JP2001236657A

JP2001236657A - 光ディスク読取装置及び光ディスク読取方法

Info

Publication number: JP2001236657A
Application number: JP2000043203A
Authority: JP
Inventors: Satoru Maeda; 悟前田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】過去のフォーカスエラー信号等を用いてフォ
ーカスサーチ及び複数記録層間のレイヤジャンプを行う
光ディスク読取装置の提供。【解決手段】光ピックアップのアクチュエータ部２１
へ駆動信号を出力するフォーカスサーチ回路２７と、フ
ォーカスエラー信号を発生するフォーカスエラー検出回
路２３と、これに基づき維持させるフォーカスサーボル
ープのオンオフを切り換えるスイッチ２９と、フォーカ
スサーボループ時のフォーカスエラー信号に基づくパラ
メータを抽出し記憶するメモリ部３０と、切換回路に対
しフォーカスサーボループをオフし、再度、メモリから
のパラメータに基づいて得たフォーカスエラー信号によ
り対物レンズの移動量を決定し移動させるべくフォーカ
スサーチ回路を制御し、移動後、フォーカスサーボルー
プをオンすべく制御する制御部２８とを有する光ディス
ク読取装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
ク（ＣＤ）又はデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の
光ディスクの再生等を行う光ディスク読取装置及び光デ
ィスク読取方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、周知のように、記録媒体である光
ディスクとして、音声データが記録されたＣＤや、動画
像データ及び音声データがともに記録されたレーザディ
スク（ＬＤ）等が広く普及している。

【０００３】又、近年ではＣＤと同径の光ディスクに、
動画像データや音声データだけでなく、例えば字幕等を
表わす副映像データを圧縮して高密度で記録するととも
に、音声や字幕については、言語の異なるものを複数種
類記録しておくことにより、再生時に、希望の言語の音
声や字幕を自由に選択して再生できるＤＶＤ等も開発さ
れている。

【０００４】このＤＶＤにおいては、その開発の一環と
して、ＤＶＤ−ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）やＤＶ
Ｄ−ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）として用いるた
めの開発も推進されている。更に、このような光ディス
クの再生等を行うための光ディスク読取装置としては、
光ディスクの回転速度を制御する回転サーボユニット
や、光ディスクの信号記録層にレーザビームを照射し、
その反射光を光電変換することによって、光ディスクに
記録された情報を読み取る光ピックアップ等が設けられ
ている。この光ピックアップで光電変換された信号に対
して、波形等化処理や復調処理等が施されることによ
り、光ディスクに記録されている情報が再生される。

【０００５】図１３は、光ディスク読取装置の一実施形
態を示す概念図である。

【０００６】光源１から出射されたレーザビームは、ホ
ログラフィック素子６、コリメータレンズ２、ビーム整
形プリズム３、４、対物レンズ５を介して、光ディスク
１３の信号記録トラック１４に照射される。信号記録ト
ラック１４から反射された光は、対物レンズ５、ビーム
整形プリズム４，３、コリメータレンズ２、ホログラフ
ィック素子６を介して、光検出器７に導かれる。

【０００７】光検出器７，８からの光電気変換信号は、
演算部４１で演算され、フォーカスエラー信号、トラッ
キング誤差信号、再生情報信号として、増幅回路２２を
介して導出される。フォーカスエラー信号は、フォーカ
スアクチュエータ部２１に入力され、フォーカスサーボ
を実現するためにアクチュエータコイル１２を駆動する
信号に変換される。

【０００８】ところで、光ディスク読取装置には、Ｃ
Ｄ、ＤＶＤ等の光ディスクの信号記録層に対し、光ピッ
クアップの対物レンズをフォーカス方向に位置制御する
ためのフォーカスサーチ制御部が含まれている。このフ
ォーカスサーチ制御部は、レーザビームを収束する対物
レンズの焦点が、光ディスクの信号記録層と一致すると
きの当該対物レンズの位置である合焦位置に、常時対物
レンズを位置制御（フォーカスロック）するフォーカス
サーボと、ＤＶＤ等の多層の信号記録層を有する光ディ
スクにおいて、対物レンズを該対物レンズの現在再生中
の信号記録層に対する合焦位置から、他の信号記録層に
対する合焦位置へ高速移動（キック）させる、いわゆる
レイヤジャンプとを実現させるためのものである。

【０００９】フォーカス方向に位置制御される光ピック
アップの対物レンズは、マグネット及びコイルが設けら
れ且つ全体が板バネで支持されるアクチュエータに組み
込まれており、このコイルに電流を流すことでアクチュ
エータに駆動力が生じ、対物レンズはフォーカス方向に
移動させられる。更に、フォーカスサーチ制御部ではア
クチュエータに組み込まれた対物レンズを、フォーカス
方向に位置制御するため、制御用の基準信号としてフォ
ーカスエラー信号を生成させている。

【００１０】フォーカスエラー信号は、図１４に示すよ
うに、対物レンズが光ディスクの信号記録層に対する合
焦位置からどれだけずれているかに対応した信号であ
り、光ディスクの信号記録層で反射したレーザビームを
光検出器７に導き、この光検出器７が受光するレーザビ
ームの反射光の形状がレーザビームの焦点位置近傍で変
化する特性が利用され生成させられている。

【００１１】すなわち、光検出器７の受光素子は、４つ
の受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから構成され、各受光部の出力
を所定の組み合わせで加算及び減算し、フォーカスエラ
ー信号としている。このフォーカスエラー信号は、対物
レンズが光ディスクの信号記録層に対する合焦位置の手
前側にある場合には、出力レベルはハイレベル、合焦位
置を越え奥側にある場合にはローレベルとなり、対物レ
ンズが光ディスクの信号記録層に対する合焦位置にある
ときには、出力レベルが０になる。

