(57)【要約】  装置の大型化やコスト高を招くことなく、また、移動機構を破損させることなく、送りネジとラックとの噛み込み状態を容易に解消できる移動機構を提供する。本発明に係る移動機構は、移動対象物を直線移動させるためのものであり、送りネジと、送りネジを回動させる駆動用モータと、駆動用モータに駆動パルスを供給する駆動部と、送りネジに噛み合い、駆動用モータによる送りネジの回動に伴って、移動対象物を直線移動させる移動部材と、移動対象物が移動していない状態を検出する検出部と、検出部によって移動対象物が移動していない状態が検出された場合、駆動用モータが回転振動する駆動パルスを駆動部に出力させる制御部とを備える。
2012117436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動対象物を直線移動させる移動機構であって、
送りネジと、
前記送りネジを回動させる駆動用モータと、
前記駆動用モータに駆動パルスを供給する駆動部と、
前記送りネジに噛み合い、前記駆動用モータによる前記送りネジの回動に伴って、前記移動対象物を直線移動させる移動部材と、
前記移動対象物が移動していない状態を検出する検出部と、
前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記駆動用モータが回転振動する駆動パルスを前記駆動部に出力させる制御部とを備える、移動機構。
【請求項２】
前記駆動用モータは、ステッピングモータであり、
前記制御部は、前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記駆動部に前記ステッピングモータの共振周波数またはその近傍の周波数を有する駆動パルスを出力させる、請求項１に記載の移動機構。
【請求項３】
前記ステッピングモータの共振周波数は、前記ステッピングモータが有するロータの慣性モーメントと、ロータとコイルとの間の磁気バネとによる共振周波数である、請求項２に記載の移動機構。
【請求項４】
前記制御部は、前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記ステッピングモータの共振周波数を含む所定の周波数範囲を掃引する駆動パルスを前記駆動部に出力させる、請求項１に記載の移動機構。
【請求項５】
光ディスク装置であって、
球面収差補正用レンズと、
前記球面収差補正用レンズを保持するレンズホルダと、
送りネジと、
前記送りネジを回動させる駆動用モータと、
前記駆動用モータに駆動パルスを供給する駆動部と、
前記送りネジに噛み合い、前記駆動用モータによる前記送りネジの回動に伴って、移動対象物を直線移動させる移動部材と、
前記移動対象物が移動していない状態を検出する検出部と、
前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記駆動用モータが回転振動する駆動パルスを前記駆動部に出力させる制御部とを備える、移動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータと送りネジとを用いて被移動体を直線移動させる移動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学機器や光ディスク装置には、レンズの位置を高精度に制御できる移動機構が用いられている。この移動機構は、例えば、ステッピングモータと、ステッピングモータによって回動する送りネジと、送りネジに噛み合うラックとから構成される。ラックには、レンズを保持するレンズホルダが接続される。この移動機構を用いた場合、ステッピングモータの回転量に応じて、レンズの光軸方向の移動量を制御できるので、正確なレンズの位置決めを実現できる。【０００３】
ステッピングモータを用いた移動機構では、移動機構を起動するたびに、ステッピングモータの回転の基準を決めるために、原点出しと呼ばれる動作を行う必要がある。原点出し動作では、ラックもしくはレンズホルダを所定の基準物体（ストッパーなど）に押し当て、このときのステッピングモータの状態を基準と定める。この押し当て動作を行った場合、ネジが締まって噛み込み状態となり、押し当て位置からラック及びレンズホルダを引き戻せない場合がある。また、外部から衝撃を受けたときにも、ラックと送りネジとの噛み込みが生じることがある。【０００４】
