(57)【要約】【課題】  ＢＤ/ＤＶＤ再生装置において何れの光ディスク再生でも衝突回避を実現する。【解決手段】  第１の光ディスクと、第１の光ディスク１００よりも密度の低い第２の光ディスクを再生するための２種類の光ビームを具備し、光ビームスポットを移動させることのできるフォーカスアクチュエータ２０３を有する光ピックアップを具備し、光ピックアップが生成する電気信号よりフォーカス制御を行い、第１または第２の光ディスクの信号再生手段より得られる信号振幅を所定の検出レベルと比較し、該レベルより低下したことでフォーカス制御が外れたことを検出するフォーカス外れ検出手段を備え、フォーカス外れ検出手段に設定する所定の検出レベルを第１の光ディスクと第２の光ディスクとで切り換えるように構成されている。【選択図】図９
2008210489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置に装填された光ディスクの情報記録層に光ビームを放射する光源と前記光ビームを集束する対物レンズと前記対物レンズを前記光ディスクのディスク面に対して垂直方向に移動するフォーカスアクチュエータとを有し前記情報記録層からの反射光に基づいて電気信号を生成する光ピックアップを備え、フォーマットの異なる少なくとも２種類の光ディスクを再生可能な光ディスク装置であって、
前記電気信号に基づいて前記フォーカスアクチュエータの動作を制御するフォーカス制御部と、
前記対物レンズが前記光ディスクの面から離れる方向に移動するように前記フォーカスアクチュエータの動作を制御する回避パルス出力部と、
前記電気信号の振幅と所定の検出レベルとの比較結果からフォーカス外れが発生したことを検出するフォーカス外れ検出部と
前記フォーカス外れ検出部の検出結果に応じて前記フォーカス制御部による前記フォーカスアクチュエータの動作制御と前記回避パルス出力部による前記フォーカスアクチュエータの動作制御とを切換える切換部とを有し、
再生される光ディスクの前記フォーマットの違いに応じて前記検出レベルの値を変更することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記フォーマットの異なる少なくとも２種類の光ディスクは記録密度の異なる第１の光ディスクと第２の光ディスクとを含み、前記光源は前記第１の光ディスクのフォーマットに対応する第１の光ビームを放射する第１の光源と前記第２の光ディスクのフォーマットに対応する第２の光ビームを放射する第２の光源とを含み前記フォーカス外れ検出部の前記検出レベルは前記第１の光ディスクのフォーカス外れを検出する場合の第１の検出レベルと前記第２の光ディスクのフォーカス外れを検出する第２の検出レベルとを含み、前記第１の光ディスクが装填された場合は前記第１の光源と前記第１の検出レベルとが設定され、前記第２の光ディスクが装填された場合は前記第２の光源と前記第２の検出レベルとが設定され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】
前記光ディスク装置に装填された光ディスクが前記フォーマットの異なる光ディスクのうちいずれの光ディスクであるかを判別するディスク判別部を備え、前記光ディスク装置の起動時において前記フォーカス制御部の動作停止時に前記検出レベルの初期設定を行い、前記判別部によるディスクの判別後であって前記フォーカス制御部の動作時に前記検出レベルの再設定を行う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４】
前記ディスク判別手段が前記光ディスク装置に前記第１の光ディスクが装填されたと判別した場合は前記第１の光源が光ビームを放射して初期設定が実行され、前記ディスク判別手段が前記光ディスク装置に前記第２の光ディスクが装填されたと判別した場合は前記第２の光源が光ビームを放射して前記初期設定が実行されることを特徴とする請求項３に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記フォーカス外れ検出部の前記検出レベルは、前記電気信号の振幅の低下率で規定されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記検出レベルは前記対物レンズのワーキングディスタンス、前記フォーカスアクチュエータ制御が外れてから前記フォーカス外れ検出部が動作するまでの時間、前記光ディスクに近づく時の前記対物レンズ加速度および前記光ディスクから遠ざかる時の前記対物レンズ加速度に応じて設定されることを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
【請求項７】
初期設定された前記検出レベルは、光ディスクの回転動作が停止した状態で得られる前
