(57)【要約】      （修正有）【課題】入射光の収差補正や開口制限を行うための液晶光学素子が温度補償機能を有し、環境温度に関わらず、収差補正や開口制限を円滑に行うことができる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】液晶光学素子１１は、第一の透明基板と、第二の透明基板と、第一及び第二の透明基板間に挟持された液晶と、第一及び第二の透明基板にそれぞれ形成された収差補正パターンや開口制限パターンとを有し、この液晶光学素子１１を駆動する液晶制御手段４０に、液晶光学素子１１を温度補償するための、サーミスタからなる温度補償回路４２と液晶駆動回路４１とを設け、温度補償回路により温度補償された制御電圧Ｐ６を液晶光学素子１１に供給する。【選択図】図１
2008152861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射するレーザ光源と、
前記光ビームを光ディスクに集光するための対物レンズと、
複数個の分割電極と、当該複数個の分割電極と対向して配置される対向電極と、前記複数個の分割電極と前記対向電極との間に配する液晶とを有し、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の位置に配設される液晶光学素子と、
外部から入力される第１の駆動電圧の温度補償を行って第２の駆動電圧を出力し、サーミスタを有する温度補償手段と、当該温度補償手段から出力される前記第２の駆動電圧に基づいて、前記複数個の分割電極及び前記対向電極に対応した前記制御電圧を、それぞれの電極に供給する液晶駆動回路とを有する液晶制御手段と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記複数個の分割電極は、収差補正用電極である
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記対向電極は、前記複数個の分割電極に形成された前記収差補正用電極とは異なる収差を補正するための収差補正電極を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記複数個の分割電極または前記対向電極は、開口制限用電極を含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記液晶駆動回路により供給される前記制御電圧における基準電圧は、常に一定となる様に制御される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償機能を有し、環境温度に関わらず、収差補正や開口制限を円滑に行うことができる液晶光学素子を搭載した光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＤＶＤ等の光ディスクの再生又は記録を行う光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置は、種々の要因により発生する波面収差の影響を受けて性能が劣化することが問題となっている。例えば、波面収差には光ディスクのチルト角等に起因するコマ収差や、光ディスクのカバー層の厚み誤差や情報記録面の多層化に伴う球面収差などがあり、また、光学系に起因する非点収差も存在する。そこで、これらの収差補正を行うための液晶光学素子を備えた光ピックアップ装置が開示された（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来の光ピックアップ装置の概要を図面に基づいて説明する。図８は従来の光ピックアップ装置の概略を模式的に示す構成図である。図８は、従来の光ピックアップ装置である。
【０００４】
図８に示す様に、コリメータレンズ１０３は、レーザ光源１０１から出射される光ビームを平行光に変換する。また、偏光ビームスプリッタ１０７は、レーザ光源１０１から出射される直線偏光を透過し、それと直交する方向の直線偏光を反射するように設定されている。
【０００５】
