JP2007234159A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の記録層を有する光記録媒体を記録再生することが可能な光ディスク装置において、光記録媒体のばらつきに柔軟に対応しつつ、安定してフォーカスジャンプを行える光ディスク装置を提供する。
【解決手段】本発明の光ディスク装置は、球面収差を補正する球面収差補正素子を有する。そして、光ディスク装置は、光記録媒体が装置内に挿入される毎に、光記録媒体が有する記録層それぞれについて、前記記録層に光源から出射される光ビームの焦点位置を合わせた場合に、球面収差を適切に補正する球面収差補正素子の設定を取得する事前調整手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光記録媒体の情報の記録再生に用いられる光ディスク装置に関し、特に複数の記録層を有する光記録媒体に対応可能な光ディスク装置に関する。

コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）やデジタル多用途ディスク（以下、ＤＶＤという。）といった光記録媒体が普及している。また、最近では、光記録媒体の情報量を更に増やすために、光記録媒体の高密度化に関する研究が進められ、例えば、ブルーレイディスク（以下、ＢＤという。）といった高密度化された光記録媒体も実用化されつつある。そして、これらの光記録媒体においては、さらに記録容量を大きくするために複数の記録層を有する光記録媒体も存在する。

光記録媒体の情報の記録再生は光ディスク装置において行われるが、記録再生を行うにあたっては、光源から出射された光ビームのスポット位置を光記録媒体の記録層に合わせ、更には記録再生中に光ビームのスポット位置が記録層から外れることのないように制御する必要がある。このため、光ディスク装置が備える対物レンズは、アクチュエータによって、光記録媒体の記録層と略直交する方向であるフォーカス方向に移動可能とされている。そして、フォーカス位置の調整を、光記録媒体で反射された反射光を受光する光検出器で得た電気信号を処理して得られるフォーカス誤差信号を用いて行うように構成される。

ところで、アクチュエータを用いて、対物レンズを光記録媒体に近づけていくと、又は光記録媒体から離していくと、対物レンズが光記録媒体の記録層を通過する際に、フォーカス誤差信号のＳ字曲線が得られる。光源から出射される光ビームのスポット位置を記録層にフォーカスする場合、このＳ字曲線が用いられる。すなわち、対物レンズをフォーカス方向に走査して、Ｓ字曲線の信号値が０となる位置でフォーカスの引き込みを行って、光ビームのスポット位置を記録層に合焦するという動作が行われる。

また、複数の記録層を有する光記録媒体の場合、対物レンズを光記録媒体の離れた位置から近づける方向に移動すると、記録層の数だけフォーカス誤差信号のＳ字曲線が得られる。このため、複数の記録層を有する光記録媒体で、或る記録層から他の記録層へと光ビームの焦点位置を移動する（以下、フォーカスジャンプという。）場合、移動先の記録層の方向に対物レンズを移動し、この際に得られるフォーカス誤差信号のＳ字曲線からフォーカスの引き込みを行う位置を判断してフォーカスジャンプを行うという手法が採られる。

しかし、今後主流となると思われるＢＤ等の高密度の光記録媒体に対応する光ディスク装置においては、高開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用することになるため、複数の記録層を有する光記録媒体を再生等する場合に、記録層上に存在する透明膜の厚みの違いによって生じる球面収差の影響が非常に大きなものとなる。このため、アクチュエータを用いて対物レンズをフォーカス方向に移動した場合に、従来のように光記録媒体が有する記録層の数だけ、明確なＳ字曲線が検知できるとは限らない。

そして、光記録媒体が有する記録層毎のＳ字曲線が検知できない場合には、フォーカスジャンプを行う場合等において、Ｓ字曲線と記録層の対応関係が不明確となるため、フォーカスジャンプができずにリトライを繰り返し、結局は所望の記録層に、光ビームのスポットをフォーカスできないという結果を招く。

この点を考慮して、特許文献１においては、フォーカスジャンプを行う前に、球面収差補正状態を目的とする記録層での光透過保護層（カバー層）の厚さに合わせた状態に設定するか、或いは、複数の記録層の各光透過保護層の厚さの平均値に合わせた状態に設定し、対物レンズを光軸方向に移動させるフォーカスサーチ動作を実行し、その際にフォーカスエラー信号の極性、及び反射光情報として発生される反射光強度信号のレベルを観測して、フォーカス引き込みを行う光ディスク装置を提案している。そして、この構成によれば、複数の記録層を有する光記録媒体に対する光ディスク装置において、目標とする記録層に確実にフォーカス引き込みを行うことが可能になるとされている。

しかしながら、特許文献１に示される光ディスク装置の場合、球面収差を補正するための設定値は、光透過保護層の厚さが一定であることを前提に決定されており、光記録媒体の光透過保護層の厚さは、特にＢＤのような光透過保護層の薄い光記録媒体では、そのばらつきが大きいと考えられることや、光記録媒体の光軸に対するチルトの影響等を考えると、Ｓ字曲線の検出が行えず、フォーカスエラー信号の極性の確認すらできない場合も発生すると考えられ、確実にフォーカスの引き込みを行えるとは言えない。

また、特許文献１のような制御方式の場合には、光記録媒体の規格に対してかなり厳しい要求が必要となると考えられ、光記録媒体の規格に幅を持たせることができるような構成の光ディスク装置が望まれている点からも、特許文献１の光ディスク装置は十分とは言えない。
特開２００４−３９１２５号公報

