JP4831928B2

JP4831928B2 - フォーカス制御装置、記録媒体および光ディスク再生装置

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Description

本発明は、多層記録光ディスクの再生装置に係り、特に任意の記録層にフォーカスサーボを施すために、対物レンズをフォーカス方向に移動させるレイヤジャンプ制御技術に関するものである。

近年、大容量記録媒体として、ＤＶＤと称される光ディスクが実用化されてきている。ＤＶＤの記録層は、片面あたり最大２層で、両面に記録することができる。このような多層記録光ディスクの再生装置には、再生中の記録層（レイヤ）に対してフォーカスサーボが施されている状態で、他のレイヤの再生が要求された場合に、その目的とするレイヤに対してフォーカスサーボが施されるように、対物レンズの光ディスクに対するフォーカス方向の距離を制御する機能（レイヤジャンプ機能）を備えることが要求される。従来の多層記録光ディスク再生装置は、以下に示すような処理を行い、上記機能を実現している。

図１２は、下層（対物レンズに近いレイヤ、「レイヤ０」と称する）、上層（「レイヤ１」と称する）の２記録層からなる光ディスクの下層を再生中に、上層の再生が要求された場合のレイヤジャンプ処理フロー図である。図１３は、このときのフォーカスエラー信号および制御信号等の関係を示すタイミング図である。図１３において、ＦｃＨコンパレータスライスレベルと、ＦｃＬコンパレータスライスレベルは、フォーカスエラー信号と比較されるための基準電圧で、出荷時には、あらかじめ値が設定されている。ＦｃＨは、フォーカスエラー信号電圧が、ＦｃＨコンパレータスライスレベルを超えている（Ｈｉ向き）期間は、Ｈｉ出力となり、その他の期間は、Ｌｏ出力となる。一方、ＦｃＬは、フォーカスエラー信号電圧が、ＦｃＬコンパレータスライスレベルを超えている（Ｌｏ向き）期間、Ｈｉ出力となり、その他の期間は、Ｌｏ出力となる。

レーザ光を光ディスクの記録層に集光する対物レンズの周囲には、コイル部分が設けられており、これらがバネにより上下自在に支持されている。コイルにキック電圧を印加すると、対物レンズが光ディスクに近づく方向への力が加えられ、ブレーキ電圧を印加すると、光ディスクから遠ざかる方向への力が加えられることとなっている。

レイヤ０を再生中、すなわちレイヤ０にフォーカスサーボが施されている状態で、レイヤ１の再生が要求されると、再生装置は、フォーカスサーボをオフにして（Ｓ４０１）から、対物レンズ上方向（光ディスクに近づく方向）へのキック電圧を印加する（Ｓ４０２、図１３時刻ａ）。その後、ＦｃＬが、立ち上がって（図１３時刻ｂ）から立ち下がる（図１３時刻ｃ）までを監視する（Ｓ４０３）。ＦｃＬの立下りを検出すると、キック電圧の印加を終了する（Ｓ４０４）。その後、ＦｃＨの立ち上がり（図１３時刻ｄ）の監視を開始する（Ｓ４０５）。ＦｃＨの立ち上がりを検出すると（図１３時刻ｄ）、対物レンズ下方向のブレーキ電圧を印加する（Ｓ４０６）。その後、ＦｃＨの立ち下がりの監視を開始する（Ｓ４０７）。ＦｃＨの立下りを検出すると（図１３時刻ｅ）、ブレーキ電圧の印加を停止する（Ｓ４０８）。そして、フォーカスサーボをオンにして（Ｓ４０９）、レイヤ１の再生を開始する。なお、ここでは、トラッキング方向の制御処理については省略している。

しかし、上記の処理において、ＦｃＨコンパレータスライスレベルと、ＦｃＬコンパレータスライスレベルはあらかじめ設定された一律の値であり、ディスクまたは再生装置ごとのエラーレベルのばらつき、あるいは、温度等の周辺環境による再生装置の特性の変化に対応することができない。また、コンパレータスライスレベルは、どのような再生状態においても確実にフォーカスエラー信号のピークレベル内に収める必要があるので、あまり大きな値とすることができない。このため、本来のピーク以外の小さなピークが基準レベル付近に生じてしまう迷光とよばれるフォーカスエラー特性が生じた場合、コンパレータスライスレベルの値によっては、ピークポイントを誤認し、レイヤジャンプに失敗するおそれがある。

