(57)【要約】記録媒体の汚れを検出する汚れ検出装置は、記録媒体に光を照射する照射部と、記録媒体からの反射光を受光し光電変換して光電変換信号を生成する信号検出部と、光電変換信号に基づいて光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成する測定部と、測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、記録媒体の異常部の存在を示す信号を出力する判定部と、を有する。
2004047087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の汚れを検出する汚れ検出装置であって、
前記記録媒体に光を照射する照射部と、
前記記録媒体からの反射光を受光し光電変換して光電変換信号を生成する信号検出部と、
前記光電変換信号に基づいて前記光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成する測定部と、
前記測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を出力する判定部と、を有することを特徴とする汚れ検出装置。
【請求項２】
前記光電変換信号は、サーボ信号及び再生信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項１に記載の汚れ検出装置。
【請求項３】
前記サーボ信号は、フォーカスサム信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項２に記載の汚れ検出装置。
【請求項４】
前記再生信号は、ＲＦエンベロープ検波信号及びウォブル信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の汚れ検出装置。
【請求項５】
前記測定部は前記光電変換信号に対して統計演算処理を行い、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値のいずれかの値を算出して、前記測定値として、生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の汚れ検出装置。
【請求項６】
前記測定部は、前記光電変換信号に対して統計演算処理を行い、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値のいずれか２以上の値を算出する統計処理部と、前記値に基づいて演算を実行し、その結果の演算値を前記測定値として生成する数値演算部とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の汚れ検出装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記測定値が前記分散値、前記標準偏差値、前記２乗値及び前記絶対値であって所定値より大きくなるとき、又は、前記測定値が前記平均値であって所定値より小さくなるとき、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を出力することを特徴とする請求項５又は６に記載の汚れ検出装置。
【請求項８】
前記測定部は、前記記録媒体の回転に同期した信号に基づいて、前記光電変換信号のバラツキを測定する測定区間を設定する測定区間信号を生成する測定区間信号生成部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の汚れ検出装置。
【請求項９】
記録媒体の汚れを検出する汚れ検出方法であって、
前記記録媒体に光照射する照射行程と、
前記記録媒体からの反射光を受光し光電変換して光電変換信号を生成する信号検出行程と、
前記光電変換信号に基づいて前記光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成する測定行程と、
前記測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を生成する行程を含むことを特徴とする汚れ検出方法。
【請求項１０】
前記光電変換信号は、サーボ信号及び再生信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項９に記載の汚れ検出方法。
【請求項１１】
前記サーボ信号は、フォーカスサム信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項１０に記載の汚れ検出方法。
【請求項１２】
前記再生信号は、ＲＦエンベロープ検波信号及びウォブル信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の汚れ検出方法。
【請求項１３】
