(57)【要約】【課題】  集光素子がディスクに衝突することを確実に防止することができる光ディスク駆動装置、この駆動装置を搭載した光ディスク装置及びその駆動方法を提供すること。【解決手段】  チルトセンサ２９は、ＳＩＬとディスクの信号記録面とのチルト角を検出し、その検出信号をピーク検出器３０に出力する。ピーク検出器３０は、入力されるチルト角による面ぶれのピーク値を検出する。そして、ピーク検出器３０により検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生するディスク上の位置でサーボ制御が開始される。これにより、回転するディスクに面ぶれが生じていても、サーボ制御の開始時点では面ぶれがピークに達し、そのぶれの速度がほぼゼロになる。したがって、ディスクの面ぶれが生じていても、ＳＩＬがディスクに衝突することを防止することができる。【選択図】図１６
2006338712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
信号を記録可能なディスクを回転させる回転機構と、
前記回転機構により回転する前記ディスクに対向して配置され、前記光源から出射された前記光を近接場光として前記ディスクに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ディスクに離接させる離接機構と、
前記離接機構により離接する前記集光素子と前記ディスクとの距離を検出する距離検出手段と、
前記回転するディスクの周期的なぶれのピーク値を検出するピーク値検出手段と、
前記距離検出手段の検出信号に基づき前記集光素子と前記回転するディスクとの距離を一定にするためのサーボ制御を、前記検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生する前記ディスク上の位置で開始するように制御する制御手段と
を具備することを特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク駆動装置であって、
前記制御手段は、
前記距離検出手段の検出信号に基づき、前記距離が、前記光が近接場光として前記ディスクに集光される第１の距離となるまで前記集光素子を前記ディスクに接近させるように制御する第１の制御手段と、
前記距離が前記第１の距離となった状態で、前記距離検出手段の検出信号に基づき、前記集光素子と前記ディスクとの距離が前記一定の第２の距離となるように制御する第２の制御手段と
を有することを特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ディスク駆動装置であって、
前記制御手段は、
前記離接機構により前記集光素子を前記ディスクに離接させるために、前記離接機構に電圧変化を加える電圧印加手段と、
前記離接機構により、前記ディスクからの距離が、前記光が近接場光として前記ディスクに集光される第１の距離となるまで前記集光素子が接近したことを前記距離検出手段により検出したときの前記電圧値をホールドし、ホールドした電圧を解放可能なホールド手段と、
前記ホールドされた電圧が解放された状態で、該ホールドされた電圧値を最大とする電圧を前記離接機構に加えることにより、前記距離が前記第１の距離以下となるように制御する第１の制御手段と、
前記距離が前記第１の距離以下となった状態で、前記検出信号に基づき、前記集光素子と前記ディスクとの距離が前記一定の第２の距離となるように制御する第２の制御手段と
を有することを特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光ディスク駆動装置であって、
前記ピーク値検出手段は、前記集光素子と前記ディスクの信号記録面との角度を検出する角度検出手段を有することを特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光ディスク駆動装置であって、
前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段により前記最大電圧が前記離接機構に加えられた状態で制御することを特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記距離検出手段は、前記光源から出射された前記光の前記集光素子からの戻り光量を測定する測定手段を有し、
前記制御手段は、前記測定手段により測定された前記戻り光量に基づき制御することを特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項７】
光を出射する光源と、
信号を記録可能なディスクを回転させる回転機構と、
前記回転機構により回転する前記ディスクに対向して配置され、前記光源から出射された前記光を近接場光として前記ディスクに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ディスクに離接させる離接機構と、
前記離接機構により離接する前記集光素子と前記ディスクとの距離を検出する距離検出手段と、
前記回転するディスクの周期的なぶれのピーク値を検出するピーク値検出手段と、
前記距離検出手段の検出信号に基づき前記集光素子と前記回転するディスクとの距離を一定にするためのサーボ制御を、前記検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生する前記ディスク上の位置で開始するように制御する制御手段と、
前記制御手段により制御されている状態で、前記ディスクに前記信号を記録すること及び前記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記録／再生機構と
を具備することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
光を出射する光源と、信号を記録可能なディスクを回転させる回転機構と、前記回転機構により回転する前記ディスクに対向して配置され、前記光源から出射された前記光を近接場光として前記ディスクに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駆動装置の駆動方法であって、
