JP2008041186A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の光ディスク装置は、多層の光ディスクに面ぶれがある場合には、各フォーカスエラーの検出位置の前後で同じ層のＳ字が複数回検出されることがあり、フォーカスエラーの波形から通過した層の数を推測することはほぼ不可能となる。
【解決手段】複数の信号層が積層された多層の光ディスク１０の記録再生時に、光学手段２０内のコリメータレンズの光軸方向の位置を各信号層毎にフォーカスエラー信号の振幅が最大になる最適な位置に合せることで球面収差が補正されると共に、他の信号層のトラッキングエラー信号の振幅はほぼ０となる。よって、コリメータレンズ位置を切り替えながらトラッキングエラー信号の振幅の有無を調べることで、現在のフォーカスサーボしている信号層を特定する。フォーカスサーボ状態において、全ての信号層でトラッキングエラー信号が閾値以上検出されなかった場合、カバー層のフォーカスサーボ状態と判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は光ディスク装置に係り、特に多層光ディスクの所望のディスク信号面に対して光ビームを集光して情報信号を記録したり、所望のディスク信号面で反射された反射光からそのディスク信号面に記録されている情報信号を再生する光ディスク装置に関する。

近年、光ディスクは、記録再生に用いるレーザ光の波長４０５ｎｍの青紫色光の採用などよる短波長化や対物レンズの高開口数化で記録容量が益々大容量化する傾向にあり、それに伴い光ディスクに高密度で情報を記録再生する技術が光ディスク装置において益々重要となっている。光ディスク装置において、光ディスクに高密度で情報を記録再生する技術としては、例えば光ピックアップ内の対物レンズを通して光ディスクの信号面に光源からの光ビームを焦点一致させて集光するフォーカスサーボ制御や、光ディスクの微細トラックピッチのトラックに、対物レンズを通して照射する光ビームを正確に追従走査させるトラッキングサーボ制御などがある。

このうち、フォーカスサーボ制御においては、光ディスクからの反射光を受光する所定構成の光検出器の出力信号を所定の演算式により演算して、対物レンズにより光ディスクに集束される光ビームの焦点位置と光ディスクの信号面との距離に相当するフォーカスエラーを示す図１１のような特性のフォーカスエラー信号を生成し、このフォーカスエラー信号に基づいて光ビームを合焦点に近づくように対物レンズを光ディスクの信号面に対して垂直方向に移動制御することは従来よく知られている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、横軸を光ビームの焦点位置と光ディスクの信号面との距離を示し、縦軸をフォーカスエラーの大きさを示す図１１において、Iで示される特性のフォーカスエラー信号は、同図に示すように、合焦点を中心にＳ字型のカーブで表される。この図１１に示されるＳ字カーブ特性は、合焦点付近の直線領域IIではほぼ直線状を有しているが、この直線領域IIを越えて光ディスクから離れるほど、若しくは光ディスクへ近づくほどフォーカスエラーがほぼゼロになる特性を有している。

光ディスクに記録されている情報を再生又は記録する場合には、フォーカスエラー信号が常にこのＳ字カーブ特性の直線領域II内に入るように制御する必要があることから、フォーカスエラー信号が直線領域II内（±４〜８μｍ程度）に入るように予め信号を選択するとともに、この信号を増幅してフォーカスコイルに印加して、フォーカスエラー信号が合焦点に近づくように対物レンズを光ディスクの信号面に対して垂直方向に移動制御することで、常にＳ字カーブ特性の直線領域II内に入るように微調整を行って情報の再生又は記録を行う。なお、図１１に示したＳ字カーブ特性Iから分かるように、フォーカスエラー信号が直線領域IIを越えてゼロに近づく方向に進んだ場合は、対物レンズが合焦点位置から遠ざかっていることを意味する。

ところで、光ディスクの記録密度は、光ディスク上に形成される集光スポットの径（直径）の２乗に反比例することが知られている。すなわち、集光スポットの径が小さいほど記録密度は高くなる。集光スポットの径は光源の波長に比例し、対物レンズの開口数に反比例する。すなわち、光源の波長が短く対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの径は小さくなる。

一方、光ディスクの基板の厚さが設計値からずれると、基板厚ずれに起因する球面収差により集光スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。球面収差は光源の波長に反比例し対物レンズの開口数の４乗に比例するため、光源の波長が短く対物レンズの開口数が高いほど記録再生特性に対する光記録媒体の基板厚ずれのマージンは狭くなる。従って、記録密度を高めるために光源の波長を短く対物レンズの開口数を高くした光ディスク装置においては、記録再生特性を悪化させないために、光ディスクの基板厚ずれを検出、補正することが必要である。

そこで、光ディスクの基板厚ずれを検出、補正する光ディスク装置が従来提案されている（例えば、特許文献２参照）。図１２はこの従来の光ディスク装置の一例の構成図を示す。同図において、半導体レーザ３０１から出射したレーザ光は、コリメータレンズ３０２で平行光化され、偏光ビームスプリッタ３０３、１／４波長板３０４をそれぞれ透過して対物レンズ３０５によりディスク３０６上に集光される。

ディスク３０６からの反射光は対物レンズ３０５を透過し、１／４波長板３０４で直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３０３で反射され、円筒レンズ３０７、レンズ３０８を透過して光検出器３０９で受光される。演算回路３１０は光検出器３０９の各受光部からの信号に基づいて、フォーカス誤差信号とフォーカス和信号を演算し、フォーカス誤差信号を駆動回路３１１に供給し、駆動回路３１１によりコリメータレンズ３０２を所定の範囲で光軸方向に移動させて球面収差を所定の範囲で変化させ、フォーカス誤差信号の振幅が最大になるようにコリメータレンズ３０２の光軸方向の位置を調整する。これにより、ディスク３０６の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差が対物レンズ３０５で発生し、総合的な球面収差が０となる。また、駆動回路３１２が対物レンズ３０５を図示しないアクチュエータにより光軸方向に移動させ、フォーカス誤差信号が０になるように対物レンズ３０５の光軸方向の位置を制御する。

また、信号層（記録層）が複数積層されている多層光ディスクにおいては、信号層間の距離により更に大きな球面収差が発生するので、一般に各信号層にサーボをかける場合には、それぞれの層に最適な球面収差補正を行う。この多層光ディスクにおいてはカバー層だけではなく、信号層も多数存在するため、特定の信号層を狙ってフォーカスサーボする機能が求められている。

特許第２７１６６１０号公報 特開２００３−１４１７６６号公報

しかしながら、対物レンズの開口数を高くした光ディスク装置において、多層光ディスクの信号層毎に最適な球面収差補正が異なるので、目的の信号層の球面収差補正を最適化したからといって、目的ではない信号層のフォーカスエラーが無くなることはない。そのため多数のフォーカスエラーから目的の信号層にフォーカスサーボをかける機能が必要である。かかる機能を実現するものとして、レンズを一定の方向（例えば合焦点下から合焦点上へ）に移動させた状態（以降フォーカスサーチ状態と呼ぶ）で、フォーカスエラーのＳ字の出現数を数えて目的の信号層へフォーカスサーボをする光ディスク装置が実際に市場に出ている。

しかしながら、上記の条件でフォーカスエラーのＳ字の出現数を正しくカウントするためには、「一度現れた信号層のフォーカスエラーが二度と現れない」という条件を満たす必要がある。この条件を満たすためには、（１）光ディスクの面ぶれが少ない、（２）フォーカスサーチ状態においてレンズの移動速度が十分に高速である、（３）光ディスクの回転速度が遅い、という状態であることが望ましい。