以上の点を鑑みて、本発明の目的は、複数の記録層を有する光記録媒体を記録再生することが可能な光ディスク装置において、光記録媒体のばらつきに柔軟に対応しつつ、安定してフォーカスジャンプを行える光ディスク装置を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録層に集光する対物レンズと、前記記録層で反射された反射光を受光して、該反射光が有する光情報を電気信号へと変換する光検出手段と、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されて、球面収差の補正を行う球面収差補正素子と、前記対物レンズを前記記録層と略直交する方向であるフォーカス方向に移動するアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータを用いて前記対物レンズの焦点位置を前記光記録媒体が有する或る記録層から別の記録層に移動する際に、前記球面収差補正素子を所定の設定とした後に前記焦点位置の移動を行う光ディスク装置において、前記光記録媒体が装置内に挿入される毎に、前記光記録媒体が有する記録層それぞれについて、前記記録層に前記焦点位置を合わせた場合に、球面収差を適切に補正する前記球面収差補正素子の設定を取得し、取得した設定を前記所定の設定とする事前調整手段を設けたことを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ディスク装置において、前記事前調整手段は、前記対物レンズを、前記アクチュエータによって前記フォーカス方向に移動しながら、前記電気信号を処理して得られるフォーカス誤差信号の信号情報を収集し、収集した前記信号情報に基づいて前記フォーカス誤差信号のＳ字曲線を検出するＳ字曲線検出手段と、前記Ｓ字曲線の検出後に、前記球面収差補正素子の設定を収差補正量が異なる複数の設定に変更し、各設定の場合について、前記Ｓ字曲線の振幅の測定を行い、得られた前記Ｓ字曲線の振幅の情報から前記記録層のそれぞれについて、前記記録層に前記焦点位置を合わせた場合に、球面収差を適切に補正する前記球面収差補正素子の設定を取得する球面収差補正情報取得手段と、を備えることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ディスク装置において、前記球面収差補正情報取得手段は、前記Ｓ字曲線検出手段によって複数の前記Ｓ字曲線が検出される場合には、前記各設定の場合において、複数検出される前記Ｓ字曲線についてＳ字曲線の振幅の比を算出し、該Ｓ字曲線の振幅の比と前記球面収差補正素子の設定とに関する情報についても前記球面収差補正情報として取得し、前記焦点位置の移動に失敗した場合に、前記球面収差補正素子の前記所定の設定は、前記失敗時の前記Ｓ字曲線の振幅の比と前記球面収差補正情報とに基づいて再調整されることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ディスク装置において、前記事前調整手段は、前記Ｓ字曲線検出手段によって得られた前記Ｓ字曲線の振幅の大きさに基づいて、信号のゲイン調整を行う信号ゲイン調整手段を備えることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ディスク装置において、前記Ｓ字曲線検出手段は、前記フォーカス誤差信号の収集開始と同時に時間測定を開始し、収集した前記フォーカス誤差信号がそれまでに収集した信号の最大値である場合には、該最大値を収集した時間と前記最大値とを記憶し、前記フォーカス方向のうち、前記光記録媒体に近づく方向、又は前記光記録媒体から遠ざかる方向のいずれか一方の方向に、前記対物レンズを所定の距離だけ移動した時点で、前記最大値に関する情報を確認して、所定の時間を超えて記憶された前記最大値がない場合には、前記最大値に関する情報をリセットし、更に前記一方の方向と反対の方向に前記対物レンズを所定の距離だけ移動することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、事前調整手段によって、事前に光記録媒体毎に、光記録媒体が有する各記録層について、球面収差を補正する適切な補正量を取得する構成のため、フォーカスジャンプを行う場合に、ジャンプ先のＳ字曲線が検出できずにフォーカスジャンプを失敗する可能性を低減できる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の光ディスク装置において、フォーカスジャンプの失敗確率を低減する事前調整手段の実現が容易である。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光ディスク装置において、フォーカスジャンプに失敗した場合でも、リトライにおいて高い確率でフォーカスジャンプに成功させることが可能となる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の光ディスク装置において、Ｓ字曲線の振幅の測定を正確に行うことが可能となり、安定したフォーカスジャンプ環境の提供をより確実なものとできる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第２から第４のいずれかの構成の光ディスク装置において、信号レベルが低い場合でも、Ｓ字曲線の検出を確実にできる構成を容易に実現できる。

以下に本発明の内容を詳細に説明するが、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。光ディスク装置１は、光記録媒体１６の情報の再生、及び光記録媒体１６への情報の記録を行うことができる。なお、本実施形態の光ディスク装置１は、記録層が単層の光記録媒体１６と２層の光記録媒体１６との記録再生が可能となっている。

２は、スピンドルモータであり、光記録媒体１６は、このスピンドルモータ２の上部に設けられるチャック部（図示せず）に着脱可能に保持される。そして、光記録媒体１６の情報の記録再生を行う際に、スピンドルモータ２は光記録媒体１６を連続回転する。スピンドルモータ２の回転制御は、スピンドルモータ制御手段３によって行われる。

４は、光ピックアップであり、光源１７から出射される光ビームを光記録媒体１６に照射し、光記録媒体１６への情報の書き込みと、光記録媒体１６に記録されている情報の読み取りを可能とする。図２は、光ピックアップ４の光学系を示す概略図である。図２に示すように、光ピックアップ４においては、半導体レーザから成る光源１７から出射された光ビームは、コリメートレンズ１８で平行光となり、後述するトラッキング誤差信号を得られるように回折素子１９でメインビームとサイドビームとから成る３ビームとされ、ビームスプリッタ２０を透過し、球面収差補正素子である液晶素子２１を通過して対物レンズ２２によって光記録媒体の情報が記録される記録層１６ａに集光される。

