(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録層を持つ多層光ディスクにデータを記録する、または、前記多層光ディスクに記録されているデータを再生する記録・再生動作に対応してビームスポットを前記多層光ディスクの１の記録層から他の記録層に移動させるフォーカスジャンプ動作を行い、当該他の記録層についてフォーカス引き込みを行う光ディスク記録再生装置であって、
対物レンズと、該対物レンズをフォーカス方向に移動させるフォーカスアクチュエータと、ビーム光を照射するビーム射出手段と、前記光ディスクからの戻り光を受光してフォーカスエラー信号および和信号を提供する受光手段と、前記ビーム射出手段からのビーム光を前記対物レンズに導き前記対物レンズに入射し、前記対物レンズから射出されるビームスポットが前記光ディスクに照射され、前記光ディスクからの戻り光を前記受光手段に導く光学系とを有する光ピックアップと、
前記多層光ディスクの１の記録層から他の記録層にフォーカスジャンプを開始するフォーカスジャンプ開始信号が印加されたとき、前記対物レンズからのビームスポットを前記他の記録層に位置決めするため前記対物レンズをフォーカス方向に移動させるフォーカスドライバ信号を前記フォーカスアクチュエータに出力し、前記フォーカスアクチュエータの駆動に応じて移動した前記対物レンズの位置に応じて前記受光手段から得られるフォーカスエラー信号および和信号を参照して、前記フォーカスエラー信号が第１のしきい値を越えたか否かを判定し、前記フォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたとき、さらに前記和信号が第２のしきい値を越えたか否かを判定し、前記和信号が第２のしきい値を越えたとき、さらに前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたか否かを判定し、前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときに、第１減速パルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する、フォーカスドライブ制御手段と、
を具備する、光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
前記フォーカスドライブ制御手段は、前記ビームスポットを前記他の記録層を移動させるための前記フォーカスドライバ信号として一定の傾きで増加するフォーカスドライバ信号を前記フォーカスアクチュエータに出力する、
請求項１記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項３】
前記フォーカスドライブ制御手段は、前記第１減速パルスとして、前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときの前記フォーカスエラー信号の微分値に第１係数を乗じた値の振幅と第１継続時間との積が規定される第１力積のパルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する、
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項４】
当該光ディスク記録再生装置は、前記フォーカスエラー信号を高域位相進み補償処理する高域位相進み補償フィルタ手段をさらに有し、
前記フォーカスドライブ制御手段は、前記高域位相進み補償フィルタ手段で位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたか否かを判定し、前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたとき、さらに前記和信号が第２のしきい値を越えたか否かを判定し、前記和信号が第２のしきい値を越えたとき、さらに前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたか否かを判定し、前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときに、前記第１減速パルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する、
請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項５】
前記フォーカスドライブ制御手段は、前記対物レンズからのビームスポットが前記多層光ディスクの前記他の記録層に位置決めされたとき、前記フォーカスジャンプ動作によるフォーカス引き込み処理を終了してフォーカスサーボ制御に切り換える、
請求項１〜４のいずれかに記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項６】
前記フォーカスドライブ制御手段は、前記フォーカスサーボ制御中に得られる前記和信号が第３しきい値以下になったことを検出したとき、前記対物レンズを前記多層光ディスクから離すための第２ブレーキパルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する、
請求項１〜５のいずれかに記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項７】
複数の記録層を持つ多層光ディスクにデータを記録する、または、前記多層光ディスクに記録されているデータを再生する記録・再生動作に対応してビームスポットを前記多層光ディスクの１の記録層から他の記録層に移動させるフォーカスジャンプ動作を行い当該他の記録層についてフォーカス引き込みを行う光ディスク記録再生方法であって、
前記多層光ディスクの１の記録層から他の記録層にフォーカスジャンプを開始するフォーカスジャンプ開始信号が印加されたとき、前記対物レンズからのビームスポットを前記他の記録層に位置決めするため前記対物レンズをフォーカス方向に移動させるフォーカスドライバ信号を前記フォーカスアクチュエータに出力する第１の段階と、
前記フォーカスアクチュエータの駆動に応じて移動した前記対物レンズの位置に応じて前記受光手段から得られるフォーカスエラー信号および和信号を参照して、前記フォーカスエラー信号が第１のしきい値を越えたか否かを判定し、前記フォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたとき、さらに前記和信号が第２のしきい値を越えたか否かを判定し、前記和信号が第２のしきい値を越えたとき、さらに前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたか否かを判定し、前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときに、第１減速パルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する第２の段階と
を有する、光ディスク記録再生方法。
【請求項８】
前記第１の段階において、前記ビームスポットを前記他の記録層に移動させるための前記フォーカスドライバ信号として、一定の傾きで増加するフォーカスドライバ信号を前記フォーカスアクチュエータに出力する、
請求項７に記載の光ディスク記録再生方法。
【請求項９】
前記第１減速パルスとして、前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときの前記フォーカスエラー信号の微分値に第１係数を乗じた値の振幅と第１継続時間との積で規定される第１力積のパルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する、
請求項７に記載の光ディスク記録再生方法。
【請求項１０】
前記フォーカスエラー信号を高域位相進み補償処理し、
前記高域位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたか否かを判定し、前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたとき、さらに前記和信号が第２のしきい値を越えたか否かを判定し、前記和信号が第２のしきい値を越えたとき、さらに前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたか否かを判定し、前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときに、前記第１減速パルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する、
請求項７〜９のいずれかに記載の光ディスク記録再生方法。
【請求項１１】
前記対物レンズからのビームスポットが前記多層光ディスクの前記他の記録層に位置決めされたとき、前記フォーカスジャンプ動作によるフォーカス引き込み処理を終了してフォーカスサーボ制御に切り換える、
請求項７〜１０のいずれかに記載の光ディスク記録再生方法。
【請求項１２】
