(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動機構の自重による対物レンズの変位を正確に補正することができる光ディスク装置を提供する。【解決手段】対物レンズを保持して駆動する駆動機構を含んで構成される光ピックアップ２と、光ディスク装置の車両に対する取り付け角度を取得する角度情報取得部５と、車両の位置情報を取得する位置情報取得部６と、角度情報取得部５が取得した取り付け角度を基に算出した対物レンズを保持する駆動機構の自重による傾き、駆動機構における共振周波数および位置情報取得部６が取得した位置情報を基に算出した車両の位置における重力加速度を用いて、駆動機構の自重による傾きに応じた対物レンズの変位を補正するための補正電圧を算出し、この補正電圧で駆動機構を駆動させて対物レンズの変位を補正する制御部４０とを備える。【選択図】図１
2014238901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクのディスク面に対物レンズで光スポットを集光してデータの記録および再生を行う光ディスク装置において、
前記対物レンズを保持して駆動する駆動機構を含んで構成される光ピックアップと、
前記光ディスク装置の移動体に対する取り付け角度を取得する角度情報取得部と、
前記移動体の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記角度情報取得部が取得した取り付け角度を基に算出した前記対物レンズを保持する前記駆動機構の自重による傾き、前記駆動機構における共振周波数および前記位置情報取得部が取得した位置情報を基に算出した前記移動体の位置における重力加速度を用いて、前記駆動機構の自重による傾きに応じた前記対物レンズの変位を補正するための補正電圧を算出し、この補正電圧で前記駆動機構を駆動させて前記対物レンズの変位を補正する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記角度情報取得部は、前記光ディスク装置の取り付け角度の検出情報を取得し、
前記制御部は、前記移動体が停止している際に前記角度情報取得部が取得した検出情報を基に算出した前記対物レンズを保持する前記駆動機構の自重による傾き角度の平均値、前記駆動機構における共振周波数および前記移動体の位置における重力加速度を用いて、前記補正電圧を算出することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記光ディスク装置の周囲温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、前記温度検出部が検出した周囲温度を用いて前記駆動機構における共振周波数および前記駆動機構の動作特性の温度変化を補正してから前記補正電圧を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対物レンズの位置ずれの補正を行う光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光ディスク装置は、記録ディスクがＣＤからＤＶＤ、ＤＶＤからＢＤと進化し、レーザ光スポットを追従させるべきディスクのトラックピッチが狭くなる傾向にある。
例えば、ＣＤは１．６μｍ、ＢＤでは０．３２μｍであり、このようなトラックをトレースする高精度な制御技術が必要である。
【０００３】
光ディスク装置における光ピックアップは、一般的に、光ピックアップ部のベース部に対して対物レンズを上下に動かしてディスクとの焦点距離を合わせるフォーカス制御と、ディスクに刻まれたトラックを追従するためのトラッキング制御が行われる。トラッキング制御は、光ピックアップのベース部を、送りモータによりディスクの半径方向に移動させて行う場合と対物レンズのみを移動させる方式を組み合わせて行う。送りモータによる制御の位置決め精度は粗く、対物レンズのみを動かす制御によってトラックを追従させることができる。なお、光ピックアップの対物レンズは、一般的にディスクのセンターホールまたはディスクのトラックが偏芯した場合であっても、これを吸収できるだけの可動範囲を持っている。
【０００４】
また、車載用の光ディスク装置は、車両内の取り付け位置によって水平に配置される場合や水平位置から傾けて配置される場合、さらには縦置きされる場合もある。
