JP2007164905A - 光ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多層光ディスクの面振れなどにより合焦点が逆行しても目標の層のフォーカス引き込みを行うことができるようにする。
【解決手段】球面収差補正手段１０５ｃは目標の層から反射されるフォーカスエラー信号が略最大になるようにあらかじめ調整し、マイクロコンピュータ１１３は対物レンズ１０５ａをディスク１０１に近づけながらフォーカスエラー信号の最大値又は最小値を測定して所定の係数を乗算した閾値を計算し、対物レンズを元の位置から再度、ディスクに近づけながらフォーカスエラー信号が閾値を通過した後、中心値近傍を通過したときにフォーカスサーボをオンにする。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば２層以上の多層の記録層を有する光ディスクの目標の記録層（以下単に層と記す）のフォーカス引き込みを行う光ディスク駆動装置に関する。

従来例として下記の特許文献１には、２層光ディスクの第２層のデータリードまでに要する時間を短縮するために、合焦点がディスクの表面に近い第１層を通過したことをフォーカスエラー信号により確認した後、フォーカスサーボをオンにすることが提案され、また、合焦点が第１層を通過したことをフォーカスエラー信号により確認するために、フォーカスエラー信号がフォーカスサーボ基準電圧を通過した後、第１層フォーカスエラー信号検出用スライスレベル電圧を通過したときに第１層を通過したものと判定することが記載されている。
特開平９−１６１２８４号公報（要約書、図２、図３）

しかしながら、従来の装置は、フォーカスエラー信号がフォーカスサーボ基準電圧を通過した後、第１層フォーカスエラー信号検出用スライスレベル電圧を通過したときに第１層の通過を検出しているので、ディスクの面振れなどにより合焦点が逆行すると、記録層位置を誤検出するためディスクの表面から遠い目標の第２層にフォーカシングできなくなる問題があった。また、最悪の場合には、第１層に対してフォーカシング動作する可能性もあり、この場合、当然、第２層にフォーカシングできなくなり、再度フォーカシングをやり直さなければならなくなることもある。

本発明は上記従来例の問題点に鑑み、多層光ディスクの面振れなどにより合焦点が逆行しても目標の記録層のフォーカス引き込みを行うことができる光ディスク駆動装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、レーザ光を多層の記録層を有する光ディスクの各記録層に対して集光するレンズをフォーカス方向に駆動するレンズ駆動手段と、前記光ディスクにより反射された光からフォーカスエラー信号を検出する検出手段を備え、前記光ディスクの目標の記録層のフォーカス引き込みを行う光ディスク駆動装置において、
前記目標の記録層から反射されるフォーカスエラー信号が略最大になるようにあらかじめ調整する手段と、
前記レンズを前記光ディスクに近づけながら前記フォーカスエラー信号の最大値又は最小値を測定する手段と、
前記測定されたフォーカスエラー信号の最大値又は最小値に所定の係数を乗算した閾値を計算するか、又は前記測定されたフォーカスエラー信号の最大値又は最小値から所定の値を減算又は加算して閾値を得る手段と、
前記レンズを元の位置から再度、前記光ディスクに近づけながら前記フォーカスエラー信号が前記閾値を通過した後、中心値近傍を通過したときにフォーカスサーボをオンにする手段とを、
備えたことを特徴とする。

また、本発明は上記目的を達成するために、レーザ光を多層の記録層を有する光ディスクの各記録層に対して集光するレンズをフォーカス方向に駆動するレンズ駆動手段と、前記光ディスクにより反射された光からフォーカスエラー信号を検出する検出手段を備え、前記光ディスクの目標の記録層のフォーカス引き込みを行う光ディスク駆動装置において、
前記目標の記録層から反射されるフォーカスエラー信号が略最大になるようにあらかじめ調整する手段と、
前記レンズを前記光ディスクに近づけながら前記フォーカスエラー信号の最小値又は最大値を測定する手段と、
前記測定されたフォーカスエラー信号の最小値又は最大値に所定の係数を乗算した閾値を計算するか、又は前記測定されたフォーカスエラー信号の最大値又は最小値から所定の値を減算又は加算して閾値を得る手段と、
前記レンズを前記光ディスクから遠ざけながら前記フォーカスエラー信号が前記閾値を通過した後、中心値近傍を通過したときにフォーカスサーボをオンにする手段とを、
備えたことを特徴とする。

