(57)【要約】      （修正有）【課題】構成を複雑にすることなく、光ピックアップを構成する収差補正レンズを駆動するステッピングモータにより駆動された収差補正レンズの振動時間を低減する。【解決手段】所定の波長の光ビームを出射させる光源２１と、光源２１から出射された光ビームを光ディスク２の信号記録面に集光する対物レンズとの間の光路中に設けられる収差補正レンズ２３と、収差補正レンズ２３を光軸方向の所定の位置にステップ駆動させるステッピングモータ３２と、ステッピングモータ３２を制御する制御部とを備え、制御部は、ステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際にステッピングモータにブレーキ用の電圧を発生させる。【選択図】図１
2011146110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光ビームを出射させる光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとの間の光路中に設けられる収差補正レンズと、
上記収差補正レンズを光軸方向の所定の位置にステップ駆動させるステッピングモータと、
上記ステッピングモータを制御する制御部とを備え、
上記制御部は、ステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際に上記ステッピングモータにブレーキ用の電圧を発生させる光ディスク装置。
【請求項２】
上記制御部は、ステップ駆動直後における減衰振動の周波数の逆数によって決まる１周期の少なくとも最初の１／４周期の区間にブレーキ用の電圧を印加し、次の１／４周期の区間にブレーキ用の電圧を印加しない請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
上記制御部は、ステップ駆動直後における減衰振動の周波数の逆数によって決まる最初の１周期において、４つの１／４周期のうち、第１番目及び第３番目の１／４周期の区間にブレーキ用の電圧を印加し、第２番目及び第４番目の１／４周期の区間にブレーキ用の電圧を印加しない請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項４】
上記制御部は、ステップ駆動直後における減衰振動の周波数の逆数によって決まる最初の複数周期において、４つの１／４周期のうち、第１番目及び第３番目の１／４周期の区間にブレーキ用の電圧を印加し、第２番目及び第４番目の１／４周期の区間にブレーキ用の電圧を印加しない請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項５】
上記制御部は、上記ブレーキ用の電圧として、その区間内で一定である矩形状の電圧を印加する請求項２乃至請求項４のうちいずれか１記載の光ディスク装置。
【請求項６】
所定の波長の光ビームを出射させる光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとの間の光路中に設けられる収差補正レンズと、
上記収差補正レンズを光軸方向の所定の位置にステップ駆動させるステッピングモータと、
上記ステッピングモータを制御する制御部とを備え、
上記制御部は、ステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際に上記ステッピングモータにブレーキ用の電圧を発生させる光ピックアップ。
【請求項７】
所定の波長の光ビームを出射させる光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとの間の光路中に設けられ、ステッピングモータにより光軸方向の所定の位置にステップ駆動される収差補正レンズを制御する収差補正レンズの制御方法において、
ステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際に上記ステッピングモータにブレーキ用の電圧を発生させる収差補正レンズの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収差補正レンズを有し光ディスクに対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光ディスク装置、光ピックアップ及び収差補正レンズの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報信号の記録媒体として、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ(Digital VersatileDisc)、ＢＤ（Blu-Ray Disc（登録商標））等の光ディスクが用いられ、これらの光ディスクに対して情報信号の記録・再生を行うための光ディスク装置がある。この光ディスク装置には、光ディスクの半径方向へ移動され、この光ディスクに対して光ビームを照射する光ピックアップが設けられている。
【０００３】
