JPH10334492A - 液晶駆動信号生成装置及び液晶駆動信号生成装置を備えた光ディスク再生(記録)装置 - Google Patents
液晶駆動信号生成装置及び液晶駆動信号生成装置を備えた光ディスク再生(記録)装置Info
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Abstract
成分を含まない液晶駆動信号生成装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 液晶駆動信号生成装置であって、制御部
の制御によりPWM信号を発生するPWM信号発生器
と、PWM信号を分周する分周器と、分周器の出力信号
に基づいて、PWM信号発生器の出力信号と、PWM信
号発生器の出力信号の振幅の中間のレベルの信号とを切
り換えて出力する切り換え手段を有し、切り換え手段の
出力信号に基づいて液晶に印加される駆動電圧を生成す
ることを特徴とする。
Description
装置、及び液晶駆動信号生成装置を備えた光ディスク再
生(記録)装置に関する。
と称する)の容量を越える大容量の情報再生(記録)媒
体としてDVDが提案されている。CDと同じく直径1
2cmの光ディスクであるDVDは、使用するレーザ光
源の波長をCDで用いられている780nmよりも短い
650nmとし、対物レンズの開口数をCDで用いられ
ている0.45よりも大きい0.6としている。さら
に、動画データ圧縮アルゴリズムとしてMPEG2を使
用している。
ではディスクの片面に約5ギガバイトのデジタルデータ
の記憶が可能とされている。
化されたディスクを再生する際、光ピックアップの光軸
に対するディスク面の傾きのマージン、即ちチルト角マ
ージンが小さいので、再生機器にチルト角に対する制御
手段を備えるのが好ましい。
にて液晶パネルを用いてディスク面の傾きやディスクの
厚さにより生じる波面収差の補正を行なうことを既に提
案している。より詳細には、所定の形状に分割が施され
た収差補正用の液晶パネルをレーザビームの光軸上に配
置したことを特徴とするものであり、各分割部分の屈折
率を制御することでディスク面の傾きや、ディスクの厚
さの違いにより生じる波面収差を補正しようとするもの
である。
生装置を例示したものである。
たレーザビームは、ハーフミラー2で反射される。ハー
フミラー2で反射されたレーザビームは液晶パネル3を
通過し、対物レンズ4により光ディスク5上にビームス
ポットを形成する。光ディスク5から反射した反射光
は、再度、対物レンズ4、液晶パネル3、ハーフミラー
2を通過し、集光レンズ6により受光器7に集光され
る。
トセンサ8は、ピックアップに隣接して設けられてい
る。チルトセンサ8は、1つの発光部と2つの受光部と
を備え、光ディスク5に照射した光の反射光を各受光部
で受光する。加算器10は各受光部の出力の差分を検出
し、これをチルトエラー信号としてA/D変換器11に
供給する。A/D変換器11にてデジタル値に変換され
たチルトエラー信号はCPU(Central Processing Un
it)17に供給される。
7はチルトエラーから生じる波面収差を補正するための
制御信号をゲイン調節器13に出力する。他方、発振回
路12は基準信号を出力する。このとき、基準信号のデ
ューティ(duty)比は例えば方形波のような50
(%)に設定される。ゲイン調節器13はCPU17の
制御により発振回路12から供給される基準信号の増幅
度を調節する。従って、液晶パネル3に入力される駆動
信号はその電圧振幅がディスクの傾きに応じて調節され
たデューティ比50%の信号となる。
間に液晶を封入している。図5は液晶パネル3の構造例
を示す図である。なお、図5(A)は液晶パネル3の断
面図、図5(B)は液晶パネル3の平面図である。
面には、ITOなどの透明電極302a,302bが蒸
着されている。透明電極302a,302bの少なくと
も一方は、図5(B)に示すように、縦横に分割された
電極形状となっている。分割された各々の電極部分は対
応するゲイン調節器13に接続されており、CPU17
