JP4380438B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光学記録媒体としての光ディスクに対して対物レンズを介して光ビームを照射するとともに、当該光ディスクにおける何れか一の情報記録層からの反射光を検出する光ピックアップを備える光ディスク装置、並びにその光ピックアップの制御方法、光ディスク判別方法に関する。
従来より、光ディスクのような光学記録媒体に対して情報信号を書き込み、又は読み出しを行う光ピックアップが提案されている。この光ピックアップは、半導体レーザの如き光源を備え、この光源から発光された光束を対物レンズを介して光学記録媒体へ照射する。そして、光学記録媒体に照射された光束によって当該光学記録媒体に対して情報信号を書き込み、又は光学記録媒体に照射された光束の反射光束を検出することにより情報信号を読み出す（例えば、特許文献１参照。）。
また特に近年において、情報信号が記録される光学記録媒体の記憶容量を拡大すべく、情報を蓄積する情報記録層を光学記録媒体の厚み方向へ多層積層した多層光ディスクが提案されている。この多層光ディスクに対して上述した光ピックアップにより情報信号を記録又は再生をする場合には、上述した対物レンズによる光束の焦光点を各情報記録層へ合わせ込むことによりこれを実行することができる。
ところで、このような多層光ディスクは、その情報記録層の数によって反射特性が異なるため、光ピックアップを利用して情報記録層に記録された情報信号を記録又は再生するにあたっては、その情報記録層が何層目に積層されているかに応じて光出力を変更する等の各種設定が必要となる。具体的には、１層ディスクに対して、２層ディスクでは記録再生パワーが２倍程度必要であり、同様に３、４層ディスクになればそれ以上必要となる。また、層数に伴って変化するカバー層厚みに応じて、光ピックアップから出射される光の球面収差量を変化させることにより、信号記録面上における球面収差量を良好とする必要がある場合も生じる。
また、既に実用化されているＤＶＤ／ＣＤ互換光ディスク装置においても、ディスク種別を判別する際には、煩雑な判別作業が必要となっている。今後、青色レーザ対応のＢＤ等の普及により、対応するフォーマットが増加するに伴って、素早いディスク判別の必要性は急速に高まっていくものと考えられる。
しかしながら、上述の如き光ピックアップを備える光ディスク装置により、光学記録媒体へ情報信号を記録し、或いは当該光学記録媒体に記録されている情報信号を再生するにあたり、現時点で記録／再生を試みようとする光学記録媒体が、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ等のうちの何であるか、また、さらにそれが単一の情報記録層で構成されているか複数の情報記録層で構成されているかを判別する場合には、光学記録媒体に記録されている判別信号の読み取り動作を試行錯誤・反復しなければならない。また、信号が読み取れるか否か、読み取った判別信号から光学記録媒体の、フォーマットの種別（ＲＯＭ，±Ｒ，±ＲＷ，ＲＡＭ，ＲＥその他）が何であるか、積層されている情報記録層の数は何層であるか、等に基づいて光ピックアップの設定を変更する必要があるため、記録／再生処理を開始するまでに大幅なタイムロスが生じるという問題点が想定される。
また、かかる判別信号を読み取る際には、光ピックアップにおける光源から発光する光束の、波長・光強度等を、最適な記録／再生処理を実行する上で必要な波長・光強度に設定できず、何度も設定しなおす場合が大半であることから、記録／再生処理の開始時における動作が不安定になるという問題点もあった。
特開２００１−１１００６８号公報
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、光源から発光する光束につき、最適な記録／再生処理を実行する上で必要な波長、光強度へ迅速に設定することにより、記録／再生処理をより安定して開始させることができる光ディスク装置並びに光ピックアップの制御方法を提供することにあり、さらにこれを利用したディスク判別方法を提供することにある。
本発明を適用した光ディスク装置は、上述した課題を解決するために、１層以上の情報記録層が積層されてなる光ディスクに対して対物レンズを介して記録及び／又は再生用の光ビームを照射するとともに、当該光ディスクにおける何れか一の情報記録層からの反射光を検出する光ピックアップを備える光ディスク装置において、一の情報記録層からの反射光を検出するための第１の光検出部と、他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量を検出するための１以上の受光面からなる第２の光検出部とを有する光検出手段と、光検出手段における第１の光検出部により検出された反射光の強度に対する第２の光検出部により検出された迷光の強度及び／又は迷光の強度の分布に基づいて、光ディスクに積層されている情報記録層の数を判別し、判別した情報記録層の数に応じて光ピックアップの設定を変更する制御手段とを備え、上記第２の光検出部は、少なくとも上記一の情報記録層に隣接する隣接情報記録層からの迷光が照射される範囲内に配置される受光面を有し、光検出手段における第２の光検出部により検出された他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量に基づいて、光ディスクの種類を判別する。
