WO2002067250A1 - Disque optique - Google Patents

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WO2002067250A1
WO2002067250A1 PCT/JP2002/001513 JP0201513W WO02067250A1 WO 2002067250 A1 WO2002067250 A1 WO 2002067250A1 JP 0201513 W JP0201513 W JP 0201513W WO 02067250 A1 WO02067250 A1 WO 02067250A1
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focus
optical disc
information
light beam
optical disk
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PCT/JP2002/001513
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Inventor
Hiromichi Ishibashi
Katsuya Watanabe
Kenji Fujiune
Shinichi Yamada
Yuuichi Kuze
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G—PHYSICS
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08505—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • G11B7/08511—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head with focus pull-in only
    • G—PHYSICS
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
    • G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers

Definitions

  • the present invention relates to a bright optical disk apparatus that records information such as digital video information on an optical disk at a high density and reproduces information recorded on the optical disk. In particular, it is possible to accurately execute focus control on the information surface of the optical disk. Possible optical disk device
  • optical disk devices have been featured as large-capacity exchangeable media, and are expected to become more and more popular as future video recorders.
  • One reason that optical discs are large-capacity exchangeable media is that recording and reproduction are performed without contacting the media. In other words, a laser beam is collected, the focal point is applied to the optical disk information recording layer, and recording and reproduction are performed with this. Therefore, even if some dust adheres to the surface of the disk, for example, It does not cause head crash unlike magnetic recording.
  • the feature of the above optical disk is based on the premise that focus control, that is, control for keeping the distance between the focal point of the focused laser beam and the information recording layer within an error range, is stably executed. Once the focus control is lost, the objective lens of the optical head may run away and crash into the optical disk surface. Such a loss of focus is particularly at the time of focus pull-in, that is, immediately after the optical disk drive is started, the laser beam focus is moved into the capture control range of the focus control, and the focus control loop is closed. High frequency of occurrence. Therefore, various methods have been considered for focusing on focus. Have been.
  • the objective lens is driven to move the focus closer to the information recording layer, and the focus control is closed when the focus enters the capture range. Switch to loop operation. Conversely, if it is determined that the distance is far, the actuator is driven in a direction in which the distance is moved away, and the operation is similarly switched to the closed loop operation.
  • the probability that the objective lens collides with the optical disk surface increases significantly. Had a point. In other words, there is no problem if the focus pull-in succeeds only once, but if it fails, even if there is no runaway of the objective lens, if the runout of the disc exceeds the working distance, the disc will start from the disc. It may collide with the objective lens.
  • the NA (numerical aperture) of the objective lens is at most about 0.45 to 0.6, and the working disk clearance can be at least 0.5 mm. Therefore, it is possible to absorb a surface deviation of about 0.2 mm that can occur normally.
  • the NA is increased near the limit to further increase the recording capacity in the future, the working distance will be extremely small due to the design of the objective lens. For example, when the NA is 0.85, even if the thickness of the protective layer is about 0.1 mm (the protective layer thickness of CD is 1.2 mm and that of DVD is 0.6 mm), the king distance is 0.15 mm. mm.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has been developed in consideration of an increase in the capacity of an optical disc, and therefore, even if a sufficient king distance of an objective lens cannot be secured. It is an object of the present invention to provide an optical disc apparatus that performs focus control that can significantly reduce the frequency at which a lens collides with the surface of an optical disc.
  • an optical disk device that focuses and irradiates a light beam generated from a light source such as a semiconductor laser onto an optical disk rotating at a predetermined number of revolutions and reproduces a signal recorded on the optical disk is known.
  • a plurality of tracks are spirally formed on the optical disc. The tracks are formed by grooves formed with irregularities.
  • a recording film such as a phase change material is provided on the information surface.
  • the reflected light from the optical disk is similarly controlled while performing the focus control so that the focal point of the light beam is located on the information surface and the tracking control so as to be located on the track. Is received by the photodetector. The information is reproduced by processing the output of the photodetector.
  • a focus error signal indicating a shift between the information surface of the optical disc and the focus of the light beam is detected by an astigmatism method or the like.
  • the focus error signal goes to zero when the focus coincides with the information surface.
  • the detection range of the astigmatism method or the like is about 10. Therefore, when operating the focus control system, the objective lens is moved in advance to move the focus position to the above-described detection range, and the focus control is operated at the time when the focus error signal crosses zero. However, the focus error signal also crosses zero when the focus passes through the surface of the optical disk.
  • the focus control is operated by the zero cross generated on the surface of the optical disk, the focus is controlled so that the focal point is located on the surface of the optical disk.
  • the reflectance of the information surface is higher than that of the optical disk surface. That is, a zero cross generated on the information surface due to the level of the total reflection light amount from the optical disk exceeding a predetermined level is detected.
  • this optical disk is referred to as a two-layer optical disk.
  • the dual-layer optical disc reproduces the information using the light beam transmitted through the information surface near the objective lens, so that the reflectance of the information surface near the objective lens is reduced. It is designed.
  • An optical disk with one information surface is called a single-layer optical disk.
  • the level of the total reflection light quantity on each information surface is low, and it is difficult to distinguish between the optical disc surface and the information face based on the level of the total reflection light quantity.
  • the focus cannot be reliably drawn on the information surface even if the focus pull-in is performed by the same method as before.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has a small difference between the total reflection light level from the optical disk surface and the total reflection light level from the information surface (for example, in the case of a two-layer optical disk).
  • An optical disc device is an optical disc device for an optical disc having an information recording layer and a protection layer formed on the information recording layer, comprising: a reflection surface detection unit for detecting a reflection surface; Focus control means for performing focus control on the reflection surface such that the distance between the focal point of the light beam irradiated on the reflection surface and the reflection surface is within a predetermined error range; and And a control unit for controlling the focus control unit and the movement unit.
  • the control unit detects the surface of the protective layer by the reflection surface detection unit.
  • the focus control for the surface is released, and the moving unit is controlled so that the focal point of the light beam moves toward the information recording layer until the surface of the information recording layer is detected by the reflection surface detection unit.
  • the focus control unit is controlled to execute the focus control on the surface of the information recording layer, thereby achieving the above object.
  • the feedback gain of the focus control with respect to the surface of the protection layer and the feedback gain of the focus control with respect to the surface of the information recording layer are the feedback gain of the focus control with respect to the surface of the protection layer and the feedback gain of the surface of the protection layer.
  • the product of the reflectance and the reflectance of the information recording layer surface may be set to be equal to the product of the feedback gain of the focus control for the information recording layer surface and the reflectance of the information recording layer surface.
  • the control unit controls the information while executing the focus control on the surface of the protective layer.
  • the feedback gain of the focus control with respect to the surface of the information recording layer may be set based on the information read from the surface of the protective layer.
  • the reflectivity of the surface of the protective layer may be 3% to 5%.
  • Another optical disk device of the present invention is an optical disk device for an optical disk having an information surface on which a plurality of tracks are formed, and a correspondence between an optical beam irradiated on the optical disk and the plurality of tracks.
  • a tracking error detection unit that detects a positional deviation from the one and outputs a tracking error signal indicating the positional deviation; an amplitude detecting unit that detects an amplitude of the tracking error signal; a focal point of the light beam and the information. Focus control is performed so that the distance to the surface is within a predetermined error range.
  • a focus control unit for moving the focus of the light beam with respect to the optical disc; and a control unit for controlling the focus control unit and the movement unit.
  • the moving means In a state where the operation of the focus control means is stopped, while the focus of the light beam moves in a direction traversing a track formed on the information surface of the optical disc, the moving means so as to approach the optical disc.
  • the control unit controls that the focus control unit starts operating only when the amplitude detection unit detects that the amplitude of the tracking error signal has become equal to or greater than a predetermined value. Forgive, and the above-mentioned object is achieved.
  • Each of the plurality of tracks formed on the information surface may meander.
  • the optical disc device further includes a zero-crossing detecting unit that detects that a focus error signal indicating a positional deviation between the focal point of the light beam and the information surface has crossed zero, and the controlling unit includes: When it is detected that the amplitude of the tracking error signal is equal to or larger than a predetermined value, and when the zero-crossing detecting means detects that the focus error signal crosses a cross-section, The operation may be started.
  • the optical disc device may further include a band 'pass' filter, and the tracking error signal may be supplied to the amplitude detecting means via the band pass filter.
  • the control means may be configured such that the rotation speed of the optical disc when the amplitude detection means detects the amplitude of the tracking error signal is the rotation speed of the optical disc when reproducing information recorded on the information surface of the optical disc.
  • the rotation of the optical disc may be controlled to be smaller.
  • the control means may be configured such that the intensity of the light beam when the amplitude detection means detects the amplitude of the tracking error signal is equal to the intensity of the light beam when reproducing information recorded on the information surface of the optical disc.
  • the intensity of the light beam may be controlled to be smaller.
  • the control means executes the focus control in a state where the rotation of the optical disc is stopped, and detects that a distance between a focal point of the light beam and the information surface is within the predetermined error range, and then controls the optical disc.
  • the rotation of the optical disk may be controlled so that the optical disk starts rotating.
  • Another optical disk device of the present invention is an optical disk device for an optical disk having an information surface, wherein the optical disk device outputs a focus error signal indicating a displacement between a focal point of a light beam applied to the optical disk and a predetermined surface.
  • a focus error detecting means for outputting, a moving means for moving a position of a focal point of the light beam in a direction perpendicular to the optical disc, and controlling the moving means based on the focus error signal.
  • Focus control means for performing focus control on the predetermined surface so that the distance between the focal point of the light beam and the predetermined surface is within a predetermined error range; and detecting that the focus error signal has crossed zero.
  • Zero-cross detecting means for controlling the focus control means and the moving means, and the control means comprises: The moving means so that the focal point of the light beam moves in the first direction toward the surface of the optical disk until the zero-cross detecting means detects that the focus error signal has firstly crossed zero.
  • the focus of the light beam is shifted by a predetermined distance larger than the distance between the surface of the optical disc and the information surface in the first direction.
  • the focus error signal is changed to 2 by the zero-cross detection means.
  • the focal point of the light beam moves in the second direction opposite to the first direction toward the information surface until the zero crossing is detected the second time.
  • the control means executes the focus control in a state where the rotation of the optical disc is stopped, and detects that a distance between a focal point of the light beam and the information surface is within the predetermined error range, and then controls the optical disc.
  • the rotation of the optical disk may be controlled so that the optical disk starts rotating.
  • Another optical disk device of the present invention is an optical disk device for an optical disk having an information surface, comprising: a focus error signal indicating a displacement between a focal point of a light beam applied to the optical disk and a predetermined surface.
  • a focus error detecting means for outputting a focus error signal, a moving means for moving a focal position of the light beam in a direction perpendicular to the optical disc, and controlling the moving means based on the focus error signal.
  • Focus control means for performing focus control on the predetermined surface such that the distance between the focal point of the light beam and the predetermined surface is within a predetermined error range; and that the focus error signal has zero-crossed.
  • a zero-cross detecting means for detecting, a control means for controlling the focus control means and the moving means, and the control means comprises: Controlling the moving means so that the focal point of the light beam moves toward the surface of the optical disk until the zero-cross detecting means detects that the focus error signal has firstly crossed zero; When it is detected that one signal has zero-crossed for the first time, the focus control means is controlled to execute focus control on the surface of the optical disc, and while the focus control is executed on the surface of the optical disc, The displacement information indicating the displacement of the moving means according to the rotation angle of the optical disc is stored in the storage means, and the focus error signal is detected by the zero-cross detection means in a state where the operation of the force control means is stopped.
  • the moving means is controlled so that the focal point of the light beam moves toward the information surface, and when it is detected that the focus error signal has zero-crossed for the second time, the information is obtained. Controlling the focus control means so as to execute focus control on the surface, thereby achieving the above object. Is done.
  • the focus control means controls the phase compensation for a predetermined period from the start of the operation of the focus control means so that the band in which the phase advances is wider than in the case of reproducing the information recorded on the optical disc. You may.
  • the focus control unit may set the gain so that the gain is smaller for a predetermined period after the focus control unit starts operating than when reproducing the information recorded on the optical disc. Good.
  • Another optical disk device of the present invention is an optical disk device for an optical disk having a plurality of information surfaces, wherein when a predetermined information surface of the plurality of information surfaces is irradiated with a light beam, Light detection means for detecting reflected light; focus error detection means for outputting a focus error signal indicating a positional deviation between a focus of the light beam and the predetermined information surface based on an output of the light detection means; A total reflection light amount detection unit that detects a total reflection light amount from the optical disk based on an output of the light detection unit; and an information surface other than a predetermined information surface of the optical disk based on an output of the total reflection light amount detection unit.
  • the focus error signal is normalized by dividing the focus error signal by a value obtained by subtracting a signal value corresponding to the amount of reflected light. And a normal ⁇ means for generating the above, whereby the above object is achieved.
  • Moving means for moving the position of the focal point of the light beam in the vertical direction with respect to the optical disc; and controlling the moving means based on the normalized focus error signal.
  • Focus control means for performing focus control so that the distance to the predetermined information surface is within a predetermined error range; and focus gain measurement means for measuring a gain of the focus control system.
  • the signal value may change based on an output of the focus gain measuring unit.
  • a moving unit that moves a focal point of the light beam in a direction perpendicular to the optical disk, wherein the signal value is such that the focal point of the light beam is in front of the optical disk.
  • the normalized focus error signal amplitude may be changed to a constant value when the moving unit is driven to pass through the predetermined information surface.
  • the signal value may change for each of the plurality of information surfaces.
  • the optical disc further includes a stray light detection unit that detects reflected light from an information surface different from the predetermined information surface of the optical disc where the focal point of the light beam is located, and the signal value changes based on an output of the stray light detection unit. May be.
  • Moving means for moving the position of the focal point of the light beam in a direction perpendicular to the optical disc; and controlling the moving means based on the normalized focus error signal, thereby controlling the focus of the light beam.
  • Control means for controlling the moving means so as to move the optical disc to an information face different from the predetermined information face of the optical disc.
  • the light detecting means further includes a light beam destruction IJ means for dividing the reflected light from the optical disc into light in an inner area near the optical axis and light in an outer area far from the optical axis.
  • the focus error detecting means detects an offset between the focus of the light beam and the predetermined information surface of the optical disk based on the light in the inner area.
  • Outer focus error detecting means for detecting a displacement between the focal point of the light beam and the predetermined information surface of the optical disc based on the light in the area, wherein the control means includes: an inner focus error detecting means.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical disc device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing a change in the position of the focal point of the focused laser beam over Sequences 1-4.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating a change in the focus error signal FE over the sequences 1 to 4.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an optical disk having disk information formed on the surface of a protective layer.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disc device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a change in the FE signal.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing tracks formed on an optical disc.
  • FIG. 7 is a diagram showing a waveform of a TE signal when a light beam crosses a track.
  • FIG. 8 is a diagram showing the waveform of each signal when the objective lens is gradually brought closer to the information surface of the optical disc.
  • FIG. 9 is a diagram showing the waveform of each signal when a focus is drawn.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disc device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a plurality of tracks formed on the information surface of the optical disc.
  • FIG. 12 is a diagram showing waveforms of signals when a light beam crosses a track in a state where focus control is operating.
  • FIG. 13 is a diagram showing waveforms of respective signals used inside the optical disc device.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disc device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing waveforms of respective signals used inside the optical disk device.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disc device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing waveforms of signals used inside the optical disc device.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disc device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration example of a phase compensation circuit.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating phase characteristics of each circuit included in the phase compensation circuit.
  • FIG. 21 is a diagram showing the waveform of each signal when the focus is pulled.
  • FIG. 22 is a diagram showing the working distance.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disc device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram showing a two-layer optical disk 211 and an optical beam 210.
  • FIG. 25 is a diagram showing waveforms of respective signals used inside the optical disc device.
  • FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disc device according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram schematically showing a configuration of the photodetector.
  • FIG. 28 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disc device according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 29 is a diagram showing the waveform of each signal used inside the optical disc device.
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical disk device according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating the focal positions of the outer and inner light beams when the control FE signal is zero on the first information surface.
  • FIG. 32 is a diagram showing waveforms of the outer FE signal and the inner FE signal.
  • FIG. 33 is a diagram showing waveforms of signals used inside the optical disk device. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows a configuration example of an optical disk device 1001 according to the first embodiment of the present invention.
  • the optical disk device 1001 records information on the optical disk 110 or reproduces information recorded on the optical disk 110.
  • the optical disc 110 has an information recording layer 111 and a protective layer 111 formed on the information recording layer 111.
  • the optical disk device 1001 includes an optical head 1102 for irradiating the information recording layer 112 with a focused laser beam.
  • the optical head 112 includes a laser light source 1221, a light receiving means 122, an objective lens 1204, and an objective lens 123.
  • the laser beam source 1 201 emits a laser beam.
  • the laser beam emitted from the laser source 1201 is focused by the objective lens 123.
  • the focused laser beam is irradiated onto the optical disc 110.
  • the focused laser beam reflected by the optical disc 110 is passed through the objective lens 123 and received by the light receiving means 122.
  • the objective lens 123 is driven by the objective lens 1204.
  • the light receiving means 122 is composed of, for example, a multi-divided light receiving unit.
  • a signal group (DOUT) output from the light receiving means 122 is supplied to the focus error calculating means 1003 and the information reading means 101.