この光ピックアップには、一般的に、光源や対物レンズ等の光学素子が設けられている。近年、光ディスクの高密度化等に伴い、収差管理が重要となっており、例えば、光ディスクのカバー層の厚みバラツキに起因する球面収差等を補正する手段として、収差補正用の光学レンズを移動させる手法が採用されている。この収差補正レンズを移動させる駆動源としては、部品コストが比較的安価で、駆動回路や位置制御において取り扱いが容易であるという利点を有するステッピングモータを使用することが多い。
【０００４】
しかし、ステッピングモータは、モータ回転軸がステップ状に回転するため、回転停止時において、目標停止角度を中心に回転振動がしばらくの間続く。そのため、被駆動レンズである収差補正レンズも、停止位置に対して振動することとなり、これにより、サーボが不安定となったり、光ディスクに対する信号の記録再生の品質が劣化するおそれがある。したがって、サーボを安定的に掛けたり、光ディスクからの信号品質を安定的に取得するために、かかる被駆動レンズの振動が停止するまでの待ち時間を必要としていた。
【０００５】
ステッピングモータの駆動停止直後の信号を抑える手法として、２相励磁の場合に、以下の手法が考えられる。ステッピングモータを回転させるために、２つのコイルの端子間電圧を切り替えることで、コイル内の鉄心を励磁させ、所定の着磁パターンを有するマグネットを接着した軸がモータ設計で決まる角度を１ステップ毎に回転する。停止直前のステップの駆動力を発生させる駆動電圧パターンがコイルに印加された後、モータ軸の回転振動を抑えるため、励磁状態が一定時間続くように、最終駆動電圧パターンを印加し続ける（以降、「励磁延長」という。）。
【０００６】
この方法の場合のステッピングモータの軸の角度状態は図６に示すようになる。駆動電圧印加後、減衰しながら振動を繰り返すが、励磁延長を行うことにより、モータ軸には理想停止角度の方向に常に力が発生している。したがって、図７中の時間軸上点ＴＡでは、振動を抑える方向に力が発生しているものが、時間軸上点ＴＢでは、理想停止角度に向かっている動きを加速する方向に力が発生していて、励磁延長時間を短縮する目的から考えると、最適化されたものではない。
【０００７】
また、例えば特許文献１に記載のような光ピックアップ自体の駆動系であれば、位置センサ等を設けることにより、理想停止角度に対するズレ角に応じて印加電圧を変化させるものがある。具体的に、特許文献１では、モータ回転軸の角度を検知するセンサを搭載し、理想停止角度に対するズレ角に応じて、印加電圧を変化させる。しかし、この方式では、回転軸角度を検知するセンサが必須となり、部品コスト面やメカ設計におけるスペース効率の面で不利となる。また、回転軸の角度による印加電圧の制御を実現するために電気回路構成が必要となり、制御回路構成の部品点数増加に繋がる点においても不利な要素となる。その一方で、光ピックアップは、小型化することが要求されており、光ピックアップを構成する収差補正レンズ等の光学素子の駆動用のステッピングモータに検出センサを設けることは現実的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２７６３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、構成を複雑にすることなく、光ピックアップを構成する収差補正レンズを駆動するステッピングモータにより駆動されたレンズの振動時間を低減する光ディスク装置、光ピックアップ及び収差補正レンズの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置は、所定の波長の光ビームを出射させる光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとの間の光路中に設けられる収差補正レンズと、上記収差補正レンズを光軸方向の所定の位置にステップ駆動させるステッピングモータと、上記ステッピングモータを制御する制御部とを備え、上記制御部は、ステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際に上記ステッピングモータにブレーキ用の電圧を発生させる。
【００１１】
また、本発明に係る光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射させる光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとの間の光路中に設けられる収差補正レンズと、上記収差補正レンズを光軸方向の所定の位置にステップ駆動させるステッピングモータと、上記ステッピングモータを制御する制御部とを備え、上記制御部は、ステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際に上記ステッピングモータにブレーキ用の電圧を発生させる。
【００１２】
