JPWO2010004645A1

JPWO2010004645A1 - 光ピックアップ装置及びフォーカスジャンプ方法

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Publication number: JPWO2010004645A1
Application number: JP2010519607A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　充; 充佐藤
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2011-12-22
Also published as: WO2010004645A1; US20110158078A1

Abstract

複数の記録層における両端の記録層のうちの現在の合焦記録層より目的の記録層に近い方の一端の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために球面収差補正手段を制御してからフォーカスアクチュエータを制御して一端の記録層へのフォーカスジャンプを行い、その後、一端の記録層から少なくとも１記録層だけ目的の記録層側の他の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために球面収差補正手段を制御してからフォーカスアクチュエータを制御して他の記録層へのフォーカスジャンプを行い、それを繰り返して目的の記録層へのフォーカスジャンプを完了する光ピックアップ装置及びフォーカスジャンプ方法。

Description

本発明は、多記録層を有する光記録媒体用の光ピックアップ装置及び記録層間のフォーカスジャンプ方法に関する。

通常、単一の記録層を備えた光ディスクに対して記録又は再生のためにレーザビームを照射する光ピックアップ装置において対物レンズやその他の光学素子を備える光学系は、光ディスクの照射表面から記録層までの深さが予め定められた特定値である場合にレーザビームの球面収差がゼロとなるように設計される。よって、その記録層までの深さが特定値とは異なると、その深さの誤差に応じた球面収差が発生することになる。多数の記録層が積層された光ディスクにおいては、保護層や記録層間の中間層のトータルの厚みが記録層毎に異なるため、記録層ごとに異なる球面収差の値をもつことが通常である。そのため光ディスクについて情報の読み取り及び書き込みを行う光ピックアップ装置においては、エキスパンダレンズや液晶素子等の球面収差補正手段が必要となる。球面収差補正手段により球面収差を最良の補正状態とすることにより、読取信号の振幅と共にフォーカスエラー信号等のサーボ信号の振幅が最大となり、再生信号品質も最良となる。

図１(a)は１６の記録層を有する光ディスクにおいて第５記録層に読取光であるレーザビームの焦点を合わせて再生を行っている状態を示し、図１(b)はレーザビームの焦点位置を変化させて各記録層の位置に対応したフォーカスエラー信号の振幅を示している。なお、その光ディスクにおいてレーザビームの照射側の表面に最も近い記録面が第１記録層であり、最奥の記録層が第１６記録層である。第５記録層について球面収差補正を最適化しているために図１(b)に示すように、フォーカスエラー信号の振幅は第５記録層の部分で最大となり、第５記録層から離れた記録層になるほど減少する。

図２は図１(b)のフォーカスエラー信号の振幅を拡大して示しており、レーザビームが記録層で合焦しているときフォーカスエラー信号は０Ｖとなる。ここで、合焦とは記録層に焦点が合っていることである。フォーカスエラー信号のゼロクロス点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが第３記録層、第４記録層、第５記録層、第６記録層、第７記録層に各々合焦した状態に対応している。フォーカスエラー信号は第５記録層を中心に第３〜７記録層の範囲では十分なる振幅を得ることができるので、第５記録層に合焦した状態から第３〜７記録層内で他の記録層にフォーカスジャンプする場合に、そのフォーカスエラー信号を用いて合焦させることができる。

しかしながら、第５記録層から例えば、図３(a)に矢印で示すように、第１３記録層の如きかなり離れた目的の記録層にフォーカスジャンプする場合には、そのジャンプ先の記録層では図３(b)に符号Ｘで示す部分のようにフォーカスエラー信号の振幅が生じないので、そのフォーカスエラー信号をそのまま用いることはできない。

これに対処する方法としては、現在の合焦記録層から目的の記録層側に１記録層だけフォーカスジャンプすると共に適切な球面収差の補正を行ってそれを繰り返して目的の記録層にフォーカスジャンプする方法がある。また、現在の合焦記録層と目的の記録層との中間位置又は目的の記録層において適切な球面収差の補正を行って目的の記録層にフォーカスジャンプする方法が公知である（特許文献１及び２参照）。
特開２００３−１６６６０号公報特開２００２−１５７７５０号公報