本発明を適用した光ピックアップの制御方法は、上述した課題を解決するために、１層以上の情報記録層が積層されてなる光ディスクに対して対物レンズを介して記録及び／又は再生用の光ビームを照射するとともに、当該光ディスクにおける何れか一の情報記録層からの反射光を検出する光ピックアップの制御方法において、一の情報記録層からの反射光を検出するための第１の光検出部と、他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量を検出するための１以上の受光面からなる第２の光検出部とを有する光検出手段により迷光の有無及びその光量を検出し、光検出手段における第１の光検出部により検出された反射光の強度に対する第２の光検出部により検出された迷光の強度及び／又は迷光の強度の分布に基づいて、光ディスクに積層されている情報記録層の数を判別し、当該判別した情報記録層の数に応じて光ピックアップの設定を変更し、光検出手段における第２の光検出部により検出された他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量に基づいて、光ディスクの種類を判別し、上記第２の光検出部は、少なくとも上記一の情報記録層に隣接する隣接情報記録層からの迷光が照射される範囲内に配置される受光面を有している。
本発明を適用した光ディスク判別方法は、上述した課題を解決するために、１層以上の情報記録層が積層されてなる光ディスクに対して対物レンズを介して記録及び／又は再生用の光ビームを照射するとともに、当該光ディスクにおける何れか一の情報記録層からの反射光を検出する光ピックアップを用いた光ディスクの種別を判別する光ディスク判別方法において、一の情報記録層からの反射光を検出するための第１の光検出部と、他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量を検出するための１以上の受光面からなる第２の光検出部とを有する光検出手段により迷光の有無及びその光量を検出し、光検出手段における第１の光検出部により検出された反射光の強度に対する第２の光検出部により検出された迷光の強度及び／又は迷光の強度の分布に基づいて、光ディスクに積層されている情報記録層の数を判別し、当該判別した情報記録層の数に応じて光ピックアップの設定を変更し、上記光検出手段における第２の光検出部により検出された上記他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量に基づいて、光ディスクの種類を判別し、上記第２の光検出部は、少なくとも上記一の情報記録層に隣接する隣接情報記録層からの迷光が照射される範囲内に配置される受光面を有している。
本発明では、一の情報記録層からの反射光を検出するための第１の光検出部に加えて、他の情報記録層からの迷光を検出するための１以上の受光面からなる第２の光検出部を受光素子上に実装し、第２の光検出部により検出された迷光の強度及び／又は強度の分布に基づいて、光ディスクに積層されている情報記録層の数を判別し、当該判別した情報記録層の数に応じて上記光ピックアップの設定を変更し、上記光検出手段における第２の光検出部により検出された上記他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量に基づいて、上記光ディスクの種類を判別する。
このため本発明では、きわめて迅速かつ容易に情報記録層の数を判別することができ、これに応じて記録再生動作をより安定した状態で開始させることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態として、光ディスクにおける何れか一の情報記録層からの反射光を検出する光ピックアップを搭載した光ディスク装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
光ディスク装置１の構成例を図１に示す。この図１に示す光ディスク装置１は、Ｂｌｕ−ＲａｙＤｉｓｃ等のように、複数に亘る情報記録層が積層される光ディスク２に対応した記録再生装置であって、光ディスク２を回転駆動させるスピンドルモータ３と、光ディスク２の記録面上に光ビームを照射するとともに、当該光ディスク２からの戻り光を検出する光ピックアップ４と、光ピックアップ４により検出された戻り光に基づいて、再生信号及び制御信号を生成する信号処理回路５と、制御信号に基づいてフォーカシング制御及びトラッキング制御を行うフォーカストラックサーボ機構６と、光ピックアップ４を光ディスク２の所定のトラックへと移動させるアクセス機構７と、信号処理回路５により生成された信号に基づいて、スピンドルモータ３、フォーカストラックサーボ機構６及びアクセス機構７を制御するシステムコントローラ８とを備えている。
光ディスク２は、１層以上の情報記録層が積層されてなる。この光ディスク２において情報記録層を２層に亘り積層させる場合には、ディスク基板の主面上に形成される情報記録層２０Ａと、この情報記録層２０Ａ上に形成される情報記録層２０Ｂとが順に積層され、さらにこの情報記録層２０Ｂを保護するための保護層２０Ｅが積層されることになる。
スピンドルモータ３は、システムコントローラ８によって駆動制御され、光ディスク２を所定の速度で回転させる。
光ピックアップ４は、スピンドルモータ３の駆動により回転操作される光ディスク２の情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）上に光ビームを照射し、また光ディスク２の情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）にて反射した戻り光を検出して信号処理回路５へ出力する。この際、光ピックアップ４は、システムコントローラ８による制御に基づき、回転操作される光ディスク２に積層されている情報記録層の数に応じて、最適な光出力の光ビームを出射する。
