JP2007172738A

JP2007172738A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2007172738A
Application number: JP2005368651A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Okuaki; 克夫奥秋
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】記録層の劣化や面振れによる信号劣化の影響を受けることなく、高速かつ正確に、光ディスクの種類判別を行う光ディスク装置を提供する。
【解決手段】光ピックアップ２０が対物レンズ２１を介して光ディスクの種類に対応する波長のレーザ光を光ディスク１に照射し、その反射光を受光素子５で受光する一方、制御手段１０が光ディスクを回転させ、光ピックアップを光ディスクの径方向に移動させ、さらに、対物レンズを光ディスクのディスク表面と垂直の方向に移動させるようにして、光ディスク判別手段６、８、９、１０が、受光素子の出力信号に基づいて生成されるＦＥ信号のＳ字状のレベル変化の発生回数から光ディスクの種類を判別するとき、制御手段は光ディスクの回転を停止させたまま、光ピックアップを移動させながら、対物レンズが光ディスクに接触することの無い所定の範囲内で対物レンズを移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、それぞれ光ディスクである赤色系レーザ光を用いるＣＤ（Compact Disc）又はＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と、青色系レーザ光を用いるＢＤ（Bluray Disc（登録商標）又はBLU-RAY DISC(登録商標)）とを選択的に装着して記録及び／又は再生（以下、記録／再生と略記する）を可能に構成された光ディスク装置に関する。

現在実用化されている光ディスクには、大別してＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどのＣＤと、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどのＤＶＤとがある。また、次世代の超高密度光ディスクとして、従来の赤色系レーザ光よりも波長が短く高密度の記録が可能な青色系レーザ光を用いて記録／再生を行うＢＤなども実用化され始めている。このうち、ＤＶＤ及びＢＤにおいては、情報の記録及び再生、又は再生のみが行われる層である記録層が１層だけでなく複数の層を備えているものがある。これらの光ディスクは、外形々状は同一であるが記録層の物理的な構造が異なり、記録／再生を行うためのレーザ光の波長もそれぞれ異なっている。

このように、記録層の物理的な構造及びレーザ光の波長が異なる複数種類の光ディスクを１台の光ディスク装置（以下、単に装置と記すこともある）に選択的に装着して正常に記録／再生を行うには、それぞれの光ディスクの特性に合ったレーザ及び対物レンズを備える光ピックアップを用いなければならない。したがって、装置が記録／再生を行う前にどの種類の光ディスクがその装置に装着されたかを判別して、その光ディスクに適応する光ピックアップを用意する光ディスク判別は大変重要な処理である。また、装置が起動して実際に記録／再生を開始することができるようになるまでの時間は短い方が利用者にとって好ましい。したがって、この光ディスクの判別処理はできる限り早く終了させることが重要である。

従来の光ディスク判別方法として、各光ディスクの特性に合った光ピックアップの対物レンズをディスク面と垂直方向、すなわち、上下に移動させ（以下、この動作をフォーカスランプと呼ぶ）、そのときのフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号と呼ぶ）、トラッキングエラー信号（以下、ＴＥ信号と呼ぶ）、総和信号（以下、ＲＦ信号と呼ぶ）などの信号レベルの変化により、光ディスクの表層と記録層との層間距離を計測したり、各信号の最大振幅値を計測したりして光ディスクの判別を行うものが提案されている。以下、従来の主要な２つの判別方法についてその概要を説明する。

下記の特許文献１には、ＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤの光ディスクの判別方法が記載されている。ＢＤはＢＤ用光ピックアップの対物レンズと光ディスク表面とのワーキングディスタンスが小さい。したがって、このＢＤを前提としてワーキングディスタンスが大きいＣＤ／ＤＶＤの光ディスク判別を行おうとしてフォーカスランプをさせると、対物レンズが光ディスクの表面に接触してしまう。これを避けるため、先に赤色系レーザを用いて、ＣＤ／ＤＶＤを前提とした、光ディスク表面と対物レンズのワーキングディスタンスが大きい状態にしておき、この状態でフォーカスランプをさせて光ディスク判別を行う。そしてそのときのＦＥ信号のＳ字カーブの振幅レベルが所定値より低い場合にはＢＤと判断し、所定レベル以上の場合にはＣＤ／ＤＶＤと判断する。

上述したＦＥ信号のＳ字カーブとは、フォーカスランプ時に対物レンズと光ディスクの表層及び記録層との距離が焦点距離を境にして変化するとき、ＦＥ信号の電圧レベルがＳ字状に変化する現象のことである。このＦＥ信号のＳ字カーブの詳細については後述する。