前記回転するディスクの周期的なぶれのピーク値を検出し、
前記ディスクと前記集光素子との距離を検出し、
前記距離の検出信号に基づき前記集光素子と前記回転するディスクとの距離を一定にするためのサーボ制御を、前記検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生する前記ディスク上の位置で開始する
ことを特徴とする光ディスク駆動装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光を用いて信号の記録及び再生のうち少なくとも一方を行う光ディスク駆動装置、この駆動装置を搭載した光ディスク装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光を用いた光ディスクの記録密度を向上させるため、近接場光を用いて信号を記録または再生する光ディスク装置が提案されている。近接場光を用いる光ディスク装置では、ディスクと、対物レンズ部等の集光素子に設置されるＳＩＬ（Solid Immersion Lens）の端面と間のギャップ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。この距離は一般に入力レーザ光の波長の１／２である。例えば、４００ｎｍの青紫色レーザを用いた場合、２００ｎｍ程度となる。
【０００３】
このため、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のようなファーフィールド光学系では特に問題とならなかった、当該ギャップの制御開始時に１μｍ以下の距離で生じるオーバーシュートが、近接場光を用いる光記録再生装置では問題となる。つまり、制御開始時に１μｍ以下のオーバーシュート生じても、ＳＩＬがディスクに衝突し、両者の損傷を招くことになる。
【０００４】
このような問題を解決するために、ディスク側から反射されたレーザ光の戻り光量に基づいてギャップを制御する方法がある。例えば波長４００ｎｍ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以下である。このため、ギャップが２００ｎｍ以上の距離、つまりファーフィールド状態では、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射されたレーザ光源からの光は全てＳＩＬ端面で反射され、戻り光量は一定となる。ところが、ギャップ長が２００ｎｍ以下の距離、つまりニアフィールド状態になると、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射された光の一部がＳＩＬ端面を突き抜けるため、全反射戻り光量は小さくなる。そして、ＳＩＬとディスクとのギャップがゼロ、つまりＳＩＬとディスクが接触すると、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射された光が全てＳＩＬ端面を突き抜け、全反射戻り光量はゼロとなる。この技術は、かかる全反射戻り光量をフォトディテクタで検出し、これをＳＩＬのアクチュエータ（例えばフォーシングサーボ及びトラッキングサーボを行うための２軸デバイス）にフィードバックしてＳＩＬのギャップサーボを行うものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、例えばニアフィールド状態を判定するための閾値を設定して、その閾値が検出されるまでＳＩＬをディスクに接近させ、閾値が検出された後に、その接近電圧にサーボ電圧を加えてサーボを行うといった方法もある（例えば、特許文献２参照。）。この場合、接近電圧はランプ状電圧（特許文献２の図８等）であり、接近開始時のＳＩＬの初速が発生することによって、当該接近開始の初期にＳＩＬの振動が起こる（特許文献２の図１２参照）。しかし、その後は、ランプ状電圧に沿って目標値（ディスクから数十ｎｍの距離）まで追従するようになる。
【特許文献１】特開２００１−７６３５８号公報（段落[００２６]、図３）
【特許文献２】特開２００４−３０８２１号公報（段落[００３０]、図８、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の装置であっても、やはり接近開始時のＳＩＬの初速による振動が懸念される。したがって、ＳＩＬとディスクとの衝突を回避するためのマージンを増やし、より安定してＳＩＬをニアフィールド、あるいはニアフィールド内の目標値まで引き込むために、何らかの工夫が必要である。
【０００７】
特に、信号の記録または再生時にはディスクは回転し、このときにディスクにいわゆる面ぶれが生じる。面ぶれとは、回転するディスクの信号記録面が周期的に揺れる現象である。面ぶれ量は、一般にブルーレイディスクの場合、最大１００μｍ程度である。ニアフィールド光学系で用いられるディスクの場合、それより小さいことが望まれる。面ぶれが発生する原因として、例えばディスクがクランプされるクランパーの加工精度、クランパーとディスクとの間のパーティクル、ディスク自体の加工精度、あるいはディスクの撓み等が挙げられる。このような面ぶれが生じると、上記特許文献２のように衝突回避のためのマージンがあっても、ＳＩＬがディスクに衝突するおそれがある。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、集光素子がディスクに衝突することを確実に防止することができる光ディスク駆動装置、この駆動装置を搭載した光ディスク装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る光ディスク駆動装置は、光を出射する光源と、信号を記録可能なディスクを回転させる回転機構と、前記回転機構により回転する前記ディスクに対向して配置され、前記光源から出射された前記光を近接場光として前記ディスクに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ディスクに離接させる離接機構と、前記離接機構により離接する前記集光素子と前記ディスクとの距離を検出する距離検出手段と、前記回転するディスクの周期的なぶれのピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記距離検出手段の検出信号に基づき前記集光素子と前記回転するディスクとの距離を一定にするためのサーボ制御を、前記検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生する前記ディスク上の位置で開始するように制御する制御手段とを具備する。
