(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズにて光ディスクに集光させる光ピックアップを有し、該光ピックアップにより光ディスクの記録層に記録された情報を再生する光ディスク装置において、
上記対物レンズから出射されるレーザ光の焦点を、上記光ディスクの記録層および基板表面を含む範囲で光ディスクの厚み方向に移動させてフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、
フォーカスサーチの際にレーザ光の焦点が、基板表面を通過するときと、記録層を通過するときとの、上記光ピックアップから出力される信号波形の間隔を検出する検出手段とを備え、
上記検出手段は、光ピックアップから出力される信号を所定のしきい値と比較することによりデジタル信号を出力する比較手段と、該デジタル信号に基づいて上記対物レンズを駆動するための対物レンズ駆動信号のレベルを検出するレベル検出手段とを有し、上記レーザ光の焦点が上記基板表面を通過する際の対物レンズ駆動信号のレベルと、上記レーザ光の焦点が上記記録層を通過する際の対物レンズ駆動信号のレベルとの、レベル差を検出し、
上記光ピックアップから出力される信号は、半導体レーザの出力光量を一定に保つための半導体レーザ出射光量検出用光検出器にて生成される信号であることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚みの異なる種類の光ディスクに対して情報の再生を行う光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から大容量の情報記録媒体として光ディスクが使用されている。現在多く市販されている光ディスクは、基板の厚みが１．２ｍｍで、片面に１層の記録層を有する。この光ディスクをより大容量化するためには、トラックピッチを狭くすることが有効であるが、そのためには、光源である半導体レーザの短波長化や対物レンズの開口数を大きくして、レーザスポットの径をさらに小さくする必要がある。しかしながら、光ディスクの傾きによって発生する収差は開口数の３乗に比例するので、開口数を大きくすることは難しかった。
【０００３】
そこで、光ディスクの基板の厚みを薄くして、厚さを０．６ｍｍとする光ディスクが提案されている。このように基板の厚さを薄くすると、光ディスクの傾き許容値が拡大し開口数を大きくすることができる。
【０００４】
また、光ディスクの容量を増やす別の方法として、記録層の層数を増やす方法がある。これは、複数の記録層を持つ光ディスクに同一方向からレーザスポットを照射し、その焦点をそれぞれの記録層に移動しフォーカス制御することにより、複数の記録層から情報を再生するものである。記録層の数としては特に２層の光ディスクが提案されている。
【０００５】
このようにして、光ディスクは、基板の厚みが１．２ｍｍと０．６ｍｍのものが混在し、さらに記録層が１層と２層のものが混在することになる。
【０００６】
上記のような基板厚や記録層数の異なる光ディスクを、同一の光ディスク装置によって再生が行えるようにすることは、互換性の点からも重要な問題であり、そのためのさまざまな技術が開示されている。
【０００７】
例えば、特開平７−６５４０９号公報に基板厚の違いによる収差を補正する技術、特開平５−５４３９６号公報に目的の記録層にフォーカスサーボをオンする技術がそれぞれ開示されている。
【０００８】
上記特開平７−６５４０９号公報に記載された収差補正技術は、予め設定された０．６ｍｍ用の対物レンズに対して、光ディスクが装着されたときにその基板の厚さを判別し、光ディスクの厚さが大きいときに対物レンズと半導体レーザとの間に凸レンズを挿入することによって、球面収差のない再生が行えるようにしている。また、光ディスクの厚さが小さいときには、対物レンズと半導体レーザとの間に凹レンズを挿入することによって、球面収差のない再生が行えるようにしている。
【０００９】
このような補正を行うためには、まず、再生しようとする光ディスクが１．２ｍｍ基板なのか０．６ｍｍ基板なのかを判別する必要がある。この光ディスクの厚さを判別する技術には次のようなものがある。
【００１０】
上記特開平７−６５４０９号公報では、光ディスクが収納されているカートリッジにバーコードや孔部などで光ディスクの種類を示す情報を付加して、この情報を読み取ることにより光ディスクの識別を行っている。また、特開平４−１６２２１７号公報には、光ディスクの情報領域の特定の場所に、光ディスクの種類を識別するための情報を記録しておき、光ピックアップで読み取るものが開示されている。
【００１１】
また、上記特開平５−５４３９６号公報では、フォーカスエラー信号をパルス化し、フォーカスサーチの際にレーザ光の焦点が、記録層を通過するときの上記パルスを計数することにより、光ディスクが１層の記録層なのか２層の記録層なのかを識別している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の光ディスクカートリッジに情報を付加して基板厚を判別する方法では、カートリッジを使わない光ディスクには対応することができない。また、カートリッジに付加された情報を読み取るためには、反射センサなどの光ピックアップ以外の読み取り機構が必要になると共に、カートリッジに情報を付加するための工程が必要となるという問題を有している。
【００１３】
また、光ディスクの特定の情報領域に判別情報を記録することにより基板厚を判別する方法では、光ディスクに記録された情報を再生するまで基板厚を判別することができないという問題を有している。つまり、光ディスクに記録された情報を再生するためには、まず基板の厚さの違いによる収差補正を行う必要があり、情報の再生前に光ディスクの種類の判別を行わなければならない。
【００１４】
また、上述のフォーカスエラー信号をパルス化し計数して記録層数を識別する方法は、２層の記録層の間隔がフォーカスエラー信号のダイナミックレンジよりも十分に大きい場合には有効である。しかし、図９に示すように、記録層の間隔が狭い場合（数十μｍ以下）には、第１記録層のみによるフォーカスエラー信号ＦＥＳ1 と第２記録層のみによるフォーカスエラー信号ＦＥＳ2 とが互いに干渉しあって、実線で示されるフォーカスエラー信号ＦＥＳ’が生成される。