下記の特許文献２には、それぞれ光ディスクの種類に対応する複数種類のレーザ光を光ディスクに照射してフォーカスランプをさせ、各々の場合のＦＥ信号のＳ字カーブを検出し、その振幅が最も大きいＦＥ信号のＳ字カーブを発生したレーザ光から対応する光ディスクの種類を判別する光ディスク判別方法が記載されている。
特開２００３−２１７１１９号公報特開２００３−２１７１３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、ＢＤとＣＤ／ＤＶＤとの判別を、まず装着された光ディスクがＣＤ／ＤＶＤであるか否かから行っているが、ＢＤが搭載されている装置ではＢＤを主体に記録／再生が行われる場合が多いことが予想される。したがって、ＣＤ／ＤＶＤを先に判別するのでは、ＢＤを判別する前には必ずＣＤ／ＤＶＤの光ディスク判別処理が必要になる。このため、ＢＤを主体とする装置であるにもかかわらず、装着された光ディスクがＢＤであると判断するのに要する時間が、装着される光ディスクがＣＤ／ＤＶＤであると判断するまでに要する時間に比較して長くなってしまうという課題がある。

さらに、特許文献１に記載の方法では、光ディスクを回転させながら、フォーカスランプをさせることによりＦＥ信号のＳ字カーブを検出しているが、このとき光ディスクの面振れが大きいとディスク種別の判別ができない場合がある。すなわち、光ディスクの面振れが大きいと、フォーカスランプをさせることによる対物レンズと光ディスクとの間の距離の変化に対して、面振れによって生じる対物レンズと光ディスクとの間の距離の変化の大きさが上回ってしまい、フォーカスランプにより実現させたい変化に対して逆の向きに対物レンズと光ディスクとの間の距離が変化してしまう逆行現象が発生する場合がある。この逆行現象が発生すると、実際に取得したい信号であるフォーカスランプによる真のＦＥ信号のＳ字カーブ以外に、実際には想定していない逆行現象によるＦＥ信号のＳ字カーブが発生してしまい、正しくディスクの種類判別ができないという課題もある。

また、特許文献２に記載の方法では、光ディスクの回転を停止した状態でフォーカスランプをさせて、そのときに各記録層において発生するＦＥ信号のＳ字カーブの数を数えて光ディスクの記録層の数を決定し、光ディスク判別を行っている。しかしながら、光ディスクの回転を停止した状態で記録層にレーザ光を照射した場合、回転状態で照射する場合に比較して非常に大きなエネルギーが記録層に加えられることになる。例えば、光ディスクの中心点から２２ｍｍ付近に光ピックアップを位置させ、この光ディスクの回転を停止させた状態でレーザ光を照射した場合に記録層に加えられるエネルギーは、同じ位置で光ディスクが２０００ｒｐｍで回転している状態でレーザ光を照射した場合と比較して数１００倍となる。そこで、再生用のパワーの小さいレーザを照射したとしても、記録層が劣化する可能性があるという課題がある。特に、ＢＤの場合、３０分間、同じトラックを再生し続けると、再生信号のジッタが劣化するという実験例もある。
また、回転停止状態での光ディスク判別では、レーザを照射した場所にきずやほこりなどがあると、再生信号が劣化して正しく判別できないという課題もある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、記録層を劣化させることなく、しかも面振れによる信号劣化の影響を受けることなく、高速かつ正確に、光ディスクの種類判別を行うことが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、それぞれ光ディスクである赤色系レーザ光を用いるＣＤ又はＤＶＤと、青色系レーザ光を用いるＢＤとを選択的に装着して記録及び／再生を可能に構成された光ディスク装置において、
前記光ディスクを回転させるモータと、
発光素子から発する前記光ディスクの種別に対応する波長のレーザ光を対物レンズを介して前記光ディスクに照射するとともに、その反射光を受光素子で受光する光ピックアップと、
前記光ピックアップを前記光ディスクの径方向に移動させる第１の駆動手段と、
前記光ディスクのディスク表面と垂直の方向に前記対物レンズを移動させる第２の駆動手段と、
前記モータを制御するとともに、それぞれドライブ信号を生成して前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段に供給する制御手段と、
前記受光素子の出力信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、前記フォーカスエラー信号が描くＳ字状の信号レベルの変化の発生回数から前記光ディスクの種類を判別する光ディスク判別手段とを備え、
前記光ディスク判別手段による前記光ディスクの種類の判別時に、前記制御手段は前記モータによる前記光ディスクの回転を停止させた状態で、前記光ピックアップを前記光ディスクの径方向に移動させながら、前記対物レンズが前記光ディスクに接触することの無い所定の範囲内で前記対物レンズを前記光ディスクのディスク表面と垂直の方向に少なくとも１回移動させることを特徴とする。

本発明においては、モータによる光ディスクの回転を停止させた状態で、光ピックアップを光ディスクの径方向に移動させながら、対物レンズが光ディスクに接触することの無い所定の範囲内で対物レンズを光ディスクのディスク表面と垂直の方向に移動させる１回の操作だけで、記録層を劣化させることなく、しかも面振れによる信号劣化の影響を受けることなく、高速かつ正確に、記録層がＮ層のＢＤ、ＣＤ／ＤＶＤの光ディスク判別を行うことができ、これによって、記録／再生を可能とするまでに要する起動時間を短縮することができる。

以下、本発明を図面に示す好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。この図１に示した光ディスク装置は、複数種類の光ディスク（ＣＤ／ＤＶＤ／Ｎ層のＢＤなど）に対して情報の記録／再生が可能な装置である。なお、光ディスクは記録機能及び再生機能の両方を備えていなくてもよく、例えば、各種の光ディスクに記録された情報の再生のみが可能な装置であってもよい。

