ましくは、前記レンズシフト補正制御手段は、レンズシフトが所定のレベルを超えない場合は、第１の電極群の電極へつながる分圧抵抗器からの出力を選択する切替信号を第１の信号切替手段および第２の信号切替手段へ出力し、レンズシフトが第２の電極群側へ所定レベルを超えて発生した場合は、第２の電極群と隣接する第１の電極群へつながる分圧抵抗器からの第１の分圧出力または前記第１の分圧出力に近接する分圧抵抗器からの出力を選択する切替信号を第１の信号切替手段へ出力し、レンズシフトが第３の電極群側へ所定レベルを超えて発生した場合は、第３の電極群と隣接する第１の電極群へつながる分圧抵抗器からの第２の分圧出力または前記第２の分圧出力に近接する分圧抵抗器からの出力を選択する切替信号を第２の信号切替手段へ出力する。この構成によると、第１及び第２の信号切替手段で安定的に第２及び第３の電極群に電圧を選択印加することができ、レンズシフトが生じた場合での収差補正性能の信頼性が向上する。
【００１６】
光ヘッドにおいて、前記の所定レベルは、たとえば、１００〜２５０μｍである。または、前記の所定レベルは、たとえば、トラバース移動量の約半分である。第１および第２の信号切替手段で安定的に第２及び第３の電極群に電圧を選択印加することができ、レンズシフトが生じた場合での収差補正性能の信頼性が向上する。
好ましくは、光ヘッドは、さらに、光ディスクの偏芯成分を検出する偏芯検出手段を備え、レンズシフト量検出手段は、偏芯検出手段により検出された偏芯成分に対応して、偏芯によるレンズシフト成分を補正する。この構成によると、第１および第２の信号切替手段でのより精度の高い信号切替ができ、収差補正の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて詳細に説明する。
まず、図１と図２を用いて発明の第１の実施の形態の液晶駆動装置と液晶素子の構成について説明する。図１は液晶駆動装置の電気的構成を示すブロック回路図である。この液晶駆動装置において、周期波形発生器１は、正弦波や方形波等の周期的な信号を出力する。振幅調整手段２は、周期波形発生器１の振幅を調節して周期信号Ｖ_comを出力する。第１の位相シフト手段３は、ラジアルチルト指令５に応じて振幅調整手段２からの信号Ｖ_comの位相をシフトして信号Ｖ_R+を出力するようになっている。第２の位相シフト手段４は、タンジェンシャルチルト指令６に応じて振幅調整手段２からの信号Ｖ_comの位相をシフトして信号Ｖ_T+を出力する。ここで、ラジアルチルト指令５は、図示しないチルトサーボ装置からのラジアルチルト補正の指令値である。同様に、タンジェンシャルチルト指令６は、タンジェンシャルチルト補正の指令値である。位相シフト手段は、アナログ信号では遅延素子であり、デジタル信号ではたとえばシフトレジスタである。
【００１８】
第１の反転素子７は、第１の位相シフト手段３からの出力信号Ｖ_R+を反転して信号Ｖ_R-を出力するようになっている。第２の反転素子８は、第２の位相シフト手段４からの出力信号Ｖ_T+を反転して信号Ｖ_T-を出力するようになっている。第１の位相シフト手段３からの出力信号Ｖ_R+と第１の反転素子７からの出力信号Ｖ_R-とは第１の分圧抵抗器９の両端子に各々接続されている。第２の位相シフト手段４からの出力信号Ｖ_T+と第２の反転素子８からの出力信号Ｖ_T-とは第２の分圧抵抗器１０の両端子に各々接続されている。反転素子７，８は、デジタル信号ではインバータであり、アナログ信号では反転回路である。
【００１９】
第１の分圧抵抗器９は、抵抗値Ｒの抵抗器を４つ直列に接続し、さらにこの抵抗器直列接続体の両端に可変抵抗ＶＲ₁と可変抵抗ＶＲ₂を各々直列に接続したものである。可変抵抗ＶＲ₁側に信号Ｖ_R+が印加されるように第１の位相シフト手段３に接続され、可変抵抗ＶＲ₂側に信号Ｖ_R-が印加されるように第１の反転素子７接続され、分圧出力が可変抵抗ＶＲ₁側から順にＶａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅとなっている。第２の分圧抵抗器１０の構成も、第１の分圧抵抗器９と同様に、抵抗値Ｒの抵抗器を４つ直列に接続し、さらにこの抵抗器直列接続体の両端に可変抵抗ＶＲ₃と可変抵抗ＶＲ₄を各々直列に接続したものである。可変抵抗ＶＲ₃側に信号Ｖ_T+が印加されるように第２の位相シフト手段４に接続され、可変抵抗ＶＲ₄側に信号Ｖ_T-が接続されるように第２の反転素子８に接続され、分圧出力が可変抵抗ＶＲ₃側から順にＶｆ，Ｖｇ，Ｖｈ，Ｖｉ，Ｖｊとなっている。
【００２０】
液晶素子１１は、共通電極１２と各領域に分割された電極１３を有している。電極１３は、９つの電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｉ，１３ｊからなっており、それぞれ分圧出力Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆ，Ｖｇ，Ｖｉ，Ｖｊに対応している。Ｖｈに対応した電極はない。すなわち、上記の分圧出力ＶａないしＶｊは分圧出力Ｖｈを除いて、液晶素子１１の各電極１３ａないし１３ｊへ各々接続されている。振幅調整手段２の出力Ｖｃｏｍは、液晶素子１１の共通電極１２に接続されている。なお、ＶｃのラインとＶｇのラインとを結ぶライン（破線で示す）については後述する。
【００２１】
次に、図２を用いて上述の液晶駆動装置に使用する液晶素子１１の構成を説明する。図２の（ａ）は液晶素子１１を領域分割面から見ており、向かって右側がラジアル方向、上側がタンジェンシャル方向である。ラジアル方向は、図示しない光ディスクの半径方向に相当する。タンジェンシャル方向は、光ディスクにおけるトラックの接線方向に相当する。
【００２２】
図２の（ａ）に向かって奥側は各領域に対向する共通電極１２が配され、向かって手前側は９つの領域に分割された電極が配されている。ラジアル方向とタンジェンシャル方向の各軸方向へ、ほぼ扇形の電極が配される。電極１３ａ，１３ｂ，１３ｄ，１３ｅはラジアルチルト補正用として用いられ、電極１３ｆ，１３ｇ，１３ｉ，１３ｊはタンジェンシャルチルト補正用として用いられる。また、電極１３ｃは両軸補正において共用される。 図２の（ｂ）は液晶素子１１のラジアル方向に沿った切断面での断面を示している。電極１３と共通電極１２の間、すなわち領域１４に液晶１５が満たされており、電極１３と共通電極１２に電圧を印加することで領域１４ａないし領域１４ｊの液晶１５を励起する。
【００２３】
図２に示すように２軸方向のチルト補正用に構成される液晶素子１１は、図１における第１の位相シフト手段３と第１の反転素子７と第１の分圧抵抗器９を一組とするラジアルチルト補正と、第２の位相シフト手段４と第２の反転素子８と第２の分圧抵抗器１０を一組とするタンジェンシャルチルト補正との２組の補正手段によって調整される。
【００２４】
以下、以上のように構成された液晶駆動装置についてその動作を説明する。
電極１３ｃはラジアル方向とタンジェンシャル方向の両軸補正において共用する。そこで、両軸補正を独立に行う条件として、Ｖｃ＝Ｖｇすなわち、式（１）に示す条件を満足するように液晶素子１１を駆動する。