本発明によれば、多層光ディスクの面振れなどにより合焦点が逆行しても目標の記録層のフォーカス引き込みを行うことができる。また、往路測定・復路フォーカシング動作では、所要時間を短縮できる。また、フォーカス引き込みを行う記録層をあらかじめディスクの表面から最も遠い記録層に設定してこの記録層にフォーカシングした後に、層間ジャンプにより目標の記録層のフォーカス引き込みを行うことにより、誤動作した場合にもディスクの表面にフォーカシングすることがない。

＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る光ディスク駆動装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。

図１において、光ディスクであるディスク１０１はスピンドルモータ１０２のシャフト１０３に固着されたフランジ１０４に着脱可能な状態で保持されている。スピンドルモータ１０２の回転数ＦＧをマイクロコンピュータ（マイコン）１１３に取り込み、駆動回路１１５により光ビームのスポット位置で所定の線速度となるようにスピンドルモータ１０２を制御している。ピックアップ１０５はレーザダイオード（ＬＤ）１０６と、複数のフォトダイオード（ＰＤ）により構成される受光部１０７と、ハーフミラー１０５ｂ、対物レンズ１０５ａ、マグネット（図省略）を搭載してトラッキング方向とフォーカス制御方向に変異できる可動部（不図示）と、トラッキングコイル１０８と、フォーカスコイル１０９などより構成されている。また、ピックアップ１０５全体はディスク１０１の半径方向に移動可能なように構成されている。これは、ピックアップ１０５に取り付けられた雌ネジ部分と勘合するリードスクリュー１１１に取り付けられたスレッドモータ１１０を駆動回路１１２を介してマイクロコンピュータ１１３が制御することにより実現している。

レーザダイオード１０６から放射されたレーザ光は、ハーフミラー１０５ｂ、球面収差補正手段１０５ｃ、対物レンズ１０５ａを介してディスク１０１に照射されて記録信号や案内溝に変調されて反射される。この光をハーフミラー１０５ｂを介してＰＤからなる受光部１０７に入射する。ビームは詳細に図示しない回折格子などの光学系により３ビームの構成となっている。アナログ信号処理回路１１４はピックアップ１０５で光電変換された信号よりトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥ、総和信号ＰＥなどを検出して出力する。さらに、これらの信号ＴＥ、ＦＥ、ＰＥはそれぞれＡＤ変換器ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３によりアナログデジタル変換されて、マイクロコンピュータ１１３に入力する。

また、ピックアップ１０５の光学系には、球面収差補正手段１０５ｃとして図示せぬ液晶素子が組み込まれている。なお、液晶素子はエキスパンダーとその駆動系でも置き換えが可能である。球面収差補正手段１０５ｃは、マイコン１１３及び駆動回路１１６により、ディスク１０１の目標の層から反射されるフォーカスエラー信号ＦＥが略最大になるようにあらかじめ調整することができる。ここでは、２層ディスクの第２層を目標の層として第２層から反射されるフォーカスエラー信号ＦＥが略最大になるようにあらかじめ調整される。ここで、第１層はレーザ光が照射されるディスク表面に近い記録層であり、第２層はレーザ光がディスク表面、第１層を透過して照射される層である。

図２は本発明のアナログ信号処理回路の動作を示す説明図である。図２に受光部１０７とアナログ信号処理回路１１４の概略図を示す。３ビームは２個のフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２と１個の４分割フォトダイオードＰＤ３に入射される。アナログ信号処理回路１１４にてフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２の出力信号Ｅ、Ｆはトラッキング用の信号でその差分がトラッキングエラー信号ＴＥとなる。また、４分割フォトダイオードＰＤ３の出力信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはフォーカス用・総和信号用の信号で、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）がフォーカスエラー信号ＦＥとなり、また、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄが総和信号ＰＥとなる。

