JP4550128B2 - 光ディスク装置、その制御方法、プログラム及び情報記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤや、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）などの光ディスク媒体に記録された情報を読み取る光ディスク装置、その制御方法、プログラム及び情報記憶媒体に関する。

近年、各種の光ディスク媒体が情報記録媒体として利用されている。一般に、光ディスク媒体は、情報を記録するデータ記録層や、データ記録層を保護する保護層など、複数の層を積層した構造を有している。このような光ディスク媒体に記録された情報の読み取りを行うために、光ディスク装置が用いられる。光ディスク装置は、光ディスク媒体に対して光を照射し、その光ディスク媒体での反射光を検出するための光学ピックアップを備えている。

光ディスク装置が光ディスク媒体に記録された情報を読み取る際には、この光学ピックアップ内の対物レンズのフォーカスを、光ディスク媒体の信号面（データ記録層の表面）に合わせる必要がある。そこで、光ディスク装置は、情報の読み取りの際には、光学ピックアップからの出力信号に基づいて、対物レンズのフォーカスが信号面に一致するフォーカス状態を検出するフォーカス検出動作を行う（例えば特許文献１参照）。具体的に、光ディスク装置は、光ディスク媒体表面に対して光学ピックアップの対物レンズを相対移動させながら、光学ピックアップからの出力信号が所定の検出条件を満たすか否かの判定を行う。そして、出力信号が所定の検出条件を満足した時点で、対物レンズのフォーカスが信号面に一致したと判定する。
特開２００７−０５２８９６号公報

上記従来例の光ディスク装置がフォーカス検出動作を行う場合、検出条件の設定によっては、信号面だけでなく、媒体表面での反射（表面反射）による反射信号もフォーカス検出のための検出条件を満たす可能性がある。この場合、媒体表面に対物レンズのフォーカスが一致した状態を、信号面にフォーカスが合った状態と誤検出してしまうおそれがある。そこで、このような問題を避けるために、表面反射による出力信号と信号面での反射による出力信号との違いを考慮して、信号面での反射による出力信号だけを検出できるように、フォーカス状態検出のための検出条件を決定する必要がある。ところが、光ディスク媒体の種類などによっては、表面反射による信号と信号面での反射による信号との間の差が小さく、信号面での反射による信号だけを検出できるような検出条件の設定が困難な場合が生じうる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、表面反射による出力信号と信号面での反射による出力信号との差が小さい場合にも、対物レンズのフォーカスが信号面に一致する状態を検出できる光ディスク装置、その制御方法、プログラム及び情報記憶媒体を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る光ディスク装置は、光ディスク媒体に記録された情報を読み取る光ディスク装置であって、対物レンズを備え、前記光ディスク媒体での反射光に応じた出力信号を出力する光学ピックアップと、前記光学ピックアップの対物レンズを、前記光ディスク媒体の表面に対して、当該表面までの距離を変化させる方向に相対移動させる駆動部と、前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りの際に、前記駆動部により前記対物レンズを前記表面に対して相対移動させながら、前記光学ピックアップの出力信号が所定の検出条件を満たす状態を、前記対物レンズの焦点が前記光ディスク媒体の信号面に一致するフォーカス状態として検出するフォーカス検出手段と、前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りに先立って、前記表面での反射光に応じた反射信号のレベルを測定する信号レベル測定手段と、前記測定された反射信号のレベルに基づいて、前記フォーカス状態の検出の際に、前記表面での反射信号が前記検出条件を満たすか否かを予測する予測手段と、を含み、前記フォーカス検出手段は、前記予測の結果を用いて前記フォーカス状態の検出を行うことを特徴とする。

また、上記光ディスク装置において、前記信号レベル測定手段は、前記信号面での反射光に応じた反射信号のレベルをさらに測定し、前記予測手段は、前記表面での反射信号のレベルと、前記信号面での反射信号のレベルと、の比に基づいて、前記予測を行うこととしてもよい。

また、上記光ディスク装置において、前記フォーカス検出手段は、前記予測手段により、前記表面での反射信号が前記検出条件を満たすと予測される場合、前記対物レンズを前記表面に近づける方向に相対移動させつつ、前記出力信号のレベルが所定値を超えてから再び所定値未満まで下がった後に、前記フォーカス状態の検出を行うこととしてもよい。

また、本発明に係る光ディスク装置の制御方法は、対物レンズを備え、光ディスク媒体での反射光に応じた出力信号を出力する光学ピックアップと、前記光学ピックアップの対物レンズを、前記光ディスク媒体の表面に対して、当該表面までの距離を変化させる方向に相対移動させる駆動部と、を備え、前記光ディスク媒体に記録された情報を読み取る光ディスク装置の制御方法であって、前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りの際に、前記駆動部により前記対物レンズを前記表面に対して相対移動させながら、前記光学ピックアップの出力信号が所定の検出条件を満たす状態を、前記対物レンズの焦点が前記光ディスク媒体の信号面に一致するフォーカス状態として検出するフォーカス検出ステップと、前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りに先立って、前記表面での反射光に応じた反射信号のレベルを測定する信号レベル測定ステップと、前記測定された反射信号のレベルに基づいて、前記フォーカス状態の検出の際に、前記表面での反射信号が前記検出条件を満たすか否かを予測する予測ステップと、を含み、前記フォーカス検出ステップでは、前記予測の結果を用いて前記フォーカス状態の検出を行うことを特徴とする。