前記フォーカスサーボ制御中に得られた前記和信号が第３しきい値以下になったことを検出したとき、前記対物レンズを前記多層光ディスクから離すための第２ブレーキパルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する、
請求項７〜１１のいずれかに記載の光ディスク記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク記録再生装置および方法に関する。
特に本発明は、２層以上の記録層を持つ多層光ディスクに対して記録再生が可能な光ディスク記録再生装置（光ディスクドライブ装置）において、各記録層間を移動するためのフォーカスジャンプ動作を確実かつ安定して行なわせるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の記録層（レイヤー）を有する多層光ディスクに対して記録再生が可能な光ディスクドライブ装置（光ディスク記録再生装置）においては、フォーカスジャンプ動作により記録層間のビームスポットの移動が行なわれる。このフォーカスジャンプ動作は、加速パルスと減速パルスを組み合わせて対物レンズを移動させてビームスポットを記録層間を高速で移動させるものであり、その動作方法は基本的に、トラッキングサーボにおいてトラック間を移動するトラッキングジャンプ動作に類似する。ただし、フォーカスジャンプ動作のジャンプ方向はフォーカス方向における記録層間のジャンプであり、トラッキングジャンプとは異なる。
【０００３】
本発明の光ディスク記録再生装置の実施の形態においても行なわれるトラッキングジャンプ動作について述べる。トラックジャンプ動作においては、図１Ａに図解したようにトラッキングエラー信号ＴＥが時間を変数として正弦波状に変化するので、目標トラックに対するビームスポットの位置が正確に分かり、加減速のタイミングを正確に与えることが出来る。
図１Ｂに図解したパルス波形は、たとえば、図４に図解する２軸アクチュエータ３５を駆動して対物レンズ３４を目標トラックに向けて移動させるため、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）５１内のトラッキング制御手段がトラッキングドライバ５７を介してが２軸アクチュエータ３５にトラックジャンプドライブ信号ＴＪdrv として加速パルスＡＣＣＥを与えて２軸アクチュエータによってトラッキング方向に移動される対物レンズ３４を加速させ、その後、ＤＳＰ５１内のトラッキング制御手段がトラッキングドライバ５７にトラックジャンプドライブ信号ＴＪdrv として減速パルスＤＥＣＣＥを与えて対物レンズ３４のトラッキング方向の移動を減速させることを示している。
【０００４】
光ディスクの複数の記録層の間で対物レンズ３４から出力されるビームスポットをジャンプさせるフォーカスジャンプ動作においては、図２Ａ、２Ｂに示すように、ｎ記録層ｎＬから隣接する（ｎ＋１）記録層（ｎ＋１）Ｌにフォーカスジャンプさせた場合、記録層近傍以外では、フォーカスエラー信号ＦＥ、和信号ＲＦ共にその変化を観測（検出）することが容易でないので、フォーカスジャンプさせる記録層近傍以外ではフォーカスジャンプが安定するように２軸アクチュエータの加減速のタイミングを正確に決めることが困難である。そこで、図２Ｃに図解したように、フォーカスジャンプ制御手段は、時点ｔ１でフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv として２軸アクチュエータを駆動するための加速パルスＡＣＣＥを与え、そのときの対物レンズの移動速度を予測してフォーカスエラー信号ＦＥがしきい値ＦＥthを越えるであろう所定時間経過後の時点ｔ２でフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv として２軸アクチュエータ３５を駆動するための減速パルスＤＥＣＣＥを与える。すなわち、フォーカスジャンプ制御手段は予測によりフォーカスジャンプさせる光ディスク内の目標記録層の近傍で２軸アクチュエータの加速と減速を行っている。
【０００５】
このような予測による制御方法を行なうフォーカスジャンプ機能を搭載したディスクドライブ装置（光ディスク記録再生装置）は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）−ＶＩＤＥＯプレイヤーとしてすでに商品化されており、たとえば、特開平１０−１４３８７２号公報、国際出願公開公報ＷＯ９８／０５０３２などに開示されているような技術が使われている。
【０００６】
特開平１０−１４３８７２号公報に開示されている技術は、図２Ａ〜２Ｃに図解したように、フォーカスジャンプ前の元の記録層上でフォーカスエラーがあるレベルを超えてから目標記録層上でフォーカスエラーがあるしきい値を超えるまでの時間から光ピックアップに搭載されている対物レンズの移動速度を推定し、ブレーキパルスを発生させる技法を用いている。
【０００７】
しかしながら、特開平１０−１４３８７２号公報に開示されている技法では、光ディスク記録・再生装置に記録層間距離が基準からずれた光ディスクを装荷した場合に、対物レンズの推定移動速度に誤差が生じ、フォーカスジャンプが不安定になる可能性がある。
国際出願公開公報ＷＯ９８／０５０３２には微分フォーカスエラー信号の最大値からブレーキパルスの振幅を決定する技術が開示されている。
特開平１０−１４３８７２号公報および国際出願公開公報ＷＯ９８／０５０３２に開示されているいずれの技法も、光ディスクの各記録層における反射率が正確に管理され、複数の記録層のそれぞれの記録層において、フォーカスエラーについて良好なＳ字カーブが得られるＤＶＤビデオ装置などにおいては有効な手法である。しかしながら、対物レンズの開口数を大きくし、高密度を図ったディスクドライブシステムにおいては、光ディスクの基板厚み変動に起因する収差の影響が大きくなる。たとえば、図３Ａに例示したように、開口数（ＮＡ）が小さいときはフォーカスエラーについて正負の特性が対称な形のＳ字カーブが得られるが、図３Ｂに例示したようにＮＡが大きいときにはＳ字カーブが正負で非対称になることがある。図３Ｂに図解したように、Ｓ字カーブが正負で非対称になると、フォーカス方向に対物レンズ３４を移動させる２軸アクチュエータに対する加速と減速の切り替えタイミングを正確に決定することができない。
【０００８】
また、記録再生を行なうライタブル（書き込み可能な）光ディスク装置においては、光ディスクの各記録層における反射率の変動も起こるため、トラッキング制御のように、フォーカスエラーのＳ字カーブの値を参照して２軸アクチュエータの減速タイミングを決める方法では安定なフォーカスジャンプ動作が出来ない可能性がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光ディスクの基板厚み変動による収差によりフォーカスエラー信号のＳ字カーブの波形が変化したり、光ディスクの複数の記録層における反射率変動によりＳ字のレベルが変動する場合でも、安定したフォーカスジャンプ動作を実現させる、複数の記録層を有する光ディスクを用いた光ディスク記録再生装置と方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、請求項１に記載の発明、すなわち、複数の記録層を持つ多層光ディスクにデータを記録する、または、前記多層光ディスクに記録されているデータを再生する記録・再生動作に対応してビームスポットを前記多層光ディスクの１の記録層から他の記録層に移動させるフォーカスジャンプ動作を行い、当該他の記録層についてフォーカス引き込みを行う光ディスク記録再生装置であって、
対物レンズと、該対物レンズをフォーカス方向に移動させるフォーカスアクチュエータと、ビーム光を照射するビーム射出手段と、前記光ディスクからの戻り光を受光してフォーカスエラー信号および和信号を提供する受光手段と、前記ビーム射出手段からのビーム光を前記対物レンズに導き前記対物レンズに入射し、前記対物レンズから射出されるビームスポットが前記光ディスクに照射され、前記光ディスクからの戻り光を前記受光手段に導く光学系とを有する光ピックアップと、
前記多層光ディスクの１の記録層から他の記録層にフォーカスジャンプを開始するフォーカスジャンプ開始信号が印加されたとき、前記対物レンズからのビームスポットを前記他の記録層に位置決めするため前記対物レンズをフォーカス方向に移動させるフォーカスドライバ信号を前記フォーカスアクチュエータに出力し、前記フォーカスアクチュエータの駆動に応じて移動した前記対物レンズの位置に応じて前記受光手段から得られるフォーカスエラー信号および和信号を参照して、前記フォーカスエラー信号が第１のしきい値を越えたか否かを判定し、前記フォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたとき、さらに前記和信号が第２のしきい値を越えたか否かを判定し、前記和信号が第２のしきい値を越えたとき、さらに前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたか否かを判定し、前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときに、第１減速パルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する、フォーカスドライブ制御手段と、
