JP2011028803A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
脱調が発生した場合の光ディスクに対する記録または再生の品質の低下を抑制する光ディスク装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
ディスクローディング時のロード処理において位置センサを使用して収差補正レンズを基準位置に移動した後収差補正調整を実施する。光ディスク装置がディスクローディング終了後に、再度位置センサを使用して収差補正レンズを基準位置に移動する。この収差補正調整処理は、収差補正レンズを基準位置に位置付けた時点からのステッピングモータへの印加パルス数を管理するパルスカウンタを有しており、基準位置でパルスカウンタを０に設定するとともに、収差補正調整後のレンズ適正位置でのパルスカウンタ値を記録し、以降パルスカウンタ値を基準として、パルス印加数を管理することで収差補正レンズの位置付けを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は光ディスクに対し、記録あるいは再生を行う光ディスク装置に関するものである。

光ディスクに記録あるいは再生する方式として、近年ブルーレイディスク（Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ）が開発されている。ブルーレイディスクでは開口率０．８５の対物レンズが使用されており、これにより光スポットを光ディスク上の狭トラックに絞り込んで高密度記録を行っている。一方高開口率対物レンズを使用した場合、光ディスクの保護層の厚み誤差によって生じる球面収差の影響が大きくなるため、球面収差を補正する補正手段が必要になってくる。

球面収差の補正手段および調整方法としては、例えば特許文献１に記載がある。特許文献１では収差補正手段としてビームエキスパンダを使用して光径を調整し、また収差補正調整方法としては光ディスクから得られる反射光の信号品質が適正になるように収差補正手段を制御している。

ここで、ビームエキスパンダを使用した光径調整は、光径調整レンズをステッピングモータで移動することによって実現している。ステッピングモータは印加するパルス数によって回転角を制御することが出来るので、回転シャフトに設けたリードスクリューで回転運動を直線運動に変換しレンズの位置を制御している。この方式ではフォトインタラプタなどの光センサを使用して基準位置検出を行えば、あとはパルス数を管理することで光径調整レンズ位置の制御が可能になる。なお、ステッピングモータを利用した移動機構としては例えば特許文献２に記載があるように、光ピックアップユニットを移動する移動手段としても採用されている。

特開２００６−３１８５９０号公報 特開２００７−１２９８１１号公報

ステッピングモータを使用した移動機構の課題としては、特許文献２に示してあるように脱調が挙げられる。ステッピングモータは印加するパルス数で回転角を制御することが出来るが、脱調が発生した場合、ステッピングモータの回転子が次の磁気的安定点に移り、印加したパルス数と、実際の回転角の対応が取れなくなってしまう。例えば、２相励磁でステッピングモータを駆動している場合、脱調が発生するとパルス数と実際の回転角の間で４パルス分のズレが発生する。こうしたズレは、パルス数に基づいてレンズの位置を制御している収差補正機構では許容することが難しい。

例えば、記録面が２面以上ある光ディスクの場合、それぞれの記録面で適正とされる収差補正レンズの位置が異なる。このため、異なる記録面を記録あるいは再生する場合、フォーカス位置を層間ジャンプさせるとともに、収差補正レンズを移動する必要がある。しかし、収差補正レンズの移動中に脱調が発生した場合には、光ディスク装置がステッピングモータに所定パルス印加しても、収差補正レンズの調整された位置と実際の目標位置との間に誤差が生じる。そして、記録面間の往復が複数回行われた場合、この誤差は累積されるために収差補正誤差も大きくなり、記録再生性能が劣化していく。

この対策として、例えば、収差補正システムの信頼性を高め、脱調が発生しない機構にする方法が挙げられる。しかし、光ピックアップユニットに搭載されるステッピングモータは小型化が要求されるため駆動トルクが小さくなる一方、経時劣化や温度変化による負荷変動も考慮する必要がある。このため信頼性の向上を収差補正機構だけで確保しようとすると高トルクモータの開発や、部品精度の向上などコスト増加につながる。

