JP4222347B2 - 光ピックアップ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク状の記録媒体から信号を再生する光ピックアップ制御方法に関し、特に記録層が２層又はそれ以上あるＤＶＤなどの光記録媒体から信号を再生するための光ビームによる光スポットの層間移動とトラック間移動の改良を含む光ピックアップ制御方法に関する。

一般に、この種の情報記録再生装置では、光ヘッドのトラッキング制御とフォーカス制御が行われ、記録時及び再生時にデータを正確に書き込み、また読み出すようにしている。かかる制御はいわゆるサーボ制御回路により光ヘッドを制御することにより行われている。光ヘッドのトラッキング制御に用いるトラッキングエラー信号を生成する方法としては、３ビーム法と位相差法（位相差検出法：ＤＰＤ法）が一般に実用化されている。これらの方法は例えばオーム社発行の「コンパクトディスク読本」pp134-138（昭和５７年）や特開昭６１−２３０６３７号公報などに示されている。ディスク状の光記録媒体としては種々のものが開発されているが、直径１２cmのディスクとしては、いわゆるＣＤ（コンパクトディスク）の他に、ＣＤ−ＲＯＭ、ビデオＣＤ、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）など複数種類が実用化されている。いままで一般に実用化された光記録媒体はいずれも、記録層が１層であったが、ＤＶＤでは０．６ｍｍの層を２枚貼り合わせた構成となっていて、ディスクの片方に位置する単一の光ピックアップにて２つの記録層から情報を読み出すこととなる。

特開昭６１−２３０６３７号公報 オーム社発行の「コンパクトディスク読本」pp134-138（昭和５７年）

かかる複数層の光記録媒体から情報を再生する光ディスク再生装置では、単一の光ピックアップから発射される光ビームを対物レンズにて目的とする２つの層のいずれかの層の目的とするトラックにフォーカスして、光スポットを得ることにより信号の読み出しを開始することができる。ところで光ディスク再生装置のユーザから再生プログラムの変更や、同一プログラム内における高速サーチなどの要求が生じると、光スポットを同一層の他のトラックへ又は他の層の所定トラックへ移動する必要がある。従来のＣＤなどの１層の光記録媒体の場合は、トラック間の移動だけでよかったが、２層又はそれ以上の層数のディスクの場合、他の層へアクセスするためには光スポットの層間移動をも行わなければならない。かかる層間移動を迅速に実行するためには、光ピックアップの対物レンズの焦点距離を瞬時に変更する、いわゆるフォーカスジャンプを行う必要がある。しかし、従来のトラック間移動（トラックキック又はトラックジャンプあるいはトラックサーチ）とフォーカスジャンプを単純に組み合わせただけでは、素速く又は安定して目的とする他の層の所望トラック位置にアクセスすることができなかった。

したがって、本発明は２層以上の記録層を有する光記録媒体から情報を再生する光ディスク再生装置にあって、光ピックアップからの光ビームによる光スポットを迅速かつ正確に目的とする層の目的とするトラックに移動させることの可能な光ピックアップ制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、下記の構成を有する光ピックアップ制御方法を提供する。

（１） 第１層と第２層に記録された情報を有するディスク状の光記録媒体に光ビームを照射し、反射光を検出する光ピックアップにより前記情報を読み出す光ディスク再生装置の光ピックアップ制御方法において、前記光ビームのフォーカスされた光スポットが前記第１層と第２層のいずれに位置しているかを判断する現在層判断ステップと、前記光スポットを現在層から他の層へ移動させる必要のあるとき、トラックジャンプ手段によりまず目的とする層の目的とするアドレスに対応する現在層のアドレス付近に前記光スポットを移動させた後に、フォーカスジャンプ手段により目的とする層に前記光スポットを移動させる第１の方法と、前記フォーカスジャンプ手段によりまず目的とする層に前記光スポットを移動させた後に、前記トラックジャンプ手段により目的とする層の目的とするアドレスに前記光スポットを移動させる第２の方法とのいずれの方法を採用するかを、トラックジャンプを開始する現在位置又はトラックジャンプの目的位置が前記光記録媒体の最内周又は最外周であるか否かによって判断する制御方法判断ステップとを、有することを特徴とする光ピックアップ制御方法。

以上説明したように本発明によれば、ＤＶＤなどの２層以上の記録層を有する光記録媒体から光ピックアップにて情報を再生する際に、現在アクセスしている層とは異なる層の所定アドレスのトラック位置に光スポットを移動させる場合、移動時間が短く、かつ目的とするアクセスポイントへの正確かつ安定したジャンプ（サーチ）が実行できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について好ましい実施例とともに説明する。図２は本発明に関連する光ディスク再生装置を示すブロック図である。この光ディスク再生装置は光記録媒体１の一種である再生専用型のＤＶＤから情報を再生するものであり、ＤＶＤとしては再生専用の２層型のものを用いるものとする。なお、本発明はＤＶＤ専用の再生装置のみならず、従来からある音楽用ＣＤやビデオＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの再生装置と兼用するよう構成することができる。以下の実施例では、ＣＤ、ＤＶＤ再生兼用機としての光ディスク再生装置について説明する。

