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技術 光ピックアップ装置

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 川端透赤木規孝伊神栄一
出願日 2018年10月30日 (2年1ヶ月経過) 出願番号 2018-204270
公開日 2020年5月7日 (6ヶ月経過) 公開番号 2020-071891
状態 未査定
技術分野 光ヘッド
主要キーワード ヒステリシス成分 所定年数 ストローク駆動 劣化部位 初期検査 スラストばね 非遮光状態 機能劣化
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

球面収差補正部の機能劣化を精度良く検出することを可能にする。

解決手段

光ピックアップ装置は、記録媒体上に記録又は再生用光スポットを形成する光学系と、光学系内に配置された光学素子光軸方向に変位させる駆動機構245を含み、光学系の球面収差補正する球面収差補正部230と、球面収差補正部230を駆動制御するコントローラ109と、を有する。コントローラ109は、所定のタイミングに実行する検査モードにおいて、球面収差補正部230の駆動機構245を動作させ、駆動機構245を所定距離において往復移動させて駆動機構245の駆動量を取得し、球面収差補正部230の機能劣化を検出する。

概要

背景

光ディスク装置等の光学式情報記録再生装置には、記録媒体に対して情報の記録再生を行う光ピックアップ装置が設けられる。近年の記録密度高密度化に伴い、光ピックアップ装置は、光ビーム収束させる対物レンズ開口数を拡大し、記録媒体上に回折限界微小スポットを形成して記録再生を行う構成となっている。この際、記録媒体の保護層又は記録層の厚みの誤差に起因する球面収差は、対物レンズの開口数に比例して大きくなるため、光ピックアップ装置の光学系の球面収差を補正する球面収差補正部を設けることが不可欠になっている。例えば特許文献1には、球面収差補正部を有する光ピックアップを備えた光ディスク装置が開示されている。また、例えば特許文献2には、球面収差補正部の送り機構の構成が開示されている。

概要

球面収差補正部の機能劣化を精度良く検出することを可能にする。光ピックアップ装置は、記録媒体上に記録又は再生用光スポットを形成する光学系と、光学系内に配置された光学素子光軸方向に変位させる駆動機構245を含み、光学系の球面収差を補正する球面収差補正部230と、球面収差補正部230を駆動制御するコントローラ109と、を有する。コントローラ109は、所定のタイミングに実行する検査モードにおいて、球面収差補正部230の駆動機構245を動作させ、駆動機構245を所定距離において往復移動させて駆動機構245の駆動量を取得し、球面収差補正部230の機能劣化を検出する。

目的

本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、球面収差補正部の機能劣化を精度良く検出することを可能にする光ピックアップ装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

記録媒体上に記録又は再生用光スポットを形成する光学系と、前記光学系内に配置された光学素子光軸方向に変位させる駆動機構を含み、前記光学系の球面収差補正する球面収差補正部と、前記球面収差補正部を駆動制御する制御部と、を有し、前記制御部は、所定のタイミングに実行する検査モードにおいて、前記球面収差補正部の駆動機構を動作させ、前記駆動機構を所定距離において往復移動させて前記駆動機構の駆動量を取得し、前記球面収差補正部の機能劣化を検出する、光ピックアップ装置

請求項2

請求項1に記載の光ピックアップ装置であって、前記球面収差補正部は、前記駆動機構の基準位置を検出する位置検出部を有し、前記制御部は、前記位置検出部の出力と前記駆動機構の駆動量とに基づいて前記球面収差補正部の機能劣化の状態を判定する、光ピックアップ装置。

請求項3

請求項2に記載の光ピックアップ装置であって、前記位置検出部はフォトインタラプタを有し、前記球面収差補正部は、前記駆動機構が前記基準位置に位置したときに前記フォトインタラプタの光を遮光する遮光部を有する、光ピックアップ装置。

請求項4

請求項2又は3に記載の光ピックアップ装置であって、前記制御部は、前記検査モードにおいて、前記駆動機構を動作させて前記基準位置に基づき同一距離を複数回移動させ、前記複数回の移動における前記駆動機構の駆動量の差分を検出し、前記差分によって前記球面収差補正部の機能劣化の状態を判定する、光ピックアップ装置。

請求項5

請求項4に記載の光ピックアップ装置であって、前記制御部は、前記駆動機構を反対方向に同一距離複数回移動させ、前記駆動機構の駆動量の差分を検出する、光ピックアップ装置。

請求項6

請求項4に記載の光ピックアップ装置であって、前記制御部は、前記駆動機構を同一方向に同一距離複数回移動させ、前記駆動機構の駆動量の差分を検出する、光ピックアップ装置。

請求項7

請求項4に記載の光ピックアップ装置であって、前記制御部は、前記駆動機構を反対方向に同一距離複数回移動させたときの前記駆動機構の駆動量の差分と、前記駆動機構を同一方向に同一距離複数回移動させたときの前記駆動機構の駆動量の差分とを検出する、光ピックアップ装置。

