JP2008171534A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新規の機構や部材を追加することなく、簡単な構成で記録再生マージンを確保する事が可能な情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】光ディスク２０１が１つの記録層を有する単層ディスクか、複数の記録層を有する多層ディスクかを検出し、その検出結果に応じて対物レンズの可動範囲を設定する。その際、多層ディスクの場合は単層ディスクの場合より対物レンズ可動範囲を狭く設定する。また、光ディスク２１０の記録又は再生する記録層毎に対物レンズの可動範囲を設定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に光学的に情報を記録又は再生する情報記録再生装置に関するものである。

従来、光ディスク等のディスク状媒体（以下、ディスクと記す）は、媒体の可搬自在性、取り扱い容易性、高速且つランダムなアクセス・レスポンスの優位性等から、情報蓄積メディアの主軸として発展してきた。近年、ディスクの高密度化や高転送レート化の進展に相まって、小径且つ大容量のディスクが高精細デジタルカメラやビデオカメラ等のモバイル映像機器に採用され、更なる市場拡大を遂げている。

特に、高品位映像ＨＤ（High Definition）に対応した製品群として、小型軽量のＨＤカメラやＨＤディスプレイが急速に台頭し、かつては業務機器でしか扱えなかったＨＤを、民生機器で「撮る」、或いは「観る」環境が拡充している。こうした背景のもと、ＨＤを長時間撮像して記録に残したいというニーズに応えるため、ディスクの大容量化が推し進められている。

ディスク大容量化を具現化する有力な技術として、一枚のディスクに複数の記録再生層を積層する「多層化」技術がある。例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）では二層ディスクが規格化されており、情報の記録再生を担う光ビーム入射側よりカバー層、第一層、第二層が形成されている。第二層目には反射膜が形成され、第一層目と第二層目の間には、中間層が形成されている。そして、第一層目と第二層目からの反射光量はほぼ同じになるように設計されている。

従来、ディスクへの情報記録または再生に際して光ディスク装置には光ビームの照射を担う光学ヘッド（以下、光ピックアップと記す）が搭載されている。光ピックアップは、レーザ光源、光束をディスク面に集光する対物レンズを始めとする光学レンズ群、対物レンズを駆動するアクチュエータ等によって構成されている。

光ディスク装置は、光ピックアップを駆動制御してディスクへの情報記録または再生を行う為に、ディスク面上の目標トラックに光ビームスポットを追従させるフォーカスサーボ、トラッキングサーボ機能を備えている。トラッキングサーボとは、ディスクからの反射光を光学センサで検知し、演算処理することによってトラックエラー信号を生成する。そして、当該エラー信号の極性やレベルに応じて対物レンズをディスク媒体の半径方向に位置制御する。

この際、対物レンズが光ピックアップの光軸中心近傍で可動するように光ピックアップ全体をディスク半径方向に移動させるスレッド機構を備えている。そしてアドレスシーク動作、トラックトレース動作、トラックジャンプ動作等ディスク内周から外周にかけて所望のトラックにアクセス制御することができる。

ところで、多層ディスクに対応した光ディスク装置には、種々の問題が顕在化している。特に、ディスクへの光入射面から各記録再生層までの層間に厚み誤差が生じることで波面収差が発生する。光ビームスポット品位は情報の記録再生に直接関与する。波面収差が増大すると記録または再生品質の低下、つまり記録再生マージンの低下を招く。

また、サーボアクセス層とは異なる他層からの反射光漏れ込み（以下、クロストークと記す）がノイズ成分となって、記録再生マージンの低下を招く問題も多層ディスクに固有の問題である。

こうした課題に対して、特開平１０−１０６０１２号公報（特許文献１）、特開平０８−２１２６１１号公報（特許文献２）、特開平１１−０１６２００号公報（特許文献３）等に開示された技術が知られている。

特開平１０−１０６０１２号公報には、光ピックアップを構成する光学素子を光軸方向に移動させる駆動手段によってディスク厚み誤差に起因する球面収差をうち消す技術が開示されている。特開平０８−２１２６１１号公報には、光ピックアップの光学経路中に液晶素子を配置し、球面収差に応じた電圧を液晶素子に印加することで光ビームに位相差を与え、収差を補正する技術が開示されている。

