JPH11232768A - ディスク判別方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスク表面のキズやゴミ，面振れ，ディス
ク間の反射率ばらつき，あるいは光学的な光量の変動な
どによる影響を受け難く、短時間でディスクの種類を判
別する。 【解決手段】 対物レンズの設計値とディスク厚さとの
関係に応じて、光検出器上における光スポットの様子が
変化する。ディスク厚さが対物レンズの設計値と異なっ
ている場合は、ディスク厚さが対物レンズの設計値と一
致している正規の場合と比較して、フォーカスエラー信
号のピークレベルが減少する（(A)及び(D)参照）。一
方、総和信号のピークレベルは、ディスク厚さによって
は変化しない（(B)及び(E)参照）。このため、フォーカ
スエラー信号振幅ＦＡと総和信号振幅ＱＡの比を予め設
定したしきい値と比較することで、ディスク厚さが判別
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディスク判別方
法及びその装置にかかり、例えばＣＤとＤＶＤを判別す
る場合に好適なディスク判別技術の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク媒体としてはＣＤがよく知られ
ているが、最近は記録の高密度化を図ったＤＶＤが提供
されている。このＤＶＤ規格のディスクは、ＣＤ規格の
ディスクと比較して、半径が等しく厚さがＣＤの半分の
ディスクを２枚貼り合わせた構成となっている。このた
め、ＣＤとＤＶＤでは、ディスク形状がほぼ同じ大きさ
となるとともに、重量もほぼ同等となる。

【０００３】一方、このような各種のディスク媒体に対
して１台の装置で共通に記録，再生などを行うことがで
きると、使い勝手がよく好都合である。しかし、単一の
装置で各種のディスク媒体を扱うためには、いずれの規
格に対応したディスクであるかを判別する必要がある。
ところが、上述したＣＤとＤＶＤのように、外形的特徴
がほぼ共通するような場合には、外形的要因だけでそれ
らを判別することは意外に困難である。従って、ディス
ク判別には、ディスク外形以外の相違を利用することに
なる。

【０００４】このようなディスク判別の一つとして、特
開平８−２８７５８８号公報に開示されたものがある。
図７には、その概略の構成が示されており、サーチ信号
発生手段９００で発生したサーチ信号基づいて、対物レ
ンズ９０２をディスク９０４に対して上下に移動させ
る。このとき、光ビームは、まず光ディスク基板９０４
Ａの表面９０４Ｂで反射され、次に光ディスク９０４の
信号面９０４Ｃから反射される。

【０００５】このとき受光素子９０５から出力されるデ
ィスク基板表面９０４Ｂで反射する信号と、ディスク信
号面９０４Ｃで反射する信号を、表面反射検出手段９０
６，信号面反射検出手段９０８によってそれぞれ検出す
る。次に、計時手段９１０によって、両反射信号を検出
する間の時間，すなわちディスク基板表面からの反射光
が検出された時点から、ディスク信号面からの反射光が
検出された時点までの時間差を計測する。この時間差は
ディスク基板の厚さに対応する。判定手段９１２では、
この時間差から、ディスク表面９０４Ｂから信号面９０
４Ｃまでの厚さが計算され、更にはその結果に基づいて
ディスクが判別される。

【０００６】他に、ディスクからの反射信号の強度の違
いからディスクを判別する方法や、ディスクの種類によ
ってピット深さやトラックピッチが異なることを利用す
るものもある。これによれば、合焦状態でトラッキング
エラー信号を検出し、その信号を利用してディスクが種
類が判別される。特開平９−３２０１８０号公報に開示
された光ディスク半別手法のように、合焦状態で再生信
号ＲＦレベルを比較するものもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来技術では、次のような不都合がある。 (1)ディスクの表面及び信号面からの反射信号を検出す
る方法では、表面からの反射信号が信号面からの反射信
号に比べて非常に小さく、キズ、ごみなどによる影響を
受けやすい。また、ディスクを回転させた状態で検出動
作を行った場合、ディスクの面振れによって対物レンズ
とディスクの距離が変化してしまうため、ディスク厚の
測定に影響を及ぼしてしまう。

【０００８】(2)次に、信号面からの反射光の強度の違
いから判別する方法では、ディスクの反射率のばらつき
や、光学的な光量の変動などによる影響を受けやすいと
いう不都合がある。

