JP2007280538A - 収差補正装置、光ピックアップ装置、情報再生装置、及び、収差補正プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】電極に印加する電圧を変更するために要する時間である調整時間内の検出信号を安定させる。
【解決手段】収差補正装置に配設されたDSP32は、光ビームの波長毎に、且つ、第1透明電極を構成する分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する分割電極との間に印加する電位差を格納する電位差記憶部321と、第1透明電極及び第2透明電極162を構成する分割電極毎に、印加する電位を求める電位算出部322と、電位算出部322により求められた電位と既に印加されている電位との差である電位変更量を、第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に求める変更量算出部323と、第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、電位算出部322により求められた電位に変更する電位変更部324とを備えている。
【選択図】図6
【解決手段】収差補正装置に配設されたDSP32は、光ビームの波長毎に、且つ、第1透明電極を構成する分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する分割電極との間に印加する電位差を格納する電位差記憶部321と、第1透明電極及び第2透明電極162を構成する分割電極毎に、印加する電位を求める電位算出部322と、電位算出部322により求められた電位と既に印加されている電位との差である電位変更量を、第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に求める変更量算出部323と、第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、電位算出部322により求められた電位に変更する電位変更部324とを備えている。
【選択図】図6
Description
本発明は、光ピックアップ装置等の光学装置に備えられる収差補正装置に関し、特に波面収差の補正を可能とする収差補正装置、光ピックアップ装置、情報再生装置、及び、収差補正プログラムに関する。
近年、コンパクトディスク(以下、CDという)やデジタル多用途ディスク(以下、DVDという)といった光記録媒体が普及し、一般的に用いられるようになっている。そして、光記録媒体に格納された情報量を増やすために、光記録媒体の高密度化に関する研究が進められ、例えば、高品位のDVDであるHD−DVD、及び、ブルーレイディスク(以下、BDという)といった高密度化された光記録媒体も実用化されつつある。
このような光記録媒体の記録再生を行うにあたっては、光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録や情報の読み取りを可能とする光ピックアップ装置が用いられるが、光記録媒体の種類によって、光ピックアップ装置に用いられる対物レンズの開口数(NA)や光源の波長が異なってくる。例えば、CDに対しては、対物レンズのNAが0.50、光源の波長が780nm、DVDに対しては、対物レンズのNAが0.65、光源の波長が650nm、HD−DVDに対しては、対物レンズのNAが0.65、光源の波長が405nm、BDに対しては、対物レンズのNAが0.85、光源の波長が405nmとなる。
このように、光記録媒体の種類によって、用いられる対物レンズのNAや波長が異なるために、光記録媒体毎に異なる光ピックアップ装置を用いることも考えられるが、1の光ピックアップ装置で複数種類の光記録媒体について情報の読み取り等が行える方が便利であり、そのような光ピックアップ装置が開発されている。この中には、例えば、1の対物レンズで、複数種類の光記録媒体について情報の書き込み又は読み取りを行う光ピックアップ装置が提案されている(特許文献1参照)。
1の対物レンズで複数種類の光記録媒体に対応しようとすると、1の種類の光記録媒体について球面収差が発生しないように対物レンズの調整を行っても、他の種類の光記録媒体について情報の読み取り等を行う際に球面収差が発生する場合がある。このため、特許文献1は、光ピックアップ装置の中に液晶ユニットを配置し、液晶ユニットに印加する電圧を制御して、球面収差の補正を行う収差補正装置が開示されている。そして、このような目的で配置される収差補正装置は、液晶ユニットを構成する2枚の透明電極のうち、一方を同心円状に分割して複数の領域を形成し、他方を分割電極とせず共通電極とし、分割した透明電極の各領域に印加する電圧を制御して球面収差の補正を行うものである。
また、上記の収差補正装置の分割電極及び共通電極に印加する電圧は、光ピックアップ装置での光記録媒体からの反射光ビームを受光して生成された検出信号の大きさに基づいて制御される。具体的には、分割電極及び共通電極に印加する電圧をそれぞれ所定量だけ変化させて、検出信号が最大となる条件を探索するというものである。
特開2001−273663号公報
しかしながら、上記の方法では、分割電極及び共通電極に印加する電位を決定して設定(又は変更)するために要する時間(以下、調整時間という)が長くなる場合があり、利便性を阻害する要因となる。また、調整時間内では、球面収差が残存しているため、その間の検出信号は不安定になる。
上記の課題に鑑みて、本発明は、調整時間内の検出信号を安定させることの可能な収差補正装置、光ピックアップ装置、情報再生装置、及び、収差補正プログラムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために請求項1に記載の収差補正装置は、第1分割数に同心円状に分割された平板状の第1透明電極と、前記第1分割数より大きい第2分割数に同心円状に分割された平板状の第2透明電極と、前記第1透明電極と第2透明電極との間に挟持され、入射する光ビームに対して前記所定の電位に対応した位相差を生じさせる液晶とを有する液晶ユニットと、前記液晶ユニットを透過した光ビームを所定の集光位置に集光するレンズユニットと、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、前記光ビームの収差を補正するべく所定の電位を印加する駆動ユニットと、前記駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備えた収差補正装置であって、前記制御ユニットが、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、印加する電位を求める電位算出手段と、求められた電位と既に印加されている電位との差である電位変更量を、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に求める変更量算出手段と、前記電位変更量に基づいて、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更する電位変更手段とを備えることを特徴としている。
