JP2009289344A - 駆動制御装置、駆動制御方法および光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータの脱調を回避することができる駆動制御装置、駆動制御方法および光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 制御部２２は、コリメータレンズ１２を原点位置から、所定のパルスレートＴ１の駆動パルスで所定のクロック数Ａだけ駆動して、コリメータレンズ１２を移動する。パルスレートＴ１よりも高いパルスレートＴ２で、コリメータレンズ１２を原点位置に戻し、戻すために要した駆動パルスのクロック数Ｂを計数する。制御部２２は、クロック数Ａとクロック数Ｂとが等しくなくなるまで、パルスレートＴ２を１段階ずつあげて、計数を繰り返す。制御部２２は、クロック数Ａとクロック数Ｂとが等しくないと、脱調があったと判断し、脱調があったと判断したパルスレートＴ２を１段階下げたパルスレートＴ２を球面収差補正動作のパルスレートに決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータの駆動を制御する駆動制御装置、駆動制御方法および光ピックアップ装置に関し、特に、半導体レーザを用いて光ディスクに対して情報の記録あるいは再生を行う光ピックアップ装置内のレンズを移動させるモータの駆動を制御する駆動制御装置、駆動制御方法および光ピックアップ装置に関する。

光ディスク装置は、従来から大容量の情報の記録および再生が可能な装置として知られている。光ディスク装置において情報の記録および再生を行なう光ピックアップ装置は、光源として半導体レーザを備えている。

光ディスク装置は、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに照射させることによって、情報の記録および再生を行なう。光ピックアップ装置は、再生時には所定のパワーのレーザ光を光ディスクに集光し、光ディスクに記録されたピットを検出することによって、光ディスクに記録された情報を読み取る。光ピックアップ装置は、記録時には再生時よりも高いパワーで半導体レーザを発光させるとともに、記録する情報に応じてレーザパワーを変調して光ディスクにピットを形成する。

高い品質で情報の記録および再生を行なうためには、光ディスクに照射させる光スポットの球面収差を補正する必要がある。特に、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc；以下「ＢＤ」という）と呼ばれる光ディスクに対しては、高い開口数、たとえば開口数０．８５の対物レンズを用いるので、光ディスクの保護層の厚み誤差の許容値は、数μｍ程度と厳しく、光ピックアップ装置（以下「光ピックアップ」ともいう）は、球面収差補正機能を有することが求められる。

コリメータレンズは、レーザ素子から発光される発散光を、平行光に変換するための光学部品であるが、対物レンズの球面収差は、たとえば、コリメータレンズを光軸方向に移動させることによって補正する方法があり、コリメータレンズの移動には、たとえばステッピングモータが用いられる。

このような球面収差を補正するための技術、およびステッピングモータを駆動するための技術が従来から提案されている。たとえば、特許文献１に記載される光ピックアップ装置は、圧電セラミックスを積層した圧電アクチュエータによって、コリメータレンズを移動させる。

特許文献２に記載される光ディスク装置は、光ピックアップを光ディスクの半径方向に移動するためのステッピングモータの脱調を検出し、脱調が生じた場合、ステッピングモータの回転速度を低下させる。「脱調」は、ステッピングモータに指示されるパルス周波数が高くなった場合などに、ステッピングモータのトルクが不足し、ステッピングモータが、指示されるパルス電圧に応じて回転しない現象である。この光ディスク装置は、ステッピングモータの回転量を示すステッパポインタが上限を超えたとき、あるいはステッパポインタが示すアドレスと実際のアドレスとが相違するときに、脱調が生じたと判定する。実際のアドレスは、光ピックアップからの再生信号をデコーダでデコードすることによって得られる。

特許文献３に記載される光ピックアップ用レンズ駆動装置は、低温環境下でオイルの粘性抵抗が高くなることに起因する脱調を防止するために、ステッピングモータ周囲の温度に応じてステッピングモータの速度を使い分ける。たとえば、低温になると、回転数を小さくする。

特許文献４に記載される光ピックアップの駆動装置は、コリメータレンズを移動させることによって光ピックアップ装置の球面収差を補正する。コリメータレンズを支持し、コイルばねによって付勢される支持部材は、ステッピングモータによって移動するナット部材によって、基準位置からの移動距離が制御される。支持部材がストッパ部に当接した後、基準位置までの範囲では、ナット部材と支持部材とは、非接触状態である。ナット部材がストッパ部に当接すると、ステッピングモータが脱調し、ナット部材は基準位置で停止し、基準位置を決定することができる。このとき、コリメータレンズを支持する支持部材とナット部材とは、非接触であるので、脱調による光学部品への衝撃および振動を回避し、ならびにステッピングモータへの負荷の軽減を図っている。

特開２００５−３０２１１８号公報 特開２００７−２５７７２０号公報 特開２００４−１９９７８０号公報 特開２００６−１５５８３９号公報

対物レンズの球面収差補正は、高い精度でコリメータレンズを移動させること、高速でコリメータレンズを移動させること、あるいは、低価格・低消費電力で実現させることが望まれる。

しかしながら、特許文献１に記載される光ピックアップ装置は、圧電アクチュエータを用いてコリメータレンズを移動させるものであるが、圧電アクチュエータは、移動量が小さい場合には容易に適用することができるが、移動量が大きい場合には全移動範囲に渡って位置情報を得るための位置センサを設けて制御する必要がある。さらに、圧電アクチュエータはステッピングモータと比較して高価であるので、小型かつ低価格で実現することは困難であるという問題がある。

特許文献２に記載される光ディスク装置は、ステッピングモータの脱調を検出するが、再生信号をデコーダでデコードすることによって光ディスクのアドレス情報を得る必要があり、小型化することができないという問題がある。この光ディスク装置のステッピングモータは、光ピックアップ自体を移動させるために用いられ、球面収差補正のためにコリメータレンズを移動させるものではない。さらに、脱調を検出したときに、回転速度を低下させることはできるが、脱調を防止することはできないという問題がある。

