(57)【要約】  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。
2007055196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記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、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、前記光源から前記対物レンズへ向か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／再生装置。
【請求項２】
Ｖ１を第１基準電圧値とし、Ｖαを第１電圧値とし、Ｖβを第２電圧値とするとき、前記第１実効電圧はＶ１、前記第２実効電圧はＶ１＋Ｖα＋Ｖβ、前記第３実効電圧はＶ１−Ｖα＋Ｖβ、前記第４実効電圧はＶ１−Ｖα−Ｖβ、前記第５実効電圧はＶ１＋Ｖα−Ｖβである
請求の範囲１に記載の光学式情報記録／再生装置。
【請求項３】
Ｖ１を第１基準電圧値とし、Ｖαを第１電圧値とし、Ｖβを第２電圧値とするとき、前記第１実効電圧はＶ１、前記第２実効電圧はＶ１＋Ｖα、前記第３実効電圧はＶ１＋Ｖβ、前記第４実効電圧はＶ１−Ｖα、前記第５実効電圧はＶ１−Ｖβである
請求の範囲１に記載の光学式情報記録／再生装置。
【請求項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／再生装置。
【請求項５】
Ｋ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Ｋ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Ｋ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Ｋ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Ｋ倍である
請求の範囲４に記載の光学式情報記録／再生装置。
【請求項６】
Ｖ１を第１基準電圧値とし、Ｖαを第１電圧値とし、Ｖβを第２電圧値とするとき、前記第１実効電圧はＶ１、前記第２実効電圧はＶ１＋Ｖα＋Ｖβ、前記第３実効電圧はＶ１−Ｖα＋Ｖβ、前記第４実効電圧はＶ１−Ｖα−Ｖβ、前記第５実効電圧はＶ１＋Ｖα−Ｖβ、前記第６実効電圧はＶ１＋Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ、前記第７実効電圧はＶ１−Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ、前記第８実効電圧はＶ１−Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβ、前記第９実効電圧はＶ１＋Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβである
請求の範囲４または５に記載の光学式情報記録／再生装置。
【請求項７】
Ｖ１を第１基準電圧値とし、Ｖαを第１電圧値とし、Ｖβを第２電圧値とするとき、前記第１実効電圧はＶ１、前記第２実効電圧はＶ１＋Ｖα、前記第３実効電圧はＶ１＋Ｖβ、前記第４実効電圧はＶ１−Ｖα、前記第５実効電圧はＶ１−Ｖβ、前記第６実効電圧はＶ１＋Ｋ・Ｖα、前記第７実効電圧はＶ１＋Ｋ・Ｖβ、前記第８実効電圧はＶ１−Ｋ・Ｖα、前記第９実効電圧はＶ１−Ｋ・Ｖβである
請求の範囲４または５に記載の光学式情報記録／再生装置。
【請求項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／再生装置。
【請求項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かっ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／再生装置。
【請求項１０】
前記電圧Ｖα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Ｖβの最適な値を決定し、前記電圧Ｖβ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Ｖα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／再生装置。
【請求項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パ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、
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、
Ｖ１を第１基準電圧値、Ｖαを第１電圧値、Ｖβを第２電圧値とするとき、前記駆動ステップは、
前記第１領域に実効電圧Ｖ１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Ｖ１＋Ｖα＋Ｖβ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Ｖ１−Ｖα＋Ｖβ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Ｖ１−Ｖα−Ｖβ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Ｖ１＋Ｖα−Ｖβを印加するステップと
を備える光学式情報記録／再生方法。
【請求項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１７領域とし、
Ｋ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Ｖ１＋Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ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Ｖ１−Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ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Ｖ１−Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβ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Ｖ１＋Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβ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／再生方法。
【請求項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パ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、
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、
Ｖ１を第１基準電圧値、Ｖαを第１電圧値、Ｖβを第２電圧値とするとき、前記駆動ステップは、
前記第１領域に実効電圧Ｖ１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Ｖ１＋Ｖα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Ｖ１＋Ｖβ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Ｖ１−Ｖα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Ｖ１−Ｖβを印加するステップと
を備える光学式情報記録／再生方法。
【請求項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１７領域とし、
Ｋ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Ｖ１＋Ｋ・Ｖα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Ｖ１＋Ｋ・Ｖβ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Ｖ１−Ｋ・Ｖα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Ｖ１−Ｋ・Ｖβ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／再生方法。
【請求項１５】
前記制御ステップは、
前記電圧Ｖβ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Ｖαの最適な値を決定するステップと、
前記電圧Ｖα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Ｖβ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／再生方法。
【請求項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２０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、Ｖγ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−Ｖγ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＋Ｖγ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／再生方法。