更に、特開平１１−０１６２００号公報には、光ピックアップに複数分岐する光学部材を設けて複数の戻り光を抽出することが開示されている。そして、同公報ではこれらを演算処理することによって他層からの反射光漏れ込みを低減し、記録再生マージンを確保するものである。
特開平１０−１０６０１２号公報 特開平０８−２１２６１１号公報 特開平１１−０１６２００号公報

図１４はディスク媒体の多層化に伴ってもっとも支配的な収差である球面収差が増える様子を定性的に示す図である。同図において、縦軸は球面収差発生量であり、横軸は媒体の層数を示す。周知のとおり、球面収差は媒体基板厚さ誤差に比例して大きくなるので、一層ディスク、二層ディスクと媒体を構成する記録層数に応じて球面収差発生量が増大し、光ビームスポットの品位が低下する。この球面収差は、光ピックアップの対物レンズ開口数（ＮＡ）の増大やレーザの短波長化によっても大きくなることが知られている。特に、媒体の多層化によって、光入射側から奥の層ほど、中間層の基板厚誤差の影響を受けやすく、諸マージンが厳しい傾向にある。

また、記録媒体の多層化、高ＮＡ化、短波長化に伴い、チルト（傾き）によるコマ収差発生の為、奥の層ほどチルトマージンが厳しくなる。このように多層媒体に対応する記録再生ドライブの望ましい形態においては、光入射側から奥の層になるほど、記録再生の諸マージンが厳しい傾向にある。

上記特許文献１〜３の技術は、こうした球面収差の増大に対して補正機構を設けることで記録再生マージンを確保しようとするものである。

具体的には、特許文献１のものはディスクへの情報記録或いは再生を担う光ピックアップに光学素子を可動する機構を搭載する、特許文献２のものは液晶素子を搭載する、特許文献３のものは反射光を複数分岐抽出する素子を追加するというものである。このように特許文献１〜３に記載された技術は増大する収差に対して専用の補正機構を設けることで対処するものである。

しかしながら、モバイル用途を担う光ディスク装置では、ユーザが片手で所持できるフィールド運用を想定しており、筐体小型化を図る上で光ピックアップの構成部品一つひとつに更なる小型化が推し進められている。加えて、できるだけ高品位な映像を長時間録画したいという市場ニーズより、大容量の多層ディスクへの対応が必須となり、光ディスク装置に求められる記録再生マージンの確保は切実である。

このような情勢のもと、上記従来技術は光ピックアップの大型化、重量増加、制御用信号線路数の増加等をもたらし、光ディスク装置の小型軽量化、更にはローコスト化には対応できなかった。

本発明の目的は、新規の機構や部材を追加することなく、簡単な構成で記録再生マージンを確保する事が可能な情報記録再生装置を提供することにある。

本発明は、情報記録媒体が１つの記録層を有する単層記録媒体か、複数の記録層を有する多層記録媒体かを検出し、その検出結果に応じて対物レンズの可動範囲を設定する。また、情報記録媒体が多層記録媒体と検出された場合には、情報記録媒体の記録層毎に対物レンズの可動範囲を設定する。

本発明によれば、簡単な構成で多層記録媒体における記録再生マージンを確保することができる。即ち、多層記録媒体には単層記録媒体よりも対物レンズの可動範囲を狭く設定することにより、実効的な光量低下や収差発生を抑えることができる。また、記録層毎に対物レンズの制御範囲を設定することにより、更に綿密な記録再生マージンの増大効果が得られる。更に、多層記録媒体の記録再生に当たり、各記録層の記録有無の状態に応じて対物レンズの可動範囲を設定することによって、多層記録媒体固有の使用状況に応じた記録再生マージンの拡大効果が得られる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
＜本実施形態の全体構成並びに一連の動作＞
図１は本発明の情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図中２０１は情報記録媒体であるところの光ディスク（以下ディスクと記す）である。本実施形態では、ディスク２０１は記録層が１層の単層記録媒体か、記録層が２層の２層記録媒体とし、どのディスクにも情報の記録又は再生が可能とする。なお、２層以上の記録層を有するディスクを多層記録媒体という。

