JPWO2006109414A1 - 光学式記録再生装置およびフォーカスサーチ方法 - Google Patents
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Abstract
光ディスクの保護層の厚みに起因する波面収差が発生しても信号記録面のフォーカスサーチを確実に実行させ得る光学式記録再生装置が開示される。光学式記録再生装置は、記録媒体に光ビームスポットを照射する光学系と、少なくとも記録媒体の保護層の厚み方向へ光ビームスポットを移動させるスポット移送部と、戻り光に基づいて保護層表面および信号記録面をそれぞれ検出する面検出部と、面検出部が保護層表面を検出しこれに続いて信号記録面を検出したときに当該信号記録面に対するフォーカスサーボを開始するフォーカス制御部と、を備える。
Description
本発明は、たとえば光ディスクなどの記録媒体に形成された信号記録面に対する合焦点を検出するためにフォーカスサーチを実行する装置および方法並びにその関連技術に関する。
一般に、光ディスクは、たとえば相変化膜からなる信号記録層とこれを被覆する透光性の保護層とを含み、光ディスクに情報を記録するときは、光源から出射された光ビームが対物レンズで集光され、その集光された光ビームは、保護層を透過して信号記録層の表面（以下、「信号記録面」と称する。）に光スポット（以下、集光スポットと呼ぶ。）を形成する。集光スポットの直径は、光ビームの波長に比例し且つ対物レンズの開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）に反比例するので、光ビームの短波長化と対物レンズの開口数の高値化とにより集光スポットのサイズを小さくして光ディスクの記録密度を向上させることが可能となる。たとえば、現在、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）の規格では、レーザ光源の波長が約６５０ナノメートル（赤色）であり、対物レンズの開口数が約０．６５であるが、次世代の光ディスク規格では、レーザ光源の波長が約４０５ナノメートルであり、対物レンズの開口数が約０．８５である。
また、対物レンズの開口数の高値化により対物レンズの分解能が高くなるにつれて、光ディスクの保護層の厚みに起因する波面収差として、たとえば球面収差が大きくなるという問題が知られている。一般に、球面収差の量は、対物レンズの開口数の４乗に比例し且つ光ディスクの保護層の厚みの誤差に比例する。その種の波面収差を補正する技術として、エクスパンダーレンズや液晶素子などの収差補正素子の使用が可能である。
一般に、光ディスクの信号記録層に信号を記録したり当該信号記録層から信号を再生したりする際には、事前に、信号記録面に対する合焦点を検出するフォーカスサーチが行われる。複数の信号記録面を有する多層ディスクの場合、一の信号記録面についての波面収差補正量を適正化すれば、他の信号記録面についての波面収差補正量が適正化されず、当該他の信号記録面に対する合焦点を正確に検出し得ないという問題がある。この種の問題を解決する技術として、特開２００４−３９１２５号公報（対応米国特許出願公開第２００４／２０７９４４号公報）には、目標記録面に応じて収差補正素子に対する波面収差補正量を予め設定しておくことで、目標記録面に対する合焦点の検出精度を向上させる方法が開示されている。
しかしながら、特開２００４−３９１２５号公報に開示される技術を用いても、目標記録面の反射率が低く当該目標記録面の反射光量と比べて保護層表面の反射光量が無視できない場合には、波面収差を目標記録面に適正化すれば、保護層表面に波面収差が適正化されなくなる。この結果、フォーカスサーチの際に目標記録面の代わりに保護層表面に対する合焦点を誤検出するという問題が生ずる。かかる問題を図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃ，図２Ａおよび図２Ｂを参照しつつ以下に説明する。図１Ａを参照すると、光ディスク１００は、保護層（透光性基板）１０１Ａ、第１信号記録層１０２Ａ、接着層（中間層）１０３、第２信号記録層１０２Ｂおよび上面基板１０１Ｂで構成される。保護層１０１Ａは、ポリカーボネート樹脂などの光学材料からなる。対物レンズ１０４は、レーザ光源（図示せず）から出射された光ビームＩＬを集光して集光スポットＳｐを形成する。フォーカスサーチの際には、図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃに示されるように、対物レンズ１０４を光軸１１０に沿って光ディスク１００に近接する方向へ移送することにより、集光スポットＳｐを光ディスク１００に近接する方向へ移動させる。光ディスク１００で反射した戻り光は、対物レンズ１０４を介して光検出器（図示せず）で電気信号に変換される。検出回路（図示せず）は、その電気信号に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥおよび和信号ＳＵＭ（戻り光の総光量に比例する信号レベルを持つ信号）を生成することとなる。
図１Ａに示されるように集光スポットＳｐが保護層１０１Ａの表面を通過する際には（時刻Ｔ０付近）、図２Ａに示されるように、和信号ＳＵＭは極大値を持つ波形Ｓ１を形成し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形Ｆ１を形成する。また、図１Ｂに示されるように集光スポットＳｐが第１信号記録層１０２Ａの表面を通過する際には（時刻Ｔ２付近）、図２Ａに示されるように、和信号ＳＵＭは極大値を持つ波形Ｓ２を形成し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形Ｆ２を形成する。さらに、図１Ａに示されるように集光スポットＳｐが第２信号記録層１０２Ｂの表面を通過する際には（時刻Ｔ４付近）、和信号ＳＵＭは極大値を持つ波形Ｓ３を形成し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形Ｆ３を形成する。特開２００４−３９１２５号公報記載の従来技術では、波面収差補正は、信号記録層１０２Ａ，１０２Ｂのいずれか一方または双方について適正化されるので、信号記録層１０２Ａ，１０２Ｂで反射した戻り光に応じた信号ＳＵＭ，ＦＥの波形Ｓ２，Ｓ３，Ｆ２，Ｆ３は、信号記録面の反射率に応じた振幅を有するものの、保護層１０１Ａの表面で反射した戻り光に応じた信号ＳＵＭ，ＦＥの波形Ｓ１，Ｆ１は、波面収差の影響を受けて歪んでしまう。
フォーカスサーチの際には、コントローラ（図示せず）は、フォーカスエラー信号ＦＥの信号レベルと所定の閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２とを比較すると同時に、和信号ＳＵＭの信号レベルと所定の閾値レベルＴＨ３とを比較する。閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３は、波形Ｓ１，Ｆ１を検出し得ないレベルであるが、波形Ｓ２，Ｓ３，Ｆ２，Ｆ３を検出し得るレベルに設定されている。したがって、コントローラは、集光スポットＳｐが保護層１０１Ａの表面を通過する際（時刻Ｔ０）には何も検出しない。第１信号記録層１０２Ａの表面が目標記録面として設定されている場合、集光スポットＳｐが第１信号記録層１０２Ａの表面に近接したとき（時刻Ｔ１）、コントローラは、和信号ＳＵＭのレベルが閾値レベルＴＨ３に達したことを検出し、続けて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値レベルＴＨ２に達したことを検出する。このとき、コントローラは、集光スポットＳｐが、第１信号記録層１０２Ａの表面に対する合焦点検出のキャプチャレンジ内に入ったと判定してフォーカスサーチを終了し、合焦波形Ｆ２を用いたフォーカスサーボを開始する。他方、第２信号記録層１０２Ｂの表面が目標記録面として設定されている場合、集光スポットＳｐが第１信号記録層１０２Ａの表面に近接したとき（時刻Ｔ１）、コントローラは、第１信号記録層１０２Ａの表面に応じた和信号ＳＵＭのレベルが閾値レベルＴＨ３に達したことを検出する。次いで、集光スポットＳｐが第２信号記録層１０２Ｂに近接したとき（時刻Ｔ３）、コントローラは、和信号ＳＵＭのレベルが閾値レベルＴＨ３に達したことを検出し、続けて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値レベルＴＨ２に達したことを検出する。このとき、コントローラは、集光スポットＳｐが、第２信号記録層１０２Ｂの表面に対する合焦点検出のキャプチャレンジ内に入ったと判定してフォーカスサーチを終了し、合焦波形Ｆ３を用いたフォーカスサーボを開始する。
上述した通り、従来技術のフォーカスサーチは、波面収差補正量を信号記録層１０２Ａ，１０２Ｂの表面に対して適正化し、保護層１０１Ａの表面に応じた信号波形Ｓ１，Ｆ１が検出されないことを前提としたものである。しかしながら、信号記録面に収差補正を適正化すれば、信号波形Ｓ２，Ｆ２およびＳ３，Ｆ３の振幅が小さくなる一方、収差補正が適正化されない保護層表面が波面収差の影響を受けることで信号波形Ｓ１，Ｆ１の振幅が大きくなるときがある。このとき、図２Ｂに示されるように、和信号ＳＵＭの波形Ｓ１のレベルが閾値レベルＴＨ３を超え、フォーカスエラー信号ＦＥの合焦波形Ｆ１のレベルが閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２に達する場合がある。かかる場合、コントローラは保護層１０１Ａを誤検出しフォーカスサーチの失敗を招くこととなる。光ビームの短波長化と対物レンズの高分解能化に伴い、対物レンズと光ディスク間のワーキングディスタンスも短くなるため、フォーカスサーチの失敗は、光ディスクへの対物レンズの衝突を招く危険性が高い。
特に多層ディスクでは、各信号記録層の表面の反射率は低く、その表面で反射した戻り光の光量と、保護層表面で反射した戻り光の光量との差が小さいため、保護層表面の誤検出が起こりやすい。
また、対物レンズの開口数の高値化により対物レンズの分解能が高くなるにつれて、光ディスクの保護層の厚みに起因する波面収差として、たとえば球面収差が大きくなるという問題が知られている。一般に、球面収差の量は、対物レンズの開口数の４乗に比例し且つ光ディスクの保護層の厚みの誤差に比例する。その種の波面収差を補正する技術として、エクスパンダーレンズや液晶素子などの収差補正素子の使用が可能である。
一般に、光ディスクの信号記録層に信号を記録したり当該信号記録層から信号を再生したりする際には、事前に、信号記録面に対する合焦点を検出するフォーカスサーチが行われる。複数の信号記録面を有する多層ディスクの場合、一の信号記録面についての波面収差補正量を適正化すれば、他の信号記録面についての波面収差補正量が適正化されず、当該他の信号記録面に対する合焦点を正確に検出し得ないという問題がある。この種の問題を解決する技術として、特開２００４−３９１２５号公報（対応米国特許出願公開第２００４／２０７９４４号公報）には、目標記録面に応じて収差補正素子に対する波面収差補正量を予め設定しておくことで、目標記録面に対する合焦点の検出精度を向上させる方法が開示されている。
