JP4752780B2

JP4752780B2 - 光ディスク装置及び光ディスク装置にて使用されるフォーカス引き込み方法

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Publication number: JP4752780B2
Application number: JP2007018228A
Authority: JP
Inventors: 直人石神
Original assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
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Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2027-01-29
Also published as: JP2008186505A

Description

本発明は、光ディスクの記録層にレーザ光の焦点を合わせ、記録層にデータを記録する、または記録層に記録されたデータを再生する光ディスク装置に関し、より具体的には２つの記録層を有する光ディスクにおいて２つの記録層のいずれかにレーザ光の焦点を合わせるフォーカスサーボ制御を、指定した記録層にて開始するためのフォーカス引き込み手段を備えた光ディスク装置に関する。

従来より、レーザ光を光ディスクの記録面に照射し、光ディスクにデータの記録を行う又は光ディスクに記録されたデータの再生を行う光ディスク装置はよく知られている。近年、光ディスクに記録可能なデータ量を増加させるため、光ディスクのトラックピッチをより狭くし、対物レンズの開口数を上げて光ディスク上に形成される光スポットの径をより小さくすることが行われている。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃにおいては対物レンズの開口数は０．８５である。

しかしながら、対物レンズの開口数を上げると、記録層が２層ある光ディスクにおいては、レーザ光に発生する球面収差が問題となる。即ち、対物レンズの開口数を０．８５とした場合、球面収差量を許容内にするためには、カバー層厚さの精度を±４μｍ以下にする必要があるが、表面に近い側の記録層と表面から遠い側の記録層の層間距離は、信号の層間干渉を防ぐために２０μｍ程度確保する必要があり、表面に近い側の記録層に合わせて対物レンズを設計した場合、表面から遠い側の記録層におけるカバー層厚さは±４μｍ以下には到底収まらないため、表面から遠い側の記録層にレーザ光の焦点を合わせた場合必然的に球面収差が発生する。

そのため、例えば、特許文献１に記載されているように、複数の記録層を有する光ディスクに対応するため、エキスパンダーレンズによって球面収差を補正する手法が提案され、また、より効果的な補正手法として、液晶素子を用いる手法も提案されている。

更に、このように球面収差補正手段が備えられた光ディスク装置において、指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始する方法として、例えば、特許文献２では、球面収差補正手段による補正量を指定された記録層におけるカバー厚に基づいて定め、対物レンズを１方向に移動させた際にフォーカスエラー信号に現れる最も大きい振幅のＳ字信号を検出して、このＳ字信号が０クロスする点でフォーカスサーボ制御を開始する方法が提案されている。また、球面収差補正手段による補正量を２つの記録層のカバー厚の平均に基づいて定め、対物レンズを１方向に移動させた際にフォーカスエラー信号に現れるＳ字信号の数をカウントすることで指定された記録層によるＳ字信号を検出して、このＳ宇信号が０クロスする点でフォーカスサーボ制御を開始する方法が提案されている。
特開２０００−１３１６０３号公報特開２００４−０３９１２５号公報

しかしながら、従来の光ディスク装置においては、指定された記録層におけるカバー厚に基づいて球面収差補正手段による補正量を定めた場合、カバー厚に規格からのズレがあったり、指定された記録層以外の記録層の反射率が大きかったりすると、指定された記録層におけるＳ字信号の振幅とそれ以外の記録層におけるＳ字信号の振幅に差が大きく出ないことがあり、その場合、Ｓ字信号の検出レベルの設定によっては指定された記録面におけるＳ字信号の検出を誤る場合がある（図７（ａ）参照）。

また、２つの記録層のカバー厚の平均に基づいて球面収差補正手段による補正量を定めた場合、カバー厚に規格からのズレがあったり、２つの記録層の反射率に差があったりすると、２つのＳ字信号の振幅には差が生じることがあり、その場合、Ｓ字信号の検出レベルの設定によってはＳ字信号が小さいためＳ字信号の数をカウントする際にカウントされない場合が生じ、その場合は指定された記録層におけるＳ字信号の検出を誤る場合がある（図７（ｂ）参照）。

さらに、２つの記録層のカバー厚の平均に基づいて球面収差補正手段による補正量を定めた場合、カバー層表面の反射率が大きいと、Ｓ字信号の検出レベルの設定によってはカバー層表面によるＳ字信号をカウントする場合が生じ、その場合は指定された記録層におけるＳ宇信号の検出を誤る場合がある（図７（ｃ）参照）。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、球面収差補正手段が備えられた光ディスク装置において、２つの記録層がある光ディスクの指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始する際、精度よく指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始することができる光ディスク装置及び光ディスク装置にて使用されるフォーカス引き込み方法を提供することにある。

