JPWO2002067250A1 - 光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
光ディスク装置２００１は、反射面を検出する反射面検出手段１０１０と、光ディスク２１００に照射される光ビームの焦点と反射面との距離が所定の誤差範囲内となるように反射面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段（１２０２、１００３、１００９、１００８、１００３、１０１２、１００５、１２０４）と、光ビームの焦点の位置を光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段１００７と、フォーカス制御手段と移動手段とを制御する制御手段１００６とを備えている。
Description
技術分野
本発明は、デジタルビデオ情報などの情報を高密度で光ディスクに記録し、光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置に関し、特に、光ディスクの情報面に対するフォーカス制御を正確に実行することが可能な光ディスク装置に関する。
背景技術
近年、光ディスク装置は大容量の可交換媒体という特徴が注目され、将来のビデオレコーダとして益々普及することが期待されている。光ディスクが大容量可交換媒体である所以は、一つは、媒体に対して非接触で記録・再生が実行されることにある。つまり、レーザービームを集束させ、その焦点を光ディスク情報記録層に照射し、これにて記録および再生を行うのであるから、ディスクの表面に多少のゴミや埃が付着しても、例えば磁気記録のように、ヘッドクラッシュを起こすことは無い。
しかし、上記光ディスクの特徴は、フォーカス制御、つまり集束レーザービームの焦点と情報記録層との距離を誤差範囲内に収める制御が安定に実行されていることが大前提となる。一旦フォーカス制御が外れてしまうと光ヘッドの対物レンズアクチュエータが暴走し、光ディスク表面に激突する場合がある。こういったフォーカス外れは特にフォーカス引き込み時、つまり、光ディスクドライブを起動した直後、レーザービーム焦点をフォーカス制御のキャプチャーレンジ内に移動させ、フォーカス制御ループを閉じる、その過程において発生する頻度が高い。従って、従来から、フォーカスの引き込みについては様々な方法が検討されてきた。
例えば、特開平９−１１５１４７号公報に記載されている方法によれば、初期のレーザービーム焦点が光ディスク情報記録層より近いか遠いかを予め判別し、この初期状態に応じたフォーカス引き込み処理を実行する。まず、焦点が情報記録層より近いと判定された場合、対物レンズアクチュエータを駆動して焦点を情報記録層に近づけ、フォーカス引き込みのキャプチャーレンジに入ったところでフォーカス制御の閉ループ動作に切り替える。これとは逆に遠いと判定された場合、上記アクチュエータを遠ざける方向に駆動し、同様に閉ループ動作に切り替える。
しかしながら従来の方法では、対物レンズのワーキングディスタンス（対物レンズと光ディスク表面との距離）が光ディスクの面振れに比べて小さい場合、対物レンズが光ディスク表面に衝突する確率が顕著に増加するといった問題点を有していた。すなわち、１回でフォーカスの引き込みが成功する場合は問題無いが、失敗した場合、仮に対物レンズアクチュエータの暴走が無いとしても、ディスクの面振れがワーキングディスタンスを越えていれば、ディスクの方から対物レンズに衝突してくる可能性がある。
現在市販されているＣＤ、ＤＶＤプレーヤについては対物レンズのＮＡ（開口数）は高々０．４５〜０．６程度であり、ワーキングディスクタンスは０．５ｍｍ以上確保することが可能である。従って通常起こりうる０．２ｍｍ程度の面ぶれなら十分吸収することができる。しかし、今後、さらに記録容量を高めるためにＮＡを限界近くまで高めた場合、対物レンズの設計上ワーキングディスタンスは極度に小さくなる。例えば、ＮＡを０．８５とした場合、保護層の厚みを０．１ｍｍ程度（ＣＤの保護層厚みは１．２ｍｍ、ＤＶＤは０．６ｍｍ）にしたとしてもワーキングディスタンスは０．１５ｍｍ程度になる。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、光ディスクの大容量化に伴い対物レンズのワーキングディスタンスが十分確保できない場合でも対物レンズが光ディスクの表面に衝突する頻度を顕著に低減することが可能なフォーカス制御を実行する光ディスク装置を提供することを目的とする。
従来の光ディスク装置として、所定の回転数で回転している光ディスクに半導体レーザ等の光源より発生した光ビームを集束して照射し、光ディスク上に記録されている信号を再生する光ディスク装置がある。光ディスクには複数のトラックが、スパイラル状に形成されている。トラックは、凹凸で形成された溝によって形成されている。情報面上には相変化材料等の記録膜が付けられている。光ディスク上に情報を記録する場合には、光ビームの焦点が情報面上に位置するようにフォーカス制御しながら、かつ、トラック上に位置するようにトラッキング制御しながら光ビームの強度を情報に応じて変化させることによって記録膜の反射率を変える。光ディスク上の情報を再生する場合には、同様に光ビームの焦点が情報面上に位置するようにフォーカス制御しながら、かつ、トラック上に位置するようにトラッキング制御しながら光ディスクからの反射光を光検出器で受光する。光検出器の出力を処理することによって情報を再生する。
光ディスクの情報面と光ビームの焦点のずれをしめすフォーカスエラー信号は、非点収差法等によって検出される。フォーカスエラー信号は、焦点が情報面と一致した場合に零になる。一般に非点収差法等の検出範囲は１０μｍ程度である。従って、フォーカス制御系を動作させる際は予め対物レンズを移動させて焦点位置を前述の検出範囲に移動させ、フォーカスエラー信号がゼロクロスしたタイミングでフォーカス制御を動作させる。しかしながら、焦点が光ディスクの表面を通過する際にもフォーカスエラー信号はゼロクロスする。光ディスクの表面で発生するゼロクロスでフォーカス制御を動作させると焦点が光ディスク表面に位置するようにフォーカス制御される。これを防止するために、光ディスクの表面に比べ情表面の反射率が高いことを利用する。すなわち、光ディスクからの全反射光量のレベルが所定のレベルを超えたことで情報面で発生するゼロクロスを検出する。
ところで近年、光ディスクの片面に２つの情報面を有した書き換え可能な光ディスクが提案されている。以下では、この光ディスクを２層光ディスクという。２層光ディスクは、対物レンズから遠い情報面の情報を再生する際は対物レンズから近い情報面を透過した光ビームで情報を再生するので、対物レンズに近い情表面の反射率を低くなるように設計している。
従って、光検出器で受光されるそれぞれの情報面からの光量は少なくなる。なお、情報面が１つの光ディスクを単層光ディスクという。
上述したように、２層光ディスクにおいてはそれぞれの情報面での全反射光量のレベルが低くなるので全反射光量のレベルに基づいて光ディスク表面と情報面の区別をすることが困難である。すなわち、２層光ディスクにおいて、従来と同様の手法でフォーカス引き込みを実行したとしても確実に情報面にフォーカスを引き込むことができない。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、光ディスク表面からの全反射光量レベルと情報面からの全反射光量レベルとの差が小さい場合（例えば、２層光ディスクの場合）でも、情報面に対するフォーカス引き込みを確実に行うことが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の光ディスク装置は、情報記録層と前記情報記録層の上に形成された保護層とを有する光ディスクのための光ディスク装置であって、反射面を検出する反射面検出手段と、前記光ディスクに照射される光ビームの焦点と反射面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記反射面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記反射面検出手段によって前記保護層の表面が検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記保護層に向かって移動するように前記移動手段を制御し、前記保護層の表面が検出されると、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を解除し、前記反射面検出手段によって前記情報記録層の表面が検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記情報記録層に向かって移動するように前記移動手段を制御し、前記情報記録層の表面が検出されると、前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、これにより、上記目的が達成される。
前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインとは、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記保護層の表面の反射率との積が、前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記情報記録層の表面の反射率との積に等しくなるように設定されるようにしてもよい。
前記保護層の表面には、前記情報記録層の反射率を示す情報が予め形成されており、前記制御手段は、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を実行している間に、前記情報を前記保護層の表面から読み取り、前記情報に基づいて前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインを設定してもよい。
前記保護層の表面の反射率は、３％〜５％であってもよい。
本発明の他の光ディスク装置は、複数のトラックが形成された情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、前記光ディスクに照射された光ビームと前記複数のトラックのうちの対応する１つとの位置ずれを検出し、前記位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー検出手段と、前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する振幅検出手段と、前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が所定の誤差範囲内となるようにフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して移動させる移動手段と、前記フォーカス制御手段と前記移動手段と制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記フォーカス制御手段の動作を停止させた状態で、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの前記情報面に形成されたトラックを横断する方向に移動しながら、前記光ディスクに近づくように前記移動手段を制御し、前記制御手段は、前記振幅検出手段によって前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値以上となったことが検出された場合に限り、前記フォーカス制御手段が動作を開始することを許し、これにより、上記目的が達成される。
前記情報面に形成された前記複数のトラックのそれぞれは蛇行していてもよい。
前記光ディスク装置は、前記光ビームの焦点と前記情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記振幅検出手段によって前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値以上となったことが検出され、かつ、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことが検出された場合に、前記フォーカス制御手段の動作を開始させてもよい。
前記光ディスク装置は、バンド・パス・フィルタをさらに備え、前記トラッキングエラー信号は、前記バンド・パス・フィルタを介して前記振幅検出手段に供給されてもよい。
前記制御手段は、前記振幅検出手段が前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する場合における前記光ディスクの回転数が前記光ディスクの前記情報面に記録された情報を再生する場合における前記光ディスクの回転数より小さくなるように前記光ディスクの回転を制御してもよい。
前記制御手段は、前記振幅検出手段が前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する場合における前記光ビームの強度が前記光ディスクの前記情報面に記録された情報を再生する場合における前記光ビームの強度より小さくなるように前記光ビームの強度を制御してもよい。
前記制御手段は、前記光ディスクの回転が停止した状態で前記フォーカス制御を実行し、前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が前記所定の誤差範囲内にあることが検出された後に前記光ディスクが回転を開始するように、前記光ディスクの回転を制御してもよい。
本発明の他の光ディスク装置は、情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、前記光ディスクに照射された光ビームの焦点と所定の面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記所定の面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段と、前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面に向かって第１の方向に移動するように前記移動手段を制御し、前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されると、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面と前記情報面との距離より大きい所定の距離だけ前記第１の方向にさらに移動するように前記移動手段を制御し、前記光ビームの焦点を前記所定の距離だけ前記第１の方向にさらに移動させた後、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記情報面に向かって前記第１の方向とは反対の第２の方向に移動するように前記移動手段を制御し、前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されると、前記情報面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、これにより、上記目的が達成される。
前記制御手段は、前記光ディスクの回転が停止した状態で前記フォーカス制御を実行し、前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が前記所定の誤差範囲内にあることが検出された後に前記光ディスクが回転を開始するように、前記光ディスクの回転を制御してもよい。
本発明の他の光ディスク装置は、情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、前記光ディスクに照射された光ビームの焦点と所定の面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記所定の面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段と、前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面に向かって移動するように前記移動手段を制御し、前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されると、前記光ディスクの表面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、前記光ディスクの表面に対するフォーカス制御を実行している間に、前記光ディスクの回転角度に応じた前記移動手段の変位を示す変位情報を記憶手段に記憶し、前記フォーカス制御手段の動作を停止させた状態で、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記記憶手段に記憶した前記変位情報に基づいて、前記光ビームの焦点が前記情報面に向かって移動するように前記移動手段を制御し、前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されると、前記情報面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、これにより、上記目的が達成される。
前記フォーカス制御手段は、フォーカス制御手段が動作を開始してから所定の期間は、前記光ディスクに記録された情報を再生する場合に比べて位相が進む帯域が広くなるように位相補償を制御してもよい。
前記フォーカス制御手段は、フォーカス制御手段が動作を開始してから所定の期間は、前記光ディスクに記録された情報を再生する場合に比べてゲインが小さくなるようにゲインを設定してもよい。
本発明の他の光ディスク装置は、複数の情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、前記複数の情報面のうち所定の情報面に光ビームを照射した場合において、前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、前記光検出手段の出力に基づいて、前記光ビームの焦点と前記所定の情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、前記光検出手段の出力に基づいて、前記光ディスクからの全反射光量を検出する全反射光量検出手段と、前記全反射光量検出手段の出力から、前記光ディスクの所定の情報面以外の情報面により反射される反射光量に応じた信号値を減算した値で、前記フォーカスエラー信号を除算することにより、正規化されたフォーカスエラー信号を生成する正規化手段とを備えており、これにより、上記目的が達成される。
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記正規化されたフォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の情報面との距離が所定の誤差範囲内となるようにフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記フォーカス制御の系のゲインを測定するフォーカスゲイン測定手段とをさらに備え、前記信号値は、前記フォーカスゲイン測定手段の出力に基づいて変化してもよい。
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段をさらに備え、前記信号値は、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの前記所定の情報面を通過するように前記移動手段を駆動した場合における前記正規化されたフォーカスエラー信号の振幅が一定値となるように変化してもよい。
前記信号値は、前記複数の情報面のそれぞれに対して変化してもよい。
前記光ビームの焦点が位置する前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面からの反射光を検出する迷光検出手段をさらに備え、前記信号値は、前記迷光検出手段の出力に基づいて変化してもよい。
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記正規化されたフォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点を前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面に移動させるように前記移動手段を制御する制御手段とをさらに備えていてもよい。
前記光検出手段は、前記光ディスクからの反射光を、光軸に近い内側の領域の光と前記光軸から遠い外側の領域の光とに分割する光ビーム分割手段をさらに備えており、前記フォーカスエラー検出手段は、前記内側の領域の光に基づいて前記光ビームの焦点と前記光ディスクの前記所定の情報面との位置ずれを検出する内側フォーカスエラー検出手段と、前記外側の領域の光に基づいて前記光ビームの焦点と前記光ディスクの前記所定の情報面との位置ずれを検出する外側フォーカスエラー検出手段とを含み、前記制御手段は、前記内側フォーカスエラー検出手段の出力および前記外側フォーカスエラー検出手段の出力の少なくとも一方に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点を前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面に移動させるように前記移動手段を制御してもよい。
発明を実施するための最良の形態
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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の光ディスク装置１００１の構成例を示す。
光ディスク装置１００１は、光ディスク１１００に情報を記録し、または、光ディスク１１００に記録されている情報を再生する。光ディスク１１００は、情報記録層１１２０と、情報記録層１１２０の上に形成された保護層１１１０とを有している。
光ディスク装置１００１は、情報記録層１１２０に集束レーザービームを照射するための光ヘッド１１０２を含む。
光ヘッド１１０２は、レーザー光源１２０１と、受光手段１２０２と、対物レンズアクチュエータ１２０４と、対物レンズ１２０３とを含む。
レーザー光源１２０１は、レーザービームを出射する。レーザー光源１２０１から出射されたレーザービームは、対物レンズ１２０３によって集束される。その結果、集束レーザービームが光ディスク１１００に照射される。光ディスク１１００によって反射された集束レーザービームは、対物レンズ１２０３を通って受光手段１２０２によって受け取られる。対物レンズ１２０３は、対物レンズアクチュエータ１２０４によって駆動される。
受光手段１２０２は、例えば、多分割された受光部から構成される。受光手段１２０２から出力される信号群（ＤＯＵＴ）は、フォーカス誤差演算手段１００３および情報読取手段１０１１に供給される。フォーカス誤差演算手段１００３は信号群ＤＯＵＴからフォーカスエラー信号（ＦＥ）を生成する。フォーカスエラー信号とは、前記集束レーザービームの焦点と反射面（後述するが、保護層１１１０の表面または情報記録層１１２０）との距離に応じて変化する信号である。フォーカスエラー信号ＦＥは、ゲインアンプ１００９、スイッチ１００８、加算手段１００４、低域補償手段１０１２、アクチュエータドライバ１００５を経由して光ヘッド１００２の対物レンズアクチュエータ１２０４にフィードバックされる。
このように、受光手段１２０２、フォーカス誤差演算手段１００３、ゲインアンプ１００９、スイッチ１００８、加算手段１００４、低域補償手段１０１２、アクチュエータドライバ１００５および対物レンズアクチュエータ１２０４によってフォーカスサーボを実行するフォーカス制御ループが形成される。スイッチ１００８は、フォーカス制御ループを開閉するために使用される。加算手段１００４は、後述する焦点移動手段１００７の出力信号をフォーカス制御ループに加算するために使用される。
受光手段１２０２、フォーカス誤差演算手段１００３、ゲインアンプ１００９、スイッチ１００８、加算手段１００４、低域補償手段１０１２、アクチュエータドライバ１００５および対物レンズアクチュエータ１２０４は、フォーカスエラー信号ＦＥに基づいて対物レンズアクチュエータ１２０４を駆動することにより、集束レーザービームの焦点と反射面との距離が所定の誤差範囲内となるように反射面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段として機能する。
焦点移動手段１００７は、前記集束レーザービームの焦点を強制的に光ディスク面に対して垂直に移動させる。焦点移動手段１００７の出力信号は加算器１００４によってフォーカス制御ループに加算される。
シーケンサ１００６は、焦点移動手段１００７およびフォーカス制御手段を制御する。シーケンサ１００６は、スイッチ１００８のオンオフを切り換えることによってフォーカス制御手段を制御する。スイッチ１００８がオンの場合には、フォーカス制御ループが閉状態となり、フォーカス制御手段が動作する。スイッチ１００８がオフの場合には、フォーカス制御ループが開状態となり、フォーカス制御手段の動作が停止する。
シーケンサ１００６は、例えば、後述するシーケンス１〜４を生成するためのプログラムが組み込まれたマイクロプロセッサによって構成され得る。
以下、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、シーケンサ１００６の機能を説明する。シーケンサ１００６は、以下に示すシーケンス１〜４をシーケンシャルに実行する。図２Ａは、シーケンス１〜４にわたって集束レーザービームの焦点の位置の変化を示す。図２Ｂは、シーケンス１〜４にわたってフォーカスエラー信号ＦＥの変化を示す。
（シーケンス１）
シーケンサ１００６は、集束レーザービームの焦点が保護層１１１０に向かって移動するように焦点移動手段１００７を制御する。このような制御は、例えば、シーケンサ１００６が焦点移動手段１００７にコマンドＭを発行することによってなされる。コマンドＭに応答して対物レンズアクチュエータ１２０４にＤＣ電流が供給される。これにより、対物レンズ１２０３が光ディスク１１００に対して垂直方向に所定速度で移動する。
シーケンス１では、スイッチ１００８はオフ状態にされている。従って、フォーカス制御ループは開状態であり、フォーカス制御手段は停止状態である。
シーケンス１は、反射面検出手段１０１０によって反射面（すなわち、保護層１１１０の表面）が検出されたときに終了する。
反射面の検出は、例えば、フォーカスエラー信号ＦＥが所定のしきい値（Ｖｔｈ）を超えたことを検出することによって行うことができる（図２Ｂ）。このような検出は、「集束レーザービームの焦点と反射面との距離が近接している場合（すなわち、検出可能範囲内である場合）にはフォーカス誤差にほぼ比例した振幅を有するフォーカスエラー信号が得られるが、検出可能範囲外である場合にはそのような振幅を有するフォーカスエラー信号が得られない」というフォーカスエラー信号に特有の性質（いわゆるＳ字特性）を利用したものである。
（シーケンス２）
シーケンサ１００６は、保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御を実行するようにフォーカス制御手段を制御する。この制御は、スイッチ１００８をオフ状態からオン状態に切り換えることによって達成される。反射面検出手段１０１０は、フォーカスエラー信号ＦＥが所定のしきい値（Ｖｔｈ）を超えたことを検出すると出力パルス信号Ｐを出力する。シーケンサ１００６は、出力パルス信号Ｐのエッジに応答して、スイッチ１００８を閉じるループオン信号（ＬＯＮ）を生成する。これにより、スイッチ１００８はオン状態となり、保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御が開始される。
シーケンス２は、保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御が安定したときに終了する。例えば、フォーカス制御の開始から所定の時間が経過すると「フォーカス制御が安定した」とみなして差し支えない。その所定の時間は、フォーカス制御帯域に応じて決定される応答時間の１０倍程度（あるいはそれ以上）の時間であることが好ましい。例えば、フォーカス制御帯域が１０ｋＨｚに対応する応答時間は０．１ｍｓである場合には、その所定の時間は、１ｍｓ（＝０．１ｍｓ×１０）以上であることが好ましい。