【請求項１７】
前記制御ステップは、
前記電圧Ｖαおよび前記電圧Ｖβ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Ｖγ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／再生方法。
【請求項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から外側に向かっ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、Ｖδ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−Ｖδ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＋Ｖδ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／再生方法。
【請求項１９】
前記制御ステップは、
前記電圧Ｖαおよび前記電圧Ｖβ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Ｖδ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／再生方法。
【請求項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／再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に対して記録／再生を行うための光学式情報記録／再生装置と光学式情報記録／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／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、光源の波長が短く、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から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、光源の波長が短く、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く、対物レンズの開口数を高くした光学式情報記録／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が、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、１／４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１／４波長板２９に出力する。１／４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。１／４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、１／４波長板２９に入射される。１／４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に示されるように、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃのいずれかの駆動電圧が印加される。ここで、Ｖａ＞Ｖｃ＞ＶｂかつＶａ−Ｖｃ＝Ｖｃ−Ｖｂ＝Ｖであるとする。駆動電圧Ｖａ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が遅れ、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が遅れ、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と駆動パターン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のい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い時間が必要となる。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から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いる。【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いる。
【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／再生装置ならびに光学式情報記録／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／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、光源から対物レンズへ向かう往路の光と対物レンズから光検出器へ向かう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から外側に向かっ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／再生方法は、駆動ステップと、再生ステップと、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Ｖ１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Ｖ１＋Ｖα−Ｖβ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ップとを備える。
【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Ｖ１−Ｋ・Ｖβを印加するステップとを備える。
【００２９】
本発明において、制御ステップは、電圧Ｖβ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Ｖαの最適な値を決定するステップと、電圧Ｖα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Ｖβの最適な値を決定するステッ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、Ｖγを第３電圧値とするとき、駆動ステップは、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２２領域に実効電圧Ｖ２−Ｖγ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＋Ｖγを印加するステップとを備える。
【００３１】
本発明において、制御ステップは、電圧Ｖαおよび電圧Ｖβ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Ｖγ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っ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、Ｖδ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＋Ｖδを印加するステップとを備える。
【００３３】
本発明において、制御ステップは、電圧Ｖαおよび電圧Ｖβ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Ｖδ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いずれかであることが好ましい。
【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）（Ｘ２−Ｙ２）／２＋２ＢＸＹ
と変形される。ここで、（Ｘ２＋Ｙ２）はデフォーカスの収差による波面収差、（Ｘ２−Ｙ２）は０°方向と９０°方向との間の非点収差による波面収差、２ＸＹ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−Ｙ２）の係数である（Ａ−Ｃ）／２と２ＸＹの係数であるＢ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１３５°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／再生装置ならびに光学式情報記録／再生方法において、電圧Ｖα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Ｖβ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Ｖβ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Ｖα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Ｖα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Ｖβ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Ｖα（最適な電圧Ｖα０）は電圧Ｖβ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Ｖβ（最適な電圧Ｖβ０）は電圧Ｖαの値に依存しない。従って、電圧Ｖβを固定して最適な電圧Ｖα０を決定するステップ、電圧Ｖαを固定して最適な電圧Ｖβ０を決定するステップのどちらを先に実施しても、決定された最適な電圧Ｖα０、最適な電圧Ｖβ０の組み合わせは同じである。