【００１５】
したがって、しきい値電圧Ｖref ’と上記フォーカスエラー信号ＦＥＳ’とを比較しても、比較器から出力されるデジタル信号ＣＰout ’は正しい記録層の数に対応したパルス信号とはならない。ここで、しきい値電圧Ｖref ’を低くして、第２記録層によるフォーカスエラー信号ＦＥＳ’を検出しようとしても、ノイズによる誤検出を招くことになるので、この場合も正しく記録層数を識別することはできない。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、光ピックアップ以外の読み取り機構を用いずに、光ピックアップから得られる信号を利用して、光ディスク基板の厚みを判別することができる光ディスク装置を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、半導体レーザ出射光量検出用光検出器にて生成される信号を利用して、光ディスクの記録層の層数を判別することができる光ディスク装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の光ディスク装置は、半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズにて光ディスクに集光させる光ピックアップを有し、該光ピックアップにより光ディスクの記録層に記録された情報を再生する光ディスク装置において、上記対物レンズから出射されるレーザ光の焦点を、上記光ディスクの記録層および基板表面を含む範囲で光ディスクの厚み方向に移動させてフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、フォーカスサーチの際にレーザ光の焦点が、基板表面を通過するときと、記録層を通過するときとの、上記光ピックアップから出力される信号波形の間隔を検出する検出手段とを備えることを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、光ディスクの記録層にレーザ光の焦点を合わせるために、フォーカスサーチ手段によりレーザ光の焦点を光ディスクの厚み方向に移動させてフォーカスサーチを行う。このとき、焦点の移動範囲を光ディスクの記録層および基板表面を含む範囲としている。
【００２０】
レーザ光の焦点を移動させた場合、光ピックアップから得られる信号波形には、焦点が基板表面を通過するときと、記録層を通過するときとで、それぞれ何らかの変化が生じる。この変化の間隔を検出手段により検出する。光ディスクの基板の厚さが違う場合には信号波形の変化の間隔も異なるので、基板厚の判別を行うことができる。
【００２１】
したがって、従来のように、反射型センサなどの光ピックアップ以外の読み取り機構を設けることなく、また、光ディスクやカートリッジに厚さ判別のための情報を付加することなく、基板の厚さを判別することができる。さらに、光ディスクに記録された情報を再生する前に基板の厚さを判別することができる。
【００２２】
本発明の光ディスク装置は、この判別結果に基づいて、基板の厚さの違いによる収差の補正を行って、基板厚の異なる光ディスクに対する情報の再生を行うことが可能となる。
【００２３】
本発明の光ディスク装置は、上記光ディスク装置の構成に加えて、上記検出手段が、光ピックアップから出力される信号を所定のしきい値と比較することによりデジタル信号を出力する比較手段と、該デジタル信号のパルス時間間隔を計数する計数手段とを有することを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、レーザ光の焦点が光ディスクの基板表面を通過するときと、記録層を通過するときとで、光ピックアップから得られる信号波形にそれぞれ何らか変化が生じると、比較手段は、このような変化を伴う信号と所定のしきい値とを比較してデジタル信号に変換し、計数手段に入力する。計数手段は、このデジタル信号のパルス時間間隔を計数する。
【００２５】
したがって、光ディスクの基板の厚みが時間の関数として表されるので、容易に基板厚の判別を行うことができる。これにより、予め基板厚と計数時間との関係を調べておけば、容易に１つの光ディスク装置で基板厚の異なる光ディスクに対する情報の再生を行うことが可能となる。
【００２６】
本発明の光ディスク装置は、上記光ディスク装置の構成に加えて、上記検出手段が、光ピックアップから出力される信号を所定のしきい値と比較することによりデジタル信号を出力する比較手段と、該デジタル信号に基づいて上記対物レンズを駆動するための対物レンズ駆動信号のレベルを検出するレベル検出手段とを有することを特徴としている。
【００２７】
上記構成によれば、レーザ光の焦点が光ディスクの基板表面を通過するときと、記録層を通過するときとで、光ピックアップから得られる信号波形にそれぞれ何らか変化が生じると、比較手段は、このような変化を伴う信号と所定のしきい値とを比較してデジタル信号に変換し、レベル検出手段に入力する。レベル検出手段は、このデジタル信号のパルスに基づいて、対物レンズ駆動信号のレベルを検出する。
【００２８】
したがって、光ディスクの基板の厚みが信号レベルで表されるので、容易に基板厚の判別を行うことができる。これにより、予め基板厚と信号レベルとの関係を調べておけば、容易に１つの光ディスク装置で基板厚の異なる光ディスクに対する情報の再生を行うことが可能となる。
【００２９】
本発明の光ディスク装置は、上記光ディスク装置の各構成に加えて、上記光ピックアップから出力される信号が、光ディスクからの反射光によって光ピックアップを制御するためのサーボ信号検出用光検出器にて生成される信号であることを特徴としている。
【００３０】
上記構成によれば、レーザ光の焦点が光ディスクの基板表面および記録層に達すると、サーボ信号検出用光検出器の出力信号レベルは光ディスクの反射光によって増加する。このようにして光ピックアップから出力される信号波形が変化するので、上記した光ディスク装置を容易に構成することができる。