光記録媒体１６で反射された反射光は、対物レンズ２２、液晶素子２１の順に通過し、ビームスプリッタ２０で反射されて集光レンズ２４によって光検出器２５の受光部（図示せず）に集光される。光検出器２５は、反射光を受光することにより、反射光が有する光情報を電気信号に変換し、信号処理手段７（図１参照）へと出力する。

光ピックアップ４に備えられる液晶素子２１について、もう少し詳細に説明する。図３は、２つの記録層を有する光記録媒体（以下、２層ディスクと表現することがある。）の概略断面図である。図３に示すように、２層ディスクは、下から順に、基板１６ｄ、記録層Ｌ０（第１層）、透明の中間層１６ｃ、記録層Ｌ１（第２層）、透明の保護層１６ｂが配置された構成となっている。

このように、２層ディスクの場合では中間層１６ｃが存在するために、第１層Ｌ０と第２層Ｌ１では、記録層上に存在する透明樹脂の厚さが異なり、球面収差の発生が問題となる。すなわち、光源１７から出射された光ビームの焦点位置を、例えば第２層Ｌ１から第１層Ｌ０へとジャンプ（フォーカスジャンプ）する際に、球面収差が無視できず、第１層Ｌ０に光源１７からの光ビームの焦点を合わせることができない場合がある。

記録層上に存在する中間層や保護層の厚みの違いで生じる球面収差は、特にＢＤ等の高密度の光記録媒体に対応するために、対物レンズ２２の開口数（ＮＡ）を大きくした場合に特に問題となり、球面収差を補正するために液晶素子２１のような球面収差補正素子が必要となってくる。このため、光ピックアップ４では、球面収差の補正を行えるように液晶素子２１を光学系中に配置している。

図４は、光ピックアップ４が備える液晶素子２１の構成を説明するための図で、図４（ａ）は、液晶素子２１の構成を示した概略断面図で、図４（ｂ）は、図４（ａ）の液晶素子２１を上面から見た場合の平面図である。図４に示すように、液晶素子２１は、液晶２６と、液晶２６を挟む２枚の透明電極２７ａ、２７ｂと、液晶２６と透明電極２７ａ、２７ｂで形成される部分２８を挟む２枚のガラス板２９と、を備えている。

図４（ｂ）に示すように、液晶素子２１を構成する透明電極２７ａは同心円状の複数の領域３０ａ〜３０ｆに分割されている。一方、透明電極２７ａに対向する透明電極２７ｂは分割されることなく、全体で一つの共通電極となっている。このように透明電極２７ａ、２７ｂを構成することにより、透明電極２７ａ、２７ｂに電圧を印加して液晶素子２１を駆動させると、液晶素子２１を通過する光ビームに所望の位相差が発生して球面収差の補正が可能となる。

なお、透明電極２７ｂも透明電極２７ａと同一の同心円状の複数の領域としても構わない。また、透明電極２７ａ、２７ｂは、配線３１によって液晶素子制御手段６（図１参照）と電気的に接続されており、この液晶素子制御手段６により透明電極２７ａ、２７ｂへ印加する駆動電圧がコントロールされる。

図１に戻って、光ディスク装置１には信号処理手段７が設けられており、この信号処理手段７は、少なくとも、図示しないＲＦ信号処理部とトラックエラー信号処理部とフォーカスエラー信号処理部とを含んでいる。そして、光検出器２５（図２参照）で変換された電気信号に基づいて、ＲＦ信号、トラック誤差信号（ＴＥ信号）、フォーカス誤差信号（ＦＥ信号）を生成する。ＲＦ信号はデータ復調手段１１でデータに復調され、インターフェース１２を介してパソコン等の外部機器に出力される。

アクチュエータ制御手段８には、フォーカス制御手段９とトラッキング制御手段１０とが備えられている。フォーカス制御手段９は、液晶素子２１と対物レンズ２２が搭載され、これらを移動可能とするアクチュエータ２３（いずれも図２参照）を制御して、対物レンズ２２の光記録媒体１６の記録層と直交する方向であるフォーカス方向（図２の上下方向）への移動を制御する。トラッキング制御手段１０は、アクチュエータ２３を制御して、対物レンズ２２の光記録媒体１６の半径方向（図２の左右方向）であるトラッキング方向への移動を制御する。

そして、アクチュエータ制御手段８は、ＴＥ信号、ＦＥ信号に基づいて、対物レンズ２２を光記録媒体１６の記録層にフォーカスを合わせるフォーカシング制御や対物レンズ２２を光記録媒体１６の半径方向に移動して光ビームのスポット位置を光記録媒体１６に形成されるトラック位置に合わせるトラッキング制御といったサーボ制御を行う。

その他、レーザ制御手段５は、光ピックアップ４に備えられる半導体レーザから成る光源１７のレーザ出力を制御する。また、全体制御手段１４は、スピンドルモータ制御手段３、レーザ制御手段５、液晶素子制御手段６、信号処理手段７、アクチュエータ制御手段８、データ復調手段１２、インターフェース１２、後述する事前調整手段１３、及び制御に必要な情報を記憶する記憶手段１５等を制御して、装置全体のコントロールを行う。