を具備する、光ディスク記録再生装置が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記フォーカスドライブ制御手段は、前記ビームスポットを前記他の記録層を移動させるための前記フォーカスドライバ信号として一定の傾きで増加するフォーカスドライバ信号を前記フォーカスアクチュエータに出力する。
また好ましくは、前記フォーカスドライブ制御手段は、前記第１減速パルスとして、前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときの前記フォーカスエラー信号の微分値に第１係数を乗じた値の振幅と第１継続時間との積が規定される第１力積のパルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する。
【００１２】
好ましくは、当該光ディスク記録再生装置は、前記フォーカスエラー信号を高域位相進み補償処理する高域位相進み補償フィルタ手段をさらに有する。
前記フォーカスドライブ制御手段は、前記高域位相進み補償フィルタ手段で位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたか否かを判定し、前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたとき、さらに前記和信号が第２のしきい値を越えたか否かを判定し、前記和信号が第２のしきい値を越えたとき、さらに前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたか否かを判定し、前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときに、前記第１減速パルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する。
【００１３】
好ましくは、前記フォーカスドライブ制御手段は、前記対物レンズからのビームスポットが前記多層光ディスクの前記他の記録層に位置決めされたとき、前記フォーカスジャンプ動作によるフォーカス引き込み処理を終了してフォーカスサーボ制御に切り換える。
また好ましくは、前記フォーカスドライブ制御手段は、前記フォーカスサーボ制御中に得られる前記和信号が第３しきい値以下になったことを検出したとき、前記対物レンズを前記多層光ディスクから離すための第２ブレーキパルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する。
【００１４】
本発明の第２の観点によれば、請求項７に記載の発明、すなわち、複数の記録層を持つ多層光ディスクにデータを記録する、または、前記多層光ディスクに記録されているデータを再生する記録・再生動作に対応してビームスポットを前記多層光ディスクの１の記録層から他の記録層に移動させるフォーカスジャンプ動作を行い当該他の記録層についてフォーカス引き込みを行う光ディスク記録再生方法であって、
前記多層光ディスクの１の記録層から他の記録層にフォーカスジャンプを開始するフォーカスジャンプ開始信号が印加されたとき、前記対物レンズからのビームスポットを前記他の記録層に位置決めするため前記対物レンズをフォーカス方向に移動させるフォーカスドライバ信号を前記フォーカスアクチュエータに出力する第１の段階と、
前記フォーカスアクチュエータの駆動に応じて移動した前記対物レンズの位置に応じて前記受光手段から得られるフォーカスエラー信号および和信号を参照して、前記フォーカスエラー信号が第１のしきい値を越えたか否かを判定し、前記フォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたとき、さらに前記和信号が第２のしきい値を越えたか否かを判定し、前記和信号が第２のしきい値を越えたとき、さらに前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたか否かを判定し、前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときに、第１減速パルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する第２の段階と
を有する、光ディスク記録再生方法が提供される。
【００１５】
好ましくは、前記第１の段階において、前記ビームスポットを前記他の記録層に移動させるための前記フォーカスドライバ信号として、一定の傾きで増加するフォーカスドライバ信号を前記フォーカスアクチュエータに出力する。
また好ましくは、前記第１減速パルスとして、前記フォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときの前記フォーカスエラー信号の微分値に第１係数を乗じた値の振幅と第１継続時間との積で規定される第１力積のパルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する。
【００１６】
好ましくは、前記フォーカスエラー信号を高域位相進み補償処理し、
前記高域位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたか否かを判定し、前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記第１のしきい値を越えたとき、さらに前記和信号が第２のしきい値を越えたか否かを判定し、前記和信号が第２のしきい値を越えたとき、さらに前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたか否かを判定し、前記位相進み補償されたフォーカスエラー信号が前記他の記録層の合焦位置においてゼロクロスしたときに、前記第１減速パルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する。
【００１７】
好ましくは、前記対物レンズからのビームスポットが前記多層光ディスクの前記他の記録層に位置決めされたとき、前記フォーカスジャンプ動作によるフォーカス引き込み処理を終了してフォーカスサーボ制御に切り換える。
また好ましくは、前記フォーカスサーボ制御中に得られた前記和信号が第３しきい値以下になったことを検出したとき、前記対物レンズを前記多層光ディスクから離すための第２ブレーキパルスを前記フォーカスアクチュエータに出力する。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の光ディスク記録再生装置および方法は種々の産業分野における記録装置として利用できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明の光ディスク記録再生装置および方法の実施の形態について述べる。
基本事項
本発明の好適な実施の形態を述べるまえに、本発明の実施の形態の光ディスク記録再生装置および方法の基本事項および条件を述べる。
条件１．フォーカスエラー信号についてのＳ字のレベル変動の影響を受けないようにするために、フォーカスジャンプのための対物レンズの位置を移動させるアクチュエータの加速、減速のタイミングとパルスの振幅はあらかじめ決めておくか、和信号ＲＦのレベルを考慮する。
【００２０】
また、加速パルスが対物レンズに与える力積が減速パルスの力積よりもやや大きくしておき、減速パルス終了時には、十分に速度が落ちた状態でビームスポットを目標記録層（レイヤー）に近づける。
力積とは、パルスの継続時間とパルスの振幅を乗じたものをいう。力積は、２軸アクチュエータに与えるエネルギーの総和を意味している。したがって、力積は２軸アクチュエータによって駆動される対物レンズの移動量の総和を意味している。
条件２．フォーカスエラーがあるレベル以下になったところで（合焦点位置の少し手前）対物レンズの移動速度を０に近づけるために、対物レンズを移動させるアクチュエータに減速パルス（ブレーキパルス）を与える。
【００２１】
減速パルス（ブレーキパルス）の力積はフォーカスエラー信号についてのＳ字カーブの微分値を和信号ＲＦのレベルで除算した値、すなわち光ディスクのフォーカスジャンプすべき目標記録層ヘの対物レンズからのビームスポットの到達速度に比例した値になるようにする。収差の影響などによりブレーキパルスが最適な値から若干ずれる可能性はあるが、その時は対物レンズの移動速度が落ちているために、フォーカスジャンプ動作の終了後に行なう通常のフォーカスサーボ制御でそのようなずれの吸収が可能である。
条件１、２によれば、光ディスクの複数の記録層の層間距離が基準からずれていたり、各記録層近傍で常に一定のＳ字カーブが得られないような高密度ライタブル多層ディスクにおいても、記録層間のビームスポットの移動を安定に行なうことができる。
また、フォーカスエラー信号の微分値に比例した値をブレーキパルスとして対物レンズを移動させるアクチュエータに印加することにより、フォーカス引き込み動作を安定にする事も出来る。
