JP2795268B2 - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

光ディスク記録再生装置

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JP2795268B2
JP2795268B2 JP22711496A JP22711496A JP2795268B2 JP 2795268 B2 JP2795268 B2 JP 2795268B2 JP 22711496 A JP22711496 A JP 22711496A JP 22711496 A JP22711496 A JP 22711496A JP 2795268 B2 JP2795268 B2 JP 2795268B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、短波長レーザーを
備えた光ディスク記録再生装置に関し、特に、誤操作に
より波長依存性のある光ディスクが装填されても、光デ
ィスク上のデータを壊すことなく光ディスクの種類を判
別する光ディスク判別回路を備えた光ディスク記録再生
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンパクトディスクの規格は、外径寸法
の違いから12cmディスクと8cmディスクが存在
し、使用目的の違いから読み出し専用,追記型,イレー
サブル型といった材質を変えたものが存在する。しか
し、これらの光ディスクの構造上の寸法はディスク直径
が12cmと8cmの2種類が存在するのみであり、そ
れ以外の厚み,チャッキング部の穴径,読み出し側の面
から反射面までの距離,記録面のピットの大きさやその
読み出し方向,半径方向の間隔までが規格書で定義され
ている。さらに書き込み/読み出しのレーザー光の波長
は780nm付近が使用され、この波長によるディスク
の反射率が定義され、光ディスクの材質が変わってもこ
の規格を満足するように設計されているため、光ディス
ク直径の12cm/8cmと追記型ディスクの記録部分
/未記録部分以外は特に光ディスクの物理的構造と材質
の点で判別を行なう必要はなかった。
【0003】まず、光ディスク直径に関しての第1の判
別方法をあげると、2つの光ディスク間には回転モーメ
ントの差があり、これを検出することにより判別が可能
である。
【0004】この一例としては、それぞれのディスクの
静止状態から、一定の回転トルクを与え、ある決められ
た回転速度に達するまでの時間をあらかじめ測定して制
御プログラム内に設定しておき、光ディスクが交換され
る度に同様の測定を行なって判別するものである。
【0005】また、第2の方法としては、装置に光ディ
スクを装填したときの直径10cm付近に反射型のフォ
トカプラーを設置して、直径12cmのディスクが装填
されたときに光ディスク面の反射を検出できるようにす
ることで、判別する方法もある。
【0006】次に、追記型光ディスクの記録部分と未記
録部分の判別方法をあげると、追記型光ディスクの未記
録部分は、すべて反射状態でピットは存在しないが、光
ピックアップを誘導するための溝は形成されている。そ
のため、記録部分では光ピックアップより溝に出来たピ
ットにレーザー光を当てることで、反射光の強弱を検出
してデータ信号とするが、未記録部分に入ると光ピック
アップはきちんと溝をトレースするが反射光は強のまま
となる。このことを利用して記録部分と未記録部分の判
別を行なうことができる。
【0007】ここで、従来の光ディスク再生装置に短波
長レーザーを使用し、光ディスクの種類の判別を行なう
場合の動作について図面を参照して説明する。
【0008】図7は従来の光ディスク再生装置のマイク
ロコンピュータが光ディスク挿入時に処理するプログラ
ムのフローチャートである。尚、従来の光ディスク再生
装置の構成図は図1と同じである。
【0009】ステップF1(以下、ステップを省略)で
光ディスクが挿入されたことを検出するとF4でレーザ
ー光の出力をONし、F5で光ディスク面の垂直方向に
レンズを上下させる。このとき光ディスクからの反射信
号をF6でチェックして、F7であらかじめ設定された
サーチ規定時間が経過するまでチェックを続ける。この
とき、F6で光ディスクからの反射信号が検出された場
