JP2003022545A - 多層ディスク記録再生装置およびフォーカスジャンプ方法 - Google Patents

多層ディスク記録再生装置およびフォーカスジャンプ方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口数の高い対物レンズを使用して高密度多
層ディスクを再生する際にも、安定したフォーカスジャ
ンプを行うことを可能とする。 【解決手段】 複数の記録層を有する多層ディスクに情
報を記録し、又は、多層ディスクから情報を再生する多
層ディスク記録再生装置は、光源からのレーザ光を前記
記録層上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光が前
記記録層上で合焦状態の光スポットを形成するように前
記対物レンズを移動させるフォーカスアクチュエータ
と、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けら
れ、前記ディスクにより発生する球面収差を補正するた
めの球面収差補正機構と、前記多層ディスクの第１の記
録層から第２の記録層へ前記光スポットを移動させるフ
ォーカスジャンプ動作を行う際に、前記球面収差補正機
構の移動開始よりも遅れて前記フォーカスアクチュエー
タの移動を開始する制御手段と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層光ディスクに
情報を記録し、又は、記録された情報を再生するための
記録再生装置の技術分野に属し、特に多層光ディスクの
複数の層間で光ピックアップによる情報記録／読取位置
を移動させる際のフォーカス制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばＤＶＤなど、近年の高密度化され
た光ディスクでは、複数の記録層を有するいわゆる多層
ディスクが知られている。このような多層ディスクから
記録情報を再生し、又は多層ディスクに情報を記録する
際、光ピックアップによる情報の再生／記録位置を多層
間で切り換える必要がある。例えば２層ディスクの場
合、１層目から２層目に再生位置を切り換えるときに
は、光ピックアップに含まれる対物レンズの焦点位置
（即ち、レーザ光のスポット位置）を１層目から２層目
へと移動させる（これを、「フォーカスジャンプ」と呼
ぶ。）。
【０００３】光ディスクを再生する際に生じうる問題と
して球面収差の問題が知られている。球面収差は、多く
の場合、光ディスクの保護層（「カバー層」とも呼ばれ
る。）の厚さの設計値からのずれやディスク面内におけ
る厚さムラにより生じるものであり、光ディスクから反
射される戻り光を歪ませるので、情報の正しい記録再生
ができなくなるという問題を生じさせる。
【０００４】ＤＶＤの場合、ＤＶＤ再生装置に使用され
る光ピックアップの対物レンズの開口数（NA:Numerical
Aperture）は約０．６であり、２層ＤＶＤの層間距離
は約５５μｍである。これらの値は、規格上保護層の厚
さが原因で生じる球面収差が十分に小さくなるように決
定されているので、ＤＶＤにおいては球面収差の問題は
生じない。よって、多層ディスクを再生するためのＤＶ
Ｄ再生装置においては、複数の層間でフォーカスジャン
プを行う場合でも、球面収差は特に問題とならなかっ
た。
【０００５】しかし、今後さらに光ディスクが高密度化
し、対物レンズの開口数が高くなると、球面収差の影響
が大きくなることが予想される。現実には、光ディスク
の高密度化に伴って開口数が０．８という対物レンズを
使用することが検討されており、球面収差は対物レンズ
の開口数の増加に伴って増大するので、そのような高密
度ディスクにおいては、球面収差の影響によりフォーカ
スエラー信号に歪みが生じるため、安定したフォーカス
ジャンプが実現できないという問題が生じる。
【０００６】この種の問題を解決するために、球面収差
を補正するための機構を設ける提案がなされている。例
えば、特開２０００−１３１６０３号公報では、ＮＡ＝
０．８という高開口数の対物レンズを使用する場合に発
生する収差を補正するため、組み合わせレンズにより構
成される補正機構を光ピックアップに設けることが提案
されている。
【０００７】また、特開平１０−２６９６１１号公報で
は、高記録密度の多層光ディスクの再生装置において、
液晶を利用した収差補正手段を光ピックアップに設ける
ことが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように球面収差の
補正機構を利用すると、ある記録層から別の記録層へフ
ォーカスジャンプを行う際に、フォーカスアクチュエー
タと球面収差補正機構の両者を同時に制御してフォーカ
スジャンプを行う必要が生じる。例えば、第１記録層か
ら第２記録層へフォーカスジャンプを行う場合、フォー
カスアクチュエータを駆動してレーザ光スポットの焦点
位置を第１記録層上から第２記録層上に移動することに
加えて、球面収差補正機構を駆動して第２記録層に対す
る球面収差の補正を行う必要がある。
【０００９】しかし、フォーカスアクチュエータは、一
般的にボイスコイル型など比較的軽量で応答速度が早い
ように設計されているのに対し、球面収差補正機構は、
上記公報の組み合わせレンズの場合でも液晶を利用する
場合でも、応答速度はフォーカスアクチュエータに比べ
て１０倍程度遅く設計されている。よって、例えばフォ
ーカスジャンプの指示を受け取った後、同時にフォーカ
スアクチュエータと球面収差補正機構のジャンプ動作を
開始したとすると、球面収差補正機構の動作がフォーカ
スアクチュエータの動作に間に合わなくなる。その結
果、球面収差補正機構が第２記録層に対して未だ機能し
ていない（即ち、球面収差が発生している）状態で、フ
ォーカスアクチュエータが第２記録層に対してフォーカ
スしようとするので、フォーカスエラー信号に歪みが生
じ、フォーカスジャンプ動作が不安定になる、又は、フ
ォーカスジャンプに失敗するという問題が生じうる。
【００１０】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、開口数の高い対物レンズを使用して高密度多層
ディスクを再生する際にも、安定したフォーカスジャン
プを行うことを可能とすることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの観点によ
れば、複数の記録層を有する多層ディスクに情報を記録
し、又は、多層ディスクから情報を再生する多層ディス
ク記録再生装置において、光源からのレーザ光を前記記
録層上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光が前記
記録層上で合焦状態の光スポットを形成するように前記
対物レンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、
前記ディスクにより発生する球面収差を補正するための
球面収差補正機構と、前記多層ディスクの第１の記録層
から第２の記録層へ前記光スポットを移動させるフォー
カスジャンプ動作を行う際に、前記球面収差補正機構の
移動開始よりも遅れて前記フォーカスアクチュエータの
移動を開始する制御手段と、を備える。
【００１２】上記のように構成された多層ディスク記録
再生装置によれば、光源からのレーザ光が対物レンズに
より多層ディスクの記録面上に集光され、情報の記録又
は再生が行われる。対物レンズは、フォーカスアクチュ
エータにより移動され、レーザ光が記録層上で合焦状態
の光スポットを形成するような制御が行われる。また、
多層ディスクにより生じる球面収差を補正するための球
面収差補正機構が設けられる。フォーカスジャンプ動作
時には、まず、球面収差補正機構の移動が先に開始さ
れ、その後フォーカスアクチュエータの移動が行われ
る。球面収差補正機構が第１の記録層に対応する位置か
ら第２の記録層に対応する位置に移動するのに要する時
間は、フォーカスアクチュエータが光スポットを第１の
記録層から第２の記録層へ移動させるのに要する時間に
比べてかなり長いため、球面収差補正機構を先に動作さ
せてから、フォーカスアクチュエータの移動を行うこと
により、正しくフォーカスジャンプを行うことが可能と
なる。
【００１３】上記の多層ディスク記録再生装置の一態様
では、前記制御手段は、前記球面収差補正機構を第１の
記録層に対応する位置から第２の記録層に対応する位置
に移動させるとともに、前記球面収差補正機構が第１の
記録層に対応する位置と第２の記録層に対応する位置の
略中間位置まで移動したときに前記フォーカスアクチュ
エータの移動を開始する。
【００１４】この態様によれば、球面収差補正機構が第
２の記録層に対応する位置に近づこうとしているときに
フォーカスアクチュエータの移動を開始するので、フォ
ーカスアクチュエータが第２の記録層に移動した頃には
球面収差補正機構も第２の記録層に対応する位置に近づ
いており、第２の記録層上でフォーカスサーボを正しく
行うことができる。
【００１５】上記の多層ディスク記録再生装置の他の一
態様では、前記制御手段は、前記球面収差補正機構の移
動を開始したときに時間のカウントを開始するタイマー
と、前記タイマーのカウント時間が所定時間になったと
きに前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する手
段と、を備える。
