JP3672498B2 - 対物レンズ移動制御方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層記録光ディスクの駆動装置に係り、特に、任意の記録層にフォーカスサーボを施すために、対物レンズをフォーカス方向に移動させるレイヤジャンプ制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量記録媒体として、ＤＶＤと称される光ディスクが用いられるようになっている。ＤＶＤの記録層は、片面あたり最大２層で、両面に記録することができる。このような多層記録光ディスクの駆動装置では、再生または記録中の記録層（レイヤ）に対してフォーカスサーボが施されている状態で、他のレイヤの再生等が要求された場合に、その目的とするレイヤに対してフォーカスサーボが施されるように、対物レンズの光ディスクに対するフォーカス方向の距離を制御する機能（レイヤジャンプ機能）を備えることが要求される。
【０００３】
一般に、レイヤジャンプでは、光ディスクの記録層からの反射光に基づいて生成されるフォーカスエラー信号を観測して対物レンズのフォーカス方向の移動を制御する。
【０００４】
図６（ａ）は、光ディスク駆動装置の対物レンズが、２層記録光ディスクに対して、遠い位置から、光ディスクに近づく位置にまで移動したときの、標準的なフォーカスエラー信号の波形図である。本図において、矢印で示すレイヤ０合焦点は、下層レイヤ（レイヤ０）の記録層にレンズの焦点が合った位置を示し、レイヤ１合焦点は、上層レイヤ（レイヤ１）の記録層にレンズの焦点が合った位置を示している。
【０００５】
本図に示すように、標準的なフォーカスエラー信号は、対物レンズが、光ディスクに対して遠い位置から移動を開始すると、一度Ｈｉ方向にピークを形成し、基準レベルに達した付近で、レイヤ０の合焦点となる。その後、Ｌｏ方向にピークを形成し、再び基準レベルを通過し、Ｈｉ方向にピークを形成する。そして、次に基準レベルに達した付近で、レイヤ１の合焦点となる。なおも光ディスクに近い位置に対物レンズが移動すると、再びＬｏ方向にピークを形成する。
【０００６】
図７は、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプを行なう場合に、フォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズを駆動する処理について説明するための図である。
【０００７】
本図において、ＨコンパレートレベルおよびＬコンパレートレベルは、フォーカスエラー信号と比較されるための基準信号で、あらかじめ値が設定されている。Ｈｃ信号は、フォーカスエラー信号が、Ｈコンパレートレベル以上になるとＨｉ出力となり、その他はＬｏ出力となる。一方、Ｌｃ信号は、フォーカスエラー信号が、Ｌｃコンパレートレベル以下になるとＨｉ出力となり、その他はＬｏ出力となる。
【０００８】
レーザ光を光ディスクの記録層に集光する対物レンズの周囲には、コイル部分が設けられており、これらがバネにより上下自在に支持されている。フォーカスドライブ信号として、コイルにキック電圧を印加すると、対物レンズが光ディスクに近づく方向への力が加えられ、ブレーキ電圧を印加すると、光ディスクから遠ざかる方向への力が加えられる。
【０００９】
レイヤ０を再生中、すなわちレイヤ０にフォーカスサーボが施されている状態で、レイヤ１の再生が要求されると、駆動装置は、フォーカスサーボをオフにしてから、キック電圧を印加する。これにより、対物レンズが光ディスク方向への移動を開始する。フォーカスエラー信号は、Ｌｏ方向に振れ、Ｌｃ信号がＨｉになった後、Ｈｉ方向に戻り、Ｌｃ信号がＬｏとなる。さらにフォーカスエラー信号がＨｉに向かい、Ｈｃ信号がＨｉになると、ブレーキ電圧を印加して対物レンズの移動を減速させる。その後、ピークを過ぎて、Ｈｃ信号がＬｏになると、ブレーキ電圧の印加を停止する。そして、フォーカスサーボをオンにして、フォーカスをレイヤ１に引き込んで、レイヤ１の再生を開始する。
【００１０】
しかし、図６（ａ）に示したフォーカスエラー信号は理想的なものであり、実際には不要光成分を有している場合がある。不要光成分を含むフォーカスエラー信号のうち、特に問題となるのは、図６（ｂ）に示すような波形を描くときである。すなわち、隣接するレイヤの反射率に差があり、反射率の大きい方のレイヤの、層間側に比較的大きな不要光成分が生じている場合である（本図の例では、レイヤ０の反射率がレイヤ１より大きく、かつ、レイヤ０の大きな不要光成分が、レイヤ１側に生じている。逆に、レイヤ１の反射率がレイヤ０より大きく、レイヤ１の大きな不要光成分がレイヤ０側に生じる場合も問題になる）。
【００１１】
図６（ｂ）に示すようなフォーカスエラー信号を描いている場合に、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプを行なうときに起こりうる問題について図８を参照して説明する。本図の例では、レイヤ０の不要光成分がＨコンパレートレベルを超えているため、不要光部分でＨｃ信号がＨｉになる。このため、駆動装置は、ブレーキ電圧を印加して対物レンズの移動を減速させる。そして、Ｈｃ信号がＬｏになると、レイヤ１の合焦点位置までまだ距離があるにもかかわらず、フォーカスサーボをオンにしてしまう。すると、フォーカスエラー信号が再度Ｈｉ方向に振れるときに、フォーカスサーボをオンにしている関係上、駆動装置は対物レンズの移動を加速してしまい、レイヤ１の合焦点でフォーカスを引き込めなくなってしまう場合がある。この結果、レイヤジャンプに失敗してしまうおそれがある。
【００１２】
本発明の目的は、フォーカスエラー信号の層間部分に不要光成分が存在する場合に、レイヤジャンプの確度を高める技術を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、
多層記録光ディスクの記録層に対する対物レンズの焦点ずれに対応したフォーカスエラー信号に基づいて、前記対物レンズのフォーカス方向の移動を制御する対物レンズ移動制御方法において、