請求項１記載の光ディスク装置は、レーザ光に発生する球面収差を設定された補正量で補正する球面収差補正手段と、球面収差補正手段の補正量を複数の設定値に設定させるとともに一つの設定値において対物レンズをレーザ光の光軸方向に駆動し、それぞれの球面収差補正手段の補正量に対するＳ字信号の最大振幅を検出し、Ｓ字信号の最大振幅の極大値２つと、２つの極大値の中間にある極小値とを検出するＳ字信号振幅検出手段と、フォーカス引き込み手段によるフォーカスサーボ制御の開始前に、球面収差補正手段の補正量をＳ字信号の最大振幅の極小値における補正量になるよう調整し、フォーカスサーボ制御の開始後に、球面収差補正手段の補正量をＳ字信号の最大振幅の２つの極大値のうち、レーザ光の焦点を合わせた記録層に相当する極大値における補正量になるよう調整する球面収差補正量調整手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の光ディスク装置は、Ｓ字信号振幅検出手段により検出した２つの極大値の中間にある極小値に基づいて、フォーカス引き込み手段にＳ字信号検出レベルを設定するＳ字信号検出レベル設定手段を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の光ディスク装置は、フォーカス引き込み手段が、対物レンズをレーザ光の光軸方向に駆動し、Ｓ字信号の検出を開始する際、レーザ光の焦点を合わせる記録層とは別の記録層を、先にレーザ光の焦点が通過するようにＳ字信号の検出を開始することを特徴とする。

請求項４記載の光ディスク装置は、光ディスクからの反射光に基づいて作成された信号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、フォーカス引き込み手段によりフォーカスサーボ制御が開始されたときの信号レベル検出手段により検出された信号レベルと、フォーカスサーボ制御の開始後、球面収差補正手段の補正量を球面収差補正量調整手段により調整したときの信号レベル検出手段により検出された信号レベルとを比較し、比較結果に基づいてレーザ光の焦点が合った記録層が、指定された記録層であるかを判定する合焦記録層判定手段とを備えたことを特徴とする。

請求項５記載の光ディスク装置は、球面収差補正手段が、エキスパンダーレンズであることを特徴とする。

請求項６記載の光ディスク装置にて使用されるフォーカス引き込み方法は、レーザ光に発生する球面収差を補正する補正量を複数の設定値に設定させるとともに一つの設定値において対物レンズをレーザ光の光軸方向に駆動し、それぞれの球面収差の補正量に対するＳ字信号の最大振幅を検出し、Ｓ字信号の最大振幅の極大値２つと、２つの極大値の中間にある極小値とを検出し、フォーカスサーボ制御の開始前に、球面収差の補正量をＳ字信号の最大振幅の極小値における補正量になるよう調整し、フォーカスサーボ制御の開始後に、球面収差の補正量をＳ字信号の最大振幅の２つの極大値のうち、レーザ光の焦点を合わせた記録層に相当する極大値における補正量になるよう調整することを特徴とする。

請求項１及び請求項６の発明によれば、球面収差補正の補正量に対するＳ字信号の最大振幅を検出し、Ｓ字信号の最大振幅の極大値２つと、２つの極大値の中間にある極小値とを検出して、フォーカス引き込みのときは球面収差補正の補正量をＳ字信号の最大振幅の極小値になるよう調整し、フォーカス引き込み後はＳ字信号の最大振幅の極大値の内、合焦した記録層に相当する極大値における補正量になるよう調整するようにしたことから、カバー厚に規格からのズレがあったり、記録層ごとの反射率に差があっても２つの記録層により生じるＳ字信号の振幅を等しくすることができ、Ｓ字信号の検出レベルがこの振幅より下で設定されていれば、指定された記録層におけるＳ字信号の検出を精度よく行うことができ、精度よく指定された記録層にレーザ光を合焦し、指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始することができる。

請求項２の発明によれば、２つの極大値の中間にある極小値に基づいてＳ字信号検出レベルを設定するようにしたことから、カバー層表面の反射率が大きくても、２つの記録層により生じるＳ字信号を充分検出できるレベルの上限でＳ字信号検出レベルを設定できるので、カバー層表面により生じるＳ字信号は検出しないようにすることができ、指定された記録層におけるＳ字信号の検出を精度よく行うことができ、精度よく指定された記録層にレーザ光を合焦し、指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始することができる。

