(57)【要約】【課題】面ぶれに追従するために対物レンズが光ディスクに近づく方向に動作しているときに、１層目から２層目へ層間移動を行なった場合、対物レンズに加わる加速度が最大となり、対物レンズが光ディスクに衝突してしまい、対物レンズやディスクに傷が付くという課題が残っていた。【解決手段】レイヤジャンプコマンドが送出されたとき、前記フォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数においてレイヤジャンプを行うようレイヤジャンプのタイミングを制御する。【選択図】図６
2009076149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２層以上の記録層を有する光ディスクの再生または／および記録を行なうことが出来る光ピックアップと、前記光ディスクの平面に対して垂直方向に前記光ピックアップの対物レンズを動作させるためのフォーカスドライブ信号を発生するためのフォーカスドライブ手段と、前記フォーカスドライブ手段によって前記対物レンズを動作させてフォーカス制御を行なうためのフォーカス制御手段と、各種設定値を記憶するための記憶手段と、前記光ディスクが回転するごとに一定数のＦＧパルスを検知するＦＧパルス検知手段と、前記各手段を制御するための制御手段とを有する光ディスク装置において、
前記フォーカス制御手段によってフォーカスオンした後、前記光ディスクが３６０度回転する間、前記ＦＧパルス検知手段によってＦＧパルスを検知するとともに、前記フォーカスドライブ手段から出力されるフォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数それぞれを予め前記記憶手段に記憶し、前記制御手段によってレイヤジャンプコマンドが送出されたとき、前記フォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数においてレイヤジャンプを行うようレイヤジャンプのタイミングを制御することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記フォーカス制御手段によってフォーカスオンした後、前記光ディスクが３６０度回転する間、前記ＦＧパルス検知手段によってＦＧパルスを検知するとともに、前記フォーカスドライブ手段から出力されるフォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数それぞれを前記記憶装置に記憶したのち、前記光ディスク装置が所定時間再生するごとに、前記記憶手段を記憶更新する請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記フォーカス制御手段によってフォーカスオンした後、前記光ディスクが３６０度回転する間、前記ＦＧパルス検知手段によってＦＧパルスを検知するとともに、前記フォーカスドライブ手段から出力されるフォーカスドライブ信号が最大値および最小値になるときのＦＧパルス数それぞれを予め前記記憶手段に記憶するよう制御する請求項１乃至２に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記制御手段は、レイヤジャンプコマンドを送出したのち、前記フォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数のいずれか小さいＦＧパルス数においてレイヤジャンプを行うようレイヤジャンプのタイミングを制御する請求項３に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記制御手段は、ディスクの反光ピックアップ側レイヤから光ピックアップ側レイヤへのレイヤジャンプコマンドを送出した場合には、前記対物レンズが前記光ディスクに近づく方向の加速度を有しているときにレイヤジャンプを行い、光ピックアップ側レイヤから反光ピックアップ側レイヤへのレイヤジャンプコマンドを送出した場合には、前記対物レンズが前記光ディスクから遠ざかる加速度を有しているときにレイヤジャンプを行うようレイヤジャンプのタイミングを制御する請求項３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、光ディスク装置に関し、特に多層光ディスクの層間移動時におけるディスク面と光ピックアップの対物レンズの衝突防止に関するフォーカス制御手段を有する光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ディスク装置では、光ディスクと呼ばれる記録媒体に半導体レーザからの光ビームを対物レンズで集束させて照射し、その反射光を光検出器で検出して、光ディスクに記録されている信号を読み出すことで情報の再生を行う。
また、光ディスクとして相変化媒体や光磁気媒体のような記録／再生が可能な媒体を用い、光ビームの照射により記録膜の相変化や磁化反転を生じさせることで情報の記録を行い、再生は光ディスクからの反射光を検出することで行う記録／再生可能な光ディスク装置も実用化されている。
