JP4368777B2 - 光ピックアップ装置の電気制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ピックアップ装置内に設けられて光学素子の位置を調整するためのモータを駆動制御する光ピックアップ装置の電気制御装置に関する。

従来から、光ディスクに情報を記録しまたは光ディスクに記録された情報を再生するための光ピックアップ装置はよく知られている。光ピックアップ装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光が光ディスクの記録層に照射されるまでと、光ディスクの記録層で反射した反射光がフォトディテクタに入射するまでには多くの光学部品を通過するように構成されている。そして、大きな記憶容量を有する光ディスク対応用の光ピックアップ装置においては、光ディスクからの反射光に生じる球面収差を適切に抑制するために、この光学部品の位置を光ディスクの表面から記録層までの距離に応じて調整する必要がある。この位置調整の方法としては、光学部品が設定されるべき位置を表す設定位置信号と、位置センサから光学部品の位置を表す検出信号を入力して、それらの信号の差信号を出力する増幅器によって、光学部品の位置を調整するモータを駆動制御することが一般的である（下記特許文献１を参照）。
特開２０００−１３１６０３号公報

しかし、上記従来装置においては、制御装置（例えば、コンピュータ装置）から増幅器に出力される光学部品の設定されるべき位置を表す設定位置信号が電源投入直後には安定せず、光学部品が電源投入前に設定されるべき位置に調整済みであっても、電源投入により光学部品の位置がずれてしまい、再度の位置調整に無駄な時間を費やすという問題がある。これを回避するために、設定位置信号が安定するまで、モータの位置調整用の信号経路を遮断しておくことが考えられる。しかし、この種の光ピックアップ装置は、ゴニオステージに代表される座標位置変更装置に載置されることもあり、信号経路を遮断した場合には、座標位置変更装置による座標位置の変更に伴う振動により、すなわち外部からの振動により、モータが自由回転してしまい、調整済みの光学部品の位置が変更されるという問題がある。

本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、電源投入前に調整済みの光学部品の位置が電源投入によって変更されないようにして、光学部品の再度の位置調整のために無駄な時間が費やされないようにした光ピックアップ装置の電気制御装置を提供するものである。

前記目的を達成するために、本発明の特徴は、光ディスクに光を照射して光ディスクに情報を記録しまたは光ディスクに記録されている情報を再生する光学系装置と、光学系装置に含まれる光学部品の位置を検出して同位置を表す電圧信号を出力する位置センサと、光学部品の位置を調整するモータとを備えた光ピックアップ装置の電気制御装置において、電圧信号を入力するための第１および第２入力端子と、第１および第２入力端子にそれぞれ供給される電圧信号の差信号を出力する出力端子とを有し、第１入力端子に位置センサを接続するとともに出力端子をモータに接続してなり、差信号が零となるようにモータを駆動制御する増幅器と、電源投入から所定時間が経過するまで第２入力端子に位置センサからの電圧信号を供給し、所定時間の経過後に第２入力端子に光学部品が設定されるべき位置を表す設定位置信号を供給する切り換え回路とを設けたことにある。

上記のように構成した本発明においては、電源投入から所定時間が経過するまで、増幅器の第１および第２入力端子には位置センサからの電圧信号が供給されるので、この所定時間の間、増幅器から出力される差信号は零となり、増幅器はモータを停止制御する。したがって、光学部品の設定されるべき位置を表す設定位置信号が電源投入直後に安定していなくても、モータは駆動制御されることはなく、光学部品が電源投入前に設定されるべき位置に調整済みであれば、電源投入後も光学部品の位置がずれることがないので、再度の位置調整に無駄な時間が費やされない。また、この電源投入直後には、モータは増幅器を含む回路から切り離されていないので、外部からの振動によってモータが回転駆動されようとすると、モータには回生制動力が作用し、モータの回転が阻止される。したがって、増幅器および位置センサによる光学部品の位置調整制御が開始される前に、外部からの振動が入力されても、光学部品は以前の位置に保たれるようになり、光学部品が電源投入前に設定されるべき位置に調整済みであれば、再度の位置調整に無駄な時間が費やされない。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図１は、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc）、ＨＤ ＤＶＤなどの光ディスクＤＫの検査装置を概略的に示している。この光ディスクＤＫの検査装置は、光ディスクＤＫに情報を記録するとともに光ディスクＤＫに記録された情報を再生するための光ピックアップ装置１０と、光ピックアップ装置１０を制御するための電気制御装置３０とを備えている。なお、この光ピックアップ装置１０は青色または青紫色のレーザ光を用いるもので、光ディスクＤＫには２層の記録層が設けられている。

