JP2007207359A - フォーカス制御装置及びフォーカス制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層の記録層を有する光ディスクの記録再生において高速に層間ジャンプを行い全体のアクセス時間を短縮することができるフォーカス制御装置およびフォーカス制御方法を提供する。
【解決手段】 層間ジャンプにおいて、ＦＥ信号と和信号を用いて残り層数をカウントしながら層を通過する毎に層間の速度検出を行い速度テーブルにより与えられた目標速度との速度の差を検出することによって対物レンズの駆動信号を計算し対物レンズを駆動し、目標層に達したときはＦＥ微分信号から対物レンズの駆動信号を計算し対物レンズを駆動することによって高速の層間ジャンプが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２層以上の記録層を備えた多層構造の光ディスクの記録あるいは再生をする光学的情報記録再生装置に適用されるフォーカス制御装置及びフォーカス制御方法に関する。

周知のように、情報の高密度記録技術が促進されており、片面１層に４．７ＧＢ（Giga Byte）もの記録容量を有するＤＶＤ（Digital Versatile Disk）光ディスクが実用化されて久しい。ＣＤ（Compact Disc）では記録層が片面に１層しかなかったが、ＤＶＤにおいては記録容量を大きくするために片面２層、両面２層が規格化されている。

近年、更に１層当たりの記録容量の大きいＨＤ（High Definition）−ＤＶＤやブルーレイ・ディスク（Blu-ray Disc）が次世代ＤＶＤとして規格化され実用段階に入っている。これらの次世代ＤＶＤでは２層以上の多層の記録層を有する光ディスクの構造が提案されている。

このような多層の記録層をもつ光ディスクに対して情報の記録あるいは再生を行う際には、レーザ光の焦点を合焦点している記録層から他の記録層へ移動する（以下層間ジャンプという）必要がある。

層間ジャンプについて、光ピックアップのアクチュエータに印加する電圧を、フォーカスエラー信号のレベルとそのレベルの変化の方向を監視しながら、フォーカスエラー信号があるスレッショルドレベルになったら予め設定された印加電圧を印加することを繰り返し、最後のスレッショルドレベルを越えたところで、定常状態の制御に戻し目的の層に引き込むという方式が考えられている。（例えば特許文献１参照）。

しかしながらこのような方法では、予め設定された印加電圧が２層における層間ジャンプを前提とした設定となっており、２層よりも大きな総数の層間ジャンプの場合には、この繰り返しとなり、時間が掛かってしまうという問題があった。また予め設定された印加電圧のうち上昇電圧が２段階に設定されているが、これをさらに細かい段階に分けて設定すると更に時間を要してしまうという問題があった。

一方層間ジャンプにおいて、到達した層が何番目の層であるか確認してから次の層にジャンプすると言った制御を繰り返し行う方法があるが、多層を移動する場合にはこの様な制御ではアクセス時間が掛かるという問題があった。
特開２００２−２０３３２３号公報

２層以上の多層の記録層を有する光ディスクの記録または再生において、層間ジャンプに時間が掛かると、例えば再生においては情報が途切れ途切れになったりして再生する上で好ましくない。従って層間ジャンプにおいては、できるだけ短い時間で移動を完了する必要がある。特に２層より大きな総数の層間ジャンプにおいて、高速に層間ジャンプするフォーカス制御装置が求められている。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、多層の記録層を有する光ディスクの記録あるいは再生において高速に層間ジャンプを行い全体のアクセス時間を短縮することができるフォーカス制御装置およびフォーカス制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のフォーカス制御装置は、複数の記録層を有する光ディスクに対して情報を記録または再生する情報記録再生装置に組み込まれ、前記複数の記録層に対して層間ジャンプする機能を有するフォーカス制御装置であって、前記光ディスクに光を照射する対物レンズと前記光ディスクからの反射光によってフォーカスエラー信号とフォーカス和信号を検出する検出部を有する光ピックアップと、層間ジャンプ前の記録層からジャンプ後の記録層までのジャンプ層数から前記光の焦点が通過した記録層数を差し引くことにより層間ジャンプ中の残り層数を算出する層カウント手段と、前記残り層数に対応して前記対物レンズの移動の目標速度を設定する目標速度設定手段と、前記光の焦点が通過した２層間の通過時間と２層間距離から前記対物レンズの層間速度を検出するレンズ速度検出手段と、前記目標速度と前記層間速度との速度の差を算出する速度差算出手段と、この速度の差に応じて前記対物レンズのフォーカス方向の駆動力を算出する第１の駆動力算出手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、フォーカスエラー信号を元にして速度検出を行い、対物レンズのフォーカス方向における速度制御をする事により層間ジャンプの時間を短縮できる。