特許文献３に記載される光ピックアップ用レンズ駆動装置は、低温環境下でオイルの粘性抵抗が高くなることに起因する脱調を防止することはできるが、このステッピングモータは、特許文献２に記載される光ディスク装置と同様に、光ピックアップ自体を移動させるために用いられ、球面収差補正のためにコリメータレンズを移動させるものではなく、コリメータレンズの脱調を防止することはできないという問題がある。

特許文献４に記載される光ピックアップの駆動装置は、ステッピングモータの脱調によって、基準位置を把握するのであり、脱調を回避することはできないという問題がある。

本発明の目的は、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータの脱調を回避することができる駆動制御装置、駆動制御方法および光ピックアップ装置を提供することである。

本発明は、光学部品を移動させる移動機構を、指示される移動速度で駆動する駆動部に対して、移動速度を変化させて指示する移動速度可変手段と、
移動速度可変手段によって駆動部に指示された移動速度の中から、駆動部が脱調した移動速度を検出する脱調検出手段と、
脱調検出手段によって検出された移動速度に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための移動速度を決定する決定手段とを含むことを特徴とする駆動制御装置である。

また本発明は、光学部品を移動させる移動機構を、指示される駆動電圧に応じた駆動トルクで駆動する駆動部に対して、駆動電圧を変化させて指示する駆動電圧可変手段と、
駆動電圧可変手段によって駆動部に指示された駆動電圧の中から、駆動部が脱調した駆動電圧を検出する脱調検出手段と、
脱調検出手段によって検出された駆動電圧に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための駆動電圧を決定する決定手段とを含むことを特徴とする駆動制御装置である。

また本発明は、光学部品を移動させる移動機構を、指示される移動速度で駆動する駆動部を制御する駆動制御方法であって、
駆動部に対して移動速度を変化させて指示する移動速度可変ステップと、
移動速度可変ステップで駆動部に指示された移動速度の中から、駆動部が脱調した移動速度を検出する脱調検出ステップと、
脱調検出ステップで検出された移動速度に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための移動速度を決定する決定ステップとを含むことを特徴とする駆動制御方法である。

また本発明は、光学部品を移動させる移動機構を、指示される駆動電圧に応じた駆動トルクで駆動する駆動部を制御する駆動制御方法であって、
駆動部に対して駆動電圧を変化させて指示する駆動電圧可変ステップと、
駆動電圧可変ステップで駆動部に指示した駆動電圧の中から、駆動部が脱調した駆動電圧を検出する脱調検出ステップと、
脱調検出ステップで検出された駆動電圧に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための駆動電圧を決定する決定ステップとを含むことを特徴とする駆動制御方法である。

また本発明は、前記駆動制御装置を備えることを特徴とする光ピックアップ装置である。

本発明によれば、移動速度可変手段によって、光学部品を移動させる移動機構を、指示される移動速度で駆動する駆動部に対して、移動速度が変化されて指示され、脱調検出手段によって、移動速度可変手段によって駆動部に指示された移動速度の中から、駆動部が脱調した移動速度が検出され、決定手段によって、脱調検出手段によって検出された移動速度に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための移動速度が決定される。

すなわち、高価な圧電素子およびデコーダを用いることなく、事前に駆動部が脱調する移動速度を検出し、検出した移動速度に基づいて脱調しない移動速度を決定することができる。したがって、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータなどの駆動部の脱調を回避することができる。

また本発明によれば、駆動電圧可変手段によって、光学部品を移動させる移動機構を、指示される駆動電圧に応じた駆動トルクで駆動する駆動部に対して、駆動電圧が変化されて指示され、脱調検出手段によって、駆動電圧可変手段によって駆動部指示された駆動電圧の中から、駆動部が脱調した駆動電圧が検出され、決定手段によって、脱調検出手段によって検出された駆動電圧に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための駆動電圧が決定される。

すなわち、高価な圧電素子およびデコーダを用いることなく、事前に駆動部が脱調する駆動電圧を検出し、検出した駆動電圧に基づいて脱調しない駆動電圧を決定することができる。したがって、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータなどの駆動部の脱調を回避することができる。

また本発明によれば、光学部品を移動させる移動機構を、指示される移動速度で駆動する駆動部を制御するにあたって、移動速度可変ステップでは、駆動部に対して移動速度を変化させて指示する。脱調検出ステップでは、移動速度可変ステップで駆動部に指示された移動速度の中ら、駆動部が脱調した移動速度を検出する。そして、決定ステップでは、脱調検出ステップで検出された移動速度に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための移動速度を決定する。

すなわち、高価な圧電素子およびデコーダを用いることなく、事前に駆動部が脱調する移動速度を検出し、検出した移動速度に基づいて脱調しない移動速度を決定することができる。したがって、本発明に係る駆動制御方法を適用すれば、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータなどの駆動部の脱調を回避することができる。

また本発明によれば、光学部品を移動させる移動機構を、指示される駆動電圧に応じた駆動トルクで駆動する駆動部を制御するにあたって、駆動電圧可変ステップでは、駆動部に対して駆動電圧を変化させて指示する。脱調検出ステップでは、駆動電圧可変ステップで駆動部に指示した駆動電圧の中から、駆動部が脱調した駆動電圧を検出する。そして、決定ステップでは、脱調検出ステップで検出された駆動電圧に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための駆動電圧を決定する。

すなわち、高価な圧電素子およびデコーダを用いることなく、事前に駆動部が脱調する駆動電圧を検出し、検出した駆動電圧に基づいて脱調しない駆動電圧を決定することができる。したがって、本発明に係る駆動制御方法を適用すれば、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータなどの駆動部の脱調を回避することができる。

また本発明によれば、前記駆動制御装置を備えるので、駆動部の脱調を回避することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置１の構成の一部を模式的に示すブロック図である。光ピックアップ装置１は、光ピックアップ駆動装置１０、センサ検出部２１、制御部２２およびパルス駆動回路２３を含んで構成される。光ピックアップ駆動装置１０は、ステッピングモータ１１、コリメータレンズ１２、リードスクリュー１３、ナット部材１４およびセンサ１６を含んで構成される。