前記測定行程では、前記光電変換信号に対して統計演算処理を行い、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値のいずれかの値を算出して、前記測定値として、生成することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の汚れ検出方法。
【請求項１４】
前記測定行程では、前記光電変換信号に対して統計演算処理を行い、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値のいずれか２以上の値を算出して、前記複数の値に基づいて演算を実行し、その結果の演算値を前記測定値として生成することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の汚れ検出方法。
【請求項１５】
前記生成行程では、前記測定値が前記分散値、前記標準偏差値、前記２乗値及び前記絶対値であって所定値より大きくなるとき、又は、前記測定値が前記平均値であって所定値より小さくなるとき、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を生成することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の汚れ検出方法。
【請求項１６】
前記測定行程では、前記記録媒体の回転に同期した信号に基づいて、前記光電変換信号のバラツキを測定する測定区間を設定する測定区間信号を生成する測定区間信号生成部を有することを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の汚れ検出方法。
【請求項１７】
記録媒体に光を照射する照射部と、前記記録媒体からの反射光を受光し光電変換して光電変換信号を生成する信号検出部と、を備えた光学式情報再生装置であって、
前記光電変換信号に基づいて前記光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成する測定部と、
前記測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を出力する判定部と、を有することを特徴とする光学式情報再生装置。
【請求項１８】
前記光電変換信号は、サーボ信号及び再生信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項１７に記載の光学式情報再生装置。
【請求項１９】
前記サーボ信号は、フォーカスサム信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項１８に記載の光学式情報再生装置。
【請求項２０】
前記再生信号は、ＲＦエンベロープ検波信号及びウォブル信号のいずれか１以上の信号であることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の光学式情報再生装置。
【請求項２１】
前記測定部は前記光電変換信号に対して統計演算処理を行い、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値のいずれかの値を算出して、前記測定値として、生成することを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の光学式情報再生装置。
【請求項２２】
前記測定部は前記光電変換信号に対して統計演算処理を行い、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値のいずれか１以上の値を算出する統計処理部と、前記値に基づいて演算を実行し、その結果の演算値を前記測定値として生成する数値演算部とを含むことを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の光学式情報再生装置。
【請求項２３】
前記判定部は、前記測定値が前記分散値、前記標準偏差値、前記２乗値及び前記絶対値であって所定値より大きくなるとき、又は、前記測定値が前記平均値であって所定値より小さくなるとき、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を出力することを特徴とする請求項２１又は２２に記載の光学式情報再生装置。
【請求項２４】
前記測定部は、前記記録媒体の回転に同期した信号に基づいて、前記光電変換信号のバラツキを測定する測定区間を設定する測定区間信号を生成する測定区間信号生成部を有することを特徴とする請求項１７〜２３のいずれかに記載の光学式情報再生装置。
【請求項２５】
光学式情報再生装置に装填された記録媒体の汚れを検出する方法を実行するコンピュータ読み込み自在プログラムであって、
記録媒体に光照射しその反射光を受光して得られた光学式情報再生装置からのサーボ信号及び再生信号並びに同期信号の少なくとも１つを取得し、
前記信号に基づいて前記光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成し、
