(57)【要約】【課題】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正確に示せる集光スポット位置検出装置を提供する。【解決手段】４分割光検出器の出力に基づいて得られるフォーカスエラー（ＦＥ）信号と総和（ＰＥ）信号を用いる。ＦＥ信号が閾値Ｔh１を超える極大値と閾値Ｔh２を下回る極小値を交互にとる度に、極値間におけるＰＥ信号の最小値を求め、その最小値がＦＥ信号が極値をとった時点又はそれに近い時間帯で得られている場合に、集光スポット位置の指標数ＩＤＮを加減する処理を行う。その場合、ＦＥ信号が前記極大値から前記極小値へ変化した際には＋１加算し、逆の変化では−１減算する。光ディスクに面振れによって集光スポットの逆行期間が発生しても（ＦＥ信号の変化６２〜６５）、ＩＤＮはそれに対応して加減される。【選択図】図４
2007004903.tif 000002
【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と総和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、
前記フォーカスエラー信号が基準レベルより大きい所定レベル値として設定された第１閾値を超えた極大値になった時、及び前記基準レベルよりも小さい所定レベル値として設定された第２閾値を下回る極小値になった時にそれを検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段が前記極大値を検出した後に前記極小値を検出した場合、又は前記極小値を検出した後に前記極大値を検出した場合に、前後の極値検出時点の間で得られている前記総和信号の最小値を検出する第２検出手段と、
前記第２検出手段によって検出された前記総和信号の最小値が前記第１検出手段による極値検出時点又はその時点に近い時間帯で得られているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記総和信号の最小値が前記第１検出手段による極値検出時点又はその時点に近い時間帯で得られていると判定された場合に、前記光ディスクの表面又は記録層に対する集光スポットの位置を表す指標数を加減する手段であって、前記第１検出手段が前記極大値を検出した後に前記極小値を検出した場合と前記極小値を検出した後に前記極大値を検出した場合とで、前記指標数を逆の関係で加減する指標数増減手段と
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】
前記判定手段は、
前記第１検出手段が前記極大値又は前記極小値を検出する度にリセット・セットされるカウンタと、前記総和信号に前記カウンタのカウント値を対応させて記憶する記憶手段とを備え、
前記記憶手段において前記第２検出手段が検出した前記総和信号の最小値に対応付けられている前記カウント値が、０若しくはそれに近い値、又は前後の極値検出時点の間で最後に得られた前記総和信号に対応付けられたカウント値若しくはそれに近い値であるか否かを判定する手段である請求項１に記載の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３】
前記第１検出手段及び前記第２検出手段で扱う前記フォーカスエラー信号と前記総和信号については、それぞれ一定期間毎にその期間内にサンプリングした複数のフォーカスエラー信号と複数の総和信号を平均化した値を用いることとした請求項１又は２に記載の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】
本発明は、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と総和信号（以下、「ＰＥ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信号が基準レベルより大きい所定レベル値として設定された第１閾値を超えた極大値になった時、及び前記基準レベルよりも小さい所定レベル値として設定された第２閾値を下回る極小値になった時にそれを検出する第１検出手段と、前記第１検出手段が前記極大値を検出した後に前記極小値を検出した場合、又は前記極小値を検出した後に前記極大値を検出した場合に、前後の極値検出時点の間で得られている前記ＰＥ信号の最小値を検出する第２検出手段と、前記第２検出手段によって検出された前記ＰＥ信号の最小値が前記第