また、本発明に係るプログラムは、対物レンズを備え、光ディスク媒体での反射光に応じた出力信号を出力する光学ピックアップと、前記光学ピックアップの対物レンズを、前記光ディスク媒体の表面に対して、当該表面までの距離を変化させる方向に相対移動させる駆動部と、を備え、前記光ディスク媒体に記録された情報を読み取る光ディスク装置を制御するプログラムであって、前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りの際に、前記駆動部により前記対物レンズを前記表面に対して相対移動させながら、前記光学ピックアップの出力信号が所定の検出条件を満たす状態を、前記対物レンズの焦点が前記光ディスク媒体の信号面に一致するフォーカス状態として検出するフォーカス検出手段、前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りに先立って、前記表面での反射光に応じた反射信号のレベルを測定する信号レベル測定手段、及び前記測定された反射信号のレベルに基づいて、前記フォーカス状態の検出の際に、前記表面での反射信号が前記検出条件を満たすか否かを予測する予測手段、としてコンピュータを機能させ、前記フォーカス検出手段は、前記予測の結果を用いて前記フォーカス状態の検出を行うことを特徴とするプログラムである。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に記憶されてよい。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。

本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１は、光ディスク媒体に記録された情報を読み取る装置であって、図１に示すように、媒体支持部１１と、スピンドルモータ１２と、光学ピックアップ１３と、三軸アクチュエータ１４と、送りモータ１５と、駆動回路１６と、ＲＦアンプ１７と、サーボ信号処理部１８と、記録信号処理部１９と、制御部２０と、を備えている。

なお、光ディスク装置１による情報読み出しの対象となる光ディスク媒体Ｍは、情報が記録される１又は複数のデータ記録層と、その両側からデータ記録層を保護する保護層と、が積層されて構成されることとする。以下では、データ記録層の表面を信号面という。また、光ディスク装置１は、光ディスク媒体Ｍに記録された情報を読み取るだけでなく、光ディスク媒体Ｍに対して情報を書き込み可能に構成されてもよい。さらに、光ディスク装置１は、ＣＤや、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）など、複数種類の光ディスク媒体Ｍに記録された情報を読み取り可能に構成されてもよい。

媒体支持部１１は、光ディスク媒体Ｍを回転可能に支持する。また、この媒体支持部１１は、スピンドルモータ１２から伝達される動力によって光ディスク媒体Ｍを回転させる。

光学ピックアップ１３は、光ディスク媒体Ｍに対して光を照射し、照射した光の光ディスク媒体Ｍでの反射光を検出して、検出した反射光に応じた出力信号を出力する。この光学ピックアップ１３は、三軸アクチュエータ１４によって光ディスク媒体Ｍの径方向、及び光ディスク媒体Ｍの表面に垂直な方向（すなわち、光ディスク媒体Ｍの回転軸に沿った方向）の２つの方向に移動可能になっており、さらに、光学ピックアップ１３の光ディスク媒体Ｍに対する相対的な傾きを変更可能になっている。三軸アクチュエータ１４が光学ピックアップ１３を媒体表面に垂直な方向に沿って移動させることにより、光学ピックアップ１３に備えられた対物レンズから光ディスク媒体Ｍの表面までの距離が変化する。

図２は、光学ピックアップ１３の内部構成の一例を示す図である。この図の例においては、光学ピックアップ１３は、発光素子３１と、偏光ビームスプリッタ３２と、コリメータレンズ３３と、コリメータレンズ駆動部３４と、立ち上げミラー３５と、対物レンズ３６と、フォトディテクタ３７と、を備えている。

発光素子３１は、所定波長のレーザー光を出力する半導体レーザー素子である。発光素子３１から出射された出射光は、偏光ビームスプリッタ３２及びコリメータレンズ３３を通過した後、立ち上げミラー３５で反射される。さらに、立ち上げミラー３５で反射された出射光は、対物レンズ３６によって、対物レンズ３６から焦点距離Ｆだけ離れた焦点位置（フォーカス位置）に集光され、光ディスク媒体Ｍによって反射される。

光ディスク媒体Ｍにより反射された反射光は、対物レンズ３６を通過した後、立ち上げミラー３５で反射され、偏光ビームスプリッタ３２によってフォトディテクタ３７側に導かれる。フォトディテクタ３７は、例えばＮ×Ｎのマトリクス状に配置された複数の受光素子を備えており、偏光ビームスプリッタ３２によって導かれた反射光がこれらの受光素子に到達すると、フォトディテクタ３７は、複数の受光素子のそれぞれが受光した光の強度に応じた信号を出力信号として出力する。

また、コリメータレンズ駆動部３４は、アクチュエータ等により構成され、コリメータレンズ３３を、レーザー光の光軸方向に沿って前後に駆動する。コリメータレンズ駆動部３４がコリメータレンズ３３を光軸方向に沿って移動させることにより、対物レンズ３６の球面収差補正が可能となる。

送りモータ１５は、光学ピックアップ１３及び三軸アクチュエータ１４の全体を、光ディスク媒体Ｍの径方向に沿って移動させる。この送りモータ１５の駆動によって、光学ピックアップ１３は、光ディスク媒体Ｍの中心近傍の位置から外周近傍の位置まで移動可能になっている。

駆動回路１６は、サーボ信号処理部１８から入力される制御信号に従って、コリメータレンズ駆動部３４、三軸アクチュエータ１４、スピンドルモータ１２、及び送りモータ１５を駆動する駆動信号を出力する。この駆動回路１６からの駆動信号に応じて、スピンドルモータ１２の回転速度が変化することによって、光ディスク媒体Ｍの回転速度が制御される。また、この駆動回路１６からの駆動信号に応じて三軸アクチュエータ１４及び送りモータ１５が駆動することによって、対物レンズ３６の媒体回転軸からの径方向に沿った距離、及び対物レンズ３６の媒体表面までの距離が制御される。本実施形態では、この駆動回路１６と三軸アクチュエータ１４とが、対物レンズ３６を光ディスク媒体Ｍの表面に対して相対移動させる駆動部として機能する。

ＲＦアンプ１７、サーボ信号処理部１８、記録信号処理部１９、及び制御部２０は、例えば、光学ピックアップ１３からの出力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、及び当該変換により得られたディジタル信号を処理するＤＳＰ（Digital Signal Processer）やマイクロコンピュータなどによって実現される。