水平位置から傾けて配置される場合や縦置きされる場合は、光ピックアップにおける対物レンズおよびその駆動機構が自重によって重力方向に垂れ下がる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、自重による垂れ下がりに起因した対物レンズの位置ずれを補正する光ディスク装置が開示されている。この光ディスク装置では、光ピックアップのアクチュエータに対して、取り付け角度の仕様に合わせた補正電圧をオフセット電圧として印加してからトラッキング制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−４４６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に代表される従来の技術は、光ディスク装置の車両に対する取り付け角度の仕様に合わせた補正電圧を算出しているが、光ディスク装置を搭載した車両が利用される地域によっては正確な補正が可能な補正電圧を算出することができないという課題があった。すなわち、取り付け角度に応じた対物レンズの傾きを正確に算出するには利用地域における重力加速度や気温などを考慮する必要がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、駆動機構の自重による対物レンズの変位を正確に補正することができる光ディスク装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る光ディスク装置は、光ディスクのディスク面に対物レンズで光スポットを集光してデータの記録および再生を行う光ディスク装置において、対物レンズを保持して駆動する駆動機構を含んで構成される光ピックアップと、光ディスク装置の移動体に対する取り付け角度を取得する角度情報取得部と、移動体の位置情報を取得する位置情報取得部と、角度情報取得部が取得した取り付け角度を基に算出した対物レンズを保持する駆動機構の自重による傾き、駆動機構における共振周波数および位置情報取得部が取得した位置情報を基に算出した移動体の位置における重力加速度を用いて、駆動機構の自重による傾きに応じた対物レンズの変位を補正するための補正電圧を算出し、この補正電圧で駆動機構を駆動させて対物レンズの変位を補正する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、駆動機構の自重による対物レンズの変位を正確に補正することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る光ディスク装置の光ピックアップを示す上面図である。
【図３】光ピックアップにおける駆動機構の自重による位置ずれを示す上面図である。
【図４】実施の形態１に係る光ディスク装置によるレンズ位置補正処理を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る光ディスク装置によるディスク再生処理を示すフローチャートである。
【図６】光ピックアップにおける駆動機構の位置ずれ補正を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１に示す光ディスク装置は、車両内に取り付けられる車載の光ディスク装置であり、光ディスクｄのディスク面に対物レンズで光スポットを集光してデータの記録および再生を行う。この光ディスク装置は、図１に示すように、スピンドルモータ１、光ピックアップ２、アクチュエータドライバ３、マイクロコンピュータ４、角度情報取得部５、位置情報取得部６および温度検出部７を備えて構成される。また、マイクロコンピュータ４は、その機能構成として制御部４０および記憶部４１を備える。
【００１３】
スピンドルモータ１は、光ディスクｄへのデータの記録および再生時に光ディスクｄを回転させるモータである。
また、光ピックアップ２は、光ディスクｄのディスク面に対物レンズで光スポットを集光してデータの記録および再生する構造体であって、対物レンズ、対物レンズを駆動する駆動機構およびこれらを搭載するベース部から構成される。
アクチュエータドライバ３は、光ピックアップ２の対物レンズをフォーカス方向とトラッキング方向に駆動させる駆動部である。
【００１４】
マイクロコンピュータ４は、光ディスク装置による光ディスクｄに対するデータの記録および再生を制御する。制御部４０は、光ピックアップ２が読み取った信号からデータを再生する処理、および外部機器からの制御信号に基づいて光ディスクｄに対するデータの記録を行う制御部である。
また、制御部４０は、光ピックアップ２において、対物レンズを保持した駆動機構の自重による対物レンズの変位を補正するための補正電圧を算出し、この補正電圧で駆動機構を駆動させて対物レンズの変位を補正する。
この補正電圧は、図４を用いて後述するように、光ディスク装置の取り付け角度を基に算出した対物レンズの駆動機構の自重による傾き、対物レンズの駆動機構における共振周波数および位置情報を基に補正した車両の位置における重力加速度を用いて算出される。
記憶部４１は、制御部４０から記憶データが適宜読み出される記憶部であり、角度情報取得部５が取得した角度情報、位置情報取得部６が取得した位置情報および温度検出部７が検出した光ディスク装置の周囲温度を記憶する。