信号処理回路５は、再生時において、光ピックアップ４により検出された戻り光に基づいて得られる再生信号及び制御信号を復調し、誤り訂正する。また、この信号処理回路５は、記録時において、インターフェース９から入力される記録信号につき、例えば時分割多重化して固有のヘッダー情報や拡張ファイルのヘッダー情報等を付加する。また信号処理回路５は、記録時において、記録信号を圧縮符号化し、さらには誤り訂正符号を付加する。
信号処理回路５により復調され、誤り訂正された再生信号は、コンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェース９を介して外部コンピュータ等に送出される。また、この再生信号は、オーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１０のＤ／Ａ変換部でデジタル／アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル機器に送出される。
信号処理回路５により復調された各種制御信号は、システムコントローラ８に出力される。システムコントローラ８は、この制御信号の中から、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいてフォーカストラックサーボ機構６を駆動する。フォーカストラックサーボ機構６は、システムコントローラ８の制御のもと、光ピックアップ４の備える対物レンズを光ディスク２に近接離間する方向及び光ディスク２の径方向の２軸方向へ移動操作し、フォーカシング制御及びトラッキング制御を行う。
また、アクセス機構７は、システムコントローラ８から供給される信号に基づいて、光ピックアップ４を光ディスク２の径方向に送り動作させ、またこの光ピックアップ４が光ディスク２の所定の記録トラック上に位置するように動作させる。
ここで、本発明を適用した光ピックアップ４の構成につき図２を用いて説明をする。
この光ピックアップ４は、半導体レーザ７１を支持するホルダ４３と、この半導体レーザ７１から出射された光ビームを平行光とするコリメータレンズ３１と、コリメータレンズ３１により平行光とされた光ビームを複数に分割する回折格子４４と、この回折格子４４を通過した光ビームの光路中に配された偏光ビームスプリッタ４５と、この偏光ビームスプリッタ４５を通過した光ビームにつき、予め焦点を合わせようとする情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）に対して球面収差を良好に補正するための液晶素子３３と、偏光ビームスプリッタ４５を通過した光ビームの光路中に配された１／４波長板４６と、この１／４波長板４６を通過した光ビームを光ディスク２における情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）へ集光する対物レンズ３４と、光ディスク２における情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）から反射して戻ってきた戻り光を集光させる第１の集光レンズ３５並びにシリンドリカルレンズ３６と、シリンドリカルレンズ３６を通過した光ビームを受光する第１の受光素子５２と、半導体レーザ７１から出射され、偏光ビームスプリッタ４５より反射された光ビームを集光する第２の集光レンズ３７と、第２の集光レンズ３７を通過した光ビームの強度を測定するための第２の受光素子５３とを備えている。
ホルダ４３には、所定の波長のレーザ光を出射する半導体レーザ７１が取り付けられている。この半導体レーザ７１は、半導体の再結合発光を利用した発光素子である。上述した光ディスク２としてＢｌｕ−ＲａｙＤｉｓｃを想定している場合には、この半導体レーザ７１として波長４０５ｎｍの光ビームを出射する青色半導体レーザ光源を適用してもよい。半導体レーザ７１から出射された拡散光束の光ビームは、コリメータレンズ３１に入射されて平行な光束とされた後に回折格子４４へ入射されることになる。この半導体レーザ７１は、システムコントローラ８による制御に基づき、出力する光ビームの出力を制御する。
回折格子４４は、半導体レーザ７１から出射された光ビームを回折して、０次光及び±１次光の３光束を含む複数の光束に分割する。この回折格子４４により分割された光ビームは、偏光ビームスプリッタ４５へ入射する。
偏光ビームスプリッタ４５は、半導体レーザ７１から出射された光ビームにおけるＳ偏光成分とＰ偏光成分のうち、例えばＳ偏光成分を透過させて液晶素子３３へ導くとともに、Ｐ偏光成分を所定の割合で反射させて第２の集光レンズ３７へと導く。また、この偏光ビームスプリッタ４５は、光ディスク２から反射してくる戻り光を反射させて第１の集光レンズ３５へと導く。ちなみに、この偏光ビームスプリッタ４５は、偏光依存性のない無偏光のビームスプリッタとして構成されていてもよい。この偏光ビームスプリッタ４５を透過した平行光である光ビームは、液晶素子３３により球面収差が補正された上で１／４波長板４６へ入射される。
１／４波長板４６は、通過する光ビームにπ／２の位相差を与えるものである。半導体レーザ７１から出射された直線偏光の光ビームは、１／４波長板４６を通過して円偏光となる。また光ディスク２を反射してくる円偏光の光ビームは、この１／４波長板４６を通過した場合に、直線偏光となる。