かかるＣＤ、ＤＶＤ再生兼用機の場合装填されたディスク１がいかなる種類のものか、すなわちＣＤなのか、１層型のＤＶＤか、２層型のＤＶＤかを識別する機能を付加しておくことにより、装填されたディスクに応じた再生装置におけるパラメータの設定と、その後の処理が可能となる。図６は図２中の光ピックアップ（ＰＵ）２とその出力信号に応答する演算装置（図２のプリアンプ５の一部）を示す回路図であり、ディスク１の種類の判別結果に応じて２種類のトラッキングエラー信号の一方を選択する回路例を示している。

図２において、ディスク１がスピンドル（ＳＰ）モータ３によりＣＬＶ（線速度一定）で回転されるようモータドライバ／トラッキング・フォーカス制御回路４により制御が行われる。光ピックアップ（光ヘッド）２によりディスク１より読み出された信号はプリアンプ５に供給され、その出力信号はデジタルサーボ（ＤＳＶ）制御回路６に与えられる。システムコントローラ７はプリアンプ５及びデジタルサーボ制御回路６と信号の授受を行い、光ディスク再生装置全体を制御するものであり、図示省略のマイコンすなわちＣＰＵとメモリ、インターフェースなどを有している。

デジタルサーボ制御回路６の出力信号はモータドライバ／トラッキング・フォーカス制御回路４に供給され、スピンドルモータ３の回転制御と光ピックアップのトラッキングサーボ制御及びフォーカスサーボ制御を行う。なお、ＤＳＶ６はサーボ制御回路の他に可変速コントローラ／メモリコントローラ／ＥＦＭ復調回路／エラー訂正回路などを含み、図示省略のメモリを利用して、再生信号を送出する機能をも有する。光ピックアップ２は図示省略のトラバースモータにてディスク１の半径方向に移動可能であり、また図示省略のフォーカスサーボ制御機構及びトラッキングサーボ制御に含まれるアクチュエータにより対物レンズがフォーカス方向、すなわち光路に沿った方向とディスクの半径方向に移動可能である。なお、光スポットのディスクの半径方向の移動は、トラバースモータとアクチュエータの双方を用いるが、前者は大きく（例えば数百トラック以上）移動するときに、後者は短距離だけ移動する場合及びトラッキングサーボ制御のために用いられる。

光ピックアップ２はまた、レーザビームをディスク１に照射するレーザダイオードを有し、その反射光に基づいてディスク１に記録された光学的情報を再生した信号を出力したり、図６に示すように非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥ検出用であり、かつ位相差法によるトラッキングエラー信号検出用でもある信号Ａ〜Ｄと３ビーム法の２種類のトラッキングエラー信号ＴＥ検出用信号Ｅ、Ｆを出力する複数の光検出部Ａ〜Ｆを有する（Ａ〜Ｆは複数の光検出部とその出力信号の双方を示している）。これらの信号はプリアンプ５に供給されて必要な演算が行われる。

図６において、光ピックアップ２が上記複数の光検出部としての４分割光センサ部分Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと３ビーム法に用いる光センサ部分Ｅ、Ｆとを有している様子が模式的に示されている。また、図６はこれらの光センサ部分からの出力信号に応答する演算装置を示している。加算器１０は対角線上にある光センサ部分Ａ、Ｃの出力信号を互に加算して出力し、加算器１２は他の対角線上にある光センサ部分Ｂ、Ｄの出力信号を互に加算して出力するものである。加算器１４は、加算器１０、１２の出力信号同士を加算するものであり、減算器１６、２０は共に加算器１０の出力信号から加算器１２の出力信号を減算するものである。また、減算器１８は光センサ部分Ｅの出力信号から光センサ部分Ｆの出力信号を減算するものである。

図６の回路は特開昭５７−７４８３７号公報の第４図に示されているものを利用したものである。加算器１４の出力信号に応答する立下がりパルス発生回路３２と立上がりパルス発生回路３４の出力信号によりそれぞれ制御されるゲート回路３６、４０が減算器１６の出力信号をゲートして、それぞれホールド回路３８、４２に与えられている。ホールド回路３８、４２の出力信号はそれぞれ減算器４４の＋と−入力端子に与えられ、減算器４４の出力信号はスイッチ３０の１側端子に与えられている。また、加算器１４の出力信号はＬＰＦ２８とイコライザ（ＥＱ）４６をそれぞれ介してそれぞれ和信号（サムオール（ＳＡ）信号）、ＥＦＭ信号又はＥＦＭプラス信号として出力される。

したがって、システムコントローラ７のマイコンからの制御信号ＣＯＮＴによりスイッチ３０の０側が選択されたときは、３ビーム法のトラッキングエラー信号ＴＥが出力され、１側が選択されたときは、前述の特開昭５７−７４８３７号公報の第４図に示されているものと同様のトラッキングエラー信号が選択される。このトラッキングエラー信号は和信号（加算器１４の出力信号）の両エッジ（立下がりパルス発生回路３２と立上がりパルス発生回路３４の出力信号）で差信号（減算器１６の出力信号）をサンプリングすることにより、差信号の時々刻々のピーク−ツー−ピーク値にビームスポットのトラックからのずれの方向に応じた符号を付けた値を求めることに相当する（同公報の第５図参照）。

減算器２０の出力信号はフォーカスエラー信号ＦＥとして用いられるべく、周知のフォーカスサーボ制御系に、またトラッキングエラー信号ＴＥは周知のトラッキングサーボ制御系にそれぞれ与えられる。和信号ＳＡはディスクの記録情報を読み出すための主信号であるとともに、後述のディスク種類判別のための測定対象信号となる。なお、和信号ＳＡに含まれる可能性のある高周波成分を除去するために、ＬＰＦ２８を介して和信号ＳＡを出力している。システムコントローラ７は、図示省略のマイクロコンピュータ（マイコン）の後述する動作によりディスク種類の判別や、光ピックアップの制御を行う。