また、１０８は液晶光学素子を用いた収差補正手段であり、液晶への印加電圧を制御することにより、レーザ光源１０１から出射されたそれぞれの光に対して収差補正を行う。なお、収差補正手段１０８の近傍には、温度検出手段１０２を有し、この温度検出手段１０２から出力される温度信号Ｓｔｅｍに基づいて、温度補償手段１０４を介して液晶駆動回路１１２から出力される制御電圧Ｓｄを温度補償できるようになっている。この温度補償手段１０４の詳細構成と機能については後述する。１０９はλ／４波長板であり、レーザ光源１０１から出射されたそれぞれの光ビームに対して、直線偏光で入射した光ビームを円偏光に変換する機能を有し、光ディスク１１０で反射されて回転方向が反対になった光ビームを元の直線偏光に直交する直線偏光に変換する。
【０００６】
また、対物レンズ１１１は、レーザ光源１０１からの光ビームを集光して光ディスク１１０上にビームスポットを形成し、フォーカス方向とトラッキング方向に移動できるように支持されている。集光レンズ１１３は、偏光ビームスプリッタ１０７で反射されてきた光ビームを受光器１１５に集光する働きを備えている。受光器１１５は、入射して来た光ビームをそれぞれ電気信号に変換し、光ディスク１１０に記録されている情報を読み出す。以上のように従来の光ピックアップ装置は、収差補正手段１０８によって、光学要素を削減でき、小型化と生産性向上、工程不良の削減等が可能となる。
【０００７】
ここで、図８において、液晶光学素子を用いた収差補正手段１０８として、収差補正手段１０８に温度補償手段を更に備えた光ピックアップ装置について説明する。
【０００８】
この図８に記載の光ピックアップ装置における液晶光学素子１０８は、図示しない複数の透明電極を有しており、これら各透明電極にそれぞれ駆動電圧を印加することで得られる所望の位相差によって、光ビームに対する位相制御を行える様に構成されている。
【０００９】
そして、この液晶光学素子１０８の近傍には、前述したように、液晶光学素子１０８に
制御電圧Ｓｄを供給する液晶駆動回路１１２とともに、この液晶駆動回路１１２に供給される基準電圧Ｓｍに対して、常に安定した位相差を与えるための制御電圧Ｓｄを与えるための温度補償手段１１４が備えられている。そして、この温度補償手段１１４は、液晶光学素子１０８近傍の温度を検出する温度検出手段１０２と、温度検出手段１０２で検出された温度信号Ｓｔｅｍをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０４と、Ａ／Ｄ変換器から出力される温度信号Ｓｔｅｍを受ける読出制御手段１０５と、読出制御手段１０５から出力される読出信号Ｓｔｅｍ’を基に、読み出される基準電圧Ｓｍを記憶しておく記憶手段１０６とを有して構成される。
【００１０】
また、液晶駆動回路１１２は、基準電圧Ｓｍと、収差補正を行うための位相差信号（例えば、光ディスク１１０の傾きに応じて、図示しない制御回路から出力される位相差信号）とを加減算するための加減算回路（図示せず）と、この加減算回路からの信号を受けて液晶を駆動するための制御電圧Ｓｄを出力するドライバ（図示せず）とがセットになって、をそれぞれ分割された電極数に応じて有して構成されている。
【００１１】
この様な構成とすることで、温度補償手段１１４により、検出された温度に対応して液晶光学素子１０８に印加される制御電圧Ｓｄを制御することができるので、液晶光学素子１０８に入射する光ビームに対して、環境温度の影響により位相差が変化したとしても、環境温度が変化する度に、所望の位相差を得るために印加する制御電圧を変えて、常に安定した収差を与えられるようになる。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１３７９２６号公報（第５−６頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この特許文献１に記載の光ピックアップ装置における温度補償手段１１４は、上述したように、温度検出手段１０２、Ａ／Ｄ変換器１０４、読出制御手段１０５、記憶手段１０６が必要となる。さらには、液晶駆動回路１１２は、分割された電極数に応じた数の加減算回路とドライバが必要となる。