JP2005346788A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステッピングモータを用いた光ピックアップの駆動機構において、幅広い使用温度環境下で光ピックアップの送り動作を安定化できるようにする。
【解決手段】 ステッピングモータ制御部５１は、装置起動時に、二相励磁駆動制御部５２によって、二相励磁駆動で光ピックアップ３を内周部へ移動させ、光ピックアップ３の移動が所定時間内に完了する駆動電流の電流振幅値を検出する。マイクロステップ駆動制御部５３は、二相励磁駆動時の電流振幅値が基準値に対して大きい場合には、マイクロステップ駆動する際の電流供給時間として、電流振幅値に応じた係数を乗じた供給時間幅を設定することで、駆動電流の電流供給時間を増加させる。この駆動電流により、ステッピングモータ４をマイクロステップ駆動して光ピックアップ３を光ディスク１の半径方向に移動させ、対物レンズ５のレンズシフト量を所定値以下とする光軸補正送り動作を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスク状光学式記録媒体に対して情報の読み取り、書き込みの少なくとも一方を行う光ピックアップを備えた光ディスク装置に関する。

ＣＤやＤＶＤのようなディスク状光学式記録媒体（以下、光ディスクと称する）から情報を読み取ったり、情報の書き込みを行う場合には、光ディスク装置において、光ディスクをスピンドルモータにより回転させながら、光ピックアップを光ディスクの半径方向（トラバース方向）に移動させ、光ディスク上のトラックを走査する必要がある。このような光ピックアップのディスク半径方向への送り機構として、最近ではステッピングモータが使用されることが多い。ステッピングモータは、印加されたパルス列に応じて微小回転角での位置決めが可能で、かつ駆動対象の光ピックアップをダイレクトドライブで送ることによって高速送りが可能であるため、光ピックアップの送り機構に適している。

ステッピングモータは、駆動電流として印加されたパルス数に比例した回転角度だけモータが回転する。図５はステッピングモータの回転速度−トルク特性を示す図である。図５において、横軸は駆動電流として供給する駆動パルス信号のパルスレート、すなわちステッピングモータの回転速度を示し、縦軸はステッピングモータの回転時のトルクを示す。プルイントルク以下の領域（自起動領域）Ｔｉでは、印加された駆動パルス信号に対し同期して起動、停止、逆転が可能である。また、プルアウトトルク以上の領域Ｔｏでは、脱調現象を生じ、駆動パルス信号に同期した回転動作を行うことができない。また、プルイントルクとプルアウトトルクとの間の領域（スルー領域）Ｔｓでは、既に回転中であれば駆動パルス信号に同期した回転を行うが、静止状態から起動した場合には脱調現象を生じ正常な回転を行うことができない。ステッピングモータは以上のような特性を持つことから、負荷トルクに合致した設計を行うことが必要不可欠になってくる。

光ピックアップの送り動作には、光ディスクの情報読み取りまたは書き込み時に数十μｍ程度の送りを間欠的に行う動作（以降では光軸補正送り動作と記す）と、指定されたトラックまで高速に大きい距離の送りを行うシーク動作とがある。一般に、光ピックアップの高速移動が必要なシーク動作では二相励磁駆動を用い、数十μｍ程度の微細な送り制御が必要な光軸補正送り動作ではマイクロステップ駆動を行う。

光軸補正送り動作時は、光ディスク上のトラックを走査するために、光ピックアップの対物レンズが、光ディスク上にスパイラル状または同心円状に記録されたトラックに追従してトラバース方向に移動する。このとき、光ディスクのトラックに対する対物レンズの位置制御は、光ピックアップのトラッキングアクチュエータが行う。光ピックアップのトラッキングアクチュエータは可動範囲が限定されているので、対物レンズが光ピックアップの基台の中心から所定量シフトしたら、シフト分をキャンセルするように光ピックアップの基台を数十μｍ程度トラバース方向に動かすようにステッピングモータを制御する。

光軸補正送り動作中のステッピングモータはマイクロステップ駆動によって送り動作を行う。マイクロステップ駆動は、図６に示すように、正弦波状の駆動電流をステッピングモータの各端子に印加することによりモータを滑らかに、かつモータ固有のステップ角以下の回転角で回転させるもので、振動の発生を抑制しながら光ピックアップの微小送りを行うことができる。

ステッピングモータにおいて、常時通電の形でマイクロステップ駆動を行うと、消費電力が増加し発熱も大きくなるため、部品寿命が縮まったり、装置の使用温度範囲を限定しなければならないという問題が発生する。このため、マイクロステップ駆動の駆動電流を一定時間（数ｍsec ）のみ印加してステッピングモータを駆動する制御を行う光ディスク装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

