(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の情報記録再生面を有する多層膜光ディスクを記録再生する光ディスク装置において、
光検出手段と、
該光検出手段よりフォーカスエラー信号を発生するフォーカスエラー発生手段と、
該フォーカスエラー信号から光ディスク面振れに対応するフォーカス制御手段と、
前記フォーカスエラー信号に対応して現在層から次層へフォーカスジャンプを行うキックパルスとブレーキパルスを発生するフォーカスジャンプ発生手段と、
前記フォーカスエラー信号によるフォーカスサーチ引き込み手段と、
前記フォーカスジャンプ発生手段からの出力と前記フォーカス制御手段からの出力とを加算した出力か、前記フォーカスサーチ引き込み手段からの信号に切り換える切換手段と、
該切換手段からの出力で駆動するフォーカス駆動手段を備え、
前記フォーカスジャンプ発生手段は、
前記フォーカスエラー信号により現在層からの脱出速度を検出する脱出速度検出手段と、
該脱出速度検出手段からの出力によりキックパルスの高さとキックパルスの幅を決定するキックパルスの高さ決定手段と、
該キックパルスの高さ決定手段からの出力によりキックパルスを発生するキックパルス発生手段と、
前記フォーカスエラー信号が予め記憶された最大振幅に基づいて決定される所定の信号レベルに達したときに所定の高さと幅のブレーキパルスを発生するブレーキパルス発生手段と、
前記フォーカスエラー信号の最大振幅に基づいて所定のフォーカスエラー信号の信号レベルの上限値および下限値を決定し、前記ブレーキパルスが発生してから所定時間の経過後の前記フォーカスエラー信号の信号レベルが前記信号レベルの上限値より高い場合に前記フォーカスエラー信号のオーバーシュートとして検出し、前記所定の信号レベルの下限値より低い場合に前記フォーカスエラー信号のアンダーシュートとして検出するオーバーシュートとアンダーシュート検出手段と、
該オーバーシュートとアンダーシュート検出手段の検出結果が、オーバーシュートを示すものである場合に更にブレーキをかけるための補助パルスを発生するとともに、アンダーシュートを示すものである場合に更に前記ブレーキパルスと逆極性の補助パルスを発生する補助パルス発生手段とからなることを特徴とする光ディスク装置におけるフォーカシング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層膜媒体を用いた光ディスク装置におけるフォーカシング装置とトラッキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォーカシングサーボは、ディスクの面振れに対し、対物レンズとディスク信号面との相対距離を一定に保ち、ディスク信号面がレーザのビームウェストの範囲、いわゆる焦点深度（約±１μｍ）内に位置するように対物レンズを制御する。このフォーカシングサーボは、ディスクからの反射光の状態からフォーカシング誤差信号を検出し、これにより対物レンズを駆動する。図２１は従来のフォーカシングサーボ回路の具体例を示す図である。図において、８８はピックアップ光検出用ダイオード、８９は電流−電圧変換回路、９０は減算回路、９１は位相補償回路、９２はスイッチ、９３は駆動回路兼ピックアップＵＰ／ＤＯＷＮ回路、９４はピックアップＵＰ／ＤＯＷＮ信号、９５はフォーカスアクチュエータ、９６は自動焦点検出回路を示す。４つのダイオード８８は４分割された光検出器であり、２組の対角線上の検出器はそれぞれ減算回路に入力されてフォーカシング誤差信号を発生する。フォーカシング誤差信号は、サーボループの位相補償回路９１、ループのスイッチ回路９２および駆動回路を通りフォーカスアクチュエータ９５を駆動する。対物レンズとディスクの相対位置を±１μｍ以内に保たなければならないがＣＤプレーヤに±１μｍ以内の高精度でディスクを装着することは不可能である。そのため、ディスクと離れた位置にある対物レンズを持ち上げ、サーボの制御範囲内、すなわちフォーカシング誤差信号を得るまで対物レンズを駆動する必要がある。ピックアップＵＰ／ＤＯＷＮ信号９４はこのための対物レンズ駆動信号である。スイッチは対物レンズがサーボをかけられる範囲、すなわちＳ字状のフォーカシング誤差信号負帰還領域に入ったとき自動焦点検出信号（ＦＯＫ信号）でサーボループを閉じるためのスイッチである。
【０００３】
また、図２２は従来の光ディスクを用いた記録再生および再生装置の全体構成図である。図において、６６は光ディスク（多層膜ディスク）、６７はディスクモータ、６８はディスクモータサーボ、６９はレーザーダイオード、７０は対物レンズ、７１はフォーカシングアクチュエータ、７２はトラッキングアクチュエータ、７３は光検出器、７４はピックアップ送り機構、７５はオートレーザーパワーコントロール回路、７６はフォーカシングサーボ回路、７７はトラッキングサーボ回路、７８はピックアップ送りサーボ回路である。
【０００４】
規格におけるディスクは、０．６ｍｍ厚の基板を張り合わせて１．２ｍｍの厚みとしている。片面ディスクの場合には、成形時に情報を転写した０．６ｍｍ厚基板を、情報記録面を向かい合わせに貼り合わせる。また、ディスクの一方の情報記録面を半透明層を形成し、他方の情報記録面に通常の反射層を形成することによって、半透明層を形成した基板側から両記録層の情報をディスク反転することなく読み取ることができる。この場合、第１層と第２層との間の接着層の厚みは３０〜４０μｍとし、一方の情報記録層を読み取っているときには他方の情報記録層は３０〜４０μｍ程度デフォーカスされることとなって、他方の情報記録層からの反射光はほとんど変化しない。すなわち、層間ストロークはきわめて小さな値となる。
【０００５】
