JP4392193B2 - 光ビームのフォーカシング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の記録層を有する光記録媒体に照射される光ビームのフォーカシング制御をなす制御装置等に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年の情報通信技術の進展に伴い、高密度・大容量の情報記録媒体の研究開発が活発に進められている。このような記録媒体としては、光学式記録媒体、磁気記録媒体等がある。例えば、光学式記録媒体としては、ＣＤ（Compact disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクが知られている。また、次世代大容量光ディスクとして、青紫色レーザを光源に用いた光ディスク、例えばBlu-ray Discの研究開発が精力的に進められている。かかる光ディスクにおいて、複数の記録層を同一記録面（サイド）に設けることにより（多層光ディスク）、１記録面当たりの記録容量を増大させ、光ディスクのさらなる大容量化を図ることが可能である。
【０００３】
かかる多層光ディスクは、複数の記録層を積層した構造を有している。例えば、２つの記録層を有する２層ＤＶＤを例に以下に説明する。これらの記録層は、スペーサ層（又はカバー層）によって比較的小さな間隔で隔てられた２つの記録層が形成されている。これらの記録層は、記録面のディスク表面に近い層（すなわち、光ピックアップに近い層）から順に第１記録層（以下、単に第１層と称する）又はレイヤ０（Layer 0：Ｌ０）、第２記録層（以下、単に第２層と称する）又はレイヤ１（Layer 1：Ｌ１）と呼ばれる。
【０００４】
このような高密度・大容量光ディスクの開発の進展に伴い、より高精度で高性能な光ピックアップ装置の開発が望まれている。
上記した複数の記録層を有する光ディスクの記録又は再生時においては、いずれかの記録層にレーザ光ビームをフォーカシングし、その記録層に信号を記録又はその記録層から信号を再生する。また、記録又は再生時において、照射光ビームのフォーカシング位置をある記録層から他の記録層へ変更する場合があり、このように記録又は読取を行うための照射光ビームのフォーカシング位置（記録読取点位置）を記録層間で移送することを、一般に層間ジャンプ又はフォーカスジャンプと称する。上記したように、光ビームの短波長化、及び対物レンズの高ＮＡ（Numerical Aperture）化に対応でき、より高精度で安定度の高い光ピックアップ装置や光ピックアップ制御装置の開発が望まれている。
【０００５】
従来のフォーカスジャンプを行うピックアップ装置には、フォーカスジャンプの際にフォーカスサーボの制御利得（ゲイン）を切り換える手段を有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、層間ジャンプの際には光ビームに収差が発生する。かかる収差はフォーカスエラー信号の振幅に変動を生じさせるため、フォーカスサーボ制御が不安定になるという悪影響を与える。また、ビームエキスパンダや液晶素子等の収差補正手段を用いた場合には、収差補正の時間遅れによる問題が生じる。すなわち、ジャンプ先の記録層にフォーカシング位置が移送されてもまだ大きな残留収差が残っており、フォーカスエラーのゲインの減少のため、タイミングずれが発生しやすいばかりでなく、外乱に弱く、最悪の場合にはフォーカス引き込みができないなど、種々の問題が生じる。
【０００６】
従って、このような悪影響の無い安定した層間ジャンプが可能で高性能なフォーカシング制御装置の開発が重要である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１６１９７７号公報（例えば、第２−３頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、光ビームの収差による悪影響の無い安定した層間ジャンプが可能で高性能なフォーカシング制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による制御装置は、複数の記録層を有する光記録媒体に照射される光ビームのフォーカシング位置を層変更指令に応答して１の記録層から他の記録層へ移送するフォーカスジャンプをなす制御装置であって、光ビームのフォーカシング位置及び光記録媒体のフォーカシング目標位置間の誤差を表す位置誤差信号を生成する誤差信号生成器と、位置誤差信号を増幅する増幅器と、当該増幅された位置誤差信号に基づいて光ビームのフォーカシング位置のサーボ制御及びフォーカスジャンプの制御をなすフォーカス制御器と、光ビームの収差補正をなす収差補正器と、層変更指令に応答して収差補正器の収差補正値を他の記録層に適合した収差補正値に変更する収差補正制御器と、層変更指令に応答して増幅器の利得を所定利得まで増加させ、その後収差補正器による収差補正量に応じて元の利得まで徐々に減少させると共に、増幅器の利得が所定利得に達する時点がフォーカスジャンプの実行期間内であり、かつ収差補正器の収差補正値が当該他の記録層に適合した収差補正値に変更されるのに要する時間よりも短い期間に当該所定利得に達すると共に、収差補正器の収差補正値が当該他の記録層に適合した収差補正値に変更された時点で当該元の利得まで減少するように、且つフォーカスジャンプが収差補正器の収差補正値が他の記録層に適合した収差補正値に変更されるまでの期間内に実行されるように、フォーカスジャンプの実行タイミング及び増幅器の利得を調整する調整器と、を有することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施例において、同様若しくは等価な構成要素には同一の参照符を付している。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例であるフォーカシング制御装置１０の構成を示すブロック図である。このフォーカシング制御装置１０は、光ディスク１１への記録又は光ディスク１１からの読取に用いられる光ビームのフォーカシング位置の制御をなす。フォーカシング制御装置１０の構成について以下に詳細に説明する。
【００１１】
光ピックアップ１２は、光ビーム(ＬＢ)を発するレーザ光源（図示しない）及び対物レンズ１３を有する。当該レーザ光源からの光ビームは対物レンズ１３により光ディスク１１の記録層にフォーカシングされる。光ピックアップ１２には対物レンズ１３を駆動するフォーカスアクチュエータ１４が設けられている。また、光ピックアップ１２には、光ビームの収差を補正する収差補正デバイス１５、及び光検出器１７が設けられている。光ディスク１１で反射された反射光ビームは対物レンズ１３により集光され、光検出器１７によって受光される。
【００１２】
なお、光ピックアップ１２には、図示しないトラッキングアクチュエータ、及び、光ピックアップ１２を駆動するスライダモータ（図示しない）が設けられている。
上記したフォーカスアクチュエータ１４、トラッキングアクチュエータ、スライダモータ、及び収差補正デバイス１５は、後述する中央コントローラ（ＣＰＵ）２５の制御の下、ドライバ回路１８によって駆動される。
【００１３】
収差補正デバイス１５は、光ディスク１１の表面から記録層までのカバー層の厚さや記録層間のスペーサ層の厚さの変動によって発生する収差を補正する。収差補正デバイス１５としては、例えば、ビームエキスパンダ、液晶素子等を用いることができる。ビームエキスパンダを用いる場合には、ステッピングモータ等のアクチュエータでビームエキスパンダを駆動することにより収差補正を行うことができる。また、液晶素子を用いる場合には、アナログ駆動信号又はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号等によって液晶の収差補正量を調整することができる。本実施例においては、収差補正デバイス１５としてビームエキスパンダを用いた場合を例に説明する。
【００１４】
光検出器１７は、例えば、複数の受光部を有する受光素子を備えている。例えば、４分割受光素子が用いられる。すなわち、当該４分割受光素子は、上記光ディスク１１の記録トラックに沿った方向（タンジェンシャル方向）と、記録トラックに直交する方向（ラジアル方向）とによって４分割された４つの受光部を有する。光ディスク１１から反射された反射光はこれら４つの受光部の各々によって受光され、夫々が個別に電気信号に変換されて出力される。
【００１５】
