JP5406033B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は光ディスク装置に関し、指紋のドットとドットとの間を検出することにより、光ディスク上の指紋の位置を正確に検知することができる光ディスク装置に関するものである。

光ディスクに記録されているデータは、比較的弱い一定の光量の光ビームを回転する光ディスクに照射し、光ディスクによって変調された反射光を検出することによって再生される。

再生専用の光ディスクには、光ディスクの製造段階でピットによる情報が予めスパイラル状に記録されている。これに対して、書き換え可能な光ディスクでは、スパイラル状のランドまたはグルーブを有するトラックが形成された基材表面に、光学的にデータの記録／再生が可能な記録材料膜が蒸着等の方法によって堆積されている。書き換え可能な光ディスクにデータを記録する場合は、記録すべきデータに応じて光量を変調した光ビームを光ディスクに照射し、それによって記録材料膜の特性を局所的に変化させることによってデータの書き込みを行う。

なお、ピットの深さ、トラックの深さ、および記録材料膜の厚さは、光ディスク基材の厚さに比べて小さい。このため、光ディスクにおいてデータが記録されている部分は、２次元的な面を構成しており、「記録面」または「情報面」と称される場合がある。本明細書では、このような面が深さ方向にも物理的な大きさを有していることを考慮し、「記録面（情報面）」の語句を用いる代わりに、「情報層」の語句を用いることとする。光ディスクは、このような情報層を少なくとも１つ有している。なお、１つの情報層が、現実には、相変化材料層や反射層などの複数の層を含んでいてもよい。

光ディスクに記録されているデータを再生するとき、または、記録可能な光ディスクにデータを記録するとき、光ビームが情報層における目標トラック上で常に所定の集束状態となる必要がある。このためには、「フォーカス制御」および「トラッキング制御」が必要となる。「フォーカス制御」は、光ビームの焦点（集束点）の位置が常に情報層上に位置するように対物レンズの位置を情報面の法線方向（以下、「基板の深さ方向」と称する場合がある。）に制御することである。一方、トラッキング制御とは、光ビームのスポットが所定のトラック上に位置するように対物レンズの位置を光ディスクの半径方向（以下、「光ディスク径方向」と称する。）に制御することである。

上述したフォーカス制御およびトラッキング制御を行うためには、光ディスクから反射される光に基づいて、フォーカスずれやトラックずれを検知し、そのずれを縮小するように光ビームスポットの位置を調整することが必要である。フォーカスずれおよびトラックずれの大きさは、それぞれ、光ディスクからの反射光に基づいて生成される「フォーカス誤差（ＦＥ）信号」および「トラッキング誤差（ＴＥ）信号」によって示される。

光ディスクの表面に指紋が付着すると、光ビームが指紋を横切るときに反射光量が低下し、光ビーム状の強度分布が不均一に低下するため、ＴＥ信号に対して外乱が入ることになり、トラッキングに異常が生じるため、トラック飛びなどのトラック外れが発生してしまうという問題があった。従来、このようなトラック外れを防止するため、特許文献１では反射光量の低下などを積極的に検出して、指紋を含むディフェクトの存在を検知したときは、検出した結果を使用者に通知することで予測可能な記録の失敗を防止する一方、光ディスクの汚れを使用者が認知した上で行う記録再生については許容し、更には繰り返しの告知を回避する手段を設けることによって、光ディスク汚れによる記録失敗の回避と、記録再生機会の確保とを両立させるようにしていた。

特開２００６−１７９１３６号公報

従来、高密度・大容量の光ディスクとして、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ等の光ディスクが実用化されてきた。また、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）は今も普及している。

光ディスクの記録密度を高めるためには、光ディスクのデータ面上に集束された光ビームのスポット径を小さくすることが好ましい。光ビームスポット径は、光ビームを集束するために用いられる対物レンズの開口数（ＮＡ）に反比例するため、対物レンズの開口数ＮＡを高くすることにより、光ビームのスポット径を縮小することが可能である。現在は、上述の光ディスクよりも更に高密度化・大容量化されたブルーレイ光ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ；ＢＤ）などの次世代光ディスクの実用化が進められつつある。ＢＤでは、対物レンズＮＡをＤＶＤに比べて高い値に設定するとともに、情報層の表面を薄い光透過層（厚さ：１００μｍ程度）で覆う構成を採用している。このため、ＢＤはＤＶＤに比べて、塵埃、指紋などが付着すると、情報面における光ビームへの影響（ビームスポット中の光量低下）が顕著に増加し、その分敏感になってしまう。

従来技術においては、指紋以外のディフェクト、例えば光ディスクの汚れ、擦り傷、掻き傷、塵埃なども反射光強度の振幅の低下に基づいて検出していた。このため、どのような種類のディフェクトでも、検知がなされたとき、ディフェクトが光ディスク上に存在することを通知するのみであった。このため、ユーザは、ディフェクトが存在する光ディスクを、他の光ディスクと交換するしかなかった。

しかしながら、留守録時や、ユーザが記録開始の設定後に就寝する夜間などには、ユーザにディフェクト検知を通知しても、光ディスクを交換することができない。このような場合には、記録品質が落ちるのを覚悟して、ディフェクトが検知された光ディスクに対して記録を開始または続行するか、エラーを表示して記録を中断するしかなかった。

この課題に対し、本発明者は特願２００７−２２３４２１においてＢＤにおける指紋の検出機能やクリーニング機構を搭載した装置を提案している。これはＢＤの表面におけるスポットのビーム径が０.１５ｍｍ程度になっていることに着目し、ビームが指紋のドットを通過すると、反射光の強度が離散的に欠落することを利用したものである。

ＨＤ-ＤＶＤ用の光ディスク装置およびＤＶＤ用の光ディスク装置に用いられる対物レンズの開口数（ＮＡ）は、それぞれ、０.６５、０.６０である。これらの開口数は、ＢＤの開口数に比べて小さい。ＨＤ−ＤＶＤやＤＶＤでは、光ディスクのカバー層厚がともに０.６ｍｍであり、ＢＤのカバー層厚の６倍である。このために、ＨＤ−ＤＶＤやＤＶＤでは、ディスク表面のビーム径は０.４ｍｍ以上となり、指紋に対しては平均的に光量が下がる。その結果、指紋以外のディフェクトと区別をつけて指紋を検出することができない。

本発明は上記課題に鑑み、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤにおいて光ディスク表面にフォーカスサーボをかけて、直接小さく絞ったスポットにより、指紋のドットを正確に検出することで指紋の特定を可能にした信頼性の高い光ディスク装置を提供することを目的とする。

また本発明は、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤあるいは、ＢＤとＤＶＤ、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤといったハイブリッド光ディスクまでも包含する光ディスクで指紋の検出を可能とした、信頼性の高い光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明の光ディスク装置は、光ビームを出射するレーザ光源と、表面および少なくとも１つの情報記録層を有する光ディスク上に、前記光ビームを集束させる光学系と、前記光ディスクに対する前記光ビームの焦点位置を制御するフォーカス制御部と、前記光ビームの焦点位置を光ディスクの前記表面に制御した状態で、前記光ディスクの前記表面から反射された光を検知し、反射光の強度に基づいて前記光ディスク上に指紋が存在するか否かを判定するディフェクト検出部とを備える。

好ましい実施形態において、前記レーザ光源は、第１の波長および前記第１の波長よりも長い第２の波長を含む複数の波長を有する複数の光ビームを出射し、前記光学系は、前記複数の光ビームから選択された任意の光ビームを前記光ディスク上に集束させる。

好ましい実施形態において、前記ディフェクト検出部は、前記指紋を構成する複数のドットに応答して前記反射光の強度が複数回低下したとき、前記光ディスク上に指紋が存在すると判定する。

好ましい実施形態において、前記レーザ光源は、ＢＤディスクのデータ記録または再生を行うとき、前記第１の波長を有する光ビームを出射し、ＢＤ以外の光ディスクのデータ記録または再生を行うときは、前記第２の波長を有する光ビームを出射する。

