信息再生装置.pdf

在将液晶透镜元件用于层选择切换的信息再生装置中，解决因两层的信号重叠引起的层切换时的伺服不稳定，向正确的切换目标进行焦点移动。在液晶透镜的切换中，施加与层切换方向相对应的聚焦偏置来决定焦点的移动方向，从而使伺服稳定。或者在切换中锁定物镜，在液晶透镜切换之后，与旋转同步地解除锁定。

1.  一种信息再生装置，其特征在于，
具有：
固定并驱动信息记录媒体的媒体驱动部；
光源；
把来自所述光源的光会聚在所述信息记录媒体上的物镜；
沿聚焦方向驱动所述物镜的物镜驱动部；
被插入在从所述光源至所述信息记录媒体的光路中的球面像差修正用液晶透镜元件；
检测来自所述信息记录媒体的返回光的光量差，由此检测聚焦误差量的受光部；
把所述聚焦误差量反馈到所述物镜驱动部来进行焦点位置控制的反馈控制单元；以及
在所述液晶透镜元件的切换中对所述反馈控制的目标位置施加与切换方向对应的偏置的单元。

2.  一种信息再生装置，其特征在于，
具有：
固定并驱动信息记录媒体的媒体驱动部；
光源；
把来自所述光源的光会聚在所述信息记录媒体上的物镜；
沿聚焦方向驱动所述物镜的物镜驱动部；
被插入在从所述光源至所述信息记录媒体的光路中的球面像差修正用的液晶透镜元件；
检测来自所述信息记录媒体的返回光的光量差，由此检测聚焦误差量的受光部；
把所述聚焦误差量反馈到所述物镜驱动部来进行焦点控制的反馈控制单元；
与所述信息记录媒体的驱动同步地检测聚焦误差量的S型信号的单元；
在所述液晶透镜元件的切换中，把所述物镜的位置控制从所述反馈控制单元的控制切换到锁定状态的切换单元；以及
在所述物镜的位置锁定中，检测所述S型信号并进行所述液晶透镜元件的切换结束判定的单元。

3.  如权利要求2所述的信息再生装置，其特征在于，具有振动单元，在所述液晶透镜元件的切换中，把所述振动单元的输出提供给所述物镜驱动部，并在聚焦方向上使所述物镜摇动。

4.  一种信息再生装置，其特征在于，
具有：
固定并驱动信息记录媒体的媒体驱动部；
光源；
把来自所述光源的光会聚在所述信息记录媒体上的物镜；
沿聚焦方向驱动所述物镜的物镜驱动部；
检测所述物镜的焦点方向位置的透镜位置传感器；
被插入在从所述光源至所述信息记录媒体的光路中的球面像差修正用液晶透镜元件；
检测来自所述信息记录媒体的返回光的光量差，由此检测聚焦误差量的受光部；
把所述聚焦误差量反馈到所述物镜驱动部来进行焦点位置控制的反馈控制单元；
把所述透镜位置传感器检测到的透镜位置信号反馈到所述物镜驱动部进行控制使所述透镜位置信号为一定的反馈控制单元；以及
在所述液晶透镜元件的切换中，把所述物镜驱动部的控制从依据所述聚焦误差量的反馈控制切换到依据所述透镜位置信号的反馈控制的切换单元。

5.  如权利要求4所述的信息再生装置，其特征在于，
所述切换单元与所述信息记录媒体的驱动同步地切换依据所述聚焦误差量的反馈控制和依据所述透镜位置信号的反馈控制。

6.  如权利要求4所述的信息再生装置，其特征在于，
所述切换单元在由所述透镜位置传感器检测到的所述物镜的位置离所述信息记录媒体最远的定时时，把所述物镜驱动部的控制从依据所述聚焦误差量的反馈控制切换到依据所述透镜位置信号的反馈控制。

7.  如权利要求4所述的信息再生装置，其特征在于，
所述切换单元在依据所述透镜位置信号的反馈控制中，检测所述焦点偏离量信号的S型信号并进行所述液晶透镜元件的切换结束判定。

8.  如权利要求4所述的信息再生装置，其特征在于，
所述切换单元进行所述焦点偏离量信号的阈值检测，在检测到大于或等于一定阈值的信号时，把所述物镜驱动部的控制从依据所述透镜位置信号的反馈控制切换到依据所述聚焦误差量的反馈控制。

信息再生装置
技术领域
本发明涉及光盘装置、光盘媒体和使用光在记录媒体上进行信息记录/再生的光信息存储装置，特别是涉及使用具有多个信息记录层的媒体(多层媒体)再生信息的，使用蓝光/蓝紫光的高密度光盘或与这种高密度光盘的再生相对应的多方式/多规格互换的信息再生装置。
背景技术