請求項8

請求項3に記載の光ピックアップ装置であって、前記フォトインタラプタは、前記駆動機構の遮光部による遮光位置の変位に対して出力電圧が略比例する出力特性を有し、前記制御部は、前記駆動機構を第1方向に移動させたときの前記フォトインタラプタの第1の出力電圧と、前記駆動機構を前記第1方向とは反対の第2方向に移動させたときの前記フォトインタラプタの第2の出力電圧とを検出し、前記第1の出力電圧と前記第2の出力電圧とを用いて、前記球面収差補正部の機能劣化の状態を検出する、光ピックアップ装置。

請求項9

請求項8に記載の光ピックアップ装置であって、前記制御部は、前記第1の出力電圧と前記第2の出力電圧との差分を算出し、前記駆動機構のヒステリシスの大きさを検出する、光ピックアップ装置。

請求項10

請求項8に記載の光ピックアップ装置であって、前記制御部は、前記遮光部により前記フォトインタラプタが非遮光状態となったときの前記第1の出力電圧又は前記第2の出力電圧を取得し、前記フォトインタラプタの劣化度合いを検出する、光ピックアップ装置。

技術分野

0001

本開示は、記録媒体に対して光を照射して情報の記録再生を行う光ピックアップ装置に関する。

背景技術

0002

光ディスク装置等の光学式情報記録再生装置には、記録媒体に対して情報の記録再生を行う光ピックアップ装置が設けられる。近年の記録密度高密度化に伴い、光ピックアップ装置は、光ビーム収束させる対物レンズ開口数を拡大し、記録媒体上に回折限界微小スポットを形成して記録再生を行う構成となっている。この際、記録媒体の保護層又は記録層の厚みの誤差に起因する球面収差は、対物レンズの開口数に比例して大きくなるため、光ピックアップ装置の光学系の球面収差を補正する球面収差補正部を設けることが不可欠になっている。例えば特許文献1には、球面収差補正部を有する光ピックアップを備えた光ディスク装置が開示されている。また、例えば特許文献2には、球面収差補正部の送り機構の構成が開示されている。

先行技術

0003

特開2011−154750号公報
特開2010−165445号公報

発明が解決しようとする課題

0004

球面収差補正部は、光ピックアップ装置の内部においてコリメートレンズ等の光学素子光軸方向に駆動して球面収差を補正する駆動機構を有する。この駆動機構における摩耗又は塵埃侵入などによって、球面収差補正部の機能劣化、動作不良が生じることがある。球面収差補正部の動作不良は、データの記録不良、喪失などの不具合を引き起こす場合があり、極力避ける必要がある。従来、球面収差補正部の動作特性は、初期特性が良好であることをもって保証していた。しかしながら、駆動機構の摩耗、塵埃の侵入、潤滑油に当初から混入していた異物経時変化による不具合など、経時的な要因を含む機能劣化は、初期特性からは完全に予測することは不可能であり、不具合の発生を回避できない場合がある。特に、高密度記録を行う光ピックアップ装置では、情報記録時に球面収差の影響を大きく受けるため、球面収差補正部の機能劣化による不具合の発生を事前に検知することが求められる。

0005

本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、球面収差補正部の機能劣化を精度良く検出することを可能にする光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本開示は、記録媒体上に記録又は再生用光スポットを形成する光学系と、前記光学系内に配置された光学素子を光軸方向に変位させる駆動機構を含み、前記光学系の球面収差を補正する球面収差補正部と、前記球面収差補正部を駆動制御する制御部と、を有し、前記制御部は、所定のタイミングに実行する検査モードにおいて、前記球面収差補正部の駆動機構を動作させ、前記駆動機構を所定距離において往復移動させて前記駆動機構の駆動量を取得し、前記球面収差補正部の機能劣化を検出する、光ピックアップ装置を提供する。

発明の効果

0007

本開示によれば、球面収差補正部の機能劣化を精度良く検出することができる。

図面の簡単な説明

0008

本実施の形態における記録再生装置の構成の一例を示すブロック図
本実施の形態における光ピックアップ装置の構成の一例を示す斜視図
球面収差補正部の構成の一例を示す平面図
球面収差補正部の構成の一例を示す斜視図であり、第1の方向から見た図
球面収差補正部の構成の一例を示す斜視図であり、第2の方向から見た図
球面収差補正部の制御系の構成例を模式的に示す図
球面収差補正部の機能劣化検出のための検査モードの動作の第1例を説明する図
球面収差補正部の機能劣化検出のための検査モードの動作の第2例を説明する図であり、第1方向及び第2方向に駆動機構を駆動した場合のフォトインタラプタ出力電圧を示す図
フォトインタラプタの回路構成の一例を示す図

実施例

0009

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る構成を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

0010

本実施の形態では、記録再生装置の一例として光ディスク装置を例示し、光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置の構成の一例を示す。

0011

[記録再生装置の構成]
図1は、本実施の形態における記録再生装置100の構成の一例を示すブロック図である。記録再生装置100は、記録媒体101上に記録又は再生用の光スポット102を形成する光学系を含む光ピックアップ装置104と、光ピックアップ装置104を駆動制御するドライブ回路105とを備える。ドライブ回路105は、記録回路106、サーボ回路107、評価回路110を含む信号検出回路108と、コントローラ109とを含んで構成される。