ＲＦアンプ１７は、光学ピックアップ１３が出力する、複数の受光素子それぞれの出力信号に基づいて、各種の信号を出力する。具体的に、ＲＦアンプ１７は、各受光素子からの出力信号を所与のゲインで増幅してデータ再生用のＲＦ信号として出力するとともに、この増幅された全ての受光素子の出力信号を全加算したプルイン信号（ＰＩ信号）を出力する。このプルイン信号のレベルが、光学ピックアップ１３が出力する出力信号全体のレベルを表している。

また、ＲＦアンプ１７は、光ディスク媒体Ｍの信号面に対する、対物レンズ３６のフォーカス位置のずれを示すフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）を算出し、出力する。一例として、ＦＥ信号は、複数の受光素子のうち、所定の対角線方向に沿って配列している受光素子の出力信号の和から、当該対角線と交差する対角線方向に沿って配列している受光素子の出力信号の和を減じることによって算出される。さらに、ＲＦアンプ１７は、データ記録層内において情報が記録されるトラックの位置と、対物レンズ３６のフォーカス位置と、の間の光ディスク媒体Ｍの径方向のずれを示すトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）を算出して、出力する。

ここで、対物レンズ３６を一定速度で光ディスク媒体Ｍの表面に近づけた場合における、ＰＩ信号及びＦＥ信号の波形の一例について、図３を用いて説明する。同図に示すように、対物レンズ３６を光ディスク媒体Ｍの表面に近づけながらＰＩ信号のレベルを測定すると、対物レンズ３６のフォーカスが光ディスク媒体Ｍの表面や信号面に一致する状態においてＰＩ信号の波形はピークを示すことになる。なお、図３の例においては、媒体表面での反射光に応じた反射信号（以下、表面反射信号Ｓという）によるピークと、信号面での反射光に応じた反射信号（以下、信号面反射信号Ｔという）によるピークと、がそれぞれ示されている。また、対物レンズ３６を光ディスク媒体Ｍの表面に近づけながらＦＥ信号のレベルを測定すると、フォーカス位置が媒体表面に近づくにつれＦＥ信号のレベルは負のピークを示し、フォーカス位置が媒体表面に一致する状態において略０となる。その後さらにフォーカス位置が媒体表面を通過した直後に、ＦＥ信号のレベルは正のピークを示す。また、対物レンズ３６のフォーカス位置が信号面を通過する場合にも、媒体表面の場合と同様に、まず負のピークが現れ、その後フォーカスエラー信号のレベルは０を通過して正のピークを示すこととなる。

サーボ信号処理部１８は、ＲＦアンプ１７が出力するＰＩ信号、ＦＥ信号、ＴＥ信号などに基づいて、サーボ制御用の各種の信号を生成し、制御部２０に出力する。また、サーボ信号処理部１８は、制御部２０から入力される指示に従って、駆動回路１６に対して三軸アクチュエータ１４やコリメータレンズ駆動部３４、送りモータ１５、スピンドルモータ１２を駆動させるための制御信号を出力する。

具体例として、サーボ信号処理部１８は、ＰＩ信号のピークレベルを示す値を制御部２０に出力する。また、ＰＩ信号のレベルが、予め定められたＰＩ信号閾値Ｔｈ１を越えたか否かを示す信号（ＦＯＫ；Focus OK）を出力する。本実施形態では、ＰＩ信号のレベルがＰＩ信号閾値Ｔｈ１以上の場合、ＦＯＫがＨｉｇｈになり、ＰＩ信号閾値Ｔｈ１未満の場合にはＦＯＫがＬｏｗになるものとする。さらに、このサーボ信号処理部１８は、ＦＥ信号について、予め定められたＦＥ信号閾値Ｔｈ２を用いた所定処理を行い、その結果を示す信号（ＦＺＣ；Focus Zero Cross）を制御部２０に出力する。具体的に、本実施形態では、対物レンズ３６を徐々に媒体表面に近づけた場合に、ＦＥ信号の絶対値がＦＥ信号閾値Ｔｈ２を超えて負のピークを示した後、再び０になった（すなわち、ゼロクロスした）場合に、信号面にフォーカスが合ったことを示す信号（ＦＺＣ）を出力することとする。

図３では、これらＦＯＫ信号及びＦＺＣ信号の出力の一例も示されている。この図の例では、表面反射信号Ｓによるピークでは、ＰＩ信号のレベルがＰＩ信号閾値Ｔｈ１を超えないため、ＨＯＫ信号はＨｉｇｈにならない。一方で、信号面反射信号ＴによるピークではＰＩ信号のレベルがＰＩ信号閾値Ｔｈ１を超えるため、信号面反射信号Ｔに対応してＦＯＫ信号としてＨｉｇｈが出力されている。また、表面反射信号ＳによりＦＥ信号に生じる負のピークの絶対値は、ＦＥ信号閾値Ｔｈ２を超えないため、ＦＺＣ信号はＯＮにならない。一方で、信号面反射信号Ｔにより生じる負のピークの絶対値はＦＥ信号閾値Ｔｈ２を超えるので、その後、ＦＥ信号がゼロクロスしたタイミングでＦＺＣ信号がＯＮになったことを示すパルスが出力される。このように、ＦＯＫ信号のＨｉｇｈ及びＦＺＣ信号検出の一方又は双方の組み合わせを用いることによって、光ディスク装置１は信号面反射信号Ｔを検出できる。

記録信号処理部１９は、ＲＦアンプ１７が出力するＲＦ信号に基づいて、光ディスク媒体Ｍに記録された情報を示すディジタル信号を復調して、制御部２０に出力する。また、ＲＦ信号の波形の立ち上がりタイミングなどに応じて、光学ピックアップ１３による光ディスク媒体Ｍに記録された情報の読み取り精度を示す評価値（ＲＦ振幅やジッター値など）を算出し、制御部２０に対して出力する。