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図1は、本発明の一実施形態によるフォーカス制御装置の概略ブロック図である。１は片面に２層以上の記録層（以下層という）がある光ディスクである。両面に２層以上の層があっても構わない。２は光ディスク１を回転するディスクモータである。３は光ディスク１からの反射光によってフォーカスエラー信号（以下ＦＥ信号という）及びフォーカス和信号（以下和信号という）を検出する検出部とフォーカス方向に対物レンズ４（以下レンズという）を駆動するアクチュエータ部を備えた光ピックアップ（ＰＵ）である。

５はＦＥ信号及び和信号を用いて光の焦点が通過した層数をカウントし、層間ジャンプ中の残り層数を算出する層カウント手段としての層カウント部、６は残り層数よりレンズ４の移動の目標速度を与える目標速度設定手段としての目標速度テーブル部、７はＦＥ信号及び和信号を用いて光の焦点が通過した２層間の通過時間を計測し、２層間距離とによってレンズ４の層間速度を検出するレンズ速度検出手段としてのレンズ速度検出部、８は目標速度テーブル部６によって設定された目標速度とレンズ速度検出部７で検出されたレンズ速度の差を算出する速度差算出手段としての減算器、９は前述した速度の差に応じてレンズ４のフォーカス方向の駆動力を算出する第１の駆動力算出手段としての第１の速度制御用ゲイン部である。

１０は引込みモード時にＦＥ信号を微分することによってレンズ４の速度を検出するレンズ微分速度検出手段としてのレンズ微分速度検出部、１１は第２の駆動力算出手段としての第２の速度制御用ゲイン部である。１２は定常モードにおいてＦＥ信号よりレンズ４を一つの記録層に合焦点するためのフォーカス補償値を算出するフォーカス補償手段としてのフォーカス補償部、１３はフォーカス補償値に応じて前記対物レンズのフォーカス方向の駆動力を計算する位置制御用駆動力算出手段としての位置制御用ゲイン部である。

１４はフォーカス制御モードを過渡モード、引込みモードおよび定常モードに状態に応じて切り換え、過渡モードにおいて層間ジャンプ前の層からジャンプ後の層までのジャンプ層数を計算する制御手段としてのるコントローラ部、１５はフォーカス制御モードを切り換えるスイッチ部、１６はレンズ４をフォーカス方向に駆動する光ピックアップ３のアクチュエータ部を駆動するためのフォーカスドライバ部である。

本実施例のフォーカス制御装置は層間ジャンプを含むフォーカス制御について、３つのモードから構成されている。外部の上位制御装置（例えばホスト）からアクセス命令が送信されるとコントローラ１４は、その目標アドレスがその時点で合焦点している層なのかまたは他の層なのか判断し、層間ジャンプが必要と判断した場合はフォーカス制御モードを第１のモードである過渡モードに切り替える。切り替えはスイッチ部１５を切り替えることにより行う。

層間ジャンプを行う過度モード内において、光の焦点位置が目標層に到達したことが判定された場合に分岐して進むモードが第２のモードの引込みモードである。一方層間ジャンプが不要と判断した場合は第３のモードである定常モードに切り替える。コントローラ１４はこれら３つのモードのうちどのモードにするかを判断し、スイッチ部１５を切り替える。