【００１２】ここで、図１５に示すような記録層が２層
（Ｌ１とＬ２）のＤＶＤに対するフォーカスサーボにつ
いて詳述する。

【００１３】図１６に示すように、今、横軸に対物レン
ズとＤＶＤとのフォーカス方向の相対距離をとり、縦軸
に出力（電圧）レベルをとると、この特性から明らかな
ように、ＤＶＤの各信号記録層において、対物レンズに
フォーカスサーボをかけることができるフォーカスサー
ボ範囲は、各信号記録層に対する対物レンズの合焦位置
である出力レベル０の位置を中心にしてフォーカス方向
に±８μｍである。なお、ＤＶＤの第１の信号記録層Ｌ
１と第２の信号記録層Ｌ２との間隔は５５μｍである。
又、フォーカスサーボは、合焦位置と対物レンズの位置
との離間量、つまりフォーカスエラー信号の出力レベル
に応じてアクチュエータのコイルへかける電圧値を変
え、当該フォーカスエラー信号の出力レベルが常に０に
なるように制御を行う。更に、対物レンズが光ディスク
の信号記録層に対する合焦位置から±８μｍのフォーカ
スサーボ範囲の外にある場合には、フォーカスサーボを
かけることができないので、この場合は、フォーカスサ
ーチにより対物レンズを初期位置から強制的にフォーカ
ス方向に駆動し、対物レンズが合焦位置近傍に達した状
態で、再びフォーカスサーボをかけるようにしている。

【００１４】次に、レイヤジャンプについて詳述する。

【００１５】レイヤジャンプとはピックアップの対物レ
ンズ５を、現在再生している信号記録層に対する合焦位
置から、目的とする他の信号記録層に対する合焦位置へ
強制的に高速移動（キック）させ、その目的信号記録層
に対して安定にフォーカスサーボを施せる状態を生成す
る動作である。

【００１６】以下レイヤジャンプの具体的な動作例を従
来の光ディスク読取装置を用いて示す。

【００１７】図１６において、変位量Ｖ（heni）はフォ
ーカスアクチュエータの変位量を示す信号、変位量Ｖ
（menbure）は、ディスクの面の振れをセンサ等で検出
した信号である。この信号は、減算器において、Ａ＝変
位量Ｖ（heni）−面ぶれ変位量Ｖ（menbure）の演算が
施され、その結果がフォーカスエラー検出回路２３に供
給される。フォーカスエラー検出回路２３では、上記の
差Ａを加算したフォーカスエラー信号を出力する。

【００１８】フォーカスエラー信号は、ブレーキ信号生
成部２５、フォーカスサーチ制御部２６に供給される。
微分補償回路２４の出力は、スイッチＳＷ２９の端子１
へ供給され、ブレーキ信号生成部２５の出力は、スイッ
チＳＷ２９の端子２へ供給されるとともに、フォーカス
サーチ制御部２６に入力される。

【００１９】フォーカスサーチ制御部２６は、システム
制御部２８からフォーカスサーチ指令信号を受けたとき
に、フォーカスサーチ信号発生回路２７を制御する。こ
の時この回路２７は、フォーカスサーチ信号を発生し、
スイッチＳＷ２９の端子３へ供給する。

【００２０】スイッチＳＷ２９は、端子１，２，３のい
ずれかの信号を選択して、増幅回路２２に供給する。こ
の増幅回路２２の出力は、フォーカスアクチュエータ部
２１にアクチュエータ駆動信号として与えられる。

【００２１】次にレイヤジャンプ動作について動作を説
明する。

【００２２】レイヤジャンプ動作以前はスイッチＳＷ２
９は端子１を選択していて、第１の信号記録層に合焦す
るようにサーボが施されている状態にあるとする。シス
テム制御部２８が、第２の信号記録層Ｌ２に合焦させる
ために、フォーカスサーチ制御部２６に制御信号を与え
ると、フォーカスサーチ制御部２６はスイッチＳＷ２９
を端子３に切り替えて、フォーカスサーチ信号を増幅回
路２２に供給する。

【００２３】フォーカスサーチ信号は対物レンズを、目
的とする第２の信号記録層Ｌ２の方向に動かすような信
号を発生する。対物レンズを目的とする信号記録層に対
する合焦位置に向けて強制的にキックさせる速度は、フ
ォーカス方向においてＤＶＤ自身の面ぶれによって対物
レンズとの間に生じる相対速度より十分に早くする必要
がある。つまり、ＤＶＤの面ぶれによって生じるＤＶＤ
の信号記録層と対物レンズとの間の相対距離の関係が、
本来の相対距離の関係と大きく異なってしまうからであ
る。

【００２４】この後、対物レンズ位置が目的とする信号
記録層に近い位置になったこと、つまりフォーカスエラ
ー検出回路２３の出力（フォーカスエラー信号）のレベ
ルがある値以上になったことをフォーカスサーチ制御部
２６が検知したらフォーカスサーチ制御部２６はスイッ
チＳＷ２９を端子２に切り替えて、増幅回路２２にブレ
ーキ信号を供給する。ブレーキ信号は、フォーカスエラ
ー信号を微分した信号である。この出力は対物レンズと
第２の信号記録層との相対速度に約比例した信号であ
る。この信号が大きいほど対物レンズの移動速度を強く
減速させることができる。

【００２５】フォーカスサーチ制御部２６はブレーキ信
号を監視し続けて、ブレーキ信号がゼロになったらスイ
ッチＳＷ２９を端子１に切り替えてフォーカスサーボル
ープをオンにする。その結果、やがて目的とする合焦位
置に収斂する。

【００２６】上記した装置の動作波形を図１８に示す。

【００２７】図１８（ａ）はフォーカスエラー信号を時
間軸で微分した信号Ｖ（ｆｚｃｒ）であり微分補償回路
２４から出力される、同図（ｂ）はフォーカスエラー検
出回路２３からの出力されるフォーカスエラー信号Ｖ
（ＦＥ）、同図（ｃ）は増幅回路２２から出力されフォ
ーカスアクチュエータをドライブする信号Ｖ（Ｖａｃ
ｔ）、同図（ｄ）は変位信号Ｖ（ｈｅｎｉ）から面ぶれ
信号Ｖ（ｍｅｎｂｕｒｅ）を減算した信号Ａ、同図
（ｅ）は変位信号Ｖ（ｈｅｎｉ）と面ぶれ信号Ｖ（ｍｅ
ｎｂｕｒｅ）とをそれぞれ示したグラフである。又、同
図（ｆ）がそれぞれの制御信号を示すタイミングチャー
トである。