前記測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を生成する生成行程から構成されたことを特徴とするプログラム。
【請求項２６】
請求項２５に記載された、光学式情報再生装置に装填された記録媒体の汚れを検出する方法を実行するコンピュータ読み込み自在プログラムを記憶したプログラム記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、光ディスク、光カードなどの記録媒体の汚れを検出する汚れ検出装置及び方法並びに光学式情報再生装置に関する。
【背景技術】  一般に、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの光ディスクの再生装置では、ディスク面に付着した指紋、ほこりや、黒点、キズなどの欠陥（ディフェクト）があると情報再生を失敗する場合がある。光ディスクの記録装置でもディスク面にディフェクトがあると記録を失敗することがある。これらディスク装置では、記録又は再生のためのピックアップを所望の位置に制御するトラッキングサーボ、フォーカスサーボ、チルトサーボなどのサーボ制御を用いている。ディフェクトはこれらサーボ制御を安定に動作させる障害となる。
黒点などのディフェクトが存在する場合、ディスクの再生時に光ピックアップが生成する読取信号（ＲＦ信号）には比較的短いドロップアウトが生じ、サーボ制御の制御能力の低下を招く。従来、ディフェクトがあっても安定した制御を行うことができる光ディスク再生装置におけるサーボ装置が開発されていた（例えば、特開２００２−８２５３号公報参照）。
さらに、比較的長い時間ドロップアウトが継続する場合やバースト性のドロップアウトなどの信号のバラツキが生じる場合、さらに、サーボ制御が不安定になる。指紋などのディフェクトは、通常、ディスクの半径方向上で複数のトラックに渡って、すなわち、ディスクの回転角度が略同一な位置に、形成される場合が多く、このようなディフェクトを検出する必要があった。
【発明の開示】
本発明の解決しようとする課題には、検出された光電変換信号における個々の要素の分布の特徴を示す数値を測定して、かかる光電変換信号の暴れいわゆるバラツキを招来する指紋などの汚れを検出する汚れ検出装置及び方法を提供することが一例として挙げられる。
本発明の一つの局面における汚れ検出装置は、記録媒体の汚れを検出する汚れ検出装置であって、
前記記録媒体に光を照射する照射部と、
前記記録媒体からの反射光を受光し光電変換して光電変換信号を生成する信号検出部と、
前記光電変換信号に基づいて前記光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成する測定部と、
前記測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を出力する判定部と、を有することを特徴とする。
本発明の他の局面における汚れ検出方法は、記録媒体の汚れを検出する汚れ検出方法であって、
前記記録媒体に光照射する照射行程と、
前記記録媒体からの反射光を受光し光電変換して光電変換信号を生成する信号検出行程と、
前記光電変換信号に基づいて前記光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成する測定行程と、
前記測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を生成する生成行程を含むことを特徴とする。
本発明の他の局面における光学式情報再生装置は、記録媒体に光を照射する照射部と、前記記録媒体からの反射光を受光し光電変換して光電変換信号を生成する信号検出部と、を備えた光学式情報再生装置であって、
前記光電変換信号に基づいて前記光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成する測定部と、
前記測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を出力する判定部と、を有することを特徴とする。
本発明の他の局面におけるプログラムは、光学式情報再生装置に装填された記録媒体の汚れを検出する方法を実行するコンピュータ読み込み自在プログラムであって、
記録媒体に光照射しその反射光を受光して得られた光学式情報再生装置からのサーボ信号及び再生信号並びに同期信号の少なくとも１つを取得し、
前記信号に基づいて前記光電変換信号のバラツキを測定して測定値を生成し、
前記測定値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記記録媒体の異常部の存在を示す信号を生成する生成行程から構成されたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の汚れ検出装置の実施形態を概略的に示すブロック図である。
図２は、本発明の汚れ検出装置の他の実施形態を概略的に示すブロック図である。