次に、光ディスク装置１が備える事前調整手段１３についてその詳細を説明する。事前調整手段１３は、光ディスク装置１に光記録媒体１６が挿入される毎に、光記録媒体１６が有する記録層それぞれについて、球面収差を適切に補正できる液晶素子２１の設定を取得する役割を果たす。まず、この事前調整手段１３による事前調整が必要な理由について説明する。

図５は、アクチュエータ２３を用いて対物レンズ２２を２層ディスクに近づける方向に移動した場合に得られるフォーカス誤差信号を模式的に示した図である。光源１７から出射された光ビームの焦点位置が、第２層Ｌ１及び第１層Ｌ０（いずれも図３参照）を通過する際には、図５に示すようにＳ字曲線が得られる。そして、このＳ字曲線において、フォーカス誤差信号がゼロとなる位置（図中Ａ、Ｂが相当）が、光ビームが記録層にジャストフォーカスした状態である。

光記録媒体１６の記録層に焦点位置を引き込む場合には、このＳ字曲線が利用される。これについて、光ディスク装置１で２層ディスクを再生又は記録している際に、第２層Ｌ１から第１層Ｌ０へと、光源１７から出射される光ビームの焦点位置を移動させる（以下、単にフォーカスジャンプと表現する場合がある。）場合を例に説明する。

第２層Ｌ１から第１層Ｌ０へとフォーカスジャンプする場合、まず、アクチュエータ２３により、対物レンズ２２が光記録媒体１６に近づけられる方向に移動される。この時、フォーカス誤差信号は、図５のＡの位置から右側に存在する信号を示す。そして、光ビームの焦点位置が第１層Ｌ０に近づき、第１層Ｌ０に対応するＳ字曲線の最大値を通過して信号がゼロ（図５のＢ位置に相当）となると、第１層Ｌ０へのフォーカスの引き込みが行われ、フォーカスジャンプが完了する。

しかし、球面収差の存在のために、フォーカスジャンプ先の記録層（図５においては第１層Ｌ０）のＳ字曲線の信号レベルが小さくなり、図５に示すＳ字曲線判定ゾーンを下まわると、Ｓ字曲線の検知ができず、フォーカスジャンプに失敗する場合がある。このため、フォーカスジャンプを行う前に、ジャンプ先の第１層Ｌ０での球面収差を補正できるように液晶素子２１の設定値を変更してからフォーカスジャンプを行う方法が従来行われている。

しかし、この液晶素子２１の設定値を光ディスク装置１の製造時に、予め記憶手段１５（図１参照）等に記憶させておく構成としても、光記録媒体１６が有する保護層１６ｂ、中間層１６ｃといった透明膜の厚みのばらつき等が原因となって、フォーカスジャンプ時に、液晶素子２１の設定値を製造時に予め記憶させた設定値としても、ジャンプ先の記録層のＳ字曲線がＳ字曲線判定ゾーンより低い信号レベルとなって、フォーカスジャンプに失敗する場合がある。

このため、光ディスク装置１に挿入された光記録媒体１６毎に、光記録媒体１６が有する記録層それぞれについて、球面収差を適切に補正できる液晶素子２１の設定値を事前に取得し、ここで得られた設定値をフォーカスジャンプ時に適用することができるように、事前調整手段１３が備えられている。

次に、第１実施形態の事前調整手段１３の構成について、図６を用いて説明する。図６は、第１実施形態の事前調整手段１３の構成を示すブロック図である。事前調整手段１３は、Ｓ字曲線検出手段３２と、球面収差補正情報取得手段３３と、信号ゲイン調整手段３４と、を備える。以下、各手段について説明する。

Ｓ字曲線検出手段３２は、アクチュエータ２３により対物レンズ２２（いずれも図２参照）をフォーカス方向に移動させ、信号処理手段７で処理されて得られるフォーカス誤差信号を信号の収集開始からの時間（測定時間）と共に取り込み、記憶手段１５に記憶する。そして、収集されフォーカス誤差信号の信号情報から、Ｓ字曲線の検出を行う。Ｓ字曲線の検出方法については後述する。なお、ここで言うフォーカス方向とは、対物レンズ２２を光記録媒体１６に近づける方向と、光記録媒体１６から遠ざける方向との両方を含んでいる。

球面収差補正情報取得手段３３は、Ｓ字曲線検出手段３２によってＳ字曲線を検出した後に、液晶素子２１を駆動する電圧値を異なる収差補正量となる複数の設定値に変更し、各設定値の場合について、検出される各Ｓ字曲線の振幅の大きさを測定し、その結果を記憶手段１５に記憶させる。そして、このＳ字曲線の振幅情報から、各記録層について、光源１７から出射された光ビームがその記録層に焦点位置を合わせた場合に、球面収差の補正を適切に補正できる液晶素子２１の設定値を取得する。取得された液晶素子２１の設定値については、記憶手段１５に記憶され、フォーカスジャンプ時を含む、各記録層に焦点の引き込みを行う際に利用される。

信号ゲイン調整手段３４は、Ｓ字曲線検出手段３２によって検出されたＳ字曲線のうち、信号レベルが所定のレベルより低いものが存在する場合に、その信号のゲイン調整を行い、以後の球面収差補正情報取得手段３３による液晶素子２１の設定値の決定時等に、Ｓ字曲線を確実に検知できるようにする。信号ゲイン調整手段３４によって決定された調整値は、信号処理手段７に出力される。

このように構成される第１実施形態の事前調整手段１３による事前調整について、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、この事前調整は光記録媒体１６が光ディスク装置１に挿入される毎に行われるが、そのタイミングは、光記録媒体の挿入後、即行っても良いし、光記録媒体１６の記録再生が行われる直前に行っても良く、特に限定されるものではない。