多層記録光ディスクに記録されたデータを読み取る際に、前記対物レンズから出射されるレーザ光を集光すべき記録層の移動要求があると、
前記対物レンズの、レーザ光を集光すべき記録層方向への移動を開始させ、
前記対物レンズの前記移動の際の移動速度に対応した時間Ｔを計測し、
フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第１の基準レベルを超えたのち下回った時点から、前記時間Ｔにあらかじめ定められた係数αを乗じた時間Ｔα経過後であって、フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第２の基準レベルを超えた時点以降に前記対物レンズの制動を開始することを特徴とする対物レンズ移動制御方法が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、多層記録光ディスク駆動装置のフォーカス制御機構を示すブロック図である。多層記録光ディスク駆動装置は、専ら光ディスクの再生を目的とした専用装置に限らず、光ディスク再生記録機能を備えた情報処理装置、エンタテインメント装置等も含む。
【００１５】
本図に示すように、多層記録光ディスク駆動装置は、スピンドルモータ１２と、対物レンズ１３ａを備えた光学ピックアップ１３と、信号処理回路１４と、駆動回路１５と、トラッキングサーボ制御回路１６と、フォーカスサーボ制御回路１７と、レイヤジャンプ制御回路１８と、再生回路１９と、回転制御回路２０と、コントローラ２１とを備えて構成される。ただし、本発明は上記の構成に限られない。例えば、記録回路を設けるようにしてもよい。本発明は、光ディスクに情報を記録する際にも適用することができる。なお、本実施例においては、光学ピックアップ１３のフォーカス方向の移動制御を中心に説明するため、光学ピックアップ１３をトラッキング方向に移動させるための機構、制御回路等の詳細な説明は省略する。
【００１６】
この多層記録光ディスク駆動装置は、例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭのような多層記録構造を有する光ディスク１１を、回転制御回路２０からの回転速度制御信号に基き、スピンドルモータ１２で回転駆動させる。そして、光学ピックアップ１３からレーザ光を出射し、対物レンズ１３ａで、光ディスク１１の記録層に集光し、この反射光を光学ピックアップ１３で読み取る。読み取られた光学信号は、信号処理回路１４で、トラッキングエラー信号（ＴＥ信号）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）、反射光量信号（ＲＦ信号）の電気信号に変換される。ここで、フォーカスエラー信号は、光ディスク１１の記録層に対する対物レンズ１３ａの焦点ずれに対応した信号で、例えば、光学ピックアップ１３の受光部に、３分割光検出素子２枚を備えたレーザカプラを設け、反射光のスポット径を検出する、いわゆるスポットサイズ法を用いて生成することができる。
【００１７】
光学ピックアップ１３は、対物レンズ１３ａをフォーカス方向およびトラック方向（光ディスク１１の半径方向）に駆動させるためのアクチュエータ２２を備えている。アクチュエータ２２は、駆動回路１５からの制御信号により、フォーカス方向およびトラック方向の各方向について、各々独立に制御される。
【００１８】
トラッキングエラー信号は、トラッキングサーボ制御回路１６に入力される。トラッキングサーボ制御回路１６は、トラッキングエラー信号に基いて、レーザ光をトラック振れに追従させるようにアクチュエータ２２をトラック方向に駆動させるための信号を生成して、駆動回路１５に出力する。
【００１９】
フォーカスエラー信号は、フォーカスサーボ制御回路１７とレイヤジャンプ制御回路１８とに入力される。フォーカスサーボ制御回路１７は、フォーカスエラー信号に基いて、対物レンズ１３ａを通ったレーザ光が光ディスク１１の記録層で集光するようにアクチュエータ２２をフォーカス方向に駆動するための信号を生成して、駆動回路１５に出力する。レイヤジャンプ制御回路１８は、後述のコントローラ２１からレイヤジャンプの要求を受け付けると、フォーカスドライブ信号として、対物レンズ１３ａのフォーカスを目的レイヤに移動させるためのキック電圧を駆動回路１５に発生させる。そして、フォーカスエラー信号を監視し、対物レンズ１３ａのフォーカスが、目的レイヤに近接したことを検知すると、フォーカスドライブ信号として、対物レンズ１３ａの移動を止めるためのブレーキ電圧を駆動回路１５に発生させる。なお、駆動回路１５が発生するフォーカスドライブ信号（キック信号、ブレーキ信号）は、電圧信号に限られず、電流、その他によって定義される信号を用いることができる。また、下層から上層にジャンプするときと、上層から下層にジャンプするときとでは、当然ながら、キック信号とブレーキ信号との向きは逆になる。
【００２０】
反射光量信号は、再生回路１９に入力される。再生回路１９は、反射光量信号に応じて読み取ったデータに対し、所定の復調を行なった後、エラー訂正を行なう。そして、得られたディジタル信号に対し、アナログ変換等の処理を施して音声データ、映像データ等の再生を行う。
【００２１】
駆動回路１５、トラッキングサーボ制御回路１６、フォーカスサーボ制御回路１７、レイヤジャンプ制御回路１８、再生回路１９および回転制御回路２０は、光ディスク駆動装置のコントローラ２１によって、上述のそれぞれの処理が制御される。例えば、コントローラ２１は、光ディスク１１を再生中に、再生回路１９からの制御信号により、レイヤジャンプ要求を受け付けると、フォーカスサーボ制御回路１７にフォーカスサーボをＯＦＦにする命令を送る。そして、レイヤジャンプ制御回路１８にレイヤジャンプ命令を送る。その後、レイヤジャンプ制御回路１８からレイヤジャンプ終了の報告を受けると、フォーカスサーボ制御回路１７にフォーカスサーボをＯＮにする命令を送り、再生回路１９を用いて、光ディスク１１のデータ読み取りを再開する。
【００２２】
