JP4367379B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク装置に係り、特に複数種類の光ディスクを高速かつ正確に判別が可能な光ディスク装置に関する。

現在実用化されている光ディスクには、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ（Compact Disc） 、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの種類がある。また次世代の超高密度光ディスクとして、従来の赤色系レーザよりも波長が短く高密度の記録が可能な青色系レーザを用いて記録／再生を行なうＢＤ（Blu-Ray Disk）等も実用化され始めている。このうちＤＶＤおよびＢＤにおいては、情報の記録及び再生、または再生のみが行なわれる層である記録層が１層だけでなく複数の層を有するものがある。これらの光ディスクは、外形形状は同一であるが記録層の物理的な構造が異なり、記録／再生を行なう為のレーザの波長もそれぞれ異なる。

このように記録層の物理構造及びレーザ波長が異なる複数種類の光ディスクを１台の光ディスク装置で正常に記録／再生を行なうためには、それぞれの光ディスクの特性にあったレーザ及び対物レンズを備える光ピックアップを用いなければならない。従って、装置が記録／再生を行なう前にどの種類の光ディスクが装置に装着されたかを判別して、その光ディスクに適応する光ピックアップを用意するための光ディスク判別処理は大変重要な処理である。また、装置が起動して実際に記録／再生を開始できるようになるまでの時間は短い方が利用者にとって好ましい。従って、この光ディスク判別処理はできる限り早く終了させることが重要である。

光ディスク判別方法の従来例として、各光ディスクの特性に合った光ピックアップの対物レンズをディスク面と垂直方向に上下に移動させ（以下この動作をフォーカスランプと呼ぶ）、このときのフォーカスエラー信号（以下ＦＥ信号と呼ぶ）、トラッキングエラー信号（以下ＴＥ信号と呼ぶ）、総和信号（以下ＲＦ信号と呼ぶ）などの信号レベルの変化により、光ディスクの表層と記録層の層間距離を計測したり、各信号の最大振幅値を計測したりして光ディスク判別を行なうものが提案されている。
以下にいくつかの従来例の概要を説明する。

特許文献１：特開２００３−２１７１１９号公報は、ＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤの光ディスク判別方法についての提案である。ＢＤはＢＤ用光ピックアップの対物レンズと光ディスク表面とのワーキングディスタンスが小さい。従って、このＢＤを前提としてワーキングディスタンスが小さい状態でワーキングディスタンスが大きいＣＤ／ＤＶＤの光ディスク判別を行なおうとしてフォーカスランプさせると対物レンズが光ディスク表面に接触してしまう。これを避けるため、先に赤色系レーザを用いて、ＣＤ／ＤＶＤを前提とした光ディスク表面と対物レンズのワーキングディスタンスが大きい状態にしておき、この状態でフォーカスランプを行って光ディスク判別を行なう。そしてその時のＦＥ信号のＳ字カーブの振幅レベルが所定値以下の場合はＢＤと判断し、所定レベル以上の場合はＣＤ／ＤＶＤと判断する。

上記ＦＥ信号のＳ字カーブとは、フォーカスランプ時に対物レンズと光ディスクの表層及び記録層との間の焦点距離近傍でＦＥ信号の電圧レベルがＳ字上に変化する現象のことである。このＦＥ信号のＳ字カーブの詳細については後述する。

特許文献２：特開２００３−２１７１３５号公報は、各々の光ディスクの種類に対応する複数種類のレーザを光ディスクに照射してフォーカスランプさせる。そしてその各々の場合のＦＥ信号のＳ字カーブを検出する。このうち一番振幅が大きいＦＥ信号のＳ字カーブを発生したレーザに対応する種類が装着されている光ディスクの種類であるとして、光ディスク判別を行なうものである。

特許文献３：特開２００４−２０６７５３号公報は、フォーカスランプの上昇時と下降時にそれぞれ１回ずつ発生する記録層の合焦点付近のＦＥ信号のＳ字カーブの時間間隔を測定する。そして、この測定により得られた計測時間値によって光ディスクの基板厚を知り、光ディスク判別を行うものである。
特開２００３−２１７１１９号公報 特開２００３−２１７１３５号公報 特開２００４−２０６７５３号公報