光電変換により得られた各信号は、光検出信号として誤差信号生成器２１に供給される。誤差信号生成器２１は、フォーカスエラー信号(ＦＥ)及びトラッキングエラー信号(ＴＥ)を生成する。すなわち、フォーカスエラー信号(ＦＥ)及びトラッキングエラー信号(ＴＥ)は、光記録媒体上の記録読取目標位置及び光ピックアップの記録読取点位置間の誤差を表している。
【００１６】
フォーカス信号ＦＥは、例えば非点収差法によって生成される。すなわち、光学系の非点収差によって生じる対物レンズの焦点位置からのずれとして生成される。また、トラッキングエラー信号ＴＥは、例えばＤＰＤ（Differential Phase Detection）法によって生成される。すなわち、トラッキングエラー信号ＴＥは、上記４分割受光素子の対角位置の受光部による受光信号の位相差から生成される。
【００１７】
誤差信号生成器２１において生成されたフォーカスエラー信号ＦＥは、利得可変の増幅器（以下、単に「増幅器」という。）２２に供給される。すなわち、増幅器２２は、ゲイン設定部２７からのゲイン補正信号によってその利得を調整することができるように構成されている。なお、ゲイン設定部２７には、予め設定されたゲインテーブル、及び／又はゲイン補正値算出部が設けられていてもよい。
【００１８】
フォーカスエラー信号ＦＥは、増幅器２２によって増幅され、増幅後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）は、位相補償器２３に供給される。フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）は、位相補償器２３によって位相補償される。当該位相補償後の信号は、フォーカスサーボループをオープン状態及びクローズ状態間で切り換えるループスイッチ２４に供給される。
【００１９】
フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）は、タイミング制御器２６にも供給される。タイミング制御器２６は、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて、フォーカスジャンプ、サーボループ切り換え、利得変更、収差補正駆動等に関する種々のタイミング信号を生成し、タイミング調整をなす。なお、タイミング制御器２６には、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）の変化の解析やゼロクロス点の検出、検出値と所定値との比較を行うコンパレータ機能、及び、計時を行うタイマ（図示しない）やディフェクト検出器が設けられている。また、タイミング制御器２６は、装置全体の制御をなすＣＰＵ２５の制御の下で動作する。
【００２０】
一方、ＣＰＵ２５から発せられる、記録又は読取のためにアクセスする記録層の切り換え指令信号（Ｔrig）に応答してタイミング制御器２６において生成されたタイミング信号がジャンプ信号生成器２８に供給される。ジャンプ信号生成器２８は、フォーカシング位置変更の加速及び減速を指令する加速信号、減速信号を含むフォーカシング位置変更の駆動信号（Ｆdrv）を生成してループスイッチ２４に供給する。
【００２１】
ループスイッチ２４は、タイミング制御器２６からのループ選択信号（Ｆopen）に基づいて、位相補償器２３からの位相補償後の信号及び駆動信号（Ｆdrv）を切り換えてドライバ回路１８に供給する。
タイミング制御器２６は、ＣＰＵ２５の制御の下、増幅器２２の利得を変更、調整するための利得変更信号（Ｅcnt）、例えば後述する収差補正カウント値を含む信号をゲイン設定部２７に供給する。また、タイミング制御器２６は、収差補正のタイミング信号を収差補正駆動信号生成器２９に供給する。収差補正駆動信号生成器２９は、当該タイミング信号に応答して収差補正駆動信号（Ｅdrv）を生成し、ドライバ回路１８に供給する。
【００２２】
以下に、図２に示すフローチャート及び図３に示すタイミングチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作（以下、「フォーカス制御（Ｉ）」ともいう。）について詳細に説明する。なお、本実施例においては、２つの記録層を有する２層光ディスクを例に説明する。すなわち、光ディスク１１は、第１記録層（Ｌ０層）及び第２記録層（Ｌ１層）を有している。
【００２３】
まず、記録層の切り換え指令（Ｔrig）がＣＰＵ２５から発せられると（ステップＳ１１）、タイミング制御器２６からフォーカスサーボループをオープンとすることを指定する信号（Ｆopen）が発せられる。ループスイッチ２４は、当該信号に応答してフォーカスサーボループをオープン状態に切り換える（ステップＳ１２）。
【００２４】
前述のように、収差補正の時間遅れによる残留収差のためフォーカスエラーのゲインが減少する。つまり、誤差信号生成器２１からのフォーカスエラー信号、すなわち利得補正（利得調整）を行う前のフォーカスエラー信号（ＦＥ）のＳ字波形は、ジャンプ先の記録層にフォーカシング位置が移送される時点において、振幅が減少する（図３中、矢印で示すＡ部）。この時点は、フォーカスサーボをクローズするタイミングであるため、フォーカスエラー信号（ＦＥ）の振幅減少によりタイミングずれが発生しやすいばかりでなく、外乱にも弱い。また、最悪の場合にはフォーカス引き込みができないなど種々の問題が生じる。
【００２５】
本実施例においては、増幅器２２によりフォーカスエラー信号（ＦＥ）のゲインを補正し、ゲイン補正を行った後のフォーカスエラー信号（すなわち、ＦＥｇ）を用いてフォーカシング位置制御を行っている。図３に模式的に示すように、フォーカスジャンプを開始してからフォーカスジャンプを終了するまで、ゲイン補正値（Ｆgain）を増加させている。つまり、ゲインは比較的急激に増加される。ゲイン補正（Ｆgainの増加）は、予め設定され、ゲイン設定部２７内に設けられたゲインテーブルに従って実行される。
【００２６】
より詳細には、サーボループをオープン状態に切り換えた（ステップＳ１２）後、Ｌ０層からＬ１層へのフォーカスジャンプを開始する。また、上記したゲイン補正（Ｆgainの増加）が開始されると共に、ビームエキスパンダ（収差補正デバイス）１５が駆動され球面収差補正が実行される（ステップＳ１３）。なお、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）がゲイン設定部２７に供給される。
【００２７】
フォーカスジャンプの駆動信号（Ｆdrv）は、ゲイン補正後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて生成される。また、前述のように、当該駆動信号（Ｆdrv）は、フォーカシング位置を加速駆動する加速信号パルス（ＰＡ）及び減速駆動する減速信号パルス（ＰＤ）を含んでいる。
次に、フォーカスジャンプが終了したか否かが判別される（ステップＳ１４）。かかる判別は、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて、タイミング制御器２６によってなされる。フォーカスジャンプが終了していない場合には、ステップＳ１３の動作が継続される。フォーカスジャンプが終了したと判別された場合には、すなわちタイミング制御器２６からの信号（Fopen）の立ち下がりエッジに応答して、ループスイッチ２４は、フォーカスサーボループをクローズ状態に切り換える（ステップＳ１５）。
【００２８】
次に、増幅器２２のゲイン補正値（Ｆgain）を徐々に減少させる。ゲイン（Ｆgain）は、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に比例するように減少される（ステップＳ１６）。なお、この状態においては、まだビームエキスパンダ１５の駆動によって球面収差補正が続いている。すなわち、図３に示すように、ビームエキスパンダ１５の位置（Ｅpos）は、ステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に応じて変化している。
【００２９】
次に、収差補正が終了したか否かが判別される（ステップＳ１７）。収差補正が終了したと判別された場合には本ルーチンを抜ける。収差補正が終了した時点において、収差補正はジャンプ先の記録層（Ｌ１層）の最適値（Ｌ１(optimal)）に調整されている。
なお、ゲイン補正は、ビームエキスパンダ１５の駆動が終了する時点で終了し、その時点でゲイン補正値がゼロ（すなわち、ゲインがゲイン補正を行わない場合の値）となるように減少させるのが好ましい。
【００３０】
上記したように、本実施例においては、記録層切り換えの開始とともにゲイン補正及び収差補正を開始している。また、ゲインの増加は、フォーカスジャンプの開始から終了までの間に行われる。すなわち、収差補正に要する時間（収差補正デバイスの応答時間）よりも短い期間にゲインの増加を終了し、フォーカスジャンプ終了後は徐々に減少させている。
