JP2007220182A - 光ディスク装置及び光ディスクの合焦層判別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、２層光ディスクにおける合焦層を迅速に判別し得る光ディスク装置を実現する。
【解決手段】反射光ビームの焦点から前後に等距離だけ離れた位置に設けられた第１の受光手段２６Ａ及び第２の受光手段２６Ｂの出力信号の信号レベル比に基づいて、２層光ディスク２０における光ビームが合焦している合焦記録層及び当該光ビームが合焦していない非合焦記録層の位置関係を判定し、当該判定結果に基づいて合焦記録層を判別するようにしたことにより、光ビームが記録層に合焦した時点で合焦記録層を判別でき、かくして、従来に比してより迅速に合焦層を判別できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、２つの記録層を有する２層光ディスクに対応した光ディスク装置に適用して好適なものである。

従来、記録容量の増大を目的として２つの記録層を積層した光ディスク（以下、２層光ディスクと呼ぶ）が実用化されており、当該２層光ディスクに対応した光ディスク装置も製品化されている。

かかる２層光ディスク対応の光ディスク装置では、光ピックアップから出射された光ビームが２つの記録層のどちらに合焦しているかを判別する必要がある。このような合焦層を判別する方法として、記録層に記録されているデータのアドレス情報や層情報を光ビームを介して読み出し、当該読み出したアドレス情報や層情報に基づいて、合焦層判別を行うようになされた光ディスク装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１８５６３７号公報

ところが上述した構成の光ディスク装置では、トラッキングサーボが引き込まれた後でなければアドレス情報や層情報を読み出せないことから、光ディスク装置に衝撃が加わる等の理由でトラッキングサーボが外れた場合、再度サーボ引き込みが完了するまで合焦層の判別を行うことができず、合焦層判別に時間を要してしまうという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で、２層光ディスクにおける合焦層を迅速に判別し得る光ディスク装置及び光ディスクの合焦層判別方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、光ビームを光ディスクの記録層に集光するとともに、当該光ビームが当該記録層で反射されてなる反射光ビームを受光する対物レンズと、当該対物レンズで受光された反射光ビームを集光する集光レンズと、当該集光レンズで集光された反射光ビームの焦点から前後に等距離だけ離れた位置に設けられた第１の受光手段及び第２の受光手段と、第１の受光手段の出力信号及び第２の受光手段の出力信号に基づき、２層光ディスクにおける光ビームが合焦している合焦記録層及び当該光ビームが合焦していない非合焦記録層の位置関係を判定し、当該判定結果に基づいて合焦記録層を判別する合焦記録層判別手段とを光ディスク装置に設けた。

そして合焦記録層判別手段は、基準となる単層光ディスクを用いて算出した第１の受光手段の出力信号及び第２の受光手段の出力信号の信号レベル比と、合焦層判別対象の２層光ディスクを用いて算出した第１の受光手段の出力信号及び第２の受光手段の出力信号の信号レベル比との比較に基づいて、光ビームが非合焦記録層で反射されてなる迷光が第１及び第２の受光手段に入射した光量の大小関係を認識し、当該認識した光量の大小関係に基づいて合焦記録層を判別するようにした。

これによりこの光ディスク装置では、光ビームが記録層に合焦した時点で合焦記録層を判別でき、従来に比してより迅速に合焦層を判別することができる。

本発明によれば、反射光ビームの焦点から前後に等距離だけ離れた位置に設けられた第１の受光手段及び第２の受光手段の出力信号に基づいて、２層光ディスクにおける光ビームが合焦している合焦記録層及び当該光ビームが合焦していない非合焦記録層の位置関係を判定し、当該判定結果に基づいて合焦記録層を判別するようにしたことにより、光ビームが記録層に合焦した時点で合焦記録層を判別でき、かくして、従来に比してより迅速に合焦層を判別し得る光ディスク装置及び光ディスクの合焦層判別方法を実現できる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）光ディスク装置の全体構成
図１において、１は全体として本発明を適用した光ディスク装置を示し、マイコン２が、不揮発性メモリ（図示せず）に格納された基本プログラムやアプリケーションプログラムに従って当該光ディスク装置１の各部を制御するようになされている。