【０００９】(3)次に、トラッキングエラー信号を利用
する方法や再生信号ＲＦレベルをを比較する方法では、
ディスクにフォーカスをかけた状態でトラッキングエラ
ー信号や再生信号を検出する必要があるため、一旦フォ
ーカスサーボをロック（サーボオン）させなければなら
ない。従って、ディスクの判別までに多少時間が必要と
なる。また、ディスクの種類によっては、フォーカスサ
ーボをロックさせることが困難な場合があり、フォーカ
ス引き込み動作を何回かリトライすることによって非常
に時間がかかり、結果としてディスクを判別するまでに
長い時間を要することとなってしまう。

【００１０】本発明は、これらの点に着目したもので、
ディスク表面のキズやゴミ，面振れ，ディスク間の反射
率ばらつき，あるいは光学的な光量の変動などによる影
響を受け難く、短時間でディスクの種類を判別すること
が可能なディスク判別方法及びその装置を提供すること
を、その目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のディスク判別方
法は、ピックアップから出力された光によりフォーカス
サーチを行って、フォーカスエラー信号及びディスクか
らの反射光の総和信号を同時に得るステップ；前記フォ
ーカスエラー信号の振幅と、前記総和信号の振幅をそれ
ぞれ検出するステップ；前記フォーカスエラー信号の振
幅と、前記総和信号の振幅を比較してディスクの厚さを
判別するステップ；含むことを特徴とする。

【００１２】本発明のディスク判別装置は、対物レンズ
をフォーカス方向に移動させるサーチ手段；フォーカス
エラー信号を検出する第１の信号検出手段；ディスクか
らの反射光の総和信号を検出する第２の信号検出手段；
前記第１の信号検出手段によって得られたフォーカスエ
ラー信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段；前記第
２の信号検出手段によって得られた総和信号の振幅を検
出する第２の振幅検出手段；前記サーチ手段によるフォ
ーカスサーチ中に同時に得られたフォーカスエラー信号
及び総和信号の振幅を比較してディスクの厚さを判別す
る判別手段；を備えたことを特徴とする。

【００１３】主要な形態の一つによれば、前記第１及び
第２の信号検出手段が、同一の光検出手段によって構成
される。あるいは、前記第１及び第２の信号検出手段
と、ディスクから記録情報を読み取る信号検出手段が、
同一の光検出手段によって構成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明は、ディスクの厚さが異なった場
合、対物レンズの設計条件に起因して発生する球面収差
によって、光検出器上のスポットが、最も集光された状
態でもディスク厚さが正規の場合と比較して広がった状
態にしかならないことを利用して、ディスク判別を行う
ものである。光ディスクのピックアップにおいて、対物
レンズは、信号面上に集光されるスポットが、該当する
ディスクの厚さに対して最小になるように設計されてい
る。このため、あるディスク厚さに対して設計された対
物レンズを用いて、基板厚さが異なる他のディスクを再
生しようとすると球面収差が発生し、ディスク信号面上
のスポットは十分に集光することができない。

【００１５】一方、ディスク信号面上で反射した光は、
再び対物レンズに入射した後、集光されて光検出器上に
スポットを形成する。この光検出器上のスポットは、デ
ィスク信号面上のスポットの広がりに比例して広がる。
このため、ディスク厚さが対物レンズの設計値と異なる
場合には、球面収差により、光検出器上のスポットの大
きさも、正規の大きさより広がってしまう。

【００１６】ところで、光ディスクにおける一般的なフ
ォーカス検出法には、非点収差法やナイフエッジ法があ
る。以下、順に説明する。

【００１７】(1)非点収差法 この方法は、シリンドリカルレンズや光路中に斜めに挿
入された平行平板によって発生させた非点収差を利用し
てフォーカス検出を行うものである。この手法では、図
４(A)に示すような４分割の光検出器Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに
よってディスクと対物レンズの距離に応じて変化するス
ポットの形状変化を検出する。フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅは、４分割光検出器の出力から、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋
Ｄ）により計算される。また、すべての出力の和である
総和信号Ｑsumは、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）により計算され
る。

【００１８】図５は、非点収差法における光検出器上の
スポットの様子の一例を示したものである。まず、(A)
〜(C)に示すディスク厚さが対物レンズの設計値に合っ
ている場合から説明する。対物レンズによって集光され
た光がディスク信号面上にある場合は、(B)に示すよう
に、４分割光検出器上のスポットはほぼ円形形状とな
り、４分割光検出器Ａ〜Ｄの各出力はそれぞれが同じレ
ベルとなる。