本発明の目的は、ディスクまたは再生装置ごとのエラーレベルのばらつき、温度等の周辺環境による再生装置の特性の変化に対応した安定性の高いレイヤジャンプ技術を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によるフォーカス制御装置は、複数の信号記録層から構成される光ディスクに対し、光を集光させる対物レンズと、この対物レンズを光ディスクの記録層に直交する方向に移動させるフォーカス駆動手段と、前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、この光検出手段の検出信号に基づいて、前記光ディスクの記録層に対する前記対物レンズの焦点ずれに対応した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、フォーカスエラー信号のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出手段の検出信号に応じて、フォーカスエラー信号の基準値を算出する基準値算出手段と、フォーカスエラー信号とフォーカスエラー信号の基準値とを比較して、その結果に基づく比較信号を生成する比較信号生成手段と、前記対物レンズの焦点位置を移動させる要求を受け付け、前記ピーク検出手段の検出信号と比較信号とに基づいて、前記フォーカス駆動手段を制御する信号を生成し、出力する制御手段とを備えることを特徴とする。

上述のように、本発明によれば、ディスクまたは再生装置ごとのエラーレベルのばらつき、温度等の周辺環境による再生装置の特性の変化に対応した安定性の高いレイヤジャンプが可能となる。

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、多層記録光ディスク再生システムのフォーカス制御機構を示すブロック図である。この多層記録光ディスク再生システムは、例えば、ＤＶＤのような多層記録構造を有する光ディスク１１をスピンドルモーター１２で所定の速度で回転駆動させ、光学ピックアップ１３からレーザ光を出射し、対物レンズ１３ａで、光ディスク１１の記録層に集光する。そして、この反射光を再び光学ピックアップ１３で読み取る。読み取られた光学信号の一部は、電気信号に変換された後、フォーカスエラー生成回路１４に入力される。フォーカスエラー生成回路１４は、変換された電気信号から、フォーカスエラー信号を生成する。ここで、フォーカスエラー信号は、例えば、光学ピックアップ１３の受光部に４分割光検出素子を設け、非点収差法により、上下左右の光検出素子出力の差分を増幅すること等により生成することができる。

また、光学ピックアップ１３で読み取られた信号は、電気信号（ＲＦ信号）に変換された後、再生回路５０に入力される。再生回路５０は、光ディスクの記録層に記録されたディジタル信号に基づいて、音声データ、映像データ等の再生を行う。なお、再生回路５０は、単層構造の光ディスクも再生可能であることはいうまでもない。

フォーカスエラー生成回路１４で生成されたフォーカスエラー信号は、ピーク検出回路１５と、ＦｃＨコンパレータ１７と、ＦｃLコンパレータ１８と、スイッチ２０とに入力される。

ＦｃＨコンパレータ１７は、フォーカスエラー信号が、ＦｃＨコンパレータスライスレベルを超えた場合に、ＦｃＨ信号を出力する。ＦｃＬコンパレータ１８は、フォーカスエラー信号が、ＦｃＬコンパレータスライスレベルを超えた場合に、ＦｃＬ信号を出力する。ＦｃＨコンパレータスライスレベルとＦｃＬコンパレータスライスレベルは、ディスクの再生に先立ち、コンパレータスライスレベル設定回路１６が設定する基準電圧で、設定方法については後述する。コンパレータ１７、１８が出力するＦｃＨ信号と、ＦｃＬ信号は、レイヤジャンプ制御回路１９に入力される。

ピーク検出回路１５は、光ディスク再生に先立ち行われるピークレベル検出処理時においては、フォーカスエラー信号のピークポイントの検出およびピーク電圧の測定を行ない、コンパレータスライスレベル設定回路１６に出力する。光ディスク再生時においては、フォーカスエラー信号のピークポイントの検出を行ない、レイヤジャンプ制御回路１９に出力する。

コンパレータスライスレベル設定回路１６は、光ディスク再生時毎のコンパレータスライスレベル電圧を設定する。コンパレータスライスレベル電圧は、ピークレベル検出処理時における、フォーカスエラー信号のピーク電圧に応じて、Ｈｉ側Ｌｏ側の２通り設定され、光ディスク再生時にコンパレータ１７、１８において、フォーカスエラー信号と比較される。