請求項2に記載の収差補正装置は、請求項1に記載の収差補正装置であって、前記光ビームが、その波長が複数の異なる波長に変更可能に構成され、前記制御ユニットが、前記光ビームの波長毎に、且つ、前記第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差を格納する電位差記憶手段を備え、前記電位算出手段が、前記電位差記憶手段から前記光ビームの波長に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位を求めることを特徴としている。
請求項3に記載の収差補正装置は、請求項1又は請求項2に記載の収差補正装置であって、前記集光位置が、複数の異なる位置に変更可能に構成され、前記電位差記憶手段が、前記集光位置毎に、前記第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差を格納し、前記電位算出手段が、前記電位差記憶手段から前記集光位置に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位を求めることを特徴としている。
請求項4に記載の収差補正装置は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の収差補正装置であって、前記電位差記憶手段が、環境温度に対応付けて、前記第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差を格納し、前記電位算出手段が、前記電位差記憶手段から前記環境温度に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位を求めることを特徴としている。
請求項5に記載の収差補正装置は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の収差補正装置であって、前記第2分割数が、前記第1分割数の整数倍であって、前記第1透明電極及び第2透明電極が、それぞれ、前記第1分割数及び第2分割数に、均等に分割されていることを特徴としている。
請求項6に記載の収差補正装置は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の収差補正装置であって、前記電位変更手段が、前記電位変更量に基づいて、前記第1透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更し、その後、前記電位変更量に基づいて、前記第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更することを特徴としている。
請求項7に記載の収差補正装置は、請求項6に記載の収差補正装置であって、前記電位変更手段が、前記電位変更量が大きい順に、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更することを特徴としている。
請求項8に記載の光ピックアップ装置は、光記録媒体に光ビームを照射して、光記録媒体に記録された情報の読み出し及び光記録媒体への情報の書き込みの少なくとも一方を行う光ピックアップ装置であって、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の収差補正装置を備えることを特徴としている。
請求項9に記載の情報再生装置は、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の収差補正装置を有し、光記録媒体に光ビームを照射して、光記録媒体に記録された情報の読み出しを行う光ピックアップ装置と、前記光記録媒体を回転駆動する媒体駆動装置と、前記光ピックアップ装置を前記光記録媒体の径方向に移動させる移動装置と、前記光ピックアップ装置を介して、光記録媒体に記録された情報を取得し、再生する出力装置とを備えることを特徴としている。
請求項10に記載の収差補正プログラムは、第1分割数に同心円状に分割された平板状の第1透明電極と、前記第1分割数より大きい第2分割数に同心円状に分割された平板状の第2透明電極と、前記第1透明電極と第2透明電極との間に挟持され、入射する光ビームに対して前記所定の電位に対応した位相差を生じさせる液晶とを有する液晶ユニットと、前記液晶ユニットを透過した光ビームを所定の集光位置に集光するレンズユニットと、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、前記光ビームの収差を補正するべく所定の電位を印加する駆動ユニットと、前記駆動ユニットを制御するコンピュータと、を備えた収差補正装置において、前記駆動ユニットを制御する収差補正プログラムであって、前記コンピュータを、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、印加する電位を求める電位算出手段と、求められた電位と既に印加されている電位との差である電位変更量を、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に求める変更量算出手段と、前記電位変更量に基づいて、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更する電位変更手段として機能させることを特徴としている。
請求項1に記載の収差補正装置によれば、第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、印加する電位が求められて、求められた電位と既に印加されている電位との差である電位変更量が求められ、その電位変更量に基づいて、第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位が、順次変更されるため、調整時間内の検出信号を安定させることができる。