本明細書において、多層の記録層を有する光ディスクのある記録層から他の記録層に対物レンズからのビームスポットをジャンプさせることをフォーカスジャンプ動作といい、目標の記録層にビームスポットが合焦したときをフォーカス引き込み完了という。
【００２２】
フォーカス引き込み後、通常のフォーカスサーボ制御に移行する。フォーカスサーボ制御は、既存の回路および既存の方法が行なわれる。したがって、本明細書においては、主として、フォーカスジャンプ動作を行い、フォーカス引き込みを行なう制御について述べる。
また、本発明の光ディスク記録再生装置においてフォーカスジャンプ動作の間、トラッキングサーボ制御が行なわれるが、トラッキングサーボ制御は本発明の主題ではないので、詳細な記述はと割愛する。同様に、本発明の光ディスク記録再生装置においてフォーカスサーボ制御しながら、スライドモータを駆動してトラックジャンプ動作が行なわれるが、その詳細な記述は割愛する。
第１実施の形態
図４〜図９Ａ〜９Ｄを参照して本発明の光ディスク記録再生装置および方法の第１実施の形態について述べる。
図４は本発明の光ディスク記録再生装置の基本的な実施の形態としての多層光ディスク記録再生装置（ディスクドライブ装置）の構成図である。
光ディスク記録再生装置は、光ピックアップ３０と、サーボ基板５０と、スピンドルモータ２１と、ターンテーブル２２と、チャッキングプレート２３と、レーザダイオード（ＬＤ）ドライバ４２と、和信号増幅器４１とを有する。
図５は図４に図解した多層光ディスクの断面構成およびビームスポットがフォーカスジャンプする状態を図解した図である。
図４に図解した多層光ディスク１０は、本実施の形態では、図５に図解したように、２層の情報記録層を持つ２層ディスクであり、基板１１と、基板１１に形成された第２層の記録層１２および第１層の記録層１３と、透光性のカバー層１５を有している。図５は実線で図解した対物レンズ３４からのビームスポットが第１の記録層１３に照射されており、破線で示したように対物レンズ３４からのビームスポットが第２の記録層１２にフォーカスジャンプする状態を図解している。
【００２３】
多層光ディスク１０は、スピンドルモータ２１に取り付けられたターンテーブル２２に装荷され、チャッキングプレート２３で固定されている。スピンドルモータ２１により回転駆動される光ディスク１０に光ピックアップ３０を介して制御マイクロコンピュータ６０が情報の記録再生を行なう。
光ピックアップ３０は、レーザダイオード（LD）３１、フォトディテクタ（PD）３２、ビームスプリッタＢＳ、コリメータレンズＣＬなどの光学要素から構成される光学系３３、対物レンズ３４、対物レンズ３４をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動するための２軸アクチュエータ３５等から構成されている。
２軸アクチュエータ３５に代えて、フォーカス方向に対物レンズ３４を駆動する第１のアクチュエータと、トラック方向に対物レンズ３４を移動させる第２のアクチュエータとに分離されて構成されていてもよい。
【００２４】
本発明の主題は対物レンズ３４からのビームスポットを多層光ディスク１０の多層記録層の間でフォーカスジャンプさせることにあり、２軸アクチュエータ３５のフォーカス方向の駆動または第１のアクチュエータの駆動を中心に述べる。
光ピックアップ３０はディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）５１の制御のもとでスライドモータドライバ５８によって駆動されるスライドモータ３６によって光ディスク１０のトラックを横切る方向に移動される。
フォトディテクタ３２はたとえば、２〜４分割フォトディテクタのいずれかであり、２〜４個の分割ディテクタの検出信号からフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、和信号ＲＦが生成される。
サーボ基板５０は、回路基板に搭載された、フォーカスエラー演算部５１Ａと、和信号演算部５１Ｂと、トラッキングエラー演算部５１Ｃと、３個並列に設けられた第１のローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２と、３個並列に設けられたアナログ／ディジタル変換回路（ＡＤＣ）５３と、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）５１と、３個並列に設けられたディジタル／アナログ変換回路（ＤＡＣ）５４と、３個並列に設けられた第２のローパスフィルタ（ＬＰＦ）５５と、２軸アクチュエータ３５をフォーカス方向に駆動するフォーカスドライバ５６と、２軸アクチュエータ３５をトラッキング方向に駆動するトラッキングドライバ５７と、スライドモータ３６を駆動するスライドモータドライバ５７と、スピンドルモータ２１を駆動するスピンドルモータドライバ５９と、制御マイクロコンピュータ６０とを有する。
【００２５】
サーボ基板５０は、上述した回路要素を１枚または複数枚の回路基板に搭載したものを言う。サーボ基板５０に搭載された回路要素は、必ずしも、回路基板に搭載されなくてもよく、それぞれ単独で独立して構成されていてもよい。逆に、サーボ基板５０に搭載されていないＬＤドライバ４２、和信号（ＲＦ）増幅器４１をサーボ基板５０に搭載することもできる。
フォトディテクタ３２の出力は和信号ＲＦを増幅するＲＦ増幅回路（ＲＦアンプ）４１に供給されると共にサーボ基板５０内にも供給される。サーボ基板５０に入力されたフォトディテクタ３２の出力から、フォーカスエラー演算部５１Ａが演算してフォーカスエラー信号ＦＥを生成し、和信号演算部５１Ｂが演算した和信号ＲＦを生成し、トラッキングエラー演算部５１Ｃが演算してトラッキングエラー信ＴＥを生成する。
生成された３つの信号ＦＥ，ＲＦ，ＴＥは、３個並列に設けられたローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２において高域成分が除去されて低域周波数成分が通過し、さらに通過した低域周波数成分が３個並列に設けられたＡＤ変換器（ＡＤＣ）５３においてディジタル信号に変換され、変換されたディジタル信号が高速な演算処理を行うＤＳＰ５１に出力される。
【００２６】
ＤＳＰ５１は制御用マイクロコンピュータ６０から出力されるフォーカスジャンプ開始指令に基づきフォーカスジャンプ動作を開始する制御処理を行い、図６を参照して述べるフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに対して位相補償（図９Ａ参照）を行ない、好ましくは、位相補償したフォーカスエラー信号ＦＥおよび和信号ＲＦに値に応じてフォーカスジャンプ動作のための制御処理を行なう。すなわち、ＤＳＰ５１は上述した位相補償処理手段と機能する他、本発明のフォーカスジャンプ処理手段として機能する。本実施の形態においては、光ディスク記録再生装置の全体制御を制御用マイクロコンピュータ６０で行い、高速処理が要求されるフォーカスジャンプ動作を含むフォーカス制御処理および位相補償処理をＤＳＰ５１で処理させる。
【００２７】
３個並列に設けられたＤＡコンバータ（ＤＡＣ）５４においてＤＳＰ５１のディジタル出力信号をアナログ信号に変換する。位相補償され、アナログ信号に変換されたフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥはそれぞれ３個並列に設けられたローパスフィルタ（ＬＰＦ）５５の対応するＬＰＦにおいて低域周波数成分が取り出される。
ＤＳＰ５１において位相補償され、かつ、低域周波数成分のフォーカスドライブ信号ＦdrV 、トラッキングドライブ信号ＴＲdrV およびスライドモータドライブ信号ＳＭdrV が、フォーカスドライバ５６、トラッキングドライバ５７、スライドモータドライバ５８に印加されて、２軸アクチュエータ３５およびスライドモータ３６が駆動される。
２軸アクチュエータ３５は対物レンズ３４によって集光されるビームスポットを光ディスク１０の希望する記録層に位置決めし、また、ビームスポットを希望するトラックに移動させる。スライドモータ３６は光ピックアップ３０をトラック方向に大きく移動させる。
【００２８】
スピンドルモータドライバ５９は制御マイクロコンピュータ６０の制御のもとで、スピンドルモータ２１を回転させる。スピンドルモータ２１の回転は、光ディスク１０が、たとえば、線速度一定方式の光ディスクか、角速度一定方式の光ディスクによって規定される。
図６は図４に図解したディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）が行う位相補償処理をブロック構成として図解した図である。
位相補償を行なうＤＳＰ５１は、フォーカスエラー信号ＦＥについて位相補償を行う第１の位相補償手段５１１、トラッキングエラー信号ＴＥについて位相補償を行う第２の位相補償手段５１２、和信号ＲＦおよびフォーカスエラー信号ＦＥに基づいてフォーカス・オンおよびフォーカスジャンプタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段５１３を有する。
【００２９】