本発明は、脱調が発生した場合の光ディスクに対する記録または再生の品質の低下を抑制する光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記の課題は、例えば、特許請求の範囲に記載の発明によって解決される。また、その概要について簡単に説明すると、以下の通りである。

例えば、ディスクローディング終了後に脱調確認処理を実施し、脱調が発生している場合はリカバリ処理を実行して収差補正レンズが適正位置に位置付け出来るようにする。

また、例えば、脱調検出する方法として次の処理を行う。まずディスクローディング時のロード処理において位置センサを使用して収差補正レンズを基準位置に移動した後収差補正調整を実施し、ディスクローディング終了後に再度位置センサを使用して収差補正レンズを基準位置に移動する。

また、例えば、収差補正調整手段は、収差補正レンズを基準位置に位置付けた時点からのステッピングモータへの印加パルス数を管理または取得するパルスカウンタを有しており、基準位置でパルスカウンタを初期値である０に設定するとともに、収差補正調整後の収差補正レンズ適正位置でのパルスカウンタ値を記録し、以降パルスカウンタ値を基準として、パルス印加数を管理することで収差補正レンズの位置付けを行う。ディスクローディング終了後に再度位置センサを使用して収差補正レンズを基準位置に移動した際、基準位置でのパルスカウンタ値Ｐ’を取得する。

また、例えば、パルスカウンタ値Ｐ’の絶対値がある閾値Ｐｔｈ以上の場合、脱調が発生したとしてリカバリ処理を実施する。

また、例えば、脱調リカバリ処理としては、パルスカウンタ値Ｐ’の位置でパルスカウンタ値を初期値である０に再設定する。またはパルスカウンタ値Ｐ’の位置でパルスカウンタ値を初期値である０に再設定するとともに再度収差補正調整を実施し収差補正レンズの適正位置を再取得する。

また、例えば、以後の脱調を防止するためにステッピングモータによる移動速度を低下させる。あるいはステッピングモータ駆動電圧を増加させる。

また、例えば、脱調確認処理の実行契機は、光ディスク装置がディスクローディング後、省電力モードに移行して光ディスクの回転が停止した後、再度通常モードに移行する際に設ける。または、光ディスク装置が再生処理中に再生エラーを検出した際に設ける。または、光ディスク装置がシーク処理中にシークエラーを検出した際に設ける。

本発明は、脱調が発生した場合の光ディスクに対する記録または再生の品質の低下を抑制する光ディスク装置を提供することを目的とする。

光ディスク装置の構成図である。 球面収差補正調整機構の構成および、位置センサ出力、収差補正レンズの位置について説明した図である。 収差補正レンズを基準位置から収差補正適正位置へ移動する際の動作について説明した図である。 位置センサによる基準位置検出動作と移動誤差について説明した図である。 ディスクローディング時の処理フローを示した図である。 脱調確認処理フローを示した図である。

以下、実施例について図１〜図６を用いて説明する。

図１は本実施例の光ディスク装置の構成を示した図である。

光ディスク１０２はスピンドルモータ１０１、ドライバ回路１０３により、回転した状態にある。光ピックアップユニット１０５に搭載されたレーザダイオード１０７から出射された光はビームスプリッタ１１１、収差補正機構１１３を経由し、対物レンズ１０４により、光ディスク１０２上のデータ記録面に集光される。そして光ディスク１０２に集光された光はデータ記録面で反射され、その反射光は再度対物レンズ１０４、収差補正機構１１３、ビームスプリッタ１１１を通過した後、受光素子１０６に入り電気信号に変換される。受光素子１０６から出力される電気信号は、信号処理回路１０８に入力される。信号処理回路１０８は入力された信号を処理し、インターフェース１０９を通じて外部接続機器との通信を行ったり、ドライバ回路１０３にフィードバックし、スピンドルモータ１０１や光ピックアップユニット１０７、スレッドモータ１１２の制御を行っている。また、信号処理回路１０８は収差補正機構１１３の制御も行っている。

