(57)【要約】【課題】光ディスクの面振れの影響を抑制すると共に、光ディスク毎、或いは記録面毎の特性のばらつきの影響を抑制し、安定したレイヤージャンプ動作を実現することができる光ディスク装置を提供する。【解決手段】本発明に係る光ディスク装置は、対物レンズをその光軸方向に駆動可能な光ピックアップと、光ディスクの記録面と対物レンズの焦点との位置誤差をフォーカスエラー信号として生成するエラー信号生成部と、対物レンズの光軸方向の駆動を制御し、対物レンズの焦点を層間で移動させるフォーカス制御部と、を備え、フォーカス制御部は、所定の加速期間だけ加速する加速信号によって層間の移動を開始し、所定の減速期間だけ減速する減速信号によって層間の移動を終了し、加速信号、及び減速信号は、前記フォーカスエラー信号の微分信号の振幅に基づいて生成される信号である、ことを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層の光ディスクを再生する、或いは多層の光ディスクに記録し再生する光ディスク装置において、
対物レンズを具備し、前記対物レンズをその光軸方向に駆動可能な光ピックアップと、
前記光ディスクの記録面と前記対物レンズの焦点との位置誤差をフォーカスエラー信号として生成するエラー信号生成部と、
前記対物レンズの光軸方向の駆動を制御し、前記対物レンズの焦点を層間で移動させるフォーカス制御部と、
を備え、
前記フォーカス制御部は、
所定の加速期間だけ加速する加速信号によって前記層間の移動を開始し、
所定の減速期間だけ減速する減速信号によって前記層間の移動を終了し、
前記加速信号、及び前記減速信号は、前記フォーカスエラー信号の微分信号の振幅に基づい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。
【請求項２】
前記加速信号、及び前記減速信号は、前記フォーカスエラー信号の振幅によって正規化された信号である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記加速信号は、前記加速期間の終了時点での速度に相当する所定の第１の速度調整値と、前記微分信号の振幅との差分に基づく信号であり、
前記減速信号は、前記減速期間の終了時点での速度に相当する所定の第２の速度調整値と、前記微分信号の振幅との差分に基づく信号である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記加速期間は、移動が開始された時から、前記フォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値を越えた後前記微分信号の振幅が始めてゼロクロスした時まで、の期間であり、
前記減速期間は、前記加速期間が終了した場合であって、前記フォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値を越えた後前記微分信号の振幅が始めてゼロクロスした時から、前記フォーカスエラー信号がゼロクロスした時まで、の期間である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記加速信号、及び前記減速信号は、前記フォーカスエラー信号の振幅によって正規化された信号であり、
前記減速信号の振幅の正規化に用いる前記フォーカスエラー信号の振幅は、前記減速期間の開始時における前記フォーカスエラー信号の振幅を用い、
前記加速信号の振幅の正規化に用いる前記フォーカスエラー信号の振幅は、
前記光ディスクの挿入後最初に層間移動を行う場合には、移動前の層に対してフォーカスサーチした時に得られているフォーカスエラー信号の振幅を用い、
他の層から移動した後に別の層に移動する場合には、前記他の層から移動したときの前記減速期間の開始時に得られた前記フォーカスエラー信号の振幅を用いる、
ことを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記フォーカス制御部は、
層間移動を開始する直前のフォーカスサーボ駆動信号を層間移動バイアス値としてホールドし、
前記加速信号、及び前記減速信号は前記層間移動バイアス値が加算された信号であり、
前記加速期間と前記減速期間との間の期間は、前記層間移動バイアス値によって前記焦点を移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項７】
多層の光ディスクを再生する、或いは多層の光ディスクに記録し再生する光ディスク装置の制御方法において、
（ａ）対物レンズを具備し、前記対物レンズをその光軸方向に駆動し、
（ｂ）前記光ディスクの記録面と前記対物レンズの焦点との位置誤差をフォーカスエラー信号として生成し、
（ｃ）前記対物レンズの光軸方向の駆動を制御し、前記対物レンズの焦点を層間で移動させる、
ステップを備え、
ステップ（ｃ）では、
所定の加速期間だけ加速する加速信号によって前記層間の移動を開始し、
所定の減速期間だけ減速する減速信号によって前記層間の移動を終了し、
前記加速信号、及び前記減速信号を、前記フォーカスエラー信号の微分信号の振幅に基づいて生成する、
ことを特徴とする光ディスク装置の制御方法。
【請求項８】
前記加速信号、及び前記減速信号は、前記フォーカスエラー信号の振幅によって正規化された信号である、
ことを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置の制御方法。
【請求項９】
前記加速信号は、前記加速期間の終了時点での速度に相当する所定の第１の速度調整値と、前記微分信号の振幅との差分に基づく信号であり、
前記減速信号は、前記減速期間の終了時点での速度に相当する所定の第２の速度調整値と、前記微分信号の振幅との差分に基づく信号である、
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光ディスク装置の制御方法。
【請求項１０】
前記加速期間は、移動が開始された時から、前記フォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値を越えた後前記微分信号の振幅が始めてゼロクロスした時まで、の期間であり、