｛Ｖ_R+＋Ｖ_R-｝／２＝｛Ｖ_T+＋Ｖ_T-｝／２＝Ｖ_com （１）
例えば、周期波形発生器１と振幅調整手段２によってＶ_com＝sin（ωｔ）で与えられるとする。ここで、ωは信号の角周波数、ｔは時間である。このとき、第１の位相シフト手段３の出力Ｖ_R+、第１の反転素子７の出力Ｖ_R-および第２の位相シフト手段４の出力Ｖ_T+、第２の反転素子８の出力Ｖ_T-は式（２）のようになる。ただし、θは９０°または−９０°とする固定の値であり、αとβは±９０°の範囲で変化する指令値である。αはラジアルチルト指令５における指令値であり、βはタンジェンシャルチルト指令６における指令値である。なお、ＶＲ₁＝ＶＲ₂、ＶＲ₃＝ＶＲ₄である。
Ｖ_R+＝−Ｖ_R-＝sin（ωｔ＋θ＋α）
Ｖ_T+＝−Ｖ_T-＝sin（ωｔ＋θ＋β） （２）
ただし、θ＝９０°または−９０°
−９０°≦α≦９０°
−９０°≦β≦９０°
式（２）で与えられるＶ_R+，Ｖ_R-，Ｖ_T+，Ｖ_T-は式（１）を満たし、
Ｖｃ＝０ （３）
Ｖｇ＝０
となる。従って、液晶素子１１の領域１４ｃは、
Ｖｃ−Ｖ_com＝−sin（ωｔ）
で駆動されるため、αとβによらず一定の実効電圧で駆動される。すなわち、ラジアルチルト指令５とタンジェンシャルチルト指令６を別々に与えても領域１４ｃにかかる実効電圧は一定であるので、相互に干渉することなく両軸補正を独立して行うことができる。
【００２５】
次に、ラジアル方向のチルト補正について、図３ないし図７を用いて説明する。図３は正弦波で駆動する場合のＶ_com，Ｖ_R+，Ｖ_R-の信号波形図である。図３において、Ｖ_R+はＶ_comに対して、θ＝９０°を中心に指令値αだけ位相がシフトした波形であり、Ｖ_R-はＶ_R+の反転波形である。図３において、（ａ）はθ＝９０°、α＝０°の場合の信号波形図であり、（ｂ）はθ＝９０°、α＝４５°の場合の信号波形図であり、（ｃ）はθ＝９０°、α＝９０°の場合の信号波形図である。
【００２６】
ここで、ＶＲ₁＝ＶＲ₂＝６Ｒとした場合の第１の分圧抵抗器９の出力は、式（４）で与えられる。
Ｖａ＝１０/１６＊Ｖ_R+＋ ６/１６＊Ｖ_R-＝ ４/１６＊sin(ωｔ＋θ＋α)
Ｖｂ＝ ９/１６＊Ｖ_R+＋ ７/１６＊Ｖ_R-＝ ２/１６＊sin(ωｔ＋θ＋α)
Ｖｃ＝ ８/１６＊Ｖ_R+＋ ８/１６＊Ｖ_R-＝ ０ （４）
Ｖｄ＝ ７/１６＊Ｖ_R+＋ ９/１６＊Ｖ_R-＝−２/１６＊sin(ωｔ＋θ＋α)
Ｖｅ＝ ６/１６＊Ｖ_R+＋１０/１６＊Ｖ_R-＝−４/１６＊sin(ωｔ＋θ＋α)
液晶素子１１の領域１４ａに印加される電圧は、電極１３ａに加わる電圧Ｖａから共通電極１２に加わる電圧Ｖ_comを差し引いたものである。液晶素子の領域１４ｂから領域１４ｅについても同様で、電圧Ｖ_comを差し引けば各領域に加わる電圧を計算できる。図４に、計算から求められる各領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅへ印加される電圧パターンを示す。図４は正弦波で駆動する場合の各領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに印加される電圧パターンを示す。図４において、縦軸はＶ_comで正規化した電圧である（Ｖ_comの波高値を１.００とする）。図４において、（ａ）はθ＝９０°、α＝０°の場合の電圧パターン図であり、（ｂ）はθ＝９０°、α＝４５°の場合の電圧パターン図であり、（ｃ）はθ＝９０°、α＝９０°の場合の電圧パターン図である。
【００２７】
液晶素子１１の領域１４ａないし領域１４ｅに正弦波が印加されるが、指令値αに伴って波高値が調節される。（ａ）の場合は、波高値の違いが少ないが、それでもわずかに差がある。（ｂ）の場合は、波高値の差が大きくなり、（ｃ）の場合はさらに大きくなる。
【００２８】
この電圧パターンが印加されたときの実効電圧の調節の様子を図５を用いて説明する。図５は、指令値αを±９０°変化した場合の液晶素子の各領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに印加される実効電圧を示す。図５において、横軸に液晶素子の領域１４ａから領域１４ｅを順に並べ、縦軸に正規化した実効電圧をとっている。領域１４ｃに印加される実効電圧は指令値αの値によらず一定である。同じ指令値αに対して領域１４ａと領域１４ｅにおける実効電圧は、領域１４ｂと領域１４ｄにおける実効電圧に比べて約２倍変化する。また、領域１４ａと領域１４ｂにおける実効電圧は、領域１４ｄと領域１４ｅにおける実効電圧とは反対符号で増減する。図５から理解できるように、領域１４ｃを中心とするシーソーのように実効電圧を指令値αで増減できる。
【００２９】
ここで、α＝４５°の場合について、ラジアルチルト補正の様子を図６と図７を用いて説明する。
図６は、液晶素子に印加する実効電圧と透過光の位相差の関係図である。図６において、横軸は液晶素子に印加する実効電圧であり、縦軸は液晶素子を透過するレーザー光の位相差である。印加する実効電圧が少ないと液晶が励起されず、位相差は少ないが、印加する実効電圧を上げるに従って、直線的に位相差が変化するようになる。さらに印加する実効電圧を上げると、位相差の増大が次第に鈍ってくる。
以上のように変化する特性をもつ液晶素子において、直線的に位相差が変化する実効電圧の範囲に、領域１４ｃの実効電圧を設定し、これを動作点とする（図６の点Ｐ）。なお、実効電圧の設定については、振幅変動手段２を用いればよい。
【００３０】
図５よりα＝４５°のときの各領域１４ａないし領域１４ｅにかかる実効電圧は、領域１４ｃを中心に直線的に変化する。図６で示すと、各領域を透過するレーザー光の位相差は領域１４ａが最も大きく、領域１４ｅが最も小さい。領域１４ａから領域１４ｅにかけて、透過光の位相差は順に小さくなっている。
このときのラジアル方向の位相差の変化を図７に示す。図７はθ＝９０°、α＝４５°の場合の透過光の位相差の関係図である。図７の縦軸は透過光の位相差を示し、横軸は液晶素子１１のラジアル方向の断面位置を表している。指令値αを動かすと縦軸の値Ｑを中心に山の凹凸が図５と図６によって定まる関係で上下変動する。このことから明らかなように、ラジアル方向に対して透過光の位相差を調節することが可能となっており、ラジアルチルトの補正を指令値αの調整をもって行うことができる。透過光の位相差と信号処理については、従来と同じであるので説明を省略する。
【００３１】
なお、振幅調整手段２は必ず必要とするものではなく、図５の動作点Ｐが固定であれば、周期波形発生器１に含めてしまえばよい。また、振幅調整手段２は分圧抵抗器の入力段に設けてもよいものであり、周期波形発生器１の直後に必ず設けなければならないものではない。
さらになお、位相シフト手段の動作中心をθ＝９０°で説明したが、θ＝−９０°でもその動作は符号を反転すれば同じである。
また、位相シフト量を±９０°に固定した位相シフト手段をＶ_com側に設ければ、θ＝０°とできるので、第１と第２の位相シフト手段３、４の構成を簡略化できる。
【００３２】
