JP2005182881A - 光ディスク装置および光ディスク装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク装置において、光学部品精度や組み付け精度によることなく、また複雑な構成とすることなく安価にしながら、簡単かつ短時間にレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸を一致させるよう調整することを可能にする。
【解決手段】光ディスク装置は、トラッキングサーボ制御を停止させた状態で、レーザ光源２１から発せられるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出する補正量検出部５０と、この補正量に基づく補正電圧信号を記憶しておくコントローラ８０とを備える。そして、トラッキングアクチュエータ２７のトラッキングサーボ制御の作動時において、コントローラ８０に記憶されている補正量に基づく補正電圧信号をトラッキングサーボ制御信号に重畳してトラッキングサーボ制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＤ，ＤＶＤなどの光ディスクに情報を記録し、または光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置および光ディスク装置の制御方法に関する。

一般に、ＣＤ，ＤＶＤなどの光ディスクに情報を記録し、または光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置においては、光ディスクに情報を記録しまたは同光ディスクから情報を再生する際、光ディスクに対物レンズを介してレーザ光を照射して光ディスクのトラック上に光スポットを形成させている。光ディスクに情報を記録する場合においては、光ディスクに照射されるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸が一致していれば（図３（Ａ）参照）、図３（Ｂ）に示すように光ディスクのトラック上に形成された光スポットの光強度分布中心は同トラックの中心に位置するようになり、図３（Ｃ）に示すように適正な形状の記録跡がトラック上に形成されることになる。これに対し、光ディスクに照射されるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸が一致していない場合には（図４（Ａ）参照）、図４（Ｂ）に示すように光ディスクのトラック上に形成された光スポットの光強度分布中心と同トラックの中心が一致せず、図４（Ｃ）に示すように形状の悪い記録跡がトラック上に形成され、情報の記録品質を劣化させることになる。

また、光ディスクのトラック上に適正な形状の記録跡が形成されている場合であっても、光ディスクに照射されるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸が一致しておらず、光ディスクのトラック上に形成された光スポットの光強度分布中心と同トラックの中心が一致しない場合には、再生信号の品質を劣化させることになる。このことは、光ディスクに照射されるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸とのずれ量が大きいほど顕著に現れるため、このような光ディスク装置に内蔵されている光ピックアップ装置においては、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸が一致するように調整されている必要がある。そこで、従来、光ディスク装置に内蔵される光ピックアップ装置を組み立てる際、光学部品自体の製作精度および組み付け精度を高精度に保つことによって、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸が一致するようにしていた。

しかしながら、このような光学部品自体の製作精度および組み付け精度を高精度に保つことは技術的に困難であるとともに製造コストが高くなるので、例えば下記特許文献１に示されるように、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸を一致させる調整機構を光ピックアップ装置内に組み込んだ光ピックアップ装置が提案されている。この特許文献１に示される光ピックアップ装置は、光源から発せられるレーザ光または同レーザ光が光ディスクによって反射される反射光を観測しながら光ピックアップ装置内に設けられている前記調整機構を作動させてレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸を一致させるようにしている。しかし、前記調整機構によるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸を一致させる調整作業は多くの時間を必要とする難しい作業である。また、光ピックアップ装置内に調整機構を設けていることから、光ピックアップ装置の構成を過大かつ複雑なものとし光ピックアップ装置、ひいては光ディスク装置全体を高価なものとしているという問題があった。
特開２００１−１４７１８号公報

本発明は前記問題に対処するためなされたもので、その目的は、光ピックアップ装置の光学部品精度や組み付け精度によることなく、また光ピックアップ装置を大きく複雑な構成とすることなく安価でありながら、簡単かつ短時間にレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸を一致させるように調整することが可能な光ディスク装置および光ディスク装置の制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の特徴は、レーザ光を発するレーザ光源、前記発せられたレーザ光を集光して光ディスク上に光スポットを形成する対物レンズ、光ディスクによって反射されたレーザ光を受光するとともに光ディスク上に形成された光スポットのトラック中心からのずれ量を検出するための第１フォトディテクタ、および対物レンズを光ディスクの径方向に変位させるトラッキングアクチュエータを有する光ピックアップと、第１フォトディテクタによって検出された光スポットのトラック中心からのずれ量に基づくトラッキングサーボ制御信号をトラッキングアクチュエータに出力して、光スポットが光ディスクのトラックに追従するようにトラッキングアクチュエータをトラッキングサーボ制御するトラッキングサーボ制御回路とを備えた光ディスク装置において、トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を停止させた状態で、レーザ光源から発せられるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出する補正量検出手段と、補正量検出手段によって検出された補正量を記憶しておく補正量記憶手段と、トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を作動させた状態で、補正量記憶手段に記憶されている補正量に基づく補正信号をトラッキングサーボ制御信号に重畳する重畳手段とを設けたことにある。

この場合、補正量検出手段を、例えば、トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を停止させた状態で、光ディスクからの反射光を用いてレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸との間に生じるずれ量を検出するずれ量検出手段と、ずれ量検出手段によって検出されたずれ量を用いてトラッキングアクチュエータをフィードバック制御することにより、前記ずれ量をなくすフィードバック制御手段とを有し、フィードバック制御によりずれ量検出手段による検出ずれ量がなくなった状態時に、フィードバック制御手段によるトラッキングアクチュエータへのフィードバック制御量を補正量として検出するように構成するとよい。