本発明の実施の一形態である駆動制御装置は、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２およびパルス駆動回路２３を含んで構成される。本発明に係る駆動制御方法は、駆動制御装置によって処理される。

駆動部であるステッピングモータ１１は、リードスクリュー１３を回転させるモータであり、パルス駆動回路２３から指示される後述する駆動パルスに応じた回転速度でリードスクリュー１３を回転する。光学部品であるコリメータレンズ１２は、ナット部材１４によって支持され、光源から出射された光を平行光にするレンズである。コリメータレンズ１２は、光ディスクなどの光記録媒体の層厚の誤差に起因する球面収差を補正するためにＸ軸方向に移動される。

リードスクリュー１３は、ステッピングモータ１１によって回転され、回転方向によってナット部材１４をＸ軸方向の前後に移動する。ナット部材１４は、コリメータレンズ１２を支持するとともに、リードスクリュー１３と係合し、リードスクリュー１３の回転に伴って、コリメータレンズ１２をレーザ光束１５の光軸方向あるいは、光軸方向と反対方向に移動する。さらに、ナット部材１４は、リードスクリュー１３を中心にして、コリメータレンズ１２を支持する指示部と反対側に、遮光板１７が設けられる。リードスクリュー１３およびナット部材１４は、移動機構である。

レーザ光束１５は、コリメータレンズ１２の移動によって僅かに発散光あるいは収束光に変位し、その変位によって球面収差が変化して補正される。コリメータレンズ１２の移動範囲は、個々の光ピックアップ装置１の設計にもよるが、一般的には、数ｍｍ程度である。

センサ１６は、たとえばフォトインタラプタによって構成され、コリメータレンズ１２の位置を検出するために用いられる。センサ１６は、ナット部材１４が移動して、ナット部材１４に設けられる遮光板１７がフォトインタラプタのスロット内に挿入されて、光が遮られたとき、フォトインタラプタの出力電流が変化する。フォトインタラプタの出力電流は、センサ検出部２１に送られる。センサ検出部２１は、センサ１６からの出力電流を２値化信号に変換して検出信号として制御部２２に送る。

決定手段である制御部２２は、たとえば中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という）および制御プログラムを記憶する半導体メモリなどの記憶装置を含んで構成され、ＣＰＵは、記憶装置に記憶される制御プログラムを実行することによって、パルス駆動回路２３を制御する。制御部２２は、センサ検出部２１からの検出信号に基づいて、コリメータレンズ１２が原点位置に位置付いたことを検出する。具体的には、制御部２２は、センサ検出部２１からの検出信号が、遮光板１７がフォトインタラプタのスロット内に挿入されたことを示す２値化信号の値になったとき、コリメータレンズ１２が原点位置に位置付いたことを検出する。制御部２２は、図示しない上位制御システムと接続され、情報の送受信を行う。

制御部２２は、クロック信号ＣＬＫ、極性信号ＤＩＲおよびイネーブル信号ＥＮによって、パルス駆動回路２３を制御する。パルス駆動回路２３は、出力ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４の４種類のパルス駆動電圧（以下「駆動パルス」ともいう）によってステッピングモータ１１を駆動する。クロック信号ＣＬＫは、駆動パルスＯＵＴ１〜ＯＵＴ４の基準となる基準信号であり、極性信号ＤＩＲは、コリメータレンズ１２を移動する方向を指示する信号であり、イネーブル信号ＥＮは、駆動パルスＯＵＴ１〜ＯＵＴ４の出力を許可する信号である。

図２は、ステッピングモータ１１の駆動パルスを説明するための図である。図２に示したステッピングモータ１１は、２相式のステッピングモータであり、コイルＫおよびコイルＬの２つのコイルを用いる。パルス駆動回路２３は、位相が異なる４つの駆動パルスＯＵＴ１〜ＯＵＴ４をステッピングモータ１１に出力する。

クロック信号ＣＬＫは、制御部２２から供給される周期Ｔの基準信号である。駆動パルス（図２では、「ドライバ出力」という）ＯＵＴ１は、コイルＫの一端に入力される信号であり、駆動パルスＯＵＴ２は、コイルＫの他端に入力される信号であり、駆動パルスＯＵＴ３は、コイルＬの一端に入力される信号であり、駆動パルスＯＵＴ４は、コイルＬの他端に入力される信号である。

状態１では、コイルＫおよびコイルＬともに正の方向の電圧が印加される。状態２では、コイルＫに正の方向の電圧が印加され、コイルＬに負の方向の電圧が印加される。状態３では、コイルＫおよびコイルＬともに負の方向の電圧が印加される。状態２では、コイルＫに負の方向の電圧が印加され、コイルＬに正の方向の電圧が印加される。正の方向は、コイルＫでは、ＯＵＴ１がＨＩＧＨレベル、かつＯＵＴ２がＬＯＷレベルであり、コイルＬでは、ＯＵＴ３がＨＩＧＨレベル、かつＯＵＴ４がＬＯＷレベルである。負の方向は、コイルＫでは、ＯＵＴ１がＬＯＷレベル、かつＯＵＴ２がＨＩＧＨレベルであり、コイルＬでは、ＯＵＴ３がＬＯＷレベル、かつＯＵＴ４がＨＩＧＨレベルである。

パルス駆動回路２３は、駆動パルスを状態１、状態２、状態３および状態４の順序で繰り返して、ステッピングモータ１１に出力することによって、コリメータレンズ１２を移動する。逆に、駆動パルスを状態４、状態３、状態２および状態１の順序で繰り返して、ステッピングモータ１１に出力することによって、ステッピングモータ１１の回転方向を逆転して、コリメータレンズ１２を逆方向に移動する。

コリメータレンズ１２の移動量は、脱調がない状態では、ステッピングモータ１１の回転量に比例するので、クロック信号ＣＬＫの駆動パルスのクロック数によって移動量を制御することができる。駆動パルスの周期は、クロック信号ＣＬＫの周期の４倍の周期である。