【００２８】増幅回路２２の出力信号を示すＶ（Ｖａｃ
ｔ）は±４．５Ｖで飽和することとして計算してあり、
他の動作波形においても同様である。

【００２９】ここで、肝要なことは、対物レンズが、合
焦位置を基準としたフォーカスサーボ範囲（±８μｍの
範囲）から逸脱すると当該合焦位置に対物レンズを位置
制御することができなくなってしまうので、目的の信号
記録面の近傍に位置した直後に、フォーカシングサーボ
により確実に目標合焦点に収束可能な速度範囲内で、し
かも高速で（短時間に）キックするように設定すること
である。

【００３０】つまり、目的の信号記録面に移動するとき
の、合焦位置と対物レンズとの相対速度をある許容範囲
内に保つことが肝要である。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】レイヤジャンプは、デ
ィスクが回転中に実行するものである。ここで、ディス
ク自身の面ぶれや、回転駆動するためのモータ軸のカタ
ムキや曲がり等によって対物レンズと信号記録面との距
離が変動するが、ディスクの回転スピードが高くなると
その変動速度も回転スピードに比例して高くなる。そう
すると、目的の信号記録面に到達できなかったり、目標
合焦点をフォーカシングサーボで収束不可能な速度で通
過してしまうという不具合が生じる。

【００３２】具体的な不具合の例を図１９，図２０に示
す。

【００３３】図２０は、図１９のジャンプ動作中の時間
あたりを拡大表示したグラフである。図１９、図２０は
ディスクの面ぶれ成分が、回転周期＝１０ｍＳ、面ぶれ
量＝±１００μｍでレイヤジャンプを開始した直後の面
ぶれ加速度がほぼ最大になるような場合の動作である。
つまり、タイミング的には最も制御しにくい時点に面ぶ
れが発生したことになる。

【００３４】この場合、対物レンズの合焦点が目的の信
号記録面を突き抜けてしまいフォーカスサーボをオンし
ても目的とする合焦位置に収斂できなかった様子を示し
ている。フォーカスエラー検出回路２３にも面ぶれ成分
が入力するが、フォーカスサーチ時には、フォーカスエ
ラー信号は、フォーカスの状態を判定する成分としてフ
ォーカスサーチ制御部２６で用いられ、Ｖ（ｍｅｎｂｕ
ｒｅ）はこのときは有効ではない。

【００３５】図２１及び図２２は、ディスクの面ぶれ成
分は先の図１９及び図２０の場合と等しく、回転周期＝
１０ｍＳ、面ぶれ量＝±１００μｍであるが、レイヤジ
ャンプを開始した直後の面ぶれ加速度がほぼ最小である
ような場合の動作を示している。つまり、タイミング的
には比較的制御しやすい時点に面ぶれが発生したことに
なる。

【００３６】この場合、対物レンズの合焦点が目的の信
号記録面に到達の後フォーカスサーボをオンして目的と
する合焦位置にスムーズに収斂している様子を示してい
る。

【００３７】このように、従来の方法によるレイヤジャ
ンプでは正常に制御しきれる面ぶれの大きさやタイミン
グに限界があるという問題がある。又これと同等の問題
が、光ディスク読取装置の通常のフォーカス処理におい
てもいうことができる。

【００３８】そこで、本発明は、このような課題を解決
するためになされたものであり、簡易的な回路構成で、
レイヤジャンプ時やフォーカス時においても光ディスク
の面ぶれに影響されることなく確実にフォーカスロック
を実現させることが可能な光ディスク読取装置を提供す
ることを目的とする。

【００３９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、光ディスクの信号記録層に対してレ
ーザービームを照射し、信号記録層からの反射光を受光
せしめ、当該光ディスク上の記録信号を再生する光ディ
スク読取装置において、対物レンズと、当該対物レンズ
を前記光ディスクに対向させ且つ、フォーカス方向に移
動することによって、前記レーザービームの焦点を前記
光ディスクの信号記録層に合焦させるように移動せしめ
るアクチュエータとを具備する光ピックアップと、前記
光ピックアップの前記アクチュエータに対して、前記対
物レンズをフォーカス方向に移動させるための駆動信号
を出力するフォーカスサーチ回路と、信号記録層からの
反射光から再生される信号に基づき、信号記録層に対す
るレーザービームの焦点の合焦状態を検出し、フォーカ
スエラー信号を発生するフォーカスエラー検出回路と、
前記フォーカスエラー信号に基づいて、前記のレーザー
ビームが信号記録層に対して合焦状態に維持されるよう
にフィードバック制御されるようにフォーカスサーボル
ープをオンあるいは、このフィードバック制御が解除さ
れるようにフォーカスサーボループをオフする切換手段
と、フォーカスサーボループがオン状態にある場合のフ
ォーカスエラー信号から当該フォーカスエラー信号に基
づいたパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、前
記パラメータを記憶するメモリ手段とを具備し、前記切
換手段に対してフォーカスサーボループをオフし、再
度、前記メモリ手段に記憶された前記パラメータに基づ
いてフォーカスエラー信号を得て、当該フォーカスエラ
ー信号に基づき前記対物レンズの移動量を決定し、前記
対物レンズをフォーカス方向に移動させるようにフォー
カスサーチ回路を制御し、対物レンズが移動した後、フ
ォーカスサーボループをオンするように前記切換手段を
制御するシステム制御手段とを備える。

【００４０】これにより、レイヤジャンプ時やフォーカ
スサーチの際にも、メモリに格納された過去のフォーカ
スエラー信号により生成されたパラメータに基づく適切
な移動量を瞬時に特定できるため、光ディスクの面ぶれ
に影響されることなく確実にフォーカスロックを実現す
ることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明に係る光ディスク読取装置
の実施形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。

【００４２】図１は、本発明の実施形態に係る光ディス
ク読取装置のフォーカスサーチ制御部２６を概略的に示
すブロック図である。

【００４３】変位量Ｖ（heni）はフォーカスアクチュエ
ータの変位量を示す信号、変位量Ｖ（menbure）は、デ
ィスクの面の振れをセンサ等で検出した信号である。こ
の信号は、減算器において、Ａ＝変位量Ｖ（heni）−面
ぶれ変位量Ｖ（menbure）の演算が施され、その結果が
フォーカスエラー検出回路２３に供給される。フォーカ
スエラー検出回路２３では、上記の差Ａを加算したフォ
ーカスエラー信号Ｖ（ＦＥ）を出力する。