また、補正量検出手段を、例えば、第１フォトディテクタとは独立していて光ディスクからの反射光を受光する第２フォトディテクタを有し、第２フォトディテクタによる反射光の受光に基づいてレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出するように構成するとよい。

また、補正量検出手段を、例えば、第１フォトディテクタとは独立していて光ディスクからの反射光を受光するＣＣＤ素子を有し、ＣＣＤ素子による反射光の受光に基づいてレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出するように構成してもよい。

このように構成した本発明においては、トラッキングサーボ制御を停止させた状態で、光ピックアップ装置におけるレーザ光源から発せられるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸とのずれを補正する補正量を予め検出して記憶しておく。そして、トラッキングサーボ制御の作動時におけるトラッキングサーボ制御信号に前記記憶しておいた補正量を重畳した。したがって、光ピックアップ装置の光学部品精度および組み立て精度が多少悪くても、また光ピックアップ装置の構成を複雑にしなくても、簡単な調整作業により、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸を一致させることができる。

また、この場合、補正量検出手段を、第１フォトディテクタによる受光信号に基づいて、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出するように構成してもよい。これによれば、前記補正量を検出するための光学素子を第１フォトディテクタと兼用させることができるため、さらに光ピックアップ装置の構成を簡単にできるとともに光ピックアップ装置ひいては光ディスク装置を安価にすることができる。

また、本発明は装置の発明として実施できるばかりでなく、方法の発明としても実施できるものである。この場合、補正量の検出において、例えば、光ディスクのミラー面または未記録面からの反射光を利用するとよい。これによれば、効率的に正確な反射光を得ることができるようになり、短時間に高精度な補正量検出が可能となる。

以下、本発明に係る光ディスク装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、ＣＤ，ＤＶＤなどの光ディスクＤＫを検査する光ディスク検査装置の全体概略図である。この光ディスク検査装置は、光ディスクＤＫを回転駆動する回転駆動装置１０と、光ディスクＤＫにレーザ光を照射するとともに同照射による光ディスクＤＫからの反射光を受光する光ピックアップ装置２０を備えている。

回転駆動装置１０は、光ディスクＤＫを回転駆動するためのスピンドルモータ１１と光ディスクＤＫを径方向に移動させるフィードモータ１２とを備えている。スピンドルモータ１１の回転軸１１ｂにはターンテーブル１３が固定されており、同ターンテーブル１３上に光ディスクＤＫが着脱可能な状態で載置されている。スピンドルモータ１１内には、スピンドルモータ１１の回転すなわちターンテーブル１３（光ディスクＤＫ）の回転を検出して、同回転を表す回転検出信号を出力するエンコーダ１１ａが組み込まれている。この回転検出信号は、ターンテーブル１３（光ディスクＤＫ）の回転位置が一つの基準回転位置に来るごとに基準信号であるインデックス信号ＩＮＤＥＸと、所定の微小な回転角度ずつハイレベルとローレベルを繰り返すパルス列信号とからなるとともに互いにπ／２だけ位相のずれたＡ相信号φ_ＡおよびＢ相信号φ_Ｂとからなる。これらの回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂはスピンドルモータ制御回路１４に供給されている。

スピンドルモータ制御回路１４には、後述するウォブル信号も入力されている。スピンドルモータ制御回路１４は、ウォブル信号が検出される光ディスクＤＫにおいては、このウォブル信号が設定された周波数になるようにスピンドルモータ１１の回転を制御して、光ディスクＤＫ上のレーザ光による光スポットの線速度が常に一定となるようにする。一方、ウォブル信号が検出されない光ディスクＤＫにおいては、前述したエンコーダ１１ａからの回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂに基づいて光ディスクＤＫの回転速度を検出し、この回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂが、後述するエンコーダ１２ａからの回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂにより算出される光ディスクＤＫ上のレーザ光による光スポットの半径位置に基づいて設定される回転速度になるようにスピンドルモータ１１の回転を制御して、光ディスクＤＫ上のレーザ光による光スポットの線速度が一定となるようにする。

フィードモータ１２は、スクリューロッド１５を介して、スピンドルモータ１１を固定支持するとともに光ディスクＤＫの径方向の移動のみが許容された支持部材１６に連結されている。スクリューロッド１５は、その一端にてフィードモータ１２の回転軸に一体回転するように連結され、その他端にて支持部材１６に固着されたナット（図示しない）に螺合している。したがって、フィードモータ１２が回転するとスピンドルモータ１１、ターンテーブル１３および支持部材１６は、スクリューロッド１５およびナットからなるねじ機構により光ディスクＤＫの径方向に変位する。このフィードモータ１２内にもフィードモータ１２の回転を検出して上記エンコーダ１１ａと同様の回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂを出力するエンコーダ１２ａが内蔵されている。このエンコーダ１２ａからの回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂはスレッドサーボ回路１７、スピンドルモータ制御回路１４およびコントローラ８０に供給される。

スレッドサーボ回路１７は、前記エンコーダ１２ａおよびコントローラ８０に接続されており、コントローラ８０による指示により、エンコーダ１２ａからの回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂおよび、詳しくは後述するトラッキングサーボ制御信号を用いてフィードモータ１２の回転を制御してスピンドルモータ１１、ターンテーブル１３および支持部材１６の光ディスクＤＫの径方向への変位を制御する。具体的には、コントローラ８０に予め設定された光スポットの光ディスクＤＫ上の径方向位置情報が入力されて、エンコーダ１２ａからの回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂを用いて、光スポットを前記指定された径方向位置に移動させるとともに、トラッキングサーボ制御信号を用いて、光スポットが光ディスクＤＫのトラックを追従して移動するように制御する。