クロック信号ＣＬＫの周期（以下「パルスレート」ともいう）Ｔが短いと、ステッピングモータ１１は、高速に回転し、コリメータレンズ１２を高速に移動することができる。しかしながら、駆動パルスのパルスレートが短いと、駆動トルクが不足して、ステッピングモータ１１の脱調が発生し易くなる。ステッピングモータ１１が脱調すると、駆動パルスのクロック数と、コリメータレンズ１２の移動量との関係が不定となり、コリメータレンズ１２の位置制御が不能になる。

制御部２２およびパルス駆動回路２３は、移動速度可変手段である。センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２およびパルス駆動回路２３は、脱調検出手段である。センサ１６、センサ検出部２１および制御部２２は、位置検出手段である。

図３は、制御部２２が実行する移動速度決定処理の一例を示すフローチャートである。移動速度決定処理は、球面収差を補正する動作を行うときのパルスレートを決定する処理であり、たとえば光ピックアップ装置１に光ディスクが装着されローディングされると、光ディスクの再生あるいは記録動作に先立って、ステップＡ１に移る。

ステップＡ１では、コリメータレンズ１２を原点位置に移動する。具体的には、遮蔽板１７がセンサ１６のスロット内に挿入されて光を遮断するまで、パルス駆動回路２３にステッピングモータ１１を駆動させる。ステップＡ２では、コリメータレンズ１２を移動する移動速度を決める。具体的には、ステッピングモータ１１に指示するパルスレートを、コリメータレンズ１２の移動速度が予め定める基準速度となる所定の値Ｔ１に設定する。パルスレートＴ１は、温度変動および経時変化によっても、ステッピングモータ１１が脱調しない低速のパルスレート、たとえば６００ｐｐｓ（パルス／秒）である。

ステップＡ３では、ステッピングモータ１１を所定のクロック数Ａ、たとえばクロック数１００パルス分の駆動パルスだけ駆動し、コリメータレンズ１２を予め定める距離、たとえば駆動パルス１００パルス分の距離移動する。ステップＡ４では、パルスレートを値Ｔ２に設定する。１回目のパルスレートＴ２は、パルスレートＴ１よりも、１段階高速なパルスレートに設定される。ここで、１段階とは、たとえば１００ｐｐｓであり、１回目のパルスレートＴ２は、７００ｐｐｓとなる。この１段階の値が小さいほど、より細かく最適なパルスレート、換言すると、最適な移動速度を設定することが可能であるが、１段階の値が小さいほど移動速度を決定する動作に時間を要するので、個々の光ピックアップ装置１にとって適切な値が選ばれる。

ステップＡ５では、コリメータレンズ１２を原点位置に移動する。このとき、移動に要した駆動パルスのクロック数Ｂを計数する。ステップＡ６では、クロック数Ａとクロック数Ｂとが等しいか否かが比較される。クロック数Ａとクロック数Ｂとが等しければ、パルスレートＴ２による駆動によって、脱調は無いと判断され、ステップＡ７に進む。クロック数Ａとクロック数Ｂとが等しくなければ、パルスレートＴ２による駆動によって、脱調があったと判断され、ステップＡ８に進む。

ステップＡ７では、パルスレートＴ２を、１段階Ｕｐつまりさらに１段階高速なパルスレートに設定して、ステップＡ１に戻り、ステップＡ１〜ステップＡ６を繰り返す。ステップＡ８では、パルスレートＴ２を１段階Ｄｏｗｎつまり１段階下げる。ステップＡ９では、球面収差補正動作のパルスレートをＴ２に決定して設定し、移動速度決定処理を終了する。

ステップＡ１〜ステップＡ７は、ステッピングモータ１１の脱調を検出する動作であり、ステップＡ８およびステップＡ９は、通常の球面収差補正を行う際のステッピングモータ１１の移動速度を設定する動作である。

ステップＡ３で設定したパルスレートＴ１は、低速で駆動するパルスレートであるので、脱調は発生することなく、たとえば１００パルス分の駆動によって１００パルス分移動することができる。しかし、ステップＡ５で設定したパルスレートＴ２で脱調が発生すると、１００パルス分の駆動では、原点位置、つまりセンサ１６によって検出される位置には到達しない。換言すると、原点位置に到達したときの計数クロック数は、１００パルスを上回るので、クロック数Ａとクロック数Ｂとの差によって脱調の量を検出することが可能である。

このように、本発明に係る駆動制御装置は、ステッピングモータ１１の回転によって位置付いた実際のアドレスを検出するデコーダ、あるいはコリメータレンズ１２の全移動範囲にわたるセンサなどを用いることなく、２値検出のみでよい簡単なセンサ１６あるいはスイッチを用いるだけで、脱調の有無を検出することができる。

さらに、ステッピングモータ１１によってコリメータレンズ１２を移動する移動速度は、脱調の発生しない範囲で最速の速度に設定することができる。ここで、ステップＡ８において、パルスレートＴ２を、たとえば２段階下げて設定すれば、脱調に対する耐性がより増すことになる。

このステッピングモータ１１の移動速度を決定する動作は、光ピックアップ装置１を搭載する光ディスク装置の電源投入時、光ディスクの再生あるいは記録に先立って、または実施動作環境温度が変化したときに実施される。このように移動速度を決定することによって、常に最適のパルスレートで、ステッピングモータ１１を駆動することができるので、安定かつ高速な球面収差補正を実現することができる。

図４は、制御部２２が実行する移動速度決定処理の他の例を示すフローチャートである。図４に示した移動速度決定処理は、図３に示した移動速度決定処理に、脱調したときのパルスレートが小さいときに、エラー出力を行う処理を追加した例であり、たとえば光ピックアップ装置１に光ディスクが装着されローディングされると、光ディスクの再生あるいは記録動作に先立って、ステップＢ１に移る。ステップＢ１〜Ｂ７およびステップＢ９，Ｂ１０は、それぞれ図３に示したステップＡ１〜Ａ９と同じ処理であり、重複を避けるために説明は省略する。

