JP4978167B2 - 光ディスク再生装置、光ディスク記録層の検出方法及び光ディスク記録層の検出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク再生装置、光ディスク記録層の検出方法及び光ディスク記録層の検出プログラムに関する。

従来から、光情報記憶媒体（以下、光ディスク）であるＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ（Compact Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）などにデータを記録し、或いは記録されたデータを再生する光ディスク再生装置が知られている。当該光ディスク再生装置として、ＤＶＤ、ＣＤ、及びＢＤのマルチプレーヤー（マルチレコーダー）が商品化されている。

当該マルチプレーヤーではＢＤに対応するため、ＮＡ（Numerical Aperture）の大きい対物レンズを用いる。この場合、球面収差の影響を受けやすい。このため、ディスクの基板厚やピックアップの固体のばらつきによって発生する球面収差が無視できない値となる。

球面収差補正の機能としては、ビームエクスパンダ機能が知られている。ここで、ビームエクスパンダ機能とは、光源から射出される光束を調整することにより球面収差補正を行う機能のことをいう。当該ビームエクスパンダ機能により、光ディスクの基板厚や光ピックアップ固体ばらつきによって発生する球面収差を補正することができる。

また、球面収差補正の技術としては、予め球面収差補正量を光ディスクの情報記録層に対して最適化した後、フォーカスサーチ動作を実行し、焦点引き込みを行う技術が知られている。これにより、目標とする情報記録層に確実に焦点引き込み動作を行うことが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３９１２５号公報

しかし、ビームエクスパンダ機能により球面収差補正を行う際、球面収差の補正値を固定すると、メディア及び光ディスクの記録層毎に最適な球面収差補正値が異なる。このため、球面収差補正値が最適でない光ディスクの記録層の多層成分に対しては、当該多層成分から適切な光量の反射光が得られない場合があった。この場合、メディア検出に時間がかかり、光ディスクの再生までに長い時間を要していた。また、上記特許文献１の技術では、光ディスクの記録層の多層成分毎に球面収差補正を行っていなかった。

本発明の課題は、光ディスクの記録層の多層成分を確実に検出可能とすることである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の光ディスク再生装置は、
光源、前記光源から射出される光束を光ディスクの記録面に集光させる対物レンズ、前記対物レンズを光ディスクの記録面と略垂直な方向に移動させる第１の駆動手段、前記光源から射出される光束を調整する複数のレンズを有するビームエクスパンダ、前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを光ディスクの記録面と略垂直な方向に移動させる第２の駆動手段、及び前記光束が前記光ディスクに反射した戻り光を受光し、その受光量に対応する検出信号を出力する光検出器を有する光ピックアップと、
前記光検出器により検出される検出信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号生成手段と、
前記第１の駆動手段を駆動して前記対物レンズを前記光ディスクの記録面と略垂直方向に移動させ、前記光ディスクにおいて、対物レンズにより集光される光束の入射面から最も離間した位置に配置される最上層の記録層に前記光束が集光するように移動させるとともに、前記第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層における球面収差が最少となる位置に前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整した後に、前記第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層より、当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分離間した記録層で球面収差補正が最小となるように前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整し、前記第１の駆動手段を駆動して、前記最上層の記録層より前記光ディスクの記録層における当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分、前記対物レンズを移動させて、前記最上層の記録層より所定層間距離分離間した記録層のフォーカスエラー信号の検出有無より前記光ディスクの多層構造における記録層の位置を検出する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ディスク再生装置において、
前記制御手段によって前記第１の駆動手段を駆動して前記対物レンズを前記光ディスクの記録面と略垂直方向に移動させる際、前記信号生成手段により生成された前記フォーカスエラー信号の振幅に基づいて前記光ディスクの信号の読取に用いられる波長に応じて規定されたメディアの種類を判定するメディア判定手段を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明の光ディスク記録層の検出方法は、
光ピックアップの光源から射出される光束が光ディスクに反射した戻り光を受光し、その受光量に対応する検出信号を出力する光検出器から出力された検出信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号生成工程と、
光源から射出される光束を光ディスクの記録面に集光させる対物レンズを当該光ディスクの記録面と略垂直な方向に移動させる第１の駆動手段を駆動して前記対物レンズを前記光ディスクの記録面と略垂直方向に移動させ、前記光ディスクにおいて、対物レンズにより集光される光束の入射面から最も離間した位置に配置される最上層の記録層に前記光束が集光するように移動させるとともに、光源から射出される光束を球面収差補正するビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを光ディスクと略垂直な方向に移動させる第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層における球面収差が最少となる位置に前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整した後に、前記第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層より、当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分離間した記録層で球面収差補正が最小となるように前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整し、前記第１の駆動手段を駆動して、前記最上層の記録層より前記光ディスクの記録層における当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分、前記対物レンズを移動させて、前記最上層の記録層より所定層間距離分離間した記録層のフォーカスエラー信号の検出有無より前記光ディスクの多層構造における記録層の位置を検出する制御工程と、
を含むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明の光ディスク記録層の検出プログラムは、
コンピュータを、
光ピックアップの光源から射出される光束が光ディスクを反射した戻り光を受光し、その受光量に対応する検出信号を出力する光検出器から出力された検出信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号生成手段、
光源から射出される光束を光ディスクの記録面に集光させる対物レンズを当該光ディスクの記録面と略垂直な方向に移動させる第１の駆動手段を駆動して前記対物レンズを前記光ディスクの記録面と略垂直方向に移動させ、前記光ディスクにおいて、対物レンズにより集光される光束の入射面から最も離間した位置に配置される最上層の記録層に前記光束が集光するように移動させるとともに、光源から射出される光束を球面収差補正するビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを光ディスクと略垂直な方向に移動させる第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層における球面収差が最少となる位置に前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整した後に、前記第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層より、当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分離間した記録層で球面収差補正が最小となるように前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整し、前記第１の駆動手段を駆動して、前記最上層の記録層より前記光ディスクの記録層における当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分、前記対物レンズを移動させて、前記最上層の記録層より所定層間距離分離間した記録層のフォーカスエラー信号の検出有無より前記光ディスクの多層構造における記録層の位置を検出する制御手段、
として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、光ディスクの多層構造における記録層の位置を確実に検出可能とすることができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１〜図９を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。図１に本発明に係る光ディスク再生装置１の装置構成を示す。図２にフォーカスアップ及びフォーカスダウン時のＦＥ振幅を示す。図３に光ディスク１１の記録層の各層の位置を示した図を示す。図４〜図８に多層成分検出処理の流れを示す。図９に光ディスクの記録層の層数が１層、２層、４層及び８層であった場合のＦＥ振幅を示す。