コントローラ１４は、ホストからアクセスの命令を受けると、アクセス先が命令を受けたときに合焦点している層なのか層間ジャンプが必要な他の層なのかを判断し、層間ジャンプが必要と判断した場合にはジャンプ先の目標となる層との差、つまり層間ジャンプ前の層からジャンプ後の層までのジャンプ層数を計算する。例えば命令を受けたときの光ディスクにおいて新たにアクセスするアドレスを指示された場合であれば、そのアドレスの差からジャンプすべきジャンプ層数を計算することが可能である。合焦点している層がＮ番目の層でジャンプ先の層が（Ｎ＋Ｍ）番目の層であればジャンプ層数はＭとなる。

過渡モードでは、まず層カウント部５にて層間ジャンプ中の残り層数を算出する。残り層数はジャンプ層数から光の焦点が通過した層数を差し引いた層数である。そして残り層数に応じて目標速度テーブル部６がレンズ４の移動の目標速度を設定する。レンズ速度検出部７は光の焦点が層を通過するときに出現するＦＥ信号の立上がり立下り信号のゼロクロス点の２層間の時間間隔とその２層間距離からレンズ４の移動速度（層間速度）を計算する。そして減算器８で目標速度とレンズ４の移動速度の差を計算し、第１の速度制御用ゲイン９にてその速度差をゼロとするように加速または減速するための駆動力を計算する。算出された駆動力はフォーカスドライバ部１６により光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力され、レンズ４が加速または減速される。

引込みモードは、過渡モードにおける層間ジャンプにおいて目標層に到達したと判断された際に移るモードである。この状態では焦点位置は目標層の付近に到達しており、レンズ微分速度検出部１０がＦＥ信号を微分してレンズ４の速度を計算する。焦点位置が層近辺にある場合にはＦＥ信号は層に対する位置を示す信号と考えられるからＦＥ信号を微分することによってレンズ４の速度を検出することができる。第２の速度制御用ゲイン１１にて検出されたレンズ４の速度が目標層の合焦点の位置において速度がほぼゼロとなるように減速するための駆動力を計算する。算出された駆動力はフォーカスドライバ部１６により光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力され、レンズ４が減速される。

定常モードは、層間ジャンプが不要で層に合焦点している状態を維持すべく、フォーカス補償部１２にてＦＥ信号よりレンズ位置を合焦点位置に維持するように制御するためのフォーカス補償値を計算する。そして位置制御用ゲイン１３にてフォーカス補償値に基づいて、レンズ４の駆動力を計算する。算出された駆動力はフォーカスドライバ部１６により光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力され、合焦点の状態が維持される。

図２は層間ジャンプと検出されるＦＥ信号を概念的に示した図である。Ｎ番目の層に合焦点している状態からＮ＋３番目の層に層間ジャンプする場合のレンズ４による光の焦点位置が層間を移動する様子とその移動に伴って生成されるＦＥ信号の様子を表している。ＦＥ信号は記録層に合焦点する近辺で図のように立上がり立下りの振幅が生成される。光ピックアップの検出部の違いによってはＦＥ信号の波形の極性が図２と逆向きに出現する場合もある。

ここで過渡モードにおける層カウント部５における残り層カウントとレンズ速度検出部７におけるレンズ速度検出の方法を示すために、層カウント部５とレンズ速度検出部７における動作波形について説明する。

図３は、過渡モードにおける層カウント部５とレンズ速度検出部７の動作波形を示す図である。図３（ａ）は光ピックアップ３の検出部から出力されるＦＥ信号である。光ピックアップ３の検出部から出力されたＦＥ信号は、層カウント部５、レンズ速度検出部７以外にもレンズ微分速度検出部１０、フォーカス補償部１２へ出力されている。また同様に和信号についてもＦＥ信号と同様に層カウント部５、レンズ速度検出部７、レンズ微分速度検出部１０、フォーカス補償部１２へ出力されている。