次に、光ピックアップ２として２焦点型のもの、すなわち特開平７−６５４０７号公報や、特開平７−９８４３１号公報に示されるような、対物レンズに収束点を２つ設けて厚みの異なるディスクに対応可能としたものを用いて、ディスクの種類を判別する手法について説明する。光ピックアップ２はＮＡ＝０．３８ｍｍとＮＡ＝０．６ｍｍのスポットにて、２種類のディスク、すなわち板厚ｔ１＝１．２ｍｍのＣＤとｔ２＝０．６ｍｍのＤＶＤから情報を読み出すものとする。２焦点間の距離は０．３ｍｍとする。ディスク表面と信号面とで同時に結像すると、ディスク表面の影響として低周波での変調やオフセットの影響を受けるので、２焦点間の間隔はディスクの厚みと同様に設定することはできない。

図３は、かかる２焦点型光ピックアップでのディスク１へのレーザビームの集光状態を示す図である。1-a はｔ１＝１．２ｍｍのディスク、1-b はｔ２＝０．６ｍｍのディスク、1-c は１層が０．６ｍｍの２層型ディスク（層間距離ｔ３＝４０μｍ）への集光状態を示し、先行上側のビームが１．２ｍｍ用で、後行下側のビームが０．６ｍｍ用である。図３中、α、β、γ、δは光ピックアップ２の対物レンズがフォーカス方向に移動した各々の状態を示している。図４は図３に対応して光ピックアップ２にてフォーカスサーチを行ったときの出力信号から得られる様々な信号波形を示している。すなわち図４の縦軸は電圧であり、横軸が時間であり、ｐはピークを示している。２焦点型光ピックアップはホログラムレンズにて構成されるため、特開平７−９８４３１号公報のように２焦点の２つのスポット以外にも信号が検出されるが、ここでは２焦点検出信号以外の信号は省略している。

図４の 2-a 〜 2-d は図３の 1-a の１．２ｍｍ厚のディスクに、2-e 〜 2-hは図３の1-b の０．６ｍｍ厚のディスクに、2-i 〜 2-l は図３の 1-c の０．６ｍｍ厚×２層型のディスクにそれぞれ対応している。また、図６の和信号ＳＡが図４の 2-a, 2-e, 2-i であり、さらに和信号ＳＡを点線で示すスレショルドと比較した結果得られた信号が図４の 2-b, 2-f, 2-jである。また、図６のイコライザ４６の周波数特性をフラットとしたときのＥＦＭ信号が図４の 2-c, 2-g, 2-k である。さらにＥＦＭ信号を点線で示すスレショルドと比較した結果得られた信号が図４の 2-d, 2-h, 2-l である。

ここで、２つの焦点に対して、１．２ｍｍ厚のディスクの上側スポット、０．６ｍｍ厚のディスクの下側スポットが本来の再生信号であり、この部分の出力には波形図中、模式的に複数の縦線で示す高い周波数成分が含まれている。一方、本来の再生信号に相当しないスポットは球面収差により光スポットがぼけた状態になっていて、そこからの出力信号には高い周波数成分は含まれていないことがわかる。

フォーカスサーチは光ピックアップ２のフォーカスコイルに印加する電圧を増加あるいは減少させることにより、光ピックアップ２の光学系の一部である対物レンズを光路に沿って移動せしめることにより行われる。図４の波形 2-a において、図中左側のピークが図３の 1-a のディスクのαの状態にて得られ、右側のピークが同じくβの状態にて得られる。このように、図４におけるピークは図３のα、βに対応し、また波形 2-i 〜 2-l における４つのピークは図３の 1-cのディスクのα、β、γ、δに対応している。図５は２層ディスクにおけるフォーカスサーチを示す波形図であり、０．６ｍｍの記録層の２層目でサーボ制御をオンとする場合を示している。 3-a はフォーカスコイルに印加する電圧であり、3-b 〜 3-e は図４の例えば 2-i 〜 2-l に相当する波形である。

図４において、細い線が密集している部分は高周波成分ＨＦを示している。図５において、 9-a はフォーカスコイル印加電圧であり、 9-b は和信号ＳＡ、 9-c はフォーカスエラー信号、 9-d は和信号ＳＡをスレショルドと比較して得られた信号、 9-e はフォーカスエラー信号（ＦＥ） 9-C を所定スレショルドと比較して得られた信号、 9-f はＥＦＭ信号を比較器５０で基準値Ｒｅｆと比較して得られる信号、 9-g は図７のＨＦＤＥＴ（Ｄ−ＦＦ５６の出力信号）である。波形 9-e におけるタイミングＳＣはフォーカスサーボ制御をオンとする時点を示している。

図７は図６の回路の出力信号中、和信号ＳＡとＥＦＭ信号を用いて高周波成分ＨＦを検出する回路の一例を示すブロック図である。ＥＦＭ信号は比較器５０に与えられ、基準信号Ｒｅｆと比較される。和信号ＳＡはＤ−ＦＦ（フリップフロップ）５２のＤ入力に与えられ、そのＱ出力は次段のＤ−ＦＦ５４のＤ入力に与えられ、そのＱ出力はさらに次段のＤ−ＦＦ５６のＤ入力に与えられ、そのＱ出力は検出信号ＨＦＤＥＴとして出力される。比較器５０の出力信号は各Ｄ−ＦＦ５２〜５６のクロックとして与えられる。Ｒｅｓｅｔは各Ｄ−ＦＦ５２〜５６のリセット信号である。

