JP2007293931A - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスクにキズ、ゴミ等が付着しているときに生じた２値化信号の乱れと、本当のトラックはずれで生じた２値化信号の乱れとを正確に識別させて、トラックはずれ検出処理を安定化させ、誤った記録停止、再生停止が発生しないようにする。
【解決手段】 サーボユニット４から出力されるトラックエラー信号を２値化して得られる２値化信号のエッジ本数値、エッジ間隔時間値を求めるとともに、エッジ本数値、エッジ間隔時間値が第１の判定基準、第２の判定基準、第３の判定基準を満たすかどうかを判定し、この判定結果に基づき、トラックはずれが発生しているかどうかを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ（Ｂｌｕｅ−ｒａｙ）等の光ディスクを使用する光ディスク記録再生装置に係わり、特に記録、再生中のサーボはずれを検出する光ディスク記録再生装置に関する。

光ディスク記録再生装置の記録、再生中に外力等によるサーボ帯域を越えた振動、衝撃が加えられて、サーボはずれが発生した場合、特に記録中であれば、隣接するトラックにデータが記録され、データ破壊が起きる。そこで、常時、サーボはずれを監視し、記録中にサーボはずれが検出されたとき、記録を停止させる手段が設けられている。

サーボはずれ検出方法の１つとして、従来、トラックエラー信号を２値化し、ある一定時間内に２値化信号のエッジ本数をカウントして、カウント値がある一定数以上であれば、トラックはずれが発生したと判別し、記録停止命令をコントローラに供給して、記録を停止させるという方法が考案されている。
特開平０１−６６８２６号公報 特開平０３−３５４３０号公報 特開２００２−２５０８１号公報 特開昭６１−１８２６３９号公報 特開昭６１−４２７４２号公報 特開昭６３−２１３１３０号公報

しかしながら、従来例では、光ディスクにキズ、ゴミ、指紋等が付着し、トラックエラー信号にその成分が重畳されているとき、２値化信号に本来のトラックエラー信号以外の信号が現れるため、トラックはずれが起きたかのように誤検出してしまうという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、２値化信号のエッジ本数、エッジ間隔時間を検出して、本来のトラックはずれで生じる２値化信号のエッジ本数、エッジ間隔時間の特徴と、キズ、ゴミ、指紋等の付着による２値化信号のエッジ本数、エッジ間隔時間の特徴との違いに着目し、トラックはずれの誤検出に起因する記録停止、再生停止などの発生を防止することができ、記録動作、再生動作を安定化させることができる光ディスク記録再生装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明は、請求項１に記載の発明では、ビーム光を使用して光ディスクに対するデータの記録、再生を行う光ディスク記録再生装置において、トラックエラー信号を２値化した２値化信号中に生成されるエッジの本数をカウントして得られる単位期間毎のエッジ本数値と、および前記エッジの各エッジ間隔時間を検出するエッジ本数／エッジ間隔時間検知部と、このエッジ本数／エッジ間隔時間検知部で得られた単位期間毎のエッジ本数値、および各エッジ間隔時間が予め設定されているトラックはずれ判定基準を満たすとき、トラックはずれが発生したと判定するトラックはずれ判定部とを備えたことを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、前記トラックはずれ判定部は、前記単位時間毎のエッジ本数値が第１の閾値以下のとき、トラックはずれが発生していないと判定し、エッジ本数値が閾値より大のとき、トラックはずれが発生したと判定する第１の判定基準と、第１の判定基準によってトラックはずれが発生したと判定された場合に、記憶されているＮ区間分の各エッジ間隔時間の合計値が第２の閾値以上のとき、トラックはずれが発生していないと判定し、Ｎ区間分の各エッジ間隔時間の合計値が第２の閾値未満であるとき、トラックはずれが発生したと判定する第２の判定基準と、第２の判定基準によってトラックはずれが発生したと判定された場合に、エッジ間隔時間の最大値と最小値の比率を算出し、この比率が第３の閾値以上のとき、トラックはずれが発生していないと判定し、前記比率が第３の閾値未満であるとき、トラックはずれが発生したと判定する第３の判定基準とから成ることを特徴としている。

本発明による光ディスク記録再生装置では、光ディスクにキズ、ゴミ等が付着しているときに生じた２値化信号の乱れと、本当のトラックはずれで生じた２値化信号の乱れとを正確に識別でき、トラックはずれ検出処理を安定化させて誤った記録停止、再生停止が発生しないようにすることができる。

