JP4257049B2 - 多層ディスク記録再生装置およびフォーカスジャンプ方法 - Google Patents

多層ディスク記録再生装置およびフォーカスジャンプ方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層光ディスクに情報を記録し、又は、記録された情報を再生するための記録再生装置の技術分野に属し、特に多層光ディスクの複数の層間で光ピックアップによる情報記録/読取位置を移動させる際のフォーカス制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばDVDなど、近年の高密度化された光ディスクでは、複数の記録層を有するいわゆる多層ディスクが知られている。このような多層ディスクから記録情報を再生し、又は多層ディスクに情報を記録する際、光ピックアップによる情報の再生/記録位置を多層間で切り換える必要がある。例えば2層ディスクの場合、1層目から2層目に再生位置を切り換えるときには、光ピックアップに含まれる対物レンズの焦点位置(即ち、レーザ光のスポット位置)を1層目から2層目へと移動させる(これを、「フォーカスジャンプ」と呼ぶ。)。
【0003】
光ディスクを再生する際に生じうる問題として球面収差の問題が知られている。球面収差は、多くの場合、光ディスクの保護層(「カバー層」とも呼ばれる。)の厚さの設計値からのずれやディスク面内における厚さムラにより生じるものであり、光ディスクから反射される戻り光を歪ませるので、情報の正しい記録再生ができなくなるという問題を生じさせる。
【0004】
DVDの場合、DVD再生装置に使用される光ピックアップの対物レンズの開口数(NA:Numerical Aperture)は約0.6であり、2層DVDの層間距離は約55μmである。これらの値は、規格上保護層の厚さが原因で生じる球面収差が十分に小さくなるように決定されているので、DVDにおいては球面収差の問題は生じない。よって、多層ディスクを再生するためのDVD再生装置においては、複数の層間でフォーカスジャンプを行う場合でも、球面収差は特に問題とならなかった。
【0005】
しかし、今後さらに光ディスクが高密度化し、対物レンズの開口数が高くなると、球面収差の影響が大きくなることが予想される。現実には、光ディスクの高密度化に伴って開口数が0.8という対物レンズを使用することが検討されており、球面収差は対物レンズの開口数の増加に伴って増大するので、そのような高密度ディスクにおいては、球面収差の影響によりフォーカスエラー信号に歪みが生じるため、安定したフォーカスジャンプが実現できないという問題が生じる。
【0006】
この種の問題を解決するために、球面収差を補正するための機構を設ける提案がなされている。例えば、特開2000−131603号公報では、NA=0.8という高開口数の対物レンズを使用する場合に発生する収差を補正するため、組み合わせレンズにより構成される補正機構を光ピックアップに設けることが提案されている。
【0007】
また、特開平10−269611号公報では、高記録密度の多層光ディスクの再生装置において、液晶を利用した収差補正手段を光ピックアップに設けることが提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように球面収差の補正機構を利用すると、ある記録層から別の記録層へフォーカスジャンプを行う際に、フォーカスアクチュエータと球面収差補正機構の両者を同時に制御してフォーカスジャンプを行う必要が生じる。例えば、第1記録層から第2記録層へフォーカスジャンプを行う場合、フォーカスアクチュエータを駆動してレーザ光スポットの焦点位置を第1記録層上から第2記録層上に移動することに加えて、球面収差補正機構を駆動して第2記録層に対する球面収差の補正を行う必要がある。
【0009】
しかし、フォーカスアクチュエータは、一般的にボイスコイル型など比較的軽量で応答速度が早いように設計されているのに対し、球面収差補正機構は、上記公報の組み合わせレンズの場合でも液晶を利用する場合でも、応答速度はフォーカスアクチュエータに比べて10倍程度遅く設計されている。よって、例えばフォーカスジャンプの指示を受け取った後、同時にフォーカスアクチュエータと球面収差補正機構のジャンプ動作を開始したとすると、球面収差補正機構の動作がフォーカスアクチュエータの動作に間に合わなくなる。その結果、球面収差補正機構が第2記録層に対して未だ機能していない(即ち、球面収差が発生している)状態で、フォーカスアクチュエータが第2記録層に対してフォーカスしようとするので、フォーカスエラー信号に歪みが生じ、フォーカスジャンプ動作が不安定になる、又は、フォーカスジャンプに失敗するという問題が生じうる。
【0010】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、開口数の高い対物レンズを使用して高密度多層ディスクを再生する際にも、安定したフォーカスジャンプを行うことを可能とすることを課題とする。
【0011】
本発明の1つの観点によれば、複数の記録層を有する多層ディスクに情報を記録し、又は、多層ディスクから情報を再生する多層ディスク記録再生装置において、光源からのレーザ光を前記記録層上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光が前記記録層上で合焦状態の光スポットを形成するように前記対物レンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記ディスクにより発生する球面収差を補正するための球面収差補正機構と、前記多層ディスクからの戻り光を受光して、電気信号を出力するフォトディテクタと、前記電気信号に基づいて、記録情報の再生信号又は制御信号を生成する手段と、前記多層ディスクの第1の記録層から第2の記録層へ前記光スポットを移動させるフォーカスジャンプ動作を行う際に、前記球面収差補正機構による補正開始よりも遅れて前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記再生信号又は制御信号の振幅変化に基づいて、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する。
【0012】
上記のように構成された多層ディスク記録再生装置によれば、光源からのレーザ光が対物レンズにより多層ディスクの記録面上に集光され、情報の記録又は再生が行われる。対物レンズは、フォーカスアクチュエータにより移動され、レーザ光が記録層上で合焦状態の光スポットを形成するような制御が行われる。また、多層ディスクにより生じる球面収差を補正するための球面収差補正機構が設けられる。フォーカスジャンプ動作時には、まず、球面収差補正機構の移動が先に開始され、その後フォーカスアクチュエータの移動が行われる。球面収差補正機構が第1の記録層に対応する位置から第2の記録層に対応する位置に移動するのに要する時間は、フォーカスアクチュエータが光スポットを第1の記録層から第2の記録層へ移動させるのに要する時間に比べてかなり長いため、球面収差補正機構を先に動作させてから、フォーカスアクチュエータの移動を行うことにより、正しくフォーカスジャンプを行うことが可能となる。
また、多層ディスクからの戻り信号に対応する電気信号から、RF信号などの記録情報の再生信号、又はトラッキングエラー信号、ウォブル信号などの制御信号が生成される。球面収差補正機構による球面収差の補正が不十分になるとそれらの信号の振幅は減少するので、それらの信号の振幅を監視することにより、球面収差補正機構の移動量を判定し、適当なタイミングでフォーカスアクチュエータの移動を開始することができる。
【0023】
上記の多層ディスク記録再生装置の他の一態様では、前記球面収差補正機構は、光軸上に並設された複数のレンズと、前記複数のレンズの少なくとも1つを前記光軸方向に移動させる移動機構と、前記移動機構を駆動する駆動モータと、を備えるように構成することができる。
【0024】
上記の多層ディスク記録再生装置のさらに他の一態様では、上記の多層ディスク記録再生装置において、駆動モータはステップモータであり、前記制御手段は、前記ステップモータにパルス列を入力することにより前記移動機構を駆動する手段と、前記ステップモータに入力したパルス数に基づいて、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する手段と、を備える。
【0025】