すなわちマイコン２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３のサーボ制御回路４を介してスピンドルモータ５を回転させ、ターンテーブル（図示せず）に載置された光ディスク２０を回転駆動する。またマイコン２は、サーボ制御回路４を介してスレッドモータ６を回転させ、光ピックアップ７を光ディスク２０の半径方向に移動させる。

図２（Ａ）は光ピックアップ７の構成を示し、光集積素子２１、コリメータレンズ２２及び対物レンズ２３を有している。この光集積素子２１はレーザダイオード２４、マイクロプリズム２５及びＰＤＩＣ（Photo Detector IC）２６で構成されている。

光集積素子２１のレーザダイオード２４は、マイコン２（図１）の制御に応じてレーザ光の光ビームを出射し、マイクロプリズム２５の第１の反射面２５Ａに入射させる。この第１反射面２５Ａに入射させる。この第１反射面２５Ａはハーフミラーでなり、レーザダイオード２４からの光ビームを上方へ９０度反射してコリメータレンズ２２に入射させる。コリメータレンズ２２は光ビームを発散光から平行光に変換して対物レンズ２３に入射させる。

対物レンズ２３は２軸アクチェータ２３Ａによって可動自在に支持されている。ＤＳＰ３のサーボ制御回路４（図１）は、マイコン２からの指示及びＲＦアンプ９からの各種信号に応じて、トラッキングサーボ信号及びフォーカスサーボ信号を生成し、アクチェータ制御回路１０に供給する。そしてアクチェータ制御回路１０は、トラッキングサーボ信号及びフォーカスサーボ信号に応じてトラッキングサーボ駆動電流及びフォーカス駆動電流を生成して２軸アクチェータ２３Ａに供給することにより、対物レンズ２３をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動して、対物レンズ２３の焦点を光ディスク２０の記録面におけるトラックに合致させる。

そして、対物レンズ２３はコリメータレンズ２２からの光ビームを集光して光ディスクの記録層に合焦させるとともに、当該記録層で反射された反射光ビームを受光してコリメータレンズ２２に入射させる。コリメータレンズ２２は反射光ビームを平行光から収束光に変換し、マイクロプリズム２５の第１反射面２５Ａに入射させる。

第１反射面２５Ａは反射光ビームを透過及び屈折し、マイクロプリズム２５の下面に設けられた第２反射面２５Ｂに入射させる。

この第２反射面２５Ｂは、透過５０％・反射５０％のハーフミラーでなり、反射光ビームの５０％を透過して、ＰＤＩＣ２６の上面における当該第２反射面２５Ｂに対向する位置に設けられている第１のフォトダイオード２６Ａ（図２（Ｂ））に照射するとともに、反射光ビームの残りの５０％を反射し、マイクロプリズム２５の上面に設けられた第３反射面２５Ｃに入射させる。

第３反射面２５Ｃは全反射ミラーでなり、入射した反射光ビームを全反射して、ＰＤＩＣ２６の上面に設けられている第２のフォトダイオード２６Ｂ（図２（Ｂ））に照射する。

第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂは、光ビームが記録層に合焦した状態における反射光ビームの焦点面からそれぞれ前後に同距離だけ離れた位置に設けられており、これにより、第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する反射光ビームのスポットは、当該第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂの設置距離に応じたスポット径を有する。

図３（Ａ）に示すように第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂの受光面は、それぞれ受光面Ａ〜Ｄ及び受光面Ｅ〜Ｈに４分割されている。そしてＰＤＩＣ２６は、各受光面Ａ〜Ｈの受光光量に応じた受光信号Ａ〜Ｈを生成し、ＲＦアンプ９（図１）に供給する。

ＲＦアンプ９のＲＦ信号増幅＆イコライザアンプ１３は、受光信号Ａ〜Ｈを合成するとともに増幅して再生信号を生成し、さらにＤＳＰ３の復号処理回路１６で再生信号を復号することにより、光ディスク２０に記録されている記録データを復元して出力する。

また、ＲＦアンプ９のサーボ信号演算アンプ１０は、受光信号Ａ〜Ｈからトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成し、これをＤＳＰ３のＡ／Ｄ変換器１４でデジタル変換してサーボ制御回路４に供給する。そしてサーボ制御回路４は、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号に基づいてトラッキングサーボ信号及びフォーカスサーボ信号を生成して、対物レンズ２３のフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。

