JP2008305488A - 光ピックアップ及び光ディスクドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】ＷＤ（ワーキングディスタンス）の狭い場合でもレンズとディスクの衝突を回避し、かつ電力を低減することのできる光ピックアップと光ディスクドライブ装置を提供する。
【解決手段】２種類の密度の異なる光ディスクに記録を行う場合に、対物レンズの中立位置をＷＤの小さくなるディスクに合焦するような位置に略一致させるように配置したことを特徴する光ピックアップを用い、さらに情報を記録する記録モードと、情報の記録は行わない休止モードを切り換える間欠動作切換手段を備え、間欠動作手段は、ＷＤが小さくなる光ディスクの休止モードはフォーカス制御をおこなったままで、それ以外の光ディスクの休止モードは、フォーカス制御を外すように切り換えるように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）とＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）あるいはそれに相当する高密度ディスクに情報を記録するピックアップに関するものである。

また本発明はビデオカメラ用に好適な光ピックアップ装置とそれを用いたビデオカメラに好適な光ディスクドライブ装置に関し、より詳細には、光ディスクドライブ装置のレンズ衝突防止と省電力技術に関する。

近年青色レーザおよび高ＮＡ（０．８５） の対物レンズを用いた相変化書換え型の光ディスク（たとえばＢＤ）の高密度化技術開発が進み、直径が５ 〜 ８ ｃ ｍ 程度の小径であっても、４ 〜１６ＧＢ（最大容量は２層化技術を使った場合）とビデオカメラ用の大容量の光ディスクが実現できつつある。ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）などの画像圧縮技術を使うと、この容量の光ディスクには、従来のテープと同等の画質で同じ時間撮影できるので、本格的な光ディスク・ビデオカメラが実現でき、さらに転送レートの向上によって、より高精細なＨＤ画質の映像も記録できる。

しかしながらビデオカメラ特有の課題として、レーザ発光部をはじめとする発熱の低下とバッテリー駆動で長時間撮影を実現するため消費電力の低減が強く求められている。

消費電力低減の従来例としては、音楽用のＭ Ｄ（ＭｉｎｉＤｉｓｃ） の間欠再生がある（特許文献１参照）。この例は、光ディスク装置を動かしたり止めたりして間欠的に再生動作させる方法である。これによると、休止期間にレーザ発光部を含めた電力をゼロにすることで、レーザ発光部を含め光ディスク駆動部の電力を平均的に低減ができる。これによって、電池寿命を延ばしている。

以下具体的に、上記間欠再生の動作を説明する。まず光ディスクからの音楽データの読出し速度は、音楽データのデコーダへの入力速度に対して、十分高速であることを前提としている。音楽を再生するときには、まず光ディスク駆動部を起動して、音楽データを高速に再生して一旦バッファメモリーに蓄積する（ 読出し状態）。バッファメモリーが一杯になったら、光ディスク駆動部を一旦停止してレーザ発光部ほか光ディスク駆動部の電力をほぼゼロとする（ 休止状態） 。

一方、バッファメモリーからは、音楽データを一定速度でデコーダに送り音楽を連続的に再生する。そして、バッファメモリーの音楽データの残量が所定レベルを切った場合には、光ディスク駆動部を再び起動させ、続きの音楽データを高速に読出してバッファメモリーに蓄える。以上の動作を音楽再生中に繰り返す。音楽再生中は、上記デコーダへは一定の速度で音楽データを送る。

以上の読出し状態では、起動ならびに読み出しのために光ディスク駆動部は電力消費を
行うが、上記休止状態では電力消費がないため、読出し状態の時間（ 読出し時間） と休止状態の時間（ 休止時間） の比に応じて、平均的な消費電力を減らすことができる。また読み出し時にはレーザ発光部は連続点灯するが、レーザ発光部の温度が大きく上昇する前に休止状態にするので、休止状態のレーザ発光部の冷却によって、レーザ発光部の平均的な温度上昇を低減することができる。

ただし、休止状態から読出し状態に至る起動時には、モータ回転、レーザ点灯、フォー
カスやトラッキング引き込みなどの立上げ動作が必要となり、数秒程度の時間がかかる。
また起動時には、モータの回転制御等により、読出し状態より若干電力が増えことがあった。したがってＭＤのような音楽データの再生では、再生時間に対して休止時間が十分に長く取れるので、電力低減とともにレーザ発光部の温度上昇防止に非常に手段である。なお、この間欠再生技術は録音つまり光ディスクへの書込み時、すなわち間欠記録にも使うことができる。
特開平７−１６１０４３号公報 特開２００４−３５５７９５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、休止状態から書き込み状態に至る起動時には、スピンドルモータ回転、レーザ点灯、フォーカスやトラッキング引き込みなどの立上げ動作が必要となり、特にフォーカスの引き込み動作をしているときに、ビデオカメラ特有の振動や衝撃が印加されるとフォーカスを安定に引き込むことができないので、リトライを繰り返して再引き込みをかけて、次ステップに進んでいた。

ところが高ＮＡ（０．８５） の対物レンズを用いた相変化書換え型の光ディスク（たとえばＢＤ）では、従来のＮＡ（０．６）のＤＶＤに比べ、ＷＤ（ワーキングディスタンス）が０．３ｍｍ以下と極めて狭いために、引き込みを失敗すると対物レンズとディスクが衝突し、ディスクに傷をつけたり、光ピックアップが損傷したりする大きな課題があった。

また据え置きタイプのピックでは、ＢＤ、ＤＶＤだけでなくＣＤの記録あるいは再生も実現する必要があり、３種類の波長とＮＡ、ディスクの光透過層厚によってレンズの位置が決定されるため、図１０のように波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．４、光透過層厚１．２ｍｍのＣＤビームが中立位置に近く、波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６、光透過層厚０．６ｍｍのＤＶＤビームはレンズを中立位置から下がった位置（ディスクから離間した位置）、波長４５０ｎｍ、ＮＡ０．８５、光透過層厚０．１ｍｍのＢＤビームは中立位置から上がった位置（ディスクに接近した位置）になっていた。

