JP3995970B2 - 記録再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の情報層を含む記録媒体のための記録再生装置、記録再生方法および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的に情報の記録または再生が可能な光記録媒体としては、光ディスク、光カード等が知られている。光記録媒体は、半導体レーザ等のレーザ光を光源として用い、レンズを介して微小に集光した光ビームを照射することで、情報の記録あるいは再生を行う。
【０００３】
これら光記録媒体においては、さらに記録容量を高めるための技術開発が盛んに行われている。この中で、情報層を積層した多層記録媒体は、情報層の数に応じて記録容量を倍増することが可能であり、さらに他の高密度記録技術と組み合わせることが容易であるという特徴を有する。多層記録媒体としては、すでに再生専用のＤＶＤ−ＲＯＭディスクが実用化されている。今後は、相変化材料、光磁気材料、色素材料などの記録可能な情報層を積層した記録可能な多層記録媒体の実用化が期待されている。
【０００４】
一方、光記録媒体からの情報を記録再生するための基本技術に、対物レンズを用いて光記録媒体上に光ビームを集光させるフォーカスサーボ、記録する情報トラックを追従させるトラッキングサーボがある。これらのサーボ動作は、光記録媒体からの反射光を光検出器により受光して得られた信号に基づいて行う。情報層に相変化材料、色素材料を用いた記録媒体は、情報層薄膜に照射した光の反射光の光量変化を利用して信号の記録・再生を行う。また情報の記録時には、再生時の約１０倍の高いパワーの光を照射することにより行う。従って、サーボのため制御信号を得る光検出器には、再生トラックの状態が未記録または記録、動作が再生または記録であるかの条件で、対物レンズが情報層薄膜の位置に追従する動作が同一であっても、反射光量が変化するために、サーボ信号の振幅が変化する。このサーボ信号の振幅変化を補償するため、フォーカス動作時には、フォーカスのゲインをフォーカス信号の和信号の値に反比例させ、同様にトラッキング動作時には、トラッキングのゲインをトラッキングの和信号の値で反比例させている。
【０００５】
なお、複数の情報層からなる再生専用の多層記録媒体の再生においては、目的の情報層だけでなく隣接する情報層からの光が、再生用の光検出器に入射し、それらがサーボ信号のオフセットとなる。このため、再生の際は予め他の情報層からのクロストークを予測し、単層の情報層の場合よりも相対的にサーボゲインを高める方向にサーボ信号を補正している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録可能な情報層を備えた多層記録媒体においては、目的の情報層に記録再生を行う際に、隣接する情報層の記録状態に依存して、最適なサーボ条件が変化するという課題がある。
【０００７】
例えば情報層が２層の光記録媒体の場合には、それぞれの情報層の未記録／記録状態の組み合わせに応じて大きく４つの状態が存在する。ここで各情報層が、未記録状態から記録状態することにより反射率の低下する形態であり、光源側を第１の情報層、光源から奥側の情報層を第２の情報層とする。ここで奥の第２の情報層へのサーボ動作の例で説明する。この場合のフォーカスゲインは、未記録状態と記録状態の間では、前述のようにフォーカス用の光検出器に入射した情報層からの反射光の和に反比例させる。記録媒体からの反射光には、第２の情報層の反射光と、光源側の第１の情報層の反射光が加わり、これらの合成した結果を元にフォーカスゲインが決定される。このため、目的の第２の情報層の状態が同じであっても、光源側の第１の情報層が未記録状態か、あるいは記録状態かにより、反射光量は変化する。このため、予め第１、第２の情報層が共に未記録状態の領域で、第２の情報層のサーボゲインを学習し決定する。次に第１の情報層に記録を行い、再び第１、第２の情報層が共に未記録状態でサーボゲインを学習した領域を再生すると第１の情報層からの反射光量が小さくなっているために、反射光の中で第２の情報層からの反射光の割合が相対的に増大する。この結果、フォーカスの和信号でサーボゲインの補正が不十分となり、その動作が不安定となる。
【０００８】
以上の現象は、トラッキングサーボにおいても同様であり、目的の情報層以外の情報層の記録状態に依存して、フォーカスゲインまたはトラッキングゲインが変化し、サーボ動作が不安定となるという課題があった。
【０００９】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、記録媒体に含まれる複数の情報層のうち目的の情報層以外の情報層の記録状態に依存することなく目的の情報層に対して安定にサーボ動作を行うことが可能な記録再生装置、記録再生方法および記録媒体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の記録再生装置は、複数の情報層を含む記録媒体のための記録再生装置であって、前記記録媒体によって反射された光ビームからフォーカス誤差信号を生成し、前記フォーカス誤差信号に応じて、前記記録媒体に照射された光ビームが前記複数の情報層のうち目的の情報層の上を追従するようにフォーカス制御を行うフォーカス制御部と、前記記録媒体によって反射された光ビームからトラッキング誤差信号を生成し、前記トラッキング誤差信号に応じて、前記記録媒体に照射された光ビームが前記複数の情報層のうち目的の情報層の上に形成された複数のトラックの１つに追従するようにトラッキング制御を行うトラッキング制御部とを備え、前記複数のトラックは、トラック方向に沿って所定の周期で蛇行するウォブルトラックを含み、前記トラッキング制御が閉ループの状態において前記トラッキング誤差信号に含まれるウォブル信号のウォブル振幅値を検出するウォブル振幅検出回路と、前記ウォブル振幅値と基準の振幅値とを比較し、その比較結果に応じて前記フォーカス制御のゲインを設定するゲイン設定部とをさらに含むことを特徴とし、これにより上記目的が達成される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００３６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態の記録再生装置１０００の構成を示す。
【００３７】
記録再生装置１０００は、複数の情報層を含む記録媒体１を回転させるモータ２と、光ビームを記録媒体１に照射する光ピックアップ３と、モータ２および光ピックアップ３を制御する制御部とを含む。
【００３８】
記録媒体１は、例えば、光ディスクである。モータ２は、例えば、スピンドルモータである。
【００３９】
光ピックアップ３は、光ビームを出射する光源１１と、光源１１から出射された光ビームを収束させる対物レンズ１２と、記録媒体１によって反射された光ビームを検出する光検出器１３と、ボイスコイル１５とを含む。ボイスコイル１５に電流を流すことにより、光ビックアップ３は、記録媒体１に垂直な方向に、または、記録媒体１の半径方向に移動可能なように構成されている。
【００４０】
制御部は、光ピックアップ３の光源１１を駆動する光変調系４と、光ピックアップ３から出射された光ビームの焦点が記録媒体１の複数の情報層のうち目的の情報層の上に位置するように光ピックアップ３を制御し、かつ、光ピックアップ３から出射された光ビームが目的の情報層に形成されたトラックを追従するように光ピックアップ３を制御する制御系５と、記録媒体１に記録された信号を再生する信号再生系６と、光変調系４、制御系５および信号再生系６の動作を管理するとともに、外部機器との入出力を管理するシステム制御系８とを含む。
【００４１】
なお、システム制御系８は、光変調系４、制御系５および信号再生系６の動作のタイミングなどを制御するが、図１ではそのようなタイミングを制御するための信号は省略し、主要な信号のみを示している。
【００４２】
以下、記録媒体１に記録された信号を再生する場合における記録再生装置１０００の動作を説明する。
【００４３】
システム制御系８は、回転制御部９にモータ２を駆動するように指示する。回転制御部９は、システム制御系８からの指示に従って記録媒体１が一定の速度で回転するようにモータ２を駆動する。
【００４４】
システム制御系８は、記録再生装置１０００の動作モードが再生モードであることを示す制御信号を光変調系４に出力する。この制御信号は、エンコーダ２３を介してレーザ駆動部１０に供給される。レーザ駆動部１０は、光ピックアップ３から出射される光ビームの強度が再生パワーとなるように光源１１に流れる電流を制御する。
【００４５】
光源１１から出射された光ビームは、光ピックアップ３の光学系（図示せず）と対物レンズ１２とによって収束される。収束された光ビームは記録媒体１に照射され、記録媒体１に含まれる複数の情報層のうちの１つに光スポットを形成する。記録媒体１によって反射された光ビームは、対物レンズ１２と光ピックアップ３の光学系とを経由して光検出器１３に入射する。
【００４６】
光検出器１３は、複数の受光面（例えば、４つの受光面）を有している。光検出器１３は、光電変換を行う。その結果、複数の受光面のそれぞれは、入射した光の量に対応する電圧値を有する信号を出力する。複数の受光面のそれぞれから出力される信号は、プリアンプ１４によって増幅される。