《識別原理の説明》
まず、本発明による光ディスク記録再生装置の詳細な説明に先立ち、本発明による光ディスク記録再生装置の識別原理について説明する。

本発明者は、光ディスクにキズ、ゴミ等が付着しているときと、本当のトラックはずれが発生したときとを区別するために、光ディスクにキズ、ゴミ等が付着しているときに発生するトラックエラー信号と、本当のトラックはずれが発生したときのトラックエラー信号とを詳細に観察した。

この結果、光ディスクにキズ、ゴミ等が付着しているときには、図４（ａ）に示すように、比較的、長い時間にわたり、トラックエラー信号がランダムに変動し、規則性が無い。これに対して、トラックはずれが発生したときには、図５（ａ）に示すように、トラックエラー信号がフラットになった後、低い周波数から順次、高い周波数になる傾向があることが分かった。

そして、これらのトラックエラー信号を２値化したトラックエラー２値化信号を調べたところ、光ディスクにキズ、ゴミ等が付着しているときには、図４（ｂ）に示すように、一定時間、例えば“８００μｓ”におけるトラックエラー２値化信号のエッジ本数が一定値未満になるとともに、キズ、ゴミ、指紋等の付着に起因し、データが乱れている区間が長いことから、連続したＮ区間、例えば３区間のエッジ間隔時間を合計した合計時間が一定値以上になり、さらにエッジ間隔時間がランダムで、規則性がないことから、最新Ｎ区間の各エッジ間隔時間のバラツキを示す比率（比率＝最大値／最小値）が一定値以上なることが分かった。

これに対して、トラックはずれが発生したときには、図５（ｂ）に示すように、一定時間、例えば“８００μｓ”におけるトラックエラー２値化信号のエッジ本数が一定値未満になるとともに、トラックはずれが発生した後、すぐに間違ったトラックを通過することから、連続したＮ区間、例えば３区間のエッジ間隔時間を合計した合計時間が一定値以上になり、さらにエッジ間隔時間がある程度、揃うことから、最新Ｎ区間の各エッジ間隔時間のバラツキを示す比率（比率＝最大値／最小値）が一定値未満なることが分かった。

そこで、本発明者は、トラックはずれが発生しているかどうかを判定する第１の判定基準として、一定時間、例えば“８００μｓ”におけるトラックエラー信号を２値化して得られる２値化信号のエッジ本数が一定値より大きくなっているかどうかを採用し、第２の判定基準として、連続したＮ区間、例えば３区間のエッジ間隔時間を合計した合計時間が一定値未満になっているかどうかを採用し、第３の判定基準として、最新Ｎ区間の各エッジ間隔時間のバラツキを示す比率（比率＝最大値／最小値）が一定値未満になっているかどうかを採用した。

そして、これら第１の判定基準、第２の判定基準、第３の判定基準を用いて、実際のトラックエラー信号を調べたところ、光ディスクにキズ、ゴミ等が付着している場合と、トラックはずれが発生した場合とを正確に識別することができた。

《実施形態の構成》
図１は上述した識別原理を用いた本発明による光ディスク記録再生装置の一実施形態を示すブロック図である。

この図に示す光ディスク記録再生装置１は、光ディスクなどの光記録媒体２を線速度一定となるように回転させるスピンドルユニット３と、オートフォーカス機能、オートトラッキング機能などを用いて、光記録媒体２上のトラックにレーザ光をスポット照射して、データの記録、再生を行うサーボユニット４と、サーボユニット４から出力されるトラックエラー信号を２値化して、エッジの本数値、エッジ間隔時間値などを検出し、トラックはずれが発生しているかどうかを判定するトラックはずれ検出ユニット５と、操作パネルの出力、トラックはずれ検出ユニット５などの出力に基づき、スピンドルユニット３、サーボユニット４などの動作を制御するコントローラ６とを備えている。

そして、スピンドルユニット３によって、光記録媒体２を線速度一定となるように回転させながら、サーボユニット４によって、光記録媒体２上の指定されたトラック（記録再生対象トラック）にレーザ光をスポット照射し、データの記録、再生を行うとともに、トラックはずれ検出ユニット５によって、トラックはずれが発生しているかどうかを判定し、トラックはずれが発生しているとき、記録再生動作を停止して、誤った記録処理、再生停止などが発生しないようにする。