図１に示した光ディスク装置は、光ディスク１を回転させるスピンドルモータ３と、対物レンズ２１、この対物レンズ２１を支持する弾性体及び対物レンズ２１を駆動するためのコイルを含むアクチュエータ２、レーザダイオード（以下、ＬＤと略記する）４、フォトディテクタ（以下、ＰＤと略記する）５及びビームスプリッタ７などを構成要素とする光ピックアップ２０と、ＰＤ５の出力信号を用いてＦＥ信号及びＴＥ信号などを生成するアナログ信号処理回路６と、生成されたＦＥ信号の波形を整形するＦＥ信号整形器８と、整形されたＦＥ信号のパルスをカウントするパルスカウント器９と、ＲＡＭ１１及びＲＯＭ１２を付帯し、パルスカウント器９のカウント値と、アナログ信号処理回路６で生成されたＦＥ信号及びＴＥ信号とに基づいて、光ピックアップ２０を光ディスク１の径方向に移動（以下、スレッド移動と呼ぶ）させるためのスレッドドライブ信号、対物レンズ２１を移動させるためのフォーカスドライブ信号及びスピンドルモータ３の制御信号を生成するコントローラ１０と、このコントローラ１０で生成されたフォーカスドライブ信号を入力してアクチュエータ２のコイルを駆動する電流を供給するフォーカス駆動手段１３と、コントローラ１０で生成されたスレッドドライブ信号を入力して光ピックアップ２０をスレッド移動させるスレッド駆動手段１４とを備えている。なお、光ピックアップ２０は、説明の都合上、複数種類の光ディスク（ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤ）に対して対応が可能な光ピックアップであることを想定するが、それぞれの光ディスクの種類に対応した複数の光ピックアップを備える構成であってもよい。

次に、図１に示した光ディスク装置の動作について説明する。光ピックアップ２０は、ＬＤ４が放射するレーザ光を、ビームスプリッタ７及びアクチュエータ２の対物レンズ２１を介して、光ディスク１に照射する。このとき、光ディスク１からの反射光はビームスプリッタ７により光路が変更されてＰＤ５に入射される。ここで、ビームスプリッタ７はＬＤ４からのレーザ光を透過させ、光ディスク１からの反射光は透過させずに反射させる素子であるが、その詳細については本発明と直接関係がないので説明を省略する。ＬＤ４はＣＤ用の赤外色レーザ光（波長：７５０ｎｍ）、ＤＶＤ用の赤色レーザ光（波長：６５０ｎｍ）及びＢＤ用の青紫色レーザ光（波長：４０５ｎｍ）のいずれかを放射する。ＰＤ５は受光した反射光をその光量に応じた電圧の電気信号に変換してアナログ信号処理回路６に加える。

アナログ信号処理回路６はＰＤ５から供給される電気信号を用いて、光ディスク１と対物レンズ２１との位置関係に応じて電圧が変化するＦＥ信号及びＴＥ信号を生成する。なお、光ディスク１と対物レンズ２１との位置関係とは、ＦＥ信号においては光ディスク１のディスク面に対して垂直な方向における光ディスク１のディスク面と対物レンズ２１との位置関係のことであり、ＴＥ信号においては光ディスク１に螺旋状又は同心円状に形成されている記録／再生トラックと対物レンズ２１の焦点との光ディスク１の径方向における位置関係のことである。すなわち、ＦＥ信号は光ディスク１の記録層と対物レンズ２１との距離に応じた電圧レベルを有する信号である。このＦＥ信号によれば、対物レンズ２１の焦点が記録層上に位置するか、記録層の表層側に位置するか、表層側とは反対（奥）側に位置するかを特定することができる。なお、ＴＥ信号に関しては、本発明と直接関係がないので以後の説明を省略する。また、アナログ信号処理回路６はＦＥ信号及びＴＥ信号と同時にＲＦ信号を生成してそれ以降の信号処理回路（図示せず）に加えるが、このＲＦ信号についても本発明と直接関係がないので以降の説明を省略する。アナログ信号処理回路６で生成されたＦＥ信号及びＴＥ信号は図示を省略したＡ−Ｄ変換器によってデジタル信号に変換されてコントローラ１０に供給されると同時に、ＦＥ信号はＦＥ信号整形器８に供給される。

ＦＥ信号整形器８では、自身に供給されたＦＥ信号からノイズ成分を除去した後、所定の閾値と比較してＦＥ信号のＳ字カーブを検出し、検出されたＳ字カーブ部分をＨ（高電位）とし、他の部分はＬ（低電位）となるＳ字検出信号を生成してパルスカウント器９に加える。パルスカウント器９では、対物レンズ２１を上昇させながら光ディスク判別を行う場合、自身に供給されるＳ字検出信号のＨレベルからＬレベルへの信号変化を検出してその回数をカウントする。なお、ＦＥ信号整形器８で生成されるＳ字検出信号のＨ／Ｌの極性及びパルスカウント器９で検出されるＬレベルからＨレベルへの信号変化は、逆の関係になってもよい。