【００１６】この態様によれば、タイマーが所定時間を
カウントしたときにフォーカスアクチュエータの移動を
開始するので、フォーカスアクチュエータの移動開始タ
イミングを容易に制御することができる。
【００１７】上記の多層ディスク記録再生装置のさらに
他の一態様では、前記所定時間は、前記球面収差補正機
構を第１の記録層に対応する位置から第２の記録層に対
応する位置まで移動させるのに要する時間の略１／２に
相当する。
【００１８】この態様によれば、球面収差補正機構が第
１の記録層に対応する位置と第２の記録層に対応する位
置とのほぼ中間に至ったときにフォーカスアクチュエー
タの移動を開始することができる。
【００１９】上記の多層ディスク記録再生装置のさらに
他の一態様は、前記球面収差補正機構の移動量を検出す
る位置センサをさらに備え、前記制御手段は、前記位置
センサの出力に基づいて前記フォーカスアクチュエータ
の移動を開始する。
【００２０】この態様によれば、位置センサにより球面
収差補正機構の移動量が検出されるので、球面収差補正
機構の実際の動作に応じてフォーカスアクチュエータの
移動開始タイミングを決定することができる。
【００２１】上記の多層ディスク記録再生装置のさらに
他の一態様は、前記多層ディスクからの戻り光を受光し
て、電気信号を出力するフォトディテクタと、前記電気
信号に基づいて、記録情報の再生信号又は制御信号を生
成する手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記再
生信号又は制御信号の振幅変化に基づいて、前記フォー
カスアクチュエータの移動を開始する。
【００２２】この態様によれば、多層ディスクからの戻
り信号に対応する電気信号から、ＲＦ信号などの記録情
報の再生信号、又はトラッキングエラー信号、ウォブル
信号などの制御信号が生成される。球面収差補正機構に
よる球面収差の補正が不十分になるとそれらの信号の振
幅は減少するので、それらの信号の振幅を監視すること
により、球面収差補正機構の移動量を判定し、適当なタ
イミングでフォーカスアクチュエータの移動を開始する
ことができる。
【００２３】上記の多層ディスク記録再生装置のさらに
他の一態様では、前記球面収差補正機構は、光軸上に並
設された複数のレンズと、前記複数のレンズの少なくと
も１つを前記光軸方向に移動させる移動機構と、前記移
動機構を駆動する駆動モータと、を備えるように構成す
ることができる。
【００２４】上記の多層ディスク記録再生装置のさらに
他の一態様では、上記の多層ディスク記録再生装置にお
いて、駆動モータはステップモータであり、前記制御手
段は、前記ステップモータにパルス列を入力することに
より前記移動機構を駆動する手段と、前記ステップモー
タに入力したパルス数に基づいて、前記フォーカスアク
チュエータの移動を開始する手段と、を備える。
【００２５】この態様によれば、ステップモータに入力
したパルス数により、球面収差補正機構の移動量を制御
することができ、特別な位置センサなどが不要となる。
【００２６】上記の多層ディスク記録再生装置のさらに
他の一態様では、前記球面収差補正機構は、各々が独立
に制御可能な複数の液晶部分を有する液晶パネルと、前
記複数の液晶部分を独立に駆動する制御回路と、を備
え、複数の液晶部分に独立に電圧を印加することにより
前記複数の液晶部分の屈折率を制御して球面収差を補正
するように構成することができる。
【００２７】本発明の他の観点によれば、光源からのレ
ーザ光を前記記録層上に集光させる対物レンズと、前記
レーザ光が前記記録層上で合焦状態の光スポットを形成
するように前記対物レンズを移動させるフォーカスアク
チュエータと、前記光源と前記対物レンズとの間の光路
上に設けられ、前記ディスクにより発生する球面収差を
補正するための球面収差補正機構と、を備える多層ディ
スク記録再生装置により、前記多層ディスクの第１の記
録層から第２の記録層へ光スポットを移動させるフォー
カスジャンプ方法において、フォーカスジャンプを行う
タイミングが到来したときに、まず、前記球面収差補正
機構の第１の記録層に対応する位置から第２の記録層に
対応する位置への移動を開始する工程と、前記球面収差
補正機構の移動開始より遅れて、前記フォーカスアクチ
ュエータの移動を開始する工程と、を有する。
【００２８】上記のフォーカスジャンプ方法によれば、
フォーカスジャンプ動作時には、まず、球面収差補正機
構の移動が先に開始され、その後フォーカスアクチュエ
ータの移動が行われる。球面収差補正機構が第１の記録
層に対応する位置から第２の記録層に対応する位置に移
動するのに要する時間は、フォーカスアクチュエータが
光スポットを第１の記録層から第２の記録層へ移動させ
るのに要する時間に比べてかなり長いため、球面収差補
正機構を先に動作させてから、フォーカスアクチュエー
タの移動を行うことにより、正しくフォーカスジャンプ
を行うことが可能となる。
【００２９】上記フォーカスジャンプ方法の一態様で
は、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する工
程は、前記球面収差補正機構の移動開始から所定時間経
過後に前記フォーカスアクチュエータの移動を開始し、
前記所定時間は、前記球面収差補正機構を第１の記録層
に対応する位置から第２の記録層に対応する位置まで移
動させるのに要する時間の略１／２に相当する。
【００３０】この態様によれば、球面収差補正機構が第
２の記録層に対応する位置に近づこうとしているときに
フォーカスアクチュエータの移動を開始するので、フォ
ーカスアクチュエータが第２の記録層に移動した頃には
球面収差補正機構も第２の記録層に対応する位置に近づ
いており、第２の記録層上でフォーカスサーボを正しく
行うことができる。
【００３１】上記フォーカスジャンプ方法の他の一態様
では、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する
工程は、前記球面収差補正機構が第１の記録層に対応す
る位置と第２の記録層に対応する位置との略中間位置ま
で移動したときに、前記フォーカスアクチュエータの移
動を開始する。
【００３２】この態様によれば、フォーカスアクチュエ
ータが第２の記録層へ移動した後、正しくフォーカスサ
ーボを実行することができる。
【００３３】上記フォーカスジャンプ方法のさらに他の
一態様では、前記フォーカスアクチュエータの移動を開
始する工程は、前記多層ディスクからの戻り光に基づい
て生成される記録情報の再生信号又は制御信号の振幅を
検出する工程と、前記振幅が、前記球面収差補正機構が
第１の記録層に対応する位置と第２の記録層に対応する
位置との略中間に位置するときに得られる振幅と一致し
たときに、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始
する工程と、を有する。
【００３４】この態様によれば、多層ディスクからの戻
り信号に対応する電気信号から、ＲＦ信号などの記録情
報の再生信号、又はトラッキングエラー信号、ウォブル
信号などの制御信号が生成される。球面収差補正機構に
よる球面収差の補正が不十分になるとそれらの信号の振
幅は減少するので、それらの信号の振幅を監視すること
により、球面収差補正機構の移動量を判定し、適当なタ
イミングでフォーカスアクチュエータの移動を開始する
ことができる。
【００３５】本発明のさらに他の観点によれば、複数の
記録層を有する多層ディスクに情報を記録し、又は、多
層ディスクから情報を再生する多層ディスク記録再生装
置において、光源からのレーザ光を前記記録層上に集光
させる対物レンズと、前記レーザ光が前記記録層上で合
焦状態の光スポットを形成するように前記対物レンズを
移動させるフォーカスアクチュエータと、一度に３層以
上の記録層にわたって光スポットを移動させるフォーカ
スジャンプを行う場合に、現在の記録層から隣接記録層
へと前記フォーカスアクチュエータを移動するとともに
隣接記録層上で前記光スポットを合焦状態とすることに
より隣接記録層へのフォーカスジャンプを実行し、隣接
記録層へのフォーカスジャンプを繰り返すことにより、
３層以上の記録層のフォーカスジャンプを実行する制御
手段と、を備える。
【００３６】上記の多層ディスク記録再生装置によれ
ば、一度に３層以上の記録層にわたるフォーカスジャン
プを行う場合、まず、隣接する記録層へフォーカスアク
チュエータを移動した後フォーカスサーボにより光スポ
ットの合焦状態を確立し、その後さらに隣接する次の記
録層へフォーカスアクチュエータを移動して光スポット
の合焦状態を確立するという処理を繰り返すことによ
り、フォーカスジャンプを行う。よって、フォーカスサ
ーボが不安定になることなく多層にわたるフォーカスジ
ャンプを行うことができる。
【００３７】本発明のさらに他の観点によれば、複数の
記録層を有する多層ディスクに情報を記録し、又は、多
層ディスクから情報を再生する多層ディスク記録再生装
置において、光源からのレーザ光を前記記録層上に集光
させる対物レンズと、前記レーザ光が前記記録層上で合
焦状態の光スポットを形成するように前記対物レンズを
移動させるフォーカスアクチュエータと、前記光源と前
記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記ディスク
により発生する球面収差を補正するための球面収差補正
機構と、一度に３層以上の記録層にわたって光スポット