１検出手段による極値検出時点又はその時点に近い時間帯で得られているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記ＰＥ信号の最小値が前記第１検出手段による極値検出時点又はその時点に近い時間帯で得られていると判定された場合に、前記光ディスクの表面又は記録層に対する集光スポットの位置を表す指標数を加減する手段であって、前記第１検出手段が前記極大値を検出した後に前記極小値を検出した場合と前記極小値を検出した後に前記極大値を検出した場合とで、前記指標数を逆の関係で加減する指標数増減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
【０００８】
光検出器の出力信号に基づいてＦＥ信号とＰＥ信号とを作成する光ディスク装置においては、集光スポットが光ディスクの表面や記録層を通過する際に、ＦＥ信号が［増加→極大値→減少→ゼロクロス→減少→極小値→増加］又は［減少→極小値→増加→ゼロクロス→増加→極大値→減少］の変化パターンを呈し、また前記ＦＥ信号の変化パターン付近でＰＥ信号が［増加→極大値→減少］の変化パターンを呈することが知られている。本発明では、実際に得られているＦＥ信号とＰＥ信号の各変化が前記各変化パターンを呈しているか否かを分析して、集光スポットが光ディスクの表面や記録層をどの方向から通過したかを判断して指標数を増減させ、その指標数の値に基づいて光ディスクの表面や記録層に対する集光スポットの位置を確認できるようにしている。尚、第１検出手段が閾値を適用して極値を検出しているが、それは、ノイズ等による微小なＦＥ信号の変化を除外して、真に集光スポットが光ディスクの表面や記録層を通過した際の変化だけを検出するためである。また、判定手段は第２検出手段によってＰＥ信号の最小値が得られるタイミングに幅を持たせており、「前記極大値又は前記極小値が検出された時点又はその時点に近い時間帯」としているが、この場合の「その時点に近い時間帯」とは当該極値間の時間の約２０％以下の範囲で設定した時間帯が見込まれる。
【０００９】
本発明における前記判定手段は、前記第１検出手段が前記極大値又は前記極小値を検出する度にリセット・セットされるカウンタと、前記ＰＥ信号に前記カウンタのカウント値を対応させて記憶する記憶手段とを備え、前記記憶手段において前記第２検出手段が検出した前記ＰＥ信号の最小値に対応付けられている前記カウント値が、０若しくはそれに近い値、又は前後の極値検出時点の間で最後に得られた前記ＰＥ信号に対応付けられたカウント値若しくはそれに近い値であるか否かを判定する手段として構成できる。また、前記第１検出手段及び前記第２検出手段で扱う前記ＦＥ信号と前記ＰＥ信号については、ノイズの影響を排除するために、それぞれ一定期間毎にその期間内にサンプリングした複数のＦＥ信号と複数のＰＥ信号を平均化した値を用いることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
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】
【００１１】
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。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。
【００１２】
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る。また、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、この実施形態に係る装置がＲＯＭ１７の集光スポット位置検出プログラムに基づいて集光スポット位置を示す指標数を如何にして求めるかを、具体的な事例を示す信号タイミングチャートである図３から図５を参照しながら説明する。各図には、ＦＥ信号とＰＥ信号の変化、カウンタのセット／リセットの状態、及び集光スポット位置の指標数ＩＤＮとの関係が示されている。但し、集光スポット位置検出プログラムに基づいて、マイコン回路１６は対物レンズ４の移動に対応して変化するＦＥ信号とＰＥ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「ＰＥ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】