光ピックアップ装置２０は、図２に詳細に示すように、レーザ光源２１、アナモルフィックプリズム２２ａ，２２ｂ、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４、対物レンズ２５、ビームスプリッタ３１、集光レンズ３２、２分割フォトディテクタ３３、集光レンズ３４、シリンドリカルレンズ３５、４分割フォトディテクタ３６を備えている。この光ピックアップ装置２０においては、レーザ光源２１から発せられたレーザ光を、アナモルフィックプリズム２２ａ，２２ｂ、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４および対物レンズ２５を介して光ディスクＤＫ上に集光させ、光ディスクＤＫ上に光スポットを形成する。そして、この光ディスクＤＫ上に形成された光スポットからの反射光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４および偏光ビームスプリッタ２３を介して、ビームスプリッタ３１に到達する。ビームスプリッタ３１は前記反射光の一部を透過させて、集光レンズ３２を介して２分割フォトディテクタ３３に導く。また、ビームスプリッタ３１は前記反射光の一部を反射させて、集光レンズ３４およびシリンドリカルレンズ３５を介して４分割フォトディテクタ３６に導く。

２分割フォトディテクタ３３は、分割線で区切られた２つの受光素子からなる２分割受光素子によって構成されており、各受光素子は受光量に比例した検出信号Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ受光信号として出力する。４分割フォトディテクタ３６は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成されており、各受光素子は受光量に比例した検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそれぞれ受光信号として出力する。なお、検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、左上から時計回りに配置された各受光素子の受光量を表している。また、この光ピックアップ装置２０は、フォーカスアクチュエータ２６およびトラッキングアクチュエータ２７も備えている。フォーカスアクチュエータ２６は、対物レンズ２５をレーザ光の光軸方向（光ディスクＤＫの盤面と垂直方向）に駆動し、トラッキングアクチュエータ２７は、対物レンズ２５を光ディスクＤＫの径方向に駆動する。

レーザ光源２１には、レーザ光源２１を駆動するためのレーザ駆動回路４２が接続されている。レーザ駆動回路４２にはレーザパワー設定回路４３および記録信号生成回路４４が接続されている。レーザパワー設定回路４３は、コントローラ８０からの指令に応じてレーザ駆動回路４２を制御して、レーザ光源２１の作動および停止を制御するとともに、作動時におけるレーザ光の出射パワーを記録用のハイパワーと再生用のローパワーに切り替える。記録信号生成回路４４はコントローラ８０からの指令に応じて、コントローラ８０からの検査用データに対応した記録用信号を生成して記録用信号をレーザ駆動回路４２に出力することによってレーザ光源２１を記録用信号に対応させてオン・オフ動作させる。

２分割フォトディテクタ３３による検出信号Ｆ１，Ｆ２は、補正量検出部５０に供給される。補正量検出部５０は、差分回路５１、フィードバック用増幅器５２、ポテンショメータ５３およびバッファ増幅器５４を備えている。差分回路５１は、演算増幅器により構成されており２分割フォトディテクタ３３による検出信号Ｆ１，Ｆ２を正負入力端にそれぞれ入力して、これらの減算値（Ｆ１−Ｆ２）をずれ量として算出するとともに、このずれ量に比例したずれ量電圧信号を演算増幅器で構成したフィードバック用増幅器５２の反転入力端に出力する。ここでずれ量とは、レーザ光源２１から発せられるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれの量であり、ずれ量電圧信号とは、このずれの量に対応する電圧信号である。

このフィードバック用増幅器５２の非反転入力端にはポテンショメータ５３が接続されて、同ポテンショメータ５３によって設定された基準電圧（０ボルト）が前記非反転入力端に供給されている。したがって、反転入力端に入力された前記ずれ量電圧信号は、その極性が反転するとともに増幅されて出力されることになる。そして、このフィードバック用増幅器５２の出力は、バッファ増幅器５４を介してセレクタ７１およびＡ／Ｄ変換器７２に供給される。これらの差分回路５１、フィードバック用増幅器５２、バッファ増幅器５４およびセレクタ７１は、後述する加算器６７およびドライブ回路６６と共にずれをなくすためのフィードバック制御回路を構成しており、ずれ量に対応するとともにずれをなくすための補正電圧信号はバッファ増幅回路５４から出力されている。

セレクタ７１は、補正量検出部５０から出力される補正電圧信号と、後述するＤ／Ａ変換器７３を介してコントローラ８０から出力される補正電圧信号とを入力するもので、コントローラ８０により制御されて両信号を選択的に加算器６７に出力する。Ａ／Ｄ変換器７２は、補正量検出部５０から出力される補正電圧信号をアナログ／デジタル変換してコントローラ８０に出力する回路である。また、Ｄ／Ａ変換器７３は、コントローラ８０から出力される補正電圧信号をデジタル／アナログ変換してセレクタ７１に出力する回路である。