このためＢＤやＤＶＤを再生する場合はアクチュエータにＤＣ電流が印加され、そのために電力消費していたため、ビデオカメラ用には適していなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ビデオカメラに最適なピックアップと光ディスク装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の光ピックアップは、第１の光ディスクに情報を記録するための第１の光ビームを放射する第１の光源と、第１の光ディスクよりも密度の低い第２の光ディスクに情報を記録する第２の光ビームを放射する第２の光源を具備し、前記第１、第２の光ビームを集束する少なくとも１つ以上の対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクに対して垂直方向に移動させることのできる駆動素子とを有し、前記対物レンズの中立位置を前記第1の光ディスク、第２の光ディスクのうち、前記対物レンズのワーキングディスタンスの小さい側のディスクに合焦する位置に略一致させるように配置したことを特徴するものである。

さらに本発明の光ピックアップは、前記対物レンズの中立位置を、前記第1の光ビームが前記第１の光ディスクに合焦する位置に略一致させるように配置したことを特徴するものである。

さらに本発明の光ピックアップは、前記対物レンズの中立位置を、自重の影響を受けない垂直置き状態での前記第１の光ディスクに合焦するような位置に略一致させるように配置したことを特徴するものである。

さらに本発明の光ピックアップは、前記対物レンズの中立位置を、前記第1の光ディスクと衝突しない位置で、かつ前記第１の光ディスクに合焦する位置との差異を最小になるように配置したことを特徴とするものである。

さらに本発明の光ピックアップは、前記対物レンズの中立位置を、前記第２の光ディスクと衝突しない位置で、かつ前記第２の光ディスクに合焦する位置との差異を最小になるように配置したことを特徴とするものである。

さらに本発明の光ピックアップは、前記対物レンズの中立位置と前記第1の光ディスクに合焦する位置との差異は、第1、第２の対物レンズのワーキングディスタンスより小さく設定することを特徴とするものである。

さらに本発明の光ピックアップは、前記対物レンズの中立位置と前記第1あるいは第２の光ディスクに合焦する位置との差異は、０．２ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

また本発明の光ディスクドライブは、第１の光ディスクに対し情報の記録あるいは再生を行うための第１の光ビームを放射する第１の光源と、第１の光ディスクよりも密度の低い第２の光ディスクに対し、情報の記録あるいは再生を行う第２の光ビームを放射する第２の光源を具備し、前記第１、第２の光ビームを集束する少なくとも１つの対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクのフォーカス方向とトラッキング方向に移動させることのできる駆動素子とを有する光ピックアップを具備し、前記光ピックアップが生成する電気信号より、装填されたディスクの種類を判別するディスク判別手段と、光ビームの収束状態を制御するフォーカス制御手段と、光ビームの光ディスク上のトラックへの追従状態を制御するトラッキング制御手段と、前記ディスク判別手段の判別結果に応じて、起動中あるいは起動後に、前記光ディスクに記録あるいは再生を行っていない状態においての、前記フォーカス制御手段、前記トラッキング制御手段のＯＮ／ＯＦＦ動作を切り換えるように構成したことを特徴とするものである。

さらに本発明の光ディスクドライブは、前記第１または第２の光ディスクに情報を実際に記録する記録モードと、バッファメモリに記録データを蓄積して情報の記録は行わない休止モードを切り換える間欠動作切換手段を備え、前記間欠動作手段は、前記第1の光ディスクの休止モードはフォーカス制御をおこなったままで、前記第２の光ディスクの休止モードは、フォーカス制御をＯＦＦするように切り換えることを特徴とするものである。

さらに本発明の光ディスクドライブは、前記第１の光ディスクに対し、情報の記録、再生が所定時間以上実行されなかった場合にはフォーカス制御は動作させたまま待機させることを特徴とするものである。

さらに本発明の光ディスクドライブは、前記間欠動作手段は、前記第1の光ディスクの休止モードにおいては、フォーカス制御をおこなったままで、トラッキング制御を外すように構成することを特徴とするものである。

さらに本発明の光ディスクドライブは、前記間欠動作手段は、前記第1の光ディスクの休止モードにおいては、フォーカス制御をおこなったままで、トラッキング制御を外し、さらに光ディスクと光ピックアップが衝突しないように前記駆動素子に電流を印加することを特徴とするものである。

本発明の光ピックアップと光ディスクドライブ装置によれば、密度の異なる２つ以上のディスク規格に対応し、かつレンズとディスクの衝突を回避し、かつ消費電力も軽減できるビデオカメラを実現することができる。

以下に、本発明のピックアップを含む光ディスクドライブ装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の光ディスク装置は、ＮＡの異なる対物レンズによって光ビームを生成照射して密度の異なる複数種類の光ディスクからデータを読み出すことができる。これらの光ディスクは、光ディスクの表面側からレーザ光の照射を受け、データの記録および／または再生が可能となる構造を有している。

本発明の光ディスク装置は、公知のＤＶＤプレイヤーなどの光ディスク装置と同様に、装填された光ディスクを回転させるスピンドルモータなどの駆動機構を備えている。

上記した複数種類の光ディスクのうちからユーザが任意に選択した１つの光ディスクを駆動機構に装填すると、後述する動作が実行され、光ディスクの判別が行われた後、
フォーカス制御、トラッキング制御が実施され、光ディスク上の情報信号が読み取れる状態、あるいは情報信号を光ディスク上に書き込める状態に起動する。