事前調整においては、まず、液晶素子２１の駆動電圧がゼロとされる（ステップＳ１）。すなわち、この段階では球面収差の補正が行われない。次に、Ｓ字曲線検出手段３２によってフォーカス誤差信号の信号情報の収集が開始され、得られた信号情報に基づいてＳ字曲線の検出が行われる（ステップＳ２）。以下、ステップＳ３以降の説明を行う前に、このステップＳ２で、Ｓ字曲線検出手段３２がＳ字曲線の検出を行うまでの詳細な手順を、図８に示すフローチャートを用いて説明する。

Ｓ字曲線検出手段３２は、まず、対物レンズ２２を光記録媒体１６に近づける方向（アップ方向）に移動を開始する（ステップＳ２０１）。これと同時に、フォーカス誤差信号（ＦＥ信号）の収集と時間測定を開始する（ステップＳ２０２）。収集された信号及び測定時間を記憶手段１５に記憶する（ステップＳ２０３）。記憶された信号について、最大値であるか否かの確認が行われる（ステップＳ２０４）。確認が行われた信号値が最大値であれば、その最大値とその最大値を収集した時間（該当時間）について、記憶手段１５に記憶する（ステップＳ２０５）。対物レンズ２２がアップ方向の規定位置まで到達し、対物レンズ２２のアップ方向の移動が終了したか否かが確認される（ステップＳ２０６）。対物レンズ２２のアップ方向の移動が終了していない場合には、ステップＳ２０３からステップＳ２０６が繰り返される。

なお、対物レンズ２２のアップ方向の移動範囲は、対物レンズ２２をアップする際に光源１７から出射された光ビームの焦点位置が、光記録媒体１６が有する記録層の全てを横切る範囲であれば、特に限定されない。

ステップＳ２０７以降の説明を行う前に、その後の操作の考え方について説明をしておく。図９は、対物レンズ２２の変位とその変位に伴って生じるフォーカス誤差信号との関係を示す模式図であり、ここでは、２層ディスクを例にその図を示している。そして、図９（ａ）は、対物レンズ２２から遠い側に位置する第１層Ｌ０（図３参照）の方が大きなＳ字曲線を得られる場合を示し、図９（ｂ）は、対物レンズ２２に近い側に位置する第２層Ｌ１（図３参照）の方が大きなＳ字曲線を得られる場合を示している。

ステップＳ２０６で、対物レンズ２２のアップ方向の移動が終了した場合、図９（ａ）の破線の左側の信号、又は図９（ｂ）の破線左側の信号が得られる。図９（ａ）のような信号が得られる場合には、第２層Ｌ１よりも第１層Ｌ０の方がＳ字曲線の振幅が大きいために、ステップＳ２０１からステップＳ２０６までの操作で、第２層Ｌ１、第１層Ｌ０の順に最大値に関する情報が記憶される。このため、最大値の記憶情報を解析することで２つのＳ字曲線の検出が可能である。

しかし、図９（ｂ）のような信号が出る場合には、第２層Ｌ１のＳ字曲線の振幅の方が、第１層Ｌ０のＳ字曲線の振幅より大きいために、ステップＳ２０１からステップＳ２０６までの操作では、第２層Ｌ０の最大値を記憶した後に、第１層Ｌ０のＳ字曲線の最大となる部分が最大値として記憶されることはない。このため、本来２つのＳ字曲線が得られるはずの場合にも、２つのＳ字曲線の検出ができず、１層であると判断してしまう。この点を考慮して、ステップＳ２０７以降の操作は行われる。以下、図８に戻ってフローチャートの続きを説明する。

対物レンズのアップ方向の移動が終了である場合には、対物レンズ２２が、２層ディスクの第２層Ｌ１から第１層Ｌ０まで移動する時間に基づいて決められる所定の時間（例えば、Ｌ１からＬ０に移動する時間よりも少し短めの時間）を超えて、記憶された最大値があるか否かが確認される（ステップＳ２０７）。所定の時間を超えて記憶された最大値がある場合には、２つのＳ字曲線を検出する（ステップＳ２０８）。なお、この際、光ディスク装置１に挿入された光記録媒体１６が２層ディスクであるとのデータを記憶する構成等としても構わない。

所定の時間を超えて記憶された最大値がない場合には、対物レンズ２２をアップ方向に移動する際に記憶手段１５に記憶したデータをリセット（消去）し（ステップＳ２０９）、対物レンズ２２を光記録媒体１６から遠ざける方向（ダウン方向）への移動を開始する（ステップＳ２１０）。また、これと同時に、フォーカス誤差信号（ＦＥ信号）の収集と時間測定を開始する（ステップＳ２１１）。なお、フォーカス誤差信号の収集と時間測定は、対物レンズ２２の移動をアップ方向からダウン方向へと変更する前後で止めず、連続して行っている構成等としても構わない。

収集された信号及び測定時間を記憶手段１５に記憶する（ステップＳ２１２）。記憶された信号について、最大値であるか否かの確認が行われる（ステップＳ２１３）。確認が行われた信号値が最大値であれば、その最大値とその最大値が収集された時間について、記憶手段１５に記憶する。（ステップＳ２１４）。対物レンズ２２がダウン方向の規定位置まで到達し、対物レンズ２２のダウン方向の移動が終了したか否かが確認される（ステップＳ２１５）。対物レンズ２２のダウン方向の移動が終了していない場合には、ステップＳ２１２からステップＳ２１５が繰り返される。