４分割フォトディテクタ３６による検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、フォーカスエラー信号生成回路６１、トラッキングエラー信号生成回路６２および再生信号生成回路７４に供給される。フォーカスエラー信号生成回路６１は、検出信号Ａ，Ｃの合算値Ａ＋Ｃから検出信号Ｂ，Ｄの合算値Ｂ＋Ｄを減算した値（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）を表す非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成して、同エラー信号をフォーカスサーボ回路６３に供給する。フォーカスサーボ回路６３は、このフォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路６５に供給する。ドライブ回路６５は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ２６を駆動制御して、対物レンズ２５を光軸方向に変位させてフォーカスサーボ制御する。これにより、レーザ光の焦点が光ディスクＤＫの記録層に追従するように制御される。

トラッキングエラー信号生成回路６２は、４分割フォトディテクタ３６からの検出信号Ａ，Ｂの合算値Ａ＋Ｂから検出信号Ｃ，Ｄの合算値Ｃ＋Ｄを減算した値（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）を表すトラッキングエラー信号をトラッキングサーボ回路６４に供給するとともにバンドパスフィルタ４１に供給する。トラッキングサーボ回路６４は、このトラッキングエラー信号に基づいてトラッキングサーボ制御信号を生成して加算器６７に出力するとともに前記スレッドサーボ回路１７にも供給する。加算器６７は、前記トラッキングサーボ制御信号にセレクタ７１から出力される補正電圧信号を重畳してドライブ回路６６に供給する。

ドライブ回路６６は、前記補正量検出部５０から出力される補正電圧信号、または前記補正電圧信号が重畳されたトラッキングサーボ制御信号に応じてトラッキングアクチュエータ２７を駆動制御して対物レンズ２５を光ディスクＤＫの径方向に変位させる。この場合、ドライブ回路６６に供給される信号が補正電圧信号である場合には、対物レンズ２５を同補正電圧信号に対応した量だけ変位させることになり、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸との間に生じているずれが解消するように制御される。また、ドライブ回路６６に供給される信号がトラッキングサーボ制御信号である場合には、対物レンズ２５をトラッキングサーボ制御することになり、光ディスクＤＫに対するレーザ光の照射位置が光ディスクＤＫの径方向に振動しながらトラックを追従するように制御される。

バンドパスフィルタ４１は、前記トラッキングエラー信号から前述したウォブル信号を抽出する回路であり、このウォブル信号を前記スピンドルモータ制御回路１４に供給する。ここで、ウォブル信号とは上記線速度一定でスピンドルモータ１１の回転を制御する目的で、光ディスクＤＫ上のトラックを微視的には径方向に正弦波状に波打って形成してあるために得られるものであり、例えばＣＤでは２２．０５ＫＨｚ、ＤＶＤでは１５０ＫＨｚの正弦波状信号である。

再生信号生成回路７４は、４分割フォトディテクタ３６からの検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに基づいて再生信号（検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの合算値Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋ＤからなるＳＵＭ信号）を生成する。この再生信号は、イコライズ回路で構成された波形等価回路７５によってその振幅が周波数に応じて補正された後、２値化回路７６にて２値化すなわちデジタル信号に変換されてコントローラ８０に供給される。

コントローラ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなど、またはＦＰＧＡ、ＰＬＤなどのゲートアレイからなり、図示しないプログラムを実行することにより、光ディスクＤＫの検査を行う。このコントローラ８０は、ＲＡＭ、ハードディスクなどからなるメモリを備えており、バッファ増幅器５４からＡ／Ｄ変換器７２を介して供給される補正電圧信号を記憶して、Ｄ／Ａ変換器７３を介してセレクタ７１に出力する。また、このコントローラ８０は、前述したスピンドルモータ制御回路１４、スレッドサーボ回路１７、レーザパワー設定回路４３、記録信号生成回路４４、セレクタ７１、トラッキングエラー信号生成回路６２、トラッキングサーボ回路６４にも、それらの作動制御のために接続されている。このコントローラ８０には、ユーザによって操作されて情報を入力するためのキーボード、マウスなどからなる入力装置８１と、この検査装置の検査状態や検査結果を表示するためのＣＲＴまたは液晶ディスプレイなどからなる表示装置８２とが接続されている。

前記のように構成した実施形態の動作を説明する。作業者は、図示しない電源スイッチの投入により、コントローラ８０を含む検査装置を稼動させる。そして、検査対象となるミラー面または未記録面を持つ光ディスクＤＫをターンテーブル１３の上に載せて、同光ディスクＤＫをターンテーブル１３上に固定する。次に、入力装置８１を操作することにより、この検査装置のレーザ光源２１から発せられるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれを補正する際に利用される補正電圧信号の検出を指示する。補正電圧信号の検出は、トラッキングサーボ制御を停止するとともにフォーカスサーボ制御を作動させた状態で、レーザ光源２１からのレーザ光を連続的に光ディスクＤＫに照射することにより行われる。これは、レーザ光源２１から発せられるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれ量を検出させるためには、対物レンズ２５の光軸を固定しておく必要があるからである。したがって、前記補正電圧信号の検出の指示により、コントローラ８０は、フォーカスエラー信号生成回路６１およびフォーカスサーボ回路６３を作動させ、かつトラッキングエラー信号生成回路６２、トラッキングサーボ回路６４および記録信号生成回路４４の作動を禁止する。