【００４７】
プリアンプ１４は、フォーカスサーボ用の信号Ｆ＋、Ｆ−、トラッキングサーボ用の信号Ｔ＋、Ｔ−、信号再生用の高周波信号ＲＦの５種類の信号を少なくとも出力する。
【００４８】
ここで、フォーカスサーボ用の信号Ｆ＋（フォーカス信号Ｆ＋）は、光ビームの焦点と目的の情報層との正方向の位置ずれを示す。フォーカス信号Ｆ＋は、例えば、光ビームの焦点位置が目的の情報層に対して対物レンズ側に位置ずれした場合に光量が増大する領域に配置された受光面からの出力信号である。フォーカスサーボ用の信号Ｆ−（フォーカス信号Ｆ−）は、光ビームの焦点と目的の情報層との負方向の位置ずれを示す。フォーカス信号Ｆ−は、例えば、光ビームの焦点位置が目的の情報層に対して対物レンズの反対側に位置ずれした場合に光量が増大する領域に配置された受光面からの出力信号である。
【００４９】
また、トラッキングサーボ用の信号Ｔ＋（トラッキング信号Ｔ＋）は、光スポットと目的のトラックとの正方向の位置ずれを示す。トラッキング信号Ｔ＋は、例えば、記録媒体がディスク形状の場合には、光スポットが目的のトラックに対し外周側に位置ずれした場合に光量が増大する領域に配置された受光面からの出力信号である。トラッキングサーボ用の信号Ｔ−（トラッキング信号Ｔ−）は、光スポットと目的のトラックとの負方向の位置ずれを示す。トラッキング信号Ｔ−は、例えば、記録媒体がディスク形状の場合には、光スポットが目的のトラックに対し内周側に位置ずれした場合に光量が増大する領域に配置された受光面からの出力信号である。
【００５０】
プリアンプ１４は、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−とを生成するフォーカス信号生成部として機能する。また、プリアンプ１４は、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−とを生成するトラッキング信号生成部として機能する。
【００５１】
フォーカス制御部１６は、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−との差分に応じてフォーカス誤差信号を生成し、そのフォーカス誤差信号に応じて、記録媒体１に照射された光ビームの焦点と記録媒体１の複数の情報層のうち目的の情報層との距離を所定の誤差範囲内に保つフォーカス制御を実行する。このようなフォーカス制御は、例えば、フォーカス誤差信号に応じて対物レンズ１２を記録媒体１に垂直な方向に移動させることにより達成される。
【００５２】
ゲイン設定部７は、フォーカス誤差信号に応じて、記録媒体１の複数の情報層のうち目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームの影響を補償するようにフォーカス制御のゲイン（フォーカスサーボゲイン）を設定する。
【００５３】
このように、目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームの影響を補償するようにフォーカス制御のゲイン（フォーカスサーボゲイン）を設定することにより、目的の情報層以外の情報層の記録状態に依存することなく、目的の情報層に対して安定したサーボ動作を行うことが可能になる。その結果、記録媒体１に対して記録再生を行う際にエラーが発生することを低減することができる。
【００５４】
トラッキング制御部１７は、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−との差分に応じてトラッキング誤差信号を生成し、そのトラッキング誤差信号に応じて、記録媒体１に照射された光ビームの光スポットを目的の情報層に形成された複数のトラック（ガイド溝）のうち目的のトラック（ガイド溝）に追従させるトラッキング制御を実行する。このようなトラッキング制御は、例えば、トラッキング誤差信号に応じて対物レンズ１２を記録媒体１の半径方向に移動させることにより達成される。
【００５５】
ゲイン設定部７は、トラッキング誤差信号に応じて、記録媒体１の複数の情報層のうち目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームの影響を補償するようにトラッキング制御のゲイン（トラッキングサーボゲイン）を設定する。
【００５６】
このように、目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームの影響を補償するようにトラッキング制御のゲイン（トラッキングサーボゲイン）を設定することにより、目的の情報層以外の情報層の記録状態に依存することなく、目的の情報層に対して安定したサーボ動作を行うことが可能になる。その結果、記録媒体１に対して記録再生を行う際にエラーが発生することを低減することができる。
【００５７】
２値化部２０は、プリアンプ１４から出力される高周波信号ＲＦを２値化信号に変換する。デコーダ２１は、２値化部２０から出力される２値化信号を復調することにより復調信号を生成する。システム制御系８は、デコーダ２１から出力される復調信号を復調信号Ｓ０２として外部機器に出力する。
【００５８】
層識別部２２は、２値化部２０から出力される２値化信号に基づいて、再生中の情報層が記録媒体１に含まれる複数の情報層のうちのいずれであるかを識別する。再生中の情報層が目的の情報層でなかった場合には、層識別部２２は、ジャンプ回路１９に光ビームの焦点の位置を目的の情報層に移動させるように指示する。層識別部２２は、また、層識別部２２は、複数の情報層のそれぞれに記録された情報を管理し、複数の情報層のそれぞれの形態、記録再生条件などを復調する。
【００５９】
図２Ａは、記録媒体１の構成の一例と、記録媒体１用の光学系の構成の一例とを示す。
【００６０】
記録媒体１は、３つの情報層２２６、２２７、２２８と、２つの分離層２３０、２３１と、２つの基板２２５、２２９を含んでいる。情報層２２６と情報層２２７とは、分離層２３０によって一定の距離だけ離されており、情報層２２７と情報層２２８とは、分離層２３１によって一定の距離だけ離されている。
【００６１】
記録媒体１は、光ビームが入射する側から、基板２２５、情報層２２６、分離層２３０、情報層２２７、分離層２３１、情報層２２８、基板２２９をこの順に積層することによって形成される。
【００６２】
情報層２２６、２２７、２２８のそれぞれは、再生専用型の情報層であってもよいし、記録可能型の情報層であってもよい。再生専用型の情報層は、情報を表す凹凸ピットが形成された面と、その面の上に形成された反射膜とを含む。記録可能型の情報層に信号を記録する方式としてさまざまな方式を適用することができる。例えば、光ビームの熱によって薄膜の形状が変化することを利用する変形記録方式、薄膜の相状態が変化することを利用する相変化記録方式、磁化方向が変化することを利用する光磁気記録方式、フォトクロミック材料などのように光エネルギーにより状態が変化することを利用する記録方式などが適用可能である。
【００６３】
さらに、光ビームが入射する側から最も離れた場所に位置する情報層２２８に対する記録再生を可能とするためには、情報層２２６、２２７は、光ビームの波長に対して、光ビームを透過する性質（透過性）を有していることが必要である。
【００６４】
なお、本発明は、複数の情報層のうちの少なくとも１つが、記録可能型の情報層である場合に特に有効である。
【００６５】
図２Ａにおいて、実線によって示される光路４１は、光ビームの焦点が情報層２２７の上にある場合における、情報層２２７に入射した光および情報層２２７によって反射された光ビームの光路を示す。図２に示される例では、ほぼ光の回折限界まで絞られた状態で、光ビームが情報層２２７に収束されている。
【００６６】
図２Ａにおいて、一点鎖線４２によって示される光路４２は、情報層２２６によって反射された光ビームの光路を示し、破線４３によって示される光路４３は、情報層２２８によって反射された光ビームの光路を示す。
【００６７】
図２Ａに示されるように、情報層２２７によって反射された光ビームは、対物レンス１２、検出レンズ３９およびシリンドリカルレンズ４０を経由して、光検出器１３の上に再び焦点を結ぶ。
【００６８】
これに対し、情報層２２６によって反射された光ビームは、対物レンズ１２を通過した後に発散光となるため、光検出器１３の複数の受光面の全体を覆うように光検出器１３に入射される。その結果、情報層２２６によって反射された光ビームは、光検出器１３の複数の受光面にほぼ均等に入射されることになる。また、情報層２２８によって反射された光ビームは、対物レンズ１２を通過した後に収束光となり、検出レンズ３９と光検出器１３との間で焦点を結ぶため、光検出器１３の複数の受光面の全体を覆うように光検出器１３に入射される。その結果、情報層２２８によって反射された光ビームは、光検出器１３の複数の受光面にほぼ均等に入射されることになる。
【００６９】
図２Ｂは、光検出器１３の構成の一例と、プリアンプ１４の構成の一例とを示す。
【００７０】
光検出器１３は、４つに分割された受光面１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを含む。