本例において、多層記録光ディスク１１は、図２に示すように、２つの記録層（レイヤ）を有する２層構造とする。２層の記録層について、再生時に対物レンズ１３ａに近い層をレイヤ０と称し、対物レンズ１３ａに遠い層をレイヤ１と称するものとする。本図において、実線の記録層がレイヤ０で、破線で示す記録層がレイヤ１である。多層記録光ディスクの外形寸法は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭと同じく直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍとする。ただし、ＤＶＤ−ＲＯＭは、厚さ０．６ｍｍのディスクを２枚貼り合わせた構造となっている。記録は、片面あたり最大２層で、両面に記録することができる。記憶容量は片面１層記録で４．７Ｇバイト、片面２層記録で８．５Ｇバイト、両面１層記録で９．４Ｇバイト、両面２層記録で１７Ｇバイトである。トラック・ピッチは０．７４μｍ、データ読取レーザの波長は６５０ｎｍである。本発明の光ディスク駆動装置で再生等できる光ディスクの構造はこれに限られない。例えば、３層以上の構造であってもよい。また、光ディスク駆動装置は、ＤＶＤ−ＲＯＭとトラックピッチ、データ読取レーザ波長、符号化方法等の異なるＣＤ−ＲＯＭ等を再生できるようにすることができる。すなわち、本発明は、多層式記録可能ディスクの記録・再生時のレイヤジャンプに関し、広範囲に適用することができる。
【００２３】
光ディスクの１１の基板は、光透過性が高く、耐衝撃性、耐熱性、耐湿性が高い特性を有するポリカーボネート樹脂が主として用いられる。そして、基板上にピットを設けて形成した記録層上にはアルミニウム等を蒸着することにより反射膜が形成されている。反射膜の反射率は、例えば、８０％程度とされる。さらに反射膜上にはポリカーボネート樹脂等による保護膜が設けられている。
【００２４】
光ディスク１１からのデータ読み取りは、光学ピックアップ１３によって行われる。光学ピックアップ１３の光学系は、例えば、図３に示すように、対物レンズ１３ａと、コリメートレンズ１３ｂと、偏光プリズム１３ｃと、半導体レーザ発振器１３ｄと、シリンドリカルレンズ１３ｅと、光検出素子１３ｆとを備えて構成される。半導体レーザ発振器１３ｄから出射されたレーザ光は、偏光プリズム１３ｃを直進し、コリメートレンズ１３ｂを通過した後、対物レンズ１３ａにより、光ディスク１１のいずれかの記録層に集光されることになる。光ディスク１１からの反射光は、対物レンズ１３ａを逆行し、コリメートレンズ１３ｂを通過した後、偏光プリズム１３ｃで直角に折曲された後、シリンドリカルレンズ１３ｅを介して、光検出素子１３ｆに入光する。
【００２５】
図４は、対物レンズ１３ａが、アクチュエータ２２により、フォーカス方向に駆動される機構を説明するための図である。対物レンズ１３ａは、対物レンズ固定具１３ｇを介して、対物レンズ支持バネ２２ｃにより、上下左右変位可能に支持されている。対物レンズ１３ａの周囲には、フォーカス用コイル２２ａが設けられている。さらに、フォーカス用コイル２２ａの外側には磁石２２ｂが設けられている。フォーカス用コイル２２ａに制御用電圧（キック電圧、ブレーキ電圧）が供給されると、対物レンズ１３ａは、電圧の向きに応じて、矢印に示すようにフォーカス方向の駆動力を与えられることになる。
【００２６】
上記のような構成における、本実施形態のレイヤジャンプ制御機構の処理動作について、図５に示す波形図を参照して説明する。なお、光ディスク駆動装置は、例えば、あらかじめ組み込まれた制御プログラムに基づいて、あるいは記録媒体に記録された制御プログラムを読み込んで以下の処理動作を行うことができる。
【００２７】
ここでは、レイヤ０のフォーカスエラー信号のレイヤ１側に不要光成分が存在するときに、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプする場合を例にする。
【００２８】
そもそも、不要光成分が発生する原因としては、例えば、対物レンズ１３ａがＣＤ、ＤＶＤ両対応であるときに、対物レンズ１３ａのＣＤ側成分により発生する場合があることが知られている。また、フォーカスエラーの検出において、いわゆるスポットサイズ法を用いたときに原理的に生じる場合があることも知られている。さらには、Ｓ／Ｎが悪い等、光ディスクによって固有の発生原因を抱えている場合も考えられる。
【００２９】
一方で、不要光成分の特徴として、光ディスクの記録面から手前もしくは奥側から、ほぼ一定距離の場所に発生することが確かめられた。
【００３０】
そこで、この不要光成分の影響を避けるためには、レイヤジャンプの際、不要光成分を過ぎてからブレーキ処理およびフォーカスサーボのオンを行なえばよいと考えられる。すなわち、不要光成分が生じ得る時間は、Ｈｃ信号が不要光成分に反応してＨｉにならないように、Ｈｃ信号にマスクをすればよい。
【００３１】
しかし、レイヤジャンプ中の対物レンズ１３ａの光ディスク１１に対する移動速度は２軸アクチュエータ２２の感度、回転する光ディスク１１の面振れ等によって毎回変動する。このため、Ｈｃ信号をマスクする時間は一意に決定することができない。そこで、本実施形態においては、フォーカスエラー信号が、ある基準レベル、例えば、Ｌコンパレートレベルを超えた時間、すなわち、Ｌｃ信号がＨｉの時間Ｔに基づいて、Ｈｃ信号をマスクする時間を設定することとする。このとき、時間Ｔは、対物レンズ１３ａの移動速度に応じた値である。
【００３２】
元来、Ｌコンパレートレベルは、フォーカスドライブ信号を制御するために用いる基準信号であるが、本実施形態においては、Ｌコンパレートレベルを、Ｈｃ信号マスクのための基準信号に用いることとする。もちろん、Ｈｃ信号マスクのための基準信号は、Ｌコンパレートレベルに限られない。
【００３３】
Ｈｃ信号マスク時間は、例えば、Ｌｃ信号がＬｏになってからαＴの間とすることができる。ここで、係数αは、例えば、０．９等とすることができ、実験、シミュレーション等に基づいてあらかじめ定めておく。
【００３４】
このようにすることで、レイヤジャンプのたびに、その時点の状態における対物レンズ１３ａの移動速度を基準にマスク時間を設定することができる。このため、光ディスク１１の個体差、周辺環境、２軸アクチュエータの感度差等を吸収することができる。
