JP2010205311A - 光ピックアップおよび光ピックアップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多層ディスクでの層間移動の際に発生する移動機構における駆動偏差により発生する光学部品の移動誤差を、簡単な手段で補正し、高精度かつ高速、小型の装置、低価格、低消費電力での正確な球面収差の補正を実現する。
【解決手段】本発明の光ピックアップは、ステッピングモータ５が、コリメータレンズ４を、第１情報記録層Ｌ１の情報を再生させる位置から第２情報記録層Ｌ２の情報を再生させる位置に移動させるものであり、検出器１０が、コリメータレンズ４における第１情報記録層Ｌ１の情報を再生させる位置と、第２情報記録層Ｌ２の情報を再生させる位置との中間位置を検出するものであり、光ピックアップ制御部２０によって、検出器１０での検出結果をもとに、コリメータレンズ４を移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップおよび光ピックアップ制御装置に関するものである。特に、半導体レーザを用いて多層光ディスクに対して情報の記録および再生を行う光ピックアップおよび光ピックアップ制御装置に関するものである。より詳細には、光ピックアップ内の光学部品を移動させるモータを搭載した光ピックアップおよび光ピックアップ制御装置に関するものである。

従来、大容量の情報の記録および再生が可能な装置として、光ディスク装置が知られている。光ディスク装置において情報の記録および再生を行う光ピックアップは、光源として半導体レーザを備えているのが一般的である。

一般的に、光ディスク装置は、半導体レーザから出射されるレーザ光を光ディスクに照射させることにより情報の記録および再生を行う。具体的には、情報が記録されている光ディスクから情報を再生する場合、光ピックアップは半導体レーザから出射された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ているピットを検出することによって、光ディスクに記録されている情報を読み取る。光ディスクに情報を記録する場合、光ピックアップは再生時より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光のパワーを変調して、光ディスクに記録情報に対応するピットを形成する。

このような光ディスク装置において、高品質で情報の記録および再生を行うには、光ディスクに照射される光スポットを精度よく絞る必要があるが、このためには球面収差を小さくする必要がある。

例えば、高密度の情報記録媒体であるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）と呼ばれる光ディスクでは、高い開口数（例えば０．８５）の対物レンズを用いるため、光ディスクのカバー層の厚み（すなわち、レーザ光が透過する光ディスクの表面から情報記録面までの厚み）の不均一により球面収差が大きくなり易い。従って、光ディスクのカバー層の厚みに対する誤差の許容値は数μｍ程度と厳しくなり、光ピックアップには球面収差を精度よく補正する機能が要求される。

球面収差の補正には、例えば、コリメータレンズを光軸方向に移動させる方法があり、その移動には、例えばステッピングモータがよく用いられる。このような球面収差の補正には、高精度および高速でコリメータレンズを移動させることや、低価格および低消費電力で球面収差補正を実現することなどが望まれる。ここで、コリメータレンズとは、半導体レーザなどの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を言う。

また最近、更に高密度の情報記録媒体として、情報記録層を片面に２層以上有する多層ディスク（例えばＢＤ２層ディスク）が開発されているが、このような多層ディスクにおいては、各情報記録層の間で切れ目なく情報の再生を行うために、コリメータレンズを各情報記録層に対応する位置の間で高速に層間移動させる必要がある。ここで、層間移動とは、各光学部品（例えばコリメータレンズ）が一つの情報記録層の記録および再生に適切な位置から他の情報記録層の記録および再生に適切な位置まで移動することを言う。

このようなコリメータレンズを用いる球面収差補正技術や、コリメータレンズを移動するステッピングモータの駆動制御方法は、従来から提案されている。

例えば、特許文献１には、レンズの基準位置を検出するセンサを用いて、ステッピングモータの噛み込みを検出する技術が開示されている。

特許文献２には、光ディスクからの反射レーザ光により球面収差を検出し、その球面収差検出信号に基づいて、レンズを制御する技術が開示されている。

特許文献３には、ステッピングモータの脱調を、デコーダを用いて検出し、ステッピングモータの速度を変化させる技術が開示されている。ステッピングモータは、駆動は容易であるが脱調しやすいためである。ここで、「脱調」とは、ステッピングモータに印加されるパルス周波数が高くなる等によりステッピングモータのトルクが不足し、パルス電圧を印加してもステッピングモータが回転しない現象を言う。

特許文献４には、移動するレンズ位置を検出することで、カバー層の厚みの異なる、複数種類の光ディスクに対応する技術が開示されている。

球面収差補正において、高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、および小型の装置、低価格、低消費電力で球面収差補正を実現することが望まれている。

特開２００７−２６５５９７号公報（２００７年１０月１１日公開） 特開２００８−００４１５８号公報（２００８年０１月１０日公開） 特開２００７−２５７７２０号公報（２００７年１０月０４日公開） 特開平１０−００３６８７号公報（１９９８年０１月０６日公開）

しかしながら、２層ディスクなどの多層ディスクにおいては、各情報記録層間で切れ目なく情報の再生を行うために、コリメータレンズを高速に層間移動させる必要があるが、コリメータレンズを移動させるステッピングモータに上述した脱調現象がよく発生するため、ステッピングモータを規定のパルス数で駆動しても、コリメータレンズの実際の移動に変換されたパルス数は少なくなり、コリメータレンズを正確に移動させることができず、これによりコリメータレンズによる球面収差の補正も正確に行うことができないという問題がある。