【００３８】
最適な電圧Ｖα０、最適な電圧Ｖβ０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Ｖα０、最適な電圧Ｖβ０の組み合わせが決定されるとき、電圧Ｖα、電圧Ｖβ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く、電圧Ｖβを固定したときの全ての電圧Ｖα、電圧Ｖαを固定したときの全ての電圧Ｖβ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Ｖα０、最適な電圧Ｖβ０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／再生装置ならびに光学式情報記録／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〜１１Ｅ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／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／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／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／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／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、アクチュエータ（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いる（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／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く、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、１／４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、１／４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、１／４波長板５に入射する。１／４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が形成されている。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。従って、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。従って、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い屈折率となる。【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に向かって大きくなる。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Ｖ０±ΔＶ、液晶光学素子４の透過光の位相がφ０±Δφ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Ｖ０は２．５ボルト程度、電圧ΔＶは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、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）（Ｘ２−Ｙ２）／２＋２ＢＸＹと変形される。ここで、（Ｘ２＋Ｙ２）はデフォーカスの収差による波面収差を表わし、（Ｘ２−Ｙ２）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、２ＸＹ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−Ｙ２）の係数である（Ａ−Ｃ）／２と２ＸＹの係数であるＢ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１３５°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、補正すべ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いる。【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軸の負の側から正の側へ向かって負、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軸の負の側から正の側へ向かって正、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軸の負の側から正の側へ向かって負、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いる。図３Ｃ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いる。図３Ｄ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が０に近づいていることがわかる。【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軸の負の側から正の側へ向かって負、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３Ｂ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、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軸の負の側から正の側へ向かって正、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いる。図３Ｄ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に近づいていることがわかる。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いる。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が０に近づいていることがわかる。【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Ｖ１とする。但し、Ｖ１＋Ｖ４＝Ｖ０である。即ち、全面電極とパターン電極１８ａ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φ０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がＶ１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φ０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がＶ１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φ０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１９ａ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Ｖ１に対して、領域群１９１に電圧（Ｖ１＋Ｖα）、領域群２に電圧（Ｖ１−Ｖα）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、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、１９ｈ、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Ｖ１に対して、領域群１９３に電圧（Ｖ１＋Ｖβ）、領域群４に電圧（Ｖ１−Ｖβ）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Ｖ１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Ｖ１＋Ｖα＋Ｖβ、領域１９ｃおよび領域１９ｇに印加される電圧はＶ１−Ｖα＋Ｖβ、領域１９ｄおよび領域１９ｈに印加される電圧はＶ１−Ｖα−Ｖβ、領域１９ｅおよび領域１９ｉに印加される電圧はＶ１＋Ｖα−Ｖβである。【００６２】
ここで簡単のため、電圧Ｖβ＝０とすると、Ｖα＞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、Ｖα＜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Ｖα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。Ｖα＞０の場合とＶα＜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Ｖαの絶対値が大きいほど大きくなる。【００６３】