図１において、トラッキングエラー信号ＴＥはアナログデジタル変換器ＡＤ１でアナログデジタル変換されて、マイコン１１３に取り込まれる。同様にフォーカスエラー信号ＦＥはアナログデジタル変換器ＡＤ２でアナログデジタル変換されて、マイコン１１３に取り込まれる。また、総和信号ＰＥはアナログデジタル変換器ＡＤ３を介してマイコン１１３に取り込まれる。マイクロコンピュータ１１３には、リードオンリメモリＲＯＭが接続されており、リードオンリメモリＲＯＭにはプログラムや固定データが記憶されている。また、ランダムアクセスメモリＲＡＭも接続されており、ランダムアクセスメモリＲＡＭには変数値などを記憶する。さらにマイコン１１３にはデジタルアナログ変換器ＤＡ１が接続されており、トラッキング制御駆動信号を演算したデータをデジタルアナログ変換器ＤＡ１に出力し、この値で駆動回路ＤＲＶ１を介してトラッキングコイル１０８を駆動する。同様にデジタルアナログ変換器ＤＡ２が接続されており、フォーカス制御駆動信号を演算したデータをデジタルアナログ変換器ＤＡ２に出力し、この値で駆動回路ＤＲＶ２を介してフォーカスコイル１０９を駆動する。

図３は、本発明の第１の実施の形態のフォーカスエラー信号の最大値測定処理を説明するための波形図である。図３は、フォーカス引き込み前の測定の説明のための波形図を示し、２層ディスクの第２層を目標の層として第２層から反射されるフォーカスエラー信号ＦＥが略最大になるようにあらかじめ調整されている。対物レンズ１０５ａを焦点位置がディスク表面より外側となる位置から、徐々にディスク１０１に近づけていき、すべての記録層を超えたところで停止したときの、フォーカスエラー信号３０１とその時点までのフォーカスエラー信号３０１の最大値レベル３０２をそれぞれ図３（ａ）、（ｂ）に示している。図３（ａ）において、フォーカスエラー信号３０１の波形３０３は、ディスク表面の反射によるフォーカスエラーを示し、波形３０４は、第１記録層によるフォーカスエラーを示し、波形３０５は、目標の層である第２記録層によるフォーカスエラーを示す。

図３（ｂ）において、最大値レベル３０２は、前記のとおりフォーカスエラー信号３０１のランプ動作開始後のそれまでの最大値をホールドした信号を示し、フォーカスエラー信号３０１をマイクロコンピュータ１１３で取り込み、それまでの最大値より今回サンプリングした値が大きければ、その値に更新するプログラムで得ることができる。最大値レベル３０２の値３０６は、測定期間におけるフォーカスエラー信号３０１の最大値であり、これを記憶しておく。次にこの値に、係数αを掛けて閾値を設定する。係数αは１未満であって、ディスク表面の反射によるレベル（波形３０３）と第１記録層の反射によるレベル（波形３０４）を識別できる値以上である。

図４は、本発明の第１の実施の形態のフォーカス引き込み動作について説明するための波形図であり、閾値４０２はフォーカスエラー信号３０１の最大値３０６に係数α＝０．９を掛けた値である。また閾値４０２を得るための別の方法として最大値３０６から所定の値を減算した値としてもよい。本実施の形態では、計測を完了後にディスク１０１から離れた最初の位置に戻してから、再度ディスク１０１に近づく動作をしている。ここで、フォーカスエラー信号３０１がタイミング４０３で閾値４０２を超えて、目標の記録層に近づいたことを検出する。その後、フォーカスエラー信号３０１がゼロクロスに近づいたとき（タイミング４０４）にフォーカスサーボをオンとする。したがって、焦点は目標の第２記録層にフォーカスオンする。タイミング４０４以降のフォーカスエラー信号３０１は分かり易くするため、サーボオンしていない状態での波形を示しているが、実際には、少々のトランジェント後に中心値に収束する。