制御部２０は、例えばマイクロコンピュータによって構成され、実行モジュールと記憶素子とを含む。この制御部２０の記憶素子には、実行するべきプログラムや各種パラメタが格納され、実行モジュールは、当該記憶素子に格納されたプログラムに従って処理を行う。具体的に、制御部２０は、サーボ信号処理部１８から入力される信号（ＰＩ信号のピーク検出の結果に関する信号や、ＦＥ信号に関する処理結果の信号）等の入力を受けて、これらの信号に基づき、対物レンズ３６のフォーカスが信号面に合う位置を検出し、当該位置に光学ピックアップ１３と光ディスク媒体Ｍとの距離を設定する処理（フォーカス検出処理）を実行する。このフォーカス検出処理については、後述する。

また、制御部２０は、ホストとなるパーソナルコンピュータや、家庭用ゲーム機本体、ビデオデコーダなどに接続され、ホストからの要求に応じて、送りモータ１５や三軸アクチュエータ１４を駆動させる命令をサーボ信号処理部１８に出力し、対物レンズ３６のフォーカス位置（すなわち、光ディスク媒体Ｍ上における情報の読み取り位置）を光ディスク媒体Ｍ上の所望の位置へ移動させる。また、併せてスピンドルモータ１２の回転速度を変更する命令をサーボ信号処理部１８に出力し、光ディスク媒体Ｍの回転速度を調整する。そして、その状態において記録信号処理部１９が出力する、光ディスク媒体Ｍから読み取られた信号から復調された信号を、ホスト側へ出力する。

以下、本実施形態において、光ディスク装置１の制御部２０が実行する処理について説明する。制御部２０は、機能的に、図４に示すように、信号レベル測定部４１と、予測部４２と、フォーカス検出部４３と、を含んで構成される。これらの機能は、制御部２０が内蔵された記憶素子に格納しているプログラムを実行することによってソフトウエア的に実現される。

信号レベル測定部４１は、光ディスク媒体Ｍに対する情報の読み取りや書き込みを開始する前に、表面反射信号Ｓのレベル（すなわち、表面反射によるＰＩ信号のレベル）を測定する。また、本実施形態では、信号レベル測定部４１は、信号面反射信号Ｔのレベル（すなわち、信号面反射によるＰＩ信号のレベル）についても測定する。

具体例として、光ディスク装置１が複数種類の光ディスク媒体に対応している場合、光ディスク装置１は、新たに光ディスク媒体Ｍがセットされた場合や、光ディスク装置１の電源が投入された場合などにおいて、まず光ディスク媒体Ｍのディスク種別を判定する必要がある。この種別判定処理においては、例えば、表面反射信号Ｓ及び信号面反射信号Ｔを検出し、両者を検出した際の対物レンズ３６の位置の違いから、光ディスク媒体Ｍの表面と信号面との間の距離を算出し、当該算出した距離を使用することによってディスク種別の判定が行われる。すなわち、光ディスク装置１は、この種別判定処理において、表面反射信号Ｓを検出しなければならない。そこで、信号レベル測定部４１は、この種別判定処理とともに、表面反射信号ＳによるＰＩ信号のレベルの測定を行い、表面反射信号レベルＬｓとして制御部２０内の記憶素子に記録する。

具体的に、まず信号レベル測定部４１は、スピンドルモータ１２を回転駆動して光ディスク媒体Ｍの回転を開始させるとともに、三軸アクチュエータ１４を駆動して光学ピックアップ１３の対物レンズ３６を光ディスク媒体Ｍの表面から最も離れた位置（初期位置）に移動させる。この初期位置は、対物レンズ３６のフォーカス位置が媒体表面よりも手前側（光学ピックアップ１３側）になる位置である。

その後、信号レベル測定部４１は、この初期位置から、対物レンズ３６を所定速度で媒体表面に近づける動作（以下、スイープ動作という）を開始するように、三軸アクチュエータ１４を制御する。そして、スイープ動作中にサーボ信号処理部１８が出力する信号を監視し、これらの信号に基づいて表面反射信号Ｓを検出する。例えば、スイープ動作開始後、最初にＰＩ信号のピークが検出されると、当該ピークを表面反射信号Ｓによるものと判断し、そのときのＰＩ信号のピークレベル値を取得する。なお、信号レベル測定部４１は、スイープ動作開始に先立って、ＲＦアンプ１７による信号増幅のためのゲインを予め定められた値に設定しておく。この種別判定処理の際に設定されるゲインは、ディスク種別や光ディスク媒体Ｍの個体差に関わらず確実に表面反射信号Ｓを検出できるように、後述するフォーカス検出処理の際のゲインと比較して高い値になっている。信号レベル測定部４１は、取得した表面反射信号ＳによるＰＩ信号のピーク値から、ＲＦアンプ１７に設定されたこのゲインの値を用いて信号増幅前の信号レベルを逆算し、算出した値を表面反射信号レベルＬｓとして記録する。

本実施形態では、光ディスク装置１は、種別判定処理に続いて、セットされた光ディスク媒体Ｍの物理特性を測定する処理を行うものとする。このような測定を予め行うことで、光ディスク装置１は、個々の光ディスク媒体の物理特性に個体差があっても、セットされた光ディスク媒体Ｍに対する情報の読み取りや書き込みのたびに調整動作を行うことを省略することができる。このとき測定される物理特性には、光ディスク媒体Ｍの信号面での光の反射率が含まれる。この反射率は、信号面反射信号Ｔのレベルによって表される。すなわち、信号レベル測定部４１は、この物理特性測定処理の一部として、信号面反射信号Ｔのレベル測定を行う。