請求項３の発明によれば、フォーカス引き込みの際、対物レンズをレーザ光の焦点を合わせる記録層以外の記録層を先にレーザ光の焦点が通過するようにＳ字信号の検出を開始するようにしたことから、指定した記録層以外の記録層により生じるＳ字信号をカウントしたうえで指定した記録層により生じるＳ字信号を検出するので、さらに指定された記録層におけるＳ字信号の検出を精度よく行うことができ、指定された記録層にレーザ光を合焦し、精度よく指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始することができる。

請求項４の発明によれば、光ディスクからの反射光に基づいて作成された信号のレベルをフォーカスサーボ制御が開始されたときと球面収差の補正量を調整したときで比較し、指定した記録層に合焦しているか判定するようにしたことから、指定された記録層におけるＳ宇信号を正しく検出したにも関らず、光ディスクの面ぶれや装置の振動等の影響でレーザ光が指定された記録層に合焦しなかった場合でも、直ちに修正を行うことができる。

請求項５の発明によれば、球面収差補正手段がエキスパンダーレンズであることから、球面収差の補正を容易に行うことができる。

以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明に係る光ディスク装置の一例を示す構成図である。図２は、同光ディスク装置のエキスパンダーレンズのレンズ位置を変化させたときの対物レンズの移動におけるフォーカスエラー信号波形の変化を示す説明図である。図３は、同光ディスク装置の光ディスクの面に対し垂直に対物レンズを移動させたときレーザ光の焦点位置が移動する様子を示す説明図である。図４は、同光ディスク装置のエキスパンダーレンズのレンズ位置に対する最大振幅値の関係を示す説明図である。図５は、本発明によるフォーカス引き込みを行う際に実行するプログラムのフローチャートである。図６は、図５のプログラムにフォーカスした記録層の誤り判定処理と、誤りを検出した場合の対応処理とを追加したプログラムのフローチャートである。

本発明の形態における光ディスク装置１は、光ディスクの記録層にレーザ光の焦点を合わせ、記録層にデータを記録する、または記録層に記録されたデータを再生するもので、レーザ光に発生する球面収差を補正する手段を備え、光ディスクに２つの記録層がある場合、２つの記録層のいずれかにレーザ光の焦点を合わせるフォーカスサーボ制御を、指定した記録層にて開始するためのフォーカス引き込み手段を備えたものである。光ディスク装置１は、表示装置２０２や入力装置２０４を備えたコントローラ２００の他、光ピックアップ装置１００からレーザ光を光ディスクＤＫの記録面に照射し、光ディスクＤＫの記録面からの反射光に基づく信号により光ディスクＤＫの再生等を行う一般的な光ディスク装置を構成する信号増幅回路１０２、フォーカスエラー信号生成回路１０４、フォーカスサーボ回路１０６、ドライブ回路１１０、再生信号生成回路１１２、レーザ駆動回路１３２、ターンテーブル５０、スピンドルモータ５２等の他、信号レベル検出回路１１４、０クロス点検出回路１１６、最大振幅測定回路１１８、フォーカスジャンプ信号発生回路１２０、往復動信号発生回路１２２、レンズ位置調整回路１３０等から構成されている。尚、トラッキングサーボ制御やスピンドルモータ５２の回転制御を行うための回路、光ディスクＤＫを光ピックアップ装置１００と相対的に移動させる装置等の本発明の説明に直接関係しない回路や装置は、図１では記載を省略している。

光ピックアップ装置１００は、球面収差補正手段としてエキスパンダーレンズ１０（収差補正レンズ）を備えており、このエキスパンダーレンズ１０はモータ１２の回転によりレンズ間距離が変化し、これにより球面収差の補正量が変化する。レンズ位置調整回路１３０は、モータ１２内にあるエンコーダが出力するパルス信号からエキスパンダーレンズ１０のレンズ間距離を算出し、算出したレンズ間距離がコントローラ２００から指示されるレンズ間距離になるようモータ１２を駆動する。