しかし、第１層を読み取る時と第２層を読み取る時では、実質的に基板の厚みが３０〜４０μｍ異なることとなる。この厚みの誤差は光学系の球面収差の原因となる。そこでその誤差を両層に振り分けるように、第１層を形成する基板の厚みを０．６ｍｍより接着層の厚みの半分程度薄くする。こうすることによって、第１層までの基板の厚みは２０μｍ程度薄めに、第２層までの基板の厚みは２０μｍ程度厚めになる。どちらの層を読み取る時でも同程度基板厚み誤差が生じ、これによる収差がわずかに発生するので、記録密度を１０％低減して、１層あたりの記憶容量を４．２５ＧＢとし、両層あわせて８．５ＧＢとした。図２３は従来の光ディスクの構造を示す図である。通常トラックジャンプを行う場合、トラックとトラックとの中間の位置を検出することができる。その位置でキックパルスとブレーキパルスを切り替えることによってディスクの偏心、現在位置から目的位置までの約半分の位置まで進行方向のをサーボループに印加し、半分の位置から目的位置まで逆方向の駆動力を与えるブレーキパルスを印加するまでサーボループを閉じたままで、ジャンプを行っている。特に、トラックジャンプの場合は、ディスク偏心の影響でアクチュエータに慣性力がついており、固定したパルス長のキックパルスとブレーキパルスを印加する上記慣性力の影響でジャンプ引き込みの失敗が生じる問題があった。しかし、トラックとトラックの中間点を検出し、ここでパルスを切り替えれば、同じ電圧のパルスを印加しても中間点への到達時間が異なるため、慣性の大きさに応じてパルス幅が可変され、偏心の影響を相殺できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、光検出器から得られる光ディスクの面振れに対応したフォーカスエラー信号に基づきフォーカス制御を行い、フォーカスアクチュエータを用いて対物レンズを縦方向に動作させることでディスクの面振れに追従し、焦点合わせを行ってきた。しかし、多層膜ディスクを用いた記録再生あるいは再生装置において、１層目から２層目もしくは２層目から１層目にフォーカスジャンプを行う場合、基準となる信号が得られないため、フォーカスジャンプを安定に行うことができないといった問題点があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ディスクの面振れに対応したフォーカスエラー信号を検出、あるいは推定し、この信号に基づいてキックパルスの高さを可変させ、最適なキックパルスを得ることで安定にフォーカスジャンプを行うことができる光ディスク装置におけるフォーカシング装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる光ディスク装置におけるフォーカシング装置においては、複数の情報記録再生面を有する多層膜光ディスクを記録再生する光ディスク装置において、光検出手段と、該光検出手段よりフォーカスエラー信号を発生するフォーカスエラー発生手段と、該フォーカスエラー信号から光ディスク面振れに対応するフォーカス制御手段と、前記フォーカスエラー信号に対応して現在層から次層へフォーカスジャンプを行うキックパルスとブレーキパルスを発生するフォーカスジャンプ発生手段と、前記フォーカスエラー信号によるフォーカスサーチ引き込み手段と、前記フォーカスジャンプ発生手段からの出力と前記フォーカス制御手段からの出力とを加算した出力か、前記フォーカスサーチ引き込み手段からの信号に切り換える切換手段と、該切換手段からの出力で駆動するフォーカス駆動手段を備え、前記フォーカスジャンプ発生手段は、前記フォーカスエラー信号により現在層からの脱出速度を検出する脱出速度検出手段と、該脱出速度検出手段からの出力によりキックパルスの高さとキックパルスの幅を決定するキックパルスの高さ決定手段と、該キックパルスの高さ決定手段からの出力によりキックパルスを発生するキックパルス発生手段と、前記フォーカスエラー信号が予め記憶された最大振幅に基づいて決定される所定の信号レベルに達したときに所定の高さと幅のブレーキパルスを発生するブレーキパルス発生手段と、前記フォーカスエラー信号の最大振幅に基づいて所定のフォーカスエラー信号の信号レベルの上限値および下限値を決定し、前記ブレーキパルスが発生してから所定時間の経過後の前記フォーカスエラー信号の信号レベルが前記信号レベルの上限値より高い場合に前記フォーカスエラー信号のオーバーシュートとして検出し、前記所定の信号レベルの下限値より低い場合に前記フォーカスエラー信号のアンダーシュートとして検出するオーバーシュートとアンダーシュート検出手段と、該オーバーシュートとアンダーシュート検出手段の検出結果が、オーバーシュートを示すものである場合に更にブレーキをかけるための補助パルスを発生するとともに、アンダーシュートを示すものである場合に更に前記ブレーキパルスと逆極性の補助パルスを発生する補助パルス発生手段とからなるものである。
【０００９】
この発明は、現在層から次層へとフォーカスジャンプを行う際に、フォーカスエラー信号のオーバーシュートとアンダーシュートをオーバシュートアンダーシュート検出手段で検出し、このオーバーシュートおよびアンダーシュートの値に基づいて補助パルス発生手段をもちいて補助パルスを発生させ、フォーカスジャンプにおけるブレーキ終了時にブレーキが強すぎた場合と、ブレーキが弱すぎた場合、ブレーキパルスに任意の補助パルスを印加する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図２４は多層膜ディスクを用いた場合のフォーカスジャンプ時におけるフォーカスエラー信号を示したもので、７９は多層膜ディスク、８０は２層目情報記録面、８１は１層目情報記録面、８２は１層目にフォーカスをあわせている光ピックアップ、８３は２層目にフォーカスをあわせている光ピックアップ、８４は現在層から次層へフォーカスジャンプを行う際のフォーカスエラー信号波形、８５は現在層における合焦点、８６は次層における合焦点、８７は現在層の合焦点から次層の合焦点までのフォーカスエラー信号を示す。図において例えば１層目から２層目へフォーカスジャンプを行う際に、波形８４のようにまず１層目（現在層）のフォーカスエラー信号および合焦点８５を得ることができる。次に２層目（次層）へ突入しようとするため、２層目におけるフォーカスエラー信号と合焦点８６を得ることができる。これは図２４の左の図に示すように光ピックアップ８２によって１層目にフォーカスをあわせていた状態から光ピックアップ８３によって２層目にフォーカスをあわせるため、フォーカスジャンプを行ったことを示す。ここでピックアップ８２と８３はフォーカスをあわせている層が異なるだけで同一の光ピックアップを示す。８７は現在層の合焦点から次層までの合焦点までのフォーカスエラー信号を示したもので以下、図３・４・６・７・１４・１５のフォーカスエラー信号と同一の意味を持つものである。（１層目の合焦点から２層目の合焦点までおよび２層目の合焦点から１層目の合焦点までのフォーカスエラー信号のことである。）