また、前記補正電圧信号の検出においては、光ディスクＤＫから充分な光量の反射光を得ることが好ましいので、光ディスクＤＫのトラック形式部分でもよいが、レーザ光による光スポットが光ディスクＤＫのミラー面または未記録面に形成されるようにするとよい。したがって、前記補正電圧信号の検出の指示時には、コントローラ８０は補正電圧信号の検出に必要なレーザ光が照射される光ディスクＤＫの径方向位置（光ディスクＤＫのミラー面または未記録面の位置）を表す情報をスレッドサーボ回路１７に出力する。スレッドサーボ回路１７は、エンコーダ１２ａから入力される回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂを用いてフィードモータ１２の回転を制御して、レーザ光が前記入力された径方向位置に照射されるように光ディスクＤＫをその径方向に移動させる。

次に、コントローラ８０は、前記光ディスクＤＫの径方向位置において光スポットを予め決められた線速度で相対移動させるための光ディスクＤＫの回転速度を表す情報を、スピンドルモータ制御回路１４に出力する。スピンドルモータ制御回路１４は、エンコーダ１１ａから入力される回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂを用いてスピンドルモータ１１の回転を制御して、光ディスクＤＫを前記回転速度で回転させる。

次に、コントローラ８０は、レーザパワー設定回路４３に再生用レーザパワー設定指令を出力する。レーザパワー設定回路４３はレーザ駆動回路４２を介してレーザ光源２１による再生用レーザ光の出射を制御して、光ディスクＤＫに再生用レーザ光を出射させる。レーザ光源２１から出射されたレーザ光は、アナモルフィックプリズム２２ａ，２２ｂ、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４および対物レンズ２５を介して光ディスクＤＫに導かれ、同光ディスクＤＫの所定の位置（ミラー面または未記録面の位置）に光スポットを形成する。そして、光ディスクＤＫからの反射光が、対物レンズ２５、１／４波長板２４および偏光ビームスプリッタ２３を介してビームスプリッタ３１に入射する。ビームスプリッタ３１は入射した反射光の一部を透過して集光レンズ３２を介して２分割フォトディテクタ３３に入射させる。また、入射した反射光の一部を反射して集光レンズ３４およびシリンドリカルレンズ３５を介して４分割フォトディテクタ３６に入射させる。

４分割フォトディテクタ３６は、前記入射光に対応した検出信号Ａ〜Ｄをフォーカスエラー信号生成回路６１、トラッキングエラー信号生成回路６２、再生信号生成回路７４に供給する。フォーカスエラー信号生成回路６１は検出信号Ａ〜Ｄに基づいてフォーカスエラー信号を生成し、フォーカスサーボ回路６３、ドライブ回路６５、フォーカスアクチュエータ２６との協働により対物レンズ２５をフォーカスサーボ制御する。なお、トラッキングエラー信号生成回路６２および再生信号生成回路７４は作動が停止されている状態であるため、検出信号Ａ〜Ｄを処理することはない。

２分割フォトディテクタ３３は、前記入射光に対応した検出信号Ｆ１，Ｆ２を補正量検出部５０に供給する。補正量検出部５０においては、差分回路５１が検出信号Ｆ１，Ｆ２に基づいてレーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸との間に生じているずれ量を表すずれ量電圧信号をフィードバック用増幅器５２に出力する。そして、フィードバック用増幅器５２は、前記ずれ量が「０」となるように補正電圧信号をバッファ増幅器５４を介してセレクタ７１に出力する。また、この補正電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器７２を介してコントローラ８０にも供給される。セレクタ７１は、コントローラ８０の指示により補正量検出部５０からの補正電圧信号を加算器６７に出力するように制御されており、補正電圧信号は加算器６７に出力される。一方、コントローラ８０に出力された補正電圧信号は、コントローラ８０によってその値がずれ量を補正するために必要な値に収束したか否かの監視のために用いられる。

加算器６７は、トラッキングサーボ回路６４からの出力信号とセレクタ７１からの出力信号を加算してドライブ回路６６に出力するが、前述したようにトラッキングサーボ回路６４の作動が停止しているため、セレクタ７１から出力された補正電圧信号をそのままドライブ回路６６に出力する。ドライブ回路６６は、トラッキングアクチュエータ２７との協働により、対物レンズ２５を補正電圧信号に基づいて光ディスクＤＫの径方向に変位させる。このような対物レンズ２５の変位により、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれが時間経過に従って小さくなりずれ量を補正するために必要な値に収束する。実際には、極めて短時間でずれ量を補正するために必要な値に収束する。

そして、コントローラ８０は、補正電圧信号がずれ量を補正するために必要な値に収束したことを判定すると、この補正電圧信号の値をコントローラ８０に内蔵されるメモリ内に記憶して、その結果を表示装置８２に表示させる。作業者は、同表示により最終的な補正電圧信号が検出されたことを確認して、入力装置８１を操作することにより終了の指令をコントローラ８０に指示する。コントローラ８０は、この指示に応じて各回路の作動を停止させる。これにより、対物レンズ２５は、初期のレーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸がずれた位置に戻ることになる。以上の動作により、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれを補正するために必要な対物レンズ２５の補正量を得たことになる。

なお、前記説明では、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれがなくなったことを補正電圧信号の収束により検出するようにしたが、この検出方法として別の方法を採用することもできる。例えば、補正量検出部５０の差分回路５１によって検出されるずれがなくなったことを検出して、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれがなくなったことを検出するようにしてもよい。また、補正量検出部５０の補正電圧信号を用いた制御により、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれがなくなる時間を実験等により予め確認しておき、この時間の計測をもって前記ずれがなくなったことを検出するようにしてもよい。