図３は、本発明の他の実施形態の光学式情報再生装置を概略的に示すブロック図である。
図４は、本発明の他の実施形態の光学式情報再生装置を周回フィルタの出力を概略的に示す図である。
図５〜１１は、本発明の他の実施形態の光学式情報再生装置の数値演算部出力の演算値に対するサンプル数の分布を示すグラフ。
図１２は、本発明の他の実施形態の汚れ検出方法を実行するコンピュータの概略構成を示す図である。
図１３は、本発明の他の実施形態の汚れ検出方法を実行する手順を示す図である。
発明を実施するための形態
本発明による実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、光ディスクなどの記録媒体の汚れを検出する汚れ検出装置の１例の構成を概略的に示すブロック図である。汚れ検出装置は、スピンドルモータで回転される記録媒体である光ディスク１にレーザビームを照射しその反射光を受光するピックアップ３を備えている。ピックアップ３は、図示しないが、光ディスク１に光を照射する照射部と、記録媒体からの反射光を受光し光電変換して光電変換信号を生成する信号検出部の一部である光検出器と、を備えている。汚れ検出装置の信号検出部はピックアップの光検出器に接続された信号生成部ＳｇＤを有し、この信号処理部ＳｇＤは、サーボ信号（フォーカスサム信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号）及び再生信号（ＲＦエンベロープ検波信号、ウォブル信号）などの光電変換信号を生成する。サーボ信号は、対応するドライバへ供給され、例えばピックアップ３の対応する各種サーボ制御に供される。汚れ検出装置は、さらに、サーボ信号などの光電変換信号に基づいてその信号のバラツキを測定して測定値を生成する測定部５１と、その測定値と所定値とを比較し、その比較結果に基づいて、記録媒体の異常部の存在を示す信号を出力する判定部５２と、を備えている。測定部５１は、入力された信号に対して統計演算処理を行い、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値のいずれか１つの値を算出し、これを測定値として判定部５２へ出力する。本実施形態では、信号処理部ＳｇＤからのサーボ信号及び再生信号などの光電変換信号のいずれか１つを用い、その信号のバラツキいわゆる暴れを数値で測定し、この測定値が分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値であって所定値より大きくなるとき、又は、この測定値が平均値であって所定値より小さくなるとき、汚れ付着などの異常有りと判定する。判定結果は制御部２０へ供給される。
図２は、汚れ検出装置の他の例として、上記例の構成に加えて、測定区間信号生成部５５６及びメモリ５５７を含む装置構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態では、信号処理部ＳｇＤからのサーボ信号及び再生信号などの光電変換信号の複数を用い、測定部５１を統計処理部５００とこれに接続された数値演算部５５５で構成し、それら複数の信号を互いに演算して得られるバラツキいわゆる暴れから媒体の異常を数値で判定する。
図３は、図２の汚れ検出装置の構成例として、フォーカスサム信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦエンベロープ検波信号、ウォブル信号のサーボ信号及び再生信号を用いた光学式情報再生装置を概略的に示す。光学式情報再生装置には、記録媒体である光ディスク１を回転駆動するスピンドルモータ２と、レーザビームを光ディスク１に照射しその反射光を受光するピックアップ３とが設けられている。ピックアップ３を担うスライダ機構４は、光ディスク１のディスク半径方向にピックアップ３を移送せしめる。スピンドルモータ２、ピックアップ３及びスライダ機構４などを制御する制御部２０はマイクロコンピュータなどの複数の回路で構成され、タイマ、サーボ制御量、トラッキングエラー値、フォーカスエラー値、汚れ判定の所定値などの種々のデータを保持するメモリ、及びイコライザの係数などを算出するための演算回路を含む。ピックアップ３は、レーザ素子３１、ビームスプリッタ３３、対物レンズ３４、フォーカシングアクチュエータ３５、トラッキングアクチュエータ３６、集光レンズ系３７、光検出器３８を備えている。
対物レンズ３４は、レーザ素子３１からビームスプリッタ３３を介して供給されたレーザビームを集光して光ディスク１の記録面に照射する。光ディスク１の記録面からの反射光は、対物レンズ３４、ビームスプリッタ３３、及び集光レンズ系３７を介して光検出器３８の受光部に照射される。
対物レンズ３４を保持するホルダに設けられたフォーカシングアクチュエータ３５は、フォーカシングドライバ６から供給されたフォーカス駆動信号に応じて対物レンズ３４を光ディスク１の垂直方向、いわゆる対物レンズ３４の光軸に平行なフォーカス調整軌道上において移動せしめる。トラッキングアクチュエータ３６は、トラッキングドライバ７から供給されたトラッキング駆動信号に応じて対物レンズ３４の光軸を光ディスク１のディスク半径方向に移動せしめる。