上記で説明した３つの従来例を、ＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤの光ディスク判別に用いる場合にはそれぞれに課題がある。以下にその課題を従来例毎に説明する。
（１）特許文献１：特開２００３−２１７１１９号公報
この従来例ではＢＤとＣＤ／ＤＶＤとの判別を、まず装着された光ディスクがＣＤ／ＤＶＤであるかどうかから行なっている。しかしながらＢＤが搭載されている装置はＢＤを主体に記録／再生が行なわれる場合が多いことが予想される。従って、ＣＤ／ＤＶＤを先に判別するのでは、ＢＤを判別する前には必ずＣＤ／ＤＶＤの光ディスク判別処理が必要になる。よってＢＤ主体の装置にも関わらず、装着光ディスクがＢＤであると判断するのに要する時間が、装着光ディスクがＣＤ／ＤＶＤであると判断するまでに要する時間に比較して長くなってしまうという課題がある。
（２）特許文献２：特開２００３−２１７１３５号公報
この従来例では光ディスクの回転を停止した状態でフォーカスランプさせて、その時に各記録層において発生するＦＥ信号のＳ字カーブの数を数えて光ディスクの記録層の数を決定し、光ディスク判別を行なう。しかしながら、レーザを光ディスクが回転停止状態で記録層に照射した場合、回転状態で照射する場合に比較して非常に大きなエネルギーが記録層に加えられることになる。例えば、光ディスク中心点から２２mm付近に光ピックアップが位置し、回転停止状態でレーザを照射した場合に記録層に加えられるエネルギーは、同じ位置で光ディスクが２０００rpmで回転している状態でレーザを照射した場合に比較して数百倍のエネルギーとなる。従って再生用の弱いパワーのレーザを照射したとしても、記録層が劣化する可能性があるという課題がある。（特にＢＤの場合、３０分間同じトラックを再生し続けると、再生信号のジッタが劣化するという内部実験結果もある）
（３）特許文献３：特開２００４−２０６７５３号公報
上記に対して、本従来例では光ディスクを回転させて、対物レンズをフォーカスランプして表層と記録層を通過する際に発生する２つのＦＥ信号のＳ字カーブの時間間隔を測定する。この測定した時間間隔により表層と記録層との間の厚みを算出する。しかしこの方法では、光ディスクに面振れがあると、フォーカスランプ時のＦＥ信号のＳ字カーブ間の時間間隔が変化してしまうという課題がある。

また面振れの度合いが大きいと、フォーカスランプにより発生させる対物レンズと光ディスク間の距離の変化に対して、面振れによって生じる対物レンズと光ディスク間の距離の変化の大きさが上回ってしまい、フォーカスランプにより実現させたい変化に対して逆の向きに対物レンズと光ディスク間の距離が変化してしまう、逆行現象が発生する場合がある。この逆行現状が発生すると、実際に取得したい信号であるフォーカスランプによる真のＦＥ信号のＳ字カーブ以外に、実際には想定していないこの逆行現象によるＦＥ信号のＳ字カーブが発生してしまう。従って、この逆行現象によってもフォーカスランプ時の正確なＦＥ信号のＳ字カーブ間の時間間隔を測定できないという課題がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、記録層がＮ層のＢＤ、ＣＤ／ＤＶＤの複数種類の光ディスク判別処理を、高速に、かつ正確に、かつ記録層を劣化させること無く実現することが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。

そこで上記課題を解決するために本発明は、下記の装置を提供するものである。
（１）装着された光ディスクに対物レンズを介してレーザ光を照射して、その照射したレーザ光の反射光により、前記光ディスクの種類がＣＤ（Compact Disc）及びＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の赤色系レーザを用いる種類の光ディスクであるか、青色系レーザを用いるＢＤ（Blu-Ray Disc）であるかを判別する光ディスク装置において、
前記光ディスクを、所定の回転数で回転させる第１の制御手段と（３、１０）、
前記対物レンズを、前記光ディスクのディスク面と垂直方向に移動させる手段であり、
前記光ディスクを所定の回転数で回転させる際に、面振れにより発生する前記光ディスクの記録層におけるディスク面と垂直方向の移動速度に対して、前記対物レンズにおけるディスク面と垂直方向の移動速度がより速くなるように制御する第２の制御手段と（２０、１０）、
前記反射光に基づいて、前記対物レンズと前記光ディスクとの距離に応じて電圧レベルが変化するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段と（６）、
前記第２の制御手段が移動させる前記対物レンズの移動範囲を、前記対物レンズの焦点が前記各光ディスクの表面に相当する位置と前記ＢＤの記録層に相当する位置を含み、かつ前記ＤＶＤの記録層に相当する位置は含まない所定の範囲となるように制限するレンズ移動制限手段と（１３）、
前記フォーカスエラー信号生成手段から供給されるフォーカスエラー信号を用いて前記光ディスクの種類を判別する光ディスク判別手段と（８、９、１０）、
を有し、
前記第２の制御手段は、
前記光ディスクの記録層におけるディスク面と垂直方向の移動速度を、前記光ディスクの最外周における予め決定された所定の面振れ量と、前記光ディスクの回転中心と前記光ディスクの前記対物レンズを介して前記レーザ光が照射されるディスク面の位置との間の距離と、前記第１の制御手段により回転させている前記光ディスクの回転数とから算出し、
前記光ディスク判別手段は、
前記レンズ移動制限手段で制限される前記所定の範囲の一方の端から他方の端へ前記第２の制御手段が前記対物レンズを移動させる際に、前記光ディスクの表面と記録層とを通過する前後でフォーカスエラー信号がそれぞれ描くＳ字上の電圧レベル変化の発生回数をカウントし、そのカウントした発生回数により、装着された光ディスクが、前記赤色系レーザを用いる種類の光ディスクであるか、前記ＢＤであるかを判別すると共に、判別した光ディスクが前記ＢＤの場合は記録層が何層のＢＤであるかを判別することを特徴とする光ディスク装置。

