JP2009004009A - 光ディスクドライブ装置およびトラッキング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特別な追加部材を用いずとも層間ノイズを低減する技術を提供する。
【解決手段】 この発明は、所定の波長の光を出力する光源と、第１の記録密度あるいは第１の記録密度よりも高い第２の記録密度のいずれかの記録密度が与えられた情報記録層を少なくとも２層有する記録媒体のいずれかの情報記録層で反射された反射光を検出する光検出器と、前記光源からの光を、記録媒体のいずれかの情報記録層で最小スポットを呈するように集光するレンズと、前記光検出器により検出された反射光のうち、前記最小スポットを呈した情報記録層以外の情報記録層の成分を取得してレンズ位置を変移する信号処理回路と、を有することを特徴とする光ディスクドライブ装置である。
【選択図】 図１４

Description

この発明は、光ディスクに情報を記録し、あるいは光ディスクに記録されている情報を再生する光ディスクドライブ装置およびそのトラッキング制御方法に関する。

レーザ光を用いて情報の記録と再生が可能な情報記録媒体すなわち光ディスクが実用化されて久しい。反面、光ディスクの規格としては、ＣＤ（コンパクトディスク）規格に続いてＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）規格が登場し、ＤＶＤ規格をさらに高密度化したＨＤ ＤＶＤ規格も既に実用化されている。なお、各ディスク規格においては、再生専用の「−ＲＯＭ」、一度だけ記録が可能な「−Ｒ」、及び書き換えが可能な「−ＲＡＭ」等の種別が規定されている。また、ＤＶＤ規格では、書き換え可能な種別として、「−ＲＷ」と呼ばれる種別も規定されている。

ところで、ＣＤ規格の光ディスクのみが実用化されていたころは、フォーカス検出方式については、同じ波長のレーザ素子（レーザダイオード）と同じＮＡ（開口数）の光学系を使用することが可能であり、トラッキング（エラー）検出方式は、再生専用機では、３ビーム方式、記録再生兼用機では、ＤＰＰ（ＰＰ方式）方式を用いることで、情報の記録と再生が可能である。

ＤＶＤ規格の光ディスクが登場すると、ＣＤ規格及びＤＶＤ規格の両方の光ディスクに対応可能な再生専用機及び記録再生兼用機が市場から要求され、更に近年、ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクが実用化された。

なお、ＤＶＤ規格及びＨＤ ＤＶＤ規格（以降の説明ではHDと表記する）の光ディスクには、記録層の数を２以上として記録容量を高めた２層あるいはＤＬと呼ばれる光ディスクが存在する。

これら3種類のフォーマットが異なるディスクを1台のセットで記録または再生を行うため、対物レンズが１つで対応できる多焦点のピックアップが使われ始めている。またピックアップの構成を簡単にするため、１つの検出素子で構成され始めている。ただし、レーザーダイオードは、各ディスク方式の記録膜の波長感度に合わせるためCD、DVD、HD用に3種類が使用されている。またHDと同様な波長を使用するBD（ブルーレイディスク）などの高密度ディスクも登場している。

このHDとDVDディスクは、基材厚が同じ０．６ｍｍでありディスクの構成やピックアップの構成が似通っている。
このような、２層以上の記録層を有する光ディスクのいずれかの記録層に、所定波長のレーザ光を照射した場合、レーザ光がフォーカス状態にある記録層からの反射レーザ光に加え、残りの記録層からの反射レーザ光が生じ、信号の洩れ込みがノイズ成分として現れることが知られている。

なお対策として、特許文献１には、目的の記録層からの反射光を集光して再生信号を検出する際に、収束した光束の周りに含まれる層間クロストーク信号を再生信号検出用受光部の周りに具備された層間クロストーク検出用受光部で検出し、再生信号と差動演算することにより、層間クロストークをキャンセルするものが示されている。

解決する手段として、同文献では、光分岐素子と、受光素子と、差動減算を行うことにより行って、洩れこみ信号自身を減少させるという点で、多層ディスクに生じる層間ノイズについての対策において特別な追加部材を用いるという問題があった。
特開２００２−３１９１７７号公報（３頁、段落番号０００６）

この発明の目的は、特別な追加部材を用いずとも層間ノイズを低減する技術を提供することである。

この発明は、所定の波長の光を出力する光源と、第１の記録密度あるいは第１の記録密度よりも高い第２の記録密度のいずれかの記録密度が与えられた情報記録層を少なくとも２層有する記録媒体のいずれかの情報記録層で反射された反射光を検出する光検出器と、前記光源からの光を、記録媒体のいずれかの情報記録層で最小スポットを呈するように集光するレンズと、前記光検出器により検出された反射光のうち、前記最小スポットを呈した情報記録層以外の情報記録層の成分を取得してレンズ位置を変移する信号処理回路と、を有することを特徴とする光ディスクドライブ装置である。

特別な追加部材を用いずとも層間ノイズを低減する技術が得られる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、この発明の実施の形態が適用される光ディスクドライブ装置の一例を説明する概略ブロック図である。
図１に示すように、光ディスクドライブ装置１は、光ディスクＭを保持し、所定の回転数で回転させるディスクモータ３を有する。従って、光ディスクＭは、ディスクモータ３に回転自在に装着され、光ディスクＭへの情報の記録及び光ディスクＭからの情報の再生に際して、所定の速度で回転される。