特許文献１には、噛み込み状態が生じて動作不能になってしまった時に、ステッピングモータの駆動トルクを増大させると共に、ステッピングモータの回転方向を反転させることにより、ラックを強制的に移動させ、噛み込みから復帰する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８６４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、駆動トルクを増大させるために、駆動速度を遅くすると記載されているが、駆動速度を遅くして駆動トルクが増大するのは動作時の特性であり、全く動かない状態で駆動速度を遅くしたときのように駆動パルスを遅く出力したところで、駆動トルクが増大するとは限らない。また、特許文献１では、駆動トルクを増大させるために、印加する電圧または電流を増大させることも記載されているが、印加する電圧または電流を増大させて噛み込み状態から脱出するためには、通常使用時の何倍もの電圧または電流が必要になると考えられる。この場合、通常の何倍もの電圧または電流を発生するドライバや、発生した電圧または電流に耐え得るステッピングモータを予め選定する必要があるが、装置の大型化及びコスト高に繋がる。【０００７】
また、特許文献１では、駆動方向を反転させるようにステッピングモータを制御することから、送りネジの端以外の中間位置における噛み込みのみを対象にしていると考えられ、例えばカメラ等の外へ持ち出して使用する機器に、落下などにより外部から強い衝撃が与えられた際に生じる噛み込みを想定しているものと思われる。例えば、原点出しの押し当て動作時に生じる噛み込みのように送りネジの端における噛み込みに対して、特許文献１のように駆動トルクを増大させ駆動方向を反転させると、噛み込み状態が悪化して、移動機構が破損する可能性も考えられる。【０００８】
それ故に、本発明の目的は、装置の大型化やコスト高を招くことなく、また、移動機構を破損させることなく、送りネジとラックとの噛み込み状態を容易に解消できる移動機構及び光ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、移動対象物を直線移動させる移動機構に関する。本発明に係る移動機構は、送りネジと、送りネジを回動させる駆動用モータと、駆動用モータに駆動パルスを供給する駆動部と、送りネジに噛み合い、駆動用モータによる送りネジの回動に伴って、移動対象物を直線移動させる移動部材と、移動対象物が移動していない状態を検出する検出部と、検出部によって移動対象物が移動していない状態が検出された場合、駆動用モータが回転振動する駆動パルスを駆動部に出力させる制御部とを備える。【００１０】
また、本発明は、光ディスク装置に関する。本発明に係る光ディスク装置は、球面収差補正用レンズと、球面収差補正用レンズを保持するレンズホルダと、送りネジと、送りネジを回動させる駆動用モータと、駆動用モータに駆動パルスを供給する駆動部と、送りネジに噛み合い、駆動用モータによる送りネジの回動に伴って、移動対象物を直線移動させる移動部材と、移動対象物が移動していない状態を検出する検出部と、検出部によって移動対象物が移動していない状態が検出された場合、駆動用モータが回転振動する駆動パルスを駆動部に出力させる制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置の大型化やコスト高を招くことなく、また、移動機構を破損させることなく、外部から衝撃を受けた時や原点出しの押し当て動作時に生じる送りネジとラックとの噛み込みから脱出できる移動機構及び光ディスク装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る光ディスク装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示されるＸ部分の具体例を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩラインから見た図である。
【図４】図４は、コリメートレンズ位置とトラッキングエラー信号の振幅との関係を示す図である。
【図５】図５は、ロータイナーシャと磁気バネとによる共振の原理を示す概念図である。
【図６】図６は、ステッピングモータに与える回転駆動パルスの周波数と、ステッピングモータに発生する振動振幅との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、実施形態に係る光ディスク装置の概略構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１に示されるＸ部分の具体例を示す斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩラインから見た図である。