（シーケンス３）
シーケンサ１００６は、保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御を解除する。このフォーカス制御の解除は、スイッチ１００８をオン状態からオフ状態に切り換えることによって達成される。
次に、シーケンサ１００６は、集束レーザービームの焦点が情報記録層１１２０に向かって移動するように焦点移動手段１００７を制御する。このような制御は、例えば、シーケンサ１００６が焦点移動手段１００７にコマンドＭを発行することによってなされる。コマンドＭに応答して対物レンズアクチュエータ１２０４にＤＣ電流が供給される。これにより、対物レンズ１２０３が光ディスク１１００に対して垂直方向に所定速度で移動する。
シーケンス３は、反射面検出手段１０１０によって反射面（すなわち、情報記録層１１２０の表面）が検出されたときに終了する。
反射面の検出は、シーケンス１で説明した方法と同一の方法で行われる。
（シーケンス４）
シーケンサ１００６は、情報記録層１１２０の表面に対するフォーカス制御を実行するようにフォーカス制御手段を制御する。この制御は、スイッチ１００８をオフ状態からオン状態に切り換えることによって達成される。
シーケンス４は、情報記録層１１２０の表面に対するフォーカス制御が安定したときに終了する。
このように、本発明の光ディスク装置１００１によれば、シーケンサ１００６の制御により、２段階のフォーカス引き込みが行われる。１段階目のフォーカス引き込みは、保護層１１１０の表面に対するフォーカス引き込みであり、２段階目のフォーカス引き込みは、情報記録層１１２０の表面に対するフォーカス引き込みである。このような２段階のフォーカス引き込みにより、対物レンズ１２０３が光ディスク１１００に衝突する危険性を大幅に低減することが可能になる。その理由を以下に詳しく説明する。
シーケンス１、２において、１段階目のフォーカス引き込みが情報記録層１１２０の表面に対してではなく保護層１１１０の表面に対して実行される。これにより、従来より保護層１１１０の厚み分だけ離れた位置にフォーカスの引き込みが実行されることになる。これは、言い換えれば、ワーキングディスタンスが保護層１１１０の厚み分だけ拡大されたことになる。
例えば、本来のワーキングディスタンス（情報記録層１１２０に対してオンフォーカスしているときの保護層１１１０表面と対物レンズ１２０３との距離）が１５０μｍである場合には、その本来のワーキングディスタンスに保護層１１１０の厚み１００μｍを加えた２５０μｍを実質的なワーキングディスタンスとすることができる。従って、仮に、光ディスク１１００の回転により２００μｍ程度の面ぶれが発生したとしても、フォーカス引き込みの失敗により、対物レンズ１２０３が保護層１１１０の表面に衝突することをおおかた回避することが可能になる。
さらに、シーケンス２において、光ディスク１１００の面ぶれに対する追従制御が実行されているため、シーケンス３、４において、光ディスク１１００の面ぶれの影響は事実上無視することができる。情報記録層１１２０も保護層１１１０も同じ面ぶれ変動をしているからである。
シーケンス４において、これからフォーカス引き込みを実行しようとしている情報記録層１１２０と対物レンズ１２０３との相対速度はほぼ０になっており、光ディスク１１００は（面ぶれ方向については）実質的に静止していると擬制することができる。シーケンス３において、フォーカス制御ループは遮断されているが、低域補償手段１０１２により、フォーカス制御ループを遮断する前のアクチュエータの動作状態がほぼそのまま保持される。その結果、シーケンス３、４において、情報記録層１１２０に対するフォーカス引き込みをほぼ確実に行うことが可能になる。
以上のように、本発明の実施の形態１によれば、保護層１１１０の表面に対してフォーカス制御を実行し、その後、情報記録層１１２０に対してフォーカス制御を実行することにより、高ＮＡの対物レンズを有する光ヘッドを用いた場合でも、対物レンズが光ディスクの表面に衝突することを極力回避することが可能になる。
ここで、保護層１１１０の表面の反射率Ｒ１１１０と情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０とは異なっているのが通常である。シーケンサ１００６は、反射率Ｒ１１１０と反射率Ｒ１１２０との差異を補正するためにゲインアンプ１００９を用いてゲインを適切に設定する。
シーケンス２における保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御実行時のフィードバックゲインＧ１１１０と、シーケンス４における情報記録層１１２０の表面に対するフォーカス制御実行時のフィードバックゲインＧ１１２０とは、式（１）を満たすように設定されていることが好ましい。
Ｒ１１１０×Ｇ１１１０＝Ｒ１１２０×Ｇ１１２０ （１）
すなわち、Ｇ１１１０とＧ１１２０とは、Ｒ１１１０とＧ１１１０との積がＲ１１２０とＧ１１２０との積に等しくなるように設定されていることが好ましい。
式（１）を満たすようにフィードバックゲインＧ１１１０、Ｇ１１２０を設定することにより、制御系全体のループゲインを常に一定に保つことが可能になる。その結果、保護層１１１０の表面と情報記録層１１２０の表面のいずれに対しても安定なフォーカス制御を実行することが可能になる。
保護層１１１０の表面の反射率Ｒ１１１０は保護層１１１０の屈折率によって一義的に決定されるのに対し、情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０は、情報記録層１１２０の材質によって大きく異なる。例えば、保護層１１１０の材質が一般に用いられるポリカーボネート樹脂の場合は、保護層１１１０の表面の反射率は３〜５％程度の範囲であるのに対し、情報記録層１１２０の表面の反射率は、記録消去可能メディア（例えば相変可膜）の場合は５〜２０％、追記型メディア（例えば色素系材料）の場合は２０〜５０％、再生専用メディア（例えばアルミ反射膜）の場合は７０〜９０％、といったようにその材質によって大きく異なる。よって、フォーカス引き込み時に情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０が明らかになっていないと式（１）の関係が成立する保証は無く、情報記録層１１２０へのフォーカス引き込みが安定に実行できない場合がでてくる。
情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０を確実に取得するためには、例えば、光ディスク１１００の保護層１１１０の表面に反射率Ｒ１１２０を示す情報を予め形成しておくようにし、シーケンス２の実行中（すなわち、保護層１１１０の表面にオンフォーカスしている間）に情報読み取り手段１０１１を用いて反射率Ｒ１１２０を示す情報を保護層１１１０の表面から読み取るようにすればよい。シーケンス４において、シーケンサ１００６は、ゲインアンプ１００９を用いて反射率Ｒ１１２０に基づく制御ゲインを設定する。
図３は、保護層１１１０の表面にディスク情報１１１２が形成された光ディスクの一例を示す。情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０を示す情報は、ディスク情報１１１２の少なくとも一部に含まれている。ディスク情報１１１２は、保護層１１１０の表面に直接印刷されたバーコードであっても良いし、バーコード等が印刷されたラベルを貼り付けたものであっても良い。情報読取手段１０１１は、受光手段１２０２から出力される信号群ＤＯＵＴの全加算信号と所定のしきい値とを比較し、その比較結果に基づいて前記バーコードを二値化して検出する構成であれば、任意の構成をとり得る。
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の光ディスク装置２００２の構成例を示す。
本実施の形態では、後述する光検出器２１１３およびＴＥ信号生成回路２１０２が、複数のトラックが形成された情報面を有する光ディスク２１００に照射された光ビームとその複数のトラックのうちの対応する１つとの位置ずれを検出し、その位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー検出手段として機能する。
また、光検出器２１１３、ＦＥ信号生成回路２１１５、位相補償回路２１１６、電力増幅器２１１８およびアクチュエータ２１０４が、光ビームの焦点と光ディスク２１００の情報面との距離が所定の誤差範囲内となるようにフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段として機能する。
また、マイコン２１２２が、前記フォーカス制御手段とアクチュエータ２１０４（移動手段）とを制御する制御手段として機能する。
光ディスク２１００は、モータ２１２７に取り付けられ所定の回転数で回転している。モータ２１２７は、モータ制御回路２１２６によって制御されている。モータ２１２７の回転数は、マイコン２１２２によって設定される。
光ディスク２１００は、複数のトラックが形成された情報面（図４には示されていない。図６および図２２参照）を有している。複数のトラックは、スパイラル状に凹凸で形成されている。なお、光ディスク２１００は、単層ディスクであってもよいし、二層ディスクを含む多層ディスクであってもよい。
光学ヘッド２１１４には、レーザ２１０９、カップリングレンズ２１０８、偏光ビームスプリッタ２１１０、１／４波長板２１０７、全反射鏡２１０５、光検出器２１１３、アクチュエータ２１０４が取り付けられている。
レーザ２１０９は、レーザ制御回路２１０１に接続されている。レーザ制御回路２１０１は、マイコン２１２２から設定させた発光パワーになるようにレーザ２１０９を駆動する。光学ヘッド２１１４に取り付けられたレーザ２１０９より発生した光ビーム２１０６は、カップリングレンズ２１０８で平行光にされた後に、偏光ビームスプリッタ２１１０、１／４波長板２１０７を通過し、全反射鏡２１０５で反射され、対物レンズ２１０３により光ディスク２１００の情報面上に集束して照射される。
光ディスク２１００の情報面により反射された反射光は、対物レンズ２１０３を通過して全反射鏡２１０５で反射され、１／４波長板２１０７、偏光ビームスプリッタ２１１０、検出レンズ２１１１、円筒レンズ２１１２を通過して４個の受光部からなる光検出器２１１３に入射する。対物レンズ２１０３はアクチュエータ２１０４の可動部に取り付けられている。フォーカス方向移動手段兼トラッキング方向移動手段であるアクチュエータ２１０４はフォーカス用コイル、トラッキング用コイル、フォーカス用の永久磁石及びトラッキング用の永久磁石を含む。したがって、アクチュエータ２１０４のフォーカス用コイルに電力増幅器２１１８を用いて電圧を加えるとコイルに電流が流れ、コイルはフォーカス用の永久磁石から磁気力を受ける。
よって、対物レンズ２１０３は光ディスク２１００の情報面と垂直な方向（図では上下方向）に移動する。対物レンズ２１０３は光ビームの焦点と光ディスクの情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号に基づいて光ビーム２１０６の焦点が常に光ディスク２１００の情報面に位置するように制御されている。
また、トラッキング用コイルに電力増幅器２１２５を用いて電圧を加えると、コイルに電流が流れ、トラッキング用の永久磁石から磁気力を受ける。よって、対物レンズ２１０３は光ディスク２１００の半径方向（すなわち、光ディスク２１００上のトラックを横切る方向；図では左右の方向）に移動する。
光検出器２１１３は、４個の受光部より形成されている。光検出器２１１３上に入射した光ディスクからの反射光は、フォーカスエラー信号生成回路２１１５（以下、ＦＥ信号生成回路２１１５と記す。）、トラッキングエラー信号生成回路２１０２（以下、ＴＥ信号生成回路２１０２と記す。）へ送られる。ＦＥ信号生成回路２１１５は、光ビーム２１０６の焦点と光ディスク２１００の情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号と記す。）を生成する。
図４に示した光学系は一般に非点収差法と呼ばれるＦＥ信号の検出方式を実現する構成を有している。ＦＥ信号は、位相補償回路２１１６、スイッチ２１１７を介して電力増幅器２１１８へ送られる。
電力増幅器２１１８によりアクチュエータ２１０４のフォーカス用コイルに電流が流れる。位相補償回路２１１６は、フォーカス制御系を安定にするための位相を進めるフィルタである。従って、ＦＥ信号に応じて対物レンズ２１０３が駆動され、光ビーム２１０６の焦点が常に情報面上に位置する。
なお、スイッチ２１１７はコントロール端子ｄの電位に応じて端子ａと端子ｃとの接続または端子ｂと端子ｃとの接続が切り替わるもので、本実施の形態では、コントロール端子ｄの電位がハイレベルで端子ｃと端子ａとが接続され、ローレベルの場合に端子ｃと端子ｂとが接続される。また、ＦＥ信号はゼロクロス検出回路２１１９へ送られる。ゼロクロス検出回路２１１９は、ＦＥ信号がゼロクロスしたことを検出すると、パルス信号を出力する。以下では、このパルスをゼロクロス信号という。
図４に示した光学系は一般にプッシュプル法と呼ばれるトラッキングエラー信号の検出方式を実現する構成を有している。以下、トラッキングエラー信号をＴＥ信号と記す。ＴＥ信号生成回路２１０２は、複数のトラックが形成された光ディスク２１００の情報面に収束して照射された光ビーム２１０６と光ディスク２１００のトラックとの位置ずれをプッシュプル法により検出し出力する。ＴＥ信号は、バンド・パス・フィルター２１２０（以下では、ＢＰＦ２１２０と記す。）、振幅検出回路２１２１を介してコンパレータ２１２８へ送られる。
コンパレータ２１２８の出力はマイコン２１２２へ送られる。ランプ波発生回路２１２３は、一定速度で変化する信号（すなわち、ランプ波形）を発生する。ランプ波を発生する期間は、マイコン２１２２によって設定される。ランプ波発生回路２１２３の出力は、スイッチ２１１７を介して電力増幅器２１１８へ送られる。スイッチ２１１７の切り替えは、マイコン２１２２によって行われる。正弦波発生回路２１２４は、正弦波を発生する。正弦波を発生する期間は、マイコン２１２２によって設定される。正弦波発生回路２１２４の出力は電力増幅器２１２５へ送られる。
フォーカスを引き込む際の動作を説明する。マイコン２１２２は、モータ制御回路２１２６に所定の回転数を設定する。次に、レーザ制御回路２１０１に所定の発光パワーを設定する。マイコン２１２２は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルにして端子ｃと端子ｂとを接続する。このときフォーカス制御は行われていない状態である。そして、ランプ波発生回路２１２３を動作させランプ波を出力させる。ランプ波に応じた電流が電力増幅器２１１８によってフォーカス用コイルに流れる。
対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００に向かって（図では上方向に向かって）移動する。それと同時に、マイコン２１２２は、正弦波発生回路２１２４を動作させ、電力増幅器２１２５によってトラッキング用コイルに正弦状の電流が流れる。対物レンズ２１０３はトラックを横断する方向に正弦波状に振れる。
このように、対物レンズ２１０３は、トラックを横断する方向に振れながら光ディスク２１００に近づく。光ビーム２１０６の焦点が、光ディスク２１００の情報面に近づきトラックを横断するようになると、ＴＥ信号生成回路２１０２からＴＥ信号が正弦波状になる。ＴＥ信号は、ＢＰＦ２１２０を介して振幅検出回路２１２１に送られる。振幅検出手段である振幅検出回路２１２１は、トラックと直行する方向に光ビームを移動させながらＴＥ信号の振幅を測定するものである。ＢＰＦ２１２０は、ノイズを除去する。ＢＰＦ２１２０の通過帯域は、ＴＥ信号の周波数である。ＴＥ信号の周波数は、トラックピッチと偏芯および光ディスクの回転数によって決まる。通常の光ディスク装置および光ディスクでは、数１０Ｈｚから数ＫＨｚである。
振幅検出回路２１２１によってＴＥ信号の振幅が検出される。検出されたＴＥ信号の振幅が所定値以上になるとコンパレータ２１２８の出力がハイレベルになり、光ビームの焦点が情報面の近傍にあることが検出される。その後、光ビームの焦点が情報面を通過しＦＥ信号生成回路２１１５の出力であるＦＥ信号がゼロクロスする。このとき、ゼロクロス検出手段であるゼロクロス検出回路２１１９からゼロクロス信号が出力される。
マイコン２１２２は、コンパレータ２１２８の出力がハイレベルであり、かつ、ゼロクロス検出回路２１１９からゼロクロス信号が出力された場合に、光ビームの焦点が光ディスク２１００の情報面にあると判断する。この場合、マイコン２１２２は、コントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御の動作を開始させる。
マイコン２１２２は、振幅検出回路２１２１がＴＥ信号の振幅を検出する場合における光ディスク２１００の回転数が、光ディスク２１００の情報面に記録された情報を再生する場合における光ディスク２１００の回転数より小さくなるように光ディスク２１００の回転を制御する。このような制御は、例えば、光ディスク２１００を回転させる回転手段であるモータ２１２７の回転数を制御することによって達成される。マイコン２１２２は、フォーカス制御を開始した後にモータ２１２７の回転数を情報を再生する際の正規の回転数に上げる。このように、ＴＥ信号の振幅を検出する際に光ディスク２１００の回転数を下げることにより、光ディスク２１００の面振れによる情報面のフォーカス方向の速度を低くすることができる。これにより、情報面が焦点深度の範囲にある期間を長くすることができ、光ビーム２１０６が横断するトラックの本数を多くすることができる。その結果、ＴＥ信号の振幅を正確に検出することが可能になる。
また、マイコン２１２２は、振幅検出回路２１２１がＴＥ信号の振幅を検出する場合における光ビームの強度が、光ディスク２１００の情報面に記録された情報を再生する場合における光ビームの強度より小さくなるように光ビームの強度を制御する。このような制御は、例えば、レーザ２１０９の発光パワーを制御することによって達成される。マイコン２１２２は、フォーカス制御を開始した後にレーザ２１０９の発光パワーを情報を再生する際の正規のパワーに上げる。このように、ＴＥ信号の振幅を検出する際に光ビームのパワーを下げることにより、光ディスク２１００に記録された情報が破壊されることを防止することができる。
図５は、ＦＥ信号の変化の一例を示す。図５において、横軸が対物レンズ２１０３によって収束された光ビーム２１０６の焦点位置と光ディスク２１００の情報面との距離を示す。縦軸がＦＥ信号のレベルを示す。ＦＥ信号は、Ｓ字に似た波形となる。以下では、この波形をＳ字波形という。ＦＥ信号のレベルが零であることは光ビーム２１０６の焦点が情報面に一致した状態（すなわち、合焦点の状態）であることを示す。ＦＥ信号のレベルは一般に約１０μｍの距離で最大値となる。離れるにしたがってＦＥ信号は零に近づく。そこで、フォーカス制御を動作する前にはフォーカス制御の為の初期動作を行い、光ビーム２１０６の焦点位置と情報面との距離が図５の範囲Ｌになる状態にする必要がある。
図６は、光ディスク２１００に形成されたトラックを模式的に示す。図の下側から光ビーム２１０６が照射される。図の下側からみて凸部がトラックである。図６において、光ディスク２１００の情報面が参照番号２１０１によって示されており、光ディスク２１００の表面が参照番号２１０２によって示されている。
一般にプッシュプル法と呼ばれるトラッキングエラー検出方式について説明する。プッシュプル法はファーフィールド法とも呼ばれる方式である。光ディスク２１００上のトラックで反射回折された光ビームをトラック中心に対して対称に配置された２分割の光検出器の受光部での出力差によってＴＥ信号を検出する方式である。
図７は、光ビーム２１０６がトラックを横断した場合のＴＥ信号の波形を示す。光ビーム２１０６がトラックを横断するとＴＥ信号は、正弦波状の波形になる。トラックの中心で零になる。
図８は、対物レンズ２１０３を光ディスク２１００の情報面に徐々に近づけた場合の各信号の波形を示す。図８において、波形（ａ）がランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がＦＥ信号を、波形（ｄ）がゼロクロス信号を、波形（ｅ）がＴＥ信号を、波形（ｆ）が振幅検出回路２１２１の出力を、波形（ｇ）がコンパレータ２１２８の出力をそれぞれ示す。
マイコン２１２２が、ランプ波発生回路２１２３の動作を時間ｔ０に開始すると、それに応じた電流がフォーカス用コイルに流れる。従って、対物レンズ２１０３は徐々に光ディスク２１００の情報面に近づく。時間ｔ１で焦点位置が光ディスクの表面と一致するとゼロクロス信号が出力される。しかしながら、光ディスク表面では、ＴＥ信号のレベルは零なのでコンパレータ２１２８の出力はローレベルのままである。さらに焦点位置が光ディスク２１００に近づくと時間ｔ２で情報面が焦点深度に入るのでＴＥ信号が正弦波状になる。従って、振幅検出回路２１２１の出力がＥ１を超えて、コンパレータ２１２８の出力がハイレベルになる。
時間ｔ３で焦点が情報面と一致するとゼロクロス信号が出力される。さらに対物レンズ２１０３を上げていくと情報面が焦点深度から外れるのでＴＥ信号が零レベルになる。時間ｔ４でコンパレータ２１２８の出力がローレベルになる。上述したように、光ディスク２１００の表面ではゼロクロス信号が出力されるが、コンパレータ２１２８の出力がローレベルであるので、確実に情報面を検出できる。すなわち、時間ｔ３においてマイコン２１２２がコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続するように構成すれば、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面に確実にフォーカス引き込みすることができる。
図９は、フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す。図９において、波形（ａ）がランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がＦＥ信号を、波形（ｄ）がゼロクロス信号を、波形（ｅ）がＴＥ信号を、波形（ｆ）が振幅検出回路２１２１の出力を、波形（ｇ）がコンパレータ２１２８の出力をそれぞれ示す。
また、波形（ｈ）が、マイコン２１２２がスイッチ２１１７のコントロール端子ｄに出力するコントロール信号を示す。ｔ１０でランプ波発生回路２１２３が動作を開始する。時間ｔ１１でコンパレータ２１２８の出力がハイレベルになる。
時間ｔ１２で焦点位置が情報面と一致しゼロクロス信号が出力される。マイコン２１２２は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルにする。
従って、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとが接続され、フォーカス制御が動作する。対物レンズ２１０３は、焦点が情報面にあるようにフォーカス制御される。
ＦＥ信号は光ディスク２１００の表面でもゼロクロスするが、光ディスク２１００の表面ではＴＥ信号のレベルは零であるのでマイコン２１２２はフォーカス制御を動作させることはない。従って、正確に情報面にフォーカスを引き込むことができる。
なお、光ディスク２１００が情報が予め記録されているディスク（例えば、ＲＯＭ）である場合には、ＲＦ信号に基づいて情報面を検出するようにしてもよい。このような検出は、全反射検出回路およびＲＦ検出回路を図４に示される光ディスク装置２００２の構成に追加することによって達成され得る。
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３の光ディスク装置２００３の構成例を示す。図１０において、上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
図１１は、光ディスク２１５０の情報面に形成された複数のトラックを示す。その複数のトラックのそれぞれは蛇行している。図１１に示される例では、トラックは、所定の周期Ｗでトラックの径方向に微小に振られている。この微少な振られは、光ビーム２１０６とトラックとの位置ずれとしてＴＥ信号で検出できる。なお、光ディスク２１５０は、単層ディスクであってもよいし、二層ディスクを含む多層ディスクであってもよい。
図１２は、フォーカス制御が動作している状態で光ビーム２１０６がトラックを横断する場合の各信号の波形を示す。（ａ）はトラックの模式図を示す。波形（ｂ）はＴＥ信号を、波形（ｃ）はＢＰＦ２１５１の出力を示す。ＢＰＦ２１５１の出力を以下ではウォブル信号という。ウォブル信号の振幅は光ビーム２１０６がトラックの中心に位置する場合に最大となり、光ビーム２０１６がトラックとトラックとの中間にある場合に小さくなる。ＢＰＦ２１５１は、ＴＥ信号に含まれるトラックの径方向の微小な振られによる成分を通過させる。従って、ＢＰＦ２１５１の通過帯域は、Ｗと光ディスク２１５０の回転数で決まる。
図１３は、光ディスク装置２００３の内部で用いられる各信号の波形を示す。波形（ａ）がランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がＦＥ信号を、波形（ｄ）がゼロクロス信号を、波形（ｅ）がウォブル信号を、波形（ｆ）が振幅検出回路２１２１の出力を、波形ｇがコンパレータ２４６０の出力を、波形ｈがスイッチ２１１７の端子ｄの信号をそれぞれ示す。マイコン２１２２が、時間ｔ２０にランプ波発生回路２１２３の動作を開始すると、それに応じた電流がフォーカス用コイルに流れる。
従って、対物レンズ２１０３は徐々に光ディスク２１５０の情報面に近づく。時間ｔ２１で焦点位置が光ディスク２１５０の表面と一致するとゼロクロス信号が出力される。しかしながら、光ディスク２１５０の表面では、ウォブル信号のレベルが零なのでコンパレータ２４６０の出力はローレベルのままである。さらに焦点位置が光ディスク２１５０に近づくと時間ｔ２２で情報面が焦点深度に入る。よって、ウォブル信号が正弦波状の信号になる。振幅検出回路２１２１の出力がＥ２を超えるのでコンパレータ２４６０の出力がハイレベルになる。時間ｔ２３で焦点が情報面と一致するとゼロクロス信号が出力される。マイコン２１２２は、時間ｔ２３でスイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルにして端子ｃと端子ａとを接続して、フォーカス制御を動作させる。
光ディスク２１５０の表面ではゼロクロス信号が出力されるが、コンパレータ２４６０の出力がローレベルであるため、マイコン２１２２はコントロール端子の電位のレベルをローレベルのままにするため、スイッチ２１１７において端子ｂと端子ｃとが接続し、フォーカス制御は行われない。一方、光ディスク２１５０の情報面においてもゼロクロス信号が出力されるがこのときには、コンパレータ２４６０の出力がハイレベルであるため、マイコン２１２２はコントロール端子ｄの電位のレベルをハイレベルとなるようにするため、スイッチ２１１７において、端子ａと端子ｃとが接続され、フォーカス制御が行われる。
このような構成にすることにより、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面を確実に検出し、確実にフォーカス引き込みすることができる。
（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４の光ディスク装置２００４の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
ランプ波発生回路２１５７は、端子ａの電位がハイレベルになると一定速度で変化する信号を発生する。その速度の極性は端子ｂの電位がハイレベルの場合は正で、ローレベルの場合は負となる。光ディスク２１００は所定の回転数で回転している。モータ制御回路２１５６はモータ２１２７が所定の回転数で回転するように制御する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。