さらになお、図１中の破線で示すように、第１の分圧抵抗器９において全抵抗値を二等分する中点に相当する出力Ｖｃの出力端子と第２の分圧抵抗器１０において全抵抗値を二等分する中点に相当する出力Ｖｇの出力端子とを互いに接続してもよい。この場合、Ｖｃ＝Ｖｇを高精度に達成でき、分圧抵抗器のばらつきに起因してわずかではあっても双方に電位差が発生することを防止できる。したがって、前述の、電極１３ｃをラジアル方向とタンジェンシャル方向の両軸補正において共用することとしてＶｃ＝Ｖｇの条件を満足させ、相互干渉なしの両軸の独立したチルト補正を高精度に実行できる。
以上、ラジアル方向のチルト補正について、その動作説明をしたが、タンジェンシャル方向のチルト補正の動作説明については、ラジアル方向のチルト補正と同様であるので、その説明を省略する。
【００３３】
次に、第１の分圧抵抗器９の両端の可変抵抗ＶＲ₁、ＶＲ₂の抵抗値を
ＶＲ₁＝ＶＲ₂＝６Ｒ
のように他の抵抗の抵抗値Ｒよりも大きくしている理由について説明する。これらの可変抵抗ＶＲ₁，ＶＲ₂はチルト補正を行うためのものではなく、図示しない対物レンズの円周方向の収差の補正用の抵抗である。
【００３４】
可変抵抗を０，２Ｒ，６Ｒと変化させた場合について、その動作を図面を用いて説明する。図８は、可変抵抗の抵抗値ＶＲ₁，ＶＲ₂を変化した場合の液晶素子の各領域に印加される実効電圧図である。ただし、ＶＲ₁＝ＶＲ₂とする。図８において、可変抵抗の値が小さくなるにつれて、領域１４ａと領域１４ｅの実効電圧が大きくなり、領域１４ｃを最小とする放物線を描くようになる。したがって、可変抵抗ＶＲ₁と可変抵抗ＶＲ₂の調節により、放物線の傾きを変化できる。
【００３５】
図９は、図８に示す実効電圧が印加されたときの透過光の位相差を示す関係図である。図９において、実線はＶＲ₁＝ＶＲ₂＝０のときの液晶の透過光の位相差であり、破線はＶＲ₁＝ＶＲ₂＝２Ｒのときの液晶の透過光の位相差である。このことから明らかなように、可変抵抗ＶＲ₁と可変抵抗ＶＲ₂の調節により、領域１４ｃを中心とする円周方向の位相差を変化できる。すなわち、図示しない対物レンズの球面収差補正を行っていることに相当する。
【００３６】
通常、ＣＤ（コンパクトディスク）等の対物レンズの円周方向の収差はわずかであるのでこれらの可変抵抗を調節する必要はあまりないが、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk／Digital Video Disk）と同等かそれ以上の高密度記録を行う高ＮＡレンズを使用する場合に有効である。これらの可変抵抗を他の抵抗よりも２倍以上高くすると、図８における放物線が直線に近くなるため、チルト補正の点から望ましい。可変抵抗が上記実施の形態のように６倍あれば、チルト補正において実使用上の問題は見られない。
【００３７】
なお、いうまでもないが、対物レンズの円周方向の収差の補正を必要としなければ、分圧抵抗器の両端の可変抵抗は固定抵抗であってもよい。
【００３８】
以上、周期波形発生器１の信号が正弦波の場合について説明をしたが、ＴＴＬレベルのデジタル波形のような方形波でも同様にチルト補正が行えることを図１０ないし図１１を用いて説明する。
【００３９】
図１０は、デューティ比約５０％の方形波で駆動する場合のＶ_com，Ｖ_R+，Ｖ_R-の信号波形図である。図９において、Ｖ_R+はＶ_comに対して、θ＝９０°を中心に指令値αだけ位相がシフトした波形であり、Ｖ_R-はＶ_R+の反転波形である。図１０において、（ａ）はθ＝９０°、α＝０°の場合の信号波形図であり、（ｂ）はθ＝９０°、α＝４５°の場合の信号波形図であり、（ｃ）はθ＝９０°、α＝９０°の場合の信号波形図である。

方形波は式（５）に示す式で与えられ、図１０は、正弦波が方形波になった点を除いて図４の場合と同じである。ここで、ＶＲ₁＝ＶＲ₂＝６Ｒとした場合の第１の分圧抵抗器９の出力は、式（４）と同様に計算でき、図１０は、各領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに印加される電圧パターンを示す。
【００４０】
図１１は、方形波で駆動する場合の各領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに印加される電圧パターンを示す。ここに、縦軸はＶ_comで正規化した電圧である。図１１において、（ａ）はθ＝９０°、α＝０°の場合の電圧パターン図であり、（ｂ）はθ＝９０°、α＝４５°の場合の電圧パターン図であり、（ｃ）はθ＝９０°、α＝９０°の場合の電圧パターン図である。
【００４１】
液晶素子１１の領域１４ａないし領域１４ｅに方形波が印加されるが、指令値αに伴って波高値が高い時間および低い時間が調節される。図１１に示す電圧パターンの実効電圧の調節は図５の場合と同様である。方形波の場合のチルト補正の動作については、正弦波の場合と同様であるので説明を省略する。
【００４２】
以上、周期波形発生器１の出力が正弦波と方形波の場合のそれぞれについて、その動作を述べた。しかし、波形はこの２種類に限らなくてもよく、式（１）を満足する周期信号であればよい。周期波形発生器１の出力が正弦波の場合は、オペアンプを用いてアナログ的に信号処理するのに便利である。
【００４３】
また、周期波形発生器１の出力が方形波の場合は、デジタル回路による信号処理が周期波形発生器１として使用できる。すなわち、マイコンまたはＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）にデジタル３ビットの出力ポートを用意する。出力ポートのうち1ビットを、ソフトウェアのタイマー処理によって周期的にビット反転すれば、周期波形が得られる。また、周期波形に対して所定時間だけずらしたビット反転処理を他の２ビットにそれぞれ行えば、位相シフト手段の出力としても使用できる。これら３ビットの出力ポートをソフトウエアで制御することにより２軸の補正が簡単に行える。
【００４４】
なお、上述の動作説明はすべて２軸の補正について説明している。しかし、３軸以上の補正についても同様であり、１軸あたりの補正に位相シフト手段と反転素子と分圧抵抗器とを各々１つずつ追加すればよい。ＤＳＰ等でｎ軸を補正するには（ｎ＋１）ビットの出力ポートがあればよい。
【００４５】
ところで、上記実施の形態では対物レンズの球面収差の補正を第１の分圧抵抗器９と第２の分圧抵抗器１０の両端の可変抵抗で調節できることを説明した。次に、図１２を用いて、液晶素子の領域分割と分圧抵抗器の組み合わせでさらに精度良く補正できることを説明する。
【００４６】