一方、電圧Ｖα＝０とすると、Ｖβ＞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、Ｖβ＜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Ｖβ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。Ｖβ＞０の場合とＶβ＜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Ｖβ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Ｖβ＝０またはＶα＝０としたが、実際には電圧Ｖαおよび電圧Ｖβは、電圧Ｖαの絶対値と電圧Ｖβの絶対値の和が電圧ΔＶを超えない範囲内で変化させることができる。即ち、｜Ｖα｜＋｜Ｖβ｜≦ΔＶを満たすように、電圧Ｖαおよび電圧Ｖβが設定される。【００６５】
図７Ａ〜７Ｅ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キロヘ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±Ｖ１の矩形波電圧が印加され、その実効電圧はＶ１である。領域１９ｂおよび領域１９ｆには、図７Ｂに示されるように、振幅が±（Ｖ１＋Ｖα＋Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｖα＋Ｖβ）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±（Ｖ１−Ｖα＋Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は、（Ｖ１−Ｖα＋Ｖβ）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±（Ｖ１−Ｖα−Ｖβ）の矩形波が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｖα−Ｖβ）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±（Ｖ１＋Ｖα−Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｖα−Ｖβ）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±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Ｖ０±Ｖα±Ｖβの電圧が印加されることになり、位相は、φ０を中心に変位することになる。【００６７】
上述のように、電圧Ｖα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Ｖβ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Ｖβ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Ｖα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Ｖα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Ｖβ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Ｖα（最適な電圧Ｖα０）は電圧Ｖβ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Ｖβ（最適な電圧Ｖβ０）は電圧Ｖαの値に依存しない。従って、電圧Ｖβを固定して最適な電圧Ｖα０を決定するステップ、電圧Ｖαを固定して最適な電圧Ｖβ０を決定するステップのどちらを先に実施しても、決定された最適な電圧Ｖα０、最適な電圧Ｖβ０の組み合わせは同じである。【００６９】
最適な電圧Ｖα０、最適な電圧Ｖβ０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Ｖα０、最適な電圧Ｖβ０の組み合わせが決定されるとき、電圧Ｖα、電圧Ｖβ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く、電圧Ｖβを固定したときの全ての電圧Ｖα、電圧Ｖαを固定したときの全ての電圧Ｖβ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Ｖα０、最適な電圧Ｖβ０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１９ｊ〜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のパターン電極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Ｖ１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Ｖ０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φ０となる。領域１９ｊおよび領域１９ｎに印加される電圧はＶ１＋Ｖα、領域１９ｋおよび領域１９ｏに印加される電圧はＶ１＋Ｖβ、領域１９ｌおよび領域１９ｐに印加される電圧はＶ１−Ｖα、領域１９ｍおよび領域１９ｑに印加される電圧はＶ１−Ｖβである。【００７３】
ここで簡単のため、電圧Ｖβ＝０とすると、Ｖα＞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、１９ｎにおける液晶光学素子４の透過光は位相が進み、領域１９ｌ、１９ｐ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、Ｖα＜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、１９ｎにおける液晶光学素子４の透過光は位相が遅れ、領域１９ｌ、１９ｐ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Ｖα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。Ｖα＞０の場合とＶα＜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Ｖαの絶対値が大きいほど大きくなる。【００７４】
一方、電圧Ｖα＝０とすると、Ｖβ＞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、１９ｏ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、１９ｌ、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、Ｖβ＜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、１９ｏ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１９ｊ、１９ｌ、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Ｖβ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。Ｖβ＞０の場合とＶβ＜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Ｖβ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Ｖβ＝０またはＶα＝０としたが、実際には電圧Ｖαおよび電圧Ｖβは、電圧Ｖαの絶対値と電圧Ｖβの絶対値の和が電圧ΔＶを超えない範囲内で変化させることができる。即ち、｜Ｖα｜＋｜Ｖβ｜≦ΔＶを満たすように、電圧Ｖαおよび電圧Ｖβが設定される。【００７６】
図１１Ａ〜１１Ｅ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。パターン電極１８ｂの各領域には、図１１Ａ〜１１Ｅに示されるように、周波数が１キロヘ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±Ｖ１の矩形波電圧が印加され、その実効電圧はＶ１である。領域１９ｊおよび領域１９ｎには、図１１Ｂに示されるように、振幅が±（Ｖ１＋Ｖα）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｖα）である。領域１９ｋおよび領域１９ｏには、図１１Ｃに示されるように、振幅が±（Ｖ１＋Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｖβ）である。領域１９ｌおよび領域１９ｐには、図１１Ｄに示されるように、振幅が±（Ｖ１−Ｖα）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｖα）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±（Ｖ１−Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｖβ）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に示されるものと同じである。