信号増幅回路１０２は、入力した信号を増幅してフォーカスエラー信号生成回路１０４へ出力する。そして、フォーカスエラー信号生成回路１０４は、フォーカスエラー信号を生成してフォーカスサーボ回路１０６へ出力する。そして、フォーカスサーボ回路１０６は、入力したフォーカスエラー信号に基づいて、光ディスクＤＫ上に形成されたレーザ光による光スポットが光ディスクＤＫの記録層にフォーカスされるための制御信号を生成しドライブ回路１１０へ出力する。尚、フォーカスサーボ回路１０６からの制御信号には、フォーカスジャンプ信号発生回路１２０がコントローラ２００の指示により出力する対象の記録層へレーザ光の焦点をジャンプさせるための信号が、加算器１０８により加算される。ドライブ回路１１０は、入力した信号に基づいて対物レンズ１４を駆動する。

０クロス点検出回路１１６は、コントローラ２００からの指示によりカウント数１またはカウント数２を設定する。そして、コントローラ２００からＳ字信号検出レベルが指示されると回路内にＳ字信号検出レベルを設定する。そして、コントローラ２００からの指示により作動を開始し、カウント数が１で設定されている場合は入力するフォーカスエラー信号の波高値が１回検出レベルを超えた後０クロスしたときに、カウント数が２で設定されている場合は入力するフォーカスエラー信号の波高値が検出レベルを２回超えた後０クロスしたときに、検出信号をコントローラ２００へ出力して回路の作動を停止する。

最大振幅測定回路１１８は、ピークホールド回路とＡ／Ｄ変換回路から構成される回路であり、ピークホールド回路はオペアンプ、抵抗、ダイオード、コンデンサ等から構成される一般的な回路である。最大振幅測定回路１１８は、コントローラ２００からの指示により作動を開始し、コントローラ２００からの指示があると、ピークホールド回路内に持っているピークホールド値をＡ／Ｄ変換回路によりデジタル信号に変換してコントローラ２００に出力する。そして、コントローラ２００からの指示に基づいて、ピークホールド値をクリアする（具体的にはピークホールド回路におけるコンデンサの電荷を放電により０にする）。そして、コントローラ２００からの指示により作動停止する。

往復動信号発生回路１２２は、コントローラ２００からの指示により作動を開始し、対物レンズ１４が設定された最下点から最上点まで繰り返し動くようドライブ回路１１０に対して信号を出力する。そして、最下点になる信号を出力するときと最上点になる信号を出力するときに、コントローラ２００に最下点を表す信号と最上点を表す信号を出力する。そしてコントローラ２００からの指示により作動停止する。尚、本発明における対物レンズ１０の最下点及び最上点は、光ピックアップ装置１００から照射されるレーザ光の照射方向を上方向とした場合の点である。すなわち、最下点とは対物レンズ１０が光ディスクＤＫの面からもっとも遠ざかった点であり、最上点とは対物レンズ１４が光ディスクＤＫの面にもっとも近づいた点である。

信号レベル検出回路１１４は、コントローラ２００からの指示により作動を開始し、再生信号生成回路１１２が出力する信号を、内蔵するローパスフィルタを通した後の信号の波高値を所定間隔で所定数デジタル信号でサンプリングし、サンプリングした波高値の平均値をデジタル信号でコントローラ２００へ供給し、供給後作動を停止する。

このように構成された光ディスク装置１において、作業者は光ディスクＤＫをターンテーブル５０にセットした後、入力装置２０４から記録または再生の指示を行う。コントローラ２００は、その指示を受けて図示されていないその他の回路及び装置に作動を指示する。これにより、スピンドルモータ５２が一定の線速度で回転し、レーザ光の照射位置が記録又は再生の初期半径位置になるよう移動する。移動が終わるとレーザ駆動回路１３２に作動を指示し、光ピックアップ装置１００のレーザ光源からレーザ光の照射を行う。そして、コントローラ２００は、記録層が２層の場合、最初、レーザ光がフォーカスする記録層が記憶されていればそのまま、記憶されていなければ作業者に入力装置２０４から入力させ、図５に示されるフローのプログラムをスタートさせる。以下、図５のフローに沿って説明する。尚、以後の本実施例の説明において、括弧内の符号は図５及び図６の符号に対応している。

まず、カウンタｎをクリアし（Ｓ１０２）、レンズ位置調整回路１３０に指示を出し、エキスパンダーレンズｌ０のレンズ位置を初期位置にする（Ｓ１０４）。初期位置は、表面側に近い層のＳ字振幅が最大になるレンズ位置を位置Ａ、カバー層表面のＳ字振幅が最大になるレンズ位置を位置Ｂとすると、位置Ａから位置Ｂの方向で、位置Ｂから所定距離の位置である。後述するレンズ位置の移動は、この初期位置から位置Ｂから位置Ａの方向への移動である。

