(57)【要約】【課題】  光ディスクの検査装置において、光ディスクの回転速度を上げても、フォーカスサーボ系およびトラッキングサーボ系のゲイン特性を、光ディスクを基準回転速度で回転させた場合と同等にする。【解決手段】  対物レンズ変位量検出器３３は、フォーカスアクチュエータ３１およびトラッキングアクチュエータ３２による対物レンズ２５の変位量を検出する。フィードバック信号生成回路６４，６５、位相補償回路６７，６８および加算器５２，５５は、フォトディテクタ２８によって検出された光ディスクＤＫ上の光スポットの位置に応じたフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御に対して、前記検出変位量に応じたフィードバック補償を行う。このフィードバック補償においては、エンコーダ１１ａおよびコントローラ５０による光ディスクＤＫの検出回転速度に応じて、フィードバック量を制御する。【選択図】  図１
2005243099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源からのレーザ光を集光して光ディスク上に光スポットを形成する対物レンズと、
前記光スポットによる光ディスクからの反射光を受光して、同受光状態を表す受光信号を発生するフォトディテクタと、
前記対物レンズを駆動するアクチュエータと、
前記フォトディテクタからの受光信号に応じて前記アクチュエータを駆動して、光スポットが光ディスクの目標位置に形成されるようにサーボ制御するサーボ制御回路と
を備え、光スポットを光ディスクのトラックに沿って移動させながら、前記フォトディテクタによる受光信号に基づいて光ディスクに記録されている信号を再生して光ディスクを検査する光ディスクの検査装置において、
前記アクチュエータによる対物レンズの変位量を検出する変位量検出手段と、
前記検出された対物レンズの変位量に基づいて対物レンズの変位量のフィードバック量を可変制御するためのフィードバック制御信号を生成するフィードバック制御信号生成回路と、
前記生成されたフィードバック制御信号の位相を補償し、同位相補償されたフィードバック制御信号を前記サーボ制御回路に供給して前記サーボ制御に加味する位相補償回路と
を設けたことを特徴とする光ディスクの検査装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載した光ディスクの検査装置において、さらに
光ディスクの回転速度を検出する回転速度検出手段を設け、
前記フィードバック制御信号生成回路が、フィードバック制御信号による対物レンズの変位量のフィードバック量を前記回転速度検出手段によって検出された光ディスクの回転速度に応じて制御し、かつ
前記位相補償回路が、フィードバック制御信号の位相補償を前記回転速度検出手段によって検出された光ディスクの回転速度に応じて制御するようにしたことを特徴とする光ディスクの検査装置。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２に記載した光ディスクの検査装置において、
前記アクチュエータを、前記対物レンズを光軸方向に変位させるフォーカスアクチュエータで構成し、
前記サーボ制御回路を、前記対物レンズをフォーカスサーボ制御するフォーカスサーボ制御回路で構成し、かつ
前記変位量検出手段を、レーザ光の光軸方向における前記対物レンズの変位量を検出する光軸方向変位量検出手段で構成するようにした光ディスクの検査装置。
【請求項４】
前記請求項１または請求項２に記載した光ディスクの検査装置において、
前記アクチュエータを、前記対物レンズを光ディスクの径方向に変位させるトラッキングアクチュエータで構成し、
前記サーボ制御回路を、前記対物レンズをトラッキングサーボ制御するトラッキングサーボ制御回路で構成し、かつ
前記変位量検出手段を、光ディスクの径方向における前記対物レンズの変位量を検出する径方向変位量検出手段で構成するようにした光ディスクの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに記録されている信号を再生して光ディスクを検査する光ディスクの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスクにレーザ光を照射して信号を記録した後に同記録された信号を再生し、または光ディスクに予め記録されている信号を再生し、再生した信号のジッタ、波形特性などを測定することにより、光ディスクを検査する光ディスクの検査装置はよく知られている。
【０００３】
近年、この光ディスクの検査を、光ディスクの規格書で定められている基準の回転速度より高速で光ディスクを回転させて行うことにより、検査に要する時間を短縮することが求められている。この検査時間を短縮する場合でも、基準の回転速度と同等な評価結果が得られることが求められるが、サーボ系を構成する光ピックアップ装置のアクチュエータの伝達特性は周波数に依存して変化するため、光ディスクの回転速度の変更に伴って全体のゲインを変更するのみでは、基準回転速度の場合と同様なサーボ系の応答を得ることができなかった。具体的には、図８に示すように、光ディスクの基準位置からの変位量（以下、単に光ディスクの変位量という）は、低周波数領域にて大きな値に維持され、周波数の増加に従って減少していく。この低周波数領域の変位量は、光ディスクの面ぶれ、偏心などに基づくものである。この高周波数領域での変位量は光ディスクの面ぶれ、偏心などの加速度に起因するものである。そして、この光ディスクの変位量の特性は、光ディスクの回転速度が低い状態から高い状態になると、図示実線から破線のように高域側にスライドするように変化する。
【０００４】
このため、従来においては、例えば、下記特許文献に示されているように、サーボ回路の中に、ラグ−リード型（Lag-Lead型）またはリード−ラグ型（Lead-Lag型）の異なる特性を有する複数のゲイン補償回路を配置しておき、これらの複数のゲイン補償回路を光ディスクの回転速度に応じて選択的に用いるようにしている。
【特許文献１】特開平８−３０９８６号公報
【０００５】