次に作業者は、本検査装置本来の役割である光ディスクＤＫの検査作業に移る。この検査作業においては、光ディスクＤＫに検査用信号を記録するとともに同記録された検査用信号を再生して、光ディスクＤＫに正しく信号が記録されるとともに同記録した信号が正しく再生されるかを検査する。または、光ディスクＤＫに予め記録されている信号を再生することにより、記録信号が正しく再生されるかを検査する。

この検査作業においては、まず作業者は入力装置８１を操作して検査の開始をコントローラ８０に指示する。この検査開始の指示により、コントローラ８０はスレッドサーボ回路１７を制御してフィードモータ１２を回転させて光ディスクＤＫを変位させ、光ディスクＤＫ上に形成される光スポットの径方向位置を決める。また、コントローラ８０は、スピンドルモータ制御回路１４を制御してスピンドルモータ１１を回転させることにより、光ディスクＤＫを回転させる。このときスピンドルモータ制御回路１４は、スピンドルモータ１１内のエンコーダ１１ａから回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂを入力しており、フィードモータ１２内のエンコーダ１２ａから入力された回転検出信号ＩＮＤＥＸ、φ_Ａ、φ_Ｂにより算出される光ディスクＤＫに形成される光スポットの半径位置に基づいて設定される回転速度になるようにスピンドルモータ１１の回転を制御して、光ディスクＤＫに形成される光スポットが線速度一定となるようにする。なお、後述するトラッキングサーボ制御を作動させた際、ウォブル信号が検出される場合には、このウォブル信号が設定された周波数になるようにスピンドルモータ１１の回転を制御し、光ディスクＤＫに形成される光スポットが線速度一定となるようにする。

この状態で、コントローラ８０はレーザ光源２１を作動させて、光ディスクＤＫに信号を記録し、または光ディスクＤＫに記録されている信号を再生するために、レーザ光源２１から発せられるレーザ光を光ディスクＤＫ上に照射させる。光ディスクＤＫ上に信号を記録する場合、コントローラ８０は、レーザパワー設定回路４３をハイパワーに設定するとともに、記録信号生成回路４４に記録用信号を発生させる。これにより、レーザ駆動回路４２はレーザ光源２１をハイパワーで記録用信号に従ってオン・オフ制御する。光ディスクＤＫに記録されている信号を再生する場合、コントローラ８０は、レーザパワー設定回路４３をローパワーに設定して、レーザ駆動回路４２を介してレーザ光源２１をローパワーで連続作動させる。

このようなレーザ光源２１の駆動制御によりレーザ光源２１から発せられたレーザ光は、アナモルフィックプリズム２２ａ，２２ｂ、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４および対物レンズ２５を介して進行し、光ディスクＤＫ上に光スポットを形成する。そして、光ディスクＤＫの光スポットから反射された反射光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４および偏光ビームスプリッタ２３を介してビームスプリッタ３１に到達する。このビームスプリッタ３１に到達した反射光の一部は、集光レンズ３４およびシリンドリカルレンズ３５を介して４分割フォトディテクタ３６により受光される。４分割フォトディテクタ３６に入射した反射光は、これに対応する受光信号Ａ〜Ｄに変換されて、フォーカスエラー信号生成回路６１およびトラッキングエラー信号生成回路６２に供給される。フォーカスエラー信号生成回路６１は、受光信号Ａ〜Ｄに基づいてフォーカスエラー信号を生成してフォーカスサーボ回路６３に出力し、トラッキングエラー信号生成回路６２は受光信号Ａ〜Ｄに基づいてトラッキングエラー信号を生成して、トラッキングサーボ回路６４に出力する。

フォーカスサーボ回路６３は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボ信号を生成して、ドライブ回路６５を介してフォーカスアクチュエータ２６を駆動制御して、対物レンズ２５をフォーカスサーボ制御する。トラッキングサーボ回路６４は、トラッキングエラー信号に基づいてトラッキングサーボ制御信号を生成し、加算器６７およびドライブ回路６６を介してトラッキングアクチュエータ２７を駆動制御して、対物レンズ２５をトラッキングサーボ制御する。また、トラッキングサーボ制御信号は、スレッドサーボ回路１７にも供給され、同スレッドサーボ回路１７はフィードモータ１２の回転をトラッキングサーボ制御信号に応じて制御して、光ディスクＤＫを径方向に変位させる。これらのフォーカスアクチュエータ２６、トラッキングアクチュエータ２７およびフィードモータ１２の作用により、前記レーザ光による光スポットは光ディスクＤＫ上に精度よく形成されるとともに、同光スポットは光ディスクＤＫのトラックを追従する。このトラッキングサーボ制御では、光スポットの中心とトラック中心は一致している。

このようなトラッキングサーボ制御時においては、コントローラ８０は、メモリ内に記憶されている補正電圧信号をＤ／Ａ変換器７３を介してセレクタ７１に出力していると同時にセレクタ７１がＤ／Ａ変換器７３からの信号を選択出力するように同セレクタ７１を制御している。したがって、加算器６７には、前記トラッキングサーボ制御信号とともに補正電圧信号も供給されている。