図１２は球面収差の補正を説明するための図である。ここに、（ａ）は分圧抵抗器の構成を示し、（ｂ）は液晶素子の領域分割を示し、（ｃ）は液晶素子の透過光の位相差を示す。（ａ）に示す分圧抵抗器において、１６は分圧抵抗器であり、Ｒの抵抗値をもつ抵抗器が８つ直列に接続されており、両端に４Ｒの抵抗値をもつ抵抗器が接続されいる。分圧抵抗器１６の両端には、図示しない位相シフト手段からの出力を片方の端子に入力し、もう片方の端子には位相シフト手段からの出力を反転素子１７で反転した後に入力している。分圧抵抗器１６からの出力については、抵抗の中心からＶａを出力し、抵抗の両端に向かって交互にＶｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅを出力している。図１２の（ｂ）に示すように、液晶素子１８は、同心円状の領域に分割され、中心から電極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅの順に電極が引き出されている。各電極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅはそれぞれＶａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅの出力に接続されている。図１に示した液晶素子と同様に、液晶素子１８には共通電極があり、共通電極に周期波形発生器の出力が接続されている。
【００４７】
このとき、図４と図５と同様にして、液晶素子１８に電圧を印加すると、図１２の（ｃ）に示す透過光の位相差となる。領域１８ａから領域１８ｅへ同心円の外周に向かって符号が交互となりかつ次第に位相差が大きくなる。したがって、可変抵抗を用いなくても、球面収差補正を精度良く行うことができる。
【００４８】
次に、発明の第２の実施の形態について詳細に説明する。図１３は本実施形態の光ヘッドの構成の１例を示す。光ヘッドは、光源２１、偏光ビームスプリッター２２、集光レンズ２３、液晶素子２４、１／４波長板２５、立ち上げミラー２６，アクチュエータ３６，対物レンズ２７、光ディスク２８、第１のチルトセンサー２９、第２のチルトセンサー３０，レンズシフト量検出手段３１、液晶駆動装置３２、シリンドリカルレンズ３３、光検出器３４により構成される。液晶素子２４は固定部に設置される。
【００４９】
図１３において、矢印は、光束の進行方向を示す。光源２１から出射されたＰ偏光の光束は、偏光ビームスプリッター２２を透過し、集光レンズ２３により略平行な光束となり、液晶素子２４と１／４波長板２５を透過する。１／４波長板２５を透過するとき光束はＰ偏光から円偏光に変えられる。１／４波長板２５を透過した光束は、立ち上げミラー２６で反射され、対物レンズ２７によって光ディスク２８の情報記録面に集光される。光ディスク２８の情報記録面からの反射した光束は、再び対物レンズ２７に入り、立ち上げミラー２６で反射され、１／４波長板２５を透過する。１／４波長板２５を透過する光束は、円偏光からＳ偏光に変えられる。１／４波長板２５を透過した光は、液晶素子２４を透過し、偏光ビームスプリッター２２で反射され、シリンドリカルレンズ３３で光検出器３４に集光される。光検出器３４は、複数領域に分割された光検出領域からなり、受光した光束を光電変換して再生信号を形成すると共に、非点収差法によりフォーカス制御信号を形成し、さらに、位相差法およびプッシュプル法によりトラッキング制御信号を形成して、これらの信号を出力する。
【００５０】
さらに、第１のチルトセンサー２９は、光ディスクのラジアル方向のチルト角を検出し、第２のチルトセンサー３０は、光ディスクのタンジェンシャル方向のチルト角を検出し、レンズシフト量検出手段３１は、対物レンズ２７のラジアル方向への移動量を検出する。第１のチルトセンサー２９からラジアルチルト指令５を、第２のチルトセンサー３０からタンジェンシャルチルト指令６を、レンズシフト量検出手段３１からレンズシフト指令３５を液晶駆動装置３２に出力する。液晶駆動装置３２の動作に関しては後で説明する。
【００５１】
図１４は、アクチュエータ３６の機構部の構成を示す。この図において、Ｆｏはフォーカシング方向を示し、Ｔｒはトラッキング方向を示す。対物レンズ２７は、整形された樹脂からなるレンズホルダ３６１により保持される。トラッキングコイル３６２は、レンズホルダ３６１に対してトラッキング方向Ｔｒの軸回りに巻回され、固定される。このトラッキングコイル３６２の駆動電流により対物レンズ２７の移動量（レンズシフト量）を算出できる。レンズホルダ３６１は、ワイヤー３６３を介してバックヨーク３６４に取り付けられる。
【００５２】
図１５は、液晶駆動装置３２が駆動する液晶素子２４の構成を示す。図１５において、（ａ）は液晶素子２４を領域分割面から見た平面図であり、向かって右側がラジアル方向、上側がタンジェンシャル方向である。ラジアル方向は光ディスク２８の半径方向に相当し、紙面の右側が光ディスクの内周側である。タンジェンシャル方向は、光ディスク２８のトラックの接線方向に相当する。（ｂ）に示すように、向かって奥側は各領域に対向する共通電極４９が配置され、向かって手前側は円形面を７つの領域に分割された電極５０が配置されている。電極５０の形状は、図２に示した液晶素子とは異なっている。電極５０の中央の領域には、対物レンズの移動が無い時の光軸を中心として、ラジアル方向とタンジェンシャル方向の各軸方向に対しほぼ扇形に形成される４つの電極５０ａ、５０ｅ、５０ｆ、５０ｊが形成される。これらの電極は、光軸に対する対物レンズの移動がない時に透過する光束を補正する第１の電極群である。ここで、電極５０ａと５０ｅは、ラジアルチルト補正用として用いられ、電極５０ｆと５０ｊは、タンジェンシャルチルト補正用として用いられる。中央の４つの電極５０ａ、５０ｅ、５０ｆ、５０ｊの形状は、チルトが発生する場合の位相パターンを基に定めればよい。さらに、電極５０ａの外側には電極５０ｂが形成され、電極５０ｅの外側には電極５０ｄが形成される。電極５０ｂは、光軸に対して対物レンズが移動する一方の方向に第１の電極群の外周側に設けた第２の電極であり、電極５０ｄは、光軸に対して対物レンズが移動するもう一方の方向に第１の電極群の外周側に設けた第３の電極である。ラジアル方向の中央の２つの電極５０ａ、５０ｅの外側の形状は円弧であり、電極５０ｂ、５０ｄは、その外側に配置される、細長い領域である。ここで、電極５０ｂ、５０ｄは、それぞれ、対物レンズの移動が無い時の光軸を中心に湾曲した短冊形状（細長い形状）である。または、電極５０ｂ、５０ｄは、それぞれ、対物レンズの移動が無い時の光軸から前記第２の電極と前記第３の電極の方向に所定の距離（たとえば１００μｍ）だけ移動した軸を中心に湾曲した短冊形状（細長い形状）である。また、電極５０ｃはラジアルチルトおよびタンジェンシャルチルトの補正において共用されるものとなっている。
【００５３】
図１５の（ｂ）は、液晶素子２４のラジアル方向の断面を示す。複数領域からなる電極５０と共通電極４９の間に液晶５１が満たされており、電極５０と共通電極４９の間に電圧を印加することで電極５２ａから５２ｊの液晶を励起する。
【００５４】
次に、液晶駆動装置３２の構成について説明する。図１６は液晶駆動装置の電気的構成を示すブロック回路図である。図１６において、符号１〜１０は、図１に示した実施の形態における符号１〜１０と同一または同等の機能をもつものであり、ここでの説明は省略する。図１５に示したように、液晶素子２４は、共通電極４９と各領域に分割された電極５０を有している。振幅調整手段２の出力Ｖ_comは、液晶素子２４の共通電極４９に接続されている。
【００５５】