しかしながら、特開２００４−３９１２５号公報に開示される技術を用いても、目標記録面の反射率が低く当該目標記録面の反射光量と比べて保護層表面の反射光量が無視できない場合には、波面収差を目標記録面に適正化すれば、保護層表面に波面収差が適正化されなくなる。この結果、フォーカスサーチの際に目標記録面の代わりに保護層表面に対する合焦点を誤検出するという問題が生ずる。かかる問題を図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃ，図２Ａおよび図２Ｂを参照しつつ以下に説明する。図１Ａを参照すると、光ディスク１００は、保護層（透光性基板）１０１Ａ、第１信号記録層１０２Ａ、接着層（中間層）１０３、第２信号記録層１０２Ｂおよび上面基板１０１Ｂで構成される。保護層１０１Ａは、ポリカーボネート樹脂などの光学材料からなる。対物レンズ１０４は、レーザ光源（図示せず）から出射された光ビームＩＬを集光して集光スポットＳｐを形成する。フォーカスサーチの際には、図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃに示されるように、対物レンズ１０４を光軸１１０に沿って光ディスク１００に近接する方向へ移送することにより、集光スポットＳｐを光ディスク１００に近接する方向へ移動させる。光ディスク１００で反射した戻り光は、対物レンズ１０４を介して光検出器（図示せず）で電気信号に変換される。検出回路（図示せず）は、その電気信号に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥおよび和信号ＳＵＭ（戻り光の総光量に比例する信号レベルを持つ信号）を生成することとなる。
図１Ａに示されるように集光スポットＳｐが保護層１０１Ａの表面を通過する際には（時刻Ｔ０付近）、図２Ａに示されるように、和信号ＳＵＭは極大値を持つ波形Ｓ１を形成し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形Ｆ１を形成する。また、図１Ｂに示されるように集光スポットＳｐが第１信号記録層１０２Ａの表面を通過する際には（時刻Ｔ２付近）、図２Ａに示されるように、和信号ＳＵＭは極大値を持つ波形Ｓ２を形成し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形Ｆ２を形成する。さらに、図１Ａに示されるように集光スポットＳｐが第２信号記録層１０２Ｂの表面を通過する際には（時刻Ｔ４付近）、和信号ＳＵＭは極大値を持つ波形Ｓ３を形成し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形Ｆ３を形成する。特開２００４−３９１２５号公報記載の従来技術では、波面収差補正は、信号記録層１０２Ａ，１０２Ｂのいずれか一方または双方について適正化されるので、信号記録層１０２Ａ，１０２Ｂで反射した戻り光に応じた信号ＳＵＭ，ＦＥの波形Ｓ２，Ｓ３，Ｆ２，Ｆ３は、信号記録面の反射率に応じた振幅を有するものの、保護層１０１Ａの表面で反射した戻り光に応じた信号ＳＵＭ，ＦＥの波形Ｓ１，Ｆ１は、波面収差の影響を受けて歪んでしまう。
フォーカスサーチの際には、コントローラ（図示せず）は、フォーカスエラー信号ＦＥの信号レベルと所定の閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２とを比較すると同時に、和信号ＳＵＭの信号レベルと所定の閾値レベルＴＨ３とを比較する。閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３は、波形Ｓ１，Ｆ１を検出し得ないレベルであるが、波形Ｓ２，Ｓ３，Ｆ２，Ｆ３を検出し得るレベルに設定されている。したがって、コントローラは、集光スポットＳｐが保護層１０１Ａの表面を通過する際（時刻Ｔ０）には何も検出しない。第１信号記録層１０２Ａの表面が目標記録面として設定されている場合、集光スポットＳｐが第１信号記録層１０２Ａの表面に近接したとき（時刻Ｔ１）、コントローラは、和信号ＳＵＭのレベルが閾値レベルＴＨ３に達したことを検出し、続けて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値レベルＴＨ２に達したことを検出する。このとき、コントローラは、集光スポットＳｐが、第１信号記録層１０２Ａの表面に対する合焦点検出のキャプチャレンジ内に入ったと判定してフォーカスサーチを終了し、合焦波形Ｆ２を用いたフォーカスサーボを開始する。他方、第２信号記録層１０２Ｂの表面が目標記録面として設定されている場合、集光スポットＳｐが第１信号記録層１０２Ａの表面に近接したとき（時刻Ｔ１）、コントローラは、第１信号記録層１０２Ａの表面に応じた和信号ＳＵＭのレベルが閾値レベルＴＨ３に達したことを検出する。次いで、集光スポットＳｐが第２信号記録層１０２Ｂに近接したとき（時刻Ｔ３）、コントローラは、和信号ＳＵＭのレベルが閾値レベルＴＨ３に達したことを検出し、続けて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値レベルＴＨ２に達したことを検出する。このとき、コントローラは、集光スポットＳｐが、第２信号記録層１０２Ｂの表面に対する合焦点検出のキャプチャレンジ内に入ったと判定してフォーカスサーチを終了し、合焦波形Ｆ３を用いたフォーカスサーボを開始する。
上述した通り、従来技術のフォーカスサーチは、波面収差補正量を信号記録層１０２Ａ，１０２Ｂの表面に対して適正化し、保護層１０１Ａの表面に応じた信号波形Ｓ１，Ｆ１が検出されないことを前提としたものである。しかしながら、信号記録面に収差補正を適正化すれば、信号波形Ｓ２，Ｆ２およびＳ３，Ｆ３の振幅が小さくなる一方、収差補正が適正化されない保護層表面が波面収差の影響を受けることで信号波形Ｓ１，Ｆ１の振幅が大きくなるときがある。このとき、図２Ｂに示されるように、和信号ＳＵＭの波形Ｓ１のレベルが閾値レベルＴＨ３を超え、フォーカスエラー信号ＦＥの合焦波形Ｆ１のレベルが閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２に達する場合がある。かかる場合、コントローラは保護層１０１Ａを誤検出しフォーカスサーチの失敗を招くこととなる。光ビームの短波長化と対物レンズの高分解能化に伴い、対物レンズと光ディスク間のワーキングディスタンスも短くなるため、フォーカスサーチの失敗は、光ディスクへの対物レンズの衝突を招く危険性が高い。
特に多層ディスクでは、各信号記録層の表面の反射率は低く、その表面で反射した戻り光の光量と、保護層表面で反射した戻り光の光量との差が小さいため、保護層表面の誤検出が起こりやすい。
以上に鑑みて本発明の目的は、光ディスクの信号記録面の反射率が低い場合に保護層の厚みに起因する波面収差が発生しても信号記録面のフォーカスサーチを確実に実行させ得る光学式記録再生装置およびフォーカスサーチ方法を提供することである。
本発明の第１の態様は、信号記録面と前記信号記録面を被覆する保護層とを有する記録媒体に光ビームスポットを照射して前記信号記録面に信号を記録し、並びに前記記録媒体に光ビームスポットを照射してその反射光である戻り光に基づいて前記信号記録面に記録されている信号を再生する光学式記録再生装置である。この光学式記録再生装置は、前記記録媒体に前記光ビームスポットを照射する光学系と、少なくとも前記保護層の厚み方向へ前記光ビームスポットを移動させるスポット移送部と、前記スポット移送部が前記光ビームスポットを前記保護層から前記信号記録面の方向へ移動させたときに前記戻り光に基づいて前記保護層表面および前記信号記録面をそれぞれ検出する面検出部と、前記面検出部が前記保護層表面を検出しこれに続いて前記信号記録面を検出したときに当該信号記録面に対するフォーカスサーボを開始するフォーカス制御部と、を備えることを特徴としている。
本発明の第２の態様は、信号記録面と前記信号記録面を被覆する保護層とを有する記録媒体に光ビームスポットを照射してその反射光である戻り光に基づいて前記信号記録面に対する合焦点を検出するフォーカスサーチ方法である。このフォーカスサーチ方法は、（ａ）前記光ビームスポットを前記保護層表面から前記信号記録面の方向へ移動させたときに前記戻り光に基づいて前記保護層表面を検出するステップと、（ｂ）前記光ビームスポットを前記保護層表面から前記信号記録面の方向へ移動させたときに、前記ステップ（ａ）で前記保護層表面が検出された後にこれに続いて前記信号記録面を検出するステップと、（ｃ）前記ステップ（ｂ）での前記信号記録面の検出に応じて当該信号記録面に対するフォーカスサーボを開始するステップと、を備えることを特徴としている。
本発明の第１の態様は、信号記録面と前記信号記録面を被覆する保護層とを有する記録媒体に光ビームスポットを照射して前記信号記録面に信号を記録し、並びに前記記録媒体に光ビームスポットを照射してその反射光である戻り光に基づいて前記信号記録面に記録されている信号を再生する光学式記録再生装置である。この光学式記録再生装置は、前記記録媒体に前記光ビームスポットを照射する光学系と、少なくとも前記保護層の厚み方向へ前記光ビームスポットを移動させるスポット移送部と、前記スポット移送部が前記光ビームスポットを前記保護層から前記信号記録面の方向へ移動させたときに前記戻り光に基づいて前記保護層表面および前記信号記録面をそれぞれ検出する面検出部と、前記面検出部が前記保護層表面を検出しこれに続いて前記信号記録面を検出したときに当該信号記録面に対するフォーカスサーボを開始するフォーカス制御部と、を備えることを特徴としている。
本発明の第２の態様は、信号記録面と前記信号記録面を被覆する保護層とを有する記録媒体に光ビームスポットを照射してその反射光である戻り光に基づいて前記信号記録面に対する合焦点を検出するフォーカスサーチ方法である。このフォーカスサーチ方法は、（ａ）前記光ビームスポットを前記保護層表面から前記信号記録面の方向へ移動させたときに前記戻り光に基づいて前記保護層表面を検出するステップと、（ｂ）前記光ビームスポットを前記保護層表面から前記信号記録面の方向へ移動させたときに、前記ステップ（ａ）で前記保護層表面が検出された後にこれに続いて前記信号記録面を検出するステップと、（ｃ）前記ステップ（ｂ）での前記信号記録面の検出に応じて当該信号記録面に対するフォーカスサーボを開始するステップと、を備えることを特徴としている。
図１Ａ，図１Ｂおよび図１Ｃは、従来のフォーカスサーチを説明するための図であり、
図２Ａおよび図２Ｂは、フォーカスサーチの際に発生する信号波形を例示するタイミングチャートであり、
図３は、本発明の一実施例である記録再生装置の構成を概略的に示す図であり、
図４Ａ，図４Ｂおよび図４Ｃは、フォーカスエラー信号と和信号の生成方法を説明するための図であり、
図５は、補正動作点と適正点を説明するための図であり、
図６は、本発明に係る第１実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートであり、
