CN1350286A - 光盘设备和聚焦跳变方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是使聚焦跳变可以在短时间内稳定地进行,以使在盘的多个记录层的每个记录层上的聚焦控制如此实现:其效果不被物镜移动速度中的干扰或变化所吸收。为达到该目的,提供了聚焦误差信号电平监视装置、从聚焦误差信号中除去噪声的装置、检测物镜移动速度的速度检测装置以及根据速度检测装置检测到的移动速度产生控制物镜的电压的速度控制电压发生装置。在聚焦跳变过程中检测物镜移动速度,产生对应检测到的移动速度的物镜驱动信号,并且在聚焦跳变结束前根据聚焦误差信号的特性立即确定聚焦跳变结束位置,由此,按稳定方式迫使聚焦控制从对应一层记录层的聚焦点移到对应另一层记录层的聚焦点。

Description

光盘设备和聚焦跳变方法
                          技术领域
本发明涉及一种光盘设备，用于以光学方式重放来自于光盘的信号，或者，用于以光学方式把信号记录到光盘上并能从光盘上重放该信号。更具体地讲，本发明这样的光盘设备，它能重放来自于光盘的信号，或者，能把信号记录在光盘上并能从光盘上重放该信号，该光盘从盘表面侧具有多层记录层。
                           背景技术
当前标准化的数字视盘(或数字多用盘；以下称作“DVD”)中有单面/双层盘、双面/单层盘、单面/双层盘和双面/双层盘。即，与例如只是在一个表面上有单层记录层的致密盘(以下称作“CD”)和激光盘(以下称作“LD”)等其它常规盘相反，这里的DVD在一个表面上有两层记录层，以提高记录容量。
例如，图2A所示的单面/双层盘是这样制造的：在两个0.6mm厚的盘的每一个盘上形成记录层；在各个盘上形成高反射率的铝膜和半透明金膜；把两张盘粘接在一起。图2B所示的双面/双层盘是这样制造的：把两个厚0.6mm的盘粘接在一起，在每个盘中在深度方向上有多路信息。
在上述双层盘中，信息记录在每层记录层中。如图2D所示，当用于驱动物镜的信号电平逐渐增大时(假设物镜相应地接近光盘)，在物镜的一定位置处，在聚焦误差信号(如图2C所示)中会出现光束在下层(以下称作“第0层”)记录层上聚焦的点(以下称作“聚焦点”)。当物镜再上升时，在比上述位置高的物镜位置处会出现对应上层(以下称作“第1层”)记录层的聚焦点。简而言之，在双层盘中，通过垂直移动物镜使光束在每个记录层上聚焦。在CD和LD中，使光束聚焦在单面上的单层记录层上就足够了。另一方面，在从一侧具有两个或更多记录信息的平面的多层盘(诸如DVD)中，除非从对应光束当前聚焦的记录层的聚焦点转换到对应另一记录层的另一聚焦点，否则存入后一记录层中的信息就不能读出。
记录层之间的聚焦点转换(以下称作“聚焦跳变”)已由例如日本特许公开平9-50630和平11-345420公开。日本特许公开平9-50630所公开的方法如下。例如，如图3所示，从第0层至第1层进行聚焦跳变。为从第0层移动到第1层，首先，聚焦伺服回路处于开路状态或保持状态，给用于驱动物镜的传动装置加上升电压，使物镜加速。在第0层与第1层之间的聚焦位置的层间区域中，在聚焦误差信号处于阈值电平之间的周期中，停止给传动装置施加电压。在聚焦误差信号超过高阈值电平后，按规定周期给传动装置施加下降电压，并且聚焦伺服回路在对应第1层的聚焦点附近闭合，以完成聚焦跳变。该方法能实现稳定聚焦跳变，而不用考虑层间距离变化、加给聚焦误差信号的噪音、用于驱动物镜的传动装置的灵敏度变化和其它因素。
日本特许公开平11-345420公开的方法如下。在聚焦跳变中测量减速脉冲末端的聚焦误差信号，并用测量值校正下一聚焦跳变中的减速脉冲的输出定时。通过重复该操作，调节获知聚焦跳变中的减速脉冲的最佳输出定时。这个方法使得即使在以下情况下也能实现稳定的聚焦跳变：聚焦误差信号由于电路系统中的漂移、光盘特性局部变化、层间距离或反射率变化，或者拾波特性变化引起不适当的平衡或具有畸变的波形；传动装置得到的最大加速度小。
                          发明内容
但是，上述常规技术中有以下问题，因为这些技术在从光束当前聚焦的一层到另一层进行聚焦跳变时没有考虑所谓的“表面振动”现象(这是加到聚焦误差信号的一种噪音分量)和执行聚焦跳变过程中引入的干扰。当光盘不完全平整和翘曲或弯曲、或者安装的光盘表面由于转盘的机械精度不够或其它因素不垂直于主轴电动机的转动轴时，会出现表面振动。
如图4A和4B所示，在伺服回路闭合的状态下，为保持聚焦状态，物镜驱动信号的电压根据表面振动分量变化。假设为进行聚焦跳变而加一定的加速电压。那么，加速开始后的速度取决于加速电压是加到物镜驱动信号电压的波谷(见图4A)还是波峰(见图4B)，其原因如下。在图4A所示情况下，物镜移动方向与聚焦跳变移动方向相反，因此，所加的加速电压引起的加速小。另一方面，在图4B所示情况下，物镜移动方向与聚焦跳变移动方向相同，因此，所加的加速电压引起的加速大。
即，当聚焦跳变开始时，加速电压引起的加速度取决于物镜移动的方向。当聚焦点转换到对应另一记录层的聚焦点并开始减速时，物镜的移动速度变化，并且减速电压引起的减速度也变化。由于减速电压恒定，根据减速开始时的速度，过度的减速可能会导致返回对应前一记录层的聚焦点，或者，减速不足可能会导致越过对应目标记录层的聚焦点。这意味着很难以稳定方式执行聚焦跳变的问题。
日本特许公开平11-345420公开的方法按以下方式克服了上述缺点：通过几次能进行满意的聚焦跳变的聚焦跳变，获取相关位置的最佳加速电压和减速电压。但是，在获取最佳聚焦跳变之前，聚焦跳变很可能不稳定和出现故障。另一个问题是，当物镜移动速度因聚焦跳变过程中的干扰等而变化时，设备不能吸收干扰的影响，并且，由于获取方法得到的数据提供了恒定的加速电压和减速电压，使聚焦跳变变得不稳定。
日本特许公开平11-345420所公开的方法还有一个问题：为了克服表面振动和光盘特性的局部变化，需要存储大量的试验数据，造成电路规模变大。
通过解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种光盘设备，它能以稳定的方式进行聚焦跳变，而不需要大容量存储器，而且不用考虑以下因素的影响：表面振动、层间距离变化、加到聚焦误差信号的噪声、驱动物镜的传动装置的灵敏度变化、聚焦跳变过程中引入的干扰和其它因素。
以前，需要聚焦跳变的DVD只是用于重放(例如，DVD-ROM(DVD只读存储器)和DVD-VIDEO(其上预先记录大容量的电影图像数据、程序等))。用于记录的DVD(例如DVD-RAM(DVD随机存取存储器)、DVD-R(可记录的DVD)和DVD-RW(能重写的DVD))只有单层记录层，因此，不需要聚焦跳变。
可顺便提及的是，近年来，开始了高清晰度移动图像数据的数字广播。为了能在普通家庭中或类似场合长期记录这种数据，需用大容量的记录媒体。上述的DVD记录媒体的存储容量不够，因此，为了获得更大容量，需要多层记录光盘。
但是，尽管通过使记录表面形成多层提高了容量，但由于盘介质的随机存取的优点，在膜层之间需要移动；需要象在只用于重放的DVD中那样进行聚焦跳变。上述的常规技术没考虑在能记录数据的盘中的聚焦跳变，因此存在以下与记录过程中要进行的聚焦跳变相关的问题。
如果用具有多层记录层的记录媒体记录例如上述的高清晰数字移动图像数据的数字广播，需要实时记录，其中广播记录与广播接收同时进行，因此应能够在记录媒体上进行全时记录。另外，在盘(记录媒体)的情况下，可能会产生这样的情况：下一个记录位置与当前记录位置之间距离较远。因此，应即时地移动到目标位置。这导致以下问题：如果在聚焦跳变过程中未能移动到目标记录层，应从在原记录层上的聚焦开始另一次尝试，但这需要时间并使得不能全时记录(在这种尝试中数据会丢失)。另一个问题是：除非在记录过程中能正确地移动到目标位置，否则会错误地擦除已记录的部分。
通过解决上述问题，本发明的第二个目的是提供一种光盘设备，即使在记录过程中该光盘设备也能以稳定方式进行聚焦跳变，按该方式，在进行聚焦跳变时，光盘设备不仅控制传动装置，以便能通过监视聚焦误差信号电平是否超过设定的阈值电平来使聚焦位置偏离目标记录位置，而且，通过将激光功率减小到不能进行记录的值能防止错误地擦除已记录部分中的数据。
为达到本发明的第一个目的，提供了一种光盘设备，它具有聚焦跳变功能，能实现在盘的多层记录层中的每层记录层上的聚焦控制，该设备包括：物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；移动装置，用于按驱动电压发生装置的输出电压在大致垂直于盘的记录层的方向上移动物镜；和速度检测装置，用于检测物镜的移动速度，其中，在聚焦跳变过程中检测物镜的移动速度，与检测到的移动速度对应的物镜驱动信号供给移动装置，在聚焦跳变结束之前，立即根据聚焦误差信号的特性，确定聚焦跳变的结束位置，由此，迫使聚焦控制以稳定方式从对应一层记录层的聚焦点转移到对应另一层记录层的聚焦点。
本发明还提供了一种光盘设备，它具有聚焦跳变功能，能在光盘的多层记录层中的每一层上实现聚焦控制，该设备包括：物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；移动装置，用于按驱动电压发生装置的输出电压在大致垂直于盘的记录层的方向上移动物镜；和监视装置，用于监视聚焦误差信号的电平，其中，在聚焦跳变过程中检测物镜的移动速度，与检测到的移动速度对应的物镜驱动信号供给移动装置，在聚焦跳变结束之前，立即根据聚焦误差信号的特性，确定聚焦跳变的结束位置，由此，迫使聚焦控制以稳定的方式从对应一层记录层的聚焦点转移到对应另一层记录层的聚焦点。
另外，本发明提供了一种光盘设备，它具有聚焦跳变功能，能在光盘的多层记录层中的每一层上实现聚焦控制，该设备包括：物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控信号；驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；移动装置，用于按驱动电压发生装置的输出电压在大致垂直于盘的记录层的方向上移动物镜；监视装置，用于监视聚焦误差信号的电平；速度检测装置，用于检测物镜的移动速度；和速度控制电压发生装置，用于根据速度检测装置检测到的移动速度产生控制物镜的电压，其中，在聚焦跳变过程中检测物镜的移动速度，与检测到的移动速度对应的物镜驱动信号供给移动装置，在聚焦跳变结束之前，立即根据聚焦误差信号的特性，确定聚焦跳变的结束位置，由此，迫使聚焦控制以稳定的方式从对应一层记录层的聚焦点转移到对应另一层记录层的聚焦点。
另外，本发明还提供了一种光盘设备，它具有聚焦跳变功能，能在光盘的多层记录层中的每一层上实现聚焦控制，该设备包括：物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；移动装置，用于按驱动电压发生装置的输出电压在大致垂直于盘的记录层的方向上移动物镜；噪声去除装置，用于从聚焦误差信号中去除噪声；监视装置，用于监视从聚焦误差信号中除去噪声后获得的信号的电平；速度检测装置，用于检测物镜的移动速度；和速度控制电压发生装置，用于根据速度检测装置检测到的移动速度产生控制物镜的电压，其中，在聚焦跳变过程中检测物镜的移动速度，与检测到的移动速度对应的物镜驱动信号供给移动装置，在聚焦跳变结束之前，立即根据聚焦误差信号的特性，确定聚焦跳变的结束位置，由此，迫使聚焦控制以稳定的方式从对应一层记录层的聚焦点转移到对应另一层记录层的聚焦点。
为达到本发明的第二个目的，本发明提供了一种光盘设备，它具有聚焦跳变功能，能在可以记录和重放数据的光盘的多层记录层中的每层记录层上进行聚焦控制，该设备包括：物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；移动装置，用于根据驱动电压发生装置的输出电压，在大致垂直于光盘记录层的方向上移动物镜；激光功率控制装置，它控制用于在光盘上记录数据和从光盘重放数据的激光的功率；记录层偏离检测装置，用于检测物镜的聚焦位置是否将偏离记录层；和开始控制装置，用于当数据记录过程中需要聚焦跳变时，在当前能进行数据记录的高激光功率变成用于重放的低功率后开始聚焦跳变，其中，当进行聚焦跳变时，检测物镜的聚焦位置是否将偏离目标记录层，并且通过控制移动装置来防止聚焦位置偏离目标记录层，由此，在数据记录过程中稳定地进行聚焦跳变。