ＤＳＰ５１は、第１の位相補償手段５１１で位相補償されたフォーカスエラー信号ＦＥ、フォーカスジャンプ信号ＦＪ、フォーカスサーチ信号ＦＳのいずれかをタイミング信号生成手段５１３からのタイミング信号によってルーチン的に切り替え、フォーカスドライバ５６に接続されているＤＡＣに出力する第１のスイッチ５１４を有する。ＤＳＰ５１は、第２の位相補償手段５１２で位相補償されたトラッキングエラー信号ＴＥ、トラッキングジャンプ信号ＴＪのいずれかを１回転信号１ＲＯＴまたはトラックジャンプ命令ＴＪによってルーチン的に切り替え、トラッキングドライバ５７に接続されているＤＡＣに出力する第２のスイッチ５１５を有する。
ＤＳＰ５１は、第２の位相補償手段５１２で位相補償されたトラッキングエラー信号ＴＥをローブースト（Low Boost ）・フィルタ処理して低域成分のみ抽出してスライドモータドライバ５８に出力するローブースト・フィルタ（ＬＢＦ）手段５１６を有する。
第１のスイッチ５１４、第２のスイッチ５１５およびローブースト・フィルタ（ＬＢＦ）手段５１６の出力信号は、３個並列に設けられたＤＡコンバータ（ＤＡＣ）５４でディジタル信号からアナログ信号に変換された各ドライブ信号は３個並列に設けられたローパスフィルタ（ＬＰＦ）５５で低域成分を通過させられた後、対応する各ドライバー、すなわち、フォーカスドライバ５６、トラッキングドライバ５７、スライドモータドライバ５８に送られる。光ディスク１０は制御用マイクロコンピュータ６０の制御のもとで動作しているスピンドルモータドライバ５９によって回転駆動されている。このように回転している光ディスク１０に対して、スライドモータドライバ５８はスライドモータ３６を駆動して光ピックアップ３０を光ディスク１０のトラック方向に移動させ、フォーカスドライバ５６およびトラッキングドライバ５７は２軸アクチュエータ３５を駆動して対物レンズ３４のビームスポットについてフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を行う。
【００３０】
制御マイクロコンピュータ６０はスピンドルドライバ５９に目標回転数を指令しスピンドルモータ２１を介して光ディスク１０の回転数制御が行なわれる。
対物レンズ３４のトラッキング制御、および、スライドモータ３６を用いたトラックジャンプ制御は、本発明の主題ではないので、詳細な記述は割愛する。トラッキング制御の概要は図１Ａ〜１Ｂを参照して上述した。
図７は図４に図解した多層光ディスク記録再生装置（ディスクドライブ装置）に光ディスクが装荷された後にＤＳＰ５１が行なう第１実施の形態としてのフォーカス引き込み（フォーカスジャンプ）動作を示すフローチャートである。
図８Ａ〜８Ｃは第１実施の形態のフォーカス引き込みの際のフォーカスエラー信号ＦＥ、和信号ＲＦおよびフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv の変化を示したグラフである。
【００３１】
ステップＳ１：フォーカスジャンプ動作開始
ＤＳＰ５１は図８Ｃの時点ｔ１において制御マイクロコンピュータ６０からフォーカス引き込み（フォーカスジャンプ）開始指令を受けると、対物レンズ３４が徐々に光ディスク１０に徐々に近づくようにフォーカスドライバ５６に図８Ｃに図解した一定の傾きで傾斜状に増加するフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv を出力する。それにより、フォーカスドライバ５６から２軸アクチュエータ３５にフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv が印加され、２軸アクチュエータ３５が対物レンズ３４をフォーカス方向に移動させる。対物レンズ３４の移動に応じた信号がフォトデタクタ３２で検出され、フォーカスエラー信号生成部（演算部）５１Ａにおいてフォトデタクタ３２の検出信号から図８Ａに図解したフォーカスエラー信号ＦＥが生成され、和信号生成部（演算部）５１Ｂにおいてフォトデタクタ３２の検出信号から図８Ｂに図解した和信号ＲＦが生成され、トラッキングエラー信号生成部（演算部）５１Ｃにおいてフォトデタクタ３２の検出信号からトラッキングエラー信号ＴＥが生成される。
フォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv の傾きは、対物レンズ３４および２軸アクチュエータ３５の慣性、応答性などを考慮した上で、対物レンズ３４の移動速度が遅すぎて応答性が低下せず、対物レンズ３４の移動速度が速すぎて目標記録層をビームスポットがオーバーシュートしないような値とする。
【００３２】
ステップＳ２〜Ｓ５：フォーカスジャンプ処理
ＤＳＰ５１は、図８Ａの時点ｔ２においてフォーカスエラー信号ＦＥが予め決められたレベルFEonを上回り（Ｓ２）、図８Ｂの時点ｔ３において和信号ＲＦがレベルPIonを上回ったことを検出した後（Ｓ３）、図８Ａの時点ｔ４においてフォーカスエラー信号ＦＥがゼロクロス（ＺＣ）し、その絶対値がゼロクロスしきい値FEzcより小さくなることを検出すると（Ｓ４）、その時点ｔ４のフォーカスエラー信号ＦＥの微分値：（dFE ／dt）を計算し、時点ｔ４とほぼ同じ図８Ｃの時点ｔ５においてその微分値に比例した振幅Abrk＝ｋ×（dFE ／dt）（ｋは比例定数）の第１ブレーキパルス信号ＢＲＫ１（または第１減速パルスＤＥＣＣＥ１）をある一定時間△tbrkの間、フォーカスドライバ５６に出力する（Ｓ５）。それにより、対物レンズ３４の移動が停止される。
第１ブレーキパルス信号ＢＲＫ１は、対物レンズ３４の移動を停止させる信号であり、その時の対物レンズ３４の移動加速度に応じた力積のパルス信号とするため時点ｔ４のフォーカスエラー信号ＦＥの微分値：（dFE ／dt）に比例した振幅にしている。
【００３３】
第１ブレーキパルスＢＲＫ１の振幅の極性は、フォーカスエラー信号ＦＥがどちらの極性側からゼロクロスしたかにより決められる。たとえば、フォーカスエラー信号ＦＥが正極側から負極側に向かってゼロクロスしたときは、ＤＳＰ５１は第１ブレーキパルスＢＲＫ１の振幅の極性を負極にする。このように、ＤＳＰ５１はフォーカス方向において、常に対物レンズ３４と光ディスク１０との相対速度を減少させる方向の第１ブレーキパルスＢＲＫ１をフォーカスドライバ５６に出力する。
ＤＳＰ５１が上記方法でブレーキパルスＢＲＫ１の振幅の大きさと極性を決めた場合、フォーカスサーボをかける光ディスク１０の記録層の反射率の大小によりブレーキパルスＢＲＫ１の振幅Abrkが最適点からずれることになる。これを防ぐために、ＤＳＰ５１は和信号ＲＦのレベルPItnを考慮して、Abrk＝（（dFE ／dt）／PItn）×kr（krは和信号ＲＦのレベルを用いる場合の比例定数）を用いて光ディスク１０の記録層の反射率に依存せず常に最適なブレーキパルスを与える。
【００３４】
ステップ６：フォーカスジャンプ動作終了
その後、ＤＳＰ５１は時点ｔ６において、負極性のフォーカスエラー信号ＦＥが正極性となる間にゼロクロスを検出したとき、フォーカスジャンプ処理が終了したと想定して、フォーカスループを閉じて、フォーカスサーボ制御に移行させる（Ｓ６）。フォーカスサーボ制御により、対物レンズ３４はフォーカスジャンプされた位置に制御（維持）される。
ステップＳ７〜Ｓ８：その後もＤＳＰ５１は光ディスク記録再生装置の状態を監視しており、たとえば、和信号ＲＦの信号レベルを監視している。もしディスクドライブ装置（光ディスク記録再生装置）に強い振動などの外乱が発生しデフォーカスが大きくなり、時点ｔ７において、ＤＳＰ５１が同期引き込み（プルイン）レベル状態を示す和信号ＲＦがレベルPIoff を下回ることを検出すると（Ｓ７）、ＤＳＰ５１は時点ｔ７とほほ同じ時点ｔ８において振幅Aoffの第２ブレーキパルスＢＲＫ２を期間△toffだけフォーカスドライバ５６に出力し（Ｓ８）、２軸アクチュエータ３５を介して対物レンズ３４を光ディスク１０から遠ざけて、対物レンズ３４が光ディスク１０に衝突して破損することを防止する。このときは、ＤＳＰ５１によってフォーカスサーボ制御は強制的にオフにされる。
【００３５】
上記例示においては、第１ブレーキパルスＢＲＫ１の時間△tbrkは一定とし、振幅Abrkを変化させているが、振幅を変化させるのではなく第１ブレーキパルスＢＲＫ１の出力時間△tbrkの方を変化させても良い。本実施の形態においては、ＤＳＰ５１はブレーキパルスＢＲＫ１の出力時間△tbrkと振幅Abrkとの積（力積）を制御する。
力積（Abrk×△tbrk）の値としては、フォーカスエラー信号ＦＥがしきい値ＦＥZCを下回ったとき（時点ｔ４）のフォーカスエラー信号の微分値（dFE ／dt）に比例するように振幅Abrkとプレーキ時間△tbrkの両方を変化させても、上記同様の効果が得られる。
【００３６】
第１実施の形態の変形態様
図９Ａは図４に図解したＤＳＰにおいてフォーカスエラー信号を補償するための高域位相進み補償フィルタのブロック図であり、図９Ｂは図９Ａに図解した高域位相進み補償フィルタの振幅および位相についての周波数特性図であり、図９Ｃは図９Ａの高域位相進み補償フィルタを通さない場合（破線）と高域位相進み補償フィルタを通した場合（実線）のフォーカスエラー（ＦＥ）信号の波形図であり、図９Ｄは図９Ａの高域位相進み補償フィルタを通さない場合（破線）と高域位相進み補償フィルタを通した場合（実線）のブレーキパルス信号の波形図である。