この様に、従来の光ピックアップ装置は、液晶の温度補償をするための部品点数が多くなり、液晶を制御するための回路が複雑化されてしまうという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、収差補正や開口制限を行うための液晶光学素子が、環境温度に関わらず、収差補正や開口制限を円滑に行うために、簡易で安価な構成で、部品点数が少ない温度補償手段を備えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の光ピックアップ装置は、基本的に下記の構成を有するものである。
【００１６】
本発明の光ピックアップ装置は、光ビームを出射するレーザ光源と、光ビームを光ディスクに集光するための対物レンズと、複数個の分割電極と、当該複数個の分割電極と対向して配置される対向電極と、複数個の分割電極と対向電極との間に配する液晶とを有し、レーザ光源と対物レンズとの間の位置に配設される液晶光学素子と、外部から入力される第１の駆動電圧の温度補償を行って第２の駆動電圧を出力し、サーミスタを有する温度補償手段と、当該温度補償手段から出力される第２の駆動電圧に基づいて、複数個の分割電極及び対向電極に対応した制御電圧を、それぞれの電極に供給する液晶駆動回路とを有する液晶制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、前述した複数個の分割電極が、収差補正用
電極で構成されており、対向電極が、複数個の分割電極に形成された収差補正用電極とは異なる収差を補正するための収差補正電極を含むことを特徴とし、複数個の分割電極または対向電極は、開口制限用電極を含むことを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明に係る光ピックアップ装置は、前述した液晶駆動回路により供給される制御電圧における基準電圧が、常に一定となる様に制御されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、簡易な構成で部品点数も少ない温度補償回路を有し、環境温度に係わらず、円滑に収差補正や開口制限を液晶光学素子で行うことができる光ピックアップ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の光ピックアップ装置の構成を模式的に示す構成図である。
【００２１】
図１に示す様に、本発明の光ピックアップ装置１は、ＤＶＤ及びＣＤ等の記録媒体である光ディスク２との間でデータの再生、及び記録を行うための装置である。レーザ光源３は、半導体レーザ等から構成されて、７８０ｎｍ、６５０ｎｍ、４０５ｎｍ等の波長の異なる複数の光ビーム４が光軸４ａに沿って出射される。この３波長の光ビーム４は、低密度光ディスク（例えばＣＤ）と中密度光ディスク（例えばＤＶＤ）と高密度光ディスク（例えばＢｌｕ−ｒａｙディスク）などの光ディスクに対応するために設けられる。尚、レーザ光源３は、波長の異なる光ビームごとに、個別に構成しても良い。
【００２２】
コリメータレンズ５は、光ビーム４を入射して光ビーム４をほぼ平行光に変換する。偏光分離手段６は、偏光ビームスプリッタであり、平行光に変換された光ビーム４を透過する。収差補正機能や開口制限機能を有する液晶光学素子１１と液晶制御手段４０とは、一体化して構成されている。λ／４波長板１２は、液晶光学素子１１を出射する光ビーム４を円偏光に変換する。対物レンズ７は、液晶光学素子１１を透過した光ビーム４を光ディスク２のトラック面（図示せず）上に集光させて、ビームスポット４ｂを形成する。
【００２３】
尚、光ビーム４は、図示するように光軸４ａを中心として有効径４ｃ有している。また、対物レンズ７によって集光された光ビーム４のビームスポット４ｂが、正確にトラック面上に位置するように、サーボ機構８によって対物レンズ７のトラッキングサーボ制御がなされる。
【００２４】
