JPH10334491A - 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

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JPH10334491A
JPH10334491A JP9153033A JP15303397A JPH10334491A JP H10334491 A JPH10334491 A JP H10334491A JP 9153033 A JP9153033 A JP 9153033A JP 15303397 A JP15303397 A JP 15303397A JP H10334491 A JPH10334491 A JP H10334491A
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pass filter
low
optical disk
oscillator
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Junichi Furukawa
淳一 古川
Yoshitsugu Araki
良嗣 荒木
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Pioneer Electronic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単で安価な回路で、駆動信号の振幅値を可
変でき、直流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】 発振器と、発振器より出力される発振信
号の帯域を制限する低域通過フィルタと、低域通過フィ
ルタの出力に接続された液晶パネルと、低域通過フィル
タのカットオフ周波数を制御する制御部と、を有する液
晶駆動信号生成装置であって、制御部は、前記液晶パネ
ルに設定すべき屈折率に応じて、低域通過フィルタのカ
ットオフ周波数を制御することにより、発振信号の振幅
レベルを変化させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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）装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンパクトディスク（以下、ＣＤ
と称する）の容量を越える大容量の情報記録（再生）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。
【０００３】以上のような改良を加えることで、ＤＶＤ
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。
【０００４】かかるＤＶＤのようにＣＤに比して高密度
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。
【０００５】本件出願人は、特願平７−２２３５３５号
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。
【０００６】図５はかかる原理を利用した光ディスク再
生装置を例示したものである。
【０００７】図５において、レーザ光源１から放射され
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。
【０００８】また、光ディスク５の傾きを検出するチル
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。
【０００９】チルトエラーが発生した場合は、ＣＰＵ１
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、発振器
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
制御により発振器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
号はその電圧振幅レベル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。
【００１０】液晶パネル３は、２枚の透明ガラス基板の
間に液晶を封入している。図６は液晶パネル３の構造例
を示す図である。なお、図６（Ａ）は液晶パネル３の断
面図、図６（Ｂ）は液晶パネル３の平面図である。
【００１１】透明なガラス基板３０１ａ，３０１ｂの内
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６（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。
【００１２】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
７に示すように、液晶分子Ｍの光学軸方向の屈折率（ｎ
１）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。
【００１３】図８は液晶３０４に印加する電圧を変えた
ときの液晶分子Ｍの向きを示した図である。図８（Ａ）
は印加電圧が０のときの液晶の向きを示し、図８
（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。
【００１４】なお、図８では、分割された各部分に同一
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。
【００１５】液晶の屈折率を変更すると、液晶を通過す
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。
【００１６】よって、対物レンズ４に発生する収差を打
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。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】駆動信号の電圧振幅レ
