JP3546549B2 - 光学式ディスク駆動装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式ディスク駆動装置および方法に関し、特に、光学式ディスクの１枚当たりの記録容量を増やすために、複数の記録層を備えた光学式ディスクを駆動し、情報を記録または再生する光学式ディスク駆動装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、１枚の光ディスクに複数の記録層を備えることによって、情報の記録容量を増大させた光ディスクが提案されている。図１２はこのような光ディスクの一例を示す断面図である。
【０００３】
同図において、光ディスク４１のディスク基盤４２はポリカーボネイト等の透明な層で構成され、その底面側にはＡ記録層４６とＢ記録層４７が設けられている。Ａ記録層４６は半透明膜からなり、光を一部透過し一部反射する。Ｂ記録層４７はアルミニウムなどの全反射膜からなり、光を全反射する。保護膜４５は、記録層を腐蝕や外的な傷から保護するために、Ｂ記録層４７の上に設けられている。
【０００４】
Ａ記録層４６に記録されている凹凸状の情報ピット４３をレーザー光等の光ビームで読取る場合、光ビームＬ１のように、光ビームの焦点をＡ記録層４６にあわせて集光し、Ａ記録層４６で反射した光をモニタする。同様に、Ｂ記録層４７に記録されている凹凸状の情報ピット４４を光ビームで読取る場合、光ビームＬ２のように、光ビームの焦点をＢ記録層４７にあわせて集光し、Ｂ記録層４７で反射した光をモニタする。各層の情報再生時には、光ピックアップからフォーカスエラー信号を得て、フォーカスエラー信号がゼロになるようにフォーカスサーボをかける。
【０００５】
Ａ記録層４６（Ｂ記録層４７）に記録されている情報に続いて、Ｂ記録層４７（Ａ記録層４６）に記録されている情報を連続して再生するには、光ビームＬ１（光ビームＬ２）から光ビームＬ２（光ビームＬ１）へ焦点位置を迅速に遷移する必要がある。以下、これをフォーカスジャンプと称する。フォーカスジャンプにおいては、光ビームを集光する対物レンズを駆動する。
【０００６】
図１３はフォーカスジャンプ時のフォーカスエラー信号（図１３（Ａ））とフォーカスエラー信号と対物レンズを駆動する信号（図１３（Ｂ））との関係を示す波形図である。ａ点はＡ記録層４６の焦点位置を示し、ゼロレベルである。ｂ点はＢ記録層４７の焦点位置を示し、ゼロレベルである。これらａ点、ｂ点の近傍では誤差の大きさと方向をもつ周知のフォーカスエラー信号が得られる。
【０００７】
ａ点からｂ点へフォーカスジャンプする場合、まずフォーカスサーボを開状態（図１３（Ｃ））またはホールド状態として、対物レンズをｂ点の方向に加速する駆動電圧（加速ジャンプパルス）（図１３（Ｂ））を加える。そして、ａ点とｂ点の中間地点に達したとき、対物レンズを減速する駆動電圧（減速ジャンプパルス）（図１３（Ｂ））を加えて、ｂ点付近まで移動したことを検出した後、フォーカスサーボを閉状態に復帰させる（図１３（Ｃ））。ａ点とｂ点の中間地点検出は、図１３に示すように、フォーカスエラー信号がゼロクロスした点を用いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１４は、ａ点とｂ点の層間距離（層間領域の距離）が広く、フォーカスエラー信号にノイズが加わった場合のフォーカスエラー信号とフォーカス位置との関係を示す波形図である。従来の光学式ディスク駆動装置としての光ディスク記録再生装置では、フォーカスジャンプ動作時における加速と減速の切り換えを、フォーカスエラー信号がゼロクロスするジャンプ距離の中間地点で行っていた。しかしながら、図１４に示すように、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により、フォーカスエラー信号から中間地点を検出することは困難である。
【０００９】
また、対物レンズを駆動するアクチュエータの感度ばらつきによって対物レンズ移動速度にばらつきが生じ、フォーカスエラー信号がゼロレベル近傍の層間距離を通過する時間にもばらつきが発生する。このようなことから、従来の装置は、フォーカスジャンプを安定に行うことが困難となる課題があった。
【００１０】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、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などに拘らず、安定したジャンプを実行できるようにするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光学式ディスク駆動装置は、光ビームを記録層に合焦させる合焦手段と、第１の記録層から第２の記録層に合焦点を移動するために、合焦手段を加速する加速信号と減速する減速信号とを、合焦手段に供給する駆動手段と、合焦手段が出力するフォーカスエラー信号のレベルを検出する検出手段と、検出手段によりフォーカスエラー信号のレベルが所定の基準値の範囲内にあると検出されたとき、駆動手段の加速信号と減速信号の合焦手段への供給を停止させる駆動制御手段と、光学式ディスクより再生される信号のレベルに基づいて基準値を制御する基準値制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第１の光学式ディスク駆動方法は、第１の記録層から第２の記録層に合焦点を移動するとき、加速信号または減速信号を発生して合焦点を加速移動または減速移動し、出力されるフォーカスエラー信号のレベルを検出し、フォーカスエラー信号のレベルが所定の基準値の範囲内にあると検出されたとき、合焦点が、第１の記録層から第２の記録層に移動する所定の期間、加速信号と減速信号の供給を停止させ、基準値は光学式ディスクより再生される信号のレベルに基づいて制御されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の光学式ディスク駆動装置は、ディスクに対して情報を記録または再生する光ビームの焦点位置を、ディスク上の所定の位置に位置させる位置制御手段と、光ビームの焦点位置が、所定の基準値で規定される所定の範囲に位置するか否かを判定する判定手段と、ディスクから再生される信号のレベルを検出する検出手段と、検出手段の検出結果に対応して基準値を制御する基準値制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の光学式ディスク駆動方法は、ディスクに対して情報を記録または再生する光ビームの焦点位置を、ディスク上の所定の位置に位置させるように制御し、光ビームの焦点位置が、所定の基準値で規定される所定の範囲に位置するか否かを判定し、ディスクから再生される信号のレベルを検出し、検出結果に対応して基準値を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１の光学式ディスク駆動装置および方法においては、光ビームが記録層に合焦させられ、第１の記録層から第２の記録層に合焦点を移動するために、合焦手段を加速する加速信号と減速する減速信号とが合焦手段に供給され、合焦手段が出力するフォーカスエラー信号のレベルが検出され、フォーカスエラー信号のレベルが所定の基準値の範囲内にあると検出されたとき、加速信号と減速信号の合焦手段への供給が停止させられ、光学式ディスクより再生される信号のレベルに基づいて基準値が制御される。
【００１７】
本発明の第２の光学式ディスク駆動装置および方法においては、ディスクに対して情報を記録または再生する光ビームの焦点位置がディスク上の所定の位置に位置させられ、光ビームの焦点位置が所定の基準値で規定される所定の範囲に位置するか否かが判定され、ディスクから再生される信号のレベルが検出され、その検出結果に対応して基準値が制御される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光学式ディスク駆動装置を応用した光ディスク再生装置の第１の実施例を図１に基づいて説明する。同図において、光ディスク１は図１２の光ディスク４１と同じものであって、複数の記録層（Ａ記録層４６及びＢ記録層４７）を有している。スピンドルモータ２は光ディスク１を所定の回転速度で回転させる。光ピックアップ３（合焦手段）は、対物レンズ１１を駆動するフォーカスアクチュエータを備え、焦点のずれに対応するフォーカスエラー信号を出力する。
【００２０】
焦点を合わせるフォーカスサーボループは、光ピックアップ３から出力されたフォーカスエラー信号が供給される、補償用フィルタ４、スイッチ５、パワードライブ回路７、光ピックアップ３内の対物レンズ１１を駆動するループにより構成される。補償用フィルタ４はフォーカスサーボの安定性と追従性能を改善するために必要なゲインや位相の補償を行う。スイッチ５はフォーカスサーボループを開閉するか、またはフォーカスサーボをホールドする。パワードライブ回路７は光ピックアップ３のフォーカスアクチュエータを直接駆動する信号を出力して対物レンズ１１の焦点位置を変化させる。
