JP2010118141A - 光ディスク装置、および、層間ジャンプ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の記録層を有するディスクの各記録層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプを、外乱や対物レンズの移動速度の変化に影響を吸収されず、短時間で安定に行なえるようにする。
【解決手段】 フォーカスエラー信号の信号レベルを監視する手段と、前記フォーカスエラー信号のノイズを除去する手段と、対物レンズの移動速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段から得られる移動速度から上記対物レンズを制御する電圧を生成する速度制御電圧生成手段とにより、層間ジャンプを行なう際にレンズの移動速度を検出してこの移動速度に応じた対物レンズの駆動信号を与え、層間ジャンプ終了間際のフォーカスエラー信号の挙動から層間ジャンプの終了位置を決定することにより、ある記録層の記録面の合焦点から強制的に移動して別の記録層の記録面の合焦点にフォーカス制御を安定に引き込ませる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスクより光学的に信号を再生または記録再生する光ディスク装置に係り、特に、ディスク表面から複数の記録層を持つディスクを再生または記録再生することができる光ディスク装置に関する。

現在、規格化されているデジタルビデオディスク（Digital Versatile Disc。以下、ＤＶＤという）には、片面単層と両面単層、片面２層、両面２層のディスクが存在する。これまでのディスク、例えば、コンパクトディスク（以下、ＣＤという）やレーザーディスク（登録商標）（以下、ＬＤという）などは記録層が片面に１層しかなかったが、ＤＶＤでは、記録容量を大きくするために、片面に記録層を２つ持つ２層ディスクが存在する。

これは、図２（ａ）に示すように、０．６ｍｍの２枚の円板の各々に記録層を作っておき、アルミの高反射率膜を付けた円板と半透明の金の反射膜を付けた円板とを貼り合わせた片側２層ディスクや、図２（ｂ）に示すように、０．６ｍｍの円板を２枚貼り合わせたものであって、各々の板の深さ方向に情報を多重した両面２層ディスクがある。

この２層ディスクの場合、夫々の記録層に情報が記録されており、図２（ｄ）に示すように、対物レンズの駆動信号を徐々に上げると（この場合駆動信号を上げると、対物レンズもディスクに近づく方向に移動するとする）、図２（ｃ）に示すフォーカスエラー信号において、下の記録層（以下、０層目という）のフォーカスが合っている点（以下、合焦点という）がある対物レンズの位置で出現し、さらに、対物レンズを上昇させると、上の記録層（以下、１層目という）の合焦点が０層目の対物レンズの位置よりさらに上の位置で出現する。要するに、２層ディスクの場合いは、対物レンズの位置を上下させることで記録層毎の合焦点を夫々合わせる。ＣＤやＬＤなどでは、片面の唯一の記録層に合焦点を合わせればよいが、上記のＤＶＤのように片側から情報が記録された面を２つ以上持つ多層のディスクの場合には、既に合焦点にいる記録層から他の記録層へ合焦点を移動させなければ、他の記録層に記録されている情報を読み出すことができない。

この層間の合焦点移動（これを、以下、層間ジャンプという）については、例えば、特許文献１や特許文献２等に記載されており、特許文献１に記載の方式は、図３に示すように、一例として０層目から１層目へ層間ジャンプの場合をみると、０層目から１層目へ移動する際には、フォーカスサーボループをオープンまたはホールド状態にし、対物レンズを駆動するアクチュエータに上昇電圧を印可して加速し、０層目と１層目との層間では、スレッシュレベルを設けて、このスレッシュレベル内の期間では、対物レンズへの電圧印加を停止させ、１層目のスレッシュレベルを超えた段階で今度は対物レンズに下降電圧を所定時間印可した後、１層目の合焦点付近でフォーカスサーボループを閉じて層間の移動を完了させている。この方法では、層間距離のばらつきやフォーカスエラー信号に加わるノイズ，対物レンズを駆動するアクチュエータの感度ばらつきなどに拘わらず、安定した層間ジャンプを実行できる。

また、特許文献２に記載の方式は、層間ジャンプ時に、減速パルス終了時点のフォーカスエラー信号を測定し、その値によって次回の層間ジャンプの減速パルスの出力タイミングを修正し、これを続けることによって最適な層間ジャンプ時の減速パルスを調整しつつ学習する。この方式では、回路的なオフセットやディスクの局部的な特性変化，層間距離，反射率のばらつき，ピックアップの特性ばらつきにより、フォーカスエラー信号のバランスや波形形状が歪んでいる場合で、かつ、アクチュエータにおいて発生させられる最大加速度が小さい場合でも、安定に層間ジャンプを行なうことができる。

特開平９−５０６３０号公報 特開平１１−３４５４２０号公報

しかしながら、上記の従来技術においては、既に合焦点にいる状態から他の層に層間ジャンプを行なう際に、ディスクが、完全に平面ではなく、反り及び湾曲を有する場合やターンテーブルの機械的精度の影響等により、装着したディスクのディスク面がスピンドルモータの回転軸に対して垂直になっていない場合に発生する面振れと呼ばれる現象やフォーカスエラー信号に加わるノイズ成分、さらに、層間ジャンプを実行中の外乱に関しては考慮されていないので、以下に述べる課題があった。

即ち、図４に示すように、サーボループが閉じた状態では、合焦点を維持する為に、面振れ成分に応じて対物レンズ駆動信号も電圧値が増減する。この状態で層間ジャンプを行なう為に一定の加速電圧値を印可するが、図４（ａ）のように、面振れ成分の谷に加速電圧を印可する場合と、図４（ｂ）のように、面振れ成分の山に加速電圧を印可する場合とでは、加速開始後の速度が異なる。これは、図４（ａ）の場合には、対物レンズ移動方向と層間ジャンプの移動方向とが反対であるので、印可した加速電圧による加速は小さくなる。逆に、図４（ｂ）の場合には、対物レンズ移動方向と層間ジャンプの移動方向が同じであるので、印可した加速電圧による加速は大きくなる。

つまり、層間ジャンプ開始時の対物レンズの移動方向によって加速電圧による加速が異なる。このため、他の記録層へ移動し減速を開始する際の対物レンズの移動速度も異なり、減速電圧による減速も異なってしまう。減速電圧は一定であるので、減速開始の速度によっては、減速超過で元の記録層に戻ってしまったり、または減速不足で移動した記録層の合焦点を行き過ぎてしまったりして層間ジャンプを安定に行なうことが困難となる課題があった。

上記特許文献２に記載の方式では、この問題を幾度かの層間ジャンプを行なうことにより、その場所での層間ジャンプに最適な加速電圧や減速電圧を学習して失敗のない層間ジャンプを行なうようにしているが、最適な層間ジャンプを学習するまでは、層間ジャンプは不安定であり、失敗する可能性が大きい。また、層間ジャンプを行なっている時に、外乱などにより、対物レンズの移動速度が変化してしまった場合においても、学習して最適化したデータでは、加速電圧や減速電圧は一定値であるので、外乱の影響を吸収できず、層間ジャンプを安定に行なうことが困難となる課題があった。

これに加えて、面振れやディスクの局所的な特性変化に対応するために多くの学習データをメモリする必要があるので、回路規模が大きくなる課題があった。

本発明の第１の目的は、かかる問題を解消し、面振れの影響や層間距離のばらつき，フォーカスエラー信号に加わるノイズ，対物レンズを駆動するアクチュエータの感度ばらつき，層間ジャンプ中の外乱などに拘わらず、多くのメモリを必要としない層間ジャンプが安定的に行なえる光ディスク装置を提供することにある。

また、これまで層間ジャンプを必要としていたのは、映画などの大容量の画像データやプログラムなどを予め記録してある再生専用のDVDディスク（DVD-ROM（DVD-Read Only Memory）やDVD-VIDEOなど）であった。記録用のDVDディスク（例えば、DVD-RAM（DVD-Ramdam Accsess Memory）やDVD-R（DVD-Recordable），DVD-RW（DVD-ReWritable）など）では、記録層は単一層であり、層間ジャンプは必要なかった。

ところで、近年、高精細なデジタル動画データを扱うデジタル放送が開始され、これらを一般家庭などで長時間記録保存するためには、大容量の記録メディアが必要となる。上述したDVDの記録メディアでは、記憶容量で不足しており、さらなる容量を得るために、記録ディスクでの多層化が必須となる。

しかしながら、記録面を多層化にすると、容量の増加が得られるが、ディスクというメディアにおける１つのメリットであるランダムアクセスの性質上、記録中にも層間の移動が必要となり、再生専用のDVDディスクで行なってきたような層間ジャンプを行なう必要が生じる。上記の従来技術においても、データを記録可能なディスクに関しての層間ジャンプに関しては考慮されておらず、記録時における層間ジャンプでは以下に述べる課題がある。

上記のような高精細なデジタル動画データを扱うデジタル放送の記録等に記録層を多層にした記録メディアを用いる場合には、放送と同時に記録を行なうリアルタイム記録が要求されるため、常に記録メディアへの記録を行なわなければならない。しかも、ディスクの場合には、次に記録される位置が離れている場合もあるので、瞬時に目標の位置まで移動しなければならない。そのため、層間ジャンプにおいて、目標とする記録層への移動を失敗すると、再度フォーカスをかけ直すところから始めなければならず、時間を費やしてしまい、常に記録するということが困難となり、その間のデータは欠落してしまうという課題がある。また、記録中は目標とする位置へ正確に移動しないと、既に記録してある部分を誤って消してしまうという課題もある。

本発明の第２の目的は、かかる問題を解消し、記録中に層間ジャンプを行なうときには、設定するスレッシュレベルをフォーカスエラー信号のレベルが超えることを監視して目標とする記録層を逸脱するのを検出して、この目標とする記録層を逸脱しないようにアクチュエータを制御し、さらに、レーザパワーを制御して記録できないパワーにすることにより、既に記録してある部分のデータの誤消去を防止するようにして、記録時にも、層間ジャンプが安定的に行なえるようにした光ディスク装置を提供することにある。

上記第１の目的を達成するために、本発明は、以下に示す手段により構成される。

複数の記録層を有するディスクの各記録層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、対物レンズから得られる反射光に基づいて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から対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、駆動電圧生成手段の出力に応じて対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段とを備え、層間ジャンプを行なう際に、対物レンズの移動速度を検出してその移動速度に応じたレンズ駆動信号を与え、層間ジャンプ終了間際のフォーカスエラー信号の挙動から層間ジャンプの終了位置を決定することにより、ある記録層の記録面の合焦点から強制的に移動して別の記録層の記録面の合焦点にフォーカス制御を安定に引き込むことができる構成とする。

また、複数の記録層を有するディスクの各記録層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレーザー光線を集光する為の対物レンズと、対物レンズから得られる反射光に基づいて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から対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、駆動電圧生成手段の出力に応じて対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段と、フォーカスエラー信号の信号レベルを監視する手段とを備え、層間ジャンプを行なう際に、レンズの移動速度を検出してこの移動速度に応じたレンズ駆動信号を与え、層間ジャンプ終了間際のフォーカスエラー信号の挙動から層間ジャンプの終了位置を決定することにより、ある記録層の記録面の合焦点から強制的に移動して、別の層の記録面の合焦点にフォーカス制御を安定に引き込むことができる構成とする。

さらに、複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレーザー光線を集光する為の対物レンズと、対物レンズから得られる反射光に基づいて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から対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、駆動電圧生成手段の出力に応じて対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段と、フォーカスエラー信号の信号レベルを監視する手段と、対物レンズの移動速度を検出する速度検出手段と、速度検出手段から得られる移動速度から対物レンズを制御する電圧を生成する速度制御電圧生成手段とを備え、層間ジャンプを行なう際に、レンズの移動速度を検出してこの移動速度に応じたレンズ駆動信号を与え、層間ジャンプ終了間際のフォーカスエラー信号の挙動から層間ジャンプの終了位置を決定することにより、ある記録層の記録面の合焦点から強制的に移動して別の層の記録面の合焦点にフォーカス制御を安定に引き込むことができる。

さらに、複数の記録層を有するディスクの各記録層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレーザー光線を集光する為の対物レンズと、対物レンズから得られる反射光に基づいて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から対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、駆動電圧生成手段の出力に応じて対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段と、フォーカスエラー信号のノイズを除去する手段と、フォーカスエラー信号のノイズを除去した信号の信号レベルを監視する手段と、対物レンズの移動速度を検出する速度検出手段と、速度検出手段から得られる移動速度から対物レンズを制御する電圧を生成する速度制御電圧生成手段とを備え、層間ジャンプを行なう際にレンズの移動速度を検出してこの移動速度に応じたレンズ駆動信号を与え、層間ジャンプ終了間際のフォーカスエラー信号の挙動から層間ジャンプの終了位置を決定することにより、ある記録層の記録面の合焦点から強制的に移動して、別の記録層の記録面の合焦点にフォーカス制御を安定に引き込むことができる構成とする。

上記第２の目的を達成するために、本発明は、以下に示す手段により構成される。

データの記録と再生が可能な複数の記録層を有するディスクの各記録層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、対物レンズから得られる反射光に基づいて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から対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、駆動電圧生成手段の出力に応じて対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段と、ディスク上のデータを記録及びび再生するためのレーザーの出力を制御する手段と、記録層の逸脱を検出する手段と、データを記録中に層間ジャンプを行なう必要が生じた場合には、データを記録するために高出力になっているレーザー光の出力を、一旦再生用の低出力に切り替えてから層間ジャンプを行なう制御手段とを備え、層間ジャンプを行なった場合には、移動先の層を逸脱するかどうかを検出し、対物レンズを移動させる手段を制御して記録層からの逸脱を防止することにより、データを記録中の層間ジャンプを安定に行なうことができる構成とする。