レンズシフト補正制御手段６２は、レンズシフト量検出手段３１(図１５)のレンズシフト指令３５に基づいて第１の信号切替手段６０および第２の信号切替手段６１にそれぞれ第１の切替指令６４および第２の切替指令６５を出力する。第１の信号切替手段６０は、レンズシフト補正制御手段６２の第１の切替指令６４により第１の分圧抵抗器９の出力電圧ＶｂまたはＶｃを液晶素子２４の電極５０ｂに選択印加する。具体的には対物レンズが所定の距離より内周側に移動した場合には、液晶素子２４の電極５０ｂに電圧Ｖｂを選択印加し、それ以外の場合には基準電圧Ｖｃを選択印加する。第２の信号切替手段６１は、レンズシフト補正制御手段６２の第２の切替指令６５により第１の分圧抵抗器９の出力電圧ＶｄまたはＶｃを液晶素子２４の電極５０ｄに選択印加する。具体的には対物レンズが所定の距離より外周側に移動した場合には、液晶素子２４の電極５０ｄに電圧Ｖｄを選択印加し、それ以外の場合には基準電圧Ｖｃを選択印加する。
【００５６】
レンズシフト量検出手段３１としては、アクチュエータのトラッキング方向の駆動電流から検出する方法、反射型のホトセンサーを対物レンズの側面に配置し、レンズシフト量を検出する方法などレンズの移動量を検出できるものであればいずれでも適用できる。ここでは、図１７に示すように、アクチュエータのトラッキング方向の駆動電流からレンズシフト量を検出する方法を用いる。また、図１８は、対物レンズが移動した場合のレンズシフト量検出手段３１での各信号を示す。図１７においてアクチュエータのトラッキング方向の駆動電流が低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３１０を通過した信号を信号Ａとする。信号Ａは、図１８の（ａ）に示すように、対物レンズ２７の移動に対して線形に変化する。信号Ａは、第１のコンパレータ３１１と第２のコンパレータ３１２に入力される。第１のコンパレータ３１１では、入力信号Ａを基準信号Ｖ_th1と比較する。第１のコンパレータ３１１からの出力信号は、図１８の（ｂ）で示す信号Ｂのようになり、対物レンズが内周側に１００μｍ以上移動した場合のみＨレベルとなる。第２のコンパレータ３１２では、入力信号Ａを基準信号Ｖ_th2と比較する。第２のコンパレータ３１２からの出力信号は、図１８の（ｃ）で示す信号Ｃのようになり、対物レンズが外周側に１００μｍ以上移動した場合のみＨレベルとなる。また信号Ｂと信号ＣとはＮＯＲゲート３１３に入力され、図１８の(ｄ)に示す信号Ｄのようになり、対物レンズの移動量が１００μｍ以下の場合のみＨレベルとなる。このようにして得られる信号Ｂ、Ｃ、Ｄをレンズシフト指令３５として用いる。
【００５７】
図１９は、液晶素子２４に印加する実効電圧と透過光の位相差の関係を示す。ここに、横軸は液晶素子２４に印加する実効電圧であり、縦軸は液晶素子２４を透過する光束の位相差である。印加する電圧が少ないと液晶が励起せず、位相差は少ないが、印加する実効電圧を上げるに従って、直線的に位相差が変化するようになる。さらに印加する実効電圧を上げると、位相差の増大が次第に鈍ってくる。以上のように位相差が変化する液晶において、直線的に位相差が変化する実効電圧の範囲に電極５０ｃの実効電圧を設定し、これを動作点とする（図１９の点Ｒ）。なお実効電圧の設定については、振幅変更手段２を用いればよい。
【００５８】
図１９に示すように、電極５０ａ、５０ｃ、５０ｅを透過する光束の位相差はそれぞれａ、ｃ、ｅとなる。位相差は、電極５０ｃを中心に直線的に変化し、電極５０ａが最も大きく、電極５０ｅが最も小さくなっている。すなわち第１の分圧抵抗器９の出力電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖｅが印加された液晶素子２４の電極の順に透過する光束の位相差は小さくなっている。
【００５９】
次に、光ディスク２８のチルトにより発生するチルト補正について説明する。例えば光ディスク２８がラジアル方向にのみ傾き、対物レンズ２７の移動がない場合を考える。
【００６０】
図２０に、ラジアルチルトにより生じる位相差と液晶素子２４に印加する位相差の関係を示す。ここに、縦軸は透過光の位相差を示し、横軸は対物レンズ２７のラジアル方向の断面位置を表しており、横軸の右側が光ディスクの内周側に相当する。ラジアルチルト指令値を調整することにより、ラジアル方向の透過光の位相差を調整することが可能であることは、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６１】
図２０において、位相差ａは、対物レンズ２７の移動がない場合におけるチルトにより生じる位相差および液晶で発生させる位相差を示している。方形波の実線が液晶で発生させる位相差であり、正弦波状の実線がチルトにより生じる位相差である。正弦波状の点線はチルトにより生じる位相差を説明のために反転したものである。この場合は電極５０ａと電極５０ｅに、電極５０ｃを基準として正負の位相差ａおよびｅを与えことにより、ラジアルチルトを補正できる。また、電極５０ｂと５０ｄには電極５０ｃと同じ基準電圧が印加されている。
【００６２】
また、光ディスク２８がタンジェンシャル方向にのみ傾き、対物レンズ２７の移動量がない場合については、ラジアル方向のチルト補正と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
図２１と図２２は、対物レンズ２７の移動がない場合に、液晶素子２４を用いてラジアルチルト及びタンジェンシャルチルトを補正した場合の特性を示す。点線がチルト補正前を、実線がチルト補正後を示す。チルト補正を行うことによりラジアルチルトおよびタンジェンシャルチルトともに大幅にジッタが改善されている。
【００６４】
次に、光ディスク２８がラジアル方向にのみ傾き、対物レンズ２７が内周側に２００μｍ移動している場合を考える。図２０の（ｂ）は、レンズシフト補正機能を操作させず、さらに対物レンズが内周側に２００μｍ移動している場合での、チルトにより生じる位相差および液晶で発生させる位相差を示している。方形波の実線が液晶で発生させる位相差であり、正弦波状の実線がチルトにより生じる位相差であり、正弦波状の点線は、チルトにより生じる位相差を説明のために反転したものである。対物レンズが内周側にシフトしたことにより液晶パターンと対物レンズの光軸とのずれが生じ、（ｂ）の斜線部で示した領域は補正不可能となり、チルト補正の効果が劣化し、ジッタ劣化が生じる。
【００６５】
次に、レンズシフト補正機能を操作させた場合について説明する。図２０の（ｃ）は、レンズシフト補正機能を操作させ、対物レンズが内周側に２００μｍ移動している場合での、チルトのより生じる位相差および液晶で発生させる位相差を示している。方形波の実線が液晶で発生させる位相差であり、正弦波状の実線がチルトにより生じる位相差であり、正弦波状の点線は、チルトにより生じる位相差を説明のために反転したものである。例えばレンズシフト補正機能を操作させる所定レベルを１００μｍとし、対物レンズの移動量を内周側に２００μｍとする。この場合にはレンズシフト量検出手段３１のレンズシフト指令３５に基づいてレンズシフト補正制御手段６２より第１の切替信号６４が出力される。この第１の切替指令６４により液晶素子２４の電極５０ｂに印加される電圧をＶｃからＶｂに第１の信号切替手段６０により切り替えることにより、電極５０ｂにチルトを補正する位相差ｂを与える。したがって、対物レンズが内周側にシフトしたことにより液晶パターンと対物レンズのレンズシフトが生じるが、第１の信号切替手段６０により液晶素子２４の電極５０ｂに印加される電圧をＶｂに切り替え、位相差ｂを与えることにより、チルト補正性能を改善できる。