第１実施の形態では時点ｔ４におけるステップ４のフォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロスの判定に位相補償しない生のフォーカスエラー信号ＦＥｒを用いているが、第１実施の形態の変形態様として、図９Ａに図解したようにＤＳＰ５１内の高域位相進み補償フィルタ５１１を通したフォーカスエラー信号ＦＥｆを用いるとフォーカスジャンプしてフォーカスオンした時のオーバーシュートが改善されるという利点がある。
【００３７】
図９Ａに図解した高域位相進み補償フィルタ５１１は、フォーカスエラー信号演算部５１Ａにおいて生成した生のフォーカスエラー信号ＦＥｒが入力されたとき補償後フォーカスエラー信号ＦＥｆを出力するが、図９Ｂに振幅特性曲線ＣＶ１と位相曲線ＣＶ２として示すようにフォーカス引き込み時のＳ字カーブの周波数領域で位相が進むような周波数特性を持っており、高域位相進み補償フィルタ５１１を通すことにより図９Ｃに図解した生のフォーカスエラー信号ＦＥｒのＳ字カーブの波形がゼロクロスするタイミングｔｒより、高域位相進み補償フィルタ通過後のフォーカスエラー信号ＦＥｆのゼロクロス・タイミングｔｆが早まることになる。したがって、高域位相進み補償フィルタを通過した後のフォーカスエラー信号ＦＥｆを使ってＤＳＰ５１においてフォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロス判定を行なえば、図９Ｄに実線で示したように破線で示したブレーキパルスＢＲＫｒの出力タイミングより早いタイミングでブレーキパルスＢＲＫｆを出力できるので、フォーカスオン後のオーバーシュートが少なくなる。この場合もブレーキパルスＢＲＫｆの振幅の算出には、タイミングが早い高域位相進み補償フィルタを通過した後のフォーカスエラー信号ＦＥｆの微分値を用いることが望ましい。
【００３８】
上述した高域位相進み補償フィルタ通過後のフォーカスエラー信号ＦＥｆを用いることは、下記に述べた種々の実施の形態においても適用できる。
第１実施の形態においては、時点ｔ４におけるフォーカスエラー信号の微分値に比例した値を第１ブレーキパルスＢＲＫ１として出力すると言う手法を用いることにより、フォーカス引き込み（フォーカスジャンプ）動作を安定にする事が出来る。特に、第１実施の形態の変形態様として述べた、時点ｔ４の検出には高域位相進み補償フィルタを通過した後のフォーカスエラー信号ＦＥｆを用いてゼロクロスを検出して判断し、ブレーキパルスＢＲＫｆの振幅の算出には高域位相進み補償フィルタを通過した後のフォーカスエラー信号ＦＥｆの微分値を用いることが望ましい。
【００３９】
第１実施の形態においては、フォーカス同期引き込み後、外乱が発生しデフォーカスが大きくなり同期引き込み（プルイン）レベルが和信号ＲＦのレベルPIoff を下回ったとき（Ｓ８、ｔ７）、振幅Aoffの第２ブレーキパルスＢＲＫ２を期間△toffだけ出力することにより（Ｓ８、ｔ８）、対物レンズ３４を光ディスク１０に衝突することを防止できる。
図８Ｃの図解から明らかなように、第１ブレーキパルスＢＲＫ１の力積は、光ディスク１０への対物レンズ３４の衝突防止用の第２ブレーキパルスＢＲＫ２の力積より大きい。その理由は、第１ブレーキパルスＢＲＫ１による対物レンズ３４の移動量が、第２ブレーキパルスＢＲＫ２によって光ディスク１０からわずかに対物レンズ３４を離す対物レンズ３４の移動量より大きいからである。
【００４０】
第２実施の形態
図１０〜図１１Ａ〜１１Ｃを参照して本発明の光ディスク記録再生装置および方法の第２実施の形態について述べる。
図１０は図４に図解した制御マイクロコンピュータ６０からＤＳＰ５１にフォーカスジャンプ開始指令が出てからＤＳＰ５１によるフォーカスジャンプが完了するまでの処理を示すフローチャートである。図１０において、ステップＤ１〜Ｄ３はＤＳＰ５１がフォーカスドライバ５６を介して２軸アクチュエータ３５を駆動して対物レンズ３４をフォーカス方向に移動させる動作を示し、ステップＳ１１〜Ｓ１５はＤＳＰ５１による監視・判断処理を示し、ステップＴ１〜Ｔ４はＤＳＰ５１によるタイマおよびタイミング処理を示す。
【００４１】
図１１Ａ〜１１Ｃは第２実施の形態のフォーカスジャンプ動作における、フォーカスエラー信号ＦＥ、和信号ＲＦおよびフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv の波形図である。
第１実施の形態においては、フォーカスドライブ制御手段としてのＤＳＰ５１は、フォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv として一定傾斜で増加する信号をフォーカスドライバ５６を介して２軸アクチュエータ３５に出力し、目標記録層にビームスポットが到達したとき第１ブレーキパルスＢＲＫ１をフォーカスドライバ５６を介して２軸アクチュエータ３５に出力して対物レンズ３４の移動を停止させるフォーカス引き込み動作の例を述べたが、第２実施の形態においては、ＤＳＰ５１は、図１１Ｃに図解したように、加速パルス信号ＡＣＣＥを出力する加速段階（処理）Ｐ１、待機段階（処理）Ｐ２、第１減速パルス信号ＤＥＣＣＥを２軸アクチュエータ３５に出力する減速段階（処理）Ｐ３の処理を行なう。
第２実施の形態によれば、ビームスポットを現在の記録層から目標となる記録層へ、高速にかつ安定して移動させることが可能となる。
【００４２】
本発明の第２実施の形態において、図４に図解したＤＳＰ５１は、フォーカスサーボループが閉じている間中、すなわち、フォーカスジャンプ動作が行なわれていない間中、フォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv をローパスフィルタ（ＬＰＦ）５５を通した信号ＦＪdrv の低域成分の値Afd ＿LPF を常にＤＳＰ５１の図示しないメモリ内に保持している。低域成分の値Afd ＿LPF はフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv のオフセット値として用いる。
ＤＳＰ５１が制御マイクロコンピュータ６０からフォーカスジャンプ開始指令を受けると、フォーカスジャンプ手段（またはフォーカスドライブ手段）としてのＤＳＰ５１のフォーカスジャンプ処理が始まる。
【００４３】
ステップＤ１：本発明のフォーカスドライブ制御手段としてのＤＳＰ５１は、図１１Ｃの時点ｄ１において、２軸アクチュエータ３５を介して対物レンズ３４をフォーカス方向に加速する加速パルスＡＣＣＥとして、予め決めてありＤＳＰ５１のメモリに記憶されている振幅Aacce に、上記メモリに保持しているフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv の低域成分の値（オフセット）Afd ＿LPF を加えた振幅と、ＤＳＰ５１のメモリに記憶されている時間△tdrvの加速パルスＡＣＣＥをフォーカスドライバ５６に出力する（図１１Ｃ）。これにより、２軸アクチュエータ３５が加速パルスＡＣＣＥの力積で規定された値に相当する分、対物レンズ３４をフォーカス方向に移動させる。
加速パルス信号ＡＣＣＥとして、メモリに記憶されている振幅Aacce にオフセット値Afd ＿LPF を加算するのは、このオフセット値を加算しないと希望するだけ対物レンズ３４が移動しないからである。
【００４４】
なお、本実施の形態は２層の記録層を有する多層光ディスク１０について例示しているので、予め決めてありＤＳＰ５１のメモリに記憶されている振幅Aacceと１種でよいが、多層光ディスク１０が３層以上のときは、メモリに記憶されている振幅Aacce としては、１層の記録層間を移動させるときの第１振幅、２層の記録層間を移動させるときの第２振幅をメモリに記憶して、対物レンズ３４の移動量に応じて使い分ける。
ステップＤ２〜Ｄ３：ＤＳＰ５１内のフォーカスドライブ手段は、加速パルスＡＣＣＥを時間△tdrv出力した経過後、時点ｄ２において時間△twait の待ち時間中はフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv の低域成分の値Afd ＿LPF のみをオフセット値としてフォーカスドライバ５６に出力しつづける（Ｄ２、図１１Ｃ）。待機時間にオフセット値Afd ＿LPF のフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv を２軸アクチュエータ３５に出力するのは、このオフセット値のフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv を２軸アクチュエータ３５に印加することにより、事実上、待機状態になるからである。
【００４５】
時点ｄ３において、本来の振幅振幅Adece からオフセット値Afd ＿LPF を減じた振幅（Adece −Afd ＿LPF ）の第１減速パルスＤＥＣＣＥを△tdrvの時間だけ出力する（Ｄ３）。
ＤＳＰ５１は、図１１Ｃに図解したフォーカスジャンプ期間の加速過程Ｐ１、待ち時間Ｐ２、減速過程Ｐ３のいずれの状態においても、あらかじめ決められた出力振幅をフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv の低域成分のオフセット値Afd ＿LPF だけオフセットさせた値の加速パルスＡＣＣＥおよび減速パルスＤＥＣＣＥを出力する。