レイヤジャンプ制御回路１９は、光ディスク１１の再生中に、ある記録層にフォーカスサーボが施されている状態で、他の記録層の再生が要求された場合のレイヤジャンプ処理の制御を行う。すなわち、他の記録層の再生が要求されると、スイッチ２０を操作し、フォーカスサーボを切った後、コンパレータ１７、１８の信号と、ピーク検出回路１５の信号を監視しながら、対物レンズ１３ａを駆動するための信号を加算回路２２に出力する。そして、レイヤジャンプが完了すると、スイッチ２０を操作し、フォーカスサーボをオンにする。また、本回路は信号を出力する時間を計測する機能と、信号を出力する時間を制御する機能も有している。

フォーカスサーボ制御回路２１は、バイアス調整回路、ゲイン調整回路、位相補償回路、増幅回路等から構成され、入力されたフォーカスエラー信号が、基準レベルとなるようにフォーカス駆動コイルに与える制御信号を生成する、フォーカスサーボ処理を行う。すなわち、フォーカスサーボ制御回路２１は、いわゆる光ディスク１１の回転時の面振れ等に対応し、信号記録面に対して、常にレーザ光の焦点位置を追従させる処理を行なう。フォーカスサーボ制御回路２１は、スイッチ２０を切り替えることによりフォーカスエラー信号入力のオンオフが制御される。

加算回路２２は、フォーカスサーボ制御回路２１と、レイヤジャンプ制御回路１９とからの、対物レンズ１３ａ駆動信号を加算して、フォーカス制御ドライブ回路２３に出力する。

フォーカス制御ドライブ回路２３は、入力された制御信号に対応した対物レンズ１３ａを駆動するための電圧を生成し、２軸アクチュエータ２４に供給する。

なお、以上の各回路の処理は、ソフトウェアで実現させてもよい。

２軸アクチュエータ２４は、光学ピックアップ１３の対物レンズ１３ａを、フォーカス方向と、光ディスクの半径方向との２方向に駆動操作する。

本例において、多層記録光ディスクは、図２に示すように２つの記録層（レイヤ）を有する２層構造で、再生時に対物レンズ１３ａに近い層をレイヤ０と称し、対物レンズ１３ａに遠い層をレイヤ１と称するものとする。本図において、実線の記録層がレイヤ０で、破線で示す記録層がレイヤ１である。多層記録光ディスクの外形寸法は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭと同じく直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍである。ただし、ＤＶＤは、厚さ０．６ｍｍのディスクを２枚貼り合わせた構造となっている。記録は、片面あたり最大２層で、両面に記録することができる。記憶容量は片面１層記録で４．７Ｇバイト、片面２層記録で８．５Ｇバイト、両面１層記録で９．４Ｇバイト、両面２層記録で１７Ｇバイトである。トラック・ピッチは０．７４μｍ、データ読取レーザの波長は６５０ｎｍである。なお、本発明によるレイヤジャンプ制御は、２層構造の光ディスクのみならず、３層以上の層構造の光ディスクに適用できることはいうまでもない。

光ディスク１１からのデータ読取は、光学ピックアップ１３によって行われる。光学ピックアップは、例えば、図３に示すように、対物レンズ１３ａと、コリメートレンズ１３ｂと、偏光プリズム１３ｃと、半導体レーザ発振器１３ｄと、シリンドリカルレンズ１３ｅと、光検出素子１３ｆとから構成される。半導体レーザ発振器１３ｄから出射されたレーザ光は、偏光プリズム１３ｃを直進し、コリメートレンズ１３ｂを通過した後、対物レンズ１３ａにより、光ディスク１１のいずれかの記録層に集光されることになる。光ディスク１１からの反射光は、対物レンズ１３ａを逆行し、コリメートレンズ１３ｂを通過した後、偏光プリズム１３ｃで直角に折曲された後、シリンドリカルレンズ１３ｅを介して、光検出素子１３ｆに入光する。

図４は、対物レンズ１３ａが、２軸アクチュエータ２４により、フォーカス方向に駆動する機構図である。対物レンズ１３ａは、対物レンズ固定具１３ｇを介して、対物レンズ支持バネ２４ｃにより、上下左右移動可能に支持されている。対物レンズ１３ａの周囲には、フォーカス用コイル２４ａが設けられており、さらに、外側には磁石２４ｂが設けられている。フォーカス用コイル２４ａに制御信号が供給されると、対物レンズ１３ａは、矢印に示すようにフォーカス方向の駆動力を与えられることになる。