図７Ａ〜図７Ｆは、フォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートであり、
図８は、本発明に係る第２実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートであり、
図９Ａ〜図９Ｆは、第２実施例のフォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートであり、
図１０は、本発明に係る第３実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートであり、
図１１Ａ〜図１１Ｆは、第３実施例のフォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートである。
図２Ａおよび図２Ｂは、フォーカスサーチの際に発生する信号波形を例示するタイミングチャートであり、
図３は、本発明の一実施例である記録再生装置の構成を概略的に示す図であり、
図４Ａ，図４Ｂおよび図４Ｃは、フォーカスエラー信号と和信号の生成方法を説明するための図であり、
図５は、補正動作点と適正点を説明するための図であり、
図６は、本発明に係る第１実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートであり、
図７Ａ〜図７Ｆは、フォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートであり、
図８は、本発明に係る第２実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートであり、
図９Ａ〜図９Ｆは、第２実施例のフォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートであり、
図１０は、本発明に係る第３実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートであり、
図１１Ａ〜図１１Ｆは、第３実施例のフォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートである。
以下、本発明に係る種々の実施例について説明する。
図３は、本発明の一実施例である記録再生装置１の構成を概略的に示す図である。この記録再生装置１は、光ピックアップ３および信号処理部４を有する。信号処理部４は、信号検出部３０、面検出部４０、レンズ移送制御部４１、フォーカス制御部４２、コントローラ４３、切替器４４、収差補正制御部４５および増幅回路４６を含む。光ピックアップ３は、レーザ光源１１、コリメータ１２、グレーティング１３、合成プリズム１４、収差補正素子１５、１／４波長板１６、対物レンズ（光学系）１７Ａ，１７Ｂ、コリメータ２０および光検出器２１を含む。光ディスク２は、ディスク回転機構（図示せず）に着脱自在に装着されている。スピンドルモータ２２は、モータ制御部２３から供給される駆動信号に応じて光ディスク２を回転させることができる。
レーザ光源１１は、駆動回路（図示せず）から供給される駆動信号に応じて、たとえば約４０５ナノメール（＝４０５×１０−９メートル）の発振波長を持つ光ビームを発する。この光ビームは、コリメータレンズ１２で平行光にされた後、グレーティング１３を介して合成プリズム１４に入射する。合成プリズム１４で反射した光ビームは、収差補正素子１５を通過し、１／４波長板１６で直線偏向から円偏向の光に変換された後に第１レンズ１７Ａに入射する。第１レンズ１７Ａおよび第２レンズ１７Ｂは、１／４波長板１６からの入射光を光ディスク２上に集光させる２群２枚の対物レンズを構成する。
対物レンズ１７Ａ，１７Ｂはレンズホルダー１８に固定されており、このレンズホルダー１８は、２軸駆動用または３軸駆動用のアクチュエータ１９に取り付けられている。増幅回路４６は、切替器４４から供給された駆動信号ＤＳを増幅してアクチュエータ１９に供給し、アクチュエータ１９は、その増幅信号に応じてレンズホルダー１８をフォーカス方向またはトラッキング方向に沿って移送する。よって、アクチュエータ１９は、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを光ディスク２に近接する方向またはその逆方向へ移送して、集光スポットを光ディスク２に近接する方向またはその逆方向へ移動させることができる。
光ディスク２で反射した戻り光は、対物レンズ１７Ｂ，１７Ａ、１／４波長板１６、収差補正素子１５および合成プリズム１４を順に通過し、コリメータ２０で屈折させられた後に光検出器２１によって検出される。光検出器２１は、たとえば図４Ａに示される受光部２５を有しており、この受光部２５の表面から内部の光電変換膜に入射した光は電気信号に変換される。この受光部２５の出力は信号検出部３０に与えられる。受光部２５は、第１受光部２５Ａ、第２受光部２５Ｂ、第３受光部２５Ｃおよび第４受光部２５Ｄに４分割されている。互いに対角位置にある第１受光部２５Ａと第２受光部２５Ｂの両出力は加算器３２に与えられ、互いに対角位置にある第３受光部２５Ｃと第４受光部２５Ｄの両出力は加算器３１に与えられる。一方の加算器３２は、受光部２５Ａ，２５Ｂからの入力信号を加算し、その加算信号を加算器３４と減算器３３とに供給する。他方の加算器３１は、受光部２５Ｃ，２５Ｄからの出力信号を加算し、その加算信号を加算器３４と減算器３３とに供給する。加算器３４は、加算器３１と加算器３２とからそれぞれ供給された信号を加算し、その加算信号を第２増幅器３６に与える。第２増幅器３６は、加算器３４からの入力信号を増幅することで和信号ＳＵＭを生成し、この和信号ＳＵＭは、第１〜第４受光部２５Ａ〜２５Ｄに入射した戻り光の光量の総和に比例する信号レベルを有する。他方、減算器３３は、加算器３１と加算器３２とからそれぞれ供給された信号のうちの一方から他方を減算し、その減算信号を第１増幅器３５に与える。第１増幅器３５は減算信号を増幅することでフォーカスエラー信号ＦＥを生成する。
光ディスク２に照射される光ビームには非点収差が付与されている。対物レンズ１７Ａ，１７Ｂが合焦位置にあるとき、図４Ａに示されるように受光部２５に照射される光スポット２４ｃは円形になる。このとき、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルはゼロ値である。一方、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂが合焦位置から光ディスク２に近接する方向にずれたとき、図４Ｂに示されるように受光部２５に照射される光スポット２４ａは楕円形になり、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルはゼロ値からプラスの値に変化する。他方、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂが合焦位置から光ディスク２とは逆方向にずれたとき、図４Ｃに示されるように受光部２５に照射される光スポット２４ｂは楕円形になり、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルはゼロ値からマイナスの値に変化する。以上のフォーカスエラー信号ＦＥの生成方法は非点収差法と呼ばれているが、本発明ではこれに限定されない。たとえば公知のナイフエッジ法を用いてフォーカスエラー信号ＦＥを生成してもよい。
上記の如く、信号検出部３０は、光検出器２１で検出された信号Ｓ１に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥを生成しこの信号ＦＥを面検出部４０とレンズ移送制御部４１とに供給する。同時に、信号検出部３０は、光検出器２１で検出された信号Ｓ１に基づいて和信号ＳＵＭを生成しこの信号ＳＵＭを面検出部４０に供給する。後述するように、フォーカス制御部４２はフォーカスエラー信号ＦＥを用いてフォーカスサーボを実行し、面検出部４０は、フォーカスエラー信号ＦＥと和信号ＳＵＭとを用いて光ディスク２の保護層表面と信号記録面とを検出する。
また、信号検出部３０は、検出信号Ｓ１に基づいて、再生信号ＲＦ、トラッキングエラー信号ＴＥおよびプリフォーマット信号ＰＦなどの制御用信号をも生成しこれら制御用信号をコントローラ４３に供給する。再生信号ＲＦは、たとえば和信号を２値化することで生成できる。トラッキングエラー信号ＴＥは、たとえば公知のプッシュプル法により生成でき、トラッキング制御ブロック（図示せず）で使用される。また、光ディスク２の信号記録面には、一定の振幅と一定の空間周波数とでうねる形状を持つ案内溝（グルーブ）や、ランドプリピットを持つランドが形成されている。信号検出部３０は、案内溝に形成されたウォブルパターンやランドプリピットを検出しその検出信号（ウォブル信号，プリピット信号）をプリフォーマット信号ＰＦとしてコントローラ４３に与える。
収差補正素子１５は、入射光を位相変調することで、光ディスク２の保護層の厚みに起因する波面収差として、たとえば球面収差を補正する液晶素子である。この液晶素子１５は、たとえば複屈折率を持つネマティック液晶分子からなる液晶層が２枚の光透過性板で挟まれている構造を有し、２枚の光透過性板の内面には、それぞれ、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）などの金属酸化物からなる透明電極が形成されている。２枚の透明電極のうちの少なくとも一方に駆動電圧を印加すると、透明電極間の液晶層に電界分布が発生し、この電界分布に応じて液晶分子が配向する。よって、透明電極に印加する駆動電圧の分布を調整することで、液晶層の屈折率に局所的に異なる分布を持たせ、液晶層に入射する光ビームの位相を変調させることができる。
なお、本実施例では、収差補正素子１５として液晶素子を採用するが、本発明ではこれに限らない。収差補正素子１５として、たとえば、コリメータレンズまたはエクスパンダーレンズを採用してもよい。
収差補正制御部４５は、収差補正素子１５における補正動作状態、すなわち液晶層における屈折率分布を制御し得る機能ブロックである。収差補正制御部４５は、複数の補正動作状態（以下、補正動作点と称する。）にそれぞれ対応する駆動電圧パターンのデータをメモリ４５ｍに記憶している。収差補正制御部４５は、コントローラ４３からの指令に応じて補正動作点を設定し、設定された補正動作点に対応する駆動電圧パターンのデータをメモリ４５ｍから読み出し、このデータに従って駆動電圧を発生し収差補正素子１５に供給する。
