JP4591376B2 - 光ディスク装置及びギャップ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク状の記録媒体に信号を記録すること及び記録された信号を再生することのうち少なくとも一方を行う光ディスク装置、及びこのギャップ制御方法に関する。
に関する。

従来から、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、またはＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））等の光ディスク（以下、単にディスクという。）に信号を記録し、または記録された信号を再生する光ディスク装置がある。近年では、近接場光を利用して信号を記録または再生する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。近接場光を利用する光ディスク装置では、信号を記録または再生するとき、対物レンズとディスクの信号の記録面との距離を近接場光が生じる距離（ニアフィールド）に制御する必要がある。これを以下、ギャップサーボという。近接場光が生じる距離は、例えば波長４００ｎｍ程度のレーザ光を用いた場合、ニアフィールド状態になるのは、一般に波長の１／２以下の距離であり、実際に記録または再生するには１００ｎｍ以下に制御しなければならない。
特開２００５−２５９３２９号公報（段落[００２７]）

上記のような光ディスクは、一般的に、光ディスク装置に装填され、また光ディスク装置から取り出されて使用されるリムーバブルなメディアである。したがって、ディスクにはその信号の記録面上に塵や埃等のダストが付着しやすい状況にある。ディスクがディスクカートリッジに収容されるタイプである場合であっても、光ディスク装置にディスクが装填され、またはディスクが取り出されるときに、筐体の装填口からダストが筐体内に混入しやすい。筐体内にダストが混入したまま、信号が記録または再生されると、カートリッジに収容されたディスクであっても、そのディスクにダストが付着してしまうおそれがある。

ダストがディスクに付着している場合、適切なギャップサーボを行うことができず、対物レンズとディスクとがダストを介して衝突してしまい、対物レンズまたはディスクが損傷するおそれがある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、集光素子と記録媒体とが衝突して集光素子または記録媒体が損傷するといった可能性を少なくすることができる光ディスク装置及びギャップ制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置は、レーザ光を出射する光源と、信号を記録可能なディスク状の記録媒体を保持し回転駆動する回転駆動機構と、前記光源から出射された前記レーザ光を、前記回転駆動機構により保持された前記記録媒体に、近接場光として集光させることが可能な集光素子と、前記レーザ光が前記集光素子により前記近接場光として集光するニアフィールド内における、前記記録媒体と前記集光素子とのギャップの目標値として、複数の異なる目標値を設定する目標値設定手段と、前記ギャップが前記各目標値に応じて段階的に小さくなるように制御する制御手段とを具備する。

本発明では、目標値設定手段により、ニアフィールド内の目標値が複数の段階に設定され、制御手段によりその目標値に応じて段階的にギャップが制御される。すなわち、集光素子がダストに接触して集光素子がダストを介して記録媒体に衝突する可能性が比較的高い最終的なギャップに移行する前に、それより大きなギャップになるようにギャップ制御される。したがって、例えば第１の目標値のギャップにおいても信号の記録または再生のエラーが多く発生する場合には、記録または再生の動作を規制する等することで、集光素子と記録媒体との衝突等の可能性を少なくすることができる。

「集光素子」とは、対物レンズ、または、対物レンズを含み、この対物レンズと一体的に移動する光学系等を意味し、記録媒体に光を集められる素子であれば何でもよい。

本発明では、制御手段によるギャップ制御のとき、記録媒体は回転していてもよいし、次の発明にように回転が停止されていてもよい。

本発明において、前記目標値設定手段は、前記目標値として、第１の目標値と、前記第１の目標値より小さい第２の目標値とを設定し、前記制御手段は、回転駆動機構による前記記録媒体の回転が停止した状態で、前記ギャップが前記第１の目標値となるように制御する。記録媒体が回転しないので、集光素子が記録媒体に付着したダストに接触する可能性が減り、集光素子と記録媒体とがダストを介して衝突する可能性をさらに低くすることができる。

本発明において、前記制御手段は、前記ギャップが第１の目標値となった状態で、前記回転駆動機構により前記記録媒体を回転させる。本発明では、第１の目標値でギャップサーボがかかった状態で記録媒体が回転する。この場合、記録媒体は少なくとも１回転させる。好ましくは複数回転、回転させる。これにより、その第１の目標値のギャップより粒径の大きなダストを集光素子が弾き飛ばすことができる。また、記録媒体が回転することにより、第１の目標値でのギャップにおいて、ダストによりどれくらいの記録エラーまたは再生エラーが発生するのかをモニタしておくことが可能となる。

本発明において、前記制御手段は、前記回転駆動機構により前記記録媒体を回転させた後、前記ギャップが前記第２の目標値となるように制御する。これにより、第１の目標値のギャップにおいて信号の記録または再生のエラーが少ないか、またはほぼなくなったことが確認されてから、第２の目標値のギャップ制御へ移行することができ、安全である。本発明では、第２の目標値のギャップ制御において、記録媒体は回転していてもよいし、次の発明にように回転が停止されていてもよい。

本発明において、前記制御手段は、回転駆動機構による前記記録媒体の回転が停止した状態で、前記ギャップが前記第２の目標値となるように制御する。記録媒体が回転しないので、集光素子が記録媒体に付着したダストに接触する可能性が減る。

本発明において、前記制御手段は、前記回転駆動機構により前記記録媒体が回転している状態で前記ギャップを制御し、当該光ディスク装置は、前記回転駆動機構により前記記録媒体が回転している状態で、前記制御手段により前記ギャップが前記各目標値のうち１つの目標値となるように制御されているときに、信号の記録または再生のエラーを検出するエラー検出手段と、前記エラー検出手段により、所定のエラーが検出された場合に、前記制御手段による前記ギャップの制御を停止するように制御する停止制御手段とをさらに具備する。

本発明の他の観点に係る光ディスク装置は、レーザ光を出射する光源と、信号の記録面を有するディスク状の記録媒体を保持し回転駆動する回転駆動機構と、前記光源から出射された前記レーザ光を、前記回転駆動機構により保持された前記記録媒体の前記記録面に、近接場光として集光させることが可能な集光素子と、前記集光素子を前記記録媒体に接触させた状態で、前記記録面に対する前記集光素子のチルトを制御するチルト制御機構と、前記集光素子と前記記録媒体とのギャップの目標値を設定する目標値設定手段と、前記チルト制御機構により前記チルトが制御された後、前記集光素子が前記記録媒体に接触した状態から、前記記録媒体から離れていくときに前記ギャップが前記目標値に達するように制御する制御手段とを具備する。

本発明では、制御手段により、チルト制御機構によりチルトが制御された後に、集光素子が記録媒体に接触した状態から記録媒体から離れていくときにギャップサーボがかけられる。したがって、例えば外乱等があってオーバーシュートがあっても、記録媒体から離れる方向へオーバーシュートするので、集光素子と記録媒体とが衝突することを防止することができる。また、たとえ記録媒体にダストが付着していても、集光素子が記録媒体に接触した状態から記録媒体から離れている間にギャップサーボがかけられるので、集光素子がダストを押しつぶすといった危険性を少なくすることができる。

本発明において、光ディスク装置は、前記制御手段により前記ギャップの制御が開始された後に、前記回転駆動機構により前記ディスクを回転させるように制御する制御手段をさらに具備する。特に、前記制御手段は、前記ギャップの目標値を設定する目標値設定手段を有し、前記制御手段は、前記ギャップが前記目標値に達した後に、前記回転駆動機構により前記ディスクを回転させるように制御することが好ましい。

「目標値に達した後」とは、その目標値に初めて達したときが挙げられる。または、目標値に達した後に目標値を超え、その後、集光素子が記録媒体に近づいてくるときにさらに目標値に達したとき、つまり２回目以降に目標値に達したときも、「目標値に達した後」に含まれる。

本発明に係るギャップ制御方法は、レーザ光を出射する光源と、信号を記録可能なディスク状の記録媒体を保持し回転駆動する回転駆動機構と、前記光源から出射された前記レーザ光を、前記回転駆動機構により保持された前記記録媒体に、近接場光として集光させることが可能な集光素子とを備える光ディスク装置のギャップ制御方法であって、前記レーザ光が前記近接場光として集光するニアフィールド内における、前記記録媒体と前記集光素子とのギャップの目標値として、複数の異なる目標値を設定するステップと、前記ギャップが前記目標値に応じて段階的に小さくなるように制御するステップとを具備する。