ステップＢ８では、パルスレートＴ２が所定のパルスレートよりも大きいか否かを判定する。パルスレートＴ２が所定のパルスレートよりも大きくないと、ステップＢ１１に進み、パルスレートＴ２が所定のパルスレートよりも大きいと、ステップＢ９に進む。ステップＢ１１では、エラーを出力して、移動速度決定処理を終了する。すなわち、所定のパルスレート以下のパルスレートで脱調が発生する場合には、異状を検出したと判断し、エラーを出力して、移動速度決定処理を終了する。

予め定めるエラー速度である所定のパルスレートは、球面収差補正の動作に支障をきたすような低速なパルスレートである。エラー出力は、制御部２２が、上位制御システムに異常であることを示すエラー情報を送信し、上位制御システムが、受信したエラー情報を出力することによって行われる。光ピックアップ装置１は、上位制御システムにエラー情報を出力することによって、光ディスク装置の使用者に、使用環境の改善あるいは修理を促すことができる。

図３に示したステップＡ２，Ａ４または図４に示したステップＢ２，Ｂ４は、移動速度可変ステップであり、図３に示したステップＡ３または図４に示したステップＢ３は、第１の計数ステップであり、図３に示したステップＡ５または図４に示したステップＢ５は、第２の計数ステップであり、図３に示したステップＡ６または図４に示したステップＢ６は、脱調検出ステップであり、図３に示したステップＡ９または図４に示したステップＢ１０は、決定ステップである。

このように、制御部２２およびパルス駆動回路２３によって、コリメータレンズ１２を移動させるリードスクリュー１３およびナット部材１４を、指示される移動速度で駆動するステッピングモータ１１に対して、移動速度が変化されて指示され、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２およびパルス駆動回路２３によって、制御部２２およびパルス駆動回路２３によってステッピングモータ１１に指示された移動速度の中から、ステッピングモータ１１が脱調した移動速度が検出され、制御部２２によって、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２およびパルス駆動回路２３によって検出された移動速度に基づいて、コリメータレンズ１２を移動することによる球面収差補正のための移動速度が決定される。

すなわち、高価な圧電素子およびデコーダを用いることなく、事前にステッピングモータ１１が脱調する移動速度を検出し、検出した移動速度に基づいて脱調しない移動速度を決定することができる。したがって、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータ１１の脱調を回避することができる。

さらに、制御部２２およびパルス駆動回路２３によって、予め定める基準速度、具体的にはパルスレートＴ１と、パルスレートＴ１とは異なる少なくとも１つの移動速度、具体的にはパルスレートＴ２とがステッピングモータ１１に指示されるので、脱調が発生しないパルスレートＴ１から徐々にパルスレートＴ２を増加させて脱調するパルスレートＴ２を検出することができ、脱調するパルスレートＴ２を精度高く検出することができる。

さらに、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２およびパルス駆動回路２３によって、所定のパルスレート以下のパルスレートで脱調が検出されたとき、ステッピングモータ１１が異常であることを示すエラー情報が出力される。すなわち、ステッピングモータ１１は遅いパルスレートでも脱調するので、エラー情報を出力してユーザに異常を報知することができる。

さらに、コリメータレンズ１２を移動させるリードスクリュー１３およびナット部材１４を、指示される移動速度で駆動するステッピングモータ１１を制御するにあたって、図３に示したステップＡ２，Ａ４または図４に示したステップＢ２，Ｂ４では、ステッピングモータ１１に対して移動速度を変化させて指示する。図３に示したステップＡ６または図４に示したステップＢ６では、図３に示したステップＡ２，Ａ４または図４に示したステップＢ２，Ｂ４でステッピングモータ１１に指示された移動速度の中から、ステッピングモータ１１が脱調した移動速度を検出する。そして、図３に示したステップＡ９または図４に示したステップＢ１０では、図３に示したステップＡ６または図４に示したステップＢ６で検出された移動速度に基づいて、コリメータレンズ１２を移動することによる球面収差補正のための移動速度を決定する。

すなわち、高価な圧電素子およびデコーダを用いることなく、事前にステッピングモータ１１が脱調する移動速度を検出し、検出した移動速度に基づいて脱調しない移動速度を決定することができる。したがって、本発明に係る駆動制御方法を適用すれば、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータ１１の脱調を回避することができる。

さらに、ステッピングモータ１１は、指示される駆動パルスに応じてリードスクリュー１３およびナット部材１４を駆動し、図３に示したステップＡ２，Ａ４または図４に示したステップＢ２，Ｂ４では、予め定める基準速度、具体的にはパルスレートＴ１と、パルスレートＴ１とは異なる少なくとも１つの移動速度、具体的にはパルスレートＴ２とをステッピングモータ１１に指示する。図３に示したステップＡ３または図４に示したステップＢ３では、前記指示されたパルスレートＴ１でコリメータレンズ１２が予め定める距離、たとえば駆動パルス１００パルス分の距離移動したときに、ステッピングモータ１１に指示された駆動パルスのパルス数を計数する。図３に示したステップＡ５または図４に示したステップＢ５では、前記指示されたパルスレートＴ１とは異なる少なくとも１つのパルスレートＴ２でコリメータレンズ１２が予め定める距離移動したときに、ステッピングモータ１１に指示された駆動パルスのパルス数を計数する。そして、図３に示したステップＡ６または図４に示したステップＢ６では、図３に示したステップＡ３または図４に示したステップＢ３で計数されたパルス数と、図３に示したステップＡ５または図４に示したステップＢ５で計数されたパルス数との差に基づいて、脱調を検出するので、パルス数を計数するだけで脱調しないパルスレートＴ２を決定することができる。

図５は、本発明の実施の他の形態である光ピックアップ装置２の構成の一部を模式的に示すブロック図である。光ピックアップ装置２は、光ピックアップ駆動装置１０、センサ検出部２１、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４を含んで構成される。図１に示した光ピックアップ装置１の構成要素と同じ構成要素については、同じ参照符号を付して、重複を避けるために説明は省略する。