コントローラ１０は、光ディスク１の種類を判別するために、光ピックアップ２０をスレッド移動させるためのスレッドドライブ信号を生成し、スレッド駆動手段１４を用いて光ピックアップ２０を移動させるとともに、アクチュエータ２の対物レンズ２１をフォーカスランプさせるためのフォーカスドライブ信号を生成し、フォーカス駆動手段１３を介して、アクチュエータ２のコイル（図示せず）に供給する。また、フォーカスランプが終了すると、パルスカウント器９でカウントした回数データを取得し、この回数データに基づいて、光ディスク１の種類を決定する。なお、コントローラ１０は通常動作におけるフォーカス制御、トラッキング制御、スピンドルモータ制御なども行う。フォーカス駆動手段１３はアクチュエータ２のコイルを駆動するために電流を増幅する電流増幅器である。アクチュエータ２はフォーカス駆動手段１３からのフォーカスドライブ信号によって光ディスク１のディスク面に対して垂直な方向、すなわち、フォーカス方向に対物レンズ２１を移動させる。

次に、図１に示した装置で行われる光ディスク判別処理について説明する。装置に光ディスク１が正常に装着されたのを確認した後、光ディスク判別処理を実行する。この光ディスク判別処理によって、装着された光ディスク１の種別をあらかじめ認識しないと光ディスク１の種類に適合した各種設定値を導くキャリブレーションや、光ディスク１の記録層に焦点が合うように対物レンズ２１を制御するフォーカシングサーボ、焦点の位置を記録層のトラック上に保つように対物レンズ２１を制御するトラッキングサーボなど、一連の通常動作を実行することができない。したがって、この光ディスク判別処理によって正確に光ディスク１の種類を判別することは非常に重要である。

そこで、本装置で記録／再生を可能とする各光ディスクの構造について説明する。図２は光ディスクごとの表層と記録層の位置関係を示した断面図であり、図２（ａ）はＤＶＤ、図２（ｂ）はＣＤ、図２（ｃ）は記録層が１層の１層ＢＤ、図２（ｄ）は記録層が２層の２層ＢＤの各断面図である。なお、図２（ｄ）に示した２層ＢＤは図２（ｃ）に示した１層ＢＤの表層から記録層に至る部分を拡大して示した図である。これらの図に示したように、光ディスクの種類に応じて表層（図面の下側）から記録層に至るまでの深さが異なっている。すなわち、ディスク厚はすべて１．２ｍｍであるが、図２（ａ）に示したＤＶＤは、表層から記録層に至るまでの深さが０．６ｍｍであり、図２（ｂ）に示したＣＤは、表層から記録層までの深さが１．２ｍｍであり、図２（ｃ）に示した１層ＢＤは、表層から記録層までの深さが０．１ｍｍであり、図２（ｄ）に示した２層ＢＤは、表層から第１記録層までの深さが０．１ｍｍであり、表層から第２記録層までの深さが０．０７５ｍｍである。したがって、光ディスクにおいて記録／再生を行うには、それぞれの光ディスク構造に対応可能なように複数のレーザや対物レンズを備える共用光ピックアップが、又は、光ディスクごとにそれぞれ専用に使用する複数の光ピックアップが必要になる。

次に、図４を用いて、ＦＥ信号について説明する。図４は光ディスク１に対してフォーカスランプを行う対物レンズ２１の移動量及びＦＥ信号と時間との関係を示した図であり、図４中、（ａ）はフォーカスランプを行う際にスレッド駆動手段１４からアクチュエータ２に供給されるスレッドドライブ信号に対応してフォーカスランプを行う対物レンズ２１の移動量を表し、（ｂ）は上記のフォーカスランプに応じてアナログ信号処理回路６から出力されるＦＥ信号の波形を示している。なお、図４の横軸は時間である。

ここで、図４（ａ）の対物レンズの移動量と図４（ｂ）のＦＥ信号との関係を説明する。図４（ａ）に示すように、対物レンズ２１が下方から上方へ移動して光ディスク１の表層付近に焦点が近づくと、ＦＥ信号の電圧レベルはいったん上昇するが、更に近づくと逆に低下する。そして、対物レンズ２１の焦点が表層に合焦すると電圧レベルは０になる。この状態をゼロクロスと呼ぶ。そして更に対物レンズ２１が上昇すると電圧レベルは０以下にいったん低下するが、更に上昇すると電圧レベルも上昇して最終的に電圧レベルは０に戻る。更に対物レンズ２１が上昇して焦点が記録層を通過すると、図４（ｂ）に示すＦＥ信号は表層で生じるのと同様の変化であるがその振幅が大きい曲線に従って変化する。図４（ｂ）に示すＦＥ信号が描くこのようなＳ字状の曲線をＦＥ信号のＳ字カーブと呼ぶ。フォーカスサーボはＦＥ信号がこのようにＳ字カーブを描く特性を利用して実現しているが、ＦＥ信号がこのようにＳ字カーブを描く技術的根拠、及びフォーカスサーボが実現できる技術的根拠については本発明と直接関係がないのでその説明を省略する。