次に、最大振幅測定回路１１８を作動させ（Ｓ１０６）、往復動信号発生回路１２２を作動させる（Ｓ１０８）。これにより対物レンズ１４は、図３に示すように光ディスクＤＫの面の垂直方向（レーザ光の光軸方向）に往復動を行い、レーザ光の焦点も光ディスクＤＫの面の垂直方向に往復動するので、フォーカスエラー信号にはレーザ光の焦点が記録層及びカバー層表面に合ったときＳ字信号が発生する。

次に、対物レンズ１４が最下点から最上点または最上点から最下点に移動した後、最大振幅測定回路１１８がホールドしている最大振幅値（最も振幅が大きいＳ字信号の振幅値）を取り込むとともにクリアし、レンズ位置調整回路１３０への指示によりエキスパンダーレンズ１０のレンズ位置を所定量移動させる。これをエキスパンダーレンズ１０のレンズ位置が上限になるまで行う（Ｓ１１０〜Ｓ１３４）。これにより、図４に黒点で示されるように、エキスパンダーレンズ１０のレンズ位置に対する最大振幅値の関係が得られる。尚、エキスパンダーレンズ１０の移動量は、このレンズ位置に対する最大振幅値の関係において極大値２つとこの中間にある極小値が精度よく計算されるよう設定しておく。

図４におけるｐ１のエキスパンダーレンズ１０のレンズ位置は、表面に近い側の記録層によるＳ字の振幅が最大になるレンズ位置であり、このときのフォーカスエラー信号は図２（ａ）に示したようになる。ｐ０のレンズ位置は、表面に近い側の記録層によるＳ字の振幅と表面から遠い側の記録層によるＳ字の振幅が等しくなるレンズ位置であり、このときのフォーカスエラー信号は図２（ｂ）に示したようになる。ｐ２のレンズ位置は表面から遠い側の記録層によるＳ字の振幅が最大になるレンズ位置であり、このときのフォーカスエラー信号は図２（ｃ）に示したようになる。

次に、往復動信号発生回路１２２と最大振幅測定回路１１８を停止した後（Ｓ１３６、Ｓ１３８）、先に得られたエキスパンダーレンズ１０のレンズ位置に対する最大振幅値の関係から上記のｐ０、ｐ１、ｐ２のレンズ位置及びｐ０のレンズ位置における最大振幅値ｆ０を計算する（Ｓ１４０）。ｐ０、ｐ１、ｐ２、ｆ０の計算は、レンズ位置の移動が小さい側のデータから１つずつデータを加えていき、最小二乗法で直線を計算したときの相関係数が最も大きいときを１グループとして回帰線を４つ求め、この交点を計算するようにすればよい。尚、図４に示す回帰線は直線であるが、実際はレンズ位置に対する最大振幅値の関係は曲線で示される関係にあるので、最小二乗法で求める回帰線は２次式の曲線又はこれより大きい次数の曲線であってもよい。この場合は、ｐ０、ｐ１、ｐ２の箇所を含む曲線の式から極大値、極小値を計算するようにすればよい。

レンズ位置に対する最大振幅値の関係にｐ０が存在しない場合（Ｓ１４２−ＮＯ）、即ち極大値は１つのみであるときは、光ディスクＤＫは単層ディスクとみなして、プログラムを終了する。この場合は、最大振幅値が極大になる位置にエキスパンダーレンズ１０のレンズ位置を設定し、フォーカス引き込みを行う。ｐ０が存在する場合は（Ｓ１４２−ＹＥＳ）、光ディスクＤＫは２層ディスクとみなして次の処理を行う。

Ｓ字信号検出レベルを計算してカウント数２を０クロス点検出回路１１６に設定する（Ｓ１４４）。Ｓ字信号検出レベルは、最大振幅値ｆ０からＳ字信号の振幅の変動分と安全分を考慮して設定される。すなわち、最大振幅値ｆ０は、図２（ｂ）に示されるように２つの記録層においてＳ字信号の振幅が等しくなったときのＳ字信号の振幅であり、Ｓ字信号検出レベルは、このＳ字信号の振幅から設定されているＳ字信号の変動分と安全分を差し引いたレベルで設定される。