図１はこの発明の実施の形態１である多層膜ディスクを用いた記録再生および再生装置のフォーカスサーボ回路のブロック図である。図において１は多層膜光ディスク、２はディスクモータ、３は光ピックアップ、４はフォーカスエラーアンプ、５はフォーカスループ低域補償フィルタ、６はフォーカスループ位相補償フィルタ、７はフォーカスサーチ引き込み回路、８はフォーカスジャンプ回路、９は切り替えスイッチ、１０はフォーカスアクチュエータドライバ、１１はフォーカスアクチュエータを示す。
【００１１】
図において、まず、光ピックアップ３からフォーカスエラーアンプ４を介して、光ディスクの面振れに対応したフォーカスエラー信号が出力され、フォーカスループ低域補償フィルタ５とフォーカスサーチ引き込み回路７、フォーカスジャンプ回路８にそれぞれ入力される。フォーカスループ低域補償フィルタ５の出力はフォーカスループ位相補償フィルタ６を介して、フォーカスジャンプ回路８の出力と加算され、切り替えスイッチ９に接続される。また、フォーカスサーチ引き込み回路７の出力は切り替えスイッチ９に接続される。上記加算された出力またはフォーカスサーチ引き込み回路７の出力のどちらかがフォーカスアクチュエータドライバ１０を介して、フォーカスアクチュエータ１１を駆動させる構成となっている。例えば、光ディスクの第１層目にフォーカス制御がかかったとすると、ディスク面振れに対応したフォーカスエラー信号を検出、あるいは推定し、この信号に基づいて、キックパルススタートを決めることによって、フォーカスジャンプ信号を得る。この場合におけるキックパルスおよびブレーキパルスの決定は、フォーカスエラー信号として検出される残留エラー信号に基づき、アクチュエータがフォーカス方向に加速度ゼロになった時点にフォーカスジャンプするか、加速度ゼロの時の基準キックパルス幅および、ブレーキパルス幅もしくは高さに残留エラー信号から推定されるアクチュエータ加速度（慣性量）分だけの補正量を加減算して、キックパルス、ブレーキパルスを印加することにより行われる。ここでキックパルス可変回路１４は残留エラー信号に基づき、キックパルスの高さを可変することで装着された光ディスクに対して最適なキックパルスを出力し、フォーカスジャンプ信号を得ることで強制的に第２層目にフォーカスを合わせることができる。上記フォーカス信号を得るキックパルス可変回路を備えたフォーカシング装置を用いると多層膜ディスクを用いた記録再生あるいは再生装置においてフォーカスジャンプを安定に行うことができる。
【００１２】
図２は本発明の実施の形態１によるフォーカスジャンプ回路のブロック図で、図において１２は現在層からの脱出速度検出回路、１３はキックパルス高さ決定回路、１４はキックパルス発生回路、１５は次層への飛び込み時間速度検出回路、１６はブレーキパルス高さ決定回路、１７はブレーキパルス発生回路、１８は加算器を示す。図において光ピックアップから得られたフォーカスエラー信号は現在層からの脱出速度検出回路１２と次層への飛び込み検出回路１５へとそれぞれ入力される。
多層膜ディスクを用いた光ディスク再生装置においてフォーカスジャンプを行う場合、固定パルスを用いると安定にフォーカスジャンプを行うことが極めて困難なため、現在層からの脱出速度検出回路１２によって現在フォーカス制御を行っている層からの脱出速度を検出し、キックパルス高さ決定回路１３によって次層へ安定にフォーカスジャンプを行うことができるキックパルスの高さを決定する。この決定に基づいて、キックパルス発生回路１４によってキックパルスを発生させることができる。また、次層への飛び込み検出回路１５によって次層への飛び込み時間または飛び込み速度を検出し、ブレーキパルス高さ決定回路１６によってブレーキパルスの高さを決定する。この決定に基づいて、ブレーキパルス発生回路１７によってブレーキパルスを発生させ、上記キックパルスと加算器１８によって加算させ、多層膜ディスクにおける安定なフォーカスジャンプに必要なキックパルスとブレーキパルスを得ることができる。図３は、多層膜ディスクにおける第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプを行う際のフォーカスエラー信号とキックパルスとブレーキパルスの波形を示したものである。図において、１９はフォーカスエラー信号、ａは任意のキックパルス発生値、ａ’は任意のスレッショルド値、ｂは任意のスレッショルド値、２０はフォーカスジャンプを行う際のキックパルスブレーキパルス波形、２１はジャンプパルスおよびキックパルス、２２はブレーキパルス、ｃはキックパルスの可変した高さの値、ｄはブレーキパルスの可変した高さの値を示す。図において２１の塗りつぶし部であるフォーカスジャンプ動作を行うきっかけとなるジャンプパルスを発生させ、フォーカスエラー信号のａの位置からａ’の位置までの値を計測し、上記値に基づいて発生させたキックパルスの高さｃを可変させ、同様に、スレッショルド値ｂでブレーキパルスを発生させ、ブレーキパルスの高さｄを可変していることがわかる。また、図４は多層膜ディスクにおける第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプを行う際のキックパルスとブレーキパルスの波形を示したもので、２３はフォーカスエラー信号、２４はフォーカスジャンプを行う際のキックパルスブレーキパルス波形、２５はキックパルス、２６はブレーキパルスを示す。同様に、フォーカスエラー信号におけるｅの位置からｅ’の位置までの値を計測し、上記値に基づいて発生させたキックパルスの高さｇを可変させ、スレッショルド値ｆでブレーキパルスを発生させ、ブレーキパルスの高さｈを可変していることがわかる。これによって光スポットの１層目からの飛び出し速度が大きくなりつつある場合は、キックパルスの高さが小さくなり、結果的に飛び出し速度を一定に保つように制御する。また、飛び出し速度が小さくなりつつある場合はキックパルスの高さが大きくなり、結果的に飛び出し速度を一定に保つように制御する。また、２層目への突入速度が大きくなりつつある場合は、ブレーキパルスの高さが大きくなり、結果的に突入速度を一定に保つように制御する。さらに、突入速度が小さくなりつつある場合はブレーキパルスの高さが小さくなり、結果的に突入速度を一定に保つように制御する。