光ディスクの情報の読み取りまたは書き込み中は、上記の光軸補正送り動作を継続して行い、対物レンズに所定のシフトが発生した時にステッピングモータを駆動してシフト分をキャンセルするようにステッピングモータを制御する。すなわち、対物レンズにレンズシフトが発生したらステッピングモータを駆動する動作を繰り返すことになり、ステッピングモータを間欠的に駆動することで、情報の読み出しを正しく行うことができる。

特開平１０−１４９６３９号公報

しかしながら、車載用途などの光ディスク装置の使用温度範囲が広い場合、温度の推移とともに機械的な負荷特性も変化するため、常温で正常動作している装置であっても、低温下ではグリス粘度の影響で負荷が増大し、ステッピングモータが脱調現象を引き起こし、正常動作が行えないことがあった。

このため、温度特性変動の少ない高価なグリスを採用するか、もしくは、性能保証温度範囲を限定して使用する、などの対応が必要となり、使用温度範囲が広く、安価で高性能の装置を実現することが難しかった。特に、車載用のオーディオビジュアル装置やナビゲーション装置等に使用されている車載用光ディスク装置の場合には、低温環境下で使用される頻度が多いため、上記事象が顕在化するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ステッピングモータを用いた光ピックアップの駆動機構において、幅広い使用温度環境下であっても光ピックアップの送り動作を安定化することのできる光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明の光ディスク装置は、第１に、光ディスクに記録された情報を読み取る光ピックアップと、前記光ピックアップを前記光ディスクに対して半径方向に移動させるステッピングモータと、前記ステッピングモータを駆動するための駆動電流を供給するものであり、二相励磁駆動とマイクロステップ駆動とが可能な駆動電流供給手段と、前記二相励磁駆動により前記光ピックアップを移動させた場合の動作が正常終了したか否かを判定する二相励磁駆動判定手段と、前記判定結果に応じて前記マイクロステップ駆動を行う際の駆動電流を変更して前記ステッピングモータの駆動制御を行う駆動制御手段と、を備えるものである。
これにより、二相励磁駆動による光ピックアップ移動動作が正常終了したかの判定結果に応じてステッピングモータのマイクロステップ駆動を行う際の駆動電流を変更することによって、温度により変化する負荷に対して適切なトルクでステッピングモータを駆動することができ、幅広い使用温度環境下で光ピックアップの送り動作を安定化させることが可能となる。

また、本発明の一態様として、第２に、上記第１の光ディスク装置であって、前記二相励磁駆動を行う際の駆動電流を変化させる駆動電流可変手段を有するものとする。
これにより、二相励磁駆動を行う際の駆動電流を変化させて光ピックアップ移動動作が正常終了するかを判定することが可能となる。

また、本発明の一態様として、第３に、上記第２の光ディスク装置であって、前記駆動電流可変手段は、前記二相励磁駆動を行う際の駆動電流の電流振幅を段階的に変化させるものとする。
これにより、二相励磁駆動を行う際の駆動電流の電流振幅を段階的に変化させた場合の電流振幅値に応じて光ピックアップ移動動作が正常終了するかを判定することが可能となる。

また、本発明の一態様として、第４に、上記第３の光ディスク装置であって、前記二相励磁駆動による送り動作が正常に行える前記駆動電流の電流振幅値を判定する正常駆動電流振幅判定手段を有し、前記駆動電流供給手段は、前記マイクロステップ駆動を行う際に前記ステッピングモータに対して所定時間幅の間欠的な駆動電流を供給するものであり、前記駆動制御手段は、前記駆動電流の供給時間幅を前記駆動電流の電流振幅値に応じて変更するものとする。
これにより、二相励磁駆動による送り動作が正常に行える駆動電流の電流振幅値に応じてマイクロステップ駆動の際の駆動電流の供給時間幅を変更することによって、温度により変化する負荷に合致した適切なトルクでステッピングモータを駆動することができ、情報読み出しまたは書き込み時の動作不良発生を防止して幅広い温度範囲で装置を使用することが可能となる。

