(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光検出器の出力信号に基づいて得られるフォーカスエラー信号（以下、「ＦＥ信号」という）とトラッキングエラー信号とを用いて光ディスクを対象とする記録再生制御を実行する光ディスク装置において、
前記ＦＥ信号の検出用閾値として、集光スポットが光ディスクの表面又は前記表面から前記光ディスクの厚さ方向に順次形成された複数の記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最大値の内での最小値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間に第１閾値を、前記第１閾値と前記基準レベルとの中間に第２閾値を、集光スポットが光ディスクの表面又は前記複数の記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最小値の内での最大値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間に第４閾値を、前記第４閾値と前記基準レベルとの中間に第３閾値をそれぞれ設定し、
前記ＦＥ信号が前記第１閾値乃至前記第４閾値になったことをそれぞれ検出する第１検出手段乃至第４検出手段と、
前記第１検出手段乃至第４検出手段がその順序で検出を行った場合に、前記第１検出手段の検出時点から前記第４検出手段の検出時点までの時間を計測する第１計時手段と、
前記第１検出手段乃至第４検出手段がその順序で検出を行った場合に、前記第２検出手段の検出時点から前記第３検出手段の検出時点までの時間を計測する第２計時手段と、
前記第２計時手段と前記第１計時手段による各計測時間の比を求め、前記比が所定値以下であった場合には光ディスクの表面又は前記複数の記録層に対する集光スポットの位置を表す指標数を一定数だけ加算又は減算し、前記比が前記所定値より大きい場合には前記指標数をそのままとする第１処理手段と、
前記第４検出手段乃至第１検出手段がその順序で検出を行った場合に、前記第４検出手段の検出時点から前記第１検出手段の検出時点までの時間を計測する第３計時手段と、
前記第４検出手段乃至第１検出手段がその順序で検出を行った場合に、前記第３検出手段の検出時点から前記第２検出手段の検出時点までの時間を計測する第４計時手段と、
前記第４計時手段と前記第３計時手段による各計測時間の比を求め、前記比が前記所定値以下であった場合には前記指標数を前記第１処理手段とは逆の関係で一定数だけ加算又は減算し、前記比が前記所定値より大きい場合には前記指標数をそのままとする第２処理手段と
を具備したことを特徴とする光ディスク装置における集光スポット位置検出装置。
【請求項２】
光検出器の出力信号に基づいて得られるフォーカスエラー信号（以下、「ＦＥ信号」という）とトラッキングエラー信号とを用いて光ディスクを対象とする記録再生制御を実行する光ディスク装置において、
前記ＦＥ信号の検出用閾値として、集光スポットが光ディスクの表面又は前記表面から前記光ディスクの厚さ方向に順次形成された複数の記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最大値の内での最小値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間に上位閾値を、集光スポットが光ディスクの表面又は前記複数の記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最小値の内での最大値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間に下位閾値をそれぞれ設定し、
前記ＦＥ信号が前記上位閾値になったことを検出する上位検出手段と、
前記ＦＥ信号が前記下位閾値になったことを検出する下位検出手段と、
前記上位検出手段が検出を行った後、前記下位検出手段が検出を行うまで、所定時間毎に前記ＦＥ信号の変化値を求める第１の変化値演算手段と、
前記第１の変化値演算手段が求めた各変化値の内の最大値を求める最大値演算手段と、
前記最大値演算手段が求めた最大値と第１の所定値とを比較し、前記最大値が前記第１の所定値以下である場合には光ディスクの表面又は前記複数の記録層に対する集光スポットの位置を表す指標数を一定数だけ加算又は減算し、前記最大値が前記第１の所定値より大きい場合には前記指標数をそのままとする第１処理手段と、
前記下位検出手段が検出を行った後、前記上位検出手段が検出を行うまで、所定時間毎に前記ＦＥ信号の変化値を求める第２の変化値演算手段と、
前記第２の変化値演算手段が求めた各変化値の内の最小値を求める最小値演算手段と、
前記最小値演算手段が求めた最小値と第２の所定値とを比較し、前記最小値が前記第２の所定値以上である場合には前記指標数を前記第１処理手段とは逆の関係で一定数だけ加算又は減算し、前記最小値が前記第２の所定値より小さい場合には前記指標数をそのままとする第２処理手段と
を具備したことを特徴とする光ディスク装置における集光スポット位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク装置における集光スポット位置検出装置に係り、光ディスクに面振れがあっても集光スポットの位置を正確に検出でき、特に多層記録方式の光ディスクに有効な方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の高密度光ディスクでは多層記録方式が採用されるようになり、それらのディスクに対応した光ディスク装置では、情報の記録／再生を目的の記録層で行わせるために、光ピックアップの対物レンズの焦点位置に形成される集光スポットが光ディスクの厚み方向のどの位置にあるかを検出して確認する必要がある。また、光ディスク装置ではフォーカスサーボのゲイン調整等の初期設定を行うが、その際にも集光スポットの位置確認が必要となる。