【００３１】
本実施例によれば、層間ジャンプの間、残留収差が存在していても、ゲイン補正によってサーボゲインを適切に保つことができるため、外乱に強く、安定な層間ジャンプを実行することができる。また、収差補正が完了するまでサーボゲインを適切に保つことができるため、安定で高精度なフォーカスサーボを実行することが可能である。
【００３２】
特に、まずフォーカスジャンプを実行し、目標地点に到達しておくことができるので、より早くアドレス情報等を取得することが可能であるという利点を有している。
Ｌ０層からＬ１層へのフォーカスジャンプの場合について説明したが、Ｌ１層からＬ０層へのフォーカスジャンプの場合でも同様である。また、２層光ディスクを例に説明したが、複数の記録層を有する光ディスクの場合にも適用可能である。すなわち、複数の記録層のうち、いずれか１の記録層から他の記録層のいずれかにジャンプする場合にも適用可能である。
［第２の実施例］
以下に、図４に示すフローチャート及び図５に示すタイミングチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作（以下、「フォーカス制御（II）」ともいう。）について詳細に説明する。なお、フォーカシング制御装置１０の構成は第１の実施例の場合と同様である。
【００３３】
まず、記録層の切り換え指令（Ｔrig）がＣＰＵ２５から発せられると（ステップＳ２１）、上記したゲイン補正（Ｆgainの増加）が開始されると共に、ビームエキスパンダ（収差補正デバイス）１５が駆動され球面収差補正が開始される（ステップＳ２２）。ゲイン補正（Ｆgainの増加）は、予め設定され、ゲイン設定部２７内に設けられたゲインテーブル及びゲイン算出部によって、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に応じて増加される。
【００３４】
タイミング制御器２６は、ビームエキスパンダ１５の収差補正に要する時間（又は記録層切り換えに要する時間）の中間時点に達したか否かによってフォーカスジャンプの開始を判別する（ステップＳ２３）。すなわち、本実施例においては、収差補正に要する時間のほぼ１／２が経過した時点でフォーカスジャンプを開始することにしている。
【００３５】
フォーカスジャンプを開始することが判別された場合には、タイミング制御器２６からフォーカスサーボループをオープンとすることを指定する信号（Ｆopen）が発せられる。ループスイッチ２４は、当該信号に応答してフォーカスサーボループをオープン状態に切り換える（ステップＳ２４）。
サーボループをオープン状態に切り換えた後、フォーカスジャンプを開始する（ステップＳ２５）。フォーカスジャンプの駆動信号（Ｆdrv）は、ゲイン補正後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて生成される。なお、当該駆動信号（Ｆdrv）は、フォーカシング位置を加速信号パルス（ＰＡ）及び減速信号パルス（ＰＤ）を含んでいる。
【００３６】
次に、タイミング制御器２６は、フォーカスジャンプの中間時点に達したか否かを判別する（ステップＳ２６）。タイミング制御器２６は、例えば、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて当該判別を行う。例えば、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）のＳ字波形のゼロクロス点を検出することによって中間時点に達したと判別するようにすることができる。
【００３７】
フォーカスジャンプの中間時点に達したと判別された場合には、増幅器２２のゲイン補正値（Ｆgain）を徐々に減少させる（ステップＳ２７）。ゲイン（Ｆgain）は、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に応じて減少される。
本実施例においては、フォーカスジャンプの中間時点に達した時点でゲインの切り換え（すなわち、増加から減少への切り換え）を行うこととしているが、フォーカスジャンプの開始から終了までの間のいずれかの時点でゲイン切り換えを行うようにしてもよい。
【００３８】
次に、フォーカスジャンプが終了したか否かが判別される（ステップＳ２８）。かかる判別は、補正後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて、例えばＳ字波形の検出によってなされる。フォーカスジャンプが終了したと判別された場合には、すなわちタイミング制御器２６からの信号（Fopen）の立ち下がりエッジに応答して、ループスイッチ２４は、フォーカスサーボループをクローズ状態に切り換える（ステップＳ２９）。
【００３９】
次に、収差補正が終了したか否かが判別される（ステップＳ３０）。収差補正が終了したと判別された場合には本ルーチンを抜ける。
なお、ゲイン補正は、ビームエキスパンダ１５の駆動が終了する時点で終了し、その時点でゲイン補正値がゼロ（すなわち、ゲインがゲイン補正を行わない場合の値）となるように減少させるのが好ましい。
【００４０】
本実施例によれば、層間ジャンプの間、残留収差が存在していても、ゲイン補正によってサーボゲインを適切に保つことができるため、外乱に強く、安定な層間ジャンプを実行することができる。また、収差補正が完了するまでサーボゲインを適切に保つことができるため、安定で高精度なフォーカスサーボを実行することが可能である。特に、フォーカスジャンプ中にゲイン補正量を急激に変化させる必要がないので、ゲイン補正量の最大値を小さく抑えることができるので、より安定性に優れるという利点を有している。
［第３の実施例］
以下に、図６に示すフローチャート及び図７に示すタイミングチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作（以下、「フォーカス制御（III）」ともいう。）について詳細に説明する。なお、フォーカシング制御装置１０の構成は第１の実施例の場合と同様である。
【００４１】
まず、記録層の切り換え指令（Ｔrig）がＣＰＵ２５から発せられると（ステップＳ４１）、ゲイン補正（Ｆgainの増加）が開始されると共に、ビームエキスパンダ１５が駆動され、球面収差補正が開始される（ステップＳ４２）。ゲイン補正（Ｆgainの増加）は、予め設定され、ゲイン設定部２７内に設けられたゲインテーブル及びゲイン算出部によって、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に応じて増加される。
【００４２】
タイミング制御器２６は、ビームエキスパンダ１５の収差補正に要する時間（収差補正デバイスの応答時間）からフォーカスジャンプに要する時間を減算して、フォーカスジャンプの開始を判別する（ステップＳ４３）。すなわち、ビームエキスパンダ１５の収差補正の終了時点とフォーカスジャンプの終了時点とがほぼ同一時点となるようにフォーカスジャンプが開始される。なお、収差補正の終了時点とフォーカスジャンプの終了時点とが必ずしも同一でなくとも、これらの終了時点の時間差が所定範囲内であればよい。
【００４３】
フォーカスジャンプを開始することが判別された場合には、タイミング制御器２６からフォーカスサーボループをオープンとすることを指定する信号（Ｆopen）が発せられる。ループスイッチ２４は、当該信号に応答してフォーカスサーボループをオープン状態に切り換える（ステップＳ４４）。
サーボループをオープン状態に切り換えた後、フォーカスジャンプを開始する。また、同時に、増幅器２２のゲイン補正値（Ｆgain）を減少させる（ステップＳ４５）。フォーカスジャンプの駆動信号（Ｆdrv）は、ゲイン補正後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて生成される。ゲイン補正は、ビームエキスパンダ１５の駆動が終了する時点で終了し、その時点でゲイン補正を行わない場合のゲイン値となるように減少させる。つまり、ゲイン（Ｆgain）は比較的急激に減少される。
【００４４】
次に、タイミング制御器２６は、フォーカスジャンプが終了したか否かを判別する（ステップＳ４６）。タイミング制御器２６は、例えば、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）のＳ字波形に基づいて当該判別を行う。フォーカスジャンプが終了したと判別された場合には、すなわちタイミング制御器２６からの信号（Fopen）の立ち下がりエッジに応答して、ループスイッチ２４は、フォーカスサーボループをクローズ状態に切り換え（ステップＳ４７）、制御は本ルーチンを抜ける。