ここで、図５にディスク１０１の面振れにより焦点位置が逆行した場合のフォーカスエラー信号９０１の波形図を示す。途中で逆行しても、閾値４０２がディスク表面の反射と第１記録層の反射を識別できる値以上であるので、閾値４０２には影響がないため、良好に目標の第２記録層にフォーカシングすることが可能である。本説明では、第２記録層に対応するように球面収差補正手段１０５ｃをあらかじめ設定し、直前の測定での最大値３０６からわずかに低い値を閾値４０２としているため、目標の記録層に近いことを判定することが可能である。同様に、第１記録層に対応して球面収差補正手段１０５ｃをあらかじめ設定しておけば、第１記録層にもフォーカシングできる。また、記録による再生信号のレベル低下により非記録部のレベルの７０％くらいになるとすれば、片方の記録層だけ記録されていることによる影響も受けずに、良好な動作を実現できる。また、目標のトラックが記録済みであり、なおかつ、更に再生レベルが小さく、誤検出したとしても、表面反射による部分は更に出力レベルが小さいためにフォーカシングすることはない。さらに、第１記録層を目標の層とした場合、フォーカス引き込みを行う層をあらかじめディスク１０１の表面から最も遠い第２層に設定してこの層にフォーカシングした後に、層間ジャンプにより目標の第１層のフォーカス引き込みを行うことにより、誤動作した場合にもディスク１０１の表面にフォーカシングすることがない。

図６に本発明の第１の実施の形態の動作のフローチャートを示す。まず、対物レンズ１０５ａをディスク１０１から最も離れた位置（最下位）に移動させる（ステップＳ８０１）。次に、徐々に対物レンズ１０５ａを上昇させ、ディスク１０１に近づける（ステップＳ８０２）。そして対物レンズ１０５ａを上昇させながらフォーカスエラー信号３０１の最大値レベル３０２を測定する（ステップＳ８０３）。本実施の形態では、最大値レベル３０２としたが、フォーカスエラー信号３０１の波形が反転している場合には最小値となる。記録層のすべてを超えた位置でレンズ移動を停止する（ステップＳ８０４）。この位置はディスク１０１の面振れを考慮して、よりディスク１０１に近い位置となる。ここでの値は、フォーカスエラー信号３０１の基準電位を０としており、最大値レベル３０２は、正の値となる。ここで、最大値３０６が確定したので、閾値４０２を計算する（ステップＳ８０５）。閾値４０２は最大値３０６に係数＝０．９を乗算した値としている。また閾値４０２を得るための別の方法として最大値３０６から所定の値を減算した値としてもよい。

次に、ステップＳ８０１の最下位位置に再度対物レンズ１０５ａを移動させる(ステップＳ８０６）。そして、ステップＳ８０２と同様に対物レンズ１０５ａをディスク１０１に徐々に近づける（ステップＳ８０７）。これより、フォーカス引き込みのための動作となる。逐次フォーカスエラー信号３０１を読み込み、閾値４０２より大きいか（ＦＥ＞閾値）を比較する（ステップＳ８０８）。図４ではタイミング４０３で閾値４０２より大きくなるので、ステップＳ８０９に進む。次に、フォーカスエラー信号３０１が０付近になるのを待つ。ここでは適当な幅を設けておき、この範囲にフォーカスエラー信号３０１が入ったかを調べればよい。タイミング４０４で、フォーカスエラー信号３０１はほぼ０となったので、フォーカスサーボをオンとして目的の記録層にフォーカシングする（ステップＳ８１０）。