【００１４】
光ディスク装置１００は、光ピックアップ１と、ステッピングモータ駆動回路９と、制御部１０と、検出部１３と、ターンテーブル１７と、クランパ１８と、モータ１９とを備える。ターンテーブル１７上に載置された光ディスク２０は、クランパ１８によって保持され、モータ１９によって回転する。
【００１５】
光ピックアップ１は、光ディスク２０に対して情報の記録・再生・消去の少なくとも１つを行うために、光ディスク２０の情報記録面上にスポットを形成する。光ピックアップ１は、光源２１と、ビームスプリッタ２２と、コリメートレンズ６と、反射ミラー２３と、対物レンズ２４と、集光レンズ２５と、受光素子２６とを少なくとも備える。光源２１から出射された光束はビームスプリッタ２２、コリメートレンズ６、反射ミラー２３、対物レンズ２４を経て、光ディスク２０に集光される。光ディスク２０によって反射された光束は、反射ミラー２３、コリメートレンズ６、ビームスプリッタ２２を経て、集光レンズ２５によって受光素子２６の受光に面集光される。受光素子２６によって受光された光の強度に応じて、トラッキングエラー（ＴＥ）信号やフォーカスエラー（ＦＥ）信号が生成される。
【００１６】
コリメートレンズ（球面収差補正用レンズ）６は、光軸と平行な方向に移動することによって、出射光束の平行度を変化させ、光ディスク２０の保護層の厚み誤差に起因する球面収差や、複数の記録層を有する記録媒体において、記録層の深さに応じて保護層の厚みが異なることに起因する球面収差を補正する。そのため、コリメートレンズ６及びこれを保持するコリメートレンズホルダ５は、コリメートレンズ６の光軸と平行な方向への直線運動が可能となるように、一対のシャフト７によってガイドされている。
【００１７】
図１〜３を併せて参照して、移動機構は、ステッピングモータ２と、ステッピングモータ２によって回動自在の送りネジ５と、送りネジ５に噛み合い、送りネジ５の回転によって直進運動すると共に、コリメートレンズホルダ５に接続されるラック４と、ストッパ８と、ステッピングモータ駆動部９と、制御部１０と、検出部１３とを備える。ストッパ８は、光ディスク装置１００の起動時等にステッピングモータ２の原点出しを行う際に、コリメートレンズホルダ５を押し当てて停止させる物理的な基準である。
【００１８】
ステッピングモータ駆動部９は、制御部１０からの指示に従って、ステッピングモータ２を駆動するための駆動パルスを生成し、生成した駆動パルスをステッピングモータ２に出力する。
【００１９】
検出部１３は、受光素子２６から出力されるトラッキングエラー信号またはフォーカスエラー信号に基づいて、送りネジ３に対するラック４の噛み込みを検出する。具体的な噛み込みの検出方法は後述する。
【００２０】
制御部１０は、例えばマイクロプロセッサとメモリとによって構成され、光ディスク装置１００の全体を制御する。より具体的には、検出部１３によってラック４の噛み込みが検出された場合、制御部１０は、ステッピングモータ２の共振周波数またはその近傍周波数の駆動パルスをステッピングモータ駆動部９に出力させ、ステッピングモータ２を共振周波数で回転振動させる。あるいは、制御部１０は、所定の周波数範囲を掃引する駆動パルスをステッピングモータ駆動部９に出力させても良い。更に、制御部１０は、光ディスク２０を回転させるモータ１９の駆動も制御する。
【００２１】
尚、本実施形態のように、光ピックアップ装置に本発明を適用する場合、制御部１０及び検出部１３として、汎用の光ピックアップ装置制御用ＩＣを用いても良い。また、図１では、説明を容易にするために、制御部１０と検出部１３とを別の機能ブロックとして示しているが、検出部１３の機能を制御部１０によって実現しても良い。
【００２２】
ここで、トラッキングエラー信号またはフォーカスエラー信号に基づく噛み込み状態の検出方法を説明する。
【００２３】