【００１０】
本発明では、検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生するディスク上の位置で、サーボ制御が開始される。したがって、回転するディスクに面ぶれが生じていても、サーボ制御の開始時点ではディスクのぶれがピークに達し、そのぶれの速度がほぼゼロになる。これにより、ディスクの面ぶれが生じていても、集光素子がディスクに衝突することを防止することができる。
【００１１】
ピーク値の「近傍」とは、ピーク値に達した時、あるいはその直後に限らず、ピーク値に達する直前も含む意味である。つまり、光ディスク駆動装置は、上記周期的なぶれ量をメモリに記憶しておけば、記憶されたぶれ量からギャップサーボ制御の開始のタイミングを把握することができる。これにより、ピーク値に達する直前のタイミングでサーボ制御を開始することができる。また、「近傍」とは、例えば、ピーク値を中心として前後に数マイクロ秒以下、ナノ秒オーダー、またはそれ以下の時間範囲をいう。
【００１２】
あるいは、サーボ制御に要する時間は、ディスクの回転周期より十分に短いので、周期的なぶれ量をメモリに記憶せずとも、一旦ピーク値を取得すれば、それ以降そのピーク値またはそのピーク値近傍が検出されるタイミングで、リアルタイムにサーボ制御することももちろん可能である。
【００１３】
光としては、例えば波長が４００ｎｍ程度の青色あるいは青紫色レーザ光が用いられる。しかし、これに限られず、波長が４００ｎｍより小さい、または４００ｎｍより大きいレーザ光を用いてもかまわない。
【００１４】
集光素子とは、対物レンズ、または、対物レンズを含む光学系等を指し、離接機構により可動するものであればよい。
【００１５】
離接機構としては、電磁作用、静電作用、または圧電作用等により動く機構が挙げられる。
【００１６】
本発明において、前記制御手段は、前記距離検出手段の検出信号に基づき、前記距離が、前記光が近接場光として前記ディスクに集光される第１の距離となるまで前記集光素子を前記ディスクに接近させるように制御する第１の制御手段と、前記距離が前記第１の距離となった状態で、前記距離検出手段の検出信号に基づき、前記集光素子と前記ディスクとの距離が前記一定の第２の距離となるように制御する第２の制御手段とを有する。
【００１７】
第１の制御手段により制御される「近接場光として前記ディスクに集光される距離」は、第２の制御手段により制御される「一定の距離」より大きいことが好ましい。これにより、集光素子がディスクへの衝突する可能性が低くなる。しかし、必ずしもそうでなくてもよく、「近接場光として前記ディスクに集光される距離」より「一定の距離」の方が小さくてもよいし、同じであってもよい。要は、集光素子が近接場に入った状態でサーボ制御がなされればよい。第１の制御手段による制御及び第２の制御手段による制御の一例として、具体的には、特開２００４−３０８２１号公報に開示された手法により実現することができる。あるいは、下記のような構成によっても実現することができる。
【００１８】
本発明において、前記制御手段は、前記離接機構により前記集光素子を前記ディスクに離接させるために、前記離接機構に電圧変化を加える電圧印加手段と、前記離接機構により、前記ディスクからの距離が、前記光が近接場光として前記ディスクに集光される第１の距離となるまで前記集光素子が接近したことを前記距離検出手段により検出したときの前記電圧値をホールドし、ホールドした電圧を解放可能なホールド手段と、前記ホールドされた電圧が解放された状態で、該ホールドされた電圧値を最大とする電圧を前記離接機構に加えることにより、前記距離が前記第１の距離以下となるように制御する第１の制御手段と、前記距離が前記第１の距離以下となった状態で、前記検出信号に基づき、前記集光素子と前記ディスクとの距離が前記一定の第２の距離となるように制御する第２の制御手段とを有する。本発明では、ホールド手段により近接場における電圧値がホールドされ、ホールドされた電圧が第１の制御手段により一旦解放される。そして、ホールドされた電圧を最大値とする電圧が離接機構に加えられるので、集光素子は、近接場ではない距離（ファーフィールド）から近接場まで接近し、近接場になったときには集光素子の速度はほぼゼロになる。このとき、上述したようにディスクのぶれの速度もほぼゼロであり、このゼロの状態において第２の制御手段により制御される。これにより、オーバーシュートを回避することができる。
【００１９】
本発明において、前記ピーク値検出手段は、前記集光素子と前記ディスクの信号記録面との角度を検出する角度検出手段を有する。本発明の場合、光ディスク駆動装置が、現在集光素子があるディスク上の半径位置を把握していれば、前記検出された角度に基づき、その位置でのぶれ量を推定することができる。しかしながら、本発明の場合、そのピーク値の近傍に対応するぶれが発生する前記ディスク上の回転方向での位置、または当該ピーク値の近傍に対応するぶれ発生するタイミングがわかればよい。したがって、正確なぶれ量は必要なく、角度検出手段の出力がそのまま用いられてもよい。角度検出手段は、チルトセンサ等が用いられればよい。チルトセンサは、集光素子とディスクの信号記録面との角度を制御するために用いることも可能であるので、チルトセンサの使用は非常に有効である。
【００２０】