図１は、本発明の第１の実施の形態を実現する光ディスクドライブ装置の概略構成を示すブロック図を示す。

光ピックアップ１０３と光ピックアップ１０３の動作を制御するサーボ制御回路１０６と光ピックアップ１０３で検出した光ディスク１００上の情報信号を再生する再生回路１１０、また記録する情報を所定の変調方式でレーザをパルス発光させて光ディスク１００に書き込み行う記録回路１２２を備えている。

光ピックアップ１０３は、ディスクモータ１０１上に装填された光ディスク１００に対し、集束されたレーザ光を照射し、光ディスクから反射された光に基づいてＲＦサーボアンプ１０４で電気信号を生成する。サーボ制御回路１０６は、ディスクモータ１０１に装填された光ディスク１００にフォーカス、トラッキング制御を実施する。

また再生回路１１０は前記電気信号を波形等価回路１１１でイコライジングしてアナログ再生信号を生成する。生成された再生信号は２値化回路１１２でデジタル化された後、ＰＬＬ回路１１３によってリードクロック（基準クロック）と同期をかけられデータ抽出された後、復調回路１１４、エラー訂正回路１１５によって所定のブロック毎にエラー訂正を実行しＩ／Ｆ回路１２０を介してホストへと転送される。

記録回路１２２はヘッダやエラー訂正のための冗長ビットなどを付加するフォーマッタ部１２３と所定の変調パターン（変調方式）に変調する変調回路１２４と、レーザ駆動回路１１６に入力するためのアナログ信号に変換するＤＡ変換器１２５で構成されている。

これらにより、ホストからＩ／Ｆ回路１２０を介して送られてくる情報を記録するため光ピックアップの中のレーザダイオード（不図示）をパルス発光させ、光ディスクの記録材料（たとえば有機材料や相変化材料）を変化させて、反射率を変えることで、１ｏｒ０の情報の記録を行う。

図２は本発明の主要形態である図１の光ディスク装置におけるサーボ制御回路１０６及び光ピックアップ１０３とその周辺部分の構成をさらに詳しく示したものである。次に図２を用いて詳細に説明する。

光ピックアップ１０３は、ＢＤ用のＮＡ０．８５の対物レンズ２０１、ＤＶＤ用のＮＡ０．６の対物レンズ２０２と２枚の対物レンズを具備し、その対物レンズを１対のフォーカスアクチュータ２０３とトラッキングアクチュエータ２０４で駆動するような構成となっている。

またそれぞれの対物レンズはＢＤの場合、青紫色レーザダイオード２１９、コリメータレンズ２１０、偏向ビームスプリッタ２０７を介して光ビームが入射され、光ディスク１００上に照射されている。光ディスク１００から反射された反射光は、偏向ビームスプリッタ２０７を通過し、検出レンズ２０８によって所定の大きさに絞られた後、４分割ディテクタ２１１へ入る。

４分割ディテクタ２１１のＡＢＣＤそれぞれの領域から、電気信号がプリアンプ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄによって増幅され、加算器２２３、２２４及び差動増幅器２２５によって、フォーカスエラー信号（ＦＥ）が、加算器２２３、２２４、２２６によってＲＦ信号が、加算器２２７、２２８及び差動増幅器２３０にてトラッキングエラー信号（ＴＥ）が生成される。

ＦＥ、ＴＥはＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）３００の指令により、ディスク１００の反射率変動やレーザダイオード２０５、２１９の記録、再生のパワー変化に応じて、所定のゲイン調整（ゲイン切換）を行うことのできるゲイン切換器２３１、２３２と、ＡＤ変換器２３３、２３４を介して、ＤＳＰ３００に入力されている。

入力されたＦＥは、遅延器、増幅器、加算器からなるフォーカス制御部３０１でデジタル演算によって低域補償や位相補償がなされたあと、切り換えスイッチ３０３を介し、ＰＷＭ（パルス幅変調）でフォーカス駆動回路２３５へ出力される。フォーカス駆動回路２３５は、電流増幅を行い、フォーカスアクチュエータ２０３を駆動することで、光ビームを所定の収束状態になるよう制御をかけることができる。

同様に入力されたＴＥは、遅延器、増幅器、加算器からなるトラッキング制御部３０２でデジタル演算によって低域補償や位相補償がなされたあと、トラッキング制御系をＯＮ、ＯＦＦするスイッチ３０４を介してＰＷＭでトラッキング駆動回路２３４へ出力される。トラッキング駆動回路２３４は、電流増幅を行い、トラッキングアクチュエータ２０４を駆動することで、光ビームがトラックを正しく走査するように制御をかけることができる。

また図１で説明したように加算器２２３、２２４、２２６によって生成されたＲＦ信号はＬＰＦ（ローパスフィルタ）２３７、波形等化回路１１１に入力された後、図１で説明したように２値化やＰＬＬが行われ（図２では不図示）再生信号としてホストへ転送される。

さらＡＤ２３３の出力であるＦＥ及び波形等価回路２３８の出力であるＲＦ信号はディスク判別部３０５に入力され、装填されたメディアがＢＤかＤＶＤかのディスク判別を行う。ディスク判別部３０５の判別結果は間欠制御部３０７に入力され、間欠制御部３０７は、装置の間欠動作を制御する。

特にはＬＰＣ部（レーザパワーコントロール部）３０６を介したレーザ２０５、２１９の記録パワー設定や記録再生の切り換えと連動して、スイッチ３０３、３０４の間欠動作の休止モードでのトラッキング制御、フォーカス制御のオンオフを、装填されたメディアの種別に応じてコントロールしている。

具体的にはＤＶＤと判別された場合には、記録モードでスイッチ３０３、３０４をＯＮ状態にして、フォーカス、トラッキング制御を動作させるとともに、ＬＰＣ３０６に所定のパワーを設定して、レーザ駆動回路２３６を介して、赤色レーザ２０５を記録発光させる。休止モードではスイッチ３０３、３０４をＯＦＦ状態にして、フォーカス、トラッキング制御を不動作にする。