ディスクモータ３には、回転角に応じて信号を発生するＦＧ（フリケンシージェネレータ）５が装備され、ディスクモータ３すなわち光ディスクＭの回転が検知可能である。

ＦＧ５は、通常、固定子の界磁コイルの起電圧または、ロータのマグネットの回転角を検出するホール素子の出力が利用される。ＦＧ５により、例えば１回転あたり、１８個程度の出力信号（パルス出力）が得られる。

ＦＧ５から出力されたＦＧ信号は、図示しない分周器により分周して１回転信号としたＦＧ１として、コントローラ１１に入力される。なお、コントローラ１１には、ＦＧ信号をそのまま用いるＦＧ０信号も供給される。

コントローラ１１は、ＦＧ０信号と内部の基準周波数（基準クロック）を比較し、その誤差信号を用いて、ディスクモータ３の回転方向と回転数を設定するために、（ディスクモータ３の回転を制御する）ディスクモータ制御部１３にモータ制御信号を供給する。

光ディスクドライブ装置１の所定の位置には、ディスクモータ３に支持され、所定速度で回転される光ディスクＭの情報読み取り／記録面（以下、記録層とする）に対向するとともに、光ディスクＭの半径方向に沿って往復動されるピックアップ（ＰＵＨ）２１が設けられている。ＰＵＨ２１は、送りモータ２３により、光ディスクＭの半径方向の所定の位置に位置される（送りモータ２３によりＰＵＨ２１の移動が制御される）。なお、送りモータ２３には、例えばステッピングモータが用いられる。

ＰＵＨ２１が、光ディスクＭの内周側と対向する位置に移動すると、所定の位置であることが、図示していないが、ＰＵＨホーム検出ＳＷ（スイッチ）で検出される。

ＰＵＨホーム検出ＳＷは、ＰＵＨ２１の位置の初期設定（初期位置）として利用する。
例えば、ＰＵＨホームＳＷにより検出される位置が光ディスクＭの半径で２５ｍｍの位置とする。送りモータ（ステッピングモータ）２３の１回転が、ＰＵＨ２１を３ｍｍ移動させる変位比とすれば、コントローラ１１から、ＰＵＨホームＳＷが検出してから（送りモータ２３の）１回転分だけ、図示しないモータドライバを経由してＳＬＯ信号（モータ駆動信号）がモータ２３に供給されることにより、ＰＵＨ２１の位置は、光ディスクＭの半径＝２８ｍｍに移動することになる。

ＰＵＨ２１は、詳述しないが、ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクへの情報の記録及び同光ディスクからの情報の再生に用いる波長４０５ｎｍのレーザ光を出力可能な第１のレーザ素子（レーザダイオード）と、ＤＶＤ規格の光ディスクへの情報の記録及び同光ディスクからの情報の再生に用いる波長６５５ｎｍのレーザ光を出力可能な第２のレーザ素子（レーザダイオード）と、ＣＤ規格の光ディスクへの情報の記録及び同光ディスクからの情報の再生に用いる波長７８０ｎｍのレーザ光を出力可能な第３のレーザ素子（レーザダイオード）と、を含む。なお、ＣＤ規格の光ディスクに対応する第３のレーザ素子は、省略されることもある。また、第１及び第２のレーザ素子は、同一のパッケージに収容された２波長素子であってもよい。

以下、ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに対応する波長４０５ｎｍのレーザ光を出力する第１のレーザ素子とＤＶＤ規格の光ディスクに対応する波長６５５ｎｍのレーザ光を出力する第２のレーザ素子を中心として、説明する。

ＰＵＨ２１の第１のレーザ素子と第２のレーザ素子は、同時には点灯して使用することはない。このため、レーザ出力をモニタするモニタダイオードは、共用とし、ＰＵＨ２１の所定の位置に、１セットのみ組み込まれるものとする。

モニタダイオードの出力が所定の値になるように、個々のレーザ素子に供給される駆動電流が、ＡＰＣ（Auto Power Contorol）２５により制御される。

また、コントローラ１１の制御により、ＡＰＣ２５を介して第１及び第２のレーザ素子が切り換えられ（２つのレーザ素子のオン又はオフが設定され）、あるいはレーザ出力が変化される。

選択された、いずれかのレーザ素子から出力されたレーザ光は、図示しない回折格子により、回折格子の概ね中央を非回折状態で通過する０次光と、回折格子により回折され、０次光の左右に一対に形成される±１次光の３つのビームに変換され、ＰＵＨ２１の内部に設けられる所定の光学部品を介して対物レンズ２７に案内される。ここでは、HD、DVDとCDの３つのレーザーにおのおの回折格子が装着されているものとする。

対物レンズ２７に案内されたレーザ光は、対物レンズ２７に固有のＮＡ（numerical aperture，開口数）により規定される焦点位置に集光される。このとき、対物レンズ２７と光ディスクＭの記録面との間の距離が、ＮＡで規定される焦点位置と一致した場合は、フォーカス状態がオンフォーカス（ジャストフォーカス，合焦点）となる。なお、レンズ２７により集光されたレーザ光のスポットサイズは、（ＮＡが一定の単一のレンズ２７を用いることにより、）ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクＭの記録面において、０次光すなわちメインビームで、概ね０．５５μｍ、ＤＶＤ規格の光ディスクＭの記録面において、同０．９４μｍ程度である。ここでは、説明を単純化するため、メインビームのみの説明とし、主に記録に使用する３ビームを使用したDPP（Defferential pushpull）の詳細な説明はしないこととする。なお、図１２にＨＤにおける３ビームスポットのディスク上の配置例を示す。