本発明の他の観点に係るギャップ制御方法は、レーザ光を出射する光源と、信号を記録可能なディスク状の記録媒体を保持し回転駆動する回転駆動機構と、前記光源から出射された前記レーザ光を、前記回転駆動機構により保持された前記記録媒体に、近接場光として集光させることが可能な集光素子とを備える光ディスク装置のギャップ制御方法であって、前記集光素子を前記記録媒体に接触させた状態で、前記記録面に対する前記集光素子のチルトを制御するステップと、前記集光素子と前記記録媒体とのギャップの目標値を設定するステップと、前記チルトが制御された後、前記集光素子が前記記録媒体に接触した状態から、前記記録媒体から離れていくときに前記ギャップが前記目標値に達するように制御するステップとを具備する。

本発明のさらに別の観点に係る光ディスク装置は、信号の記録面を有するディスク状の記録媒体を回転駆動する回転駆動機構と、前記回転駆動機構により回転駆動する前記記録媒体に前記信号を記録し、または前記信号を再生するために、該記録媒体にレーザ光を集光する集光素子と、前記記録面と前記集光素子とのギャップを制御するギャップサーボ手段と、前記記録面上の、前記ギャップサーボ手段によりギャップ制御が開始されるべき領域の欠陥を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記領域上で前記ギャップサーボ手段により前記ギャップ制御を実行するか否かを制御する制御手段とを具備する。

本発明では、ギャップサーボ手段によりギャップ制御が開始されるべき領域上でギャップ制御が実行される場合、検出手段によりその領域に欠陥が検出された場合は、制御手段はギャップ制御を実行しないように制御する。これにより、集光素子に、当該領域上の欠陥、例えばダストが付着している場合に、集光素子と記録媒体とが衝突して損傷するといった事態を防止することができる。

本発明でいう「ギャップサーボ手段」とは、集光素子のＮＡが０．８５を超える場合、あるいは、近接場光を利用して信号が記録または再生される場合のギャップ制御する手段のことである。

「ギャップサーボ手段によりギャップ制御が開始されるべき領域」とは、ユーザの指示によって指定された任意の領域でもよいし、予め定められた、ギャップ制御を開始するための専用の領域でもよい。

「欠陥」とは、記録面に付着したダストに限らず、記録媒体の製造時で発生する、記録媒体の構造的な欠陥等も含まれる。

本発明において、前記検出手段は、前記領域を撮像する撮像手段である。例えばレーザ光を記録面に照射してその反射光の光量により欠陥が検出される場合に比べ、撮像手段により画像を得ることで欠陥が検出されることにより、確実に欠陥を検出することができる。

本発明において、前記制御手段は、前記検出手段により、所定数以上及び所定サイズ以上のうち少なくとも一方の欠陥が検出された場合に、前記ギャップ制御を実行しないように制御する。これにより、集光素子に例えばダスト等が付着して汚れることを未然に防ぐことができる。

本発明において、光ディスク装置は、前記検出手段により、所定数以上及び所定サイズ以上のうち少なくとも一方の欠陥が検出された場合に、前記記録媒体を前記光ディスク装置から排出するように制御する排出制御手段をさらに具備する。本発明では、検出手段の検出動作が複数回行われる場合も含む。例えば検出手段により欠陥が検出された場合に、記録媒体がクリーニングされ、その後に再度欠陥が検出されるような場合も含まれ、そのときにもまだ欠陥が検出された場合に、記録媒体が排出されればよい。その検出動作の回数は適宜設定の変更が可能である。

本発明において、前記記録媒体は、前記領域に、前記ギャップ制御が実行される位置を示すマークを有し、前記検出手段は、前記マークを検出することにより前記ギャップ制御が実行される位置にある欠陥を検出する。これにより、任意の領域で欠陥が検出される場合に比べ、処理を高速化することができる。

本発明において、前記検出手段は、前記回転駆動機構により少なくとも１回転する間に前記記録面上に前記レーザ光が集光される領域を前記ギャップサーボ手段により前記ギャップ制御が開始されるべき領域として、前記欠陥を検出する。これにより、例えば記録面上のある一点が、ギャップ制御が開始されるべき領域とされるよりも、記録面上の線状または面状の領域が、ギャップ制御が開始されるべき領域とされる方が、記録面上のギャップ制御を実行することができる可能性のある位置が増え、処理が高速化され、確実にギャップ制御を開始することができる。

本発明において、前記集光素子は、０．８５を超え、近接場光として集光されるまでの開口数を有する。集光素子がこのような範囲の開口数を有する場合、記録媒体による記録密度は、極めて高密度であり、ギャップサーボ手段による動作が高精度に行われなければならない。したがって、本発明は非常に有効である。

本発明に係る光ディスク装置の制御方法は、信号の記録面を有するディスク状の記録媒体を回転駆動する回転駆動機構と、前記回転駆動機構により回転駆動する前記記録媒体に前記信号を記録し、または前記信号を再生するために、該記録媒体にレーザ光を集光する集光素子と、前記記録面と前記集光素子とのギャップを制御するギャップサーボ手段とを備えた光ディスク装置の制御方法であって、前記記録面上の、前記ギャップサーボ手段によりギャップ制御が開始されるべき領域の欠陥を検出するステップと、前記検出結果に応じて、前記領域上で前記ギャップサーボ手段によりギャップ制御を実行するか否かを制御するステップとを具備する。

以上のように、本発明によれば、集光素子と記録媒体とが衝突して集光素子または記録媒体が損傷するといった可能性を少なくすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る光ディスク装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す光ディスク装置１０の内部構造を示す斜視図である。なお、図２において、電気回路基板や配線、その他本発明に関係のない機構等は図示を省略している。

光ディスク装置１０は、筐体５と、筐体５内に配置された記録再生ユニット１５とを備えている。図２に示すように、筐体５は、底部に設けられたベースプレート１にフロントパネル２及びバックパネル３が立設され、外部カバー４により内部を覆うように構成されている。フロントパネル２には、ディスク状の記録媒体Ｄ（以下、単にディスクという。）を挿入したり、取り出したりするためのスロット９が設けられている。スロット９にはスロットカバー６が装備され、ほぼ９０度回動することにより、スロット９が開閉される。

図１に示すように、ディスクＤは、例えばディスクカートリッジ４９に収容されたタイプのディスクが用いられる。図２では、そのカートリッジ４９の図示を省略しており、ディスクＤのみを図示している。しかし、ディスクカートリッジ４９は必ずしもなくてもよく、ベアタイプでもよい。また、ディスクＤとしては、例えば近接場光により信号を記録または再生するタイプのディスクが用いられる。

記録再生ユニット１５は、筐体５内に設けられたインナベース（ベース体）２２上に搭載されている。インナベース２２と、筐体５のベースプレート１とは、図３に示すようにダンパで接続されており、インナベースは、そのようにダンパ５７で接続される以外は、筐体に接続されていない。ダンパ５７は、例えば樹脂やゴムでなる。このような構成により、筐体５に加えられた外部からの振動をダンパにより吸収することができ、記録再生ユニット１５にその振動が伝わらないようになっている。これより、サーボ動作が適切に行われ、安定的に信号を記録または再生することができる。

図２に示すように、記録再生ユニット１５は、ディスクＤをクランプするクランプ部１７と、クランプされたディスクＤを回転駆動するスピンドルモータ１８と、回転するディスクＤに信号を記録すること及び記録された信号を再生することのうち少なくとも一方が可能な光ピックアップ１１とを備えている。

光ピックアップ１１は、対物レンズ等の集光素子を搭載した２軸アクチュエータ７と、光源、光検出器、レンズ系等を搭載した光学系ユニット８とを備えている。光学系ユニット８は、カバー部材１９により覆われているが、図２では、カバー部材１９の上面の一部を切り欠いて内部構造が見えるように図示している。

図４は、上記２軸アクチュエータ７を示す斜視図である。２軸アクチュエータ７は、一般的な構成でよい。例えば、２軸アクチュエータ７は、ベース部材２５に、ワイヤ２８を支持するワイヤ支持台２９が載置され固定されている。トラッキングコイル３１及びフォーカシングコイル３２が所定の方向に巻回されてボビン２４に装着され、ボビン２４には対物レンズ２６を保持する対物レンズホルダ２３が搭載されている。また、ボビン２４は上記ワイヤ２８に支持され、トラッキング方向（Ｙ軸方向）及びフォーカシング方向（ギャップ方向）（Ｚ方向）に移動可能になっている。ベース部材２５の先端及びほぼ中央にはマグネット２７、２７がそれぞれ配置され、これらのマグネット２７が磁界を発生する。ベース部材２５は、例えば磁性材料でなり、各マグネット２７がそれぞれ取り付けられる２つの取り付け部２５ａと、ボビン２４に設けられた穴２４ａに挿通されるように立設された２つの片部２５ｂとを有している。つまり、これら取り付け部２５ａ及び片部２５ｂも磁性材料でなり、これらとマグネット２７により磁気回路が構成される。このような２軸アクチュエータ７の構成によれば、各コイル３１、３２に電流が印加されることで対物レンズ２６が、ディスクＤの信号記録面Ｅ上の所定のアドレスに位置することができるようになる。