しかし、アクチュエータには、可動部の質量、同可動部を支える弾性体のばね定数、可動部が移動する際に発生する摩擦などに起因した損失係数で決定される共振が存在する。この共振のＱは、一般的には高いため、電気的な補償により共振周波数を異なる周波数に設定することは難しい。したがって、前記従来技術に示した複数のゲイン補償回路を光ディスクの回転速度に応じて選択的に用いるようにしても、光ディスクの回転速度が低い状態から高い状態になって、光ディスクの変位量の特性が高域側にスライドしたとき（図８参照）、この光ディスクの変位量の特性変化に追従させて光ピックアップ装置すなわち対物レンズを的確にサーボ制御することができない。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、光ディスクの回転速度を変えても、サーボ系の応答の変化を最小限に抑えて、光ディスクの基準の回転速度とほぼ同等の評価結果を得ることができる光ディスクの検査装置を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するために、レーザ光源からのレーザ光を集光して光ディスク上に光スポットを形成する対物レンズと、光スポットによる光ディスクからの反射光を受光して、同受光状態を表す受光信号を発生するフォトディテクタと、対物レンズを駆動するアクチュエータと、フォトディテクタからの受光信号に応じてアクチュエータを駆動して、光スポットが光ディスクの目標位置に形成されるようにサーボ制御するサーボ制御回路とを備え、光スポットを光ディスクのトラックに沿って移動させながら、フォトディテクタによる受光信号に基づいて光ディスクに記録されている信号を再生して光ディスクを検査する光ディスクの検査装置において、アクチュエータによる対物レンズの変位量を検出する変位量検出手段と、前記検出された対物レンズの変位量に基づいて対物レンズの変位量のフィードバック量を可変制御するためのフィードバック制御信号を生成するフィードバック制御信号生成回路と、前記生成されたフィードバック制御信号の位相を補償し、同位相補償されたフィードバック制御信号を前記サーボ制御回路に供給して前記サーボ制御に加味する位相補償回路とを設けたことにある。
【０００８】
この場合、例えば、前記アクチュエータを、対物レンズを光軸方向に変位させるフォーカスアクチュエータで構成し、前記サーボ制御回路を、対物レンズをフォーカスサーボ制御するフォーカスサーボ制御回路で構成し、かつ前記変位量検出手段を、レーザ光の光軸方向における対物レンズの変位量を検出する光軸方向変位量検出手段で構成するとよい。
【０００９】
また、前記アクチュエータを、対物レンズを光ディスクの径方向に変位させるトラッキングアクチュエータで構成し、前記サーボ制御回路を、対物レンズをトラッキングサーボ制御するトラッキングサーボ制御回路で構成し、かつ前記変位量検出手段を、光ディスクの径方向における対物レンズの変位量を検出する径方向変位量検出手段で構成するようにしてもよい。
【００１０】
このように構成した本発明においては、フィードバック制御信号生成回路が位相補償回路を介して対物レンズの変位量に応じてサーボ制御回路に供給されるフィードバック量を可変制御可能であり、このフィードバック量を変更することにより、アクチュエータの可動部を支える弾性体のばね定数が見かけ上変更される（後述する表１参照）。したがって、サーボ制御回路およびアクチュエータを含むサーボ系の共振周波数を変更できる（図７（Ａ）参照）。また、共振周波数の前記変更によって共振のＱが変化しても、位相補償回路がフィードバック制御信号の位相を補償することにより、共振のＱをほぼ一定に保つことができる（図７（Ｂ）参照）。これにより、光ディスクの回転速度を上げた場合でも、光ディスクを基準回転速度で回転させた場合と実質的に同等なサーボ系の応答を得ることができる。したがって、共振のＱが高いにもかかわらず、サーボ系のゲイン特性を最適にすることが可能となり、再生信号に基づく光ディスクの検査が極めて良好に行われるようになる。
【００１１】
また、この場合、前記光ディスク検査装置において、さらに光ディスクの回転速度を検出する回転速度検出手段を設け、フィードバック制御信号生成回路が、フィードバック制御信号による対物レンズの変位量のフィードバック量を回転速度検出手段によって検出された光ディスクの回転速度に応じて制御するようにするとよい。また、位相補償回路も前記フィードバック制御信号の位相補償を前記検出された光ディスクの回転速度に応じて制御されるようにするとよい。これによれば、アクチュエータの見かけ上のゲイン特性が光ディスクの実際の回転速度に応じて変化するので、再生信号に基づく光ディスクの検査が常に良好に行われるようになる。
【００１２】
また、前記のように光ディスクの検出回転速度を用いなくても、光ディスクの回転速度は外部から変化の指示を与えることができるので、この指示に連動させて、フィードバック制御信号生成回路によるフィードバック量を変更することもできる。この場合には、フィードバック制御信号生成回路によるフィードバック量を光ディスクの回転速度に連続的に追従させることはできないので、フィードバック補償による効果は減少するが、光ディスクの回転速度に応じてアクチュエータの見かけ上のゲイン特性を切換えることは可能である。したがって、この場合にも、従来の装置に比べれば、再生信号に基づく光ディスクの検査が良好に行われるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図１は、ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスクＤＫを検査する検査装置の全体概略図である。この検査装置は、光ディスクＤＫを回転駆動する駆動装置１０と、光ディスクＤＫにレーザ光を照射するとともに同照射による光ディスクＤＫからの反射光を受光する光ピックアップ装置２０とを備えている。
【００１４】
駆動装置１０は、光ディスクＤＫを回転駆動するためのスピンドルモータ１１および光ディスクＤＫを径方向に移動させるフィードモータ１２を備えている。スピンドルモータ１１の回転軸１１ｂにはターンテーブル１３が固定されており、同ターンテーブル１３上に光ディスクＤＫが着脱可能に組み付けられるようになっている。
【００１５】