本発明において、前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段により前記最大電圧が前記離接機構に加えられた状態で制御する。請求項２に係る本発明のように、第２の制御手段は、前記距離が前記第１の距離以下となった状態で制御するが、この場合、第２の制御手段が、例えば積分器等を用い、上記ホールド電圧の電圧値がその積分器により確保された状態で第２の距離となるように制御することができる。つまり、第１の制御手段によって上記最大電圧が加えられた後に、その電圧が解放されてもよく、第２の制御手段による制御時に第１の制御手段による制御は用いなくてもよい。しかしながら、最大電圧の解放時から第２の制御手段へ移行するときに、その最大電圧の解放が第２の制御手段にとっては外乱になるおそれもある。本発明によればそのような外乱の発生を防止し、集光素子をより滑らかにディスクに接近させることが可能となる。
【００２１】
本発明において、前記距離検出手段は、前記光源から出射された前記光の前記集光素子からの戻り光量を測定する測定手段を有し、前記制御手段は、前記測定手段により測定された前記戻り光量に基づき制御すればよい。
【００２２】
本発明に係る光ディスク装置は、光を出射する光源と、信号を記録可能なディスクを回転させる回転機構と、前記回転機構により回転する前記ディスクに対向して配置され、前記光源から出射された前記光を近接場光として前記ディスクに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ディスクに離接させる離接機構と、前記離接機構により離接する前記集光素子と前記ディスクとの距離を検出する距離検出手段と、前記回転するディスクの周期的なぶれのピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記距離検出手段の検出信号に基づき前記集光素子と前記回転するディスクとの距離を一定にするためのサーボ制御を、前記検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生する前記ディスク上の位置で開始するように制御する制御手段と、前記制御手段により制御されている状態で、前記ディスクに前記信号を記録すること及び前記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記録／再生機構とを具備する。つまり、この発明に係る光ディスク装置は、上記光ディスク駆動装置に「記録／再生機構」の構成要件を加えたものである。
【００２３】
本発明に係る光ディスク駆動装置の駆動方法は、光を出射する光源と、信号を記録可能なディスクを回転させる回転機構と、前記回転機構により回転する前記ディスクに対向して配置され、前記光源から出射された前記光を近接場光として前記ディスクに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駆動装置の駆動方法であって、前記回転するディスクの周期的なぶれのピーク値を検出し、前記ディスクと前記集光素子との距離を検出し、前記距離の検出信号に基づき前記集光素子と前記回転するディスクとの距離を一定にするためのサーボ制御を、前記検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生する前記ディスク上の位置で開始する。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、集光素子がディスクに衝突することを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク駆動装置の構成を示す図である。この光ディスク駆動装置１は、光ヘッド２８、サーボ制御系４０、スピンドルモータ４８を有する。光ヘッド２８は、光源となるレーザダイオード（ＬＤ）３１、コリメータレンズ３２及び４６、レーザ光の整形用のアナモフィックプリズム３３、ビームスプリッタ（ＢＳ）３４、１／４波長板（ＱＷＰ）４３、色収差補正レンズ４４、レーザビームの拡張用レンズ４５、ウォラストンプリズム３５、集光レンズ３６及び３８、集光素子５、フォトディテクタ（ＰＤ）３７及び３９、オートパワーコントローラ４１、ＬＤドライバ４２を有する。
【００２７】
ウォラストンプリズム３５は２つのプリズムでなり、このウォラストンプリズム３５に入射した光は、互いに直交するような２つの直線偏光として出射する。ＰＤ３７は光ディスクに記録された信号を再生するためのＲＦ再生信号、サーボ制御に必要なトラッキングエラー信号及びギャップエラー信号等をサーボ制御系４０に出力する。
【００２８】
サーボ制御系４０は、後述するギャップサーボモジュール（フォーカシングサーボモジュール）５１、その他トラッキングサーボモジュール５２、チルトサーボモジュール５３、スピンドルサーボモジュール５４を有する。トラッキングサーボモジュール５２は、トラッキングエラー信号に基づき集光素子５をトラッキング制御する。チルトサーボモジュール５３は集光素子５のチルト角を制御する。スピンドルサーボモジュール５４はスピンドルモータ４８の回転を制御する。
【００２９】
オートパワーコントローラ４１は、ＰＤ３９から出力された信号に基づき、ＬＤ３１から出力されるレーザパワーが一定になるようにＬＤドライバ４２に所定の信号を出力する。
【００３０】
次に、この光ディスク駆動装置１の全体的な動作について説明する。例えば記録媒体となる光ディスク４７が光ディスク駆動装置１にセットされる。そうすると、サーボ制御系４０により各サーボ制御がなされる。一方、ＬＤ３１から出射されたレーザ光はコリメータレンズ３２により平行光とされ、アナモフィックプリズム３３により整形される。ＢＳ３４に入射したレーザ光は、ＢＳ３４によりそのままＱＷＰ４３に入射する光と、集光レンズ３８へ入射する光とに分割される。集光レンズ３８に入射したレーザ光は上述のようにオートパワーコントローラ４１によってレーザ光のパワーが一定に制御される。ＱＷＰ４３に入射した光は、このＱＷＰ４３により直線偏光が円偏光とされ、色収差補正レンズ４４により色収差が補正され、拡張用レンズ４５及びコリメータレンズ４６を介して集光素子５に入射する。
【００３１】