２０２はディスク２０１に光束を照射して情報を記録或いは再生するための光ピックアップ（ＯＰＵ）、２０５はディスク２０１を回転駆動するスピンドルモータ（ＳＰＭ）、２０６はスピンドルモータ２０５を駆動するスピンドルドライバーである。２０９は光ピックアップ２０２内の図示しないＡＴ／ＡＦアクチュエータを駆動するＡＴ（Auto Tracking）／ＡＦ（Auto Focusing）ドライバーである。

２０３は光ピックアップ２０２をディスク２１０の半径方向に移動させるスレッド送り機構、２０４はスレッド送り機構２０３を駆動するスレッド（ＳＬＥＤ）ドライバーである。２１０はスピンドル制御、フォーカス制御、トラッキング制御、スレッド制御等のサーボ制御を担うサーボプロセッサである。

２０７は再生信号処理を行う再生信号処理部、２１１は記録データ処理を行う記録データ処理部、２０８はフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号或いはレンズ位置信号等のサーボに関する信号を生成するマトリクス演算部２０８である。２１２は装置全体の制御を行うシステムコントローラである。

図１の基本動作を説明する。システムコントローラ２１２は中央演算処理機能（ＣＰＵ）を備え、不図示の操作系から上位指定コマンド、或いは所定のプログラムを実行することによって光ディスク装置全体の動作を統括する。

ディスク２０１は、例えば、相変化方式のディスク記録媒体であり、記録層はＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ等の相変化材料で構成されている。そしてディスク２０１を回転させながら光ピックアップ２０２から光束強度を変調して照射すると、アモルファス状態と結晶状態が可逆的に変化する。記録層を結晶状態からアモルファス状態に変化させるには、光束をパルス上に照射し、一旦溶融した後急冷する。

逆に、アモルファス状態から結晶状態変化させるには、比較的弱い光束強度の光束を照射して結晶化温度以上でアニールする。このような相変化特性を利用して情報の１または０を媒質の状態変化で蓄積できる特性を有する。

光ピックアップ２０２は、光学カップリング群、レーザ光源（半導体レーザ）、そのレーザ光源を駆動するレーザドライバー、レーザ光源からの光束を光ディスクの記録層に集光するための対物レンズ等から構成されている。更に、対物レンズをフォーカス方向とトラッキング方向に駆動するアクチュエータ或いはディスクからの反射光を検出する受光素子等から構成されている。

光ピックアップ２０２は、ディスク２０１への光束（レーザ光）照射、光束（光ビームスポット）の位置制御、ディスクからの反射光の検出を行う。サーボプロセッサ２１０はサーボ制御全体を統括する。

サーボプロセッサ２１０は、スピンドルドライバー２０６を介してスピンドルモータ２０５の回転駆動制御を行う。スピンドルモータ２０５の回転制御は、所謂ＣＬＶ(Constant Linear Velocity；線速度一定)方式をとっている。ディスク２０１にはトラック溝にそってウォブルと呼ばれる蛇行側壁が形成されている。サーボプロセッサ２１０は当該ウォブルの周波数が目標値になるようディスク回転速度を制御する。

光ピックアップ２０２には、対物レンズをトラッキング方向とフォーカス方向に駆動するためのＡＴ／ＡＦアクチュエータが設けられている。ディスク２０１からの反射光を検出演算して得られるトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号に基づいてＡＴ／ＡＦドライバー２０９が制御される。そして、ＡＴ／ＡＦアクチュエータの駆動によって対物レンズがトラッキング方向とフォーカス方向に制御される。

こうして回転するディスク２０１の目標トラック上に光ビームスポットの合焦を保持するフォーカス制御或いは情報トラックに対して光ビームスポットを溝方向に追従制御させるトラッキング制御を行う。また、スレッドドライバー２０４によりスレッド送り機構２０３を駆動して、光ピックアップ２０２と対物レンズの相対位置制御を行う。対物レンズの位置制御は、アクチュエータによる微調整と、スレッド送り機構による粗調整で制御される。

図２はアクチュエータによるレンズ位置制御（微調）の概略を示す図である。図２において、７０１はディスク面、７０２、７０３はそれぞれ対物レンズ位置、７０４は光束である。対物レンズ位置７０２では対物レンズ中心と光軸が合致してディスク面７０１へのトラッキング追従を行っている。

