WO2007055196A1

WO2007055196A1 - 光学式情報記録／再生装置と、光学式情報記録／再生方法

Info

Publication number: WO2007055196A1
Application number: PCT/JP2006/322164
Authority: WO
Inventors: Ryuichi Katayama
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2007-05-18
Also published as: JP5051374B2; US8045442B2; JPWO2007055196A1; US8254238B2; US20120075977A1; US20090252011A1

Abstract

　光学式情報記録再生装置は、光ヘッド内に液晶高分子層を含む液晶光学素子を備える。液晶光学素子駆動部は、液晶高分子層に関して光軸方向の一方の側に複数の領域に分割された第１パターン電極を備える液晶光学素子を駆動する。第１パターン電極は、光軸を囲むように設けられた第１領域と、第１領域の外側に光軸に関して１周を８分割するように設けられた第２～第９領域とを有する。液晶光学素子駆動部は、第１領域に第１実効電圧を、第２、第６領域に第２実効電圧を、第３、第７領域に第３実効電圧を、第４、第８領域に第４実効電圧を、第５、第９領域に第５実効電圧を印加する。第２、第４実効電圧の平均値、および、第３、第５実効電圧の平均値は、第１実効電圧に等しい。非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の各領域に印加する電圧が、短い時間で再生信号の品質が最良になるように決定される。

Description

明細書

光学式情報記録 Z再生装置と、光学式情報記録 Z再生方法

技術分野

[oooi] 本発明は、光記録媒体に対して記録 Z再生を行うための光学式情報記録 Z再生装置と光学式情報記録 Z再生方法に関する。

背景技術

[0002] 光記録媒体の記録密度は、光記録媒体に記録あるいは光記録媒体から再生する光学式情報記録 Z再生装置が備える光ヘッドが光記録媒体上に形成する集光スポットの径の 2乗に反比例する。即ち、集光スポットの径が小さいほど記録密度は高くなる。集光スポットの径は、光ヘッドにおける光源の波長に比例し、対物レンズの開口数に反比例する。即ち、光源の波長が短ぐ対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの径は小さくなる。

[0003] ところで、光ヘッドの光学系では、光学部品の製造誤差や調整誤差により、非点収差、コマ収差、球面収差等の各種の収差が生じる。例えば、対物レンズの入射面の中心と出射面の中心とがずれると非点収差やコマ収差が生じ、対物レンズの入射面と出射面との間隔が設計力ずれると球面収差が生じる。光ヘッドの光学系で各種の収差が生じると、集光スポットの形状が乱れ、記録再生特性が劣化する。非点収差、コマ収差、球面収差は光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の 2乗、 3乗、 4 乗にそれぞれ比例する。このため、光源の波長が短ぐ対物レンズの開口数が高いほど、記録再生特性に対する各種の収差のマージンは狭くなる。従って、記録密度を高めるために光源の波長を短ぐ対物レンズの開口数を高くした光学式情報記録 Z再生装置は、記録再生特性を劣化させないために、光ヘッドの光学系で生じる各種の収差を補正することが必要である。

[0004] 各種の収差を補正することが可能な従来の光ヘッドとして、各種の収差を補正するための液晶光学素子を備えた光ヘッドが知られている。その中で、非点収差を補正するための液晶光学素子を備えた従来の光ヘッドの例力特開 2000— 40249号公報に記載されている。図 28に、特開 2000— 40249号公報に記載される光ヘッドの構成が示される。この光ヘッドは、半導体レーザ 26、偏光ビームスプリッタ 27、液晶光学素子 28、 1Z4波長板 29、対物レンズ 30、凸レンズ 32、光検出器 33を具備する。光源である半導体レーザ 26から出射された出射光は、偏光ビームスプリッタ 27に P 偏光として入射してほぼ完全に透過し、液晶光学素子 28に出力される。液晶光学素子 28は、入射光を透過して 1Z4波長板 29に出力する。 1Z4波長板 29は、透過する光を直線偏光から円偏光に変換する。 1Z4波長板 29を透過した光は、対物レンズ 30で光記録媒体であるディスク 31上に集光される。ディスク 31からの反射光は、対物レンズ 30を逆向きに透過し、 1Z4波長板 29に入射される。 1Z4波長板 29は、透過する光を円偏光から往路と偏光方向が直交する直線偏光に変換する。直線偏光に変換された光は、液晶光学素子 28を逆向きに透過し、偏光ビームスプリッタ 27 に S偏光として入射する。偏光ビームスプリッタ 27は、入射した光をほぼ完全に反射して凸レンズ 32に出力する。凸レンズ 32を透過した光は、光検出器 33で受光される

[0005] 液晶光学素子 28は、液晶高分子を 2枚の基板で挟んだ構成である。一方の基板の液晶高分子側の面にはパターン電極 34が形成されており、他方の基板の液晶高分子側の面には全面電極が形成されている。図 29は、液晶光学素子 28のパターン電極 34の平面図である。パターン電極 34は、 9個の領域に分割されている。即ち、パターン電極 34は、光軸を中心とする円形状の領域 35aと、領域 35aの外側の、光軸を通る 4本の直線で光軸の周りの角度に応じて 45° 毎に分割された領域 35b〜領域 35iとに分割されている。なお、図中の点線は対物レンズ 30の有効径に相当する。

[0006] 図 30に、液晶光学素子 28のパターン電極 34の領域とその領域の各々に印加される電圧との関係が示される。液晶光学素子 28に対して駆動パターン A〜駆動パターン Iの 9通りの駆動パターンが設定される。各駆動パターンに応じて、領域 35a〜領域 35iの各領域に、図 30〖こ示されるよう〖こ、 Va、 Vb、 Vcのいずれかの駆動電圧が印加される。ここで、 ¥&>¥。>¥1)かっ¥&—¥。=¥。一¥1)=¥でぁるとする。駆動電圧 V aが印加された領域における透過光は、駆動電圧 Vcが印加された領域における透過光に対して位相が進む。駆動電圧 Vbが印加された領域における透過光は、駆動電圧 Vcが印加された領域における透過光に対して位相が遅れる。

[0007] 駆動パターン Aにおいて、領域 35aを透過した光に対して、領域 35c、 35d、 35g、 35hを透過した光は位相が進み、領域 35b、 35e、 35f、 35iを透過した光は位相が遅れる。また、駆動パターン Eにおいて、領域 35aを透過した光に対して、領域 35c、 35d、 35g、 35hを透過した光は位相力遅れ、領域 35b、 35e、 35f、 35iを透過した光は位相が進む。従って、駆動パターン Aおよび駆動パターン Eによれば、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差を補正することができる。駆動パターン Aと駆動パターン Eでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。

[0008] 駆動パターン Cにおいて、領域 35aを透過した光に対して、領域 35d、 35e、 35h、 35iを透過した光は位相が進み、領域 35b、 35c、 35f、 35gを透過した光は位相が遅れる。また、駆動パターン Gにおいて、領域 35aを透過した光に対して、領域 35d、 35e、 35h、 35iを透過した光は位相力遅れ、領域 35b、 35c、 35f、 35gを透過した光は位相が進む。従って、駆動パターン Cおよび駆動パターン Gによれば、 45° 方向と 135° 方向の間の非点収差を補正することができる。駆動パターン Cと駆動バターン Gでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。

[0009] 駆動パターン Dにおいて、領域 35aを透過した光に対して、領域 35e、 35iを透過した光は位相が進み、領域 35c、 35gを透過した光は位相が遅れる。また、駆動パターン Hにおいて、領域 35aを透過した光に対して、領域 35e、 35iを透過した光は位相が遅れ、領域 35c、 35gを透過した光は位相が進む。従って、駆動パターン Dおよび駆動パターン Hによれば、 22. 5° 方向と 112. 5° 方向の間の非点収差を補正することができる。駆動パターン Dと駆動パターン Hでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。

[0010] 駆動パターン Bにおいて、領域 35aを透過した光に対して、領域 35d、 35hを透過した光は位相が進み、領域 35b、 35fを透過した光は位相が遅れる。また、駆動パターン Fにおいて、領域 35aを透過した光に対して、領域 35d、 35hを透過した光は位相が遅れ、領域 35b、 35fを透過した光は位相が進む。従って、駆動パターン Dおよび駆動パターン Hによれば、 67. 5° 方向と 157. 5° 方向の間の非点収差を補正することができる。駆動パターン Bと駆動パターン Fでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。

[0011] 駆動パターン A〜駆動パターン Hにより補正できる非点収差の量の絶対値は、電圧 Vの値が大きいほど大きくなる。なお、駆動パターン Iでは、非点収差は補正されない。

[0012] 液晶光学素子 28により非点収差を補正する場合、光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように、補正すべき非点収差の方向に応じて駆動パターン A〜駆動パターン Iの!、ずれかの駆動パターンを用い、補正すべき非点収差の量に応じて電圧 Vの値を決める必要がある。特開 2000— 40249号公報には、駆動パターン A〜駆動パターン Iのいずれの駆動パターンを用いるかを決め、電圧 Vの値を決める方法として、 2通りの方法が記載されている。

[0013] 第 1方法は、再生信号のジッタを測定し、ジッタが最小になるような駆動パターンおよび電圧 Vの値の組み合わせを選択する方法である。駆動パターンとして駆動バターン A〜駆動パターン Hの 8種類のパターン、電圧 Vとして 32種類程度の電圧値が予め設定される。これらの全ての組み合わせに対して再生信号のジッタが測定され、そのジッタが最小になるような駆動パターンおよび電圧 Vの組み合わせを選択する。

[0014] 第 2方法は、再生信号の振幅を測定し、その振幅が最大になるような駆動パターンを選択する方法である。駆動パターンとして駆動パターン A〜駆動パターン Hの 8種類のパターン、電圧 Vとして 16種類程度の電圧値が予め設定される。まず、電圧 Vを 16種類程度のうちいずれか 1種類の電圧値に固定し、 8種類の駆動パターンの全てに対して再生信号の品質評価指標の一つである再生信号の振幅を測定する。測定された再生信号の振幅が最大になるような駆動パターンが選択される。次に、駆動パターンが 8種類のうち選択された 1種類に固定され、 16種類程度の電圧 Vの全てに対して再生信号の振幅が測定される。そのうちから再生信号の振幅が最大になるような電圧 Vが選択される。

[0015] 第 1方法によれば、駆動パターンおよび電圧 Vの組み合わせとして、再生信号の品質評価指標が最良になるような最適な組み合わせを選択することが可能である。しかし、駆動パターンおよび電圧 Vの組み合わせを選択するために長、時間が必要となる。一方、第 2方法によれば、短い時間で駆動パターンおよび電圧 Vの組み合わせを選択することが可能である。しかし、駆動パターンおよび電圧 Vの組み合わせとして、必ずしも再生信号の品質評価指標が最良になるような最適な組み合わせが選択されるとは限らない。

[0016] 上記と関連して、収差補正装置が特開 2001— 273663号公報に開示されている。

この従来の収差補正装置は、記録媒体に光ビームを照射し、記録媒体によって反射された反射光ビームを導く光学系の光路中において生じた収差を補正する。この収差補正装置は、同一平面内において互いに電気的に分離された複数の分割電極を含む第 1電極層、第 2電極層、及び前記第 1電極層及び前記第 2電極層間に設けられ電界の印加により通過する光に対して位相変化を生じせしめる液晶素子を含む液晶ユニットと、液晶ユニットを経た反射光ビームを受光して検出信号を生成する検出器と、複数の分割電極の各々への印加電圧を生成する電圧生成器と、第 1電極層の所定の分割電極に印加する電圧を基準電圧として他の分割電極への印加電圧を変更せしめ収差の補正制御をなすコントローラとを備えている。コントローラは、複数の分割電極の各々への印加電圧を変更した場合の検出信号の大きさの変化に基づいて基準電圧を定める。

[0017] また、光記録再生装置が特開 2002— 14314号公報に開示されている。この従来の光記録再生装置は、複数のセグメント電極力なるセグメント電極部と、導電性物質からなり外部から印加された電圧を導電性物質の抵抗によって分圧して複数のセグメント電極への印加電圧を生成する電圧制御部と、セグメント電極部と電圧制御部とを接続する導通部と、導通部間のショートを防ぐ絶縁部とを有する電圧印加電極と、電圧印加電極に対向するように前記電圧印加電極と略平行に配置された対向電極と、電圧印加電極と対向電極との間に配置された位相変化材料からなる位相変化層とを備えている。複数のセグメント電極と対向電極との間の電圧差を変化させることによって、位相変化層に入射した光の位相を変化させて、る。

[0018] また、光ヘッド装置が特開 2003— 338070号公報に開示されている。この従来例では、光ヘッド装置は、光源と、光源からの出射光を光記録媒体上に集光させるための対物レンズと、光源と対物レンズとの間に設けられた出射光の波面を変化させる位相補正素子と、波面を変化させるための電圧を位相補正素子へ出力する制御電圧発生手段とを備えている。位相補正素子はその表面に透明電極が形成された一対の透明基板と、透明基板間に挟持された液晶層とを備えている。少なくとも一方の透明基板面には、コマ収差を補正するための透明電極であるコマ収差補正用電極または球面収差を補正するための透明電極である球面収差補正用電極と、非点収差を補正するための透明電極である非点収差補正用電極とが形成されており、各々の透明電極はそれぞれ複数個に分割されて、る。

発明の開示

[0019] 本発明の目的は、液晶光学素子のパターン電極の各領域に印加される電圧を、短い時間で再生信号の品質が最良になるように決定する光学式情報記録 z再生装置ならびに光学式情報記録 Z再生方法を提供することにある。