図７の回路中の比較器５０の出力信号、すなわちＥＦＭ信号の比較後の信号は図５の 9-f として示されている。Ｄ−ＦＦ５２〜５６は和信号ＳＡを波形整形して作られた信号 9-d がＨ（ハイレベル）のときのみ、比較器５０の出力信号のパルスをカウントし、この例では３カウントするとＤ−ＦＦ５６の出力信号ＨＦＤＥＴ 9-g がＨになる。この区間内に３カウントできない場合は、Ｄ−ＦＦ５２〜５６からなるカウンタは和信号ＳＡなどによってリセットされる。なお、この例では３カウントとしているが、このカウント数は適宜所定の回数にすることができる。

図８は図６の回路の出力信号中、ＥＦＭ信号を用いて高周波成分ＨＦを検出する回路の他の例を示すブロック図である。ＥＦＭ信号はＨＰＦ５８を介して比較器６０に与えられ、基準信号Ｒｅｆと比較される。比較器６０の出力はＤ−ＦＦ６２のクロックとして与えられ、そのＱ出力は検出信号ＨＦＤＥＴとして出力される。Ｄ−ＦＦ６２のＤ入力には所定値が常時与えられている。ＲｅｓｅｔはＤ−ＦＦ６２のリセット信号である。図８の回路はＥＦＭ信号の高周波成分ＨＦを抽出し、これを基準値Ｒｅｆと比較して得られた信号をラッチするものである。なお、図７、図８の回路以外にも高周波成分を検出するものであれば、他の構成を用いることが可能で、例えば、図７のカウンタ部分の入力部にＨＰＦを設けるようにすることもできる。

図６のイコライザ４６の回路例としては例えば５タップのトランスバーサルフィルタを用いることができる。このフィルタを構成する単位遅延素子の遅延時間Ｔ及びタップゲインＧ０〜Ｇ４はディスクの種類に応じて図示省略のコントローラのプログラムＲＯＭにあらかじめ記憶しておいたデータを用いて制御可能である。Ｔの例としては、１．２ｍｍのＣＤの場合Ｔ＝４４０ｎｓ、０．６ｍｍのＤＶＤの場合Ｔ＝８０ｎｓの２つを切り換えることができる。Ｇ０〜Ｇ４の例としては、１．２ｍｍのＣＤの場合Ｇ２＝１、Ｇ１＝Ｇ３＝０．１２、Ｇ０＝Ｇ４＝０とし、０．６ｍｍのＤＶＤの場合Ｇ０＝０．０２、Ｇ１＝０．２、Ｇ２＝１、Ｇ３＝０．２、Ｇ４＝０．０２とし、さらにフォーカスサーチ時は周波数特性を除去するためにＧ２＝１とし、他を０としておく。

図６と図７を組み合わせた構成の動作について説明する。再生装置の電源投入などの後、スピンドル（ＳＰ）モータ３を起動し、フォーカスサーチを開始する。すなわち、フォーカスコイルへの印加電圧を図５の 9-a に示すように少しずつ増加させ、和信号ＳＡをＡ／Ｄ変換してマイコンに取り込み、和信号ＳＡ（図５の 9-b ）を読み込み、同時に図７の出力信号ＨＦＤＥＴ（図５の 9-g ）を監視する。

和信号ＳＡが所定値を超え、かつ信号ＨＦＤＥＴがＨになり、フォーカスエラー信号（図５の 9-c ）と所定値との比較で得られた信号 9-e を監視し、これがＨからＬ（ローレベル）になった時点ｔ（フォーカスサーチにおけるいわゆるＳカーブのほぼゼロクロス点に相当）でフォーカスサーボ制御をオンとする。また、各ディスクの反射率の違いによる再生装置の諸パラメータ、例えば光ヘッドのレーザパワー、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成する回路のゲイン、オフセット、バランス、単位遅延素子の遅延時間、タップゲインなどを設定し、再生処理を実行する。

上記の動作を図９のフローチャートとともに説明する。再生装置の電源が投入されたり、ディスクが交換されたり、複数層型ディスクで他の層のデータ再生が求められたときにこのフローがスタートするものとする。ステップＳ２０で図示省略のメモリやバッファの所定内容をクリアするなどのイニシャライズをした後、ステップＳ２１でフォーカスサーチを開始する。その後、和信号ＳＡの電圧を読み取り、レジスタに格納し、所定値との比較を行う。次のステップＳ２３で和信号ＳＡが所定値Ｑより大きいか否かを判断するし、ＹＥＳならステップＳ２４で和信号ＳＡのリーディングエッジ（前端エッジ）が検出されたか否かを判断する。ステップＳ２３でＮＯなら、ステップＳ２２へ戻る。ステップＳ２４で和信号ＳＡのエッジが検出されたときは、ステップＳ２５でカウンタのカウントＣを１つインクリメントしてステップＳ２２へ戻る。一方 、ステップＳ２４で和信号ＳＡのエッジが検出されないときは、ステップＳ２６でＨＦＤＥＴがＨであるか否かを判断する。ＮＯのときはステップＳ２２へ戻り、ＹＥＳならステップＳ２７でフォーカスエラー信号ＦＥを整形した図５の信号 9-e のトレーリングエッジ（後端エッジ）が検出されたか否かを判断する。