本発明の光ディスク装置によれば、下記に示す効果を得ることができる。
（１）本発明では、フォーカスランプ範囲をＣＤ／ＤＶＤの記録層まで焦点が及ばないＢＤの記録層の合焦距離付近に制限し、かつ一回のフォーカスランプで記録層がＮ層のＢＤ、ＣＤ／ＤＶＤの光ディスク判別を行なうことができる。従って高速な光ディスク判別処理が可能となり、記録／再生を可能とするまでに要する起動時間を短くすることが可能となる。
（２）また上記のように、フォーカスランプ範囲をＣＤ／ＤＶＤの記録層まで焦点が及ばないＢＤ記録層の合焦距離付近に制限しているので、判別対象光ディスクがＣＤ／ＤＶＤの場合でも対物レンズが光ディスク表面に接触する虞がない。
（３）更には、対物レンズのランプ（上または下方向への移動）速度を高速化し、かつ光ディスクを通常回転数より低速で回転させることで面振れにより生じる光ディスク面の上下移動の速度を低下させて光ディスク判別を行なうことで、逆行現象による想定外のＦＥ信号のＳ字カーブの出現をなくすことが出来る。この逆行現象がなくなると光ディスクの表層、記録層で生じるＦＥ信号のＳ字カーブを確実に取得することが出来る。従って、従来例において発生する虞のあった停止状態の光ディスクへのレーザの照射よる記録層の劣化を防ぎながら、より正確な光ディスク判別が可能となる。

本発明の実施例を説明する。
＜全体構成＞
図１は、本実施例による光ディスク装置のブロック構成図である。本実施例の光ディスク装置は、複数種類の光ディスク（ＣＤ／ＤＶＤ／Ｎ層ＢＤ等）に対して情報の記録／再生が可能な装置である。なお、光ディスク装置は記録機能および再生機能の両方を備えていなくてもよく、例えば、各種類の光ディスクに記録された情報の再生のみが可能な装置であってもよい。
光ディスク装置は、対物レンズ２１とこの対物レンズ２１を支持する弾性体及び対物レンズ２１を駆動するためのコイルとからなるアクチュエータ２及びレーザダイオード（ＬＤ）４及びフォトディテクタ（ＰＤ）５及びビームスプリッタ７などを構成要素とする光ピックアップ２０、アナログ信号処理回路６、ＦＥ信号整形器８、パルスカウント器９、コントローラ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２、フォーカスリミッタ１３、アクチュエータ２を駆動するドライバ１４、光ディスク１を回転させるスピンドルモータ３等から構成される。
なお上記の光ピックアップ２０は、説明の便宜上複数種類の光ディスク（ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤ）に対して対応が可能な光ピックアップを想定するが、それぞれの光ディスクの種類に応じた複数の光ピックアップを備える構成としても良い。
光ピックアップ２０は、ＬＤ４が放射するレーザ光をビームスプリッタ７、アクチェータ２の対物レンズ２１を介して光ディスク１ に照射する。そしてその光ディスク１からの反射光はビームスプリッタ７により光路が変更されＰＤ５へ入射される。ここでビームスプリッタ７はＬＤ４からのレーザ光は透過し、光ディスク１からの反射光は透過せずに反射する性質を持つ素子であるが、詳細内容は本発明とは直接関係が無いので割愛する。
ＬＤ４は、ＣＤ用の赤外色レーザ（波長：７５０nm）、ＤＶＤ用の赤色レーザ（波長：６５０nm） およびＢＤ用の青紫色レーザ（波長：４０５nm） のいずれかの光を放射する。
ＰＤ５は、受光した反射光をその光量に応じた電圧の電気信号に変換してアナログ信号処理回路６に出力する。
アナログ信号処理回路６はＰＤ５から供給される電気信号を用いて、光ディスク１と対物レンズ２１との位置関係に応じて電圧の変化するフォーカスエラー信号（以下ＦＥ信号と呼ぶ）、トラッキングエラー信号（以下ＴＥ信号と呼ぶ）を生成する。
ここでの位置関係とは、ＦＥ信号においては光ディスク１のディスク面と対物レンズ２１とのフォーカス方向における位置関係のことであり、ＴＥ信号においては、光ディスク１にらせん状または同心円状に形成されている記録／再生トラックと対物レンズ２１の焦点とのトラック方向における位置関係のことである。すなわちＦＥ信号は、光ディスク１の記録層と対物レンズ２１との距離に応じた電圧レベルを有する信号である。このＦＥ信号によれば、対物レンズ２１の焦点が記録層上に位置するか、記録層の表層側に位置するか、表層側とは反対側（奥） に位置するかを特定できる。なお、ＴＥ信号に関しては、本発明とは直接関係がないので以後の説明は割愛する。また、アナログ信号処理回路６はＦＥ信号、ＴＥ信号と同時に、総和信号（ＲＦ信号）も生成し、以降の信号処理回路（図示せず）へ出力するがこれに関しても本発明とは直接関係がないので以後の説明を割愛する。
アナログ信号処理回路６で生成されたＦＥ信号、ＴＥ信号は図示していないＡＤ（アナログ−デジタル）変換器でデジタル信号に変換されコントローラ１０へ供給される。また
ＦＥ信号は、同時にＦＥ信号整形器に供給８される。