さらに、本発明に係る収差補正レンズの制御方法は、所定の波長の光ビームを出射させる光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとの間の光路中に設けられ、ステッピングモータにより光軸方向の所定の位置にステップ駆動される収差補正レンズを制御する収差補正レンズの制御方法において、ステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際に上記ステッピングモータにブレーキ用の電圧を発生させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、構成を複雑にすることなく、ステッピングモータにより駆動される収差補正レンズの振動時間を短縮することを実現する。これにより、本発明は、収差補正レンズの動作後に素早く、サーボを安定的に掛けることを実現し、光ディスクに対する記録再生を開始するまでの時間を短縮し、製品の性能を向上させることを実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明を適用した光ディスク装置の斜視図である。
【図３】光ディスク装置を構成する光ピックアップの斜視図である。
【図４】光ピックアップを構成する各光学素子の構成を示す斜視図である。
【図５】光ピックアップを構成する収差補正レンズと、この収差補正レンズを駆動する駆動機構とを示す斜視図である。
【図６】ステッピングモータのステップ駆動直後における時間に対する回転軸角度の変化を理想停止角度とともに示す図である。
【図７】本発明に関する収差補正レンズの制御方法等の基本概念について説明するための図である。理想停止角度から離間する区間Ｔ１１，Ｔ１３と、理想停止角度に近接する区間Ｔ１２と、各変位点ＴＡ，ＴＢとを示す図である。
【図８】本発明に関する励磁制御を加えた励磁延長方式を説明するための図であり、その比較例として従来方式である励磁延長なしの方式、一定の励磁延長方式とともに、時間、印加電圧及び回転角の関係を示す図である。（Ａ）は、各場合の時間変化に伴う回転角の変化を示す図である。（Ｂ）は、各場合の時間変化に伴う印加電圧の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための最良の形態を以下の順で説明する。
１．光ディスク装置の構成
２．光ピックアップの構成
３．収差補正レンズの制御方法について
４．本発明を適用した光ピックアップ及び光ディスク装置について
【００１６】
〔１．光ディスク装置の構成〕
以下、本発明を適用した光ディスク装置について、図面を参照して説明する。光ディスク装置１は、図１に示すように、光ディスク２に対して情報信号の記録及び／又は再生を行う記録再生装置である。
【００１７】
この光ディスク装置１で記録及び／又は再生を行う光ディスク２は、例えば、発光波長が７８５ｎｍ程度の半導体レーザを用いたＣＤ(Compact Disc）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクである。ＣＤ等の光ディスクは、信号記録層を保護するカバー層の厚さが１．１ｍｍ程度とされる。また、ここで用いられる光ディスクは、発光波長を６５５ｎｍ程度の半導体レーザを用いたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクである。ＤＶＤ等の光ディスクは、カバー層の厚さが０．６ｍｍ程度とされる。ＤＶＤ等の光ディスクは、複数の記録層を設けても良い。さらに、ここで用いられる光ディスクは、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能なＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））等の高密度記録光ディスクである。ＢＤ等の高密度記録光ディスクは、カバー層の厚さが０．１ｍｍ程度とされる。ＢＤ等の光ディスクには、記録層が単層である光ディスク（カバー層厚さ：１００μｍ）や、記録層が２層である所謂２層光ディスクがあるが、更に、多くの記録層を有していても良い。２層光ディスクの場合は、記録層Ｌ０のカバー層厚さが１００μｍ程度とされ、記録層Ｌ１のカバー層厚さが７５μｍ程度とされている。
【００１８】
まず、図１のシステム全体図を用いて光ディスク装置１の全体構成について説明する。本発明が適用された光ディスク装置１は、図１に示すように、光ディスク２から情報記録再生を行う光ピックアップ３と、光ディスク２を回転操作する駆動手段としてのスピンドルモータ４とを備える。光ピックアップ３は、光ディスク上の各トラックにデータを記録したり、光ディスク上に記録されたデータを再生したりする。また、光ディスク装置１は、光ピックアップ３を光ディスク２の径方向に移動させる送り機構５を備えている。
【００１９】
具体的に、図２に示すように、光ディスク装置１は、ユニットベース６を有し、このユニットベース６に、光ディスク２を装着して回転駆動する駆動手段としてのディスク回転駆動機構７を有する。ディスク回転駆動機構７は、上述のスピンドルモータ４により駆動されて光ディスク２を回転操作する。