記電気信号に基づいて設定され、再設定された前記検出レベルは光ディスクの回転動作が実行されている状態で得られる前記電気信号に基づいて設定されることを特徴とする請求項６に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円盤状の情報担体（以下、「光ディスク」と称する。）に記録されたデータの再生を行う光ディスク装置に関する。特に本発明は、規格の異なる複数種類の情報記録密度が異なる光ディスクのうち選択された光ディスクにおいて、適切なフォーカス外れ検出レベルを設定し、対物レンズと光ディスクの衝突を回避することのできる光ディスク装置に関している。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ディスク装置として、フォーカス外れから復帰する際に対物レンズが光ディスク表面に衝突して光ディスクを傷付けることを防止するとともに、フォーカス引き込み（光ビームの焦点位置を光ディスクの情報記録層以外のところから情報記録層で合焦するように制御すること）を迅速かつ正確に行うものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記従来の光ディスク装置は、焦点距離が短くなった場合において、フォーカス制御が外れた場合に強制的に対物レンズを光ディスク表面から遠ざけるようにフォーカスコイルに回避信号を印加し、さらにフォーカス制御を復帰させる際、検出された反射光量に基づき回避信号を設定することで、装填される光ディスクでの差異を吸収している。
【０００４】
上記従来の光ディスク装置は、アクチュエータに回避駆動信号を印加して対物レンズを光ディスク表面から遠ざける方向に移動した後、回避駆動信号の印加を解除し、解除直後のレーザ光の光ディスク情報記録層からの反射光量（ＡＳ信号）を検出する。検出された反射光量のピーク値が所定値以下になるまで回避駆動信号を１ステップずつ上げ、所定値以下になったときの回避駆動信号を最適回避駆動信号量として設定する。フォーカスサーボ外れ時において、設定された回避駆動信号をアクチュエータに印加して対物レンズを光ディスク表面から遠ざける方向に移動することによって、対物レンズが光ディスク表面に衝突することを回避する。
【０００５】
また、従来、高密度・大容量の光ディスクとして、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ等の光ディスクが実用化されてきた。また、ＣＤ（Compact Disc）は今も普及している。現在、これらの光ディスクよりもさらに高密度化・大容量化されたブルーレイディスク（Blu-ray Disc；以下ＢＤ）などの次世代光ディスクの開発・実用化が進められている。
【０００６】
これらの光ディスクは、その種類に応じて異なる多様な断面構造を有している。例えば、トラックの物理的構造、トラックピッチ、情報記録層の深さ（光ディスクの光入射側表面から情報記録層までの距離）などが異なるものがある。このように物理的な構造の異なる複数種類の光ディスクから適切にデータを読み出し、あるいは、データを書き込むためには、光ディスクの種別に応じた開口数（ＮＡ）を有する光学系を用いて適切な波長（λ）のレーザ光を光ディスクの情報記録層に照射する必要がある。
【０００７】
光ディスクの記録密度は(ＮＡ／λ)の２乗に比例することが知られており、光ディスクの記録密度に応じてＮＡおよびλは定められている。さらにＮＡおよびλに応じて、情報記録層の深さは定められている。これらの光ディスクは、その種類に応じて、情報記録層の深さやＮＡが異なるため、ワーキングディスタンス（ＷＤ；対物レンズと光ディスク表面までの距離）もさまざまである。
【特許文献１】特開２００６−２４２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、１つの光ピックアップでＢＤ、ＤＶＤを再生しようとした場合には、ＤＶＤを装置に装填した際のＷＤは必ずしも広くはならないにも関わらず、焦点深度は深いままであるので、ＤＶＤの場合にはフォーカス外れ検出が遅れて光ディスクに衝突してしまう。
【０００９】
例えば図６のような２レンズ構成の場合は、ＤＶＤを再生していても、ＷＤはＢＤ側の対物レンズ２０１で決定されてしまい、そのＷＤはＤＶＤ再生機の１／２以下（０．５ｍｍ）となってしまう。あるいは図７のような１レンズ構成においては、ＢＤの焦点位置は光ディスク表面から０．１ｍｍの位置となるが、ＤＶＤのときは光ディスク表面から０．６ｍｍの位置へ焦点を合わせる必要があるため、位相輪帯素子２５などの光学素子でＤＶＤ側のビームに意図的に収差等を発生させたり、屈折させたりして、光ビームを外側に発散させてから対物レンズ２０に入射させている。そのため物理的には対物レンズ２０を接近させる必要がある。よってこの場合のＤＶＤのＷＤはＢＤよりも狭くなるケースがありうる（例えばＤＶＤは０．３ｍｍ  ＢＤが０．５ｍｍ）。
【００１０】
何れの場合も、ＢＤ／ＤＶＤの再生機においては、従来のＤＶＤ再生機よりもＷＤは小さくなってしまうので、車載環境などにおいて外部振動、衝撃によってフォーカス制御が外れた場合に、従来では対物レンズ２０と光ディスクが衝突するまでに間に合った検出が、間に合わなくなって、衝突が発生し、ハードコートのないＤＶＤディスクに傷をつけたり、樹脂化合物で形成された対物レンズプロテクタ（不図示）を摩耗、破損して、対物レンズ自体に傷をつけたりするという課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、１つの光ピックアップでＢＤ、ＤＶＤを再生する場合に、何れにおいても速やかにフォーカス外れを検出し、対物レンズ２０と光ディスクとの衝突を確実に回避できる光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光ディスク装置は、装置に装填された光ディスクの情報記録層に光ビームを放射する光源と前記光ビームを集束する対物レンズと前記対物レンズを前記光ディスクのディスク面に対して垂直方向に移動するフォーカスアクチュエータとを有し前記情報記録層からの反射光に基づいて電気信号を生成する光ピックアップを備え、フォーマットの異なる少なくとも２種類の光ディスクを再生可能な光ディスク装置であって、前記電気信号に基づいて前記フォーカスアクチュエータの動作を制御するフォーカス制御部と、前記対物レンズが前記光ディスクの面から離れる方向に移動するように前記フォーカスアクチュエータの動作を制御する回避パルス出力部と、前記電気信号の振幅と所定の検出レベルとの比較結果からフォーカス外れが発生したことを検出するフォーカス外れ検出部と前記フォーカス外れ検出部の検出結果に応じて前記フォーカス制御部による前記フォーカスアクチュエータの動作制御と前記回避パルス出力部による前記フォーカスアクチュエータの動作制御とを切換える切換部とを有し、再生される光ディスクの前記フォーマットの違いに応じて前記検出レベルの値を変更するように構成した。
【００１３】
ここで、フォーマットとは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、さらにデータの高密度化・大容量化を実現したＢＤなどを含む光ディスクの種類を指し、これらの光ディスクは、記録密度、情報記録層の深さなどがそれぞれ異なる。また、フォーカス外れとは、光ピックアップで電気信号を生成できなくなってしまう程に光源から放射された光ビームの焦点が光ディスクの情報記録層上に定まらない状態を指す。
【００１４】
この構成により、フォーマットの異なる光ディスクを再生できる光ディスク再生装置にて、いずれの光ディスクを再生する場合においても最適にフォーカス外れを検出することができる。
【００１５】
また、本発明の光ディスク装置は、前記フォーマットの異なる少なくとも２種類の光ディスクは記録密度が異なる第１の光ディスクと第２の光ディスクとを含み、前記光源は前記第１の光ディスクのフォーマットに対応する第１の光ビームを放射する第１の光源と前記第２の光ディスクのフォーマットに対応する第２の光ビームを放射する第２の光源とを含み前記フォーカス外れ検出部の前記検出レベルは前記第１の光ディスクのフォーカス外れを検出する場合の第１の検出レベルと前記第２の光ディスクのフォーカス外れを検出する第２の検出レベルとを含み、前記第１の光ディスクが装填された場合は前記第１の光源と前記第１の検出レベルとが設定され、前記第２の光ディスクが装填された場合は前記第２の光源と前記第２の検出レベルとが設定されるように構成した。
【００１６】
この構成により、フォーマットの異なる光ディスクを再生できる光ディスク再生装置にて、記録密度が異なる第１の光ディスクと第２の光ディスクとのそれぞれの光ディスクを再生する場合においても最適にフォーカス外れを検出することができる。
【００１７】
また、本発明の光ディスク装置は、前記光ディスク装置に装填された光ディスクが前記フォーマットの異なる光ディスクのうちいずれの光ディスクであるかを判別するディスク判別部を備え、前記光ディスク装置の起動時において前記フォーカス制御部の動作停止時に前記検出レベルの初期設定を行い、前記判別部によるディスク判別後であって前記フォーカス制御部の動作時に前記検出レベルの再設定を行うように構成した。
【００１８】
ここで、起動時とは、光ディスクが光ディスク装置内に入り込んでターンテーブル上に固定された状態から光ディスク内周部に記録されているコントロールデータをリードし必要な情報を獲得した後、内周の所定位置で待機するまでの間を指す。
【００１９】
この構成により、光ディスク装置の起動時のフォーカス制御動作開始直後などにおいて、フォーカス外れを検出し、さらに起動終了後の記録あるいは再生状態においても、できるだけ正確にフォーカス外れを検出することができる。
【００２０】
また、本発明の光ディスク装置は、前記ディスク判別手段が前記光ディスク装置に前記第１の光ディスクが装填されたと判別した場合は前記第１の光源が光ビームを放射して初期設定が実行され、前記ディスク判別手段が前記光ディスク装置に前記第２の光ディスクが装填されたと判別した場合は前記第２の光源が光ビームを放射して前記初期設定が実行されるように構成されている。
【００２１】
ここで、装填とは、光ディスクが装置内に入り込んでターンテーブル上に固定された状態を指す。
【００２２】
この構成により、フォーマットの異なる第１の光ディスクと第２の光ディスクを再生できる光ディスク再生装置において、いずれの光ディスクに対しても起動時のフォーカス制御動作開始直後などにおいて確実にフォーカス外れを検出することができる。
【００２３】
また、本発明の光ディスク装置は、前記フォーカス外れ検出部の前記検出レベルは、前記電気信号の振幅の低下率で規定されるように構成した。
【００２４】
ここで、振幅の低下率とは、電気信号振幅のピーク値を１００％として、電気信号振幅の低下量を、ピーク値に対してどれだけ低下したかを割合で表したものを指す。
【００２５】
この構成により、光ディスク個々で異なる電気信号振幅のピーク値に影響されることなく最適な検出レベルを設定することができる。
【００２６】
また、本発明の光ディスク装置は、前記検出レベルは前記対物レンズのワーキングディスタンス、前記フォーカスアクチュエータ制御が外れてから前記フォーカス外れ検出部が動作するまでの時間、前記光ディスクに近づく時の前記対物レンズ加速度および前記光ディスクから遠ざかる時の前記対物レンズ加速度に応じて設定される構成とした。