波形整形器８では、供給されたＦＥ信号からノイズ成分を除去したのち、所定の閾値と比較してＦＥ信号のＳ字カーブを検出し、検出したＳ字カーブ部分をＬ（低電位）として他の部分はＨ（高電位）となるＳ字検出信号を生成してパルスカウント器９へ出力する。

パルスカウント器９では、供給されるＳ字検出信号のＬからＨへの信号変化を検出して、この検出した回数をカウントする。
なお、波形整形器８で生成するＳ字検出信号のＨ／Ｌの極性、およびパルスカウント器９で検出するＬからＨへの信号の変化は、もちろん逆の関係となっても良い。

コントローラ１０は、光ディスク１の種類を判別するためにアクチュエータ２の対物レンズ２１をフォーカスランプさせるためのフォーカスドライブ信号を生成し、フォーカスリミッタ１３、ドライバ１４を介してアクチュエータ２のコイルへ供給すると同時に、光ディスク１を所定の回転数で回転させるためのスピンドルドライブ信号をスピンドルモータ３へ供給する。また、フォーカスランプが終了したならば、パルスカウント器９でカウントした回数データを取得して、この回数データを基に光ディスク１の種類を決定する。なおコントローラ１０は、通常動作時におけるフォーカス制御、トラッキング制御、スピンドルモータ制御なども行なう。

フォーカスリミッタ１３は、光ディスク判別時の対物レンズ２１の移動範囲を制限するのに用いられるドライブ信号制限器である。
ドライバ１４はアクチュエータ２のコイルを駆動するために電流を増幅するための電流増幅器である。

アクチュエータ２は、ドライバ１４からのフォーカスドライブ信号によって光ディスク１のディスク面に対して垂直な方向（ 以下、フォーカス方向と呼ぶ） に対物レンズ２１を移動させる。
＜光ディスク判別処理＞
次に上記装置で行なわれる光ディスク判別処理を詳細に説明する。

装置に光ディスク１が正常に装着されたのを確認した後、光ディスク判別処理を実行する。この光ディスク判別処理によって、装着された光ディスク１の種別を予め認識しないと、光ディスク１の種類に適合した各種設定値を導くキャリブレーションや、光ディスク１の記録層へ焦点が合うように対物レンズ２１を制御するフォーカスシングサーボ、焦点の位置を記録層のトラック上に保つように対物レンズ２１を制御するトラッキングサーボなど、一連の通常動作を実行することが出来ない。

従ってこの光ディスク判別処理によって正確に光ディスク１の種類を判別することは非常に重要である。
＜光ディスク構造＞
まず、本装置で記録／再生を可能とする各光ディスクの構造を説明する。図２は各光ディスク毎の表層と記録層との位置関係を示すための断面図である。それぞれの図においてレーザは下側から照射される。従って表層は最下部となる。図２（ａ）はＤＶＤ、図２（ｂ）はＣＤ、図２（ｃ）は記録層が１層の１層ＢＤ、図２（ｄ）は記録層が２層の２層ＢＤの断面図である。なお、図２（ｄ）の２層ＢＤの図は図２（ｃ）の１層ＢＤの表層から記録層に至る部分を拡大した図である。このように、光ディスクの種類に応じて表層（下側）から記録層へ至るまでの深さが異なっている。従って、それぞれの光ディスクにおいて記録／再生を行なうには、それぞれの光ディスク構造に対応可能なように複数のレーザや対物レンズを備える共用光ピックアップ、またはそれぞれの光ディスク毎に専用で使用する複数の光ピックアップが必要となる。
＜ＦＥ信号のＳ字カーブ＞
次に、図４を参照しながら、ＦＥ信号について説明する。図４は光ディスク１に対してフォーカスランプする対物レンズ２１の移動量とＦＥ信号の関係を表した図である。図４（ａ）はフォーカスランプを行なう際にドライバ１４からアクチェータ２に供給されるドライブ信号に対応してフォーカスランプする対物レンズ２１の移動量の変化を表している。図４(ｂ）は上記フォーカスランプ応じてアナログ信号処理回路６から出力されるＦＥ信号の波形を示す。なお図４の横軸は時間軸を表す。