また、本発明の一態様として、第５に、上記第３の光ディスク装置であって、前記光ピックアップが前記光ディスクの内周所定位置への移動完了を検出する光ピックアップ位置検出手段と、前記二相励磁駆動を行って前記光ピックアップが前記内周所定位置まで所定時間内に移動完了するような前記駆動電流の電流振幅値を判定する移動完了電流振幅判定手段とを有し、前記駆動電流供給手段は、前記マイクロステップ駆動を行う際に前記ステッピングモータに対して所定時間幅の間欠的な駆動電流を供給するものであり、前記駆動制御手段は、前記駆動電流の供給時間幅を前記駆動電流の電流振幅値に応じて変更するものとする。
これにより、二相励磁駆動を行って光ピックアップが内周所定位置まで所定時間内に移動完了するような駆動電流の電流振幅値に応じてマイクロステップ駆動の際の駆動電流の供給時間幅を変更することによって、温度により変化する負荷に合致した適切なトルクでステッピングモータを駆動することができ、情報読み出しまたは書き込み時の動作不良発生を防止して幅広い温度範囲で装置を使用することが可能となる。

また、本発明の一態様として、第６に、上記第４または第５の光ディスク装置であって、前記駆動制御手段は、前記電流振幅値が所定値以上の時には前記駆動電流の供給時間幅を増加させた値に変更するものとする。
これにより、二相励磁駆動による送り動作が正常に行える駆動電流の電流振幅値が所定値以下のときに駆動電流の供給時間幅を増加させることによって、例えば低温域等で大きくなる負荷に対して適切なトルクでステッピングモータを駆動することが可能となる。

また、本発明の一態様として、第７に、上記第１の光ディスク装置であって、前記光ピックアップが前記光ディスクの内周所定位置への移動完了を検出する光ピックアップ位置検出手段と、前記二相励磁駆動を行って前記光ピックアップが前記内周所定位置まで移動する移動時間を判定する移動時間判定手段とを有し、前記駆動電流供給手段は、前記マイクロステップ駆動を行う際に前記ステッピングモータに対して所定時間幅の間欠的な駆動電流を供給するものであり、前記駆動制御手段は、前記駆動電流の供給時間幅を前記光ピックアップの移動時間に応じて変更するものとする。
これにより、二相励磁駆動を行って光ピックアップが内周所定位置まで移動する移動時間に応じてマイクロステップ駆動の際の駆動電流の供給時間幅を変更することによって、温度により変化する負荷に合致した適切なトルクでステッピングモータを駆動することができ、情報読み出しまたは書き込み時の動作不良発生を防止して幅広い温度範囲で装置を使用することが可能となる。

また、本発明の一態様として、第８に、上記第７の光ディスク装置であって、前記駆動制御手段は、前記移動時間が所定値以上の時には前記駆動電流の供給時間幅を増加させた値に変更するものとする。
これにより、二相励磁駆動を行って光ピックアップが内周所定位置まで移動する移動時間が所定値以上のときに駆動電流の供給時間幅を増加させることによって、例えば低温域等で大きくなる負荷に対して適切なトルクでステッピングモータを駆動することが可能となる。

また、本発明の一態様として、第９に、上記いずれかの光ディスク装置であって、前記二相励磁駆動による前記光ピックアップの駆動に関する判定を装置起動直後の光ピックアップ位置初期化のための内周送り動作時に行うものとする。
これにより、装置起動直後の光ピックアップ位置初期化の際に、二相励磁駆動により光ピックアップを移動させた場合の動作が正常終了したかなど、二相励磁駆動による光ピックアップの駆動に関する判定を行い、マイクロステップ駆動を行う際の駆動電流を制御することが可能となる。

また、本発明は、第１０に、上記いずれかの光ディスク装置を備える車載用機器を提供する。
特に低温環境下などの幅広い温度範囲で使用される車載用機器において、上記の光ディスク装置を適用することで、光ピックアップの送り動作を周囲温度に関わらず安定化でき、動作不良発生を防止できる。

本発明によれば、ステッピングモータを用いた光ピックアップの駆動機構において、幅広い使用温度環境下であっても光ピックアップの送り動作を安定化することのできる光ディスク装置を提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施形態では、記録媒体としてＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクを用いて、情報の読み取り、書き込みの少なくとも一方を光学的に行う光ディスク装置の構成例を示す。この光ディスク装置は、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ナビゲーション装置などの車載用機器に好適なものである。

光ディスク装置は、光ディスク１を保持して回転するスピンドルモータ２と、光ディスク１に対してレーザ光を照射して情報の読み取り、書き込みを行う光ピックアップ３と、光ピックアップ３を光ディスク１の半径方向に移動させるステッピングモータ４とを有して構成される。光ディスク１の記録面には、内周から外周（または外周から内周）に向けてスパイラル状のトラックが形成され、このトラックに各種情報が記録されている。