図３（ａ）は装着された光ディスク１が１層ＢＤの場合のＢＤ用光ピックアップの対物レンズ２１と光ディスク１との合焦時の位置関係を示した図である。また、図３（ｂ）は、装着された光ディスク１がＤＶＤの場合に前述のＢＤ用光ピックアップの対物レンズ２１と光ディスク１の記録層までの合焦時の位置関係を示した図である。１層ＢＤの場合、図３（ａ）に示したように、対物レンズ２１から光ディスク１の記録層までの合焦時の距離（焦点距離）は０．４ｍｍであるので、記録層に焦点を合わせても対物レンズ２１が光ディスク１に接触することはない。しかしながら、このＢＤ用光ピックアップでＤＶＤの記録層に焦点を合わせようとすれば、図３（ｂ）に示したように、光ディスク１の内部へ対物レンズ２１が入ってしまうことになり、その焦点合わせは不可能である。従来の技術ではＢＤ用光ピックアップを用いてＣＤ／ＤＶＤの判別はできない。無理に焦点を合わせようとすると、光ディスク１の表層に対物レンズ２１が接触してしまうことになる。

本実施の形態では、図３（ａ）の位置関係において、ＢＤ用光ピックアップを用いて光ディスクの判別を行う。このときのフォーカスランプの移動範囲を対物レンズ２１が光ディスク１に接触しないように制限し、対物レンズ２１が１層ＢＤの記録層へ合焦する位置を中心にして±０．２ｍｍとする。そして、この範囲内で発生するＦＥ信号のＳ字カーブの数によって光ディスク１の判別を行う。このように構成すると、装着された光ディスク１がＣＤ／ＤＶＤの場合は、記録層へは合焦しないが表層へは合焦するのでＦＥ信号のＳ字カーブが１回発生することになる。また、１層ＢＤの場合は、表層と記録層とでそれぞれ合焦するのでＦＥ信号のＳ字カーブは２回発生する。そして、２層ＢＤの場合は、表層と第１記録層と第２記録層とで合焦するのでＦＥ信号のＳ字カーブは３回発生することになる。このように、ＦＥ信号のＳ字カーブの発生回数をカウントすることによって、ＣＤ／ＤＶＤ、１層ＢＤ、２層ＢＤの判別をすることが可能となる。

次に、光ディスク１の面振れの影響について説明する。光ディスク１のディスク面は均一な平面になっておらず、面振れが生じている。光ディスクを判別するために、ＦＥ信号のＳ字カーブの発生回数をカウントする場合、光ディスク１が回転を停止している状態では、面振れの影響を受けずに、最も正確にカウントすることができる。しかし、面振れのある光ディスク１を回転させるとディスク面が上下に移動してしまう。大きな面振れのある光ディスク１を回転させて光ディスク１の判別を行うと、上記のディスク面の上下の移動により、フォーカスランプによる対物レンズ２１と光ディスク１との間の距離の一定方向への変化に対して逆方向に変化してしまう逆行現象が発生する場合がある。この逆行現象により、実際に取得したい信号であるフォーカスランプによる真のＦＥ信号のＳ字カーブ以外に、実際には想定していないＦＥ信号のＳ字カーブが発生してしまう。

図５はこの逆行現象の影響を説明するための説明図である。このうち、図５（ａ）はフォーカスランプを行う際に、フォーカス移動手段１３からアクチュエータ２に供給されるフォーカスドライブ信号に対応してフォーカスランプをさせる対物レンズ２１の移動量を表している。図５（ｂ）はフォーカスランプに応じてアナログ信号処理回路６から出力されるＦＥ信号波形である。そして、図５（ｃ）は対物レンズ２１の移動量に、光ディスク１の面振れによるディスク面の移動量を加えたものであり、これが実際のディスク面と対物レンズ２１との相対距離となる。なお、図５の横軸は時間である。

図５（ｃ）のレンズ−ディスク間距離から明らかなように、面振れがあると実際に実現させたい対物レンズ２１の下方から上方への移動の変化だけでなく、上方から下方への距離の変化が発生する。この影響により、図５（ｂ）に示す波線内の真のＦＥ信号のＳ字カーブの他に、想定しない多数のＳ字カーブが発生してしまう。このような面振れの影響を回避するには、回転停止状態で光ディスク判別を行うのがよいが、回転停止状態で記録層にレーザを照射すると、エネルギーが記録層の一点に集中してしまい、その記録層を劣化させてしまう。

そこで、本実施の形態では、光ディスクの回転停止状態において、光ピックアップ２０を光ディスク１の径方向に移動させながら対物レンズ２１をフォーカスランプさせることによって、光ディスク１の回転による面振れの影響及び記録の劣化を回避しつつ、確実な光ディスク判別を可能にしている。光ピックアップ２０をスレッド移動させながら判別する場合、移動開始当初は光ピックアップ２０の加速により対物レンズ２１が振動するため、１００〜２００ｍｓ程度待ってから、光ディスク判別を開始する。スレッド移動では、対物レンズ２１の振動を最小限に抑えるため、等速で移動させる。また、Ｓ字カーブの測定を複数回実施することによって、きずやほこりなどによる影響を軽減して判別精度を向上させることもできる。

