WO2011118130A1 - 光ディスク装置 - Google Patents

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drive
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貴光 渡邉
尚也 堀田
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パナソニック株式会社
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    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08505—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • G11B7/08511—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head with focus pull-in only
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
    • G11B19/12—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing by sensing distinguishing features of or on records, e.g. diameter end mark
    • G11B19/127—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing by sensing distinguishing features of or on records, e.g. diameter end mark involving detection of the number of sides, e.g. single or double, or layers, e.g. for multiple recording or reproducing layers

Definitions

  • the present invention relates to focus pull-in to an optical disc having a single or a plurality of recording layers, and particularly to an optical disc apparatus that does not use a layer discrimination signal.
  • optical discs such as CD (Compact Disc) and DVD (Digital Varsatile Disc) have been widely used. Recently, in order to support high-definition video, the density of optical discs has further increased, and a large-capacity optical disc called BD (Blu-ray Disc) has been put into practical use. In order to realize a large capacity, the following technologies have been developed in the optical disc apparatus.
  • the wavelength of the laser used when recording / reproducing information on the optical disk recording layer is shortened.
  • the objective lens has a high NA (numerical aperture), and the size of the light spot focused on the optical disk recording layer is reduced. Single or multiple optical disk recording layers are provided.
  • the objective lens is driven in the vertical (focus) direction with respect to the optical disc recording layer to detect the condensing state of the light spot, and the focus lens position is determined according to the condensing state.
  • the distance (working distance) between the surface of the optical disk and the objective lens is shortened due to the high NA of the objective lens. For this reason, the surface of the optical disk collides with the objective lens due to surface wobbling of the optical disk, and the surface of the optical disk is easily damaged.
  • an optical disc apparatus for recording / reproducing BD is required to perform an accurate and stable focus pull-in operation with respect to a desired optical disc recording layer.
  • a focus pull-in method using a layer discrimination signal capable of discriminating whether or not a light spot of a laser beam is in a condensed state with respect to an optical disc recording layer has been proposed.
  • Patent Document 1 The configuration of the conventional optical disk apparatus and the focus pull-in method will be described in detail with reference to FIGS.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical disc apparatus.
  • the optical pickup 10 includes a laser 11, a beam splitter 12, an objective lens 13, a light detection unit 14, and a focus actuator 15.
  • the laser 11 irradiates a laser beam toward the optical disc 1 with a predetermined power.
  • the irradiated laser light passes through the beam splitter 12 and is focused on the recording layer of the optical disc 1 by the objective lens 13.
  • the laser light reflected by the optical disk 1 is reflected by the beam splitter 12 and is irradiated to a plurality of photodetectors in the light detection unit 14.
  • the light signal is converted into an electric signal corresponding to the received light amount, and the output signal of the predetermined light detection unit 14 is input to the layer discrimination signal detection unit 20 and the focus error signal detection unit 26, respectively.
  • the layer discrimination signal detection unit 20 generates a layer discrimination signal from the output signal of the light detection unit 14.
  • the layer discrimination signal is used when discriminating to which recording layer the laser beam is focused. Note that the fact that the output level when the laser beam is condensed on the recording layer differs for each recording layer is utilized.
  • the layer determination signal generated by the layer determination signal detection unit 20 is sent to the pull-in timing detection unit 21 and the drive speed switching timing detection unit 22, respectively.
  • the drive speed switching timing detection unit 22 determines that the light spot on which the laser light is focused is in the vicinity of the desired recording layer, and sends a speed switching command to focus pull-in speed control. Send to part 23.
  • the focus pull-in speed control unit 23 selects a low drive speed set for each type of optical disk for performing focus pull-in, and inputs the speed command to the focus drive generation unit 25. To do.
  • the focus pull-in vertical drive command unit 24 sends a command for moving the objective lens 13 up and down to the focus drive generation unit 25.
  • the focus drive generation unit 25 generates a drive signal in accordance with instructions from the focus pull-in vertical drive command unit 24 and the focus pull-in speed control unit 23 and sends the drive signal to the drive selector 28.
  • the drive selector 28 is normally set to send the drive signal from the focus drive generation unit 25 to the focus drive unit 29, and the focus drive unit 29 sends the drive signal to the focus actuator 15 in response to the command.
  • the focus actuator 15 drives the objective lens 13 in the vertical direction according to the drive signal from the focus drive unit 29.
  • the focus error signal detection unit 26 generates a focus error signal by using a signal from a predetermined light detection unit 14.
  • the focus error signal is a signal whose level changes depending on the state of condensing of the laser beam with respect to the recording spot of the optical disc 1 when the spot of the laser beam is near the recording layer or near the surface.
  • An S-shaped signal appears when the light spot on which the laser beam is condensed passes over the recording layer or the surface, and the S-shaped signal appears when the light spot passes over the recording layer surface or the surface of the optical disc 1.
  • the shape signal crosses the zero level (hereinafter referred to as the S-shaped zero cross of the focus error signal).
  • the focus error signal generated by the focus error signal detection unit 26 is input to the pull-in timing detection unit 21 and the focus filter 27, respectively.
  • the focus filter 27 is a control filter that generates a drive signal for performing focus control based on the focus error signal, and the drive signal is sent to the drive selector 28.
  • the drive selector 28 is normally set to send a drive signal from the focus drive generation unit 25 to the focus drive unit 29, but when receiving a pull-in timing command from the pull-in timing detection unit 21, the focus filter 27 Is switched to the setting for sending the drive signal from the focus drive unit 29 to the focus drive unit 29.