そして、エキスパンダーレンズ１０のレンズ位置をｐ０の位置に設定し（Ｓ１４６）、フォーカス引き込みを行う（Ｓ１４８〜Ｓ１６２）。このとき、０クロス点検出回路１１６によるフォーカスエラー信号がＳ字信号検出レベルを超える検出をレーザ光がフォーカスする記録層とは別の記録層を先にレーザ光の焦点が通過するようになる時点で開始する
（Ｓ１５０〜Ｓ１５４）。フォーカス引き込みが行われた後、エキスパンダーレンズ１０のレンズ位置をレーザ光がフォーカスした記録層においてＳ字信号の振幅が最大になる位置（ｐ１またはｐ２の位置）にする（Ｓ１６４〜Ｓ１６８）。これにより、指定した記録層にてフォーカスサーボ制御が開始される。この後、コントローラ２００は、図２には図示されていないその他の回路によりトラッキングサーボ制御を開始し、光ディスクＤＫにデータの記録又は光ディスクＤＫに記録されたデータの再生を行う。

尚、図５のプログラムのフローによれば、高い精度で指定した記録層にてフォーカスサーボ制御が開始されるが、光ディスクＤＫの面ぶれや、装置に加わる振動や衝撃等の影響により、指定した記録層でフォーカスサーボ制御が開始されない可能性が僅かながら存在する。図６のプログラムのフローは、その対応のためのプログラムのフローである。このプログラムは図５のプログラムに、信号レベル検出回路１１４、フォーカスジャンプ信号発生回路１２０の作動等（Ｓ１６３−１，２、Ｓ１６９−１〜１１）を加えたものである。

具体的には、まず、エキスパンダーレンズ１０のレンズ位置ｐ０における再生信号（ＳＵＭ信号）の信号レベルＶ１を信号レベル検出回路路１１４から入力する（Ｓ１６３−１，２）。また、エキスパンダ−レンズ１０のレンズ位置がＳ字信号の振幅が最大になる位置のとき（ｐ１、ｐ２の位置のとき）の再生信号（ＳＵＭ信号）の信号レベルＶ２を信号レベル検出回路１１４から入力する（Ｓ１６９−１）。指定した記録層にてフォーカスサーボ制御が開始されていれば、Ｖ２の信号レベルはＶ１より大きくなるので（Ｓ１６９−２−ＹＥＳ）、信号レベル検出回路１１４を停止して（Ｓ１６９−３）、プログラムを停止する（Ｓ１７０）。

もし、Ｖ２の信号レベルがＶ１より大きくならないときは（Ｓ１６９−２−ＮＯ）、すなわち指定した記録層にてフォーカスサーボ制御が開始されていない場合は、別の記録層へフォーカスジャンプを行い（Ｓ１６９−４〜６）、再度信号レベルＶ２を入力し（Ｓｌ６９−７）、Ｖ２の信号レベルとＶｌの信号レベルを比較する（Ｓ１６９−８）。

このとき、信号レベルＶ２が信号レベルＶ１より大きければ（Ｓ１６９−８−ＹＥＳ）、信号レベル検出回路１１４を停止して（Ｓ１６９−３）、プログラムを停止する（Ｓ１７０）。もし、信号レベルＶ２が信号レベルＶ１より大きくなければ（Ｓ１６９−８−ＮＯ）、何らかの異常（フォーカスが外れた等）が発生したと見なしてスター卜からプログラム処理をやり直す（Ｓ１６９−９〜１１）。これにより、もし指定した記録層でフォーカスサーボ制御が開始されないことがあったとしても、直ちに指定した記録層に移動することができる。

以上のように、本実施例の光ディスク装置１によれば、球面収差補正の補正量に対するＳ字信号の最大振幅を検出し、Ｓ字信号の最大振幅の極大値２つと、２つの極大値の中間にある極小値とを検出して、フォーカス引き込みのときは球面収差補正の補正量をＳ字信号の最大振幅の極小値になるよう調整し、フォーカス引き込み後はＳ字信号の最大振幅の極大値の内、合焦した記録層に相当する極大値における補正量になるよう調整するようにしたことから、カバー厚に規格からのズレがあったり、記録層ごとの反射率に差があっても２つの記録層により生じるＳ字信号の振幅を等しくすることができ、Ｓ字信号の検出レベルがこの振幅より下で設定されていれば、指定された記録層におけるＳ字信号の検出を精度よく行うことができ、精度よく指定された記録層にレーザ光を合焦し、指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始することができる。

また、２つの極大値の中間にある極小値に基づいてＳ字信号検出レベルを設定するようにしたことから、カバー層表面の反射率が大きくても、２つの記録層により生じるＳ字信号を充分検出できるレベルの上限でＳ字信号検出レベルを設定できるので、カバー層表面により生じるＳ字信号は検出しないようにすることができ、指定された記録層におけるＳ字信号の検出を精度よく行うことができ、精度よく指定された記録層にレーザ光を合焦し、指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始することができる。

