JP2007272960A

JP2007272960A - 光ディスク装置、および光ディスク判別方法

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Publication number: JP2007272960A
Application number: JP2006095149A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Tazaki; 義則田崎
Original assignee: Toshiba Samsung Storage Technology Corp
Current assignee: Toshiba Samsung Storage Technology Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP4203510B2; US20070230301A1; CN101046993A

Abstract

【課題】データを消すことなく光ディスクの判別を行うこと。
【解決手段】前記光ディスクの記録面に対してレーザ光を照射して、フォーカスサーチを行い、前記フォーカスオン処理後に、前記記録面からの反射光から受光信号を生成し、前記受光信号の振幅を検出し、前記振幅を正規化し、正規化された振幅に応じて光ディスクの種類を判別する。
【選択図】図２

Description

本発明は、表面から記録層までの距離が等しく、再生波長が異なる複数種の光ディスクを判別する光ディスク装置、および光ディスク判別方法に関する。

従来ＣＤとＤＶＤではディスク表面から記録層までの厚さが違うことを利用して、フォーカシングすることなく、ディスク判別が可能であった。ところがＨＤディスクはＤＶＤディスクと同じ厚さであるために、フォーカシングすることなく判別するのが困難である。

特許文献１には、ＨＤＤＶＤの再生波長のレーザ光を用いてＨＤＤＶＤとＤＶＤとを判別する技術が開示されている。
特開２００６−３１７７９号公報

ＨＤＤＶＤ系ディスク用レーザのスポットの直径はＤＶＤ系ディスク用レーザのおよそ半分、レーザパワーはおよそ半分であることから、レーザ密度は約２倍である。この状態でＨＤＤＶＤ系ディスク用レーザで、ＤＶＤ記録メディアにフォーカシングしてしまうと、データを消す可能性がある。

本発明の目的は、データを消すことなく光ディスクの判別を行うことが可能な光ディスク装置、および光ディスク判別方法を提供することにある。

本発明の一例に係わる光ディスク装置は、表面から記録層までの距離が等しく、再生に用いるレーザ光の波長が異なる複数種の光ディスクを再生可能な光ディスク装置であって、前記光ディスクを回転駆動する手段と、前記光ディスクの記録面に対してレーザ光を照射すると共に、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップと、前記反射光の強度に基づいて記録情報に対応する受光信号を生成する受光信号生成手段と、前記光ピックアップの対物レンズと前記記録面との距離を調整するフォーカスアクチュエータと、前記対物レンズをフォーカス方向に駆動し、前記レーザ光のジャストフォーカス点を検出するためのフォーカスサーチを実施する手段と、前記検出されたジャストフォーカス点に基づいてフォーカスオン処理を行う手段と、前記フォーカスオン処理後に、前記受光信号の振幅を検出する振幅検出手段と、前記振幅を正規化する手段と、正規化された振幅に応じて前記レーザ光が照射された光ディスクの種類を判別する手段とを具備することを特徴とする。

データを消すことなく光ディスクの判別を行うことが可能になる。

本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

光ディスク装置１１にセットされた光ディスク６１は、ユーザデータを記録可能な光ディスクあるいは読出し専用の光ディスクであるが、この実施形態では記録可能な多層構造の光ディスクとして説明する。なお、情報記録面を多層構造で有する光ディスクとしては、ＤＶＤ−Ｒ等が挙げられるが、これに限らず多層記録可能な光ディスクであればよい。

光ディスク６１の情報記録面には、スパイラル状にランドトラックおよびグルーブトラックが形成されている。この光ディスク６１はスピンドルモータ６３によって回転駆動される。

光ディスク６１に対する情報の記録、再生は、光ピックアップ６５（図中左側の破線で囲んだ部分）によって行われる。光ピックアップ６５は、スレッドモータ６６とギアを介して連結されており、このスレッドモータ６６はスレッドモータ制御回路６８により制御される。