  • the pull-in timing detection unit 21 receives the layer determination signal from the layer determination signal detection unit 20 and the focus error signal from the focus error signal detection unit 26. When the layer discrimination signal from the layer discrimination signal detector 20 falls within a predetermined level range, the pull-in timing detector 21 determines that the light spot on which the laser beam is focused is focused near the desired recording layer. To do. The pull-in timing detection unit 21 detects the timing at which the focus error signal from the focus error signal detection unit 26 becomes an S-shaped zero cross, and sends a focus pull-in timing command to the drive selector 28.
  • the drive selector 28 receives a focus pull-in timing command from the pull-in timing detector 21 and switches the setting so that the drive signal from the focus filter 27 is sent to the focus drive unit 29.
  • the focus drive unit 29 sends a drive signal according to a command from the focus filter 27 to the focus actuator 15, so that the objective lens 13 converges to a height position where the focus error signal becomes an S-shaped zero cross, and collects laser light.
  • the illuminated light spot can be converged to a desired position on the recording layer surface.
  • FIGS. 4A to 4E taking as an example the focus pull-in operation to the layer 0 (the recording layer farthest from the surface of the optical disc 1) for the two-layer BD. Note that the horizontal axis in FIGS. 4A to 4E shows the time of the same scale.
  • FIG. 4A shows the positional relationship between the optical spot 1, the objective lens 13, and the light spot of the laser beam condensed by the objective lens 13 during the focus pull-in operation.
  • FIG. 4B shows a drive signal from the focus drive unit 29 for the focus actuator 15 during the focus pull-in operation.
  • FIG. 4C shows the height position of the objective lens 13 when the focus is retracted.
  • FIG. 4D shows the output signal level from the focus error signal detector 26 during the focus pull-in operation.
  • FIG. 4E shows the layer discrimination signal level output from the layer discrimination signal detector 20 during the focus pull-in operation, the driving speed switching level of the objective lens 13, and the pull-in operation range.
  • the optical disc apparatus performs a discriminating process (hereinafter referred to as an optical disc discriminating process) of an optical disc type such as a media type such as CD, DVD, BD and the number of recording layers of the optical disc.
  • an optical disc discriminating process of an optical disc type such as a media type such as CD, DVD, BD and the number of recording layers of the optical disc.
  • the objective lens 13 is raised in the vertical direction at a predetermined speed from a distance from the optical disc 1.
  • the layer discrimination signal level from the layer discrimination signal detector 20 changes accordingly.
  • the layer discrimination signal reaches a predetermined drive speed switching level, the ascent speed of the objective lens 13 is switched to a predetermined low speed.
  • the laser beam is collected. It is determined that the illuminated light spot is condensed in the vicinity of layer 0, and the S-shaped zero cross of the focus error signal is detected. By converging the objective lens 13 to the height position where the S-shaped zero cross of the focus error signal is detected, the light spot on which the laser light is condensed can be converged to the position on the layer 0 surface, and the focus pull-in operation is performed. Complete.
  • JP 2008-310931 A pages 7-8, FIG. 1
  • the optical pickup since the focus pull-in position is detected based on the focus error signal and the layer determination signal from the optical pickup, the optical pickup has a focus error signal detection output terminal. Separately, an output terminal for layer discrimination signal is required, and there are problems that the number of optical pickup terminals is increased and wiring is complicated.
  • Patent Document 2 proposes to provide a common terminal for the focus error signal and the layer discrimination signal to reduce the number of terminals.
  • the optical disc device disclosed in Patent Document 2 still requires a light receiving element different from that for generating a focus error signal and for generating a tracking error signal in order to obtain a layer discrimination signal.
  • the present invention has been made to solve the above problem, and an object thereof is to provide an optical disc apparatus capable of performing a stable focus pull-in operation without using a layer discrimination signal.
  • the optical disc apparatus of the present invention switches between a setting for sending the drive signal generated by the focus drive generation unit to the focus drive unit and a setting for sending the drive signal generated by the focus filter to the focus drive unit.
  • a pull-in timing detection unit for sending a focus pull-in timing command for switching to the drive selector.
  • the position of the surface of the optical disk and the recording layer is detected using the light amount signal obtained by summing the reflected light from the optical disk, stable focus pull-in can be performed without increasing the number of optical pickup terminals and the light receiving element.
  • An optical disk device capable of operation can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram of an optical disc apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • A is a diagram showing an example of a positional relationship between an objective lens, a laser light spot, and an optical disc when a focus is pulled in an embodiment of the present invention
  • B is an objective lens driving signal when a focus is pulled in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a waveform
  • C is a diagram illustrating an example of an objective lens position during focus pull-in in the embodiment of the present invention
  • D is an example of a focus error signal waveform during focus pull-in in the embodiment of the present invention.
  • FIG. E is a diagram showing an example of a light amount signal waveform during focus pull-in in the embodiment of the present invention.
  • Block diagram of an optical disc apparatus in the prior art A is a diagram showing an example of a positional relationship among an objective lens, a laser light spot, and an optical disc at the time of focus pull-in in the prior art, B is a diagram showing an example of an objective lens drive signal waveform at the time of focus pull-in in the prior art, C Is a diagram showing an example of an objective lens position at the time of focus pull-in in the prior art, D is a diagram showing an example of a focus error signal waveform at the time of focus pull-in in the prior art, and E is a layer discrimination signal waveform at the time of focus pull-in in the prior art Figure showing an example
  • FIG. 1 is a block diagram of the optical disc apparatus 100.
  • an optical disk 1 an optical pickup 10, a laser 11, a beam splitter 12, an objective lens 13, a light detection unit 14, a focus actuator 15, a pull-in timing detection unit 21, a focus pull-in vertical drive command unit 24, and a focus drive generation unit 25. Since the focus error signal detection unit 26, the focus filter 27, the drive selector 28, and the focus drive unit 29 are the same as those in the conventional technology, detailed description thereof is omitted.