すなわち、求められた電位変更量に基づいて、順次変更されるため、第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位が、徐々に設定すべき電位に近づくように変更されるので、安定した検出信号が得られるのである。
請求項2に記載の収差補正装置によれば、光ビームの波長毎に、且つ、第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差が格納されており、光ビームの波長に対応する電位差が読み出されることによって、印加する電位が求められるため、短時間で簡単に各分割電極に印加する電位を求めることができる。
請求項3に記載の収差補正装置によれば、集光位置毎に、第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差が格納されており、集光位置に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位が求められるため、集光位置が変化する場合にも、短時間で簡単に各分割電極に印加する電位を求めることができる。
例えば、BD(Blu−ray Disc)のようにディスク表面に2層の記憶層が形成されている場合には、集光位置がディスクの厚み方向に変化するため、第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に印加するべき電位を、各層に対応した値に設定する必要があるのである。
請求項4に記載の収差補正装置によれば、環境温度に対応付けて、第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差が格納されており、環境温度に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位が求められるため、環境温度が変化する場合にも、短時間で簡単に各分割電極に印加する電位を求めることができる。
請求項5に記載の収差補正装置によれば、第2透明電極が同心円状に分割される数である第2分割数が、第1透明電極が同心円状に分割される数である第1分割数の整数倍であって、第1透明電極及び第2透明電極が、それぞれ、第1分割数及び第2分割数に、均等に分割されているため、第1透明電極を構成する分割電極に印加する電位によって大まかな設定を行い、第2透明電極を構成する分割電極に印加する電位によって細かい設定を行うというように機能を分離することができ、その結果、各分割電極に印加する電位を簡単に求めることができる。
すなわち、まず、第2透明電極を構成する全ての分割電極の電位を基準電位とし、次に、この基準電位に対して、収差を補正するために印加するべき電圧(第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間の電位差)を第1分割数の個数の電圧を用いて近似することにより、第1透明電極を構成する各分割電極に印加するべき電位を求める。そして、第1透明電極を構成する各分割電極に印加される電位と、収差を補正するために印加するべき電圧との差を、第2分割数の個数の電圧を用いて近似することにより、第2透明電極を構成する分割電極に印加するべき電位を求めるのである(後述する図7(b)参照)。このようにして、第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差を、電位差記憶手段に格納された値に設定することができるのである。
請求項6に記載の収差補正装置によれば、電位変更量に基づいて、第1透明電極を構成する各分割電極に印加する電位が、順次変更され、その後、電位変更量に基づいて、第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位が、順次変更されるため、大きな検出信号を速やかに得ることができる。
請求項7に記載の収差補正装置によれば、電位変更量が大きい順に、第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を変更するため、大きな検出信号を更に速やかに得ることができる。
請求項8に記載の光ピックアップ装置によれば、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の収差補正装置を備えるため、調整時間内の検出信号を安定させることが可能な光ピックアップ装置を実現することができる。
請求項9に記載の情報再生装置によれば、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の収差補正装置を有する光ピックアップ装置を備えるため、調整時間内の検出信号を安定させることが可能な情報再生装置を実現することができる。
請求項10に記載の収差補正プログラムによれば、第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、印加する電位が求められて、求められた電位と既に印加されている電位との差である電位変更量が求められ、その電位変更量に基づいて、第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位が、順次変更されるため、調整時間内の検出信号を安定させることができる。
すなわち、求められた電位変更量に基づいて、順次変更されるため、第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位が、徐々に設定すべき電位に近づくように変更されるので、安定した検出信号が得られるのである。
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係るディスクプレイヤの一例を示す構成図である。ディスクプレイヤ100(情報再生装置に相当する)は、本発明に係る光ピックアップ装置1、出力装置3、指示装置4、駆動装置5、表示部6、及び操作部7を備えている。
光ピックアップ装置1は、光記録媒体2に光ビームを照射して、光記録媒体2(CD、DVD、又は、BD)に記録された音声情報、画像情報等の各種情報の読み取りを行うものである。