【００４４】フォーカスエラー信号Ｖ（ＦＥ）は、微分
補償回路２４、ブレーキ信号生成部２５、及びフォーカ
スサーチ制御部２６とに供給される。微分補償回路２４
の出力は、スイッチＳＷ２９の端子１へ供給され、ブレ
ーキ信号生成部２５の出力は、スイッチＳＷ２９の端子
２へ供給されるとともに、フォーカスサーチ制御部２６
に入力される。

【００４５】フォーカスサーチ制御部２６は、システム
制御部２８からフォーカスサーチ指令信号を受けたとき
に、フォーカスサーチ信号発生回路２７を制御する。こ
の時この回路２７は、フォーカスサーチ信号を発生して
加算器３０ａに供給する。

【００４６】加算器３０ａは、この発明の特徴となるメ
モリ３０からの出力と、フォーカスサーチ信号とを加算
し、その出力をスイッチＳＷ２９の端子３へ供給する。

【００４７】スイッチＳＷ２９は、端子１，２，３のい
ずれかを選択して、増幅回路２２にその信号を供給す
る。この増幅回路２２の出力は、フォーカスアクチュエ
ータ部２１にアクチュエータ駆動信号Ｖ（Ｖａｃｔ）と
して与えられる。

【００４８】又更に上記のフォーカスサーチ制御部２６
は、ＤＶＤ等の光ディスクの多層の信号記録層に対して
は、光ピックアップの対物レンズをフォーカス方向に位
置制御することによって、対物レンズを該対物レンズの
現在再生中の一方の信号記録層に対する合焦位置から、
他方の信号記録層に対する合焦位置へ高速移動（キッ
ク）させる、いわゆるレイヤジャンプをも実現すること
ができるものである。

【００４９】＜＜レイヤジャンプへの適用＞＞本発明に
係る光ディスク読取装置において、本発明の特徴である
過去のサーボを施してトレースした際のサーボループ内
の信号に基づいて行われる、レイヤジャンプ処理の動作
手順を、図２乃至図６のタイミングチャート及び図７の
フローチャートを参照しながら以下に詳細に説明する。

【００５０】ここで、図２において、同図（ａ）はフォ
ーカスエラー信号を時間軸で微分した信号Ｖ（ｆｚｃ
ｒ）であり、微分補償回路２４の出力、同図（ｂ）はフ
ォーカスエラー検出回路２３から出力されるフォーカス
エラー信号Ｖ（ＦＥ）、同図（ｃ）は増幅回路から出力
されフォーカスアクチュエータをドライブする信号Ｖ
（Ｖａｃｔ）、同図（ｄ）は変位信号Ｖ（ｈｅｎｉ）か
ら面ぶれ信号Ｖ（ｍｅｎｂｕｒｅ）を減算した信号Ａ、
同図（ｅ）は変位信号Ｖ（ｈｅｎｉ）と面ぶれ信号Ｖ
（ｍｅｎｂｕｒｅ）とをそれぞれ示した信号波形であ
る。又、図２（ｆ）はそれぞれの制御信号を示すタイミ
ングチャートである。

【００５１】図１において、メモリ３０は、事前にサー
ボループがオンである際に、サーボループ内の信号、一
例として、微分補償回路２４の出力に基づくパラメータ
をその記憶領域内に格納している。

【００５２】まずレイヤジャンプ動作以前は、スイッチ
ＳＷ２９は端子１を選択しており、第１の信号記録層に
合焦するようにサーボが施されている状態にあるとす
る。この状態からシステム制御部２８が、フォーカスを
第２の信号記録層へ合焦するようにフォーカスサーチ制
御部２６に制御信号を与える。すると、サーボオフ信号
ＳＶｏｆｆがアクティブになり、フォーカスのサーボル
ープがオフにされる（Ｓ１１）。これとほぼ同時に、フ
ォーカスサーチ制御部２６は、スイッチＳＷ２９を端子
３に切り替える。これにより加算器３０ａの出力、つま
りフォーカスサーチ信号発生回路２７の出力とメモリ３
０の出力とが加算された信号が、増幅回路２２へ供給さ
れる。このメモリ３０の出力は、ディスクＮ回転以前
（Ｎは整数）の現ディスク角度とほぼ同一角度の位置を
サーボを施してトレースしていたときの微分補償回路２
４の信号に応じたパラメータが逐次更新されて出力され
る。そしてこのメモリから読み出されるパラメータに応
じたフォーカスエラー信号を得て、これに基づき、対物
レンズの移動量を決定する（Ｓ１２）。

【００５３】一方、フォーカスサーチ信号発生回路２７
は、対物レンズ３を目的とする第２の信号記録層Ｌ２の
方向に動かすための信号、図２におけるキック信号Ｖ
（ＫＩＣ）を発生し（Ｓ１２）、決定された移動量に応
じて対物レンズをフォーカス方向に移動するべくフォー
カスサーボ回路を制御し、フォーカスアクチュエータ部
２１が駆動される（Ｓ１３）。

【００５４】その結果、対物レンズ５を目的とする信号
記録層に対する合焦位置に向けて強制的にキックさせる
速度は、フォーカス方向においてＤＶＤ自身の面ぶれに
よって生じる相対速度とフォーカスサーチ信号発生回路
２７によって一義的に生じるアクチュエータ速度とを加
算したものとなる。そのトータル速度は、面ぶれによっ
て生じるＤＶＤの信号記録層と対物レンズとの間の相対
距離の関係が、面ぶれの大小に関わりなく時間と共に一
義的に推移することになる。

【００５５】これは、ディスク面ぶれ成分は、ディスク
回転角度に極めて強く関係しているためであり、面ぶれ
成分はそのディスク１枚１枚の歪みに依存するものであ
って、１回転ごとにほぼ同一の面ぶれ成分がその回転角
度に応じて反復され続けるためである。