【０００３】
そのため、光ビームの光ディスクでの反射光から得られるフォーカスエラー（ＦＥ）信号等を用いて集光スポットの位置を検出する方式が各種提案されている。例えば、下記特許文献１では、フォーカスサーボをオフ状態として、対物レンズを目的とする記録層に向けてフォーカス方向へ駆動し、対物レンズの駆動に伴って得られるＦＥ信号のＳ字特性が基準電圧を越えた回数によって目的とする記録層に到達したと判断し、最初にＦＥ信号が０レベルとなった時点でフォーカスサーボをオン状態とする方式が提案されている。また、下記特許文献２には、集光スポットを最下位置から最上位置まで移動させて、その際の光ディスクからの反射光の低域成分を閾値レベルと比較し、前記低域成分が所定レベル以上のときに“Ｈ”となる判別信号を得るようにして、その判別信号の“Ｈ”の数をサーボ処理回路で計数することによって光ビームの焦点位置が通過した記録層の数を検出する方式が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１８８２９４号公報
【特許文献２】特開平１１−２６５５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記のように光ディスク装置ではＦＥ信号等に基づいて光ディスクの記録層に対する集光スポットの位置を検出しているが、光ディスクの回転時にはディスク自体に生じている反りやターンテーブルの加工精度等に起因して面振れが不可避的に発生する。即ち、通常の記録再生モードで光ディスクが回転していると、対物レンズに対して光ディスクの表面と各記録層が短い周期で上下動するために、対物レンズの移動に伴って記録層毎に現れるべきＦＥ信号の変化が通常の順序どおり発生せず、集光スポットの位置を適正に検出できなくなる。
【０００５】
例えば、図１０は、光ディスクに面振れが発生していない状態で対物レンズを光ディスクに徐々に近づけた場合のＦＥ信号の変化を示す図である。同図において、対物レンズが位置P01へ移動した段階でのＦＥ信号の変化は光ディスクの表面での反射によるもの、位置P02，P03でのＦＥ信号の変化はそれぞれ第１層目と第２層目の記録層での反射によるものであり、対物レンズの移動に対してＦＥ信号の変化が表面から順に記録層毎に現れるため、それを検出すれば集光スポットの位置を確認することができる。一方、図１１は光ディスクに面振れが発生している状態で対物レンズを光ディスクに徐々に近づけた場合のＦＥ信号の変化を示す図である。対物レンズが位置P11へ移動した段階で光ディスクの表面での反射による変化が現れ、位置P12で第１層目の記録層での反射による変化が現れていることは図１０の場合と同様である。しかし、対物レンズが位置P12からP13へ移動する段階では光ディスクの面振れによって集光スポットが逆方向へ移動し、一旦第１層目を逆方向へ通過した後、そのまま第１層目と第２層目の間に停滞する。そして、光ディスクの面振れ量が減少してゆくのに対して対物レンズは継続的に上側へ移動しているため、対物レンズが位置P14に達した段階で集光スポットは再び第１層目を順方向へ通過し、その後、対物レンズが位置P15へ達すると集光スポットは第２層目を通過する。従って、光ディスクに面振れが発生していると、対物レンズがリニアに移動していても集光スポットが同一記録層を複数回通過してしまう場合があり、単にＦＥ信号の変化の発生数だけから集光スポットの位置を判定すると誤りが生じてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、光ディスク装置において、光ディスクに面振れがあっても集光スポットが光ディスクの厚み方向のどの位置にあるかを常に正確に検出できる集光スポット位置検出装置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】
【０００７】
第１の発明は、光検出器の出力信号に基づいて得られるＦＥ信号とトラッキングエラー信号とを用いて光ディスクを対象とする記録再生制御を実行する光ディスク装置において、前記ＦＥ信号の検出用閾値として、集光スポットが光ディスクの表面又は前記表面から前記光ディスクの厚さ方向に順次形成された複数の記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最大値の内での最小値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間に第１閾値を、前記第１閾値と前記基準レベルとの中間に第２閾値を、集光スポットが光ディスクの表面又は前記複数の記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最小値の内での最大値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間に第４閾値を、前記第４閾値と前記基準レベルとの中間に第３閾値をそれぞれ設定し、前記ＦＥ信号が前記第１閾値乃至前記第４閾値になったことをそれぞれ検出する第１検出手段乃至第４検出手段と、前記第１検出手段乃至第４検出手段がその順序で検出を行った場合に、前記第１検出手段の検出時点から前記第４検出手段の検出時点までの時間を計測する第１計時手段と、前記第１検出手段乃至第４検出手段がその順序で検出を行った場合に、前記第２検出手段の検出時点から前記第３検出手段の検出時点までの時間を計測する第２計時手段と、前記第２計時手段と前記第１計時手段による各計測時間の比を求め、前記比が所定値以下であった場合には光ディスクの表面又は前記複数の記録層に対する集光スポットの位置を表す指標数を一定数だけ加算又は減算し、前記比が前記所定値より大きい場合には前記指標数をそのままとする第１処理手段と、前記第４検出手段乃至第１検出手段がその順序で検出を行った場合に、前記第４検出手段の検出時点から前記第１検出手段の検出時点までの時間を計測する第３計時手段と、前記第４検出手段乃至第１検出手段がその順序で検出を行った場合に、前記第３検出手段の検出時点から前記第２検出手段の検出時点までの時間を計測する第４計時手段と、前記第４計時手段と前記第３計時手段による各計測時間の比を求め、前記比が前記所定値以下であった場合には前記指標数を前記第１処理手段とは逆の関係で一定数だけ加算又は減算し、前記比が前記所定値より大きい場合には前記指標数をそのままとする第２処理手段とを具備したことを特徴とする光ディスク装置における集光スポット位置検出装置に係る。