【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２１ｂ〜領域２１ｉ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、横軸の負の側から正の側へ向かって負、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、横軸の負の側から正の側へ向かって正の第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って負の第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ＲＭＳ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のパターン電極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Ｖ１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Ｖ０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φ０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Ｖ１＋Ｖα＋Ｖβ、領域２０ｃおよび領域２０ｇに印加される電圧はＶ１−Ｖα＋Ｖβ、領域２０ｄおよび領域２０ｈに印加される電圧はＶ１−Ｖα−Ｖβ、領域２０ｅおよび領域２０ｉに印加される電圧はＶ１＋Ｖα−Ｖβである。さらに、領域２１ｂおよび領域２１ｆに印加される電圧はＶ１＋Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ、領域２１ｃおよび領域２１ｇに印加される電圧はＶ１−Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ、領域２１ｄおよび領域２１ｈに印加される電圧はＶ１−Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβ、領域２１ｅおよび領域２１ｉに印加される電圧はＶ１＋Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβである。【００８１】
ここで簡単のため、電圧Ｖβ＝０とすると、Ｖα＞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２０ｃ、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、Ｖα＜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Ｖαの値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。Ｖα＞０の場合とＶα＜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Ｖαの絶対値が大きいほど大きくなる。【００８２】
一方、電圧Ｖα＝０とすると、Ｖβ＞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２１３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、２０ｈ、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。また、Ｖβ＜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、Ｖβ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。Ｖβ＞０の場合とＶβ＜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、Ｖβ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Ｖβ＝０またはＶα＝０としたが、実際には電圧Ｖαおよび電圧Ｖβは、電圧Ｖαの絶対値と電圧Ｖβの絶対値の和のＫ倍が電圧ΔＶを超えない範囲内で変化させることが出来る。即ち、｜Ｋ・Ｖα｜＋｜Ｋ・Ｖβ｜≦ΔＶを満たすように、電圧Ｖαおよび電圧Ｖβ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１８ｃ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１１Ａ〜１１Ｅに示される波形と同じように、周波数が１キロヘ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±Ｖ１の矩形波電圧が印加され、その実効電圧はＶ１である。領域２０ｂおよび領域２０ｆには、振幅が±（Ｖ１＋Ｖα＋Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｖα＋Ｖβ）である。領域２０ｃおよび領域２０ｇには、振幅が±（Ｖ１−Ｖα＋Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｖα＋Ｖβ）である。領域２０ｄおよび領域２０ｈには、振幅が±（Ｖ１−Ｖα−Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｖα−Ｖβ）である。領域２０ｅおよび領域２０ｉには、振幅が±（Ｖ１＋Ｖα−Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｖα−Ｖβ）である。領域２１ｂおよび領域２１ｆには、振幅が±（Ｖ１＋Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ）である。領域２１ｃおよび領域２１ｇには、振幅が±（Ｖ１−Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｋ・Ｖα＋Ｋ・Ｖβ）である。領域２１ｄおよび領域２１ｈには、振幅が±（Ｖ１−Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβ）である。領域２１ｅおよび領域２１ｉには、振幅が±（Ｖ１＋Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｋ・Ｖα−Ｋ・Ｖβ）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。【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のパターン電極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Ｖ１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Ｖ０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φ０となる。図１５に示されるように、領域２０ｊおよび領域２０ｎに印加される電圧はＶ１＋Ｖα、領域２０ｋおよび領域２０ｏに印加される電圧はＶ１＋Ｖβ、領域２０ｌおよび領域２０ｐに印加される電圧はＶ１−Ｖα、領域２０ｍおよび領域２０ｑに印加される電圧はＶ１−Ｖβである。さらに、領域２１ｊおよび領域２１ｎに印加される電圧はＶ１＋Ｋ・Ｖα、領域２１ｋおよび領域２１ｏに印加される電圧はＶ１＋Ｋ・Ｖβ、領域２１ｌおよび領域２１ｐに印加される電圧はＶ１−Ｋ・Ｖα、領域２１ｍおよび領域２１ｑに印加される電圧はＶ１−Ｋ・Ｖβである。【００８９】
ここで簡単のため、電圧Ｖβ＝０とすると、Ｖα＞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、２０ｎにおける液晶光学素子４の透過光は位相が進み、領域２１ｊ、２１ｎ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２０ｌ、２０ｐにおける液晶光学素子４の透過光は位相が遅れ、領域２１ｌ、２１ｐ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、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。また、Ｖα＜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、２０ｎにおける液晶光学素子４の透過光は位相が遅れ、領域２１ｊ、２１ｎ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２０ｌ、２０ｐにおける液晶光学素子４の透過光は位相が進み、領域２１ｌ、２１ｐ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Ｖα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。Ｖα＞０の場合とＶα＜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Ｖαの絶対値が大きいほど大きくなる。【００９０】