光ディスクＭの記録面で反射された反射レーザ光は、対物レンズ２７により捕捉され、例えば互いに直交する２つの分割線により区分された４つの受光領域が与えられた４分割のメインディテクタ（ＰＤ）２９の受光面に、ＰＵＨ２１内部の所定の光学部品を介して、照射される。なお、ＰＤ２９には、先に説明したＡＰＣ２５のためのＡＰＣ用の検出領域が、一体に設けられることもある。また、詳述しないが、図１に示すＰＵＨ２１においては、フォーカスエラー信号は非点収差法により、トラッキングエラー信号はプッシュプル（差動）方式により、それぞれ、取得するものとする。

ＰＤ２９の個々の受光領域に照射された反射レーザ光（成分）は、詳述しないが、一体に設けられたＩ／Ｖアンプにより電流−電圧変換され、ヘッドアンプ３１に供給される。なお、ヘッドアンプ３１から出力された出力信号の処理については、図２〜図６を用いて後段に説明する。

対物レンズ２７は、レンズホルダ１３１により保持された状態で、ＰＵＨ２１内の所定の位置に、図示しないワイヤあるいは薄い板ばねにより、支持されている。
レンズホルダ１３１には、所定数のコイル又はマグネットが配置されている。また、ＰＵＨ２１の所定の位置には、レンズホルダ１３１に設けられたコイル又はマグネットと対応して、マグネット又はコイルが設けられている。従って、レンズホルダ１３１は、ＰＵＨ２１に設けられたマグネット又はコイルからの磁界に反発及び吸引されることで、光ディスクの記録面と直交する方向（フォーカス方向）及び光ディスクの半径方向（トラック方向）のそれぞれの方向に、所定の距離だけ、移動自在である。

なお、この実施形態では、レンズホルダ１３１側にコイルが、ＰＵＨ２１側にマグネットが、それぞれ設けられているものとする。また、対物レンズ２７を保持したレンズホルダ１３１、レンズホルダ１３１に設けられたフォーカス制御用コイル１３３及びトラック制御用コイル１３５からなる２方向に移動自在な動作部を、２軸アクチュエータと呼ぶ。

フォーカスコイルを駆動する信号が、フォーカス駆動信号(FOO)、トラッキングコイルを駆動する信号が、トラッキング駆動信号(TRO)である。それぞれの信号は、ドライバにより駆動される。それぞれのドライバは、所定の特性をもつサーボアンプと、コントローラからの信号により制御される。

なお、フォーカス方向の対物レンズ２７の位置の制御はフォーカシング、トラック方向の対物レンズ２７の位置の制御はトラッキングと呼ばれている。また、フォーカスコイル１２５を駆動する信号が、フォーカス駆動信号、トラッキングコイル１２７を駆動する信号が、トラッキング駆動信号である。それぞれの信号は、ヘッドアンプ３１から、所定の特性をもつサーボアンプ３３，３５を介して、ドライバ３７，３９に供給される。なお、サーボアンプ３３，３５に供給される制御量は、コントローラ１１により設定されることはいうまでもない。

図２は、図１に示した光ディスクドライブ装置のＰＵＨに組み込まれるフォトディテクタ（ＰＤ）の各受光領域の出力と、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を説明する概略図である。信号処理ブロックのうち、以下に説明するノイズ検出に利用可能な部分を抜き出している。

ディスクで反射されたレーザー光は、対物レンズに戻り、内部の光学部品を介して８分割のディテクタ（図１A〜H）に照射される。フォーカスエラー信号は、非点収差、トラッキングエラー信号は、DPP方式として説明する。

ディテクタは、ピックアップ内部のICにより電流電圧変換（図２I-V、ｇ〜ｈ）し、所定の増幅度でヘッドアンプに伝送される。
メインフォトディテクタＰＤ２９の４分割された各受光領域を時計周りにＡ〜Ｄとすると、それぞれの受光領域で受光した光（反射レーザ光）に対応する出力は、個々に対応するＩ−Ｖ（電流−電圧）アンプａ〜ｄにより電圧変換されたのち、以下に示す演算により、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号として規定される。

まず、ＰＤ２９の４つの受光領域Ａ〜Ｄに対応するＩ−Ｖアンプａ〜ｄの出力は、それぞれ、加算器４１（ｊ），４３（ｋ），４５（ｌ），４７（ｍ）において、隣合わない２つの受光領域の出力同士が加算された後、加算器５５（ｒ）において、さらに加算器４５と４７の出力が、加算器５７（ｓ）において加算器４１と４３の出力が加算され、最後に加算器５９（ｔ）において、加算器５５の出力と加算器５７の出力が加算される。

加算器５９の出力は、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）６１（２）により、帯域が所定周波数以下に制限され、上述した「ＬＶＬ」として出力される。
ＬＶＬは、ピークホールド回路６３とボトムホールド回路６５によりピーク値とボトム値（すなわちｐ−ｐ）が特定されたのち、減算器６７で減算されることで、ＬＶＬｐ−ｐ信号として出力される。