                           附图说明
图1是按发明一个实施例的光盘设备和聚焦跳变方法的方框图；
图2A-2D显示出双层盘的结构和这些盘中进行的聚焦跳变；
图3显示出常规光盘设备中聚焦跳变用的物镜驱动信号的一个例子；
图4A和4B显示出常规光盘设备中为进行聚焦跳变所加的电压相对于表面振动分量的定时的几个例子；
图5显示出图1所示拾波器的结构和用于处理聚焦误差信号的信号处理电路的一个具体例子；
图6是显示聚焦误差信号随光盘位移变化的曲线图；
图7是展示图1所示光盘设备中从第0层聚焦点聚焦跳变到第1层聚焦点时各电路工作的一个具体例子的时序图；
图8是展示图1所示光盘设备中从第0层聚焦点聚焦跳变到第1层聚焦点时各电路工作的另一具体例子的时序图；
图9是展示图1所示光盘设备中从第1层聚焦点聚焦跳变到第0层聚焦点时各电路工作的一个具体例子的时序图；
图10是展示图1所示光盘设备中从第1层聚焦点聚焦跳变到第0层聚焦点时各电路工作的另一具体例子的时序图；
图11显示出通过图1所示保值电路检测聚焦误差信号最小值的具体方法；
图12显示出通过图1所示保值电路检测聚焦误差信号最大值的具体方法；
图13是显示用图1所示光盘设备中的微型计算机执行聚焦跳变控制的算法的具体例子的流程图；
图14是本发明另一实施例的光盘设备和聚焦跳变方法的方框图；
图15是展示图14所示光盘设备中从第0层聚焦点聚焦跳变到第1层聚焦点时各电路工作的一个具体例子的时序图；
图16是展示图14所示光盘设备中从第0层聚焦点聚焦跳变到第1层聚焦点时各电路工作的另一具体例子的时序图；
图17是展示图14所示光盘设备中从第1层聚焦点聚焦跳变到第0层聚焦点时各电路工作的一个具体例子的时序图；
图18是展示图14所示光盘设备中从第1层聚焦点聚焦跳变到第0层聚焦点时各电路工作的另一具体例子的时序图；
图19是显示图14所示光盘设备中微型计算机的聚焦跳变控制算法的具体例子的流程图。
                        具体实施方式
首先附图中的主要符号表示如下含义：1表示光盘；3表示物镜；4表示拾波器；7表示信号处理电路；8表示聚焦控制电路；9表示跟踪控制电路；12表示微分电路；13表示微型计算机；14表示低通滤波器；15表示前值保持电路；16表示上升电压值；16a表示上升电压值A；16b表示上升电压值B；17表示下降电压值；17a表示下降电压值A；17b表示下降电压值B；18、18a、18b表示加法器；19a-19c、19e表示转换开关，19d表示通/断开关；20表示增益系数；21表示乘法器；22、22a、22b表示信号电平比较电路；23a表示阈值A；23b表示阈值B；23c表示阈值C；24表示补偿值；25表示保值电路；26表示防止偏离记录层的上升电压；27表示防止偏离记录层的的下降电压；28a表示阈值电平A；28b表示阈值电平B；28c表示阈值电平C；28d表示阈值电平D；29表示激光功率控制电路。
以下将参照附图说明本发明实施例。
图1是显示按本发明实施例的光盘设备和聚焦跳变方法的方框图。参考符号1表示在一面上有两个或多个记录层的光盘；2a表示夹持器；2b表示转动盘；3表示物镜；4表示拾波器；5表示滑块(sled)电动机；6表示主轴(spindle)电动机；7表示信号处理电路；8表示聚焦控制电路；9表示跟踪控制电路；10表示滑块控制电路；11表示主轴控制电路；12表示微分电路；13表示微型计算机；14表示低通滤波器(以下叫“LPF”)；15表示前值保持电路；16a表示上升电压值A；16b表示上升电压值B；17a表示下降电压值A；17b表示下降电压值B；18a和18b表示加法器；19a-19c表示转换开关；19d表示通/断开关；19e表示转换开关；20表示增益系数；21表示乘法器；22a和22b表示信号电平比较电路；23a表示阈值电平A；23b表示阈值电平B；23c表示阈值电平C；24表示补偿值；25表示保值电路。
图7以水平轴作时间轴显示出物镜位移、聚焦误差信号、聚焦误差微分信号、物镜驱动信号、物镜移动速度和开关19a-19d操作的波形示意图。
如图1所示，用夹持器2a把已设在转动盘2b上的光盘固定在转动盘2b上。光盘1随主轴电动机6的转动而转动。
为了读出光盘1上的信息，微型计算机13向装在拾波器4中的半导体激光器供给发射控制信号。
图5显示出包括半导体激光器和光学系统的拾波器4的结构以及信号处理电路7的用于检测聚焦误差信号的结构。参考符号1表示光盘；3表示物镜；51表示半棱镜；52表示半导体激光器；53表示聚光镜；54表示光电检测器；55表示误差计算单元(误差放大器)。
在图1中，半导体激光器52发射的光束通过半棱镜51，经物镜3会聚在光盘1上形成光束点。激光束被光盘1反射后再通过物镜3，被半棱镜51反射，通过聚光镜53，并在光电检测器54上形成光束点。
以下将说明用于检测聚焦误差信号的光电检测器54的具体结构。
光电检测器54由四个区域A-D组成，其中，每个对角线上成对的区域相互电连接。光电检测器54所处的位置是，当物镜3在光盘1上聚焦时，光电检测器54上的光束点呈圆形，并且因此光电检测器54的对角线区域的输出总和之间的差放大后得到的误差放大器55的输出变成0。如果光盘1垂直偏离物镜3的聚焦位置，光电检测器54上的光束点呈椭圆形，它的垂直方向较长，或者水平方向较长。基于这种现象，从误差放大器55得到反映偏离聚焦位置的偏离量和偏离方向的聚焦误差信号(FE信号)，如图6所示(该方法称作像散法)。
在图6中，水平轴表示物镜3与光盘1之间的距离，垂直轴表示聚焦误差信号电平。聚焦误差信号的特征是，当物镜3在光盘记录层上聚焦时，其S形曲线穿过0电平。根据连接到误差放大器55的光电检测器54的输出，S形曲线可以有相反的极性。在S形曲线有相反极性的系统的情况下，自然可认为信号电平与光盘位移之间的关系是相反的。
误差放大器55产生的聚焦误差信号加给聚焦控制电路8(见图1)，用延迟补偿器、超前补偿器等产生和输出移动物镜3用的传动装置(未示出)的驱动信号，使得能够在聚焦误差信号的S形曲线的过0点附近能进行反馈控制。输出信号加到转换开关19b。在稳定状态中，转换开关按微型计算机13发出的指令转换到G端，由此，把聚焦控制信号作为驱动信号供给拾波器4。按该驱动信号控制物镜3的垂直位置，并实现反馈回路聚焦控制，由此，光盘1始终停在聚焦位置。
另一方面，信号处理电路7产生的跟踪误差信号(TE信号)供给跟踪误差控制电路9，后者产生驱动信号，用于通过反馈控制使物镜3按跟踪方向移动。该驱动信号供给拾波器4。按供给拾波器4的驱动信号，在跟踪方向上控制物镜3的位置，并由此实现反馈回路跟踪控制。光束点始终位于光盘1的记录层中形成的凹坑中。跟踪控制电路9输出的驱动信号也供给滑块控制电路10，后者产生驱动信号，用于按物镜3在跟踪方向上的偏离控制滑块电动机5。按收到的驱动信号驱动滑块电动机5，由此，拾波器4的滑块(基座)，即拾波器4本身，移动。
而且，信号处理电路7把从光盘1读出的转动周期信息供给主轴控制电路11。主轴控制电路11根据收到的转动周期信息产生驱动主轴电动机6的信号，并把该信号供给主轴电动机6。
在稳定状态下，按上述方式用在记录层上聚焦的物镜3进行聚焦控制、跟踪控制、主轴控制和滑块控制。
当光盘1是在一面上有两个记录层的DVD时，会出现的情况是，必须从对应一个记录层的光束聚焦的聚焦点转换到对应另一记录层的另一聚焦点。以下将要说明的典型情况是，物镜3处于要在第0个记录层上聚焦的位置，并且要求物镜3的聚焦位置移动到第1记录层(即，要求从对应下层(第0层)记录层的聚焦点跳变到对应上层(第1层)记录层的聚焦点)。
在稳定状态下，从聚焦控制电路8输出的用于驱动物镜3的驱动信号处于建立对应于第0层记录层的聚焦点的状态，它供给通/断开关19d。由于在该稳定状态中通/断开关19d闭合，使驱动信号照原样供给前值保持电路15。前值保持电路15继续照样保持已经保持到现在的值，并将该值供给LPF14，直到驱动信号值改变为止。LPF14的频率特性是从驱动物镜3的信号中去除高频分量(噪声分量)，但不去除低频分量，如有翘曲等的光盘1的转动引起的表面振动分量。像这样，LPF14主要从驱动信号中除去噪声分量，并把得到的信号供给加法器18a。在稳定状态下，供给LPF14的信号分量始终工作。
为了使聚焦跳变至对应第1记录层的聚焦点，在驱动电压发生电路中，微型计算机13设定聚焦跳变所需的驱动电压的初始值，即作为加速电压值的恒定上升电压值A(16a)和恒定上升电压值B(16b)以及作为减速电压值的恒定下降电压值A(17a)和恒定下降电压值B(17b)，减速电压值是在加速后使物镜3减速并停止在对应第1层聚焦点的位置所需要的。而且，微型计算机13在其设定电路中设定阈值电平A(23a)、阈值电平B(23b)、阈值电平C(23c)、补偿值24和增益系数20的初始值。设定这些初始值后，微型计算机13使转换开关19b和19c分别转换到H端和B端，并打开通/断开关19d。转换开关19b和通/断开关19d转换的结果是，迄今控制物镜3的反馈回路变成开路，反馈控制停止。
之后，微型计算机13给转换开关19a发出指令，使转换开关19a转换到C端，由此，把上升电压值A(16a)供给加法器18a。加法器18a把上升电压值A(16a)加到无高频噪声分量的(用LPF14去除了高频噪音分量)的信号上，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端。相加信号照原样从转换开关19c供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号由转换开关19b供给拾波器4。由于上升电压值A(16a)加到传动装置，物镜3开始上升。
在图7中，时间点A是聚焦跳变开始点。上升电压值A(16a；在图7中也用“Vup1”指示)作为物镜驱动信号照原样加到传动装置，用于驱动物镜3。
参照图1，从信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给微分电路12。微分电路12微分收到的聚焦误差信号。微分电路12可以是高通滤波器(HPF)，它在规定频段内执行相对于时间的微分。
从信号处理电路7输出的聚焦误差信号还供给比较电路22a、加法器18b和保值电路25。
图7示出当聚焦跳变从对应第0层记录层的聚焦点到对应第1记录层的聚焦点时产生的聚焦误差信号和聚焦误差微分信号(以下缩写成“微分信号”)。对于用时间点A-I界定的每一段，下面将详细说明这些信号。
在时间点A，当聚焦跳变开始后物镜3上升时，聚焦误差信号从接近中间电平的电平逐渐升高，直到时间点B为止。在从时间点A至B的这一段中，微分信号从接近中间电平的电平逐渐升高达到最大值，之后，逐渐降低，并且在聚焦误差信号达到最大值时，在时间点B最终回到中间电平(0)。随着物镜3再上升，在时间点D，聚焦位置进入第0层记录层和第1层记录层之间的层间区域。聚焦误差信号从最大值逐渐减小并达到中间电平(0)。在时间点B到D的一段中，微分信号从中间电平(0)降低达到最小值，之后，再逐渐升高，最终再次达到中间电平(0)。在从时间点D至E的一段(它对应于层间区域)中，聚焦误差信号和微分信号均处于中间电平(0)。随着物镜3再上升，聚焦位置进入第1层区域，因此，聚焦误差信号从接近中间电平的电平逐渐降低，直到时间点G为止。在从时间点E至G的一段中，微分信号从接近中间电平的电平逐渐降低达到最小值，之后，逐渐升高，并且在聚焦误差信号有最小值时最终在时间点G达到中间电平(0)。随着物镜3再上升，在时间点I建立第1层聚焦点。聚焦误差信号从最小值逐渐增大，达到中间电平(0)。在从时间点G至I的一段中，微分信号从中间电平(0)增大达到最大值，之后，逐渐降低，最终达到中间电平(0)。在第1层聚焦点建立时的时间点I，聚焦误差信号和微分信号分别达到中间电平(0)。
用微分信号，更具体地说，通过检测微分信号过中间电平(0)时的时间点(过0点)，能容易而可靠地检测对应时间点B的物镜3的位置。尽管也可以通过监视聚焦误差信号的电平来检测时间点B，但由于聚焦误差信号的幅度例如随光盘变化并且因此是不一致的，所以这种检测是不可靠的。