なお、対物レンズ２２のダウン方向の移動範囲は、アップ方向の移動の場合と同様に、対物レンズ２２をアップする際に光源１７から出射された光ビームの焦点位置が、光記録媒体１６が有する記録層の全てを横切る範囲であれば、特に限定されない。

対物レンズ２２のダウン方向の移動が終了であれば、対物レンズ２２が、２層ディスクの第１層Ｌ０から第２層Ｌ１まで移動する時間に基づいて決められる所定の時間（例えば、Ｌ０からＬ１に移動する時間よりも少し短めの時間）を超えて、記憶された最大値があるか否かが確認される（ステップＳ２１６）。所定の時間を超えて記憶された最大値がある場合には、２つのＳ字曲線を検出する（ステップＳ２１７）。一方、所定の時間を超えて記憶された最大値がない場合には、１つのＳ字曲線のみを検出する（ステップＳ２１８）。なお。Ｓ字曲線の数に応じて、２層ディスクか単層ディスクを判断して、これを記憶する構成等としても構わない。

以上のように、操作することにより、球面収差等が原因でＳ字曲線の信号レベルが非常に低くなっていても、各記録層のＳ字曲線の検出を確実に行うことができる。なお、Ｓ字曲線検出手段３２を用いて、Ｓ字曲線の検出をするまでのフローは、ここに示した構成に限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すなわち、例えば、本実施形態では、対物レンズ２２をアップ方向に移動し、次にダウン方向に動かす構成としているが、対物レンズ２２をダウン方向に移動し、次にアップ方向に動かす構成等としても構わない。

図７に戻って、Ｓ字曲線を検出（ステップＳ２）した後のフローについて説明する。ステップＳ２で検出されたＳ字曲線の信号レベルが、Ｓ字曲線の判定を行うために最低限必要であるとして決定される所定の基準よりも低い場合には、信号ゲイン調整手段３４によって、信号処理手段７に信号が出力されて、信号のゲイン調整が行われる（ステップＳ３）。

なお、信号ゲインの調整は必ずしも行わなくても良いが、後のＳ字曲線の振幅測定等、Ｓ字曲線を容易に検出できるように、信号ゲイン手段３４を用いた信号のゲイン調整を行うのが好ましい。

この後、球面収差補正情報取得手段３３は、フォーカス誤差信号の収集を行い（ステップＳ４）、検出した各Ｓ字曲線の振幅の測定を行う（ステップＳ５）。測定された振幅については、液晶素子２１の設定と共に、記憶手段１５に記憶される（ステップＳ６）。なお、この段階においては、球面収差補正情報取得手段３３は、信号のゲイン調整によりＳ字曲線の検出が容易であるために、Ｓ字曲線の検出は、必ずしも図８で示したフローに従う必要はなく、対物レンズ２２をアップ方向、又はダウン方向の一方にのみ移動し、得られた信号からＳ字曲線を検出する構成等としても構わないし、Ｓ字曲線検出手段３２により図８に示すフローでＳ字曲線の検出を行っても構わない。

この後、液晶素子７の設定変更について、予定されていた所定の変更全てが終了したか否かが確認される（ステップＳ７）。所定の変更全てが終了していない場合には、液晶素子２１の駆動電圧を変更する（ステップＳ８）。そして、所定の変更全てが終了するまで、ステップＳ４からステップＳ８が繰り返される。

なお、液晶素子２１の駆動電圧を変更することにより、Ｓ字曲線の信号レベルが下がり、検出可能なレベルを下まわることも考えられるので、Ｓ字曲線の振幅の測定（ステップＳ４）時に所望の数のＳ字曲線が得られていない場合には、再度図８に示すフローチャートに従ってＳ字曲線の検出を行い、信号ゲイン調整手段３４により信号のゲイン調整を行うフローを追加する構成等としても構わない。

一方、液晶素子７の設定変更について、所定の変更全てを終了した場合には、球面収差補正情報取得手段３３は、得られたフォーカス誤差信号の振幅の大きさに基づいて、光記録媒体１６が有する各記録層について、球面収差を適切に補正できる液晶素子２１の設定値を決定する（ステップＳ９）。決定された設定値は球面収差補正情報として記憶手段１５に記憶される（ステップＳ１０）。

このように、第１実施形態の事前調整手段１３は、光ディスク装置１に光記録媒体１６を挿入する毎に、光記録媒体１６が有する記録層それぞれについて、液晶素子２１が球面収差を補正できる適切な設定値を得ている。このため、フォーカスジャンプの際に、液晶素子２１の設定値を、事前調整で得られたジャンプ先の記録層に対応する液晶素子２１の設定値とし、この後フォーカスジャンプを行えば、Ｓ字曲線の信号レベルが低くてフォーカスジャンプに失敗する可能性が低減する。

次に、第２実施形態の事前調整手段について説明する。第１実施形態の事前調整手段１３では、フォーカスジャンプの失敗した時のことまで想定していないが、第２実施形態の事前調整手段１３は、フォーカスジャンプに失敗した場合のことも考慮にいれた構成となっている。なお、第２実施形態の事前調整手段１３の説明にあたっては、第１実施形態の事前調整手段１３と重複する部分については、適宜その説明を省略する。

第２実施形態の事前調整手段１３も、第１実施形態の場合と同様に、Ｓ字曲線検出手段３２と、球面収差補正情報取得手段３３と、信号ゲイン調整手段３４と、を備える。ただし、球面収差補正情報取得手段３３の動作について異なる点が存在する。