【００５６】この後、対物レンズ位置が目的とする信号
記録層に近い位置になったこと、つまりフォーカスエラ
ー検出回路出力（フォーカスエラー信号）のレベルがあ
る値以上になったことをフォーカスサーチ制御部２６が
検知する。すると、タイミング信号Ｖ（ｂｒｋ）に応じ
てフォーカスサーチ制御部２６がスイッチＳＷ２９を端
子２に切り替え、ブレーキ信号生成部２５からのフォー
カスエラー検出回路出力を微分した信号Ｖ（ｆｚｃｒ）
を増幅回路２２に出力する。この出力は、対物レンズと
第２の信号記録層との相対速度にほぼ比例した信号であ
り、この信号が大きいほど対物レンズの移動速度を強く
減速させるように作用する。

【００５７】フォーカスサーチ制御部２６は、ブレーキ
信号生成部２５の出力Ｖ（ｂｒｋ）を監視し続け、ブレ
ーキ信号生成部２５の出力がゼロになったらスイッチＳ
Ｗ２９を端子１に切り替え、第２の信号記録層にレーザ
ビームを合焦させるべくフォーカスサーボループをオン
にする（Ｓ１４）。その結果、対物レンズの焦点は、や
がて目的とする合焦位置に収斂する。

【００５８】ここまでの動作波形は図２乃至図５に示さ
れるものであり、図６のフローチャートにその手順の大
きな流れが示されている。

【００５９】図２及び図３の例は、回転周期＝１０ｍ
Ｓ、面ぶれ量＝±１００μｍで、レイヤジャンプを開始
した直後に、面ぶれ加速度がほぼ最大になるような場合
の回路中の各信号とタイミング信号とを示している。一
方、図４及び図５の例は、回転周期＝１０ｍＳ、面ぶれ
量＝±１００μｍであるが、レイヤジャンプを開始した
直後の面ぶれ加速度はほぼ最小であるような場合の回路
中の各信号とタイミング信号とを示している。なお、こ
こで図３は、図２の時間を拡大して表示した図面、図５
は図４の時間を拡大して表示した図面であり、表現して
いるものは同一である。

【００６０】本発明の方法により、過去のサーボ制御を
行っていた期間のフォーカスエラー信号に基づくパラメ
ータをメモリ３０に記憶し、これを使用した適切な移動
量によって、面ぶれの影響を受けることのない迅速なレ
イヤージャンプが可能となる。

【００６１】＜＜フォーカスサーチへの適用＞＞上記の
説明では、レイヤージャンプを説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではない。本発明の本質は、フォー
カスサーチを行う場合の構成、機能を実現したところに
あるもので、例えばレイヤージャンプを行わなくても、
シーク動作時やトラックジャンプ時のフォーカスサーチ
にも適用できるものである。

【００６２】図７は、フォーカスサーチに本発明を実施
した場合の光ディスク装置の各部信号とタイミング信号
を示す図の一例、図８は、その際のフォーカスサーチの
手順を示すフローチャートの一例を示している。

【００６３】初めに、シーク動作時やトラックジャンプ
の際のフォーカスサーチを行う場合、システム制御部２
８からフォーカスを合焦させる命令を受けると、オンし
ているフォーカスサーボループをオフして（Ｓ２１）、
対物レンズ駆動信号Ｖ（ｌｅｎｚ）によりレンズが下げ
られた後に、レーザ信号Ｖ（Ｌｏｎ）がオンされてレー
ザが光ディスク面の信号記録面に照射される。

【００６４】一方で、メモリに記憶されているパラメー
タに基づきフォーカスエラー信号を得て、これに基づき
対物レンズの移動量を決定する（Ｓ２２）。このパラメ
ータとは、事前にサーボループがオンである際に、サー
ボループ内の信号、例えば、微分補償回路２４の出力信
号に基づくパラメータがそのメモリ素子３０の記憶領域
内に逐次更新されて格納されていくものである。

【００６５】次に、キック信号Ｖ（ＫＩＣ）がアクティ
ブになり、パラメータから決定された移動量に基づい
て、対物レンズをフォーカス方向に移動するべくフォー
カスサーチ回路を制御し、徐々に対物レンズ５が光ディ
スクに近接されていく（Ｓ２３）。

【００６６】一方で、システム制御部２８は、フォーカ
スエラー検出器２３にて対物レンズと信号記録層との相
対距離に応じたフォーカスエラー信号をモニターしてい
る。モニタされるこの信号があるレベルになるとスタン
バイ信号Ｖ（ｓｔｂｙ）がアクティブとなる。そして、
フォーカスエラー信号を微分した信号の極性が反転する
と、ブレーキ信号Ｖ（ｂｒｋ）がアクティブとなり、ブ
レーキ信号生成部２５から出力されるフォーカスエラー
信号を時間で微分した信号Ｖ（ｆｚｃｒ）がスイッチＳ
Ｗの端子２と増幅回路２２とを介して供給され、この対
物レンズ５を有したアクチュエータのブレーキをかけ
る。

【００６７】そして、対物レンズが適切な位置に移動し
たとなると、フォーカスエラー信号の合焦点にてブレー
キを解除すると共に、フォーカスサーボループをオンす
る（Ｓ２４）。

【００６８】このような手順によって、レイヤジャンプ
のみならず通常のフォーカスサーチの合焦においても、
過去のフォーカスサーボ下のフォーカスエラー信号等に
基づく対物レンズ５の動作制御が可能となる。従って、
光ディスクごとの面ぶれに対しても安定したフォーカス
サーチの動作を保証する光ディスク読取装置及び読取方
法を提供することができる。

【００６９】＜＜他の実施形態＞＞又、この発明は上記
の実施の形態に限定されるものではない。

【００７０】以下図９乃至図１２の例を挙げて、本発明
の他の実施形態について説明する。図９において、この
実施形態では図１の実施形態で挙げられたメモリ３０の
代わりに遅延器３１を設けた例が示されている。この例
によれば、メモリ３０を設けた場合に較べより簡易な構
造により同等の効果を得ることができる。遅延器３１か
らは、メモリ３０とほぼ同様な信号、つまり過去のフォ
ーカスサーボ下のフォーカスエラー信号等に基づいた信
号を得ることができる。