先ず、図１を参照して光ディスク再生装置１の装置構成について説明する。
光ディスク再生装置１は、光ディスク１１と、スピンドルモータ１２と、光ピックアップ１３と、ＡＰＣ（Auto Power Control）回路１４と、レーザードライバ１５と、対物レンズドライバ１６と、ビームエクスパンダドライバ１７と、信号生成回路１８と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１９と、コントローラ２０と、を備えて構成される。

光ディスク１１は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ（Recordable／ReWriteable）、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、ＢＤ等である。スピンドルモータ１２は、ターンテーブルやクランプ機構（図示省略）にて保持する光ディスク１１を、所定の回転速度で回転駆動する。

光ピックアップ１３は、コントローラ２０の制御により、光ディスク１１にレーザー光を照射して映像データ及び音声データ等の再生を可能とする。光ピックアップ１３は、対物レンズ３０と、制御コイル３１と、ビームエクスパンダ３２と、歯車３３と、駆動手段としての駆動モータ３４と、λ／４板３５と、偏光ビームスプリッタ３６と、集光レンズ３７と、ＡＰＣ用偏光ビームスプリッタ３８と、集光レンズ３９と、フロントモニタダイオード（フロントフォトダイオード）４０と、コリメータレンズ４１と、レーザーダイオード４２と、を備えて構成される。

対物レンズ３０は、レーザーダイオード４２から射出された光束を光ディスク１１の記録面に集光させると共に光ディスク１１の記録面から反射された反射光束を集光する。

制御コイル３１は、対物レンズドライバ１６から出力された駆動信号に応じて、対物レンズ３０を光ディスク１１の記録面と垂直な方向に移動させて光ディスク１１の記録面に集光される光束の焦点を調整する。また、制御コイル３１は、対物レンズドライバ１６から出力された駆動信号に応じて、対物レンズ３０を光ディスク１１の半径方向に移動させる。

ビームエクスパンダ３２は、光源から射出される光束を調整する。ビームエクスパンダ３２は、凹レンズ３２Ａと、凸レンズ３２Ｂと、を備える。凹レンズ３２Ａは、λ／４板３５より偏光された光を凸レンズ３２Ｂに導く。また、凹レンズ３２Ａは、駆動モータ３４の動力によって、光ディスク１１の記録面と垂直な方向に移動する。

歯車３３は、駆動モータ３４の動力により駆動する。歯車３３の動力は凹レンズ３２Ａに伝達される。駆動モータ３４は、ステッピングモータで構成され、コントローラ２０内のＣＰＵ２０Ａの指示に基づく制御信号に応じた駆動信号を歯車３３に出力し、当該歯車３３を駆動させる。したがって、駆動モータ３４は、歯車３３を介してビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａを光ディスク１１の記録面と略垂直で、且つ当該光ディスク１１の記録面に近づく方向又は光ディスク１１の記録面から離れる方向に移動させる。

λ／４板３５は、直線偏光を円偏光に変換する。偏光ビームスプリッタ３６は、ＡＰＣ用偏光ビームスプリッタ３８を透過した光束を光ディスク１１に導く。そして、光ディスク１１で反射された光束を、集光レンズ３７に導く。

集光レンズ３７は、偏光ビームスプリッタ３６により導かれた光束を集光し、フォトダイオード４３に導く。

ＡＰＣ用偏光ビームスプリッタ３８は、レーザーダイオード４２から出射される直線偏光の一部を反射し、当該直線偏光の一部を透過させる。集光レンズ３９は、ＡＰＣ用偏光ビームスプリッタ３８で反射された光束をＡＰＣ回路１４に導く。

フロントモニタダイオード４０は、集光レンズ３９が集光した光束を受光し、当該受光した光束に応じた電気信号に変換する。コリメータレンズ４１は、レーザーダイオード４２から出射されたレーザー光を屈折させて平行光にする。

レーザーダイオード４２は、レーザー光を発生する半導体レーザーダイオードである。当該レーザーダイオード４２は、波長の異なるＣＤレーザーダイオード、ＤＶＤレーザーダイオード及びＢＤレーザーダイオードを有する。