【００２１】
ゼロクロス領域検出回路８は光ピックアップ３から出力されるフォーカスエラー信号のゼロクロス領域、即ち±Ｖのレベル範囲またはゼロレベルを検出する。サーボコントロール回路９はゼロクロス領域検出回路８の検出出力を受けて、スイッチ５の開閉及びジャンプパルス発生回路１０による加速、減速信号の出力を制御する。加算器６はジャンプパルス発生回路１０から出力される信号とスイッチ５を介して入力されるフォーカスエラー信号を加算する。
【００２２】
以下、上述の構成に基づいて、図２の動作フローチャート、及び図３に示す図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートを参照しながら、Ａ記録層４６に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボが行われている状態から、Ｂ記録層４７に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボを行うためのフォーカスジャンプを実行する第１の実施例について説明する。
【００２３】
なお、この実施例では、スイッチ５の動作をフォーカスサーボループの開閉動作として説明するが、開動作をホールドする動作、閉動作をホールドしない動作としてもよい。
【００２４】
まず、サーボコントール回路９（駆動制御手段）からスイッチ５に対しスイッチ５を開とするための制御信号（図３（Ｅ））を送出する。これによって、フォーカスサーボループは開となる。その直後（または同時）にサーボコントロール回路９はジャンプパルス発生回路１０（駆動手段）に対物レンズをフォーカス方向（ｂ点方向）に加速するよう指示する制御信号を送る（図２のステップＳ１）。
【００２５】
この制御信号を受けたジャンプパルス発生回路１０は、図３（Ｂ）に示すようなゼロレベルに対して＋Ｐのレベルを有する加速パルスを発生し、加算器６とパワードライブ回路７を介して、光ピックアップ３内の図示しないフォーカスアクチュエータに印加する。これで、対物レンズ１１はｂ点方向に向かって加速を始める（図３（Ｆ））。
【００２６】
ゼロクロス領域検出回路８は光ピックアップ３から出力されるフォーカスエラー信号（図３（Ａ））をモニタし、フォーカスエラー信号がゼロレベルを中心とする±Ｖ（ゼロクロス領域設定値）のレベル範囲内（ゼロクロス領域内）にあるか否かを検出しており、この検出出力（図３（Ｃ））はサーボコントロール回路９に送られる。加速後においては、ゼロクロス領域検出回路８はフォーカスエラー信号が一度ゼロクロス領域外に出たことを検出するが、Ｓ字状のフォーカスエラー信号の特性上、再びゼロクロス領域内に入ったことを検出することになる。
【００２７】
サーボコントロール回路９はゼロクロス領域内の検出信号（図３（Ｃ）の高レベルの検出信号）を受けて（図２のステップＳ２）、ジャンプパルス発生回路１０に対して加速パルスの出力を停止する制御信号を送出する（図２のステップＳ３）。よって、ジャンプパルス発生回路１０からの出力はゼロレベルとなり（図３（Ｂ））、対物レンズ１１は等速で駆動されることになる（図３（Ｆ））。
【００２８】
対物レンズ１１が等速で駆動されていくとＢ記録層４７の合焦点に近付くため、再びフォーカスエラー信号はゼロクロス領域外に出る。ゼロクロス領域検出回路８はこのゼロクロス領域外の検出信号（図３（Ｃ）の低レベルの検出信号）をサーボコントロール回路９に送出する。このゼロクロス領域外の検出は対物レンズ１１が合焦点（焦点位置）に近付いたことを示すものであるから、サーボコントロール回路９はそれを受けて（図２のステップＳ４）、ジャンプパルス発生回路１０に対して減速するよう指示する制御信号を送出する（図２のステップＳ５）。
【００２９】
この制御信号を受けたジャンプパルス発生回路１０は、図３（Ｂ）に示すように、ゼロレベルに対して−Ｐのレベルを有する減速パルスを発生し、加算器６とパワードライブ回路７を介して光ピックアップ３内のフォーカスアクチュエータに印加する。これで、対物レンズ１１は減速を始める（図３（Ｆ））。減速後、ゼロクロス領域検出回路８はゼロクロス領域内を検出し、その検出信号（図３（Ｃ）の高レベルの検出信号）をサーボコントロール回路９に送出する。
【００３０】
サーボコントロール回路９はこの検出信号を受けて、ゼロクロス領域検出回路８に対してフォーカスエラー信号がゼロレベルを横切ったことを検出するよう指示する制御信号を送出する（図１の破線矢印）。よって、その後、ゼロクロス領域検出回路８で検出され出力されるゼロクロス検出信号（図３（Ｄ））がサーボコントロール回路９に送られる。
【００３１】
サーボコントロール回路９はゼロクロス検出信号（図３（Ｄ）の高レベルの検出信号）を受けて（図２のステップＳ６）、ジャンプパルス発生回路１０に対して減速パルスの出力を停止する制御信号と、スイッチ５に対してスイッチを閉じる制御信号を送出する（図２のステップＳ７）。これで、フォーカスジャンプが終了する。
【００３２】
即ち、このフォーカスジャンプにおいては図３（Ｆ）に示すように、対物レンズ１１は、加速パルスによる加速後（加速期間）、ゼロクロス領域内を検出するまで加速を続け、ゼロクロス検出期間中は加速を停止して等速運動する（等速期間）。そして、再びゼロクロス領域外を検出すると減速をはじめ（減速期間）、フォーカスエラー信号がゼロレベルを横切った時点でフォーカスサーボループを閉じることによって、フォーカスジャンプを達成している。
【００３３】
なお、この実施例ではフォーカスエラー信号がゼロレベルを横切った時点でフォーカスサーボループを閉じているが、ゼロクロス領域内を検出した時点でフォーカスサーボループを閉じるようにしてもよい。
【００３４】
図４はＢ記録層４７に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボが行われている状態から、Ａ記録層４６に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボを行うためのフォーカスジャンプを実行したときの図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【００３５】
図４においては、フォーカスジャンプの方向が図３の場合と異なるため（逆になるため）、フォーカスエラー信号の極性が図４（Ａ）に示すように反転している点と、図４（Ｂ）に示すように加速パルスは−Ｐで与えられ、減速パルスは＋Ｐで与えられている点が図３に示す場合と異なっている。それ以外の波形出力のタイミングや動作フローは図３に基づいて説明した第１の実施例と同様である。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施例を図５の動作フローチャート及び図６の出力波形のタイミングチャートに基づいて説明する。なお、第２の実施例の具体的回路ブロック図は図１と同じである。
【００３７】
第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、減速パルスのレベルとフォーカスサーボをクローズするタイミングである。その他の構成及び動作は第１の実施例と同じである。
【００３８】
まず、サーボコントール回路９からスイッチ５に対しスイッチ５を開とするための制御信号（図６（Ｄ））を送出する。これによって、フォーカスサーボループは開となる。その直後（または同時）にサーボコントロール回路９はジャンプパルス発生回路１０に対物レンズ１１をフォーカス方向（ｂ点方向）に加速するよう指示する制御信号を送る（図５のステップＳ１１）。
【００３９】
この制御信号を受けたジャンプパルス発生回路１０は、図６（Ｂ）に示すようなゼロレベルに対して＋Ｐのレベルを有する加速パルスをパワードライブ回路７を介してフォーカスアクチュエータに印加する。これで、対物レンズ１１はｂ点方向に向かって加速を始める（図６（Ｅ））。
【００４０】
加速後においては、ゼロクロス領域検出回路８はフォーカスエラー信号が一度ゼロクロス領域外に出たことを検出するが、対物レンズ１１の移動にともない再びゼロクロス領域内に入ったことを検出することになる。
【００４１】
サーボコントロール回路９はゼロクロス領域内の検出信号（図６（Ｃ）の高レベルの検出信号）を受けて（図５のステップＳ１２）、ジャンプパルス発生回路１０に対して加速パルスの出力を停止する制御信号を送出する（図５のステップＳ１３）。よって、ジャンプパルス発生回路１０からの出力はゼロレベルとなり対物レンズ１１は等速で駆動されることになる（図６（Ｅ））。
【００４２】