  • the focus error calculating means 1003 generates a focus error signal (FE) from the signal group DOUT.
  • the focus error signal is a signal that changes according to the distance between the focal point of the focused laser beam and a reflective surface (described later, the surface of the protective layer 111 or the information recording layer 112). .
  • the focus error signal FE is fed to the optical amplifier via the gain amplifier 1 0 9, the switch 1 0 8, the addition means 1 0 0 4, the low-frequency compensation means 1 0 1 2, and the actuator driver 1 0 5. This is fed back to the objective lens activator 1204 of the target 102.
  • the focus sensor is controlled by the amplifier 1 0 9, the switch 1 0 8, the adding means 1 0 4, the low-frequency compensation means 1 0 1 2, the actuator driver 1 0 5 and the objective lens actuator 1 2 0 4.
  • a focus control loop for executing one point is formed.
  • the switch 108 is used to open and close the focus control loop.
  • the adding means 1004 is used for adding an output signal of a focus moving means 1007 described later to a focus control loop.
  • Focus lens and the objective lens actuator drive the objective lens actuator based on the signal FE so that the distance between the focal point of the focused laser beam and the reflecting surface is predetermined. It functions as focus control means for executing focus control on the reflection surface so as to be within the error range of.
  • the focus moving means 107 forcibly moves the focus of the focused laser beam perpendicularly to the optical disk surface. The output signal of the focus moving means 107 is added to the focus control loop by the adder 104.
  • the sequencer 1006 controls the focus moving means 1007 and the focus control means.
  • the sequencer 106 controls the focus control means by switching the switch 108 on and off.
  • the switch 1008 When the switch 1008 is on, the focus control loop is closed and the focus control means operates.
  • the switch 1 08 When the switch 1 08 is off, the focus control loop is open, and the operation of the force control means stops.
  • the sequencer 106 can be constituted by, for example, a microprocessor in which a program for generating sequences 1 to 4 described later is incorporated.
  • FIGS. 2A and 2B The sequencer 106 executes the following sequences 1 to 4 sequentially.
  • Figure 2A shows the focus position of the focused laser beam over sequences 1-4. Indicates a change.
  • FIG. 2B illustrates the change in focus error signal FE over Sequences 1-4.
  • the sequencer 106 controls the focus moving means 107 so that the focus of the focused laser beam moves toward the protective layer 110. Such control is performed, for example, when the sequencer 106 issues a command M to the focus moving means 107. DC current is supplied to the objective lens unit 124 in response to the command M. Thereby, the objective lens 123 moves at a predetermined speed in the vertical direction with respect to the optical disk 110.
  • the switch 108 is turned off. Therefore, the focus control loop is open, and the focus control means is stopped.
  • Sequence 1 ends when the reflection surface (ie, the surface of the protective layer 111) is detected by the reflection surface detection means 11010.
  • Detection of the reflecting surface can be performed by detecting that the focus error first signal FE exceeds a predetermined threshold (V t h) (Fig. 2 B).
  • V t h a predetermined threshold
  • Such detection is based on the fact that when the distance between the focal point of the focused laser beam and the reflecting surface is short (that is, within the detectable range), a focus error having an amplitude almost proportional to the focus error is obtained. A signal is obtained, but a focus error signal having such an amplitude cannot be obtained if the signal is outside the detectable range. " .
  • the sequencer 106 controls the focus control means so as to execute focus control on the surface of the protective layer 110. This control is achieved by switching the switch 108 from the off state to the on state.
  • the reflection surface detecting means 110 outputs an output pulse signal P.
  • Sequencer 106 sets the output pulse signal In response to the edge of signal P, it generates a loop-on signal (LON) that closes switch 108. As a result, the switch 108 is turned on, and focus control on the surface of the protective layer 110 is started.
  • Sequence 2 ends when the focus control on the surface of the protective layer 111 is stabilized.
  • a predetermined time is preferably about 10 times (or more) the response time determined according to the focus control band.
  • the sequencer 106 releases focus control on the surface of the protective layer 110.
  • the release of the focus control is achieved by switching the switch 108 from the on state to the off state.
  • sequencer 1006 sets the focal point of the focused laser beam to the information recording layer 1 1 2
  • the focus moving means 107 is controlled so as to move toward zero. Such control is performed, for example, when the sequencer 106 issues a command M to the focus moving means 1007. DC current is supplied to the objective lens unit 124 in response to the command M. Accordingly, the objective lens 123 moves at a predetermined speed in the vertical direction with respect to the optical disk 110.
  • Sequence 3 ends when the reflective surface (that is, the surface of the information recording layer 1120) is detected by the reflective surface detection means 11010.
  • the detection of the reflection surface is performed in the same manner as the method described in Sequence 1.
  • the sequencer 106 controls the focus control means so as to execute focus control on the surface of the information recording layer 112. This control is controlled by the switch 1 0 0 8 Is switched from the off state to the on state.
  • Sequence 4 ends when focus control on the surface of the information recording layer 112 is stabilized.
  • two-stage focus pull-in is performed under the control of the sequencer 106.
  • the first-stage focus pull-in is a focus pull-in on the surface of the protective layer 111
  • the second-stage focus pull-in is a focus pull-in on the surface of the information recording layer 112.
  • Such two-stage focus pull-in makes it possible to greatly reduce the risk of the objective lens 123 colliding with the optical disk 110. The reason will be described in detail below.
  • the first-stage focus pull-in is executed not on the surface of the information recording layer 111 but on the surface of the protective layer 110.
  • focusing is performed at a position that is more distant by the thickness of the protective layer 110 than in the related art. In other words, the working distance has been increased by the thickness of the protective layer 111.
  • the original king distance (the distance between the protective layer 110 surface and the objective lens 1203 when the information recording layer 111 is on-focus) is 150 m
  • 250 / m which is the original working distance plus the thickness of 100 m of the protective layer 110
  • the objective lens 122 hits the surface of the protective layer 110 due to the failure of the focus pull-in. Can be largely avoided.
  • sequence 4 the relative speed between the information recording layer 1 120 and the objective lens 1203 for which focus pulling is about to be performed is almost 0, and the optical disc 1 100 is substantially stationary (in the direction of the surface shake). Can be fake.
  • the focus control loop is interrupted, but the low frequency compensating means 1012 keeps the operating state of the factory before interrupting the focus control loop almost as it is.
  • the sequences 3 and 4 it is possible to almost surely perform the focusing on the information recording layer 1120.
  • Embodiment 1 of the present invention focus control is performed on the surface of protective layer 1 110, and thereafter, focus control is performed on information recording layer 1 120. Even when an optical head having a high NA objective lens is used, it is possible to minimize the collision of the objective lens with the surface of the optical disk.
  • the reflectance R 1 110 of the surface of the protective layer 1 110 and the reflectance R 1 120 of the surface of the information recording layer 1 120 are usually different.
  • the sequencer 1006 uses a gain amplifier 1009 to appropriately set the gain in order to correct the difference between the reflectance R 110 and the reflectance R 120.
  • the feedback gain Gl 110 when the focus control is performed on the surface of the protective layer 11 10 in the sequence 2 and the feedback gain G 1120 when the focus control is performed on the surface of the information recording layer 1 120 in the sequence 4 are expressed by Equation (1). Is preferably set to satisfy the following.
  • G 1 110 and G 1 120 are preferably set such that the product of R 1 110 and G 1 110 is equal to the product of R 1 120 and G 1 120.
  • the reflectance R 1 1 10 on the surface of the protective layer 1 1 10 is uniquely determined by the refractive index of the protective layer 1 1 10, whereas the reflectance R 1 120 on the surface of the information recording layer 1 120 is It depends largely on the material of the recording layer 1120.
  • the material of the protective layer 110 is a commonly used polycarbonate resin
  • the reflectance of the surface of the protective layer 110 is in the range of about 3 to 5%, whereas the reflectance of the information recording layer 110 is about 5%.
  • the reflectivity of the surface is 5 to 20% for recordable / erasable media (for example, phase changeable film), 20 to 50% for write-once media (for example, pigment material), and read-only media (for example, aluminum reflection).
  • the reflectance R 1 120 of the surface of the information recording layer 1120 is not known at the time of focus pull-in, there is no guarantee that the relationship of the formula (1) holds, and focus pull-in to the information recording layer 1 120 is not possible. In some cases, it cannot be executed stably.
  • information indicating the reflectance R 1 120 is formed in advance on the surface of the protective layer 1 110 of the optical disc 1 100.
  • Sequence 2 that is, while the surface of the protective layer 111 is on-focus, the information indicating the reflectance R 1 120 is written using the information reading means 101 1 to the protective layer 111. What is necessary is just to read from the surface of ten.
  • sequence 4 the sequencer 1006 sets a control gain based on the reflectance R 1120 using the gain amplifier 1009.
  • FIG. 3 shows an example of an optical disk in which disk information 111 is formed on the surface of the protective layer 110.
  • Information indicating the reflectance R 1120 of the surface of the information recording layer 1120 is included in at least a part of the disc information 1112.
  • the disc information 111 may be a barcode directly printed on the surface of the protective layer 110, or may be a label on which a barcode or the like is printed.
  • Information reading means 1 0111 compares the total addition signal of the signal group DOUT output from the light receiving means 122 with a predetermined threshold value, binarizes the barcode based on the comparison result, and performs detection. Any configuration can be adopted as long as the configuration is issued.
  • FIG. 4 shows a configuration example of an optical disk device 2002 according to the second embodiment of the present invention.
  • a photodetector 2113 and a TE signal generation circuit 2102 which will be described later, use a light beam irradiated on an optical disc 2100 having an information surface on which a plurality of tracks are formed. It functions as a tracking error detection unit that detects a positional deviation from a corresponding one of the plurality of tracks and outputs a tracking error signal indicating the positional deviation.
  • the photodetector 211, FE signal generation circuit 211, phase compensation circuit 211, power amplifier 211, and Actuate 210 It functions as focus control means for executing focus control so that the distance between the disk 2100 and the information surface is within a predetermined error range.
  • microcomputer 2 1 2 2 is connected to the focus control means 2
  • the optical disk 210 is attached to the motor 211 and rotates at a predetermined rotation speed.
  • the motor 2 1 2 7 is controlled by a motor control circuit 2 1 2 6.
  • the rotation speed of the motor 211 is set by the microcomputer 212.
  • the optical disk 2100 has an information surface (not shown in FIG. 4; see FIGS. 6 and 22) on which a plurality of tracks are formed.
  • the plurality of tracks are spirally formed with irregularities.
  • the optical disc 210 may be a single-layer disc or a multilayer disc including a double-layer disc.
  • the optical head 2 1 1 4 includes a laser 2 1 0 9, a power coupling lens 2 1 0 8, a polarizing beam splitter 2 1 1 0, 1 Z 4 wavelength plate 2 1 0 7, and a total reflection mirror 2 1 0 5
  • a light detector 211 and an actuator 210 are installed.
  • the laser 210 is connected to a laser control circuit 210.
  • the laser control circuit 2101 drives the laser 2109 so that the emission power set by the microcomputer 2122 is obtained.
  • the light beam 210 generated by the laser 210 attached to the optical head 211 is turned into parallel light by the coupling lens 210, and then turned to the polarizing beam splitter 210. It passes through the 10 and 1/4 wavelength plates 2 107, is reflected by the total reflection mirror 210 5, and is focused by the objective lens 210 3 on the information surface of the optical disk 210 and is irradiated. .
  • the reflected light reflected by the information surface of the optical disk 210 passes through the objective lens 210 and is reflected by the total reflection mirror 210, and is reflected by the 1Z 4 wavelength plate 2107 and the polarization beam splitter. Evening 2 11 0, passing through the detection lens 2 1 1 1 and the cylindrical lens 2 1 1 2 and entering the photodetector 2 1 13 consisting of 4 light receiving sections.
  • the objective lens 210 is attached to the movable part of the factory.
  • Actuator I2104 which is both a focus direction moving means and a tracking direction moving means, includes a focusing coil, a tracking coil, a permanent magnet for focusing, and a permanent magnet for tracking. Therefore, when a voltage is applied to the focusing coil of the actuator 210 by using the power amplifier 2118, a current flows through the coil, and the coil receives a magnetic force from the permanent magnet for focusing.
  • the objective lens 210 moves in the direction perpendicular to the information surface of the optical disk 210 (in the vertical direction in the figure).
  • the focus of the optical beam 210 is always positioned on the information surface of the optical disk 210 based on the focus error signal indicating the positional deviation between the focus of the light beam and the information surface of the optical disk. Is controlled to be.
  • a voltage is applied to the tracking coil using the power amplifier 211, a current flows through the coil and receives a magnetic force from the tracking permanent magnet. Therefore, the objective lens 210 moves in the radial direction of the optical disc 210 (that is, in the direction crossing the tracks on the optical disc 210; the left and right directions in the figure).
  • the photodetector 211 is formed of four light receiving sections. Above photo detector 2 1 1 3 The reflected light from the optical disk incident on the optical disk is divided into a focus error signal generation circuit 211 (hereinafter referred to as an FE signal generation circuit 211), a tracking error signal generation circuit 210 (hereinafter referred to as a TE signal). It is written as a generation circuit 210.).
  • the FE signal generation circuit 211 generates a focus error signal (hereinafter, referred to as an FE signal) indicating a positional shift between the focus of the light beam 210 and the information surface of the optical disk 210.
  • the optical system shown in FIG. 4 has a configuration for realizing a FE signal detection method generally called astigmatism method.
  • the FE signal is sent to the power amplifier 2 118 through the phase compensation circuit 211 16 and the switch 211.
  • the phase compensation circuit 211 is a filter for advancing a phase for stabilizing the focus control system. Therefore, the objective lens 210 is driven in accordance with the FE signal, and the focal point of the light beam 210 is always located on the information plane.
  • the switch 2 1 1 7 switches the connection between the terminal a and the terminal c or the connection between the terminal b and the terminal c in accordance with the potential of the control terminal d.
  • the potential of the control terminal d is Terminal c and terminal a are connected at high level, and terminal c and terminal b are connected at low level.
  • the FE signal is sent to the zero cross detection circuit 211.
  • the zero-cross detection circuit 211 outputs a pulse signal when detecting that the FE signal has been zero-crossed.
  • this pulse is called a zero cross signal.
  • the optical system shown in FIG. 4 has a configuration for realizing a tracking error signal detection method generally called a push-pull method.
  • the tracking error signal is referred to as a TE signal.
  • the TE signal generation circuit 210 generates a light beam between the light beam 210 converged on the information surface of the optical disc 210 on which a plurality of tracks are formed and the track of the optical disc 210. The displacement is detected and output by the push-pull method.
  • the TE signal is sent to a comparator 218 through a panda 'pass' filter 210 (hereinafter referred to as BPF 210) and an amplitude detection circuit 211.
  • the output of the comparator 211 is sent to the microcomputer 212.
  • the ramp generation circuit 2 1 2 3 generates a signal that changes at a constant speed (ie, a ramp waveform). The period during which the ramp wave is generated is set by the microcomputer 211. The output of the ramp generation circuit 211 is sent to the power amplifier 211 through the switch 211. The switching of the switches 211 is performed by the microcomputer 211.
  • the sine wave generation circuit 2 1 2 4 generates a sine wave. The period during which a sine wave is generated is set by the microcomputer 211. The output of the sine wave generation circuit 2 124 is sent to the power amplifier 2 125.
  • the microcomputer 2 1 2 2 sets a predetermined number of revolutions in the motor control circuit 2 1 2 6. Next, a predetermined light emission power is set in the laser control circuit 211.
  • the microcomputer 2 122 sets the potential of the control terminal d of the switch 2 117 to the port level and connects the terminals c and b. At this time, focus control is not performed. Then, the ramp generation circuit 211 is operated to output a ramp wave. A current corresponding to the ramp wave flows through the focusing coil by the power amplifier 2 118.
  • the objective lens 2103 moves toward the optical disk 210 (in the figure, upward).
  • the microcomputer 211 activates the sine-wave generation circuit 211, and a sinusoidal current flows through the tracking coil by the power amplifier 211.
  • the objective lens 2 103 swings in a sine wave shape in the direction crossing the track.
  • the objective lens 210 103 approaches the optical disk 210 while swinging in the direction crossing the track.
  • the TE signal from the TE signal generating circuit 210 becomes sinusoidal.
  • the TE signal is sent to the amplitude detection circuit 211 through the BPF 212.
  • the amplitude detection circuit 2 1 2 1 as the amplitude detection means measures the amplitude of the TE signal while moving the light beam in a direction perpendicular to the track.
  • the BPF 210 removes noise.
  • the passband of BPF2120 is TE The frequency of the signal.
  • the frequency of the TE signal is determined by the track pitch and eccentricity, and the rotation speed of the optical disc. In a normal optical disk device and an optical disk, it is from several 10 Hz to several KHz.
  • the amplitude of the TE signal is detected by the amplitude detection circuit 2 1 2 1.
  • the output of the comparator 218 becomes high level, and it is detected that the focal point of the light beam is near the information plane. Thereafter, the focal point of the light beam passes through the information plane, and the FE signal output from the FE signal generation circuit 211 crosses zero. At this time, a zero-cross signal is output from a zero-cross detection circuit 2 1 19 as the zero-cross detection means.