以光盘为代表性的光学记录媒体的多层化正在进展之中。对于光头(光学拾取器)来说，随着这种多层化，由于读出层的深度不同而产生修正球面像差的问题。以往，为了修正这种球面像差，一直采用通过机械的透镜驱动来修正球面像差，但是，由于使用用于透镜驱动的机构，所以光头变大。因此，近年来，例如像专利文献特开2005-235326号公报或特开2002-357804号公报所公开的那样，使用液晶透镜元件来代替机械的透镜驱动，电切换透镜作用，由此来省掉透镜驱动机构，实现可以小型化的光头。
此外，在专利文献特开平10-97720号公报、特开平11-25467号公报、特开2005-122862号公报中记载了物镜位置传感器，在特开平9-115146号公报中记载了把位置传感器或速度传感器装载在聚焦致动器内。但是，均未记载传感器的具体结构。
【专利文献1】特开2005-235326号公报
【专利文献2】特开2002-357804号公报
【专利文献3】特开平10-97720号公报
【专利文献4】特开平11-25467号公报
【专利文献5】特开2005-122862号公报
【专利文献6】特开平9-115146号公报
其中，当作为这种液晶透镜元件，使用例如特开2002-357804号公报那样的衍射型液晶透镜元件时，透镜从非作用的状态不连续地向已作用的状态进行变化。这里，也包含衍射型，把在液晶透镜元件的驱动时，收敛/发散量不连续变化的类型的液晶透镜称为切换型的液晶透镜元件。
如图2(A)～(C)所示，在这样的液晶透镜元件中，在切换过程中，完全透过透镜的光(非作用光)和由透镜收敛/发散的光(作用光)混合存在于光路中。例如，在切换过程中的图2(B)中，在通过液晶透镜元件18的光中，透镜非作用光和透镜作用光的光量随时间而变化，分别会聚于记录媒体8的某2层的记录层上。因此，在多层媒体中，在多个信息记录层上有可能同时产生聚焦于中途半端的焦点。由此，就会产生以下新的问题：在通过检测来自信息记录媒体的返回光的光量差来检测焦点偏移量的受光部中，混存两个焦点的光，焦点伺服和跟踪伺服变得不稳定。
具体地说，如表示S型信号的变化例的图2(a)～(c)所示，第一层的聚焦误差(第一层S型信号4)、第二层的聚焦误差(第二层S型信号5)混存，来自两个焦点的信号量与随时间变化。图2的横轴是物镜的高度H，纵轴是聚焦误差信号FE。因此，在第一层S型信号上存在聚焦目标点6的情况下，当切换液晶透镜消掉第一层S型信号时，伺服偏离(图2(c))。此外，在由于盘的制造公差而在层间隔存在误差的情况下，第一层与第二层S型的距离接近，两个信号重叠，切换中的伺服变得不稳定。
目前，在通过机械的透镜驱动进行修正的情况下，收敛/发散量随修正透镜位置的变化而慢慢地连续变化，所以不会产生该液晶透镜的种种问题。特别是在使用旋转式的信息记录媒体的光信息再生装置中，新产生以下的问题：当伺服控制不稳定时，记录媒体与光头的物镜由于记录媒体的旋转摆动而碰撞，因擦伤会使媒体的记录信息读不出来，同时使物镜的聚光特性劣化。
这样，在使用液晶透镜元件的光头中，面临的课题就是液晶透镜切换时的伺服控制的稳定化和物镜的控制方法。
(技术用语的定义)
在本说明书中，把通过改变施加于液晶的电压来切换透镜作用的元件叫做液晶透镜元件或者简称为液晶透镜。特别是把切换型的液晶透镜元件也叫做不连续切换型的透镜元件。
把焦点偏移量也称为聚焦偏移量。
把焦点位置控制也称为聚焦伺服。把跟踪控制也叫做跟踪伺服。
把用于进行自动焦点调节的焦点偏移量的检测信号也称为聚焦误差信号或FE信号(Focus Errer信号)。把扫描检测FE信号对聚焦偏移量的变化的信号(或图形(曲线)化了的信号)也叫做S型信号(或S型曲线)。
把焦点位置控制中的使焦点的目标位置错位叫做施加聚焦偏置或施加聚焦偏置或者叫做对目标位置施加偏置。
在通过改变对液晶透镜施加的电压(或电压波形)，焦点的位置变化时，把该焦点位置变化的方向也叫做焦点的切换方向。
把对信息记录媒体照射光而反射回来的光也叫做返回光。
与进行解码的返回光量成正比的再生信号作为具有解码用的高频(射频)成分的信号，也称为RF信号。