の制御にて印加電圧を制御することができる。透明電極
302a,302bの内面には、液晶に所定の分子配向
を与えるための配向膜303a,303bが形成されて
いる。さらに、配向膜303a,303bとの間には、
液晶304が封入されている。液晶304は、図6に示
すように、液晶分子Mの光学軸方向の屈折率(n1)と
これに垂直な方向の屈折率(n2)とでその屈折率が異
なる複屈折効果を有する液晶であり、例えばネマチック
液晶が使用できる。
ときの液晶分子Mの向きを示した図である。図7(A)
は印加電圧が0のときの液晶の向きを示し、図7
(B)、(C)は、交流電圧を印加したときの液晶の向
きを示している。なお、印加する電圧はe1<e2の関
係にある。このように、液晶分子Mの向きは、印加する
交流電圧を可変することにより水平方向から垂直方向ま
で制御することが可能である。
の制御電圧を印加しているので液晶304の向きは全て
同一方向を向いているが、縦横に分割された電極の印加
電圧を各々制御することで液晶304の対応する各部分
ごとに適切な屈折率(n1〜n2)を設定することがで
きる。
る光線に下記の式で求められる光路差を与えることがで
きる。 光路差=Δn・d ここで、Δnは屈折率の変化分であり、dは液晶304
の厚さである。このことは、液晶を通過する光線に下記
の式で求められる位相差を与えることを意味する。 位相差=Δn・d・(2π/λ) ここで、λは光線の波長である。
ち消すように液晶の各分割部分の屈折率nをそれぞれ制
御することで、ディスクの傾きの発生による波面収差を
補正することが可能となる。
制御する液晶駆動信号生成装置では、液晶を駆動する駆
動信号の電圧振幅の制御をいかにして実現するかが問題
となってくる。従って、本発明は新規な液晶駆動信号生
成装置を提供することを課題とする。また、本発明では
上記液晶駆動信号生成装置を備えた光ディスク再生(記
録)装置を提供することを課題とする。
に、本発明では次のような手段を採用した。即ち、請求
項1に記載の液晶駆動信号生成装置は、PWM信号発生
器と、PWM信号発生器を制御する制御部と、PWM信
号発生器より出力されるPWM信号の周期を分周する分
周器と、PWM信号のデューティ比に基づき、分周器の
出力信号と、PWM信号の高レベルと低レベルの中間の
レベルの信号とを切り換えて出力する切り換え手段と、
を有する液晶駆動信号生成装置であり、制御部は、液晶
パネルに設定すべき屈折率に対応するデューティ比のP
WM信号をPWM信号発生器から発生させるように制御
することを特徴とする。
(記録)装置は、レーザビームの光軸上に配置された収
差補正用の液晶パネルを駆動する液晶駆動信号生成装置
を備えた光ディスク再生(記録)装置であって、PWM
信号発生器と、液晶パネルに接続され、PWM信号発生
器より出力されるPWM信号の周期を分周する分周器
と、ディスクのチルト角を検出する手段と、PWM信号
のデューティ比に基づき、分周器の出力信号と、PWM
信号の高レベルと低レベルの中間のレベルの信号とを切
り換えて出力する切り換え手段と、チルト角により生じ
る収差を補正するために液晶パネルに設定すべき屈折率
を決定し、液晶パネルに設定すべき屈折率に対応するデ
ューティ比のPWM信号をPWM信号発生器から発生さ
せるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とす
る。
に基づいて説明する。図1は、本発明の液晶駆動信号生
成装置を用いた光ディスク再生装置の光ディスクピック
アップの概略構成を示す図である。なお、図4と同様の
部分については同じ番号を付し、詳細な説明は省略す
る。よって、以下の説明は液晶駆動信号生成装置9を中
心に説明する。
置9の構成例を示すブロック図である。図2において、
CPU17はPWM信号発生器102に接続され、PW
M信号発生器102はCPU17の制御に従ったデュー
ティ比のパルスを発生する。なお、PWM信号発生器1
02より出力されるPWM信号は、そのハイレベルとロ