  • the microcomputer 211 When the output of the comparator 218 is at a high level and the zero-cross signal is output from the zero-cross detection circuit 219, the microcomputer 211 focuses the light beam on the optical disk 210. Judge that it is on the information side. In this case, the microcomputer 211 sets the potential of the control terminal d to a high level, connects the terminal c of the switch 211 to the terminal a, and starts the operation of the focus control.
  • the microcomputer 211 determines the number of rotations of the optical disk 210 when the amplitude detection circuit 211 detects the TE signal amplitude, and reproduces the information recorded on the information surface of the optical disk 210.
  • the rotation of the optical disk 210 is controlled so as to be smaller than the rotation speed of the optical disk 2100.
  • Such control is achieved, for example, by controlling the number of rotations of a motor 211, which is a rotating means for rotating the optical disk 210.
  • the microcomputer 2 1 2 2 increases the rotation speed of the microcomputer 2 1 2 7 to the normal rotation speed for reproducing information.
  • the speed of the optical disc 210 in the focus direction of the information surface due to the deflection of the optical disc 210 can be reduced by reducing the rotation speed of the optical disc 210.
  • the period during which the information surface is within the range of the depth of focus can be lengthened, and the number of tracks traversed by the light beam 210 can be increased.
  • the amplitude of the TE signal can be accurately detected.
  • the microcomputer 211 reproduces the information recorded on the information surface of the optical disc 210 when the intensity of the light beam when the amplitude detection circuit 211 detects the amplitude of the TE signal.
  • the intensity of the light beam is controlled so as to be smaller than the intensity of the light beam in the case.
  • Such control is achieved, for example, by controlling the emission power of the laser 210.
  • the microcomputer 211 raises the emission power of the laser 210 to a regular power for reproducing information.
  • FIG. 5 shows an example of a change in the FE signal.
  • the horizontal axis indicates the distance between the focal position of the light beam 210 converged by the objective lens 210 and the information surface of the optical disk 210.
  • the vertical axis indicates the level of the FE signal.
  • the FE signal has an S-shaped waveform.
  • this waveform is called an S-shaped waveform.
  • the fact that the level of the FE signal is zero indicates that the focal point of the light beam 210 is in a state of being coincident with the information plane (ie, a focused state).
  • the level of the FE signal generally reaches a maximum value at a distance of about 10 m. As the distance increases, the FE signal approaches zero. Therefore, it is necessary to perform an initial operation for focus control before operating the focus control so that the distance between the focal position of the light beam 210 and the information plane is in the range L in FIG. is there.
  • FIG. 6 schematically shows the tracks formed on the optical disc 2100.
  • a light beam 210 is irradiated from the lower side of the figure. When viewed from the bottom of the figure, the protrusion is a truck.
  • the information surface of the optical disk 210 is indicated by reference numeral 2101, and the surface of the optical disk 210 is indicated by reference numeral 210.
  • a tracking error detection method generally called a push-pull method will be described.
  • the push-pull method is a method called a far-field method. In this method, a light beam reflected and diffracted by a track on an optical disc 2100 is detected based on an output difference between light receiving portions of a two-divided photodetector arranged symmetrically with respect to the track center.
  • FIG. 7 shows the waveform of the TE signal when the light beam 2106 crosses the track. As the light beam 210 crosses the track, the TE signal becomes sinusoidal. It becomes zero at the center of the track.
  • FIG. 8 shows the waveform of each signal when the objective lens 210 is gradually approached to the information surface of the optical disk 210.
  • waveform (a) shows the output of the ramp generation circuit 211
  • waveform (b) shows the focal position
  • waveform (c) shows the FE signal
  • waveform (d) shows the zero-cross signal
  • waveform ( e) shows the TE signal
  • waveform (f) shows the output of the amplitude detection circuit 211
  • waveform (g) shows the output of the comparator 218.
  • the microcomputer 211 sets the operation of the ramp generation circuit 211 to time t.
  • the current starts, a corresponding current flows through the focusing coil. Therefore, the objective lens 210 103 gradually approaches the information surface of the optical disk 210.
  • a zero-cross signal is output.
  • the output of the comparator 218 remains at the mouth level.
  • TE signal becomes a sine wave because more focal position information surface enters the depth of focus at the time t 2 approaches the optical disc 2 1 0 0. Therefore, the output of the amplitude detection circuit 211 exceeds the value of, and the output of the comparator 218 becomes high level.
  • Zero-cross signal is outputted when a time t 3 the focus coincides with the information plane. If the object lens 2 103 is further raised, the information plane deviates from the depth of focus, so that the TE signal becomes zero level. The output of the comparator 2 1 2 8 becomes low level at time t 4. As described above, a zero-cross signal is output on the surface of the optical disk 210, but the output of the comparator 218 is at a low level, so that the information surface can be reliably detected.
  • the microcomputer 2 1 2 2 is the potential of the control terminal d to a high level at time t 3, when configured so as to connect the terminal c and the terminal a of the switch 2 1 1 7, as a two-layer optical disc information Since the reflectance of the surface is low, it is possible to surely focus on the information surface.
  • FIG. 9 shows the waveform of each signal when the focus is pulled.
  • waveform (a) shows the output of the ramp generator 211
  • waveform (b) shows the focal position
  • waveform (c) shows the FE signal
  • waveform (d) shows the zero-cross signal
  • waveform ( e) shows the TE signal
  • waveform (f) shows the output of the amplitude detection circuit 2121
  • waveform (g) shows the output of the comparator 2128.
  • the waveform (h) shows the control signal output from the microcomputer 211 to the control terminal d of the switch 211. t L. Then, the ramp generation circuit 2 123 starts operating. At time tu, the output of comparator 2 128 goes high. Focus position at time t 12 is the zero-cross signal coincides with the information plane is output. The microcomputer 211 sets the potential of the control terminal d of the switch 211 to a high level.
  • the terminal c and the terminal a of the switch 211 are connected, and the focus control operates.
  • the focus control of the objective lens 2103 is performed so that the focus is on the information surface.
  • the FE signal also crosses zero on the surface of the optical disk 2 100, but the optical disk 2 1
  • the microcomputer 211 Since the level of the TE signal is zero on the surface of 0, the microcomputer 211 does not operate the focus control. Therefore, it is possible to accurately focus on the information surface.
  • the optical disk 2100 is a disk on which information is recorded in advance (for example, ROM)
  • the information surface may be detected based on the RF signal.
  • detection can be achieved by adding a total reflection detection circuit and an RF detection circuit to the configuration of the optical disc device 2002 shown in FIG.
  • FIG. 10 shows a configuration example of an optical disc device 2003 according to the third embodiment of the present invention.
  • the same blocks as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • FIG. 11 shows a plurality of tracks formed on the information surface of the optical disc 2150.
  • Each of the trucks is meandering.
  • the track is slightly swung in the radial direction of the track at a predetermined cycle W.
  • the minute is vibration is c can be detected in the TE signal as the positional deviation between the light beam 2106 and the track should be noted that the optical disk 2150 may be a single-layer disc, be a multilayer disk including a dual layer disc Good.
  • FIG. 12 shows the waveform of each signal when the light beam 2106 traverses the track while the focus control is operating.
  • A shows a schematic diagram of a truck.
  • Waveform (b) shows the TE signal
  • waveform (c) shows the output of the BPF 2151.
  • the output of the BPF 215 1 is hereinafter referred to as a wobble signal.
  • the amplitude of the wobble signal is maximum when the light beam 2106 is located at the center of the track, and decreases when the light beam 2016 is located between the tracks.
  • the BPF 2151 passes components caused by minute fluctuations in the radial direction of the track included in the TE signal. Therefore, the pass band of the BP F 2151 is determined by W and the rotation speed of the optical disk 2150.
  • FIG. 13 shows the waveform of each signal used inside the optical disc device 2003.
  • the waveform (a) is the output of the ramp generator 2123
  • the waveform (b) is the focal position
  • the waveform (c) is the FE signal
  • the waveform (d) is the zero-cross signal
  • the waveform (e) is the wobble signal.
  • the waveform (f) shows the output of the amplitude detection circuit 2121
  • the waveform g shows the output of the comparator 2460
  • the waveform h shows the signal of the terminal d of the switch 2117.
  • the microcomputer 2 122 is at time t 2 . When the operation of the ramp generation circuit 2123 is started, a current corresponding to the operation flows to the focusing coil.
  • the objective lens 2103 gradually approaches the information surface of the optical disk 2150.
  • a zero-cross signal is output.
  • the output of the comparator 2460 remains at a low level because the level of the wobble signal is zero. Entering the information surface depth of focus at the time when further the focal point approaches the optical disk 2150 t 22 You. Therefore, the wobble signal becomes a sinusoidal signal.
  • the output of the comparator 2 4 6 0 becomes high since the output of the amplitude detector 2 1 2 1 exceeds E 2. Zero crossing signal is output if the focal at time t 2 3 coincides with the information plane.
  • the microcomputer 2 1 2 2 connects the terminals c and a to the potential of the control terminal d of Suitsuchi 2 1 1 7 at time t 2 3 to a high level, to operate the focus control.
  • the microcomputer 2122 Although a zero-cross signal is output on the surface of the optical disk 2150, the microcomputer 2122 remains at the low level because the output of the comparator 2246 is at the mouth level. Therefore, the terminals b and c are connected at the switch 2 1 1 7 and the focus control is not performed. On the other hand, a zero-cross signal is also output on the information surface of the optical disk 2150. At this time, since the output of the comparator 2246 is at a high level, the microcomputer 2122 is connected to the potential of the control terminal d. In order to make the level of the signal high, the terminal a and the terminal c are connected to each other in the switch 211, and focus control is performed.
  • the information surface can be reliably detected and the focus can be reliably withdrawn.
  • FIG. 14 shows a configuration example of an optical disk device 204 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the same blocks as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the ramp generation circuit 2157 generates a signal that changes at a constant speed when the potential of the terminal a goes high.
  • the polarity of the speed is positive when the potential of terminal b is high, and negative when it is low.
  • the optical disk 210 is rotating at a predetermined rotation speed.
  • the motor control circuit 216 controls the motor 217 to rotate at a predetermined rotation speed.
  • the laser control circuit 211 controls the laser 210 to emit light with a predetermined power.
  • the microcomputer 2 1 5 8 is the switch 2 1 Set the potential of the control terminal d of 17 to the terminal level, and connect the terminals c and b.
  • the microcomputer 215 sets the potentials of the terminals a and b of the ramp generation circuit 215 to high level.
  • the ramp generation circuit 215 generates a signal having a positive polarity and changing at a constant speed.
  • a current corresponding to the output of the ramp generation circuit 215 flows through the focusing coil by the power amplifier 218.
  • the objective lens 210 moves toward the optical disc 210 (upward in the figure).
  • the first zero-cross signal is output from the zero-cross detection circuit 211.
  • the microcomputer 215 changes the potential of the terminal b of the ramp generation circuit 215 from a high level to a mouth level after a predetermined time MQ has elapsed from the time when the first zero-cross signal is detected. As a result, a predetermined time M from the time when the first zero-cross signal is detected.
  • the ramp generation circuit 2157 After elapse of, the ramp generation circuit 2157 generates a signal having a negative polarity and changing at a constant speed.
  • the objective lens 210 moves in a direction away from the optical disc 210 (downward in the figure), and the light beam focuses on the information surface of the optical disc 210. Move in the direction of approach (downward in the figure).
  • predetermined time M Is set to a longer time than the light beam focus reaches the information surface. That is, the predetermined time M.
  • the objective lens is moved in the same direction as the direction in which the objective lens 210 was moved when the first zero-cross signal was detected, by a predetermined distance larger than the thickness of the protective layer of the optical disk 210. This is the time during which 2 103 can be moved further.
  • the thickness of the protective layer of the optical disc 210 refers to the distance between the surface of the optical disc 210 and the information surface.
  • the focal point of the light beam starts moving toward the information surface after passing through the information surface once.
  • the second zero-cross signal is output by the zero-cross detection circuit 211.
  • the microcomputer 2158 detects that the second zero-cross signal has been output (that is, the focus error signal has zero-crossed for the second time)
  • the microcomputer 211 controls the switch 211
  • the potential of the terminal d is set to the high level, and the terminal c and the terminal a of the switch 211 are connected to start the focus control.
  • FIG. 15 shows the waveform of each signal used inside the optical disk device 204.
  • waveform (a) represents the output of ramp generator circuit 215
  • waveform (b) represents the focal position
  • waveform (c) represents the signal at terminal b of ramp generator circuit 215.
  • the waveform (d) represents the FE signal
  • the waveform (e) represents the zero-cross signal
  • the waveform (f) represents the signal at the terminal d of the switch 211.
  • the microcomputer 2 1 5 8 has the time t 3 .
  • the objective lens 210 103 gradually approaches the information surface of the optical disk 210.
  • Zero crossing signal is output when the time t 3 1 at the focal position coincides with the optical disc 2 1 0 0 surface.
  • the microcomputer 215 sets the potential of the terminal b of the ramp generation circuit 215 to a one-level after a lapse of M0 time from the time point when the first zero-cross signal is detected.
  • Ru is output zero-cross signal so that Itasu focal information plane and is over the time t 3 2.
  • the output of the ramp generator 2 1 5 7 decreases from the time t 3 3 at a constant speed. Therefore, the focus and the focal point and the information plane is output over match zero cross signal approached at time t 3 4 gradually information surface.
  • the microcomputer 2158 sets the potential of the control terminal d of the switch 2117 to high level, connects the terminals c and a, and starts the focus control operation.
  • the focal point is temporarily moved above the information surface, so that it is not affected by the zero-cross signal on the surface of the optical disc 210.
  • the predetermined time M 0 is determined by the sensitivity of the focus factor and the rate of change of the output signal of the ramp wave generation circuit 215.
  • the time M 0 and a predetermined value may be changed in accordance with t 3 2 time from the time t 3 i. Since the distance from the surface of the optical disk 210 to the information surface is predetermined, the time required to move the distance is proportional to the sensitivity of the event.
  • the focus can be accurately moved to the upper side of the information plane even if the sensitivity changes over time.
  • FIG. 16 shows a configuration example of an optical disk device 2005 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the same blocks as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the operation for pulling the focus will be described.
  • the microcomputer 216 sets the motor control circuit 216 to zero as the motor rotation speed.
  • the laser control circuit 215 controls the laser 209 to emit light with a predetermined power.
  • the microcomputer 216 connects the terminal c and the terminal b by changing the potential of the control terminal d of the switch 217 by changing the potential level.
  • the microcomputer 216 sets the potentials of the terminal a and the terminal b of the ramp generation circuit 215 7 to the high level.
  • the ramp wave generation circuit 211 generates a signal having a positive polarity and changing at a constant speed.
  • a current corresponding to the output of the ramp wave generating circuit 215 flows through the focus coil by the power amplifier 211.
  • the objective lens 210 moves toward the optical disc 210 (upward in the figure).
  • the microcomputer 216 changes the potential of the terminal b of the ramp generation circuit 215 from a high level to a low level after a lapse of a predetermined time Mi from the time point when the first zero-cross signal is detected.
  • the ramp wave generation circuit 2 1 5 7 generates a signal that will change at a constant rate of negative polarity after the elapse of the predetermined time M t from the time of detecting a first zero crossing signal.
  • the objective lens 210 is moved from the optical disk 210 Move away gradually.
  • the predetermined time is set to a time sufficiently longer than the focal point reaches the information surface. That is, the predetermined time Mi is set to such a time that the objective lens 210 moves more than the thickness of the protective layer of the optical disk 210. As a result, the focus begins to move toward the information surface after passing through the information surface.
  • the microcomputer 216 determines the potential of the control terminal d of the switch 217. Is set to high level, and the terminal c and the terminal a of the switch 211 are connected to start the focus control.
  • the microcomputer 216 operates the sine wave generation circuit 211.
  • the microcomputer 216 stops the operation of the sine wave generation circuit 216 and sets the microcomputer control circuit 216 to Set the rotation speed of. If the output of the comparator 218 is at the one-level level, the ramp generation circuit 217 is reset, the terminals c and b of the switch 217 are connected, and the focus is pulled in again.
  • FIG. 17 shows the waveform of each signal used inside the optical disc device 205.
  • the waveform (a) shows the output of the ramp generation circuit 215, the waveform (b) shows the focus position, and the waveform (c) shows the signal at the terminal b of the ramp generation circuit 215, the waveform (d ) Is the FE signal, waveform (e) is the zero-cross signal, waveform (f) is the TE signal, waveform (g) is the signal at terminal d of switch 2 11 17, and waveform (h) is the comparator 2
  • the output of 128 and the waveform (i) indicate a signal corresponding to a predetermined number of revolutions sent from the motor control circuit 2126 to the motor 2127, respectively.
  • the microcomputer 2 1 6 when you start the operation of the ramp generator circuit 2 1 5 7 time t 4 0, current flows corresponding to the output to the focusing coil. Therefore, the objective lens 210 103 gradually approaches the information surface of the optical disk 210 and further passes through the information surface.
  • the microcomputer 2 1 6 0 sets the potential of the terminal b of the ramp wave generation circuit 2 1 5 7 from the time t 4 0 at time t 4 after a predetermined time M t elapses low level. Therefore, the lamp The output of the wave generator 2 1 5 7 decreases from the time t 4 1 at a constant speed. Therefore, the focus and the focal point and the information plane is output zero-crossing signals match over gradually approaches the information surface at time t 4 2.