光ピックアップ３は、光源であるレーザ発光ダイオード、受光部である光検出器、及び各種光学素子部品を備えるとともに、記録／再生用のレーザ光を光ディスク１の記録面に集光する対物レンズ５と、この対物レンズ５を駆動するアクチュエータ６と、上記構成部品が組みつけられた基台７とを備えて構成される。光ピックアップ３の基台７には、光ディスク１の半径方向に延設されたガイドシャフト８が挿通され、このガイドシャフト８に沿って基台７が摺動可能となっている。ガイドシャフト８は、光ピックアップ３を支持するとともに、光ピックアップ３が移動する際、光ディスク１の半径方向に内外周へ移動するためのガイドの機能を有する。

ステッピングモータ４の回転軸９は、ガイドシャフト８と平行に延設されている。この回転軸９には送りねじ１０が形成されており、光ピックアップ３の基台７に固定された送りねじ受け１１が送りねじ１０に係合している。この構成により、ステッピングモータ４を回転駆動させた際に、ステッピングモータ４の回転運動が直線運動に変換され、光ピックアップ３の基台７が光ディスク１の半径方向に移動する。なお、図１の構成例では、ガイドシャフト２本、送りねじ１本の構成を示したが、送りねじがガイドシャフトを兼ねた構成としてもよい。

また、光ディスク装置は、スピンドルモータ２を駆動するスピンドルモータ駆動部１２と、光ピックアップ３のアクチュエータ６を駆動する光ピックアップ駆動部１３と、ステッピングモータ４を駆動するステッピングモータ駆動部１４とを備える。また、光ピックアップ３で読み取った読み取り信号を増幅するヘッドアンプ１５と、ヘッドアンプ１５の出力信号を処理する信号処理部１６と、光ピックアップ３が光ディスク１の内周部の所定位置にきたときにオンする内周スイッチ１８とを備える。

さらに、光ディスク装置は、各部の制御を行うプロセッサを備えてなるコントローラ５０を備えている。コントローラ５０は、スピンドルモータ制御部２１、光ピックアップ制御部２２、レンズシフト量検出部２４、タイマ４１、内周位置検出部４２、移動時間判定部４３、ステッピングモータ制御部５１を有して構成される。ステッピングモータ制御部５１は、二相励磁駆動制御部５２、マイクロステップ駆動制御部５３、二相励磁駆動電流振幅値−電流供給時間変換テーブル５４を有して構成される。二相励磁駆動制御部５２は、二相励磁駆動電流振幅値決定部５５、二相励磁駆動電流プロフィール発生部５６を有する。マイクロステップ駆動制御部５３は、マイクロステップ駆動電流供給時間決定部５７、マイクロステップ駆動電流プロフィール発生部５８を有する。

上記構成において、スピンドルモータ駆動部１２は、スピンドルモータ２を回転駆動するための駆動電流を発生し、スピンドルモータ制御部２１は、スピンドルモータ２が所定の回転数になるようにスピンドルモータ駆動部１２より出力される駆動電流を制御する。 光ピックアップ３は、光ディスク１の内周から外周（または外周から内周）へ半径方向に移動しながら、スピンドルモータ２によって回転する光ディスク１に記録された情報の読み取り、書き込みを行う。このとき、光ピックアップ３の対物レンズ５により、レーザ光が光ディスク１のトラック上にあるピットに集光される。

光ピックアップ３のアクチュエータ６は、対物レンズ５をフォーカシング方向（光ディスク１の記録面に対する法線方向）に動かすフォーカスアクチュエータと、対物レンズ５をトラッキング方向（光ディスク１の記録面においてトラックと直交する方向）に動かすトラッキングアクチュエータとを有する。このフォーカスアクチュエータによりレーザ光の焦点合わせが行われ、トラッキングアクチュエータにより光ディスク１上のトラックに対する位置ずれ補正が行われる。

ヘッドアンプ１５は、光ピックアップ３で読み取った信号を増幅し、フォーカスエラー（ＦＥ）信号、トラッキングエラー（ＴＥ）信号、及び読み取り信号のＲＦ信号を生成し出力する。信号処理部１６は、ヘッドアンプ１５で増幅されたＲＦ信号の復調及び誤り訂正の処理を行い、コントローラ２０へ出力する。光ピックアップ駆動部１３は、光ピックアップ３のアクチュエータ６を駆動するための駆動電流を生成する。

コントローラ２０内の光ピックアップ制御部２２は、ヘッドアンプ１５から出力されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を基に対物レンズ５の位置を制御するための制御信号を光ピックアップ駆動部１３に出力する。この制御信号に基づき、光ピックアップ駆動部１３によって光ピックアップ３のフォーカスアクチュエータやトラッキングアクチュエータが駆動される。レンズシフト量検出部２４は、光ピックアップ３の基台７の中心に対し対物レンズ５がシフトしたシフト量を検出する。