このとき加算器２２３−２２６、ＬＰＦ２３７、波形回路等化回路１１１など再生用の回路だけでなく、必要のないＬＰＣ３０６やレーザ駆動回路２３６など記録用の回路の電源もＯＦＦしておく。

ＢＤと判別された場合には、記録モードはＤＶＤと同じくスイッチ３０３、３０４をＯＮ状態にして、フォーカス制御、トラッキング制御を動作させ、ＬＰＣ３０６に所定のパワーを設定して、レーザ駆動回路２３６を介して、青紫色レーザ２１９を記録発光させる。休止モードではスイッチ３０３はＯＮ状態、スイッチ３０４はＯＦＦ状態にして、フォーカス制御は動作、トラッキング制御を不動作にする。

このとき、フォーカス制御をＯＮするので加算器２２３−２２５の電源はＯＦＦできないが、ＬＰＦ２３７、波形等化回路２３８など一部の再生用の回路と、必要のないＬＰＣ３０６やレーザ駆動回路２３６など記録用の回路の電源はＯＦＦしておく。

次に本発明の主要部分である間欠記録、間欠休止の動作の部分について説明する。

図３はＢＤの対物レンズ２０１とディスク面の関係と、ＤＶＤの対物レンズ２０２とディスク面の関係を示した模式図である。ＢＤのレンズはＮＡ＝０．８５であるため、ディスク情報面で光ビームが収束したときのディスク表面と、対物レンズの距離であるＷＤは、一般的な設計では０．３ｍｍ以下となる。よってフォーカス制御をかけずディスクを回転させると、面振れが大きい場合や微少な衝撃や振動で対物レンズ２１０とディスク１００が衝突する。

さらに図８（ａ）に示すようにフォーカス制御を引き込むため、対物レンズをディスクに接近させていくと、記録面を検出した時点での面振れ位置との関係で、衝突する可能性はさらに大きくなる。一方ＤＶＤのレンズはＮＡ＝０．６であるためＷＤは、１．０ｍｍ付近となる。よってフォーカス制御をかけなくてもレンズとディスクが衝突することはなく、図８（ｂ）に示すようにフォーカス制御を引き込むため、対物レンズをディスクに接近させていくと、記録面を検出した時点では、面振れ位置がどうあっても衝突することはない。

したがって、ビデオカメラなどで行われる記録と休止の動作においては、ＤＶＤでは、その間フォーカス引き込みを繰り返しても、衝突の危険性はなく、逆にＢＤは同様に間欠動作でフォーカス引き込みを繰り返すとその使用環境から衝突は免れない。

よってＤＶＤの休止時には、トラッキング、フォーカス制御を外して消費電力を抑制することができるが、ＢＤのときはトラッキング制御のみしか外すことはできず、フォーカス制御はかけたままで間欠休止するように構成されている。

このときにＤＶＤと同様に消費電力を抑制するために、ＢＤの対物レンズの中立位置で、光ビームがＢＤの情報面（厚み０．１ｍｍの面）に収束するように構成する、すなわちレンズアクチュエータのＤＣ駆動電流がほぼ０のときにフォーカス位置がくるような構成にすれば、ＢＤに記録する場合も、ＤＶＤに記録する場合も共に消費電力を削減することができる。

図４は、ＢＤ／ＤＶＤドライブ用のピックアップのレンズとディスクの関係を示す模式図である。この図４を用いて、その動作についてさらに詳しく説明する。

図４（ａ）に示すように、ＢＤディスクが装填され記録するときは、レンズの中立位置にフォーカス位置が合致するため、対物レンズはその位置で光ビームはＢＤ記録面にフォーカスされる。

したがってちょうど中立位置がフォーカス制御の目標となり、そこを中心（０）にして、ディスク面振れにフォーカス制御が追従するので、アクチュエータに流れる駆動電流は、ディスクの面振れに追従するためのＡＣ分のみとなる。よって間欠動作で記録から休止にモード遷移したときにトラッキング制御さえ外しておけば、フォーカス制御を外した状態に近いレベルまで消費される電流を低減できる。

図４（ｂ）に示すように、ＤＶＤディスクが装填され記録するときは、レンズの中立位置よりもディスクに対し離間した位置にフォーカス位置が合致するため、対物レンズはその位置で光ビームはＤＶＤ記録面にフォーカスされる。

したがってちょうどレンズを０．７ｍｍ程度下げた位置がフォーカス制御の目標となり、そこを中心に面振れにフォーカス制御が追従するので、アクチュエータに流れる駆動電流は、レンズを下げるためのＤＣ分（一般的に１００ｍＡ程度）とディスクの面振れに追従するためのＡＣ分を消費する。

このときのＷＤはＢＤ側のレンズ位置で決まるが、レンズを下げているため、その値はＢＤ記録のときよりも０．５ｍｍと大きくなり、面振れや振動などで衝突する危険性はなくなる。よってＤＶＤのときは間欠動作で記録から休止にモード遷移したときにトラッキング制御とフォーカス制御の両方をＯＦＦすることができ、さらに関連するサーボＤＳＰ自体もスリープささせて、スピンドルモータを慣性力のみで回転させるように休止モード処理を切り換えれば、ＢＤの休止時と同等またはそれ以下に消費電流は低減でき、トータルとしてＢＤ、ＤＶＤ同等レベルの低消費電力化を実現することができる。

またＤＶＤ記録の間欠休止時にフォーカスをＯＦＦすることによって、ＢＤ側のレンズが面振れで衝突するような場合は、衝突しない程度に、例えば０．１ｍｍ程度さらに離間させるため若干のＤＣ電流（例えば１５ｍＡ程度）を印加するような休止モードにすれば良い。