次に、収差補正機構１１３の構成及び配置について図２を用いて説明する。

図２に示す収差補正機構１１３は、収差補正レンズ２、ステッピングモータ１、位置センサ３を備える。ステッピングモータ１には螺旋状に溝があるリードスクリュー１２０が付加されている。リードスクリュー１２０は、ステッピングモータ１の回転を直線運動に変換し、収差補正レンズ２を移動する。

位置センサ３は、収差補正レンズ２が位置センサ３位置に来た際に出力が反転することで位置を検出することが出来る。位置センサ３は、例えば、フォトカプラやフォトインタラプタを用い、収差補正レンズ２が基準位置に到達した場合の光の変化に基づいて位置を検出する。光ディスクが２面構造（それぞれの記録面を以降Ｌ０面、Ｌ１面とする）であり収差補正レンズ２の適正位置が各記録面に対しそれぞれＬ０位置、Ｌ１位置にあるとすると位置センサ３で検出される基準位置からステッピングモータ１に印加するパルス数を管理して、Ｌ０位置、Ｌ１位置に収差補正レンズ２を位置付けしている。

Ｌ０位置、Ｌ１位置としては、光ディスク１０２から得られる反射光の信号品質が最も良好に得られるように収差補正調整を行い求める。収差補正調整は収差補正レンズ２を移動し、反射光からの信号品質がもっとも良好となる位置を信号処理回路１０８によって求める処理である。信号品質を評価する指標としては、トラッキングエラー信号振幅、記録信号振幅、記録信号のジッタ値、記録信号のエラーレートなどがあり、信号振幅が最大、あるいはジッタ値やエラーレートが最小になるように収差補正レンズ２位置を決定すればよい。なお、このように、ジッタ値やエラーレートに基づいて得られた収差補正レンズ２の位置を適正位置とする。

また、光ディスク装置１１０は、収差補正レンズ２を基準位置に位置付けたあと、信号処理回路１０８により以後ステッピングモータ１に印加するパルス数をカウントする。このパルスカウンタはソフトウエアで実現してもハードウエアで実現してもよい。パルスカウント数は、例えば、基準位置からＬ０位置に移動する方向にパルスを印加したときにはカウントアップし、反対に移動する方向にパルスを印加した際にはカウントダウンさせる。もちろん、逆に基準位置からＬ０位置に移動する方向にパルスを印加した場合にカウントダウンする構成でもよい。信号処理回路１０８は、基準位置でのパルスカウントを初期値である０に設定したあと、ディスクの各記録面で収差補正調整したときの適正位置であるＬ０位置、Ｌ１位置のパルスカウンタ値Ｐ０、Ｐ１を記憶し、以降パルスカウンタ値がＰ０、Ｐ１になるようにステッピングモータ１にパルスを印加して収差補正レンズ２の位置制御を行う。この方法により、位置制御をパルス制御で行うことが出来る。

次に収差補正機構の問題点と本実施例による対応について図３、図４を用いて説明する。

図３は、収差補正機構１１３の収差補正レンズ２を基準位置から、Ｌ０位置に移動する状態を示した図である。移動はパルス数を制御して行っているので、パルスカウンタ値がＰ０になるようにステッピングモータ１にパルスを印加して移動している。このあと前記のようにＬ０位置とＬ１位置を収差補正レンズ２が交互に移動した際に脱調が起きた場合、パルスカウンタで管理しているパルス数と実際の収差補正レンズ２の位置に誤差が生じる。これは収差補正誤差につながり、記録再生性能の劣化の原因となる。