図３（ｂ）は和信号を表した図である。コントローラ１４は初期調整として、光ディスク１がディスクモータ２に装着され回転した後にレンズ４をフォーカス方向に所定の一定速度で移動させて、和信号のレベルを測定する。光ディスク１の外表面に近い方の層から順に和信号のピーク値とボトム値を検出する。そしてピーク値とボトム値から平均値を求める。ピーク値は合焦点位置であり、ボトム値は記録層と記録層の中間の位置である。和信号は光ディスク１の層の反射率等によって異なるため、コントローラ１４は光ディスク１がディスクモータ２に装着される毎にこの計測を行う。

また、レンズ４をフォーカス方向に所定の一定速度で移動させて、和信号のレベルを測定する際に、光の焦点が隣り合う２層を通過するときのＦＥ信号の立上がり立下がり部のゼロクロス点の時間間隔（２層間を通過する時間）を計測することによって、その時間とレンズ４の移動速度から層間距離を算出することができる。層間距離は規格に誤差範囲があるため光ディスクの状態によっては誤差を補正するために上記の如く算出された層間距離を利用してもよい。算出された層間距離をレンズ速度検出部７またはコントローラ１４を経由したメモリに記憶させて適宜利用することが可能である。なお和信号のピークとピークの通過時間を計測することによっても同様の計測が可能である。

光学的情報記録再生装置は一般的に光ディスク１が装着された時点で初期確認動作、例えばＣＤ系なのかＤＶＤ系なのか、ＤＶＤ−ＲなのかＤＶＤ−ＲＡＭなのか、単層光ディスクなのか多層光ディスクなのかといった初期確認動作が実行されるが、前記した和信号のピーク値とボトム値と平均値を求める動作や層間距離を算出する動作をその初期確認動作に含めることができる。

図３（ｃ）は、図３（ａ）のＦＥ信号を中点基準で２値化したＦＥ２値化信号である。図３（ｄ）は和信号の平均値基準で２値化した和信号２値化信号である。この信号は下記するＦＥ微分２値化信号が確実に１であるかどうかの検証に使われている。多くの層に亘る層間ジャンプを行う場合には、層間ジャンプ開始直後は層を通過する速度が大きいためにＦＥ信号が急峻に立上がりまた立下がるため、ＦＥ微分２値化信号の検出が難しいことも有り得るが、和信号２値化信号を併用することで確実に層カウントが実行できる。

図３（ｅ）はＦＥ信号を微分したＦＥ微分信号である。図３（ｆ）はＦＥ微分信号をゼロ基準で負の領域だけを２値化したＦＥ微分２値化信号である。この範囲は層の合焦点位置に近い位置の範囲を示す信号である。

図３（ｇ）はＦＥ２値化信号のゼロクロス部分についてＦＥ微分２値化信号が１である範囲のみカウントし、ジャンプ層数との差を計算した信号であって残り層数を示す信号である。図３（ｈ）は層カウント部５で層数が変化して次の変化までの時間を計測し、層間距離から移動速度を計算したレンズ４の層間速度を表すレンズ速度信号である。

層カウント部５は、ＦＥ信号および和信号から図３（ｇ）に示した残り層数信号を生成することによって残り層数を出力する。図３（ｇ）の例では、残り層数が２から１へ、更に１からゼロへ変化している様子を示している。

レンズ速度検出部７はＦＥ信号および和信号から図３（ｈ）に示したレンズ速度信号を生成することによってレンズ速度を算出している。図３（ｈ）に示す例では、図３（ｇ）の一番左側の残り層数信号の立上がりから残り層数信号が一段階下がるまでの時間で層間距離を除してレンズ４の層間の移動速度を計算している。レンズ速度検出部７は光の焦点が層を通過する毎に通過した層とその一つ前の層の２層間のレンズ速度を算出している。従ってレンズ速度検出部７は残り層数が１減少する毎に新たな層間のレンズ速度を算出する。算出されたレンズ速度はレンズ速度信号（図３（ｈ））として出力される。