合はF15でスピンドルモーターの回転を指示し、通常
の光ディスクイニシャル動作へと進む。
【0010】また、F6で光ディスクからの反射信号が
検出されず、さらにF7のサーチ規定時間が経過した場
合は、F10でレーザー光の出力をOFFにしてF14
でNG表示ONを指示し、F12で光ディスクが取り出
されるまでNG表示を継続し、光ディスクが取り出され
ると、F13でNG表示OFFの指示をしてF1の光デ
ィスク挿入チェックへ戻る。
【0011】この方法では、波長依存性のある光ディス
クを挿入すると、レーザー光が光ディスクに吸収されて
反射光が小さいため、F6では反射信号ありとならず、
さらには、光ディスクが停止状態でレンズを上下させる
ため、光ディスク上の一点にレーサー光のパワーが集中
して、波長依存性のある光ディスクのデータを破損する
可能性がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光ディスク再生装置では、波長依存性のある光ディス
クでも、十分に反射光が得られ、光ディスクに吸収され
ないレーザー光の波長を使用していたため、どのような
順番でディスク判別を行ってもディスクを破損すること
はなく、問題はなかった。ところが、波長の短いレーザ
ー光を使用する必要がでてきたため、ディスクが停止し
た状態でレーザー光を照射するとディスクを破損する可
能性が出てきた。
【0013】近年光ディスク記録・再生装置はデータの
記録容量の増加を目的として、光ディスクの外径,厚
み,チャッキング部の穴径はコンパクトディスクと共通
のまま、記録面側の光ディスク表面から反射面までの距
離,ピットの大きさやその読み出し方向,半径方向の間
隔をより小さくした高密度の光ディスクの規格が誕生し
た。さらに、ピットの大きさやその読み出し方向、半径
方向の間隔が小さくなったことから、この高密度の光デ
ィスク記録再生装置にはコンパクトディスクよりも波長
の短いレーザー光(650nm,635nm)が使用さ
れている。
【0014】ところが、コンパクトディスクにおける追
記型光ディスクは、その材質の関係から図3に示すよう
な波長依存性をもち、同じレーザー光の出力でも780
nmと635nmとでは4.5倍も吸収率に差があるこ
とが図から読みとれる。すなわちこのことは、高密度の
光ディスク記録再生装置において、波長635nmのレ
ーザー光でディスク上のデータを読みとるための小さい
レーザー光の出力であっても、光ディスクがコンパクト
ディスクの追記型であった場合、この光ディスク上に記
録作用が生じて、光ディスク上のデータを破損する可能
性があることを意味する。
【0015】一方、コンパクトディスクと高密度の光デ
ィスクは外径,厚み,チャッキング部の穴径において同
一寸法のため、機械的に双方の記録再生装置に装着が可
能であり、外見的にも同じであるためユーザーが誤認識
してコンパクトディスクの追記型光ディスクを高密度の
光ディスク記録再生装置に装填し、ディスク上のデータ
を破損させてしまうという問題点があった。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、波長依
存性のあるディスクに吸収率の高い波長のレーザー光を
読み出し出力で照射しても、光ディスク上のデータを破
損することのない破損防止方法と、同時にそのレーザー
光の波長では読み出せないことを認識できる光ディスク
判別方法を有する光ディスク記録再生装置を提供するこ
とにある。
【0017】そのため、 (1) 本発明の光ディスク記録再生装置は、光ディスク挿
入後、光ディスクを高速で回転させてから短波長レーザ
ー光を照射することで、レーザー光のエネルギーを分散
させ、光ディスク上の単位面積当たりに照射されるレー
ザー光のエネルギーを見かけ上小さくして、光ディスク
の破損を防ぐとともに光ディスクからのレーザー光の反
射量を測定することにより波長依存性のある光ディスク
であることを判別し、光ディスク上のデータ破損を未然
に防ぐことを特徴としている。 (2) 本発明の光ディスク記録再生装置は、光ディスクが
高速回転中に光ピックアップのレンズを光ディスク面の
垂直方向に往復動作させ、光ディスクからの反射信号を
基に変化する光ピックアップのレーザー光焦点信号の強
さを測定し、光ディスクが波長依存性をもち照射されて
いるレーザー光の波長で吸収率が高く光ディスク上のデ