【００３１】
本発明の光ディスク装置は、上記光ディスク装置の構成に加えて、上記光ピックアップから出力される信号が、半導体レーザの出力光量を一定に保つための半導体レーザ出射光量検出用光検出器にて生成される信号であることを特徴としている。
【００３２】
上記構成によれば、レーザ光の焦点が光ディスクの基板表面および記録層に達すると、半導体レーザ出射光量検出用光検出器の出力信号レベルは半導体レーザへの戻り光によって増加する。このようにして光ピックアップから出力される信号波形が変化するので、上記した光ディスク装置を容易に構成することができる。
【００３３】
本発明の光ディスク装置は、半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズにて光ディスクに集光させる光ピックアップを有し、該光ピックアップにより光ディスクの複数の記録層に記録された情報を再生する光ディスク装置において、上記対物レンズから出射されるレーザ光の焦点を、上記光ディスクの複数の記録層を含む範囲で光ディスクの厚み方向に移動させてフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、フォーカスサーチの際にレーザ光の焦点が記録層を通過するときの、上記光ピックアップにおける半導体レーザの出力光量を一定に保つための半導体レーザ出射光量検出用光検出器にて生成される信号波形を計数する計数手段とを備えることを特徴としている。
【００３４】
上記構成によれば、光ディスクの記録層にレーザ光の焦点を合わせるために、フォーカスサーチ手段によりレーザ光の焦点を光ディスクの厚み方向に移動させてフォーカスサーチを行う。このとき、焦点の移動範囲を光ディスクの複数の記録層を含む範囲としている。
【００３５】
フォーカスサーチによって、レーザ光の焦点が光ディスクの記録層に達すると、半導体レーザ出射光量検出用光検出器の出力信号レベルは半導体レーザへの戻り光によって増加する。この増加による信号波形を計数手段により計数する。この信号の増加は急峻であるので、記録層の間隔が狭くても信号が干渉しあうことはない。光ディスクの記録層の層数が違う場合には信号波形の増加の回数も異なるので、記録層数の判別を行うことができる。
【００３６】
本発明の光ディスク装置は、この判別結果に基づいて、目的の記録層にフォーカスサーボをオンしたり、記録層数の違いによって回路ゲインの切り替えを行って、記録層数の異なる光ディスクに対する情報の再生を行うことが可能となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３８】
本実施の形態にかかる光ディスク装置は、図１に示すように、レーザ光Ｐを光ディスク２０に照射することにより光ディスク２０に記録された情報を再生するための光ピックアップ１を有する。
【００３９】
光ピックアップ１には、レーザ光Ｐを出射する半導体レーザ２、半導体レーザ２からのレーザ光Ｐを平行光にするコリメータレンズ３、この平行光を透過するビームスプリッタ４、および平行光を光ディスク２０に集光させてレーザスポットを形成する対物レンズ５が備えられる。
【００４０】
さらに、光ピックアップ１には、フォーカスサーボを行うためのサーボ信号検出光学系として、光ディスク２０からの反射光Ｐ’を後述の２分割フォトダイオード８方向に反射する上記ビームスプリッタ４、反射光Ｐ’を集光する集光レンズ６、反射光Ｐ’に収差を発生させるシリンドリカルレンズ７、反射光Ｐ’を受光する２分割フォトダイオード（サーボ信号検出用光検出器）８、および２分割フォトダイオード８からの各々の信号を差分してフォーカスエラー信号ＦＥＳを生成する差動増幅器９が備えられる。なお、本実施の形態では差動増幅器９は光ピックアップ１内に配置されているが、光ピックアップ１の外に配置してもよい。
【００４１】
上記光ディスク装置は、さらに、上記フォーカスエラー信号ＦＥＳの位相を補償する位相補償回路１２と、電力増幅器１４とを備える。また、フォーカスアクチュエータ１０は上記電力増幅器１４に接続され、常時、対物レンズ５から出射されたレーザ光Ｐの焦点が光ディスク２０の記録層２２に合うように、対物レンズ５を制御する。すなわち、フォーカスエラー信号ＦＥＳが位相補償回路１２および電力増幅器１４を介してフォーカスアクチュエータ１０にフィードバックされることにより、フォーカスサーボが行われる。
【００４２】
このフォーカスサーボを行うにあたり、まず、対物レンズ５を移動させ、レーザ光Ｐの焦点を光ディスク２０の記録層２２まで移動させるフォーカスサーチが行われる。これは、フォーカスエラー信号ＦＥＳのダイナミックレンジが数１０μｍと小さいため、記録層２２が対物レンズ５の焦点深度内に入るように、対物レンズ５を強制的に移動させる必要があるからである。本実施の形態では、このフォーカスサーチを用いて光ディスク２０の基板の厚みの判別を行う。
【００４３】
フォーカスサーチを行うために、上述の電力増幅器１４およびフォーカスアクチュエータ１０の他に、スイッチ回路１３、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器１５、コントローラであるＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１６、およびコンパレータ１７が設けられる。
【００４４】
スイッチ回路１３は、位相補償回路１２とＤ／Ａ変換器１５とのどちらかを電力増幅器１４に接続するための切り替え回路である。すなわち、スイッチ回路１３の端子Ｂには位相補償回路１２が接続される一方、端子ＡにはＤ／Ａ変換器１５が接続される。そして、フォーカスサーチの間は端子Ａ側に接続し、図示しないフォーカス引き込み制御回路からの制御信号Ｆonによって、スイッチ回路１３の接点を端子Ａから端子Ｂに切り替え、フォーカスサーボをオンする。
【００４５】