＜第２の実施の形態＞
図７に本発明の第２の実施の形態のフォーカス引き込み前の測定の説明のための波形図を示す。図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、対物レンズ１０５ａを焦点位置がディスク１０１の表面より外側となる位置から、徐々にディスク１０１に近づけていき、すべての記録層を超えたところで停止したときの、フォーカスエラー信号３０１とその時点までのフォーカスエラー信号３０１の最小値レベル５０２を示している。図７（ａ）において、フォーカスエラー信号３０１の波形３０３は、ディスク表面の反射によるフォーカスエラーであり、波形３０４は、第１記録層によるフォーカスエラーであり、波形３０５は、第２記録層によるフォーカスエラーである。

図７（ｂ）において、最小値レベル５０２は、前記のとおりフォーカスエラー信号３０１のランプ動作開始後のそれまでの最小値をホールドした信号を示している。フォーカスエラー信号３０１をマイクロコンピュータ１１３で取り込み、従来の最小値より今回サンプリングした値が小さければ、その値に更新するプログラムで得ることができる。５０６は測定期間におけるフォーカスエラー信号３０１の最小値であり、この値を記憶しておく。次にこの値５０６に係数を掛けて、閾値を設定する。また閾値を得るための別の方法として最小値５０６に所定の値を加算した値としてもよい。

図８は、本発明のフォーカス引き込みについて説明するための波形図である。６０１はフォーカスエラー信号であり、本実施の形態では、計測を完了後に、その位置よりディスク１０１から離れる動作をしているので、目標の層である第２層が最初に検出され、次いで第１層、表面の順で検出される。そして、閾値６０２は、先に図７（ａ）に示すフォーカスエラー信号３０１の最小値（負数）に係数＝０．９を掛けた値である。ここで、タイミング６０３で、フォーカスエラー信号６０１は、閾値６０２より小さくなり、目標の記録層に近づいたことを検出する。その後、フォーカスエラー信号６０１がゼロクロスに近づいたとき（タイミング６０４）にフォーカスサーボをオンとする。したがって、焦点は、目標の記録層にフォーカスオンする。タイミング６０４以降のフォーカスエラー信号６０１は分かり易くするため、サーボオンしていない状態での波形を示しているが、実際には、少々のトランジェント後に中心値に収束する。

図９に本発明の第２の実施の形態の動作のフローチャートを示す。まず、対物レンズ１０５ａをディスク１０１から最も離れた位置（最下位）に移動させる（ステップＳ７０１）。次に、徐々に対物レンズ１０５ａを上昇させ、ディスク１０１に近づける（ステップＳ７０２）。そして対物レンズ１０５ａを上昇させながらフォーカスエラー信号３０１の最小値レベル５０２を測定する（ステップＳ７０３）。本実施の形態では、最小値であるが、フォーカスエラー信号３０１の波形が反転している場合には最大値となる。記録層すべてを超えた位置でレンズ移動を停止する（ステップＳ７０４）。この位置はディスク１０１の面振れを考慮して、よりディスク１０１に近い位置となる。ここでの値は、フォーカスエラー信号３０１の基準電位を０としており、最小値レベル５０２は負の値となる。ここで、最小値５０６が確定したので、閾値６０２を計算する（ステップＳ７０５）。ここでは、閾値６０２は最小値５０６に係数＝０．９を乗算した値としている。また閾値を得るための別の方法として最小値５０６に所定の値を加算した値としてもよい。

次に、対物レンズ１０５ａをディスク１０１から徐々に遠ざける（ステップＳ７０６）。これより、フォーカス引き込みのための動作となる。逐次フォーカスエラー信号６０１を読み込み、閾値６０２より小さいか（ＦＥ＜閾値）を比較する（ステップＳ７０７）。タイミング６０３で閾値６０２より小さくなるので、ステップＳ７０８に進む。次に、フォーカスエラー信号６０１が０付近になるのを待つ。ここでは適当な幅を設けておき、この範囲にフォーカスエラー信号６０１が入ったかを調べればよい。タイミング６０４で、フォーカスエラー信号６０１はほぼ０となったので、フォーカスサーボをオンとして目的の記録層にフォーカシングする（ステップＳ７０９）。