  • the difference from the conventional technique is that instead of the layer discrimination signal detecting means 20 and the driving speed switching timing detecting section 22 shown in FIG. It is a point provided with the part 31.
  • FIG. The input to the light quantity signal detection unit 30 is an RF signal which is an information signal of the recording layer of the optical disc 1 and an output signal from the light detection unit 14 used for generating a tracking error signal.
  • the output from the light detection part 14 uses the existing output terminal.
  • an output terminal of the optical pickup can be used without using a layer discrimination signal.
  • a stable focus pull-in operation can be performed without increasing the number.
  • the light quantity signal detection unit 30 converts the light received by the light detection unit 14 into an electrical signal according to the light quantity, and generates a light quantity signal that is the sum of these signals.
  • four optical detections used for generating an RF signal which is an information signal of the recording layer of the optical disc 1, and a tracking error signal for following a pit string existing in the recording layer of the optical disc 1, etc. Use a vessel. These are not newly provided for the light quantity signal detection unit 30, but are structures necessary for other functions.
  • the surface detector 31 uses the light amount signal from the light amount signal detector 30 and the focus error signal detected by the focus error signal detector 26. When the light amount signal reaches a predetermined signal level for the first time during the ascent of the objective lens 13, the surface detection unit 31 determines that a light spot on which the laser light is collected exists in the vicinity of the surface of the optical disc 1. Then, the surface detector 31 detects the S-shaped zero cross of the focus error signal in the vicinity thereof, and detects the surface position of the optical disc 1. The surface detection unit 31 transmits the detection information to the focus drive generation unit 25.
  • a focus drive amount (hereinafter referred to as a search amount) for moving the objective lens 13 in the vertical direction in order to search for a recording layer position of the optical disc 1 is determined in advance.
  • the search amount is a variation in the surface shake of the optical disc 1, a height error due to assembly variations of the objective lens 13, and a drive sensitivity of the focus actuator 15 (a ratio of a movement amount of the objective lens 13 to a drive signal input to the focus actuator 15). Is a fixed value designed for each type of optical disc 1 so that the recording layer can be searched in a range where the optical disc 1 and the objective lens 13 do not collide.
  • the drive signal generated by the focus drive generation unit 25 is input to the focus drive unit 29 via the drive selector 28.
  • the focus drive unit 29 starts a search for the recording layer position (hereinafter referred to as an up search) with a predetermined search amount upward from the position.
  • the up-search is completed, the position is further turned downward from that position, and the recording layer position search (hereinafter referred to as a down search) is performed downward with a predetermined search amount in the same manner as in the up-search.
  • the pull-in timing detection unit 21 when the layer discrimination signal from the layer discrimination signal detector 20 falls within a predetermined level range, the pull-in timing detection unit 21 causes the light spot on which the laser light is collected to be in the vicinity of the desired recording layer. It is determined that the light is condensed.
  • the pull-in timing detection unit 21 detects the timing at which the focus error signal from the focus error signal detection unit 26 becomes an S-shaped zero cross, and sends a focus pull-in timing command to the drive selector 28.
  • the pull-in timing detection unit 21 receives the light amount signal from the light amount signal detection unit 30 as a predetermined signal, similar to when the surface detection unit 31 detects the surface of the optical disc 1. When the level is reached, the recording layer of the optical disc 1 is determined. Then, the pull-in timing detection unit 21 counts the number of detections. Further, a down search is performed, and when the number of detections coincides with a desired recording layer arrangement order in which focus pull-in is performed, it is determined that a light spot on which the laser beam is focused exists in the vicinity of the desired recording layer.
  • the pull-in timing detection unit 21 detects the S-shaped zero cross of the focus error signal in the vicinity thereof, and detects the recording layer position.
  • the pull-in timing detection unit 21 sends a focus pull-in timing command to the drive selector 28 when a desired recording layer position is detected.
  • the drive selector 28 When the drive selector 28 receives a focus pull-in timing command from the pull-in timing detection unit 21, the drive selector 28 is set to send a drive signal from the focus filter 27 to the focus drive unit 29 so that the focus error signal converges to a height position at which the S-shaped zero crossing occurs. Switch. Then, the focus drive unit 29 drives the focus actuator 15 according to the drive signal from the focus filter 27. Then, the objective lens 13 converges to a height position where the focus error signal becomes S-shaped zero cross, and the light spot on which the laser light is condensed can be converged to a desired position on the recording layer surface.
  • the surface position of the optical disc 1 is detected based on the amount of light reflected from the surface of the optical disc 1, and the surface shake amount of the optical disc 1, the height variation of the objective lens, and the drive sensitivity variation of the focus actuator are determined from the surface position.
  • the position of the recording layer is searched with the fixed movement amount considered, and the desired recording layer position is detected. And the light spot which condensed the laser beam on the position on the recording layer surface is converged.
  • FIG. 2A shows the positional relationship between the optical spot 1, the objective lens 13, and the light spot of the laser beam condensed by the objective lens 13 during the focus pull-in operation.
  • FIG. 2B shows a drive signal from the focus drive unit 29 for the objective lens 13 at the time of focus pull-in.
  • FIG. 2C shows the height position of the objective lens 13 when the focus is retracted.
  • FIG. 2D shows the output signal level from the focus error signal detector 26 during focus pull-in.
  • FIG. 2E shows the light amount signal level, the surface detection level, and the recording layer detection level output from the light amount signal detection unit 30 at the time of focus pull-in.