光ピックアップ装置１０は、レーザ光源１１、コリメートレンズ１２、偏光ビームスプリッタ１３、エクスパンダーレンズ（収差補正レンズ）１４、１／４波長板１５、対物レンズ１６、集光レンズ１７、シリンドリカルレンズ１８及び４分割フォトディテクタ１９を備えている。そして、この光ピックアップ装置１０においては、レーザ光源１１からのレーザ光を、コリメートレンズ１２、偏光ビームスプリッタ１３、エクスパンダーレンズ１４、１／４波長板１５及び対物レンズ１６を介して、光ディスクＤＫに照射して光ディスクＤＫ上に光スポットを形成する。この光スポットによる光ディスクＤＫからの反射光を、対物レンズ１６、１／４波長板１５、エクスパンダーレンズ１４、偏光ビームスプリッタ１３、集光レンズ１７及びシリンドリカルレンズ１８を介して、４分割フォトディテクタ１９で受光して、光ディスクＤＫの信号記録状態を表す受光信号を出力するようになっている。

この場合、エクスパンダーレンズ１４は、光軸方向に変位可能に設けられており、光軸方向の位置の調整により、レーザ光を光ディスクＤＫの異なる記録層に照射した場合におけるレーザ光の球面収差および色収差を補正するためのものである。エクスパンダーレンズ１４は、支持部材２１によって支持されている。支持部材２１は、変換機構２２を介してモータ２３に接続され、モータ２３の回転によって光軸方向に変位してエクスパンダーレンズ１４を光軸方向に変位させる。変換機構２２は、モータ２３の回転運動を直線運動に変換する機構である。また、光ピックアップ装置１０内には、エクスパンダーレンズ１４の光軸方向位置を検出して、同検出位置を表すアナログ電圧信号を出力する位置センサ２４も組み込まれている。

なお、この光ピックアップ装置１０には、対物レンズ１６をフォーカスサーボ制御およびトラックサーボ制御するためのアクチュエータも内蔵されているが、それらについては本発明に直接関係しないので省略されている。また、光ディスクＤＫを回転させるスピンドルモータおよびその機構、光ディスクＤＫまたは光ピックアップ装置１０を光ディスクＤＫの径方向に移動させるフィードモータおよびその機構なども本発明に直接関係しないので、省略されている。

電気制御装置３０は、差動増幅器を構成していてモータ２３を駆動制御するオペアンプ３１を備えている。オペアンプ３１の反転入力端子には、抵抗ｒ１を介して位置センサ２４が接続されている。オペアンプ３１の出力端子はモータ２３の一端に接続され、モータ２３の他端は接地されている。オペアンプ３１の出力端子と反転入力端子との間には、フィードバック用の抵抗ｒ２が接続されている。オペアンプ３１の非反転入力端子には、スイッチング回路３２および抵抗ｒ３を介して位置センサ２４が接続されている。スイッチング回路３２は、制御端子に供給されるローレベルのスイッチング制御信号によってオン状態に設定され、ハイレベルのスイッチング制御信号によってオフ状態に設定される。オペアンプ３１の非反転入力端子は、抵抗ｒ４を介して接地されている。

スイッチング回路３２と抵抗ｒ３との接続点には、スイッチング回路３３を介してＤ／Ａ変換器３４の出力端子が接続されている。スイッチング回路３３も、制御端子に供給されるローレベルのスイッチング制御信号によってオン状態に設定され、ハイレベルのスイッチング制御信号によってオフ状態に設定される。Ｄ／Ａ変換器３４は、マイクロコンピュータ３５から供給されてエクスパンダーレンズ１４が設定されるべき位置を表すディジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。マイクロコンピュータ３５は、スイッチング回路３２，３３のための制御用出力端子にて、スイッチング回路３２に接続されるとともに、インバータ回路３６を介してスイッチング回路３３に接続されており、前記制御用出力端子をオープン状態（ハイインピーダンス状態）に設定するか、同制御用出力端子にハイレベル信号を出力する。この制御用出力端子は、抵抗ｒ５を介して接地されている。