光ディスク１のディスク面から対物レンズ２１までの距離と、この距離の変化に応じて変化するＦＥ信号との関係を説明する。図４（ａ）のように対物レンズ２１が下方から上方へ移動して光ディスク１の表層付近に焦点が近づくと、ＦＥ信号は一旦電圧レベルが上昇するが更に近づくと逆に低下する。そして対物レンズ２１の焦点が表層で合焦する位置で電圧レベルが０となる。この状態をゼロクロスと呼ぶ。そして更に対物レンズ２１が上昇するとレベルは０以下に一旦低下するが更に上昇すると逆に上昇して最終的に電圧レベル０へ戻る。更に対物レンズ２１が上昇して焦点が記録層を通過すると、ＦＥ信号は、表層で生じるのと同様の変化であるがその振幅が大きい曲線を描く。ＦＥ信号が描くこのようなＳ字上の曲線をＦＥ信号のＳ字カーブと呼ぶ。フォーカスサーボはＦＥ信号がこのようにＳ字カーブを描く特性を利用して実現しているが、ＦＥ信号がこのようなＳ字カーブを描く技術的根拠、フォーカスサーボを実現できる技術的根拠については本説明とは直接関係が無いので割愛する。

図３（ａ）は装着した光ディスク１がＢＤの場合のＢＤ用光ピックアップの対物レンズ２１と光ディスク１との合焦時の位置関係を表した図である。また図３（ｂ）は、装着光ディスク１がＤＶＤの場合に前述のＢＤ用光ピックアップの対物レンズ２１と光ディスク１との合焦時の位置関係を表した図である。ＢＤの場合、対物レンズ２１から光ディスク１の記録層までの合焦時の距離（焦点距離）は０．４mmであるので、図３（ｂ）で明らかなようにこのＢＤ用の光ピックアップでＤＶＤの記録層へ焦点をあわせることは、光ディスク１の内部へ対物レンズ２１が入ってしまうことになり、現実には不可能となる。従来例では、光ディスク１の種類を判別するためのフォーカスランプは記録層に対して行なってＦＥ信号のＳ字カーブを検出することで行なう。従って従来例ではＢＤ用光ピックアップを用いてＣＤ／ＤＶＤの判別ができない。無理に合わせようとすると、光ディスク１の表層へ対物レンズ２１が接触してしまうことになる。
本実施例では、図３（ａ）の位置関係においてＢＤ用光ピックアップを用いて光ディスク判別を行なう。このときのフォーカスランプの移動範囲を図１示すフォーカスリミッタ１３によって限定し、対物レンズ２１が１層ＢＤの記録層へ合焦する位置を中心として±０．２mmとする。そして、この範囲内で発生するＦＥ信号のＳ字カーブの数によって光ディスク１の判別を行なう。このような構成にすると、装着された光ディスク１がＣＤ／ＤＶＤの場合は記録層へは合焦しないが表層へは合焦するのでＦＥ信号のＳ字カーブが１回発生することになる。また１層ＢＤの場合は表層と記録層とへ合焦するのでＦＥ信号のＳ字カーブが２回発生することになる。そして２層ＢＤの場合は、表層と第１記録層と第２記録層へ合焦するのでＦＥ信号のＳ字カーブが３回発生することになる。従って、このＦＥ信号のＳ字カーブの発生数をカウントすることによって、ＣＤ／ＤＶＤ、１層ＢＤ、２層ＢＤを判別することが可能となる。

上記のように光ディスク判別の為にＦＥ信号のＳ字カーブの発生数をカウントする場合、光ディスク１が回転停止している状態の時が最も正確にカウントできる。しかし、前述の通り、回転停止状態で記録層にレーザを照射すると、エネルギーが記録層の１点に集中してしまい、その記録層を劣化させてしまうという課題が生じる。従って光ディスク判別は回転状態にして行なうのが記録層の劣化を防ぐ観点からは望ましい。

しかし通常の場合、ディスク面は均一平面とはなっておらず、面振れが生じているのが一般的である。この面振れのある光ディスク１を回転させるとディスク面が上下に移動してしまう。

大きな面振れのある光ディスク１を回転させて光ディスク判別を行うと、上記ディスク面の上下移動により、フォーカスランプによる対物レンズ２１と光ディスク１間の距離の一定方向への変化に対して逆方向に変化してしまう逆行現象が発生する場合がある。この逆行現状が発生すると、実際に取得したい信号であるフォーカスランプによる真のＦＥ信号のＳ字カーブ以外に、実際には想定していないこの逆行現象によるＦＥ信号のＳ字カーブが発生してしまう。

図５はこの逆行現象の影響を説明する図である。図５（ａ）はフォーカスランプを行なう際にドライバ１４からアクチェータ２に供給されるドライブ信号に対応してフォーカスランプする対物レンズ２１の移動量の変化を表している。図５(ｂ）は上記フォーカスランプ応じてアナログ信号処理回路６から出力されるＦＥ信号の波形を示す。図５（ｃ）は、図５（ａ）の対物レンズ２１の移動量に、光ディスク１の面振れによるディスク面の移動量を加えたものであり、これが実際のディスク面と対物レンズ２１との相対距離となる。なお図５の横軸は時間軸を表す。

上記図５（ｃ）で明らかなように、面振れがあると、実際に実現させたい対物レンズ２１の下方から上方への移動の変化だけではなく、上方から下方への距離の変化が発生する。これが逆行現状である。この影響により、点線内の真のＦＥ信号のＳ字カーブのほかに多数の想定しないＳ字カーブが発生してしまう。