電圧可変回路２４は、電源電圧Ｖｃｃをパルス駆動回路２３に印加する。電圧可変回路２４は、制御部２２からの指示に従って、印加する電源電圧Ｖｃｃを変化させることによって、パルス駆動回路２３が出力する駆動パルスの電圧（以下「波高値」ともいう）を制御する。波高値は、電源電圧Ｖｃｃとほぼ同じ電圧であり、電圧可変回路２４での電圧降下分、たとえば０．１Ｖ低い電圧である。以下、電源電圧を「駆動電圧」ともいう。駆動電圧が低いと、ステッピングモータ１１の駆動するために必要な電力は少なくてよいが、駆動トルクが不足し、ステッピングモータ１１の脱調が発生しやすくなる。ステッピングモータ１１が脱調すると、コリメータレンズ１２の移動量との関係が不定となり、コリメータレンズ１２の位置制御ができなくなる。

制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４は、駆動電圧可変手段である。センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４は、脱調検出手段である。制御部２２は、決定手段である。センサ１６、センサ検出部２１および制御部２２は、位置検出手段である。

図６は、制御部２２が実行する駆動電圧決定処理の一例を示すフローチャートである。駆動電圧決定処理は、球面収差を補正する動作を行うときの駆動電圧を決定する処理であり、たとえば光ピックアップ装置２に光ディスクが装着されローディングされると、光ディスクの再生あるいは記録動作に先立って、ステップＣ１に移る。

ステップＣ１では、コリメータレンズ１２を原点位置に移動する。具体的には、遮蔽板１７がセンサ１６のスロット内に挿入されて光を遮断するまで、パルス駆動回路２３にステッピングモータ１１を駆動させる。ステップＣ２では、ステッピングモータ１１の駆動電圧を予め定める基準電圧である所定の値Ｖｃｃ１に設定する。駆動電圧Ｖｃｃ１は、温度変動あるいは経時変化によっても、ステッピングモータ１１が脱調しない高い電圧、たとえば５Ｖ（ボルト）の電圧である。

ステップＣ３では、ステッピングモータ１１を所定のクロック数Ａ、たとえばクロック数１００パルス分の駆動パルスだけ駆動し、コリメータレンズ１２を予め定める距離、たとえば駆動パルス１００パルス分の距離移動する。ステップＣ４では、駆動電圧を値Ｖｃｃ２に設定する。１回目の駆動電圧Ｖｃｃ２は、駆動電圧Ｖｃｃ１よりも、１段階低い電圧に設定される。ここで、１段階とは、たとえば０．１Ｖであり、１回目の駆動電圧Ｖｃｃ２は、４．９Ｖとなる。この１段階の値が小さいほど、より細かく最適な駆動電圧を設定することが可能であるが、１段階の値が小さいほど駆動電圧を決定する動作に時間を要するので、個々の光ピックアップ装置１にとって適切な値が選ばれる。

ステップＣ５では、コリメータレンズ１２を原点位置に移動する。このとき、移動に要した駆動パルスのクロック数Ｂを計数する。ステップＣ６では、クロック数Ａとクロック数Ｂとが等しいか否かが比較される。クロック数Ａとクロック数Ｂとが等しければ、駆動電圧Ｖｃｃ２による駆動によって、脱調は無いと判断され、ステップＣ７に進む。クロック数Ａとクロック数Ｂとが等しくなければ、駆動電圧Ｖｃｃ２による駆動によって、脱調があったと判断され、ステップＣ８に進む。

ステップＣ７では、駆動電圧Ｖｃｃ２を、１段階Ｄｏｗｎつまりさらに１段階低い電圧に設定して、ステップＣ１に戻り、ステップＣ１〜ステップＣ６を繰り返す。ステップＣ８では、駆動電圧Ｖｃｃ２が予め定めるエラー電圧である所定の駆動電圧よりも小さいか否かを判定する。駆動電圧Ｖｃｃ２が所定の駆動電圧よりも小さいと、ステップＣ９に進み、駆動電圧Ｖｃｃ２が所定の駆動電圧よりも小さくないと、ステップＣ１１に進む。

ステップＣ９では、駆動電圧Ｖｃｃ２を１段階Ｕｐつまり１段階上げる。ステップＣ１０では、球面収差補正動作の駆動電圧をＶｃｃ２に決定して設定し、駆動電圧決定処理を終了する。ステップＣ１１では、エラーを出力して、駆動電圧決定処理を終了する。すなわち、所定の駆動電圧以上の駆動電圧で脱調が発生する場合には、異状を検出したと判断し、エラーを出力して、駆動電圧決定処理を終了する。

ステップＣ１〜ステップＣ７は、ステッピングモータ１１の脱調を検出する動作であり、ステップＣ９およびステップＣ１０は、通常の球面収差補正を行う際のステッピングモータ１１の駆動電圧を設定する動作である。

ステップＣ３で設定した駆動電圧Ｖｃｃ１は，高い電圧での駆動であるので、脱調は発生することなく、たとえば１００パルス分の駆動によって１００パルス分移動することができる。しかし、ステップＣ５で設定した駆動電圧Ｖｃｃ２で脱調が発生すると、１００パルス分の駆動では、原点位置、つまりセンサ１６によって検出される位置には到達しない。すなわち、原点位置に到達したときの計数クロック数は、１００パルスを上回るので、クロック数Ａとクロック数Ｂとの差によって脱調の量を検出することが可能である。

このように、本発明に係る駆動制御装置は、ステッピングモータ１１の回転によって位置付いた実際のアドレスを検出するデコーダ、あるいはコリメータレンズ１２の全移動範囲にわたるセンサなどを用いることなく、２値検出のみでよい簡単なセンサ１６あるいはスイッチを用いるだけで、脱調の有無を検出することができる。