これに対して光ディスク装置１１０は、脱調検出およびリカバリ処理を行い対応する。

図４は、位置センサによる基準位置検出動作と移動誤差について説明した図である。

該図に示すように脱調検出として、位置センサ３の出力が反転する基準位置に収差補正レンズ２を移動する。また、補正レンズ２を移動した位置にて取得されるパルスカウンタ値であるＰ’を読み込む。つまり、仮に位置センサ３が、送り誤差が生じない理想的な送り機構および位置センサであると仮定すると、脱調が発生していない場合Ｐ’＝０となる。しかし、脱調が発生している場合はパルス数に対する回転角応答に誤差が生じているためＰ’≠０となる。よって、Ｐ’を適切な契機で確認することで脱調検出が可能になる。

次に、脱調リカバリ処理の実施例を説明する。リカバリ処理の１実施例として、脱調検出時位置センサ３で検出される基準位置に収差補正レンズ２を位置付けた状態で、パルスカウンタを初期値である０に再設定することが挙げられる。脱調が発生することで、パルスカウンタと実際の収差補正レンズ２の位置にズレが生じることが問題であるのでパルスカウンタをリセットすることで位置ずれを修正することができる。なお、本処理は、例えば、信号処理回路１０８の制御により行う。

また脱調リカバリ処理の他の実施例として、脱調検出時位置センサ３で検出される基準位置に収差補正レンズ２を位置付けた状態で、信号処理回路１０８は、パルスカウンタを初期値である０に再設定したのち、収差補正調整を再度行い、Ｌ０位置、Ｌ１位置となるパルス数Ｐ０、Ｐ１を再取得する。位置センサ３の検出にはバラツキがあるため、より正確にＬ０位置、Ｌ１位置を求める際に本実施例は有効である。

また脱調が発生する原因として、送り機構の負荷に対し、ステッピングモータ１のトルクが低いことが考えられる。よって脱調検出した際にはステッピングモータ１のトルクを上げると脱調の再現を防止できる。ステッピングモータ１のトルクアップに対しては、送り速度の低下、駆動電圧の増加で対応可能であり、脱調検出した際にはこれらの対策を行うことが望ましい。

次に、脱調検出の判定閾値について説明する。
脱調検出判定はＰ’≠０判定した場合、あるいはＰ’が以下の判定閾値以上になった場合とし、脱調検出判定時に脱調リカバリ処理を実施すればよい。

実際の収差補正機構は、リードスクリュー１２０の回転を直線運動に変換しており、ここに遊びが生じるため収差補正レンズの位置と回転角の間に誤差が生じる。また位置センサ３が検出する基準位置も位置センサ電圧や周囲温度によって内部の半導体のＯＮ／ＯＦＦタイミングが変わるため検出誤差が生じる。一方、ステッピングモータ１の駆動を２相励磁で行った場合、４パルス毎に同一印加波形となる。脱調が発生した場合、ステッピングモータ１の回転子は他の磁気的安定点に落ち着こうとするので、パルス数とステッピングモータ１のズレは４パルスに比例して生じる。よって、収差補正機構１１３および位置センサ３で見込まれる誤差と、ステッピングモータ１の脱調で発生するパルスズレを考慮して脱調検出の閾値Ｐｔｈを決定するとよい。例えば、２相励磁で駆動している場合、脱調発生時は４パルス単位のズレが生じているので、これに収差補正機構１１３、位置センサ３で見込まれる誤差および誤検出防止のマージンを考慮し閾値Ｐｔｈを８パルス以上にするとよい。なお、本処理は、例えば、信号処理回路１０８の制御により行う。