特許文献１では、モータの噛み込みの検出およびその後の復帰に関する技術について記載されているが、層間移動の際のモータの脱調現象については開示されていない。

特許文献２では、球面収差検出信号を用いることで、仮にモータの脱調現象が発生しても、コリメータレンズを最適な位置に移動させることが可能である。しかしながら、球面収差検出を行うためには、光ピックアップや、その信号処理が複雑になるというと課題を有している。

特許文献３では、ステッピングモータの脱調を検出しているが、デコーダまたは光ディスクのアドレス情報を用いているため、装置の小型化を実現することができない。また、光ピックアップ自体を移動させる技術の開示であるため、球面収差補正については、何ら示唆されていない。

特許文献４では、カバー層厚みの異なる、複数種類の光ディスクに対応する技術が開示されているが、多層ディスクの層間移動のための技術については、何ら示唆されていない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、多層ディスクでの層間移動の際に発生するステッピングモータの脱調などの移動機構における駆動偏差により発生するコリメータレンズなどの光学部品の移動誤差を、簡単な手段で補正し、高精度かつ高速、小型の装置、低価格、低消費電力での正確な球面収差の補正を実現することができる光ピックアップおよびその制御装置を提供することにある。

本発明に係る光ピックアップは、上記課題を解決するために、少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層を備え、かつ前記第２情報記録層が前記第１情報記録層よりも光源側に存在している多層光ディスクにおける情報の再生を行い、かつ光ピックアップ制御部に接続されている光ピックアップであって、光学部品と、前記光学部品を移動させる移動機構と、前記光学部品の位置を検出する検出器とを備えており、前記移動機構は、前記光学部品を、前記第１情報記録層の情報を再生させる位置から前記第２情報記録層の情報を再生させる位置に移動させるものであり、前記検出器は、前記光学部品における前記第１情報記録層の情報を再生させる位置と、前記第２情報記録層の情報を再生させる位置との中間位置を検出するものであり、前記光ピックアップ制御部によって、前記検出器での検出結果をもとに、前記光学部品を所定の位置に移動させることを特徴としている。

ここで、「少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層」とは、複数の情報記録層のうちの、任意の２つの情報記録層のことを言い、好ましくは第１情報記録層および第２情報記録層、第２情報記録層および第３情報記録層、第３情報記録層および第４情報記録層などのように隣接する２つの情報記録層である。

また、「所定の位置」とは、情報記録層の再生を行うのに適切な位置のことを言う。なお、情報記録層の再生方法については後述する。

多層光ディスクは、一般的に光ディスク装置に挿入されるとき、その各情報記録層の再生に最適な光学部品の位置がそれぞれ予め定められている。したがって、層間移動のとき、光学部品は、第１情報記録層に最適な規定の位置と第２情報記録層に最適な規定の位置の間の距離だけ移動するように移動機構により駆動される。しかし、層間移動が始まるときに、移動機構に脱調などの駆動偏差が発生すると、上記距離より短い距離を移動することになり、その結果として、光学部品が正確な位置に移動しないため、移動後の位置に対応する情報記録層における情報の再生が正確に行われない。

これに対して、上記の本発明の構成によれば、前記光学部品が前記第１位置範囲から前記第２位置範囲に、または前記第２位置範囲から前記第１位置範囲に移動するとき、前記検出器により前記光学部品が前記中間位置に位置していることが検出された時点から、所定の距離だけ前記光学部品を移動させるように前記移動機構を制御することができる。

したがって、光学部品の層間移動が始まるとき、移動機構に脱調などの駆動偏差が発生しても、光学部品の移動は、層間移動が始まる時点から計算するのではなく、中間位置に入る時点から計算することになるため、層間移動が始まるときの駆動偏差の影響を無くすことができる。

これにより、多層ディスクでの層間移動の際に発生するステッピングモータの脱調などの移動機構における駆動偏差により発生するコリメータレンズなどの光学部品の移動誤差を簡単な手段で補正し、高精度かつ高速、小型の装置、低価格、低消費電力での正確な球面収差の補正を実現することができる。

上記光ピックアップは、前記中間位置では、前記多層光ディスクのカバー層の厚さが、８５μｍ以上、９０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。つまり、前記光学部品が前記中間位置範囲に位置している場合に対応する、前記多層光ディスクの前記表面からの厚み範囲が、８５μｍ以上、９０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。

多層光ディスクの各情報記録層は、多層光ディスクの表面から不同な厚みの位置に形成される。一つの情報記録層に対し、光ピックアップ内の各光学部品が適切な位置に置かれることにより、情報再生のためのレーザ光が多層光ディスクの表面から該情報記録層に対応する厚みの位置に集光され且つ収差誤差などの誤差も適切に補正される。このときの光学部品の位置と多層光ディスクの表面からの厚みとは、規定の対応関係がある。

「光学部品が前記中間位置範囲に位置されている場合に対応する、前記多層光ディスクの前記表面からの厚み範囲」とは、多層光ディスクの表面からのある厚みに情報記録層があると仮定する場合、該仮定の情報記録層に対応する光学部品の位置が前記中間位置範囲に置かれるようにする多層光ディスクの表面からの厚みの範囲を言う。