【００７１】
情報層２２７によって反射された光ビームは、光路４１に沿って光検出器１３に入射する。その結果、光検出器１３の受光面１３ａ〜１３ｄの上に光スポットが形成される。図２Ｂにおいて、参照番号４１ａは、情報層２２７によって反射された光ビームの焦点が光検出器１３の受光面１３ａ〜１３ｄの上にある場合の光スポットの形状を示す。光スポット４１ａは、受光面１３ａ〜１３ｄのそれぞれにほぼ均等にかかる円形である。
【００７２】
図２Ｂにおいて、参照番号４１ｂは、光ビームの焦点の位置が情報層２２７に対して対物レンズ１２の側にわずかにずれた場合の光スポットの形状を示す。光スポット４１ｂは、受光面１３ｂと受光面１３ｃとを結ぶ方向に延びる楕円形である。参照番号４１ｃは、光ビームの焦点の位置が情報層２２７に対して対物レンズ１２と反対側にわずかにずれた場合の光スポットの形状を示す。光スポット４１ｃは、受光面１３ａと受光面１３ｄとを結ぶ方向に延びる楕円形である。
【００７３】
図２において、参照番号４２ａは、情報層２２６によって反射された光ビームが光路４２に沿って光検出器１３に入射した場合の光スポットの形状を示す。光スポット４２ａは、受光面１３ａ〜１３ｄのすべてを覆う円形である。参照番号４３ａは、情報層２２８によって反射された光ビームが光路４３に沿って光検出器１３に入射した場合の光スポットの形状を示す。光スポット４３ａは、受光面１３ａ〜１３ｄのすべてを覆う円形である。
【００７４】
光スポット４２ａおよび光スポット４３ａの形状は、光ビームの焦点と情報層２２７との位置ずれに対してはほとんど変化しない。情報層２２６、２２８によって反射された光ビームは、光ビームの焦点と情報層２２７との位置ずれによらず、光検出器１３の受光面１３ａ〜１３ｄにほぼ均等に照射される。
【００７５】
光検出器１３の受光面１３ａ〜１３ｄのそれぞれは、入射した光の量に対応する電圧を有する信号を出力する。
【００７６】
光検出器１３の対角線上に配置された受光面１３ａ、１３ｄから出力された信号は、プリアンプ１４内の加算アンプ４４に供給される。加算アンプ４４は、受光面１３ａから出力された信号と受光面１３ｄから出力された信号とを加算し、その加算結果を増幅することにより、フォーカス信号Ｆ＋を生成する。
【００７７】
光検出器１３の対角線上に配置された受光面１３ｂ、１３ｃから出力された信号は、プリアンプ１４内の加算アンプ４５に供給される。加算アンプ４５は、受光面１３ｂから出力された信号と受光面１３ｃから出力された信号とを加算し、その加算結果を増幅することにより、フォーカス信号Ｆ−を生成する。
【００７８】
フォーカス制御部１６（図１）は、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−との差分に応じてフォーカス誤差信号を生成し、フォーカス誤差信号がほぼゼロとなるように（すなわち、フォーカス信号Ｆ＋の値とフォーカス信号Ｆ−の値とがほぼ等しくなるように）目的の情報層２２７に対する光ビームの焦点の位置を制御する。このような制御は、例えば、フォーカス誤差信号に応じて対物レンズ１２の位置を制御することによって達成される。
【００７９】
上述したように、目的の情報層２２７に対するフォーカス制御を行っている間、目的の情報層２２７以外の情報層２２６、２２８によって反射された光ビームは光検出器１３の受光面１３ａ〜１３ｄにほぼ均等に照射されるため、情報層２２６、２２８によって反射された光ビームに基づいて生成されるフォーカス信号Ｆ＋の成分とフォーカス信号Ｆ−の成分とはほぼ等しくなる。フォーカス制御は、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−との差分に応じて行われる。これにより、目的の情報層２２７以外の情報層２２６、２２８によって反射された光ビームがフォーカス制御に与える影響をほぼなくすことが可能になる。
【００８０】
なお、図２Ａおよび図２Ｂでは、フォーカス方法が非点収差法である場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されない。目的の情報層に対するフォーカス制御をフォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−との差分に応じて行い、かつ、その目的の情報層に対するフォーカス制御を行っている間、その目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームに対してフォーカス信号Ｆ＋の成分とフォーカス信号Ｆ−の成分とがほぼ等しくなるようにフォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−とが生成される限り、本発明を任意のフォーカス方法に適用することができる。
【００８１】
また、図２Ａおよび図２Ｂでは、記録媒体１が３つの情報層を含む場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は２以上の任意の数の情報層を含む記録媒体に適用することができる。また、３つの情報層のうち２番目の情報層に対してフォーカス制御を行う場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は複数の情報層のうち任意の情報層に対してフォーカス制御を行う場合に適用することができることはいうまでもない。
【００８２】
さらに、フォーカス制御と同様のことがトラッキング制御にもあてはまる。すなわち、トラック方向に沿って少なくとも２つに分割された受光面を有する光検出器を用いて、トラック方向に沿って一方の側に配置された受光面から出力された信号を加算しその加算結果を増幅することによりトラッキング信号Ｔ＋を生成し、トラック方向に沿って他方の側に配置された受光面から出力された信号を加算しその加算結果を増幅することによりトラッキング信号Ｔ−を生成し、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−との差分に応じてトラッキング制御を行うことにより、目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームがトラッキング制御に与える影響をほぼなくすことが可能になる。
【００８３】
図３は、フォーカス制御部１６（図１）の構成の一例と、ゲイン設定部７（図１）の構成の一例とを示す。
【００８４】
フォーカス制御部１６は、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−とを受け取り、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−との差分に応じたフォーカス誤差信号３１ｓを生成する差動増幅回路３１と、差動増幅回路３１から出力されるフォーカス誤差信号とゲイン設定部７によって設定されるフォーカスサーボゲインとに応じて光ピックアップ３のボイスコイル１５を駆動するフォーカス駆動回路３３と、フォーカス駆動回路３３に所定の電流を提供するオフセット回路３４を含む。
【００８５】
ゲイン設定部７は、Ｓ字振幅検出回路３５と、ゲイン設定回路３２と、Ｓ字基準値回路３６とを含む。
【００８６】
以下、図３を参照して、フォーカス制御部１６およびゲイン設定部７の動作を説明する。
【００８７】
フォーカス駆動回路３３は、フォーカス制御を開ループとし、オフセット回路３４から提供される所定の電流をボイスコイル１５に流すことにより、対物レンズ１２を記録媒体１に対して垂直な方向に移動させる。
【００８８】
Ｓ字振幅検出回路３５は、目的の情報層に対応するフォーカス誤差信号３１ｓの振幅値を検出する。Ｓ字基準値回路３６は、実験により予め求められた基準の振幅値を出力する。ゲイン設定回路３２は、検出された振幅値とＳ字基準値回路３６から出力される基準の振幅値とを比較することにより、基準フォーカスサーボゲインを決定する。ゲイン設定回路３２は、基準フォーカスサーボゲインを示すフォーカスサーボゲイン設定信号７ｓをフォーカス駆動回路３３に出力する。
【００８９】
フォーカス駆動回路３３は、フォーカスサーボゲイン設定信号７ｓに従って、フォーカス制御のゲイン（フォーカスサーボゲイン）を設定し、フォーカス制御を閉ループとする。その結果、フォーカスサーボゲイン設定信号７ｓに従って設定されたフォーカスサーボゲインに基づくフォーカス制御が開始される。
【００９０】
なお、フォーカス制御を閉ループ／開ループとする制御は、例えば、フォーカス制御のフィードバックループの途中にスイッチを設け、そのスイッチのＯＮ／ＯＦＦをフォーカス駆動回路３３が切り換えることによって達成される。
【００９１】
なお、ゲイン設定部７は、加算増幅回路３７をさらに含んでいることが好ましい。加算増幅回路３７は、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−とを受け取り、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−との和に応じたフォーカス和信号を生成する。この場合、ゲイン設定回路３２は、フォーカス制御が閉ループの状態において、基準フォーカスサーボゲインに加えて、加算増幅回路３７から出力されるフォーカス和信号に基づいてフォーカスサーボゲインを微調整する。これにより、記録再生中における光ビームのパワーの変化や外乱による影響を抑制することが可能となる。