【００７１】図１０の実施形態では、微分補償回路２４
の出力をハイカットフィルタ３２に通してメモリ３３に
供給している。そしてこのメモリ３３の出力を加算器３
０ａに供給している。この例によれば、高周波を含んだ
ノイズを除去すると共に、メモリ３３により本発明の特
徴である過去のサーボ制御の際のフォーカスエラー信号
等に基づく制御を可能とするものである。

【００７２】図１１の実施形態では、図１０の実施の形
態のメモリ３３の代わりに遅延器３４が設けられた例を
示している。この例によれば、高周波に含んだノイズを
除去すると共に、簡易な構造である遅延器３４により、
簡易な構造において本発明の特徴である過去のサーボ制
御の際のフォーカスエラー信号等に基づく制御を可能と
するものである。

【００７３】図１２の実施形態では、微分補償回路２４
と加算器３０ａの間にデジタル信号処理器３５を設けた
例を示している。デジタル信号処理器３５によって、例
えば高周波フィルタリング処理、フィルタリング処理に
よって生じた位相遅れの補償処理、更に過去のフォーカ
スエラー信号を利用するために必要な遅延時間をもった
遅延処理等の必要なデジタル処理を一括して行おうとす
るものである。これによって、比較的簡単な構成により
所望のデジタル信号処理を可能とし、本発明の特徴であ
る面ぶれの影響を受けない対物レンズのサーボ制御を可
能とするものである。

【００７４】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
光ディスク読取装置及び読取方法において、フォーカス
サーチ処理又はレイヤジャンプ処理において、過去のサ
ーボ制御下のフォーカスエラー信号等のデータをメモリ
によりサンプリングする等の方法によってこれを参照し
フォーカス方向の移動量を決定し制御することで、その
光ディスク特有の面ぶれに応じた適切な移動量によるフ
ォーカスサーチ処理やレイヤジャンプ処理を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスク読取装置の一実施形態
を示す図。