【００２７】
この構成により、フォーカス外れ誤検出による余分な回避運動を極めて少なくすることができる。
【００２８】
また、本発明の光ディスク装置は、初期設定された前記検出レベルは、光ディスクの回転動作が停止した状態で得られる前記電気信号に基づいて設定され、再設定された前記検出レベルは光ディスクの回転動作が実行されている状態で得られる前記電気信号に基づいて設定される構成とした。
【００２９】
この構成により、起動処理手順を変更することなく、起動時のフォーカス制御動作開始直後などにおいて、フォーカス外れを検出し、さらに起動終了後の再生状態においても、正確にフォーカス外れを検出することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の光ディスク装置は、光ピックアップが生成する電気信号（例えばＲＦ信号）に基づいて、外部からの衝撃などでフォーカス制御が外れた場合でも、速やかに回避信号を生成して衝突を回避する機能を、１つの光ピックアップでＢＤ、ＤＶＤを再生する場合において、何れの光ディスクにおいても実現することができ、信頼性の高い光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、光ディスク１００を模式的に示す斜視図である。参考のため、図１には、対物レンズ（集束レンズ）２０と、この対物レンズ１０によって集束されたレーザ光２２が示されている。レーザ光２２は、光ディスク１００の光入射面から情報記録層に照射され、情報記録層上に光ビームスポットを形成する。
【００３２】
光ディスクに記録されているデータは、比較的弱い一定の光量の光ビームを回転する光ディスクに照射し、光ディスクによって反射された反射光を検出することによって再生される。
【００３３】
再生専用の光ディスクには、光ディスクの製造段階でピットによる情報が予めスパイラル状に記録されている。これに対して、書き換え可能な光ディスクでは、スパイラル状のランドまたはグルーブを有するトラックが形成された基材表面に、光学的にデータの記録／再生が可能な記録材料膜が蒸着等の方法によって堆積されている。書き換え可能な光ディスクにデータを記録する場合は、記録すべきデータに応じて光量を変調した光ビームを光ディスクに照射し、それによって記録材料膜の特性を局所的に変化させることによってデータの書き込みを行う。
【００３４】
なお、ピットの深さ、トラックの深さ、および記録材料膜の厚さは、光ディスク基材の厚さに比べて小さい。このため、光ディスクにおいてデータが記録されている部分は、２次元的な面を構成しており、「情報記録面」と称される場合がある。以下の説明では、このような情報記録面が深さ方向にも物理的な大きさを有していることを考慮し、「情報記
録面」の語句を用いる代わりに、「情報記録層」の語句を用いることとする。光ディスクは、このような情報記録層を少なくとも１つ有している。なお、１つの情報記録層が、現実には、相変化材料層や反射層などの複数の層を含んでいてもよい。
【００３５】
記録可能な光ディスクにデータを記録するとき、または、このような光ディスクに記録されているデータを再生するとき、光ビームが情報記録層における目標トラック上で常に所定の集束状態となる必要がある。そのためには、「フォーカス制御」および「トラッキング制御」が必要となる。「フォーカス制御」は、光ビームの焦点の位置が常に情報記録層上に位置するように対物レンズ２０の位置を情報記録層の法線方向（以下、「基板の深さ方向」と称する。）に制御することである。一方、トラッキング制御とは、光ビームのスポットが所定のトラック上に位置するように対物レンズ２０の位置を光ディスクの半径方向（以下、「ディスク径方向」と称する。）に制御することである。
【００３６】
図２（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、それぞれ、ＣＤ、ＤＶＤ、およびＢＤの断面の概略を模式的に示している。図２に示される各光ディスクは、表面（光入射側表面）１００ａおよび裏面（レーベル面）１００ｂを有し、それらの間に少なくとも１つの情報記録層１４を有している。光ディスクの裏面１００ｂには、タイトルやグラフィックスのプリントを含むレーベル層１８が設けられている。いずれの光ディスクも全体の厚さは１．２ｍｍであり、直径は１２ｃｍである。簡単のため、図面中にはピットやグルーブなどの凹凸構造は記載していないし、反射層などの記載も省略している。
【００３７】
図２（ａ）に示されるように、ＣＤの情報記録層１４は、表面１００ａから約１．１ｍｍの深さに位置している。ＣＤの情報記録層１４からデータを読み出すには、近赤外レーザ（波長：７８５ｎｍ）を集束し、その焦点が情報記録層１４上に位置するように制御する必要がある。レーザ光の集束に用いる対物レンズの開口数（ＮＡ）は、約０．５である。
【００３８】
図２（ｂ）に示されるように、ＤＶＤの情報記録層１４は、表面１００ａから約０．６ｍｍの深さに位置している。現実のＤＶＤでは、約０．６ｍｍの厚さを有する２枚の基板が接着層を介して張り合わせられている。２層の情報記録層１４を有する光ディスクの場合、表面１００ａから情報記録層１４までの距離は、それぞれ、約０．５７ｍｍおよび約０．６３ｍｍ程度であり、近接している。このため、情報記録層１４の数によらず、図面では１層の情報記録層１４のみを記載している。ＤＶＤの情報記録層１４からデータを読み出し、データを書き込むには、赤色レーザ（波長：６６０ｎｍ）を集束し、その焦点が情報記録層１４上に位置するように制御する必要がある。レーザ光の集束に用いる対物レンズの開口数（ＮＡ）は、約０．６である。