図３は、図１０の場合と同様に、光ディスクに面振れが生じていない状態での信号タイミングチャートである。この実施形態では、マイコン回路１６が勾配法（山登り法／山下り法）を用いてＦＥ信号の極大値と極小値を求めると共に、上下に２つの閾値Ｔh１，Ｔh２を設けて前記の極大値／極小値がそれぞれ閾値Ｔh１／Ｔh２より大きい／小さいか否かを確認することにより、集光スポットが光ディスク１の表面又は記録層を通過する時のものか否かを判断するようにしている。ここで、閾値Ｔh１，Ｔh２はノイズ等によるＦＥ信号の変化を除外するために設けたものであり、例えば、対物レンズ４を光ディスク１から最も遠い位置に移動させて集光スポットが光ディスク１の肉厚外にある状態でのＦＥ信号を基準レベルとし、経験的にノイズ等によるＦＥ信号の変動範囲を想定して、前記基準レベルを中心にその変動範囲の外側（上下）に設定されている。
【００２０】
対物レンズ４を最下位置から上側へ移動させてゆくと、集光スポットが光ディスク１の表面から肉厚内へ移動するが、図３において、（５１）はその移動時のＦＥ信号の変化を示し、ＦＥ信号は基準レベル付近から増加して閾値Ｔh１を超えた極大値になった後、低下して閾値Ｔh２を下回った極小値になって再び基準レベル付近へ戻る。一方、マイコン回路１６は、ＦＥ信号が閾値Ｔh１より大きい範囲又は閾値Ｔh２より小さい範囲で極値をとった場合には常に内蔵カウンタをリセット・セットし、また所定期間毎に並行して得られているＰＥ信号に内蔵カウンタのカウント値を対応付けてＲＡＭ１８にセーブさせる。
【００２１】
従って、前記のＦＥ信号の変化（５１）においては、閾値Ｔh１を超えた極大値から閾値Ｔh２を下回った極小値までに得られているＰＥ信号がカウント値を付してＲＡＭ１８にセーブされるが、マイコン回路１６はセーブさせたＰＥ信号の最小値を勾配法によって求め、その最小値に対応付けられているカウント値が０若しくはそれに近い所定範囲の値、又は最後のカウント値若しくはそれに近い所定範囲の値であるか否かを確認する。但し、「それに近い所定範囲」として、この実施形態では最後のカウント値の１／２０程度に設定しており、以下同様とする。そして、ＰＥ信号の最小値に対応したカウント値が前記条件を満たしていればＲＡＭ１８に設けた指標数ＩＤＮを＋１加算する。図３から明らかなように、ＦＥ信号の変化（５１）に対応してＰＥ信号がとる最小値には０又はそれに近い所定範囲のカウント値が対応することになるため、この場合には指標数ＩＤＮが＋１加算される。尚、その時点でＲＡＭ１８にセーブさせたＰＥ信号とカウント値はクリアされる。
【００２２】
次に、集光スポットが光ディスク１の表面を通過して肉厚内へ入ると、ＦＥ信号は閾値Ｔh２を下回った極小値から増加して各閾値Ｔh１，Ｔh２の間の基準レベル付近に戻り、集光スポットが移動しても第１層目の記録層付近まではそのレベルを保持する。マイコン回路１６は、先にＦＥ信号が極小値になった時点で内蔵カウンタをリセット・セットして再度カウントを開始させる共に、ＰＥ信号に内蔵カウンタのカウント値を対応付けてＲＡＭ１８にセーブさせてゆく。そして、集光スポットが第１層目の記録層を通過する際には、図３の（５２）で示されるように、ＦＥ信号は基準レベル付近から増加して閾値Ｔh１を超えた極大値になった後、低下して閾値Ｔh２を下回った極小値になって再び基準レベル付近へ戻り、表面を通過した際の変化（５１）と同様の変化を呈する。
【００２３】
その場合、マイコン回路１６は、ＦＥ信号が極大値になった時点で内蔵カウンタをリセット・セットし、前記と同様に、ＲＡＭ１８にセーブされているＰＥ信号の最小値を勾配法によって求め、その最小値に対応付けられているカウント値が０若しくはそれに近い所定範囲の値、又は最後のカウント値若しくはそれに近い所定範囲の値であるか否かを確認する。図３によれば、ＰＥ信号は一旦極大値をとるが低下して再び増加する変化傾向を呈しており、最小値はＦＥ信号の表面での変化（５１）と第１層目の記録層での変化（５２）との間のほぼ中間にあって前記条件を満たしていないため、マイコン回路１６はＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを増減させることなくそのままに保つ。尚、その時点でＲＡＭ１８にセーブさせたＰＥ信号とカウント値をクリアすることは前記と同様である。
【００２４】