Ｄ／Ａ変換器１５は、ＭＰＵ１６からのデジタル信号である入力信号Ｄinに基づいて、アナログ信号である出力信号ＤＡout を出力する。
【００４６】
ＭＰＵ１６は、上記出力信号ＤＡout の値を設定する。出力信号ＤＡout の最小出力値ＤＡmin は、対物レンズ５から出射されるレーザ光Ｐの焦点が光ディスク２０よりも下方になるように決められる。また、出力信号ＤＡout の最大出力値ＤＡmax は、対物レンズ５が光ディスク２０に衝突しない程度に設定される。
【００４７】
また、ＭＰＵ１６は、フォーカスサーチの際に、対物レンズ５から出射されるレーザ光Ｐの焦点が、光ディスク２０の基板表面を通過するときと、記録層２２を通過するときとの、コンパレータ１７からのデジタル信号ＣＰout の波形の時間間隔を計測する計測手段を有している。
【００４８】
上記コンパレータ１７は、そのプラス端子に差動増幅器９から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥＳが入力される一方、マイナス端子にしきい値電圧Ｖref が印加される。そして、フォーカスサーチの際に、上記しきい値電圧Ｖref と、フォーカスエラー信号ＦＥＳとを比較することによって、フォーカスエラー信号ＦＥＳの変化をデジタル信号ＣＰout として検出し、ＭＰＵ１６に入力する。ここで、デジタル信号ＣＰout は、フォーカスエラー信号ＦＥＳがしきい値電圧Ｖref より大きいときにはハイレベル（以下、Ｈレベルと略称する）、フォーカスエラー信号ＦＥＳがしきい値電圧Ｖref より小さいときにはローレベル（以下、Ｌレベルと略称する）となる信号である。
【００４９】
なお、請求項に記載のフォーカスサーチ手段は、フォーカスアクチュエータ１０、スイッチ回路１３、電力増幅器１４、Ｄ／Ａ変換器１５、およびＭＰＵ１６により構成される。また、請求項に記載の比較手段は、コンパレータ１７である。
【００５０】
上記構成によれば、ＭＰＵ１６によりＤ／Ａ変換器１５の出力信号ＤＡout を徐々に変化させて、スイッチ回路１３、電力増幅器１４、およびフォーカスアクチュエータ１０を介して対物レンズ５を移動させ、フォーカスサーチを行う。
【００５１】
図２は、横軸に時間をとってフォーカスサーチの様子を示したものである。同図（ａ）は対物レンズ５と光ディスク２０との位置関係を示し、同図（ｂ）はＤ／Ａ変換器１５の出力信号ＤＡout 、同図（ｃ）はフォーカスエラー信号ＦＥＳ、および同図（ｄ）はコンパレータ１７のデジタル信号ＣＰout の信号波形をそれぞれ示している。なお本図において、記録層２２は、基板２１の厚み１．２ｍｍの場合には記録層２２ａとし、厚み０．６ｍｍの場合には記録層２２ｂとして記載している。
【００５２】
まず、光ディスク２０の基板２１の厚みがＬa ＝１．２ｍｍの場合について考える。
【００５３】
時間ｔ1 において、フォーカスサーチがスタートすると、Ｄ／Ａ変換器１５の出力信号ＤＡout として最小出力値ＤＡmin が出力される。このとき、フォーカスエラー信号ＦＥＳはダイナミックレンジ外なので波形は現れない。
【００５４】
ＭＰＵ１６によって徐々に出力信号ＤＡout を大きくしていき、時間ｔ2 になると、レーザ光の焦点Ｚが光ディスク２０の基板表面２１ｓ上にくる。この基板表面２１ｓの反射光によって、フォーカスエラー信号ＦＥＳには合焦位置で０ＶとなるようなＳ字波形が現れる。フォーカスエラー信号ＦＥＳがしきい値電圧Ｖref を越えると、コンパレータ１７からデジタル信号ＣＰout のパルスが検出される。
【００５５】
時間ｔ3 においては、焦点Ｚは光ディスク２０の基板２１の内部にあるので、フォーカスエラー信号ＦＥＳに波形は現れない。
【００５６】
時間ｔ4 において、焦点Ｚは光ディスク２０の記録層２２ａにある。この記録層２２ａの反射光によって、フォーカスエラー信号ＦＥＳには、合焦位置で０ＶとなるようなＳ字波形が現れる。記録層２２ａでの反射光量は、基板表面２１ｓでの反射光量より大きいので、フォーカスエラー信号ＦＥＳの波形のピーク電圧は時間ｔ2 のときより大きくなる。時間ｔ2 の場合と同様に、フォーカスエラー信号ＦＥＳがしきい値電圧Ｖref を越えたところで、コンパレータ１７からデジタル信号ＣＰout のパルスが検出される。
【００５７】
時間ｔ5 では、レーザ光は記録層２２ａを挟んで基板２１とは反対側に形成された反射膜（図示せず）で反射され、その焦点Ｚは基板２１の内部にあるので、フォーカスエラー信号ＦＥＳに波形は現れない。
【００５８】
その後、出力信号ＤＡout は最大出力値ＤＡmax となり、一連のフォーカスサーチは終了する。
【００５９】
次に、光ディスク２０の基板２１の厚みがＬb ＝０．６ｍｍの場合について考える。
【００６０】
時間ｔ1 においては、厚みＬa の場合と同様に、フォーカスエラー信号ＦＥＳに波形は現れない。時間ｔ2 では、厚みＬa の場合と同様に、光ディスク２０の基板表面２１ｓでの反射光によって、フォーカスエラー信号ＦＥＳにＳ字波形が現れる。時間ｔ3 においては、基板２１の厚みがＬb ＝０．６ｍｍなので、図２（ａ）の破線に示すように、記録層２２ｂがこの時の合焦位置にある。そのため、同図（ｃ）の破線に示すように、フォーカスエラー信号ＦＥＳにＳ字波形が現れる。時間ｔ4 ・ｔ5 では、レーザ光の焦点Ｚは光ディスク２０の基板２１の内部にあるので、フォーカスエラー信号ＦＥＳに波形は現れない。
【００６１】
このように、光ディスク２０の基板２１の厚みの違いによって、フォーカスエラー信号ＦＥＳに現れるＳ字波形の間隔が異なる。したがって、フォーカスサーチにおいて、対物レンズ５から出射されるレーザ光の焦点Ｚが、光ディスク２０の基板表面２１ｓを通過する際にコンパレータ１７から出力される最初のパルスから、焦点Ｚが記録層２２を通過する際にコンパレータ１７から出力される２番目のパルスまでの時間をＭＰＵ１６によって、計測することにより光ディスク２０の基板２１の厚みを判別できる。
【００６２】
