JP2008027557A - 光ディスク装置およびピックアップ位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップヘッドの位置を検出するスイッチを設けることなく、ピックアップヘッドの位置決めを精度よく制御する。
【解決手段】光ディスク１０に記録されたデータに応じた信号を検出するピックアップヘッド１１と、ステータに対して励磁することでロータを回転させて、ピックアップヘッド１１をディスクの半径方向に移動させるステッピングモータ２８と、ステッピングモータ２８により移動されるピックアップヘッド１１を当接させて移動範囲を規制するストッパ２９と、前記ピックアップヘッド１１を前記ストッパ２９に当接させて初期位置に設定させる時、前記ピックアップヘッド１１が前記ストッパ２９に当接した時の前記ロータの回転角に相当する前記ステータの電気角を出力して前記ステッピングモータ２８の駆動を制御するコントローラ２４とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスクの半径方向にピックアップヘッドを移動させるためのステッピングモータが設けられた光ディスク装置、および同装置におけるピックアップ位置決め方法に関する。

近年、光ディスク装置では、ピックアップヘッドを光ディスクの半径方向に移動させるための送りモータとして、ステッピングモータを使用することが主流になってきた。光ディスク装置では、特に構成がシンプルな、ロータにマグネットを使用したステッピングモータが使用されている。このステッピングモータは、例えば、２相に電流を流す２相励磁方式によって駆動される。この構成では、ブラシレスのため、耐久性が高く、しかも位置決め精度が高いという特徴がある。

しかしながら、ステッピングモータは、同期モータであるため、同期が外れると位置決め精度が低下する、と同時に大きな振動が発生する。また、同期外れを避けるため、必要以上のパワーを消費する欠点がある。また、ロータとステータとの回転角の検出が出来ないため、駆動を開始する初めに同期をとる必要がある。

光ディスク装置は、電源が投入されると、ステータを励磁し、ロータとの同期を図る。その後、ピックアップヘッドの初期位置を検出するため、ピックアップヘッドを光ディスクの内周方向に移動させる。そして、機械的な内周検出スイッチにピックアップヘッドが接触するまでステッピングモータを駆動する。光ディスク装置は、内周検出スイッチによりピックアップヘッドが所定位置まで移動されたことを検出すると、ステータへの励磁を停止する。内周検出スイッチは、押しつけ力が弱くなっている。このため、内周検出スイッチにピックアップヘッドが接触しても、ステータとロータの同期が外れない。

従来の光ディスク装置では、次のようにして、検出スイッチを使用してピックアップヘッドの位置を制御している。

例えば、特許文献１に記載された光ディスク装置では、光学ピックアップが光ディスクの最内周に位置することを検出する最内周検出スイッチを設けている。そして、このスイッチにより検出された位置を基準として、光学ピックアップの移動をスレッドモータに与える駆動信号により制御する。特許文献１の情報記録再生装置は、装置のイニシャライズ時に一度だけ光学ピックアップを最内周検出スイッチに突入させて、光学ピックアップの基準点を定める。

特許文献２に記載された光ディスク装置では、位置検出スイッチとコントロール回路とによって、光ディスクの内周方向に向かって移動する光ヘッドを検出する。特許文献２に記載された光ディスク装置は、位置検出スイッチと光ディスク上のコントロールトラック領域との間の距離情報をコントロール回路の不揮発メモリに蓄えておく。光ディスクのコントロールトラック領域に光ヘッドを移送する際には、光ヘッドの位置を位置検出スイッチによって検出した後、コントロール回路の不揮発メモリに蓄えた距離情報によって光ヘッドを移送する。

特許文献３に記載された光ディスク装置では、光学ヘッドがディスクの位置を示すディスクデータ内の絶対時間を読み取るための粗サーチの実行時に、原点位置検出器によって光学ヘッドの位置を検出する。特許文献３の光ディスク装置は、原点位置検出器を利用してディスクデータから光ヘッドの存在位置を判別すると、目的トラック位置との距離を算出する。そして、目的トラック位置との距離に応じて、光ヘッドを駆動するステッピングモータへの出力パルス数を算出して、これに基づきステッピングモータを駆動することで光ヘッドの位置制御を行なう。
特開２０００−２５１２７０号公報 特開２００３−１４１７５０号公報 特開平０８−５５４４６号公報

このように従来の光ディスク装置では、ピックアップヘッドの初期位置を検出するために検出スイッチが使用されていた。しかしながら、検出スイッチは、接触式のため耐久性が乏しい。検出スイッチを非接触式とすることで耐久性を向上できるが、コストが高くなってしまう。また、スイッチを用いないでピックアップヘッドの位置を検出する構成では、精度良く位置検出ができず、信頼性を向上させることが難しい。

本発明の課題は、ピックアップヘッドの位置を検出するスイッチを設けることなく、ピックアップヘッドの位置決めを精度よく制御することが可能な光ディスク装置およびピックアップ位置決め方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の光ディスク装置は、光ディスクに記録されたデータに応じた信号を検出するピックアップヘッドと、ステータに対して励磁することでロータを回転させて、前記ピックアップヘッドをディスクの半径方向に移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より移動される前記ピックアップヘッドを当接させて移動範囲を規制するストッパと、前記ピックアップヘッドを前記ストッパに当接させて初期位置に設定させる時、前記ピックアップヘッドが前記ストッパに当接した時の前記ロータの回転角に相当する前記ステータの電気角を出力して前記ステッピングモータの駆動を制御するコントローラと具備したことを特徴とする。