非点収差法を例にすると、光検出器３８は、光ディスク１の記録面に形成されている記録トラック方向及び該記録トラック方向に垂直な方向に、それぞれ分離配置された４つの独立した受光部（いわゆる４分割光検出器）を備え、さらに、集光レンズ系３７には非点収差発生機能を付与してある。光検出器３８の受光部は、集光レンズ系３７から供給された反射光をそれぞれ受光してその光強度を光電変換し光電変換信号としてそれぞれ出力する。光検出器３８は、かかる光電変換信号を、フォーカスサム生成回路８、フォーカスエラー生成回路９及びトラッキングエラー生成回路１０などのサーボ信号生成部、並びに、ＲＦエンベロープ検波回路１１及びウォブル生成回路１２などの信号生成部ＳｇＤに供給する。なお、非点収差法だけでなく、例えば、位相差法によってサーボ信号を生成することができる。
フォーカスサム生成回路８は、光電変換信号をすべて加算して、フォーカスサム信号として出力し、このフォーカスサム信号を制御部２０に供給する。また、その出力を読取信号ＲＦとして情報データ復調回路（図示せず）にも供給する。
フォーカスエラー生成回路９は、光検出器３８の互いに対角に配置されている受光部同士の出力和をそれぞれ求め、両者の差分を焦点ズレの量を示すフォーカスエラー信号として出力し、このこのフォーカスエラー信号をフォーカシングドライバ６に供給する。
フォーカシングドライバ６はフォーカスエラー信号に基づいてフォーカス駆動信号を生成する。この際、フォーカシングドライバ６は、制御部２０から供給される制御信号に応じたオン又はオフ状態となる。オン状態のフォーカシングドライバ６により、ピックアップ３、フォーカスエラー生成回路９及びフォーカシングドライバ６なる系により、いわゆるフォーカスサーボループを形成する。オン状態とする制御信号が制御部２０からフォーカシングドライバ６に供給されたとき、かかるフォーカスサーボループの動作により、対物レンズ３４は、かかる光ディスク１の記録層にレーザビームの焦点を合わせるように駆動される。
トラッキングエラー生成回路１０は、光検出器２８の互いに記録トラック方向に垂直な方向に配置されている受光部同士の出力差を求め、これをトラッキングエラー信号としてトラッキングドライバ７に供給する。
トラッキングドライバ７はトラッキングエラー信号に基づいてトラッキング駆動信号を生成する。トラッキングドライバ７は、制御部２０から供給された制御信号に応じたオン又はオフ状態となる。オン状態のトラッキングドライバ７により、ピックアップ３、トラッキングエラー生成回路１０、スライダ機構４及びトラッキングドライバ７からなる系により、いわゆるトラッキングサーボループを形成する。制御部２０に制御されるスライダ機構４とともにトラッキングアクチュエータ３６により、対物レンズ３４からのレーザビームは光ディスク１の記録トラック上を追従するように駆動制御される。
ＲＦエンベロープ検波回路１１は、例えば、ＲＦ信号のピーク検波回路とローパスフィルタ（ＬＰＦ）の組み合わせで、ＲＦエンベロープ検波信号を再生する。ＲＦエンベロープ検波信号は、比較器（図示せず）により、エンベロープレベルと所定の基準レベルとのレベル比較を行い、エンベロープレベルが基準レベルよりも小なるとき、所定の電圧レベルを有するドロップアウト検出信号を、一方、大なるとき、異なる電圧レベルを有する非ドロップアウト検出信号を生成して、細かいキズなどのドロップアウト検出に用いることができる。
ウォブル生成回路１２は、光ディスク１の記録トラックに記録されている同期信号などを含むウォブル信号を再生する。
本実施形態においては、サーボ信号及び再生信号生成部からの信号を用いて、光ディスク１の指紋などのディフェクト、すなわち、ディフェクトに起因する光電変換信号のバラツキを検出する汚れ検出部が設けられている。汚れ検出部において、サーボ信号又は再生信号に基づいて演算される統計値又はその組み合わせで、汚れの有無だけでなく、汚れ付着量の判定を行なっても良い。
汚れ検出部は、図３に示すように、測定部５１と該測定部に接続されその測定値が供給される判定部５２とを含む。
［測定部］
測定部５１は、統計処理部５００とこれに接続された数値演算部５５５とを含む。さらに測定部５１は、統計処理部５００に接続された測定区間信号生成部５５６と、数値演算部５５５に接続されたメモリ５５７を含むことができる。
［統計処理部］