なお、フォーカスサーチは、光ディスク基板の厚みを判別するためのフォーカスサーチと、フォーカスサーボをオンするためのフォーカスサーチとをそれぞれ行う。まず、レーザ光の焦点Ｚが記録層２２を越えるまでフォーカスサーチを行うことによって上述のように光ディスク基板の厚みを判別する。次いで、上記判別結果に基づいて収差補正を行う。その後、フォーカスサーボをオンする動作が行われる。つまり、レーザ光の焦点Ｚが記録層２２に到達したとき、フォーカス引き込み制御回路からの制御信号Ｆonによって、前記スイッチ回路１３の接点が端子Ａから端子Ｂに切り替えられ、フォーカスサーボがオンされる。
【００６３】
図３のフローチャートに基づいて、ＭＰＵ１６による時間計数動作を説明する。
【００６４】
フォーカスサーチをスタートさせることによって、Ｄ／Ａ変換器１５の出力信号ＤＡout は最小出力値ＤＡmin から徐々に増加していく。Ｓ１では、ＭＰＵ１６内の時間計数用の変数Ｔをゼロにセットする。なお、Ｄ／Ａ変換器１５は、時間の経過（対物レンズ５の移動）とともに、入力信号Ｄinを決定するＤ／Ａ変換器入力用データの変数Ｄが１カウントずつアップするように設定されている。
【００６５】
次に、コンパレータ１７からのデジタル信号ＣＰout がＨレベルかどうかを判断する（Ｓ２）。Ｓ２において、デジタル信号ＣＰout がＨレベルとなると、次にデジタル信号ＣＰout がＬレベルになるのを判別する（Ｓ３）。そして、デジタル信号ＣＰout がＬレベルとなるとＳ４に進む。すなわち、Ｓ２およびＳ３では、デジタル信号ＣＰout がＨレベルになり、ついで、Ｌレベルになるのを待つことによって、最初のパルスの立ち下がりエッジを検出する。
【００６６】
Ｓ４では、デジタル信号ＣＰout が再びＨレベルになるまでの間、変数Ｔの値を１カウントずつアップする。そして、Ｓ５でデジタル信号ＣＰout がＨレベルとなると、次にＬレベルになるまで、さらに変数Ｔの値を１カウントずつアップする（Ｓ６・Ｓ７）。すなわち、Ｓ４〜Ｓ７では、２番目のパルスを検出するまでの間、変数Ｔをカウントアップすることにより、最初のパルスの立ち下がりエッジから２番目のパルスの立ち下がりエッジまでの時間間隔が変数Ｔに計数されることになる。例えば、厚みＬa ＝１．２ｍｍの場合には変数Ｔの計数値はＴa となり、厚みＬb ＝０．６ｍｍの場合には変数Ｔの計数値はＴb となる（図２（ｄ）参照）。
【００６７】
次に、変数Ｔの計数値を予め決められた基準値Ｔref と比較する（Ｓ８）。Ｓ８において、変数Ｔの計数値が基準値Ｔref より大きい場合には基板２１は厚み１．２ｍｍと認識される（Ｓ９）。一方、Ｓ８において、計数値が基準値Ｔref より小さい場合には基板２１は厚み０．６ｍｍと認識される（Ｓ１０）。ここで、基準値Ｔref は、１．２ｍｍ基板厚の光ディスク２０での標準的な計数値Ｔa と、０．６ｍｍ基板厚の標準的な計数値Ｔb との中間値に決められている。
【００６８】
以上のように、本実施の形態の光ディスク装置はサーボ検出用の２分割フォトダイオード８から出力される信号を用いているので、新たなセンサ等を光ディスク装置に付加することなく、光ディスク２０の基板２１の厚みを判別することができる。また、光ディスク２０やそのカートリッジに厚さ判別のための情報を付加する必要もない。さらに、光ディスク２０に記録された情報を再生する前に基板２１の厚さを判別することができる。
【００６９】
なお、上記のようにして基板２１の厚みを検出する方法では、回転による光ディスク２０の面振れがあると検出誤差となってしまう。そこで、このような検出は、光ディスク２０を回転する前に行うか、面振れの少ない光ディスク２０の内周側で行うことにより、検出精度を高めることができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、ＭＰＵ１６を用いて、ソフトウェアによって時間計数を行っているが、パルスカウンタ回路等のハードウェアを用いて時間計数を行ってもよい。
【００７１】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の形態２について図２および図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００７２】
本実施の形態の光ディスク装置のＭＰＵ１６は、実施の形態１の計数手段の代わりに、コンパレータ１７からのデジタル信号ＣＰout に基づいて対物レンズ駆動信号のレベルを検出するレベル検出手段を有する。これ以外の光ディスク装置の構成は、実施の形態１と同様の構成である。
【００７３】
上記対物レンズ駆動信号としては、Ｄ／Ａ変換器１５の入力信号Ｄinを用いる。入力信号ＤinはＭＰＵ１６の出力信号なので、信号検出のためのハードウェアを用いずに入力信号Ｄinの値を知ることができる。
【００７４】
図４のフローチャートに基づいて、ＭＰＵ１６によるレベル検出動作を説明する。
【００７５】
まず、入力信号Ｄinを決定するＤ／Ａ変換器入力用データの変数Ｄを最小値ゼロにセットする（Ｓ１１）。次に、上記値をＭＰＵ１６からＤ／Ａ変換器１５に設定する（Ｓ１２）。
【００７６】
Ｓ１３では、コンパレータ１７からのデジタル信号ＣＰout がＨレベルかどうかを判断し、Ｈレベルでないならば変数Ｄの値を１カウントアップして（Ｓ１４）、Ｄ／Ａ変換器１５に再び設定する（Ｓ１５）。そして、Ｓ１３でデジタル信号ＣＰout がＨレベルと判断されると、ついでＬレベルかどうかが判断される（Ｓ１６）。Ｓ１６において、Ｌレベルでない場合には変数Ｄの値を１カウントアップして（Ｓ１７）、Ｄ／Ａ変換器１５に再度設定する（Ｓ１８）。すなわち、Ｓ１３〜Ｓ１８では、最初のパルスを検出するまで、変数Ｄの値（Ｄ／Ａ変換器１５の設定）を１カウントずつアップし、対物レンズ５を光ディスク２０に近づける。そして、デジタル信号ＣＰout がＨレベルとなり、ついでＬレベルとなるのを待つことによって、最初のパルスの立ち下がりエッジを検出する。
【００７７】
Ｓ１９では、最初のパルスを検出したときの変数Ｄの値を変数Ｄ1 に記憶する。Ｓ２０〜Ｓ２５では、２番目のパルスを検出するまで、上記Ｓ１３〜１８と同様にして変数Ｄの値（Ｄ／Ａ変換器１５の設定）を１カウントずつアップし、対物レンズ５を光ディスク２０に近づける。そして、デジタル信号ＣＰout がＨレベルとなり、ついでＬレベルとなるのを待つことによって、２番目のパルスの立ち下がりエッジを検出する。