出力装置3は、光ピックアップ装置1からの音声情報、画像情報等の情報を、音声及び画像に変換して、それぞれ、図略のスピーカ及びモニタに出力するものであって、RFアンプ31、DSP(Digital Signal Processor)32、再生処理回路33、及び出力回路34を備えている。
RFアンプ31は、光ピックアップ装置1からの音声情報、画像情報等の情報を増幅するものである。DSP32(コンピュータ、制御ユニット及び収差補正装置の一部に相当する)及び再生処理回路33は、RFアンプ31からの情報に対して、再生のための各種情報処理(例えば画像処理等)を施すものである。出力回路34は、再生処理回路33からの情報を、図略のスピーカ及びモニタに出力するためにDA変換処理等を行うものである。
指示装置4は、操作部7を介して受け付けた指示操作に基づいて、光ピックアップ装置1及び駆動装置5の動作を制御するものであって、システムコントローラ41、及びドライバ42を備えている。システムコントローラ41は、操作部7からの情報を受け付けてDSP32に伝送すると共に、DSP32からの情報を表示部6に伝送するものである。ドライバ42(駆動ユニット、媒体駆動装置の一部、及び、移動装置の一部に相当する)は、DSP32からの指示に基づいて、光ピックアップ装置1及び駆動装置5の動作を制御するものである。
駆動装置5は、送りモータ51及びスピンドルモータ52を備える。送りモータ51(移動装置の一部に相当する)は、ドライバ42からの指示に基づいて光ピックアップ装置1を光記録媒体2の径方向に移動させるものである。スピンドルモータ52(媒体駆動装置の一部に相当する)は、ドライバ42からの指示に基づいて光記録媒体2を回転駆動するものである。
図2は、本発明に係る収差補正装置を備える光ピックアップ装置1の光学系の一例を示す構成図である。光ピックアップ装置1は、CD、DVD、BDの3種類の光記録媒体2に対して、光ビームを照射して反射光を受光することにより光記録媒体2の記録面21に記録されている情報を読み取るものである。なお、光ピックアップ装置1で情報の読み取りが可能な光記録媒体2の種類は、本実施形態に示す種類に限らず、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、CD、DVDの2種類の記録面21に記録されている情報を読み取る形態でもよい。
光ピックアップ装置1は、第1光源11A、第2光源11B、ダイクロプリズム12、コリメートレンズ13、ビームスプリッタ14、立ち上げミラー15、液晶ユニット16、対物レンズ17、検出レンズ18、及び光検出器19を備えている。
第1光源11Aは、CD、DVDに対応する650nm帯の光ビームを出射する半導体レーザで、第2光源11Bは、BDに対応する405nm帯の光ビームを出射する半導体レーザである。なお、本実施形態では、光源11A、11Bが、単一の波長の光ビームを出射する半導体レーザを用いているがこれに限られる趣旨ではなく、例えば、2種類の波長の光ビームを出射できるように2つの発光点を有する2波長一体型の半導体レーザを用いても構わない。
ダイクロプリズム12は、DVD用の光ビームを出射する第1光源11Aから出射される光ビームを透過し、BD用の光ビームを出射する第2光源11Bから出射される光ビームを反射するものである。そして、第1光源11A及び第2光源11Bから出射される光ビームの光軸を一致させる。ダイクロプリズム12において、透過又は反射された光ビームは、コリメートレンズ13に入射される。
コリメートレンズ13は、ダイクロプリズム12を通過した光ビームを平行光に変換するものである。ここで、平行光とは、第1光源11A及び第2光源11Bから出射された光ビームの全ての光路が光軸と略平行である光をいう。コリメートレンズ13で平行光とされた光ビームは、ビームスプリッタ14に入射される。
ビームスプリッタ14は、入射する光ビームを分離する光分離素子として機能し、コリメートレンズ13から入射された光ビームを透過して、光記録媒体2側へ導くとともに、光記録媒体2で反射された反射光を反射して光検出器19側へ導くものである。ビームスプリッタ14を透過した光ビームは、立ち上げミラー15に入射される。
立ち上げミラー15は、ビームスプリッタ14を透過してきた光ビームを反射して光記録媒体2へ導くものである。立ち上げミラー15は、ビームスプリッタ14からの光ビームの光軸に対して45°傾いた状態で配設されており、立ち上げミラー15で反射された光ビームの光軸は、光記録媒体2の記録面21と略直交する。立ち上げミラー15で反射された光ビームは、液晶ユニット16に入射される。
液晶ユニット16(収差補正装置の一部に相当する)は、透明電極に挟まれた液晶(図示省略)に電圧を印加することで、液晶分子がその配向方向を変える性質を利用して、屈折率の変化を制御し、液晶ユニット16を透過する光ビームの位相の制御を可能とするものである。この液晶ユニット16を配置することによって、光ビームの波長の違い、集光位置の違い等によって生じる球面収差の補正が可能となる。なお、液晶ユニット16の詳細については、図3を用いて後述する。液晶ユニット16を通過した光ビームは対物レンズ17に入射される。
対物レンズ17は、液晶ユニット16を透過した光ビームを光記録媒体2の記録面21上に集光させるものである。ここでは、対物レンズ17は、BD用の光源(第2光源11B)から出射される光ビームについて、球面収差を発生しないように設計されている。この場合、DVD用の光源(第1光源11A)から出射されて対物レンズ17を透過する光ビームは球面収差を発生する。このため、光ピックアップ装置1の光学系中には、上述の液晶ユニット16が配置され、球面収差を補正できるようになっている。また、対物レンズ17は図示しない対物レンズアクチュエータによって、例えば、図2の上下方向および左右方向に移動可能とされており、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号に基づいてその位置が制御される。
なお、ここでは、液晶ユニット16も対物レンズ9と共に移動できるように、対物レンズアクチュエータに搭載されている。ただし、液晶ユニット16は、必ずしも対物レンズアクチュエータに搭載する必要はなく、光学系の構成に応じて、その構成は変更可能である。
光記録媒体2で反射された反射光は、対物レンズ17、液晶ユニット16の順に通過し、立ち上げミラー15で反射された後、更にビームスプリッタ14で反射されて、検出レンズ18によって光検出器19上に集光される。