フォトダイオード４３は、光ディスク１１の記録面から反射される光束を受光し、受光量に対応する検出信号を出力する。また、フォトダイオード４３は、受光素子「Ａ」〜「Ｆ」を構成する。この受光素子「Ａ」〜「Ｆ」に基づいて、トラッキングエラー信号（ＴＥ信号）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）、ＲＦ信号が生成される。

レーザードライバ１５は、コントローラ２０内のＣＰＵ２０Ａによる指示に基づく制御信号に応じた駆動信号を、レーザーダイオード４２に出力し、当該レーザーダイオード４２を駆動させる。対物レンズドライバ１６は、ＤＳＰ１９に入力されるＦＥ信号及びＴＥ信号に基づいて生成される制御信号に応じた駆動信号を、制御コイル３１に出力し、当該制御コイル３１を駆動させる。

ＡＰＣ回路１４は、フロントモニタダイオード４０から電気信号を受信し、当該電気信号に基づく電圧を基準電圧と比較する。そして、当該比較結果に基づく制御信号に応じた駆動信号をレーザードライバ１５に出力して、レーザーダイオード４２の光量を一定に制御する。

ビームエクスパンダドライバ１７は、コントローラ２０内のＣＰＵ２０Ａによる指示に基づく制御信号に応じた駆動信号を、駆動モータ３４に出力し、当該駆動モータ３４を駆動させる。

信号生成回路１８は、フォトダイオード４３により検出される検出信号に基づいて、ＴＥ信号、ＦＥ信号、ＲＦ信号を生成する。ここで、ＴＥ信号、ＦＥ信号、ＲＦ信号は式（１）〜（３）により生成される。
ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝−α｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝・・・（１）
ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）・・・（２）
ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ・・・（３）
ここで、式（１）におけるαは所定の係数である。
また、信号生成回路１８で生成された各種信号は、ＤＳＰ１９内の図示しない位相補償回路を経て制御コイル３１の駆動信号として出力される。

ＤＳＰ１９は、コントローラ２０により制御される信号処理回路である。ＤＳＰ１９は、信号生成回路１８により生成された信号に基づいて、ＦＥレベルを生成する。

コントローラ２０は、光ディスク再生装置１の動作を中央制御する。コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０Ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０Ｂと、記憶手段としてのＲＡＭ（Random Access Memory）２０Ｃと、を備える。

ＣＰＵ２０Ａは、各部を中央制御する。ＲＯＭ２０Ｂは、情報を読み出し可能なメモリであり、特に、多層成分検出プログラムを記憶する。ＲＡＭ２０Ｃは、情報を格納する揮発性のメモリであり、各種プログラム及び各種データを展開するワークエリアを有する。

コントローラ２０は、ＲＯＭ２０Ｂに記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムやＲＡＭ２０Ｃに記憶されたデータを読み出して当該ＲＡＭ２０Ｃに展開し、そのＲＡＭ２０Ｃに展開されたプログラムやデータとＣＰＵ２０Ａとの協働で、各種処理を実行する。

コントローラ２０は、多層成分検出プログラムにより、制御コイル３１を駆動して対物レンズ３０を光ディスク１１の記録面と略垂直方向に移動させ、駆動モータ３４を駆動して光ディスク１１の記録層の層毎で球面収差量が最少となる位置にビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａを調整し、フォーカスエラー信号に基づいて光ディスク１１の記録層の多層成分を検出する。

コントローラ２０は、光ディスク１１の再生制御を行う。具体的には、コントローラ２０は、ビームエクスパンダドライバ１７及びレーザードライバ１５を制御し、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ及びスピンドルサーボ等のサーボをオンし、光ピックアップ１３等により光ディスク１１のデータを読み取り、ＤＳＰ１９によりそのデータのＲＦ信号に各種信号処理を施し、図示しないＤ／Ａ変換部によりアナログ変換して図示しない表示部や音声出力部に再生出力させる。

次に、図２を参照して、対物レンズ３０をフォーカスアップ及びフォーカスダウンした時のＦＥ振幅（ＦＥレベル）について説明する。図２（Ａ）に対物レンズ３０をフォーカスアップ及びフォーカスダウンした時のＦＥ振幅を示す。図２（Ｂ）に対物レンズ３０をフォーカスダウンする際、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａを調整した時のＦＥ振幅を示す。ここで、フォーカスアップ（アップスイープ）とは、対物レンズ３０が光ディスク１１の記録面から近づく方向へ移動することをいう。具体的には、対物レンズドライバ１６から制御コイル３１へ駆動信号が出力され、当該制御コイル３１が対物レンズ３０を光ディスク１１の記録面から近づく方向へ移動させることをいう。また、フォーカスダウン（ダウンスイープ）とは、対物レンズ３０が光ディスク１１の記録面から離れる方向へ移動することをいう。具体的には、対物レンズドライバ１６から制御コイル３１へ駆動信号が出力され、当該制御コイル３１が対物レンズ３０を光ディスクの記録面から離れる方向へ移動させることをいう。

図２（Ａ）のＳ１は、対物レンズドライバ１６から出力される駆動信号を示す。当該駆動信号に基づいて、制御コイル３１が駆動し、対物レンズ３０をフォーカス方向に移動させる。ここで、フォーカス方向とは、光ディスク１１の記録面と略垂直な方向（フォーカスアップ又はフォーカスダウンする方向）のことをいう。また、図２（Ａ）のＳ２は、ＦＥ振幅を示す。このＦＥ振幅（Ｓ字状の波形）により、光ディスク１１のメディアの種類及び多層成分を判別することができる。