逆にＢＤレンズの中立位置を面振れとディスクチルトが最大発生しても衝突しないような限界位置になるように設定してもよい。

たとえば、ＢＤ物理規格では、面振れは１２ｃｍ、８ｃｍでも０．３ｍｍの規定、チルトは１２ｃｍ、８ｃｍでも０.３度と規定されているが、面振れは１２ｃｍより８ｃｍのほう小さくなるので、８ｃｍの実効値（実力値）は、０．３ｍｍ×８／１２＝０．２ｍｍとなる。またチルトは１２ｃｍ、８ｃｍあまり変わらないことから、チルトによる８ｃｍ最外周での高さ変動は、ｔａｎ-1（０．３°）×４０ｍｍ＝０．２ｍｍとなる。

よって図５に示すように面振れ分０．２ｍｍとチルト分０．２ｍｍを加算した０．４ｍｍをレンズ中立位置とディスク表面間の距離Ｄとして確保すれば、フォーカスを外して駆動を切っていても衝突することはなくなる。

このときＢＤは、間欠動作の記録時にフォーカス制御をかけると、レンズ中立位置Ｄ＝０．４ｍｍ（図５中（ａ）点線）よりも０．１ｍｍディスクに接近した位置がフォーカス制御の目標となるため（図５中（ｂ）点線）、中立位置とフォーカス位置を合致させ、レンズ中立位置とディスク表面間の距離ＤをＷＤ０．３ｍｍと一致させた場合に比べ、＋０．１ｍｍのＤＣ電流が印加される。このＤＣ電流は一般的なピックアップの感度で１５ｍＡと十分に少ないため、レンズとディスクの衝突に関しては完全防止ができ、かつ低消費電力化の効果も大きい。

ＤＶＤは、間欠動作の記録時にフォーカス制御をかけると、レンズ中立位置Ｄ＝０．４ｍｍ（図５中（ｃ）点線）よりも０．１ｍｍディスクから離間した位置がフォーカス制御の目標となるため（図５中（ｄ）点線）、中立位置とフォーカス位置を合致させ、レンズ中立位置とディスク表面間の距離ＤをＷＤ０．３ｍｍと一致させた場合に比べ、−０．１ｍｍのＤＣ電流が印加される。このＤＣ電流はＢＤの場合と同様、一般的なピックアップの感度で１５ｍＡと十分に少ないため、レンズとディスクの衝突に関しては完全防止ができ、かつ低消費電力化の効果も大きい。

（実施の形態２）
図６は、１レンズ構成で本発明のＢＤとＤＶＤの記録を実現するためのピックアップの構成を示す断面図である。

実施の形態１でも説明したように、ＢＤの光ビームスポットは光ディスク表面から０．１ｍｍの位置に収束させる必要があるが、ＤＶＤの光ビームスポットは光ディスク表面から０．６ｍｍの位置へ収束させる必要がある。

このため１つの方法として位相輪帯素子などの波長依存性のある光学素子を対物レンズの手前に配置して、ＤＶＤ側のビームに意図的に収差等を発生させたり、屈折させたりして、光ビームを外側に発散させてから対物レンズに入射させている。そのためにＤＶＤを記録するときは、ＢＤを記録するときに比べ、物理的には対物レンズを接近させる必要がある。

よってこの場合のＤＶＤの記録時のＷＤはＢＤ記録時のそれよりも狭くなるケースがありうる（例えば図６ではＤＶＤは０．３ｍｍ ＢＤが０．５ｍｍとなっている）。

したがってこのような場合は、図６に示す通り実施の形態１とは反対にＤＶＤを記録するときのレンズの位置を中立にし、ＢＤの記録のときのレンズ位置をディスクから０．２ｍｍ程度離間するように構成する。

よって図６（ｂ）に示すように、ＤＶＤディスクが装填され記録するときは、レンズの中立位置とフォーカス位置が合致するため、対物レンズはその位置で光ビームはＤＶＤ記録面にフォーカスされる。したがってちょうど中立位置がフォーカス制御の目標となり、そこを中心にして、面振れにフォーカス制御が追従するので、アクチュエータに流れる駆動電流は、ディスクの面振れに追従するためのＡＣ分のみとなる。

よって間欠動作で記録から休止にモード遷移したときにトラッキング制御さえ外しておけば、フォーカス制御を外した状態に近いレベルまで消費される電流を低減できる。

図６（ａ）に示すように、ＢＤディスクが装填され記録するときは、レンズの中立位置よりもディスクに対し離間した位置にフォーカス位置が合致するため、対物レンズはその位置まで駆動されて光ビームはＢＤ記録面にフォーカスされる。

これはちょうどレンズを０．２ｍｍ程度下げた位置がフォーカス制御の目標となり、そこを中心に面振れにフォーカス制御が追従するので、アクチュエータに流れる駆動電流は、レンズを下げるためのＤＣ分（一般的に１００ｍＡ程度）とディスクの面振れに追従するためのＡＣ分を消費する。 しかしながら、ＢＤのときは間欠動作で記録から休止にモード遷移したときにトラッキング制御とフォーカス制御の両方を外し、さらに関連するサーボＤＳＰ自体もスリープさせて、モータを慣性力のみで回転させるように休止モード処理を切り換えれば、ＤＶＤの休止時と同等またはそれ以下に消費電流は低減でき、トータルとしてＢＤ、ＤＶＤ同等レベルの低消費電力化を実現することができる。

また実施の形態１での説明と同様に、実施の形態２ではＢＤ記録の間欠休止時にフォーカスを外すことによるレンズ衝突が想定される。この場合は衝突しない程度に、例えば０．１ｍｍ程度さらに離間させるため若干のＤＣ電流（例えば１５ｍＡ程度）を印加するような休止モードにすれば良い。