を移動させるフォーカスジャンプを行う場合に、目標の
記録層に対応する位置に向かって前記球面収差補正機構
を移動し、前記球面収差補正機構が現在の記録層に対応
する位置と次の記録層に対応する位置との略中間位置に
到達したときに前記フォーカスアクチュエータを次の記
録層へと移動させる動作を繰り返すことにより、３層以
上の記録層のフォーカスジャンプを実行する制御手段
と、を備える。
【００３８】上記の多層ディスク記録再生装置によれ
ば、一度に３層以上の記録層にわたって光スポットを移
動させるフォーカスジャンプを行う場合は、まず、目標
の記録層に対応する位置に向かって前記球面収差補正機
構を移動する。移動中において、前記球面収差補正機構
が現在の記録層に対応する位置と次の記録層に対応する
位置との略中間位置に到達したときにフォーカスアクチ
ュエータを次の記録層へと移動させる動作を繰り返す。
この処理を繰り返すことにより、３層以上の記録層のフ
ォーカスジャンプを実行する。よって、フォーカスサー
ボが不安定になることなく多層にわたるフォーカスジャ
ンプを行うことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施の形態について説明する。
【００４０】［１］装置構成 図１に、本発明の実施形態にかかる光ディスク記録再生
装置に使用される光ピックアップの光学系の構成を示
す。図１において、レーザ光源６から出射されたレーザ
光は、偏光ビームスプリッタ２を通過した後、球面収差
補正機構３４を通って対物レンズ５で集光され、多層デ
ィスクである光ディスク８の情報記録面に照射される。
また、光ディスク８の情報記録面から反射された戻り光
は、対物レンズ５、球面収差補正機構３４、偏光ビーム
スプリッタ２を通り、集光レンズ７を介してフォトディ
テクタ２０上に照射される。
【００４１】球面収差補正機構３４は、例えば図示のよ
うに、正レンズ３と負レンズ４とを含む１組の組み合わ
せレンズにより構成される。正レンズ３と負レンズ４は
光軸方向に移動可能であり、両者の相対的位置によって
正又は負の球面収差を発生することにより、光ディスク
の保護層の厚さの誤差、ムラなどにより生じる球面収差
をキャンセルする。
【００４２】図２に、本発明の光ディスク記録再生装置
のフォーカス制御系の構成を示す。図２において、フォ
トディテクタ２０、Ｉ−Ｖ変換器２１、フォーカスエラ
ー生成回路２２、位相補償器２３、ループスイッチ１
４、駆動回路１５及びフォーカスアクチュエータ１６が
フォーカスサーボループを構成する要素であり、これら
に、図１に示したレーザ光源６から光ディスク８へ至
り、光ディスク８で反射されてフォトディテクタ２０へ
至るレーザ光の経路を含めて、フォーカスサーボループ
が形成される。
【００４３】また、球面収差の補正のための要素とし
て、補正制御部３２、駆動回路３３、球面収差補正機構
３４及び位置センサ２７が含まれている。さらに、フォ
ーカスジャンプを行うための要素として、タイミングコ
ントローラ１０、ジャンプパルス発生器１２及びジャン
プパルス発生器３１が含まれている。また、トラッキン
グエラー信号生成回路２５、ＲＦ信号生成回路２４及び
ウォブル信号生成回路２６は、それらの本来の用途に使
用されるのはもちろんであるが、それに加え、本発明の
実施形態においてはフォーカスアクチュエータ１６乃至
は球面収差補正機構３４を動作させるタイミングを決定
するためにも使用される。なお、その詳細は後述する。
【００４４】次に、各要素の動作について説明する。
【００４５】フォトディテクタ２０は、光ディスク８か
らの戻り光を受光し、その光量に対応する電流をＩ−Ｖ
変換器２１へ供給する。Ｉ−Ｖ変換器２１は、電流値に
応じた電気信号を生成し、フォーカスエラー生成回路２
２、トラッキングエラー生成回路２５、ＲＦ信号生成回
路２４、及びウォブル信号生成回路２６へ供給する。
【００４６】フォーカスエラー生成回路２２は、例えば
既知の非点収差法などによりフォーカスエラー信号Ｓ3
を生成し、位相補償器２３に供給する。位相補償器２３
は、フォーカスエラー信号Ｓ3の位相を補正し、補正後
の信号をループスイッチ１４へ供給する。
【００４７】一方、ＲＦ信号生成回路２４は、Ｉ−Ｖ変
換器２１の出力から、フォトディテクタ２０へ入射する
戻り光の総和を示すＲＦ信号Ｓ４を生成し、タイミング
コントローラ１０へ供給する。トラッキングエラー信号
生成回路２５は、同様にＩ−Ｖ変換器の出力から、プッ
シュプル法などの既知の手法を利用してトラッキングエ
ラー信号Ｓ５を生成し、タイミングコントローラ１０へ
供給する。また、ウォブル信号生成回路２６は、書き換
え可能型光ディスクの未記録ディスクに予め形成された
ガイドグルーブのウォブリングを検出し、ウォブル信号
Ｓ６を生成してタイミングコントローラ１０へ供給す
る。
【００４８】なお、図２においては図示を省略している
が、これらの信号Ｓ４〜Ｓ６はコントローラ１０へ供給
される他、それぞれ対応する信号処理部へ供給される。
即ち、ＲＦ信号Ｓ４は信号再生系へ送られ、トラッキン
グエラー信号Ｓ５及びウォブル信号Ｓ６は、トラッキン
グ制御系及び時間軸制御系に送られる。
【００４９】ループスイッチ１４は、光ピックアップが
光ディスク８の記録信号を再生している状態又は情報を
記録している状態ではオン状態となり、位相補償器２３
の出力信号を駆動回路１５へ供給する。これにより、上
記のフォーカスサーボがクローズされ、サーボ制御動作
によってレーザ光が合焦状態で光ディスク８上にビーム
スポットを形成し、情報の読み書きを行う。一方、フォ
ーカスジャンプのときには、ループスイッチ１４はオフ
とされてフォーカスサーボがオープンされ、ジャンプパ
ルス発生器１２から出力されるジャンプ信号Ｓ９が駆動
回路１５へ供給される。これにより、駆動回路１５はレ
ーザ光が別の記録層上で焦点を結ぶようにフォーカスア
クチュエータ１６を駆動する。そして、ジャンプ後の記
録層において、ループスイッチ１４は再びオンとなり、
フォーカスサーボがクローズされて、ジャンプ後の記録
層におけるフォーカス状態を確立する。
【００５０】駆動回路１５は、ループスイッチ１４がオ
ンのとき（即ち、フォーカスサーボはクローズ）ループ
スイッチ１４を介して入力されるフォーカスエラー信号
に基づいてフォーカスアクチュエータ１６を駆動し、レ
ーザ光のスポットを光ディスクの対象となる記録層上に
フォーカスさせる。また、駆動回路１５は、ループスイ
ッチ１４がオフのとき（即ち、フォーカスサーボはオー
プン）、ジャンプパルス発生器１２から供給されるジャ
ンプパルスに従ってレーザ光のスポットを別の記録層へ
移動させるようにフォーカスアクチュエータ１６を駆動
する。
【００５１】一方、球面収差補正機構側の駆動回路３３
は、光ディスク８からの通常の情報再生時には、収差検
出部３０から補正制御部３２を通じて入力される収差検
出信号に基づいて、球面収差補正機構３４を駆動する。
収差検出部３０は、例えばＲＦ信号などの再生信号から
球面収差成分の大きさ及び方向を検出して収差検出信号
を生成して補正制御部３２を通じて駆動回路３３へ供給
し、駆動回路３３は収差検出信号に基づいて、球面収差
をキャンセルするように球面収差補正機構３４を駆動す
る。
【００５２】１つの実施例では、球面収差補正機構３４
は図１に示すように１組の組み合わせレンズ３及び４に
より構成され、収差検出部３０からの収差検出信号に基
づいて、レンズ３及びレンズ４の一方又は両方を光軸方
向に移動させてレンズ３とレンズ４の間の距離を調整す
ることにより、球面収差をキャンセルする。
【００５３】また、フォーカスジャンプ時には、ＣＰＵ
１から生成される切換信号Ｓ２を参照して、補正制御部
３２はジャンプパルス発生器３１が生成するジャンプパ
ルスを駆動回路３３へ供給する。駆動回路３３は、ジャ
ンプパルスに基づいて、球面収差補正機構３４を構成す
るレンズ３及び／又はレンズ４を光軸方向に移動する。
フォーカスジャンプが完了すると、補正制御部３２は再
び収差検出部３０から出力される収差検出信号を駆動回
路３３へ供給するようになる。
【００５４】ＣＰＵ１は、フォーカスジャンプ命令を受
け取り、フォーカスジャンプ指示信号Ｓ８をタイミング
コントローラ１０へ供給する。タイミングコントローラ
１０は、フォーカスアクチュエータ側のジャンプパルス
発生器１２へフォーカストリガ信号Ｓfcを入力し、球面
収差補正機構側のジャンプパルス発生器３１へ補正トリ
ガ信号Ｓacを入力する。なお、フォーカスジャンプ命令
は、例えば図示しない入力手段によりユーザが光ディス
ク上の再生位置のジャンプを指示した場合に、入力手段
からＣＰＵ１へ送られる。また、記録情報の連続的な再
生中に、再生位置がある記録層から別の記録層へ移動す
るような場合も、ＣＰＵ１がフォーカスジャンプを行う
ことを認識し、タイミングコントローラ１０へフォーカ
スジャンプ指示信号Ｓ８を入力する。
【００５５】また、ＣＰＵ１は、フォーカスアクチュエ
ータ１６及び球面収差補正機構３４によりレーザ光スポ
ットを移動する方向を示す方向指示信号Ｓ１をジャンプ
パルス発生器１２及び１７に供給する。方向指示信号Ｓ
１は、例えば２層ディスクの場合には、第１記録層から
第２記録層へのジャンプか、第２記録層から第１記録層
へのジャンプかを識別する信号となる。
【００５６】また、ＣＰＵ１は、フォーカスアクチュエ
ータ１６を含むフォーカスサーボループの開閉を制御す