ータ破損を起こす可能性がある場合、その信号が小さく
なるレーザー光焦点信号を利用して、波長依存性をもつ
光ディスクが、データ破損を起こすかどうかの判別を行
なうことを特徴としている。 (3) 本発明の光ディスク記録再生装置は、填された反射
率/吸収率に波長依存性のある光ディスクを高速で回転
させる手段と、高速で回転している光ディスクにディス
ク面の垂直方向に動作するフォーカス用レンズを通して
ディスク面にレーザー光を当てる手段と、ディスク面で
反射したレーザー光を測定し電気信号に変換する手段
と、電気信号の大きさを測定する手段とを設け、光ディ
スクに照射されるレーザー光のエネルギーを分散させて
光ディスク上のデータを破損することなく光ディスクか
らの反射光のレベルを検出して光ディスクを判別するこ
とを特徴としている。
【0018】上述したように、本発明は光ディスクの破
損を防ぐとともにディスクからのレーザー光の反射量を
測定することにより波長依存性のあるディスクであるこ
とを判別し、ディスク上のデータ破損を未然に防ごうと
いうものである。
【0019】この場合の光ディスクを破損させないため
のディスクの安全回転速度を求める。
【0020】図3の波長依存性のある光ディスクにおけ
るレーザー光の波長と吸収率の一例において、本発明の
光ディスク記録再生装置においては、この装置に装着可
能な波長依存性のある光ディスクにおけるこの装置が持
つレーザー光の波長(λ1)での吸収率(α1)と、そ
の波長依存性のある光ディスクが本来使用される光ディ
スク装置のレーザー光の波長(λ2)での吸収率(α
2)から吸収率のみを考慮した場合、次式を満たす回転
数以上で光ディスクを回転できるようにする必要があ
る。
【0021】 光ディスクの回転倍率 ≧ α1(%)/α2(%) ただし、式中の光ディスクの回転倍率とは、必要な光デ
ィスクの回転数/コンパクトディスクの最内周での標準
回転数である。
【0022】次に使用するレンズの開口率(NA)とレ
ーザー光の波長から光ディスク上にできるレーザー光の
スポット径が異なることから、高密度光ディスク記録再
生装置のスポット径をφ1、コンパクトディスクの光デ
ィスク記録再生装置のスポット径をφ2とした場合、こ
のスポット径の差から必要な光ディスクの回転倍率は、 光ディスクの回転倍率 ≧ φ12 /φ22 さらに、ピックアップに位置が最内周(半径r)の位置
からaだけ外側に移動した位置でディスク判別を行う場
合のディスクの回転倍率は、 光ディスクの回転倍率 ≧ {2(r+a)π}/2π
r ただし、πは円周率 以上のことから、上記の3条件を満たすディスクの回転
倍率は、 光ディスクの回転倍率≧(α1/α2)・(φ12 /φ
2 )・[{2(r+a)π}/2πr] が得られる。
【0023】このことにより、波長依存性の高い光ディ
スクに吸収率の高い波長のレーザー光を照射してもディ
スクが高速で回転しているため、レーザー光のエネルギ
ーが分散してディスク上の単位面積あたりのエネルギー
は、本来使用される波長のレーザー光がディスクの標準
速度で回転している場合に受けるエネルギー以下とな
り、光ディスク上のデータが破損することはなくなる。
【0024】同時に、光ディスクが高速回転中に光ピッ
クアップのレンズを光ディスク面の垂直方向に往復動作
させる。このとき、光ピックアップのレーザー焦点信号
は光ディスクからの反射信号を基に変化するが、光ディ
スクが波長依存性をもち、そのとき照射している波長の
レーザー光での吸収率が高いと光ディスクからの反射光
が少なくなるため光ピックアップのレーザー焦点信号は
非常に小さくなる。このレーザー焦点信号を利用して、
この波長依存性をもつ光ディスクが、この光ディスク記
録再生装置でデータ破損を起こすかどうかの判別が可能
となる。
【0025】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0026】図1は、本発明の光ディスク記録再生装置
の一実施の形態の説明を行なうために必要なブロックの
構成図である。
【0027】K1は光ディスクで、外径や厚み,チャッ
キング部が同じことから、コンパクトディスクと高密度
ディスクを対象としている。K3は光ディスクK1を回
転させるためのスピンドルモーターであり、K2はこの