  • the microcomputer 216 sets the potential of the control terminal d of the switch 217 to a high level, and connects the terminals c and a of the switch 217 to operate the focus control.
  • the microcomputer 2 1 6 0 operates a sine wave generating circuit 2 1 2 4 at time t 4 3.
  • the microcomputer 2 1 6 0. Focus pulling write only to the information surface is set a predetermined number of rotation to the motor Isseki control circuit 2 1 2 6 to the time t 4 4 determined to have completed successfully.
  • the focus bow I it is determined whether or not the focus bow I has been properly drawn before the motor 2 127 is rotated. Therefore, the focus pull-in is not performed normally and the objective lens 210 3 There is no rotation of the motor 2127 when it collides with the surface of the optical disk 2100. For this reason, the optical disc 210 is not damaged over a wide range, and even if the reflectivity of the information face is low like a two-layer optical disc, the information face is reliably detected and focused. Can be withdrawn.
  • FIG. 18 shows a configuration example of an optical disc device 206 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the same blocks as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the one-rotation memory 2166 has storage means for storing a displacement in the focus direction of the actuator 210 in accordance with the rotation angle of the optical disk 210. Function.
  • the motor control circuit 2156 controls the motor 2127 to rotate at a predetermined rotation speed.
  • the laser control circuit 211 controls the laser 210 to emit light with a predetermined power.
  • the rotation angle detection circuit 2165 detects the rotation angle of the motor 2127 and outputs it.
  • this signal is referred to as a rotation angle signal.
  • the one-rotation memory 216 stores the input voltage of the power amplifier 211 during one rotation of the optical disk 210 in synchronization with the rotation angle signal. In addition, the stored value is output to the adder 2167 in synchronization with the rotation angle signal.
  • Such storage and output operations are controlled by the microcomputer 218.
  • the configuration is such that the open loop gain of the focus control system can be measured.
  • the microcomputer 2168 sends a sine wave to the adder 2169 in a state where the terminals c and a of the switch 2117 are closed and the force control is operated.
  • the objective lens 103 is controlled so as to follow the sine wave added to the focus control system.
  • the microcomputer 2168 calculates the open loop gain of the focus control system from the relationship between the amplitude and phase of the sine wave obtained by taking in and adding the FE signal in that state and the FE signal.
  • the gain of the amplifier 240 is changed based on the calculated gain value so that the open loop has a predetermined gain.
  • the predetermined gain refers to a gain assumed when designing a phase lead characteristic of a phase compensation circuit 210 described later.
  • the phase compensation circuit 2170 is a filter for advancing the phase for stabilizing the focus control system.
  • the configuration is such that the phase advance band can be switched between a wide case and a narrow band.
  • the focus pull-in is performed with a wide band where the phase advances, and after adjusting the gain of the open loop of the focus control system, change it to a narrow setting. That is, during the period from the start of focus pull-in to the adjustment of the open-loop gain of the focus control system, the band in which the phase advances is set wide. Variation in reflectance of optical disc 210 Due to variations in sensitivity over time, the gain of the open loop deviates from the predetermined gain. Therefore, at the time of focus pull-in, the focus control is operated with a wide band where the phase advances, and the gain is adjusted to return to the normal band.
  • the focus pull-in becomes stable, and in general, the open loop gain after the gain adjustment can be set higher than the open loop gain when the force is pulled in.
  • phase compensation circuit 2170 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 19 shows a configuration example of the phase compensation circuit 2170.
  • the first input terminal 230 is connected to the first phase compensation circuit 2301 and the third phase compensation circuit 2303.
  • the first phase compensation circuit 2301 and the second phase compensation circuit 2302 are connected in series.
  • the output of the second phase compensation circuit 2302 is connected to the terminal a of the switch 2304.
  • the third phase compensation circuit 2303 is connected in parallel with the first phase compensation circuit 2302 and the second phase compensation circuit 2302 connected in series.
  • the terminal c of the switch 2304 is connected to the output terminal 2306, and the signal from the output terminal 2306 is input to the one-turn memory 211666 and the adder 211670.
  • the terminal d of the switch 2304 is connected to the second input terminal 2305.
  • the second input terminal 2305 is connected to the microcomputer 21168.
  • FIG. 20 shows the phase characteristics of each circuit included in the phase compensation circuit 2170.
  • the horizontal axis indicates frequency
  • the vertical axis indicates phase.
  • the frequency on the horizontal axis is a logarithmic scale.
  • FIG. 20 shows the phase characteristics of the first phase compensation circuit 2301.
  • the frequency f In the first phase compensation circuit 2301, the frequency f. It has the characteristic that the phase is advanced in band f 3 from.
  • (B) of FIG. 20 shows the phase characteristics of the second phase compensation circuit 2302. In the second position phase compensation circuit 2 3 0 2, has a characteristic that the phase is advanced from the frequency I 2 a band of ⁇ 5.
  • (C) of FIG. 20 shows the phase characteristics of the first phase compensation circuit 2301 and the second phase compensation circuit 2302 connected in series. In this series circuit, frequency. It has the characteristic that the phase is advanced in band f 5 from.
  • (D) of FIG. 20 shows the phase characteristics of the third phase compensation circuit 2303.
  • Frequency has the characteristic that the phase is advanced in band I 4 f.
  • phase characteristic of the first phase compensation circuit 2 3 0 1 and a second position phase compensation circuit 2 3 0 2 connected in series phase advance between f 2 and f 3 is the maximum Designed to be Further, phase lead is designed to maximize between the third phase compensation circuit 2 3 0 3 phase characteristics f 2 and I 3.
  • the phase compensation circuit of the first phase compensation circuit 2301 and the second phase compensation circuit 2302 connected in series has a wider band in which the phase advances compared to the third phase compensation circuit 2303. Therefore, even if the open loop gain varies, a phase margin can be secured and the control system is stable.
  • the gain of the phase compensation circuit 210 increases by widening the band in which the phase advances. For this reason, an excessive current flows through the coil of the actuator due to noise or the like.
  • the open loop gain must be slightly reduced. preferable.
  • FIG. 21 shows the waveform of each signal when the focus is pulled.
  • the waveform (a) shows the output of the ramp generation circuit 212
  • the waveform (b) shows the focal position
  • the waveform (c) shows the input waveform of the power amplifier 211
  • the waveform ( d) is the output waveform of one-turn memory 2 166
  • waveform (e) is the FE signal
  • waveform (f) is the zero-cross signal
  • waveform (g) is the signal at terminal i of switch 217. Shown respectively.
  • Microcomputer 2 1 6 8 Sets the potential of the second input terminal 2305 of the switch 2304 to a high level, and connects a first phase compensation circuit 2301 and a second phase compensation circuit 2302 connected in series.
  • the terminal a and the terminal c are connected so that the output signal of is transmitted to the output terminal 2306.
  • the microcomputer 2 1 6 the time t 5.
  • the ramp wave generation circuit 211 generates a signal that changes at a constant speed.
  • a current corresponding to the output of the ramp generation circuit 2 123 flows into the focusing coil by the power amplifier 211.
  • the objective lens 210 moves toward the optical disc 210 (upward in the figure).
  • the microcomputer 2 1 6 8 detects the first zero-cross signal t 5 1, the potential of the control terminal d of Suitsuchi 2 1 1 7 at a high level, the terminals a and c of the switch 2 1 1 7 Connect to operate focus control.
  • the focus of the light beam is controlled so as to be located on the surface of the optical disk 210.
  • the optical disc 210 Since the optical disc 210 has surface wobble, the objective lens 210 moves up and down so as to follow the surface wobble. Therefore, the input level of the power amplifier circuit 211 before operating the one-rotation memory 216 is proportional to the surface runout.
  • Time t 5 2 from t 5 1 indicates the period during which the optical disc 2 1 0 0 is rotated once.
  • Rotating memory 2 1 6 6 stores the level of the terminal b of Suitsuchi 2 1 1 7 t 5 2 from the time t 5 1. Then, one rotation memory 2 1 6 6 a stored value time t 5 2 and subsequent output to the adder 2 1 6 7.
  • the microcomputer 2 1 6 at time t 5 2, by the potential of the control terminal d of the switch 2 1 1 7 mouth first level, the switch 2 1 1 7 the terminal c and the terminal b Connecting.
  • the microcomputer 216 The output of the adder 2 1 6 7 is set by setting the potentials of the terminals a and b of the pump wave generating circuit 2 1 2 3 to high level and sending a command to operate the ramp wave generating circuit 2 1 2 3 again. Is the signal obtained by adding the output of the ramp generation circuit 2 1 2 3 and the output of the 1-turn memory 2 1 6 6, and the objective lens 2 10 3 gradually changes the optical disk 2 according to the output of the adder 2 1 6 7 It approaches 1.0.
  • Zero crossing signal is output and time t 5 3 the focal information plane and is that Itasu over.
  • the microcomputer 2 168 stops the output of the 1-turn memory 2 166, sets the potential of the control terminal d of the switch 2 117 to the high level, and connects the terminal c and the terminal a of the switch 1 17 Connecting. Thereby, focus control is performed so that the information surface is focused.
  • the microcomputer 216 adjusts the gain and changes the gain of the amplifier 240 so that the open loop gain of the focus control system becomes a predetermined value.
  • the microcomputer 2168 sets the potential of the second input terminal 2305 of the switch 2304 to a single level, and outputs the output signal of the third phase compensation circuit 2303. So that terminal b and terminal c of switch 2304 are connected. As a result, the band of the phase advance of the phase compensation circuit 210 switches to a narrow characteristic.
  • the objective lens 210 and the optical disc 210 do not collide even if the optical disc 210 has a surface runout larger than the working distance.
  • Figure 22 shows the working distance.
  • the shortest distance K between the surface of the optical disk 210 and the upper surface of the objective lens 210 when the focal point is on the information surface is called the parking distance.
  • the relative speed between the objective lens 2103 and the information surface of the optical disk 2100 due to surface shake is reduced to almost zero, so that focus pull-in is stabilized.
  • the reflection coefficient of the information surface of the optical disc 210 and the variation of the sensitivity during the focus work were described.
  • the amplitude of the FE signal normalized by the amount of reflected light changes due to light reflected from other information surfaces, and the open-loop gain varies.
  • the open-loop gain is adjusted, even if the reflectance of the information surface is low, such as a two-layer optical disc, the information surface can be reliably detected and the focus can be reliably withdrawn. .
  • FIG. 23 shows an example of the configuration of an optical disk device 2007 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the photodetector 211 is a light beam converged and irradiated on a predetermined information surface of the optical disk 211 having a plurality of information surfaces. It functions as light detecting means for detecting reflected light.
  • the FE signal generation circuit 211 detects a positional shift between the focus of the optical beam and a predetermined information surface of the optical disk 218 based on the output of the photodetector 211. It functions as one detecting means.
  • the total reflection light quantity signal generation circuit 218 83 functions as a total reflection light quantity detection means for detecting the total reflection light quantity from the optical disc 218 based on the output of the photodetector 211.
  • the divider 218 85 calculates the focus error as a value obtained by subtracting a signal value corresponding to the amount of reflected light reflected from an information surface other than the predetermined information surface of the optical disc from the output of the total reflection light amount detecting means. It functions as a normalizing means for dividing the output of the detecting means.
  • the optical disk 187 is a two-layer optical disk having two information surfaces on one side, a first information surface and a second information surface.
  • the motor control circuit 216 controls the motor 217 to rotate at a predetermined speed.
  • the laser control circuit 211 controls the laser 210 to emit light with a predetermined power.
  • the reflected light from the optical disc 218 incident on the photodetector 211 is sent to the focus error signal generation circuit 211 and the total reflection light amount signal generation circuit 211.
  • the total reflection light amount signal generation circuit 218 detects the total reflection light amount from the optical disk 218 incident on the photodetector 211 and outputs it. Power.
  • the output of the total reflection light amount signal generation circuit 211 is referred to as a total reflection light amount signal.
  • the total reflection light quantity signal is sent to the terminal b of the divider 21885 through the subtractor 21884.
  • the FE signal is input to the terminal a of the divider 2185.
  • Divider 2 ⁇ 85 divides the signal input to terminal a by the signal input to terminal b, and outputs the result from terminal c.
  • the divider 2185 keeps the level of the FE signal constant without affecting the amplitude level of the FE signal due to the change in the reflectivity of the information surface of the optical disc 218.
  • the output of the divider 2185 is referred to as a normalized FE signal.
  • the output of the divider 2 185 is sent to the power amplifier 2 1 18 via the phase compensation circuit 2 1 16 and the switch 2 1 1 7.
  • the subtractor 218 corrects the amount of reflected light from the other information surface.
  • the switch 216 is connected to the subtractor 218.
  • the switch 218 is connected to a first reference voltage 218 1 and a second reference voltage 218, and outputs one of the signals according to a command from the microcomputer 218.
  • the first reference voltage 2 181 corresponds to the amount of reflected light from the second information surface when the focus is on the first information surface.
  • the second reference voltage 218 corresponds to the amount of reflected light from the first information surface when the focal point is on the second information surface. Therefore, the output of the divider 2185 becomes a signal from which the amount of reflected light from the other information surface has been removed from the first information surface and the second information surface.
  • the levels of the first reference voltage 218 1 and the second reference voltage 218 2 are determined by the characteristics of the optical head 211, the reflectance of the optical disk 218, and the like.
  • the terminal 180 connects the terminal c and the terminal b of the switch 211 by setting the control terminal d of the switch 211 to a single level.
  • the microcomputer 218 supplies the drive voltage of the focus coil for moving the focal point of the light beam from the first information surface to the second information surface via the DZA converter to the terminal of the switch 217. send to b.
  • the control terminal d of the switch 2 11 7 is set to the high level again, and the terminal c and the terminal a of the switch 2 11 17 are connected to operate the focus control.
  • the switch 218 is switched depending on whether the focus of the light beam is on the first information surface or on the second information surface.
  • the signal value ie, the signal value input to terminal b of the divider 2185
  • FIG. 24 shows a two-layer optical disk 2187 and a light beam 2106.
  • the focus is on the first information surface.
  • focus control is performed so that the focus is on the first information surface.
  • the focus control was temporarily stopped, the objective lens 103 was brought closer to the optical disk 218, and the focus was moved to the second information surface. Later, the focus control is operated again.
  • the light beam L1 reflected on the first information surface is incident on the photodetector 2 113.
  • the FE signal is generated by the light beam L1.
  • FIG. 25 shows the waveform of each signal used inside the optical disc device 2007.
  • the waveform (a) shows the normalized FE signal
  • the waveform (b) shows the output waveform of the DZA converter of the microcomputer 2180
  • the waveform (c) shows the waveform at the terminal d of the switch 2186
  • the waveform (d) shows the switch This signal is output to terminal d of 21 17.
  • the microcomputer 2180 outputs an acceleration pulse to move from the time t 60 to focus on the second information surface through the DZ A converter. As a result, the objective lens 2103 moves toward the second information surface, and the focal point also moves toward the second information surface.
  • the microcomputer 21 80 detects and stops the acceleration pulse that the level of the FE signal after normalization becomes _E 3 at time t 6 i.
  • the microcomputer 2 1 80 FE signal after normalization to operate the connection to re-focus control and a terminal c and the terminal a of the switch 21 1 7 at the time of the zero crossing at t 65. Acceleration and deceleration pulse times are controlled based on the FE signal normalized by the total reflected light signal from which the reflected light from other information surfaces has been removed, so that the timing can be detected accurately and the focus information surface moves. It is performed stably.
  • FIG. 26 shows a configuration example of an optical disc device 2008 according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the same blocks as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the photodetector 2188 has five light receiving sections.
  • the detector 2113 is provided with four light receiving units has been described.
  • a light receiving unit surrounding the outside of the four light receiving units is further provided.
  • the light receiving portion detects stray light from the information surface where the focus of the light beam is different from the predetermined information surface of the optical disk. It is a means of delivery.
  • the four light receiving units constituting the photodetector 2 113 described in the second embodiment and a light receiving unit as stray light detecting means provided so as to surround the outside of these four light receiving units Are photodetectors 2 188.
  • the total light amount of the light receiving unit located inside the light receiving unit serving as the stray light detecting unit is defined as a total reflection light amount signal. This is the amount of received light of a portion corresponding to the detectors 2 113 described in the second embodiment.
  • the reflected light from the second information surface when the first information surface is in focus enters the entire photodetector 218.
  • the light reflected from the first information surface is almost incident on the inner light receiving unit. Therefore, the amount of reflected light from the second information surface incident on the inner light receiving portion is proportional to the amount of light incident on the outer light receiving portion.
  • the value obtained by multiplying the light amount of the outer light receiving portion by a predetermined coefficient K is subtracted from the total reflection light amount signal by the subtractor 218 4 to thereby remove the influence of the reflection light from the other information surface, and thereby calculate the total reflection light amount.
  • a signal is obtained.
  • FIG. 27 schematically shows the configuration of the photodetector 218.
  • the four inner light receiving sections correspond to the photodetectors 2 1 1 3. This is a portion to which an outer light receiving unit is added.
  • the operation of moving the focal point from the first information surface to the second information surface is the same as in the seventh embodiment, and a description thereof will not be repeated.
  • FIG. 28 shows a configuration example of the optical disk device 209 according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the same blocks as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the optical disc 218 is a two-layer optical disc having two information surfaces on one side.