また、光ディスク２のトラック面から反射された光ビーム９は、再び対物レンズ７、λ／４波長板１２、液晶光学素子１１を通過し、偏光ビームスプリッタ６により光路を変更され、集光レンズ３０を介して受光器３１上に集光される。尚、光ディスク２によって反射された光ビーム９は、光ディスク２のトラック面上に記録されている情報（ピット）によって振幅変調されている。
【００２５】
また、光源駆動回路３２は、光源駆動信号Ｐ１をレーザ光源３に出力してレーザ光源３を駆動する。信号発生回路３３は、受光器３１からの受光信号Ｐ２を入力して光強度信号Ｐ３を出力する。液晶制御手段４０は、液晶駆動回路４１と温度補償手段としての温度補償回路４２によって構成される。温度補償回路４２に入力される第一の駆動電圧Ｐ４は、温度補償された第二の駆動電圧Ｐ５として出力される。液晶駆動回路４１は、入力された第二の駆動電圧Ｐ５から液晶光学素子１１に形成される複数個の分割電極に制御電圧Ｐ６を出力する。
【００２６】
また、サーボ駆動機構５０は、前述のサーボ機構８を駆動する。サーボ駆動回路５１は、サーボ駆動機構５０を駆動するサーボ駆動信号Ｐ７を出力する。５２は光ディスク２を回転させるためのモータであり、５３はモータ５２を駆動するモータ駆動回路である。マイクロコンピュータ等によって構成される制御部６０は、光強度信号Ｐ３を入力し、光源制御信号Ｐ８、液晶制御信号である第一の駆動電圧Ｐ４、サーボ制御信号Ｐ９、モータ制御信号Ｐ１０等をそれぞれ出力して光ピックアップ装置１の全体を制御する。
【００２７】
次に、本発明の光ピックアップ装置１の動作の概略を説明する。
制御部６０は、モータ制御信号Ｐ１０を出力して光ディスク２をモータ５２によって回転させると共に、光源制御信号Ｐ８によって光源駆動回路３２を制御し、レーザ光源３から所定の光ビーム４を出射する。また、サーボ制御信号Ｐ９を出力してサーボ駆動回路５１を制御しながら、信号発生回路３３が出力する光強度信号Ｐ３に基づいて、光ディスク２に記録されている情報の読み出しを行う。
【００２８】
また、制御部６０は、書込みを行うための情報に基づいて光源制御信号Ｐ８によって光源駆動回路３２を制御し、光源駆動回路３２は、光源駆動信号Ｐ１によってレーザ光源３から出射される光ビーム４の強度を変調し、変調された光ビーム４を光ディスク２に照射する。
【００２９】
書込みが行われる光ディスク２のトラック面上では、光ビーム４の強度に応じて、ディスクに挟まれた薄膜（図示せず）の屈折率や色が変化し、又はピットの起状が生じることで、データが書込まれる。尚、光ビーム４の強度変調は、光源駆動回路３２によって、レーザ光源３に用いられる半導体レーザ素子に流す電流を変調すること等によって行う。
【００３０】
次に、本発明に係る液晶光学素子１１と液晶制御手段４０の具体的構成について説明する。図２は、液晶光学素子１１と液晶制御手段４０の構成を示す構成図である。
【００３１】
図２に示す様に、フレキシブルプリント基板４３（以下、ＦＰＣ４３と略す）は、液晶光学素子１１に固着され、液晶光学素子１１に形成される後述する電極と、ＦＰＣ４３に形成される配線パターンとが電気的に接続されて、外部からの第一の駆動電圧Ｐ４を制御電圧Ｐ６に代えて液晶光学素子１１に供給できるようになっている。このＦＰＣ４３上には、図では駆動ＩＣで示す、前述した液晶制御手段４０の液晶駆動回路４１と温度補償回路４２が実装されている。ここで、温度補償回路４２は、サーミスタ４２ａと抵抗４２ｂの直列接続に加え、安定化のためにサーミスタ４２aに並列接続されたコンデンサ４２ｃよって構成されている。そして、液晶駆動回路４１は、制御部６０（図１参照）からの第一の駆動電圧Ｐ４と、温度補償回路４２から出力される第二の駆動電圧Ｐ５とが共に入力されて、ここでは図示しない内部基準電源を通して入力し、サーミスタ４２aの両端より温度補償された第二の駆動電圧Ｐ５として出力する。第二の駆動電圧Ｐ５は、液晶駆動回路４１により制御電圧Ｐ６に代えられて液晶光学素子１１に入力される。ここで、サーミスタ４２ａは、液晶光学素子１１の温度特性を補償するために、温度上昇によって抵抗値が減少する負の温度係数を備えたＮＴＣサーミスタ（Negative Temperature Coefficient