前記減速期間は、前記加速期間が終了した場合であって、前記フォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値を越えた後前記微分信号の振幅が始めてゼロクロスした時から、前記フォーカスエラー信号がゼロクロスした時まで、の期間である、
ことを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置の制御方法。
【請求項１１】
前記加速信号、及び前記減速信号は、前記フォーカスエラー信号の振幅によって正規化された信号であり、
前記減速信号の振幅の正規化に用いる前記フォーカスエラー信号の振幅は、前記減速期間の開始時における前記フォーカスエラー信号の振幅を用い、
前記加速信号の振幅の正規化に用いる前記フォーカスエラー信号の振幅は、
前記光ディスクの挿入後最初に層間移動を行う場合には、移動前の層に対してフォーカスサーチした時に得られているフォーカスエラー信号の振幅を用い、
他の層から移動した後に別の層に移動する場合には、前記他の層から移動したときの前記減速期間の開始時に得られた前記フォーカスエラー信号の振幅を用いる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光ディスク装置の制御方法。
【請求項１２】
ステップ（ｃ）では、
層間移動を開始する直前のフォーカスサーボ駆動信号を層間移動バイアス値としてホールドし、
前記加速信号、及び前記減速信号は前記層間移動バイアス値が加算された信号であり、
前記加速期間と前記減速期間との間の期間は、前記層間移動バイアス値によって前記焦点を移動させる、
ことを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク装置及びその制御方法に係り、特に多層の光ディスクを再生する、或いは記録及び再生する光ディスク装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層光ディスクの再生/記録においては、対物レンズの焦点をある記録面から別の記録面へ移動させる層間移動(レイヤージャンプ又は層間ジャンプと呼ばれる)技術が必要である。この技術に関してレイヤージャンプ時にフォーカスエラー信号の微分値を用い、目的の記録面での合焦点前でブレーキをかけることにより、ジャンプ後のサーボオン動作を安定させる光ディスク装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００６−２３６５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に光ディスクの記録面は完全には水平ではないため、光ディスクが回転すると記録面が上下方向（対物レンズの光軸方向）に変動する面振れが発生する。面振れが発生している状態でレイヤージャンプを行うと、対物レンズの焦点と移動先の記録面との間の距離が変動するため安定なレイヤージャンプが困難となる。
【０００４】
特許文献１には、フォーカスエラー信号の微分値を利用することによって面振れの影響を低減し安定なレイヤージャンプができる、とする技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１が開示する技術は、フォーカスエラー信号の引き込み領域以前の領域でブレーキ動作を開始するため、逆戻り現象を引き起こすリスクを負っている。また、同文献の技術では、焦点位置が移動前の記録面を飛び出すときには矩形状のパルスで飛び出し動作を行う一方、移動先の記録面で行うブレーキ動作ではフォーカスエラー信号の微分信号の波形を利用している。このため、飛び出し動作とブレーキ動作のパラメータを夫々独立に設定する必要があり、設計上の煩雑さを伴う他、種々の条件下において常に安定したレイヤージャンプを行うことが困難となる。
【０００６】
また、光ディスクの記録面の反射特性は光ディスク毎に、或いは記録面の層毎にばらつきを持っており、フォーカスエラー信号の振幅やこれに基づいて生成される微分信号の振幅も光ディスク毎に、或いは記録面の層毎にばらつく。さらに、フォーカスエラー信号の振幅は光ディスクを再生する光ディスク装置の特性のばらつきによっても異なってくる。特許文献１が開示する技術では、これらのばらつきに対処することができない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光ディスクの面振れの影響を抑制すると共に、光ディスク毎、或いは記録面毎の特性のばらつきの影響を抑制し、安定したレイヤージャンプ動作を実現することができる光ディスク装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る光ディスク装置は、請求項１に記載したように、多層の光ディスクを再生する、或いは多層の光ディスクに記録し再生する光ディスク装置において、対物レンズを具備し、前記対物レンズをその光軸方向に駆動可能な光ピックアップと、前記光ディスクの記録面と前記対物レンズの焦点との位置誤差をフォーカスエラー信号として生成するエラー信号生成部と、前記対物レンズの光軸方向の駆動を制御し、前記対物レンズの焦点を層間で移動させるフォーカス制御部と、を備え、前記フォーカス制御部は、所定の加速期間だけ加速する加速信号によって前記層間の移動を開始し、所定の減速期間だけ減速する減速信号によって前記層間の移動を終了し、前記加速信号、及び前記減速信号は、前記フォーカスエラー信号の微分信号の振幅に基づいて生成される信号である、ことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る光ディスク装置の制御方法は、請求項７に記載したように、多層の光ディスクを再生する、或いは多層の光ディスクに記録し再生する光ディスク装置の制御方法において、（ａ）対物レンズを具備し、前記対物レンズをその光軸方向に駆動し、（ｂ）前記光ディスクの記録面と前記対物レンズの焦点との位置誤差をフォーカスエラー信号として生成し、（ｃ）前記対物レンズの光軸方向の駆動を制御し、前記対物レンズの焦点を層間で移動させる、ステップを備え、ステップ（ｃ）では、所定の加速期間だけ加速する加速信号によって前記層間の移動を開始し、所定の減速期間だけ減速する減速信号によって前記層間の移動を終了し、前記加速信号、及び前記減速信号を、前記フォーカスエラー信号の微分信号の振幅に基づいて生成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る光ディスク装置及びその制御方法によれば、光ディスクの面振れの影響を抑制すると共に、光ディスク毎、或いは記録面毎の特性のばらつきの影響を抑制し、安定したレイヤージャンプ動作を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（１）光ディスク装置の構成と全般動作