しかし、上記の（２）と（３）の状態を満たすことは可能であるが、レンズ移動速度を高速にするとフォーカスサーボが困難になり、また光ディスクの回転を遅くしすぎると再生レーザ光によってもディスク劣化を招く。更に上記の（１）の状態を市販された光ディスク装置において確実に満たす方法はなく、また（１）の状態を満たしたとしても、フォーカスサーチにより対物レンズを一方向に移動させているときに、外部からの衝撃により装置が振動すると、一度合焦点位置であると判定した層が、再度合焦点位置として判定される現象が現れる可能性もある。よって前記条件を確実に満たすことは困難である。

また、フォーカスエラーの出現数を誤ると、目的とは異なる信号層にフォーカスサーボが行われる。そのためどの信号層にフォーカスサーボしたか検出する方法が求められている。

図１３を参照してこの現象について説明する。図１３において、光ディスク１００は、透明な樹脂材からなる円盤状の透明ディスク基板１０１と、この透明ディスク基板１０１上に積層形成される複数の信号層１０２及びカバー層１０３を少なくとも備える多層光ディスクである。

信号層１０２の第１の信号面１０２ａに記録されている情報を再生するときは、コリメータレンズ（図示せず）を動かし球面収差補正を信号面１０２ａに合せ、図１３（ａ）に示すように、１５０ａで示す位置の対物レンズによりレーザービーム１５１を収束させて信号面１０２ａのトラックに照射し、ピットで反射して照射光と同軸上に戻ってきた反射戻り光を対物レンズを介してハーフミラー（図示せず）で分離して情報の読出しを行う。

信号面１０２ｂに記録されている情報を再生するときは、コリメータレンズ（図示せず）を動かし球面収差補正を信号面１０２ｂに合せ、図１３（ｂ）に示すように、１５０ｂで示す位置の対物レンズによりレーザービーム１５１を収束させて信号面１０２ｂのトラックに照射し、ピットで反射して照射光と同軸上に戻ってきた反射戻り光を対物レンズを対物レンズを介してハーフミラー（図示せず）で分離して情報の読出しを行う。

ここで、トラックにレーザ光を照射するためにトラックを検出する場合には、フォーカシング制御機構の制御指令に応じて対物レンズ１５０を光ディスク面の垂直方向に遠近移動させる。このとき図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、信号面１０２ａ又は１０２ｂにレーザ光の焦点が合えば、図１１に示したＳ字カーブ特性を有するフォーカスエラー信号が検出されるが、カバー層１０３の表面（以下、単にカバー面１０３ａという。）にレーザ光が合焦した場合にもフォーカスエラー信号が検出される場合がある。

すなわち、信号面１０２ｂにフォーカスサーボするために、フォーカシング制御機構を用い対物レンズをレーザ光の焦点がカバー面１０３ａより十分下（対物レンズ方向）である位置から上方へフォーカスサーチをさせる場合を仮定する。正常であれば、フォーカスサーチを行うと先ずカバー面１０３ａでフォーカスエラーが検出され、この時点でＳ字の出現数が”１”になる。更にフォーカスサーチが進むと、信号面１０２ａでフォーカスエラーが検出され、この時点でＳ字の出現数が”２”になる。更にフォーカスサーチが進むと信号面１０２ｂでフォーカスエラーが検出され、ここでフォーカスサーボを行う。

しかし、光ディスクに面ぶれがある場合には、各フォーカスエラーの検出位置の前後で同じ層のＳ字が複数回検出されることがある。これはフォーカシング制御機構による移動速度を上回る速度で光ディスクが面ぶれにより上下する時に発生する。このような現象が発生すると、フォーカスエラーの波形から通過した層の数を推測することはほぼ不可能となり、どの層にフォーカスサーボするか分らなくなる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、多層光ディスクのどの層（カバー層、各信号層）にフォーカスサーボがかかったかを高精度に判別することができる光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、光ビームを出射する光源と、光源からの光ビームを平行光化するコリメータレンズと、コリメータレンズを透過した光ビームを信号層が複数積層された多層の光ディスク上の任意の信号層上のトラックに集光し、トラックから反射された反射光を透過する対物レンズと、対物レンズを透過した反射光を少なくとも検出する光検出手段と、光検出手段で検出された光信号から光ビームの照射位置と任意の信号層との位置ずれを算出するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段と、フォーカスエラー信号により光ビームが任意の信号層上で合焦点位置となるように対物レンズを光ディスクの信号層に対して垂直方向に移動させるフォーカス駆動手段と、光検出手段で検出された光信号から光ビームの照射位置と任意の信号層上のトラックとの位置ずれを算出するトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、トラッキングエラー信号により光ビームが任意の信号層のトラックを追従走査するように対物レンズの光軸をトラックの幅方向に移動させるトラッキング駆動手段と、フォーカスエラー信号の振幅が最大になるようにコリメータレンズの光軸方向の位置を移動することにより、光ディスクの任意の信号層の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺するコリメータレンズ駆動手段とを少なくとも備えた光ディスク装置であって、光ディスクの複数の信号層の各々について、フォーカスエラー信号の振幅が最大になるコリメータレンズの最適な位置の情報が予め調べられてそれぞれ保存されている記憶手段と、光ディスクの複数の信号層のうち所望の一の信号層に対するフォーカスサーボ時において、一の信号層での球面収差を補正するための最適なコリメータレンズの位置の情報を記憶手段から読み出してコリメータレンズ駆動手段に供給してコリメータレンズ位置を移動制御するコリメータレンズ移動制御手段と、コリメータレンズ位置の移動制御後にフォーカス駆動手段を制御して、対物レンズの光ディスクの信号層に対して垂直方向への移動を開始し、フォーカスエラー信号の計数値が予め設定した基準数に達するまで移動を継続し、フォーカスエラー信号の計数値が基準数に達した時点でフォーカスエラー信号によるフォーカスサーボ動作を開始する対物レンズのフォーカス方向移動制御手段と、フォーカス方向移動制御手段によるフォーカスサーボ動作開始後に、基準区間内でのトラッキングエラー信号の信号変化を計数して得た計数値と予め設定した基準トラック数とを比較する計数・比較手段と、フォーカスサーボ状態において、コリメータレンズ移動制御手段により複数の信号層のうち各信号層での球面収差を補正するための最適なコリメータレンズの位置の情報を記憶手段から順次読み出してコリメータレンズ駆動手段に供給してコリメータレンズ位置を移動制御させながら計数・比較手段による計数及び比較動作を行い、全てのコリメータレンズ移動位置においてトラッキングエラー信号の信号変化の計数値が基準トラック数未満であるときは光ディスクの複数の信号層のうち最も対物レンズ側にある信号層上に設けられたカバー層へのフォーカスサーボ状態と判定し、トラッキングエラー信号の信号変化の計数値が基準トラック数以上であるときはそのときのコリメータレンズ移動位置に対応した信号層にフォーカスサーボがかかったと判定する判定手段とを有することを特徴とする。

この発明では、コリメータレンズ位置を多層光ディスクの複数の信号層のうち、任意の一の信号層に最適な位置に合せると、その一の信号層のトラッキングエラー信号の振幅のみが最大となり、他の信号層のトラッキングエラー信号の振幅はほぼ０となることに鑑み、コリメータレンズ位置を切り替えながらトラッキングエラー信号の振幅の有無を調べることで、現在のフォーカスサーボしている信号層を特定するようにしたため、多層光ディスクの複数の信号層とカバー層のうちのどの層にフォーカスサーボがかかったかを高精度に判別することができる。

また、本発明は上記の目的を達成するため、上記の判定手段は、トラッキングエラー信号の信号変化の計数値が基準トラック数未満の判定結果が得られたときは、そのときのコリメータレンズ移動位置に対応した信号層よりも対物レンズに近い側に隣接している信号層から対物レンズに最も近い信号層方向に順番に各信号層での球面収差を補正するための最適なコリメータレンズの位置の情報を記憶手段から読み出してコリメータレンズ駆動手段に供給してコリメータレンズ位置を移動制御させながら計数・比較手段による計数及び比較動作を行うことを特徴とする。