対物レンズ１１が等速で駆動されていくとＢ記録層４７の合焦点に近付くため、再びフォーカスエラー信号はゼロクロス領域外に出る。ゼロクロス領域検出回路８はこのゼロクロス領域外の検出信号（図６（Ｃ）の低レベルの検出信号）をサーボコントロール回路９に送出する。このゼロクロス領域外の検出は対物レンズ１１が合焦点に近付いたことを示すものであるから、サーボコントロール回路９はそれを受けて（図５のステップＳ１４）、ジャンプパルス発生回路１０に対して減速するよう指示する制御信号を送出する（図５のステップＳ１５）。
【００４３】
この制御信号を受けたジャンプパルス発生回路１０は、図６（Ｂ）に示すように、ゼロレベルに対して−（Ｐ＋α）のレベルを有する減速パルスをパワードライブ回路７を介して光ピックアップ３内のフォーカスアクチュエータに印加する。この減速パルスの大きさは第１の実施例の減速パルス（−Ｐ）よりその絶対値が大きく設定されている。これで、対物レンズ１１は減速を始める（図６（Ｅ））。減速後、ゼロクロス領域検出回路８はゼロクロス領域内を検出し、その検出信号をサーボコントロール回路９に送出する。
【００４４】
サーボコントロール回路９はゼロクロス領域内の検出信号（図６（Ｃ）の高レベルの検出信号）を受けて（図５のステップＳ１６）、ジャンプパルス発生回路１０に対して減速パルスの出力を停止する制御信号と、スイッチ５に対してスイッチを閉じる制御信号を送出する（図５のステップＳ１７）。これで、フォーカスジャンプが終了する。
【００４５】
即ち、このフォーカスジャンプにおいては図６（Ｅ）に示すように、加速パルスによる対物レンズ１１の加速後、ゼロクロス領域内を検出するまで加速を続け（加速期間）、ゼロクロス検出期間中は加速を停止して対物レンズ１１を等速運動させる（等速期間）。そして、再びゼロクロス領域外を検出すると減速をはじめ（減速期間）、フォーカスエラー信号がゼロクロス領域内に入った時点でフォーカスサーボループを閉じることによって、フォーカスジャンプを達成している。
【００４６】
第２の実施例によれば、減速パルスの幅は加速パルスの幅より小さいが、減速パルスのゲインを加速パルスのゲインより絶対値において＋αだけ大きくしているので、対物レンズ１１のフォーカス方向移動速度は結果としてほぼゼロとなり、安定したフォーカスサーボの再引込みができる。
【００４７】
第２の実施例においては、減速信号のゲインを加速信号のゲインより大きくしているので、第１の実施例に較べて、フォーカスジャンプを早く安定に行うことができる。
【００４８】
図７は、第２の実施例において、Ｂ記録層４７に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボが行われている状態から、Ａ記録層４６に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボを行うためのフォーカスジャンプを実行したときの図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【００４９】
図７においては、フォーカスジャンプの方向が図６の場合と異なるため、フォーカスエラー信号の極性が図７（Ａ）のように反転している点と、図７（Ｂ）のように加速パルスは−Ｐで与えられ、減速パルスは＋（Ｐ＋α）で与えられている点が図６に示す場合と異なっている。それ以外の波形出力のタイミングや動作フローは図６に基づいて説明した第２の実施例と同じである。
【００５０】
次に、本発明の第３の実施例を、図８の装置の構成例および図９の出力波形のタイミングチャートに基づいて説明する。なお、第３の実施例の動作フローチャートは第１の実施例のフローチャート（図２）と同じである。
【００５１】
第３の実施例が第１の実施例と異なる点は、光ディスク１のＡ記録層４６とＢ記録層４７の反射率が異なる場合でも、安定した動作ができるようにするために、図８に示すように、ゼロクロス領域設定回路２１を設けている点である。その他の構成は、第１の実施例（図１）と同じである。
【００５２】
図８の実施例において、ゼロクロス領域設定回路２１は、光ピックアップ３から光ディスク１の反射光をモニタした信号の入力を受け、この入力信号のレベルに応じてゼロクロス領域設定値（基準値）を制御する制御信号をゼロクロス領域検出回路８に出力する。
【００５３】
光ピックアップ３からゼロクロス領域設定回路２１に入力される信号は、光ディスク１の各記録層における反射率に比例したレベルが検出できる信号である。その信号を例えばＲＦ信号とした場合、ゼロクロス領域設定回路２１ではＲＦ信号のエンベロープレベルを検出し、そのエンベロープレベルに比例したゼロクロス領域設定値を設定するための制御信号をゼロクロス領域検出回路８に出力する。また、例えば入力信号がフォーカスエラー信号の場合には、そのピークレベルをホールドして、そのホールドレベルに比例した値をゼロクロス領域設定値として設定させる制御信号をゼロクロス領域検出回路８に出力する。
【００５４】
光ディスク１のＡ記録層４６とＢ記録層４７の反射率が異なる場合、先に示した図３における場合と同様に、ａ点（Ａ記録層４６）からｂ点（Ｂ記録層４７）へのフォーカスジャンプ動作を行うと、ＲＦ信号のエンベロープは、図９（Ａ）に示すように、Ａ記録層４６とＢ記録層４７の反射率に対応して変化する。この実施例においては、Ｂ記録層４７における反射率は、Ａ記録層４６の反射率の約半分となっている。このため、図９（Ａ）に示すように、ＲＦ信号のエンベロープも、光ディスク１の記録層の反射率の変化に比例して変化する。すなわち、ａ点における場合に較べて、ｂ点における場合、ＲＦ信号のエンベロープが約半分となっている。
【００５５】
ゼロクロス領域設定回路２１は、ＲＦ信号のエンベロープのレベルに対応して、ゼロクロス領域検出回路８におけるゼロクロス領域設定値を制御する。すなわち、図９（Ｂ）に示すように、ａ点（Ａ記録層４６）における場合に較べて、ｂ点（Ｂ記録層４７）における場合のゼロクロス領域設定値が、約半分の値に設定される。光ディスク１の各層の反射率が変化すると、各層におけるフォーカスエラー信号のレベルも変化する。すなわち、図９（Ｂ）に示すように、ａ点における場合より、ｂ点における場合の方が、フォーカスエラー信号のレベルが小さくなる。
【００５６】
その結果、Ｂ記録層４７におけるゼロクロス領域設定値を、Ａ記録層４６におけるゼロクロス領域設定値と同一の値に設定しておくと、図９（Ｂ）に示すように、Ｂ記録層４７における場合の方が、Ａ記録層４６における場合に較べて、合焦位置（焦点位置）からより遠い位置で、ゼロクロスが検出されることになる。また、逆に、点ａと点ｂの間の点ｃにおいては、点ｂにより近い位置で、ゼロクロスが検出されることになる（図９（Ｄ））。従って、減速パルス（図９（Ｃ））の発生タイミングが遅くなり、焦点位置を点ｂに集束させるのに、時間がかかるおそれがある。
【００５７】
しかしながら、この実施例のように、ゼロクロス領域設定値を、ＲＦ信号のエンベロープのレベルに対応して設定するようにすれば、点ａにおける場合と同様の位置関係でゼロクロスを検出することができ（図９（Ｄ））、安定したフォーカスジャンプを実現することができる。なお、スイッチ５の開閉動作（図９（Ｅ））は、第１の実施例における場合と同様である。
【００５８】
次に、本発明による第４の実施例を図１０のフローチャートと、図１１の出力波形のタイミングに基づいて説明する。第４の実施例が第１の実施例と異なる点は、減速信号の最大発生時間を設定している点であり、第４の実施例の回路構成は第１の実施例（図１）と同じである。また、図１０の加速信号の発生、停止、および減速信号の発生までの処理（ステップＳ３１乃至ステップＳ３５の処理）については、第１の実施例（図２）の処理（ステップＳ１乃至ステップＳ５の処理）と同じである。
【００５９】
すなわち、ステップＳ３１において、ジャンプパルス発生回路１０が加速ジャンプパルス（図１１（Ｂ））を発生し、スイッチ５はオフされる（図１１（Ｄ））。これにより、光ピックアップ３が、点ａから点ｂに向けて移動される。この移動に伴って、ゼロクロス領域検出回路８が、フォーカスエラー信号（図１１（Ａ））をモニタし、そのレベルがゼロクロス領域に入ったか否かを、ステップＳ３２において判定する。ゼロクロス領域検出回路８は、この判定結果に対応して、ゼロクロス検出信号（図１１（Ｃ））を発生する。ゼロクロス領域に入ったことが検出されると、ステップＳ３３において、サーボコントロール回路９は、ジャンプパルス発生回路１０を制御し、加速パルスをオフさせる。これにより、光ピックアップ３は、以後、惰性により、点ｂに向けて移動する。
【００６０】
ステップＳ３４においては、フォーカスエラー信号のレベルがゼロクロス領域を出るまで待機し、ゼロクロス領域を出たと判定されたとき、ステップＳ３５に進み、サーボコントロール回路９は、ジャンプパルス発生回路１０を制御し、減速パルスを発生させる（図１１（Ｂ））。
【００６１】