図１は、本実施形態に係る光ディスク装置１の構成例を示す図である。
【００１２】
図１に示した光ディスク装置１は、記録型光ディスク１００に対して、記録と再生の双方が可能な構成を示しているが、本発明は再生専用の光ディスク装置に対しても適用可能である。
【００１３】
本実施形態に係る光ディスク装置１では、多層の光ディスク１００に対して再生、或いは再生と記録ができるように構成されている。
【００１４】
光ディスク１００の各層の記録面には、螺旋状に溝が刻まれており、溝の凹部をグルーブ、凸部をランドと呼び、グループ又はランドの一周をトラックと呼ぶ。ユーザデータはこのトラック（グルーブのみ又はグルーブ及びランド）に沿って、強度変調されたレーザ光を照射してデータの符号長に対応するマークとスペースを形成することで記録される。
【００１５】
データ再生は、記録時より弱いリードパワー(read power)のレーザ光をトラックに沿って照射して、トラック上にあるマーク及びスペースからの反射光の強度の変化を検出することにより行われる。記録されたデータの消去は、前記リードパワーより強いイレースパワー(erase power)のレーザ光をトラックに沿って照射し、記録層を結晶化することにより行われる。
【００１６】
光ディスク１００はスピンドルモータ２によって回転駆動される。スピンドルモータ２に設けられたロータリエンコーダ２ａからは回転数モニタ信号が出力される。ロータリエンコーダ２ａの内部には、例えばホール素子が等間隔に配置されており、スピンドルモータ２が回転すると、各ホール素子からパルス（ＦＧパルス：Frequency  Generator  pulseと呼ばれることもある）が出力され、スピンドルモータ２の１回転で所定数の複数パルスがロータリエンコーダ２ａから出力される。このＦＧパルスをカウントするにことによってスピンドルモータ２の回転速度を検出することができる。
【００１７】
スピンドルモータ制御回路６２では、ロータリエンコーダ２ａから出力される回転速度情報（回転数モニタ信号）と、制御部７０から指示される制御信号に基づいて回転制御を行っている。
【００１８】
光ディスク１００に対する情報の記録、再生は、光ピックアップ３によって行われる。光ピックアップ３は、送りモータ４と、ギア４ｂ及びスクリューシャフト４ａを介して連結されており、この送りモータ４は、例えばステッピングモータであり、送りモータ制御回路５により制御される。送りモータ４が送りモータ制御回路５からの送りモータ駆動電流により回転することにより、光ピックアップ３が光ディスク１００の半径方向に移動する。
【００１９】
光ピックアップ３には、ワイヤ或いは板バネ等の弾性支持部材５２（図３参照）によって支持された対物レンズユニット５０（図３参照）が設けられている。対物レンズ３０はレンズホルダ５１を介して対物レンズユニット５０に固定されている。対物レンズ３０は、駆動コイル３１と磁石（図示せず）とで構成されるフォーカスアクチュエータ５３（図３参照）によってフォーカシング方向（対物レンズの光軸方向）への移動が可能である。
【００２０】
また、対物レンズ３０は、駆動コイル３２と磁石（図示せず）とで構成されるトラッキングアクチュエータ５４（図３参照）の駆動によりトラッキング方向（光ディスク１００の径方向）への移動が可能である。
【００２１】
レーザ駆動回路６は、変調部７２にてＥＦＭ（Eight  to  Fourteen  Modulation）方式や８／１６変調方式等で変調された記録データ基づいて、書き込み用の駆動電流をレーザダイオード（レーザ発光素子）３３に供給する。変調部７２には、ホスト装置２００からＩ／Ｆ部７１を介して記録用のデータが供給される。
【００２２】
一方、レーザ駆動回路６は情報読取り時には、書き込み用の駆動電流よりも小さな読み取り用の駆動電流をレーザダイオード３３に提供する。
【００２３】
フォトダイオード等により構成されるパワー検出部３４（フロントモニタ（ＦＭ）と呼ぶ場合もある）はレーザ発光素子３３が発生するレーザ光の一部をハーフミラー３５により一定比率だけ分岐し、光量、即ち発光パワーに比例した信号を受光信号として検出する。検出した受光信号はレーザ駆動回路６にフィードバックされる。レーザ駆動回路６はパワー検出部３４からの受光信号に基づいて、所定のレーザパワーで発光するように、レーザ発光素子３３を制御する。
【００２４】
レーザ発光素子３３はレーザ駆動回路６から供給される駆動電流に応じてレーザ光を発生する。レーザ発光素子３３から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ３６、ハーフプリズム３７、対物レンズ３０を介して光ディスク１００上に照射される。
【００２５】
一方、光ディスク１００からの反射光は、対物レンズ３０、ハーフプリズム３７、集光レンズ３８、およびシリンドリカルレンズ３９を介して、光検出器４０に導かれる。
【００２６】
光検出器４０は、例えば４分割の光検出セルから成り、これら光検出セルの検知信号は再生部６０のＲＦアンプ６４に出力される。
【００２７】
ＲＦアンプ（エラー信号生成部）６４は光検知セルからの信号を処理し、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号ＦＥ、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号ＴＥを生成する他、光検知セル信号の全加算信号である再生信号（ＲＦ信号とも呼ばれる）を生成する。