0012

記録回路106は、光ピックアップ装置104の光源を駆動し、光源から出射するレーザ光の光量を変調する。サーボ回路107は、光ピックアップ装置104から出力されるフォーカシング誤差信号トラッキング誤差信号を含むサーボ信号を入力し、光ピックアップ装置104のフォーカス制御トラッキング制御を司る。信号検出回路108は、光ピックアップ装置104から出力される記録情報を含むRF信号を検出する。制御部の一例としてのコントローラ109は、光ピックアップ装置104、記録回路106、サーボ回路107、信号検出回路108を含む記録再生装置100の全体を制御する。

0013

情報記録を行う場合、記録回路106は、ホストコンピュータから伝送される記録情報に応じて所定の変調則に従って変調した変調信号を生成する。そして、記録回路106は、変調信号に応じた記録用駆動信号を出力して光ピックアップ装置104の光源を駆動する。光ピックアップ装置104は、記録回路106からの駆動信号によって、所定の記録パワーパルス発光する記録光を記録媒体101上に照射する。情報再生を行う場合、記録回路106は、再生用の駆動信号を出力して光ピックアップ装置104の光源を駆動する。光ピックアップ装置104は、記録回路106からの駆動信号によって、所定の再生パワー発光する再生光を記録媒体101上に照射する。

0014

光ピックアップ装置104は、記録媒体101からの反射光受光し、フォーカシング誤差信号、トラッキング誤差信号を含むサーボ信号と、記録媒体101に記録された記録情報を含むRF信号とを出力する。

0015

サーボ回路107は、光ピックアップ装置104からのフォーカシング誤差信号に基づいてフォーカス駆動信号を生成する。光ピックアップ装置104は、サーボ回路107にて生成されたフォーカス駆動信号によって、光ピックアップ装置104の図示しない対物レンズアクチュエータを駆動することにより、記録媒体101に対するフォーカシング動作を行う。また、サーボ回路107は、光ピックアップ装置104からのトラッキング誤差信号に基づいてトラッキング駆動信号を生成する。光ピックアップ装置104は、サーボ回路107にて生成されたトラッキング駆動信号によって、光ピックアップ装置104の図示しない対物レンズアクチュエータを駆動することにより、記録媒体101上の所定のトラックに対するトラッキング動作を行う。さらに、サーボ回路107は、後述する光ピックアップ装置104の球面収差補正部の駆動制御を実行する。

0016

信号検出回路108は、光ピックアップ装置104からのRF信号の検出信号に基づいて、記録情報であるユーザデータに対応する情報信号、トラックやセクタ位置情報に対応するアドレス情報等を生成する。評価回路110は、光ピックアップ装置104からのRF信号の検出信号を評価することにより、記録すべき情報が適切に記録媒体101に記録されたかどうかの評価等を行う。

0017

コントローラ109は、サーボ回路107を制御して適切なフォーカシング動作及びトラッキング動作を行う。また、コントローラ109は、信号検出回路108からのアドレス情報に基づいて光ピックアップ装置104を所定のトラックにシークさせたり、記録回路106を制御して所定のトラックに対する情報の記録、再生を行う。また、コントローラ109は、後述する光ピックアップ装置104の検査モードに関する動作制御を行う。

0018

[光ピックアップ装置の構成]
図2は、本実施の形態における光ピックアップ装置104の構成の一例を示す斜視図である。図2では、光ピックアップ装置104の主要な構成要素の配置構成を示しており、各構成要素は図示しないベース部材に取り付けられている。

0019

光ピックアップ装置104は、光源の一例としてのレーザダイオード211を有し、光学系として、RI補正素子212、第1のビームスプリッタ213、コリメートレンズ214、立上ミラー215、波長板216、対物レンズ217、第2のビームスプリッタ219、検出レンズ220を有する。また、光ピックアップ装置104は、検出部として、前光検出器218、サーボ光検出器221、RF光検出器222を有する。また、光ピックアップ装置104は、光学系の球面収差を補正する球面収差補正部230を有する。

0020

レーザダイオード211から出射したレーザ光は、RIM補正素子212を経て第1のビームスプリッタ213を反射し、コリメートレンズ214を経て立上ミラー215を反射し、波長板216を通過して対物レンズ217により記録媒体101の記録面に集光され、光スポットを形成する。光学系内に配置される光学素子の一つであるコリメートレンズ214は、球面収差補正部230の構成要素の一つとして機能し、光軸方向に変位することによって記録媒体101の記録面上の光スポットの球面収差を補正可能となっている。また、出射光の一部は前光検出器218にて受光され、出射光量が検出される。記録媒体101からのレーザ光の反射光は、対物レンズ217、波長板216、立上ミラー215、コリメートレンズ214を経て第1のビームスプリッタ213を通過し、第2のビームスプリッタ219により2つに分光される。反射光の一方は検出レンズ220を経てサーボ光検出器221にて受光され、フォーカシング誤差信号、トラッキング誤差信号を含むサーボ信号が抽出されて出力される。反射光の他方はRF光検出器222にて受光され、記録情報を含むRF信号が抽出されて出力される。