[0020] 本発明の観点では、光学式情報記録 Z再生装置は、光ヘッドと、液晶光学素子駆動部とを具備する。光ヘッドは、光源と、光源から出射される出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、出射光が光記録媒体で反射された反射光を受光する光検出器と、光源力対物レンズへ向力う往路の光と対物レンズから光検出器へ向力ぅ復路の光とを分離する光分離手段と、往路の光の光路中に設けられ、光軸に垂直に延在する液晶高分子層を含む液晶光学素子とを備える。前記液晶光学素子は、液晶高分子層に関して光軸方向の一方の側に複数の領域に分割された第 1パターン電極を備え、液晶光学素子駆動部は、この液晶光学素子を駆動する。第 1パターン電極は、光軸を囲むように設けられた第 1領域と、第 1領域の外側に設けられ、光軸に関して 1周を 8分割した 8分割領域とを有する。この 8分割領域は、順に第 2乃至第 9 領域と称する。第 2乃至第 9領域は、光軸の周囲を 8等分するように配置されることが好ましい。液晶光学素子駆動部は、第 1パターン電極の各領域に以下のように電圧を印加する。第 1領域に第 1実効電圧を印加し、第 2領域および第 6領域に第 2実効電圧を印加し、第 3領域および第 7領域に第 3実効電圧を印加し、第 4領域および第 8領域に第 4実効電圧を印加し、第 5領域および第 9領域に第 5実効電圧を印加する。これらの印加する電圧には、以下のような関係がある。第 2実効電圧と第 4実効電圧との平均値、および、第 3実効電圧と第 5実効電圧との平均値は、第 1実効電圧に等しい。 [0021] 本発明において、第 1パターン電極は、第 2乃至第 9領域の外側に、光軸に関して 1周を 8分割した第 28分割領域をさらに有してもよい。この第 28分割領域は、順に第 10乃至第 17領域と称する。第 10乃至第 17領域は、光軸の周囲を 8等分するように配置されることが好ましい。液晶光学素子駆動部は、さらに、以下に示すように液晶光学素子を駆動する。第 10領域および第 14領域に第 6実効電圧を印加し、第 11領域および第 15領域に第 7実効電圧を印加し、第 12領域および第 16領域に第 8実効電圧を印加し、第 13領域および第 17領域に第 9実効電圧を印加する。

[0022] これらの印加される電圧には、以下のような関係がある。第 6実効電圧と第 8実効電圧との平均値、および、第 7実効電圧と第 9実効電圧との平均値は、第 1実効電圧に等しい。また、 Kを 1より大きい定数とするとき、第 6実効電圧と第 1実効電圧との差は、第 2実効電圧と第 1実効電圧との差の K倍である。第 7実効電圧と第 1実効電圧との差は、第 3実効電圧と第 1実効電圧との差の K倍である。第 8実効電圧と第 1実効電圧との差は、第 4実効電圧と第 1実効電圧との差の K倍である。第 9実効電圧と第 1実効電圧との差は、第 5実効電圧と第 1実効電圧との差の K倍である。

[0023] また、本発明において、液晶光学素子は、液晶高分子層に関して光軸方向の他方の側に、第 1パターン電極に対向して位置する複数の領域に分割された第 2パターン電極をさらに備えてもよい。この第 2パターン電極は、第 18から第 22領域に分割されている。第 18および第 19領域は、光軸を通る所定の方向の直線に関して概ね対称な位置に互いに離間して島状に設けられている。第 20領域は、この第 18および第 19領域の外側に第 18および第 19領域を囲むように設けられている。第 21、第 22領域は、第 20領域の外側に、直線に関して概ね対称な位置に設けられ、直線に関して第 18、第 19領域と同じ側に位置している。液晶光学素子駆動部は、さらに、第 20領域に第 10実効電圧を印加し、第 18領域と第 22領域とに第 11実効電圧を印加し、第 19領域と第 21領域とに第 12実効電圧を印加する。このとき、第 11実効電圧と第 12 実効電圧との平均値は、第 10実効電圧に等しいとする。

[0024] また、本発明において、液晶光学素子は、液晶高分子層に関して光軸方向の他方の側に、第 1パターン電極に対向して位置し、光軸を囲むように内側力も外側に向かつて順に設けられた第 18乃至第 22領域に分割された第 3パターン電極をさらに備えてもよい。その場合、液晶光学素子駆動部は、第 19領域および第 21領域に第 13実効電圧を印加し、第 20領域に第 14実効電圧を印加し、第 18領域および第 22領域に第 15実効電圧を印加する。このとき、第 14実効電圧と第 15実効電圧との平均値は、第 13実効電圧に等しいとする。

[0025] 本発明の他の観点では、光学式情報記録 Z再生方法は、駆動ステップと、再生ステツプと、制御ステップとを具備する。駆動ステップは、光ヘッドにおける往路の光の光路中に設けられ、光軸に垂直に延在する液晶高分子層を含み、液晶高分子層に関して光軸方向の一方の側に位置する第 1パターン電極を備える液晶光学素子を駆動する。再生ステップは、光記録媒体で反射された復路の光に基づいて再生信号を生成する。制御ステップは、再生信号の品質評価指標が最良になるように駆動ステップにおける液晶光学素子の駆動を制御する。上記の第 1パターン電極は、光軸を囲むように設けられた第 1領域と、第 1領域の外側に設けられ、光軸に関して 1周を 8 分割した 8分割領域とを有する。この 8分割領域は、順に第 2乃至第 9領域と称する。第 2乃至第 9領域は、光軸の周囲を 8等分するように配置されることが好ましい。駆動ステップは、第 1領域に実効電圧 VIを印加するステップと、第 2領域および第 6領域に実効電圧を印加するステップと、第 3領域および第 7領域に実効電圧を印加するステツプと、第 4領域および第 8領域に実効電圧を印加するステップと、第 5領域および第 9領域に実効電圧 VI +V a -V |8を印加するステップとを備える。

[0026] 本発明において、第 1パターン電極は、さらに、第 2乃至第 9領域の外側に、光軸に関して 1周を 8分割した第 28分割領域を有してもよい。この第 28分割領域は、順に第 10乃至第 17領域と称する。第 10乃至第 17領域は、光軸の周囲を 8等分するように配置されることが好ましい。この場合、 Kを 1より大きい定数とするとき、駆動ステップは、さらに、第 10領域および第 14領域に実効電圧を印加するステップと、第 11領域および第 15領域に実効電圧を印加するステップと、第 12領域および第 16領域に実効電圧を印加するステップと、第 13領域および第 17領域に実効電圧を印加するステツプとを備える。

[0027] また、第 1パターン電極は、光軸を囲むように設けられた第 1領域と、第 1領域の外側に設けられ、光軸に関して 1周を 8分割した 8分割領域とを有してもよい。この 8分割領域は、順に第 2乃至第 9領域と称する。第 2乃至第 9領域は、光軸の周囲を 8等分するように配置されることが好ましい。その場合、駆動ステップは、第 1領域に実効電圧を印加するステップと、第 2領域および第 6領域に実効電圧を印加するステップと、第 3領域および第 7領域に実効電圧を印加するステップと、第 4領域および第 8領域に実効電圧を印加するステップと、第 5領域および第 9領域に実効電圧を印加するステップとを備える。

[0028] 本発明において、第 1パターン電極は、さらに、第 2乃至第 9領域の外側に、光軸に関して 1周を 8分割した第 28分割領域を有してもよい。この第 28分割領域は、順に第 10乃至第 17領域と称する。第 10乃至第 17領域は、光軸の周囲を 8等分するように配置されることが好ましい。その場合、 Kを 1より大きい定数とするとき、駆動ステップは、さらに、第 10領域および第 14領域に実効電圧を印加するステップと、第 11領域および第 15領域に実効電圧を印加するステップと、第 12領域および第 16領域に実効電圧を印加するステップと、第 13領域および第 17領域に実効電圧 VI— K'V iSを印加するステップとを備える。

[0029] 本発明にお、て、制御ステップは、電圧 V βを所定の値に固定して、品質評価指標が最良になるように電圧 V aの最適な値を決定するステップと、電圧 V aを所定の値に固定して、品質評価指標が最良になるように電圧 V |8の最適な値を決定するステツプとを備えてもよい。

[0030] また、本発明において、液晶光学素子は、液晶高分子層に関して光軸の他方の側に、第 1パターン電極に対向して位置する、複数の領域に分割された第 2パターン電極（18e)をさらに有してもよい。第 2パターン電極は、光軸を通る所定の方向の直線に関して概ね対称な位置に互いに離間して島状に設けられた第 18、第 19領域と、第 18、第 19領域の外側に、第 18、第 19領域を囲むように設けられた第 20領域と、第 20領域の外側の、直線に関して概ね対称な位置に設けられ、直線に関してそれぞれ第 18、第 19領域と同じ側に位置する第 21、第 22領域とを有する。 V2を前記第 1基準電圧値と異なる第 2基準電圧値とし、 ν γを第 3電圧値とするとき、駆動ステツプは、さらに、第 20領域に実効電圧 V2を印加するステップと、第 18領域および第 2 2領域に実効電圧 V2— Υ γを印加するステップと、第 19領域および第 21領域に実効電圧 V2 +V Yを印加するステップとを備える。

[0031] 本発明にお!/、て、制御ステップは、電圧 V aおよび電圧 V βを所定の値に固定して、品質評価指標が最良になるように電圧 νγの最適な値を決定するステップをさらに有する。

[0032] 本発明において、液晶光学素子は、さらに、液晶高分子層に関して光軸の他方の側に、第 1パターン電極に対向して位置し、光軸を囲むように内側から外側に向かつて順に設けられた第 18乃至第 22領域に分割された第 3パターン電極を有してもよい。 V3を第 1基準電圧値と異なる第 3基準電圧値とし、 V δを第 4電圧値とするとき、駆動ステップは、さらに、第 19領域および第 21領域に実効電圧 V3を印加するステップと、第 20領域に実効電圧を印加するステップと、第 18領域および第 22領域に実効電圧 V3 +V δを印加するステップとを備える。

[0033] 本発明にお!/、て、制御ステップは、電圧 V aおよび電圧 V βを所定の値に固定して、品質評価指標が最良になるように電圧 V Sの最適な値を決定するステップをさらに有してもよい。さらに、品質評価指標は、再生信号の振幅、ジッタ、 PRSNR、エラーレートのうちの、ずれかであることが好まし!/、。

[0034] 光記録媒体の半径方向、接線方向にそれぞれ X軸、 Y軸をとると、任意の方向および量を有する非点収差による波面収差は、 X、 Yの 2次関数で表わされる。 X、 Yの 2 次関数の一般形は、 AX²+ 2BXY+ CY² (A、 B、 Cは定数)で与えられる。従って、波面収差がこの式で表わされる収差を補正することができれば、任意の方向および量を有する非点収差を補正することができる。この式は、

(A+ C) (X²+Y²) /2 + (A- C) (Χ²-Υ²) /2 + 2ΒΧΥ

と変形される。ここで、（Χ²+Υ²)はデフォーカスの収差による波面収差、（X²— Υ²)は 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差による波面収差、 2ΧΥは 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差による波面収差を表わす。

[0035] デフォーカスの収差は、フォーカスサーボにより自動的に補正されるため、任意の方向および量を有する非点収差を補正するには、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差を液晶光学素子により同時に補正すれば良い。このとき、（X²— Υ²)の係数である（A— C)Z2と 2ΧΥの係数である Βは互いに独立である。そのため、 0° 方向と 90° 方向の間の非点収差、 45° 方向と 13 5° 方向の間の非点収差のうち、一方の非点収差の量が変化しても他方の非点収差の量は変化しない。

[0036] 本発明の光学式情報記録 Z再生装置ならびに光学式情報記録 Z再生方法において、電圧 V _aを変化させると 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差の補正量が変化し、電圧 V |8を変化させると 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。従って、電圧 V j8を固定して、再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V _aを決定すれば、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差に関して、この収差による残留波面収差が最小になるような最適な補正量を求めることができる。また、電圧 V aを固定して再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V βを決定すれば、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差に関して、この収差による残留波面収差が最小になるような最適な補正量を求めることができる。

[0037] 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差のうち、一方の非点収差の量が変化しても他方の非点収差の量は変化しない。そのため、再生信号の品質評価指標が最良になるような電圧 V a (最適な電圧 V a O)は電圧 V j8に依存せず、再生信号の品質評価指標が最良になるような電圧 V j8 (最適な電圧 V β 0)は電圧 V aの値に依存しな、。従って、電圧 V βを固定して最適な電圧 V a 0を決定するステップ、電圧 V aを固定して最適な電圧 V β 0を決定するステツプのどちらを先に実施しても、決定された最適な電圧 V a 0、最適な電圧 V β 0の組み合わせは同じである。

[0038] 最適な電圧 V a 0、最適な電圧 V β 0が決定された後、この組み合わせに基づき、液晶光学素子のパターン電極の各領域に対して上に述べた駆動電圧が印加される。これにより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差による残留波面収差、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差による残留波面収差を同時に最小にすることができる。即ち、任意の方向および量を有する非点収差を補正することができる。このとき、光記録媒体からの再生信号の品質は最良になる。また、最適な電圧 V a O、最適な電圧 V β 0の組み合わせが決定されるとき、電圧 V a、電圧 V βの全ての組み合わせに対して再生信号の品質評価指標を測定するのではなぐ電圧 V j8を固定したときの全ての電圧 V a、電圧 V aを固定したときの全ての電圧 V βに対してのみ再生信号の品質評価指標を測定する。そのため、最適な電圧 V a 0、最適な電圧 V β 0の組み合わせは、短い時間で決定される。

[0039] 本発明によれば、再生信号の品質が最良になるように、非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の各領域に印加される電圧を短い時間で決定する光学式情報記録 Ζ再生装置ならびに光学式情報記録 Ζ再生方法を提供することが可能になる。その理由は、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差、 45° 方向と 135 ° 方向との間の非点収差を液晶光学素子により独立に補正することにより、任意の方向および量を有する非点収差を補正するためである。