しかしながら、前者の従来の方法においては、１記録層ずつのフォーカスジャンプの繰り返しとなるため現在の合焦記録層から目的の記録層が離れている場合には、フォーカスジャンプ完了までに多くの時間がかかるという問題がある。後者の従来の方法においては、現在の合焦記録層と目的の記録層との間が離れていると、図４(b)に示すように、フォーカスジャンプ中にフォーカスエラー信号の振幅が生成されない範囲が生じるので、ジャンプした記録層の数をフォーカスエラー信号のゼロクロスにより計数することができないだけでなく、レーザビームの焦点が目的の記録層付近に近づくと図４(a)に示すように、目的の記録層を含む複数の記録層についてフォーカスエラー信号が生じ、そのフォーカスエラー信号に応じて目的の記録層以外の記録層に引き込まれる可能性があるので、目的の記録層に確実にフォーカスジャンプするとは限らないという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題には、上記の欠点が一例として挙げられ、複数の記録層が積層された光記録媒体において目的の記録層に短時間で確実にフォーカスジャンプすることができる光ピックアップ装置及びフォーカスジャンプ方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明の光ピックアップ装置は、複数の記録層が積層された光記録媒体に対して情報の光学的な読み取り又は書き込みを行う光ピックアップ装置であって、読み取り又は書き込み用のレーザビームを発する光源と、前記光源から発せられた前記レーザビームを対物レンズを介して前記光記録媒体に照射させる光学系と、前記レーザビームが少なくとも複数の記録層の範囲内で合焦するように前記対物レンズをその光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータと、前記光学系において前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記光記録媒体を含む光学系において発生する球面収差を最適化補正するための球面収差補正手段と、前記フォーカスアクチュエータ及び前記球面収差補正手段各々を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の記録層のうちの現在の合焦記録層から目的の記録層にフォーカスジャンプする指令が発生すると、前記複数の記録層における両端の記録層のうちの前記現在の合焦記録層より前記目的の記録層に近い方の一端の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記一端の記録層へのフォーカスジャンプを行う第１行程手段と、前記第１行程手段による前記一端の記録層へのフォーカスジャンプの完了後、前記一端の記録層から少なくとも１記録層だけ前記目的の記録層側の他の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記他の記録層へのフォーカスジャンプを行い、それを繰り返して前記目的の記録層へのフォーカスジャンプを完了する第２行程手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項７に係る発明のフォーカスジャンプ方法は、複数の記録層が積層された光記録媒体に対して光源から発せられた前記レーザビームを対物レンズを介して照射させる光学系と、前記レーザビームが少なくとも複数の記録層の範囲内で合焦するように前記対物レンズをその光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータと、前記光学系において前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記光記録媒体を含む光学系において発生する球面収差を最適化補正するための球面収差補正手段と、を備えた光ピックアップ装置において前記複数の記録層のうちの現在の合焦記録層から目的の記録層にフォーカスジャンプするフォーカスジャンプ方法であって、前記複数の記録層における両端の記録層のうちの前記現在の合焦記録層より前記目的の記録層に近い方の一端の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記一端の記録層へのフォーカスジャンプを行う第１行程と、前記第１行程の完了後、前記一端の記録層から少なくとも１記録層だけ前記目的の記録層側の他の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記他の記録層へのフォーカスジャンプを行い、それを繰り返して前記目的の記録層へのフォーカスジャンプを完了する第２行程と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に係る発明の光ピックアップ装置及び請求項７に係る発明のフォーカスジャンプ方法によれば、現在の合焦記録層から目的の記録層に向けて直接フォーカスジャンプを行うのではなく、一旦、複数の記録層の両端の記録層のうちの現在の合焦記録層より目的の記録層に近い一端の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行ってその一端の記録層にフォーカスジャンプすることが行われるので、正確な引き込みが難しい中間の記録層へのフォーカスジャンプに比べて確実性がある。よって、一端の記録層へのフォーカスジャンプ後、一端の記録層から目的の記録層に向けて少なくとも１記録層ずつ球面収差の最適化補正及びフォーカスジャンプを行い、それを繰り返しながら目的の記録層へのフォーカスジャンプを完了するので、複数の記録層が積層された光記録媒体において目的の記録層に短時間で確実にフォーカスジャンプすることができる。特に、現在の合焦記録層から目的の記録層までの記録層の数より目的の記録層から一端の記録層までの記録層の数が少ない場合にフォーカスジャンプ完了まで時間の短縮化を図ることができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図５は、本発明による光ピックアップ装置の構成を示す図である。この光ピックアップ装置は、光学系と信号処理系とからなり、多数の記録層が積層された光ディスク１０に対して情報の書き込み／読み取りを光学的に行う。この実施例では光ディスク１０にはｎ個（例えば、１６）の記録層が形成されているとする。