そこで本実施例では以下のような処理を行う。
下方から上方へフォーカスランプする際は通常速度で移動する。この際は光ディスク判別処理を行わない。その後、上方から下方へフォーカスランプする際に、面振れによって生じる対物レンズ２１と光ディスク１間の距離の変化を上回る対物レンズ２１と光ディスク１間の距離の変化となるように高速で対物レンズ２１を下降させ、光ディスク判別処理を行う。なお、対物レンズ２１を下方から上方へ移動する際に高速移動を行なわないのは、高速移動によってオーバーシュートが生じて対物レンズ２１が光ディスク１の表面に接触が起してしまうのを防ぐ為である。

また、対物レンズ２１移動の高速化に加えて、光ディスク１の回転数を標準速度ではなく低速にすると更に面ぶれによる影響を排除することができる。
このように、対物レンズ２１移動の高速化と光ディスク１の回転数の低速化により、図６の下降時に示すように真のＦＥ信号のＳ字カーブのみを取得することが可能となる。

以下に、上記のように真のＦＥ信号のＳ字カーブを取得することが可能となる対物レンズ２１の移動速度と光ディスク１の回転数の関係を説明する。
例えば、光ディスク判別を行なう測定ポイントを光ディスク中心からＲ２２．７mmの位置とした場合、記録容量が２５ＧＢのＢＤの標準の回転数は２０６８rpmである。このとき、光ディスクの最外周での面振れを仕様許容値の２倍の±０．３mmとした場合、測定ポイントでの面振れの上下速度は１３．８mm/s(一周２９ms、測定ポイント地点面振れ=±０．１mm)である。すなわち、半周で２００μm上下するので、表層と記録層との距離である１００μmを加算すると、３００μmを１４．５ms以下で、対物レンズ２１は上下移動しなければならない。つまり対物レンズ２１の移動スピードは最低でも２０μm/ms以上が必要になる。対物レンズ２１を移動させるアクチュエータ２の高速化による下降時のランプ速度は１０μm/ms（ランプ幅０．４mm、ランプ時間４０ms）が限界である。従ってこれを越える分の距離の変化は光ディスク１の回転数を下げることで吸収する。例えば光ディスク１の回転数を標準回転数の約１／４の５００rpmとする。

このように、対物レンズ２１下降時の移動速度を光ディスク１が回転することによる面振れの上下移動速度に対して２倍にすることによって、逆行現象の影響を排除でき正確なＦＥ信号のＳ字カーブを得ることができた。本説明では、対物レンズ２１下降時の移動速度を光ディスク１が回転することによる面振れの上下移動速度に対して２倍としたが、この倍率は２倍に限らず２倍以上であれば同様の効果を得ることができる。しかし現実的には装置の性能により４倍程度が上限の値となる。

なお上記では、対物レンズ２１の移動方向を上方から下方へ移動する際の例を説明したが、対物レンズ２１のオーバーシュートの防止対策を施せば、下方から上方へ移動する際に上記処理を行っても良く、同様の効果を得ることができる。
＜ＦＥ信号整形器＞
ＦＥ信号のＳ字カーブは所定の閾値を設けて検出する。記録層におけるＦＥ信号は記録層の反射率が大きいので十分大きな電圧レベルが得られる。しかし、表層におけるＦＥ信号は表層の反射率が小さいので電圧レベルも小さく、ノイズの電圧レベルに近いところにある。電圧レベルを上げるためにＦＥ信号を増幅しても、伴ってノイズの電圧レベルも増加するので、閾値によるＦＥ信号のＳ字カーブの検出が難しい。また光ディスク表面に傷等がある場合には、傷等による反射をＦＥ信号として認識してしまうこともある。

図１におけるＦＥ信号整形器８は、上記の問題を解決してＦＥ信号のＳ字カーブを精度よく検出してＳ字検出信号を生成するブロックである。
アナログ信号処理回路６から図示していないＡ／Ｄ変換器を介してデジタル信号として取り込んだＦＥ信号は時系列的に連続する８データの移動平均による平滑化が行なわれノイズ成分が取り除かれる。更に、この平滑化が行なわれたＦＥ信号に対して図７（ｂ）に示すようにＦＥ信号のセンター値（ゼロクロスレベル）の上下に所定の閾値を設けて、この上下の閾値未満のＦＥ信号はノイズと見なしてキャンセルする。そしてＦＥ信号がこの閾値以上になった場合、Ｓ字カーブが発生したとみなしてＳ字検出信号を生成する。具体的には、図７（ｃ）に示すように下側の閾値をＦＥ信号の電圧レベルがマイナス方向に超えた時にＬ（低電位）となり、その後ゼロクロスしてＦＥ信号の電圧レベルが上側の閾値をプラス方向に超えた時にＨ（高電位）となるようなＳ字検出信号を生成する。このように、ＦＥ信号を連続データの移動平均として平滑化した後に、上下の閾値によるＳ字検出を行うことにより、ノイズの影響を低減し、表層、記録層でのＦＥ信号のＳ字カーブを精度よく検出し、Ｓ字検出信号を生成できる。