【００３９】
図２（ｃ）に示されるように、ＢＤは、表面１００ａの側に厚さ１００μｍの薄いカバー層（透明層）１６が設けられており、情報記録層１４は表面１００ａから約０．１ｍｍの深さに位置している。ＢＤの情報記録層１４からデータを読み出すには、青紫レーザ（波長：４０５ｎｍ）を集束し、その焦点が情報記録層１４上に位置するように制御する必要がある。レーザ光の集束に用いる対物レンズの開口数（ＮＡ）は、０．８５である。
【００４０】
このように多様な光ディスクが流通している状況においては、１つの光ディスク装置によって多くの種類の光ディスクの記録／再生が可能なことが求められている。これを実現するには、光ディスク装置が複数種類の光ディスクに対応可能な光源および光学系を備える必要があるとともに、光ディスク装置に装填された全ての光ディスクがハードコートによって保護されているわけではないので、対物レンズと光ディスクの衝突は可能な限り回避することが必要になる。
【００４１】
図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、ＢＤおよびＤＶＤで光ディスク上の情報信号であるＲＦ信号を示した波形図である。この図は、ＢＤ、ＤＶＤ共にＡ点において外部から衝撃が印加して、フォーカス制御が外れた状態を示しているが、図４（ａ）に示すようにＢＤは対物レンズ２０１のＮＡが大きく（０．８５）ＷＤが狭いため、フォーカスの焦点深度ｅが浅い。また逆にＤＶＤはＢＤに比べ、対物レンズ２０２のＮＡが小さく（０．６）ＷＤが広いため、図４（ｂ）に示すようにフォーカスの焦点深度ｆが深い。これによって図５のようにフォーカス位置Ｘに対するＲＦ信号振幅特性Ｙを測定すると、ＤＶＤに比べてＢＤはデフォーカスに対して顕著に振幅が変動する。したがって一旦フォーカス制御が外れて合焦点からずれていくと、同じ３５％低下の位置を外れ検出のレベルとおくと、ＢＤは約０．８ｍｓと高速に検出できるが、ＤＶＤは３ｍｓとその検出時間は長くなる。
【００４２】
よってＢＤ、ＤＶＤの単体機においては、ＷＤの狭いＢＤは検出が速くできて光ディスク手前で衝突を回避でき、ＤＶＤは検出が遅いがＷＤが広いので、回避のタイミングは間に合うという両者の特長を引き出すことができる。
【００４３】
図８に本発明の光ディスク装置の概略構成を示す。
【００４４】
本発明の光ディスク装置は、ＮＡの異なる対物レンズによって光ビームを生成照射して光ディスクの情報記録密度が異なる複数種類の光ディスクからデータを読み出すことができる。
【００４５】
これらの光ディスクは、光ディスクの表面側からレーザ光の照射を受け、データの記録および／または再生が可能となる構造を有している。
【００４６】
本発明の光ディスク装置は、公知のＤＶＤプレーヤなどの光ディスク装置と同様に、装填された光ディスクを回転させるスピンドルモータなどの駆動機構を備えている。
【００４７】
上記した複数種類の光ディスクのうちからユーザが任意に選択した１つの光ディスクを駆動機構に装填すると、後述する動作が実行され、光ディスクの判別が行われた後に、フォーカス制御、トラッキング制御が実施され、光ディスク上の情報信号が読み取れる状態に起動する。
【００４８】
本発明の光ディスク装置１は、半導体レーザ、受光素子、対物レンズ、半透明なハーフミラーとプリズムなどを組み合わせたビームスプリッタなどを含む光ピックアップ１０３と、光ピックアップ１０３の動作を制御するサーボ制御部１０６と、光ディスク１００上に記録された情報を光ピックアップ１０３で読取って変換した信号を再生する再生部１１０を備えている。
【００４９】
光ピックアップ１０３は、ディスクモータ１０１上に装填された光ディスク１００に対して、集束したレーザ光を照射し、光ディスクから反射された光量に基づいて電気信号を生成する。
【００５０】
サーボ制御部１０６は、ディスクモータ１０１に装填された光ディスク１００に対して光ピックアップ１０３を駆動し、フォーカス制御、トラッキング制御を行う。
【００５１】
再生部１１０は、光ピックアップ１０３で変換された電気信号をホストＰＣや映像音声部へ転送するデジタル信号にするためのものであり、２値化部１１２、ＰＬＬ部１１３、復調部１１４、エラー訂正部１１５で構成される。
【００５２】
光ピックアップ１０３で生成された電気信号を波形等価器１１１でイコライジングして
アナログ再生信号を生成する。生成されたアナログ再生信号は、２値化部１１２で、デジタル信号に変換され、（あるいは２値化された後）このデジタル信号（あるいは２値化信号）がＰＬＬ部１１３に入力されることによってリードクロック（基準クロック）と同期してデータ抽出され、復調部１１４、エラー訂正部１１５を経由して、光ディスク規格上固定のＥＣＣブロック（例えばＤＶＤ−ＲＯＭでは１８２バイト、ＢＤ−ＲＯＭでは１５５バイト）毎にエラー訂正を実行する。その後Ｉ／Ｆ部１２０を介してホストへと転送される。
【００５３】
図９は図８の光ディスク装置におけるサーボ制御部とその周辺部分の構成をさらに詳しく示したものである。次に図９を用いて詳細に説明する。
【００５４】