なお、２軸アクチュエータ７ではなく、その２軸方向に、チルト方向（Ｘ−Ｙ平面に対する対物レンズまたはディスクの信号記録面の傾き）の軸をさらに加えた３軸アクチュエータが用いられてもよい。

光ピックアップ１１が備える図示しない光源は、例えば波長が４００ｎｍ程度のレーザ光を出射する光源が用いられるが、上記ディスクＤの種類に応じて適宜設計の変更が可能である。光ピックアップ１１の光学系は、例えば上記特許文献３の図１に示されるような公知の構成でよいが、これに限られず、他の公知の形態でもよい。近接場光が利用される場合、対物レンズ２６としては、ＮＡ（Numerical Aperture）が１以上のものが用いられる。しかし、レーザ光の波長に応じてＮＡが１未満の対物レンズが用いられてももちろんかまわない。

図５は、対物レンズ２６を示す斜視図である。対物レンズ２６は、例えばＳＩＬ（Solid Immersion Lens）であり、直径が０．８〜１ｍｍ程度の球体の一部の形状をなし、対物レンズ２６の上部は円錐形でなる。その円錐の頂点は、例えば数十μｍの小さな平面で、これがディスクＤの信号記録面Ｅに対面する、対物レンズ２６の端面２６ａとなる。対物レンズ２６のＮＡは１．８程度とされている。図６は、その対物レンズ２６の端面２６ａを示す平面拡大写真である。端面２６ａとディスクＤの信号記録面Ｅとの距離が、本実施の形態でいう「ギャップ」である。

図２の説明に戻る。記録再生ユニット１５のうち、クランプ部１７及びスピンドルモータ１８等は、ガイド軸１６に沿ってＹ軸方向に進退する可動ベースフレーム４８に搭載されている。一方、光ピックアップ１１は、インナベース２２上に固定されているか、または、インナベース２２に固定された図示しないフレーム等の部材に固定されている。可動ベースフレーム４８は、図示しないスレッドモータによってＹ軸方向に移動可能に構成されている。可動ベースフレーム４８には位置センサ１２が取り付けられ、位置センサ１２は、ガイドレール１３に沿って移動するように設けられている。位置センサ１２は、可動ベースフレーム４８の移動位置を検出するセンサであり、記録または再生時のスレッド動作によるディスクＤの位置を検出する。このようなスレッド機構によって、可動ベースフレーム４８、スピンドルモータ１８、クランプ部１７及び次に説明するローディングガイド２１が一体的に移動する。

可動ベースフレーム４８の上部には、ディスクＤのローディング／アンローディング時に用いられるローディング機構を取り付けるローディングガイド２１が付けられている。本発明を実施する上では、ローディング機構は重要ではないので図示していない。例えば、ディスクＤがスロット９に挿入されたとき、図示しないローディング機構がディスクＤを保持する。ローディング機構は、可動ベースフレーム４８及びこれと一体となっているローディングガイド２１の上部に取り付けられており、図示しない駆動源によってディスクＤをクランプ部１７まで搬送し、ディスクＤはスピンドルモータ１８上部にクランプされる。このとき、可動ベースフレーム４８は、スロット９の近傍に位置している。そして、図示しないスレッドモータにより図２の位置まで移動する。

ローディング機構は、例えばディスクＤの周縁部を両側から挟持するようなアームタイプの機構により実現される。しかし、アームタイプに限らず、ディスクＤの表面及び裏面、あるいは周縁部を挟持する送りローラタイプの機構であってもよい。カートリッジタイプの場合は、ローディング機構が、カートリッジの開閉を行って、ディスクＤをスピンドルモータ１８の上部に搬送し、カートリッジ内に内蔵されたチャッキングプレート（または、クランププレート）とスピンドルモータ１８の図示しない上部にあるマグネットの磁力で、ディスクＤを挟み込む。

インナベース２２には、ダンパを介してフィルタユニット１４が設置されている。ダンパは、フィルタユニット１４から発生する振動を吸収し、インナベース２２にその振動が伝わることを極力抑える機能を有し、さらにフィルタユニット１４はカバー部材１９等には接していない。すなわち、フィルタユニット１４による振動が、インナベース２２を介して記録再生ユニット１５には極力伝わらないようになっている。

フィルタユニット１４は、一般的なファンフィルタユニットであり、ファン１４ａにより筐体内の空気を循環させながら、ダストを除去するものである。フィルタ（図示せず）としては、例えばＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが用いられる。しかし、これに限らず、流量を確保できる準ＨＥＰＡタイプでもよい。また、ファン１４ａの流量が十分大きければ、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタでもよい。あるいは、化学ガスを吸着する活性炭などのケミカルフィルタ等が、ＨＥＰＡ、またはＵＬＰＡフィルタ等に重ね合わせて用いられてもよい。

筐体５の一部を構成するバックパネル３には、フィルタユニット１４とは別のフィルタユニット６４がさらに配置されている。フィルタユニット６４は、筐体５の内部と外部との間で空気を流通させる。すなわち、バックパネル３には空気の流通口（図示せず）が設けられ、その流通口にフィルタユニット６４が取り付けられている。フィルタユニットは、ファン６４ａとフィルタ（図示せず）とで構成される一般的なフィルタユニットである。フィルタの構成は、フィルタユニット１４のフィルタと同種のフィルタが用いられてもよいし、異なる種類のフィルタが用いられてもよい。

このようにフィルタユニットが２つ設けられることにより、筐体内の空気を極めて高い清浄度で維持することができる。また、これにより、トラッキングサーボやギャップサーボ等のサーボ動作を安定して行うことが可能となる。特に、ギャップサーボでは、後述するように、例えば対物レンズの端面２６ａとディスクＤの記録面Ｅとのギャップが２０〜４０ｎｍ程度に一定に制御されなければならない。したがって、ダストがほとんどない状態でギャップサーボされる必要がある。

本実施の形態において、フィルタユニット１４の流量が第１の流量の場合、フィルタユニット６４の流量が第１の流量より多い第２の流量とされると、さらにダスト除去の効果が高くなる。このような流量制御は、上記図示しないコントローラが行えばよい。

例えば、ディスクＤのローディング／アンローディング時に、フィルタユニット６４の動作を開始するような制御も考えられる。またはローディング／アンローディング時に、フィルタユニット６４のパワーを強めたりする制御も実現可能である。これにより、ローディング／アンローディング時に筐体内に混入するダストも効率良く除去することができ、フィルタの寿命も延びる。

図７は、光ピックアップユニットを示す斜視図である。光ピックアップユニット８０は、上記光ピックアップ１１と、チルト制御機構７０とを備えている。チルト制御機構７０は、ラジアルチルト制御機構７１及びタンジェンシャルチルト制御機構７２からなる。

ラジアルチルト制御機構７１は、例えばステッピングモータ７３を有し、このステッピングモータ７３の図示しない回転軸に、図示しないギア等を介して傾動ステージ７７が接続されている。傾動ステージ７７は、スレッド機構によりディスクＤが移動するＹ軸方向に直交する軸（Ｘ軸）を中心軸として傾動する。具体的には、ラジアルチルト制御機構７１は、上部に曲面８４ａを有する部材８４を備え、傾動ステージ７７はその曲面８４ａ上を動くことにより傾動する。

タンジェンシャルチルト制御機構７２も、ラジアルチルト制御機構７１と同様にステッピングモータ７５を有し、このステッピングモータ７５の図示しない回転軸に、図示しないギア等を介して傾動ステージ７８が接続されている。傾動ステージ７８は、Ｙ軸を中心軸として傾動する。具体的には、タンジェンシャルチルト制御機構７２は、曲面８５ａを有する部材８５を備え、傾動ステージ７８はその曲面８５ａ上を動くことにより傾動する。部材８５は、傾動ステージ７７のフランジ部７７ａ上に固定されているので、傾動ステージ７８は、傾動ステージ７７上で傾動するようになっている。さらに傾動ステージ７８は、光学系ユニット８に対して直接、または適当な部材を介して固定されている。また、傾動ステージ７８上には、２軸アクチュエータ７を支持する支持台８３が固定されている。この支持台８３の高さ（Ｚ方向での長さ）は、対物レンズ２６の端面２６ａを中心として上記傾動ステージ７７及び７８が回動するような高さに設計されている。