【００９２】
図４は、フォーカス制御が開ループの状態において、フォーカス駆動回路３３の制御により、差動増幅回路３１から出力されるフォーカス誤差信号（ＦＥ信号）３１ｓが変化する様子を示す。図４に示される例では、記録媒体１は図２Ａに示されるように３つの情報層２２６、２２７、２２８を含むものとする。
【００９３】
図４に示されるように、３つの情報層２２６、２２７、２２８にそれぞれ対応して３つのＳ字型のフォーカス誤差信号が得られる。
【００９４】
目的の情報層が１番目の情報層２２６である場合には、Ｓ字振幅検出回路３５は、目的の情報層に対応するフォーカス誤差信号の振幅値として図４に示される振幅値Ｆ１を検出する。目的の情報層が２番目の情報層２２７である場合には、Ｓ字振幅検出回路３５は、目的の情報層に対応するフォーカス誤差信号の振幅値として図４に示される振幅値Ｆ２を検出する。目的の情報層が３番目の情報層２２８である場合には、Ｓ字振幅検出回路３５は、目的の情報層に対応するフォーカス誤差信号の振幅値として図４に示される振幅値Ｆ３を検出する。
【００９５】
なお、フォーカス誤差信号は、理想的な条件下では図４に示されるようにＳ字形状の信号となるが、実際には記録媒体１の面ぶれや再生ノイズなどの原因により、Ｓ字が歪んだ形状の信号となる。このため、目的の情報層を確実に検出するためには、フォーカスオフセット、記録媒体１の面ぶれによる変動成分から想定される振幅および波形の時間幅を限定することが好ましい。
【００９６】
上述したように、目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームに基づいて生成される信号成分は、フォーカス信号Ｆ＋、Ｆ−の双方にほぼ均等に現れる。このため、フォーカス信号Ｆ＋とフォーカス信号Ｆ−との差分に応じてフォーカス制御を行うことにより、その信号成分をほぼ相殺することが可能になる。これは、目的の情報層以外の情報層が記録状態にあるか未記録状態であるかにかかわらず成立する。従って、目的の情報層に対してフォーカス制御を行う場合に、目的の情報層以外の情報層が記録状態にあるか未記録状態にあるかにかかわらず、目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームがそのフォーカス制御に与える影響をほぼキャンセルすることが可能になる。その結果、目的の情報層に対して適切なゲインでフォーカス制御を行うことが可能になる。
【００９７】
図５は、トラッキング制御部１７（図１）の構成の一例と、ゲイン設定部７（図１）の構成の一例とを示す。
【００９８】
トラッキング制御部１７は、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−とを受け取り、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−との差分に応じたトラッキング誤差信号５１ｓを生成する差動増幅回路５１と、差動増幅回路５１から出力されるトラッキング誤差信号とゲイン設定部７によって設定されるトラッキングサーボゲインとに応じて光ピックアップ３のボイスコイル１５を駆動するトラッキング駆動回路５３とを含む。
【００９９】
ゲイン設定部７は、ＴＥ振幅検出回路５４と、ゲイン設定回路５２と、ＴＥ基準値回路５５とを含む。
【０１００】
以下、図５を参照して、トラッキング制御部１７およびゲイン設定部７の動作を説明する。なお、フォーカス制御部１６によるフォーカス制御を実行した結果、光ビームの焦点が目的の情報層上に位置していると仮定する。
【０１０１】
トラッキング駆動回路５３は、トラッキング制御を開ループとし、対物レンズ１２を記録媒体１の半径方向に移動させる。この対物レンズ１２の移動に伴って、差動増幅回路５１から出力されるトラッキング誤差信号（ＴＥ信号）５１ｓが変化する。
【０１０２】
図６は、このようにして得られたトラッキング誤差信号５１ｓの波形を示す。
【０１０３】
ＴＥ振幅検出回路５４は、トラッキング誤差信号５１ｓの振幅値（図６の例ではＴ２）を検出する。ＴＥ基準値回路５５は、実験により予め求められた基準の振幅値を出力する。ゲイン設定回路５２は、検出された振幅値（図６の例ではＴ２）とＴＥ基準値回路５５から出力される基準の振幅値とを比較することにより、基準トラッキングサーボゲインを決定する。ゲイン設定回路５２は、基準トラッキングサーボゲインを示すトラッキングサーボゲイン設定信号７０ｓをトラッキング駆動回路５３に出力する。
【０１０４】
トラッキング駆動回路５３は、トラッキングサーボゲイン設定信号７０ｓに従って、トラッキング制御のゲイン（トラッキングサーボゲイン）を設定し、トラッキング制御を閉ループとする。その結果、トラッキングサーボゲイン設定信号７０ｓに従って設定されたトラッキングサーボゲインに基づくトラッキング制御が開始される。
【０１０５】
なお、トラッキング制御を閉ループ／開ループとする制御は、例えば、トラッキング制御のフィードバックループの途中にスイッチを設け、そのスイッチのＯＮ／ＯＦＦをトラッキング駆動回路５３が切り換えることによって達成される。
【０１０６】
なお、ゲイン設定部７は、加算増幅回路５６をさらに含んでいることが好ましい。加算増幅回路５６は、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−とを受け取り、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−との和に応じたトラッキング和信号を生成する。この場合、ゲイン設定回路５２は、トラッキング制御が閉ループの状態において、基準トラッキングサーボゲインに加えて、加算増幅回路５６から出力されるトラッキング和信号に基づいてトラッキングサーボゲインを補正する。これにより、記録再生中における光ビームのパワーの変化や外乱による影響を補償することが可能になる。例えば、ゲイン設定回路５２は、トラッキング和信号のレベルに反比例するようにトラッキングサーボゲインを補正することが好ましい。
【０１０７】
上述したように、目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームに基づいて生成される信号成分は、トラッキング信号Ｔ＋、Ｔ−の双方にほぼ均等に現れる。このため、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−との差分に応じてトラッキング制御を行うことにより、その信号成分をほぼ相殺することが可能になる。これは、目的の情報層以外の情報層が記録状態にあるか未記録状態であるかにかかわらず成立する。従って、目的の情報層に対してトラッキング制御を行う場合に、目的の情報層以外の情報層が記録状態にあるか未記録状態にあるかにかかわらず、目的の情報層以外の情報層によって反射された光ビームがそのトラッキング制御に与える影響をほぼキャンセルすることが可能になる。その結果、目的の情報層に対して適切なゲインでトラッキング制御を行うことが可能になる。
【０１０８】
各情報層に対して、他層が未記録状態または記録状態のいずれの状態であるかに応じて、その組み合わせを場合分けすると、情報層が３つの場合は各情報層に対して４種類、合計１２種類のサーボゲインを設定する。同様に、２層の場合は、各情報層に対して２種類、合計４種類のサーボゲインを設定する。
【０１０９】
また、基準フォーカスサーボゲイン、基準トラッキングサーボゲインを設定する領域、記録再生を行うトラックの記録領域は、未記録領域と記録領域とが分離している方が望ましい。即ち、各トラックごとに未記録状態と記録状態の領域が混在した場合は、他層に与える影響が段階的に変化する。即ち、情報層が２層の場合であっても前述の４種類だけでなく、他層の記録パターンに依存してさらに多くのゲインを設定する必要が生じる。この場合は、前述の基準フォーカスサーボゲイン、基準トラッキングサーボゲインを求める工程を誤差要因が発生した都度、再度実行することで、良好な記録再生が可能となる。他の方法としては、予め情報層の各領域においてこれらの値を求めておき、各領域ごとにサーボゲインを切り換える方法が有効である。
【０１１０】
（第２の実施の形態）
ここでは、複数の情報層を含む記録媒体１に対するサーボゲインを決定する方法として、トラック方向に沿って一定の周期で蛇行するウォブル溝を利用する方法を説明する。
【０１１１】
図７は、複数の情報層の１つ（目的の情報層）に形成された複数のガイドトラック７１を示す。ガイドトラック７１の上には情報信号が記録されたことを示す記録マーク７２が形成されている。
【０１１２】
ガイドトラック７１は、トラック方向と垂直な方向に一定の周期でわずかに蛇行するように形成されている。この蛇行の周期は、トラッキングサーボ動作の追従周波数よりも高くなるように設定されている。
【０１１３】
図８は、図７に示されるウォブル溝を有する記録媒体１のための記録再生装置に使用される、トラッキング制御部１７（図１）の構成の一例と、ゲイン設定部７（図１）の構成の一例とを示す。
【０１１４】