図２（Ｂ）のＳ３は図２（Ａ）のＳ１と同様に、対物レンズドライバ１６から出力される駆動信号を示す。ここで、Ｓ３において一定値を示す部分（図中のＳ３Ａ及びＳ３Ｂの部分）は、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａの調整時間に該当する。ここで、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａの調整時間とは、凹レンズ３２Ａをフォーカス方向に移動させる時間のことをいう。具体的には、対物レンズドライバ１６から出力される駆動信号は一定のままで、ビームエクスパンダドライバ１７から出力される駆動信号が駆動モータ３４に出力され、当該駆動モータ３４が回転駆動することにより凹レンズ３２Ａがフォーカス方向に移動する時間のことをいう。この場合、ＦＥ信号の振幅はＳ４のようになる。Ｓ４をＳ２と比較すると、Ｓ４のＦＥ信号のＳ字状の波形の間隔は、ビームエクスパンダ調整時間分ずれる。

次に、図３を参照して、光ディスク１１がＢＤであった場合における記録層の各層の位置を説明する。図３に、光ディスク１１がＢＤであった場合における記録層の各層の位置を示した図を示す。「８層」、「６層」、「４層」、「２層」、「１層」は、光ディスク１１の記録層の層数を示す。また、各層のＬ０層、８層の「Ｌ８＿１」〜「Ｌ８＿７」、６層の「Ｌ６＿１」〜「Ｌ６＿５」、４層の「Ｌ４＿１」〜「Ｌ４＿３」、２層の「Ｌ２＿１」は、光ディスク１１の記録層の各層の名称を示す。Ｌ０層は、光ディスク１１の記録層エリアの最上層を示す。また、記録層エリアの下には、保護層が形成される。例えば、光ディスク１１が４層であった場合、記録層の各層の名称は、「Ｌ４＿１」、「Ｌ４＿２」、「Ｌ４＿３」となる。以下、各層の名称は、当該名称にしたがうものとする。

次に、本実施の形態の光ディスク再生装置１の動作について図４〜図７を参照して説明する。まず、図４を参照して、光ディスク再生装置１で実行される多層成分検出処理の流れについて説明する。多層成分検出処理は、光ディスク１１の記録層の層数を検出する処理である。

例えば、光ディスク再生装置１において、光ディスク１１の再生処理が行われること等をトリガとして、ＲＯＭ２０Ｂから読み出されて適宜ＲＡＭ２０Ｃに展開された多層成分検出プログラムと、ＣＰＵ２０Ａとの協働により多層成分検出処理が実行される。

先ず、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａの位置がＬ０層で最適となる位置に移動される（ステップＳ１０１）。ここで、凹レンズ３２Ａの位置がＬ０層で最適となる位置とは、球面収差量がＬ０層で最小となる凹レンズ３２Ａの位置のことをいう。当該位置は、光ディスク１１及び光ピックアップ１３の光学的な配置に基づいて定まる。当該位置を示す値（即ち、駆動モータ３４に印加される電圧値）は、予めＲＡＭ２０Ｃに格納されている。当該ＲＡＭ２０Ｃに格納されている値が読み出され、読み出された値に基づいてビームエクスパンダドライバ１７から駆動信号が出力されることにより駆動モータ３４が駆動され、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａが移動される。以下、光ディスク１１の記録層の他の層でも同じ動作が行われる。

ステップＳ１０１の実行後、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１０２）。そして、対物レンズ３０の位置が駆動下限か否かが判別される（ステップＳ１０３）。このとき、対物レンズ３０の駆動下限値（即ち、制御コイル３１に印加される電圧値）は、予めＲＡＭ２０Ｃに格納されている。当該ＲＡＭ２０Ｃに格納されている値が読み出され、読み出された値と現在の制御コイル３１に印加されている電圧値とが比較されて判別が行われる。ステップＳ１０３において、対物レンズ３０の駆動下限でないと判別された場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、ステップＳ１０３へ移行される。

ステップＳ１０３において、対物レンズ３０の駆動下限であると判別された場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、レーザーダイオード４２のＢＤ用レーザーがＯＮされる（ステップＳ１０４）。そして、アップスイープが開始される（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５の実行後、ＦＥ振幅があるか否かが判別される（ステップＳ１０６）。このステップは、図２（Ｂ）のＳ４に示したＦＥ振幅があるか否かを判別するステップに該当する。ＦＥ振幅がないと判別された場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）、対物レンズ３０の駆動上限であるか否かが判別される（ステップＳ１０７）。このとき、対物レンズ３０の駆動上限の値（即ち、制御コイル３１に印加される電圧値）は予めＲＡＭ２０Ｃに格納されている。当該ＲＡＭ２０Ｃに格納されている値が読み出され、読み出された値と現在の制御コイル３１に印加されている電圧値とが比較されて判別が行われる。

ステップＳ１０７において、対物レンズ３０の駆動上限でないと判別された場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、ステップＳ１０６に移行される。ステップＳ１０７において、対物レンズ３０の駆動上限であると判別された場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、アップスイープが停止される（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の実行後、光ディスク１１は無いと判断される（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９の実行後、多層成分検出処理は終了する。

