(57)【要約】【課題】サーボ層とデータ層を有する光ディスクにおいて、制御外乱に対する耐性を向上させることで装置の操作性を向上させる。【解決手段】本発明は対物レンズ、リレーレンズ、青紫色および赤色レーザ用ディテクタ、対物レンズ用フォーカスアクチュエータおよびトラッキングアクチュエータ、リレーレンズ用アクチュエータ、フォーカス誤差信号生成手段a、フォーカス誤差信号生成手段b、フォーカス制御信号生成手段a、フォーカス制御信号生成手段b、スイッチング手段a、トラッキング誤差信号生成手段a、トラッキング誤差信号生成手段b、トラッキング制御信号生成手段a、トラッキング制御信号生成手段b、スイッチング手段b、フォーカス誤差換算手段a、トラッキング誤差換算手段bとを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2012185887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ層とサーボ層とを有するディスクに対して情報を再生または記録する光ピックアップを用いた光ディスク装置であって、
ディスク半径方向に移動することで、光スポットaと光スポットbの合焦点位置をディスク半径方向に移動する対物レンズと、
該対物レンズをディスク半径方向に駆動するトラッキングアクチュエータと、
前記光スポットaのデータ層からの反射光を電気信号に変換するディテクタaと、
前記光スポットbのサーボ層からの反射光を電気信号に変換するディテクタbと、
前記ディテクタaからの出力に基づいてトラッキング誤差信号aを生成するトラッキング誤差信号生成手段aと、
前記ディテクタbからの出力に基づいてトラッキング誤差信号bを生成するトラッキング誤差信号生成手段bと、
前記トラッキング誤差信号生成手段aあるいは前記トラッキング誤差信号生成手段bの出力に基づいて前記光スポットaあるいは前記光スポットbを所定トラックに位置づけるための制御信号を生成するトラッキング制御手段と
前記トラッキング制御手段の出力に基づいて、前記トラッキングアクチュエータを駆動するトラッキングアクチュエータ駆動手段と、
前記トラッキング誤差信号生成手段aあるいは前記トラッキング誤差信号生成手段bの出力に基づいて、トラッキング誤差レベルを検出するトラッキング誤差レベル検出手段とを有し、
前記トラッキング制御手段は通常データ再生時には前記ディテクタaの出力に基づいて、前記トラッキングアクチュエータを駆動し、
前記トラッキング誤差レベル検出手段の出力に基づいて前記トラック誤差信号生成手段aの出力が所定範囲を超えたことを検出し、前記ディテクタbの出力に基づいて前記トラックアクチュエータを駆動するように動作するとともに、
前記トラッキング誤差レベル検出手段の出力に基づいて前記トラック誤差信号生成手段bの出力が所定範囲内になったことを検出し、再び前記ディテクタaの出力に基づいて前記トラックアクチュエータを駆動するように動作する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記記録層のトラックピッチと前記サーボ層のトラックピッチとを検出するトラックピッチ検出手段を有し、
前記トラッキング制御手段は前記サーボ層のトラックピッチが前記データ層のトラックピッチより広い場合に、前記トラッキング誤差レベル検出手段の出力に基づいて、前記ディテクタaあるいは前記ディテクタbの出力に基づいて前記トラックアクチュエータを駆動する
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記トラッキング制御手段は、
構成要素にフィルタaを有し、前記トラッキング誤差信号生成手段aの出力に基づいて制御信号を生成するトラッキング制御手段aと、
構成要素にフィルタbを有し、前記トラッキング誤差信号生成手段bの出力に基づいて制御信号を生成するトラッキング制御手段bと、
前記トラッキング制御手段aの出力と前記トラッキング制御手段bの出力とを入力とするスイッチング手段とを有し、
前記トラッキング誤差信号生成手段aおよび前記トラッキング誤差信号生成手段bは各出力が前記スイッチング手段によって選択されていない場合でも前記トラッキング誤差信号生成手段aおよび前記トラッキング誤差信号生成手段bの出力に基づいて、構成要素であるフィルタaおよびフィルタbの動作を継続する
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記トラッキング制御手段は、
前記トラッキング誤差信号生成手段bを前記トラッキング誤差信号生成手段aの出力に換算するトラッキング誤差換算手段を有し、
前記トラッキング誤差信号生成手段aの出力が所定範囲を超えたら、前記トラッキング誤差換算手段の出力に基づいて前記トラッキングアクチュエータを駆動するように動作するとともに、
前記トラッキング誤差信号生成手段bの出力が所定範囲内になったら、再び前記トラッキング誤差信号生成手段aの出力に基づいて前記トラッキングアクチュエータを駆動するように動作する
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記トラッキング誤差レベル検出手段は、
前記トラック誤差信号生成手段aの出力が所定範囲を超えたときに前記トラッキング誤差信号生成手段bの出力を記憶し、