好ましい実施形態において、装填された光ディスクがＢＤディスクかＢＤ以外の光ディスクかを判定するディスク判別手段を備え、前記ディスク判別手段がＢＤディスクが装填されていると判断した場合、前記ディフェクト検出部は、前記光ビームの焦点位置を光ディスクの前記情報記録層に制御した状態で、前記光ディスクの前記情報記録層から反射された光を検知し、反射光の強度に基づいて前記光ディスク上に指紋が存在するか否かを判定する。

好ましい実施形態において、前記ディスク判別手段によるディスク判別を行うとき、前記光源は前記複数の光ビームのうち、前記第１の波長を有する光ビームを最初に出射し、前記ディスク判別手段は、前記第１の波長を有する光ビームの反射光に基づいて、装填された光ディスクがＢＤかＢＤ以外の光ディスクかを判別する。

好ましい実施形態において、装填された光ディスクがＢＤ以外の光ディスクであると判定された場合、前記光源は前記複数の光ビームのうち、前記第２の波長を有する光ビームを出射し、前記フォーカス制御部は、前記第２の波長を有する光ビームの焦点位置を前記光ディスクの前記表面に制御し、前記ディフェクト検出部は、前記光ビームの焦点位置を光ディスクの前記表面に制御した状態で、前記光ディスクの前記表面から反射された光を検知し、反射光の強度に基づいて前記光ディスク上に指紋が存在するか否かを判定する。

好ましい実施形態において、前記ディフェクト検出部が指紋検出を行うとき、前記レーザ光源は前記第２の波長を有する光ビームを出射し、前記フォーカス制御部は、前記第２の波長を有する光ビームの焦点位置を前記光ディスクの前記表面に制御する。

好ましい実施形態において、前記光学系は、ＢＤ用の対物レンズと、ＢＤ用の対物レンズよりも開口数ＮＡの小さい対物レンズとを有しており、前記第２の波長を有する光ビームの焦点位置を前記光ディスクの前記表面に制御するとき、前記フォーカス制御部は、ＢＤ用の対物レンズよりも開口数ＮＡの小さい対物レンズを通過させた光ビームを用いる。

好ましい実施形態において、前記ディフェクト検出部は、前記光ディスク上に存在するディフェクトが指紋か指紋以外のディフェクトかを、前記反射光の強度に基づいて、判別する。

好ましい実施形態において、指紋拭き取り装置を更に備え、前記ディフェクト検出部が光ディスク上に指紋が存在すると判定した場合に、前記指紋拭き取り装置は、その指紋をふき取る。

本発明の光ディスク装置は、光ディスク表面でフォーカス制御をかけて直接小さく絞ったスポットにより、指紋のドットを正確に検出することで指紋の特定を可能にすることができる。

また本発明の光ディスク装置は、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤあるいは、ＢＤとＤＶＤのハイブリッド光ディスクまでも包含する種々の光ディスクに対して指紋の検出を可能にする。

ＢＤハイブリッドの概略構成を示す断面図 ＢＤ／ＤＶＤハイブリッド光ディスクでの指紋と光ビームの関係を示す模式図 ＢＤでの指紋検出原理を説明するための指紋表面の顕微鏡写真を示す図 ＢＤでの指紋検出原理を説明するための光ビームとシミュレートした指紋ドットの関係を示す模式図 表面に合焦した場合の指紋検出原理を説明するための光ビームとシミュレートした指紋ドットの関係を示す模式図 本発明による光ディスク装置の基本的動作を示すフローチャート 本発明による光ディスク装置の機能ブロックの構成を示す図 本発明による光ディスク装置の機能ブロックのより詳細な構成を示す図 図７の指紋検出部の構成を示すブロック図 図８の指紋検出の動作を説明するための各部の信号波形図 図８の指紋検出の動作を説明するための各部の信号波形図 図８における指紋検出の処理の流れを示すフローチャート 図９の指紋検出部を拡張した欠陥検出部の構成を示すブロック図 光ビームの走査方向に指紋と指紋以外の欠陥（例えば埃）とが並んだ場合におけるＲＦ信号又は反射光量信号の出力と指紋検出信号、埃信号を示した図

（表面フォーカス指紋検出の原理）
まず、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤなどの光ディスクについて、指紋の検出原理を説明する。表１は、各光ディスクの光透過層厚（カバー厚：光ディスク表面から情報層までの距離）と、各光ディスクの記録再生に用いられる光ビームのＮＡおよび波長と、カバー層の屈折率と、レンズによって収束された光ビームの入射角と、情報層に合焦（フォーカス）したときの情報層における光ビームスポット径ｄｒおよび光ディスク表面における光ビームスポット径（表面径）ｄｈとを示したものである。

表１に示すように、情報層に合焦したときの情報層におけるスポット径ｄｒは、対物レンズを通過した光の回折限界で決まっている。スポット径ｄｒは、波長λとＮＡでｄｒ＝０.６λ／ＮＡと一意的に算出することができる。情報層に合焦したときのディスク表面におけるスポット径ｄｈは、ＮＡと光透過層厚Ｄで決まっている。このスポット径ｄｈは、レンズ通過後の光ビームの入射角をθとすると、以下の式で算出される。
ＮＡ＝ｓｉｎθ＝ｎ×ｓｉｎγ（ｎは光透過層の屈折率）
ｄｈ＝２Ｄ×ｔａｎγ

次に、図１（ａ）〜（ｃ）を参照する。図１（ａ）は、ＢＤおよびＨＤ−ＤＶＤのハイブリッド光ディスクの断面構成を示す図であり、図１（ｂ）は、ＢＤおよびＤＶＤのハイブリッド光ディスクの断面構成を示す図であり、図１（ｃ）は、ＢＤおよびＣＤのハイブリッド光ディスクの断面構成を示す図である。本発明による指紋検出は、ハイブリッド光ディスク以外の通常の光ディスクでも当然に適用されるが、説明のわかりやすさのため、ハイブリッド光ディスクを例にとり、指紋検出の原理を説明する。

なお、図１（ａ）から（ｃ）の各光ディスクが光ディスク装置に装填されたとき、各光ディスクの下方に光ピックアップが位置する。このため、光ディスクの下方から光ビームが光ディスク表面を介して情報層に入射することになる。

次に、図２（ａ）および図２（ｂ）を参照する。図２（ａ）は、ＢＤレンズ５１およびＤＶＤレンズ５２を搭載した光ピックアップからＢＤ／ＤＶＤハイブリッド光ディスクのＢＤ情報層３２にＢＤの光ビームをフォーカスさせている状態を模式的に示す断面図である。図２（ｂ）は、ＢＤレンズ５１およびＤＶＤレンズ５２を搭載した光ピックアップからＢＤ／ＤＶＤハイブリッド光ディスクの「ディスク表面」にＤＶＤの光ビームをフォーカスさせている状態を模式的に示す断面図である。

図に示す「ＷＤ」は、ワーキングディスタンスを意味し、対物レンズ５１、５２の上面から光ディスク表面３０までの距離である。ＢＤ情報層３２にデータを記録するとき、またはＢＤ情報層３２からデータを再生するとき、ＷＤは約０．３ｍｍに調整される。一方、ディスク表面に合焦するとき、ＷＤは約１．６ｍｍに調整される。図２(ａ）、図２（ｂ）に示される光ディスクでは、光ディスク表面３０に複数の指紋ドット２０が形成されている。

ＢＤの光ビームを用いてＢＤ情報層３２に合焦したときのスポットの表面径ｄｈは１３８μｍ（＝０．１３８ｍｍ）である。一方、ＤＶＤの光ビームを用いてディスク表面に合焦したときのスポットの表面径ｄｈは０．６５０μｍである。このように、ＤＶＤの光ビームであっても、光ディスクの表面に合焦した場合、「光ディスク表面」に形成される光ビームスポットの直径は、非常に小さくなる。