また、アクチュエータによって対物レンズを７０３（レンズ位置信号ΔＬＰだけ）の位置にシフトさせて光ビームスポットを目標トラックにトレースさせながら記録または再生を行う。即ち、対物レンズがアクチュエータの可動範囲にある間はスレッド送り機構２０３は停止したまま、アクチュエータ制御のみで対物レンズをディスク半径方向にシフトさせてトラッキング追従を行う。

この時、レンズ位置信号ＬＰにより対物レンズ位置がアクチュエータの可動範囲端に位置したことが検知されると、サーボプロセッサ２１０はスレッド送り機構２０３を稼動して、光ピックアップ２０２全体をディスク半径方向に移送する（粗調）。このようにアクチュエータによる微調と、スレッド送り機構２０３による粗調を組み合わせて、対物レンズをディスクの所定トラックに追従制御する。レンズ位置信号ＬＰは後述するように光ピックアップ２０２内のセンサ出力から得られる。

次に、光ピックアップ２０２から得られるセンサ信号は、再生信号処理部２０７に送られる。再生信号処理部２０７はゲイン制御（Auto Gain Control）、フィルタリング（Pre Filter）、ディジタル化（Analog/Digital Converter）を行う。更に、ディジタル化された再生信号から再生信号処理部２０７のＰＬＬ（Phase Locked Loop）によって再生信号のエッジに同期したクロック生成を行う。また、イコライザによる波形等化、ＰＲＭＬ（Partial-Response Maximum-Likelihood）によるデータ検出、復調処理、ＥＣＣ（エラー訂正：Error Correction Code）等を行う。

続いて、情報記録媒体のディスクへのデータ記録動作について説明する。ディスク２０１への記録信号は、記録データ処理部２１１において所定の変調処理やディスク記録フォーマットに準じたデータ変換を行う。不図示のレーザドライバーは、光ピックアップ２０２に内蔵されており、周知のライトストラテジ処理を担い、記録データパターンに応じてレーザの点灯周期を制御する。

＜センサ出力からレンズ位置信号ＬＰを生成＞
次に、図３を用いてレンズ位置信号（ＬＰ）の生成方法を説明する。図３は３ビームによるＤＰＰ法のトラック上の光スポット配置、センサ構成、マトリクス部を示す。図３のセンサ部は光ピツクアップ２０２内の受光素子に対応し、マトリクス部は図１のマトリクス演算部２０８に対応する。

図３に示すようにメインビームMainはトラック中心に位置制御されている。サブビームSUB1、SUB2はメインビームMainに対して１／２トラック半径方向にずらして位置制御されている。センサ部は３ビームに対応しており、メインビームMainには４分割センサ（Ａ〜Ｄ）、サブビームSUB1、SUB2には２分割センサ（Ｅ〜Ｆ、Ｇ〜Ｈ）が配置されている。

マトリクス部には、各センサ出力信号を演算処理する機能ブロックを示している。６０１〜６０４は演算器、６０５〜６０６は加算器、６０７は係数演算器である。メインビームMainの反射光は４分割センサＡ〜Ｄで受光される。

４分割センサのセンサ信号のうち、（Ａ＋Ｄ）と（Ｂ＋Ｃ）が演算器６０２に入力され（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）が演算出力される。また、サブビームSUB1の反射光は、２分割センサＥ、Ｆで受光される。この２分割センサのセンサ信号は演算器６０１に入力され、（Ｅ−Ｆ）信号が出力される。

一方、サブビームSUB2の反射光は２分割センサＧ、Ｈで受光される。この２分割センサの出力信号は演算器６０３に入力され、（Ｇ−Ｈ）信号が出力される。更に、（Ｅ−Ｆ）信号と（Ｇ−Ｈ）信号は加算器６０５に入力され、（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）信号が出力される。続いて、係数演算器６０７で所定係数ｋ倍され、ｋ｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝が出力される。

一方、トラックエラー信号ＴＥは演算器６０４の演算によって得られる。

ＴＥ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）−ｋ｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝
メインビームのプッシュプル信号は、演算器６０２の出力信号（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）として得られるが、ディスク半径方向の対物レンズシフトに起因するオフセットが含まれている。そこで、サブビームのプッシュプル成分（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）を所定係数ｋ倍した後、差分演算し、当該オフセット成分をキャンセルしたトラックエラー信号ＴＥを生成する。