次に、ＦＥ信号整形器８について説明する。ＦＥ信号のＳ字カーブは所定の閾値を設定して検出する。記録層におけるＦＥ信号は記録層の反射率が大きいので十分に大きな電圧レベルが得られる。しかし、表層におけるＦＥ信号は表層の反射率が小さいので電圧レベルも小さく、ノイズの電圧レベルに近いところにある。そこで、表層におけるＦＥ信号の電圧レベルを上げるためにＦＥ信号を増幅しても、増幅に伴ってノイズの電圧レベルも増大するので、閾値によるＦＥ信号のＳ字カーブの検出は難しい。また、光ディスク表面にきずなどがある場合には、きずなどによる反射をＦＥ信号として認識してしまうこともある。

図１に示したＦＥ信号整形器８は、この問題を解決してＦＥ信号のＳ字カーブを精度よく検出してＳ字検出信号を生成する機能を有している。すなわち、アナログ信号処理回路６から、図示していないＡ−Ｄ変換器を介して、デジタル信号として取り込んだＦＥ信号は時系列的に連続する８個のデータの移動平均による平滑化が行われて、ノイズ成分が取り除かれる。さらに、この平滑化が行われたＦＥ信号に対して、図６（ｂ）に示すように、ＦＥ信号の中心値（ゼロクロスレベル）の上方に上閾値ＴＨ_Uを設定するとともに、ＦＥ信号の中心値の下方に下閾値ＴＨ_Dを設定して、これらの閾値の間のＦＥ信号はノイズとみなして無効にする。そして、ＦＥ信号が上閾値ＴＨ_U以上になった場合、Ｓ字カーブが発生したものとみなしてＳ字検出信号を生成する。具体的には、図６（ｃ）に示すように、ＦＥ信号の電圧レベルが下閾値ＴＨ_Dと上閾値ＴＨ_Uの間にあるときＬ（低電位）であり、ＦＥ信号の電圧レベルが上閾値ＴＨ_Uを正方向に超えたときにＨ（高電位）となり、その後ゼロクロスしてＦＥ信号の電圧レベルが下閾値ＴＨ_Dを負方向に超えたときにＬ（低電位）となるように、Ｓ字検出信号を生成する。ＦＥ信号を連続データの移動平均として平滑化した後に、上閾値ＴＨ_U及び下閾値ＴＨ_DによるＳ字検出を行うことによって、ノイズの影響を低減させ、表層及び記録層でのＦＥ信号のＳ字カーブを精度よく検出し、Ｓ字検出信号を生成することができる。

次に、パルスカウント器９について説明する。パルスカウント器９は、ＦＥ信号整形器８で生成されたＳ字検出信号の立ち上がり（電位がＬからＨへ移行する期間）を検出し、これをカウントする。このカウントした数がＳ字カーブの発生回数であり、光ディスク１において検出した層数となる。層の数は光ディスク判別データとして用いられ、１層ＢＤでは２個、２層ＢＤでは３個、ＣＤ／ＤＶＤなどは対物レンズ２１の移動範囲がフォーカス駆動手段１３によって記録層に達しないようにしているため、表層における１個だけとなる。

次に、コントローラ１０の動作について、これと関連する要素と併せて図７のフローチャートに従って説明する。以下の説明は１層ＢＤが装着された場合の例である。コントローラ１０はＣＰＵを備え、このＣＰＵはＲＡＭ１１を演算処理上のワーキングエリア又は入出力のバッファとして用い、ＲＯＭ１２に書き込まれた制御手順及び固定データに従って、スピンドルモータ３の制御信号の生成、フォーカス駆動手段１３に対するフォーカスドライブ信号の生成、スレッド駆動手段１４に対するスレッドドライブ信号の生成を行い、パルスカウント器９でカウントした値を取得して、装着された光ディスク１の種類判別を行う。

そこで、まず電源が投入されると、最初のステップＳ１において、スレッド駆動手段１４を用いて光ピックアップ２０を初期位置に移動させる。初期位置としては、例えば、面振れによるフォーカス位置のずれが少ない内周部とする。次に、ステップＳ２で光ピックアップ２０を初期位置から外周方向、すなわち、径方向の外方へ移動するスレッド移動を開始する。スレッド移動を開始した直後は、加速によりレンズの揺れが発生するので一定時間、例えば１００ｍｓ程度を経過してレンズの揺れが収まったところで、ステップＳ３の処理を行う。ステップＳ３ではアクチュエータ２の対物レンズ２１を下端に移動させ、ＬＤ４を点灯しフォーカスランプを開始する。そして、ステップＳ４でＳ字検出信号をＬに設定しておく。