フォーカスを引き込む際の動作を説明する。マイコン２１５８は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルにして端子ｃと端子ｂとを接続する。次に、マイコン２１５８は、ランプ波発生回路２１５７の端子ａ、端子ｂの電位をともにハイレベルとする。その結果、ランプ波発生回路２１５７は、正の極性の一定速度で変化する信号を発生する。ランプ波発生回路２１５７の出力に応じた電流が電力増幅器２１１８によってフォーカス用コイルに流れる。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００に向かって（図では上方向に向かって）移動する。光ビーム２１０６の焦点と光ディスク２１００の表面とが一致すると最初のゼロクロス信号がゼロクロス検出回路２１１９から出力される。
マイコン２１５８は、最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間Ｍ０が経過した後にランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をハイレベルからローレベルに変える。その結果、最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間Ｍ０が経過した後にランプ波発生回路２１５７は負の極性の一定速度で変化する信号を発生する。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００から遠ざかる方向に（図では下方向に向かって）移動し、光ビームの焦点は、光ディスク２１００の情報面に近づく方向に（図では下方向に向かって）移動する。
なお、所定時間Ｍ０は、光ビームの焦点が情報面に到達するより長い時間に設定されている。すなわち、所定時間Ｍ０は、最初のゼロクロス信号が検出された時点において対物レンズ２１０３が移動していた方向と同一の方向に、光ディスク２１００の保護層の厚さより大きい所定の距離だけ対物レンズ２１０３をさらに移動させることが可能な時間である。光ディスク２１００の保護層の厚さとは、光ディスク２１００の表面と情報面との距離をいう。
このように、光ビームの焦点は、情報面を一旦通過した後に情報面に向かって移動を開始する。光ビームの焦点が情報面を再度通過すると、ゼロクロス検出回路２１１９によって２回目のゼロクロス信号が出力される。マイコン２１５８は、２回目のゼロクロス信号が出力されたこと（すなわち、フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたこと）を検出すると、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を開始する。
図１５は、光ディスク装置２００４の内部で用いられる各信号の波形を示す。図１５において、波形（ａ）がランプ波発生回路２１５７の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がランプ波発生回路２１５７の端子ｂの信号を、波形（ｄ）がＦＥ信号を、波形（ｅ）がゼロクロス信号を、波形（ｆ）がスイッチ２１１７の端子ｄの信号をそれぞれ示す。マイコン２１５８が、時間ｔ３０にランプ波発生回路２１５７の動作を開始すると、それに応じた電流がフォーカス用コイルに流れる。
従って、対物レンズ２１０３は徐々に光ディスク２１００の情報面に近づく。時間ｔ３１で焦点位置が光ディスク２１００の表面と一致するとゼロクロス信号が出力される。
マイコン２１５８は、最初のゼロクロス信号を検出した時点からＭ０時間が経過した後にランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をローレベルに設定する。
なお、時間ｔ３２に焦点と情報面とが一致するのでゼロクロス信号が出力される。ランプ波発生回路２１５７の出力は時間ｔ３３から一定速度で減少していく。従って、焦点は徐々に情報面に近づき時間ｔ３４で焦点と情報面とが一致しゼロクロス信号が出力される。マイコン２１５８はスイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルにし、端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を動作を開始させる。
このように構成することにより、ＴＥ信号を必要とすることなく、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面を確実に検出し、確実にフォーカス引き込みすることができる。
本方式は一旦情報面より上に焦点を移動させるので光ディスク２１００の表面でのゼロクロス信号の影響を受けない。
また、焦点を光ディスク２１００に近づける距離を光ディスク２１００の表面を基準にして制限しているので対物レンズ２１０３が光ディスク２１００の表面に衝突することが無い。なお、所定時間Ｍ０は、フォーカスアクチュエータの感度とランプ波発生回路２１５７の出力信号の変化率とによってきまる。
本実施の形態では、時間Ｍ０を所定値としたが時間ｔ３１からｔ３２の時間に応じて変えても良い。光ディスク２１００の表面から情報面までの距離は予め決まっているのでその距離を移動する時間はアクチュエータの感度に比例する。
従って、アクチュエータの感度が変化しても正確に焦点を情報面の上側に移動することができる。
（実施の形態５）
図１６は、本発明の実施の形態５の光ディスク装置２００５の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
フォーカスを引き込む際の動作を説明する。マイコン２１６０は、モータ制御回路２１２６にモータの回転数としてゼロを設定する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。マイコン２１６０は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルを変えることにより端子ｃと端子ｂとを接続する。次に、マイコン２１６０は、ランプ波発生回路２１５７の端子ａ、端子ｂの電位をともにハイレベルとする。その結果、ランプ波発生回路２１５７は、正の極性の一定速度で変化する信号を発生する。ランプ波発生回路２１５７の出力に応じた電流が電力増幅器２１１８によってフォーカス用コイルに流れる。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００に向かって（図では上方向に向かって）移動する。
マイコン２１６０は、最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間Ｍ１が経過した後にランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をハイレベルからローレベルに変える。その結果、ランプ波発生回路２１５７は、最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間Ｍ１が経過した後に負の極性の一定速度で変化する信号を発生する。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００から除々に遠ざかる。
なお、所定時間Ｍ１は、焦点が情報面に到達するより十分に長い時間に設定されている。すなわち、所定時間Ｍ１は、対物レンズ２１０３が光ディスク２１００の保護層の厚さ以上に移動するような時間に設定されている。その結果、焦点は情報面をいったん通過した後に情報面に向かって移動を開始する。マイコン２１６０は、ランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をローレベルに変えた時点から最初のゼロクロス信号が検出されると、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を開始する。マイコン２１６０は、正弦波発生回路２１２４を動作させる。マイコン２１６０は、コンパレータ２１２８の出力がハイレベルであると正弦波発生回路２１２４の動作を停止させて、モータ制御回路２１２６に所定の回転数を設定する。コンパレータ２１２８の出力がローレベルの場合には、ランプ波発生回路２１５７をリセットしてスイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続して再度フォーカス引き込みを行う。
図１７は、光ディスク装置２００５の内部で用いられる各信号の波形を示す。波形（ａ）がランプ波発生回路２１５７の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がランプ波発生回路２１５７の端子ｂの信号を、波形（ｄ）がＦＥ信号を、波形（ｅ）がゼロクロス信号を、波形（ｆ）がＴＥ信号を、波形（ｇ）がスイッチ２１１７の端子ｄの信号を、波形（ｈ）がコンパレータ２１２８の出力を、波形（ｉ）がモータ制御回路２１２６がモータ２１２７に送る所定の回転数に対応する信号をそれぞれ示す。
マイコン２１６０が、時間ｔ４０にランプ波発生回路２１５７の動作を開始すると、その出力に応じた電流がフォーカス用コイルに流れる。従って、対物レンズ２１０３は徐々に光ディスク２１００の情報面に近づき、さらに情報面を通過する。マイコン２１６０は、時間ｔ４０から所定時間Ｍ１経過後の時間ｔ４１でランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をローレベルに設定する。従って、ランプ波発生回路２１５７の出力は時間ｔ４１から一定速度で減少していく。従って、焦点は徐々に情報面に近づき時間ｔ４２で焦点と情報面とが一致しゼロクロス信号が出力される。
マイコン２１６０は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を動作させる。マイコン２１６０は、時間ｔ４３で正弦波発生回路２１２４を動作させる。光ビームの焦点が情報面上にあると光ビーム２１０６がトラックを横断するのでＴＥ信号が正弦波状になり、振幅検出手段である振幅検出回路が２１２１がＴＥ信号の振幅が所定値以上であることを検出すると、コンパレータ２１２８の出力がハイレベルになる。マイコン２１６０は、情報面へのフォーカス引き込みが正常に終了したと判断して時間ｔ４４にモータ制御回路２１２６に所定の回転数を設定する。
従って、本実施の形態によれば、モータ２１２７を回転させる前にフォーカス引き込みが正常にできたかどうかを判断するので、フォーカス引き込みが正常に行われず対物レンズ２１０３が光ディスク２１００の表面に衝突した状態でモータ２１２７を回転させることが無い。このため、光ディスク２１００を広い範囲に渡って傷つけることなく、かつ、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面を確実に検出し、確実にフォーカス引き込みすることができる。
なお、本実施の形態で説明したモータ２１２７の回転制御は、上述したすべての実施の形態に適用することが可能である。
（実施の形態６）
図１８は、本発明の実施の形態６の光ディスク装置２００６の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、１回転メモリ２１６６が、光ディスク２１００の回転角度に応じたアクチュエータ２１０４のフォーカス方向の変位を記憶する記憶手段として機能する。
モータ制御回路２１５６は、モータ２１２７が所定の回転数で回転するように制御する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。回転角度検出回路２１６５は、モータ２１２７の回転角度を検出して出力する。以下、この信号を回転角度信号という。１回転メモリ２１６６は、回転角度信号に同期して光ディスク２１００が１回転する期間の電力増幅器２１１８の入力電圧を記憶する。また、記憶した値を回転角度信号に同期して加算器２１６７に出力する。
このような記憶および出力の動作はマイコン２１６８によって制御される。
本実施の形態ではフォーカス制御系の開ループゲインを測定可能な構成になっている。
マイコン２１６８は、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを閉じてフォーカス制御を動作させている状態で正弦波を加算器２１６９に送る。フォーカス制御系に加算された正弦波に追従するように対物レンズ１０３が制御される。マイコン２１６８は、その状態でのＦＥ信号を取り込み加算した正弦波とＦＥ信号の振幅と位相の関係からフォーカス制御系の開ループゲインを算出する。算出したゲイン値に基づいて開ループが所定のゲインになるように増幅器２４００のゲインを変える。なお、所定のゲインとは、後述する位相補償回路２１７０の位相進み特性を設計する際に想定したゲインをいう。
位相補償回路２１７０は、フォーカス制御系を安定にするための位相を進めるフィルタである。
なお、位相の進む帯域を広い場合と狭い場合に切り替えられる構成になっている。フォーカス引き込みは位相の進む帯域が広い設定で行い、フォーカス制御系の開ループのゲインを調整後に狭い設定に変える。すなわち、フォーカス引き込みを開始してからフォーカス制御系の開ループゲインを調整するまでの期間は、位相の進む帯域が広い設定にする。光ディスク２１００の反射率のばらつきやフォーカスアクチュエータの感度のばらつきによって開ループのゲインが所定のゲインからずれる。従って、フォーカス引き込みの際は位相の進む帯域が広い設定でフォーカス制御を動作させ、ゲイン調整後に通常の帯域に戻す。
これによって、フォーカス引き込みが安定になり、かつ、一般的にはフォーカス引込み時の開ループゲインに比べてゲイン調整後の開ループゲインを高く設定することができる。
図１９および図２０を用いて、位相補償回路２１７０を説明する。
図１９は、位相補償回路２１７０の構成例を示す。第１の入力端子２３００は、第１の位相補償回路２３０１および第３の位相補償回路２３０３に接続される。第１の位相補償回路２３０１と第２の位相補償回路２３０２とは直列に接続されている。第２の位相補償回路２３０２の出力がスイッチ２３０４の端子ａに接続される。第３の位相補償回路２３０３は、直列に接続された第１の位相補償回路２３０２、第２の位相補償回路２３０２と並列に接続されており、その出力はスイッチ２３０４の端子ｂに接続される。スイッチ２３０４の端子ｃは出力端子２３０６に接続され、出力端子２３０６からの信号は１回転メモリ２１６６、加算器２１６７に入力される。スイッチ２３０４の端子ｄは第２の入力端子２３０５に接続される。第２の入力端子２３０５はマイコン２１６８に接続される。
図２０は、位相補償回路２１７０に含まれる各回路の位相特性を示す。図２０において、横軸は周波数を示し、縦軸は位相を示す。なお、横軸の周波数は、対数の目盛りである。
図２０の（ａ）は、第１の位相補償回路２３０１の位相特性を示す。第１の位相補償回路２３０１においては、周波数ｆ０からｆ３の帯域で位相が進む特性になっている。
図２０の（ｂ）は、第２の位相補償回路２３０２の位相特性を示す。第２の位相補償回路２３０２においては、周波数ｆ２からｆ５の帯域で位相が進む特性になっている。
図２０の（ｃ）は、直列に接続された第１の位相補償回路２３０１および第２の位相補償回路２３０２の位相特性を示す。この直列回路においては、周波数ｆ０からｆ５の帯域で位相が進む特性になっている。
図２０の（ｄ）は、第３の位相補償回路２３０３の位相特性を示す。第３の位相補償回路２３０３においては、周波数ｆ１からｆ４の帯域で位相が進む特性になっている。
従って、第２の入力端子のレベルを切り替えることで位相の進む帯域が広い特性と狭い特性に切り替えることができる。
開ループのゲインが０ｄＢになる周波数は、ｆ２とｆ３との間に予め決められている。従って、直列に接続された第１の位相補償回路２３０１および第２の位相補償回路２３０２の位相特性はｆ２とｆ３との間で位相の進みが最大となるように設計される。また、第３の位相補償回路２３０３の位相特性もｆ２とｆ３との間で位相の進みが最大となるように設計される。直列に接続された第１の位相補償回路２３０１および第２の位相補償回路２３０２の位相補償回路は、第３の位相補償回路２３０３に比べ位相の進む帯域が広いので開ループゲインがばらついても位相余裕が確保でき、制御系が安定である。しかしながら、位相の進む帯域を広くすることによって位相補償回路２１７０のゲインが高くなる。このために、ノイズ等によってアクチュエータのコイルに過大な電流が流れる。この過大な電流を防止するためには、直列に接続された第１の位相補償回路２３０１、第２の位相補償回路２３０２を用いる場合には開ループゲインを若干下げることが好ましい。
図２１は、フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す。図２１において、波形（ａ）がランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）が電力増幅器２１１８の入力波形を、波形（ｄ）が１回転メモリ２１６６の出力波形を、波形（ｅ）がＦＥ信号を、波形（ｆ）がゼロクロス信号を、波形（ｇ）がスイッチ２１１７の端子ｄの信号をそれぞれ示す。マイコン２１６８は、スイッチ２３０４の第２の入力端子２３０５の電位をハイレベルとし、直列に接続された第１の位相補償回路２３０１、第２の位相補償回路２３０２の出力信号が出力端子２３０６に伝達されるように端子ａと端子ｃとを接続する。これにより、位相補償回路２１７０の特性を位相の進む帯域が広い特性となる。
マイコン２１６８は、時間ｔ５０にスイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルにしてスイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続する。ランプ波発生回路２１２３は、一定速度で変化する信号を発生する。ランプ波発生回路２１２３の出力に応じた電流が電力増幅器２１１８によってフォーカス用コイルに流れる。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００に向かって（図では上方向に向かって）移動する。焦点と光ディスク１００の表面とが一致すると最初のゼロクロス信号が出力される。マイコン２１６８は、最初のゼロクロス信号を検出した時間ｔ５１において、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルにし、スイッチ２１１７の端子ａと端子ｃとを接続してフォーカス制御を動作させる。
光ビームの焦点は光ディスク２１００の表面に位置するようにフォーカス制御される。
光ディスク２１００は面振れを有しているので対物レンズ２１０３はその面振れに追従するように上下する。従って、１回転メモリ２１６６を動作させる前の電力増幅回路２１１８の入力レベルは面振れに比例している。
時間ｔ５１からｔ５２が光ディスク２１００が１回転する期間を示す。マイコン２１６８は、時間ｔ５１に１回転メモリ２１６６に記憶の動作を指令する。１回転メモリ２１６６は時間ｔ５１からｔ５２のスイッチ２１１７の端子ｂのレベルを記憶する。そして、１回転メモリ２１６６は、記憶した値を時間ｔ５２以降は加算器２１６７に出力する。また、マイコン２１６８は、時間ｔ５２において、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルとすることにより、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続する。また、マイコン２１６８は、ランプ波発生回路２１２３の端子ａ、端子ｂの電位をハイレベルとし、ランプ波発生回路２１２３を再度動作させるための指令を送ることにより、加算器２１６７の出力はランプ波発生回路２１２３の出力と１回転メモリ２１６６の出力を加算した信号となり、対物レンズ２１０３は、加算器２１６７の出力に応じて徐々に光ディスク２１００に近づく。
時間ｔ５３に焦点と情報面とが一致するとゼロクロス信号が出力される。マイコン２１６８は、１回転メモリ２１６６の出力を停止させて、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ１１７の端子ｃと端子ａとを接続する。これにより、情報面に焦点があるようにフォーカス制御される。
マイコン２１６８は、ゲイン調整を行い増幅器２４００のゲインをフォーカス制御系の開ループゲインが所定の値になるように変える。
また、マイコン２１６８は、スイッチ２３０４の第２の入力端子２３０５の電位をローレベルとし、第３の位相補償回路２３０３の出力信号が出力されるようにスイッチ２３０４の端子ｂと端子ｃとが接続されるようにする。これにより、位相補償回路２１７０の位相進みの帯域が狭い特性に切り替わる。
本実施の形態によると光ディスク２１００にワーキングディスタンスよりも大きい面振れがあっても対物レンズ２１０３と光ディスク２１００が衝突することがない。
なお、図２２は、ワーキングディスタンスを示す。焦点が情報面にある場合の光ディスク２１００の表面と対物レンズ２１０３の上面との最短の距離Ｋをワーキングディスタンスという。
また、本実施の形態によると面振れによる対物レンズ２１０３と光ディスク２１００の情報面の相対速度がほぼ零に低減されるのでフォーカス引き込みが安定する。
また、開ループゲインのばらつき要因として光ディスク２１００の情報面の反射率やフォーカスアクチュエータの感度のばらつきについて述べたが、２層光ディスクでは、他の情報面からの反射光によって反射光量で正規化したＦＥ信号の振幅が変化し開ループゲインがばらつく。本実施の形態では、開ループゲインの調整を行うので、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面を確実に検出し、確実にフォーカス引き込みすることができる。
（実施の形態７）
図２３は、本発明の実施の形態７の光ディスク装置２００７の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
本実施の形態において、光検出器２１１３は、複数の情報面を有する光ディスク２１８７の所定の情報面に収束して照射された光ビームの光ディスク２１８７からの反射光を検出する光検出手段として機能する。
また、ＦＥ信号生成回路２１１５は、光検出器２１１３の出力に基づいて光ビームの焦点と光ディスク２１８７の所定の情報面との位置ずれを検出するフォーカスエラー検出手段として機能する。
また、全反射光量信号生成回路２１８３は、光検出器２１１３の出力に基づいて光ディスク２１８７からの全反射光量を検出する全反射光量検出手段として機能する。
また、除算器２１８５は、前記全反射光量検出手段の出力から前記光ディスクの所定の情報面以外の情報面より反射される反射光量に応じた信号値を減算した値で前記フォーカスエラー検出手段の出力を除算する正規化手段として機能する。
光ディスク２１８７は、片面に第１の情報面と第２の情報面の２つの情報面を有する２層光ディスクである。モータ制御回路２１５６は、モータ２１２７が所定の回転数で回転するように制御する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。光検出器２１１３に入射した光ディスク２１８７からの反射光は、フォーカスエラー信号生成回路２１１５、全反射光量信号生成回路２１８３に送られる。全反射光量信号生成回路２１８３は、光検出器２１１３に入射する光ディスク２１８７からの全反射光量を検出して出力する。以下では、全反射光量信号生成回路２１８３の出力を全反射光量信号という。
全反射光量信号は、減算器２１８４を介して除算器２１８５の端子ｂに送られる。除算器２１８５の端子ａにはＦＥ信号が入力されている。除算器２１８５は、端子ａに入力される信号を端子ｂに入力される信号で除算して端子ｃから出力する。除算器２１８５は光ディスク２１８７の情報面の反射率が変化したことによりＦＥ信号の振幅レベルが影響を受けることなくＦＥ信号のレベルを一定にするものである。以下では、除算器２１８５の出力を正規化ＦＥ信号という。除算器２１８５の出力は位相補償回路２１１６、スイッチ２１１７を介して電力増幅器２１１８に送られる。
従って、光ディスク２１８７の情報面の反射率が変化してもフォーカスの開ループのゲインは変化しない。しかしながら、２層光ディスクでは焦点がある情報面とは別の情報面からの反射光が光検出器２１１３に入射する。このために全反射光量信号でＦＥ信号を正規化してもＦＥ信号のレベルが低下する。減算器２１８４は、この他の情報面からの反射光量を補正する。減算器２１８４にはスイッチ２１８６が接続されている。スイッチ２１８６には第１の基準電圧２１８１と第２の基準電圧２１８２が接続されており、マイコン２１８０の指令によっていずれかの信号を出力する。
第１の基準電圧２１８１は、焦点が第１の情報面になる場合の第２の情報面からの反射光量に対応する。また、第２の基準電圧２１８２は焦点が第２の情報面になる場合の第１の情報面からの反射光量に対応する。従って、除算器２１８５の出力では第１の情報面および第２の情報面において他の情報面からの反射光量が除去された信号になる。
なお、第１の基準電圧２１８１および第２の基準電圧２１８２のレベルは、光学ヘッド２１１４の特性および光ディスク２１８７の反射率等によって決まる。光ビームの焦点を第１の情報面から第２の情報面へ移動させる際は、マイコン２１８０は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄをローレベルとすることにより、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続する。
マイコン２１８０は、光ビームの焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させるためのフォーカス用コイルの駆動電圧をＤ／Ａ変換器を介してスイッチ２１１７の端子ｂに送る。移動後に再度スイッチ２１１７のコントロール端子ｄをハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を動作させる。なお、上述したように光ビームの焦点が第１の情報面上にあるかまたは第２の情報面上にあるかによってスイッチ２１８６を切り替える。これにより情報面に応じて正規化手段である除算器２１８５に入力する光ビームの焦点が位置する光ディスク２１８７の情報面以外の情報面より反射される反射光量に応じた信号値（すなわち、除算器２１８５の端子ｂに入力する信号値）を変えることができる。
図２４は、２層光ディスク２１８７と光ビーム２１０６とを示す。図２４に示される例では、第１の情報面に焦点がある。第１の情報面に記録された情報を再生する場合には焦点を第１の情報面にあるようにフォーカス制御する。第２の情報面に記録された情報を再生する際は一旦フォーカス制御を停止して、対物レンズ１０３を光ディスク２１８７に近づけ、焦点を第２の情報面に移動させた後に再度フォーカス制御を動作させる。
第１の情報面に焦点がある場合に第１の情報面で反射した光ビームＬ１が光検出器２１１３に入射する。光ビームＬ１によってＦＥ信号が生成される。
しかしながら、第１の情報面を透過して第２の情報面で反射した光ビームＬ２の一部が光検出器２１１３に入射する。この反射光はＦＥ信号に影響を与えないが全反射光量信号を増大させる。このためＦＥ信号を全反射光量信号で正規化すると光ビームＬ２の分だけＦＥ信号のレベルが低下する。なお、他の情報面からの反射光量は焦点が第１の情報面にある場合と第２の情報面にある場合とで異なる。
次に、焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させる動作を説明する。
図２５は、光ディスク装置２００７の内部で用いられる各信号の波形を示す。波形（ａ）は、正規化後のＦＥ信号を、波形（ｂ）はマイコン２１８０のＤ、／Ａ変換器の出力波形を、波形（ｃ）はスイッチ２１８６の端子ｄの波形を、波形（ｄ）はスイッチ２１１７の端子ｄに出力される信号である。マイコン２１８０は、時間ｔ６０から焦点を第２の情報面に移動させるための加速のパルスをＤ／Ａ変換器を介して出力する。これによって対物レンズ２１０３が第２の情報面に向かって移動し、同様に焦点も第２の情報面に向かって移動する。マイコン２１８０は、正規化後のＦＥ信号のレベルが時間ｔ６１で−Ｅ３になったことを検出して加速パルスを停止する。そして、時間ｔ６２で正規化ＦＥ信号がゼロクロスするとスイッチ２１８６の端子ｃを端子ａから端子ｂに切り替えて接続する。そして、時間ｔ６３に正規化ＦＥ信号のレベルがＥ３になると減速パルスを出力する。減速パルスは正規化ＦＥ信号のレベルがＥ３以上の期間、すなわち、時間ｔ６４まで出力される。