【００２８】
フォーカスエラー信号ＦＥはフォーカス制御部８に供給される。フォーカス制御部８は、フォーカスサーボループが閉じている状態では、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を生成する。フォーカス駆動信号はフォーカシング方向の駆動コイル３１に供給され対物レンズ３０を光軸方向に駆動する。この結果、レーザ光の焦点が光ディスク１００の記録面上に常時ジャストフォーカスとなるフォーカスサーボ制御が行われる。
【００２９】
また、フォーカス制御部８では、本実施形態に係る光ディスク装置１の特徴であるレイヤージャンプ制御を行っている。レイヤージャンプ制御は、制御部７０から出力されるレイヤージャンプ指令信号によって開始される、対物レンズ３０の焦点の層間移動（レイヤージャンプ）動作に係る制御であり、詳しい内容については後述する。
【００３０】
一方、トラッキングエラー信号ＴＥはトラック制御回路９に供給される。トラック制御回路９はトラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラック駆動信号を生成する。トラック制御回路９から出力されるトラック駆動信号は、トラッキング方向の駆動コイル３２に供給される。これによりレーザ光が光ディスク１００上に形成されたトラック上を常にトレースするトラッキングサーボ制御が行われる。
【００３１】
上記フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御が行われることで、レーザ光の焦点は、光ディスク記録面のトラック上を精度良く追従することができる。この結果、光検出器４０の各光検出セルの出力信号の全加算信号ＲＦには、記録情報に対応して光ディスク１００のトラック上に形成されたマークやスペースからの反射光の変化が正確に反映され、品質の良い再生信号を得ることができる。
【００３２】
この再生信号（全加算信号或いはＲＦ信号と呼ばれる）は、再生部６０のデータ再生復号部６３に入力される。
【００３３】
データ再生復号部６３では、アナログの再生信号から２値のデジタルデータを再生復号する。ＰＬＬ制御回路６１では、再生信号の基本波成分から再生クロックを生成し、この再生クロックはデータ再生復号部６３での再生復号処理に用いられる。
【００３４】
データ再生復号部６３から出力される復号データはエラー訂正部７３に入力され、ここでエラー訂正処理が行われた後Ｉ／Ｆ部７１を介してホスト装置２００に出力される。
【００３５】
（２）本実施形態に係るレイヤージャンプ動作の原理
本実施形態に係る光ディスク装置１では、多層構造の光ディスク１００に対して特徴的な層間移動（レイヤージャンプ)動作を行っており、以下そのレイヤージャンプ動作について説明する。
【００３６】
最初に、レイヤージャンプの一般的概念と従来の問題点について説明する。図２は、例えば３層構造をもつ光ディスク１００に対するレイヤージャンプ動作の一般的概念を説明する図である。光ディスク１００は、記録面１００ａ、１００ｂ、及び１００ｃをもつ片面３層光ディスク１００である。レーザ光はどの面に対しても図２において下方から照射される。レーザ光は対物レンズ３０によって焦点が形成され、記録面１００ａを再生中（或いは記録中）は、フォーカスサーボ制御によって焦点が常に記録面１００ａの位置に合致するように制御される。ホスト装置２００等からの指示によって記録面１００ｂのデータを再生するときには、対物レンズ３０の焦点位置が記録面１００ａから記録面１００ｂに移動させる。この動作をレイヤージャンプという。
【００３７】
レイヤージャンプを行うときには、記録面１００ａに対して行っているフォーカスサーボ動作を一旦オフとして焦点位置を移動させ、焦点位置が記録面１００ｂに達した時点で再度フォーカスサーボ動作をオンとする。レイヤージャンプは、図２に示したように、レーザ光の照射側から遠ざかる方向と近づく方向の双方向に対して行われる。
【００３８】
レイヤージャンプによる焦点位置の移動は、対物レンズ３０が固定されている対物レンズユニット５０のフォーカスアクチュエータ５３に駆動信号を与えて対物レンズユニット５０を光軸方向に移動させることによって行われる。
【００３９】
ところで、各記録面１００ａ、１００ｂ、１００ｃと焦点との相対位置は、図２に各記録面を模式的な波型で示したように変動する。この理由は、光ディスク１００の回転に伴う面振れによる。また、各層の間隔も製造のばらつき等によって必ずしも一定ではなく、このことも変動の要因となる。それぞれの記録面でフォーカスサーボ動作が行われている場合は、相対位置の変動があったとしても焦点位置は記録面に追随して動く。しかしながら、レイヤージャンプ動作はフォーカスサーボをオープンの状態にして、フォーカスアクチュエータ５３に印加する所定の駆動信号で行われる。このため、相対位置の変動によって、焦点位置が移動しようとする記録面の手前で止まったり、記録面を通り越して止まったりする可能性が出てくる。
【００４０】
このような問題に対処するため、従来からレイヤージャンプ時の駆動信号の生成について種々の工夫がなされているが、いずれも経験則によるものが多い。例えば、駆動信号を複数のパルス信号として生成し、パルスの幅、数、形状、振幅等を微調整する等である。多くの場合、駆動信号のパラメータを予め最適な値に設定する手法であり、設計に時間を要する他、限られた条件での動作しか保証されず、また、条件の数に応じて必要なパラメータを記憶する容量が増加してくる。
【００４１】
さらに、従来のように駆動信号のパラメータを予め最適な値に設定するという手法では、ディスク毎或いは記録面毎の特性のばらつきに即時に対応できないという問題がある。
【００４２】
次に、本実施形態に係る光ディスク装置１のレイヤージャンプ動作について説明する。
【００４３】
図３は、光ピックアップ３の構造の内、特に対物レンズ３０の光軸方向の駆動機構について模式的に示した図である。対物レンズ３０は、レンズホルダ５１に保持、固定されており、レンズホルダ５１はサスペンションワイア等の弾性支持部材５２で光軸方向に移動可能に支持されている。レンズホルダ５１は、駆動コイル３１と磁石（図示せず）とで構成されるアクチュエータ５３によって光軸方向に駆動される。