【００４５】
本実施例によれば、層間ジャンプの間、残留収差が存在していても、ゲイン補正によってサーボゲインを適切に保つことができるため、外乱に強く、安定な層間ジャンプを実行することができる。また、収差補正が完了するまでサーボゲインを適切に保つことができるため、安定で高精度なフォーカスサーボを実行することが可能である。特に、記録されたデータ等へのアクセスなどに時間を要する動作の後に記録層を切り換える際、その動作と並行して予め収差補正を行っておいてからフォーカスジャンプを実行することによって、時間短縮を図ることが可能であるという利点を有している。
【００４６】
なお、本実施例においては、ほぼ収差補正に要する時間が経過した時点でフォーカスジャンプを開始することにしているが、収差補正に要する時間の間のいずれかの時点、すなわち、収差補正の開始時点から終了時点までの間のいずれかの時点でフォーカスジャンプを開始することにしてもよい。
［第４の実施例］
以下に、図８に示すフローチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作（以下、「フォーカス制御（ＩＶ）」ともいう。）について詳細に説明する。なお、フォーカシング制御装置１０は第１の実施例の場合と同様な構成を有している。
【００４７】
まず、ＣＰＵ２５は、層切り換え指令を発令するか否かを判別する（ステップＳ５１）。層切り換え指令が発せられた後、光ディスク１１に種々の異常が有るか否かを判別する（ステップＳ５２）。このディスク異常は、ＣＰＵ２５内に設けられた異常検出器において検出及び判別される。また、ディスク異常の判別は、フォーカス制御のモード（Ｉ〜III）を選択する上で必要なものについて行えばよい。例えば、ディスクの面振れ、スクラッチ、汚れなどのディスクのディフェクト等を設定することができる。
【００４８】
ディスク異常、例えば、ディスクの面振れがあると判別された場合には、上記したフォーカス制御（II）を実行する（ステップＳ５３）。上記したディスク異常が無いと判別された場合には、ロングトラックサーチ等の時間を要するアクセス（以下、「ロングアクセス」という。）が必要か否かを判別する（ステップＳ５４）。
【００４９】
ロングアクセスが必要であると判別された場合には、フォーカス制御（III）を実行する（ステップＳ５５）。ロングアクセスが必要ではないと判別された場合には、フォーカス制御（Ｉ）を実行する（ステップＳ５６）。
かかるフォーカシング制御によって、最適なフォーカス制御モードを選択することができ、安定で高精度なフォーカスサーボを実行することが可能である。
［第５の実施例］
以下に、図９に示すフローチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作について詳細に説明する。本実施例においては、フォーカシング制御において、ディスク異常の例としてディフェクトの検出を行うステップを有し、フォーカス制御（II）と類似の動作を実行する場合について説明する。
【００５０】
まず、記録層の切り換え指令（Ｔrig）がＣＰＵ２５から発せられると（ステップＳ２１）、上記したゲイン補正（Ｆgainの増加）が開始されると共に、ビームエキスパンダ１５が駆動され球面収差補正が開始される（ステップＳ２２）。ゲイン補正及び収差補正の開始後、タイミング制御器２６内に設けられたディフェクト検出器によって、スクラッチ、汚れなどのディスクのディフェクトの検出が実行される（ステップＳ６１）。
【００５１】
タイミング制御器２６内のディフェクト検出器は、所定時間及び／又は所定のタイミング及び頻度でディフェクトの検出を行う。ディフェクト検出器においてディフェクトが検出され、収差補正がまだ終了していないと判別（ステップＳ６２）された場合には、ゲイン補正及び収差補正が続行され（ステップＳ２２）、収差補正が終了したと判別（ステップＳ６２）された場合には、ディフェクトの検出が続行される（ステップＳ６１）。
【００５２】
一方、ディフェクト検出器においてディフェクトが検出されないと判別（ステップＳ６１）された場合には、ステップＳ２３に移行し、第２の実施例の場合と同様に、ステップＳ２３ないしステップＳ３０の手順を実行して層間ジャンプがなされる。
本実施例においては、上記したように、ディフェクトが検出される間はフォーカスジャンプ動作に移行しないという制限が設けられている。従って、サーボ引き込みの失敗等が無く、極めて安定した、高精度なフォーカス制御装置を実現することができる。
【００５３】
上記した実施例においては、増幅器の利得が所定利得に達する時点がフォーカスジャンプの実行期間内（フォーカスジャンプの開始時点及び終了時点を含む期間内）であるようにフォーカスジャンプの実行タイミング及び増幅器の利得変化率が調整される。あるいは、増幅器の利得補正が増加から減少に変化する時点がフォーカスジャンプの開始時点から終了時点までの期間内であるようにフォーカスジャンプの実行タイミング及び増幅器の利得変化率が調整される。
【００５４】
尚、上記した実施例においては、収差補正デバイスとしてビームエキスパンダを用いた場合を例に説明したが、液晶収差補正素子等の他の収差補正デバイスを用いることができる。例えば、液晶素子を用いる場合には、ステップ状に駆動信号を液晶素子に印加し、タイマの計時に従ってゲイン補正量を確定すればよい。また、液晶素子の応答速度の温度依存性を考慮してゲイン補正をなすようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフォーカシング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御（Ｉ）の手順を示すフローチャートである。
【図３】フォーカス制御（Ｉ）の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御（II）の手順を示すフローチャートである。
【図５】フォーカス制御（II）の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第３の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御（III）の手順を示すフローチャートである。
【図７】フォーカス制御（III）の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第４の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御（IV）の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第５の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御の１例の手順を示すフローチャートである。
【主要部分の符号の説明】
１０ フォーカシング制御装置
１１ 光ディスク
１２ 光ピックアップ
１４ フォーカスアクチュエータ
１５ 収差補正デバイス
１７ 光検出器
１８ ドライバ回路
２１ 誤差信号生成器
２２ 利得可変増幅器
２３ 位相補償器
２４ ループスイッチ
２５ ＣＰＵ
２６ タイミング制御器
２７ ゲイン設定部
２８ ジャンプ信号生成器
２９ 収差補正駆動信号生成器
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の記録層を有する光記録媒体に照射される光ビームのフォーカシング制御をなす制御装置等に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年の情報通信技術の進展に伴い、高密度・大容量の情報記録媒体の研究開発が活発に進められている。このような記録媒体としては、光学式記録媒体、磁気記録媒体等がある。例えば、光学式記録媒体としては、ＣＤ（Compact disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクが知られている。また、次世代大容量光ディスクとして、青紫色レーザを光源に用いた光ディスク、例えばBlu-ray Discの研究開発が精力的に進められている。かかる光ディスクにおいて、複数の記録層を同一記録面（サイド）に設けることにより（多層光ディスク）、１記録面当たりの記録容量を増大させ、光ディスクのさらなる大容量化を図ることが可能である。
【０００３】