なお、フォーカスエラー信号（ＦＥ）は、減算器４９（ｏ）により生起されることは、いうまでもない。
８分割ディテクタのA〜Hの信号は、Ｉ−Ｖ変換され、演算処理されて、フォーカスエラー、トラッキングエラー信号となる。さて演算式は、次により規定される。
ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） ・・・フォーカスエラー
ＴＥ（ＭＰＰ）＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） ・・・ＰＰ（プッシュプル）トラッキングエラー
ＴＥ（ＤＰＰ）＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）− Ｋ３（（Ｅ＋Ｆ）− （Ｇ＋Ｈ）） K3：係数 ・・・DPPトラッキングエラー
ＴＥ（ＤＰＤ）＝φ（Ａ＋Ｃ）−φ（Ｂ＋Ｄ） φは位相（係数） ・・・ＤＰＤ（位相差法）トラッキングエラー
ＬＶＬ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ ・・・再生（ＲＦ）出力
なお、各部の増幅度およびフィルタの周波数は、コントローラ１１により制御される。
また、図２において、ＭＰＰｐ−ｐ信号はＭＰＰ信号の振幅を、ＰＤＹ信号はＰＤ２９上のスポットのトラック方向の位置を、加算器５９（ｔ）とＬＰＦ（ローパスフィルタ）６１（２）との間で分岐されたＲＦは情報再生信号を、それぞれ、示す。なお、ＲＦは、図示しないが後段に接続される再生信号生成部（ＤＶＤ規格の光ディスクにおいては、ＤＶＤ復調器、ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクにおいては、ＨＤ ＤＶＤ復調器）に供給されて再生信号の生成に用いられるとともに、後段に設けられる図示しないがアドレス信号処理回路に供給され、光ディスクＭに予め記録されているアドレス情報の取得に利用される。

なお図３は、図２に示した信号処理ブロックのうち、以下に説明するノイズ検出に利用可能な部分を抜き出した概略図である。
次に、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて、図１に示した光ディスクドライブ装置のＰＵＨを介して光ディスクの記録面に集光されるレーザ光と、記録面で反射された反射レーザ光について説明する。なお、図４（ａ）は、図１に示した光ディスクドライブ装置のＰＵＨの要部を抜き出した状態を、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＰＤの受光面とスポットの位置関係を、それぞれ、示している。

いずれか１つのレーザ素子（ＬＤ）から出射したレーザ光は、コリメータレンズ１２１で平行光に変換され、偏向プリズム１２３で反射されて、光ディスクＭの記録面に向けられる。光ディスクＭの記録面に向けられたレーザ光は、対物レンズ２７で所定の集光性が与えられ、対物レンズ２７の主平面から所定の距離で、最小スポットを呈する。

対物レンズ２７が光ディスクＭの記録面に合焦点になるよう位置されている（すなわちオンフォーカスにある）場合には、レーザ光は、光ディスクＭの記録面に記録されている情報によりその波面の特性が変化されて、反射レーザ光として再び対物レンズ２７に戻される（対物レンズが記録面に合焦点であるとき、記録面に照射されたレーザ光により、記録されている情報である記録マークの有無がトレースされた反射レーザ光が得られる）。

対物レンズ２７に戻された反射レーザ光は、偏向プリズム１２３を通過し、例えば非点収差レンズを含む結像光学系１２５により所定の結像特性が与えられて、ＰＤ２９（４分割ディテクタ）に照射される。

このとき、ＰＤ２９上のスポット光（反射レーザ光）は、ＰＤ２９の４つの受光領域、すなわち２本の区分線ＰＸとＰＹが、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれ、光ディスクＭのスキャン方向（トラックの接線方向）及びトラック方向に規定されている状態において、対物レンズ２７のトラック方向の位置に応じて、受光領域ＡおよびＢの組と受光領域ＣおよびＤの組との間を移動する。

なお、ＰＤ２９は、少なくとも区分線ＰＸにより区分された２つの検出領域が与えられた２分割フォトディテクタであってもよい。すなわち、ＰＤ２９としては、光ディスクＭに形成されたトラックまたはグルーブ（案内溝）もしくは記録マーク（プリピット）列が延びる方向と直交する方向に関し、光ディスクＭからの反射光の差を検出できればよい。また、ＰＤ２９の検出領域は相互に隣接する必要はなく、結像光学系の結像特性もしくは、例えばＨＯＥ（ホログラム素子）やグレーティングに代表される波面分割素子との組み合わせにより規定される所定の間隔が与えられてもよい。

なお、上記スポットの移動が、図２に示した加算器５１（ｑ）による加算結果（プッシュプル信号）を、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）５３（１）を通過させることで得られるＰＤＹとなる。また、図４（ｂ）に示したスポットの状態は、具体的には、図５（ｂ）に示す「ＰＤＹ−」と図５（ｃ）に示す「ＰＤＹ＋」の間の任意の状態であり、トラック方向のずれがない場合は、図５（ａ）に示すように、「ＰＤＹ０」となることはいうまでもない。

次に、図６（ａ）及び（ｂ）を用いて、図１に示した光ディスクドライブ装置のＰＵＨを介して光ディスクの記録面に集光されるレーザ光と、記録層が２以上設けられている光ディスクのいずれか一方の記録層で反射された反射レーザ光について説明する。なお、図６（ａ）は、図１に示した光ディスクドライブ装置のＰＵＨの要部を抜き出した状態を、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＰＤの受光面とスポットの位置関係を、それぞれ、示している。

図６（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、対物レンズ寄り（基板側）の記録層Ｌ０にフォーカスされているレーザ光は、対物レンズから離れた（２層目）の記録層Ｌ１にも到達し、その一部が反射レーザ光として、ＰＤ２９の受光面に集光される。この場合、層間距離Ｄ１と、Ｄ１よりも間隔が狭い層間距離Ｄ２とが存在する（中間層の厚さにばらつきがある）場合には、距離Ｄ２の記録層Ｌ１から戻る反射レーザ光の強度が大きくなる（図６（ｃ））。つまり、層間距離が短いほど戻り光が大きくなる。