逆にＢＤレンズの中立位置を面振れとディスクチルトが最大発生しても衝突しないような限界位置になるように設定してもよい。

上記したように、ＢＤ物理規格では、面振れは１２ｃｍ、８ｃｍでも０．３ｍｍの規定、チルトは１２ｃｍ、８ｃｍでも０.３度と規定されているが、面振れは１２ｃｍより８ｃｍのほう小さくなるので、８ｃｍの実効値（実力値）は、０．３ｍｍ×８／１２＝０．２ｍｍとなる。またチルトは１２ｃｍ、８ｃｍあまり変わらないことから、チルトによる８ｃｍ最外周での高さ変動は、ｔａｎ-1（０．３°）×４０ｍｍ＝０．２ｍｍとなる。

よって図７（ａ）（ｂ）に示すように面振れ分０．２ｍｍとチルト分０．２ｍｍを加算した０．４ｍｍをレンズ中立位置とディスク表面間の距離Ｄとして確保すれば、フォーカスを外して駆動を切っていても衝突することはなくなる。

よってＢＤの間欠動作の記録時にフォーカス制御をかけると、レンズ中立位置０．４ｍｍよりも０．３ｍｍディスクから離間した位置がフォーカス制御の目標となる。

図７（ｃ）（ｄ）に示すように、ＤＶＤの間欠動作の記録時にフォーカス制御をかけると、レンズ中立位置０．４ｍｍよりも０．１ｍｍディスクに接近した位置がフォーカス制御の目標となる。

このように衝突を考慮して、レンズ中立位置をディスク表面間の距離を０．４ｍｍとすると、ＤＶＤの場合は中立位置に対し０．１ｍｍディスクに接近した位置がフォーカス制御の目標となり、レンズ中立位置をディスク表面間の距離を０．３ｍｍとした場合に比べ、０．１ｍｍのＤＣ電流が増加する。

ＢＤの場合は中立位置に対し０．１ｍｍディスクから離間した位置がフォーカス制御の目標となり、レンズ中立位置をディスク表面間の距離Ｄを０．３ｍｍとした場合に比べ、０．１ｍｍのＤＣ電流が削減される。

いずれにしても、０．１ｍｍ分のＤＣ電流は一般的なピックアップの感度で１５ｍＡと十分に少ないため、レンズとディスクの衝突に関しては完全防止ができ、かつ低消費電力化の効果も大きい。
（実施の形態３）
上記説明したように、本発明はレンズとのＷＤの狭くなるメディア種別（物理規格）に対して、その該当するレンズのフォーカス位置と中立位置を合致させるまたは近づけるように構成し、ＷＤが小さくフォーカス位置と中立位置が近いほうのメディア種別（物理規格）においては、間欠動作の休止モードではトラッキング制御のみを外し、フォーカス制御を外さないようにし、ＷＤが大きくフォーカス位置と中立位置が遠いほうのメディア種別（物理規格）においては、間欠動作の休止モードではトラッキング、フォーカス制御の両方を外すように構成することで、低消費電力とレンズ衝突の２つの課題を両立できる。

また本発明はビデオカメラ用のドライブの好適であり、さらに本発明を有効にするため
ビデオカメラの搭載される光ディスクドライブの姿勢に応じて、ピックアップのレンズの中立位置の設定をすることが望ましい。すなわち多くのビデオカメラの光ディスクドライブは垂直設置であるため、レンズの中立位置の設定は自重の影響なしの状態で、ＷＤの小さいほうのメディアに対するフォーカス位置と、中立位置を合致あるいは近づけるように設定すればよい。

さらに通常の光学系の設計では下記に示すように
ＢＤ ／ＤＶＤ ＤＶＤ専用 ＢＤ専用
ＷＤ 0.25-0.3／ 0.5 1.4 0.3（単位ｍｍ）
焦点深度 0.5 ／1.5 1.5 0.5（単位μｍ）
Ｓ字範囲 2.3 ／5.4 6.0 1.5（単位μｍ）
Ｆ値 1.3 ／2.1 2.8 2.0

となり、特にＳ字範囲においては、ＢＤはＤＶＤの１／２になるので、間欠動作の休止でフォーカス制御を外す構成とした場合の記録モードへの移行で必要となるフォーカス引き込みの安定性を考えた場合、引き込み範囲が広いほうが有利なのは間違いない。この場合、ＷＤが同程度であれば、ＤＶＤは、ＢＤに比べフォーカス引き込みで、対物レンズがディスクから十分離間した状態でＳ字のピークを検出できるため、衝突する十分手前でフォーカス制御を引き込むことができる。

さらに２層ディスクでは、ＤＶＤではその影響がほとんどないため、特に球面収差を合致させず（コリメータレンズを駆動することなしに）、２層のいずれでも（手前のＬ０層でも、奥側のＬ１層でも）でも引き込みが可能であるが、ＢＤの場合は、もしＤＶＤと同じような間欠動作を実現しようとした場合に問題となる。

ＢＤはＤＶＤに比べ反射率が低いため、ディスク表面のＳ字と手前のＬ０層のＳ字の識別が非常に困難であるため、必ず奥側のＬ１層に球面収差を合わせてフォーカス制御の引き込みを行う必要がある。

注：ＤＶＤとＢＤでは、光ピックからみた奥の情報層、手前の情報層の定義が逆になっている。手前：ＢＤはＬ１層、ＤＶＤはＬ０層、奥：ＢＤはＬ０層、ＤＶＤはＬ１層。

よってＢＤで２層ディスクのＬ１層を記録しているときに上述したＤＶＤのような間欠休止を実現しようとすると、フォーカス制御を外し、球面収差をＬ１層からＬ０層に切り換える。記録を再開するためにはＬ０に一旦フォーカスを引き込んでから、再度Ｌ０層からＬ１層に球面収差を切り換えて層間ジャンプによって、Ｌ０層からＬ１層へ戻って記録を再開する。そのため休止時間が短くなり、かつフォーカスジャンプや引き込みのためにコリメータレンズや対物レンズをダイナミックに駆動しているので、間欠動作による電力低減の効果が小さくなる。