次に、ステップＳ５において、ＦＥ信号整形器８が、自身に供給されたＦＥ信号の加工、すなわち、平滑フィルタ処理と、ノイズキャンセル処理とを施す。次に、ステップＳ６にて、平滑フィルタ処理及びノイズキャンセル処理が施されたＦＥ信号があらかじめ設定された上閾値ＴＨ_Uを正方向に超えているか否かを判定し、続いて、ステップＳ７にて、このＦＥ信号があらかじめ設定された下閾値ＴＨ_Dを負方向に超えているか否かを判定する。この時点ではフォーカスランプを開始した直後であり対物レンズ２１が下端の位置にあるため、ＦＥ信号は０レベルであるからステップＳ６の判定結果は上閾値ＴＨ_Uをプラス方向に超えていないＮＯであり、ステップＳ７の判定結果は下閾値ＴＨ_Dを負方向に超えていないＮＯである。また、このときＦＥ信号整形器８の出力であるＳ字検出信号はデフォルト値であるＬのままである。

次に、ＦＥ信号整形器８からＳ字検出信号が出力されたとすれば、このＳ字検出信号はパルスカウント器９に供給されるが、この時点では信号レベルはＬのままであるので、パルスカウント器９は動作しない。ステップＳ７でＦＥ信号が下閾値ＴＨ_Dを負方向に超えていないと判定されたとすればステップＳ１０でＳ字検出信号によるパルスが発生したか否かの判定が行われるが、この時点ではパルスは発生していないのでステップＳ１０の判定結果はＮＯで、ステップＳ１１の処理をせずにステップＳ１２の処理に進む。ステップＳ１２では対物レンズ２１の位置が上端に達したか否かを判定する。上端とは光ディスク１との接触を避けるために、焦点距離から＋０．２ｍｍの位置とする。この時点ではフォーカスランプを開始した直後であるので、対物レンズ２１は上端に達していないのでその判定結果はＮＯである。この場合にはステップＳ５の処理に戻り、対物レンズ２１は上昇を続ける。なお、ステップＳ５からステップＳ１２までの繰り返しループは、例えば１０ｍｓ周期といった高速ループとなる。

上記の繰り返しループが継続し、対物レンズ２１の上昇が続いて、対物レンズ２１の焦点が光ディスク１の表層付近に近づくと、ＦＥ信号はＳ字カーブを描き始め、その電圧レベルが上昇し、０レベル以上となる。ＦＥ信号が上閾値ＴＨ_Uを正方向に超えたことをＦＥ信号整形器８が検出すると、Ｓ字検出信号をＨに変化させる。この場合、ステップＳ６の判定でＹＥＳとなり、ステップＳ９にてＳ字検出信号をＨに変化させることになる。

さらに、ステップＳ５からステップＳ１２までの繰り返しループが継続して対物レンズ２１の上昇が続いて、その焦点が光ディスク１の表層を横切るようになると、ＦＥ信号の電圧レベルはＳ字カーブによって再び低下し始め、ゼロクロスして０レベル以下となる。ＦＥ信号が下閾値ＴＨ_Dを負方向に超えたことをＦＥ信号整形器８が検出すると、Ｓ字検出信号をＨからＬに変化させる。この場合、ステップＳ７の判定でＹＥＳとなり、ステップＳ８にてＳ字検出信号をＨからＬに変化させることになる。

ステップＳ８にてＳ字検出信号がＨからＬに変化すると、ステップＳ１０の判定結果はＹＥＳで、ステップＳ１１でパルスカウント器９はＳ字検出信号のＨからＬへの変化を検出して、検出回数データを１カウントアップする。さらに、ステップＳ５からステップＳ１２までの繰り返しループが継続し、対物レンズ２１の上昇が続いて、対物レンズ２１の焦点が光ディスク１の表層から遠ざかると、ＦＥ信号はＳ字カーブから元の０レベル付近に収束する。

さらに、ステップＳ５からステップＳ１２までの繰り返しループが継続し、対物レンズ２１の上昇が続いて、対物レンズ２１の焦点が光ディスク１の記録層付近に近づくと、表層で行われたと同様な処理となる。そして、最終的にパルスカウント器９によってＳ字検出信号がＨからＬへ変化したことを検出し、ステップＳ１１で検出回数データを１カウントアップする。

さらに、ステップＳ５からステップＳ１２までの繰り返しループが継続し、対物レンズ２１の上昇が続いてステップＳ１２にて対物レンズ２１が上端に達したと判定された場合には、ステップＳ１３でコントローラ１０はパルスカウント器９で保持している検出データ回数を取得し、その回数により光ディスク判別を行い、続いて、ステップＳ１４でフォーカスランプを停止し、その後、ステップＳ１５でスレッド移動を停止する。

上記の説明では、表層で１回、記録層で１回の計２回Ｓ字カーブを検出し、検出回数データが２であるので、１層ＢＤであると判定しているが、検出回数データが１の場合はＣＤ／ＤＶＤであると判定する。