対物レンズ３４は、１／４波長板４６を通過した光ビームの光路中に配設されており、この光ビームを集光して例えば図２に示す２層で構成される光ディスク２の情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）上に照射させる機能を有する。上記半導体レーザ７１として、青色半導体レーザ光源を適用している場合には、光ディスク２に対して対物レンズ３４を介して青色レーザ光が照射されることになる。この対物レンズ３４は、図示しない２軸アクチュエータによって、光ディスク２に近接離間する方向及び光ディスク２の径方向に移動可能に支持されている。そして、この対物レンズ３４は、光ディスク２からの戻り光により生成されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて２軸アクチュエータにより移動動作され、これに基づき光ビームの焦光点と何れか一の情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）との距離を制御するフォーカシング制御が実行されることになり、さらにはトラッキング制御も実行されることになる。
光ディスク２の情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）から反射して戻ってくる戻り光は、対物レンズ３４を通過することにより平行光とされ、１／４波長板４６を通過することにより直線偏光とされ、そのまま偏光ビームスプリッタ４５を反射する。そして、偏光ビームスプリッタ４５を反射した戻り光は、第１の集光レンズ３５並びにシリンドリカルレンズ３６によりビームスポットの大きさにつき制御された上で第１の受光素子５２へ入射する。
第１の受光素子５２は、かかる戻り光を受光して光電変換することにより再生信号を生成し、これを信号処理回路５へ送信する。またこの第１の受光素子５２は、シリンドリカルレンズ３６により非点収差を発生させられた光ビームを受光して光電変換し、非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成して、これを上記制御信号として信号処理回路５に供給する。更にこの第１の受光素子５２は、回折格子４４により分割された０次光及び±１次光の３光束から差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号を生成して、これを上記制御信号として信号処理回路５に供給する。
第２の受光素子５３は、半導体レーザ７１から出射され、そのまま偏光ビームスプリッタ４５を反射した光ビームを第２の集光レンズ３７を介して受光してこれを光電変換し、電気信号を生成する。この第２の受光素子５３により生成された電気信号についてもシステムコントローラ８へ転送されることにより、半導体レーザ７１から出射される光ビームの強度を一定に制御することが可能となる。なお、この第２の受光素子５３への入射光量を、図示しない１／２波長板を回転させることにより調整するようにしてもよい。かかる場合においては、この図示しない１／２波長板をコリメータレンズ３１と、回折格子４４との間に配設されることになり、実際の光ビーム出力は、システムコントローラ８に内蔵される図示しない自動出力制御（ＡＰＣ:Automatic Power Control）回路により任意の値に調整される。
次に、第１の受光素子５２につき更に詳細に説明をする。
第１の受光素子５２は、例えば図３に示すように、一の情報記録層２０Ａ（２０Ｂ）からの戻り光を検出するための第１の光検出部８１と、他の情報記録層２０Ｂ（２０Ａ）からの迷光を検出するための第２の光検出部８２とを有する。
第１の光検出部８１は、１つの４分割光検出素子８３と、２つの２分割受光素子８４,８５とを備えている。４分割検出素子８３は、回折格子４４によって３つに分割された光ビームのうち、０次光をＡからＤまでの４つの受光面で受光する。２分割受光素子８４は、回折格子４４によって分割された光ビームのうち、１次光をＥ,Ｆの２つの受光面で受光する。２分割受光素子８５は、回折格子４４によって分割された光ビームのうち、残りの１次光をＧ,Ｈの２つの受光面で受光する。これら各受光面Ａ〜Ｈにおいて光電変換された電気信号に基づき、上述のフォーカスエラー信号並びにトラッキングエラー信号が生成されることになる。
第２の光検出部８２は、第１の光検出部８１近傍に配設された１つ以上の受光面からなる。この図３では、第２の光検出部８２を２分割受光素子８４,８５近傍に設けられ、かつこれら２分割受光素子８４,８５と同一面積からなる２つの受光面Ｉ,Ｊで構成した例につき示しているが、かかる場合に限定されるものではなく、第１の光検出部８１周辺において、１以上のいかなる数の受光面で構成されていてもよい。また、この第２の光検出部８２における受光面Ｉ,Ｊは、第１の光検出部８１における各受光面Ａ〜Ｈと同一面上に設けられていてもよいし、互いに段差のある面上に設けられていてもよい。
ちなみに、迷光は、図３に示す第１の受光素子５２において、円形で示される範囲内において照射される。このため、第２の光検出部８２が形成される位置は、かかる迷光が照射される範囲内であればいかなる位置であってもよい。
例えば図４に示すように、回折格子４４によって分割された高次回折光としての光ビームによるスポットが第１の受光素子５２上において列状に形成される場合には、第２の光検出部８２によりかかる高次回折光によるスポットの検出を回避することができる位置に第２の光検出部８２における受光面Ｉ,Ｊを設けるようにしてもよい。
また、光ディスク２が３層以上の情報記録層が積層されてなる場合には、第１の受光素子５２上に形成される迷光の形成範囲は、図５に示すように、対物レンズ３４に近接する層から離間する層にかけて徐々に広くなる。このため、いかなる層からの迷光を検出するかに応じて、第１の受光素子５２上における第２の光検出部８２の受光面Ｉ,Ｊの形成位置を変化させることにより、これらを個別に検出することが可能となる。