【０００８】
光ディスク装置において、集光スポットが光ディスクの表面や各記録層を通過する際には、ＦＥ信号は最大値と最小値をとって変化し、それら最大値と最小値の間で急峻な変化を呈しながら基準レベルをクロスする。一方、集光スポットが光ディスクの表面と記録層との間や各記録層の間を通過又は停滞している状態では、ＦＥ信号は基準レベル付近のレベルで安定する。また、集光スポットの進行方向によって、前記の最大値と最小値の現れ方は逆になる。従って、第２計時手段と第１計時手段による各計測時間の比や第４計時手段と第３計時手段による各計測時間の比を確認し、それが所定値以下であればＦＥ信号が基準レベル付近を急峻な変化でクロスしていることになる。この発明では、前記比が所定値以下か否かを判断して集光スポットの位置を表す指標数を加減するようにしており（但し、進行方向に応じて加減算関係は逆になる）、光ディスクの表面や記録層に対する集光スポットの相対的位置をその指標数に基づいて表すことができる。そして、本発明によれば、光ディスクに面振れが発生しても集光スポット位置の変化に対応して指標数を加減させることができるため、集光スポット位置を常に正確に表すことができる。
【０００９】
第２の発明は、光検出器の出力信号に基づいて得られるＦＥ信号とトラッキングエラー信号とを用いて光ディスクを対象とする記録再生制御を実行する光ディスク装置において、前記ＦＥ信号の検出用閾値として、集光スポットが光ディスクの表面又は前記表面から前記光ディスクの厚さ方向に順次形成された複数の記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最大値の内での最小値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間に上位閾値を、集光スポットが光ディスクの表面又は前記複数の記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最小値の内での最大値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間に下位閾値をそれぞれ設定し、前記ＦＥ信号が前記上位閾値になったことを検出する上位検出手段と、前記ＦＥ信号が前記下位閾値になったことを検出する下位検出手段と、前記上位検出手段が検出を行った後、前記下位検出手段が検出を行うまで、所定時間毎に前記ＦＥ信号の変化値を求める第１の変化値演算手段と、前記第１の変化値演算手段が求めた各変化値の内の最大値を求める最大値演算手段と、前記最大値演算手段が求めた最大値と第１の所定値とを比較し、前記最大値が前記第１の所定値以下である場合には光ディスクの表面又は前記複数の記録層に対する集光スポットの位置を表す指標数を一定数だけ加算又は減算し、前記最大値が前記第１の所定値より大きい場合には前記指標数をそのままとする第１処理手段と、前記下位検出手段が検出を行った後、前記上位検出手段が検出を行うまで、所定時間毎に前記ＦＥ信号の変化値を求める第２の変化値演算手段と、前記第２の変化値演算手段が求めた各変化値の内の最小値を求める最小値演算手段と、前記最小値演算手段が求めた最小値と第２の所定値とを比較し、前記最小値が前記第２の所定値以上である場合には前記指標数を前記第１処理手段とは逆の関係で一定数だけ加算又は減算し、前記最小値が前記第２の所定値より小さい場合には前記指標数をそのままとする第２処理手段とを具備したことを特徴とする光ディスク装置における集光スポット位置検出装置に係る。
【００１０】
前記第１の発明ではＦＥ信号の変化を検出するために４つ閾値を設けて変化状態を時間解析によって確認するようにしているが、この発明では２つの検出用閾値を用いてＦＥ信号が基準レベルを横切る際の傾斜を直接問題にしている。そして、そのための手法としては、ＦＥ信号が上位閾値をとった後に下位閾値をとった場合には所定時間毎の変化値の最大値を求めて第１の所定値と比較し、逆の場合には所定時間毎の変化値の最小値を求めて第２の所定値と比較するようにしており、それぞれ、最大値が第１の所定値より小さい場合や最小値が第１の所定値より大きい場合にはＦＥ信号が急峻な傾斜が基準レベルを横切っていることになるため、それらの場合には集光スポットが光ディスクの表面や記録層を通過しているとみなして集光スポットの位置を表す指標数を加減する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の「光ディスク装置における集光スポット位置検出装置」は、光ディスクに面振れが生じていても、集光スポットが光ディスクの表面や記録層に対してどの位置にあるかを指標数で常に正確に表すことを可能にし、特に、多相記録方式の光ディスクを対象とする記録再生制御に有効な装置を提供する。また、フォーカスサーボのゲイン調整等の初期設定時においても、光ディスクに面振れの影響を排除して正確な設定を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の「光ディスク装置における集光スポット位置検出装置」の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[実施形態１]