光検出器19は、受光した光情報を電気信号に変換して、例えば、図1に示すRFアンプ31等に出力する。そして、この電気信号は、記録面21に記録されているデータの再生信号として、更には、フォーカス制御やトラッキング制御を行うためのサーボ信号として用いられる。
次に、光ピックアップ装置1が備える液晶ユニット16の構成について説明する。図3は、液晶ユニット16の一例を示す構成図(断面図)である。図3に示すように、液晶ユニット16は、液晶163、液晶163を挟持する2枚の透明電極161、162(第1透明電極161、第2透明電極162)、及び、透明電極161、162を挟持する2枚のガラス板164を備えている。
液晶163は、両端に電圧を印加することにより内部の液晶分子の配向が変化し、これに伴い屈折率が変化する性質を有するものである。このため、液晶163を透過する光ビームは、液晶163の屈折率の変化に伴って光路差に変化を生じ、光路差の変化分に相当する位相差を発生する。透明電極161、162は、ITO(インジウム錫酸化物)等を素材として構成され、光透過性を有するものである。また、透明電極161、162はガラス板164上に形成保持されている。なお、透明電極161、162は、液晶ユニット16に印加する電圧を制御する図1に示すドライバ42と通電可能に接続される。
図4は、第1透明電極161及び第2透明電極162の電極パターンの一例を示す構成図である。(a)、(b)は、それぞれ第1透明電極161、第2透明電極162の電極パターンを示す図であって、上側に正面図、下側に断面図を示している。
図4に示すように、第1透明電極161は、同心円状に均等に3分割されて、3つの分割電極161a〜161cが形成され、第2透明電極162は同心円状に均等に6分割されて6つの分割電極162a〜162fが形成されている。なお、図3に示すように、第1透明電極161の各分割電極161a〜161cは、第2透明電極162の分割電極15a〜15eのうちの2つの領域と対向して配設されている。より詳細には、第2透明電極162の分割電極162a〜162fのうち、分割電極162aと分割電極162bとは、第1透明電極161の分割電極161aの1領域と対向し、同様に、分割電極162cと分割電極162dとは、第1透明電極161の分割電極161bの1領域と対向し、分割電極162eと分割電極162fとは、第1透明電極161の分割電極161cの1領域と対向して配設されている。
このため、第1透明電極161の各分割電極161a〜161c、及び第2透明電極162の各分割電極162a〜162fのそれぞれに所定の電位V1(n)、V21(n)、V22(n)(n=1〜3)を印加した場合に、液晶ユニット16を構成する液晶161には、外周側から順に、V21(3)−V1(3)、V22(3)−V1(3)、V21(2)−V1(2)、V22(2)−V1(2)、V21(1)−V1(1)、V22(1)−V1(1)で求められる電圧が印加される6つの位相シフト領域(=液晶ユニット16に入射する光ビームに対して同一の位相差を生じる領域)が発生することになる(図7参照)。すなわち、第2透明電極162の分割数に対応した数(ここでは、6個)の位相シフト領域を形成することになる。
図5は、第1透明電極161及び第2透明電極162に対して電位を設定する構成の一例を示す構成図である。第1透明電極161を構成する分割電極161a〜161c、及び、第2透明電極162を構成する分割電極162a〜162fは、それぞれ液晶ドライバ421(=図1に示すドライバ42の一部:駆動ユニットに相当する)に形成されたDA変換回路(図ではDAと略記)に接続されている。そして、各DA変換回路には、図1に示すDSP32に形成された設定テーブルである電位差記憶部321(電位差記憶手段に相当する)に格納された設定値に基づいて設定される。
すなわち、DSP32の電位差記憶部321(設定テーブル)に格納された設定値に基づいて各DA変換回路に電位が設定され、各DA変換回路でアナログ値とされて、第1透明電極161を構成する分割電極161a〜161c、及び、第2透明電極162を構成する分割電極162a〜162fに対して、各DA変換回路に設定された電位が付与されるのである。
図6は、DSP32の機能的な構成の一例を示す機能構成図である。DSP32は、RAM(Random Access Memory)、MPU(Micro Processing Unit)、ROM(Read Only Memory:図示省略)を備えている。RAMは、電位差記憶部321を備え、MPUは、電位算出部322、変更量算出部323、及び、電位変更部324を備えている。
ここでは、MPUが、ROM等に予め格納されたプログラムを読み出して実行することにより、電位算出部322、変更量算出部323、及び、電位変更部324等の機能部として機能すると共に、RAMを、電位差記憶部321等の機能部として機能させるものである。
また、RAM又はROMに格納された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に格納され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、CD、DVD、半導体メモリ等である。
電位差記憶部321(電位差記憶手段に相当する)は、光ビームの波長毎(ここでは、図2に示す第1光源11A、第2光源11Bのそれぞれに対応づけて)に、且つ、第1透明電極161を構成する分割電極161a〜161cと、それぞれ対向する第2透明電極162を構成する分割電極162a〜162fとの間に印加する電位差を格納するものである。また、電位差記憶部321は、集光位置毎(ここでは、例えば、CD、DVD及びBDの1層と、BDの2層とにそれぞれ対応する集光位置の2箇所)に、更に、環境温度に対応づけて(例えば、環境温度0°〜40°の間を5°刻みに8区分して)電位差を格納するものである。なお、電位差記憶部321に格納される電位差は、後述する図7(b)に示す曲線VSに相当するものである。
電位算出部322(電位算出手段に相当する)は、電位差記憶部321から、光ビームの波長、集光位置及び環境温度に対応する電位差を読み出し、これを用いて、第1透明電極161を構成する分割電極161a〜161c、及び、第2透明電極162を構成する分割電極162a〜162f毎に、印加する電位を求めるものである。