一方、Ｌ０（基板側）からの反射レーザ光とＬ１（２層目）からの反射レーザ光とは、ＰＤ２９の受光面において、お互いの光路長の違いに起因して干渉を起こす場合がある。つまり、２以上の記録層で反射された反射レーザ光は、それぞれの位相によっては、強度が変化し、ノイズとなって現れる。

ノイズは、ディスク1回転に同期してディテクタ上の光が変動する。これを図中のLVLで示す。
また、光ディスクＭにおいて、記録層相互の層間距離は、光ディスクＭの面内の位置、特に半径位置によって異なる。
従って、図６（ｄ）〜（ｆ）のディスク１回転分の信号に示すように、ＭＰＰ信号「（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）」として取得されるＰＤＹ信号のうち、ＰＤＹ０の場合には、図６（ｄ）に示すように、戻り光の信号は現れないが、ＰＤＹ＋（図６（ｅ））やＰＤＹ−（図６（ｆ））の場合には、戻り光成分が現れる。この信号は、ＰＤ２９の各受光領域の出力を演算する総ての結果に対して、ノイズとして加算される。このことは、トラッキング信号を基に判別する方式では、都合が悪く検出精度を悪化させる。なお、図６（ａ）及び（ｂ）では、基板側の記録層Ｌ０にフォーカスサーボを行った場合（対物レンズ２７が合焦点状態）に、２層目の記録層Ｌ１からの反射レーザ光が影響してノイズが発生する場合を示しているが、２層目の記録層Ｌ１にフォーカスサーボを行った場合（対物レンズ２７が合焦点状態）でも、基板側の記録層Ｌ０の反射レーザ光が影響して、ノイズが発生することは言うまでもない。

同様にフォーカスエラー信号にも悪影響を及ぼす。フォーカスエラー信号は、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算によるが、ピックアップの製造における調整誤差や、ディスクの基材厚の違いによる球面収差による、最適フォーカス点がフォーカス演算のバランスを崩すことでフォーカス点を調整する。このことは、ＰＤＹにズレが生じた場合には、フォーカスエラー信号に前記ノイズが出ることを意味する。

特に、高速記録に対応する場合には、フォーカスサーボやトラッキングサーボのサーボ帯域を拡大させなくてはならない。このため、サーボゲインを大きくすることになり、前記ノイズも増幅することになる。この影響は、トレース能力の低下、耳に聞こえる音響ノイズや、不要なアクチュエータの加熱につながる。

説明では、LAY0にフォーカスサーボを行った場合にLAY1からの反射光の影響でノイズが発生する場合であるが、LAY1にフォーカスサーボを行った場合でもLAY0の反射光の影響でノイズが発生することは言うまでもない。

ところで、記録層までの距離（透明基板の厚み）が実質的に等しいＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクとＤＶＤ規格の光ディスクに、それぞれの光ディスクの規格に対応した所定のスポットサイズのレーザ光を集光した場合、図７（ａ）に示すように、ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクにおいては、トラックピッチが概ね０．４０μｍであるから、ＤＶＤ規格の光ディスク向けのレーザ光が集光された場合には、必ず中心のトラックの両側のトラックにも、レーザ光のスポットが掛かる。すなわち、ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクにＤＶＤ規格の光ディスク向けのスポットサイズのレーザ光を照射した場合には、少なくとも２つのトラックが、レーザ光のスポット内に入ることになる。

このことは、トラッキングエラー信号の振幅が極端に小さくなる、もしくは実質的に検出できないことを示している。なお、トラックを横切る際のＲＦ信号の振幅変動や、反射信号の変化の程度も、本来のＨＤ ＤＶＤ向けのレーザ光のスポットにより生起されるものに比較して、大幅に少なくなる。

図７（ａ）と図７（ｂ）にトラックとスポットの関係を示す。HD-DVDディスクは、0.4umのトラックで構成される。
HDトラックにDVDスポットを照射した場合には、図７（ａ）のように必ず２つのトラックがスポットサイズに入ることになる。このことは、トラッキングエラー振幅は極端に小さくなることを示している。また、トラック横切り時のRF信号の振幅変化や、反射信号（図２ LVL）の変化も少なくなる。

（動作）
図８〜９に本提案のノイズ信号の例を示す。
HD2層ディスクにDVDレーザーでフォーカスさせた場合の信号である。例では、2層ディスクの1層目にフォーカスサーボを行っている時に発生しているノイズである。特徴として、このノイズはディスク1回転に同期して現れる。

図８（ａ）は、層間距離約20umで図８（ｂ）は、層間約22umの場合である。MPP信号振幅は少ない。
別の実測波形を図９（ａ）と図９（ｂ）に示す。図の記号は、次のようである。
ＦＥ：フォーカスエラー信号
ＤＰＤ：ＤＰＤ方式のトラッキングエラー信号
ＬＶＬ：全加算信号
ＭＰＰ：ＰＰ方式のトラッキングエラー信号
図９（ａ）は、ＨＤ−ＤＶＤの０層にＤＶＤ光学系でフォーカスさせた場合の信号である。層間距離約18um の場合である。MPP信号振幅が図８に比較して大きいことがわかる。

図９（ｂ）は、図９（ａ）の条件でトラッキングコイルにＤＣ通電し、トラッキングアクチュエータをDC駆動し、約0.38mmレンズシフトしたときであり、MPPの振幅が低下しているのがわかる。