送りねじ１０は、ステッピングモータ４の出力軸となっており、ステッピングモータ４が回転すると送りねじ受け１１を介して光ピックアップ３の基台７がを光ディスク１の半径方向に移動する。一般に光ディスク装置では、ディスク内外周の情報を読み出すシーク動作を頻繁に行う必要があるため、送りねじ１０と送りねじ受け１１との間にグリスを塗布し摺動部の耐摩耗性を確保する。

ステッピングモータ４は、ステッピングモータ駆動部１４からの駆動電流により回転する。ステッピングモータ制御部５１は、ステッピングモータ駆動部１４より出力される駆動電流を制御するもので、二相励磁駆動制御部５２及びマイクロステップ駆動制御部５３により二相励磁駆動とマイクロステップ駆動とを切り替えて駆動制御することが可能である。

内周位置検出部４２は、内周スイッチ１８からの出力信号を入力し、内周スイッチ１８のオンによって光ピックアップ３が光ディスク１の内周所定位置まで移動したことを検出し、検出信号を移動時間判定部４３に出力する。このとき、タイマ４１は、光ピックアップ３を二相励磁駆動により光ディスク１の内周方向へ移動させて内周部の所定位置まで移動する際の移動時間を計測する。移動時間判定部４３は、タイマ４１により計測された移動時間と、内周位置検出部４２により検出された光ピックアップ３の内周所定位置までの移動完了の検出信号とによって、光ピックアップ３を内周部の所定位置まで移動させた移動時間が所定時間内であるかを判定する。

二相励磁駆動制御部５２において二相励磁駆動制御を行う際は、二相励磁駆動電流振幅値決定部５５により、二相励磁駆動電流の振幅値を決定する。このとき、移動時間判定部４３の判断に基づき、光ピックアップ３を内周部の所定位置まで移動させた移動時間が所定時間を超えた場合、二相励磁駆動電流の振幅値を増大させる。二相励磁駆動電流プロフィール発生部５６は、二相励磁駆動電流振幅値決定部５５により決定された振幅値に応じた二相励磁駆動電流の電流プロフィールを発生し、ステッピングモータ駆動部１４に出力する。

二相励磁駆動電流振幅値−電流供給時間変換テーブル５４には、二相励磁駆動により光ピックアップ３を内周所定位置まで移動させた移動時間が所定時間内である場合の二相励磁駆動電流振幅値をマイクロステップ駆動時の駆動電流の供給時間幅に変換するための変換データが格納されている。

マイクロステップ駆動制御部５３においてマイクロステップ駆動制御を行う際は、マイクロステップ駆動電流供給時間決定部５７により、二相励磁駆動電流振幅値−電流供給時間変換テーブル５４の出力に基づいて二相励磁駆動電流振幅値に応じてマイクロステップ駆動電流の電流供給時間を決定する。このとき、二相励磁駆動電流振幅値が大きい場合はマイクロステップ駆動時の駆動電流の供給時間幅を長く設定する。マイクロステップ駆動電流プロフィール発生部５８は、マイクロステップ駆動電流供給時間決定部５７により決定された供給時間幅に応じた包絡線が正弦波状のマイクロステップ駆動電流の電流プロフィールを発生し、ステッピングモータ駆動部１４に出力する。

次に、上記のように構成された光ディスク装置の動作について説明する。光ディスク１の情報の読み取り、書き込みに関する動作は、一般の光ディスク装置と同じであるので詳細な説明は省略し、ここでは本実施形態で特徴的な動作である、マイクロステップ駆動による光軸補正送り動作時のステッピングモータ４の制御動作と、装置起動時の二相励磁駆動を用いたリキャル動作について説明する。

光ディスク装置の起動後もしくはシーク終了後など情報の読み出し、書き込みを行う際には、光軸補正送り動作を行う。トラッキングサーボをオンして光ピックアップ３が情報の読み出しを始めると、対物レンズ５が光ディスク１のトラックに追従して半径方向（内周から外周もしくは外周から内周）に動くようにアクチュエータ６が制御される。情報の読み出しまたは書き込みを行っている間、対物レンズ５は徐々に光ピックアップ３の基台７の中心からずれていくレンズシフトが生じる。所定量のレンズシフトが生じた場合、ステッピングモータ制御部２３からの制御信号に従って、ステッピングモータ駆動部１４からステッピングモータ４を所定量動かすようにマイクロステップ駆動を行うための駆動電流が印加される。ステッピングモータ４のマイクロステップ駆動により光ピックアップ３の基台７がレンズシフトをキャンセルするように動いたら、ステッピングモータ４を停止する。以上の動作を、対物レンズ５が光ディスク１の最終アドレスもしくは操作者が指定した情報読み取り区間の最終アドレスの読み取りを完了するまで連続して行い、前記アドレスに到達したとき、光軸補正送り動作を終了する。