マイコン２１８０は、ｔ６５で正規化後のＦＥ信号がゼロクロスした時点でスイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続して再度フォーカス制御を動作させる。他の情報面からの反射光量を除去した全反射光量信号で正規化したＦＥ信号に基づいて加速パルスおよび減速パルスの時間を制御するのでタイミングが正確に検出でき焦点の情報面の移動が安定に行われる。
（実施の形態８）
図２６は、本発明の実施の形態８の光ディスク装置２００８の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
光検出器２１８８は、５個の受光部を有する。実施の形態２において、検出器２１１３は４個の受光部を設けたものを例に説明をしたが、本実施の形態ではこれら４個の受光部の外側を取り囲む受光部を更に設け、この受光部を光ビームの焦点が光ディスクの所定の情報面と異なる情報面からの反射光を検出する迷光検出手段としたものである。
本実施の形態では、実施の形態２で説明した光検出器２１１３を構成する４つの受光部と、これら４つの受光部の外側を取り囲むように設けた迷光検出手段である受光部とを光検出器２１８８とするものである。なお、迷光検出手段となる受光部の内側に位置する受光部の全光量を全反射光量信号とする。これは、実施の形態２で説明した検出器２１１３に相当する部分の受光量である。
図２４で説明したように第１の情報面に焦点がある場合の第２の情報面からの反射光は光検出器２１８８の全体の入射する。また、第１の情報面からの反射光はほとんど内側の受光部に入射する。従って、内側の受光部に入射する第２の情報面からの反射光量は外側の受光部に入射した光量に比例する。
よって、外側の受光部の光量に所定の係数Ｋを乗算した値を減算器２１８４で全反射光量信号から減算することで他の情報面からの反射光の影響を除去した全反射光量信号が得られる。
図２７は、光検出器２１８８の構成を模式的に示す。内側の４個の受光部が光検出器２１１３に相当する部分である。外側の受光部が追加された部分である。焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させる動作は、実施の形態７と同様であるので説明を省略する。
（実施の形態９）
図２８は、本発明の実施の形態９の光ディスク装置２００９の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
光ディスク２１８７は、片面に２つの情報面を有する２層光ディスクである。モータ制御回路２１５６は、モータ１２７が所定の回転数で回転するように制御する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。
他の情報面からの反射光を検出する動作について説明する。マイコン２１９５は、スイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｂとを接続する。また、スイッチ２４１０のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｃとを接続する。スイッチ２４１０の端子ｃは零レベルに設定されている。マイコン２１９５は、ランプ波発生回路２１２３の動作を開始させる。ランプ波発生回路２１２３の出力は、スイッチ２１９６を介して電力増幅器２１１８に送られるので対物レンズ２１０３は光ディスク２１８７に近づいていく。最初に光ディスク２１８７の表面でＳ字波形が出力され、次に第１の情報面でＳ字波形が出力され、その後第２の情報面でＳ字波形が出力される。
マイコン２１９５は、第１の情報面でのＳ字波形の振幅Ｈ１と第２の情報面でのＳ字波形の振幅Ｈ２とを測定する。マイコン２１９５は、単層光ディスクでのＳ字波形の振幅Ｈｓと、焦点が情報面にある場合の全反射光量信号Ｃｓのレベルとを予め記憶している。マイコン２１９５は、式（２）で求まるＱ１を第１の情報面における他の情報面からの反射光ととしてスイッチ２４１０の端子ａに設定する。また、式（３）で求まるＱ２を第２の情報面における他の情報面からの反射光としてスイッチ２４１０の端子ｂに設定する。
Ｑ１＝Ｃｓ・（１−（Ｈ１／Ｈｓ）） （２）
Ｑ２＝Ｃｓ・（１−（Ｈ２／Ｈｓ）） （３）
一旦Ｑ１およびＱ２を求めた後に再度フォーカス引き込みを行う。すなわち、マイコン２１９５は、スイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｂとを接続する。また、スイッチ２４１０のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ａとを接続する。マイコン２１９５は、ランプ波発生回路２１２３の動作を開始させる。ランプ波発生回路２１２３の出力はスイッチ２１９６を介して電力増幅器２１１８に送られる。その結果、対物レンズ２１０３は光ディスク２１８７に近づいていく。マイコン２１９５は、第１の情報面を検出するとスイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ａとを接続してフォーカス制御の動作を開始させる。焦点位置を第２の情報面に移動させる場合には、マイコン２１９５は、スイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｃとを接続して、加速のパルスをＤ／Ａ変換器を介してスイッチ２１９６の端子ｃに出力する。また、スイッチ２４１０のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｂとを接続する。マイコン２１９５は、焦点位置が第２の情報面に移動した後にスイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ａとを再度接続してフォーカス制御の動作を開始させる。すなわち、光ビームの焦点を移動させた場合には情報面に応じてスイッチ２４１０を切り替える。第１の情報面に焦点がある場合は端子ａと端子ｄとが接続され、第２の情報面に焦点がある場合には端子ｂと端子ｄとが接続される。
図２９は、光ディスク装置２００９の内部で用いられる各信号の波形を示す。図２９において、波形（ａ）はランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）は焦点の位置を、波形（ｃ）は除算器２１８５の出力である正規化ＦＥ信号をそれぞれ示す。マイコン２１９５は、時間ｔ７０にランプ波発生回路２１２３を動作させる。その結果、焦点は光ディスク２１８７に近づき時間ｔ７１で表面での正規化ＦＥ信号のレベルがＥ４を超える。さらに光ビームの焦点が光ディスク２１８７に近づき時間ｔ７２で正規化ＦＥ信号のレベルが−Ｅ４より低くなる。
マイコン２１９５は、光ディスク２１８７の表面を光ビームの焦点が通過したことを検出する。さらに対物レンズ２１０３を上げていくと光ビームの焦点はさらに光ディスク２１８７に近づき、時間ｔ７３で第１の情報面での正規化ＦＥ信号のレベルがＥ４を超える。マイコン２１９５は、正規化ＦＥ信号のレベルが再度Ｅ４になる期間の正規化ＦＥ信号の最大値ａ１を測定し記憶する。時間ｔ７４で正規化ＦＥ信号のレベルが−Ｅ４より低くなる。マイコン２１９５は、正規化ＦＥ信号のレベルが再度−Ｅ４になる期間の正規化ＦＥ信号の最小値ｂ１を測定し記憶する。ｂ１は負の値になる。ａ１からｂ１を減算した値が第１の情報面でのＳ字波形の振幅Ｈ１である。さらに対物レンズ１０３を上げていくと光ビームの焦点はさらに光ディスク２１８７に近づき、時間ｔ７５で第２の情報面での正規化ＦＥ信号のレベルがＥ４を超える。マイコン２１９５は、正規化ＦＥ信号のレベルが再度Ｅ４になる期間の正規化ＦＥ信号の最大値ａ２を測定し記憶する。時間ｔ７６で正規化ＦＥ信号のレベルが−Ｅ４より低くなる。マイコン２１９５は、正規化ＦＥ信号のレベルが再度−Ｅ４になる期間の正規化ＦＥ信号の最小値ｂ２を測定し記憶する。ａ２からｂ２減算した値が第２の情報面でのＳ字波形の振幅Ｈ２である。
マイコン２１９５は、上述した２つの式を用いてＱ１およびＱ２を求める。実施の形態９では、焦点を情報面を通過させた際の正規化ＦＥの振幅で他の情報面からの反射光量を検出するとしたが正規化ＦＥの振幅の減少するとフォーカス制御系の開ループゲインが比例して減少する。そこでフォーカス制御系の開ループゲインを測定するフォーカスゲイン測定手段（図示せず）により測定して単層光ディスクでのゲインとの比に基づいてスイッチ２４１０の端子ａおよび端子ｂの値を設定することもできる。
（実施の形態１０）
図３０は、本発明の実施の形態１０の光ディスク装置２０１０の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
本実施の形態において、ホログラム素子２２５０は、光ディスク２１８７の所定の情報面に収束して照射された光ビームの光ディスク２１８７からの反射光を光軸に近い内側の領域の光と光軸から遠い外側の領域の光とに分割する光ビーム分割手段として機能する。
また、内側ＦＥ信号生成回路２２５６は、内側の領域の光に基づいて光ビームの焦点と前記光ディスク２１８７の所定の情報面との位置ずれを検出する内側フォーカスエラー検出手段して機能し、外側ＦＥ信号生成回路２５４は、外側の領域の光に基づいて光ビームの焦点と光ディスクの所定の情報面との位置ずれを検出する外側フォーカスエラー検出手段として機能する。
光ディスク２１８７は、片面に２つの情報面を有する２層光ディスクである。光ディスク２１８７は所定の回転数で回転している。また、レーザ２１０９は所定のパワーで発光している。
レーザ２１０９から出た光は、コリメートレンズ２４３０により平行光になり、ビームスプリッター２２５６を透過する。
透過した光ビーム２１０６は集光手段としての対物レンズ２１０３により光ディスク２１８７上に集光される。集光された光ビームは、光ディスク２１８７上のトラックにより反射・回折される。
反射・回折された光ビームは再び対物レンズ２１０３を透過して、ビームスプリッター２２５６により反射される。
反射された光ビーム２１０６は光ビーム分割手段としてのホログラム素子２２５０により回折光と０次光に分離される。ホログラム素子２２５０を素通りした０次光は検出レンズ２１１１により集光され、円筒レンズ２１１２によりトラックに対して４５度方向の非点収差を与えられて光検出器２２５３に入る。
この光を受けて光検出器２２５３から出力される信号は制御用ＦＥ信号生成回路２２５７に入力される。制御用ＦＥ信号生成回路２２５７では制御用ＦＥ信号が生成される。
制御用ＦＥ信号は、位相補償回路２１１６、スイッチ２１１７を介して電力増幅器２１１８に送られる。従って、制御用ＦＥ信号に応じてフォーカス用コイルに電流が流れる。
一方、ホログラム素子２２５０で回折された＋１次光と−１次光は検出レンズ２１１１で集光され円筒レンズ２１１２によりトラックに対して４５度方向の非点収差を与えられて光検出器２２５３に入る。
これらの光を受けて光検出器２２５３から出力される信号はそれぞれ光ビームの光ディスクからの反射光を光軸に近い内側の領域の光ビーム光と光軸から遠い外側の領域の光ビーム光とに分割され、対応する内側および外側ＦＥ信号生成回路２２５６および２２５４にそれぞれ送られる。
２層光ディスクでは、第１と第２の情報面で保護層の厚さが異なるので球面収差が発生する。なお、第１と第２の情報面の中間の保護層の厚さで球面収差がゼロになるように光学ヘッドが設計されている。従って、第１の情報面では保護層の厚さが薄い状態となり、第２の情報面では厚い状態となる。従って、第１と第２の情報面での球面収差は逆極性になる。
この球面収差により、第１の情報面に焦点がある場合（すんわち、第１の情報面で制御用ＦＥ信号のレベルが零の場合）には内側ＦＥ信号のレベルは正になり外側ＦＥ信号は負になる。
また、第２の情報面に光ビームの焦点がある場合（すなわち、第２の情報面で制御用ＦＥ信号のレベルが零の場合）には内側ＦＥ信号のレベルは負になり、外側ＦＥ信号は正になる。
光ビームの焦点を第１の情報面から第２の情報面へ移動させる際は、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続する。
マイコン２２５５は、光ビームの焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させるためのフォーカス用コイルの駆動電圧をＤ／Ａ変換器を介してスイッチ２１１７の端子ｂに送る。光ビームの焦点は第２の情報面に向かって移動を開始する。マイコン２２５５は、外側ＦＥ信号がゼロクロスした時点で加速パルスを停止して、減速パルスを出力する。
第１の情報面から第２の情報面に光ビームの焦点を移動させる場合、第２の情報面の近傍で最初に外側ＦＥ信号がゼロクロスし、次に制御用ＦＥ信号がゼロクロスする。そこで、マイコン２２５５は、外側ＦＥ信号が再度ゼロクロスした時点で減速パルスを停止する。
その後、制御用ＦＥ信号がゼロクロスした時点でスイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続して再度フォーカス制御を動作させる。
次に、図３１を参照して、球面収差と焦点位置との関係を説明する。図３１は、第１の情報面で制御用ＦＥ信号が零の場合の外側と内側の光ビームの焦点位置を示す。
上述したように、第１の情報面では最適値に対し保護層の厚さが薄くなっている。球面収差は図示されたものとする。外側の光ビームは対物レンズ２１０３に近い位置で焦点を結ぶ。内側の光ビームは対物レンズ２１０３から遠い位置に焦点を結ぶ。
第２の情報面で制御用ＦＥ信号が零の場合には、保護層の厚さが最適値より厚くなっているので外側の光ビームは対物レンズ２１０３から遠い位置で焦点を結ぶ。内側の光ビームは対物レンズ２１０３から近い位置に焦点を結ぶ。
従って、対物レンズ２１０３を情報面に近づけていくと外側ＦＥ信号、内側ＦＥ信号は図３２に示した波形となる。実線が内側ＦＥ信号を示し、点線が外側ＦＥ信号を示す。制御用ＦＥ信号は、外側ＦＥ信号と内側ＦＥ信号との平均値となる。
上述したように、第１の情報面から第２の情報面に焦点を移動させる場合には、第２の情報面の近傍で外側ＦＥ信号は最初にゼロクロスし、次に制御用ＦＥ信号がゼロクロスする。
次に、焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させる動作を説明する。
図３３は、光ディスク装置２０１０の内部で用いられる各信号の波形を示す。波形（ａ）は、ＦＥ信号を、波形（ｂ）はスイッチ２１１７の端子ｄの波形を、波形（ｃ）はマイコン２２５５のＤ／Ａ変換器の出力をそれぞれ示す。波形（ａ）において点線は外側ＦＥ信号を、太い実線が内側ＦＥ信号を、細い実線が制御用ＦＥ信号をそれぞれ示す。
マイコン２２５５は、時間ｔ７０から焦点を第２の情報面に移動させるための加速のパルスを出力する。これによって焦点は第２の情報面に向かって移動する。マイコン２２５５は、外側ＦＥ信号のレベルが時間ｔ７１で零になったことを検出して加速パルスを停止する。そして、減速パルスを出力する。
マイコン２２５５は、外側ＦＥ信号が零になる時間ｔ７２で減速パルスを停止し、制御用ＦＥ信号がゼロクロスする時間ｔ７３にスイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続して再度フォーカス制御を動作させる。
本実施の形態の光ディスク装置によれば、制御用ＦＥ信号のレベルに基づいて減速パルスを停止する場合に比べ、外側ＦＥ信号がゼロクロスするタイミングで減速パルスを停止するので正確なタイミングで減速パルスを停止できる。その結果、光ビームの焦点を一方の情報面から他方の情報面に安定に移動させることができる。
なお、第１と第２の情報面の中間の保護層の厚さで球面収差が零になるように光学系が設計されていない場合には内側ＦＥ信号を用いてタイミングを決めることもできる。
この場合には、第１の情報面と第２の情報面の中間の保護層の厚さによる球面収差の情報に応じて、外側ＦＥ信号または内側ＦＥ信号の少なくとも一方を適宜選択し、この信号に基づいてアクチュエータ２１０４を駆動し、光ビームの焦点を一方の情報面から他方の情報面に移動させるように構成すればよい。
産業上の利用可能性
本発明の光ディスク装置によれば、光ディスクの保護層の表面に対するフォーカス制御が実行された後に、光ディスクの情報記録層に対するフォーカス制御が実行される。これにより、保護層の厚さ分だけワーキングディスタンスが実質的に拡大される。その結果、ＮＡが大きい光ヘッドを用いた場合でも、対物レンズが光ディスクの表面に衝突する可能性を顕著に低減することが可能になる。
本発明の他の光ディスク装置によれば、トラッキングエラー信号の振幅が所定の値以上となったことが検出された場合に限り、フォーカス制御を開始することが許可される。これにより、全反射光量のレベルを参照することなく、光ディスクの表面と情報面とを区別することが可能になる。その結果、光ディスクの表面の全反射光量レベルと情報面の全反射光量レベルとの差が小さい場合（例えば、２層光ディスクの場合）でも、情報面にフォーカスを確実に引き込むことが可能になる。
本発明の他の光ディスク装置によれば、フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことを検出したことに応答して、情報面に対するフォーカス制御が開始される。これにより、全反射光量のレベルを参照することなく、光ディスクの表面と情報面とを区別することが可能になる。その結果、光ディスクの表面の全反射光量レベルと情報面の全反射光量レベルとの差が小さい場合（例えば、２層光ディスクの場合）でも、情報面にフォーカスを確実に引き込むことが可能になる。
本発明の他の光ディスク装置によれば、光ディスクの表面の面ぶれを学習した後に、情報面に対するフォーカス制御が開始される。これにより、面ぶれ学習した光ディスクの表面を基準として情報面に対するフォーカス制御が実行される。その結果、光ディスクの面ぶれが原因で対物レンズが光ディスクに衝突する可能性を大幅に低減することが可能になる。
本発明の他のディスク装置によれば、特定の情報面からの全反射光量を正確に求める手段（正規化手段）が設けられている。これにより、その特定の情報面以外の情報面からの反射光の影響が除去される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態１の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図２Ａは、シーケンス１〜４にわたって集束レーザービームの焦点の位置の変化を示す図である。
図２Ｂは、シーケンス１〜４にわたってフォーカスエラー信号ＦＥの変化を示す図である。
図３は、保護層の表面にディスク情報が形成された光ディスクの一例を示す図である。
図４は、本発明の実施の形態２の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図５は、ＦＥ信号の変化の一例を示す図である。
図６は、光ディスクに形成されたトラックを模式的に示す図である。
図７は、光ビームがトラックを横断した場合のＴＥ信号の波形を示す図である。
図８は、対物レンズを光ディスクの情報面に徐々に近づけた場合の各信号の波形を示す図である。
図９は、フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す図である。
図１０は、本発明の実施の形態３の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図１１は、光ディスクの情報面に形成された複数のトラックを示す図である。
図１２は、フォーカス制御が動作している状態で光ビームがトラックを横断する場合の各信号の波形を示す図である。
図１３は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図１４は、本発明の実施の形態４の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図１５は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図１６は、本発明の実施の形態５の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図１７は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図１８は、本発明の実施の形態６の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図１９は、位相補償回路の構成例を示すブロック図である。
図２０は、位相補償回路に含まれる各回路の位相特性を示す図である。
図２１は、フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す図である。
図２２は、ワーキングディスタンスを示す図である。
図２３は、本発明の実施の形態７の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図２４は、２層光ディスク２１８７と光ビーム２１０６とを示す図である。
図２５は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図２６は、本発明の実施の形態８の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図２７は、光検出器の構成を模式的に示す図である。
図２８は、本発明の実施の形態９の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図２９は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図３０は、本発明の実施の形態１０の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図３１は、第１の情報面で制御用ＦＥ信号が零の場合の外側と内側の光ビームの焦点位置を示す図である。
図３２は、外側ＦＥ信号、内側ＦＥ信号の波形を示す図である。
図３３は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
本発明は、デジタルビデオ情報などの情報を高密度で光ディスクに記録し、光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置に関し、特に、光ディスクの情報面に対するフォーカス制御を正確に実行することが可能な光ディスク装置に関する。
背景技術
近年、光ディスク装置は大容量の可交換媒体という特徴が注目され、将来のビデオレコーダとして益々普及することが期待されている。光ディスクが大容量可交換媒体である所以は、一つは、媒体に対して非接触で記録・再生が実行されることにある。つまり、レーザービームを集束させ、その焦点を光ディスク情報記録層に照射し、これにて記録および再生を行うのであるから、ディスクの表面に多少のゴミや埃が付着しても、例えば磁気記録のように、ヘッドクラッシュを起こすことは無い。
しかし、上記光ディスクの特徴は、フォーカス制御、つまり集束レーザービームの焦点と情報記録層との距離を誤差範囲内に収める制御が安定に実行されていることが大前提となる。一旦フォーカス制御が外れてしまうと光ヘッドの対物レンズアクチュエータが暴走し、光ディスク表面に激突する場合がある。こういったフォーカス外れは特にフォーカス引き込み時、つまり、光ディスクドライブを起動した直後、レーザービーム焦点をフォーカス制御のキャプチャーレンジ内に移動させ、フォーカス制御ループを閉じる、その過程において発生する頻度が高い。従って、従来から、フォーカスの引き込みについては様々な方法が検討されてきた。
例えば、特開平９−１１５１４７号公報に記載されている方法によれば、初期のレーザービーム焦点が光ディスク情報記録層より近いか遠いかを予め判別し、この初期状態に応じたフォーカス引き込み処理を実行する。まず、焦点が情報記録層より近いと判定された場合、対物レンズアクチュエータを駆動して焦点を情報記録層に近づけ、フォーカス引き込みのキャプチャーレンジに入ったところでフォーカス制御の閉ループ動作に切り替える。これとは逆に遠いと判定された場合、上記アクチュエータを遠ざける方向に駆動し、同様に閉ループ動作に切り替える。
しかしながら従来の方法では、対物レンズのワーキングディスタンス（対物レンズと光ディスク表面との距離）が光ディスクの面振れに比べて小さい場合、対物レンズが光ディスク表面に衝突する確率が顕著に増加するといった問題点を有していた。すなわち、１回でフォーカスの引き込みが成功する場合は問題無いが、失敗した場合、仮に対物レンズアクチュエータの暴走が無いとしても、ディスクの面振れがワーキングディスタンスを越えていれば、ディスクの方から対物レンズに衝突してくる可能性がある。
現在市販されているＣＤ、ＤＶＤプレーヤについては対物レンズのＮＡ（開口数）は高々０．４５〜０．６程度であり、ワーキングディスクタンスは０．５ｍｍ以上確保することが可能である。従って通常起こりうる０．２ｍｍ程度の面ぶれなら十分吸収することができる。しかし、今後、さらに記録容量を高めるためにＮＡを限界近くまで高めた場合、対物レンズの設計上ワーキングディスタンスは極度に小さくなる。例えば、ＮＡを０．８５とした場合、保護層の厚みを０．１ｍｍ程度（ＣＤの保護層厚みは１．２ｍｍ、ＤＶＤは０．６ｍｍ）にしたとしてもワーキングディスタンスは０．１５ｍｍ程度になる。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、光ディスクの大容量化に伴い対物レンズのワーキングディスタンスが十分確保できない場合でも対物レンズが光ディスクの表面に衝突する頻度を顕著に低減することが可能なフォーカス制御を実行する光ディスク装置を提供することを目的とする。
従来の光ディスク装置として、所定の回転数で回転している光ディスクに半導体レーザ等の光源より発生した光ビームを集束して照射し、光ディスク上に記録されている信号を再生する光ディスク装置がある。光ディスクには複数のトラックが、スパイラル状に形成されている。トラックは、凹凸で形成された溝によって形成されている。情報面上には相変化材料等の記録膜が付けられている。光ディスク上に情報を記録する場合には、光ビームの焦点が情報面上に位置するようにフォーカス制御しながら、かつ、トラック上に位置するようにトラッキング制御しながら光ビームの強度を情報に応じて変化させることによって記録膜の反射率を変える。光ディスク上の情報を再生する場合には、同様に光ビームの焦点が情報面上に位置するようにフォーカス制御しながら、かつ、トラック上に位置するようにトラッキング制御しながら光ディスクからの反射光を光検出器で受光する。光検出器の出力を処理することによって情報を再生する。
光ディスクの情報面と光ビームの焦点のずれをしめすフォーカスエラー信号は、非点収差法等によって検出される。フォーカスエラー信号は、焦点が情報面と一致した場合に零になる。一般に非点収差法等の検出範囲は１０μｍ程度である。従って、フォーカス制御系を動作させる際は予め対物レンズを移動させて焦点位置を前述の検出範囲に移動させ、フォーカスエラー信号がゼロクロスしたタイミングでフォーカス制御を動作させる。しかしながら、焦点が光ディスクの表面を通過する際にもフォーカスエラー信号はゼロクロスする。光ディスクの表面で発生するゼロクロスでフォーカス制御を動作させると焦点が光ディスク表面に位置するようにフォーカス制御される。これを防止するために、光ディスクの表面に比べ情表面の反射率が高いことを利用する。すなわち、光ディスクからの全反射光量のレベルが所定のレベルを超えたことで情報面で発生するゼロクロスを検出する。
ところで近年、光ディスクの片面に２つの情報面を有した書き換え可能な光ディスクが提案されている。以下では、この光ディスクを２層光ディスクという。２層光ディスクは、対物レンズから遠い情報面の情報を再生する際は対物レンズから近い情報面を透過した光ビームで情報を再生するので、対物レンズに近い情表面の反射率を低くなるように設計している。
従って、光検出器で受光されるそれぞれの情報面からの光量は少なくなる。なお、情報面が１つの光ディスクを単層光ディスクという。