記憶した信号に基づいて、前記トラッキング制御手段が再び前記ディテクタaの出力に基づいて前記トラックアクチュエータを駆動するための条件決定を行う
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記トラッキング誤差レベル検出手段は、
前記トラック誤差信号生成手段aの出力が所定範囲を超える直前の前記トラック誤差信号生成手段aの出力信号の時間微分値と前記トラッキング誤差信号生成手段bの出力信号の時間微分値とを検出し、前記トラッキング制御手段は両微分値が所定範囲内のときにだけ前記ディテクタbの出力に基づいて前記トラックアクチュエータを駆動する
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項７】
データ層とサーボ層とを有するディスクに対して情報を再生または記録する光ピックアップを用いた光ディスク装置であって、
データ層に集光した光スポットaの反射光に基づいてトラッキング制御を行う制御手段aと、
サーボ層に集光した光スポットbの反射光に基づいてトラッキング制御を行う制御手段bと
を有し、
データ再生中に制御手段aと制御手段bとを切り替えてトラッキング制御を行う
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
データ層とサーボ層とを有するディスクに対して情報を再生または記録する光ピックアップを用いた光ディスク装置であって、
サーボ層に集光した光スポットbの反射光に基づいて生成されるフォーカス誤差信号のサーボ負帰還領域がデータ層に集光した光スポットaの反射光に基づいて生成されるフォーカス誤差信号のサーボ負帰還領域より広範囲となる光ピックアップを有する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
ディスク光軸方向に移動することで、光スポットaと光スポットbの合焦点位置をディスク光軸方向に移動する対物レンズと、
ディスク光軸方向に移動することで、光スポットbの合焦点位置をディスク光軸方向に移動するリレーレンズと、
前記対物レンズを光軸方向に駆動するフォーカスアクチュエータと、
前記リレーレンズを光軸方向に駆動するリレーレンズアクチュエータと、
光スポットaのデータ層からの反射光を電気信号に変換するディテクタaと、
光スポットbのサーボ層からの反射光を電気信号に変換するディテクタbと、
前記ディテクタaからの出力に基づいてフォーカス誤差信号aを生成するフォーカス誤差信号生成手段aと、
前記ディテクタbからの出力に基づいてフォーカス誤差信号bを生成するフォーカス誤差信号生成手段bと、
前記フォーカス誤差信号生成手段aの出力に基づいて前記光スポットaを所定のデータ層に位置づけるための制御信号を生成するフォーカス制御手段aと
前記フォーカス誤差信号生成手段bの出力に基づいて前記光スポットbを前記サーボ層に位置づけるための制御信号を生成するフォーカス制御手段bと
前記フォーカス制御手段aの出力に基づいて、前記フォーカスアクチュエータを駆動するフォーカスアクチュエータ駆動手段と、
前記フォーカス制御手段bの出力に基づいて、前記リレーレンズアクチュエータを駆動するリレーレンズアクチュエータ駆動手段と、
フォーカス誤差信号生成手段aあるいはフォーカス誤差信号生成手段bの出力に基づいて、フォーカスずれ量を検出するフォーカスずれ量検出手段とを有し、
通常の記録再生時には前記フォーカス制御手段aはディテクタaの出力に基づいてフォーカスアクチュエータを駆動し、前記フォーカス制御手段bはディテクタbの出力に基づいてリレーレンズアクチュエータを駆動し、
前記フォーカス誤差信号生成手段aの出力が所定範囲を超えたら、前記フォーカス制御手段bは出力をホールドし、前記フォーカス制御手段aはディテクタbの出力に基づいてフォーカスアクチュエータを駆動するように動作するとともに、
フォーカス誤差信号生成手段bの出力が所定範囲内になったら、再び前記フォーカス制御手段aはディテクタaの出力に基づいてフォーカスアクチュエータを駆動し、前記フォーカス制御手段bはディテクタbの出力に基づいてリレーレンズアクチュエータを駆動するように動作する
ことを特徴とする請求項８記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記フォーカス誤差信号生成手段bを前記フォーカス誤差信号生成手段aの出力を換算するフォーカス誤差換算手段を有し、
前記フォーカス誤差信号生成手段aの出力が所定範囲を超えたら、前記フォーカス制御手段bは出力をホールドし、前記フォーカス制御手段aは前記フォーカス誤差換算手段の出力に基づいてフォーカスアクチュエータを駆動するように動作するとともに、
フォーカス誤差信号生成手段bの出力が所定範囲内になったら、再び前記フォーカス制御手段aはディテクタaの出力に基づいてフォーカスアクチュエータを駆動し、前記フォーカス制御手段bはディテクタbの出力に基づいてリレーレンズアクチュエータを駆動するように動作する