ここまでの処理は、図１におけるステップＳ１乃至Ｓ５の処理と同様である。しかしながら、本実施例においては、ステップＳ３５において、サーボコントロール回路９は、内蔵するタイマの動作を開始させ、所定のクロックをカウントする動作を開始させる（図１１（Ｅ））。
【００６２】
そして、ステップＳ３６において、減速時間すなわち減速パルスを発生している時間が、予め設定されている基準値としての最大設定値に達したか否かを判定する。すなわち、カウンタのカウント値が基準値より小さいか否かを判定する。カウント値が基準値より小さいとき、ステップＳ３７に進み、ゼロクロス領域に入ったか否かが判定される。すなわち、ゼロクロス領域検出回路８の出力が高レベルになったか否かが判定される。ゼロクロス領域に入っていないとき、ステップＳ３６に戻り、再びカウンタのカウント値が基準値より小さいか否かが判定され、以後、同様の処理が繰り返し実行される。
【００６３】
正常な動作が行われているとき、カウンタのカウント値が基準値と等しいか、それより大きくなる前に、フォーカスエラー信号のレベルがゼロクロス領域に入る。このとき、ステップＳ３８に進み、サーボコントロール回路９は、ジャンプパルス発生回路１０を制御し、減速パルスをオフさせる。そして、スイッチ５をオンし、フォーカスサーボループをオンさせる。また、さらに、サーボコントロール回路９は、カウンタをリセットさせる。
【００６４】
これに対して、減速パルスが発生された後、装置に何らかの振動、あるいはショックが加えられると、ゼロクロス領域に入る前に、フォーカスジャンプを始めた層（点ａ）に向かって逆方向に、対物レンズ１１が動き出すことがある。これは、フォーカスジャンプの終了付近でフォーカス方向移動速度がゼロに近くなり、外乱の影響を受けやすくなるためである。また、対物レンズ１１が重力の影響を受けた場合にも、減速が加速より、重力分だけ大きく働き、減速時の逆方向動作を引き起こす。
【００６５】
しかしながら、図１０の動作フローチャートに示すように、ステップＳ３６で、ゼロクロス領域検出信号が発生する前に、減速パルスの発生時間が最大設定値を超えたと判定された場合には（図１１（Ｅ））、ステップＳ３８に進み、サーボコントロール回路９は、ジャンプパルス発生回路１０を制御し、減速パルスを停止させ、また、フォーカスサーボ開閉スイッチ５をオンさせる（図１１（Ｄ））。
【００６６】
このように、サーボコントロール回路９は、図１１（Ｅ）に示すように、減速時間のカウントを行い、時間の経過に比例してカウント値を増加させる。図１１（Ａ）では、減速時間のカウント値が最大設定値になったことにより、対物レンズ１１が逆方向に戻る前にフォーカスサーボが働き、Ｂ記録層（点ｂ）に焦点位置が移動される様子を示している。このようにして、第４の実施例においては、装置に加わる外乱の影響を受けても、第１の実施例と同様に、安定したフォーカスジャンプを実行することができる。
【００６７】
以上、本発明を、光ディスク再生装置に応用した場合を例として説明したが、本発明は光ディスクに情報を記録する場合にも応用が可能である。また、情報記録層が３層以上の複数層の場合には、上述したフォーカスジャンプを繰り返し行うことにより、焦点位置を任意の層に移動することが可能である。さらに、駆動対象とされるディスクは、ピットにより情報が蓄積される光ディスクの他、波長選択性などにより情報が蓄積されるディスクであってもよい。要は、光学的に情報を記録または再生する光学式ディスクであればよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、情報を記録した複数の記録層を備える光学式ディスクのある記録層から他の記録層に合焦点を移行する際、所定の期間、加速信号と減速信号を停止するようにしているので、層間距離やアクチュエータ感度のばらつきがあっても、安定したフォーカスジャンプを行うことができる。
【００６９】
また、本発明によれば、フォーカスエラー信号のレベルを検出し、そのレベルが、所定の基準値の範囲内にある期間、加速信号と減速信号の供給を停止させるようにしたので、確実なフォーカスジャンプが可能となる。
【００７０】
本発明によれば、光学式ディスクより再生される信号のレベルに対応して基準値を制御するようにしたので、各記録層の反射率にばらつきがあっても、安定したフォーカスジャンプが可能となる。
【００７１】
本発明によれば、減速信号のゲインを加速信号のゲインより大きく設定したので、フォーカスジャンプをより早く安定して行うことが可能となる。
【００７２】
本発明によれば、減速信号の発生時間が、予め設定してある基準値を超えたとき、減速信号の発生を停止するようにしたので、振動、ショック、重力などの外乱による影響を軽減することができる。
【００７３】
本発明によれば、ディスクから再生される信号のレベルを検出し、検出結果に対応して基準値を制御するようにしたので、各記録層の反射率にばらつきがあっても、安定したフォーカスジャンプが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光学式ディスク再生装置の一実施例の具体的構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の光学式ディスク再生装置の第１の実施例の具体的動作を示す動作フローチャートである。
【図３】第１の実施例における図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図４】第１の実施例における図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図５】本発明を適用した光学式ディスク再生装置の第２の実施例の具体的動作を示す動作フローチャートである。
【図６】第２の実施例における図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図７】第２の実施例における図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図８】第３の実施例における具体的構成を示す回路ブロック図である。
【図９】第３の実施例における図８の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図１０】第４の実施例における具体的動作を示す動作フローチャートである。
【図１１】第４の実施例における出力波形のタイミングチャートである。
【図１２】複数の情報記録層を備える光ディスクの構造を示す断面図である。
【図１３】従来の光ディスク記録再生装置におけるフォーカスジャンプ時のフォーカスエラー信号と対物レンズを駆動する信号との関係を示す波形図である。
【図１４】複数の情報記録層を備える光ディスクにおいて、層間距離が広くフォーカスエラー信号にノイズが加わった場合のフォーカスエラー信号とフォーカス位置との関係を示す波形図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
３ 光ピックアップ
４ 補償用フィルタ
５ スイッチ
６ 加算器
７ パワードライブ回路
８ ゼロクロス領域検出回路
９ サーボコントロール回路
１０ ジャンプパルス発生回路
１１ 対物レンズ
２１ ゼロクロス領域設定回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式ディスク駆動装置および方法に関し、特に、光学式ディスクの１枚当たりの記録容量を増やすために、複数の記録層を備えた光学式ディスクを駆動し、情報を記録または再生する光学式ディスク駆動装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、１枚の光ディスクに複数の記録層を備えることによって、情報の記録容量を増大させた光ディスクが提案されている。図１２はこのような光ディスクの一例を示す断面図である。
【０００３】
同図において、光ディスク４１のディスク基盤４２はポリカーボネイト等の透明な層で構成され、その底面側にはＡ記録層４６とＢ記録層４７が設けられている。Ａ記録層４６は半透明膜からなり、光を一部透過し一部反射する。Ｂ記録層４７はアルミニウムなどの全反射膜からなり、光を全反射する。保護膜４５は、記録層を腐蝕や外的な傷から保護するために、Ｂ記録層４７の上に設けられている。
【０００４】
Ａ記録層４６に記録されている凹凸状の情報ピット４３をレーザー光等の光ビームで読取る場合、光ビームＬ１のように、光ビームの焦点をＡ記録層４６にあわせて集光し、Ａ記録層４６で反射した光をモニタする。同様に、Ｂ記録層４７に記録されている凹凸状の情報ピット４４を光ビームで読取る場合、光ビームＬ２のように、光ビームの焦点をＢ記録層４７にあわせて集光し、Ｂ記録層４７で反射した光をモニタする。各層の情報再生時には、光ピックアップからフォーカスエラー信号を得て、フォーカスエラー信号がゼロになるようにフォーカスサーボをかける。