【００６６】
同様に対物レンズが外周側にずれた場合は、レンズシフト量検出手段３１のレンズシフト指令３５に基づいてレンズシフト補正制御手段６２より切替信号６５が出力される。この第２の切替指令６５により液晶素子２４の電極５０ｄに印加される電圧をＶｃからＶｄに第２の信号切替手段６１により切り替えることにより、電極５０ｄにチルトを補正する位相差ｄを与えることにより、レンズシフトをした場合のジッタの劣化を改善できる。
【００６７】
図２３は、液晶素子２４を用いて１ｄｅｇのラジアルチルトを補正している状態で、さらに対物レンズのシフトが生じた場合の特性図である。点線がレンズシフト補正なし、実線がレンズシフト補正ありの場合を示す。レンズシフト補正を行うことによりジッタが１５％以下となるレンズシフト量が約３２０μｍから４００μｍ以上に改善されている。
【００６８】
なお本実施形態では所定レベルを１００μｍとしたが、図２３より１００μｍから２５０μｍの値に設定すればよい。また、あるいは、トラバース移動量の約半分などに設定すればよい。
【００６９】
本実施形態では、レンズシフト量検出手段３１のレンズシフト指令６３に基づいてレンズシフト補正制御手段６２より第１および第２の切替指令を出力し、第１の切替指令６４に基づき第１の信号切替手段６０で液晶素子２４の電極５０ｂに第１の分圧抵抗器９の電圧ＶｂまたはＶｃを選択印加し、第２の切替指令６５に基づき第２の信号切替手段６１で液晶素子２４の電極５０ｄに第１の分圧抵抗器９の電圧ＶｄまたはＶｃを選択印加しすることにより、レンズシフトをした場合のジッタの劣化を改善できる。
【００７０】
なお本実施形態では、液晶素子２４の液晶パターンを図１６の（ｂ）に示す形状に分割した。しかし液晶素子２４の電極の液晶パターンはこれに限らない。例えば図２４、図２６に示すような液晶パターンで用いることができる。
【００７１】
例えば図２４において、（ａ）では、７０ａ、７０ｅ、７０ｆ、７０ｊを第１の電極群、７０ｂと７０ｂ’を第２の電極群、７０ｄと７０ｄ’を第３の電極群として、同等の性能を得ることができる。ここに、電極７０ｂ’と７０ｄ’は、液晶パターンの中心付近に、中心に対してラジアル方向の両側に設けられる。（ａ）において、短冊形状の電極７０ｂは、中心に対し右方向に、電極７０ａの外周側に配置され、電極７０ｂ’は中心に対し左方向に、電極７０ｅの内周側に配置される。同様に、短冊形状の電極７０ｄは、中心に対し左方向に、電極７０ｅの外周側に配置され、電極７０ｄ’は中心に対し右方向に、電極７０ａの内周側に配置される。
【００７２】
図２５において、この液晶パターンのレンズシフト補正機能について説明する。光ディスク２８がラジアル方向にのみ傾き、対物レンズ２７が内周側に２００μｍ移動している場合を考える。ここに、（ａ）は対物レンズの移動がない場合、（ｂ）は対物レンズが内周側に２００μｍ移動している場合、（ｃ）は対物レンズが外周側に２００μｍ移動している場合を示す。方形波の実線が液晶で発生させる位相差であり、正弦波状の実線がチルトにより生じる位相差であり、正弦波状の点線は、チルトにより生じる位相差を説明のために反転したものである。レンズ補正機能を作動させるとき、外周側の電極７０ｂ、７０ｄのほかに、さらに中心付近の電極７０ｂ’、７０ｄ’が動作される。このため、電極７０ｂ’、７０ｄ’についても信号切替手段が設けられ、レンズシフト補正制御手段により制御される。
【００７３】
（ｂ）は、対物レンズが内周側に２００μｍ移動している場合、レンズ補正機能を作動させた状態を示す。レンズシフト量検出手段のレンズシフト指令に基づいてレンズシフト補正制御手段より第１の切替信号が出力される。この第１の切替指令により液晶素子２４の電極群７０ｂ、７０ｂ’に印加される電圧を切り替えることにより、電極群７０ｂ、７０ｂ’にそれぞれチルトを補正する位相差を与える。このように、電極群７０ｂ、７０ｂ’は、いずれも、電極７０ａ、７０ｅによる補正ができない部分において、チルトによる位相ずれを補正する方向に位相を変化させる。したがって、対物レンズが内周側にシフトしたことにより液晶パターンと対物レンズのレンズシフトが生じるが、液晶素子２４の電極群７０ｂ、７０ｂ’に印加される電圧を切り替えて位相差を与えることにより、チルト補正性能を改善できる。
【００７４】
（ｃ）は、対物レンズが外周側に２００μｍずれた場合、レンズ補正機能を作動させた状態を示す。同様に、レンズシフト量検出手段のレンズシフト指令に基づいてレンズシフト補正制御手段より切替信号が出力される。この第２の切替指令により液晶素子２４の電極群７０ｄ、７０ｄ’に印加される電圧を切り替えて、電極群７０ｄ、７０ｄ’にチルトを補正する位相差を与えることにより、レンズシフトをした場合のジッタの劣化を改善できる。
【００７５】
さらに、図２４の（ｂ）と（ｃ）に示すような液晶パターンでも２軸チルトを補正すると共に、レンズシフトをした場合のジッタの劣化を改善できる。（ｂ）は、図１５の（ａ）に示したのと同様の電極配置において、中央の４つの電極をそれぞれ内側と外側の２つの領域に分割したものである。（ｃ）は、図１５の（ａ）に示したのと同様の電極配置において、ラジアル方向の２つの電極をそれぞれ内側と外側の２つの領域に分割したものである。
【００７６】
また、図２６の（ａ）及び（ｂ）に示す液晶パターンで用いれば、球面収差及び非点収差を補正すると共にレンズシフトをした場合のジッタの劣化を改善できる。（ａ）に示す形状では、図１２の（ａ）と同様に同心円状の電極を設け、さらにラジアル方向の外側に、細長い短冊状の電極を配置する。また、（ｂ）に示す形状では、外側の同心円状の電極を８個の領域に分割している。
なお、信号切替手段６０、６１としては、アナログスイッチなどが考えられるが、信号を切り替えられるものであればいずれでも適用できる。
【００７７】
本実施形態によればレンズシフト補正機構を設けることにより、液晶素子を固定側に設置した場合のレンズシフトをした場合のジッタの劣化を改善できる。
【００７８】
本実施形態によれば液晶素子をアクチュエータに搭載しないことにより、アクチュエータの軽量化が図れ、アクチュエータの感度性能が向上し、トラッキング制御とフォーカス制御の性能が向上し、光ヘッドの信頼性を向上できる。
【００７９】
さらに液晶素子を固定部に設置できることにより、光ヘッドの薄型化を実現できる。さらに液晶素子への給電線の設計自由度が向上する。
また液晶素子を固定部に設置することにより熱源となるアクチュエータから離れることができるために、液晶素子使用時の環境温度負荷を軽減し、収差補正機能の安定性を確保し、光ヘッドの信頼性を向上できる。
【００８０】
本実施形態の光ヘッドを用いると、チルトマージンおよび収差補正時のレンズシフトマージンが改善されるので、光ヘッドを構成する部品の加工および調整精度が緩和され、光ヘッドの組み立ても容易になるので低コストの光ヘッドを実現できる。さらに従来の光ディスク装置で行われていた光ヘッドのチルト調整機構を排除できるので、光ヘッド装置の薄型化を実現できる。