光学系は光源１、コリメータレンズ２、ビームスプリッタ３、エキスパンダレンズ４、対物レンズ５、集光レンズ６、及び受光素子７を備えている。信号処理系は信号処理回路１１、コントローラ１２、対物レンズ駆動回路１３、及び球面収差補正素子駆動回路１４を備えている。

光源１はレーザビームを出射する半導体レーザ素子である。コリメータレンズ２は光源１によって出射されたレーザビームを平行光に変換してビームスプリッタ３に供給する。ビームスプリッタ３はコリメータレンズ２から供給された平行レーザビームをそのままエキスパンダレンズ４に供給する。エキスパンダレンズ４は球面収差補正素子であり、第１及び第２の補正レンズ４ａ，４ｂを備え、第２の補正レンズ４ｂはアクチュエータ４ｃによって駆動され、光軸方向に移動可能にされている。第２の補正レンズ４ｂの位置を変更することにより第１及び第２の補正レンズ４ａ，４ｂ間の距離が変化して光ディスク１０の記録層毎の球面収差補正が可能にされている。エキスパンダレンズ４を通過したレーザビームは対物レンズ５に供給される。対物レンズ５は平行光のレーザビームを収束させる。この対物レンズ５にはアクチュエータ５ａが備えられている。アクチュエータ５ａは対物レンズ５を光軸方向に移動させるフォーカシング部分と、対物レンズ５を光軸に垂直なディスク半径方向に移動させるトラッキング部分とからなる。フォーカシング部分により光ディスク１０のｎ個の記録層のいずれか１の記録層にレーザビームを合焦させることができ、トラッキング部分によりその１の記録層においてトラック上にレーザビームの光スポットを位置させることができる。

光ディスク１０のいずれかの記録層で反射したレーザビームは対物レンズ５、そしてエキスパンダレンズ４を介して平行光のレーザビームとしてビームスプリッタ３に戻る。ビームスプリッタ３はその反射レーザビームをその入射に対してほぼ９０度の角度で反射して集光レンズ６に供給する。集光レンズ６は反射レーザビームを受光素子７の受光面に集光させてそこにスポットを形成させる。受光素子７は例えば、４分割の受光面を有し、分割面毎に受光強度に応じたレベルの電圧信号を生成する。

信号処理回路１１は受光素子７の出力電圧信号に応じて記録情報の読取信号であるＲＦ信号の他に、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等のサーボ信号を生成する。フォーカスエラー信号の生成のためには例えば、非点収差法等の公知の信号生成方法を用いることができる。トラッキングエラー信号の生成のためには例えば、プッシュプル法等の公知の信号生成方法を用いることができる。

コントローラ１２は信号処理回路１１からサーボ信号を受け、対物レンズ５によるトラッキング及びフォーカシングの制御のために対物レンズ駆動回路１３にトラッキング制御信号及びフォーカシング制御信号を供給し、エキスパンダレンズ４による球面収差補正制御のために球面収差補正素子駆動回路１４に球面収差補正制御信号を供給する。球面収差補正制御信号としては合焦されるべき記録層に最適な球面収差補正値を示す信号が生成される。すなわち、記録層毎に最適な球面収差補正値がデータテーブルとして記憶されており、合焦されるべき記録層に対応した球面収差補正値がそのデータテーブルから抽出されて抽出の球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号が生成される。通常、トラッキング制御信号はトラッキングエラー信号がゼロレベルになるように生成され、フォーカシング制御信号はフォーカスエラー信号がゼロレベルになるように生成される。

対物レンズ駆動回路１３はトラッキング制御信号に応じてアクチュエータ５ａのトラッキング部分を駆動して対物レンズ５を光軸に垂直なディスク半径方向に移動させ、フォーカシング制御信号に応じてアクチュエータ５ａのフォーカシング部分を駆動して対物レンズ５を光軸方向に移動させる。球面収差補正素子駆動回路１４は球面収差補正制御信号に応じてアクチュエータ４ｃを駆動して第２の補正レンズ４ｂをその光軸方向に移動させる。