スピンドルモータ１１内には、スピンドルモータ１１の回転すなわちターンテーブル１３（光ディスクＤＫ）の回転を検出して、同回転を表す回転検出信号を出力するエンコーダ１１ａが組み込まれている。この回転検出信号は、ターンテーブル１３（光ディスクＤＫ）の回転位置が一つの基準回転位置に来るごとに発生されるｚ相信号φZと、所定の微小な回転角度ずつハイレベルとローレベルを繰返すパルス列信号とからなるとともに互いにπ／２だけ位相のずれたＡ相信号φAおよびＢ相信号φBとからなる。これらの回転検出信号φZ，φA，φBは後述するコントローラ５０に供給され、同コントローラ５０にてスピンドルモータ１１すなわち光ディスクＤＫの回転速度の検出に用いられる。
【００１６】
スピンドルモータ１１の回転は、スピンドルモータ制御回路１４によって制御される。スピンドルモータ制御回路１４は、後述するウォブル信号取出し回路５７から供給されたウォブル信号または後述する２値化回路４７から供給されるディジタル信号（光ディスクの記録再生信号）を用いて、光ディスクＤＫ上の光スポットが線速度一定で同光ディスクＤＫに対して移動するように、スピンドルモータ１１の回転速度を制御する。具体的には、ウォブル信号から生成したパルス列信号と基準クロック信号とが同期するように、または、ＰＬＬ回路などを用いて前記ディジタル信号に応じて形成したクロック信号と基準クロック信号とが同期するように、スピンドルモータ１１の回転を制御する。また、このスピンドルモータ制御回路１４には、後述するコントローラ５０からの速度制御信号も入力されて、同速度制御信号により、光ディスクＤＫ上の光スポットの線速度が切換えられる（例えば、基準速度に対して２倍速度、４倍速度など）ようになっている。この場合、前記基準クロック信号の周波数を逓倍して、同逓倍された基準クロック信号と前記ウォブル信号または前記クロック信号との同期をとるようにすればよい。
【００１７】
フィードモータ１２は、スクリューロッド１５を介して、スピンドルモータ１１を固定支持するとともに光ディスクＤＫの径方向の移動のみが許容された支持部材１６に連結されている。スクリューロッド１５は、その一端にてフィードモータ１２の回転軸に一体回転するように連結され、その他端に支持部材１６に固着されたナット（図示しない）に螺合している。したがって、フィードモータ１２が回転すると、スピンドルモータ１１、ターンテーブル１３および支持部材１６はスクリューロッド１５およびナットからなるねじ機構により光ディスクＤＫの径方向に変位する。
【００１８】
フィードモータ１２内にも、フィードモータ１２の回転を検出して、前記エンコーダ１１ａと同様な回転検出信号φZ，φA，φBを出力するエンコーダ１２ａが組み込まれている。このエンコーダ１２ａからの回転検出信号φZ，φA，φBはスレッドサーボ回路１７に供給される。スレッドサーボ回路１７は、この回転検出信号φZ，φA，φBに加えて、詳しくは後述するトラッキングサーボ信号を用いてフィードモータ１２の回転を制御して、スピンドルモータ１１、ターンテーブル１３および支持部材１６の光ディスクＤＫの径方向への変位を制御する。具体的には、入力装置６６により指定された光スポットの光ディスクＤＫ上の径方向位置を表す信号がコントローラ５０から入力されて、エンコーダ１２ａからの回転検出信号φZ，φA，φBを用いて、光スポットをこの指定された径方向位置に移動させる。また、トラッキングサーボ信号を用いて、光スポットが光ディスクＤＫのトラックを追従して移動するように制御する。
【００１９】
光ピックアップ装置２０は、レーザ光源２１、コリメートレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４、対物レンズ２５、凸レンズ２６、シリンドリカルレンズ２７およびフォトディテクタ２８を備えている。そして、この光ピックアップ装置２０においては、レーザ光源２１からのレーザ光を、コリメートレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４及び対物レンズ２５を介して、光ディスクＤＫに集光させ、光ディスクＤＫ上に光スポットを形成する。また、この光ディスクＤＫに形成された光スポットからの反射光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４、偏光ビームスプリッタ２３、凸レンズ２６及びシリンドリカルレンズ２７を介して、フォトディテクタ２８に導かれて受光される。フォトディテクタ２８は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成されており、各受光素子は受光量に比例した検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそれぞれ受光信号として出力する。なお、検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、左上から時計回りに配置された各受光素子の受光量を表している。
【００２０】
また、この光ピックアップ装置２０は、フォーカスアクチュエータ３１、トラッキングアクチュエータ３２および対物レンズ位置検出器３３も備えている。フォーカスアクチュエータ３１は、対物レンズ２５をレーザ光の光軸方向（光ディスクＤＫの盤面と垂直方向）に駆動する。トラッキングアクチュエータ３２は、対物レンズ２５を光ディスクＤＫの径方向に駆動する。対物レンズ位置検出器３３は、レーザ光の光軸方向および光ディスクＤＫの径方向における対物レンズ２５の各基準位置からの各変位量をそれぞれ検出する。
【００２１】
ここで、前記フォーカスアクチュエータ３１、トラッキングアクチュエータ３２及び対物レンズ位置検出器３３の具体的な組み付け例について説明しておく。図２は、フォーカスアクチュエータ３１、トラッキングアクチュエータ３２及び対物レンズ位置検出器３３を含み、対物レンズ２５を移動させるための対物レンズアセンブリの斜視図である。図３は前記対物レンズアセンブリの分解斜視図であり、図４は一部を破断して示す前記対物レンズアセンブリの一部破断斜視図である。
【００２２】
対物レンズアセンブリは、光ピックアップ装置の支持体に固定された高透磁率材からなる平板状の第１ベース７１を有する。第１ベース７１の上面には、図示左側を開口させて平断面コ字状の非透磁率材（低透磁率材）からなる第２ベース７２が立設固定されている。第１ベース７１の上面中央部には、同ベース７１と一体的に構成された高透磁率材からなるポールピース部７１ａが形成されており、同ポールピース部７１ａの上面には非透磁率材（低透磁率材）からなるシャフト７３が立設固定されている。なお、第２ベース７２の四隅には、外部回路との接続を可能とするための中継基板７４もそれぞれ組み付けられている。