図面の簡単な説明

[0040] [図 1]図 1は、本発明の実施例における光学式情報記録再生装置の光ヘッドの構成を示す図である。

[図 2]図 2は、本発明の第 1実施例における非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の平面図である。

[図 3]図 3A〜3Dは、本発明の第 1および第 2実施例における液晶光学素子により非点収差を補正する場合の波面収差を示す図である。

[図 4]図 4A〜4Cは、本発明の実施例における液晶光学素子の断面図である。

[図 5]図 5は、本発明の実施例における液晶光学素子の電極に印加される電圧と液晶光学素子の透過光の位相との関係を示す図である。

[図 6]図 6は、本発明の第 1実施例における非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の領域と印加される電圧との関係を示す図である。

[図 7]図 7A〜7Eは、本発明の第 1実施例における非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の各領域に印加される電圧の波形を示す図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 1〜第 4実施例における非点収差を補正するための液晶光学素子の全面電極に印加される電圧の波形を示す図である。

[図 9]図 9は、本発明の第 2実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の平面図である。

[図 10]図 10は、本発明の第 2実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の領域と印加する電圧の関係を示す図である。

[図 11]図 11A〜： L IEは、本発明の第 2実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の各領域に印加する電圧の波形を示す図である。

[図 12]図 12は、本発明の第 3実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の平面図である。

[図 13]図 13は、本発明の第 3実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の領域と印加する電圧の関係を示す図である。

[図 14]図 14は、本発明の第 4実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の平面図である。

[図 15]図 15は、本発明の第 4実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の領域と印加する電圧の関係を示す図である。

[図 16]図 16は、本発明の第 5実施例におけるコマ収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の平面図である。

[図 17]図 17A〜17Dは、本発明の第 5実施例における液晶光学素子によりコマ収差を補正する場合の波面収差を示す図である。

[図 18]図 18は、本発明の第 5実施例におけるコマ収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の領域と印加される電圧との関係を示す図である。

[図 19]図 19は、本発明の第 6実施例における球面収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の平面図である。

[図 20]図 20A〜20Dは、本発明の第 6実施例における液晶光学素子により球面収差を補正する場合の波面収差を示す図である。

[図 21]図 21は、本発明の第 6実施例における球面収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の領域と印加される電圧との関係を示す図である。

[図 22]図 22A〜22Cは、本発明の第 5および第 6実施例におけるコマ収差または球面収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の各領域に印加される電圧の波形を示す図である。

[図 23]図 23は、本発明の実施例に係る光学式情報記録 Z再生装置の構成を示す図である。 [図 24]図 24Aと 24Bは、本発明の光学式情報記録 Z再生方法による再生信号の品質評価指標の測定例を示す図である。

[図 25]図 25Aと 25Bは、本発明の光学式情報記録 Z再生方法による再生信号の品質評価指標の測定例を示す図である。

[図 26]図 26は、本発明の光学式情報記録 Z再生方法による再生信号の品質評価指標の測定例を示す図である。

[図 27]図 27は、本発明の光学式情報記録 Z再生方法による再生信号の品質評価指標の測定例を示す図である。

[図 28]図 28は、非点収差を補正するための液晶光学素子を備えた従来の光ヘッドの構成を示す図である。

[図 29]図 29は、従来の光ヘッドにおける非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の平面図である。

[図 30]図 30は、従来の光ヘッドにおける非点収差を補正するための液晶光学素子のパターン電極の領域と印加する電圧の関係を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0041] 以下に図面を参照して本発明の実施例について説明する。

[0042] 図 23に、本発明の実施例に係る光学式情報記録再生装置の構成が示される。光学式情報記録再生装置は、記録信号生成回路 11、半導体レーザ駆動回路 12、プリアンプ 13、再生信号生成回路 14、液晶光学素子駆動回路 15、誤差信号生成回路 16、対物レンズ駆動回路 17、光ヘッド 50を具備する。

[0043] 記録信号生成回路 11は、外部から入力される記録データに基づいて光ヘッド 50を駆動するための記録信号を生成し、半導体レーザ駆動回路 12に出力する。半導体レーザ駆動回路 12は、記録信号生成回路 11から入力される記録信号に基づいて、光ヘッド 50に備わる半導体レーザ 1を駆動する。これにより、ディスク 7への信号の記録が行われる。光ヘッド 50の詳細は後述する。一方、プリアンプ 13は、光ヘッド 50に備わる光検出器 10から入力される電流信号を電圧信号に変換する。再生信号生成回路 14は、プリアンプ 13から入力される電圧信号に基づき、光ヘッド 50に備わる液晶光学素子 4を駆動するための再生信号を生成すると共に再生データを外部へ出力する。これにより、ディスク 7からの信号の再生が行われる。液晶光学素子駆動回路 15は、再生信号生成回路 14から入力される再生信号に基づき、再生信号の品質評価指標が最良になるように光ヘッド 50に備わる液晶光学素子 4を駆動する。これにより、各種の収差補正の動作が行われる。また、誤差信号生成回路 16は、プリアンプ 13から入力される電圧信号に基づき、対物レンズ 6を駆動するためのフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成する。対物レンズ駆動回路 17は、誤差信号生成回路 16から入力されるフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づき、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号が 0になるように、ァクチユエータ（図示せず）により対物レンズ 6を駆動する。これにより、フォーカスサーボおよびトラックサーボの動作が行われる。光学式情報記録再生装置は、これ以外に、ディスク 7を回転させるスピンドル制御回路、光ヘッド 50全体をディスク 7に対して移動させるポジショナ制御回路等を含んで、る（図示せず)。

[0044] 本実施例では、ディスク 7に対して記録および再生を行う記録再生装置が説明される。これに対し、本発明の光学式情報記録 Z再生装置の実施例としては、ディスク 7 に対して再生のみを行う再生専用装置も考えられる。この場合、光ヘッド 50に備わる半導体レーザ 1は、記録信号に基づいて半導体レーザ駆動回路 12により駆動されるのではなぐ常に一定の出力で駆動される。

[0045] 図 1に、本発明の実施例における光ヘッド 50の構成が示される。光ヘッド 50は、半導体レーザ 1、コリメータレンズ 2、偏光ビームスプリッタ 3、液晶光学素子 4、 1Z4波長板 5、対物レンズ 6、円筒レンズ 8、凸レンズ 9、光検出器 10を具備する。光源である半導体レーザ 1から出射される出射光は、コリメータレンズ 2で平行光化され、光分離手段である偏光ビームスプリッタ 3に P偏光として入射する。偏光ビームスプリッタ 3 は、入射した光をほぼ完全に透過させ、液晶光学素子 4に出力する。透過する光の収差を補正するための液晶光学素子 4は、入射した光を透過させる。液晶光学素子 4を透過した光は、 1Z4波長板 5を透過して直線偏光から円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、対物レンズ 6で光記録媒体であるディスク 7上に集光される

[0046] ディスク 7により反射された反射光は、対物レンズ 6を逆向きに透過し、 1Z4波長板 5に入射する。 1Z4波長板 5は、透過する光を円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換して出力する。直線偏光に変換された光は、液晶光学素子 4を逆向きに透過し、偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射する。偏光ビームスプリッタ 3により円筒レンズ 8に向けてほぼ完全に反射された光は、円筒レンズ 8、凸レンズ 9 を透過して光検出器 10で受光される。光検出器 10は、円筒レンズ 8、凸レンズ 9により形成される 2つの焦線の中間に設置されている。光検出器 10は、ディスク 7の半径方向に平行な分割線および接線方向に平行な分割線で 4分割された受光部を有する。各受光部からの出力に基づき、非点収差法によるフォーカス誤差信号、位相差法またはプッシュプル法によるトラック誤差信号、および再生信号が得られる。

[0047] 図 4A〜4Cに、液晶光学素子 4の断面図が示される。液晶光学素子 4は、液晶高分子 25を 2枚の基板 23a、 23bで挟んだ構成である。基板 23aの液晶高分子 25側の面には電極 24aが形成され、基板 23bの液晶高分子 25側の面には電極 24bが形成されて!/、る。液晶光学素子 4が非点収差を補正するための液晶光学素子である場合、電極 24aは非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18であり、電極 24bは全面電極である。図中の矢印は、液晶高分子 25の長手方向を示している。液晶高分子 25は、光学軸の方向が長手方向である一軸の屈折率異方性を有している。従って、長手方向に平行な方向の偏光成分 (異常光成分）に対する屈折率は、長手方向に垂直な方向の偏光成分 (常光成分）に対する屈折率に比べて大きい

[0048] 光ヘッド 50における往路の光は、偏光方向が図の紙面に平行な直線偏光として液晶光学素子 4に入射する。図 4Aにおいて、液晶高分子 25の長手方向と液晶光学素子 4への入射光の偏光方向とのなす角度は 90° である。従って、液晶光学素子 4への入射光は、常光成分のみ有することになるため、この光に対する屈折率は、常光成分に対する小さい屈折率となる。図 4Bにおいて、液晶高分子 25の長手方向と液晶光学素子 4への入射光の偏光方向とのなす角度は 90° と 0° との中間である。従つて、液晶光学素子 4への入射光は、常光成分と異常光成分との両方を有することになるため、この光に対する屈折率は、常光成分に対する小さい屈折率と異常光成分に対する大きい屈折率の中間の屈折率となる。図 4Cにおいて、液晶高分子 25の長手方向と液晶光学素子 4への入射光の偏光方向とのなす角度は 0° である。従つて、液晶光学素子 4への入射光は、異常光成分のみ有することになるため、この光に対する屈折率は、異常光成分に対する大き!、屈折率となる。

[0049] 図 5に、液晶光学素子 4の電極間に印加される電圧と液晶光学素子 4の透過光の位相との関係が示される。液晶光学素子 4の電極 24a、 24bの間に印加される電圧が大きくなるに従って、液晶高分子 25の長手方向と液晶光学素子 4への入射光の偏光方向とのなす角度は、図 4Cから図 4Aに向力つて大きくなる。このとき、液晶光学素子 4に入射する入射光に対する屈折率は小さくなるため、液晶光学素子 4の透過光の位相は進む。図 5に示されるように、液晶光学素子 4の電極 24a、 24bの間に印加される電圧が VO士 Δ V、液晶光学素子 4の透過光の位相が φ 0士 Δ φの範囲内では、液晶光学素子 4の電極 24a、 24bの間に印加される電圧と液晶光学素子 4の透過光の位相との関係は、ほぼ線形である。通常、電圧 VOは 2. 5ボルト程度、電圧 Δν«0. 5ボルト程度である。

[0050] 次に、非点収差について説明される。光記録媒体の半径方向、接線方向にそれぞれ X軸、 Υ軸をとると、任意の方向および量を有する非点収差による波面収差は、 X、 Υの 2次関数で表わされる。 X、 Υの 2次関数の一般形は、 AX²+ 2BXY+CY² (A、 B、 Cは定数)で与えられる。従って、波面収差がこの式で表わされる収差を補正することができれば、任意の方向および量を有する非点収差を補正することができる。この式は、（A+C) (X²+Y²) /2+ (A-C) (X²— Υ²) /2 + 2ΒΧΥと変形される。ここで、（Χ²+Υ²)はデフォーカスの収差による波面収差を表わし、（X²— Υ²)は 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差による波面収差を表わし、 2ΧΥは 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差による波面収差を表わす。

[0051] デフォーカスの収差は、フォーカスサーボにより自動的に補正されるため、任意の方向および量を有する非点収差を補正するには、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差を液晶光学素子により同時に補正すれば良い。このとき、（X²— Υ²)の係数である（A— C) Z2と 2ΧΥの係数である Βは互いに独立である。そのため、 0° 方向と 90° 方向の間の非点収差、 45° 方向と 13 5° 方向の間の非点収差のうち、一方の非点収差の量が変化しても他方の非点収差の量は変化しない。

[0052] (第 1実施例）

本発明の第 1実施例において、非点収差を補正するための液晶光学素子 4は、一方の基板の液晶高分子側の面に形成される電極 24aまたは 24bとして非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18aが形成され、他方の基板の液晶高分子側の面に全面電極が形成されている。図 2は、第 1実施例における非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18aの平面図である。図中の X軸、 Y 軸はディスク 7の半径方向、接線方向にそれぞれ対応している。パターン電極 18aは、図 2に示されるように、 9個の領域に分割されている。即ち、パターン電極 18aは、光軸を中心とする円形状の領域 19aと、領域 19aの外側の、光軸を通る 4本の直線により光軸の周りの角度に応じて 45° 毎に分割された領域 19b〜領域 19iとに分割されている。なお、図中の点線は対物レンズ 6の有効径に相当する。

[0053] 図 3A〜3Dに、第 1実施例における、液晶光学素子 4により非点収差を補正する場合の波面収差が示される。図 3A〜3Dでは、光軸を通る X軸方向または Y軸方向の断面における波面収差が示され、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差が説明される。なお、図 3A〜3Dは、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差について、光軸を通る X軸方向に対して 45° の方向または Y軸方向に対して 45° の方向の断面における波面収差が示されているとしても同様になる。図 3A、 3Bの実線は、補正すベき非点収差による波面収差を示している。液晶光学素子駆動回路 15は、液晶光学素子 4のパターン電極 18aに印加する電圧を制御してこの非点収差による波面収差を補正する。図 3A、 3Bの点線は、非点収差を補正する液晶光学素子 4により生じる波面収差を示している。また、図 3C、 3Dの実線は、液晶光学素子 4で非点収差を補正した場合の残留波面収差を示して！/ヽる。