上記の構成によれば、市販のＢＤ２層ディスクに好適に使用することができるという効果を奏する。

上記光ピックアップでは、前記光学部品が、球面収差を補正するコリメータレンズであることが好ましい。

これによれば、球面収差の補正を正確に行うことができる。

上記光ピックアップでは、前記移動機構が、ステッピングモータであることが好ましい。

これによれば、前記光学部品が層間移動する際、起動するときステッピングモータに脱調が発生しても、ステッピングモータのパルス数を適切に補正することができ、前記光学部品を正確な位置まで移動させることができる。

前記光ピックアップでは、前記検出器は、フォトインタラプタであり、前記光学部品と連動する遮光板の位置を検出することにより、前記光学部品の位置を検出することが好ましい。

これによれば、光ピックアップに光学部品と連動する遮光板を設け、検出器のスロットなどにより該遮光板の移動を検出することにより、非常に簡単な構造で光学部品の位置変更を検出することができる。したがって、小型化、低価格、低消費電力での正確な球面収差の補正を実現することができる。

前記光ピックアップでは、前記遮光板は、クランプ状に伸ばされた形状を有していることが好ましい。

これによれば、遮光板の形状を工夫することにより、フォトインタラプタの配置の制約が少なくなり、装置の設計がし易くなる。また、装置全体としてのコンパクトを図ることもできる。

本発明に係る光ピックアップ制御装置は、上記課題を解決するために、光ピックアップを制御する光ピックアップ制御装置であって、前記検出器からの検出信号を受信するセンサ検出部と、前記センサ検出部からの検出信号を受信する制御部と、前記制御部からの駆動パルスに応じて前記移動機構を駆動するパルス駆動手段とを備えており、前記光学部品の移動の際には、前記光ピックアップから出力される検出信号に基づいて、前記駆動パルスを補正する補正手段を含んでいることを特徴としている。

上記の構成によれば、光ピックアップ制御装置は、前記光学部品が前記第１位置範囲から前記第２位置範囲に、または前記第２位置範囲から前記第１位置範囲に移動するとき、前記検出器により、前記光学部品が前記中間位置範囲に位置していることが検出された時点から、所定の距離だけ前記光学部品を移動させるように前記移動機構を制御することができる。

したがって、光学部品の層間移動が始まるとき、移動機構に脱調などの駆動偏差が発生しても、光学部品の移動は、層間移動が始まる時点から計算するのではなく、中間位置範囲に入る時点から計算することになるため、層間移動が始まるときの駆動偏差の影響を無くすことができる。

これにより、多層ディスクでの層間移動の際に発生するステッピングモータの脱調などの移動機構における駆動偏差により発生するコリメータレンズなどの光学部品の移動誤差を簡単な手段で補正し、高精度かつ高速、小型の装置、低価格、低消費電力での正確な球面収差の補正を実現することができる。

上記光ピックアップ制御装置では、前記補正手段は、予め定める補正の値を超える場合には、前記移動機構の駆動が異常であることを示すエラー情報を出力することが好ましい。

これによれば、前記補正手段は異常を示すエラー情報を上位の制御装置に出力するため、移動機構の駆動に故障などがあって、一定時間を超えても光学部品が中間位置範囲に置かれない場合でも、光ディスク装置の使用者に対して、使用環境の改善や修理を促すことができる。

本発明に係る光ピックアップは、以上のように、光学部品と、前記光学部品を移動させる移動機構と、前記光学部品の位置を検出する検出器とを備え、かつ、前記移動機構を制御する光ピックアップ制御部に接続されている。前記移動機構は、前記光学部品を、前記第１情報記録層の情報を再生させる位置から前記第２情報記録層の情報を再生させる位置に移動させるものであり、前記検出器は、前記光学部品における前記第１情報記録層の情報を再生させる位置と、前記第２情報記録層の情報を再生させる位置との中間位置を検出するものであり、前記光ピックアップ制御部によって、前記検出器での検出結果をもとに、前記光学部品を所定の位置に移動させることを特徴としている。

また、本発明に係る光ピックアップ制御装置は、以上のように、前記検出器からの検出信号を受信するセンサ検出部と、前記センサ検出部からの検出信号を受信する制御部と、前記制御部からの駆動パルスに応じて前記移動機構を駆動するパルス駆動手段とを備えており、前記光学部品の移動の際には、前記光ピックアップから出力される検出信号に基づいて、前記駆動パルスを補正する補正手段を含んでいることを特徴としている。

それゆえ、本発明の光ピックアップおよび光ピックアップ制御手段は、多層ディスクでの層間移動の際に発生するステッピングモータの脱調などの移動機構における駆動偏差により発生するコリメータレンズなどの光学部品の移動誤差を、簡単な手段で補正し、高精度かつ高速、小型の装置、低価格、低消費電力での正確な球面収差の補正を実現することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る光ピックアップを示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係るコリメータレンズの位置を説明する概略図である。 本発明の実施の形態１に係るステッピングモータの周辺の機構を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るコリメータレンズの位置と収差補正との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る光ピックアップ制御装置を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る各信号を説明する概略図である。 本発明の実施の形態１に係る制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るコリメータレンズの位置を説明する概略図である。 本発明の実施の形態３に係る３層ディスクを再生する光ピックアップを示す概略図である。 本発明の実施の形態４に係る制御フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照ながら詳細に説明する。