  • the focus drive generation unit 25 lowers the objective lens 13 in the vertical direction to a predetermined position so that the position of the light spot that condenses the laser light is lower than the surface of the optical disc 1, Raise from that position. If the ascending drive of the objective lens 13 is continued as it is and the light spot on which the laser light is condensed is condensed near the surface of the optical disc 1, the light quantity signal level that is the output of the light quantity signal detection unit 30 increases.
  • the surface detection unit 31 determines that the light spot on which the laser light is condensed exists in the vicinity of the surface of the optical disc 1. Furthermore, the surface detection unit 31 detects the S-shaped zero cross of the focus error signal and determines the position as the surface of the optical disc 1. The surface detection unit 31 inputs the detection information to the focus drive generation unit 25.
  • the focus drive generator 25 up-searches the objective lens 13 with a predetermined search amount from the position.
  • a further down search is performed from that position, and detection of layer 0 is started.
  • the recording layer is detected by the same procedure as that for detecting the surface.
  • the pull-in timing detection unit 21 determines that it is near layer 0 when the light amount signal level first exceeds a predetermined recording layer detection level. To do. Then, the pull-in timing detection unit 21 sends a focus pull-in timing command to the drive selector 28.
  • the drive selector 28 switches to a setting for sending a drive signal from the focus filter 27 to the focus drive unit 29 that converges the focus error signal to a height position at which the S error zero crossing occurs. Therefore, the light spot on which the laser light is condensed can be converged to a position on the layer 0 surface.
  • the focus pull-in at the time of the down search is because the objective lens 13 is driven in a direction away from the optical disk 1, so that the objective lens 13 and the optical disk 1 do not accidentally collide when the pull-in fails, and the focus pull-in is safe. This is to interrupt the operation.
  • the focus pull-in operation for the BD is shown as an example, but the present invention may be applied to other media such as a DVD or a CD.
  • the pull-in operation using the recording layer farthest from the surface of the optical disc 1 as the target layer is shown as an example, but the present invention may be applied to the focus pull-in operation of other layers.
  • this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can implement with a various form.
  • the present invention can be used in an optical disc apparatus that performs a focus pull-in operation on an optical disc having a single or a plurality of stacked recording layers.

Landscapes