図５は、補正動作点（ｘｃ）と光ディスク２の保護層の厚み（ｄｘ）との対応関係を例示するグラフである。図５に例示される光ディスク２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各々は、単一の信号記録面５２を有する単層ディスクであり、信号記録面５２を被覆する保護層５０と上面基板５１とを有する。収差補正が光ディスク２の保護層５０の表面５０ａに適正化されていれば、収差補正制御部４５は、集光スポットＳｐが当該保護層表面を照射する場合（図５参照）に当該保護層表面に対応するフォーカスエラー信号ＦＥの振幅および和信号ＳＵＭの振幅を最大にする駆動電圧パターンのデータを読み出す。この駆動電圧パターンに応じて、収差補正素子１５は、フォーカスエラー信号ＦＥの振幅および和信号ＳＵＭの振幅を最大にするように入射光を位相変調する。この駆動電圧パターンに対応する補正動作点が、図５のグラフに示される適正点ｙ０である。なお、補正動作点は、駆動電圧パターンに対応する状態という本来の意味とともに、保護層の厚みに対応する値（レベル）という意味をも有することとする。
収差補正が、厚みｄ０の保護層５０を持つ光ディスク２Ａの信号記録面５２に適正化されていれば、収差補正制御部４５は、集光スポットＳｐが当該信号記録面５２を照射する場合（図５参照）に当該信号記録面５２から読み出された再生信号のジッタ値または読出し誤り率（エラー率）を最小にする駆動電圧パターンのデータを読み出す。この駆動電圧パターンに応じて、収差補正素子１５は、再生信号のジッタ値または読出し誤り率（エラー率）を最小にするように入射光を位相変調する。この駆動電圧パターンに対応する補正動作点が、図５のグラフに示される適正点ｘ０である。
同様に、収差補正が、厚みｄ１（ｄ１＞ｄ０）の保護層５０を持つ光ディスク２Ｂの信号記録面５２に適正化されていれば、集光スポットＳｐが当該信号記録面５２を照射する場合（図５参照）の補正動作点は、図５のグラフに示される適正点ｘ１となる。また、収差補正が、厚みｄ２（ｄ２＞ｄ１）の保護層５０を持つ光ディスク２Ｃの信号記録面５２に適正化されていれば、集光スポットＳｐが当該信号記録面５２を照射する場合（図５参照）の補正動作点は、図５のグラフに示される適正点ｘ２である。
一般に、再生信号ＲＦの波形は球面収差の影響を受けて歪み、再生信号ＲＦにジッタが発生するので、球面収差の発生量が大きい程に再生信号ＲＦのジッタ値が大きくなる。また、ジッタ値が大きい程に再生信号ＲＦの読出し誤り率（エラー率）も大きくなる。ここで、読出し誤り率は、原信号を光ディスク２に記録した場合に当該原信号に対する再生信号ＲＦの誤り率を意味する。よって、収差補正が信号記録面５２に適正化されていれば、当該信号記録面５２から読み出された再生信号ＲＦのジッタ値および読出し誤り率も最小になる。
また、信号記録面５２にデータが記録されていない場合には、再生信号ＲＦ以外の制御用信号、たとえば、フォーカスエラー信号ＦＥ、和信号ＳＵＭ、トラッキングエラー信号ＴＥ、プリフォーマット信号ＰＦの波形も球面収差の影響を受けて歪み、球面収差の発生量が大きい程に制御用信号の振幅が小さくなる。このため、収差補正が信号記録面５２に適正化されていれば、当該信号記録面５２から読み出された制御用信号の振幅も最大になる。したがって、信号記録面５２に対する適正点は、収差補正素子１５がこれら制御用信号の振幅を最大にするように入射光を位相変調する点として設定されていてもよい。
図５を参照すると、光ディスク２の保護層５０の厚みをゼロにしたときの適正点は、保護層５０の表面に対応する適正点ｙ０に一致する。適正点と保護層厚み（ｄｘ）との間には補正曲線５５が成立することとなる。複数の信号記録面を有する多層ディスクの場合には、各信号記録面に関して、当該信号記録面から保護層表面迄の厚み（ｄｘ）と適正点との間に補正曲線が成立する。
収差補正制御部４５は、コントローラ４３からの制御信号ＣＴ２に応じて、物理的に可能な範囲内で補正動作点を任意の点に設定することが可能である。
１．第１実施例
以上の構成を有する記録再生装置１の動作を以下に説明する。図６は、本発明に係る第１実施例のフォーカスサーチ（フォーカス引き込み）の手順を概略的に示すフローチャートである。図７Ａ〜図７Ｆは、フォーカスサーチの際に発生する各種信号を例示するタイミングチャートである。図７Ａは対物レンズ１７Ａ，１７Ｂの光軸ＬＡに沿った位置Ｘｐを示している。位置Ｘｐが大きくなるにつれて、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは光ディスク２に近接する方向へ移動する。図７Ｂは、フォーカスエラー信号ＦＥの波形を、図７Ｃは和信号ＳＵＭの波形を、それぞれ示している。図７Ｆは、収差補正素子１５における補正動作点ｘｃを示している。
面検出部４０は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルを所定の閾値レベル（監視レベル）ＴＨ１と比較し、信号レベルが閾値レベルＴＨ１以上であれば高レベルの２値化信号ＴＨＦを生成し、信号レベルが閾値レベルＴＨ１未満であれば低レベルの２値化信号ＴＨＦを生成する。図７Ｅには、フォーカスエラー信号ＦＥの２値化信号ＴＨＦの波形が示されている。また、面検出部４０は、和信号ＳＵＭのレベルを所定の閾値レベル（監視レベル）ＴＨ２と比較し、信号レベルが閾値レベルＴＨ２以上であれば高レベルの２値化信号ＴＨＳを生成し、信号レベルが閾値レベルＴＨ２未満であれば低レベルの２値化信号ＴＨＳを生成する。図７Ｄは、和信号ＳＵＭの２値化信号ＴＨＦの波形を示すものである。
図６を参照すると、先ず、ステップＳ１では、コントローラ４３は初期設定を実行する。すなわち、コントローラ４３は制御信号ＣＴ１を切替器４４に供給し、切替器４４は、この制御信号ＣＴ１に応じて入力端子を、レンズ移送制御部４１に接続されている端子Ｄ１に切り換える。この結果、切替器４４は、レンズ移送制御部４１から供給される駆動信号ＤＳ１を増幅回路４６に供給することとなる。次いで、コントローラ４３は制御信号ＣＴ０をレンズ移送制御部４１に発し、レンズ移送制御部４１は、制御信号ＣＴ０に応じて対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを初期位置に移送させる駆動信号ＤＳ１を増幅回路４６を介してアクチュエータ１９に供給する。この結果、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは初期位置に移動する。
次のステップＳ２では、コントローラ４３は制御信号ＣＴ２を収差補正制御部４５に供給し、収差補正制御部４５は、その制御信号ＣＴ２に応じて補正動作点ｘｃを、信号記録面５２に収差補正を適正化する適正点ｘ０と、保護層表面に収差補正を適正化する適正点ｙ０との略中間の点ｘｓに設定する（時刻Ｔ０）。
次に、コントローラ４３は、レーザ光源１１を点灯し（ステップＳ３）、制御信号ＣＴ０をレンズ移送制御部４１に発して対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを光ディスク２に近接する方向へ移送させる（ステップＳ４）。この結果、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは、略等速度で光ディスク２に近接する方向への移動を開始し、集光スポットＳｐも光ディスク２に近接する方向への移動を開始する。この後、集光スポットＳｐが光ディスク２の保護層表面に近接したとき（時刻Ｔ１付近）、和信号ＳＵＭのレベルは上昇し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形を形成する。このとき、面検出部４０は、高レベルの２値化信号ＴＨＳを発生するとともに低レベルの２値化信号ＴＨＦを発生する。面検出部４０は、２値化信号ＴＨＳが高レベルであり且つ２値化信号ＴＨＦが低レベルから高レベルへ立ち上がった時に、その２値化信号ＴＨＦの立ち上がりエッジを検出し、保護層表面を検出したと判定する（ステップＳ５）。そして、面検出部４０は、その検出信号ＳＤをコントローラ４３に与える。
続けて、集光スポットＳｐが光ディスク２の信号記録面５２に近接したとき（時刻Ｔ２付近）、和信号ＳＵＭのレベルは上昇し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形を形成する。このとき、面検出部４０は、高レベルの２値化信号ＴＨＳを発生するとともに低レベルの２値化信号ＴＨＦを発生する。面検出部４０は、２値化信号ＴＨＳが高レベルであり且つ２値化信号ＴＨＦが低レベルから高レベルに立ち上がった時に、その２値化信号ＴＨＦの立ち上がりエッジを検出し、信号記録面５２を検出したと判定する（ステップＳ６）。そして、面検出部４０は、その検出信号ＳＤをコントローラ４３に与える。
コントローラ４３は、保護層表面の検出信号ＳＤと信号記録面５２の検出信号ＳＤとが連続して供給されたときにフォーカスサーボを開始させる（ステップＳ７）。具体的には、コントローラ４３は、レンズ移送制御部４１に駆動信号ＤＳ１の供給を停止させ、切替器４４に入力端子を端子Ｄ１から端子Ｄ０に切り換えさせる。その後、コントローラ４３は、制御信号ＣＴ３をフォーカス制御部４２に供給してフォーカス制御部４２にフォーカスサーボを開始させる。この結果、フォーカス制御部４２は、信号検出部３０から与えられるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいてフォーカス駆動信号ＤＳ０を生成し、このフォーカス駆動信号ＤＳ０は切替器４４を介して増幅回路４６に供給される。増幅回路４６は、フォーカス駆動信号ＤＳ０を増幅してアクチュエータ１９に与える。この結果、フォーカスサーボ用のフィードバックループが形成され、これをもってフォーカスサーチ処理は終了する。
なお、本実施例では、閾値ＴＨ１，ＴＨ２を一定値としているが、本発明ではこれに限定されない。たとえば、保護層表面の検出後、信号記録面５２に対するフォーカス引き込みを容易にするレベル値に閾値ＴＨ１，ＴＨ２を変更してもよい。
上記した第１実施例のフォーカスサーチは、以下の作用効果を奏する。記録再生装置１は、フォーカスサーチにおいて、保護層５０の表面を積極的に検出し（ステップＳ５）且つ信号記録面５２を検出した（ステップＳ６）ときに初めてフォーカスサーボを開始する（ステップＳ７）。このため、従来は、保護層５０の表面を誤検出したときには当該表面に対してフォーカスサーボが誤って実行されていたが、本実施例ではそのような誤動作を確実に回避することができ、信号記録面５２に対するフォーカスサーボを確実に実行することが可能になる。
さらに、記録再生装置１は、信号記録面５２に収差補正を適正化する適正点ｘ０と、保護層表面に収差補正を適正化する適正点ｙ０との略中間の点ｘｓに補正動作点を設定している（ステップＳ２）。このため、集光スポットＳｐが保護層表面またはその近傍に達したとき、十分大きな振幅を持つ和信号ＳＵＭとフォーカスエラー信号ＦＥを生成できる。よって、閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２のマージンが大きく、保護層５０の表面と信号記録面５２との双方を確実に検出できるので誤動作をより確実に回避できる。
なお、上記第１実施例では、動作補正点を適正点ｘ０と適正点ｙ０との略中間の点ｘｓに設定しているが、本発明ではこれに限定されない。保護層表面と信号記録面５２との双方を確実に検出できるのであれば、信号記録面５２に合わせた適正点ｘ０よりも、保護層表面に合わせた適正点ｙ０の側に近い任意の点に補正動作点を設定することができる。