また、光ディスク装置を起動したときには、一般に、光ピックアップ３を光ディスク１の内周部の所定位置に移動させて内周スイッチ１８のオンを確認し、光ピックアップ３を初期位置にリセットする動作であるリキャル動作を行った後、光ディスク１の情報の読み出し、書き込みを開始する。

本実施形態では、光軸補正送り動作中にステッピングモータ４をマイクロステップ駆動する際の駆動電流制御を以下のようにして行う。この場合、リキャル動作においてステッピングモータ４を二相励磁駆動する際の正常に内周移動完了が可能な駆動電流振幅値を算出し、この駆動電流振幅値に応じて、光軸補正送り動作中のマイクロステップ駆動時の駆動電流供給時間を制御する。

図２は、本実施形態におけるマイクロステップ駆動の電流供給時間設定動作の手順を示すフローチャートである。光ディスク装置が起動すると、マイクロステップ駆動時の駆動電流供給時間設定動作を開始し（ステップＳ４１）、リキャル動作を行う。このとき、二相励磁駆動による内周シーク動作（内周送り動作）を開始し（ステップＳ４２）、まず初期値としてカウンタｎをｎ＝１に設定する（ステップＳ４３）。そして、二相励磁駆動電流振幅値決定部５５は、二相励磁駆動を行う際の電流振幅値Ｉ_ｆ（ｎ）を基準値Ｉ_ｃに設定する（ステップＳ４４）。

続いて、二相励磁駆動電流振幅値決定部５５は、タイマ４１をゼロ（計測値Ｔ＝０）にリセットし（ステップＳ４５）、二相励磁駆動電流プロフィール発生部５６により光ピックアップ３を内周側に移動させるように振幅値Ｉ_ｃの電流プロフィールを生成し、ステッピングモータ駆動部１４を介してステッピングモータ４を駆動すると同時に、タイマ４１をスタートさせる（ステップＳ４６）。移動時間判定部４３は、内周位置検出部４２からの検出信号及びタイマ４１で計測した計測時間に基づき、所定時間経過後、内周スイッチ１８がオンになったかどうかを判定する（ステップＳ４７）。

ステップＳ４７において、所定時間経過後に内周スイッチ１８がオンになっていないと判定した場合、すなわち所定時間内に内周部の所定位置まで光ピックアップ３が移動していない場合は、二相励磁駆動電流振幅値決定部５５は、ステッピングモータ４の負荷が増大し内周送りが正常に行われなかったとみなして、ｎ＝ｎ＋１としてｎを１増分し（ステップＳ４８）、Ｉ_ｆ（ｎ＋１）＝Ｉ_ｆ（ｎ）＋αとして電流振幅値Ｉ_ｆをαだけ１段階増加させる（ステップＳ４９）。その後、ステップＳ４５に戻り、タイマ４１をリセットして再度二相励磁駆動による内周シーク動作を行う。このステップＳ４５〜４９の動作を、所定時間以内に内周スイッチ１８がオンになり、内周部の所定位置まで光ピックアップ３が移動完了するまで繰り返し行う。

図３は、内周シーク動作中のステッピングモータの二相励磁駆動電流を示す図である。この図３に示すように、所定時間内に内周部の所定位置まで光ピックアップ３が移動完了しない場合は、駆動電流の振幅値をαずつ段階的に増加させ、再度内周送り動作を行う。

一方、ステップＳ４７において、所定時間内に内周スイッチ１８がオンとなったと判定した場合、すなわち所定時間内に内周部の所定位置まで光ピックアップ３が移動完了した場合は、内周シーク動作を終了する（ステップＳ５０）。

次に、マイクロステップ駆動中の駆動電流の電流供給時間幅を決定するために、マイクロステップ駆動電流供給時間決定部５７は、二相励磁駆動電流振幅値−電流供給時間変換テーブル５４を用いて前記電流振幅値Ｉ_ｆに対応する変換係数ｋを出力する（ステップＳ５１）。続いて、マイクロステップ駆動電流供給時間決定部５７は、基準とする常温時の電流供給時間ｔ_ｃに変換係数ｋを乗じた電流供給時間ｔ_ｍを駆動電流の供給時間幅に設定し（ステップＳ５２）、マイクロステップ駆動時の駆動電流供給時間設定動作を終了する（ステップＳ５３）。