ことを特徴とする請求項８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、光ディスク装置に関し、特にトラッキングおよびフォーカス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば特開２００２−３１２９５８公報、特開２００９−１４０５６８公報、特開２００１−３５７５４２公報、特開２００９−１７００３５公報などがある。これらの公報は、複数のデータ層と光スポットをデータ層に正確に位置づけるためのサーボ専用層を有するディスクに関するもの、あるいはサーボ層およびデータ層に正確にレーザスポットを集光させるための対物レンズ制御方法、あるいはサーボ層およびデータ層の戻り光から生成した誤差信号を用いてサーボ層およびデータ層に集光した光軸のずれを補正するもの、あるいはサーボ層およびデータ層の戻り光から生成した誤差信号およびシフト誤差信号を用いて光軸チルトを補正するものである。
【０００３】
また、磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め技術として、特開昭６３−２６８１４号公報には、「サーボ面に記録されたサーボ情報でヘッドの位置決めを行い、データ面の定められた領域に記録されたサーボ情報で再度ヘッドの位置決めを行う際、データ面の定められた領域に媒体欠陥がある場合、‥‥‥該媒体欠陥を検出してデータ面サーボ情報によるヘッドの位置決め制御を中止させ、サーボ面サーボ情報での位置決め動作に戻す」との記載がある（概要参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１２９５８号公報
【特許文献２】特開２００９−１４０５６８号公報
【特許文献３】特開２００１−３５７５４２号公報
【特許文献４】特開２００９−１７００３５号公報
【特許文献５】特開昭６３−２６８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１から４のように、データ層とは別にサーボ層を設け、両層にそれぞれ独立に光スポットを集光させ、サーボ層にてトラッキング制御を行うことで、データ層のガイドトラックが不要になるため多数のデータ層を有する媒体を安価に製造することが可能になる。また、両層からの戻り光から演算した誤差信号、シフト信号を用いることで、両光スポットの位置を正確に制御することができる。
【０００６】
しかし、データ容量を維持するためにデータ層のトラックピッチは従来システムと同等もしくは同等以下であることが好ましく、一方、データ層のトラッキング制御はサーボ層からの戻り光から間接的に行うため、従来の技術においては光スポット位置の制御性能が劣化する可能性がある。また、特許文献５の磁気ディスク装置において、媒体欠陥検出時にデータ面サーボ情報によるヘッドの位置決め制御を中止させ、サーボ面サーボ情報での位置決め動作に戻す、との開示があるが、光スポットにおける制御系の切り替えについては一切言及していない。
【０００７】
本発明はデータ層とサーボ層とをもつ光ディスクの記録再生装置において、信頼性の高いトラッキングおよびフォーカス制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、その一例として特許請求の範囲に記載の構成により達成できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、データ層とサーボ層とをもつ光ディスクの記録再生装置において、信頼性の高いトラッキングおよびフォーカス制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施例１の構成要素説明図
【図２】本発明のディスク構成説明図
【図３】本発明のトラックピッチ説明図
【図４】本発明の切り替え閾値説明図
【図５】本発明の制御手段切り替え動作説明図
【図６】本発明の誤差信号整合動作説明図
【図７】本発明の切り替え条件説明図
【図８】本実施例２の構成要素説明図
【図９】本実施例２の誤差換算説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例における光ディスク装置の構成を示す説明図である。１はディスク、２は光ピックアップユニット、３は青紫色レーザダイオード、４は赤色レーザダイオード、５は対物レンズ、６はリレーレンズ、７は青紫色レーザ用ディテクタ、８は赤色レーザ用ディテクタ、９は対物レンズ用フォーカスアクチュエータ、１０はリレーレンズ用アクチュエータ、１１は対物レンズ用トラッキングアクチュエータ、１２はピックアップ送りモータ、１３はフォーカス誤差信号生成手段a、１４はフォーカス誤差信号生成手段b、１５はフォーカス制御信号生成手段、１５aはフォーカス制御信号生成手段a、１５bはフォーカス制御信号生成手段b、１６はスイッチング手段a、１７はフォーカスアクチュエータ駆動手段、１８はリレーレンズアクチュエータ駆動手段、１９はフォーカス誤差信号レベル検出手段、２０は欠番、２１はトラッキング誤差信号生成手段a、２２はトラッキング誤差信号生成手段b、２３はトラッキング制御信号生成手段、２３aはトラッキング制御信号生成手段a、２３bはトラッキング制御信号生成手段b、２４はスイッチング手段b、２５はトラッキングアクチュエータ駆動手段、２６は送りモータ制御手段、２７は送りモータ駆動手段、２８はトラッキングピッチ検出手段、２９はトラッキング誤差信号レベル検出手段、３０は欠番、３１はディスクを回転させるスピンドルモータ、３２はスピンドルモータの回転速度に応じた信号を発生する周波数発生手段、３３はスピンドルモータを所定速度で回転するように制御するモータ制御手段である。