[0054] 補正すべき非点収差による波面収差を示す X²— Y²の係数が負の場合、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差は、図 3Aの横軸を X軸として、実線で示されるように、 X軸の負の側力正の側へ向力つて負、 0、負と 2次関数状に変化する。また、光軸を通る Y軸方向の断面における波面収差は、図 3Bの横軸を Y軸として、実線で示されるように、 Y軸の負の側力も正の側へ向力つて正、 0、正と 2次関数状に変化する。

[0055] 液晶光学素子 4でこの非点収差を補正した場合、光軸を通る X軸方向の断面における液晶光学素子 4により生じる波面収差は、図 3Aに点線で示されるように、 X軸の負の側から正の側へ向かって正、 0、正と階段状に変化する。また、図 3Bに点線で示されるように、光軸を通る Y軸方向の断面における液晶光学素子 4により生じる波面収差は、 Y軸の負の側力も正の側へ向力つて負、 0、負と階段状に変化する。液晶光学素子 4での非点収差の補正量を最適に定めると、非点収差を補正した場合の残留波面収差の RMS (2乗平均平方根）が最小になる。図 3Cは、このときの光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差、即ち、図 3Aに実線で示される波面収差と点線で示される波面収差との和を示して、る。図 3C力も光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差の絶対値力^に近づいていることがわかる。また、図 3Dは、このときの光軸を通る Y軸方向の断面における残留波面収差、即ち、図 3Bに実線で示される波面収差と点線で示される波面収差との和を示して、る。図 3D力光軸を通る Y軸方向の断面における残留波面収差の絶対値力 SOに近づ、て、ることがわかる

[0056] 補正すべき非点収差による波面収差を示す X²— Y²の係数が正の場合、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差は、図 3Bの横軸を X軸として、実線で示されるように、 X軸の負の側から正の側へ向かって正、 0、正と 2次関数状に変化する。また、図 3Aの横軸を Y軸として、実線で示されるように、光軸を通る Y軸方向の断面における波面収差は、 Y軸の負の側力も正の側へ向力つて負、 0、負と 2次関数状に変化する。

[0057] 光軸を通る X軸方向の断面における液晶光学素子 4により生じる波面収差は、図 3 Bに点線で示されるように、 X軸の負の側力も正の側へ向力つて負、 0、負と階段状に変化する。また、図 3Aに点線で示されるように、光軸を通る Y軸方向の断面における液晶光学素子 4により生じる波面収差は、 Y軸の負の側力も正の側へ向力つて正、 0 、正と階段状に変化する。液晶光学素子 4での非点収差の補正量を最適に定めると、非点収差を補正した場合の残留波面収差の RMS (2乗平均平方根）が最小になる。図 3Dは、このときの光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差、即ち、図 3 Bに実線で示される波面収差と点線で示される波面収差との和を示して、る。図 3D 力光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差の絶対値力 SOに近づ、て、ることがわかる。また、図 3Cは、このときの光軸を通る Y軸方向の断面における残留波面収差、即ち、図 3Aに実線で示される波面収差と点線で示される波面収差との和を示して、る。図 3Aから光軸を通る Y軸方向の断面における残留波面収差の絶対値力 SOに近づ!/、て!/、ることがわかる。

[0058] 次に、パターン電極 18aを備え、非点収差を補正する液晶光学素子 4の制御方法が説明される。ここで、液晶光学素子 4の全面電極に印加される実効電圧を V4とする（以降単に電圧と表記する)。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域のうち少なくとも一つの領域、例えば、領域 19aを基準領域とし、基準領域に印加される電圧を VIとする。但し、 V1 +V4=V0である。即ち、全面電極とパターン電極 1 8aの基準領域との間に電圧 V0が印加される。従って、基準領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0となる。液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域のうち、基準領域とは別の領域に印加される電圧力 SV1より高い (絶対値が大きい)場合、この領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ θより進む。即ち、この領域における液晶光学素子 4の透過光には、基準領域における液晶光学素子 4の透過光に対して正の波面収差が生じる。一方、液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域のうち、基準領域とは別の領域に印加される電圧力より低い (絶対値が小さい）場合、この領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ θより遅れる。即ち、この領域における液晶光学素子 4の透過光には、基準領域における液晶光学素子 4の透過光に対して負の波面収差が生じる。

[0059] 従って、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差を補正するためには、領域 19aを基準領域とし、次の 2通りの駆動パターンにより液晶光学素子 4のパターン電極 18a を駆動するとよい。領域 19b、 19e、 19f、 19i (領域群 191とする）を透過する透過光の位相を、領域 19aを透過する透過光の位相に対して進め、領域 19c、 19d、 19g、 19h (領域群 192とする）を透過する透過光の位相を、領域 19aを透過する透過光の位相に対して遅らせる。または、（2)領域群 191を透過する透過光の位相を、領域 1 9aを透過する透過光の位相に対して遅らせ、領域群 192を透過する透過光の位相を、領域 19aを透過する透過光の位相に対して遅らせる。即ち、領域 19aに印加される電圧 VIに対して、領域群 191に電圧 (VI + V α )、領域群 2に電圧 (VI— V α )を加えるとよい。

[0060] 同じように、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差を補正するためには、領域 1 9aを基準領域とし、次の 2通りの駆動パターンにより液晶光学素子 4のパターン電極 18aを駆動するとよい。領域 19b、 19c、 19f、 19g (領域群 193とする）を透過する透過光の位相を、領域 19aを透過する透過光の位相に対して進め、領域 19d、 19e、 1 9h、 19i (領域群 194とする）を透過する透過光の位相を領域 19aを透過する透過光の位相に対して遅らせる。または、（2)領域群 193を透過する透過光の位相を、領域 19aを透過する透過光の位相に対して遅らせ、領域群 194を透過する透過光の位相を、領域 19aを透過する透過光の位相に対して遅らせる。即ち、領域 19aに印加される電圧 VIに対して、領域群 193に電圧 (VI + V |8 )、領域群 4に電圧 (VI— V )を加えるとよい。

[0061] 図 6に、非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域とそれぞれの領域に印加される電圧との関係が示される。液晶光学素子 4の全面電極に印加される電圧は電圧 V4とする。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域のうち領域 19aを基準領域とし、基準領域 19aに印加される電圧を電圧 VIとする。但し、 V1 +V4=V0である。領域 19bおよび領域 19fに印加される電圧は VI +V a +V j8、領域 19cおよび領域 19gに印加される電圧は Vl—V o; +V j8、領域 19dおよび領域 19hに印加される電圧は Vl—V o;—V j8、領域 19eおよび領域 19i に印加される電圧は VI +V a -V j8である。

[0062] ここで簡単のため、電圧 V j8 =0とすると、 V a >0の場合、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域群 191における液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域群 192における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れる。また、 V aく 0の場合、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域群 1 91における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域群 192における液晶光学素子 4の透過光は位相が進む。即ち、電圧 V _aを変化させることにより、 0° 方向と 90 ° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。 V a >0の場合と V a < 0の場合とでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。補正できる非点収差の量の絶対値は、電圧 V aの絶対値が大きいほど大きくなる。

[0063] 一方、電圧 Va =0とすると、 V|8 >0の場合、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域群 193における液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域群 194における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れる。また、 V|8く 0の場合、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域群 193における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域群 194における液晶光学素子 4の透過光は位相が進む。即ち、電圧 V|8の値を変化させることにより、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。 V|8 >0の場合と V|8く 0の場合とでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。補正できる非点収差の量の絶対値は、電圧 V|8の絶対値が大きいほど大きくなる。

[0064] 上述において、簡単のため V|8 =0または¥« =0としたカ実際には電圧 V_aおよび電圧 V βは、電圧 V aの絶対値と電圧 V βの絶対値の和が電圧 Δ Vを超えな!/、範囲内で変化させることができる。即ち、 I Va I + I V|8 I ≤Δνを満たすように、電圧 V aおよび電圧 V βが設定される。

[0065] 図 7Α〜7Εに、非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域に印加される電圧の波形が示される。図 7A〜7Eの横軸は時間、縦軸は電圧を示す。液晶光学素子の電極に直流電圧が長時間印加されると液晶高分子が破壊される。そのため、実際には交流電圧が印加される。パターン電極 18aの各領域には、図 7A〜7Eに示されるように、周波数が 1キロへルツ程度の同相の矩形波状の電圧が印加される。液晶光学素子 4のパターン電極 18aの領域 19aには、図 7Aに示されるように、振幅が士 VIの矩形波電圧が印加され、その実効電圧は VIである。領域 1 9bおよび領域 19fには、図 7Bに示されるように、振幅が± 1+¥ 0；+¥|8)の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (Vl+V_a +V|8)である。領域 19cおよび領域 19gには、図 7Cに示されるように、振幅が± 1—¥ 0；+¥|8)の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は、（VI— Va +Vj8)である。領域 19dおよび領域 19hには、図 7Dに示されるように、振幅が士（VI— V_a— V|8)の矩形波が印加され、その実効電圧は（VI— Va— Vj8)である。領域 19eおよび領域 19iには、図 7Eに示されるように、振幅が士（VI +V a -V |8 )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI +V a— V j8 )である。

[0066] 図 8に、非点収差を補正するための液晶光学素子 4の全面電極に印加される電圧の波形が示される。図 8の横軸は時間、縦軸は電圧である。液晶光学素子 4の全面電極には、図 8に示されるように、振幅が士 V4で周波数が 1kHz程度の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は V4である。全面電極に印加される電圧の波形は、液晶光学素子 4のパターン電極 18aの領域 19a〜領域 19iに印加される電圧の波形に対して位相が逆である。従って、全面電極とパターン電極 18aとの間には、実効電圧 V 0士 V a士 V j8の電圧が印加されることになり、位相は、 φ θを中心に変位することになる。

[0067] 上述のように、電圧 V _aを変化させると 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差の補正量が変化し、電圧 V |8を変化させると 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。従って、電圧 V jSを固定して、再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V _aを決定すれば、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差に関して、この収差による残留波面収差が最小になるような最適な補正量を求めることができる。また、電圧 V aを固定して再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V j8を決定すれば、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差に関して、この収差による残留波面収差が最小になるような最適な補正量を求めることができる。

[0068] 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差のうち、一方の非点収差の量が変化しても他方の非点収差の量は変化しない。そのため、再生信号の品質評価指標が最良になるような電圧 V a (最適な電圧 V a O)は電圧 V j8に依存せず、再生信号の品質評価指標が最良になるような電圧 V j8 (最適な電圧 V β 0)は電圧 V aの値に依存しな、。従って、電圧 V βを固定して最適な電圧 V a 0を決定するステップ、電圧 V aを固定して最適な電圧 V β 0を決定するステツプのどちらを先に実施しても、決定された最適な電圧 V a 0、最適な電圧 V β 0の組み合わせは同じである。

[0069] 最適な電圧 V a 0、最適な電圧 V β 0が決定された後、この組み合わせに基づき、液晶光学素子のパターン電極の各領域に対して上に述べた駆動電圧が印加される。これにより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差による残留波面収差、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差による残留波面収差を同時に最小にすることができる。即ち、任意の方向および量を有する非点収差を補正することができる。このとき、光記録媒体からの再生信号の品質は最良になる。また、最適な電圧 V a O、最適な電圧 V β 0の組み合わせが決定されるとき、電圧 V a、電圧 V βの全ての組み合わせに対して再生信号の品質評価指標を測定するのではなぐ電圧 V j8を固定したときの全ての電圧 V a、電圧 V aを固定したときの全ての電圧 V βに対してのみ再生信号の品質評価指標を測定する。そのため、最適な電圧 V a 0、最適な電圧 V β 0の組み合わせは、短い時間で決定される。

[0070] (第 2実施例）

本発明の第 2実施例において、非点収差を補正するための液晶光学素子 4は、液晶高分子を 2枚の基板で挟んだ構成である。一方の基板の液晶高分子側の面には非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18bが形成されており、他方の基板の液晶高分子側の面には全面電極が形成されている。図 9は、第 2実施例における非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18bの平面図である。図中の X軸、 Y軸はディスク 7の半径方向、接線方向にそれぞれ対応している。パターン電極 18bは、図 9に示されるように、 9個の領域に分割されている。即ち、パターン電極 18bは、光軸を中心とする円形状の領域 19aと、領域 19aの外側の、光軸を通る 4本の直線により光軸の周りの角度に応じて 45° 毎に分割された領域 1 ¾〜領域 19qとに分割されている。なお、図中の点線は対物レンズ 6の有効径に相当する。

[0071] 第 2実施例における、液晶光学素子 4により非点収差を補正する場合の波面収差は、図 3A〜3Dに示されるものと同じである。また、第 2実施例における液晶光学素子 4の断面図は、図 4に示されるものと同じである。さらに、第 2実施例における、液晶光学素子 4の電極に印加される電圧と、液晶光学素子 4の透過光の位相との関係は、図 5に示されるものと同じである。

[0072] 図 10に、第 2実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子 4のバターン電極 18bの各領域とそれぞれの領域に印加される電圧との関係が示される。ここで、液晶光学素子 4の全面電極に印加される電圧を V4とする。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18bの各領域のうち領域 19aを基準領域とし、基準領域に印加される電圧を VIとする。但し、 V1 +V4 =V0である。即ち、全面電極とパターン電極 18b の基準領域 19aとの間に電圧 VOが印加される。従って、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0となる。領域 19jおよび領域 19ηに印加される電圧は Vl +V a、領域 19kおよび領域 19οに印加される電圧は VI +V j8、領域 191および領域 19pに印加される電圧は VI— V o；、領域 19mおよび領域 19qに印加される電圧は VI— V j8である。

[0073] ここで簡単のため、電圧 V j8 =0とすると、 V a >0の場合、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 1¾、 19ηにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 191、 19ρにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 19k、 19m、 19o、 19qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が同じである。また、 V aく 0の場合、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 19j、 19ηにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 191、 19ρにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 19k、 19m、 19o、 19qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が同じである。従って、電圧 V o;を変化させることにより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。 V _a >0の場合と V a < 0の場合とでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。補正できる非点収差の量の絶対値は、電圧 V o;の絶対値が大きいほど大きくなる。