【００１９】一方、ディスクと対物レンズのフォーカス
方向の距離が変化し、対物レンズによって集光された光
の集光点がディスク信号面から遠ざかると、光検出器上
のスポット形状は同図(A)のように線状に変化する。こ
のため、四分割光検出器の出力は、対角にあたる二つの
出力Ａ，Ｃが増加し、もう一方の対角にあたる二つの出
力Ｂ，Ｄが減少する。逆に、対物レンズによって集光さ
れた光の集光点がディスク信号面に近づくと、光検出器
上のスポット形状は同図(C)のように線状に変化する。
このため、四分割光検出器からの出力は、上記の場合と
反対に、対角にあたる二つの出力Ａ，Ｃが減少し、もう
一方の対角にあたる二つの出力Ｂ．Ｄが増加する。ディ
スクが遠ざかった場合と近づいた場合のスポット変化の
方向は光学系の設計に依存し、光学系の設計によっては
図と反対の方向に変化する場合もある。

【００２０】次に、(D)〜(F)に示すディスク厚さが対物
レンズの設計値と異なっている場合について説明する。
この場合は球面収差が発生し、ディスク信号面上におけ
る集光状態が不十分となる。その結果、光検出器上のス
ポットも影響を受け、ディスクと対物レンズの距離に応
じて、同図(D)〜(F)のように変化する。このように、デ
ィスク厚さが対物レンズの設計値と異なる場合、対物レ
ンズをディスクに対して上下させるフォーカスサーチ動
作時における光検出器上のスポットの変化は、ディスク
厚さが正規の場合と異なるようになる。

【００２１】(2)ナイフエッジ法 この方法は、光検出器に入射する収束光路中に配置した
ナイフエッジによって光束の一部を遮蔽すると、ディス
クと対物レンズの距離に応じて光検出器上のスポットが
移動することを利用してフォーカスを検出する方法であ
る。この手法では、図４(B)に示すような２分割の光検
出器Ａ，Ｂによってディスクと対物レンズの距離に応じ
て変化するスポットの移動を検出する。フォーカスエラ
ー信号ＦＥは、２分割光検出器の出力から（Ａ−Ｂ）に
より計算される。また、すべての出力の和である総和信
号は、（Ａ＋Ｂ）により計算される。

【００２２】図６は、ナイフエッジ法における光検出器
上のスポットの様子の一例を示したものである。まず、
(A)〜(C)に示すディスク厚さが対物レンズの設計値に合
っている場合から説明する。対物レンズによって集光さ
れた光がディスク信号面上にある場合は、(B)に示すよ
うに、２分割光検出器上のスポットは２分割された光検
出器の中心にほぼ集光された状態になる。このため、２
分割光検出器Ａ，Ｂの各出力はほぼ同じレベルとなる。

【００２３】一方、ディスクと対物レンズのフォーカス
方向の距離が変化し、対物レンズによって集光された光
の集光点がディスク信号面から遠ざかったり、あるいは
近づいたりした場合は、光検出器上のスポット形状は、
同図(A)，(C)のように２分割光検出器の左右に移動し、
広がりをもった形状になる。このため、２分割光検出器
の出力は、いずれか一方が増加し、他方が減少する。デ
ィスクが遠ざかった場合と近づいた場合のスポット変化
の方向は光学系の設計に依存し、光学系の設計によって
は図と反対の方向に変化する場合もある。

【００２４】次に、(D)〜(F)に示すディスク厚さが対物
レンズの設計値と異なっている場合について説明する。
この場合は、前記非点収差法の場合と同様に球面収差が
発生し、ディスク信号面上における集光状態が不十分と
なる。その結果、光検出器上のスポットも影響を受け、
ディスクと対物レンズの距離に応じて、同図(D)〜(F)の
ように変化する。

【００２５】以上のように、非点収差法及びナイフエッ
ジ法のいずれにおいても、ディスク厚さが対物レンズの
設計値と異なる場合、対物レンズをディスクに対し上下
させるフォーカスサーチ動作時における光検出器上のス
ポット変化の様子は、正規のディスク厚さの場合と異な
って変化する。

【００２６】図３には、フォーカスサーチ時におけるフ
ォーカスエラー信号と総和信号の変化の様子が示されて
いる。同図中、(A)，(B)はディスク厚さが正規の場合の
フォーカスエラー信号（ＦＥ）と総和信号（Ｑsum）で
あり、(D)，(E)はディスク厚さが正規と異なる場合のフ
ォーカスエラー信号と総和信号である。これらは、同図
(C)，(F)に示すサーチ信号波形に基づいて対物レンズを
ディスクに対して上下動させたときに得られる信号であ
る。

【００２７】図５，図６に示したように、対物レンズの
設計値とディスク厚さとの関係に応じて光検出器上にお
ける光スポットの様子が変化する。このため、ディスク
厚さが対物レンズの設計値と異なっている場合は、ディ
スク厚さが対物レンズの設計値と一致している正規の場
合と比較して、図３の(A)，(D)に示すようにフォーカス
エラー信号のピークレベルが減少する。一方、総和信号
のピークレベルは、図３の(B)，(E)に示すように、ディ
スク厚さによっては変化しない。