【００２３】
第１ベース７１上には、一対の扇形状のフォーカスマグネット７５，７５がポールピース部７１ａに対向してそれぞれ対称位置に固着され、それらの各上面にはフォーカスマグネット７５，７５と同一平面形状の高透磁率材で構成したフォーカスヨーク７６，７６がそれぞれ磁気的に結合されて固着されている。フォーカスマグネット７５，７５は、その厚み方向に着磁されており、フォーカスマグネット７５，７５、フォーカスヨーク７６，７６、第１ベース７１及びポールピース部７１ａによって放射状の磁界を持つ磁気回路が形成される。
【００２４】
また、第２ベース７２には、その正面及び裏面内側の上部にて、シャフト７３を中心にして両側対称位置に、高透磁率材からなる平断面円弧状の一対のトラッキングヨーク７７，７７がそれぞれ組み付け固着されている。各トラッキングヨーク７７，７７の内側には、平断面円弧状の一対のトラッキングマグネット７８，７８がそれぞれ組み付け固着されている。トラッキングマグネット７８，７８は、シャフト７３の周方向に沿って分極着磁されており、各トラッキングマグネット７８，７８の内側面の一方の片側から出た磁束は同内側面の他方の片側に戻る。
【００２５】
第１及び第２ベース７１，７２内には、対物レンズ２５を組み付けてなる方形状のホルダ８０が収容されている。ホルダ８０の中央部には上下に貫通するスリーブ８１が固着されており、同スリーブ８１をシャフト７３の外周上に軸線方向及び周方向に変位可能に組み付けることにより、ホルダ８０は第１及び第２ベース７１，７２に対して上下方向に変位可能かつ垂直軸線回りに回転可能になっている。ホルダ８０は、その四隅にて４本のワイヤー８２ａ〜８２ｄを介して、第２ベース７２の四隅に弾性的に支持されている。なお、対物レンズ２５に入射しおよび対物レンズ２５から出射するレーザ光は、第１ベース７１に設けた貫通孔７１ｂを介して通過するようになっている。
【００２６】
ホルダ８０には、その下面にてフォーカスコイル８３が組み付けられているとともに、その正面及び裏面にてトラッキングコイル８４，８４がそれぞれ組み付けられている。なお、ホルダ８０には、シャフト７３の中心軸に対するモーメントのバランスをとるためにカウンタウェイト８５も組み付けられている。
【００２７】
フォーカスコイル８３は、それらの軸線方向をホルダ８０の上下方向とするもので、ホルダ８０を第１及び第２ベース７１，７２に組み付けた状態で、フォーカスマグネット７５，７５及びフォーカスヨーク７６，７６とポールピース部７１ａとの間に形成された磁気ギャップ内に侵入する。これにより、フォーカスコイル８３に電流を流すことにより、対物レンズ２５を含むホルダ８０が電磁力によってシャフト７３の軸線方向すなわち上下方向に変位する。なお、この場合、フォーカスマグネット７５，７５、フォーカスコイル８３などが、前記フォーカスアクチュエータ３１を構成する。
【００２８】
トラッキングコイル８４，８４は、それらの軸線方向をホルダ８０の正面から裏面に向かう方向とするもので、ホルダ８０を第１及び第２ベース７１，７２に組み付けた状態で各トラッキングマグネット７８，７８に対向している。なお、各トラッキングコイル８４，８４は各トラッキングマグネット７８，７８に接近しているため、
トラッキングコイル８４，８４に鎖交する磁束は、トラッキングマグネット７８，７８のほぼ法線方向に一致する。これにより、トラッキングコイル８４，８４に電流を流すことにより、対物レンズ２５を含むホルダ８０が電磁力によってシャフト７３の軸線回りに回転する。そして、このホルダ８０の回転が、光ディスクＤＫの径方向に対応する。なお、この場合、トラッキングマグネット７８，７８、トラッキングコイル８４，８４などが、前記トラッキングアクチュエータ３２を構成する。
【００２９】
ホルダ８０のスリーブ８１を中心に対物レンズ２５と反対側には、プリズム８６が組み込まれている。一方、第１ベース７１の上面にはプリズム８６の下方位置にて発光素子８７が固定されており、同発光素子８７はプリズム８６の反射面に対向している。プリズム８６は、発光素子８７から放射された光を対物レンズ２５と反対方向に反射して、その一部をホルダ８０に形成したアパーチャー８０ａを介してホルダ８０外に導く。第２ベース７２の左側面には、前記アパーチャー８０ａを通過した光を受光するフォトディテクタ８８が組み付けられている。このフォトディテクタ８８も、フォトディテクタ２８と同様に４分割受光素子によって構成され、各受光素子は受光量に比例した検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそれぞれ受光信号として出力する。この場合、対物レンズ２５（又はホルダ８０）が所定の原点位置にある状態で、アパーチャー８０ａを通過した光がフォトディテクタ８８の分割線交点に照射されるように調整する。
【００３０】
そして、後述するように、フォトディテクタ８８からの出力信号により、光ディスクＤＫの径方向における対物レンズ２５の基準位置からの変位量および光軸方向における対物レンズ２５の基準位置からの変位量が検出されるので、これらのプリズム８６、発光素子８７、フォトディテクタ８８などが、前記対物レンズ位置検出器３３を構成する。
【００３１】
ふたたび、図１の説明に戻ると、この検査装置は、フォトディテクタ２８に接続されてその検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを増幅する増幅回路４１を備えている。この増幅回路４１には、再生信号生成回路４２、フォーカスエラー信号生成回路４３およびトラッキングエラー信号生成回路４４が接続されている。
【００３２】
再生信号生成回路４２は、増幅回路４１からの信号に基づいて再生信号（フォトディテクタ２８からの検出信号Ａ〜Ｄの合算信号Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋ＤからなるＳＵＭ信号）を生成する。この再生信号は、イコライズ回路で構成された波形等価回路４５によってその振幅が周波数に応じて補正されて、デジタルオシロスコープで構成された波形評価装置４６に供給される。波形評価装置４６においては、再生信号の対称性、記録マーク長ごとの振幅比など、再生信号の波形に関する評価がなされる。波形等価回路４５の出力は、２値化回路４７にて２値化すなわちディジタル信号に変換されて、ジッタ計測装置４８にも供給される。ジッタ計測装置４８においては、再生信号のジッタが計測される。