此外，本申请中，不仅是进行光信息再生的装置，还包含处于光头内的光学拾取器单体，都称为光信息再生装置。
发明内容
(解决方法)
本发明中，在使用液晶透镜元件的光学信息再生装置中，为了提高切换液晶透镜时的物镜的伺服控制的稳定性，在切换步骤及其伺服电路方面下功夫。因此，特别是可以对使用旋转式的记录媒体的光盘装置的光头采用液晶透镜元件，从而能够提供高可靠的小型光盘装置。
本发明一个实施方式的光盘装置具有在液晶切换时根据切换方向来施加聚焦偏置的单元。以往，在切换时由于消除来自正在进行伺服的层的S型信号所以控制不稳定，产生聚焦伺服偏离的问题。因此，本发明中，通过施加聚焦偏置，即使一直持续伺服控制也能由偏置来确定S型消失时的焦点的移动方向，使焦点位置正确地向切换目标层移动。
此外，本发明其他实施方式的光盘装置在切换液晶透镜时，切换到根据由物镜位置传感器检测到的透镜位置的伺服，并固定(锁定)透镜的位置。而且，在液晶透镜的切换结束之后，在检测到切换目标的层的S型信号(FE信号)大于等于阈值时，解除根据透镜位置的伺服，返回到通常的伺服。以往，在液晶透镜的切换中，两个S型信号重叠，得不到正确的S型波形，所以产生伺服控制不稳定发生偏离的问题。因此，本发明中，在切换时固定透镜的位置，在可以检测到正确的S型信号之后返回到原来的伺服控制，由此使控制稳定。
在本发明中，由于致力于液晶透镜切换时的伺服控制，所以在再生多层光盘的光学信息再生装置中，能够防止光盘(记录媒体)与物镜的碰撞，可以准确地使焦点位置移动到移动目标的记录层。
此外，在本发明中，通过在光学系统中使用液晶透镜，无需现有产品中所使用的透镜的机械驱动，从而可以实现耐振的小型光头，可以减小光盘装置的尺寸。此外，即使在使用切换时间长的液晶透镜元件的情况下，即使在来自多层的S型信号、来自虚拟焦点的S型信号重叠的情况下，也能够以原来的S型信号位置作为基准进行层间移动，所以可以准确地向移动目标层进行焦点移动。由于这些光头不需要光束扩展器等机械的修正透镜的驱动或位置控制，所以容易小型化、能够耐振且长寿命，此外能够以往常那样的低成本来进行制造。此外，零部件数量少，能够将成本抑制得较低。
由此，在需要修正球面像差，特别是使用蓝光/蓝紫光的高密度的多层光盘中，可以廉价地提供一种耐振、小型、高可靠性的光盘装置。
附图说明
图1是本发明的层选择切换时的聚焦控制步骤的示例图。
图2是液晶透镜元件切换时的光量的切换方法和S型信号的变化例的说明图。
图3是从第一层向第二层切换时的施加聚焦偏置时的伺服动作示例图。
图4是从第二层向第一层切换时的施加聚焦偏置时的伺服动作示例图。
图5是本发明的信息再生装置的构成示例图。
图6是本发明的层选择切换时的聚焦控制步骤的示例图。
图7是本发明的信息再生装置的构成示例图。
图8是本发明的层选择切换时的聚焦伺服动作的示例图。
图9是本发明的信息再生装置的构成示例图。
图10是本发明的物镜的驱动步骤的说明图。
图11是卡型多层记录媒体的结构示例图。
图12是本发明的卡型多层记录媒体的信息再生装置的构成示例图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式，为了容易理解，在各图中对表示相同作用的部分标注相同的符号。
【实施例1】
(具备聚焦偏置施加单元的信息再生装置的构成例)
使用图1、图3～图5说明本发明的信息再生装置的实施方式的第一构成例及其动作。图1是控制流程图，图3和图4是被称为聚焦伺服用的S型信号的信号的动作及控制点的示例图，图5是装置构成例略图。本实施例是通过施加聚焦偏置来稳定液晶透镜元件切换时的伺服的例子。
以下，使用图5来说明装置的整体构成例。作为信息记录媒体的光盘8被装在由旋转伺服电路9控制旋转速度的电机10上。对于该媒体，照射来自由激光器驱动电路11驱动的半导体激光器12的光。半导体激光器12例如是蓝色半导体激光器。半导体激光器12的光按顺序通过3点法用的衍射光栅13、准直透镜14、光束整形棱镜15。反射镜16将激光改变方向，然后通过偏振光分束镜17、液晶透镜元件18、λ/4板19，由物镜20把激光汇聚照射到光盘8的记录膜上。