なおＦＥ信号と和信号をコントローラ１４に出力するようにして、コントローラ１４にて図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示す信号を生成し、そのデータをバッファメモリに蓄積し、層カウント部５またはレンズ速度検出部７がコントローラ１４を経由して逐次バッファメモリに蓄積されたデータにアクセスすることによって残り層数信号を生成し、またはレンズ速度信号を生成してもよい。

目標速度テーブル部６は、層カウント部５で算出された残り層数に応じてレンズ４の移動の目標速度を与えるテーブルを有し、レンズ４の移動の目標速度を設定する。図４は速度テーブルの例を示す図である。残り層数が１の場合はＶ１、ｎの場合はＶｎのように残り層数に応じて設定されている。

図５は残り層数と目標速度の関係を示す図である。図６は残り層数と目標速度の関係の別の例を示す図である。図５は残り層数が１層のときは比較的小さい速度であり残り層数が多くなるにつれ目標速度が大きくなる速度テーブルの例である。また残り層数が大きい場合には速度の上昇の仕方が緩やかになっている。

図６は残り層数と目標速度の関係が直線で示されるように比例関係になっている場合である。これらはフォーカスドライバ１５や光ピックアップ３のアクチュエータ部の性能に合わせて適宜選択すればよい。

目標速度テーブル部６は、層カウント部５の値が１減少する毎に残り層数に応じたレンズ４の移動の目標速度を与える。従って合焦点の位置が層を通過する毎に次々に新しい目標速度を設定する。図５、図６で示すように残り層数が多いほど、言い換えると層間ジャンプする層数が多いほど大きな速度を与える。そして目的の層が近づくに連れて設定される速度は小さくなっていく。この方法では、例えば２層間の層間ジャンプの繰り返しによる層間ジャンプに比較して高速に層間ジャンプを行うことができる。

減算器８は、目標速度テーブル部６で与えられた目標速度とレンズ速度検出部７で算出された速度の差を計算する。そして第１の速度制御用ゲイン９にて速度の差をゼロとするように加速または減速するための駆動力を計算する。従って層カウント部５の値が１減少する毎に、つまり目的の層に１層ずつ近づく度に駆動力を変化させている。このようにして算出された駆動力はスイッチ部１５を経由してフォーカスドライバ部１６に送出され、フォーカスドライバ部１６によって光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力され、レンズ４が加速または減速される。

引込みモードは、過渡モードにおける層間ジャンプにおいて目標層に到達したと判断された際に移るモードである。ＦＥ２値化信号（図３（ｃ））、ＦＥ微分２値化信号（図３（ｆ））および残り層数信号（図３（ｇ））の積が１、つまり３者が共に１のときに目標層と判定されこのモードに移る。図３（ａ）の一部に引込みモードのタイミングを示した。

この状態ではレンズ４による焦点位置が目標層付近に到達しており、レンズ微分速度検出部１０がＦＥ信号を微分してレンズ４の速度を計算する。ＦＥ信号は層に対する合焦点近辺では層に対する位置を示す信号と考えられるからＦＥ信号を微分することによって（図３（ｅ））に示されるような信号を得ることででき、この信号からレンズ４の速度を検出することができる。

第２の速度制御用ゲイン１１において、レンズ微分速度検出部１０にて検出されたレンズ４の速度が目標層の合焦点の位置において速度がほぼゼロとなるように減速するための駆動力を計算する。算出された駆動力はフォーカスドライバ部１６により光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力され、レンズ４が減速される。その後コントローラ部１４がスイッチ部１５を定常モードに切り替え、定常モードに移ってレンズ４の位置制御を行う。