加算器６７は、トラッキングサーボ回路６４から供給されるトラッキングサーボ制御信号にコントローラ８０から供給される補正電圧信号を重畳してドライブ回路６６に出力する。この補正電圧信号が重畳したトラッキングサーボ制御信号は、トラッキングサーボ制御に必要な信号成分に対物レンズ２５の光軸をレーザ光の光強度分布中心と一致させるために必要な補正量成分を合算した信号である。したがって、ドライブ回路６６は、トラッキングアクチュエータ２７との協働により対物レンズ２５の光軸とレーザ光の光強度分布中心とを一致させた状態でトラッキングサーボ制御を行う。

一方、４分割フォトディテクタ３６による受光信号Ａ〜Ｄは、再生信号生成回路７４にも供給されており、光ディスクＤＫに記録されている信号の再生時には再生信号生成回路７４は再生信号を波形等価回路７５および２値化回路７６を介してコントローラ８０に供給する。これにより、コントローラ８０は光ディスクＤＫの再生評価を行うことができる。本検査装置は、このようなトラッキングサーボ制御により所定の検査を実行して終了するが、次の検査対象の光ディスクＤＫをターンテーブル１３上に載せ替えて引き続き検査作業を実行することになる。

前記作動説明から理解できるように、前記実施形態によれば、トラッキングサーボ制御を停止させた状態で、光ピックアップ装置２０におけるレーザ光源２１から発せられるレーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸とのずれを補正する補正電圧信号を予め検出しておいた。そして、トラッキングサーボ制御の作動時におけるトラッキングサーボ制御信号に前記記憶しておいた補正量を重畳してトラッキングサーボ制御を行うようにした。これにより、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、光ディスクＤＫに照射されるレーザ光源２１から発せられたレーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸が一致するようになり適正な形状の光スポットをトラック中心に形成することができる。したがって、光ピックアップ装置２０の光学部品精度および組み立て精度が多少悪くても、また光ピックアップ装置２０の構成を複雑にしなくても、簡単な調整作業により、レーザ光の光強度分布中心と対物レンズ２５の光軸を一致させることができる。また、光ディスクＤＫのミラー面または未記録面にレーザ光を照射してその反射光を利用しているので、充分な光量の反射光を利用することができるため短時間に高精度な補正電圧信号の検出ができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

前記実施形態においては、ずれ量を検出するために２分割フォトディテクタ３３を用いたが、ずれの検出が可能であればこれに限定されるものではない。例えば、これに代えて、ＣＣＤ素子を用いてもよい。この場合、ＣＣＤ素子により撮影された画像データに基づいて、コントローラ８０がレーザ光の光強度分布中心を計算する。そして、この光強度分布中心から対物レンズ２５の光軸とのずれ量を計算する。これは、対物レンズ２５を介してＣＣＤ素子に入射する全レーザ光との中心位置と前記光強度分布中心とのずれにより計算できる。

また、前記実施形態においては、補正電圧信号を検出するための受光素子として２分割フォトディテクタ３３を用いていた。しかし、これに代えて、補正電圧信号を検出するための受光素子をフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御のための受光素子、すなわち４分割フォトディテクタ３６と兼用して構成することもできる。この場合、４分割フォトディテクタ３６による検出信号Ａ，Ｂの合算値（Ａ＋Ｂ）から検出信号Ｃ，Ｄの合算値（Ｃ＋Ｄ）を減算した値（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）を利用すればよい。これによれば、さらに、光ピックアップ装置２０の構成を簡単にできるとともに、光ピックアップ装置２０ひいては光ディスク検査装置を安価にすることができる。

また、前記実施形態においては、光ピックアップ装置２０と光ディスクＤＫとの径方向相対位置を変化させるためにフィードモータ１２、支持部材１６およびスクリューロッド１５などからなるねじ機構を用いてスピンドルモータ１１およびターンテーブル１３を移動させるようにした。しかし、これに代えて、光ピックアップ装置２０全体をねじ機構により光ディスクＤＫの径方向に移動させるようにして、光ピックアップ装置２０と光ディスクＤＫとの径方向相対位置を変化させるようにしてもよい。

さらに、前記実施形態においては、光ディスクＤＫを検査するための光ディスク装置に本発明を適用するようにしたが、本発明は光ディスクＤＫに信号を記録し、または光ディスクＤＫに記録されている信号を再生する光ディスク装置の場合にも広く適用できるものである。

本発明の一実施形態に係る光ディスクの検査装置の全体を概略的に示すブロック図である。 図１の光ピックアップ装置の概略図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸とのずれのない状態を示す説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はレーザ光の光強度分布中心と対物レンズの光軸とのずれのある状態を示す説明図である。

符号の説明

ＤＫ…光ディスク、１０…回転駆動装置、１１…スピンドルモータ、１２…フィードモータ、２０…光ピックアップ装置、２１…レーザ光源、２５…対物レンズ、２７…トラッキングアクチュエータ、３３…２分割フォトディテクタ、３６…４分割フォトディテクタ、５０…補正量検出部、５１…差分回路、５２…フィードバック用増幅器、５３…ポテンショメータ、５４…バッファ増幅器、６２…トラッキングエラー信号生成回路、６４…トラッキングサーボ回路、６７…加算器、７１…セレクタ、８０…コントローラ

Claims (11)