図中のスレッドモータ６６の下部に位置する速度検出回路６９は、光ピックアップの移動速度を検出するものであり、上述のスレッドモータ制御回路６８に接続されている。速度検出回路６９により検出される光ピックアップ６５の速度信号がスレッドモータ制御回路６８に送られる。また、スレッドモータ６６の固定部に、図示しない永久磁石を設けており、駆動コイル６７がスレッドモータ制御回路６８によって励磁されることにより、光ピックアップ６５が光ディスク６１の半径方向に駆動する。

光ピックアップ６５には、図示しない例えばワイヤあるいは板バネによって支持された対物レンズ７０が設けられる。対物レンズ７０は、駆動コイル７１、７２の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）およびフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能である。

変調回路７３は、光ディスク６１への情報記録する場合、ホスト装置９４からインターフェース回路９３およびバス８９を介して記録する情報信号を受け、これを光ディスク６１の規格に定められた変調方式（例えば８−１６変調）にて変調する。レーザ駆動回路７５は、光ディスク６１への情報記録時（マーク形成時）に、変調回路７３から供給される変調データに基づいて書込み用信号を半導体レーザダイオード７９に供給する。またレーザ駆動回路７５は、情報再生時には書込み用信号より小さい読取り用信号を半導体レーザダイオード７９に供給する。

半導体レーザダイオード７９は、レーザ駆動回路７５から供給される信号に応じてレーザ光を発生する。半導体レーザダイオード７９から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ８０、ハーフプリズム８１、対物レンズ７０を介して光ディスク６１上に照射される。光ディスク６１からの反射光は、対物レンズ７０、ハーフプリズム８１、集光レンズ８２、シリンドリカルレンズ８３を介して光検出器８４に導かれる。

なお、半導体レーザダイオード７９は、それぞれＣＤ用（赤外：波長７８０ｎｍ）、ＤＶＤ用（赤：波長６５０ｎｍ）、ＨＤＤＶＤ用（青紫：波長４０５ｎｍ）のレーザ光を出射する３つの半導体レーザダイオードからなっている。これら半導体レーザダイオードは、同一ＣＡＮパッケージ内に収容されていてもよく、あるいは、独立した３つのＣＡＮパッケージ内にそれぞれ収容され、光ピックアップ６５のベース上に個別に配置されるものであっても良い。光学系は、半導体レーザの構成に応じて適宜、その構成・配置が変更される。

なお、光学系を構成する各部品のうち対物レンズは、ＨＤＤＶＤ用レーザ光を適正にディスク上に収束させ得るよう設計されている。また、光学系には、ＤＶＤ用レーザ光とＣＤ用レーザ光を使用する際に生じる収差を抑制するための収差補正素子（回折素子、位相補正素子、等）や、ＣＤ用レーザ光を使用する際に対物レンズに対する開口数を制限するための開口数制限素子（液晶シャッター、回折素子、等）が含まれている。

光検出器８４は、例えば４分割の光検出セル８４ａ〜８４ｄから構成されている。光検出器８４の各光検出セル８４ａ〜８４ｄの出力信号は、それぞれ電流／電圧変換用のアンプ８５ａ〜８５ｄを介して、光検出セル８４ａと光検出セル８４ｃの出力を加算する加算器８６ａ、光検出セル８４ｂと光検出セル８４ｄの出力を加算する加算器８６ｂ、光検出セル８４ａと光検出セル８４ｄの出力を加算する加算器８６ｃ、光検出セル８４ｂと光検出セル８４ｃの出力を加算する加算器８６ｄに供給される。加算器８６ａ、８６ｂの出力は差動アンプＯＰ２に供給され、加算器８６ｃ、８６ｄの出力はＯＰ１に供給される。

差動アンプＯＰ２は、加算器８６ａ、８６ｂの両出力信号の差に応じた、フォーカスエラー信号ＦＥを生成する。このフォーカスエラー信号ＦＥは、フォーカシング制御回路８７に供給される。フォーカシング制御回路８７の出力信号ＦＣは、フォーカシング駆動コイル７２に供給される。供給されたフォーカシング制御回路８７の出力信号ＦＣに基づいて、レーザ光が光ディスク６１の記録面上に常時ジャストフォーカスとなる制御がなされる。さらにフォーカシング制御回路８７は、フォーカスエラー信号ＦＥの振幅を測定する測定機能を有し、その測定値は、バス８９を介してＣＰＵ９０に出力される。