次に図５、図６を用いて本実施例の実施フローについて説明する。

図５はディスクローディング時の処理フローを示した図である。光ディスク装置１１０はまず光ディスク１０２の有無を判定する（処理１１）。ディスクが有る場合、そのディスクにあわせたサーボや記録再生に必要なパラメータを調整学習するＤｉｓｃＬｏａｄ処理（処理１２）を実行する。このＤｉｓｃＬｏａｄ処理の１調整として、収差補正調整（処理１４）がある。収差補正調整では、収差補正レンズ基準位置移動（処理１５）、パルスカウンタ０リセット（処理１６）したあと、収差補正レンズの適正位置検索（処理１７）を行い、光ディスク１０２の各記録面毎の適正位置のパルスカウント値Ｐ０、Ｐ１を取得する（処理１８）。そしてＤｉｓｃＬｏａｄ処理が終了すると、光ディスク１０２に対する記録再生が可能なＲｅａｄｙ状態になる。なお、図５の処理は、例えば、信号処理回路１０８の制御により行う。また、ＤｉｓｃＬｏａｄ処理とは、例えば、光ディスク１０２を光ディスク装置１１０に装着した後に、光ディスク１０２へのユーザデータの再生又は、ユーザデータの記録を可能とするための各種調整処理をいう。また、上記のＲｅａｄｙ状態としては、例えば、光ディスク１０２の挿入後、外部接続機器からのユーザデータの記録または再生の要求信号が受け付けられる状態を示す。なお、ユーザデータとは、光ディスク１０２の備えるユーザデータ領域に記録されるデータであって、例えば、ＡＶデータやユーザが保存するファイルが該当する。

図６は脱調確認処理フローを示した図である。ＤｉｓｃＬｏａｄ後に設けられた実施契機にて、脱調確認処理を開始する。まず位置センサ３を使用して収差補正レンズを基準位置に移動する（処理１９）。次に基準位置に位置付いたときのパルスカウンタ値Ｐ’を取得する（処理２０）。パルスカウンタ値Ｐ’の絶対値とあらかじめ設定した閾値Ｐｔｈを比較し（処理２１）、Ｐ’の絶対値がＰｔｈ以上の場合は脱調検出したと判断し、リカバリ処理（処理２２）を行う。なお、図６の処理は、例えば、信号処理回路１０８の制御により行う。

次に、脱調確認処理を行う契機について説明する。脱調確認処理は収差補正レンズ２を基準位置まで移動するため、その間の記録再生は行うことができない。このため頻繁に確認処理を行うと記録再生速度が低下するため、効率よく脱調確認を行う契機を設ける必要がある。

そこで、脱調確認処理実施契機の１実施例として、実施契機を光ディスク装置１１０がディスクローディングした後に省電力モードに移行して光ディスクの回転が停止した後、再度通常モードに移行することを信号処理回路１０８が検出したときに設ける。光ディスク装置１１０はディスクローディングされた後、外部からの要求が無ければ省電力モードに移行し、次回の外部からの要求で通常モードに移行する。このときディスク回転など起動するために時間が必要になる。この契機で脱調確認処理を実施することで、見かけ上の脱調確認処理時間を隠蔽することが出来る。つまり、例えば、脱調確認処理のみを別途行う場合に比して、処理時間を短縮することが可能となる。

また、他の実施例として、実施契機を光ディスク装置１１０が再生処理中に再生エラーを検出したことを信号処理回路１０８が検出したときに設ける。再生エラーの原因が脱調により発生している可能性もあるため、この契機で脱調確認処理を行う。

また、他の実施例として、実施契機を光ディスク装置１１０がシーク処理中にシークエラーを検出したことを信号処理回路１０８が検出したときに設ける。シークエラーの原因が脱調により発生している可能性もあるため、この契機で脱調確認処理を行う。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…ステッピングモータ
２…収差補正レンズ
３…位置センサ
１０１…スピンドルモータ
１０２…光ディスク
１０３…ドライバ回路
１０４…対物レンズ
１０５…光ピックアップユニット
１０６…受光素子
１０７…レーザダイオード
１０８…信号処理回路
１０９…インターフェース
１１０…光ディスク装置
１１１…ビームスプリッタ
１１２…スレッドモータ
１１３…収差補正機構

Claims (12)