【００７８】
Ｓ２６では、２番目のパルスを検出したときの変数Ｄの値を変数Ｄ2 に記憶する。Ｓ２７では、変数Ｄ1 と変数Ｄ2 に記憶された値の差を変数Ｄ2-1 に記憶する。すなわち、変数Ｄ2-1 の値は、最初のパルスの立ち下がりエッジを検出したときの対物レンズ駆動信号レベルと、２番目のパルスの立ち下がりエッジを検出したときとの対物レンズ駆動信号レベルとの差を表している。例えば、厚みＬa ＝１．２ｍｍの場合には変数Ｄ2-1 の値はＤa となり、厚みＬb ＝０．６ｍｍの場合には変数Ｄ2-1 の値はＤb となる（図２（ｂ）参照）。
【００７９】
変数Ｄ2-1 の値が予め決められた基準値Ｄref より大きい場合には１．２ｍｍ基板厚の光ディスク２０と認識し（Ｓ２９）、基準値Ｄref より小さい場合には０．６ｍｍ基板厚の光ディスク２０と認識する（Ｓ３０）。ここで、基準値Ｄref は、１．２ｍｍの基板厚の光ディスク２０での標準的な値Ｄa と、０．６ｍｍの基板厚の標準的な値Ｄb との中間値に決められている。
【００８０】
以上のように、本実施の形態の光ディスク装置は、対物レンズ５から出射されるレーザ光の焦点が光ディスク２０の基板表面を通過する際にコンパレータ１７から最初のパルスが出力されたときの対物レンズ駆動信号のレベルと、焦点が記録層２２を通過する際にコンパレータ１７から２番目のパルスが出力されたときの対物レンズ駆動信号のレベルとの、レベル差を検出することによって光ディスク２０の基板２１の厚みを判別することができる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、ＭＰＵ１６を用いてソフトウェアによってレベル検出を行っているが、例えば、フォーカスサーチに低周波発信回路を用いてレベル検出を行ってもよい。
【００８２】
また、対物レンズ駆動信号レベルとして、上記低周波発信回路の出力や電力増幅器１４の出力電流を検出してもよい。しかしながら、現実にはソフトウェアによって処理を行ったほうが、部品点数を削減できるというメリットがある。
【００８３】
なお、上記実施の形態１および２では、２分割フォトダイオード８の出力信号の差信号であるフォーカスエラー信号ＦＥＳを用いたが、２分割フォトダイオード８の出力信号の和信号を用いてもよい。この場合、基板表面あるいは記録層２２にレーザ光の焦点がきたとき、和信号にはＳ字波形ではなく反射光量に比例した信号波形が現れる。
【００８４】
また、サーボ検出用の２分割フォトダイオード８の出力信号ではなく、ラジアルエラー信号検出用のフォトダイオードや、情報再生用のフォトダイオードの出力信号を用いてもよい。
【００８５】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の形態３について図５および図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００８６】
本実施の形態の光ディスク装置は、半導体レーザパワー検出用の光検出器の出力信号を用いて、光ディスク基板の厚さを検出するものである。上記光ディスク装置は、図５に示すように、実施の形態１の構成に加えて、半導体レーザ出射光量検出用光検出器（以下、単に光検出器と略称する）１１およびＡＰＣ（Automatic Power Control)回路１８を備えた構成である。
【００８７】
光検出器１１は、半導体レーザ２から出射されたレーザ光Ｐをレーザパワー検出信号Ｍp として検出する。ＡＰＣ回路１８は、レーザパワー検出信号Ｍp に基づいて、入出力特性の温度依存性が大きい半導体レーザ２の出射光量を一定に保つ制御、いわゆるＡＰＣ制御を行うものである。また、コンパレータ１７のプラス端子には、レーザパワー検出信号Ｍp が入力される。
【００８８】
上記構成によれば、半導体レーザ２から出射されたレーザ光Ｐは、ビームスプリッタ４によりその一部が反射されて光検出器１１にモニターされる。光検出器１１からのレーザパワー検出信号Ｍp は、ＡＰＣ回路１８を介して半導体レーザ２にフィードバックされＡＰＣ制御がなされる。
【００８９】
一方、図６に示すように、フォーカスエラー信号ＦＥＳには、実施の形態１で説明したように、フォーカスサーチの際に対物レンズ５から出射されるレーザ光の焦点が光ディスク２０の基板表面および記録層２２を通過するときにＳ字波形が現れる。このとき、レーザパワー検出信号Ｍp は急峻に増加する。
【００９０】
このように、合焦位置付近でレーザパワー検出信号Ｍp が急峻に増加する現象は、光ディスク２０からの反射光の一部が半導体レーザ２に帰還し、光ディスク２０が半導体レーザ発振器の外部鏡として作用する結合共振現象（スクープ効果）として理解されている（ビデオディスクとＤＡＤ入門：コロナ社）。ここで、図中のレベルＶAPC は、ＡＰＣ動作によって半導体レーザ２の出射光量が一定に制御されているレベルである。
【００９１】
上記レーザパワー検出信号Ｍp は、コンパレータ１７に入力され、所定のしきい値電圧Ｖref と比較される。コンパレータ１７からは、レーザパワー検出信号Ｍp がしきい値電圧Ｖref よりも大きいときにはＨレベル、しきい値電圧Ｖref より小さいときにはＬレベルのデジタル信号ＣＰout が出力され、ＭＰＵ１６に入力される。
【００９２】
ＭＰＵ１６では、実施の形態１と同様に、フォーカスサーチの際に、対物レンズ５から出射されたレーザ光の焦点が光ディスク２０の基板表面を通過するときにコンパレータ１７から出力される最初のパルスから、レーザ光の焦点が記録層２２を通過するときにコンパレータ１７から出力される２番目のパルスまでの時間間隔が計数される。これにより、実施の形態１と同様に、光ディスク２０の基板２１の厚みを検出することができる。
【００９３】