（２）本発明による光ディスクの合焦層判別方法
次に、光ディスク装置１における合焦層判別方法について説明する。上述したサーボ信号演算アンプ１０は、マイクロプリズム２５に入射した反射光ビームの焦点位置から前後する２つのスポットサイズの変動を第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂで検出して焦点誤差を得る、スポットサイズ検出法を用いてフォーカスエラー信号を生成する。

このような構成の光ピックアップ７を有する光ディスク装置１で２層光ディスクを再生した場合、光ビームが合焦していない非合焦記録層によって当該光ビームが反射されてなる層間迷光も、ＰＤＩＣ２６に入射する。

図３（Ａ）は、光ビームが２層の光ディスク２０の手前側記録層２０Ａに合焦した状態における、非合焦記録層たる奥側記録層２０Ｂによる層間迷光の照射状態を示したものであり、第１の迷光スポットＳＰ１及び第２の迷光スポットＳＰ２がそれぞれ第１及び第２のフォトダイオード２６Ａ及び２６Ｂ上に照射されている。

一方図３（Ｂ）は、光ビームが２層の光ディスク２０の奥側記録層２０Ｂに合焦した状態における、非合焦記録層たる手前側記録層２０Ａによる層間迷光の照射状態を示したものであり、この場合も第１の迷光スポットＳＰ１及び第２の迷光スポットＳＰ２がそれぞれ第１及び第２のフォトダイオード２６Ａ及び２６Ｂ上に照射されている。

この層間迷光は、光ディスク２０上で焦点を結んでいない光である為、当該光ディスク２０上に記録された信号成分の変調を殆ど受けず、これにより第１の迷光スポットＳＰ１及び第２の迷光スポットＳＰ２も、変調成分を含まないＤＣオフセット光と見なすことができる。

ここで、第１のフォトダイオード２６Ａに入射する層間迷光の光量は、当該第１のフォトダイオード２６Ａの受光面積と、第１の迷光スポットＳＰ１のスポット径によって変化する。同様に第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する層間迷光の光量も、当該第２のフォトダイオード２６Ｂの受光面積と、第２の迷光スポットＳＰ２のスポット径によって変化する。

すなわち、迷光スポットのスポット径がフォトダイオードの受光面積より大きくなるほど、フォトダイオードの受光信号の和信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ、及びＥ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）のＤＣオフセットは小さくなり、迷光スポットのスポット径がフォトダイオードの受光面積より小さくなるほど、和信号のＤＣオフセットは大きくなる。

この迷光スポットのスポット径は、光ピックアップ７の光学倍率、対物レンズ２３の開口率ＮＡ、光軸上の２つのフォトダイオードの位置、光ディスク２０の層間厚ｄによって定まる。一般的に、フォトダイオードの受光面積は光ビームが記録層に合焦した状態を前提として設計され、かつ層間迷光の信号への干渉を可能な限り減らすため、できるだけ小さくするのが望ましい。従って通常、迷光スポットのスポット径はフォトダイオードの受光面よりも大きくなる。

この原理を、図４に示す光ピックアップ７の光学系原理図を用いて説明する。図４（Ａ）は、光ディスク２０の手前側記録層２０Ａに光ビームが合焦している状態を示している。すなわち、焦点距離ｆ１及び開口率ＮＡでなる対物レンズ２３によって集光された光ビームは、手前側記録層２０Ａ上に合焦するとともに当該手前側記録層２０Ａで反射される。この反射光ビームは対物レンズ２３で受光されて平行光となり、さらに焦点距離ｆ２でなるコリメータレンズ２２で収束され、この合焦光は信号光として第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する。

これと同時に、対物レンズ２３によって集光され光ディスク２０に照射された光ビームの一部は、手前側記録層２０Ａから層間厚ｄだけ奥に位置する奥側記録層２０Ｂで反射されて層間迷光となり、対物レンズ２３及びコリメータレンズ２２を介して第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する。このようにして第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂには、焦点距離差Δｆを有する２つの光ビーム（合焦光及び層間迷光）が入射する。