  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

　本発明の光ディスク装置は、フォーカス駆動生成部２５が生成した駆動信号をフォーカス駆動部２９へ送る設定とフォーカスフィルタ２７が生成した駆動信号をフォーカス駆動部２９へ送る設定との切り替えを行う駆動セレクタ２８と、光量信号検出部が検出した光量信号が所定の光量レベルを超えると、記録層のいずれかの近傍に到達したと判断し、フォーカスフィルタ２７が生成した駆動信号をフォーカス駆動部２９へ送る設定へ切り替えるフォーカス引き込みタイミングの指令を駆動セレクタ２８に送る引き込みタイミング検出部２１とを備えている。このような構成とすることにより、光ディスクの記録層へのフォーカス引き込みにおいて、層判別信号を使用せず、安定したフォーカス引き込み動作が可能な光ディスク装置が提供される。

Description

光ディスク装置
　本発明は、単一もしくは複数の記録層を有する光ディスクに対するフォーカス引き込みに関し、特に層判別信号を用いない光ディスク装置に関するものである。
　近年、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖａｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の光ディスクが広く普及している。最近ではハイビジョン映像に対応するため、光ディスクの高密度化がさらに進み、ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ　Ｄｉｓｃ）と称される大容量の光ディスクが実用化されている。大容量化を実現にするため光ディスク装置では、以下のような技術が開発されている。光ディスク記録層に情報の記録再生を行う際に用いるレーザーの波長を短くする。対物レンズを高ＮＡ（開口数)化し、光ディスク記録層に集光する光スポットのサイズを小さくする。光ディスク記録層を単一または複数設ける。
　ここで、光ディスク装置では、光ディスク記録層に対して対物レンズを垂直（フォ－カス）方向に駆動させて光スポットの集光状態を検出し、集光状態に応じて対物レンズの位置を決めるフォ－カス引き込み動作が存在する。しかし、前述の大容量のＢＤを記録再生する光ディスク装置では、対物レンズの高ＮＡ化により、光ディスク表面と対物レンズとの距離（作動距離）が短くなっている。そのため、光ディスクの面振れ等により光ディスクの表面と対物レンズが衝突し、光ディスクの表面に衝突キズが付き易くなっている。
　したがって、ＢＤを記録再生する光ディスク装置には、所望の光ディスク記録層に対して正確で安定したフォ－カス引き込み動作が求められる。このような要請に対して、光ディスク記録層に対してレーザー光の光スポットが集光状態にあるかを判別可能な層判別信号を用いるフォ－カス引き込み方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）従来の光ディスク装置の構成とフォーカス引き込み方法について図３および図４を参照して詳しく説明する。
　図３は、従来の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図３において光ピックアップ１０は、レーザー１１とビームスプリッタ１２と対物レンズ１３と光検出部１４とフォーカスアクチュエータ１５から構成される。
　レーザー１１は、レーザー光を光ディスク１に向けて所定のパワーで照射する。照射されたレーザー光は、ビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１３によって光ディスク１の記録層上に集光される。光ディスク１によって反射したレーザー光は、ビームスプリッタ１２で反射して、光検出部１４にある複数の光検出器に照射される。光検出部１４では、受光した光量に応じた電気信号に変換され、所定の光検出部１４の出力信号がそれぞれ層判別信号検出部２０とフォーカスエラー信号検出部２６に入力される。
　層判別信号検出部２０は、光検出部１４の出力信号から層判別信号を生成する。その層判別信号は、レーザー光がどの記録層に対して集光状態にあるか判別する際に使われる。なお、記録層にレーザー光が集光したときの出力レベルが各記録層ごとに異なることを利用する。層判別信号検出部２０で生成された層判別信号は、引き込みタイミング検出部２１と駆動速度切替タイミング検出部２２にそれぞれ送られる。
　駆動速度切替タイミング検出部２２では、層判別信号が所定の信号レベルに到達すると、レーザー光を集光した光スポットが所望の記録層近傍にあると判断し、速度切替の指令をフォーカス引き込み速度制御部２３に送る。
　フォーカス引き込み速度制御部２３は、速度切替の指令が入力されると、フォーカス引き込みを行うための光ディスクの種類ごとに設定された低駆動速度を選択し、その速度指令をフォーカス駆動生成部２５に入力する。
　フォーカス引き込み垂直駆動司令部２４は、対物レンズ１３を上下に移動させるための指令をフォーカス駆動生成部２５に送る。フォーカス駆動生成部２５は、フォーカス引き込み垂直駆動司令部２４とフォーカス引き込み速度制御部２３の指令に従って駆動信号を生成し、駆動セレクタ２８へ送る。
　駆動セレクタ２８は、通常、フォーカス駆動生成部２５からの駆動信号をフォーカス駆動部２９へ送る設定になっており、フォーカス駆動部２９はその指令に応じて駆動信号をフォーカスアクチュエータ１５へ送る。フォーカスアクチュエータ１５は、フォーカス駆動部２９の駆動信号に従って対物レンズ１３を垂直方向に駆動させる。
　また、フォーカスエラー信号検出部２６は、所定の光検出部１４の信号を用いて、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は、レーザー光を集光した光スポットが光ディスク１の記録層付近もしくは表面付近にあるとき、その層に対するレーザー光の集光状態によってレベルが変化する信号である。また、レーザー光を集光した光スポットが記録層上もしくは表面上を通過するときＳ字形状の信号が現れ、光スポットが光ディスク１の記録層面上もしくは表面上を通過するタイミングで、そのＳ字形状の信号がゼロレベルと交差する（以下、フォーカスエラー信号のＳ字ゼロクロスと称す）。フォーカスエラー信号検出部２６で生成されたフォーカスエラー信号は引き込みタイミング検出部２１とフォーカスフィルタ２７にそれぞれ入力される。
　フォーカスフィルタ２７は、フォーカスエラー信号に基づき、フォーカス制御を行うための駆動信号を生成する制御フィルタであり、その駆動信号は駆動セレクタ２８へ送られる。