具体的に、信号レベル測定部４１は、種別判定処理の後、対物レンズ３６を一旦初期位置に戻し、ＲＦアンプ１７のゲインを変化させて、再び対物レンズ３６のスイープ動作を開始する。そして、例えば、ＦＯＫ信号がＨｉｇｈになっている間における、最も高いＰＩ信号のピークを、信号面反射信号Ｔによるものと判定し、そのピークレベル値を取得する。さらに信号レベル測定部４１は、取得した信号面反射信号ＴによるＰＩ信号のピークレベルから、ＲＦアンプ１７に設定されたゲインを用いて信号増幅前の信号レベルを逆算し、算出された値を信号面反射信号レベルＬｔとして制御部２０内の記憶素子に記録する。なお、例えば光ディスク媒体Ｍが複数のデータ記録層を備えている場合、信号レベル測定部４１は、複数の信号面のそれぞれについて、その信号面反射信号ＴのＰＩ信号のピークレベルを測定し、得られたピークレベルの代表値（平均値など）に基づいて信号面反射信号レベルＬｔを算出してもよい。

予測部４２は、信号レベル測定部４１により測定された表面反射信号レベルＬｓに基づいて、表面反射信号Ｓが後述するフォーカス検出処理に使用されるフォーカス検出条件を満たすか否かを予測する。具体的に、本実施形態では、予測部４２は、表面反射信号レベルＬｓと、信号面反射信号レベルＬｔと、の比に基づいて、予測を行う。

以下、予測部４２が実行する予測処理の具体例について、説明する。フォーカス検出処理の際には、フォーカス検出部４３は、信号レベル測定部４１により測定された信号面反射信号レベルＬｔに基づいて、信号面反射信号ＴによるＰＩ信号のレベルが所定の目標値Ｖｔになるように、ＲＦアンプ１７のゲインを設定する。この目標値Ｖｔは、望ましい条件で信号面反射信号Ｔを検出できるように、予め定められた値である。ここで、表面反射信号ＳによるＰＩ信号のレベルと信号面反射信号ＴによるＰＩ信号のレベルとの比は、ＲＦアンプ１７のゲインが変化しても変わらないと考えられる。そのため、信号面反射信号ＴによるＰＩ信号のレベルが所定の目標値ＶｔになるようにＲＦアンプ１７のゲインが設定された場合に、表面反射信号ＳによるＰＩ信号のレベルがどの程度になるかは、以下の計算式により算出される。なお、以下では、信号面反射信号ＴによるＰＩ信号のレベルが目標値Ｖｔになるときの表面反射信号ＳによるＰＩ信号のレベルを、予測レベルＶｓと表記する。
Ｖｓ＝（Ｌｓ／Ｌｔ）×Ｖｔ

前述したように、サーボ信号処理部１８は、ＰＩ信号のレベルが所定のＰＩ信号閾値Ｔｈ１を超えた場合に、ＦＯＫ信号としてＨｉｇｈを出力する。そして、フォーカス検出部４３は、フォーカス検出処理において、このＦＯＫ信号がＨｉｇｈになることをフォーカス検出条件の一部として用いる。そこで、予測部４２は、算出された予測レベルＶｓがＰＩ信号閾値Ｔｈ１を超える場合（Ｖｓ＞Ｔｈ１の場合）に、表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすと予測する。逆に、予測レベルＶｓの値がＰＩ信号閾値Ｔｈ１以下の場合（Ｖｓ≦Ｔｈ１の場合）には、表面反射信号Ｓはフォーカス検出条件を満たさないと予測する。予測部４２は、この予測の結果をフォーカス検出部４３に対して出力する。

なお、予測部４２は、予測レベルＶｓを直接にＰＩ信号閾値Ｔｈ１と比較するのではなく、ＰＩ信号閾値Ｔｈ１に対して所定の補正値αを加算した値と、予測レベルＶｓと、を比較してもよい。この例では、Ｖｓ＞（Ｔｈ１＋α）が満たされる場合に、予測部４２は表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすと予測する。なお、予測部４２は、この補正値αとして、種別判定処理によって判別されたディスク種別ごとに、異なる値を使用してもよい。一般に、書き込み可能な種類の光ディスク媒体においては、情報が書き込まれていない領域と、既に情報が書き込み済みの領域と、で光ディスク媒体の反射率に差が生じる。そこで、この反射率の差に応じて補正値αを定めることによって、フォーカス検出処理の対象となる位置が記録済みの領域又は未記録の領域のいずれであっても表面反射信号ＳのＰＩ信号レベルがＰＩ信号閾値Ｔｈ１を超えると想定される場合に、予測部４２は表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすと予測することができる。

フォーカス検出部４３は、光ディスク媒体Ｍに記録された情報の読み取りや、光ディスク媒体Ｍへの情報の書き込みの際に、フォーカス検出処理を行う。すなわち、フォーカス検出部４３は、対物レンズ３６を媒体表面に対して相対移動させながら、光学ピックアップ１３の出力信号が所定のフォーカス検出条件を満たす状態を、対物レンズ３６の焦点が光ディスク媒体Ｍの信号面に一致するフォーカス状態として検出する。ここで、フォーカス検出条件としては、例えば、ＰＩ信号のレベルがＰＩ信号閾値Ｔｈ１を超えることによりＦＯＫ信号がＨｉｇｈになっており、かつ、ＦＥ信号がＦＥ信号閾値Ｔｈ２を超えるピーク後にゼロクロスする（すなわち、ＦＺＣ信号が検出される）、という条件が用いられる。ここで、ＰＩ信号閾値Ｔｈ１は、前述した予測部４２による予測に用いられた所定値である。また、ＦＥ信号閾値Ｔｈ２は、種別判定処理により判別されたディスク種別に応じた所定値である。

フォーカス状態が検出されると、フォーカス検出部４３は、フォーカスサーボをオンにする制御命令をフォーカス信号処理部１８に対して出力する。これにより、光ディスク媒体Ｍの微少な上下動などに追従して、対物レンズ３６のフォーカスが信号面に一致する状態を維持するように、フォーカス信号処理部１８による三軸アクチュエータ１４の制御が行われ、信号面に対して情報の読み出しや書き込みが可能なフォーカス状態が維持されることとなる。