この状態では、第１のフォトダイオード２６Ａに照射される迷光スポットに比べ、第２のフォトダイオード２６Ｂに照射される迷光スポットの方が大きくなる。

一方図４（Ｂ）は、光ディスク２０の奥側記録層２０Ｂに光ビームが合焦している状態を示しており、対物レンズ２３で集光された光ビームは奥側記録層２０Ｂ上に合焦するとともに当該奥側記録層２０Ｂで反射され、この反射光ビームは対物レンズ２３で受光されて平行光となった後コリメータレンズ２２で収束され、この合焦光は信号光として第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する。

これと同時に、光ディスク２０に照射された光ビームの一部は、奥側記録層２０Ｂから層間厚ｄだけ手前に位置する手前側記録層２０Ａで反射されて層間迷光となり、対物レンズ２３及びコリメータレンズ２２を介して第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する。この場合でも、第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂには、焦点距離差Δｆを有する合焦光及び層間迷光が入射する。

この状態では、第１のフォトダイオード２６Ａに照射される迷光スポットに比べ、第２のフォトダイオード２６Ｂに照射される迷光スポットの方が小さくなる。ここで、焦点距離差Δｆは次式で与えられる。

この光ピックアップ７で用いられるスポットサイズ検出法では、合焦光の焦点面Ａから前後に均等な距離±Ｘだけ離れた位置に第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂを配置しており、この２つのフォトダイオード上の信号光のスポットサイズが一致したとき、光ビームが記録層に合焦した状態となる。しかしながら、層間迷光はディスク上で合焦していない反射光であるため、光ビームが記録層に合焦した状態においても、２つのフォトダイオード上における層間迷光のスポットサイズは一致しない。この層間迷光のスポットのスポット半径Ｒは、反射光ビームの進行方向を＋に取ると次式で与えられる。

そして、式（１）の結果から、光ビームが手前側記録層２０Ａに合焦しているとき（図４（Ａ））では、

となり、光ビームが奥側記録層２０Ｂに合焦しているとき（図４（Ｂ））では、

となる。ここで、ｎは光ディスク２０の基板の屈折率であり、ηは次式で与えられる。

このように、光ビームが手前側記録層２０Ａ又は奥側記録層２０Ｂのどちらに合焦しているかによって、第１のフォトダイオード２６Ａ上の迷光スポット径及び第２のフォトダイオード２６Ｂ上の迷光スポット径の大小関係が逆転する。

合焦状態における信号光及び層間迷光のスポット形状の例を図５に示す。図５（Ａ）は合焦状態における信号光スポット（合焦光スポット）を示し、第１のフォトダイオード２６Ａ上のスポット径及び第２のフォトダイオード２６Ｂ上のスポット径はほぼ等しい。これは、光ビームが手前側記録層２０Ａに合焦している場合も、奥側記録層２０Ｂに合焦している場合も同じである。

このため、合焦状態において第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂが受光する信号光の光量は、合焦記録層に係わらず常に略一定となる。

一方、図５（Ｂ）は光ビームが手前側記録層２０Ａに合焦した状態における迷光スポットを示し、第１のフォトダイオード２６Ａ上のスポット径よりも、第２のフォトダイオード２６Ｂ上のスポット径が大きくなっている。

これに対して、図５（Ｃ）は光ビームが奥側記録層２０Ｂに合焦した状態における迷光スポットを示し、第１のフォトダイオード２６Ａ上のスポット径よりも、第２のフォトダイオード２６Ｂ上のスポット径が小さくなっている。

迷光スポットのサイズは、いずれの場合でも第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂの受光面より大きいことから、当該第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂが受光する迷光の光量は、迷光スポットのスポット径が大きいほど受光量が小さく、迷光スポットのスポット径が小さいほど受光量が大きくなる。

そして、受光量に応じてフォトダイオードの出力信号も変化することから、第１のフォトダイオード２６Ａの和信号Ｃ１（但し、Ｃ１＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）及び第２のフォトダイオード２６Ｂの和信号Ｃ２（但し、Ｃ２＝Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）の信号レベルに基づいて、光ビームが合焦している記録層を判別することができる。

ここで、和信号Ｃ１及びＣ２にはそれぞれ信号光の光量及び迷光の光量が含まれる。そして、第１のフォトダイオード２６Ａに入射する信号光の光量と第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する信号光の光量とが完全に同一であれば、単純に和信号Ｃ１と和信号Ｃ２の信号レベルの大小関係に基づいて合焦層を判別できる。