したがって他に制約条件のない限りは、間欠休止を行う場合に、ＢＤはフォーカス制御ＯＮ、ＤＶＤはフォーカス制御ＯＦＦとしたほうがより好ましい。

さらにＷＤが小さくてフォーカス引き込み時にレンズ衝突が懸念される場合には、起動後に音楽や映像再生していない、すなわちホストコマンド受信の待機状態でもフォーカスＯＮのままでの状態で待機しておくことで、衝突の危険を低減することができ、これによって特に振動、衝撃の環境の厳しい車載プレイヤーにも適用することができる。

この処理について図９を用いて説明する。図９は本装置が、ディスクは装填され起動してＲＥＡＤＹとなり、所定の時間コマンドが送られてこなかったときにスタンバイになるシーケンスのフローチャートである。

ドライブ装置にディスクが装填されると、まずＢＤ（あるいはＤＶＤ）レーザを発光し（Ｓ９０）、その後対物レンズをアップダウンして、光ピックアップよりＦＥあるいはＲＦをＤＳＰ３００内のディスク判別部３０５に取得する。

（Ｓ９２）一旦レーザをＯＦＦし（Ｓ９３）、取得したデータに所定の演算をして装填したディスクを種類判別する。例えば、ＢＤが装填された場合はＢＤレーザでのＦＥ、ＲＦは極めて大きな振幅が得られるが、ＤＶＤが装填された場合は、光ビームスポットは記録面まで届かないため、表面の微少な光しか戻ってこないため振幅は小さい、これを所定の閾値で比較することで容易に判別が可能である（Ｓ９５）。

ディスク判別の結果、ＢＤの場合は、スタンバイモードをフォーカスＯＮで実行する設定にし（Ｓ９１０）、その後、スピンドルモータＯＮ、ＢＤレーザＯＮ、フォーカスＯＮ、トラッキングＯＮを実行する（Ｓ９１１〜Ｓ９１４）。

その後、内周のインフォメーションエリアにあらかじめ記録いるディスク情報を取得して（Ｓ９１５）もしディスク判別が万が一誤っていたら再設定を行う。（Ｓ９１６） ただし通常のＢＤとＤＶＤの場合は誤る可能性は低く、例えばディスク判別をこのインフォメーションエリアの取得データで判断して行っている場合が該当する。

その後、通常アドレス０番地の位置まで移動し、ＲＥＡＤＹ状態となる。ドライブに対してホストよりコマンドが所定時間以上（たとえば６０秒以上）送られてこなかった場合には（Ｓ９１８）、トラッキング制御のみＯＦＦして（Ｓ９１９）スタンバイモードに遷移する（Ｓ９３０）。

ディスク判別の結果、ＤＶＤの場合は、スタンバイモードをフォーカスＯＦＦで実行する設定にし（Ｓ９２０）、その後、スピンドルモータＯＮ、ＤＶＤレーザＯＮ、フォーカスＯＮ、トラッキングＯＮを実行する（Ｓ９２１〜Ｓ９２４）。その後、内周のインフォメーションエリアにあらかじめ記録いるディスク情報を取得して（Ｓ９２５）もしディスク判別が万が一誤っていたら再設定を行う（Ｓ９２６）。

例えばディスク判別をこのインフォメーションエリアの取得データで判断して行っている場合が該当する。ただし通常のＢＤとＤＶＤの場合は誤る可能性は低く、例えばディスク判別をこのインフォメーションエリアの取得データで判断して行っている場合が該当する。

その後、通常アドレス０番地の位置まで移動し、ＲＥＡＤＹ状態となる。ドライブに対してホストよりコマンドが所定時間以上（たとえば６０秒以上）送られてこなかった場合には（Ｓ９２８）、トラッキング制御のみＯＦＦして（Ｓ９２９）スタンバイモードに遷移する（Ｓ９３０）。

このように処理を実行することで、ディスク判別のデータを使って、フォーカス制御、トラッキング制御が実行される前にスタンバイモードの状態を設定できるので、ビデオカメラだけでなく、車載ドライブなどに対しても衝突回避の効果がある。例えば起動途中でエラーが発生したときのリトライモードに対しても、ＢＤの場合には衝突しないようにフォーカス引き込み速度をおそくする、あるいは面振れの少ない内周に移動するといったリトライルーチンの設定、ＤＶＤの場合には、上記をしない高速なリトライルーチンといったような切換が可能となる。

本発明にかかる光ピックアップと光ディスクドライブは、ＢＤとＤＶＤのレンズ衝突と低消費電力動作を実現できるという効果有し、特にモバイル環境で仕様されるビデオカメラやディスクを用いたスチルカメラ用途のピックアップとして有用である。

本発明にかかる光ディスクドライブは、ＢＤとＤＶＤのレンズ衝突防止機能の必要な車載用のＢＤ／ＤＶＤプレイヤー等の用途にも適用できる。

本発明を実現する光ディスクドライブ装置の概略構成図 本発明の実施の形態における光ディスクドライブ装置の構成ブロック図 ＢＤとＤＶＤのレンズとディスクの位置関係を模式的に示す断面図 本発明の実施の形態１におけるピックアップとディスクの位置関係を模式的に示す断面図 本発明の実施の形態１におけるピックアップとディスクの位置関係を模式的に示す断面図 本発明の実施の形態２におけるピックアップとディスクの位置関係を模式的に示す断面図 本発明の実施の形態２におけるピックアップとディスクの位置関係を模式的に示す断面図 本発明の装置にフォーカス引き込みの様子を模式的に示すタイミング図 本発明の装置で実現する起動シーケンスを示すフォローチャート 従来技術のピックアップとディスクの位置関係を模式的に示す断面図