この態様によれば、ステップモータに入力したパルス数により、球面収差補正機構の移動量を制御することができ、特別な位置センサなどが不要となる。
【0026】
上記の多層ディスク記録再生装置のさらに他の一態様では、前記球面収差補正機構は、各々が独立に制御可能な複数の液晶部分を有する液晶パネルと、前記複数の液晶部分を独立に駆動する制御回路と、を備え、複数の液晶部分に独立に電圧を印加することにより前記複数の液晶部分の屈折率を制御して球面収差を補正するように構成することができる。
【0027】
本発明の他の観点によれば、光源からのレーザ光を前記記録層上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光が前記記録層上で合焦状態の光スポットを形成するように前記対物レンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記ディスクにより発生する球面収差を補正するための球面収差補正機構と、を備える多層ディスク記録再生装置により、前記多層ディスクの第1の記録層から第2の記録層へ光スポットを移動させるフォーカスジャンプ方法において、フォーカスジャンプを行うタイミングが到来したときに、まず、前記球面収差補正機構の第1の記録層に対応する位置から第2の記録層に対応する位置への移動を開始する工程と、前記球面収差補正機構の移動開始より遅れて、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する工程と、を有する。
また、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する工程は、前記多層ディスクからの戻り光に基づいて生成される記録情報の再生信号又は制御信号の振幅を検出する工程と、前記振幅が、前記球面収差補正機構が第1の記録層に対応する位置と第2の記録層に対応する位置との略中間に位置するときに得られる振幅と一致したときに、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する工程と、を有する。
【0028】
上記のフォーカスジャンプ方法によれば、フォーカスジャンプ動作時には、まず、球面収差補正機構の移動が先に開始され、その後フォーカスアクチュエータの移動が行われる。球面収差補正機構が第1の記録層に対応する位置から第2の記録層に対応する位置に移動するのに要する時間は、フォーカスアクチュエータが光スポットを第1の記録層から第2の記録層へ移動させるのに要する時間に比べてかなり長いため、球面収差補正機構を先に動作させてから、フォーカスアクチュエータの移動を行うことにより、正しくフォーカスジャンプを行うことが可能となる。
また、多層ディスクからの戻り信号に対応する電気信号から、RF信号などの記録情報の再生信号、又はトラッキングエラー信号、ウォブル信号などの制御信号が生成される。球面収差補正機構による球面収差の補正が不十分になるとそれらの信号の振幅は減少するので、それらの信号の振幅を監視することにより、球面収差補正機構の移動量を判定し、適当なタイミングでフォーカスアクチュエータの移動を開始することができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【0040】
[1]装置構成
図1に、本発明の実施形態にかかる光ディスク記録再生装置に使用される光ピックアップの光学系の構成を示す。図1において、レーザ光源6から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ2を通過した後、球面収差補正機構34を通って対物レンズ5で集光され、多層ディスクである光ディスク8の情報記録面に照射される。また、光ディスク8の情報記録面から反射された戻り光は、対物レンズ5、球面収差補正機構34、偏光ビームスプリッタ2を通り、集光レンズ7を介してフォトディテクタ20上に照射される。
【0041】
球面収差補正機構34は、例えば図示のように、正レンズ3と負レンズ4とを含む1組の組み合わせレンズにより構成される。正レンズ3と負レンズ4は光軸方向に移動可能であり、両者の相対的位置によって正又は負の球面収差を発生することにより、光ディスクの保護層の厚さの誤差、ムラなどにより生じる球面収差をキャンセルする。
【0042】
図2に、本発明の光ディスク記録再生装置のフォーカス制御系の構成を示す。図2において、フォトディテクタ20、I−V変換器21、フォーカスエラー生成回路22、位相補償器23、ループスイッチ14、駆動回路15及びフォーカスアクチュエータ16がフォーカスサーボループを構成する要素であり、これらに、図1に示したレーザ光源6から光ディスク8へ至り、光ディスク8で反射されてフォトディテクタ20へ至るレーザ光の経路を含めて、フォーカスサーボループが形成される。
【0043】
また、球面収差の補正のための要素として、補正制御部32、駆動回路33、球面収差補正機構34及び位置センサ27が含まれている。さらに、フォーカスジャンプを行うための要素として、タイミングコントローラ10、ジャンプパルス発生器12及びジャンプパルス発生器31が含まれている。また、トラッキングエラー信号生成回路25、RF信号生成回路24及びウォブル信号生成回路26は、それらの本来の用途に使用されるのはもちろんであるが、それに加え、本発明の実施形態においてはフォーカスアクチュエータ16乃至は球面収差補正機構34を動作させるタイミングを決定するためにも使用される。なお、その詳細は後述する。
【0044】
次に、各要素の動作について説明する。
【0045】
フォトディテクタ20は、光ディスク8からの戻り光を受光し、その光量に対応する電流をI−V変換器21へ供給する。I−V変換器21は、電流値に応じた電気信号を生成し、フォーカスエラー生成回路22、トラッキングエラー生成回路25、RF信号生成回路24、及びウォブル信号生成回路26へ供給する。
【0046】
フォーカスエラー生成回路22は、例えば既知の非点収差法などによりフォーカスエラー信号S3を生成し、位相補償器23に供給する。位相補償器23は、フォーカスエラー信号S3の位相を補正し、補正後の信号をループスイッチ14へ供給する。
【0047】
一方、RF信号生成回路24は、I−V変換器21の出力から、フォトディテクタ20へ入射する戻り光の総和を示すRF信号S4を生成し、タイミングコントローラ10へ供給する。トラッキングエラー信号生成回路25は、同様にI−V変換器の出力から、プッシュプル法などの既知の手法を利用してトラッキングエラー信号S5を生成し、タイミングコントローラ10へ供給する。また、ウォブル信号生成回路26は、書き換え可能型光ディスクの未記録ディスクに予め形成されたガイドグルーブのウォブリングを検出し、ウォブル信号S6を生成してタイミングコントローラ10へ供給する。
【0048】
なお、図2においては図示を省略しているが、これらの信号S4〜S6はコントローラ10へ供給される他、それぞれ対応する信号処理部へ供給される。即ち、RF信号S4は信号再生系へ送られ、トラッキングエラー信号S5及びウォブル信号S6は、トラッキング制御系及び時間軸制御系に送られる。
【0049】
ループスイッチ14は、光ピックアップが光ディスク8の記録信号を再生している状態又は情報を記録している状態ではオン状態となり、位相補償器23の出力信号を駆動回路15へ供給する。これにより、上記のフォーカスサーボがクローズされ、サーボ制御動作によってレーザ光が合焦状態で光ディスク8上にビームスポットを形成し、情報の読み書きを行う。一方、フォーカスジャンプのときには、ループスイッチ14はオフとされてフォーカスサーボがオープンされ、ジャンプパルス発生器12から出力されるジャンプ信号S9が駆動回路15へ供給される。これにより、駆動回路15はレーザ光が別の記録層上で焦点を結ぶようにフォーカスアクチュエータ16を駆動する。そして、ジャンプ後の記録層において、ループスイッチ14は再びオンとなり、フォーカスサーボがクローズされて、ジャンプ後の記録層におけるフォーカス状態を確立する。
【0050】
駆動回路15は、ループスイッチ14がオンのとき(即ち、フォーカスサーボはクローズ)ループスイッチ14を介して入力されるフォーカスエラー信号に基づいてフォーカスアクチュエータ16を駆動し、レーザ光のスポットを光ディスクの対象となる記録層上にフォーカスさせる。また、駆動回路15は、ループスイッチ14がオフのとき(即ち、フォーカスサーボはオープン)、ジャンプパルス発生器12から供給されるジャンプパルスに従ってレーザ光のスポットを別の記録層へ移動させるようにフォーカスアクチュエータ16を駆動する。