しかしながら、光ピックアップ７を設計する際には第１のフォトダイオード２６Ａに入射する信号光の光量と第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する信号光の光量とが一致するよう設計されるものの、マイクロプリズム２５の第２反射面２５Ｂの反射率（理想的には反射５０％・透過５０％）のばらつき等の原因によって、両者に入射する光量が一致しなくなる場合もあり、このような状態においては、単純に和信号Ｃ１及び和信号Ｃ２の大小関係を見るだけでは合焦層を判別できなくなるおそれがある。

このような問題を解決するには、信号光のみが入射する状態（すなわち単層光ディスク使用時）における和信号Ｃ１と和信号Ｃ２との信号レベル比（これを和信号比と呼ぶ）を基準値として取得しておき、この基準値と、合焦層判別時に算出した和信号比との大小関係に基づいて、合焦層判別を行うようにすれば良い。

図６（Ａ）は、信号光スポットのみ（すなわち単層光ディスク使用時）についての、合焦状態における第１のフォトダイオード２６Ａの和信号Ｃ１及び第２のフォトダイオード２６Ｂの和信号Ｃ２の信号レベルを示し、この状態における和信号Ｃ１及び和信号Ｃ２の和信号比をＫ０とする（Ｋ０＝Ｃ１／Ｃ２）。この和信号比Ｋ０を光ディスク装置１の出荷前に測定しておき、マイコン２の不揮発メモリ（図示せず）等に記憶しておく。

一方図６（Ｂ）は、２層光ディスクの手前側記録層２０Ａに合焦した状態における、第１のフォトダイオード２６Ａの和信号Ｃ１’及び第２のフォトダイオード２６Ｂの和信号Ｃ２’の信号レベルを示している。この状態においては、第１のフォトダイオード２６Ａ上の迷光スポット径は第２のフォトダイオード２６Ｂ上の迷光スポット径より小さく、このため第１のフォトダイオード２６Ａに入射する迷光光量は第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する迷光光量より多くなる。この状態における和信号Ｃ１’及び和信号Ｃ２’の和信号比を、基準和信号比Ｋ１とする（Ｋ１＝Ｃ１’／Ｃ２’）。

これに対して図６（Ｃ）は、２層光ディスクの奥側記録層２０Ｂに合焦した状態における、第１のフォトダイオード２６Ａの和信号Ｃ１’’及び第２のフォトダイオード２６Ｂの和信号Ｃ２’’の信号レベルを示している。この状態においては、第１のフォトダイオード２６Ａ上の迷光スポット径は第２のフォトダイオード２６Ｂ上の迷光スポット径より大きく、このため第１のフォトダイオード２６Ａに入射する迷光光量は第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する迷光光量より少なくなる。この状態における和信号Ｃ１’及び和信号Ｃ２’の和信号比をＫ１とする（Ｋ１＝Ｃ１’／Ｃ２’）。

これら３種の和信号比Ｋ０、Ｋ１及びＫ２の関係はＫ２＜Ｋ０＜Ｋ１となることから、合焦層判別時に算出した和信号比Ｋが基準和信号比Ｋ０より大きい場合は手前側記録層に合焦しており、和信号比Ｋが基準和信号比Ｋ０より小さい場合は奥側記録層に合焦していると判定することができる。

このような和信号Ｃ１及びＣ２に基づく合焦層判別処理を、図１のブロック図に基づいて再度説明する。すなわちＲＦアンプ９の第１の和信号アンプ１１は、光ピックアップ７の第１のフォトダイオード２６Ａ（図２（Ｂ））から供給される受光信号Ａ〜Ｄを加算して和信号Ｃ１を生成し、ＤＳＰ３のＡ／Ｄ変換器１５に供給する。同様に、ＲＦアンプ９の第２の和信号アンプ１２は、光ピックアップ７の第２のフォトダイオード２６Ｂ（図２（Ｂ））から供給される受光信号Ｅ〜Ｈを加算して和信号Ｃ２を生成し、ＤＳＰ３のＡ／Ｄ変換器１５に供給する。Ａ／Ｄ変換器１５は、和信号Ｃ１及びＣ２をデジタル変換してマイコン２に供給する。