【００２８】従って、フォーカスサーチ時に得られたフ
ォーカスエラー信号の振幅と総和信号の振幅を計測して
比較し、総和信号の振幅に対してフォーカスエラー信号
の振幅が予め定めたスレッシュホールドレベルに対し
て、大きいか、あるいは小さいかを判定することによ
り、ディスクの厚さを判別することができ、ＣＤかＤＶ
Ｄかを判断することが可能となる。

【００２９】次に、図１のブロック図及び図２のフロー
チャートを参照して、本発明にかかるディスク判別装置
の一形態について説明する。本形態は、ピックアップの
光検出器が図４(A)に示した４分割の例である。また、
対物レンズは、ＣＤに対して設計されているものとす
る。ディスク１０は、スピンドルモータ１２によって回
転駆動される。図３(C)，(F)に示した波形のサーチ信号
は、サーチ信号発生手段１４で生成されてアクチュエー
タ駆動回路１６に供給される。これによってアクチュエ
ータ１８が駆動され、サーチ信号に基づいて対物レンズ
２０がフォーカス方向に移動する。このようにして、フ
ォーカスサーチが行われる（図２，ステップＳ３参
照）。

【００３０】光ピックアップ２２から出力された光ビー
ムは、対物レンズ２０によってディスクに入射集光する
とともに、ディスク１０の信号面で反射されて再び対物
レンズ２０に入射する。そして、図４に示した光検出器
によって電気信号に変換される。なお、対物レンズ２０
と光検出器との間には、ディスク１０と対物レンズ２０
の距離に応じて変化するフォーカスエラー信号を生成す
るための光学系が構成されており（図示せず）、これに
よってフォーカスエラー信号が生成される。

【００３１】ピックアップ２２の光検出器から出力され
た信号Ａ〜Ｄは、信号演算手段（フォーカスエラー検出
手段及び総和信号検出手段）２４に供給され、ここで上
述した演算が行われる。すなわち、フォーカスエラー信
号ＦＥは、４分割光検出器の出力から（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ
＋Ｄ）により計算される。また、すべての出力の和であ
る総和信号Ｑsumは（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）により計算され
る。

【００３２】これらのうち、フォーカスエラー信号ＦＥ
は、ＶＧＡ（信号ゲイン調整器）２６を介してＡＤＣ
（アナログデジタル変換器）３０に供給される。また、
総和信号Ｑsumは、ＶＧＡ２８を介してＡＤＣ３２に供
給される。ＶＧＡ２６，２８における信号ゲインはＣＰ
Ｕ４０によって調整されており、適宜の値ＫEF，ＫQが
フォーカスサーチ前に予めセットされる（図２，ステッ
プＳ１，Ｓ２参照）。これによって、ＡＤＣ３０，３２
に最適な振幅でフォーカスエラー信号ＦＥや総和信号Ｑ
sumが供給される。

【００３３】ＡＤＣ３０，３２でデジタル信号に変換さ
れたフォーカスエラー信号ＦＥ，総和信号Ｑsumは、振
幅計測手段３４，３６にそれぞれ供給され、ここでピー
クレベルが検出されて信号振幅ＦＡ，ＱＡ（図３参照）
が計測される（図２，ステップＳ４，Ｓ５参照）。これ
ら振幅計測手段３４，３６の出力は、判定演算手段３８
に供給され、ここで総和信号振幅ＱＡに対するフォーカ
スエラー信号振幅ＦＡの割合ＦＡ／ＱＡが演算されてＣ
ＰＵ４０に供給される。

【００３４】ＣＰＵ４０では、まず、判定演算手段３８
における演算結果に、ＶＧＡ２６，２８におけるゲイン
の係数ＫFE，ＫQで乗算又は除算し、演算結果にゲイン
調整量を考慮する。そして、その値（ＦＡ*ＫFE）／
（ＱＡ*ＫQ）が予め定められたしきい値（スレッシュホ
ールドレベル）ＳＨに対し、大きい場合は正規の厚さの
ディスク，すなわちＣＤであると判断し、小さい場合
は、ディスクの厚さが異なっておりＣＤではないと判断
する（図２，ステップＳ６）。

【００３５】例えば、前記しきい値ＳＨは、1.2〜1.7に
設定される。そして、前記演算値（ＦＡ*ＫFE）／（Ｑ
Ａ*ＫQ）が、そのしきい値ＳＨより大きければ装着され
たディスクがＣＤであり、小さければＤＶＤであると判
定するという具合である。