ステップＳ１０６において、ＦＥ振幅が有ると判別された場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、ＦＥ信号の振幅のレベルに基づいてＢＤ層があるか否かが判別される（ステップＳ１１０）。この判別ステップは、図２（Ｂ）のＳ４に示すＦＥ振幅に基づいて、ＢＤ層を判別するステップに該当する。また、ＢＤ層の判別方法として、ＦＥ信号の振幅（Ｓ字状のカーブ）が現れる時間間隔により判別することとしてもよい。ステップＳ１１０の実行後、対物レンズ３０の駆動上限であるか否かが判別される（ステップＳ１１１）。対物レンズ３０の駆動上限でないと判別された場合（ステップＳ１１１；ＮＯ）、ステップＳ１１１に移行される。対物レンズ３０の駆動上限であると判別された場合（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、アップスイープが停止される（ステップＳ１１２）。

そして、ＢＤ層が有るか否かが判別される（ステップＳ１１３）。この判別ステップは、ステップＳ１１０の判別結果に基づいて判別される。ステップＳ１１３において、ＢＤ層がないと判別された場合（ステップＳ１１３；ＮＯ）、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４の実行後、対物レンズ３０の駆動下限であるか否かが判別される（ステップＳ１１５）。対物レンズ３０の駆動下限でないと判別された場合（ステップＳ１１５；ＮＯ）、ステップＳ１１５に移行される。対物レンズ３０の駆動下限であると判別された場合（ステップＳ１１５；ＹＥＳ）、ダウンスイープが停止される（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１４〜Ｓ１１６までは、光ディスク１１がＢＤでない場合（例えば、ＤＶＤ又はＣＤであった場合）のフローに該当する。
ステップＳ１１６の実行後、多層成分検出処理は終了する。

ステップＳ１１３において、ＢＤ層が有ると判別された場合（ステップＳ１１３；ＹＥＳ）、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１１７）。そして、Ｌ０層のＦＥ振幅が有るか否かが判別される（ステップＳ１１８）。ＦＥ振幅が無いと判別された場合（ステップＳ１１８；ＮＯ）、ステップＳ１１８に移行される。ＦＥ振幅が有ると判別された場合（ステップＳ１１８；ＹＥＳ）、ダウンスイープが停止される（ステップＳ１１９）。このとき、対物レンズ３０の位置は、光ディスク１１のＬ０層から反射光を得ることができる位置となる。

そして、フォーカスサーチ電圧ＶがＲＡＭ２０Ｃに記憶される（ステップＳ１２０）。ここで、フォーカスサーチ電圧Ｖとは、対物レンズドライバ１６から制御コイル３１に印加される電圧（駆動信号）のことをいう。例えば、光ディスク１１のＬ０層から反射光を得ることができる対物レンズ３０の位置に対応するフォーカス電圧をｎとすると、フォーカスサーチ電圧Ｖ＝ｎがＲＡＭ２０Ｃに記憶される。

ステップＳ１２０の実行後、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａの位置がＬ８＿１層で最適となる位置に移動される（ステップＳ１２１）。ここで、凹レンズ３２Ａの位置がＬ８＿１層で最適となる位置とは、球面収差量がＬ８＿１層で最小となる凹レンズ３２Ａの位置のことをいう。

ステップＳ１２１の実行後、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１２２）。ここで、ダウンスイープは光ディスク１１のＬ０層からＬ８＿１層に向かって行われる。このとき、フォーカスサーチ電圧Ｖは、対物レンズドライバ１６のＤＡＣ（Digital Analog Converter）の最小分解能ｍ分ずつ引かれる（即ち、Ｖ＝ｎ−ｍとなる）。

そして、フォーカスサーチ電圧ＶがＶ＝ＶＬ８＿１であるか否かが判別される（ステップＳ１２３）。ここで、ＶＬ８＿１とは、光ディスク１１のＬ１層から反射光を得ることができる対物レンズ３０の位置に対応する電圧のことをいう。このＶＬ８＿１は予め設定されており、ＲＡＭ２０Ｃに格納されている。ステップＳ１２３において、Ｖ＝Ｖ＝ＶＬ８＿１でないと判別された場合（ステップＳ１２３；ＮＯ）、ステップＳ１２２に移行される。Ｖ＝ＶＬ８＿１であると判別された場合（ステップＳ１２３；ＹＥＳ）、光ディスク１１のＬ８＿１層でダウンスイープが停止される（ステップＳ１２４）。

ステップＳ１２４の実行後、光ディスク１１のＬ８＿１層のＦＥ振幅があるか否かが判別される（ステップＳ１２５）。このステップは、後述する図９（Ｃ）に示す光ディスク１１のＬ８＿１層のＦＥ振幅があるか否かを判別するステップに該当する。光ディスク１１のＬ８＿１層のＦＥ振幅が有ると判別された場合（ステップＳ１２５；ＹＥＳ）、光ディスク１１は８層ＢＤと確定される（ステップＳ１２６）。そして、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１２７）。

ステップＳ１２７の実行後、対物レンズ３０の駆動下限であるか否かが判別される（ステップＳ１２８）。対物レンズ３０の駆動下限でないと判別された場合（ステップＳ１２８；ＮＯ）、ステップＳ１２８に移行される。対物レンズ３０の駆動下限であると判別された場合（ステップＳ１２８；ＹＥＳ）、ダウンスイープが停止される（ステップＳ１２９）。ステップＳ１２９の実行後、多層成分検出処理は終了する。