そして合焦記録層判別手段としてのマイコン２は、Ａ／Ｄ変換器１５から供給された和信号Ｃ１及びＣ２を用いて和信号比Ｋを算出し、当該和信号比Ｋと不揮発メモリに記憶されている基準和信号比Ｋ０との比較結果に基づいて合焦層を判別する。さらにマイコン２は、判別した合焦層に応じて、当該合焦層に最適なレーザ出力やトラッキング係数の補正、球面収差補正等を行う。

（３）合焦層判定処理
次に、上述した合焦層の判定を行う際の各種処理手順を、フローチャートを用いて詳細に説明する。

（３−１）基準和信号設定処理
まず、基準和信号Ｋ０を設定するための処理手順について説明する。この処理は、例えば光ディスク装置１の工場出荷前に初期設定として実行するようにしても良いし、あるいは光ディスク装置１に単層の光ディスクがセットされた都度実行するようにしても良い。

光ディスクドライブ１のマイコン２は、図７に示す基準和信号設定処理ＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１に移り、基準ディスクとしての単層光ディスクがセットされたことを検出すると次のステップＳＰ２に移って光ピックアップ７のフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを起動する。

次のステップＳＰ３においてマイコン２は、光ピックアップ７を制御して単層光ディスクに対して光ビームを照射させるとともに、その反射光に基づく和信号Ｃ１及びＣ２をＤＳＰ３から取得し、当該和信号Ｃ１及びＣ２の信号レベルを測定して次のステップＳＰ４に移り、和信号Ｃ１及びＣ２の信号レベルに基づいて基準和信号比Ｋ０を算出して次のステップＳＰ５に移る。

そしてマイコン２はステップＳＰ５において、算出した基準和信号比Ｋ０を不揮発メモリに記憶し、次のステップＳＰ６に移って基準和信号設定処理を終了する。

（３−２）フォーカスジャンプ時の合焦層検出
次に、２層光ディスク使用時における、現在アクセス中の記録層から他の記録層に光ビームのフォーカスを移動するフォーカスジャンプを行う際の、フォーカスジャンプ後の合焦層を判別する際の処理について説明する。

光ディスクドライブ１のマイコン２は、２層光ディスクがセットされたことを検出すると、図８に示すフォーカスジャンプ処理手順ＲＴ２の開始ステップから入ってステップＳＰ１１に移り、再生プログラム等からのフォーカスジャンプ命令を待ち受け、当該フォーカスジャンプ命令を受け付けると次のステップＳＰ１２に移る。

ステップＳＰ１２においてマイコン２は、ＤＳＰ３を介して光ピックアップ７の２軸アクチェータ２３Ａを制御し、フォーカスジャンプ命令で指定された目的の記録層に光ビームのフォーカスを移動して次のステップＳＰ１３に移る。

ステップＳＰ１３においてマイコン２は、移動先の記録層における和信号Ｃ１及びＣ２をＤＳＰ３から取得し、当該和信号Ｃ１及びＣ２の信号レベルを測定して次のステップＳＰ１４に移り、和信号Ｃ１及びＣ２の信号レベルに基づいて和信号比Ｋを算出して次のステップＳＰ１５に移る。

マイコン２はステップＳＰ１５において、算出した和信号比Ｋと不揮発メモリに記憶されている基準和信号比Ｋ０とを比較し、算出した和信号比Ｋが基準和信号比Ｋ０より大きい場合は手前側記録層に合焦していると判定し、算出した和信号比Ｋが基準和信号比Ｋ０より小さい奥側記録層に合焦していると判定して、次のステップＳＰ１６に移る。

ステップＳＰ１６においてマイコン２は、ステップＳＰ１５で判定された合焦記録層が、フォーカスジャンプ命令で指定された目的の記録層と一致しているかを判定する。ステップＳＰ１６において肯定結果が得られた場合、このことはフォーカスジャンプが成功して目的の記録層にフォーカスが移動したことを表しており、このときマイコン２はステップＳＰ１１に戻って、新たなフォーカスジャンプ命令を待ち受ける。