【図２】光ディスクに面ぶれがありフォーカス制御に成
功した場合の本発明に係る光ディスク装置の各部信号と
タイミング信号を示す図。

【図３】光ディスクに面ぶれがありフォーカス制御に成
功した場合の本発明に係る光ディスク装置の各部信号と
タイミング信号を示す図。

【図４】光ディスクに比較的小さい面ぶれがありフォー
カス制御に成功した場合の本発明に係る光ディスク装置
の各部信号とタイミング信号を示す図。

【図５】光ディスクに比較的小さい面ぶれがありフォー
カス制御に成功した場合の本発明に係る光ディスク装置
の各部信号とタイミング信号を示す図。

【図６】本発明に係る光ディスク読取装置のレイヤジャ
ンプの手順を示すフローチャート。

【図７】光ディスクに比較的小さい面ぶれがありフォー
カスサーチにおいて本発明を実施した場合の光ディスク
装置の各部信号とタイミング信号を示す図。

【図８】本発明に係る光ディスク読取装置のフォーカス
サーチの手順を示すフローチャート。

【図９】本発明に係る光ディスク読取装置の他の一実施
形態を示す図。

【図１０】本発明に係る光ディスク読取装置の他の一実
施形態を示す図。

【図１１】本発明に係る光ディスク読取装置の他の一実
施形態を示す図。

【図１２】本発明に係る光ディスク読取装置の他の一実
施形態を示す図。

【図１３】光ディスク読取装置の基本構成を示す概念
図。

【図１４】フォーカスエラー信号を得る原理を説明する
ために光検出器の受光面を示す図。

【図１５】２層ディスクの構成説明図。

【図１６】２層ディスクを光ディスク読取装置で読み取
ったときのフォーカスエラー信号を示す図。

【図１７】光ディスク読取装置を示す図。

【図１８】光ディスクに面ぶれがほとんどない場合の従
来の光ディスク装置の各部信号とタイミング信号を示す
図。

【図１９】光ディスクに面ぶれがありフォーカス制御に
失敗した場合の従来の光ディスク装置の各部信号とタイ
ミング信号を示す図。

【図２０】光ディスクに面ぶれがありフォーカス制御に
失敗した場合の従来の光ディスク装置の各部信号とタイ
ミング信号を示す図。

【図２１】光ディスクに比較的小さい面ぶれがありフォ
ーカス制御に成功した場合の従来の光ディスク装置の各
部信号とタイミング信号を示す図。

【図２２】光ディスクに比較的小さい面ぶれがありフォ
ーカス制御に成功した場合の従来の光ディスク装置の各
部信号とタイミング信号を示す図。

【符号の説明】

２１ … フォーカスアクチュエータ部２２ … 増幅回路２３ … フォーカスエラー検出回路２４ … 微分補償回路２５ … ブレーキ信号生成部２６ … フォーカスサーチ制御部２７ … フォーカスサーチ信号発生回路２８ … システム制御部２９ … スイッチ３０ … メモリ３１ … 遅延器３２ … ハイカットフィルタ３３ … メモリ３４ … 遅延器３５ … デジタル信号処理器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクの信号記録層に対してレーザ
ービームを照射し、信号記録層からの反射光を受光せし
め、当該光ディスク上の記録信号を再生する光ディスク
読取装置において、対物レンズと、当該対物レンズを前記光ディスクに対向
させ且つ、フォーカス方向に移動することによって、前
記レーザービームの焦点を前記光ディスクの信号記録層
に合焦させるように移動せしめるアクチュエータとを有
する光ピックアップと、前記光ピックアップの前記アクチュエータに対して、前
記対物レンズをフォーカス方向に移動させるための駆動
信号を出力するフォーカスサーチ回路と、信号記録層からの反射光から再生される信号に基づき、
信号記録層に対するレーザービームの焦点の合焦状態を
検出し、フォーカスエラー信号を発生するフォーカスエ
ラー検出回路と、前記フォーカスエラー信号に基づいて、前記のレーザー
ビームが信号記録層に対して合焦状態に維持されるよう
にフィードバック制御されるようにフォーカスサーボル
ープをオンあるいは、このフィードバック制御が解除さ
れるようにフォーカスサーボループをオフする切換手段
と、フォーカスサーボループがオン状態にある場合のフォー
カスエラー信号から当該フォーカスエラー信号に基づい
たパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、前記パラメータを記憶するメモリ手段と、前記切換手段に対してフォーカスサーボループをオフ
し、再度、前記メモリ手段に記憶された前記パラメータ
に基づいてフォーカスエラー信号を得て、当該フォーカ
スエラー信号に基づき前記対物レンズの移動量を決定
し、前記対物レンズをフォーカス方向に移動させるよう
にフォーカスサーチ回路を制御し、対物レンズが移動し
た後、フォーカスサーボループをオンするように前記切
換手段を制御するシステム制御手段と、を具備することを特徴とする光ディスク読取装置。
【請求項２】光ディスクの信号記録層に対してレーザ
ービームを照射し、信号記録層からの反射光を受光せし
め、当該光ディスク上の記録信号を再生する光ディスク
読取装置において、対物レンズと、当該対物レンズを前記光ディスクに対向
させ且つ、フォーカス方向に移動することによって、前
記レーザービームの焦点を前記光ディスクの信号記録層
に合焦させるように移動せしめるアクチュエータとを有
する光ピックアップと、前記光ピックアップの前記アクチュエータに対して、前
記対物レンズをフォーカス方向に移動させるための駆動
信号を出力するフォーカスサーチ回路と、信号記録層からの反射光から再生される信号に基づき、
信号記録層に対するレーザービームの焦点の合焦状態を
検出し、フォーカスエラー信号を発生するフォーカスエ
ラー検出回路と、前記フォーカスエラー信号に基づいて、前記のレーザー
ビームを、信号記録層に対して合焦状態に維持されるよ
うにフィードバック制御が実行されるフォーカスサーボ
ループをオンあるいは、このフィードバック制御が解除
されるようにフォーカスサーボループをオフする切換手
段と、フォーカスサーボループがオン状態にある場合のフォー
カスエラー信号から当該フォーカスエラー信号に基づい
たパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、前記
パラメータを記憶するメモリ手段と、前記切換手段に対してフォーカスサーボループをオフ
し、再度、前記対物レンズをフォーカス方向に移動させ
るようにフォーカスサーチ回路を制御し、そのとき、前
記メモリ手段に記憶された前記パラメータと、フォーカ
スサーチ状態において得られるフォーカスエラー信号の
パラメータとを比較して、両方が一致したときに、フォ
ーカスサーボループをオンするように前記切換手段を制
御するシステム制御手段と、を具備することを特徴とする光ディスク読取装置。
【請求項３】複数の信号記録層を有する光ディスクの
信号記録層に対してレーザービームを照射し、信号記録
層からの反射光を受光せしめ、当該光ディスク上の記録
信号を再生する光ディスク読取装置において、対物レンズと、当該対物レンズを前記光ディスクに対向
させ且つ、フォーカス方向に移動することによって、前
記レーザービームの焦点を前記光ディスクの信号記録層
に合焦させるように移動せしめるアクチュエータとを有
する光ピックアップと、前記光ピックアップの前記アクチュエータに対して、前
記対物レンズをフォーカス方向に移動させるための駆動
信号を出力するフォーカスサーチ回路と、前記複数の信号記録層のうち、第１あるいは、第２の信
号記録層からの反射光から再生される信号に基づき、当
該信号記録層に対するレーザービームの焦点の合焦状態
を検出し、フォーカスエラー信号を発生するフォーカス
エラー検出回路と、前記フォーカスエラー信号に基づいて、前記のレーザー
ビームが前記第１あるいは、第２の信号記録層に対して
合焦状態に維持されるようにフィードバック制御される
ようにフォーカスサーボループをオンあるいは、このフ
ィードバック制御が解除されるようにフォーカスサーボ
ループをオフする切換手段と、前記第１あるいは、第２の信号記録層に対してレーザー
ビームが合焦状態になるように、前記対物レンズが制御
されるフォーカスサーボループがオン状態において、フ
ォーカスエラー信号から当該フォーカスエラー信号に基
づいたパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、前記パラメータを記憶するメモリ手段と、前記第１あるいは、第２の信号記録層のうちひとつに対
して、レーザービームが合焦し、フォーカスサーボがオ
ン状された状態から、前記切換手段に対してフォーカス