  • the motor control circuit 2156 controls the motor 127 to rotate at a predetermined rotation speed.
  • the laser control circuit 211 controls the laser 210 to emit light at a predetermined pulse.
  • the microcomputer 219 is connected to terminal d by changing the level of control terminal e of switch 216. Connect child b. Also, the terminal d and the terminal c are connected by changing the level of the control terminal e of the switch 2410. Terminal c of switch 2410 is set to zero level.
  • the microcomputer 2195 starts the operation of the ramp generation circuit 2123. The output of the ramp generation circuit 2123 is sent to the power amplifier 2118 via the switch 2196, so that the objective lens 2103 approaches the optical disk 2187. First, an S-shaped waveform is output on the surface of the optical disk 2187, then an S-shaped waveform is output on the first information surface, and then an S-shaped waveform is output on the second information surface.
  • the microcomputer 21 95 measures the amplitude of H 2 S-shaped waveform of the amplitude and the second information surface of the S-shaped waveform of the first information surface.
  • the microcomputer 2 195 amplitude H s of the S-shaped waveform of a single-layer optical disc, stores in advance the level of total reflected light amount signal C s when the focal point is the information surface.
  • the microcomputer 2195 sets in the terminal a of the switch 2410 the value obtained by Expression (2) as reflected light from the other information surface on the first information surface.
  • Q 2 obtained by Expression (3) is set to the terminal b of the switch 2410 as reflected light from another information surface on the second information surface.
  • the microcomputer 2195 connects the terminals d and b by changing the level of the control terminal e of the switch 2196. Also, terminal d and terminal a are connected by changing the level of control terminal e of switch 2410. The microcomputer 2195 starts the operation of the ramp generation circuit 2123. The output of the ramp generation circuit 2123 is sent to a power amplifier 2118 via a switch 2196. As a result, the objective lens 2103 approaches the optical disc 2187.
  • the microcomputer 2195 changes the level of the control terminal e of the switch 2196 to connect the terminals d and a to start the focus control operation.
  • the microcomputer 2195 uses the switch 21
  • the terminal d and terminal c are connected by changing the level of the control terminal e of 96, and the acceleration pulse is output to the terminal c of switch 216 via the DZA converter.
  • terminal d and terminal b are connected by changing the level of control terminal e of switch 2410.
  • the microcomputer 219 changes the level of the control terminal e of the switch 216 to connect the terminals d and a again to perform the focus control operation.
  • the switch 24010 is switched according to the information surface.
  • terminals a and d are connected, and when the second information surface has a focus, terminals b and d are connected.
  • FIG. 29 shows the waveform of each signal used inside the optical disc device 209.
  • the waveform (a) shows the output of the ramp generation circuit 212
  • the waveform (b) shows the position of the focal point
  • the waveform (c) shows the output of the divider 218.
  • Each signal is shown.
  • the ramp wave generation circuit 2 1 2 3 is operated.
  • the focus level of the normalized FE signal at the surface at time t 7 i approaches the optical disc 2 1 8 7 exceeds E 4.
  • the focal point of the light beam is level normalized FE signal in time it approaches the optical disc 2 1 8 7 t 7 2 is - lower than E 4.
  • the microcomputer 219 detects that the focal point of the light beam has passed through the surface of the optical disc 218. Further closer to the objective lens 2 1 0 3 When a is increased the light beam disc 2 1 8 7 to focus the Luo, the time t 7 3 at the level of the normalized FE signal in the first information surface E 4 Exceeds.
  • the value obtained by subtracting b1 from a1 is the amplitude H1 of the S-shaped waveform on the first information surface. Further focus of the gradually raising the objective lens 1 0 3 light beam approaches more to the optical disk 2 1 8 7, normalized at the second information surface at time t 7 5 Level of the FE signal exceeds E 4.
  • the microcomputer 2 1 9 5 measures and stores the maximum value a 2 of the normalized FE signal period level of the normalized FE signal is E 4 again. Levels normalized FE signal is lower than the one E 4 in time between t 7 6.
  • the microcomputer 2 1 9 5, the level of the normalized FE signal is again - measures and stores the minimum value b 2 of the normalized FE signal period becomes E 4.
  • the value obtained by subtracting the b 2 from a 2 is the width H 2 vibration of S shaped waveform of the second information surface.
  • the microcomputer 219 calculates Q 1 and Q 2 using the above two equations.
  • the amount of reflected light from another information surface is detected by the amplitude of the normalized FE when the focal point passes through the information surface.However, when the amplitude of the normalized FE decreases, the focus control system is opened. Loop gain decreases proportionately. Therefore, based on the ratio to the gain of the single-layer optical disc, the signal is measured by the focus gain measuring means (not shown) for measuring the open loop gain of the focus control system. You can also set a value.
  • FIG. 30 shows a configuration example of an optical disk device 210 according to the tenth embodiment of the present invention.
  • the same blocks as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the hologram element 2250 is used to reflect the reflected light of the light beam converged on the predetermined information surface of the optical disc 218 from the optical disc 218 close to the optical axis.
  • the inner FE signal generation circuit 226 includes an inner focus error detecting means for detecting a displacement between the focus of the light beam and a predetermined information surface of the optical disk 218 based on the light in the inner area.
  • the outer FE signal generation circuit 254 functions as an outer focus error detecting means for detecting a displacement between the focus of the light beam and a predetermined information surface of the optical disk based on the light in the outer area. I do.
  • the optical disc 218 is a two-layer optical disc having two information surfaces on one side.
  • the optical disc 218 is rotating at a predetermined rotation speed.
  • the laser 210 emits light at a predetermined power.
  • the light emitted from the laser 210 is converted into parallel light by the collimating lens 2430 and passes through the beam splitter 2256.
  • the transmitted light beam 2106 is condensed on the optical disk 2187 by an objective lens 2103 as a condensing means.
  • the condensed light beam is reflected and diffracted by a track on the optical disc 218.
  • the reflected and diffracted light beam again passes through the objective lens 210 3, and is reflected by the beam splitter 2 256.
  • the reflected light beam 2 106 is a hologram element 2 2
  • the 0th-order light that passed through the hologram element 2250 is condensed by the detection lens 2111, and the cylindrical lens 21112 gives astigmatism in the direction of 45 degrees to the track to detect light. Enter the vessel 2 2 5 3.
  • the signal output from the photodetector 225 in response to this light is input to the control FE signal generation circuit 225.
  • the control FE signal generation circuit 222 generates a control FE signal.
  • the control FE signal is sent to the power amplifier 2 118 through the phase compensation circuit 211 6 and the switch 211 6. Therefore, a current flows through the focusing coil according to the control FE signal.
  • the light is condensed by 2 1 1 1, is given 45 ° astigmatism to the track by the cylindrical lens 2 1 1 2 and enters the photodetector 2 25 3.
  • the signals output from the photodetectors 225 are converted from the reflected light of the light beam from the optical disk to the light beam in the inner region near the optical axis and the light in the outer region far from the optical axis.
  • the light is split into beam lights and sent to the corresponding inner and outer FE signal generation circuits 2256 and 2254, respectively.
  • the thickness of the protective layer is different between the first and second information surfaces, so that spherical aberration occurs.
  • the optical head is designed so that the spherical aberration becomes zero at the thickness of the protective layer between the first and second information surfaces. Therefore, the thickness of the protective layer is thin on the first information surface, and is thick on the second information surface. Therefore, the spherical aberrations on the first and second information surfaces have opposite polarities.
  • the focus of the light beam is on the second information plane (that is, when the level of the control FE signal is zero on the second information plane)
  • the level of the inner FE signal becomes negative and the outer FE signal becomes negative.
  • the signal will be positive.
  • the terminals c and b of the switch 2 117 are connected.
  • the microcomputer 2225 drives the focus coil driving voltage for moving the focal point of the light beam from the first information surface to the second information surface via the D / A converter to the switch 211 Send to terminal b.
  • the focal point of the light beam starts moving toward the second information surface.
  • the microcomputer 2225 stops the acceleration pulse when the outer FE signal crosses the mouth, and outputs the deceleration pulse.
  • the microcomputer 222 5 5 stops the deceleration pulse when the outer FE signal crosses zero again.
  • FIG. Figure 31 shows the focus positions of the outer and inner light beams when the control FE signal is zero on the first information plane. Show.
  • the thickness of the protective layer is smaller than the optimum value. It is assumed that the spherical aberration is illustrated.
  • the outer light beam is focused at a position close to the objective lens 2 103.
  • the inner light beam focuses on a position far from the objective lens 210.
  • the outer light beam is focused at a position far from the objective lens 210 because the thickness of the protective layer is thicker than the optimum value. Huh.
  • the inner light beam focuses on a position close to the objective lens 2 103.
  • the outer FE signal and the inner FE signal have the waveforms shown in FIG.
  • the solid line shows the inner FE signal
  • the dotted line shows the outer FE signal.
  • the control FE signal is an average value of the outer FE signal and the inner FE signal.
  • the outer FE signal first crosses the zero near the second information surface, and then the control FE signal crosses the zero cross. I do.
  • FIG. 33 shows the waveform of each signal used inside the optical disk device 210.
  • the waveform (a) shows the FE signal
  • the waveform (b) shows the waveform of the terminal d of the switch 211
  • the waveform (c) shows the output of the DZA converter of the microcomputer 222.
  • the dotted line indicates the outer FE signal
  • the thick solid line indicates the inner FE signal
  • the thin solid line indicates the control FE signal.
  • the microcomputer 2 2 5 5 outputs an acceleration pulse to move from the time t 7 0 focus on the second information surface. This moves the focus towards the second information surface.
  • the microcomputer 2 2 5 5 the level of the outer FE signal stops accelerating pulse it detects that becomes zero at time t 7 i. 'And output the deceleration pulse.
  • the microcomputer 2 2 5 5 stops deceleration pulse at time t 7 2 outer FE signal zero And, connected to the time t 7 3 where the control FE signal zero-crosses of the terminal c and the terminal a of the switch 2 1 1 7 operates again focus control.
  • the deceleration pulse is stopped at the timing when the outer FE signal crosses zero, compared with the case where the deceleration pulse is stopped based on the level of the control FE signal. Can be stopped. As a result, the focal point of the light beam can be stably moved from one information surface to the other information surface.
  • the timing can be determined using the inner FE signal.
  • At least one of the outer FE signal and the inner FE signal is appropriately selected according to the information of the spherical aberration due to the thickness of the protective layer between the first information surface and the second information surface, and this signal is selected. In this case, it is sufficient to drive the actuator 210 on the basis of the information to move the focal point of the light beam from one information surface to the other information surface.
  • the optical disk device of the present invention after performing focus control on the surface of the protective layer of the optical disk, focus control on the information recording layer of the optical disk is performed.
  • This substantially increases the working distance by the thickness of the protective layer.
  • the possibility that the objective lens collides with the surface of the optical disk can be significantly reduced.
  • it is permitted to start the focus control only when it is detected that the amplitude of the tracking error signal has become equal to or larger than a predetermined value. This makes it possible to distinguish the surface of the optical disk from the information surface without referring to the level of the total reflection light amount.
  • the difference between the total reflection light level on the optical disk surface and the total reflection light level on the information surface is small (for example, Even in the case of a two-layer optical disc), it is possible to reliably focus on the information surface.
  • focus control for the information surface is started in response to detecting that the focus error signal has zero-crossed for the second time. This makes it possible to distinguish the surface of the optical disk from the information surface without referring to the level of the total reflection light amount. As a result, even when the difference between the total reflection light level on the optical disk surface and the total reflection light level on the information surface is small (for example, in the case of a two-layer optical disk), it is possible to reliably focus on the information surface. .
  • optical disk device of the present invention after learning the surface deviation of the optical disk, focus control on the information surface is started. As a result, focus control on the information surface is executed with reference to the surface of the optical disk on which the surface deviation has been learned. As a result, the possibility of the objective lens colliding with the optical disk due to the surface deviation of the optical disk can be greatly reduced.
  • a means for accurately calculating the total amount of reflected light from a specific information surface. Thereby, the influence of the reflected light from the information surface other than the specific information surface is removed.

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)

Description

光ディスク装置 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明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 田