かかる多層光ディスクは、複数の記録層を積層した構造を有している。例えば、２つの記録層を有する２層ＤＶＤを例に以下に説明する。これらの記録層は、スペーサ層（又はカバー層）によって比較的小さな間隔で隔てられた２つの記録層が形成されている。これらの記録層は、記録面のディスク表面に近い層（すなわち、光ピックアップに近い層）から順に第１記録層（以下、単に第１層と称する）又はレイヤ０（Layer 0：Ｌ０）、第２記録層（以下、単に第２層と称する）又はレイヤ１（Layer 1：Ｌ１）と呼ばれる。
【０００４】
このような高密度・大容量光ディスクの開発の進展に伴い、より高精度で高性能な光ピックアップ装置の開発が望まれている。
上記した複数の記録層を有する光ディスクの記録又は再生時においては、いずれかの記録層にレーザ光ビームをフォーカシングし、その記録層に信号を記録又はその記録層から信号を再生する。また、記録又は再生時において、照射光ビームのフォーカシング位置をある記録層から他の記録層へ変更する場合があり、このように記録又は読取を行うための照射光ビームのフォーカシング位置（記録読取点位置）を記録層間で移送することを、一般に層間ジャンプ又はフォーカスジャンプと称する。上記したように、光ビームの短波長化、及び対物レンズの高ＮＡ（Numerical Aperture）化に対応でき、より高精度で安定度の高い光ピックアップ装置や光ピックアップ制御装置の開発が望まれている。
【０００５】
従来のフォーカスジャンプを行うピックアップ装置には、フォーカスジャンプの際にフォーカスサーボの制御利得（ゲイン）を切り換える手段を有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、層間ジャンプの際には光ビームに収差が発生する。かかる収差はフォーカスエラー信号の振幅に変動を生じさせるため、フォーカスサーボ制御が不安定になるという悪影響を与える。また、ビームエキスパンダや液晶素子等の収差補正手段を用いた場合には、収差補正の時間遅れによる問題が生じる。すなわち、ジャンプ先の記録層にフォーカシング位置が移送されてもまだ大きな残留収差が残っており、フォーカスエラーのゲインの減少のため、タイミングずれが発生しやすいばかりでなく、外乱に弱く、最悪の場合にはフォーカス引き込みができないなど、種々の問題が生じる。
【０００６】
従って、このような悪影響の無い安定した層間ジャンプが可能で高性能なフォーカシング制御装置の開発が重要である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１６１９７７号公報（例えば、第２−３頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、光ビームの収差による悪影響の無い安定した層間ジャンプが可能で高性能なフォーカシング制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による制御装置は、複数の記録層を有する光記録媒体に照射される光ビームのフォーカシング位置を層変更指令に応答して１の記録層から他の記録層へ移送するフォーカスジャンプをなす制御装置であって、光ビームのフォーカシング位置及び光記録媒体のフォーカシング目標位置間の誤差を表す位置誤差信号を生成する誤差信号生成器と、位置誤差信号を増幅する増幅器と、当該増幅された位置誤差信号に基づいて光ビームのフォーカシング位置のサーボ制御及びフォーカスジャンプの制御をなすフォーカス制御器と、光ビームの収差補正をなす収差補正器と、層変更指令に応答して収差補正器の収差補正値を他の記録層に適合した収差補正値に変更する収差補正制御器と、層変更指令に応答して増幅器の利得を所定利得まで増加させ、その後収差補正器による収差補正量に応じて元の利得まで徐々に減少させると共に、増幅器の利得が所定利得に達する時点がフォーカスジャンプの実行期間内であり、かつ収差補正器の収差補正値が当該他の記録層に適合した収差補正値に変更されるのに要する時間よりも短い期間に当該所定利得に達すると共に、収差補正器の収差補正値が当該他の記録層に適合した収差補正値に変更された時点で当該元の利得まで減少するように、且つフォーカスジャンプが収差補正器の収差補正値が他の記録層に適合した収差補正値に変更されるまでの期間内に実行されるように、フォーカスジャンプの実行タイミング及び増幅器の利得を調整する調整器と、を有することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施例において、同様若しくは等価な構成要素には同一の参照符を付している。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例であるフォーカシング制御装置１０の構成を示すブロック図である。このフォーカシング制御装置１０は、光ディスク１１への記録又は光ディスク１１からの読取に用いられる光ビームのフォーカシング位置の制御をなす。フォーカシング制御装置１０の構成について以下に詳細に説明する。
【００１１】
光ピックアップ１２は、光ビーム(ＬＢ)を発するレーザ光源（図示しない）及び対物レンズ１３を有する。当該レーザ光源からの光ビームは対物レンズ１３により光ディスク１１の記録層にフォーカシングされる。光ピックアップ１２には対物レンズ１３を駆動するフォーカスアクチュエータ１４が設けられている。また、光ピックアップ１２には、光ビームの収差を補正する収差補正デバイス１５、及び光検出器１７が設けられている。光ディスク１１で反射された反射光ビームは対物レンズ１３により集光され、光検出器１７によって受光される。
【００１２】
なお、光ピックアップ１２には、図示しないトラッキングアクチュエータ、及び、光ピックアップ１２を駆動するスライダモータ（図示しない）が設けられている。
上記したフォーカスアクチュエータ１４、トラッキングアクチュエータ、スライダモータ、及び収差補正デバイス１５は、後述する中央コントローラ（ＣＰＵ）２５の制御の下、ドライバ回路１８によって駆動される。
【００１３】
収差補正デバイス１５は、光ディスク１１の表面から記録層までのカバー層の厚さや記録層間のスペーサ層の厚さの変動によって発生する収差を補正する。収差補正デバイス１５としては、例えば、ビームエキスパンダ、液晶素子等を用いることができる。ビームエキスパンダを用いる場合には、ステッピングモータ等のアクチュエータでビームエキスパンダを駆動することにより収差補正を行うことができる。また、液晶素子を用いる場合には、アナログ駆動信号又はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号等によって液晶の収差補正量を調整することができる。本実施例においては、収差補正デバイス１５としてビームエキスパンダを用いた場合を例に説明する。
【００１４】
光検出器１７は、例えば、複数の受光部を有する受光素子を備えている。例えば、４分割受光素子が用いられる。すなわち、当該４分割受光素子は、上記光ディスク１１の記録トラックに沿った方向（タンジェンシャル方向）と、記録トラックに直交する方向（ラジアル方向）とによって４分割された４つの受光部を有する。光ディスク１１から反射された反射光はこれら４つの受光部の各々によって受光され、夫々が個別に電気信号に変換されて出力される。
【００１５】
光電変換により得られた各信号は、光検出信号として誤差信号生成器２１に供給される。誤差信号生成器２１は、フォーカスエラー信号(ＦＥ)及びトラッキングエラー信号(ＴＥ)を生成する。すなわち、フォーカスエラー信号(ＦＥ)及びトラッキングエラー信号(ＴＥ)は、光記録媒体上の記録読取目標位置及び光ピックアップの記録読取点位置間の誤差を表している。
【００１６】
フォーカス信号ＦＥは、例えば非点収差法によって生成される。すなわち、光学系の非点収差によって生じる対物レンズの焦点位置からのずれとして生成される。また、トラッキングエラー信号ＴＥは、例えばＤＰＤ（Differential Phase Detection）法によって生成される。すなわち、トラッキングエラー信号ＴＥは、上記４分割受光素子の対角位置の受光部による受光信号の位相差から生成される。
【００１７】
誤差信号生成器２１において生成されたフォーカスエラー信号ＦＥは、利得可変の増幅器（以下、単に「増幅器」という。）２２に供給される。すなわち、増幅器２２は、ゲイン設定部２７からのゲイン補正信号によってその利得を調整することができるように構成されている。なお、ゲイン設定部２７には、予め設定されたゲインテーブル、及び／又はゲイン補正値算出部が設けられていてもよい。
【００１８】