本実施形態では、フォーカス検出部４３は、予測部４２による予測の結果を用いてフォーカス検出処理を行う。具体的に、例えばフォーカス検出部４３は、予測部４２により表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たさないと予測された場合には、通常通り初期位置から対物レンズ３６のスイープ動作を実行して、光学ピックアップ１３からの出力信号がフォーカス検出条件を満たした時点で、信号面にフォーカスが合う状態になったと判定する。一方、予測部４２により表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすと予測される場合、そのままでは、媒体表面にフォーカスが合った状態を信号面にフォーカスが合った状態と誤判定してしまうおそれがある。そこで、フォーカス検出部４３は、最初にフォーカス検出条件を満たした出力信号については、表面反射信号Ｓとして無視する必要がある。そのため、例えばフォーカス検出部４３は、初期位置から対物レンズ３６のスイープ動作を実行して、出力信号のレベルが所定値を超えてから再び所定値未満まで下がった後、さらに出力信号がフォーカス検出条件を満たした場合に、信号面にフォーカスが合う状態になったと判定する。このときの所定値としては、例えばＰＩ信号閾値Ｔｈ１が用いられる。

以下、フォーカス検出処理の具体例について、図５のフロー図に基づいて説明する。

フォーカス検出部４３は、まず、予測部４２によって表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすと予測されたか否かを判定する（Ｓ１）。満たさないと判定される場合には、対物レンズ３６のスイープ動作を開始して（Ｓ２）、サーボ信号処理部１８より出力されるＦＯＫ信号がＨｉｇｈになるまで待機する（Ｓ３）。そして、ＦＯＫ信号としてＨｉｇｈが出力される（すなわち、ＰＩ信号のレベルがＰＩ信号閾値Ｔｈ１を超える）と、続いてフォーカス検出部４３は、ＦＥ信号がＦＥ信号閾値Ｔｈ２を超えるピーク後にゼロクロスしたことを示すＦＺＣ信号が検出されたか否かを判定する（Ｓ４）。ＦＺＣ信号が検出されない間は、Ｓ３に戻って処理が繰り返される。一方、ＦＺＣ信号が検出されると、フォーカス検出部４３はフォーカスサーボオンの制御を行う（Ｓ５）。これにより、スイープ動作開始後、最初にＦＯＫ信号がＨｉｇｈで、かつＦＺＣ信号が検出された時点で、信号面にフォーカスが合ったと判定されることとなる。

一方、Ｓ１において表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすと予測される場合、フォーカス検出部４３は、まず制御部２０の記憶素子に含まれるＦＨ（FOK High）レジスタに保持される値を、０にリセットする（Ｓ６）。このＦＨレジスタは、後続の処理におて、ＦＯＫ信号がＨｉｇｈになった回数をカウントするために用いられる。その後、フォーカス検出部４３は、スイープ動作を開始して（Ｓ７）、サーボ信号処理部１８より出力されるＦＯＫ信号がＨｉｇｈになるまで待機する（Ｓ８）。前述の場合と異なり、ＦＯＫ信号がＨｉｇｈになったと判定された場合、フォーカス検出部４３は、Ｓ６でリセットされたＦＨレジスタに保持される値に対して、１を加算するインクリメント処理を行う（Ｓ９）。そして、このＦＨレジスタに保持される値が１か否かを判定することによって、ＦＯＫ信号のＬｏｗからＨｉｇｈへの切り替わりが１回目か否かを判定する（Ｓ１０）。ＦＨレジスタの値が１と判定される場合、フォーカス検出部４３は、ＦＯＫ信号がＬｏｗになるまで待機し（Ｓ１１）、ＦＯＫ信号がＬｏｗになった後、再びＳ８に戻ってＦＯＫ信号がＨｉｇｈになるのを待つことになる。そして、次にＦＯＫ信号がＨｉｇｈになった場合、フォーカス検出部４３は、Ｓ９において再びＦＨレジスタの値をインクリメントする。その結果、ＦＨレジスタの値は１ではなくなるので、続くＳ１０の処理において、フォーカス検出部４３は、ＬｏｗからＨｉｇｈへの切り替わりが２回目と判定することとなる。

Ｓ１０でＦＨレジスタの値が１ではなく、ＦＯＫ信号のＬｏｗからＨｉｇｈへの切り替わりが２回目と判定されると、フォーカス検出部４３は、表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たさないと予測された場合と同様に、Ｓ４の処理を行って、信号面反射信号ＴによるＦＺＣ信号の検出を行う。このとき、フォーカス検出部４３は、Ｓ８からＳ１１までの処理によって、ＦＯＫ信号が１回ＬｏｗからＨｉｇｈになった後、再びＬｏｗに戻るのを待ってから、フォーカス検出条件を満たす出力信号の検出を行っている。サーボ信号処理部１８によって表面反射信号ＳによるＦＺＣ信号が検出されるとしても、このＦＺＣはＦＯＫ信号が１回目にＬｏｗからＨｉｇｈになった後、再びＬｏｗに戻るまでの間に発生すると予測されるので、この図５に示したフローの処理によれば、表面反射信号ＳによるＦＺＣ信号は無視されることとなる。

なお、図５のフローには示されていないが、例えば光ディスク媒体Ｍが２層以上のデータ記録層を備えており、光学ピックアップ１３側から見て２層目以降のデータ記録層がデータ読み出しや書き込みの対象となっている場合には、フォーカス検出部４３は、Ｓ４の処理において、ＦＯＫ信号がＨｉｇｈになっている間に検出されたＦＺＣ信号をカウントし、対象とする信号面までの信号面の数に応じた数のＦＺＣ信号が検出された後に、Ｓ５のフォーカスサーボオンの制御を行う。これにより、フォーカス検出部４３は、表面反射信号ＳによりＦＯＫ信号がＨｉｇｈになってしまうか否かに関わらず、信号面反射信号Ｔだけをカウントして、読み出しや書き込みの対象とする信号面にフォーカスが合った状態を検出することができる。