これらの光ディスク装置においては、対物レンズのフォーカス位置を光ディスクの記録面に正確に一致させるフォーカスサーボが必須である。このフォーカスサーボは通常、光ディスクからの反射光を検出する多分割光検出器の出力信号から演算によりフォーカス位置の誤差（フォーカスエラー）を検出してフォーカスエラー信号を生成し、このフォーカスエラー信号に基づいて対物レンズをフォーカス方向（対物レンズの光軸方向）に移動させることにより行われる。例えば、光ディスク装置の製造工程で発生する光ディスクを保持するテーブルの軽微な傾きや、光ディスクが有するディスク面の上下方向の歪み（以下、面ぶれ）に対しても、安定したフォーカス状態を維持するようフォーカスサーボ制御動作が行なわれる。
ところで、従来の光ディスク装置で使用されている光学ヘッドでは、対物レンズと光ディスク間の距離（作動距離という）は、対物レンズがフォーカス方向の可動範囲内で光ディスク側に最も近接した位置に移動した場合でも、光ディスクに衝突しない程度に設計されている。また、光ディスクの大容量化のために、片面あたり２層の記録層（以下、レイヤ）を有する多層ディスクが普及している。
このような多層記録光ディスクの再生装置には、再生中のレイヤに対してフォーカスサーボが施されている状態で、他のレイヤの再生が要求された場合に、その目的とするレイヤに対してフォーカスサーボが施されるように、対物レンズの光ディスクに対するフォーカス方向の距離を制御する機能（レイヤジャンプ機能）を備えることが要求される。その他、多層記録光ディスクに記録されているタイトルを最初から再生する通常再生においては、一つのレイヤの最後のデータに到達したときに、自動的にもう一つのレイヤに移るためにレイヤジャンプが行なわれる。従来の多層記録光ディスク再生装置は、以下に示すような処理を行い、上記機能を実現している。
従来の光ディスク再生装置は、図７に示すような構成を有している。図７に示す従来の光ディスク再生装置の動作について説明すると、先ずディスクモータ７０１で回転されている光ディスク７０２から光ピックアップ７０３によって読み出された電気信号は、ＲＦアンプ７０４に入力され、このＲＦアンプ７０４からトラッキングエラー信号（以下ＴＥ信号と略す）、フォーカスエラー信号（以下ＦＥ信号と略す）及び情報信号として用いられるＲＦ信号が取り出される。ＴＥ信号及びＦＥ信号は、ＡＤ変換器７０５でＡＤ変換される。ＲＦ信号は、ＲＦ信号レベル検出回路７０６に入力され、その出力がＡＤ変換器７０５でＡＤ変換される。これらディジタル値に変換されたデータは、各々、ＴＥレジスタ７０７、ＦＥレジスタ７０８及びＲＦレベルレジスタ７０９にラッチされる。そして、ＴＥレジスタ６０７のデータは、ディジタルトラッキングサーボ制御回路７１０に送られる。その出力は、ＤＡ変換器７１１でアナログ値に変換され、アクチュエータドライバ７１２に送られる。一方、ディジタルトラッキングサーボ制御回路７１０の出力は、ディジタル送りモータ制御回路７１３にも送られ、ＤＡ変換器７１４でアナログ値に変換されモータドライバ７１５に送られる。アクチュエータドライバ７１２の出力は、光ピックアップ７０３の図示していないトラッキングアクチュエータを駆動し、モータドライバ７１５の出力は、送りモータ７１６を駆動する。
そして、ＦＥレジスタ７０８にラッチされたフォーカスエラーデータは、ＦＥホールドレジスタ７１７に送られ、同時にセレクタ７１８にも送られる。セレクタ７１８のセレクタ信号は、レベル比較器７１９の出力信号に依存する。即ち、このレベル比較器７１９は、ＦＥレジスタ７０８のデータとＦＥホールドレジスタ７１７のデータにおける各絶対値を比較し、ＦＥホールドレジスタ７１７のデータの絶対値が大きい場合は、“Ｈ”を出力し、これがタイマ回路７２０の出力信号とともにＡＮＤゲート７２１に入力される。このタイマ回路７２０の出力信号が、“Ｈ”であるとき、セレクタ７１８の入力端子Ｓが“Ｈ”となり、ＦＥホールドレジスタ７１７のデータが、セレクタ７１８から出力される。また、レベル比較器７１９は、ＦＥホールドレジスタ７１７のデータの絶対値がＦＥレジスタ７０８のデータの絶対値以下である場合は、“Ｌ”を出力する。この場合は、ＡＮＤゲート７２１の出力は“Ｌ”となり、セレクタ７１８はＦＥレジスタ７０８のデータを出力する。タイマ回路７２０は、レンズがレイヤジャンプを行って、目標のレイヤに到達し、サーボ機構が再び動作したと同時にスタートする。そして、ある一定時間だけ“Ｈ”を出力する。
次に、ＲＦ基準レジスタ７２２には、所定のレベルに相当するディジタル値が設定される。レベル比較器７２３は、ＲＦ基準レジスタ７２２とＲＦレベルレジスタ７０９の出力を比較して、ＦＥホールドレジスタ７１７をホールド動作させるか、ＦＥレジスタ７０８の結果をそのまま出力させるかを選択する。つまり、ＲＦレベルレジスタ７０９の値がＲＦ基準レジスタ７２２の値を下回ったところで、ＦＥレジスタ７０８の値がＦＥホールドレジスタ７１７でホールドされる。セレクタ７１８の出力は、ディジタルフォーカスサーボイコライザ７２４に送られ、その出力はレイヤジャンプを行うために用意されたレンズ駆動信号発生回路７２５の出力信号と加算され、ＤＡ変換器７２６でアナログ値に変換される。ＲＦ信号は、データ抜き取り回路＆ＣＤ／ＤＶＤデータ信号処理回路７２７にも送られ、データ抜き取り回路で２値化され、ビットクロック、同期信号が抽出された後、復調され、訂正ＲＡＭ７２８を使って訂正処理がなされる。この同期信号はディスクモータ制御回路７２９に送られディスクモータドライバ７３０を通じてディスクモータ７０１を制御する。