【００３３】
これらの波形評価装置４６およびジッタ計測装置４８は、コンピュータによって構成されたコントローラ５０の制御のもとに、前記再生信号に関する評価結果をコントローラ５０に供給する。したがって、コントローラ５０は、これらの評価結果を用いて光ディスクＤＫを検査することになる。また、２値化回路４７からのディジタル信号は、前述のようにスピンドルモータ１１の制御のために、スピンドルモータ制御回路１４にも出力される。
【００３４】
フォーカスエラー信号生成回路４３は、増幅回路４１を介したフォトディテクタ２８からの検出信号Ａ〜Ｄを用いた演算（具体的には、非点収差法による(Ａ＋Ｃ)−(Ｂ＋Ｄ)の演算）により、フォーカスエラー信号を生成して、フォーカスサーボ回路５１に出力する。フォーカスサーボ回路５１は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボ信号を生成して加算器５２に出力する。加算器５２は、このフォーカスサーボ信号に後述するフィードバック信号を加算してドライブ回路５３に供給する。ドライブ回路５３は、このフィードバック信号の加算されたフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ３１を駆動制御して、対物レンズ２５を光軸方向に変位させてフォーカスサーボ制御する。これらのフォーカスエラー信号生成回路４３、フォーカスサーボ回路５１およびドライブ回路５３が、本発明のフォーカスサーボ制御回路を構成する。
【００３５】
トラッキングエラー信号生成回路４４は、増幅回路４１を介してフォトディテクタ２８からの検出信号Ａ〜Ｄを用いた演算（具体的には、(Ａ＋Ｂ)−(Ｃ＋Ｄ)の演算）により、トラッキングエラー信号を生成して、トラッキングサーボ回路５４に出力する。トラッキングサーボ回路５４は、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信号を生成して加算器５５に出力する。加算器５５は、このトラッキングサーボ信号に後述するフィードバック信号を加算してドライブ回路５６に供給する。ドライブ回路５６は、このフィードバック信号の加算されたトラッキングサーボ信号に応じてトラッキングアクチュエータ３２を駆動制御して、対物レンズ２５を光ディスクＤＫの径方向に変位させてトラッキングサーボ制御する。トラッキングエラー信号生成回路４４、トラッキングサーボ回路５４およびドライブ回路５６が、本発明のトラッキングサーボ制御回路を構成する。
【００３６】
また、フォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４には、サーボ系のゲインを制御するための制御信号がコントローラ５０から供給されている。そして、フォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４は、前記コントローラ５０からの制御信号により、加算器５２，５５に出力するサーボ信号のゲインをそれぞれ変更制御する。
【００３７】
また、トラッキングエラー信号生成回路４４にて生成されたトラッキングエラー信号は、バンドパスフィルタからなるウォブル信号取出し回路５７にも供給される。ウォブル信号取出し回路５７は、トラッキングエラー信号からウォブル信号を取り出してスピンドルモータ制御回路１４に供給する。この供給されたウォブル信号は、前述のように、スピンドルモータ制御回路１４において、光ディスクＤＫを線速度一定で回転させるために用いられる。また、トラッキングサーボ回路５４にて生成されたトラッキングサーボ信号は、スレッドサーボ回路１７にも供給される。スレッドサーボ回路１７においては、供給されたトラッキングサーボ信号から直流的成分が抽出されて、同抽出された直流的成分がフィードモータ１２の制御に用いられる。このトラッキングサーボ信号は、前述のように、スレッドサーボ回路１７にて光スポットのトラック追従のために利用される。
【００３８】
対物レンズ位置検出器３３（フォトディテクタ８８）による検出信号Ａ〜Ｄは、光軸方向変位量検出回路６１およびトラック方向変位量検出回路６２にそれぞれ供給される。光軸方向変位量検出回路６１は、対物レンズ位置検出器３３（フォトディテクタ８８）からの検出信号Ａ〜Ｄを用いた演算（具体的には、(Ａ＋Ｂ)−(Ｃ＋Ｄ)の演算）により、光ディスクＤＫへのレーザ光の光軸方向（光ディスクＤＫの盤面に対して垂直方向）における対物レンズ２５の基準位置からの変位量を表す対物レンズ変位量信号を生成して、フィードバック信号生成回路６４に供給する。フィードバック信号生成回路６４は、供給された対物レンズ変位量信号に応じてフィードバック信号を生成し、位相補償回路６７を介して加算器５２に出力する。
【００３９】
トラック方向変位量検出回路６２は、対物レンズ位置検出器３３（フォトディテクタ８８）からの検出信号Ａ〜Ｄを用いた演算（具体的には、(Ａ＋Ｄ)−(Ｂ＋Ｃ)の演算）により、光ディスクＤＫの径方向における対物レンズ２５の基準位置からの変位量を表す対物レンズ変位量信号を生成して、フィードバック信号生成回路６５に供給する。フィードバック信号生成回路６５は、供給された対物レンズ変位量信号に応じてフィードバック信号を生成し、位相補償回路６８を介して加算器５５に出力する。
【００４０】
また、フィードバック信号生成回路６４，６５には、フィードバック信号の正帰還および負帰還をも含めてフィードバック量を変更するための制御信号がコントローラ５０から供給されている。そして、フィードバック信号生成回路６４，６５は、前記コントローラ５０からの制御信号に応じて、前記フィードバック量をそれぞれ変更制御する。
【００４１】
位相補償回路６７，６８は、例えば、図５に示すような位相補償特性をもつリード−ラグ型（Ｌｅａｄ−Ｌａｇ型：位相進み補償）の回路により構成されており、フィードバック信号生成回路６４，６５からそれぞれ出力されるフィードバック信号の位相を補償して加算器５２，５５にそれぞれ出力する。また、位相補償回路６７，６８には、位相補償特性すなわち各周波数における位相の進み量を変更するための制御信号がコントローラ５０から供給されており、コントローラ５０からの制御信号に応じて、位相補償特性がそれぞれ変更制御される。なお、この位相補償回路６７，６８はリード−ラグ型（Ｌｅａｄ−Ｌａｇ型：位相進み補償）の回路に限定されることはなく、例えばラグ−リード型（Ｌａｇ−Ｌｅａｄ型：位相遅れ補償）の回路で構成してもよい。