ただし、保護層表面に合わせた適正点ｙ０が物理的な可能な補正範囲を超えており、適正点ｙ０に補正動作点を設定するのが不可能な場合には、補正範囲の限界点に補正動作点を設定すればよい。
また、図６の手順では、ステップＳ５で保護層表面のみが検出されている。複数の信号記録面を持つ多層ディスクの場合、ステップＳ５の代わりに、多層ディスクの保護層表面を検出し、さらに、複数の信号記録面のうちの目標記録面と保護層表面との間に存在する単数または複数の中間記録面を検出するステップを採用してもよい。
２．第２実施例
次に、本発明に係る第２実施例のフォーカスサーチの手順を図８および図９Ａ〜図９Ｆを参照しつつ以下に説明する。図８は、第２実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートである。図６と図８との間で同じステップ番号が付されたブロックの処理は同じであるので、それらブロックの詳細な説明は省略する。本実施例のフローチャートは、ステップＳ２の代わりにステップＳ１０が追加され、ステップＳ５，Ｓ６間にステップＳ１１が追加されている点で図６のフローチャートと異なる。
図９Ａ〜図９Ｆは、フォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートである。図９Ａは対物レンズ１７Ａ，１７Ｂの光軸ＬＡに沿った位置Ｘｐを示している。位置Ｘｐが大きくなるにつれて、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは光ディスク２に近接する方向へ移動する。図９Ｂは、フォーカスエラー信号ＦＥの波形を、図９Ｃは和信号ＳＵＭの波形を、図９Ｆは、収差補正素子１５における補正動作点ｘｃのレベルを、それぞれ示している。上記第１実施例と同様に、面検出部４０は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルを監視して２値化信号ＴＨＦを生成し、和信号ＳＵＭのレベルを監視して２値化信号ＴＨＳを生成する。図９Ｄおよび図９Ｅはそれぞれ、２値化信号ＴＨＳ，ＴＨＦの波形を示している。
図８を参照すると、ステップＳ１の初期設定の後、ステップＳ１０では、コントローラ４３は制御信号ＣＴ２を収差補正制御部４５に供給し、収差補正制御部４５は、その制御信号ＣＴ２に応じて補正動作点ｘｃを保護層表面に収差補正を適正化する初期適正点ｘｉに設定する（時刻Ｔ０）。ただし、初期適正点ｘｉが物理的に可能な補正範囲を超えており、初期適正点ｘｉに補正動作点を設定するのが不可能な場合には、初期適正点ｘｉの代わりに当該補正範囲の限界点に補正動作点が設定される。
次いで、上記第１実施例と同様に、コントローラ４３は、レーザ光源１１を点灯し（ステップＳ３）、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを光ディスク２に近接する方向へ移送させ（ステップＳ４）、時刻Ｔ１で保護層表面を検出したと判定する（ステップＳ５）。
ステップＳ５で保護層表面の検出を示す検出信号ＳＤを受けた後、コントローラ４３は、集光スポットＳｐの位置に応じて補正動作点ｘｃを、初期適正点ｘｉから、信号記録面５２に合わせて収差補正を適正化する適正点ｘｅまたはこれに近接する点へ向けて次第に変化させる（ステップＳ１１）。換言すれば、コントローラ４３は、補正動作点ｘｃのレベルを初期適正点ｘｉのレベルから適正点ｘｅのレベルへ向けて単調に増加させる。ここでは、補正動作点ｘｃを初期適正点ｘｉから適正点ｘｅに向けて次第に変化させているが、本発明ではこれに限らない。たとえば、補正動作点ｘｃを初期適正点ｘｉから適正点ｘｅに向けて階段状に変化させてもよい。
補正動作点ｘｃの変化を開始させた後、コントローラ４３は、時刻Ｔ２で信号記録面５２を検出する（ステップＳ６）。この時点での補正動作点ｘｃは、信号記録面５２に合わせた適正点ｘｅに略一致することが望ましい。コントローラ４３は、信号記録面５２の検出を示す検出信号ＳＤを受けると、補正動作点ｘｃの変化を停止させてフォーカスサーボを開始させる（ステップＳ７）。
以上の通り、第２実施例のフォーカスサーチは、上記第１実施例と同じ作用効果を奏するものである。本実施例では、さらに、補正動作点ｘｃを集光スポットＳｐの位置に合わせて変化させているので、集光スポットＳｐが保護層表面に達したときには、保護層表面の検出に最適な和信号ＳＵＭとフォーカスエラー信号ＦＥが得られ、集光スポットＳｐが信号記録面５２に達したときには、信号記録面５２の検出に最適な和信号ＳＵＭおよびフォーカスエラー信号ＦＥが得られる。すなわち、集光スポットＳｐの位置に応じて、大きな振幅を持つ和信号ＳＵＭとフォーカスエラー信号ＦＥを生成できる。したがって、閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２のマージンはさらに大きくなり、保護層５０の表面と信号記録面５２との双方をより確実に検出できるので、フォーカスサーボの誤動作をより確実に回避できる。
なお、図８の手順では、ステップＳ５で保護層表面のみが検出されていた。複数の信号記録面を持つ多層ディスクの場合、ステップＳ５の代わりに、保護層表面を検出し、さらに、複数の信号記録面のうちの目標記録面と保護層表面との間に存在する単数または複数の中間記録面を検出するステップを採用してもよい。かかる場合は、保護層表面、中間記録面および目標記録面を集光スポットＳｐが順に通過するタイミングに合わせて、補正動作点ｘｃを次第にまたは階段状に変化させるのが好ましい。
３．第３実施例
本発明に係る第３実施例を図１０および図１１Ａ〜図１１Ｆを参照しつつ以下に説明する。図１０は、第３実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートである。図１０と図８との間で同じステップ番号が付されたブロックの処理は同じであるので、それらブロックの詳細な説明は省略する。本実施例のフローチャートは、ステップＳ１１とステップＳ６の間にステップＳ２０が追加されている点で図８のフローチャートと異なる。
図１１Ａ〜図１１Ｆは、第３実施例のフォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートである。図１１Ａは対物レンズ１７Ａ，１７Ｂの光軸ＬＡに沿った位置Ｘｐを示している。位置Ｘｐが大きくなるにつれて、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは光ディスク２に近接する方向へ移動する。図１１Ｂは、フォーカスエラー信号ＦＥの波形を、図１１Ｃは、和信号ＳＵＭの波形を、図１１Ｆは、収差補正素子１５における補正動作点ｘｃのレベルを、それぞれ示している。上記第１実施例と同様に、面検出部４０は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルを監視して２値化信号ＴＨＦを生成し、和信号ＳＵＭのレベルを監視して２値化信号ＴＨＳを生成する。図１１Ｄおよび図１１Ｅはそれぞれ、２値化信号ＴＨＳ，ＴＨＦの波形を示している。
図１０を参照すると、上記第２実施例と同様に、コントローラ４３は初期設定を実行し（ステップＳ１）、収差補正制御部４５は、補正動作点ｘｃを初期適正点ｘｉに設定し（ステップＳ１０）、コントローラ４３は、レーザ光源１１を点灯し（ステップＳ３）、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを光ディスク２に近接する方向へ速度ｖ０で移送させ（ステップＳ４）、時刻Ｔ１で保護層表面を検出したと判定する（ステップＳ５）。
ステップＳ５で保護層表面の検出を示す検出信号ＳＤを受けた後、コントローラ４３は、集光スポットＳｐの位置に応じて補正動作点ｘｃの変化を開始させる（ステップＳ１１）。続けて、コントローラ４３は、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂの移送速度を、検出信号ＳＤを受ける前の速度ｖ０よりも低い速度ｖ１に切り換える（ステップＳ２０）。この結果、集光スポットＳｐの移動速度は、保護層表面の検出前の移動速度よりも小さくなる。ここで、ステップＳ１１とステップＳ２０を同時に実行してもよいし、あるいは、ステップＳ２０をステップＳ１１よりも先に実行してもよい。
その後、コントローラ４３は、時刻Ｔ２で信号記録面５２を検出する（ステップＳ６）。この時点での補正動作点ｘｃは、信号記録面５２に合わせた適正点ｘｅと略一致することが望ましい。コントローラ４３は、信号記録面５２の検出を示す検出信号ＳＤを受けるとフォーカスサーボを開始させる（ステップＳ７）。
以上の通り、第３実施例のフォーカスサーチは、集光スポットＳｐの移動速度を、保護層表面の検出時に速度ｖ０から速度ｖ１に変化させるので、信号記録面５２に対するフォーカスサーチを確実に且つ安定して実行できる。また、保護層表面の検出前の集光スポットＳｐの速度ｖ０は比較的高速にされることから、フォーカスサーチに要する時間の短縮化が可能となる。
本出願は、日本国特許出願第２００５−０９８５８７号を基礎とし、この基礎出願の内容を引用して援用するものである。（Ｔｈｉｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ．２００５−０９８５８７ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｈｅｒｅｂｙ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．）
図３は、本発明の一実施例である記録再生装置１の構成を概略的に示す図である。この記録再生装置１は、光ピックアップ３および信号処理部４を有する。信号処理部４は、信号検出部３０、面検出部４０、レンズ移送制御部４１、フォーカス制御部４２、コントローラ４３、切替器４４、収差補正制御部４５および増幅回路４６を含む。光ピックアップ３は、レーザ光源１１、コリメータ１２、グレーティング１３、合成プリズム１４、収差補正素子１５、１／４波長板１６、対物レンズ（光学系）１７Ａ，１７Ｂ、コリメータ２０および光検出器２１を含む。光ディスク２は、ディスク回転機構（図示せず）に着脱自在に装着されている。スピンドルモータ２２は、モータ制御部２３から供給される駆動信号に応じて光ディスク２を回転させることができる。
レーザ光源１１は、駆動回路（図示せず）から供給される駆動信号に応じて、たとえば約４０５ナノメール（＝４０５×１０−９メートル）の発振波長を持つ光ビームを発する。この光ビームは、コリメータレンズ１２で平行光にされた後、グレーティング１３を介して合成プリズム１４に入射する。合成プリズム１４で反射した光ビームは、収差補正素子１５を通過し、１／４波長板１６で直線偏向から円偏向の光に変換された後に第１レンズ１７Ａに入射する。第１レンズ１７Ａおよび第２レンズ１７Ｂは、１／４波長板１６からの入射光を光ディスク２上に集光させる２群２枚の対物レンズを構成する。