さらに、コリメータレンズ１２を移動するステッピングモータ１１に出力する駆動パルスの電圧は、脱調の発生しない範囲で、最も消費電力の小さい電圧に設定することができる。ここで、ステップＣ９において、駆動電圧Ｖｃｃ２を、たとえば２段階上げて設定すれば、脱調に対する耐性がより増すことになる。

図６に示したステップＣ２，Ｃ４は、移動速度可変ステップであり、図６に示したステップＣ３は、第１の計数ステップであり、図６に示したステップＣ５は、第２の計数ステップであり、図６に示したステップＣ６は、脱調検出ステップであり、図６に示したステップＣ１０は、決定ステップである。

図４に示した異常を検出するための所定のパルスレートあるいは図６に示した異常を検出するための所定の駆動電圧は、使用するステッピングモータあるいは光学設計によって異なるが、たとえばブルーレイディスクの２層ディスクで、層間をジャンプする動作の場合、数十ｍ秒以下の高速で、各層にあった球面収差補正を行う必要がある。数十ｍ秒以下の高速で動作するためには、最低限の値、たとえばパルスレートは１０００ｐｐｓ程度であり、駆動電圧は３Ｖ程度である。

このように、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４によって、コリメータレンズ１２を移動させるリードスクリュー１３およびナット部材１４を、指示される駆動電圧に応じた駆動トルクで駆動するステッピングモータ１１に対して、駆動電圧が変化されて指示され、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４によって、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４によってステッピングモータ１１に指示された駆動電圧の中から、ステッピングモータ１１が脱調した駆動電圧が検出され、制御部２２によって、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４によって検出された駆動電圧に基づいて、コリメータレンズ１２を移動することによる球面収差補正のための駆動電圧が決定される。

すなわち、高価な圧電素子およびデコーダを用いることなく、事前にステッピングモータ１１が脱調する駆動電圧を検出し、検出した駆動電圧に基づいて脱調しない駆動電圧を決定することができる。したがって、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータ１１の脱調を回避することができる。

さらに、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４によって、予め定める基準電圧、具体的には駆動電圧Ｖｃｃ１と、駆動電圧Ｖｃｃ１とは異なる少なくとも１つの駆動電圧、具体的には駆動電圧Ｖｃｃ２とがステッピングモータ１１に指示されるので、脱調が発生しない駆動電圧Ｖｃｃ１から徐々に駆動電圧Ｖｃｃ２を低下させて脱調する駆動電圧Ｖｃｃ２を検出することができ、脱調する駆動電圧Ｖｃｃ２を精度高く検出することができる。

さらに、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４によって、所定の駆動電圧以上の駆動電圧Ｖｃｃ２で脱調が検出されたとき、ステッピングモータ１１が異常であることを示すエラー情報が出力される。すなわち、ステッピングモータは高い駆動電圧でも脱調するので、エラー情報を出力してユーザに異常を報知することができる。

さらに、コリメータレンズ１２を移動させるリードスクリュー１３およびナット部材１４を、指示される駆動電圧に応じた駆動トルクで駆動するステッピングモータ１１を制御するにあたって、図６に示したステップＣ２，Ｃ４では、ステッピングモータ１１に対して駆動電圧を変化させて指示する。図６に示したステップＣ６では、図６に示したステップＣ２，Ｃ４でステッピングモータ１１に指示した駆動電圧の中から、ステッピングモータ１１が脱調した駆動電圧を検出する。そして、図６に示したステップＣ１０では、図６に示したステップＣ６で検出された駆動電圧に基づいて、コリメータレンズ１２を移動することによる球面収差補正のための駆動電圧を決定する。

すなわち、高価な圧電素子およびデコーダを用いることなく、事前にステッピングモータ１１が脱調する駆動電圧を検出し、検出した駆動電圧に基づいて脱調しない駆動電圧を決定することができる。したがって、本発明に係る駆動制御方法を適用すれば、小型かつ低価格で球面収差補正時にステッピングモータ１１の脱調を回避することができる。

さらに、ステッピングモータ１１は、指示される駆動パルスに応じてリードスクリュー１３およびナット部材１４を駆動し、図６に示したステップＣ２，Ｃ４では、予め定める基準電圧、具体的には駆動電圧Ｖｃｃ１と、駆動電圧Ｖｃｃ１とは異なる少なくとも１つの駆動電圧、具体的には駆動電圧Ｖｃｃ２とをステッピングモータ１１に指示する。図６に示したステップＣ３では、前記指示された駆動電圧Ｖｃｃ１でコリメータレンズ１２が予め定める距離、たとえば駆動パルス１００パルス分の距離移動したときに、ステッピングモータ１１に指示された駆動パルスのパルス数を計数する。図６に示したステップＣ５では、前記指示された駆動電圧Ｖｃｃ１とは異なる少なくとも１つの駆動電圧Ｖｃｃ２でコリメータレンズ１２が予め定める距離移動したときに、ステッピングモータ１１に指示された駆動パルスのパルス数を計数する。そして、図６に示したステップＣ６では、図６に示したステップＣ３で計数されたパルス数と、図６に示したステップＣ５で計数されたパルス数との差に基づいて、脱調を検出するので、パルス数を計数するだけで脱調しない駆動電圧を決定することができる。

さらに、ステッピングモータ１１によって、指示される駆動パルスに応じてリードスクリュー１３およびナット部材１４が駆動され、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２およびパルス駆動回路２３、またはセンサ１６、センサ検出部２１、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４によって、コリメータレンズ１２を予め定める距離移動させるために、ステッピングモータ１１に指示された駆動パルスのパルス数を計数することによって脱調が検出されるので、パルス数を計数するだけで脱調を検出することができる。

さらに、センサ１６、センサ検出部２１および制御部２２によって、コリメータレンズ１２の位置が検出され、センサ１６、センサ検出部２１、制御部２２およびパルス駆動回路２３、またはセンサ１６、センサ検出部２１、制御部２２、パルス駆動回路２３および電圧可変回路２４によって、センサ１６、センサ検出部２１および制御部２２によって検出される位置を基準にして、パルス数が計数されるので、基準位置からの距離でパルス数を計数することができる。