光ピックアップ１のレーザ光源２１を再生パワーで発光させながら、光ディスク装置１００のターンテーブル１７上にセットされている光ディスク２０に対するフォーカスサーボ動作を行うと、光ディスク上に微少な集光スポットが形成される。光ディスク２０の情報記録面には、複数の溝が形成されている。これらの溝は、集光スポットが正確にトレースするためのトラッキングサーボ動作を制御するためのトラッキングエラー信号が出力されるように構成されている。トラッキングエラー信号は、溝の中心からの集光スポット位置のずれにほぼ比例した値を持つ信号であり、この集光スポットの位置ずれが大きくなると、通常は、ある一定の値で飽和する。複数の溝は１μｍ程度のピッチで形成されているので、集光スポットが複数の溝を次々に横切る場合、トラッキングエラー信号は、集光スポットがある溝の中心から離れるにつれて大きくなって飽和し、集光スポットが隣の溝の中心に向かうにつれて小さくなる。したがって、トラッキングエラー信号は、集光スポットが次々と溝を横切るのに伴って、振幅が変化する正弦波状の信号となる。トラッキングエラー信号の振幅は光ディスク上の集光スポットの収差に影響されるため、コリメートレンズ６の光軸方向の移動によりトラッキングエラー信号の振幅が変化する。この特性を利用し、コリメートレンズ６の位置を例えば３回程度移動させて、トラッキングエラー信号の振幅の変化を測定することにより、ラック４の噛み込みの有無を検出することができる。この場合、トラッキングエラー信号の振幅の変化がなければ、ラック４の噛み込みが発生したことがわかる。
【００２４】
図４は、コリメートレンズ位置とトラッキングエラー信号の振幅との関係を示す図である。
【００２５】
光ディスク２０の規格によっては、コリメートレンズの最適な位置を検出することを目的として、図４のようにレンズ位置とトラッキングエラー信号の振幅との関係を予め光ディスク毎に測定する動作を行う場合がある。この測定動作を行う場合は、予め求めた図４の関係に基づいて、ラック４の噛み込みを検出することもできる。
【００２６】
尚、コリメートレンズの移動によってフォーカスエラー信号の振幅も変化するので、トラッキングエラー信号に代えてフォーカスエラー信号を噛み込みの検出に利用しても良い。
【００２７】
図５は、ロータイナーシャと磁気バネとによる共振の原理を示す概念図である。
【００２８】
ステッピングモータは、ロータとコイルとの間に働く電磁力が一種の磁気バネのように作用し、この磁気バネとロータの慣性モーメントとによって、ある特定の周波数において共振が発生する。この共振は、通常駆動時においては、ある特定の回転数でステッピングモータを駆動したときに不要な振動を発生させたり、更に発生した不要な振動によって脱調を引き起こしたりするなどの不都合を生じさせる。ただし、ステッピングモータを回転振動するように駆動する場合は、共振周波数で駆動することによって大きな振動振幅を得ることができる。
【００２９】
図６は、ステッピングモータに与える回転駆動パルスの周波数と、ステッピングモータに発生する振動振幅との関係を示す図である。
【００３０】
図６に示すように、ロータイナーシャと磁気バネとによる共振周波数ｆ０と等しい周波数の回転駆動パルスをステッピングモータに与えたときに、振動振幅が最大となる。この特性を利用して、ステッピングモータの原点出しのためにコリメートレンズホルダ５をストッパ８に押し当てたときに生じ得る噛み込み状態や、外部から衝撃が加わったときに生じ得るラック４と送りネジ５との噛み込み状態を解消する。
【００３１】
具体的には、図１に戻って、上述した検出部１３によって噛み込み状態が検知された場合には、制御部１０は、ステッピングモータ駆動部９から、共振周波数ｆ０またはその近傍の駆動パルスが出力されるようにステッピングモータ駆動部９に信号を出力する。この結果、ステッピングモータ２の振動振幅が大きくなり、ラック４と送りネジ５との噛み込み状態から脱出できる。
【００３２】
共振周波数ｆ０またはその近傍の周波数の駆動パルスをステッピングモータ２に与えることに代えて、制御部１０は、共振周波数を含む所定の周波数範囲（例えば、図６のｆ１〜ｆ２）を掃引することが好ましい。この場合、予め共振周波数ｆ０がわかっていない場合や、ステッピングモータ２の個体差による共振周波数ｆ０の誤差や、品種毎の共振周波数ｆ０の差がある場合でも、掃引によってステッピングモータ２を共振周波数ｆ０で回転駆動できるので、ラック４の噛み込みを確実に解消できる。更に、制御部１０は、所定の周波数範囲を複数回繰り返して掃引することがより好ましい。この場合、ステッピングモータ２が共振周波数ｆ０で複数回、回転駆動されるため、強固にラック４が噛み込んでいる場合でも、確実に噛み込みを解消することができる。
【００３３】
尚、上記の実施形態では、送りネジ５に噛み合い、移動対象物であるコリメートレンズホルダ５を移動させる移動部材としてラック４を用いたが、ラック４に代えて送りネジ５に噛み合う雌ネジを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、移動対象物を直線移動させる移動機構として利用でき、特に、光学素子の位置合わせを精度良く行う必要がある光ディスク装置や光学機器等に利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