これに対して、ステップＳＰ１６において否定結果が得られた場合、このことはフォーカスジャンプが失敗し、目的の記録層にフォーカスが移動していないことを表しており、このときマイコン２はステップＳＰ１２に戻ってフォーカスジャンプを再実行する。

（３−３）サーボリカバリー時の合焦層検出
次に、２層光ディスク使用時における、フォーカスサーボが外れた後のサーボリカバリーを行う際の、リカバリー後の合焦層を判別する際の処理について説明する。

光ディスクドライブ１のマイコン２は、２層光ディスクがセットされたことを検出すると、図９に示すサーボリカバリー処理手順ＲＴ３の開始ステップから入ってステップＳＰ３１に移り、サーボ制御回路４からフォーカスサーボが外れた旨の通知を待ち受け、当該通知を受け付けると次のステップＳＰ２２に移る。

ステップＳＰ２２においてマイコン２は、ＤＳＰ３を介して光ピックアップ７の２軸アクチェータ２３Ａを制御し、フォーカスサーボ外れが起こる前の時点での合焦記録層に光ビームのフォーカスを移動して次のステップＳＰ２３に移る。

ステップＳＰ２３においてマイコン２は、移動先の記録層における和信号Ｃ１及びＣ２をＤＳＰ３から取得し、当該和信号Ｃ１及びＣ２の信号レベルを測定して次のステップＳＰ１４に移り、和信号Ｃ１及びＣ２の信号レベルに基づいて和信号比Ｋを算出して次のステップＳＰ２５に移る。

マイコン２はステップＳＰ２５において、算出した和信号比Ｋと不揮発メモリに記憶されている基準和信号比Ｋ０とを比較し、算出した和信号比Ｋが基準和信号比Ｋ０より大きい場合は手前側記録層に合焦していると判定し、算出した和信号比Ｋが基準和信号比Ｋ０より小さい奥側記録層に合焦していると判定して、次のステップＳＰ２６に移る。

ステップＳＰ２６においてマイコン２は、ステップＳＰ２５で判定された合焦記録層が、フォーカスサーボ外れが起きる前の時点での合焦記録層と一致しているかを判定する。ステップＳＰ２６において肯定結果が得られた場合、このことはサーボリカバリーが成功して元の記録層にフォーカスが戻ったことを表しており、このときマイコン２はステップＳＰ２１に戻って、新たなフォーカスサーボ外れの通知を待ち受ける。

これに対して、ステップＳＰ２６において否定結果が得られた場合、このことはサーボリカバリーが失敗し、元の記録層にフォーカスが戻らなかったことを表しており、このときマイコン２はステップＳＰ２２に戻ってサーボリカバリーを再実行する。

（４）動作及び効果
以上の構成において、この光ディスク装置１では、反射光ビームの焦点から前後に等距離だけ離れた位置に設けた第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂで反射光ビームを受光して、再生信号やスポットサイズ法に基づくフォーカスエラー信号を生成するとともに、当該第１のフォトダイオード２６Ａの出力の和信号Ｃ１及び第２のフォトダイオード２６Ｂの出力の和信号Ｃ２の信号レベルを用いて、第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂそれぞれに照射される迷光のスポットの大小関係に基づいて合焦層を判別する。

従って光ディスク装置１では、光ビームが記録層に合焦したフォーカスサーボ引き込み完了の時点で合焦層を判別することができるため、トラッキングサーボ引き込み後に記録データのアドレス情報等に基づいて合焦層を判別する従来の光ディスク装置に比べ、迅速な合焦層判別を行うことができ、フォーカスサーボ外れ後のサーボリカバリーやフォーカスジャンプ等の処理を高速化する事ができる。

さらにこの光ディスク装置１では、迷光を生じない単層光ディスクで測定した和信号Ｃ１及び和信号Ｃ２の信号レベル比でなる基準和信号比Ｋ０を予め取得しておき、当該基準和信号比Ｋ０と、合焦層判別対象の２層光ディスクで測定した和信号Ｃ１及び和信号Ｃ２の信号レベル比でなる和信号比Ｋとの大小関係に基づいて合焦層を判別することにより、第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂに入射する合焦光の光量差の影響を排除して、より正確に合焦層を判別することができる。