図１は本発明が適用された光ディスク装置のシステム構成図である。但し、同図の構成は主にサーボ系に関連する部分だけであり、記録再生信号の入出力系は省略されている。先ず、光ディスク１はスピンドルモータ２の回転軸２aに固定されたターンテーブル２bにセットされている。光ピックアップ３は、対物レンズ４やマグネット（図示せず）等を保持した可動部をサスペンションワイヤ等により懸架していると共に、その可動部をラジアル方向へ移動させるためのトラッキング用コイル５と光軸方向へ移動させるためのフォーカス用コイル６、及び光源であるレーザダイオード７と回折格子８とハーフミラー９と光検出器１０を搭載しており、光ピックアップ３全体は、スレッドモータ１１の回転軸に設けられたリードスクリュー１１aとの螺合関係によって、ラジアル方向へ粗動されるようになっている。
【００１３】
レーザダイオード７の出射光は、回折格子８で回折せしめられた後、ハーフミラー９を透過して対物レンズ４へ入射し、対物レンズ４で集光されて光ディスク１の情報記録層に集光スポットを構成するが、その反射光が再びハーフミラー９へ戻って光検出器１０へ入射する。この光ディスク装置はトラッキングサーボに３ビーム方式を採用しているため、図２に示すように、回折格子８がレーザダイオード７の出射光から主ビームと共にトラッキング用の２つの副ビームを作成し、一方、光検出器１０には１個の４分割フォトダイオード１０aと２個のフォトダイオード１０b,１０cが設けられており、それぞれが記録再生用の主ビームとトラッキング用の各副ビームを検出するようになっている。
【００１４】
そして、各フォトダイオード１０a,１０b,１０cの出力はアナログ信号処理回路１２に入力されており、アナログ信号処理回路１２ではフォトダイオード１０b,１０cの出力Ｅ,Ｆの差分をトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）として求め、また、フォトダイオード１０aの４出力を用いて（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）をＦＥ信号として求める。更に、アナログ信号処理回路１２は、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）をディフェクト検出のためのＰＥ信号として求めると共に、そのＰＥ信号に基づいて光ディスクの同期信号（ＳＹＮＣ信号）を検出して出力する。
【００１５】
アナログ信号処理回路１２はＴＥ信号、ＦＥ信号、ＰＥ信号及びＳＹＮＣ信号を出力するが、ＴＥ信号，ＦＥ信号，ＰＥ信号はそれぞれＡ/Ｄ変換器１３,１４,１５で変換されたディジタルデータとして、またＳＹＮＣ信号はそのままマイクロコンピュータ回路（以下、「マイコン回路」）１６へ入力されている。マイコン回路１６に付属したＲＯＭ１７には、トラッキングサーボ、フォーカスサーボ、スピンドルサーボ、及びスライドサーボに関する制御プログラムと共に、この実施形態に係る集光スポット位置検出プログラムを格納させてあり、マイコン回路１６は前記各プログラムの実行に際して付属のＲＡＭ１８に必要なデータをセーブさせ、また集光スポット位置検出プログラムの実行においては付属のカウンタ３０d，３０u，３０zを用いる。
【００１６】
マイコン回路１６は、前記制御プログラムの実行により、ＴＥ信号に基づくトラッキング制御信号と、ＦＥ信号に基づくフォーカス制御信号と、ＳＹＮＣ信号に基づくスピンドル制御信号とを生成する。そして、トラッキング制御信号とフォーカス制御信号はそれぞれＤ/Ａ変換器１９,２０でアナログ信号に変換されてコイルドライバ２１,２２に供給され、各コイルドライバ２１,２２がトラッキング用コイル５とフォーカス用コイル６に対する駆動電流を作成してそれらコイル５,６へ印加し、それによって閉ループによるトラッキング制御とフォーカス制御が実行される。
【００１７】
また、スピンドル制御信号はＤ/Ａ変換器２３でアナログ信号に変換されてモータドライバ２４へ供給され、モータドライバ２４が線速度一定での記録／再生が可能になるようにスピンドルモータ２を回転させ、閉ループによるスピンドル制御が行われる。尚、マイコン回路１６は、外部からの指示入力（図示せず）や各種プログラムの実行過程において、モータドライバ２５を介してスレッドモータ１１を駆動させることにより光ピックアップ３の粗動を行う。
【００１８】
次に、前記構成の光ディスク装置において、集光スポット位置検出プログラムを実行する際の動作を図３から図５のフローチャートと図６から図８のタイミングチャートとを参照しながら具体的に説明する。但し、図６から図８のタイミングチャートは集光スポットの位置の移動に伴うＦＥ信号の変化とマイコン回路１６で管理する各種フラグの切り換えと集光スポット位置の指標数ＩＤＮとの関係を表しており、それぞれ、図６は集光スポットを光ディスク１の表面より下側から肉厚内の各記録層へ移動させた場合（光ディスク１に面振れが発生していない状態）、図７は逆に集光スポットを光ディスク１の各記録層を経て表面より下側へ移動させた場合（光ディスク１に面振れが発生していない状態）、図８は図６と同様の場合であって光ディスク１に面振れが発生している状態での関係を示す。尚、マイコン回路１６は、集光スポット位置検出プログラムに基づいて、対物レンズ４の移動に対応して変化するＦＥ信号をサンプリングしたレベルを所定期間毎に平均化すると共に、それら各信号の平均値を順次ＲＡＭ１８にセーブするようになっており、以下、「ＦＥ信号」というときはその平均値の意味において用いることとする。
【００１９】