また、この第２の光検出部８２の受光面Ｉ,Ｊの形成位置を図５に示すように第１の受光素子５２における中心位置から外側にかけて複数形成させることにより、かかる第１の受光素子５２上において形成される迷光の大きさを識別することが可能となる。このため、識別した迷光の大きさからディスクの種別をも判定することが可能になり、例えば、ＣＤを想定した光学系で大きな迷光が検出されたらＤＶＤか又はＢＤであるものと判定することができる。また、光ディスク２において積層されている各層の厚みに応じて形成される迷光の大きさも異なることから、この第２の光検出部８２を介して識別した迷光の大きさに基づいて、光ディスク２の各層の厚みをも検出することが可能となる。
例えば、ＣＤを想定した光学系において例えば層間隔が小さいＢＤをかけると、サイドスポットを受光する受光素子５１において、第２の光検出部８２の受光面Ｉ,Ｊに大きな迷光が入射し、メインとサイドの光量比率が大きくずれることを用いてＣＤでないことを判別するようにしてもよい。
ちなみに、この第２の光検出部８２により検出すべき迷光は、２層以上の情報記録層が積層された光ディスク２に光ビームを照射した場合に、以下に説明するメカニズムに基づいて検出される。
図６は、情報記録層２０Ａ並びに情報記録層２０Ｂの２層が順次積層された光ディスク２に対して光ビームを照射する場合につき示している。
図６(a)に示すように、対物レンズ３４による光ビームの焦光点を情報記録層２０Ａに合わせた場合に、光ビームの一部は情報記録層２０Ｂを反射し、これが上述した迷光となり、点線で示される経路を通って第１の受光素子５２へと導かれることになる。その結果、第１の受光素子５２上には、情報記録層２０Ａを反射した戻り光による光束Ｌ０と、迷光による光スポットＬ１が形成されることになる。
また図６(b)に示すように、対物レンズ３４による光ビームの焦光点を情報記録層２０Ｂに合わせた場合に、光ビームの一部は情報記録層２０Ａへ到達し、これを反射することで迷光となる。迷光は、点線で示される経路を通って第１の受光素子５２へと導かれることになる。その結果、第１の受光素子５２上には、情報記録層２０Ｂを反射した戻り光による光束Ｌ２と、迷光による光スポットＬ３が形成されることになる。
このように、２層以上の情報記録層が積層された光ディスク２に対して光ビームを照射した場合には、その光ビームの焦光点を何れの情報記録層へ合わせても、第１の受光素子５２上において迷光による光スポットＬ１,Ｌ３が形成されることになる。
ちなみに、この迷光は、２層以上の情報記録層が積層された光ディスク２に光ビームを照射した場合のみに上述したメカニズムに基づいて発生するものであり、単層の情報記録層のみで構成された光ディスク２に光ビームを照射しても発生することはない。
このため、第１の受光素子５２における第２の光検出部８２により、迷光を検出できた場合には、光ディスク２は２層以上の情報記録層が積層されていることを判別することができる。またこの第２の光検出部８２により、迷光を検出できなかった場合には、光ディスク２は単層の情報記録層で構成されていることを判別することができる。
本発明を適用した光ピックアップ４では、第１の受光素子５２において、迷光による光スポットＬ１,Ｌ３を捉えることができる位置に上述した第２の光検出部８２を設けることにより、かかる迷光を検出できるようにする。
なお、この第２の光検出部８２は、何れの情報記録層からの迷光により形成される光スポットの内側に位置するように形成されていてもよい。これにより、光ビームの焦光点が光ディスク２における何れの情報記録層に合わされていても、他の情報記録層からの迷光を常時検出することができる。
ここで、光ディスク２における迷光の強度比ηは、情報記録層２０Ａと情報記録層２０Ｂの反射率が等しい場合に、以下の（１）式により表すことができる。
η＝｜Ｓ／（Ｍ２・π・（２ｄ・ｔａｎθ）２）｜・・・・・・・・・（１）
この（１）式において、Ｓは第１の受光素子５２における第２の光検出部８２の面積であり、Ｍは光ディスク２から第１の受光素子５２へ至るまでの検出光学系の倍率であり、ｄは、情報記録層２０Ａと情報記録層２０Ｂとの層間距離であり、θは、図６に示すように、光ディスク２内における光軸と集光された光ビーム最外縁光線とのなす角度を表している。ちなみに、開口数０．８５の対物レンズ３４と、屈折率１．６の保護層２０Ｅを有する光ディスク２の組み合わせにおいて、θは３２°となり、第１の受光素子５２における第２の光検出部８２を１５０μｍ角からなる２個の正方形の受光面で構成し、Ｍを２０倍とし、ｄを２５μｍと仮定すると、η＝１．８％となる。
即ち、光ディスク２が単一の情報記録層で構成されている場合には、第２の光検出部８２により検出される光出力は０となる。これに対して、光ディスク２が複数の情報記録層で構成されている場合には、第２の光検出部８２により上述のηに応じた迷光の光出力を検出することが可能となる。
図７は、単一の情報記録層が形成されている光ディスク２と、２層の情報記録層が形成されている光ディスク２との間で、非点収差法により生成したフォーカスエラー信号ＦＥ、第１の受光素子５２により受光した光ディスク２による戻り光の総和に基づく和信号ＰＩ、第２の光検出部８２により検出した迷光に基づく迷光信号Ｘを比較した結果を示している。
フォーカスエラー信号ＦＥの０クロス付近における和信号ＰＩと、迷光信号Ｘから、迷光の強度に対応した迷光レベルαは、以下の（２）式で表される。
α＝Ｘ／ＰＩ≒η ・・・・・・・・・・（２）
この迷光レベルαの大きさを識別することにより、光ディスク２に積層されている情報記録層の数を判別することが可能となる。