【００２０】
また、光ディスク装置１には、スピンドルモータ４や送り機構５や各種構成部分を制御するシステムコントローラ８が設けられている。また、光ディスク装置１には、光ピックアップ３で検出された信号を変換するＡ／Ｄ変換器９が設けられている。システムコントローラ８は、光ピックアップ３で検出されＡ／Ｄ変換器９により変換された信号に基づいて各種構成部分を制御する。光ピックアップ３には、後述のように収差補正レンズ２３を駆動するレンズ駆動機構を構成するステッピングモータ３２が設けられており、光ディスク装置１には、このステッピングモータ３２を駆動するためのドライバＩＣ１０が設けられている。ドライバＩＣ１０は、システムコントローラ８に制御され、ステッピングモータ３２を駆動する。尚、ここでは、ステッピングモータ３２を制御する制御部としての機能を光ディスク装置１側のシステムコントローラ８に持たせたが、光ピックアップ３側に制御部としての機能を有するように構成しても良い。
【００２１】
光ピックアップ３の送り機構５は、図２に示すように、光ピックアップ３を半径方向に移動可能に保持するガイド機構として、装着された光ディスク２の径方向に沿って互いに平行に設けられる一対のガイド軸１１，１２を有する。一対のガイド軸１１，１２は、図２及び図３示すように、ピックアップベース１３の径方向（トラッキング方向Ｔ）に直交する方向であるタンジェンシャル方向Ｔｚの一方側及び他方側に設けられた被ガイド部１４，１５を支持する。これにより、ガイド軸１１，１２は、光ピックアップ３の両端を光ディスク２の半径方向に直線移動可能に支持する。
【００２２】
以上のように構成された光ディスク装置１は、スピンドルモータ４によって、光ディスク２を回転操作する。そして、光ディスク装置１は、サーボ制御部からの制御信号に応じて送り機構５を駆動制御し、光ピックアップ３を光ディスク２の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク２に対して情報の記録再生を行う。
【００２３】
ここで、上述した光ディスク装置１に用いられる記録再生用光ピックアップ３について詳しく説明する。
【００２４】
〔２．光ピックアップの構成〕
次に、上述した光ディスク装置１に用いられる本発明を適用した光ピックアップ３について説明する。ここで説明する光ピックアップ３は、収差補正用のレンズとして光軸方向に駆動することによりカバー層の厚みバラツキに起因する球面収差等を補正するレンズとかかるレンズを駆動するステッピングモータを有する光ピックアップである。
【００２５】
光ピックアップ３は、図４に示すように、所定の波長の光ビームを出射させるレーザダイオード等の光源２１と、光源２１から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズ２２とを備える。
【００２６】
光源２１は、例えば、ＢＤ等の高密度光ディスクに対応する４０５ｎｍ程度の波長の光ビームを出射する。対物レンズ２２は、ＮＡが０．８５程度とされる。尚、ここでは、ＢＤ等の光ディスクに対応するよう光源２１、対物レンズ２２を構成するようにしたが、ＤＶＤやＣＤに対応するようにしてもよく、また、２規格若しくは３規格に対応して互換性を有するように構成しても良い。対物レンズ２２は、トラッキング方向Ｔ、フォーカス方向Ｆ等に駆動自在に構成されている。
【００２７】
また、光ピックアップ３は、光源２１と対物レンズ２２との間の光路中に設けられ、光軸方向に移動可能とされる収差補正レンズ２３とを備える。これは、上述の様に、高密度光ディスクにおいては、光ディスク上での集光スポット径を小さくする必要があり、そのために対物レンズのＮＡが大きくされている。すなわち、かかる高密度光ディスクでは、光ディスクのカバー層の厚みバラツキによる光ビームに発生する球面収差（以下、「ＳＡ」ともいう。）がデータのRead／Write特性に影響を及ぼすからである。
【００２８】
具体的に、収差補正レンズ２３は、一対の凹凸レンズからなり、すなわち凸レンズである固定レンズ２３ａと、凹レンズである可動レンズ２３ｂとからなる。そして、この収差補正レンズ２３は、可動レンズ２３ｂが光軸方向に駆動されることで例えばカバー層の厚み誤差に起因する球面収差等を補正する。収差補正レンズ２３は、可動レンズのみから構成するようにしてもよい。
【００２９】
収差補正レンズ２３を駆動させる目的は、高密度光ディスクにおいて、光ディスク表面からデータ面までの距離の違いにより発生する球面収差をキャンセルして補正することである。この場合、多層光ディスクにおける各層の位置に起因するものや、１つのデータ面内における光ディスクカバー層厚さや層間スペーサ厚さのバラツキに起因するものの２つが考えられる。収差補正レンズ２３は、その両方で発生する球面収差を補正するものである。収差補正レンズ２３の駆動は、後述のステッピングモータ３２等によって行われるが、駆動に関する手順については、後述の〔３．収差補正レンズの制御方法について〕で詳細に説明する。
【００３０】