スピンドルユニット３は、光記録媒体２の回転速度、記録再生対象トラックの位置などに応じた駆動電圧を生成するモータドライバ８と、モータドライバ８から出力される駆動電圧を受けて、記録再生対象トラックの線速度が一定速度になるように、光記録媒体２を回転させるスピンドルモータ７とを備えている。

サーボユニット４は、半導体レーザ素子などの光源によって生成された１つの主レーザ光、２つの副レーザ光をハーフミラーなどで合成して記録媒体２に出射しつつ、その反射光を取り込んで複数の検出信号を出力する光ピックアップ９と、光ピックアップ９から出力される各検出信号に基づき、フォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成部（ＦＥ信号生成部）１０と、フォーカスエラー信号生成部１０から出力されるフォーカスエラー信号に基づき、光ピックアップ９に取り付けられた対物レンズ駆動アクチュエータ１１を駆動し、記録再生対象トラックに合成ビームを集光させるフォーカスアクチュエータドライバ（フォーカスＡＣＴドライバ）１２と、光ピックアップ９から出力される検出信号に基づき、トラックエラー信号を生成するトラックエラー信号生成部（ＴＥ信号生成部）１３と、トラックエラー信号生成部１３から出力されるトラックエラー信号に基づき、対物レンズ駆動アクチュエータ１１を駆動し、記録再生対象トラックに合成ビームをトラッキングさせるトラックアクチュエータドライバ（トラックＡＣＴドライバ）１４とを備えている。

トラックはずれ検出ユニット５は、コンパレータ等により構成され、トラックエラー信号生成部１３から出力されるトラックエラー信号を２値化する２値化信号生成部１５と、２値化信号生成部１５から出力される２値化信号の立ち上がりエッジ、および立ち下りエッジの本数をカウントして、エッジ本数値を生成するエッジ本数カウンタ１６と、エッジ間隔時間に比べて、十分に高い周波数の基準クロック信号を生成する基準クロック部１７と、基準クロック部１７から出力される基準クロック信号を用いて、２値化信号生成部１５から出力される２値化信号のエッジ間隔時間を計測し、エッジ間隔時間値（カウント値）を生成するエッジ間隔時間検出部１８と、エッジ間隔時間検出部１８から出力されるエッジ間隔時間値をＮ個（例えば、３個以上）分を保存するメモリ１９と、エッジ本数カウンタ１６から出力されるエッジ本数値とメモリ１９に保存されている複数のエッジ間隔時間値に対し、上述した第１の判定基準、第２の判定基準、第３の判定基準を適用して、トラックはずれを検出するＣＰＵ２０とを備えている。

《実施形態の動作》
次に、図１に示すブロック図、図２に示すフローチャート、図３に示すタイミングチャートを参照しながら、光ディスク記録再生装置１の動作を説明する。

まず、使用者により光ディスク記録再生装置１の操作パネルなどが操作されて記録動作指示、または再生動作指示が入力されると、スピンドルユニット３によって、光記録媒体２が線速度一定となるように回転駆動されるとともに、サーボユニット４がオン状態にされて、主レーザ光、副レーザ光を合成した合成ビームの出射が開始され、フォーカスサーボ、トラックサーボが開始される。

そして、フォーカスサーボ、トラックサーボの引き込み動作が安定した後、コントローラ６によって、サーボユニット４が制御されて、光記録媒体２に対するデータの記録動作、またはデータの再生動作が開始される。

また、この動作と並行し、トラックはずれ検出ユニット５の２値化信号生成部１５によって、サーボユニット４から出力されるトラックエラー信号がゼロクロス処理されて、２値化信号が生成される。生成された２値化信号がエッジ本数カウンタ１６によってカウントされ、カウンタリセット時からのエッジ本数値が更新される。また、基準クロック部１７、エッジ間隔時間検出部１８によって、エッジ間隔時間値が検出され、メモリ１９にＮ区間（例えば、最新の３区間以上）分のエッジ間隔時間値が記憶される。

さらに、この動作と並行し、図２のフローチャートに示すように、トラックはずれ検出ユニット５のＣＰＵ２０によって、第１の判定基準を用いた第１の判別処理が行われる。第１の判別処理では、予め定めた所定の時間、例えば“８００μｓ”毎に、エッジ本数カウンタ部１６で得られたエッジ本数値が予め登録されている第１の閾値、例えば、再生時には“１０”本未満、記録時には“５”本未満であるかどうかがチェックされる。記録時と再生時でエッジ本数を変えているのは、再生時には多少感度を鈍くしても良いが、記録時には誤記録の可能性があるためである。