ここで、レンズ位置信号ＬＰは加算器６０６の演算によって得られる。

ＬＰ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）＋ｋ｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝
レンズ位置信号ＬＰはメインプッシュプル信号とサブプッシュプル信号の和によってディスク半径方向のレンズシフト成分として抽出される。レンズ位置信号ＬＰは後述するように対物レンズの制御範囲の設定に用いられる。

＜本実施形態のシステムコントローラ２１２の機能構成＞
図４はシステムコントローラ２１２のレンズ位置制御に係る機能ブロック図を示す。５０１はディスク判別部、５０２はレンズ位置制御モード設定部、５０３はスレッドサーボである。

ディスク判別部５０１の動作について図５を用いて説明する。図５（ａ）はフォーカスエラー信号、図５（ｂ）はディスク層検出パルスである。今、光ピックアップ２０２内のレーザ光源からレーザ光をディスク面に照射し、対物レンズをディスク面に向かって近づけたとする。

すると、レンズ位置８０１（ディスク表面）で合焦し、フォーカスエラー信号はＳ字状に変化する。また、対物レンズがディスク面に近づくと、レンズ位置８０２（一層目）で合焦し、再びフォーカスエラー信号はＳ字となる。

更に対物レンズがディスク面に近づくと、レンズ位置８０３（二層目）で合焦し、フォーカスエラー信号はＳ字となる。Ｓ字のゼロクロス信号から図５（ｂ）に示すディスク層検出パルスが生成される。従って、対物レンズの移動期間にディスク検出パルス数をカウントすることによってディスクの記録層を判別できる。即ち、ディスク層数Ｎ〔層〕＝ディスク層検出パルス−１である。また、ディスクが単層記録媒体であるか、多層記録媒体であるかも判別できる。

次に、レンズ位置制御モード設定部５０２、スレッドサーボ５０３の動作について図６を用いて説明する。図６はスレッドサーボ５０３の制御の説明図であり、図６（ａ）はモード１、図６（ｂ）はモード２の動作を示す。なお対物レンズの可動範囲の違いをモード１、２として区別している。

図６（ａ）の縦軸は光ピックアップ２０２に対する対物レンズの相対位置を表すレンズ位置信号ＬＰのレベルを示す。縦軸の下限はディスク内周方向の可動限界、上限がディスク外周側の可動限界である。横軸は時間を示す。

図６（ａ）のモード１においてレンズ位置信号ＬＰは閾値Ｔｈ１からＴｈ２の間に変化し、対物レンズはこの間に位置制御される。図６（ａ）のＡ〜Ｂ間はアクチュエータによる対物レンズのトレース動作で、対物レンズがディスク内周から外周に向かってトラック上をトレースしている様子を示す。

Ｂ点において、レンズ位置信号ＬＰが閾値Ｔｈ１に達すると、光ピックアップ２０２を送り制御しているスレッドサーボが動作し、Ｂ〜Ｃ間でレンズ位置をＴｈ２までシフトする。Ｃ点で送り制御は停止し、再びアクチュエータによる対物レンズの制御により、光ビームスポットのトレース制御がなされる。以降、Ｃ〜Ｄ間；トレース動作、Ｄ〜Ｅ間；送り制御と続く。

次に、図６（ｂ）に示すモード２の動作を説明する。レンズ位置信号ＬＰは閾値Ｔｈ３からＴｈ４の間を変化し、対物レンズはこの間に位置制御される。ａ〜ｂ間はアクチュエータによる対物レンズのトレース動作で、対物レンズがディスク内周から外周に向かってトラック上をトレースしている様子を示す。

ｂ点において、レンズ位置信号ＬＰが閾値Ｔｈ３（Ｔｈ３＜Ｔｈ１）に達すると、光ピックアップ２０２を送り制御しているスレッドサーボが動作し、ｂ〜ｃ間でレンズ位置をＴｈ４（Ｔｈ４＜Ｔｈ２）までシフトする。ｃ点で送り制御は停止し、再びアクチュエータによる対物レンズ制御により光ビームスポットのトレース制御がなされる。