【００１３】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２であるフォーカスジャンプ回路のブロック図である。図において、１２から１８は図２と同じである。
【００１４】
図において光ピックアップから得られたフォーカスエラー信号は現在層からの脱出速度検出回路１２と次層への飛び込み検出回路１５へとそれぞれ入力される。
多層膜ディスクを用いた光ディスク再生装置においてフォーカスジャンプを行う場合、固定パルスを用いると安定にフォーカスジャンプを行うことが極めて困難なため、現在層からの脱出速度検出回路１２によって現在フォーカス制御を行っている層からの脱出速度を検出し、キックパルス高さ決定回路１３によって次層へ安定にフォーカスジャンプを行うことができるキックパルスの高さもしくは幅を決定する。この決定に基づいて、キックパルス発生回路１４によってキックパルスを発生させることができる。また、次層への飛び込み検出回路１５によって次層への飛び込み時間または飛び込み速度を検出し、この検出した結果とキックパルス高さ決定回路１３の出力をブレーキパルス高さ決定回路１６に入力し、キックパルスの高さもしくは幅に連動させてブレーキパルスの高さもしくは幅を決定する。この決定に基づいて、ブレーキパルス発生回路１７によってブレーキパルスを発生させ、上記キックパルスと加算器１８によって加算させ、多層膜ディスクにおける安定なフォーカスジャンプに必要なキックパルスとブレーキパルスを得ることができる。
図６は、多層膜ディスクにおける第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプを行う際のフォーカスエラー信号とキックパルスとブレーキパルスの波形を示したものである。図において１９はフォーカスエラー信号、２７はフォーカスジャンプを行う際のキックパルスブレーキパルス波形、２８はジャンプパルスおよびキックパルス、２９はブレーキパルス、ｉはキックパルスの可変した高さの値、ｊはブレーキパルスの可変した高さの値、ｋはキックパルスの幅に関連づけて決定したブレーキパルスの幅を示す。図において２８の塗りつぶし部であるフォーカスジャンプ動作を行うきっかけとなるジャンプパルスを発生させ、フォーカスエラー信号のａの位置からａ’の位置までの値を計測し、上記値の基づいて発生させたキックパルスの高さｉを可変させ、同様に、スレッショルド値ｂでブレーキパルスを発生させ、ブレーキパルスの高さｊを可変するか、もしくは、キックパルスの幅に関連づけてブレーキパルスの幅ｋを可変させることができる。また、図７は多層膜ディスクにおける第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプを行う際のキックパルスとブレーキパルスの波形を示したもので、２３はフォーカスエラー信号、３０はフォーカスジャンプを行う際のキックパルスブレーキパルス波形、３１はジャンプパルスおよびキックパルス、３２はブレーキパルスを示す。図においてフォーカスエラー信号のｅの位置からｅ’の位置までの値を計測し、上記値に基づいて発生させたキックパルス高さｌを可変させ、同様に、スレッショルド値ｆでブレーキパルスを発生させ、ブレーキパルスの高さｍを可変するか、もしくは、キックパルスの幅に比例させてブレーキパルスの幅ｎを可変させることができる。このように構成することによって、脱出速度検出がディスクの傷等によって正確に行えない場合にキックパルスの高さが異常になってもブレーキパルスがこれに連動していないため、フォーカスジャンプはずれを防ぐことができる。
【００１５】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３であるフォーカスジャンプ回路のブロック図である。図において１２から１８は図２と同じである。３３はオーバーシュートアンダーシュート検出回路、３４は補助パルス発生回路を示す。
【００１６】
図において上記実施の形態１と同様にキックパルスとブレーキパルスを発生させるとともに、フォーカスエラー信号のオーバーシュートとアンダーシュートをオーバシュートアンダーシュート検出回路３３で検出し、このオーバーシュートおよびアンダーシュートの値に基づいて補助パルス発生回路３４をもちいて補助パルスを発生させ、フォーカスジャンプにおけるブレーキ終了時にブレーキが強すぎた場合と、ブレーキが弱すぎた場合、ブレーキパルスに任意の補助パルスを印加する。ブレーキパルスに補助パルスを印加することによって、安定にかつ確実に多層膜ディスクにおける現在層から次層へのフォーカスジャンプを行うことができる。
【００１７】
以下図８の動作を具体的に示す。図９は多層膜ディスクを用いた光ディスク装置の第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプ動作時においてブレーキが強すぎた場合のフォーカスエラーと補助パルスを印加したブレーキパルスを示した図である。図において３５はフォーカスエラー信号、３６は補助パルスを印加したブレーキパルス、ｆｅｍａｘはフォーカスエラー信号の最大振幅を示す。ここで図９について説明すると、ｆｅｍａｘ／４のときに固定のブレーキパルスを与える。任意の設定時間Ｔ１が経過したときのフォーカスエラー信号３５の値がｆｅｍａｘの５０％以上の場合、補助パルスを図のように印加させることで、第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプにおいてブレーキ終了時にフォーカスエラー信号３５の値がｆｅｍａｘの値の半分以上あった場合、つまり、ブレーキが強すぎた場合にも安定にフォーカスジャンプを行うことができる。
【００１８】