集光スポットが第１層目の記録層を通過する際において、ＦＥ信号の極大値と極小値の間でマイコン回路１６が実行する処理は前記表面を通過した際の処理と同様である。そして、この場合も、その間に得られているＰＥ信号の最小値には０又はそれに近い範囲のカウント値が対応することになるため、マイコン回路１６はＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを＋１加算させる。
【００２５】
次に、集光スポットが第１層目の記録層を通過した後、更に移動して第２層目の記録層に達するまでの期間は比較的短いが、ＦＥ信号は、第１層目の記録層での変化（５２）によって閾値Ｔh２を下回る極小値になった状態から増加して各閾値Ｔh１，Ｔh２の間の基準レベル付近に戻り、そのレベルを短期間だけ保って第２層目の記録層に達する直前で再び増加して閾値Ｔh１を超える極大値をとる。また、その間にＰＥ信号は一旦極大値をとるが急激に低下した後再び増加に転じる変化傾向を呈しており、ＰＥ信号の最小値は期間の中間にある。従って、基本的にはＦＥ信号の変化（５１）と（５２）の間と同様であり、マイコン回路１６はＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを増減させることなくそのままに保つ。
【００２６】
更に、集光スポットが第２層目の記録層を通過する際のＦＥ信号の変化（５３）及びＰＥ信号の変化についても、基本的傾向は表面や第１層目の記録層を通過する際と同様であり、マイコン回路１６はＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを＋１加算させる。
【００２７】
従って、集光スポットが最下位置（光ディスク１の肉厚外）と光ディスク１の表面を僅かに超えた位置との間にある状態をＩＤＮ＝０、光ディスク１の表面を僅かに超えた位置と第１層目の記録層を僅かに超えた位置との間にある状態をＩＤＮ＝１、第１層目の記録層を僅かに超えた位置と第２層目の記録層を僅かに超えた位置との間にある状態をＩＤＮ＝２、第２層目の記録層を僅かに超えた位置より上側にある状態をＩＤＮ＝３として表すことができる。
【００２８】
図４は、図１１の場合と同様に、光ディスクに面振れが生じている状態での信号タイミングチャートであり、対物レンズ４を上側へ移動させてゆく過程で面振れによって集光スポットが第１層目の記録層を往復して３回通過している場合を示す。先ず、集光スポットが光ディスク１の表面を通過した際のＦＥ信号の変化（６１）、表面を通過した後に第１層目の記録層を通過する直前までの間でＦＥ信号が極小値から増加して一旦基準レベルを保った後に極大値へ至る変化、及び第１層目の記録層を下側から上側へ通過する際のＦＥ信号の変化（６２）については、未だ光ディスク１の面振れの影響が生じておらず、図３の場合と同様の傾向になっており、ＰＥ信号の増減傾向も同様に現れていることから、マイコン回路１６による指標数ＩＤＮの処理も同様になる。即ち、表面を通過した時点で＋１加算され、第１層目の記録層を通過する直前までそのままであり、記録層を通過した時点でまた＋１加算される。
【００２９】
集光スポットが第１層目の記録層を通過してＦＥ信号が閾値Ｔh２を下回る極小値になった状態から、もし光ディスク１の面振れが生じていなければ、ＦＥ信号は増加して各閾値Ｔh１，Ｔh２の間の基準レベル付近に戻り、集光スポットが更に上側へ移動していてもその基準レベル付近に保たれるのであるが、この場合には、面振れの影響によってＦＥ信号が前記極小値からゼロクロスを経てそのまま閾値Ｔh１を超えた極大値になる変化（６３）を呈する。このＦＥ信号の変化（６３）は、対物レンズ４が上側へ移動しているにも拘わらず、前記面振れによって集光スポットが逆行することにより第１層目の記録層を上側から下側へ通過したことによるものである。
【００３０】
このＦＥ信号の変化（６３）に対して、マイコン回路１６はＦＥ信号が閾値Ｔh１を超えた極大値になった時点でＲＡＭ１８にセーブさせているＰＥ信号の最小値を勾配法によって求め、その最小のＰＥ信号に対応付けられているカウント値が０若しくは０に近い所定範囲の値、又は最後のカウント値若しくはそれに近い所定範囲の値であるか否かを確認するが、図４の場合には最後のカウント値又はそれに近い所定範囲の値であることが確認される。その場合、前記条件に基づいた指標数ＩＤＮの処理であれば＋１加算されることになるが、この場合におけるＦＥ信号の変化（６３）は閾値Ｔh２を下回る極小値から閾値Ｔh１を超えた極大値への変化になっており、図３の（５１）〜（５３）や図４の（６１），（６２）における極大値から極小値へ低下する変化とは逆の変化である。従って、マイコン回路１６は、そのＦＥ信号の変化（６３）が前記のように逆になっていることに基づいて、指標数ＩＤＮを−１減算する。