以降、ｃ〜ｄ間；トレース動作、ｄ〜ｅ間；送り制御と続く。各モードの違いは、対物レンズの制御範囲（可動範囲）であり、モード１＞モード２の関係である。

図７は対物レンズをシフトさせた場合の光量（図７（ａ））とトータル波面周差（図７（ｂ））のグラフを示す。図７（ａ）において横軸は対物レンズ位置〔μｍ〕、縦軸は対物レンズ出射光量を示す。対物レンズ位置が０の時、即ち、対物レンズ中心と光軸が一致している時の光量を１とすると、対物レンズ位置を＋３００〔μｍ〕ずらした時、光量は０．８となり、約２０％の光量低下が認められる。なお、対物レンズはアクチュエータによって位置制御されるが、光ピックアップとの相対位置ズレ量として、およそ±３００〔μｍ〕を見込んでいる。

一方、図７（ｂ）において横軸は対物レンズ位置〔μｍ〕、縦軸はディスク面の光スポット品位であるトータル波面収差〔ｍλｒｍｓ〕を示す。対物レンズ位置が０の時、即ち、対物レンズ中心と光軸が一致している時の収差を３０〔ｍλｒｍｓ〕とすると、対物レンズ位置を＋３００〔μｍ〕ずらした時、収差は５０〔ｍλｒｍｓ〕となる。

＜本実施形態の動作フローの説明＞
次に、本実施形態の動作についてフローチャートを用いて説明を加える。図８は本実施形態の動作フローを示す。

ステップ１０１：ディスク判別
ディスク挿入時或いは電源ＯＮ時にディスク判別を行う。ディスク２０１が単層記録媒体であればステップ１０２に移行し、２層（多層記録媒体）であればステップ１０３に移行する。ディスク判別は図５で説明した方法を用い、図５（ｂ）のディスク層検出パルスのカウント値が２個であれば単層ディスク（単層記録媒体）、３個であれば２層ディスク（多層記録媒体）と判別する。以下、この検出結果に応じて対物レンズの制御範囲（可動範囲）を設定する。

ステップ１０２：レンズ位置制御モード１設定
システムコントローラ２１２はレンズ位置制御をモード１に設定する。即ち、ディスクの検出結果が単層記録媒体であった場合には、モード１の制御範囲に設定する。

ステップ１０３：レンズ位置制御モード２に設定
システムコントローラ２１２はレンズ位置制御範囲をモード２に設定する。即ち、ディスクの検出結果が多層記録媒体であった場合には、モード２の制御範囲に設定する。

図９はレンズ位置制御のモード１／モード２の一例を示す。モード１では対物レンズの制御範囲を±３００〔μｍ〕に設定し、モード２ではモード１の半分である±１５０〔μｍ〕の狭い制御範囲に設定する。対物レンズの制御範囲とは、対物レンズ中心位置に対する可動範囲を言う。

対物レンズの可動範囲を設定する場合には、予めレンズ位置信号ＬＰと対物レンズの移動距離との関係を調べておき、メモリに格納しておく。サーボプロセッサ２１０は記録又は再生時にそれに基づいて、例えば、図６に示すように対物レンズがＴｈ１に対応するレンズ位置信号レベルに到達したら可動限界とする。

以上のように本実施形態では、レンズシフトによる記録再生マージンの低下に対して、多層記録媒体射の場合には単層記録媒体の場合よりも対物レンズの可動範囲を狭く設定する。そうすることで、実効的な光量低下や収差発生を抑えられ、記録或いは再生のマージン増大効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、光ピックアップに対する対物レンズの相対位置を、センサ出力から得られたレンズ位置信号ＬＰを用いて制御したが、対物レンズの物理的位置を検出するセンサを用いて制御しても良い。以下の実施形態でも同様である。

また、ディスクの層数を単層と二層に分けて制御モードを変更したが、ディスクの層数が３層以上であっても、層数に応じて複数のモードを設定できることは本発明の主旨より明らかである。

（第２の実施形態）
次に、本発明の情報記録再生装置の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の機能構成は図１と同様であるが、第２の実施形態ではディスクが多層記録媒体の場合に記録層毎に対物レンズの可動範囲を設定する点が異なる。