光ピックアップ１０３は、ＢＤ用のＮＡ０．８５の対物レンズ２０１、ＤＶＤ用のＮＡ０．６の対物レンズ２０２と２枚の対物レンズを具備し、その２枚の対物レンズ２０１、２０２を１対のフォーカスアクチュータ２０３とトラッキングアクチュエータ２０４とで駆動する構成となっている。
【００５５】
青紫色レーザダイオード２１９から出射された光ビームがコリメータレンズ２１０を通過して偏向ビームスプリッタ２０７に入射され、偏向ビームスプリッタ２０７によって光路を変更されて対物レンズ２０１に入射し、この入射光が対物レンズ２０１によって光ディスク１００の情報記録層に焦点を生ずるように集光される。
【００５６】
光ディスク１００から反射された反射光は、偏向ビームスプリッタ２０７を通過し、検出レンズ２０９によって照射面積が所定の大きさになるよう絞られて、４分割ディテクタ２１１に届く。そして、４分割ディテクタ２１１のＡＢＣＤそれぞれの領域で照射光量に応じて大きさが変化する電気信号に変換され、この電気信号がそれぞれプリアンプ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄで増幅される。増幅された電気信号は加算器２２３、２２４及び差動増幅器２２５にて処理されてフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）が生成される。また、ＦＥ信号の生成と同時に、増幅された電気信号は加算器２２３、２２４、２２６で処理されてＲＦ信号（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ信号）が生成される。さらに、増幅された電気信号は加算器２２３、２２４及びコンパレータ２２７、２２８、位相比較器２２９、差動増幅器２３０で処理されて位相差トラッキングエラー信号（ＴＥ信号）が生成される。
【００５７】
ＦＥ信号は、Ａ／Ｄ変換器２３１を介してＤＳＰ（Digital Signal Processor）３００内の遅延器や増幅器、加算器からなるフォーカス制御部３０１へ出力される。フォーカス制御部３０１は、入力信号をデジタル演算してＰＷＭ変換し駆動部２３３へ出力し、駆動部２３３で電流増幅を行い、フォーカスアクチュエータ２０３を駆動して光ビームが光ディスクの情報記録層で合焦する状態になるよう制御を行う。
【００５８】
同様にＴＥ信号は、ＡＤ変換器２３２を介して、ＤＳＰ３００内の遅延器や増幅器、加算器からなるトラッキング制御部３０２へ出力される。トラッキング制御部３０２は、入力信号をデジタル演算してＰＷＭ変換し駆動部２３４へ出力し、駆動部２３４で電流増幅を行い、トラッキングアクチュエータ２０４を駆動して、光ビームがトラックを正しく走査するよう制御を行う。
【００５９】
次に本発明の主要部分であるフォーカス外れ検出、衝突回避について説明する。
【００６０】
加算器２２６より出力されるＲＦ信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０５と整形部２３５を介してＤＳＰ３００に入力される。
【００６１】
さらにその信号はフォーカス外れ検出部３０４へと入力され、フォーカス外れ検出部３０４は、入力されたＲＦ信号の振幅値を所定の検出レベルと比較することで、フォーカス外れを検出し、検出直後速やかに回避パルス部３０５へ信号を出力するとともに、切り換えスイッチ３０３にも信号を出力し、接点Ａ−Ｃが接続するように接続点を切り換える。
【００６２】
上記のようにフォーカス外れ検出部３０４から信号を受けた場合、回避パルス部３０５は、所定の電圧、時間幅の方形波パルスを切り換えスイッチを介して駆動部へ出力する。すると、対物レンズ２０１，２０２が光ディスク１００から離れる方向に対物レンズ２０１，２０２が移動するようフォーカスアクチュエータ２０３が駆動される。
【００６３】
この動作のモデルを示したものが図１０である。図１０（ｂ）は、対物レンズと光ディスクの位置を時系列的に示した模式図であり、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）に対応したタイミングにおけるＲＦ信号を示す図であり、図１０（ｄ）は図１０（ｂ）に対応したタイミングにおけるフォーカス駆動信号を示す図である。
【００６４】
図１０に示すように再生状態において、タイミングｔｘで外部からの衝撃などによって、フォーカス制御が外れると、フォーカスループは閉じたままなので、その応答により図１０（ｄ）のように一旦フォーカス駆動信号に三角波Ｔの駆動電圧が発生し、図１０（ｂ）のタイミングｔ１からｔ２のように対物レンズは光ディスクへ接近していく。
【００６５】
このときフォーカスがずれていくので、図１０（ｃ）のようにＲＦ振幅は低下していく。
【００６６】
このＲＦ振幅の低下を検出することで、フォーカス外れを検出している。より詳細には、ＲＦ信号の振幅値を所定の検出レベルと比較することで、フォーカス外れを検出している。
【００６７】
ここで、例えばＢＤであれば再生状態の振幅に対し、３５％の低下でフォーカス外れを検出し、回避パルスＰを出力するように設定すれば、対物レンズが光ディスクに衝突することなく回避できるが、ＤＶＤにおいて、同様に再生状態の振幅の３５％の低下でフォーカス外れ検出したのでは、検出が遅れタイミングｔ３で対物レンズと光ディスクの衝突が発生する。
【００６８】