かかる構成の光ピックアップ装置において、光ディスク１０の記録層の再生層の変更があるときにはフォーカスジャンプ指令がコントローラ１２に供給される。フォーカスジャンプ指令は本光ピックアップ装置が備えられる例えば、光ディスク再生装置で発せられる。フォーカスジャンプ指令にはジャンプ先の目的記録層が示されるとする。ここで、図６に示すように、ディスク１０の最も一方の表面側に位置する記録層を第１記録層とし、一方の表面とは反対側の面である他方の表面側に最も近い記録層を第ｎ記録層とする。更に、現在読み取り可能な記録層、すなわちレーザビームスポットの現在の合焦記録層を第ｋ記録層とし、目的記録層を第ｍ記録層とする。１≦ｋ≦ｎ，１≦ｍ≦ｎである。なお、ディスク１０の一方の表面はレーザビームが照射される側の面である。

コントローラ１２はフォーカスジャンプ指令が供給されると、フォーカスジャンプ動作を開始する。フォーカスジャンプ動作においては、図７に示すように、先ず、目的の第ｍ記録層は第１記録層及び第ｎ記録層のいずれ側にあるかを判別する（ステップＳ１）。

目的の第ｍ記録層が一方の表面から最奥の第ｎ記録層側にある場合、すなわち｜ｎ−ｍ｜＜ｍ−１の場合には第ｍ記録層から第ｎ記録層までの記録層数の方が現在の第ｋ記録層から目的の第ｍ記録層までの記録層数より少ないか否かを判別する（ステップＳ２）。これは現在の第ｋ記録層から最奥の第ｎ記録層側の第ｍ記録層までフォーカスジャンプする際に直接、第ｍ記録層まで１記録層ずつフォーカスジャンプして進むより一旦、最奥の第ｎ記録層にフォーカスジャンプしてから目的の第ｍ記録層まで１記録層ずつフォーカスジャンプした方が短時間で済むか否かの判別である。｜ｎ−ｍ｜＜｜ｍ−ｋ｜ならば、目的の第ｍ記録層から最奥の第ｎ記録層までの記録層数の方が少ない故に、短時間でのフォーカスジャンプが可能であるので、第ｎ記録層に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生し（ステップＳ３）、そして、第ｎ記録層にフォーカスジャンプするために第ｎ記録層に対応したフォーカシング制御信号を発生する（ステップＳ４）。そのステップＳ４の処理後は、ステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ４のフォーカスジャンプ用のフォーカシング制御信号は図８に示すように、先ず、レーザービームの焦点を第ｎ記録層より若干他方の表面側位置に移動させるように生成される（ステップＳ４１）。そして、第ｎ記録層より若干他方の表面側位置にある焦点位置が第ｎ記録層に向けて徐々に変化するようにフォーカシング制御信号が生成され（ステップＳ４２）、フォーカスエラー信号のレベル（振幅）が検出されたか否かが判別される（ステップＳ４３）。第ｎ記録層に近づくとレーザビームの反射光が得られるのでフォーカスエラー信号のレベルが生じるが、そのレベルが生じない場合にはステップＳ４２に戻る。フォーカスエラー信号のレベルが生じたことが検出されると、フォーカスエラー信号がゼロクロス点に収束するようにフォーカスエラー信号に応じてフォーカシング制御信号が生成される（ステップＳ４４）。その後、フォーカスエラー信号のゼロクロス点が検出されたか否かが判別される（ステップＳ４５）。フォーカスエラー信号のゼロクロス点が検出されると第ｎ記録層にフォーカスジャンプしたことになる。

図９(a)に示すように、ステップＳ４１の処理により、レーザービームの焦点を第ｎ記録層より若干他方の表面側に移動させるフォーカスジャンプＪ１が生じる。次のステップＳ４２の処理により焦点位置が符号Ｊ２のように移動する。第ｎ記録層に近づくとフォーカスエラー信号のレベルが図９(b)に示すように生じることになる。ステップＳ４３の判別でフォーカスエラー信号のレベルが検出されると、ステップＳ４４の処理によりフォーカスエラー信号のゼロクロス点への引き込みが行われる。そのフォーカスエラー信号の最初のゼロクロス点が検出されたならば、これにより、第ｎ記録層に合焦したことになる。ステップＳ４５の処理が終了した時点では第ｎ記録層が現在の第ｋ記録層となる。