　駆動セレクタ２８は前述の通り、通常はフォーカス駆動生成部２５からの駆動信号をフォーカス駆動部２９へ送る設定となっているが、引き込みタイミング検出部２１からの引き込みタイミングの指令を受けるとフォーカスフィルタ２７からの駆動信号をフォーカス駆動部２９へ送る設定に切り替わる。
　引き込みタイミング検出部２１には、層判別信号検出部２０からの層判別信号とフォーカスエラー信号検出部２６からのフォーカスエラー信号が入力される。引き込みタイミング検出部２１は、層判別信号検出部２０からの層判別信号が所定のレベル範囲内となると、レーザー光を集光した光スポットが所望の記録層の近傍で集光していると判断する。そして、引き込みタイミング検出部２１は、フォーカスエラー信号検出部２６からのフォーカスエラー信号がＳ字ゼロクロスとなるタイミングを検出し、駆動セレクタ２８にフォーカス引き込みタイミングの指令を送る。
　駆動セレクタ２８は、引き込みタイミング検出器２１からのフォーカス引き込みタイミングの指令を受け、フォーカスフィルタ２７からの駆動信号をフォーカス駆動部２９に送る設定に切り替える。
　フォーカス駆動部２９は、フォーカスフィルタ２７からの指令に応じた駆動信号をフォーカスアクチュエータ１５へ送ることで、対物レンズ１３はフォーカスエラー信号がＳ字ゼロクロスとなる高さ位置に収束し、レーザー光を集光した光スポットを所望の記録層面上の位置に収束させることができる。
　次に、図４Ａ～Ｅを用いて、二層ＢＤに対するレイヤ０（光ディスク１の表面から一番遠い記録層）へのフォーカス引き込み動作を例に詳細を説明する。なお、図４Ａ～Ｅの横軸は、同スケールの時間を示している。
　図４Ａは、フォーカス引き込み動作時における光ディスク１と対物レンズ１３および対物レンズ１３で集光されたレーザー光の光スポットの位置関係を示している。図４Ｂは、フォーカス引き込み動作時のフォーカスアクチュエータ１５に対するフォーカス駆動部２９からの駆動信号を示している。図４Ｃは、フォーカス引き込み時の対物レンズ１３の高さ位置を示している。図４Ｄは、フォーカス引き込み動作時のフォーカスエラー信号検出部２６からの出力信号レベルを示している。図４Ｅは、フォーカス引き込み動作時の層判別信号検出部２０から出力される層判別信号レベルと、対物レンズ１３の駆動速度切替レベルおよび引き込み動作範囲を示している。
　まず、光ディスク装置は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等のメディア種類とその光ディスクの記録層数などの光ディスク種類の判別処理（以下、光ディスク判別処理と称す）を行う。これらが完了すると、対物レンズ１３を光ディスク１の遠方から所定速度で垂直方向に上昇させる。対物レンズ１３の上昇に従い、レーザー光を集光させた光スポットと光ディスク１との距離が変化し、それに伴い層判別信号検出部２０からの層判別信号レベルが変化する。層判別信号が所定の駆動速度切替レベルに到達すると、対物レンズ１３の上昇速度を所定の低速度に切り替える。更に低速度にて対物レンズ１３を上昇させ、層判別信号検出部２０からの層判別信号レベルが二層ＢＤのレイヤ０引き込み用に設定された所定の引き込み動作範囲内となると、レーザー光を集光した光スポットがレイヤ０の近傍で集光していると判断し、フォーカスエラー信号のＳ字ゼロクロスの検出を行う。対物レンズ１３をフォーカスエラー信号のＳ字ゼロクロスが検出された高さ位置に収束させることで、レーザー光を集光した光スポットをレイヤ０面上の位置に収束させることができ、フォーカス引き込み動作が完了する。
特開２００７－２６５２８号公報（第１１－１３頁、第３－４図） 特開２００８－３１０９３１号公報（第７－８頁、第１図）
　しかしながら、従来の特許文献１に開示の光ディスク装置においては、光ピックアップからのフォーカスエラー信号と層判別信号に基づいてフォーカス引き込み位置を検出しているため、光ピックアップはフォーカスエラー信号検出用出力端子とは別に、層判別信号用出力端子が必要で、光ピックアップ端子数の増加および配線の煩雑さという問題があった。
　また、特許文献２は、フォーカスエラー信号と層判別信号の共通端子を設けて端子数を削減することを提案している。しかしながら、特許文献２に開示の光ディスク装置は、層判別信号を得るためにフォーカスエラー信号生成用およびトラッキングエラー信号生成用とは別の受光素子を必要とすることに変わりない。
　本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、層判別信号を使用せずに、安定したフォーカス引き込み動作の可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の光ディスク装置は、フォーカス駆動生成部が生成した駆動信号をフォーカス駆動部へ送る設定と、フォーカスフィルタが生成した駆動信号をフォーカス駆動部へ送る設定とを切り替える駆動セレクタと、光量信号検出部が検出した光量信号が所定の光量レベルを超えると、記録層のいずれかの近傍に到達したと判断し、フォーカスフィルタが生成した駆動信号をフォーカス駆動部へ送る設定へ切り替えるフォーカス引き込みタイミングの指令を駆動セレクタに送る引き込みタイミング検出部とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、光ディスクからの反射光を総和した光量信号を用いて、光ディスクの表面および記録層の位置を検出するので、光ピックアップ端子数や受光素子を増加することなく、安定したフォーカス引き込み動作の可能な光ディスク装置を提供することができる。
本発明の実施の形態における光ディスク装置のブロック図 Ａは本発明の実施の形態におけるフォーカス引き込み時の対物レンズ、レーザー光の光スポット、および光ディスクの位置関係の一例を示す図、Ｂは本発明の実施の形態におけるフォーカス引き込み時の対物レンズ駆動信号波形の一例を示す図、Ｃは本発明の実施の形態におけるフォーカス引き込み時の対物レンズ位置の一例を示す図、Ｄは本発明の実施の形態におけるフォーカス引き込み時のフォーカスエラー信号波形の一例を示す図、Ｅは本発明の実施の形態におけるフォーカス引き込み時の光量信号波形の一例を示す図 従来の技術における光ディスク装置のブロック図 Ａは従来技術におけるフォーカス引き込み時の対物レンズ、レーザー光の光スポット、および光ディスクの位置関係の一例を示す図、Ｂは従来技術におけるフォーカス引き込み時の対物レンズ駆動信号波形の一例を示す図、Ｃは従来技術におけるフォーカス引き込み時の対物レンズ位置の一例を示す図、Ｄは従来技術におけるフォーカス引き込み時のフォーカスエラー信号波形の一例を示す図、Ｅは従来技術におけるフォーカス引き込み時の層判別信号波形の一例を示す図