図１０は多層膜ディスクを用いた光ディスク装置の第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプ動作時においてブレーキが弱すぎた場合のフォーカスエラー信号と補助パルスを印加したブレーキパルスを示した図である。図において３７はフォーカスエラー信号、３８は補助パルスを印加したブレーキパルスを示す。ここで図１０について説明すると、ｆｅｍａｘ／４のときに固定のブレーキパルスを与える。任意の設定時間Ｔ１が経過したときのフォーカスエラー信号３７の値が−ｆｅｍａｘの５０％以下の場合、補助パルスを図のように印加させることで、第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプにおいてブレーキ終了時にフォーカスエラー信号３７の値が−ｆｅｍａｘの値の半分以下であった場合、つまり、ブレーキが弱すぎた場合にも安定にフォーカスジャンプを行うことができる。
【００１９】
また、図１１は多層膜ディスクを用いた光ディスク装置の第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプ動作時においてブレーキが弱すぎた場合のフォーカスエラーと補助パルスを印加したブレーキパルスを示した図である。図において３９はフォーカスエラー信号、４０は補助パルスを印加したブレーキパルス、ｆｅｍａｘはフォーカスエラー信号の最大振幅を示す。ここで図１１について説明すると、−ｆｅｍａｘ／４のときに固定のブレーキパルスを与える。任意の設定時間Ｔ２が経過したときのフォーカスエラー信号３９の値がｆｅｍａｘの５０％以上の場合、補助パルスを図のように印加させることで、第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプにおいてブレーキ終了時にフォーカスエラー信号３９の値がｆｅｍａｘの値の半分以上あった場合、つまり、ブレーキが弱すぎた場合にも安定にフォーカスジャンプを行うことができる。
【００２０】
図１２は多層膜ディスクを用いた光ディスク装置の第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプ動作時においてブレーキが強すぎた場合のフォーカスエラー信号と補助パルスを印加したブレーキパルスを示した図である。図において４１はフォーカスエラー信号、４２は補助パルスを印加したブレーキパルスを示す。ここで図１２について説明すると、−ｆｅｍａｘ／４のときに固定のブレーキパルスを与える。任意の設定時間Ｔ２が経過したときのフォーカスエラー信号４１の値が−ｆｅｍａｘの５０％以下の場合、補助パルスを図のように印加させることで、第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプにおいてブレーキ終了時にフォーカスエラー信号４１の値が−ｆｅｍａｘの値の半分以下であった場合、つまり、ブレーキが強すぎた場合にも安定にフォーカスジャンプを行うことができる。
なお、本実施の形態における固定のブレーキパルスの値、任意設定時間Ｔ１、Ｔ２が経過したときのフォーカスエラー信号の値は例示にすぎない。
【００２１】
実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４であるフォーカスジャンプ回路のブロック図である。図において１２から１８は図２と同じである。３３はオーバーシュートアンダーシュート検出回路、３４は補助パルス発生回路、４３は時間計測回路を示す。
【００２２】
上記のようにオーバーシュートやアンダーシュートのみから補助パルスを決定する場合、フォーカスサーボゲインの大小によっても上記オーバーシュート量でアンダーシュート量が変動するため、次層への正確な引き込みが行えない場合があった。また、これらのオーバーシュートやアンダーシュートは、光スポットの次層への飛び込み速度によっても変動するため、この飛び込み速度の要因も考慮する必要があった。ここで上記実施の形態１と同様にキックパルスとブレーキパルスを発生させるとともに、オーバーシュートおよびアンダーシュートの値に基づいて補助パルスを印加させる際に、フォーカスジャンプ開始指令信号と次層への飛び込み時間速度検出回路１５からの信号を時間計測回路４３に入力し、キックパルス終了時からブレーキパルス発生時までの時間を計測し、この時間に関連づけてブレーキパルスの高さを可変させる。また、時間計測回路４３の出力は補助パルス発生回路３４にも入力され、補助パルスについても同様に高さを可変することができる。つまり、キックパルス終了時からブレーキパルス発生時までの時間を計測することで例えば、上記時間が短い場合は、次層への飛び込み速度が速く、ブレーキパルスおよび補助パルスの高さを高くし、ブレーキを強くかけることで安定にかつ確実に多層膜ディスクにおける現在層から次層へのフォーカスジャンプを行うことができる。また、上記時間が長い場合は、次層への飛び込みが比較的ゆっくりと行われているため、ブレーキパルスおよび補助パルスの高さを低くし、ブレーキを弱くかつききすぎない程度にかけることで安定にかつ確実に多層膜ディスクにおける現在層から次層へのフォーカスジャンプを行うことができる。
【００２３】
図１４は多層膜ディスクにおける第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプを行った際のフォーカスエラー信号とキックパルスブレーキパルスの波形を示した図である。図において、４４はフォーカスエラー信号で４５はキックパルスブレーキパルスの波形、Ｔ３はキックパルス終了時からブレーキパルス発生時までの時間を示したものである。図１４のＴ３の時間の長さにブレーキパルスおよび補助パルスの高さを関連づけることで上記実施の形態４で説明したフォーカスジャンプを行うことができる。また、図１５は多層膜ディスクにおける第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプを行った際のフォーカスエラー信号とキックパルスブレーキパルスの波形を示した図である。図において、４６はフォーカスエラー信号で４７はキックパルスブレーキパルスの波形、Ｔ４はキックパルス終了時からブレーキパルス発生時までの時間を示したものである。同様に、図１５のＴ４の時間の長さにブレーキパルスおよび補助パルスの高さを関連づけることでフォーカスゲインの変動に対し、上記実施の形態４で説明した安定でかつ確実なフォーカスジャンプを行うことができる。