また、この実施形態に係る集光スポット位置検出プログラムでは、図６から図８に示すように、ＦＥ信号の基準レベルを中心に４つの閾値Th1U，Th2U，Th2L，Th1Lを設けて信号変化の検出を行うようにしている。そして、それらはTh1U＞Th2U＞基準レベル＞Th2L＞Th1Lの関係を有すると共に、Th1Uは集光スポットが光ディスクの表面又は各記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最大値の内での最小値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間レベルに、Th1Lは集光スポットが光ディスクの表面又は記録層を通過する際にそれぞれ得られるＦＥ信号の各最小値の内での最大値と前記ＦＥ信号の基準レベルとの中間レベルに設定されており、Th2UはTh1Uと基準レベルとのほぼ中間レベルに、Th2LはTh1Lと基準レベルとのほぼ中間レベルにそれぞれ設定されている。但し、ここでの「基準レベル」は、対物レンズ４を最下位置と最上位置に移動させるための各ランプ電圧を設定し、ランプ電圧を最下位置の電圧にして対物レンズ４を最下位置に移動させた状態、即ち、集光スポット４が光ディスク１の表面より下側に位置した状態で得られるＦＥ信号のレベルとして設定されている。
【００２０】
以上の前提の下に、マイコン回路１６はＲＡＭ１８に設けた検出フラグＦa，Ｆbと各カウンタ３０d，３０u，３０zに対する計数制御フラグＦcd，Ｆcu，Ｆczとを図３及び図４に示す手順で切り換える。検出フラグＦaはＦＥ信号が閾値Th1U以上になっているか否かを示すフラグであり（図６から図８を参照）、図３（Ａ）のように、ＦＥ信号がTh1U以上のレベルであれば“Ｈ”とされ、Th1Uより低いレベルであれば“Ｌ”とされる（S01〜S03）。検出フラグＦbはＦＥ信号が閾値Th1L以下になっているか否かを示すフラグであり（図６から図８を参照）、図３（Ｂ）のように、ＦＥ信号がTh1L以下のレベルであれば“Ｈ”とされ、Th1Lより高いレベルであれば“Ｌ”とされる（S11〜S13）。
【００２１】
計数制御フラグＦcd，Ｆcuは共にＦＥ信号がTh1UとTh1Lの間にあるか否かを示すフラグであり（図６から図８を参照）、それぞれＦＥ信号がTh1Uより大きい範囲からTh1Lより小さい範囲へ変化する場合とその逆の場合を示す。計数制御フラグＦcdは、図４（Ａ）のように、検出フラグＦaが“Ｈ”から“Ｌ”に切り換った際に“Ｌ”から“Ｈ”に切り換えられ、検出フラグＦbが“Ｌ”から“Ｈ”に切り換った際に“Ｈ”から“Ｌ”に切り換えられる（S21〜S24）。一方、計数制御フラグＦcuは、図４（Ｂ）のように、検出フラグＦaが“Ｌ”から“Ｈ”に切り換った際に“Ｈ”から“Ｌ”に切り換えられ、検出フラグＦbが“Ｈ”から“Ｌ”に切り換った際に“Ｌ”から“Ｈ”に切り換えられる（S31〜S34）。また、計数制御フラグＦczはＦＥ信号がTh2UとTh2Lの間にあるか否かを示すフラグであり（図６から図８を参照）、図４（Ｃ）のように、マイコン回路１６が直接検出して、ＦＥ信号がTh2U以下でTh2L以上のレベルであれば“Ｈ”とされ、それ以外の場合には“Ｌ”とされる（S41〜S43）。
【００２２】
そして、この実施形態の光ディスク装置では、マイコン回路１６がＦＥ信号の変化に対応した各フラグＦa，Ｆb，Ｆcd，Ｆcu，Ｆczの管理を行いながら、各計数制御フラグＦcd，Ｆcu，Ｆczの変化に基づいた各カウンタ３０d，３０u，３０zの制御とそのカウント値を用いた演算・判定を行うことにより集光スポット位置の指標数ＩＤＮの増減を実行する。その各カウンタ３０d，３０u，３０zの制御とその計数値を用いた演算・判定によるＩＤＮの処理に係る具体的手順は図５に示される。
【００２３】
先ず、光ディスク装置において記録・再生動作前のフォーカス制御が開始される時には、直ちに対物レンズ４を最下位置に設定させるためのランプ電圧を設定して集光スポットを初期位置に移動させ、その状態でＲＡＭ１８に設けた指標数ＩＤＮを０に設定すると共に、以前の制御でセーブさせているデータがあればそれらを全てクリアする（S51〜S53）。
【００２４】
その最下位置からランプ電圧を制御して対物レンズ４を光ディスクに近づけてゆくと、集光スポットが光ディスク１の表面を通過することになるが、光ディスク１に面振れが生じていない場合には、図６において（５１）で示されるように、基準レベルにあったＦＥ信号が閾値Th1Uを超えて最大値になり、基準レベルを通過した後、閾値Th1Lを下回って最小値となり、再び基準レベルに戻る変化を呈する。また、そのようなＦＥ信号の変化は表面を通過する場合だけでなく、信号波形は異なるものの、図６において（５３）と（５５）で示されるように、集光スポットが第１層目と第２層目の記録層を通過する際にも現れる。
【００２５】
図５におけるステップS54〜S65は前記パターンでのＦＥ信号の変化に対応してマイコン回路１６が実行する手順である。ＦＥ信号が閾値Th1Uを超えて最大値になり、基準レベルを通過した後、閾値Th1Lを下回って最小値となる過程において、マイコン回路１６は、計数制御フラグＦcdが“Ｌ”から“Ｈ”へ反転するとカウンタ３０cdに計数を開始させ、また、計数制御フラグＦczが“Ｌ”から“Ｈ”へ反転するとカウンタ３０czに計数を開始させる（S54〜S57）。次いで、計数制御フラグＦczが反転して“Ｈ”から“Ｌ”へ戻るとカウンタ３０czのその時点での計数値ＴczをＲＡＭ１８にセーブさせた後、リセットして計数を停止させ、また、計数制御フラグＦcdが反転して“Ｈ”から“Ｌ”へ戻るとカウンタ３０cdのその時点での計数値ＴcdをＲＡＭ１８にセーブさせた後、リセットして計数を停止させる（S58〜S61）。
【００２６】
そして、マイコン回路１６は、直ちにＴcz／Ｔcdを演算し、その演算結果が３／４以下であればＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを＋１インクリメントする処理を行い、逆にＴcz／Ｔcdが３／４より大きければ指標数ＩＤＮはそのままとして、ＲＡＭ１８にセーブさせている計数値Ｔcz，Ｔcdをクリアしておく（S62〜S65）。ここで、この一連の手順（ステップS54〜S65）が図６における（５１）に適用されると、Ｔcz1／Ｔcd1はほぼ１／２程度であり、Ｔcz／Ｔcd≦３／４であることから指標数ＩＤＮが＋１インクリメントされる。また、図６では確認しづらいが、（５３），（５５）においても同様であり、それぞれ指標数ＩＤＮが＋１インクリメントされることになる。