上述したように、２層光ディスクにおいてはそれぞれの情報面での全反射光量のレベルが低くなるので全反射光量のレベルに基づいて光ディスク表面と情報面の区別をすることが困難である。すなわち、２層光ディスクにおいて、従来と同様の手法でフォーカス引き込みを実行したとしても確実に情報面にフォーカスを引き込むことができない。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、光ディスク表面からの全反射光量レベルと情報面からの全反射光量レベルとの差が小さい場合（例えば、２層光ディスクの場合）でも、情報面に対するフォーカス引き込みを確実に行うことが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の光ディスク装置は、情報記録層と前記情報記録層の上に形成された保護層とを有する光ディスクのための光ディスク装置であって、反射面を検出する反射面検出手段と、前記光ディスクに照射される光ビームの焦点と反射面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記反射面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記反射面検出手段によって前記保護層の表面が検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記保護層に向かって移動するように前記移動手段を制御し、前記保護層の表面が検出されると、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を解除し、前記反射面検出手段によって前記情報記録層の表面が検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記情報記録層に向かって移動するように前記移動手段を制御し、前記情報記録層の表面が検出されると、前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、これにより、上記目的が達成される。
前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインとは、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記保護層の表面の反射率との積が、前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記情報記録層の表面の反射率との積に等しくなるように設定されるようにしてもよい。
前記保護層の表面には、前記情報記録層の反射率を示す情報が予め形成されており、前記制御手段は、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を実行している間に、前記情報を前記保護層の表面から読み取り、前記情報に基づいて前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインを設定してもよい。
前記保護層の表面の反射率は、３％〜５％であってもよい。
本発明の他の光ディスク装置は、複数のトラックが形成された情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、前記光ディスクに照射された光ビームと前記複数のトラックのうちの対応する１つとの位置ずれを検出し、前記位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー検出手段と、前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する振幅検出手段と、前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が所定の誤差範囲内となるようにフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して移動させる移動手段と、前記フォーカス制御手段と前記移動手段と制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記フォーカス制御手段の動作を停止させた状態で、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの前記情報面に形成されたトラックを横断する方向に移動しながら、前記光ディスクに近づくように前記移動手段を制御し、前記制御手段は、前記振幅検出手段によって前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値以上となったことが検出された場合に限り、前記フォーカス制御手段が動作を開始することを許し、これにより、上記目的が達成される。
前記情報面に形成された前記複数のトラックのそれぞれは蛇行していてもよい。
前記光ディスク装置は、前記光ビームの焦点と前記情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記振幅検出手段によって前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値以上となったことが検出され、かつ、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことが検出された場合に、前記フォーカス制御手段の動作を開始させてもよい。
前記光ディスク装置は、バンド・パス・フィルタをさらに備え、前記トラッキングエラー信号は、前記バンド・パス・フィルタを介して前記振幅検出手段に供給されてもよい。
前記制御手段は、前記振幅検出手段が前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する場合における前記光ディスクの回転数が前記光ディスクの前記情報面に記録された情報を再生する場合における前記光ディスクの回転数より小さくなるように前記光ディスクの回転を制御してもよい。
前記制御手段は、前記振幅検出手段が前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する場合における前記光ビームの強度が前記光ディスクの前記情報面に記録された情報を再生する場合における前記光ビームの強度より小さくなるように前記光ビームの強度を制御してもよい。
前記制御手段は、前記光ディスクの回転が停止した状態で前記フォーカス制御を実行し、前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が前記所定の誤差範囲内にあることが検出された後に前記光ディスクが回転を開始するように、前記光ディスクの回転を制御してもよい。
本発明の他の光ディスク装置は、情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、前記光ディスクに照射された光ビームの焦点と所定の面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記所定の面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段と、前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面に向かって第１の方向に移動するように前記移動手段を制御し、前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されると、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面と前記情報面との距離より大きい所定の距離だけ前記第１の方向にさらに移動するように前記移動手段を制御し、前記光ビームの焦点を前記所定の距離だけ前記第１の方向にさらに移動させた後、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記情報面に向かって前記第１の方向とは反対の第２の方向に移動するように前記移動手段を制御し、前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されると、前記情報面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、これにより、上記目的が達成される。
前記制御手段は、前記光ディスクの回転が停止した状態で前記フォーカス制御を実行し、前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が前記所定の誤差範囲内にあることが検出された後に前記光ディスクが回転を開始するように、前記光ディスクの回転を制御してもよい。
本発明の他の光ディスク装置は、情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、前記光ディスクに照射された光ビームの焦点と所定の面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記所定の面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段と、前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面に向かって移動するように前記移動手段を制御し、前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されると、前記光ディスクの表面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、前記光ディスクの表面に対するフォーカス制御を実行している間に、前記光ディスクの回転角度に応じた前記移動手段の変位を示す変位情報を記憶手段に記憶し、前記フォーカス制御手段の動作を停止させた状態で、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記記憶手段に記憶した前記変位情報に基づいて、前記光ビームの焦点が前記情報面に向かって移動するように前記移動手段を制御し、前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されると、前記情報面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、これにより、上記目的が達成される。
前記フォーカス制御手段は、フォーカス制御手段が動作を開始してから所定の期間は、前記光ディスクに記録された情報を再生する場合に比べて位相が進む帯域が広くなるように位相補償を制御してもよい。
前記フォーカス制御手段は、フォーカス制御手段が動作を開始してから所定の期間は、前記光ディスクに記録された情報を再生する場合に比べてゲインが小さくなるようにゲインを設定してもよい。
本発明の他の光ディスク装置は、複数の情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、前記複数の情報面のうち所定の情報面に光ビームを照射した場合において、前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、前記光検出手段の出力に基づいて、前記光ビームの焦点と前記所定の情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、前記光検出手段の出力に基づいて、前記光ディスクからの全反射光量を検出する全反射光量検出手段と、前記全反射光量検出手段の出力から、前記光ディスクの所定の情報面以外の情報面により反射される反射光量に応じた信号値を減算した値で、前記フォーカスエラー信号を除算することにより、正規化されたフォーカスエラー信号を生成する正規化手段とを備えており、これにより、上記目的が達成される。
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記正規化されたフォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の情報面との距離が所定の誤差範囲内となるようにフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、前記フォーカス制御の系のゲインを測定するフォーカスゲイン測定手段とをさらに備え、前記信号値は、前記フォーカスゲイン測定手段の出力に基づいて変化してもよい。
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段をさらに備え、前記信号値は、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの前記所定の情報面を通過するように前記移動手段を駆動した場合における前記正規化されたフォーカスエラー信号の振幅が一定値となるように変化してもよい。
前記信号値は、前記複数の情報面のそれぞれに対して変化してもよい。
前記光ビームの焦点が位置する前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面からの反射光を検出する迷光検出手段をさらに備え、前記信号値は、前記迷光検出手段の出力に基づいて変化してもよい。
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、前記正規化されたフォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点を前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面に移動させるように前記移動手段を制御する制御手段とをさらに備えていてもよい。
前記光検出手段は、前記光ディスクからの反射光を、光軸に近い内側の領域の光と前記光軸から遠い外側の領域の光とに分割する光ビーム分割手段をさらに備えており、前記フォーカスエラー検出手段は、前記内側の領域の光に基づいて前記光ビームの焦点と前記光ディスクの前記所定の情報面との位置ずれを検出する内側フォーカスエラー検出手段と、前記外側の領域の光に基づいて前記光ビームの焦点と前記光ディスクの前記所定の情報面との位置ずれを検出する外側フォーカスエラー検出手段とを含み、前記制御手段は、前記内側フォーカスエラー検出手段の出力および前記外側フォーカスエラー検出手段の出力の少なくとも一方に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点を前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面に移動させるように前記移動手段を制御してもよい。
発明を実施するための最良の形態
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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の光ディスク装置１００１の構成例を示す。
光ディスク装置１００１は、光ディスク１１００に情報を記録し、または、光ディスク１１００に記録されている情報を再生する。光ディスク１１００は、情報記録層１１２０と、情報記録層１１２０の上に形成された保護層１１１０とを有している。
光ディスク装置１００１は、情報記録層１１２０に集束レーザービームを照射するための光ヘッド１１０２を含む。
光ヘッド１１０２は、レーザー光源１２０１と、受光手段１２０２と、対物レンズアクチュエータ１２０４と、対物レンズ１２０３とを含む。
レーザー光源１２０１は、レーザービームを出射する。レーザー光源１２０１から出射されたレーザービームは、対物レンズ１２０３によって集束される。その結果、集束レーザービームが光ディスク１１００に照射される。光ディスク１１００によって反射された集束レーザービームは、対物レンズ１２０３を通って受光手段１２０２によって受け取られる。対物レンズ１２０３は、対物レンズアクチュエータ１２０４によって駆動される。
受光手段１２０２は、例えば、多分割された受光部から構成される。受光手段１２０２から出力される信号群（ＤＯＵＴ）は、フォーカス誤差演算手段１００３および情報読取手段１０１１に供給される。フォーカス誤差演算手段１００３は信号群ＤＯＵＴからフォーカスエラー信号（ＦＥ）を生成する。フォーカスエラー信号とは、前記集束レーザービームの焦点と反射面（後述するが、保護層１１１０の表面または情報記録層１１２０）との距離に応じて変化する信号である。フォーカスエラー信号ＦＥは、ゲインアンプ１００９、スイッチ１００８、加算手段１００４、低域補償手段１０１２、アクチュエータドライバ１００５を経由して光ヘッド１００２の対物レンズアクチュエータ１２０４にフィードバックされる。
このように、受光手段１２０２、フォーカス誤差演算手段１００３、ゲインアンプ１００９、スイッチ１００８、加算手段１００４、低域補償手段１０１２、アクチュエータドライバ１００５および対物レンズアクチュエータ１２０４によってフォーカスサーボを実行するフォーカス制御ループが形成される。スイッチ１００８は、フォーカス制御ループを開閉するために使用される。加算手段１００４は、後述する焦点移動手段１００７の出力信号をフォーカス制御ループに加算するために使用される。
受光手段１２０２、フォーカス誤差演算手段１００３、ゲインアンプ１００９、スイッチ１００８、加算手段１００４、低域補償手段１０１２、アクチュエータドライバ１００５および対物レンズアクチュエータ１２０４は、フォーカスエラー信号ＦＥに基づいて対物レンズアクチュエータ１２０４を駆動することにより、集束レーザービームの焦点と反射面との距離が所定の誤差範囲内となるように反射面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段として機能する。
焦点移動手段１００７は、前記集束レーザービームの焦点を強制的に光ディスク面に対して垂直に移動させる。焦点移動手段１００７の出力信号は加算器１００４によってフォーカス制御ループに加算される。
シーケンサ１００６は、焦点移動手段１００７およびフォーカス制御手段を制御する。シーケンサ１００６は、スイッチ１００８のオンオフを切り換えることによってフォーカス制御手段を制御する。スイッチ１００８がオンの場合には、フォーカス制御ループが閉状態となり、フォーカス制御手段が動作する。スイッチ１００８がオフの場合には、フォーカス制御ループが開状態となり、フォーカス制御手段の動作が停止する。
シーケンサ１００６は、例えば、後述するシーケンス１〜４を生成するためのプログラムが組み込まれたマイクロプロセッサによって構成され得る。
以下、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、シーケンサ１００６の機能を説明する。シーケンサ１００６は、以下に示すシーケンス１〜４をシーケンシャルに実行する。図２Ａは、シーケンス１〜４にわたって集束レーザービームの焦点の位置の変化を示す。図２Ｂは、シーケンス１〜４にわたってフォーカスエラー信号ＦＥの変化を示す。
（シーケンス１）
シーケンサ１００６は、集束レーザービームの焦点が保護層１１１０に向かって移動するように焦点移動手段１００７を制御する。このような制御は、例えば、シーケンサ１００６が焦点移動手段１００７にコマンドＭを発行することによってなされる。コマンドＭに応答して対物レンズアクチュエータ１２０４にＤＣ電流が供給される。これにより、対物レンズ１２０３が光ディスク１１００に対して垂直方向に所定速度で移動する。
シーケンス１では、スイッチ１００８はオフ状態にされている。従って、フォーカス制御ループは開状態であり、フォーカス制御手段は停止状態である。
シーケンス１は、反射面検出手段１０１０によって反射面（すなわち、保護層１１１０の表面）が検出されたときに終了する。
反射面の検出は、例えば、フォーカスエラー信号ＦＥが所定のしきい値（Ｖｔｈ）を超えたことを検出することによって行うことができる（図２Ｂ）。このような検出は、「集束レーザービームの焦点と反射面との距離が近接している場合（すなわち、検出可能範囲内である場合）にはフォーカス誤差にほぼ比例した振幅を有するフォーカスエラー信号が得られるが、検出可能範囲外である場合にはそのような振幅を有するフォーカスエラー信号が得られない」というフォーカスエラー信号に特有の性質（いわゆるＳ字特性）を利用したものである。
（シーケンス２）
シーケンサ１００６は、保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御を実行するようにフォーカス制御手段を制御する。この制御は、スイッチ１００８をオフ状態からオン状態に切り換えることによって達成される。反射面検出手段１０１０は、フォーカスエラー信号ＦＥが所定のしきい値（Ｖｔｈ）を超えたことを検出すると出力パルス信号Ｐを出力する。シーケンサ１００６は、出力パルス信号Ｐのエッジに応答して、スイッチ１００８を閉じるループオン信号（ＬＯＮ）を生成する。これにより、スイッチ１００８はオン状態となり、保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御が開始される。
シーケンス２は、保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御が安定したときに終了する。例えば、フォーカス制御の開始から所定の時間が経過すると「フォーカス制御が安定した」とみなして差し支えない。その所定の時間は、フォーカス制御帯域に応じて決定される応答時間の１０倍程度（あるいはそれ以上）の時間であることが好ましい。例えば、フォーカス制御帯域が１０ｋＨｚに対応する応答時間は０．１ｍｓである場合には、その所定の時間は、１ｍｓ（＝０．１ｍｓ×１０）以上であることが好ましい。
（シーケンス３）
シーケンサ１００６は、保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御を解除する。このフォーカス制御の解除は、スイッチ１００８をオン状態からオフ状態に切り換えることによって達成される。
次に、シーケンサ１００６は、集束レーザービームの焦点が情報記録層１１２０に向かって移動するように焦点移動手段１００７を制御する。このような制御は、例えば、シーケンサ１００６が焦点移動手段１００７にコマンドＭを発行することによってなされる。コマンドＭに応答して対物レンズアクチュエータ１２０４にＤＣ電流が供給される。これにより、対物レンズ１２０３が光ディスク１１００に対して垂直方向に所定速度で移動する。
シーケンス３は、反射面検出手段１０１０によって反射面（すなわち、情報記録層１１２０の表面）が検出されたときに終了する。
反射面の検出は、シーケンス１で説明した方法と同一の方法で行われる。
（シーケンス４）
シーケンサ１００６は、情報記録層１１２０の表面に対するフォーカス制御を実行するようにフォーカス制御手段を制御する。この制御は、スイッチ１００８をオフ状態からオン状態に切り換えることによって達成される。
シーケンス４は、情報記録層１１２０の表面に対するフォーカス制御が安定したときに終了する。
このように、本発明の光ディスク装置１００１によれば、シーケンサ１００６の制御により、２段階のフォーカス引き込みが行われる。１段階目のフォーカス引き込みは、保護層１１１０の表面に対するフォーカス引き込みであり、２段階目のフォーカス引き込みは、情報記録層１１２０の表面に対するフォーカス引き込みである。このような２段階のフォーカス引き込みにより、対物レンズ１２０３が光ディスク１１００に衝突する危険性を大幅に低減することが可能になる。その理由を以下に詳しく説明する。
シーケンス１、２において、１段階目のフォーカス引き込みが情報記録層１１２０の表面に対してではなく保護層１１１０の表面に対して実行される。これにより、従来より保護層１１１０の厚み分だけ離れた位置にフォーカスの引き込みが実行されることになる。これは、言い換えれば、ワーキングディスタンスが保護層１１１０の厚み分だけ拡大されたことになる。
例えば、本来のワーキングディスタンス（情報記録層１１２０に対してオンフォーカスしているときの保護層１１１０表面と対物レンズ１２０３との距離）が１５０μｍである場合には、その本来のワーキングディスタンスに保護層１１１０の厚み１００μｍを加えた２５０μｍを実質的なワーキングディスタンスとすることができる。従って、仮に、光ディスク１１００の回転により２００μｍ程度の面ぶれが発生したとしても、フォーカス引き込みの失敗により、対物レンズ１２０３が保護層１１１０の表面に衝突することをおおかた回避することが可能になる。
さらに、シーケンス２において、光ディスク１１００の面ぶれに対する追従制御が実行されているため、シーケンス３、４において、光ディスク１１００の面ぶれの影響は事実上無視することができる。情報記録層１１２０も保護層１１１０も同じ面ぶれ変動をしているからである。
シーケンス４において、これからフォーカス引き込みを実行しようとしている情報記録層１１２０と対物レンズ１２０３との相対速度はほぼ０になっており、光ディスク１１００は（面ぶれ方向については）実質的に静止していると擬制することができる。シーケンス３において、フォーカス制御ループは遮断されているが、低域補償手段１０１２により、フォーカス制御ループを遮断する前のアクチュエータの動作状態がほぼそのまま保持される。その結果、シーケンス３、４において、情報記録層１１２０に対するフォーカス引き込みをほぼ確実に行うことが可能になる。
以上のように、本発明の実施の形態１によれば、保護層１１１０の表面に対してフォーカス制御を実行し、その後、情報記録層１１２０に対してフォーカス制御を実行することにより、高ＮＡの対物レンズを有する光ヘッドを用いた場合でも、対物レンズが光ディスクの表面に衝突することを極力回避することが可能になる。
ここで、保護層１１１０の表面の反射率Ｒ１１１０と情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０とは異なっているのが通常である。シーケンサ１００６は、反射率Ｒ１１１０と反射率Ｒ１１２０との差異を補正するためにゲインアンプ１００９を用いてゲインを適切に設定する。
シーケンス２における保護層１１１０の表面に対するフォーカス制御実行時のフィードバックゲインＧ１１１０と、シーケンス４における情報記録層１１２０の表面に対するフォーカス制御実行時のフィードバックゲインＧ１１２０とは、式（１）を満たすように設定されていることが好ましい。
Ｒ１１１０×Ｇ１１１０＝Ｒ１１２０×Ｇ１１２０ （１）
すなわち、Ｇ１１１０とＧ１１２０とは、Ｒ１１１０とＧ１１１０との積がＲ１１２０とＧ１１２０との積に等しくなるように設定されていることが好ましい。
式（１）を満たすようにフィードバックゲインＧ１１１０、Ｇ１１２０を設定することにより、制御系全体のループゲインを常に一定に保つことが可能になる。その結果、保護層１１１０の表面と情報記録層１１２０の表面のいずれに対しても安定なフォーカス制御を実行することが可能になる。
保護層１１１０の表面の反射率Ｒ１１１０は保護層１１１０の屈折率によって一義的に決定されるのに対し、情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０は、情報記録層１１２０の材質によって大きく異なる。例えば、保護層１１１０の材質が一般に用いられるポリカーボネート樹脂の場合は、保護層１１１０の表面の反射率は３〜５％程度の範囲であるのに対し、情報記録層１１２０の表面の反射率は、記録消去可能メディア（例えば相変可膜）の場合は５〜２０％、追記型メディア（例えば色素系材料）の場合は２０〜５０％、再生専用メディア（例えばアルミ反射膜）の場合は７０〜９０％、といったようにその材質によって大きく異なる。よって、フォーカス引き込み時に情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０が明らかになっていないと式（１）の関係が成立する保証は無く、情報記録層１１２０へのフォーカス引き込みが安定に実行できない場合がでてくる。
情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０を確実に取得するためには、例えば、光ディスク１１００の保護層１１１０の表面に反射率Ｒ１１２０を示す情報を予め形成しておくようにし、シーケンス２の実行中（すなわち、保護層１１１０の表面にオンフォーカスしている間）に情報読み取り手段１０１１を用いて反射率Ｒ１１２０を示す情報を保護層１１１０の表面から読み取るようにすればよい。シーケンス４において、シーケンサ１００６は、ゲインアンプ１００９を用いて反射率Ｒ１１２０に基づく制御ゲインを設定する。
図３は、保護層１１１０の表面にディスク情報１１１２が形成された光ディスクの一例を示す。情報記録層１１２０の表面の反射率Ｒ１１２０を示す情報は、ディスク情報１１１２の少なくとも一部に含まれている。ディスク情報１１１２は、保護層１１１０の表面に直接印刷されたバーコードであっても良いし、バーコード等が印刷されたラベルを貼り付けたものであっても良い。情報読取手段１０１１は、受光手段１２０２から出力される信号群ＤＯＵＴの全加算信号と所定のしきい値とを比較し、その比較結果に基づいて前記バーコードを二値化して検出する構成であれば、任意の構成をとり得る。