ステップＳ２において｜ｎ−ｍ｜≧｜ｍ−ｋ｜と判別したならば、目的の第ｍ記録層まで１記録層ずつフォーカスジャンプした方が短時間で済むので、ステップＳ３及びＳ４を迂回してステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ１において目的の第ｍ記録層が第１記録層側にある場合、すなわち｜ｎ−ｍ｜≧ｍ−１の場合には第ｍ記録層から第１記録層までの記録層数の方が現在の第ｋ記録層から第ｍ記録層までの記録層数より少ないか否かを判別する（ステップＳ５）。これは現在の第ｋ記録層から第１記録層側の目的の第ｍ記録層までフォーカスジャンプする際に直接、第ｍ記録層まで１記録層ずつフォーカスジャンプして進むより一旦、一方の表面側に最も近い第１記録層にフォーカスジャンプしてから第ｍ記録層まで１記録層ずつフォーカスジャンプした方が短時間で済むか否かの判別である。ｍ−１｜＜｜ｍ−ｋ｜ならば、第ｍ記録層から第１記録層までの記録層数の方が少ない故に短時間のフォーカスジャンプが可能となるので、第１記録層に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生し（ステップＳ６）、そして、第１記録層にフォーカスジャンプするために第１記録層に対応したフォーカシング制御信号を発生する（ステップＳ７）。そのステップＳ７の処理後は、ステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ７のフォーカスジャンプ用のフォーカシング制御信号は図１０に示すように、先ず、レーザービームの焦点を第１記録層より若干一方の表面側位置に移動させるように生成される（ステップＳ７１）。そして、第１記録層より若干一方の表面側位置にある焦点位置が第１記録層に向けて徐々に変化するようにフォーカシング制御信号が生成され（ステップＳ７２）、フォーカスエラー信号のレベル（振幅）が検出されたか否かが判別される（ステップＳ７３）。第１記録層に近づくとレーザビームの反射光が得られるのでフォーカスエラー信号のレベルが生じるが、そのレベルが生じない場合にはステップＳ７２に戻る。フォーカスエラー信号のレベルが生じたことが検出されると、フォーカスエラー信号がゼロクロス点に収束するようにフォーカスエラー信号に応じてフォーカシング制御信号が生成される（ステップＳ７４）。その後、フォーカスエラー信号のゼロクロス点が検出されたか否かが判別される（ステップＳ７５）。フォーカスエラー信号のゼロクロス点が検出されると第１記録層にフォーカスジャンプしたことになる。このステップＳ７１〜Ｓ７５の動作は第ｎ記録層に合焦させる場合のＳ４１〜Ｓ４５の動作と同様である。ステップＳ７５の処理が終了した時点では第１記録層が現在の第ｋ記録層となる。

ステップＳ５においてｍ−１≧｜ｍ−ｋ｜と判別したならば、目的の第ｍ記録層まで１記録層ずつフォーカスジャンプした方が短時間で済むので、ステップＳ６及びＳ７を迂回してステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８においては、現在の第ｋ記録層と目的の第ｍ記録層側にて隣接した記録層に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生する。現在の第ｋ記録層が目的の第ｍ記録層より一方の表面側の記録層であれば、隣接した記録層は第ｋ＋１記録層であり、現在の第ｋ記録層が第ｍ記録層より他方の表面側の記録層であれば、隣接した記録層は第ｋ−１記録層である。ステップＳ８の処理後、その隣接記録層にフォーカスジャンプするために隣接記録層に対応したフォーカシング制御信号を発生する（ステップＳ９）。ステップＳ９のフォーカスジャンプ用のフォーカシング制御信号は、焦点位置が隣接記録層に合焦するように生成される。フォーカスエラー信号のゼロクロス点が検出されたならば、そのゼロクロス点に収束させるようにフォーカスエラー信号に応じてフォーカシング制御信号が生成される。

ステップＳ９の処理後は、焦点位置が目的の第ｍ記録層に達したか否かを判別する（ステップＳ１０）。すなわち、ステップＳ８及びＳ９の処理を実行する毎に現在の第ｋ記録層は第ｍ記録層に近づくので、ｋ＝ｍとなったとき焦点位置が目的の第ｍ記録層に達したと判別される。ｋ≠ｍであれば、焦点位置が目的の第ｍ記録層に達していないので、ステップＳ８及びＳ９の処理を繰り返すことになる。