また、本発明のピックアップ位置決め方法は、光ディスクに記録されたデータに応じた信号を検出するピックアップヘッドと、ステータに対して励磁することでロータを回転させて、前記ピックアップヘッドをディスクの半径方向に移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より移動される前記ピックアップヘッドを当接させて移動範囲を規制するストッパとを有する光ディスク装置におけるピックアップ位置決め方法であって、前記ピックアップヘッドを前記ストッパに当接させて初期位置に設定させる時、前記ピックアップヘッドが前記ストッパに当接した時の前記ロータの回転角に相当する前記ステータの電気角を出力して前記ステッピングモータの駆動を制御することを特徴とする。

本発明によれば、ストッパにピックアップヘッドが当接させて初期位置に設定させる時、ピックアップヘッドがストッパに当接した時のステッピングモータのロータの回転角に相当するステータの電気角を予め試行して求め、それをもとにステッピングモータの脱調を補正するので、ピックアップヘッドの位置を検出するスイッチを設けることなく、精度良くピックアップヘッドを位置決めすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本実施形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

記録媒体としての光ディスク１０は、スパイラル状のトラックが形成されており、ディスクモータ３２によって回転駆動される。本実施形態における光ディスク装置で使用できる光ディスク１０としては、例えばＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＨＤ（High Definition）−ＤＶＤなどがある。

光ディスク１０に対するデータの記録、再生は、ピックアップヘッド（ＰＵＨ）１１から出力されるレーザ光によって行われる。ピックアップヘッド１１は、リードスクリュー２７によって、光ディスク１０の半径方向に移動可能となるように支持されている。ピックアップヘッド１１は、ステッピングモータ２８が駆動されることによって、リードスクリュー２７に沿って光ディスク１０のデータ読み取り面に対向する位置に移動される。例えば、ピックアップヘッド１１は、ステッピングモータ２８が１回転することにより、リードスクリュー２７に沿って３ｍｍ移動されるものとする。

ピックアップヘッド１１には、レーザダイオード、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ１２、シリンドリカルレンズ、フォトディテクタ、レンズポジションセンサ、モニタダイオード等が含まれている。

また、ピックアップヘッド１１には、対物レンズ１２を直交する２方向に移動させる２軸アクチュエータが設けられている。すなわち、フォーカシング方向（レンズの光軸方向）に移動させてフォーカスを調整するフォーカスアクチュエータと、対物レンズ１２をトッラキング方向（光ディスク１０の半径方向）に移動させてトラッキングを調整するトラッキングアクチュエータが設けられている。フォーカスアクチュエータは、ドライバ２０から出力されるフォーカス駆動信号により制御され、トラッキングアクチュエータは、ドライバ２２からのトラッキング駆動信号により制御される。

レーザダイオードは、コントローラ２４（レーザ制御部２４ｃ）の制御のもとで、ＡＰＣ（Auto Power Control）回路３６により駆動されることによりレーザ光を出力する。レーザダイオードから出力されたレーザ光は、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ１２を介して光ディスク１０上に照射される。

光ディスク１０からの反射光は、対物レンズ１２、ビームスプリッタ、及びシリンドリカルレンズを介して、フォトディテクタに導かれる。フォトディテクタは、例えば４分割されている。４分割されたフォトディテクタにより検知された信号は、ヘッドアンプ１４に出力される。

ＡＰＣ回路３６は、コントローラ２４のレーザ制御部２４ｃの制御のもとでレーザダイオードを駆動するもので、レーザ出力のオン／オフ、再生時または記録時におけるレーザ光の強度を制御する。またＡＰＣ回路３６は、ピックアップヘッド１１の内部に搭載されたモニタダイオード（図示せず）の出力が所定の値となるように、レーザダイオードに出力する駆動電流を制御する。

ヘッドアンプ１４は、フォトディテクタからの信号を処理して出力するもので、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号（ＴＥ）、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号（ＦＥ）、例えば４分割されたフォトディテクタから出力される信号を加算したＲＦ信号（情報信号）などを生成して出力する。

ヘッドアンプ１４から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥはサーボアンプ１６に出力され、トラッキングエラー信号ＴＥはサーボアンプ１８に出力される。

サーボアンプ１６は、ヘッドアンプ１４から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥに応じてドライバ２０を駆動制御する。そして、ドライバ２０からピックアップヘッド１１のフォーカシングアクチュエータ（図示せず）に対してフォーカス駆動信号が出力される。

ドライバ２０から出力されるフォーカス駆動信号によりフォーカシングアクチュエータが駆動され、ピックアップヘッド１１から出力されるレーザ光が光ディスク１０の記録膜上にジャストフォーカスするようにフォーカスサーボが実行される。

サーボアンプ１８は、ヘッドアンプ１４から出力されるトラッキングエラー信号ＴＥに応じてドライバ２２を駆動制御する。そして、ドライバ２２からピックアップヘッド１１のトラッキングアクチュエータ（図示せず）に対してトラッキング駆動信号が出力される。

ドライバ２２から出力されるトラッキング駆動信号によりトラッキングアクチュエータが駆動され、ピックアップヘッド１１から出力されるレーザ光が光ディスク１０上に形成されたトラック上を常にトレースするようにトラッキングサーボが実行される。