ラジアルチルト制御機構７１及びタンジェンシャルチルト制御機構７２は、傾動ステージ７７及び７８を±５°の範囲内、つまり１０°の範囲内でそれぞれ傾動させることが可能になっている。しかし、この範囲内に限られず、適宜変更可能である。

なお、ステッピングモータ７３及び７５には、電気ケーブル８１及び８２がそれぞれ接続されている。また、ステッピングモータ７３及び７５には、手動でもチルト角を調整可能なように調整ネジ７４及び７６がそれぞれ装備されている。

このように構成されたチルト制御機構７０により、傾動ステージ７７及び７８がそれぞれ傾動し、これにより光ピックアップユニット８０全体がラジアル方向での回動（Ｘ軸を中心とした回動）及びタンジェンシャル方向での回動（Ｙ軸を中心とした回動）が可能となっている。その結果、対物レンズ２６の、ディスクＤの記録面Ｅに対する傾きが制御される。

図８は、光ディスク装置１０のギャップサーボの制御システムの構成を示すブロック図である。ギャップサーボ制御システム３５は、２軸アクチュエータ７、光検出器３６、規格化ゲイン４１、ＡＤ（analog to digital）変換器４２、ギャップサーボ目標値設定部４７、フィルタ３９、ＤＡ（digital to analog）変換器３８及びドライバ３７を有する。

制御対象は２軸アクチュエータ７である。また、検出量（被制御量）は、ディスクＤからの反射戻り光量５１であり、光検出器３６により検出される。検出された反射戻り光量５１は、規格化ゲイン４１にて、例えば１Ｖに規格化される。規格化後の信号は、ＡＤ変換器４２にてデジタル化される。上記のデジタル化された反射戻り光量５１は、ギャップサーボ目標値設定部４７で設定された目標値５２（または５３）と偏差が取られ、ギャップエラー信号５４が生成される。ギャップエラー信号５４は、位相補償等の機能を有するフィルタ３９により位相補償され、ＤＡ（digital to analog）変換器３８にてアナログ信号化され、ドライバ３７に入力される。ドライバ３７はその入力信号に応じて、ギャップエラー信号５４がゼロとなるように駆動信号５８を出力して２軸アクチュエータ７を駆動する。

ギャップサーボ目標値設定部４７は、複数のギャップサーボ目標値を設定する。図９はその設定値を示す図である。図９に示す例では、２つの異なる目標値５２及び５３が設定されているが、もちろん３つ以上の目標値が段階的に設定されてもよい。図９において、反射戻り光量５１のファーフィールドにおける電圧値が、例えばＥ（Ｖ）に規格化されたとき、第１の目標値５２に対応する第１のギャップ目標値Ｇ１は、その反射戻り光量５１がある程度下がった位置の、例えば０．８Ｅ（Ｖ）と設定される。反射戻り光量５１が下がり始める位置（Ｇ３）以下のギャップがニアフィールド内のギャップとなる。また、第２の目標値５３に対応する第２のギャップ目標値Ｇ２が例えば０．５Ｅ（Ｖ）に設定され、その０．５Ｅ（Ｖ）に対応するギャップＧ２が最終的なギャップ目標値となる。

第１のギャップ目標値Ｇ１は、例えば４０〜９０ｎｍ、あるいは５０〜８０ｎｍ程度に設定される。第２のギャップ目標値Ｇ２は、例えば１０〜４０ｎｍ、あるいは２０〜３０ｎｍに設定される。ニアフィールドになるギャップＧ３は、約８０〜１００ｎｍである。もちろん、これらの値は、レーザ光の波長によって変わるので、これらの値に限られない。

図１０は、一実施の形態に係る光ディスク装置１０の制御システムの構成を示すブロック図である。システムコントローラ４５は、例えば２軸アクチュエータ７のドライバ３７にギャップサーボを開始するよう制御信号を出力する。また、ギャップサーボ制御システム３５は、記録再生ユニットの制御システム５６の一部となっており、システムコントローラ４５は、光ディスク装置１０全体を統括的に制御する。

次に、本発明の一実施の形態に係るギャップサーボの動作を説明する。図１１は、その動作を示すフローチャートである。図１２は、その動作時の、時間経過と反射戻り光量を示すグラフである。図１３（Ａ）〜（Ｃ）はその動作時の対物レンズの動きを説明するための模式図である。

ディスクＤが、光ディスク装置１０に装填され、記録再生ユニット１５にセットされると、システムコントローラ４５はギャップサーボを開始する（ステップ１１０１）。システムコントローラ４５は、ギャップサーボを開始するときは、スピンドルモータ１８（またはスピンドルモータ１８を駆動する図示しないドライバ）に、ディスクＤを回転させないような制御信号、あるいは何も制御信号を送らず、ディスクＤを静止させるようにしている。

システムコントローラ４５は、そのようにディスクＤを静止させた状態で、ギャップがファーフィールドから第１のギャップ目標値である、ニアフィールド内のＧ１になるように、ドライバ３７に制御信号を出力し、ドライバ３７は２軸アクチュエータ７を駆動する（ステップ１１０２）。これにより、図１２の（Ａ）の期間で示すように、ギャップが第１のギャップ目標値Ｇ１で一定となる。図１３（Ａ）から図１３（Ｂ）は、このときの様子、つまり、ファーフィールドからニアフィールドに移行する動作を示している。なお、符号４３で示す信号は、ガイド電圧信号であり、ドライバ３７はこのガイド電圧信号４３に追従するように２軸アクチュエータ７を駆動する。

上記のように、ディスクＤを静止させた状態でギャップが第１のギャップ目標値Ｇ１になるように制御されることにより、ディスクＤが回転している場合に比べ、対物レンズが記録面Ｅに付着したダスト３４に接触して押しつぶす可能性が減る。すなわち、対物レンズ２６とディスクＤとがダスト３４を介して衝突する可能性を低くすることができる。

ステップ１１０２の後、システムコントローラ４５は、スピンドルモータ１８（またはスピンドルモータ１８を駆動する図示しないドライバ）に、ディスクＤを回転させるよう制御信号を出力する（ステップ１１０３）。このとき、ディスクＤを少なくとも１回転させることが好ましく、所定の回転だけ回転させる。この回転の数は任意に設定可能である。また、このときディスクＤの回転数（回転速度）も任意に設定可能である。ディスクＤが回転することにより、ディスクＤの記録面Ｅ上にある、ギャップＧ１より大きなダスト３４を対物レンズ２６自身が弾き飛ばすか、あるいはダスト３４が対物レンズ２６のテーパ部２６ｂに付着する。これにより、ディスクＤの記録面Ｅがクリーニングされる効果が得られる。ディスクＤに付着するテーパ部２６ｂにダスト３４が付着しても、端面２６ａにダスト３４が付着しなければ問題なく、テーパ部に付着したダスト３４は、例えばレンズクリーニング等によって除去することができる。このとき、スレッドモータによりディスクＤがＹ軸方向に動けば、記録面Ｅ上の所定の領域をクリーンニングすることができる。

また、ディスクＤが回転することにより、ギャップＧ１において、ダスト３４によりどれくらいのエラーが発生するのかをモニタしておくことが可能となる。つまりこの場合、システムコントローラは、所定のエラーが検出されるか否かを判断する（ステップ１１０４）。

「所定のエラー」とは、例えば、ギャップエラー信号５４が所定の閾値を超えた場合が考えられる。あるいは、ギャップエラー信号５４が所定の閾値を超える時間、またはギャップエラー信号５４が所定の閾値を超える回数（または単位時間での回数）によって「所定のエラー」となるか否かが判断されてもよい。ここで、「所定の閾値」は適宜設定可能である。

ステップ１１０４で所定のエラーが検出された場合は、システムコントローラ４５は、ギャップサーボを停止し、ディスクＤを排出するように制御する（ステップ１１０７）。あるいは、ディスクＤが排出されるまでもなく、システムコントローラ４５は、ギャップサーボの動作を停止し、単に信号の記録または再生の動作を停止するだけでもよい。

ステップ１１０４で所定のエラーが検出されなかった場合は、システムコントローラ４５は、ギャップが、第１のギャップ目標値Ｇ１から第２のギャップ目標値Ｇ２になるように、ドライバ３７に制御信号を出力し、ドライバ３７は２軸アクチュエータ７を駆動する（ステップ１１０５）。このときの様子を図１３（Ｃ）に示す。また、図１２の期間（Ｂ）でギャップが第２のギャップ目標値Ｇ２になっている。