統計処理部５００は、フォーカスサム生成回路８、フォーカスエラー生成回路９、トラッキングエラー生成回路１０、ＲＦエンベロープ検波回路１１、ウォブル生成回路１２にそれぞれ並列接続されたフォーカスサム統計演算回路５０８、フォーカスエラー統計演算回路５０９、トラッキングエラー統計演算回路５１０、ＲＦエンベロープ統計演算回路５１１、ウォブル統計演算回路５１２を含む。統計演算回路５０８〜５１２はそれぞれ信号に対して統計演算処理を行い、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値などの統計値の１つ以上の値をそれぞれ、数値演算部５５５へ出力する。すなわち、フォーカスサム統計演算回路５０８、フォーカスエラー統計演算回路５０９、トラッキングエラー統計演算回路５１０、ＲＦエンベロープ統計演算回路５１１及びウォブル統計演算回路５１２は、それぞれ、フォーカスサム信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦエンベロープ検波信号及びウォブル信号の平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値の１つ以上を出力する。
統計演算処理における測定区間は所定の長さに設定する必要がある。例えば、測定区間が長すぎると分散値、平均値などの統計値の測定範囲が広いために、計算結果としては、汚れの無い場合と殆ど変わらない結果となる。一方、測定区間が短すぎると汚れではないディスクのキズなども検出してしまう。そこで、測定部５１はさらに測定区間を設定する所定の基準クロックを例えば制御部２０から取得したり、或いは、基準パルスを生成する測定区間信号生成部を含むことができる。
例えば、測定部５１は、スピンドルモータ２のロータリエンコーダ（図示せず）及び各統計演算回路５０８〜５１２に接続された測定区間信号生成部５５６を含む。測定区間信号生成部５５６は光ディスク１の回転に同期した信号に基づいて、統計演算回路５０８〜５１２における統計演算処理を行うための測定区間を設定する測定区間信号（例えば回転同期信号）を生成し、各統計演算回路５０８〜５１２に供給する。指紋などの汚れは光ディスク１の回転に同期して現れるため、測定区間を回転に同期した信号を用いることが好ましい。また、この実施形態では、スピンドルモータ２のロータリエンコーダ出力いわゆるディスクの１回転当たりＮ個のパルス（Ｎ  ｐｕｌｓｅ／ｒｏｔａｔｉｏｎ）を有するＦＧパルス信号を用い測定区間としているが、測定区間信号生成部５５６内で所定時間遅延させたゲート信号を生成し、これを測定区間信号としてもよい。さらに、エンコーダの波数が多く測定区間が短い場合はその信号を分周したり、逆に端数が少なく測定区間が長すぎる場合はその信号を逓倍してもよい。
統計演算回路５０８〜５１２の各々における統計演算処理では、一定のパルス数ｎ（測定区間）に対応するサーボ信号及び再生信号の振幅レベルｘをサンプリングし、下記式に示すその平均値（１）を求め、それから標準偏差値（２）を求める。また、標準偏差値ｓの２乗値ｓ２で分散値が算出できる。
2004047087.tif 000003
統計演算回路５０８〜５１２は、例えばディジタル信号処理を行うＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの論理回路によって構成し、そのメモリに保持したディジタル値をもとに補間処理などを行って、測定値を演算処理して算出することもできる。また、アナログ信号処理を行う場合には、時間平均はＬＰＦで実現できるが、二乗と平方根は専用のＩＣを使うため回路規模が大きくなるので、統計演算回路を例えばＡＤ５３６，ＡＤ６３６，ＡＤ６３７，ＡＤ７３６，ＡＤ７３７（アナログデバイス社製）などのＲＭＳ−ＤＣコンバータＩＣを用いて構成して、標準偏差値ｓは任意の交流電圧波形の実効値ＲＭＳと同じなので、各統計演算回路に供給される信号を２乗し、その平均をとり、さらにその平方根をとったＲＭＳ値（ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ  ｖａｌｕｅ）いわゆる二乗平均平方根値を用いることができる。
［数値演算部］
数値演算部５５５は、供給された複数の統計値に基づいて、加算、減算、乗算、除算又はこれらの組み合わせの演算を実行し、その結果の演算値を測定値として、判定部５２へ供給する。測定値として、例えば、
（フォーカスサム信号の分散値）／（フォーカスサム信号の平均値）の値、
（フォーカスエラー信号の分散値）／（フォーカスサム信号の平均値）の値、
（トラッキングエラー信号の分散値）／（フォーカスサム信号の平均値）の値、
（フォーカスエラー信号の分散値）×（フォーカスサム信号の分散値）の値、
（フォーカスエラー信号の分散値）×（トラッキングエラー信号の分散値）／（フォーカスサム信号の平均値）の値などの演算値がある。ここで、フォーカスサム信号の分散値、フォーカスエラー信号の分散値、トラッキングエラー信号の分散値で主にバラツキを検出し、フォーカスサム信号などの平均値で主にレベルを検出することにより、異常部の判定を容易に行うことが可能となる。
［判定部］