フォーカスエラー信号ＦＥのエッジが検出されると、ステップＳ２８でカウントＣが１か否かを判断し、１であれば装填されているディスクはＣＤであると判断し、ＣＤに適したパラメータをステップＳ２９で設定し、次いでステップＳ３４で図５の 9-c に示す信号がセンター値となった時点ＳＣ（波形 9-e 参照）でフォーカスサーボ制御をオンとする。Ｃ＝１でないときは、ステップＳ３０でＣ＝２か否かを判断し、２であればＤＶＤの１層のディスクであると判断し、それに適したパラメータをステップＳ３１で設定し、次いでステップＳ３４で上記と同様にフォーカスサーボ制御をオンとする。Ｃ＝２でないときは、ステップＳ３２でＣ＝３か否かを判断し、３であればＤＶＤの２層のディスクの１層目であると判断し、それに適したパラメータをステップＳ３３で設定し、次いでステップＳ３４で上記と同様にフォーカスサーボ制御をオンとする。その後、ステップＳ３５で通常の再生動作を開始する。カウントＣの数によってディスクの種類を判断できるのは、図４に示したようにフォーカスサーチ中に得られる和信号ＳＡ（図４の 2-a, 2-e, 2-i）のピークの数と、ＥＦＭ信号中の高周波成分の検出されるタイミングの関係がディスクの種類によって一定の関係にあることによる。

＜第１の態様＞
次に、図１に沿って第１の態様について説明する。第１の態様では、光スポットの移動に際し次の２つの方法の一方を選択して実行している。
＝＝第１の方法＝＝他の層へ移動する必要のあるとき、まず目的とする層の目的とするトラックに対応する現在アクセスしているトラックに光スポットを移動（トラックジャンプ）させ、次いで目的の層へフォーカスジャンプする方法（図１０のｂ、ｄ）。
＝＝第２の方法＝＝他の層へ移動する必要のあるとき、まず目的の層へフォーカスジャンプし、次いで目的とする層の目的とするトラックに光スポットを移動（トラックジャンプ）させる方法（図１０のａ、ｃ）。

図１において、まずサーチ要求があるか否かをステップＳ１で判断する。ここでのサーチ要求とは、現在アクセスしている層の所定トラックから別の場所にアクセスする場合に生じる。次いでステップＳ２で、行き先のアクセスポイントが現在いる場所と同一層か否かを判断する。これは、現在のアドレスと行き先のアドレスを比較し、ＴＯＣのデータを参照することなどにより判断できる。なお、アドレスには第１層と第２層のいずれの層（レイヤー）のトラックかを示すレイヤー識別コードが付されているので、アドレスを読み込むと、層とディスクの半径方向の位置がわかる。行き先のアクセスポイントが現在アクセスしている場所と同一層のときは、特に本発明による処理は必要ないので、ステップＳ３へ行き、従来と同様の手法でサーチを実行する。よって、ステップＳ３以降の処理は図示省略している。

行き先のアクセスポイントが異なる層であるときは、ステップＳ４で上記第１の方法と第２の方法のいずれを選択するかを判断する。この判断のためには、次のいずれかの条件を適用する。
［第１の方法と第２の方法の選択の判断条件］
（１）求められる光スポットの移動方向が光ディスクの外周から内周へ向かうものか、あるいは内周から外周へ向かうものかによる。現在位置から内周へ向かう場合は第１の方法を、現在位置から外周へ向かう場合は第２の方法を選択する。第２の方法では、フォーカスジャンプ中にはトラックから信号を読み出していないので、速度信号が得られず、よってスピンドルモータの制御ができないため、目的とするアクセスポイントでのスピンドルモータの回転速度を収束させるのに時間を要する。特に、ＣＬＶでは内周の方が外周より回転速度が速いので、外周から内周へ移動する場合はその逆と比べて時間を要するので、この判断条件を用いている。
（２）求められる光スポットの移動方向が光ディスクの第１層から第２層へ向かうものか、あるいは第２層から第１層へ向かうものかによる。第１層から第２層へ向かう場合は第１の方法を、第２層から第１層へ向かう場合は第２の方法を選択する。
（３）光ディスクの第１層と第２層が同一アドレスを有するタイプ（タイプ１のディスク）か、あるいは異なるアドレスを有するタイプ（タイプ２のディスク）かによる。同一アドレスを有するタイプの場合は第１の方法を、異なるアドレスを有するタイプの場合は第２の方法を選択する。図１１はタイプ１とタイプ２のディスクを模式的に示し、Ｌ０は第１層、Ｌ１は第２層を示している。図中”３００００ｈ”はデータ領域の再内周のアドレスの具体例を示している。なお、本実施例において第１層はディスクの２つの層のうち光ピックアップに近い方の外側の層を、第２層は光ピックアップから遠い方の内側の層をいうものとする。
（４）物理的要因による。
１．例えば、ジッタが大きいとか、傷などにより第１層の方が第２層よりも信号の品質が悪い場合や、記録密度が異なる場合、第１の方法と第２の方法を組み合わせて、一般に長距離の移動であるトラックジャンプは必ず第２層側にて行う。
２．例えば、最内周や最外周から移動する場合や、最内周や最外周へ移動する場合、端部のトラックをオーバーランしたときは暴走することがあり得る。そこで、現在の位置あるいは目的の位置を考慮して切り換える。
（５）再生しようとするデータの種類による。
１．例えば、第１層にコントロールデータが、第２層には画像や音声などの主データが記録されている場合、必ずコントロールデータのある第１層側にて長距離トラックジャンプを行えば、途中のトラックキック時などにコントロールデータを読み込むことができる。