Thermistor）を用いる。
【００３２】
また、サーミスタ４２ａの抵抗値は、並列に接続される液晶駆動回路４１の影響を無くすために、液晶駆動回路４１の等価抵抗に対して充分小さいことが好ましい。液晶駆動回路４１は内部バッファーを有するため、インピーダンスが高く等価抵抗は数ＭΩ以上である。よって、サーミスタ４２ａの抵抗値が液晶駆動回路４１の等価抵抗に対して充分小さくなる様に、例えば、１／１００程度にすれば、１０ＫΩ〜５０ＫΩの範囲のサーミスタを選定すると良い。
【００３３】
また、サーミスタ４２ａに直列に接続される抵抗４２ｂの抵抗値は、液晶駆動回路４１に供給される第二の駆動電圧Ｐ５が液晶の温度特性に対して最適な印加電圧になるように選定される。尚、温度補償回路４２の回路構成は限定されるものではなく、更に液晶光学素子１１の温度特性に合わせて精密な温度補償を行うために、直列抵抗や並列抵抗を追加しても良い。
【００３４】
また、温度補償回路４２にサーミスタ４２ａを用いるならば、形状的には小型化薄型化が可能であり、且つ、応答性に優れた温度補償を行うことが出来るが、温度補償回路４２はサーミスタ４２ａに限定されるものではない。例えば、温度に応じて出力電圧が変化する温度検出ＩＣ等を用いても良い。
【００３５】
また、温度補償回路４２は、一つの波長に限られたものではなく、サーミスタ４２ａと抵抗４２ｂの最適化により、例えば、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙディスク）とＤＶＤとＣＤの各波長に対応した温度補償がそれぞれ可能となる。
【００３６】
次に、本発明に係る液晶制御手段４０の内部構成について説明する。図３は、液晶制御手段４０における液晶駆動回路４１と温度補償回路４２の内部構成を示す回路ブロック図である。
【００３７】
図３に示す様に、第一の駆動電圧Ｐ４は、電源Ｓ１、Ｓ２よりなり、電源Ｓ１は、液晶駆動回路４１に入力して内部基準電源Ｖｒｅｆ１として温度補償回路４２に出力され、電源Ｓ２は、温度補償回路４２を通して液晶駆動回路４１に入力してＧＮＤ端子に接続される。また、温度補償回路４２から出力された第二の駆動電源Ｐ５は、液晶駆動回路４１における内部バッファー４１ｅを通して内部基準電源Ｖｒｅｆ２に変換される。
【００３８】
入力レジスタ４１ｂの内部は、例えば１３ビットのシフトレジスタで構成され、シリアルデータ信号Ｓ５をデータ端子Ｄから入力し、シリアルクロック信号Ｓ６をクロック端子Ｔに入力する。この入力レジスタ４１ｂからは、例えば８ビットのデータ信号Ｓ７と例えば５ビットのアドレス信号Ｓ８が出力される。また、図示しないが入力レジスタ４１ｂはモード設定用のデータを記憶し、液晶駆動回路４１のモード切り替え等を実行しても良い。
【００３９】
デコーダ４１ｃは、入力レジスタ４１ｂからのアドレス信号Ｓ８を入力して内部でデコードし、複数の出力レジスタ選択信号Ｓ９を出力する。Ｂ１は液晶駆動回路４１のバスラインであり、データ信号Ｓ７と出力レジスタ選択信号Ｓ９とによって構成される。４１ｄはクロック回路であり、１ＭＨｚ位のクロック信号Ｃ１を出力する。Ｒ１〜Ｒｎは８ビットのフリップフロップ回路で構成される出力レジスタであり、バスラインＢ１に接続されてデータ信号Ｓ７をそれぞれ入力し、図示しないが、各出力レジスタＲ１〜Ｒｎを選択する出力レジスタ選択信号Ｓ９をそれぞれ入力する。
【００４０】
また、出力レジスタＲ１〜Ｒｎは、各出力レジスタに記憶されたレジスタ出力信号Ｇ１〜Ｇｎを出力する。Ｄ１〜Ｄｎは８ビットのデジタル／アナログ変換回路（以下、「ＤＡ変換」と略す）であり、出力レジスタＲ１〜Ｒｎからのデジタル情報であるレジスタ出力信号Ｇ１〜Ｇｎとクロック信号Ｃ１と先述した内部基準電源Ｖｒｅｆ２をそれぞれ入力し、アナログ信号Ａ１〜Ａｎをそれぞれ出力する。Ｄｒ１〜Ｄｒｎはドライバであり、アナログ信号Ａ１〜Ａｎを入力して液晶駆動信号Ｏ１〜Ｏｎとして制御電圧Ｐ６を外部に出力する。尚、液晶駆動信号Ｏ１〜Ｏｎは、収差補正や開口制限を行う液晶光学素子１１（図２参照）の電極数に応じて任意に増減して良い。また、ＤＡ変換Ｄｒ１〜Ｄｒｎには、常時、温度補償された内部基準電源Ｖｒｅｆ２を一括して入力できるため、従来技術のよう