【００１３】
次に各ブロックの動作概要とブロック間の関係について説明する。図１において、青紫色レーザダイオード３は青紫色レーザ光を出力し、出力されたレーザ光は対物レンズ５を介してディスク１のデータ層に集光する。データ層からの反射光は対物レンズ５を介して青紫色レーザ用ディテクタ７に受光される。赤色レーザダイオード４は赤色レーザ光を出力し、出力されたレーザ光はリレーレンズ６と対物レンズ５を介してディスク１のサーボ層に集光する。サーボ層からの反射光は対物レンズ５を介して赤色レーザ用ディテクタ８に受光される。フォーカスアクチュエータ９は対物レンズ５をディスク回転軸方向に移動し、リレーレンズ用アクチュエータ１０はリレーレンズ６を光軸方向に移動し、トラッキングアクチュエータ１１は対物レンズ５をディスク半径方向に移動する。また、送りモータ１２は光ピックアップユニット２をディスク半径方向に移動する。青紫色レーザ用ディテクタ７は反射光を電気信号に変換し、変換した信号をフォーカス誤差信号生成手段１３とトラッキング誤差信号検出手段２１に送る。フォーカス誤差信号生成手段１３は送られた信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成し、生成した信号をフォーカス制御信号生成手段１５aとレベル検出手段１９に送る。フォーカス制御信号生成手段１５aはフォーカス誤差信号生成手段１３から送られた信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、生成した信号をスイッチング手段１６に送る。赤色レーザ用ディテクタ８は反射光を電気信号に変換し、変換した信号をフォーカス誤差信号生成手段１４とトラッキング誤差信号検出手段２２に送る。フォーカス誤差信号生成手段１４は送られた信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成し、生成した信号をフォーカス制御信号生成手段１５bとレベル検出手段１９に送る。フォーカス制御信号生成手段１５bはフォーカス誤差信号生成手段１４から送られた信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、生成した信号をスイッチング手段１６とリレーレンズアクチュエータ駆動手段１８に送る。レベル検出手段１９はフォーカス誤差信号生成手段１３とフォーカス誤差信号生成手段１４からの信号に基づいてスイッチング手段の切り替え信号を生成し、生成した信号をスイッチング手段１６に送る。スイッチング手段１６はレベル検出手段１９の出力に基づいてフォーカス制御信号生成手段１５aあるいはフォーカス制御信号生成手段１５bからの信号をフォーカスアクチュエータ駆動手段１７に送る。フォーカスアクチュエータ駆動手段１７は送られた信号に基づいてフォーカスアクチュエータ９を駆動する。リレーレンズアクチュエータ駆動手段１８は送られた信号に基づいてリレーレンズアクチュエータ１０を駆動する。
トラッキング誤差信号生成手段２１は送られた信号に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、生成した信号をトラッキング制御信号生成手段２３aとトラックピッチ検出手段２８とレベル検出手段２９に送る。トラッキング制御信号生成手段２３aはトラッキング誤差信号生成手段２１から送られた信号に基づいてトラッキング制御信号を生成し、生成した信号をスイッチング手段２４と送りモータ制御手段２６に送る。トラッキング誤差信号生成手段２２は送られた信号に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、生成した信号をトラッキング制御信号生成手段２３bとトラックピッチ検出手段２８とレベル検出手段２９に送る。トラッキング制御信号生成手段２３bはトラッキング誤差信号生成手段２２から送られた信号に基づいてトラッキング制御信号を生成し、生成した信号をスイッチング手段２４と送りモータ制御手段２６に送る。トラックピッチ検出手段２８はトラッキング誤差信号生成手段２１とトラッキング誤差信号生成手段２２からの信号に基づいて、データ層あるいはサーボ層のトラックピッチを計測して、計測した信号をレベル検出手段２９に送る。レベル検出手段２９はトラッキング誤差信号生成手段２１とトラッキング誤差信号生成手段２２からの信号に基づいてスイッチング手段の切り替え信号を生成し、生成した信号をスイッチング手段２４に送る。スイッチング手段２４はレベル検出手段２９の出力に基づいてトラッキング制御信号生成手段２３aあるいはトラッキング制御信号生成手段２３bからの信号をトラッキングアクチュエータ駆動手段２５に送る。トラッキングアクチュエータ駆動手段２５は送られた信号に基づいてトラッキングアクチュエータ１１を駆動する。また、送りモータ制御手段２６はトラッキング制御信号生成手段２３aあるいはトラッキング制御信号生成手段２３bに基づいて光ピックアップの送り用信号を生成し、生成した信号を送りモータ駆動手段２７に送る。送りモータ駆動手段２７は送られた信号に基づいて送りモータ１２を駆動する。