図１中のステップＳＳ４では上記判断条件は示していないが、以下第１の方法と第２の方法の具体的手法について説明する。
［第１の方法］
ステップＳ４で第１の方法が選択されると、ステップＳ５〜ステップＳ１２が実行される。ステップＳ５では現在アドレスを読み込み、現在アクセスしている層における行き先のアクセスポイントに対応するアドレスとの差を計算する。このアドレス差により、移動すべき半径方向が外周へ向かうものか、内周へ向かうものかがわかり、また移動すべきトラック本数がわかる。ステップＳ６では、ステップＳ５で得た情報を用いて目的トラックへ光スポットを移動（トラックジャンプ）させるべく、いったんトラッキングサーボ制御をオフとして、光ピックアップ２を制御する。この時点でのディスクの半径方向の光スポットの移動は±数トラック程度のラフなものである。

光スポットのディスク１の半径方向の移動の開始とともに、クロスしたトラック数のカウントを開始する。また、光スポットがアクセスポイントに対してＣＬＶ（線速度一定）となるよう、スピンドルモータ３が制御される。ステップＳ７では、トラック数のカウント値がステップＳ５で得た計算値に一致したか否かを判断し、一致すると移動速度を減速させるべくブレーキをかけ、トラッキングサーボ制御をオンとし、次にステップＳ８で目的層へ移動すべくフォーカスジャンプする。フォーカスジャンプとは、フォーカスサーボ制御とトラッキングサーボ制御を共にオフとし、第１層から第２層へ又はその逆へ光スポットを瞬時に移動するようにフォーカス方向に加速を行い、他の層のＳカーブを検出した時点でブレーキをかけてフォーカス位置をディスクの厚み方向に移動させることをいう。

フォーカスジャンプの後、ステップＳ９にてフォーカスサーボ制御をオンとする（サーボ制御ループを閉ループとする）とし、ステップＳ１０にてトラッキングサーボ制御を同様にオンとする。ここでステップＳ１１で現在アドレスを読み込む。このアドレスが目的のアクセスポイントのアドレスであればよいが、スパイラルトラックの偏心が層間で異なるという影響などでアドレスが一致しないことが多い。そこで目的とするアドレスへ正確にアクセスするために、ステップＳ１１で更に移動すべきトラック数と方向を計算し、ステップＳ１２でこの情報を用いて目的トラックへ精密にキックする。なお、トラックキックはディスクの半径方向の短い距離の移動をいい、一方トラックジャンプはディスクの半径方向の長い距離の移動をいう。以上が第１の方法の処理の内容である。

スピンドルモータ３はＣＬＶ制御なので、ディスクの半径方向の移動に際し、その移動方向によって、加速又は減速の制御をする必要がある。ＤＶＤＲＯＭなどで高速なサーチを必要とする場合などでは、ディスク１のイナーシャが大きいため目的トラックでのスピンドルモータ３の速度の収束に大きな時間ロスを生じる。したがってここで、他の層に移動する際に、トラック移動とともに、いち早くスピンドルモータ３の加減速値をＣＬＶ制御にて設定することにより、最短時間にて目標の回転数にすることができる。また、その後、目的の層にて目的のトラックにキックにて精密に移動する間に、スピンドルモータ３の速度をいち早く目的の速度に収束することができる。なお、かかるスピンドルモータ３の加速・減速のいち早い制御をステップＳ６に含めることは好ましい態様である。このスピンドルモータ３の加速・減速のいち早い制御は、後述する第３の態様及び第４の態様を示す図１３のフローチャート中のステップＳ３０〜Ｓ３３として示されているので、ここでは、その内容には触れない。

［第２の方法］
ステップＳ４で第２の方法が選択されると、ステップＳ１３〜ステップＳ１８が実行され、その後第１の方法を構成するステップＳ１０に戻る。ステップＳ１３〜Ｓ１５はステップＳ８〜Ｓ１０と同様であり、ステップＳ１３では目的層へ移動すべくフォーカスジャンプする。フォーカスジャンプの後、ステップＳ１４にてフォーカスサーボ制御をオンとし、ステップＳ１５にてトラッキングサーボ制御を同様にオンとする。次のステップＳ１６〜Ｓ１８はステップＳ５〜Ｓ７と同様であり、ステップＳ１６では現在アドレスを読み込み、現在アクセスしている層における行き先のアクセスポイントに対応するアドレスとの差を計算する。このアドレス差により、移動すべき半径方向が外周へ向かうものか、内周へ向かうものかがわかり、また移動すべきトラック本数がわかる。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６で得た情報を用いて目的トラックへ光スポットを移動（トラックジャンプ）させるべく、光ピックアップ２を制御する。この時点でのディスクの半径方向の光スポットの移動は±数トラック程度のラフなものである。光スポットのディスク１の半径方向の移動の開始とともに、移動したトラック数のカウントを開始する。また、光スポットがアクセスポイントに対してＣＬＶとなるよう、スピンドルモータ３が制御される。ステップＳ１８では、トラック数のカウント値がステップＳ１６で得た計算値に一致したか否かを判断する。一致すると、ステップＳ１０〜Ｓ１２の処理が前述の第１の方法と同様に行われる。