この発明では、フォーカスサーボは目的の信号層か、失敗した場合でも必ずその下の信号層（対物レンズに近い側）にかかることに鑑み、目的の信号層より上の層（対物レンズに対して遠い側）のコリメータレンズ位置の設定は判定から除外して、コリメータレンズ位置は目的の信号層よりも対物レンズに近い側に隣接している信号層から対物レンズに最も近い信号層方向に順番に各信号層での球面収差を補正するための最適なコリメータレンズの位置に移動制御させることができる。

また、上記の目的を達成するため、本発明は、判定手段によりトラッキングエラー信号の信号変化の計数値が基準トラック数未満の判定結果が得られたときは、トラッキングエラー信号に替えて一定の割合で所定期間線形的に増加する駆動信号をトラッキング駆動手段に印加して対物レンズを強制的に一方向に揺動させつつ、計数・比較手段の動作を行わせる強制移動手段を更に有することを特徴とする。この発明では、光ディスクが、偏芯がない若しくは偏芯量が少ない場合であっても、フォーカスサーボがかかっている信号層を正確に判定することができる。

本発明によれば、多層光ディスクの複数の信号層とカバー層のうちのどの層にフォーカスサーボがかかったかを高精度に判別することができるため、誤った目標の信号層にフォーカスサーボがかかっても検出後直ぐにリトライ操作を行うことができるので光ディスクからの情報の読出し効率を向上させることができる。

また、本発明によれば、目的の信号層より上の層（対物レンズに対して遠い側）のコリメータレンズ位置の設定は判定から除外して、コリメータレンズ位置は目的の信号層よりも対物レンズに近い側に隣接している信号層から対物レンズに最も近い信号層方向に順番に各信号層での球面収差を補正するための最適なコリメータレンズの位置に移動制御させるようにしているため、フォーカスサーボがかかっている信号層の効率的な判定ができる。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる光ディスク装置の一実施の形態のブロック図を示す。図１に示す光ディスク装置は、スピンドルモータ１１に回転自在に設置された光ディスク１０と、この光ディスク１０に形成されているトラックにレーザ光を照射し、その反射戻り光を検出する光学手段２０と、この光学手段２０で検出された光信号をフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号に分離して信号レベルを適正値に補正する信号補正手段３０と、この信号補正手段３０で補正された信号に基づいて光学手段２０のフォーカス方向及びトラック方向の移動量を算出する算出・制御手段４０と、この算出・制御手段４０で算出された移動量に応じて光学手段２０をフォーカス方向及びトラック方向に移動させる駆動手段５０を少なくとも備えている。ここで本実施の形態において光ディスク１０とは、具体的には青紫色レーザ光で記録再生される超高密度光ディスクを表している。

光学手段２０は、光ディスク１０の信号面上に形成されているトラックにレーザ光を集光させるための対物レンズ２１と、トラックで反射した反射戻り光を検出する光検出器（図示せず）と、これら対物レンズ２１および光検出器等を光ディスク１０の信号面と垂直方向（フォーカス方向）に移動させるフォーカスアクチュエータ２２と、対物レンズ２１および光検出器等をディスク半径方向であるトラックの幅方向（トラッキング方向）に移動させるトラッキングアクチュエータ２３とを少なくとも備えている。

信号補正手段３０は、信号演算部３１と、ゲイン・オフセット補正用フロントエンドプロセッサ（ＦＥＰ;front-end processor)３２と、フォーカス用Ａ／Ｄ変換器（以下、フォーカスＡ／Ｄ）３３と、トラッキング用Ａ／Ｄ変換器（以下、トラッキングＡ／Ｄ）３４と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３５と、ヒステリシスコンパレータ３６とを少なくとも備えている。

信号補正手段３０内の信号演算部３１は、光学手段２０に内蔵されている光検出器で検出した信号から所定の演算式に従ってフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成し、それらの信号をゲイン・オフセット補正用ＦＥＰ３２に出力する機能部である。ゲイン・オフセット補正用ＦＥＰ３２は、後段に接続されるフォーカスＡ／Ｄ３３及びトラッキングＡ／Ｄ３４に適したフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成するために予め振幅とオフセット設定を行うための機能部である。ゲイン・オフセット補正用ＦＥＰ３２で補正されたトラッキングエラー信号は、ＢＰＦ３５にも出力される。

フォーカスＡ／Ｄ３３とトラッキングＡ／Ｄ３４は、それぞれゲイン・オフセット補正用ＦＥＰ３２から出力されたフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するための機能部である。ＢＰＦ３５は、トラッキングエラー信号から低周波のオフセット変動やノイズを除去する機能部である。低周波のオフセット変動の例としては、光ディスク１０の偏芯により発生するディスク周期に一致したオフセット変動などが挙げられる。

ヒステリシスコンパレータ３６は、耐ノイズ性を高めたコンパレータであり、所定のスレッショルド（閾値）に一定の幅を持たせることで、特定の周波数に重畳しているノイズがこの周波数に対して影響を及ぼす度合を低下させるための機能部である。この一定の幅を有する閾値を越えた信号は、トラックを検出した信号（トラック数）とみなされて後述する判定部４３に出力される。

次に、算出・制御手段４０の具体的な構成について説明する。算出・制御手段４０は、フォーカス制御部４１と、トラッキング制御部４２と、判定部４３と、サーボ制御部４４とを少なくとも備えている。フォーカス制御部４１は、フォーカスＡ／Ｄ３３からデジタル信号変換後のフォーカスエラー信号を取得して、後述するサーボ制御部４４からの出力指令に応じて駆動手段５０に対してフォーカス制御信号を出力する機能部である。

トラッキング制御部４２も上記フォーカス制御部４１と同様に、トラッキングＡ／Ｄ３４からデジタル信号変換後のトラッキングエラー信号を取得して、サーボ制御部４４からの出力指令に応じて駆動手段５０に対してトラッキング制御信号を出力する機能部である。判定部４３は、ヒステリシスコンパレータ３６からトラック数を取得して、ある一定の測定区間内に存在するトラック数を計数し、そのトラック数が予め記憶しておいた基準トラック数未満であるか否かを判定する機能部である。判定部４３は、トラック数が予め記憶しておいた基準トラック数以上であることを検出したときは、サーボ制御部４４に「トラック検出フラグ」を出力する。

ただし、表層にフォーカスサーボしている場合には、どのコリメータレンズ位置でもトラッキングエラー振幅が”０”になる。全てのコリメータレンズ位置でトラック検出フラグが出力されなかった時には、表層へフォーカスサーボしているとサーボ制御部４４で判定する。

サーボ制御部４４は、フォーカス制御部４１、トラッキング制御部４２、判定部４３、後述する光学手段２０その他図示していない機能部を監視・制御する機能部である。特に、後述する図２で示される構成の判定部４３内のトラックカウンタ比較部４３３から比較結果を取得すると、サーボ制御部４４は、判定部４３内のトラックカウンタ４３１と区間カウンタ４３２に対してリセット信号を出力し、次の判定準備を行う制御処理を行う。また、上述したようにどの信号層へフォーカスサーボしたかの最終判定も行う。

図３は光学手段２０の内部機構の一実施の形態を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付してある。なお、図３にはフォーカスアクチュエータ２２とトラッキングアクチュエータ２３の図示は省略してある。図３に示すように、光学手段２０は球面収差を補正する機構として駆動回路２０９によって移動可能なコリメータレンズ２０２を備えている。駆動回路２０９は幾つかのコリメータレンズ位置を記憶可能な記憶装置２０８に接続されている。コリメータレンズ用の駆動回路２０９と記憶回路２０８はサーボ制御部４４によって制御される。