【００２７】
図６において、（５２）は集光スポットが光ディスク１の表面を通過した後、上側へ移動して第１層目の記録層へ至るまでの過程のＦＥ信号の変化を示し、（５４）は集光スポットが第１層目の記録層と第２層目の記録層との間を移動する過程でのＦＥ信号の変化を示しているが、時間幅は大きく異なるものの双方とも同様の変化パターンを呈している。即ち、ＦＥ信号は、閾値Th1Lを超えた後、基準レベル近傍で変化している期間（閾値Th2Uと閾値Th2Lの間のレベルにある期間）が長く継続し、その後に閾値Th1Uを超える。
【００２８】
図５におけるステップS66〜S77は前記パターンでのＦＥ信号の変化に対応してマイコン回路１６が実行する手順である。マイコン回路１６は、計数制御フラグＦcuが“Ｌ”から“Ｈ”へ反転するとカウンタ３０cuに計数を開始させ、また、計数制御フラグＦczが“Ｌ”から“Ｈ”へ反転するとカウンタ３０czに計数を開始させる（S66〜S69）。次いで、計数制御フラグＦczが反転して“Ｈ”から“Ｌ”へ戻るとカウンタ３０czのその時点での計数値ＴczをＲＡＭ１８にセーブさせた後、リセットして計数を停止させ、また、計数制御フラグＦcuが反転して“Ｈ”から“Ｌ”へ戻るとカウンタ３０cuのその時点での計数値ＴcuをＲＡＭ１８にセーブさせた後、リセットして計数を停止させる（S70〜S73）。
【００２９】
そして、マイコン回路１６は、直ちにＴcz／Ｔcuを演算し、その演算結果が３／４以下であればＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを−１デクリメントする処理を行い、逆にＴcz／Ｔcuが３／４より大きければ指標数ＩＤＮはそのままとして、ＲＡＭ１８にセーブさせている計数値Ｔcz，Ｔcuをクリアしておく（S74〜S77）。即ち、前記ステップS54〜S65ではＴcz／Ｔcd≦３／４の条件で指標数ＩＤＮを＋１インクリメントするようにしているが、この場合（ステップS66〜S77）にはＴcz／Ｔcu≦３／４の条件で指標数ＩＤＮを−１デクリメントするようにしており、これは集光スポットを逆方向に移動させる場合（図７）や光ディスク１に面振れが発生している場合（図８）において意義を有している。
【００３０】
ステップS66〜S77の手順を図６における（５２）に適用した場合、同図で示されるＴcu1とＴcz2を用いたＴcz2／Ｔcu1は３／４よりも遥かに大きい値であることは明らかであり、指標数ＩＤＮは増減させずにそのままとされる。これは（５４）においても同様であり、指標数ＩＤＮの増減はなされない。
【００３１】
一方、ステップS66〜S77の手順を図７に適用した場合についてみると、次のようになる。図７の場合は、図６の場合と比較して、各検出フラグＦa，ＦbはＦＥ信号の波形パターンに対応するために、単に時間軸方向について逆の波形パターンになっているだけであるが、時間軸が逆になっていることにより、計数制御フラグＦcdは図６の場合における計数制御フラグＦcuの波形パターンが時間軸方向について逆になったものとなり、また、計数制御フラグＦcuは図６の場合における計数制御フラグＦcdの波形パターンが時間軸方向について逆になったものとなっている。尚、図５の（注）に記載したように、対物レンズ４が反転移動した時には、その時点で各計数制御フラグＦcd，ＦcuのＨ／Ｌを反転させるようになっている。
【００３２】
従って、図７における、集光スポットが光ディスク１の第２層目と第１層目の記録層及び表面を通過する際のＦＥ信号の変化（５５），（５３），（５１）ではＴcz／Ｔcu≦３／４の条件が成立するために、マイコン回路１６はＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮをそれぞれ−１デクリメントさせる。また、集光スポットが第２層目と第１層目との間及び第１層目と表面との間を通過する際のＦＥ信号の変化（５４），（５２）ではＴcz／Ｔcd＞３／４の条件が成立し、マイコン回路１６は指標数ＩＤＮを加減することなくそのままにする。
【００３３】
その結果、集光スポットが光ディスク１の表面より下側の位置から第２層目の記録層を通過した位置まで移動した後、逆方向へ反転移動して表面より下側の位置まで戻る過程において、マイコン回路１６が図５の制御処理手順を実行すると、指標数ＩＤＮは図６及び図７の最下段に示すように変化し、集光スポットが光ディスク１の表面より下側に位置する状態をＩＤＮ＝０、表面と第１層目の記録層との間に位置する状態をＩＤＮ＝１、第１層目と第２層目の各記録層の間に位置する状態をＩＤＮ＝２、第２層目の記録層より上側に位置する状態をＩＤＮ＝３として表すことができる。
【００３４】
ところで、上記のように図６及び図７は光ディスク１に面振れが発生していない状態でのタイミングチャートであるが、図５の制御処理手順によれば、たとえ面振れが発生している状態であっても、集光スポットの位置を前記指標数ＩＤＮで正確に表すことができる。図８は光ディスク１に面振れが発生している状態におけるタイミングチャートであり、図６の場合と同様に、集光スポットが光ディスク１の表面より下側の位置から光ディスク１の肉厚内へ移動し、第２層目の記録層の上側まで移動した過程でのＦＥ信号の変化と各検出フラグＦa，Ｆbと計数制御フラグＦcd，Ｆcu，Ｆczと指標数ＩＤＮの変化を示す。
【００３５】