以上説明したように、本発明によれば、層間ジャンプを行なう際に、対物レンズの移動速度を検出して減速の速度を一定にするように、減速電圧を可変制御し、層間ジャンプが安定的に行なえ、さらに、層間ジャンプ中のフォーカスエラー信号を監視して、ジャンプしたい方向と逆方向に移動を始めたのを検出し、ジャンプを開始した層に戻らないようにして層間ジャンプを確実に行なえる効果を奏される。

また、本発明によれば、データを記録可能な記録層が複数あるようなディスクで記録中に層間ジャンプを行なう際に、レーザパワーを制御して記録できないパワーにするものであるから、既に記録がなされている部分の誤消去を防止するようにして、記録時の層間ジャンプを行なうことができるし、さらに、設定するスレッシュレベルをフォーカスエラー信号のレベルが超えることを監視することにより、層間ジャンプ終了時に目標とする記録層を逸脱するのを検出し、この記録層を逸脱しないようにアクチュエータを制御するものであるから、記録時にも、層間ジャンプが安定的に確実に行なえる効果を奏する。

本発明による光ディスク装置及び層間ジャンプ方法の一実施形態を示すブロック図である。 ２層ディスクの構成とそこでの層間ジャンプの概略を示す図である。 従来の光ディスク装置での層間ジャンプのための対物レンズの駆動信号の一例を示す図である。 従来の光ディスク装置での層間ジャンプのための電圧の面振れ成分に対する印加タイミングを示す図である。 図１におけるピックアップの一構成例とフォーカスエラー信号の信号処理回路の一具体例を示す図である。 ディスク変位に対するフォーカスエラー信号の変化を示す特性図である。 図１に示す実施形態での０層目から１層目への層間ジャンプ時の各部の動作の一具体例を示すタイミング図である。 図１に示す実施形態での０層目から１層目への層間ジャンプ時の各部の動作の他の具体例を示すタイミング図である。 図１に示す実施形態での１層目から０層目への層間ジャンプ時の各部の動作の一具体例を示すタイミング図である。 図１に示す実施形態での１層目から０層目への層間ジャンプ時の各部の動作の他の具体例を示すタイミング図である。 図１における値保持回路によるフォーカスエラー信号の最小値検出方法の一具体例を示す図である。 図１における値保持回路によるフォーカスエラー信号の最大値検出方法の一具体例を示す図である。 図１に示した実施形態でのマイコンでの層間ジャンプ制御アルゴリズムの１具体例を示すフローチャートである。 本発明による光ディスク装置及び層間ジャンプ方法の他の実施形態を示すブロック図である。 図１４に示す実施形態での０層目から１層目への層間ジャンプ時の各部の動作の一具体例を示すタイミング図である。 図１４に示す実施形態での０層目から１層目への層間ジャンプ時の各部の動作の他の具体例を示すタイミング図である。 図１４に示す実施形態での１層目から０層目への層間ジャンプ時の各部の動作の一具体例を示すタイミング図である。 図１４に示す実施形態での１層目から０層目への層間ジャンプ時の各部の動作の他の具体例を示すタイミング図である。 図１４に示した実施形態でのマイコンでの層間ジャンプ制御アルゴリズムの１具体例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面により説明する。図１は本発明による光ディスク装置及び層間ジャンプ方法の一実施形態を示すブロック図であって、１は片側に記録面が２層以上あるディスク、２ａはクランパ、２ｂはターンテーブル、３は対物レンズ、４はピックアップ、５はスレッドモータ、６はスピンドルモータ、７は信号処理回路、８はフォーカス制御回路、９はトラッキング制御回路、１０はスレッド制御回路、１１はスピンドル制御回路、１２は微分回路、１３はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）、１４は低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦという）、１５は前値保持回路、１６ａは上昇電圧値Ａ、１６ｂは上昇電圧値Ｂ、１７ａは下降電圧値Ａ、１７ｂは下降電圧値Ｂ、１８ａ，１８ｂは加算器、１９ａ〜１９ｃは切替スイッチ、１９ｄは開閉スイッチ、１９ｅは切替スイッチ、２０はゲイン係数、２１は乗算器、２２ａは信号レベル比較回路、２２ｂは信号レベル比較回路、２３ａはスレッシュレベルＡ、２３ｂはスレッシュレベルＢ、２３ｃはスレッシュレベルＣ、２４はオフセット値、２５は値保持回路である。

図７は対物レンズ変位，フォーカス誤差信号，フォーカスエラー微分信号，対物レンズ駆動信号，対物レンズ移動速度の概略波形及び切替スイッチ１９ａ〜１９ｄの動作を、横軸を時間軸として、示している。

図１において、ターンテーブル２ｂ上にセットされたディスク１はクランパ２ａで、ターンテーブル２ｂに固定される。スピンドルモータ６が回転することでディスクは回転する。

ディスク１の情報を読み出すために、マイコン１３はピックアップ４内の半導体レ−ザ−に発光制御信号を供給する。

図５はピックアップ４の半導体レーザー及び光学系の構成例と信号処理回路７のフォーカス誤差信号検出の構成例を示す図であって、１はディスク、３は対物レンズ、５１はハーフプリズム、５２は半導体レーザー、５３は集光レンズ、５４は光検出器、５５は誤差演算器である。

同図において、半導体レ−ザ−５２の発する光束はハーフプリズム５１を通過して、対物レンズ３で焦点を絞られて、ディスク１上にビームスポットを結ぶ。ディスク１からのレーザー反射光は、再び対物レンズ３を通って、ハ−フプリズム５１で反射され、集光レンズ５３を通過して光検出器５４にスポットを結ぶ。

ここで、光検出器５４におけるフォーカスエラー信号の検出の具体的構成例を示す。

光検出器５４は４つのエリアＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなり、対角線上でペアを組んで電気的に接続されている。ディスク１と対物レンズ３が焦点位置にあるときに、光検出器５４に入射するビームスポットが円になるように、光検出器５４の位置を置くと、対角線上の光検出器５４の加算出力を誤差増幅器５５で増幅した出力は零となる。ここで、対物レンズ３の焦点位置に対してディスク１が上下にずれた場合には、光検出器５４に入射するビームスポットが縦長または横長になる。これを利用すると、誤差増幅器５５からは焦点位置からのずれ量及びずれた方向に応じた図６に示すようなフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）が検出される（これが、いわゆる非点収差法である）。

図６において、横軸は対物レンズとディスクとの間の距離、縦軸はフォーカスエラー信号の信号レベルである。対物レンズの焦点がディスク記録面に合った地点で、フォ−カスエラー信号のＳ字曲線はゼロクロスする特徴を有する。なお、このＳ字曲線の極性は、誤差演算器５５への入力の違いによって、逆になる場合もあり得るが、そのようなシステムの場合には、信号レベルとディスク変位の考え方を逆にすればよいことは言うまでもない。

この誤差演算器５５で生成されたフォーカスエラー信号は、図１において、フォーカス制御回路８に供給され、このフォーカス制御回路８において、遅れ補償器や進み補償器等を用いて、フォーカスエラー信号のＳ字曲線におけるゼロクロス地点付近でフィードバック制御を行なうための、対物レンズ３を動かすアクチュエータ（図示せず）の駆動信号を生成して出力する。この出力信号は切替スイッチ１９ｂに供給される。この切替スイッチ１９ｂは、マイコン１３の指令により、定常時はＧ側に切替わっており、ピックアップ４にフォーカス制御信号を駆動信号として供給する。この駆動信号によって対物レンズ３は上下方向に制御され、フィードバックループのフォーカス制御を実現して常に合焦点にいる状態を保つ。

一方、信号処理回路７で生成されるトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）はトラッキング制御回路９に供給され、フィードバック制御で対物レンズ３をトラッキング方向に動かす駆動信号を生成する。この駆動信号はピックアップ４に供給される。このピックアップ４の内部に供給された駆動信号により、対物レンズ３はトラッキング方向に制御され、フィードバックループのトラッキング制御を実現し、常にディスク１の記録面におけるピット上にいる状態を保つ。また、このトラッキング制御回路９から出力された駆動信号はスレッド制御回路１０にも供給され、このスレッド制御回路１０において、対物レンズ３のトラッキング方向へのずれに応じてスレッドモータ５を制御する駆動信号を生成し、これをスレッドモータ５に供給し、スレッドモータ５を駆動してピックアップ４のスレッド（台車）を動かし、ピックアップ４自体を移動させる。

また、信号処理回路７では、ディスク１から読み取った回転周期情報をスピンドル制御回路１１に供給し、この回転周期情報に基づいてスピンドル制御回路１１がスピンドルモータ６を駆動する信号を生成し、スピンドルモータ６に供給する。

以上が、定常時において、合焦点上にあってフォーカス，トラッキング，スピンドル及びスレッドが制御された状態である。

ここで、ディスク１が上述したようにＤＶＤの片側２層ディスクである場合、現在合焦している記録面の層から別の記録面の層へ合焦点位置を切換えなければならない場合がある。例えば、０層目の記録面の合焦点上に対物レンズ３の位置が有り、これから１層目の記録面に合焦点を移したい場合、つまり下の記録層（０層目）から上の記録層（１層目）に合焦点をジャンプする場合について説明する。

まず、これまで定常状態で０層目の記録面の合焦点上にいる状態のフォーカス制御回路８から出力する対物レンズ３を駆動する駆動信号は開閉スイッチ１９ｄに供給されており、定常状態の場合には、これがＯＮしているので、そのまま前値保持回路１５に供給される。前値保持回路１５では、この駆動信号の値が変化するまでは常にこれまで保存していた値をそのまま保持し続け、この保持した値をＬＰＦ１４に供給する。このＬＰＦ１４は、対物レンズ３を駆動する信号の高域成分（ノイズ成分）は除去するが、ディスク１の反り等でディスク１の回転によって生じる面振れのような低域成分は除去しないような周波数帯域を持っており、主にノイズ成分を除去して加算器１８ａに供給する。定常時には、以上のＬＰＦ１４までの動作は常に行なわれている。

ここで、１層目の記録面の合焦点へ層間ジャンプする際、マイコン１３は層間を移動するのに必要な駆動電圧、即ち、加速電圧値としての一定の上昇電圧値Ａ１６ａと一定の上昇電圧値Ｂ１６ｂと、加速した後に合焦点に停止させる為に減速を行なうのに必要な減速電圧値としての一定の下降電圧値Ａ１７aと一定の下降電圧値Ｂ１７ｂの初期値を駆動電圧生成回路に設定し、また、スレッシュレベルＡ２３ａ，スレッシュレベルＢ２３ｂ，スレッシュレベルＣ２３ｃ，オフセット値２４及びゲイン係数２０の設定回路にその初期の値を設定する。この初期設定後、マイコン１３は切替スイッチ１９ｂをＨ側に、切替スイッチ１９ｃをＢ側に夫々切り替え、開閉スイッチ１９ｄをＯＦＦにする。これら切替スイッチ１９ｂ及び開閉スイッチ１９ｄの切替えにより、これまで対物レンズ３を制御していたフィードバックループはオープンループとなってフィードバック制御が切断される。

しかる後、マイコン１３は、切替スイッチ１９ａをＣ側に切換えるように指示を出す。これにより、上昇電圧値Ａ１６ａが加算器１８ａに供給される。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号とこの上昇電圧値Ａ１６ａとが加算器１８ａで加算されて切替スイッチ１９ｃに供給される。切替スイッチ１９ｃに供給された加算信号は、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切替っているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂはＨ側に切り替わっているため、加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を上昇させる。この上昇電圧値Ａ１６ａが印加されたことにより、対物レンズ３は上昇を始める。

図７において、Ａ点が以上の層間ジャンプの開始点であって、対物レンズ３の駆動信号として上昇電圧値Ａ１６ａの値（Ｖｕｐ１）がそのまま対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印可される。

また、図１において、信号処理回路７から出力したフォーカスエラー信号を微分回路１２に供給する。微分回路１２では、入力されるフォーカスエラー信号を微分する。この微分回路１２は、所定の帯域において時間微分となるようなハイパスフィルタ（ＨＰＦ）のようなものでもよい。

さらに、信号処理回路７から出力したフォーカスエラー信号を比較回路２２ａ、加算器１８ｂ及び値保持回路２５に供給する。

図７に０層目から１層目への層間ジャンプを行なった場合のフォーカスエラー信号とフォーカスエラー微分信号（以下、微分信号という）を示す。以下、Ａ点からＩ点までの区分毎に詳細に説明する。

Ａ点から層間ジャンプを開始して対物レンズ３が上昇を始めると、Ｂ点までにフォーカスエラー信号が中点付近から徐々に立ち上がる。このとき、微分信号は、Ａ点−Ｂ点間で中点付近から徐々に立ち上がり、最大値を経て徐々に値は減少していき、フォーカスエラー信号の最大値（Ｂ点）で中点（ゼロ）となる。さらに、対物レンズ３が上昇を続けると、Ｄ点で０層目から１層目への層間領域となるので、フォーカスエラー信号は最大値から徐々に減少して中点（ゼロ）となる。このとき、微分信号は、Ｂ点−Ｄ点間で中点（ゼロ）から減少し、最小値を経て徐々に増加して中点（ゼロ）となる。Ｄ点とＥ点との間は層間領域なので、フォーカスエラー信号と微分信号はともに中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が上昇すると、１層目の領域に入るので、Ｇ点までにフォーカスエラー信号が中点付近から徐々に立ち下がる。このとき、微分信号は、Ｅ点−Ｇ点間で中点付近から徐々に立ち下がり、最小値を経て徐々に値は増加していき、フォーカスエラー信号の最小点（Ｇ点）で中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が上昇を続けると、Ｉ点で１層目の合焦点となるので、フォーカスエラー信号は最小値から徐々に増加して中点（ゼロ）となる。このとき、微分信号は、Ｇ点−Ｉ点間で中点（ゼロ）から増加し、最大値を経て徐々に減少し、中点（ゼロ）となる。１層目の合焦点であるＩ点では、フォーカスエラー信号と微分信号とがともに中点（ゼロ）となる。