0021

図3は、球面収差補正部230の構成の一例を示す平面図である。図4及び図5は、球面収差補正部230の構成の一例を示す斜視図であり、互いに反対の2つの方向から見た構成を示している。

0022

球面収差補正部230は、コリメートレンズ214と、コリメートレンズ214を保持するコリメートレンズホルダ231とを有する。コリメートレンズホルダ231は、互いに平行に設けられた主軸232及び副軸233によって軸方向に摺動可能に支持され、コリメートレンズ214の光軸方向のみに移動するようにガイドされている。コリメートレンズ214は、コリメートレンズホルダ231と共に光軸方向に移動することによって、出射光の記録面上の光スポットの球面収差を補正する。コリメートレンズホルダ231は、主軸232に支持された部分を基にして両端がそれぞれ垂直に延出した形状であり、一方にコリメートレンズ214が取り付けられ、他方にはナットピースばね234が取り付けられている。

0023

球面収差補正部230は、コリメートレンズ214を駆動するステッピングモータ235を有し、ステッピングモータ235の回転軸にはリードスクリュー236が連結されている。リードスクリュー236の端部はスラスト受け237に当接しており、ステッピングモータ235の端部はスラストばね238によって付勢されて保持されている。コリメートレンズホルダ231の一端に取り付けられたナットピースばね234には、ナットピース239が取り付けられている。ナットピース239は、ナットピースばね234によってリードスクリュー236に押圧され、端部がリードスクリュー236の溝と係合している。ステッピングモータ235が起動して回転すると、リードスクリュー236が一緒に回転し、リードスクリュー236の溝に係合したナットピース239がリードスクリュー236の軸方向に移動する。このナットピース239の移動に伴ってナットピースばね234及びコリメートレンズホルダ231が連動し、コリメートレンズ214が光軸方向に駆動される。

0024

図3に示すように、コリメートレンズホルダ231は、移動範囲の両端においてそれぞれベース部材242の第1ストッパ部243、第2ストッパ部244に当接し、機械的にそれ以上の移動が制限され、移動位置が規制されるようになっている。第1ストッパ部243は、リードスクリュー236の基端側(ステッピングモータ235側)の第1方向におけるコリメートレンズホルダ231の移動範囲の終端(第1端)を規定する。第2ストッパ部244は、リードスクリュー236の先端側(スラスト受け237側)の第2方向におけるコリメートレンズホルダ231の移動範囲の終端(第2端)を規定する。コリメートレンズ214は、光軸方向におけるコリメートレンズホルダ231の移動範囲と同等の距離を移動範囲とし、この移動範囲内で移動可能に構成される。

0025

ナットピースばね234は、先端部の一部が台形状に延出した遮光部240を有し、遮光部240に近接して位置検出部の一例としてのフォトインタラプタ241が配置されている。遮光部240は、コリメートレンズホルダ231の移動に伴ってフォトインタラプタ241の発光部と受光部との間に侵入し、フォトインタラプタ241の光を遮光可能に構成される。コリメートレンズ214が所定位置にある状態で、遮光部240がフォトインタラプタ241の光を遮光することにより、フォトインタラプタ241の出力電圧が遮光位置により変化する。このため、フォトインタラプタ241の出力電圧を検知することによって、コリメートレンズ214が所定位置(例えば基準位置の一例としての原点位置)に位置したことを検出可能である。

0026

図6は、球面収差補正部230の制御系の構成例を模式的に示す図である。上述したように、球面収差補正部230は、コリメートレンズホルダ231、ナットピースばね234、ナットピース239、リードスクリュー236、ステッピングモータ235を含む、駆動機構245を有する。制御部の一例としてのコントローラ109は、球面収差補正部230の駆動制御を行う。コントローラ109は、球面収差補正部230の駆動機構245に駆動信号を出力し、駆動機構245を動作させてコリメートレンズ214を変位させ、光ピックアップ装置104により形成する記録面上の光スポットの球面収差を補正する。コントローラ109は、イニシャライズ動作などにおいて実行する所定の学習処理によって補正位置を取得して保持しておき、情報記録時に駆動機構245の駆動位置を制御する。このとき、コントローラ109は、フォトインタラプタ241の出力電圧(PI電圧)を取得し、駆動機構245の原点位置(基準位置の一例)を検出する。また、コントローラ109は、ステッピングモータ235の回転量などによって駆動機構245の駆動量を取得し、原点位置からの駆動量によって駆動機構245の位置を算出することにより、駆動機構の位置検出を行う。

0027

[球面収差補正部の検査モード動作]
ここで、本実施の形態における光ピックアップ装置の球面収差補正部の検査モード動作について説明する。

0028

本実施の形態の光ピックアップ装置104では、通常動作の合間の所定のタイミングにおいて検査モードを実行し、球面収差補正部230の機能劣化を検出する。光ピックアップ装置104における検査モードは、記録再生装置100のコントローラ109が所定の検査プログラムを実行し、検査モードに関する処理を実行することによって実現可能である。製造者製品出荷時初期検査を行った後、光ピックアップ装置104が稼働状態にある間、コントローラ109は、所定のタイミングで検査モードによる検査を実行し、球面収差補正部230の機能劣化の有無等の状態を検出する。なお、検査モードは、ユーザ又はメンテナンス管理者の操作指示に基づいて実行することも可能である。検査モードを実行する所定のタイミングとしては、所定年数経過時の定期メンテナンスのタイミング、検査者が随時行う臨時検査のタイミング、或いは所定の日数毎の定期的な検査モード起動タイミング、などが挙げられる。このように検査モードを実行して機能劣化を検出することによって、球面収差補正部230の機能劣化、動作不良による不具合を未然に防ぐことを可能にする。