【００４４】
なお、図３のトラッキングアクチュエータ５４によって対物レンズ３０はトラッキング方向にも駆動される。
【００４５】
駆動コイル３１に駆動電流を流すことによって駆動コイル３１と磁石との間に電磁力が発生し、これが光軸方向（図３に示した座標系のｙ方向）の駆動力ｆ１となる。
【００４６】
駆動電流ｉと駆動力ｆ１との間には、次の関係が成立する。  
［数１］
ｆ１＝Ｈ１・ｉ１                                        （式１）
ここで、Ｈ１は、光ピックアップ３の物理的性質によって決定される定数である。レイヤージャンプ動作中は、弾性支持部材５２による復元力や粘性抵抗は、対物レンズユニット５０の質量による慣性抵抗に比して一般に小さいため、対物レンズユニット５０の運動を決定する加速度は駆動力ｆ１に主に支配される。
【００４７】
レイヤージャンプ時には、駆動力ｆ１によって対物レンズ３０が対物レンズユニット５０と共に光軸方向に移動し、対物レンズ３０の焦点ＦＳも光軸方向に移動する。この移動によって、例えば記録面１００ａから記録面１００ｂへのレイヤージャンプ動作が行われる。
【００４８】
前述したように、光ディスク１００が回転すると面振れが発生し、各記録面の位置も変動する。従って、駆動力ｆ１によってレイヤージャンプ動作を完了するためには、記録面位置の変動も加味して焦点ＦＳを移動させる必要がある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、記録面位置の位置変動を加味したレイヤージャンプ動作を行っており、以下その内容について説明する。
【００５０】
図４は、本実施形態で行っているレイヤージャンプ動作の原理を説明する図である。図４の上段に示すグラフは、横軸が時間であり、縦軸が焦点位置と移動先記録面との相対速度である。相対速度が正の場合、焦点が移動先記録面に向かって移動していることを示している。以下、記録面１００ａから記録面１００ｂにレイヤージャンプする場合を例として説明する。
【００５１】
レイヤージャンプの指令が入力される前は、フォーカスサーボ動作によって焦点位置は記録面１００ａ上にサーボ誤差の範囲で追随している。従って、焦点と記録面１００ａとの相対速度はほぼゼロ近傍で推移している。
【００５２】
レイヤージャンプの指令が入力されると、フォーカスサーボはオフとされる一方、所定の加速期間（加速期間については後述する）だけ駆動電流が駆動コイル３１に印加され、駆動力ｆを発生させる。駆動力ｆの方向は、記録面１００ａから１００ｂに向かう方向である。駆動力ｆによって対物レンズユニット５０に記録面１００ｂに向かう加速度が発生し、焦点と記録面１００ｂとの相対速度Ｖr、即ち、焦点が記録面１００ｂに向かう速度はゼロから徐々に大きくなっていく。なお、焦点が記録面１００ｂに向かう動作は、記録面１００ａの近傍から飛び出す（kick）動作であるため、飛び出し期間中（即ち加速期間中）の相対速度ＶrをＶrkickと記述するものとする。相対速度Ｖrkickは、加速期間終了時には、後述する飛び出し時の速度調整値Ｖdkickに近づく。
【００５３】
所定の加速期間が終了すると、駆動電流を加速期間開始前の状態（ゼロ近傍）に設定する。この結果駆動力ｆもゼロ近傍の値となり、焦点位置は惰性で（加速期間終了時の相対速度で）記録面１００ｂに向かって移動する。
【００５４】
焦点が記録面１００ｂに近づき、所定の減速期間（減速期間についても後述する）に入ると、焦点が記録面１００ｂを通り過ぎないように減速（brake）を行う。このために、減速期間中は、加速とは逆方向（記録面１００ｂから１００ａに向かう方向）に駆動力ｆを印加する。この結果、焦点と記録面１００ｂとの相対速度（焦点が記録面１００ｂに向かう速度であり、減速期間中の速度であるため、Ｖrbrakeと記述する）は徐徐に低下し、ゼロに（実際には、後述するブレーキ時の速度調整値Ｖdbrakeに）近づいていく。
【００５５】
次に駆動力ｆkickと、減速期間中の駆動力ｆbrakeの決定方法について説明する。本実施形態では、加速期間中の駆動力ｆkickと、減速期間中の駆動力ｆbrakeとを、それぞれ次の関係式を満たすように決定している。  
［数２］
ｆkick＝Ｇ・（Ｖdkick−Ｖrkick）                        （式２）
［数３］
ｆbrake＝Ｇ・（Ｖdbrake−Ｖrbrake）                     （式３）
【００５６】
なお、加速期間中の駆動力ｆkickと減速期間中の駆動力ｆbrakeとをまとめて駆動力ｆ記述し、飛び出し時の速度調整値Ｖdkickとブレーキ時の速度調整値Ｖdbrakeとをまとめて速度調整値Ｖdと記述し、加速期間中の相対速度Ｖrkickと減速期間中の相対速度Ｖrbrakeとをまとめて相対速度Ｖｒと記述すると、（式２）、（式３）は、（式４）にまとめることができる。  
［数４］
ｆ＝Ｇ・（Ｖd−Ｖr）                                   （式４）
（式４）のうち、（Ｖd−Ｖr）は、予め設定される速度調整値Ｖｄと、加速又は減速期間中の相対速度Ｖｒとの誤差であり、この誤差が大きいと大きな駆動力ｆを発生させ、誤差がゼロに近づくと駆動力ｆは小さくなる。
【００５７】
換言すると、誤差（Ｖd−Ｖr）が小さくなるように駆動力ｆが決定される、即ち、相対速度Ｖｒが速度調整値Ｖｄに一致するように駆動力ｆが決定される。
【００５８】
この結果、図４に示したように、加速期間、或いは減速期間中に印加された駆動力ｆによって、夫々の期間で相対速度Ｖｒは速度調整値Ｖｄに近づくことになる。
【００５９】
速度調整値Ｖｄは設定値であり、飛び出し時の速度調整値Ｖdkickとブレーキ時の速度調整値Ｖdbrakeを所望の値に設定することによって、飛び出し速度（加速期間終了時の相対速度Ｖrkick）と、引き込み速度（減速期間終了時の相対速度Ｖrbrake）とを調整することができる。
【００６０】