[0074] 一方、電圧 V a =0とすると、 V |8 >0の場合、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 19k、 19οにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 19m、 19qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 19j、 1 91、 19n、 19pにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が同じである。また、くの場合、基準領域 19aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 19k、 19ο における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 19m、 19qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 1¾、 191、 19n、 19pにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が同じである。即ち、電圧 V |8の値を変化させることにより、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。 Υ β >0の場合と V |8 < 0 の場合とでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。補正できる非点収差の量の絶対値は、電圧 V |8の絶対値が大きいほど大きくなる。

[0075] 上述において、簡単のため V |8 =0または¥ « =0としたカ実際には電圧 V _aおよび電圧 V βは、電圧 V aの絶対値と電圧 V βの絶対値の和が電圧 Δ Vを超えな!/、範囲内で変化させることができる。即ち、 I V a I + I V |8 I ≤Δνを満たすように、電圧 V aおよび電圧 V βが設定される。

[0076] 図 11A〜： L IEに、第 2実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18bの各領域に印加される電圧の波形が示される。図 11A〜11E の横軸は時間、縦軸は電圧を示す。液晶光学素子の電極に直流電圧が長時間印加されると液晶高分子が破壊される。そのため、実際には交流電圧が印加される。バターン電極 18bの各領域には、図 11A〜11Eに示されるように、周波数が 1キロへルツ程度の同相の矩形波状の電圧が印加される。液晶光学素子 4のパターン電極 18bの領域 19aには、図 11Aに示されるように、振幅が士 VIの矩形波電圧が印加され、その実効電圧は VIである。領域 1¾および領域 19ηには、図 11Bに示されるように、振幅が士（VI +V a )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI +V a )である。領域 19kおよび領域 19οには、図 11Cに示されるように、振幅が士（Vl +V jS )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI +V |8 )である。領域 191および領域 19p には、図 11Dに示されるように、振幅が士（VI— V o の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（VI— V a )である。領域 19mおよび領域 19qには、図 11Eに示されるように、振幅が士（VI— V |8 )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI— V j8 )である。また、液晶光学素子 4の全面電極に印加される電圧の波形は、図 8に示されるちのと同じである。

[0077] (第 3実施例）

本発明の第 3実施例において、非点収差を補正するための液晶光学素子 4は、液晶高分子を 2枚の基板で挟んだ構成である。一方の基板の液晶高分子側の面には非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18cが形成されており、他方の基板の液晶高分子側の面には全面電極が形成されている。図 12は、第 3実施例における非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18cの平面図である。図中の X軸、 Y軸はディスク 7の半径方向、接線方向にそれぞれ対応している。パターン電極 18cは、図 12に示されるように、 17個の領域に分割されている。即ち、パターン電極 18cは、光軸を中心とする円形状の領域 20aと、領域 20aの外側の、光軸を通る 4本の直線により光軸の周りの角度に応じて 45° 毎に分割された領域 20b〜領域 20iと、領域 20b〜領域 20iの外側の、光軸を通る 4本の直線で光軸の周りの角度に応じて 45° 毎に分割された領域 2 lb〜領域 2 liとに分割されている。領域 20b〜領域 20iと領域 21b〜領域 21iとの境界は、光軸を中心とする円である。なお、図中の点線は対物レンズ 6の有効径に相当する。

[0078] 第 3実施例における、液晶光学素子 4により非点収差を補正する場合の波面収差について説明する。補正すべき非点収差による波面収差が、図 3Aの実線で示されるように、横軸の負の側力も正の側へ向力つて負、 0、負と 2次関数状に変化する場合、液晶光学素子駆動回路 15は、液晶光学素子 4のパターン電極 18cに印加する電圧を制御して補正する波面収差を生成する。即ち、液晶光学素子 4で補正する場合、液晶光学素子 4で生じる波面収差は、横軸の負の側力も正の側へ向力つて正の第 2値、正の第 1値、 0、正の第 1値、正の第 2値と階段状に変化する。ここで、 Kを 1より大きい定数とするとき、正の第 2値は正の第 1値の K倍である。また、補正すべき非点収差による波面収差が、図 3Bの実線で示されるように、横軸の負の側から正の側へ向かって正、 0、正と 2次関数状に変化する場合、液晶光学素子駆動回路 15は、液晶光学素子 4のパターン電極 18cに印加する電圧を制御して補正する波面収差を生成する。液晶光学素子 4で生じる波面収差は、横軸の負の側から正の側へ向かつて負の第 2値、負の第 1値、 0、負の第 1値、負の第 2値と階段状に変化する。ここで、 Kを 1より大きい定数とするとき、負の第 2値は負の第 1値の K倍である。液晶光学素子 4での非点収差の補正量を最適に定めると、非点収差を補正した場合の残留 RM S波面収差が最小になる。第 3実施例においては、第 1実施例に比べ、残留 RMS波面収差を小さくすることができる。残留 RMS波面収差をできるだけ小さくするためには、 Kの値としては 2〜4程度が好適である。

[0079] この第 3実施例における液晶光学素子 4の断面図は、図 4A〜4Cに示されるものと同じである。また、液晶光学素子 4の電極に印加される電圧と液晶光学素子 4の透過光の位相との関係は、図 5に示されるものと同じである。

[0080] 図 13に、第 3実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子 4のバターン電極 18cの各領域とそれぞれの領域に印加される電圧との関係が示される。ここで、液晶光学素子 4の全面電極に印加される電圧を V4とする。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18cの各領域のうち領域 20aを基準領域とし、基準領域に印加される電圧を VIとする。但し、 V1+V4=V0である。即ち、全面電極とパターン電極 18c の基準領域 20aとの間に電圧 VOが印加される。従って、基準領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0となる。図 13に示されるように、領域 20bおよび領域 20fに印加される電圧は Vl+Va +Vj8、領域 20cおよび領域 20gに印加される電圧は VI— Va +Vj8、領域 20dおよび領域 20hに印加される電圧は VI— Va— Vj8、領域 20eおよび領域 20iに印加される電圧は Vl+Va— Vj8である。さらに、領域 21bおよび領域 21fに印加される電圧は Vl+K'Va +K'Vj8、領域 21cおよび領域 21gに印加される電圧は VI— K'Va +K'Vj8、領域 21dおよび領域 21hに印加される電圧は VI— K'Va— K'VjS、領域 21eおよび領域 21iに印加される電圧は Vl+K'Va—K'VjSである。

[0081] ここで簡単のため、電圧 Vj8 =0とすると、 Va >0の場合、基準領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 20b、 20e、 20f、 20i (以下領域群 201とする）における液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 21b、 21e、 21f、 21i (以下領域群 211とする）における液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに進み、領域 2 Oc、 20d、 20g、 20h (以下領域群 202とする）における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 21c、 21d、 21g、 21h (以下領域群 212とする）における液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに遅れる。また、 V_aく 0の場合、領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域群 201における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域群 211における液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに遅れ、領域群 202における液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域群 212における液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに進む。従って、電圧 V_aの値を変化させること〖こより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。 V_a>0の場合と ν_α <0の場合とでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。補正できる非点収差の量の絶対値は、電圧 ν_αの絶対値が大きいほど大きくなる。

[0082] 一方、電圧 Va =0とすると、 V|8 >0の場合、基準領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 20b、 20c、 20f、 20g (以下領域群 203とする）における液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 21b、 21c、 21f、 21g (以下領域群 21 3とする）における液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに進み、領域 20d、 20e、 2 0h、 20i (以下領域群 204とする）における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 21d、 21e、 21h、 21i (以下領域群 214とする）における液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに遅れる。ま†こ、 νβ <0の場合、領域 20aにおける液晶光学素子 4 の透過光に対して、領域群 203における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域群 213における液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに遅れ、領域群 204における液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域群 214における液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに進む。従って、 V βの値を変化させることにより、 45° 方向と 1 35° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。 V|8 >0の場合と V|8く 0の場合とでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。補正できる非点収差の量の絶対値は、 V βの絶対値が大きいほど大きくなる。

[0083] 上述において、簡単のため V|8 =0または¥« =0としたカ実際には電圧 V_aおよび電圧 V βは、電圧 V aの絶対値と電圧 V βの絶対値の和の Κ倍が電圧 Δνを超えない範囲内で変化させることが出来る。即ち、 | κ·ν_α I + I κ·νβ I≤Δνを満たすように、電圧 V aおよび電圧 V βが設定される。

[0084] 第 3実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 1 8cの各領域に印加される電圧の波形について説明する。各領域には、図 7A〜7E、図 11 A〜： L 1Eに示される波形と同じように、周波数が 1キロへルツ程度の同相の矩形波状の電圧が印加される。液晶光学素子 4のパターン電極 18cの領域 20aには、振幅が士 VIの矩形波電圧が印加され、その実効電圧は VIである。領域 20bおよび領域 20fには、振幅が士（Vl+V_a +V|8)の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Vl+Va +Vj8)である。領域 20cおよび領域 20gには、振幅が士（VI— Va + V β )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI -Va +V|8)である。領域 20 dおよび領域 20hには、振幅が士（VI— V_a— V|8 )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（VI -Va-Vj8)である。領域 20eおよび領域 20iには、振幅が士（VI +Va-V|8)の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI +Va-V|8)である。領域 21bおよび領域 21fには、振幅が士（Vl+K'Va +K'Vj8)の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Vl+K'Va +K'Vj8)である。領域 21cおよび領域 21 gには、振幅が士（VI— K'Va +K'V|8)の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（VI -K-Va +K-V β )である。領域 21dおよび領域 21hには、振幅が士（VI - K'Va—K'VjS)の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Vl—K'Va—K'V j8 )である。領域 21eおよび領域 21iには、振幅が士（VI +K-V a -K-V β )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (Vl+K'Va— K'V|8)である。また、非点収差を補正するための液晶光学素子 4の全面電極に印加される電圧の波形は、図 8に示されるちのと同じである。

[0085] (第 4実施例）

本発明の第 4実施例において、非点収差を補正するための液晶光学素子 4は、液晶高分子を 2枚の基板で挟んだ構成である。一方の基板の液晶高分子側の面には非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18dが形成されており、他方の基板の液晶高分子側の面には全面電極が形成されている。図 14は、第 4実施例における非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18dの平面図である。図中の X軸、 Y軸はディスク 7の半径方向、接線方向にそれぞれ対応している。パターン電極 18dは、図 14に示されるように、 17個の領域に分割されている。即ち、パターン電極 18dは、光軸を中心とする円形状の領域 20aと、領域 20aの外側の、光軸を通る 4本の直線により光軸の周りの角度に応じて 45° 毎に分割された領域 20j〜領域 20qと、領域 20j〜領域 20qの外側の、光軸を通る 4本の直線で光軸の周りの角度に応じて 45° 毎に分割された領域 21j〜領域 21qとに分割されている。領域 20j〜領域 20qと領域 21j〜領域 21qとの境界は、光軸を中心とする円である。なお、図中の点線は対物レンズ 6の有効径に相当する。

[0086] 第 4実施例における、液晶光学素子 4により非点収差を補正する場合の波面収差は、第 3実施例において説明したものと同じようになる。従って、第 4実施例においては、第 2実施例において説明されたものに比べ、残留 RMS波面収差を小さくすることができる。残留 RMS波面収差をできるだけ小さくするためには、 Kの値としては 2〜4 程度が好適である。

[0087] この第 4実施例における液晶光学素子 4の断面図は、図 4A〜4Cに示されるものと同じである。また、液晶光学素子 4の電極に印加される電圧と液晶光学素子 4の透過光の位相との関係は、図 5に示されるものと同じである。

[0088] 図 15に、第 4実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子 4のバターン電極 18dの各領域とそれぞれの領域に印加される電圧との関係が示される。ここで、液晶光学素子 4の全面電極に印加される電圧を V4とする。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18dの各領域のうち領域 20aを基準領域とし、基準領域に印加される電圧を VIとする。但し、 V1 +V4 =V0である。即ち、全面電極とパターン電極 18d の基準領域 20aとの間に電圧 VOが印加される。従って、基準領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0となる。図 15に示されるように、領域 20jおよび領域 20ηに印加される電圧は VI +V a、領域 20kおよび領域 20οに印加される電圧は VI +V β、領域 201および領域 20ρに印加される電圧は VI -V a、領域 20mおよび領域 20qに印加される電圧は VI— V |8である。さらに、領域 21jおよび領域 21η に印加される電圧は Vl +K 'V o；、領域 21kおよび領域 21οに印加される電圧は VI +K 'V j8、領域 211および領域 21pに印加される電圧は VI— Κ·ν α、領域 21mおよび領域 21qに印加される電圧は VI -Κ·ν βである。

[0089] ここで簡単のため、電圧 V j8 = 0とすると、 V a > 0の場合、基準領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 20j、 20ηにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 21j、 21ηにおける液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに進み、領域 201、 20ρにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 211、 21 ρにおける液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに遅れ、領域 20k、 20m、 20o、 20 q、 21k、 21m、 21o、 21qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が同じである。また、 V a < 0の場合、基準領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して領域 2 0j、 20ηにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 21j、 21ηにおける液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに遅れ、領域 201、 20ρにおける液晶光学素子 4 の透過光は位相が進み、領域 211、 21ρにおける液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに進み、領域 20k、 20m、 20o、 20q、 21k、 21m、 21o、 21qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が同じである。従って、電圧 V _aを変化させることにより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。 V a > 0の場合と V _aく 0 の場合とでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。補正できる非点収差の量の絶対値は、電圧 V aの絶対値が大きいほど大きくなる。