また、光ピックアップ３は、光源２１と収差補正レンズ２３との間の光路上に、１／２波長板（「ＨＷＰ」ともいう。）２４と、偏光ビームスプリッタ（「ＰＢＳ」ともいう。）２５とを備える。また、光ピックアップ３は、収差補正レンズ２３と対物レンズ２２との間の光路上に、立上ミラー２６と、１／４波長板２７とを備える。
【００３１】
また、光ピックアップ３は、偏光ビームスプリッタ２５で分離される往路光を受光する光量モニタ２８を備える。さらに、光ピックアップ３は、光ディスクで反射された復路光の光路上に設けられるホログラム光学素子（「ＨＯＥ」ともいう。）２９と、かかる復路光を受光するＯＥＩＣ等の光検出器３０とを備える。
【００３２】
光源２１であるレーザダイオードから出射された光ビームは、１／２波長板２４により偏光方向が調整され、偏光ビームスプリッタ２５で２方向へ分光される。分光された２つの光ビームのうちの一方の光ビームは、偏光ビームスプリッタ２５の反射面により反射され、レーザ光量調整用の光量モニタ２８に入射する。
【００３３】
分光された２つの光ビームのうちの他方の光ビームは、偏光ビームスプリッタ２５の反射面を透過し、収差補正レンズ２３に入射し、ほぼ平行光に変換される。収差補正レンズ２３のうちの１つのレンズである可動レンズ２３ｂは、上述のように光軸方向へ直動可能な構成とされており、そのレンズ位置と対物レンズ２２との組み合わせにより、光ディスクのカバー層厚さのバラツキに起因するＳＡ量を相殺することができる。
【００３４】
収差補正レンズ２３を経由した光ビームは、立上ミラー２６により反射して立ち上げられ、１／４波長板２７を経由して対物レンズ２２により光ディスク２の信号記録面に集光される。
【００３５】
光ディスク２の信号記録面に集光された光ビームは、反射されデータ情報を含んだ状態で、対物レンズ２２を経由して略平行光に再変換され、１／４波長板２７で直線偏光となる。さらに、この光ビームは、立上ミラー２６、収差補正レンズ２３を経由して偏光ビームスプリッタ２５に入射される。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ２５に入射された光ビームは、偏光ビームスプリッタ２５で全反射され、ホログラム光学素子２９を経由して、フォーカス（Ｆｃｓ）誤差情報及びトラッキング（Ｔｒｋ）誤差情報を含んだ光に分光され、ＯＥＩＣである光検出器３０に入射して検出される。
【００３７】
光ディスク２で反射された光ビームは、その光束内の領域により、各種情報を有する位置が存在する。ホログラム光学素子２９は、集光レンズとの組み合わせにより、各領域の光ビームを独立した位置に集光させる機能を有する。光検出器３０の受光面上では、ホログラム光学素子２９によって分光された光ビームが独立して受光できるよう、複数の受光パターンが準備されており、各受光面で受けた光量から電圧変換された情報を元に、Ｆｃｓ／Ｔｒｋ誤差、記録データ等が演算処理される。
【００３８】
ここで、上述した収差補正レンズ２３を駆動するレンズ位置調整機構（以下、「ＳＡ補正レンズ駆動ユニット」ともいう。）３１について図５を用いて説明する。
【００３９】
ＳＡ補正レンズ駆動ユニット３１は、ステッピングモータ３２、可動レンズホルダ３３、ガイド主軸３４、ガイド副軸３５、リードスクリュー３６、ナット３７、ハウジング３８、キー溝３９、与圧バネ４０を備える。
【００４０】
具体的に、収差補正レンズ２３の可動レンズ２３ｂは、可動レンズホルダ３３に固定される。可動レンズホルダ３３は、ガイド主軸３４及びガイド副軸３５により、光軸方向にのみ自由度を持ち他の方向に拘束されるように、ガイドされる。
【００４１】
駆動源となるステッピングモータ３２の出力軸には、リードスクリュー３６が圧入されている。このリードスクリュー３６には、ナット３７が嵌合されている。このナット３７には、一部に突起部が設けられており、ハウジング３８に設けられているキー溝３９にそのナット３７の突起部が係合し、回転が規制されている。
【００４２】
ステッピングモータ３２が回転することで、ナット３７が、光軸方向に移動することができる。また、可動レンズホルダ３３は、圧縮コイルバネである与圧バネ４０により、光軸方向に与圧を与えられ、ナット３７に押し付けられている。よって、ステッピングモータ３２が回転することにより、ナット３７側に押し付けられている可動レンズホルダ３３も光軸方向へ移動することができる。
【００４３】
なお、このステッピングモータ３２では、トルクの観点で有利な２相励磁により駆動されている。かかるステッピングモータ３２は、電気回路の簡素化が可能な１相励磁や、なめらかな動きが可能な１−２相励磁に対して、トルクを第一優先項目とし、モータの小型化を実現する。
【００４４】
以上のように、ＳＡ補正レンズ駆動ユニット３１及びこれに駆動される収差補正レンズ２３は、以下の第一から第五の特徴を有する。第一に、光ディスク２に対して再生（Ｒｅａｄ）及び記録（Ｗｒｉｔｅ）を行うため、半導体レーザ等の光源２１から出射される光ビームを固定レンズ２３ａ及び基本位置における可動レンズ２３ｂで平行光に変換する。すなわち、この固定レンズ２３ａ及び可動レンズ２３ｂは、コリメータレンズとしての機能を有する。