ステップ１１０５において、第２のギャップ目標値のギャップＧ２でギャップサーボがかけられると、システムコントローラ４５は、トラッキングサーボ等の必要な処理をし、信号を記録または再生する（ステップ１１０６）。ステップ１１０５とステップ１１０６との間に、ステップ１１０４と同様に、システムコントローラ４５は、所定のエラーが検出されたか否かを判断するようにしてもよい。

以上のように本実施の形態に係る光ディスク装置１０では、ニアフィールド内のギャップ目標値が複数の段階に設定され、その目標値に応じて段階的にギャップが制御される。すなわち、対物レンズ２６がダストに接触して、対物レンズ２６がダストを介してディスクＤに衝突する可能性が比較的高い最終的なギャップＧ２に移行する前に、それより大きなギャップＧ１になるようにギャップ制御される。これにより、対物レンズ２６とディスクＤとが衝突する可能性を少なくすることができ、最終的なギャップＧ２に安全に移行することができる。

また、本実施の形態では、段階的なギャップ制御によって、オーバーシュートが起こりにくくなるので、対物レンズ２６とディスクＤとの衝突の危険性が少なくなる。

次に、本発明の他の実施の形態に係るギャップ制御の方法について説明する。図１４は、その制御システムの構成を示すブロック図である。システムコントローラ４５は、上述したように、例えば２軸アクチュエータ７のドライバ３７にギャップサーボを開始するよう制御信号を出力する。また、システムコントローラ４５は、チルト制御システム４４にも制御信号を送り、チルト制御機構７０の動作を制御する。チルト制御システム４４は、例えば上記ステッピングモータ７３及び７５を駆動するモータドライバ等を有する。チルト制御システム４４は、システムコントローラ４５の制御信号に基づき、例えば光検出器（図８参照）で検出された反射戻り光量に応じてチルト制御機構７０を制御するように構成されている。

図１５は、そのギャップ制御の動作を示すフローチャートである。図１６は、図１５に示すステップ１５０４及び１５０５の動作をさらに詳細に説明するためのフローチャートである。

まず、システムコントローラ４５は、２軸アクチュエータ７に所定の電圧を印加して、対物レンズ２６をディスクＤの信号記録面Ｅに接触させる（ステップ１５０１）。このとき、ディスクＤは回転しておらず、静止状態とされている。ステップ１５０１では、対物レンズ２６の接触させるディスクD上の位置を、例えば信号が記録されない領域にすることで、ディスクＤの信号記録面Ｅに傷を付けることなくチルト制御することができる。

対物レンズ２６がディスクＤに接触すると、システムコントローラ４５は、反射戻り光量５１がほぼゼロか否かを検出する（ステップ１５０２）。反射戻り光量がゼロの場合は、図１７（Ａ）に示すように、対物レンズ２６が傾いておらず、すなわちチルトはゼロとなる。チルトがない場合、対物レンズ２６から漏れる近接場光のほぼ全てがディスクDに吸収されるからである。この場合、対物レンズ２６とディスクDとは相対的に正常な位置にあると推定される。そうすると、ステップ（１５０８）に進み、システムコントローラ４５は、ギャップサーボ制御システム３５によるギャップサーボを開始する（ステップ１５０８）。

図１８は、ステップ１５０２（のＹＥＳ）とステップ１５０８における、時間経過と反射戻り光量を示すグラフである。時間ｔ１まで、反射戻り光量はほぼゼロである。このように対物レンズとディスクとが接触した状態から、時間ｔ１でギャップサーボが開始される。ここでのギャップの目標値は、上記第２のギャップ目標値Ｇ２とされている。なお、符号５９で示す信号は、ガイド電圧信号である。このように、対物レンズ２６がディスクＤに接触した状態から、ディスクDから離れていくときにギャップ目標値Ｇ２に達するように制御されることにより、スムーズに目標ギャップＧ２に到達することができる。図１８では、時間ｔ２において、一旦目標ギャップＧ２を超え、オーバーシュートしているが、ディスクＤから離れる方向へオーバーシュートしているので、対物レンズ２６とディスクDとが衝突することはない。

また、たとえディスクＤにダストが付着していても、対物レンズ２６がディスクＤに接触した状態からディスクＤから離れている間にギャップサーボがかけられるので、対物レンズ２６がダストを押しつぶすといった危険性を少なくすることができる。

なお、システムコントローラ４５は、目標ギャップＧ２に達した時点である時間ｔ３からディスクＤの回転を開始し、信号を記録または再生すればよい。このディスクの回転開始時間は、ｔ１より後であってｔ３より前であってもよい。

図１５の説明に戻る。ステップ１５０２で、対物レンズ２６がディスクＤに接触しているにもかかわらず反射戻り光量がゼロでない場合、図１７（Ｂ）に示すように対物レンズがディスクＤの記録面Ｅに対して傾いている。この状態では、ギャップサーボにおける反射戻り光量とギャップとの線形性が乱れ、ギャップサーボができない。そこで、システムコントローラ４５は、例えば、チルト制御機構７０によりラジアル方向のチルトを制御する（ステップ１５０３）。このステップでのチルト制御は、反射戻り光量の変化率がΔａより小さくなるまで行われる（ステップ１５０４）。このチルト制御について、以下より詳しく説明する。

図１９は、対物レンズ２６をディスクＤに接触させた場合におけるチルト角と反射戻り光量との関係を示すグラフである。このグラフより、チルト角と反射戻り光量との関係は例えば二次関数的なものであることがわかる。システムコントローラ４５は、この関係から、チルト制御機構７０によりそのチルトがゼロになるように制御する。具体的には、システムコントローラ４５は、ステップ１５０３でラジアルチルトを制御するときは、ラジアルチルト制御機構７１を用いて制御し、後述のステップ１５０５でタンジェンシャルチルトを制御するときは、タンジェンシャルチルト制御機構７２を用いて制御する。なお、チルト制御されている間は、ディスクＤは回転せず、静止している。

図１９において、チルト角の正負は、対物レンズ２６の端面２６ａの傾斜の方向を表しており、例えば図１７（Ｂ）の実線に示した対物レンズの状態のチルトが正ならば、一点鎖線で示した対物レンズ２６の状態のチルトが負で表せる。図１９のグラフにおいて、符号Ｃの部分が、チルトがゼロの状態を示している。上記ステップ１５０４では、反射戻り光量の変化率がΔａより小さくなった場合に、システムコントローラ４５は、ラジアルチルトの制御を終了する。ここで、反射戻り光量の変化率とは、対物レンズ２６の所定のチルト角度分傾斜させる前と後との戻り光量の比率であり、極限的には図１９で示した各チルト角における曲線の傾きである。この傾きがゼロであれば、対物レンズ２６のチルトはゼロ（Ｃ点）になる。

図１６を参照して、まずシステムコントローラ４５は、収束パラメータＮをＮ＝０、移動ゲインｋをｋ＝１に設定する（ステップ１９０１）。図２０に示すように、移動ゲインｋは、対物レンズ２６のチルトを制御していく際に、対物レンズ２６を所定のチルト角度分傾斜させるときの１回当りの角度量である。図１９のグラフ上では、移動ゲインｋは、横軸上での移動量となる。実際には、移動ゲインｋはチルト制御機構７０のステッピングモータ７３及び７５に印加される電圧等によっても表せる。収束パラメータＮとは、対物レンズ２６のチルトを制御していく際に、後述するようにＣ点を通り過ぎるごとに、そのＣ点を通り過ぎた後に対物レンズ２６の極性を反転させる回数（カウント値）である。

収束パラメータＮ、移動ゲインｋが設定されると、システムコントローラ４５は、その移動ゲインｋで対物レンズ２６を所定のチルト角度分傾斜させる（ステップ１９０２）。ここでは、ステップ１５０３の説明をしているため、ラジアル方向であって、例えば図１９及び図２０の矢印Ａの方向に傾斜させるものとする。対物レンズがＡ方向に傾斜し、反射戻り光量が減少したならば（ステップ１９０３のＹＥＳ）、反射戻り光量はＣ点に向かって収束しているので、チルト制御方向は正しいと推定され、次のステップへ進む。反射戻り光量が増加したならば（ステップ１９０３のＮＯ）、システムコントローラ４５は、チルト制御の極性を反転させ（ステップ１９０４）、今度は逆方向のＢ方向にチルト角を変更してチルト制御をしていく。