〔実施の形態１〕
図１は、本実施の形態１に係る光ピックアップ１の概略図である。説明の便宜上、光ピックアップ１により記録および再生を行う多層光ディスク（例えば、２層の情報記録構造を有するＢＤ）１００も図示している。ここで、多層光ディスクとは、２層以上の記録層を有する光ディスクを指し、１層の記録層を有する単層光ディスクに対するものである。

図１に示すように、光ピックアップ１は、主として、半導体レーザ２、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）３、コリメータレンズ４、ステッピングモータ５、波長板６、対物レンズ７、アクチュエータ８、マルチレンズ９、光検出器１０、およびフォトインタラプタ１１を備え、光ピックアップ制御装置（光ピックアップ制御部）２０に接続されている。

光ピックアップ制御装置（光ピックアップ制御部）２０は、光ピックアップ１の内部に搭載されても、外部に配置されてもよい。

多層光ディスク１００は、２層の情報記録層を備え、対物レンズ７から見て、記録層の傷つけなどを防止するためのカバー層Ｃ１、Ｃ２、第２情報記録層Ｌ２および第１情報記録層Ｌ１を備えている。ここで、多層光ディスク１００は、２層の情報記録層を備え、対物レンズ７側から見て、記録層の傷つけなどを防止するための保護層・第２情報記録層Ｌ２・スペース層・第１情報記録層Ｌ１の順に積層されている。これ以降、対物レンズ７側から見て、ディスク表面から第１情報記録層Ｌ１までの積層をカバー層Ｃ１、ディスク表面から第２情報記録層Ｌ２までの積層をカバー層Ｃ２と定義する。

光ピックアップ１により記録情報を再生する場合、半導体レーザ２から出射されるレーザ光束Ｐは、ＰＢＳ３、コリメータレンズ４、波長板６および対物レンズ７をこの順に経て、多層光ディスク１００の第１情報記録層Ｌ１に照射される。

その後、該照射により発生する多層光ディスク１００からの反射光は、対物レンズ７、波長板６およびコリメータレンズ４をこの順に経て、ＰＢＳ３で反射され、マルチレンズ９を経て光検出器１０に到達する。

対物レンズ７は、アクチュエータ８に搭載されており、フォーカスサーボ信号およびトラックサーボ信号に基づいて位置が制御される。マルチレンズ９は、光検出器１０に適切な光束を集光させ、フォーカスサーボ信号などを検出する光学素子である。光検出器１０では、情報再生信号やサーボ信号が検出され、その出力信号が光ピックアップ１から出力される。

コリメータレンズ４は、ステッピングモータ５によって光軸方向に駆動され、多層光ディスク１００のカバー層Ｃ１、Ｃ２の厚みに応じた収差補正動作を行う。

ステッピングモータ５の横側には、フォトインタラプタ１１が配置されている。フォトインタラプタ１１は、コリメータレンズ４の位置を検出する。

その後、光ピックアップ制御装置（光ピックアップ制御部）２０は、ステッピングモータ５を制御して、球面収差の補正を行う。なお、光ピックアップ１は、光ピックアップ制御装置（光ピックアップ制御部）２０によって、検出器１０での検出結果をもとに、コリメータレンズ４を移動させる。

図２は、実施の形態１に係るコリメータレンズ４の位置の変化および該位置変化を検出する機構を説明するための図面である。

図２に示すように、コリメータレンズ４が実線で示した位置Ａ（半導体レーザ側）にある状態では、第１情報記録層Ｌ１に対して情報を記録または再生する場合に対応する。この場合、第１情報記録層Ｌ１に収差が合う。なお、図１は、該状態を示している。

また、コリメータレンズ４が破線で示した位置Ｂ（対物レンズ側）にある状態では、第２情報記録層Ｌ２に対して情報を記録または再生する場合に対応する。この場合、第２情報記録層Ｌ２に収差が合う。

以下、コリメータレンズ４の位置Ａと位置Ｂとの間の移動について説明する。

コリメータレンズ４は、コリメータレンズ固定部材１６に固定され、該コリメータレンズ固定部材１６を介してナット部材１５に連接されている。ナット部材１５は、ステッピングモータ５が一端に取り付けられているリードスクリュー１４に螺合されている。

これにより、ステッピングモータ５が光ピックアップ制御部２０からの制御信号に応じて作動して、リードスクリュー１４の回転によりナット部材１５、コリメータレンズ固定部材１６およびコリメータレンズ４の全体をコリメータレンズ４の光軸方向に移動させることになる。

以下、コリメータレンズ４が位置Ａまたは位置Ｂではなく、位置Ａと位置Ｂとの中間位置にあるとき、該位置を検出するための機構について説明する。

ナット部材１５には、コリメータレンズ４と逆側に遮光板１３が設けられている。また、上記フォトインタラプタ１１に、遮光板１３に向かう側が開放されたスロット１７（図３の斜視図を参照）が設けられている。