一方、電圧Ｖα＝０とすると、Ｖβ＞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、２０ｏにおける液晶光学素子４の透過光は位相が進み、領域２１ｋ、２１ｏ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２０ｍ、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、２０ｌ、２０ｎ、２０ｐ、２１ｊ、２１ｌ、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、Ｖβ＜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、２０ｏにおける液晶光学素子４の透過光は位相が遅れ、領域２１ｋ、２１ｏ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、２０ｌ、２０ｎ、２０ｐ、２１ｊ、２１ｌ、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、Ｖβ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。Ｖβ＞０の場合とＶβ＜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Ｖβ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Ｖβ＝０またはＶα＝０としたが、実際には電圧Ｖαおよび電圧Ｖβは、電圧Ｖαの絶対値と電圧Ｖβの絶対値の和のＫ倍が電圧ΔＶを超えない範囲内で変化させることが出来る。即ち、｜Ｋ・Ｖα｜＋｜Ｋ・Ｖβ｜≦ΔＶを満たすように、電圧Ｖαおよび電圧Ｖβ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１８ｄ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〜７Ｅ、図１１Ａ〜１１Ｅに示される波形と同じように、周波数が１キロヘ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±Ｖ１の矩形波電圧が印加され、その実効電圧はＶ１である。領域２０ｊおよび領域２０ｎには、振幅が±（Ｖ１＋Ｖα）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｖα）である。領域２０ｋおよび領域２０ｏには、振幅が±（Ｖ１＋Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｖβ）である。領域２０ｌおよび領域２０ｐには、振幅が±（Ｖ１−Ｖα）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｖα）である。領域２０ｍおよび領域２０ｑには、振幅が±（Ｖ１−Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｖβ）である。領域２１ｊおよび領域２１ｎには、振幅が±（Ｖ１＋Ｋ・Ｖα）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｋ・Ｖα）である。領域２１ｋおよび領域２１ｏには、振幅が±（Ｖ１＋Ｋ・Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１＋Ｋ・Ｖβ）である。領域２１ｌおよび領域２１ｐには、振幅が±（Ｖ１−Ｋ・Ｖα）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｋ・Ｖα）である。領域２１ｍおよび領域２１ｑには、振幅が±（Ｖ１−Ｋ・Ｖβ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ１−Ｋ・Ｖβ）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１８ｅ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、１７Ｄ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軸の負の側から正の側へ向かって正、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に近づいていることがわかる。【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軸の負の側から正の側へ向かって負、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軸の負の側から正の側へ向かって正、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いる。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に近づいていることがわかる。【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Ｖ１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＋Ｖ２＝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Ｖ０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φ０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より低い（絶対値が大きい）場合、パターン電極１８ａとパターン電極１８ｅとの間の電圧はＶ０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φ０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がＶ２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１８ｅとの間の電圧はＶ０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φ０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Ｖ１とする。即ち、Ｖα＝０およびＶβ＝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、Ｖ１＋Ｖ２＝Ｖ０である。領域２２ｂおよび領域２２ｅに印加される電圧はＶ２−Ｖγ、領域２２ｃおよび領域２２ｄに印加される電圧はＶ２＋Ｖγである。【０１０１】
Ｖγ＞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、Ｖγ＜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Ｖγを変化させることにより、コマ収差の補正量が変化する。Ｖγ＞０の場合とＶγ＜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Ｖγ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Ｖα＝０およびＶβ＝０とした。実際には電圧Ｖαおよび電圧Ｖβならびに電圧Ｖγは、それぞれの電圧の絶対値の和がΔＶを超えない範囲内で変化させることができる。即ち、｜Ｖα｜＋｜Ｖβ｜＋｜Ｖγ｜≦ΔＶを満たすように、電圧Ｖα、Ｖβ、Ｖγ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２２ｊ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いる。【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２０Ａに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２０Ａ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２０Ａ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２０Ｃ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に近づいていることがわかる。【０１０９】
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２０Ｂに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、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２０Ｂ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２０Ｂ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２０Ｄ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に近づいていることがわかる。【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Ｖ１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＋Ｖ３＝Ｖ０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Ｖ０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φ０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より低い（絶対値が大きい）場合、パターン電極１８ａとパターン電極１８ｆとの間の電圧はＶ０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φ０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Ｖ０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φ０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Ｖ１とする。即ち、Ｖα＝０およびＶβ＝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、Ｖ１＋Ｖ３＝Ｖ０である。領域２２ｆおよび領域２２ｊに印加される電圧はＶ３＋Ｖδ、領域２２ｈに印加される電圧はＶ３−Ｖδである。【０１１２】