ちなみに、この層間距離ｄが大きくなるにつれて迷光による光スポットＬ１,Ｌ３の半径は大きくなり、またこれに応じて光ディスク２における迷光の強度比ηは小さくなる。このため、記録再生すべき光ディスク２の種類に応じて、識別すべき迷光レベルαの大きさの範囲を最適に設定するようにしてもよい。
また、光ディスク２からの迷光に加え、光ピックアップ４を構成する光学系内において他の要因に基づく別の迷光が生じる場合には、単一の情報記録層のみ形成されている光ディスク２に光ビームを照射する場合においても、その別の迷光が第２の光検出部８２により検出される結果、α≠０となる。
かかる場合には、その別の迷光の光強度に応じた識別レベルβを設定し、その識別レベルβに対する迷光レベルαの大きさを識別することにより、光ディスク２に積層されている情報記録層の数を判別する。情報記録層の数を判別する際には、以下の（３）式が成立する場合には、情報記録層は単一層で構成されており、（４）式が成立する場合には、情報記録層は複数層で構成されていることを判別するようにしてもよい。
α＜β ・・・・・・・・・・・・・・・（３）
α≧β ・・・・・・・・・・・・・・・（４）
これにより、光ピックアップ４を構成する光学系内において他の要因に基づく別の迷光が生じる場合においても、これに応じた識別レベルが予め設定されていることから、その別の迷光に影響されることなく、光ディスクからの迷光のみを選択的に検出することが可能となる。
また、この光ディスク２に積層されている情報記録層の数を判別するにあたり、（２）式に示すように和信号ＰＩにより迷光信号Ｘを規格化することなく、迷光信号Ｘの大きさそのものに対して識別レベルβを設定し、その識別レベルβに対する迷光信号Ｘの大きさを識別するようにしてもよい。
かかる場合には、以下の（５）式が成立する場合には、情報記録層は単一層で構成されており、（６）式が成立する場合には、情報記録層は複数層で構成されていることを判別するようにしてもよい。
Ｘ＜β ・・・・・・・・・・・・・・・（５）
Ｘ≧β ・・・・・・・・・・・・・・・（６）
これにより、迷光信号Ｘを規格化するための煩雑な動作フローを省略することが可能となる。
システムコントローラ８は、記録再生処理に伴うフォーカスサーボ制御前に、迷光レベルα又は迷光信号Ｘを検出することにより、光ディスク２に積層されている情報記録層の数を上記式（３）〜（６）に基づいて判別し、判別した情報記録層の数に応じて、光ピックアップ４の制御を実行する。
システムコントローラ８は、情報記録層が単一層で構成されていることを判別した場合には、ＣＤ−Ｒ等のような単層の光ディスク２の記録再生処理に対応した光出力となるように光ピックアップ４を制御する。これに対して、システムコントローラ８は、情報記録層が複数層で構成されていることを判別した場合には、Ｂｌｕ−ＲａｙＤｉｓｃ等のような複数層の光ディスク２の記録再生処理に対応した光出力となるように光ピックアップ４を制御する。即ち、光ディスク２は、積層されている情報記録層の数によって反射特性が異なるため、判別した情報記録層の数に応じて半導体レーザ７１から出射する光ビームの出力を最適化させることができる。
即ち、記録／再生を試みようとする光ディスク２に積層されている情報記録層の数を判別する場合には、従来において光ディスク２に記録されている判別信号の読み取り動作を実行すべくフォーカスサーボ制御を一度実行する必要があったが、本発明を適用した光ディスク装置１は、半導体レーザ７１から光ビームを出射し、第２の光検出部８２により迷光レベルα又は迷光信号Ｘを検出するのみで情報記録層の数を判別することができる。光ディスク装置１は、記録又は再生時において判別信号の読み取り動作を実行する必要がなくなることから、きわめて迅速かつ容易に情報記録層の数を判別し、これに応じて光ピックアップ４の制御を実行することができる。
また、本発明を適用した光ディスク装置１は、記録／再生処理を実行する前に、換言すれば記録再生処理に伴うフォーカスサーボ制御を実行する前に、光ディスク２に積層された情報記録層の数を判別することができる。これにより、フォーカスサーボ制御を実行する時点において、光ピックアップ４が、光ディスク２に積層された情報記録層の数に応じて最適となるように制御されているため、記録／再生動作を迅速に開始させることが可能となる。
さらに、上述した従来の判別信号を読み取る際には、光ピックアップ４から発光する光ビームの光強度を、最適な記録／再生処理を実行する上での光強度と比較してより低く設定し直す必要もあったが、本発明を適用した光ディスク装置１では、かかる判別信号を読み取る必要性もないことから、光ビームの光強度を低く設定し直す必要もなくなり、記録／再生処理をより安定に開始させることが可能となる。
なお、上述した実施の形態においては、光ピックアップ４の構成につき、差動プッシュプル法に基づいて戻り光を検出する第１の受光素子５２を実装する場合を例に挙げて説明をしたが、かかる場合に限定されるものではなく、３ビーム法等の他の方法に基づいてトラッキングエラー信号を生成する受光素子に代替してもよい。
また、上述した実施の形態においては、第２の光検出部８２の受光面を２分割受光素子８４,８５と同一面積で構成した例につき説明をしたが、かかる場合に限定されるものではなく、当該受光面を任意の面積で構成しても、同様の効果を得ることができる。
また、光ディスク２としてＢｌｕ−ＲａｙＤｉｓｃが挿入されることを想定した場合には、対物レンズ３４として開口数０．８５の単レンズを適用することになるが、２群構成の対物レンズ３４により、これと同等の開口数を実現するようにしてもよい。