光学手段２０は、半導体レーザー２０１から出射された直線偏光である例えば青紫色レーザ光をコリメータレンズ２０２により平行光とした後、偏光ビームスプリッタ２０３、１／４波長板２０４を順次に透過し、円偏光とされて対物レンズ２１で光ディスク１０上に集光する。光ディスク１０からの反射光は対物レンズ２１を透過して１／４波長板２０４で円偏光から偏光面が半導体レーザー２０１の出射レーザ光に対して９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ２０３で反射され、更に円筒レンズ２０５、レンズ２０６を透過して、複数の受光部からなる光受光器２０７で受光されて電気信号に変換される。光受光器２０７の各受光部から出力された電気信号は、図１の信号演算部３１に供給されて公知の演算式に基づいて演算され、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が生成される。

次に、図２を参照して前述した判定部４３の具体的構成について説明する。図２は判定部４３の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図２において、判定部４３は、少なくともトラックカウンタ４３１と、区間カウンタ４３２と、トラックカウンタ比較部４３３と、区間カウンタ比較部４３４を備えている。

トラックカウンタ４３１は、ヒステリシスコンパレータ３６から一定幅を有する閾値を越えたヒステリシス信号を取得して、この信号の立上りエッジ（若しくは立下りエッジ）を検出することでトラック数の計数を行う。計数したトラック数はトラックカウンタ比較部４３３に出力する。

区間カウンタ４３２は、サンプリングクロック発生器６０からサンプリングクロックを取得し、このサンプリングクロックの立上りエッジ（若しくは立下りエッジ）を計数することで測定区間の測定を行う機能部である。計数した区間カウント数は区間カウンタ比較部４３４に出力する。区間カウンタ比較部４３４は、区間カウンタ４３２から取得した区間カウント数と、予め記憶されている基準区間カウント数を比較し、区間カウント数が基準区間カウンタ数に達すると、トラックカウンタ比較部４３３に対して比較開始信号を出力する。

トラックカウンタ比較部４３３は、区間カウンタ比較部４３４から比較開始信号を取得すると、トラックカウンタ４３１からトラックカウント数を取得して、予め記憶されている基準トラック数とトラックカウント数を比較する。比較の結果、所定の測定区間内においてトラックカウント数が基準トラック数と同等若しくはそれを越えている場合には、フォーカスサーボがトラックのある領域（即ち、球面収差で最適に設定された信号層）にかかったと判定してサーボ制御部４４に対し「トラック検出フラグ」を出力する。一方、トラックカウント数が基準トラック数未満である場合には、トラックのない領域（即ち、現在設定された球面収差に最適ではない信号層）にフォーカスサーボがかかったと判定してサーボ制御部４４に対して「トラック不検出フラグ」を出力する。

ここで本実施の形態において判定基準は、実測のトラック数が基準トラック数未満であるか否かを基準としているが、判定基準はこれに限らず、基準トラック数に対して実測のトラック数が１０分の１以下であるか否かを判定基準としてもよい。判定基準を特定することで、光ディスクの信号面とカバー面のどちらにフォーカスサーボがかかったかを更に高精度に検出することができる。

ここで判定基準を１０分の１とした理由を説明する。まず、光ディスク１０をスピンドルモータ１１に設置して回転させたときに、この設置が理想的な状態、即ち偏芯が発生しない状態で設置された場合は、光ディスク１０の一回転に付き検出されるトラック数は１本である。しかし、実際にはスピンドルモータ１１や光ディスク穴の設計・加工誤差から微小な偏芯が生じたりノイズが重畳する。そのため、光ディスク１０の一回転に付き、通常、数百本のトラックが検出されている。

これまで信号層とカバー層を区別するには、上記トラックが検出されたら、すなわちそれは信号層にフォーカスサーボがかかったものとして判定していた。しかし、現実には上記数百本のトラックやノイズが重畳した信号が検出されるため、カバー層にフォーカスサーボがかかっているにも拘わらず、ノイズが重畳した信号をトラックであると誤判断する場合があった。従って、ノイズとトラックを判別する必要性が求められていた。

ここで、本願発明者は、スピンドルモータ１１に光ディスク１０を設置したときに、光ディスク１０の一回転に付き発生するノイズは、どのように設置しても数十本程度であることを複数回に亘る実験結果から見出した。一方、トラック数は上述したように光ディスク１０の一回転に付き、数百本レベルで検出されるが、カバー層にフォーカスサーボがかかりそこからノイズを検出した場合の信号数は上記トラック数とは明らかに異なり、その本数は数十本程度である。

そこで、以上の点に鑑み、通常の検出時に計数されるトラック数を基準値（即ち、数百本を基準値）と設定し、この基準値の１０分の１未満のときはノイズであると判定することでノイズとトラックの区別することができる。従って、本実施の形態では判定部４３にこの判別基準を設定することにより高精度な判別を実現することが可能になる。

次に、図１に戻り駆動手段５０の説明を続ける。駆動手段５０は、フォーカスアクチュエータ用Ｄ／Ａ変換器（以下、フォーカスアクチュエータＤ／Ａ）５１と、トラッキングアクチュエータ用Ｄ／Ａ変換器（以下、トラッキングアクチュエータＤ／Ａ）５２と、フォーカスアクチュエータドライバ５３と、トラッキングアクチュエータドライバ５４とを少なくとも備えている。

ここでフォーカスアクチュエータＤ／Ａ５１は、フォーカス制御部４１からデジタル信号であるフォーカス制御信号を取得してデジタル信号からアナログ信号に変換する。また、トラッキングアクチュエータＤ／Ａ５２は、トラッキング制御部４２からデジタル信号であるトラッキング制御信号を取得して、デジタル信号からアナログ信号に変換する。

フォーカスアクチュエータドライバ５３は、フォーカスアクチュエータＤ／Ａ５１からのアナログ信号であるフォーカス制御信号に基づいて、光学手段２０に内蔵されるフォーカスアクチュエータ２２に駆動信号を供給し、トラッキングアクチュエータドライバ５４は、トラッキングアクチュエータＤ／Ａ５２からのアナログ信号であるトラッキング制御信号に基づいて光学手段２０に内蔵されるトラッキングアクチュエータ２３に駆動信号を供給し、それぞれフォーカスアクチュエータ２２及びトラッキングアクチュエータ２３を駆動して対物レンズ２１を互いに独立して所定の方向に移動させる。

次に、上記構成を有する光ディスク装置のフォーカスサーボ及びトラッキングサーボ動作について説明する。まず、スピンドルモータ１１に光ディスク１０を設置する。続いて、光ディスク装置の外部から光ディスクの再生命令が入力されると、スピンドルモータ１１が駆動開始し光ディスク１０が回転開始すると共に、図示しない移動機構により光学手段２０が光ディスク１０の読込開始地点に移動する。読込開始地点が確定すると光学手段２０から再生用レーザ光が出力される。この再生用レーザ光は対物レンズ２１を介して光ディスク１０の読込開始地点に集光し、この位置に形成されているピットで反射する。この反射戻り光は再び対物レンズ２１を介して光学手段２０に取り込まれ、光学手段２０に内蔵される偏光ビームスプリッタ（図３の２０３）で再生用レーザ光と分離されて信号演算部３１に出力される。

分離された反射戻り光は、光学手段２０内の複数の受光部を有する光検出器（図３の２０７）の各受光部でそれぞれ光電変換された後、各受光部から電気信号として出力されて信号演算部３１に供給され、ここで公知の演算式に従ってフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号として演算算出される。これらフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とは、それぞれゲイン・オフセット補正用ＦＥＰ３２に出力される。フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号は、ゲイン・オフセット補正用ＦＥＰ３２でデジタル信号に変換される際に、後段に接続されるフォーカスＡ／Ｄ３３とトラッキングＡ／Ｄ３４それぞれに適した振幅とオフセットになるように信号補正される。この振幅処理及びオフセット処理された信号は、それぞれフォーカスＡ／Ｄ３３とトラッキングＡ／Ｄ３４に出力される。ここでトラッキングエラー信号は、更にＢＰＦ３５にも分割出力される。