また、データ抜き取り回路＆ＣＤ／ＤＶＤデータ信号処理回路７２７で訂正されたデータは、ＤＶＤムービーの場合は、ＭＰＥＧビデオデコーダ＆オーディオデコーダ処理回路又はデータバッファ回路７３１に送られた後、ビデオ信号やオーディオ信号を出力する。ＤＶＤ−ＲＯＭの場合は、データ抜き取り回路＆ＣＤ／ＤＶＤデータ信号処理回路７２７からの出力データは、ＭＰＥＧビデオデコーダ＆オーディオデコーダ処理回路又はデータバッファ回路７３１に送られ、その出力信号はディジタルデータとしてホストパソコン等へ送られる。なお、システムコントローラ７３２は、各制御回路の制御タイミングやセット全体の動作を制御する。
ここで、同じレイヤでの読み出し／書き込み動作時は、フォーカスサーボのループゲインを自動調整する。レイヤジャンプ時は、レンズ駆動信号発生回路７２５が発生する加速パルス及び減速パルスに従い、レンズ（光学系）を目的のレイヤに移動させる。このとき、ディジタルフォーカスサーボイコライザ７２４が出力するＦＥ信号を監視しながら加速パルス及び減速パルスのタイミングを制御する。
以上のように、レイヤジャンプ動作が行なわれるが、面ぶれの影響、層間距離のばらつき、フォーカスエラー信号に加わるノイズ、対物レンズを駆動するアクチュエーターの感度ばらつき、層間ジャンプ中の外乱などの影響を受けた場合には、レイヤジャンプを正しく行なえない場合がある。
特許文献１には、フォーカスエラー信号に基づいて記録面の層間に対応する上記対物レンズの位置を検出するレンズ位置検出手段と、上記対物レンズの移動速度を検出する第１の速度検出手段と、上記対物レンズの移動速度を検出する第２の速度検出手段と、上記対物レンズを加速するために必要な加速電圧か、あるいは減速するために必要な減速電圧かを出力する駆動電圧生成手段と、上記第１の速度検出手段から得られる移動速度と上記レンズ位置検出手段から得られるレンズ位置に応じて、上記駆動電圧生成手段の出力電圧を可変する出力電圧可変手段と、上記第２の速度検出手段から得られる移動速度から上記対物レンズを制御する電圧を生成する速度制御電圧生成手段と、上記出力電圧可変手段の出力か、あるいは上記速度制御電圧生成手段の出力に応じて、上記対物レンズをディスクの記録面と略垂直な方向に移動する移動手段とを備え、既に合焦点にある層から他の層の合焦点へ移動する際に、対物レンズの移動速度に応じた加速電圧や減速電圧を生成し、さらに他の層の合焦点へ引込む際には対物レンズの速度制御をすることで、レイヤジャンプを安定に行い合焦点にフォーカス制御を引き込むことができる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３４９５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
２層光ディスクでは、２層目のレイヤ１は１層目のレイヤ０よりもディスク表面から深い位置に有るため、２層目における対物レンズの焦点距離や作動距離は１層目よりも短くなる。また、近年では、次世代光ディスクとして普及しているＢｌｕ−Ｒａｙディスク規格においては、高容量化を実現するためにレーザ光の波長が短くなされており、それに従って、光ピックアップが光ディスク面の垂直方向に動作する距離であるワーキングディスタンスにおいて、ＤＶＤやＣＤの１．０ｍｍ〜１．２ｍｍに対して、Ｂｌｕ−Ｒａｙディスクは０．３ｍｍと極端に短いため、光ディスクと対物レンズの衝突を防止するための制御も高い精度が求められる。また、レイヤジャンプが行なわれるのは、通常再生においてレイヤ０の最外周に到達したときや、ユーザによってレイヤ０からレイヤ１にまたがるチャプタスキップコマンドが出されたときには、レイヤ０からレイヤ１へ層間移動（以下、レイヤジャンプ）が行なわれる。
特許文献１に記載の技術では、安定したレイヤジャンプを行えるが、フォーカスサーボ制御によって特に大きな面ぶれに追従するために対物レンズが光ディスクに近づく方向に動作しているときにレイヤジャンプが行なわれると、対物レンズに対して光ディスクへ近づく方向に加わる加速度が最大となり、対物レンズが光ディスクに衝突してしまうことがあり、結果としてレンズやディスクに傷が付き、光ディスク装置のシステムとしての信頼性を低下させてしまうという課題が残っていた。
また、フォーカスサーボ制御によって特に大きな面ぶれに追従するために対物レンズが光ディスクから遠ざかる方向に動作しているときにレイヤジャンプが行なわれると、面ぶれに追従するために光ディスクから遠ざかる方向に対物レンズに加えられる加速度と、レイヤジャンプを行うために光ディスクへ近づく方向に対物レンズに加えられる加速度が打ち消し合って、レイヤジャンプを失敗する可能性に対して、特許文献１に記載の技術では、対物レンズの移動速度を検出する手段や対物レンズの位置を検出する手段を設けているが、光ディスク装置の回路構成が複雑になるという課題が残っていた。
本発明は、２層光ディスクのレイヤジャンプ時に、面ぶれの影響を受けることなく、安定したフォーカスサーボを行い、対物レンズと光ディスクの衝突を確実に回避することができるフォーカスサーボ制御手段を有する光ディスク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】
【０００４】