【0051】
一方、球面収差補正機構側の駆動回路33は、光ディスク8からの通常の情報再生時には、収差検出部30から補正制御部32を通じて入力される収差検出信号に基づいて、球面収差補正機構34を駆動する。収差検出部30は、例えばRF信号などの再生信号から球面収差成分の大きさ及び方向を検出して収差検出信号を生成して補正制御部32を通じて駆動回路33へ供給し、駆動回路33は収差検出信号に基づいて、球面収差をキャンセルするように球面収差補正機構34を駆動する。
【0052】
1つの実施例では、球面収差補正機構34は図1に示すように1組の組み合わせレンズ3及び4により構成され、収差検出部30からの収差検出信号に基づいて、レンズ3及びレンズ4の一方又は両方を光軸方向に移動させてレンズ3とレンズ4の間の距離を調整することにより、球面収差をキャンセルする。
【0053】
また、フォーカスジャンプ時には、CPU1から生成される切換信号S2を参照して、補正制御部32はジャンプパルス発生器31が生成するジャンプパルスを駆動回路33へ供給する。駆動回路33は、ジャンプパルスに基づいて、球面収差補正機構34を構成するレンズ3及び/又はレンズ4を光軸方向に移動する。フォーカスジャンプが完了すると、補正制御部32は再び収差検出部30から出力される収差検出信号を駆動回路33へ供給するようになる。
【0054】
CPU1は、フォーカスジャンプ命令を受け取り、フォーカスジャンプ指示信号S8をタイミングコントローラ10へ供給する。タイミングコントローラ10は、フォーカスアクチュエータ側のジャンプパルス発生器12へフォーカストリガ信号Sfcを入力し、球面収差補正機構側のジャンプパルス発生器31へ補正トリガ信号Sacを入力する。なお、フォーカスジャンプ命令は、例えば図示しない入力手段によりユーザが光ディスク上の再生位置のジャンプを指示した場合に、入力手段からCPU1へ送られる。また、記録情報の連続的な再生中に、再生位置がある記録層から別の記録層へ移動するような場合も、CPU1がフォーカスジャンプを行うことを認識し、タイミングコントローラ10へフォーカスジャンプ指示信号S8を入力する。
【0055】
また、CPU1は、フォーカスアクチュエータ16及び球面収差補正機構34によりレーザ光スポットを移動する方向を示す方向指示信号S1をジャンプパルス発生器12及び17に供給する。方向指示信号S1は、例えば2層ディスクの場合には、第1記録層から第2記録層へのジャンプか、第2記録層から第1記録層へのジャンプかを識別する信号となる。
【0056】
また、CPU1は、フォーカスアクチュエータ16を含むフォーカスサーボループの開閉を制御するための切換信号S2を生成し、ループスイッチ14へ供給する。CPU1は、通常の記録/再生時には、ループスイッチ14をオンとし、フォーカスジャンプ時にはループスイッチ14をオフとするように切換信号S2を生成する。
【0057】
また、この切換信号S2は、補正制御部32にも送られる。補正制御部32は、切換信号S2を参照し、フォーカスジャンプ時にはジャンプパルス発生器31からのジャンプパルス信号を駆動回路33へ供給し、それ以外の通常の記録/再生時には収差検出部30からの収差検出信号に基づいて駆動回路33を制御して球面収差をキャンセルする。
【0058】
位置センサ27は、球面収差補正機構34の移動量を検出し、タイミングコントローラ10へ送る。タイミングコントローラ10は、この移動量を利用して、フォーカスアクチュエータの移動開始タイミングを制御することになるが、その詳細は後述する。
【0059】
[2]フォーカスジャンプ方法
次に、本発明によるフォーカスジャンプ方法の基本的原理を説明する。前述のように、NA=0.8程度の高開口数の対物レンズを使用する光ディスク記録再生装置においては、球面収差の影響を防止するために、球面収差補正機構が設けられる。よって、多層ディスクの層間ジャンプを行う場合には、レーザ光のスポットをある記録層から別の記録層へジャンプさせるためにフォーカスアクチュエータを移動させるのみならず、球面収差補正機構も移動後の記録層に対応する位置に移動させる必要がある。しかし、フォーカスアクチュエータは比較的応答が早く、ジャンプパルスを与えると迅速に移動するが、球面収差補正機構は応答が遅いため、ジャンプパルスを与えてからジャンプ後の記録層に対応する位置に移動するまでに時間がかかる。よって、フォーカスアクチュエータと球面収差補正機構の移動を同時に開始すると、球面収差補正機構が未だジャンプ前の記録層から移動していない状態でフォーカスサーボ動作が開始するため、球面収差の影響を大きく受けてフォーカスエラー信号が歪んでしまい、正しいフォーカスサーボを行えない。
【0060】
この例を図3に示す。図3は光ピックアップが多層ディスクの第1記録層から第2記録層にジャンプする際の図2に示すフォーカスサーボ系各部の信号波形を示す。CPU1はフォーカスジャンプ指示信号S8をタイミングコントローラ10に与えるとともに、ループ選択信号S2を出力してフォーカスサーボループをオープンする。また、フォーカスサーボループをオープンにするのと同時に、タイミングコントローラ10はフォーカストリガ信号Sfcと補正トリガ信号Sacを出力し、フォーカスアクチュエータ16と球面収差補正機構34を駆動し始める。
【0061】
一度オープンしたフォーカスサーボループを選択信号S2によりクローズした時刻t1付近においては、フォーカス位置、即ちレーザ光の焦点位置はほぼ第2記録層に至っているが、球面収差補正機構の位置は第1記録層に対応する位置からほとんど移動していない。これは、フォーカスアクチュエータに比べて、球面収差補正機構は応答が遅く、第1記録層から第2記録層への移動に時間を要するからである。その結果、時刻t1以降のフォーカスエラー信号S3が乱れ、フォーカス位置も第2記録層上に安定することができなくなっている。
【0062】
このような点に鑑み、本発明では、フォーカスジャンプ時に、フォーカスアクチュエータと球面収差補正機構とを同時に移動開始するのではなく、球面収差補正機構の移動を先に開始し、球面収差補正機構がある程度移動した状態でフォーカスアクチュエータの移動を開始することとした。こうすることにより、球面収差補正機構が第2記録層に対応する位置に向かってある程度進んだ状態でフォーカスアクチュエータが第2記録層へ移動するので、フォーカスアクチュエータが第2記録層上に位置した時点では球面収差の影響は既に少なくなっており、フォーカスエラー信号が球面収差の影響を受けて歪むことがない。よって、第2記録層へ移動した後のフォーカスサーボが安定化される。
【0063】
この様子を図4に示す。図4からわかるように、タイミングコントローラ10は時刻t0で補正トリガ信号Sacをジャンプパルス発生器31に供給し、球面収差補正機構34の第1記録層対応位置から第2記録層対応位置への移動を開始させる。そして、球面収差補正機構34の移動開始から所定時間Tが経過した後、タイミングコントローラ10はフォーカストリガ信号Sfcをジャンプパルス発生器12へ供給し、フォーカスアクチュエータ16の第1記録層から第2記録層への移動を開始させる。フォーカスサーボループがクローズされる時刻t2あたりでは、球面収差補正機構は第2記録層へ近づいており、フォーカスアクチュエータ34も第2記録層側へほぼ移動している(フォーカス位置信号を参照)。よって、フォーカスサーボループをクローズした後も、フォーカスエラー信号S3はS字を描き、正しくフォーカスサーボが進行する。その結果、図4のフォーカス位置グラフにより示されるように、フォーカス位置も安定する。
【0064】
このように、本発明では、フォーカスジャンプ時に、まず球面収差補正機構の移動を開始し、球面収差補正機構の移動がある程度進んだ状態でフォーカスアクチュエータの移動を開始することにより、移動後のフォーカスサーボを安定化させることができる。
【0065】