また、マイクロコンピュータ３５には、信号再生回路３７、入力装置３８および表示器３９も接続されている。信号再生回路３７は、４分割フォトディテクタ１９からの受光信号を入力して、光ディスクＤＫに記録されている情報を表す再生信号をマイクロコンピュータ３５に供給する。入力装置３８は、ユーザによって操作されるキー、マウスなどの操作子からなり、ユーザの指示をマイクロコンピュータ３５に入力する。表示器３９は、マイクロコンピュータ３５によって制御されて文字、図形などを表示する。

電気制御装置３０は、さらに、電源回路４１を備えている。この電源回路４１には、電源スイッチ４２が接続されていて、電源スイッチ４２の投入により外部から供給された電力を光ピックアップ装置１０および電気制御装置３０の各部に供給する。

上記のように構成した実施形態の動作を説明する。まず、検査しようとする光ディスクＤＫを図示しないターンテーブルにセットして、電源スイッチ４２を投入する。この電源スイッチ４２に投入により、電源回路４１は光ピックアップ装置１０および電気制御装置３０の各部に電力を供給し始めて、光ピックアップ装置１０および電気制御装置３０の作動を開始させる。また、電源回路４１は、図示しないスピンドルモータ、フィードモータなどの制御回路にも電力の供給を開始して、光ディスクＤＫを回転させ始めるとともに、光ディスクＤＫに対して光ピックアップ装置１０を相対移動させ始める。

最初に、新たな種類の光ディスクＤＫをセットして検査する場合または光ディスクＤＫの異なる記録層を検査し始める場合について説明する。この場合、エクスパンダーレンズ１４の光軸方向の位置を適切な位置に変位させる必要がある。電源スイッチ４２の投入直後には、マイクロコンピュータ３５はその制御用出力端子をオープン状態に設定する。これにより、スイッチング回路３２の制御入力端子はローレベルに設定され（すなわちアースされ）、スイッチング回路３３の制御入力端子はインバータ回路３６のためにハイレベルに設定される。したがって、スイッチング回路３２はオン状態に設定されるとともに、スイッチング回路３３はオフ状態に設定される。この状態では、オペアンプ３１の反転入力端子および非反転入力端子には、位置センサ２４からの検出信号がそれぞれ供給され、オペアンプ３１の出信号は零を表すので、モータ２３は回転することなく、エクスパンダーレンズ１４も以前の位置に保たれる。

そして、所定時間（例えば、０．３〜０．７秒）の経過後、マイクロコンピュータ３５はスイッチング回路３２，３３のための制御用出力端子にハイレベルのスイッチング制御信号を出力する。これにより、スイッチング回路３２はオフ状態に設定され、スイッチング回路３３はインバータ回路３６のためにオン状態に設定される。ここで、ユーザは入力装置３８を操作することにより、エクスパンダーレンズ１４を適切な位置に移動させる。この場合、ユーザは、まず、入力装置３８を操作することにより、光ディスクＤＫの種類および記録層の種類に適した位置情報をマイクロコンピュータ３５に入力する。マイクロコンピュータ３５は、この入力された位置情報に対応したディジタル信号をＤ／Ａ変換器３４に出力し、Ｄ／Ａ変換器３４は前記出力されたディジタル信号に対応した設定アナログ電圧信号を出力する。

この設定アナログ電圧信号は、スイッチング回路３３および抵抗ｒ３を介してオペアンプ３１の非反転入力端子に供給される。一方、オペアンプ３１の反転入力端子には、抵抗ｒ１を介して位置センサ２４からのエクスパンダーレンズ１４の位置を表す検出アナログ電圧信号が供給されている。そして、オペアンプ３１は、設定アナログ電圧信号と検出アナログ電圧信号の差を表す差信号をモータ２３に出力して、前記差信号が零となるようにモータ２３を駆動制御する。これにより、モータ２３は回転制御され、このモータ２３の回転運動は変換機構２２にて光軸方向の直線運動に変換されて、エクスパンダーレンズ１４を光軸方向に駆動するので、エクスパンダーレンズ１４は前記入力された位置情報に対応した位置まで移動する。

次に、ユーザはエクスパンダーレンズ１４の位置を微調整する。例えば、４分割フォトディテクタ１９にて受光されて信号再生回路３７によって再生された光ディスクＤＫの記録情報を表す再生信号をマイクロコンピュータ３５に入力し、そのジッタを計測して表示器３９に表示する。ユーザは、この表示器３９の表示を見ながら、入力装置３８を再度操作することにより、エクスパンダーレンズ１４の位置を最適位置に微調整する。そして、この微調整後、マイクロコンピュータ３５は、前記最適位置を表す位置情報をエクスパンダーレンズ１４が設定されるべき位置を表す情報として記憶する。この位置情報の記憶においては、電源スイッチ４２が再投入された場合にも前記記憶された位置情報が保存されるように、同位置情報はマイクロコンピュータ３５の不揮発性メモリに記憶される。