また、本発明を適用した光ディスク装置１では、光ディスク２における保護層２０Ｅの厚さ誤差により生じる球面収差の補正素子として液晶素子３３を用いる例を示したが、かかる場合に限定されるものではなく、この代替としてエキスパンダレンズ等のように他の球面収差補正素子を用いるようにしてもよい。
また、本発明を適用した光ディスク装置１では、Ｂｌｕ−ＲａｙＤｉｓｃとしての光ディスク２に対して情報信号を記録し、また当該光ディスク２に記録されている情報信号を再生する場合に限定されるものではなく、例えば、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）やＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc／Digital Video Disc-Recordable）又はＤＶＤ−ＲＷ(DVD-Rewritable)等のように他のいかなるディスク状記録媒体の記録再生処理を実行してもよい。
さらに、本発明を適用した光ディスク装置１は、記録再生処理を何れも実行可能な装置に限定されるものではなく、情報信号の記録処理のみ実行する記録装置、或いは光ディスク２に記録されている情報信号の再生処理のみ実行する再生装置の何れかに限定してもよいことは勿論である。
光ディスク装置の構成例を示す図である。 本発明を適用した光ピックアップの構成につき示す図である。 第１の受光素子の詳細な構成につき説明するための図である。 第１の受光素子における他の詳細な構成につき説明するための図である。 第１の受光素子により迷光の大きさを識別するための構成につき説明するための図である。 情報記録層が２層に亘り順次積層された光ディスクに対して光ビームを照射する場合につき説明するための図である。 単一の情報記録層が形成されている光ディスクと、２層の情報記録層が形成されている光ディスクとの間で各信号を比較した結果を示す図である。
符号の説明
１ 光ディスク装置、２ 光ディスク、３ スピンドルモータ、４ 光ピックアップ、５ 信号処理回路、６ フォーカストラックサーボ機構、７ アクセス機構、８ システムコントローラ、３１ コリメータレンズ、３３ 液晶素子、３４ 対物レンズ、３５ 第１の集光レンズ、３６ シリンドリカルレンズ、３７ 第２の集光レンズ、４３ ホルダ、４４ 回折格子、４５ 偏光ビームスプリッタ、４６ １／４波長板、５２ 第１の受光素子、５３ 第２の受光素子、７１ 半導体レーザ

Claims (20)

  1. １層以上の情報記録層が積層されてなる光ディスクに対して対物レンズを介して記録及び／又は再生用の光ビームを照射するとともに、当該光ディスクにおける何れか一の情報記録層からの反射光を検出する光ピックアップを備える光ディスク装置において、
    上記一の情報記録層からの反射光を検出するための第１の光検出部と、他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量を検出するための１以上の受光面からなる第２の光検出部とを有する光検出手段と、
    上記光検出手段における上記第１の光検出部により検出された反射光の強度に対する上記第２の光検出部により検出された迷光の強度及び／又は上記迷光の強度の分布に基づいて、上記光ディスクに積層されている情報記録層の数を判別し、判別した情報記録層の数に応じて上記光ピックアップの設定を変更する制御手段とを備え、
    上記第２の光検出部は、少なくとも上記一の情報記録層に隣接する隣接情報記録層からの迷光が照射される範囲内に配置される受光面を有し、
    上記制御手段は、上記光検出手段における第２の光検出部により検出された上記他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量に基づいて、上記光ディスクの種類を判別する光ディスク装置。
  2. さらに、光ビームを出射する光源と上記対物レンズとの間に配置され上記光源から出射する光ビームを少なくとも０次光及び±１次光に回折する回折格子を備え、
    上記第１の光検出部は、上記一の情報記録層からの０次光の反射光を受光する主受光面と、上記主受光面に対して上記回折格子による回折方向に対応する第１の方向に位置して設けられ、上記一の情報記録層からの±１次光の反射光をそれぞれ受光する一対の副受光面とを有し、
    上記第２の光検出部の受光面は、上記主受光面上に形成される０次光の反射光によるスポットに対して上記第１の方向に形成される高次回折光の反射光によるスポットの検出を回避することができる位置に配置されている請求項１記載の光ディスク装置。
  3. 上記第２の光検出部は、上記光ディスクが３層以上の情報記録層を有していた場合に、上記一の情報記録層に隣接する隣接情報記録層からの迷光が照射される範囲内に配置される第１受光面と、上記一の情報記録層に隣接する隣接情報記録層からの迷光が照射される範囲外であるとともに、上記隣接情報記録層にさらに隣接する情報記録層からの迷光が照射される範囲内に配置される第２受光面とを有する請求項２記載の光ディスク装置。
  4. 上記第１受光面は、上記主受光面に対して上記第１の方向に略直交する第２の方向に位置して設けられる一対の受光面であり、
    上記第２の受光面は、上記一対の第１受光面の上記第２の方向に位置して設けられる一対の受光面である請求項３記載の光ディスク装置。
  5. 上記光ディスク種類における判別項目は、情報記録層が１層であるか否か、若しくは情報記録層の数、若しくは上記他の情報記録層までの層間隔、若しくは光ディスクフォーマット、又はこれらを選択的に組み合わせたものである請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の光ディスク装置。