因此，从微分电路12输出的微分信号供给微型计算机13。通过检测收到的微分信号达到中间电平(0)时的时间点(过0点)，微型计算机13检测物镜3已通过对应时间点B的位置。
当首先检测对应时间点B的位置时，微型计算机13给转换开关19e发出指令，使开关19e转换到K端，由此，阈值电平A(23a)的值供给比较电路22a。比较电路22a对信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平A(23a)进行比较，并把比较结果供给微型计算机13。随着物镜3再上升，在时间点C，聚焦误差信号的电平变成低于阈值电平A(23a)，于是，比较电路22a把比较检测信号供给微型计算机13。当接收比较检测信号时，微型计算机13把转换开关19a转换到D端，由此，上升电压值B(16b)供给加法器18a。
加法器18a把上升电压值B(16b)加到用LPF14去除了高频噪声分量的信号上，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，由转换开关19c把相加信号照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，经转换开关19b把相加信号供给拾波器4。由于上升电压值B(16b)加到传动装置，物镜3继续上升。
如图7所示，在上升电压值转换时间点C之后，上升电压值B(16b；也用“Vup2”指示)照原样供给用于驱动物镜3的传动装置。上升电压值B(16b)设定为小于上升电压值A(16a)。因此，物镜3的上升速度低于上升电压值A(16a)供给传动装置时的上升速度。过了时间点C后，微型计算机13给转换开关19e发出指令，使转换开关19e转换到L端。转换开关19e给信号电平比较电路22a供给阈值电平B(23b)。信号电平比较电路22a对从信号处理电路7供给的聚焦误差信号的电平和阈值电平B(23b)进行比较。当聚焦误差信号的电平变成小于阈值电平B(23b)(图7中的时间点F)时，信号电平比较电路22a给微型计算机13供给表示这种变化的信号。当检测到已通过时间点F时，向继续上升的物镜3供给用于减速的电压值，微型计算机13给转换开关19c发出指令，使转换开关19c转到A端。
这时，从信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给微分电路12。微分电路12产生的聚焦误差信号的微分型式供给乘法器21。乘法器21把通过微分电路12的输出(微分信号)乘以增益系数20得到的结果供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到A端，乘积照原样供给转换开关19b。微分信号乘以增益系数得到的信号作为减速信号经转换开关19b供给传动装置。
在从时间点F到G的一段中，聚焦误差信号反映物镜3的位移(它单调地减小)。由于总的速度是位移相对于时间的微分得到的，因此通过对聚焦误差信号微分得到的信号表示物镜3的速度。例如，如果高的上升电压已加到传动装置，并且因此当转换到减速电压时物镜3的上升速度是高的，那么从时间点F到G聚焦误差信号急剧降低。因而，对该聚焦误差信号微分得到的信号有大的值，即，减速电压具有大的值，这意味着减小物镜3的上升速度的力强。相反，若低的上升电压已加到传动装置上，并且因此当转换到减速电压时物镜3的上升速度是低的，在时间点F到G，聚焦误差信号缓慢降低。因此，对这种聚焦误差信号微分得到的信号有小的值，即，减速电压有小的值，这意味着减小物镜3的上升速度的力弱。
按上述方式，用对从时间点F到G的聚焦误差信号微分获得的信号，能得到对应物镜3的上升速度的减速电压值，并且能减小物镜3的上升速度。用增益系数20调节通过对聚焦误差信号微分得到的减速电压的幅度。
甚至在传动装置上加减速电压后，物镜3也连续上升。在过了时间点F之后，微型计算机13监视聚焦误差信号并检测它的最小值。
以下将说明检测最小值的方法。
从信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给加法器18b和保值电路25。加法器18b把补偿值24和信号处理电路7供给的聚焦误差信号加在一起，并把得到的信号供给比较电路22b。补偿值用于防止当噪声等干扰聚焦误差信号时最小值的错误检测。按微型计算机13发出的指令，比较电路22b比较加法器18b的加了补偿值的输出和保值电路25的输出。若加法器18b的输出值小于保值电路25的输出值，比较电路22b把比较结果信号供给保值电路25。响应于比较结果信号，保值电路25将已保持到现在的值更新为聚焦误差信号的值。
图11示意性展示出检测最小值的方法。
在图11中，实线表示聚焦误差信号，虚线表示补偿值加到聚焦误差信号得到的信号。没有补偿值加到聚焦误差信号时，即，补偿值为0时，表示聚焦误差信号的实线与表示加了补偿值的信号的虚线一致。该情况下，首先，由保值电路25保持点1处的值作为最小值。之后，该最小值与点2的值比较。由于点2的值小于最小值，因此用后者作新的最小值。之后，新的最小值与点3的值比较。由于点3的值大于最小值，因此，不更新最小值，最后把点2的值判断为聚焦误差信号的最小值。
以下将说明补偿值加到聚焦误差信号的情况。
在检测最小值的情况下，使补偿值设为负值。结果，补偿值加到原始信号(该情况下是聚焦误差信号)得到的信号值小于原始信号值。为了检测最小值，首先，用保值电路25保持点1的值作为最小值。之后，把最小值与补偿值加到点2的值所得到的点B的值比较。由于点B的值小于最小值，因此用点2的值作最小值。之后，新的最小值与补偿值加到点3的值得到的点C的值比较。由于点C的值小于最小值，因此，用点3的值作新的最小值。之后，把最小值和补偿值加到点4的值得到的点D的值比较。由于点D的值小于最小值，因此用点4的值作新的最小值。之后，新的最小值与补偿值加到点5的值得到的点E的值比较。由于点E的值小于最小值，所以用点5的值作新的最小值。之后，新的最小值与补偿值加到点6的值得到的点F的值比较。由于点F的值小于最小值，所以，用点6的值作新的最小值。之后，新的最小值与补偿值加到点7的值得到的点G的值比较。由于点G的值大于最小值，因此不用更新最小值，点6的值最终被判定为聚焦误差信号的最小值。
在图11所示的例子中，实际的聚焦误差信号的最小值是点5的值。当补偿值加到聚焦误差信号时，点6的值最终判定为聚焦误差信号的最小值。但是，如果没有补偿值加到聚焦误差信号，那么，点2的值最终判定为聚焦误差信号的最小值。
用补偿值加到聚焦误差信号得到的信号，能检测到最小值，而不受其幅度小于补偿值的噪声或干扰的影响。
在比较结果信号达到指示聚焦误差信号的最小值没有更新的时间点时，微型计算机13判定时间点G已经过了。当检测时间点G通过时，为了稳定地停止从上(升)到下(降)转变的物镜3和建立第1层聚焦点(图7中时间点I)，微型计算机13给转换开关19a和19c发出指令，使它们分别转换到E端和B端。转换开关19a转换到E端，输出下降电压值A(17a)。加法器18a把下降电压值A(17a)和用LPF14去除了高频噪声分量的信号加在一起，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，并把相加信号照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端并经它把相加信号供给拾波器4，在此被加到用于驱动物镜3的传动装置。由于下降电压值A(17a)加到传动装置，物镜3的上升速度减小，并且物镜3停止上升。
在物镜3通过对应时间点G的位置之后，微型计算机13给转换开关19e发出指令，使转换开关19e转换到M端，由此，给比较电路22a加阈值电平C(23c)。比较电路22a比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平C(23c)，比较结果供给微型计算机13。而且，在物镜3通过对应时间点G的位置后，微型计算机13监视聚焦误差信号，并检测它的最大值。
以下将说明最大值的检测方法。
信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给加法器18b和保值电路25。加法器18b把补偿值24和信号处理电路7供给的聚焦误差信号加到一起，把结果信号供给比较电路22b。按微型计算机13发出的指令，比较电路22b比较加法器18b的输出和保值电路25的输出。如果加法器18b的输出大于保值电路25的输出，比较电路22b将比较结果信号供给保值电路25。响应比较结果信号，保值电路25把已保持到现在的值更新为聚焦误差信号的值。
按相同方式，保值电路25始终保持到目前所输入的聚焦误差信号值的最大值。
图12是用保值电路25检测最大值的示意图。图12中，实线表示聚焦误差信号，虚线表示补偿值加到聚焦误差信号所得到的信号。
如果无补偿值加到聚焦误差信号，即，补偿值是0，表示聚焦误差信号的实线与表示加补偿值的信号的虚线一致。该情况下，首先，以保值电路25保持的点1的值作最大值。之后，该最大值与点2的值比较，由于点2的值大于最大值，因此，用点2的值作最大值。之后，新的最大值与点3的值比较，由于点3的值大于最大值，因此，用点3的值作新的最大值，之后，新的最大值与点4的值比较，由于最大值(即点3的值)大于点4的值，因此不更新最大值；最终保持点3的值作为聚焦误差信号的最大值。
以下说明补偿信号加到聚焦误差信号的情况。
在检测最大值时，使补偿值为正值。结果，补偿值加到原始信号(该情况下是聚焦误差信号)得到的信号值大于原始信号值。为了检测最大值，首先，以保值电路25保持的点1的值作最大值。之后，最大值与补偿值加到点2的值得到的点B的值比较，由于点B的值大于最大值，用点2的值作新的最大值。之后，新的最大值与补偿值加到点3的值所得到的点C的值比较，由于点C的值大于最大值，所以用点3的值作新的最大值。之后，新的最大值与补偿值加到点4的值所得到的点D的值比较，由于点D的值大于最大值，所以用点4的值作最大值。之后，新的最大值与补偿值加到点5的值所得到的点E的值比较，由于点E的值大于最大值，所以用点5的值作新的最大值。之后，新的最大值与补偿值加到点6的值所得到的点F的值比较，由于点F的值小于最大值，所以不更新最大值，最终判定点5的值为聚焦误差信号的最大值。
如上所述，在图12所示的例子中，如果没有补偿信号加到聚焦误差信号上，则把点3的值最终判定为聚焦误差信号的最大值。反之，在补偿值加到聚焦误差信号上的情况下，在点1至点8的值中，点5的值判定为最大值。因此，用补偿值加到原始信号上得到的信号，能检测最大值，而不受其幅度小于补偿值的噪声或干扰的影响。
在比较结果信号显示聚焦误差信号的最大值没有更新时的时间点，微型计算机13判定物镜3从上升到下降转变。随着物镜3继续上升，在时间点H，聚焦误差信号电平超过阈值电平C(23c)。比较电路22a给微型计算机13供给表示这种结果的比较检测信号。响应该比较检测信号，微型计算机13使转换开关19b转换到G端。在接近第1记录层的位置聚焦时，物镜3的速度几乎等于0。因此，通过用聚焦误差信号进行反馈回路聚焦控制，物镜3移到在第1记录层上聚焦的位置。
图7展示出上升电压和下降电压很好平衡的情况。在该情况下，当物镜3在接近第1层记录层的位置聚焦时，物镜3的上升速度变成0，并且物镜3移到在第1记录层上聚焦的位置，而不需要转变为下降。
图8相似地展示出这样的情况：物镜3在第0层记录层上聚焦，并且要求物镜3的聚焦位置移动到第1层记录层(即，要求从对应下层(第0层)记录层的聚焦点跳变到对应上层(第1层)记录层的聚焦点)，而且减速电压相对于加速电压而言过高，因此如果不采取合适的措施，物镜3在达到在第一层记录层上聚焦的位置之前将开始下降。
参照图8，从时间点A至G的控制与上述方式相同。即，首先加上升电压值A(16a)，之后，加上升电压值B(16b)。在聚焦位置通过第0层和第1层记录层之间的层间区域后，用微分电路12对信号处理电路7供给的聚焦误差信号微分所得到的信号进行速度控制。物镜3连续上升直至时间点G为止。由于进行速度控制，在接近时间点G的时间点上升速度变为0。通过时间点G后，由于传动装置加下降电压值A(17a)，物镜3开始下降。尽管目的是聚焦跳变从第0层聚焦点到第一层聚焦点，但现在开始返回第0层聚焦点(时间点J)。