0029

検査モードにおいて、コントローラ109は、球面収差補正部230の駆動機構245を往復移動させ、駆動機構245の特性を診断する。このとき、駆動機構245の原点位置を検出するフォトインタラプタ241の出力を利用し、駆動機構245の移動時におけるコリメートレンズ214の位置ずれの状態を判断する。

0030

図7は、球面収差補正部の機能劣化検出のための検査モードの動作の第1例を説明する図である。図7に示す第1例では、球面収差補正部230の駆動機構245を移動範囲の両端までフルストローク駆動して往復移動させ、駆動機構245の位置に対応するステッピングモータ235の回転量(駆動機構の駆動量)を検出する。図7において、上段がフォトインタラプタ241の出力電圧(PI出力、PI電圧)、下段が駆動機構245の位置及び駆動量をそれぞれ示している。なお、コントローラ109は、駆動機構245をフルストロークに近い所定距離を往復移動させて駆動量と位置との関係を検出してもよい。

0031

ステッピングモータ235は、コントローラ109からの駆動信号に応じて1ステップ単位で回転し、ステップごとに同一角度回転する。このため、ステッピングモータ235の駆動ステップ数が同じ場合、駆動機構245の機能劣化が無ければ、駆動機構245は同じ距離を移動する。例えば、ステッピングモータ235の駆動ステップ数の1ステップごとに、駆動機構245は約10μm程度移動する。したがって、コントローラ109は、ステッピングモータ235の駆動ステップ数を規定することによって、駆動機構245を所定距離移動させることが可能である。反対に、駆動機構245が同一距離移動したときのステッピングモータ235の駆動ステップ数に差がある場合、駆動機構245において何らかの機能劣化が生じたことが推定される。実際には、駆動機構245における遊びヒステリシスを考慮し、機能劣化の有無等の状態を判定する。

0032

初期動作A0として、コントローラ109は、駆動機構245の現在位置に応じて原点に向かう方向へ駆動機構245を駆動し、原点の位置に移動させる。図7の例では、図中左から右に向かう方向(第1方向:リードスクリュー236の基端側(ステッピングモータ235側)に向かう方向)へ駆動して原点MOまで移動させる。このとき、フォトインタラプタ241の出力電圧をモニタし、ローレベル(L)からハイレベル(H)への変化を検知することにより、駆動機構245が原点MOに位置したことを検出する。

0033

第1の動作A1として、コントローラ109は、駆動機構245を原点MOの位置から一方の方向(初期動作A0と同じ第1方向)へ所定量移動させる。例えば、ステッピングモータ235の回転量として反時計方向(CCW方向)に40ステップ駆動して駆動機構245を第1方向に第1ストッパ部243の近傍まで移動させる。ここで、上記の初期動作A0と第1の動作A1とを連続して実行することにより、駆動機構の原点位置検出と、原点位置から第1方向への所定量の移動とを実現可能である。なお、駆動機構245が原点位置から第1ストッパ部243に当接するまでのステッピングモータ235の回転量を検出し、これを第1方向への駆動機構の所定位置までの駆動量としてもよい。

0034

次に第2の動作A2として、コントローラ109は、駆動機構245を第1の動作A1とは反対の方向へ移動させ、駆動機構245が原点MOの位置に到達したときの駆動機構の駆動量を検出する。例えば、ステッピングモータ235を時計方向(CW方向)に駆動して駆動機構245を第2方向(リードスクリュー236の先端側(スラスト受け237側)に向かう方向)に移動させ、駆動機構245が再び原点MOに位置するまでの駆動量を検出する。このとき、フォトインタラプタ241の出力電圧をモニタし、ハイレベル(H)からローレベル(L)への変化を検知して駆動機構245が原点MOに位置したことを検出し、この時点までのステッピングモータ235の回転量を検出する。

0035

球面収差補正部230の機能劣化が無い状態では、駆動機構245を反対方向に同一距離移動させると、ステッピングモータ235の回転量は、ヒステリシス成分を含まない理論値としては反対方向に同一量となる。上記第1の動作A1にてステッピングモータ235の回転量を反時計方向に40ステップとした場合、第2の動作A2でのステッピングモータ235の回転量は、時計方向に40ステップが理論値となる。実際には、駆動機構245は反転動作時にヒステリシスを持つため、ヒステリシス成分を考慮して駆動量の差分による機能劣化の有無等の状態を判定する。コントローラ109は、駆動機構の駆動量について、同一距離移動時の第1方向の駆動量と第2方向の駆動量との差分が所定値以上の場合、球面収差補正部230の機能劣化が生じたことを判定する。