また、（式４）では、利得Ｇを誤差（Ｖd−Ｖr）に乗じている。利得Ｇはゼロ以上の値であり、利得Ｇを大きくすると誤差（Ｖd−Ｖr）に対する感度が高くなり、相対速度Ｖｒが速度調整値Ｖｄに向かって加速、減速する作用が強まる。ただし、利得Ｇを大きくしすぎると、相対速度Ｖｒが速度調整値Ｖｄに達した後その値を通り過ぎてしまい、相対速度Ｖｒの挙動が整定しないため、適切な値に設定する。
【００６１】
ところで、（式４）によって駆動力ｆを決定するためには、相対速度Ｖｒが必要となる。本実施形態に係る光ディスク装置１では、相対速度Ｖｒを、加速期間中或いは減速期間中に得られるフォーカスエラー信号ＦＥ（以下の説明では、フォーカスエラー信号ｅとする場合がある）の時間微分信号（de/dt）から生成している。
【００６２】
図５は、オープンループ時に得られる典型的なフォーカスエラー信号ｅ（図５（ａ））とその微分信号（図５（ｂ））を示した図である。フォーカスエラー信号は焦点位置と記録面との離隔距離情報が含まれており、離隔距離がある範囲内においては、フォーカスエラー信号ｅと離隔距離との間に実用上十分な線形関係が存在する。したがって、フォーカスエラー信号ｅの時間微分信号（de/dt）には、離隔距離の時間微分、即ち相対速度情報が含まれることになる。
【００６３】
フォーカスエラー信号ｅから、時間微分信号（de/dt）を生成する方法は特に限定するものではないが、例えば、フォーカスエラー信号ｅを高域通過フィルタに通すことで近似的な時間微分信号（de/dt）を生成することができる。ただし、フォーカスエラー信号のある周波数以上の高周波領域では、焦点と記録面との位置関係に無関係なノイズ成分が支配的となるため、高域通過フィルタの通過帯域の設定にはこれを考慮する必要がある。この他、サンプリングしたフォーカスエラー信号ｅに対してデジタル的な差分処理を適用することによって時間微分信号（de/dt）を得る方式としてもよい。
【００６４】
このようにして、フォーカスエラー信号ｅの時間微分信号（de/dt）から相対速度Ｖｒを求めることが可能であるが、本実施形態では、時間微分信号（de/dt）に対してフォーカスエラー信号ｅの大きさで正規化処理を施した後、これを相対速度Ｖｒとしている。
【００６５】
この理由は、記録面の反射特性の差異や、光ディスク１００の反射特性の固体差によってフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌ（ゼロからＳ字カーブのピーク値までの大きさ）は異なった値となり、その時間微分値も異なった値となるからである。
【００６６】
そこで、時間微分信号（de/dt）を、この値（de/dt）が得られたときのフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌで除算して（正規化して）相対速度Ｖｒとしている。即ち、Ｖｒ＝（de/dt）／Ｌ、としている。この正規化によって、光ディスク毎、或いは記録面毎にばらつく記録面の反射特性の差異を吸収し、安定したレイヤージャンプ動作を可能としている。
【００６７】
（３）レイヤージャンプの詳細動作
次に、上述した原理に基づくレイヤージャンプの詳細動作について説明する。
【００６８】
図６は、本実施形態に係るレイヤージャンプの処理例を示すフローチャートである。レイヤージャンプ処理は、主にフォーカス制御部８で行われるが、図７は、フォーカス制御部８の機能ブロック図である。図７に示した各機能ブロックは、ハードウェアで実現しても良いし、ソフトウェアで実現してもよい。
【００６９】
また、図９は、各機能ブロックにおける主要な信号波形を模式的に示した図である。以下の説明では、図７のフローチャートを中心にして、図８及び図９を参照しつつ説明する。
【００７０】
はじめに、レイヤージャンプ動作を行う前に必要となる諸元について説明する。光ディスク装置１を起動して光ディスク１００を挿入した後、最初にフォーカスサーボをかける光ディスク１００の記録面を決めておく必要がある。以下の説明では、記録面１００ａに対して最初にフォーカスサーボをかけるものとして説明する。この場合、最初のレイヤージャンプは、記録面１００ａでの飛び出し動作（kick）から開始される。
【００７１】
ところで、最初の飛び出し動作時の相対速度Ｖrkickを得るためには、前もって記録面１００ａのフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌaが必要となる。この振幅Ｌａは、記録面１００ａに対してフォーカスサーボをかけるときに行われる、フォーカスサーチによって取得することができる。フォーカスサーチは、焦点を記録面１００ａの上下に走査して記録面１００ａの引き込み範囲をサーチする処理であるが、この処理の過程でフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌaが取得される。また、後述するように加速期間と減速期間のタイミングを決定するためには、フォーカスエラー信号ｅに対する閾値ＴＨを決定しておく必要があるが、この閾値ＴＨもフォーカスサーチ動作によって取得することができる。取得したフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌaと閾値ＴＨは、フォーカス制御部８内の適宜のメモリに保存しておく。
【００７２】
なお、図９は、フォーカスサーチ動作の過程でフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌaと閾値ＴＨを取得する処理例を示すフローチャートであるが、これについてはレイヤージャンプ全体の動作を説明した後に説明する。
【００７３】
レイヤージャンプを行う直前（図８の時刻Ｔ１以前）は、記録面１００ａに対してフォーカスサーボがオンの状態となっている。フォーカスサーボ制御は、フォーカスエラー信号ｅに基づいてフォーカスサーボ制御部８０（図７参照）で行われており、フォーカスサーボ制御部８０から出力されるサーボ駆動信号が切換部８２を介して光ピックアップ３に出力され、光ピックアップ３のフォーカスアクチュエータ５３が駆動される。
【００７４】
時刻Ｔ１において、制御部７０からレイヤージャンプ指令信号が出力されると、まずその時刻のサーボ駆動信号Ｂをバイアス値ホールド部８１に保存する（図６のステップＳＴ１）。
【００７５】