【００２４】
実施の形態５．
図１６はこの発明の実施の形態５であるフォーカスジャンプ回路のブロック図である。図において１２から１８は図２と同じである。４８はサーチ時のフォーカスエラー信号の高さ記憶回路を示す。
【００２５】
図において１２〜１８は図２と同じで、４８はフォーカスサーチ時のフォーカスエラー信号の高さ記憶回路を示す。図において光ピックアップから得られたフォーカスエラー信号は現在層からの脱出速度検出回路１２と次層への飛び込み検出回路１５とサーチ時のフォーカスエラー高さ記憶回路４８へとそれぞれ入力される。
多層膜ディスクを用いた光ディスク再生装置においてフォーカスジャンプを行う場合、固定パルスを用いると安定にフォーカスジャンプを行うことが極めて困難なため、現在層からの脱出速度検出回路１２によって現在フォーカス制御を行っている層からの脱出速度を検出し、キックパルス高さ決定回路１３によって次層へ安定にフォーカスジャンプを行うことができるキックパルスの高さまたは幅を決定する。この決定に基づいて、キックパルス発生回路１４によってキックパルスを発生させることができる。このとき、フォーカスサーチ時のフォーカスエラー信号の高さを記憶し、この高さに関連させて、キックパルスの高さまたは幅を可変させる。また、次層への飛び込み検出回路１５によって次層への飛び込み時間または飛び込み速度を検出し、ブレーキパルス高さ決定回路１６によってブレーキパルスの高さを決定する。この決定に基づいて、ブレーキパルス発生回路１７によってブレーキパルスを発生させ、上記可変されたキックパルスと加算器１８によって加算させ、多層膜ディスクにおける安定なフォーカスジャンプに必要なキックパルスとブレーキパルスを得ることができる。
【００２６】
図１７はサーチ時のフォーカスエラー高さ記憶回路４８を用いた場合の記憶したフォーカスエラー信号と可変されたキックパルスを示した図で、図において４９は記憶回路４８に記憶したフォーカスエラー信号、５０は可変されたキックパルス、Ｏはフォーカスエラー信号の最大振幅の半分の値、Ｔ５キックパルス発生からＯまでかかる時間を示したものである。図においてフォーカスラー信号４９の最大振幅値を記憶し、この振幅値の半分の値であるＯまで差し掛かったときに、すでに発生させているキックパルスの高さもしくは幅を可変させることでさらに安定にかつ確実に次層へ飛び込ますことができる。通常、キックパルスの幅を可変することで安定にフォーカスジャンプ動作時に次層へ飛び込ますことができるが、キックパルスの高さを可変させたものを印加させても同様の効果を得ることができる。また、第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプ動作時においても図１６の構成を持つフォーカスジャンプ回路を用いると同様の効果を得ることができる。このようにフォーカスエラー信号から脱出速度を検出する際に、一定のスレッショルド電圧ではなく、正規化された値を用いることによってフォーカスエラー信号の感度がレーザーパワーのバラつきやディスクの反射率のバラつきによって変動しても正確に検出できる。
【００２７】
実施の形態６．
図１８はこの発明の実施の形態６である多層膜ディスクを用いた記録再生および再生装置のフォーカスサーボ回路のブロック図である。図において５１はフォーカスサーボ補償回路、５２は実施例１〜５までのフォーカスジャンプ回路、５３は加算器、５４はフィルタ、５５はフォーカス制御をかける際のドライブ電圧を記憶する記憶回路、５６は切り替えスイッチ、５７はフォーカスアクチュエータドライバ、５８はフォーカスアクチュエータ、５９はフォーカスジャンプ時のキックパルスの発生タイミングを指示するＣＰＵを示す。
【００２８】
次に図１８の動作について説明すると、光ピックアップから検出されたフォーカスエラー信号はフォーカスサーボ補償回路５１とフォーカスジャンプ回路５２に入力され、それぞれの出力は加算器５３によって加算され、通常のフォーカス制御およびこの発明におけるフォーカスジャンプを行うことができる。また、ＣＰＵ５９からフォーカスジャンプのタイミングを指示されたフォーカスジャンプ回路５２はフィルタ５４を介して、フォーカスジャンプを行ったときのフォーカスドライブ電圧を記憶回路５５を用いて記憶する。以上の構成とすることでことで、切り替えスイッチ５６において上記加算器５３からの出力か、もしくはフォーカスジャンプを行ったときの記憶したフォーカスドライブ電圧のどちらかに切り替えることができる。それぞれの信号はフォーカスアクチュエータドライバ５７を介して、フォーカスアクチュエータ５８を駆動する構成となっている。
【００２９】
図１９は多層膜膜ディスクを用いた記録再生装置におけるフォーカス制御時のフォーカスドライブ電圧と第１層目の面触れと第２層目における面振れを示したもので、６０はフォーカスドライブ電圧波形、６１は第１層目における面振れ、６２は第２層目における面振れ波形をそれぞれ示したものである。図においてディスクの面振れに追従しているフォーカスアクチュエータのドライブ電圧はディスクの周期性と同じ周期性を持つ波形となっていることがわかる。
【００３０】