フォーカス制御部４１は、フォーカスＡ／Ｄ３３でデジタル信号に変換されたフォーカスエラー信号が供給され、サーボ制御部４４の指示信号が入力されるまで、その信号状態を保持し続け、サーボ制御部４４から出力指示を受けるとフォーカスアクチュエータＤ／Ａ５１に対してフォーカス制御信号として出力する。このフォーカス制御信号はフォーカスアクチュエータドライバ５３を介してフォーカスアクチュエータ２２に伝達され、対物レンズ２１をフォーカス方向に所定量だけ遠近移動させる。

トラッキングエラー信号も同様に、トラッキングＡ／Ｄ３４でデジタル信号に変換された後、トラッキング制御部４２に出力され、トラッキング制御部４２はサーボ制御部４４の出力指令が入力されるまで、その信号状態を保持し続け、サーボ制御部４４から出力指示を受けるとトラッキングアクチュエータＤ／Ａ５２に対してトラッキング制御信号として出力する。このトラッキング制御信号はトラッキングアクチュエータドライバ５４を介してトラッキングアクチュエータ２３に伝達され、対物レンズ２１の光軸をトラックの幅方向に所定量だけ移動させる。以上の動作により光ディスク１０の所定位置から情報が読み込まれ、この読み込みが完了すると、次の読込位置に光学手段２０を移動させることで順次読込動作を繰り返す。

次に、図４を参照して、上記光ディスク装置の動作において、カバー層を含めてどの層にフォーカスサーボしているのか判定するための具体的な方法について説明する。図４はこの判定方法を示すフローチャートである。この判定方法は、上記光ディスク装置の基本動作に加えて行う作業であり、図２に示した判定部４３のブロック図の動作を組み合わせることで信号層の検出を向上させるものである。また、本実施の形態の光ディスク装置は製品出荷前に、製造工場において基準厚をもった多層光ディスクを用いて、各信号層毎にフォーカスエラー信号の振幅が最大になる最適なコリメータレンズ（図３の２０２に相当）の位置を調べて、記憶装置２０８に予め保存してあるものとする。

まず、フォーカスサーボする信号層をＮとし、コリメータレンズ位置をフォーカスサーボする信号層Ｎに最適な位置に移動させる（図４のステップＳ１０〜Ｓ１１）。これにより、光ディスク１０の信号層Ｎでの基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差が対物レンズ２１で発生し、総合的な球面収差が０となる。

続いて、フォーカス制御部４１は対物レンズ２１の位置をフォーカス方向上に移動してフォーカスサーチを行い、フォーカスエラー信号の検出を待つ（図４のステップＳ１２〜Ｓ１３）。これにより、フォーカスエラー信号を検出すると、フォーカスエラー出現数カウンタを＋１インクリメントし（図４のステップＳ１４）、そのカウンタ値、すなわちフォーカスエラー出現数Ｍが目的の信号層の積層順を示すＮと一致するかの判定を行う（図４のステップＳ１５）。

フォーカスエラー出現数Ｍが目的の信号層の積層順を示すＮと一致すれば、目的の信号層であると判定してフォーカスサーボし（図４のステップＳ１６）、違っていれば次のフォーカスエラーの検出を待ち、その後ステップＳ１４、Ｓ１５の処理動作を再び繰り返す。

続いて、フォーカスサーボしたら、どの層（カバー層及び信号層）にフォーカスサーボしているかの判定を判定部４３にて行う。すなわち、判定部４３ではコリメータレンズの各位置でのトラッキングエラーの有無を確かめる（図４のステップＳ１８）。前述したように、判定部４３は、図１のヒステリシスコンパレータ３６からのトラック数が予め記憶しておいた基準トラック数以上であることを検出したときは、サーボ制御部４４に「トラック検出フラグ」を出力するが、このときトラッキングエラー有りと検出し、現在のコリメータレンズ位置Ｎに最適な信号層にフォーカスサーボしていると判断する（図４のステップＳ１９）。

一方、判定部４３は、上記トラック数が上記基準トラック数未満である時には、トラッキングエラーが検出されないと判断し、現在のコリメータレンズの位置設定が、対物レンズ２１に最も近い最下層（Ｎ＝１）の信号層であるかどうか判定し（図４のステップＳ２０）、最下層の信号層でなければコリメータレンズの位置を信号層Ｎ−１の設定にし、更に変数Ｎを１だけデクリメントして、再びステップＳ１８に戻り、コリメータレンズ位置を信号層Ｎ−１で最適な位置に移動させる（図４のステップＳ２１、Ｓ２２）。他方、ステップＳ２０で最下層の信号層であると判定した時には、全てのコリメータレンズの位置でトラッキングエラーが検出されなかったと判定し、すなわちカバー層へのフォーカスサーボ状態と判定する（図４のステップＳ２３）。

ここで、図５、図６を用いてトラッキングの有無により、現在のフォーカスサーボしている層が判別できるのかについて理由を説明する。図５に示す断面構造の光ディスク７０は、透明な樹脂材からなる円盤状の基板７１上に反射面７４を介して３つの信号面が積層された信号層７２が形成され、その信号層７２上にカバー層７３を少なくとも備える多層光ディスクである。信号層７２のうち、対物レンズに最も近い一番下の信号面７２ａをＮ＝１とし、信号面７２ａに隣接した信号面７２ｂをＮ＝２とし、更に対物レンズに最も遠い一番上の信号面７２ｃをＮ＝３と定義する。

図３に示した光学手段２０内のコリメータレンズ２０２のレーザ光の光路上の位置を光軸方向に移動して信号面７２ａ（Ｎ＝１）に最適な位置、すなわち信号面７２ａでの基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差が対物レンズ２１で発生する位置に合せると、他の信号面７２ｂ、７２ｃ（Ｎ＝２、３）のトラッキングエラー信号の振幅はほぼ０となる。図６に示す８１は信号層Ｎ＝１に最適な位置Ｐ０にコリメータレンズ位置を設定した時の信号層Ｎ＝１のトラッキングエラー信号の振幅を示し、このとき、他の信号層（Ｎ＝２、３）のトラッキングエラー信号の振幅はほぼ０となる。

同様に、コリメータレンズ位置を信号面７２ｂ（Ｎ＝２）に最適な位置（図６のＰ１）に合せると、信号面７２ｂ（Ｎ＝２）のトラッキングエラー信号の振幅のみが図６にて８２で示すように最大となり、他の信号面７２ａ、７２ｃ（Ｎ＝１，３）のトラッキングエラー信号の振幅はほぼ０となり、コリメータレンズ位置を信号面７２ｃ（Ｎ＝３）に最適な位置（図６のＰ２）に合せると、信号面７２ｃ（Ｎ＝３）のトラッキングエラー信号の振幅のみが図６にて８３で示すように最大となり、他の信号面７２ａ、７２ｂ（Ｎ＝１，２）のトラッキングエラー信号の振幅はほぼ０となる。よって、コリメータレンズ位置を切り替えながらトラッキングエラー信号の振幅の有無を調べることで、現在のフォーカスサーボしている信号層（信号面）を特定することが可能となる。

また、最初のコリメータレンズ位置においてトラッキングエラー信号が検出されなかった場合、コリメータレンズ位置を目的の信号層Ｎより下（対物レンズに近い側）の設定にのみ変更して、再度トラッキングエラー信号の有無をチェックする理由は以下の通りである。これは光ディスクの面ぶれや外乱等による影響が発生した場合、フォーカスエラー出現数は多めに誤カウントすることがあっても、少なめに誤カウントすることは無いからである。