その後、切換部８２は、サーボ駆動信号に換えてレイヤージャンプ駆動信号を光ピックアップ３に出力する。この切り換えによってフォーカスサーボ動作はオフとなる（図６のステップＳＴ２）
このときのレイヤージャンプ駆動信号は、ステップＳＴ３にて、次の（式５）に基づいて求められる駆動力ｆkickに相当する信号である。  
［数５］
ｆkick＝Ｇ・（Ｖdkick−Ｖrkick）＋fＢ                （式５）
【００７６】
具体的には、まず、フォーカスエラー信号ｅから時間微分信号（de/dt）を生成する。次に、先に保存していたフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌａと時間微分信号（de/dt）から、加速期間中の相対速度Ｖrkickを求め（Ｖrkick＝（de/dt）／Ｌａ）、さらに飛び出し時の速度調整値Ｖdkickとの誤差（Ｖdkick−Ｖrkick）を求める。
【００７７】
その後、誤差（Ｖdkick−Ｖrkick）に利得Ｇが乗算され、最後にバイアス値Ｂによる力fＢが加算されて、（式５）の駆動力ｆkickが求められる。
【００７８】
なお、駆動力ｆkickは、図７に示したように、微分信号生成部８３、正規化処理部８５、差分信号生成部８６、利得補正部８７、及びバイアス値加算部８８の各機能ブロックによって順次生成されていく。
【００７９】
また、図８には、駆動力ｆkickの生成過程における主要な信号の典型的な波形を例示している。図８（ａ）がフォーカスエラー信号ｅ、図８（ｂ）がその時間微分信号（de/dt）、図８（ｃ）は、フォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌａのホールド値、図８（ｄ）は正規化された時間微分信号（de/dt）／Ｌａ、即ち相対速度信号Ｖrkick、図８（ｅ）は、サーボ駆動信号のホールド値（バイアス値Ｂ）、図８（ｆ）は、相対速度調整値Ｖｄ、図８（ｇ）は、駆動力ｆ、即ちレイヤージャンプ駆動信号、を夫々示している。
【００８０】
このようにして、加速期間中の駆動力ｆkickが生成され、対物レンズ３０の焦点位置は記録面１００ａから記録面１００ｂに向かって加速されながら移動する。
【００８１】
加速期間の終了の判定は、フォーカスエラー信号ｅとこの微分信号（de/dt）に基づいて判定する。まずステップＳＴ４にて、フォーカスエラー信号ｅが先に求めて保存していた閾値ＴＨと比較判定さる。フォーカスエラー信号ｅが閾値ＴＨを超え（時刻Ｔ２）、その後最初に微分信号（de/dt）がゼロクロスした時点（時刻Ｔ３）で加速期間を終了する（ステップＳＴ５）。
【００８２】
加速期間中は、図８（ｇ）の時刻Ｔ１からＴ３までのレイヤージャンプ駆動信号がフォーカスアクチュエータ５３に印加され、対物レンズユニット５０を駆動する。
【００８３】
加速期間が終了すると、一定のバイアス値Ｂ（即ち、サーボ駆動信号ホールド値）のみがフォーカスアクチュエータ５３に印加される（ステップＳＴ６）。バイアス値Ｂは、フォーカスサーボ動作時に対物レンズユニット５０を一定の位置に保持するために必要とされた駆動信号であり、対物レンズユニット５０を記録面１００ｂの方向に実質的に加速する力ではない。従って、加速期間が終了して次に減速が開始されるまでの間（時刻Ｔ３から時刻Ｔ５の間）は、焦点位置は、加速期間終了時の速度をほぼ維持しつつ惰性で記録面１００ｂに向かって移動し続ける。
【００８４】
次のステップＳＴ７とステップＳＴ８は、減速開始のタイミングを決める処理である。焦点位置が記録面１００ｂに近づくと、フォーカスエラー信号ｅは、図８（ａ）に示したように負の方向に振れる。そこで、ステップＳＴ７では、フォーカスエラー信号ｅが負の閾値−ＴＨより小さくなるタイミング（時刻Ｔ４）を検出する。次に、時刻Ｔ４以降で始めて微分信号がゼロクロスするタイミング（Ｔ５）を検出し（ステップＳＴ８）、この時刻を減速期間の開始とする。
【００８５】
減速期間中の駆動力ｆbrakeは、（式５）と同様にして次の（式６）から求められる。  
［数６］
ｆbrake＝Ｇ・（Ｖdbrake−Ｖrbrake）＋fＢ          （式６）
（式６）で求められる駆動力ｆbrakeを用いて対物レンズユニット５０の駆動を行い、減速する（ステップＳＴ９）。
【００８６】
ただし、減速期間中の相対速度Ｖrbrakeの算出（Ｖrbrake＝（de/dt）／Ｌｂ）に用いられるフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌｂは、減速開始時の時刻Ｔ５におけるフォーカスエラー信号ｅの振幅を保存しておき、この値を利用する。フォーカスエラー信号ｅの振幅は、フォーカスエラー信号振幅ホールド部８４に保存する。保存したフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌｂは減速期間中の相対速度Ｖrbrakeの算出に使用されるほか、記録面１００ｂから他の記録面、例えば記録面１００ｃや１００ａに向けてレイヤージャンプするときの加速期間中の相対速度Ｖrkickの算出にも利用される。
【００８７】
しかし、ある記録面を飛び出して加速期間が終了した後は、その記録面に関するフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌはもはや不要であり保存しておく必要はない。例えば、記録面１００ａから記録面１００ｂへのレイヤージャンプが完了した後は、記録面１００ａに関するフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌａはもはや保存しておく必要はない。何故なら、記録面１００ｂから再び記録面１００ａにレイヤージャンプして戻るときは、その減速期間の開始時に得られる最新のフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌａを用いればよく、むしろその方が過去の古いデータを利用するより好ましい。
【００８８】