ディスクモータ３２は、例えばスピンドルモータである。ディスクモータ３２には、回転角に応じて信号を発生する周波数発生器（frequency generator（ＦＧ））が設けられる。周波数発生器（ＦＧ）は、例えば固定子の界磁コイルの起電圧、またはロータのマグネットの回転角を検出するホール素子の出力を利用して、回転角に応じたＦＧ信号、例えば１回転に１８個のＦＧ信号を出力する。

分周器３４は、ディスクモータ３２から出力されるＦＧ信号を分周して、例えばディスクモータ３２が１回転したことを示すＦＧ１信号を生成してコントローラ２４に出力する。コントローラ２４は、ＦＧ１信号と内部の基準周波数を比較し、その誤差に応じてモータ制御回路３０を制御し、ディスクモータ３２を所定の回転数で回転させる。

コントローラ２４は、プロセッサやメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）を含んで構成されるものであり、メモリに記憶された各種プログラムをプロセッサにより実行することで装置全体を総合的に制御する。コントローラ２４は、回転制御部２４ａ、ＰＵＨ移動制御部２４ｂ、レーザ制御部２４ｃ、位置検出部２４ｄ、回転角制御部２４ｅの制御機能を有している。

回転制御部２４ａは、モータ制御回路３０を介して、ディスクモータ３２の回転を制御する。

ＰＵＨ移動制御部２４ｂは、次の３つの制御機能を有している。第１に、ドライバ２６を介してステッピングモータ２８を駆動し、ピックアップヘッド１１を光ディスク１０の半径方向に移動させる。第２に、ＰＵＨ移動制御部２４ｂは、ピックアップヘッド１１の初期位置を検出するために、ピックアップヘッド１１を光ディスク１０の内周方向に移動して、ピックアップヘッド１１の移動可能範囲を規定するストッパ２９に当接させる。第３に、ＰＵＨ移動制御部２４ｂは、ストッパ２９に当接された時のピックアップヘッド１１の位置を初期位置として、ピックアップヘッド１１の位置決めを制御する。

ストッパ２９は、光ディスク装置内の予め決められた位置に取り付けられる。ストッパ２９には、寸法誤差や取り付け誤差があるために、装置ごとにストッパ２９に当接された時のピックアップヘッド１１の位置にバラツキが生じる。本実施形態における光ディスク装置は、ピックアップヘッド１１の位置決めを高い精度で行なうために、コントローラ２４で予め求めた補正データをもとに、ステッピングモータ２８の脱調を補正する。補正データは、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接された時のステッピングモータ２８のロータの回転角を示す。

レーザ制御部２４ｃは、ＡＰＣ回路３６を制御して、ピックアップヘッド１１のレーザダイオードからレーザ光を出力させる。

位置検出部２４ｄは、電源投入後に実行される初期動作において、ステッピングモータ２８により移動されるピックアップヘッド１１の位置を示す位置情報を検出する。本実施形態では、ピックアップヘッド１１によって光ディスク１０から検出した信号をもとに、光ディスク１０に記録されたディスクアドレス（アドレス情報）を生成し、このディスクアドレスをもとにピックアップヘッド１１が移動した位置を検出する。

回転角制御部２４ｅは、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接した後、ドライバ２６を制御して、ステッピングモータ２８のステータの電気角が所定の電気角となる位置で停止させるように動作する。

ステッピングモータ２８は、ロータにマグネットを使用した構成とする。ＰＵＨ移動制御部２４ｂは、ドライバ２６を通じて、例えば２相励磁方式によってステッピングモータ２８を駆動するものとする。

フラッシュＲＯＭ３８は、各種データを記録するための不揮発性のメモリである。本発明にあってはフラッシュＲＯＭ３８には、電源投入後に実行される初期動作において起こるステッピングモータ２８の脱調を補正するための補正データが記憶される。

次に、本実施形態における光ディスク装置の動作について説明する。

本実施形態における光ディスク装置は、ピックアップヘッド１１の初期位置を検出するために機械的なスイッチを使用していない。また本実施形態の光ディスク装置は、電源投入後の初期動作時に、ピックアップヘッド１１を光ディスク１０の内周方向に移動することでストッパ２９に当接させて、ピックアップヘッド１１の初期位置とする。また本実施形態では、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接させた時のステッピングモータ２８のロータの回転角を、予め学習してフラッシュＲＯＭ３８に格納した補正データにより停止する。

更に補正データの学習では、説明を容易にするために、ステッピングモータ２８のステータを所定の電気角となる位置で停止させ、そのステッピングモータ２８を励磁してピックアップヘッド１１を外周方向（ＦＷ）に一定回転量移動させて位置を検出する処理を４回繰り返して実行するものとする。すなわち、ステッピングモータ２８のステータの電気角３６０°を例えば４分割した各電気角に対し４回の試行によって得られた移動量の平均値から補正データを得る。

以下、電源投入後の初期動作時に、ステッピングモータのロータ回転角を求める方法と、それに基づいてロータの回転角の補正データを得るための処理について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、光ディスク装置は、電源が投入されると、光ディスク１０が装着されているかを検知する。光ディスク１０が装着されていなければ、光ディスク１０の装着を促す。例えば、光ディスク１０を装着するためのトレーを排出する、あるいは光ディスク１０の装着をユーザに促すための表示や音声を出力する。なお、光ディスク１０には、ディスク上の絶対位置を示すディスクアドレスが記録されている。光ディスク１０から読み取られるディスクアドレスをもとに、光ディスク１０の半径方向の位置を算出することができる。