図８に示される構成は、基本的には、図５に示される構成と同じである。ただし、図８に示される構成は、フォーカス制御が閉ループの状態であり、かつ、トラッキング制御が閉ループの状態である（すなわち、特定のトラックに記録された信号を再生している状態である）場合において、フォーカスサーボゲインとトラッキングサーボゲインとを設定することができる点で、図５に示される構成とは異なっている。
【０１１５】
以下、図８を参照して、トラッキング制御部１７およびゲイン設定部７の動作を説明する。
【０１１６】
差動増幅回路５１は、トラッキング信号Ｔ＋とトラッキング信号Ｔ−との差分に応じたトラッキング誤差信号を出力する。トラッキング制御が閉ループの状態では、差動増幅回路５１から出力されるトラッキング誤差信号は、トラッキング制御の残留成分としてガイド溝のウォブルに対応する信号（ウォブル信号）を含む。
【０１１７】
ウォブル振幅検出回路８１は、トラッキング誤差信号に含まれるウォブル信号の振幅値を検出する。ウォブル振幅基準値回路８５は、実験により予め求められた基準の振幅値を出力する。ゲイン設定回路８２は、検出された振幅値とウォブル振幅基準値回路８５から出力される基準の振幅値とを比較することにより、基準トラッキングサーボゲインを決定する。ゲイン設定回路８２は、基準トラッキイングサーボゲインを示すトラッキングサーボゲイン設定信号７０ｓをトラッキング駆動回路８３に出力する。
【０１１８】
トラッキング駆動回路８３は、トラッキングサーボゲイン設定信号７０ｓに従って、トラッキング制御のゲイン（トラッキングサーボゲイン）を再設定する。その結果、トラッキングサーボゲイン設定信号７０ｓに従って再設定されたトラッキングサーボゲインに基づくトラッキング制御が開始される。
【０１１９】
なお、ゲイン設定回路８２は、検出された振幅値とウォブル振幅基準値回路８５から出力される基準の振幅値とを比較することにより、基準フォーカスサーボゲインを決定し、その基準フォーカスサーボゲインを示すフォーカスサーボゲイン設定信号７ｓをフォーカス駆動回路３３（図３）に出力するようにしてもよい。この場合、フォーカス駆動回路３３は、フォーカスサーボゲイン設定信号７ｓに従って、フォーカス制御のゲイン（フォーカスサーボゲイン）を再設定する。その結果、フォーカスサーボゲイン設定信号７ｓに従って再設定されたフォーカスサーボゲインに基づくフォーカス制御が開始される。
【０１２０】
なお、ウォブル振幅検出回路８１によって検出されたウォブル信号の振幅値に基づくゲイン補正は、急激な外乱の変化に対しては制御誤差が大きくなる場合がある。このため、ゲイン設定回路８２は、基準トラッキングサーボゲインに加えて、加算増幅回路８６から出力されるトラッキング和信号に基づいてトラッキングサーボゲインを微調整し、記録再生中における光ビームのパワーの変化や外乱による影響を補償することが好ましい。
【０１２１】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態において得られた効果が得られるのに加えて、トラッキング制御が閉ループの状態でトラッキングサーボゲインを設定することができるという効果をさらに得ることができる。これにより、記録再生動作中であっても常に最適なゲインを設定することが可能になる。
【０１２２】
なお、ここではウォブル溝の位相については詳述しなかったが、ディスク状の記録媒体で記録容量を高めるには、記録の線速度を一定としたＣＬＶフォーマットが有利である。この場合のウォブル溝は、隣接するトラック間で異なる位相となる。これにより得られるウォブル振幅は、円周方向で振幅変調を受けた波形となる。
【０１２３】
なお、記録媒体のウォブル溝を形成する際のフォーマットとしては、隣接するトラック間では、ウォブルの位相が同じであることが望ましい。記録媒体が本実施例に示したディスク形態の場合は、ゾーンＣＬＶのフォーマットを適用する。即ちディスクの半径方向を複数のゾーンに分割し、そのゾーン内では、隣接するトラック間で同じ位相とする。ゾーンが切り替わる領域では、ウォブルの数を外周に向かって、段階的に増やす構成とする。以上の構成のウォブル溝を採用することにより、ウォブル振幅は、いずれの領域でもほぼ一定の振幅が得られ、高速のサーボゲイン設定が可能となる。
【０１２４】
一方、記録容量を高める方法として、ＣＬＶフォーマットがある。この場合のウォブル溝は、隣接するトラック間で異なる位相となる。これにより得られるウォブル振幅は、半径方向で異なる振幅となる。
（第３の実施の形態）
ここまでは、記録再生するトラックの近傍で、サーボゲインを補正する方法を説明してきたが、ここでは、情報信号の記録再生の前に、記録媒体上の特定の領域で予め予備記録再生を行い、それぞれのサーボゲインの補正値を決定するサーボゲインの学習方法を説明する。
【０１２５】
図９は、サーボゲインを学習するための記録媒体１の構成を示す。記録媒体１は、情報領域９１と、情報層間の層間クロストークが発生しうる基本パターンを示すテスト信号を記録したテスト領域９２と、サーボ動作条件などを記載するための管理情報領域９３とを含む。
【０１２６】
テスト領域９２は、情報領域９１に近接した領域に設けられている。
【０１２７】
図１０は、記録媒体１のテスト領域９２の断面の一例を示す。図１０は、３つの情報層２２６、２２７、２２８のそれぞれに対し、未記録状態と記録状態の２つ状態がランダムに存在することを想定し、（ａ）〜（ｈ）の８つの基本パターンをテルト領域９２の半径方向の異なる位置に記録した例である。
【０１２８】
例えば、図１０の（ｂ）は、情報層２２６が未記録状態であり、情報層２２７が未記録状態であり、情報層２２８が記録状態であるという組み合わせを示す基本パターンがテスト領域９２に記録されていることを示す。
【０１２９】
図１１は、サーボゲインを学習する方法の手順を示す。この方法は、記録再生装置１０００によって実行され得る。
【０１３０】
以下の説明では、第２の情報層（例えば、図１０に示される情報層２２７）についてサーボゲインを学習する方法を代表例として説明する。第２の情報層以外の情報層（例えば、図１０に示される情報層２２６、２２８）についても、同様の方法に従ってサーボゲインを学習することができることはいうまでもない。
【０１３１】
システム制御系８から出力されるサーボゲインの学習を開始することを示す信号に応答してサーボゲインの学習が開始される。
【０１３２】
予備サーボ設定工程１０１では、ゲイン設定回路３２（図３）がフォーカスサーボゲインの初期値を設定し、ゲイン設定回路５２（図５）がトラッキングサーボゲインの初期値を設定する。これらの初期値は、予め設定された記録媒体１に最適なサーボゲインよりやや低い値に設定される。
【０１３３】
テスト領域シーク工程１０２では、図９に示されるテスト領域９２に光ビームが照射されるように光ピックアップ３を移動させる。例えば、図１０に示される（ａ）の基本パターンが記録されたテスト領域９２に光ビームが照射されるように光ピックアップ３が移動したと仮定する。
【０１３４】
Ｆオフセット印加工程１０３では、フォーカス駆動回路３３（図３）がフォーカス制御を開ループの状態にし、オフセット回路３４（図３）によって提供される所定の電流をボイスコイル１５（図１）に流すことにより、対物レンス１２を記録媒体１に垂直な方向に移動させる。
【０１３５】
Ｓ字振幅検出工程１０４では、Ｓ字振幅検出回路３５（図３）が第２の情報層に対応するフォーカス誤差信号の振幅値を検出する。
【０１３６】
Ｓ字振幅比較工程１０５では、ゲイン設定回路３２（図３）が、Ｓ字振幅検出回路３５によって検出された振幅値と基準の振幅値とを比較する。
【０１３７】
フォーカスサーボゲイン設定工程１０６では、ゲイン設定回路３２（図３）が、検出された振幅値と基準の振幅値との比較結果に基づいてフォーカスサーボゲインを設定する。
【０１３８】
フォーカス制御ＯＮ工程１０７では、フォーカス駆動回路３３（図３）がフォーカス制御を閉ループの状態にする。その結果、フォーカスサーボゲインに基づくフォーカス制御が開始される。
【０１３９】
ＴＥ振幅検出工程１０８では、ＴＥ振幅検出回路５４（図５）がトラッキング誤差信号の振幅値を検出する。
【０１４０】
ＴＥ振幅比較工程１０９では、ゲイン設定回路５２（図５）が、ＴＥ振幅検出回路５４によって検出された振幅値と基準の振幅値とを比較する。
【０１４１】
トラッキングサーボゲイン設定工程１１０では、ゲイン設定回路５２（図５）が、検出された振幅値と基準の振幅値との比較結果に基づいてトラッキングサーボゲインを設定する。
【０１４２】
このように、上述した工程１０２〜工程１１０を行うことにより、１つの基本パターン（例えば、図１０に示される（ａ）の基本パターン）について、最適なフォーカスサーボゲインと最適なトラッキングサーボゲインとを求めることができる。
【０１４３】
記録パターン確認工程１１１では、第２の情報層について他に学習すべき基本パターンがあるか否かが確認される。工程１１１において「Ｙｅｓ」である場合には、工程１０２〜工程１１０が繰り返され、工程１１１において「Ｎｏ」である場合には、サーボゲインの学習を終了する。
【０１４４】
例えば、図１０に示される（ａ）〜（ｈ）の８種類の基本パターンについてサーボゲインを学習する場合には、工程１０２〜工程１１０が８回繰り返されることになる。