同様に、記録面１００ｂから記録面１００ｃに向けてレイヤージャンプする場合には、記録面１００ｂを飛び出して加速期間が終了した後は、記録面１００ｂに関するフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌｂは保存しておく必要はない。記録面１００ｃから再び記録面１００ｂにレイヤージャンプして戻るときには、その減速期間の開始時に最新のフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌｂが得られるからである。
【００８９】
ステップＳＴ１０は、減速期間の終了タイミングを検出する処理である。減速期間は、減速が開始された後、フォーカスエラー信号ｅが始めてゼロクロスする時刻Ｔ６で終了するようにしている。フォーカスエラー信号ｅがゼロクロスする位置は、焦点の位置と記録面１００ｂとが合致する点とみなせるからである。
【００９０】
減速期間が終了した時点でレイヤージャンプ動作が実質的に終了し、記録面１００ｂでのフォーカスサーボ処理を開始する。
【００９１】
図９は、レイヤージャンプ動作を行う前の初期化処理の一例を示すフローチャートである。前述したように、レイヤージャンプ動作では、加速期間と減速期間とを決定するためにフォーカスエラー信号ｅに対する閾値ＴＨを用いている。また、光ディスク１００を光ディスク装置１に挿入してある記録面に対してフォーカスサーボを実施した後、最初にレイヤージャンプを行なう場合には、移動前の記録面（この例では、記録面１００ａ）のフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌａが必要となる。図９の初期化処理は、この閾値ＴＨと移動前の記録面のフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌａを取得する処理である。
【００９２】
まず、ステップＳＴ２１にて、フォーカスサーボをオフとする。次に、対物レンズ３０の焦点を移動させ、記録面１００ａを通過させる（ステップＳＴ２２）。この時、記録面１００ａに対するフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌａが得られる。この振幅Ｌａを保存する（ステップＳＴ２３）。
【００９３】
次に、対物レンズ３０の焦点をさらに移動させて記録面１００ｂを通過させ（ステップＳＴ２４）、記録面１００ｂに対するフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌｂを得る（ステップＳＴ２５）。そして、小さいほうの振幅を決定する演算Ｌmin＝ｍｉｎ（Ｌａ、Ｌｂ）により、この時点での最小の振幅Ｌminを一時的に記憶する（ステップＳＴ２６）。
【００９４】
さらに、対物レンズ３０の焦点を移動させて記録面１００ｃを通過させ（ステップＳＴ２７）、記録面１００ｃに対するフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌｃを得る（ステップＳＴ２８）。その後、Ｌmin＝ｍｉｎ（Ｌmin、Ｌｂ）の演算により、小さいほうの振幅をＬminとして一時的に記憶する（ステップＳＴ２９）。
【００９５】
ステップＳＴ２９で得られたＬminは、３つの記録面１００ａ、１００ｂ、１００ｃに対するフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの中の最小値である。
【００９６】
閾値ＴＨは、総ての記録層に対するフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌを確実に検出できる一方、ノイズ等による誤検出が発生しない値に設定される。このため、閾値ＴＨは、ステップＳＴ２９で得られた最小値Ｌminよりも小さく、フォーカスエラー信号ｅのゼロ近傍で小さく変動しレイヤージャンプ動作に依存しない成分（即ち、ノイズ成分）よりも大きな値に設定される。例えは、演算式、ＴＨ＝Ｌmin／３、によって閾値ＴＨを決定し、保存する（ステップＳＴ３０）。
【００９７】
上記の初期化処理によって得られるフォーカスエラー信号ｅの振幅Ｌから、最初のレイヤージャンプ時に必要となる加速期間中の相対速度Ｖrkick（Ｖrkick＝（de/dt）／Ｌ）を求めることが可能となり、また、レイヤージャンプ動作で用いられる閾値ＴＨ（図６のステップＳＴ４、ステップＳＴ７参照）が得られる。
【００９８】
以上説明してきたように、本実施形態に係る光ディスク装置１、及びその制御方法によれば、光ディスクの面振れの影響を抑制すると共に、光ディスク毎、或いは記録面毎の特性のばらつきの影響を抑制し、安定したレイヤージャンプ動作を実現することができる。
【００９９】
なお、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態に係る光ディスク装置の構成例を示すブロック図。
【図２】光ディスクの一般的なレイヤージャンプ動作の概念図。
【図３】レイヤージャンプ動作とこれに関する光ピックアップの構成例とを示す図。
【図４】本実施形態に係るレイヤージャンプの動作原理を模式的に示す図。
【図５】フォーカスエラー信号とその微分信号とを示す図。
【図６】本実施形態に係るレイヤージャンプ動作の処理例を示すフローチャート。
【図７】本実施形態に係るフォーカス制御部の構成例を示す機能ブロック図。
【図８】本実施形態に係るレイヤージャンプ動作で使用する主な信号の波形を模式的に示す図。
【図９】本実施形態に係るレイヤージャンプ動作の初期化処理例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１０１】
１  光ディスク装置
２  スピンドルモータ
３  光ピックアップ
８  フォーカス制御部
５０  対物レンズユニット
５３  フォーカスアクチュエータ
６０  再生部
６４  エラー信号生成部（ＲＦアンプ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008299931.tif 000009
【図８】
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【図９】
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