上記オフセット値Afd ＿LPF としては、上述した待機中に測定したものに限らず、第１実施の形態において述べたように、フォーカスサーボ制御中に事前に測定した、フォーカスエラー信号ＦＥの低域成分を用いてもよい。
【００４６】
ＤＳＰ５１において、加速パルスＡＣＣＥが対物レンズ３４に与える力積が減速パルスＤＥＣＣＥの力積よりもやや大きくなるように加速パルスの振幅Aacceを減速パルスの振幅Adece よりやや大きく設定しておくと、十分に対物レンズ３４の移動速度が落ちた状態で集光されたレーザビーム（ビームスポット）が光ディスク１０の目標記録層に照射されるため、大きなオーバーシュートを生じずにフォーカスジャンプを終了させてフォーカスサーボ制御に切り換えることができる。
フォーカス引き込みの時と同様に、フォーカスドライブ制御手段としてのＤＳＰ５１は加速パルスおよび減速パルスの時間または振幅を変えて力積を調整しても良いし、振幅と時間の両方で調整を行なっても良い。
【００４７】
ステップＳ１１〜Ｓ１４：図７を参照して述べたステップＳ１〜Ｓ５の処理と同様に、図１１Ｃに図示のＤＳＰ５１から出力された加速パルスＡＣＣＥおよび減速パルスＤＥＣＣＥに応じてフォーカスドライバ５６および２軸アクチュエータ３５に駆動された対物レンズ３４に対して上記加減速動作が行なわれている間、ＤＳＰ５１はフォーカスエラー信号ＦＥと和信号ＲＦを常に監視しており（図１１１Ａおよび図１１Ｂ、時点ｔ１１〜ｔ１４）、対物レンズ３４から射出されたビームスポットが確実に光ディスク１０の記録層間移動が行なわれているかをチェックしている。
具体的に述べると、ステップＳ１１において、ＤＳＰ５１は時点ｔ１１において、フォーカスエラー信号ＦＥがしきい値ＦＥfjより大きくなったかを検出する。その後、ＤＳＰ５１は、図１１Ｃに図解した加速パルスＡＣＣＥの終了後の時点ｄ２が経過した後に、図１１Ｃに図解した減速パルスＤＥＣＣＥが出力されて時点ｔ２において和信号ＲＦが極小値になったことを検出する（ステップＳ１２）。
ＤＳＰ５１は、ステップＳ１３において、フォーカスエラー信号の絶対値がしきい値ＦＥfjより大きくなり、かつ時点ｔ１１におけるフォーカスエラー信号ＦＥとは逆極性であることを検出する。さらにステップＳ４において、ＤＳＰ５１は、フォーカスエラー信号ＦＥが絶対値として極大値を示したのちゼロクロスに向かって変化し、時点ｔ１４においてフォーカスエラー信号ＦＥの絶対値がしきい値ＦＥfj-zc より小さくなったときを検出したときフォーカスジャンプ動作が終了したと判断して、ステップＳ１５において、フォーカスループを閉じてフォーカスサーボ制御に移行させる。
【００４８】
ステップＴ１〜Ｔ４（Ｔ１〜Ｔ４）：フォーカスジャンプ動作開始と同時に、ＤＳＰ５１内のタイマが起動され、フォーカスドライブ制御手段としてのＤＳＰ５１は予め決められたTfj ＿limit の時間内に上記ステップＳ１１〜Ｓ１４の動作が行われたか否かをチェックし、動作が終了していない場合には、図８Ｃに図解した第２ブレーキパルスＢＲＫ２と類似するブレーキパルスをフォーカスドライバ５６に出力して２軸アクチュエータ３５を介して対物レンズ３４を光ディスク１０から引き離した上で、フォーカスサーチモードに戻る。
上記方法によれば、光ディスク１０の複数の記録層の層間距離が基準からずれていたり、各記録層近傍でフォーカスエラー信号について常に一定のＳ字カーブが得られないような高密度ライタブル多層ディスクにおいても、記録層間を安定にビームスポットを移動させることが可能となる。
【００４９】
第３実施の形態
図１２〜図１３Ａ〜１３Ｃを参照して本発明の第３実施の形態として、フォーカスジャンプに関する光ディスク記録再生装置および方法について述べる。
図１２は第３実施の形態としてのフォーカスジャンプが完了するまでの処理を示すフローチャートである。
図１３Ａ〜１３Ｃは第３実施の形態のフォーカスジャンプ動作におけるフォーカスエラー信号ＦＥ、和信号ＲＦおよびフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv の波形図である。
図１２において、図１０と同様、ステップＤ１〜Ｄ４はＤＳＰ５１がフォーカスドライバ５６を介して２軸アクチュエータ３５を駆動して対物レンズ３４をフォーカス方向に移動させる動作を示し、ステップＳ１１〜Ｓ１５はＤＳＰ５１による監視・判断処理を示し、ステップＴ１〜Ｔ４はＤＳＰ５１によるタイマおよびタイミング処理を示す。
図１２に図解した本発明の第３実施の形態におけるステップＳ１１〜Ｓ１４、ステップＤ１〜Ｄ３、ステップＴ１〜Ｔ４の処理は、図１０を参照して述べた第２実施の形態と同様である。
【００５０】
第３実施の形態が、図１０を参照して述べた第２実施の形態との相違する点は、図１２のステップＳ１４においてＤＳＰ５１がフォーカスエラー信号ＦＥがしきい値（設定値）ＦＥfj-zc を下回ってゼロクロス判定した時に、第２実施の形態のようにすぐにフォーカスループを閉じてフォーカスジャンプ動作を終了してフォーカスサーボ制御に移行させずに、時点ｔ１４において、ステップＤ４の処理を付加して、短い時間△tbrk2 の間フォーカスエラー信号ＦＥの微分値dFE ／dtに比例した振幅Abrk2 ＝dFE ／dt×kfj の第２減速パルスＤＥＣＣＥ２をフォーカスドライバ５６に出力して２軸アクチュエータ３５を駆動して対物レンズ３４の移動を停止させることである。
【００５１】
その後、ステップＳ１５において、ＤＳＰ５１は、フォーカスループを閉じ、フォーカスサーボ制御に移行させる。
第３実施の形態においても、図１３Ａの時点ｔ１４において和信号ＲＦのレベルを用いた第２減速パルスＤＥＣＣＥ２の振幅Abrk2 の算出の仕方については、第１実施の形態の場合と全く同様であり、時点ｔ１４におけるフォーカスエラー信号の微分値（dFE ／dt）を和信号ＲＦのレベルPILnで除算した値に比例係数kfj ＿PIを乗じた値、Abrk2 ＝（（dFE ／dt）／PILn）×kfj ＿PIを用いることにより、光ディスク１０の記録層の反射率の影響を受けない安定したフォーカスジャンプが可能となる。
【００５２】
第３実施の形態の変形態様
第３実施の形態においても、第２実施の形態の変形態様として述べたように、図５Ａに図解した高域位相進み補償フィルタ５１１を用いてフォーカスエラー信号ＦＥについて高域位相進み補償を施したフォーカスエラー信号ＦＥｆをゼロクロス判定に用いることによりフォーカスオンした後の対物レンズ３４から光ディスク１０の記録層に出力されるビームスポットのオーバーシュートを減少させることが出来る。
【００５３】
第４実施の形態
図１４〜図１７Ａ〜１７Ｃを参照して、本発明の第４実施の形態としての光ディスク記録再生装置および方法について述べる。
本発明の第４実施の形態と第３実施の形態との相違点は、第４実施の形態において、第１減速パルスＤＥＣＣＥ１を出すタイミングが第３実施の形態とは異なることである。その他は第３実施の形態と同様である。
第４実施の形態においては、あらかじめ光ディスクの各記録層にビームスポットをフォーカスさせた時の和信号ＲＦのレベルPIL1〜PILnを知っておく必要があり、事前に個々の光ディスクの記録層にビームスポットをフォーカスさせたときの和信号ＲＦのレベルPIL1〜PILnを測定して光ディスクに記憶しておく。
【００５４】
図１４は第４実施の形態に用いる多層光ディスクの断面構造を概略的に図解した図である。
図１４に図解した光ディスク１０Ａは、図５に図解した２層の記録層を有する光ディスク１０とは異なり、３層の記録層を有し、上記和信号ＲＦのレベルPIL1〜PIL3を記録している部分を有する。
光ディスク１０Ａの第１記録層１４のリードイン（read=in ）エリアＲＩに、この光ディスク１０Ａの総記録層数および各記録層１２〜１４の反射率が記録されている。最初に第１記録層１４にフォーカスされ、そこからこれらの情報が読み出された後、ＤＳＰ５１内部のメモリ（図示せず）に記録される。第１記録層１４の和信号ＲＦのレベルPIl1が分かれば、第２および第３記録層１３、１２の反射率レベルRLl2〜RLl3から第２および第３記録層１３、１２における和信号ＲＦのレベルPILn＝PIL1×RLn ／RLL1を算出できる。
【００５５】
図１５Ａは、図１５Ｂに図解した一定傾斜のフォーカスジュンプドライブ信号ＦＪdrv をＤＳＰ５１からフォーカスドライバ５６に与えて２軸アクチュエータ３５を介して対物レンズ３４を連続的にフォーカス方向に移動させたときに得られる、光ディスク１０Ａの各記録層１２〜１４での和信号ＲＦのレベルPIL1〜PIL3の算出方法を説明するグラフである。
図１５Ａに示すように、総記録層数ｎが分かっていれば、和信号ＲＦのピークをｎ個読み取るまで対物レンズ３４を光ディスク１０Ａの各記録層に近づけていくことによっても、各記録層１２〜１４での和信号ＲＦのレベルを知ることが可能である。
【００５６】
初期段階ｔ００〜ｔ０１においては、和信号ＲＦの最大値が判定レベルＪＬより低いので無視する。
時点ｔ０１以降は、和信号ＲＦの最大値が判定レベルＪＬを越えている。