図３は光ディスク表面におけるある指紋の顕微鏡写真である。写真の白い点が指紋ドットである。指紋の具体的な形態は個人差、性別差、年齢差でばらつくものであるが、一般的に、指紋の各ドット２０の直径は約８０μｍ以下、ドット間領域の長さ（ドットピッチ）の平均は約０．３０ｍｍである。

図４（ａ）は、ＢＤの光ビームスポット１０ａ、ＤＶＤの光ビームスポット１０ｂ、および指紋ドット２０を模式的に示す平面図である。図４（ｂ）は、ＤＶＤの光ビームスポット１０ｂが指紋ドット２０を通過するときの反射光量の波形を示している。図４（ｃ）は、ＢＤの光ビームスポット１０ａが指紋ドット２０を通過するときの反射光量信号を示している。

本明細書における「反射光量信号」とは、光ディスクの反射光の強度を示す信号を意味するものとする。光ディスクの情報層に記録ピットや記録マークが形成されている場合、「反射光量信号」は記録ピットや記録マークによって変調された「ＲＦ信号」となる。また、光ディスクの情報層に記録ピットや記録マークが形成されていない未記録の場合は、「反射光量信号」は変調されないＨｉレベルの直流的な信号となる。

ＢＤ情報層３２に合焦したときの光ディスク表面でのスポット径ｄｈは０．１３８ｍｍであるため、図４（ａ）に示すドット間のピッチより小さくなる。このため、ＢＤの光ビームが指紋のドット２０を１個、１個通過することを反射光量の増減で十分検出できる（図４（ｃ））。

一方、光ビームが「情報層」に合焦したときのＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤの光ディスク表面でのスポット径は０．５７７ｍｍ、０．５２４ｍｍであり、指紋のドットより大きい。従って、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤにおいては、情報層に合焦した状態の光ビームが光ディスク表面に位置する指紋のドット１個、１個を通過しても、反射光の強度を示す反射光量の増減は小さく、指紋ドット２０を検出することは難しい（図４（ｂ））。

しかしながら、ＨＤ−ＤＶＤおよびＤＶＤの情報層に合焦している場合でも、ＨＤ−ＤＶＤおよびＤＶＤの情報層上におけるスポット径ｄｒに着目すると、スポット径ｄｒは、それぞれ、０．３７μｍおよび０．６５μｍであり、指紋のドットピッチに比べると、はるかに小さい。このため、光ビームのフォーカス位置が情報層上ではなく光ディスク表面上に制御されるようにフォーカスサーボをかければ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤでも指紋の検出が原理的には可能となる。

図５は、光ディスク表面に合焦したときのＨＤ−ＤＶＤまたはＤＶＤのスポットが指紋のドットを通過する様子を示したものである。図５の矢印Ａの場合、光スポットがドットの中に十分に包含される形となる。このため、光ビームが指紋ドットを通過している区間では反射光量が落ちてしまうので、その区間において反射光量信号をホールドし、そのホールドした時間と回数によって指紋の特定が可能となる。例えば指紋のドット径８０μｍと、ドットピッチ３００μｍは、ＨＤ−ＤＶＤのスポット径０．３７μｍ、ＤＶＤのスポット径０．６５μｍに対して十分大きい。このため、光ディスク表面に合焦した状態で、光ビームが指紋を通過している際の全反射光量信号は、８０μｍの低振幅と３００μｍの高振幅の階調を繰り返すことなる。時間にすると、例えば半径２５ｍｍの位置で３０００ｒｐｍ＝５０ｒｐｓ＝１回転１／５０秒で回転していると
５０ｍｍ×３．１４×５０＝７．８５ｍ／Ｓ
０．０８／７．８５×１０００＝１０μｓ
０．３０／７．８５×１０００＝３８μｓ
となる。このとき、反射光量を示す信号は、１０μｓと３８μｓ毎の繰り返し信号となるので、ＤＳＰやタイマーなどでも十分計測可能である。

このように、光ビームのフォーカス位置を光ディスクの内部に位置する情報層ではなく、光ディスク表面に制御することで、指紋のあるディスク表面上において光スポットを指紋検出可能な程度に小さく絞ることが可能となる。

表１に示すように、ＣＤのスポットでも光ディスク表面に合焦したときの表面径ｄｈは約１μｍまで絞ることができる。このため、情報層ではなくディスク表面にフォーカスすれば、光ディスクにおける光透過層の厚み、対物レンズのＮＡ、レーザの波長に依存することなく、指紋の検出が可能である。なお、図５の矢印Ｂ、Ｃについて、後述する。

次に、図６を参照して本発明による光ディスク装置の基本的な動作を説明する。

本発明の好ましい態様では、まず光ディスク装置に装填された光ディスクがＢＤか、ＢＤ以外の光ディスクかを判別する。このようなディスク判別は、ＢＤ用の光源および光学系を用いて行うことができる。

まず、光ディスク装置に光ディスクを装填した後、ステップＳＴ１００において、ＢＤ用の光源である青色（青紫色）の半導体レーザを駆動し、半導体レーザから青色の光ビームを放射させる。

ステップＳＴ１０２において、光ディスクがＢＤか否かを判別する。この判別処理の詳細は後述する。判別処理を実行した結果、光ディスクがＢＤであると決定された場合は、ステップＳＴ１０４に進む。ステップＳＴ１０４では、青色の光ビームをＢＤの情報層にフォーカスさせ、ディフェクトサーチを実行する。

一方、ステップＳＴ１０２において、光ディスクがＢＤではないと決定されたときは、ステップＳＴ１０６で光源を例えば赤色半導体レーザに切り替え、この半導体レーザから赤色の光ビームを放射させる。この光ディスクに対しては、ステップＳＴ１０８で情報層ではなく光ディスクの「表面」に光ビームをフォーカスし、ディフェクトサーチを実行することになる。

なお、図６の例では、最初に青色の光ビームによってディスク判別処理を開始しているが、ディスク判別処理は他の色の光ビームを用いて行ってもよい。例えば、ＤＶＤ用の光学系（赤色レーザと対物レンズＮＡ０．６）を用いてディスク判別処理を行ってもよい。この場合、装填されている光ディスクが、ディスク判別処理により、ＤＶＤであると判別されたならば、そのまま。赤色レーザを光ディスクの「表面」にフォーカスさせ、ディフェクトサーチを実行することになる。

また、ＣＤ用の光学系および赤外ビームを用いてディスク判別を開始する場合は、ディスク判別処理後に赤外ビームをディスク表面に合焦した状態でディフェクトサーチを行っても良い。

（実施形態１）
以下、本発明による光ディスク装置の第１の実施形態を説明する。

本実施形態では、光ディスク装置が備えるディスク判別部により、装填された光ディスク装置がＢＤであるか、それとも、ＢＤ以外の光ディスク（ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤなど）であるかを判別し、その判別結果に基づいて、指紋検出方法を切り換える。

前述のように、ＢＤは普通に情報層にフォーカスをかけた状態でも、光透過層が０．１ｍｍと薄いために、表面スポット径が０．１３８ｍｍと小さく、指紋のドットピッチ０．３ｍｍを十分検出可能である。また、ＢＤ用の光学系ではＮＡが０．８５と非常に高いため、光ディスク表面に合焦させた場合、光透過層厚みのばらつきや指紋ドット自体の盛り上がりの影響を受け、フォーカスエラー信号も非常に不安定となる。このため、ＢＤでは光ディスク表面で安定にフォーカス制御をかけるのは非常に難しい。一方、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤのために用いる光学系では、ＮＡは０．６５、０．６という比較的小さい値である。このために、光透過層の厚みばらつきに対する球面収差の影響は１／１０程度となり、光ディスク表面に対しても安定したフォーカス制御が可能である。