前記の目的を達成するために、光ディスク装置において、少なくとも２層以上の記録層を有する光ディスクの再生または／および記録を行なうことが出来る光ピックアップと、前記光ディスクの平面に対して垂直方向に前記光ピックアップの対物レンズを動作させるためのフォーカスドライブ信号を発生するためのフォーカスドライブ手段と、前記フォーカスドライブ手段によって前記対物レンズを動作させてフォーカス制御を行なうためのフォーカス制御手段と、各種設定値を記憶するための記憶手段と、前記光ディスクが回転するごとに一定数のＦｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒパルス（以下、ＦＧパルス）を検知するＦＧパルス検知手段と、前記各手段を制御するための制御手段とを有し、前記フォーカス制御手段によってフォーカスオンした後、前記光ディスクが３６０度回転する間、前記ＦＧパルス検知手段によってＦＧパルスを検知するとともに、前記フォーカスドライブ手段から出力されるフォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数それぞれを予め前記記憶手段に記憶し、前記制御手段によってレイヤジャンプコマンドが送出されたとき、前記フォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数においてレイヤジャンプを行うようレイヤジャンプのタイミングを制御する。
光ディスク装置において、前記制御手段は、前記フォーカス制御手段によってフォーカスオンした後、前記光ディスクが３６０度回転する間、前記ＦＧパルス検知手段によってＦＧパルスを検知するとともに、前記フォーカスドライブ手段から出力されるフォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数それぞれを前記記憶装置に記憶したのち、前記光ディスク装置が所定時間再生するごとに、前記記憶手段を記憶更新する。
光ディスク装置において、前記制御手段は、前記フォーカス制御手段によってフォーカスオンした後、前記光ディスクが３６０度回転する間、前記ＦＧパルス検知手段によってＦＧパルスを検知するとともに、前記フォーカスドライブ手段から出力されるフォーカスドライブ信号が最大値および最小値になるときのＦＧパルス数それぞれを予め前記記憶手段に記憶するよう制御する。
光ディスク装置において、前記制御手段は、レイヤジャンプコマンドを送出したのち、前記フォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数のいずれか小さいＦＧパルス数においてレイヤジャンプを行うようレイヤジャンプのタイミングを制御する。
光ディスク装置において、前記制御手段は、ディスクの反光ピックアップ側レイヤから光ピックアップ側レイヤへのレイヤジャンプコマンドを送出した場合には、前記対物レンズが前記光ディスクに近づく方向の加速度を有しているときにレイヤジャンプを行い、光ピックアップ側レイヤから反光ピックアップ側レイヤへのレイヤジャンプコマンドを送出した場合には、前記対物レンズが前記光ディスクから遠ざかる加速度を有しているときにレイヤジャンプを行うようレイヤジャンプのタイミングを制御する。
前記の通り構成することにより、面ぶれを有する２層光ディスクの再生中にレイヤジャンプを行っても、対物レンズが光ディスクに衝突しないタイミングでレイヤジャンプを行うよう作用する。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明による効果を次に説明する。光ディスク装置にて、面ぶれを有するディスクを再生した場合、光ディスク面の垂直方向に対するフォーカスを合わせるために、フォーカス制御手段によって光ピックアップが上下動を行い、対物レンズと光ディスク面との距離を一定に保つよう制御が行われる。このとき、レイヤジャンプコマンドがフォーカス制御手段に送信された場合に、光ディスク面に対する上下方向の対物レンズの加速度がゼロになるとき、すなわち、上下動の最上位点もしくは最下位点において、レイヤジャンプを行うことにより、対物レンズが光ディスク面に衝突することを防止することが可能となる。また、前記の通り、光ディスク面に対する上下方向の対物レンズの加速度がゼロになるときにレイヤジャンプを行うことによって、レイヤジャンプ時に発生するフォーカスドライブ信号に対する影響をゼロにできるので、安定したレイヤジャンプ動作が可能となる。
請求項２に記載の発明による効果を次に説明する。光ディスク装置において、フォーカス制御手段によってフォーカスオンした直後に記録したフォーカスドライブ信号と回転角度位置の関係を、所定時間の再生ごとに記録を更新するため、再生時間によって光ディスク装置の電子素子の温度が高くなり、温度特性変化に伴うフォーカス制御のズレをキャンセルすることが可能となる。
請求項３および４に記載の発明による効果を次に説明する。光ディスク装置において、フォーカスドライブ信号が最大値および最小値になるとき両方のＦＧパルス数を予め前記記憶手段に記憶し、レイヤジャンプコマンドが送出されたときに、前記フォーカスドライブ信号が最大値または最小値になるときのＦＧパルス数のいずれか小さいＦＧパルス数においてレイヤジャンプを行うようレイヤジャンプのタイミングを制御することで、レイヤジャンプ時に対物レンズが光ディスクに衝突することを防止し、かつ安定したレイヤジャンプを行うとともに、レイヤジャンプの実行処理時間を短縮することが可能となる。