ーレベルの中間の電位が、液晶パネル3の対向電極10
6に印加されるべき電位、即ち液晶パネル3を駆動する
際に印加されるべき交流電圧の中間電位(以下基準電位
と称する)と一致しているものとする。上記対向電極と
は、液晶パネル3の液晶を挟んで液晶駆動信号を受ける
電極107と対向する位置にある電極である。なお、本
実施形態においては、液晶パネル3の駆動信号の基準電
位は図2に示したようにグランド電位であるものとして
説明する。
スは、入力周波数を例えば1/2の周波数に分周する分
周器103の出力と、液晶パネル3の基準電位であるグ
ランド電位とを選択的に切り換える手段であるスイッチ
104の選択制御信号としてスイッチ104に供給され
る。
2の出力パルスによってA点の分周器103の出力信号
又はB点の基準電位のいずれかを選択する。選択された
信号はスイッチ104のYを通じて液晶駆動信号として
液晶パネル3に供給される。
信号生成装置のスイッチ104の各部の波形を説明す
る。図3は、いずれも横軸が時間、縦軸が液晶駆動信号
レベルを表している。図3(a)は、スイッチ104の
選択制御信号SELの波形、即ちPWM信号発生器10
2の出力波形を示している。この場合のデューティ比は
100×(1−t/T)%である。
点の波形、即ちPWM信号発生器102の出力波形を分
周器103で1/2の周波数に分周した波形を示してい
る。このスイッチ104のA点の信号は、分周器103
によりデューティ比50%で図3(a)で示した波形の
周期の2倍である2Tの周期の波形となる。
点の波形であり、同図に示す通り基準電位であるグラン
ド電位GNDとなっている。図3(d)は、スイッチ1
04のYで示す点の波形であり、スイッチ104の選択
制御信号SELが+Vの場合はスイッチ104のA点の
信号を、−Vの場合はスイッチ104のB点の信号を選
択するように構成されている。
形は、選択制御信号SELに対応してスイッチ104の
A又はBで示す点の波形を選択するので図3(d)で示
したようになる。
発生器102の出力信号の周期Tの期間のデューティ比
で定まるtの期間を基準電位であるグランド電位GND
とし、Tの周期で交互に正電圧(+V)、負電圧(−
V)のT−tの期間をそれぞれ持つ周期2Tの信号が得
られる。
信号はグランド電位GNDを基準電位とした正の電圧の
積分値と負の電圧の積分値が等しくなるので、直流成分
を含まない液晶駆動信号が得られる。液晶は直流成分を
含んだ信号の印加にて破壊されるという特性を持つ。よ
って、本発明ではPWM信号を上記のように設定するこ
とで直流成分の発生を抑制しているのである。
合には、先ず、CPU17は設定すべき屈折率に対応し
た液晶駆動量を発生させるためのデューティ比を求め、
次に、CPU17はPWM信号発生器102に求めたデ
ューティ比を持つPWM信号を発生させ、そのPWM信
号が分周器103、及び選択制御信号SELとしてスイ
ッチ104に供給される。そして、その選択制御信号S
ELに応じて分周器103の出力と基準電位を切り換え
て液晶に入力される。
号生成装置9を図2のように構成したが、図8のように
構成することも可能である。即ち、図2のスイッチ10
4の代わりに図8の105のように3ステートコントロ
ーラを用いても良い。この場合、液晶パネル3の対向電
極106の電位(基準電位)はVcc/2とする。次に
図9を参照して図8の構成の液晶駆動信号生成装置に付
したA点、B点、C点の各部の波形を説明する。図9は
いずれも横軸が時間、縦軸が液晶駆動信号レベルを表し
ている。
トコントローラ105の制御信号の波形、即ちPWM信
号発生器102の出力波形を示している。この場合のデ
ューティ比は100×(1−t/T)%である。図9
(b)はB点の波形であり、PWM信号発生器102の
出力波形を分周器103で1/2の周波数に分周した波
形を示している。このB点の信号は、分周器103によ
りデューティ比50%で図9(a)で示した波形の周期
の2倍である2Tの周期の波形となる。
トコントローラ105の制御信号(A点)がVcc(ハ
イレベル)の場合は、3ステートコントローラ105が