ステップ１９０３で反射戻り光量が減少したならば、システムコントローラ４５は、さらにＡ方向に上記移動ゲインｋで対物レンズ２６を傾斜させる（ステップ１９０５）。これによりシステムコントローラ４５は、反射戻り光量が減少したならばさらに移動ゲインｋでＡ方向にチルト制御していき、反射戻り光量がＣ点を越えて増加するまで傾斜させていく。システムコントローラ４５は、反射戻り光量が増加したら（ステップ１９０６のＹＥＳ）、収束パラメータＮを１インクリメントし、かつ、移動ゲインｋにα（<１）を乗じ、新たな収束パラメータＮ及び移動ゲインｋにセットする（ステップ１９０７）。その後、システムコントローラ４５は、対物レンズ２６の傾斜方向の極性を反転し（ステップ１９０８）、新たにセットされた移動ゲインｋで、Ｂ方向に対物レンズ２６を傾斜させる（ステップ１９０９）。Ｂ方向に対物レンズ２６を傾斜させた場合に、反射戻り光量が減少していれば（ステップ１９１０のＮＯ）、システムコントローラ４５は、チルト制御方向が正しいと推定し、さらに続けてＢ方向に移動ゲインｋで対物レンズ２６を傾斜させていく。逆に、反射戻り光量が増加していれば（ステップ１９１０のＹＥＳ）、Ｃ点を通り越しているので、システムコントローラ４５は、さらに収束パラメータＮを１インクリメントし、かつ、移動ゲインをｋにαを乗じて新たにセットし（ステップ１９１１）、移動方向の極性を反転する（ステップ１９１２）。そして、システムコントローラ４５は、収束パラメータＮがＮ≧Ｘ（Ｘは任意に設定可能）となったら（ステップ１９１３のＹＥＳ）、チルト制御を終了する。図２１に、以上のようなチルト制御による反射戻り光量の変化の様子を示す。図２１において、横軸は時間経過として見ることもできる。

図１５の説明に戻り、上述したようにステップ１９０５において、システムコントローラ４５は、反射戻り光量の変化率がΔａより小さくなった場合、ラジアルチルトの制御を終了する。ステップ１９０５では、例えば上述したようにＮ≧Ｘとなったときに反射戻り光量の変化率がΔａより小さくなったものと推定することができる。あるいは、システムコントローラ４５は、反射戻り光量の変化率、つまり、直前の反射戻り光量と、現在の反射戻り光量との比を実際に算出することによってステップ１９０５を判断してもよい。

以上のようなラジアルチルト制御の手法と同様な手法でタンジェンシャルチルトが制御される（ステップ１５０５及び１５０６）。なお、ラジアルチルト制御とタンジェンシャルチルト制御とは順序が逆であってもよい。

そして、最後にシステムコントローラ４５は、反射戻り光量がΔｃ以下であるか判断する（ステップ１５０７）。この場合、システムコントローラ４５は、直前の反射戻り光量と、現在の反射戻り光量との比を実際に算出することによって判断する。上記所定の値Δａ（若しくは、タンジェンシャルチルト制御時の所定の値Δｂ）は、任意の値に設定可能であるが、チルト角を収束させるにはほぼゼロが望ましい値である。また、ステップ１５０７での所定の値Δｃは、ディスクＤにより依存して決まる値である。ディスクＤによりギャップゼロ、チルトがゼロでも、反射戻り光量がゼロになるとは限らない。

ステップ１５０７において反射戻り光量が所定の値Δｃ以下であれば、システムコントローラ４５は、上記したように対物レンズ２６がディスクＤに接触した状態から、ギャップサーボを開始する（ステップ１５０８）。

図２２は、本発明の別の実施の形態に係る光ディスク装置の一部を示す模式図である。これ以降の説明では、図１、２等に示した実施の形態に係る光ディスク装置１０の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。

図２２に示す光ディスク装置では、ディスクＤの記録面Ｅを撮像するカメラ３３を備えている。カメラ３３は、例えば筐体５（図１等参照）の内部に配置され、筐体５に対して固定であり、例えば図示しない適当な部材によって支持されている。このような構成によれば、スレッドモータによってディスクＤがＹ軸方向で移動することにより、カメラ３３がディスクＤの記録面Ｅ上を径方向（Ｙ軸方向）に移動する。このカメラ３３により、記録面Ｅ上の欠陥、例えばディスクＤに付着したダストの有無が観察される。記録面Ｅ上の欠陥としては、ディスクＤの製造時に記録面Ｅ付近に気泡が生成され、あるいは製造時に付着するダスト等も考えられる。

カメラ３３の設置位置は、図２２に示すようなディスクＤの外周側に限られず、ディスクＤの半径方向で中央、あるいは内周側でもよい。あるいは、ディスクＤが透明な基材でなる場合、カメラ３３はディスクＤの表面（記録面Ｅとは反対側の面）から撮像するようにしてもよい。カメラ３３は、筐体５に対して固定でなくてもよく、例えば図示しない駆動機構によってディスクＤの径方向に移動するような構成であってもよい。カメラ３３の撮像素子としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等が用いられるが、２次元の画像光を電気信号に変換できる素子であれば何でもよい。

あるいは、図２３に示すように、ディスクＤの記録面Ｅの画像を反射させるミラー６１が設けられていてもよい。ミラー６１により反射された画像がカメラ３３で撮影される。図２３では、ミラー６１の反射角度がほぼ直角となっているが、カメラ３３の配置、形状または構造によって適宜その角度を変更することが可能である。また、ミラー６１は複数あって、複数回その画像光の光路が折返されてもよい。

図２４は、図２２または図２３に示した光ディスク装置の制御システムの構成を示すブロック図である。システムコントローラ４５は、カメラ３３で撮像された画像を取得する。また、システムコントローラ４５は、その画像を解析し、その解析結果に応じてギャップサーボ制御システム３５によりギャップサーボを実行させるか否かを制御する。

図２５は、ギャップサーボ制御システム３５でギャップサーボされたときの、上記反射戻り光量の電圧信号５１、２軸アクチュエータ７に印加される電圧信号（上記駆動信号５８に相当）、及びガイド電圧信号を示す図である。ガイド電圧信号１５２、１５３は、ニアフィールドに入ったことを示すニアフィールド検出レベル１５２、ギャップサーボ目標値１５３にそれぞれ相当する。２軸アクチュエータ７の駆動信号５８は、（Ａ）の時点でギャップサーボが開始される。その後、（Ｂ）の時点で反射戻り光量の電圧信号５１は、ガイド電圧信号１５２を下回り、ニアフィールドに入り、ガイド電圧信号１５３に追従するようになる。反射戻り光量の電圧信号５１がギャップサーボ目標値１５３に追従するようになると、システムコントローラ４５は記録再生ユニットの制御システム５６により信号の記録または再生を開始させる。

図２６は、図２５に示した時点（Ｂ）において、時間軸が拡大された様子を示す図である。図２６に示すように、反射戻り光量の電圧信号５１は、理想的にはガイド電圧信号１５３に沿って所定のギャップまで引き込まれるが、この際、ディスクＤの記録面Ｅが汚れていると対物レンズ２６の端面２６ａを汚してしまい、衝突などの不具合を生じることがある。

図２７は、対物レンズ２６が、ギャップサーボによりディスクＤに接近し、信号記録面Ｅにダストが付着した様子を模式的に示した側面図である。図２７（Ａ）に示すように、ディスクＤの信号記録面Ｅにダスト３４が付着している場合に、図２７（Ｂ）に示すように対物レンズ２６が記録面Ｅに接近すると、対物レンズ２６とディスクＤとがダスト３４を介して衝突してしまう。このようにディスクＤが汚れている場合、対物レンズ２６に汚れが付着し、図２８に示すようにギャップエラー信号（ＧＥＳ）の振幅が大きくなり、また、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）の振幅が小さくなり乱れる。この場合、トラッキングサーボに移行することが不可能になる。

そこで、本実施の形態に係る光ディスク装置は、以下のように動作する。図２９はその動作を示すフローチャートである。

システムコントローラ４５は、スレッドモータを駆動することで、カメラ３３がディスクＤの記録面Ｅ上の、ギャップサーボ制御システム３５によりギャップサーボが開始されるべき領域を撮像するような位置まで、ディスクＤを移動させる（ステップ１６０１）。システムコントローラ４５は、その領域をカメラ３３により撮像する（ステップ１６０２）。