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　まず、図１を用いて本発明の実施の形態の光ディスク装置１００の構成を説明する。図１は、光ディスク装置１００のブロック図である。なお、図１に示した構成要素のうち、図３で説明した従来の光ディスク装置と同じ構成要素には、同一の符号を付した。
　図１において、光ディスク１、光ピックアップ１０、レーザー１１、ビームスプリッタ１２、対物レンズ１３、光検出部１４、フォーカスアクチュエータ１５、引き込みタイミング検出部２１、フォーカス引き込み垂直駆動司令部２４、フォーカス駆動生成部２５、フォーカスエラー信号検出部２６、フォーカスフィルタ２７、駆動セレクタ２８、フォーカス駆動部２９は従来の技術と同じであるため、詳細な説明は省略する。
　本発明の実施の形態において、従来の技術と異なる点は、従来の技術を示す図３の層判別信号検手段２０および駆動速度切替タイミング検出部２２の代わりに、光量信号検出部３０と表面検出部３１を備える点である。光量信号検出部３０への入力は、光ディスク１の記録層の情報信号であるＲＦ信号とトラッキングエラー信号生成に用いる光検出部１４からの出力信号である。なお、光検出部１４からの出力は、既存の出力端子用いる。
　光量信号検出部３０および表面検出部３１を用いて、以下に説明する方法で光ディスク１の表面と記録層の位置を検出することで、層判別信号を使用することなく、かつ光ピックアップの出力端子数を増加させずに安定したフォーカス引き込み動作をすることが可能となる。以下、光量信号検出部３０と表面検出部３１の機能について詳細を説明する。
　光量信号検出部３０は、光検出部１４において受光した光を、その光量に応じて電気信号に変換し、これらの信号の総和である光量信号を生成する。本発明の実施の形態においては、光ディスク１の記録層の情報信号であるＲＦ信号、および光ディスク１の記録層に存在するピット列を追従するためのトラッキングエラー信号の生成等に用いる４つの光検出器を用いる。これらは、光量信号検出部３０のために新たに設けられたものではなく、他の機能に必要な構成である。
　表面検出部３１は、光量信号検出部３０からの光量信号と、フォーカスエラー信号検出部２６が検出したフォーカスエラー信号を用いる。表面検出部３１は、対物レンズ１３の上昇途中で光量信号が初めて所定の信号レベルに到達すると、レーザー光を集光した光スポットが光ディスク１の表面近傍に存在すると判断する。そして、表面検出部３１は、その近傍でフォーカスエラー信号のＳ字ゼロクロスを検出し、光ディスク１の表面位置を検出する。表面検出部３１は、その検出情報をフォーカス駆動生成部２５へ伝える。
　次に、光ディスク１の記録層位置を探索するために対物レンズ１３を上下方向に移動させる手順について説明する。
　光ディスク１の種類に応じて、光ディスク１の記録層位置を探索するために対物レンズ１３を上下方向に移動するフォーカス駆動量（以下、サーチ量と称す）は、予め決めておく。サーチ量は、光ディスク１の面振れ、対物レンズ１３の組立バラツキによる高さの誤差、およびフォーカスアクチュエータ１５の駆動感度（フォーカスアクチュエータ１５に入力される駆動信号に対する対物レンズ１３の移動量比）のバラツキを考慮して、光ディスク１と対物レンズ１３が衝突しない範囲で記録層が探索できるように、光ディスク１の種類ごとに設計する固定値である。
　フォーカス駆動生成部２５により生成した駆動信号は、駆動セレクタ２８を介して、フォーカス駆動部２９に入力される。フォーカス駆動部２９はその駆動信号に応じて、その位置から上方へ所定のサーチ量で記録層位置の探索（以下、アップサーチと称す）を開始する。アップサーチが完了すると、更にその位置から下方へ折り返し、アップサーチ時と同様に下方へ所定のサーチ量で記録層位置の探索（以下、ダウンサーチと称す）を行う。
　ここで、従来の技術では、引き込みタイミング検出部２１は、層判別信号検出部２０からの層判別信号が所定のレベル範囲内となると、レーザー光を集光した光スポットが所望の記録層の近傍で集光していると判断する。そして、引き込みタイミング検出部２１は、フォーカスエラー信号検出部２６からのフォーカスエラー信号がＳ字ゼロクロスとなるタイミングを検出し、駆動セレクタ２８にフォーカス引き込みタイミングの指令を送る。
　一方、本発明の実施の形態では、ダウンサーチ時に引き込みタイミング検出部２１は、表面検出部３１が光ディスク１の表面を検出する時と同様に、光量信号検出部３０からの光量信号が所定の信号レベルに到達したとき、光ディスク１の記録層であると判断する。そして、引き込みタイミング検出部２１は、その検出回数をカウントする。さらにダウンサーチを行い、その検出回数がフォーカス引き込みを行う所望の記録層配置順と一致すると、レーザー光を集光した光スポットが所望の記録層近傍に存在すると判断する。引き込みタイミング検出部２１は、その近傍でフォーカスエラー信号のＳ字ゼロクロスを検出し、記録層位置の検出を行う。引き込みタイミング検出部２１は、所望の記録層位置を検出すると、駆動セレクタ２８にフォーカス引き込みタイミングの指令を送る。
　駆動セレクタ２８は、フォーカス引き込みタイミングの指令を引き込みタイミング検出部２１から受けると、フォーカスエラー信号がＳ字ゼロクロスとなる高さ位置に収束させる駆動信号をフォーカスフィルタ２７からフォーカス駆動部２９に送る設定に切り替える。すると、フォーカス駆動部２９は、フォーカスフィルタ２７からの駆動信号に応じてフォーカスアクチュエータ１５を駆動する。そうすると、対物レンズ１３がフォーカスエラー信号がＳ字ゼロクロスとなる高さ位置に収束し、レーザー光を集光した光スポットを所望の記録層面上の位置に収束させることができる。
　以上のように、光ディスク１の表面からの反射光量に基づき光ディスク１の表面位置を検出し、その表面位置から光ディスク１の面振れ量、対物レンズの高さバラツキ、およびフォーカスアクチュエータの駆動感度バラツキを考慮した固定移動量で記録層の位置をサーチし、所望の記録層位置の検出を行う。そして、その記録層面上の位置にレーザー光を集光した光スポットを収束させる。
　このようにすることで、光ディスク１と対物レンズ１３の衝突を回避しながら、層判別信号を使用せず、フォーカス引き込み動作を実現することができる。これにより、従来の光ディスク装置における光ピックアップ端子数制限および配線の煩雑さという課題を解決することができる。
　次に、図２Ａ～Ｅを用いて、二層ＢＤに対するレイヤ０（光ディスク１の表面から一番遠い記録層）へのフォーカス引き込み動作を例に挙げて詳細に説明する。なお、図２Ａ～Ｅの横軸は、同スケールの時間を示している。