光ディスク１１のＬ１層のＦＥ振幅が無いと判別された場合（ステップＳ１２５；ＮＯ）、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａの位置がＬ６＿１層で最適となる位置に移動される（ステップＳ１３０）。ここで、凹レンズ３２Ａの位置がＬ６＿１層で最適となる位置とは、球面収差量がＬ６＿１層で最小となる凹レンズ３２Ａの位置のことをいう。

ステップＳ１３０の実行後、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１３１）。ここで、ダウンスイープは光ディスク１１のＬ８＿１層からＬ６＿１層に向かって行われる。そして、フォーカスサーチ電圧ＶがＶ＝ＶＬ６＿１であるか否かが判別される（ステップＳ１３２）。ここで、ＶＬ６＿１とは、光ディスク１１のＬ６＿１層から反射光を得ることができる対物レンズ３０の位置に対応する電圧のことをいう。このＶＬ６＿１は予め設定されており、ＲＡＭ２０Ｃに格納されている。ステップＳ１３２において、Ｖ＝ＶＬ６＿１でないと判別された場合（ステップＳ１３２；ＮＯ）、ステップＳ１３１に移行される。Ｖ＝ＶＬ６＿１であると判別された場合（ステップＳ１３２；ＹＥＳ）、光ディスク１１のＬ６＿１層でダウンスイープが停止される（ステップＳ１３３）。

ステップＳ１３３の実行後、光ディスク１１のＬ６＿１層のＦＥ振幅があるか否かが判別される（ステップＳ１３４）。このステップは、後述する図９（Ｂ）に示す光ディスク１１のＬ６＿１層のＦＥ振幅があるか否かを判別するステップに該当する。光ディスク１１のＬ６＿１層のＦＥ振幅が有ると判別された場合（ステップＳ１３４；ＹＥＳ）、光ディスク１１は６層ＢＤと確定される（ステップＳ１３５）。そして、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１３６）。ステップＳ１３６の実行後、対物レンズ３０の駆動下限であるか否かが判別される（ステップＳ１３７）。対物レンズ３０の駆動下限でないと判別された場合（ステップＳ１３７；ＮＯ）、ステップＳ１３７に移行される。対物レンズ３０の駆動下限であると判別された場合（ステップＳ１３７；ＹＥＳ）、ダウンスイープが停止される（ステップＳ１３８）。ステップＳ１３８の実行後、多層成分検出処理は終了する。

光ディスク１１のＬ６＿１層のＦＥ振幅が無いと判別された場合（ステップＳ１３４；ＮＯ）、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａの位置がＬ４＿１層で最適となる位置に移動される（ステップＳ１３９）。ここで、凹レンズ３２Ａの位置がＬ４＿１層で最適となる位置とは、球面収差量がＬ４＿１層で最小となる凹レンズ３２Ａの位置のことをいう。

ステップＳ１３９の実行後、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１４０）。ここで、ダウンスイープは光ディスク１１のＬ６＿１層からＬ４＿１層に向かって行われる。そして、フォーカスサーチ電圧ＶがＶ＝ＶＬ４＿１であるか否かが判別される（ステップＳ１４１）。ここで、ＶＬ４＿１とは、光ディスク１１のＬ４＿１層から反射光を得ることができる対物レンズ３０の位置に対応する電圧のことをいう。このＶＬ４＿１は予め設定されており、ＲＡＭ２０Ｃに格納されている。ステップＳ１４１において、Ｖ＝ＶＬ４＿１でないと判別された場合（ステップＳ１４１；ＮＯ）、ステップＳ１４０に移行される。Ｖ＝ＶＬ４＿１であると判別された場合（ステップＳ１４１；ＹＥＳ）、光ディスク１１のＬ４＿１層でダウンスイープが停止される（ステップＳ１４２）。

ステップＳ１４２の実行後、光ディスク１１のＬ４＿１層のＦＥ振幅があるか否かが判別される（ステップＳ１４３）。このステップは、後述する図９（Ａ）に示す光ディスク１１のＬ４＿１層のＦＥ振幅があるか否かを判別するステップに該当する。光ディスク１１のＬ４＿１層のＦＥ振幅が有ると判別された場合（ステップＳ１４３；ＹＥＳ）、光ディスク１１は４層ＢＤと確定される（ステップＳ１４４）。ステップＳ１４４の実行後、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１４５）。そして、対物レンズ３０の駆動下限であるか否かが判別される（ステップＳ１４６）。対物レンズ３０の駆動下限でないと判別された場合（ステップＳ１４６；ＮＯ）、ステップＳ１４６に移行される。対物レンズ３０の駆動下限であると判別された場合（ステップＳ１４６；ＹＥＳ）、ダウンスイープが停止される（ステップＳ１４７）。ステップＳ１４７の実行後、多層成分検出処理は終了する。

光ディスク１１のＬ４＿１層のＦＥ振幅がないと判別された場合（ステップＳ１４３；ＮＯ）、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａの位置がＬ２＿１層で最適となる位置に移動される（ステップＳ１４８）。ここで、凹レンズ３２Ａの位置がＬ２＿１層で最適となる位置とは、球面収差量がＬ２＿１層で最小となる凹レンズ３２Ａの位置のことをいう。