ここで、半導体レーザ２の出射光量が、ＡＰＣ動作によって一定に制御されているにもかかわらず、このような合焦位置付近での増加が発生するのは、ＡＰＣ動作は半導体レーザ２の温度依存性を補償するものであって、その応答速度は遅く設定されているからである。したがって、ＡＰＣ動作は、フォーカスサーチによって合焦位置を通過することによる半導体レーザパワーの増加に対しては追従することができない。もし、高速なＡＰＣ動作によってフォーカスサーチによる半導体レーザパワーの増加が押さえ込まれている場合には、ＡＰＣ回路１８内の半導体レーザ制御信号が変動するので、この信号を検出して用いればよい。
【００９４】
なお、上記実施の形態１ないし３では、１．２ｍｍの基板厚と０．６ｍｍの基板厚との光ディスクの判別を行っているが、それ以外の基板厚の光ディスクの判別を行うことは言うまでもない。
【００９５】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の形態４について図７および図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００９６】
本実施の形態では、実施の形態３で述べた合焦位置付近で急峻に増加するレーザパワー検出信号Ｍp を用いて、記録層２２が１層の光ディスクと２層の光ディスクとを判別する光ディスク装置について説明する。なお、記録層２２が２層の光ディスクとは、基板２１上に第１記録層および第２記録層が上下に所定の間隔を持って２層配置されたものである。
【００９７】
上記光ディスク装置の構成は実施の形態３の構成と同様である。なお、ＭＰＵ１６は、フォーカスサーチの際に、対物レンズ５から出射されたレーザ光の焦点が光ディスク２０の基板表面を通過するときにコンパレータ１７から出力される最初のパルスと、レーザ光の焦点が第１記録層および第２記録層を通過するときにコンパレータ１７から出力される２番目および３番目のパルスとを計数する計数手段を有する。
【００９８】
図７（ａ）は、記録層２２が１層の光ディスクの場合のレーザパワー検出信号Ｍp およびデジタル信号ＣＰout の信号波形であり、これは実施の形態３で説明した通りである。記録層２２が２層の光ディスクの場合には、図７（ｂ）に示すようになる。つまり、フォーカスサーチの際にレーザ光の焦点が第１記録層および第２記録層を通過するときに、それぞれレーザパワー検出信号Ｍp が増加する。そこで、コンパレータ１７からのデジタル信号ＣＰout に現れるパルスの数を、ＭＰＵ１６で計測することにより、光ディスクの記録層２２の数を判別することができる。
【００９９】
図８のフローチャートに基づいて、ＭＰＵ１６のパルス数計数動作を説明する。
【０１００】
まず、ＭＰＵ１６内の記録層数計数用の変数Ｋをゼロにセットする（Ｓ３１）。そして、Ｄ／Ａ変換器入力データ用の変数Ｄを最小値ゼロにセットし（Ｓ３２）、その値をＭＰＵ１６からＤ／Ａ変換器１５に設定する（Ｓ３３）。
【０１０１】
Ｓ３４ではコンパレータ１７からのデジタル信号ＣＰout がＨレベルかどうかを判断し、デジタル信号ＣＰout がＨレベルと判断されると、ついでＬレベルかどうかが判断される（Ｓ３７）。Ｓ３７において、Ｌレベルでない場合には変数Ｄの値を１カウントアップして（Ｓ３８）、Ｄ／Ａ変換器１５に再度設定する（Ｓ３９）。すなわち、Ｓ３７〜Ｓ３９では、デジタル信号ＣＰout がＨレベルになって最初のパルスを検出したら変数Ｄの値（Ｄ／Ａ変換器１５の設定）を１カウントずつアップし、対物レンズ５を光ディスクに近づける。ついで、デジタル信号ＣＰout がＬレベルとなるのを待つことによって、最初のパルスの立ち下がりエッジを検出する。
【０１０２】
Ｓ４０では、パルスを検出したので、記録層数計数用の変数Ｋに１をプラスする。次に、変数Ｄの値が最大値であるかどうか、すなわち、フォーカスサーチが終了しているかどうかを確認する（Ｓ４１）。
【０１０３】
一方、上記Ｓ３４でデジタル信号ＣＰout がＨレベルでないと判断された場合には、変数Ｄの値を１カウントアップして（Ｓ３５）、Ｄ／Ａ変換器１５に再び設定する（Ｓ３６）。そして、Ｓ４１へ進む。
【０１０４】
Ｓ４１において、変数Ｄの値が最大値でなければＳ３４〜Ｓ３９を繰り返し、デジタル信号ＣＰout の出力パルス数を計数する。一方、Ｓ４１において、変数Ｄの値が最大値を示せば、変数Ｋの値が“２”であるか“３”であるかを判断する（Ｓ４２）。
【０１０５】
Ｓ４２において、変数Ｋの値が“２”であれば、光ディスク基板の表面でのパルスを差し引いて、記録層２２は１層であると認識する（Ｓ４３）。一方、Ｓ４２において、変数Ｋの値が“３”であれば、同様に光ディスク基板の表面でのパルスを差し引いて、記録層２２は２層であると認識する（Ｓ４４）。
【０１０６】
以上のようにして、本光ディスク装置は、焦点の移動範囲を光ディスクの２層の記録層２２を含む範囲とするフォーカスサーチを行い、レーザパワー検出信号Ｍp の信号波形を計数手段により計数することによって、記録層２２の層数を判別することができる。また、第１記録層と第２記録層との間隔が狭い場合（数十μｍ以下）でも、各々の記録層によるレーザパワー検出信号Ｍp が干渉しないので、記録層２２の層数を正しく検出することができる。
【０１０７】
したがって、この判別結果に基づいて、目的の記録層にフォーカスサーボをオンしたり、記録層数の違いによって回路ゲインの切り替えを行って、記録層数の異なる光ディスクに対する情報の再生を行うことが可能となる。
【０１０８】
なお、上記では、記録層数１の光ディスクと記録層数２の光ディスクとの判別を行っているが、２層以上の記録層を持つ光ディスクの判別を行うことができるのは言うまでもない。
【０１０９】
また、この方法を用いて、光ディスクの有無を判別することも可能である。つまり、この一連の動作の結果、変数Ｋの値が“０”であったならば、光ディスク装置に光ディスクが装着されていないと認識することができる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光ディスク装置は、対物レンズから出射されるレーザ光の焦点を、上記光ディスクの記録層および基板表面を含む範囲で光ディスクの厚み方向に移動させてフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、フォーカスサーチの際にレーザ光の焦点が、基板表面を通過するときと、記録層を通過するときとの、上記光ピックアップから出力される信号波形の間隔を検出する検出手段とを備える構成である。