すなわち、第１実施形態の球面収差補正情報取得手段３３では、Ｓ字曲線の検出を行った後に、各Ｓ字曲線の振幅の大きさの評価を行い、その結果を記憶手段１５に記憶させるのみであるが、第２実施形態のＳ字曲線評価手段３３では、Ｓ字曲線が２つ検出された場合（２層ディスクの場合に相当）に、２つのＳ字曲線の振幅の比を算出し、これについても記憶手段１５に記憶させる点で異なる。

図１０は、第２実施形態の事前調整手段１３による事前調整のフローを示したフローチャートである。なお、図１０において、第１実施形態と同一の操作を行う部分については、同一のステップ番号を付しており、その説明は省略する。

第１実施形態と異なる点は、ステップＳ６とステップＳ７との間に、３つのステップＳ６０１〜ステップＳ６０３が追加されている点である。Ｓ字曲線の振幅の測定を行い記憶した（ステップＳ６）後に、まず、Ｓ字曲線が２つ検出されたか否かが確認される（ステップＳ６０１）。この際、２つのＳ字曲線が検出された場合には、２つのＳ字曲線の振幅の比が算出される（ステップＳ６０２）。そして、算出された振幅の比は、この時点における液晶素子２１の駆動電圧の設定値と共に、記憶手段１５に球面収差情報として記憶される（ステップＳ６０３）。一方、Ｓ字曲線が１つしか検出されていない場合には、単層の光記録媒体であるために、振幅比の算出は行われずに、ステップＳ７へと進む。

なお、本実施形態では、Ｓ字曲線の振幅の比に関する情報としては、各液晶素子２１の設定値とその設定値の場合におけるＳ字曲線の振幅の比のみを記憶する構成としているが、この構成に限定される趣旨ではなく、例えば、測定された情報を基に、実測していない部分についても、線形補完等により、Ｓ字曲線の振幅比を算出して記憶する構成等としても構わない。

このように事前調整手段１３で、液晶素子２１の設定と、その場合の各記録層のＳ字曲線の振幅比と、を記憶させておくことにより、フォーカスジャンプに失敗した時のリトライを非常に高い確率で成功させることが可能となる。この点について、図１１を用いて説明する。なお、図１１は、第２層Ｌ１から第１層Ｌ０（いずれも図３参照）へとフォーカスジャンプする場合のフローを示したフローチャートである。

第１層Ｌ１から第２層Ｌ０へとフォーカスジャンプする場合、まず、液晶素子２１の設定値が、第２層Ｌ１用の設定値から第１層Ｌ０用の設定値（いずれも事前調整手段１３で得られた設定値）へと変更される（ステップＳ１１）。これにより、通常は、フォーカスジャンプ先の第１層Ｌ０に対応するＳ字曲線の信号が検出され易くなる。次に、アクチュエータ２３（図２参照）によって、対物レンズ２２がジャンプ先の第１層Ｌ０の方向に向けて移動される（ステップＳ１２）。詳細には、フォーカス誤差信号の信号変化により、第１層Ｌ０への引き込みのタイミングが計られ、第１層Ｌ０のＳ字曲線が検出されれば、このＳ字曲線のゼロクロス地点でフォーカスの引き込みが行われ、フォーカスジャンプに成功する。

フォーカスジャンプに成功すれば、その時点で、フォーカスジャンプに関する制御は終了であるが、フォーカスジャンプに失敗する場合もある。このため、フォーカスジャンプに成功したか否かが確認され（ステップＳ１３）、フォーカスジャンプに失敗した場合には、Ｓ字曲線検出手段３２によって、図８に示すフローのＳ字曲線の検出が行われる（ステップＳ１４）。

Ｓ字曲線を検出したら、各Ｓ字曲線の振幅を測定し、Ｓ字曲線の振幅比を算出する（ステップＳ１５）。なお、このステップＳ１５を行う前に、信号ゲイン調整手段３４により、信号のゲイン調整を行っても構わない。Ｓ字曲線の振幅比を算出した後は、球面収差情報として記憶手段１５に記憶されている情報のうち、液晶素子の設定が同一の場合のＳ字曲線の振幅比との比較が行われる（ステップＳ１６）。そして、比較の結果、振幅比の差が所定の範囲内か否かが確認され（ステップＳ１７）、所定の範囲外であれば、液晶素子２１の設定値が、球面収差補正情報を考慮して変更され（ステップＳ１８）、フォーカスジャンプのリトライが行われる（ステップＳ１９）。

一方、比較の結果、振幅比の差が所定の範囲内であれば、液晶素子２１の設定を変更することなく、フォーカスジャンプのリトライが命じられる（ステップＳ１９）。フォーカスジャンプが成功するまで、以上の操作が繰り返される。ただし、本実施形態の場合、フォーカスジャンプのリトライを行う前に、球面収差の補正を行う液晶素子２１の設定について、再度検討する構成のために、高い確率でフォーカスジャンプのリトライに成功する。

以上に示した実施形態においては、球面収差を補正する球面収差補正素子として、液晶素子２１を用いる構成としているが、これに限定される趣旨ではなく、例えば、２枚のレンズの間隔を変化させることで、通過する光ビームに対して球面収差を与えることができるエキスパンダレンズ等を球面収差補正素子としても構わない。