【００３１】
その後、集光スポットは光ディスク１の表面と第１層目の記録層との間に戻って一定期間だけその状態で停滞し、光ディスク１の面振れの影響が小さくなって、対物レンズ４が上側へ移動することによって第１層目の記録層を再び下側から上側へ通過する。図４において、その際のＦＥ信号の変化はそれぞれ（６４）と（６５）に対応しており、閾値Ｔh１を超えたレベルでの不安定な状態が一定期間継続し、低下に転じてゼロクロスした後に閾値Ｔh２以下の極小値となる。その場合、マイコン回路１６はＦＥ信号が閾値Ｔh１を超えた範囲で極大値又は極小値をとる度に内蔵カウンタをリセット・セットさせると共に、その都度、ＲＡＭ１８にセーブしたＰＥ信号とカウント値をクリアして、新たに得られるＰＥ信号にカウント値を対応させてセーブしてゆく。
【００３２】
従って、図４に示すように、ＦＥ信号の変化（６４）の期間において最後に極大値をとった時点で内蔵カウンタはリセット・セットされてＲＡＭ１８にＰＥ信号とカウント値がセーブされてゆくが、マイコン回路１６は、変化（６５）によってＦＥ信号が閾値Ｔh２を下回る極小値になった時点でＰＥ信号の最小値を勾配法によって求める。また、その時点でＰＥ信号の最小値に対応したカウント値が０若しくはそれに近い所定範囲の値、又は最後のカウント値若しくはそれに近い所定範囲の値であるか否かを確認する。図４から明らかなように、その場合のカウント値は０又はそれに近い所定範囲の値になっていることから、マイコン回路１６はＲＡＭ１８の指標数ＩＤＮを＋１加算させる。
【００３３】
集光スポットが第１層目の記録層を最後に下側から上側へ通過した後においては光ディスク１の面振れの影響がなく、対物レンズ４の上側への移動に伴って集光スポットは更に上側へ移動して第２層目の記録層を通過するが、その間でのマイコン回路１６による処理は図３の場合と同様である。その結果、集光スポットが最下位置（光ディスク１の肉厚外）にある状態の指標数ＩＤＮを０として与えておけば、光ディスク１の表面や記録層に対する集光スポットの相対的位置を図４に示すようなＩＤＮの数値として表すことができる。そして、その相対的位置とＩＤＮの数値との関係は図３の場合と同様であり、光ディスク１に面振れがあってもＩＤＮは常に正確な集光スポット位置検出用の指標として用いることができる。
【００３４】
ところで、以上では、対物レンズ４を最下位置から上側へ移動させて、集光スポットが光ディスク１の表面から肉厚内へ移動してゆく場合について説明したが、対物レンズ４を逆方向へ移動させる場合、即ち、集光スポットが第２層目の記録層より上側にある状態から下方へ移動してゆく場合については図５のようになる。図５と図４を対照させれば明らかなように、ＦＥ信号とＰＥ信号は時間軸方向に関して逆に変化している。従って、集光スポットの位置を示す指標数ＩＤＮの加減が、図４の場合ではＦＥ信号の極小値（極大値）のタイミングで行うようになっているのに対して、図５の場合ではＦＥ信号の極大値（極小値）のタイミングで行われている。一方、図４の場合では『ＦＥ信号が閾値Ｔh１を超えた極大値から閾値Ｔh２を下回る極小値へ変化した場合であって、その期間におけるＰＥ信号の最小値がＦＥ信号の極大値のタイミング若しくはそれに近いタイミングで得られているとき、又はＦＥ信号の極小値のタイミング若しくはそれに近いタイミングで得られているときに指標数ＩＤＮを＋１加算し、ＦＥ信号が閾値Ｔh２を下回る極小値から閾値Ｔh１を超えた極大値へ変化した場合であって、ＰＥ信号の最小値が前記と同様のタイミングで得られているときに指標数ＩＤＮを−１減算する』という規則に基づいて指標数ＩＤＮを変化させているが、この規則は図５の場合も同様に適用されている。そして、前記のように図５と図４の場合とでは、ＦＥ信号とＰＥ信号が時間軸方向に関して逆に変化しているため、各記録層と表面における指標数ＩＤＮの加減算が逆になっている。その結果、集光スポットが上側へ移動する場合と下側へ移動する場合とで、同様の規則を適用して指標数ＩＤＮを変化させることができる。
【００３５】