コリメータレンズ４が位置Ａまたは位置Ｂにあるとき、遮光板１３はスロット１７の外に位置して、一方コリメータレンズ４が位置Ａと位置Ｂの中間位置にあるとき、遮光板１３はスロット１７内に位置するので、フォトインタラプタ１１の出力は、コリメータレンズ４が位置Ａまたは位置Ｂにあるときに対して変化する。これにより、フォトインタラプタ１１は、コリメータレンズ４が位置Ａと位置Ｂとの中間位置にあるとき、該位置を検出することができる。

上述したとおり、ステッピングモータ５の回転によりリードスクリュー１４が回転し、ナット部材１５がリードスクリュー１４の回転によって移動し、それに伴いナット部材１５に連接されたコリメータレンズ４がレーザ光束Ｐの光軸方向に移動する。

ここで、ステッピングモータ５は、パルス駆動信号によって駆動されるものである。

フォトインタラプタ１１は、コリメータレンズ４の位置を検出するものであれば特に限定されず、フォトインタラプタ１１の代わりにフォトインタラプタと同じ機能を果たす他のセンサを用いてもよい。

このようなコリメータレンズ４の移動により、レーザ光束Ｐが僅かに発散光あるいは収束光となり、その角度によって球面収差が変化して、適切な球面収差に補正される。光ピックアップ１の光学設計によるが、コリメータレンズ４の移動範囲は、一般的に数ｍｍ程度である。

最適な収差補正位置を探すことは、予めの学習動作によって行われる。つまり、ディスク毎に異なる第１情報記録層Ｌ１に最適なコリメータレンズ４の位置Ａと、第２情報記録層Ｌ２に最適なコリメータレンズ４の位置Ｂとは、ディスクが挿入された際などに、再生信号（ＲＦ信号）振幅や、サーボ信号振幅、あるいは、再生信号のエラーレートなどが最適となる位置を検出することで求められる。

光ピックアップ制御部２０は、ステッピングモータ５を介して、コリメータレンズ４を上記位置Ａと位置Ｂとの中間位置（フォトインタラプタ１１の出力が変化する位置）に移動させる。この位置を基準に、多層光ディスクの情報記録層毎に異なる最適なコリメータ位置までのステッピングモータ５の制御パルス数（ステップ数）が求められる。例えば、センサ（フォトインタラプタ１１）位置から、１パルス毎に再生信号振幅を検出し、振幅最大となった位置までのパルス数が最適位置として、図示しないメモリ装置に記憶される。本実施の形態１の２層ディスクの場合、第１情報記録層Ｌ１に対応する位置Ａの情報および第２情報記録層Ｌ２に対応する位置Ｂの情報が記憶される。

情報の再生層を第１情報記録層Ｌ１から第２情報記録層Ｌ２に移動する際には、対物レンズ７のフォーカスサーボが、第１情報記録層Ｌ１から第２情報記録層Ｌ２に切り替えられるとともに、コリメータレンズ４が位置Ａから位置Ｂへ移動される。

このとき、情報再生を切れ目なしに行うためには、高速なコリメータレンズ４の移動が必要であり、数１０ｍｓでの移動制御が求められる。このため、移動後に最適な収差補正位置を探す時間的余裕はない。

ステッピングモータ５の脱調は、ステッピングモータが動作し始める際に発生する。これは、最も大きなトルクが必要となる起動時に、トルクが不足して脱調するためである。

本実施の形態１では、フォトインタラプタ１１によって、コリメータレンズ４が第１情報記録層Ｌ１に対応する位置Ａと第２情報記録層Ｌ２に対応する位置Ｂとの中間位置にあることを検出することができる。このため、層間移動の際に、ステッピングモータ５が起動時に脱調しても、中間位置を検出しているので、ステッピングモータ５の駆動パルスを補正制御して、適切な位置に層間移動を行うことができる。上述したように、層間移動とは、各光学部品（例えばコリメータレンズ）が一つの情報記録層の記録および再生に適切な位置から他の情報記録層の記録および再生に適切な位置まで移動することを言う。また、脱調とは、ステッピングモータに印加されるパルス周波数が高くなる等によりステッピングモータのトルクが不足し、パルス電圧を印加してもステッピングモータが回転しない現象を言う。

図４は、第１情報記録層Ｌ１に対応する第１カバー層Ｃ１および第２情報記録層Ｌ２に対応する第２カバー層Ｃ２の厚みと、収差補正に適切なコリメータレンズ４の位置との関係を説明するためのグラフである。

ここで、多層光ディスク１００として２層の情報記録層を備えるＢＤが使われ、各サイズは下記のとおり設定されているが、これらのディスク種類およびサイズは、本発明を説明するため挙げられた一例に過ぎず、光ピックアップの光学設計によって変更することができる。

図４のグラフにおいて、横軸が、収差補正に適切なコリメータレンズ４の位置（移動距離）を示し、縦軸が、第１情報記録層Ｌ１に対応する第１カバー層Ｃ１および第２情報記録層Ｌ２に対応する第２カバー層Ｃ２の厚みを示す。この関係は、光ピックアップの光学設計によって異なるので、単なる一例である。

２層の情報記録層を備えるＢＤにおいて、カバー層の厚みの標準は、第１情報記録層Ｌ１に対応する第１カバー層Ｃ１の厚みが１００μｍであり、第２情報記録層Ｌ２に対応する第２カバー層Ｃ２の厚みが７５μｍである（図１を参照）。つまり、第１情報記録層Ｌ１および第２情報記録層Ｌ２に対応するコリメータレンズ４の位置は、図４中の位置Ａおよび位置Ｂにそれぞれ相当する。