物镜20被安装在致动器21上，焦点伺服电路22的信号可以沿高度方向(聚焦方向)驱动焦点位置，而跟踪伺服电路23的信号可以沿轨迹方向驱动焦点位置。此外此时，通过聚焦偏置加法单元24可以把物镜位置的控制点移动聚焦偏置7(参照图3、图4)的量。此外这时，通过液晶透镜元件18来修正对应于2层盘的层切换的球面像差。液晶透镜元件18根据主控电路35的控制电压切换透镜作用。通过修正球面像差，可以把汇聚起来的光点缩得足够小。通过该光来读取被记录在光盘8上的微细的标记图形。依据层切换方向，聚焦偏置7作为正或负的偏置被加到聚焦误差信号FE上。
在图3、图4的例子中，在从第一层向第二层切换时，施加正的聚焦偏置7，而从第二层返回到第一层时施加负的聚焦偏置7。由此，通过液晶透镜的切换，在原来的层的S型波形消除之后，将动作点6准确地引向切换后的层的S型波形上。图1的切换步骤所表示的就是该步骤。即，在切换液晶透镜时，向聚焦误差信号FE施加偏置，等待液晶透镜的充分切换，在将伺服的动作点引至切换后的S型波形上之后，除去聚焦偏置。
所照射的光中的一部分光被光盘8反射，再次通过物镜20、λ/4板19、液晶透镜元件18，这次由偏振光分束镜17分离到柱面透镜25的方向上。被分离出来的光通过柱面透镜25、检测透镜26，由受光元件芯片27上的四分割光检测器进行检测，然后转换为电信号。该电信号由光电流放大器28进行放大，以该信号为基础进行加减运算，在焦点伺服电路22内生成聚焦误差信号，在跟踪误差信号生成电路23内生成跟踪误差信号，在加法器30内生成再生信号(RF信号)。
例如，使用上述的结构，通过四分割光检测器按照像散法检测来自作为记录媒体的光盘的返回光，检测四分割受光面的对角受光面的光量和之差，由此来求得聚焦误差信号FE。此外，通过检测沿3点法的各分点受光面的分割线方向，把四分割受光面的各受光面的光量合在一起的光量和信号的差来求得跟踪误差信号。也可以将该信号与各分点的光量差信号进行加减，使用差分推挽法来生成跟踪误差信号。由这些信号来驱动致动器21，向误差信号为零的方向进行位置修正，由此对物镜20的位置进行伺服控制。
另一方面，再生信号通过等价电路31、电平检测电路32和同步时钟生成电路33，由解码电路34转换为被记录的原数字信号。此外，同步时钟生成电路33同时地直接检测再生信号来生成同步信号，并提供给解码电路34。这一系列电路都由主控电路35来总体控制。
即，在本实施例的信息再生装置中，具有：用来对信息记录媒体照射光的光源、被插入在从光源至信息记录媒体的光路中的液晶透镜元件、通过检测来自信息记录媒体的返回光的光量差，检测聚焦误差量的受光部、反馈聚焦误差量进行焦点位置控制的反馈控制单元、在液晶透镜的切换中，对于反馈控制的目标位置施加与切换方向相对应的偏置的单元；与液晶透镜切换同步地施加与切换方向相对应的聚焦偏置，由此，偏离切换中因S型的重叠伺服变得不稳定的点，而且在原来的层的S型消失之后，自动地向移动目标的S型转移。结果，利用S型的出现与消失，能够自动地向移动目标的层移动焦点。此外，由于在进行伺服的情况下移动，可以以原来的层的位置为基准来移动，所以能够确实地向相邻的层移动。另外，由于不需要再次引入伺服，从而能够缩短引入伺服所花的时间，还可以提高可靠性。而且，也不需要检测S型的重叠，所以能够低成本地构成伺服控制系统。本方法中，根据其动作原理，需要施加与液晶透镜的切换方向相对应的正/负聚焦偏置，由此能够防止图2(c)所示的控制点变得不确定的情况，从而使切换时的聚焦控制稳定。
通过使用本结构，在使用液晶透镜元件的光盘装置等信息再生装置中，使用所谓施加聚焦偏置的简易的方法，可以低成本地实现焦点的层间移动。而且，因为可以不偏离聚焦伺服地移动，所以通过确实地向相邻的记录层进行移动，即使在多振动的环境下也可以保持高的可靠性。此外，在本例中虽然是2层盘，但即便在使用更多层盘的记录媒体，而且多层的S型信号或来自虚拟焦点的S型信号重叠的情况下，也可能以原来的S型信号为基准进行层间移动，所以可以准确地向移动目标层移动焦点。