差動アンプＯＰ１は、加算器８６ｃ、８６ｄの両出力信号の差に応じたトラッキングエラー信号ＴＥを生成する。このトラッキングエラー信号ＴＥはトラッキング制御回路８８に供給され、トラッキング制御回路８８では、このトラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラッキング駆動信号を生成する。トラッキング制御回路８８から出力されるトラッキング駆動信号は、対物レンズ７０を光軸と直交する方向へ駆動する駆動コイル７１に供給される。供給されたトラッキング駆動信号に基づいて、レーザ光が光ディスク６１の記録面上の所定箇所に照射される制御がなされる。また、トラッキング制御回路８８で用いられるトラッキングエラー信号ＴＥが、スレッドモータ制御回路６８にも供給される。

以上のようにフォーカシング制御およびトラッキング制御がなされることで、光検出器８４の光検出セル８４ａ〜８４ｄの出力信号の和信号、つまり加算器８６ｃ、８６ｄの両出力信号を加算する加算器８６ｅの出力和信号ＲＦによって、記録情報に忠実な信号を得ることができる。この出力和信号ＲＦは、データ再生回路７８に供給される。

次に、図１の最下部に位置するデータ再生回路７８は、ＰＬＬ回路７６からの再生用クロック信号に基づき、読み出された記録データを再生する。さらにデータ再生回路７８は、信号ＲＦの振幅を測定する測定機能を有し、その測定値は、バス８９を介してＣＰＵ９０に出力される。

スレッドモータ制御回路６８は、スレッドモータ６６を制御し、対物レンズ７０が光ピックアップ６５内の中心位置近傍に位置するように光ピックアップ６５の本体を移動させる。

また、モータ制御回路６４、スレッドモータ制御回路６８、変調回路７３、レーザ駆動回路７５、ＰＬＬ回路７６、データ再生回路７８、フォーカシング制御回路８７、トラッキング制御回路８８等は、１つのＬＳＩチップ内に構成することができ、これら回路は、バス８９を介してＣＰＵ９０によって制御される。ＣＰＵ９０は、インターフェース回路９３を介してホスト装置９４から供給される動作コマンドに従って、この光ディスク記録再生装置を総合的に制御する。またＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９１を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ９２に記録された本実施形態に係る処理を含むプログラムに従って、所定の制御を行う。

図２に、ディスク判別処理の際の処理フローチャートを示す。なお、かかるディスク判別処理は、たとえば、ディスクが光ディスク装置に装着されたタイミングで行われる。

処理フローが開始されると、まず、ＣＰＵ９０は、光ピックアップ６５を所定の半径位置に移動させ、光ピックアップ６５から出射したレーザ光が光ディスクの所定の位置に照射されるようにする（ステップＳ１１）。

レーザ光の照射位置は半径２３．３ｍｍ〜２３．８ｍｍの範囲内とする。ＨＤＤＶＤの場合、この領域は、システムリードインエリアである。システムリードインエリアは、所定情報をエンボス状のプリピットとして有する。

次いで、ＣＰＵ９０は、ディスク６１を所定速度で回転させた後、半導体レーザダイオード７９のうち、ＤＶＤ用レーザ光を出射する半導体レーザをＤＶＤの再生パワーレベルにて点灯する。また、ＣＰＵ９０は、光学系（収差補正素子、開口制限素子、等）をＤＶＤ再生モードに設定する（ステップＳ１２）。

ＣＰＵ９０は、フォーカスサーチを行う（ステップＳ１３）。フォーカスサーチ時、ＣＰＵ９０は、駆動コイル７２を駆動させ、対物レンズ７０をフォーカシング方向に移動させる。加算器８６ｅはＳＢＡＤ信号（signal and sub-beam add signal;アンプ８５ａ〜アンプ８５ｄの出力信号の和）をＣＰＵ９０に供給する。