図５は、対物レンズ１３ａが、２層記録光ディスク１１に対して、遠い位置から、光ディスク１１に近づく位置にまで移動したときの、フォーカスエラー信号の波形図である。本図において、矢印で示すレイヤ０合焦点は、下層レイヤ（レイヤ０）の合焦点位置、レイヤ１合焦点は、上層レイヤ（レイヤ１）の合焦点位置である。ここで、レイヤ０合焦点と、レイヤ１合焦点のフォーカスエラーレベルは、光学特性によって変化し、必ずしも一致するものではない。フォーカスエラー信号電圧０を基準に、上方向をＨｉ方向、下方向をＬｏ方向とする。

フォーカスエラー信号は、対物レンズ１３ａが、光ディスク１１に対して遠い位置から移動を開始すると、一度Ｈｉ方向にピークを形成し、基準レベルに達した付近で、レイヤ０の合焦点となる。その後、Ｌｏ方向にピークを形成し、再び基準レベルを通過し、Ｈｉ方向にピークを形成する。そして、次に基準レベルに達した付近で、レイヤ１の合焦点となる。なおも光ディスクに近い位置に対物レンズ１３ａが移動すると、再びＬｏ方向にピークを形成する。

上記のような構成における、フォーカス制御機構の処理動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、光ディスク１１が装填される、もしくは、装填された状態で電源が投入された場合等に本処理が開始され（Ｓ１０１）、ピーク検出回路が、ピークレベル検出（Ｓ１０２）を行う。このように、光ディスク毎に本処理を行うことで、光ディスクの特性のばらつき、周辺環境の変化等に対応したレイヤジャンプ処理が可能となる。

ここで、ピークレベル検出処理（Ｓ１０２）について、再び図５の波形図、および、図７のフローチャートを参照して説明する。まず、対物レンズ１３ａを光ディスク１１から遠い位置に設定する（サーチダウンＳ２０１）。次にレーザ出射をオンにする（Ｓ２０２）。そして、対物レンズ１３ａを光ディスク１１に近い位置に移動させていき（サーチアップＳ２０３）、フォーカスエラー信号の変化を監視する。このとき、フォーカスエラー信号は、先に示したように図５に示すような波形を描くが、検出目的となるピークポイントは、矢印で示すＬｏピークポイントと、Ｈｉピークポイントの２点である。なぜならば、レイヤ０、レイヤ１のいずれかのレイヤにフォーカスサーボが施されている状態で、他のレイヤにフォーカスを移動させる場合に、対物レンズ１３ａが移動する範囲は、図５におけるレイヤ０合焦点と、レイヤ１合焦点の間に限られるからである。

したがって、ピークレベルの検出では、最初に検出されるＨｉ側のピークは無視し、Ｌｏ側のピークとして最初に検出される（Ｓ２０４）Ｌｏピークポイントにおけるフォーカスエラー信号の基準レベルに対する電圧を、ＬｏピークレベルＳｃＬとして設定する（Ｓ２０５）。そして、Ｈｉ側のピークとして２番目に検出される（Ｓ２０６）Ｈｉピークポイントにおけるフォーカスエラー信号の基準レベルに対する電圧を、ＨｉピークレベルＳｃＨとして設定する（Ｓ２０７）。その後、対物レンズ１３ａを元の位置に戻して（Ｓ２０８）、ピークレベル検出処理（Ｓ１０２）を終了する。

ピークレベル検出（Ｓ１０２）により、ＳｃＨとＳｃＬとを取得すると、コンパレータスライスレベル設定回路１６は、その値を基にフォーカスエラーレベルの基準電圧であるＦｃＨコンパレータスライスレベルと、ＦｃＬコンパレータスライスレベルを以下に示す方法で設定する（Ｓ１０３）。すなわち、ＦｃＨコンパレータスライスレベルは、ＳｃＨに所定の係数αを乗じた値に設定し、ＦｃＬコンパレータスライスレベルは、ＳｃＬに所定の係数βを乗じた値に設定する。ここで係数α、βの値は、例えば、０．２あるいは０．５といった、１未満の正の値であり、具体的な数値は、光ディスク再生装置の特性に応じて、あらかじめ特定の値が定められる。なお、係数α、βは、レイヤ０からレイヤ１に移動する場合と、レイヤ１からレイヤ０に移動する場合とで、値を変えて設定することも可能である。