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の光ディスク装置２００２の構成例を示す。
本実施の形態では、後述する光検出器２１１３およびＴＥ信号生成回路２１０２が、複数のトラックが形成された情報面を有する光ディスク２１００に照射された光ビームとその複数のトラックのうちの対応する１つとの位置ずれを検出し、その位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー検出手段として機能する。
また、光検出器２１１３、ＦＥ信号生成回路２１１５、位相補償回路２１１６、電力増幅器２１１８およびアクチュエータ２１０４が、光ビームの焦点と光ディスク２１００の情報面との距離が所定の誤差範囲内となるようにフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段として機能する。
また、マイコン２１２２が、前記フォーカス制御手段とアクチュエータ２１０４（移動手段）とを制御する制御手段として機能する。
光ディスク２１００は、モータ２１２７に取り付けられ所定の回転数で回転している。モータ２１２７は、モータ制御回路２１２６によって制御されている。モータ２１２７の回転数は、マイコン２１２２によって設定される。
光ディスク２１００は、複数のトラックが形成された情報面（図４には示されていない。図６および図２２参照）を有している。複数のトラックは、スパイラル状に凹凸で形成されている。なお、光ディスク２１００は、単層ディスクであってもよいし、二層ディスクを含む多層ディスクであってもよい。
光学ヘッド２１１４には、レーザ２１０９、カップリングレンズ２１０８、偏光ビームスプリッタ２１１０、１／４波長板２１０７、全反射鏡２１０５、光検出器２１１３、アクチュエータ２１０４が取り付けられている。
レーザ２１０９は、レーザ制御回路２１０１に接続されている。レーザ制御回路２１０１は、マイコン２１２２から設定させた発光パワーになるようにレーザ２１０９を駆動する。光学ヘッド２１１４に取り付けられたレーザ２１０９より発生した光ビーム２１０６は、カップリングレンズ２１０８で平行光にされた後に、偏光ビームスプリッタ２１１０、１／４波長板２１０７を通過し、全反射鏡２１０５で反射され、対物レンズ２１０３により光ディスク２１００の情報面上に集束して照射される。
光ディスク２１００の情報面により反射された反射光は、対物レンズ２１０３を通過して全反射鏡２１０５で反射され、１／４波長板２１０７、偏光ビームスプリッタ２１１０、検出レンズ２１１１、円筒レンズ２１１２を通過して４個の受光部からなる光検出器２１１３に入射する。対物レンズ２１０３はアクチュエータ２１０４の可動部に取り付けられている。フォーカス方向移動手段兼トラッキング方向移動手段であるアクチュエータ２１０４はフォーカス用コイル、トラッキング用コイル、フォーカス用の永久磁石及びトラッキング用の永久磁石を含む。したがって、アクチュエータ２１０４のフォーカス用コイルに電力増幅器２１１８を用いて電圧を加えるとコイルに電流が流れ、コイルはフォーカス用の永久磁石から磁気力を受ける。
よって、対物レンズ２１０３は光ディスク２１００の情報面と垂直な方向（図では上下方向）に移動する。対物レンズ２１０３は光ビームの焦点と光ディスクの情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号に基づいて光ビーム２１０６の焦点が常に光ディスク２１００の情報面に位置するように制御されている。
また、トラッキング用コイルに電力増幅器２１２５を用いて電圧を加えると、コイルに電流が流れ、トラッキング用の永久磁石から磁気力を受ける。よって、対物レンズ２１０３は光ディスク２１００の半径方向（すなわち、光ディスク２１００上のトラックを横切る方向；図では左右の方向）に移動する。
光検出器２１１３は、４個の受光部より形成されている。光検出器２１１３上に入射した光ディスクからの反射光は、フォーカスエラー信号生成回路２１１５（以下、ＦＥ信号生成回路２１１５と記す。）、トラッキングエラー信号生成回路２１０２（以下、ＴＥ信号生成回路２１０２と記す。）へ送られる。ＦＥ信号生成回路２１１５は、光ビーム２１０６の焦点と光ディスク２１００の情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号と記す。）を生成する。
図４に示した光学系は一般に非点収差法と呼ばれるＦＥ信号の検出方式を実現する構成を有している。ＦＥ信号は、位相補償回路２１１６、スイッチ２１１７を介して電力増幅器２１１８へ送られる。
電力増幅器２１１８によりアクチュエータ２１０４のフォーカス用コイルに電流が流れる。位相補償回路２１１６は、フォーカス制御系を安定にするための位相を進めるフィルタである。従って、ＦＥ信号に応じて対物レンズ２１０３が駆動され、光ビーム２１０６の焦点が常に情報面上に位置する。
なお、スイッチ２１１７はコントロール端子ｄの電位に応じて端子ａと端子ｃとの接続または端子ｂと端子ｃとの接続が切り替わるもので、本実施の形態では、コントロール端子ｄの電位がハイレベルで端子ｃと端子ａとが接続され、ローレベルの場合に端子ｃと端子ｂとが接続される。また、ＦＥ信号はゼロクロス検出回路２１１９へ送られる。ゼロクロス検出回路２１１９は、ＦＥ信号がゼロクロスしたことを検出すると、パルス信号を出力する。以下では、このパルスをゼロクロス信号という。
図４に示した光学系は一般にプッシュプル法と呼ばれるトラッキングエラー信号の検出方式を実現する構成を有している。以下、トラッキングエラー信号をＴＥ信号と記す。ＴＥ信号生成回路２１０２は、複数のトラックが形成された光ディスク２１００の情報面に収束して照射された光ビーム２１０６と光ディスク２１００のトラックとの位置ずれをプッシュプル法により検出し出力する。ＴＥ信号は、バンド・パス・フィルター２１２０（以下では、ＢＰＦ２１２０と記す。）、振幅検出回路２１２１を介してコンパレータ２１２８へ送られる。
コンパレータ２１２８の出力はマイコン２１２２へ送られる。ランプ波発生回路２１２３は、一定速度で変化する信号（すなわち、ランプ波形）を発生する。ランプ波を発生する期間は、マイコン２１２２によって設定される。ランプ波発生回路２１２３の出力は、スイッチ２１１７を介して電力増幅器２１１８へ送られる。スイッチ２１１７の切り替えは、マイコン２１２２によって行われる。正弦波発生回路２１２４は、正弦波を発生する。正弦波を発生する期間は、マイコン２１２２によって設定される。正弦波発生回路２１２４の出力は電力増幅器２１２５へ送られる。
フォーカスを引き込む際の動作を説明する。マイコン２１２２は、モータ制御回路２１２６に所定の回転数を設定する。次に、レーザ制御回路２１０１に所定の発光パワーを設定する。マイコン２１２２は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルにして端子ｃと端子ｂとを接続する。このときフォーカス制御は行われていない状態である。そして、ランプ波発生回路２１２３を動作させランプ波を出力させる。ランプ波に応じた電流が電力増幅器２１１８によってフォーカス用コイルに流れる。
対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００に向かって（図では上方向に向かって）移動する。それと同時に、マイコン２１２２は、正弦波発生回路２１２４を動作させ、電力増幅器２１２５によってトラッキング用コイルに正弦状の電流が流れる。対物レンズ２１０３はトラックを横断する方向に正弦波状に振れる。
このように、対物レンズ２１０３は、トラックを横断する方向に振れながら光ディスク２１００に近づく。光ビーム２１０６の焦点が、光ディスク２１００の情報面に近づきトラックを横断するようになると、ＴＥ信号生成回路２１０２からＴＥ信号が正弦波状になる。ＴＥ信号は、ＢＰＦ２１２０を介して振幅検出回路２１２１に送られる。振幅検出手段である振幅検出回路２１２１は、トラックと直行する方向に光ビームを移動させながらＴＥ信号の振幅を測定するものである。ＢＰＦ２１２０は、ノイズを除去する。ＢＰＦ２１２０の通過帯域は、ＴＥ信号の周波数である。ＴＥ信号の周波数は、トラックピッチと偏芯および光ディスクの回転数によって決まる。通常の光ディスク装置および光ディスクでは、数１０Ｈｚから数ＫＨｚである。
振幅検出回路２１２１によってＴＥ信号の振幅が検出される。検出されたＴＥ信号の振幅が所定値以上になるとコンパレータ２１２８の出力がハイレベルになり、光ビームの焦点が情報面の近傍にあることが検出される。その後、光ビームの焦点が情報面を通過しＦＥ信号生成回路２１１５の出力であるＦＥ信号がゼロクロスする。このとき、ゼロクロス検出手段であるゼロクロス検出回路２１１９からゼロクロス信号が出力される。
マイコン２１２２は、コンパレータ２１２８の出力がハイレベルであり、かつ、ゼロクロス検出回路２１１９からゼロクロス信号が出力された場合に、光ビームの焦点が光ディスク２１００の情報面にあると判断する。この場合、マイコン２１２２は、コントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御の動作を開始させる。
マイコン２１２２は、振幅検出回路２１２１がＴＥ信号の振幅を検出する場合における光ディスク２１００の回転数が、光ディスク２１００の情報面に記録された情報を再生する場合における光ディスク２１００の回転数より小さくなるように光ディスク２１００の回転を制御する。このような制御は、例えば、光ディスク２１００を回転させる回転手段であるモータ２１２７の回転数を制御することによって達成される。マイコン２１２２は、フォーカス制御を開始した後にモータ２１２７の回転数を情報を再生する際の正規の回転数に上げる。このように、ＴＥ信号の振幅を検出する際に光ディスク２１００の回転数を下げることにより、光ディスク２１００の面振れによる情報面のフォーカス方向の速度を低くすることができる。これにより、情報面が焦点深度の範囲にある期間を長くすることができ、光ビーム２１０６が横断するトラックの本数を多くすることができる。その結果、ＴＥ信号の振幅を正確に検出することが可能になる。
また、マイコン２１２２は、振幅検出回路２１２１がＴＥ信号の振幅を検出する場合における光ビームの強度が、光ディスク２１００の情報面に記録された情報を再生する場合における光ビームの強度より小さくなるように光ビームの強度を制御する。このような制御は、例えば、レーザ２１０９の発光パワーを制御することによって達成される。マイコン２１２２は、フォーカス制御を開始した後にレーザ２１０９の発光パワーを情報を再生する際の正規のパワーに上げる。このように、ＴＥ信号の振幅を検出する際に光ビームのパワーを下げることにより、光ディスク２１００に記録された情報が破壊されることを防止することができる。
図５は、ＦＥ信号の変化の一例を示す。図５において、横軸が対物レンズ２１０３によって収束された光ビーム２１０６の焦点位置と光ディスク２１００の情報面との距離を示す。縦軸がＦＥ信号のレベルを示す。ＦＥ信号は、Ｓ字に似た波形となる。以下では、この波形をＳ字波形という。ＦＥ信号のレベルが零であることは光ビーム２１０６の焦点が情報面に一致した状態（すなわち、合焦点の状態）であることを示す。ＦＥ信号のレベルは一般に約１０μｍの距離で最大値となる。離れるにしたがってＦＥ信号は零に近づく。そこで、フォーカス制御を動作する前にはフォーカス制御の為の初期動作を行い、光ビーム２１０６の焦点位置と情報面との距離が図５の範囲Ｌになる状態にする必要がある。
図６は、光ディスク２１００に形成されたトラックを模式的に示す。図の下側から光ビーム２１０６が照射される。図の下側からみて凸部がトラックである。図６において、光ディスク２１００の情報面が参照番号２１０１によって示されており、光ディスク２１００の表面が参照番号２１０２によって示されている。
一般にプッシュプル法と呼ばれるトラッキングエラー検出方式について説明する。プッシュプル法はファーフィールド法とも呼ばれる方式である。光ディスク２１００上のトラックで反射回折された光ビームをトラック中心に対して対称に配置された２分割の光検出器の受光部での出力差によってＴＥ信号を検出する方式である。
図７は、光ビーム２１０６がトラックを横断した場合のＴＥ信号の波形を示す。光ビーム２１０６がトラックを横断するとＴＥ信号は、正弦波状の波形になる。トラックの中心で零になる。
図８は、対物レンズ２１０３を光ディスク２１００の情報面に徐々に近づけた場合の各信号の波形を示す。図８において、波形（ａ）がランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がＦＥ信号を、波形（ｄ）がゼロクロス信号を、波形（ｅ）がＴＥ信号を、波形（ｆ）が振幅検出回路２１２１の出力を、波形（ｇ）がコンパレータ２１２８の出力をそれぞれ示す。
マイコン２１２２が、ランプ波発生回路２１２３の動作を時間ｔ０に開始すると、それに応じた電流がフォーカス用コイルに流れる。従って、対物レンズ２１０３は徐々に光ディスク２１００の情報面に近づく。時間ｔ１で焦点位置が光ディスクの表面と一致するとゼロクロス信号が出力される。しかしながら、光ディスク表面では、ＴＥ信号のレベルは零なのでコンパレータ２１２８の出力はローレベルのままである。さらに焦点位置が光ディスク２１００に近づくと時間ｔ２で情報面が焦点深度に入るのでＴＥ信号が正弦波状になる。従って、振幅検出回路２１２１の出力がＥ１を超えて、コンパレータ２１２８の出力がハイレベルになる。
時間ｔ３で焦点が情報面と一致するとゼロクロス信号が出力される。さらに対物レンズ２１０３を上げていくと情報面が焦点深度から外れるのでＴＥ信号が零レベルになる。時間ｔ４でコンパレータ２１２８の出力がローレベルになる。上述したように、光ディスク２１００の表面ではゼロクロス信号が出力されるが、コンパレータ２１２８の出力がローレベルであるので、確実に情報面を検出できる。すなわち、時間ｔ３においてマイコン２１２２がコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続するように構成すれば、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面に確実にフォーカス引き込みすることができる。
図９は、フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す。図９において、波形（ａ）がランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がＦＥ信号を、波形（ｄ）がゼロクロス信号を、波形（ｅ）がＴＥ信号を、波形（ｆ）が振幅検出回路２１２１の出力を、波形（ｇ）がコンパレータ２１２８の出力をそれぞれ示す。
また、波形（ｈ）が、マイコン２１２２がスイッチ２１１７のコントロール端子ｄに出力するコントロール信号を示す。ｔ１０でランプ波発生回路２１２３が動作を開始する。時間ｔ１１でコンパレータ２１２８の出力がハイレベルになる。
時間ｔ１２で焦点位置が情報面と一致しゼロクロス信号が出力される。マイコン２１２２は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルにする。
従って、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとが接続され、フォーカス制御が動作する。対物レンズ２１０３は、焦点が情報面にあるようにフォーカス制御される。
ＦＥ信号は光ディスク２１００の表面でもゼロクロスするが、光ディスク２１００の表面ではＴＥ信号のレベルは零であるのでマイコン２１２２はフォーカス制御を動作させることはない。従って、正確に情報面にフォーカスを引き込むことができる。
なお、光ディスク２１００が情報が予め記録されているディスク（例えば、ＲＯＭ）である場合には、ＲＦ信号に基づいて情報面を検出するようにしてもよい。このような検出は、全反射検出回路およびＲＦ検出回路を図４に示される光ディスク装置２００２の構成に追加することによって達成され得る。
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３の光ディスク装置２００３の構成例を示す。図１０において、上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
図１１は、光ディスク２１５０の情報面に形成された複数のトラックを示す。その複数のトラックのそれぞれは蛇行している。図１１に示される例では、トラックは、所定の周期Ｗでトラックの径方向に微小に振られている。この微少な振られは、光ビーム２１０６とトラックとの位置ずれとしてＴＥ信号で検出できる。なお、光ディスク２１５０は、単層ディスクであってもよいし、二層ディスクを含む多層ディスクであってもよい。
図１２は、フォーカス制御が動作している状態で光ビーム２１０６がトラックを横断する場合の各信号の波形を示す。（ａ）はトラックの模式図を示す。波形（ｂ）はＴＥ信号を、波形（ｃ）はＢＰＦ２１５１の出力を示す。ＢＰＦ２１５１の出力を以下ではウォブル信号という。ウォブル信号の振幅は光ビーム２１０６がトラックの中心に位置する場合に最大となり、光ビーム２０１６がトラックとトラックとの中間にある場合に小さくなる。ＢＰＦ２１５１は、ＴＥ信号に含まれるトラックの径方向の微小な振られによる成分を通過させる。従って、ＢＰＦ２１５１の通過帯域は、Ｗと光ディスク２１５０の回転数で決まる。
図１３は、光ディスク装置２００３の内部で用いられる各信号の波形を示す。波形（ａ）がランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がＦＥ信号を、波形（ｄ）がゼロクロス信号を、波形（ｅ）がウォブル信号を、波形（ｆ）が振幅検出回路２１２１の出力を、波形ｇがコンパレータ２４６０の出力を、波形ｈがスイッチ２１１７の端子ｄの信号をそれぞれ示す。マイコン２１２２が、時間ｔ２０にランプ波発生回路２１２３の動作を開始すると、それに応じた電流がフォーカス用コイルに流れる。
従って、対物レンズ２１０３は徐々に光ディスク２１５０の情報面に近づく。時間ｔ２１で焦点位置が光ディスク２１５０の表面と一致するとゼロクロス信号が出力される。しかしながら、光ディスク２１５０の表面では、ウォブル信号のレベルが零なのでコンパレータ２４６０の出力はローレベルのままである。さらに焦点位置が光ディスク２１５０に近づくと時間ｔ２２で情報面が焦点深度に入る。よって、ウォブル信号が正弦波状の信号になる。振幅検出回路２１２１の出力がＥ２を超えるのでコンパレータ２４６０の出力がハイレベルになる。時間ｔ２３で焦点が情報面と一致するとゼロクロス信号が出力される。マイコン２１２２は、時間ｔ２３でスイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルにして端子ｃと端子ａとを接続して、フォーカス制御を動作させる。
光ディスク２１５０の表面ではゼロクロス信号が出力されるが、コンパレータ２４６０の出力がローレベルであるため、マイコン２１２２はコントロール端子の電位のレベルをローレベルのままにするため、スイッチ２１１７において端子ｂと端子ｃとが接続し、フォーカス制御は行われない。一方、光ディスク２１５０の情報面においてもゼロクロス信号が出力されるがこのときには、コンパレータ２４６０の出力がハイレベルであるため、マイコン２１２２はコントロール端子ｄの電位のレベルをハイレベルとなるようにするため、スイッチ２１１７において、端子ａと端子ｃとが接続され、フォーカス制御が行われる。
このような構成にすることにより、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面を確実に検出し、確実にフォーカス引き込みすることができる。
（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４の光ディスク装置２００４の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
ランプ波発生回路２１５７は、端子ａの電位がハイレベルになると一定速度で変化する信号を発生する。その速度の極性は端子ｂの電位がハイレベルの場合は正で、ローレベルの場合は負となる。光ディスク２１００は所定の回転数で回転している。モータ制御回路２１５６はモータ２１２７が所定の回転数で回転するように制御する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。
フォーカスを引き込む際の動作を説明する。マイコン２１５８は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルにして端子ｃと端子ｂとを接続する。次に、マイコン２１５８は、ランプ波発生回路２１５７の端子ａ、端子ｂの電位をともにハイレベルとする。その結果、ランプ波発生回路２１５７は、正の極性の一定速度で変化する信号を発生する。ランプ波発生回路２１５７の出力に応じた電流が電力増幅器２１１８によってフォーカス用コイルに流れる。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００に向かって（図では上方向に向かって）移動する。光ビーム２１０６の焦点と光ディスク２１００の表面とが一致すると最初のゼロクロス信号がゼロクロス検出回路２１１９から出力される。
マイコン２１５８は、最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間Ｍ０が経過した後にランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をハイレベルからローレベルに変える。その結果、最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間Ｍ０が経過した後にランプ波発生回路２１５７は負の極性の一定速度で変化する信号を発生する。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００から遠ざかる方向に（図では下方向に向かって）移動し、光ビームの焦点は、光ディスク２１００の情報面に近づく方向に（図では下方向に向かって）移動する。
なお、所定時間Ｍ０は、光ビームの焦点が情報面に到達するより長い時間に設定されている。すなわち、所定時間Ｍ０は、最初のゼロクロス信号が検出された時点において対物レンズ２１０３が移動していた方向と同一の方向に、光ディスク２１００の保護層の厚さより大きい所定の距離だけ対物レンズ２１０３をさらに移動させることが可能な時間である。光ディスク２１００の保護層の厚さとは、光ディスク２１００の表面と情報面との距離をいう。
このように、光ビームの焦点は、情報面を一旦通過した後に情報面に向かって移動を開始する。光ビームの焦点が情報面を再度通過すると、ゼロクロス検出回路２１１９によって２回目のゼロクロス信号が出力される。マイコン２１５８は、２回目のゼロクロス信号が出力されたこと（すなわち、フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたこと）を検出すると、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を開始する。
図１５は、光ディスク装置２００４の内部で用いられる各信号の波形を示す。図１５において、波形（ａ）がランプ波発生回路２１５７の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がランプ波発生回路２１５７の端子ｂの信号を、波形（ｄ）がＦＥ信号を、波形（ｅ）がゼロクロス信号を、波形（ｆ）がスイッチ２１１７の端子ｄの信号をそれぞれ示す。マイコン２１５８が、時間ｔ３０にランプ波発生回路２１５７の動作を開始すると、それに応じた電流がフォーカス用コイルに流れる。
従って、対物レンズ２１０３は徐々に光ディスク２１００の情報面に近づく。時間ｔ３１で焦点位置が光ディスク２１００の表面と一致するとゼロクロス信号が出力される。
マイコン２１５８は、最初のゼロクロス信号を検出した時点からＭ０時間が経過した後にランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をローレベルに設定する。
なお、時間ｔ３２に焦点と情報面とが一致するのでゼロクロス信号が出力される。ランプ波発生回路２１５７の出力は時間ｔ３３から一定速度で減少していく。従って、焦点は徐々に情報面に近づき時間ｔ３４で焦点と情報面とが一致しゼロクロス信号が出力される。マイコン２１５８はスイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルにし、端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を動作を開始させる。
このように構成することにより、ＴＥ信号を必要とすることなく、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面を確実に検出し、確実にフォーカス引き込みすることができる。
本方式は一旦情報面より上に焦点を移動させるので光ディスク２１００の表面でのゼロクロス信号の影響を受けない。
また、焦点を光ディスク２１００に近づける距離を光ディスク２１００の表面を基準にして制限しているので対物レンズ２１０３が光ディスク２１００の表面に衝突することが無い。なお、所定時間Ｍ０は、フォーカスアクチュエータの感度とランプ波発生回路２１５７の出力信号の変化率とによってきまる。
本実施の形態では、時間Ｍ０を所定値としたが時間ｔ３１からｔ３２の時間に応じて変えても良い。光ディスク２１００の表面から情報面までの距離は予め決まっているのでその距離を移動する時間はアクチュエータの感度に比例する。
従って、アクチュエータの感度が変化しても正確に焦点を情報面の上側に移動することができる。
（実施の形態５）
図１６は、本発明の実施の形態５の光ディスク装置２００５の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
フォーカスを引き込む際の動作を説明する。マイコン２１６０は、モータ制御回路２１２６にモータの回転数としてゼロを設定する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。マイコン２１６０は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルを変えることにより端子ｃと端子ｂとを接続する。次に、マイコン２１６０は、ランプ波発生回路２１５７の端子ａ、端子ｂの電位をともにハイレベルとする。その結果、ランプ波発生回路２１５７は、正の極性の一定速度で変化する信号を発生する。ランプ波発生回路２１５７の出力に応じた電流が電力増幅器２１１８によってフォーカス用コイルに流れる。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００に向かって（図では上方向に向かって）移動する。
マイコン２１６０は、最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間Ｍ１が経過した後にランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をハイレベルからローレベルに変える。その結果、ランプ波発生回路２１５７は、最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間Ｍ１が経過した後に負の極性の一定速度で変化する信号を発生する。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００から除々に遠ざかる。
なお、所定時間Ｍ１は、焦点が情報面に到達するより十分に長い時間に設定されている。すなわち、所定時間Ｍ１は、対物レンズ２１０３が光ディスク２１００の保護層の厚さ以上に移動するような時間に設定されている。その結果、焦点は情報面をいったん通過した後に情報面に向かって移動を開始する。マイコン２１６０は、ランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をローレベルに変えた時点から最初のゼロクロス信号が検出されると、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を開始する。マイコン２１６０は、正弦波発生回路２１２４を動作させる。マイコン２１６０は、コンパレータ２１２８の出力がハイレベルであると正弦波発生回路２１２４の動作を停止させて、モータ制御回路２１２６に所定の回転数を設定する。コンパレータ２１２８の出力がローレベルの場合には、ランプ波発生回路２１５７をリセットしてスイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続して再度フォーカス引き込みを行う。