るための切換信号Ｓ２を生成し、ループスイッチ１４へ
供給する。ＣＰＵ１は、通常の記録／再生時には、ルー
プスイッチ１４をオンとし、フォーカスジャンプ時には
ループスイッチ１４をオフとするように切換信号Ｓ２を
生成する。
【００５７】また、この切換信号Ｓ２は、補正制御部３
２にも送られる。補正制御部３２は、切換信号Ｓ２を参
照し、フォーカスジャンプ時にはジャンプパルス発生器
３１からのジャンプパルス信号を駆動回路３３へ供給
し、それ以外の通常の記録／再生時には収差検出部３０
からの収差検出信号に基づいて駆動回路３３を制御して
球面収差をキャンセルする。
【００５８】位置センサ２７は、球面収差補正機構３４
の移動量を検出し、タイミングコントローラ１０へ送
る。タイミングコントローラ１０は、この移動量を利用
して、フォーカスアクチュエータの移動開始タイミング
を制御することになるが、その詳細は後述する。
【００５９】［２］フォーカスジャンプ方法 次に、本発明によるフォーカスジャンプ方法の基本的原
理を説明する。前述のように、ＮＡ＝０．８程度の高開
口数の対物レンズを使用する光ディスク記録再生装置に
おいては、球面収差の影響を防止するために、球面収差
補正機構が設けられる。よって、多層ディスクの層間ジ
ャンプを行う場合には、レーザ光のスポットをある記録
層から別の記録層へジャンプさせるためにフォーカスア
クチュエータを移動させるのみならず、球面収差補正機
構も移動後の記録層に対応する位置に移動させる必要が
ある。しかし、フォーカスアクチュエータは比較的応答
が早く、ジャンプパルスを与えると迅速に移動するが、
球面収差補正機構は応答が遅いため、ジャンプパルスを
与えてからジャンプ後の記録層に対応する位置に移動す
るまでに時間がかかる。よって、フォーカスアクチュエ
ータと球面収差補正機構の移動を同時に開始すると、球
面収差補正機構が未だジャンプ前の記録層から移動して
いない状態でフォーカスサーボ動作が開始するため、球
面収差の影響を大きく受けてフォーカスエラー信号が歪
んでしまい、正しいフォーカスサーボを行えない。
【００６０】この例を図３に示す。図３は光ピックアッ
プが多層ディスクの第１記録層から第２記録層にジャン
プする際の図２に示すフォーカスサーボ系各部の信号波
形を示す。ＣＰＵ１はフォーカスジャンプ指示信号Ｓ８
をタイミングコントローラ１０に与えるとともに、ルー
プ選択信号Ｓ２を出力してフォーカスサーボループをオ
ープンする。また、フォーカスサーボループをオープン
にするのと同時に、タイミングコントローラ１０はフォ
ーカストリガ信号Ｓfcと補正トリガ信号Ｓacを出力し、
フォーカスアクチュエータ１６と球面収差補正機構３４
を駆動し始める。
【００６１】一度オープンしたフォーカスサーボループ
を選択信号Ｓ2によりクローズした時刻t1付近において
は、フォーカス位置、即ちレーザ光の焦点位置はほぼ第
２記録層に至っているが、球面収差補正機構の位置は第
１記録層に対応する位置からほとんど移動していない。
これは、フォーカスアクチュエータに比べて、球面収差
補正機構は応答が遅く、第１記録層から第２記録層への
移動に時間を要するからである。その結果、時刻ｔ１以
降のフォーカスエラー信号Ｓ３が乱れ、フォーカス位置
も第２記録層上に安定することができなくなっている。
【００６２】このような点に鑑み、本発明では、フォー
カスジャンプ時に、フォーカスアクチュエータと球面収
差補正機構とを同時に移動開始するのではなく、球面収
差補正機構の移動を先に開始し、球面収差補正機構があ
る程度移動した状態でフォーカスアクチュエータの移動
を開始することとした。こうすることにより、球面収差
補正機構が第２記録層に対応する位置に向かってある程
度進んだ状態でフォーカスアクチュエータが第２記録層
へ移動するので、フォーカスアクチュエータが第２記録
層上に位置した時点では球面収差の影響は既に少なくな
っており、フォーカスエラー信号が球面収差の影響を受
けて歪むことがない。よって、第２記録層へ移動した後
のフォーカスサーボが安定化される。
【００６３】この様子を図４に示す。図４からわかるよ
うに、タイミングコントローラ１０は時刻ｔ0で補正ト
リガ信号Ｓacをジャンプパルス発生器３１に供給し、球
面収差補正機構３４の第１記録層対応位置から第２記録
層対応位置への移動を開始させる。そして、球面収差補
正機構３４の移動開始から所定時間Ｔが経過した後、タ
イミングコントローラ１０はフォーカストリガ信号Ｓfc
をジャンプパルス発生器１２へ供給し、フォーカスアク
チュエータ１６の第１記録層から第２記録層への移動を
開始させる。フォーカスサーボループがクローズされる
時刻ｔ2あたりでは、球面収差補正機構は第２記録層へ
近づいており、フォーカスアクチュエータ３４も第２記
録層側へほぼ移動している（フォーカス位置信号を参
照）。よって、フォーカスサーボループをクローズした
後も、フォーカスエラー信号Ｓ３はＳ字を描き、正しく
フォーカスサーボが進行する。その結果、図４のフォー
カス位置グラフにより示されるように、フォーカス位置
も安定する。
【００６４】このように、本発明では、フォーカスジャ
ンプ時に、まず球面収差補正機構の移動を開始し、球面
収差補正機構の移動がある程度進んだ状態でフォーカス
アクチュエータの移動を開始することにより、移動後の
フォーカスサーボを安定化させることができる。
【００６５】次に、フォーカスアクチュエータの移動を
開始する時期の決め方について検討する。球面収差補正
機構３４の移動開始に対するフォーカスアクチュエータ
１６の移動開始の遅れ時間Ｔは、球面収差補正機構３４
が第１記録層から第２記録層へ移動するのに要する時間
の１／２程度とするのが好ましい。この理由は、フォー
カスアクチュエータ１６の移動開始が球面収差補正機構
３４の移動開始後あまり早すぎると、前述のように球面
収差補正機構が第１記録層上にある状態でフォーカスア
クチュエータが第２記録層に対するフォーカスサーボを
開始することになるので、フォーカスサーボが安定しな
いことになる。一方、フォーカスアクチュエータ１６の
移動開始が球面収差補正機構３４の移動開始後あまり遅
すぎると、球面収差補正機構３４が第２記録層に対応す
る位置に近づいたにもかかわらずフォーカスアクチュエ
ータ１６は未だ第１記録層上にあることになり、フォー
カスジャンプ以前にフォーカスアクチュエータ１６の動
作が不安定になってしまう。よって、上記所定時間Ｔを
球面収差補正機構３４が第１記録層から第２記録層へ移
動するために要する時間の１／２程度に設定することに
より、球面収差補正機構３４が第２記録層へ近づきつつ
ある状態でフォーカスアクチュエータをジャンプさせる
ことができ、安定なフォーカスジャンプが可能となる。
なお、この理由から、上記所定時間Ｔは、必ずしも球面
収差補正機構の層間移動時間の正確に１／２とする必要
はない。現実には、球面収差補正機構の応答（即ち、第
１記録層から第２記録層への移動に要する時間）と、フ
ォーカスアクチュエータの応答（即ち、第１記録層に対
応する位置から第２記録層に対応する位置へ移動するの
に要する時間）に応じて、個別に設定することが好まし
い。
【００６６】次に、実際の球面収差補正機構の動作につ
いて図５乃至図７を参照して説明する。本実施形態で
は、球面収差補正機構３４は、２枚のレンズ３及びレン
ズ４の組み合わせレンズから構成され、２枚のレンズ間
の距離を調整することにより、球面収差の補正量を変化
させる構造となっている。具体的には、例えば一方のレ
ンズを固定し、他方のレンズを光軸に沿って移動させる
ことによりレンズ間距離を変化させることができる。
【００６７】このレンズの駆動に直流（ＤＣ）モータを
使用した場合のモータ駆動波形を図５に示す。ＤＣモー
タの移動量は、基本的にモータに印加する駆動パルスの
幅によって制御される。ＤＣモータでレンズをある点か
ら所定距離移動させる場合は、まず、モータを移動させ
るための所定幅の正パルスを印加し、次にモータを制動
するための負パルスを印加する。
【００６８】図５においては、タイミングコントローラ
１０からの補正トリガ信号Ｓacにより球面収差補正機構
３４を移動することが指示されると、駆動回路３３は球
面収差補正機構３４のＤＣモータに対して所定幅の正パ
ルス１００を印加した後、さらに所定幅の負パルス１０
１を印加することにより、球面収差補正機構３４を構成
する一方のレンズを第１記録層に対応する位置から第２
記録層に対応する位置へと移動させる（球面収差補正位
置のグラフ参照）。
【００６９】これに対して、タイミングコントローラ１
０は、ジャンプパルス発生器３１に補正トリガ信号Ｓac
を与えた時点で内部のタイマーカウンタによりカウント
を開始し、所定時間Ｔが経過した時点でジャンプパルス
発生器１２へフォーカストリガ信号Ｓfcを与える。この
とき、ループスイッチ１４はフォーカスループをオープ
ンとしており、駆動回路１５はジャンプパルス発生器１
２からのジャンプパルスに従ってフォーカスアクチュエ
ータ１６を第１記録層から第２記録層へと移動させる。
【００７０】次に、球面収差補正機構のレンズを、ステ
ップモータを利用して駆動する場合の動作を図６及び図
７を参照して説明する。図６は、ステップモータの制御
例を示すフローチャートであり、図７（Ａ）は駆動回路
３３と球面収差補正機構３４（この場合は、２相ステッ
プモータである）の接続を示す図である。また、図７
（Ｂ）及び７（Ｃ）は、駆動回路３３に与えられるパル
ス波形の例である。