このように、コンパレータスライスレベルは、ディスク挿入毎、電源入力毎、停止状態から再生毎に設定されるため、ディスクごとのエラーレベルのばらつきや周辺環境の変化に対応した値を得ることができる。特に、光学系の迷光成分により、基準レベル付近に小さなピークオフセットが生じたとしても、これをコンパレータスライスレベル内に収める係数α、β値を設定しておくことにより、影響を受けることがなく、レイヤジャンプの安定性が極めて良好なものとなる。

コンパレータスライスレベルが設定されると、操作者の再生命令を受け付け（Ｓ１０４）、再生処理を開始する（Ｓ１０５）。

次に、再生処理（Ｓ１０５）中の動作として、レイヤ０にフォーカスサーボが施されているときに、レイヤ１の再生が要求された場合を例にして、本発明によるレイヤジャンプ処理について、図面を参照しながら説明する。

図８は、このときの処理を説明するフローチャートである。また、図９と図１０は、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプするときのタイミング図である。図９と図１０において、最下段は時刻を表し、時刻ａはキック電圧印加開始時、時刻ｂはキック電圧印加終了時、時刻ｄはブレーキ電圧印加開始時、時刻ｅはブレーキ電圧印加終了時、時刻ｐはＨｉピーク検出時である。図９は、ブレーキ電圧印加終了時ｅが、Ｈｉピーク検出時ｐより遅い場合で、図１０は、ブレーキ電圧印加終了時ｅが、Ｈｉピーク検出時ｐより早い場合である。

レイヤ０再生中に、すなわちレイヤ０にフォーカスサーボが施されている状態で、レイヤ１の再生要求があると、レイヤジャンプ制御回路１９は、スイッチ２０を切り替えて、フォーカスサーボをオフにする（Ｓ３０１）。そして、対物レンズ１３ａ上方向（光ディスク１１に近づく方向）のキック電圧を生成させる信号を、フォーカスドライブ回路２３に、加算回路２２を介して送るとともに（Ｓ３０２、図９時刻ａ、図１０時刻ａ）、キック時間の計測を開始する（Ｓ３０３）。その後、ＦｃＬの立ち上がりの監視を開始する（Ｓ３０４）。ＦｃＬの立ち上がりを検出すると（図９時刻ｂ、図１０時刻ｂ）、キック電圧の印加を終了させるとともに（Ｓ３０５）、キック時間の計測を終了する（Ｓ３０６）。計測したキック時間は、ブレーキ時間の基準となるため、レイヤジャンプ制御回路１９が保持する。

このように、本発明によれば、ＦｃＬが立ち上がりによりキック電圧の印加を終了させるため、キック電圧の印加時間を短くすることができる。これは、キック電圧印加終了時からブレーキ電圧印加開始時までの時間を長く取ることができることを意味する。このため、２軸アクチュエータ２４が安定したところでブレーキを開始することが可能となり、２軸アクチュエータ２４の収束性が向上する。

なお、キック電圧は、高いほうが望ましい。キック電圧が高ければ、印加時間が一層、短くなり、収束性がさらに高まるからである。収束性が高まれば、レイヤジャンプを高速化することができ、高倍速再生の実現が可能となる。

また、収束性が高まることにより、再生装置の横置き（ディスクの回転面が水平となる置き方）、縦置き（ディスクの回転面が垂直なる置き方）での、重力方向の変化による特性変化に対しての影響を軽減することができる。図１１は、再生装置５０を横置き（ａ）と縦置き（ｂ）にしたときの重力の影響の有無を説明する図である。図１１（ａ）に示すように、再生装置５０を横置きに設置した場合は、対物レンズ１３ａに対し、フォーカス方向と平行な向きに重力がかかるため、重力の影響を受けるのに対し、同図（ｂ）に示すように、再生装置を縦置きに設置した場合は、対物レンズ１３ａに対し、フォーカス方向と垂直な向きに重力がかかるため、重力の影響は受けないことになる。２軸アクチュエータの収束性を高めると、横置きの際の重力の影響を受ける時間を短くすることができるため、重力の影響による縦置き横置き間の特性の変化を軽減することが可能となる。

次に、レイヤジャンプ制御回路１９は、ＦｃＨの立ち上がりの監視を開始する（Ｓ３０７）。ＦｃＨの立ち上がりを検出すると（図９時刻ｄ、図１０時刻ｄ）、対物レンズ１３ａ下方向（光ディスク１１から遠ざかる方向）のブレーキ電圧を生成させる信号を、フォーカスドライブ回路２３に、加算回路２２を介して送るとともに（Ｓ３０８）、ブレーキ時間の計測を開始する（Ｓ３０９）。