多層光ディスクのカバー層の厚みは、バラツキによって変動する。ＢＤの規格によれば、±５μｍが許容されている。つまり、第１情報記録層Ｌ１に対応する第１カバー層Ｃ１の許容範囲は９５〜１０５μｍであり（図４中の左上の短い縦方向矢印）、第２情報記録層Ｌ２に対応する第２カバー層Ｃ２の許容範囲は７０〜８０μｍである（図４中の左下の短い縦方向矢印）。

また、光ピックアップ１の光学的なバラツキも存在するが、該光学的なバラツキをカバー層の厚みに換算すると最大で±５μｍ程度に相当する。これにより、カバー層の厚みのバラツキおよび光ピックアップの光学的なバラツキを総合的に考慮すると、カバー層の厚みに換算したバラツキは±１０μｍ程度になる。つまり、光学的なバラツキも考慮する場合、第１情報記録層Ｌ１に対応する第１カバー層Ｃ１の許容範囲は９０〜１１０μｍであり（図４中の左上の長い縦方向矢印）、第２情報記録層Ｌ２に対応する第２カバー層Ｃ２の許容範囲は６５〜８５μｍである（図４中の左下の長い縦方向矢印）。

従って、様々なバラツキを考慮すると、第１情報記録層Ｌ１と第２情報記録層Ｌ２の中間位置は、厚みが８５〜９０μｍの位置にある。すなわち、該範囲では、様々なバラツキを考慮しても、第１情報記録層Ｌ１または第２情報記録層Ｌ２に対応する位置になることができず、必ず第１情報記録層Ｌ１と第２情報記録層Ｌ２の中間位置になる。

図４のグラフから分かるように、上記厚みの範囲８５〜９０μｍに対応するコリメータレンズ４の位置は、横軸で−０．２〜＋０．２ｍｍとなる（図４中の下方の横方向矢印）。

フォトインタラプタ１１は、コリメータレンズ４の位置が該範囲内にあることを検出するように配置される。

このように、２層の情報記録層を備えるＢＤに記録された情報を再生する光ピックアップにおいて、フォトインタラプタ１１でカバー層の厚み８５〜９０μｍに相当する位置を検出することで、光ディスクや光ピックアップのバラツキによらず、コリメータレンズ４が確実に位置Ａと位置Ｂの中間位置にあることが検出可能な検出信号が得られる。

これにより、層間移動の際に、ステッピングモータの駆動パルスを正確に補正制御して、適切な位置に層間移動を行うことができる。

以下、図５〜７に基づいて、本実施の形態１に係る光ピックアップ制御装置について説明する。

図５は、光ピックアップ制御装置の構成の一部を模式的に示すブロック図である。図５に示すように、光ピックアップ制御装置２０は、主として、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。

コリメータレンズ４の位置を検出するフォトインタラプタ１１は、遮光板１３がスロット１７に挿入されて光が遮られたとき、フォトインタラプタ１１の出力電流Ｉｐが変化する。フォトインタラプタ１１の出力電流Ｉｐは、センサ検出部２１に送られる。センサ検出部２１は、フォトインタラプタ１１からの出力電流Ｉｐを２値化信号に変換し、検出信号ＳＥＮとして制御部２２に送る。

制御部２２は、中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」と略する）および制御プログラムが記憶された半導体メモリなどの記憶装置を含んでいる。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４が中間位置に位置付いたことを確認する。制御部２２は、図示しない上位の制御装置に接続され、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」と略する）によって、ステッピングモータ５を駆動する。

ここで、ステッピングモータ５は、２相式のステッピングモータである。また、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。

パルス駆動回路２３は、クロック信号ＣＬＫに入力されるクロック毎にステッピングモータ５を１パルスずつ駆動する。

図６は、クロック信号と、コリメータレンズ４の位置と、センサ検出部２１からの検出信号との関係を示している。

最適な収差補正位置を探すことは、予めの学習動作によって行われる。つまり、ディスク毎に異なる第１情報記録層Ｌ１に最適なコリメータレンズ４の位置Ａと、第２情報記録層Ｌ２に最適なコリメータレンズ４の位置Ｂとは、ディスクが挿入された際などに、再生信号（ＲＦ信号）の振幅やサーボ信号の振幅、あるいは再生信号のエラーレートなどが最適となる位置を検出することで求められる。

本実施の形態１では、例として以下の数値を取る。第１情報記録層Ｌ１に最適なコリメータレンズ４の位置Ａは、センサ検出部２１の出力信号ＳＥＮがＨｉｇｈからＬｏｗに変化する位置から、ステッピングモータ５を制御するクロック信号ＣＬＫの４０クロックに相当する位置である。第２情報記録層Ｌ２に最適なコリメータレンズ４の位置Ｂは、センサ検出部２１の出力信号ＳＥＮがＬｏｗからＨｉｇｈに変化する位置から、ステッピングモータを制御するクロック信号ＣＬＫの６０クロックに相当する位置である。