[0090] 一方、電圧 V a = 0とすると、 V |8 > 0の場合、基準領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 20k、 20οにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 21k、 21οにおける液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに進み、領域 2 0m、 20qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 21m、 21qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに遅れ、領域 20j、 201、 20n、 20p、 21j、 2 11、 21n、 21pにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が同じである。また、 V /3 < 0 の場合、基準領域 20aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 20k、 20ο における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 21k、 21οにおける液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに遅れ、領域 20m、 20qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 21m、 21qにおける液晶光学素子 4の透過光は位相がさらに進み、領域 20j、 201、 20n, 20p、 21j、 211、 21n, 21pにおける液晶光学素子 4 の透過光は位相が同じである。従って、 V |8の値を変化させることにより、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差の補正量が変化する。 V |8 > 0の場合と V |8く 0の場合とでは、補正できる非点収差の符号が互いに逆である。補正できる非点収差の量の絶対値は、電圧 V |8の絶対値が大きいほど大きくなる。

[0091] 上述において、簡単のため V |8 = 0または¥ « = 0としたカ実際には電圧 V aおよび電圧 V βは、電圧 V aの絶対値と電圧 V βの絶対値の和の Κ倍が電圧 Δνを超えない範囲内で変化させることが出来る。即ち、 | K'V a I + I Κ·ν β I ≤Δνを満たすように、電圧 V aおよび電圧 V βが設定される。

[0092] 第 4実施例における、非点収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 1 8dの各領域に印加される電圧の波形について説明する。各領域には、図図 7A〜7 E、図 11A〜11Eに示される波形と同じように、周波数が 1キロへルツ程度の同相の矩形波状の電圧が印加される。液晶光学素子 4のパターン電極 18dの領域 20aには、振幅が士 VIの矩形波電圧が印加され、その実効電圧は VIである。領域 20jおよび領域 20ηには、振幅が士（VI +Vひ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI +Vひ）である。領域 20kおよび領域 20οには、振幅が士（Vl +V |8 )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI +V |8 )である。領域 201および領域 20pには、振幅が士（VI—Vひ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI—Vひ）である。領域 20mおよび領域 20qには、振幅が士（VI—V )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI— V |8 )である。領域 21jおよび領域 21ηには、振幅が士（VI +K'Vひ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI +K'Vひ）である。領域 21kおよび領域 21οには、振幅が士（V1 +K'V |8 )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (V1 +K'V |8 )である。領域 211および領域 21pには、振幅が士（VI— K'Vひ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (VI _K'Vひ）である。領域 21 mおよび領域 21qには、振幅が士（VI— K'V |8 )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (V1—K'V |8 )である。また、非点収差を補正するための液晶光学素子 4 の全面電極に印加される電圧の波形は、図 8に示されるものと同じである。

[0093] 上に述べたように、非点収差を補正するための液晶光学素子 4の場合、液晶光学素子 4における電極 24aは非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18a〜18dのいずれかであり、電極 24bは全面電極である。液晶光学素子 4における電極 24bをコマ収差または球面収差を補正するためのパターンを有するパターン電極とすれば、液晶光学素子 4は、非点収差に加えてコマ収差または球面収差を補正するための液晶光学素子となる。

[0094] (第 5実施例）

次に、液晶光学素子 4により非点収差に加えてコマ収差を補正する第 5実施例が説明される。非点収差に加えてコマ収差を補正するための液晶光学素子 4は、液晶高分子を 2枚の基板で挟んだ構成である。一方の基板の液晶高分子側の面に非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18aが形成され、他方の基板の液晶高分子側の面にはコマ収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 1 8eが形成されている。

[0095] 図 16に、コマ収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18eの平面図が示される。図中の X軸、 Y軸はディスク 7の半径方向、接線方向にそれぞれ対応している。パターン電極 18eは、光軸を通る Y軸に関して対称となるように、 5個の領域に分割されている。即ち、パターン電極 18eは、（2)光軸を通る Y軸に平行な方向の直線に関して対称な位置に互いに離間して島状に設けられた領域 22b、 22cと、その領域 22b、 22cを囲むように設けられた領域 22aと、（5)領域 22aの外側の、光軸を通る Y軸方向に平行な方向の直線に関して対称で、光軸を通る Y軸方向に平行な方向の直線に関して領域 22b、領域 22cと同じ側にそれぞれ設けられた領域 22d、領域 22eとに分割されている。なお、図中の点線は対物レンズ 6の有効径に相当する。また、液晶光学素子 4の断面図は、図 4A〜4Cに示されるものと同じである。但し、電極 24aは非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18aであり、電極 24bはコマ収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18eである。

[0096] 図 17A〜17Dに、液晶光学素子 4によりコマ収差を補正する場合の波面収差が示される。図 17A〜17Dでは、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差が示されている。図 17A、 17Bの実線は、補正すべきコマ収差による波面収差を示している。液晶光学素子駆動回路 15は、液晶光学素子 4のパターン電極 18eに印加する電圧を制御して補正するための波面収差を生成する。図 17A、 17Bの点線は、このコマ収差を補正する液晶光学素子 4により生じる波面収差を示している。また、図 17C、 1 7Dの実線は、液晶光学素子 4でコマ収差を補正した場合の残留波面収差を示している。

[0097] 補正すべきコマ収差による波面収差を示す X(X²+Y²)の係数が負の場合、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差は、図 17Aに実線で示されるように、 X軸の負の側力も正の側へ向力つて正、負、正、負と 3次関数状に変化する。液晶光学素子 4 でこの球面収差を補正した場合、光軸を通る X軸方向の断面におけるコマ収差を補正する液晶光学素子 4により生じる波面収差は、図 17Aに点線で示されるように、 X 軸の負の側から正の側へ向かって負、 0、正、 0、負、 0、正と階段状に変化する。液晶光学素子 4でのコマ収差の補正量を最適に定めると、コマ収差を補正した場合の残留 RMS波面収差が最小になる。図 17Cは、このときの光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差、即ち、図 17Aに実線で示される波面収差と点線で示される波面収差との和を示している。図 17C力も光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差の絶対値が 0に近づ、て、ることがわ力る。

[0098] 補正すべきコマ収差による波面収差を示す X(X²+Y²)の係数が正の場合、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差は、図 17Bに実線で示されるように、 X軸の負の側力も正の側へ向力つて負、正、負、正と 3次関数状に変化する。光軸を通る X軸方向の断面におけるコマ収差を補正する液晶光学素子 4により生じる波面収差は、図 17Bに点線で示されるように、 X軸の負の側力も正の側へ向力つて正、 0、負、 0、正、 0、負と階段状に変化する。液晶光学素子 4でのコマ収差の補正量を最適に定めると、コマ収差を補正した場合の残留 RMS波面収差が最小になる。図 17Dは、このときの光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差、即ち、図 17Bに実線で示される波面収差と点線で示される波面収差との和を示して、る。図 17Dから光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差の絶対値が 0に近づ、て、ることがわかる。

[0099] 本実施例における液晶光学素子 4の電極に印加される電圧と液晶光学素子 4の透過光の位相との関係は、図 5に示されるものと同じである。ここで、簡単のため液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域には全て電圧 VIが印加されるものとする。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18eの各領域のうち少なくとも一つの領域、例えば、領域 22aを基準領域とし、基準領域に印加される電圧を V2とする。但し、 V1 +V 2=V0とする。即ち、パターン電極 18aとパターン電極 18eの基準領域との間の電圧は VOであり、基準領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0となる。液晶光学素子 4のパターン電極 18eの各領域のうち、基準領域とは別の領域に印加される電圧が V2より低、（絶対値が大き、）場合、パターン電極 18aとパターン電極 18e との間の電圧は VOより大きくなり、この領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0より進む。即ち、この領域における液晶光学素子 4の透過光には、基準領域における液晶光学素子 4の透過光に対して正の波面収差が生じる。一方、液晶光学素子 4のパターン電極 18eの各領域のうち、基準領域とは別の領域に印加される電圧力より高ヽ（絶対値が小さヽ）場合、パターン電極 18aとパターン電極 18eとの間の電圧は VOより小さくなり、この領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0 より遅れる。即ち、この領域における液晶光学素子 4の透過光には、基準領域における液晶光学素子 4の透過光に対して負の波面収差が生じる。

[0100] 図 18に、コマ収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18eの各領域とそれぞれの領域に印加される電圧との関係が示される。簡単のため液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域に印加される電圧は全て電圧 VIとする。即ち、 V a =0および V j8 =0とする。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18eの各領域のうち領域 22aを基準領域とし、基準領域 22aに印加される電圧を電圧 V2とする。但し、 V 1 +V2=V0である。領域 22bおよび領域 22eに印加される電圧は V2—V Y、領域 2 2cおよび領域 22dに印加される電圧は V2+ V γである。

[0101] V y >0の場合、基準領域 22aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 2 2b、 22eにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 22c、 22dにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進む。また、 νγ < 0の場合、基準領域 22aにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 22b、 22eにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 22c、 22dにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れる。このように、電圧 νγを変化させることにより、コマ収差の補正量が変化する。 Vy >0の場合と νγ < 0の場合とでは、補正できるコマ収差の符号が互いに逆である。補正できるコマ収差の量の絶対値は、電圧 νγの絶対値が大きいほど大きくなる

[0102] 上述において、簡単のため V a =0および V j8 =0とした。実際には電圧 V aおよび電圧 V βならびに電圧 νγは、それぞれの電圧の絶対値の和が Δνを超えない範囲内で変化させることができる。即ち、 I ν_α I + I V |8 I + I ν_Ύ I≤Δνを満たすように、電圧 V α、 V |8、 V γが設定される。

[0103] なお、図 16〜図 18において、液晶光学素子 4のパターン電極 18eが X軸方向のコマ収差を補正するためのパターンを有する場合について説明されたが、液晶光学素子 4のパターン電極 18eが Y軸方向のコマ収差を補正するためのパターンを有する場合についても、同様の説明が成り立つ。

[0104] 第 5実施例における液晶光学素子 4の電極 24aは、非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18aであり、電極 24bはコマ収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18eである。これに対し、液晶光学素子 4の電極 24aを、非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18b〜18dのいずれかとし、電極 24bを、コマ収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18eとした実施例も考えられる。

[0105] (第 6実施例）

次に、液晶光学素子 4により非点収差に加えて球面収差を補正する第 6実施例が説明される。非点収差に加えて球面収差を補正するための液晶光学素子 4は、液晶高分子を 2枚の基板で挟んだ構成である。一方の基板の液晶高分子側の面に非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18aが形成され、他方の基板の液晶高分子側の面には球面収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18fが形成されている。

[0106] 図 19に、球面収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18fの平面図が示される。図中の X軸、 Y軸はディスク 7の半径方向、接線方向にそれぞれ対応している。パターン電極 18fは、光軸を中心とする 4つの円で 5個の領域に分割されている。即ち、パターン電極 18fは、光軸を中心として領域 22f〜領域 2¾に分割されている。なお、図中の点線は対物レンズ 6の有効径に相当する。また、液晶光学素子 4 の断面図は、図 4A〜4Cに示されるものと同じである。但し、電極 24aは非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18aであり、電極 24bは球面収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18fである。

[0107] 図 20A〜20Dに、液晶光学素子 4により球面収差を補正する場合の波面収差が示される。図 20A〜20Dでは、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差が示されている。なお、光軸を通る任意の方向の断面における波面収差は、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差と同じである。図 20A、 20Bの実線は、補正すべき球面収差による波面収差を示している。液晶光学素子駆動回路 15は、液晶光学素子 4のパターン電極 18fに印加する電圧を制御して補正するための波面収差を生成する。図 20A、 20Bの点線は、この球面収差を補正する液晶光学素子 4により生じる波面収差を示している。また、図 20C、 20Dの実線は、液晶光学素子 4で球面収差を補正した場合の残留波面収差を示して!/、る。 [0108] 補正すべき球面収差による波面収差を示す (X²+Y²) ²の係数が負の場合、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差は、図 20Αに実線で示されるように、 X軸の負の側力も正の側へ向力つて負、正、負、正、負と 4次関数状に変化する。液晶光学素子 4でこの球面収差を補正した場合、光軸を通る X軸方向の断面における液晶光学素子 4により生じる波面収差は、図 20Αに点線で示されるように、 X軸の負の側から正の側へ向かって正、 0、負、 0、正、 0、負、 0、正と階段状に変化する。液晶光学素子 4での球面収差の補正量を最適に定めると、球面収差を補正した場合の残留波面収差の RMSが最小になる。図 20Cは、このときの光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差、即ち、図 20Αに実線で示される波面収差と点線で示される波面収差との和を示して、る。図 20C力光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差の絶対値が 0に近づ、て、ることがわ力る。

[0109] 補正すべき球面収差による波面収差を示す (Χ²+Υ²) ²の係数が正の場合、光軸を通る X軸方向の断面における波面収差は、図 20Βに実線で示されるように、 X軸の負の側力も正の側へ向力つて正、負、正、負、正と 4次関数状に変化する。光軸を通る X軸方向の断面における球面収差を補正する液晶光学素子 4により生じる波面収差は、図 20Βに点線で示されるように、 X軸の負の側から正の側へ向かって負、 0、正、 0、負、 0、正、 0、負と階段状に変化する。液晶光学素子 4での球面収差の補正量を最適に定めると、球面収差を補正した場合の残留波面収差の RMSが最小になる。図 20Dは、このときの光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差、即ち、図 2 ΟΒに実線で示される波面収差と点線で示される波面収差との和を示して、る。図 20 D力光軸を通る X軸方向の断面における残留波面収差の絶対値が 0に近づ、てヽることがゎカゝる。