　図２Ａは、フォーカス引き込み動作時における光ディスク１と対物レンズ１３および対物レンズ１３で集光されたレーザー光の光スポットの位置関係を示している。図２Ｂは、フォーカス引き込み時の対物レンズ１３に対するフォーカス駆動部２９からの駆動信号を示している。図２Ｃは、フォーカス引き込み時の対物レンズ１３の高さ位置を示している。図２Ｄは、フォーカス引き込み時のフォーカスエラー信号検出器２６からの出力信号レベルを示している。図２Ｅは、フォーカス引き込み時の光量信号検出部３０から出力される光量信号レベルと表面検出レベルおよび記録層検出レベルを示している。
　まず、光ディスク判別処理が完了すると、フォーカス駆動生成部２５は、レーザー光を集光した光スポットの位置が光ディスク１の表面よりも下方となるよう所定位置まで対物レンズ１３を垂直方向に下降させ、その位置から上昇させる。そのまま対物レンズ１３の上昇駆動を継続し、レーザー光を集光した光スポットが光ディスク１の表面近傍に集光すると光量信号検出部３０の出力である光量信号レベルが増大する。
　そして、表面検出部３１は、光量信号が所定の表面検出レベルに到達したとき、レーザー光を集光した光スポットが光ディスク１の表面近傍に存在すると判断する。さらに、表面検出部３１は、フォーカスエラー信号のＳ字ゼロクロスを検出し、その位置を光ディスク１の表面と判断する。表面検出部３１は、その検出情報をフォーカス駆動生成部２５へ入力する。
　次に、フォーカス駆動生成部２５は、その位置から所定のサーチ量で対物レンズ１３をアップサーチさせる。アップサーチが完了すると、更にその位置から下方へダウンサーチを行い、レイヤ０の検出を開始する。記録層の検出も表面検出時と同様の手順で行う。レイヤ０検出の場合は、ディスク表面から一番遠い記録層となるため、引き込みタイミング検出部２１は、光量信号レベルが所定の記録層検出レベルを最初に超えたとき、レイヤ０近傍であると判断する。そして、引き込みタイミング検出部２１は、駆動セレクタ２８にフォーカス引き込みタイミングの指令を送る。
　すると、駆動セレクタ２８は、フォーカスエラー信号がＳ字ゼロクロスとなる高さ位置に収束させる駆動信号をフォーカスフィルタ２７からフォーカス駆動部２９に送る設定に切り替える。したがって、レーザー光を集光した光スポットをレイヤ０面上の位置に収束させることができる。なお、ダウンサーチ時にフォーカス引き込みを行うのは、対物レンズ１３が光ディスク１から遠ざかる方向に駆動しているため、引き込み失敗時に誤って対物レンズ１３と光ディスク１が衝突することがなく、安全にフォーカス引き込み動作を中断するためである。
　以上のような手順でフォーカス引き込み動作を行うことで、層判別信号を使用せず、光ディスク１と対物レンズ１３が衝突しない、正確で安定したフォーカス引き込み動作が実現できる。
　なお、本発明の実施の形態では、ＢＤに対するフォーカス引き込み動作を例に示したが、ＤＶＤやＣＤなどの他メディアの場合に適用してもよい。
　また、本発明の実施の形態では、光ディスク１の表面から一番遠い記録層を目的層とした引き込み動作を例に示したが、それ以外の層のフォーカス引き込み動作に適用してもよい。
　なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
　本発明は、単数もしくは積層された複数の記録層を有する光ディスクに対して、フォーカス引き込み動作を行う光ディスク装置に利用可能である。
　１　光ディスク
　１０　光ピックアップ
　１１　レーザー
　１２　ビームスプリッタ
　１３　対物レンズ
　１４　光検出部
　１５　フォーカスアクチュエータ
　２０　層判別信号検出部
　２１　引き込みタイミング検出部
　２２　駆動速度切替タイミング検出部
　２３　フォーカス引き込み速度制御部
　２４　フォーカス引き込み垂直駆動指令部
　２５　フォーカス駆動生成部
　２６　フォーカスエラー信号検出部
　２７　フォーカスフィルタ
　２８　駆動セレクタ
　２９　フォーカス駆動部
　３０　光量信号検出部
　３１　表面検出部　
　１００　光ディスク装置

Claims (3)

  1. 　単数もしくは積層された複数の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置であって、
    　前記光ディスクにレーザー光を集光して光スポットを形成する対物レンズと、
    　前記光ディスクの表面および複数の記録層からの反射光を電気信号に変換し、その総和である光量信号を生成する光量信号検出部と、
    　前記記録層における前記レーザー光の集光状態によって変化する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検出部と、
    　前記対物レンズを前記光ディスクに対して垂直方向に移動させるフォーカスアクチュエータを駆動するフォーカス駆動部と、
    　前記対物レンズを上下に移動させる駆動信号を生成するフォーカス駆動生成部と、
    　前記フォーカスエラー信号がＳ字ゼロクロスとなる高さ位置に前記対物レンズを収束させる駆動信号を生成するフォーカスフィルタと、
    　前記フォーカス駆動生成部が生成した駆動信号を前記フォーカス駆動部へ送る設定と、前記フォーカスフィルタが生成した駆動信号を前記フォーカス駆動部へ送る設定とを切り替える駆動セレクタと、
    　前記光量信号検出部が検出した前記光量信号が所定の光量レベルを超えると、前記記録層のいずれかの近傍に到達したと判断し、前記フォーカスフィルタが生成した駆動信号を前記フォーカス駆動部へ送る設定へ切り替えるフォーカス引き込みタイミングの指令を前記駆動セレクタに送る引き込みタイミング検出部と、
    　を有する光ディスク装置。
  2. 　前記光量信号検出部が検出した前記光量信号が所定の光量レベルを超えると、前記光ディスクの表面の近傍に到達したと判断し、前記光ディスクの表面の検出情報を前記フォーカス駆動生成部へ伝える表面検出部をさらに有し、
    　前記光ディスク挿入後、前記駆動セレクタは、前記フォーカス駆動生成部が生成した前記光ディスクの表面より下方の位置まで下降後上昇させる駆動信号をフォーカス駆動部へ送る設定とし、前記表面検出部が前記光ディスクの表面を検出し、前記光ディスクの表面の検出情報を前記フォーカス駆動生成部へ伝えると、
    　前記フォーカス駆動生成部は、所定のサーチ量で前記記録層の位置を探索する駆動信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  3. 　前記引き込みタイミング検出部は、ダウンサーチ時に前記記録層のいずれかの近傍に到達したと判断することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
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