また、光ヘッドから出力される制御信号に基づき光ヘッドを制御して光ディスクから情報を記録再生する光ディスク装置では、そりの大きな光ディスクに対する情報の再生または記録における信頼性が向上する。
【００８１】
なお、本実施形態では、チルトセンサー８およびチルトセンサー９によりチルト角を検出するようにしたが、ジッタ値を検出して最小になるように制御する方法あるいはＲＦ信号振幅を検出して最大となるように制御する方法を用いてチルト角を検出しても同様の結果を得ることができる。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の液晶駆動装置によれば、１軸あたりの駆動回路の構成を簡素化することができる。また、そのように簡単な構成でありながら、相互に干渉することなしに複数軸方向のチルト補正を独立して行うことができる。
特に、２軸補正に必要な入出力ポートは液晶素子の分割数にかかわらず３ビットだけでよい。したがって、液晶素子を駆動する結線数を少ない本数で構成することができる。
さらに、分圧抵抗器の両端の可変抵抗を調節することで、チルト補正を行うと同時に対物レンズの球面収差の補正も行うことができる。
また、液晶素子の電極を同心円状に分割し、分圧抵抗器からの接続を工夫することで、さらに精度良い球面収差補正を行うことができる。
【００８３】
また本発明の光ヘッドによれば、レンズシフト補正機構を設けることにより、液晶素子を光ヘッドの固定側に設置した場合の収差補正性能を向上することができる。
さらに、本発明の光ヘッドによれば液晶素子をアクチュエータに搭載しないことにより、アクチュエータの軽量化が図れ、アクチュエータの感度性能が向上し、トラッキングおよびフォーカス制御の性能が向上し、光ヘッドの信頼性を向上させることができる。
さらに液晶素子を固定部に設置できることにより、光ヘッドの薄型化を実現でき、さらに液晶素子への給電線の設計自由度が向上する。
さらに液晶素子を固定部に設置することにより熱源となるアクチュエータから離れることができるために、液晶素子使用時の環境温度負荷を軽減し、収差補正機能の安定性を確保し、光ヘッドの信頼性を向上できる。
【００８４】
本発明の光ヘッドを用いると、チルトマージンおよび収差補正時のレンズシフトマージンが改善されるので、光ヘッドを構成する部品の加工および調整精度が楽になり、光ヘッドの組み立ても容易になるので、低コストの光ヘッドを実現できる。さらに従来の光ディスク装置で行われていた光ヘッドの機械的なチルト調整を廃止できるのでチルト調整代を除去できる。このため、光ヘッド装置の薄型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液晶駆動装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図２】 液晶駆動装置に使用する液晶素子の構成図
【図３】 正弦波で駆動する場合のＶ_com，Ｖ_R+，Ｖ_R-の信号波形図
【図４】 正弦波で駆動する場合に各領域に印加される電圧パターン図
【図５】 指令値αを±９０°変化した場合の液晶素子の各領域に印加される実効電圧図
【図６】 液晶素子に印加する実効電圧と透過光の位相差の関係図
【図７】 θ＝９０°、α＝４５°の場合の透過光の位相差の関係図
【図８】 可変抵抗の抵抗値を変化した場合の液晶素子の各領域に印加される実効電圧図
【図９】 図８に示す実効電圧が印加されたときの透過光の位相差を示す関係図
【図１０】 液晶駆動装置を方形波で駆動する場合のＶ_com，Ｖ_R+，Ｖ_R-の信号波形図
【図１１】 前記の方形波で駆動する場合の各領域に印加される電圧パターン図
【図１２】 球面収差を補正する場合の構成図
【図１３】 光ヘッドの構成を示す図
【図１４】 アクチュエータの機構部の構成を示す斜視図
【図１５】 液晶駆動装置に使用する液晶素子の構成図
【図１６】 液晶駆動装置の別の電気的構成を示すブロック回路図
【図１７】 レンズシフト量検出手段を説明するための図
【図１８】 対物レンズが移動した場合のレンズシフト量検出手段での各信号を説明するための図
【図１９】 液晶素子に印加する実効電圧と透過光の位相差の関係図
【図２０】 チルトにより生じる位相差と液晶素子に印加する位相差の関係図
【図２１】 ラジアルチルト補正の特性図
【図２２】 タンジェンシャルチルト補正の特性図
【図２３】 レンズシフト補正の特性図
【図２４】 液晶素子の変形例の電極パターンの図
【図２５】 チルトにより生じる位相差と液晶素子に印加する位相差の関係図
【図２６】 液晶素子の変形例の電極パターンの図
【符号の説明】
１ 周期波形発生器
２ 振幅調整手段
３ 第１の位相シフト手段（ラジアルチルト補正用）
４ 第２の位相シフト手段（タンジェンシャルチルト補正用）
５ ラジアルチルト指令
６ タンジェンシャルチルト指令
７ 第１の反転素子（ラジアルチルト補正用）
８ 第２の反転素子（タンジェンシャルチルト補正用）
９ 第１の分圧抵抗器（ラジアルチルト補正用）
１０ 第２の分圧抵抗器（タンジェンシャルチルト補正用）
１１ 液晶素子
１２、４９ 液晶素子の共通電極
１３、５０ 液晶素子の各領域の電極
１４、５２ 領域
１５、５１ 液晶
１６ 分圧抵抗器
１７ 反転素子
１８ 液晶素子
Ｖ_com 振幅調整手段の出力
Ｖ_R+ 第１の位相シフト手段の出力
Ｖ_R- 第１の反転素子の出力
Ｖ_T+ 第２の位相シフト手段の出力
Ｖ_T- 第２の反転素子の出力
Ｖａ〜Ｖｅ 第１の分圧抵抗器の出力
Ｖｆ〜Ｖｊ 第２の分圧抵抗器の出力
ＶＲ₁〜ＶＲ₄ 可変抵抗
２１ 光源
２２ 偏光ビームスプリッタ
２３ 集光レンズ
２４ 液晶素子
２５ １／４波長板
２６ 立ち上げミラー
２７ 対物レンズ
２８ 光ディスク
２９ 第１のチルトセンサー
３０ 第２のチルトセンサー
３１ レンズシフト量検出手段
３２ 液晶駆動装置
３３ シリンドリカルレンズ
３４ 光検出器
３５ レンズシフト指令
６０ 第１の信号切替手段
６１ 第２の信号切替手段
６２ レンズシフト補正制御手段
６４ 第１の切替指令
６５ 第２の切替指令

Claims (20)

1. 周期波形を発生する周期波形発生器と、
   それぞれ前記周期波形発生器の出力を入力し複数の軸方向ごとの指令値に基づいて各軸方向ごとに位相をシフトして出力する複数の位相シフト手段と、
   複数の位相シフト手段の出力をそれぞれ反転する複数の反転素子と、
   それぞれ複数の抵抗を直列に接続し両端に前記各位相シフト手段の出力と前記各反転素子の出力とを接続した複数の分圧抵抗器と、
   複数の軸方向に沿ってそれぞれ分割された複数領域からなる電極部と電極部に対向する共通電極を有し、前記共通電極に前記周期波形発生器の出力を接続し、かつ複数の電極部のそれぞれに前記複数の分圧抵抗器の各出力を接続した液晶素子とを備え、
   前記複数の分圧抵抗器のそれぞれから出力される出力電圧の１つは、前記位相シフト手段の出力電圧と前記反転素子の出力電圧の和の１／２になるようにし、前記位相シフト手段の出力電圧と前記反転素子の出力電圧の和の１／２に相当する出力電圧を単一の電極部に接続することにより、前記複数の軸方向に沿ったチルト補正を独立して行うようにした液晶駆動装置。