このブレーキ信号は、ブレーキ時間が、先ほど計測したキック時間に係数γを乗じた値に等しくなるまで送り続ける（Ｓ３１１）。ここで、係数γは、キック時間に対するブレーキ時間の設定について、制御回路の時間遅れ分を調節するための係数で、例えば０．８あるいは０．９といった数値を設定する。なお、係数γは、レイヤ０からレイヤ１に移動する場合と、レイヤ１からレイヤ０に移動する場合とで、値を変えて設定することも可能である。

ブレーキ時間が、キック時間に係数γを乗じた値に等しくなると（図９時刻ｅ、図１０時刻ｅ）、ブレーキ電圧の印加を終了させる（Ｓ３１２）。

なお、ブレーキ時間は、キック時間に係数γを乗じた値とする代わりに、制御回路の時間送れ分を、計測されたキック時間から差し引いた値としてもよい。

このように、キック時間に対応したブレーキ時間を設けるため、２軸アクチュエータ２４の収束性を高めることが可能となる。

この間、ピーク検出回路１５は、フォーカスエラー信号のＨｉピークを監視しており（Ｓ３１０）、ブレーキ電圧印加終了時（図９時刻ｅ、図１０時刻ｅ）において、Ｈｉピークポイント（図９ｐ、図１０ｐ）を検出したか否かを判断する。そして、Ｈｉピークポイントを検出していた場合は、フォーカスサーボをオンにして（Ｓ３１４）、レイヤ１の再生を開始する。一方、ブレーキ電圧印加終了時にＨｉピークポイントを検出していない場合には、Ｈｉピークポイントの検出を待ち（Ｓ３１３）、Ｈｉピークポイント（図９ｐ、図１０ｐ）が検出された後にフォーカスサーボをオンにして（Ｓ３１４）、レイヤ１の再生を開始する。これは、Ｈｉピークポイントを過ぎてから、フォーカスサーボをオンにすることにより、安定したフォーカスサーボが施されるためである。すなわち、ブレーキ電圧印加終了直後にフォーカスサーボをオンすると、Ｈｉピークポイント前では、フォーカス引きこみ範囲外であるので、フォーカスを引きこめないおそれがあるのに対し、本処理によれば、必ずＨｉピークポイント後にフォーカスサーボをオンするため、確実にフォーカスを取り込むことが可能となる。

レイヤ１にフォーカスサーボが施されているときに、レイヤ０の再生が要求された場合は、キック電圧とブレーキ電圧の印加方向、および、フォーカスエラー信号の上下が反転するのみで、基本的な処理内容は、レイヤ０にフォーカスサーボが施されているときに、レイヤ１の再生が要求された場合と同様のアルゴリズムで実施可能である。

以上のような、レイヤジャンプ処理を繰り返した後、光ディスク１１の再生を終了する（Ｓ１０６）。

多層記録光ディスク再生システムのフォーカス制御機構を示すブロック図。多層記録光ディスクの構造を説明する断面図。光学ピックアップの構造の一例を説明する概念図。２軸アクチュエータのフォーカス方向の駆動機構を説明する概念図。対物レンズが、２層記録光ディスクに対して、遠い位置から近づく位置にまで移動したときに測定される、フォーカスエラー信号の波形図。フォーカス制御機構の処理を説明するフローチャート。ピークレベル検出処理のフローチャート。レイヤジャンプ処理を説明するフローチャート。フォーカスエラー信号および制御信号等の関係を示すタイミング図。フォーカスエラー信号および制御信号等の関係を示すタイミング図。再生装置の横置き、縦置きでの重力の影響を説明する図。従来方式のレイヤジャンプ処理のフローチャート。従来方式のフォーカスエラー信号および制御信号等の関係を示すタイミング図。

符号の説明

１１…多層記録光ディスク、１２…スピンドルモータ、１３…光学ピックアップ、１４…フォーカスエラー生成回路、１５…ピーク検出回路、１６…コンパレータスライスレベル設定回路、１７…ＦｃＨコンパレータ、１８…ＦｃＬコンパレータ、１９…レイヤジャンプ制御回路、２０…スイッチ、２１…フォーカスサーボ制御装置、２２…加算回路、２３…フォーカス制御ドライブ回路、２４…２軸アクチュエータ