請求項５に記載の発明による効果を次に説明する。光ディスク装置において、レイヤ１からレイヤ０にレイヤジャンプコマンドを送出した場合には、前記フォーカスドライブ信号が増加しているときにレイヤジャンプを行うようタイミングを制御することで、対物レンズが光ディスクに近づく加速度を有しているときに、対物レンズに対して遠い記録層であるレイヤ１から近い記録層であるレイヤ０に対物レンズをジャンプさせることで、対物レンズが光ディスクに近づく加速度とは逆の加速度を与えて、対物レンズが光ディスクに近づく方向にブレーキをかけて、対物レンズが光ディスクに衝突することを防ぐことが可能となる。また、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプコマンドを送出した場合には、前記フォーカスドライブ信号が減少しているときにレイヤジャンプを行うようタイミングを制御することで、対物レンズが光ディスクから遠ざかる加速度を有しているときに、対物レンズに対して近い記録層であるレイヤ０から遠い記録層であるレイヤ１に対物レンズをジャンプさせることで、対物レンズが光ディスクから遠ざかる加速度とは逆の加速度を与えて、対物レンズが光ディスクから遠ざかる方向にブレーキをかけて、フォーカス制御が不能になるのを防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、図を参照しながら、本発明の実施例の説明を行う。まず、図１は本発明の実施例に係る光ディスク装置のブロック図を表す。図１を参照しながら、まず、通常の光ディスク再生に関する動作を信号の流れと共に説明を行う。図示しないディスクトレイには光ディスク１０１が載置されており、リモコン１０２から再生命令がリモコン受光部１０３に送信される。リモコン受光部１０３から制御手段１０４に再生命令が送られ、制御手段１０４から、光ピックアップ１０５に対してレーザダイオード１０６をオンする命令が送られ、レーザダイオード１０６はオンする。同時に、制御手段１０４からモータ制御手段１０７にモータを駆動する命令が送られ、モータ制御手段１０７から出力されるモータ駆動電圧によってスピンドルモータ１０８が回転動作を開始し、光ディスク１０１も回転を開始する。続いて、制御手段１０４からフォーカス制御手段１０９にフォーカスオン命令が送られ、フォーカス制御手段１０９からフォーカスドライブ手段１１０に対して、フォーカスサーチ命令が送られる。前記フォーカスサーチ動作とは、光ピックアップ１０５を光ディスク１０１の記録面に対して垂直方向に上下動作をさせ、前記上下動作の間の受光部１１１からの信号をフォーカスエラー信号生成手段１１２へ出力し、前記フォーカスエラー信号生成手段１１２から出力されるフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号）を、制御手段１０４を介してフォーカス制御手段１０９に帰還して、受光部１１１の受光量が最大になる位置を検知するための処理である。前記フォーカスサーチで受光量が最大になる光ピックアップの上下方向の位置を検知し、光ディスク１０１の記録面と光ピックアップ１０５の距離が常に一定になるように、つまり、最適なフォーカス状態になるように、フォーカス制御手段１０９はフォーカスドライブ手段１１０を制御する。
次に制御手段１０４は、トラッキング制御手段１１３に対して、光ディスク１０１の半径方向の動作制御命令を送る。受光部１１１からトラッキングエラー信号生成手段１１４に対して信号が送られ、トラッキングエラー信号生成手段１１４はトラッキングエラー信号（以下、ＴＥ信号）を算出してトラッキング制御手段１１３に対してトラッキングエラー信号を帰還して、トラッキング制御手段１１３は、最適なトラッキング制御状態に集束するように制御を行う。
ＦＧパルス検知手段１１５は、光ディスク１０１が１回転するごとに所定のパルスを一定間隔で検知する。フォーカスオンが完了した後に、フォーカスドライブ手段１１０は、光ディスク１０１が１回転する間のフォーカスドライブ信号を取得する。前記フォーカスドライブ信号は、光ディスク１０１の面ぶれ量を表す。前記フォーカスドライブ信号の取得を開始するタイミングは、ＦＧパルス検知手段で検知されるＦＧパルスと同期させ、ＦＧパルスの立ち上がりに同期してフォーカスドライブ信号の検知を開始し、フォーカスドライブ信号が最大となるときのＦＧパルス数と、フォーカスドライブ信号が最小となるときのＦＧパルス数を記憶手段１１６に記憶する。前述の記憶処理は本発明に係る特別な処理となるが、記憶処理に必要となる時間は、約１０ｍｓｅｃ未満であり、ユーザが光ディスクを装填して再生が開始されるまでの時間に対してストレスを感じさせるものではない。
ウォブル信号検出手段１１７は、光検出器１１１の出力信号からウォブル信号を検出し、二値化手段１１８に出力する。二値化手段１１８はウォブル信号を二値化して基準クロック発生手段１１９に出力し、基準クロック発生手段１１９で発生されるクロック信号と、二値化手段から出力される２値信号を同期するように制御を行い、モータ制御手段１０７に制御信号を出力し、光ディスク１０１の回転速度を制御するようにスピンドルモータ１０８を駆動する。ジャンプタイミング制御手段１２０は、現在のフォーカスドライブ信号を常に監視しており、制御手段１０４からレイヤジャンプコマンドが送信されたとき、現在のフォーカスドライブ信号が、記憶手段１１６に記憶されたフォーカスドライブ信号の最大値もしくは最小値のいずれか早い方に到達したときに、レイヤジャンプを行うようにレイヤジャンプのタイミングを設定する。