さらにＢＤは、情報層に合焦しているときのＷＤ（ワーキングディスタンス）が０．３ｍｍ以下と小さいため、なんとか光ディスク表面でフォーカスをかけたとしても、０．１ｍｍプラスされてＷＤは０．４ｍｍ程度しかない。このため、振動衝撃などでフォーカスが外れたときにレンズと光ディスクが衝突して、光ディスクに傷をつけてしまう。これに対して、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤでは、もともとＷＤが０．６〜１．０ｍｍと大きく、さらに光ディスク表面でフォーカスをかけると０．６ｍｍプラスされるため、ＷＤは１．０ｍｍ以上とれる。このため、振動衝撃でフォーカスが外れても、機構的にも防止し易く、あるいは電気的（システム的）にも衝突を十分検出して回避することができる。

以上の理由から、本実施形態では、ＢＤに対しては情報層に合焦した状態で指紋を検出するが、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤに対しては、光ディスクの表面に合焦した状態で指紋を検出する。

次に、図７を参照しながら、本実施形態における光ディスク装置の構成を説明する。

図７は、光ディスク装置の構成を示すブロック図である。光ピックアップ１０３はＮＡ＝０．６〜０６５とＮＡ＝０．８５の２つの対物レンズ、および波長６５０ｎｍと波長４０５ｎｍの２種類のレーザ光源を搭載している。

本実施形態の光ディスク装置は、光ピックアップ１０３と光ピックアップ１０３の動作を制御するサーボ制御回路１０６と、光ピックアップ１０３で検出した光ディスク１００上の情報信号を再生する再生回路１１０と、記録する情報に基づいて所定の変調方式でレーザ光源をパルス状に発光させることにより前記情報を光ディスク１００に書き込む記録回路１２２とを備えている。

光ピックアップ１０３は、光ディスクモータ１０１上に装填された光ディスク１００に対し、集束されたレーザ光を照射する。ＲＦサーボアンプ１０４は、光ディスク１００から反射された光に基づいて電気信号を生成する。サーボ制御回路１０６は、光ディスクモータ１０１に装填された光ディスク１００にフォーカスおよびトラッキング制御を実施する。

再生回路１１０は、ＲＦサーボアンプ１０４から出力された電気信号を波形等価回路１１１でイコライジングしてアナログ再生信号を生成する。生成された再生信号は２値化回路１１２でデジタル化された後、ＰＬＬ回路１１３によってリードクロック（基準クロック）と同期し、データ抽出がなされる。その後、復調回路１１４、エラー訂正回路１１５によって所定数のブロック毎にエラー訂正を実行する。再生回路１１０から出力された信号は、システムコントローラ１３０に入力される。システムコントローラ１３０は、Ｉ／Ｆ回路１３１と指紋処理部１３２とを有している。再生回路１１０からシステムコントローラ１３０に入力された信号は、Ｉ／Ｆ回路１３１を介してホスト１４０へと転送される。

記録回路１２２は、ヘッダやエラー訂正のための冗長ビットなどを付加するフォーマッタ部１２３と、所定の変調パターン（変調方式）に変調する変調回路１２４と、レーザ駆動回路１０７に入力するためのアナログ信号に変換するＤＡ変換器１２５とを備えている。記録回路１２２は、ホスト１４０からＩ／Ｆ回路１３１を介して送られてくる情報を光ディスク１００に記録するため、光ピックアップ１０３の中のレーザダイオード（不図示）をパルス状に発光させる。光ディスク１００に入射するレーザ光の強度変調に応じて、光ディスク１００の記録材料（たとえば有機材料や相変化材料）の反射率を変えることで、「１」または「０」の情報の記録を行う。

図８は、図７の光ディスク装置におけるサーボ制御回路１０６及び光ピックアップ１０３とその周辺部分の構成をさらに詳しく示したものである。次に図８を用いて詳細に説明する。

光ピックアップ１０３は、ＢＤ用のＮＡ０．８５の対物レンズ２０１と、ＨＤ-ＤＶＤ用、ＤＶＤ用のＮＡ０．６〜０．６５の対物レンズ２０２との２枚の対物レンズを具備し、それらの対物レンズを１対のフォーカスアクチュータ２０３とトラッキングアクチュエータ２０４で駆動する。

搭載された光ディスクがＢＤの場合、青紫色レーザダイオード２１９、コリメータレンズ２１０、偏向ビームスプリッタ２０７を介して、対物レンズ２０１に光ビームが入射し、光ディスク１００上に照射される。搭載された光ディスクが例えばＨＤ−ＤＶＤの場合は、青紫色レーザダイオード２１９、コリメータレンズ２１０、偏向ビームスプリッタ２０７を介して、対物レンズ２０２に光ビームが入射し、光ディスク１００上に照射される。ＤＶＤの場合は、赤色レーザダイオード２０５、コリメータレンズ２０６、偏向ビームスプリッタ２０７を介して、対物レンズ２０２に光ビームが入射され、光ディスク１００上に照射される。

光ディスク１００から反射された光は、偏向ビームスプリッタ２０７を通過し、ＢＤの場合は検出レンズ２０９によって、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤの場合は検出レンズ２０８によって所定の大きさに絞られた後、４分割ディテクタ２１１へ入る。４分割ディテクタ２１１のＡＢＣＤそれぞれの領域から、電気信号がプリアンプ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄによって増幅され、加算器２２３、２２４及び差動増幅器２２５によって、トラッキングエラー信号（ＴＥ）が、加算器２２３、２２４、２２６によってＲＦ信号が、加算器２２７、２２８及び差動増幅器２３０にてフォーカスエラー信号（ＦＥ）が生成される。

ＦＥ、ＴＥはＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）３００の指令により、光ディスク１００の反射率変動やレーザダイオード２０５、２１９の記録、再生のパワー変化に応じて、所定のゲイン調整（ゲイン切換）を行うことのできるゲイン切換器２３１、２３２と、ＡＤ変換器２３３、２３４を介して、ＤＳＰ３００に入力されている。入力されたＦＥは、遅延器、増幅器、加算器からなるフォーカス制御部３０１でデジタル演算によって低域補償や位相補償がなされたあと、切り換えスイッチ３０３を介し、ＰＷＭ（パルス幅変調）でフォーカス駆動回路２３５へ出力される。フォーカス駆動回路２３５は、電流増幅を行い、フォーカスアクチュエータ２０３を駆動することで、光ビームを所定の収束状態になるよう制御をかけることができる。

同様に入力されたＴＥは、遅延器、増幅器、加算器からなるトラッキング制御部３０２でデジタル演算によって低域補償や位相補償がなされたあと、トラッキング制御系をＯＮ、ＯＦＦするスイッチ３０４を介してＰＷＭでトラッキング駆動回路２３４へ出力される。トラッキング駆動回路２３４は、電流増幅を行い、トラッキングアクチュエータ２０４を駆動することで、光ビームがトラックを正しく走査するように制御をかけることができる。

加算器２２３、２２４、２２６によって生成された信号（以下、「反射光量信号」）は、ディスク判別部３０５および指紋検出部３０６に入力される。ディスク判別部３０５には、ＡＤ変換器２３３の出力であるＦＥ信号も入力される。

ディスク判別部３０５は、装填された光ディスクがＢＤか、ＢＤ以外の光ディスク（例えばＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤ）かのディスク判別、および情報層における記録の有無判断を行い、指紋検出部３０８に判別結果を制御信号として出力する。

ディスク判別部３０５は、装填された光ディスクがＢＤで、かつデータが光ディスクに記録されていると判断した場合、フォーカス制御部３０１とトラッキング制御部３０２にそのまま情報層にフォーカス制御、トラッキング制御をかけさせる。球面収差等をその情報層に合わせた後、反射光量信号（光ディスクに記録済みの場合、ＲＦ信号から高周波成分を除去したエンベロープ検波信号）によって、指紋検出部３０８は指紋通過時の反射光の明暗（信号振幅の増減）を検出、計測する。こうすることで指紋を他のディフェクトと区別して特定する。