図４は、本実施形態におけるステッピングモータのマイクロステップ駆動時の駆動電流を示す図である。二相励磁駆動時の正常動作電流振幅値Ｉ_ｆが基準値Ｉ_ｃ以下の場合、すなわちステッピングモータの負荷が所定量より小さい場合は、例えば変換係数ｋ＝１とし、図４（ａ）に示すように駆動電流の供給時間幅を基準とする常温時の電流供給時間ｔ_ｃに設定し、包絡線が正弦波状でパルス状の駆動電流をステッピングモータ駆動部１４より供給する。二相励磁駆動時の正常動作電流振幅値Ｉ_ｆが基準値Ｉ_ｃより大きい場合、すなわちステッピングモータの負荷が所定量より大きい場合は、例えば変換係数ｋ＞１とし、図４（ｂ）に示すように駆動電流の供給時間幅を電流供給時間ｔ_ｍ＝ｋ×ｔ_ｃに設定し、供給時間幅が長くなるように駆動電流を切り替える。このとき、駆動電流の供給時間幅は、電流振幅値Ｉ_ｆに応じて連続的に変化させたり、あるいは段階的に変化させるようにすることができる。

なお、変換係数ｋは、前記電流振幅値Ｉ_ｆに代えて、所定の電流振幅値によって正常に内周シーク動作が完了するまでの移動時間に応じて設定するようにしてもよい。また、二相励磁駆動時の電流振幅値を増大させる値は、一定値αだけでなく、増加回数によって変化させたり、リキャル動作毎に変化させてもよく、あるいは、装置内に温度センサを設けて周囲温度などによって値を変更してもよい。また、装置内に温度センサを設け、電流振幅値に周囲温度の情報をさらに追加してマイクロステップ駆動時の駆動電流供給時間を設定することも可能である。

このように本実施形態では、装置起動時のリキャル動作において、二相励磁駆動による駆動電流の電流振幅値を変化させて光ピックアップを内周位置へ移動させ、正常動作が行えるかどうかから負荷状態を推定する。内周送り動作が所定時間内に正常に完了する電流振幅値を求め、この電流振幅値に応じて変換係数を算出し、基準となる電流供給時間に変換係数を掛けて電流振幅値の大きさ（すなわち正常動作時のステッピングモータの負荷）に応じた電流供給時間を設定することで、マイクロステップ駆動時の駆動電流の供給時間幅を変化させるようにする。このとき、電流振幅値が大きい場合は、駆動電流の供給時間幅が長くなるように設定する。これにより、対物レンズのレンズシフトが所定量を超えた場合に光軸補正送り動作を行う際に、幅広い温度環境下において適切なトルクでステッピングモータを駆動させることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、マイクロステップ駆動による光軸補正送り動作を行う際に、消費電流を抑えて発熱量を少なくするために所定時間幅ずつ間欠的に駆動電流を供給するようにした場合、二相励磁駆動による光ピックアップ送り動作が正常に行える駆動電流の電流振幅値を検出し、検出された電流振幅値に応じてマイクロステップ駆動時の駆動電流の供給時間幅を設定することにより、使用時の負荷トルクに合致したトルクでモータ駆動を行うことができる。このため、ステッピングモータを用いた光ピックアップの駆動機構において、幅広い使用温度環境下であっても光ピックアップの送り動作を安定化させることができる。

これにより、車載用途など使用温度範囲が広い場合にもグリス粘性による負荷変動の影響で送り動作不良が発生するのを防止でき、情報の読み書きを正確に行うことが可能となる。したがって、幅広い温度環境下で光ディスク装置を安定して動作させることができる。また、上記のような光ピックアップ送り制御方法を光ディスク装置に適用すれば、光ディスク装置の安定性及び信頼性を高めることができる。さらに、このような光ディスク装置を車載用機器に適用すれば、車両が幅広い温度環境下で使用されても、光ディスク装置を正常に動作させることができる。

本発明は、ステッピングモータを用いた光ピックアップの駆動機構において、幅広い使用温度環境下であっても光ピックアップの送り動作を安定化することのできるという効果を有し、ディスク状光学式記録媒体に対して情報の読み取り、書き込みの少なくとも一方を行う光ピックアップを備えた光ディスク装置等に有用である。

本発明の実施形態に係る光ディスク装置の概略構成を示すブロック図 本実施形態におけるマイクロステップ駆動の電流供給時間設定動作の手順を示すフローチャート 内周シーク動作中のステッピングモータの二相励磁駆動電流を示す図 本実施形態におけるステッピングモータのマイクロステップ駆動時の駆動電流を示す図 ステッピングモータの回転速度−トルク特性を示す図 ステッピングモータのマイクロステップ駆動時の駆動電流を示す図

