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
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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
【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φAおよびB相信号φBとからなる。これらの回転検出信号INDEX、φA、φB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、φA、φB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、φA、φBが、後述するエンコーダ12aからの回転検出信号INDEX、φA、φB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、φA、φB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、φA、φB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、φA、φB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、φA、φB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、φA、φB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、φA、φB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、φA、φB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、φA、φB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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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JP2003420049A JP2005182881A (ja) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | 光ディスク装置および光ディスク装置の制御方法 |
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JP2012107978A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Pulstec Industrial Co Ltd | 透光性管状物体の厚さ測定装置 |
-
2003
- 2003-12-17 JP JP2003420049A patent/JP2005182881A/ja active Pending
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