時点ｔ０２において第３層の記録層の和信号を検出したと同時に、ＤＳＰ５１は、対物レンズ３４を光ディスク１０Ａから引き離すための負のフォーカスドライブ信号−ＦＤＲＶ（負極性のフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv ）をフォーカスドライバ５６に出力する。
【００５７】
上述した例示では光ディスク１０Ａの第１記録層１４に総記録層数および反射率情報が記録されているが、他の記録層１２、１３に記録されていても良い。
図１６は本発明の第４実施の形態における制御用マイクロコンピュータ６０からＤＳＰ５１にフォーカスジャンプ指令が出てからフォーカスジャンプが完了するまでのフォーカス制御処理を示すフローチャートである。図１６において、図１２と同様、ステップＤ１〜Ｄ４はＤＳＰ５１がフォーカスドライバ５６を介して２軸アクチュエータ３５を駆動して対物レンズ３４をフォーカス方向に移動させる動作を示し、ステップＳ１１〜Ｓ１５はＤＳＰ５１による監視・判断処理を示し、ステップＴ１〜Ｔ４はＤＳＰ５１によるタイマおよびタイミング処理を示す。
【００５８】
図１６に図解したフローチャートにおいて、図１４に図解したフローチャートに対して、ステップＳ１２Ａが追加されている。その他の処理は、図１２を参照して述べた処理と同様である。
図１７Ａ〜１７Ｃは本発明の第４実施の形態のフォーカスジャンプ動作における、フォーカスエラー信号ＦＥ（図１７Ａ）、現在の和信号ＲＦをフォーカスすべき目標の記録層における和信号のレベルＰＩlk+1で除した（割った）値（図１７Ｂ）、およびフォーカスジャンプドライブ信号ＦＪdrv （図１７Ｃ）の波形図である。
【００５９】
光ディスク１０Ａの第ｋ層にビームスポットがフォーカス（合焦）しており、第（ｋ＋１）記録層にビームスポットをフォーカスジャンプする場合を例示する。
ステップＤ１において、フォーカスドライブ制御手段としてのＤＳＰ５１は、フォーカスドライバ５６に振幅A acce、期間Δｔdrv の加速パルスＡＣＣＥを与え（図１７Ｃ、時点ｄ１）、ＤＳＰ５１が和信号ＲＦが極小値を示した時を検出した（ステップＳ１２、図１７Ｂの時点ｔ１２）の後、ＤＳＰ５１は、図１７Ｂに図解した現在の和信号ＲＦを光ディスク１０Ａのビームスポットを照射させる目標記録層での和信号ＲＦのレベルＰＩlk+1で除算した値がしきい値PIRatio を越えたことを検出したとき（ステップＳ１２Ａ、図１７Ｂ、時点ｔ１２ａ）、ＤＳＰ５１はフォーカスドライバ５６に第１減速パルスＤＥＣＣＥ１を出力する（図１７Ｃ、時点ｄ２）。
【００６０】
フォーカスエラー信号ＦＥとは異なり、和信号ＲＦのレベルは収差の影響を受けにくいため、光ディスクの記録層間の距離がばらつくような光ディスクでフォーカスジャンプを行なう時には、この和信号ＲＦのレベルを用いることによりフォーカスジャンプ動作を安定にすることが出来る。ただし、予め光ディスクの各記録層の和信号ＲＦのレベルを求めておくのは手順が複雑になったり、光ディスクのフォーマットが制限されたりするので、ＤＳＰ５１において、現在の和信号ＲＦのレベルがあるしきい値に達した時に第１減速パルスＤＥＣＣＥ１を発生させたり、または、現在の和信号ＲＦのレベルが極小値をとった時（図１７Ｂ、時点ｔ１２）に第１減速パルスＤＥＣＣＥ１を発生させても上記同様の効果が得られる。
【００６１】
その他の変形態様
本発明の光ディスク記録再生装置および方法は上述した実施の形態に限定されるものではない。
たとえば、図４に図解した本発明の実施の形態のフォーカスジャンプ処理手段の実施の形態としての上述したＤＳＰ５１の処理機能を有しているものであれば、ＤＳＰ５１に限らず、種々の回路装置またはコンピュータとソフトウエアによる信号処理によって実現することができる。
【００６２】
上述した実施の形態においては、光ディスク記録再生装置の構成は、図４に図解した構成を共通にして、ＤＳＰ５１の処理内容のみを異ならせた場合について述べた。したがって、上述した各種の実施の形態を遂行するに際して、ＤＳＰ５１の処理内容を異ならせればよい。
上述した実施の形態において、高速な実時間処理が必要な処理をＤＳＰ５１で担当させ、光ディスク記録再生装置の総合的な処理を制御マイクロコンピュータ６０に分担させた例を述べたが、制御マイクロコンピュータ６０とＤＳＰ５１との処理内容の分担は適宜変更することができる。
さらに、ＤＳＰ５１の処理内容、たとえば、図６を参照して述べた位相補償処理などをハードウエア回路で実現することもできる。
本発明によれば、高密度ライタブル多層光ディスクを用いた光ディスク記録再生装置においても、記録層間の安定したビームスポットの移動が可能となる。
【００６３】
本発明においては、フォーカスエラー信号の微分値に比例した値をフォーカスドライバにブレーキパルスを出力するという手法を用いることにより、フォーカス引き込み動作を安定にすることも出来る。
【００６４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１Ａ、１Ｂはトラッキングジャンプ動作におけるトラッキングエラー信号およびトラックジャンプドライブ信号の波形図である。
【図２】  図２Ａ〜２Ｃはフォーカスジャンプ動作におけるフォーカスエラー信号、和信号およびフォーカスジャンプドライブ信号の波形図である。
【図３】  図３Ａ、３Ｂはフォーカスジャンプ動作において、開口数が高くないとき、および、開口数が高いときのフォーカスエラー信号の波形図である。
【図４】  図４は本発明の光ディスク記録再生装置の基本的な実施の形態としての多層光ディスク記録再生装置（ディスクドライブ装置）の構成図である。
【図５】  図５は図４に図解した多層光ディスクの断面構成およびビームスポットがフォーカスジャンプする状態を図解した図である。
【図６】  図６は図４に図解したディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）が行う位相補償処理をブロック構成として図解した図である。
【図７】  図７は図４に図解した多層光ディスク記録再生装置（ディスクドライブ装置）に光ディスクが装荷された後に行なう本発明の第１実施の形態としてのフォーカス制御処理を示すフローチャートである。
【図８】  図８Ａ〜８Ｃは第１実施の形態のフォーカスジャンプ（フォーカス引き込み）動作におけるフォーカスエラー、和信号およびフォーカスドライブ信号の変化を示したグラフである。
【図９】  図９Ａは図４に図解したＤＳＰにおいてフォーカスエラー信号を補償するための高域位相進み補償フィルタのブロック図であり、図９Ｂは図９Ａに図解した高域位相進み補償フィルタの振幅および位相についての周波数特性図であり、図９Ｃは図９Ａの高域位相進み補償フィルタを通さない場合（破線）と高域位相進み補償フィルタを通した場合（実線）のフォーカスエラー（ＦＥ）信号の波形図であり、図９Ｄは図９Ａの高域位相進み補償フィルタを通さない場合（破線）と高域位相進み補償フィルタを通した場合（実線）のブレーキパルス信号の波形図である。
【図１０】  図１０は本発明の第２実施の形態としてのフォーカス制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】  図１１Ａ〜１１Ｃは第２実施の形態のフォーカスジャンプ動作における、フォーカスエラー信号、和信号およびフォーカスジャンプドライブ信号の波形図である。
【図１２】  図１２は本発明の第３実施の形態としてのフォーカス制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】  図１３Ａ〜１３Ｃは本発明の第３実施の形態のフォーカス制御処理における、フォーカスエラー信号、和信号およびフォーカスジャンプドライブ信号の波形図である。
【図１４】  図１４は本発明の第４実施の形態における多層光ディスクの断面構造を概略的に図解した図である。
【図１５】  図１５Ａ〜１５Ｂは図１４に図解した光ディスクの各記録層での和信号レベルの算出方法を説明するグラフである。
【図１６】  図１６は本発明の第４実施の形態のフォーカス制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】  図１７Ａ〜１７Ｃは本発明の第４実施の形態のフォーカスジャンプ動作における、フォーカスエラー信号、現在の和信号を目標記録層における和信号レベルで除した値、および、フォーカスジャンプドライブ信号の波形図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ・・多層光ディスク、２１・・スピンドルモータ、３０・・光ピックアップ、３１・・レーザダイオード（LD）、３２・・フォトディテクタ（PD）、３３・・光学系、３４・・対物レンズ、３５・・２軸アクチュエータ、３６・・スライドモータ、４２・・ＬＤドライバ、５０・・サーボ基板、５１・・ＤＳＰ（ディジタルシグナル・プロセッサ）、５６・・フォーカスドライバ、５７・・トラッキングドライバ、５８・・スライドモータドライバ、５９・・スピンドルモータドライバ、６０・・制御用マイクロコンピュータ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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