ディスク判別部３０５は、装填された光ディスクがＢＤで、かつデータが光ディスクに記録されていないと判断した場合、あるいはＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤであると判断した場合、フォーカス制御部３０１に情報層ではなく、光ディスク表面をねらってフォーカス制御を引き込ませる。このとき、カバー厚が０．６ｍｍの情報層ではなく、カバー厚０ｍｍのディスク表面に合焦するので、コリメータレンズ２１２を光軸上に駆動させて、球面収差の値をディスク表面に合致させておくことが好ましい。コリメータレンズ２１２の代わりに収差を相殺するパターンに分割した液晶を用い、収差が最適になるように液晶の偏光方向を切り換えるようにして球面収差の値を表面に合致させてもよい。

以上のように、本実施形態の光ディスク装置では、ＢＤ以外の光ディスク（ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤ）が装填されていると判断した場合、光ディスク表面でフォーカス制御をかけて直接小さく絞ったスポットにより、指紋のドットを正確に検出することで指紋の特定を可能にすることができる。

次に、光ディスクの好ましい判別方法の例を説明する。

本実施形態では、最初に短波長（好ましくは青色）の光ビームを用いてディスク判別を実行する。本実施形態の光ディスク装置では、起動後、あるいは、光ディスクの装填後、その光ディスクの種類を判別する動作が完了する前において、まず、光ディスクの種類として候補に挙げられる複数種類の光ディスクのうち、波長の最も短い光ビームでデータの記録または再生が行われる光ディスク用の光ビームを光源から放射させる。好ましい実施形態において、候補に挙げられる複数の種類の光ディスクは、ＢＤを含む各規格に基づいて作製された光ディスク（ＤＶＤ、ＣＤなど）である。これらの光ディスクのうち、波長の最も短い光ビームでデータの記録または再生が行われる光ディスクはＢＤである。従って、青色用の光源から青色の光ビームを放射させることになる。

次に、フォーカス制御またはトラッキング制御を開始する前に、光ディスクによって反射された光ビームに基づいて光ディスクの種類を判別するための動作を開始する。具体的には、対物レンズを光ディスクに対して垂直な方向に移動させながらフォーカスエラー信号を検出し、Ｓ字カーブの数をカウントする。このＳ字カーブの数によって、搭載されている光ディスクがＢＤか否かを判定することが可能になる。すなわち、ＢＤ用の光学系は開口数ＮＡが高く、対物レンズから光ビームの集束点までの距離も短い。このため、対物レンズの軸方向移動（所定範囲の移動）に伴ってフォーカスエラー信号に現れるＳ字カーブがディスク表面によるものを除いて１つであれば、１つの情報層を備える単層ＢＤであると判定でき、２つであれば２つの情報層を備える２層ＢＤであると判定できる。これは、ＢＤの記録・再生に用いられる光学系の場合、対物レンズから光ビームの集束点までの距離（焦点距離）が短いため、青色光ビームの収束点がＤＶＤやＣＤの情報層にまで達せず、ＤＶＤやＣＤが装填されているときはフォーカスエラー信号にＳ字カーブが現れないからである。

このように青色の光ビームを用いると、赤色や赤外の光ビームを用いる場合に比べて、高い精度でディスク判別が可能になる。しかも、エネルギーの高い青色の光ビームを用いているにもかかわらず、フォーカス制御もトラッキング制御も開始していないため、再生光劣化を引き起こす可能性もほとんどない。

次に、光ディスク上に形成される光ビームのスポットが光ディスク上を標準速度以上の線速度で移動する状態で、フォーカス制御を開始する。フォーカス制御のもとで、光ディスクから反射された光ビームに基づいて光ディスクの種類を判別するための動作を実行する。具体的には、光ディスクからトラッキングエラー信号を生成し、このトラッキングエラー信号の振幅に基づいて光ディスクが照射光に対応したものか否かを判定することができる。

例えば、青色の光ビームを情報層上に集束させ、フォーカス制御を実行しているとき、もしも光ディスクがＢＤでなければ、振幅が充分に大きなトラッキングエラー信号は得られないため、光ディスクはＢＤではなかったと判定されることになる。逆にトラッキングエラー信号の振幅が所定レベル以上の大きさに達していれば、装填されている光ディスクはＢＤであると判定することができる。

以下、装填された光ディスクがＢＤか、ＢＤ以外のＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤかの判別が行われた後に、それぞれ情報面、光ディスク表面にフォーカスをかけた後、指紋検出を行う構成について説明する。図９は指紋検出部３０８の詳細構成を示したブロック図である。

指紋検出部３０８にＲＦ信号が入力される場合は、図７のＲＦサーボアンプ１０４からのＲＦ信号は、指紋検出部３０８内のＬＰＦ１２３０とエンベロープ検波回路１２２０に入力され、エンベロープ検波回路１２２０の出力と、ＬＰＦ１２３０の出力は、それぞれ２値化回路１２４０に入力されている。

２値化回路１２４０では、ＬＰＦ１２３０の出力信号を２値化のための基準レベル（スライスレベル）として、エンベロープ検波回路１２２０の出力信号をスライスし、切換スイッチ１２６０に入力される。また指紋検出部３０８に全反射光量信号が入射される場合は、ＬＰＦ１２３０の出力は光ディスクの反射光量に対応した反射光量信号であり、その信号は直接２値化回路１２４１にも入力されている。２値化回路１２４１は反射光量を所定の規定レベルでスライスして同様に切換スイッチ１２６０に入力される。切換スイッチ１２６０は、ディスク判別部３０５からの制御信号を受けて判別結果が、ＢＤでかつ、記録されている場合はスイッチの接点を上側に、ＢＤでかつ記録されていない場合、あるいは表面にフォーカスをかけるＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤの場合は、ＲＦ信号がないのでスイッチの接点を下側に切り換える。切換スイッチ１２６０の出力は、指紋のドット、ドット間に応じた２値化信号（指紋ドット信号）である。

本実施形態は、ＢＤとＢＤ以外のＨＤ-ＤＶＤを記録・再生するハイブリット対応の光ディスク装置であるが、ＢＤのみ再生するＢＤプレイヤーでは切換スイッチ１２６０は上側に固定にする。またＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤの全ての記録をサポートするようなユニバーサルレコーダでは、切換スイッチ１２６０は下側に固定しておいてもよい。

指紋ドット信号は波形整形部１２５０で波形整形された後、指紋計測部１２００内のタイマ１２０２でそのパルス幅、間隔（Ｈｉ、Ｌｏｗレベル）を計測される。指紋ドット信号は、指紋を構成する個々のドットに対応するパルスの列を含むため、パルスの幅やパルス間隔を計測することにより、指紋を他のディフェクトから識別することが可能になる。指紋計測部１２００内のタイマ１２０２は、指紋ドット信号に含まれる個々のパルス（Ｈｉｇｈレベル）の幅、パルスの間隔（Ｌｏｗレベル）を計測する。

計測値が、指紋のドットに相当する所定のパルス幅の範囲、およびドット間領域に相当する所定のパルス間隔の範囲内にあれば、指紋ドットの数がカウンタバッファ１２０１に蓄積される。光ビームが複数の指紋ドットを横切ったとき、指紋ドットを通過する毎にドット数が計数される。よって、光ビームが横切るディフェクトが指紋であれば、所定数以上の連続ドットが検出される。カウンタバッファ１２０１のカウント値（出力信号）は、比較器１２０４で所定値と比較される。カウンタバッファ１２０１のカウント値が所定値以上であれば、比較器１２０４から比較結果がゲート回路１２０３へ通知される。ゲート回路１２０３は、比較器１２０４の出力に基づいて指紋であるか否かの信号（指紋信号）を生成する。指紋信号は、ゲート回路１２０３から制御部１２１０へ帰還される。この帰還により、タイマ１２０２、カウンタバッファ１２０１はプリセットされる。また、次の指紋検出状態に遷移するとともに、指紋検出回路３０８から、システムコントローラ１３０内の指紋処理部１３２へ指紋信号を出力する。