ステップＳ１４８の実行後、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１４９）。ここで、ダウンスイープは光ディスク１１のＬ４＿１層からＬ２＿１層に向かって行われる。そして、フォーカスサーチ電圧ＶがＶ＝ＶＬ２＿１であるか否かが判別される（ステップＳ１５０）。ここで、ＶＬ２＿１とは、光ディスク１１のＬ２＿１層から反射光を得ることができる対物レンズ３０の位置に対応する電圧のことをいう。このＶＬ２＿１は予め設定されており、ＲＡＭ２０Ｃに格納されている。ステップＳ１５０において、Ｖ＝ＶＬ２＿１でないと判別された場合（ステップＳ１５０；ＮＯ）、ステップＳ１４９に移行される。Ｖ＝ＶＬ２＿１であると判別された場合（ステップＳ１５０；ＹＥＳ）、光ディスク１１のＬ２＿１層でダウンスイープが停止される（ステップＳ１５１）。

ステップＳ１５１の実行後、光ディスク１１のＬ２＿１層のＦＥ振幅があるか否かが判別される（ステップＳ１５２）。光ディスク１１のＬ２＿１層のＦＥ振幅が有ると判別された場合（ステップＳ１５２；ＹＥＳ）、光ディスク１１は２層ＢＤと確定される（ステップＳ１５３）。光ディスク１１のＬ２＿１層のＦＥ振幅がないと判別された場合（ステップＳ１５２；ＮＯ）、光ディスク１１は１層ＢＤであると確定される（ステップＳ１５４）。そして、ステップＳ１５３及びＳ１５４の後、ダウンスイープが開始される（ステップＳ１５５）。そして、対物レンズ３０の駆動下限であるか否かが判別される（ステップＳ１５６）。対物レンズ３０の駆動下限でないと判別された場合（ステップＳ１５６；ＮＯ）、ステップＳ１５６に移行される。対物レンズ３０の駆動下限であると判別された場合（ステップＳ１５６；ＹＥＳ）、ダウンスイープが停止される（ステップＳ１５７）。ステップＳ１５７の実行後、多層成分検出処理は終了する。
に移行される。

次に、図９を参照して、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａを移動させたとき、ＦＥ振幅に基づいて光ディスク１１の層数を確定する方法について説明する。図９（Ａ）に、光ディスク１１が１層又は２層である場合のＦＥ振幅を示す。図９（Ｂ）に、光ディスク１１が４層である場合のＦＥ振幅を示す。図９（Ｃ）に、光ディスク１１が８層である場合のＦＥ振幅を示す。

図９（Ａ）に示すように、光ディスク１１のＬ２＿１層に該当するＦＥ振幅が得られた場合は、光ディスク１１は２層ＢＤと確定される。また、光ディスク１１のＬ０層に該当するＦＥ振幅のみが得られた場合は、光ディスク１１は１層ＢＤと確定される。同様に、図９（Ｂ）に示すように、光ディスク１１のＬ４＿１層に該当するＦＥ振幅が得られた場合は、光ディスク１１は４層ＢＤと確定される。また、図９（Ｃ）に示すように、光ディスク１１のＬ８＿１層に該当するＦＥ振幅が得られた場合は、光ディスク１１は８層ＢＤと確定される。

以上、本実施の形態によれば、駆動モータ３４を駆動して光ディスク１１の最上層の記録層Ｌ０より所定の記録層距離分離間した記録層に合わせた球面収差補正を行い、制御コイル３１を駆動して光ディスク１１の記録層の所定の記録層間距離分、対物レンズ３０を移動させて、その記録層のフォーカスエラー信号の検出有無より光ディスク１１の多層成分を検出することができる。これにより、光ディスク１１の記録層の多層成分を確実に検出することができる。また、光ディスク１１の記録層の多層成分を確実に検出することにより、光ディスク１１の再生までの時間を短縮することができる。

また、制御コイル３１を駆動して対物レンズ３０を光ディスク１１の記録面と略垂直方向に移動させる際、フォーカスエラー信号に基づいて光ディスク１１のメディアの種類を判定することができる。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る光ディスク再生装置、光ディスク記録層の検出方法及び光ディスク記録層の検出プログラムの一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では駆動モータ３４によりビームエクスパンダ３２を調整する構成としたが、ピエゾ素子を用いてビームエクスパンダ３２を調整する構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａを移動させる構成としたが、凸レンズ３２Ｂを移動させる構成としてもよい。また、ビームエクスパンダ３２の凹レンズ３２Ａ、凸レンズ３２Ｂの両方を移動させる構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、ビームエクスパンダ３２により球面収差補正を行う構成としたが、電圧を加えることにより屈折率を変化させ、球面収差を付加するような液晶素子により球面収差補正を行う構成としてもよい。

その他、上記実施の形態における光ディスク再生装置１の細部構成及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る光ディスク再生装置１の構成図である。 フォーカスアップ及びフォーカスダウン時のＦＥ振幅を示した図である。 光ディスク１１の記録層の各層の位置を示した図である。 多層成分検出処理の流れを示すフローチャートである。 多層成分検出処理の流れを示すフローチャートである。 多層成分検出処理の流れを示すフローチャートである。 多層成分検出処理の流れを示すフローチャートである。 多層成分検出処理の流れを示すフローチャートである。 光ディスクの記録層の層数が１層、２層、４層及び８層であった場合のＦＥ振幅を示す図である。