【００７１】図７（Ａ）に示すように、駆動回路３３は
補正制御部３２から４つのパルス信号ＡＰ、ＢＰ、ＡＮ
及びＢＮを受け取り、球面収差補正機構３４を構成する
２相ステップモータへ供給する。ステップモータは、１
つのパルス列を供給すると所定の角度だけ回転する構造
を有しており、供給するパルス数を変えることにより、
回転量を制御することができる。図７（Ｂ）は球面収差
補正機構３４を構成するステップモータを正回転させる
ために供給すべきパルス列の例であり、図７（Ｃ）はそ
のステップモータを逆回転させるために供給すべきパル
ス列の例である。ステップモータの４つの入力端子に入
力するパルス列の入力順を変えることにより、ステップ
モータの回転方向を制御することができる。
【００７２】図６はこのステップモータの制御例を示す
フローチャートであり、ＣＰＵ１及びタイミングコント
ローラ１０により実行される。まず、タイミングコント
ローラ１０は、ＣＰＵ１からのジャンプ指示信号Ｓ８を
受け取り、補正トリガ信号Ｓacをジャンプパルス発生器
３１に出力し（ステップＳ１）、内部のタイマーカウン
タを起動し、所定時間Ｔのカウントを開始する（ステッ
プＳ２）。次に、ＣＰＵ１が発した回転方向信号Ｓ１を
参照して、球面収差補正機構３４を構成するステップモ
ータの回転方向を決定する（ステップＳ３）。ステップ
モータを正方向へ回転させるべき場合は、タイミングコ
ントローラ１０は図７（Ｂ）に示すような正方向のパル
ス列を発生し（ステップＳ４）、ステップモータを逆方
向へ回転させるべき場合は図７（Ｃ）に示すような逆方
向のパルス列を発生する（ステップＳ５）。
【００７３】そして、タイミングコントローラ１０は所
定時間Ｔが経過するのを待ち（ステップＳ６）、所定時
間Ｔが経過すると、フォーカストリガ信号Ｓfcをジャン
プパルス発生器１２へ入力し（ステップＳ７）、フォー
カスアクチュエータ１６を第１記録層から第２記録層へ
ジャンプさせる。球面収差補正機構３４がステップモー
タにより構成される場合は、以上のようにして、球面収
差補正機構３４及びフォーカスアクチュエータ１６が制
御される。
【００７４】なお、上記の説明は光ディスクの第１の記
録層から第２の記録層へのフォーカスジャンプについて
説明しているが、この場合の第１の記録層及び第２の記
録層は多層ディスクのどの記録層であってもよい。即
ち、多層ディスクの下方の層から上方の層へのフォーカ
スジャンプでも、上方の層から下方の層へのフォーカス
ジャンプでも本発明を適用することができる。
【００７５】［３］フォーカスアクチュエータの移動開
始タイミング 次に、フォーカスアクチュエータの移動を開始するタイ
ミングの制御方法について、いくつかの例を挙げて説明
する。
【００７６】（１）第１の制御方法 第１の制御方法は、上述のように、時間Ｔを予め決定し
ておき、タイミングコントローラ１０内部に含まれるタ
イマーカウンタを使用して時間Ｔをカウントする方法で
ある。即ち、図４に示すように、タイミングコントロー
ラ１０は球面収差補正機構側のジャンプパルス発生器３
１に補正トリガ信号Ｓacを供給した時点で内部のタイマ
ーカウンタを起動してカウントを開始し、所定時間Ｔが
経過した時点でフォーカスアクチュエータ側のジャンプ
パルス発生器１２にフォーカストリガ信号Ｓfcを供給す
る。同時に、ＣＰＵ１はループ選択信号Ｓ２を生成す
る。こうして、球面収差補正機構の移動開始から所定時
間Ｔの経過後にフォーカスアクチュエータ１６を駆動さ
せることができる。
【００７７】図８に、第１の制御方法の具体的処理例を
示す。タイミングコントローラ１０は、ＣＰＵ１からフ
ォーカスジャンプ指示信号Ｓ８を受け取り、補正トリガ
信号Ｓacを出力して球面収差補正機構の移動を開始する
（ステップＳ１０）。また、これと同時に、タイミング
コントローラ１０は内部のタイマーカウンタを起動し、
所定時間Ｔのカウントを開始する（ステップＳ１１）。
そして、所定時間Ｔが経過すると（ステップＳ１２：Ye
s）、タイミングコントローラ１０はフォーカストリガ
信号Ｓfcを出力してフォーカスアクチュエータの移動を
開始する（ステップＳ１３）。そして、フォーカスアク
チュエータが第２記録層上に移動した後、フォーカスサ
ーボをクローズしてフォーカスサーボを実行する（ステ
ップＳ１４）。こうして、フォーカスジャンプが完了す
る。
【００７８】なお、先に述べたように、この場合の所定
時間Ｔの決め方は、基本的に球面収差補正機構が第１記
録層から第２記録層へと移動するのに要する時間の１／
２程度とし、例えば数十msecと設定する。但し、球面収
差補正機構の移動速度とフォーカスアクチュエータの移
動速度の具体値を考慮して修正を行うことができる。
【００７９】（２）第２の制御方法 第２の制御方法は、第１の方法のように決まった時間を
設定するのではなく、球面収差補正機構の実際の移動量
に応じてフォーカスアクチュエータの移動開始タイミン
グを決定する方法である。即ち、球面収差補正機構の第
１記録層対応位置から第２記録層対応位置への移動状況
を検出し、移動が半分程度行われたときにタイミングコ
ントローラ１０がフォーカストリガ信号Ｓfcを生成し、
フォーカスアクチュエータ１６の移動を開始する。
【００８０】具体的には、図２に示す位置センサ２７が
球面収差補正機構３４を構成するレンズの移動量を検出
する。再生対象となる多層光ディスクの記録層間の距離
はディスクの規格により決まっているので、その１／２
程度を基準値に設定し、位置センサ２７からの移動量検
出値をこの基準値と比較する。例えば再生対象となって
いる光ディスクの層間距離がＤであれば、基準値をＤ／
２と設定する。移動量検出値が基準値Ｄ／２に達する
と、球面収差補正機構３４を構成するレンズが第１記録
層対応位置と第２記録層対応位置の中間まで移動したこ
とがわかるので、その時点でタイミングコントローラ１
０はフォーカストリガ信号Ｓfcを生成する。こうするこ
とにより、球面収差補正位置が、実際に第１記録層対応
位置と第２記録層対応位置の中間付近まで移動したとき
に、フォーカスアクチュエータの移動を開始させること
ができる。
【００８１】球面収差補正機構を構成するレンズの移動
量を検出する位置センサ２７は、例えばポテンショメー
タやロータリーエンコーダなどにより構成することがで
きる。
【００８２】この方法を利用した場合のフォーカス制御
系の各部の波形を図９に示す。まず、球面収差補正機構
３４の移動を開始させるために補正トリガ信号Ｓacが出
力される。球面収差補正機構３４が移動を開始すると、
その移動に応じてセンサ２７の出力信号Ｓ７のレベルが
変化する。センサ２７の出力信号Ｓ７はタイミングコン
トローラ１０内に設けられた図示しない比較器などによ
り予め決められた基準値（Ｄ／２）と比較され、基準値
に達すると、出力信号Ｓ７の２値化信号である比較結果
信号が出力される。比較結果信号のレベルが変化した時
点で、タイミングコントローラ１０はフォーカストリガ
信号Ｓfcを生成し、ジャンプパルス発生器１２に供給し
てフォーカスアクチュエータの移動を開始する。
【００８３】また、この変形として、球面収差補正機構
３４が先に述べたようにステップモータにより構成され
る場合には、位置センサ２７を設けずに、ステップモー
タに供給されるパルス数をカウントすることにより、球
面収差補正機構３４を構成するレンズの移動量を判定し
てもよい。即ち、ステップモータは、図７を参照して説
明したように、入力したパルス数に応じてモータの回転
量が決まるので、駆動対象であるレンズの移動量も入力
したパルス数に比例することになる。よって、球面収差
補正機構を構成するレンズを、第１記録層対応位置と第
２記録層対応位置との距離の１／２程度移動させるため
にステップモータに入力すべきパルス数を計算により求
めることができる。こうして、基準パルス数を予め決め
ておき、基準パルス数のパルスが駆動回路３３に供給さ
れたときに、タイミングコントローラ１０がフォーカス
トリガ信号Ｓfcを生成し、フォーカスアクチュエータ１
６の移動を開始すればよい。この方法によれば、球面収
差補正機構３４を構成するレンズの位置を検出する位置
センサ２７を設ける必要がなくなるという利点がある。
【００８４】図１０に、第２の制御方法の具体的処理例
を示す。タイミングコントローラ１０は、ＣＰＵ１から
フォーカスジャンプ指示信号Ｓ８を受け取り（ステップ
Ｓ２０）、補正トリガ信号Ｓacを出力して球面収差補正
機構３４の移動を開始する（ステップＳ２１）。次に、
タイミングコントローラ１０は位置センサ２７の出力信
号に基づいて、又は、球面収差補正機構が３４ステップ
モータにより構成されている場合にはステップモータに
入力されるパルス数に基づいて、球面収差補正機構３４
の移動量を判定する（ステップＳ２２）。そして、移動
量が所定の基準値より大きくなると（ステップＳ２３：
Yes）、タイミングコントローラ１０はフォーカストリ
ガ信号Ｓfcを出力してフォーカスアクチュエータの移動
を開始する（ステップＳ２４）。そして、フォーカスア
クチュエータが第２記録層上に移動した後、フォーカス
サーボをクローズしてフォーカスサーボを実行する（ス
テップＳ２５）。こうして、フォーカスジャンプが完了
する。
【００８５】（３）第３の制御方法 第２の方法は、球面収差補正機構の移動量を位置センサ
又はステップモータへの供給パルス数により直接的に検
出する方法であったが、第３の方法は、光ディスクの再