なお、塵埃や傷によって反射光量信号の振幅が著しく低下することをＢＤＯ（ブラックドットアウト）と称する。本明細書では、塵埃や傷などによるディフェクト（指紋以外のディフェクト）を「ＢＤＯ」と称する場合がある。光ビームがＢＤＯを通過した場合は、２値化回路１２４０からは、１パルスの長い信号しか出力されない。このため、タイマ値の幅制限、または、カウンタバッファの計数値の制限から、ゲートは“Ｌ”のままとなる。この状態で制御部１２１０はタイマ１２０２、カウンタバッファ１２０１をプリセットするため、光ビームがＢＤＯを通過した場合に指紋信号は出力されない。

図１０（ａ）は、光ビームスポット１０ａと指紋ドット２０とを模式的に示す平面図である。図１０（ｂ）は、光ビームスポット１０ａが指紋ドット２０を通過するときのＲＦサーボアンプ１０４の出力（ＲＦ信号）の波形を示している。図１０（ｂ）のＲＦ信号は、記録ピットや記録マークによる反射率変化に応じた高周波成分を有している。光ビームが指紋ドット２０を横切るとき、ＲＦ信号の上側エンベロープの振幅が小さくなる。なお、光ディスクの情報層にデータが記録されていない場合は、反射光量信号に記録ピットや記録マークに起因する高周波成分は存在せず、反射光量信号の振幅は、指紋ドットの位置で低下することになる。図１０（ｃ）はエンベロープ検波回路１２２０の出力、図１０（ｄ）はＬＰＦ１２３０の出力、図１０（ｅ）は２値化回路１２４０によって２値化整形された信号（指紋ドット信号）、図１０（ｆ）はゲート回路１２０３から出力される指紋信号の各波形を示している。

一方、図１１（ａ）は、光ビームスポット１０ａとＢＤＯとを模式的に示す平面図である。図１１（ｂ）は、光ビームスポット１０ａがＢＤＯを通過するときのＲＦサーボアンプ１０４の出力（ＲＦ信号）の波形を示している。図１１（ｃ）は、エンベロープ検波回路１２２０の出力、図１１（ｄ）はＬＰＦ１２３０の出力、図１１（ｅ）は、２値化回路１２４０によって２値化整形された信号（指紋ドット信号）、図１１（ｆ）はゲート回路１２０３から出力される指紋信号の各波形を示している。

前述したように、ＢＤの光ビームスポット１０ａの直径は、ＤＶＤの光ビームスポットの直径の約１／４〜１／５の大きさであり、この大きさは指紋ドット２０のサイズやドット間隔に近い。このため、光ビームスポット１０ａが指紋を横切るとき、指紋検出部３０８にＲＦ信号が入射される場合は、図１０（ｂ）に示すように、反射光のＲＦ信号の振幅に変化が生じる。ＲＦ出力の振幅低下は、指紋を構成する個々の指紋ドットを光ビームスポット１０ａが横切るときに反射光量が低下するために発生する。なお、光ビームスポット１０ａの直径がＤＶＤのように大きいと、１つの光ビームスポット１０ａの中に複数の指紋ドットが常に含まれるため、図１０（ｂ）に示されるような個々の指紋ドットに対応したＲＦ信号（あるいは全反射光量信号）の振幅低下を検出することはできない。

図１０（ｄ）は、図１０（ｂ）の信号がＬＰＦ１２３０を通過した後のＬＰＦ出力を示している。この「ＬＰＦ出力」によって規定される「基準検出レベル」とエンベロープ検波回路１２２０の出力とを比較して２値化回路１２４０によって２値化すれば、図１０（ｅ）に示すように、指紋ドットに応じた波形を有する指紋ドット信号を得ることができる。

また指紋検出部３０８に全反射光量信号が入射される場合は、図１０（ｄ）は、反射光量信号がＬＰＦ１２３０を通過した後のＬＰＦ出力を示している。この「ＬＰＦ出力」を所定の規定レベルでスライスして２値化回路１２４１によって２値化すれば、図１０（ｅ）に示すように、指紋ドットに応じた波形を有する指紋ドット信号を得ることができる。

タイマ１２０２によって指紋ドット信号が所定のパルス幅（“Ｈ”幅）、パルス間隔（“Ｌ”幅）であれば、カウンタバアファ１２０１に蓄積される。比較器１２０４で指紋ドット信号のパルスが連続して所定値以上（例えば、３回以上）であると判断された場合、図１０（ｆ）に示すように、ゲート回路１２０３が指紋信号を生成・出力する。またタイマ１２０２によって指紋ドット信号間の間隔（“Ｌ”幅）がｔ３＜“Ｌ”幅になると、指紋信号をＨレベルからＬレベルに変更する。

一方、ＢＤＯは指紋ドットに比べて大きいため、図１１（ｂ）に示すように、ＲＦ信号の振幅が相対的に長い期間にわたり深く低下する。このようなＲＦ信号がＬＰＦ１２３０を通過すると、図１１（ｄ）に示すＬＰＦ出力が得られる。

図１１（ｃ）のエンベロープ検波回路の出力を２値化回路１２４０で２値化すれば、図１１（ｅ）に示すように、ＢＤＯの大きさに応じた波形を有する指紋ドット信号を得ることができる。この指紋ドット信号は、タイマ１２０２でパルス幅（“Ｈ”幅）が測定され、この場合のパルス幅がｔ１＜“Ｈ”幅＜ｔ２ではないのでカウンタバッファ１２０１にはカウントアップされない。よって、この場合は、図１１（ｆ）に示すように、指紋信号は出力されない。

次に、図１２を参照しながら、指紋検出フローの一例を説明する。

まず、ステップＳＴ３１において、ＲＦ信号のエンベロープ検波を行う。ステップＳＴ３２において、ＲＦ信号の２値化を行う。こうして、指紋ドット信号を生成する。

ステップＳＴ３３では、指紋ドット信号に含まれるパルスの幅Ｈが所定範囲内にあるか否かを判断する。所定範囲内にない場合、そのディフェクトは指紋ではないと判断し、ステップＳＴ３８に進む。ステップＳＴ３８では、カウンタをリセットし、あらたなディフェクト検出に備える。

ステップＳＴ３３において、パルスの幅Ｈが所定範囲内にあったとき、ステップＳＴ３４において、指紋ドットに対応するパルス列のパルス数ｎが３を超えるか否かを判定する。ｎが３を超えなかった場合、ディフェクトは指紋ではないと判断し、ステップＳＴ３８に進む。ｎが３を超えた場合、ディフェクトは指紋であると判断し、ステップＳＴ３５に進む。ステップＳＴ３５において、「指紋信号」のレベルを“Ｌ”から“Ｈ”に変化させる。

ステップＳＴ３６において、指紋ドット信号におけるパルスとパルスとの間隔が所定時間ｔ３よりも短い場合は、光ビームの指紋を通過している途中であると判断し、指紋信号のレベルを“Ｈ”に維持する。

一方、ステップＳＴ３６において、指紋ドット信号におけるパルスとパルスとの間隔が所定時間ｔ３よりも長い場合は、光ビームの指紋通過を完了したと判断し、ステップＳＴ３７において、指紋信号のレベルを“Ｌ”に低下させ、ステップＳＴ３８に進む。

以上が指紋検出を行う構成及び方法の詳細な説明である。

次にユーザに指紋の検出結果をメッセージする方法、指紋の自動クリーニング方法について説明する。

図７の指紋処理部１３２は、再生回路１１０内の復調回路１１４やさらにエラー訂正回路１１５を介して得られたアドレス信号によって、指紋信号の開始・終了アドレスを認識することができ、光ビームが通過した指紋のサイズや、半径位置を特定することができる。サイズと位置の特定ができると、その情報をＩＦ回路１３１を介し、ホスト１４０へ通知する。ホスト１４０は、レコーダ、プレイヤーでいうバックエンド、あるいはドライブがＡＴＡＰＩなどで接続されたＰＣである。