このように、微分信号を用いると、微分信号が中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を検出することにより、簡単にかつ確実にＢ点の対物レンズ３の位置を検出することができる。フォーカスエラー信号の信号レベルを監視することでも、Ｂ点を検出することが出来るが、フォーカスエラー信号の振幅レベルはディスクなどによっても異なり一様ではないので、確実に検出することは難しい。

そこで、微分回路１２から出力される上記の微分信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３は、供給される微分信号が中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を監視することにより、対物レンズ３がＢ点を通過したことを検出する。

ここで、マイコン１３は、最初にＢ点の通過を検出すると、切替スイッチ１９ｅをＫ側に切り替えるように指示を出し、スレッショルドレベルＡ２３ａの値を比較回路２２ａに供給する。この比較回路２２ａでは、信号処理回路７から供給したフォーカスエラー信号とスレッショルドレベルＡ２３ａの値とを比較し、その比較結果をマイコン１３に供給する。さらに対物レンズ３が上昇を続けると、Ｃ点でスレッショルドレベルＡ２３ａをフォーカスエラー信号のレベルが下回るので、比較回路２２ａから比較検出信号をマイコン１３に供給する。この比較検出信号により、マイコン１３は切替スイッチ１９ａをＤ側に切り替える。これにより、上昇電圧値Ｂ１６ｂが加算器１８ａに供給される。

ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号と上昇電圧値Ｂ１６ｂとが加算器１８ａで加算され、切替スイッチ１９ｃに供給される。切替スイッチ１９ｃに供給された加算信号は、このとき、この切替スイッチ１９ｃがＢ側に切り替わっているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、この加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を上昇させる。上昇電圧値Ｂ１６ｂを印加したことにより、対物レンズ３は上昇を続ける。

そこで、図７において、Ｃ点が上昇電圧値の切り替わり点で上昇電圧値Ｂ１６ｂの値（Ｖｕｐ２）がそのまま対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印可される。このときの上昇電圧Ｂ１６ｂは、上昇電圧Ａ１６ａよりも小さな値を設定する。これにより、上昇電圧Ａ１６ａを印加したときよりも、対物レンズ３の上昇速度が遅くなる。Ｃ点を通過した後、マイコン１３は切替スイッチ１９ｅをＬ側にするように指示を出し、切替スイッチ１９ｅはスレッシュレベルＢ２３ｂの値を出力し、信号レベル比較回路２２ａに供給する。この信号レベル比較回路２２ａにおいては、信号処理回路７から供給されたフォーカスエラー信号とスレッシュレベルＢ２３ｂとをレベル比較し、スレッシュレベルＢ２３ｂを下回ると（図７におけるＦ点）、マイコン１３に信号を出力する。マイコン１３は、Ｆ点の通過を検出すると、上昇を続けていた対物レンズ３を減速させるための電圧値を印可するために、切替スイッチ１９ｃをＡ側にするように指示を出す。

このとき、信号処理回路７から出力されたフォーカスエラー信号は微分回路１２に供給され、この微分回路１２で微分されたフォーカスエラー信号は乗算回路２１に供給されており、乗算回路２１に供給された微分回路１２からの出力（微分信号）にゲイン係数２０を乗算した結果を切替スイッチ１９ｃに供給する。このとき、上記のように、切替スイッチ１９ｃはＡ側に切り替わっているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。微分信号にゲイン係数を乗算した信号は、切替スイッチ１９ｂを経由して対物レンズ３に減速電圧として供給される。

ここで、Ｆ点からＧ点までのフォーカスエラー信号は対物レンズの変位を表わしている（単調減少している）。一般に、変位を時間微分すると速度を表わすので、このフォーカスエラー信号を微分した信号は対物レンズの速度を表わしている。例えば、それまで印可した上昇電圧が大きく、減速電圧に切り替わる時の対物レンズの上昇速度が速い場合には、Ｆ点からＧ点までのフォーカスエラー信号は急峻に立ち下がる。この信号を微分すると、値が大きくなり、つまり減速電圧値が大きくなり、対物レンズが上昇する速度を抑制する力も大きくなる。また、逆に、印可した上昇電圧が小さく、減速電圧に切り替わるときの対物レンズの上昇速度が遅い場合には、Ｆ点からＧ点までのフォーカスエラー信号はゆるやかに立ち下がる。この信号を微分すると、値は小さくなり、つまり減速電圧値が小さくなり、対物レンズが上昇する速度を抑制する力は小さくなる。

以上のように、Ｆ点からＧ点までのフォーカスエラー信号を微分した信号を用いると、それまでの対物レンズの上昇速度に応じた減速電圧値を得ることができ、対物レンズの上昇速度を抑制できる。ゲイン係数２０は前記フォーカスエラー信号を微分して得られる減速電圧の振幅レベルを調整するために用いる。

減速電圧を印可された後も、対物レンズは上昇を続ける。マイコン１３は、Ｆ点を通過後、フォーカスエラー信号を監視してその最小値を検出する。

ここで、最小値を検出する方法を述べる。

信号処理回路７から出力したフォーカスエラー信号を加算器１８ｂ及び値保持回路２５に供給する。加算器１８ｂでは、オフセット値２４と信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号を加算して比較回路２２ｂに供給する。このオフセット値は、フォーカスエラー信号にノイズ等の影響を受けた場合、最小値を誤検出するのを防止するのに用いる。比較回路２２ｂでは、マイコン１３からの指示で加算器１８ｂからのオフセット値を加算した出力と値保持回路２５の出力とを比較し、加算器１８ｂからの出力値の方が小さい場合、比較結果信号を値保持回路２５に供給する。値保持回路２５では、この比較結果信号により、これまで保持していた値から入力されているフォーカスエラー信号の値に更新する。

図１１は最小値検出の様子を模式的に表わす図である。

図１１において、フォーカスエラー信号は実線で、このフォーカスエラー信号にオフセット値を加算した信号を点線で夫々示している。例えば、オフセット値を加算しない場合、つまりオフセット値がゼロの場合には、フォーカスエラー信号の実線とオフセット加算の点線とは重なる。この場合には、まずは、点１の値を値保持回路２５で保持して最小値とする。次に、この最小値と点２とを比較する。点２の方が値が小さいので、点２を最小値とする。次に、この最小値と点３とを比較する。点３の方が値が大きく、最小値は更新されないので、点２が最小値となる。

ここで、フォーカスエラー信号にオフセット信号を加算する場合について説明する。

最小値を検出する場合には、オフセット値の値は負の値とすると、元の信号（この場合には、フォーカスエラー信号）にこのオフセット値を加算した信号は、元の信号よりは小さい値となる。このときの最小値検出は、まず、点１の値を値保持回路２５で保持して最小値とする。次に、点２においては、この最小値と点２にオフセット値を加算した点Ｂとを比較すると、点Ｂの方が小さいので、点２を最小値とする。次に、この最小値と点３にオフセット値を加算した点Ｃとを比較すると、点Ｃの方が小さいので、点３を最小値とする。次に、この最小値と点４にオフセット値を加算した点Ｄとを比較すると、点Ｄの方が小さいので、点４を最小値とする。次に、この最小値と点５にオフセット値を加算した点Ｅとを比較すると、点Ｅの方が小さいので、点５を最小値とする。次に、この最小値と点６にオフセット値を加算した点Ｆとを比較すると、点Ｆの方が小さいので、点６を最小値とする。次に、この最小値と点７にオフセット値を加算した点Ｇとを比較すると、点Ｇの方が値が大きく、最小値は更新されないので、点６が最小値となる。

図１１でのフォーカスエラー信号の最小値は点５であり、これにオフセット値を加算すると、最小値は点６となってしまうが、オフセット値を加算しないと、上述の様に、点２を最小値と検出してしまう。

以上のように、オフセット値を加算した信号で最小値検出を行なうと、オフセット値分の振幅を持ったノイズや外乱の影響を受けずに、最小値検出を行なうことができる。

マイコン１３では、上記の比較結果信号でフォーカスエラー信号の最小値の更新が得られなくなった時点でＧ点を通過したと判断する。マイコン１３は、Ｇ点の通過を検出した時点で、上昇から下降へ推移しようとしている対物レンズ３を安定に停止させ、１層目の合焦点（図７のＩ点）に移動させるために、切替スイッチ１９ｃをＢ側に、切替スイッチ１９ａをＥ側に夫々するように、指示を出す。切替スイッチ１９ａがＥ側に切り替わっているので、切替スイッチ１９ａは下降電圧Ａ１７ａの値を出力する。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号と下降電圧値Ａ１７ａを加算器１８ａで加算して出力し、切替スイッチ１９ｃに供給する。切替スイッチ１９ｃに供給されたこの加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切替っているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給されるが、このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、この加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印可される。対物レンズ３は、この下降電圧Ａ１７ａにより、上昇速度がより抑制されて上昇が止められる。

また、マイコン１３は、対物レンズ３がＧ点を通過後、切替スイッチ１９ｅをＭ側に切り替えるように指示を出し、これにより、スレッショルドレベルＣ２３ｃが比較回路２２ａに供給される。比較回路２２ａでは、信号処理回路７から供給したフォーカスエラー信号とこのスレッショルドレベルＣ２３ｃとが比較され、その比較結果をマイコン１３に供給する。

さらに、マイコン１３は、対物レンズ３がＧ点を通過後、フォーカスエラー信号を監視してその最大値を検出する。ここで、最大値を検出する方法を述べる。

信号処理回路７から出力されたフォーカスエラー信号が加算器１８ｂ及び値保持回路２５に供給される。加算器１８ｂは、オフセット値２４と信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号とを加算し、比較回路２２ｂに供給する。比較回路２２ｂでは、マイコン１３からの指示により、加算器１８ｂの出力と値保持回路２５の出力とを比較し、加算器１８ｂの出力値の方が大きい場合、比較結果信号を値保持回路２５に供給する。値保持回路２５では、この比較結果信号により、保持する値をこれまで保持していた値から入力されているフォーカスエラー信号の値に更新する。

このようにして、値保持回路２５には、常にフォーカスエラー信号の最大値が保持されることになる。

図１２は値保持回路２５での最大値検出の様子を模式的に表わす図である。

図１２において、フォーカスエラー信号を実線で、このフォーカスエラー信号にオフセット値を加算した信号を点線で夫々示している。

例えば、オフセット値を加算しない場合、つまりオフセット値がゼロの場合には、フォーカスエラー信号を示す実線とオフセット加算値を示す点線とは重なる。この場合には、まず、点１の値を値保持回路２５で保持して最大値とする。次に、この最大値と点２とを比較する。この場合、点２の方が値が大きいので、点２を最大値とする。次に、この最大値と点３とを比較する。この場合、点３の方が値が大きいので、点３を最大値とする。次に、この最大値と点４とを比較する。この場合、点３の方が値が大きいので、最大値は更新されず、点３が最大値として保持されている。

次に、フォーカスエラー信号にオフセット信号を加算する場合について説明する。

最大値を検出する場合には、オフセット値は正の値とする。これにより、元の信号（この場合には、フォーカスエラー信号）にこのオフセット値を加算した信号は、元の信号よりは大きい値となる。このときの最大値検出は、まず、点１の値を値保持回路２５で保持して最大値とする。次に、点２においては、この保持した最大値と点２にオフセット値を加算した点Ｂとを比較する。この場合、点Ｂの方が大きいので、点２を最大値とする。次に、この最大値と点３にオフセット値を加算した点Ｃとを比較すると、点Ｃの方が大きいので、点３を最大値とする。次に、この最大値と点４にオフセット値を加算した点Ｄとを比較すると、点Ｄの方が大きいので、点４を最大値とする。次に、この最大値と点５にオフセット値を加算した点Ｅとを比較すると、点Ｅの方が大きいので、点５を最大値とする。次に、この最大値と点６にオフセット値を加算した点Ｆとを比較すると、点Ｆの方が値が小さいのて、最大値は更新されず、点５が最大値となる。

以上のように、図１２では、オフセット値を加算しないと、点３を最大値と検出してしまうが、オフセット値を加算すると、フォーカスエラー信号の点１から点８まででは、点５を最大値として検出される。従って、オフセット値を加算した信号で最大値検出を行なうと、オフセット値分の振幅を持ったノイズや外乱の影響を受けずに、最大値検出が行なえる。

マイコン１３は、上記の比較結果信号でフォーカスエラー信号の最大値の更新が得られなくなった時点で対物レンズ３が上昇から下降へ移行したと判断する。対物レンズ３が上昇を続けると、Ｈ点でスレッショルドレベルＣ２３ｃをフォーカスエラー信号のレベルが上回るので、比較回路２２ａからこの比較検出信号をマイコン１３に供給する。この比較検出信号により、マイコン１３は切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。このとき、対物レンズ３は１層目の合焦点付近で速度ゼロの状態なので、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御を行ない、対物レンズ３を１層目の記録面の合焦点に引き込むことができる。

図７は上昇電圧と下降電圧のバランスがよい場合を示すものであって、上昇速度が１層目の記録面の合焦点あたりで移動速度がゼロとなるものであり、下降に移行することなく、１層目の合焦点に引き込まれることになる。

同様に、図８は０層目の記録面の合焦点上に対物レンズ３の位置が有り、これから１層目の記録面に合焦点を持っていきたい場合、つまり下の記録層（０層目）から上の記録層（１層目）に合焦点をジャンプする場合を示すものであって、これにより、加速電圧に対して減速電圧が大きすぎて、上の記録層（１層目）に辿り着く前に下降を始める場合について説明する。

図８において、Ａ点からＧ点までの制御は、上記のように、上昇電圧Ａ１６ａを最初に印加し、次に、上昇電圧Ｂ１６ｂを印加し、０層目と１層目の中間層を通過した後、信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号を微分回路１２で微分した信号を用いた速度制御を行なう。Ｇ点までは上昇を続けるが、速度制御により、Ｇ点付近で上昇速度がゼロになり、Ｇ点通過後の下降電圧値Ａ１７ａの印加によって下降方向に移動を始める。これにより、０層目から１層目への層間移動は再び０層目へ戻り始める（Ｊ点）。