0036

次に第3の動作A3として、コントローラ109は、第2の動作A2に続いて駆動機構245を第2方向に所定量移動させる。例えば、ステッピングモータ235の回転量として時計方向に原点位置から260ステップ駆動して駆動機構245を第2方向に第2ストッパ部244の近傍まで移動させる。ここで、上記の第2の動作A2と第3の動作A3とを連続して実行することにより、駆動機構の復路の原点位置検出と、原点位置から第2方向への所定量の移動とを実現可能である。なお、駆動機構245が原点位置から第2ストッパ部244に当接するまでのステッピングモータ235の回転量を検出し、これを第2方向への駆動機構の所定位置までの駆動量としてもよい。

0037

次に第4の動作A4として、コントローラ109は、駆動機構245を第3の動作A3とは反対の方向(第1の動作A1と同一方向)へ移動させ、駆動機構245が原点MOの位置に到達したときの駆動機構の駆動量を検出する。例えば、ステッピングモータ235を反時計方向に駆動して駆動機構245を第1方向に移動させ、駆動機構245が再び原点MOに位置するまでの駆動量を検出する。このとき、フォトインタラプタ241の出力電圧をモニタし、ローレベル(L)からハイレベル(H)への変化を検知して駆動機構245が原点MOに位置したことを検出し、この時点までのステッピングモータ235の回転量を検出する。

0038

上記第3の動作A3にてステッピングモータ235の回転量を時計方向に260ステップとした場合、第4の動作A4でのステッピングモータ235の回転量は、反時計方向に260ステップが理論値となる。コントローラ109は、駆動機構の駆動量について、同一距離移動時の第2方向の駆動量と第1方向の駆動量との差分が所定値以上の場合、球面収差補正部230の機能劣化が生じたことを判定する。

0039

また、コントローラ109は、さらに駆動機構245の往復動作を繰り返して駆動機構の同一方向の駆動を複数回実行し、同一方向に所定位置と原点との間を移動する時の駆動機構の駆動量を検出する。コントローラ109は、同一方向に同一距離移動したときの駆動機構の移動量の差分(ばらつき)によって、機能劣化の有無等の状態を判定する。

0040

また、コントローラ109は、反対方向に同一距離を複数回移動したときの駆動機構の移動量の差分と、同一方向に同一距離を複数回移動したときの駆動機構の移動量の差分との両方を検出し、機能劣化の状態を判定してもよい。

0041

反対方向に同一距離移動したときの駆動機構の駆動量の差分は、駆動機構245のヒステリシスによる誤差を含む。このため、反対方向の駆動機構の駆動量の差分が所定値以上となった場合、リードスクリュー236及びナットピース239による駆動機構の歯の摩耗、ステッピングモータ235の主軸の抵抗増加、主軸の摩耗などによる機能劣化が考えられる。一方、同一方向に同一距離移動したときの駆動機構の駆動量の差分は、駆動機構245のヒステリシスによる誤差が含まれない。このため、同一方向の駆動機構の駆動量の差分が所定値以上となった場合、リードスクリュー236及びナットピース239による駆動機構の歯飛び、ステッピングモータ235の脱調などによる機能劣化が考えられる。このように、反対方向、同一方向のそれぞれの駆動機構の駆動量の誤差を検出することによって、駆動機構245の機能劣化の要因、劣化部位を特定可能である。

0042

コントローラ109は、検査モードにおける球面収差補正部230の検査結果を、上位のホストコンピュータ等に出力し、球面収差補正部230の機能劣化の状態、有無を通知する。コントローラ109は、球面収差補正部230の機能劣化を検出した場合のみ、機能劣化の発生をアラート通知してもよい。また、コントローラ109は、球面収差補正部230の機能劣化の要因、劣化部位等の機能劣化情報を通知してもよい。

0043

図8及び図9は、球面収差補正部の機能劣化検出のための検査モードの動作の第2例を説明する図である。図8は、第1方向及び第2方向に駆動機構を駆動した場合のフォトインタラプタの出力電圧を示す図、図9は、フォトインタラプタの回路構成の一例を示す図である。

0044

第2例では、フォトインタラプタ241aの回路における負荷を調整し、出力電圧が遮光位置変化に略比例するアナログ的な特性を有する構成とする。図8において、縦軸はフォトインタラプタ241aの出力電圧(PI出力、PI電圧)を示し、横軸は駆動機構245の駆動量(ステッピングモータ235の駆動ステップ数)を示している。

0045

図9に示すフォトインタラプタ241aの回路において、例えば、通常のハイレベル/ローレベルの2値を出力する場合、フォトダイオード側抵抗R1の抵抗値を220Ω程度とすると、出力側の負荷の抵抗R2の抵抗値は56kΩ程度が適当である。この場合、図7の上段に示したように、所定の遮光位置において出力電圧がハイレベル/ローレベルに急峻に変化する。これに対し、第2例の検査モードを実行する場合は、負荷の抵抗R2の抵抗値を5kΩ程度に低下させたものを採用する。フォトインタラプタの出力部の負荷を小さくした場合、図8に示すように、遮光位置の変位に伴う出力電圧の変化特性の傾きがなだらかになり、遮光位置変化に対して出力電圧が略比例する出力特性となる。例えば、フォトインタラプタ241aの光が通過するスリット幅は約0.3mm程度であり、このスリット幅の範囲において遮光位置の変位に略比例して変化する出力電圧を検出可能である。