図２は光ピックアップ１０５における光検出器１１１の詳細図面を表す。図２を用いて、本実施例におけるフォーカス制御に用いられる非点収差法を説明する。光検出器２０１は４分割されており、Ｘ軸は光ディスクの半径方向を示し、Ｙ軸は光ディスクのトラック方向を示す。ＸＹ座標において、第１象限には受光領域ａ、第２象限には受光領域ｂ、第３象限には受光領域ｃ、第４象限には受光領域ｄが、それぞれ配置されている。Ａは受光領域ａで検出された検出信号、Ｂは受光領域ｂで検出された検出信号、Ｃは受光領域ｃで検出された検出信号、Ｄは受光領域ｄで検出された検出信号をそれぞれ示す。フォーカス状態の誤差信号を表すＦＥ信号は、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）で表され、受光領域全体の受光量は、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄで表される。受光領域全体に入射した光の像を表す手段として縦横比Ｈの計算式で表すと、Ｈ＝（（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋D）となる。縦横比Ｈの値が、H＜０の時は横長の楕円となり、Ｈ＞０の時は縦長の楕円となり、いずれも各受光部における受光量のバランスが取れていない状態を表す。フォーカスオン制御は、Ｈの値がゼロになるように制御を行なうことである。また、トラッキング状態の誤差信号を表すＴＥ信号は（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）となり、Ｙ軸を中心として左右に均等に光ディスクからの反射光が入射している状態、すなわち、トラッキングエラー信号（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）がゼロになる状態がトラッキングの最適な状態である。
次に光ディスクの２層構造について、図３を参照しながら説明を行う。光ディスク１０１は２層ディスクを表し、対物レンズ３０１に近い記録層をレイヤ０、対物レンズから遠い記録層をレイヤ１とする。図３に紙面に向かって左が内周、右が外周とした場合、データの読み取り順序は、ＤＶＤである場合には、レイヤ０の最内周からデータ読み取りを開始し、レイヤ０の外周に向かって再生を行なう。レイヤ０の最外周に達した時にレイヤ１の最外周にレイヤジャンプを行い、レイヤ１の最外周でフォーカスオンを行ってからレイヤ１の内周に向かって再生を行ない、レイヤ１の最内周でデータ読み取りを終了する。
光ディスク１０１がＢｌｕ−Ｒａｙディスクである場合には、レイヤ１の最内周からデータ読み取りを開始し、レイヤ１の外周に向かって再生を行なう。レイヤ１の最外周に達した時にレイヤ０の最外周にレイヤジャンプを行い、レイヤ０の最外周でフォーカスオンを行ってからレイヤ０の内周に向かって再生を行ない、レイヤ０の最内周でデータ読み取りを終了する。
次に、フォーカスオン動作について図４を参照しながら説明を行う。図４（ａ）は、光ディスク１０１の断面図と、フォーカスサーチ動作を行なっているときの対物レンズ３０１とレーザ光の動作概念図を表す。まず、モータ制御手段１０７によってスピンドルモータ１０８を回転させ、光ディスク１０１を回転させる。フォーカス制御手段１０９によって光ピックアップ１０５を光ディスク面に対して垂直方向に上下させ、レーザ光の合焦点を探すためのフォーカスサーチを開始する。図４における光ディスクはＤＶＤの２層ディスクである場合には、再生の開始はレイヤ０からとなるため、フォーカスサーチ動作はレイヤ０に対して行なわれる。図４（ｂ）はフォーカスサーチ動作中のＦＥ信号波形を表す。ＦＥ信号は、フォーカスサーチを開始してから対物レンズ３０１とレイヤ０の距離が小さくなるにつれて増加を続け、ある距離よりも短くなると減少し始め、合焦点でゼロとなる。続けて対物レンズ３０１をレイヤ０に近づけると、ＦＥ信号は更に減少を続け、ある距離よりも短くなると再び増加を始める。
光ディスク面に対して垂直方向の焦点が最適な状態であるため、フォーカス信号が山から谷へ変移する途中でＦＥ信号がゼロの値をとるタイミングである時間ｔ＿ａのとき、すなわち、レーザ光の集光点が図４（ａ）のＡのときにフォーカスオンのＨｉ信号が、制御部１０４からフォーカス制御手段１０９に送信されてフォーカスロックされる。
次にフォーカスドライブ信号と光ディスクの回転角度位置の関係を図５に示す。図５（ａ）は光ディスク１０１の回転角度を示す。光ディスクは、軽微ながら必ず面ぶれを有している。特に、次世代光ディスクとして普及しているＢｌｕ−Ｒａｙディスク規格においては、高容量化を実現するためにレーザ光の波長が短くなされており、それに従って、光ピックアップが光ディスク面の垂直方向に動作する距離であるワーキングディスタンスにおいて、ＤＶＤやＣＤの１．０ｍｍ〜１．２ｍｍに対して、Ｂｌｕ−Ｒａｙディスクは０．３ｍｍと極端に短いため、軽微な面ぶれであっても最適なフォーカス状態を維持するために、光ピックアップを光ディスク面に対して垂直方向に動作させて対物レンズと光ディスク面との距離を一定に保たなければならない。