これでは、層間ジャンプを失敗するので、前述のマイコン１３による最大値検出によって０層目への逆戻りを検出する。この逆戻りを検出した段階で、上述のスレッシュレベルＣ２３ｃをフォーカスエラー信号のレベルが上回るのを待たずに、マイコン１３は切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。このとき、対物レンズ３は１層目の合焦点付近とは少し遠い位置にあるが、上昇速度及び下降速度がほぼ速度ゼロの状態なので、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御が行なえる領域にあることになり、１層目の記録面の合焦点に引き込むことができる。

次に、図９により、１層目の記録面の合焦点上に対物レンズ３の位置があり、これから０層目の記録面に合焦点を持っていく場合、つまり上の記録層（１層目）から下の記録層（０層目）に合焦点をジャンプする場合について説明する。

まず、これまで定常状態で１層目の記録面の合焦点上にある状態のフォーカス制御回路８から出力する対物レンズ３の駆動信号は開閉スイッチ１９ｄに供給されており、この定常状態では、この開閉スイッチ１９ｄがＯＮしているので、そのまま前値保持回路１５に供給される。前値保持回路１５では、この供給される駆動信号の値が変化するまで常にこれまで保持していた値を保持し続け、この保持した値をＬＰＦ１４に供給する。このＬＰＦ１４は、対物レンズ３を駆動する信号の高域成分（ノイズ成分）を除去するが、ディスクの反り等でディスクの回転によって生じる面振れのような低域成分を除去しないような周波数帯域を持っており、主にノイズ成分を除去して加算器１８ａに供給する。定常時では、ＬＰＦ１４までの動作は常に行なわれている。

ここで、０層目の記録面の合焦点へ層間ジャンプする際、マイコン１３は層間を移動するのに必要な加速電圧値としての一定の下降電圧値Ａ１７ａと、一定の下降電圧値Ｂ１７ｂと、加速した後合焦点に停止させる為に減速を行なうのに必要な減速電圧値としての一定の上昇電圧値Ａ１６ａとスレッシュレベルＡ２３ａとスレッシュレベルＢ２３ｂとスレッシュレベルＣ２３ｃとオフセット値２４とゲイン係数２０とに初期値を設定する。

初期値を設定した後、マイコン１３は切替スイッチ１９ｂをＨ側に、切替スイッチ１９ｃをＢ側に夫々切り替え、開閉スイッチ１９ｄをＯＦＦに切換える。切替スイッチ１９ｂ及び開閉スイッチ１９ｄのかかる切替えにより、これまで対物レンズ３を制御していたフィードバックループはオープンループとなり、その制御が切断される。マイコン１３は、切替スイッチ１９ａをＥ側に切換えるように、指示を出す。これにより、下降電圧値Ａ１７ａが加算器１８ａに供給される。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号と下降電圧値Ａ１７ａとが加算器１８で加算されてスイッチＣ１９ｃに供給される。切替スイッチ１９ｃに供給されたこの加算信号は、このとき、スイッチＣ１９ｃがＢ側に切替っているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を下降させる。この下降電圧値Ａ１７ａが印加されることにより、対物レンズ３は下降を始める。

図９において、Ａ点が層間ジャンプの開始点であって、対物レンズ３の駆動信号として下降電圧値Ａ１７ａの値（Ｖｄｗ１）そのものを対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印可する。

また、信号処理回路７から出力したフォーカスエラー信号を微分回路１２に供給する。微分回路１２では、入力されるフォーカスエラー信号を微分する。この微分回路１２は、所定の帯域において、時間微分となるようなハイパスフィルタ（ＨＰＦ）のようなものでもよい。

さらに、信号処理回路７から出力されるフォーカスエラー信号が比較回路２２ａ，加算器１８ｂ及び値保持回路２５に供給される。

図９に１層目から０層目へ層間ジャンプを行なった場合のフォーカスエラー信号とフォーカスエラー微分信号（以下、微分信号という）を示す。ここでは、Ａ点からＩ点までの区分毎に詳細に説明する。

Ａ点から層間ジャンプを開始して対物レンズ３が下降を始めると、Ｂ点までフォーカスエラー信号が中点付近から徐々に立ち下がる。その微分信号はＡ点−Ｂ点間で中点付近から徐々に立ち下がり、最小値を経て徐々に値は増加していき、フォーカスエラー信号の最小値（Ｂ点）で中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が下降を続けると、Ｄ点で１層目から０層目の層間領域となるので、フォーカスエラー信号は最小値から徐々に増加して中点（ゼロ）となる。その微分信号はＢ点−Ｄ点間で中点（ゼロ）から増加し、最大値を経て徐々に減少し、中点（ゼロ）となる。Ｄ点とＥ点との間は層間領域であるので、フォーカスエラー信号と微分信号とがともに中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が下降すると、０層目領域に入るので、Ｇ点までにフォーカスエラー信号が中点付近から徐々に立ち上がる。その微分信号はＥ点−Ｇ点間で中点付近から徐々に立ち上がり、最大値を経て徐々に値は減少していき、フォーカスエラー信号の最大点（Ｇ点）で中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が下降を続けると、Ｉ点で０層目の合焦点となるので、フォーカスエラー信号は最大値から徐々に減少して中点（ゼロ）となる。その微分信号は、Ｇ点−Ｉ点間で中点（ゼロ）から減少し、最小値を経て徐々に増加し、中点（ゼロ）となる。０層目の合焦点であるＩ点では、フォーカスエラー信号と微分信号とがともに中点（ゼロ）となる。

このように、微分信号を用いると、微分信号が中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を検出することにより、簡単にかつ確実にＢ点の対物レンズ３の位置を検出することができる。フォーカスエラー信号の信号レベルを監視することでも、Ｂ点を検出することが出来るが、フォーカスエラー信号の振幅レベルはディスクなどによっても異なり、一様ではないので、確実に検出することは難しい。

微分回路１２から出力する上記微分信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３では、供給される微分信号が中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を監視し、Ｂ点の通過を検出する。ここで、マイコン１３は、最初にＢ点の通過を検出すると、切替スイッチ１９ｅをＫ側に切り替えるように指示を出す。これにより、スレッショルドレベルＡ２３ａが比較回路２２ａに供給される。この比較回路２２ａでは、信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号とスレッショルドレベルＡ２３ａとを比較し、この比較結果をマイコン１３に供給する。

さらに対物レンズ３が下降を続けると、Ｃ点でスレッショルドレベルＡ２３ａをフォーカスエラー信号のレベルが上回るので、比較回路２２ａからその比較検出信号をマイコン１３に供給する。この比較検出信号により、マイコン１３は切替スイッチ１９ａをＦ側に切り替える。これにより、下降電圧値Ｂ１７ｂが加算器１８ａに供給される。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号と下降電圧値Ｂ１７ｂとを加算器１８が加算して出力し、切替スイッチ１９ｃに供給する。切替スイッチ１９ｃに供給されたこの加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切替っているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給されて対物レンズ３を下降させる。下降電圧値Ｂ１７ｂを印加したことにより、対物レンズ３は下降を続ける。

図９において、Ｃ点が下降電圧値の切り替わり点であって、下降電圧値Ｂ１７ｂの値（Ｖｄｗ２）そのものを対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印可する。このときの下降電圧Ｂ１７ｂは、下降電圧Ａ１７ａよりも小さな値に設定されている。これにより、、下降電圧Ａ１７ａを印加したときよりも対物レンズ３の下降速度が遅くなる。

Ｃ点の通過後、マイコン１３は切替スイッチ１９ｅをＬ側にするように指示を出す。これにより、切替スイッチ１９ｅを介して、スレッシュレベルＢ２３ｂが信号レベル比較回路２２ａに供給される。信号レベル比較回路２２ａは、信号処理回路７から供給されたフォーカスエラー信号をスレッシュレベルＢと比較し、スレッシュレベルＢを上回る（図９におけるＦ点）と、マイコン１３に信号を出力する。

これにより、マイコン１３は、Ｆ点の通過を検出すると、下降を続けていた対物レンズ３を減速させるための電圧値を印可するために、切替スイッチ１９ｃをＡ側にするように指示を出す。これにより、信号処理回路７から出力されて微分回路１２で微分されたフォーカスエラー信号（微分信号）は、乗算回路２１に供給される。乗算回路２１はこの微分信号とゲイン係数２０を乗算し、その結果を切替スイッチ１９ｃに供給するが、このとき、スイッチＣ１９ｃはＡ側に切り替わっているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。微分信号にゲイン係数を乗算した信号は、切替スイッチ１９ｂを経由して、対物レンズ３に減速電圧として供給される。

Ｆ点からＧ点までのフォーカスエラー信号は、対物レンズの変位を表わしている（単調増加している）。一般に、変位を時間微分すると、速度を表わすので、このフォーカスエラー信号の微分信号は、対物レンズ３の移動速度を表わしている。例えば、それまで印可した下降電圧が大きく、減速電圧に切り替わるときの対物レンズ３の下降速度が速い場合には、Ｆ点からＧ点までのフォーカスエラー信号は急峻に立ち上がる。このフォーカスエラー信号を微分すると、その値が大きくなり、つまり減速電圧値が大きくなり、対物レンズ３が下降する速度を抑制する力も大きくなる。また、逆に、印可した下降電圧が小さく、減速電圧に切り替わるときの対物レンズ３の下降速度が遅い場合には、Ｆ点からＧ点までのフォーカスエラー信号はゆるやかに立ち上がる。このフォーカスエラー信号を微分すると、その値は小さくなり、つまり減速電圧値が小さくなり、対物レンズ３が下降する速度を抑制する力は小さくなる。

以上のように、Ｆ点からＧ点までのフォーカスエラー信号の微分信号を用いると、それまでの対物レンズ３の下降速度に応じた減速電圧値を得ることができ、対物レンズ３の下降速度を抑制できる。

ゲイン係数２０はフォーカスエラー信号を微分して得られる減速電圧の振幅レベルを調整するために用いる。減速電圧が印可された後も、対物レンズ３は下降を続ける。マイコン１３は、Ｆ点通過を検出後、フォーカスエラー信号を監視し、その最大値を検出する。ここで、最大値を検出する方法は上述した方法を用いる。

即ち、信号処理回路７から出力されるフォーカスエラー信号が加算器１８ｂ及び値保持回路２５に供給される。加算器１８ｂでは、オフセット値２４と信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号を加算し、比較回路２２ｂに供給される。比較回路Ｂ２２ｂでは、マイコン１３からの指示で加算器１８ｂの出力と値保持回路２５の出力とを比較し、加算器１８ｂからの出力値の方が大きい値の場合、比較結果信号を値保持回路２５に供給される。値保持回路２５では、この比較結果信号により、保持する値をこれまで保持していた値から入力されているフォーカスエラー信号の値に更新する。これにより、値保持回路２５には、常にフォーカスエラー信号の最大値が保持されることになる。

マイコン１３は、上記の比較結果信号でフォーカスエラー信号の最大値の更新が得られなくなった時点で、Ｇ点を通過したと判断する。そして、マイコン１３は、Ｇ点の通過を検出した時点で、下降から上昇へ推移しようとしている対物レンズ３を安定に停止させて０層目の合焦点（図９のＩ点）に移動させるために、切替スイッチ１９ｃをＢ側に、切替スイッチ１９ａをＣ側に夫々切り替えるように指示を出す。これにより、切替スイッチ１９ａがＣ側に切り替わり、切替スイッチ１９ａから上昇電圧値Ａ１６ａが出力される。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号と上昇電圧値Ａ１６ａとが加算器１８ａで加算されて出力され、切替スイッチ１９ｃに供給される。切替スイッチ１９ｃに供給されたこの加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切替っているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、この加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給しされ、物レンズ３を駆動するアクチュエータに印可される。対物レンズ３に、この上昇電圧Ａ１６ａにより、下降速度がより抑制されて下降を止める。

また、マイコン１３は、Ｇ点通過の判定後、切替スイッチ１９ｅをＭ側に切り替えるように指示を出し、スレッショルドレベルＣ２３ｃを比較回路２２ａに供給させる。この比較回路２２ａでは、信号処理回路７から供給したフォーカスエラー信号とスレッショルドレベルＣ２３ｃとを比較し、その比較結果をマイコン１３に供給される。

さらに、マイコン１３は、Ｇ点通過の判定後、フォーカスエラー信号を監視してその最小値を検出する。この最小値を検出する方法は上述した方法を用いる。

即ち、信号処理回路７から出力されるフォーカスエラー信号を加算器１８ｂ及び値保持回路２５に供給される。加算器１８ｂでは、オフセット値２４と信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号を加算して比較回路２２ｂに供給する。このオフセット値は、フォーカスエラー信号にノイズ等の影響を受けた場合、最小値を誤検出するのを防止するのに用いる。比較回路２２ｂでは、マイコン１３からの指示で加算器１８ｂからのオフセット値を加算した出力と値保持回路２５の出力とを比較し、加算器１８ｂの出力値の方が小さい場合、比較結果信号を値保持回路２５に供給される。値保持回路２５では、この比較結果信号により、保持する値をこれまで保持していた値から入力されているフォーカスエラー信号の値に更新する。

マイコン１３では、上記の比較結果信号でフォーカスエラー信号の最小値の更新が得られなくなった時点で対物レンズが下降から上昇へ移行したと判断する。対物レンズ３が下降を続けると、Ｈ点でスレッショルドレベルＣ２３ｃをフォーカスエラー信号のレベルが下回るので、比較回路２２ａからその比較検出信号をマイコン１３に供給される。この比較検出信号により、マイコン１３は切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。このとき、対物レンズ３は０層目の合焦点付近で速度ゼロの状態なので、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御を行ない、対物レンズ３を０層目の記録面の合焦点に引き込むことができる。