よってＤＶＤであれば再生状態の５５％への低下でフォーカス外れを検出し回避パルスを出力するように設定を切り換えることで、フォーカス外れ検出を早め、対物レンズと光ディスクの衝突を回避することができる。なお、図１０（ａ）は、比較のために図示したものである。詳細には、図１０（ａ）も対物レンズと光ディスクの位置関係を時系列で模式的に表しているものであるが、図１０（ａ）は、本発明の制御を適用しなかった場合、すなわち、回避パルスをタイミングよく出力しなかった場合の位置関係を示すものであり、タイミングｔ３からｔ４の間に対物レンズ２０が光ディスクの表面１００ａに衝突してしまう状態を示している。
【００６９】
図１１は発明者の実験によってフォーカス外れ時の加速度を測定し、フォーカスが外れた際の実際の対物レンズの時間と距離を計算した特性図である。太実線は、回避パルスを発生せず自然到達した場合、細実線はＢＤで回避パルスを出して衝突を回避した場合、細点線はＤＶＤで回避パルスを出して衝突を回避した場合の特性を示す。
【００７０】
ＢＤディスクが装填された場合には青紫色半導体レーザ２１９が発光し、ＢＤ用の光ビームが形成され、フォーカス、トラッキング制御がＯＮされて、ＢＤディスク上の情報の再生が行われる。ＢＤディスク上の情報の再生が可能な状態の時は、フォーカス外れ検出
部３０４の検出レベル（ＲＦ信号振幅の低下率）は、レベルＢ（再生時の３５％程度）を設定すると、検出時間は０．８ｍｓとなる。
【００７１】
このとき対物レンズは図１１に示すように光ディスク表面に対して最悪でも−０．０７５ｍｍ以下のところから降下できるので衝突することはない。
【００７２】
ＤＶＤディスクが装填された場合には赤色半導体レーザ２０５が発光し、ＤＶＤ用の光ビームが形成され、フォーカス、トラッキング制御がＯＮされて、ＤＶＤディスク上の情報の再生が行われる。
【００７３】
ＤＶＤディスク上の情報の再生が可能な状態の時は、フォーカス外れ検出部３０４の検出レベル（ＲＦ信号振幅の低下率）は、レベルＤ（再生時の５５％程度）が設定され、検出時間は１．６ｍｓとなる。このとき、対物レンズは図１１に示すように光ディスク表面に対して最悪でも−０．１ｍｍ以下のところから降下できるので同様に衝突することはない。
【００７４】
そこで本実施形態においてはＤＶＤとＢＤとで以下のように検出の切換を行っている。図１２は、本発明の光ディスク装置において、ＢＤとＤＶＤでフォーカス外れ検出レベルを切り換える処理を含む起動処理を示すフローチャートである。
【００７５】
装置に光ディスクが挿入されると、光ディスクの回転を停止した状態で、青紫色のレーザを発光（Ｓ１）、赤色のレーザを順次発光し（Ｓ３）、そのときの４分割ディテクタ２１１により変換された信号の振幅値（以下ＡＳレベルという）、ＲＦ信号の振幅値を検出して光ディスクの有無とＢＤかＤＶＤかの判別（Ｓ２、Ｓ４）を行う。
【００７６】
このときの検出したＲＦのピークレベル、またはＡＳピークレベルを保持し、ＢＤ、ＤＶＤ判別結果に基づいて、ＢＤの場合は、そのピーク値の３５％の値、あるいはＤＶＤの場合はそのピーク値から５５％の値をそれぞれ検出レベルとして設定（Ｓ１１、Ｓ２１）している。
【００７７】
その後、光ディスクを回転し（Ｓ１２、Ｓ２２）、装填された光ディスクに合致したレーザを発光して（Ｓ１３，Ｓ２３）、フォーカスを引き込む（Ｓ１４、Ｓ２４）。さらにトラッキングを引き込んだ後（Ｓ１５、Ｓ２５）、サーボの各学習（フォーカス位置学習、球面収差学習、ループゲイン学習）を実施後（Ｓ１６、Ｓ２６）、ＲＦあるいはＡＳの振幅レベルを再度測定し（Ｓ１７、Ｓ２７）、ＢＤの場合はその再測定値の３５％、ＤＶＤの場合はその再測定値の５５％の値をフォーカス外れ検出部に再設定する（Ｓ１８、Ｓ２８）。
【００７８】
その後、内周のコントロールデータをリードし必要な情報を獲得した後、内周の所定位置で待機し起動を完了する（Ｓ１９、Ｓ２９）。
【００７９】
以上のように、一旦ディスク判別時のＲＦのピークを保持し、フォーカス外れ検出レベルを仮設定し、さらに、フォーカス位置などの調整が終わり、ＲＦ振幅が所定の振幅になったとき、再度計測して本設定を行うことで、フォーカスＯＮ直後などの起動途中でフォーカス制御が外れた場合でも衝突を回避でき、さらに再生状態となったときはできるだけ正確にフォーカス外れを検出することで、フォーカス外れ誤検出による余分な回避運動を極めて少なくすることができる。
【００８０】
なお本実施形態では、ＢＤの場合の検出レベルを３５％、ＤＶＤの場合は５５％としたが、このレベルは光ディスクの信号の変調率や再生パワーあるいはＢＤ、ＤＶＤのそれぞ
れのＷＤに応じて適宜最適な値を算出し設定すればよい。
【００８１】
つまり、ＢＤかＤＶＤかなど、光ディスクの種類によってＷＤは異なり、さらに、同じＢＤであっても、光ピックアップの光学部品の構成が異なれば、ＷＤも異なる。そして、光ビームが合焦点位置からずれた距離に対するＲＦ信号振幅の低下量もＢＤとＤＶＤ、さらには光ピックアップが違えば異なる。よって、あるＷＤの範囲内で、対物レンズが加速度をもって、光ディスク表面に近づいている状態から対物レンズに光ディスクから遠ざかる方向の一定の加速度を加え、光ディスク表面に衝突することなく遠ざけるようにするには、主として「ＷＤ」と「フォーカス制御が外れてからフォーカス外れ検出部が動作するまでの時間」と「光ディスクに近づく時の対物レンズ加速度」と「光ディスクから遠ざかる時の対物レンズ加速度」で決まる。
【００８２】