次に、フィルタ５４と記憶回路５５を用いてフォーカスドライブ電圧を記憶することで安定にかつ確実にフォーカスジャンプを行うことができる実施の形態６について図２０を用いてさらに詳しく説明する。図において６３はフォーカスエラー信号、６４はキックブレーキパルス、６５はキックブレーキパルスを加算したフォーカスドライブ電圧の波形、Ｔ６はキックパルス終了時からブレーキパルス発生時までの時間を示す。フォーカスジャンプ動作を行うにあたって、キックパルスを発生させる直前のドライブ電圧を図１８の記憶回路５５によって記憶させることで、図２０のキックブレーキパルス６４においてキックパルス直前のフォーカスドライブ電圧をキックパルス終了時からブレーキパルス発生時までの時間Ｔ６の間の電圧と同じにすることができる。以上のことから、図１９で説明したようにフォーカスドライブ電圧はディスクの面振れに追従しており、ディスクの面振れと同じように周期性をもって変化しているため、キックパルス発生直前の電圧を記憶しておくことが可能であり、また、Ｔ６の間、その電圧を保持することで多層膜ディスクにおいて、現在層から次層へとフォーカスジャンプを行う際に、次層突入時に極めて安定にかつ確実にフォーカスジャンプを行うことができる。仮に、キックパルスとブレーキパルスの間においてドライブ電圧をリファレンス電圧レベルにし、フォーカスアクチュエータの駆動電流を止めてしまうとディスクの面振れの大小や向きいかんにかかわらず、キック前のアクチュエータ慣性力とキックパルスとブレーキパルスによる駆動力のみでアクチュエータが駆動されることとなり、キック後ブレーキまでの間にディスクの面振れに追従するだけの駆動力が失われてしまう。そのためフォーカスジャンプ直前のフォーカスアクチュエータでは駆動電圧をジャンプ中に保持することでディスクの面振れに対する追従能力を維持できる。この時、フォーカスジャンプ直前の電圧検出時はドライブ信号に含まれず、ノイズをサンプルしないようにフィルタリングすることが望ましいことは言うまでもない。さらに、任意の時間からキックパルス発生時までのフォーカスドライブ電圧の平均化した値とキックパルス終了時からブレーキパルス発生時までの時間Ｔ６の間の電圧と同じにすることで同様の効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００３２】
フォーカスジャンプにおけるブレーキ終了時にブレーキが強すぎた場合と、ブレーキが弱すぎた場合にブレーキパルスに補助パルスを印加することによって、安定にかつ確実に多層膜ディスクにおける現在層から次層へのフォーカスジャンプを行うことができる。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置のフォーカスサーボ回路のブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置のフォーカスジャンプ回路のブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態１である多層膜ディスクにおける第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプを行う際のフォーカスエラー信号とキックパルスとブレーキパルスの波形を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態１である多層膜ディスクにおける第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプを行う際のフォーカスエラー信号とキックパルスとブレーキパルスの波形を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態２である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置のフォーカスジャンプ回路のブロック図である。
【図６】  この発明の実施の形態２である多層膜ディスクにおける第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプを行う際のフォーカスエラー信号とキックパルスとブレーキパルスの波形を示す図である。
【図７】  この発明の実施の形態２である多層膜ディスクにおける第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプを行う際のフォーカスエラー信号とキックパルスとブレーキパルスの波形を示す図である。
【図８】  この発明の実施の形態３である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置のフォーカスジャンプ回路のブロック図である。
【図９】  この発明の実施の形態３である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置の第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプ動作時においてブレーキが強すぎた場合のフォーカスエラー信号と補助パルスを印加したブレーキパルスを示した図である。
【図１０】  この発明の実施の形態３である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置の第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプ動作時においてブレーキが弱すぎた場合のフォーカスエラー信号と補助パルスを印加したブレーキパルスを示した図である。
【図１１】  この発明の実施の形態３である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置の第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプ動作時においてブレーキが強すぎた場合のフォーカスエラー信号と補助パルスを印加したブレーキパルスを示した図である。
【図１２】  この発明の実施の形態３である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置の第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプ動作時においてブレーキが弱すぎた場合のフォーカスエラー信号と補助パルスを印加したブレーキパルスを示した図である。
【図１３】  この発明の実施の形態４である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置のフォーカスジャンプ回路のブロック図である。
【図１４】  この発明の実施の形態４である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置の第１層目から第２層目へのフォーカスジャンプ動作時におけるフォーカスエラー信号とキックパルスブレーキパルスの波形を示した図である。