図９は、下降電圧と上昇電圧のバランスがよい場合を示すものであって、下降速度が０層目の記録面の合焦点あたりで移動速度がゼロとなるものであり、上昇に移行することなく、０層目の合焦点に引き込まれることになる。

同様に、図１０は１層目の記録面の合焦点上に対物レンズ３の位置があり、これから０層目の記録面に合焦点を持っていきたい場合、つまり上の記録層（１層目）から下の記録層（０層目）に合焦点をジャンプする場合を示すものであって、加速電圧に対して減速電圧が大きすぎて、下の記録層（０層目）に辿り着く前に上昇を始める場合について説明する。

図１０において、Ａ点からＧ点までの制御は、上記のように、下降電圧Ａ１７ａを最初に印加し、次に、下降電圧Ｂ１７ｂを印加し、１層目と０層目の中間層を通過した後、信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号を微分回路１２で微分した信号を用いた速度制御を行なう。Ｇ点までは下降を続けるが、速度制御により、Ｇ点付近で下降速度がゼロになり、Ｇ点通過後の上昇電圧値Ａ１６ａの印加によって上昇方向に移動を始める（Ｊ点）。これにより、１層目から０層目への層間移動は再び１層目へ戻り始める。

これでは、層間ジャンプを失敗するので、前述のマイコン１３による最小値検出によって１層目への逆戻りを検出される。この逆戻りを検出した段階で、上述のスレッシュレベルＣ２３ｃをフォーカスエラー信号のレベルが下回るのを待たずに、マイコン１３は切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。このとき、対物レンズ３は０層目の合焦点付近とは少し遠い位置にあるが、下降速度及び上昇速度がほぼ速度ゼロの状態なので、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御が行なえる領域にあることになり、０層目の記録面の合焦点に引き込むことができる。

なお、上記の対物レンズ３の上昇，下降によるフォーカスエラー信号の最大値，最小値の現われ方は、前述のように、誤差演算器５５（図５）への入力の違いによって全く逆になることもあるが、その場合には、現われ方が逆になるとして考えればよいことはいうまでもない。

また、この実施形態では、アクチュエータに印加する電圧をフォーカスエラー信号によって制御する地点が３点であったが、さらに多くの点を用いて細かく制御してもよい。

また、以上の層間ジャンプ時の各制御はマイコン１３によって行なうが、その際の制御のアルゴリズムのＰＡＤ図を図１３に示す。このアルゴリズムにより、マイコン１３で層間ジャンプが安定に制御できる。

以上説明したように、この実施形態では、層間ジャンプを行なう際に対物レンズ３の移動速度を検出して、減速の速度を一定にするように、減速電圧を可変制御し、面振れの影響や層間距離のばらつき，フォーカスエラー信号に加わるノイズ，対物レンズを駆動するアクチュエータの感度ばらつき，層間ジャンプ中の外乱などに拘わらず、層間ジャンプが安定的に行なえ、さらに、層間ジャンプ中のフォーカスエラー信号を監視してジャンプしたい方向と逆方向に移動を始めたのを検出し、ジャンプを開始した層に戻らないようにして層間ジャンプを確実に行なえる光ディスク装置を実現できる。

図１４は本発明による光ディスク装置及び層間ジャンプ方法の他の実施形態を示すブロック図であって、１６は上昇電圧値、１７は下降電圧値、２６は脱層防止用上昇電圧、２７は脱層防止用下降電圧、２８ａはスレッシュレベルＡ、２８ｂはスレッシュレベルＢ，２９はレーザパワーコントロール回路、２８ｃはスレッシュレベルＣ、２８ｄはスレッシュレベルＤであり、図１に対応する部分には同一符号を付けている。

同図において、ターンテーブル２ｂ上にセットされたデータが記録可能なディスク１は、クランパ２ａでターンテーブル２ｂに固定される。スピンドルモータ６が回転することでディスク１は回転する。ディスク１の情報を読み出すために、マイコン１３は、レーザパワーコントロール回路２９を制御してレーザーを発光させる。また、マイコン１３は、データを記録可能なディスク１に記録するのか再生するのかに応じて、レーザパワーコントロール回路２９を制御する。

例えば、相変化を用いたデータ記録可能なディスクであるＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合、記録膜となる合金膜にレーザー光を当て、そこで発生する熱をコントロールすることによって合金膜を結晶状態にしたり、アモルファス状態（非結晶状態）にする相変化現象を利用して情報の記録，消去及び再生を行なう。

記録の際には、高出力のレーザー光を合金膜に照射すると、合金膜が融点以上に熱せられて部分的に溶ける。溶けた後急冷すると、アモルファス状態になる。このアモルファス状態がデータを記録した状態である。一方、記録した部分の消去を行なう際には、記録の際よりは低い高出力のレーザー光を記録した部分、つまりアモルファス状態になった部分に照射すると、アモルファス状態（記録状態）から結晶化温度以上に熱し、冷やすと、結晶化が起こる。このアモルファス状態（記録状態）から結晶状態に戻すのがデータを消去した状態である。一般に、合金膜の結晶化温度は合金膜の融点温度より低いので、消去の際には、記録の際の高出力のレーザー光のパワーより低い高出力のレーザー光のパワーで良い。このように、レーザのパワーをコントロールすることにより、情報を記録したり、消去したりすることが可能である。

また、再生時には、記録時に照射する高出力なレーザーパワーの数十分の一程度の低出力のレーザー光を合金膜に照射し、結晶化した部分とアモルファス状態になった部分との光の反射率が異なることを利用してデータの再生を行なう。つまり、記録可能なディスクに記録及び再生が可能な装置においては、照射するレーザーのパワーを記録・消去・再生の３段階でコントロールすることにより、１つのレーザー光でデータをディスクに記録したり、消去したり、ディスクからデータを再生することが可能である。

上記のように相変化を利用した記録ディスクではレーザーパワーを制御して記録や再生を行なうのが一般的である。

マイコン１３から記録用の高出力レーザパワーにするか、再生用の低出力レーザーパワーにするかを指示されたレーザーパワーコントロール回路２９は、ピックアップ４内の半導体レ−ザ−に発光制御信号を供給する。

ピックアップ４の半導体レーザー及び光学系の構成例やその動作，信号処理回路７のフォーカス誤差信号検出の構成例やその動作は、先に図５及び図６で説明した通りである。

誤差演算器４５（図５）で生成されたフォーカスエラー信号は、図１４において、フォーカス制御回路８に供給され、このフォーカス制御回路８において、遅れ補償器や進み補償器などを用いてフォーカスエラー信号のＳ字曲線におけるゼロクロス地点付近でフィードバック制御を行なうための、対物レンズ３を動かすアクチュエータ（図示せず）のフォーカス制御信号を生成して出力する。この出力信号は開閉スイッチ１９ｄに供給される。この開閉スイッチ１９ｄは、マイコン１３の指令により、定常時はＯＮ状態になっており、ピックアップ４に駆動信号としてこのフォーカス制御信号を供給する。このフォーカス制御信号によって対物レンズ３はディスク１に対してその垂直方向に制御され、フィードバックループのフォーカス制御を実現して常に合焦点にいる状態を保つ。

一方、信号処理回路７で生成されるトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）はトラッキング制御回路９に供給され、遅れ補償器や進み補償器などを用いてフィードバック制御を行なうための、対物レンズ３をディスク１に対して水平方向（以下、トラッキング方向という）に動かす駆動信号を生成する。この駆動信号はピックアップ４に供給される。このピックアップ４の内部に供給された駆動信号により、対物レンズ３はトラッキング方向に制御され、フィードバックループのトラッキング制御を実現して、常に、ディスク１の記録面におけるピット上にある状態を保つ。また、このトラッキング制御回路９から出力された駆動信号はスレッド制御回路１０にも供給され、遅れ補償器や進み補償器などを用いて、フィードバック制御を行なうための、対物レンズ３のトラッキング方向へのずれに応じてスレッドモータ５を制御する駆動信号を生成し、これをスレッドモータ５に供給し、スレッドモータ５を動かしてピックアップ４自体を移動させる。

また、信号処理回路７では、ディスク１から読み取った回転周期情報をスピンドル制御回路１１に供給し、この回転周期情報に基づいて、遅れ補償器や進み補償器などを用い、フィードバック制御を行なうためのスピンドルモータ６を駆動する信号を生成し、スピンドルモータ６に供給する。このとき、レーザパワーコントロール回路２９は、データ再生時では、マイコン１３からの指示により、低出力のレーザー光を出力するように制御し、データ記録時では、データ記録用もしくはデータ消去用の高出力レーザー光を出力するように制御する。

以上が、定常時において、合焦点上にあってフォーカスやトラッキング，スピンドル，スレッド（ピックアップ４の台車）が制御された記録や再生の状態である。

ここで、ディスク１が上述したように記録可能なディスク（例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクなど）であって、片側２層の記録ディスクである場合、現在データを記録している記録層から別の記録層へ合焦点位置を切り換えなければならない場合がある。例えば、０層目の記録層の合焦点上に対物レンズ３の位置があり、現在この記録層でデータを記録しているが、次に、データを記録する部分が１層目の記録層であるために、この１層目の記録層に合焦点を持っていきたい場合、つまりデータを記録中の下の記録層（０層目）から上の記録層（１層目）に合焦点をジャンプさせる場合について図１５を用いて説明する。

図１５は対物レンズの変位と、フォーカスエラー信号と、このフォーカスエラー信号を微分した信号（以下、微分信号という）、対物レンズ３を駆動するフォーカス駆動信号と、各スイッチの制御信号と、レーザーパワーのコントロール信号とを示しており、縦軸はその大きさを、横軸は時間軸を夫々示している。

まず、これまで定常状態で０層目の記録層の合焦点上にある状態のフォーカス制御回路８から出力されるフォーカス制御信号は開閉スイッチ１９ｄに供給されており、定常状態の場合、開閉スイッチ１９ｄはＯＮ状態にあるので、そのまま前値保持回路１５に供給される。前値保持回路１５では、駆動信号の値が変化するまでは常に現在保持している値が保持されてており、この保持された値をＬＰＦ１４に供給する。このＬＰＦ１４は、フォーカス方向に対物レンズ３を駆動する信号の高域成分（ノイズ成分）は除去するが、ディスク１の反り等でディスク１の回転によって生じる面振れのような低域成分は除去しないような周波数帯域を持っており、主にノイズ成分を除去して加算回路２４に供給する。定常時には、以上のＬＰＦ１４までの動作は常に行なわれている。このとき、フィードバックループは閉じられた状態であるので、フォーカス系の制御は面振れに追従し、フォーカス制御信号も面振れに応じて波打つ波形となる。

ここで、０層目でデータを記録中に１層目の記録面の合焦点へ層間ジャンプする際、マイコン１３は層間を移動するのに必要な加速電圧値としての一定の上昇電圧値１６と、加速した後に合焦点に停止させる為に減速を行なうのに必要な減速電圧値としての下降電圧値１７と、層間ジャンプした後に目標とする１層目を行き過ぎて記録層を逸脱するのを防止するために必要な減速電圧値としての脱層防止下降電圧２７と、ジャンプを開始した０層目への逆戻りを防止するために必要な加速電圧値としての脱層防止上昇電圧２６と、スレッシュレベルＡ２８ａと、スレッシュレベルＢ２８ｂと、スレッシュレベルＣ２８ｃと、スレッシュレベルＤ２８ｄと、ゲイン係数２０とに初期値を設定する。この初期設定後、マイコン１３は層間ジャンプを行なう前にレーザーパワーコントロール回路２９を、記録用の高出力のレーザー光から再生用の低出力のレーザー光を出力するように、制御する。このレーザーパワーコントロール回路２９は、マイコン１３からの指示により、半導体レーザ４２の出力を低出力とする。半導体レーザ４２の出力が再生用の低出力となることにより、層間ジャンプ時に不用意に他の記録層の記録データや隣接のトラックの記録データを消去もしくは書き換えてしまうことを防止する。半導体レーザ４２からの出力が再生用の低出力となった段階で、次のように、層間ジャンプを行なう。

まず、マイコン１３は、切替スイッチ１９ｃをＢ側に、切替スイッチ１９ｂをＨ側に夫々切り替え、開閉スイッチ１９ｄをＯＦＦ状態に切換える。このように、切替スイッチ１９ｂ及び開閉スイッチ１９ｄを切り替えることにより、これまで対物レンズ３を制御していたフィードバックループはオープンループとなって制御が切断される。

しかる後、マイコン１３は、切替スイッチ１９ａをＥ側に切り換えるように指示を出す。これにより、上昇電圧値１６は加算器１８に供給する。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号と上昇電圧値１６とが加算器１８で加算され、切替スイッチ１９ｃに供給される。切替スイッチ１９ｃに供給されたこの加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切り替わっているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、この加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を上昇させる。この上昇電圧値１６が印加されたことに、より対物レンズ３は上昇を始める。

以下、図１５を用いてＡ点からＧ点までの区分毎に詳細に説明する。

Ａ点から層間ジャンプを開始して対物レンズ３が上昇を始めると、Ｂ点までにフォーカスエラー信号が中点付近から徐々に立ち上がる。このとき、このフォーカスエラー信号の微分信号は、Ａ点−Ｂ点間で中点付近から徐々に立ち上がり、最大値を経て徐々に値は減少していき、フォーカスエラー信号の最大値（Ｂ点）で中点（ゼロ）となる。さらに、対物レンズ３が上昇を続けると、Ｃ点で０層目から１層目への層間領域となるので、フォーカスエラー信号は最大値から徐々に減少して中点（ゼロ）となる。このとき、微分信号は、Ｂ点−Ｃ点間で中点（ゼロ）から減少し、最小値を経て徐々に増加して中点（ゼロ）となる。Ｃ点とＤ点との間は層間領域であるので、フォーカスエラー信号と微分信号とはともに中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が上昇すると、１層目領域に入るので、Ｅ点までにフォーカスエラー信号が中点付近から徐々に立ち下がる。このとき、微分信号はＤ点−Ｅ点間で中点付近から徐々に立ち下がり、最小値を経て徐々に値は増加していき、フォーカスエラー信号の最小点（Ｅ点）で中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が上昇を続けると、Ｇ点で１層目の合焦点となるので、フォーカスエラー信号は最小値から徐々に増加して中点（ゼロ）となる。このとき、微分信号は、Ｅ点−Ｇ点間で中点（ゼロ）から増加し、最大値を経て徐々に減少し、中点（ゼロ）となる。１層目の合焦点であるＧ点では、フォーカスエラー信号と微分信号とがともに中点（ゼロ）となる。