例えば、１６の記録層を有する光ディスクにおいて第５記録層での再生状態にあるときに、第１３記録層へのフォーカスジャンプ指令がコントローラ１２に供給されたとする。このフォーカスジャンプ指令に応答して上記したに実行されるコントローラ１２のフォーカスジャンプ動作によって焦点位置は図１１に矢印で示すように移動する。すなわち、先ず、第１６記録層にフォーカスジャンプし、その後、第１５記録層へのフォーカスジャンプ、第１４記録層へのフォーカスジャンプ、そして第１３記録層へのフォーカスジャンプを行って第１３記録層に合焦させることになる。なお、図１１では第５記録層からのフォーカスジャンプ後、第１６記録層より若干他方の表面側位置に合焦することは省略している。

また、同様に、１６の記録層を有する光ディスクにおいて第５記録層での再生状態にあるときに、第８記録層へのフォーカスジャンプ指令がコントローラ１２に供給された場合には、図１２に矢印で示すように、第６記録層へのフォーカスジャンプ、第７記録層へのフォーカスジャンプ、そして第８記録層へのフォーカスジャンプを行って第８記録層に合焦させることになる。

このように、現記録層から目的の記録層までの記録層数よりも目的の記録層から複数の記録層のいずれか一端の記録層までの記録層数の方が少ない場合には、現記録層から一端の記録層にフォーカスジャンプするという第１行程と、その後、他端の記録層側に１記録層ずつフォーカスジャンプを繰り返して目的の記録層に合焦させるという第２行程とが行われる。記録層間のフォーカスジャンプでは、その回数がフォーカスジャンプ完了までに要する時間を支配している。従って、現在の記録層から直接、目的の記録層に向かって１記録層ずつのフォーカスジャンプを行っていく場合のジャンプの回数よりも、上記の第２行程におけるフォーカスジャンプの回数が少ない場合には短時間での目的の記録層へのフォーカスジャンプが可能である。よって、現記録層から目的の記録層までの記録層数が目的の記録層から複数の記録層のいずれか一端の記録層までの記録層数より多いほど、フォーカスジャンプの際の時間の短縮化を図ることができるので、上記の第１行程と第２行程とによるフォーカスジャンプは有効である。

また、現記録層から一端の記録層にフォーカスジャンプするという第１行程の前に一端の記録層に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生することにより、一端の記録層前後にフォーカスが位置した場合に十分な振幅のフォーカスエラー信号を信号処理回路１１から得ることができ、第１行程での一端の記録層へのフォーカスの引き込みを確実に実行することができる。

なお、第１行程で現記録層からディスクの一方の表面側に最も近い一端の記録層を目的の記録層としてフォーカスジャンプする際には、先ず、ディスクの一方の表面にフォーカスジャンプしてから、目的の記録層へと順次フォーカスジャンプを行っても良い。超多層ディスクでは奥の記録層までレーザビームの光を届かせる必要があるため、１記録層当たりの反射率は非常に小さく設計されることが一般的である。そのためディスク表面に反射防止コートを施してある状態でも、ディスク表面の反射率の方が記録層の反射率よりも大きくなる場合がある。この場合には一方の表面側の第１記録層へのフォーカスジャンプを行うよりも、ディスクの一方の表面へのフォーカスジャンプの方がより確実となる。更に、ディスクの構造によるが、一方の表面と第１記録層との間隔の方が記録層間の間隔よりも大きくなっている場合には、ディスクの一方の表面へのフォーカスジャンプの確実性がより高くなるので、その後の第１記録層へのフォーカスジャンプも確実なものとなり、誤動作を防止することができる。なお、ディスク表面にフォーカスジャンプする際にはその直前にディスク表面の位置に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生することが行われる。

また、記録型の多層ディスクの場合には第１行程で現記録層からディスク表面側の一端の記録層へのフォーカスジャンプ際には、先ず、サーボ用のガイドトラック層にフォーカスジャンプしてから、目的の記録層へと順次フォーカスジャンプを行っても良い。記録型の超多層ディスクでは、ディスク製造のコストや容易さから、記録層毎にガイドトラックを設けず、記録層とは別の独立したガイドトラック層を設け、図１３〜図１５に示すように、ガイド光としてのレーザビームでガイドトラックをトレースしながら、記録再生光としてのレーザビームで記録層に対して記録や再生を行う方式が採られる。ガイドトラック層の位置は、最奥の記録層とディスクの他方の表面との間やディスクの一方の表面と第１記録層との間、或いは記録層群の中間の位置などに置かれる。ガイドトラック層を備える場合、記録再生光の一部がガイドトラック層に反射して再生信号に漏れ込むことを防止するために、ガイドトラック層とそれに最も近い記録層との間隔は記録層同士の間隔よりも大きくされることが一般的である。従って、ガイドトラック層へのフォーカスジャンプは記録層へのフォーカスジャンプよりも確実に実行できる可能性が高いので、同様にフォーカスジャンプの際の誤動作を防止することができる。なお、ガイドトラック層にフォーカスジャンプする際にはその直前ガイドトラック層の位置に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生することが行われる。