そこで、光ディスク１０１が光ディスク装置に装填され、フォーカス制御手段１０９によってフォーカスオン処理が終了したあと、フォーカス制御手段１０９は、フォーカスエラー信号生成手段１１２から得られる信号に基づいて、光ディスク面と対物レンズ３０１との距離を一定に保つようにフォーカスドライブ手段１１０を制御する必要がある。
ＦＧパルス検知手段１１５は図５（ｂ）に示すＦＧパルスを検知する。ここでＦＧパルス検知手段１１５は図示しないフォトインターラプターで構成され、インターラプタースリットによる投光遮光によって、光ディスク１０１が３０°回転するごとにＦＧパルスが検知されるようになされている。制御部１０４はＦＧパルスの立ち上がりを検知し、光ディスクが一回転するうちに、図５の（ｃ）に示すように０°、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°、１８０°、２１０°、２４０°、２７０°、３００°、３３０°、および３６０°におけるフォーカスドライブ手段１１０が出力するフォーカスドライブ信号のうち、最大値と最小値を検知する。そして検知した最大値のときのＦＧパルス数（以下、ＦＧ＿ｍａｘ）と、最小値のときのＦＧパルス数（ＦＧ＿ｍｉｎ）を記憶手段１１６に記憶する。
レイヤ０の最外周まで来たときに、制御部１０４はレイヤジャンプコマンドをフォーカス制御手段に送信するが、そのとき、図５（３）のＢに示すように、フォーカスドライブ信号が増加の傾向にあるとき、対物レンズ３０１は光ディスク１０１に近づく方向に加速度を有している。このときにレイヤ０よりもディスク表面から深い位置にあるレイヤ１にレイヤジャンプを行うための加速度を加えた場合、面ぶれによる光ディスク面に向かう方向の加速度と、レイヤジャンプのための光ディスク面に向かう方向の加速度が重畳して、対物レンズ３０１が光ディスク面と衝突を起こす可能性がある。このように、光ディスクに近づく方向に対物レンズに加速度が加えられているときにレイヤジャンプ動作を行なうときが、対物レンズと光ディスクが衝突する可能性が高く、光ディスク装置としての信頼性を失う致命的な原因となる。
また、図５（３）のＣに示すように、フォーカスドライブ信号が減少の傾向にあるとき、対物レンズ３０１は光ディスク１０１から遠ざかる方向の加速度を有している。このときにレイヤ０よりもディスク表面から深い位置にあるレイヤ１にレイヤジャンプを行うための加速度を加えた場合、面ぶれによる光ディスク面から遠ざかる方向の加速度と、レイヤジャンプのための光ディスク面に向かう方向の加速度が相殺されて、レイヤジャンプに失敗する可能性がある。このように、光ディスクから遠ざかる方向に対物レンズに加速度が加えられているときにレイヤジャンプ動作を行なうと、レイヤジャンプに失敗し、フォーカス制御のサーボループから外れたり、焦点ズレを発生する可能性が高く、再度レイヤジャンプ処理を行う必要が有り、場合によっては複数回レイヤジャンプ処理に失敗してレイヤジャンプが成功するまでの間、光ディスクの再生画像は出力されず、ユーザに対して不快感を与え、同様に光ディスク装置としての信頼性を失う原因となる。
一方、予め記憶されたＦＧ_ｍａｘとＦＧ＿ｍｉｎにおける回転角度においては、対物レンズ３０１の上下動の方向が反転するタイミングであるため、光ディスク面に対する加速度はいずれもゼロとなる。そこで、ジャンプタイミング設定手段１２０は、常時、現在のフォーカスドライブ信号を監視し、レイヤジャンプコマンドが送信されたとき、現在の光ディスク１０１の回転角度から次になりうるＦＧ＿ｍａｘもしくはＦＧ＿ｍｉｎにおける回転角度の近いほうとなったときにレイヤジャンプを実行することにより、面ぶれに対するフォーカス制御手段による対物レンズ３０１へ加えられる加速度の影響を全く受けずにレイヤジャンプを行うことが可能となる。従って、最も致命的なレンズ３０１と光ディスク面との衝突を回避することができ、さらにはレイヤジャンプの失敗を回避することができ、安定したレイヤジャンプ処理を行うことが可能となる。
次に、本発明における処理動作を、図６を参照しながら説明する。制御部１０４は、フォーカスサーチ動作中、フォーカスエラー信号生成手段１１４からフォーカスエラー信号を算出し（ステップＳ４０１）、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御手段１０９に対してフォーカスオンコマンドを送信する。フォーカス制御手段１０９は、光ピックアップ１０５からのレーザ光が、光ディスク１０１の記録層において集光する位置に対物レンズ３０１の位置を保持するようにフォーカスドライブ信号を発生してフォーカスオンを行う（ステップＳ４０２）。
続いて、フォーカスドライブ手段１１０から出力されるフォーカスドライブ信号の最大値と最小値を検知し、前記フォーカスドライブ信号の最大値に対するＦＧパルス数（ＦＧ＿ｍａｘ）と最小値に対するＦＧパルス数（ＦＧ＿ｍｉｎ）を記憶手段１１６に記憶する（ステップＳ４０３）。次に再生を開始し（ステップＳ４０４）、レーザ光がレイヤ０の最外周に来たときに制御部１０４はレイヤ１の最外周へレイヤジャンプするようレイヤジャンプコマンドをジャンプタイミング設定手段１２０に送出する（ステップＳ４０５）。