図１０は上記第１の方法と第２の方法を模式的に示す図である。図１０において、Ｌ０は第１層をＬ１は第２層を示している。光スポットの移動は矢印で示され、ｐｓは光スポットの最初のアクセスポイント、ｐ１、ｐ２はその後の光スポットの移動を数字の順番で示し、さらにｐｅは最終到着点（目的とする層の目的のトラック）を示している。図１０のｂ、ｄは第１の方法をａ、ｃは第２の方法をそれぞれ示している。

＜第２の態様＞
上記第１の態様では、上記第１の方法と第２の方法を所定条件にて選択して、そのいずれかを用いて光ピックアップを制御しているが、第２の態様ではかかる選択は行わず、上記第１の方法のみを用いるようにしている。図１２は第２の態様の処理を示すフローチャートであり、図１と同一ステップは同一内容である。すなわち図１２は図１のステップＳ４、Ｓ１３〜Ｓ１８削除し、ステップＳ２のＹＥＳから直接ステップＳ５へ行く点が図１と異なる。

＜第３の態様＞及び＜第４の態様＞
次に第３の態様及び第４の態様について説明する。前述のようにスピンドルモータ３はＣＬＶ制御なので、ディスクの半径方向の移動に際し、その移動方向によって、加速又は減速の制御をする必要がある。ＤＶＤＲＯＭなどで高速なサーチを必要とする場合などでは、ディスク１のイナーシャが大きいため目的トラックでのスピンドルモータ３の速度の収束に大きな時間ロスを生じる。したがってここで、他の層にフォーカスジャンプする際に、移動すべきディスクの半径方向を決定し、移動すべき方向と距離（トラック本数）によってスピンドルモータ３の加減速値を設定し印加する。これと同時又は近いタイミングにてフォーカスジャンプすることにより、フォーカスサーボ制御をオンとしてその後目的のトラックに移動する間にスピンドルモータ３の速度をいち早く目的の速度に収束することができる。

図１３は第３の態様をも含む第４の態様の処理を示すフローチャートであり、図１２と同一ステップは同一内容である。すなわち図１３は図１２のステップＳ５との後にステップＳ３０〜Ｓ３３を挿入し、かつ、ステップＳ８〜Ｓ１０をステップＳ６に先行して実行するものであり、これらの点が図１２と異なる。ステップＳ３０ではステップＳ５で得られた現在アドレスと目的とするアドレスの差の正負から半径方向外方への移動か、あるいは半径方向内方への移動かという移動方向を判断し、次いでステップＳ３１で移動すべきトラック数ＴｊをＴｊ＝現在アドレスにより指示されるトラック位置Ｔｐ−目的とするアドレスにより指示されるトラック位置Ｔｄとして計算し、Ｔｊが所定数Ｋ以上か否かを判断する。すなわち半径方向の光スポットの移動すべきトラック数がＫ本以上か否かを判断する。定数Ｋとしては、例えば１００に設定することができる。

移動すべきトラック数Ｔｊが所定値Ｋ以上であれば、ステップＳ３２にて移動方向に応じてスピンドルモータ３を加速又は減速するよう制御する。具体的には、内周に向かうときは加速し、外周に向かうときは減速することによりＣＬＶへの収束を短時間で実行するものである。この、加速又は減速を実行するため、移動すべきトラック数Ｔｊに定数Ｍを乗じた値をスピンドルモータ３の回転の加速値あるいは減速値として出力する。すなわち、スピンドルモータ３の回転数は光スポットの移動方向とディスクの半径方向の移動距離の関数により加速又は減速される。一方、ステップＳ３１で、移動すべきトラック数Ｔｊが所定値Ｋ以上でなければ、ステップＳ３３にて現在の回転数と同一の制御値をホールドして出力するか、あるいはフリーランとする。この場合、光スポットの位置のアドレスに応じた通常のＣＬＶ制御が行われる。

図１４は第３の態様における光スポットの遷移と光ピックアップの制御及びスピンドルモータの制御のタイミングを示す模式図である。ステップＳ３２又はステップＳ３３の終了後、ステップＳ８でフォーカスジャンプをし、次いでステップＳ９、Ｓ１０でフォーカスサーボ制御とトラッキングサーボ制御をそれぞれオンとする。次いでステップＳ３４で目的層における現在アドレスを読み込み、移動すべき方向とトラック数を再計算し、目的トラックへ移動開始する。このとき加速又は減速を要する場合はステップＳ３２で既に加速値又は減速値が出力され、スピンドルモータ３に印加されているので、ステップＳ８のフォーカスジャンプと同時又はほぼ同時にスピンドルモータ３が加速あるいは減速されることとなり、目的のトラックに到達する時点ではいち早く所定の速度を得ることができる。この点、通常のＣＬＶ制御はトラックからのアドレス情報を読み出し、この情報に基づいてＣＬＶ制御が実行されるので、フォーカスジャンプ中には当然加速あるいは減速が実行されないのに対して、第３の態様及び第４の態様では図１４に示すようにフォーカスジャンプ中に加速値又は減速値が印加されてスピンドルモータ３が制御されるので、より早い制御が可能である。ステップＳ７の後はステップＳ１１、Ｓ１２が図１２と同様に実行される。