【００４２】
コントローラ５０には、キーボードなどの入力装置６６も接続されている。キーボード６６は、この検査装置の動作に関するユーザによる指示を入力するもので、本実施形態の場合、特に光ディスクＤＫ上における光スポットの線速度の大きさ（線速度の切換え）を指示する。コントローラ５０は、この入力装置６６の指示に応じて、光ディスクＤＫ上における光スポットの線速度の大きさ表す速度制御信号をスピンドルモータ制御回路１４に出力して、前記線速度（スピンドルモータ１１の回転速度）を切換え制御する。また、コントローラ５０は、レーザ光源２１に対する発光も指示する。
【００４３】
さらに、コントローラ５０は、スピンドルモータ１１内のエンコーダ１１ａからスピンドルモータ１１すなわち光ディスクＤＫの回転検出信号φZ，φA，φBも入力する。そして、コントローラ５０は、この回転検出信号φZ，φA，φBに基づいて光ディスクＤＫの回転速度を計算して、同計算した回転速度に基づいて、フォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４に供給する制御信号を生成する。この制御信号は、フォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４におけるサーボ信号のゲインを制御するためのものであり、光ディスクＤＫの回転速度の増加に従って大きくなるゲインを表す。
【００４４】
また、コントローラ５０は、前記計算した回転速度に基づいて、フィードバック信号生成回路６４，６５に供給する制御信号も生成する。この制御信号は、フィードバック信号生成回路６４，６５の前記フィードバック量を制御するためのものであり、光ディスクＤＫの回転速度の増加に従って、負帰還されるフィードバック制御量を増大させる、すなわち大きくなる負帰還のフィードバックゲインを表す。逆に、光ディスクＤＫの回転速度の減少に従って、正帰還されるフィードバック制御量を増大させる、すなわち大きくなる正帰還のフィードバックゲインを表す。
【００４５】
また、コントローラ５０は、前記計算した回転速度に基づいて、位相補償回路６７，６８に供給する制御信号も生成する。この制御信号は、位相補償回路６７，６８の位相補償特性を制御するためのものであり、光ディスクＤＫの回転速度に対応した位相補償特性に変更制御する。
【００４６】
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。作業者は、まず検査しようとする光ディスクＤＫをターンテーブル１３の上に載せて、同光ディスクＤＫをターンテーブル１３上に固定する。そして、入力装置６６を操作して、検査を開始する。この開始においては、光ディスクＤＫはスピンドルモータ１１によって駆動されてユーザによって指示された線速度で回転し、フィードモータ１２により駆動されて光ピックアップ装置２０に対してユーザによって指示された位置から径方向に移動する。
【００４７】
また、レーザ光源２１もレーザ光の出射を開始する。レーザ光源２１から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４および対物レンズ２５を介して光ディスクＤＫに導かれ、同光ディスクＤＫの所定の径方向位置に光スポットを形成する。そして、光ディスクＤＫからの反射光が、対物レンズ２５、１／４波長板２４、偏光ビームスプリッタ２３、凸レンズ２６およびシリンドリカルレンズ２７を介してフォトディテクタ２８に入射する。フォトディテクタ２８は、この入射光に対応した検出信号Ａ〜Ｄを、増幅回路４１を介して再生信号生成回路４２、フォーカスエラー信号生成回路４３およびトラッキングエラー信号生成回路４４に供給する。
【００４８】
再生信号生成回路４２に供給された検出信号Ａ〜Ｄは、波形等化回路４５および２値化回路４７によって加工されて、波形評価装置４６およびジッタ計測装置４８に供給される。波形評価装置４６およびジッタ計測装置４８においては、再生信号すなわち光ディスクＤＫが評価され、同評価結果はコントローラ５０に供給される。このようにして、光ディスクＤＫが検査される。
【００４９】
また、フォーカスエラー信号生成回路４３に供給された検出信号Ａ〜Ｄは、フォーカスサーボ回路５１およびドライブ回路５３によって、対物レンズ２５のフォーカスサーボ制御に利用される。トラッキングエラー信号生成回路４４に供給された検出信号Ａ〜Ｄは、トラッキングサーボ回路５４およびドライブ回路５６によって、対物レンズ２５のトラッキングサーボ制御に利用されるとともに、スレッドサーボ１７によるスレッドサーボ制御にも利用される。これらのフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御においては、コントローラ５０からの光ディスクＤＫの回転速度に応じた制御信号により、それらのゲインが制御される。また、トラッキングエラー信号生成回路４４によって生成されたトラッキングエラー信号は、ウォブル信号取出し回路５７およびスピンドルモータ制御回路１４によるスピンドルモータ１１の回転制御にも利用される。
【００５０】
前記対物レンズ２５のフォーカスサーボ制御においては、フィードバック信号生成回路６４、位相補償回路６７および加算器５２により、対物レンズ位置検出器３３によって検出されてレーザ光の光軸方向における対物レンズ２５の基準位置からの変位量を表す対物レンズ変位量に応じたフィードバック制御も加味される。また、前記対物レンズ２５のトラッキングサーボ制御においては、フィードバック信号生成回路６５、位相補償回路６８および加算器５５により、対物レンズ位置検出器３３によって検出されて光ディスクＤＫの径方向における対物レンズ２５の基準位置からの変位量を表す対物レンズ変位量に応じたフィードバック制御も加味される。さらに、これらのフィードバック制御においては、エンコーダ１１ａ、コントローラ５０、フィードバック信号生成回路６４，６５および位相補償回路６７，６８により、前記フィードバック量およびその周波数特性が光ディスクＤＫの回転速度に応じて変更制御される。
【００５１】