0046

このようなフォトインタラプタ241aの出力電圧のアナログ的な出力特性を利用して、球面収差補正部230の機能劣化の状態を検出する。第2例では、フォトインタラプタ241aの出力電圧値の測定によって、駆動機構245のヒステリシスの状態を精度良く検出可能である。また、フォトインタラプタ241aの出力電圧値によってフォトインタラプタ自体の劣化を検出することも可能である。

0047

フォトインタラプタ241aの負荷の抵抗値を小さくした場合、コントローラ109は、通常動作時にはフォトインタラプタ241aの出力電圧に対して所定の閾値を設定し、閾値判定によってソフトウェア的にハイレベル/ローレベルを判定すればよい。なお、第2例の検査モードを実行する場合に、コントローラ109によってフォトインタラプタ241aの回路切替えを行い、検査モードと通常モードとで抵抗R2の抵抗値を切り替え、フォトインタラプタ241aの負荷の抵抗値を小さくするようにしてもよい。

0048

第1の動作A1として、コントローラ109は、往路の第1方向に駆動機構245を移動させ、ステッピングモータ235の所定ステップ数毎にフォトインタラプタ241aの出力電圧(第1の出力電圧)Vo1を検出する。次に第2の動作A2として、コントローラ109は、第1の動作A1とは反対の方向、すなわち復路の第2方向に駆動機構245を移動させ、ステッピングモータ235の所定ステップ数毎にフォトインタラプタ241aの出力電圧(第2の出力電圧)Vo2を検出する。コントローラ109は、取得した2つの出力電圧Vo1、Vo2を用いて、球面収差補正部230の機能劣化の状態を検出する。

0049

図8の例に示すように、フォトインタラプタ241aの出力電圧が検出された場合、ステッピングモータ235の駆動量における所定のステップ数での往路と復路の出力電圧差Vdがヒステリシスの大きさに相当する。例えば、ステッピングモータ235の主軸又はリードスクリュー236の回転時の抵抗が増加すると、ヒステリシスが増大し、往路と復路の出力電圧差Vdが増加する。この出力電圧差Vdによって、ヒステリシスの増加の程度、機能劣化の度合いを検出できる。コントローラ109は、駆動機構245の所定の駆動量におけるフォトインタラプタの出力電圧差Vdを算出し、ヒステリシスの大きさを検出することにより、出力電圧差Vdが所定値以上である場合、球面収差補正部230の機能劣化が生じたことを判定する。また、コントローラ109は、フォトインタラプタの出力電圧差Vdの初期値を保持しておき、出力電圧差Vdが初期値よりも所定値以上変化した場合に、球面収差補正部230の機能劣化が生じたことを判定してもよい。

0050

また、コントローラ109は、フォトインタラプタ241aが遮光されない状態となるように、駆動機構245を原点から離れた位置に移動させ、このときのフォトインタラプタ241aの出力電圧を検出する。図8の例では、出力電圧特性を示すグラフの左端よりもさらに左側に駆動させた状態に相当し、非遮光状態での出力電圧値がフォトインタラプタ241aの劣化度合いに相当する。フォトインタラプタが劣化すると、非遮光状態で出力電圧が0Vまで下がりきらなくなる。このため、コントローラ109は、出力電圧のノイズ成分を考慮し、非遮光状態のときにフォトインタラプタ241aの出力電圧が所定値以上である場合、フォトインタラプタ241a自体に劣化が生じたことを判定する。

0051

コントローラ109は、検査モードにおける球面収差補正部230の検査結果を、上位のホストコンピュータ等に出力し、球面収差補正部230の機能劣化の有無、機能劣化の要因、劣化部位等を通知する。このとき、コントローラ109は、駆動機構245のヒステリシスの増加の程度、機能劣化の度合い、フォトインタラプタ241aの劣化の有無などを通知可能である。

0052

上述したように、本実施の形態によれば、検査モードを実行して球面収差補正部の駆動機構の検査を行うことにより、駆動機構の摩耗、塵埃の侵入、潤滑油に当初から混入していた異物の経時変化による不具合など、経時的な要因を含む機能劣化を検出できる。これにより、初期特性からは予測が困難である、球面収差補正部の経時的な機能劣化による不具合の発生を事前に検知することができる。特に、駆動機構を含む球面収差補正部を有し、高密度記録を行う光ピックアップ装置において有用であり、球面収差補正部の動作不良によるデータの記録不良、喪失といった重大な不具合を未然に防ぐことが可能となる。

0053

以上のように、本実施の形態の光ピックアップ装置104は、記録媒体101上に記録又は再生用の光スポット102を形成する光学系と、光学系内に配置された光学素子としてのコリメートレンズ214を光軸方向に変位させる駆動機構245を含み、光学系の球面収差を補正する球面収差補正部230と、球面収差補正部230を駆動制御する制御部としてのコントローラ109と、を有する。コントローラ109は、所定のタイミングに実行する検査モードにおいて、球面収差補正部230の駆動機構245を動作させ、駆動機構245を所定距離において往復移動させて駆動機構245の駆動量を取得し、球面収差補正部230の機能劣化を検出する。これにより、駆動機構245の所定距離の往復移動における駆動量を取得することによって、球面収差補正部230の機能劣化を精度良く検出できる。例えば、同一距離の往復運動の駆動量の差分を検出し、機能劣化の有無を判定して、検査結果を外部に通知することが可能となる。