集光素子５に入射したレーザ光は、後述するように光ディスク４７に近接場光として集光され、光ディスク４７に信号を記録する。あるいは、光ディスク４７に近接場光として集光されたレーザ光は、光ディスク４７に記録された信号を読み出すために、光ディスク４７に入射し、当該光ディスク４７からの反射光または回折光を集光素子５が受ける。光ディスク４７からの反射光または回折光は集光素子５を介して戻り光としてコリメータレンズ４６、拡張用レンズ４５、色収差補正レンズ４４及びＱＷＰ４３を介してＢＳ３４に入射する。ＢＳ３４で全反射したレーザ光はウォラストンプリズム３５及び集光レンズ３６を介してＰＤ３７に入射する。ＰＤ３７によりＲＦ再生信号及びサーボ制御信号が得られ、サーボ制御信号はサーボ制御系４０に入力されて各サーボ制御がなされる。
【００３２】
図２は、集光素子５と光ディスク４７とを示した側面図である。集光素子５は光ディスク４７に対向して配置されている。集光素子５は、ＳＩＬ２と非球面レンズ３とがレンズホルダ４に収納されて構成されている。集光素子５は、このような形態に限られず、光ディスク４７にレーザ光２４を近接場光として導くことができればどのような形態であってもよい。ＳＩＬ２は、その端面２ａがディスク４７の記録面４７ａに対面して配置されている。レンズホルダ４は、離接機構の少なくとも一部を構成する３軸アクチュエータ６に設置されている。３軸アクチュエータ６は、図においては簡略してあるが、例えば３軸方向のコイル、ヨーク等でなり、各コイルに所定のサーボ電圧での電流が流れることによりトラッキングサーボ、ギャップサーボを含むフォーカシングサーボ及びチルトサーボの制御が行われる。なお、本発明を一実施の形態に係る光ディスク駆動装置１に適用するに当たっては、トラッキングサーボモジュール５２、チルトサーボモジュール５３は必ずしも必要ではない。
【００３３】
図３は、上記ギャップサーボモジュール５１の概要を示すブロック図である。制御対象は３軸アクチュエータ６である。また、検出量（被制御量）は、全反射戻り光量２４であり、これを上述したようにＰＤ３７で検出する。検出された全反射戻り光量２４は、規格化ゲイン１８にて、例えば１Ｖに規格化される。規格化後の信号は、ＡＤ（analog to digital）変換器１９にてディジタル化される。上記のディジタル化された全反射戻り光量は、データ処理部１０に入力される。そして、このデータ処理部１０により、集光素子５のＳＩＬ２を光ディスク４７に接近させるための電圧が出力され、ＤＡ（digital to analog）変換器１１にてアナログ信号化され、接近電圧１４として出力される。また、ギャップエラー信号２７がフィルタ１３に入力され、ＤＡ変換器１２にてアナログ信号化され、サーボ電圧１５として出力される。接近電圧１４とサーボ電圧１５とは、加算され、ドライバ１６に入力され、ドライバ１６は、ギャップエラーがゼロになるように３軸アクチュエータ６を駆動する。
【００３４】
図４は、データ処理部１０の詳細を示すブロック図である。
【００３５】
上記データ処理部１０には、全反射戻り光量２４とギャップサーボスイッチ９が入力される。ギャップサーボスイッチ９は、例えば、光ディスク駆動装置１に光ディスク４７が装填されたことに基づきデータ処理部１０に入力される信号であるが、このときに限られるものではない。
【００３６】
近接場検出レベル設定部２１は、近接場検出レベル（ギャップサーボ開始のための電圧の閾値）を設定し、近接場検出レベル８はシステムコントローラ２０に入力される。システムコントローラ２０は、入力される全反射戻り光量２４と近接場検出レベル８とを比較し、比較結果に基づき、後述するように、接近電圧生成部２３やスイッチ２６に対して所定の制御信号を出力する。
【００３７】
また、この近接場検出レベル８は、例えば図５のように設定される。すなわち、この近接場検出レベル８は、ニアフィールド領域内で、かつ、ギャップサーボの目標値７より大きい値に設定される。例えば、図５において、全反射戻り光量２４のファーフィールド領域における値を１（Ｖ）に規格化したとき、線形領域内の０．８（Ｖ）と設定される。ギャップサーボ目標値７はギャップサーボ目標値設定部２２で設定される（図４参照）。ギャップサーボ目標値７は、図５に示すように、線形領域内であって０．８（Ｖ）より小さい値、例えば０．５（Ｖ）に設定される。
【００３８】
システムコントローラ２０は、近接場レベル８と全反射戻り光量（に対応する電圧値）２４とを比較する。システムコントローラ２０の比較結果により、例えば、全反射戻り光量２４が近接場検出レベル８より大きいとき、つまりＳＩＬ２がファーフィールド距離にあるときには、システムコントローラ２０のスイッチ２６への出力信号２９はＬｏｗとなる。一方、全反射戻り光量２４が近接場検出レベル８より小さいとき、つまりＳＩＬ２の端面２ａがニアフィールド距離のときには、出力信号２９はＨｉｇｈとなる。システムコントローラ２０の出力信号２９がＨｉｇｈとなった時点で、スイッチ２６がＯＮとなり、初めてギャップサーボが開始される。全反射戻り光量２４は、ギャップサーボ目標値７によって偏差がとられ、偏差信号２５としてスイッチ２６に入力される。
【００３９】
スイッチ２６は、上記のようにＯＮとなった場合に、つまり、ギャップサーボ開始の合図があった場合に、偏差信号２５をサーボ電圧２７として出力する。このようなギャップサーボにより、ＳＩＬ２の端面２ａとディスク４７の記録面４７ａとのギャップが、ギャップサーボ目標値７に一致するように制御される。
【００４０】
図６は、上記接近電圧生成部２３の構成を示すブロック図である。接近電圧生成部２３は、ランプ電圧発生部５５、サンプルホールド回路５７、ステップ電圧発生部５６、ローパスフィルタ５８、スイッチ５９を有する。
【００４１】
ランプ電圧発生部５５は、上記ギャップサーボスイッチ信号９に基づくシステムコントローラ２０からの制御信号６５が入力された場合に、ランプ状の電圧を発生し、サンプルホールド回路５７に出力する。
【００４２】
サンプルホールド回路５７は、近接場検出レベルの信号８より全反射戻り光量２４が小さくなったことに基づくシステムコントローラ２０からのホールド信号６７があった場合に、ランプ電圧発生部５５で発生した電圧をホールドする。また、サンプルホールド回路５７は、入力されたランプ状の電圧、あるいはそれをホールドした電圧６２をスイッチ５９及びステップ電圧発生部５６に出力する。