1. レーザ光を発するレーザ光源、前記発せられたレーザ光を集光して光ディスク上に光スポットを形成する対物レンズ、光ディスクによって反射されたレーザ光を受光するとともに前記光ディスク上に形成された光スポットのトラック中心からのずれ量を検出するための第１フォトディテクタ、および前記対物レンズを光ディスクの径方向に変位させるトラッキングアクチュエータを有する光ピックアップと、
   前記第１フォトディテクタによって検出された光スポットのトラック中心からのずれ量に基づくトラッキングサーボ制御信号を前記トラッキングアクチュエータに出力して、前記光スポットが光ディスクのトラックに追従するように前記トラッキングアクチュエータをトラッキングサーボ制御するトラッキングサーボ制御回路とを備えた光ディスク装置において、
   前記トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を停止させた状態で、前記レーザ光源から発せられるレーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出する補正量検出手段と、
   前記補正量検出手段によって検出された補正量を記憶しておく補正量記憶手段と、
   前記トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を作動させた状態で、前記補正量記憶手段に記憶されている補正量に基づく補正信号を前記トラッキングサーボ制御信号に重畳する重畳手段とを設けたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記補正量検出手段は、
   前記トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を停止させた状態で、前記光ディスクからの反射光を用いてレーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれ量を検出するずれ量検出手段と、
   前記ずれ量検出手段によって検出されたずれ量を用いて前記トラッキングアクチュエータをフィードバック制御することにより、前記ずれ量をなくすフィードバック制御手段とを有し、
   前記フィードバック制御により前記ずれ量検出手段による検出ずれ量がなくなった状態時に、前記フィードバック制御手段による前記トラッキングアクチュエータへのフィードバック制御量を前記補正量として検出するものである請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記補正量検出手段は、
   前記第１フォトディテクタとは独立していて光ディスクからの反射光を受光する第２フォトディテクタを有し、前記第２フォトディテクタによる反射光の受光に基づいて前記レーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出するようにした請求項１または請求項２に記載の光ディスク装置。
4. 前記補正量検出手段は、
   前記第１フォトディテクタとは独立していて光ディスクからの反射光を受光するＣＣＤ素子を有し、前記ＣＣＤ素子による反射光の受光に基づいて前記レーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出するようにした請求項１または請求項２に記載の光ディスク装置。
5. 前記補正量検出手段は、
   前記第１フォトディテクタによる受光信号に基づいて、前記レーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出する請求項１または請求項２に記載の光ディスク装置。
6. レーザ光を発するレーザ光源、前記発せられたレーザ光を集光して光ディスク上に光スポットを形成する対物レンズ、光ディスクによって反射されたレーザ光を受光するとともに前記光ディスク上に形成された光スポットのトラック中心からのずれ量を検出するための第１フォトディテクタ、および前記対物レンズを光ディスクの径方向に変位させるトラッキングアクチュエータを有する光ピックアップと、
   前記第１フォトディテクタによって検出された光スポットのトラック中心からのずれ量に基づくトラッキングサーボ制御信号を前記トラッキングアクチュエータに出力して、前記光スポットが光ディスクのトラックに追従するように前記トラッキングアクチュエータをトラッキングサーボ制御するトラッキングサーボ制御回路とを備えた光ディスク装置に適用される制御方法であって、
   前記トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を停止させた状態で、前記レーザ光源から発せられるレーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出する補正量検出ステップと、
   前記補正量検出ステップによって検出された補正量を記憶しておく補正量記憶ステップと、
   前記トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を作動させた状態で、前記補正量記憶ステップによって記憶されている補正量に基づく補正信号を前記トラッキングサーボ制御信号に重畳する重畳ステップとを含むことを特徴とする光ディスク装置の制御方法。
7. 前記補正量検出ステップは、
   前記トラッキングサーボ制御回路によるトラッキングアクチュエータのトラッキングサーボ制御を停止させた状態で、前記光ディスクからの反射光を用いてレーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれ量を検出するずれ量検出ステップと、
   前記ずれ量検出ステップによって検出されたずれ量を用いて前記トラッキングアクチュエータをフィードバック制御することにより、前記ずれ量をなくすフィードバック制御ステップとを有し、
   前記フィードバック制御により前記ずれ量検出ステップによる検出ずれ量がなくなった状態時に、前記フィードバック制御ステップによる前記トラッキングアクチュエータへのフィードバック制御量を前記補正量として検出するものである請求項６に記載の光ディスク装置の制御方法。
8. 前記補正量検出ステップは、
   前記第１フォトディテクタとは独立していて光ディスクからの反射光を受光する第２フォトディテクタを用い、前記第２フォトディテクタによる反射光の受光に基づいて前記レーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出するようにした請求項６または請求項７に記載の光ディスク装置の制御方法。
9. 前記補正量検出ステップは、
   前記第１フォトディテクタとは独立していて光ディスクからの反射光を受光するＣＣＤ素子を用い、前記ＣＣＤ素子による反射光の受光に基づいて前記レーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸とのずれを補正するための補正量を検出するようにした請求項６または請求項７に記載の光ディスク装置の制御方法。
10. 前記補正量検出ステップは、
    前記第１フォトディテクタによる受光信号に基づいて、前記レーザ光の光強度分布中心と前記対物レンズの光軸との間に生じるずれを補正するための補正量を検出する請求項６または請求項７に記載の光ディスク装置の制御方法。
11. 前記補正量検出ステップにおいて、光ディスクのミラー面または未記録面からの反射光を利用するようにしたことを特徴とする請求項６ないし請求項１０のうちのいずれか一つに記載の光ディスク装置の制御方法。
    

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