Claims

信号記録層を複数層有する光ディスクに対し、光を集光させる対物レンズと、
この対物レンズを光ディスクの記録層に直交する方向に移動させるフォーカス駆動手段と、
前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、
この光検出手段の検出信号に基づいて、前記光ディスクの記録層に対する前記対物レンズの焦点ずれに対応した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、
フォーカスエラー信号のピークを検出するピーク検出手段と、
前記光ディスクの再生に先立ち、このピーク検出手段の検出信号に応じて、フォーカスエラー信号の低位側の第一の基準値および高位側の第二の基準値を算出する基準値算出手段と、
フォーカスエラー信号とフォーカスエラー信号の前記低位側の第一の基準値および高位側の第二の基準値のいずれかの基準値とを比較して、その結果に基づく比較信号を生成する比較信号生成手段と、
前記対物レンズの焦点位置を移動させる要求を受け付けると、当該移動に係るフォーカスエラー信号のピークと比較信号とに基づいて、前記対物レンズを移動させる信号と、前記対物レンズを制動させる信号を生成し、出力する制御手段と、
フォーカスエラー信号に基づいて、前記フォーカス駆動手段を制御して、前記対物レンズをその焦点位置が前記光ディスクの記録層に合うように調整するフォーカスサーボ手段と、を備え、
前記基準値算出手段は、前記フォーカスエラー信号の基準値を、前記光ディスクの第一の記録層におけるフォーカスエラー信号の最小値に基づいて前記低位側の第一の基準値を算出し、前記光ディスクの第一の記録層と隣り合う第二の記録層におけるフォーカスエラー信号の最大値に基づいて前記高位側の第二の基準値を算出し、
前記制御手段は、
前記対物レンズの焦点を移動させる要求を受け付けると、前記フォーカスサーボ手段を切り離し、
前記対物レンズを制動させる信号の出力を終了させた時点において、前記ピーク検出手段が、当該移動に係るフォーカスエラー信号が前記高位側の第二の基準値を超えるピークを検出している場合には、フォーカスサーボ手段を接続し、
前記ピーク検出手段が、当該移動に係るフォーカスエラー信号が前記高位側の第二の基準値を超えるピークを検出していない場合には、前記ピーク検出手段が当該移動に係るフォーカスエラー信号のピークを検出した後にフォーカスサーボ手段を接続すること
を特徴とするフォーカス制御装置。
前記制御手段は、
前記対物レンズの焦点を移動させる要求を受け付けると、前記対物レンズを移動させる信号を出力し、
前記比較信号により、当該移動に係るフォーカスエラー信号が前記低位側の第一の基準値を下回ったことを検知すると、この対物レンズを移動させる信号の出力を終了させること
を特徴とする請求項１記載のフォーカス制御装置。
対物レンズを移動させる信号を出力する時間を計測する手段と、
この時間に基づいて対物レンズを制動させる信号を出力する時間を算出する手段と
を備える請求項２記載のフォーカス制御装置であって、
前記制御手段は、
前記対物レンズを移動させる信号の出力を終了させた後、前記比較信号により、当該移動に係るフォーカスエラー信号が前記高位側の第二の基準値を超えたことを検知すると、前記対物レンズを制動させる信号を出力し、
前記対物レンズを制動させる信号を出力する時間経過後に、前記対物レンズを制動させる信号の出力を終了させること
を特徴とするフォーカス制御装置。
前記フォーカスエラー信号の基準値を算出する基準値算出手段は、
光ディスク再生前に基準値の算出を行うものであって、
前記フォーカスエラー信号の低位側の第一の基準値および高位側の第二の基準値は、前記対物レンズの焦点が光ディスクの前記第一の記録層に合っている状態から前記第二の記録層に合っている状態までにおける、フォーカスエラー信号の、両極端に最も高いエラー値を基に算出されること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフォーカス制御装置。
複数の信号記録層から構成される光ディスクに対し、光を集光させる対物レンズと、
この対物レンズを前記光ディスクの記録層に直交する方向に移動させるフォーカス駆動手段と、
前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、
この光検出手段の検出信号に基づいて、前記光ディスクの記録層に対する前記対物レンズの焦点ずれに対応した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、