光ディスク１０が装着されると、コントローラ２４は、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接させた後に外周方向に移動させる処理の回数を示す変数値Ｎを初期値“１”に設定する（ステップＡ１）。

次に、コントローラ２４のＰＵＨ移動制御部２４ｂによってステッピングモータ２８を駆動して、ピックアップヘッド１１を光ディスク１０の内周方向（ＢＷ）に所定距離移動させる（ステップＡ２）。即ち、ＰＵＨ移動制御部２４ｂは、ドライバ２６を介して、ピックアップヘッド１１を移動可能な距離以上を移動させるためのパルスをステッピングモータ２８に供給する。

この理由は、電源投入時、コントローラ２４は、ピックアップヘッド１１が、光ディスク１０に対してどの位置に存在するか認識していない。このため、電源投入後に、最初にピックアップヘッド１１を移動させる場合には（Ｎ＝１の場合）、ピックアップヘッド１１が例え最端部の位置にあったとしても、ストッパ２９に当接させることができるパルスをステッピングモータ２８に供給して、ピックアップヘッド１１を内周方向に移動させる。これにより、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接してステッピングモータ２８のロータが停止し、脱調が起こる。そして、回転角制御部２４ｅは、ドライバ２６を制御して、ステッピングモータ２８のステータの電気角がＮａとなる位置で励磁を停止させる（ステップＡ３）。

図３には、例えば２相励磁により駆動されるステッピングモータ２８のステータの電気角とロータの回転角の変化を示している。図３においては、１〜４、１ａ〜４ａ、４ｂは、それぞれステータの電気角の位置を示している。図３に示す、１と１ａ、２と２ａ、３と３ａ、４と４ａ，４ｂは、それぞれ同じ電気角を示す。

ステッピングモータ２８の駆動によりピックアップヘッド１１を内周方向（ＢＷ）に移動していくと、やがてストッパ２９に当接する。この時、ステッピングモータ２８のロータがストッパ位置ＳＴである、例えば回転角１で回転が制限されたとする。しかしながら、コントローラ２４のＰＵＨ移動制御部２４ｂは、ステッピングモータ２８のロータが回転停止したとしてもそのことが検出できないため、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接された後も、ステータに対する励磁を継続する。このため、ステッピングモータ２８は、ロータとステータの同期が外れた状態、すなわち脱調（step out）した状態で動作する。そして、ＰＵＨ移動制御部２４ｂは、ステッピングモータ２８のステータが例えば図３の電気角が１ａとなる位置で停止させる。

なお、図３では、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接し、ステッピングモータ２８のロータの回転が制限された後にステータを電気角１ａ，２ａ，３ａ，４ａの位置となる位置で停止させるように図示している。しかしながら、実際にはピックアップヘッド１１を確実にストッパ２９に対して当接させるために、もっと長い期間励磁が行われる。

次に、ＰＵＨ移動制御部２４ｂはステータの電気角が１ａの位置にあるステッピングモータ２８を駆動し、ピックアップヘッド１１を光ディスク１０の外周方向（ＦＷ）に移動させる（ステップＡ４）。ここでは、ＰＵＨ移動制御部２４ｂは、予め決められた一定回転量分、ステッピングモータ２８のステータを励磁する。

例えば図３において、ステッピングモータ２８のロータの回転を制限するストッパ２９の位置ＳＴに対応するステータの電気角は１または１ａである。従って、ステータが１ａの電気角で停止されている場合、ロータは、ステータの電気角１ａに相当する回転角の位置にある。従って、ステッピングモータ２８のステータに対して電気角１ａ（１）の位置から一定回転量分だけ励磁すると、その励磁に応じてロータが回転し、ピックアップヘッド１１を外周方向（ＦＷ）に移動する（ステップＡ４）。

コントローラ２４は、外周方向に一定回転量移動されたピックアップヘッド１１により、光ディスク１０に記録されたディスクアドレスを読み出すための制御を実行する（ステップＡ５）。すなわち、レーザ制御部２４ｃによりＡＰＣ回路３６を駆動し、ピックアップヘッド１１から光ディスク１０に対して所定のレーザ光を照射させ、また回転制御部２４ａによりモータ制御回路３０を制御して、光ディスク１０を所定の回転数で回転させる。そして、コントローラ２４は、ピックアップヘッド１１から照射されるレーザ光を光ディスク１０にフォーカスオンさせ、その後、トラッキングサーボをオンする。

光ディスク１０からの反射光は、ピックアップヘッド１１に設けられたフォトディテクタにより導かれる。そのフォトディテクタは、光量に応じた信号をヘッドアンプ１４に出力する。ヘッドアンプ１４は、ピックアップヘッド１１のフォトディテクタからの信号をもとに、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号（ＴＥ）、フォーカスエラー信号（ＦＥ）を生成して出力する。フォーカスエラー信号（ＦＥ）に応じて、ドライバ２０からピックアップヘッド１１に対してフォーカス駆動信号が出力されて、フォーカスサーボが実行される。また、トラッキングエラー信号（ＴＥ）に応じて、ドライバ２２からピックアップヘッド１１に対してトラッキング駆動信号が出力されて、トラッキングサーボが実行される。