2. 前記周期波形発生器の出力波形が正弦波であることを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。
3. 前記周期波形発生器の出力波形がデューティ比約５０％の方形波であることを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。
4. さらに、前記周期波形発生器の出力と前記位相シフト手段の出力と前記反転素子の出力との各電圧振幅を調整する振幅調整手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の液晶駆動装置。
5. 前記分圧抵抗器における複数の抵抗のうち、両端の抵抗が可変抵抗であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の液晶駆動装置。
6. 前記分圧抵抗器における複数の抵抗のうち両端の抵抗は他の抵抗の２倍以上の抵抗値であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の液晶駆動装置。
7. 前記周期波形発生器の出力と前記位相シフト手段の出力との位相差が９０°または−９０°を中心に可変されることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の液晶駆動装置。
8. 前記周期波形発生器は、入出力ポートのビットを周期的に反転可能なデジタル回路であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の液晶駆動装置。
9. 前記液晶素子の前記電極部は、同心円状に分割した複数の領域からなることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の液晶駆動装置。
10. 前記周期波形発生器の出力を共通に入力し、指令値に基いて位相をシフトして出力する複数の前記位相シフト手段と、
    前記複数の位相シフト手段にそれぞれ対応する複数の前記反転手段と、
    前記複数の位相シフト手段にそれぞれ対応する複数の前記分圧抵抗器と
    を備えることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の液晶駆動装置。
11. 前記複数の分圧抵抗器のそれぞれにおいて全抵抗値を等分する中点に相当する出力端子どうしを接続してあることを特徴とする請求項２から請求項１０までのいずれかに記載の液晶駆動装置。
12. 光源と、
    前記光源から出射した光束を光ディスクに収束する対物レンズと、
    前記光源と前記対物レンズの間の光路中に配置される液晶素子とを備え、
    前記の液晶素子は、
    光ディスクから反射される光束の光軸に直交する面内に配置される複数領域に分割された電極部と、液晶相を介在してこれらの電極部に対向する共通電極とを備え、前記電極部は、前記光軸に対する前記対物レンズの移動がない時に透過する光束を補正する第１の電極群と、前記光軸に対して前記対物レンズが内周へ移動する方向に第１の電極群の外側に前記第１の電極群とは離れて設けられる第２の電極群と、前記光軸に対して前記対物レンズが外周へ移動する方向に前記第１の電極群の外側に前記第１の電極群とは離れて設けられる第３の電極群とを有する光ヘッドと、周期波形を発生する周期波形発生器と、前記周期波形発生器の出力を入力し指令値に基づいて位相をシフトして出力する位相シフト手段と、前記位相シフト手段の出力を反転する反転素子と、複数の抵抗を直列に接続し両端に前記位相シフト手段の出力と前記反転素子の出力とを接続した分圧抵抗器とからなり、前記周期波形発生器の出力を前記液晶素子の前記共通電極に接続し、かつ前記分圧抵抗器の各出力を前記液晶素子の第１の電極群に各々接続した液晶駆動装置と、
    前記分圧抵抗器の各出力から１つの出力を前記液晶素子の第２の電極群へ選択印加する第１の信号切替手段と、
    前記分圧抵抗器の各出力から１つの出力を前記液晶素子の第３の電極群へ選択印加する第２の信号切替手段と、
    対物レンズのラジアル方向への移動量及び前記ラジアル方向の移動の向きを検出するレンズシフト量検出手段と、
    前記レンズシフト量検出手段の出力する対物レンズのラジアル方向への移動量及び前記ラジアル方向の移動の向きに基づいて前記第１又は第２の信号切替手段へ切替信号を出力するレンズシフト補正制御手段とを有することを特徴とする光ヘッド。
13. 前記第２の電極群と前記第３の電極群は、それぞれ、対物レンズの移動が無い時の光軸を中心に湾曲した短冊形状を有する電極を有することを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
14. 前記第２の電極群と前記第３の電極群は、対物レンズの移動が無い時の光軸から前記第２の電極群と前記第３の電極群の方向に所定の距離だけ移動した軸を中心に湾曲した短冊形状を有する電極を有することを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
15. 前記所定の距離は１００〜２５０μｍであることを特徴とする請求項１４記載の光ヘッド。
16. 前記第１の信号切替手段および第２の信号切替手段がアナログスイッチであることを特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の光ヘッド。
17. 前記レンズシフト補正制御手段は、レンズシフトが所定のレベルを超えない場合は、第１の電極群の電極へつながる分圧抵抗器からの出力を選択する切替信号を第１の信号切替手段および第２の信号切替手段へ出力し、レンズシフトが第２の電極群側へ所定レベルを超えて発生した場合は、第２の電極群と隣接する第１の電極群へつながる分圧抵抗器からの第１の分圧出力または前記第１の分圧出力に近接する分圧抵抗器からの出力を選択する切替信号を第１の信号切替手段へ出力し、レンズシフトが第３の電極群側へ所定レベルを超えて発生した場合は、第３の電極群と隣接する第１の電極群へつながる分圧抵抗器からの第２の分圧出力または前記第２の分圧出力に近接する分圧抵抗器からの出力を選択する切替信号を第２の信号切替手段へ出力することを特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の光ヘッド。
18. 所定レベルは１００〜２５０μｍであることを特徴とする請求項１７記載の光ヘッド。
19. 所定レベルはトラバース移動量の約半分であることを特徴とする請求項１７記載の光ヘッド。
20. さらに、光ディスクの偏芯成分を検出する偏芯検出手段を備え、前記レンズシフト量検出手段は、偏芯検出手段により検出された偏芯成分に対応して、偏芯によるレンズシフト成分を補正することを特徴とする請求項１４から１９のいずれかに記載の光ヘッド。

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