【００３５】
図５において、レイヤ０を再生中、すなわちレイヤ０にフォーカスサーボが施されている状態で、レイヤ１の再生が要求されると、駆動装置は、フォーカスサーボをオフにしてから、フォーカスドライブ信号として、キック電圧を印加する。これにより、対物レンズ１３ａが光ディスク方向への移動を開始する。
【００３６】
レイヤジャンプ制御回路１８は、Ｌｃ信号がＨｉ出力、すなわち、フォーカスエラー信号がＬコンパレートレベル以下である期間の時間Ｔを測定する。そして、Ｌｃ信号がＬｏになった時点からαＴの期間、例えば、Ｈｃマスク信号を発生させて、Ｈｃ信号をマスクする。このため、レイヤジャンプ制御回路１８は、不要光成分によるＨｃ信号のＨｉ状態を無視することができる。
【００３７】
そして、マスク期間後にＨｃ信号がＨｉになると、レイヤジャンプ制御回路１８は、ブレーキ電圧を印加して対物レンズの移動を減速させる。その後、Ｈｃ信号がＬｏになると、ブレーキ電圧の印加を停止して、フォーカスサーボをオンにする。この結果、本来の位置でフォーカスサーボをオンにすることができるため、対物レンズ１３ａのフォーカスをレイヤ１に引き込むことができる。そして、レイヤ１の再生を開始する。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、フォーカスエラー信号の層間部分に大きな不要光成分が存在する場合でもレイヤジャンプを成功させることができるようになる。
【００３９】
なお、レイヤ１のフォーカスエラー信号のレイヤ０側に不要光成分が存在するときに、レイヤ１からレイヤ０にレイヤジャンプする場合にも本発明を適用することができる。この場合は、不要光成分はＬｏ方向に生じるため、例えば、Ｈコンパレートレベルを基準に時間Ｔを測定し、この時間Ｔに基づいて、Ｌｃ信号をマスクするようにすればよい。
【００４０】
また、時間Ｔのばらつきが少ないようであれば、例えば、光ディスク１１の再生の最初に、時間Ｔを測定し、その再生においては、最初に測定した時間Ｔを基準にマスク時間を設定するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、フォーカスエラー信号の層間部分に不要光成分が存在する場合に、レイヤジャンプの確度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、多層記録光ディスク駆動装置のフォーカス制御機構を示すブロック図である。
【図２】は、多層記録光ディスクの構成を説明するための説明図である。
【図３】は、光学ピックアップの構成を説明するための光路図である。
【図４】は、対物レンズ１３ａが、アクチュエータ２２により、フォーカス方向に駆動される機構を説明するための図である。
【図５】は、本発明によるレイヤジャンプを説明するための図である。
【図６】は、光ディスク駆動装置の対物レンズが、２層記録光ディスクに対して、遠い位置から、光ディスクに近づく位置にまで移動したときの、フォーカスエラー信号の例を説明するための波形図である。
【図７】は、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプを行なう場合に、フォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズを駆動する処理について説明するための図である。
【図８】は、図６（ｂ）に示すようなフォーカスエラー信号を描いている場合に、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプを行なうときに起こりうる問題について説明するための図である。
【符号の説明】
１１…多層記録光ディスク
１２…スピンドルモータ
１３…光学ピックアップ
１４…信号処理回路
１５…駆動回路
１６…トラッキングサーボ制御回路
１７…フォーカスサーボ制御回路
１８…レイヤジャンプ制御回路
１９…再生回路
２０…回転制御回路
２１…コントローラ
２２…２軸アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層記録光ディスクの駆動装置に係り、特に、任意の記録層にフォーカスサーボを施すために、対物レンズをフォーカス方向に移動させるレイヤジャンプ制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量記録媒体として、ＤＶＤと称される光ディスクが用いられるようになっている。ＤＶＤの記録層は、片面あたり最大２層で、両面に記録することができる。このような多層記録光ディスクの駆動装置では、再生または記録中の記録層（レイヤ）に対してフォーカスサーボが施されている状態で、他のレイヤの再生等が要求された場合に、その目的とするレイヤに対してフォーカスサーボが施されるように、対物レンズの光ディスクに対するフォーカス方向の距離を制御する機能（レイヤジャンプ機能）を備えることが要求される。
【０００３】
一般に、レイヤジャンプでは、光ディスクの記録層からの反射光に基づいて生成されるフォーカスエラー信号を観測して対物レンズのフォーカス方向の移動を制御する。
【０００４】
図６（ａ）は、光ディスク駆動装置の対物レンズが、２層記録光ディスクに対して、遠い位置から、光ディスクに近づく位置にまで移動したときの、標準的なフォーカスエラー信号の波形図である。本図において、矢印で示すレイヤ０合焦点は、下層レイヤ（レイヤ０）の記録層にレンズの焦点が合った位置を示し、レイヤ１合焦点は、上層レイヤ（レイヤ１）の記録層にレンズの焦点が合った位置を示している。
【０００５】
本図に示すように、標準的なフォーカスエラー信号は、対物レンズが、光ディスクに対して遠い位置から移動を開始すると、一度Ｈｉ方向にピークを形成し、基準レベルに達した付近で、レイヤ０の合焦点となる。その後、Ｌｏ方向にピークを形成し、再び基準レベルを通過し、Ｈｉ方向にピークを形成する。そして、次に基準レベルに達した付近で、レイヤ１の合焦点となる。なおも光ディスクに近い位置に対物レンズが移動すると、再びＬｏ方向にピークを形成する。