これに加えてこの光ディスク装置１では、サイドスポット検出法を用いてフォーカスエラー信号を生成する光ピックアップ７の第１のフォトダイオード２６Ａ及び第２のフォトダイオード２６Ｂの出力信号を用いて合焦層を判別することができるため、別途合焦層を判別するための手段を設けることなく、簡易な構成で合焦層を判別することができる。

（５）他の実施の形態
なお、上述の実施の形態においては、和信号比Ｋに基づいて合焦層を判別するようにしたが、本発明はこれに限らず、和信号比Ｋに基づいて２層光ディスクの層間厚ｄを検出することもできる。すなわち、式（３）及び式（４）で与えられる迷光スポット径Ｒは層間厚ｄに依存することから、既知の層間厚ｄ０を有する基準ディスクで基準和信号比Ｋ０を取得しておけば、未知の層間厚ｄｘを有する２層光ディスクで算出した和信号比Ｋｘと基準和信号比Ｋ０とから、当該層間厚ｄｘを算出することができる。

このことは、それぞれ異なるの層間厚ｄを有する複数種類の２層光ディスクに対して、フォーカスサーボがかかった時点で層間厚ｄを判別できることを意味しており、当該判別した層間厚ｄを用いて光ピックアップ７の球面収差等の光学パラメータを補正するようにすれば、光ディスクがセットされた後の起動速度を従来に比して向上することができる。

本発明は、２層の光ディスクに対応した光ディスク装置に適用できる。

光ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。 光ピックアップの構成を示す略線図である。 光集積素子における層間迷光の説明に供する略線図である。 光ピックアップの光学系原理を示す略線図である。 各種のスポット形状を示す略線図である。 信号光レベル及び迷光レベルを示すグラフである。 基準和信号比設定処理手順のフローチャートである。 フォーカスジャンプ処理手順のフローチャートである。 サーボリカバリー処理手順のフローチャートである。

符号の説明

１……光ディスク装置、２……マイコン、３……ＤＳＰ、４……サーボ制御回路、７……光ピックアップ、９……ＲＦアンプ、２１……光集積素子、２２……コリメータレンズ、２３……対物レンズ、２４……レーザダイオード、２５……マイクロプリズム、２６……ＰＤＩＣ、２６Ａ……第１のフォトダイオード、２６Ｂ……第２のフォトダイオード。

Claims (3)

1. 光ビームを光ディスクの記録層に集光するとともに、当該光ビームが当該記録層で反射されてなる反射光ビームを受光する対物レンズと、
   上記対物レンズで受光された反射光ビームを集光する集光レンズと、
   上記集光レンズで集光された上記反射光ビームの焦点から前後に等距離だけ離れた位置に設けられた第１の受光手段及び第２の受光手段と、
   上記第１の受光手段の出力信号及び上記第２の受光手段の出力信号に基づき、２層光ディスクにおける上記光ビームが合焦している合焦記録層及び当該光ビームが合焦していない非合焦記録層の位置関係を判定し、当該判定結果に基づいて上記合焦記録層を判別する合焦記録層判別手段と
   を具えることを特徴とする光ディスク装置。
2. 上記合焦記録層判別手段は、
   基準となる単層光ディスクを用いて算出した上記第１の受光手段の出力信号及び上記第２の受光手段の出力信号の信号レベル比と、合焦層判別対象の２層光ディスクを用いて算出した上記第１の受光手段の出力信号及び上記第２の受光手段の出力信号の信号レベル比との比較に基づいて、上記光ビームが上記非合焦記録層で反射されてなる迷光が上記第１及び第２の受光手段に入射した光量の大小関係を認識し、当該認識した光量の大小関係に基づいて上記合焦記録層を判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 集光された光ビームが光ディスクの記録層で反射されてなる反射光ビームの焦点から前後に等距離だけ離れた位置に設けられた第１及び第２の受光手段の出力信号の信号レベル比を算出する信号レベル比算出ステップと、
   上記算出された出力信号レベル比に基づいて、２層光ディスクにおける上記光ビームが合焦している合焦記録層及び当該上記光ビームが合焦していない非合焦記録層の位置関係を判定し、当該判定結果に基づいて上記合焦記録層を判別する合焦記録層判別ステップと
   を具えることを特徴とする光ディスクの合焦層判別方法。