【０００５】
Ａ記録層４６（Ｂ記録層４７）に記録されている情報に続いて、Ｂ記録層４７（Ａ記録層４６）に記録されている情報を連続して再生するには、光ビームＬ１（光ビームＬ２）から光ビームＬ２（光ビームＬ１）へ焦点位置を迅速に遷移する必要がある。以下、これをフォーカスジャンプと称する。フォーカスジャンプにおいては、光ビームを集光する対物レンズを駆動する。
【０００６】
図１３はフォーカスジャンプ時のフォーカスエラー信号（図１３（Ａ））とフォーカスエラー信号と対物レンズを駆動する信号（図１３（Ｂ））との関係を示す波形図である。ａ点はＡ記録層４６の焦点位置を示し、ゼロレベルである。ｂ点はＢ記録層４７の焦点位置を示し、ゼロレベルである。これらａ点、ｂ点の近傍では誤差の大きさと方向をもつ周知のフォーカスエラー信号が得られる。
【０００７】
ａ点からｂ点へフォーカスジャンプする場合、まずフォーカスサーボを開状態（図１３（Ｃ））またはホールド状態として、対物レンズをｂ点の方向に加速する駆動電圧（加速ジャンプパルス）（図１３（Ｂ））を加える。そして、ａ点とｂ点の中間地点に達したとき、対物レンズを減速する駆動電圧（減速ジャンプパルス）（図１３（Ｂ））を加えて、ｂ点付近まで移動したことを検出した後、フォーカスサーボを閉状態に復帰させる（図１３（Ｃ））。ａ点とｂ点の中間地点検出は、図１３に示すように、フォーカスエラー信号がゼロクロスした点を用いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１４は、ａ点とｂ点の層間距離（層間領域の距離）が広く、フォーカスエラー信号にノイズが加わった場合のフォーカスエラー信号とフォーカス位置との関係を示す波形図である。従来の光学式ディスク駆動装置としての光ディスク記録再生装置では、フォーカスジャンプ動作時における加速と減速の切り換えを、フォーカスエラー信号がゼロクロスするジャンプ距離の中間地点で行っていた。しかしながら、図１４に示すように、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により、フォーカスエラー信号から中間地点を検出することは困難である。
【０００９】
また、対物レンズを駆動するアクチュエータの感度ばらつきによって対物レンズ移動速度にばらつきが生じ、フォーカスエラー信号がゼロレベル近傍の層間距離を通過する時間にもばらつきが発生する。このようなことから、従来の装置は、フォーカスジャンプを安定に行うことが困難となる課題があった。
【００１０】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、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などに拘らず、安定したジャンプを実行できるようにするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光学式ディスク駆動装置は、光ビームを記録層に合焦させる合焦手段と、第１の記録層から第２の記録層に合焦点を移動するために、合焦手段を加速する加速信号と減速する減速信号とを、合焦手段に供給する駆動手段と、合焦手段が出力するフォーカスエラー信号のレベルを検出する検出手段と、検出手段によりフォーカスエラー信号のレベルが所定の基準値の範囲内にあると検出されたとき、駆動手段の加速信号と減速信号の合焦手段への供給を停止させる駆動制御手段と、光学式ディスクより再生される信号のレベルに基づいて基準値を制御する基準値制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第１の光学式ディスク駆動方法は、第１の記録層から第２の記録層に合焦点を移動するとき、加速信号または減速信号を発生して合焦点を加速移動または減速移動し、出力されるフォーカスエラー信号のレベルを検出し、フォーカスエラー信号のレベルが所定の基準値の範囲内にあると検出されたとき、合焦点が、第１の記録層から第２の記録層に移動する所定の期間、加速信号と減速信号の供給を停止させ、基準値は光学式ディスクより再生される信号のレベルに基づいて制御されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の光学式ディスク駆動装置は、ディスクに対して情報を記録または再生する光ビームの焦点位置を、ディスク上の所定の位置に位置させる位置制御手段と、光ビームの焦点位置が、所定の基準値で規定される所定の範囲に位置するか否かを判定する判定手段と、ディスクから再生される信号のレベルを検出する検出手段と、検出手段の検出結果に対応して基準値を制御する基準値制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の光学式ディスク駆動方法は、ディスクに対して情報を記録または再生する光ビームの焦点位置を、ディスク上の所定の位置に位置させるように制御し、光ビームの焦点位置が、所定の基準値で規定される所定の範囲に位置するか否かを判定し、ディスクから再生される信号のレベルを検出し、検出結果に対応して基準値を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１の光学式ディスク駆動装置および方法においては、光ビームが記録層に合焦させられ、第１の記録層から第２の記録層に合焦点を移動するために、合焦手段を加速する加速信号と減速する減速信号とが合焦手段に供給され、合焦手段が出力するフォーカスエラー信号のレベルが検出され、フォーカスエラー信号のレベルが所定の基準値の範囲内にあると検出されたとき、加速信号と減速信号の合焦手段への供給が停止させられ、光学式ディスクより再生される信号のレベルに基づいて基準値が制御される。
【００１７】
本発明の第２の光学式ディスク駆動装置および方法においては、ディスクに対して情報を記録または再生する光ビームの焦点位置がディスク上の所定の位置に位置させられ、光ビームの焦点位置が所定の基準値で規定される所定の範囲に位置するか否かが判定され、ディスクから再生される信号のレベルが検出され、その検出結果に対応して基準値が制御される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光学式ディスク駆動装置を応用した光ディスク再生装置の第１の実施例を図１に基づいて説明する。同図において、光ディスク１は図１２の光ディスク４１と同じものであって、複数の記録層（Ａ記録層４６及びＢ記録層４７）を有している。スピンドルモータ２は光ディスク１を所定の回転速度で回転させる。光ピックアップ３（合焦手段）は、対物レンズ１１を駆動するフォーカスアクチュエータを備え、焦点のずれに対応するフォーカスエラー信号を出力する。
【００２０】
焦点を合わせるフォーカスサーボループは、光ピックアップ３から出力されたフォーカスエラー信号が供給される、補償用フィルタ４、スイッチ５、パワードライブ回路７、光ピックアップ３内の対物レンズ１１を駆動するループにより構成される。補償用フィルタ４はフォーカスサーボの安定性と追従性能を改善するために必要なゲインや位相の補償を行う。スイッチ５はフォーカスサーボループを開閉するか、またはフォーカスサーボをホールドする。パワードライブ回路７は光ピックアップ３のフォーカスアクチュエータを直接駆動する信号を出力して対物レンズ１１の焦点位置を変化させる。
【００２１】
ゼロクロス領域検出回路８は光ピックアップ３から出力されるフォーカスエラー信号のゼロクロス領域、即ち±Ｖのレベル範囲またはゼロレベルを検出する。サーボコントロール回路９はゼロクロス領域検出回路８の検出出力を受けて、スイッチ５の開閉及びジャンプパルス発生回路１０による加速、減速信号の出力を制御する。加算器６はジャンプパルス発生回路１０から出力される信号とスイッチ５を介して入力されるフォーカスエラー信号を加算する。
【００２２】
以下、上述の構成に基づいて、図２の動作フローチャート、及び図３に示す図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートを参照しながら、Ａ記録層４６に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボが行われている状態から、Ｂ記録層４７に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボを行うためのフォーカスジャンプを実行する第１の実施例について説明する。
【００２３】
なお、この実施例では、スイッチ５の動作をフォーカスサーボループの開閉動作として説明するが、開動作をホールドする動作、閉動作をホールドしない動作としてもよい。
【００２４】