対物レンズ１７Ａ，１７Ｂはレンズホルダー１８に固定されており、このレンズホルダー１８は、２軸駆動用または３軸駆動用のアクチュエータ１９に取り付けられている。増幅回路４６は、切替器４４から供給された駆動信号ＤＳを増幅してアクチュエータ１９に供給し、アクチュエータ１９は、その増幅信号に応じてレンズホルダー１８をフォーカス方向またはトラッキング方向に沿って移送する。よって、アクチュエータ１９は、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを光ディスク２に近接する方向またはその逆方向へ移送して、集光スポットを光ディスク２に近接する方向またはその逆方向へ移動させることができる。
光ディスク２で反射した戻り光は、対物レンズ１７Ｂ，１７Ａ、１／４波長板１６、収差補正素子１５および合成プリズム１４を順に通過し、コリメータ２０で屈折させられた後に光検出器２１によって検出される。光検出器２１は、たとえば図４Ａに示される受光部２５を有しており、この受光部２５の表面から内部の光電変換膜に入射した光は電気信号に変換される。この受光部２５の出力は信号検出部３０に与えられる。受光部２５は、第１受光部２５Ａ、第２受光部２５Ｂ、第３受光部２５Ｃおよび第４受光部２５Ｄに４分割されている。互いに対角位置にある第１受光部２５Ａと第２受光部２５Ｂの両出力は加算器３２に与えられ、互いに対角位置にある第３受光部２５Ｃと第４受光部２５Ｄの両出力は加算器３１に与えられる。一方の加算器３２は、受光部２５Ａ，２５Ｂからの入力信号を加算し、その加算信号を加算器３４と減算器３３とに供給する。他方の加算器３１は、受光部２５Ｃ，２５Ｄからの出力信号を加算し、その加算信号を加算器３４と減算器３３とに供給する。加算器３４は、加算器３１と加算器３２とからそれぞれ供給された信号を加算し、その加算信号を第２増幅器３６に与える。第２増幅器３６は、加算器３４からの入力信号を増幅することで和信号ＳＵＭを生成し、この和信号ＳＵＭは、第１〜第４受光部２５Ａ〜２５Ｄに入射した戻り光の光量の総和に比例する信号レベルを有する。他方、減算器３３は、加算器３１と加算器３２とからそれぞれ供給された信号のうちの一方から他方を減算し、その減算信号を第１増幅器３５に与える。第１増幅器３５は減算信号を増幅することでフォーカスエラー信号ＦＥを生成する。
光ディスク２に照射される光ビームには非点収差が付与されている。対物レンズ１７Ａ，１７Ｂが合焦位置にあるとき、図４Ａに示されるように受光部２５に照射される光スポット２４ｃは円形になる。このとき、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルはゼロ値である。一方、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂが合焦位置から光ディスク２に近接する方向にずれたとき、図４Ｂに示されるように受光部２５に照射される光スポット２４ａは楕円形になり、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルはゼロ値からプラスの値に変化する。他方、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂが合焦位置から光ディスク２とは逆方向にずれたとき、図４Ｃに示されるように受光部２５に照射される光スポット２４ｂは楕円形になり、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルはゼロ値からマイナスの値に変化する。以上のフォーカスエラー信号ＦＥの生成方法は非点収差法と呼ばれているが、本発明ではこれに限定されない。たとえば公知のナイフエッジ法を用いてフォーカスエラー信号ＦＥを生成してもよい。
上記の如く、信号検出部３０は、光検出器２１で検出された信号Ｓ１に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥを生成しこの信号ＦＥを面検出部４０とレンズ移送制御部４１とに供給する。同時に、信号検出部３０は、光検出器２１で検出された信号Ｓ１に基づいて和信号ＳＵＭを生成しこの信号ＳＵＭを面検出部４０に供給する。後述するように、フォーカス制御部４２はフォーカスエラー信号ＦＥを用いてフォーカスサーボを実行し、面検出部４０は、フォーカスエラー信号ＦＥと和信号ＳＵＭとを用いて光ディスク２の保護層表面と信号記録面とを検出する。
また、信号検出部３０は、検出信号Ｓ１に基づいて、再生信号ＲＦ、トラッキングエラー信号ＴＥおよびプリフォーマット信号ＰＦなどの制御用信号をも生成しこれら制御用信号をコントローラ４３に供給する。再生信号ＲＦは、たとえば和信号を２値化することで生成できる。トラッキングエラー信号ＴＥは、たとえば公知のプッシュプル法により生成でき、トラッキング制御ブロック（図示せず）で使用される。また、光ディスク２の信号記録面には、一定の振幅と一定の空間周波数とでうねる形状を持つ案内溝（グルーブ）や、ランドプリピットを持つランドが形成されている。信号検出部３０は、案内溝に形成されたウォブルパターンやランドプリピットを検出しその検出信号（ウォブル信号，プリピット信号）をプリフォーマット信号ＰＦとしてコントローラ４３に与える。
収差補正素子１５は、入射光を位相変調することで、光ディスク２の保護層の厚みに起因する波面収差として、たとえば球面収差を補正する液晶素子である。この液晶素子１５は、たとえば複屈折率を持つネマティック液晶分子からなる液晶層が２枚の光透過性板で挟まれている構造を有し、２枚の光透過性板の内面には、それぞれ、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）などの金属酸化物からなる透明電極が形成されている。２枚の透明電極のうちの少なくとも一方に駆動電圧を印加すると、透明電極間の液晶層に電界分布が発生し、この電界分布に応じて液晶分子が配向する。よって、透明電極に印加する駆動電圧の分布を調整することで、液晶層の屈折率に局所的に異なる分布を持たせ、液晶層に入射する光ビームの位相を変調させることができる。
なお、本実施例では、収差補正素子１５として液晶素子を採用するが、本発明ではこれに限らない。収差補正素子１５として、たとえば、コリメータレンズまたはエクスパンダーレンズを採用してもよい。
収差補正制御部４５は、収差補正素子１５における補正動作状態、すなわち液晶層における屈折率分布を制御し得る機能ブロックである。収差補正制御部４５は、複数の補正動作状態（以下、補正動作点と称する。）にそれぞれ対応する駆動電圧パターンのデータをメモリ４５ｍに記憶している。収差補正制御部４５は、コントローラ４３からの指令に応じて補正動作点を設定し、設定された補正動作点に対応する駆動電圧パターンのデータをメモリ４５ｍから読み出し、このデータに従って駆動電圧を発生し収差補正素子１５に供給する。
図５は、補正動作点（ｘｃ）と光ディスク２の保護層の厚み（ｄｘ）との対応関係を例示するグラフである。図５に例示される光ディスク２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各々は、単一の信号記録面５２を有する単層ディスクであり、信号記録面５２を被覆する保護層５０と上面基板５１とを有する。収差補正が光ディスク２の保護層５０の表面５０ａに適正化されていれば、収差補正制御部４５は、集光スポットＳｐが当該保護層表面を照射する場合（図５参照）に当該保護層表面に対応するフォーカスエラー信号ＦＥの振幅および和信号ＳＵＭの振幅を最大にする駆動電圧パターンのデータを読み出す。この駆動電圧パターンに応じて、収差補正素子１５は、フォーカスエラー信号ＦＥの振幅および和信号ＳＵＭの振幅を最大にするように入射光を位相変調する。この駆動電圧パターンに対応する補正動作点が、図５のグラフに示される適正点ｙ０である。なお、補正動作点は、駆動電圧パターンに対応する状態という本来の意味とともに、保護層の厚みに対応する値（レベル）という意味をも有することとする。
収差補正が、厚みｄ０の保護層５０を持つ光ディスク２Ａの信号記録面５２に適正化されていれば、収差補正制御部４５は、集光スポットＳｐが当該信号記録面５２を照射する場合（図５参照）に当該信号記録面５２から読み出された再生信号のジッタ値または読出し誤り率（エラー率）を最小にする駆動電圧パターンのデータを読み出す。この駆動電圧パターンに応じて、収差補正素子１５は、再生信号のジッタ値または読出し誤り率（エラー率）を最小にするように入射光を位相変調する。この駆動電圧パターンに対応する補正動作点が、図５のグラフに示される適正点ｘ０である。
同様に、収差補正が、厚みｄ１（ｄ１＞ｄ０）の保護層５０を持つ光ディスク２Ｂの信号記録面５２に適正化されていれば、集光スポットＳｐが当該信号記録面５２を照射する場合（図５参照）の補正動作点は、図５のグラフに示される適正点ｘ１となる。また、収差補正が、厚みｄ２（ｄ２＞ｄ１）の保護層５０を持つ光ディスク２Ｃの信号記録面５２に適正化されていれば、集光スポットＳｐが当該信号記録面５２を照射する場合（図５参照）の補正動作点は、図５のグラフに示される適正点ｘ２である。
一般に、再生信号ＲＦの波形は球面収差の影響を受けて歪み、再生信号ＲＦにジッタが発生するので、球面収差の発生量が大きい程に再生信号ＲＦのジッタ値が大きくなる。また、ジッタ値が大きい程に再生信号ＲＦの読出し誤り率（エラー率）も大きくなる。ここで、読出し誤り率は、原信号を光ディスク２に記録した場合に当該原信号に対する再生信号ＲＦの誤り率を意味する。よって、収差補正が信号記録面５２に適正化されていれば、当該信号記録面５２から読み出された再生信号ＲＦのジッタ値および読出し誤り率も最小になる。
また、信号記録面５２にデータが記録されていない場合には、再生信号ＲＦ以外の制御用信号、たとえば、フォーカスエラー信号ＦＥ、和信号ＳＵＭ、トラッキングエラー信号ＴＥ、プリフォーマット信号ＰＦの波形も球面収差の影響を受けて歪み、球面収差の発生量が大きい程に制御用信号の振幅が小さくなる。このため、収差補正が信号記録面５２に適正化されていれば、当該信号記録面５２から読み出された制御用信号の振幅も最大になる。したがって、信号記録面５２に対する適正点は、収差補正素子１５がこれら制御用信号の振幅を最大にするように入射光を位相変調する点として設定されていてもよい。
図５を参照すると、光ディスク２の保護層５０の厚みをゼロにしたときの適正点は、保護層５０の表面に対応する適正点ｙ０に一致する。適正点と保護層厚み（ｄｘ）との間には補正曲線５５が成立することとなる。複数の信号記録面を有する多層ディスクの場合には、各信号記録面に関して、当該信号記録面から保護層表面迄の厚み（ｄｘ）と適正点との間に補正曲線が成立する。
収差補正制御部４５は、コントローラ４３からの制御信号ＣＴ２に応じて、物理的に可能な範囲内で補正動作点を任意の点に設定することが可能である。
１．第１実施例
以上の構成を有する記録再生装置１の動作を以下に説明する。図６は、本発明に係る第１実施例のフォーカスサーチ（フォーカス引き込み）の手順を概略的に示すフローチャートである。図７Ａ〜図７Ｆは、フォーカスサーチの際に発生する各種信号を例示するタイミングチャートである。図７Ａは対物レンズ１７Ａ，１７Ｂの光軸ＬＡに沿った位置Ｘｐを示している。位置Ｘｐが大きくなるにつれて、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは光ディスク２に近接する方向へ移動する。図７Ｂは、フォーカスエラー信号ＦＥの波形を、図７Ｃは和信号ＳＵＭの波形を、それぞれ示している。図７Ｆは、収差補正素子１５における補正動作点ｘｃを示している。