在本构成例中，使用不连续切换型的透镜元件作为液晶透镜元件。不连续切换型的液晶透镜元件例如通过采用菲涅尔透镜结构来减小电极之间的液晶层的厚度，所以能够用小的液晶元件产生大的透镜作用。由此，可以使光拾取器小型化。此外，可以利用液晶层薄的元件来缩短应答时间，可以更高速地进行层切换。由此，具有可以使动作高速化的优点。
【实施例2】
(具有物镜锁定功能的信息再生装置的构成例)
使用图6～图8说明本发明的信息再生装置的实施方式的第二构成例及其动作。图6是控制流程图，图7是装置的构成示例，图8表示各控制信号的动作。本实施例是在切换液晶透镜元件的过程中，使用位置传感器检测物镜位置进行伺服保持的例子。
以下参照图7来说明装置的整体构成例。作为信息记录媒体的光盘8被装在由旋转伺服电路9控制旋转速度的电机10上。电机中设置有旋转检测单元36，生成旋转同步信号。对于媒体，照射来自由激光器驱动电路11驱动的半导体激光器12的光。半导体激光器12例如是蓝色半导体激光器。半导体激光器12的光按顺序通过3点法用的衍射光栅13、准直透镜14、光束整形棱镜15。激光由反射镜16改变方向，然后通过偏振光分束镜17、液晶透镜元件18、λ/4板19，由物镜20把激光汇聚照射到光盘8的记录膜上。
物镜20被安装在致动器21上，焦点伺服电路22的信号可以沿高度方向(聚焦方向)驱动焦点位置，而跟踪伺服电路23的信号可以沿轨迹方向驱动焦点位置。此外，物镜位置传感器40被安装在物镜20的附近，来探测物镜高度方向(聚焦方向)的位置，可以得到物镜位置信号41。作为物镜位置传感器，使用了反射型光耦合器。此外，由液晶透镜元件18修正与2层盘的层切换相对应的球面像差。液晶透镜元件根据主控电路35的控制电压切换透镜作用。通过修正球面像差，可以把汇聚起来的光点缩得足够小。通过这种光来，来读取被记录在光盘8上的微细的标记图形。
所照射的光中的一部分光被光盘8反射，再次通过物镜20、λ/4板19、液晶透镜元件18，这次由偏振光分束镜17分离到柱面透镜25的方向上。被分离出来的光通过柱面透镜25、检测透镜26，由受光元件芯片27上的四分割光检测器进行检测，然后转换为电信号。该电信号由光电流放大器28进行放大，然后以该信号为基础进行加减运算，在焦点伺服电路22内生成聚焦误差信号，在跟踪误差信号生成电路23内生成跟踪误差信号，在加法器30内生成再生信号(RF信号)。聚焦误差信号或跟踪误差信号的生成方法与实施例1一样。
此外，具备可以反馈控制物镜位置信号41，根据物镜位置指令电压44调节物镜高度的物镜位置反馈控制单元42。此外，还具备反馈切换单元37，根据反馈切换信号来切换依据所述聚焦误差信号的反馈控制和依据所述物镜位置信号的反馈控制。
该切换和液晶透镜的切换步骤由图6表示。即，由旋转同步信号来探测盘的旋转，在物镜高度为最下点的位置，把反馈控制向透镜位置的反馈进行切换，并把物镜的位置锁定在最下点位置，即锁定在离光盘8最远的位置上。然后，开始液晶透镜的切换，等待液晶透镜的充分切换，再次由旋转同步信号在到达与最下点位置相对应的盘旋转位置之后，等待聚焦误差信号FE的阈值检测，如果检测到大于等于一定强度的S型信号并把动作点引向移动目标层的S型信号，则把反馈控制返回到聚焦误差信号的反馈，解除透镜位置的锁定。以上是图6的步骤。具有用于与旋转同步信号同步地检测聚焦误差信号FE的有S型信号检测单元39。
图8表示该具体的信号和伺服动作的状态。第一记录层高度61和第二记录层高度62因盘的旋转振动而变动。在进行了聚焦伺服的正常伺服状态63下，焦点位置跟随旋转摆动。为了避免物镜与盘的碰撞，在物镜高度达到最低的最下点位置，将伺服切换到根据透镜位置信号的反馈控制(反馈切换信号)，并锁定透镜位置向锁定状态64移动。同时，根据旋转同步信号存储旋转位置，并切换液晶透镜驱动信号。第一层光量67与第二层光量68的光量比开始变化。如果第二层光量68达到充分大并切换了液晶透镜，则探测旋转同步信号，等待聚焦误差信号FE的阈值检测。如果检测到大于等于一定强度的S型信号并把动作点引向移动目标层的S型信号，则返回反馈切换信号，再次把反馈控制返回到聚焦误差信号的反馈，解除透镜位置的锁定，恢复到正常伺服状态。由此，向S型信号引入动作点，焦点位置跟随移动目标的第二层记录层高度62。以上是图8的一连串的动作。