このフィードバック制御（以下の説明では、フィードバック補償という）について詳しく説明する。フィードバック補償について説明する前に、フィードバック補償をしない単なるフォーカスサーボ制御とトラッキングサーボ制御について説明しておくと、両サーボ制御は、図６において破線部分（フィードバック部分および位相補償回路）を除いた実線部分のブロック線図で表される。この場合、伝達関数Ｇ1は、目標の光スポット位置に対する実際の光スポット位置の偏差に対するゲイン、すなわち上述した実施形態のフォーカスエラー信号生成回路４３またはトラッキングエラー信号生成回路４４に対応する。伝達関数Ｇ2(ｓ)は、サーボ回路およびアクチュエータ、すなわち上述した実施形態のフォーカスサーボ回路５１、ドライブ回路５３およびフォーカスアクチュエータ３１、またはトラッキングサーボ回路５４、ドライブ回路５６およびトラッキングアクチュエータ３２の伝達特性を表す。してみれば、総合的な伝達関数Ｇ(ｓ)は下記数１のように表される。
【００５２】
【数１】
2005243099.tif 000003
【００５３】
ここで、本実施形態では比較的低い周波数帯域の議論であること、および伝達関数Ｇ2(ｓ)はほとんどアクチュエータで決定されることを考慮すれば、伝達関数Ｇ2(ｓ)は下記数２のように２次遅れとして近似できる。
【００５４】
【数２】
2005243099.tif 000004
【００５５】
また、ｃ／ｍ＝２ζωn、ｋ／ｍ＝ωn2とすれば、上記数２は下記数３のように変形される。
【００５６】
【数３】
2005243099.tif 000005
【００５７】
この数３は、固有角周波数ωn＝(ｋ／ｍ)1/2、損失係数ζ＝ｃ／２(ｍｋ)1/2、ゲイン｜Ｇ2(ｓ)｜＝Ａ／ｋとする２次遅れの一般式である。この場合、ωnはアクチュエータの共振角周波数であり、ζはアクチュエータの可動部に働く損失抵抗であり、ｋは同可動部に作用するばね定数である。また、Ａは、サーボ回路のゲインと、アクチュエータによる推力定数（アクチュエータ磁気回路の有効磁束密度と、有効コイル導体長との積）とを掛け合わせたものである。
【００５８】
一方、フィードバック補償した場合（図６の位相補償回路を除いたフィードバック制御部を含めた場合）の総合の伝達関数は、下記数４のようになる。
【００５９】
【数４】
2005243099.tif 000006
【００６０】
ここで、伝達関数Ｇ1を除く部分Ｇ2(ｓ)／{１＋ＳＧ2(ｓ)}（上記数１のＧ2(ｓ)に対応する部分）の伝達関数を求めると下記数５のようになる。
【００６１】
【数５】
2005243099.tif 000007
【００６２】
ここで、前記数２の場合と同様に、ｃ／ｍ＝２ζ'ωn'、(ｋ＋ＳＡ)／ｍ＝ωn2'とすれば、上記数５は下記数６のように変形される。
【００６３】
【数６】
2005243099.tif 000008
【００６４】
これは、フィードバック補償を行うことで、上記数３の場合と異なったパラメータを有する２次遅れ要素の伝達関数を得ることができることを意味する。言い換えれば、フィードバック補償を行うことにより、アクチュエータの固有のパラメータである固有角周波数ωnおよび損失係数ζを見かけ上変えることができることを意味している。これらを纏めると、下記表1のようになる。
【００６５】
【表１】
2005243099.tif 000009
【００６６】
これにより、フィードバック補償を行うことによって、見かけ上、アクチュエータ固有のパラメータであるばね定数ｋを、ｋ＋ＳＡに変化させることができることが理解される。その結果、アクチュエータの可動部質量ｍと可動部を支えるばね定数ｋで決定される固有の折れ点周波数すなわち共振周波数（図７（Ａ）の原型参照）が変更される。対物レンズ２５の変位量のゲインＳを「＋側」にとって負帰還とすれば、アクチュエータの共振周波数が見かけ上高くなるとともに、低域のゲインが若干減少する（図７（Ａ）の負帰還参照）。逆に、対物レンズ２５の変位量のゲインＳを「−側」にとって正帰還とすれば、アクチュエータの共振周波数が見かけ上低くなるとともに、低域のゲインが若干増加する（図７（Ａ）の正帰還参照）。
【００６７】
このようなゲインＳの変更は、本実施形態では光ディスクＤＫの回転速度に応じて制御される。具体的には、光ディスクＤＫの回転速度が増加すると、フィードバック補償によるフィードバック量を負側に大きくする。また、光ディスクＤＫの回転速度が減少すると、フィードバック補償によるフィードバック量を正側に大きくする。したがって、フォーカスアクチュエータ３１およびトラッキングアクチュエータ３２の見かけ上のゲイン特性が、共振周波数の移動により、図７（Ａ）に示すように変化する。したがって、光ディスクＤＫの回転速度が低い状態から高い状態に変化したことにより、光ディスクＤＫの変位量の特性が、図８に示すように、図示実線から破線のように高域側にスライドするように変化しても、同変位量特性のスライド変化に追従させて光ピックアップ装置２０すなわち対物レンズ２５を的確にサーボ制御できるようになる。しかも、フォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４の出力ゲインの制御により、前記フィードバック量の制御に伴う図７（Ａ）に示す低周波数領域におけるゲインの変化を補償することもできる。
【００６８】
また、図６において位相補償回路を含めたフィードバック補償を行うことによって、アクチュエータの共振のＱを共振周波数によらずほぼ一定に保つことができる（図７（Ｂ）参照）。すなわち、光ディスクＤＫの回転速度を基準の回転速度から変化させても、光ディスクＤＫを基準回転速度で回転させた場合と実質的に同等なサーボ系の応答を得ることができる。位相補償回路に設定する位相補償の条件は、次のように求めることができる。位相補償回路の伝達特性をＧ３（Ｓ）とすると、位相補償回路を含めたフィードバック補償をした場合、総合の伝達特性は、下記数７に示すようになる。
【００６９】
【数７】
2005243099.tif 000010
【００７０】
ここで、前記数７のＧ３（Ｓ）は、下記数８で表される。
【００７１】
【数８】
2005243099.tif 000011
【００７２】
前記数８において、ω０は位相補償の中心周波数（図５において位相補償量が最大になるところの周波数）、αは位相補償の周波数範囲を表す係数である。そして、前記数７と前記数８を用いて前記数１のＧ２（Ｓ）に相当する部分の伝達関数を求めると、下記数９に示すようになる。