まず、サーボコントール回路９（駆動制御手段）からスイッチ５に対しスイッチ５を開とするための制御信号（図３（Ｅ））を送出する。これによって、フォーカスサーボループは開となる。その直後（または同時）にサーボコントロール回路９はジャンプパルス発生回路１０（駆動手段）に対物レンズをフォーカス方向（ｂ点方向）に加速するよう指示する制御信号を送る（図２のステップＳ１）。
【００２５】
この制御信号を受けたジャンプパルス発生回路１０は、図３（Ｂ）に示すようなゼロレベルに対して＋Ｐのレベルを有する加速パルスを発生し、加算器６とパワードライブ回路７を介して、光ピックアップ３内の図示しないフォーカスアクチュエータに印加する。これで、対物レンズ１１はｂ点方向に向かって加速を始める（図３（Ｆ））。
【００２６】
ゼロクロス領域検出回路８は光ピックアップ３から出力されるフォーカスエラー信号（図３（Ａ））をモニタし、フォーカスエラー信号がゼロレベルを中心とする±Ｖ（ゼロクロス領域設定値）のレベル範囲内（ゼロクロス領域内）にあるか否かを検出しており、この検出出力（図３（Ｃ））はサーボコントロール回路９に送られる。加速後においては、ゼロクロス領域検出回路８はフォーカスエラー信号が一度ゼロクロス領域外に出たことを検出するが、Ｓ字状のフォーカスエラー信号の特性上、再びゼロクロス領域内に入ったことを検出することになる。
【００２７】
サーボコントロール回路９はゼロクロス領域内の検出信号（図３（Ｃ）の高レベルの検出信号）を受けて（図２のステップＳ２）、ジャンプパルス発生回路１０に対して加速パルスの出力を停止する制御信号を送出する（図２のステップＳ３）。よって、ジャンプパルス発生回路１０からの出力はゼロレベルとなり（図３（Ｂ））、対物レンズ１１は等速で駆動されることになる（図３（Ｆ））。
【００２８】
対物レンズ１１が等速で駆動されていくとＢ記録層４７の合焦点に近付くため、再びフォーカスエラー信号はゼロクロス領域外に出る。ゼロクロス領域検出回路８はこのゼロクロス領域外の検出信号（図３（Ｃ）の低レベルの検出信号）をサーボコントロール回路９に送出する。このゼロクロス領域外の検出は対物レンズ１１が合焦点（焦点位置）に近付いたことを示すものであるから、サーボコントロール回路９はそれを受けて（図２のステップＳ４）、ジャンプパルス発生回路１０に対して減速するよう指示する制御信号を送出する（図２のステップＳ５）。
【００２９】
この制御信号を受けたジャンプパルス発生回路１０は、図３（Ｂ）に示すように、ゼロレベルに対して−Ｐのレベルを有する減速パルスを発生し、加算器６とパワードライブ回路７を介して光ピックアップ３内のフォーカスアクチュエータに印加する。これで、対物レンズ１１は減速を始める（図３（Ｆ））。減速後、ゼロクロス領域検出回路８はゼロクロス領域内を検出し、その検出信号（図３（Ｃ）の高レベルの検出信号）をサーボコントロール回路９に送出する。
【００３０】
サーボコントロール回路９はこの検出信号を受けて、ゼロクロス領域検出回路８に対してフォーカスエラー信号がゼロレベルを横切ったことを検出するよう指示する制御信号を送出する（図１の破線矢印）。よって、その後、ゼロクロス領域検出回路８で検出され出力されるゼロクロス検出信号（図３（Ｄ））がサーボコントロール回路９に送られる。
【００３１】
サーボコントロール回路９はゼロクロス検出信号（図３（Ｄ）の高レベルの検出信号）を受けて（図２のステップＳ６）、ジャンプパルス発生回路１０に対して減速パルスの出力を停止する制御信号と、スイッチ５に対してスイッチを閉じる制御信号を送出する（図２のステップＳ７）。これで、フォーカスジャンプが終了する。
【００３２】
即ち、このフォーカスジャンプにおいては図３（Ｆ）に示すように、対物レンズ１１は、加速パルスによる加速後（加速期間）、ゼロクロス領域内を検出するまで加速を続け、ゼロクロス検出期間中は加速を停止して等速運動する（等速期間）。そして、再びゼロクロス領域外を検出すると減速をはじめ（減速期間）、フォーカスエラー信号がゼロレベルを横切った時点でフォーカスサーボループを閉じることによって、フォーカスジャンプを達成している。
【００３３】
なお、この実施例ではフォーカスエラー信号がゼロレベルを横切った時点でフォーカスサーボループを閉じているが、ゼロクロス領域内を検出した時点でフォーカスサーボループを閉じるようにしてもよい。
【００３４】
図４はＢ記録層４７に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボが行われている状態から、Ａ記録層４６に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボを行うためのフォーカスジャンプを実行したときの図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【００３５】
図４においては、フォーカスジャンプの方向が図３の場合と異なるため（逆になるため）、フォーカスエラー信号の極性が図４（Ａ）に示すように反転している点と、図４（Ｂ）に示すように加速パルスは−Ｐで与えられ、減速パルスは＋Ｐで与えられている点が図３に示す場合と異なっている。それ以外の波形出力のタイミングや動作フローは図３に基づいて説明した第１の実施例と同様である。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施例を図５の動作フローチャート及び図６の出力波形のタイミングチャートに基づいて説明する。なお、第２の実施例の具体的回路ブロック図は図１と同じである。
【００３７】
第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、減速パルスのレベルとフォーカスサーボをクローズするタイミングである。その他の構成及び動作は第１の実施例と同じである。
【００３８】
まず、サーボコントール回路９からスイッチ５に対しスイッチ５を開とするための制御信号（図６（Ｄ））を送出する。これによって、フォーカスサーボループは開となる。その直後（または同時）にサーボコントロール回路９はジャンプパルス発生回路１０に対物レンズ１１をフォーカス方向（ｂ点方向）に加速するよう指示する制御信号を送る（図５のステップＳ１１）。
【００３９】
この制御信号を受けたジャンプパルス発生回路１０は、図６（Ｂ）に示すようなゼロレベルに対して＋Ｐのレベルを有する加速パルスをパワードライブ回路７を介してフォーカスアクチュエータに印加する。これで、対物レンズ１１はｂ点方向に向かって加速を始める（図６（Ｅ））。
【００４０】
加速後においては、ゼロクロス領域検出回路８はフォーカスエラー信号が一度ゼロクロス領域外に出たことを検出するが、対物レンズ１１の移動にともない再びゼロクロス領域内に入ったことを検出することになる。
【００４１】
サーボコントロール回路９はゼロクロス領域内の検出信号（図６（Ｃ）の高レベルの検出信号）を受けて（図５のステップＳ１２）、ジャンプパルス発生回路１０に対して加速パルスの出力を停止する制御信号を送出する（図５のステップＳ１３）。よって、ジャンプパルス発生回路１０からの出力はゼロレベルとなり対物レンズ１１は等速で駆動されることになる（図６（Ｅ））。
【００４２】
対物レンズ１１が等速で駆動されていくとＢ記録層４７の合焦点に近付くため、再びフォーカスエラー信号はゼロクロス領域外に出る。ゼロクロス領域検出回路８はこのゼロクロス領域外の検出信号（図６（Ｃ）の低レベルの検出信号）をサーボコントロール回路９に送出する。このゼロクロス領域外の検出は対物レンズ１１が合焦点に近付いたことを示すものであるから、サーボコントロール回路９はそれを受けて（図５のステップＳ１４）、ジャンプパルス発生回路１０に対して減速するよう指示する制御信号を送出する（図５のステップＳ１５）。
【００４３】
この制御信号を受けたジャンプパルス発生回路１０は、図６（Ｂ）に示すように、ゼロレベルに対して−（Ｐ＋α）のレベルを有する減速パルスをパワードライブ回路７を介して光ピックアップ３内のフォーカスアクチュエータに印加する。この減速パルスの大きさは第１の実施例の減速パルス（−Ｐ）よりその絶対値が大きく設定されている。これで、対物レンズ１１は減速を始める（図６（Ｅ））。減速後、ゼロクロス領域検出回路８はゼロクロス領域内を検出し、その検出信号をサーボコントロール回路９に送出する。
【００４４】
サーボコントロール回路９はゼロクロス領域内の検出信号（図６（Ｃ）の高レベルの検出信号）を受けて（図５のステップＳ１６）、ジャンプパルス発生回路１０に対して減速パルスの出力を停止する制御信号と、スイッチ５に対してスイッチを閉じる制御信号を送出する（図５のステップＳ１７）。これで、フォーカスジャンプが終了する。
【００４５】