0054

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、球面収差補正部230は、駆動機構245の基準位置を検出する位置検出部としてのフォトインタラプタ241を有し、コントローラ109は、フォトインタラプタ241の出力と駆動機構245の駆動量とに基づいて球面収差補正部230の機能劣化の状態を判定する。これにより、フォトインタラプタ241の出力により基準位置を検出し、基準位置に基づいて駆動機構245の移動距離を取得し、移動距離と駆動量とによって球面収差補正部230の機能劣化の有無を検出できる。

0055

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、球面収差補正部230は、位置検出部を構成するフォトインタラプタ241を有し、駆動機構245が基準位置に位置したときにフォトインタラプタ241の光を遮光する遮光部240を有する。これにより、フォトインタラプタ241の出力によって駆動機構245の基準位置を適切に検知でき、機能劣化を精度良く検出できる。

0056

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、コントローラ109は、検査モードにおいて、駆動機構245を動作させて基準位置に基づき同一距離を複数回移動させ、複数回の移動における駆動機構245の駆動量の差分を検出し、差分によって球面収差補正部230の機能劣化の状態を判定する。これにより、同一距離の移動における駆動機構245の駆動量の差分に基づき、球面収差補正部230の機能劣化の有無等の状態を検出できる。例えば、駆動量の差分が所定値以上である場合、何らかの機能劣化が発生したことを検知できる。

0057

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、コントローラ109は、駆動機構245を反対方向に同一距離複数回移動させ、駆動機構245の駆動量の差分を検出する。これにより、反対方向の同一距離の移動における駆動機構245の駆動量の差分に基づき、駆動機構の歯の摩耗、モータの主軸の抵抗増加や摩耗等の機能劣化を精度良く検出できる。

0058

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、コントローラ109は、駆動機構245を同一方向に同一距離複数回移動させ、駆動機構245の駆動量の差分を検出する。これにより、同一方向の同一距離の移動における駆動機構245の駆動量の差分に基づき、駆動機構の歯飛び、モータの脱調等の機能劣化を精度良く検出できる。

0059

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、コントローラ109は、駆動機構245を反対方向に同一距離複数回移動させたときの駆動機構245の駆動量の差分と、駆動機構245を同一方向に同一距離複数回移動させたときの駆動機構245の駆動量の差分とを検出する。これにより、球面収差補正部230の機能劣化の要因、劣化部位等をより詳細に検出できる。

0060

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、フォトインタラプタ241aは、駆動機構245の遮光部240による遮光位置の変位に対して出力電圧が略比例する出力特性を有し、コントローラ109は、駆動機構245を第1方向に移動させたときのフォトインタラプタ241aの第1の出力電圧Vo1と、駆動機構245を第1方向とは反対の第2方向に移動させたときのフォトインタラプタ241aの第2の出力電圧Vo2とを検出し、第1の出力電圧Vo1と第2の出力電圧Vo2とを用いて、球面収差補正部230の機能劣化の状態を検出する。これにより、フォトインタラプタ241aの遮光位置の変位に対して出力電圧が略比例する出力特性を用いて、球面収差補正部230の機能劣化の状態をより詳細に検出できる。

0061

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、コントローラ109は、第1の出力電圧Vo1と第2の出力電圧Vo2との出力電圧差Vdを算出し、駆動機構245のヒステリシスの大きさを検出する。これにより、駆動機構245のヒステリシスの大きさを取得でき、ヒステリシスの増加の程度、機能劣化の度合いを検出でき、球面収差補正部230の機能劣化の状態を詳細に取得できる。

0062

また、本実施の形態の光ピックアップ装置104において、コントローラ109は、遮光部240によりフォトインタラプタ241aが非遮光状態となったときの第1の出力電圧Vo1又は第2の出力電圧Vo2を取得し、フォトインタラプタ241aの劣化度合いを検出する。これにより、フォトインタラプタ241aの劣化度合いを取得でき、劣化の有無を判定して検査結果を外部に通知することが可能となる。

0063

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

0064

本開示は、球面収差補正部の機能劣化を精度良く検出することを可能にする光ピックアップ装置として有用である。

0065

100記録再生装置
101記録媒体
102光スポット
104光ピックアップ装置
105ドライブ回路
106記録回路
107サーボ回路
108信号検出回路
109コントローラ
110評価回路
211レーザダイオード
213 第1のビームスプリッタ
214コリメートレンズ
217対物レンズ
219 第2のビームスプリッタ
220検出レンズ
221サーボ光検出器
222 RF光検出器
230球面収差補正部
231コリメートレンズホルダ
234ナットピースばね
235ステッピングモータ
236リードスクリュー
239 ナットピース
242ベース部材
240遮光部
241、241aフォトインタラプタ
245 駆動機構

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