第１情報記録層Ｌ１から第２情報記録層Ｌ２に層間移動を行う場合には、予め学習され記憶された情報に基づき、制御部２２からパルス駆動回路２３に１００（４０＋６０）クロックの信号が送られ、ステッピングモータ５が駆動される。

このとき、ステッピングモータ５に脱調が発生すると、信号ＣＬＫのクロック数と、コリメータレンズの位置（移動量）との関係が崩れてしまう。

脱調は、ステッピングモータの起動時に発生することが多い。このため、第１情報記録層Ｌ１と第２情報記録層Ｌ２との中間位置を示すセンサ検出部２１の出力信号ＳＥＮに基づいて、クロック数を制御することで、ステッピングモータの脱調が発生しても、最適な位置に層間移動を行うことができる。

図７は、第１情報記録層Ｌ１から第２情報記録層Ｌ２に層間移動する際の、制御部２２の制御を示すフローチャートである。

図７に示すように、まず、制御部２２は、パルス駆動部２３に対して、ステップ１（Ｓ１）で、移動方向を指示する極性信号ＤＩＲを出力し、ステップ２（Ｓ２）で、駆動パルスＯＵＴ１〜ＯＵＴ４の出力を許可するイネーブル信号ＥＮを出力する。

次いで、ステップ３（Ｓ３）で、ＣＬＫ信号をセンサ信号がＬｏｗからＨｉｇｈに変化するまで出力する。ステップ４（Ｓ４）で、センサ信号がＬｏｗの場合には、繰り返し出力を行う。

その後、ステップ５（Ｓ５）で、センサ信号がＬｏｗからＨｉｇｈに変化するのを検出すると、ＣＬＫ信号を６０クロック出力する。

このように、ステッピングモータ５の起動時のクロック数には関係なく、センサ検出部２１の出力信号が示す、第１情報記録層Ｌ１と第２情報記録層Ｌ２との中間位置からのクロック数によって、層間移動を制御することで、層間移動の際のステッピングモータ駆動パルスを補正制御し、最適な収差補正となる位置にコリメータレンズの位置を制御することが可能となる。

ここでは、第１情報記録層Ｌ１から第２情報記録層Ｌ２に移動する場合を例にして説明したが、第２情報記録層Ｌ２から第１情報記録層Ｌ１に移動する場合であっても、センサ信号の極性、ＣＬＫ信号のクロック数が異なるだけで、同様の制御である。

〔実施の形態２〕
以下、図８に基づいて、本発明の実施の形態２を説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図８に示す実施の形態２の構造と図２に示す実施の形態１の構造との相違点は、遮光板１３１が単なる板状ではなく、クランク状に伸ばされた形状であることにある。このように遮光板の形状を工夫することにより、フォトインタラプタ１１の配置の制約が少なくなり、設計がし易くなる。また、装置全体としてのコンパクト化を図ることもできる。

〔実施の形態３〕
以下、図９に基づいて、本発明の実施の形態３を説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

実施の形態３では、多層光ディスクとして第１情報記録層、第２情報記録層および第３情報記録層をこの順に備える３層光ディスクに適応可能な光ピックアップに関する。

このような３層光ディスクにおいては、第１情報記録層と第２情報記録層との中間位置、および第２情報記録層と第３情報記録層との中間位置をそれぞれ検出する必要がある。これにより、どの中間位置を移動する際でステッピングモータ５の脱調が発生しても、適切な位置に層間移動を行うことができる。例えば、該２つの中間位置に２つのフォトインタラプタをそれぞれ設けることが考えられる。

しかしながら、狭い領域に２つのフォトインタラプタ設けるには、装置のコンパクト化を図ることができず、好ましくない。

そこで、本実施の形態３においては、遮光板の形状を、両端がそれぞれ第１情報記録層と第２情報記録層との中間位置、および第２情報記録層と第３情報記録層との中間位置に相当するように設定する構成を採用している。なお、その以外の構成は、実施の形態１と同様である。

図９は、実施の形態３に係るコリメータレンズの位置の変化および該位置変化を検出する機構を説明するための図面である。

図９に示すように、コリメータレンズ４が実線で示した位置ａ（半導体レーザ側）にある状態は、第１情報記録層Ｌ１に対して情報を記録または再生する場合に対応する。この場合、第１情報記録層Ｌ１に収差が合う。

図９の中で、コリメータレンズ４が位置ａから位置ｂの方向に移動する場合、位置ａにおいて、遮光板１３２がフォトインタラプタ１１に挿入され、フォトインタラプタ１１の出力信号がＬｏｗからＨｉｇｈに変化する位置が、第１情報記録層と第２情報記録層との中間位置に相当する。

また、位置ｂにおいて、遮光板１３２がフォトインタラプタ１１から脱出し、フォトインタラプタ１１の出力信号がＨｉｇｈからＬｏｗに変化する位置が、第２情報記録層と第３情報記録層との中間位置に相当する。

このように３層ディスクの場合であっても、各中間位置の検出を簡単な構成で実現することが可能である。

〔実施の形態４〕
以下、図１０に基づいて、本発明の実施の形態４を説明する。

実施の形態４の実施の形態１との相違点は、実施の形態１の制御フローチャート（図７を参照）に、コリメータレンズの移動機構（ステッピングモータ５）の異常を検出するためのステップ（Ｓ１１・Ｓ１２）を加えたことのみである。