本発明に係る光ディスク駆動装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。 図１のアナログ信号処理回路の動作を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態のフォーカスエラー信号の最大値測定処理を説明するための波形図である。 本発明の第１の実施の形態のフォーカス引き込み動作を説明するための波形図である。 ディスクの面振れにより焦点位置が逆行した場合のフォーカスエラー信号を示す波形図である。 本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態のフォーカスエラー信号の最大値測定処理を説明するための波形図である。 本発明の第２の実施の形態のフォーカス引き込み動作を説明するための波形図である。 本発明の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０１ ディスク
１０２ スピンドルモータ
１０３ シャフト
１０４ フランジ
１０５ ピックアップ
１０５ａ 対物レンズ
１０５ｂ ハーフミラー
１０５ｃ 球面収差補正手段
１０６ レーザダイオード（ＬＤ）
１０７ 受光部（ＰＤ）
１０８ トラッキングコイル
１０９ フォーカスコイル
１１０ スレッドモータ
１１１ リードスクリュー
１１２、１１５、１１６、ＤＲＶ１、ＤＲＶ２ 駆動回路
１１３ マイクロコンピュータ（マイコン）
１１４ アナログ信号処理回路
ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３ ＡＤ変換器
ＤＡ１、ＤＡ２ デジタルアナログ変換器
ＰＤ１、ＰＤ２ フォトダイオード
ＰＤ３ ４分割フォトダイオード
ＲＡＭ ランダムアクセスメモリ
ＲＯＭ リードオンリメモリ

Claims (3)

1. レーザ光を多層の記録層を有する光ディスクの各記録層に対して集光するレンズをフォーカス方向に駆動するレンズ駆動手段と、前記光ディスクにより反射された光からフォーカスエラー信号を検出する検出手段を備え、前記光ディスクの目標の記録層のフォーカス引き込みを行う光ディスク駆動装置において、
   前記目標の記録層から反射されるフォーカスエラー信号が略最大になるようにあらかじめ調整する手段と、
   前記レンズを前記光ディスクに近づけながら前記フォーカスエラー信号の最大値又は最小値を測定する手段と、
   前記測定されたフォーカスエラー信号の最大値又は最小値に所定の係数を乗算した閾値を計算するか、又は前記測定されたフォーカスエラー信号の最大値又は最小値から所定の値を減算又は加算して閾値を得る手段と、
   前記レンズを元の位置から再度、前記光ディスクに近づけながら前記フォーカスエラー信号が前記閾値を通過した後、中心値近傍を通過したときにフォーカスサーボをオンにする手段とを、
   備えたことを特徴とする光ディスク駆動装置。
2. レーザ光を多層の記録層を有する光ディスクの各記録層に対して集光するレンズをフォーカス方向に駆動するレンズ駆動手段と、前記光ディスクにより反射された光からフォーカスエラー信号を検出する検出手段を備え、前記光ディスクの目標の記録層のフォーカス引き込みを行う光ディスク駆動装置において、
   前記目標の記録層から反射されるフォーカスエラー信号が略最大になるようにあらかじめ調整する手段と、
   前記レンズを前記光ディスクに近づけながら前記フォーカスエラー信号の最小値又は最大値を測定する手段と、
   前記測定されたフォーカスエラー信号の最小値又は最大値に所定の係数を乗算した閾値を計算するか、又は前記測定されたフォーカスエラー信号の最大値又は最小値から所定の値を減算又は加算して閾値を得る手段と、
   前記レンズを前記光ディスクから遠ざけながら前記フォーカスエラー信号が前記閾値を通過した後、中心値近傍を通過したときにフォーカスサーボをオンにする手段とを、
   備えたことを特徴とする光ディスク駆動装置。
3. フォーカス引き込みを行う記録層をあらかじめ前記ディスクの表面から最も遠い記録層に設定してこの記録層にフォーカシングした後に、層間ジャンプにより前記目標の記録層のフォーカス引き込みを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク駆動装置。
   

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