つまり、フォーカスサーボは目的の信号層Ｎか、失敗した場合でも必ずその下の信号層（対物レンズに近い側）にかかる。よって、信号層Ｎより上の層（対物レンズに対して遠い側）のコリメータレンズ位置の設定は判定から除外して、ステップＳ２１ではコリメータレンズ位置は信号層Ｎ−１に最適な位置のみに設定しているのである。

次に、図７を参照して、上記光ディスク装置の動作において、トラッキングエラーの有無を判定するための具体的な判定方法について説明する。図７は、この判定方法を示すフローチャートである。この判定方法は、上記光ディスク装置の基本動作に加えて行う作業であり、図２にブロック図を示した判定部４３の動作を組み合わせることで信号層の検出を向上させるものである。そこで、上述した光ディスク装置の基本動作の説明は省略して判定部４３の動作に特化して説明する。

図１に示すように、スピンドルモータ１１に光ディスク１０が設置され、光ディスク装置の外部から再生又は記録指令が入力されると、サーボ制御部４４は図２に示す判定部４３内のトラックカウンタ４３１と区間カウンタ４３２にリセット信号を出力して各カウンタ値を初期化する（図７のステップＳ３１）。

区間カウンタ４３２は、サンプリングクロック発生器６０からのクロック信号の取得を開始し、１クロック取得する毎にエッジを検出して、エッジが検出されると予め設定されている変数ｔに”１”を加算する。区間カウンタ４３２には変数ｔの加算式として予めｔ＝ｔ＋１を設定記憶している（図７のステップＳ３２）。なお、この段階で変数ｔには「１」が保持されている。

一方、トラックカウンタ４３１は、ヒステリシスコンパレータ３６の出力を常に監視しており、ヒステリシスコンパレータ３６の出力変化を検出すると（すなわち、信号補正されたトラッキングエラー信号が出力されたことを検出すると）、この信号のエッジを検出してトラックカウンタ４３１の変数ｋに”１”を加算する。トラックカウンタ４３１には変数ｋの加算式として予めｋ＝ｋ＋１が設定されている。この段階で変数ｋには「１」が保持されている（図７のステップＳ３３〜Ｓ３４）。なお、図７のステップＳ３３においてヒステリシスコンパレータ３６の出力に変化が見られない場合には図７のステップＳ３５に進む。

次に、区間カウンタ比較部４３４は、区間カウンタ４３２から現在の区間カウント数ｔを取得して予め設定されている基準区間カウンタ数Ｔと比較し、ｔ≧Ｔであるかどうか判定する（図７のステップＳ３５）。比較の結果、区間カウント数ｔが基準区間カウント数Ｔに達していないときは、図７のステップＳ３２に戻り、基準区間カウンタ数Ｔに達するまで繰返しヒステリシスコンパレータ３６の出力を監視してトラックカウントを行う。

図７のステップＳ３５において、区間カウンタｔが基準区間カウンタＴに達していることを検出したときは、区間カウンタ比較部４３４は、トラックカウンタ比較部４３３に対して比較開始信号を出力する。ここでトラックカウンタ比較部４３３は、トラックカウンタ４３１から現在のトラックカウンタｋの値を取得し、この値と基準トラックカウント数Ｋを比較し、ｋがＫ以上であるかどうか判定する（図７のステップＳ３６）。

比較の結果、トラックカウント数ｋが基準トラックカウント数Ｋ以上であるときは、トラックカウンタ比較部４３３は、サーボ制御部４４に対してトラッキングエラー検出を示す「トラック検出フラグ」を出力する（図７のステップＳ３７）。一方、トラックカウント数ｋが基準トラックカウント数Ｋに達していないときは、トラックカウンタ比較部４３３は、サーボ制御部４４に対してトラッキングエラー未検出を示す「トラック不検出フラグ」を出力する（図７のステップＳ３８）。

なお、上記した判定方法の図７のステップＳ３６において、比較基準を基準トラックカウント数Ｋ以上としたが、比較基準はこれに限らず、基準トラックカウント数Ｋに対してトラックカウンタ数ｋを１０分の１と設定してもよい。このように設定すれば、トラックカウンタ数ｋが基準トラックカウント数Ｋの１０分の１未満であるときは、実測したトラックカウント数ｋが基準トラックカウント数Ｋ（約数百本）に比べて極端に少ないことからノイズを検出したと判定して、「トラック不検出フラグ」を出力する。一方、トラックカウンタ数ｋが基準トラックカウント数Ｋの１０分の１以上のときはトラックを検出したと判定して「トラック検出フラグ」を出力する
このように、本実施の形態の構成及び判別方法によれば、光ディスク１０の偏芯量が一定以上存在する場合において、光学手段２０で検出されるトラック数は数百本程度でありノイズは数十本程度であることから、予め測定しておいた基準トラックカウント数Ｋに対してトラックカウント数ｋが１０分の１未満であることを検出したときは、光ディスク１０のノイズを検出したと判定し、それ以上の場合はトラッキングエラー検出と判定することでノイズを検出した場合でも、ノイズとトラックの判断を行うことができるので、従来よりもトラックの検出精度を向上させることができる。

なお、光ディスク１０としてＢＤ−ＲＥ規格やＢＤ−Ｒ規格のＢｌｕ−ｒａｙディスクを用いて読出しを行う場合には、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクの偏芯が通常３０μｍ程度から多くても１００μｍ程度であり、更にＢｌｕ−ｒａｙディスクの１トラック幅は０.３２μｍであることから、偏芯が３０μｍの場合に検出されるトラック数は１８７本（＝３０μｍ×２÷０.３２）、偏芯が１００μｍの場合のトラック数は６２５本（＝１００μｍ×２÷０.３２）と算出することができる。そこで、このトラック数をトラックカウンタ比較部４３３の基準トラックカウントＫに設定しておき、このトラック数未満若しくはこのトラック数の１０分の１未満であることを検出したときは、トラッキングエラー未検出と判定する。

これにより、目的の信号層にフォーカスサーボしていない状態でノイズを検出した場合にノイズとトラックの判断を行うことができるので、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクのトラック検出精度を向上させることができる。

また、この判定はトラック数の検出と比較判定の判定制御機能を設けることで実現可能なことから、ハードウェアの追加が不要であり、ソフトウェア処理で判定処理を行うことができるので安価に実現することも可能である。

このように、本実施の形態によれば、多層光ディスク１０の信号層とカバー層のどの層にフォーカスサーボがかかったかを高精度に判別することができるため、誤った信号層にフォーカスサーボがかかっても検出後直ぐにリトライ操作を行うことができ、これにより光ディスク１０からの情報の読出し効率を向上させることができる。

次に、図８、図９を参照して、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。図８は本発明になる光ディスク装置の第２の実施の形態に係る判定方法を説明するためのフローチャートである。この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態が光ディスク１０の偏芯量が一定以上ある場合を想定していたのに対し、光ディスク１０の偏芯がない場合若しくは偏芯量が少ない場合を想定しており、このような場合でも信号層又はカバー層のどちらにフォーカスサーボがかかったかを検出することができる方法を提供するものである。

本実施の形態を説明するにあたり、図８に示したフローチャートのステップＳ４１〜ステップＳ４７は、図７で説明したステップＳ３１〜ステップＳ３７に相当するので、これらステップの詳細な説明は省略する。そこで図８のステップＳ４８から説明する。ステップＳ４８は、前段のステップＳ４１〜Ｓ４６において所定の測定区間内のトラック数が計数され、その計数値が基準トラックカウント数Ｋ未満であることを検出したときに、光ディスク１０の現在の球面収差に最適でない信号層にフォーカスサーボがかかったと判定してサーボ制御部４４がトラッキング制御部４２に対してトラッキングアクチュエータ２３を駆動させる信号を出力させるステップである。