【０００６】
図７は、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプを行なう場合に、フォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズを駆動する処理について説明するための図である。
【０００７】
本図において、ＨコンパレートレベルおよびＬコンパレートレベルは、フォーカスエラー信号と比較されるための基準信号で、あらかじめ値が設定されている。Ｈｃ信号は、フォーカスエラー信号が、Ｈコンパレートレベル以上になるとＨｉ出力となり、その他はＬｏ出力となる。一方、Ｌｃ信号は、フォーカスエラー信号が、Ｌｃコンパレートレベル以下になるとＨｉ出力となり、その他はＬｏ出力となる。
【０００８】
レーザ光を光ディスクの記録層に集光する対物レンズの周囲には、コイル部分が設けられており、これらがバネにより上下自在に支持されている。フォーカスドライブ信号として、コイルにキック電圧を印加すると、対物レンズが光ディスクに近づく方向への力が加えられ、ブレーキ電圧を印加すると、光ディスクから遠ざかる方向への力が加えられる。
【０００９】
レイヤ０を再生中、すなわちレイヤ０にフォーカスサーボが施されている状態で、レイヤ１の再生が要求されると、駆動装置は、フォーカスサーボをオフにしてから、キック電圧を印加する。これにより、対物レンズが光ディスク方向への移動を開始する。フォーカスエラー信号は、Ｌｏ方向に振れ、Ｌｃ信号がＨｉになった後、Ｈｉ方向に戻り、Ｌｃ信号がＬｏとなる。さらにフォーカスエラー信号がＨｉに向かい、Ｈｃ信号がＨｉになると、ブレーキ電圧を印加して対物レンズの移動を減速させる。その後、ピークを過ぎて、Ｈｃ信号がＬｏになると、ブレーキ電圧の印加を停止する。そして、フォーカスサーボをオンにして、フォーカスをレイヤ１に引き込んで、レイヤ１の再生を開始する。
【００１０】
しかし、図６（ａ）に示したフォーカスエラー信号は理想的なものであり、実際には不要光成分を有している場合がある。不要光成分を含むフォーカスエラー信号のうち、特に問題となるのは、図６（ｂ）に示すような波形を描くときである。すなわち、隣接するレイヤの反射率に差があり、反射率の大きい方のレイヤの、層間側に比較的大きな不要光成分が生じている場合である（本図の例では、レイヤ０の反射率がレイヤ１より大きく、かつ、レイヤ０の大きな不要光成分が、レイヤ１側に生じている。逆に、レイヤ１の反射率がレイヤ０より大きく、レイヤ１の大きな不要光成分がレイヤ０側に生じる場合も問題になる）。
【００１１】
図６（ｂ）に示すようなフォーカスエラー信号を描いている場合に、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプを行なうときに起こりうる問題について図８を参照して説明する。本図の例では、レイヤ０の不要光成分がＨコンパレートレベルを超えているため、不要光部分でＨｃ信号がＨｉになる。このため、駆動装置は、ブレーキ電圧を印加して対物レンズの移動を減速させる。そして、Ｈｃ信号がＬｏになると、レイヤ１の合焦点位置までまだ距離があるにもかかわらず、フォーカスサーボをオンにしてしまう。すると、フォーカスエラー信号が再度Ｈｉ方向に振れるときに、フォーカスサーボをオンにしている関係上、駆動装置は対物レンズの移動を加速してしまい、レイヤ１の合焦点でフォーカスを引き込めなくなってしまう場合がある。この結果、レイヤジャンプに失敗してしまうおそれがある。
【００１２】
本発明の目的は、フォーカスエラー信号の層間部分に不要光成分が存在する場合に、レイヤジャンプの確度を高める技術を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、
多層記録光ディスクの記録層に対する対物レンズの焦点ずれに対応したフォーカスエラー信号に基づいて、前記対物レンズのフォーカス方向の移動を制御する対物レンズ移動制御方法において、
多層記録光ディスクに記録されたデータを読み取る際に、前記対物レンズから出射されるレーザ光を集光すべき記録層の移動要求があると、
前記対物レンズの、レーザ光を集光すべき記録層方向への移動を開始させ、
前記対物レンズの前記移動の際の移動速度に対応した時間Ｔを計測し、
フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第１の基準レベルを超えたのち下回った時点から、前記時間Ｔにあらかじめ定められた係数αを乗じた時間Ｔα経過後であって、フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第２の基準レベルを超えた時点以降に前記対物レンズの制動を開始することを特徴とする対物レンズ移動制御方法が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、多層記録光ディスク駆動装置のフォーカス制御機構を示すブロック図である。多層記録光ディスク駆動装置は、専ら光ディスクの再生を目的とした専用装置に限らず、光ディスク再生記録機能を備えた情報処理装置、エンタテインメント装置等も含む。
【００１５】
本図に示すように、多層記録光ディスク駆動装置は、スピンドルモータ１２と、対物レンズ１３ａを備えた光学ピックアップ１３と、信号処理回路１４と、駆動回路１５と、トラッキングサーボ制御回路１６と、フォーカスサーボ制御回路１７と、レイヤジャンプ制御回路１８と、再生回路１９と、回転制御回路２０と、コントローラ２１とを備えて構成される。ただし、本発明は上記の構成に限られない。例えば、記録回路を設けるようにしてもよい。本発明は、光ディスクに情報を記録する際にも適用することができる。なお、本実施例においては、光学ピックアップ１３のフォーカス方向の移動制御を中心に説明するため、光学ピックアップ１３をトラッキング方向に移動させるための機構、制御回路等の詳細な説明は省略する。
【００１６】