ＣＰＵ９０は、ＳＢＡＤ信号の波形から表面の位置と記録層の位置を検出する（ステップＳ１４）図３は、対物レンズの位置（Ｆｏｃｕｓ−ＡＣＴ）に対して、光ディスクがＣＤの場合に得られるＳＢＡＤ信号、およびフォーカスエラー信号を示す。また、図４は、対物レンズの位置（Ｆｏｃｕｓ−ＡＣＴ）に対して、光ディスクがＤＶＤまたはＨＤＤＶＤの場合に得られるＳＢＡＤ信号、およびフォーカスエラー信号（ＦｏｃｕｓＥｒｒｏｒ）を示す。

対物レンズ７０をフォーカシング方向に移動させたときに、ＳＢＡＤ信号が極大値および極小値をとる間の対物レンズの移動距離を検出することによって、光ディスクの表面の位置と記録層の位置を検出することができる。また、フォーカスエラー信号のゼロクロス点間の対物レンズの移動距離を検出することによって、光ディスクの表面の位置と記録層の位置を検出することができる。

ＣＰＵ９０は、ステップＳ１４で検出された表面の位置と記録層の位置とから、光ディスクの表面の記録層までの距離を測定する（ステップＳ１５）。

光ディスクの反射率Ｒを測定し、測定結果を（ステップＳ１６）。本実施形態では、フォーカスサーチ時にフォーカシング制御回路８７によって測定されるＦｏｃｕｓＥｒｒｏｒ信号（ＦＥ信号）の振幅Ａ_FE、もしくはデータ再生回路７８によって測定されるＳＢＡＤ信号の振幅Ａ_SBADを反射率Ｒとする。

ＣＰＵ９０は、ステップＳ１５で測定された距離が１．２ｍｍであるか否かを判別する（ステップＳ１７）。１．２ｍｍであると判別した場合（ステップＳ１７のＹｅｓ）、ＣＰＵ９０は光ディスクがＣＤであると判定する（ステップＳ１８）。

１．２ｍｍではないと判別した場合（ステップＳ１７のＮｏ）、ＣＰＵ９０は、ステップＳ１４で検出された記録層の位置に応じて、光ディスクの記録層にフォーカスを合わせる（ステップＳ１９）。そして、ＣＰＵ９０はトラッキングを行い、ＳｙｓｔｅｍＬｅａｄ−ｉｎａｒｅａに記録されたデータが正常に得られるようにする（ステップＳ２０）。

データ再生回路７８は、データ（ＲＦ信号）の振幅Ａ_RFを測定し（ステップＳ２１）、ＣＰＵ９０に供給する。ＣＰＵ９０は、次式を演算することによって、ステップＳ２１で得られた振幅Ａ_RFを正規化する（ステップＳ２２）。

Ａn＝Ａ_RF／Ｒ
なお、このように除算を用いて正規化する際に、データ（ＲＦ信号）の振幅Ａ_RFや反射率Ｒに対して所定の係数や関数を使用してもよい。

ＣＰＵ９０は、振幅Ａ_nがαより大、且つβより小の条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ２３）。振幅Ａ_nがαより大、且つβより小の条件を満たしていると判別した場（ステップＳ２３のＹｅｓ）合、ＣＰＵ９０は、光ディスク６１がＨＤＤＶＤであると認識する（ステップＳ２４）。正規化された振幅Ａがαより大、且つβより小の条件を満たしていないと判別した場合（ステップＳ２３のＮｏ）、ＣＰＵ９０は、光ディスク６１がＤＶＤであると認識する（ステップＳ２５）。