符号の説明

１ 光ディスク再生装置
１１ 光ディスク
１２ スピンドルモータ
１３ 光ピックアップ
１４ ＡＰＣ回路
１５ レーザードライバ
１６ 対物レンズドライバ
１７ ビームエクスパンダドライバ
１８ 信号生成回路
１９ ＤＳＰ
２０ コントローラ
２０Ａ ＣＰＵ
２０Ｂ ＲＯＭ
２０Ｃ ＲＡＭ
３０ 対物レンズ
３１ 制御コイル
３２ ビームエクスパンダ
３２Ａ 凹レンズ
３２Ｂ 凸レンズ
３３ 歯車
３４ 駆動モータ
３５ λ／４板
３６ 偏光ビームスプリッタ
３７ 集光レンズ
３８ ＡＰＣ用偏光ビームスプリッタ
３９ 集光レンズ
４０ フロントモニタダイオード
４１ コリメータレンズ
４２ レーザーダイオード
４３ フォトダイオード

Claims (4)

1. 光源、前記光源から射出される光束を光ディスクの記録面に集光させる対物レンズ、前記対物レンズを光ディスクの記録面と略垂直な方向に移動させる第１の駆動手段、前記光源から射出される光束を調整する複数のレンズを有するビームエクスパンダ、前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを光ディスクの記録面と略垂直な方向に移動させる第２の駆動手段、及び前記光束が前記光ディスクに反射した戻り光を受光し、その受光量に対応する検出信号を出力する光検出器を有する光ピックアップと、
   前記光検出器により検出される検出信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号生成手段と、
   前記第１の駆動手段を駆動して前記対物レンズを前記光ディスクの記録面と略垂直方向に移動させ、前記光ディスクにおいて、対物レンズにより集光される光束の入射面から最も離間した位置に配置される最上層の記録層に前記光束が集光するように移動させるとともに、前記第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層における球面収差が最少となる位置に前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整した後に、前記第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層より、当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分離間した記録層で球面収差補正が最小となるように前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整し、前記第１の駆動手段を駆動して、前記最上層の記録層より前記光ディスクの記録層における当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分、前記対物レンズを移動させて、前記最上層の記録層より所定層間距離分離間した記録層のフォーカスエラー信号の検出有無より前記光ディスクの多層構造における記録層の位置を検出する制御手段と、
   を備えることを特徴とする光ディスク再生装置。
2. 前記制御手段によって前記第１の駆動手段を駆動して前記対物レンズを前記光ディスクの記録面と略垂直方向に移動させる際、前記信号生成手段により生成された前記フォーカスエラー信号の振幅に基づいて前記光ディスクの信号の読取に用いられる波長に応じて規定されたメディアの種類を判定するメディア判定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク再生装置。
3. 光ピックアップの光源から射出される光束が光ディスクに反射した戻り光を受光し、その受光量に対応する検出信号を出力する光検出器から出力された検出信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号生成工程と、
   光源から射出される光束を光ディスクの記録面に集光させる対物レンズを当該光ディスクの記録面と略垂直な方向に移動させる第１の駆動手段を駆動して前記対物レンズを前記光ディスクの記録面と略垂直方向に移動させ、前記光ディスクにおいて、対物レンズにより集光される光束の入射面から最も離間した位置に配置される最上層の記録層に前記光束が集光するように移動させるとともに、光源から射出される光束を球面収差補正するビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを光ディスクと略垂直な方向に移動させる第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層における球面収差が最少となる位置に前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整した後に、前記第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層より、当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分離間した記録層で球面収差補正が最小となるように前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整し、前記第１の駆動手段を駆動して、前記最上層の記録層より前記光ディスクの記録層における当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分、前記対物レンズを移動させて、前記最上層の記録層より所定層間距離分離間した記録層のフォーカスエラー信号の検出有無より前記光ディスクの多層構造における記録層の位置を検出する制御工程と、
   を含むことを特徴とする光ディスク記録層の検出方法。
4. コンピュータを、
   光ピックアップの光源から射出される光束が光ディスクに反射した戻り光を受光し、その受光量に対応する検出信号を出力する光検出器から出力された検出信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号生成手段、
   光源から射出される光束を光ディスクの記録面に集光させる対物レンズを当該光ディスクの記録面と略垂直な方向に移動させる第１の駆動手段を駆動して前記対物レンズを前記光ディスクの記録面と略垂直方向に移動させ、前記光ディスクにおいて、対物レンズにより集光される光束の入射面から最も離間した位置に配置される最上層の記録層に前記光束が集光するように移動させるとともに、光源から射出される光束を球面収差補正するビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを光ディスクと略垂直な方向に移動させる第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層における球面収差が最少となる位置に前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整した後に、前記第２の駆動手段を駆動して前記光ディスクの前記最上層の記録層より、当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分離間した記録層で球面収差補正が最小となるように前記ビームエクスパンダの少なくとも１つのレンズを調整し、前記第１の駆動手段を駆動して、前記最上層の記録層より前記光ディスクの記録層における当該光ディスクの記録層の数に応じて規定されている所定の記録層間距離分、前記対物レンズを移動させて、前記最上層の記録層より所定層間距離分離間した記録層のフォーカスエラー信号の検出有無より前記光ディスクの多層構造における記録層の位置を検出する制御手段、
   として機能させるための光ディスク記録層の検出プログラム。

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