【０１１１】
これにより、光ディスクの基板の厚さが違う場合には信号波形の変化の間隔も異なるので、基板厚の判別を行うことができる。この結果、基板の厚さの違いによる収差の補正を行って、基板厚の異なる光ディスクに対する情報の再生を行うことが可能となるという効果を奏する。
【０１１２】
本発明の光ディスク装置は、上記光ディスク装置の構成に加えて、上記検出手段が、光ピックアップから出力される信号を所定のしきい値と比較することによりデジタル信号を出力する比較手段と、該デジタル信号のパルス時間間隔を計数する計数手段とを有する構成である。
【０１１３】
これにより、光ディスクの基板の厚みが時間の関数として表されるので、容易に基板厚の判別を行うことができるという効果を奏する。
【０１１４】
本発明の光ディスク装置は、上記光ディスク装置の構成に加えて、上記検出手段が、光ピックアップから出力される信号を所定のしきい値と比較することによりデジタル信号を出力する比較手段と、該デジタル信号に基づいて上記対物レンズを駆動するための対物レンズ駆動信号のレベルを検出するレベル検出手段とを有する構成である。
【０１１５】
これにより、光ディスクの基板の厚みが信号レベルで表されるので、容易に基板厚の判別を行うことができるという効果を奏する。
【０１１６】
本発明の光ディスク装置は、上記光ディスク装置の構成に加えて、上記光ピックアップから出力される信号が、光ディスクからの反射光によって光ピックアップを制御するためのサーボ信号検出用光検出器にて生成される信号である構成である。
【０１１７】
これにより、レーザ光の焦点が光ディスクの基板表面および記録層に達すると、サーボ信号検出用光検出器の出力信号レベルは光ディスクの反射光によって増加して、光ピックアップから出力される信号波形が変化するので、上記した光ディスク装置を容易に構成することができるという効果を奏する。
【０１１８】
本発明の光ディスク装置は、上記光ディスク装置の構成に加えて、上記光ピックアップから出力される信号が、半導体レーザの出力光量を一定に保つための半導体レーザ出射光量検出用光検出器にて生成される信号である構成である。
【０１１９】
これにより、レーザ光の焦点が光ディスクの基板表面および記録層に達すると、半導体レーザ出射光量検出用光検出器の出力信号レベルは半導体レーザへの戻り光によって増加して光ピックアップから出力される信号波形が変化するので、上記した光ディスク装置を容易に構成することができるという効果を奏する。
【０１２０】
本発明の光ディスク装置は、対物レンズから出射されるレーザ光の焦点を、上記光ディスクの複数の記録層を含む範囲で光ディスクの厚み方向に移動させてフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、フォーカスサーチの際にレーザ光の焦点が記録層を通過するときの、上記光ピックアップにおける半導体レーザの出力光量を一定に保つための半導体レーザ出射光量検出用光検出器にて生成される信号波形を計数する計数手段とを備える構成である。
【０１２１】
これにより、光ディスクの記録層の層数が違う場合には信号波形の増加の回数も異なるので、記録層数の判別を行うことができる。この結果、目的の記録層にフォーカスサーボをオンしたり、記録層数の違いによって回路ゲインの切り替えを行って、記録層数の異なる光ディスクに対する情報の再生を行うことが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる光ディスク装置の構成を示す構成図である。
【図２】（ａ）はレーザ光の焦点位置を示す説明図であり、（ｂ）〜（ｄ）は（ａ）に示す位置関係の場合に対応する、Ｄ／Ａ変換器の出力信号、フォーカスエラー信号、およびコンパレータの出力信号をそれぞれ示す波形図である。
【図３】上記光ディスク装置におけるＭＰＵの時間計数動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる光ディスク装置のＭＰＵのレベル検出動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる光ディスク装置の構成を示す構成図である。
【図６】上記光ディスク装置における、フォーカスエラー信号、レーザパワー検出信号、およびコンパレータの出力信号をそれぞれ示す波形図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態にかかる光ディスク装置における、レーザパワー検出信号およびコンパレータの出力信号をそれぞれ示す波形図であり、（ａ）は記録層が１層の光ディスクの場合、（ｂ）は記録層が２層の光ディスクの場合である。
【図８】記録層数を検出する場合の動作を示すフローチャートである。
【図９】記録層が２層の光ディスクに対して従来の光ディスク装置を用いた場合のフォーカスエラー信号およびコンパレータの出力信号を示す波形図である。
【符号の説明】
１    光ピックアップ
２    半導体レーザ
５    対物レンズ
８    ２分割フォトダイオード
１０    フォーカスアクチュエータ
１３    スイッチ回路
１４    電力増幅器
１５    Ｄ／Ａ変換器
１６    ＭＰＵ
１７    コンパレータ
２０    光ディスク
２１    基板
２２    記録層
【図１】
0003553241.tif 000002
【図２】
0003553241.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003553241.tif 000007
【図７】
0003553241.tif 000008
【図８】
0003553241.tif 000009
【図９】
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