次に、集光スポット位置検出プログラムによって以上の処理を実行させるため手順をフローチャートで示すと以下のようになる。先ず、図６はＦＥ信号の基準レベルと閾値Ｔh１，Ｔh２を設定する手順を示す。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（S1）、ランプ電圧を最下位置の電圧に設定して対物レンズ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ているＦＥ信号を基準レベルとして設定する（S2）。そして、その基準レベルを中心に上側閾値Ｔh１と下側閾値Ｔh２を設定する（S3）。ここに、各閾値Ｔh１，Ｔh２がノイズ等によるＦＥ信号の変動範囲の外側（上下）に設定されることは上記したとおりである。
【００３６】
図７から図９は集光スポット位置に応じた指標数ＩＤＮを求めるための手順を示す。光ディスク装置においてＲ／Ｗ制御が開始されると、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（S11〜S13）。
【００３７】
その状態から対物レンズ４が移動して集光スポットが光ディスク１の表面から内部に移動すると、その表面及び記録層においてＦＥ信号が変化するが、マイコン回路１６は勾配法を用いてＦＥ信号が極大値をとるか否かを確認している。そして、ＦＥ信号が極大値になったことを検出すると、その極大値が閾値Ｔh１より大きいか否かを確認し、それら条件が満たされた場合には内蔵カウンタをリセット・セットしてカウントを開始させる（S14,S15→S15）。
【００３８】
内蔵カウンタがセットした後、マイコン回路１６はＰＥ信号に対して内蔵カウンタのカウント値を対応付けながらＲＡＭ１８にセーブしてゆく（S17）。同時に、マイコン回路１６は勾配法を用いてＦＥ信号の変化を継続的に確認しており、ＦＥ信号が極小値になったことが検出されると、そのＦＥ信号が閾値Ｔh２より小さいか否かを確認し、それら条件が満たされた場合には、図８に示す指標数ＩＤＮの処理とセーブデータの消去を行う（S18,S19→S20）。尚、ＦＥ信号が極小値になったことが検出されても、その極小値が閾値Ｔh２以上であれば、内蔵カウンタをリセット・セットして、その時点以降に得られるＰＥ信号にカウント値を対応付けながらＲＡＭ１８にセーブしてゆく（S19→S16,S17）。
【００３９】
前記の指標数ＩＤＮに係る具体的処理（図８）は、先ず、マイコン回路１６は勾配法を用いてＲＡＭ１８にセーブさせているＰＥ信号の最小値に相当するものを求め、その最小値のＰＥ信号に対応付けられているカウント値Ｓcについて、０≦Ｓc≦ｋ又はＱ1−ｋ≦Ｓc≦Ｑ1が成立しているか否かを確認する（S31,S32）。ここに、Ｑ1はＦＥ信号が極小値となった時点で得られているＰＥ信号に対応付けられているカウント値、ｋはＱ1に対して十分に小さい値（例えば、Ｑ1の１／１０以内）であり、前記数式はＦＥ信号が極大値又は極小値になった時点又はそれに近い一定時間内においてＰＥ信号の最小値が得られていることを示す。そして、マイコン回路１６は前記数式に示す条件が満たされている場合には指標数ＩＤＮを＋１インクリメントし、条件がみたされていなければ指標数ＩＤＮはそのままとする処理を行い、その後にＲＡＭ１８のＰＥ信号を消去する（S32〜S34）。
【００４０】
図７に戻って、マイコン回路１６は指標数ＩＤＮに係る処理等（S20）が完了すると直ちに内蔵カウンタをリセット・セットし、前記ステップS17と同様に、ＰＥ信号に内蔵カウンタのカウント値を対応付けながらＲＡＭ１８にセーブしてゆく（S21,S22）。もっとも、そのステップS21,S22に関する処理は前記の指標数ＩＤＮに係る処理（S20：図８）と並行して実行させてもよく、むしろその方が望ましい。また、マイコン回路１６は、前記と同様にＰＥ信号に対して内蔵カウンタのカウント値を対応付けながらＲＡＭ１８にセーブさせてゆくと共に、勾配法を用いてＦＥ信号が極大値をとるか否かを確認し、ＦＥ信号が極大値になったことを検出すると、その極大値が閾値Ｔh１より大きいか否かを確認する（S23,S24）。
【００４１】