に温度毎の基準電圧を記憶しておく記憶手段や分割された電極数に応じた加減算回路は不要となる。
【００４１】
次に、本発明に係る液晶光学素子１１の構成について説明する。図４は、液晶光学素子１１の断面構成を示す図である。
【００４２】
図４に示す様に、矢印Ａの示す方向は、光が液晶光学素子１１に入射する方向を示しており、４ｃは有効径を示している。入射側の透明基板１３には、後述する収差補正用電極や開口制限用電極として作用する透明電極パターンを有する第一の透明電極１６及び配向膜１９が形成されている。また、反対側の透明基板１４には、第二の透明電極１７及び配向膜１９が形成されている。液晶１５は、２枚の透明基板１３、１４と、シール部材１８との間に封入されている。図４に示される各要素は、説明の便宜上、誇張して図示されており、実際の厚さの比と異なる。
【００４３】
尚、後述する収差補正用及び、開口制限用の透明電極パターンは、第一の透明電極１６ではなく、第二の透明電極１７に形成されてもよく、第一の透明電極１６及び、第二の透明電極１７の両方に形成されてもよい。
【００４４】
２枚の透明基板１３、１４はガラス材で構成され、シール部材１８は樹脂から構成されている。本発明では、２枚の透明基板１３、１４間に挟持される液晶１５には、ホモジニアス配向を有するネマテック液晶が用いられるが、垂直配向型の液晶を利用することも可能である。
【００４５】
次に、本発明に係る液晶光学素子１１に印加する制御電圧Ｐ６と位相差との関係について説明する。図５は、液晶光学素子における液晶に印加する制御電圧Ｐ６と位相差との関係を示すグラフである。
【００４６】
図５に示すように、液晶１５（図４参照）は、制御電圧Ｐ６が上がるに従って位相差が徐々に減少する非線形な特性を有している。尚、制御電圧Ｐ６−１から制御電圧Ｐ６−３までを液晶駆動範囲として、その制御電圧Ｐ６−１から制御電圧Ｐ６−３で使用する電位差中心を制御電圧Ｐ６−２とし、そのとき得られる位相差φの中心を位相差φ１とした。そして、液晶光学素子１１は、この制御電圧Ｐ６−２を基準電圧として、位相差φ１を中心に電位差を制御された制御電圧Ｐ６が印加されることで、任意の位相差を獲得して収差補正や開口制限を制御している。
【００４７】
次に、本発明に係る液晶光学素子１１の温度の影響について説明する。図６（ａ）は、図５で示した液晶の温度特性を、図２に示した温度補償回路４２を用いないで測定した制御電圧Ｐ６と位相差との関係を示すグラフである。図６（ｂ）は、図６（ａ）で示した液晶の温度特性を、図２に示した温度補償回路４２を用いて測定した制御電圧Ｐ６と位相差との関係を示すグラフである。
【００４８】
尚、図６（ａ）は、温度補償回路４２を用いずに制御電圧Ｐ６を液晶光学素子１１に直接供給し、周囲温度をパラメータとして制御電圧Ｐ６を変化させたときの液晶光学素子１１の位相差を測定しグラフ化したものである。また、図６（ｂ）は、図２、図３に示した温度補償回路４２を用いて、温度補償回路４２の出力である第二の駆動電圧Ｐ５を液晶駆動回路４１に入力して、液晶駆動回路４１から出力された制御電圧Ｐ６を液晶光学素子１１に供給し、周囲温度をパラメータとして制御電圧Ｐ６を変化させたときの液晶光学素子１１の位相差を測定しグラフ化したものである。
【００４９】
また、図２に示した温度補償回路４２のサーミスタ４２ａと抵抗４２ｂは、液晶光学素
子１１に供給するための制御電圧Ｐ６の温度補償を適切に行うように選択されているものとする。また、図６（ａ）と図６（ｂ）の測定条件は、−１０℃、＋２５℃、＋７０℃での三つの温度で測定し、液晶１５のギャップは６μｍ、屈折率は約０．１５、光の波長は６５０ｎｍである。また、図６（ａ）、図６（ｂ）での制御電圧Ｐ６−１〜Ｐ６−３の間の電圧は、液晶駆動範囲を示しており、この範囲内において液晶１５を駆動して位相差を得ることで収差補正や開口制限を行っている。
【００５０】