さらに、光ピックアップ装置１は、前記駆動制御装置を備えるので、ステッピングモータ１１の脱調を回避することができる。

本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置１の構成の一部を模式的に示すブロック図である。 ステッピングモータ１１の駆動パルスを説明するための図である。 制御部２２が実行する移動速度決定処理の一例を示すフローチャートである。 制御部２２が実行する移動速度決定処理の他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の他の形態である光ピックアップ装置２の構成の一部を模式的に示すブロック図である。 制御部２２が実行する駆動電圧決定処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１，２ 光ピックアップ装置
１０ 光ピックアップ駆動装置
１１ ステッピングモータ
１２ コリメータレンズ
１３ リードスクリュー
１４ ナット部材
１５ レーザ光束
１６ センサ
１７ 遮光板
２１ センサ検出部
２２ 制御部
２３ パルス駆動回路
２４ 電圧可変回路

Claims (13)

1. 光学部品を移動させる移動機構を、指示される移動速度で駆動する駆動部に対して、移動速度を変化させて指示する移動速度可変手段と、
   移動速度可変手段によって駆動部に指示された移動速度の中から、駆動部が脱調した移動速度を検出する脱調検出手段と、
   脱調検出手段によって検出された移動速度に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための移動速度を決定する決定手段とを含むことを特徴とする駆動制御装置。
2. 光学部品を移動させる移動機構を、指示される駆動電圧に応じた駆動トルクで駆動する駆動部に対して、駆動電圧を変化させて指示する駆動電圧可変手段と、
   駆動電圧可変手段によって駆動部に指示された駆動電圧の中から、駆動部が脱調した駆動電圧を検出する脱調検出手段と、
   脱調検出手段によって検出された駆動電圧に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための駆動電圧を決定する決定手段とを含むことを特徴とする駆動制御装置。
3. 前記移動速度可変手段は、予め定める基準速度と、前記予め定める基準速度とは異なる少なくとも１つの移動速度とを前記駆動部に指示することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
4. 前記駆動電圧可変手段は、予め定める基準電圧と、前記予め定める基準電圧とは異なる少なくとも１つの駆動電圧とを前記駆動部に指示することを特徴とする請求項２に記載の駆動制御装置。
5. 前記駆動部は、指示される駆動パルスに応じて前記移動機構を駆動し、
   前記脱調検出手段は、前記光学部品を予め定める距離移動させるために、前記駆動部に指示された駆動パルスのパルス数を計数することによって脱調を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の駆動制御装置。
6. 前記脱調検出手段は、前記光学部品の位置を検出する位置検出手段を含み、位置検出手段によって検出される位置を基準にして、パルス数を計数することを特徴とする請求項５に記載の駆動制御装置。
7. 前記脱調検出手段は、予め定めるエラー速度以下の移動速度で脱調を検出したとき、前記駆動部が異常であることを示すエラー情報を出力することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
8. 前記脱調検出手段は、予め定めるエラー電圧以上の駆動電圧で脱調を検出したとき、前記駆動部が異常であることを示すエラー情報を出力することを特徴とする請求項２に記載の駆動制御装置。
9. 光学部品を移動させる移動機構を、指示される移動速度で駆動する駆動部を制御する駆動制御方法であって、
   駆動部に対して移動速度を変化させて指示する移動速度可変ステップと、
   移動速度可変ステップで駆動部に指示された移動速度の中から、駆動部が脱調した移動速度を検出する脱調検出ステップと、
   脱調検出ステップで検出された移動速度に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための移動速度を決定する決定ステップとを含むことを特徴とする駆動制御方法。
10. 光学部品を移動させる移動機構を、指示される駆動電圧に応じた駆動トルクで駆動する駆動部を制御する駆動制御方法であって、
    駆動部に対して駆動電圧を変化させて指示する駆動電圧可変ステップと、
    駆動電圧可変ステップで駆動部に指示した駆動電圧の中から、駆動部が脱調した駆動電圧を検出する脱調検出ステップと、
    脱調検出ステップで検出された駆動電圧に基づいて、前記光学部品を移動することによる球面収差補正のための駆動電圧を決定する決定ステップとを含むことを特徴とする駆動制御方法。
11. 前記駆動部は、指示される駆動パルスに応じて前記移動機構を駆動し、
    前記移動速度可変ステップでは、予め定める基準速度と、前記予め定める基準速度とは異なる少なくとも１つの移動速度とを前記駆動部に指示し、
    前記指示された基準速度で前記光学部品が予め定める距離移動したときに、駆動部に指示された駆動パルスのパルス数を計数する第１の計数ステップと、
    前記指示された基準速度とは異なる少なくとも１つの移動速度で前記光学部品が予め定める距離移動したときに、駆動部に指示された駆動パルスのパルス数を計数する第２の計数ステップとをさらに含み、
    前記脱調検出ステップでは、第１の計数ステップで計数されたパルス数と、第２の計数ステップで計数されたパルス数との差に基づいて、脱調を検出することを特徴とする請求項９に記載の駆動制御方法。
12. 前記駆動部は、指示される駆動パルスに応じて前記移動機構を駆動し、
    駆動電圧可変ステップでは、予め定める基準電圧と、前記予め定める基準電圧とは異なる少なくとも１つの駆動電圧とを前記駆動部に指示し、
    前記指示された基準電圧で前記光学部品が予め定める距離移動したときに、駆動部に指示された駆動パルスのパルス数を計数する第１の計数ステップと、
    前記指示された基準電圧とは異なる少なくとも１つの駆動電圧で前記光学部品が予め定める距離移動したときに、駆動部に指示された駆動パルスのパルス数を計数する第２の計数ステップとを含み、
    前記脱調検出ステップでは、第１の計数ステップで計数されたパルス数と、第２の計数ステップで計数されたパルス数との差に基づいて、脱調を検出することを特徴とする請求項１０に記載の駆動制御方法。
13. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の駆動制御装置を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。

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