ベルを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レベル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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では次のような手段を採用した。即ち、請求
項１に記載の発明は、発振器と、発振器より出力される
発振信号の帯域を制限する低域通過フィルタと、低域通
過フィルタの出力に接続された液晶パネルと、低域通過
フィルタのカットオフ周波数を制御する制御部と、を有
する液晶駆動信号生成装置であって、制御部は、液晶パ
ネルに設定すべき屈折率に応じて、低域通過フィルタの
カットオフ周波数を制御することにより、発振信号の振
幅レベルを変化させることを特徴とする。
【００１９】また、請求項２に記載の発明は、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、発振器と、液晶パネルに接続さ
れ、発振器より出力される発振信号の帯域を制限する低
域通過フィルタと、ディスクのチルト角を検出する手段
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、屈折率に応じて低域
通過フィルタのカットオフ周波数を設定し、発振信号の
振幅レベルを変化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。
【００２０】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
記載の光ディスク再生（記録）装置であって、発振信号
は、光ディスク再生（記録）装置の動作の基準となるク
ロックに基づき生成される信号であることを特徴とす
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
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５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、以下の説明では液晶駆動信号生成装置９を
中心に説明する。
【００２２】図１に示した液晶駆動信号生成装置９は低
域通過フィルタ１４、レベル変換器１５、発振器１２、
ＣＰＵ１７により構成される。
【００２３】発振器１２は、例えば光ディスク再生装置
の動作の基準となるシステムクロック信号、またはこれ
を分周した信号等のようにデューティ比５０％の方形波
信号を発振信号として発生する。レベル変換器１５は、
発振器１２の出力信号のレベルを変換し、低域通過フィ
ルタ１４はＣＰＵ１７の制御によりカットオフ周波数を
可変可能な低域通過フィルタであり、フィルタ１４の出
力信号で液晶パネル３を駆動する。
【００２４】次に、液晶駆動信号生成装置９において、
ＣＰＵ１７が設定すべき屈折率に対応した液晶駆動信号
を発生する動作について説明する。先ず、チルトセンサ
８からの情報に基づき、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にフィルタ１
４のカットオフ周波数を求める。
【００２５】次に、ＣＰＵ１７は求めたカットオフ周波
数を設定するための制御信号をフィルタ１４に出力す
る。また、レベル変換器１５は、発振器１２から出力さ
れた発振信号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）と一致するように
発振信号のレベルを変換するものである。つまり、レベ
ル変換器１５は、液晶駆動信号に直流成分が印加しない
ように、図９（ａ）に示す発振器１２より出力された発
振信号のハイレベルとローレベルの中間電位レベル０
を、図９（ｂ）に示すように液晶の基準電位Ｖまでシフ
トさせるものである。図９はいずれも、横軸は時間、縦
軸は液晶駆動信号の電圧レベルを表している。なお、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（以下、信号電極と称する）と対向す
る位置にある電極である。
【００２６】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グランド電位であるものとし
て説明する。そして、レベル変換された発振信号はフィ
ルタ１４を通過し、そのカットオフ周波数に応じた振幅
値を持つ液晶駆動信号が生成される。ただし、発振器１
２の出力はデューティ比５０％の直流成分を含まない信
号である必要がある。なぜならば、液晶は直流成分を含
む駆動信号の印加にて破壊されるという特性を持つから
である。
【００２７】以上のように、デューティ比５０％の直流
成分を含まない信号からカットオフ周波数を可変可能な
低域通過フィルタで処理することによって、発振信号の
振幅値を可変制御させ、かつ直流成分を含まない液晶駆
動信号を得ることができる。この際、フィルタ１４のカ
ットオフ周波数を、フィルタ１４の入力信号の周波数に
比べ低くし過ぎると出力信号（液晶駆動信号）の振幅レ
ベルが小さくなり過ぎて液晶の制御を行うことができな
くなる。逆にフィルタ１４のカットオフ周波数を、フィ
ルタ１４の入力信号の周波数に比べ高くし過ぎると出力
信号（液晶駆動信号）の振幅レベルを変化させることが
できなくなるのでこれらを勘案してフィルタ１４のカッ
トオフ周波数の制御域は決定されねばならない。
【００２８】次にかかるフィルタ１４の構成例を図２に
示す。図２において、デューティ比５０％の発振信号が
レベル変換器１５を介してバッファアンプ２０１に入力
され、バッファアンプ２０１の出力信号が可変抵抗素子
２０２に供給される。
【００２９】可変抵抗器を構成する可変抵抗素子２０２
は、ＣＰＵ１７から後述するような方法でその可変抵抗
素子を切り換え選択されることによりその抵抗値が可変
制御される。この可変抵抗素子２０２とキャパシタ２０
４で低域通過フィルタが形成され、その両方の値で決ま
るカットオフ周波数を有するフィルタが構成される。
【００３０】デューティ比５０％の直流成分を含まない
信号は、ＣＰＵ１７により可変抵抗素子２０２の抵抗値
を選択することで、選択された低域通過フィルタにより
濾波されて所望の振幅値を持つ液晶パネル３の駆動信号
が得られる。なお、図２中、１０６は液晶パネル３の対
向電極を、１０７は信号電極を示す。