次に、フォーカスアクチュエータの移動を開始する時期の決め方について検討する。球面収差補正機構34の移動開始に対するフォーカスアクチュエータ16の移動開始の遅れ時間Tは、球面収差補正機構34が第1記録層から第2記録層へ移動するのに要する時間の1/2程度とするのが好ましい。この理由は、フォーカスアクチュエータ16の移動開始が球面収差補正機構34の移動開始後あまり早すぎると、前述のように球面収差補正機構が第1記録層上にある状態でフォーカスアクチュエータが第2記録層に対するフォーカスサーボを開始することになるので、フォーカスサーボが安定しないことになる。一方、フォーカスアクチュエータ16の移動開始が球面収差補正機構34の移動開始後あまり遅すぎると、球面収差補正機構34が第2記録層に対応する位置に近づいたにもかかわらずフォーカスアクチュエータ16は未だ第1記録層上にあることになり、フォーカスジャンプ以前にフォーカスアクチュエータ16の動作が不安定になってしまう。よって、上記所定時間Tを球面収差補正機構34が第1記録層から第2記録層へ移動するために要する時間の1/2程度に設定することにより、球面収差補正機構34が第2記録層へ近づきつつある状態でフォーカスアクチュエータをジャンプさせることができ、安定なフォーカスジャンプが可能となる。なお、この理由から、上記所定時間Tは、必ずしも球面収差補正機構の層間移動時間の正確に1/2とする必要はない。現実には、球面収差補正機構の応答(即ち、第1記録層から第2記録層への移動に要する時間)と、フォーカスアクチュエータの応答(即ち、第1記録層に対応する位置から第2記録層に対応する位置へ移動するのに要する時間)に応じて、個別に設定することが好ましい。
【0066】
次に、実際の球面収差補正機構の動作について図5乃至図7を参照して説明する。本実施形態では、球面収差補正機構34は、2枚のレンズ3及びレンズ4の組み合わせレンズから構成され、2枚のレンズ間の距離を調整することにより、球面収差の補正量を変化させる構造となっている。具体的には、例えば一方のレンズを固定し、他方のレンズを光軸に沿って移動させることによりレンズ間距離を変化させることができる。
【0067】
このレンズの駆動に直流(DC)モータを使用した場合のモータ駆動波形を図5に示す。DCモータの移動量は、基本的にモータに印加する駆動パルスの幅によって制御される。DCモータでレンズをある点から所定距離移動させる場合は、まず、モータを移動させるための所定幅の正パルスを印加し、次にモータを制動するための負パルスを印加する。
【0068】
図5においては、タイミングコントローラ10からの補正トリガ信号Sacにより球面収差補正機構34を移動することが指示されると、駆動回路33は球面収差補正機構34のDCモータに対して所定幅の正パルス100を印加した後、さらに所定幅の負パルス101を印加することにより、球面収差補正機構34を構成する一方のレンズを第1記録層に対応する位置から第2記録層に対応する位置へと移動させる(球面収差補正位置のグラフ参照)。
【0069】
これに対して、タイミングコントローラ10は、ジャンプパルス発生器31に補正トリガ信号Sacを与えた時点で内部のタイマーカウンタによりカウントを開始し、所定時間Tが経過した時点でジャンプパルス発生器12へフォーカストリガ信号Sfcを与える。このとき、ループスイッチ14はフォーカスループをオープンとしており、駆動回路15はジャンプパルス発生器12からのジャンプパルスに従ってフォーカスアクチュエータ16を第1記録層から第2記録層へと移動させる。
【0070】
次に、球面収差補正機構のレンズを、ステップモータを利用して駆動する場合の動作を図6及び図7を参照して説明する。図6は、ステップモータの制御例を示すフローチャートであり、図7(A)は駆動回路33と球面収差補正機構34(この場合は、2相ステップモータである)の接続を示す図である。また、図7(B)及び7(C)は、駆動回路33に与えられるパルス波形の例である。
【0071】
図7(A)に示すように、駆動回路33は補正制御部32から4つのパルス信号AP、BP、AN及びBNを受け取り、球面収差補正機構34を構成する2相ステップモータへ供給する。ステップモータは、1つのパルス列を供給すると所定の角度だけ回転する構造を有しており、供給するパルス数を変えることにより、回転量を制御することができる。図7(B)は球面収差補正機構34を構成するステップモータを正回転させるために供給すべきパルス列の例であり、図7(C)はそのステップモータを逆回転させるために供給すべきパルス列の例である。ステップモータの4つの入力端子に入力するパルス列の入力順を変えることにより、ステップモータの回転方向を制御することができる。
【0072】
図6はこのステップモータの制御例を示すフローチャートであり、CPU1及びタイミングコントローラ10により実行される。まず、タイミングコントローラ10は、CPU1からのジャンプ指示信号S8を受け取り、補正トリガ信号Sacをジャンプパルス発生器31に出力し(ステップS1)、内部のタイマーカウンタを起動し、所定時間Tのカウントを開始する(ステップS2)。次に、CPU1が発した回転方向信号S1を参照して、球面収差補正機構34を構成するステップモータの回転方向を決定する(ステップS3)。ステップモータを正方向へ回転させるべき場合は、タイミングコントローラ10は図7(B)に示すような正方向のパルス列を発生し(ステップS4)、ステップモータを逆方向へ回転させるべき場合は図7(C)に示すような逆方向のパルス列を発生する(ステップS5)。
【0073】
そして、タイミングコントローラ10は所定時間Tが経過するのを待ち(ステップS6)、所定時間Tが経過すると、フォーカストリガ信号Sfcをジャンプパルス発生器12へ入力し(ステップS7)、フォーカスアクチュエータ16を第1記録層から第2記録層へジャンプさせる。球面収差補正機構34がステップモータにより構成される場合は、以上のようにして、球面収差補正機構34及びフォーカスアクチュエータ16が制御される。
【0074】
なお、上記の説明は光ディスクの第1の記録層から第2の記録層へのフォーカスジャンプについて説明しているが、この場合の第1の記録層及び第2の記録層は多層ディスクのどの記録層であってもよい。即ち、多層ディスクの下方の層から上方の層へのフォーカスジャンプでも、上方の層から下方の層へのフォーカスジャンプでも本発明を適用することができる。
【0075】
[3]フォーカスアクチュエータの移動開始タイミング
次に、フォーカスアクチュエータの移動を開始するタイミングの制御方法について、いくつかの例を挙げて説明する。
【0076】
(1)第1の制御方法
第1の制御方法は、上述のように、時間Tを予め決定しておき、タイミングコントローラ10内部に含まれるタイマーカウンタを使用して時間Tをカウントする方法である。即ち、図4に示すように、タイミングコントローラ10は球面収差補正機構側のジャンプパルス発生器31に補正トリガ信号Sacを供給した時点で内部のタイマーカウンタを起動してカウントを開始し、所定時間Tが経過した時点でフォーカスアクチュエータ側のジャンプパルス発生器12にフォーカストリガ信号Sfcを供給する。同時に、CPU1はループ選択信号S2を生成する。こうして、球面収差補正機構の移動開始から所定時間Tの経過後にフォーカスアクチュエータ16を駆動させることができる。
【0077】
図8に、第1の制御方法の具体的処理例を示す。タイミングコントローラ10は、CPU1からフォーカスジャンプ指示信号S8を受け取り、補正トリガ信号Sacを出力して球面収差補正機構の移動を開始する(ステップS10)。また、これと同時に、タイミングコントローラ10は内部のタイマーカウンタを起動し、所定時間Tのカウントを開始する(ステップS11)。そして、所定時間Tが経過すると(ステップS12:Yes)、タイミングコントローラ10はフォーカストリガ信号Sfcを出力してフォーカスアクチュエータの移動を開始する(ステップS13)。そして、フォーカスアクチュエータが第2記録層上に移動した後、フォーカスサーボをクローズしてフォーカスサーボを実行する(ステップS14)。こうして、フォーカスジャンプが完了する。
【0078】
なお、先に述べたように、この場合の所定時間Tの決め方は、基本的に球面収差補正機構が第1記録層から第2記録層へと移動するのに要する時間の1/2程度とし、例えば数十msecと設定する。但し、球面収差補正機構の移動速度とフォーカスアクチュエータの移動速度の具体値を考慮して修正を行うことができる。
【0079】
(2)第2の制御方法
第2の制御方法は、第1の方法のように決まった時間を設定するのではなく、球面収差補正機構の実際の移動量に応じてフォーカスアクチュエータの移動開始タイミングを決定する方法である。即ち、球面収差補正機構の第1記録層対応位置から第2記録層対応位置への移動状況を検出し、移動が半分程度行われたときにタイミングコントローラ10がフォーカストリガ信号Sfcを生成し、フォーカスアクチュエータ16の移動を開始する。
【0080】