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 デォ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、 レーザ一ビームを集朿させ、 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 多少のゴミゃ埃が付着しても、 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、 つまり集束レーザ一ビー 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へッドの対物レ ンズァクチユエ一夕が暴走し、 光ディスク表面に激突する場合がある。 こういつ 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、 レ一ザ一ビーム焦点をフォ一カス制御のキヤプチヤーレンジ内に 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 9一 1 15147号公報に記載されている方法によれば、 初期 のレ一ザ一ピ一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、 対物レンズァクチユエ一夕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ヤプチヤーレンジに入ったところで フォーカス制御の閉ル一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、 上記ァクチユエ一夕を遠ざける方向に駆動し、 同様に閉ル一プ動作に切り替 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、 仮に対物レンズァクチユエ一夕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夕ンスは 0. 5m m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. 2 mm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. lmm程度 （CDの保護層厚みは 1. 2mm、 DVDは 0. 6mm) にしたとし てもヮ一キングディスタンスは 0. 15 mm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ヮ一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つ 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 イスク上に情報を記録する場合には、 光ビ一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、 卜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一信号は、 非点収差法等によって検出される。 フォーカスエラ一信号は、 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 1 0 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、 フォーカスエラ一信号がゼロクロスした夕イミ 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 イ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パックゲインと前記 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、 複数の卜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 —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 —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 フォーカスエラ一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ェラ一信号がゼ口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 'フィル夕をさらに備え、 前記トラツキ ングエラ一信号は、 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イス 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一検出手段と、 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 —カスエラ一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一信号が最初にゼロ クロスしたことが検出されるまで、 前記光ビ一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 ェラ一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一信号が 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イス 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一信号を出力するフォーカスエラ一検出手段と、 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 一カスエラ一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一信号が最初にゼロ 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一信号が 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 一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、 前記フォー力 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 オ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 かつて移動するように前記移動手段を制御し、 前記フォーカスェラー信号が 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、 フォ一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一検出手段と、 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一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 —信号を生成する正規^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一カス制御を実行するフォーカス制御手段と、 前記フ ォ一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ェ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一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害 IJ手段をさらに備 えており、 前記フォーカスエラ一検出手段は、 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一検出手段と、 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 カスエラ一検出手段とを含み、 前記制御手段は、 前記内側フォーカスエラ一検出 手段の出力および前記外側フォーカスエラ一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。 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 2 Aは、 シーケンス 1〜4にわたつ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 2 Bは、 シーケンス 1〜4にわたつてフォーカスエラ一信号 F E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プロック図で ある。
図 5は、 F E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 T E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、 フォ一カスを引き込む際の各信号の波形を示す図である。
図 1 0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 1 1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 1 2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 1 3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 1 4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 1 5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 1 6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 1 7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 1 8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 1 9は、 位相補償回路の構成例を示すブロック図である。
図 2 0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 2 1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 2 2は、 ワーキングディスタンスを示す図である。
図 2 3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 2 4は、 2層光ディスク 2 1 8 7と光ビ一ム 2 1 0 6とを示す図である。 図 2 5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 2 6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 2 7は、 光検出器の構成を模式的に示す図である。
図 2 8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 2 9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 3 0は、 本発明の実施の形態 1 0の光ディスク装置の構成例を示すブロック 図である。
図 3 1は、 第 1の情報面で制御用 F E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 3 2は、 外側 F E信号、 内側 F E信号の波形を示す図,である。
図 3 3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。 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 1 0 0 1の構成例を示す。 光ディスク装置 1 0 0 1は、 光ディスク 1 1 0 0に情報を記録し、 または、 光 ディスク 1 1 0 0に記録されている情報を再生する。 光ディスク 1 1 0 0は、 情 報記録層 1 1 2 0と、 情報記録層 1 1 2 0の上に形成された保護層 1 1 1 0とを 有している。
光ディスク装置 1 0 0 1は、 情報記録層 1 1 2 0に集束レーザービームを照射 するための光へッド 1 1 0 2を含む。
光ヘッド 1 1 0 2は、 レーザー光源 1 2 0 1と、 受光手段 1 2 0 2と、 対物レ ンズァクチユエ一夕 1 2 0 4と、 対物レンズ 1 2 0 3とを含む。
レーザ一光源 1 2 0 1は、 レーザ一ビームを出射する。 レーザ一光源 1 2 0 1 から出射されたレーザ一ビームは、 対物レンズ 1 2 0 3によって集束される。 そ の結果、 集束レ一ザ一ビームが光ディスク 1 1 0 0に照射される。 光ディスク 1 1 0 0によって反射された集束レーザ一ビームは、 対物レンズ 1 2 0 3を通って 受光手段 1 2 0 2によって受け取られる。 対物レンズ 1 2 0 3は、 対物レンズァ クチユエ一夕 1 2 0 4によって駆動される。
受光手段 1 2 0 2は、 例えば、 多分割された受光部から構成される。 受光手段 1 2 0 2から出力される信号群 （D O U T) は、 フォーカス誤差演算手段 1 0 0 3および情報読取手段 1 0 1 1に供給される。 フォーカス誤差演算手段 1 0 0 3 は信号群 D O U Tからフォーカスエラ一信号 （F E) を生成する。 フォーカスェ ラ一信号とは、 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 1 1 1 0の表面または情報記録層 1 1 2 0 ) 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 F Eは、 ゲインアンプ 1 0 0 9、 スィッチ 1 0 0 8、 加算 手段 1 0 0 4、 低域補償手段 1 0 1 2、 ァクチユエ一夕ドライバ 1 0 0 5を経由 して光へッド 1 0 0 2の対物レンズァクチユエ一夕 1 2 0 4にフィードバックさ れる。
このように、 受光手段 1 2 0 2、 フォーカス誤差演算手段 1 0 0 3、 ゲインァ ンプ 1 0 0 9、 スィッチ 1 0 0 8、 加算手段 1 0 0 4、 低域補償手段 1 0 1 2、 ァクチユエ一夕ドライバ 1 0 0 5および対物レンズァクチユエ一夕 1 2 0 4によ つてフォーカスサ一ポを実行するフォーカス制御ループが形成される。 スィツチ 1 0 0 8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 1 0 0 4は、 後述する焦点移動手段 1 0 0 7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 1 2 0 2、 フォーカス誤差演算手段 1 0 0 3、 ゲインアンプ 1 0 0 9、 スィツチ 1 0 0 8、 加算手段 1 0 0 4、 低域補償手段 1 0 1 2、 ァクチユエ一夕 ドライバ 1 0 0 5および対物レンズァクチユエ一夕 1 2 0 4は、 フォーカスエラ —信号 F Eに基づいて対物レンズァクチユエ一夕 1 2 0 4を駆動することにより、 集束レーザ一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 1 0 0 7は、 前記集束レーザービームの焦点を強制的に光デイス ク面に対して垂直に移動させる。 焦点移動手段 1 0 0 7の出力信号は加算器 1 0 0 4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 1 0 0 6は、 焦点移動手段 1 0 0 7およびフォーカス制御手段を制 御する。 シーケンサ 1 0 0 6は、 スィッチ 1 0 0 8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。 スィッチ 1 0 0 8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。 スイツ チ 1 0 0 8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、 フォー力 ス制御手段の動作が停止する。
シーケンサ 1 0 0 6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つて構成され得る。
以下、 図 2 Aおよび図 2 Bを参照して、 シーケンサ 1 0 0 6の機能を説明する。 シーケンサ 1 0 0 6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 2 Aは、 シーケンス 1〜4にわたつて集束レーザ一ビームの焦点の位置の 変化を示す。 図 2 Bは、 シーケンス 1〜4にわたつてフォーカスエラ一信号 F E の変化を示す。
(シーケンス 1 )
シーケンサ 1 0 0 6は、 集束レーザービームの焦点が保護層 1 1 1 0に向かつ て移動するように焦点移動手段 1 0 0 7を制御する。 このような制御は、 例えば、 シーケンサ 1 0 0 6が焦点移動手段 1 0 0 7にコマンド Mを発行することによつ てなされる。 コマンド Mに応答して対物レンズァクチユエ一夕 1 2 0 4に D C電 流が供給される。 これにより、 対物レンズ 1 2 0 3が光ディスク 1 1 0 0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、 スィッチ 1 0 0 8はオフ状態にされている。 従って、 フォ 一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。
シ一ケンス 1は、 反射面検出手段 1 0 1 0によって反射面 （すなわち、 保護層 1 1 1 0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、 フォーカスエラ一信号 F Eが所定のしきい値 （V t h) 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 2 B ) 。 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 幅を有するフォ一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一信号が得られない」 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 1 0 0 6は、 保護層 1 1 1 0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、 スィッチ 1 0 0 8をォ 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 1 0 1 0は、 フォーカスエラ一信号 F Eが所定のしきい値 （V t h) 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 1 0 0 6は、 出力パルス信 号 Pのエッジに応答して、 スィッチ 1 0 0 8を閉じるループオン信号 （L O N) を生成する。 これにより、 スィッチ 1 0 0 8はオン状態となり、 保護層 1 1 1 0 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 1 1 1 0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 オ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 1 0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 1 0 k H zに対応す る応答時間は 0 . 1 m sである場合には、 その所定の時間は、 1 m s (= 0 . 1 m s X 1 0 ) 以上であることが好ましい。
(シーケンス 3 )
シーケンサ 1 0 0 6は、 保護層 1 1 1 0の表面に対するフォ一カス制御を解除 する。 このフォーカス制御の解除は、 スィッチ 1 0 0 8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 1 0 0 6は、 集束レーザービームの焦点が情報記録層 1 1 2
0に向かって移動するように焦点移動手段 1 0 0 7を制御する。 このような制御 は、 例えば、 シーケンサ 1 0 0 6が焦点移動手段 1 0 0 7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ァクチユエ一夕 1 2 0 4に D C電流が供給される。 これにより、 対物レンズ 1 2 0 3が光ディスク 1 1 0 0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 1 0 1 0によって反射面 （すなわち、 情報記 録層 1 1 2 0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 1 0 0 6は、 情報記録層 1 1 2 0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、.スィッチ 1 0 0 8 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 1 1 2 0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 1 0 0 1によれば、 シーケンサ 1 0 0 6 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 1 1 1 0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 1 1 2 0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 1 2 0 3が光ディスク 1 1 0 0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 1 1 2 0の表面に対してではなく保護層 1 1 1 0の表面に対して実行される。 これに より、 従来より保護層 1 1 1 0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 1 1 1 0の厚み分だけ拡大されたことになる。
例えば、 本来のヮ一キングディスタンス （情報記録層 1 1 2 0に対してオンフ オーカスしているときの保護層 1 1 1 0表面と対物レンズ 1 2 0 3との距離） が 1 5 0 m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 1 1 1 0の厚み 1 0 0 mを加えた 2 5 0 / mを実質的なヮ一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 1 1 0 0の回転により 2 0 0 m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 1 2 0 3が保護層 1 1 1 0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 1 1 0 0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 1 1 0 0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 1 1 2 0も保護層 1 1 1 0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ょうとしている 情報記録層 1 120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 1 100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ァク チユエ一夕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 1 120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 1 1 10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 1 120に対してフォーカス制 御を実行することにより、 高 N Aの対物レンズを有する光へ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 1 1 10の表面の反射率 R 1 1 10と情報記録層 1 120の表 面の反射率 R 1 120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 R 1 1 10と反射率 R l 120との差異を補正するためにゲインアンプ 1 009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 11 10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 G l 1 10と、 シーケンス 4における情報記録層 1 120 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 G 1120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。
R 1 1 10 XG 1 1 10=R 1 120 XG 1 120 (1)
すなわち、 G 1 1 10と G 1 120とは、 R 1 1 10と G 1 1 10との積が R 1 120と G 1 120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パックゲイン G 1 110、 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 1 1 10の表面と情報記録層 1 120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 1 1 10の表面の反射率 R 1 1 10は保護層 1 1 10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 1 120の表面の反射率 R 1 120は、 情報記録層 1 120の材質によって大きく異なる。 例えば、 保護層 1 1 10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 1 110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 1 1 20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 1 120の表面の反射率 R 1 120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 1 120へのフォ一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 1 120の表面の反射率 R 1 120を確実に取得するためには、 例 えば、 光ディスク 1 100の保護層 1 1 10の表面に反射率 R 1 120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 1 1 10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 101 1を用いて 反射率 R 1 120を示す情報を保護層 1 1 10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 R 1 120に基づく制御ゲインを設定する。
図 3は、 保護層 1 1 10の表面にディスク情報 1 1 12が形成された光デイス クの一例を示す。 情報記録層 1 120の表面の反射率 R 1 120を示す情報は、 ディスク情報 11 12の少なくとも一部に含まれている。 ディスク情報 1 1 12 は、 保護層 1 110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 1 0 1 1は、 受光手段 1 2 0 2から出力される信号群 D OU T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 2 0 0 2の構成例を示す。 本実施の形態では、 後述する光検出器 2 1 1 3および T E信号生成回路 2 1 0 2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 2 1 0 0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一検出 手段として機能する。
また、 光検出器 2 1 1 3、 F E信号生成回路 2 1 1 5、 位相補償回路 2 1 1 6、 電力増幅器 2 1 1 8およびァクチユエ一夕 2 1 0 4が、 光ビームの焦点と光ディ スク 2 1 0 0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 2 1 2 2が、 前記フォーカス制御手段とァクチユエ一夕 2 1 0
4 (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 2 1 0 0は、 モー夕 2 1 2 7に取り付けられ所定の回転数で回転し ている。 モー夕 2 1 2 7は、 モー夕制御回路 2 1 2 6によって制御されている。 モー夕 2 1 2 7の回転数は、 マイコン 2 1 2 2によって設定される。
光ディスク 2 1 0 0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 2 2参照） 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 2 1 0 0は、 単層ディスクであ つてもよいし、 二層ディスクを含む多層ディスクであってもよい。
光学へッド 2 1 1 4には、 レーザ 2 1 0 9、 力ップリングレンズ 2 1 0 8、 偏 光ビームスプリツ夕 2 1 1 0、 1 Z 4波長板 2 1 0 7、 全反射鏡 2 1 0 5、 光検 出器 2 1 1 3、 ァクチユエ一夕 2 1 0 4が取り付けられている。 レーザ 2 1 0 9は、 レーザ制御回路 2 1 0 1に接続されている。 レーザ制御回 路 2 1 0 1は、 マイコン 2 1 2 2から設定させた発光パワーになるようにレーザ 2 1 0 9を駆動する。 光学へッド 2 1 1 4に取り付けられたレーザ 2 1 0 9より 発生した光ビーム 2 1 0 6は、 カップリングレンズ 2 1 0 8で平行光にされた後 に、 偏光ビームスプリッ夕 2 1 1 0、 1 / 4波長板 2 1 0 7を通過し、 全反射鏡 2 1 0 5で反射され、 対物レンズ 2 1 0 3により光ディスク 2 1 0 0の情報面上 に集束して照射される。
光ディスク 2 1 0 0の情報面により反射された反射光は、 対物レンズ 2 1 0 3 を通過して全反射鏡 2 1 0 5で反射され、 1 Z 4波長板 2 1 0 7、 偏光ビームス プリッ夕 2 1 1 0、 検出レンズ 2 1 1 1、 円筒レンズ 2 1 1 2を通過して 4個の 受光部からなる光検出器 2 1 1 3に入射する。 対物レンズ 2 1 0 3はァクチユエ 一夕 2 1 0 4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ァクチユエ一夕 2 1 0 4はフォーカス用コイル、 トラ ッキング用コィル、 フォ一カス用の永久磁石及びトラツキング用の永久磁石を含 む。 したがって、 ァクチユエ一夕 2 1 0 4のフォーカス用コイルに電力増幅器 2 1 1 8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 2 1 0 3は光ディスク 2 1 0 0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 2 1 0 3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一ム 2 1 0 6 の焦点が常に光ディスク 2 1 0 0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 2 1 2 5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 2 1 0 3は光ディスク 2 1 0 0の半径方向 （すなわち、 光ディスク 2 1 0 0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 2 1 1 3は、 4個の受光部より形成されている。 光検出器 2 1 1 3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 2 1 1 5 (以下、 F E信号生成回路 2 1 1 5と記す。 ） 、 トラッキングエラー信号生成回 路 2 1 0 2 (以下、 T E信号生成回路 2 1 0 2と記す。 ） へ送られる。 F E信号 生成回路 2 1 1 5は、 光ビーム 2 1 0 6の焦点と光ディスク 2 1 0 0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、 F E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 F E信号の検出方式を実現 する構成を有している。 F E信号は、 位相補償回路 2 1 1 6、 スィッチ 2 1 1 7 を介して電力増幅器 2 1 1 8へ送られる。
電力増幅器 2 1 1 8によりァクチユエ一夕 2 1 0 4のフォーカス用コイルに電 流が流れる。 位相補償回路 2 1 1 6は、 フォーカス制御系を安定にするための位 相を進めるフィル夕である。 従って、 F E信号に応じて対物レンズ 2 1 0 3が駆 動され、 光ビーム 2 1 0 6の焦点が常に情報面上に位置する。
なお、 スィッチ 2 1 1 7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、 F E信号はゼロクロス検出 回路 2 1 1 9へ送られる。 ゼロクロス検出回路 2 1 1 9は、 F E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 T E信号と記す。 T E信号生成回路 2 1 0 2は、 複数のトラックが形成された光デ イスク 2 1 0 0の情報面に収束して照射された光ビーム 2 1 0 6と光ディスク 2 1 0 0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。 T E信 号は、 パンド 'パス ' フィルター 2 1 2 0 (以下では、 B P F 2 1 2 0と記 す。 ) 、 振幅検出回路 2 1 2 1を介してコンパレータ 2 1 2 8へ送られる。 コンパレータ 2 1 2 8の出力はマイコン 2 1 2 2へ送られる。 ランプ波発生回 路 2 1 2 3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 2 1 2 2によって設定される。 ランプ波発 生回路 2 1 2 3の出力は、 スィッチ 2 1 1 7を介して電力増幅器 2 1 1 8へ送ら れる。 スィッチ 2 1 1 7の切り替えは、 マイコン 2 1 2 2によって行われる。 正 弦波発生回路 2 1 2 4は、 正弦波を発生する。 正弦波を発生する期間は、 マイコ ン 2 1 2 2によって設定される。 正弦波発生回路 2 1 2 4の出力は電力増幅器 2 1 2 5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 2 1 2 2は、 モータ制御 回路 2 1 2 6に所定の回転数を設定する。 次に、 レ一ザ制御回路 2 1 0 1に所定 の発光パワーを設定する。 マイコン 2 1 2 2は、 スィッチ 2 1 1 7のコントロー ル端子 dの電位を口―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 —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 2 1 2 3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 2 1 1 8に よってフォーカス用コイルに流れる。