別の実測波形を図１０と図１１に示す。図の記号は、次のようである。
ＦＥ：フォーカスエラー信号
ＬＶＬ：全加算信号
ＭＰＰ：ＰＰ方式のトラッキングエラー信号
図１０は、ＨＤ−ＤＶＤの１層にHD-DVD光学系でフォーカスし、DPDでトラッキングさせた場合の信号である。
図１０（ａ）のFEの漏れこみノイズが、トラッキング方向にレンズシフトした図１０（ｂ）のFEのように低減する。
図１１は、ＨＤ−ＤＶＤの０層にHD-DVD光学系でフォーカスし、DPDでトラッキングさせた場合の信号である。図１１（ａ）のMPPの漏れこみノイズが、トラッキング方向にレンズシフトした図１１（ｂ）のMPPのように低減する。

図１０と図１１では、HDレーザーでHDディスクにフォーカスさせた場合に、RF信号（LVL信号）とフォーカスエラー／トラッキングエラー信号にノイズが現れている。局部的に振幅が大きい信号がそれである。

LVLは加算信号であるため、レンズシフトしてもノイズの影響は変化しないが、減算して得られるフォーカスやトラッキングエラー信号は、減少するレンズシフト位置がある。

これは、フォーカスしていない層からの漏れている反射光の影響である。このノイズは、特に多焦点の対物レンズを用いたものに顕著に現れる。ディスク1回転中では、その層間距離に変動があるためノイズ信号となる。

図１４に本実施例のフローチャートを示す。ここでは、HDディスクをDVD光学系でノイズの発生が少ないトラッキングアクチュエータの移動値をＴＲＯの値として検出するフローチャートを示している。

この検出結果は、図１３に示すＦＥＥＤサーボの比較基準ＦＥＥＤ ＲＥＦ７３に与えられる。このように構成すると、ＦＥＥＤモータは、ＴＲＯのＤＣ電圧が常にＦＥＥＤ ＲＥＦ電圧になるように動作する。このことにより、トラッキングサーボしている時には、トラッキングアクチュエータは、前記ノイズが少ない半径方向の位置に制御される。所謂スレッド制御である。

フローに沿った動作を説明する。フローの制御は、コントローラが行う。
まず、ピックアップをディスク半径の所定位置に移動する。詳細には、ＰＵＨ２１を、送りモータ２３によりＰＵＨホームＳＷの位置に移動する（Ｓ１）。次に、ＨＤディスクを装着する（Ｓ２）。

次に、ＤＶＤ規格の光ディスク向けのレーザ素子（波長６５５ｎｍ）を点灯させる（Ｓ３）。
続いて、ディスクモータ３を所定の速度で回転する（Ｓ４）。次にフォーカスサーボをオンする（Ｓ５）。
トラッキング駆動制御電圧を０Ｖにする。ＴＲＯ＝０（Ｓ６）、この時には、トラッキングアクチュエータは、バネにより決まる自然位置になる。
レジスタＮ＝０にセットする（Ｓ７）。
ＬＶＬの値とＭＰＰｐ−ｐの値をディスク１回転以上を読み取る（Ｓ８）。
ＭＰＰｐ−ｐ／ＬＶＬを演算し、その値を予め設定した値Ｋ１と比較する（Ｓ９）。
Ｋ１よりも小さい場合には（Ｓ９−ＹＥＳ）、設定したＴＲＯの値を記憶する（Ｓ１０）。
ＦＥＥＤ ＲＥＦに記憶したＴＲＯを設定する（Ｓ１１）。
また、Ｓ９でＭＰＰｐ−ｐ／ＬＶＬがＫ１よりも小さくない場合には（Ｓ９−ＮＯ）、Ｎが０（Ｓ１２）の場合のみＴＲＯ＝ＶＴＮを設定する（Ｓ１３）。ここでＶＴＮは、トラッキングアクチュエータをー側に振る限界値である。

Ｎが１以上になった場合（Ｓ１４）には、ＴＲＯにΔを加えて同様なループを廻す。ＴＲＯがＶＴＰ以上になるまで、Ｋ１以下にならない場合には、ＴＲＯ＝０に設定する（Ｓ１５）。ここでＶＴＰは、トラッキングアクチュエータを＋側に振る限界値である。

このフローの動作は、まずＴＲＯ＝０として、Ｋ１以下か判定し、Ｋ１以上の場合には、ＴＲＯ＝ＶＴＮとし、Ｋ１以下か判断し、以上ならばＴＲＯ＝ＶＴＰまでΔずつ大きくして（Ｓ１６）Ｋ１以下になるか判断する。この結果Ｋ１以下にならない場合には、ＴＲＯ＝０として設定する動作になる。

言うまでも無いがＭＰＰｐ−ｐ／ＬＶＬが最小となるＴＲＯを検出する方式でもよい。

本発明による実施例２を図１乃至図１３及び図１５を参照して説明する。実施例１と共通する部分は説明を省略する。
実施例１の方式では、ＴＲＯの値は、ＤＶＤの光学系で検出し、適応は、ＨＤ光学系で行うことになる。したがって、ＤＶＤとＨＤの光学系のズレの影響を受けることになる。この欠点をさらに改善するものとして、図１５に例を示す。

図１５の例では、ＨＤディスクをＨＤ光学系で判断するように構成してある。動作を説明する。
ピックアップをディスク半径の所定位置に移動する。詳細には、ＰＵＨ２１を、送りモータ２３によりＰＵＨホームＳＷの位置に移動する（Ｓ２１）。次にＨＤディスクを装着する（Ｓ２２）。