ここで、図7を用いて、電位算出部322が印加する電位を求める方法の一例を説明する。図7(a)は、電極電位と収差補正量との関係の一例を示すグラフであり、(b)は、電位算出部322が各分割電極に印加する電位を求める方法の一例を説明するための説明図である。(a)は、横軸に分割電極に印加される電位をとり、縦軸に収差補正量をとったものであって、図2に示す液晶163の配向特性を示すものである。
まず、第1透明電極161の各分割電極161a〜161cのそれぞれに所定の電位V1(n)を印加し、及び第2透明電極162の各分割電極162a〜162fに、V21(n)、V22(n)(n=1〜3)を印加した場合について説明する。この場合には、第1透明電極161の各分割電極161a〜161cと、第2透明電極162の各分割電極162a〜162fとの間の電位差VD1、VD2は次の(1)式、(2)式で与えられる。
VD1=V21(n)−V1(n) (1)
VD2=V22(n)−V1(n) (2)
VD1=V21(n)−V1(n) (1)
VD2=V22(n)−V1(n) (2)
そして、液晶163は、電位差VD1、VD2にそれぞれ対応して、収差補正量Δφ1、Δφ2を発生させるべく配向する。すなわち、所望する収差補正量Δφ1、Δφ2を発生されるためには、収差補正量Δφ1、Δφ2に対応する電位差VD1、VD2を生ずる電位を印加すればよいのである。
(b)の横軸は、図2に示す液晶ユニット16中心(=対物レンズ17中心)からの径方向の距離であり、縦軸は所定の基準電位V20(図7(a)参照)を基準とする電位差である。グラフVSは、所望する収差補正量Δφを発生させるために、第1透明電極161の分割電極と第2透明電極162の分割電極との間に印加するべき電位差である。図6に示す電位差記憶部321には、光ビームの波長毎、集光位置毎に、環境温度に対応づけてグラフVSが、例えば折れ線近似されてその節点の座標が格納されている。また、(b)の横軸の下側には、第1透明電極161の分割電極と第2透明電極162の分割電極とが、その径方向の配設位置を示すべく記載されている。
ここで、図7(b)を用いて電位算出部322が印加する電位を求める方法の一例を説明する。まず、電位V1(n)を、基準電位V20と第1透明電極161の分割電極の中心位置に対応する半径方向位置のグラフVSの電位差との和として求める。次に、電位V21(n)を、第2透明電極162の外径側分割電極の中心位置に対応する半径方向位置のグラフVSの電位差と電位V1(n)との差として求める。そして、電位V22(n)を、電位V1(n)と、第2透明電極162の内径側分割電極の中心位置に対応する半径方向位置のグラフVSの電位差との差として求める。このようにして、電位V1(n)、電位V21(n)及び電位V22(n)がそれぞれ求められるのである。
再び、図6に戻ってDSP32の機能構成を説明する。変更量算出部323(変更量算出手段に相当する)は、電位算出部322により求められた電位V1(n)、V21(n)、V22(n)と既に印加されている電位との差である電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)を、第1透明電極161及び第2透明電極162を構成する分割電極毎に求めるものである。
電位変更部324(電位変更手段に相当する)は、変更量算出部323により求められた電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)に基づいて、第1透明電極161及び第2透明電極162を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、電位算出部322により求められた電位V1(n)、V21(n)、V22(n)に変更するものである。また、電位変更部324は、電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)に基づいて、第1透明電極161を構成する各電極に印加する電位を、順次、電位算出部322により求められた電位V1(n)に変更し、その後、電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)に基づいて、第2透明電極162を構成する各電極に印加する電位を、順次、電位算出部322により求められた電位V21(n)、V22(n)に変更するものである。更に、電位変更部324は、が大きい順に、第1透明電極161及び第2透明電極162を構成する各電極に印加する電位を、順次、電位算出部322により求められた電位V1(n)、V21(n)、V22(n)に変更するものである。
次に、図8を用いて、電位変更部324による電位変更方法を説明する。図8の(a)は、図7(b)の縦軸を電位変更量に変えたグラフであって、各分割電極の電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)の径方向位置及び大きさを示すグラフである。図8の(b)〜(d)は、電位変更部324によって電位が変更された結果、収差の残差を示すグラフであって、横軸は、図8の(a)と同じ径方向位置であり、縦軸は、その径方向位置の収差の残差である。
電位変更部324は、まず、図8の(b)に示すように、第1透明電極161の各分割電極の電位を電位変更量ΔV1(n)だけ変更して、電位V1(n)に変更する。次に、図8の(c)に示すように、第2透明電極162の各分割電極の電位を電位変更量ΔV21(n)だけ変更して、電位V21(n)に変更する。そして、図8の(d)に示すように、第2透明電極162の各分割電極の電位を電位変更量ΔV22(n)だけ変更して、電位V22(n)に変更する。このようにして、第1透明電極161及び第2透明電極162の各分割電極の電位を順次変更することにより、収差残差が徐々に減少することになり、図1に示すRFアンプ31に入力される検出信号を安定的に変化(増大)させることができる。
このようにして、第1透明電極161及び第2透明電極162を構成する分割電極毎に、印加する電位V1(n)、V21(n)、V22(n)が求められて、求められた電位V1(n)、V21(n)、V22(n)と既に印加されている電位との差である電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)が求められ、その電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)に基づいて、第1透明電極161及び第2透明電極162を構成する各分割電極に印加する電位が、順次変更されるため、調整時間内に図1に示すRFアンプ31に入力される検出信号を安定させることができる。