さらに、フォーカス引き込みの際、対物レンズをレーザ光の焦点を合わせる記録層以外の記録層を先にレーザ光の焦点が通過するようにＳ字信号の検出を開始するようにしたことから、指定した記録層以外の記録層により生じるＳ字信号をカウントしたうえで指定した記録層により生じるＳ字信号を検出するので、さらに指定された記録層におけるＳ字信号の検出を精度よく行うことができ、指定された記録層にレーザ光を合焦し、精度よく指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始することができる。

さらに、光ディスクＤＫからの反射光に基づいて作成された信号のレベルをフォーカスサーボ制御が開始されたときと球面収差の補正量を調整したときで比較し、指定した記録層に合焦しているか判定するようにしたことから、指定された記録層におけるＳ宇信号を正しく検出したにも関らず、光ディスクＤＫの面ぶれや装置の振動等の影響でレーザ光が指定された記録層に合焦しなかった場合でも、直ちに修正を行うことができる。

さらに、球面収差補正手段がエキスパンダーレンズ１０であることから、球面収差の補正を容易に行うことができる。

尚、上記実施形態では、レーザ光に発生する球面収差を補正する手段としてエキスパンダーレンズ１０を使用したが、球面収差を補正でき補正を適宜変更することができれば、どのようなものでもよい。例えば、液晶にレーザ光を通過させることで球面収差を補正するものであってもよい。

また、上記実施形態ではフォーカス引き込みの際、Ｓ字信号の検出開始後フォーカスする記録層とは別の記録層を先にレーザ光の焦点が通過するようにしたが、記録再生される光ディスクが限定された種類のものであり、エキスパンダーレンズ１０のレンズ位置に対する最大振幅値の関係から設定したＳ宇信号検出レベルでＳ字信号を誤りなく検出できれば、フォーカス引き込みの際、Ｓ字信号の検出開始後、常に同じ方向へレーザ光の焦点が移動するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態ではＳ字信号検出レベルをエキスパンダーレンズ１０のレンズ位置に対する最大振幅値の関係を得るごとに設定したが、記録再生される光ディスクＤＫが限定された種類のものであれば、Ｓ字信号検出レベルを予め設定しておき、レンズ位置に対する最大振幅値の関係を得た際、Ｓ字信号検出レベルの設定値が不適切な場合のみ設定し直してもよい。

以上のように、本発明によれば、球面収差補正手段が備えられた光ディスク装置において、２つの記録層がある光ディスクの指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始する際、精度よく指定された記録層でフォーカスサーボ制御を開始することができる光ディスク装置及び光ディスク装置にて使用されるフォーカス引き込み方法を提供することができる。

本発明に係る光ディスク装置の一例を示す構成図である。同光ディスク装置のエキスパンダーレンズのレンズ位置を変化させたときの対物レンズの移動におけるフォーカスエラー信号波形の変化を示す説明図である。同光ディスク装置の光ディスクの面に対し垂直に対物レンズを移動させたときレーザ光の焦点位置が移動する様子を示す説明図である。同光ディスク装置のエキスパンダーレンズのレンズ位置に対する最大振幅値の関係を示す説明図である。本発明によるフォーカス引き込みを行う際に実行するプログラムのフローチャートである。図５のプログラムにフォーカスした記録層の誤り判定処理と、誤りを検出した場合の対応処理とを追加したプログラムのフローチャートである。従来の多層の光ディスクにフォーカス引き込みを行う時に、フォーカスする記録層を誤るケースを対物レンズの移動におけるフォーカスエラー信号波形で示した説明図である。

符号の説明

１・・・・・光ディスク装置
１０・・・・エキスパンダーレンズ
１２・・・・モータ
１４・・・・対物レンズ
５０・・・・ターンテーブル
５２・・・・スピンドルモータ
１００・・・光ピックアップ装置
１０２・・・信号増幅回路
１０４・・・フォーカスエラー信号生成回路
１０６・・・フォーカスサーボ回路
１０８・・・加算器
１１０・・・ドライブ回路
１１２・・・再生信号生成回路
１１４・・・信号レベル検出回路
１１６・・・０クロス点検出回路
１１８・・・最大振幅測定回路
１２０・・・フォーカスジャンプ信号発生回路
１２２・・・往復動信号発生回路
１３０・・・レンズ位置調整回路
１３２・・・レーザ駆動回路
２００・・・コントローラ
２０２・・・表示装置
２０４・・・入力装置
ＤＫ・・・・光ディスク