前記位置情報の記憶後も、位置情報を表すディジタル信号はＤ／Ａ変換器３４によって設定アナログ電圧信号に変換されて、スイッチング回路３３を介してオペアンプ３１の非反転入力端子に供給され続ける。一方、オペアンプ３１の反転入力端子には位置センサ２４からの検出アナログ電圧信号が供給され続けるので、エクスパンダーレンズ１４はオペアンプ３１の作用により前記と同様にして最適位置に保たれ続ける。この状態で、光ディスクＤＫが次々に取り替えられ、取り替えられた光ディスクＤＫに情報を記録しまたは同光ディスクＤＫに記録された情報を再生して、光ディスクＤＫの検査が行われる。そして、計画された数の光ディスクＤＫの検査が終了したり、検査終了時刻になり、電源スイッチ４２がオフされると、光ピックアップ装置１０、電気制御装置３０などの作動が停止する。

前記電源スイッチ４２のオフ後、光ディスクＤＫの検査を再開するために電源スイッチ４２が再投入されると、前述のように、光ピックアップ装置１０、電気制御装置３０などの作動が再開する。この場合、新たな種類の光ディスクＤＫをセットして検査する場合または光ディスクＤＫの異なる記録層を検査し始める場合であれば、エクスパンダーレンズ１４の位置を再設定する。しかし、電源スイッチ４２の再投入前の検査と同一種類の光ディスクＤＫであって、光ディスクＤＫの同一の記録層を検査し始める場合には、エクスパンダーレンズ１４の最適位置を表す位置情報は記憶されている。そして、この場合も、この記憶されている位置情報を表すディジタル信号は、マイクロコンピュータ３５の作動によってＤ／Ａ変換器３４に出力され続け、Ｄ／Ａ変換器３４は設定アナログ電圧信号をスイッチング回路３３に出力し続ける。

また、前記電源スイッチ４２の再投入時にも、投入から所定時間の間、前述のようにスイッチング回路３２はオン状態に設定され、スイッチング回路３３はオフ状態に設定される。この所定時間の間、オペアンプ３１は前述したように零を表す出力信号をモータ２３に出力してモータ２３を停止制御する。したがって、電源スイッチ４２の投入直後において、マイクロコンピュータ３５から出力されるディジタル信号、すなわちＤ／Ａ変換器３４から出力される設定アナログ電圧信号が安定していなくても、モータ２３は駆動制御されることはなく、エクスパンダーレンズ１４の位置が調整済みであれば、電源投入直後もエクスパンダーレンズ１４の位置がずれることがないので、エクスパンダーレンズ１４の再度の位置調整に無駄な時間が費やされない。

また、この電源スイッチ４２の投入直後にも、モータ２３はオペアンプ３１を含む回路から切り離されていないので、外部からの振動によってモータ２３が回転駆動されようとすると、モータ２３には回生制動力が作用し、モータ２３の回転が阻止される。したがって、光ピックアップ装置１０がゴニオステージなどに載置されていて、電源スイッチ４２の投入直後にゴニオステージの座標位置変更に伴う振動が光ピックアップ装置１０に伝達されたり、他の外部機器からの振動が伝達されても、エクスパンダーレンズ１４は以前の位置に保たれるようになり、エクスパンダーレンズ１４が電源投入前に最適位置に調整済みであれば、再度の位置調整に無駄な時間が費やされない。

そして、電源スイッチ４２の再投入から所定時間の経過後には、前述のように、スイッチング回路３２はオフ状態に切り換えられ、スイッチング回路３３はオン状態に切り換えられる。この状態では、前述のように、エクスパンダーレンズ１４はオペアンプ３１の作用により前記と同様にして最適位置に保たれ続けるので、光ディスクＤＫの検査が的確に行われる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。図２はこの変形例に係る検査装置を示しており、上記実施形態のスイッチング回路３２，３３に代えてスイッチング回路５１，５２を用いている。スイッチング回路５１は、制御入力端子へのローレベルのスイッチング制御信号の供給によってオン状態に設定され、ハイレベルのスイッチング制御信号の供給によってオフ状態に設定される。スイッチング回路５２は、制御入力端子へのローレベルのスイッチング制御信号の供給によってオフ状態に設定され、ハイレベルのスイッチング制御信号の供給によってオン状態に設定される。