【００３６】このように、本形態によれば、対物レンズ
をフォーカス方向に上下させたときにディスクと対物レ
ンズの距離に応じて変化するフォーカスエラー信号を検
出するとともに、ディスクからの反射光の総和信号を同
時に検出し、これらフォーカスエラー信号と総和信号の
振幅を比較することによって、ディスクの厚さの違いが
判別される。このため、ディスク表面のキズ，ゴミ，デ
ィスク間の反射率のばらつき，光学的な光量の変動など
に影響されることなく、異なる厚さのディスクを判別す
ることができる。トラッキングサーボやフォーカスサー
ボをかける必要もなく、判別時間も短い。

【００３７】また、フォーカスエラー信号を検出する手
段と前記総和信号を検出する手段が、ディスクの記録情
報を読み取るための光検出器を兼用する構成となってい
るため、ディスク判別のためのセンサを設ける必要がな
く、装置構成が簡略化できるとともにコスト的にも有利
である。

【００３８】この発明には数多くの実施形態があり、以
上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。
例えば、次のようなものも含まれる。 (1)図１に示した形態では、ＶＧＡ２６，２８を信号演
算手段２４とＡＤＣ０，３２の間に挿入したが、ピック
アップ２２とＡＤＣ３０，３２の間の任意の位置に任意
の数を配置することができる。 (2)前記形態では、振幅計測手段３４，３６及び判定演
算手段３８をＣＰＵ４０と別個に構成したが、それら振
幅計測手段３４，３６及び判定演算手段３８がＣＰＵに
含まれるように構成してもよい。 (3)前記形態では、厚さが異なるディスクとしてＣＤと
ＤＶＤの場合を説明したが、他のディスクに適用するこ
とを妨げるものではない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フォーカスサーチを行ったときのフォーカスエラー信号
とディスクからの総和信号を同時に検出し、これらの信
号の振幅を比較することとしたので、ディスク表面のキ
ズやゴミ，面振れ，ディスク間の反射率ばらつき，ある
いは光学的な光量の変動などによる影響を受けることな
く、短時間でディスクの厚さ，ひいては種類を判別する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示すブロック図である。

【図２】前記形態におけるディスク厚さ判別動作を示す
フローチャートである。

【図３】フォーカスサーチ時におけるフォーカスエラー
信号及び総和信号の変化を示す図である。

【図４】光検出器と信号検出の態様を示す図である。

【図５】非点収差法の場合の光検出器上におけるスポッ
トの変化を示す図である。

【図６】ナイフエッジ法の場合の光検出器上におけるス
ポットの変化を示す図である。

【図７】従来のディスク判別装置の一例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１０…ディスク １２…スピンドルモータ １４…サーチ信号発生手段 １６…アクチュエータ駆動回路 １８…アクチュエータ ２０…対物レンズ ２２…ピックアップ ２４…信号演算手段 ２６，２８…ＶＧＡ ３０，３２…ＡＤＣ ３４，３６…振幅測定手段 ３８…判定演算手段 ４０…ＣＰＵ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピックアップから出力された光によりフ
   ォーカスサーチを行って、フォーカスエラー信号及びデ
   ィスクからの反射光の総和信号を同時に得るステップ；
   前記フォーカスエラー信号の振幅と、前記総和信号の振
   幅をそれぞれ検出するステップ；前記フォーカスエラー
   信号の振幅と、前記総和信号の振幅を比較してディスク
   の厚さを判別するステップ；を含むことを特徴とするデ
   ィスク判別方法。
2. 【請求項２】 対物レンズをフォーカス方向に移動させ
   るサーチ手段；フォーカスエラー信号を検出する第１の
   信号検出手段；ディスクからの反射光の総和信号を検出
   する第２の信号検出手段；前記第１の信号検出手段によ
   って得られたフォーカスエラー信号の振幅を検出する第
   １の振幅検出手段；前記第２の信号検出手段によって得
   られた総和信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段；
   前記サーチ手段によるフォーカスサーチ中に同時に得ら
   れたフォーカスエラー信号及び総和信号の振幅を比較し
   てディスクの厚さを判別する判別手段；を備えたことを
   特徴とするディスク判別装置。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の信号検出手段を、同
   一の光検出手段によって構成したことを特徴とする請求
   項２記載のディスク判別装置。
4. 【請求項４】 前記第１及び第２の信号検出手段と、デ
   ィスクから記録情報を読み取る信号検出手段を、同一の
   光検出手段によって構成したことを特徴とする請求項２
   記載のディスク判別装置。