エッジ本数値が閾値以下であれば、記録媒体２にキズ、ゴミ、指紋等の付着が無く、トラックはずれが発生していないと判断されて、エッジ本数カウンタ１６がリセットされる（ステップＳ１）。

また、エッジ本数値が閾値より大きければ（ステップＳ１）、第１の判別処理が行われたとき、ＣＰＵ２０によって、光記録媒体２にキズ、ゴミ、指紋等の付着、またはトラックはずれが発生したと判断され、メモリ１９に記憶されているＮ区間分の各エッジ間隔時間値が読み出されて、各エッジ間隔時間値の合計時間が計算される（ステップＳ２）。その後、第２の判定基準を用いた第２の判別処理が行われ、合計時間が予め設定されている第２の閾値（例えば、３００μｓ）未満であるかどうかがチェックされる。

そして、合計時間が閾値以上であれば、ＣＰＵ２０によって、光記録媒体２にキズ、ゴミ、指紋等の付着が発生したと判断されて、エッジ本数カウンタ１６がリセットされる（ステップＳ３）。

また、合計時間が閾値未満であれば（ステップＳ３）、ＣＰＵ２０によって、各エッジ間隔時間値のうち、最大値になっているエッジ間隔時間値と、最小値になっているエッジ間隔時間値が抽出されて、各エッジ間隔時間値のバラツキを示す比率（比率＝最大値／最小値）が計算されるとともに（ステップＳ４、Ｓ５）、第３の判定基準を用いた第３の判別処理が行われて、比率が予め設定されている第３の閾値未満であるかどうかがチェックされ、比率が閾値以上であれば、光記録媒体２にキズ、ゴミ、指紋等の付着が発生して発生したノイズと判断されて、エッジ本数カウンタ１６がリセットされる（ステップＳ６）。

また、図３（ａ）に示すように、トラックはずれが発生し、図３（ｃ）に示すように、エッジ本数値が閾値より大きければ（ステップＳ１）、図３（ｄ）に示すように、第１の判別処理が行われたとき、ＣＰＵ２０によって、光記録媒体２にキズ、ゴミ、指紋等の付着、またはトラックはずれが発生したと判断されて、図３（ｂ）に示すように、メモリ１９に記憶されているＮ区間分の各エッジ間隔時間値が読み出されて、各エッジ間隔時間値の合計時間が計算された後（ステップＳ２）、第２の判別処理が行われて、合計時間が予め設定されている閾値未満であるかどうかがチェックされる。

そして、合計時間が閾値未満であれば（ステップＳ３）、ＣＰＵ２０によって、各エッジ間隔時間値のうち、最大値になっているエッジ間隔時間値と、最小値になっているエッジ間隔時間値が抽出されて、各エッジ間隔時間値のバラツキを示す比率（比率＝最大値／最小値）が計算される（ステップＳ４、Ｓ５）。そして、第３の判別処理が行われて、比率が予め設定されている閾値未満であるかどうかがチェックされる。

ここで、比率が閾値未満であれば（ステップＳ６）、ＣＰＵ２０によって、トラックはずれが発生したと判断され、記録中であれば、図３（ｅ）に示すように、停止指令が生成されて、サーボユニット４がオフ状態にされ、フォーカスサーボ処理、トラックサーボ処理が停止され（ステップＳ７）、記録停止命令が生成されてコントローラ６に供給され、記録動作が停止される（ステップＳ８）。

また、比率が閾値未満であると判定されたとき、再生中であれば、ＣＰＵ２０によって、停止指令が生成されて、サーボユニット４が一時的にオフ状態にされ、フォーカスサーボ処理、トラックサーボ処理が一時的に停止された後、サーボユニット４のオン準備が開始される。

《実施形態の効果》
このように、この実施形態では、サーボユニット４から出力されるトラックエラー信号を２値化して得られる２値化信号のエッジ本数値、エッジ間隔時間値を求めるとともに、エッジ本数値、エッジ間隔時間値が第１の判定基準、第２の判定基準、第３の判定基準を満たすかどうかを判定し、この判定結果に基づき、トラックはずれが発生しているかどうかを判定するようにしているので、光ディスクにキズ、ゴミ等が付着しているときに生じた２値化信号の乱れと、本当のトラックはずれで生じた２値化信号の乱れとを正確に識別させて、トラックはずれ検出処理を安定化させ、誤った記録停止、再生停止が発生しないようにすることができる。