対物レンズ 2 1 0 3は、 光ディスク 2 1 0 0に向かって （図では上方向に向か つて） 移動する。 それと同時に、 マイコン 2 1 2 2は、 正弦波発生回路 2 1 2 4 を動作させ、 電力増幅器 2 1 2 5によってトラッキング用コイ レに正弦状の電流 が流れる。 対物レンズ 2 1 0 3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 2 1 0 3は、 トラックを横断する方向に振れながら光 ディスク 2 1 0 0に近づく。 光ビ一ム 2 1 0 6の焦点が、 光ディスク 2 1 0 0の 情報面に近づきトラックを横断するようになると、 T E信号生成回路 2 1 0 2か ら T E信号が正弦波状になる。 T E信号は、 B P F 2 1 2 0を介して振幅検出回 路 2 1 2 1に送られる。 振幅検出手段である振幅検出回路 2 1 2 1は、 卜ラック と直行する方向に光ビームを移動させながら T E信号の振幅を測定するものであ る。 B P F 2 1 2 0は、 ノイズを除去する。 B P F 2 1 2 0の通過帯域は、 T E 信号の周波数である。 T E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 1 0 H zから数 KH zである。
振幅検出回路 2 1 2 1によって T E信号の振幅が検出される。 検出された T E 信号の振幅が所定値以上になるとコンパレ一夕 2 1 2 8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 F E信号生成回路 2 1 1 5の出力である F E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 2 1 1 9 からゼロクロス信号が出力される。
マイコン 2 1 2 2は、 コンパレータ 2 1 2 8の出力がハイレベルであり、 かつ、 ゼロクロス検出回路 2 1 1 9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 2 1 0 0の情報面にあると判断する。 この場合、 マイコン 2 1 2 2は、 コント口一ル端子 dの電位をハイレベルとし、 スィッチ 2 1 1 7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 2 1 2 2は、 振幅検出回路 2 1 2 1が T E信号の振幅を検出する場合 における光ディスク 2 1 0 0の回転数が、 光ディスク 2 1 0 0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 2 1 0 0の回転数より小さくなるよ うに光ディスク 2 1 0 0の回転を制御する。 このような制御は、 例えば、 光ディ スク 2 1 0 0を回転させる回転手段であるモータ 2 1 2 7の回転数を制御するこ とによって達成される。 マイコン 2 1 2 2は、 フォーカス制御を開始した後にモ —夕 2 1 2 7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、 T E信号の振幅を検出する際に光ディスク 2 1 0 0の回転数を下げることにより、 光ディスク 2 1 0 0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 2 1 0 6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、 T E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 2 1 2 2は、 振幅検出回路 2 1 2 1が T E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 2 1 0 0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 2 1 0 9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 2 1 2 2は、 フォーカス制御を開始した後 にレーザ 2 1 0 9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、 T E信号の振幅を検出する際に光ビームのパヮ一を下げることにより、 光ディスク 2 1 0 0に記録された情報が破壌されることを防止することができる。 図 5は、 F E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 2 1 0 3によって収束された光ビーム 2 1 0 6の焦点位置と光ディスク 2 1 0 0の情 報面との距離を示す。 縦軸が F E信号のレベルを示す。 F E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。 F E信号のレベルが零であ ることは光ビーム 2 1 0 6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。 F E信号のレベルは一般に約 1 0 mの距離で最大値 となる。 離れるにしたがって F E信号は零に近づく。 そこで、 フォ一カス制御を 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 2 1 0 6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 2 1 0 0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 2 1 0 6が照射される。 図の下側からみて凸部が卜ラックである。 図 6において、 光ディスク 2 1 0 0の情報面が参照番号 2 1 0 1によって示され ており、 光ディスク 2 1 0 0の表面が参照番号 2 1 0 2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 2 1 0 0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 T E信号を検出する方 式である。 図 7は、 光ビーム 2 1 0 6がトラックを横断した場合の T E信号の波形を示す。 光ビーム 2 1 0 6がトラックを横断すると T E信号は、 正弦波状の波形になる。 卜ラックの中心で零になる。
図 8は、 対物レンズ 2 1 0 3を光ディスク 2 1 0 0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 2 1 2 3の出力を、 波形 （b ) が焦点位置を、 波形 （c ) が F E信号を、 波形 （d ) がゼロクロス信号を、 波形 （e ) が T E信号を、 波形 （f ) が振幅検出回路 2 1 2 1の出力を、 波形 （g ) がコンパレータ 2 1 2 8の出力をそれぞれ示す。
マイコン 2 1 2 2が、 ランプ波発生回路 2 1 2 3の動作を時間 t。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 2 1 0 3は徐々に光ディスク 2 1 0 0の情報面に近づく。 時間 t iで焦点位置が光デ イ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、 T E信号のレベルは零なのでコンパレ一夕 2 1 2 8の出力は口一 レベルのままである。 さらに焦点位置が光ディスク 2 1 0 0に近づくと時間 t 2 で情報面が焦点深度に入るので T E信号が正弦波状になる。 従って、 振幅検出回 路 2 1 2 1の出力が を超えて、 コンパレ一夕 2 1 2 8の出力がハイレベルに なる。
時間 t 3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 2 1 0 3を上げていくと情報面が焦点深度から外れるので T E信号が零 レベルになる。 時間 t 4でコンパレータ 2 1 2 8の出力がローレベルになる。 上 述したように、 光ディスク 2 1 0 0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 2 1 2 8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 t 3においてマイコン 2 1 2 2がコントロール端子 dの電位 をハイレベルとし、 スィッチ 2 1 1 7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 、 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 2 1 2 3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 2 12 1の出力を、 波形 （g) がコンパレータ 2 1 2 8の出力をそれぞれ示す。
また、 波形 （h) が、 マイコン 2 1 22がスィッチ 2 1 1 7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。 t L。でランプ波発生回路 2 1 23が 動作を開始する。 時間 t uでコンパレータ 2 1 28の出力がハイレベルになる。 時間 t 12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 2 1 22は、 スィッチ 2 1 1 7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、 スィッチ 2 1 1 7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 2 1 03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 2 1 00の表面でもゼロクロスするが、 光ディスク 2 1
0 0の表面では TE信号のレベルは零であるのでマイコン 2 1 22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 2 1 00が情報が予め記録されているディスク （例えば、 R OM) 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 1 0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 1 0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 1 1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。 その複数の卜ラックのそれぞれは蛇行している。 図 1 1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 c 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 BPF 21 51の出力を示す。 BPF 21 5 1の出力を以下ではゥォブル信号という。 ゥォブル信号の振幅は光ビーム 210 6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、 BP F 2151の通過帯域は、 Wと光ディスク 21 50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) がゥォブル 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 2 460の出力を、 波形 hがスィッチ 21 17の端子 dの信号をそれぞれ示す。 マ イコン 2 1 22が、 時間 t 2。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ィルに流れる。
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 t 2 Lで焦点位置が光ディスク 21 50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 21 50の表面では、 ゥォブル信号の レベルが零なのでコンパレー夕 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 t 22で情報面が焦点深度に入 る。 よって、 ゥォブル信号が正弦波状の信号になる。 振幅検出回路 2 1 2 1の出 力が E 2を超えるのでコンパレータ 2 4 6 0の出力がハイレベルになる。 時間 t 2 3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 2 1 2 2は、 時間 t 2 3でスィツチ 2 1 1 7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 2 1 5 0の表面ではゼロクロス信号が出力されるが、 コンパレ一夕 2 4 6 0の出力が口一レベルであるため、 マイコン 2 1 2 2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、 スィッチ 2 1 1 7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 2 1 5 0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、 コンパレ一 夕 2 4 6 0の出力がハイレベルであるため、 マイコン 2 1 2 2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、 スィッチ 2 1 1 7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 1 4は、 本発明の実施の形態 4の光ディスク装置 2 0 0 4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 2 1 5 7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 2 1 0 0は所定の回転数で回転 している。 モータ制御回路 2 1 5 6はモータ 2 1 2 7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 2 1 5 5は、 レーザ 2 1 0 9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 2 1 5 8は、 スィッチ 2 1 1 7のコントロール端子 dの電位を口一レベルにして端子 cと端子 bとを接続 する。 次に、 マイコン 2 1 5 8は、 ランプ波発生回路 2 1 5 7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 2 1 5 7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 2 1 5 7の出力 に応じた電流が電力増幅器 2 1 1 8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 2 1 0 3は、 光ディスク 2 1 0 0に向かって （図では上方向に 向かって） 移動する。 光ビーム 2 1 0 6の焦点と光ディスク 2 1 0 0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 2 1 1 9から出力される。 マイコン 2 1 5 8は、 最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間 M Q が経過した後にランプ波発生回路 2 1 5 7の端子 bの電位をハイレベルから口一 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 M。が経過した後にランプ波発生回路 2 1 5 7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 2 1 0 3は、 光ディスク 2 1 0 0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、 光デイス ク 2 1 0 0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 M。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 M。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 2 1 0 3が移動していた方向と同一の方向に、 光デイス ク 2 1 0 0の保護層の厚さより大きい所定の距離だけ対物レンズ 2 1 0 3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 2 1 0 0の保護層の厚さとは、 光ディスク 2 1 0 0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 2 1 1 9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 2 1 5 8は、 2回目のゼロクロス信号が出力されたこと （すなわち、 フォーカスエラ一信号が 2回目にゼロクロスしたこと） を検出すると、 スィッチ 2 1 1 7のコントロール 端子 dの電位をハイレベルとし、 スィッチ 2 1 1 7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 1 5は、 光ディスク装置 2 0 0 4の内部で用いられる各信号の波形を示す。 図 1 5において、 波形 （a ) がランプ波発生回路 2 1 5 7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 2 1 5 7の端子 bの信号を、 波形 ( d ) が F E信号を、 波形 （e ) がゼロクロス信号を、 波形 （f ) がスィッチ 2 1 1 7の端子 dの信号をそれぞれ示す。 マイコン 2 1 5 8が、 時間 t 3。にラン プ波発生回路 2 1 5 7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 ィルに流れる。
従って、 対物レンズ 2 1 0 3は徐々に光ディスク 2 1 0 0の情報面に近づく。 時間 t 3 1で焦点位置が光ディスク 2 1 0 0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 2 1 5 8は、 最初のゼロクロス信号を検出した時点から M 0時間が経 過した後にランプ波発生回路 2 1 5 7の端子 bの電位を口一レベルに設定する。 なお、 時間 t 3 2に焦点と情報面とがー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 2 1 5 7の出力は時間 t 3 3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 t 3 4で焦点と情報面とがー致しゼロ クロス信号が出力される。 マイコン 2 1 5 8はスィツチ 2 1 1 7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、 T E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 2 1 0 0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 2 1 0 0に近づける距離を光ディスク 2 1 0 0の表面 を基準にして制限しているので対物レンズ 2 1 0 3が光ディスク 2 1 0 0の表面 に衝突することが無い。 なお、 所定時間 M 0は、 フォーカスァクチユエ一夕の感 度とランプ波発生回路 2 1 5 7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 M 0を所定値としたが時間 t 3 iから t 3 2の時間に応じ て変えても良い。 光ディスク 2 1 0 0の表面から情報面までの距離は予め決まつ ているのでその距離を移動する時間はァクチユエ一夕の感度に比例する。
従って、 ァクチユエ一夕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 1 6は、 本発明の実施の形態 5の光ディスク装置 2 0 0 5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 2 1 6 0は、 モ一夕制御 回路 2 1 2 6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 2 1 5 5 は、 レーザ 2 1 0 9が所定のパワーで発光するように制御する。 マイコン 2 1 6 0は、 スィッチ 2 1 1 7のコントロール端子 dの電位を口一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 2 1 6 0は、 ランプ波発生 回路 2 1 5 7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 2 1 5 7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 2 1 5 7の出力に応じた電流が電力増幅器 2 1 1 8によってフォ 一カス用コイルに流れる。 その結果、 対物レンズ 2 1 0 3は、 光ディスク 2 1 0 0に向かって （図では上方向に向かって） 移動する。
マイコン 2 1 6 0は、 最初のゼロクロス信号を検出した時点から所定時間 M i が経過した後にランプ波発生回路 2 1 5 7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 2 1 5 7は、 最初のゼロクロス信 号を検出した時点から所定時間 M t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 2 1 0 3は、 光ディスク 2 1 0 0から 除々に遠ざかる。
なお、 所定時間 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 M iは、 対物レンズ 2 1 0 3が光ディスク 2 1 0 0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 は情報面をいつ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 2 1 6 0は、 ランプ波発生回路 2 1 5 7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、 スィッチ 2 1 1 7のコントロール端 子 dの電位をハイレベルとし、 スィツチ 2 1 1 7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 2 1 6 0は、 正弦波発生回路 2 1 2 4を動 作させる。 マイコン 2 1 6 0は、 コンパレ一夕 2 1 2 8の出力がハイレベルであ ると正弦波発生回路 2 1 2 4の動作を停止させて、 モ一夕制御回路 2 1 2 6に所 定の回転数を設定する。 コンパレータ 2 1 2 8の出力が口一レベルの場合には、 ランプ波発生回路 2 1 5 7をリセットしてスィッチ 2 1 1 7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 1 7は、 光ディスク装置 2 0 0 5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 2 1 5 7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 2 1 5 7の端子 bの信号を、 波形 （d ) が F E信号 を、 波形 （e ) がゼロクロス信号を、 波形 （f ) が T E信号を、 波形 （g ) がス イッチ 2 1 1 7の端子 dの信号を、 波形 （h ) がコンパレー夕 2 1 2 8の出力を、 波形 （ i ) がモ一夕制御回路 2 1 2 6がモー夕 2 1 2 7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 2 1 6 0が、 時間 t 4 0にランプ波発生回路 2 1 5 7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 2 1 0 3は徐々に光ディスク 2 1 0 0の情報面に近づき、 さらに情報面を通過 する。 マイコン 2 1 6 0は、 時間 t 4 0から所定時間 M t経過後の時間 t 4 でラン プ波発生回路 2 1 5 7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 2 1 5 7の出力は時間 t 4 1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 t 4 2で焦点と情報面とがー致しゼロクロス信 号が出力される。
マイコン 2 1 6 0は、 スィッチ 2 1 1 7のコントロール端子 dの電位をハイレ ベルとし、 スィッチ 2 1 1 7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 2 1 6 0は、 時間 t 4 3で正弦波発生回路 2 1 2 4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 2 1 0 6がトラックを横断す るので T E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 2 1 2 1 が T E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 2 1 2 8 の出力がハイレベルになる。 マイコン 2 1 6 0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 t 4 4にモ一夕制御回路 2 1 2 6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 2 1 2 7を回転させる前にフォーカス 弓 I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 2 1 0 3が光ディスク 2 1 0 0の表面に衝突した状態でモー 夕 2 1 2 7を回転させることが無い。 このため、 光ディスク 2 1 0 0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夕 2 1 2 7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 1 8は、 本発明の実施の形態 6の光ディスク装置 2 0 0 6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 2 1 6 6が、 光ディスク 2 1 0 0の回転角度 に応じたァクチユエ一夕 2 1 0 4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 2 1 5 6は、 モー夕 2 1 2 7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 2 1 5 5は、 レーザ 2 1 0 9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 2 1 6 5は、 モー夕 2 1 2 7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 2 1 6 6は、 回転角度信号に同期して光ディスク 2 1 0 0が 1回転する期間の電力増幅 器 2 1 1 8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 2 1 6 7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 2 1 6 8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つ ている。
マイコン 2 1 6 8は、 スィッチ 2 1 1 7の端子 cと端子 aとを閉じてフォ一力 ス制御を動作させている状態で正弦波を加算器 2 1 6 9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 1 0 3が制御される。 マイコ ン 2 1 6 8は、 その状態での F E信号を取り込み加算した正弦波と F E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 ィ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 2 4 0 0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 2 1 7 0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 2 1 7 0は、 フォーカス制御系を安定にするための位相を進める フィル夕である。
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 2 1 0 0の反射率のばらつきゃフ オーカスァクチユエ一夕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。
これによつて、 フォーカス引き込みが安定になり、 かつ、 一般的にはフォー力 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 1 9および図 2 0を用いて、 位相補償回路 2 1 7 0を説明する。
図 1 9は、 位相補償回路 2 1 7 0の構成例を示す。 第 1の入力端子 2 3 0 0は、 第 1の位相補償回路 2 3 0 1および第 3の位相補償回路 2 3 0 3に接続される。 第 1の位相補償回路 2 3 0 1と第 2の位相補償回路 2 3 0 2とは直列に接続され ている。 第 2の位相補償回路 2 3 0 2の出力がスィツチ 2 3 0 4の端子 aに接続 される。 第 3の位相補償回路 2 3 0 3は、 直列に接続された第 1の位相補償回路 2 3 0 2、 第 2の位相補償回路 2 3 0 2と並列に接続されており、 その出力はス イッチ 2 3 0 4の端子 bに接続される。 スィッチ 2 3 0 4の端子 cは出力端子 2 3 0 6に接続され、 出力端子 2 3 0 6からの信号は 1回転メモリ 2 1 6 6、 加算 器 2 1 6 7に入力される。 スィッチ 2 3 0 4の端子 dは第 2の入力端子 2 3 0 5 に接続される。 第 2の入力端子 2 3 0 5はマイコン 2 1 6 8に接続される。
図 2 0は、 位相補償回路 2 1 7 0に含まれる各回路の位相特性を示す。 図 2 0 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 2 0の （ a ) は、 第 1の位相補償回路 2 3 0 1の位相特性を示す。 第 1の位 相補償回路 2 3 0 1においては、 周波数 f 。から f 3の帯域で位相が進む特性に なっている。
図 2 0の （b ) は、 第 2の位相補償回路 2 3 0 2の位相特性を示す。 第 2の位 相補償回路 2 3 0 2においては、 周波数 ί 2から ί 5の帯域で位相が進む特性に なっている。 図 2 0の （c ) は、 直列に接続された第 1の位相補償回路 2 3 0 1および第 2 の位相補償回路 2 3 0 2の位相特性を示す。 この直列回路においては、 周波数 。から f 5の帯域で位相が進む特性になっている。
図 2 0の （d ) は、 第 3の位相補償回路 2 3 0 3の位相特性を示す。 第 3の位 相補償回路 2 3 0 3においては、 周波数: f から ί 4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 0 d Βになる周波数は、 f 2と f 3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 2 3 0 1および第 2の位 相補償回路 2 3 0 2の位相特性は f 2と f 3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 2 3 0 3の位相特性も f 2と ί 3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 2 3 0 1および第 2の位相補償回路 2 3 0 2の位相補償回路は、 第 3の 位相補償回路 2 3 0 3に比べ位相の進む帯域力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 2 1 7 0のゲインが高くなる。 このため に、 ノイズ等によってァクチユエ一夕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 2 3 0 1、 第 2の位相補償回路 2 3 0 2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 2 1は、 フォーカスを引き込む際の各信号の波形を示す。 図 2 1において、 波形 （a ) がランプ波発生回路 2 1 2 3の出力を、 波形 （b ) が焦点位置を、 波 形 （c ) が電力増幅器 2 1 1 8の入力波形を、 波形 （d ) が 1回転メモリ 2 1 6 6の出力波形を、 波形 （e ) が F E信号を、 波形 （f ) がゼロクロス信号を、 波 形 （g ) がスィッチ 2 1 1 7の端子 iの信号をそれぞれ示す。 マイコン 2 1 6 8 は、 スィッチ 2 3 0 4の第 2の入力端子 2 3 0 5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 2 3 0 1、 第 2の位相補償回路 2 3 0 2の出力 信号が出力端子 2 3 0 6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 2 1 7 0の特性を位相の進む帯域が広い特性となる。 マイコン 2 1 6 8は、 時間 t 5。にスィッチ 2 1 1 7のコントロール端子 dの 電位を口一レベルにしてスィッチ 2 1 1 7の端子 cと端子 bとを接続する。 ラン プ波発生回路 2 1 2 3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 2 1 2 3の出力に応じた電流が電力増幅器 2 1 1 8によってフォーカス用コィ ルに流れる。 その結果、 対物レンズ 2 1 0 3は、 光ディスク 2 1 0 0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 1 0 0の表面とがー致 すると最初のゼロクロス信号が出力される。 マイコン 2 1 6 8は、 最初のゼロク ロス信号を検出した時間 t 5 1において、 スィツチ 2 1 1 7のコントロール端子 dの電位をハイレベルにし、 スィッチ 2 1 1 7の端子 aと端子 cとを接続してフ ォ一カス制御を動作させる。
光ビ一ムの焦点は光ディスク 2 1 0 0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 2 1 0 0は面振れを有しているので対物レンズ 2 1 0 3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 2 1 6 6を動作させる前の 電力増幅回路 2 1 1 8の入力レベルは面振れに比例している。