ホスト１４０は、通知を受けると、ＴＶモニタ１４１上に例えば、「光ディスクの内周、半径３５ｍｍ〜４０ｍｍの位置にΦ１０ｍｍの指紋が付着しています。記録、再生がうまくできない可能性があるので、拭き取るか光ディスクを交換してください。」と言ったお知らせをユーザに向け表示する。あるいはホスト１４０がプレイヤー、レコーダであれば、前面パネルの蛍光管に上記メッセージに相当するエラーコードを表示してもよい。あるいは、上記お知らせ（メッセージ）を音声にてユーザに知らせても良い。このことでユーザは確実に光ディスク上の指紋サイズおよび位置を知ることができるので確実に指紋を除去することができる。

上述した本発明の指紋検出手段（指紋検出部３０８と指紋処理部１３２）を搭載した光ディスク装置を用いて確実に指紋であること、またその指紋のサイズ、指紋が存在する半径位置が検出することができるので、光ディスク装置にクリーナ（拭き取りブラシ）を付けることで、指紋に対しほぼ正確に位置決めすることができるので、極めて短時間で自動クリーニングをすることが可能である。

以下、図７を参照して本実施形態の指紋クリーニングを説明する。

図７のシステムコントローラ１３０の指紋処理部１３２からの信号は、サーボ制御回路１０６を介して光ピックアップ１０３とさらにモータ駆動回路１０２を介して拭き取りブラシ１０８に入力される。

指紋処理部１３２は、再生回路１１０内の復調回路１１４やさらにエラー訂正回路１１５を介して得られたアドレス信号によって、指紋信号の開始アドレスおよび終了アドレスを認識することができ、光ピームが通過した指紋のサイズや、半径位置を特定することができる。サイズと位置の特定ができると、指紋処理部１３２はサーボ制御回路１０６に通知し、サーボ制御回路１０６は光ピックアップ１０３並びにそれを半径方向に駆動するトラバースモータ（非図示）を移動させ、またモータ駆動回路１０２を介して、拭き取りブラシ１０８を光ディスクの回転方向に対して逆回転に回転駆動させて、光ディスク１００表面に付着した指紋を拭き取ることができる。

また拭き取りブラシ１０８を特に逆回転駆動させなくても、光ディスクモータ１０１により光ディスクが回転しているので、拭き取りブラシ１０８を光ディスク１００に突出させて、所定の回転（時間）をかければ同様の効果を得ることができる。この時間は全周拭き取りさせる時間に比べると誤差の範囲である。

また従来は、ディフェクトが指紋かそれ以外の欠陥（傷、塵埃等）かの判別ができなかった。このため、ディフェクトが検出されたときは、そのディフェクトが塵埃であるかもしれないので、塵埃を除去するために光ディスクの全面に対して自動クリーニングを行うことが提案されていた。しかしながら、このような方法では、塵埃に対応したクリーナあるいはブラシによってクリーニングを行う必要があるので、指紋を完全に除去することは難しい。そのため、指紋を有効に除去できる保証はなかった。

本発明では、指紋とそれ以外の欠陥（塵埃等）とを判別して検出できるため、指紋の場合には指紋除去に特化したクリーナやブラシによって適切に指紋を除去することができる。また、本発明の好ましい実施形態によれば、指紋の正確な位置を把握でき、指紋が除去できたか否かを特定できるので、指紋の付着した場所を好適には指紋に特化したクリーナで指紋が確実に消えるまで拭き取りを繰り返すことができる。このため、短時間で指紋をほぼ確実に除去できる。

次に、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤの表面フォーカス制御を用いた指紋検出技術の改良について説明する。

前述したように、図５（ａ）は、光ディスク表面に合焦した場合の指紋検出原理を説明するための模式図である。図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、光ビームが、それぞれ、矢印Ａ、B、Ｃに沿って移動したときの反射光量を示す。

この改良例でも、装填された光ディスクがＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤのときは、それぞれの光ビームで光ディスク表面にフォーカス制御をかけて指紋の検出を行う。この場合は、指紋のドットピッチ３００μｍに比べて、光ディスク表面における光ビームが小さいため、光ビームスポット１０の移動が図５の矢印Ａの経路上にあれば良いが、矢印Ｂの経路上あれば、光ビームスポット１０が指紋ドットの間をすり抜けるため、指紋があっても検出することができない。

また光ディスク表面にはトラック（例えば「スパイラル上の溝」）がないため、光ディスク表面に合焦した状態では、トラックに沿ってスパイラル状に行う指紋走査や、トラックを何本毎かジャンピングして行うような指紋走査が難しい。また、トラッキング制御ができないため、光ディスクの偏心の影響で光ビームスポット１０と指紋の相対位置が変動する。このため、検出する指紋のパターンが指紋走査ごとに変動するので、指紋検出の精度が悪化するという課題もある。

上述の課題を解決するため、本実施形態では、図５の矢印Ｃに示すように、光ビームスポットをウォブリングさせることが好ましい。具体的には、指紋走査時に、トラッキングアクチュエータに正弦波の信号を印加することにより対物レンズ２０１、２０２をウォブリングさせながら光ディスクを回転させればよい。このようにすれば、光ビームが指紋ドットの隙間をすり抜けることを防止して指紋検出の精度をあげることができる。ウォブリングの周波数は、光ビームが指紋ドットを単位時間に横切る個数よりも十分高くすればよい。光ディスク上における光ビームスポットのウォブリングの振幅は、少なくとも２個の指紋ドットをカバーする大きさ（例えば６００μｍ程度以上）に調節すればよい。これにより、光ディスク表面でフォーカスを行う場合でも安定かつ正確に指紋の特定を行うことができる。

装填された光ディスクがＨＤ−ＤＶＤと判別された場合でも、ＤＶＤの対物レンズと赤色のレーザの光ビームで指紋検出することが望ましい。その理由を以下に説明する。

ＨＤ−ＤＶＤとＤＶＤは、規定されているレンズのＮＡも差があまりなく、基材厚０．６ｍｍと同じでディスク判別が難しい。また表１に示すように光ディスク表面で形成される光スポットのサイズはそれぞれ、ＨＤ−ＤＶＤは０．３４μｍ、ＤＶＤは０．６５μｍで指紋ドットから考えると同等である。さらに球面収差の影響は、波長逆数に比例するため、ＨＤ−ＤＶＤの青紫色のレーザビームのほうが約１．５倍影響を受けてフォーカス信号が乱れやすくなる。

よってＨＤ−ＤＶＤと判別された場合でも常にＤＶＤの対物レンズと赤色のレーザの光ビームで指紋検出するような構成にした方が、指紋検出の精度は同じでフォーカス安定性が向上する。また、ＤＶＤをＨＤ-ＤＶＤと間違って判別した場合でも、市場には圧倒的にＤＶＤが多いので、そのままフォーカス、トラッキング制御に移行でき、その後のリカバリが早くできるというメリットもある。

なお、図８、図９を参照しながら説明したように、本実施形態では、４分割ディテクタ２１１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ領域の全加算信号から生成されるＲＦ信号（全反射光量信号）によって指紋検出とディスク判別を行っている。しかし、例えば偏光フォログラムなどによって反射光を分割し、フォーカス信号およびトラッキング信号を別々のディテクタで検出する場合は、フォーカス系のディテクタのみの加算信号、あるいはトラッキング系のディテクタのみの加算信号を生成し、その信号によって指紋検出やディスク判別を同様に行うことができる。

（実施形態２）
ハイブリッド光ディスクにおいて、ＢＤ層の奥にＤＶＤ情報層が存在するという情報は、ＢＤ情報層に記録されている。このため、ＢＤ情報層に最初にフォーカスをかけないと、ＢＤの情報層の奥にＤＶＤ情報層があるかどうかわからない。搭載された光ディスクがハイブリッドかどうか分からない状態で、ＤＶＤ情報層にフォーカスを引き込みにいくと、ＤＶＤ情報層がなかった場合には、レンズは光ディスクに衝突してしまう。