ここで、ギャップサーボが開始されるべき領域とは、ユーザの指示によって指定された任意の領域、例えば信号の記録または再生時に最初に対物レンズ２６がアクセスしようとするユーザデータの領域でよい。あるいは、予め定められた、ギャップサーボ開始専用の領域でもよい。この場合、ギャップサーボ開始専用であることのマークが記録面Ｅに設けられていればよい。このマークは、例えば、凹凸形状により記録面Ｅに記録されていてもよいし、プリント等によってマーキングされていてもよい。これにより、任意の領域で欠陥が検出される場合に比べ、ギャップサーボがなされるまでの処理を高速化することができる。

図３０は、カメラ３３により撮像された記録面Ｅ上の領域にダストが付着していた場合の、当該領域を示す拡大写真である。例えば破線で示す領域Ｆに、ギャップサーボが行われ、対物レンズ２６の端面２６ａが接近した場合、図２７（Ｂ）で示したように端面２６ａにダスト３４が付着してしまう。図３１は、図３０に示した画像を２値化処理した画像を示す。

システムコントローラ４５は、図３１に示すように、例えば２値化処理して画像を解析することにより、所定個数以上または所定サイズ以上のダストを検出したか否かを判断する（ステップ１６０３）。好ましくは、システムコントローラ４５は、単純にダスト３４があるかないかを判断することが好ましい。しかしながら、これに限られることはない。所定数未満または所定のサイズ未満のダストが検出された場合には、信号の記録または再生に影響がない場合も考えられるからである。また、ダストの個数の条件と、サイズの条件とがＡＮＤ条件であってもかまわない。また、ダストの個数及びサイズの閾値の条件は適宜設定可能である。

上記画像解析は、図３１に示したような２値化処理に限らず、例えばグレーレベル、またはカラーレベルで解析されてもよい。そのときの量子化ビット数等は適宜設定できる。

また、ここで上記「ギャップサーボが開始されるべき領域」は、例えば図３０で示すように、領域Ｆの範囲に相当するが、このようなスポット的な領域に限られるわけではない。つまり、あえて言うなら０次元的な領域に限られない。信号の記録または再生時には、スピンドルモータ１８によってディスクＤが回転するので、記録面Ｅ上のある半径位置における、回転するディスクＤの少なくとも１周分の画像の領域が、ここでいう「ギャップサーボが開始されるべき領域」とされてもよい。すなわち、１周分の線状の（１次元的な）領域でもよい。なお、実際には記録信号は螺旋状なので、ディスクが１周すると、上記「半径位置」はトラックピッチ分ずれる。

あるいは、１周分だけではなく、適宜設定された周回分撮像された領域が、「ギャップサーボが開始されるべき領域」とされてもよい。すなわち、面状の（２次元的な）領域でもよい。

このように、「ギャップサーボが開始されるべき領域」が１次元的または２次元的な領域に設定されることにより、記録面Ｅ上のギャップサーボを実行することができる可能性のある位置が増え、処理が高速化され、確実にギャップサーボを開始することができる。

なお、１次元的または２次元的な領域をカメラ３３で撮像する場合、カメラ３３の撮像素子や、これを画像化する処理回路等の性能に応じて、ダストの有無が判別可能な程度にディスクの回転速度が適宜設定されればよい。

図２９の説明に戻る。ステップ１６０３において、所定個数移行または所定サイズ以上のダストが検出されなかった場合、システムコントローラ４５は、その撮像された領域（ギャップサーボが開始される領域）で、ギャップサーボ制御システム３５によりギャップサーボを開始するよう制御する（ステップ１６０４）。ギャップサーボがかかった後、信号が記録または再生される（ステップ１６０５）。

図３２は、ギャップサーボが適切に行われているときの各信号の状態を示す図である。図１５と比較した場合、図３２では、ギャップサーボ及びトラッキングエラー信号に乱れは見られない。

ステップ１６０３において、所定個数以上または所定サイズ以上のダストが検出された場合、ギャップサーボを行わず、システムコントローラは、光ディスク装置からディスクを排出するよう制御する（ステップ１６０６）。すなわち、この場合、システムコントローラ４５がローディング機構を制御することにより、ディスクＤが筐体５外に押し出される。あるいは、システムコントローラ４５は、ディスクＤを排出せずとも、単に記録再生ユニットの制御システム５６を停止するように制御するか、または音声や表示等により警告してもよい。所定個数以上または所定サイズ以上のダストが検出された場合、ギャップサーボが行われないことにより、図２７（Ｂ）に示したように、対物レンズ２６にダスト３４が付着して汚れることを未然に防ぐことができる。

図３３は、いくつかのディスクＤの記録面Ｅの状態を観察した結果を示すグラフである。横軸は、ディスクＤの固有の番号を表し、縦軸は、ダストの直径が約１０μｍサイズ以上の欠陥の個数を表している。なお、本実験では、７枚のディスクＤで実験が行われた。１つのディスクＤで３つのデータがあるのは、測定対象の記録面Ｅ上の領域の、円形ディスクの中心からの径方向の距離（半径位置）がそれぞれ異なることを示している。また、１つ１つの棒線で表される欠陥個数は、同一半径位置で角度が２度ごとに１８０箇所（全周分）測定されたときのダストの合計を表している。具体的な測定対象である、ディスクＤ中心からの半径位置は、それぞれ２５ｍｍ、２８ｍｍ及び３１ｍｍである。

このグラフから、例えば欠陥個数が１５個以上であった場合に、図２９で示したステップ１６０６のようにディスクＤが排出されるように制御されてもよい。

以上のように、本実施の形態では、ギャップサーボ制御システム３５によりギャップサーボが開始されるべき記録面Ｅ上の領域でギャップサーボが実行される場合、カメラ３３によりその領域に欠陥が検出された場合は、ギャップサーボを実行しないように制御される。これにより、対物レンズ２６とディスクＤとが衝突して損傷するといった事態を防止することができる。

本実施の形態では、特に、０．８５を超え、近接場光として集光されるまでの開口数（１．８程度）を有する対物レンズ２６が用いられる。対物レンズ２６がこのような範囲の開口数を有する場合、ディスクＤの記録密度は極めて高密度であり、ギャップサーボ制御システム３５による動作が高精度に行われなければならない。したがって、このような近接場光を利用する光ディスク装置１０に、図２４に示したシステムや図２９に示した動作が適用されるのは非常に有効である。

本実施の形態では、例えば、ステップ１６０３のＮＯの後、システムコントローラ４５は、図１１で示したステップ１１０１〜１１０６のフローを動作するようにしてもよい。あるいは、ステップ１６０３のＮＯの後、システムコントローラ４５は、図１５で示したフローをステップ１５０１〜１５０７までを動作するようにしてもよい。

図３４は、本発明のさらに別の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。ステップ２１０１からステップ２１０５までは、図２９の動作と同じである。ステップ２１０６において、所定個数以上または所定サイズ以上のダストが検出された場合、システムコントローラ４５は、ディスクＤの記録面Ｅをクリーニングさせる（ステップ２１０６）。この場合のクリーニング機構は図示しないが、ディスクＤに接触してクリーニングするブラシ材、ペーパ材、またはその他の部材等を有するものでよい。スレッドモータの駆動によりディスクＤが動くことで、記録面Ｅとブラシ材等が接触しダストが除去される。また、この場合、カメラ３３で撮像された領域をクリーニングしてもよいし、記録面Ｅの全体をクリーニングしていもよい。

クリーニング後、システムコントローラ４５は、記録面上の同じ領域を再度撮像して、以降の動作を繰り返せばよい。クリーニングの回数や、カメラ３３の撮像回数は適宜設定可能である。１回、または複数回クリーニングしてもダストが除去できない場合、ディスクが排出されてもよい。

図３５は、本発明のさらに別の実施の形態に係る光ディスク装置を示す斜視図である。図１に示した光ディスク装置１０は、スロットインタイプの装置であった。図３５に示す光ディスク装置５０は、トレイ方式の光ディスク装置である。すなわち、ディスクトレイ６６が、筐体５から前側にせり出す構造となっており、ディスクＤがディスクトレイ６６に置かれると、ディスクＤは筐体５内に格納される。このようなトレイ方式の光ディスク装置５０に、上述した本発明の要旨に係る各実施の形態の技術的思想が組み込まれた形態も考えられる。

本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば図１１において、ステップ１１０４で所定のエラーが検出された。しかし、ステップ１１０４は必ずしも必要ではなく、ステップ１１０３の後ステップ１１０５に進んでもよい。