スピンドルモータ３１はディスク１を駆動する。周波数発生手段３２はスピンドルモータ３１の回転速度情報を電気信号に変換し、変換した信号をモータ制御手段３３に送る。モータ制御手段３３は送られた信号に基づいてディスク１が所定の回転速度で回転するようにスピンドルモータ３１を制御する。
【００１４】
次に図２を用いてデータ層とサーボ層とを有するディスク１と制御方法について説明する。図２は青紫色レーザ光（実線）、赤色レーザ光（鎖線）が対物レンズ５からディスク１に照射される様子を模式的に示したものである。ディスクには複数のデータ層とサーボ層とがある。サーボ層は従来の光ディスクと同様にスパイラル状の溝あるいはピットが形成されており、これによってトラッキング制御が行えるようになっている。一方、データ層にはトラッキング制御用の溝あるいはピットは形成されていないため未記録部分ではトラッキング制御を行うことができずサーボ層におけるトラッキング制御により間接的に光スポット位置を制御している。データが記録された後はトラッキング誤差信号が得られるため、これを用いて直接的にトラッキング制御を行うことができる。
青紫色レーザ光は対物レンズの紙面上下方向の位置を適切にすることで目的のデータ層に集光している。対物レンズの移動により赤色レーザ光も集光位置が移動するので、さらに図１のリレーレンズ６の位置を適切にすることでサーボ層に集光することができる。対物レンズをトラック横断方向に移動して赤色光レーザの光スポットをトラック横断方向に移動させると青紫色レーザの集光スポットも同様にトラック横断方向に集光スポットが移動する。
つまり、フォーカス制御は青紫色レーザの光スポットがデータ層に集光するように対物レンズを駆動し、さらに赤色レーザの光スポットがサーボ層に集光するようにリレーレンズを駆動する。トラッキング制御はデータを記録する場合には赤色レーザの光スポットが所定のトラックに位置づくように対物レンズを駆動することで、青紫色レーザの光スポットがデータ層の所定のディスク半径位置に配置される。データを再生する場合はデータ層からの戻り光を用いてトラック誤差信号が得られるので青紫色レーザの光スポットの位置を直接的に制御することができる。
ここで図３（１）のように、サーボ層からの反射光で生成される誤差信号の同一極性（図中の黒丸●印）領域だけでデータの記録を行うと、データ層のトラックピッチはサーボ層と同等になる。しかし、図３（２）のように逆極性領域（図中の白丸○印）でもデータの記録を行うと、データ層のトラックピッチは1/2にすることができ記録密度を向上できる。
しかしトラックピッチが狭くなると光スポットが所望のトラック外れやすくなる。これは制御ゲインの向上で解決できる場合もあるが、通常ピックアップメカ要因やディスク傷に対する応答特性の問題から制御ゲインを容易に上げることは出来ない。そこでトラックピッチの異なる層で構成される複数の制御系を切り替えて、適切な制御系を選択することで装置の性能を向上させることができる。
【００１５】
次に通常データ再生時のトラッキング制御動作とデトラックが発生した場合の動作について説明する。
【００１６】
通常データ再生時にはスイッチング手段２４はトラッキング制御信号生成手段２３aの出力を選択する。したがって、対物レンズ５のトラッキング制御はデータ層からの反射光に基づいて行われる。これはサーボ層から得る誤差信号を用いるより実際に再生するデータから生成した誤差信号を用いて制御をする方がより高品質な再生信号を得られるためである。トラッキング誤差信号レベル検出手段２９はトラッキング誤差信号生成手段２１の出力に基づいてデータ層に集光した光スポットのデトラック量を監視し、所定量以上のデトラックになった場合にスイッチング手段２４を切り替える信号を出力する。所定量は図４のようにデータ層から得られる誤差信号振幅に基づいて設定する。
【００１７】
図５にデータ層の光スポットのデトラック量が所定量以上になった場合のデータ層での光スポットのトラック軌跡とサーボ層での光スポットのトラック軌跡および各層で得られるトラッキング誤差信号を模式的に示す。データ層の光スポットのデトラック量が徐々に大きくなり閾値を超えたらトラッキング誤差信号レベル検出手段２９はスイッチング手段２４のスイッチを切り替える。さらにデトラック量が増加した場合、データ層のトラッキング誤差信号はトラッキング制御の負帰還領域を超える（図上右太線）ため、データ層からの誤差信号を用いた制御はできなくなる。しかし、サーボ層のトラックピッチがデータ層のトラックピッチより広い場合には負帰還領域も広いためスイッチを切り替えてサーボ層からの誤差信号（図右下太線）を用いることでトラッキング制御を継続することが出来る。
つまり、切り替えを行わずデータ層のトラッキング誤差信号のみでトラッキング制御を行った場合は光スポットが目標トラックから逸脱し、目標トラックに戻すにはトラッキング制御ループを一度オフしてシークすることが必要になる。切り替えをすることでトラッキング制御を継続しながら光スポットを目標トラックに戻すことが可能になる。