上記した実施例においては、ステップＳ３では第ｎ記録層に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生しているが、第ｎ記録層より若干他方の表面側の位置に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生しても良い。また、同様に、ステップＳ６では第１記録層に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生しているが、第１記録層より若干一方の表面側の位置に対応した球面収差補正値を示す球面収差補正制御信号を発生しても良い。フォーカスジャンプ先の記録層ではその記録層のみのフォーカスエラー信号が得られて、その隣接の記録層についてのフォーカスエラー信号は存在しない状態が最も望ましいが、実際には図３に示したようにフォーカスエラー信号の振幅は球面収差補正を最適化した記録層を中心としてなだらかに減少していくため、フォーカスジャンプ先の記録層に球面収差補正を最適化すると、その前後の記録層でもフォーカスエラー信号の振幅が十分に得られることになる。ディスクの最奥の第ｎ記録層にジャンプするときにはそれより奥に記録層が存在しないことを利用して、球面収差補正値を更に奥の位置に合わせることで、最奥から２番目の第ｎ−１記録層でのフォーカスエラー信号の振幅を十分小さくすることができ、最奥の第ｎ記録層へのフォーカスジャンプをより確実なものにすることができる。このことは最も一方の表面側の第１記録層へのフォーカスジャンプの場合も同様である。

なお、上記した実施例においては、光記録媒体として複数の記録層が積層された光ディスクについて説明したが、形状が円盤状ではなく複数の記録層が積層された光メモリであっても良い。

また、上記した実施例においては、第１行程の完了後、第２行程では一端の記録層から１記録層ずつ目的の記録層へのフォーカスジャンプするが、１記録層ずつではなく２以上の記録層を一度にフォーカスジャンプして目的の記録層へのフォーカスジャンプを完了しても良い。

更に、球面収差補正手段としては上記の実施例に示したエキスパンダレンズに限らず、液晶素子を用いたものでも良い。

本発明は記録層が５層以上積層された光記録媒体に対して有効であり、また、現在の合焦記録層から目的の記録層までの記録層数が目的の記録層から一端の記録層までの記録層の数より多いほどフォーカスジャンプの所要時間の短縮化の効果がより生じる。

多層光ディスクの第５記録層にレーザビームの焦点を合わせた再生状態及びフォーカスエラー信号の振幅波形を示す図である。フォーカスエラー信号の振幅波形を示す図である。第５記録層から第１３記録層にフォーカスジャンプする場合に第１３記録層付近でのフォーカスエラー信号の振幅波形例を示す図である。第５記録層から第１３記録層にフォーカスジャンプする際に球面収差の適正化補正をした場合のフォーカスの引き込み先及びフォーカスエラー信号の振幅波形例を示す図である。本発明が適用された光ピックアップ装置の構成を示す図である。多層光ディスクの複数の記録層のうちの現在の合焦記録層及び目的の記録層を示す図である。図５の装置中のコントローラによるフォーカスジャンプ動作を示すフローチャートである。図７のフォーカスジャンプ動作中における第ｎ記録層へのフォーカスジャンプ動作を具体的に示すフローチャートである。図８の第ｎ記録層として第１６記録層へのフォーカスジャンプ動作及びフォーカスエラー信号の振幅波形を示す図である。図７のフォーカスジャンプ動作中における第１記録層へのフォーカスジャンプ動作を具体的に示すフローチャートである。第５記録層から第１３記録層にフォーカスジャンプする際の移動経路を示す図である。第５記録層から第８記録層にフォーカスジャンプする際の移動経路を示す図である。ガイドトラック層を有する多層光ディスクの構造を示す図である。ガイドトラック層を有する多層光ディスクの構造を示す図である。ガイドトラック層を有する多層光ディスクの構造を示す図である。

符号の説明

１光源
３ビームスプリッタ
４エキスパンダレンズ
５対物レンズ
７受光素子
１１信号処理回路
１２コントローラ
１３対物レンズ駆動回路
１４球面収差補正素子駆動回路