この多層記録光ディスク駆動装置は、例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭのような多層記録構造を有する光ディスク１１を、回転制御回路２０からの回転速度制御信号に基き、スピンドルモータ１２で回転駆動させる。そして、光学ピックアップ１３からレーザ光を出射し、対物レンズ１３ａで、光ディスク１１の記録層に集光し、この反射光を光学ピックアップ１３で読み取る。読み取られた光学信号は、信号処理回路１４で、トラッキングエラー信号（ＴＥ信号）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）、反射光量信号（ＲＦ信号）の電気信号に変換される。ここで、フォーカスエラー信号は、光ディスク１１の記録層に対する対物レンズ１３ａの焦点ずれに対応した信号で、例えば、光学ピックアップ１３の受光部に、３分割光検出素子２枚を備えたレーザカプラを設け、反射光のスポット径を検出する、いわゆるスポットサイズ法を用いて生成することができる。
【００１７】
光学ピックアップ１３は、対物レンズ１３ａをフォーカス方向およびトラック方向（光ディスク１１の半径方向）に駆動させるためのアクチュエータ２２を備えている。アクチュエータ２２は、駆動回路１５からの制御信号により、フォーカス方向およびトラック方向の各方向について、各々独立に制御される。
【００１８】
トラッキングエラー信号は、トラッキングサーボ制御回路１６に入力される。トラッキングサーボ制御回路１６は、トラッキングエラー信号に基いて、レーザ光をトラック振れに追従させるようにアクチュエータ２２をトラック方向に駆動させるための信号を生成して、駆動回路１５に出力する。
【００１９】
フォーカスエラー信号は、フォーカスサーボ制御回路１７とレイヤジャンプ制御回路１８とに入力される。フォーカスサーボ制御回路１７は、フォーカスエラー信号に基いて、対物レンズ１３ａを通ったレーザ光が光ディスク１１の記録層で集光するようにアクチュエータ２２をフォーカス方向に駆動するための信号を生成して、駆動回路１５に出力する。レイヤジャンプ制御回路１８は、後述のコントローラ２１からレイヤジャンプの要求を受け付けると、フォーカスドライブ信号として、対物レンズ１３ａのフォーカスを目的レイヤに移動させるためのキック電圧を駆動回路１５に発生させる。そして、フォーカスエラー信号を監視し、対物レンズ１３ａのフォーカスが、目的レイヤに近接したことを検知すると、フォーカスドライブ信号として、対物レンズ１３ａの移動を止めるためのブレーキ電圧を駆動回路１５に発生させる。なお、駆動回路１５が発生するフォーカスドライブ信号（キック信号、ブレーキ信号）は、電圧信号に限られず、電流、その他によって定義される信号を用いることができる。また、下層から上層にジャンプするときと、上層から下層にジャンプするときとでは、当然ながら、キック信号とブレーキ信号との向きは逆になる。
【００２０】
反射光量信号は、再生回路１９に入力される。再生回路１９は、反射光量信号に応じて読み取ったデータに対し、所定の復調を行なった後、エラー訂正を行なう。そして、得られたディジタル信号に対し、アナログ変換等の処理を施して音声データ、映像データ等の再生を行う。
【００２１】
駆動回路１５、トラッキングサーボ制御回路１６、フォーカスサーボ制御回路１７、レイヤジャンプ制御回路１８、再生回路１９および回転制御回路２０は、光ディスク駆動装置のコントローラ２１によって、上述のそれぞれの処理が制御される。例えば、コントローラ２１は、光ディスク１１を再生中に、再生回路１９からの制御信号により、レイヤジャンプ要求を受け付けると、フォーカスサーボ制御回路１７にフォーカスサーボをＯＦＦにする命令を送る。そして、レイヤジャンプ制御回路１８にレイヤジャンプ命令を送る。その後、レイヤジャンプ制御回路１８からレイヤジャンプ終了の報告を受けると、フォーカスサーボ制御回路１７にフォーカスサーボをＯＮにする命令を送り、再生回路１９を用いて、光ディスク１１のデータ読み取りを再開する。
【００２２】
本例において、多層記録光ディスク１１は、図２に示すように、２つの記録層（レイヤ）を有する２層構造とする。２層の記録層について、再生時に対物レンズ１３ａに近い層をレイヤ０と称し、対物レンズ１３ａに遠い層をレイヤ１と称するものとする。本図において、実線の記録層がレイヤ０で、破線で示す記録層がレイヤ１である。多層記録光ディスクの外形寸法は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭと同じく直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍとする。ただし、ＤＶＤ−ＲＯＭは、厚さ０．６ｍｍのディスクを２枚貼り合わせた構造となっている。記録は、片面あたり最大２層で、両面に記録することができる。記憶容量は片面１層記録で４．７Ｇバイト、片面２層記録で８．５Ｇバイト、両面１層記録で９．４Ｇバイト、両面２層記録で１７Ｇバイトである。トラック・ピッチは０．７４μｍ、データ読取レーザの波長は６５０ｎｍである。本発明の光ディスク駆動装置で再生等できる光ディスクの構造はこれに限られない。例えば、３層以上の構造であってもよい。また、光ディスク駆動装置は、ＤＶＤ−ＲＯＭとトラックピッチ、データ読取レーザ波長、符号化方法等の異なるＣＤ−ＲＯＭ等を再生できるようにすることができる。すなわち、本発明は、多層式記録可能ディスクの記録・再生時のレイヤジャンプに関し、広範囲に適用することができる。
【００２３】
光ディスクの１１の基板は、光透過性が高く、耐衝撃性、耐熱性、耐湿性が高い特性を有するポリカーボネート樹脂が主として用いられる。そして、基板上にピットを設けて形成した記録層上にはアルミニウム等を蒸着することにより反射膜が形成されている。反射膜の反射率は、例えば、８０％程度とされる。さらに反射膜上にはポリカーボネート樹脂等による保護膜が設けられている。
【００２４】