パルスカウント器９は、ＦＥ信号整形器８で生成したＳ字検出信号の立ち上がりパルス（電位がＬからＨへの移行する期間）を検出し、これをカウントする。このカウントした数がＳ字カーブの発生数であり、光ディスク１において検出した層数となる。層の数は光ディスク判別データとして用いられ、１層ＢＤでは２個、２層ＢＤでは３個、ＣＤ／ＤＶＤ等は対物レンズ２１の移動範囲がフォーカスリミッタ１３によって記録層に達しないようにしているため、表層における１個だけとなる。

コントローラ１０はこのパルスカウント器でカウントした値を取得して、装着された光ディスク１の光ディスク種類を判別する。
＜フローチャート＞
上記の光ディスク判別処理の流れを図１のブロック図と図８のフローチャートを用いて説明する。以下の説明は１層ＢＤが装着された場合の例である。

ますコントローラ１０は、スピンドルモータ３によって光ディスク１を低速で回転させ、ＬＤ４を点灯すると共に、アクチェータ２の対物レンズ２１を、上端に移動させ、下方向へのフォーカスランプを開始する（ステップＳ１）。この上端とは、フォーカスリミッタ１３で制限される焦点距離から＋０．２mmの位置である。するとこの位置でのＦＥ信号がアナログ信号整形器６で生成されＦＥ信号整形器８に供給される。

次に、ＦＥ信号整形器８では供給されたＦＥ信号に平滑フィルタ処理とノイズキャンセル処理を施す（ステップＳ２）。
そして、平滑フィルタ処理とノイズキャンセル処理が施されたＦＥ信号と予め決定している所定の上側閾値及び下側閾値と比較する（ステップＳ３、ステップＳ４）。現段階ではフォーカスランプ開始直後であり対物レンズ２１が上端の位置にいるので、ＦＥ信号は０レベルであるからステップＳ３、ステップＳ４の比較結果はどちらもＮＯとなる。またこのときＦＥ信号整形器８の出力であるＳ字検出信号はデフォルト値であるＨ（高電位）のままである。

次に、このＳ字検出信号はパルスカウント器９に供給されるが、現段階では信号レベルはＨのままなのでパルスカウント器９は動作しない。ステップＳ７ではパルスは発生していないのでＮＯとなりステップＳ９へ移行する。

ステップＳ９では対物レンズ２１の位置が下端に達したかどうかを検出する。この下端とは、フォーカスリミッタ１３で制限される焦点距離から−０．２mmの位置である。現段階ではまだフォーカスランプ開始直後なので、対物レンズ２１は下端に達していないのでＮＯとなる。従って処理はステップＳ２から再開することになり対物レンズ２１は下降を続ける。なおこの繰り返しループは、例えば１０ｍsec周期といった高速ループとなる。

上記繰り返しループが継続し対物レンズ２１の下降が続いて、対物レンズ２１の焦点が光ディスク１の記録層付近に近づくと、ＦＥ信号はＳ字カーブを描き始めるので一旦電圧レベルが０以下に低下する。ＦＥ信号整形器８がこのＦＥ信号が下閾値を越えたことを検出するとＳ字検出信号をＬに変化させる。図８のフローチャートにおいてはステップＳ４にてＹＥＳとなりステップＳ５にてＳ字検出信号をＬに変化させることになる。

更に繰り返しループが継続し対物レンズ２１の下降が続いて、対物レンズ２１の焦点が光ディスク１の記録層を横切るようになると、ＦＥ信号はＳ字カーブによって再び電圧レベルが上昇し始めゼロクロスして０レベル以上となる。ＦＥ信号整形器８がこのＦＥ信号が上閾値以上になったことを検出するとＳ字検出信号をＬからＨに変化させる。図８のフローチャートにおいてはステップＳ３にてＹＥＳとなりステップＳ６にてＳ字検出信号をＬからＨに変化させることになる。

Ｓ字検出信号がＬからＨに変化すると、パルスカウント器９はそのＬからＨへの変化を検出して、検出回数データを１カウントアップする（ステップＳ８）。
更に繰り返しループが継続し対物レンズ２１の下降が続いて、対物レンズ２１の焦点が光ディスク１の記録層から遠ざかると、ＦＥ信号はＳ字カーブから元の０付近に収束する。

更に繰り返しループが継続し対物レンズ２１の下降が続いて、対物レンズ２１の焦点が光ディスク１の表層付近に近づくと、上記記録層で行われたのと同様の処理の流れとなる。そして、最終的にパルスカウント器９によってＳ字検出信号がＬからＨへの変化を検出して、検出回数データを１カウントアップする（ステップＳ８）。

更に繰り返しループが継続し対物レンズ２１の下降が続いて、ステップＳ９によって対物レンズ２１が下端に達したことを検出したならば、コントローラ１０はパルスカウント器９で保持している検出回数データを取得して、その回数により光ディスク判別を行なう（ステップＳ１０）
と共に、フォーカスランプを停止する（ステップＳ１１）。