また、初期位置からスイープ動作が開始された後、所定時間が経過してもフォーカス検出条件を満たす信号を検出できなかった場合や、Ｓ５によるフォーカスサーボオンの後、信号面に対する情報の読み出しや書き込みに失敗した場合、エラー発生とみなされ、フォーカス検出処理の再実行（リトライ動作）が行われる。このようなリトライ動作は、予測部４２による予測が正しくなかった場合にも必要となる可能性がある。すなわち、表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たさないと予測されたにも関わらず、フォーカス検出処理時に表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たしてしまった場合、光ディスク装置１は、信号面ではなく媒体表面にフォーカスが合った状態でデータの読み出しや書き込みを試行してしまう可能性がある。また、表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすと予測されたにも関わらず、フォーカス検出処理時に表面反射信号ＳのＰＩ信号レベルがＰＩ信号閾値Ｔｈ１を超えなかった場合、信号面反射信号Ｔを検出できずに所定時間が経過してしまうおそれがある。

そこで、このような場合には、フォーカス検出部４３は、リトライ動作を実行する。このリトライ動作は、一般に、フォーカス検出条件を変更してフォーカス検出処理を再実行する動作である。ここで、本実施形態では、フォーカス検出部４３は、１回目のフォーカス検出処理において表面反射信号Ｓについてどちらの予測に基づいて処理を行ったかに応じて、リトライ動作時のフォーカス検出条件の変更方法を変えてもよい。

具体例として、フォーカス検出部４３は、ＦＺＣ信号を検出するためのＦＥ信号閾値Ｔｈ２を変更して、リトライを行うこととする。ここで、表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たさないとの予測に基づくフォーカス検出処理に失敗した場合には、ＦＥ信号閾値Ｔｈ２を所定の差分値ΔＴｈ２だけ大きくしてリトライ動作を行う。この１回目のリトライ動作にも失敗した場合には、今度は逆に最初のフォーカス検出処理の際のＦＥ信号閾値Ｔｈ２から所定の差分値ΔＴｈ２だけ小さくしたＦＥ信号閾値Ｔｈ２を用いて、再びリトライ動作を行う。その後は、フォーカス検出部４３は、この差分値ΔＴｈ２を大きくしながら、初期のＦＥ信号閾値Ｔｈ２より大きなＦＥ信号閾値Ｔｈ２及び初期のＦＥ信号閾値Ｔｈ２より小さなＦＥ信号閾値Ｔｈ２でのリトライ動作を交互に繰り返して、信号面反射信号Ｔの検出を試みる。

一方、表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすとの予測に基づくフォーカス検出処理に失敗した場合には、最初に、ＦＥ信号閾値Ｔｈ２を所定の差分値ΔＴｈ２だけ小さくしてリトライ動作を行う。そして、次のリトライ動作の際には、逆に初期のＦＥ信号閾値Ｔｈ２から所定の差分値ΔＴｈ２だけ大きなＦＥ信号閾値Ｔｈ２を用いて、リトライ動作を行う。このように予測結果に応じてリトライ動作の際のフォーカス検出条件の変更方法を変えることにより、表面反射信号Ｓの検出に関する予測の誤りに起因してフォーカス検出処理に失敗した場合に、より少ない回数のリトライ動作でフォーカス検出処理を成功させることが期待できる。

なお、フォーカス検出部４３は、ＦＥ信号閾値Ｔｈ２だけに限らず、予測部４２による予測結果に応じて、フォーカス検出処理に失敗した場合のリトライ動作において、ＰＩ信号閾値Ｔｈ１を変化させることとしてもよい。あるいは、フォーカス検出部４３は、最初にフォーカス検出処理に失敗した場合、予測部４２による予測結果と逆の予測に基づいて、リトライ動作を実行することとしてもよい。

以上説明した本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、フォーカス検出処理の実行に先立って、表面反射信号Ｓがフォーカス検出条件を満たすか否かの予測を行い、この予測の結果に応じてフォーカス検出処理の方法を変更することによって、表面反射信号Ｓを検出せずに信号面反射信号Ｔだけを検出するようなフォーカス検出条件の設定が困難な場合にも、精度よく信号面反射信号Ｔを検出することができる。

なお、本発明の実施の形態は、以上説明したものに限られない。例えば以上の説明においては、ＦＥ信号とＰＩ信号との組み合わせによってフォーカス状態の検出を行うことしたが、これに限らず、いずれか一方の信号のみによりフォーカス検出を行ったり、他の種類の信号も用いてフォーカス検出を行ったりすることとしてもよい。また、ＦＥ信号やＰＩ信号が満たすべき条件も、以上説明したものに限られない。例えば光ディスク装置１は、複数の閾値を用いるなどしてＦＥ信号がゼロクロスする時点を検知することとしてもよい。

本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の構成例を表すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の光学ピックアップの内部構成例を表す概要図である。 本発明の実施の形態に係る光ディスク装置においてＲＦアンプ及びサーボ信号処理部が出力する信号の例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の機能例を表す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る光ディスク装置が実行するフォーカス検出処理の流れの一例を示すフロー図である。

符号の説明

１ 光ディスク装置、１１ 媒体支持部、１２ スピンドルモータ、１３ 光学ピックアップ、１４ 三軸アクチュエータ、１５ 送りモータ、１６ 駆動回路、１７ ＲＦアンプ、１８ サーボ信号処理部、１９ 記録信号処理部、２０ 制御部、３１ 発光素子、３２ 偏光ビームスプリッタ、３３ コリメータレンズ、３４ コリメータレンズ駆動部、３５ 立ち上げミラー、３６ 対物レンズ、３７ フォトディテクタ、４１ 信号レベル測定部、４２ 予測部、４３ フォーカス検出部。