同図において、（６１）は光ディスク１の表面、（６２）は表面と第１層目の記録層との間、（６３）は第１層目の記録層、（６７）は第２層目の記録層でのＦＥ信号の変化を示し、それらは図６における（５１），（５２），（５３），（５５）に相当する。一方、図８における（６４）とその前後は、対物レンズ１が上側へ移動しているにも拘わらず、光ディスク１に面振れが発生していることにより、集光スポットが不安定に移動している状態を示している。即ち、集光スポットが第１層目の記録層を通過した後、逆行して第１層目の記録層を上側から下側へ通過し、再び第１層目の記録層を下側から上側へ通過して第２層目へ近づくように移動している。
【００３６】
そして、図８における（６１），（６３），（６５），（６７）のＦＥ信号の変化に対しては図５のステップS54〜S65の手順が適用され、それぞれＴcz／Ｔcd≦３／４の条件が成立して指標数ＩＤＮが＋１インクリメントされる。また、（６２），（６６）のＦＥ信号の変化に対しては図５のステップS66〜S77の手順が適用され、それぞれＴcz／Ｔcu＞３／４の条件が成立して、指標数ＩＤＮは加減されずにそのままとされる。一方、（６４）のＦＥ信号の変化についても図５のステップS66〜S77の手順が適用されるが、この場合にはＴcz／Ｔcu≦３／４の条件が成立しており、指標数ＩＤＮは−１デクリメントされる。
【００３７】
従って、光ディスク１に面振れがあって集光スポットが不安定な移動状態になっても、図８の最下段に示されるようにその移動に対応して指標数ＩＤＮが加減され、集光スポットの位置を指標数ＩＤＮによって常に正確に表すことができる。尚、対物レンズ１が上側から下側へ移動せしめられる場合に光ディスク１に面振れが発生していても、指標数ＩＤＮは集光スポットの位置に応じて適正に加減されるため、対物レンズ１の上下移動が連続的に実行されても、光ディスク１に対する集光スポットの位置と指標数ＩＤＮとの対応関係は継続的に維持されることは言うまでもない。
【００３８】
[実施形態２]
実施形態１においては対物レンズ４の移動過程でＴcz／ＴcdやＴcz／Ｔcuを３／４と比較して指標数ＩＤＮを加減するかそのままにするかを判定しており、これはＦＥ信号が基準レベルを如何なる態様でクロスするかを確認して指標数ＩＤＮの処理を行っていることにほかならない。即ち、基準レベルを急峻な傾きでクロスした場合には集光スポットが光ディスク１の表面や各記録層を通過したものとみなし、それ以外の場合は表面と記録層との間や各記録層の間を通過又は停滞している状態とみなしている。従って、基本的にはＦＥ信号が基準レベルを通過したと認められる場合に信号変化の傾きを解析すれば同様の情報が得られることになるが、この実施形態はその手法によって集光スポットの位置を指標数ＩＤＮで表す。
【００３９】
この実施形態に係る光ディスク装置の構成は、図１に示したものとほぼ同様であるためにその詳細な説明は省略するが、カウンタ３０d，３０u，３０zは使用しない。また、この実施形態では、実施形態１の場合と同様に、マイコン回路１６によってＦＥ信号の変化を閾値Th1U，Th1Lで検出して各検出フラグＦa，Ｆbの状態を切り換えるようにすると共に、それらを用いて計数制御フラグＦcd，Ｆcuを作成しているが、計数制御フラグＦczは作成しない。
【００４０】
以下、この実施形態における集光スポット位置検出手順を図９のフローチャートを参照しながら説明する。先ず、光ディスク装置においてＲ／Ｗ制御が開始されると、対物レンズ４を最下位置に移動させて集光スポットを初期位置（光ディスク１の表面より下側）に移動させ、ＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを０に設定するとともに、その他のセーブデータがあれば全てクリアすることは実施形態１の場合（図５のステップS51〜S53）と同様である（S101〜S103）。
【００４１】
次に、計数制御フラグＦcdが“Ｌ”から“Ｈ”へ反転すると、その時点から時間ΔＴ毎に検出されるＦＥ信号Ｖ(i)をＲＡＭ１８にセーブし、前後してセーブされたＦＥ信号の差分ΔＶ(i)＝Ｖ(i+1)−Ｖ(i)を求めてＲＡＭ１８にセーブする動作を計数制御フラグＦcdが“Ｈ”から“Ｌ”へ反転するまで繰り返す（S104〜S111）。
【００４２】
そして、前記期間にセーブした差分ΔＶ(i)［i=1〜n］の最大値：ΔＶ(i)maxを求め、そのΔＶ(i)maxを閾値：Ｋ1と比較してΔＶ(i)max≦Ｋ1であればＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを＋１インクリメントし、逆にΔＶ(i)max＞Ｋ1であれば指標数ＩＤＮを加減することなくそのままにする（S112〜S114）。また、その時点でＲＡＭ１８にセーブしたデータをクリアしておく（S115）。
【００４３】
即ち、この場合は、図６における（５１），（５３），（５５）や図７における（５４），（５２）のように、ＦＥ信号が閾値Th1Uより高いレベルから閾値Th1Lより低いレベルへ変化した場合に相当するが、ΔＶ(i)max≦Ｋ1の条件が成立することは、図６における（５１），（５３），（５５）のように前記期間でＦＥ信号が常に急峻な傾斜で低下していることを示し、逆にΔＶ(i)max＞Ｋ1の条件が成立することは、図７における（５４），（５２）のように前記期間でＦＥ信号が基準レベル付近で停滞して低下していることを示す。従って、前者の条件では集光スポットが光ディスク１の表面又は記録層を通過したものとみなして指標数ＩＤＮを＋１インクリメントし、後者の条件では集光スポットが光ディスク１の表面と記録層との間や各記録層の間を通過又は停滞している状態とみなして指標数ＩＤＮを加減せずにそのまま維持させる。
【００４４】
次に、計数制御フラグＦcuが“Ｌ”から“Ｈ”へ反転すると、その時点から時間ΔＴ毎に検出されるＦＥ信号Ｖ(i)をＲＡＭ１８にセーブし、前後してセーブされたＦＥ信号の差分ΔＶ(i)＝Ｖ(i+1)−Ｖ(i)を求めてＲＡＭ１８にセーブする動作を計数制御フラグＦcuが“Ｈ”から“Ｌ”へ反転するまで繰り返す（S116〜S123）。