再次返回到图7，继续进行说明，再生信号经均衡电路31、电平检测电路32、同步时钟生成电路33，被解码电路34变换成为所记录的原数字信号。并且，同步时钟生成电路33同时直接感知再生信号而生成同步信号，然后供给解码电路34。主控电路35总体控制这一系列电路。这些都与实施例1相同。
即，在本实施例的信息再生装置中，具有用来对信息记录媒体照射光的光源、被插入在从光源至信息记录媒体的光路中的液晶透镜、被插入在光路中的物镜、检测物镜的焦点方向位置的透镜位置传感器、检测来自信息记录媒体的返回光的光功率差而检测出聚焦误差量的受光部、反馈聚焦误差量进行物镜位置控制的反馈控制单元、反馈透镜位置传感器检测到的透镜位置信号进行物镜位置控制的反馈控制单元、在液晶透镜切换中切换至依据透镜位置信号进行的反馈控制的切换单元。切换中，因S型的重叠而使伺服不稳定期间，固定(锁定)透镜位置就可以避免记录媒体与物镜的冲突，同时能够把透镜位置保持在记录层近旁。这样，能够使切换中的焦点伺服稳定化。与不检测透镜位置的方法相比较，切换中的透镜位置的保持精度高。这样，切换中用来透镜退避的透镜移动量能够很小，可以使一连串的层切换处理高速化。而且，由于能够通过伺服高精度地锁定透镜位置，所以可以检测出液晶透镜的切换中的S型信号，可以确实地判定切换结束。
本构成中，信息记录媒体是旋转式的记录媒体，切换单元与信息记录媒体的旋转同步地切换聚焦误差量的反馈控制和透镜位置信号的反馈控制。取得旋转同步之后切换反馈控制，由此使液晶透镜切换的开始点处于离开媒体的安全的位置，并能够保持在可防止物镜与媒体的冲突的安全位置上。在将蓝色光用作光源且物镜差动距离(工作距离)小的信息再生装置中，这种效果特别好。防止物镜与记录媒体的冲突，能够提高装置和记录信息的可靠性·寿命。
本构成中，信息记录媒体是旋转式的记录媒体，切换单元与信息记录媒体的旋转同步地检测焦点偏离量信号的S型信号，并进行液晶透镜的切换结束判定。在本实施例的信息再生装置中，具有用来对旋转式的信息记录媒体照射光的光源、被插入在从光源至信息记录媒体的光路中的液晶透镜、被插入在光路中的物镜、检测来自信息记录媒体的返回光的光功率差而检测出聚焦误差量的受光部、与信息记录媒体的旋转同步地检测聚焦误差量的S型信号的单元；反馈控制单元具有在液晶透镜切换中保持(锁定)物镜位置的切换单元，在保持(锁定)中检测S型信号，并进行液晶透镜的切换结束判定。可以用锁定中的S型信号检测出液晶透镜的切换结束，所以与不进行检测而取得足够的等待时间的情况相比较，可以更快地结束切换处理，能够使装置的访问速度高速化。
特别是由于液晶器件因周围温度引起的切换时间的变化大，用S型检测能够准确地判定切换结束，而不受例如光拾取器内的温度分布离散的影响。这样，与单纯地等待一定时间的切换的情况相比较，层切换处理可以很快。而且，即使在媒体的旋转不匀中存在不确定的摆动量的情况下，也可以根据旋转同步多次准确地检测修正来估计媒体的旋转不匀的平均轨迹或不确定摆动量，从而知道安全切换的时刻。这样，在层切换时，就能够确实地进行焦点位置的移动，可以提高访问的可靠性。
本构成中，信息记录媒体是旋转式的记录媒体，切换单元进行偏焦量的阈值检测，检测到大于等于一定阈值的信号时，解除透镜位置信号的反馈。可以用这个步骤确实地将控制点引至移动目标的层的S型信号上，并可以在液晶透镜切换结束之后准确地反馈到原来的伺服。这样，就能够提高层切换后的伺服的稳定性，从而可以提高访问的可靠性。
如上所述，本实施例的信息再生装置使用液晶透镜和物镜位置传感器进行向透镜位置伺服的切换和锁定，在切换液晶透镜后通过检测到大于等于切换目标层的阈值的S型来解除位置伺服，按照反馈到正常伺服的步骤来进行确实的层间移动访问和切换处理的高速化。
此外，在本实施例中，作为液晶透镜元件，也可以使用不连续型的透镜元件。与实施例1一样，使用不连续型的液晶透镜所带来的优点是可以缩短应答时间，实现更高速的层切换，从而使装置动作高速化。