次に、上述した判定方法について説明する。

読み取り専用ディスクの場合、フォーカスオンおよびトラックオンした状態で光ディスクから得られるＲＦ信号は、ピットの深さによる光の干渉を反映している。また、記録ディスクの場合、ＲＦ信号は、記録層の膜厚の変化による光の干渉及び明暗を反映している。要するに、ＲＦ信号は、波長に依存していることが分かる。従って、ＲＦ信号の振幅に応じて、光ディスクがＤＶＤであるかＨＤＤＶＤであるかを判別することができる。ところが、ＲＦ信号の大きさ（振幅）は、反射率にも依存する。従って、ＲＦ信号の振幅を反射率で正規化した値Ａ_nを求める必要がある。その結果、振幅Ａ_nをある閾値を用いて、光ディスクの種類を判別することが可能となる。

読み取り専用ＤＶＤ−ＲＯＭもしくは記録済みの記録用ＤＶＤメディアの場合、ＲＦ信号の明暗がはっきりとするため、振幅Ａ_nが最も大きくなる（図５）。

ＨＤＤＶＤの場合、システムリードイン領域には必ずピットが形成されているが、再生波長の異なるＤＶＤ系レーザーでは干渉が少ないため明暗が出にくい。またＨＤＤＶＤのピットに対してＤＶＤ系レーザーのスポット径は大きい。このような理由でさらに明暗が出にくい。このため振幅Ａ_nは小さくなる（図６）。

また、ＤＶＤ記録メディアで未記録の場合はピット形成、ディスクの明暗がないことから、ＲＦ信号の振幅はゼロとなる（図７）。

よって、ＤＶＤ−ＲＯＭもしくは記録型ＤＶＤメディアの記録部（記録済み領域）の閾値をβ、記録型ＤＶＤメディアの未記録部の閾値をβとすると、以下のようにディスクを判別することが可能となる。

Ａ_n＞βの場合はＤＶＤ系ディスク（ＤＶＤ−ＲＯＭもしくは記録部のある記録型ＤＶＤメディア）として認識（図５）
α＜Ａ_n＜βの場合はＨＤＤＶＤメディアとして認識（図６）
Ａ_n＜αの場合はＤＶＤ系ディスク（未記録の記録型ＤＶＤメディア）として認識（図７）
なお、α、βはＲＦ信号の正規化に用いた反射率（ＦＥ信号の振幅Ａ_FE、もしくはＳＢＡＤ信号の振幅Ａ_SBAD）に応じて、適宜決定される。

上述したように、光ディスクの種類の判別にＨＤＤＶＤ用の波長のレーザ光を用いずに、ＤＶＤ用の波長の光を用いているので、データを消すことなく光ディスクの判別を行うことが可能である。

なお、フォーカスオン後、トラックオンしない状態でＳＢＡＤ信号の振幅を測定して、反射率で規格化して判定を行っても良い。

なお、本発明は、上記実施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、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合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。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の一実施形態に関わる光ディスク装置の概略較正を示すブロック図。本発明の一実施形態に関わる光ディスクの判別処理の手順を示すフローチャート。光ディスクがＣＤの場合に得られるＳＢＡＤ信号、およびフォーカスエラー信号を示す図。光ディスクがＤＶＤ／ＨＤＤＶＤの場合に得られるＳＢＡＤ信号、およびフォーカスエラー信号を示す図。読み取り専用ＤＶＤ−ＲＯＭもしくは記録済みの記録用ＤＶＤメディアの場合の振幅Ａ_nを示す図。ＨＤＤＶＤの場合の振幅Ａ_nを示す図。未記録の記録用ＤＶＤメディアの場合の振幅Ａ_nを示す図。

符号の説明

１…差動アンプＯＰ，２…差動アンプＯＰ，１１…光ディスク装置，６１…光ディスク，６３…スピンドルモータ，６５…光ピックアップ，６６…スレッドモータ，７０…対物レンズ，７１…駆動コイル，７２…フォーカシング駆動コイル，７８…データ再生回路７９…半導体レーザダイオード，８４…光検出器，８４ａ〜８４ｄ…光検出セル，８５ａ〜８５ｄ…アンプ，８６ａ〜８６ｅ…加算器，８７…フォーカシング制御回路，８８…トラッキング制御回路，８９…バス，９０…ＣＰＵ，９１…ＲＡＭ，９２…ＲＯＭ