生時に得られる再生信号又は制御信号を利用して、間接
的に球面収差補正機構の移動量を決定して、フォーカス
アクチュエータの移動開始タイミングを決定する方法で
ある。
【００８６】レーザスポットが第１記録層に上でフォー
カスしているときは、球面収差補正機構３４による球面
収差補正は第１記録層に適合した状態となっている。よ
って、球面収差補正機構を第１記録層対応位置から第２
記録層対応位置へと移動させると、球面収差補正機構が
第１記録層から離れるにつれて球面収差の補正効果が減
少し、光ディスクの記録情報の読取信号から生成される
ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、及び、記録可能型
ディスクについて予め設けられているガイドグループの
ウォブル信号などの振幅は減少する。よって、ＲＦ信
号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号の振幅減
少の程度を評価することにより、球面収差補正機構がど
の程度移動したかを間接的に決定することができる。
【００８７】従って、球面収差補正機構を第１記録層か
ら第２記録層まで移動させた場合のＲＦ信号、トラッキ
ングエラー信号又はウォブル信号の振幅変化を予め調べ
ておき、球面収差補正機構が第１記録層と第２記録層の
中間付近まで移動したときのそれらの信号の振幅を基準
振幅として決定しておく。そして、実際のフォーカスジ
ャンプの際には、それらＲＦ信号、トラッキングエラー
信号又はウォブル信号の振幅を検出して、予め決めた基
準振幅値と比較し、基準振幅値に一致した時点でフォー
カスアクチュエータの移動を開始させればよい。
【００８８】具体的には、図１において、タイミングコ
ントローラ１０は内部のメモリなど（図示せず）に上記
の基準振幅値を記憶しておく。そして、球面収差補正機
構の移動を開始した後、ＲＦ信号Ｓ４、トラッキングエ
ラー信号Ｓ５又はウォブル信号Ｓ６のいずれかの１以上
の振幅を基準振幅値と比較し、それらの信号の振幅が基
準振幅値まで低下した時点で、ジャンプパルス発生器１
２にフォーカストリガ信号Ｓfcを出力する。
【００８９】この方法を利用した場合のフォーカス制御
系各部の信号波形を図１１に示す。図１１において、ま
ず補正トリガ信号Ｓacが出力され、球面収差補正機構３
４が移動を開始する。球面収差補正機構３４の移動に伴
って、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号又はウォブル
信号の振幅が減少し、その振幅が振幅基準値まで減少す
ると、タイミングコントローラ１０内の比較器から出力
される比較結果信号のレベルが変化する。これに応じ
て、タイミングコントローラ１０はフォーカストリガ信
号Ｓfcを出力し、フォーカスアクチュエータの移動を開
始する。
【００９０】図１２に、第３の制御方法の具体的処理例
を示す。タイミングコントローラ１０は、ＣＰＵ１から
フォーカスジャンプ指示信号Ｓ８を受け取り（ステップ
Ｓ３０）、補正トリガ信号Ｓacを出力して球面収差補正
機構３４の移動を開始する（ステップＳ３１）。次に、
タイミングコントローラ１０は、ＲＦ信号、トラッキン
グエラー信号又はウォブル信号の振幅を検出し（ステッ
プＳ３２）、検出された振幅値が予め決められた振幅基
準値より小さくなると（ステップＳ３３：Yes）、タイ
ミングコントローラ１０はフォーカストリガ信号Ｓfcを
出力してフォーカスアクチュエータの移動を開始する
（ステップＳ３４）。そして、フォーカスアクチュエー
タが第２記録層上に移動した後、フォーカスサーボをク
ローズしてフォーカスサーボを実行する。こうして、フ
ォーカスジャンプが完了する。
【００９１】この方法によれば、ＲＦ信号、トラッキン
グエラー信号又はウォブル信号という、通常の情報の記
録／再生時に生成される信号を利用して球面収差補正機
構の移動量を間接的に決定し、それに応じてフォーカス
アクチュエータの移動を制御するので、前述の位置セン
サ２７などの特別な機構を設ける必要がない。即ち、タ
イミングコントローラ１０内に基準振幅値を記憶するメ
モリと、単純なレベル比較器を設ければ済むので、単純
な構成で実現することができる。
【００９２】なお、図１においては、ＲＦ信号Ｓ４、ト
ラッキングエラー信号Ｓ５及びウォブル信号Ｓ６の全て
がタイミングコントローラ１０に入力されているが、こ
れは説明の便宜上全てを図示したものであり、実際には
これらのうちの１つをタイミングコントローラ１０に入
力し、その信号に基づいて球面収差補正機構の移動量を
間接的に決定する構成とすれば足りる。
【００９３】以上のように、種々の方法で球面収差補正
機構が第１記録層と第２記録層のほぼ中間位置まで移動
したことを検出して、フォーカスアクチュエータの移動
開始タイミングを制御することができる。
【００９４】［４］球面収差補正機構の他の実施例 次に、球面収差補正機構の他の実施例について説明す
る。これまでは、球面収差補正機構を２枚の組み合わせ
レンズとして構成した例について説明してきたが、本発
明の装置においてはこれ以外の球面収差補正機構を採用
することが可能であり、例えば特開平１０−２６９６１
１号公報に記載されるような液晶パネルを利用した球面
収差補正機構を使用することができる。
【００９５】具体的には、図１３（Ａ）に示す液晶パネ
ルが光ピックアップに設けられる。図１３（Ａ）におい
て、７１はレーザ光源、７２は偏光ビームスプリッタ、
７３は液晶パネル、７４は１／４波長板、７５は対物レ
ンズ、７６は多層ディスク、７７は集光レンズ、７８は
受光器である。
【００９６】レーザ光源７１から射出されたレーザビー
ムは、偏光ビームスプリッタ７２を通過した後、液晶パ
ネル７３、１／４波長板７４を通って対物レンズ７５で
集光され、光ディスクである多層ディスク７６の情報記
録面に焦点を結ばれる。多層ディスク７６の情報記録面
から反射したレーザビームの反射光は、対物レンズ７
５、１／４波長板７４、液晶パネル７３、偏光ビームス
プリッタ７２を通り、集光レンズ７７を介して受光器７
８上に像を結ばれる。
【００９７】液晶パネル７３には、図示しない２枚のガ
ラス基板で挟まれた液晶分子が配向されている。そし
て、上側（又は下側）の図示しない透明電極には後述す
る同心円状の電極パターンが形成されており、下側（又
は上側）には当該電極パターンに対向して他方の電極が
形成されている。これら上下の透明電極による各電極パ
ターン部分の印加電圧を液晶パネル制御回路８０によっ
て可変制御してやることにより、多層ディスクの記録層
の間の厚みのムラなどによって生じる波面収差を補正す
る。
【００９８】液晶パネル７３の平面図を図１３（Ｂ）に
示す。液晶パネル７３には、ガラス基板で屈折率異方性
を持つ液晶分子が所定の向きに配向されている。そし
て、上側（または下側）の透明電極で構成される同心円
状の電極３１０〜３１４が形成されているとともに、図
示しない下側（または上側）には上側（下側）の電極３
１０〜３１４に対向する他方の電極が形成されている。
このような構成の液晶パネル７３の各電極にそれぞれ駆
動電圧を印加すると、印加された電圧による電界に従っ
て液晶分子の配向が偏倚される。これにより液晶パネル
７３を透過する光束の進行方向に垂直な断面内での屈折
率分布を任意に設定することができ、光束の波面の位相
を分割領域毎に制御することができる。すなわち、屈折
率可変手段として用いることができる。よって、液晶パ
ネル７３の各電極にそれぞれ異なる電圧を印加すること
により、球面収差をキャンセルすることができ、液晶パ
ネルを利用して球面収差補正機構３４を実現することが
できる。
【００９９】このような液晶パネルを利用した球面収差
補正機構の場合も、上述の組み合わせレンズによる球面
収差補正機構の場合と同様に、フォーカスアクチュエー
タに比べて応答が遅いという性質を有する。液晶パネル
を利用した球面収差補正機構は、各電極部分に異なる駆
動電圧を印加して液晶分子の配向を制御することにより
球面収差を補正するが、駆動電圧を印加してから液晶分
子の配向が物理的に変化を完了するまでにはある程度の
時間を要する。この時間的な遅れ（即ち、応答の遅さ）
は、組み合わせレンズによる球面収差補正機構において
レンズの移動に要する時間に起因する応答の遅れと同等
のものである。よって、液晶パネルを利用した球面収差
補正機構の場合も、同様に、球面収差補正機構を第１記
録層に対応する状態から第２記録層に対応する状態に変
化させる指示を与えた後、所定時間遅らせてフォーカス
アクチュエータの移動を開始するという本発明の原理を
適用することができる。
【０１００】この場合、フォーカス制御系の構成として
は、図１に示す組み合わせレンズによる球面収差補正機
構と同様のものとすることができる。即ち、球面収差補
正機構３４が異なり、その駆動信号が異なる他は、組み
合わせレンズによる球面収差補正機構と同一の構成とす
ることができる。
【０１０１】このような球面収差補正機構３４を使用し
た場合は、上述の第１の方法及び第３の方法により、フ
ォーカスアクチュエータの移動開始時間を制御すること
ができる。即ち、第１の制御方法により、タイミングコ
ントローラ１０内で球面収差補正機構３４の駆動開始時
刻から所定時間Ｔを計測し、所定時間経過後にフォーカ
スアクチュエータの移動を開始することができる。ま
た、第３の制御方法により、光ディスクの読取信号から
生成されるＲＦ信号、トラッキングエラー信号又はウォ