【００７３】
【数９】
2005243099.tif 000012
【００７４】
前記数９においては、前記表１の固有角周波数および損失係数に相当する部分が周波数に依存するようになるため、定量的に式を解くことが困難となるが、位相補償回路を含めたフィードバック補償を行った際の共振周波数および共振のＱの所望の特性と、アクチュエータに関係した値Ａ，ｍ，ｃ，ｋから、設定すべき位相補償の条件を近似的に求めることができる。この場合、求められた位相補償の条件は近似であるため、さらに実験により最適条件を求める。
【００７５】
その結果、光ディスクＤＫの面ぶれ、偏心などに基づく光ディスクの変位量であって同光ディスクＤＫの回転速度に起因した変位量特性が、フォーカスアクチュエータ３１およびトラッキングアクチュエータ３２の見かけ上のゲイン特性の変更と、サーボ系のゲイン制御とにより補正され、全周波数域にわたって補償される。したがって、上記実施形態によれば、光ディスクＤＫの回転速度を高くして同光ディスクＤＫの検査時間を短縮しても、サーボ系の応答の変化を最小限に抑えて、光ディスクＤＫの基準の回転速度とほぼ同等の評価結果を得ることができる。
【００７６】
以上、本発明の一実施形態について詳しく説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【００７７】
例えば、上記実施形態においては、スピンドルモータ１１すなわち光ディスクＤＫの回転速度をエンコーダ１１ａおよびコントローラ５０を用いて計算し、同コントローラ５０が前記計算した回転速度に基づいてフォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４の出力ゲインを制御するとともに、フィードバック信号生成回路６４，６５のフィードバック量および位相補償回路６７，６８の位相補償特性を制御するようにした。しかし、光ディスクＤＫの回転速度は入力装置６６によって外部からコントローラ５０に与えることができるものである。したがって、コントローラ５０はこの外部から与えられた回転速度に応じて、フォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４の出力ゲインを制御するとともに、フィードバック信号生成回路６４，６５のフィードバック量および位相補償回路６７，６８の位相補償特性を制御するようにしてもよい。
【００７８】
この場合には、フォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４の出力ゲイン、フィードバック信号生成回路６４，６５のフィードバック量および位相補償回路６７，６８の位相補償特性を、光ディスクＤＫの回転速度に連続的に追従させることはできないので、上記実施形態の場合よりも前記出力ゲイン、フィードバック量および位相補償特性の制御の効果は減少するが、光ディスクＤＫの回転速度に応じて、フォーカスアクチュエータ３１およびトラッキングアクチュエータ３２の見かけ上のゲイン特性を切換えることは可能である。例えば、前記線速度を２段階、３段階に切換える場合には、フォーカスアクチュエータ３１およびトラッキングアクチュエータ３２の見かけ上のゲイン特性を段階的に切換えることができ、この場合にも、再生信号に基づく光ディスクの検査が良好に行われるようになる。
【００７９】
また、上記実施形態では、フォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４の出力ゲインを変更することにより、フォーカスサーボ系およびトラッキングサーボ系のゲインを変更するようにした。しかし、これに代えて、図１の破線に示すように、コントローラ５０からフォーカスサーボ回路５１およびトラッキングサーボ回路５４に供給される制御信号をドライブ回路５３，５６に導いて、同ドライブ回路５３，５６の各ゲインをコントローラ５０からの制御信号に応じて制御することにより、フォーカスサーボ系およびトラッキングサーボ系のゲインを変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施形態に係り、光ディスクの検査装置の全体を示す概略図である。
【図２】図１の対物レンズを移動させるための対物レンズアセンブリの斜視図である。
【図３】前記対物レンズアセンブリの分解斜視図である。
【図４】前記対物レンズアセンブリの一部を破断して示す一部破断斜視図である。
【図５】位相補償回路の位相補償特性を示すグラフである。
【図６】フォーカスサーボ系およびトラッキングサーボ系の伝達特性を示すブロック線図である。
【図７】（Ａ）は位相補償前のアクチュエータのフィードバック補償の特性を示すグラフであり、（Ｂ）は位相補償後のアクチュエータのフィードバック補償の特性を示すグラフである。
【図８】面ぶれ、偏心などに起因した光ディスクの基準位置からの変位量の周波数特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００８１】
ＤＫ…光ディスク、１０…駆動装置、１１…スピンドルモータ、２０…光ピックアップ装置、２１…レーザ光源、１６…対物レンズ、２８…フォトディテクタ、３１…フォーカスアクチュエータ、３２…トラッキングアクチュエータ、３３…対物レンズ位置検出器、４３…フォーカスエラー信号生成回路、４４…トラッキングエラー信号生成回路、５０…コントローラ、５１…フォーカスサーボ回路、５２，５５…加算器、５４…トラッキングサーボ回路、６１…光軸方向変位量検出回路、６２…トラッキング方向変位量検出回路、６４，６５…フィードバック信号生成回路、６７，６８…位相補償回路。
【図１】
2005243099.tif 000013
【図２】
2005243099.tif 000014
【図３】
2005243099.tif 000015
【図４】
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【図５】
2005243099.tif 000017
【図６】
2005243099.tif 000018
【図７】
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【図８】
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