定常モードは、層間ジャンプせず記録層に合焦点している状態を維持するモードである。フォーカス補償部１２にてＦＥ信号よりレンズ位置を層に合焦点するように制御するためのフォーカス補償の値を計算する。そして位置制御用ゲイン１３にてフォーカス補償値に基づいて、レンズ４の駆動力を計算する。算出された駆動力はスイッチ部１５を経由してフォーカスドライバ部１６に送信されフォーカスドライバ部１６により光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力され、合焦点が維持される。

多層の層間ジャンプにおいてはレンズ速度が目標速度に達しない場合が考えられるが、例えば一連のフローをある所定のサンプリングタイム（例えば５μｓ（マイクロ秒）毎）によって繰り返し実行し、層間ジャンプの目標層に近づくまで繰り返すようにすれば、多くの層に亘る層間ジャンプにおいても高速にジャンプすることができる。

本実施例の動作をフローチャートを用いて説明する。図７は図１で示したフォーカス制御装置の動作を示すフロー図である。最初にＳ１１でコントローラ１４がフォーカス制御モードを判定する。ホストから命令があり、層間ジャンプが必要となった場合には層間ジャンプのモードであって第１のモードである過渡モードに移り、層間ジャンプが不要の場合は第３のモードである定常モードに移る。この判定によってコントローラ１４はフォーカス制御モードを切り換えるスイッチ部１５をモードに応じて切り替える。

過渡モードではＳ１２にて層カウント部５で残り層数をカウントする。残り層数はジャンプすべきジャンプ層数から既に通過した層数を引いた残りの層数である。既に通過した層数は、ＦＥ２値化信号（図３（ｃ））のゼロクロスをＦＥ微分２値化信号（図３（ｆ））の範囲でのみカウントすることによって算出し、その後ジャンプ層数との差を算出し残り層数信号（図３（ｇ））として出力する。

Ｓ１３でコントローラ１４が残り層判定を行う。判定方法はＦＥ２値化信号（図３（ｃ））、ＦＥ微分２値化信号（図３（ｆ））および残り層数信号（図３（ｇ））の積が１、つまり３者が共に１のときに目標層と判定する。それ以外の場合はまだ残り層があると判断しＳ１４へ進む。

Ｓ１４ではレンズ速度検出部７がレンズ速度を計算する。レンズ速度は隣り合う２層間の距離を層カウンタが変化した間隔時間（＝ＦＥ信号のゼロクロス間の時間）で除することによって求めることができる。レンズ速度検出部７は光の焦点が層を通過する毎に通過した層とその一つ前の層の間のレンズ速度を算出している。算出されたレンズ速度はレンズ速度信号（図３（ｈ））として出力される。

Ｓ１５で、目標速度テーブル部６は、層カウント部５で算出された残り層数に応じてレンズ４の移動の目標速度を与えるテーブルを参照し、レンズ４の移動の目標速度を設定する。例えば残り層数がｎであれば目標速度Ｖｎを設定する。

Ｓ１６で、Ｓ１５で参照した目標速度とＳ１４で算出したレンズ速度から速度の差を減算器８によって計算する。Ｓ１７で、Ｓ１６で算出された速度の差をゼロとするように加速または減速するための駆動力を第１の速度制御用ゲイン９にて計算する。

Ｓ１８で、フォーカスドライバ部１６により第１の速度制御用ゲイン９によって算出された駆動力が光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力され、レンズ４が加速または減速される。

Ｓ１３において、ＦＥ２値化信号（図３（ｃ））、ＦＥ微分２値化信号（図３（ｆ））および残り層数信号（図３（ｇ））の積が１、つまり３者が共に１のときは目標層と判定され、第２のモードである引込みモードに移る。引込みモードと判定されると、コントローラ１４はフォーカス制御モードを切り換えるスイッチ部１５を引込みモードに切り替える。

Ｓ１９で、レンズ微分速度検出部１０がＦＥ信号を微分してレンズ４の速度を計算する。ＦＥ信号は層に対する合焦点近辺では層に対する位置を示す信号と考えられるからＦＥ信号を微分することによってレンズ４の速度を検出することができる。