ブル信号の振幅変化に基づいて球面収差補正機構の変化
状態を間接的に検出し、それに応じてフォーカスアクチ
ュエータの移動開始タイミングを制御することができ
る。但し、液晶分子が実際にどの程度移動したかを検出
することは困難であるので、上述の第２の方法に相当す
る制御は困難である。
【０１０２】また、先に説明した組み合わせレンズタイ
プの球面収差補正機構と、液晶パネルを利用した球面収
差補正機構との両方を組み合わせて球面収差補正機構を
構成することも可能である。
【０１０３】［５］３層以上にわたるフォーカスジャン
プ 次に、３層以上の多層ディスクにおいて、一度に２層以
上の移動を伴うフォーカスジャンプを行う場合の制御に
ついて説明する。例えば、３層以上の多層ディスクにお
いて第１記録層から第３記録層へフォーカスジャンプを
行う場合の方法としては、理論上は、第１記録層から第
３記録層へ一気にジャンプする方法と、第１記録層、第
２記録層、第３記録層と段階的にジャンプする方法とが
考えられる。しかし、前者の方法は、理論上は可能であ
るものの、一度に２層ジャンプすることになるので、球
面収差補正機構とフォーカスアクチュエータの制御を調
整することが難しい。よって、本発明では、上述した球
面収差補正機構の移動に対してフォーカスアクチュエー
タの移動を遅らせる方法により、まず第１記録層から第
２記録層へフォーカスジャンプし、第２記録層上でフォ
ーカスが安定した後、さらに第２記録層から第３記録層
へのジャンプを行う方法を採用する。
【０１０４】図１４に、そのように段階的にフォーカス
ジャンプを行う場合のフォーカス制御系各部の信号波形
を示す。なお、図１４は、先に説明した第２の制御方
法、即ち、位置センサ２７により球面収差補正機構の実
際の移動量を検出し、それに応じてフォーカスアクチュ
エータの移動を開始する方法を採用した場合の例を示
す。
【０１０５】図示のように、タイミングコントローラ１
０が補正トリガ信号Ｓacを出力し、球面収差補正機構が
第１記録層から第２記録層へと移動を開始すると、位置
センサ２７の検出信号Ｓ７のレベルが徐々に変化する。
検出信号Ｓ７のレベルが予め決められた基準値１に達す
ると、タイミングコントローラ１０は球面収差補正機構
が第１記録層と第２記録層のほぼ中間まで移動したと判
定し、フォーカストリガ信号Ｓfcを出力してフォーカス
アクチュエータの移動を開始する。その後、フォーカス
アクチュエータが第２記録層上に移動すると、フォーカ
スサーボがクローズされる。これにより、正しいＳ字波
形を有するフォーカスエラー信号が出力され、レーザ光
のスポットが第２記録層上で合焦状態となる。
【０１０６】こうして第２記録層上で合焦状態が確立さ
れても、球面収差補正機構はさらに第３記録層に向かっ
て移動を継続している。そして、位置センサ２７からの
検出信号Ｓ７が予め決定された基準値２に至ると、タイ
ミングコントローラ１０は再度フォーカストリガ信号Ｓ
fcを出力し、フォーカスアクチュエータを第２記録層か
ら第３記録層へと移動させる。そして、フォーカスアク
チュエータが第３記録層へ移動すると、フォーカスサー
ボがクローズされ、第３記録層上でフォーカスサーボが
行われてレーザ光のスポットが合焦状態に維持される。
【０１０７】このように、３層以上の多層ディスクにお
いて、一度に２層以上にわたるフォーカスジャンプを行
う場合には、本発明による方法を繰り返し行うことによ
り、確実にフォーカスジャンプを行うことができる。
【０１０８】比較のために、図１５に本発明を用いずに
第１記録層から第３記録層へ一度にフォーカスジャンプ
した場合のフォーカス制御系各部の信号波形を示す。図
示のように、球面収差補正機構の移動開始と同時にフォ
ーカスアクチュエータの移動を開始しており、球面収差
補正機構がほとんど次の記録層に対応する位置への移動
を進めていない状態でフォーカスアクチュエータが第１
記録層から第３記録層へジャンプするので、球面収差の
影響を強く受けてしまい、フォーカスエラー信号のＳ字
波形の振幅が減少している。これにより、フォーカスサ
ーボをクローズした後のＳ字の振幅が減少し、サーボク
ローズ後のフォーカスサーボが不安定となって結局フォ
ーカスジャンプが失敗してしまう。
【０１０９】これに対し、本発明の方法を第１記録層か
ら第２記録層、そして第２記録層から第３記録層と順に
実行することにより、２層以上をジャンプする場合で
も、安定したフォーカスジャンプを実現することができ
る。
【０１１０】なお、上記の例では、位置センサを利用す
る第２の制御方法を利用して２層以上のフォーカスジャ
ンプを行う場合を例示したが、前述の第１及び第３の方
法を利用した場合も、同様に２層以上のフォーカスジャ
ンプを行うことができる。即ち、第１の方法を利用する
場合は、球面収差補正機構の移動開始から所定時間Ｔ経
過後に第２記録層へのフォーカスアクチュエータの移動
を行い、さらに所定時間Ｔ経過後に第３記録層へのフォ
ーカスアクチュエータの移動を行えばよい。また、第３
の方法を利用する場合も、ＲＦ信号、トラッキングエラ
ー信号又はウォブル信号の振幅値を、第１記録層から第
２記録層への移動の場合と、第２記録層から第３記録層
への移動の場合についてそれぞれ基準振幅値と比較すれ
ばよい。
【０１１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フォーカスジャンプ時にまず球面収差補正機構を移動開
始し、球面収差補正機構が第１記録層と第２記録層との
中間付近に至った頃にフォーカスアクチュエータの移動
を開始するので、安定的にフォーカスジャンプを行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ディスク記録再生装置の光学系
の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による光ディスク記録再生装置のフォー
カス制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】フォーカスアクチュエータと球面収差補正機構
とを同時に駆動した場合のフォーカスジャンプの様子を
示すタイミングチャートである。
【図４】本発明によりフォーカスアクチュエータと球面
収差補正機構とを駆動した場合のフォーカスジャンプの
様子を示すタイミングチャートである。
【図５】直流モータを利用して球面収差補正機構を構成
した場合の球面収差補正機構の駆動波形図である。
【図６】ステップモータを利用して球面収差補正機構を
構成した場合のフォーカスジャンプ処理を示すフローチ
ャートである。
【図７】ステップモータの駆動回路及び駆動パルスの例
を示す図である。
【図８】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミン
グの第１の制御方法を示すフローチャートである。
【図９】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミン
グの第２の制御方法におけるフォーカス制御系各部の波
形を示すタイミングチャートである。
【図１０】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミ
ングの第２の制御方法を示すフローチャートである。
【図１１】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミ
ングの第３の制御方法におけるフォーカス制御系各部の
波形を示すタイミングチャートである。
【図１２】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミ
ングの第３の制御方法を示すフローチャートである。
【図１３】液晶パネルを利用した球面収差補正機構の構
成を示す図である。
【図１４】本発明の方法により、３層以上にわたるフォ
ーカスジャンプを行う場合のフォーカス制御系各部の波
形を示すタイミングチャートである。
【図１５】フォーカスアクチュエータと球面収差補正機
構を同時に駆動し、３層以上にわたるフォーカスジャン
プを行う場合のフォーカス制御系各部の波形を示すタイ
ミングチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ ２ 偏光ビームスプリッタ ３、４ レンズ ５ 対物レンズ ６ レーザ光源 ７ 集光レンズ ８ 多層光ディスク １０ タイミングコントローラ １２、３１ ジャンプパルス発生器 １４ ループスイッチ １５、３３ 駆動回路 １６ フォーカスアクチュエータ ２０ フォトディテクタ ２１ Ｉ−Ｖ変換器 ２２ フォーカスエラー生成回路 ２３ 位相補償器 ２４ ＲＦ信号生成回路 ２５ トラッキングエラー生成回路 ２６ ウォブル信号生成回路 ２７ 位置センサ ３４ 球面収差補正機構

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の記録層を有する多層ディスクに情
    報を記録し、又は、多層ディスクから情報を再生する多
    層ディスク記録再生装置において、 光源からのレーザ光を前記記録層上に集光させる対物レ
    ンズと、 前記レーザ光が前記記録層上で合焦状態の光スポットを
    形成するように前記対物レンズを移動させるフォーカス
    アクチュエータと、 前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、