本実施形態の光ディスク装置は、実施形態１の光ディスク装置と同様の構成を備えている。異なる点は、以下の通りである。すなわち、まず、ＢＤの光ビームを用いてＢＤ情報層でフォーカスをかけたあと、ハイブリッドかどうかの判別を行う。次に、その状態のまま、指紋検出を行う。そうすれば、フォーカスを再度ＯＦＦ、ＯＮすることもなく、速やかに指紋検出モードに移行できるので、ＤＶＤの光ビームで再度フォーカスを光ディスク表面にかけて指紋検出する場合よりも安定かつ高速に実現できる。

なお、ＢＤの情報層にフォーカス制御をかけたあと、ハイブリッド光ディスクではなく通常のＢＤディスクが装填されていると判断した場合は、ＢＤ情報層にフォーカス制御をかけた状態で指紋検出を行う。

（実施形態３）
本実施形態の光ディスクは、実施形態１の指紋検出部（図９）を改良して、指紋と指紋以外の欠陥とを検出できる欠陥検出部を備えている。他の構成は、実施形態１の構成と同様である。

本実施形態では、フォーカス制御部３０１がＤＶＤ又はＢＤ光ビームを用いてＤＶＤまたはＨＤ-ＤＶＤ光ディスク表面でフォーカス制御する際、図１３の欠陥検出部３０８１は、ＤＶＤまたはＨＤ-ＤＶＤ光ディスク上の指紋及び指紋以外の欠陥（埃）を検出する。また、フォーカス制御部３０１がＢＤ光ビームを用いてＢＤディスクの情報層でフォーカス制御する際、図１３の欠陥検出部３０８１は、ＢＤディスク上の指紋及び指紋以外の欠陥（埃）を検出する。

図１３は、図９の指紋検出部を拡張した欠陥検出部の構成を示すブロック図であり、図９の指紋検出部に対して埃信号を検出するパスを加えている。また図１４は、光ビームの走査方向に指紋と埃が並んだ場合に得られる反射光量信号の出力、指紋検出信号、埃信号などを示した図である。

以下、図９の指紋検出部に対して埃信号を検出するパスを中心に本実施形態の動作を説明する。

図７のＲＦサーボアンプ１０４中の加算器２２６の出力であるＲＦ信号または全反射光量信号は、欠陥指紋検出回路３０８１内のエンベロープ検波回路１２２０とＬＰＦ１２３０とＬＰＦ１２３１に分岐して入力される。ＬＰＦ１２３１の出力は、２値化回路１２４２に入力されている。

図１４（ｃ−１）、図１４（ｃ−２）は、それぞれ、ＬＰＦ１２３０の出力およびＬＰＦ１２３１の出力を示している。図１４（ｃ−２）に示すように、ＬＰＦ１２３１は、指紋検出用に配置されたＬＰＦ１２３０よりも帯域が低く（カットオフ周波数が低く）設定される。このため、ＬＰＦ１２３１は、埃のように広範囲にわたる、わずかな振幅低下に応じて緩やかに変化する信号を通過させる。

図１３の切換スイッチ１２６１は、ディスク判別部３０５からの制御信号を受ける。装填された光ディスクがＢＤであり、かつ、ＢＤにデータが記録されている場合は、制御信号に応じてスイッチの接点を上側に切り替える。一方、装填された光ディスクがＢＤであるが、ユーザデータが記録されていない場合や、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤの場合は、ＲＦ信号が得られないので、制御信号に応じてスイッチの接点を下側に切り換える。

ＬＰＦ１２３１を通過した信号またはエンベロープ検波回路１２２０の出力は、２値化回路１２４２により、スライスレベルＬＶ１よりも低く設定されたスライスレベルＬＶ２で２値化される。これによって指紋とは区別して埃を検出することができる。埃および指紋を検出した後に指紋処理部１３２、Ｉ／Ｆ回路１３１、ホスト１４０を介してユーザに通知したり、自動クリーニングをしたりする。

このように本実施形態によれば、光ビームの走査ライン上に指紋と指紋以外の欠陥（埃）があったとき、指紋と指紋以外の欠陥を区別した検出することが可能である。このため、専用の出力ポート、内部レジスタを搭載することで、指紋以外の欠陥を検出したときにはサーボのホールドを行い、埃、指紋を検出したときは、拭き取り通知など適宜最適な処理を行うことができる。

なお、本実施形態１−３の説明では、指紋検出の部分はハードウエアによるタイマ、カウンタを用いて説明したが、デジタルサーボを実現するような高速ＤＳＰなどの高速処理が可能なプロセッサを搭載すればソフトウエアでも実現可能である。

また、本発明は、単一波長の光ビームを放射するレーザ光源を用いた光ディスク装置、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなどの特定の光ディスクに対して記録および再生動作の少なくとも一方を実現する光ディスク装置においても実施することが可能である。

本発明の光ディスク装置は、ＢＤ、ＨＤ-ＤＶＤだけでなく、従来のＤＶＤにおいても、指紋を正確に検出でき、適切な記録動作、再生動作が実行できるため、ＢＤ、ＨＤ-ＤＶＤや今後の次世代光ディスクに好適に用いられる。

１０３ 光ピックアップ
１０６ サーボ制御回路
１０８ 拭き取りブラシ
１３２ 指紋処理部
３０１ フォーカス制御部
３０５ ディスク判別部
３０８，３０８１ 指紋検出部

Claims (3)

1. 第１の波長および前記第１の波長よりも長い第２の波長を含む複数の波長を有する複数の光ビームを出射するレーザ光源と、
   表面および少なくとも１つ情報記録層を有する光ディスク上に、前記複数の光ビームから選択された任意の光ビームを集束させる光学系と、
   前記光ディスクに対する前記光ビームの焦点位置を制御するフォーカス制御部と、
   前記光ビームの焦点位置を光ディスクの前記表面に制御した状態で、前記光ディスクの前記表面から反射された光を検知し、反射光の強度に基づいて前記光ディスク上に指紋が存在するか否かを判定するディフェクト検出部であって、前記指紋を構成する複数のドットに応答して前記反射光の強度が複数回低下したとき、前記光ディスク上に指紋が存在すると判定するディフェクト検出部と、
   前記第１の波長を有する光ビームの反射光に基づいて、装填された光ディスクがＢＤディスクかＢＤ以外の光ディスクかを判定するディスク判別手段と、
   を備え、
   前記レーザ光源は、
   ＢＤディスクのデータ記録または再生を行うとき、前記第１の波長を有する光ビームを出射し、
   ＢＤ以外の光ディスクのデータ記録または再生を行うときは、前記第２の波長を有する光ビームを出射し、
   前記ディスク判別手段によるディスク判別を行うとき、前記光源は前記複数の光ビームのうち、前記第１の波長を有する光ビームを最初に出射し、前記ディスク判別手段がＢＤディスクが装填されていると判断した場合、前記ディフェクト検出部は、前記光ビームの焦点位置を光ディスクの前記情報記録層に制御した状態で、前記光ディスクの前記情報記録層から反射された光を検知し、反射光の強度に基づいて前記光ディスク上に指紋が存在するか否かを判定し、
   装填された光ディスクがＢＤ以外の光ディスクであると判定された場合、前記光源は前記複数の光ビームのうち、前記第２の波長を有する光ビームを出射し、前記フォーカス制御部は、前記第２の波長を有する光ビームの焦点位置を前記光ディスクの前記表面に制御し、前記ディフェクト検出部は、前記光ビームの焦点位置を光ディスクの前記表面に制御した状態で、前記光ディスクの前記表面から反射された光を検知し、反射光の強度に基づいて前記光ディスク上に指紋が存在するか否かを判定する、光ディスク装置。
2. 前記ディフェクト検出部は、前記光ディスク上に存在するディフェクトが指紋か指紋以外のディフェクトかを、前記反射光の強度に基づいて、判別する、請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 指紋拭き取り装置を更に備え、
   前記ディフェクト検出部が光ディスク上に指紋が存在すると判定した場合に、前記指紋拭き取り装置は、その指紋をふき取る、請求項１に記載の光ディスク装置。

Images