あるいは、図１５に示したステップ１５０８から、図１１に示した動作が開始されるようにしてもよい。つまり、図１５のステップ１５０８のギャップサーボが開始される場合、対物レンズ２６がディスクＤの記録面Ｅから離れていくときに、まず第１のギャップ目標値Ｇ１まで離れ、それから第２のギャップ目標値Ｇ２になるように制御される。もちろんこの場合、ステップ１１０１からステップ１１０７まですべてのステップを経てもよいし、上記のようにステップ１１０３の後ステップ１１０５に進んでもよい。

フィルタユニット１４または６４の配置は、図２に示した位置に限られず、適宜変更可能である。例えば、光ディスク装置１０等を構成する筐体５の形状や構造、記録再生ユニット１５の配置や構造等についても、適宜変更可能である。あるいは、フィルタユニットは、必要に応じて１つだけ設けられてもよいし、３つ以上設けられてもよい。

上記実施の形態では、ダストを検出する手段としてカメラ３３が用いられた。しかし、これに限らず、ディスクＤの記録面Ｅに光を照射するための光源と、記録面Ｅから反射されたその光を受けるフォトディテクタとが検出手段として用いられてもよい。この場合、光の反射光量がそのフォトディテクタで検出され、例えば記録情報の情報源となるピットの反射光量には現れない反射光量（例えば反射光量が極めて低い場合等）が検出された場合には、そこにダストがあると判断することができる。

上記各実施の形態に係る記録再生ユニット１５は、信号の記録及び再生を行うユニットであった。しかし、記録及び再生のうちいずれか一方が行われるユニットであってもよい。

本発明の一実施の形態に係る光ディスク装置を示す斜視図である。 図１に示す光ディスク装置の内部構造を示す斜視図である。 筐体のベースプレートとインナベースとを示す側面図である。 ２軸アクチュエータを示す斜視図である。 対物レンズを示す斜視図である。 図５に示す対物レンズの端面を示す平面拡大写真である。 チルト制御機構を備えた光ピックアップユニットを示す斜視図である。 ギャップサーボの制御システムの構成を示すブロック図である。 複数のギャップサーボ目標値が設定されたときの、ギャップと反射戻り光量との関係を示すグラフである。 一実施の形態に係る光ディスク装置の制御システムの構成を示すブロック図である。 その制御システムの動作を示すフローチャートである。 図１１に示す動作時の、時間経過と反射戻り光量を示すグラフである。 図１３（Ａ）〜（Ｃ）はその動作時の対物レンズの動きを説明するための模式図である。 他の実施の形態に係る制御システムの構成を示すブロック図である。 図１４に示すギャップ制御の動作を示すフローチャートである。 図１５に示すステップ１５０４及び１５０５の動作をさらに詳細に説明するためのフローチャートである。 （Ａ）はチルトがない状態を示し、（Ｂ）はチルトがある状態を示す模式図である。 ステップ１５０２（のＹＥＳ）とステップ１５０８における、時間経過と反射戻り光量を示すグラフである。 対物レンズをディスクに接触させた場合におけるチルト角と反射戻り光量との関係を示すグラフである。 ＳＩＬの傾斜の方向及び移動ゲインｋを説明するための図である。 図１６で示したチルト制御による反射戻り光量の変化の様子を示す図である。 本発明の別の実施の形態に係る光ディスク装置の一部を示す模式図である。 ディスクの記録面の画像を反射させるミラーが設けられる形態を示す図である。 図２２または図２３に示した光ディスク装置の制御システムの構成を示すブロック図である。 ギャップサーボ制御システムでギャップサーボされたときの、上記反射戻り光量の電圧信号、２軸アクチュエータに印加される電圧信号、及びガイド電圧信号を示す図である。 図２５に示した時点（Ｂ）において、時間軸が拡大された様子を示す図である。 対物レンズが、ギャップサーボによりディスクに接近し、信号記録面にダストが付着した様子を模式的に示した側面図である。 対物レンズが汚れている場合の、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）及びギャップエラー信号（ＧＥＳ）を示す図である。 本実施の形態に係る光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。 カメラにより撮像された記録面上の領域にダストが付着していた場合の、当該領域を示す拡大写真である。 図３０に示した画像を２値化処理した画像を示す。 ギャップサーボが適切に行われているときのギャップエラー信号及びトラッキングエラー信号を示す図である。 いくつかのディスクの記録面の状態を観察した結果を示すグラフである。 本発明のさらに別の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。 本発明のさらに別の実施の形態に係る光ディスク装置を示す斜視図であり、トレイ方式の光ディスク装置を示す図である。

符号の説明

Ｄ…ディスク
Ｅ…信号記録面
Ｇ１…第１のギャップ目標値
Ｇ２…第２のギャップ目標値
１０、５０…光ディスク装置
１１…光ピックアップ
１５…記録再生ユニット
２６…対物レンズ
２６ａ…端面
３５…ギャップサーボ制御システム
４４…チルト制御システム
４５…システムコントローラ
４７…ギャップサーボ目標値設定部
５６…制御システム
７０…チルト制御機構
７１…ラジアルチルト制御機構
７２…タンジェンシャルチルト制御機構

Claims (3)

1. レーザ光を出射する光源と、
   信号を記録可能なディスク状の記録媒体を保持し回転駆動する回転駆動機構と、
   前記光源から出射された前記レーザ光を、前記回転駆動機構により保持された前記記録媒体に、近接場光として集光させることが可能な集光素子と、
   前記レーザ光が前記集光素子により前記近接場光として集光するニアフィールド内における、前記記録媒体と前記集光素子とのギャップの目標値として、第１の目標値と、前記第１の目標値より小さい第２の目標値とを設定する目標値設定手段と、
   前記記録媒体の径方向で、前記記録媒体に相対的に移動可能に設けられ、前記記録媒体の記録面を撮像することで、前記記録面上の欠陥を検出するカメラと、
   前記ギャップが前記各目標値に応じて段階的に小さくなるように制御する制御手段と、
   前記ギャップが前記第１の目標値となり前記記録媒体が回転している状態で、信号の記録または再生のエラーを検出するエラー検出手段とを具備し、
   前記制御手段は、
   前記カメラにより前記記録媒体の記録面上の欠陥が検出されなかった場合、回転駆動機構による前記記録媒体の回転が停止した状態で、前記ギャップが前記第１の目標値となるように制御し、前記ギャップが前記第１の目標値となった状態で、前記回転駆動機構により前記記録媒体を回転させ、
   前記エラー検出手段により前記信号の記録または再生のエラーが検出されなかった場合、前記ギャップが前記第２の目標値となるように制御し、
   前記エラー検出手段により前記信号の記録または再生のエラーが検出された場合、前記ギャップの制御を停止する
   光ディスク装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク装置であって、
   筐体と、
   前記筐体内に配置され、前記筐体内で第１の流量で空気を循環させる第１のファンフィルタユニットと、
   前記筐体に取り付けられ、前記筐体の内部と外部との間で、前記第１の流量より多い第２の流量で空気を流通させる第２のファンフィルタユニットと
   をさらに具備する光ディスク装置。
3. レーザ光を出射する光源と、信号を記録可能なディスク状の記録媒体を保持し回転駆動する回転駆動機構と、前記光源から出射された前記レーザ光を、前記回転駆動機構により保持された前記記録媒体に、近接場光として集光させることが可能な集光素子と、前記信号の記録または再生のエラーを検出するエラー検出手段とを備える光ディスク装置が行うギャップ制御方法であって、
   前記レーザ光が前記近接場光として集光するニアフィールド内における、前記記録媒体と前記集光素子とのギャップの目標値として、第１の目標値と、前記第１の目標値より小さい第２の目標値とを設定するステップと、
   前記記録媒体の径方向で、前記記録媒体に相対的に移動可能に設けられたカメラにより、前記記録媒体の記録面を撮像することで、前記記録面上の欠陥を検出するステップと、
   前記カメラにより前記記録媒体の記録面上の欠陥が検出されなかった場合、回転駆動機構による前記記録体の回転が停止した状態で、前記ギャップが前記第１の目標値となるように制御するステップと、
   前記ギャップが前記第１の目標値となった状態で、前記回転駆動機構により前記記録媒体を回転させるステップと、
   前記ギャップが前記第１の目標値となり前記記録媒体が回転している状態で、前記エラー検出手段により前記信号の記録または再生のエラーを検出するステップと、
   前記エラー検出手段により前記信号の記録または再生のエラーが検出されなかった場合、前記ギャップが前記第２の目標値となるように制御するステップと、
   前記エラー検出手段により前記信号の記録または再生のエラーが検出された場合、前記ギャップの制御を停止するステップと
   を具備するギャップ制御方法。