ここで、本実施の形態で対象にしている光ディスク１０は、偏芯がない若しくは偏芯量が少ない場合の光ディスクであることから、図８のステップＳ４６でトラックカウンタｋが基準トラックカウント数Ｋ未満と判定され、トラッキングエラー未検出と判断される場合も、それは偏芯が少ないがために照射したレーザースポット範囲内にピットが入らない（すなわち、トラッキングサーボをかけない状態においてもレーザースポット範囲内をトラックが１本も跨がない。）場合もあり得る。

そこで、本実施の形態では、一度トラッキングエラー未検出と判断されるような場合であっても、再確認のために、図８のステップＳ４８でトラッキング制御部４２に対して駆動指令信号が出力されたことをきっかけに、トラッキングアクチュエータＤ／Ａ５２に対してトラッキング制御信号を出力し、更にトラッキングアクチュエータドライバ５４を介してトラッキングアクチュエータ２３を駆動し、光ディスク１０上のレーザースポットがトラックを横断する方向（トラック幅方向）に微小揺動するように対物レンズ２１を揺動させる。

ここで、図９を参照してトラッキングアクチュエータ２３に印加する駆動電圧について説明する。図９の曲線IIIは光ディスクの一回転期間での通常のトラッキングサーボ動作時のトラッキングアクチュエータ駆動電圧の変化を表したものである。一方、直線IVは、本実施の形態による上記のトラックの有無検出のためにレーザースポットをトラッキングエラーに関係なく強制的に移動させるためのトラッキングアクチュエータ駆動電圧の変化を示す。

すなわち、本実施の形態では、ステップＳ４８では、図９に直線IVで示すように、光ディスク１０の偏芯と十分異なる軌跡となるように、一定の割合で線形的に増加する駆動電圧をトラッキングアクチュエータ２３に印加して対物レンズ２１を強制的に揺動し、光ディスク１０上のレーザースポットを、トラック上を追従走査させるのではなく、トラックを横断する方向（トラック幅方向）に一定速度で一方向に強制的に移動させる。

これにより、再生当初（フォーカスサーボのみをかけた状態）にレーザースポット範囲内を通過するトラックが零本の場合でも、通常のトラック検出を行いながらレーザースポットを移動させることにより更に詳細にトラックの有無を検出することができる。すなわち、このトラッキングアクチュエータ２３の駆動制御により、レーザースポットは光ディスク１０上のトラックを横断するので、これと同時に、図８のステップＳ４９〜Ｓ５６の処理を行うことでトラックの有無を検出することができる。

ここで、図８のステップＳ４９〜Ｓ５５は図８のステップＳ４１〜Ｓ４７と同じ動作であり、ステップＳ５４での比較の結果、トラックカウント数ｋが基準トラックカウント数Ｋに達していないと判定された時に、初めてサーボ制御部４４に対してトラッキングエラー未検出を示す「トラック不検出フラグ」を出力する（図８のステップＳ５６）。

このように、本実施の形態によれば、光ディスク１０の偏芯がないか若しくは少ない場合において、トラックが検出されない場合には、再度トラッキングアクチュエータ２３を微小駆動させながらトラック検出を行うことで、確実にトラック（トラッキングエラー）の有無を検出することができる。

従って、本実施の形態の判定方法によれば、光ディスク１０の偏芯量に関わらずトラッキングエラーを検出できる。また偏芯量を一定以上有する大部分の光ディスク１０に関してはトラッキングアクチュエータ２３を微小駆動させることなく１回目の判定でカバー層へのフォーカスサーボ状態を検出することが可能であり、一部の偏芯量が少ない光ディスクに関しては２回目の判定でトラッキングエラーの有無を検出することが可能になる。すなわち、本判定方法で両方の偏芯状態の光ディスクのいずれにも対応することができる。

次に、図１０を参照して、本発明に係る第３の実施の形態を説明する。図１０は本発明になる光ディスク装置の第３の実施の形態に係る判定方法を説明するためのフローチャートである。本実施の形態の光ディスク装置の構成は図１と同様である。この判定方法は、上記第２の実施の形態が、光ディスク１０の偏芯がない場合若しくは偏芯量が少ない場合を想定していたのに対し、光ディスク１０の偏芯があるか否かに関わらず様々な状況に対応可能な判定方法であり、どのような状況においても信号層又はカバー層のどちらにフォーカスサーボがかかったかを検出することができる方法である。

本実施の形態では、まず、光ディスク１０をスピンドルモータ１１に設置して回転を開始し、光学手段２０を光ディスク１０の読出開始地点に移動させてから、トラッキングアクチュエータ２３に対して図９に直線IVで示した特性のトラッキングアクチュエータ駆動電圧を印加して駆動開始する（図１０のステップＳ６１）。ここで、図９に直線IVで示した特性のトラッキングアクチュエータ駆動電圧が印加されたトラッキングアクチュエータ２３により、対物レンズ２１の光軸方向が制御されて、光ディスク１０上のレーザースポットが光ディスク１０に形成されたトラックの横断方向に微小移動される。

このとき、例えば測定区間を光ディスク１回転とした場合に、その測定区間内でトラッキングアクチュエータ２３の駆動電圧を図９に直線IVで示すように一定の割合で線形に増加させると、光ディスク１０上のレーザースポットが光ディスク１０に形成されたトラックの横断方向に一定速度で一方向に強制的に移動する。

この状態で、図２示すサーボ制御部４４は判定部４３内のトラックカウンタ４３１と区間カウンタ４３２にリセット信号を出力して各カウンタ値を初期化し（図１０のステップＳ６２）、区間カウンタ４３２が、サンプリングクロック発生器６０からのクロック信号の取得を開始し、１クロック取得する毎にエッジを検出して、エッジが検出されると予め設定されている変数ｔに”１”を加算する（図１０のステップＳ６３）。一方、図２のトラックカウンタ４３１は、ヒステリシスコンパレータ３６の出力を常に監視しており、ヒステリシスコンパレータ３６の出力変化を検出すると（すなわち、信号補正されたトラッキングエラー信号が出力されたことを検出すると）、この信号のエッジを検出してトラックカウンタ４３１の変数ｋに”１”を加算する（図１０のステップＳ６４、Ｓ６５）。なお、図１０のステップＳ６４においてヒステリシスコンパレータ３６の出力に変化が見られない場合には図１０のステップＳ６６に進む。

次に、区間カウンタ比較部４３４は、区間カウンタ４３２から現在の区間カウント数ｔを取得して予め設定されている基準区間カウンタ数Ｔと比較し、ｔ≧Ｔであるかどうか判定する（図１０のステップＳ６６）。比較の結果、区間カウント数ｔが基準区間カウント数Ｔに達していないときは、図１０のステップＳ６３に戻り、基準区間カウンタ数Ｔに達するまで繰返しヒステリシスコンパレータ３６の出力を監視してトラックカウントを行う。

図１０のステップＳ６６において、区間カウンタｔが基準区間カウンタＴに達していることを検出したときは、区間カウンタ比較部４３４は、トラックカウンタ比較部４３３に対して比較開始信号を出力する。ここでトラックカウンタ比較部４３３は、トラックカウンタ４３１から現在のトラックカウンタｋの値を取得し、この値と基準トラックカウント数Ｋを比較し、ｋがＫ以上であるかどうか判定する（図１０のステップＳ６７）。

比較の結果、トラックカウント数ｋが基準トラックカウント数Ｋ以上であるときは、サーボ制御部４４に対してトラッキングエラー検出を示す「トラック検出フラグ」を出力する（図１０のステップＳ６８）。一方、トラックカウント数ｋが基準トラックカウント数Ｋに達していないときは、サーボ制御部４４に対してトラッキングエラー未検出を示す「トラック不検出フラグ」を出力する（図１０のステップＳ６９）。