即ち、このフォーカスジャンプにおいては図６（Ｅ）に示すように、加速パルスによる対物レンズ１１の加速後、ゼロクロス領域内を検出するまで加速を続け（加速期間）、ゼロクロス検出期間中は加速を停止して対物レンズ１１を等速運動させる（等速期間）。そして、再びゼロクロス領域外を検出すると減速をはじめ（減速期間）、フォーカスエラー信号がゼロクロス領域内に入った時点でフォーカスサーボループを閉じることによって、フォーカスジャンプを達成している。
【００４６】
第２の実施例によれば、減速パルスの幅は加速パルスの幅より小さいが、減速パルスのゲインを加速パルスのゲインより絶対値において＋αだけ大きくしているので、対物レンズ１１のフォーカス方向移動速度は結果としてほぼゼロとなり、安定したフォーカスサーボの再引込みができる。
【００４７】
第２の実施例においては、減速信号のゲインを加速信号のゲインより大きくしているので、第１の実施例に較べて、フォーカスジャンプを早く安定に行うことができる。
【００４８】
図７は、第２の実施例において、Ｂ記録層４７に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボが行われている状態から、Ａ記録層４６に光ビームの焦点を合わせてフォーカスサーボを行うためのフォーカスジャンプを実行したときの図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【００４９】
図７においては、フォーカスジャンプの方向が図６の場合と異なるため、フォーカスエラー信号の極性が図７（Ａ）のように反転している点と、図７（Ｂ）のように加速パルスは−Ｐで与えられ、減速パルスは＋（Ｐ＋α）で与えられている点が図６に示す場合と異なっている。それ以外の波形出力のタイミングや動作フローは図６に基づいて説明した第２の実施例と同じである。
【００５０】
次に、本発明の第３の実施例を、図８の装置の構成例および図９の出力波形のタイミングチャートに基づいて説明する。なお、第３の実施例の動作フローチャートは第１の実施例のフローチャート（図２）と同じである。
【００５１】
第３の実施例が第１の実施例と異なる点は、光ディスク１のＡ記録層４６とＢ記録層４７の反射率が異なる場合でも、安定した動作ができるようにするために、図８に示すように、ゼロクロス領域設定回路２１を設けている点である。その他の構成は、第１の実施例（図１）と同じである。
【００５２】
図８の実施例において、ゼロクロス領域設定回路２１は、光ピックアップ３から光ディスク１の反射光をモニタした信号の入力を受け、この入力信号のレベルに応じてゼロクロス領域設定値（基準値）を制御する制御信号をゼロクロス領域検出回路８に出力する。
【００５３】
光ピックアップ３からゼロクロス領域設定回路２１に入力される信号は、光ディスク１の各記録層における反射率に比例したレベルが検出できる信号である。その信号を例えばＲＦ信号とした場合、ゼロクロス領域設定回路２１ではＲＦ信号のエンベロープレベルを検出し、そのエンベロープレベルに比例したゼロクロス領域設定値を設定するための制御信号をゼロクロス領域検出回路８に出力する。また、例えば入力信号がフォーカスエラー信号の場合には、そのピークレベルをホールドして、そのホールドレベルに比例した値をゼロクロス領域設定値として設定させる制御信号をゼロクロス領域検出回路８に出力する。
【００５４】
光ディスク１のＡ記録層４６とＢ記録層４７の反射率が異なる場合、先に示した図３における場合と同様に、ａ点（Ａ記録層４６）からｂ点（Ｂ記録層４７）へのフォーカスジャンプ動作を行うと、ＲＦ信号のエンベロープは、図９（Ａ）に示すように、Ａ記録層４６とＢ記録層４７の反射率に対応して変化する。この実施例においては、Ｂ記録層４７における反射率は、Ａ記録層４６の反射率の約半分となっている。このため、図９（Ａ）に示すように、ＲＦ信号のエンベロープも、光ディスク１の記録層の反射率の変化に比例して変化する。すなわち、ａ点における場合に較べて、ｂ点における場合、ＲＦ信号のエンベロープが約半分となっている。
【００５５】
ゼロクロス領域設定回路２１は、ＲＦ信号のエンベロープのレベルに対応して、ゼロクロス領域検出回路８におけるゼロクロス領域設定値を制御する。すなわち、図９（Ｂ）に示すように、ａ点（Ａ記録層４６）における場合に較べて、ｂ点（Ｂ記録層４７）における場合のゼロクロス領域設定値が、約半分の値に設定される。光ディスク１の各層の反射率が変化すると、各層におけるフォーカスエラー信号のレベルも変化する。すなわち、図９（Ｂ）に示すように、ａ点における場合より、ｂ点における場合の方が、フォーカスエラー信号のレベルが小さくなる。
【００５６】
その結果、Ｂ記録層４７におけるゼロクロス領域設定値を、Ａ記録層４６におけるゼロクロス領域設定値と同一の値に設定しておくと、図９（Ｂ）に示すように、Ｂ記録層４７における場合の方が、Ａ記録層４６における場合に較べて、合焦位置（焦点位置）からより遠い位置で、ゼロクロスが検出されることになる。また、逆に、点ａと点ｂの間の点ｃにおいては、点ｂにより近い位置で、ゼロクロスが検出されることになる（図９（Ｄ））。従って、減速パルス（図９（Ｃ））の発生タイミングが遅くなり、焦点位置を点ｂに集束させるのに、時間がかかるおそれがある。
【００５７】
しかしながら、この実施例のように、ゼロクロス領域設定値を、ＲＦ信号のエンベロープのレベルに対応して設定するようにすれば、点ａにおける場合と同様の位置関係でゼロクロスを検出することができ（図９（Ｄ））、安定したフォーカスジャンプを実現することができる。なお、スイッチ５の開閉動作（図９（Ｅ））は、第１の実施例における場合と同様である。
【００５８】
次に、本発明による第４の実施例を図１０のフローチャートと、図１１の出力波形のタイミングに基づいて説明する。第４の実施例が第１の実施例と異なる点は、減速信号の最大発生時間を設定している点であり、第４の実施例の回路構成は第１の実施例（図１）と同じである。また、図１０の加速信号の発生、停止、および減速信号の発生までの処理（ステップＳ３１乃至ステップＳ３５の処理）については、第１の実施例（図２）の処理（ステップＳ１乃至ステップＳ５の処理）と同じである。
【００５９】
すなわち、ステップＳ３１において、ジャンプパルス発生回路１０が加速ジャンプパルス（図１１（Ｂ））を発生し、スイッチ５はオフされる（図１１（Ｄ））。これにより、光ピックアップ３が、点ａから点ｂに向けて移動される。この移動に伴って、ゼロクロス領域検出回路８が、フォーカスエラー信号（図１１（Ａ））をモニタし、そのレベルがゼロクロス領域に入ったか否かを、ステップＳ３２において判定する。ゼロクロス領域検出回路８は、この判定結果に対応して、ゼロクロス検出信号（図１１（Ｃ））を発生する。ゼロクロス領域に入ったことが検出されると、ステップＳ３３において、サーボコントロール回路９は、ジャンプパルス発生回路１０を制御し、加速パルスをオフさせる。これにより、光ピックアップ３は、以後、惰性により、点ｂに向けて移動する。
【００６０】
ステップＳ３４においては、フォーカスエラー信号のレベルがゼロクロス領域を出るまで待機し、ゼロクロス領域を出たと判定されたとき、ステップＳ３５に進み、サーボコントロール回路９は、ジャンプパルス発生回路１０を制御し、減速パルスを発生させる（図１１（Ｂ））。
【００６１】
ここまでの処理は、図１におけるステップＳ１乃至Ｓ５の処理と同様である。しかしながら、本実施例においては、ステップＳ３５において、サーボコントロール回路９は、内蔵するタイマの動作を開始させ、所定のクロックをカウントする動作を開始させる（図１１（Ｅ））。
【００６２】
そして、ステップＳ３６において、減速時間すなわち減速パルスを発生している時間が、予め設定されている基準値としての最大設定値に達したか否かを判定する。すなわち、カウンタのカウント値が基準値より小さいか否かを判定する。カウント値が基準値より小さいとき、ステップＳ３７に進み、ゼロクロス領域に入ったか否かが判定される。すなわち、ゼロクロス領域検出回路８の出力が高レベルになったか否かが判定される。ゼロクロス領域に入っていないとき、ステップＳ３６に戻り、再びカウンタのカウント値が基準値より小さいか否かが判定され、以後、同様の処理が繰り返し実行される。
【００６３】
正常な動作が行われているとき、カウンタのカウント値が基準値と等しいか、それより大きくなる前に、フォーカスエラー信号のレベルがゼロクロス領域に入る。このとき、ステップＳ３８に進み、サーボコントロール回路９は、ジャンプパルス発生回路１０を制御し、減速パルスをオフさせる。そして、スイッチ５をオンし、フォーカスサーボループをオンさせる。また、さらに、サーボコントロール回路９は、カウンタをリセットさせる。
【００６４】
これに対して、減速パルスが発生された後、装置に何らかの振動、あるいはショックが加えられると、ゼロクロス領域に入る前に、フォーカスジャンプを始めた層（点ａ）に向かって逆方向に、対物レンズ１１が動き出すことがある。これは、フォーカスジャンプの終了付近でフォーカス方向移動速度がゼロに近くなり、外乱の影響を受けやすくなるためである。また、対物レンズ１１が重力の影響を受けた場合にも、減速が加速より、重力分だけ大きく働き、減速時の逆方向動作を引き起こす。