【００３１】図３に上述した可変抵抗素子２０２の構成
例を示す。図３において、入力ＩＮにはバッファアンプ
の出力信号が供給され、入力ＩＮと出力ＯＵＴ間には、
抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎ、スイッチＳ１〜Ｓｎがそれぞれ直
列に接続されている。各スイッチＳ１〜Ｓｎは、ＣＰＵ
からの出力コードである選択信号がデコーダＤＥＣによ
り復号されて選択信号に対応するスイッチを閉じるよう
に作動する。スイッチＳ１〜Ｓｎは、いずれか１つのみ
が閉じてもあるいはいくつかが組み合わされて閉じても
良い。
【００３２】図４にバッファアンプ２０１に入力された
発振信号に対する２種のカットオフ周波数のフィルタ出
力波形を示す。図４（ａ）はバッファアンプ２０１の入
力信号波形、図４（ｂ）は比較的高いカットオフ周波数
の場合のフィルタ出力波形、図４（ｃ）は比較的低いカ
ットオフ周波数の場合のフィルタ出力波形を示す。いず
れも横軸は時間、縦軸は液晶駆動信号の電圧レベルを表
している。いずれも基準電位０Ｖを中心としている。
【００３３】図４（ｃ）のカットオフ周波数が比較的低
い場合のフィルタ出力波形の振幅レベルは、図４（ｂ）
のカットオフ周波数が比較的高い場合のフィルタ出力波
形の振幅レベルに比べ、波形なまりが大きく、その分振
幅値も小さくなっている。即ち、カットオフ周波数が低
くなればなるほど、それを通過した液晶駆動信号の振幅
値も小さくなり、カットオフ周波数が高くなればなるほ
ど、それを通過した液晶駆動信号の振幅値も大きくな
る。
【００３４】従って、図１の光ディスク再生装置におい
ては、設定すべき屈折率に応じてフィルタのカットオフ
周波数を変化させ、所望の液晶駆動信号を出力させるよ
うにすればよい。
【００３５】以上のように、本発明では直流成分を含ま
ないデューティ比５０％の発振信号を発生する発振器
と、カットオフ周波数を可変可能な低域通過フィルタに
より、液晶駆動信号の駆動量を制御することが可能であ
る。また、液晶の基準電位を中心とした上下対称の駆動
電圧、即ち直流成分を含まない駆動電圧を得ることがで
きるので、直流成分による液晶の劣化（破壊）を抑制で
きる。
【００３６】また、上記実施形態では、フィルタ１４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、
発振器１２の出力信号の振幅レンジが小さい場合には固
定の増幅度を持つアンプをフィルタ１４の前、又は後に
配置し、トータルのゲインを調節することも可能であ
る。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。
【００３７】
【発明の効果】上述したように、発振器からの発振信号
を、カットオフ周波数を可変可能な低域通過フィルタを
通すことにより、直流成分を含まない発振信号の振幅レ
ベルを変化させることで、所望の振幅レベルの直流成分
を含まない液晶駆動信号を生成することが可能となり、
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶駆動信号生成装置を用いた光ディ
スクピックアップの構成を示す図である。
【図２】本発明の液晶駆動信号生成装置のフィルタの構
成を示すブロック図である。
【図３】図２のフィルタの可変抵抗素子の構成を示すブ
ロック図である。
【図４】図２のフィルタの入出力波形を示す図である。
【図５】従来の液晶駆動信号生成装置を備えた光ディス
ク再生装置の構成を示す図である。
【図６】液晶パネルの構造例を示す図である。
【図７】液晶分子の屈折率と光学軸との関係を示す図で
ある。
【図８】印加電圧の違いによる液晶の向きの変化を示す
図である。
【図９】図１のレベル変換器の動作を示す図である。
【符号の説明】
１ ・・・・ レーザ光源 ２ ・・・・ ハーフミラー ３ ・・・・ 液晶パネル ４ ・・・・ 対物レンズ ５ ・・・・ 光ディスク ６ ・・・・ 集光レンズ ７ ・・・・ 受光器 ８ ・・・・ チルトセンサ ９ ・・・・ 液晶駆動装置 １０ ・・・・ 加算器 １１ ・・・・ Ａ／Ｄ変換器 １２ ・・・・ 発振器 １３ ・・・・ ゲイン調節器 １４ ・・・・ 液晶駆動信号生成装置 １７ ・・・・ ＣＰＵ １０６，１０７ ・・・・ 電極 ２０１ ・・・・ バッファアンプ ２０２ ・・・・ 可変抵抗素子 ２０４ ・・・・ キャパシタ ３０１ａ，３０１ｂ・・・・ガラス基板 ３０２ａ，３０２ｂ・・・・透明電極 ３０３ａ，３０３ｂ・・・・配向膜 ３０４・・・・液晶

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発振器と、 前記発振器より出力される発振信号の帯域を制限する低
    域通過フィルタと、 前記低域通過フィルタの出力に接続された液晶パネル
    と、 前記低域通過フィルタのカットオフ周波数を制御する制
    御部と、を有する液晶駆動信号生成装置であって、 前記制御部は、前記液晶パネルに設定すべき屈折率に応
    じて、前記低域通過フィルタのカットオフ周波数を制御
    することにより、前記発振信号の振幅レベルを変化させ
    ることを特徴とする液晶駆動信号生成装置。
  2. 【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、 発振器と、 前記液晶パネルに接続され、前記発振器より出力される
    発振信号の帯域を制限する低域通過フィルタと、 ディスクのチルト角を検出する手段と、 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、前記屈折率に応
    じて前記低域通過フィルタのカットオフ周波数を設定
    し、前記発振信号の振幅レベルを変化させるように制御
    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。
  3. 【請求項３】 前記発振信号は、前記光ディスク再生
    （記録）装置の動作の基準となるクロックに基づき生成
    される信号であることを特徴とする請求項２に記載の光
    ディスク再生（記録）装置。
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