【００４５】
第二に、光ディスク２のカバー層の厚みにバラツキがあるとき、これに起因する球面収差が発生し、記録再生特性が悪化することとなるが、それを改善するために、一対の凹凸レンズの組み合わせと対物レンズとの関係によりこれを解消する。すなわち、一対の凹凸レンズとしての収差補正レンズ２３と、対物レンズ２２との位置関係によって、球面収差をキャンセルする構成を有する。かかる構成を、「球面収差補正機構」ともいう。
【００４６】
第三に、光ディスク２のカバー層の厚みは、装着される光ディスク毎に様々であるため、球面収差補正機構の凹レンズである可動レンズ２３ｂを光軸方向へ移動させる機能を有する。この可動レンズ２３ｂに、固定レンズ２３ａからの光ビームが入射し、凹レンズである可動レンズ２３ｂの位置が移動されることで、収束光又は発散光が出射される。その光が、対物レンズ２７に入射することで、所定の球面収差が得られる。
【００４７】
第四に、球面収差補正機構内の凹レンズである可動レンズ２３ｂの移動については、リードスクリュー３６やナット３７を用いた上述の構成により、ステッピングモータ３２の回転力が可動レンズホルダ３３及び可動レンズ２３ｂの直動力に変換される。
【００４８】
第五に、ステッピングモータ３２内の２つのコイルには、矩形波形状の電圧パターンを連続的に変化させながら与えることで、回転運動を発生させる。ここで、各電圧パターンの切替周波数を駆動周波数という。
【００４９】
以上のようなＳＡ補正レンズ駆動ユニット３１及びこれを備える光ディスク装置１において、収差補正レンズ２３の可動レンズ２３ｂの移動が完了し、完全停止までの過渡的な挙動を短縮する特徴的な手法が用いられている。すなわち、かかる完全停止までの過渡的な挙動が長い時間継続すると、光ビームに揺れが発生し、安定的なフォーカス（Ｆｃｓ）、トラッキング（Ｔｒｋ）のサーボに影響を及ぼすことがある。以下で述べる特徴的な手法では、簡易的で安価な構成で、かかる問題を解消するものである。また、上述の収差補正レンズ２３の可動レンズ２３ｂの位置調整は、高速且つ高精度な動作が要求され、さらに近年一層高まった装置小型化の要求に応えるためにも、ユニット自体の小型化も重要な要素となる。
【００５０】
具体的には、ステッピングモータ３２に与える駆動電圧波形を工夫することにより、回転角度を検出するセンサなどの部品追加や、コストアップすることなく、ステッピングモータの停止時における回転振動をより短時間で収束させるものである。そして、これにより、被駆動レンズである収差補正レンズの停止までの待ち時間を短縮することが可能となる。この点について、以下の〔３．〕で詳述する。
【００５１】
〔３．収差補正レンズの制御方法について〕
次に、上述した光ディスク装置１及び光ピックアップ３における収差補正レンズの制御方法について説明するが、制御方法の説明に先立ち収差補正レンズ２３の駆動に関する手順を示す。
【００５２】
まず、光ディスク装置１に光ディスクが挿入されると、光ディスクのカバー層厚さや層間厚さが未知数なので、球面収差の補正量を特定する動作を行う。最適収差補正量の特定は、光ビームを光ディスク上に集光させて、その戻り光からＲｅａｄ特性を測定することで行う。測定条件として、ドライバＩＣ１０を通じてステッピングモータ２３を駆動し、収差補正レンズ２３の可動レンズ２３ｂのレンズ位置を複数回移動させて、繰り返し測定する。その結果、より最適なＲｅａｄ特性が得られるレンズ位置をシステムコントローラ８が特定し、すなわち、球面収差補正量をシステムコントローラ８が特定する。そして、システムコントローラ８は、再びドライバＩＣ１０を通じてステッピングモータ３２を駆動し、レンズ位置の調整を行ったうえで、実データの記録再生動作を開始することとなる。
【００５３】
次に、上述の収差補正レンズ２３の制御方法について詳細に説明する。
【００５４】
ステッピングモータの停止直前の駆動電圧パターンを駆動周波数の条件で印加停止させると、図６に示すように、モータ回転軸は、理想停止角度を中心に減衰振動を起こし、停止するまで一定の時間が必要となる。例えば、駆動周波数１ｋＨｚの場合、１ｍｓだけ駆動電圧を印加し、その後、印加を停止する。
【００５５】
このとき、発生する減衰振動の周波数は、モータの各パーツの設計で決定される固有の振動数であることから、特定の電圧パターンを印加することで、減衰振動を早く収束させることができる。
【００５６】
図７において、最終ステップの駆動電圧を印加した後に、Ｔ１１で示す時間においては、励磁延長電圧を印加することで、回転軸を理想停止角度へ引き寄せる方向（回転速度を抑える方向）へ力が働くため、振幅を抑制することとなり、停止までの収束時間短縮に効果がある。
【００５７】
しかし、Ｔ１２で示す区間においては、励磁延長電圧を印加することで、理想停止角度に向かう方向への回転軸の動きを加速する力が働いてしまうため、時間ＴＢまで励磁延長電圧を印加し続けると理想停止角度での回転軸の角速度は、０にならず、さらに振動が続き、停止までの収束時間を延長させてしまうこととなる。