1. 光ピックアップユニットを備え、光ディスクに対して情報の記録あるいは再生を行う光ディスク装置において、
   前記光ピックアップユニットは、収差補正レンズと前記収差補正レンズを移動させるステッピングモータと前記収差補正レンズが基準位置に位置することを検出する位置センサとで構成され、収差補正を行う球面収差補正手段を有し、
   前記球面収差補正手段は、光ディスクのロード処理を行っている間に、前記収差補正レンズを前記基準位置に前記ステッピングモータで移動させた後、前記光ディスクに対して収差補正を行い、光ディスクのロード処理を行った後に、再度前記収差補正レンズを前記基準位置に移動させることを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   光ディスクから得られる信号品質に基づいて前記収差補正レンズの適正位置を取得する収差補正調整手段を備え、
   前記収差補正調整手段は、前記収差補正レンズを基準位置に位置付けた時点からのステッピングモータへの印加パルス数を取得するパルスカウンタを有し、前記基準位置でパルスカウンタ値を初期値に設定し、前記適正位置でのパルスカウンタ値を記憶し、
   前記パルスカウンタは、前記光ディスクのロード処理を行った後に、前記収差補正レンズが前記基準位置に移動した場合、該基準位置でのパルスカウンタ値Ｐ’を取得することを特徴と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において、
   前記収差補正調整手段は、前記記憶された適正位置に応じた数のパルス数を前記収差補正手段が備えるステッピングモータへ印加することにより、前記収差補正レンズの位置付けを行うことを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項２記載の光ディスク装置において、
   前記パルスカウンタは、前記ステッピングモータの移動方向に応じて前記パルスカウンタ値の増減を変えることを特徴とする光ディスク装置。
5. 請求項２記載の光ディスク装置において、
   前記光ディスクのロード処理を行った後に取得した基準位置でのパルスカウンタ値Ｐ’の絶対値が閾値Ｐｔｈ以上の場合、前記基準位置でパルスカウンタ値を前記初期値に再設定することを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項２記載の光ディスク装置において、
   前記光ディスクのロード処理を行った後に取得した前記基準位置でのパルスカウンタ値Ｐ’の絶対値が閾値Ｐｔｈ以上の場合、前記基準位置でパルスカウンタ値を前記初期値に再設定し、前記収差補正調整手段により前記収差補正レンズの適正位置を再取得することを特徴とする光ディスク装置。
7. 請求項２記載の光ディスク装置において、
   前記光ディスクのロード処理を行った後に取得した前記基準位置でのパルスカウンタ値Ｐ’の絶対値が閾値Ｐｔｈ以上の場合、前記ステッピングモータによる前記収差補正レンズの移動速度を低下させることを特徴とする光ディスク装置。
8. 請求項２記載の光ディスク装置において、
   前記光ディスクのロード処理を行った後に取得した前記基準位置でのパルスカウンタ値Ｐ’の絶対値が閾値Ｐｔｈ以上の場合、前記ステッピングモータの駆動電圧を増加させることを特徴とする光ディスク装置。
9. 請求項５ないし８のいずれか１項記載の光ディスク装置において、
   前記ステッピングモータを２相励磁駆動し、前記閾値Ｐｔｈを８パルス以上とすることを特徴とする光ディスク装置。
10. 請求項１記載の光ディスク装置において、
    前記光ディスク装置が前記光ディスクのロード処理を行った後に、省電力モードに移行して光ディスクの回転が停止した後、再度通常モードに移行する際に、前記収差補正レンズを前記基準位置に移動させることを特徴とする光ディスク装置。
11. 請求項１記載の光ディスク装置において、
    前記球面収差補正手段は、前記光ディスク装置が再生処理中に再生エラーを検出した場合に、前記収差補正レンズを前記基準位置に移動させることを特徴とする光ディスク装置。
12. 請求項１記載の光ディスク装置において、
    前記球面収差補正手段は、前記光ディスク装置がシーク処理中にシークエラーを検出した場合に、前記収差補正レンズを前記基準位置に移動させることを特徴とする光ディスク装置。

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