如果上述操作继续，聚焦跳变会失败。为了避免这种故障，通过由微型计算机13检测的上述最大值来检测返回第0层聚焦点的操作。当检测到返回操作时，微型计算机13使转换开关19b转换到G端，而不等聚焦误差信号电平超过阈值电平C(23c)。在该时间点，物镜3的聚焦位置稍微偏离第1层记录层。但由于物镜3的速度几乎为0，物镜3位于这种区域内：能用聚焦误差信号有效地进行反馈回路聚焦控制，并且因此物镜3能移到在第1记录层上聚焦的位置。
下面参照图9来说明这样的情况：物镜3在第1记录层上聚焦，并且要使物镜3的聚焦位置移动到第0记录层(即，要从对应上层(第1层)记录层的聚焦点跳变到对应下层(第0层)记录层的聚焦点)。
设备当前处于稳定状态。在建立第1层聚焦点的状态下，聚焦控制电路8输出的物镜3驱动信号加给通/断开关19d。由于在该稳定状态下，通/断开关19d闭合，所以，驱动信号照原样供给前值保持电路15。前值保持电路15继续保持到现在为止已保持的值，并把它供给LPF14，直到收到的驱动信号值变化为止。LPF14的频率特性是，去除物镜3的驱动信号中的高频分量(噪声分量)，而不去除低频分量，如有翘曲等的光盘1转动引起的表面振动分量。这样，LPF14主要去除驱动信号中的噪声分量，并把得到的信号供给加法器18a。在稳定状态下，供给LPF14的分量始终工作。
为使聚焦跳变到对应第0层记录层的聚焦点，微型计算机13设定作为层间移动所需的加速电压值的恒定下降电压值A(17a)和恒定下降电压值B(17b)的初始值，并设定恒定上升电压值A(16a)、阈值电平A(23a)、阈值电平B(23b)、阈值电平C(23c)、补偿值24和增益系数20的初始值。
在这些初始值设定之后，微型计算机13使转换开关19b和19c分别转换到H端和B端，并打开通/断开关19d。转换开关19b和通/断开关19d的转换结果是，到现在为止控制物镜3的反馈回路变成开路，反馈控制停止。之后，微型计算机13给转换开关19a发出指令，使转换开关19a转换到E端，由此，给加法器18a加下降电压值A(17a)。加法器18a把下降电压值A(17a)和用LPF14除去高频噪声分量的信号加到一起，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，相加信号从转换开关19c照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号经转换开关19b供给拾波器4。由于下降电压值A(17a)加到传动装置，所以物镜3开始下降。
在图9中，时间点A为聚焦跳变的开始点。下降电压值A(17a；图9中也用“Vdw1”指示)作为物镜驱动信号照原样加给用于驱动物镜3的传动装置。
从信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给微分电路12。微分电路12对收到的聚焦误差信号微分。微分电路12可以是高通滤波器(HPF)，它在预定频带中进行对时间的微分。
从信号处理电路7输出的聚焦误差信号也供给比较电路22a、加法器18b和保值电路25。
图9示出当聚焦跳变从对应第1层记录层的聚焦点到对应第0层记录层的聚焦点时产生的聚焦误差信号和聚焦误差微分信号(以下缩写成“微分信号”)。对于用时间点A-I限定的每一段，以下将详细说明这些信号。
在时间点A，在聚焦跳变开始后当物镜3下降时，聚焦误差信号从接近中间电平的电平逐渐降低，直到时间点B为止。在从时间点A至B的一段中，微分信号从接近中间电平的电平逐渐降低，达到最小值，之后，逐渐升高，并且当聚焦误差信号有最小值时，在时间点B微分信号最终回到中间电平(0)。随着物镜3再下降，在时间点D，聚焦位置进入第1层记录层和第0层记录层之间的层间区域。聚焦误差信号从最小值逐渐增大，达到中间电平(0)。在从时间点B至D的一段中，微分信号从中间电平(0)增大，达到最大值，之后，逐渐减小，最终再达到中间电平(0)。在从时间点D至E的一段中，即对应层间区域的一段中，聚焦误差信号和微分信号均处于中间电平(0)。随着物镜3再下降，聚焦位置进入第0层区域，因此，聚焦误差信号从接近中间电平的电平逐渐升高，直到时间点G为止。在从时间点E至G的一段中，微分信号从接近中间电平的电平逐渐升高，达到最大值，之后，逐渐降低，并且当聚焦误差信号有最大值时，在时间点G最终达到中间电平(0)。随着物镜3再下降，在时间点I建立第0层聚焦点。聚焦误差信号从最大值逐渐减小，达到中间电平(0)。在从时间点G至I的一段中，微分信号从中间电平(0)降低，达到最小值；之后，逐渐增大，最终达到中间电平(0)。在时间点I建立第0层聚焦点时，聚焦误差信号和微分信号分别达到中间电平(0)。
通过微分信号，更具体地说，通过检测微分信号经过中间电平(0)时的时间点(过0点)，能容易而可靠地检测对应时间点B时物镜3的位置。尽管也可以用监视聚焦误差信号的电平来检测时间点B，但由于聚焦误差信号的幅度例如随光盘变化并因此是不一致的，所以这种检测不可靠。
微分电路12输出的微分信号供给微型计算机13。当收到的微分信号达到中间电平(0)时，微型计算机13通过检测时间点(过0点)，检测到物镜3已通过对应时间点B的位置。当首先检测对应时间点B的位置时，微型计算机13给转换开关19e发出指令，使转换开关19e转换到K端，由此，阈值电平A(23a)供给比较电路22a。比较电路22a比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号与阈值A(23a)，并把比较结果供给微型计算机13。
随着物镜3再下降，在时间点C，聚焦误差信号的电平变得高于阈值电平A(23a)，由此，比较电路22a给微型计算机13供给比较检测信号。当收到比较检测信号时，微型计算机13使转换开关19a转换到F端，由此，给加法器18a供给下降电压值B(17b)。加法器18a把下降电压值B(17b)加到用LPF14去除了高频噪声分量的信号上，并给转换开关19c供给得到的相加信号。因为转换开关19c转换到B端，由转换开关19c把相加信号照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，经转换开关19b把相加信号供给拾波器4。由于下降电压值B(17b)加到传动装置，物镜3继续下降。
如图9所示，在下降电压值转换时间点C后，下降电压值B(17b；也用“Vdw2”指示)照原样加到用于驱动物镜3的传动装置。下降电压值B(17b)设定成小于下降电压值A(17a)。因此，物镜3的下降速度小于当下降电压值A(17a)加到传动装置时物镜3的下降速度。
在过了时间点C后，微型计算机13给转换开关19e发出指令，使转换开关19e转换到L端。转换开关19e给信号电平比较电路22a供给阈值电平B(23b)。信号电平比较电路22a比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号的电平和阈值电平B(23b)。当聚焦误差信号的电平高于阈值电平B(23b)(图9中的时间点F)时，信号电平比较电路22a给微型计算机13供给表示该比较结果的信号。
当检测到已过了时间点F时，为了施加用于使继续下降的物镜3减速的电压值，微型计算机13给转换开关19c发出指令，使转换开关19c转换到A端。这时，信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给微分电路12。微分电路12产生的聚焦误差信号的微分形式供给乘法器21。乘法器21把微分信号乘以增益系数20得到的结果供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到A端，乘积结果照原样供给转换开关19b。经转换开关19b，微分信号乘以增益系数20得到的信号作为减速信号加到传动装置。
在从时间点F至G的一段中，聚焦误差信号反映物镜3的位移(它单调地增大)。由于总的速度是位移对时间的微分得出的，对聚焦误差信号微分得到的信号代表物镜3的移动速度。例如，若高的下降电压已加到传动装置，并且因此转换到减速电压时物镜3的下降速度是高的，聚焦误差信号从时间点F到G急剧升高。因此，对这种聚焦误差信号微分得到的信号有大的值，即，减速电压有大的值，这意味着，减小物镜3的下降速度的力强。或者，若已给传动装置加低的下降电压，并且因此转换到减速电压时物镜3的下降速度是低的，聚焦误差信号从时间点F到G缓慢升高。因此，对该聚焦信号微分得到的信号有小的值，即，减速电压有小的值。这意味着，减小物镜3的下降速度的力弱。
按上述方式，用对从时间点F至G的聚焦误差信号微分得到的信号，能得到对应物镜3的下降速度的减速电压值，并能减小物镜3的下降速度。
用增益系数20调节对聚焦误差信号微分得到的减速电压的幅度。甚至在传动装置加了减速电压之后，物镜3仍继续下降。过了时间点F后，微型计算机13监视聚焦误差信号，并检测它的最大值。这里用上述方法检测最大值。
即，信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给加法器18b和保值电路25。加法器18a把补偿值24和信号处理电路7供给的聚焦误差信号加在一起，并把得到的信号供给比较电路22b。根据微型计算机13的指令，比较电路22b比较加法器18b的输出和保值电路25的输出。若加法器18b的输出值大于保值电路25的输出值，比较电路22b给保值电路25供给比较结果信号。响应比较结果信号，保值电路25把保持到现在的值更新为聚焦误差信号值。按该方式，保值电路25始终保持到现在为止输入的聚焦误差信号值的最大值。
在比较结果信号指示没有更新聚焦误差信号的最大值时，微型计算机13判断已经过了时间点G。当检测到时间点G通过时，为了稳定地停止将要从下降到上升转变的物镜3以及建立第0层的聚焦点(即图9中的时间点I)，微型计算机13给转换开关19a和19c发出指令，使转换开关19a和19c分别转换到C端和B端。转换到C端的转换开关19a输出上升电压值A(16a)。加法器18a把上升电压值A(16a)和由LPF14除去了高频噪声分量的信号加到一起，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，相加信号经转换开关C照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号经转换开关19b供给拾波器4，在此它被供给用于驱动物镜3的传动装置。由于给传动装置加上升电压值A(16a)，物镜3的下降速度减小，并且物镜3停止下降。
在判断过了时间点G后，微型计算机13给转换开关19e发出指令，使转换开关19e转换到M端，由此，阈值电平C(23c)供给比较电路22a。比较电路22a比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平C(23c)，并把比较结果供给微型计算机13。
而且，在判定过了时间点G后，微型计算机13监视聚焦误差信号，并检测它的最大值。这里用上述的最大值检测方法。
即，信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给加法器18b和保值电路25。加法器18b把补偿值24和信号处理电路7供给的聚焦误差信号加在一起，并把结果得到的供给比较电路22b。补偿值用于防止当噪声等干扰聚焦误差信号时错误检测最小值。按微型计算机13的指令，比较电路22b比较加有补偿值的加法器18b的输出和保值电路25的输出。如果加法器18b的输出值小于保持电路25的输出值，比较电路22b将比较结果信号供给保值电路25。响应比较结果信号，保值电路25把保持到现在的值更新为聚焦误差信号的值。
在比较结果信号示出没有更新聚焦误差信号的最小值时的时间点，微型计算机13判断物镜3已从下降转变为上升。随物镜3继续下降，在时间点H聚焦误差信号电平低于阈值电平C(23c)。比较电路22a把表示这种比较结果的比较检测信号供给微型计算机13。响应该比较检测信号，微型计算机13使转换开关19b转换到G端。当物镜3聚焦在接近第0层的位置时，物镜3的速度几乎为0。因此，通过用聚焦误差信号进行反馈回路聚焦控制，能把物镜3驱动到在第0层记录层上聚焦的位置中。