具体的には、図2に示す位置センサ27が球面収差補正機構34を構成するレンズの移動量を検出する。再生対象となる多層光ディスクの記録層間の距離はディスクの規格により決まっているので、その1/2程度を基準値に設定し、位置センサ27からの移動量検出値をこの基準値と比較する。例えば再生対象となっている光ディスクの層間距離がDであれば、基準値をD/2と設定する。移動量検出値が基準値D/2に達すると、球面収差補正機構34を構成するレンズが第1記録層対応位置と第2記録層対応位置の中間まで移動したことがわかるので、その時点でタイミングコントローラ10はフォーカストリガ信号Sfcを生成する。こうすることにより、球面収差補正位置が、実際に第1記録層対応位置と第2記録層対応位置の中間付近まで移動したときに、フォーカスアクチュエータの移動を開始させることができる。
【0081】
球面収差補正機構を構成するレンズの移動量を検出する位置センサ27は、例えばポテンショメータやロータリーエンコーダなどにより構成することができる。
【0082】
この方法を利用した場合のフォーカス制御系の各部の波形を図9に示す。まず、球面収差補正機構34の移動を開始させるために補正トリガ信号Sacが出力される。球面収差補正機構34が移動を開始すると、その移動に応じてセンサ27の出力信号S7のレベルが変化する。センサ27の出力信号S7はタイミングコントローラ10内に設けられた図示しない比較器などにより予め決められた基準値(D/2)と比較され、基準値に達すると、出力信号S7の2値化信号である比較結果信号が出力される。比較結果信号のレベルが変化した時点で、タイミングコントローラ10はフォーカストリガ信号Sfcを生成し、ジャンプパルス発生器12に供給してフォーカスアクチュエータの移動を開始する。
【0083】
また、この変形として、球面収差補正機構34が先に述べたようにステップモータにより構成される場合には、位置センサ27を設けずに、ステップモータに供給されるパルス数をカウントすることにより、球面収差補正機構34を構成するレンズの移動量を判定してもよい。即ち、ステップモータは、図7を参照して説明したように、入力したパルス数に応じてモータの回転量が決まるので、駆動対象であるレンズの移動量も入力したパルス数に比例することになる。よって、球面収差補正機構を構成するレンズを、第1記録層対応位置と第2記録層対応位置との距離の1/2程度移動させるためにステップモータに入力すべきパルス数を計算により求めることができる。こうして、基準パルス数を予め決めておき、基準パルス数のパルスが駆動回路33に供給されたときに、タイミングコントローラ10がフォーカストリガ信号Sfcを生成し、フォーカスアクチュエータ16の移動を開始すればよい。この方法によれば、球面収差補正機構34を構成するレンズの位置を検出する位置センサ27を設ける必要がなくなるという利点がある。
【0084】
図10に、第2の制御方法の具体的処理例を示す。タイミングコントローラ10は、CPU1からフォーカスジャンプ指示信号S8を受け取り(ステップS20)、補正トリガ信号Sacを出力して球面収差補正機構34の移動を開始する(ステップS21)。次に、タイミングコントローラ10は位置センサ27の出力信号に基づいて、又は、球面収差補正機構が34ステップモータにより構成されている場合にはステップモータに入力されるパルス数に基づいて、球面収差補正機構34の移動量を判定する(ステップS22)。そして、移動量が所定の基準値より大きくなると(ステップS23:Yes)、タイミングコントローラ10はフォーカストリガ信号Sfcを出力してフォーカスアクチュエータの移動を開始する(ステップS24)。そして、フォーカスアクチュエータが第2記録層上に移動した後、フォーカスサーボをクローズしてフォーカスサーボを実行する(ステップS25)。こうして、フォーカスジャンプが完了する。
【0085】
(3)第3の制御方法
第2の方法は、球面収差補正機構の移動量を位置センサ又はステップモータへの供給パルス数により直接的に検出する方法であったが、第3の方法は、光ディスクの再生時に得られる再生信号又は制御信号を利用して、間接的に球面収差補正機構の移動量を決定して、フォーカスアクチュエータの移動開始タイミングを決定する方法である。
【0086】
レーザスポットが第1記録層に上でフォーカスしているときは、球面収差補正機構34による球面収差補正は第1記録層に適合した状態となっている。よって、球面収差補正機構を第1記録層対応位置から第2記録層対応位置へと移動させると、球面収差補正機構が第1記録層から離れるにつれて球面収差の補正効果が減少し、光ディスクの記録情報の読取信号から生成されるRF信号、トラッキングエラー信号、及び、記録可能型ディスクについて予め設けられているガイドグループのウォブル信号などの振幅は減少する。よって、RF信号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号の振幅減少の程度を評価することにより、球面収差補正機構がどの程度移動したかを間接的に決定することができる。
【0087】
従って、球面収差補正機構を第1記録層から第2記録層まで移動させた場合のRF信号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号の振幅変化を予め調べておき、球面収差補正機構が第1記録層と第2記録層の中間付近まで移動したときのそれらの信号の振幅を基準振幅として決定しておく。そして、実際のフォーカスジャンプの際には、それらRF信号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号の振幅を検出して、予め決めた基準振幅値と比較し、基準振幅値に一致した時点でフォーカスアクチュエータの移動を開始させればよい。
【0088】
具体的には、図1において、タイミングコントローラ10は内部のメモリなど(図示せず)に上記の基準振幅値を記憶しておく。そして、球面収差補正機構の移動を開始した後、RF信号S4、トラッキングエラー信号S5又はウォブル信号S6のいずれかの1以上の振幅を基準振幅値と比較し、それらの信号の振幅が基準振幅値まで低下した時点で、ジャンプパルス発生器12にフォーカストリガ信号Sfcを出力する。
【0089】
この方法を利用した場合のフォーカス制御系各部の信号波形を図11に示す。図11において、まず補正トリガ信号Sacが出力され、球面収差補正機構34が移動を開始する。球面収差補正機構34の移動に伴って、RF信号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号の振幅が減少し、その振幅が振幅基準値まで減少すると、タイミングコントローラ10内の比較器から出力される比較結果信号のレベルが変化する。これに応じて、タイミングコントローラ10はフォーカストリガ信号Sfcを出力し、フォーカスアクチュエータの移動を開始する。
【0090】
図12に、第3の制御方法の具体的処理例を示す。タイミングコントローラ10は、CPU1からフォーカスジャンプ指示信号S8を受け取り(ステップS30)、補正トリガ信号Sacを出力して球面収差補正機構34の移動を開始する(ステップS31)。次に、タイミングコントローラ10は、RF信号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号の振幅を検出し(ステップS32)、検出された振幅値が予め決められた振幅基準値より小さくなると(ステップS33:Yes)、タイミングコントローラ10はフォーカストリガ信号Sfcを出力してフォーカスアクチュエータの移動を開始する(ステップS34)。そして、フォーカスアクチュエータが第2記録層上に移動した後、フォーカスサーボをクローズしてフォーカスサーボを実行する。こうして、フォーカスジャンプが完了する。
【0091】
この方法によれば、RF信号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号という、通常の情報の記録/再生時に生成される信号を利用して球面収差補正機構の移動量を間接的に決定し、それに応じてフォーカスアクチュエータの移動を制御するので、前述の位置センサ27などの特別な機構を設ける必要がない。即ち、タイミングコントローラ10内に基準振幅値を記憶するメモリと、単純なレベル比較器を設ければ済むので、単純な構成で実現することができる。
【0092】
なお、図1においては、RF信号S4、トラッキングエラー信号S5及びウォブル信号S6の全てがタイミングコントローラ10に入力されているが、これは説明の便宜上全てを図示したものであり、実際にはこれらのうちの1つをタイミングコントローラ10に入力し、その信号に基づいて球面収差補正機構の移動量を間接的に決定する構成とすれば足りる。