ヘッドアンプ１４から出力されるＲＦ信号は、図示していない再生回路により復調され、光ディスク１０に記録されたディスクアドレス（Ｄ１）が生成される。コントローラ２４の位置検出部２４ｄは、光ディスク１０から読み取られたディスクアドレス（Ｄ１）を内部メモリに記憶する（ステップＡ６）。

ここで、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接し、ステッピングモータ２８のロータが脱調する４つのケースの動作について説明する。

図４は、ステータの電気角１ａの位置から一定回転量分だけ励磁した場合のロータの回転量（移動量）を示している。なお、図４〜図７においては、説明を簡単にするために、ピックアップヘッド１１を光ディスク１０の外周方向に移動する一定回転量を、ステッピングモータ２８の１回転としている。ただし、実際には、光ディスク１０に記録されたディスクアドレスをピックアップヘッド１１が読み取ることができる位置まで移動させる回転量となる。

例えば、図４に示すように、ステッピングモータ２８を１回転（４／４回転）させるため、ＰＵＨ移動制御部２４ｂによって電気角１ａの位置にあるステータを励磁すると、このステータの励磁に応じてロータが１（４／４）回転する。そして、このロータの回転に伴いピックアップヘッド１１が移動した位置の光ディスク１０から読み取ったディスクアドレスをＤ１とする。

ここで、Ｎ＞３である場合（ステップＡ７、Ｎｏ）、コントローラ２４は、変数値Ｎに＋１を加算して（ステップＡ１１）、前述と同じステップＡ２〜Ａ６の処理を実行する。すなわち、コントローラ２４のＰＵＨ移動制御部２４ｂはステッピングモータ２８を駆動して、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接させる。ここでは、ＰＵＨ移動制御部２４ｂは、ステッピングモータ２８のステータの電気角が２ａとなる位置で停止させる。

この場合、ロータの回転角が１ａ（１）の位置となった時点で、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接され、ステータは電気角が２ａ（２）となる位置で停止させる。そして、ＰＵＨ移動制御部２４ｂによって電気角が２ａ（２）の位置にあるステッピングモータ２８のステータが励磁されると、ピックアップヘッド１１は光ディスク１０の外周方向（ＦＷ）に１回転だけ移動する。

図５には、電気角２ａの位置から１回転分だけステータを励磁した場合のロータの回転量を示している。

図５に示すように、ステッピングモータ２８を１回転（４／４回転）させるために、電気角２ａにあるステータを励磁すると、電気角２ａ−１ａの間（１／４回転）は、ロータの回転力はステータによって吸引されるために回転せず、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に押しつけるように作用する。そして、ステータに対する励磁が電気角１ａの位置以降になると、ロータの回転角とステータの電気角が相対するため、ステータに対する励磁に応じてロータも回転する。ロータの回転に伴いピックアップヘッド１１が３／４回転だけ移動する。ここで、その移動位置の光ディスク１０から読み取ったディスクアドレスをＤ２とする。

この図５の場合、ステータに対して１回転（４／４回転）するように励磁しても、ロータは３／４回転するだけとなる。すなわち、ステータに対する電気角２ａ−１ａの範囲の励磁ではピックアップヘッド１１が移動されない。したがって、図４のケースと比較して、回転角２ａ−１ａの範囲に相当する分（１／４回転分）、ピックアップヘッド１１の移動距離が短くなる。

同様にして、Ｎ＞３である場合（ステップＡ７のＮｏ）、コントローラ２４は、変数値Ｎに＋１を加算して（ステップＡ１１）、前述と同じステップＡ２〜Ａ６の処理を実行する。すなわち、コントローラ２４はステッピングモータ２８を駆動して、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接させる。またここでは、ステッピングモータ２８のステータの電気角が３ａとなる位置で停止させる。

この場合、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接して、ステッピングモータ２８のロータが停止した時の回転角は１ａ（１）に相当する位置であるとする。ステッピングモータ２８のステータの電気角が３ａ（３）の位置で停止させたことにより、中立の状態となる。すなわち、ステータの電気角３ａ（３）の位置で停止されると、ロータは、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接させた位置で停止する。そして、ＰＵＨ移動制御部２４ｂによって電気角が３ａ（３）の位置にあるステッピングモータ２８のステータが励磁されると、ピックアップヘッド１１は光ディスク１０の外周方向（ＦＷ）に１回転だけ移動する。

図６には、電気角３ａの位置から１回転分だけステータを励磁した場合のロータの回転量を示している。

図６に示すように、ステッピングモータ２８を１回転（４／４回転）させるように、電気角３ａの位置にあるステータを励磁すると、その励磁に応じてロータが１（４／４）回転する。ここで、ロータの回転に伴い、ピックアップヘッド１１が移動した位置の光ディスク１０から読み取ったディスクアドレスをＤ３とする。なお、ディスクアドレスＤ１とディスクアドレスＤ３とは同じアドレスである。

次に、同様にして、Ｎ＞３である場合（ステップＡ７のＮｏ）、コントローラ２４は、変数値Ｎに＋１を加算して（ステップＡ１１）、前述と同じステップＡ２〜Ａ６の処理を実行する。すなわち、コントローラ２４はステッピングモータ２８を駆動して、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接させる。またここでは、ステッピングモータ２８のステータの電気角が４ａとなる位置で停止させる。