图9展示出下降电压和上升电压很好平衡的情况。在该情况下，当物镜3在接近第0层记录层的位置聚焦时，物镜3的下降速度变成0，并且物镜3移到在第0层记录层上聚焦的位置，而不需要转换为上升。
图10相似地示出这样的情况：物镜3在第1记录层上聚焦，并且需要将物镜3的聚焦位置移动到第0层记录层(即，需要从对应上层(第1层)记录层的聚焦点跳变到对应下层(第0层)记录层的聚焦点)，并且减速电压相对于加速电压太高，因此如果不采取适当的措施，在达到在第0层记录层上聚焦的位置之前物镜3就开始上升。
参照图10，从时间点A到G的控制与上述方式相同。即，首先加下降电压值A(17a)，之后加下降电压值B(17b)。在聚焦位置通过第1层和第0层记录层之间的层间区域后，用微分电路12对信号处理电路7供给的聚焦误差信号微分得到的信号，进行速度控制。物镜3继续下降，直到时间点G为止。由于进行速度控制，在接近时间点G的时间点，下降速度变成0。通过时间点G后(时间点J)，由于给传动装置加上升电压值A(16a)，物镜3开始上升。尽管预期要从第1层聚焦点到第0层聚焦点进行聚焦跳变，但是开始了返回第1层聚焦点。
如果继续进行上述操作，聚焦跳变会失败。为了避免这种故障，通过用微型计算机13检测到的上述最小值来检测返回第1层聚焦点的操作。当检测返回操作时，微型计算机13使转换开关19b转换到G端，而不等待聚焦误差信号电平变成小于阈值电平C(23c)。在该时间点，物镜3的聚焦位置稍微偏离第0层记录层。但是，由于物镜3的速度几乎为0，所以物镜3位于能用聚焦误差信号成功进行反馈回路聚焦控制的区域中，并且因此物镜3能移到在第0层记录层上聚焦的位置中。
如上所述，随物镜3的上升和下降，在聚焦误差信号中出现最大值和最小值的方式与上述的可能完全相反，这取决于光电检测器54的输出如何连接到误差放大器55(见图5)。如果最大值和最小值以相反方式出现，由于上述原因，自然在考虑设备的操作时，也应考虑到最大值和最小值以相反方式出现。
尽管在本实施例中，用聚焦误差信号控制的向传动装置加电压的位置是3个，但是也可以用更多的位置进行更精确的控制。
在本实施例中，在聚焦跳变过程中用微型计算机13进行控制。图13是展示这些控制的算法的PAD图。根据该算法，微型计算机13能以稳定方式控制聚焦跳变。
如上所述，本实施例提供了一种光盘设备，它能以稳定方式进行聚焦跳变，而不必考虑以下的干扰：表面振动、层间距离变化、附加到聚焦误差信号上的噪声、驱动物镜3的传动装置的灵敏度变化、在聚焦跳变过程中引起的扰动和其它因素，其它因数是在聚焦跳变过程中检测物镜3的移动速度和可变地控制减速电压以使减速度保持不变所引起的，而且，通过监视聚焦跳变过程中的聚焦误差信号来检测物镜3在与预期的聚焦跳变方向相反的方向开始移动的情况，能以可靠方式进行聚焦跳变，由此，防止物镜3返回从其开始聚焦跳变的记录层。
图14是按本发明另一实施例的光盘设备和聚焦跳变方法的方框图。图14中，参考数字16是上升电压值，17是下降电压值；26是防止偏离记录层的上升电压；27是防止偏离记录层的下降电压；28a是阈值电平A；28b是阈值电平B；28C是阈值电平C；28d是阈值电平D；29是激光功率控制电路。图14所示电路中与图1中相应的电路，用相同符号指示。
如图14所示，用夹持器2a把已设在转盘2b上的可记录数据盘1固定在转盘2b上。盘1随主轴电动机6的转动而转动。为了读出盘1上的信息，微型计算机13控制激光功率控制电路29，使激光器发光。而且，微型计算机13按数据记录在盘1上或从盘1重放数据来控制激光功率控制电路29。
例如，在可记录数据的相变盘DVD-RAM的情况下，利用相变现象记录、擦除和重放信息，相变现象是指：通过加激光并控制所产生的热，使作为记录膜的合金膜呈晶态或非晶态。
在记录时，大功率激光加到合金膜上，结果，合金膜的很多部分被加热到高于熔点温度而熔化。如果熔化部分迅速冷却，它们变成非晶的。这种非晶状态是数据记录状态。另一方面，在擦除时，其功率小于记录时用的功率的激光加到记录部分即非晶部分上，使这些部分加热到高于结晶温度。这些部分冷却并结晶。从非晶态到晶态的改变意味着数据擦除。通常，合金膜的结晶温度低于它的熔点温度。因此，在擦除中用的激光功率低于记录时用的激光功率。用此方式，通过控制激光功率，能记录和擦除信息。
在重放时，给合金膜施加功率为记录时用的激光功率的大约1/20至1/30的小功率激光，利用结晶部分和非晶部分的反光率不同来重放数据。即，在能在记录盘上记录和从记录盘重放数据的设备中，能用一种激光按以下方式将数据记录在盘上、从盘上擦除数据和从盘上重放数据：加到盘上的激光功率按三种电平来控制，这三种电平分别对应记录、擦除和重放。
在上述类型的相变记录盘中，通过控制激光功率记录和重放数据是一种常用的方法。
当微型计算机13发出指令，用大激光功率记录数据或用小激光功率重放数据时，激光功率控制电路29给装在拾波器4中的半导体激光器52供给发射控制信号。
光拾波器4的半导体激光器52和光学系统的结构和操作以及信号处理电路7的聚焦误差信号的检测电路与上面参照图5和6说明的情况相同。
误差放大器55(见图5)产生的聚焦误差信号供给聚焦控制电路8(见图14)，聚焦控制电路8用延迟补偿器、前置补偿器等为传动装置(未示出)产生并输出用于移动物镜3的聚焦控制信号，以能在聚焦误差信号的S形曲线的过0点附近进行反馈控制。输出信号供给通/断开关19d。在稳定状态下，按微型计算机13发出的指令使通/断开关19d闭合，并且由此把聚焦控制信号作为驱动信号供给拾波器4。按该聚焦控制信号控制物镜3相对于盘1的垂直位置，并实现反馈回路聚焦控制，由此使盘1总是停留在聚焦位置。
另一方面，信号处理电路7产生的跟踪误差信号(TE信号)供给跟踪误差控制电路9，它用延迟补偿器、前置补偿器等产生能反馈控制的驱动信号，用于使物镜3按相对于盘1的水平方向(以后称作跟踪方向)移动。该驱动信号供给拾波器4。按供给拾波器4内的驱动信号，在跟踪方向上控制物镜3的位置，由此实现反馈回路跟踪控制。光束点始终位于盘1的记录层中形成的凹坑上。跟踪控制电路9输出的驱动信号还供给滑块控制电路10，它用延迟补偿器、前置补偿器等产生能反馈控制的驱动信号，用于按物镜3在跟踪方向上的偏离控制滑块电动机5。按收到的驱动信号驱动滑块电动机5，由此使拾波器4本身移动。
另外，信号处理电路7把从盘1读出的转动周期信息供给主轴控制电路11。根据收到的转动周期信息，主轴控制电路11用延迟补偿器、前置补偿器等产生驱动主轴电动机6的信号，并把它供给主轴电动机6。这时，按微型计算机13发出的指令，激光功率控制电路29控制半导体激光器52，使激光器52在数据重放时发射小功率激光，在数据记录时发射用于数据记录或擦除的大功率激光。
在稳定状态下，在进行数据记录或重放的同时，按上述方式，以物镜3在记录层上聚焦来进行聚焦、跟踪、主轴和滑块(即拾波器4的基座)控制。
如果盘1是在一面上有两层记录层的上述类型的可记录盘，例如DVD-RAM，可能出现从对应正在其上进行记录的记录层的聚焦点转换到对应另一记录层的聚焦点的情况。参照图15，以下将说明一种典型情况，其中物镜3处于在第0层记录层上聚焦的位置并且数据正在记录到第0层记录层上，而且要求物镜3的聚焦位置移动到第1记录层，因为之后数据应记录在第1记录层的一部分上(即，要求从对应其上正在记录数据的下层(第0层)记录层的聚焦点跳变到对应上层(第1层)记录层的聚焦点)。
图15显示出物镜3的位移变化、聚焦误差信号、对聚焦误差信号微分得到的信号(以后称作“微分信号”)、驱动物镜3的聚焦驱动信号、各个开关用的控制信号以及激光功率控制信号。垂直轴代表位移和信号的幅度，水平轴代表时间。
首先，在稳定状态下，在建立对应第0层记录层的聚焦点的状态下从聚焦控制电路8输出的聚焦控制信号供给通/断开关19d。由于通/断开关19d处于该稳定状态下，聚焦控制信号照原样供给前值保持电路15。前值保持电路15继续保持已保持到现在的值，并把它供给LPF14，直到聚焦控制信号的值改变为止。LPF14的频率特性是，能去除用于按聚焦方向驱动物镜3的信号中的高频分量(噪声分量)，而不去除低频分量，例如由于有翘曲等的盘1的转动引起的表面振动分量。因此，LPF14主要从驱动信号中去除噪声分量，并把得到的信号供给加法器18b。在稳定状态下，供给LPF14的分量总是工作的。由于反馈回路现在已闭合，聚焦系统的控制跟随表面振动，并且聚焦控制信号也随表面振动波动。
为了在第0层记录层上记录数据的同时使聚焦跳变到对应第1记录层的聚焦点，微型计算机13设定作为层间移动所需的加速电压值的恒定上升电压值16的初始值、作为在加速后使物镜3减速并停止在对应第1层聚焦点的位置所需的减速电压值的恒定下降电压值17的初始值、作为在聚焦跳变后防止物镜3的聚焦位置越过和偏离第1记录层所需的减速电压值的防止偏离记录层的下降电压27的初始值、作为防止物镜3返回聚焦跳变开始的第0层记录层所需的加速电压值的防止偏离记录层的上升电压26的初始值、阈值电平A(28a)、阈值电平B(28b)、阈值电平C(28c)、阈值电平D(28d)以及增益系数20的初始值。在设定这些初始值后和在聚焦跳变开始前，微型计算机13控制激光功率控制电路29，使到现在为止发射记录数据用的大功率激光的半导体激光器52发射用于数据重放的小功率激光。半导体激光器52的功率改变为重放用的小功率，能防止在聚焦跳变过程中另一记录层或相邻轨迹上记录的数据被错误地擦除或重写。在半导体激光器52的功率变成用于重放的低功率后，按以下方式进行聚焦跳变。
首先，微型计算机13使转换开关19b和19c分别转换到H端和B端。并打开通/断开关19d。转换开关19b和通/断开关19d转换的结果是，到现在为止控制物镜3的反馈回路变成开路，反馈控制停止。
之后，微型计算机13向转换开关19a发出指令使它转换到E端，由此，把上升电压值16供给加法器18。加法器18把上升电压值16加到用LPF14除去了高频噪声分量的信号上，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，相加信号由转换开关19c照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号经转换开关19b供给拾波器4。由于上升电压值16加到传动装置上，物镜3开始上升。
以下将参照图15详细说明对应于由时间点A-G限定的每一段操作。
在时间点A当开始聚焦跳变后物镜3上升时，聚焦误差信号从接近中间电平的电平逐渐升高，至时间点B为止。在从时间点A至B的这一段中，聚焦误差信号的微分信号从接近中间电平的电平逐渐升高，达到最大值，之后，逐渐降低，并且当聚焦误差信号有最大值时，在时间点B最终返回到中间电平(0)。随着物镜3再上升，在时间点C，聚焦位置进入第0层和第1层记录层之间的层间区域。聚焦误差信号从最大值逐渐减小，达到中间电平(0)。从时间点B至C的一段中，微分信号从中间电平(0)减小，达到最小值，之后逐渐升高，最终再达到中间电平(0)。在对应于层间区域的从时间点C至D的一段中，聚焦误差信号和微分信号都在中间电平(0)。随着物镜3再上升，聚焦位置进入第1层区域，并且因此聚焦误差信号从接近中间电平的电平逐渐降低，直到时间点E为止。从时间点D至E的一段中，微分信号从接近中间电平的电平逐渐降低，达到最小值，之后，逐渐升高，并且当聚焦误差信号有最小值时，在时间点E最终达到中间电平(0)。随着物镜3再上升，在时间点G建立第1层聚焦点。聚焦误差信号从最小值逐渐增大，并达到中间电平(0)。从时间点E至G的一段中，微分信号从中间电平(0)逐渐增大，达到最大值，之后，逐渐减小，并最终达到中间电平(0)。在建立第一层聚焦点时的时间点G，聚焦误差信号和微分信号分别达到中间电平(0)。
用微分信号，更具体地说，通过检测微分信号经过中间电平(0)时的时间点(过0点)，能容易而可靠地检测物镜3对应时间点B的位置。尽管也可以用监视聚焦误差信号电平来检测时间点B，但是，由于聚焦误差信号的幅度例如随光盘变化并且因此不一致，所以这种检测不可靠。
因此，微分电路12输出的微分信号供给微型计算机13。微型计算机13通过检测收到的微分信号达到中间电平(0)时的时间点(过0点)，来检测物镜3已通过对应时间点B的位置。