＜第２の実施形態の動作フローの説明＞
図１０は第２の実施形態の動作フローを示す。

ステップ９０１：ディスク判別
ディスク挿入時或いは電源ＯＮ時にディスク判別を行う。ディスクの検出結果に応じて単層記録媒体であればステップ９０２に移行し、多層記録媒体であればステップ９０３に移行する。ディスク判別方法は第１の実施形態と同様である。

ステップ９０２：レンズ位置制御モード１設定
システムコントローラ２１２はレンズ位置制御をモード１に設定する。即ち、ディスクの検出結果が単層記録媒体の場合にはモード１に設定する。モード１は図８で説明した単層ディスク用レンズ位置制御モード１と同様である。

ステップ９０３：サーボアクセス層検出
システムコントローラ２１２はディスクの検出結果が多層記録媒体の場合にはディスクのサーボアクセスする層（記録又は再生する記録層）を検知する。これは、図５で説明したようにディスク層検出パルスのカウント値に基づいて検出する。ディスク層検出パルスのカウント値が２個であれは１層目（光入射側から１層目）の記録層、３個であれば２層目の記録層と判別する。

ステップ９０４：対物レンズ制御範囲テーブル設定
システムコントローラ２１２はサーボアクセス層に応じて予め用意したテーブルに基づいて対物レンズの可動範囲を記録層毎に設定する。図１１はレンズ位置制御テーブルの一例を示す。

図１１ではディスクの１層目（光入射側から１層目）、２層目毎に対物レンズの可動範囲を設定し、１層目はモード３、２層目はモード４とする。モード４の場合には対物レンズの可動範囲を±１５０〔μｍ〕に設定し、モード３の場合には±２００〔μｍ〕の広い可動範囲に設定する。本実施形態においても対物レンズの可動範囲の設定は、図８の説明と同様に行う。

以上のように本実施形態では、ディスクの記録層毎に対物レンズの可動範囲の設定を行う。即ち、２層ディスクの場合には光入射側からみて手前側の記録層Ｌ０（１層目）の方が、奥側の記録層Ｌ１（２層目）より信号品位のマージンが広い。

本実施形態では、一層目と二層目で対物レンズの可動範囲を異ならせることで、実効的な光量低下や収差発生が抑えられ、二層目の記録再生マージン確保に寄与することが可能となる。

なお、本実施形態では、ディスクの層数を一層目と二層目に分けて制御モードを変更したが、ディスクの記録層数が３層以上であっても記録層に応じて複数のモードを設定できることは本発明の主旨より明らかである。即ち、多層記録媒体の光入射側からみて奥の記録層ほど対物レンズの可動範囲を狭く設定することで、記録再生マージン確保に寄与することが可能となる。

また、多層ディスクの膜材料組成の観点によると、光入射側の記録膜は、特に透過率を高める材料（例えばＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系）を使う制約がある。また奥側の記録膜には急冷効果のある金属反射膜を設けることが可能で、記録パワーで溶融後再結晶化しやすくさせ、記録品位を高めることができる。即ち、膜材料、膜構造によっては光入射側ほど、記録再生マージンが低いものもあり得る。

こうした媒体の特質差で、一層目と二層目以降のマージンが逆転することがあり得る。本実施形態によれば、記録層毎のマージンに応じて最適な制御レンジを設定できるので、こうした媒体差にも対応できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の情報記録再生装置の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の機能構成は図１と同様であるが、第３の実施形態では第２の実施形態に比べて更に記録層が記録済みか未記録かを判別する。そして、その判別結果に応じて記録層毎に対物レンズの可動範囲を設定する点が異なる。

＜第３の実施形態の動作フローの説明＞
図１２は本実施形態の動作フローを示すものである。

ステップ１００１：ディスク判別
ディスク挿入時或いは電源ＯＮ時にディスク判別を行う。この検出結果に基づきディスクが単層記録媒体であればステップ１００２に移行し、ディスクが多層記録媒体であればステップ１００３に移行する。ディスク判別方法は図８、図１０と同様である。

ステップ１００２：レンズ可動範囲モード１設定
システムコントローラ２１２は対物レンズ可動範囲をモード１に設定し、以降の対物レンズ位置制御をモード１に従って行う。モード１は上述のように図９のレンズ位置制御モードである。