この場合、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接した時のロータの回転角が１ａ（１）に相当する位置であるとする。一方、ステータは電気角４ａ（４）となる位置で停止させる。この場合には、ロータはステータの電気角４ａに相当する位置に回転吸引されるために、ステータの電気角４ａと同じ位置である回転角４ｂの位置で停止するように動作する。すなわち、ピックアップヘッド１１は、ストッパ位置ＳＴより１／４回転だけ外周方向（ＦＷ）に移動した位置で停止することになる。そして、ＰＵＨ移動制御部２４ｂによって電気角４ａ（４ｂ）の位置にあるステッピングモータ２８のステータが励磁されると、ピックアップヘッド１１は光ディスク１０の外周方向（ＦＷ）に１回転だけ移動する。

図７には、電気角４ａ（４ｂ）の位置から１回転分だけステータを励磁した場合のロータの回転量を示している。

図７に示すように、ステッピングモータ２８を１回転（４／４回転）させるように、電気角４ａ（４ｂ）の位置にあるステータを励磁すると、ピックアップヘッド１１はストッパ位置ＳＴから１／４回転だけ外周方向に移動して停止しているため、ストッパ位置ＳＴから５／４回転に相当する距離までロータが回転される。ここで、ロータの回転に伴いピックアップヘッド１１が移動した先で読み取られたディスクアドレスをＤ４とする。

ここでＮ＝４であるから、ステップＡ７の判断にてＮ＞３ではないと判断するので（ステップＡ７のＹｅｓ）、コントローラ２４はステップＡ８の処理に移行する。こうして、ストッパ２９にピックアップヘッド１１を当接させた後にステッピングモータのステータを所定電気角で停止させ、更にそのステッピングモータによってピックアップヘッド１１を外周方向に一定量移動させた位置のディスクアドレスを読み取る動作を４回繰り返し、ディスクアドレスＤ１〜Ｄ４を取得する。

次に、コントローラ２４は、取得したディスクアドレスＤ１〜Ｄ４から光ディスク１０の半径位置として平均値Ｄaveを算出する（ステップＡ８）。

次に、コントローラ２４は、ディスクアドレスＤ１〜Ｄ４の中から算出した平均値Ｄaveに最も近いディスクアドレスを選択する（ステップＡ９）。そして、選択したディスクアドレスに対応するステータの電気角Ｎａを判別し、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接される時のロータの回転角とする（ステップＡ１０）。そして、コントローラ２４は、このロータの回転角ＮａをフラッシュＲＯＭ３８に記憶する。

例えば、前述したステータの電気角１ａ（１）又は３ａ（３）の位置から、光ディスク１０の外周方向にピックアップヘッド１１を移動させるために１回転分だけステータを励磁した場合には、ピックアップヘッド１１は、ほぼ同じ位置まで移動される（図４、図６を参照）。この時、光ディスク１０から読み取られるディスクアドレスはＤ１，Ｄ３である。また、ステータの電気角２ａ（２）の位置から１回転分だけステータを励磁した場合には、ピックアップヘッド１１は３／４回転分に相当する位置まで移動される（図５を参照）。この時、光ディスク１０から読み取られるディスクアドレスはＤ２である。また、ステータの電気角４ａ（４ｂ）の位置から１回転分だけステータを励磁した場合には、ピックアップヘッド１１は５／４回転分に相当する位置まで移動される（図７を参照）。この時、光ディスク１０から読み取られるディスクアドレスはＤ４である。

従って、ディスクアドレスＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応するディスク半径位置からその平均値Ｄaveを求めると、ディスクアドレスＤ１あるいはＤ３が平均値Ｄaveと最も近い値と判定することができる。

なお、ディスクアドレスＤ１又はＤ３の何れを選択するかは、次のようにして決定することができる。例えば、ディスクアドレスＤ１の後に読み取られるディスクアドレスＤ２が、ディスクアドレスＤ１より光ディスク１０の内周側から読み取られたアドレスであるかを判別する。同様にして、ディスクアドレスＤ３の後に読み取られるディスクアドレスＤ４が、ディスクアドレスＤ３より光ディスク１０の内周側から読み取られたアドレスであるかを判別する。この結果、後から読み取られたディスクアドレスが光ディスク１０の内周側であった方のディスクアドレスを選択するように設計する。

図４乃至図７の例では、ディスクアドレスＤ１の次に読み取られるディスクアドレスＤ２は、ディスクアドレスＤ１よりも光ディスク１０の内周側となる。一方、ディスクアドレスＤ３の次に読み取られるディスクアドレスＤ４は、ディスクアドレスＤ３よりも光ディスク１０の外周側となる。したがって、ディスクアドレスＤ１を選択する。図５に示すように、次に読み取られるディスクアドレスＤ２が、ディスクアドレスＤ１よりも光ディスク１０の内周側である場合には、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に押しつけられていたことになる。従って、ディスクアドレスＤ１が読み取られた時のステータの電気角１ａ（１）が、ストッパ２９にピックアップヘッド１１が当接した時のロータの回転角に相当すると判別することができる。そして、コントローラ２４は、このロータの回転角１ａをフラッシュＲＯＭ３８に記憶録する。

このフラッシュＲＯＭ３８に記憶された回転角１ａはコントローラ２４によって読み出され、ピックアップヘッド１１を初期位置に設定させる動作において、ストッパ２９に当接した際のステッピングモータ２８の脱調を補正するデータとして使用され、その結果ピックアップヘッド１１を正しく位置決めすることが可能とする。