【００５８】
そこで、Ｔ１２の区間の中で、励磁延長時間の最適値について考察する。Ｔ１１の区間まで継続した励磁延長を時間ＴＡで印加を停止した場合、時間ＴＡでは回転軸の角速度は、０（停止）の状態になっており、無通電でステッピングモータ自体で発生するディテントトルクにより理想停止位置方向へ回転するものの、時間ＴＡでの角度付近でモータ回転軸が停止する。
【００５９】
以上のことから、時間ＴＡと時間ＴＢとの間の時間ＴＣで励磁延長電圧を停止させることにより、モータ回転軸が理想停止角度付近で停止させることが可能である。ディテントトルクの大きさにより、時間ＴＣは、時間ＴＡよりも早いタイミングになる場合も考えられる。尚、時間ＴＡは、変位最大で速度０の点であり、時間ＴＢは、変位０で速度最大の点である。
【００６０】
また、減衰振動の周波数は、ステッピングモータの部品構成、設計により決まるため、時間ＴＣの特定は可能である。ただし、回転軸の摺動部の摩擦力のバラツキにより、励磁延長を停止させる最適なタイミングがずれる可能性がある。この場合に対応するため、一度励磁延長を停止させた後、改めて励磁延長を短時間行うことで、理想停止位置からの残差を短時間に押さえ込むことができる。
【００６１】
以上のように、本発明を適用した収差補正レンズの制御方法や光ディスク装置１において、制御部であるシステムコントローラ８がステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際にステッピングモータ３２にブレーキ用の電圧を発生させる点に特徴を有する。この点について図８を用いて説明する。図８（Ａ）は、横軸で示す時間ｔの変化に伴う縦軸で示す回転角の変化を示す図である。図８（Ｂ）は、横軸で示す時間ｔの変化に伴う縦軸で示す印加電圧の変化を示す図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）中、破線で示すＬ１，ＬＥ１は、ＬＥ１で示すような印加電圧を加えた場合に、Ｌ１で示すような回転角の変化があることを示すものであり、所謂励磁延長のない従来方式の自然に振動が抑制されるのを待つ方式である。また、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）中、破線で示すＬ２，ＬＥ２は、ＬＥ２で示すような所謂一定の励磁延長方式を採用した印加電圧を加えた場合に、Ｌ２で示すような回転角の変化があることを示すものである。さらに、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）中、破線で示すＬ３，ＬＥ３は、ＬＥ３で示すようなさらに励磁制御を加えた励磁延長方式を採用した印加電圧を加えた場合に、Ｌ３で示すような回転角の変化があることを示すものである。
【００６２】
具体的に、例えば、図８に示すＴＸは、減衰振動の周波数の逆数によって決まる１周期を示すものであるが、ステップ駆動直後の少なくとも最初の１／４周期であるＴＸ１の区間にブレーキ用の電圧として所定の印加電圧を加える点に特徴を有する。尚、この減衰振動の周波数は、可動レンズ２３ｂ等の駆動されるレンズの重さや、ＳＡ補正レンズ駆動ユニット３１の形状により特定されるものである。換言すると、次の１／４周期であるＴＸ２の区間ではブレーキ用の電圧を加えない点に特徴を有する。これにより、図７を用いて上述したように理想停止角度から離れようとするＴ１１区間にブレーキ方向の駆動力を発生させるとともに、理想停止角度に近づこうとするＴ１２区間では、駆動力を発生させないことで、振動時間をより短縮することを実現する。図７のＴ１１と、図８のＴＸ１とは対応する区間である。図７のＴ１２と、図８のＴＸ２とは対応する区間である。
【００６３】
また、この制御方法等においては、上述のＴＸ１，ＴＸ２区間の制御に加えて、次の１／４周期であるＴＸ３の区間においてブレーキ用の電圧として所定の印加電圧を加える点に特徴を有する。さらにまた、次の１／４周期であるＴＸ４の区間ではブレーキ用の電圧を加えない点に特徴を有する。これにより、図７を用いて上述したように理想停止角度から離れようとするＴ１３区間にブレーキ方向の駆動力を発生させるとともに、理想停止角度に近づこうとするその次の区間では、駆動力を発生させないことで、振動時間をより短縮することを実現する。
【００６４】
このことを換言すると、ステップ駆動直後における減衰振動の周波数の逆数によって決まる最初の１周期において、４つの１／４周期が次の状態である点に特徴を有する。第１番目及び第３番目の１／４周期の区間ＴＸ１，ＴＸ３にブレーキ用の電圧としての電圧を印加し、第２番目及び第４番目の１／４周期の区間ＴＸ２，ＴＸ４にブレーキ用の電圧としての電圧を印加しない点に特徴を有する。尚、この制御方法等においては、最初の１周期のみならず、最初の２周期や更には複数周期において、第１番目及び第３番目の１／４周期の区間ＴＸ１，ＴＸ３，ＴＸ１’，ＴＸ３’・・・にブレーキ用の電圧としての電圧を印加するようにしてもよい。このとき、最初の２周や更に複数周期における、第２番目及び第４番目の１／４周期の区間ＴＸ２，ＴＸ４，ＴＸ２’，ＴＸ４’，・・・にブレーキ用の電圧としての電圧を印加しないようにしてもよい。