面検出部４０は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルを所定の閾値レベル（監視レベル）ＴＨ１と比較し、信号レベルが閾値レベルＴＨ１以上であれば高レベルの２値化信号ＴＨＦを生成し、信号レベルが閾値レベルＴＨ１未満であれば低レベルの２値化信号ＴＨＦを生成する。図７Ｅには、フォーカスエラー信号ＦＥの２値化信号ＴＨＦの波形が示されている。また、面検出部４０は、和信号ＳＵＭのレベルを所定の閾値レベル（監視レベル）ＴＨ２と比較し、信号レベルが閾値レベルＴＨ２以上であれば高レベルの２値化信号ＴＨＳを生成し、信号レベルが閾値レベルＴＨ２未満であれば低レベルの２値化信号ＴＨＳを生成する。図７Ｄは、和信号ＳＵＭの２値化信号ＴＨＦの波形を示すものである。
図６を参照すると、先ず、ステップＳ１では、コントローラ４３は初期設定を実行する。すなわち、コントローラ４３は制御信号ＣＴ１を切替器４４に供給し、切替器４４は、この制御信号ＣＴ１に応じて入力端子を、レンズ移送制御部４１に接続されている端子Ｄ１に切り換える。この結果、切替器４４は、レンズ移送制御部４１から供給される駆動信号ＤＳ１を増幅回路４６に供給することとなる。次いで、コントローラ４３は制御信号ＣＴ０をレンズ移送制御部４１に発し、レンズ移送制御部４１は、制御信号ＣＴ０に応じて対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを初期位置に移送させる駆動信号ＤＳ１を増幅回路４６を介してアクチュエータ１９に供給する。この結果、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは初期位置に移動する。
次のステップＳ２では、コントローラ４３は制御信号ＣＴ２を収差補正制御部４５に供給し、収差補正制御部４５は、その制御信号ＣＴ２に応じて補正動作点ｘｃを、信号記録面５２に収差補正を適正化する適正点ｘ０と、保護層表面に収差補正を適正化する適正点ｙ０との略中間の点ｘｓに設定する（時刻Ｔ０）。
次に、コントローラ４３は、レーザ光源１１を点灯し（ステップＳ３）、制御信号ＣＴ０をレンズ移送制御部４１に発して対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを光ディスク２に近接する方向へ移送させる（ステップＳ４）。この結果、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは、略等速度で光ディスク２に近接する方向への移動を開始し、集光スポットＳｐも光ディスク２に近接する方向への移動を開始する。この後、集光スポットＳｐが光ディスク２の保護層表面に近接したとき（時刻Ｔ１付近）、和信号ＳＵＭのレベルは上昇し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形を形成する。このとき、面検出部４０は、高レベルの２値化信号ＴＨＳを発生するとともに低レベルの２値化信号ＴＨＦを発生する。面検出部４０は、２値化信号ＴＨＳが高レベルであり且つ２値化信号ＴＨＦが低レベルから高レベルへ立ち上がった時に、その２値化信号ＴＨＦの立ち上がりエッジを検出し、保護層表面を検出したと判定する（ステップＳ５）。そして、面検出部４０は、その検出信号ＳＤをコントローラ４３に与える。
続けて、集光スポットＳｐが光ディスク２の信号記録面５２に近接したとき（時刻Ｔ２付近）、和信号ＳＵＭのレベルは上昇し、フォーカスエラー信号ＦＥはＳ字状の合焦波形を形成する。このとき、面検出部４０は、高レベルの２値化信号ＴＨＳを発生するとともに低レベルの２値化信号ＴＨＦを発生する。面検出部４０は、２値化信号ＴＨＳが高レベルであり且つ２値化信号ＴＨＦが低レベルから高レベルに立ち上がった時に、その２値化信号ＴＨＦの立ち上がりエッジを検出し、信号記録面５２を検出したと判定する（ステップＳ６）。そして、面検出部４０は、その検出信号ＳＤをコントローラ４３に与える。
コントローラ４３は、保護層表面の検出信号ＳＤと信号記録面５２の検出信号ＳＤとが連続して供給されたときにフォーカスサーボを開始させる（ステップＳ７）。具体的には、コントローラ４３は、レンズ移送制御部４１に駆動信号ＤＳ１の供給を停止させ、切替器４４に入力端子を端子Ｄ１から端子Ｄ０に切り換えさせる。その後、コントローラ４３は、制御信号ＣＴ３をフォーカス制御部４２に供給してフォーカス制御部４２にフォーカスサーボを開始させる。この結果、フォーカス制御部４２は、信号検出部３０から与えられるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいてフォーカス駆動信号ＤＳ０を生成し、このフォーカス駆動信号ＤＳ０は切替器４４を介して増幅回路４６に供給される。増幅回路４６は、フォーカス駆動信号ＤＳ０を増幅してアクチュエータ１９に与える。この結果、フォーカスサーボ用のフィードバックループが形成され、これをもってフォーカスサーチ処理は終了する。
なお、本実施例では、閾値ＴＨ１，ＴＨ２を一定値としているが、本発明ではこれに限定されない。たとえば、保護層表面の検出後、信号記録面５２に対するフォーカス引き込みを容易にするレベル値に閾値ＴＨ１，ＴＨ２を変更してもよい。
上記した第１実施例のフォーカスサーチは、以下の作用効果を奏する。記録再生装置１は、フォーカスサーチにおいて、保護層５０の表面を積極的に検出し（ステップＳ５）且つ信号記録面５２を検出した（ステップＳ６）ときに初めてフォーカスサーボを開始する（ステップＳ７）。このため、従来は、保護層５０の表面を誤検出したときには当該表面に対してフォーカスサーボが誤って実行されていたが、本実施例ではそのような誤動作を確実に回避することができ、信号記録面５２に対するフォーカスサーボを確実に実行することが可能になる。
さらに、記録再生装置１は、信号記録面５２に収差補正を適正化する適正点ｘ０と、保護層表面に収差補正を適正化する適正点ｙ０との略中間の点ｘｓに補正動作点を設定している（ステップＳ２）。このため、集光スポットＳｐが保護層表面またはその近傍に達したとき、十分大きな振幅を持つ和信号ＳＵＭとフォーカスエラー信号ＦＥを生成できる。よって、閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２のマージンが大きく、保護層５０の表面と信号記録面５２との双方を確実に検出できるので誤動作をより確実に回避できる。
なお、上記第１実施例では、動作補正点を適正点ｘ０と適正点ｙ０との略中間の点ｘｓに設定しているが、本発明ではこれに限定されない。保護層表面と信号記録面５２との双方を確実に検出できるのであれば、信号記録面５２に合わせた適正点ｘ０よりも、保護層表面に合わせた適正点ｙ０の側に近い任意の点に補正動作点を設定することができる。
ただし、保護層表面に合わせた適正点ｙ０が物理的な可能な補正範囲を超えており、適正点ｙ０に補正動作点を設定するのが不可能な場合には、補正範囲の限界点に補正動作点を設定すればよい。
また、図６の手順では、ステップＳ５で保護層表面のみが検出されている。複数の信号記録面を持つ多層ディスクの場合、ステップＳ５の代わりに、多層ディスクの保護層表面を検出し、さらに、複数の信号記録面のうちの目標記録面と保護層表面との間に存在する単数または複数の中間記録面を検出するステップを採用してもよい。
２．第２実施例
次に、本発明に係る第２実施例のフォーカスサーチの手順を図８および図９Ａ〜図９Ｆを参照しつつ以下に説明する。図８は、第２実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートである。図６と図８との間で同じステップ番号が付されたブロックの処理は同じであるので、それらブロックの詳細な説明は省略する。本実施例のフローチャートは、ステップＳ２の代わりにステップＳ１０が追加され、ステップＳ５，Ｓ６間にステップＳ１１が追加されている点で図６のフローチャートと異なる。
図９Ａ〜図９Ｆは、フォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートである。図９Ａは対物レンズ１７Ａ，１７Ｂの光軸ＬＡに沿った位置Ｘｐを示している。位置Ｘｐが大きくなるにつれて、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは光ディスク２に近接する方向へ移動する。図９Ｂは、フォーカスエラー信号ＦＥの波形を、図９Ｃは和信号ＳＵＭの波形を、図９Ｆは、収差補正素子１５における補正動作点ｘｃのレベルを、それぞれ示している。上記第１実施例と同様に、面検出部４０は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルを監視して２値化信号ＴＨＦを生成し、和信号ＳＵＭのレベルを監視して２値化信号ＴＨＳを生成する。図９Ｄおよび図９Ｅはそれぞれ、２値化信号ＴＨＳ，ＴＨＦの波形を示している。
図８を参照すると、ステップＳ１の初期設定の後、ステップＳ１０では、コントローラ４３は制御信号ＣＴ２を収差補正制御部４５に供給し、収差補正制御部４５は、その制御信号ＣＴ２に応じて補正動作点ｘｃを保護層表面に収差補正を適正化する初期適正点ｘｉに設定する（時刻Ｔ０）。ただし、初期適正点ｘｉが物理的に可能な補正範囲を超えており、初期適正点ｘｉに補正動作点を設定するのが不可能な場合には、初期適正点ｘｉの代わりに当該補正範囲の限界点に補正動作点が設定される。
次いで、上記第１実施例と同様に、コントローラ４３は、レーザ光源１１を点灯し（ステップＳ３）、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを光ディスク２に近接する方向へ移送させ（ステップＳ４）、時刻Ｔ１で保護層表面を検出したと判定する（ステップＳ５）。
ステップＳ５で保護層表面の検出を示す検出信号ＳＤを受けた後、コントローラ４３は、集光スポットＳｐの位置に応じて補正動作点ｘｃを、初期適正点ｘｉから、信号記録面５２に合わせて収差補正を適正化する適正点ｘｅまたはこれに近接する点へ向けて次第に変化させる（ステップＳ１１）。換言すれば、コントローラ４３は、補正動作点ｘｃのレベルを初期適正点ｘｉのレベルから適正点ｘｅのレベルへ向けて単調に増加させる。ここでは、補正動作点ｘｃを初期適正点ｘｉから適正点ｘｅに向けて次第に変化させているが、本発明ではこれに限らない。たとえば、補正動作点ｘｃを初期適正点ｘｉから適正点ｘｅに向けて階段状に変化させてもよい。
補正動作点ｘｃの変化を開始させた後、コントローラ４３は、時刻Ｔ２で信号記録面５２を検出する（ステップＳ６）。この時点での補正動作点ｘｃは、信号記録面５２に合わせた適正点ｘｅに略一致することが望ましい。コントローラ４３は、信号記録面５２の検出を示す検出信号ＳＤを受けると、補正動作点ｘｃの変化を停止させてフォーカスサーボを開始させる（ステップＳ７）。