【０１４５】
このようにして、テスト領域９２に記録された基本パターンに対して最適なサーボゲインを予め学習しておき、テスト領域９２に隣接する情報領域９１に記録されているパターンが基本パターンのいずれであるかを判別することにより、その記録パターンに最適なサーボゲインを用いて安定なサーボ動作を行うことが可能になる。
【０１４６】
次に、サーボゲインを学習する時間を短縮する方法を説明する。上述した方法では、記録媒体１が３つの情報層を含み、学習すべき基本パターンが８種類ある場合には、３×８＝２４回、図１１に示される工程１０２〜工程１１０を繰り返すことにより、サーボゲインを学習する必要がある。
【０１４７】
ここでは、サーボゲインを学習する時間を短縮するため、光ビームが入射する側から最も近い情報層から最も遠い情報層に向かって（あるいは、光ビームの入射する側から最も遠い情報層から最も近い情報層に向かって）記録媒体１に情報を記録する方式を採用する。例えば、図２Ａに示されるように、記録媒体１が３つの情報層２２６、２２７、２２８を含み、光ビームが入射する側から情報層２２６、２２７、２２８の順に積層されている場合には、情報層２２６の内周側から外周側に向かって情報を記録し、情報層２２６の情報領域に空領域がなくなると、情報層２２７への記録を開始する。情報層２２７の情報領域に空領域がなくなると、情報層２２８への記録を開始する。
【０１４８】
また、記録媒体１が書き換え形の場合には、記録媒体１のコントロールトラックなどの特定の領域に、全面記録識別子を設けておくことが好ましい。すべての情報層への記録が完了した時点で、全面記録識別子にすべての情報層への記録が完了したことを示すコードを記録する。記録媒体１に情報を記録する前に、全面記録識別子に記録されたコードを確認することにより、記録媒体１の記録パターンを特定することができる。その結果、学習により予め得られたサーボゲインの中から、記録パターンに最適なサーボゲインを選択することが可能になる。
【０１４９】
この方法によれば、記録媒体のすべての情報層への記録が完了していない状態では、図１０に示される（ａ）〜（ｈ）の８種類の基本パターンのうち存在し得る基本パターンは、図１０に示される（ａ）、（ｃ）、（ｇ）、（ｈ）の４種類の基本パターンに限られる。この場合、記録媒体１のテスト領域９２には４種類の基本パターンのみを記録すれば足り、記録媒体１が３つの情報層を含む場合にはサーボゲインの学習に要する回数は３×４＝１２回で足りる。このように、情報層への記録順序を制限することにより、サーボゲインの学習に要する回数を半分にすることが可能になる。
【０１５０】
さらに、情報層２２７に対して図１０に示される（ａ）の基本パターンに基づく記録再生は重要ではなく、情報層２２８に対して図１０に示される（ａ）、（ｃ）の基本パターンに基づく記録再生は重要ではない。従って、これらの基本パターンに対するサーボゲインの学習を省略することにすると、サーボゲインの学習に要する回数をさらに３回少なくすることができる。その結果、サーボゲインの学習に要する回数は、９回で足りることになる。
【０１５１】
また、記録媒体１の各情報層ごとの記録完了を示す識別子を設け、記録媒体１に情報を記録する前に、各情報層ごとの記録完了を示す識別子を確認する方法を採用すると、記録媒体１の情報層２２６への記録完了を示す識別子が検出されたならば、情報層２２６の未記録状態は考慮する必要がなく、サーボゲインの学習に要する回数を８回とすることができる。
【０１５２】
すべての情報層への記録完了を示す識別子を検出した場合には、図１０に示される（ｈ）の基本パターンについてサーボゲインを学習すれば足りるから、サーボゲインの学習に要する回数は、３×１＝３回となる。
【０１５３】
なお、光ビームが入射する側から最も遠い情報層２２８から最も近い情報層２２６に向かう方向に情報層への記録順序を制限した場合でも、同様にして、学習すべき基本パターンを図１０に示される（ａ）、（ｂ）、（ｆ）、（ｈ）の４種類に制限することができる。その結果、上述した効果と同様の効果が得られる。
【０１５４】
以上のように、情報層への記録順序を制限することにより、サーボゲインの学習に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
【０１５５】
（第４の実施の形態）
サーボゲインを学習する他の方法を説明する。本実施の形態は、目的の情報層に信号が予め記録されている記録媒体、あるいは再生専用型の媒体に対してサーボゲインを効率的に学習する方法に関している。
【０１５６】
ここでは、記録媒体１のテスト領域９２には、図１０に示される（ｅ）〜（ｈ）の４種類の基本パターンのみが記録されていると仮定する。
【０１５７】
図１２は、サーボゲインを学習する方法の手順を示す。この方法は、記録再生装置１０００によって実行され得る。
【０１５８】
以下の説明では、第２の情報層（例えば、図１０に示される情報層２２７）についてサーボゲインを学習する方法を代表例として説明する。第２の情報層以外の情報層（例えば、図１０に示される情報層２２６、２２８）についても、同様の方法に従ってサーボゲインを学習することができることはいうまでもない。
【０１５９】
システム制御系８から出力されるサーボゲインの学習を開始することを示す信号に応答してサーボゲインの学習が開始される。
【０１６０】
予備サーボ設定工程１１５では、ゲイン設定回路３２（図３）がフォーカスサーボゲインの初期値を設定し、ゲイン設定回路５２（図５）がトラッキングサーボゲインの初期値を設定する。これらの初期値は、予め設定された記録媒体１に最適なサーボゲインよりやや低い値に設定される。
【０１６１】
テスト領域シーク工程１１６では、図９に示されるテスト領域９２に光ビームが照射されるように光ピックアップ３を移動させる。例えば、図１０に示される（ｅ）の基本パターンが記録されたテスト領域９２に光ビームが照射されるように光ピックアップ３が移動したと仮定する。
【０１６２】
フォーカスサーボゲイン設定工程１１７では、ゲイン設定回路３２（図３）が、予め用意された複数のフォーカスサーボゲインのうち第１のフォーカスサーボゲインを設定する。その結果、フォーカス駆動回路３３（図３）は、第１のフォーカスサーボゲインに基づくフォーカス制御を行う。
【０１６３】
エラーレート測定工程１１８では、信号再生系６（図１）が、記録媒体１の情報層２２７に記録された信号を再生し、その再生信号の中の復調エラーを測定する。例えば、デコーダ２１（図１）が復調エラーを測定し、その測定結果をゲイン設定回路３２（図３）に出力する。
【０１６４】
再生条件確認工程１１９では、図１０に示される（ｅ）の基本パターンに対して他にテストすべきフォーカスサーボゲインがあるか否かが確認される。工程１１９において「Ｙｅｓ」である場合には、工程１１７〜工程１１８が繰り返され、予め用意された複数のフォーカスサーボゲインのうち次のフォーカスサーボゲインについて再生信号中の復調エラーが測定される。工程１１９において「Ｎｏ」である場合には、工程１２０に進む。
【０１６５】
エラーレート比較工程１２０では、ゲイン設定回路３２（図３）が、予め用意された複数のフォーカスサーボゲインに対して得られた複数の復調エラーを比較する。
【０１６６】
最適フォーカスサーボゲイン決定工程１２１では、ゲイン設定回路３２（図３）が、最も安定して小さなエラーレートが得られるフォーカスサーボゲインを最適なフォーカスサーボゲインとして決定する。その結果、フォーカス駆動回路３３（図３）は、最適なフォーカスサーボゲインに基づくフォーカス制御を開始する。
【０１６７】
最適なトラッキングサーボゲインも、最適なフォーカスサーボゲインを決定うする方法と同様の方法により決定される。
【０１６８】
トラッキングサーボゲイン設定工程１２２では、ゲイン設定回路５２（図５）が、予め用意された複数のトラッキングサーボゲインのうち第１のトラッキングサーボゲインを設定する。その結果、トラッキング駆動回路５３（図５）は、第１のトラッキングサーボゲインに基づくトラッキング制御を行う。
【０１６９】
エラーレート測定工程１２３では、信号再生系６（図１）が、記録媒体１の情報層２２７に記録された信号を再生し、その再生信号の中の復調エラーを測定する。例えば、デコーダ２１（図１）が復調エラーを測定し、その測定結果をゲイン設定回路５２（図５）に出力する。
【０１７０】
再生条件確認工程１２４では、図１０に示される（ｅ）の基本パターンに対して他にテストすべきトラッキングサーボゲインがあるか否かが確認される。工程１２４において「Ｙｅｓ」である場合には、工程１２２〜工程１２３が繰り返され、予め用意された複数のトラッキングサーボゲインのうち次のトラッキングサーボゲインについて再生信号中の復調エラーが測定される。工程１２４において「Ｎｏ」である場合には、工程１２５に進む。
【０１７１】
エラーレート比較工程１２５では、ゲイン設定回路５２（図５）が、予め用意された複数のトラッキングサーボゲインに対して得られた複数の復調エラーを比較する。
【０１７２】
最適トラッキングサーボゲイン決定工程１２６では、ゲイン設定回路５２（図５）が、最も安定して小さなエラーレートが得られるトラッキングサーボゲインを最適なトラッキングサーボゲインとして決定する。その結果、トラッキング駆動回路５３（図５）は、最適なトラッキングサーボゲインに基づくトラッキング制御を開始する。