【００６５】
さらに、この制御方法等においては、上述のようなＴＸ１の区間や、ＴＸ３の区間等において、印加する電圧が、その区間内で一定であり、すなわち矩形状の電圧を印加する点に特徴を有する。このような所謂パルス形状の電圧を加えることにより、より振動に対するブレーキ効果を高め振動時間を短縮することを実現する。複数周期にブレーキ用の電圧を加える場合も同様である。
【００６６】
以上のように、本発明を適用した収差補正レンズの制御方法は、上述の構成により振動抑制効果を有するものである。換言すると、上述の構成は、減衰振動の周波数の逆数によって決まる区間ＴＸ１，ＴＸ２，ＴＸ３，ＴＸ４・・・に着目して駆動することにより、振動抑制効果を高めることを実現するものであり、小型化を要求される光学部品のステッピングモータの駆動に適した構成である。
【００６７】
〔４．本発明を適用した光ピックアップ及び光ディスク装置について〕
本発明を適用した光ピックアップ３及び光ディスク装置１において、次の第１及び第２の場合に収差補正レンズ２３の凹レンズである可動レンズ２３ｂを移動させる。第１の場合は、光ディスク装置１に光ディスク２が挿入された際に、光ディスク２の状態を確認するために、初期キャリブレーションを行う場合である。第２の場合は、多層光ディスクでフォーカスサーボが掛かっている層から他の層へ移動を行う場合である。
【００６８】
本発明を適用した光ピックアップ３及び光ディスク装置１は、上述したように、システムコントローラ８がステップ駆動直後において理想停止角度から離れる際にステッピングモータ３２にブレーキ用の電圧を発生させる点に特徴を有する。かかる光ディスク装置１等は、凹レンズである可動レンズ２３ｂの移動後、次の動作に移行するまでの時間を短縮できる。特に第１の場合において、凹レンズである可動レンズ２３ｂの移動を複数回行うことがあり、光ディスク２の挿入後の書き込み、読み出しまでに必要な実時間が短くなることで、ユーザの待ち時間を短縮することが可能であり、商品価値を向上させることが可能である。
【００６９】
また、光ピックアップ３及び光ディスク装置１では、この機能の実現のために、追加部品や複雑な電気回路構成等を構成する必要がなく、部品、製品コストの面でも有利であり、メカのスペース効率を犠牲にすることもないため、セット製品の小型化にも寄与できる。換言すると、当該光ピックアップ３及び当該光ディスク装置１では、例えば、位置センサ等を設けることなく、区間ＴＸ１，ＴＸ２，ＴＸ３，ＴＸ４に基づいて制御することで振動抑制を実現でき、すなわち、小型化に有利な構成である。
【００７０】
以上のように、本発明を適用した光ディスク装置１及び光ピックアップ３は、構成を複雑にすることなく、ステッピングモータにより駆動される収差補正レンズの振動時間を短縮することを実現する。これにより、本発明は、サーボを安定的に掛けることを実現し、光ディスクに対する記録再生の品質を向上させることを実現する。
【００７１】
また、かかる光ピックアップ３及び光ディスク装置１は、〔３．〕で説明したように、所定の区間ＴＸ１，ＴＸ３，ＴＸ１’・・・等に電圧を加え、所定の区間ＴＸ２，ＴＸ４，ＴＸ２’・・・等に電圧を加えない点に特徴を有する。これにより、上述の様な効果を得ることができ、振動時間を短縮することができる。
【００７２】
さらに、かかる光ピックアップ３及び光ディスク装置１は、上述のようなＴＸ１の区間や、ＴＸ３の区間等において、加える電圧が、その区間内で一定であり、すなわち矩形状の電圧を印加する点に特徴を有する。これにより、より振動に対するブレーキ効果を高め振動時間を短縮することを実現する。
【符号の説明】
【００７３】
１  光ディスク装置、  ２  光ディスク、  ３  光ピックアップ、  ４  スピンドルモータ、  ５  送り機構、  ６  ユニットベース、  ７  ディスク回転駆動機構、  ８  システムコントローラ、  ９  Ａ／Ｄ変換器、  １０  ドライバＩＣ、  １１，１２  ガイド軸、  １３  ピックアップベース、  １４，１５  被ガイド部、  ２１  光源、  ２２  対物レンズ、  ２３  収差補正レンズ、  ２４  １／２波長板、  ２５  偏光ビームスプリッタ、  ２６  立上ミラー、  ２７  １／４波長板、  ２８  光量モニタ、  ２９  ホログラム光学素子、  ３０  光検出器、  ３１  ＳＡ補正レンズ駆動ユニット、  ３２  ステッピングモータ、  ３３  可動レンズホルダ、  ３４  ガイド主軸、  ３５  ガイド副軸、  ３６  リードスクリュー、  ３７  ナット、  ３８  ハウジング、  ３９  キー溝、  ４０  与圧バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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