【００４３】
ステップ電圧発生部５６は、近接場検出レベルの信号８より全反射戻り光量２４が小さくなったことに基づくシステムコントローラ２０からの制御信号６６があった場合に、ステップ状の電圧を発生し、ローパスフィルタ５８へ出力する。
【００４４】
ローパスフィルタ５８は、図７に示すように、電圧信号６４を積分した電圧信号６３をスイッチ５９に出力する。
【００４５】
スイッチ５９は、システムコントローラ２０の制御信号６９の下、ホールド電圧信号６２及びローパスフィルタ５８の出力信号６３のうちいずれか一方を選択し、選択した一方を接近電圧１４として出力する。
【００４６】
以上のように構成されたギャップサーボモジュール５１の動作を説明する。図８は、その動作の一例を示すフローチャートである。また、図９は、その動作において、３軸アクチュエータ６に印加される電圧と、全反射戻り光量を示すタイミングチャートである。
【００４７】
時刻ｔ０にギャップサーボスイッチがＯＮとなり、その信号９がシステムコントローラ２０に入力されると（ステップ８０１）、システムコントローラ２０は、ランプ電圧発生部５５に制御信号６５を出力する。制御信号６５に基づきランプ電圧発生部５５はランプ状の電圧７１（図９参照）を発生する（ステップ８０２）。このランプ状電圧７１はスイッチ５９に入力され、システムコントローラ２０は、スイッチ５９に対しその電圧６２を接近電圧１４として出力させる。この接近電圧１４がドライバ１６に入力され、ドライバ１６は、この接近電圧１４を基に３軸アクチュエータ６を駆動する。これにより、集光素子５は、ディスク４７に接近し、やがて全反射戻り光量が低下し始め、ＳＩＬ２の端面２ａがニアフィールドに入る。
【００４８】
そして図５に示したように例えば全反射戻り光量２４の電圧が、近接場検出レベル８に対応する電圧である０．８Ｖ以下となった時点（ｔ１）で（ステップ８０３のＹＥＳ）、システムコントローラ２０は、ホールド信号６７をサンプルホールド回路５７に出力する。これに基づき、サンプルホールド回路５７は、ランプ状の入力電圧をホールドする（ステップ８０４）。図９では、このときのホールド電圧をＶ（Ｖ）としている。システムコントローラ２０は、ホールド信号６７の出力とともに、スイッチ５９を切り替えることで、これまで印加されてきたランプ状の接近電圧１４を一旦解放する（ステップ８０５）。
【００４９】
システムコントローラ２０は、その後、ステップ電圧発生部５６においてステップ状の電圧を発生させるための信号６６をステップ電圧発生部５６に出力する。これに基づきステップ電圧発生部５６は、時刻ｔ２において上記Ｖ（Ｖ）を最大電圧としたステップ状の電圧を発生する（ステップ８０６）（図７参照）。ホールド電圧値Ｖ（Ｖ）は例えばシステムコントローラ２０が有する図示しないメモリ、あるいは別のメモリに記憶しておけばよい。ステップ状の電圧がローパスフィルタ５８を介してスイッチ５９に入力され、この信号が接近電圧１４として３軸アクチュエータ６に印加される。この時刻ｔ２からの接近電圧１４は、Ｖ（Ｖ）を最大値としているため、ＳＩＬ２の端面２ａが近接場検出レベル８に対応する位置までディスク４７に接近した時点でＳＩＬ２の速度はほぼゼロ（時刻ｔ３の点Ａ）となる。また、全反射戻り光量２４に対応する電圧が、近接場検出レベル８以下となった時点で（ステップ８０７のＹＥＳ）、システムコントローラ２０は、ギャップサーボ目標値設定部２２で設定されたギャップサーボ目標値７を目標値として、スイッチ２６をＯＮとしてサーボ電圧２７を出力させる（ステップ８０８）。
【００５０】
図１０に、ギャップサーボ目標値設定部２２で生成されるギャップサーボ目標値の変化を示す。システムコントローラ２０は、一定値Ｖ（Ｖ）の接近電圧１４が印加された状態で、ギャップサーボ目標値に基づき、その目標値に追従するようにギャップサーボを開始する。
【００５１】
以上のように、本実施の形態では、ギャップサーボが開始される時点（ｔ３）でＳＩＬ２の初速はゼロとなっており、初速ゼロからギャップサーボが開始される。したがって、図９において、全反射戻り光量の波形７３で示すように、滑らかにギャップサーボ目標値７までＳＩＬ２を接近させることができる。これに対して、上記特許文献２に記載の装置では、その図１２に示すようにＳＩＬの初速による振動が懸念されていた。
【００５２】
また、本実施の形態では、接近電圧１４が印加されてＳＩＬ２の端面２ａがニアフィールドにある状態で、さらにこの接近電圧１４にサーボ電圧２７が加えられた電圧が３軸アクチュエータ６に印加される。これにより、集光素子５を滑らかにディスク４７に接近させることが可能となる。
【００５３】
また、近接場検出レベルが検出される時点でＳＩＬ２の初速度がほぼゼロとなるように、予め集光素子５（ＳＩＬ２）の接近電圧印加前の初期位置を設定しておくことも考えられる。しかしながら、このような方法では実験的に試行錯誤で初期位置を定めなければならない。これに対し、本実施の形態では、自動制御が可能となるため、ディスク駆動装置やディスク自体の形態に応じた設計の必要がなくなる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光ディスク駆動装置について説明する。第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態に係る光ディスク駆動装置１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。
【００５５】
図１１は、第２の実施の形態に係る集光素子付近の拡大図である。図１１に示すように、集光素子５のレンズホルダ４にチルトセンサ２９が固定されている。チルトセンサ２９は、光ディスク４７の信号記録面４７ａに対するＳＩＬ２ａの端面２ａの傾き（角度）（以下、この角度をチルト角という。）を検出するセンサである。
【００５６】
図１２は、チルトセンサ２９の仕組みを示したものである。チルトセンサ２９は、レーザ光の発光部１１０と受光部１１１とを有する。発光部１１０から出射されたレーザ光はディスク４７を照射し、反射して受光部１１１が戻り光を受ける。
【００５７】