《他の実施形態》
また、上述した実施形態では、トラックはずれが発生しているかどうかを判定する第１の判定基準として、一定時間、例えば“８００μｓ”におけるトラックエラー２値化信号のエッジ本数が一定値より大きくなっているかどうかを採用し、第２の判定基準として、連続したＮ区間、例えば３区間のエッジ間隔時間を合計した合計時間が一定値未満、例えば３００μｓ未満になっているかどうかを採用し、第３の判定基準として、最新Ｎ区間の各エッジ間隔時間のバラツキを示す比率（比率＝最大値／最小値）が一定値未満になっているかどうかを採用しているが、同様な識別精度を得ることができる判定基準があれば、これら第１の判定基準〜第３の判定基準のいずれかを他の判定基準に替えるようにしても良い。

例えば、第２の判定基準は、２値化信号が乱れている期間長を用いて、記録媒体２に生じたキズ、汚れか、トラックはずれかを判定するときに使用するものであることから、２値化信号が乱れている期間長に対応する値、例えば２値化信号のエッジ本数が異常な値になった時点を起点とし、エッジ本数が正常な値に戻るまでに要した時間（あるいは、間違ったトラックに対するトラッキング引き込みが開始されるまでに要した時間など）を計算し、この時間が予め設定した閾値より長いか、短いかに基づき、トラックはずれが発生しているかどうかを判別するようにしても良い。

本発明に係わる光ディスク記録再生装置の一例に示すブロック図。 図１に示す光ディスク記録再生装置のトラックはずれ検出時の動作例を示すフローチャート。 図１に示す光ディスク記録再生装置でトラックはずれが発生した時のタイミングチャート。 一般的な光ディスク記録再生装置で、キズ、ゴミ、指紋等が付着した箇所を通過した時のトラックエラー信号、２値化信号例を示す波形図。 一般的な光ディスク記録再生装置で、トラックはずれが発生した時のトラックエラー信号、トラックエラー信号を２値化信号、記録停止信号例を示す波形図。

符号の説明

１：光ディスク記録再生装置
２：光記録媒体
３：スピンドルユニット
４：サーボユニット
５：トラックはずれ検出ユニット
６：コントローラ
７：スピンドルモータ
８：モータドライバ
８：光ピックアップ
１０：フォーカスエラー信号生成部
１１：対物レンズ駆動アクチュエータ
１２：フォーカスアクチュエータドライバ
１３：トラックエラー信号生成部
１４：トラックアクチュエータドライバ
１５：２値化信号生成部
１６：エッジ本数カウンタ（エッジ本数／エッジ間隔時間検知部）
１７：基準クロック部
１８：エッジ間隔時間検出部（エッジ本数／エッジ間隔時間検知部）
１９：メモリ（エッジ本数／エッジ間隔時間検知部）
２０：ＣＰＵ（トラックはずれ判定部）

Claims (2)

1. ビーム光を使用して光ディスクに対するデータの記録、再生を行う光ディスク記録再生装置において、
   トラックエラー信号を２値化した２値化信号中に生成されるエッジの本数をカウントして得られる単位期間毎のエッジ本数値と、および前記エッジの各エッジ間隔時間を検出するエッジ本数／エッジ間隔時間検知部と、
   このエッジ本数／エッジ間隔時間検知部で得られた単位期間毎のエッジ本数値、および各エッジ間隔時間が予め設定されているトラックはずれ判定基準を満たすとき、トラックはずれが発生したと判定するトラックはずれ判定部と、
   を備えたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、
   前記トラックはずれ判定部は、
   前記単位時間毎のエッジ本数値が第１の閾値以下のとき、トラックはずれが発生していないと判定し、エッジ本数値が閾値より大のとき、トラックはずれが発生したと判定する第１の判定基準と、
   第１の判定基準によってトラックはずれが発生したと判定された場合に、記憶されているＮ区間分の各エッジ間隔時間の合計値が第２の閾値以上のとき、トラックはずれが発生していないと判定し、Ｎ区間分の各エッジ間隔時間の合計値が第２の閾値未満であるとき、トラックはずれが発生したと判定する第２の判定基準と、
   第２の判定基準によってトラックはずれが発生したと判定された場合に、エッジ間隔時間の最大値と最小値の比率を算出し、この比率が第３の閾値以上のとき、トラックはずれが発生していないと判定し、前記比率が第３の閾値未満であるとき、トラックはずれが発生したと判定する第３の判定基準と、
   から成ることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
   

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