フォーカスエラー信号ＦＥは、増幅器２２によって増幅され、増幅後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）は、位相補償器２３に供給される。フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）は、位相補償器２３によって位相補償される。当該位相補償後の信号は、フォーカスサーボループをオープン状態及びクローズ状態間で切り換えるループスイッチ２４に供給される。
【００１９】
フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）は、タイミング制御器２６にも供給される。タイミング制御器２６は、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて、フォーカスジャンプ、サーボループ切り換え、利得変更、収差補正駆動等に関する種々のタイミング信号を生成し、タイミング調整をなす。なお、タイミング制御器２６には、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）の変化の解析やゼロクロス点の検出、検出値と所定値との比較を行うコンパレータ機能、及び、計時を行うタイマ（図示しない）やディフェクト検出器が設けられている。また、タイミング制御器２６は、装置全体の制御をなすＣＰＵ２５の制御の下で動作する。
【００２０】
一方、ＣＰＵ２５から発せられる、記録又は読取のためにアクセスする記録層の切り換え指令信号（Ｔrig）に応答してタイミング制御器２６において生成されたタイミング信号がジャンプ信号生成器２８に供給される。ジャンプ信号生成器２８は、フォーカシング位置変更の加速及び減速を指令する加速信号、減速信号を含むフォーカシング位置変更の駆動信号（Ｆdrv）を生成してループスイッチ２４に供給する。
【００２１】
ループスイッチ２４は、タイミング制御器２６からのループ選択信号（Ｆopen）に基づいて、位相補償器２３からの位相補償後の信号及び駆動信号（Ｆdrv）を切り換えてドライバ回路１８に供給する。
タイミング制御器２６は、ＣＰＵ２５の制御の下、増幅器２２の利得を変更、調整するための利得変更信号（Ｅcnt）、例えば後述する収差補正カウント値を含む信号をゲイン設定部２７に供給する。また、タイミング制御器２６は、収差補正のタイミング信号を収差補正駆動信号生成器２９に供給する。収差補正駆動信号生成器２９は、当該タイミング信号に応答して収差補正駆動信号（Ｅdrv）を生成し、ドライバ回路１８に供給する。
【００２２】
以下に、図２に示すフローチャート及び図３に示すタイミングチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作（以下、「フォーカス制御（Ｉ）」ともいう。）について詳細に説明する。なお、本実施例においては、２つの記録層を有する２層光ディスクを例に説明する。すなわち、光ディスク１１は、第１記録層（Ｌ０層）及び第２記録層（Ｌ１層）を有している。
【００２３】
まず、記録層の切り換え指令（Ｔrig）がＣＰＵ２５から発せられると（ステップＳ１１）、タイミング制御器２６からフォーカスサーボループをオープンとすることを指定する信号（Ｆopen）が発せられる。ループスイッチ２４は、当該信号に応答してフォーカスサーボループをオープン状態に切り換える（ステップＳ１２）。
【００２４】
前述のように、収差補正の時間遅れによる残留収差のためフォーカスエラーのゲインが減少する。つまり、誤差信号生成器２１からのフォーカスエラー信号、すなわち利得補正（利得調整）を行う前のフォーカスエラー信号（ＦＥ）のＳ字波形は、ジャンプ先の記録層にフォーカシング位置が移送される時点において、振幅が減少する（図３中、矢印で示すＡ部）。この時点は、フォーカスサーボをクローズするタイミングであるため、フォーカスエラー信号（ＦＥ）の振幅減少によりタイミングずれが発生しやすいばかりでなく、外乱にも弱い。また、最悪の場合にはフォーカス引き込みができないなど種々の問題が生じる。
【００２５】
本実施例においては、増幅器２２によりフォーカスエラー信号（ＦＥ）のゲインを補正し、ゲイン補正を行った後のフォーカスエラー信号（すなわち、ＦＥｇ）を用いてフォーカシング位置制御を行っている。図３に模式的に示すように、フォーカスジャンプを開始してからフォーカスジャンプを終了するまで、ゲイン補正値（Ｆgain）を増加させている。つまり、ゲインは比較的急激に増加される。ゲイン補正（Ｆgainの増加）は、予め設定され、ゲイン設定部２７内に設けられたゲインテーブルに従って実行される。
【００２６】
より詳細には、サーボループをオープン状態に切り換えた（ステップＳ１２）後、Ｌ０層からＬ１層へのフォーカスジャンプを開始する。また、上記したゲイン補正（Ｆgainの増加）が開始されると共に、ビームエキスパンダ（収差補正デバイス）１５が駆動され球面収差補正が実行される（ステップＳ１３）。なお、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）がゲイン設定部２７に供給される。
【００２７】
フォーカスジャンプの駆動信号（Ｆdrv）は、ゲイン補正後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて生成される。また、前述のように、当該駆動信号（Ｆdrv）は、フォーカシング位置を加速駆動する加速信号パルス（ＰＡ）及び減速駆動する減速信号パルス（ＰＤ）を含んでいる。
次に、フォーカスジャンプが終了したか否かが判別される（ステップＳ１４）。かかる判別は、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて、タイミング制御器２６によってなされる。フォーカスジャンプが終了していない場合には、ステップＳ１３の動作が継続される。フォーカスジャンプが終了したと判別された場合には、すなわちタイミング制御器２６からの信号（Fopen）の立ち下がりエッジに応答して、ループスイッチ２４は、フォーカスサーボループをクローズ状態に切り換える（ステップＳ１５）。
【００２８】
次に、増幅器２２のゲイン補正値（Ｆgain）を徐々に減少させる。ゲイン（Ｆgain）は、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に比例するように減少される（ステップＳ１６）。なお、この状態においては、まだビームエキスパンダ１５の駆動によって球面収差補正が続いている。すなわち、図３に示すように、ビームエキスパンダ１５の位置（Ｅpos）は、ステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に応じて変化している。
【００２９】
次に、収差補正が終了したか否かが判別される（ステップＳ１７）。収差補正が終了したと判別された場合には本ルーチンを抜ける。収差補正が終了した時点において、収差補正はジャンプ先の記録層（Ｌ１層）の最適値（Ｌ１(optimal)）に調整されている。
なお、ゲイン補正は、ビームエキスパンダ１５の駆動が終了する時点で終了し、その時点でゲイン補正値がゼロ（すなわち、ゲインがゲイン補正を行わない場合の値）となるように減少させるのが好ましい。
【００３０】
上記したように、本実施例においては、記録層切り換えの開始とともにゲイン補正及び収差補正を開始している。また、ゲインの増加は、フォーカスジャンプの開始から終了までの間に行われる。すなわち、収差補正に要する時間（収差補正デバイスの応答時間）よりも短い期間にゲインの増加を終了し、フォーカスジャンプ終了後は徐々に減少させている。
【００３１】
本実施例によれば、層間ジャンプの間、残留収差が存在していても、ゲイン補正によってサーボゲインを適切に保つことができるため、外乱に強く、安定な層間ジャンプを実行することができる。また、収差補正が完了するまでサーボゲインを適切に保つことができるため、安定で高精度なフォーカスサーボを実行することが可能である。
【００３２】
特に、まずフォーカスジャンプを実行し、目標地点に到達しておくことができるので、より早くアドレス情報等を取得することが可能であるという利点を有している。
Ｌ０層からＬ１層へのフォーカスジャンプの場合について説明したが、Ｌ１層からＬ０層へのフォーカスジャンプの場合でも同様である。また、２層光ディスクを例に説明したが、複数の記録層を有する光ディスクの場合にも適用可能である。すなわち、複数の記録層のうち、いずれか１の記録層から他の記録層のいずれかにジャンプする場合にも適用可能である。
［第２の実施例］