図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０のトラッキングサーボ制御をオンとする動作とステップＳ３４における目的層での現在アドレスの読み込みと、それを用いた移動トラック数の再計算は省略して、ステップＳ５で得た情報を用いて移動方向と移動トラック数を決めてもよい。かかる省略により、計算を再度行う必要がなくなり、処理プログラムの負担が軽減され、かつ移動開始までの時間を短縮できる。なお、元の層と現在の層（目的とする層）とではトラックの偏心量が異なるので、ステップＳ５で得た情報では、正確な移動トラック数とならず誤差を生じるが、ステップＳ１１とＳ１２の処理により精密なトラックキックによって補正されて目的のトラックに正確に到達することができる。なお、図１３からステップＳ３１とステップＳ３３を削除し、ステップＳ３０から直接ステップＳ３２へ行くように構成することもできる。すなわち移動すべきトラック数Ｔｊが所定値Ｋ以上か否かにかかわらず加速又は減速するようにしてもよく、これを第３の態様とする。

＜第５の態様＞
上記第１の態様と第３の態様あるいは第４の態様を組み合わせる構成とすることもできる。かかる組み合わせを第５の態様とする。

＜第６の態様＞
上記第２の態様と第３の態様あるいは第４の態様を組み合わせる構成とすることもできる。かかる組み合わせを第６の態様とする。

＜第７の態様＞
上記第１の態様における第２の方法、すなわちフォーカスジャンプをしてからトラックジャンプを行う方法と第３の態様あるいは第４の態様を組み合わせる構成とすることもできる。かかる組み合わせを第７の態様とする。

図２中のシステムコントローラに用いられているマイクロコンピュータ（マイコン）の動作の中で、第１の態様における光ピックアップの制御手順を示すフローチャートである。 本発明に関連する光ディスク再生装置を示すブロック図である。 ２焦点型光ピックアップでのディスクへのレーザビームの集光状態を示す図である。 図３に対応して光ピックアップにてフォーカスサーチを行ったときの出力信号から得られる様々な信号波形を示す波形図である。 ２層ディスクにおけるフォーカスサーチを示す波形図である。 本発明に関連する光ディスク再生装置中の光ピックアップとその出力信号に応答する演算装置（図２のプリアンプの一部）を示す回路図である。 図６の回路の出力信号中、和信号ＳＡとＥＦＭ信号を用いて高周波成分ＨＦを検出する回路の一例を示すブロック図である。 図６の回路の出力信号中、ＥＦＭ信号を用いて高周波成分ＨＦを検出する回路の他の例を示すブロック図である。 図２中のシステムコントローラに用いられているマイコンの動作の中で、ディスク種類の判別を行って、再生動作に入るための処理手順を示すフローチャートである。 第１の態様における第１の方法と第２の方法での光スポットの移動をそれぞれ示す模式図である。 アドレスの付け方により分けられたタイプ１とタイプ２のディスクを示す模式図である。 図２中のシステムコントローラに用いられているマイコンの動作の中で、第２の態様における光ピックアップの制御手順を示すフローチャートである。 図２中のシステムコントローラに用いられているマイコンの動作の中で、第３の態様を含む第４の態様における光ピックアップの制御手順を示すフローチャートである。 第３の態様における光スポットの遷移と光ピックアップの制御及びスピンルモータの制御のタイミングを示す模式図である。

符号の説明

１ 光ディスク（光記録媒体）
２ 光ピックアップ（光ヘッド）
３ スピンドルモータ
４ モータドライバ／トラッキング・フォーカス制御回路（ＤＳＶ６及びシステムコントローラ７と共にサーボ制御手段、フォーカスジャンプ手段、トラックジャンプ手段、スピンドルモータ制御手段を構成する）
５ プリアンプ
６ デジタルサーボ（ＤＳＶ）制御回路
７ システムコントローラ （現在層判断手段、トラック番号検出手段、制御方法判断手段、制御手段、移動方向検出手段、加減速手段、移動トラック数検出手段）
１０、１２、１４ 加算器
１６、１８、２０、４４ 減算器
２８ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
３０ スイッチ
３２、３４ パルス発生回路
３６、４０ ゲート回路
３８、４２ ホールド回路
４６ イコライザ
５０、６０ 比較器
５２、５４、５６、６２ Ｄ−ＦＦ
５８ ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 位相差法に用いる４分割光センサ部分
Ｅ、Ｆ ３ビーム法に用いる２つのセンサ部分

Claims (1)

1. 第１層と第２層に記録された情報を有するディスク状の光記録媒体に光ビームを照射し、反射光を検出する光ピックアップにより前記情報を読み出す光ディスク再生装置の光ピックアップ制御方法において、
   前記光ビームのフォーカスされた光スポットが前記第１層と第２層のいずれに位置しているかを判断する現在層判断ステップと、
   前記光スポットを現在層から他の層へ移動させる必要のあるとき、トラックジャンプ手段によりまず目的とする層の目的とするアドレスに対応する現在層のアドレス付近に前記光スポットを移動させた後に、フォーカスジャンプ手段により目的とする層に前記光スポットを移動させる第１の方法と、前記フォーカスジャンプ手段によりまず目的とする層に前記光スポットを移動させた後に、前記トラックジャンプ手段により目的とする層の目的とするアドレスに前記光スポットを移動させる第２の方法とのいずれの方法を採用するかを、トラックジャンプを開始する現在位置又はトラックジャンプの目的位置が前記光記録媒体の最内周又は最外周であるか否かによって判断する制御方法判断ステップとを、
   有することを特徴とする光ピックアップ制御方法。

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