Ｓ２０で、Ｓ１９で検出されたレンズ４の速度に基づいて合焦点の位置において速度がほぼゼロとなるように減速するための駆動力を第２の速度制御用ゲイン１１にて計算する。フォーカス制御モードを切り換えるスイッチ部１５は引込みモードに切り替えられているので、Ｓ１８に移って、フォーカスドライバ部１６により第２の速度制御用ゲイン１１によって算出された駆動力が光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力される。このようにしてレンズ速度がほぼゼロになるまで減速され、目標層の合焦点位置に引込まれる。引込みが完了した後、定常モードに移ってレンズ４の位置制御を行う。

一方、最初にＳ１１でコントローラ１４が層間ジャンプを不要と判定した場合は定常モードに移る。この判定によってコントローラ１４はフォーカス制御モードを切り換えるスイッチ部１５を定常モードに切り替える。

定常モードにおいては、Ｓ２１で、フォーカス補償部１２にてＦＥ信号よりレンズ位置が合焦点する位置にあるように制御するためのフォーカス補償の値を計算する。Ｓ２２で、Ｓ２１で算出された値に基づいて、レンズ４を合焦点する位置に維持するためのレンズ駆動力を位置制御用ゲイン１３にて計算する。

フォーカス制御モードを切り換えるスイッチ部１５は定常モードに切り替えられているので、Ｓ１８に移って、フォーカスドライバ部１６により位置制御用ゲイン１３によって算出された駆動力が光ピックアップ３のアクチュエータ部に出力される。このようにしてレンズ４は合焦点する位置に維持される。

図３で示した一連のフローをある所定のサンプリングタイム（例えば５μｓ（マイクロ秒）毎）によって繰り返し実行すれば、層間ジャンプが高速に行うことができる。第２のモードである引込みモードと第３のモードである定常モードは所定のサンプリング周期で制御を行うことが望ましいが、第１のモードである過渡モードは上記のサンプリング周期で必ずしも行う必要はない。過渡モードのＳ１４からＳ１７は残り層数が変化した時点で再設定できればよい。

以上のように層間ジャンプにおいて、ＦＥ信号と和信号を用いて、過渡モードでは残り層数をカウントしながら層を通過する毎に層間の速度検出を行い、速度テーブルにより与えられた目標速度との速度の差を検出することによって対物レンズの駆動信号を計算し対物レンズを駆動し、目標層に達したと判断された引込みモードではＦＥ微分信号から対物レンズの駆動信号を計算し対物レンズを駆動することによって高速の層間ジャンプが可能となる。多層構造の光ディスクのフォーカス方向のジャンプが高速に行えるようになり、トータルのアクセスタイム短縮が可能となる。

本発明は以上の構成に限定されるもではなく種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態によるフォーカス制御装置の概略ブロック図。 層間ジャンプと検出されるＦＥ信号を概念的に示した図。 過渡モードにおける層カウント部とレンズ速度検出部の動作波形を示す図。 速度テーブルの例を示す図。 残り層数と目標速度の関係を示す図。 残り層数と目標速度の関係の別の例を示す図。 図１で示したフォーカス制御装置の動作を示すフロー図。

符号の説明

１ 光ディスク
２ ディスクモータ
３ 光ピックアップ
４ 対物レンズ
５ 層カウント部
６ 目標速度テーブル部
７ レンズ速度検出部
８ 減算器
９ 第１の速度制御用ゲイン
１０ レンズ微分速度検出部
１１ 第２の速度制御用ゲイン
１２ フォーカス補償部
１３ 位置制御用ゲイン
１４ コントローラ部
１５ スイッチ部
１６ フォーカスドライバ部

Claims (8)