当首先检测到通过时间点B时，微型计算机13随后检测聚焦误差信号的过0点，即时间点C。随着物镜3再上升，它通过第0层和第1层记录层之间的层间区域的末端位置，对应于时间点D。当通过监视聚焦误差信号电平来检测时间点D时，为了给传动装置加使物镜3上升减速的电压值，微型计算机13发出指令使转换开关19c转换到A端。如上所述，信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给微分电路12，它产生微分信号并把微分信号供给乘法器21。乘法器21将收到的微分信号乘以增益系数20，把乘积结果供给转换开关19c。由于此时转换开关19b和19c分别转换到H端和A端，微分信号乘以增益系数20所得到的乘积信号作为减速电压经转换开关19b和19c供给传动装置。
从时间点D至E的一段中，聚焦误差信号反映物镜3的位移(物镜3是单调地下降)。由于总的速度是位移对时间微分得到的，因此，对聚焦误差信号微分得到的信号代表物镜3的移动速度。例如，如果高的上升电压已经加到传动装置上，并且因此当转换到减速电压时物镜3的上升速度是快的，聚焦误差信号从时间点D到E迅速降低。因此，对这种聚焦误差信号微分所得到的信号有大的值，即减速电压有大的值，这意味着，使物镜3上升速度减小的力强。反之，若小的上升电压已经加到传动装置上，并且因此当转换到减速电压时物镜3的上升速度是低的，聚焦误差信号从时间点D到E缓慢降低。因此，对这种聚焦误差信号微分得以的信号有小的值，即减速电压有小的值，这意味着，使物镜3上升速度减小的力弱。
按上述方式，用对从时间点D到E的聚焦误差信号微分得到的信号，可以得到对应物镜3的上升速度的减速电压值和降低物镜3的上升速度。用增益系数20调节通过对聚焦误差信号微分得到的减速电压的幅度。
甚至在减速电压加到传动装置上之后，由于上升电压16提供的加速，物镜3继续上升。
在减速电压加到传动装置上后，通过检测当微分电路12供给的微分信号再达到中间电平(0)时的时间点(过0点)，微型计算机13判断已通过时间点E。当检测到时间点E通过时，为了稳定地停止将要从上升转变到下降的物镜3和建立第1层聚焦点(图15中的时间点G)，微型计算机13发出指令使转换开关19a和19c分别转换到F端和B端。转换到F端的转换开关19a输出下降电压值17。加法器18b把下降电压值17和用LPF14除去了高频噪声分量的信号加到一起，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，由转换开关19c把相加信号照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号经转换开关19b供给拾波器4，在此它被供给驱动物镜3的传动装置。由于下降电压值17加到传动装置，所以物镜3的上升速度减小，物镜3停止上升。
在物镜3通过对应时间点E的位置后，微型计算机13发出指令使转换开关19e转换到N端，由此，阈值电平D(28b)加到比较电路22。比较电路22比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平D(28d)，比较结果供给微型计算机13。随着物镜3继续上升，在时间点F，聚焦误差信号电平超过阈值电平D(28d)。比较电路22给微型计算机13供给表示这种比较结果的比较检测信号。响应比较检测信号，微型计算机13使转换开关19b转换到G端。当物镜3在接近第1记录层的位置聚焦时，物镜3的速度几乎等于0。因此，用聚焦误差信号开始反馈回路聚焦控制，由此，物镜移到在第1记录层上聚焦的位置。
图15示出上升电压和下降电压很好平衡的情况。在该情况下，当物镜3在接近第1层记录层的位置聚焦时，物镜3的上升速度变成0，并且物镜3移到在第1层记录层上聚焦的位置，而不需要转变到下降。
在物镜3移到在第1层记录层上聚焦的位置后，根据ID等检测物镜3的当前位置，并且物镜3按平行于盘1的方向(跟踪方向)向目标位置移动，目标位置是在第1层记录层上的记录应开始的位置。在物镜移动到目标位置后，微型计算机13控制激光功率控制电路29，使到现在为止发射用于重放的小功率激光的半导体激光器52发射用于记录的大功率激光。这使得可以在第1记录层的预定位置上记录数据。
图16相似地示出这样的情况：物镜3在第0层记录层上聚焦，并且要求物镜3的聚焦位置移动到第1层记录层(即，要求从对应下层(第0层)记录层的聚焦点跳变到对应上层(第1层)记录层的聚焦点)，而且相对于减速电压(下降电压17)而言加速电压(上升电压16)太高，并且因此如果不采取适当措施，甚至当物镜达到在上层(第1层)记录层上聚焦的位置后(即已过了上层聚焦点)，物镜3还会继续上升，并达到不能满意地进行上层(第1层)记录层的反馈回路聚焦控制的位置。
参照图16，物镜3从时间点A至F的控制与上述方式相同。即，首先加上升电压值16。在聚焦位置通过第0层和第1层记录层之间的层间区域之后，通过用微分电路12对信号处理电路7供给的聚焦误差信号微分得到的信号，进行速度控制。
在参照图15进行的上述说明中，假定速度控制使时间点E附近的上升速度足够低，在时间点E后加下降电压值17使上升速度再减小，在时间点G附近上升速度变为0。反之，在图16所示情况下，在时间点E后上升速度如此之高，以至于加下降电压值17不能充分制动物镜3，它的上升速度不会减小太大。甚至当物镜3在上层(第1层)上聚焦时的时间点G，在时间点F开始的用聚焦误差信号进行的反馈回路聚焦控制也不能使上升速度减小到0。物镜3越过并偏离对应在上层(第1层)记录层上聚焦的时间点G的位置；物镜3不能移到聚焦点。
如上所述，在检测到通过时间点E后，微型计算机13发出指令使转换开关19e转换到N端，由此，阈值电平D(28d)加到比较电路22。比较电路22比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平D(28d)。随着物镜3继续上升，在时间点F聚焦误差信号电平超过阈值电平D(28d)。比较电路22给微型机13供给表示这种比较结果的比较检测信号。响应比较检测信号，微型计算机13使转换开关19b转换到G端，由此，开始用聚焦误差信号进行反馈回路聚焦控制。
在通过时间点F后，微型计算机13发出指令使转换开关19e转换到K端，由此阈值电平A(28a)供给比较电路22。比较电路22比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平A(28a)，并把比较结果供给微型计算机13。
尽管进行反馈回路聚焦控制，但上升速度不下降。随着物镜3再上升，通过时间点G，并且在时间点H聚焦误差信号超过阈值电平A(28a)。比较电路22给微型计算机13供给表示这种比较结果的比较检测信号。根据比较检测信号检测到通过时间点H后，微型计算机13使转换开关19b转换到H端并打开通/断开关19d。由于转换开关19b和通/断开关19d的转换，到现在为止控制物镜3的反馈回路再次变成开路。
这时，微型计算机13发出指令使转换开关19a和19c分别转换到D端和B端。由于转换开关19a转换到D端，转换开关19a输出防止偏离记录层的下降电压27。加法器18把LPF14除去了高频分量的信号和防止偏离记录层的下降电压27加到一起，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c已转换到B端，由转换开关19c把相加信号照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号经转换开关19b供给拾波器4，在此把相加信号加给驱动物镜3的传动装置。结果，由于下降电压27加到传动装置，驱使物镜3上升的上升速度下降到0，物镜3开始下降。
由于物镜3下降，所以能防止它的聚焦位置偏离上层记录层。随着物镜3下降，微型计算机13发出指令使转换开关19e转换到M端，由此阈值电平C(28c)供给比较电路22。比较电路22比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平C(28c)，把比较结果供给微型计算机13。随着物镜3再下降，在时间点I聚焦误差信号电平变成小于阈值电平C(28c)。比较电路22给微型计算机13供给表示这种比较结果的比较检测信号。响应比较检测信号，微型计算机13使转换开关19b转换到G端，由此，开始用聚焦误差信号进行反馈回路聚焦控制。这时，物镜3的聚焦位置接近第1层记录层，并处于能用聚焦误差信号成功进行反馈回路聚焦控制的区域。而且，物镜3的下降速度低，使得能成功进行反馈回路聚焦控制。因此，物镜3移到在第1层记录层上聚焦的位置。
在物镜3移到在第1层记录层上聚焦的位置后，根据ID等检测物镜3的当前位置，并且物镜3按平行于盘1的方向(跟踪方向)向目标位置移动，目标位置是应在第1层记录层上开始记录的位置。在物镜3移动到目标位置后，微型计算机13控制激光功率控制电路29，使到现在为止发射用于重放的小功率激光的半导体激光器52(见图5)发射用于记录的大功率激光。这使得可以在第1层记录层上的预定部分记录数据。
图17示出这样的情况：物镜3位于在第1层记录层上聚焦的位置并且数据正在记录在第1层记录层上，而且要求物镜3的聚焦位置移动到第0层记录层上，因为随后要在第0层记录层的一部分上记录数据(即，要求从对应正在上面记录数据的上层(第1层)记录层的聚焦点跳变到对应下层(第0层)记录层的聚焦点)。图17示出物镜3的位移变化、聚焦误差信号、对聚焦误差信号微分得到的信号(以下叫微分信号)、用于驱动物镜3的聚焦驱动信号、各个开关的控制信号和激光功率控制信号。纵轴表示位移和信号的幅度，水平轴表示时间。
首先，假设设备处于稳定状态，其中在建立了对应第1层记录层的聚焦点的状态下，进行反馈回路聚焦控制。
为了在第1层记录层上记录数据的同时，使聚焦跳变到对应第0层记录层的聚焦点，微型计算机13作为层间移动所需的加速电压值的恒定下降电压值17的初始值、作为在加速后使物镜3减速并停止在对应第0层聚焦点的位置所需的减速电压值的恒定上升电压值16的初始值、作为在聚焦跳变后防止物镜3的聚焦位置越过和偏离第0记录层所需的减速电压值的防止偏离记录层的上升电压26的初始值、作为防止物镜3返回聚焦跳变开始的第1层记录层所需的加速电压值的防止偏离记录层的下降电压27的初始值、阈值电平A(28a)、阈值电平B(28b)、阈值电平C(28c)、阈值电平D(28d)以及增益系数20的初始值。
在设定这些初始值后和开始聚焦跳变前，微型计算机13控制激光功率控制电路29，使到现在为止发射用于记录的大功率激光的半导体激光器52发射重放用的小功率激光。半导体激光器52的功率变为重放用的小功率，可防止在聚焦跳变中错误地擦除或重写在另一记录层或相邻轨迹上的记录数据。
在半导体激光器52的功率变成用于重放的小功率后，按以下方式进行聚焦跳变。首先，微型计算机13使转换开关19b和19c分别转换到H端和B端，并打开通/断开关19d。转换开关19b和通/断开关19d转换的结果是，到现在为止控制物镜3的反馈回路变成开路，并且聚焦控制停止。
之后，微型计算机13发出指令使转换开关19a转换到F端，由此下降电压值17供给加法器18。加法器18把下降电压值17与用LPF14除去了高频噪声分量的信号加到一起，并把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，相加信号由转换开关19c照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号由转换开关19b供给拾波器4。由于下降电压值17加到传动装置，物镜3开始下降。
参照图17，以下将详细说明时间点A到G限定的每一段的操作。