[0110] 本実施例における液晶光学素子 4の電極に印加される電圧と液晶光学素子 4の透過光の位相との関係は、図 5に示されるものと同じである。ここで、簡単のため液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域には全て電圧 VIが印加されるものとする。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18fの各領域のうち少なくとも一つの領域、例えば、領域 22iを基準領域とし、基準領域に印加される電圧を V3とする。但し、 V1 +V 3=VOとする。即ち、パターン電極 18aとパターン電極 18fの基準領域との間の電圧は VOであり、基準領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0となる。液晶光学素子 4のパターン電極 18fの各領域のうち、基準領域とは別の領域に印加される電圧が V3より低ヽ（絶対値が大き、）場合、パターン電極 18aとパターン電極 18^ の間の電圧は VOより大きくなり、この領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0より進む。即ち、この領域における液晶光学素子 4の透過光には、基準領域における液晶光学素子 4の透過光に対して正の波面収差が生じる。一方、液晶光学素子 4のパターン電極 18fの各領域のうち、基準領域とは別の領域に印加される電圧が V3より高い（絶対値が小さい）場合、パターン電極 18aとパターン電極 18fとの間の電圧は VOより小さくなり、この領域における液晶光学素子 4の透過光の位相は φ 0より遅れる。即ち、この領域における液晶光学素子 4の透過光には、基準領域における液晶光学素子 4の透過光に対して負の波面収差が生じる。

[0111] 図 21に、球面収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18fの各領域とそれぞれの領域に印加される電圧との関係が示される。簡単のため液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域に印加される電圧は全て電圧 VIとする。即ち、 V a =0および V j8 =0とする。また、液晶光学素子 4のパターン電極 18fの各領域のうち領域 22gおよび領域 22iを基準領域とし、基準領域に印加される電圧を電圧 V3とする。但し、 Vl +V3=VOである。領域 22fおよび領域 22jに印加される電圧は V3+V δ、領域 22hに印加される電圧は V3— V δである。

[0112] V δ >0の場合、基準領域 22g、 22iにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 22f、 2¾における液晶光学素子 4の透過光は位相が進み、領域 22hにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れる。また、 V S < 0の場合、基準領域 22g、 2 2iにおける液晶光学素子 4の透過光に対して、領域 22f、 2¾における液晶光学素子 4の透過光は位相が遅れ、領域 22hにおける液晶光学素子 4の透過光は位相が進む。このように、電圧 V δを変化させることにより、球面収差の補正量が変化する。 V δ >0の場合と V S < 0の場合とでは、補正できる球面収差の符号が互いに逆である。補正できる球面収差の量の絶対値は、電圧 V Sの絶対値が大きいほど大きくなる。

[0113] 上述において、簡単のため V a =0および V j8 =0とした。実際には電圧 V aおよび電圧 V ならびに電圧 V δは、それぞれの電圧の絶対値の和が ΔΥを超えない範囲内で変化させることができる。即ち、 I ν_α I + I V |8 I + I ν δ I≤Δνを満たすように、電圧 V α、 V j8、 V δが設定される。

[0114] 第 6実施例における液晶光学素子 4の電極 24aは非点収差を補正するためのバターンを有するパターン電極 18aであり、電極 24bは球面収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18fである。これに対し、液晶光学素子 4の電極 24aを、非点収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18b〜18dのいずれかとし、電極 24bを、球面収差を補正するためのパターンを有するパターン電極 18fとした実施例も考えられる。

[0115] 図 22A〜22Cに、コマ収差または球面収差を補正するための液晶光学素子 4のパターン電極 18e、 18fの各領域に印加される電圧の波形が示される。図 22A〜22C の横軸は時間、縦軸は電圧を示す。液晶光学素子 4の電極に直流電圧が長時間印カロされると液晶高分子が破壊される。従って、実際には交流電圧が印加される。バターン電極 18eまたは 18fの各領域には、図 22A〜22Cに示されるように、周波数が 1 キロへルツ程度の同相の矩形波状の電圧が印加される。この矩形波電圧は、パターン電極 18aの領域 19a〜19iに印加される矩形波電圧とは逆位相である。液晶光学素子 4のパターン電極 18eの領域 22aには、図 22Aに示されるように、振幅が士 V2 の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は V2である。領域 22bおよび領域 22eには、図 22Bに示されるように、振幅が士（V2— V y )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は、（V2— νγ )である。領域 22cおよび領域 22dには、図 22Cに示されるように、振幅が士（V2+V Y )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (V2+V Y )である。

[0116] また、液晶光学素子 4のパターン電極 18fの領域 22gおよび領域 22iには、図 22A に示されるように、振幅が士 V3の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は V3である。領域 22hには、図 22Bに示されるように、振幅が士（V3— V S )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（V3— V δ )である。領域 22fおよび領域 22jには、図 22 Cに示されるように、振幅が士（V3+V δ )の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は (V3+V δ )である。領域 22f〜領域 22jに印加される電圧の波形は、位相が互いに同じであり、液晶光学素子 4のパターン電極 18aの領域 19a〜領域 19iに印加される電圧の波形に対して位相が逆である。

[0117] 次に、本発明の実施例に係る光学式情報記録 Z再生方法が説明される。液晶光学素子 4が非点収差を補正する場合、電圧 V j8が所定の値に固定され、光記録媒体力の再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V aの最適な値が決定される。また、電圧 V aが所定の値に固定され、光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V |8の最適な値が決定される。ここで、電圧 V |8を所定の値に固定して電圧 V aの最適な値を決定するステップ、電圧 V aを所定の値に固定して電圧 V |8の最適な値を決定するステップは、どちらが先に実施されても良い。

[0118] 電圧 V |8が所定の値に固定されて光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V _aの最適な値が決定されることにより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差に関する最適な補正量が求められる。また、電圧 V aが所定の値に固定されて光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V |8 の最適な値が決定されることにより、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差に関する最適な補正量が求められる。電圧 V _aの最適な値、電圧 V |8の最適な値の組み合わせが決定された後、この組み合わせに基づいて、液晶光学素子 4のパターン電極 18の各領域に、矩形波電圧が印加される。即ち、液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域には、図 6に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。または、液晶光学素子 4のパターン電極 18bの各領域に図 10に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。または、液晶光学素子 4のパターン電極 18cの各領域に図 13に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。または、液晶光学素子 4のパターン電極 18dの各領域に図 15に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。これにより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差、 45° 方向と 13 5° 方向との間の非点収差を同時に補正することができる。即ち、任意の方向および量を有する非点収差を補正することができる。このとき、光記録媒体からの再生信号の品質は最良になる。

[0119] 非点収差に加えてコマ収差または球面収差を補正する場合、液晶光学素子 4は、電極 24a、 24bとしてパターン電極 18a、 18eまたはパターン電極 18a、 18fを備える。まず、電圧 V βならびに電圧 V γまたは電圧 V δが所定の値に固定され、光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V aの最適な値が決定される。電圧 V aならびに電圧 ν γまたは電圧 V δが所定の値に固定され、光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V |8の最適な値が決定される。次に、電圧 V aおよび電圧 V |8が所定の値に固定され、光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 ν γまたは電圧 V δの最適な値が決定される。ここで、電圧 V βならびに電圧 ν γまたは電圧 V δを所定の値に固定して電圧 V aの最適な値を決定するステップ、電圧 V aならびに電圧 V γまたは電圧 V δを所定の値に固定して電圧 V βの最適な値を決定するステップ、電圧 V aおよび電圧 V |8を所定の値に固定して電圧 ν γまたは電圧 V δの最適な値を決定するステップは、いずれが先に実施されても良い。

[0120] 電圧 V |8ならびに電圧 ν γまたは電圧 V δが所定の値に固定されて光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V aの最適な値が決定されることにより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差に関する最適な補正量を求めることができる。また、電圧 V Q;ならびに電圧 ν γまたは電圧 V δが所定の値に固定されて光記録媒体力の再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 V |8の最適な値が決定されることにより、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差に関する最適な補正量を求めることができる。さらに、電圧 V _aおよび電圧 V |8が所定の値に固定されて光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように電圧 ν γまたは電圧 V δの最適な値が決定されることにより、コマ収差または球面収差に関する最適な補正量を求めることができる。

[0121] 電圧 V aの最適な値、電圧 V βの最適な値、電圧 V yまたは電圧 V δの最適な値の組み合わせが決定された後、この組み合わせに基づいて、液晶光学素子 4のパターン電極 18の各領域に矩形波電圧が印加される。即ち、液晶光学素子 4のパターン電極 18aの各領域には、図 6に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。または、液晶光学素子 4のパターン電極 18bの各領域に、図 10に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。または、液晶光学素子 4のパターン電極 18c の各領域に、図 13に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。または、液晶光学素子 4のパターン電極 18dの各領域に、図 15に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。それと共に、液晶光学素子 4のパターン電極 18eの各領域に図 18に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加されるか、または、液晶光学素子 4のパターン電極 18fの各領域に図 21に示される実効電圧を有する矩形波電圧が印加される。これにより、 0° 方向と 90° 方向との間の非点収差、 45° 方向と 135° 方向との間の非点収差、ならびにコマ収差または球面収差を同時に補正することができる。即ち、任意の方向および量を有する非点収差ならびにコマ収差または球面収差を補正することができる。このとき、光記録媒体からの再生信号の品質は最良になる。

[0122] なお、再生信号の品質評価指標としては、例えば再生信号の振幅、ジッタ、 PRSN R (Partial Response Signal to Noise Ratio)、エラーレート等が用いられる。

[0123] 図 24A〜図 27に、本発明の光学式情報記録 Z再生方法による再生信号の品質評価指標の測定例が示される。

[0124] 図 24Aと 24Bに、第 1実施例における非点収差の補正に関わる測定例が示される。非点収差を補正するための液晶光学素子 4が使用され、光記録媒体は HD DVD ROMであり、再生信号の品質評価指標は PRSNRである。図 24Aにおいて、電圧 V βを 0ボルト〖こ固定し、電圧 V aを変化させて電圧 V aと PRSNRとの関係が測定されている。これにより、 PRSNRが最大になる電圧 V aは 0. 04ボルトであり、そのときの PRSNRの値は約 15であることがわかる。図 24Bにおいて、電圧 V aを図 24A で求めた 0. 04ボルト〖こ固定し、電圧 V j8を変化させて電圧 V j8と PRSNRとの関係が測定されている。これにより、 PRSNRが最大になる電圧 V j8は 0ボルトであり、そのときの PRSNRの値は約 15であることがわかる。この場合、 PRSNRが最大になる電圧 V aの最適な値、電圧 V j8の最適な値の組み合わせは、 0. 04ボルト、 0ボルトとなる。

[0125] 図 25Aと 25Bに、第 1実施例における再生信号の品質評価指標をジッタとした場合の非点収差の補正に関わる測定例が示される。非点収差を補正するための液晶光学素子 4が使用され、光記録媒体は DVD— ROMである。図 25Aにおいて、電圧 V βは 0ボルトに固定され、電圧 V aを変化させて電圧 V aとジッタとの関係が測定されている。これにより、ジッタが最小になる電圧 V aは 0. 07ボルトであり、そのときのジッタの値は約 6. 5%であることがわかる。図 25Bにおいて、電圧 V aは図 25Aで求めた 0. 07ボルト〖こ固定され、電圧 V |8を変化させて電圧 V |8とジッタとの関係が測定されている。これにより、ジッタが最小になる電圧 V j8は 0. 02ボルトであり、そのときのジッタは約 6. 5%であることがわかる。この場合、ジッタが最小になる電圧 V _aの最適な値、電圧 V j8の最適な値の組み合わせは、 0. 07ボルト、 0. 02ボルトとなる。

[0126] 図 26に、第 5実施例におけるコマ収差の補正に関わる測定例が示される。非点収差に加えてコマ収差を補正するための液晶光学素子が使用され、光記録媒体は HD DVD— ROMであり、再生信号の品質評価指標は PRSNRである。図 26において、電圧 V aは図 24Aで求めた 0. 04ボルト、電圧 V j8は図 24Bで求めた 0ボルトに固定され、電圧 ν γを変化させて電圧 ν γと PRSNRとの関係が測定されている。これにより、 PRSNRが最大になる電圧 ν γは 0. 04ボルトであり、そのときの PRSNRの値は約 16であることがわかる。この場合、 PRSNRが最大になる電圧 V aの最適な値、電圧 V j8の最適な値、電圧 ν γの最適な値の組み合わせは、 0. 04ボルト、 0ボルト、 0. 04ボル卜となる。

[0127] 図 27に、第 5実施例における再生信号の品質評価指標がジッタである場合のコマ収差の補正に関わる測定例が示される。非点収差に加えてコマ収差を補正するための液晶光学素子 4が使用され、光記録媒体は DVD— ROMである。図 27において、電圧 V aは図 25Aで求めた 0. 07ボルト、電圧 V j8は図 25Bで求めた 0. 02ボルトに固定され、電圧 ν γを変化させて電圧 ν γとジッタとの関係が測定されている。これにより、ジッタが最小になる電圧 ν γは—0. 04ボルトであり、そのときのジッタの値は約 6. 5%であることがわかる。この場合、ジッタが最小になる電圧 Vひの最適な値、電圧 V j8の最適な値、電圧 ν γの最適な値の組み合わせは、 0. 07ボルト、 0. 02ボルト、 -0. 04ボルトとなる。

[0128] このように、液晶光学素子のパターン電極の各領域に印加される電圧を制御することにより、再生信号の品質が最良になる印加電圧を短い時間で決定することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 光源と、前記光源力出射される出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記出射光が前記光記録媒体で反射された反射光を受光する光検出器と、前記光源力前記対物レンズへ向力う往路の光と前記対物レンズから前記光検出器へ向かう復路の光とを分離する光分離手段と、前記往路の光の光路中に設けられ、光軸に垂直に延在する液晶高分子層を含む液晶光学素子とを備える光ヘッドと、