このように、本実施の形態では、光ディスク１０に偏芯があるか否かに関わらず、光ディスク回転開始と同時に、レーザースポットを通常のトラッキングサーボ動作時のようにトラックを追従走査するのではなく、強制的にトラック幅方向に横断させながら、図７のステップＳ３１〜Ｓ３８と同様のステップＳ６２〜Ｓ６９の処理を行うようにしたため、光ディスク１０に偏芯があるか否かに関わらず、トラッキングエラーの有無を検出することができる。

このような判定方法によれば、トラッキングアクチュエータ２３を必ず駆動させる必要があるため、フォーカスサーボの判定後に行われる自動調整などに影響を与える可能性があるが、第２の実施の形態に係る判定方法と比較して１回目の判定だけで光ディスク１０の偏芯量に関わらず確実にトラッキングエラーの有無の判定が可能となる。一方、第２の実施の形態に係る判定方法は、１回目の判定で信号層にフォーカスサーボがかかったことを検出できればトラッキングアクチュエータ２３を駆動させる必要がないため、素早く次の処理に移ることが可能である。

なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、図４、図７、図８、図１０のフローチャートをコンピュータによりソフトウェア的に実行させるコンピュータプログラムも包含するものである。

本発明の光ディスク装置の一実施の形態のブロック図である。 図１の本発明装置の要部を判定部の一実施の形態のブロック図と共に示す図である。 図１の本発明装置中の光学手段の一実施の形態の構成図である。 本発明装置の一実施の形態の動作説明用フローチャートである。 本発明に適用し得る多層光ディスクの一例の断面図である。 コリメータレンズ位置による各信号層のトラッキングエラー信号振幅の変化を示す図である。 本発明装置中の判定部の第１の実施の形態の動作説明用フローチャートである。 本発明装置中の判定部の第２の実施の形態の動作説明用フローチャートである。 本発明装置におけるトラッキングアクチュエータ駆動電圧と通常のトラッキングサーボ動作時のトラッキングアクチュエータ駆動電圧との関係を示すグラフである。 本発明装置中の判定部の第３の実施の形態の動作説明用フローチャートである。 フォーカスサーボ制御に使用するフォーカスエラー信号のＳ字カーブ特性を示す特性図である。 従来の光ディスク装置の一例の構成図である。 多層光ディスクの一例の断面図と異なる信号面に対して記録／再生を行う時の対物レンズの位置を示す図である。

符号の説明

１０ 光ディスク
１１ スピンドルモータ
２０ 光学手段
２１ 対物レンズ
２２ フォーカスアクチュエータ
２３ トラッキングアクチュエータ
３０ 信号補正手段
３１ 信号演算部
３２ ゲイン・オフセット補正用ＦＥＰ
３５ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
３６ ヒステリシスコンパレータ
４０ 算出・制御手段
４１ フォーカス制御部
４２ トラッキング制御部
４３ 判定部
４４ サーボ制御部
５０ 駆動手段
５３ フォーカスアクチュエータドライバ
５４ トラッキングアクチュエータドライバ
６０ サンプリングクロック発生器
２０１ 半導体レーザー
２０２ コリメータレンズ
２０３ 偏光ビームスプリッタ
２０４ １／４波長板
２０５ 円筒レンズ
２０６ レンズ
２０７ 光受光器
２０８ 記憶装置
２０９ 駆動回路
７０ 光ディスク
７１ 透明ディスク基板
７２ 信号層
７２ａ〜７２ｃ 信号面
７３ カバー層
７３ａ カバー面
４３１ トラックカウンタ
４３２ 区間カウンタ
４３３ トラックカウンタ比較部
４３４ 区間カウンタ比較部

Claims (3)

1. 光ビームを出射する光源と、前記光源からの前記光ビームを平行光化するコリメータレンズと、前記コリメータレンズを透過した光ビームを信号層が複数積層された多層の光ディスク上の任意の信号層上のトラックに集光し、該トラックから反射された反射光を透過する対物レンズと、前記対物レンズを透過した前記反射光を少なくとも検出する光検出手段と、前記光検出手段で検出された光信号から前記光ビームの照射位置と前記任意の信号層との位置ずれを算出するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段と、前記フォーカスエラー信号により前記光ビームが前記任意の信号層上で合焦点位置となるように前記対物レンズを前記光ディスクの信号層に対して垂直方向に移動させるフォーカス駆動手段と、前記光検出手段で検出された光信号から前記光ビームの照射位置と前記任意の信号層上のトラックとの位置ずれを算出するトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、前記トラッキングエラー信号により前記光ビームが前記任意の信号層のトラックを追従走査するように前記対物レンズの光軸を前記トラックの幅方向に移動させるトラッキング駆動手段と、前記フォーカスエラー信号の振幅が最大になるように前記コリメータレンズの位置を光軸方向に移動することにより、前記光ディスクの任意の信号層の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺するコリメータレンズ駆動手段とを少なくとも備えた光ディスク装置であって、
   前記光ディスクの複数の信号層の各々について、前記フォーカスエラー信号の振幅が最大になる前記コリメータレンズの最適な位置の情報が予め調べられてそれぞれ保存されている記憶手段と、
   前記光ディスクの複数の信号層のうち所望の一の信号層に対するフォーカスサーボ時において、前記一の信号層での球面収差を補正するための最適な前記コリメータレンズの位置の情報を前記記憶手段から読み出して前記コリメータレンズ駆動手段に供給して前記コリメータレンズ位置を移動制御するコリメータレンズ移動制御手段と、
   前記コリメータレンズ位置の移動制御後に前記フォーカス駆動手段を制御して、前記対物レンズの前記光ディスクの信号層に対して垂直方向への移動を開始し、前記フォーカスエラー信号の計数値が予め設定した基準数に達するまで該移動を継続し、前記フォーカスエラー信号の計数値が前記基準数に達した時点で前記フォーカスエラー信号によるフォーカスサーボ動作を開始する対物レンズのフォーカス方向移動制御手段と、
   前記フォーカス方向移動制御手段による前記フォーカスサーボ動作開始後に、基準区間内での前記トラッキングエラー信号の信号変化を計数して得た計数値と予め設定した基準トラック数とを比較する計数・比較手段と、
   フォーカスサーボ状態において、前記コリメータレンズ移動制御手段により前記複数の信号層のうち各信号層での球面収差を補正するための最適な前記コリメータレンズの位置の情報を前記記憶手段から順次読み出して前記コリメータレンズ駆動手段に供給して前記コリメータレンズ位置を移動制御させながら前記計数・比較手段による計数及び比較動作を行い、全てのコリメータレンズ移動位置において前記トラッキングエラー信号の信号変化の計数値が前記基準トラック数未満であるときは、前記光ディスクの複数の信号層のうち最も前記対物レンズ側にある信号層上に設けられたカバー層へのフォーカスサーボ状態と判定し、前記トラッキングエラー信号の信号変化の計数値が前記基準トラック数以上であるときはそのときのコリメータレンズ移動位置に対応した信号層にフォーカスサーボがかかったと判定する判定手段と
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記判定手段は、前記トラッキングエラー信号の信号変化の計数値が前記基準トラック数未満の判定結果が得られたときは、そのときの前記コリメータレンズ移動位置に対応した信号層よりも前記対物レンズに近い側に隣接している信号層から前記対物レンズに最も近い信号層方向に順番に各信号層での球面収差を補正するための最適な前記コリメータレンズの位置の情報を前記記憶手段から読み出して前記コリメータレンズ駆動手段に供給して前記コリメータレンズ位置を移動制御させながら前記計数・比較手段による計数及び比較動作を行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 前記判定手段により前記トラッキングエラー信号の信号変化の計数値が前記基準トラック数未満の判定結果が得られたときは、前記トラッキングエラー信号に替えて一定の割合で所定期間線形的に増加する駆動信号を前記トラッキング駆動手段に印加して前記対物レンズを強制的に一方向に揺動させつつ、前記計数・比較手段の動作を行わせる強制移動手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
   
   
   

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