Claims

表面から記録層までの距離が等しく、再生に用いるレーザ光の波長が異なる複数種の光ディスクを再生可能な光ディスク装置であって、
前記光ディスクを回転駆動する手段と、
前記光ディスクの記録面に対してレーザ光を照射すると共に、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップと、
前記反射光の強度に基づいて記録情報に対応する受光信号を生成する受光信号生成手段と、
前記光ピックアップの対物レンズと前記記録面との距離を調整するフォーカスアクチュエータと、
前記対物レンズをフォーカス方向に駆動し、前記レーザ光のジャストフォーカス点を検出するためのフォーカスサーチを実施する手段と、
前記検出されたジャストフォーカス点に基づいてフォーカスオン処理を行う手段と、
前記フォーカスオン処理後に、前記受光信号の振幅を検出する振幅検出手段と、
前記振幅を正規化する手段と、
正規化された振幅に応じて前記レーザ光が照射された光ディスクの種類を判別する手段とを具備することを特徴とする光ディスク装置。
前記正規化手段は、前記振幅を光ディスクの反射率で除することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
前記反射光の強度分布に基づいて、フォーカスエラー信号を生成する手段と、
前記フォーカスエラー信号の振幅を求める手段とをさらに具し、
前記正規化手段は、前記フォーカスエラー信号の振幅を反射率とすることを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
前記フォーカスサーチ時の前記反射光の強度に対応する信号の振幅を検出する手段とをさらに具し、
前記正規化手段は、前記フォーカスサーチ時の前記反射光の強度に対応する信号の振幅を反射率とすることを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
前記光ピックアップを光ディスクの径方向に移動させる手段と、
前記フォーカスサーチ時、前記移動手段は前記レーザ光がシステムリードイン領域に相当する位置に照射されるように、前記移動手段を制御する手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
前記光ピックアップは、前記フォーカスサーチ時に、表面から記録層までの距離が等しい前記複数種の光ディスクを再生するレーザ光のうち、波長が最も長いレーザ光を前記光ディスクに照射することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
前記レーザ光をトラックオンさせる手段をさらに具備し、
前記振幅検出手段は、前記レーザ光がトラッキンクオンした状態で前記受光信号の振幅を測定することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
表面から記録層までの距離が等しく、再生に用いるレーザ光の波長が異なる複数種の光ディスクを判別する光ディスク判別方法であって、
前記光ディスクの記録面に対してレーザ光を照射して、フォーカスサーチを行い、
前記フォーカスオン処理後に、前記記録面からの反射光から受光信号を生成し、
前記受光信号の振幅を検出し、
前記振幅を正規化し、
正規化された振幅に応じて光ディスクの種類を判別することを特徴とする光ディスク判別方法。
前記正規化は、前記振幅を光ディスクの反射率で除することであることを特徴とする請求項８記載の光ディスク判別方法。
前記反射光の強度分布に基づいて、フォーカスエラー信号を生成し、
前記フォーカスエラー信号の振幅を求めることをさらに具備し、
前記正規化時、前記フォーカスエラー信号の振幅を前記反射率とすることを特徴とする請求項９記載の光ディスク判別方法。
前記フォーカスサーチ時の前記受光信号の振幅を検出することをさらに具備し、
前記正規化時、
前記フォーカスサーチ時の反射光の振幅を前記反射率とすることを特徴とする請求項９記載の光ディスク判別方法。
前記フォーカスサーチ時、前記レーザ光が前記光ディスクのシステムリードイン領域に照射されるようにすることを特徴とする請求項８記載の光ディスク判別方法。
前記フォーカスサーチ時に、表面から記録層までの距離が等しく、前記複数種の光ディスクを再生するレーザ光うち、波長が最も長いレーザ光を前記光ディスクに照射することを特徴とする請求項８記載の光ディスク装置。
前記レーザ光をトラッキンクオンさせ、
前記振幅を検出する時は、前記レーザ光がトラッキンクオンした状態で前記受光信号の振幅を測定することを特徴とする請求項８記載の光ディスク判別方法。