図６（ａ）に示す様に、温度が−１０℃〜＋７０℃まで変化すると、制御電圧Ｐ６−１から制御電圧Ｐ６−３の液晶駆動範囲において、得られる位相差が変動してしまうことが判る。すなわち、温度補償されていない制御電圧Ｐ６を用いて液晶光学素子１１を制御する場合は、各温度で同量の収差補正や開口制限を行うために制御電圧Ｐ６を変える必要がある。さらには、本形態の場合は、基準電圧としている電位差中心と位相差の中心が一致しないため、−１０℃、７０℃において基準電圧も変える必要がある。
【００５１】
それに対して、温度補償回路４２により、第二の駆動電圧Ｐ５を制御電圧Ｐ６に代えて液晶光学素子１１に供給すれば、図６（ｂ）に示す様に、制御電圧Ｐ６−１から制御電圧Ｐ６−３の液晶駆動範囲において、液晶光学素子１１で得られる位相差は、ほぼ同量となることが理解出来る。そして、図示するように、温度が−１０℃〜＋７０℃まで変化したとしても、制御電圧Ｐ６−２での位相差は殆ど変動せず、電位差中心Ｖｃｅｎと位相差中心が一致するため基準電圧を変える必要がない。このため、温度補償回路４２は、液晶光学素子１１の温度特性を−１０℃〜＋７０℃の広範囲で補償し、周囲の温度変化に対して、その位相差を安定させる効果を備えていることが理解出来る。よって、温度補償回路４２を搭載する本発明の光ピックアップ装置は、液晶光学素子１１を広い温度範囲で安定して動作させることが出来、その効果は大きい。
【００５２】
尚、図６（ａ）、図６（ｂ）において、制御電圧Ｐ６が制御電圧Ｖ以下では位相差の変化はほとんど無いが、これは、液晶光学素子１１への印加電圧が液晶１５の閾値以下であって、液晶１５が動作しないためである。また、閾値以下での位相量は初期位相量と定義され、この初期位相量も温度特性を有しているが、液晶１５が動作しない領域であるので、温度補償することは出来ない。すなわち、温度補償回路４２によって温度補償出来る動作領域は、液晶１５の位相差が変化する閾値以上の電圧が印加された領域となる。
【００５３】
次に、図７（ａ）、図７（ｂ）に基づいて、本発明の光ピックアップ装置１に搭載される液晶光学素子１１に適用可能な、第一、第二の透明電極１６、１７（図４参照）の構成例を説明する。図７（ａ）と図７（ｂ）は、本発明に係る液晶光学素子の電極パターン構成の一例を示す図面である。
【００５４】
図７（ａ）に示す様に、第一の透明電極１６には、球面収差補正用電極２０の輪帯電極２０ａ〜２０ｃが形成されている。そして、輪帯電極２０ａ〜２０ｃは、図２に示したＦＰＣ４３に載置された液晶駆動回路４１における液晶駆動回路４１からの制御電圧Ｐ６を接続するための３本の配線（図示せず）を有している。尚、輪帯電極の数は仕様に応じて任意であり、この各輪帯電極から導出される配線もそれに順じた数となる。
【００５５】
また、図７（ｂ）に示すように、第二の透明電極１７には、非点収差補正とコマ収差補正を行うことができる複合収差補正電極が形成されている。ここで、非点収差補正のために非点収差補正用電極２１ａ、２１ｂと、非点収差補正用電極２１ｃ、２１ｄと、非点収差補正用電極２１e、２１ｆと、非点収差補正用電極２１ｇ、２１ｈとがそれぞれ組みになって形成され、図示しないがそれぞれの電極に４本の配線が接続される。
【００５６】
また、コマ収差補正のために、コマ収差補正用電極２１ｉ〜２１ｋが形成され、図示し
ないがそれぞれの電極に３本の配線が接続されている。この様に、第一、第二の透明電極１６、１７を有する液晶光学素子１１は、合わせて１０本の配線を有し、図２に示したＦＰＣ４３を介して液晶駆動回路４１における液晶駆動回路４１からの制御電圧Ｐ６にそれぞれ接続される。以上のように、液晶光学素子１１の第一、第二の透明電極１６、１７の構成により、液晶駆動回路４１から各電極に温度補償された制御電圧Ｐ６を印加することによって、コマ収差や球面収差、及び非点収差等を、環境温度に関わらず、円滑に補正することが出来る。尚、本発明においては、液晶光学素子１１の機能をコマ収差と球面収差、及び非点収差の複数の収差を補正する素子形態を示したが、この仕様に限定されるものではなく、光ピックアップ装置に要求される仕様に応じて、他の収差補正を行って良い。
【００５７】