また、光ビームの波長毎に、且つ、第1透明電極161を構成する各分割電極161a〜161cと、それぞれ対向する第2透明電極162を構成する各分割電極162a〜162fとの間に印加する電位差(ここでは、図7(b)に示すグラフVSの折れ線近似された節点の座標)が格納されており、光ビームの波長に対応する電位差が読み出されることによって、印加する電位V1(n)、V21(n)、V22(n)が求められるため、短時間で簡単に各分割電極に印加する電位V1(n)、V21(n)、V22(n)を求めることができる。
更に、集光位置毎に、第1透明電極161を構成する各分割電極161a〜161cと、それぞれ対向する第2透明電極162を構成する各分割電極162a〜162fとの間に印加する電位差(ここでは、図7(b)に示すグラフVSの折れ線近似された節点の座標)が格納されており、集光位置に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位V1(n)、V21(n)、V22(n)が求められるため、集光位置が変化する場合にも、短時間で簡単に各分割電極に印加する電位V1(n)、V21(n)、V22(n)を求めることができる。
加えて、環境温度に対応付けて、第1透明電極161を構成する各電極161a〜161cと、それぞれ対向する第2透明電極162を構成する各分割電極162a〜162fとの間に印加する電位差(ここでは、図7(b)に示すグラフVSの折れ線近似された節点の座標)が格納されており、環境温度に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位V1(n)、V21(n)、V22(n)が求められるため、環境温度が変化する場合にも、短時間で簡単に各分割電極に印加する電位V1(n)、V21(n)、V22(n)を求めることができる。
また、第2透明電極162が同心円状に分割される数である第2分割数(ここでは、6)が、第1透明電極161が同心円状に分割される数である第1分割数(ここでは、3)の整数倍(ここでは、2倍)であって、第1透明電極161及び第2透明電極162が、それぞれ、第1分割数及び第2分割数に、均等に分割されているため、第1透明電極161を構成する分割電極に印加する電位V1(n)によって大まかな設定を行い、第2透明電極162を構成する分割電極に印加する電位V21(n)、V22(n)によって細かい設定を行うというように機能を分離することができ、その結果、各分割電極に印加する電位V1(n)、V21(n)、V22(n)を簡単に求めることができる。
更に、電位変更量ΔV1(n)に基づいて、第1透明電極161を構成する各分割電極161a〜161cに印加する電位が、順次変更され、その後、電位変更量ΔV21(n)、ΔV22(n)に基づいて、第2透明電極162を構成する各分割電極162a〜162fに印加する電位が、順次変更されるため、大きな検出信号を速やかに得ることができる。
加えて、電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)が大きい順に、第1透明電極161及び第2透明電極162を構成する各分割電極に印加する電位を変更するため、大きな検出信号を更に速やかに得ることができる。
なお、本発明は、以下の形態にも適用可能である。
(A)本実施形態では、第1透明電極161及び第2透明電極162が均等に分割されている場合について説明したが、第1透明電極161及び第2透明電極162がその他の大きさに分割されている形態でもよい。例えば、第1透明電極161及び第2透明電極162が、収差を補正するために印加するべく電位差の径方向の変化が大きい位置では、細かく分割されている形態でもよい。この場合には、効果的に収差を補正することができる。
(A)本実施形態では、第1透明電極161及び第2透明電極162が均等に分割されている場合について説明したが、第1透明電極161及び第2透明電極162がその他の大きさに分割されている形態でもよい。例えば、第1透明電極161及び第2透明電極162が、収差を補正するために印加するべく電位差の径方向の変化が大きい位置では、細かく分割されている形態でもよい。この場合には、効果的に収差を補正することができる。
(B)本実施形態では、光ピックアップ装置1が2つの光源(第1光源11A、第2光源11B)を備える場合について説明したが、1の光源を備える形態でもよいし、3以上の光源を備える形態でもよい。光源の数が少ない程、電位差記憶部321に格納するテーブルが小さくなる。
(C)本実施形態では、集光位置が2箇所である場合ついて説明したが、集光位置が1箇所である形態でもよいし、3箇所以上である形態でもよい。集光位置の個数が少ない程、電位差記憶部321に格納するテーブルが小さくなる。
(D)本実施形態では、電位変更部324が第1透明電極161、第2透明電極162の順に電位を変更する場合について説明したが、第1透明電極161及び第2透明電極162を構成する全ての分割電極について、電位変更量ΔV1(n)、ΔV21(n)、ΔV22(n)が小さい順に、順次電位を変更する形態でもよい。
(E)本実施形態では、DSP32が電位差記憶部321、電位算出部322、変更量算出部323、及び、電位変更部324として機能する場合について説明したが、少なくとも1の機能部が回路によって実現されている形態でもよい。
本発明の収差補正装置を用いれば、分割電極に印加する電位を変更するために要する時間である調整時間内の検出信号を安定させることができる。そして、本発明の収差補正装置を光ピックアップ装置(情報再生装置)に備えることにより、球面収差の補正を適切に行うことが可能となる。
100 ディスクプレイヤ(情報再生装置)
1 光ピックアップ装置
16 液晶ユニット(収差補正装置の一部)
161 第1透明電極
162 第2透明電極
163 液晶
32 DSP(コンピュータ、収差補正装置の一部)
321 電位差記憶部(電位差記憶手段)
322 電位算出部(電位算出手段)
323 変更量算出部(変更量算出手段)
324 電位変更部(電位変更手段)
1 光ピックアップ装置
16 液晶ユニット(収差補正装置の一部)
161 第1透明電極
162 第2透明電極
163 液晶
32 DSP(コンピュータ、収差補正装置の一部)
321 電位差記憶部(電位差記憶手段)
322 電位算出部(電位算出手段)
323 変更量算出部(変更量算出手段)
324 電位変更部(電位変更手段)