スピンドルモーターK3に光ディスクK2を固定するた
めのディスクチャッキング部である。K6は光ピックア
ップ部で、レーザー光の発光、光ディスクK1上の目的
の場所へレーザー光を照射するためにレンズを動かす機
能、そして光ディスクK1より反射したレーザー光を電
気信号に変換する機能を有する。K7はRFアンプで、
光ピックアップK6で得られた光ディスクK1からの反
射信号に対応した微少な電気信号の増幅を行なう。K8
はA−D変換器で、光ピックアップK6で得られた光反
射信号をマイクロコンピュータへ取り込むためにアナロ
グデータをディジタルデータに変換する。K12はマイ
クロコンピュータで、各種の信号入力を受け、その信号
にしたがって決められた処理を行ない、その処理結果か
らスピンドルモーターK3や光ピックアップK6などを
総合的にコントロールする。光ピックアップK6のレン
ズの位置を変えるためにマイクロコンピュータK12よ
り出力されたレンズ上下位置制御信号をD−A変換器K
9でアナログ信号に変換し、さらに、レンズアクチュエ
ータアンプK10で増幅して光ピックアップK6に制御
信号を加える。また、スピンドルモータK3の速度制御
を行なうために、マイクロコンピュータK12から出力
された回転制御信号は、D−A変換器K4でアナログ信
号に変換され、さらに、モータードライバーK11でモ
ーター駆動信号に変換されてスピンドルモーターK3に
供給される。K5は光ディスクK1が装着された可能性
があることを検出するディスク装着検出装置である。K
13は光ディスクK1や光ディスク記録再生装置の状態
をユーザーに知らせる表示装置である。
【0028】図4は、代表的な光ピックアップ部の構造
を示した図である。光ディスクK1は半導体レーザー発
光ユニットP10より発光されたレーザー光は回折格子
P7を通過してビームスプリッタP6に達する。ここを
直進したレーザー光はレンズP4を通って光ディスク上
のP3で焦点をつくる。このとき、レンズP4の周囲に
はマグネットP5が取り付けられており、その周囲には
フォーカスコイルP2が配置してあり、このフォーカス
コイルP2にレンズ位置制御信号を与えることで光ディ
スク上の焦点を調整する。ディスク上で反射したレーザ
ー光は再びレンズP4を通過して、ビームスプリッタP
6へ入り、この中で横方向に反射し、凹レンズP8と円
筒レンズP9を通過してフォトディテクターP11に当
たって光電変換されて電気信号になる。
【0029】図5は、光ディスクと光ピックアップのレ
ンズ間の距離が変化した場合のフォトディテクター上の
像の形とフォーカスエラー出力の極性を表わした図であ
る。
【0030】この例では非点収差法を用いて説明を行な
う。フォトディテクターD1は4つの部分に分かれてお
り、このディテクターにレーザー光が入射するとそれぞ
れからその入射光の面積の強さに比例した電圧が出力さ
れる。また、フォトディテクター上にはピックアップ内
の円筒レンズの作用により、光ディスクとレンズ間の距
離により像の形が変化する構造になっている。図5
(a)は光ディスクとレンズ間の距離が小さい場合を示
したもので、像の形はD2のように縦長の楕円となる。
この時、差動アンプD5の出力は、プラスとなる。対し
て、図5(c)は光ディスクとレンズの距離が大きい場
合を示したもので、像の形はD4に示すように横長の楕
円となる。この時の差動アンプの出力はマイナスとな
る。さらに、光ディスクとレンズ間の距離がちょうどフ
ォーカスのとれた状態になると、図5(b)に示すよう
にディテクター上の像の形はD3のように円となる。こ
の時の差動アンプの出力はプラスとマイナスが等しくな
るので0になる。
【0031】以上のように非点収差法によると、光ディ
スクとレンズの距離を変化させることによりピックアッ
プから出力されるフォーカスエラー電圧が変化すること
がわかる。
【0032】図6は、光ディスクと光ピックアップのレ
ンズ間の距離を連続的に変化させた場合のフォーカスエ
ラー電圧の変化を示したものである。図6(a)はプレ
スディスクなどの波長依存性をもたない光ディスクや波
長依存性を持っていても吸収率が十分に小さい波長のレ
ーザー光を使用した場合を示す。すなわち、光ディスク
より十分に反射が得られるので、フォトディテクターに
入射するレーザー光が強いためフォーカスエラー信号も
大きい信号となる。一方、図6(b)は波長依存性のあ