図１７は、光ディスク装置２００５の内部で用いられる各信号の波形を示す。波形（ａ）がランプ波発生回路２１５７の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）がランプ波発生回路２１５７の端子ｂの信号を、波形（ｄ）がＦＥ信号を、波形（ｅ）がゼロクロス信号を、波形（ｆ）がＴＥ信号を、波形（ｇ）がスイッチ２１１７の端子ｄの信号を、波形（ｈ）がコンパレータ２１２８の出力を、波形（ｉ）がモータ制御回路２１２６がモータ２１２７に送る所定の回転数に対応する信号をそれぞれ示す。
マイコン２１６０が、時間ｔ４０にランプ波発生回路２１５７の動作を開始すると、その出力に応じた電流がフォーカス用コイルに流れる。従って、対物レンズ２１０３は徐々に光ディスク２１００の情報面に近づき、さらに情報面を通過する。マイコン２１６０は、時間ｔ４０から所定時間Ｍ１経過後の時間ｔ４１でランプ波発生回路２１５７の端子ｂの電位をローレベルに設定する。従って、ランプ波発生回路２１５７の出力は時間ｔ４１から一定速度で減少していく。従って、焦点は徐々に情報面に近づき時間ｔ４２で焦点と情報面とが一致しゼロクロス信号が出力される。
マイコン２１６０は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を動作させる。マイコン２１６０は、時間ｔ４３で正弦波発生回路２１２４を動作させる。光ビームの焦点が情報面上にあると光ビーム２１０６がトラックを横断するのでＴＥ信号が正弦波状になり、振幅検出手段である振幅検出回路が２１２１がＴＥ信号の振幅が所定値以上であることを検出すると、コンパレータ２１２８の出力がハイレベルになる。マイコン２１６０は、情報面へのフォーカス引き込みが正常に終了したと判断して時間ｔ４４にモータ制御回路２１２６に所定の回転数を設定する。
従って、本実施の形態によれば、モータ２１２７を回転させる前にフォーカス引き込みが正常にできたかどうかを判断するので、フォーカス引き込みが正常に行われず対物レンズ２１０３が光ディスク２１００の表面に衝突した状態でモータ２１２７を回転させることが無い。このため、光ディスク２１００を広い範囲に渡って傷つけることなく、かつ、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面を確実に検出し、確実にフォーカス引き込みすることができる。
なお、本実施の形態で説明したモータ２１２７の回転制御は、上述したすべての実施の形態に適用することが可能である。
（実施の形態６）
図１８は、本発明の実施の形態６の光ディスク装置２００６の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、１回転メモリ２１６６が、光ディスク２１００の回転角度に応じたアクチュエータ２１０４のフォーカス方向の変位を記憶する記憶手段として機能する。
モータ制御回路２１５６は、モータ２１２７が所定の回転数で回転するように制御する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。回転角度検出回路２１６５は、モータ２１２７の回転角度を検出して出力する。以下、この信号を回転角度信号という。１回転メモリ２１６６は、回転角度信号に同期して光ディスク２１００が１回転する期間の電力増幅器２１１８の入力電圧を記憶する。また、記憶した値を回転角度信号に同期して加算器２１６７に出力する。
このような記憶および出力の動作はマイコン２１６８によって制御される。
本実施の形態ではフォーカス制御系の開ループゲインを測定可能な構成になっている。
マイコン２１６８は、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを閉じてフォーカス制御を動作させている状態で正弦波を加算器２１６９に送る。フォーカス制御系に加算された正弦波に追従するように対物レンズ１０３が制御される。マイコン２１６８は、その状態でのＦＥ信号を取り込み加算した正弦波とＦＥ信号の振幅と位相の関係からフォーカス制御系の開ループゲインを算出する。算出したゲイン値に基づいて開ループが所定のゲインになるように増幅器２４００のゲインを変える。なお、所定のゲインとは、後述する位相補償回路２１７０の位相進み特性を設計する際に想定したゲインをいう。
位相補償回路２１７０は、フォーカス制御系を安定にするための位相を進めるフィルタである。
なお、位相の進む帯域を広い場合と狭い場合に切り替えられる構成になっている。フォーカス引き込みは位相の進む帯域が広い設定で行い、フォーカス制御系の開ループのゲインを調整後に狭い設定に変える。すなわち、フォーカス引き込みを開始してからフォーカス制御系の開ループゲインを調整するまでの期間は、位相の進む帯域が広い設定にする。光ディスク２１００の反射率のばらつきやフォーカスアクチュエータの感度のばらつきによって開ループのゲインが所定のゲインからずれる。従って、フォーカス引き込みの際は位相の進む帯域が広い設定でフォーカス制御を動作させ、ゲイン調整後に通常の帯域に戻す。
これによって、フォーカス引き込みが安定になり、かつ、一般的にはフォーカス引込み時の開ループゲインに比べてゲイン調整後の開ループゲインを高く設定することができる。
図１９および図２０を用いて、位相補償回路２１７０を説明する。
図１９は、位相補償回路２１７０の構成例を示す。第１の入力端子２３００は、第１の位相補償回路２３０１および第３の位相補償回路２３０３に接続される。第１の位相補償回路２３０１と第２の位相補償回路２３０２とは直列に接続されている。第２の位相補償回路２３０２の出力がスイッチ２３０４の端子ａに接続される。第３の位相補償回路２３０３は、直列に接続された第１の位相補償回路２３０２、第２の位相補償回路２３０２と並列に接続されており、その出力はスイッチ２３０４の端子ｂに接続される。スイッチ２３０４の端子ｃは出力端子２３０６に接続され、出力端子２３０６からの信号は１回転メモリ２１６６、加算器２１６７に入力される。スイッチ２３０４の端子ｄは第２の入力端子２３０５に接続される。第２の入力端子２３０５はマイコン２１６８に接続される。
図２０は、位相補償回路２１７０に含まれる各回路の位相特性を示す。図２０において、横軸は周波数を示し、縦軸は位相を示す。なお、横軸の周波数は、対数の目盛りである。
図２０の（ａ）は、第１の位相補償回路２３０１の位相特性を示す。第１の位相補償回路２３０１においては、周波数ｆ０からｆ３の帯域で位相が進む特性になっている。
図２０の（ｂ）は、第２の位相補償回路２３０２の位相特性を示す。第２の位相補償回路２３０２においては、周波数ｆ２からｆ５の帯域で位相が進む特性になっている。
図２０の（ｃ）は、直列に接続された第１の位相補償回路２３０１および第２の位相補償回路２３０２の位相特性を示す。この直列回路においては、周波数ｆ０からｆ５の帯域で位相が進む特性になっている。
図２０の（ｄ）は、第３の位相補償回路２３０３の位相特性を示す。第３の位相補償回路２３０３においては、周波数ｆ１からｆ４の帯域で位相が進む特性になっている。
従って、第２の入力端子のレベルを切り替えることで位相の進む帯域が広い特性と狭い特性に切り替えることができる。
開ループのゲインが０ｄＢになる周波数は、ｆ２とｆ３との間に予め決められている。従って、直列に接続された第１の位相補償回路２３０１および第２の位相補償回路２３０２の位相特性はｆ２とｆ３との間で位相の進みが最大となるように設計される。また、第３の位相補償回路２３０３の位相特性もｆ２とｆ３との間で位相の進みが最大となるように設計される。直列に接続された第１の位相補償回路２３０１および第２の位相補償回路２３０２の位相補償回路は、第３の位相補償回路２３０３に比べ位相の進む帯域が広いので開ループゲインがばらついても位相余裕が確保でき、制御系が安定である。しかしながら、位相の進む帯域を広くすることによって位相補償回路２１７０のゲインが高くなる。このために、ノイズ等によってアクチュエータのコイルに過大な電流が流れる。この過大な電流を防止するためには、直列に接続された第１の位相補償回路２３０１、第２の位相補償回路２３０２を用いる場合には開ループゲインを若干下げることが好ましい。
図２１は、フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す。図２１において、波形（ａ）がランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）が焦点位置を、波形（ｃ）が電力増幅器２１１８の入力波形を、波形（ｄ）が１回転メモリ２１６６の出力波形を、波形（ｅ）がＦＥ信号を、波形（ｆ）がゼロクロス信号を、波形（ｇ）がスイッチ２１１７の端子ｄの信号をそれぞれ示す。マイコン２１６８は、スイッチ２３０４の第２の入力端子２３０５の電位をハイレベルとし、直列に接続された第１の位相補償回路２３０１、第２の位相補償回路２３０２の出力信号が出力端子２３０６に伝達されるように端子ａと端子ｃとを接続する。これにより、位相補償回路２１７０の特性を位相の進む帯域が広い特性となる。
マイコン２１６８は、時間ｔ５０にスイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルにしてスイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続する。ランプ波発生回路２１２３は、一定速度で変化する信号を発生する。ランプ波発生回路２１２３の出力に応じた電流が電力増幅器２１１８によってフォーカス用コイルに流れる。その結果、対物レンズ２１０３は、光ディスク２１００に向かって（図では上方向に向かって）移動する。焦点と光ディスク１００の表面とが一致すると最初のゼロクロス信号が出力される。マイコン２１６８は、最初のゼロクロス信号を検出した時間ｔ５１において、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルにし、スイッチ２１１７の端子ａと端子ｃとを接続してフォーカス制御を動作させる。
光ビームの焦点は光ディスク２１００の表面に位置するようにフォーカス制御される。
光ディスク２１００は面振れを有しているので対物レンズ２１０３はその面振れに追従するように上下する。従って、１回転メモリ２１６６を動作させる前の電力増幅回路２１１８の入力レベルは面振れに比例している。
時間ｔ５１からｔ５２が光ディスク２１００が１回転する期間を示す。マイコン２１６８は、時間ｔ５１に１回転メモリ２１６６に記憶の動作を指令する。１回転メモリ２１６６は時間ｔ５１からｔ５２のスイッチ２１１７の端子ｂのレベルを記憶する。そして、１回転メモリ２１６６は、記憶した値を時間ｔ５２以降は加算器２１６７に出力する。また、マイコン２１６８は、時間ｔ５２において、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をローレベルとすることにより、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続する。また、マイコン２１６８は、ランプ波発生回路２１２３の端子ａ、端子ｂの電位をハイレベルとし、ランプ波発生回路２１２３を再度動作させるための指令を送ることにより、加算器２１６７の出力はランプ波発生回路２１２３の出力と１回転メモリ２１６６の出力を加算した信号となり、対物レンズ２１０３は、加算器２１６７の出力に応じて徐々に光ディスク２１００に近づく。
時間ｔ５３に焦点と情報面とが一致するとゼロクロス信号が出力される。マイコン２１６８は、１回転メモリ２１６６の出力を停止させて、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄの電位をハイレベルとし、スイッチ１１７の端子ｃと端子ａとを接続する。これにより、情報面に焦点があるようにフォーカス制御される。
マイコン２１６８は、ゲイン調整を行い増幅器２４００のゲインをフォーカス制御系の開ループゲインが所定の値になるように変える。
また、マイコン２１６８は、スイッチ２３０４の第２の入力端子２３０５の電位をローレベルとし、第３の位相補償回路２３０３の出力信号が出力されるようにスイッチ２３０４の端子ｂと端子ｃとが接続されるようにする。これにより、位相補償回路２１７０の位相進みの帯域が狭い特性に切り替わる。
本実施の形態によると光ディスク２１００にワーキングディスタンスよりも大きい面振れがあっても対物レンズ２１０３と光ディスク２１００が衝突することがない。
なお、図２２は、ワーキングディスタンスを示す。焦点が情報面にある場合の光ディスク２１００の表面と対物レンズ２１０３の上面との最短の距離Ｋをワーキングディスタンスという。
また、本実施の形態によると面振れによる対物レンズ２１０３と光ディスク２１００の情報面の相対速度がほぼ零に低減されるのでフォーカス引き込みが安定する。
また、開ループゲインのばらつき要因として光ディスク２１００の情報面の反射率やフォーカスアクチュエータの感度のばらつきについて述べたが、２層光ディスクでは、他の情報面からの反射光によって反射光量で正規化したＦＥ信号の振幅が変化し開ループゲインがばらつく。本実施の形態では、開ループゲインの調整を行うので、２層光ディスクのように情報面の反射率が低いものであっても、情報面を確実に検出し、確実にフォーカス引き込みすることができる。
（実施の形態７）
図２３は、本発明の実施の形態７の光ディスク装置２００７の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
本実施の形態において、光検出器２１１３は、複数の情報面を有する光ディスク２１８７の所定の情報面に収束して照射された光ビームの光ディスク２１８７からの反射光を検出する光検出手段として機能する。
また、ＦＥ信号生成回路２１１５は、光検出器２１１３の出力に基づいて光ビームの焦点と光ディスク２１８７の所定の情報面との位置ずれを検出するフォーカスエラー検出手段として機能する。
また、全反射光量信号生成回路２１８３は、光検出器２１１３の出力に基づいて光ディスク２１８７からの全反射光量を検出する全反射光量検出手段として機能する。
また、除算器２１８５は、前記全反射光量検出手段の出力から前記光ディスクの所定の情報面以外の情報面より反射される反射光量に応じた信号値を減算した値で前記フォーカスエラー検出手段の出力を除算する正規化手段として機能する。
光ディスク２１８７は、片面に第１の情報面と第２の情報面の２つの情報面を有する２層光ディスクである。モータ制御回路２１５６は、モータ２１２７が所定の回転数で回転するように制御する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。光検出器２１１３に入射した光ディスク２１８７からの反射光は、フォーカスエラー信号生成回路２１１５、全反射光量信号生成回路２１８３に送られる。全反射光量信号生成回路２１８３は、光検出器２１１３に入射する光ディスク２１８７からの全反射光量を検出して出力する。以下では、全反射光量信号生成回路２１８３の出力を全反射光量信号という。
全反射光量信号は、減算器２１８４を介して除算器２１８５の端子ｂに送られる。除算器２１８５の端子ａにはＦＥ信号が入力されている。除算器２１８５は、端子ａに入力される信号を端子ｂに入力される信号で除算して端子ｃから出力する。除算器２１８５は光ディスク２１８７の情報面の反射率が変化したことによりＦＥ信号の振幅レベルが影響を受けることなくＦＥ信号のレベルを一定にするものである。以下では、除算器２１８５の出力を正規化ＦＥ信号という。除算器２１８５の出力は位相補償回路２１１６、スイッチ２１１７を介して電力増幅器２１１８に送られる。
従って、光ディスク２１８７の情報面の反射率が変化してもフォーカスの開ループのゲインは変化しない。しかしながら、２層光ディスクでは焦点がある情報面とは別の情報面からの反射光が光検出器２１１３に入射する。このために全反射光量信号でＦＥ信号を正規化してもＦＥ信号のレベルが低下する。減算器２１８４は、この他の情報面からの反射光量を補正する。減算器２１８４にはスイッチ２１８６が接続されている。スイッチ２１８６には第１の基準電圧２１８１と第２の基準電圧２１８２が接続されており、マイコン２１８０の指令によっていずれかの信号を出力する。
第１の基準電圧２１８１は、焦点が第１の情報面になる場合の第２の情報面からの反射光量に対応する。また、第２の基準電圧２１８２は焦点が第２の情報面になる場合の第１の情報面からの反射光量に対応する。従って、除算器２１８５の出力では第１の情報面および第２の情報面において他の情報面からの反射光量が除去された信号になる。
なお、第１の基準電圧２１８１および第２の基準電圧２１８２のレベルは、光学ヘッド２１１４の特性および光ディスク２１８７の反射率等によって決まる。光ビームの焦点を第１の情報面から第２の情報面へ移動させる際は、マイコン２１８０は、スイッチ２１１７のコントロール端子ｄをローレベルとすることにより、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続する。
マイコン２１８０は、光ビームの焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させるためのフォーカス用コイルの駆動電圧をＤ／Ａ変換器を介してスイッチ２１１７の端子ｂに送る。移動後に再度スイッチ２１１７のコントロール端子ｄをハイレベルとし、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続してフォーカス制御を動作させる。なお、上述したように光ビームの焦点が第１の情報面上にあるかまたは第２の情報面上にあるかによってスイッチ２１８６を切り替える。これにより情報面に応じて正規化手段である除算器２１８５に入力する光ビームの焦点が位置する光ディスク２１８７の情報面以外の情報面より反射される反射光量に応じた信号値（すなわち、除算器２１８５の端子ｂに入力する信号値）を変えることができる。
図２４は、２層光ディスク２１８７と光ビーム２１０６とを示す。図２４に示される例では、第１の情報面に焦点がある。第１の情報面に記録された情報を再生する場合には焦点を第１の情報面にあるようにフォーカス制御する。第２の情報面に記録された情報を再生する際は一旦フォーカス制御を停止して、対物レンズ１０３を光ディスク２１８７に近づけ、焦点を第２の情報面に移動させた後に再度フォーカス制御を動作させる。
第１の情報面に焦点がある場合に第１の情報面で反射した光ビームＬ１が光検出器２１１３に入射する。光ビームＬ１によってＦＥ信号が生成される。
しかしながら、第１の情報面を透過して第２の情報面で反射した光ビームＬ２の一部が光検出器２１１３に入射する。この反射光はＦＥ信号に影響を与えないが全反射光量信号を増大させる。このためＦＥ信号を全反射光量信号で正規化すると光ビームＬ２の分だけＦＥ信号のレベルが低下する。なお、他の情報面からの反射光量は焦点が第１の情報面にある場合と第２の情報面にある場合とで異なる。
次に、焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させる動作を説明する。
図２５は、光ディスク装置２００７の内部で用いられる各信号の波形を示す。波形（ａ）は、正規化後のＦＥ信号を、波形（ｂ）はマイコン２１８０のＤ、／Ａ変換器の出力波形を、波形（ｃ）はスイッチ２１８６の端子ｄの波形を、波形（ｄ）はスイッチ２１１７の端子ｄに出力される信号である。マイコン２１８０は、時間ｔ６０から焦点を第２の情報面に移動させるための加速のパルスをＤ／Ａ変換器を介して出力する。これによって対物レンズ２１０３が第２の情報面に向かって移動し、同様に焦点も第２の情報面に向かって移動する。マイコン２１８０は、正規化後のＦＥ信号のレベルが時間ｔ６１で−Ｅ３になったことを検出して加速パルスを停止する。そして、時間ｔ６２で正規化ＦＥ信号がゼロクロスするとスイッチ２１８６の端子ｃを端子ａから端子ｂに切り替えて接続する。そして、時間ｔ６３に正規化ＦＥ信号のレベルがＥ３になると減速パルスを出力する。減速パルスは正規化ＦＥ信号のレベルがＥ３以上の期間、すなわち、時間ｔ６４まで出力される。
マイコン２１８０は、ｔ６５で正規化後のＦＥ信号がゼロクロスした時点でスイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続して再度フォーカス制御を動作させる。他の情報面からの反射光量を除去した全反射光量信号で正規化したＦＥ信号に基づいて加速パルスおよび減速パルスの時間を制御するのでタイミングが正確に検出でき焦点の情報面の移動が安定に行われる。
（実施の形態８）
図２６は、本発明の実施の形態８の光ディスク装置２００８の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
光検出器２１８８は、５個の受光部を有する。実施の形態２において、検出器２１１３は４個の受光部を設けたものを例に説明をしたが、本実施の形態ではこれら４個の受光部の外側を取り囲む受光部を更に設け、この受光部を光ビームの焦点が光ディスクの所定の情報面と異なる情報面からの反射光を検出する迷光検出手段としたものである。
本実施の形態では、実施の形態２で説明した光検出器２１１３を構成する４つの受光部と、これら４つの受光部の外側を取り囲むように設けた迷光検出手段である受光部とを光検出器２１８８とするものである。なお、迷光検出手段となる受光部の内側に位置する受光部の全光量を全反射光量信号とする。これは、実施の形態２で説明した検出器２１１３に相当する部分の受光量である。
図２４で説明したように第１の情報面に焦点がある場合の第２の情報面からの反射光は光検出器２１８８の全体の入射する。また、第１の情報面からの反射光はほとんど内側の受光部に入射する。従って、内側の受光部に入射する第２の情報面からの反射光量は外側の受光部に入射した光量に比例する。
よって、外側の受光部の光量に所定の係数Ｋを乗算した値を減算器２１８４で全反射光量信号から減算することで他の情報面からの反射光の影響を除去した全反射光量信号が得られる。
図２７は、光検出器２１８８の構成を模式的に示す。内側の４個の受光部が光検出器２１１３に相当する部分である。外側の受光部が追加された部分である。焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させる動作は、実施の形態７と同様であるので説明を省略する。
（実施の形態９）
図２８は、本発明の実施の形態９の光ディスク装置２００９の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
光ディスク２１８７は、片面に２つの情報面を有する２層光ディスクである。モータ制御回路２１５６は、モータ１２７が所定の回転数で回転するように制御する。レーザ制御回路２１５５は、レーザ２１０９が所定のパワーで発光するように制御する。
他の情報面からの反射光を検出する動作について説明する。マイコン２１９５は、スイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｂとを接続する。また、スイッチ２４１０のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｃとを接続する。スイッチ２４１０の端子ｃは零レベルに設定されている。マイコン２１９５は、ランプ波発生回路２１２３の動作を開始させる。ランプ波発生回路２１２３の出力は、スイッチ２１９６を介して電力増幅器２１１８に送られるので対物レンズ２１０３は光ディスク２１８７に近づいていく。最初に光ディスク２１８７の表面でＳ字波形が出力され、次に第１の情報面でＳ字波形が出力され、その後第２の情報面でＳ字波形が出力される。
マイコン２１９５は、第１の情報面でのＳ字波形の振幅Ｈ１と第２の情報面でのＳ字波形の振幅Ｈ２とを測定する。マイコン２１９５は、単層光ディスクでのＳ字波形の振幅Ｈｓと、焦点が情報面にある場合の全反射光量信号Ｃｓのレベルとを予め記憶している。マイコン２１９５は、式（２）で求まるＱ１を第１の情報面における他の情報面からの反射光ととしてスイッチ２４１０の端子ａに設定する。また、式（３）で求まるＱ２を第２の情報面における他の情報面からの反射光としてスイッチ２４１０の端子ｂに設定する。
Ｑ１＝Ｃｓ・（１−（Ｈ１／Ｈｓ）） （２）
Ｑ２＝Ｃｓ・（１−（Ｈ２／Ｈｓ）） （３）
一旦Ｑ１およびＱ２を求めた後に再度フォーカス引き込みを行う。すなわち、マイコン２１９５は、スイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｂとを接続する。また、スイッチ２４１０のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ａとを接続する。マイコン２１９５は、ランプ波発生回路２１２３の動作を開始させる。ランプ波発生回路２１２３の出力はスイッチ２１９６を介して電力増幅器２１１８に送られる。その結果、対物レンズ２１０３は光ディスク２１８７に近づいていく。マイコン２１９５は、第１の情報面を検出するとスイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ａとを接続してフォーカス制御の動作を開始させる。焦点位置を第２の情報面に移動させる場合には、マイコン２１９５は、スイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｃとを接続して、加速のパルスをＤ／Ａ変換器を介してスイッチ２１９６の端子ｃに出力する。また、スイッチ２４１０のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ｂとを接続する。マイコン２１９５は、焦点位置が第２の情報面に移動した後にスイッチ２１９６のコントロール端子ｅのレベルを変えることで端子ｄと端子ａとを再度接続してフォーカス制御の動作を開始させる。すなわち、光ビームの焦点を移動させた場合には情報面に応じてスイッチ２４１０を切り替える。第１の情報面に焦点がある場合は端子ａと端子ｄとが接続され、第２の情報面に焦点がある場合には端子ｂと端子ｄとが接続される。
図２９は、光ディスク装置２００９の内部で用いられる各信号の波形を示す。図２９において、波形（ａ）はランプ波発生回路２１２３の出力を、波形（ｂ）は焦点の位置を、波形（ｃ）は除算器２１８５の出力である正規化ＦＥ信号をそれぞれ示す。マイコン２１９５は、時間ｔ７０にランプ波発生回路２１２３を動作させる。その結果、焦点は光ディスク２１８７に近づき時間ｔ７１で表面での正規化ＦＥ信号のレベルがＥ４を超える。さらに光ビームの焦点が光ディスク２１８７に近づき時間ｔ７２で正規化ＦＥ信号のレベルが−Ｅ４より低くなる。
マイコン２１９５は、光ディスク２１８７の表面を光ビームの焦点が通過したことを検出する。さらに対物レンズ２１０３を上げていくと光ビームの焦点はさらに光ディスク２１８７に近づき、時間ｔ７３で第１の情報面での正規化ＦＥ信号のレベルがＥ４を超える。マイコン２１９５は、正規化ＦＥ信号のレベルが再度Ｅ４になる期間の正規化ＦＥ信号の最大値ａ１を測定し記憶する。時間ｔ７４で正規化ＦＥ信号のレベルが−Ｅ４より低くなる。マイコン２１９５は、正規化ＦＥ信号のレベルが再度−Ｅ４になる期間の正規化ＦＥ信号の最小値ｂ１を測定し記憶する。ｂ１は負の値になる。ａ１からｂ１を減算した値が第１の情報面でのＳ字波形の振幅Ｈ１である。さらに対物レンズ１０３を上げていくと光ビームの焦点はさらに光ディスク２１８７に近づき、時間ｔ７５で第２の情報面での正規化ＦＥ信号のレベルがＥ４を超える。マイコン２１９５は、正規化ＦＥ信号のレベルが再度Ｅ４になる期間の正規化ＦＥ信号の最大値ａ２を測定し記憶する。時間ｔ７６で正規化ＦＥ信号のレベルが−Ｅ４より低くなる。マイコン２１９５は、正規化ＦＥ信号のレベルが再度−Ｅ４になる期間の正規化ＦＥ信号の最小値ｂ２を測定し記憶する。ａ２からｂ２減算した値が第２の情報面でのＳ字波形の振幅Ｈ２である。