1. 複数の記録層を有する光ディスクに対して情報を記録または再生する情報記録再生装置に組み込まれ、前記複数の記録層に対して層間ジャンプする機能を有するフォーカス制御装置であって、
   前記光ディスクに光を照射する対物レンズと前記光ディスクからの反射光によってフォーカスエラー信号とフォーカス和信号を検出する検出部を有する光ピックアップと、
   層間ジャンプ前の記録層からジャンプ後の記録層までのジャンプ層数から前記光の焦点が通過した記録層数を差し引くことにより層間ジャンプ中の残り層数を算出する層カウント手段と、
   前記残り層数に対応して前記対物レンズの移動の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
   前記光の焦点が通過した２層間の通過時間と２層間距離から前記対物レンズの層間速度を検出するレンズ速度検出手段と、
   前記目標速度と前記層間速度との速度の差を算出する速度差算出手段と、
   この速度の差に応じて前記対物レンズのフォーカス方向の駆動力を算出する第１の駆動力算出手段と
   を有することを特徴とするフォーカス制御装置。
2. さらに層間ジャンプ前の層からジャンプ後の層までのジャンプ層数を計算する制御手段と、
   前記フォーカスエラー信号によって一つの記録層に合焦点するためのフォーカス補償値を算出するフォーカス補償手段と、
   前記フォーカス補償値に応じて前記対物レンズのフォーカス方向の駆動力を計算する位置制御用駆動力算出手段と
   を有することを特徴とする請求項１記載のフォーカス制御装置。
3. さらに層間ジャンプの目標層に達したとき前記フォーカスエラー信号を微分して前記対物レンズの速度を検出するレンズ微分速度検出手段と、
   前記レンズ微分速度検出手段により検出された前記対物レンズの速度に応じて前記対物レンズのフォーカス方向の駆動力を計算する第２の駆動力算出手段と
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のフォーカス制御装置。
4. 前記層カウント手段は、前記ジャンプ層数から、前記フォーカスエラー信号を中点基準で２値化したＦＥ２値化信号と前記フォーカスエラー信号を微分した信号のゼロ基準で負の領域だけを２値化したＦＥ微分２値化信号とを用いて前記ＦＥ微分２値化信号が１の範囲内において前記ＦＥ２値化信号のゼロとなる点をカウントした値を差し引くことによって残り層数を計算することを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のフォーカス制御装置。
5. 前記レンズ速度検出手段は、前記対物レンズの層間速度を、隣り合う２層の層間距離を前記層カウント部がカウントする層数が１変化する間の時間で除することによって算出することを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のフォーカス制御装置。
6. 前記目標速度設定手段は、前記残り層数が大きくなるに連れて前記対物レンズの移動の目標速度が少なくとも小さくならない目標速度を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のフォーカス制御装置。
7. 複数の記録層を有する光ディスクに対して情報を記録または再生し、前記光ディスクに光を照射する対物レンズと前記光ディスクからの反射光によってフォーカスエラー信号とフォーカス和信号を検出する検出部を有する光ピックアップを備えた情報記録再生装置に組み込まれ、前記複数の記録層に対して層間ジャンプする機能を有するフォーカス制御方法において、
   層間ジャンプ前の層からジャンプ後の層までのジャンプ層数を計算するステップと、
   前記光の焦点が通過した記録層をカウントし前記ジャンプ層数から差し引くことによって層間ジャンプ中の残り層数を計算するステップと、
   前記残り層数に対応して前記対物レンズの移動の目標速度を設定するステップと、
   前記光の焦点が通過した２層間の通過時間と２層間距離から前記対物レンズの層間速度を検出するステップと、
   前記目標速度と前記層間速度との速度の差を計算するステップと、
   この速度の差に応じて前記対物レンズのフォーカス方向の駆動力を計算するステップと
   を有することを特徴とするフォーカス制御方法。
8. さらに層間ジャンプの目標層に達したと判定されたとき前記フォーカスエラー信号を微分して前記対物レンズの速度を検出するステップと、
   前記フォーカスエラー信号を微分して検出された前記対物レンズの速度に応じて前記対物レンズのフォーカス方向の駆動力を計算するステップと
   を有することを特徴とする請求項７記載のフォーカス制御方法。

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