時間 t 5 1から t 5 2が光ディスク 2 1 0 0が 1回転する期間を示す。 マイコン
2 1 6 8は、 時間 t 5 1に 1回転メモリ 2 1 6 6に記憶の動作を指令する。 1回 転メモリ 2 1 6 6は時間 t 5 1から t 5 2のスィツチ 2 1 1 7の端子 bのレベルを 記憶する。 そして、 1回転メモリ 2 1 6 6は、 記憶した値を時間 t 5 2以降は加 算器 2 1 6 7に出力する。 また、 マイコン 2 1 6 8は、 時間 t 5 2において、 ス イッチ 2 1 1 7のコントロール端子 dの電位を口一レベルとすることにより、 ス イッチ 2 1 1 7の端子 cと端子 bとを接続する。 また、 マイコン 2 1 6 8は、 ラ ンプ波発生回路 2 1 2 3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 2 1 2 3を再度動作させるための指令を送ることにより、 加算器 2 1 6 7 の出力はランプ波発生回路 2 1 2 3の出力と 1回転メモリ 2 1 6 6の出力を加算 した信号となり、 対物レンズ 2 1 0 3は、 加算器 2 1 6 7の出力に応じて徐々に 光ディスク 2 1 0 0に近づく。
時間 t 5 3に焦点と情報面とがー致するとゼロクロス信号が出力される。 マイ コン 2 1 6 8は、 1回転メモリ 2 1 6 6の出力を停止させて、 スィッチ 2 1 1 7 のコントロール端子 dの電位をハイレベルとし、 スィッチ 1 1 7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 2 1 6 8は、 ゲイン調整を行い増幅器 2 4 0 0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 2 1 6 8は、 スィッチ 2 3 0 4の第 2の入力端子 2 3 0 5の電 位を口一レベルとし、 第 3の位相補償回路 2 3 0 3の出力信号が出力されるよう にスィッチ 2 3 0 4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 2 1 7 0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 2 1 0 0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 2 1 0 3と光ディスク 2 1 0 0が衝突すること がない。
なお、 図 2 2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 2 1 0 0の表面と対物レンズ 2 1 0 3の上面との最短の距離 Kをヮー 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 2 1 0 3と光ディスク 2 1 0 0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 2 1 0 0の情報面の反 射率やフォーカスァクチユエ一夕の感度のばらつきについて述べたが、 2層光デ イスクでは、 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 F E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 2 3は、 本発明の実施の形態 7の光ディスク装置 2 0 0 7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 2 1 1 3は、 複数の情報面を有する光デイス ク 2 1 8 7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 2 1 8 7 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、 F E信号生成回路 2 1 1 5は、 光検出器 2 1 1 3の出力に基づいて光ビ —ムの焦点と光ディスク 2 1 8 7の所定の情報面との位置ずれを検出するフォー カスエラ一検出手段として機能する。
また、 全反射光量信号生成回路 2 1 8 3は、 光検出器 2 1 1 3の出力に基づい て光ディスク 2 1 8 7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 2 1 8 5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一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 2 1 8 7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。 モー夕制御回路 2 1 5 6は、 モ一夕 2 1 2 7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 2 1 5 5は、 レーザ 2 1 0 9が所定のパワーで発光するように制御する。 光検出器 2 1 1 3に入射した光 ディスク 2 1 8 7からの反射光は、 フォーカスエラ一信号生成回路 2 1 1 5、 全 反射光量信号生成回路 2 1 8 3に送られる。 全反射光量信号生成回路 2 1 8 3は、 光検出器 2 1 1 3に入射する光ディスク 2 1 8 7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 2 1 8 3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 2 1 8 4を介して除算器 2 1 8 5の端子 bに送られ る。 除算器 2 1 8 5の端子 aには F E信号が入力されている。 除算器 2 Ί 8 5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 2 1 8 5は光ディスク 2 1 8 7の情報面の反射率が変化したことによ り F E信号の振幅レベルが影響を受けることなく F E信号のレベルを一定にする ものである。 以下では、 除算器 2 1 8 5の出力を正規化 F E信号という。 除算器 2 1 8 5の出力は位相補償回路 2 1 1 6、 スィッチ 2 1 1 7を介して電力増幅器 2 1 1 8に送られる。
従って、 光ディスク 2 1 8 7の情報面の反射率が変化してもフォーカスの開ル —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 2 1 1 3に入射する。 このために全反 射光量信号で F E信号を正規化しても F E信号のレベルが低下する。 減算器 2 1 8 4は、 この他の情報面からの反射光量を補正する。 減算器 2 1 8 4にはスイツ チ 2 1 8 6が接続されている。 スィッチ 2 1 8 6には第 1の基準電圧 2 1 8 1と 第 2の基準電圧 2 1 8 2が接続されており、 マイコン 2 1 8 0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 2 1 8 1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 2 1 8 2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 2 1 8 5 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 2 1 8 1および第 2の基準電圧 2 1 8 2のレベルは、 光 学ヘッド 2 1 1 4の特性および光ディスク 2 1 8 7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 2 1 8 0は、 スィツチ 2 1 1 7のコントロール端子 dを口一レベルとすることによ り、 スィッチ 2 1 1 7の端子 cと端子 bとを接続する。
マイコン 2 1 8 0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 させるためのフォ一カス用コイルの駆動電圧を DZA変換器を介してスィツチ 2 1 1 7の端子 bに送る。 移動後に再度スィッチ 2 1 1 7のコントロール端子 dを ハイレベルとし、 スィッチ 2 1 1 7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ィッチ 2 1 8 6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 2 1 8 5に入力する光ビームの焦 点が位置する光ディスク 2 1 8 7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 2 1 8 5の端子 bに入力する信号値） を変え ることができる。
図 2 4は、 2層光ディスク 2 1 8 7と光ビーム 2 1 0 6とを示す。 図 2 4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 1 0 3を光ディスク 2 1 8 7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 L 1が光検 出器 2 1 1 3に入射する。 光ビーム L 1によって F E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 L 2 の一部が光検出器 2 1 1 3に入射する。 この反射光は F E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 F E信号を全反射光量信号で正規化す ると光ビーム L 2の分だけ F E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 DZA 変換器の出力波形を、 波形 （c) はスィッチ 2186の端子 dの波形を、 波形 (d) はスィッチ 21 1 7の端子 dに出力される信号である。 マイコン 2180 は、 時間 t 60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 DZ A変換器を介して出力する。 これによつて対物レンズ 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 21 80は、 正規化後の FE信号のレベルが時間 t 6 i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 t 62で正規化 FE信号がゼロクロスす るとスィッチ 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 t 63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 t 64ま で出力される。
マイコン 2 1 80は、 t 65で正規化後の FE信号がゼロクロスした時点でス イッチ 21 1 7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 21 13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 2 1 1 3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 2 1 8 8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 2 1 1 3に相当する部分の受光量である。
図 2 4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 2 1 8 8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 2 1 8 4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 2 7は、 光検出器 2 1 8 8の構成を模式的に示す。 内側の 4個の受光部が光 検出器 2 1 1 3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 2 8は、 本発明の実施の形態 9の光ディスク装置 2 0 0 9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 2 1 8 7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 2 1 5 6は、 モータ 1 2 7が所定の回転数で回転するように制御 する。 レ一ザ制御回路 2 1 5 5は、 レーザ 2 1 0 9が所定のパヮ一で発光するよ 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 2 1 9 5 は、 スィッチ 2 1 9 6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、 スィッチ 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。 スィッチ 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、 スィッチ 2196を介して電力 増幅器 21 18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 21 95は、 第 1の情報面での S字波形の振幅 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 2 195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 21 95は、 式 （2) で求まる 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ィッチ 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 射光としてスィッチ 2410の端子 bに設定する。
Q! = CS · (1 - (H1/Hs) ) (2)
Q2 = CS · (1 - (H2ZHS) ) (3)
一旦 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、 スィッチ 2196のコント口一ル端子 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、 スィッチ 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 21 95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 力はスィッチ 2196を介して電力増幅器 21 18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ィッチ 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、 スィッチ 21 9 6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 ZA変換器を介してスィッチ 2 1 9 6の端子 cに出力する。 ま た、 スィツチ 2 4 1 0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 2 1 9 5は、 焦点位置が第 2の情報面に移動した後 にスィッチ 2 1 9 6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ィッチ 2 4 1 0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 2 9は、 光ディスク装置 2 0 0 9の内部で用いられる各信号の波形を示す。 図 2 9において、 波形 （a ) はランプ波発生回路 2 1 2 3の出力を、 波形 （b ) は焦点の位置を、 波形 （c ) は除算器 2 1 8 5の出力である正規化 F E信号をそ れぞれ示す。 マイコン 2 1 9 5は、 時間 t 7。にランプ波発生回路 2 1 2 3を動 作させる。 その結果、 焦点は光ディスク 2 1 8 7に近づき時間 t 7 iで表面での 正規化 F E信号のレベルが E 4を超える。 さらに光ビームの焦点が光ディスク 2 1 8 7に近づき時間 t 7 2で正規化 F E信号のレベルが— E 4より低くなる。
マイコン 2 1 9 5は、 光ディスク 2 1 8 7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 2 1 0 3を上げていくと光ビームの焦点はさ らに光ディスク 2 1 8 7に近づき、 時間 t 7 3で第 1の情報面での正規化 F E信 号のレベルが E 4を超える。 マイコン 2 1 9 5は、 正規化 F E信号のレベルが再 度 E 4になる期間の正規化 F E信号の最大値 a tを測定し記憶する。 時間 t 7 4で 正規化 F E信号のレベルが一 E 4より低くなる。 マイコン 2 1 9 5は、 正規化 F E信号のレベルが再度— E 4になる期間の正規化 F E信号の最小値 b！を測定し 記憶する。 b 1は負の値になる。 a 1から b 1を減算した値が第 1の情報面での S字波形の振幅 H 1である。 さらに対物レンズ 1 0 3を上げていくと光ビームの 焦点はさらに光ディスク 2 1 8 7に近づき、 時間 t 7 5で第 2の情報面での正規 化 F E信号のレベルが E 4を超える。 マイコン 2 1 9 5は、 正規化 F E信号のレ ベルが再度 E 4になる期間の正規化 F E信号の最大値 a 2を測定し記憶する。 時 間 t 7 6で正規化 F E信号のレベルが一 E 4より低くなる。 マイコン 2 1 9 5は、 正規化 F E信号のレベルが再度— E 4になる期間の正規化 F E信号の最小値 b 2 を測定し記憶する。 a 2から b 2を減算した値が第 2の情報面での S字波形の振 幅 H 2である。
マイコン 2 1 9 5は、 上述した 2つの式を用いて Q 1および Q 2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 F E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 F E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。 そこでフォ一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ィッチ 2 4 1 0の端子 aおよび端子 の 値を設定することもできる。
(実施の形態 1 0 )
図 3 0は、 本発明の実施の形態 1 0の光ディスク装置 2 0 1 0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 2 2 5 0は、 光ディスク 2 1 8 7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 2 1 8 7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 F E信号生成回路 2 2 5 6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 2 1 8 7の所定の情報面との位置ずれを検出する内側フ オーカスエラ一検出手段して機能し、 外側 F E信号生成回路 2 5 4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 2 1 8 7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 2 1 8 7は所定の回転数で回転している。 また、 レーザ 2 1 0 9は所 定のパワーで発光している。
レーザ 2 1 0 9から出た光は、 コリメ一トレンズ 2 4 3 0により平行光になり、 ビ一ムスプリッター 2 2 5 6を透過する。
透過した光ビーム 2 1 0 6は集光手段としての対物レンズ 2 1 0 3により光デ イスク 2 1 8 7上に集光される。 集光された光ビームは、 光ディスク 2 1 8 7上 のトラックにより反射 ·回折される。
反射 ·回折された光ピ一ムは再び対物レンズ 2 1 0 3を透過して、 ビームスプ リツ夕一 2 2 5 6により反射される。
反射された光ビーム 2 1 0 6は光ビーム分割手段としてのホログラム素子 2 2
5 0により回折光と 0次光に分離される。 ホログラム素子 2 2 5 0を素通りした 0次光は検出レンズ 2 1 1 1により集光され、 円筒レンズ 2 1 1 2によりトラッ クに対して 4 5度方向の非点収差を与えられて光検出器 2 2 5 3に入る。
この光を受けて光検出器 2 2 5 3から出力される信号は制御用 F E信号生成回 路 2 2 5 7に入力される。 制御用 F E信号生成回路 2 2 5 7では制御用 F E信号 が生成される。
制御用 F E信号は、 位相補償回路 2 1 1 6、 スィッチ 2 1 1 7を介して電力増 幅器 2 1 1 8に送られる。 従って、 制御用 F E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 2 2 5 0で回折された + 1次光と一 1次光は検出レンズ
2 1 1 1で集光され円筒レンズ 2 1 1 2によりトラックに対して 4 5度方向の非 点収差を与えられて光検出器 2 2 5 3に入る。
これらの光を受けて光検出器 2 2 5 3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 外側の領域の光ビ一ム光とに分割され、 対応する内側および外側 F E信号生成回 路 2 2 5 6および 2 2 5 4にそれぞれ送られる。
4S 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 口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 F E信号のレベルが零の場合） には内側 F E信号のレベルは正になり 外側 F E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 F E信号のレベルが零の場合） には内側 F E信号のレベルは負になり、 外 側 F E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、 スィツチ 2 1 1 7の端子 cと端子 bとを接続する。
マイコン 2 2 5 5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変換器を介してスィツチ 2 1 1 7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 2 2 5 5は、 外側 F E信号がゼ口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 F E信号がゼロクロスし、 次に制御用 F E信号がゼロク ロスする。 そこで、 マイコン 2 2 5 5は、 外側 F E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 F E信号がゼロクロスした時点でスィッチ 2 1 1 7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 3 1を参照して、 球面収差と焦点位置との関係を説明する。 図 3 1は、 第 1の情報面で制御用 F E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つてい 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 2 1 0 3に 近い位置で焦点を結ぶ。 内側の光ビームは対物レンズ 2 1 0 3から遠い位置に焦 点を結ぶ。
第 2の情報面で制御用 F E信号が零の場合には、 保護層の厚さが最適値より厚 くなつているので外側の光ビームは対物レンズ 2 1 0 3から遠い位置で焦点を結 ぶ。 内側の光ビ一ムは対物レンズ 2 1 0 3から近い位置に焦点を結ぶ。
従って、 対物レンズ 2 1 0 3を情報面に近づけていくと外側 F E信号、 内側 F E信号は図 3 2に示した波形となる。 実線が内側 F E信号を示し、 点線が外側 F E信号を示す。 制御用 F E信号は、 外側 F E信号と内側 F E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 F E信号は最初にゼロクロスし、 次に制御用 F E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 3 3は、 光ディスク装置 2 0 1 0の内部で用いられる各信号の波形を示す。 波形 （a ) は、 F E信号を、 波形 （b ) はスィッチ 2 1 1 7の端子 dの波形を、 .波形 （c ) はマイコン 2 2 5 5の DZA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 F E信号を、 太い実線が内側 F E信号を、 細い実線が 制御用 F E信号をそれぞれ示す。
マイコン 2 2 5 5は、 時間 t 7 0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。 これによつて焦点は第 2の情報面に向かって移動する。 マイコン 2 2 5 5は、 外側 F E信号のレベルが時間 t 7 i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 2 2 5 5は、 外側 F E信号が零になる時間 t 7 2で減速パルスを停止 し、 制御用 F E信号がゼロクロスする時間 t 7 3にスィッチ 2 1 1 7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 F E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 F E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 F E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 F E信号または内側 F E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ァクチユエ一夕 2 1 0 4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一 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、 N A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、 光デイス 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、 フォーカスェラー信号が 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一カス制御が開 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。

Claims

請求の範囲
1 . 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一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、
前記フォー力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力ス 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 によつ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 オ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
2 . 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パックゲインとは、 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 御のフィードパ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。
3 . 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。
4 . 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。
5 . 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- 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一検出手段と、
前記トラッキングエラ一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 ォ一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つて前記トラツ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。
6 . 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。
7 . 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一信号の振 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 つて前記フォーカスエラ一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。
8 . 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、 前記パンド ·パス ·フィル夕を介して前記振 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。
9 . 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一信号の振幅を 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。
1 0 . 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。
1 1 . 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。
1 2 . 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 ォ一カスエラ一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一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一信号がゼ口クロスしたことを検出するゼ口クロス検出手 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、
前記ゼ口クロス検出手段によつて前記フォーカスェ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一信号が 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一信号が 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。
1 3 . 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 1 2に記載の光ディスク装置。
1 4 . 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 オーカスエラ一信号を出力するフォーカスエラ一検出手段と、
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、
前記フォーカスェラー信号がゼ口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一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、
前記フォーカスェ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 イ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一信号が 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 前記情報面に向かつ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。
1 5 . 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 1 4に記載の光ディスク装
1 6 . 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 1 4に記載の光ディスク装置。
1 7 . 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一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 エラ一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一信号を生成す る正規化手段と
を備えた、 光ディスク装置。
1 8 . 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 1 7に記載の光ディスク装置。
1 9 . 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 1 7に記載の光デイス
2 0 . 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 1 7に記載の光ディスク装置。
2 1 . 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 2 0に記載の光ディスク装
2 2 . 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一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 1 7に記載の光ディスク装置。
2 3 . 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 一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 一検出手段とを含み、
前記制御手段は、 前記内側フォーカスエラ一検出手段の出力および前記外側フ ォ一カスエラ一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 2 2に記載の 光ディスク装置。
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