【０１７３】
このように、上述した工程１１６〜工程１２６を行うことにより、１つの基本パターン（例えば、図１０に示される（ｅ）の基本パターン）について、最適なフォーカスサーボゲインと最適なトラッキングサーボゲインとを求めることができる。
【０１７４】
記録パターン確認工程１２７では、第２の情報層について他に学習すべき基本パターンがあるか否かが確認される。工程１２７において「Ｙｅｓ」である場合には、工程１１６〜工程１２６が繰り返され、工程１２７において「Ｎｏ」である場合には、サーボゲインの学習を終了する。
【０１７５】
このようにして、テスト領域９２に記録された基本パターンに対して最適なサーボゲインを予め学習しておき、テスト領域９２に隣接する情報領域９１に記録されているパターンが基本パターンのいずれであるかを判別することにより、その記録パターンに最適なサーボゲインを用いて安定なサーボ動作を行うことが可能になる。
【０１７６】
なお、情報層が記録状態にある場合のサーボゲインと情報層が未記録状態にある場合のサーボゲインとの関係を予め求めておき、情報層が未記録状態にある場合のサーボゲインを情報層が記録状態にある場合のサーボゲインから求めるようにしてもよい。
【０１７７】
なお、ここでは、再生信号のエラーレートを測定し、そのエラーレートに基づいてサーボゲインを学習する方法を説明したが、エラーレート以外の情報（例えば、再生信号のジッター値）に基づいてサーボゲインを学習するようにしてもよい。
【０１７８】
再生信号のジッター値を測定し、そのジッター値に基づいてサーボゲインを学習する場合には、図１２のエラーレート測定工程１１８、１２３をジッター値測定工程に置き換え、エラーレート比較工程１２０、１２５をジッター値比較工程に置き換え、ジッター値が最小で安定であるサーボゲインを最適なサーボゲインとして決定するようにすればよい。あるいは、一定のフォーカス範囲で良好な値を確保できるサーボゲインを最適なサーボゲインとして決定するようにしてもよい。
【０１７９】
また、エラーレート測定の代わりに、それぞれのサーボ信号の残留成分を測定する方法も有効である。これには、図１２のエラーレート測定工程１１８をフォーカス誤差信号の残留振幅測定工程とし、Ｓ字振幅検出回路３５（図３）をフォーカス残留振幅測定回路とし、エラーレート比較工程１２０をフォーカス残留振幅比較工程とする。フォーカスサーボゲイン設定工程１１７でフォーカスサーボゲインを段階的に変化させ、フォーカス残留測定回路でそれぞれのレベルでのフォーカス誤差信号の残留成分の振幅を測定し、最も残留成分が小さくなる条件からベストのフォーカスサーボゲインを求める。
【０１８０】
トラッキング動作についても同様に、図１２のエラーレート測定工程１２３をトラッキング誤差信号の残留振幅測定工程とし、ＴＥ振幅検出回路５４（図５）をトラッキング残留振幅測定回路とし、エラーレート比較工程１２５をトラッキング残留振幅比較工程とする。トラッキングサーボゲイン設定工程１２２でトラッキングサーボゲインを段階的に変化させ、トラッキング残留測定回路でそれぞれのレベルでのトラッキング誤差信号の残留成分の振幅を測定し、最も残留成分が小さくなる条件からベストのトラッキングサーボゲインを求めるようにしてもよい。
【０１８１】
なお、フォーカスサーボ残留振幅を用いて求めるフォーカスサーボゲインは、記録再生装置の回路規模や精度などに応じて、必ずしも残留振幅が最小の条件でなくてもよい。例えば一定の動作余裕を確保するための補正、例えばフォーカス残留成分が最小ではないが、フォーカスサーボゲインがある程度変動したとしても誤動作を生じないような条件に設定してもよい。同様にトラッキングサーボゲインも、一定の動作余裕を確保するための補正、例えばトラッキング残留成分が最小ではないが、トラッキングサーボゲインがある程度変動したとしても誤動作を生じないような条件に設定してもよい。
【０１８２】
以上のように、フォーカスサーボあるいはトラッキングサーボ信号の残留成分を検出し、ゲインを決定する方法は、いずれの場合もそれぞれのサーボ動作は閉ループで行われ、かつ、他層からの影響を含めた状態でサーボ動作状態を調整できるという点で有効である。
【０１８３】
（第５の実施の形態）
サーボゲインを学習する他の方法を説明する。本実施の形態は、２段階でサーボゲインを求める方法に関している。
【０１８４】
図１３は、サーボゲインを学習する方法の手順を示す。この方法は、記録再生装置１０００によって実行され得る。ただし、図１に示されるフォーカス制御部１６およびゲイン設定部７は、図１４に示される構成を有しており、図１に示されるトラッキング制御部１７およびゲイン設定部７は、図１５に示される構成を有しているものと仮定する。
【０１８５】
以下の説明では、第２の情報層（例えば、図１０に示される情報層２２７）についてサーボゲインを学習する方法を代表例として説明する。第２の情報層以外の情報層（例えば、図１０に示される情報層２２６、２２８）についても、同様の方法に従ってサーボゲインを学習することができることはいうまでもない。
【０１８６】
システム制御系８から出力されるサーボゲインの学習を開始することを示す信号に応答してサーボゲインの学習が開始される。
【０１８７】
テスト領域シーク工程１３０では、図９に示されるテスト領域９２または情報領域９１に光ビームが照射されるように光ピックアップ３を移動させる。
【０１８８】
Ｆオフセット印加工程１３１では、フォーカス駆動回路３３（図１４）がフォーカス制御を開ループの状態にし、Ｆオフセット回路１５２（図１４）によって提供されるオフセット電圧をボイスコイル１５（図１）に印加することにより、対物レンス１２を記録媒体１に垂直な方向に移動させる。
【０１８９】
ＦＥ振幅検出工程１３２では、ＦＥ振幅検出回路３５（図１４）が、複数の情報層によって反射された光ビームに基づいて生成されるフォーカス誤差信号から、第２の情報層に対応するフォーカス誤差信号の振幅値を検出する。
【０１９０】
ＦＥ振幅比較工程１３３では、ゲイン設定回路１５０（図１４）が、ＦＥ振幅検出回路３５によって検出された振幅値と基準の振幅値とを比較する。
【０１９１】
フォーカスサーボゲイン設定工程１３４では、ゲイン設定回路１５０（図１４）が、検出された振幅値と基準の振幅値との比較結果に基づいてフォーカスサーボゲインを設定する。
【０１９２】
フォーカス制御ＯＮ工程１３５では、フォーカス駆動回路３３（図１４）がフォーカス制御を閉ループの状態にする。その結果、フォーカスサーボゲインに基づくフォーカス制御が開始される。
【０１９３】
ＴＥ振幅測定工程１３６では、トラッキング駆動回路５３（図１５）がトラッキング制御を開ループの状態にし、対物レンス１２を記録媒体１の半径方向に移動させる。ＴＥ振幅検出回路５４（図１５）がトラッキング誤差信号の振幅値を検出する。
【０１９４】
ＴＥ振幅比較工程１３７では、ゲイン設定回路１５１（図１５）がＴＥ振幅検出回路５４によって検出された振幅値と基準の振幅値とを比較する。
【０１９５】
トラッキングサーボゲイン設定工程１３８では、ゲイン設定回路１５１（図１５）が、検出された振幅値と基準の振幅値との比較結果に基づいてトラッキングサーボゲインを設定する。
【０１９６】
トラッキング制御ＯＮ工程１３９では、トラッキング駆動回路５３（図１５）がトラッキング制御を閉ループの状態とする。その結果、トラッキングサーボゲインに基づくトラッキング制御が開始される。
【０１９７】
Ｆオフセット印加工程１４０では、フォーカス駆動回路３３（図１４）がフォーカス制御を閉ループの状態にし、Ｆオフセット回路１５２（図１４）によって提供されるオフセット電圧をボイスコイル１５（図１）に印加することにより、対物レンス１２を記録媒体１に垂直な方向に移動させる。ただし、ボイスコイル１５に印加されたオフセット電圧は、フォーカス制御動作が閉ループを維持できるようにＦオフセット印加工程１３１においてボイスコイル１５に印加されたオフセット電圧よりも小さい。その結果、対物レンズ１２は、Ｆオフセット印加工程１３１に比べて小さな距離だけ記録媒体１に垂直な方向に移動する。
【０１９８】
ＦＥオフセット検出工程１４１では、ＦＥオフセット検出回路１５３（図１４）が、Ｆオフセット印加工程１４０においてボイスコイル１５に印加されたオフセット電圧に応じて変動するＦＥ信号の変位量（ＦＥオフセット電圧）を検出する。
【０１９９】
ＦＥオフセット電圧比較工程１４２では、ゲイン設定回路１５０（図１４）が、ＦＥオフセット検出回路１５３（図１４）によって検出されたＦＥオフセット電圧と基準のオフセット電圧とを比較する。なお、基準のオフセット電圧は、単一の情報層を含む記録媒体を用いた場合において、ボイスコイル１５に印加されたオフセット電圧に応じて変動するＦＥ信号の変位量として予め求めておく。
【０２００】
フォーカスサーボゲイン設定工程１４３では、ゲイン設定回路１５０（図１４）が、検出されたＦＥオフセット電圧と基準のオフセット電圧との比較結果に基づいてフォーカスサーボゲインを設定する。
【０２０１】
Ｔオフセット印加工程１４４では、Ｔオフセット回路１５３（図１５）が、トラッキング駆動回路５３の出力に一定のオフセット電圧をパルス的に印加することにより、対物レンズ１２をトラッキング方向に微小に移動させる。