「フォーカス制御が外れてからフォーカス外れ検出部が動作するまでの時間」は、フォーカス外れ検出をＲＦ信号振幅の低下率で検出しているため、「光ディスクに近づく時の対物レンズ加速度」と「光ビームが合焦点位置からずれた距離に対するＲＦ信号振幅の低下量」と「ＲＦ信号振幅が何％低下した時をフォーカス外れ検出とするか」で決まる。これらより、対物レンズが光ディスクに衝突することなく回避できる値を算出し「フォーカス制御が外れてからフォーカス外れ検出部が動作するまでの時間」を設定すれば良い。
【００８３】
また、本実施例では、ＲＦ信号の振幅低下によって検出レベルを設定しているが、ＲＦ信号でなく、光検出器の全光量信号の低下、あるいはフォーカスエラー信号の所定レベルへの到達によって、フォーカス外れを検出することも可能で、この構成であれば、再生専用装置だけでなく、記録可能なＢＤ−ＲＥやＤＶＤ−ＲＷ、ＲＡＭなどの光ディスクに信号を記録する記録装置にも適応することが可能である。
【００８４】
さらに本実施の形態はＢＤディスク、ＤＶＤディスクを再生する装置を例にあげて説明してきたが、赤外レーザを搭載しＢＤ、ＤＶＤに加え、ＣＤも再生あるいは記録する装置においても、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤでそれぞれのＷＤと焦点深度あるいはフォーカス範囲に応じたフォーカス外れの検出レベルを予め設定してもよい。このような場合でも本発明の効果は同様である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
多様な規格に基づいて製造されたＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなど各種光ディスクの再生が可能な光ディスク装置およびその駆動方法が提供される。本発明の光ディスク装置は、特に、ＢＤの再生を行うために、ＮＡの大きな対物レンズを搭載したワーキングディスタンス（ＷＤ）が狭い光ピックアップを備え、さらに車載環境などで外部振動、衝撃によってフォーカス制御が外れた場合でも、対物レンズの衝突や傷つきに対して顕著な効果を発揮するため、次世代光ディスクの普及に大いに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】光ディスク１００を模式的に示す斜視図
【図２】（ａ）ＣＤの断面の概略を模式的に示す断面図（ｂ）ＤＶＤの断面の概略を模式的に示す断面図（ｃ）ＢＤの断面の概略を模式的に示す断面図
【図３】（ａ）ＢＤ再生時においてフォーカス制御が外れた場合ＲＦ波形を示す図（ｂ）ＤＶＤ再生時においてフォーカス制御が外れた場合ＲＦ波形を示す図
【図４】（ａ）ＢＤにおけるＮＡ、ＷＤ、焦点深度を説明するための対物レンズと光ビームを模式的に示す断面図（ｂ）ＤＶＤにおけるＮＡ、ＷＤ、焦点深度を説明するための対物レンズと光ビームを模式的に示す断面図
【図５】ＢＤおよびＤＶＤのフォーカス位置に対するＲＦ振幅変化を示す特性図
【図６】ＢＤ、ＤＶＤの再生互換機における２レンズ方式を模式的に示す断面図
【図７】（ａ）ＢＤの再生互換機における１レンズ方式を模式的に示す断面図（ｂ）ＤＶＤの再生互換機における１レンズ方式を模式的に示す断面図
【図８】本発明の実施形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施形態における光ディスク装置のサーボ制御部及びその周辺の構成を示した詳細ブロック図
【図１０】本実発明の実施の形態において、対物レンズと光ディスクの位置関係及びそれに対応したＲＦ信号とフォーカス駆動信号を示すタイミング図
【図１１】本発明の実施形態において、フォーカスが外れた際の実際の対物レンズの時間と距離を計算した特性図
【図１２】本発明の実施形態における起動処理を示す図
【符号の説明】
【００８７】
１  光ディスク装置
１０  対物レンズ
１２  レーザ光
１４  情報記録層
１６  カバー層（透明層）
１８  レーベル層
２５  位相輪帯素子
１００  光ディスク
１０１  ディスクモータ
１０２  駆動部
１０３  光ピックアップ
１０５  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１０６  サーボ制御部
１１０  再生部
１１１  波形等価器
１１２  二値化部
１１３  ＰＬＬ部
１１４  復調部
１１５  エラー訂正部
１２０  Ｉ／Ｆ部
２０１、２０２  対物レンズ
２０３  フォーカスアクチュエータ
２０４  トラッキングアクチュエータ
２０５  青紫色レーザダイオード
２０６  コリメータレンズ
２０７  偏向ビームスプリッタ
２０８  検出レンズ
２１１  ４分割ディテクタ
２２２  プリアンプ
２２３，２２４，２２６  加算器
２２５、２３０  差動増幅器
２２７，２２８  コンパレータ
２２９  位相比較器
２３１，２３２  ＡＤ変換器
２３３，２３４  駆動部
２３５  整形部
３００  ＤＳＰ
３０１  フォーカス制御部
３０２  トラッキング制御部
３０３  切替スイッチ
３０４  フォーカス外れ検出部
３０５  回避パルス部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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