このように、微分信号を用いると、微分信号が中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を検出することにより、簡単にかつ確実にＢ点の対物レンズ３の位置を検出することができる。フォーカスエラー信号の信号レベルを監視することでも、Ｂ点を検出することが出来るが、フォーカスエラー信号の振幅レベルはディスクなどによっても異なり一様ではないので、確実に検出することは難しい。

そこで、微分回路１２から出力される微分信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３は、供給される微分信号が中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を監視することにより、対物レンズ３がＢ点の通過を検出する。

ここで、マイコン１３は、最初にＢ点の通過を検出すると、次に、フォーカスエラー信号がゼロクロスする点（Ｃ点）を検出する。さらに対物レンズ３が上昇を続けると、０層目と１層目との層間点の終わりであるＤ点を通過する。マイコン１３は、フォーカスエラー信号のレベルを監視することよってＤ点を検出すると、上昇を続けていた対物レンズ３を減速させるための電圧値を印可するために、切替スイッチ１９ｃをＡ側にするように指示を出す。上述したように、信号処理回路７から出力されたフォーカスエラー信号は微分回路１２に供給されて微分信号が形成され、この微分信号が乗算回路２１に供給される。乗算回路２１に供給された微分信号はゲイン係数２０が乗算され、その乗算結果が切替スイッチ１９ｃに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｃがＡ側に、切替スイッチ１９ｂがＨ側に夫々切り替わっているので、微分信号にゲイン係数２０を乗算した信号は切替スイッチ１９ｃ，１９ｂを経由して対物レンズ３に減速電圧として供給される。

ここで、Ｄ点からＥ点までのフォーカスエラー信号は対物レンズの変位を表わしている（単調減少している）。一般に、変位を時間微分すると、速度を表わすので、このフォーカスエラー信号の微分信号は対物レンズ３の移動速度を表わしている。例えば、それまで印可した上昇電圧が大きく、減速電圧に切り替わるときの対物レンズ３の上昇速度が速い場合には、Ｄ点からＥ点までのフォーカスエラー信号は急峻に立ち下がる。この信号を微分すると、値が大きくなり、つまり減速電圧値が大きくなり、対物レンズ３が上昇する速度を抑制する力も大きくなる。また、逆に、印可する上昇電圧が小さく、減速電圧に切り替わるときの対物レンズの上昇速度が遅い場合には、Ｄ点からＥ点までのフォーカスエラー信号はゆるやかに立ち下がる。この信号を微分すると、値は小さくなり、つまり減速電圧値が小さくな、り対物レンズが上昇する速度を抑制する力は小さくなる。

以上のように、Ｄ点からＥ点までのフォーカスエラー信号の微分信号を用いると、それまでの対物レンズ３の上昇速度に応じた減速電圧値を得ることができ、対物レンズ３の上昇速度を抑制できる。ゲイン係数２０はフォーカスエラー信号を微分して得られる減速電圧の振幅レベルを調整するために用いる。

減速電圧を印可された後も、対物レンズ３は上昇電圧１６で与えられた加速度で上昇を続ける。

減速電圧を印加した後、マイコン１３は、微分回路１２から供給される微分信号が再び中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を監視することにより、Ｅ点の通過を検出する。マイコン１３が微分回路１２から供給されたフォーカスエラー信号の微分信号によりＥ点の通過を検出すると、上昇から下降へ推移しようとしている対物レンズ３を安定に停止させ、１層目の合焦点（図１５のＧ点）に移動させるために、切替スイッチ１９ｃをＢ側に、切替スイッチ１９ａをＦ側に切り替えるように指示を出す。切替スイッチ１９ａがＦ側に切り替わることにより、切替スイッチ１９ａから下降電圧１７が出力される。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号とこの下降電圧値１７とが加算器１８で加算され、切替スイッチ１９ｃに供給される。切替スイッチ１９ｃに供給されたこの加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切替っているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、この加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印可される。対物レンズ３は、この下降電圧１７によ、り上昇速度がより抑制されて上昇が止められる。

また、マイコン１３は、対物レンズ３がＥ点を通過後、切替スイッチ１９ｅをＮ側に切り替えるように指示を出し、スレッショルドレベルＤ２８ｄを比較回路２２に供給させる。比較回路２２では、信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号とこのスレッショルドレベルＤ２８ｄとを比較し、その比較結果をマイコン１３に供給する。対物レンズ３が上昇を続けると、Ｆ点でスレッショルドレベルＤ２８ｄをフォーカスエラー信号のレベルが上回るので、比較回路２２からその比較検出信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３は、この比較検出信号により、切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。このとき、対物レンズ３は１層目の合焦点付近で速度ゼロの状態にあるので、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御が開始され、１層目の記録面の合焦点に引き込む。

図１５に示す例の場合には、上昇電圧１６と下降電圧１７のバランスが良い場合であって、上昇速度１６が１層目の記録面の合焦点あたりで移動速度がゼロとなる場合であり、下降に移行することなく、１層目の合焦点に引き込まれることになる。

１層目の合焦点に引き込んだ後、現在位置をＩＤなどから検出し、１層目で記録を再開する目標位置まで対物レンズ３をディスク１と水平方向（トラッキング方向）に移動させる。目標位置まで対物レンズ３を移動させると、マイコン１３はレーザーパワーコントロール回路２９を再生用の低出力のレーザー光から記録用の高出力のレーザー光を出力するように制御する。このレーザーパワーコントロール回路２９では、マイコン１３からの指示により、半導体レーザ５２（図５）の出力を高出力とする。これにより、１層目での記録部分にデータを記録すことができる。

同様に、図１６は０層目の記録面の合焦点上に対物レンズ３の位置が有り、これから１層目の記録面に合焦点を持っていきたい場合、つまり下の記録層（０層目）から上の記録層（１層目）に合焦点をジャンプする場合を示すものであって、これにより、減速電圧（下降電圧１７）に対して加速電圧（上昇電圧１６）が大きすぎて、上の層（１層目）に辿り着いた後も上昇が止まらずに上の記録層の合焦点も通過し、さらに上の記録層でのフィードバックループのフォーカス制御が行なえない位置まで対物レンズ３が上昇してしまう場合について説明する。

図１６において、Ａ点からＦ点までの対物レンズ３への制御は、上記のように、上昇電圧１６を最初に印加し、次に、０層目と１層目との中間層を通過した後、信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号を微分回路１２で微分した信号（微分信号）を用いた速度制御を行なう。

ここで、図１５での説明では、この速度制御により、Ｅ点付近で上昇速度が遅くなり、Ｅ点通過後の下降電圧値１７の印加によって下降方向に移動を始め、Ｇ点付近では、上昇速度がゼロとなるとしたが、図１６では、Ｅ点通過後での上昇速度が速すぎるので、下降電圧値１７の印加によっても下降へのブレーキが効かず、上昇速度が遅くならない。さらに、Ｆ点でフォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御を行なっても、Ｇ点の合焦点付近で上昇速度がゼロにならないため、そのままＧ点の合焦点を通過して対物レンズ３は上の記録層を逸脱してしまい、フォーカスが引き込めない状態となる。

このため、予めマイコン１３は、Ｅ点通過を検出後、切替スイッチ１９ｅをＮ側に切り替えるように指示を出し、スレッショルドレベルＤ２８ｄを比較回路２２に供給する。この比較回路２２では、信号処理回路７から供給されたフォーカスエラー信号とスレッショルドレベルＤ２８ｄとが比較される。対物レンズ３が上昇を続けると、Ｆ点でスレッショルドレベルＤ２８ｄをフォーカスエラー信号のレベルが上回るので、比較回路２２からその比較検出信号がマイコン１３に供給される。マイコン１３は、この比較検出信号により、切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。この段階で、フォーカスエラーのフィードバックループのフォーカス制御となる。

さらに、Ｆ点通過後、マイコン１３は切替スイッチ１９ｅをＫ側に切り替えるように指示を出し、スレッショルドレベルＡ２８ａの値を比較回路２２に供給させる。この比較回路２２では、信号処理回路７から供給したフォーカスエラー信号とスレッショルドレベルＡ２８ａとを比較し、その比較結果をマイコン１３に供給する。

このとき、フィードバックループのフォーカス制御の状態であるが、上昇速度が抑制されないため、対物レンズ３が上昇を続けると、Ｇ点を通過し、Ｈ点でスレッショルドレベルＡ２８ａをフォーカスエラー信号のレベルが上回ることになり、これにより、比較回路２２はその比較検出信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３は、この比較検出信号によってＨ点通過を検出すると、切替スイッチ１９ｂをＨ側に切り替え、開閉スイッチ１９ｄをＯＦＦ状態に切換える。これら切替スイッチ１９ｂ及び開閉スイッチ１９ｄの切替えにより、これまで対物レンズ３を制御していたフィードバックループは再びオープンループとなる。

このとき、マイコン１３は、切替スイッチ１９ｃをＢ側に、切替スイッチ１９ａをＦ側にするように指示を出す。切替スイッチ１９ａがＤ側に切り替わることにより、切替スイッチ１９ａは脱層防止下降電圧２７を出力する。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号とこの脱層防止降下電圧値２７とが加算器１８で加算され、切替スイッチ１９ｃに供給される。切替スイッチ１９ｃに供給されたこの加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切替っているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、この加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印可される。これにより、上昇を続けていた対物レンズ３は、下降電圧により、その上昇速度がゼロとなり、上昇を止め下降を始める。

対物レンズ３が下降を始めることにより、上の記録層を逸脱することを防止することができる。対物レンズ３が下降を始めると、マイコン１３は切替スイッチ１９ｅをＭ側に切り替えるように指示を出し、これにより、スレッショルドレベルＣ２８ｃが比較回路２２に供給される。この比較回路２２では、信号処理回路７からのフォーカスエラー信号とこのスレッショルドレベルＣ２８ｃとが比較され、その比較結果をマイコン１３に供給する。対物レンズ３が下降を続けると、Ｉ点でスレッショルドレベルＣ２８ｃをフォーカスエラー信号のレベルが下回ることになり、これにより、比較回路２２からその比較検出信号がマイコン１３に供給される。マイコン１３は、この比較検出信号により、切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。この段階で、フォーカスエラーのフィードバックループのフォーカス制御となる。このとき、対物レンズ３は１層目の合焦点付近となって、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御が行なえる領域におり、さらに、対物レンズ３の下降速度はフィードバックループのフォーカス制御を行なうことができる程度の速度であるので、１層目の記録面の合焦点に引き込むことができる。

１層目の合焦点に引き込んだ後、現在位置をＩＤなどから検出し、１層目で記録を再開する目標位置まで対物レンズ３をディスク１と水平方向（トラッキング方向）に移動させる。この目標位置まで対物レンズ３を移動させると、マイコン１３は、レーザーパワーコントロール回路２９を再生用の低出力のレーザー光から記録用の高出力のレーザー光を出力するように制御する。このレーザーパワーコントロール回路２９では、マイコン１３からの指示により、半導体レーザ５２（図５）の出力を高出力とする。これにより、１層目での記録部分にデータを記録することができる。

同様に、図１７は１層目の記録層の合焦点上に対物レンズ３の位置があり、この記録層でデータを記録しているが、次にデータを記録する部分が０層目の記録層の部分であるために、０層目の記録層に合焦点を持っていきたい場合、つまり、データを記録中に、上の記録層（１層目）から下の記録層（０層目）に合焦点をジャンプする場合を示すものである。そして、図１７は、対物レンズ３の変位と、フォーカスエラー信号と、このフォーカスエラー信号を微分した信号（以下、微分信号という）と、対物レンズ３を駆動するフォーカス駆動信号と、各スイッチの制御信号と、レーザーパワーのコントロール信号とを示しており、縦軸はその大きさを、横軸は時間軸を夫々示している。

まず、１層目の記録層の合焦点上でフィードバックループによるフォーカス制御が行なわれている定常状態にあるものとする。

ここで、１層目でデータの記録中に０層目の記録面の合焦点へ層間ジャンプする際、マイコン１３は、層間を移動するのに必要な加速電圧値としての下降電圧値１７と、加速した後合焦点に停止させる為に減速を行なうのに必要な減速電圧値としての上昇電圧値１６と、層間ジャンプした後目標とする記録層を行き過ぎてこの記録層を逸脱するのを防止するために必要な減速電圧値としての脱層防止下降電圧２７と、ジャンプを開始した記録層（ここでは、０層目）への逆戻りを防止するために必要な加速電圧値としての脱層防止上昇電圧２６と、スレッシュレベルＡ２８とａ、スレッシュレベルＢ２８ｂと、スレッシュレベルＣ２８ｃと、スレッシュレベルＤ２８ｄと、ゲイン係数２０とに初期値を設定する。

初期設定した後、マイコン１３は、層間ジャンプを行なう前に、レーザーパワーコントロール回路２９を記録用の高出力のレーザー光から再生用の低出力のレーザー光を出力するように制御する。レーザーパワーコントロール回路２９では、マイコン１３からのこの指示により、半導体レーザ５２（図５）の出力を低出力とする。半導体レーザ５２の出力が再生用の低出力となることにより、層間ジャンプ時に不用意に他の記録層の記録データや隣接のトラックの記録データを消去もしくは書き換えてしまうことを防止する。