図１３は、チルトセンサ２９の平面図である。受光部１１１はＡ部及びＢ部で２分割されている。チルトセンサ２９に対するディスク４７の傾きが異なることにより、受光部１１１のＡ部あるいはＢ部の受光量が異なる。そこで、Ａ部とＢ部の差分をとることにより、チルト角がわかることになる。
【００５８】
図１４は、チルトセンサ２９の出力波形である。図１４において、チルトエラー検出範囲内であれば、線形な、つまりチルト角と比例した電圧が得られる。このように、チルト角がわかれば、チルトセンサ２９を用いるとディスク４７の面ぶれ量を推定することができる。
【００５９】
図１５は、チルトセンサ２９の検出信号に基づき当該面ぶれ量を推定するときの手法を説明するための図である。図１５（ａ）において、ディスク４７の面ぶれがないとき、チルトセンサ２９に対するディスク４７のチルト角がゼロとなる。一方、図１５（ｂ）または図１５（ｃ）において、ディスク４７の面ぶれが生じると、チルトセンサ２９に対して＋θ、または、−θのチルトが生じることになる。チルトセンサ２９により検出できるのはθ（チルト角）であり、求めたいのは面ぶれ量ｄである。チルト角θは、式（１）のように表される。  
ｓｉｎθ＝ｄ／ｒ・・・（１）
式（１）において、チルト角は微小であり、θ＝ｄ／ｒと近似することができるので、面ぶれ量ｄは、下記の式（２）で算出される。  
ｄ＝ｒ・θ・・・（２）
【００６０】
今、チルトセンサ２９に対するディスク４７のチルトに着目した。しかし、チルトセンサ２９は、図１１に示すように、集光素子５に固定されているため、本実施の形態で言う「チルト角」は、ディスク４７に対する集光素子５（またはＳＩＬ２の端面２ａ）のチルトでもある。つまり、ディスク４７と集光素子５との間の角度であり相対的なものである。しかし、このような形態に限られず、少なくとも集光素子５とディスク４７の信号記録面４７ａとの角度を検出するセンサが光ディスク駆動装置のどこかに設けられていればよい。
【００６１】
なお、チルトセンサ２９により得られるチルト角θは、ディスク４７の半径方向におけるチルトセンサ２９のディスク４７上の位置によらず一定である。したがって、上記面ぶれ量ｄ（式（２）参照）を推定するには、ディスク４７の半径方向におけるチルトセンサ２９のディスク４７上の位置（以下、これを半径位置という。）を把握しておく必要がある。しかしながら、本実施の形態の場合、後述するように、面ぶれ量のピーク値の近傍に対応する面ぶれが発生する前記ディスク上の回転方向での位置、または当該ピーク値の近傍に対応する面ぶれが発生するタイミングがわかればよい。したがって、正確な面ぶれ量は必要なく、チルトセンサ２９の出力がそのままピーク検出に用いられてもよい。
【００６２】
図１６は、この第２の実施の形態に係るギャップサーボモジュールの構成を示すブロック図である。チルトセンサ２９の出力がピーク検出器３０に入力される。ピーク検出器３０は、チルトセンサ２９による検出信号に基づき面ぶれ量を推定し、その面ぶれ量のピーク値を検出する。図１７は、ピーク検出器３０により算出される面ぶれ量の例を示す図である。このように、ディスク４７の回転周期Ｔごとに同じ面ぶれが発生する。図では、例えば期間ａ及びｃでは傾きがプラス、期間ｂ及びｄでは傾きがマイナスの面ぶれが発生している。このプラス、マイナスは、上述したように、図１４で示したチルト角の正負、あるいは図１５で示した面ぶれ量ｄの正負に対応する。
【００６３】
なお、チルトセンサ２９からの検出信号は、上記チルトサーボモジュール５３（図１参照）にフィードバックされて、上述したように、チルトサーボモジュール５３によってチルト角がほぼゼロになるように制御される。
【００６４】
図１７において、面ぶれ量の上死点Ｘ及び下死点Ｙでは、ディスク４７の面ぶれによる速度がゼロになる。ピーク検出器３０は、その上死点Ｘまたは下死点Ｙに達するタイミングで、ピーク値検出のタイミング信号４９をデータ処理部１０に出力する。データ処理部１０は、図４及び図６で示した構成と同様である。
【００６５】
以上のように構成された光ディスク駆動装置の動作を説明する。図１８は、その動作を示すフローチャートである。
【００６６】
ディスク４７がスピンドルモータ４８により回転され始めると（ステップ１７０１）、チルトセンサ２９の検出信号に基づく面ぶれ量が計測される（ステップ１７０２）。面ぶれ量の計測は、常時行われるようにしてもよい。あるいは、ディスク４７の回転数が所定の回転数となった後に行われるようにしてもよい。現実的には、ディスク４７が回転している間は、どのような回転数であってもチルトセンサ２９が働き、常時面ぶれ量がチルトセンサ２９の出力として計測される。上記所定の回転数とは、例えば信号の記録または再生時の回転数であってもよいし、それ以上またはそれ以下であってもよい。
【００６７】
面ぶれ量が計測され、その面ぶれ量がピーク値、すなわち、上記上死点Ｘまたは下死点Ｙに達した場合は（ステップ１７０３のＹＥＳ）、ＳＩＬ２の引き込みを開始する（ステップ１７０４）。ここで、ステップ１７０３では、ピーク検出器３０は、例えばディスク４７の回転による初回あるいはそれ以降の少なくとも１周期分の面ぶれ量から、ピーク値を記憶しておけばよい。ピーク値の記憶方法としては、例えば、ピーク値に対応する電圧値をピークホールド回路等によって記憶しておくことが考えられ、そのピーク値とチルトセンサ２９による出力とを比較することでピーク値をリアルタイムに検出可能となる。一方、ぶれ量自体を記憶しておく場合、スピンドルモータ４８の図示しないエンコーダが発生するパルス信号のカウント値に対応した面ぶれ信号がメモリに記憶される。この場合、メモリとは例えば半導体メモリ等が用いられる。
【００６８】
ステップ１７０４では、ギャップサーボモジュール１５１は、データ処理部１０がタイミング信号４９が入力された時点で、図８に示したようなステップ８０２からステップ８０８までの動作を行えばよい。あるいは、ステップ１７０４では、ある１周期のピーク値近傍でステップ８０２から８０５までを行い、次回またはそれ以降の少なくとも１周期のピーク近傍でステップ８０６からステップ８０８まで行われるようにしてもよい。
【００６９】