【図１５】  この発明の実施の形態４である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置の第２層目から第１層目へのフォーカスジャンプ動作時におけるフォーカスエラー信号とキックパルスブレーキパルスの波形を示した図である。
【図１６】  この発明の実施の形態５である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置のフォーカスジャンプ回路のブロック図である。
【図１７】  この発明の実施の形態５である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置においてフォーカスサーチ時のフォーカスエラー高さ記憶回路を用いた場合の記憶したフォーカスエラー信号と可変されたキックパルスの波形を示した図である。
【図１８】  この発明の実施の形態６である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置の記憶回路を用いたフォーカスサーボ回路のブロック図である。
【図１９】  この発明の実施の形態６である多層膜膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置におけるフォーカス制御時のフォーカスドライブ電圧と第１層目の面触れと第２層目における面振れを示した図である。
【図２０】  この発明の実施の形態６である多層膜ディスクを用いた記録再生装置および再生装置におけるフォーカスジャンプ動作時のフォーカスエラー信号とキックブレーキパルスとフォーカスドライブ電圧を示した図である。
【図２１】  従来のフォーカスサーボ回路の具体例を示す図である。
【図２２】  従来の光ディスクを用いた記録再生および再生装置の全体構成図である。
【図２３】  従来の光ディスクの構造を示す図である。
【図２４】  従来の光ディスクのフォーカスジャンプ時におけるフォーカスエラー信号を示した図である。
【符号の説明】
１  多層膜光ディスク、  ２  ディスクモータ、  ３  光ピックアップ、  ４  フォーカスエラーアンプ、  ５  フォーカスループ低域補償フィルタ、  ６  フォーカスループ位相補償フィルタ、  ７  フォーカスサーチ引き込み回路、  ８  フォーカスジャンプ回路、  ９  切り替えスイッチ、  １０  フォーカスアクチュエータドライバ、  １１  フォーカスアクチュエータ、  １２  現在層からの脱出速度検出回路、  １３  キックパルス高さ決定回路、  １４  キックパルス発生回路、  １５  次層への飛び込み時間速度検出回路、  １６  ブレーキパルス高さ決定回路、  １７  ブレーキパルス発生回路、  １８  加算器、  １９  フォーカスエラー信号、  ２０  キックパルスブレーキパルス波形、  ２１  ジャンプパルスおよびキックパルス、  ２２  ブレーキパルス、  ２３  フォーカスエラー信号、  ２４  キックパルスブレーキパルス波形、  ２５  キックパルス、  ２６  ブレーキパルス、  ２７  キックパルスブレーキパルス波形、  ２８  ジャンプパルスおよびキックパルス、  ２９  ブレーキパルス、  ３０  キックパルスブレーキパルス波形、  ３１  ジャンプパルスおよびキックパルス、  ３２  ブレーキパルス、  ３３  オーバーシュートアンダーシュート検出回路、  ３４  補助パルス発生回路、  ３５  フォーカスエラー信号、  ３６  ブレーキパルス、  ３７  フォーカスエラー信号、  ３８  ブレーキパルス、３９ フォーカスエラー信号、４０ ブレーキパルス、  ４１  フォーカスエラー信号、  ４２  ブレーキパルス、  ４３  時間計測回路、  ４４  フォーカスエラー信号、  ４５  キックパルスブレーキパルス波形、  ４６  フォーカスエラー信号、  ４７  キックブレーキパルス波形、  ４８  フォーカスサーチ時のフォーカスエラー信号高さ記憶回路、  ４９  フォーカスエラー信号、  ５０  キックパルス、  ５１  フォーカスサーボ補償回路、  ５２  フォーカスジャンプ回路、  ５３  加算器、  ５４  フィルタ、  ５５  記憶回路、  ５６  切り替えスイッチ、  ５７  フォーカスアクチュエータドライバ、  ５８  フォーカスアクチュエータ、  ５９  ＣＰＵ（中央演算処理装置）、  ６０  フォーカスドライブ電圧波形、  ６１  第１層における面振れ波形、  ６２  第２層における面振れ波形、  ６３  フォーカスエラー信号、６４  キックブレーキパルス、  ６５  フォーカスドライブ電圧波形、  ６６  光ディスク、  ６７  ディスクモータ、  ６８  ディスクモータサーボ、  ６９  レーザダイオード、  ７０  対物レンズ、  ７１  フォーカシングアクチュエータ、  ７２  トラッキングアクチュエータ、  ７３  光検出器、  ７４  ピックアップ送り機構、  ７５  オートレーザパワーコントロール、  ７６  フォーカシングサーボ、  ７７  トラッキングサーボ、  ７８  ピックアップ送りサーボ、  ７９  多層膜光ディスク、  ８０  ２層目情報記録面、  ８１  １層目情報記録面、  ８２  光ピックアップ、  ８３  光ピックアップ、  ８４  現在層から次層へフォーカスジャンプを行う際のフォーカスエラー信号波形、  ８５  現在層における合焦点、  ８６  次層における合焦点、  ８７  現在層の合焦点から次層の合焦点までのフォーカスエラー信号、  ８８  ピックアップ光検出用ダイオード、  ８９  電流−電圧変換回路、  ９０  減算回路、  ９１  位相補償回路、  ９２  スイッチ、  ９３  駆動回路兼ピックアップＵＰ／ＤＯＷＮ回路、  ９４  ピックアップＵＰ／ＤＯＷＮ信号、  ９５  フォーカスアクチュエータ、  ９６  自動焦点検出回路。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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