サーボループをオフし、再度、前記メモリ手段に記憶さ
れた前記パラメータに基づいてフォーカスエラー信号を
得て、当該フォーカスエラー信号に基づき前記対物レン
ズの移動量を決定し、当該対物レンズをフォーカス方向
に移動させるようにフォーカスサーチ回路を制御し、対
物レンズが移動した後、当該第１あるいは、第２の信号
記録層に対してレーザービームを合焦させるために、フ
ォーカスサーボループをオンするように前記切換手段を
制御するシステム制御手段とを具備することを特徴とす
る光ディスク読取装置。
【請求項４】複数の信号記録層を有する光ディスクの
信号記録層に対してレーザービームを照射し、信号記録
層からの反射光を受光せしめ、当該光ディスク上の記録
信号を再生する光ディスク読取装置において、対物レンズと、当該対物レンズを前記光ディスクに対向
させ且つ、フォーカス方向に移動することによって、前
記レーザービームの焦点を前記光ディスクの信号記録層
に合焦させるように移動せしめるアクチュエータとを有
する光ピックアップと、前記光ピックアップの前記アクチュエータに対して、前
記対物レンズをフォーカス方向に移動させるための駆動
信号を出力するフォーカスサーチ回路と、前記複数の信号記録層のうち、第１あるいは、第２の信
号記録層からの反射光から再生される信号に基づき、当
該信号記録層に対するレーザービームの焦点の合焦状態
を検出し、フォーカスエラー信号を発生するフォーカス
エラー検出回路と、前記フォーカスエラー信号に基づいて、前記のレーザー
ビームを、第１あるいは、第２の信号記録層に対して合
焦状態に維持されるようにフィールドバック制御が実行
されるフォーカスサーボループをオンあるいは、このフ
ィードバック制御が解除されるようにフォーカスサーボ
ループをオフする切換手段と、フォーカスサーボループがオン状態にある場合のフォー
カスエラー信号から当該フォーカスエラー信号に基づい
たパラメータを抽出する手段と、前記パラメータを記憶するメモリ手段と、前記切換手段に対してフォーカスサーボループをオフ
し、再度、前記対物レンズをフォーカス方向に移動させ
るようにフォーカスサーチ回路を制御し、そのとき、前
記メモリ手段に記憶されたパラメータと、フォーカスサ
ーチ状態において得られるフォーカスエラー信号のパラ
メータとを比較して、両方が一致したときに、前記第１
あるいは第２の信号記録層に対して前記レーザービーム
が合焦するように、フォーカスサーボループをオンする
ように前記切換手段を制御するシステム制御手段と、を具備することを特徴とする光ディスク読取装置。
【請求項５】前記メモリ手段は、フォーカスサーボ
ループがオン状態にある場合のフォーカスエラー信号か
ら当該フォーカスエラー信号に基づいく信号を遅延する
遅延器を有することを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載の光ディスク読取装置。
【請求項６】前記メモリ手段は、フォーカスサーボ
ループがオン状態にある場合のフォーカスエラー信号か
ら高域周波数成分のみをカットした信号に基づくパラメ
ータを抽出し記憶するメモリ手段を有することを特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載の光ディスク読取
装置。
【請求項７】前記メモリ手段は、フォーカスサーボ
ループがオン状態にある場合のフォーカスエラー信号か
ら高域周波数成分のみをカットした信号を遅延する遅延
器を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
に記載の光ディスク読取装置。
【請求項８】前記メモリ手段は、フォーカスサーボ
ループがオン状態にある場合のフォーカスエラー信号
に、デジタル信号処理を施すことにより、前記フォーカ
スエラー信号の高域周波数成分のみをカットし位相遅れ
量を補正するべく所定時間だけ遅延した信号を生成する
デジタル信号処理手段を有することを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の光ディスク読取装置。
【請求項９】光ディスクの信号記録層に対してレーザ
ービームを照射し、信号記録層からの反射光を受光せし
め、当該光ディスク上の記録信号を再生する光ディスク
読取装置を用いた読取方法において、対物レンズと、当該対物レンズを前記光ディスクに対向
させ且つ、フォーカス方向に移動することによって、前
記レーザービームの焦点を前記光ディスクの信号記録層
に合焦させるように移動せしめるアクチュエータとを有
する光ピックアップと、前記光ピックアップの前記アク
チュエータに対して、前記対物レンズをフォーカス方向
に移動させるための駆動信号を出力するフォーカスサー
チ回路と、信号記録層からの反射光から再生される信号
に基づき、信号記録層に対するレーザービームの焦点の
合焦状態を検出し、フォーカスエラー信号を発生するフ
ォーカスエラー検出回路と、前記フォーカスエラー信号
に基づいて、前記のレーザービームが信号記録層に対し
て合焦状態に維持されるようにフィードバック制御され
るようにフォーカスサーボループをオンあるいは、この
フィードバック制御が解除されるようにフォーカスサー
ボループをオフする切換スイッチと、フォーカスサーボ
ループがオン状態にある場合のフォーカスエラー信号か
ら当該フォーカスエラー信号に基づいたパラメータを抽
出するパラメータ抽出器と、前記パラメータを記憶する
メモリとを有する光ディスク読取装置を用いて、前記切換スイッチに対してフォーカスサーボループをオ
フする工程と、再度、前記メモリに記憶された前記パラメータに基づい
てフォーカスエラー信号を得て、当該フォーカスエラー
信号に基づき前記対物レンズの移動量を決定する工程
と、前記対物レンズをフォーカス方向に移動させるようにフ
ォーカスサーチ回路を制御し、対物レンズが移動した
後、フォーカスサーボループをオンするように前記切換
スイッチを制御する工程と、前記サーボループがオンした後に、前記信号記録層から
の反射光を受光して当該光ディスク上の記録信号を読み
取る工程と、を具備することを特徴とする光ディスク読取方法。
【請求項１０】複数の信号記録層を有する光ディスク
の信号記録層に対してレーザービームを照射し、信号記
録層からの反射光を受光せしめ、当該光ディスク上の記
録信号を再生する光ディスク読取装置を用いた光ディス
ク読取方法において、対物レンズと、当該対物レンズを前記光ディスクに対向
させ且つ、フォーカス方向に移動することによって、前
記レーザービームの焦点を前記光ディスクの信号記録層
に合焦させるように移動せしめるアクチュエータとを有
する光ピックアップと、前記光ピックアップの前記アク
チュエータに対して、前記対物レンズをフォーカス方向
に移動させるための駆動信号を出力するフォーカスサー
チ回路と、前記複数の信号記録層のうち、第１あるい
は、第２の信号記録層からの反射光から再生される信号
に基づき、当該信号記録層に対するレーザービームの焦
点の合焦状態を検出し、フォーカスエラー信号を発生す
るフォーカスエラー検出回路と、前記フォーカスエラー
信号に基づいて、前記のレーザービームが前記第１ある
いは、第２の信号記録層に対して合焦状態に維持される
ようにフィードバック制御されるようにフォーカスサー
ボループをオンあるいは、このフィードバック制御が解
除されるようにフォーカスサーボループをオフする切換
スイッチと、前記第１あるいは、第２の信号記録層に対
してレーザービームが合焦状態になるように、前記対物
レンズが制御されるフォーカスサーボループがオン状態
において、フォーカスエラー信号から当該フォーカスエ
ラー信号に基づいたパラメータを抽出するパラメータ抽
出器と、前記パラメータを記憶するメモリとを有する光
ディスク読取装置を用いて、前記第１あるいは、第２の信号記録層のうちひとつに対
して、レーザービームが合焦し、フォーカスサーボがオ
ン状された状態から、前記切換手段に対してフォーカス
サーボループをオフする工程と、再度、前記メモリに記憶された前記パラメータに基づい
てフォーカスエラー信号を得て、当該フォーカスエラー
信号に基づき前記対物レンズの移動量を決定する工程
と、当該対物レンズをフォーカス方向に移動させるようにフ
ォーカスサーチ回路を制御し、対物レンズが移動した
後、当該第１あるいは第２の信号記録層に対してレーザ
ービームを合焦させるために、フォーカスサーボループ
をオンする工程と、前記サーボループがオンした後に、前記レーザビームが
合焦した信号記録層からの反射光を受光して当該光ディ
スク上の記録信号を読み取る工程と、を具備することを特徴とする光ディスク読取方法。