以下に、図４に示すフローチャート及び図５に示すタイミングチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作（以下、「フォーカス制御（II）」ともいう。）について詳細に説明する。なお、フォーカシング制御装置１０の構成は第１の実施例の場合と同様である。
【００３３】
まず、記録層の切り換え指令（Ｔrig）がＣＰＵ２５から発せられると（ステップＳ２１）、上記したゲイン補正（Ｆgainの増加）が開始されると共に、ビームエキスパンダ（収差補正デバイス）１５が駆動され球面収差補正が開始される（ステップＳ２２）。ゲイン補正（Ｆgainの増加）は、予め設定され、ゲイン設定部２７内に設けられたゲインテーブル及びゲイン算出部によって、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に応じて増加される。
【００３４】
タイミング制御器２６は、ビームエキスパンダ１５の収差補正に要する時間（又は記録層切り換えに要する時間）の中間時点に達したか否かによってフォーカスジャンプの開始を判別する（ステップＳ２３）。すなわち、本実施例においては、収差補正に要する時間のほぼ１／２が経過した時点でフォーカスジャンプを開始することにしている。
【００３５】
フォーカスジャンプを開始することが判別された場合には、タイミング制御器２６からフォーカスサーボループをオープンとすることを指定する信号（Ｆopen）が発せられる。ループスイッチ２４は、当該信号に応答してフォーカスサーボループをオープン状態に切り換える（ステップＳ２４）。
サーボループをオープン状態に切り換えた後、フォーカスジャンプを開始する（ステップＳ２５）。フォーカスジャンプの駆動信号（Ｆdrv）は、ゲイン補正後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて生成される。なお、当該駆動信号（Ｆdrv）は、フォーカシング位置を加速信号パルス（ＰＡ）及び減速信号パルス（ＰＤ）を含んでいる。
【００３６】
次に、タイミング制御器２６は、フォーカスジャンプの中間時点に達したか否かを判別する（ステップＳ２６）。タイミング制御器２６は、例えば、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて当該判別を行う。例えば、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）のＳ字波形のゼロクロス点を検出することによって中間時点に達したと判別するようにすることができる。
【００３７】
フォーカスジャンプの中間時点に達したと判別された場合には、増幅器２２のゲイン補正値（Ｆgain）を徐々に減少させる（ステップＳ２７）。ゲイン（Ｆgain）は、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に応じて減少される。
本実施例においては、フォーカスジャンプの中間時点に達した時点でゲインの切り換え（すなわち、増加から減少への切り換え）を行うこととしているが、フォーカスジャンプの開始から終了までの間のいずれかの時点でゲイン切り換えを行うようにしてもよい。
【００３８】
次に、フォーカスジャンプが終了したか否かが判別される（ステップＳ２８）。かかる判別は、補正後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて、例えばＳ字波形の検出によってなされる。フォーカスジャンプが終了したと判別された場合には、すなわちタイミング制御器２６からの信号（Fopen）の立ち下がりエッジに応答して、ループスイッチ２４は、フォーカスサーボループをクローズ状態に切り換える（ステップＳ２９）。
【００３９】
次に、収差補正が終了したか否かが判別される（ステップＳ３０）。収差補正が終了したと判別された場合には本ルーチンを抜ける。
なお、ゲイン補正は、ビームエキスパンダ１５の駆動が終了する時点で終了し、その時点でゲイン補正値がゼロ（すなわち、ゲインがゲイン補正を行わない場合の値）となるように減少させるのが好ましい。
【００４０】
本実施例によれば、層間ジャンプの間、残留収差が存在していても、ゲイン補正によってサーボゲインを適切に保つことができるため、外乱に強く、安定な層間ジャンプを実行することができる。また、収差補正が完了するまでサーボゲインを適切に保つことができるため、安定で高精度なフォーカスサーボを実行することが可能である。特に、フォーカスジャンプ中にゲイン補正量を急激に変化させる必要がないので、ゲイン補正量の最大値を小さく抑えることができるので、より安定性に優れるという利点を有している。
［第３の実施例］
以下に、図６に示すフローチャート及び図７に示すタイミングチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作（以下、「フォーカス制御（III）」ともいう。）について詳細に説明する。なお、フォーカシング制御装置１０の構成は第１の実施例の場合と同様である。
【００４１】
まず、記録層の切り換え指令（Ｔrig）がＣＰＵ２５から発せられると（ステップＳ４１）、ゲイン補正（Ｆgainの増加）が開始されると共に、ビームエキスパンダ１５が駆動され、球面収差補正が開始される（ステップＳ４２）。ゲイン補正（Ｆgainの増加）は、予め設定され、ゲイン設定部２７内に設けられたゲインテーブル及びゲイン算出部によって、ビームエキスパンダ１５を駆動するステッピングモータのパルスカウント値（Ｅcnt）に応じて増加される。
【００４２】
タイミング制御器２６は、ビームエキスパンダ１５の収差補正に要する時間（収差補正デバイスの応答時間）からフォーカスジャンプに要する時間を減算して、フォーカスジャンプの開始を判別する（ステップＳ４３）。すなわち、ビームエキスパンダ１５の収差補正の終了時点とフォーカスジャンプの終了時点とがほぼ同一時点となるようにフォーカスジャンプが開始される。なお、収差補正の終了時点とフォーカスジャンプの終了時点とが必ずしも同一でなくとも、これらの終了時点の時間差が所定範囲内であればよい。
【００４３】
フォーカスジャンプを開始することが判別された場合には、タイミング制御器２６からフォーカスサーボループをオープンとすることを指定する信号（Ｆopen）が発せられる。ループスイッチ２４は、当該信号に応答してフォーカスサーボループをオープン状態に切り換える（ステップＳ４４）。
サーボループをオープン状態に切り換えた後、フォーカスジャンプを開始する。また、同時に、増幅器２２のゲイン補正値（Ｆgain）を減少させる（ステップＳ４５）。フォーカスジャンプの駆動信号（Ｆdrv）は、ゲイン補正後のフォーカスエラー信号（ＦＥｇ）に基づいて生成される。ゲイン補正は、ビームエキスパンダ１５の駆動が終了する時点で終了し、その時点でゲイン補正を行わない場合のゲイン値となるように減少させる。つまり、ゲイン（Ｆgain）は比較的急激に減少される。
【００４４】
次に、タイミング制御器２６は、フォーカスジャンプが終了したか否かを判別する（ステップＳ４６）。タイミング制御器２６は、例えば、フォーカスエラー信号（ＦＥｇ）のＳ字波形に基づいて当該判別を行う。フォーカスジャンプが終了したと判別された場合には、すなわちタイミング制御器２６からの信号（Fopen）の立ち下がりエッジに応答して、ループスイッチ２４は、フォーカスサーボループをクローズ状態に切り換え（ステップＳ４７）、制御は本ルーチンを抜ける。
【００４５】
本実施例によれば、層間ジャンプの間、残留収差が存在していても、ゲイン補正によってサーボゲインを適切に保つことができるため、外乱に強く、安定な層間ジャンプを実行することができる。また、収差補正が完了するまでサーボゲインを適切に保つことができるため、安定で高精度なフォーカスサーボを実行することが可能である。特に、記録されたデータ等へのアクセスなどに時間を要する動作の後に記録層を切り換える際、その動作と並行して予め収差補正を行っておいてからフォーカスジャンプを実行することによって、時間短縮を図ることが可能であるという利点を有している。
【００４６】
なお、本実施例においては、ほぼ収差補正に要する時間が経過した時点でフォーカスジャンプを開始することにしているが、収差補正に要する時間の間のいずれかの時点、すなわち、収差補正の開始時点から終了時点までの間のいずれかの時点でフォーカスジャンプを開始することにしてもよい。
［第４の実施例］
以下に、図８に示すフローチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作（以下、「フォーカス制御（ＩＶ）」ともいう。）について詳細に説明する。なお、フォーカシング制御装置１０は第１の実施例の場合と同様な構成を有している。
【００４７】