ジャンプタイミング設定手段１２０は、ＦＧパルス検知手段１１５から出力されるＦＧパルスを常に検知し、光ディスク１０１の現在の回転角度を把握している。そして、ジャンプタイミング設定手段１２０は、レイヤジャンプコマンドを受け取ったときの回転角度、すなわちＦＧパルス数から、記憶手段１１６に記憶されているＦＧ＿ｍａｘとＦＧ＿ｍｉｎのうち、大きくかつ近いほうのＦＧパルス数になるタイミングを判断する（ステップＳ４０６）。ＦＧ＿ｍａｘかＦＧ＿ｍｉｎのいずれかのタイミングに来るまでレイヤジャンプを行わず、ＦＧ＿ｍａｘかＦＧ＿ｍｉｎのいずれかのタイミングに来たときにレイヤジャンプを実行する（ステップＳ４０７）。レイヤ０にジャンプした後、レイヤ０において、フォーカスエラー信号生成手段１１４からフォーカスエラー信号を算出し（ステップＳ４０８）、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御手段１０９に対してフォーカスオンコマンドを行う（ステップＳ４０９）。
また、本発明の実施例では、フォーカス制御手段１０９によってフォーカスオンした後に記録したフォーカスドライブ信号の最大値と最小値におけるＦＧパルス数を、所定時間の再生ごとに記録を更新するように制御することも可能で有り、再生時間によって光ディスク装置を構成する電子素子の温度が高くなり、温度特性変化に伴うフォーカスドライブ信号とパルス数の関係の誤差をキャンセルすることが可能となり、結果、温度や時間による電子素子の特性変化に影響されることなく、安定したレイヤジャンプ処理を維持することが可能となる。
また、本発明において、フォーカスドライブ信号の最大値と最小値の両方に対するＦＧパルス数を記憶し、レイヤジャンプコマンドが送出されてから、最大値と最小値の両方に対するＦＧパルス数のうち、小さいＦＧパルス数（早いタイミング）のタイミングでレイヤジャンプを行うように制御することも可能であり、これにより、レイヤジャンプによる対物レンズと光ディスクの衝突を避けるとともに、レイヤジャンプコマンドが送出されてから最も早いタイミングでレイヤジャンプを実行することが可能となり、レイヤジャンプの実行処理時間を短くすることで、シームレス再生を確実に行なうことが可能となる。
また、本発明において、レイヤ１からレイヤ０にレイヤジャンプコマンドを送出した場合には、前記フォーカスドライブ信号が増加しているときにレイヤジャンプを行うようタイミングを制御することで、対物レンズが光ディスクに近づく加速度を有しているときに、対物レンズに対して遠い記録層であるレイヤ１から近い記録層であるレイヤ０に対物レンズをジャンプさせることで、対物レンズが光ディスクに近づく加速度とは逆の加速度を与えて、対物レンズが光ディスクに近づく方向にブレーキをかけて、対物レンズが光ディスクに衝突するという、光ディスク装置にとって最も信頼性を失う事態を防ぐことが可能となる。また、レイヤ０からレイヤ１にレイヤジャンプコマンドを送出した場合には、前記フォーカスドライブ信号が減少しているときにレイヤジャンプを行うようタイミングを制御することで、対物レンズが光ディスクから遠ざかる加速度を有しているときに、対物レンズに対して近い記録層であるレイヤ０から遠い記録層であるレイヤ１に対物レンズをジャンプさせることで、対物レンズが光ディスクから遠ざかる加速度とは逆の加速度を与えて、対物レンズが光ディスクから遠ざかる方向にブレーキをかけて、フォーカス制御が不能になるのを防ぎ、光ディスク装置としての信頼性を向上することが可能となる。
また、ＦＧパルス検知手段１１５の光ディスクが１回転する間のＦＧパルス数は、フォトインターラプターのインターラプタースリットの数を調整することによって、増減することも可能であり、ＦＧパルス数を多くすることで、光ディスクの面ぶれの位置を正確に把握することが可能となり、光ディスク面と対物レンズ３０１の衝突を確実に防止することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０００７】
本発明は、２層以上の光ディスクを再生するための光ディスク装置に好適であって、特には、次世代光ディスクのように光ディスク面と対物レンズの動作距離の短い光ディスク装置に対して好適である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る光ディスク装置のブロック図を表す。
【図２】本発明に係る受光部の詳細図面を表す。
【図３】本発明に係る光ディスクの２層構造を表す。
【図４】本発明に係るフォーカスオン動作を表す。
【図５】本発明に係るフォーカスドライブ信号と光ディスクの回転角度位置の関係を表す。
【図６】本発明に係る処理動作のフローチャートを表す。
【図７】従来技術におけるブロック図を表す。
【符号の説明】
【０００９】
１０１  光ディスク
１０４  制御手段
１０５  光ピックアップ
１０９  フォーカス制御手段
１１０  フォーカスドライブ手段
１１５  ＦＧパルス検知手段
１１６  記憶手段
【図６】
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【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７】
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