判定部５２は、測定値と所定値とを比較し、測定値が分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値であって所定値より大きくなるとき、又は、この測定値が平均値であって所定値より小さくなるときに、記録媒体の異常部の存在を示す信号を制御部２０に出力する。この際、判定部５２は、測定値が分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値であって所定値よりも小なる場合、又は測定値が平均値であって所定値よりも大なる場合には、異常がないことを示す信号を制御部２０に供給する。一方、測定値が分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値であって所定値よりも大なる場合、又は測定値が平均値であって所定値よりも小なる場合には、異常があることを示す信号を制御部２０に供給する。すなわち、判定部５２は測定値と所定値との比較をもって、信号のバラツキの有無からディスクの異常の有無を判定する。制御部２０は、ディスクの異常判定をした場合、表示装置（図示せず）に汚れ付着量が多くシステムが破綻するなど警告を発したり、保護回路（図示せず）を動作させる指令を発生することもできる。
また、測定部５１は、図３に示すように、数値演算部５５５及び判定部５２に接続されたメモリ５５７を設けることができる。メモリ５５７は数値演算部５５５からの演算値を格納し、スピンドルモータ２から供給されるディスク回転同期信号に応じて演算値履歴を判定部５２へ供給する。
各測定区間の演算値をメモリ５５７に一回転毎に記憶することにより、ディスクの回転位相の測定値を使用し判定することもできる。例えば、測定部５１で演算して、回転位相で積分（加算）値を用いると検出精度が上がり、回転位相での微分（差分）値を使用すると汚れ付着量の増加傾向を検出できる。
また、測定部５１において、ディスク回転同期信号だけを出力する周回フィルタを用いてもよい。周回フィルタは、メモリ５５７から、例えば、光ディスクが１回転する間に得られる所定数のサンプルポイントのレベルに対して、同一周期内ではなく、所定周期分、例えば、図４に示すように、７周期分前の同一サンプルポイント間の演算値履歴を取る作用を担う。これにより、光ディスクの回転に同期した信号成分を抽出することができる。光ディスクの駆動系に大きな変動（外乱）がなければ、周回フィルタの出力は、ほぼ同じ軌跡を通ることとなる。つまり、予測がつくことになり、精度が高い信号が得られることとなる。
信号のバラツキの測定には、分散値、標準偏差値などを用いるのが良いが、実用的には信号の２乗値や絶対値を用い、測定区間で積分するなどを用いることもできる。また、信号のバラツキは常時測定する必要はなく、ある条件を満たした場合にのみサーボ信号、再生信号を観測するモードに入る構成とすることもできる。
［実験例］
複数の光ディスクに指紋を付着させたサンプルを用いて、光学式情報再生装置に装着して、フォーカシングサーボ並びにトラッキングサーボの可否のサンプル数を計数して、サンプル数を系列に分けて、光学式情報再生装置のフォーカスサム統計演算回路５０８、フォーカスエラー統計演算回路５０９、トラッキングエラー統計演算回路５１０及び数値演算部５５５から得られる出力に基づいて、汚れ検出装置の判別性能を評価した。
図５〜図１１にその結果のヒストグラムを示す。各グラフにおいて、縦軸に実指紋のサンプル数を示し、横軸に種々の正規化した標準偏差の出力を示す。図５〜図１１のグラフにおいて、系列１は、トラッキングサーボ、フォーカシングサーボともに破綻しないサンプルの、系列２はフォーカシングサーボは破綻しないがトラッキングサーボが破綻するサンプルの、系列３はフォーカシングサーボ及びトラッキングサーボが破綻するサンプルの分類をそれぞれ示す。
図５は、正規化したフォーカスサム信号標準偏差すなわち（フォーカスサム信号標準偏差）／（フォーカスサム信号のＤＣレベル）のグラフを示す。
図６は、正規化したフォーカスエラー信号標準偏差すなわち（フォーカスエラー信号標準偏差）／（フォーカシングサーボのキャプチャーレンジ）のグラフを示す。
図７は、正規化したトラッキングエラー信号標準偏差すなわち（トラッキングエラー信号標準偏差）／（トラッキングサーボのキャプチャーレンジ）のグラフを示す。
図８は、（正規化したフォーカスエラー信号標準偏差）／（フォーカスサム信号平均値）のグラフを示す。なお、フォーカスサム信号平均値は、正規化したフォーカスサム信号の平均値すなわち（測定区間のフォーカスサム信号の平均値）／（全体のフォーカスサム信号の平均値）を示す。
図９は、（正規化したフォーカスエラー信号標準偏差）×（正規化したトラッキングエラー信号標準偏差）［×１０−３］のグラフを示す。
図１０は、（正規化したフォーカスサム信号標準偏差）×（正規化したトラッキングエラー信号標準偏差）［×１０−３］のグラフを示す。
図１１は、（正規化したフォーカスサム信号標準偏差）×（正規化したフォーカスエラー信号の標準偏差）／（フォーカスサム信号平均値）［×１０−３］のグラフを示す。