活性状態となり、その結果C点は分周器103の出力
(B点)に従ってVccまたはGNDのレベルになる。
一方、3ステートコントローラ105の制御信号がGN
D(ローレベル)の場合は、3ステートコントローラ1
05が非活性状態となり、その結果C点はVcc/2の
レベルとなる。なお、図8において、r1=r2、R1
=R2である。また、3ステートコントローラ105の
代わりに3つ以上のステートを出力する多値ステートコ
ントローラを使用しても同様に構成できることはいうま
でもない。
置によれば、PWM信号のデューティ比、及び必要に応
じて分周比を変化させることにより、直流成分を含まな
い液晶駆動信号を簡単な構成で実現することができる。
の出力を液晶パネル3に直接入力するようにしている
が、PWM信号発生器102の出力信号の振幅レンジが
小さい場合には固定の増幅度を持つ増幅器をPWM信号
発生器102の後、または液晶パネル3の前に配置し、
トータルのゲインを調節することも可能である。
れたCPUもあり、このようなCPUを用いるとCPU
の動作電圧にPWM信号の振幅レンジが左右されること
になる。この場合は、上記のように固定の増幅度を持つ
増幅器を追加し、液晶の駆動に必要なダイナミックレン
ジを確保することが必要である。なお、上記実施形態に
おいては、本発明の液晶駆動信号生成装置を光ディスク
再生装置に適用したが、光ディスク記録装置にも適用可
能であり、同様な効果が得られることは勿論である。
駆動信号生成装置は、PWM信号発生器の信号の周期を
分周器により所定の周波数に分周し、分周器の出力信号
に基づいて、PWM信号発生器の出力信号と、PWM信
号発生器の出力信号の振幅の中間のレベルの信号とを切
り換えて出力するように構成したので、この出力信号で
液晶を駆動することにより基準電位を中心に上下対称な
駆動電圧を簡単な構成で生成することができ、液晶の劣
化を生ずるような直流成分を含まない液晶駆動信号生成
装置を提供できる。また、PWM信号の出力に当たっ
て、直流成分の発生を抑制するように制御するので、液
晶の劣化、破壊という不具合を抑制できる。
スクピックアップの構成を示す図である。
ロック図である。
104の各部の波形を示す図である。
ク再生装置の構成を示す図である。
ある。
図である。
スクピックアップの別の構成を示す図である。
形を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 PWM信号発生器と、 前記PWM信号発生器を制御する制御部と、 前記PWM信号発生器より出力されるPWM信号の周期
を分周する分周器と、 前記PWM信号のデューティ比に基づき、前記分周器の
出力信号と、前記PWM信号の高レベルと低レベルの中
間のレベルの信号とを切り換えて出力する切り換え手段
と、を有する液晶駆動信号生成装置であり、 前記制御部は、前記液晶パネルに設定すべき屈折率に対
応するデューティ比のPWM信号を前記PWM信号発生
器から発生させるように制御することを特徴とする液晶
駆動信号生成装置。 - 【請求項2】 レーザビームの光軸上に配置された収差
補正用の液晶パネルを駆動する液晶駆動信号生成装置を
備えた光ディスク再生(記録)装置であって、 PWM信号発生器と、 前記液晶パネルに接続され、前記PWM信号発生器より
出力されるPWM信号の周期を分周する分周器と、 ディスクのチルト角を検出する手段と、 前記PWM信号のデューティ比に基づき、前記分周器の
出力信号と、前記PWM信号の高レベルと低レベルの中
間のレベルの信号とを切り換えて出力する切り換え手段
と、 前記チルト角により生じる収差を補正するために前記液
晶パネルに設定すべき屈折率を決定し、前記液晶パネル
に設定すべき屈折率に対応するデューティ比のPWM信
号を前記PWM信号発生器から発生させるように制御す
る制御部と、を備えたことを特徴とする液晶駆動信号生
成装置を備えた光ディスク再生(記録)装置。
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