Ｖδ＞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、２２ｊ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、Ｖδ＜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、２２ｊ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Ｖδを変化させることにより、球面収差の補正量が変化する。Ｖδ＞０の場合とＶδ＜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Ｖδ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Ｖα＝０およびＶβ＝０とした。実際には電圧Ｖαおよび電圧Ｖβならびに電圧Ｖδは、それぞれの電圧の絶対値の和がΔＶを超えない範囲内で変化させることができる。即ち、｜Ｖα｜＋｜Ｖβ｜＋｜Ｖδ｜≦ΔＶを満たすように、電圧Ｖα、Ｖβ、Ｖδ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。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加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。パターン電極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キロヘ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±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±（Ｖ２−Ｖγ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は、（Ｖ２−Ｖγ）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±（Ｖ２＋Ｖγ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ２＋Ｖγ）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±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±（Ｖ３−Ｖδ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ３−Ｖδ）である。領域２２ｆおよび領域２２ｊには、図２２Ｃに示されるように、振幅が±（Ｖ３＋Ｖδ）の矩形波電圧が印加され、その実効電圧は（Ｖ３＋Ｖδ）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／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Ｖβ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Ｖαの最適な値が決定される。また、電圧Ｖα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Ｖβの最適な値が決定される。ここで、電圧Ｖβを所定の値に固定して電圧Ｖαの最適な値を決定するステップ、電圧Ｖαを所定の値に固定して電圧Ｖβ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Ｖβ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Ｖα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Ｖα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Ｖβ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Ｖαの最適な値、電圧Ｖβ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１３５°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Ｖβならびに電圧Ｖγまたは電圧Ｖδ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Ｖαの最適な値が決定される。電圧Ｖαならびに電圧Ｖγまたは電圧Ｖδ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Ｖβの最適な値が決定される。次に、電圧Ｖαおよび電圧Ｖβ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Ｖγまたは電圧Ｖδの最適な値が決定される。ここで、電圧Ｖβならびに電圧Ｖγまたは電圧Ｖδを所定の値に固定して電圧Ｖαの最適な値を決定するステップ、電圧Ｖαならびに電圧Ｖγまたは電圧Ｖδを所定の値に固定して電圧Ｖβの最適な値を決定するステップ、電圧Ｖαおよび電圧Ｖβを所定の値に固定して電圧Ｖγまたは電圧Ｖδ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Ｖβならびに電圧Ｖγまたは電圧Ｖδ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Ｖα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Ｖαならびに電圧Ｖγまたは電圧Ｖδ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Ｖβ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Ｖαおよび電圧Ｖβ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Ｖγまたは電圧Ｖδ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Ｖαの最適な値、電圧Ｖβの最適な値、電圧Ｖγまたは電圧Ｖδ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、ＰＲＳＮＲ（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／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Ｖβを０ボルトに固定し、電圧Ｖαを変化させて電圧Ｖα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Ｖα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Ｖαを図２４Ａで求めた０．０４ボルトに固定し、電圧Ｖβを変化させて電圧Ｖβ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Ｖβ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Ｖαの最適な値、電圧Ｖβ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Ｖβは０ボルトに固定され、電圧Ｖαを変化させて電圧Ｖα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Ｖα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Ｖαは図２５Ａで求めた０．０７ボルトに固定され、電圧Ｖβを変化させて電圧Ｖβ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Ｖβ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Ｖαの最適な値、電圧Ｖβ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Ｖαは図２４Ａで求めた０．０４ボルト、電圧Ｖβは図２４Ｂで求めた０ボルトに固定され、電圧Ｖγを変化させて電圧Ｖγ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Ｖγ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Ｖαの最適な値、電圧Ｖβの最適な値、電圧Ｖγの最適な値の組み合わせは、０．０４ボルト、０ボルト、０．０４ボルトとなる。【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Ｖαは図２５Ａで求めた０．０７ボルト、電圧Ｖβは図２５Ｂで求めた０．０２ボルトに固定され、電圧Ｖγを変化させて電圧Ｖγ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Ｖγ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Ｖαの最適な値、電圧Ｖβの最適な値、電圧Ｖγ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。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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