    前記ディスクにより発生する球面収差を補正するための
    球面収差補正機構と、 前記多層ディスクの第１の記録層から第２の記録層へ前
    記光スポットを移動させるフォーカスジャンプ動作を行
    う際に、前記球面収差補正機構の移動開始よりも遅れて
    前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する制御手
    段と、を備えることを特徴とする多層ディスク記録再生
    装置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記球面収差補正機構
    を第１の記録層に対応する位置から第２の記録層に対応
    する位置に移動させるとともに、前記球面収差補正機構
    が第１の記録層に対応する位置と第２の記録層に対応す
    る位置の略中間位置まで移動したときに前記フォーカス
    アクチュエータの移動を開始することを特徴とする請求
    項１に記載の多層ディスク記録再生装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は、 前記球面収差補正機構の移動を開始したときに時間のカ
    ウントを開始するタイマーと、 前記タイマーのカウント時間が所定時間になったときに
    前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する手段
    と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の
    多層ディスク記録再生装置。
  4. 【請求項４】 前記所定時間は、前記球面収差補正機構
    を第１の記録層に対応する位置から第２の記録層に対応
    する位置まで移動させるのに要する時間の略１／２に相
    当することを特徴とする請求項３に記載の多層ディスク
    記録再生装置。
  5. 【請求項５】 前記球面収差補正機構の移動量を検出す
    る位置センサをさらに備え、前記制御手段は、前記位置
    センサの出力に基づいて前記フォーカスアクチュエータ
    の移動を開始することを特徴とする請求項１又は２に記
    載の多層ディスク記録再生装置。
  6. 【請求項６】 前記多層ディスクからの戻り光を受光し
    て、電気信号を出力するフォトディテクタと、 前記電気信号に基づいて、記録情報の再生信号又は制御
    信号を生成する手段と、をさらに備え、 前記制御手段は、前記再生信号又は制御信号の振幅変化
    に基づいて、前記フォーカスアクチュエータの移動を開
    始することを特徴とする請求項１又は２に記載の多層デ
    ィスク記録再生装置。
  7. 【請求項７】 前記再生信号はＲＦ信号を含み、前記制
    御信号はトラッキングエラー信号及びウォブル信号を含
    む請求項６に記載の多層ディスク記録再生装置。
  8. 【請求項８】 前記球面収差補正機構は、光軸上に並設
    された複数のレンズと、前記複数のレンズの少なくとも
    １つを前記光軸方向に移動させる移動機構と、前記移動
    機構を駆動する駆動モータと、を備えることを特徴とす
    る請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多層ディスク
    記録再生装置。
  9. 【請求項９】 前記駆動モータはステップモータであ
    り、 前記制御手段は、前記ステップモータにパルス列を入力
    することにより前記移動機構を駆動する手段と、前記ス
    テップモータに入力したパルス数に基づいて、前記フォ
    ーカスアクチュエータの移動を開始する手段と、を備え
    ることを特徴とする請求項８に記載の多層ディスク記録
    再生装置。
  10. 【請求項１０】 前記球面収差補正機構は、各々が独立
    に制御可能な複数の液晶部分を有する液晶パネルと、前
    記複数の液晶部分を独立に駆動する制御回路と、を備
    え、複数の液晶部分に独立に電圧を印加することにより
    前記複数の液晶部分の屈折率を制御して球面収差を補正
    することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に
    記載の多層ディスク記録再生装置。
  11. 【請求項１１】 光源からのレーザ光を前記記録層上に
    集光させる対物レンズと、前記レーザ光が前記記録層上
    で合焦状態の光スポットを形成するように前記対物レン
    ズを移動させるフォーカスアクチュエータと、前記光源
    と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記ディ
    スクにより発生する球面収差を補正するための球面収差
    補正機構と、を備える多層ディスク記録再生装置によ
    り、前記多層ディスクの第１の記録層から第２の記録層
    へ光スポットを移動させるフォーカスジャンプ方法にお
    いて、 フォーカスジャンプを行うタイミングが到来したとき
    に、まず、前記球面収差補正機構の第１の記録層に対応
    する位置から第２の記録層に対応する位置への移動を開
    始する工程と、 前記球面収差補正機構の移動開始より遅れて、前記フォ
    ーカスアクチュエータの移動を開始する工程と、を有す
    るフォーカスジャンプ方法。
  12. 【請求項１２】 前記フォーカスアクチュエータの移動
    を開始する工程は、 前記球面収差補正機構の移動開始から所定時間経過後に
    前記フォーカスアクチュエータの移動を開始し、前記所
    定時間は、前記球面収差補正機構を第１の記録層に対応
    する位置から第２の記録層に対応する位置まで移動させ
    るのに要する時間の略１／２に相当することを特徴とす
    る請求項１１に記載のフォーカスジャンプ方法。
  13. 【請求項１３】 前記フォーカスアクチュエータの移動
    を開始する工程は、 前記球面収差補正機構が第１の記録層に対応する位置と
    第２の記録層に対応する位置との略中間位置まで移動し
    たときに、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始
    することを特徴とする請求項１１に記載のフォーカスジ
    ャンプ方法。
  14. 【請求項１４】 前記フォーカスアクチュエータの移動
    を開始する工程は、 前記多層ディスクからの戻り光に基づいて生成される記
    録情報の再生信号又は制御信号の振幅を検出する工程
    と、 前記振幅が、前記球面収差補正機構が第１の記録層に対
    応する位置と第２の記録層に対応する位置との略中間に
    位置するときに得られる振幅と一致したときに、前記フ
    ォーカスアクチュエータの移動を開始する工程と、を有
    することを特徴とする請求項１１に記載のフォーカスジ
    ャンプ方法。
  15. 【請求項１５】 複数の記録層を有する多層ディスクに
    情報を記録し、又は、多層ディスクから情報を再生する
    多層ディスク記録再生装置において、 光源からのレーザ光を前記記録層上に集光させる対物レ
    ンズと、 前記レーザ光が前記記録層上で合焦状態の光スポットを
    形成するように前記対物レンズを移動させるフォーカス
    アクチュエータと、 一度に３層以上の記録層にわたって光スポットを移動さ
    せるフォーカスジャンプを行う場合に、現在の記録層か
    ら隣接記録層へと前記フォーカスアクチュエータを移動
    するとともに隣接記録層上で前記光スポットを合焦状態
    とすることにより隣接記録層へのフォーカスジャンプを
    実行し、前記隣接記録層へのフォーカスジャンプを繰り
    返すことにより、３層以上の記録層のフォーカスジャン
    プを実行する制御手段と、を備えることを特徴とする多
    層ディスク記録再生装置。
  16. 【請求項１６】 複数の記録層を有する多層ディスクに
    情報を記録し、又は、多層ディスクから情報を再生する
    多層ディスク記録再生装置において、 光源からのレーザ光を前記記録層上に集光させる対物レ
    ンズと、 前記レーザ光が前記記録層上で合焦状態の光スポットを
    形成するように前記対物レンズを移動させるフォーカス
    アクチュエータと、 前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、
    前記ディスクにより発生する球面収差を補正するための
    球面収差補正機構と、 一度に３層以上の記録層にわたって光スポットを移動さ
    せるフォーカスジャンプを行う場合に、目標の記録層に
    対応する位置に向かって前記球面収差補正機構を移動
    し、前記球面収差補正機構が現在の記録層に対応する位
    置と次の記録層に対応する位置との略中間位置に到達し
    たときに前記フォーカスアクチュエータを次の記録層へ
    と移動させる動作を繰り返すことにより、３層以上の記
    録層のフォーカスジャンプを実行する制御手段と、を備
    える多層ディスク記録再生装置。
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