Claims

対物レンズを介してレーザ光を光ディスクの２つの記録層の一方に集光するよう照射し、該レーザ光が集光した記録層からの反射光を検出して、該反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、該フォーカスエラー信号に基づいて生成した信号により該対物レンズを駆動することで、該レーザ光の焦点を該レーザ光が集光した記録層に合うようフォーカスサーボ制御を行うフォーカスサーボ制御手段と、該対物レンズを該レーザ光の光軸方向に駆動したとき、該フォーカスエラー信号に発生するＳ字信号に基づいて、指定した記録層にて前記フォーカスサーボ制御手段にフォーカスサーボ制御を開始させるフォーカス引き込み手段とを備えた光ディスク装置において、
該レーザ光に発生する球面収差を設定された補正量で補正する球面収差補正手段と、
該球面収差補正手段の補正量を複数の設定値に設定させるとともに一つの設定値において該対物レンズを該レーザ光の光軸方向に駆動し、該それぞれの球面収差補正手段の補正量に対する該Ｓ字信号の最大振幅を検出し、該Ｓ字信号の最大振幅の極大値２つと、該２つの極大値の中間にある極小値とを検出するＳ字信号振幅検出手段と、
該フォーカス引き込み手段によるフォーカスサーボ制御の開始前に、該球面収差補正手段の補正量を該Ｓ字信号の最大振幅の極小値における補正量になるよう調整し、フォーカスサーボ制御の開始後に、該球面収差補正手段の補正量を該Ｓ字信号の最大振幅の２つの極大値のうち、該レーザ光の焦点を合わせた記録層に相当する極大値における補正量になるよう調整する球面収差補正量調整手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
前記Ｓ字信号振幅検出手段により検出した２つの極大値の中間にある極小値に基づいて、前記フォーカス引き込み手段にＳ字信号検出レベルを設定するＳ字信号検出レベル設定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
前記フォーカス引き込み手段が、前記対物レンズを前記レーザ光の光軸方向に駆動し、前記Ｓ字信号の検出を開始する際、該レーザ光の焦点を合わせる記録層とは別の記録層を、先に該レーザ光の焦点が通過するように該Ｓ字信号の検出を開始することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ディスク装置。
前記光ディスクからの反射光に基づいて作成された信号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記フォーカス引き込み手段によりフォーカスサーボ制御が開始されたときの該信号レベル検出手段により検出された信号レベルと、フォーカスサーボ制御の開始後、前記球面収差補正手段の補正量を前記球面収差補正量調整手段により調整したときの該信号レベル検出手段により検出された信号レベルとを比較し、比較結果に基づいて該レーザ光の焦点が合った記録層が、指定された記録層であるかを判定する合焦記録層判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光ディスク装置。
前記球面収差補正手段が、エキスパンダーレンズであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光ディスク装置。
対物レンズを介してレーザ光を光ディスクの２つの記録層の一方に集光するよう照射し、該レーザ光が集光した記録層からの反射光を検出して、該反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、該フォーカスエラー信号に基づいて生成した信号により該対物レンズを駆動することで、該レーザ光の焦点を該レーザ光が集光した記録層に合うようフォーカスサーボ制御を行う前に行われる該光ディスクのフォーカス引き込みの方法であって、該対物レンズを該レーザ光の光軸方向に駆動したとき、該フォーカスエラー信号に発生するＳ字信号に基づいて、指定した記録層にてフォーカスサーボ制御を開始させる光ディスクのフォーカス引き込み方法において、
該レーザ光に発生する球面収差を補正する補正量を複数の設定値に設定させるとともに一つの設定値において該対物レンズを該レーザ光の光軸方向に駆動し、該それぞれの球面収差の補正量に対する該Ｓ字信号の最大振幅を検出し、
該Ｓ字信号の最大振幅の極大値２つと、該２つの極大値の中間にある極小値とを検出し、
該フォーカスサーボ制御の開始前に、該球面収差の補正量を該Ｓ字信号の最大振幅の極小値における補正量になるよう調整し、
該フォーカスサーボ制御の開始後に、該球面収差の補正量を該Ｓ字信号の最大振幅の２つの極大値のうち、該レーザ光の焦点を合わせた記録層に相当する極大値における補正量になるよう調整することを特徴とする光ディスクのフォーカス引き込み方法。