すなわち、光ディスク１０には、予め規定された位置に制御用データ等が記録されている。例えば、光ディスク１０が、ＣＤの場合にはＴＯＣ（table of contents）情報が、ＤＶＤ及びＨＤ−ＤＶＤの場合にはリードイン情報が定められた位置に記録されている。コントローラ２４は、ストッパ２９により規定される初期位置から、前述した各データが記録された位置までの距離を把握している。したがって、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接させて初期位置を検出した後、短時間に制御用データの読み取り位置にピックアップヘッド１１を移動させることができる。この際、コントローラ２４は、フラッシュＲＯＭ３８に記憶した補正データをもとに、ステッピングモータの脱調を補正する。光ディスク装置の製造にあっては、ストッパ２９に寸法誤差や取り付け誤差が生じている。このため、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接して検出した初期位置に誤差が含まれていたとしても、精度良く読み取り対象とするデータが記録された位置にピックアップヘッド１１を移動させることができる。

このようにして、本実施形態における光ディスク装置では、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接された時のステッピングモータ２８のロータの回転角を検出し、この回転角を補正データとしてピックアップヘッド１１の位置決めを補正することができる。従って、ストッパ２９の寸法誤差や取り付け誤差によって光ディスク装置ごとにバラツキが生じていたとしても、ピックアップヘッド１１の位置決めを高い精度で制御することができる。特に、ＨＤ−ＤＶＤなどのように、記録密度の向上に伴ってデータが記録されるトラックピッチが小さくなっていたとしても、ステッピングモータ２８を回転角のレベルで補正することができるため、正確にデータの読み取りが可能となる。

なお、ストッパ２９にピックアップヘッド１１が当接されたことを検知する方法として、ステッピングモータ２８の逆起電圧が低下、または０（Ｖ）となったことを検出することが考えられる。例えばステッピングモータ２８に対して駆動する時間と、逆起電力を測定する時間とを設けることで逆起電圧を検出することが可能である。例えば、ステータの電気角の一部の区間で駆動を止め、その間に逆起電圧を検出することが可能である。しかしながら、この方法では、逆起電圧を測定している間に、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当たるとは限らない。また、逆起電圧の検出には時間遅れが伴うため、図３に示すように、逆起電圧が０（Ｖ）となったことを検出する時点と、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接することでロータの回転が停止される時点とに誤差が生じる。このため、逆起電圧の変化をもとにピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接したことを検知する方法では、精度良く補正データを生成することができない。

これに対して、本実施形態における光ディスク装置では、ステータの電気角（３６０度）を複数に分割し、各電気角の位置から一定回転量だけ駆動してピックアップヘッド１１を光ディスク１０の外周方向に移動させている。そして、それぞれの移動位置の平均をもとにして、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接した時のロータの電気角を検出する。このため、ピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接した時のロータの回転角を精度良く検知することができる。

なお、前述した説明では、ステータの電気角３６０°を４分割して、ピックアップヘッド１１を光ディスク１０の外周方向に移動させる動作を４回実行するとしているが、分割数を増やして、ピックアップヘッド１１を外周方向に移動させる回数を増やすようにしても良い。また、ステータの１つの電気角について、ピックアップヘッド１１を外周方向に移動させる動作を１回実行しているが、複数回を実行するようにしても良い。これにより、より高い精度でピックアップヘッド１１がストッパ２９に当接した時のロータの回転角を検出することができる。

また、ピックアップヘッド１１の位置を補正するためのフラッシュＲＯＭ３８の補正データは、光ディスク装置の電源投入後に実行される初期動作において毎回実行しても良い。また、電源投入後に毎回実行するのではなく、光ディスク装置に対して最初の電源投入時に実行される初期動作において補正データを検出するようにしても良い。ここで、光ディスク装置に対する最初の電源投入は、光ディスク装置が工場から出荷される前の工場内で実行されるものとしても良いし、ユーザが最初に光ディスク装置を使用するために実行されるものとしても良い。最初の電源投入時に検出された補正データは、フラッシュＲＯＭ３８に記憶しておく（行程学習）。フラッシュＲＯＭ３８に補正データが記録されている場合、光ディスク装置のコントローラ２４は、初期動作時には補正データを検出するための動作を実行せず、フラッシュＲＯＭ３８に記憶された補正データを読み出して、ピックアップヘッド１１に対する位置決めを制御する。さらに、光ディスク装置は、外部からの指示に応じて、補正データを検出する動作を実行して、フラッシュＲＯＭ３８に記録するようにしても良い。例えば、ユーザからの指示に応じて補正データの修正をすることもできる。

なお、前述した説明では、光ディスク１０を通常のデータ読み取り対象とするディスクとしているが、補正データを検出するための専用の基準ディスクを用いるようにしても良い。例えば、光ディスク装置に対する最初の電源投入時に基準ディスクを使用する。基準ディスクは、例えばディスクの半径方向の位置に対応するようにディスクアドレスが記録されているものする。

また、ピックアップヘッド１１を外周方向（ＦＷ）に移動させた時のピックアップヘッド１１の位置を、光ディスク１０に記録されたアドレス情報を読み取ることで検出しているが、他の方法によってピックアップヘッド１１が移動した距離を測定するようにしても良い。例えば、光センサ等によってピックアップヘッド１１を検出して移動距離を検出することも可能である。