次にＨＤレーザーを点灯させる（Ｓ２３）。
次にディスクを回転する（Ｓ２４）。次にフォーカスサーボをオンする（Ｓ２５）。
次にトラッキングサーボをオンする（Ｓ２６）。次にＦＥＥＤ ＲＥＦ を ０にする（Ｓ２７）。次にSledをONにする（Ｓ２８）。
レジスタＮ＝０にセットする（Ｓ２９）。
ＬＶＬの値とＦＥｐ−ｐの値をディスク１回転以上を読み取る（Ｓ３０）。
ＦＥｐ−ｐ／ＬＶＬを演算し、その値を予め設定した値Ｋ１と比較する（Ｓ３１）。
Ｋ１よりも小さい場合には（Ｓ３１−ＹＥＳ）、設定したＦＥＥＤ ＲＥＦの値を記憶する（Ｓ３２）。
ＦＥＥＤ ＲＥＦに記憶したＴＲＯを設定する（Ｓ３３）。
また、Ｋ１よりも小さくない場合には（Ｓ３１−ＮＯ）、Ｎが０（Ｓ３４）の場合のみＦＥＥＤ ＲＥＦ＝ＶＦＮを設定する（Ｓ３５）。ここでＶＦＮは、トラッキングアクチュエータをー側に振る限界値である。

Ｎが１以上になった場合（Ｓ３６）には、ＦＥＥＤ ＲＥＦにΔを加えて同様なループを廻す。ＦＥＥＤ ＲＥＦがＶＦＰ以上になるまで、Ｋ１以下にならない場合には、ＦＥＥＤ ＲＥＦ＝０に設定する（Ｓ３７）。ここでＶＦＰは、トラッキングアクチュエータを＋側に振る限界値である。

このフローの動作は、まずＦＥＥＤ ＲＥＦ＝０として、Ｋ１以下か判定し、Ｋ１以上の場合には、ＦＥＥＤＲＥＦ＝ＶＦＮとし、Ｋ１以下か判断し、以上ならばＦＥＥＤ ＲＥＦ＝ＶＦＰまでΔずつ大きくして（Ｓ３８）Ｋ１以下になるか判断する。この結果Ｋ１以下にならない場合には、ＦＥＥＤ ＲＥＦ＝０として設定する動作になる。

言うまでも無いがＦＥｐ−ｐ／ＬＶＬが最小となるＦＥＥＤ ＲＥＦを検出する方式でもよい。
上記実施例では、トラッキングエラー信号の差動減算（図１、ｑ）で、トラック方向にレンズを、各入力信号（図１のｑの入力信号）レベルを同じようになるようにレンズをシフト（図２のTROを出力してシフトする）して、洩れこみ信号を減少させるようにする。（入力が同じ場合には、図１のMPP信号振幅が０または減少することで判別できる。実施例では、図１のＭＰＰp−p信号が最小となるようにレンズシフトする、これは、スポットが必ずしも円形ではないため、MPPが０とＭＰＰp−p振幅が最小とのレンズシフト位置が同じにならないからである。

したがって、MPP０よりもＭＰＰp−p最小を選択するのが好適である。
特に、高密度（HD）と低密度（DVD）のディスクを再生/記録する装置では、高密度ディスクで、前記各入力信号レベルを同じようにレンズをシフトする場合には、低密度用の光学系で行うことにより、トラック信号の影響を低減でき、検出精度を向上できる。（図７（ａ）のようにDVDスポットでは、トラックが常に2本が入っているためトラッキング成分が出力しない）

概要として複数層の記録媒体に対しての記録、再生を行う際に、トラッキングエラー信号またはフォーカスエラー信号が、他層からの信号の混入を低下するように、トラッキングアクチュエータを変移させ、この位置が基準となるようにトラッキング制御を行って記録または再生を行う制御方法を特徴とする。

また、特に、ＣＤ規格、ＤＶＤ規格、ＨＤ ＤＶＤ規格に代表されるフォーマットが異なる３種類の光ディスクのそれぞれに、情報を記録し、あるいはそれぞれから情報を再生するための、対物レンズが１つのみの多焦点ピックアップ（ＰＵＨ）を用いる場合に避けることのできない他の記録層からのノイズ（層間ノイズ）とフォーカス中の記録層の信号の分離が、簡単な構成で精度良く達成できる。

ハイビジョンに代表される高容量を必要とされるコンテンツが要求され始めている。これに対応するため、HDやBDディスクでは、多層に情報を記録され始めた。現時点では、2層、3層のディスクが実現化されようとしている。

ディスク表面の反射率は１０％程度である。3層以上の記録層では、ディスク表面の反射率より小さくなってしまう。したがって、3層記録ディスクでは実質的に、ディスク表面層を加えた4層ディスクと見ることもできる。

多層ディスクでは、フォーカスして情報を記録／再生している層以外の層からの反射光の影響が無視できなくなる。特に多焦点の対物レンズを使用する構成では、使用している焦点以外の焦点が他の層の影響を受ける場合がある。

本例では、トラッキングエラー信号またはフォーカスエラー信号を、他の層からの影響を減少させるように構成し、記録／再生の品位を向上させる。
前記他の層からのノイズを低減させることにより、多層ディスクのフォーカス／トラックのトレース精度を向上することで、記録精度および再生信号品質を向上させることができる。

また、サーボ信号に洩れこむノイズを低減させることにより、耳に聞こえる音響ノイズや、不要なアクチュエータの加熱を低減できる。
実施例では、ディスクをＨＤにし、DVD光学系で検出した例を挙げてあるが、多層ディスクならば適用可能である。例えば、ＤＶＤ、ＢＤ（ブルーレイ）ディスクなどに適用できる。