前記液晶光学素子を駆動する液晶光学素子駆動部と

を具備し、

前記液晶光学素子は、前記液晶高分子層に関して前記光軸方向の一方の側に複数の領域に分割された第 1パターン電極を備え、

前記第 1パターン電極は、前記光軸を囲むように設けられた第 1領域と、前記第 1領域の外側に設けられ、前記光軸に関して 1周を 8分割する 8分割領域とを有し、前記 8分割領域は、順に第 2乃至第 9領域とし、

前記液晶光学素子駆動部は、

前記第 1領域に第 1実効電圧を印加し、

前記第 2領域および前記第 6領域に第 2実効電圧を印加し、

前記第 3領域および前記第 7領域に第 3実効電圧を印加し、

前記第 4領域および前記第 8領域に第 4実効電圧を印加し、

前記第 5領域および前記第 9領域に第 5実効電圧を印加し、

前記第 2実効電圧と前記第 4実効電圧との平均値、および、前記第 3実効電圧と前記第 5実効電圧との平均値は、前記第 1実効電圧に等しい

光学式情報記録 Z再生装置。

[2] VIを第 1基準電圧値とし、 V aを第 1電圧値とし、 V j8を第 2電圧値とするとき、前記第 1実効電圧は VI、前記第 2実効電圧は Vl +V a + V |8、前記第 3実効電圧は VI— V α + V |8、前記第 4実効電圧は VI— V α— V 、前記第 5実効電圧は VI + V a— V j8である

請求の範囲 1に記載の光学式情報記録 Z再生装置。

[3] VIを第 1基準電圧値とし、 V aを第 1電圧値とし、 V j8を第 2電圧値とするとき、前記第 1実効電圧は VI、前記第 2実効電圧は VI +V a、前記第 3実効電圧は VI +V β、前記第 4実効電圧は VI -V a、前記第 5実効電圧は VI -V βである請求の範囲 1に記載の光学式情報記録 Ζ再生装置。

[4] 前記第 1パターン電極は、前記第 2乃至第 9領域の外側に設けられ、前記光軸に関して 1周を 8分割する第 28分割領域をさらに有し、前記第 28分割領域は、順に第 10 乃至第 17領域とし、

前記液晶光学素子駆動部は、さらに、

前記第 10領域および前記第 14領域に第 6実効電圧を印加し、

前記第 11領域および前記第 15領域に第 7実効電圧を印加し、

前記第 12領域および前記第 16領域に第 8実効電圧を印加し、

前記第 13領域および前記第 17領域に第 9実効電圧を印加し、

前記第 6実効電圧と前記第 8実効電圧との平均値、および、前記第 7実効電圧と前記第 9実効電圧との平均値は、前記第 1実効電圧に等しい

請求の範囲 1に記載の光学式情報記録 Ζ再生装置。

[5] Κを 1より大きい定数とするとき、前記第 6実効電圧と前記第 1実効電圧との差は、前記第 2実効電圧と前記第 1実効電圧との差の Κ倍であり、

前記第 7実効電圧と前記第 1実効電圧との差は、前記第 3実効電圧と前記第 1実効電圧との差の Κ倍であり、

前記第 8実効電圧と前記第 1実効電圧との差は、前記第 4実効電圧と前記第 1実効電圧との差の Κ倍であり、

前記第 9実効電圧と前記第 1実効電圧との差は、前記第 5実効電圧と前記第 1実効電圧との差の Κ倍である

請求の範囲 4に記載の光学式情報記録 Ζ再生装置。

[6] VIを第 1基準電圧値とし、 V aを第 1電圧値とし、 V j8を第 2電圧値とするとき、前記第 1実効電圧は VI、前記第 2実効電圧は Vl +V a + V |8、前記第 3実効電圧は VI— V α + V |8、前記第 4実効電圧は VI— V α— V 、前記第 5実効電圧は VI + V a -V |8 ,前記第 6実効電圧は Vl +K'V a +K 'V |8、前記第 7実効電圧は VI -K -V a +K-V β、前記第 8実効電圧は VI -K-V a Κ· V β、前記第 9実効電圧は Vl +K'V a—K'V jSである

請求の範囲 4または 5に記載の光学式情報記録 Z再生装置。

[7] VIを第 1基準電圧値とし、 V aを第 1電圧値とし、 V j8を第 2電圧値とするとき、前記第 1実効電圧は VI、前記第 2実効電圧は VI +V a、前記第 3実効電圧は VI +V β、前記第 4実効電圧は VI— Vひ、前記第 5実効電圧は VI— V |8、前記第 6実効電圧は Vl +K'V a、前記第 7実効電圧は V1 +K'V |8、前記第 8実効電圧は VI— Κ· V a；、前記第 9実効電圧は VI—Κ·ν βである

請求の範囲 4または 5に記載の光学式情報記録 Ζ再生装置。

[8] 前記液晶光学素子は、前記液晶高分子層に関して前記光軸方向の他方の側に、前記第 1パターン電極に対向して位置する複数の領域に分割された第 2パターン電極をさらに備え、

前記第 2パターン電極は、前記光軸を通る所定の方向の直線に関して概ね対称な位置に互いに離間して島状に設けられた第 18および第 19領域と、前記第 18および第 19領域の外側に前記第 18および第 19領域を囲むように設けられた第 20領域と、前記第 20領域の外側に前記直線に関して概ね対称な位置に設けられ、前記直線に関して前記第 18、前記第 19領域と同じ側に位置する第 21、第 22領域とを有し、前記液晶光学素子駆動部は、さらに、

前記第 20領域に第 10実効電圧を印加し、

前記第 18領域と前記第 22領域とに第 11実効電圧を印加し、

前記第 19領域と前記第 21領域とに第 12実効電圧を印加し、

前記第 11実効電圧と前記第 12実効電圧との平均値は、前記第 10実効電圧に等しい

請求の範囲 1乃至 7のいずれかに記載の光学式情報記録 Ζ再生装置。

[9] 前記液晶光学素子は、前記液晶高分子層に関して前記光軸方向の他方の側に、前記第 1パターン電極に対向して位置し、前記光軸を囲むように内側から外側に向力つて順に設けられた第 18乃至第 22領域に分割された第 3パターン電極をさらに備え、

前記液晶光学素子駆動部は、さらに、前記第 19領域および前記第 21領域に第 13実効電圧を印加し、

前記第 20領域に第 14実効電圧を印加し、

前記第 18領域および前記第 22領域に第 15実効電圧を印加し、

前記第 14実効電圧と前記第 15実効電圧との平均値は、前記第 13実効電圧に等しい

請求の範囲 1乃至 7のいずれかに記載の光学式情報記録 Z再生装置。

[10] 前記電圧 V aを所定の値に固定し、前記光記録媒体からの再生信号の品質評価指標が最良になるように前記電圧 V |8の最適な値を決定し、前記電圧 V |8を所定の値に固定し、前記品質評価指標が最良になるように前記電圧 V aの最適な値を決定する

請求の範囲 2、 3、 6、 7のいずれかに記載の光学式情報記録 Z再生装置。

[11] 光ヘッドにおける往路の光の光路中に設けられ、光軸に垂直に延在する液晶高分子層を含み、前記液晶高分子層に関して前記光軸方向の一方の側に位置する第 1 ノターン電極を備える液晶光学素子を駆動する駆動ステップと、

光記録媒体で反射された復路の光に基づいて再生信号を生成する再生ステップと前記再生信号の品質評価指標が最良になるように前記駆動ステップにおける前記液晶光学素子の駆動を制御する制御ステップと

を具備し、

VIを第 1基準電圧値、 V aを第 1電圧値、 V βを第 2電圧値とするとき、前記駆動ステツプは、

前記第 1領域に実効電圧 VIを印加するステップと、

前記第 2領域および前記第 6領域に実効電圧 VI +V a +V |8を印加するステップと、

前記第 3領域および前記第 7領域に実効電圧 VI— V a +V |8を印加するステップと、

前記第 4領域および前記第 8領域に実効電圧 VI -V a -V |8を印加するステップと、

前記第 5領域および前記第 9領域に実効電圧 VI +V α— V |8を印加するステップと

を備える光学式情報記録 Ζ再生方法。

[12] 前記第 1パターン電極は、前記第 2乃至第 9領域の外側に、前記光軸に関して 1周を 8分割する第 28分割領域をさらに有し、前記第 28分割領域は、順に第 10乃至第 1 7領域とし、

Κを 1より大きい定数とするとき、前記駆動ステップは、さらに、

前記第 10領域および前記第 14領域に実効電圧 VI +K-V a +K-V βを印加するステップと、

前記第 11領域および前記第 15領域に実効電圧 VI— Κ· V α +Κ· V |8を印加するステップと、

前記第 12領域および前記第 16領域に実効電圧 VI— K'V α— K'V |8を印加するステップと、

前記第 13領域および前記第 17領域に実効電圧 VI +Κ· V α— Κ· V |8を印加するステップと

を備える

請求の範囲 11に記載の光学式情報記録 Ζ再生方法。

[13] 光ヘッドにおける往路の光の光路中に設けられ、光軸に垂直に延在する液晶高分子層を含み、前記液晶高分子層に関して前記光軸方向の一方の側に位置する第 1 ノターン電極を備える液晶光学素子を駆動する駆動ステップと、

を具備し、前記第 1パターン電極は、前記光軸を囲むように設けられた第 1領域と、前記第 1領域の外側に設けられ、前記光軸に関して 1周を 8分割する 8分割領域とを有し、前記 8分割領域は、順に第 2乃至第 9領域とし、

前記第 1領域に実効電圧 VIを印加するステップと、

前記第 2領域および前記第 6領域に実効電圧 VI +V aを印加するステップと、前記第 3領域および前記第 7領域に実効電圧 VI +V βを印加するステップと、前記第 4領域および前記第 8領域に実効電圧 VI -V aを印加するステップと、前記第 5領域および前記第 9領域に実効電圧 VI -V βを印加するステップとを備える光学式情報記録 Ζ再生方法。

[14] 前記第 1パターン電極は、前記第 2乃至第 9領域の外側に、前記光軸に関して 1周を 8分割する第 28分割領域をさらに有し、前記第 28分割領域は、順に第 10乃至第 1

7領域とし、

前記第 10領域および前記第 14領域に実効電圧 VI +K-V aを印加するステップと、

前記第 11領域および前記第 15領域に実効電圧 VI +K · V |8を印加するステップと、

前記第 12領域および前記第 16領域に実効電圧 VI -K-V aを印加するステップと、

前記第 13領域および前記第 17領域に実効電圧 VI -K-V βを印加するステップと

を備える

請求の範囲 13に記載の光学式情報記録 Ζ再生方法。

[15] 前記制御ステップは、

前記電圧 V |8を所定の値に固定して、前記品質評価指標が最良になるように前記電圧 V aの最適な値を決定するステップと、前記電圧 V aを所定の値に固定して、前記品質評価指標が最良になるように前記電圧 V βの最適な値を決定するステップと

を備える

請求の範囲 11乃至 14のいずれかに記載の光学式情報記録 Ζ再生方法。

[16] 前記液晶光学素子は、前記液晶高分子層に関して前記光軸方向の他方の側に前記第 1パターン電極に対向して位置する、複数の領域に分割された第 2パターン電極をさらに有し、

前記第 2パターン電極は、

前記光軸を通る所定の方向の直線に関して概ね対称な位置に互いに離間して島状に設けられた第 18、第 19領域と、

前記第 18、第 19領域の外側に、前記第 18、第 19領域を囲むように設けられた第 2 0領域と、

前記第 20領域の外側の、前記直線に関して概ね対称な位置に設けられ、前記直線に関してそれぞれ前記第 18、第 19領域と同じ側に位置する第 21、第 22領域とを有し、

V2を前記第 1基準電圧値と異なる第 2基準電圧値とし、 ν γを第 3電圧値とするとき、前記駆動ステップは、さらに、

前記第 20領域に実効電圧 V2を印加するステップと、

前記第 18領域および前記第 22領域に実効電圧 V2— V yを印加するステップと、前記第 19領域および前記第 21領域に実効電圧 V2+V yを印加するステップとを備える

請求の範囲 11乃至 15のいずれかに記載の光学式情報記録 Z再生方法。

[17] 前記制御ステップは、

前記電圧 V aおよび前記電圧 V βを所定の値に固定して、前記品質評価指標が最良になるように前記電圧 ν γの最適な値を決定するステップをさらに有する請求の範囲 16に記載の光学式情報記録 Ζ再生方法。

[18] 前記液晶光学素子は、前記液晶高分子層に関して前記光軸方向の他方の側に前記第 1パターン電極に対向して位置し、前記光軸を囲むように内側力も外側に向かつて順に設けられた第 18乃至第 22領域に分割された第 3パターン電極をさらに有し

V3を前記第 1基準電圧値と異なる第 3基準電圧値とし、 V δを第 4電圧値とするとき、前記駆動ステップは、さらに、

前記第 19領域および前記第 21領域に実効電圧 V3を印加するステップと、前記第 20領域に実効電圧 V3— V δを印加するステップと、

前記第 18領域および前記第 22領域に実効電圧 V3+V δを印加するステップとを備える

請求の範囲 11乃至 15のいずれかに記載の光学式情報記録 Ζ再生方法。

[19] 前記制御ステップは、

前記電圧 V aおよび前記電圧 V を所定の値に固定して、前記品質評価指標が最良になるように前記電圧 V δの最適な値を決定するステップをさらに有する請求の範囲 18に記載の光学式情報記録 Ζ再生方法。

[20] 前記品質評価指標が、前記再生信号の振幅、ジッタ、 PRSNR、エラーレートのうちのいずれかである

請求の範囲 11乃至 19のいずれかに記載の光学式情報記録 Z再生方法。