その他、光ディスク装置１が備える光源の数を増やして対応する光記録媒体の種類を以上に示した実施形態の場合に比べて増やす等の変更をしても構わない。また、本実施形態にように、光ディスク装置１を記録再生可能な装置とせず、例えば、再生のみを行う光ディスク装置等としても構わないのはもちろんである。

本発明の光ディスク装置は、光源から出射された光ビームの焦点位置を或る記録層から他の記録層へと移動するフォーカスジャンプを光記録媒体のばらつきのよらず安定して行えるため、複数の記録層を有する光記録媒体の記録再生を行う光ディスク装置として有用である。また、光記録媒体のばらつきに柔軟に対応できるために、光記録媒体の規格に幅を持たせることも可能となり、光記録媒体の製造コストの低減等にも寄与できる。

は、本実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 は、本実施形態の光ディスク装置が備える光ピックアップの光学系の概略図である。 は、２つの記録層を有する光記録媒体の概略断面図である。 は、本実施形態の光ディスク装置が備える液晶素子の構成を説明するための説明図である。 は、アクチュエータを用いて対物レンズを２層ディスクに近づける方向に移動した場合に得られるフォーカス誤差信号を模式的に示した図である。 は、本実施形態の光ディスク装置が備える第１実施形態の事前調整手段の構成を示したブロック図である。 は、第１実施形態の事前調整手段による事前調整を示すフローチャートである。 は、Ｓ字曲線検出手段がＳ字曲線を検出する手順を示すフローチャートである。 は、２層ディスクにおいて、対物レンズの変位とその変位に伴って生じるフォーカス誤差信号との関係を示す模式図である。 は、第２実施形態の事前調整手段による事前調整を示すフローチャートである。 は、第２層から第１層へとフォーカスジャンプする場合のフローを示したフローチャートである。

符号の説明

１ 光ディスク装置
１３ 事前調整手段
１６ 光記録媒体
１６ａ 記録層
１７ 光源
２１ 液晶素子（球面収差補正素子）
２２ 対物レンズ
２３ アクチュエータ
２５ 光検出器（光検出手段）
３２ Ｓ字曲線評価手段
３３ 球面収差補正情報取得手段
３４ 信号ゲイン調整手段

Claims (5)

1. 光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録層に集光する対物レンズと、
   前記記録層で反射された反射光を受光して、該反射光が有する光情報を電気信号へと変換する光検出手段と、
   前記光源と前記対物レンズとの間に配置されて、球面収差の補正を行う球面収差補正素子と、
   前記対物レンズを前記記録層と略直交する方向であるフォーカス方向に移動するアクチュエータと、を備え、
   前記アクチュエータを用いて前記対物レンズの焦点位置を前記光記録媒体が有する或る記録層から別の記録層に移動する際に、前記球面収差補正素子を所定の設定とした後に前記焦点位置の移動を行う光ディスク装置において、
   前記光記録媒体が装置内に挿入される毎に、前記光記録媒体が有する記録層それぞれについて、前記記録層に前記焦点位置を合わせた場合に、球面収差を適切に補正する前記球面収差補正素子の設定を取得し、取得した設定を前記所定の設定とする事前調整手段を設けたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記事前調整手段は、
   前記対物レンズを、前記アクチュエータによって前記フォーカス方向に移動しながら、前記電気信号を処理して得られるフォーカス誤差信号の信号情報を収集し、収集した前記信号情報に基づいて前記フォーカス誤差信号のＳ字曲線を検出するＳ字曲線検出手段と、
   前記Ｓ字曲線の検出後に、前記球面収差補正素子の設定を収差補正量が異なる複数の設定に変更し、各設定の場合について、前記Ｓ字曲線の振幅の測定を行い、得られた前記Ｓ字曲線の振幅の情報から前記記録層のそれぞれについて、前記記録層に前記焦点位置を合わせた場合に、球面収差を適切に補正する前記球面収差補正素子の設定を取得する球面収差補正情報取得手段と、を備え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. 前記球面収差補正情報取得手段は、前記Ｓ字曲線検出手段によって複数の前記Ｓ字曲線が検出される場合には、前記各設定の場合において、複数検出される前記Ｓ字曲線についてＳ字曲線の振幅の比を算出し、該Ｓ字曲線の振幅の比と前記球面収差補正素子の設定とに関する情報についても前記球面収差補正情報として取得し、
   前記焦点位置の移動に失敗した場合に、前記球面収差補正素子の前記所定の設定は、前記失敗時の前記Ｓ字曲線の振幅の比と前記球面収差補正情報とに基づいて再調整されることを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
4. 前記事前調整手段は、前記Ｓ字曲線検出手段によって得られた前記Ｓ字曲線の振幅の大きさに基づいて、信号のゲイン調整を行う信号ゲイン調整手段を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光ディスク装置。
5. 前記Ｓ字曲線検出手段は、
   前記フォーカス誤差信号の収集開始と同時に時間測定を開始し、収集した前記フォーカス誤差信号がそれまでに収集した信号の最大値である場合には、該最大値を収集した時間と前記最大値とを記憶し、
   前記フォーカス方向のうち、前記光記録媒体に近づく方向、又は前記光記録媒体から遠ざかる方向のいずれか一方の方向に、前記対物レンズを所定の距離だけ移動した時点で、前記最大値に関する情報を確認して、所定の時間を超えて記憶された前記最大値がない場合には、前記最大値に関する情報をリセットし、更に前記一方の方向と反対の方向に前記対物レンズを所定の距離だけ移動することを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項に記載の光ディスク装置。

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