マイコン２１９５は、上述した２つの式を用いてＱ１およびＱ２を求める。実施の形態９では、焦点を情報面を通過させた際の正規化ＦＥの振幅で他の情報面からの反射光量を検出するとしたが正規化ＦＥの振幅の減少するとフォーカス制御系の開ループゲインが比例して減少する。そこでフォーカス制御系の開ループゲインを測定するフォーカスゲイン測定手段（図示せず）により測定して単層光ディスクでのゲインとの比に基づいてスイッチ２４１０の端子ａおよび端子ｂの値を設定することもできる。
（実施の形態１０）
図３０は、本発明の実施の形態１０の光ディスク装置２０１０の構成例を示す。
上述した実施の形態と同じブロックには同一の番号を付して説明を省略する。
本実施の形態において、ホログラム素子２２５０は、光ディスク２１８７の所定の情報面に収束して照射された光ビームの光ディスク２１８７からの反射光を光軸に近い内側の領域の光と光軸から遠い外側の領域の光とに分割する光ビーム分割手段として機能する。
また、内側ＦＥ信号生成回路２２５６は、内側の領域の光に基づいて光ビームの焦点と前記光ディスク２１８７の所定の情報面との位置ずれを検出する内側フォーカスエラー検出手段して機能し、外側ＦＥ信号生成回路２５４は、外側の領域の光に基づいて光ビームの焦点と光ディスクの所定の情報面との位置ずれを検出する外側フォーカスエラー検出手段として機能する。
光ディスク２１８７は、片面に２つの情報面を有する２層光ディスクである。光ディスク２１８７は所定の回転数で回転している。また、レーザ２１０９は所定のパワーで発光している。
レーザ２１０９から出た光は、コリメートレンズ２４３０により平行光になり、ビームスプリッター２２５６を透過する。
透過した光ビーム２１０６は集光手段としての対物レンズ２１０３により光ディスク２１８７上に集光される。集光された光ビームは、光ディスク２１８７上のトラックにより反射・回折される。
反射・回折された光ビームは再び対物レンズ２１０３を透過して、ビームスプリッター２２５６により反射される。
反射された光ビーム２１０６は光ビーム分割手段としてのホログラム素子２２５０により回折光と０次光に分離される。ホログラム素子２２５０を素通りした０次光は検出レンズ２１１１により集光され、円筒レンズ２１１２によりトラックに対して４５度方向の非点収差を与えられて光検出器２２５３に入る。
この光を受けて光検出器２２５３から出力される信号は制御用ＦＥ信号生成回路２２５７に入力される。制御用ＦＥ信号生成回路２２５７では制御用ＦＥ信号が生成される。
制御用ＦＥ信号は、位相補償回路２１１６、スイッチ２１１７を介して電力増幅器２１１８に送られる。従って、制御用ＦＥ信号に応じてフォーカス用コイルに電流が流れる。
一方、ホログラム素子２２５０で回折された＋１次光と−１次光は検出レンズ２１１１で集光され円筒レンズ２１１２によりトラックに対して４５度方向の非点収差を与えられて光検出器２２５３に入る。
これらの光を受けて光検出器２２５３から出力される信号はそれぞれ光ビームの光ディスクからの反射光を光軸に近い内側の領域の光ビーム光と光軸から遠い外側の領域の光ビーム光とに分割され、対応する内側および外側ＦＥ信号生成回路２２５６および２２５４にそれぞれ送られる。
２層光ディスクでは、第１と第２の情報面で保護層の厚さが異なるので球面収差が発生する。なお、第１と第２の情報面の中間の保護層の厚さで球面収差がゼロになるように光学ヘッドが設計されている。従って、第１の情報面では保護層の厚さが薄い状態となり、第２の情報面では厚い状態となる。従って、第１と第２の情報面での球面収差は逆極性になる。
この球面収差により、第１の情報面に焦点がある場合（すんわち、第１の情報面で制御用ＦＥ信号のレベルが零の場合）には内側ＦＥ信号のレベルは正になり外側ＦＥ信号は負になる。
また、第２の情報面に光ビームの焦点がある場合（すなわち、第２の情報面で制御用ＦＥ信号のレベルが零の場合）には内側ＦＥ信号のレベルは負になり、外側ＦＥ信号は正になる。
光ビームの焦点を第１の情報面から第２の情報面へ移動させる際は、スイッチ２１１７の端子ｃと端子ｂとを接続する。
マイコン２２５５は、光ビームの焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させるためのフォーカス用コイルの駆動電圧をＤ／Ａ変換器を介してスイッチ２１１７の端子ｂに送る。光ビームの焦点は第２の情報面に向かって移動を開始する。マイコン２２５５は、外側ＦＥ信号がゼロクロスした時点で加速パルスを停止して、減速パルスを出力する。
第１の情報面から第２の情報面に光ビームの焦点を移動させる場合、第２の情報面の近傍で最初に外側ＦＥ信号がゼロクロスし、次に制御用ＦＥ信号がゼロクロスする。そこで、マイコン２２５５は、外側ＦＥ信号が再度ゼロクロスした時点で減速パルスを停止する。
その後、制御用ＦＥ信号がゼロクロスした時点でスイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続して再度フォーカス制御を動作させる。
次に、図３１を参照して、球面収差と焦点位置との関係を説明する。図３１は、第１の情報面で制御用ＦＥ信号が零の場合の外側と内側の光ビームの焦点位置を示す。
上述したように、第１の情報面では最適値に対し保護層の厚さが薄くなっている。球面収差は図示されたものとする。外側の光ビームは対物レンズ２１０３に近い位置で焦点を結ぶ。内側の光ビームは対物レンズ２１０３から遠い位置に焦点を結ぶ。
第２の情報面で制御用ＦＥ信号が零の場合には、保護層の厚さが最適値より厚くなっているので外側の光ビームは対物レンズ２１０３から遠い位置で焦点を結ぶ。内側の光ビームは対物レンズ２１０３から近い位置に焦点を結ぶ。
従って、対物レンズ２１０３を情報面に近づけていくと外側ＦＥ信号、内側ＦＥ信号は図３２に示した波形となる。実線が内側ＦＥ信号を示し、点線が外側ＦＥ信号を示す。制御用ＦＥ信号は、外側ＦＥ信号と内側ＦＥ信号との平均値となる。
上述したように、第１の情報面から第２の情報面に焦点を移動させる場合には、第２の情報面の近傍で外側ＦＥ信号は最初にゼロクロスし、次に制御用ＦＥ信号がゼロクロスする。
次に、焦点を第１の情報面から第２の情報面に移動させる動作を説明する。
図３３は、光ディスク装置２０１０の内部で用いられる各信号の波形を示す。波形（ａ）は、ＦＥ信号を、波形（ｂ）はスイッチ２１１７の端子ｄの波形を、波形（ｃ）はマイコン２２５５のＤ／Ａ変換器の出力をそれぞれ示す。波形（ａ）において点線は外側ＦＥ信号を、太い実線が内側ＦＥ信号を、細い実線が制御用ＦＥ信号をそれぞれ示す。
マイコン２２５５は、時間ｔ７０から焦点を第２の情報面に移動させるための加速のパルスを出力する。これによって焦点は第２の情報面に向かって移動する。マイコン２２５５は、外側ＦＥ信号のレベルが時間ｔ７１で零になったことを検出して加速パルスを停止する。そして、減速パルスを出力する。
マイコン２２５５は、外側ＦＥ信号が零になる時間ｔ７２で減速パルスを停止し、制御用ＦＥ信号がゼロクロスする時間ｔ７３にスイッチ２１１７の端子ｃと端子ａとを接続して再度フォーカス制御を動作させる。
本実施の形態の光ディスク装置によれば、制御用ＦＥ信号のレベルに基づいて減速パルスを停止する場合に比べ、外側ＦＥ信号がゼロクロスするタイミングで減速パルスを停止するので正確なタイミングで減速パルスを停止できる。その結果、光ビームの焦点を一方の情報面から他方の情報面に安定に移動させることができる。
なお、第１と第２の情報面の中間の保護層の厚さで球面収差が零になるように光学系が設計されていない場合には内側ＦＥ信号を用いてタイミングを決めることもできる。
この場合には、第１の情報面と第２の情報面の中間の保護層の厚さによる球面収差の情報に応じて、外側ＦＥ信号または内側ＦＥ信号の少なくとも一方を適宜選択し、この信号に基づいてアクチュエータ２１０４を駆動し、光ビームの焦点を一方の情報面から他方の情報面に移動させるように構成すればよい。
産業上の利用可能性
本発明の光ディスク装置によれば、光ディスクの保護層の表面に対するフォーカス制御が実行された後に、光ディスクの情報記録層に対するフォーカス制御が実行される。これにより、保護層の厚さ分だけワーキングディスタンスが実質的に拡大される。その結果、ＮＡが大きい光ヘッドを用いた場合でも、対物レンズが光ディスクの表面に衝突する可能性を顕著に低減することが可能になる。
本発明の他の光ディスク装置によれば、トラッキングエラー信号の振幅が所定の値以上となったことが検出された場合に限り、フォーカス制御を開始することが許可される。これにより、全反射光量のレベルを参照することなく、光ディスクの表面と情報面とを区別することが可能になる。その結果、光ディスクの表面の全反射光量レベルと情報面の全反射光量レベルとの差が小さい場合（例えば、２層光ディスクの場合）でも、情報面にフォーカスを確実に引き込むことが可能になる。
本発明の他の光ディスク装置によれば、フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことを検出したことに応答して、情報面に対するフォーカス制御が開始される。これにより、全反射光量のレベルを参照することなく、光ディスクの表面と情報面とを区別することが可能になる。その結果、光ディスクの表面の全反射光量レベルと情報面の全反射光量レベルとの差が小さい場合（例えば、２層光ディスクの場合）でも、情報面にフォーカスを確実に引き込むことが可能になる。
本発明の他の光ディスク装置によれば、光ディスクの表面の面ぶれを学習した後に、情報面に対するフォーカス制御が開始される。これにより、面ぶれ学習した光ディスクの表面を基準として情報面に対するフォーカス制御が実行される。その結果、光ディスクの面ぶれが原因で対物レンズが光ディスクに衝突する可能性を大幅に低減することが可能になる。
本発明の他のディスク装置によれば、特定の情報面からの全反射光量を正確に求める手段（正規化手段）が設けられている。これにより、その特定の情報面以外の情報面からの反射光の影響が除去される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態１の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図２Ａは、シーケンス１〜４にわたって集束レーザービームの焦点の位置の変化を示す図である。
図２Ｂは、シーケンス１〜４にわたってフォーカスエラー信号ＦＥの変化を示す図である。
図３は、保護層の表面にディスク情報が形成された光ディスクの一例を示す図である。
図４は、本発明の実施の形態２の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図５は、ＦＥ信号の変化の一例を示す図である。
図６は、光ディスクに形成されたトラックを模式的に示す図である。
図７は、光ビームがトラックを横断した場合のＴＥ信号の波形を示す図である。
図８は、対物レンズを光ディスクの情報面に徐々に近づけた場合の各信号の波形を示す図である。
図９は、フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す図である。
図１０は、本発明の実施の形態３の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図１１は、光ディスクの情報面に形成された複数のトラックを示す図である。
図１２は、フォーカス制御が動作している状態で光ビームがトラックを横断する場合の各信号の波形を示す図である。
図１３は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図１４は、本発明の実施の形態４の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図１５は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図１６は、本発明の実施の形態５の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図１７は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図１８は、本発明の実施の形態６の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図１９は、位相補償回路の構成例を示すブロック図である。
図２０は、位相補償回路に含まれる各回路の位相特性を示す図である。
図２１は、フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す図である。
図２２は、ワーキングディスタンスを示す図である。
図２３は、本発明の実施の形態７の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図２４は、２層光ディスク２１８７と光ビーム２１０６とを示す図である。
図２５は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図２６は、本発明の実施の形態８の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図２７は、光検出器の構成を模式的に示す図である。
図２８は、本発明の実施の形態９の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図２９は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
図３０は、本発明の実施の形態１０の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
図３１は、第１の情報面で制御用ＦＥ信号が零の場合の外側と内側の光ビームの焦点位置を示す図である。
図３２は、外側ＦＥ信号、内側ＦＥ信号の波形を示す図である。
図３３は、光ディスク装置の内部で用いられる各信号の波形を示す図である。
Claims (23)
- 情報記録層と前記情報記録層の上に形成された保護層とを有する光ディスクのための光ディスク装置であって、
反射面を検出する反射面検出手段と、
前記光ディスクに照射される光ビームの焦点と反射面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記反射面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、
前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記反射面検出手段によって前記保護層の表面が検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記保護層に向かって移動するように前記移動手段を制御し、
前記保護層の表面が検出されると、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、
前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を解除し、前記反射面検出手段によって前記情報記録層の表面が検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記情報記録層に向かって移動するように前記移動手段を制御し、
前記情報記録層の表面が検出されると、前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御する、光ディスク装置。 - 前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインとは、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記保護層の表面の反射率との積が、前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインと前記情報記録層の表面の反射率との積に等しくなるように設定される、請求項１に記載の光ディスク装置。
- 前記保護層の表面には、前記情報記録層の反射率を示す情報が予め形成されており、
前記制御手段は、前記保護層の表面に対する前記フォーカス制御を実行している間に、前記情報を前記保護層の表面から読み取り、前記情報に基づいて前記情報記録層の表面に対する前記フォーカス制御のフィードバックゲインを設定する、請求項１に記載の光ディスク装置。 - 前記保護層の表面の反射率は、３％〜５％である、請求項１に記載の光ディスク装置。
- 複数のトラックが形成された情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、
前記光ディスクに照射された光ビームと前記複数のトラックのうちの対応する１つとの位置ずれを検出し、前記位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー検出手段と、
前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する振幅検出手段と、
前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が所定の誤差範囲内となるようにフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して移動させる移動手段と、
前記フォーカス制御手段と前記移動手段と制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記フォーカス制御手段の動作を停止させた状態で、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの前記情報面に形成されたトラックを横断する方向に移動しながら、前記光ディスクに近づくように前記移動手段を制御し、
前記制御手段は、前記振幅検出手段によって前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値以上となったことが検出された場合に限り、前記フォーカス制御手段が動作を開始することを許す、光ディスク装置。 - 前記情報面に形成された前記複数のトラックのそれぞれは蛇行している、請求項５に記載の光ディスク装置。
- 前記光ディスク装置は、前記光ビームの焦点と前記情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記振幅検出手段によって前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値以上となったことが検出され、かつ、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことが検出された場合に、前記フォーカス制御手段の動作を開始させる、請求項５に記載の光ディスク装置。 - 前記光ディスク装置は、バンド・パス・フィルタをさらに備え、
前記トラッキングエラー信号は、前記バンド・パス・フィルタを介して前記振幅検出手段に供給される、請求項５に記載の光ディスク装置。 - 前記制御手段は、前記振幅検出手段が前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する場合における前記光ディスクの回転数が前記光ディスクの前記情報面に記録された情報を再生する場合における前記光ディスクの回転数より小さくなるように前記光ディスクの回転を制御する、請求項５に記載の光ディスク装置。
- 前記制御手段は、前記振幅検出手段が前記トラッキングエラー信号の振幅を検出する場合における前記光ビームの強度が前記光ディスクの前記情報面に記録された情報を再生する場合における前記光ビームの強度より小さくなるように前記光ビームの強度を制御する、請求項５に記載の光ディスク装置。
- 前記制御手段は、前記光ディスクの回転が停止した状態で前記フォーカス制御を実行し、前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が前記所定の誤差範囲内にあることが検出された後に前記光ディスクが回転を開始するように、前記光ディスクの回転を制御する、請求項５に記載の光ディスク装置。
- 情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、
前記光ディスクに照射された光ビームの焦点と所定の面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、
前記フォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記所定の面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、
前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段と、
前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面に向かって第１の方向に移動するように前記移動手段を制御し、
前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されると、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面と前記情報面との距離より大きい所定の距離だけ前記第１の方向にさらに移動するように前記移動手段を制御し、
前記光ビームの焦点を前記所定の距離だけ前記第１の方向にさらに移動させた後、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記情報面に向かって前記第１の方向とは反対の第２の方向に移動するように前記移動手段を制御し、
前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されると、前記情報面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御する、光ディスク装置。 - 前記制御手段は、前記光ディスクの回転が停止した状態で前記フォーカス制御を実行し、前記光ビームの焦点と前記情報面との距離が前記所定の誤差範囲内にあることが検出された後に前記光ディスクが回転を開始するように、前記光ディスクの回転を制御する、請求項１２に記載の光ディスク装置。
- 情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、
前記光ディスクに照射された光ビームの焦点と所定の面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、
前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、
前記フォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の面との距離が所定の誤差範囲内となるように前記所定の面に対するフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、
前記フォーカスエラー信号がゼロクロスしたことを検出するゼロクロス検出手段と、
前記フォーカス制御手段と前記移動手段とを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの表面に向かって移動するように前記移動手段を制御し、
前記フォーカスエラー信号が最初にゼロクロスしたことが検出されると、前記光ディスクの表面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御し、
前記光ディスクの表面に対するフォーカス制御を実行している間に、前記光ディスクの回転角度に応じた前記移動手段の変位を示す変位情報を記憶手段に記憶し、
前記フォーカス制御手段の動作を停止させた状態で、前記ゼロクロス検出手段によって前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されるまで、前記記憶手段に記憶した前記変位情報に基づいて、前記光ビームの焦点が前記情報面に向かって移動するように前記移動手段を制御し、
前記フォーカスエラー信号が２回目にゼロクロスしたことが検出されると、前記情報面に対するフォーカス制御を実行するように前記フォーカス制御手段を制御する、光ディスク装置。 - 前記フォーカス制御手段は、フォーカス制御手段が動作を開始してから所定の期間は、前記光ディスクに記録された情報を再生する場合に比べて位相が進む帯域が広くなるように位相補償を制御する、請求項１４に記載の光ディスク装置。
- 前記フォーカス制御手段は、フォーカス制御手段が動作を開始してから所定の期間は、前記光ディスクに記録された情報を再生する場合に比べてゲインが小さくなるようにゲインを設定する、請求項１４に記載の光ディスク装置。
- 複数の情報面を有する光ディスクのための光ディスク装置であって、
前記複数の情報面のうち所定の情報面に光ビームを照射した場合において、前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の出力に基づいて、前記光ビームの焦点と前記所定の情報面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出手段と、
前記光検出手段の出力に基づいて、前記光ディスクからの全反射光量を検出する全反射光量検出手段と、
前記全反射光量検出手段の出力から、前記光ディスクの所定の情報面以外の情報面により反射される反射光量に応じた信号値を減算した値で、前記フォーカスエラー信号を除算することにより、正規化されたフォーカスエラー信号を生成する正規化手段と
を備えた、光ディスク装置。 - 前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、
前記正規化されたフォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点と前記所定の情報面との距離が所定の誤差範囲内となるようにフォーカス制御を実行するフォーカス制御手段と、
前記フォーカス制御の系のゲインを測定するフォーカスゲイン測定手段と
をさらに備え、
前記信号値は、前記フォーカスゲイン測定手段の出力に基づいて変化する、請求項１７に記載の光ディスク装置。 - 前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段をさらに備え、
前記信号値は、前記光ビームの焦点が前記光ディスクの前記所定の情報面を通過するように前記移動手段を駆動した場合における前記正規化されたフォーカスエラー信号の振幅が一定値となるように変化する、請求項１７に記載の光ディスク装置。 - 前記信号値は、前記複数の情報面のそれぞれに対して変化する、請求項１７に記載の光ディスク装置。
- 前記光ビームの焦点が位置する前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面からの反射光を検出する迷光検出手段をさらに備え、前記信号値は、前記迷光検出手段の出力に基づいて変化する、請求項２０に記載の光ディスク装置。
- 前記光ビームの焦点の位置を前記光ディスクに対して垂直方向に移動させる移動手段と、
前記正規化されたフォーカスエラー信号に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点を前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面に移動させるように前記移動手段を制御する制御手段と
をさらに備えた、請求項１７に記載の光ディスク装置。 - 前記光検出手段は、前記光ディスクからの反射光を、光軸に近い内側の領域の光と前記光軸から遠い外側の領域の光とに分割する光ビーム分割手段をさらに備えており、
前記フォーカスエラー検出手段は、前記内側の領域の光に基づいて前記光ビームの焦点と前記光ディスクの前記所定の情報面との位置ずれを検出する内側フォーカスエラー検出手段と、前記外側の領域の光に基づいて前記光ビームの焦点と前記光ディスクの前記所定の情報面との位置ずれを検出する外側フォーカスエラー検出手段とを含み、
前記制御手段は、前記内側フォーカスエラー検出手段の出力および前記外側フォーカスエラー検出手段の出力の少なくとも一方に基づいて前記移動手段を制御することにより、前記光ビームの焦点を前記光ディスクの前記所定の情報面とは異なる情報面に移動させるように前記移動手段を制御する、請求項２２に記載の光ディスク装置。
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