この半導体レーザ５２からの出力が再生用の低出力となった段階で、層間ジャンプを開始する。まず、切替スイッチ１９ｃをＢ側に、切替スイッチ１９ｂをＨ側に夫々切り替え、開閉スイッチ１９ｄをＯＦＦ状態に切り換える。切替スイッチ１９ｂ及び開閉スイッチ１９ｄのかかる切替えにより、これまで対物レンズ３を制御していたフィードバックループはオープンループとなり、フォーカス制御が切断される。

そして、マイコン１３は、切替スイッチ１９ａをＦ側に切り換えるように指示を出す。これにより、下降電圧値１７が加算器１８に供給される。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号とこの下降電圧値１７とが加算器１８で加算されて切替スイッチ１９ｃに供給する。切替スイッチ１９ｃに供給されたこの加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切り替わっているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂはＨ側に切り替わっているため、加算信号はこの切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を下降させる。下降電圧値１７が印加されたことにより、対物レンズ３は下降を始める。

以下、図１７を用いて、Ａ点からＧ点までの区分毎に詳細に説明する。

Ａ点から層間ジャンプを開始し、対物レンズ３が下降を始めると、Ｂ点までにフォーカスエラー信号が中点付近から徐々に立ち下がる。これを微分した信号（フォーカスエラー微分信号。以下、単に微分信号という）は、Ａ点−Ｂ点間で、中点付近から徐々に立ち下がり、最小値を経て徐々に値は増加していき、フォーカスエラー信号の最小値（Ｂ点）で中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が上昇を続けると、Ｃ点で１層目から０層目への層間領域となるので、フォーカスエラー信号は最小値から徐々に減少し中点（ゼロ）となる。これの微分信号は、Ｂ点−Ｃ点間で中点（ゼロ）から増加し、最大値を経て徐々に減少し、中点（ゼロ）となる。Ｃ点とＤ点との間は層間領域であるので、フォーカスエラー信号と微分信号とはともに中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が下降すると、０層目領域に入るので、Ｅ点までにフォーカスエラー信号が中点付近から徐々に立ち上がる。これの微分信号は、Ｄ点−Ｅ点間で中点付近から徐々に立ち上がり、最大値値を経て徐々に減少していき、フォーカスエラー信号の最大点（Ｅ点）で中点（ゼロ）となる。さらに対物レンズ３が下降を続けると、Ｇ点で０層目の合焦点となるので、フォーカスエラー信号は最大値から徐々に減少して中点（ゼロ）となる。これの微分信号は、Ｅ点−Ｇ点間で中点（ゼロ）から減少し、最小値を経て徐々に増加し、中点（ゼロ）となる。０層目の合焦点であるＧ点では、フォーカスエラー信号と微分信号とがともに中点（ゼロ）となる。

このように、微分信号を用いると、微分信号が中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を検出することにより、簡単にかつ確実にＢ点の対物レンズ３の位置を検出することができる。フォーカスエラー信号の信号レベルを監視することでも、Ｂ点を検出することが出来るが、フォーカスエラー信号の振幅レベルは、ディスクなどによっても異なり一様ではないので、確実に検出することは難しい。

微分回路１２から出力される微分信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３では、供給される微分信号が中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を監視することにより、Ｂ点の通過を検出する。ここで、マイコン１３は、最初にＢ点の通過を検出すると、次に、フォーカスエラー信号がゼロクロスする点（Ｃ点）を検出する。さらに対物レンズ３が下降を続けると、１層目と０層目との中間点の終わりであるＤ点を通過する。マイコン１３は、フォーカスエラー信号のレベルを監視してこのＤ点を検出すると、下降を続けていた対物レンズ３を減速させるための電圧値を印可するために、切替スイッチ１９ｃをＡ側にするように指示を出す。

一方、信号処理回路７から出力されたフォーカスエラー信号は微分回路１２に供給され、その微分信号が得られる。この微分信号は乗算回路２１に供給され、ゲイン係数２０と乗算される。この乗算結果は切替スイッチ１９ｃに供給するが、このとき、切替スイッチ１９ｃはＡ側に切り替わっているので、そのまま切替スイッチ１９ｃを経由して切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂはＨ側に切り替わっているので、微分信号にゲイン係数２０を乗算した信号は、切替スイッチ１９ｂを経由して対物レンズ３に減速電圧として供給する。

Ｄ点からＥ点までのフォーカスエラー信号は、対物レンズ３の変位を表わしているので（単調増加している）、前述したように、このフォーカスエラー信号の微分信号は対物レンズ３の移動速度を表わしている。例えば、それまで印加した下降電圧が大きく、減速電圧に切り替わるときの対物レンズ３の下降速度が速い場合には、Ｄ点からＥ点までのフォーカスエラー信号は急峻に立ち上がる。このフォーカスエラー信号を微分すると、その値が大きくなり、つまり減速電圧値が大きくなり、対物レンズ３が下降する速度を抑制する力も大きくなる。また、逆に、印加した下降電圧が小さく、減速電圧に切り替わるときの対物レンズ３の下降速度が遅い場合には、Ｄ点からＥ点までのフォーカスエラー信号はゆるやかに立ち上がる。このフォーカスエラー信号を微分すると、その値は小さくなり、つまり減速電圧値が小さくなり、対物レンズ３が下降する速度を抑制する力は小さくなる。

以上のように、Ｄ点からＥ点までのフォーカスエラー信号の微分信号を用いると、それまでの対物レンズ３の下降速度に応じた減速電圧値を得ることができ、対物レンズ３の上昇速度を抑制できる。ゲイン係数２０は、フォーカスエラー信号を微分して得られる減速電圧（微分信号）の振幅レベルを調整するために用いる。

減速電圧を印加された後も、対物レンズ３は、下降電圧１７で与えられた加速度のため、下降を続ける。減速電圧を印加した後、マイコン１３は、微分回路１２から供給される微分信号が再び中点（ゼロ）になる時点（ゼロクロス点）を監視することにより、Ｅ点の通過を検出する。マイコン１３は、このＥ点の通過を検出すると、下降から上昇へ推移しようとしている対物レンズ３を安定に停止させ、１層目の合焦点（図１７のＧ点）に移動させるために、切替スイッチ１９ｃをＢ側に、切替スイッチ１９ａをＥ側にするように指示を出す。これにより、切替スイッチ１９ａがＥ側に切り替わるので、切替スイッチ１９ａは上昇電圧１６を出力する。

そこで、ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号とこの上昇電圧値１６とが加算器１８で加算されて、切替スイッチ１９ｃに供給される。この加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切り替わっているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。このとき、切替スイッチ１９ｂがＨ側に切り替わっているため、加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印加される。これにより、対物レンズ３は上昇電圧１６によって下降速度がより抑制され、下降を止める。

また、マイコン１３は、Ｅ点の通過を検出後、切替スイッチ１９ｅをＭ側に切り替えるように指示を出し、スレッショルドレベルＣ２８ｃを比較回路２２に供給する。この比較回路２２では、信号処理回路７から供給したフォーカスエラー信号とスレッショルドレベルＣ２８ｃとを比較し、その比較結果をマイコン１３に供給する。対物レンズ３が下降を続けると、Ｆ点でスレッショルドレベルＣ２８ｃをフォーカスエラー信号のレベルが下回るので、比較回路２２から比較検出信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３は、この比較検出信号により、切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。このとき、対物レンズ３は０層目の合焦点付近で速度ゼロの状態なので、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御が行なわれ、０層目の記録面の合焦点に引き込まれる。

図１７は、下降電圧と上昇電圧のバランスがよい場合を示しており、下降速度が０層目の記録面の合焦点あたりで移動速度がゼロとなる場合であって、上昇に移行することなく、０層目の合焦点に引き込むことになる。

０層目の合焦点に引き込んだ後、現在位置をＩＤなどから検出し、０層目で記録を再開する目標位置まで対物レンズ３をディスク１の水平方向（トラッキング方向）に移動させる。この目標位置まで対物レンズ３を移動させると、マイコン１３はレーザーパワーコントロール回路２９を再生用の低出力のレーザー光から記録用の高出力のレーザー光を出力するように制御する。このレーザーパワーコントロール回路２９では、マイコン１３からの指示により、半導体レーザ５２（図５）の出力を高出力とする。これにより、０層目での記録部分にデータを記録すことができる。

同様に、図１８は１層目の記録面の合焦点上に対物レンズ３の位置があり、これから０層目の記録面に合焦点を持っていきたい場合、つまり上の記録層（１層目）から下の記録層（０層目）に合焦点をジャンプする場合を示すものであって、これにより、減速電圧（上昇電圧１６）に対して加速電圧（下降電圧１７）が大きすぎて、下の記録層（０層目）に辿り着いた後も、下降が止まらずに、下の記録層の合焦点も通過し、さらに下の記録層でのフィードバックループのフォーカス制御が行なえない位置まで対物レンズ３が下降してしまう場合について説明する。

図１８において、Ａ点からＦ点までの対物レンズ３への制御は、上記のように、下降電圧１７を最初に印加し、次に、１層目と０層目との中間層を通過した後、信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号を微分回路１２で微分した信号を用いた速度制御を行なう。

ここで、図１７での説明では、この速度制御により、Ｅ点付近で下降速度が遅くなり、Ｅ点通過後の上昇電圧値１６の印加により、上昇方向に移動を始め、Ｇ点付近では、下降速度がゼロとなるとしたが、この図１８では、Ｅ点通過後での下降速度が速すぎるので、上昇電圧値１６の印加によっても、上昇へのブレーキが効かず、下降速度が遅くならない。さらに、Ｆ点でフォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御を行なっても、Ｇ点の合焦点付近で下降速度がゼロにならないため、そのままＧ点の合焦点を通過し、対物レンズ３は下の記録層を逸脱してしまい、フォーカスが引き込めない状態となる。

このため、予めマイコン１３は、Ｅ点の通過を検出後、切替スイッチ１９ｅをＭ側に切り替えるように指示を出し、スレッショルドレベルＣ２８ｃを比較回路２２に供給する。この比較回路２２では、信号処理回路７から供給したフォーカスエラー信号とこのスレッショルドレベルＣ２８ｃとを比較する。対物レンズ３が下降を続けると、Ｆ点でスレッショルドレベルＣ２８ｃをフォーカスエラー信号のレベルが下回るので、比較回路２２からその比較検出信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３は、この比較検出信号により、切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。この段階で、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御となる。

さらに、Ｆ点通過の検出後に、マイコン１３は切替スイッチ１９ｅをＬ側に切り替えるように指示を出し、スレッショルドレベルＢ２８ｂを比較回路２２に供給する。この比較回路２２では、信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号とスレッショルドレベルＢ２８ｂとを比較し、その比較結果をマイコン１３に供給する。このとき、フィードバックループのフォーカス制御の状態であるが、下降速度が抑制されないため、対物レンズ３が下降を続けると、Ｇ点を通過し、Ｈ点でスレッショルドレベルＢ２８ｂをフォーカスエラー信号のレベルが下回ることになると、比較回路２２はその比較検出信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３は、この比較検出信号により、Ｈ点の通過後、切替スイッチ１９ｂをＨ側に、開閉スイッチ１９ｄをＯＦＦ状態に夫々切り換える。切替スイッチ１９ｂ及び開閉スイッチ１９ｄのかかる切替えにより、これまで対物レンズ３を制御していたフィードバックループは再びオープンループとなる。

これとともに、マイコン１３は、切替スイッチ１９ｃをＢ側に、切替スイッチ１９ａをＣ側に夫々するように指示を出す。そこで、切替スイッチ１９ａがＣ側に切り替わると、切替スイッチ１９ａから脱層防止上昇電圧２６が出力される。ＬＰＦ１４で高域ノイズ成分を除去した信号とこの脱層防止上昇電圧値２６とが加算器１８で加算され、切替スイッチ１９ｃに供給される。この加算信号は、このとき、切替スイッチ１９ｃがＢ側に切り替わっているので、そのまま切替スイッチ１９ｂに供給される。また、このとき、切替スイッチ１９ｂがＢ側に切り替わっているため、この加算信号は切替スイッチ１９ｂを経由してピックアップ４に供給され、対物レンズ３を駆動するアクチュエータに印加される。これにより、下降を続けていた対物レンズ３は、上昇電圧２６により、下降速度がゼロとなり、下降を止めて上昇を始める。この上昇を始めることにより、下の記録層を逸脱することを防止することができる。

対物レンズ３が上昇を始めると、マイコン１３は切替スイッチ１９ｅをＮ側に切り替えるように指示を出し、これにより、スレッショルドレベルＤ２８ｄを比較回路２２に供給する。この比較回路２２では、信号処理回路７から供給されるフォーカスエラー信号とこのスレッショルドレベルＤ２８ｄとを比較し、その比較結果をマイコン１３に供給する。

対物レンズ３が上昇を続けると、Ｉ点でスレッショルドレベルＤ２８ｄをフォーカスエラー信号のレベルが上回るので、比較回路２２からその比較検出信号をマイコン１３に供給する。マイコン１３は、この比較検出信号により、切替スイッチ１９ｂをＧ側に切り替える。この段階で、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御となる。このとき、対物レンズ３は０層目の合焦点付近となり、フォーカスエラー信号によるフィードバックループのフォーカス制御が行なえる領域にあり、さらに、対物レンズ３の上昇速度は、フィードバックループのフォーカス制御を行なうことができる程度の速度であるので、０層目の記録面の合焦点に引き込むことができる。

０層目の合焦点に引き込んだ後、現在位置をＩＤなどから検出し、０層目で記録を再開する目標位置まで対物レンズ３をディスク１に水平な方向（トラッキング方向）に移動させる。この目標位置まで対物レンズ３を移動させると、マイコン１３はレーザーパワーコントロール回路２９を再生用の低出力のレーザー光から記録用の高出力のレーザー光を出力するように制御する。このレーザーパワーコントロール回路２９では、マイコン１３からの指示により、半導体レーザ５２（図５）の出力を高出力とする。これにより、１層目での記録部分にデータを記録することができる。