【００１５】
角度情報取得部５は、光ディスク装置の車両に対する取り付け角度を示す角度情報を取得する機能を有している。
例えば、光ディスク装置とナビゲーション装置とが一体に構成されたオーディオ−ナビ一体型機である場合、ナビゲーション装置が用いるジャイロセンサなどの角度検出手段が検出した角度が、光ディスク装置の鉛直方向に対する角度でもある。
そこで、角度情報取得部５は、ナビゲーション装置において検出された角度を取得し、これを光ディスク装置の車両に対する取り付け角度として記憶部４１に記憶する。
また、車種ごとの車載機器の取り付け部位の仕様が登録されたデータベースを用意し、角度情報取得部５が、このデータベースから自車における車載機器の取り付け部位の仕様を示すデータを取得してもよい。制御部４０は、この車取り付け部位の仕様を示すデータを用いて光ディスク装置の車両に対する取り付け角度を算出し、この取り付け角度を基に対物レンズの駆動機構の傾きを算出する。
【００１６】
位置情報取得部６は、光ディスク装置を搭載した車両の位置情報を取得する機能を有しており、例えば車両に搭載または持ち込まれたナビゲーション装置またはスマートフォンなどの携帯端末が備えるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）から位置情報を取得する。制御部４０は、この位置情報が示す緯度情報を用いて、自車が位置する緯度に応じた重力加速度を算出する。
温度検出部７は、光ディスク装置の周囲温度を検出する温度センサであり、検出温度は記憶部４１に逐次記憶される。この周囲温度は、光ピックアップ２における対物レンズの駆動機構の共振周波数および対物レンズの駆動機構における動作特性の温度変化を補正する際に利用される。
【００１７】
図２は、実施の形態１に係る光ディスク装置の光ピックアップを示す上面図である。図２（ａ）に示すように、光ピックアップ２は、ベース部２０に構造物が設けられており、対物レンズ２１、対物レンズ２１を保持するレンズホルダとこれを駆動させるアクチュエータコイルからなる駆動機構２２およびサスペンションワイヤ２３を備える。
対物レンズ２１を保持する駆動機構２２は、図２（ａ）に示すように、サスペンションワイヤ２３によってベース部２０に支持されている。このとき、対物レンズ２１の中心はベース部２０の中心線ａ上にある。
【００１８】
また、対物レンズ２１を保持する駆動機構２２は、アクチュエータドライバ３が駆動電圧を印加することによって、図２（ｂ）に示すように、トラッキング方向（ベース部２０の中心線ａに対する変位方向）に動かすことができる。このレンズ可動範囲Ａは有限であり、対物レンズ２１の中心が中心線ａからずれるに連れ、対物レンズ２１を通ったレーザ光の光軸が傾く。また、光ディスクｄに偏芯がある場合においても、対物レンズ２１の中心が中心線ａからずれてしまい、この偏芯が大きい場合には、対物レンズ２１を保持する駆動機構２２がベース部２０の内壁に衝突することもある。この場合、データ記録・再生の性能を著しく悪化させる。
【００１９】
図３は、光ピックアップにおける駆動機構の自重による位置ずれを示す上面図である。光ピックアップ２においては、上述したように、対物レンズ２１を保持する駆動機構２２が、ベース部２０に対してサスペンションワイヤ２３で支持されている。
このため、光ディスク装置の車両に対する取り付け角度によっては、図３に示すように駆動機構２２が自重によって垂れ下がり、対物レンズ２１がトラッキングの中心位置（中心線ａ）でトラッキングをオンすることができず、データ記録・再生の性能を悪化させる要因となる。
【００２０】
この自重による変位量Ｌは、重力加速度ｇ（ｍｍ／ｓ２）、サスペンションワイヤ２３で支持された駆動機構２２の共振周波数ｆｏ、光ディスク装置の車両に対する取り付け角度から算出することができる。
なお、図３では、光ピックアップ２が水平面に対して鉛直方向（水平方向に対する駆動機構２２の傾きが９０°）となるように光ディスク装置が車両に取り付けられている場合を示しており、変位量Ｌは、下記式（１）から求めることができる。
Ｌ＝ｇ／（２πｆｏ）２      ・・・（１）
【００２１】
次に動作について説明する。
図４は、実施の形態１に係る光ディスク装置によるレンズ位置補正処理を示すフローチャートであり、上述した駆動機構２２の自重による対物レンズ２１の変位を補正するための補正電圧を算出する処理を示している。
まず、制御部４０は、車両側から車両の状態を示す車両情報（例えば、車速情報など）を取得し、この車両情報に基づいて車両が停車中であるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。自車が走行中であれば（ステップＳＴ１；ＮＯ）、制御部４０は、自車が停止するまでステップＳＴ１の判定を繰り返す。なお、自車の停車は、位置情報取得部６によって記憶部４１に逐次記憶される自車位置の時間変化に基づいて判定してもよい。