これらのスイッチング回路５１，５２の制御入力端子にはタイマ回路５３が接続されている。タイマ回路５３は、マイクロコンピュータ３５から出力される制御信号がローレベルからハイレベルに変化したとき、所定時間（例えば、０．３〜０．７秒）だけ遅れてローレベルからハイレベルに変化するスイッチング制御信号をスイッチング回路５１，５２の制御入力端子に出力する。また、タイマ回路５３は、マイクロコンピュータ３５から出力される制御信号がハイレベルからローレベルに変化したとき、ハイレベルからローレベルに即座に変化するスイッチング制御信号をスイッチング回路５１，５２の制御入力端子に出力する。そして、マイクロコンピュータ３５は、電源スイッチ４２の投入によって電源回路４１から電力が供され始めると、ローレベルからハイレベルに変化する信号をタイマ回路５３に出力し始めて、電力の供給が停止するとハイレベルからローレベルに変化する信号をタイマ回路５３に出力する。他の部分に関しては、上記実施形態と同じであるので、説明を省略する。

上記のように構成した変形例においては、電源スイッチ４２の投入直後から所定時間（例えば、０．３〜０．７秒）の間、スイッチング回路５１，５２にローレベルのスイッチング制御信号が供給される。そして、この所定時間の間、スイッチング回路５１はオン状態に設定され、スイッチング回路５２はオフ状態に設定される。したがって、この状態では、上記実施形態の場合と同様に、オペアンプ３１の反転入力端子および非反転入力端子の両方に共に位置センサ２４からの検出アナログ電圧信号が供給されるので、モータ２３はオペアンプ３１によって停止制御される。

一方、前記所定時間の経過後には、スイッチング回路５１，５２に共にハイレベルのスイッチング制御信号が供給されるので、スイッチング回路５１はオフ状態に設定され、スイッチング回路５２はオン状態に設定される。したがって、この状態では、マイクロコンピュータ３５からの最適位置を表すディジタル信号に応じて、エクスパンダーレンズ１４はオペアンプ３１の作用によって最適位置に維持される。その結果、この変形例によっても、上記実施形態と同様な効果が期待される。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態およびその変形例では、エクスパンダーレンズ１４の位置を調整制御する場合について説明した。しかし、光ディスクＤＫに情報を記録しまたは光ディスクＤＫに記録された情報を再生するための光学系装置内の特定の光学素子の位置をモータによって調整する場合であれば、エクスパンダーレンズ１４以外の光学素子であっても本発明は適用され得る。

また、上記実施形態およびその変形例では、青色または青紫色のレーザ光を用いるとともに、２層の記録層を有する光ディスクＤＫを用いたが、本発明は、青色または青紫色ののレーザ光に限定されるものではないとともに、２層の記録層を有する光ディスクＤＫに限定されるものでもない。

本発明の一実施形態に係る光ディスクの検査装置の概略図である。 上記実施形態の変形例に係る光ディスクの検査装置の概略図である。

符号の説明

ＤＫ…光ディスク、１０…光ピックアップ装置、１１…レーザ光源、１４…エクスパンダーレンズ、１６…対物レンズ、１９…４分割フォトディテクタ、２３…モータ、２４…位置センサ、３０…電気制御装置、３１…オペアンプ、３２，３３，５１，５２…スイッチング回路、３４…Ｄ／Ａ変換器、３５…マイクロコンピュータ、５３…タイマ回路。

Claims (1)

1. 光ディスクに光を照射して光ディスクに情報を記録しまたは光ディスクに記録されている情報を再生する光学系装置と、前記光学系装置に含まれる光学部品の位置を検出して同位置を表す電圧信号を出力する位置センサと、前記光学部品の位置を調整するモータとを備えた光ピックアップ装置の電気制御装置において、
   電圧信号を入力するための第１および第２入力端子と、前記第１および第２入力端子にそれぞれ供給される電圧信号の差信号を出力する出力端子とを有し、前記第１入力端子に前記位置センサを接続するとともに前記出力端子を前記モータに接続してなり、前記差信号が零となるように前記モータを駆動制御する増幅器と、
   電源投入から所定時間が経過するまで前記第２入力端子に前記位置センサからの電圧信号を供給し、前記所定時間の経過後に前記第２入力端子に前記光学部品が設定されるべき位置を表す設定位置信号を供給する切り換え回路とを設けたことを特徴とする光ピックアップ装置の電気制御装置。
   

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