なお、上記の対物レンズ３の上昇，下降によるフォーカスエラー信号の最大値や最小値の現われ方は、前述のように、誤差演算器５５（図５）への入力の違いよって全く逆になることもあるが、その場合には、現われ方が逆になるとして考えればよいことはいうまでもない。

上記説明してきたデータを記録中に層間ジャンプが必要な場合とは、連続してデータを記録中に次にデータを記録するアドレスの位置が層間にまたがる場合である。この層間ジャンプを開始するタイミングは、データが記録されている領域が終了した後のデータの記録に関係のないアドレスが書き込まれている部分で行ない、目標のアドレスに移動すれば、連続してデータの記録を行なうことができる。

以上のデータの記録中の層間ジャンプ時の各制御は、マイコン１３によって行なわれるが、その際の制御のアルゴリズムの流れを図１９に示す。

同図において、記録中の層間ジャンプ開始にあたり、まず、最初に、光ディスク１に記録されている物理的なアドレス情報を取得して、対物レンズ３の現在アドレスを確認する（ステップ１００）。そして、次にデータの記録を行なう記録層が、現在の層と同一であるかどうかを判断する（ステップ１０１）。このステップ１０１において、次にデータの記録を行なう記録層が現在の層と同一であると判断された場合には、層間ジャンプを行なう必要はないので、処理は終了する。一方、ステップ１０１において、次にデータを記録する記録層が異なると判断された場合には、層間ジャンプを行なうが、層間ジャンプを始めるにあたって、レーザーパワーを再生用の低出力にする。この段階で記録は中断される（ステップ１０２）。レーザーパワーが再生用の低出力になった段階で、上記の層間ジャンプ処理を行なう（ステップ１０３）。

この層間ジャンプ処理を行なった後、フォーカスサーボ処理を行なってフォーカスを目標の記録層に引き込ませる（ステップ１０４）。このとき、上記の層逸脱検出処理を行なってフィードバックループのフォーカス制御ではフォーカスが引き込めず、この記録層を逸脱してしまうと判断すると（ステップ１０５）、層逸脱防止処理を行なう（ステップ１０６）。そして、フォーカスサーボ処理を行なって（ステップ１０７）、フォーカスを目標の記録層に再度引き込ませる。そして、現在位置を取得し（ステップ１０８）、次にデータの記録を行なう記録層へ正常に層間ジャンプできたかを確認する（ステップ１０９）。この確認は層間ジャンプ中及び層間ジャンプ後のフォーカスエラー信号やその他サーボ関連信号の監視、または、ステップ１０８で取得した層間ジャンプ後の現在アドレスから判断できる。

次に、データの記録を行なう記録層への層間ジャンプが成功した場合には、データの記録を再開する目標位置まで対物レンズ３をディスクに水平な方向（トラッキング方向）に移動させる（ステップ１１０）。そして、次にデータを記録する位置まで対物レンズ３を移動した後、１１１においてレーザーパワーを記録用の高出力にして、データの記録を再開する（ステップ１１１）。

また、層間ジャンプが失敗したと判断された場合には（ステップ１０９）、サーボの復帰処理を行なう（ステップ１１２）。一般に、層間ジャンプによって目標とする記録層に到達できなかった場合には、フォーカス制御をはじめとして、その他のサーボ制御もはずれた状態に陥っているため、必要に応じてフォーカス制御の再引き込み処理などのサーボ復帰処理を行なう。フォーカス制御の引き込みなどその他のサーボ制御が復帰した後、ステップ１００の処理から再度実行する。かかるアルゴリズムにより、マイコン１３で記録層間ジャンプが安定に制御できる。

以上説明したように、この実施形態では、データを記録可能な記録層が複数あるようなディスクにおいて、記録中に層間ジャンプを行なう際、レーザパワーを制御して記録できないパワーにすることにより、既に記録がなされた部分の誤消去を防止するようにして、記録時にも、層間ジャンプが行なえるようにし、さらに、設定するスレッシュレベルをフォーカスエラー信号のレベルが超えることを監視することにより、層間ジャンプ終了時に目標とする記録層を逸脱するのを検出して、この記録層を逸脱しないようにアクチュエータを制御することにより、記録時にも、層間ジャンプが安定的に行なえるものである。

１ 光ディスク３ 対物レンズ４ ピックアップ７ 信号処理回路８ フォーカス制御回路９ トラッキング制御回路１２ 微分回路１３ マイクロコンピュータ１４ 低域通過フィルタ１５ 前値保持回路１６ 上昇電圧値１６ａ 上昇電圧値Ａ１６ｂ 上昇電圧値Ｂ１７ 下降電圧値１７ａ 下降電圧値Ａ１７ｂ 下降電圧値Ｂ１８，１８ａ，１８ｂ 加算器１９ａ〜１９ｃ，１９ｅ 切替スイッチ１９ｄ 開閉スイッチ２０ ゲイン係数２１ 乗算器２２，２２ａ，２２ｂ 信号レベル比較回路２３ａ スレッシュレベルＡ２３ｂ スレッシュレベルＢ２３ｃ スレッシュレベルＣ２４ オフセット値２５ 値保持回路２６ 脱層防止上昇電圧２７ 脱層防止下降電圧２８ａ スレッシュレベルＡ２８ｂ スレッシュレベルＢ２８ｃ スレッシュレベルＣ２８ｄ スレッシュレベルＤ２９ レーザーパワーコントロール回路

Claims (16)

1. 複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、該対物レンズから得られる反射光に基づいて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、該フォーカスエラー信号から該対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、該対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、該駆動電圧生成手段の出力に応じて該対物レンズを該ディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段と、該対物レンズの移動速度を検出する速度検出手段とを備え、層間ジャンプを行なう際に該対物レンズの移動速度を検出し、該移動速度に応じたレンズ駆動信号を与え、層間ジャンプ終了間際の該フォーカスエラー信号の挙動から層間ジャンプの終了位置を決定することにより、ある記録層の記録面の合焦点から強制的に移動して、別の記録層の記録面の合焦点にフォーカス制御を引き込むようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク装置において、さらに、前記フォーカスエラー信号の信号レベルを監視する手段を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項２に記載の光ディスク装置において、前記速度検出手段から得られる移動速度から前記対物レンズを制御する電圧を生成する速度制御電圧生成手段を、さらに、備えたことを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１に記載の光ディスク装置において、前記フォーカスエラー信号のノイズを除去する手段と、前記フォーカスエラー信号のノイズを除去した信号の信号レベルを監視する手段と、前記速度検出手段から得られる移動速度から前記対物レンズを制御する電圧を生成する速度制御電圧生成手段とをさらに備えたことを特徴とする光ディスク装置。
5. 複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、該対物レンズから得られる反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理回路と、該フォーカスエラー信号から該対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成するフォーカス制御回路と、該対物レンズを層間移動させるために必要な駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路と、該駆動電圧生成回路の出力に応じて該対物レンズを該ディスクの記録層と略垂直な方向に移動させるアクチュエータと、該フォーカスエラー信号を微分して該対物レンズの移動速度を検出する微分回路とを備え、層間ジャンプを行なう際に該対物レンズの移動速度を検出し、該移動速度に応じたレンズ駆動信号を与え、層間ジャンプ終了間際の該フォーカスエラー信号の挙動から層間ジャンプの終了位置を決定することにより、ある記録層の記録面の合焦点から強制的に移動して、別の記録層の記録面の合焦点にフォーカス制御を引き込むようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
6. ２層ディスクの層間ジャンプが可能な光ディスク装置の層間ジャンプ方法において、フォーカスエラー信号を微分した信号を用いて、フォーカス制御の目標とする対物レンズ位置を決定することを特徴とする層間ジャンプ方法。
7. データの記録と再生が可能な複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、上記対物レンズから得られる反射光に基づいて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から上記対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、上記対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、上記駆動電圧生成手段の出力に応じて上記対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段と、データを記録中に層間ジャンプを行なう必要が生じた場合、データを記録するために高出力になっているレーザー光の出力を、一旦データを記録もしくは消去不可能な低出力に切り替えてから層間ジャンプを行なわせる制御手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
8. データの記録と再生が可能な複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、上記対物レンズから得られる反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理回路と、前記フォーカスエラー信号から上記対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成するフォーカス制御回路と、上記対物レンズを層間移動させるために必要な駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路と、上記駆動電圧生成回路の出力に応じて上記対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動させるアクチュエータと、データを記録中に層間ジャンプを行なう必要が生じた場合、データを記録するために高出力になっているレーザー光の出力を、一旦データを記録もしくは消去不可能な低出力に切り替える制御を行なってから、層間ジャンプを行なわせる制御回路とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
9. データの記録と再生が可能な複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、上記対物レンズから得られる反射光に基づいて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から上記対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、上記対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、上記駆動電圧生成手段の出力に応じて上記対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段と、ディスク上のデータを記録および再生するためのレーザーの出力を制御する手段と、データを記録中に層間ジャンプを行なう必要が生じた場合、データを記録するために高出力になっているレーザー光の出力を、一旦データを記録もしくは消去不可能な低出力に切り替えてから層間ジャンプを行なわせる制御手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
10. データの記録と再生が可能な複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、上記対物レンズから得られる反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理回路と、前記フォーカスエラー信号から上記対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成するフォーカス制御回路と、上記対物レンズを層間移動させるために必要な駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路と、上記駆動電圧生成回路の出力に応じて上記対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動させるアクチュエータと、ディスク上のデータを記録および再生するためのレーザーの出力を切り替えるレーザパワーコントロール回路と、データを記録中に層間ジャンプを行なう必要が生じた場合、レーザパワーコントロール回路を制御して該データを記録するために高出力になっているレーザー光の出力を、一旦データを記録もしくは消去不可能な低出力に切り替えてから層間ジャンプを行なわせる制御回路とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
11. データの記録と再生が可能な複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、上記対物レンズから得られる反射光に基づいて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から上記対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成する生成手段と、上記対物レンズを移動するために必要な電圧を出力する駆動電圧生成手段と、上記駆動電圧生成手段の出力に応じて上記対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動する移動手段と、記録層の逸脱を検出する手段とを備え、層間ジャンプを行なった場合、移動先の記録層を逸脱するかどうかを検出し、該対物レンズを移動させる手段を制御して記録層からの逸脱を防止することを特徴とする光ディスク装置。
12. データの記録と再生が可能な複数の記録層を有するディスクの各層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、ディスクの記録層にレ−ザ−光線を集光する為の対物レンズと、上記対物レンズから得られる反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理回路と、前記フォーカスエラー信号から上記対物レンズを制御するフォーカス制御信号を生成するフォーカス制御回路と、上記対物レンズを層間移動させるために必要な駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路と、上記駆動電圧生成回路の出力に応じて上記対物レンズをディスクの記録層と略垂直な方向に移動するアクチュエータと、該フォーカスエラー信号のレベルから記録層からの逸脱を検出する比較回路とを備え、層間ジャンプを行なった場合、移動先の記録層を逸脱するかどうかを検出し、該アクチュエータを制御して記録層からの逸脱を防止することを特徴とする光ディスク装置。
13. 請求項１１記載の光ディスク装置において、前記記録層の逸脱を検出する手段は、フォーカス誤差信号のレベルと設定レベルとを比較してその大小関係から検出することを特徴とする光ディスク装置。
14. 請求項７，９または１１に記載の光ディスク装置において、前記駆動電圧生成手段は、ディスク表面の記録層からこれより奥の別の記録層へ前記対物レンズを移動させる場合には、加速電圧として前記対物レンズを前記ディスクに近づける方向の電圧値を生成し、減速電圧として前記対物レンズを前記ディスクから遠ざける方向の電圧値を生成し、前記ディスクの奥の記録層からディスク表面側の別の記録層へ前記対物レンズを移動させる場合には、加速電圧として前記対物レンズを前記ディスクから遠ざける方向の電圧値を生成し、減速電圧として前記対物レンズを前記ディスクに近づける方向の電圧値を生成することを特徴とする光ディスク装置。
15. データの記録と再生が可能な複数の記録層を有するディスクの各記録層にフォーカス制御をかけるための層間ジャンプ機能を有する光ディスク装置において、該光ディスクのデータ記録中に対物レンズの現在位置を検出し、次に、データを記録する位置が現在合焦している記録層とは異なるかどうかを判断し、該判断により、次に、データを記録する位置が現在合焦している記録層とは異なって層間ジャンプが必要である場合には、レーザーの出力をデータを記録するのに用いる高出力からデータを記録もしくは消去不可能な低出力に切り替え、該レーザーの出力を低出力にした後、層間ジャンプを行ない、該層間ジャンプによって該対物レンズが目標とする記録層に到達したときのフォーカス誤差信号の信号レベルから該対物レンズが目標とする記録層から逸脱するかどうかを判断し、該対物レンズが目標とする該記録層を逸脱すると判断された場合には、強制的に該対物レンズを駆動して、該対物レンズが目標とする該記録層を逸脱しないように制御し、該対物レンズが目標とする該記録層を逸脱しないように制御して目標とする該記録層に到達したかを判別し、該判別により、該対物レンズが目標とする該記録層に到達しない場合には、層間ジャンプを始めからやりなおし、該判別により該対物レンズが目標とする該記録層に到達した場合には、到達した該記録層での目標とする記録開始位置に該レーザーを移動した後、該レーザーの出力を、データを記録もしくは消去不可能な低出力からデータを記録するのに用いる高出力に切り替えてデータの記録を再開することを特徴とする光ディスク装置。
16. 請求項７〜１５のいずれか１つに記載の光ディスク装置において、前記層間ジャンプが必要な場合は、連続してデータを記録中に次にデータを記録するアドレスの位置が層間にまたがる場合であって、前記層間ジャンプを開始するタイミングは、データが記録されている領域が終了した後のデータの記録には関係のないアドレスが書き込まれている部分で行なうことを特徴とする光ディスク装置。

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