符号の説明

１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
３ 光ピックアップ
４ ステッピングモータ
５ 対物レンズ
６ アクチュエータ
７ 基台
８ ガイドシャフト
９ 回転軸
１０ 送りねじ
１１ 送りねじ受け
１２ スピンドルモータ駆動部
１３ 光ピックアップ駆動部
１４ ステッピングモータ駆動部
１５ ヘッドアンプ
１６ 信号処理部
１８ 内周スイッチ
２１ スピンドルモータ制御部
２２ 光ピックアップ制御部
２４ レンズシフト量検出部
４１ タイマ
４２ 内周位置検出部
４３ 移動時間判定部
５０ コントローラ
５１ ステッピングモータ制御部
５２ 二相励磁駆動制御部
５３ マイクロステップ駆動制御部
５４ 二相励磁駆動電流振幅値−電流供給時間変換テーブル
５５ 二相励磁駆動電流振幅値決定部
５６ 二相励磁駆動電流プロフィール発生部
５７ マイクロステップ駆動電流供給時間決定部
５８ マイクロステップ駆動電流プロフィール発生部

Claims (10)

1. 光ディスクに記録された情報を読み取る光ピックアップと、
   前記光ピックアップを前記光ディスクに対して半径方向に移動させるステッピングモータと、
   前記ステッピングモータを駆動するための駆動電流を供給するものであり、二相励磁駆動とマイクロステップ駆動とが可能な駆動電流供給手段と、
   前記二相励磁駆動により前記光ピックアップを移動させた場合の動作が正常終了したか否かを判定する二相励磁駆動判定手段と、
   前記判定結果に応じて前記マイクロステップ駆動を行う際の駆動電流を変更して前記ステッピングモータの駆動制御を行う駆動制御手段と、
   を備える光ディスク装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク装置であって、
   前記二相励磁駆動を行う際の駆動電流を変化させる駆動電流可変手段を有する光ディスク装置。
3. 請求項２に記載の光ディスク装置であって、
   前記駆動電流可変手段は、前記二相励磁駆動を行う際の駆動電流の電流振幅を段階的に変化させる光ディスク装置。
4. 請求項３に記載の光ディスク装置であって、
   前記二相励磁駆動による送り動作が正常に行える前記駆動電流の電流振幅値を判定する正常駆動電流振幅判定手段を有し、
   前記駆動電流供給手段は、前記マイクロステップ駆動を行う際に前記ステッピングモータに対して所定時間幅の間欠的な駆動電流を供給するものであり、
   前記駆動制御手段は、前記駆動電流の供給時間幅を前記駆動電流の電流振幅値に応じて変更する光ディスク装置。
5. 請求項３に記載の光ディスク装置であって、
   前記光ピックアップが前記光ディスクの内周所定位置への移動完了を検出する光ピックアップ位置検出手段と、
   前記二相励磁駆動を行って前記光ピックアップが前記内周所定位置まで所定時間内に移動完了するような前記駆動電流の電流振幅値を判定する移動完了電流振幅判定手段とを有し、
   前記駆動電流供給手段は、前記マイクロステップ駆動を行う際に前記ステッピングモータに対して所定時間幅の間欠的な駆動電流を供給するものであり、
   前記駆動制御手段は、前記駆動電流の供給時間幅を前記駆動電流の電流振幅値に応じて変更する光ディスク装置。
6. 請求項４または５に記載の光ディスク装置であって、
   前記駆動制御手段は、前記電流振幅値が所定値以上の時には前記駆動電流の供給時間幅を増加させた値に変更する光ディスク装置。
7. 請求項１に記載の光ディスク装置であって、
   前記光ピックアップが前記光ディスクの内周所定位置への移動完了を検出する光ピックアップ位置検出手段と、
   前記二相励磁駆動を行って前記光ピックアップが前記内周所定位置まで移動する移動時間を判定する移動時間判定手段とを有し、
   前記駆動電流供給手段は、前記マイクロステップ駆動を行う際に前記ステッピングモータに対して所定時間幅の間欠的な駆動電流を供給するものであり、
   前記駆動制御手段は、前記駆動電流の供給時間幅を前記光ピックアップの移動時間に応じて変更する光ディスク装置。
8. 請求項７に記載の光ディスク装置であって、
   前記駆動制御手段は、前記移動時間が所定値以上の時には前記駆動電流の供給時間幅を増加させた値に変更する光ディスク装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の光ディスク装置であって、
   前記二相励磁駆動による前記光ピックアップの駆動に関する判定を装置起動直後の光ピックアップ位置初期化のための内周送り動作時に行う光ディスク装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の光ディスク装置を備える車載用機器。

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