まず、ＣＰＵ２５は、層切り換え指令を発令するか否かを判別する（ステップＳ５１）。層切り換え指令が発せられた後、光ディスク１１に種々の異常が有るか否かを判別する（ステップＳ５２）。このディスク異常は、ＣＰＵ２５内に設けられた異常検出器において検出及び判別される。また、ディスク異常の判別は、フォーカス制御のモード（Ｉ〜III）を選択する上で必要なものについて行えばよい。例えば、ディスクの面振れ、スクラッチ、汚れなどのディスクのディフェクト等を設定することができる。
【００４８】
ディスク異常、例えば、ディスクの面振れがあると判別された場合には、上記したフォーカス制御（II）を実行する（ステップＳ５３）。上記したディスク異常が無いと判別された場合には、ロングトラックサーチ等の時間を要するアクセス（以下、「ロングアクセス」という。）が必要か否かを判別する（ステップＳ５４）。
【００４９】
ロングアクセスが必要であると判別された場合には、フォーカス制御（III）を実行する（ステップＳ５５）。ロングアクセスが必要ではないと判別された場合には、フォーカス制御（Ｉ）を実行する（ステップＳ５６）。
かかるフォーカシング制御によって、最適なフォーカス制御モードを選択することができ、安定で高精度なフォーカスサーボを実行することが可能である。
［第５の実施例］
以下に、図９に示すフローチャートを参照してフォーカシング制御装置１０の動作について詳細に説明する。本実施例においては、フォーカシング制御において、ディスク異常の例としてディフェクトの検出を行うステップを有し、フォーカス制御（II）と類似の動作を実行する場合について説明する。
【００５０】
まず、記録層の切り換え指令（Ｔrig）がＣＰＵ２５から発せられると（ステップＳ２１）、上記したゲイン補正（Ｆgainの増加）が開始されると共に、ビームエキスパンダ１５が駆動され球面収差補正が開始される（ステップＳ２２）。ゲイン補正及び収差補正の開始後、タイミング制御器２６内に設けられたディフェクト検出器によって、スクラッチ、汚れなどのディスクのディフェクトの検出が実行される（ステップＳ６１）。
【００５１】
タイミング制御器２６内のディフェクト検出器は、所定時間及び／又は所定のタイミング及び頻度でディフェクトの検出を行う。ディフェクト検出器においてディフェクトが検出され、収差補正がまだ終了していないと判別（ステップＳ６２）された場合には、ゲイン補正及び収差補正が続行され（ステップＳ２２）、収差補正が終了したと判別（ステップＳ６２）された場合には、ディフェクトの検出が続行される（ステップＳ６１）。
【００５２】
一方、ディフェクト検出器においてディフェクトが検出されないと判別（ステップＳ６１）された場合には、ステップＳ２３に移行し、第２の実施例の場合と同様に、ステップＳ２３ないしステップＳ３０の手順を実行して層間ジャンプがなされる。
本実施例においては、上記したように、ディフェクトが検出される間はフォーカスジャンプ動作に移行しないという制限が設けられている。従って、サーボ引き込みの失敗等が無く、極めて安定した、高精度なフォーカス制御装置を実現することができる。
【００５３】
上記した実施例においては、増幅器の利得が所定利得に達する時点がフォーカスジャンプの実行期間内（フォーカスジャンプの開始時点及び終了時点を含む期間内）であるようにフォーカスジャンプの実行タイミング及び増幅器の利得変化率が調整される。あるいは、増幅器の利得補正が増加から減少に変化する時点がフォーカスジャンプの開始時点から終了時点までの期間内であるようにフォーカスジャンプの実行タイミング及び増幅器の利得変化率が調整される。
【００５４】
尚、上記した実施例においては、収差補正デバイスとしてビームエキスパンダを用いた場合を例に説明したが、液晶収差補正素子等の他の収差補正デバイスを用いることができる。例えば、液晶素子を用いる場合には、ステップ状に駆動信号を液晶素子に印加し、タイマの計時に従ってゲイン補正量を確定すればよい。また、液晶素子の応答速度の温度依存性を考慮してゲイン補正をなすようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフォーカシング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御（Ｉ）の手順を示すフローチャートである。
【図３】フォーカス制御（Ｉ）の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御（II）の手順を示すフローチャートである。
【図５】フォーカス制御（II）の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第３の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御（III）の手順を示すフローチャートである。
【図７】フォーカス制御（III）の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第４の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御（IV）の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第５の実施例であるフォーカシング制御装置のフォーカス制御の１例の手順を示すフローチャートである。
【主要部分の符号の説明】
１０ フォーカシング制御装置
１１ 光ディスク
１２ 光ピックアップ
１４ フォーカスアクチュエータ
１５ 収差補正デバイス
１７ 光検出器
１８ ドライバ回路
２１ 誤差信号生成器
２２ 利得可変増幅器
２３ 位相補償器
２４ ループスイッチ
２５ ＣＰＵ
２６ タイミング制御器
２７ ゲイン設定部
２８ ジャンプ信号生成器
２９ 収差補正駆動信号生成器
Claims (5)
- 複数の記録層を有する光記録媒体に照射される光ビームのフォーカシング位置を層変更指令に応答して１の記録層から他の記録層へ移送するフォーカスジャンプをなす制御装置であって、
前記光ビームのフォーカシング位置及び前記光記録媒体のフォーカシング目標位置間の誤差を表す位置誤差信号を生成する誤差信号生成器と、
前記位置誤差信号を増幅する増幅器と、
当該増幅された位置誤差信号に基づいて前記光ビームのフォーカシング位置のサーボ制御及び前記フォーカスジャンプの制御をなすフォーカス制御器と、
前記光ビームの収差補正をなす収差補正器と、
前記層変更指令に応答して前記収差補正器の収差補正値を前記他の記録層に適合した収差補正値に変更する収差補正制御器と、
前記層変更指令に応答して前記増幅器の利得を所定利得まで増加させ、その後前記収差補正器による収差補正量に応じて元の利得まで徐々に減少させると共に、前記増幅器の利得が前記所定利得に達する時点が前記フォーカスジャンプの実行期間内であり、かつ前記収差補正器の収差補正値が前記他の記録層に適合した収差補正値に変更されるのに要する時間よりも短い期間に前記所定利得に達すると共に、前記収差補正器の収差補正値が前記他の記録層に適合した収差補正値に変更された時点で前記元の利得まで減少するように、且つ前記フォーカスジャンプが前記収差補正器の収差補正値が前記他の記録層に適合した収差補正値に変更されるまでの期間内に実行されるように、前記フォーカスジャンプの実行タイミング及び前記増幅器の利得を調整する調整器と、を有することを特徴とする制御装置。 - 前記調整器は、前記収差補正値の変更開始に応答して前記フォーカスジャンプを開始させると共に、前記フォーカスジャンプの終了時点において前記増幅器の利得が前記所定利得に達するよう調整することを特徴とする請求項１記載の制御装置。
- 前記調整器は、前記収差補正値の変更終了時に前記フォーカスジャンプが終了するよう前記フォーカスジャンプを実行させると共に、前記フォーカスジャンプの開始時点において前記増幅器の利得が前記所定利得に達するよう調整することを特徴とする請求項１記載の制御装置。
- 前記調整器は、前記収差補正値の変更開始から終了までの中間時点において前記フォーカスジャンプを実行させると共に、前記フォーカスジャンプの中間時点において前記増幅器の利得が前記所定利得に達するよう調整することを特徴とする請求項１記載の制御装置。
- 前記光記録媒体の異常を検出する検出器をさらに有し、前記調整器は前記異常の検出結果に基づいて前記フォーカスジャンプの実行タイミングを定めることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
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