２  ステッピングモータ
３  送りネジ
４  ラック
５  コリメートレンズホルダ
６  コリメートレンズ
８  ストッパ
９  ステッピングモータ駆動部
１０  制御部
１３  検出部
１００  光ピックアップ装置
【図１】
2012117436.tif 000003
【図２】
2012117436.tif 000004
【図３】
2012117436.tif 000005
【図４】
2012117436.tif 000006
【図５】
2012117436.tif 000007
【図６】
2012117436.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月2日(2011.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
光ディスク装置であって、
球面収差補正用レンズと、
前記球面収差補正用レンズを保持するレンズホルダと、
送りネジと、
前記送りネジを回動させる駆動用モータと、
前記駆動用モータに駆動パルスを供給する駆動部と、
前記送りネジに噛み合い、前記駆動用モータによる前記送りネジの回動に伴って、移動対象物を直線移動させる移動部材と、
前記移動対象物が移動していない状態を検出する検出部と、
前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記駆動用モータが回転振動する駆動パルスを前記駆動部に出力させる制御部とを備える、光ディスク装置。
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月26日(2012.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動対象物を直線移動させる移動機構であって、
送りネジと、
前記送りネジを回動させるステッピングモータと、
前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、
前記送りネジに噛み合い、前記ステッピングモータによる前記送りネジの回動に伴って、前記移動対象物を直線移動させる移動部材と、
前記駆動部から前記ステッピングモータに駆動パルスが供給された後、前記送りネジに対する前記移動部材の噛み込みにより前記移動対象物が移動していない状態を検出する検出部と、
前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記ステッピングモータが回転振動する駆動パルスを前記駆動部に出力させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記ステッピングモータの共振周波数を含む所定の周波数範囲を掃引する駆動パルスを前記駆動部に出力させる、移動機構。
【請求項２】
前記ステッピングモータの共振周波数は、前記ステッピングモータが有するロータの慣性モーメントと、ロータとコイルとの間の磁気バネとによる共振周波数である、請求項１に記載の移動機構。
【請求項３】
光ディスク装置であって、
球面収差補正用レンズと、
前記球面収差補正用レンズを保持するレンズホルダと、
送りネジと、
前記送りネジを回動させるステッピングモータと、
前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、
前記送りネジに噛み合い、前記ステッピングモータによる前記送りネジの回動に伴って、移動対象物を直線移動させる移動部材と、
前記駆動部から前記ステッピングモータに駆動パルスが供給された後、前記送りネジに対する前記移動部材の噛み込みにより前記移動対象物が移動していない状態を検出する検出部と、
前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記ステッピングモータが回転振動する駆動パルスを前記駆動部に出力させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記検出部によって前記移動対象物が移動していない状態が検出された場合、前記ステッピングモータの共振周波数を含む所定の周波数範囲を掃引する駆動パルスを前記駆動部に出力させる、光ディスク装置。
【国際調査報告】
2012117436.tif 000009
2012117436.tif 000010
2012117436.tif 000011
2012117436.tif 000012