このような効果はデータ層のトラックピッチに対してサーボ層のトラックピッチが広い場合に限られる。したがってトラッキング誤差信号レベル検出手段２９はトラックピッチ検出手段２８の出力に基づいて切り替え動作を行うか否かを判定する。トラックピッチ検出手段２８は以下の方法でトラックピッチを得る。既記録のディスクのトラックピッチが不明な場合はデータ層のトラックピッチとサーボ層のトラックピッチはディスクが装置に挿入された際に計測する。トラッキング制御を行わず対物レンズが一定位置に止まっているときにデータ層およびサーボ層のトラッキング誤差信号から横断したトラック数をカウントすることで両者のトラックピッチを算出する。データ層かサーボ層いずれかのトラックピッチが既知である場合には対物レンズを所定量だけシフトさせたときのトラック数をカウントすることでもトラックピッチを算出できる。
スイッチ切り替え後はトラッキング誤差信号レベル検出手段２９はトラッキング誤差信号生成手段２２の出力に基づいてサーボ層に集光した光スポットのデトラック量を監視し、所定量以下のデトラックになった場合にスイッチング手段２４のスイッチを戻すように信号を出力する。
【００１８】
上記ではトラッキング誤差信号レベル検出手段２９は予め設定した閾値を用いてスイッチング手段２４のスイッチを戻すように動作しているが、本発明はこれに限ったものではない。つまり、図６のようにデータ層の光スポットのデトラック量が所定量以上になったときのサーボ層から生成したトラッキング誤差信号のレベルを検出し、検出した信号レベルに基づいてスイッチを戻すための閾値を生成しても良い。この場合、両層のトラッキング誤差信号のオフセットや振幅の影響を低減することができる。
【００１９】
さらに上記ではトラッキング誤差信号レベル検出手段２９はデータ層の光スポットのデトラック量に基づいてスイッチング手段２４を切り替えたが、本発明はこれに限ったものではない。つまり、図７のようにトラッキング誤差信号生成手段２１の信号レベルのみならず、トラッキング誤差信号生成手段２１の信号レベルが閾値を超える直前のトラッキング誤差信号生成手段２１の信号変化率とトラッキング誤差信号生成手段２２の信号変化率とを比較し、両者の値が類似している場合にスイッチング手段２４を切り替えるように動作しても良い。この場合、記録時のデトラックなどデータ層とサーボ層とのデトラックが一致しない場合にはスイッチング手段２４を切り替えず、外部振動やサーボ層のトラック歪みなどデータ層とサーボ層とのデトラックが一致する場合のみスイッチング手段２４を切り替えることが出来る。
【００２０】
さらに、データ層のトラックピッチとサーボ層のトラックピッチとの差で生ずるゲイン変動はトラッキング制御信号生成手段２３bで補償することで、切り替え前後でトラッキング制御のループゲインを一定にすることができる。
【００２１】
さらにトラッキング誤差信号検出手段２２とトラッキング制御信号生成手段２３bはサーボ層のトラックピッチがデータ層のトラックピッチよりも広い場合はスイッチング手段２４がトラッキング制御信号生成手段２３aの出力を選択している場合でも動作させる。つまりトラッキング制御信号生成手段２３bの内部に設けられているフィルタを誤差信号に基づいて動作させておく。これによりスイッチ切り替え直後に発生する制御信号の過渡的な不整合を低減することが出来る。
【００２２】
次に通常の記録および再生時のフォーカス制御動作とデフォーカスが発生した場合の動作について説明する。フォーカス制御は記録時も再生時と同様の動作が可能である。またフォーカス制御が行えるフォーカス誤差信号の負帰還領域はピックアップの設計方法によりデータ層の負帰還領域よりサーボ層の負帰還領域を広くすることが出来る。
【００２３】
通常データ記録再生時にはスイッチング手段１６はフォーカス制御信号生成手段１５aの出力を選択する。したがって、対物レンズ５のフォーカス制御はデータ層からの反射光に基づいて行われ、リレーレンズ６のフォーカス制御はサーボ層からの反射光に基づいて行われる。フォーカス誤差信号レベル検出手段１９はフォーカス誤差信号生成手段１３の出力に基づいてデータ層に集光した光スポットのデフォーカス量を監視し、所定量以上のデフォーカスになった場合にスイッチング手段１６を切り替える信号を出力する。したがって、このとき対物レンズ５のフォーカス制御はサーボ層からの反射光に基づいて行われる。所定量の設定方法はトラッキングの場合と同様に行うことが出来る。
【００２４】
また、データ層の光スポットのデフォーカス量が所定量以上になった場合の動作シーケンスはトラッキングの場合と同様に行うことが出来る。つまり、データ層の光スポットのデフォーカス量が徐々に大きくなり閾値を超えたらフォーカス誤差信号レベル検出手段１９はスイッチング手段１６のスイッチを切り替える。スイッチ切り替え後はフォーカス誤差信号レベル検出手段１９はフォーカス誤差信号生成手段１４の出力に基づいてサーボ層に集光した光スポットのデフォーカス量を監視し、所定量以下のデフォーカスになった場合にスイッチング手段１６のスイッチを戻すように信号を出力する。
【００２５】
上記ではフォーカス制御信号生成手段１５bはスイッチ切り替え後もリレーレンズアクチュエータ駆動手段１８に信号を出力しているが、本発明はこれに限ったものではない。つまり、フォーカス制御信号生成手段１５bはスイッチ切り替え中はスイッチ切り替え直前の出力値をホールドしても良い。このときフォーカス誤差信号レベル検出手段１９はトラッキングの場合と同様にデータ層の光スポットのデフォーカス量が所定量以上になったときのサーボ層から生成したフォーカス誤差信号のレベルを検出し、検出した信号レベルに基づいてスイッチを戻すための閾値を生成しても良い。