図１７において、例えば点Ｅでサーボ制御が開始される場合、ディスク４７のぶれ速度がゼロでないため、図１９に示すようにオーバーシュートを引き起こす可能性もあり、図１０のように理想的な動作にはならないおそれがある。ただし、図１９では、オーバーシュートは発生しているが、ＳＩＬ２がディスク４７に衝突しているわけではない。
【００７０】
これに対し、本実施の形態では、検出されたピーク値の近傍に対応するぶれが発生するディスク４７上の位置でサーボ制御が開始される（ここでいうサーボ制御とは、ステップ８０２から８０５までの制御、またはステップ８０２からステップ８０８までの制御をいう。）これにより、回転するディスク４７に面ぶれが生じていても、サーボ制御の開始時点では面ぶれがピークに達し、そのぶれの速度がほぼゼロになる。したがって、ディスク４７の面ぶれが生じていても、ＳＩＬ２がディスクに衝突することを防止することができる。
【００７１】
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。
【００７２】
図１に示した光ヘッド２８の光学系やセンサ等については、単なる例であり、図１で示した機能や配置に限られない。
【００７３】
図８において、ステップ８０２やステップ８０６でランプ状、ステップ状の電圧を印加している。しかし、これらの波形の電圧に限られず、これに類似した波形の電圧であってもよい。例えばステップ８０２で、ステップ状電圧をローパスした波形の電圧にすることができる。また、ステップ８０６でランプ状電圧とし、これを比較的時定数の小さいローパスフィルタでフィルタリングしてもよい。
【００７４】
図９において、時刻ｔ１で最大電圧Ｖを解放し、ｔ２で接近電圧印加を再開している。例えば、一旦最大電圧Ｖを記憶しておけば、光ディスク装置にディスク４７が装填されてから、度重なる記録または再生動作ごとに、ランプ電圧７１を印加しそれを一旦解放する、といった動作は行わなくてもよい。つまり、一度最大電圧Ｖを記憶しておけば、２回目以降の記録または再生動作においては、ｔ２から動作が開始することができる。次に、最大電圧Ｖを記憶する動作は、他のディスクが装填されたときでよい。しかしながら、１枚のディスクの記録または再生動作ごとに、ｔ０からの動作を行い、最大電圧Ｖを記録しておくことももちろん可能である。
【００７５】
チルトセンサ２９に代えて、レーザドップラー干渉計、またはレーザ変位計等により、面ぶれ量が計測される構成であってもよい。この場合、レーザドップラー干渉計等は、集光素子５に固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク駆動装置の構成を示す図である。
【図２】集光素子と光ディスクとを示した側面図である。
【図３】ギャップサーボモジュールの構成を示すブロック図である。
【図４】データ処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】ギャップと全反射戻り光量との関係を示すグラフである。
【図６】接近電圧生成部の構成を示すブロック図である。
【図７】ステップ電圧をローパスフィルタするときの様子を示す図である。
【図８】ギャップサーボモジュールの動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図８における動作において、３軸アクチュエータに印加される電圧と、全反射戻り光量を示すタイミングチャートである。
【図１０】ギャップサーボ目標値設定部で生成されるギャップサーボ目標値の変化を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る集光素子付近の拡大図である。
【図１２】チルトセンサの仕組みを示す図である。
【図１３】チルトセンサの平面図である。
【図１４】チルトセンサの出力波形である。
【図１５】チルトセンサの検出信号に基づき当該面ぶれ量を推定するときの手法を説明するための図である。
【図１６】第２の実施の形態に係るギャップサーボモジュールの構成を示すブロック図である。
【図１７】ピーク検出器により算出される面ぶれ量の例を示す図である。
【図１８】第２の実施の形態に係る光ディスク駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】オーバーシュートが発生している状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｖ…ホールド電圧値
１…光ディスク駆動装置
５…集光素子
６…３軸アクチュエータ
７…ギャップサーボ目標値
８…近接場検出レベル
１０…データ処理部
１４…接近電圧
２０…システムコントローラ
２４…全反射戻り光量
２７…サーボ電圧
３０…ピーク検出器
３１…レーザダイオード（ＬＤ）
３７…フォトディテクタ（ＰＤ）
４７…光ディスク
５１、１５１…ギャップサーボモジュール
５７…サンプルホールド回路
【図１】
2006338712.tif 000003
【図２】
2006338712.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006338712.tif 000006
【図５】
2006338712.tif 000007
【図６】
2006338712.tif 000008
【図７】
2006338712.tif 000009
【図８】
2006338712.tif 000010
【図９】
2006338712.tif 000011
【図１０】
2006338712.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2006338712.tif 000014
【図１３】
2006338712.tif 000015
【図１４】
2006338712.tif 000016
【図１５】
2006338712.tif 000017
【図１６】
2006338712.tif 000018
【図１７】
2006338712.tif 000019
【図１８】
2006338712.tif 000020
【図１９】
2006338712.tif 000021