【实施例3】
(具有物镜摇动功能的信息再生装置的构成例)
使用图9～图10，对本发明的信息再生装置的实施方式的第三构成例进行说明。本实施例的信息再生装置是在实施例2中无法检测到足够的盘旋转振动的情况下，在液晶透镜切换过程中可以使用振荡器有意识地使物镜位置上下移动的装置构成例。
以下参照图9来说明装置的整体构成例。作为信息记录媒体的光盘8被装在由旋转伺服电路9控制旋转速度的电机10上。电机中设置有旋转检测单元36，生成旋转同步信号。对媒体照射来自由激光器驱动电路11所驱动的半导体激光器12的光。半导体激光器12例如是蓝色半导体激光器。半导体激光器12的光按顺序通过3点法用的衍射光栅13、准直透镜14、光束整形棱镜15。激光由反射镜16改变方向，然后通过偏振光分束镜17、液晶透镜18以及λ/4板19，由物镜20把激光汇聚照射到光盘8的记录膜上。用这种光来读取被记录在光盘8上的微细的标记图形。
物镜20被安装在致动器21上，焦点伺服电路22的信号可以沿高度方向(聚焦方向)驱动焦点位置，而跟踪伺服电路23的信号可以沿轨迹方向驱动焦点位置。此外，由液晶透镜18修正与2层盘的层切换相对应的球面像差。液晶透镜元件根据主控电路35的控制电压来切换透镜作用。
所照射的光中的一部分光被光盘8反射，再次通过物镜20、λ/4板19以及液晶透镜18，这次由偏振光分束镜17分离到柱面透镜25的方向上，被分离出来的光通过柱面透镜25和检测透镜26，由受光元件芯片27上的四分割光检测器进行检测，然后转换为电信号。光电流放大器28将该电信号放大，然后以该信号为基础进行加减运算，在焦点伺服电路22内生成聚焦误差信号，在跟踪误差信号生成电路23内生成跟踪误差信号，在加法器30内生成再生信号(RF信号)。聚焦误差信号或跟踪误差信号的生成方法与实施例1一样。
此外，具备反馈切换单元37，来切换根据所述聚焦误差信号的反馈控制和根据物镜位置的直接驱动信号的反馈控制。这种切换和液晶透镜的切换步骤与图6的切换控制步骤一样。但是，在实施例2中，由于无法确切地知道物镜高度达到最下点的旋转位置，所以切换之后迅速地把物镜位置退避到不与盘发生碰撞的位置。然后，开始液晶透镜的切换，等待液晶透镜的充分切换。在使盘旋转的同时，一边由物镜上下移动振荡器38通过旋转振动来试探与盘不发生碰撞的位置，一边慢慢地进行物镜高度的调节。如果可以通过聚焦误差信号FE调节到得到移动目标层的S型信号的位置，则由S型信号检测单元39等待S型信号的阈值检测，在检测到大于等于一定强度的S型信号时，再次把反馈控制返回到聚焦误差信号的反馈，恢复到正常伺服状态。由此，把动作点引向S型信号，使焦点位置追随于移动目标层。
图10表示该具体的信号和伺服动作的状态。通过盘的旋转振动，第一记录层高度61和第二记录层高度62缓慢地变动。在进行了聚焦伺服的正常的伺服状态63下，焦点位置追随于旋转振动。为了避免物镜与盘的碰撞，退避物镜一直到足以避开旋转振动的高度为止。然后，慢慢地使物镜接近光盘，再次接近到通过聚焦误差信号FE观测S型信号的位置。如果观测到大于等于阈值的S型信号，由物镜上下移动振荡器38开始物镜20的上下移动，并切换液晶透镜驱动信号。第一层光量67与第二层光量68的光量比开始变化。其间，虽然在聚焦误差信号FE中混存与光量比相对应的第一层和第二层的S型信号，但切换过程中的各个S型振幅比切换前减少。当充分切换时，第一层的S型信号基本消失，第二层的S型信号变大。如果第二层光量68变大并切换了液晶透镜，则探测物镜上下移动振荡器38的上下移动的反转，等待聚焦误差信号FE的阈值检测。如果检测到大于等于一定强度的S型信号并把动作点引向移动目标层的S型信号，则返回反馈切换信号，再次把反馈控制返回到聚焦误差信号的反馈，恢复到正常的伺服状态。由此，把动作点引向S型信号，焦点位置追随于移动目标的第二层记录高度62。以上是图10的一连串的动作。其他信号处理的动作与实施例2一样。