上記説明では、記録層で１回と表層で１回の計２回Ｓ字カーブを検出し、検出回数データが２であるので、１層ＢＤであると判断する。同様に検出回数データが３の場合は２層ＢＤと判断し、検出回数データが１の場合はＣＤ／ＤＶＤであると判断する。

また、上記の一連の手順を繰り返し実行し、検出回数の総和や平均値をとった値によって光ディスク判別を行なうと、より光ディスク判別の精度を向上させることができる。
また、正確な検出回数をカウントできなかった場合など、なんらかの不具合が生じた場合には、ピックアップ２０を半径方向に１mm程度移動させて、再度上記の１連の処理を行うなどのリトライ処理を行うのも有効である。そして、このリトライ処理を行ってもなお不具合が解消されない場合は、上記一連の光ディスク判別処理を中止することが望ましい。

なお本実施例では、ＢＤの記録層は１層ＢＤと２層ＢＤについて説明したが、判別できるＢＤは１層ＢＤ、２層ＢＤだけでなく、何層のＢＤでも、上記検出回数のカウント数によって判別が可能である。

また、本発明は上記した光ディスク装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むものである。これらのプログラムは、記録媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。

本発明の光ディスク装置の一実施例を示す構成図である。 各光ディスクの構造図である。 本発明に関わる光ディスクとアクチェータとの関係図である。 対物レンズ上昇時のフォーカスエラーの様子を示す図である。 光ディスクに面振れがある場合の対物レンズ上昇時のフォーカスエラーの様子を示す図である。 本発明の一実施例による対物レンズ上昇及び下降時のフォーカスエラーの様子を示す図である。 本発明の一実施例によるＳ字検出信号を説明する図である。 本発明の光ディスク装置の一実施例のフローチャートである。

符号の説明

１ 光ディスク
２ アクチェータ
３ スピンドルモータ
４ レーザダイオード（ＬＤ）
５ フォトディテクタ（ＰＤ）
６ アナログ信号処理回路
７ ビームスプリッタ
８ ＦＥ信号整形器
９ パルスカウント器
１０ コントローラ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ フォーカスリミッタ
１４ ドライバ
２０ 光ピックアップ
２１ 対物レンズ

Claims (1)

1. 装着された光ディスクに対物レンズを介してレーザ光を照射して、その照射したレーザ光の反射光により、前記光ディスクの種類がＣＤ（Compact Disc）及びＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の赤色系レーザを用いる種類の光ディスクであるか、青色系レーザを用いるＢＤ（Blu-Ray Disc）であるかを判別する光ディスク装置において、
   前記光ディスクを回転させるディスク駆動手段を制御する第１の制御手段と、
   前記対物レンズを前記光ディスクのディスク表面と垂直方向に移動させるレンズ駆動手段を制御する手段であり、
   前記光ディスクを前記ディスク駆動手段によって所定の回転数で回転させる際に、面振れにより発生する前記光ディスクの記録層におけるディスク表面と垂直方向の移動速度に対して、前記対物レンズにおけるディスク表面と垂直方向の移動速度がより速くなるように前記レンズ駆動手段を制御する第２の制御手段と、
   前記反射光に基づいて、前記対物レンズと前記光ディスクとの距離に応じて電圧レベルが変化するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段と、
   前記レンズ駆動手段が移動させる前記対物レンズの移動範囲を、前記対物レンズの焦点が前記光ディスクの表面に相当する位置と前記ＢＤの記録層に相当する位置を含み、かつ前記ＤＶＤの記録層に相当する位置は含まない所定の範囲となるように制限するレンズ移動制限手段と、
   前記フォーカスエラー信号生成手段から供給されるフォーカスエラー信号を用いて前記光ディスクの種類を判別する光ディスク判別手段と、
   を有し、
   前記第２の制御手段は、
   前記光ディスクの記録層におけるディスク面と垂直方向の移動速度を、前記光ディスクの最外周における予め決定された所定の面振れ量と、前記光ディスクの回転中心と前記光ディスクの前記対物レンズを介して前記レーザ光が照射されるディスク面の位置との間の距離と、前記第１の制御手段により回転させている前記光ディスクの回転数とから算出し、その算出結果に応じて前記対物レンズの移動速度を制御する手段であり、
   前記光ディスク判別手段は、
   前記レンズ移動制限手段で制限される前記所定の範囲の一方の端から他方の端への前記前記対物レンズの移動に伴い、前記対物レンズの焦点が前記光ディスクの表面と記録層とを通過する際に前記フォーカスエラー信号がそれぞれ描くＳ字上の電圧レベル変化の発生回数をカウントし、そのカウントした発生回数が１回の場合は装着された光ディスクが前記赤色系レーザを用いる種類の光ディスクであると判別し、前記発生回数が複数回の場合は装着された光ディスクが前記ＢＤであると判別すると共に、前記発生回数に応じて記録層が何層のＢＤであるかを判別する手段である、
   ことを特徴とする光ディスク装置。
   
   

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