【0093】
以上のように、種々の方法で球面収差補正機構が第1記録層と第2記録層のほぼ中間位置まで移動したことを検出して、フォーカスアクチュエータの移動開始タイミングを制御することができる。
【0094】
[4]球面収差補正機構の他の実施例
次に、球面収差補正機構の他の実施例について説明する。これまでは、球面収差補正機構を2枚の組み合わせレンズとして構成した例について説明してきたが、本発明の装置においてはこれ以外の球面収差補正機構を採用することが可能であり、例えば特開平10−269611号公報に記載されるような液晶パネルを利用した球面収差補正機構を使用することができる。
【0095】
具体的には、図13(A)に示す液晶パネルが光ピックアップに設けられる。図13(A)において、71はレーザ光源、72は偏光ビームスプリッタ、73は液晶パネル、74は1/4波長板、75は対物レンズ、76は多層ディスク、77は集光レンズ、78は受光器である。
【0096】
レーザ光源71から射出されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ72を通過した後、液晶パネル73、1/4波長板74を通って対物レンズ75で集光され、光ディスクである多層ディスク76の情報記録面に焦点を結ばれる。多層ディスク76の情報記録面から反射したレーザビームの反射光は、対物レンズ75、1/4波長板74、液晶パネル73、偏光ビームスプリッタ72を通り、集光レンズ77を介して受光器78上に像を結ばれる。
【0097】
液晶パネル73には、図示しない2枚のガラス基板で挟まれた液晶分子が配向されている。そして、上側(又は下側)の図示しない透明電極には後述する同心円状の電極パターンが形成されており、下側(又は上側)には当該電極パターンに対向して他方の電極が形成されている。これら上下の透明電極による各電極パターン部分の印加電圧を液晶パネル制御回路80によって可変制御してやることにより、多層ディスクの記録層の間の厚みのムラなどによって生じる波面収差を補正する。
【0098】
液晶パネル73の平面図を図13(B)に示す。液晶パネル73には、ガラス基板で屈折率異方性を持つ液晶分子が所定の向きに配向されている。そして、上側(または下側)の透明電極で構成される同心円状の電極310〜314が形成されているとともに、図示しない下側(または上側)には上側(下側)の電極310〜314に対向する他方の電極が形成されている。このような構成の液晶パネル73の各電極にそれぞれ駆動電圧を印加すると、印加された電圧による電界に従って液晶分子の配向が偏倚される。これにより液晶パネル73を透過する光束の進行方向に垂直な断面内での屈折率分布を任意に設定することができ、光束の波面の位相を分割領域毎に制御することができる。すなわち、屈折率可変手段として用いることができる。よって、液晶パネル73の各電極にそれぞれ異なる電圧を印加することにより、球面収差をキャンセルすることができ、液晶パネルを利用して球面収差補正機構34を実現することができる。
【0099】
このような液晶パネルを利用した球面収差補正機構の場合も、上述の組み合わせレンズによる球面収差補正機構の場合と同様に、フォーカスアクチュエータに比べて応答が遅いという性質を有する。液晶パネルを利用した球面収差補正機構は、各電極部分に異なる駆動電圧を印加して液晶分子の配向を制御することにより球面収差を補正するが、駆動電圧を印加してから液晶分子の配向が物理的に変化を完了するまでにはある程度の時間を要する。この時間的な遅れ(即ち、応答の遅さ)は、組み合わせレンズによる球面収差補正機構においてレンズの移動に要する時間に起因する応答の遅れと同等のものである。よって、液晶パネルを利用した球面収差補正機構の場合も、同様に、球面収差補正機構を第1記録層に対応する状態から第2記録層に対応する状態に変化させる指示を与えた後、所定時間遅らせてフォーカスアクチュエータの移動を開始するという本発明の原理を適用することができる。
【0100】
この場合、フォーカス制御系の構成としては、図1に示す組み合わせレンズによる球面収差補正機構と同様のものとすることができる。即ち、球面収差補正機構34が異なり、その駆動信号が異なる他は、組み合わせレンズによる球面収差補正機構と同一の構成とすることができる。
【0101】
このような球面収差補正機構34を使用した場合は、上述の第1の方法及び第3の方法により、フォーカスアクチュエータの移動開始時間を制御することができる。即ち、第1の制御方法により、タイミングコントローラ10内で球面収差補正機構34の駆動開始時刻から所定時間Tを計測し、所定時間経過後にフォーカスアクチュエータの移動を開始することができる。また、第3の制御方法により、光ディスクの読取信号から生成されるRF信号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号の振幅変化に基づいて球面収差補正機構の変化状態を間接的に検出し、それに応じてフォーカスアクチュエータの移動開始タイミングを制御することができる。但し、液晶分子が実際にどの程度移動したかを検出することは困難であるので、上述の第2の方法に相当する制御は困難である。
【0102】
また、先に説明した組み合わせレンズタイプの球面収差補正機構と、液晶パネルを利用した球面収差補正機構との両方を組み合わせて球面収差補正機構を構成することも可能である。
【0103】
[5]3層以上にわたるフォーカスジャンプ
次に、3層以上の多層ディスクにおいて、一度に2層以上の移動を伴うフォーカスジャンプを行う場合の制御について説明する。例えば、3層以上の多層ディスクにおいて第1記録層から第3記録層へフォーカスジャンプを行う場合の方法としては、理論上は、第1記録層から第3記録層へ一気にジャンプする方法と、第1記録層、第2記録層、第3記録層と段階的にジャンプする方法とが考えられる。しかし、前者の方法は、理論上は可能であるものの、一度に2層ジャンプすることになるので、球面収差補正機構とフォーカスアクチュエータの制御を調整することが難しい。よって、本発明では、上述した球面収差補正機構の移動に対してフォーカスアクチュエータの移動を遅らせる方法により、まず第1記録層から第2記録層へフォーカスジャンプし、第2記録層上でフォーカスが安定した後、さらに第2記録層から第3記録層へのジャンプを行う方法を採用する。
【0104】
図14に、そのように段階的にフォーカスジャンプを行う場合のフォーカス制御系各部の信号波形を示す。なお、図14は、先に説明した第2の制御方法、即ち、位置センサ27により球面収差補正機構の実際の移動量を検出し、それに応じてフォーカスアクチュエータの移動を開始する方法を採用した場合の例を示す。
【0105】
図示のように、タイミングコントローラ10が補正トリガ信号Sacを出力し、球面収差補正機構が第1記録層から第2記録層へと移動を開始すると、位置センサ27の検出信号S7のレベルが徐々に変化する。検出信号S7のレベルが予め決められた基準値1に達すると、タイミングコントローラ10は球面収差補正機構が第1記録層と第2記録層のほぼ中間まで移動したと判定し、フォーカストリガ信号Sfcを出力してフォーカスアクチュエータの移動を開始する。その後、フォーカスアクチュエータが第2記録層上に移動すると、フォーカスサーボがクローズされる。これにより、正しいS字波形を有するフォーカスエラー信号が出力され、レーザ光のスポットが第2記録層上で合焦状態となる。
【0106】
こうして第2記録層上で合焦状態が確立されても、球面収差補正機構はさらに第3記録層に向かって移動を継続している。そして、位置センサ27からの検出信号S7が予め決定された基準値2に至ると、タイミングコントローラ10は再度フォーカストリガ信号Sfcを出力し、フォーカスアクチュエータを第2記録層から第3記録層へと移動させる。そして、フォーカスアクチュエータが第3記録層へ移動すると、フォーカスサーボがクローズされ、第3記録層上でフォーカスサーボが行われてレーザ光のスポットが合焦状態に維持される。
【0107】
このように、3層以上の多層ディスクにおいて、一度に2層以上にわたるフォーカスジャンプを行う場合には、本発明による方法を繰り返し行うことにより、確実にフォーカスジャンプを行うことができる。
【0108】