る光ディスクに吸収率が大きい波長のレーザー光を照射
した場合のフォーカスエラー信号を示したものである。
光ディスク上でほとんどのレーザー光が吸収されてしま
って、フォトディテクターに戻るレーザー光が少ないの
で、フォーカスエラー信号が小さくなってしまう。な
お、本実施の形態による波長の短いレーザー光を使っ
て、波長依存性のある追記型タイプのコンパクトディス
クにおけるフォーカスエラー信号の振幅は、波長依存性
のないプレスディスクのフォースエラー信号の振幅に比
べて約1/10程度の結果が得られた。
【0033】以上のことから、図2のフローチャートに
したがってマイクロコンピュータを動作させることによ
り、波長依存性の高い光ディスクに吸収率の高い波長の
レーザー光を照射しても、通常の読み出しレベルの出力
であれば、光ディスク上のデータを破損することなく光
ディスク判別を行なうことができる。
【0034】次に、本実施の形態の動作について図2の
フローチャートを参照して説明を行なう。
【0035】まず、ドライブに光ディスクが装着される
と、ステップF1(以下、ステップを省略)で光ディス
クが挿入されたと判断し、F2にて光ディスク回転制御
信号を最大状態で出力する。この信号を受けたモータド
ライバーはスピンドルモータを最大回転状態にする。F
3では、あらかじめ光ディスクの停止状態から最高回転
状態になるまでの時間を設定しておき、その時間が経過
するのを待つ。そして、光ディスクが最高回転に達した
ところで、F4でレーザー光のON/OFF信号をピッ
クアップにあたえて、レーザー光をONにする。その状
態でF5ではレンズ上下位置出力信号をピックアップに
あたえて、レンズを繰り返し上下させる。さらに、F6
では、レンズを上下させて光ディスク上でのレーザー光
の焦点を変化させて、ピックアップより出力される反射
信号をRFアンプにて増幅し、反射状態の変化を観測す
る。このとき、追記型光ディスクのような波長依存性の
ある光ディスクの場合は、ピックアップより出力される
ほとんどのレーザー光が光ディスク上で吸収されるた
め、反射信号は非常に小さい。また、波長依存性のない
プレス光ディスクの場合は、追記型光ディスクに比べて
十分な反射が得られるため、比較的大きな反射信号とな
る。この反射信号の差を判別して、一定レベル以上が検
出できれば、現在装着されている光ディスクはプレス系
の光ディスクで、短波長レーザーを照射してもデータ破
損の可能性はないと判断し、F8でスピンドルモータの
回転をOFFとし、光ディスクの回転が停止するまでの
時間F9で待ってから通常の光ディスクイニシャル動作
へ移行する。F9で光ディスク回転の停止まちを行なう
のは、光ディスクの面ぶれなどの影響で正確なフォーカ
ス動作を行なえない可能性があるためである。
【0036】一方、F6で光ディスクからの反射信号が
検出できなかった場合は、F7にて規定時間、繰り返し
動作を行ない、それでも検出できなければ、追記型光デ
ィスクのような波長依存性のある光ディスクが装着され
ていると判断して、F10にて直ちにレーザー光出力を
OFFにし、F11でスピンドルモータの回転をOFF
にし、F14でユーザーにデータを破損する可能性があ
ることを表示して、F12にて光ディスクが取り出され
るのを待つ。光ディスクが取り出されたことをF13で
検出すると一連の動作を終了し、F1にて光ディスクが
挿入されるのを待つ動作へ戻る。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、光ディスク記録再
生装置では、従来は波長依存性のあるディスクに対して
高密度ディスクの書き込み及び読み出しに使用する波長
の短いレーザー光を読み出し時のエネルギーで照射した
場合でも書き込まれてしまって光ディスク上のデーター
破損を発生させてしまう可能性を生じていたが、本発明
による光ディスクの判別手段を備えた光ディスク記録再
生装置では、光ディスクを高速で回転させることによ
り、光ディスクが吸収する単位面積当たりのレーザー光
のエネルギーを低下させるため、光ディスクのデータが
破損することを防ぐと同時に、光ディスクが単位時間当
たりに吸収するレーザー光のエネルギーは、通常の読み
出し時と同じであるため、光ディスクから反射するレー
ザー光の強さを測定することにより、波長依存性のある