光ディスク１１からのデータ読み取りは、光学ピックアップ１３によって行われる。光学ピックアップ１３の光学系は、例えば、図３に示すように、対物レンズ１３ａと、コリメートレンズ１３ｂと、偏光プリズム１３ｃと、半導体レーザ発振器１３ｄと、シリンドリカルレンズ１３ｅと、光検出素子１３ｆとを備えて構成される。半導体レーザ発振器１３ｄから出射されたレーザ光は、偏光プリズム１３ｃを直進し、コリメートレンズ１３ｂを通過した後、対物レンズ１３ａにより、光ディスク１１のいずれかの記録層に集光されることになる。光ディスク１１からの反射光は、対物レンズ１３ａを逆行し、コリメートレンズ１３ｂを通過した後、偏光プリズム１３ｃで直角に折曲された後、シリンドリカルレンズ１３ｅを介して、光検出素子１３ｆに入光する。
【００２５】
図４は、対物レンズ１３ａが、アクチュエータ２２により、フォーカス方向に駆動される機構を説明するための図である。対物レンズ１３ａは、対物レンズ固定具１３ｇを介して、対物レンズ支持バネ２２ｃにより、上下左右変位可能に支持されている。対物レンズ１３ａの周囲には、フォーカス用コイル２２ａが設けられている。さらに、フォーカス用コイル２２ａの外側には磁石２２ｂが設けられている。フォーカス用コイル２２ａに制御用電圧（キック電圧、ブレーキ電圧）が供給されると、対物レンズ１３ａは、電圧の向きに応じて、矢印に示すようにフォーカス方向の駆動力を与えられることになる。
【００２６】
上記のような構成における、本実施形態のレイヤジャンプ制御機構の処理動作について、図５に示す波形図を参照して説明する。なお、光ディスク駆動装置は、例えば、あらかじめ組み込まれた制御プログラムに基づいて、あるいは記録媒体に記録された制御プログラムを読み込んで以下の処理動作を行うことができる。
【００２７】
ここでは、レイヤ０のフォーカスエラー信号のレイヤ１側に不要光成分が存在するときに、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプする場合を例にする。
【００２８】
そもそも、不要光成分が発生する原因としては、例えば、対物レンズ１３ａがＣＤ、ＤＶＤ両対応であるときに、対物レンズ１３ａのＣＤ側成分により発生する場合があることが知られている。また、フォーカスエラーの検出において、いわゆるスポットサイズ法を用いたときに原理的に生じる場合があることも知られている。さらには、Ｓ／Ｎが悪い等、光ディスクによって固有の発生原因を抱えている場合も考えられる。
【００２９】
一方で、不要光成分の特徴として、光ディスクの記録面から手前もしくは奥側から、ほぼ一定距離の場所に発生することが確かめられた。
【００３０】
そこで、この不要光成分の影響を避けるためには、レイヤジャンプの際、不要光成分を過ぎてからブレーキ処理およびフォーカスサーボのオンを行なえばよいと考えられる。すなわち、不要光成分が生じ得る時間は、Ｈｃ信号が不要光成分に反応してＨｉにならないように、Ｈｃ信号にマスクをすればよい。
【００３１】
しかし、レイヤジャンプ中の対物レンズ１３ａの光ディスク１１に対する移動速度は２軸アクチュエータ２２の感度、回転する光ディスク１１の面振れ等によって毎回変動する。このため、Ｈｃ信号をマスクする時間は一意に決定することができない。そこで、本実施形態においては、フォーカスエラー信号が、ある基準レベル、例えば、Ｌコンパレートレベルを超えた時間、すなわち、Ｌｃ信号がＨｉの時間Ｔに基づいて、Ｈｃ信号をマスクする時間を設定することとする。このとき、時間Ｔは、対物レンズ１３ａの移動速度に応じた値である。
【００３２】
元来、Ｌコンパレートレベルは、フォーカスドライブ信号を制御するために用いる基準信号であるが、本実施形態においては、Ｌコンパレートレベルを、Ｈｃ信号マスクのための基準信号に用いることとする。もちろん、Ｈｃ信号マスクのための基準信号は、Ｌコンパレートレベルに限られない。
【００３３】
Ｈｃ信号マスク時間は、例えば、Ｌｃ信号がＬｏになってからαＴの間とすることができる。ここで、係数αは、例えば、０．９等とすることができ、実験、シミュレーション等に基づいてあらかじめ定めておく。
【００３４】
このようにすることで、レイヤジャンプのたびに、その時点の状態における対物レンズ１３ａの移動速度を基準にマスク時間を設定することができる。このため、光ディスク１１の個体差、周辺環境、２軸アクチュエータの感度差等を吸収することができる。
【００３５】
図５において、レイヤ０を再生中、すなわちレイヤ０にフォーカスサーボが施されている状態で、レイヤ１の再生が要求されると、駆動装置は、フォーカスサーボをオフにしてから、フォーカスドライブ信号として、キック電圧を印加する。これにより、対物レンズ１３ａが光ディスク方向への移動を開始する。
【００３６】
レイヤジャンプ制御回路１８は、Ｌｃ信号がＨｉ出力、すなわち、フォーカスエラー信号がＬコンパレートレベル以下である期間の時間Ｔを測定する。そして、Ｌｃ信号がＬｏになった時点からαＴの期間、例えば、Ｈｃマスク信号を発生させて、Ｈｃ信号をマスクする。このため、レイヤジャンプ制御回路１８は、不要光成分によるＨｃ信号のＨｉ状態を無視することができる。
【００３７】
そして、マスク期間後にＨｃ信号がＨｉになると、レイヤジャンプ制御回路１８は、ブレーキ電圧を印加して対物レンズの移動を減速させる。その後、Ｈｃ信号がＬｏになると、ブレーキ電圧の印加を停止して、フォーカスサーボをオンにする。この結果、本来の位置でフォーカスサーボをオンにすることができるため、対物レンズ１３ａのフォーカスをレイヤ１に引き込むことができる。そして、レイヤ１の再生を開始する。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、フォーカスエラー信号の層間部分に大きな不要光成分が存在する場合でもレイヤジャンプを成功させることができるようになる。
【００３９】
なお、レイヤ１のフォーカスエラー信号のレイヤ０側に不要光成分が存在するときに、レイヤ１からレイヤ０にレイヤジャンプする場合にも本発明を適用することができる。この場合は、不要光成分はＬｏ方向に生じるため、例えば、Ｈコンパレートレベルを基準に時間Ｔを測定し、この時間Ｔに基づいて、Ｌｃ信号をマスクするようにすればよい。
【００４０】