即，本实施例的信息再生装置具有在液晶透镜的切换过程中，使物镜摇动的振荡单元，在盘的旋转不均匀少而未检测到S型的情况下，通过有意识地摇动物镜致动器就可以检测到S型。即使在无媒体的旋转振动而难以检测到S型的情况下，通过有意识地使物镜上下移动也可以检测到液晶透镜切换过程中以及切换结束时的S型信号。由此，在再生弯曲或旋转振动少的媒体时，也可以探测到液晶透镜元件的切换结束，能够准确地进行层切换处理，从而提高装置的可靠性。
【实施例4】
(卡型多层记录媒体的信息再生装置的构成例)
用图11～图12对本发明的信息再生装置的实施方式的第四构成例进行说明。本实施例是作为记录媒体，使用卡型多层记录媒体时的装置的构成例。作为多层记录媒体，使用了图11所示的卡型多层记录媒体80。在本实施例中，在媒体中设置有3层记录层81。
以下，参照图12来说明装置的整体构成例。卡型多层信息记录媒体80可以在由旋转伺服电路9控制旋转速度的电机10的驱动下，沿水平方向滑动驱动。对媒体照射来自由激光器驱动电路11驱动的半导体激光器12的光。半导体激光器12的光通过准直透镜14，由反射镜16改变方向，然后通过偏振光分束镜17、液晶透镜18a、18b以及λ/4板19，由物镜20把激光汇聚照射到卡型信息记录媒体80的记录膜81上。由这种光来读取被记录在记录膜81上的微细的标记图形。
物镜20被安装在致动器21上，焦点伺服电路22的信号可以沿高度方向(聚焦方向)驱动焦点位置，而跟踪伺服电路23的信号可以沿轨迹方向驱动焦点位置。此外，由液晶透镜元件18a和18b修正与3层的记录膜81相对应的球面像差。液晶透镜18a是切换第一层和第二层的透镜元件，18b是切换第二层和第三层的透镜元件。由此来修正与3层的记录膜相对应的球面像差。液晶透镜18a和18b根据主控电路35的控制电压来切换透镜作用。
所照射的光中的一部分光被卡型信息记录媒体80反射，再次通过物镜20、λ/4板19以及液晶透镜元件18a和18b，这次由偏振光分束镜17分离到柱面透镜25的方向上。被分离出来的光通过柱面透镜25和检测透镜26，由受光元件器芯片27上的四分割光检测器进行检测，然后转换为电信号。该电信号由光电流放大器28放大，并以该信号为基础进行加减运算，在焦点伺服电路22内生成聚焦误差信号，在跟踪误差信号生成电路23内生成跟踪误差信号，在加法器30内生成再生信号(RF信号)。聚焦误差信号、跟踪误差信号的生成方法、液晶透镜的切换步骤与实施例1一样。与实施例1的盘旋转相当的动作被置换为由电机驱动的媒体的横方向的动作。聚焦偏置7通过聚焦偏置加法器24，与层切换方向相对应地作为正或负的偏置加到聚焦误差信号3上。在从第一层向第二层切换液晶透镜18a时施加正的聚焦偏置7，在从第二层返回到第一层时施加负的聚焦偏置7。同样地，在从第二层向第三层切换液晶透镜18b时施加正的聚焦偏置7，在从第三层返回到第二层时施加负的聚焦偏置7。由此，通过切换液晶透镜，在消除了原来的层的S型波形之后，也把动作点正确地引向切换后的层的S型波形。
即，本实施例的信息再生装置对于具有多层膜的卡型信息记录媒体，具有：用于照射光的光源、被插入在从光源至卡型信息记录媒体的光路中的液晶透镜元件、通过检测来自卡型信息记录媒体的返回光的光量差，来检测聚焦误差量的受光部、反馈聚焦误差量来进行焦点位置控制的反馈控制单元、在液晶透镜元件的切换过程中，对于反馈控制的目标位置施加与切换方向相对应的偏置的单元；通过与液晶透镜的切换同步地施加与切换方向相对应的聚焦偏置，在原来的层的S型消失后，自动地转移至移动目标的S型。结果，利用S型的出现与消失，可以自动地向移动目标层移动焦点。此外，由于在进行了伺服的状态下进行移动，所以无需再引入伺服，从而可以缩短用于引入的时间。
此外，本发明的液晶透镜和层切换的一连串的步骤采用实施例1、实施例2与实施例3的构成例的任意组合也有效果，例如，也可以根据盘的旋转振动量，在实施例1与实施例2中使用更安全或高速的方法进行切换处理。此时，作为装置的构成，也可以是把实施例1和实施例2组合起来的实施方式。此外，对于第四实施例，也可以采用把实施例2和实施例3的构成例的任意组合的实施方式。各实施例中所描述的各构成的优点在组合构成的实施例中也可以得到。