Claims (6)

1. 光ディスク媒体に記録された情報を読み取る光ディスク装置であって、
   対物レンズを備え、前記光ディスク媒体での反射光に応じた出力信号を出力する光学ピックアップと、
   前記光学ピックアップの出力信号を所与のゲインで増幅して出力する増幅器と、
   前記光学ピックアップの対物レンズを、前記光ディスク媒体の表面に対して、当該表面までの距離を変化させる方向に相対移動させる駆動部と、
   前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りの際に、前記駆動部により前記対物レンズを前記表面に対して相対移動させながら、前記光学ピックアップの出力信号を前記増幅器が増幅して得られる信号が、当該信号のレベルが所定の閾値を上回るという条件を含む所定の検出条件を満たす状態を、前記対物レンズの焦点が前記光ディスク媒体の信号面に一致するフォーカス状態として検出するフォーカス検出手段と、
   前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りに先立って、前記表面での反射光に応じた反射信号を、前記フォーカス状態の検出が行われる際のゲインとは異なるゲインで前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルを測定する信号レベル測定手段と、
   前記測定された信号のレベルに基づいて、前記フォーカス状態の検出の際に、前記表面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルが前記所定の閾値を上回るか否かを予測する予測手段と、
   を含み、
   前記フォーカス検出手段は、前記予測手段により、前記フォーカス状態の検出の際に前記表面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号が前記所定の閾値を上回ると予測された場合、前記相対移動の開始後、前記光学ピックアップの出力信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルが最初に前記所定の閾値を上回った状態を、前記表面での反射信号によるものとみなして、前記フォーカス状態の検出を行う
   ことを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   前記信号レベル測定手段は、前記信号面での反射光に応じた反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルをさらに測定し、
   前記予測手段は、前記信号レベル測定手段によって測定された、前記表面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルと、前記信号面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルと、の比に基づいて、前記予測を行う
   ことを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１又は２記載の光ディスク装置において、
   前記フォーカス検出手段は、前記予測手段により、前記表面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号が前記所定の閾値を上回ると予測される場合、前記対物レンズを前記表面に近づける方向に相対移動させつつ、前記出力信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルが前記所定の閾値を超えてから再び前記所定の閾値未満まで下がった後に、前記フォーカス状態の検出を行う
   ことを特徴とする光ディスク装置。
4. 対物レンズを備え、光ディスク媒体での反射光に応じた出力信号を出力する光学ピックアップと、前記光学ピックアップの出力信号を所与のゲインで増幅して出力する増幅器と、前記光学ピックアップの対物レンズを、前記光ディスク媒体の表面に対して、当該表面までの距離を変化させる方向に相対移動させる駆動部と、を備え、前記光ディスク媒体に記録された情報を読み取る光ディスク装置の制御方法であって、
   前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りの際に、前記駆動部により前記対物レンズを前記表面に対して相対移動させながら、前記光学ピックアップの出力信号を前記増幅器が増幅して得られる信号が、当該信号のレベルが所定の閾値を上回るという条件を含む所定の検出条件を満たす状態を、前記対物レンズの焦点が前記光ディスク媒体の信号面に一致するフォーカス状態として検出するフォーカス検出ステップと、
   前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りに先立って、前記表面での反射光に応じた反射信号を、前記フォーカス状態の検出が行われる際のゲインとは異なるゲインで前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルを測定する信号レベル測定ステップと、
   前記測定された信号のレベルに基づいて、前記フォーカス状態の検出の際に、前記表面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルが前記所定の閾値を上回るか否かを予測する予測ステップと、
   を含み、
   前記フォーカス検出ステップでは、前記予測ステップにおいて、前記フォーカス状態の検出の際に前記表面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号が前記所定の閾値を上回ると予測された場合、前記相対移動の開始後、前記光学ピックアップの出力信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルが最初に前記所定の閾値を上回った状態を、前記表面での反射信号によるものとみなして、前記フォーカス状態の検出を行う
   ことを特徴とする光ディスク装置の制御方法。
5. 対物レンズを備え、光ディスク媒体での反射光に応じた出力信号を出力する光学ピックアップと、前記光学ピックアップの出力信号を所与のゲインで増幅して出力する増幅器と、前記光学ピックアップの対物レンズを、前記光ディスク媒体の表面に対して、当該表面までの距離を変化させる方向に相対移動させる駆動部と、を備え、前記光ディスク媒体に記録された情報を読み取る光ディスク装置を制御するプログラムであって、
   前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りの際に、前記駆動部により前記対物レンズを前記表面に対して相対移動させながら、前記光学ピックアップの出力信号を前記増幅器が増幅して得られる信号が、当該信号のレベルが所定の閾値を上回るという条件を含む所定の検出条件を満たす状態を、前記対物レンズの焦点が前記光ディスク媒体の信号面に一致するフォーカス状態として検出するフォーカス検出手段、
   前記光ディスク媒体に記録された情報の読み取りに先立って、前記表面での反射光に応じた反射信号を、前記フォーカス状態の検出が行われる際のゲインとは異なるゲインで前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルを測定する信号レベル測定手段、及び
   前記測定された信号のレベルに基づいて、前記フォーカス状態の検出の際に、前記表面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルが前記所定の閾値を上回るか否かを予測する予測手段、
   としてコンピュータを機能させ、
   前記フォーカス検出手段は、前記予測手段により、前記フォーカス状態の検出の際に前記表面での反射信号を前記増幅器が増幅して得られる信号が前記所定の閾値を上回ると予測された場合、前記相対移動の開始後、前記光学ピックアップの出力信号を前記増幅器が増幅して得られる信号のレベルが最初に前記所定の閾値を上回った状態を、前記表面での反射信号によるものとみなして、前記フォーカス状態の検出を行う
   ことを特徴とするプログラム。
6. 請求項５記載のプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体。

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