フォーカスエラー信号に基づいて、前記フォーカス駆動手段を制御して、前記対物レンズをその焦点位置が前記光ディスクの記録層に合うように調整するフォーカスサーボ手段と、
を備える光ディスク再生装置で実行可能なプログラムであって、
フォーカスエラー信号のピークを検出するピーク検出処理と、
このピーク検出処理の検出信号に応じて、前記光ディスクの第一の記録層におけるフォーカスエラー信号の最小値に基づいて低位側の第一の基準値を算出し、前記光ディスクの第一の記録層と隣り合う第二の記録層におけるフォーカスエラー信号の最大値に基づいて高位側の第二の基準値を算出する基準値算出処理を、前記光ディスクの再生に先立ち、前記光ディスク再生装置に実行させ、
フォーカスエラー信号と前記低位側の第一の基準値および高位側の第二の基準値のいずれかの基準値とを比較して、その結果に基づく比較信号を生成する比較信号生成処理と、
前記対物レンズの焦点位置を移動させる要求を受け付けると、前記フォーカスサーボ手段を切り離し、当該移動に係るフォーカスエラー信号のピークと比較信号とに基づいて、前記対物レンズを移動させる信号と、前記対物レンズを制動させる信号を生成し、出力する処理と、
前記対物レンズを制動させる信号の出力を終了させた時点において、前記ピーク検出手段が、当該移動に係るフォーカスエラー信号が前記高位側の第二の基準値を超えるピークを検出している場合には、フォーカスサーボ手段を接続し、
前記ピーク検出手段が、当該移動に係るフォーカスエラー信号が前記高位側の第二の基準値を超えるピークを検出していない場合には、前記ピーク検出手段が当該移動に係るフォーカスエラー信号のピークを検出した後にフォーカスサーボ手段を接続する処理とを、前記光ディスクの再生に際し、前記光ディスク再生装置に実行させるためのプログラム。
請求項５に記載のプログラムを記録した光ディスク再生装置により読取可能な記録媒体。
請求項１〜４のいずれかに記載のフォーカス制御装置を備えることを特徴とする光ディスク再生装置。
複数の信号記録層から構成される光ディスクに対し、光を集光させる対物レンズと、
この対物レンズを前記光ディスクの記録層に直交する方向に移動させるフォーカス駆動手段と、
前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、
この光検出手段の検出信号に基づいて、前記光ディスクの記録層に対する前記対物レンズの焦点ずれに対応した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、
フォーカスエラー信号に基づいて、前記フォーカス駆動手段を制御して、前記対物レンズをその焦点位置が前記光ディスクの記録層に合うように調整するフォーカスサーボ手段と、
を備える光ディスク再生装置のフォーカス制御方法であって、
前記光ディスク再生装置は、
フォーカスエラー信号のピークを検出するピーク検出ステップと、
このピーク検出ステップにて検出した検出信号に応じて、前記光ディスクの第一の記録層におけるフォーカスエラー信号の最小値と、前記光ディスクの第一の記録層と隣り合う第二の記録層におけるフォーカスエラー信号の最大値と、に基づいてフォーカスエラー信号の低位側の第一の基準値および高位側の第二の基準値をそれぞれ算出する基準値算出ステップとを、前記光ディスクの再生に先立って実行し、
フォーカスエラー信号とフォーカスエラー信号の前記低位側の第一の基準値および高位側の第二の基準値のいずれかの基準値とを比較して、その結果に基づく比較信号を生成する比較信号生成ステップと、
前記対物レンズの焦点位置を移動させる要求を受け付けると、前記フォーカスサーボ手段を切り離し、当該移動に係るフォーカスエラー信号のピークと比較信号とに基づいて、前記対物レンズを移動させる信号と、前記対物レンズを制動させる信号を生成し、出力するステップと、
前記対物レンズを制動させる信号の出力を終了させた時点において、前記ピーク検出ステップにおいて前記高位側の第二の基準値を超える当該移動に係るフォーカスエラー信号のピークを検出している場合には、フォーカスサーボ手段を接続し、
前記ピーク検出ステップにおいて前記高位側の第二の基準値を超える当該移動に係るフォーカスエラー信号のピークを検出していない場合には、前記ピーク検出ステップを実行して当該移動に係るフォーカスエラー信号のピークを検出した後にフォーカスサーボ手段を接続するステップとを、前記光ディスクの再生に際し実行する、前記光ディスク再生装置のフォーカス制御方法。