ステップ１００３：各記録層の記録、未記録状態を判別
システムコントローラ２１２は多層記録媒体の各層における記録状態を検知する。即ち、ディスクの各記録層が記録済みか未記録状態かを検知する。記録層が記録済みか未記録かは、例えば、ディスクの管理情報から分かる。ディスクの記録層に少しでもデータが記録されていれば記録済みとする。

ステップ１００４：サーボアクセス層検出
システムコントローラ２１２はサーボアクセスする層を検知する。これは図１０と同様である。

ステップ１００５：レンズ位置制御テーブル設定
システムコントローラ２１２はサーボアクセス層に応じて予め用意したテーブルに基づいて対物レンズの可動範囲を設定する。対物レンズの可動範囲の設定は図８や図１０の場合と同様に行う。テーブルには、サーボアクセスする層に隣接する記録層の条件（記録済み・未記録条件）によってサーボアクセス層の対物レンズの可動範囲が個別に設定されている。

図１３は対物レンズ位置制御テーブルの一例を示す。図１３に示すようにサーボアクセス層並びに隣接する記録層の記録状態に応じて対物レンズの可動範囲が個別に設定されている。例えば、ディスクの一層目（光入射側から１層目）の記録層に関して、隣接する二層目の記録層が記録済みであれば±１５０〔μｍ〕を設定し、二層目が未記録状態であれば±２００〔μｍ〕を設定する。

また、二層目の記録層に関して、隣接する一層目の記録層が記録済みであれば±１００〔μｍ〕を設定し、一層目が未記録状態であれば±１５０〔μｍ〕を設定する。このように隣接する記録層の記録状態に応じて対物レンズの可動範囲を設定することによってディスクの記録状態に応じたマージン確保を図ることができる。

なお、本実施形態では、ディスクの層数を一層目と二層目に分けて制御モードを変更したが、ディスクの層数が３以上であっても層毎に応じて複数のモードを設定できることは本発明の主旨より明らかである。

本発明に係る情報記録再生装置のブロック図である。 レンズシフトを説明する図である。 センサ部及びマトリクス演算部の機能ブロック図である。 システムコントローラの機能構成図である。 ディスク判別動作を説明する図である。 本発明の対物レンズ制御範囲を説明する図である。 レンズシフトの影響を具体的に説明する図である。 本発明の第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に用いる対物レンズ制御範囲設定テーブルを示す図である。 本発明の第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に用いる対物レンズ制御範囲設定テーブルを示す図である。 本発明の第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に用いる対物レンズ制御範囲設定テーブルを示す図である。 多層ディスクの記録層数と球面収差との関係を示す図である。

符号の説明

２０１ 光ディスク
２０２ 光ピックアップ
２０３ スレッド送り機構
２０４ スレッドドライバー
２０５ スピンドルモータ
２０６ スピンドルモータドライバー
２０７ 再生信号処理部
２０８ マトリクス演算部
２０９ ＡＴ／ＡＦドライバー
２１０ サーボプロセッサ
２１１ 記録データ処理部
２１２ システムコントローラ

Claims (4)

1. レーザ光源と、前記レーザ光源からの光束を記録媒体に集光させる対物レンズと、前記対物レンズをトラッキング方向に駆動するアクチュエータとを含む光ピックアップを有する情報記録再生装置において、前記記録媒体が１つの記録層を有する単層記録媒体か、複数の記録層を有する多層記録媒体かを検出する手段と、前記検出手段の検出結果に応じて前記対物レンズの可動範囲を設定する手段とを備えたことを特徴とする情報記録再生装置。
2. 前記検出手段により前記記録媒体が多層記録媒体と検出された場合には、前記記録媒体の記録層毎に前記対物レンズの可動範囲を設定することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
3. 前記記録媒体の各記録層が記録済みか未記録かを検出し、前記記録媒体の記録層毎に前記対物レンズの可動範囲を設定する場合、隣接する記録層の記録状態に応じて前記対物レンズの可動範囲を設定することを特徴とする請求項２に記載の情報記録再生装置。
4. 前記対物レンズの可動範囲は、前記記録媒体の前記光束の入射側からみて奥の記録層ほど狭く設定されることを特徴とする請求項２又は３に記載の情報記録再生装置。