以上の通り、第２実施例のフォーカスサーチは、上記第１実施例と同じ作用効果を奏するものである。本実施例では、さらに、補正動作点ｘｃを集光スポットＳｐの位置に合わせて変化させているので、集光スポットＳｐが保護層表面に達したときには、保護層表面の検出に最適な和信号ＳＵＭとフォーカスエラー信号ＦＥが得られ、集光スポットＳｐが信号記録面５２に達したときには、信号記録面５２の検出に最適な和信号ＳＵＭおよびフォーカスエラー信号ＦＥが得られる。すなわち、集光スポットＳｐの位置に応じて、大きな振幅を持つ和信号ＳＵＭとフォーカスエラー信号ＦＥを生成できる。したがって、閾値レベルＴＨ１，ＴＨ２のマージンはさらに大きくなり、保護層５０の表面と信号記録面５２との双方をより確実に検出できるので、フォーカスサーボの誤動作をより確実に回避できる。
なお、図８の手順では、ステップＳ５で保護層表面のみが検出されていた。複数の信号記録面を持つ多層ディスクの場合、ステップＳ５の代わりに、保護層表面を検出し、さらに、複数の信号記録面のうちの目標記録面と保護層表面との間に存在する単数または複数の中間記録面を検出するステップを採用してもよい。かかる場合は、保護層表面、中間記録面および目標記録面を集光スポットＳｐが順に通過するタイミングに合わせて、補正動作点ｘｃを次第にまたは階段状に変化させるのが好ましい。
３．第３実施例
本発明に係る第３実施例を図１０および図１１Ａ〜図１１Ｆを参照しつつ以下に説明する。図１０は、第３実施例のフォーカスサーチの手順を概略的に示すフローチャートである。図１０と図８との間で同じステップ番号が付されたブロックの処理は同じであるので、それらブロックの詳細な説明は省略する。本実施例のフローチャートは、ステップＳ１１とステップＳ６の間にステップＳ２０が追加されている点で図８のフローチャートと異なる。
図１１Ａ〜図１１Ｆは、第３実施例のフォーカスサーチの際に発生する各種信号波形を例示するタイミングチャートである。図１１Ａは対物レンズ１７Ａ，１７Ｂの光軸ＬＡに沿った位置Ｘｐを示している。位置Ｘｐが大きくなるにつれて、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂは光ディスク２に近接する方向へ移動する。図１１Ｂは、フォーカスエラー信号ＦＥの波形を、図１１Ｃは、和信号ＳＵＭの波形を、図１１Ｆは、収差補正素子１５における補正動作点ｘｃのレベルを、それぞれ示している。上記第１実施例と同様に、面検出部４０は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルを監視して２値化信号ＴＨＦを生成し、和信号ＳＵＭのレベルを監視して２値化信号ＴＨＳを生成する。図１１Ｄおよび図１１Ｅはそれぞれ、２値化信号ＴＨＳ，ＴＨＦの波形を示している。
図１０を参照すると、上記第２実施例と同様に、コントローラ４３は初期設定を実行し（ステップＳ１）、収差補正制御部４５は、補正動作点ｘｃを初期適正点ｘｉに設定し（ステップＳ１０）、コントローラ４３は、レーザ光源１１を点灯し（ステップＳ３）、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂを光ディスク２に近接する方向へ速度ｖ０で移送させ（ステップＳ４）、時刻Ｔ１で保護層表面を検出したと判定する（ステップＳ５）。
ステップＳ５で保護層表面の検出を示す検出信号ＳＤを受けた後、コントローラ４３は、集光スポットＳｐの位置に応じて補正動作点ｘｃの変化を開始させる（ステップＳ１１）。続けて、コントローラ４３は、対物レンズ１７Ａ，１７Ｂの移送速度を、検出信号ＳＤを受ける前の速度ｖ０よりも低い速度ｖ１に切り換える（ステップＳ２０）。この結果、集光スポットＳｐの移動速度は、保護層表面の検出前の移動速度よりも小さくなる。ここで、ステップＳ１１とステップＳ２０を同時に実行してもよいし、あるいは、ステップＳ２０をステップＳ１１よりも先に実行してもよい。
その後、コントローラ４３は、時刻Ｔ２で信号記録面５２を検出する（ステップＳ６）。この時点での補正動作点ｘｃは、信号記録面５２に合わせた適正点ｘｅと略一致することが望ましい。コントローラ４３は、信号記録面５２の検出を示す検出信号ＳＤを受けるとフォーカスサーボを開始させる（ステップＳ７）。
以上の通り、第３実施例のフォーカスサーチは、集光スポットＳｐの移動速度を、保護層表面の検出時に速度ｖ０から速度ｖ１に変化させるので、信号記録面５２に対するフォーカスサーチを確実に且つ安定して実行できる。また、保護層表面の検出前の集光スポットＳｐの速度ｖ０は比較的高速にされることから、フォーカスサーチに要する時間の短縮化が可能となる。
本出願は、日本国特許出願第２００５−０９８５８７号を基礎とし、この基礎出願の内容を引用して援用するものである。（Ｔｈｉｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ．２００５−０９８５８７ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｈｅｒｅｂｙ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．）
Claims (13)
- 信号記録面と前記信号記録面を被覆する保護層とを有する記録媒体に光ビームスポットを照射して前記信号記録面に信号を記録し、並びに前記記録媒体に光ビームスポットを照射してその反射光である戻り光に基づいて前記信号記録面に記録されている信号を再生する光学式記録再生装置であって、
前記記録媒体に前記光ビームスポットを照射する光学系と、
少なくとも前記保護層の厚み方向へ前記光ビームスポットを移動させるスポット移送部と、
前記スポット移送部が前記光ビームスポットを前記保護層から前記信号記録面の方向へ移動させたときに前記戻り光に基づいて前記保護層表面および前記信号記録面をそれぞれ検出する面検出部と、
前記面検出部が前記保護層表面を検出しこれに続いて前記信号記録面を検出したときに当該信号記録面に対するフォーカスサーボを開始するフォーカス制御部と、
を備えることを特徴とする光学式記録再生装置。 - 請求項１記載の光学式記録再生装置であって、前記戻り光を検出してその検出信号に基づいて前記戻り光の光量の総和に比例する信号レベルを持つ和信号とフォーカスエラー信号とを生成する信号検出部を備え、
前記面検出部は、前記フォーカスエラー信号および前記和信号のうち少なくとも一方の信号レベルを監視することで前記保護層表面および前記信号記録面を検出することを特徴とする光学式記録再生装置。 - 請求項２に記載の光学式記録再生装置であって、
前記保護層の厚みに起因する波面収差を補正する収差補正素子と、
前記収差補正素子に対して前記波面収差の補正のための補正動作点を設定する収差補正制御部と、をさらに備え、
前記収差補正制御部は、前記補正動作点を、前記信号記録面に合わせて収差補正を適正化する第１適正点よりも、前記保護層表面に合わせて収差補正を適正化する第２適正点の側の点に設定することを特徴とする光学式記録再生装置。 - 請求項３記載の光学式記録再生装置であって、前記波面収差は球面収差であることを特徴とする光学式記録再生装置。
- 請求項３記載の光学式記録再生装置であって、前記第１適正点は、当該第１適正点に対応する前記信号記録面を前記光ビームスポットが照射するときに前記収差補正素子が前記信号記録面から読み出された再生信号の振幅を最大にする点であることを特徴とする光学式記録再生装置。
- 請求項３記載の光学式記録再生装置であって、前記第１適正点は、当該第１適正点に対応する前記信号記録面を前記光ビームスポットが照射するときに前記収差補正素子が前記信号記録面から読み出された再生信号のジッタ値および読出し誤り率のうちの少なくとも一方を最小にする点であることを特徴とする光学式記録再生装置。
- 請求項３記載の光学式記録再生装置であって、前記第１適正点は、当該第１適正点に対応する前記信号記録面を前記光ビームスポットが照射するときに前記収差補正素子が前記信号記録面から読み出された前記和信号、前記フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびプリフォーマット信号の中から選択された少なくとも１つの制御用信号の振幅を最大にする点であることを特徴とする光学式記録再生装置。
- 請求項３記載の光学式記録再生装置であって、前記第２適正点は、当該第２適正点に対応する前記保護層表面を前記光ビームスポットが照射するときに前記収差補正素子が前記保護層表面に対応する前記フォーカスエラー信号の振幅および前記和信号の振幅を最大にする点であることを特徴とする光学式記録再生装置。
- 請求項３記載の光学式記録再生装置であって、前記収差補正制御部は、前記面検出部が前記保護層表面を検出した後に前記光ビームスポットの位置に応じて前記補正動作点を前記第１適正点またはこれに近接する点へ向けて変化させることを特徴とする光学式記録再生装置。
- 請求項３記載の光学式記録再生装置であって、前記記録媒体に含まれる複数の信号記録面にそれぞれ対応する複数の前記第１適正点のデータを保持する記憶部をさらに備え、
前記収差補正制御部は、前記面検出部が前記保護層表面を検出した後に、前記信号記録面のうちの一の目標記録面に対応する第１適正点またはこれに近接する点へ前記補正動作点を変化させることを特徴とする光学式記録再生装置。 - 請求項１記載の光学式記録再生装置であって、前記スポット移送部は、前記面検出部が前記保護層表面を検出した後に前記光ビームスポットの移動速度を前記保護層表面の検出前の移動速度よりも小さくすることを特徴とする光学式記録再生装置。
- 信号記録面と前記信号記録面を被覆する保護層とを有する記録媒体に光ビームスポットを照射してその反射光である戻り光に基づいて前記信号記録面に対する合焦点を検出するフォーカスサーチ方法であって、
（ａ）前記光ビームスポットを前記保護層表面から前記信号記録面の方向へ移動させたときに前記戻り光に基づいて前記保護層表面を検出するステップと、
（ｂ）前記光ビームスポットを前記保護層表面から前記信号記録面の方向へ移動させたときに、前記ステップ（ａ）で前記保護層表面が検出された後にこれに続いて前記信号記録面を検出するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）での前記信号記録面の検出に応じて当該信号記録面に対するフォーカスサーボを開始するステップと、
を備えることを特徴とするフォーカスサーチ方法。 - 請求項１２記載のフォーカスサーチ方法であって、
（ｄ）収差補正素子を用いて前記保護層の厚みに起因する波面収差を補正するステップと、
（ｅ）前記ステップ（ｄ）の実行前に前記収差補正素子に対して、前記波面収差の補正のための補正動作点を、前記信号記録面に合わせて収差補正を適正化する第１適正点よりも、前記保護層表面に合わせて収差補正を適正化する第２適正点の側の点に設定するステップと、
を備えることを特徴とするフォーカスサーチ方法。
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