また、前述した実施形態では、ストッパ２９を光ディスク１０の内周側に設け、ピックアップヘッド１１を内周方向（ＢＷ）に移動させることで、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接させているが、ストッパ２９を光ディスク１０の外周側に設けるようにしても良い。この場合、初期動作においてピックアップヘッド１１を外周側に移動させて、ピックアップヘッド１１をストッパ２９に当接させることにより初期位置を検出する。

さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の実施形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図。 本実施形態における電源投入後の初期動作時に補正データを検出するための処理について説明するためのフローチャート。 本実施形態における２相励磁により駆動されるステッピングモータ２８のステータとロータの回転角の変化を示す図。 本実施形態における電気角１ａの位置から１回転だけステータを励磁した場合のロータの回転量を示す図。 本実施形態における電気角２ａの位置から１回転だけステータを励磁した場合のロータの回転量を示す図。 本実施形態における電気角３ａの位置から１回転だけステータを励磁した場合のロータの回転量を示す図。 本実施形態における電気角４ａの位置から１回転だけステータを励磁した場合のロータの回転量を示す図。

符号の説明

１０…光ディスク、１１…ピックアップヘッド（ＰＵＨ）、１２…対物レンズ、１４…ヘッドアンプ、１６，１８…サーボアンプ、２０，２２，２６…ドライバ、２４…コントローラ、２４ａ…回転制御部、２４ｂ…ＰＵＨ移動制御部、２４ｃ…レーザ制御部、２４ｄ…位置検出部、２４ｅ…回転角制御部、２７…リードスクリュー、２８…ステッピングモータ、２９…ストッパ、３０…モータ制御回路、３２…ディスクモータ、３４…分周器、３６…ＡＰＣ回路、３８…フラッシュＲＯＭ。

Claims (6)

1. 光ディスクに記録されたデータに応じた信号を検出するピックアップヘッドと、
   ステータに対して励磁することでロータを回転させて、前記ピックアップヘッドをディスクの半径方向に移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より移動される前記ピックアップヘッドを当接させて移動範囲を規制するストッパと、
   前記ピックアップヘッドを前記ストッパに当接させて初期位置に設定させる時、前記ピックアップヘッドが前記ストッパに当接した時の前記ロータの回転角に相当する前記ステータの電気角を出力して前記ステッピングモータの駆動を制御するコントローラと
   を具備したことを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記ステータの電気角は、３６０度の電気角を複数に分割したそれぞれの電気角で試行した結果から選択されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記コントローラは、
   （１）前記ステッピングモータを励磁して前記ピックアップヘッドを前記ストッパが設けられた第１の方向に所定距離移動するように駆動し、
   （２）前記ピックアップヘッドが前記ストッパに当接することにより前記ステッピングモータのロータが脱調した後、前記ステッピングモータのステータが所定の電気角となる位置で停止させ、
   （３）前記所定の電気角の位置で停止した前記ステッピングモータを励磁して、前記ピックアップヘッドを前記第１の方向と反対の第２の方向に一定回転量移動するように駆動し、
   （４）前記一定回転量移動した前記ピックアップヘッドが位置するディスクアドレスを読み取り、
   前記（１）乃至（４）の動作を前記ステータの電気角（３６０度）をＮ分したそれぞれの電気角で複数回実行し、それにより読み取ったディスクアドレスが示す位置情報の平均値を算出し、
   前記平均値に最も近い位置の前記ステータの電気角を前記ステッピングモータのロータの回転角を表す前記補正データとして記憶する
   ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
4. 前記補正データを記憶するための不揮発性メモリをさらに具備し、
   前記コントローラは、前記不揮発性メモリに記憶された補正データをもとに、前記ストッパに当接した時の前記ステッピングモータのロータ回転角を補正することを特徴とする請求項３記載の光ディスク装置。
5. 光ディスクに記録されたデータに応じた信号を検出するピックアップヘッドと、
   ステータに対して励磁することでロータを回転させて、前記ピックアップヘッドをディスクの半径方向に移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より移動される前記ピックアップヘッドを当接させて移動範囲を規制するストッパとを有する光ディスク装置におけるピックアップ位置決め方法であって、
   前記ピックアップヘッドを前記ストッパに当接させて初期位置に設定させる時、前記ピックアップヘッドが前記ストッパに当接した時の前記ロータの回転角に相当する前記ステータの電気角を出力して前記ステッピングモータの駆動を制御することを特徴とするピックアップ位置決め方法。
6. 前記ステッピングモータのロータの回転角は、
   （１）前記ステッピングモータを励磁して前記ピックアップヘッドを前記ストッパが設けられた第１の方向に所定距離移動するように駆動し、
   （２）前記ピックアップヘッドが前記ストッパに当接することにより前記ステッピングモータのロータが脱調した後、前記ステッピングモータのステータが所定の電気角となる位置で停止し、
   （３）前記所定の電気角の位置で停止した前記ステッピングモータを励磁して、前記ピックアップヘッドを前記第１の方向と反対の第２の方向に一定回転量移動するように駆動し、
   （４）前記一定回転量移動した前記ピックアップヘッドが位置するディスクアドレスを読み取り、
   前記（１）乃至（４）の動作を前記ステータの電気角（３６０度）をＮ分したそれぞれの電気角で複数回実行し、それにより読み取った前記ディスクアドレスが示す位置情報の平均値を算出し、
   前記平均値に最も近い位置に対応する前記ステータの電気角とする
   ことを特徴とする請求項５に記載のピックアップ位置決め方法。

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