また、高密度用の光学系で同様なことが出来るのは、言うまでもない。
この発明は、記録密度の異なる２種類以上のディスクを記録／再生できる光ディスク装置において、多焦点の対物レンズを装備している場合に、トラックしている層以外の層からの影響を低減し、トラックのトレース精度を向上することにより、記録精度および再生信号品質を向上させることを目的とする。

効果として、多層ディスクの記録および再生する場合に、特に追加部材を持ち無くても、トラックしていない層からの影響を低減させることにより、正確にトラックをトレースすることが出来る。

なお、本発明は、上述のいずれかの実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記のいずれかの実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明の実施形態が適用される光ディスクドライブ装置の一例を説明する概略ブロック図。 図１に示した光ディスクドライブ装置のＰＵＨに組み込まれるフォトディテクタ（ＰＤ）の各受光領域の出力とフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を説明する概略図。 図２に示した信号処理ブロックのうち、以下に説明するノイズ検出に利用可能な部分を抜き出した概略図。 図１に示した光ディスクドライブ装置において、光ディスクの記録面で反射された反射レーザ光と対物レンズのトラック方向の位置との関係を説明する概略図。 図４に示したＰＵＨのＰＤの受光領域と、光ディスクの記録面で反射された反射レーザ光との関係を説明する概略図。 図１に示した光ディスクドライブ装置において、記録層が２以上設けられている光ディスクのいずれか一方の記録層で反射された反射レーザ光をＰＤで受光した際の出力信号について説明する概略図。 記録層までの距離（透明基板の厚み）が実質的に等しく、規格（記録密度）が異なる光ディスクのグルーブトラックの間隔（ピッチ）と、照射されるレーザ光のスポットサイズとの関係を説明する概略図。 動作の一例を説明する概略図。 動作の例を説明する概略図。 動作の一例を説明する概略図。 動作の別の一例を説明する概略図。 HD DPPスポット配置を説明する概略図。 図４に示したＰＵＨのＰＤを用いて得られるＤＰＰ信号、ＬＶＬ信号及びＭＰＰ信号の実際の出力波形の一例を示す概略図。 実施例のフローチャート。 別の実施例のフローチャート。

符号の説明

１…ディスクドライブ装置、３…ディスクモータ、５…フリケンシージェネレータ（ＦＧ）、１１…コントローラ、１３…ディスクモータ制御部、２１…ＰＵＨ（ピックアップヘッド）、２３…送りモータ、２５…ＡＰＣ、２７…対物レンズ、２９…４分割のディテクタ（ＰＤ）、３１…ヘッドアンプ、３３，３５…サーボアンプ、３７，３９…ドライバ、４１，４３，４５，４７…加算器、４９，５１…減算器、５３…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５５，５７，５９…加算器、６１…ＬＰＦ、６３…ピークホールド回路、６５…ボトムホールド回路、１２１…コリメータレンズ、１２３…偏向プリズム、１３１…レンズホルダ、１３３…フォーカス制御用コイル、１３５…トラック制御用コイル。

Claims (9)

1. 所定の波長の光を出力する光源と、
   第１の記録密度あるいは第１の記録密度よりも高い第２の記録密度のいずれかの記録密度が与えられた情報記録層を少なくとも２層有する記録媒体のいずれかの情報記録層で反射された反射光を検出する光検出器と、
   前記光源からの光を、記録媒体のいずれかの情報記録層で最小スポットを呈するように集光するレンズと、
   前記光検出器により検出された反射光のうち、前記最小スポットを呈した情報記録層以外の情報記録層の成分を取得してレンズ位置を変移する信号処理回路と、を有することを特徴とする光ディスクドライブ装置。
2. 前記光源から出力される光の波長は、前記第１の記録密度の記録媒体からの情報の再生に用いられる波長であることを特徴とする請求項１記載の光ディスクドライブ装置。
3. 前記光源から出力される光の波長は、前記第２の記録密度の記録媒体からの情報の再生に用いられる波長であることを特徴とする請求項１記載の光ディスクドライブ装置。
4. トラッキングエラー信号またはフォーカスエラー信号が、前記最小スポットを呈した情報記録層以外の情報記録層からの信号の混入を低下するように、トラッキングアクチュエータにより前記レンズ位置を変移させて記録または再生を行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスクドライブ装置。
5. 前記レンズ位置が基準になるようにトラッキング制御を行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスクドライブ装置。
6. トラッキング方向の前記レンズ位置の基準は、スレッド制御の基準をシフトさせて行うことを特徴とする請求項５記載の光ディスクドライブ装置。
7. トラッキングエラー信号は、差動方式であることを特徴とする請求項４記載の光ディスクドライブ装置。
8. 前記情報記録層が１層のみの記録媒体に対しては、前記レンズ位置を変移することを抑制することを特徴とする請求項１記載の光ディスクドライブ装置。
9. 所定の波長の光を出力し、
   第１の記録密度あるいは第１の記録密度よりも高い第２の記録密度のいずれかの記録密度が与えられた情報記録層を少なくとも２層有する記録媒体のいずれかの情報記録層で反射された反射光を検出し、
   前記光を、記録媒体のいずれかの情報記録層で最小スポットを呈するように集光し、
   検出された前記反射光のうち、前記最小スポットを呈した情報記録層以外の情報記録層の成分を取得してレンズ位置を変移することを特徴とするトラッキング制御方法。

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