【００６５】
しかしながら、図１０の動作フローチャートに示すように、ステップＳ３６で、ゼロクロス領域検出信号が発生する前に、減速パルスの発生時間が最大設定値を超えたと判定された場合には（図１１（Ｅ））、ステップＳ３８に進み、サーボコントロール回路９は、ジャンプパルス発生回路１０を制御し、減速パルスを停止させ、また、フォーカスサーボ開閉スイッチ５をオンさせる（図１１（Ｄ））。
【００６６】
このように、サーボコントロール回路９は、図１１（Ｅ）に示すように、減速時間のカウントを行い、時間の経過に比例してカウント値を増加させる。図１１（Ａ）では、減速時間のカウント値が最大設定値になったことにより、対物レンズ１１が逆方向に戻る前にフォーカスサーボが働き、Ｂ記録層（点ｂ）に焦点位置が移動される様子を示している。このようにして、第４の実施例においては、装置に加わる外乱の影響を受けても、第１の実施例と同様に、安定したフォーカスジャンプを実行することができる。
【００６７】
以上、本発明を、光ディスク再生装置に応用した場合を例として説明したが、本発明は光ディスクに情報を記録する場合にも応用が可能である。また、情報記録層が３層以上の複数層の場合には、上述したフォーカスジャンプを繰り返し行うことにより、焦点位置を任意の層に移動することが可能である。さらに、駆動対象とされるディスクは、ピットにより情報が蓄積される光ディスクの他、波長選択性などにより情報が蓄積されるディスクであってもよい。要は、光学的に情報を記録または再生する光学式ディスクであればよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、情報を記録した複数の記録層を備える光学式ディスクのある記録層から他の記録層に合焦点を移行する際、所定の期間、加速信号と減速信号を停止するようにしているので、層間距離やアクチュエータ感度のばらつきがあっても、安定したフォーカスジャンプを行うことができる。
【００６９】
また、本発明によれば、フォーカスエラー信号のレベルを検出し、そのレベルが、所定の基準値の範囲内にある期間、加速信号と減速信号の供給を停止させるようにしたので、確実なフォーカスジャンプが可能となる。
【００７０】
本発明によれば、光学式ディスクより再生される信号のレベルに対応して基準値を制御するようにしたので、各記録層の反射率にばらつきがあっても、安定したフォーカスジャンプが可能となる。
【００７１】
本発明によれば、減速信号のゲインを加速信号のゲインより大きく設定したので、フォーカスジャンプをより早く安定して行うことが可能となる。
【００７２】
本発明によれば、減速信号の発生時間が、予め設定してある基準値を超えたとき、減速信号の発生を停止するようにしたので、振動、ショック、重力などの外乱による影響を軽減することができる。
【００７３】
本発明によれば、ディスクから再生される信号のレベルを検出し、検出結果に対応して基準値を制御するようにしたので、各記録層の反射率にばらつきがあっても、安定したフォーカスジャンプが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光学式ディスク再生装置の一実施例の具体的構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の光学式ディスク再生装置の第１の実施例の具体的動作を示す動作フローチャートである。
【図３】第１の実施例における図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図４】第１の実施例における図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図５】本発明を適用した光学式ディスク再生装置の第２の実施例の具体的動作を示す動作フローチャートである。
【図６】第２の実施例における図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図７】第２の実施例における図１の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図８】第３の実施例における具体的構成を示す回路ブロック図である。
【図９】第３の実施例における図８の各回路ブロックの出力波形のタイミングチャートである。
【図１０】第４の実施例における具体的動作を示す動作フローチャートである。
【図１１】第４の実施例における出力波形のタイミングチャートである。
【図１２】複数の情報記録層を備える光ディスクの構造を示す断面図である。
【図１３】従来の光ディスク記録再生装置におけるフォーカスジャンプ時のフォーカスエラー信号と対物レンズを駆動する信号との関係を示す波形図である。
【図１４】複数の情報記録層を備える光ディスクにおいて、層間距離が広くフォーカスエラー信号にノイズが加わった場合のフォーカスエラー信号とフォーカス位置との関係を示す波形図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
３ 光ピックアップ
４ 補償用フィルタ
５ スイッチ
６ 加算器
７ パワードライブ回路
８ ゼロクロス領域検出回路
９ サーボコントロール回路
１０ ジャンプパルス発生回路
１１ 対物レンズ
２１ ゼロクロス領域設定回路
Claims (6)
- 情報を記録または再生する複数の記録層を備える光学式ディスクの各記録層に光ビームを合焦させて、前記記録層に対して情報を記録または再生する光学式ディスク駆動装置において、
光ビームを前記記録層に合焦させる合焦手段と、
第１の前記記録層から第２の前記記録層に合焦点を移動するために、前記合焦手段を加速する加速信号と減速する減速信号とを、前記合焦手段に供給する駆動手段と、
前記合焦手段が出力するフォーカスエラー信号のレベルを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記フォーカスエラー信号のレベルが所定の基準値の範囲内にあると検出されたとき、前記駆動手段の前記加速信号と減速信号の前記合焦手段への供給を停止させる駆動制御手段と、
前記光学式ディスクより再生される信号のレベルに基づいて前記基準値を制御する基準値制御手段と
を備えることを特徴とする光学式ディスク駆動装置。 - 前記減速信号のゲインは前記加速信号のゲインより大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の光学式ディスク駆動装置。 - 前記駆動制御手段は、前記減速信号の発生時間が、予め設定してある基準値を超えたとき、前記減速信号の発生を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学式ディスク駆動装置。 - 情報を記録または再生する複数の記録層を備える光学式ディスクの各記録層に光ビームを合焦させて、前記記録層に対して情報を記録または再生する光学式ディスク駆動方法において、
第１の前記記録層から第２の前記記録層に合焦点を移動するとき、加速信号または減速信号を発生して前記合焦点を加速移動または減速移動し、
出力されるフォーカスエラー信号のレベルを検出し、
前記フォーカスエラー信号のレベルが所定の基準値の範囲内にあると検出されたとき、前記加速信号と減速信号の供給を停止させ、
前記基準値は前記光学式ディスクより再生される信号のレベルに基づいて制御される
ことを特徴とする光学式ディスク駆動方法。 - ディスクに対して光学的に情報を記録または再生する光学式ディスク駆動装置において、
前記ディスクに対して情報を記録または再生する光ビームの焦点位置を、前記ディスク上の所定の位置に位置させる位置制御手段と、
前記光ビームの焦点位置が、所定の基準値で規定される所定の範囲に位置するか否かを判定する判定手段と、
前記ディスクから再生される信号のレベルを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に対応して前記基準値を制御する基準値制御手段と
を備えることを特徴とする光学式ディスク駆動装置。 - ディスクに対して光学的に情報を記録または再生する光学式ディスク駆動方法において、
前記ディスクに対して情報を記録または再生する光ビームの焦点位置を、前記ディスク上の所定の位置に位置させるように制御し、
前記光ビームの焦点位置が、所定の基準値で規定される所定の範囲に位置するか否かを判定し、
前記ディスクから再生される信号のレベルを検出し、
前記検出結果に対応して前記基準値を制御する
ことを特徴とする光学式ディスク駆動方法。
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