例えば、図５に示す正規化したフォーカスサム信号標準偏差においては、所定値を０．１４以上とすればフォーカシングサーボが破綻するような汚れが付着していると判定し、保護回路を動作させる。また、図６に示すような正規化したフォーカスエラー信号標準偏差を用いる場合、所定値を０．０６以上とすれば、トラッキングサーボ又はフォーカシングサーボが外れるような汚れが付着しているものとして、上記と同様に保護回路を動作させる、警告を発する等の処理を行なうことが可能となる。
さらに、複数の信号を組み合わせることによって、より確度の高い判定が可能となる。具体的には、図５、図６、図７に比べ図８〜図１１での所定値により判定した結果を用いることにより、系列１〜系列３をより分離しやすくなる。例えば、図１１を用いる場合、所定値を１７．５×１０−３以上では、フォーカシングサーボが外れるような汚れが付着していると判定し、７．５×１０−３以上では、トラッキングサーボが外れるよな汚れが付着していると判定することができ、所定値以上の判定結果に系列１が含まれる頻度が減る。すなわち、判定の確度が高くなる。
以上の評価実験結果から、系列２及び３のサンプル数を系列１から分離できる傾向が得られるので、サーボ信号から統計演算回路５０８〜５１０を介して得られる分散値、数値演算部５５５を介して得られる演算値に関して所定のしきい値を設け、ディスクから得られる信号のバラツキが判別できることが明らかとなることが分かる。
［他の実施形態］
ところで、上述した実施形態の汚れ検出装置などでは、統計処理部と数値演算部及び判定部を備えるようにしたが、これらの動作をコンピュータなどの計算機で行うようにしてもよい。図１２に汚れ検出方法を実行するコンピュータの１例の概略構成を示す。図のように、パーソナルコンピュータは、光学式情報再生装置１０１、ＣＰＵ１０２、バス１０２ａ、ＲＡＭ１０３、外部記憶装置１０４、キーボード１０５、モニタ１０６などを備えている。光ディスクを光学式情報再生装置１０１に装填し、光ディスクから得られる光学式情報再生装置１０１のサーボ信号及び再生信号を用いて、かかる信号をＣＰＵ１０２により汚れ検出方法を実行するようにしてもよい。図１３にかかる汚れ検出方法のコンピュータ読み込み自在プログラムにおける手順を示す。
ＣＰＵ１０２は、光ディスク（図示せず）が光学式情報再生装置１０１のターンテーブル（図示せず）に装填されると、そのピックアップ（図示せず）からのサーボ信号及び再生信号の出力に応答して汚れを検出する動作を開始する。
ＣＰＵ１０２は先ず、ピックアップＰＵの読取位置を光ディスクの最内周トラックに移動させる（ステップＳ１）。これはスライダ機構（図示せず）の駆動によりピックアップを予め所定位置まで移動させる。
ピックアップの移動後、ＣＰＵ１０２はスピンドルモータＳＰ（図示せず）の回転駆動を開始指令を発生しスピンドルサーボＳＰＳを作動させ（ステップＳ２）、次に、フォーカスサーボＦＣＳ及びトラッキングサーボＴＫＳを作動させるべくサーボ制御回路（図示せず）に対し指令を発生する（ステップＳ３）。これに応じて光学式情報再生装置１０１からその回転に応じたパルス信号が同期信号として発生する。これらステップにて、ＣＰＵ１０２は、バス１０２ａに接続された光学式情報再生装置１０１から時系列信号であるサーボ信号及び再生信号並びに同期信号を取得する。
その後、ＣＰＵ１０２は、時系列信号であるサーボ信号及び再生信号を所定の関数に基づいて統計演算して、平均値、分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値などの統計値の１つ以上の値を算出し、これらを加減乗除などの演算処理して測定値とし出力する（ステップＳ４）。この統計演算には光学式情報再生装置１０１から同期信号をも用いることができる。
つぎに、ＣＰＵ１０２は測定値と所定値とを比較する（ステップＳ５）。ここで、ＣＰＵ１０２は測定値が分散値、標準偏差値、２乗値及び絶対値であって所定値より大きくなるとき、又は、測定値が平均値であって所定値より小さくなるときに、例えば、光ディスクの異常部の存在を示す表示をモニタ１０６に表示させる信号を出力する（ステップＳ６）。また、ＣＰＵ１０２は、上記測定値が所定値よりも小なる場合には、正常を示す表示をモニタ１０６に表示させる信号を出力する（ステップＳ７）。
ＣＰＵ１０２は、バス１０２ａに接続されたＲＡＭ１０３に展開されたプログラムにより、上述した一連の動作を行う。また、ＲＡＭ１０３に展開されるそのプログラムは、プログラムを記憶した光ディスクなどのプログラム記憶媒体から外部記憶装置１０４に予め格納されている。また、統計演算に用いる関数も、その外部記憶装置１０４に格納されている。なお、統計演算における展開数などのパラメータの設定や、異常判定におけるしきい値の設定は、入力部としてのキーボード１０５により入力することができる。そして、診断結果などが表示部としてのモニタ１０６に表示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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