尚、図示しないが、前述した透明電極パターン１６、１７のいずれかおよび両方に開口制限用の電極パターンを形成してもよい。このときも、温度補償された制御電圧Ｐ６が開口制限用電極に印加されるため、環境温度に関わらず、円滑に開口制限することが出来る。
【００５８】
以上のように、従来の光ピックアップ装置では、液晶の温度補償を複雑な回路構成により行っていたが、本発明の構成によれば、従来型の低密度光ディスク（例えばＣＤ）と中密度光ディスク（例えばＤＶＤ）と高密度光ディスク（例えばＢｌｕ−ｒａｙディスク）の再生／記録に対応する３波長の光ビームを有する光ピックアップ装置において、搭載される液晶光学素子１１の液晶が、簡易で安価な構成による液晶駆動回路４１と温度補償回路４２によって温度補償することで、広い温度範囲で安定して使用出来る高性能な光ピックアップ装置とすることが出来る。
【００５９】
尚、本発明において、高密度光ディスクに対応する光ビームの波長を４０５ｎｍとして説明したが、この波長に限定されず、今後製品化が予想される更なる高密度光ディスクに対応する波長に対しても、本発明は適応することが出来る。また、本発明の実施例で示した構成図等は、この構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、どのような構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明に係る液晶光学素子と液晶制御手段の具体的構成を示す図である。
【図３】本発明に係る液晶制御手段の概略を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る液晶光学素子の断面構成を示す図である。
【図５】本発明に係る液晶光学素子における液晶の位相変化特性を示す図である。
【図６】本発明に係る温度補償回路の有効性を説明するための図である。
【図７】本発明に係る液晶光学素子の収差補正用パターンを示す図である。
【図８】従来の光ピックアップ装置の概略を模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  光ピックアップ装置
２  光ディスク
３  レーザ光源
４、９  光ビーム
４ａ  光軸
４ｂ  ビームスポット
４ｃ  有効径
５  コリメータレンズ
６  偏光ビームスプリッタ
７  対物レンズ
８  サーボ機構
１１  液晶光学素子
１２  λ／４波長板
１３、１４  透明基板
１５  液晶
１６  第一の透明電極
１７  第二の透明電極
１８  シール部材
１９  配向膜
２０ａ〜２０ｃ  輪帯電極
２０ａ〜２０ｈ  非点収差補正用電極
２０ｉ〜２０ｋ  コマ収差補正用電極
３０  集光レンズ
３１  受光器
３２  光源駆動回路
３３  信号発生回路
４０  液晶制御手段
４１  液晶駆動回路
４１ｂ  入力レジスタ
４１ｃ  デコーダ
４１ｄ  クロック回路
４１ｅ  内部バッファー
４２  温度補償回路
４２ａ  サーミスタ
４２ｂ  抵抗
４２ｃ  コンデンサ
４３  フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
５０  サーボ駆動機構
５１  サーボ駆動回路
５２  モータ
５３  モータ駆動回路
６０  制御部
Ｐ１  光源駆動信号
Ｐ２  受光信号
Ｐ３  光強度信号
Ｐ４  第一の駆動電圧
Ｐ５  第二の駆動電圧
Ｐ６  制御電圧
Ｐ７  サーボ駆動信号
Ｐ８  光源制御信号
Ｐ９  サーボ制御信号
Ｐ１０  モータ制御信号
Ｄ１〜Ｄｎ  デジタル／アナログ変換回路（ＤＡ変換）
Ｄｒ１〜Ｄｒｎ  ドライバ
Ｒ１〜Ｒｎ  出力レジスタ
Ａ１〜Ａｎ  アナログ信号
Ｂ１  バスライン
Ｃ１  クロック信号
Ｇ１〜Ｇｎ  レジスタ出力信号
Ｏ１〜Ｏｎ  液晶駆動信号
Ｓ１、Ｓ２  電源
Ｓ５  シリアルデータ信号
Ｓ６  シリアルクロック信号
Ｓ７  データ信号
Ｓ８  アドレス信号
Ｓ９  出力レジスタ選択信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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