そして、それら条件が満たされていれば、図９に示す指標数ＩＤＮの処理とセーブデータの消去を行う（S23,S24→S25）。この場合の処理（S25：図９）は、最小値に相当するＰＥ信号に対応付けられているカウント値Ｓcについて０≦Ｓc≦ｋ又はＱ2−ｋ≦Ｓc≦Ｑ2の条件が成立している場合に、ステップS20（図８）では指標数ＩＤＮを＋１インクリメントしているのに対して、逆に指標数ＩＤＮを−１デクリメントしており（S41〜S43）、その点が異なっているだけである。即ち、ステップS20（図８）はＦＥ信号が閾値Ｔh１を超える極大値から閾値Ｔh２を下回る極小値へ変化した場合（集光スポットが光ディスク１の表面又は記録層を下側から上側へ通過した場合）であるのに対して、ステップS25（図９）は閾値Ｔh２を下回る極小値から閾値Ｔh１を超える極大値へ変化した場合（集光スポットが光ディスク１の表面又は記録層を上側から下側へ通過した場合）であり、指標数ＩＤＮの増減が逆になっている。尚、ＦＥ信号が極大値になったことが検出されても、その極大値が閾値Ｔh２より小さければ、内蔵カウンタをリセット・セットして、その時点以降に得られるＰＥ信号にカウント値を対応付けながらＲＡＭ１８にセーブしてゆく（S24→S21,S22）。
【００４２】
マイコン回路１６は、ステップS25（図９）の指標数ＩＤＮの処理とセーブデータの消去が行われた後又はその処理と並行して、内蔵カウンタをセット・リセットすると共に、それ以降に得られるＰＥ信号にカウント値を対応付けながらＲＡＭ１８にセーブするようにし、以降、ステップS16〜S25の手順を繰り返して実行する。その結果、集光スポットが光ディスク１の下側にある状態での指標数ＩＤＮを０として、集光スポットが表面又は記録層を下側から上側へ通過する度に＋１インクリメントし、上側から下側へ通過する度に−１デクリメントすることにより、上記に図３から図５を用いて説明したように、光ディスクの表面と各記録層に対する集光スポットの相対的位置を指標数ＩＤＮの値で表すことができる。
【００４３】
尚、以上の実施形態では、ＦＥ信号が閾値Ｔh1を超える極大値や閾値Ｔh2を下回る極小値になる度に、カウンタをリセット・セットしてＰＥ信号にカウント値を対応付けてＲＡＭ１８にセーブさせてゆき、ＦＥ信号の前記極値間の期間におけるＰＥ信号の最小値を求めてＩＤＮの処理を行い、その後にそれらのセーブデータを消去させているが、その場合にはＲＡＭ１８のメモリ領域を大きく占有してしまうことがあり、またＰＥ信号の最小値の演算にも時間がかかるという問題がある。これについては、ＦＥ信号の前記極値間の期間内において、ＰＥ信号が得られる度に前回までの最小値と今回のＰＥ信号の信号レベルを比較して常に最小値を求めると共に、その最小値にはカウンタのカウント値を付するようにし、新たな最小値が得られた時点で前回までの最小値とそのカウント値を消去して更新する方法を採用すれば、極めて小さいメモリ領域を利用するだけで足り、前記期間の最後に直ちにカウント値を確認してＩＤＮの処理が行えるため、その方法の方が有利である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
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】
【００４５】
【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】光ディスクに面振れが無い場合におけるＦＥ信号、ＰＥ信号、カウンタのリセット・セット、及び集光スポット位置の指標数ＩＤＮの関係を示すタイミングチャートである。
【図４】光ディスクに面振れが有る場合において、対物レンズが最下位置から最上位置へ移動するときのＦＥ信号、ＰＥ信号、カウンタのリセット・セット、及び集光スポット位置の指標数ＩＤＮの関係を示すタイミングチャートである。
【図５】光ディスクに面振れが有る場合において、対物レンズが最上位置から最下位置へ移動するときのＦＥ信号、ＰＥ信号、カウンタのリセット・セット、及び集光スポット位置の指標数ＩＤＮの関係を示すタイミングチャートである。
【図６】ＦＥ信号の基準レベルと閾値を初期設定する際の手順を示すフローチャートである。
【図７】光ディスクの集光スポット位置の指標数ＩＤＮの増減に係る制御手順を示すフローチャートである。
【図８】図７のステップS20の詳細手順を示すフローチャートである。
【図９】図７のステップS25の詳細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】
【００４６】
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、５１,５２,５３,６１,６２,６３,６４,６５,６６…ＦＥ信号の変化。
【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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