図１０に示すように、ステッピングモータが起動してから、センサ位置までのクロック数を計数するステップ（Ｓ１１）と、該計数結果に基づいてエラー出力を行うステップ（Ｓ１２）とを更に含む。

具体的には、ステップ１１（Ｓ１１）で、第１情報記録層Ｌ１の位置から、層間位置であるセンサ位置までに要するクロック数（ステッピングモータ５の駆動パルス数）を計数する。ステップ１２（Ｓ１２）で、クロック数が所定のクロック数ｎ（例えば５０クロック）を超えた場合には、エラーを出力する。

ここで、所定のクロック数ｎは、ステッピングモータの脱調により、第１情報記録層Ｌ１の位置からセンサ位置までに要するクロック数が通常に想定される範囲を超えるクロック数に設定される。

エラー情報は、制御部２２（図５を参照）から上位の制御装置（図示しない）に送信される。このように、上位の制御装置にエラー情報を送信することにより、光ディスク装置の使用者に対して、使用環境の改善や修理を促すことができる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

尚、以上説明した本発明は、以下のように言い換えることもできる。即ち、
（１）多層光ディスクの再生を行う光ピックアップであって、光学部品を移動させる移動機構と、光学部品の位置を検出する検出器とを有し、前記検出器は、各層に対応する前記光学部品の位置の、層間位置を検出することを特徴とする光ピックアップ。

（２）多層光ディスクが３層以上の光ディスクにおいては、前記検出器は、各層に対応する前記光学部品の位置の、各層の層間位置を全て検出することを特徴とする、上記（１）に記載の光ピックアップ。

（３）前記層間位置は、光ディスクのカバー層厚み、８５μｍ乃至９０μｍの位置に相当する光学部品の位置であることを特徴とする、上記（１）に記載の光ピックアップ。

（４）多層ディスクの再生を行う光ピックアップの制御装置であって、光学部品を移動させる移動機構を、指示される駆動パルスに応じて駆動する駆動手段と、層間移動の際に、光ピックアップから出力される検出信号に基づいて、前記駆動パルスを補正する補正手段とを含むことを特徴とする制御装置。

（５）前記補正手段は、予め定める補正量を超える場合には、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上記（４）に記載の制御装置。

本発明の光ピックアップおよび光ピックアップ制御装置は、収差補正機能を備えている光ピックアップの駆動に好適に用いることができる。また、光ディスク装置を製造する産業分野や、光ピックアップに関する他の各種電子および電気部品を製造する産業分野においても適用することができる。

１ 光ピックアップ
２ 半導体レーザ（光源）
３ ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）
４ コリメータレンズ（光学部品）
５ ステッピングモータ（移動機構）
６ 波長板
７ 対物レンズ
８ アクチュエータ
９ マルチレンズ
１０ 検出器
１１ フォトインタラプタ（センサ）
１３、１３１、１３２ 遮光板
１４ リードスクリュー
１５ ナット部材
１６ コリメータレンズ固定部材
１７ スロット
２０ 光ピックアップ制御装置（光ピックアップ制御部）
２１ センサ検出部
２２ 制御部
２３ パルス駆動回路（パルス駆動手段）
１００ 多層光ディスク（２層光ディスク、３層光ディスク）
Ｌ１ 第１情報記録層
Ｌ２ 第２情報記録層
Ｃ１、Ｃ２ カバー層
Ｐ レーザ光束

Claims (8)

1. 少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層を備え、かつ前記第２情報記録層が前記第１情報記録層よりも光源側に存在している多層光ディスクにおける情報の再生を行い、かつ光ピックアップ制御部に接続されている光ピックアップであって、
   光学部品と、前記光学部品を移動させる移動機構と、前記光学部品の位置を検出する検出器とを備えており、
   前記移動機構は、前記光学部品を、前記第１情報記録層の情報を再生させる位置から前記第２情報記録層の情報を再生させる位置に移動させるものであり、
   前記検出器は、前記光学部品における前記第１情報記録層の情報を再生させる位置と、前記第２情報記録層の情報を再生させる位置との中間位置を検出するものであり、
   前記光ピックアップ制御部によって、前記検出器での検出結果をもとに、前記光学部品を移動させることを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記中間位置では、前記多層光ディスクのカバー層の厚さが、８５μｍ以上、９０μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 前記光学部品が、球面収差を補正するコリメータレンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ。
4. 前記移動機構が、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
5. 前記検出器は、フォトインタラプタであり、
   前記光学部品と連動する遮光板の位置を検出することにより、前記光学部品の位置を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
6. 前記遮光板は、クランプ状に伸ばされた形状を有していることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ピックアップを制御する光ピックアップ制御装置であって、
   前記検出器からの検出信号を受信するセンサ検出部と、前記センサ検出部からの検出信号を受信する制御部と、前記制御部からの駆動パルスに応じて前記移動機構を駆動するパルス駆動手段とを備えており、
   前記光学部品の移動の際には、前記光ピックアップから出力される検出信号に基づいて、前記駆動パルスを補正する補正手段を含んでいることを特徴とする光ピックアップ制御装置。
8. 前記補正手段は、予め定める補正の値を超える場合には、前記移動機構の駆動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７に記載の光ピックアップ制御装置。