符号の説明

１００ 光ディスク
１０１ ディスクモータ
１０２ モータ駆動回路
１０３ 光ピックアップ
１０６ サーボ制御回路
１１０ 再生回路
１１１ 波形等価回路
１１２ 二値化回路
１１３ ＰＬＬ回路
１１４ 復調回路
１１５ エラー訂正回路
１２０ Ｉ／Ｆ回路
２０１、２０２ 対物レンズ
２０３ フォーカスアクチュエータ
２０４ トラッキングアクチュエータ
２０５ 赤色レーザダイオード
２０６ コリメータレンズ（ＤＶＤ）
２０７ 偏向ビームスプリッタ
２０８ 検出レンズ（ＤＶＤ）
２０９ 検出レンズ（ＢＤ）
２１０ コリメータレンズ（ＢＤ）
２１１ ４分割ディテクタ
２１９ 青紫色レーザダイオード
２２２ プリアンプ
２２３，２２４，２２６ 加算器
２２５、２３０ 差動増幅器
２２７，２２８ 加算器
２３１，２３２ ゲイン切換器
２３３，２３４ ＡＤ変換器
２３４ トラッキング駆動回路
２３５ フォーカス駆動回路
２３６ レーザ駆動回路
２３７ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３００ ＤＳＰ
３０１ フォーカス制御部
３０２ トラッキング制御部
３０３ スイッチ
３０４ スイッチ
３０５ ディスク判別部
３０６ ＬＰＣ
３０７ 間欠制御部

Claims (12)

1. 第１の光ディスクに情報を記録するための第１の光ビームを放射する第１の光源と、第１の光ディスクよりも密度の低い第２の光ディスクに情報を記録する第２の光ビームを放射する第２の光源を具備し、前記第１、第２の光ビームを集束する少なくとも１つ以上の対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクに対して垂直方向に移動させることのできる駆動素子とを有し、前記対物レンズの中立位置を前記第1の光ディスク、第２の光ディスクのうち、前記対物レンズのワーキングディスタンスの小さい側のディスクに合焦する位置に略一致させるように配置したことを特徴する光ピックアップ。
2. 前記対物レンズの中立位置を、前記第1の光ビームが前記第１の光ディスクに合焦する位置に略一致させるように配置したことを特徴する請求項１記載の光ピックアップ。
3. 前記対物レンズの中立位置を、自重の影響を受けない垂直置き状態での前記第１の光ディスクに合焦するような位置に略一致させるように配置したことを特徴する請求項２記載の光ピックアップ。
4. 前記対物レンズの中立位置を、前記第1の光ディスクと衝突しない位置で、かつ前記第１の光ディスクに合焦する位置との差異を最小になるように配置したことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
5. 前記対物レンズの中立位置を、前記第２の光ディスクと衝突しない位置で、かつ前記第２の光ディスクに合焦する位置との差異を最小になるように配置したことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
6. 前記対物レンズの中立位置と前記第1の光ディスクに合焦する位置との差異は、第1、第２の対物レンズのワーキングディスタンスより小さく設定することを特徴とする請求項４、請求項５記載の光ピックアップ。
7. 前記対物レンズの中立位置と前記第1あるいは第２の光ディスクに合焦する位置との差異は、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４、請求項５記載の光ピックアップ。
8. 第１の光ディスクに対し情報の記録あるいは再生を行うための第１の光ビームを放射する第１の光源と、第１の光ディスクよりも密度の低い第２の光ディスクに対し、情報の記録あるいは再生を行う第２の光ビームを放射する第２の光源を具備し、前記第１、第２の光ビームを集束する少なくとも１つの対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクのフォーカス方向とトラッキング方向に移動させることのできる駆動素子とを有する光ピックアップを具備し、
   前記光ピックアップが生成する電気信号より、
   装填されたディスクの種類を判別するディスク判別手段と、
   光ビームの収束状態を制御するフォーカス制御手段と、光ビームの光ディスク上のトラックへの追従状態を制御するトラッキング制御手段と、
   前記ディスク判別手段の判別結果に応じて、起動中あるいは起動後に、前記光ディスクに記録あるいは再生を行っていない状態においての、前記フォーカス制御手段、前記トラッキング制御手段のＯＮ／ＯＦＦ動作を切り換えるように構成したことを特徴とする光ディスクドライブ。
9. 前記第１または第２の光ディスクに情報を実際に記録する記録モードと、バッファメモリに記録データを蓄積して情報の記録は行わない休止モードを切り換える間欠動作切換手段を備え、
   前記間欠動作手段は、前記第1の光ディスクの休止モードはフォーカス制御をおこなったままで、前記第２の光ディスクの休止モードは、フォーカス制御をＯＦＦするように切り換えることを特徴とする請求項８記載の光ディスクドライブ。
10. 前記第１の光ディスクに対し、情報の記録、再生が所定時間以上実行されなかった場合にはフォーカス制御は動作させたまま待機させることを特徴とする請求項８記載の光ディスクドライブ。
11. 前記間欠動作手段は、前記第1の光ディスクの休止モードにおいては、フォーカス制御をおこなったままで、トラッキング制御を外すように構成することを特徴とする請求項９記載の光ディスクドライブ。
12. 前記間欠動作手段は、前記第1の光ディスクの休止モードにおいては、フォーカス制御をおこなったままで、トラッキング制御を外し、さらに光ディスクと光ピックアップが衝突しないように前記駆動素子に電流を印加することを特徴とする請求項１１記載の光ディスクドライブ。

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