光ディスクであることを判別することができる。
【0038】よって、この判別手段を用いることにより
波長依存性のある光ディスクのデータを破損することは
なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ディスク記録再生装置の一実施の形
態を示す構成図である。
【図2】図1の光ディスク記録再生装置のマイクロコン
ピュータによる処理の一例を説明するためのフローチャ
ートである。
【図3】図1の光ディスク記録再生装置における波長依
存性のある光ディスクの波長の変化に対する吸収率と反
射率の変化の一例を示すグラフである。
【図4】代表的な光ピックアップの構造図である。
【図5】光ピックアップの非点収差法によるフォーカス
の検出方法を説明するための図である。
【図6】光ディスク面と光ピックアップのレンズ間の距
離を連続的に変えた場合のフォーカスエラー信号の出力
を説明するための図である。
【図7】従来の光ディスク再生装置のマイクロコンピュ
ータによる処理の一例を説明するためのフローチャート
である。
【符号の説明】 K1 光ディスク K2 ディスクチャッキング部 K3 スピンドルモーター K4 ディジタル・アナログ変換器 K5 ディスク装着検出器 K6 光ピックアップ K7 RFアンプ K8 アナログ・ディジタル変換器 K10 レンズアクチュエータアンプ K11 モータードライバー K12 マイクロコンピュータ K13 表示部 P2 フォーカスコイル P3 光ディスク上のレーザー光焦点 P4 レンズ P5 マグネット P6 ビームスプリッタ P7 回折格子 P8 凹レンズ P9 円筒レンズ P10 半導体レーザー発光ユニット P11 フォトディテクター D1 フォトディテクター D2 光ディスク−レンズ間距離が小さいときの像形 D3 光ディスク−レンズ間距離がジャストフォーカ
ス時の像形 D4 光ディスク−レンズ間距離が大きいときの像形 D5 差動アンプ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ディスク挿入後、前記光ディスクを高
    速で回転させてから短波長レーザー光を照射すること
    で、レーザー光のエネルギーを分散させ、前記光ディス
    ク上の単位面積当たりに照射されるレーザー光のエネル
    ギーを見かけ上小さくして、前記光ディスクの破損を防
    ぐとともに前記光ディスクからのレーザー光の反射量を
    測定することにより波長依存性のある光ディスクである
    ことを判別し、前記光ディスク上のデータ破損を未然に
    防ぐことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
  2. 【請求項2】 光ディスクが高速回転中に光ピックアッ
    プのレンズを光ディスク面の垂直方向に往復動作させ、
    前記光ディスクからの反射信号を基に変化する光ピック
    アップのレーザー光焦点信号の強さを測定し、前記光デ
    ィスクが波長依存性をもち照射されているレーザー光の
    波長で吸収率が高く前記光ディスク上のデータ破損を起
    こす可能性がある場合、その信号が小さくなる前記レー
    ザー光焦点信号を利用して、前記波長依存性をもつ光デ
    ィスクが、データ破損を起こすかどうかの判別を行なう
    ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
  3. 【請求項3】 填された反射率/吸収率に波長依存性の
    ある光ディスクを高速で回転させる手段と、前記高速で
    回転している光ディスクにディスク面の垂直方向に動作
    するフォーカス用レンズを通してディスク面にレーザー
    光を当てる手段と、前記ディスク面で反射したレーザー
    光を測定し電気信号に変換する手段と、前記電気信号の
    大きさを測定する手段とを設け、前記光ディスクに照射
    されるレーザー光のエネルギーを分散させて光ディスク
    上のデータを破損することなく光ディスクからの反射光
    のレベルを検出して光ディスクを判別することを特徴と
    する光ディスク記録再生装置。
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