比較のために、図15に本発明を用いずに第1記録層から第3記録層へ一度にフォーカスジャンプした場合のフォーカス制御系各部の信号波形を示す。図示のように、球面収差補正機構の移動開始と同時にフォーカスアクチュエータの移動を開始しており、球面収差補正機構がほとんど次の記録層に対応する位置への移動を進めていない状態でフォーカスアクチュエータが第1記録層から第3記録層へジャンプするので、球面収差の影響を強く受けてしまい、フォーカスエラー信号のS字波形の振幅が減少している。これにより、フォーカスサーボをクローズした後のS字の振幅が減少し、サーボクローズ後のフォーカスサーボが不安定となって結局フォーカスジャンプが失敗してしまう。
【0109】
これに対し、本発明の方法を第1記録層から第2記録層、そして第2記録層から第3記録層と順に実行することにより、2層以上をジャンプする場合でも、安定したフォーカスジャンプを実現することができる。
【0110】
なお、上記の例では、位置センサを利用する第2の制御方法を利用して2層以上のフォーカスジャンプを行う場合を例示したが、前述の第1及び第3の方法を利用した場合も、同様に2層以上のフォーカスジャンプを行うことができる。即ち、第1の方法を利用する場合は、球面収差補正機構の移動開始から所定時間T経過後に第2記録層へのフォーカスアクチュエータの移動を行い、さらに所定時間T経過後に第3記録層へのフォーカスアクチュエータの移動を行えばよい。また、第3の方法を利用する場合も、RF信号、トラッキングエラー信号又はウォブル信号の振幅値を、第1記録層から第2記録層への移動の場合と、第2記録層から第3記録層への移動の場合についてそれぞれ基準振幅値と比較すればよい。
【0111】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フォーカスジャンプ時にまず球面収差補正機構を移動開始し、球面収差補正機構が第1記録層と第2記録層との中間付近に至った頃にフォーカスアクチュエータの移動を開始するので、安定的にフォーカスジャンプを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光ディスク記録再生装置の光学系の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明による光ディスク記録再生装置のフォーカス制御系の構成を示すブロック図である。
【図3】フォーカスアクチュエータと球面収差補正機構とを同時に駆動した場合のフォーカスジャンプの様子を示すタイミングチャートである。
【図4】本発明によりフォーカスアクチュエータと球面収差補正機構とを駆動した場合のフォーカスジャンプの様子を示すタイミングチャートである。
【図5】直流モータを利用して球面収差補正機構を構成した場合の球面収差補正機構の駆動波形図である。
【図6】ステップモータを利用して球面収差補正機構を構成した場合のフォーカスジャンプ処理を示すフローチャートである。
【図7】ステップモータの駆動回路及び駆動パルスの例を示す図である。
【図8】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミングの第1の制御方法を示すフローチャートである。
【図9】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミングの第2の制御方法におけるフォーカス制御系各部の波形を示すタイミングチャートである。
【図10】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミングの第2の制御方法を示すフローチャートである。
【図11】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミングの第3の制御方法におけるフォーカス制御系各部の波形を示すタイミングチャートである。
【図12】フォーカスアクチュエータの移動開始タイミングの第3の制御方法を示すフローチャートである。
【図13】液晶パネルを利用した球面収差補正機構の構成を示す図である。
【図14】本発明の方法により、3層以上にわたるフォーカスジャンプを行う場合のフォーカス制御系各部の波形を示すタイミングチャートである。
【図15】フォーカスアクチュエータと球面収差補正機構を同時に駆動し、3層以上にわたるフォーカスジャンプを行う場合のフォーカス制御系各部の波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 CPU
2 偏光ビームスプリッタ
3、4 レンズ
5 対物レンズ
6 レーザ光源
7 集光レンズ
8 多層光ディスク
10 タイミングコントローラ
12、31 ジャンプパルス発生器
14 ループスイッチ
15、33 駆動回路
16 フォーカスアクチュエータ
20 フォトディテクタ
21 I−V変換器
22 フォーカスエラー生成回路
23 位相補償器
24 RF信号生成回路
25 トラッキングエラー生成回路
26 ウォブル信号生成回路
27 位置センサ
34 球面収差補正機構

Claims (6)

  1. 複数の記録層を有する多層ディスクに情報を記録し、又は、多層ディスクから情報を再生する多層ディスク記録再生装置において、
    光源からのレーザ光を前記記録層上に集光させる対物レンズと、
    前記レーザ光が前記記録層上で合焦状態の光スポットを形成するように前記対物レンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、
    前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記ディスクにより発生する球面収差を補正するための球面収差補正機構と、
    前記多層ディスクからの戻り光を受光して、電気信号を出力するフォトディテクタと、
    前記電気信号に基づいて、記録情報の再生信号又は制御信号を生成する手段と、
    前記多層ディスクの第1の記録層から第2の記録層へ前記光スポットを移動させるフォーカスジャンプ動作を行う際に、前記球面収差補正機構による補正開始よりも遅れて前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する制御手段と、を備え
    前記制御手段は、前記再生信号又は制御信号の振幅変化に基づいて、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始することを特徴とする多層ディスク記録再生装置。
  2. 前記再生信号はRF信号を含み、前記制御信号はトラッキングエラー信号及びウォブル信号を含む請求項1に記載の多層ディスク記録再生装置。
  3. 前記球面収差補正機構は、光軸上に並設された複数のレンズと、前記複数のレンズの少なくとも1つを前記光軸方向に移動させる移動機構と、前記移動機構を駆動する駆動モータと、を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層ディスク記録再生装置。
  4. 前記駆動モータはステップモータであり、前記制御手段は、前記ステップモータにパルス列を入力することにより前記移動機構を駆動する手段と、前記ステップモータに入力したパルス数に基づいて、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する手段と、を備えることを特徴とする請求項3に記載の多層ディスク記録再生装置。
  5. 前記球面収差補正機構は、各々が独立に制御可能な複数の液晶部分を有する液晶パネルと、前記複数の液晶部分を独立に駆動する制御回路と、を備え、複数の液晶部分に独立に電圧を印加することにより前記複数の液晶部分の屈折率を制御して球面収差を補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の多層ディスク記録再生装置。
  6. 光源からのレーザ光を前記記録層上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光が前記記録層上で合焦状態の光スポットを形成するように前記対物レンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記ディスクにより発生する球面収差を補正するための球面収差補正機構と、を備える多層ディスク記録再生装置により、前記多層ディスクの第1の記録層から第2の記録層へ光スポットを移動させるフォーカスジャンプ方法において、
    フォーカスジャンプを行うタイミングが到来したときに、まず、前記球面収差補正機構の第1の記録層に対応する位置から第2の記録層に対応する位置への移動を開始する工程と、