Claims (10)
- 第1分割数に同心円状に分割された平板状の第1透明電極と、
前記第1分割数より大きい第2分割数に同心円状に分割された平板状の第2透明電極と、
前記第1透明電極と第2透明電極との間に挟持され、入射する光ビームに対して前記所定の電位に対応した位相差を生じさせる液晶と
を有する液晶ユニットと、
前記液晶ユニットを透過した光ビームを所定の集光位置に集光するレンズユニットと、
前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、前記光ビームの収差を補正するべく所定の電位を印加する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットを制御する制御ユニットと
を備えた収差補正装置であって、
前記制御ユニットは、
前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、印加する電位を求める電位算出手段と、
求められた電位と既に印加されている電位との差である電位変更量を、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に求める変更量算出手段と、
前記電位変更量に基づいて、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更する電位変更手段と
を備えることを特徴とする収差補正装置。 - 前記光ビームは、その波長が複数の異なる波長に変更可能に構成され、
前記制御ユニットは、
前記光ビームの波長毎に、且つ、前記第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差を格納する電位差記憶手段
を備え、
前記電位算出手段は、前記電位差記憶手段から前記光ビームの波長に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位を求めることを特徴とする請求項1に記載の収差補正装置。 - 前記集光位置は、複数の異なる位置に変更可能に構成され、
前記電位差記憶手段は、前記集光位置毎に、前記前記第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差を格納し、
前記電位算出手段は、前記電位差記憶手段から前記集光位置に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位を求めることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の収差補正装置。 - 前記電位差記憶手段は、環境温度に対応付けて、前記前記第1透明電極を構成する各分割電極と、それぞれ対向する第2透明電極を構成する各分割電極との間に印加する電位差を格納し、
前記電位算出手段は、前記電位差記憶手段から前記環境温度に対応する電位差を読み出すことによって、印加する電位を求めることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の収差補正装置。 - 前記第2分割数は、前記第1分割数の整数倍であって、
前記第1透明電極及び第2透明電極は、それぞれ、前記第1分割数及び第2分割数に、均等に分割されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の収差補正装置。 - 前記電位変更手段は、前記電位変更量に基づいて、前記第1透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更し、その後、前記電位変更量に基づいて、前記第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の収差補正装置。
- 前記電位変更手段は、前記電位変更量が大きい順に、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更することを特徴とする請求項6に記載の収差補正装置。
- 光記録媒体に光ビームを照射して、光記録媒体に記録された情報の読み出し及び光記録媒体への情報の書き込みの少なくとも一方を行う光ピックアップ装置であって、
請求項1〜請求項7のいずれかに記載の収差補正装置を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1〜請求項7のいずれかに記載の収差補正装置を有し、光記録媒体に光ビームを照射して、光記録媒体に記録された情報の読み出しを行う光ピックアップ装置と、
前記光記録媒体を回転駆動する媒体駆動装置と、
前記光ピックアップ装置を前記光記録媒体の径方向に移動させる移動装置と、
前記光ピックアップ装置を介して、光記録媒体に記録された情報を取得し、再生する出力装置と
を備えることを特徴とする情報再生装置。 - 第1分割数に同心円状に分割された平板状の第1透明電極と、
前記第1分割数より大きい第2分割数に同心円状に分割された平板状の第2透明電極と、
前記第1透明電極と第2透明電極との間に挟持され、入射する光ビームに対して前記所定の電位に対応した位相差を生じさせる液晶と
を有する液晶ユニットと、
前記液晶ユニットを透過した光ビームを所定の集光位置に集光するレンズユニットと、
前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、前記光ビームの収差を補正するべく所定の電位を印加する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットを制御するコンピュータと、
を備えた収差補正装置において、前記駆動ユニットを制御する収差補正プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に、印加する電位を求める電位算出手段と、
求められた電位と既に印加されている電位との差である電位変更量を、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する分割電極毎に求める変更量算出手段と、
前記電位変更量に基づいて、前記第1透明電極及び第2透明電極を構成する各分割電極に印加する電位を、順次、前記電位算出手段により求められた電位に変更する電位変更手段と
して機能させることを特徴とする収差補正プログラム。
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