【００２６】
また、トラッキングを同様にフォーカス誤差信号生成手段１３の信号レベルのみならず、フォーカス誤差信号生成手段１３の信号レベルが閾値を超える直前のフォーカス誤差信号生成手段１３の信号変化率とフォーカス誤差信号生成手段１４の信号変化率とを比較し、両者の値が類似している場合にスイッチング手段１６を切り替えるように動作しても良い。この場合、データ層あるいはサーボ層固有の歪などにより両層でのデフォーカスが一致しない場合にはスイッチング手段１６を切り替えず、外部振動や両層の面ぶれなどデータ層とサーボ層とのデフォーカスが一致する場合のみスイッチング手段１６を切り替えることが出来る。
【００２７】
さらに、トラッキングを同様にデータ層のフォーカス負帰還領域とサーボ層のフォーカス負帰還領域との差で生ずるゲイン変動はフォーカス制御信号生成手段１５bで補償することで、切り替え前後でフォーカス制御のループゲインを一定にすることができる。
また、上記実施例では青紫色レーザと赤色レーザを用いたが、本発明はこれに限ったものではない。つまり、データ層とサーボ層との両層に青紫色レーザあるいは赤色レーザを用いた場合でも同様の効果が得られる。
【００２８】
以上のように、サーボ層におけるフィードバック制御の負帰還領域がデータ層におけるフィードバック制御の負帰還領域より広い場合、誤差信号および制御手段を切り替えることで制御外乱に対する耐性を向上させることが出来る。
【００２９】
上記実施例では、デトラックあるいはデフォーカスが増大したことを検出して、制御信号生成手段の出力を切り替えることで制御外乱に対する耐性を向上させたが、サーボ層の誤差信号をデータ層の誤差信号に換算して制御することでも同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００３０】
次に図８を用いて本発明の光ディスク装置の構成について説明する。
図８における１から１９、２１から２９および３１から３３のブロックは実施例１と同様のため省略する。図８において、２０はフォーカス誤差換算手段a、３０はトラッキング誤差換算手段bである。
【００３１】
次に各ブロックの動作概要とブロック間の関係について説明する。図８における１から１４、２１、２２および３１から３３のブロック間の関係は実施例１と同様のため省略する。フォーカス誤差信号生成手段１３は送られた信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成し、生成した信号をフォーカス制御信号生成手段１５aとレベル検出手段１９に送る。フォーカス誤差信号生成手段１４は送られた信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成し、生成した信号をフォーカス制御信号生成手段１５bとレベル検出手段１９と誤差換算手段２０に送る。誤差換算手段２０は送られた信号に基づいてデータ層の光スポットのデフォーカス量に比例した誤差信号を換算し、換算した信号をフォーカス制御信号生成手段１５aに送る。フォーカス制御信号生成手段１５aはフォーカス誤差信号生成手段１３と誤差換算手段２０とから送られた信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、生成した信号をフォーカスアクチュエータ駆動手段１７に送る。フォーカス制御信号生成手段１５bはフォーカス誤差信号生成手段１４から送られた信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、生成した信号をリレーレンズアクチュエータ駆動手段１８に送る。レベル検出手段１９はフォーカス誤差信号生成手段１３とフォーカス誤差信号生成手段１４からの信号に基づいて、誤差信号選択用の信号を生成し、生成した信号をフォーカス制御信号生成手段１５に送る。
【００３２】
トラッキング誤差信号生成手段２１は送られた信号に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、生成した信号をトラッキング制御信号生成手段２３aとトラックピッチ検出手段２８とレベル検出手段２９に送る。トラッキング誤差信号生成手段２２は送られた信号に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、生成した信号をトラッキング制御信号生成手段２３bとトラックピッチ検出手段２８とレベル検出手段２９と誤差換算手段３０に送る。誤差換算手段３０は送られた信号に基づいてデータ層の光スポットのデトラック量に比例した誤差信号を換算し、換算した信号をトラック制御信号生成手段２３aに送る。トラッキング制御信号生成手段２３aはトラッキング誤差信号生成手段２１と誤差換算手段３０とから送られた信号に基づいてトラッキング制御信号を生成し、生成した信号をトラッキングアクチュエータ駆動手段２５と送りモータ制御手段２６に送る。トラッキング制御信号生成手段２３bはトラッキング誤差信号生成手段２２から送られた信号に基づいてトラッキング制御信号を生成し、生成した信号をトラッキングアクチュエータ駆動手段２５と送りモータ制御手段２６に送る。トラックピッチ検出手段２８はトラッキング誤差信号生成手段２１とトラッキング誤差信号生成手段２２からの信号に基づいて、データ層あるいはサーボ層のトラックピッチを計測して、計測した信号をレベル検出手段２９に送る。レベル検出手段２９はトラッキング誤差信号生成手段２１とトラッキング誤差信号生成手段２２からの信号に基づいて誤差信号選択用の信号を生成し、生成した信号をトラッキング制御信号生成手段２３に送る。送りモータ制御手段２６はトラッキング制御信号生成手段２３aあるいはトラッキング制御信号生成手段２３bに基づいて光ピックアップの送り用信号を生成し、生成した信号を送りモータ駆動手段２７に送る。