また、上記の説明では、光ディスク１の内周部を初期位置として、この初期位置から径方向の外方へ光ピックアップ２０を移動させながら、対物レンズ２１を所定の範囲内で上昇させる場合について説明したが、対物レンズ２１の下降時にも同様の判別が可能である。したがって、光ピックアップ２０を光ディスク１の最内周部から最外周部まで移動させる間に、対物レンズ２１を少なくとも１回上昇又は下降させるだけで光ディスク判別は可能であるが、対物レンズ２１の上昇と下降を繰り返して上昇及び下降の両方で光ディスク判別を２回行ったり、上昇と下降を繰り返す間に光ディスク判別を３回以上行うことも可能である。そして、これらの判別処理を繰り返して実行し、検出回数の総和や平均値をとった値によって光ディスク判別を行うことにより、より光ディスク判別の精度を向上させることができる。

また、上記の説明では、光ディスク１の内周部を初期位置として、この初期位置から径方向の外方へ光ピックアップ２０を移動させたが、この代わりに光ディスク１の外周部を初期位置として、この初期位置から径方向の内方へ光ピックアップ２０を移動させながら、上述した光ディスク判別を行ったとしても、上述したのとほぼ同様な光ディスク判別が可能である。さらに、光ピックアップ２０を径方向に１回又は複数回往復移動させる間に対物レンズ２１を１回上昇又は下降させても上述したのとほぼ同様な光ディスク判別が可能である。

なお、本実施の形態においては、記録層が１層の１層ＢＤについて説明したが、判別可能なＢＤは１層ＢＤだけでなく、２層ＢＤや３層以上のＢＤでもパルスカウント器９で保持している検出データ回数によって判別することが可能である。

また、本実施の形態においては、ディスク判別を停止状態で行っているため、光ディスクのセット時にそれが正しく置かれていないことに起因して、ディスクや装置にきずが付いてしまうことを未然に防止することができる。すなわち、光ディスクのセット時に表と裏を逆にしてそれを回転させた場合、光ディスクの表層が検出できないために、ディスクや装置にきずをつけてしまうことが考えられる。これに対して、本実施の形態においては、停止状態でディスク判別を行っているため、いずれの種類の光ディスクをセットしたとしても、表層が検出できるように正しく置かれていた場合にのみ回転動作に移行することになり、逆に、表層が検出できなければ回転操作に移行することはないため、ディスクや装置にきずをつけてしまうことを防止することができる。このことは、光ディスクが正しく置かれているか否かのチェック、すなわち、チャッキングチェックもできてしまうという利点にもなっている。

本発明に係る光ディスク装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。光ディスクごとの表層と記録層の位置関係を示した断面図である。装着された光ディスクが１層ＢＤの場合及びＤＶＤの場合に、それぞれＢＤ用光ピックアップの対物レンズと光ディスクとの合焦時の位置関係を示した図である。光ディスクに対してフォーカスランプを行う対物レンズの移動量及びＦＥ信号と時間との関係を示した図である。ディスク面の上下の移動により、フォーカスランプによる対物レンズと光ディスクとの間の距離の一定方向への変化に対して逆方向に変化してしまう逆行現象を説明するための図である。Ｓ字検出信号の生成動作を説明するための図である。本発明に係る光ディスク装置の一実施の形態の動作を説明するために、具体的な処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１光ディスク
２アクチュエータ
３スピンドルモータ（モータ）
４レーザダイオード（ＬＤ、発光素子）
５フォトディテクタ（ＰＤ、受光素子）
６アナログ信号処理回路（光ディスク判別手段）
７ビームスプリッタ
８ＦＥ信号整形器（光ディスク判別手段）
９パルスカウント器（光ディスク判別手段）
１０コントローラ（制御手段、光ディスク判別手段）
１１ＲＡＭ
１２ＲＯＭ
１３フォーカス駆動手段（第２の駆動手段）
１４スレッド駆動手段（第１の駆動手段）
２０光ピックアップ
２１対物レンズ

Claims

それぞれ光ディスクである赤色系レーザ光を用いるＣＤ又はＤＶＤと、青色系レーザ光を用いるＢＤとを選択的に装着して記録及び／又は再生を可能に構成された光ディスク装置において、
前記光ディスクを回転させるモータと、
発光素子から発する前記光ディスクの種別に対応する波長のレーザ光を対物レンズを介して前記光ディスクに照射するとともに、その反射光を受光素子で受光する光ピックアップと、
前記光ピックアップを前記光ディスクの径方向に移動させる第１の駆動手段と、
前記光ディスクのディスク表面と垂直の方向に前記対物レンズを移動させる第２の駆動手段と、
前記モータを制御するとともに、それぞれドライブ信号を生成して前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段に供給する制御手段と、
前記受光素子の出力信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、前記フォーカスエラー信号が描くＳ字状の信号レベルの変化の発生回数から前記光ディスクの種類を判別する光ディスク判別手段とを備え、
前記光ディスク判別手段による前記光ディスクの種類の判別時に、前記制御手段は前記モータによる前記光ディスクの回転を停止させた状態で、前記光ピックアップを前記光ディスクの径方向に移動させながら、前記対物レンズが前記光ディスクに接触することの無い所定の範囲内で前記対物レンズを前記光ディスクのディスク表面と垂直の方向に少なくとも１回移動させることを特徴とする光ディスク装置。