【００４５】
そして、前記期間にセーブした差分ΔＶ(i)［i=1〜m］の最小値：ΔＶ(i)minを求め、そのΔＶ(i)minを閾値：Ｋ2と比較してΔＶ(i)min≧Ｋ2であればＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを−１デクリメントし、逆にΔＶ(i)min＜Ｋ2であれば指標数ＩＤＮを加減することなくそのままにする（S124〜S126）。また、その時点でＲＡＭ１８にセーブしたデータをクリアしておく（S127）。
【００４６】
即ち、この場合は、図６における（５２），（５４）や図７における（５５），（５３），（５１）のように、ＦＥ信号が閾値Th1Lより低いレベルから閾値Th1Uより高いレベルへ変化した場合に相当するが、ΔＶ(i)min≧Ｋ2の条件が成立することは、図７における（５５），（５３），（５１）のように前記期間でＦＥ信号が常に急峻な傾斜で上昇していることを示し、逆にΔＶ(i)min＜Ｋ2の条件が成立することは、図６における（５２），（５４）のように前記期間でＦＥ信号が基準レベル付近で停滞して低下していることを示す。従って、前者の条件では集光スポットが光ディスク１の表面又は記録層を通過したものとみなして指標数ＩＤＮを−１デクリメントし、後者の条件では集光スポットが光ディスク１の表面と記録層との間や各記録層の間を通過又は停滞している状態とみなして指標数ＩＤＮを加減せずにそのまま維持させる。
【００４７】
以上のステップ104〜115の手順とステップ116〜127の手順とを繰り返すことにより、実施形態１の場合と同様に、指標数ＩＤＮを図６や図７に示すように変化させて集光スポットの位置を表せると共に、図８に示した場合のように光ディスク１に面振れが発生している状態においても、集光スポットの位置に追従して指標数ＩＤＮを変化させることができ、常に正確な位置検出が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は光ディスク装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態に係る集光スポット位置検出装置が適用された光ディスク装置のシステム構成図である。（但し、主にサーボ系に関連する部分だけであり、記録再生信号の入出力系は省略されている。）
【図２】３ビーム方式のトラッキングサーボに係る光学系と信号処理系の模式的構成図である。
【図３】実施形態１における検出フラグＦaの切り換え手順（Ａ）と、検出フラグＦbの切り換え手順（Ｂ）を示すフローチャートである。
【図４】実施形態１における計数制御フラグＦcdの切り換え手順（Ａ）と、計数制御フラグＦcuの切り換え手順（Ｂ）と、計数制御フラグＦczの切り換え手順（Ｃ）を示すフローチャートである。
【図５】実施形態１における各カウンタの制御とその計数値を用いた演算・判定によるＩＤＮの処理に係る具体的手順を示すフローチャートである。
【図６】光ディスクに面振れが発生していない状態において、集光スポットの位置の移動（光ディスクの表面より下側から第２層目の記録層の上側まで）に伴うＦＥ信号の変化とマイコン回路で管理する各種フラグの切り換えと集光スポット位置の指標数ＩＤＮとの関係を表したタイミングチャートである。
【図７】光ディスクに面振れが発生していない状態において、集光スポットの位置の移動（第２層目の記録層の上側から光ディスクの表面より下側まで）に伴うＦＥ信号の変化とマイコン回路で管理する各種フラグの切り換えと集光スポット位置の指標数ＩＤＮとの関係を表したタイミングチャートである。
【図８】光ディスクに面振れが発生している状態において、集光スポットの位置の移動（光ディスクの表面より下側から第２層目の記録層の上側まで）に伴うＦＥ信号の変化とマイコン回路で管理する各種フラグの切り換えと集光スポット位置の指標数ＩＤＮとの関係を表したタイミングチャートである。
【図９】実施形態２における各カウンタの制御とその計数値を用いた演算・判定によるＩＤＮの処理に係る具体的手順を示すフローチャートである。
【図１０】対物レンズを光ディスクに近づけてゆく場合において、光ディスクに面振れが無い場合のＦＥ信号の現れ方を示すタイミングチャートである。
【図１１】対物レンズを光ディスクに近づけてゆく場合において、光ディスクに面振れが有る場合のＦＥ信号の現れ方を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１…光ディスク、２…スピンドルモータ、２a…回転軸、２b…ターンテーブル、３…光ピックアップ、４…対物レンズ、５…トラッキング用コイル、６…フォーカス用コイル、７…レーザダイオード、８…回折格子、９…ハーフミラー、１０…光検出器、１０a…４分割フォトダイオード、１０b,１０c…フォトダイオード、１１…スレッドモータ、１１a…リードスクリュー、１２…アナログ信号処理回路、１３,１４,１５…Ａ/Ｄ変換器、１６…マイコン回路、１７…ＲＯＭ、１８…ＲＡＭ、１９,２０,２３…Ｄ/Ａ変換器、２１,２２…コイルドライバ、２４,２５…モータドライバ、３０d,３０u,３０z…カウンタ、５１,５２,５３,５４，５５，６１,６２,６３,６４,６５,６６，６７…ＦＥ信号の変化。
【図１】
0004431987.tif 000002
【図２】
0004431987.tif 000003
【図３】
0004431987.tif 000004
【図４】
0004431987.tif 000005
【図５】
0004431987.tif 000006
【図６】
0004431987.tif 000007
【図７】
0004431987.tif 000008
【図８】
0004431987.tif 000009
【図９】
0004431987.tif 000010
【図１０】
0004431987.tif 000011
【図１１】
0004431987.tif 000012