【００２２】
自車が停車している場合（ステップＳＴ１；ＹＥＳ）、角度情報取得部５は、光ディスク装置の取り付け角度を検出して記憶部４１に記憶する（ステップＳＴ２）。
この取り付け角度の検出情報は、例えば、この発明に係る光ディスク装置と一体に構成されたナビゲーション装置によって検出された光ディスク装置の鉛直方向に対する角度である。
【００２３】
自車が所定の回数だけ停車して、この回数分の取り付け角度が得られると、制御部４０は、これらの取り付け角度を用いて駆動機構２２の自重による傾き角度を逐次算出するとともに、これら傾き角度の平均値を算出する（ステップＳＴ３）。
例えば、自車が信号待ちで停車する度に光ディスク装置の車両に対する取り付け角度を検出し、その検出回数が１０回に達した場合にそれまでに検出された角度情報を取得して駆動機構２２の自重による傾き角度の平均化処理を行う。
車両が様々な場所を走行していると、上り下りの坂道のように場所によって重力が作用する鉛直方向に対する光ディスク装置の角度が変化する。このため、駆動機構２２の自重による傾き角度を正確に算出できない。
そこで、車両が停車した場所で検出した角度を用いて駆動機構２２の自重による傾き角度を平均化することで、場所ごとの鉛直方向に対する傾きのばらつきを吸収している。
【００２４】
次に、制御部４０は、位置情報取得部６が検出した自車の位置情報から緯度情報を検出する（ステップＳＴ４）。この後、制御部４０は、ステップＳＴ４において検出された緯度情報を用いて自車が位置する場所の重力加速度ｇ（ｍｍ／ｓ２）を算出する（ステップＳＴ５）。ここでは、下記式（２）に従って重力加速度ｇが算出される。
ただし、Ｇは万有引力定数、Ｍは地球の質量、Ｒは地球の半径、ωを地球の自転の角速度、φを緯度とする。
ｇ＝（ＧＭ／Ｒ２）−Ｒωｃｏｓ２φ      ・・・（２）
【００２５】
例えば、北緯４５度では９８０６．６５ｍｍ／ｓ２を標準値とされるが、極近くでは、９８３５ｍｍ／ｓ２であり、赤道に近くなると９７７２ｍｍ／ｓ２となり、重力加速度に誤差が生じる。また、日本においても、札幌では、９８０５ｍｍ／ｓ２であり、鹿児島では９７９２ｍｍ／ｓ２となる。今後も、光ディスク装置を構成する部品の精細化および光ピックアップ２の小型化が進む傾向にあるため、上述のような重力加速度の誤差は、図３に示したような駆動機構２２の自重による変位を補正する際に無視できなくなる。
そこで、この発明では、自車の位置情報から求めた緯度情報を用いて、自車が位置する場所における正確な重力加速度ｇを算出し、この重力加速度を用いて駆動機構２２の自重による変位の補正を行う。
このようにすることで、光ディスク装置を搭載した車両がどの地域で使用されても、対物レンズ２１を保持する駆動機構２２の自重に起因した変位を正確に補正でき、この変位によってデータの記録・再生性能に与える影響を軽減することができる。
なお、ステップＳＴ５では、緯度情報を用いて重力加速度を算出する場合を示したが、緯度情報に対応付けて重力加速度を登録したデータベースを用意しておき、自車の位置情報から求めた緯度情報を用いてデータベースから対応する重力加速度を取得してもよい。
【００２６】
次に、制御部４０は、ステップＳＴ５で算出した重力加速度ｇ、駆動機構２２における共振周波数ｆｏ、および、ステップＳＴ２で検出された光ディスク装置の車両に対する取り付け角度を基に算出した駆動機構２２の傾き角度を用いて、駆動機構２２の自重による傾きに応じた対物レンズ２１の変位を補正するためのトラッキング補正電圧を算出して、記憶部４１に格納する（ステップＳＴ６）。
例えば、下記式（３）を用いて補正電圧Ｖを算出する。ただし、Ｄは、駆動機構２２に固有な動作特性である低域感度（ｍｍ／Ｖ）であって、駆動機構２２が対物レンズ２１を駆動させる１Ｖあたりの駆動量（ｍｍ）を示している。
補正電圧Ｖ＝｛ｇ／（２πｆｏ）２−Ｌ｝／Ｄ      ・・・（３）
【００２７】
なお、共振周波数ｆｏおよび低域感度Ｄは、駆動機構２２を構成する部材の剛性が温度によって変化すると、これに応じて変化する。すなわち、共振周波数ｆｏおよび低域感度Ｄは温度特性を有している。
そこで、制御部４０は、ステップＳＴ６で補正電圧を算出するにあたり、温度検出部７によって記憶部４１に記憶されている光ディスク装置の周囲温度を用いて共振周波数ｆｏおよび低域感度Ｄを補正してもよい。例えば、共振周波数ｆｏおよび低域感度Ｄの温度係数をあらかじめ求めておき、この温度係数を用いて現在の温度での共振周波数ｆｏおよび低域感度Ｄを算出する。このようにすることで、地域や気候、季節の気温に合わせて最適な補正電圧を算出することが可能である。