また、時間Ｔのばらつきが少ないようであれば、例えば、光ディスク１１の再生の最初に、時間Ｔを測定し、その再生においては、最初に測定した時間Ｔを基準にマスク時間を設定するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、フォーカスエラー信号の層間部分に不要光成分が存在する場合に、レイヤジャンプの確度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、多層記録光ディスク駆動装置のフォーカス制御機構を示すブロック図である。
【図２】は、多層記録光ディスクの構成を説明するための説明図である。
【図３】は、光学ピックアップの構成を説明するための光路図である。
【図４】は、対物レンズ１３ａが、アクチュエータ２２により、フォーカス方向に駆動される機構を説明するための図である。
【図５】は、本発明によるレイヤジャンプを説明するための図である。
【図６】は、光ディスク駆動装置の対物レンズが、２層記録光ディスクに対して、遠い位置から、光ディスクに近づく位置にまで移動したときの、フォーカスエラー信号の例を説明するための波形図である。
【図７】は、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプを行なう場合に、フォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズを駆動する処理について説明するための図である。
【図８】は、図６（ｂ）に示すようなフォーカスエラー信号を描いている場合に、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプを行なうときに起こりうる問題について説明するための図である。
【符号の説明】
１１…多層記録光ディスク
１２…スピンドルモータ
１３…光学ピックアップ
１４…信号処理回路
１５…駆動回路
１６…トラッキングサーボ制御回路
１７…フォーカスサーボ制御回路
１８…レイヤジャンプ制御回路
１９…再生回路
２０…回転制御回路
２１…コントローラ
２２…２軸アクチュエータ
Claims (9)
- 多層記録光ディスクの記録層に対する対物レンズの焦点ずれに対応したフォーカスエラー信号に基づいて、前記対物レンズのフォーカス方向の移動を制御する対物レンズ移動制御方法において、
前記対物レンズから出射されるレーザ光を集光すべき記録層の移動要求があると、
前記対物レンズの、レーザ光を集光すべき記録層方向への移動を開始させ、
前記対物レンズの前記移動の際の移動速度に対応した時間Ｔを計測し、
フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第１の基準レベルを超えたのち下回った時点から、前記時間Ｔにあらかじめ定められた係数αを乗じた時間Ｔα経過後であって、フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第２の基準レベルを超えた時点以降に前記対物レンズの制動を開始することを特徴とする対物レンズ移動制御方法。 - 請求項１に記載の対物レンズ移動制御方法であって、
前記時間Ｔは、フォーカスエラー信号の大きさが、前記第１の基準レベルを超えてから下回るまでの時間であることを特徴とする対物レンズ移動制御方法。 - 請求項１または２に記載の対物レンズ移動制御方法であって、
前記対物レンズの制動を終了させた後に、レーザ光を集光すべき記録層へのフォーカス引き込みを行うことを特徴とする対物レンズ移動制御方法。 - 多層記録光ディスクの記録層に対する対物レンズの焦点ずれに対応したフォーカスエラー信号に基づいて、前記対物レンズのフォーカス方向の移動を制御する対物レンズ移動制御装置において、
前記対物レンズから出射されるレーザ光を集光すべき記録層の移動要求があると、
前記対物レンズの、レーザ光を集光すべき記録層方向への移動を開始させ、
前記対物レンズの前記移動の際の移動速度に対応した時間Ｔを計測し、
フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第１の基準レベルを超えたのち下回った時点から、前記時間Ｔにあらかじめ定められた係数αを乗じた時間Ｔα経過後であって、フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第２の基準レベルを超えた時点以降に前記対物レンズの制動を開始することを特徴とする対物レンズ移動制御装置。 - 請求項４に記載の対物レンズ移動制御装置であって、
前記時間Ｔは、フォーカスエラー信号の大きさが、前記第１の基準レベルを超えてから下回るまでの時間であることを特徴とする対物レンズ移動制御装置。 - 請求項４または５に記載の対物レンズ移動制御装置であって、
レーザ光を集光すべき記録層に前記対物レンズの焦点を引き込むフォーカス引き込み手段をさらに備え、
前記対物レンズの制動を終了させた後に、レーザ光を集光すべき記録層へのフォーカス引き込みを行うことを特徴とする対物レンズ移動制御装置。 - 請求項４、５および６のいずれか一項に記載の対物レンズ移動制御装置を備えたことを特徴とする光ディスク駆動装置。
- 多層記録光ディスクの記録層に対する対物レンズの焦点ずれに対応したフォーカスエラー信号に基づいて、前記対物レンズのフォーカス方向の移動を制御する対物レンズ移動制御装置において実行可能なプログラムであって、
前記対物レンズから出射されるレーザ光を集光すべき記録層の移動要求を受け付けると、前記対物レンズの、レーザ光を集光すべき記録層方向への移動を開始させる処理と、
前記対物レンズの前記移動の際の移動速度に対応した時間Ｔを計測する処理と、
フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第１の基準レベルを超えたのち下回った時点から、前記時間Ｔにあらかじめ定められた係数αを乗じた時間Ｔα経過後であって、フォーカスエラー信号の大きさが、あらかじめ定められた第２の基準レベルを超えた時点以降に前記対物レンズの制動を開始する処理とを対物レンズ移動制御装置に実行させることを特徴とするプログラム。 - 請求項８に記載のプログラムを記録した記録媒体。
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