  6. 上記判別結果に基づいて、上記光ピックアップの設定を変更する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の光ディスク装置。
  7. 上記の設定を変更する項目は、光ピックアップから出射される記録及び／又は再生光パワーである請求項６記載の光ディスク装置。
  8. 上記の設定を変更する項目は、光ピックアップから出射される光の球面収差量である請求項６記載の光ディスク装置。
  9. 上記の設定を変更する項目は、光ピックアップから出射される光の波長である請求項６記載の光ディスク装置。
  10. 上記の設定変更を、上記光検出手段における第１の光検出部により検出された上記反射光に基づいて上記対物レンズによる上記光ビームの焦光点と上記一の情報記録層との距離をフォーカシング制御する前に行う請求項６記載の光ディスク装置。
  11. 上記光検出手段における第２の光検出部は、上記対物レンズによる上記光ビームの焦光点と上記一の情報記録層との距離が、上記一の情報記録層からの反射光を第１の光検出部により検出できる範囲内にある状態において、上記検出を目的とする他の情報記録層からの迷光により形成される光スポットが入射する範囲内に位置する請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の光ディスク装置。
  12. 上記光検出手段における第２の光検出部は、上記光検出手段における第１の光検出部の一部である請求項１１記載の光ディスク装置。
  13. 上記光検出手段における第１の光検出部は、少なくとも２つ以上のスポットをそれぞれ受光するようにされた少なくとも２群以上の受光部からなる請求項１記載の光ディスク装置。
  14. 上記少なくとも２つ以上のスポットは、光量比が大きく異なる請求項１３記載の光ディスク装置。
  15. 上記光検出手段における第１の光検出部は、差動プッシュプル方式のトラッキング制御信号に応じた０次回折光並びに１次回折光を受光するように配設されてなる請求項１４記載の光ディスク装置。
  16. 上記光検出手段における第１の光検出部は、情報記録面上において１つのビームからのプッシュプル信号を検出するスポットと、そのプッシュプル信号のオフセットをキャンセルするためのスポットを受光するように配設されてなる請求項１３記載の光ディスク装置。
  17. 上記光検出手段における第２の光検出部の受光面は、上記１次回折光を受光する第１の光検出部と略同一面積からなる請求項１５記載の光ディスク装置。
  18. 上記光ピックアップは、上記光ディスクに対して対物レンズを介して青色レーザ光を照射する請求項１乃至請求項１７のいずれか１項記載の光ディスク装置。
  19. １層以上の情報記録層が積層されてなる光ディスクに対して対物レンズを介して記録及び／又は再生用の光ビームを照射するとともに、当該光ディスクにおける何れか一の情報記録層からの反射光を検出する光ピックアップの制御方法において、
    上記一の情報記録層からの反射光を検出するための第１の光検出部と、他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量を検出するための１以上の受光面からなる第２の光検出部とを有する光検出手段により上記迷光の有無及びその光量を検出し、
    上記光検出手段における上記第１の光検出部により検出された反射光の強度に対する上記第２の光検出部により検出された迷光の強度及び／又は上記迷光の強度の分布に基づいて、上記光ディスクに積層されている情報記録層の数を判別し、
    当該判別した情報記録層の数に応じて上記光ピックアップの設定を変更し、
    上記光検出手段における第２の光検出部により検出された上記他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量に基づいて、上記光ディスクの種類を判別し、
    上記第２の光検出部は、少なくとも上記一の情報記録層に隣接する隣接情報記録層からの迷光が照射される範囲内に配置される受光面を有している光ピックアップの制御方法。
  20. １層以上の情報記録層が積層されてなる光ディスクに対して対物レンズを介して記録及び／又は再生用の光ビームを照射するとともに、当該光ディスクにおける何れか一の情報記録層からの反射光を検出する光ピックアップを用いた光ディスクの種別を判別する光ディスク判別方法において、
    上記一の情報記録層からの反射光を検出するための第１の光検出部と、他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量を検出するための１以上の受光面からなる第２の光検出部とを有する光検出手段により上記迷光の有無及びその光量を検出し、
    上記光検出手段における上記第１の光検出部により検出された反射光の強度に対する上記第２の光検出部により検出された迷光の強度及び／又は上記迷光の強度の分布に基づいて、上記光ディスクに積層されている情報記録層の数を判別し、
    当該判別した情報記録層の数に応じて上記光ピックアップの設定を変更し、
    上記光検出手段における第２の光検出部により検出された上記他の情報記録層からの迷光の有無及びその光量に基づいて、上記光ディスクの種類を判別し、
    上記第２の光検出部は、少なくとも上記一の情報記録層に隣接する隣接情報記録層からの迷光が照射される範囲内に配置される受光面を有している光ディスク判別方法。
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