在时间点A当聚焦跳变开始后物镜3下降时，聚焦误差信号从接近中间电平的电平逐渐下降，直到时间点B为止。从时间点A至B的这一段中，对聚焦误差信号微分得到的信号(以下称作“微分信号”)逐渐从接近中间电平的电平降低，达到最小值，之后，逐渐升高，并且在聚焦误差信号具有最小值时的时间点B，最终回到中间电平(0)。随物镜3再下降，在时间点C，聚焦位置进入第1层和第0层记录层之间的层间区域。聚焦误差信号从最小值逐渐增大，达到中间电平(0)。从时间点B至C的一段中，微分信号从中间电平(0)增大，达到最大值，之后，逐渐减小，最终再达到中间电平(0)。在对应层间区域的从时间点C至D的一段中，聚焦误差信号和微分信号均在中间电平(0)。随着物镜3再下降，聚焦点进入第0层区域，因此聚焦误差信号从接近中间电平的电平逐渐升高，直到时间点E为止。从时间点D至E的段中，微分信号从接近中间电平的电平逐渐升高，达到最大值，之后，逐渐下降，并且在聚焦误差信号有最大值时的时间点E，最终达到中间电平(0)。随着物镜3再下降，在时间点G建立在第0层聚焦点。聚焦误差信号从最大值逐渐下降，达到中间电平(0)。在从时间点E至G的一段中，微分信号从中间电平(0)逐渐下降，达到最小值，之后，逐渐增大，最终达到中间电平(0)。在第0层聚焦点建立时的时间点G，聚焦误差信号和微分信号分别达到中间电平(0)。
通过微分信号，更具体地说，通过检测当微分信号通过中间电平(0)时的时间点(过0点)，能容易而可靠地检测物镜3对应时间点B的位置。尽管可用监视聚焦误差信号电平来检测时间点B，但是，由于聚焦误差信号的幅度例如随盘变化并且因此不一致，所以这种检测不可靠。
因而，微分电路12输出的微分信号供给微型计算机13。通过检测当收到的微分信号达到中间电平(0)时的时间点(过0点)，微型计算机13检测到物镜3已通过对应时间点B的位置。在首先检测到通过时间点B之后，微型计算机13检测聚焦误差信号的过0点，即时间点C。随着物镜3再下降，它通过第1层和第0层记录层之间的层间区域的末端位置，对应时间点D。当通过监视聚焦误差信号电平来检测时间点D时，为了给传动装置加使下降的物镜3减速的电压值，微型计算机13发出指令使转换开关19c转换到A端。
另一方面，信号处理电路7输出的聚焦误差信号供给微分电路12，它产生微分信号并把微分信号供给乘法器21。乘法器21将收到的微分信号乘以增益系数20，并把乘积结果供给转换开19c。由于这时转换开关19c转换到A端，乘积信号经转换开关19c照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，微分信号乘以增益系数20得到的乘积信号经转换开关19b作为减速电压供给传动装置。
在从时间D至E的一段中，聚焦误差信号反映物镜3的位移(它是单调地增大)。如上所述，对聚焦误差信号微分得到的信号代表物镜3的移动速度。例如，如果高的下降电压已加到传动装置并且因此当转换到减速电压时物镜3的下降速度是高的，聚焦误差信号从时间点D到E迅速升高。因此，对该聚焦误差信号微分得到的信号有大的值，即，减速电压有大的值，这意味着，减小物镜3的下降速度的力强。反之，如果低的下降电压已加到传动装置上并且因此当转换到减速电压时物镜3的下降速度是小的，聚焦误差信号从时间点D到E缓慢上升。因此，对该聚焦误差信号微分得到的信号有小的值，即减速电压有小的值，这意味着减小物镜3的下降速度的力弱。
按上述方式，使用对从时间点D至E的聚焦误差信号微分得到的信号，能得到对应物镜3的下降速度的减速电压值，并能减小物镜3的下降速度。用增益系数20调节对聚焦误差信号微分得到的减速电压(微分电压)的幅度。
甚至在传动装置加了减速电压之后，由于下降电压17给出的加速，物镜3仍然继续下降。在减速电压加到传动装置之后，通过检测当微分电路12供给的微分信号再达到中间电平(0)时的时间点(过0点)，微型计算机13判断已通过时间点E。当检测到通过时间点E时，为了稳定地停止将要从下降变为上升的物镜3并建立第0层聚焦点(图17中的时间点G)，微型计算机13发出指令使转换开关19a和19c分别转换到E端和B端。转换到E端的转换开关19a输出上升电压值16。
加法器18把上升电压值16和用LPE14去掉高频噪声分量的信号加到一起，把得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，相加信号由转换开关19c照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号经转换开关19b供给拾波器4，在此它加到驱动物镜3的传动装置。由于上升电压值16加到传动装置上，物镜3的下降速度减小，并且物镜3停止下降。
在检测通过时间点E之后，微型计算机13发出指冷使转换开关19e转换到M端，由此阈值电平C(28c)加给比较电路22。比较电路22比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平C(28c)，并把比较结果供给微型计算机13。随着物镜3继续下降，在时间点F聚焦误差信号变成小于阈值电平C(28c)。比较电路22给微型计算机13供给表示这种比较结果的比较检测信号。响应该比较检测信号，微型计算机13发出指令使转换开关19b转换到G端。当物镜3在接近第0层记录层的位置聚焦时，物镜3的速度等于0。因此，开始用聚焦误差信号进行反馈回路聚焦控制，由此，物镜3移到在第0层记录层上聚焦的位置。
图17示出上升电压和下降电压很好平衡的情况。在该情况下，当物镜在接近第1层记录层的位置聚焦时，物镜的上升速度变成0，并且物镜3移到在第1层记录层上聚焦的位置，而不需要转变为上升。
在物镜3移到在第0层记录层上聚焦的位置后，根据ID等检测物镜3的当前位置，并且物镜3按平行于盘1的方向(跟踪方向)向目标位置移动，目标位置是应在第0层记录层上开始记录的位置。在物镜3移动到目标位置后，微型计算机13控制到现在为止发射重放用的小功率激光的半导体激光器52(见图5)，使它发射记录用的大功率激光。这使得可以在第1记录层的预定部分上记录数据。
图18相似地示出这样的情况：物镜3在第1层记录层上聚焦，并且要求物镜3的聚焦位置移动到第0层记录层(即，要求从对应上层(第1层)记录层的聚焦点跳变到对应下层(第0层)记录层的聚焦点)，而且相对减速电压(上升电压16)而言加速电压(下降电压17)太高，因此若不采取适当措施，甚至在物镜3达到在下层(第0层)记录层上聚焦的位置后(即过了下层聚焦点)，物镜3还会继续下降，并达到不能满意地进行下降记录层的反馈回路聚焦控制的位置。
参照图18，从时间点A至F对物镜3的控制与上述方式相同。即，首先施加下降电压值17。在聚焦位置通过第1层和第0层记录层之间的层间区域后，通过使用微分电路12对信号处理电路7供给的聚焦误差信号微分得到的信号，进行速度控制。
在以上参照图17所做的说明中，假设速度控制使时间点E附近的下降速度足够低，在时间点E后加上升电压值16使下降速度再降低，在时间点G附近下降速度变成0。相反，在图18所示情况下，在时间点E后，下降速度如此之高，以至于加上升电压值16不能充分地制动物镜3，它的上升速度减小不太大。甚至在物镜3在下层(第0层)记录层上聚焦时的时间点G，用聚焦误差信号在时间点F开始的反馈回路聚焦控制也不能减小下降速度。物镜3越过并偏离对应于在下层记录层上聚焦的时间点G的位置；物镜3不能移到聚焦位置。
如上所述，在检测通过时间点E后，微型计算机13发出指令使转换开关19e转换到M端，由此，阈值电平C(28c)加到比较电路22。比较电路22比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平C(28c)。随着物镜3继续下降，在时间点F聚焦误差信号电平变成小于阈值电平C(28c)。比较电路22给微型计算机13供给表示这种比较结果的比较检测信号。响应比较检测信号，微型计算机13使转换开关19b转换到G端，由此，开始用聚焦误差信号进行反馈回路聚焦控制。
在检测通过时间点F后，微型计算机13发出指令使转换开关19e转换到L端，由此，阈值电平B(28b)供给比较电路22。比较电路22比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平B(28b)，并把比较结果供给微型计算机13。尽管进行反馈回路聚焦控制，但下降速度未减小。随物镜3再下降，通过时间点G，并在时间点H聚焦误差信号电平变成低于阈值电平B(28b)。比较电路22给微型计算机13供给表示这种比较结果的比较检测信号。通过根据比较检测信号检测通过时间点H，微型计算机13使转换开关19b转换到H端并打开通/断开关19d。由于转换开关19b和通/断开关19d的转换，到现在为止控制物镜3的反馈回路再次变成开路。
这时，微型计算机13发出指令使转换开关19a和19c分别转换到C端和B端。由于转换开关19a转换到C端，转换开关19a输出防止偏离记录层的上升电压26。加法器18把用LPF14除去了高频分量的信号和防止偏离记录层的上升电压26加在一起，并将得到的相加信号供给转换开关19c。由于转换开关19c转换到B端，相加信号由转换开关19c照原样供给转换开关19b。由于转换开关19b转换到H端，相加信号由转换开关19b供给拾波器4，在此它被加到驱动物镜3的传动装置。结果，由于上升电压26加到传动装置上，正在下降的物镜3的下降速度减小到0，并且物镜3开始上升。由于物镜3上升，所以能防止它的聚焦位置偏离下层记录层。
随着物镜3上升，微型计算机13发出指令使转换开关19e转换到N端，由此，阈值电平D(28d)加到比较电路22。比较电路22比较信号处理电路7供给的聚焦误差信号和阈值电平D(28d)，并把比较结果供给微型计算机13。
随着物镜3再上升，在时间点I聚焦误差信号超过阈值电平D(28d)。比较电路22给微型计算机13供给表示这种比较结果的比较检测信号。响应比较检测信号，微型计算机13使转换开关19b转换到G端，由此，开始用聚焦误差信号开始反馈回路聚焦控制。这时，物镜3的聚焦位置接近第0层记录层，并且聚焦位置处于能用聚焦误差信号成功地进行反馈回路聚焦控制的区域。而且，物镜3的上升速度低到能成功地进行反馈回路聚焦控制的程度。因而，物镜3能移到在第0层记录层上聚焦的位置。
在物镜3移到在第0层上聚焦的位置后，根据ID等检测物镜3的当前位置，并且物镜3按平行于盘1的方向(跟踪方向)向目标位置移动，目标位置是要在第0层记录层上开始记录的位置。在物镜3移动到目标位置后，微型计算机13控制激光功率控制电路29，使到现在为止发射用于重放的小功率激光的半导体激光器52发射用于记录的大功率激光。这使得可以在第0层记录层的预定部分上记录数据。
随着物镜3的上升和下降而出现聚焦误差信号的最大值和最小值的方式与上述完全相反，这取决于连接到误差放大器55的光电检测器54(见图5)的输出。如果按相反方式出现最大值和最小值，由于上述的原因，自然在考虑设备的操作时，也应考虑到最大值和最小值以相反方式出现。
在连续的数据记录过程中数据地址跨越两层记录层的情况下，上述的数据记录中的聚焦跳变是必需的。这种聚焦跳变是在处理部分数据写入后的光盘1上的未被记录的地址部分时开始的。在达到目标地址后能连续记录数据。
用微型计算机13进行数据记录过程中聚焦跳变的上述各种控制。图19示出这些控制的算法。
参照图19，为了在记录过程中开始聚焦跳变，首先，在步骤100，获取光盘1上储存的物理地址信息，并检查物镜3的当前地址。步骤101，判断随后要在其上记录数据的记录层是否与当前的记录层相同。如果在步骤101判断随后要在其上记录数据的记录层与当前的记录层相同，则不必进行聚焦跳变，因此该过程结束。另一方面，如果判断随后要在其上记录数据的记录层不是当前的记录层，则进行聚焦跳变。在开始聚焦跳变之前，激光功率变为用于重放的小功率。记录在这一步(步骤102)暂停。当激光功率变成用于重放的小功率时，在步骤103进行(上述的)聚焦跳变处理。
在进行聚焦跳变处理后，在步骤104进行聚焦伺服处理，使物镜3的聚焦位置移到目标记录层。在步骤105进行(上述的)偏离记录层检测处理。如果在步骤105判断反馈回路聚焦控制不能实现聚焦，而且，物镜3的聚焦位置偏离目标记录层，则在步骤106进行防止偏离记录层处理。在步骤107，再进行聚焦伺服处理，使物镜3的聚焦位置移到目标记录层。在步骤108，获取当前位置。在步骤109，检查是否已正常地聚焦跳变到随后要进行数据记录的记录层上。这可通过监视聚焦跳变中或聚焦跳变后的聚焦误差信号或一些其它伺服相关信号来判断，或者用在步骤108中获取的跳变后的当前地址来判断。
如果已成功地聚焦跳变到随后要记录数据的记录层上，在步骤110，物镜3按平行于盘1的方向(跟踪方向)移动到要重新开始记录数据的目标位置。在物镜3移动到要重新开始记录数据的目标位置后，在步骤111，激光功率增大到用于记录的大功率，并重新开始数据记录。