【００２８】
図５は、実施の形態１に係る光ディスク装置によるディスク再生処理を示すフローチャートである。
光ディスクｄからのデータ再生において、制御部４０は、アクチュエータドライバ３を制御して光ピックアップ２を駆動させることにより、光ディスクｄのディスク面に対してレーザ光のフォーカスさせるためのフォーカスサーボを開始（フォーカスオン）する（ステップＳＴ１ａ）。
フォーカスがロックされると、制御部４０は、上述のようにして算出したトラッキング補正電圧をオフセットとしてアクチュエータドライバ３に印加する（ステップＳＴ２ａ）。これにより、アクチュエータドライバ３は、上記トラッキング補正電圧で駆動機構２２を駆動させ、図６に示すように、対物レンズ２１の変位がＬ１（＜Ｌ）に補正される。
【００２９】
この後、制御部４０は、光ピックアップ２が光ディスクｄから読み取ったトラッキングエラー信号に基づいてトラッキングサーボを開始（トラッキングオン）し、適切な位置でトラッキングをロックする。
一般的に、トラッキング方向の再生制御は、上述したようにトラッキングの中央からの変位誤差信号（トラッキングエラー信号）に基づいて制御される。
光ピックアップ２は、再生時において、トラッキングエラー信号を基にスレッド制御と呼ばれる方式で送り動作が行われ、大まかな位置決めが行われる。
また、光ディスクｄのトラックに光スポットを追従させるトラッキング制御では、駆動機構２２によって対物レンズ２１を駆動させて光ディスクｄのデータを読み取り続ける。
従って、光ディスク装置における再生性能は、上述したスレッド制御とトラッキング制御において対物レンズ２１をトラッキングの中心付近に置き続けることで向上させることができる。これにより、駆動機構２２の自重による傾きに応じた対物レンズ２１の変位を補正することで、対物レンズ２１をトラッキングの中心付近にロックでき、再生性能の向上を図ることができる。
【００３０】
以上のように、この実施の形態１によれば、対物レンズ２１を保持して駆動する駆動機構２２を含んで構成される光ピックアップ２と、光ディスク装置の車両に対する取り付け角度を取得する角度情報取得部５と、車両の位置情報を取得する位置情報取得部６と、角度情報取得部５が取得した取り付け角度を基に算出した対物レンズ２１を保持する駆動機構２２の自重による傾き、駆動機構２２における共振周波数ｆｏおよび位置情報取得部６が取得した位置情報を基に算出した車両の位置における重力加速度ｇを用いて、駆動機構２２の自重による傾きに応じた対物レンズ２１の変位を補正するための補正電圧を算出し、この補正電圧で駆動機構２２を駆動させて対物レンズ２１の変位を補正する制御部４０とを備える。このように構成することで、駆動機構２２の自重による対物レンズ２１の変位を正確に補正することができる。また、車両が遠距離を移動した場合や外国に売買された場合においても、車両が利用される場所に応じた重力加速度を算出することによって、正確な補正電圧の算出が可能である。
【００３１】
また、この実施の形態１によれば、角度情報取得部５が、光ディスク装置の取り付け角度の検出情報を取得し、制御部４０が、車両が停止している際に角度情報取得部５が取得した検出情報を基に算出した対物レンズ２１を保持する駆動機構２２の自重による傾き角度の平均値、駆動機構２２における共振周波数ｆｏおよび車両の位置における重力加速度ｇを用いて補正電圧を算出する。このようにすることにより、駆動機構２２の自重による傾き角度を正確に算出することができる。
【００３２】
さらに、この実施の形態１によれば、光ディスク装置の周囲温度を検出する温度検出部７を備え、制御部４０が、温度検出部７が検出した周囲温度を用いて駆動機構２２における共振周波数ｆｏおよび駆動機構２２の動作特性である低域感度（ｍｍ／Ｖ）の温度変化を補正してから補正電圧を算出する。このようにすることで、地域や気候、季節の気温に合わせて最適な補正電圧を算出することが可能である。
【００３３】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  スピンドルモータ、２  光ピックアップ、３  アクチュエータドライバ、４  マイクロコンピュータ、５  角度情報取得部、６  位置情報取得部、７  温度検出部、２０  ベース部、２１  対物レンズ、２２  駆動機構、２３  サスペンションワイヤ、４０  制御部、４１  記憶部。
【図１】
2014238901.tif 000003
【図２】
2014238901.tif 000004
【図３】
2014238901.tif 000005
【図４】
2014238901.tif 000006
【図５】
2014238901.tif 000007
【図６】
2014238901.tif 000008