    前記球面収差補正機構の移動開始より遅れて、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する工程と、を有し、
    前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する工程は、
    前記多層ディスクからの戻り光に基づいて生成される記録情報の再生信号又は制御信号の振幅を検出する工程と、
    前記振幅が、前記球面収差補正機構が第1の記録層に対応する位置と第2の記録層に対応する位置との略中間に位置するときに得られる振幅と一致したときに、前記フォーカスアクチュエータの移動を開始する工程と、を有することを特徴とするフォーカスジャンプ方法。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW564404B (en) * 2000-09-06 2003-12-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical disk unit and information recording and reproducing method
KR20030084756A (ko) 2002-04-26 2003-11-01 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 광디스크 장치, 빔 스폿의 이동 방법 및 광디스크 장치에있어서 실행 가능한 컴퓨터 프로그램
AU2003289137A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-30 Victor Company Of Japan, Limited Optical disk unit and aberration correcting method used for this
JP3989889B2 (ja) * 2003-09-19 2007-10-10 株式会社リコー 収差調整装置、光ピックアップ、プログラム、及び記憶媒体
CN100487804C (zh) * 2004-06-24 2009-05-13 松下电器产业株式会社 光盘装置及光盘装置中的半导体装置
US7525883B2 (en) * 2004-07-05 2009-04-28 Panasonic Corporation Optical disk apparatus
US7881165B2 (en) * 2004-09-16 2011-02-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical scanning device with compact spherical aberration compensation
JP2006286132A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Sony Corp ディスクドライブ装置および球面収差補正方法
JP4584172B2 (ja) * 2006-03-24 2010-11-17 シャープ株式会社 光ピックアップの制御装置および制御方法、光ディスク装置、光ピックアップ制御プログラム、並びに該プログラムを記録した記録媒体
JP2007328875A (ja) * 2006-06-08 2007-12-20 Sharp Corp 光ピックアップ装置
JP4247260B2 (ja) * 2006-09-28 2009-04-02 東芝サムスン ストレージ・テクノロジー株式会社 光ディスク装置、および光ディスクの情報記録層判別方法。
JP4420920B2 (ja) 2006-11-08 2010-02-24 ソニーオプティアーク株式会社 光記録媒体駆動装置、フォーカスオン方法
KR20080071806A (ko) * 2007-01-31 2008-08-05 삼성전자주식회사 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법 및 그장치
US20090022035A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-22 Mediatek Inc. Spherical aberration correction control
KR100882748B1 (ko) 2007-09-10 2009-02-09 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 포커스 제어 방법 및 이를 이용한 광 디스크 드라이브
US20090168616A1 (en) * 2007-12-26 2009-07-02 Yi-Jen Chung Spherical aberration compensation method of optical storage device
WO2009084204A1 (ja) 2007-12-28 2009-07-09 Panasonic Corporation 層間移動装置、および層間移動装置の集積回路
JP5153424B2 (ja) * 2008-04-11 2013-02-27 株式会社日立製作所 光ヘッド及び光ディスク装置
CN102089820A (zh) * 2008-09-01 2011-06-08 松下电器产业株式会社 光盘装置、使用所述光盘装置的影像再生装置、服务器及汽车导航系统、集成电路及记录再生方法
US20100208566A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Mediatek Inc. Method and apparatus for performing layer changes for an optical disk drive
JP5616882B2 (ja) * 2009-03-17 2014-10-29 パナソニック株式会社 光ディスク装置、フォーカス制御方法及び集積回路
US8582403B2 (en) 2009-04-10 2013-11-12 Panasonic Corporation Optical disc apparatus and method of making layer-to-layer jump in multilayer optical disc
JP2010277674A (ja) * 2009-04-27 2010-12-09 Sanyo Electric Co Ltd 光ディスク装置およびレンズ制御方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202875A (en) * 1991-06-04 1993-04-13 International Business Machines Corporation Multiple data surface optical data storage system
JP3240677B2 (ja) * 1992-02-25 2001-12-17 ソニー株式会社 フォーカス調整装置
EP0840304B1 (en) * 1993-04-02 2000-07-26 Sony Corporation Focusing servo system and focus servo acquisition enable method
JPH10269611A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Pioneer Electron Corp 光ピックアップ及びそれを用いた多層ディスク再生装置
US6532202B1 (en) * 1999-07-07 2003-03-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical element, optical head and optical recording reproducing apparatus
TW564404B (en) * 2000-09-06 2003-12-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical disk unit and information recording and reproducing method

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