【０２０２】
ＴＥオフセット検出工程１４５では、ＴＥオフセット検出回路１４２（図１５）が、Ｔオフセット印加工程１４４においてボイスコイル１５に印加されたオフセット電圧に応じて変動するＴＥ信号の変位量（ＴＥオフセット電圧）を検出する。
【０２０３】
ＴＥオフセット電圧比較工程１４６では、ゲイン設定回路１５１（図１５）が、ＴＥオフセット検出回路１５４（図１５）によって検出されたＴＥオフセット電圧と基準のオフセット電圧とを比較する。なお、基準のオフセット電圧は、単一の情報層を含む記録媒体を用いた場合において、ボイスコイル１５に印加されたオフセット電圧に応じて変動するＴＥ信号の変位量として予め求めておく。
【０２０４】
トラッキングサーボゲイン設定工程１４７では、ゲイン設定回路１５１（図１５）が、ＴＥオフセット電圧と基準のオフセット電圧との比較結果に基づいてトラッキングサーボゲインを設定する。
【０２０５】
以上のように、フォーカスサーボゲインを２段階で求める（すなわち、フォーカス制御が開ループの状態でフォーカスサーボゲインを求め、さらに、フォーカス制御が閉ループの状態でフォーカスサーボゲインを求める）ことにより、フォーカスサーボゲインをより厳密に求めることができる。同様に、トラッキングサーボゲインを２段階で求める（すなわち、トラッキング制御が開ループの状態でトラッキングサーボゲインを求め、さらに、トラッキング制御が閉ループの状態でトラッキングサーボゲインを求める）ことにより、トラッキングサーボゲインをより厳密に求めることができる。
【０２０６】
図１３に示される工程１３０〜１４７を図１０に示される（ａ）〜（ｈ）の８種類の基本パターンに対して行うことにより、これらの基本パターンに対応するサーボゲインを厳密に求めることができる。また、第３の実施の形態で説明したように、情報層への記録順序を限定することにより、サーボゲインの学習に要する時間を短縮することが可能である。
【０２０７】
なお、ここでは本発明の目的とするフォーカスサーボゲイン、トラッキングサーボゲインについて説明してきたが、各パターンの領域では、フォーカスサーボゲインとトラッキングサーボゲインのベスト条件を求めると共に、フォーカスオフセット量、トラッキングオフセット量についても同様の手法でに行うことにより、さらに最適な記録再生条件を求めても良い。
【０２０８】
なお、ここで求めた各記録パターンに対応したサーボ条件を、システムコントローラに記憶し、情報領域の記録状態に対応させて、サーボ条件を制御する。また、記録状態が複雑に混じり合った領域では、前述の記録パターンの中間的な条件を選択することが有効である。
【０２０９】
（第６の実施の形態）
ここでは、記録媒体上に予め各情報層の記録状態に対応して求めたサーボゲイン情報を再生することにより、安定なサーボ動作を保証する方法である。第３、第４、第５の実施の形態の方法で求めたサーボゲインを記録媒体の特定の領域、例えば、図９の管理情報領域９３に記録する。すなわち、記録媒体と、記録再生装置の組み合わせで求めたサーボ条件は、記録媒体あるいは記録再生装置が劣化した場合を除いて、ほぼ同じパラメータが適用できる。従って、記録媒体上の管理情報領域に、記録再生装置の識別子とサーボ条件とを並記しておくことが有効である。この方法によると、記録媒体を記録再生装置に装着した段階で、この管理情報領域を再生し、記録再生装置と記録の履歴があった場合は、まず記載されたサーボ条件で基準信号の再生を行い、得られたサーボ状態が、管理情報の内容と一致した場合は、そのサーボ条件で、記録再生を行う。逆に前記サーボ条件での測定結果が記載内容と異なった場合は、サーボ条件を段階的に変化させた学習工程を実施することで、最適なサーボ条件を求める。以上の方法を用いると、頻繁に用いる記録媒体については、サーボ条件の学習の時間を短縮することが可能となる。
【０２１０】
一方、情報層間の層間干渉の影響は、記録媒体個々で差はあるが、記録媒体の構成が等しく、かつ、同じ製造工程で作られたものは、ほぼ同じ傾向となる。このため、記録媒体の製造工程の中で、実施の形態３、４、５の方法で求めたサーボゲインの学習を行い、その学習結果を管理情報領域９３に記録しておくことが有効である。学習結果を管理情報領域９３に記録しておく方法としては、第１の方法と第２の方法が考えられる。第１の方法は、再生専用の記録媒体で用いられている凹凸ピット情報として学習結果を基板に形成しておく方法である。第１の方法は、一旦特定の記録媒体でサーボ条件の値を求めると、以後の製造時プロセスを増やす必要がなく、より簡便な方法といえる。第２の方法は、製造時に各記録媒体毎に、サーボ条件を測定し、その結果を管理情報領域９３に記録する方法である。この場合の管理情報領域９３は、情報領域９１と同様に記録再生可能な形態とする。この結果、各記録媒体ごとの特性差を含め、より高い精度のサーボ条件を予め設定することが可能となる。以上のように、各情報層の未記録状態、記録状態に対応したサーボゲインとトラッキングゲインからなるサーボゲイン情報を製造工程で求め、記録媒体１上に第１の方法、第２の方法の形態で管理情報領域９３に記録する。これにより、ユーザが記録媒体に情報信号を記録・再生する際は、記録媒体１を記録再生装置１０００に装着し、直ちに管理情報領域９３のサーボゲイン情報を読み出し、動作させることが可能となり、記録再生装置のサーボ学習に要する時間が短縮できる。
【０２１１】
なお、ここまで示した６つの実施の形態は、３つの情報層の中の第２の情報層のサーボ条件を求める方法について説明したが、本発明は、他の情報層にも同様に適応でき、かつ、情報層が複数の場合すべてに適応できる。
【０２１２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、目的とする情報層以外の情報層の記録状態／未記録状態に依存して発生するサーボゲインの変動に対し、目的の情報層に対応するフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボゲインを補償し、トラッキング誤差信号を用いてトラッキングサーボゲインを補償することできる。これにより、多層記録媒体の安定なサーボ動作を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の記録再生装置１０００の構成を示すブロック図
【図２Ａ】記録媒体１の構成の一例と、記録媒体１用の光学系の構成の一例とを示すブロック図
【図２Ｂ】光検出器１３の構成の一例と、プリアンプ１４の構成の一例とを示すブロック図
【図３】フォーカス制御部１６の構成の一例と、ゲイン設定部７の構成の一例とを示すブロック図
【図４】フォーカス誤差信号（ＦＥ信号）３１ｓが変化する様子を示す図
【図５】トラッキング制御部１７の構成の一例と、ゲイン設定部７の構成の一例とを示すブロック図
【図６】トラッキング誤差信号５１ｓの波形を示す図
【図７】複数の情報層の１つ（目的の情報層）に形成された複数のガイドトラック７１を示す図
【図８】トラッキング制御部１７の構成の一例と、ゲイン設定部７の構成の一例とを示すブロック図
【図９】サーボゲインを学習するための記録媒体１の構成を示す図
【図１０】記録媒体１のテスト領域９２の断面の一例を示す図
【図１１】サーボゲインを学習する方法の手順を示すフローチャート
【図１２】サーボゲインを学習する方法の手順を示すフローチャート
【図１３】サーボゲインを学習する方法の手順を示すフローチャート
【図１４】フォーカス制御部１６の構成の一例と、ゲイン設定部７の構成の一例とを示すブロック図
【図１５】トラッキング制御部１７の構成の一例と、ゲイン設定部７の構成の一例とを示すブロック図
【符号の説明】
１ 記録媒体
７ ゲイン設定部
１２ 対物レンズ
１６ フォーカス制御部
１７ トラッキング制御部
３１ 差動増幅回路
３２ ゲイン設定回路
３４ フォーカスオフセット回路
５１ 差動増幅回路
５２ ゲイン設定回路

Claims (1)

1. 複数の情報層を含む記録媒体のための記録再生装置であって、
   前記記録媒体によって反射された光ビームからフォーカス誤差信号を生成し、前記フォーカス誤差信号に応じて、前記記録媒体に照射された光ビームが前記複数の情報層のうち目的の情報層の上を追従するようにフォーカス制御を行うフォーカス制御部と、
   前記記録媒体によって反射された光ビームからトラッキング誤差信号を生成し、前記トラッキング誤差信号に応じて、前記記録媒体に照射された光ビームが前記複数の情報層のうち目的の情報層の上に形成された複数のトラックの１つに追従するようにトラッキング制御を行うトラッキング制御部とを備え、
   前記複数のトラックは、トラック方向に沿って所定の周期で蛇行するウォブルトラックを含み、
   前記トラッキング制御が閉ループの状態において前記トラッキング誤差信号に含まれるウォブル信号のウォブル振幅値を検出するウォブル振幅検出回路と、
   前記ウォブル振幅値と基準の振幅値とを比較し、その比較結果に応じて前記フォーカス制御のゲインを設定するゲイン設定部とをさらに含むことを特徴とする記録再生装置。

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