如果在步骤109判断聚焦跳变失败，则在步骤112进行伺服恢复处理。通常，如果聚焦跳变不能达到目标记录层，那就意味着，聚焦控制和其它控制的主体脱离了这些控制。因此，需要时要进行伺服恢复处理，例如聚焦控制的再引入。在恢复了聚焦控制和其它伺服控制之后，再执行步骤100和随后的全部步骤。按上述算法，微型计算机13能按稳定方式控制聚焦跳变。
如上所述，本实施例中，在有多层能记录数据的数据层的光盘上记录的过程中进行聚焦跳变时，控制激光功率，使激光功率变得小到不能进行记录，由此可以防止错误地擦除已经记录的部分，并且即使在记录过程中也能进行聚焦跳变。另外，通过检测聚焦误差信号电平超过设定的阈值电平，在聚焦跳变结束时能检测物镜3的聚焦位置偏离目标记录层的情况，而且，控制传动装置来防止物镜3的聚焦位置偏离目标记录层。这使得即使在记录过程中也实现稳定的聚焦跳变。
如上所述，本发明的优点是：通过检测聚焦跳变过程中物镜的移动速度和可变地控制能使减速度恒定的减速电压，可以按稳定方式进行聚焦跳变；通过监视聚焦跳变过程中的聚焦误差信号来检测物镜按与预定的聚焦跳变方向相反的方向开始移动的情况，并且由此阻止物镜返回开始聚焦跳变的记录层，可以按可靠方式进行聚焦跳变。
另外，关于在有多层能记录数据的记录层的光盘上记录的过程中的聚焦跳变，本发明的优点是：通过控制激光功率使激光功率变低至不能进行记录的程度，能防止错误擦除已记录的部分，即使在记录过程中也能进行聚焦跳变；通过检测聚焦误差信号超过设定的阈值电平来检测在聚焦跳变结束时物镜聚焦位置偏离目标记录层的情况，并且控制传动装置防止物镜聚焦位置偏离目标记录层，即使在记录过程中也可以稳定而可靠地进行聚焦跳变。

Claims (16)

1、一种光盘设备，具有聚焦跳变功能，能在光盘的多层记录层中的每一层上实现聚焦控制，该设备包括：
物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；
聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；
聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；
驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；
移动装置，用于按驱动电压发生装置的输出电压在大致垂直于盘的记录层的方向上移动物镜；和
速度检测装置，用于检测物镜的移动速度，
其中，在聚焦跳变过程中检测物镜的移动速度，与检测到的移动速度对应的物镜驱动信号被供给移动装置，在聚焦跳变结束之前，立即根据聚焦误差信号的特性，确定聚焦跳变的结束位置，由此，迫使聚焦控制从对应一层记录层的聚焦点转移到对应另一层记录层的聚焦点。
2、按权利要求1的光盘设备，还包括用于监视聚焦误差信号电平的装置。
3、按权利要求2的光盘设备，还包括速度控制电压发生装置，用于根据速度检测装置检测到的移动速度产生控制物镜的电压。
4、按权利要求1的光盘设备，还包括：
噪声去除装置，用于从聚焦误差信号中去除噪声；
监视装置，用于监视从聚焦误差信号中除去噪声后获得的信号的电平；和
速度控制电压发生装置，用于根据速度检测装置检测到的移动速度发生控制物镜的电压。
5、一种光盘设备，具有聚焦跳变功能，能在光盘的多层记录层中的每层记录层上实现聚焦控制，该设备包括：
物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；
信号处理电路，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；
聚焦控制电路，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；
驱动电压发生电路，用于输出在记录层之间移动物镜聚焦位置所需的驱动电压；
传动装置，用于按驱动电压发生电路的输出电压，在大致垂直于光盘记录层的方向上移动物镜；和
微分电路，用于通过对聚焦误差信号微分来检测物镜的移动速度，
其中，在聚焦跳变过程中检测物镜的移动速度，与检测到的移动速度对应的物镜驱动信号供给传动动装置，在聚焦跳变结束之前，立即根据聚焦误差信号的特性，确定聚焦跳变的结束位置，由此，迫使聚焦控制从对应一层记录层的聚焦点转移到对应另一层记录层的聚焦点。
6、一种光盘设备的聚焦跳变方法，能在两个记录层的光盘上进行聚焦跳变，其中，使用通过对聚焦误差信号微分获得的信号确定聚焦控制的目标物镜位置。
7、一种光盘设备，具有聚焦跳变功能，能在可以记录和重放数据的光盘的多层记录层中的每层记录层上进行聚焦控制，该设备包括：
物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；
聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；
聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；
驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；
移动装置，用于根据驱动电压发生装置的输出电压，在大致垂直于光盘记录层的方向上移动物镜；和
控制装置，用于在数据记录过程中需要聚焦跳变时，在激光功率从当前的数据记录用的大功率转换成不能进行数据记录或擦除的小功率后，开始聚焦跳变。
8、一种光盘设备，具有聚焦跳变功能，能在可以记录和重放数据的光盘的多层记录层中的每层记录层上进行聚焦控制，该设备包括：
物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；
信号处理电路，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；
聚焦控制电路，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；
驱动电压发生电路，用于输出在记录层之间移动物镜聚焦位置所需的驱动电压；
传动装置，用于根据驱动电压发生电路的输出电压，在大致垂直于光盘记录层的方向上移动物镜；和
控制电路，用于在数据记录过程中需要聚焦跳变时，在激光功率从当前的数据记录用的大功率转换成不能进行数据记录或擦除的小功率后，开始聚焦跳变。
9、一种光盘设备，具有聚焦跳变功能，能在可以记录和重放数据的光盘的多层记录层中的每层记录层上进行聚焦控制，该设备包括：
物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；
聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；
聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；
驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；
移动装置，用于根据驱动电压发生装置的输出电压，在大致垂直于光盘记录层的方向上移动物镜；
激光功率控制装置，它控制用于在盘上记录数据和从盘上重放数据的激光的功率；和
控制装置，用于在数据记录过程中需要聚焦跳变时，在激光功率从当前的数据记录用的大功率转换成不能进行数据记录或擦除的小功率后，开始聚焦跳变。
10、一种光盘设备，具有聚焦跳变功能，能在可以记录和重放数据的光盘的多层记录层中的每层记录层上进行聚焦控制，该设备包括：
物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；
信号处理电路，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；
聚焦控制电路，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；
驱动电压发生电路，用于输出在记录层之间移动物镜聚焦位置所需的驱动电压；
传动装置，用于根据驱动电压发生电路的输出电压，在大致垂直于光盘记录层的方向上移动物镜；
激光功率控制电路，它控制用于在盘上记录数据和从盘上重放数据的激光的功率；和
控制电路，用于在数据记录过程中需要聚焦跳变时，在通过控制激光功率控制电路进行控制，使激光功率从当前的数据记录用的大功率转换成不能进行数据记录或擦除的小功率后，开始聚焦跳变。
11、一种光盘设备，具有聚焦跳变功能，能在可以记录和重放数据的光盘的多层记录层中的每层记录层上进行聚焦控制，该设备包括：
物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；
聚焦误差信号发生装置，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；
聚焦控制信号发生装置，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；
驱动电压发生装置，用于输出物镜移动所需的电压；
移动装置，用于根据驱动电压发生装置的输出电压，在大致垂直于光盘记录层的方向上移动物镜；和
记录层偏离检测装置，用于检测物镜的聚焦位置是否将偏离记录层，
其中，当进行聚焦跳变时，检测物镜聚焦位置是否将偏离目标记录层，并且，通过控制移动装置来防止偏离目标记录层。
12、一种光盘设备，具有聚焦跳变功能，能在可以记录和重放数据的光盘的多层记录层中的每层记录层上进行聚焦控制，该设备包括：
物镜，用于使激光在光盘的记录层上聚焦；
信号处理电路，用于根据通过物镜获得的反射光产生聚焦误差信号；
聚焦控制电路，用于根据聚焦误差信号产生控制物镜的聚焦控制信号；
驱动电压发生电路，用于输出在记录层之间移动物镜聚焦位置所需的驱动电压；
传动装置，用于根据驱动电压发生电路的输出电压，在大致垂直于光盘记录层的方向上移动物镜；和
比较电路，用于根据聚焦误差信号的电平，检测物镜聚焦位置是否将偏离记录层，
其中，在进行聚焦跳变时，检测物镜聚焦位置是否将偏离目标记录层，并且，通过控制传动装置防止偏离目标记录层。
13、按权利要求11的光盘设备，其中，偏离记录层检测装置比较聚焦误差信号电平和设定电平，并且根据聚焦误差信号电平和设定电平的幅度关系，检测物镜聚焦位置是否将偏离记录层。
14、按权利要求7、9或11的光盘设备，其中，在使物镜从一个记录层向距离物镜更远的另一个记录层移动时，驱动电压发生装置产生作为使物镜接近光盘的加速电压的电压值和作为使物镜离开光盘的减速电压的电压值，并且其中，在使物镜从一个记录层向离物镜更近的另一记录层移动时，驱动电压发生装置产生作为使物镜离开光盘的加速电压的电压值和作为使物镜接近光盘的减速电压的电压值。
15、一种光盘设备的聚焦跳变方法，该光盘设备具有聚焦跳变功能，能在可记录和重放数据的光盘的多层记录层中的每层记录层上实现聚焦控制，该聚焦跳方法包括以下步骤：
在光盘上记录数据的同时，检测物镜的当前位置；
判断随后要记录数据的位置是否处在物镜当前聚焦的记录层上；
如果判断随后要记录数据的位置不处于物镜当前聚焦的记录层中，并且因此需要聚焦跳变，激光功率从用于数据记录的大功率转变成不能进行数据记录或擦除的小功率；
在激光功率转变为小功率后进行聚焦跳变；
作为聚焦跳变的结果，当物镜聚焦位置达到目标记录层时，根据此时获得的聚焦误差信号的电平，判断物镜聚焦位置是否将偏离目标记录层；
如果判断物镜聚焦位置将偏离目标记录层，进行如此的控制，强制驱动物镜，使物镜的聚焦位置将不偏离目标记录层；
通过控制防止物镜聚焦位置偏离目标记录层，判断物镜聚焦位置是否移到目标记录层；
如果判断物镜聚焦位置还没有移到目标记录层，则再次从开始进行聚焦跳变；和
如果判断物镜聚焦位置已移到目标记录层，使激光束点移动到目标记录层中的目标记录开始位置，将激光功率从小功率转变成大功率，并且重新开始数据记录。
16、按权利要求7至13中任一权利要求的光盘设备，其中，在连续的数据记录过程中，在数据地址跨越两层记录层的情况下，必需进行聚焦跳变，并且聚焦跳变是在处理写入部分数据后的光盘上的不记录的地址部分时开始的。
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