【００３３】
次に図９を用いてトラッキング誤差換算手段３０とトラッキング制御信号生成手段２３aの動作について説明する。誤差換算手段３０は両層のトラックピッチおよび誤差信号振幅比に基づいて、トラッキング誤差信号生成手段２２から送られた信号を演算し、演算した信号をトラッキング制御信号生成手段２３aに送る。演算は数式１に基づいて行う。トラッキング誤差信号生成手段２２から送られる信号を入力ｘ、データ層対サーボ層のトラックピッチ比をＴd／Ｔs、データ層対サーボ層の誤差信号振幅比をＡd／Ａs、演算後の値をＹとすると、
（数１）
Ｙ ＝ Ｘ ×(Ｔs／Ｔd) ×(Ａs／Ａd)
データ層とサーボ層とにそれぞれオフセットがある場合はこれを考慮して演算しても良い。データ層の光スポットのデトラック量が徐々に大きくなり閾値を超えたらトラッキング誤差信号レベル検出手段２９は誤差信号として誤差換算手段３０の出力を選択するように信号を出力する。トラッキング制御信号生成手段２３aはトラッキング誤差信号として誤差換算手段３０から送られた信号を用いて制御信号を生成する。誤差信号選択切り替え後はトラッキング誤差信号レベル検出手段２９はトラッキング誤差信号生成手段２２の出力に基づいてサーボ層に集光した光スポットのデトラック量を監視し、所定量以下のデトラックになった場合に誤差信号としてトラッキング誤差信号生成手段２１から送られた信号を選択するように信号を出力する。
【００３４】
誤差換算手段２０とフォーカス制御信号生成手段１５aの動作もトラッキングと同様に行う。誤差換算手段２０は両層のフォーカスサーボ負帰還領域および誤差信号振幅比に基づいて、フォーカス誤差信号生成手段１４から送られた信号を演算し、演算した信号をフォーカス制御信号生成手段１５aに送る。データ層の光スポットのデフォーカス量が徐々に大きくなり閾値を超えたらフォーカス誤差信号レベル検出手段１９は誤差信号として誤差換算手段２０の出力を選択するように信号を出力する。フォーカス制御信号生成手段１５aはフォーカス誤差信号として誤差換算手段２０から送られた信号を用いて制御信号を生成する。誤差信号選択切り替え後はフォーカス誤差信号レベル検出手段１９はフォーカス誤差信号生成手段１４の出力に基づいてサーボ層に集光した光スポットのデフォーカス量を監視し、所定量以下のデフォーカスになった場合に誤差信号としてトラッキング誤差信号生成手段２１から送られた信号を選択するように信号を出力する。
【００３５】
以上のように、サーボ層におけるフィードバック制御の負帰還領域がデータ層におけるフィードバック制御の負帰還領域より広い場合、サーボ層の誤差信号をデータ層の誤差信号に換算することで、制御可能範囲を広げることができる、また広範囲で線形性の高い誤差信号を用いて制御を行うことができるため制御外乱に対する耐性を向上させることが出来る。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・ディスク、２・・・光ピックアップユニット、３・・は青紫色レーザダイオード、４・・・赤色レーザダイオード、５・・・対物レンズ、６・・・リレーレンズ、７・・・青紫色レーザ用ディテクタ、８・・・赤色レーザ用ディテクタ、９・・・対物レンズ用フォーカスアクチュエータ、１０・・・リレーレンズ用アクチュエータ、１１・・・対物レンズ用トラッキングアクチュエータ、１２・・・ピックアップ送りモータ、１３・・・フォーカス誤差信号生、１４・・・フォーカス誤差信号生成手段b、１５・・・フォーカス制御信号生成手段、１５a・・・フォーカス制御信号生成手段a、１５b・・・はフォーカス制御信号生成手段b、１６・・・スイッチング手段a、１７・・・フォーカスアクチュエータ駆動手段、１８・・・リレーレンズアクチュエータ駆動手段、１９・・・フォーカス誤差信号レベル検出手段、２０・・・フォーカス誤差換算手段a、２１・・・トラッキング誤差信号生成手段a、２２・・・トラッキング誤差信号生成手段b、２３・・・トラッキング制御信号生成手段、２３a・・・トラッキング制御信号生成手段a、２３b・・・トラッキング制御信号生成手段b、２４・・・スイッチング手段b、２５・・・トラッキングアクチュエータ駆動手段、２６・・・送りモータ制御手段、２７・・・送りモータ駆動手段、２８・・・トラッキングピッチ検出手段、２９・・・トラッキング誤差信号レベル検出手段、３０・・・トラッキング誤差換算手段b、３１・・・スピンドルモータ、３２・・・周波数発生手段、３３・・・モータ制御手段成手段
【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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