Claims

複数の記録層が積層された光記録媒体に対して情報の光学的な読み取り又は書き込みを行う光ピックアップ装置であって、
読み取り又は書き込み用のレーザビームを発する光源と、
前記光源から発せられた前記レーザビームを対物レンズを介して前記光記録媒体に照射させる光学系と、
前記レーザビームが少なくとも複数の記録層の範囲内で合焦するように前記対物レンズをその光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータと、
前記光学系において前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記光記録媒体を含む光学系において発生する球面収差を最適化補正するための球面収差補正手段と、
前記フォーカスアクチュエータ及び前記球面収差補正手段各々を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数の記録層のうちの現在の合焦記録層から目的の記録層にフォーカスジャンプする指令が発生すると、前記複数の記録層における両端の記録層のうちの前記現在の合焦記録層より前記目的の記録層に近い方の一端の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記一端の記録層へのフォーカスジャンプを行う第１行程手段と、
前記第１行程手段による前記一端の記録層へのフォーカスジャンプの完了後、前記一端の記録層から少なくとも１記録層だけ前記目的の記録層側の他の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記他の記録層へのフォーカスジャンプを行い、それを繰り返して前記目的の記録層へのフォーカスジャンプを完了する第２行程手段と、を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
前記制御手段は、前記目的の記録層から前記一端の記録層までの記録層数が前記現在の合焦記録層から前記目的の記録層までの記録層数より少ないか否かを判別する判別手段を備え、
前記目的の記録層から前記一端の記録層までの記録層数が前記現在の合焦記録層から前記目的の記録層までの記録層数より少ない場合に前記第１及び第２行程手段を実行し、
前記目的の記録層から前記一端の記録層までの記録層数が前記現在の合焦記録層から前記目的の記録層までの記録層数以上である場合に前記現在の合焦記録層から少なくとも１記録層だけ前記目的の記録層側の他の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記他の記録層へのフォーカスジャンプを行い、それを繰り返して前記目的の記録層へのフォーカスジャンプを完了することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
前記第１行程手段は、前記合焦記録層から前記一端の記録層側の前記一端の記録層と前記光記録媒体の一方の表面との間にフォーカスジャンプを行った後、前記一端の記録層へのフォーカスジャンプを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ装置。
前記第１行程手段は、前記合焦記録層から前記一端の記録層側の前記光記録媒体の一方の表面にフォーカスジャンプを行った後、前記一端の記録層へのフォーカスジャンプを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ装置。
前記光記録媒体は、前記複数の記録層各々に情報を書き込む際の光学的にトレースされるガイドトラック層を備え、
前記第１行程手段は、前記合焦記録層から前記ガイドトラック層にフォーカスジャンプを行った後、前記一端の記録層へのフォーカスジャンプを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ装置。
前記制御手段は、前記光記録媒体で反射された前記レーザビームの受光出力に応じて前記記録層に対する前記レーザビームの焦点位置のずれの程度を示すフォーカスエラー信号を生成する信号処理手段を備え、
前記第１行程手段は、前記一端の記録層、前記他の記録層及び前記目的の記録層各々へのフォーカスジャンプを前記フォーカスエラー信号に応じて行うことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
複数の記録層が積層された光記録媒体に対して光源から発せられた前記レーザビームを対物レンズを介して照射させる光学系と、前記レーザビームが少なくとも複数の記録層の範囲内で合焦するように前記対物レンズをその光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータと、前記光学系において前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ、前記光記録媒体を含む光学系において発生する球面収差を最適化補正するための球面収差補正手段と、を備えた光ピックアップ装置において前記複数の記録層のうちの現在の合焦記録層から目的の記録層にフォーカスジャンプするフォーカスジャンプ方法であって、
前記複数の記録層における両端の記録層のうちの前記現在の合焦記録層より前記目的の記録層に近い方の一端の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記一端の記録層へのフォーカスジャンプを行う第１行程と、
前記第１行程の完了後、前記一端の記録層から少なくとも１記録層だけ前記目的の記録層側の他の記録層の位置に対応した球面収差の最適化補正を行うために前記球面収差補正手段を制御してから前記フォーカスアクチュエータを制御して前記他の記録層へのフォーカスジャンプを行い、それを繰り返して前記目的の記録層へのフォーカスジャンプを完了する第２行程と、を備えたことを特徴とするフォーカスジャンプ方法。