(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク媒体から受光する反射光に基づいて、前記光ディスク媒体の記録面に形成されるトラックの蛇行を示すウォブル信号を生成する光ヘッド部と、
前記ウォブル信号の定常状態との差異に基づいて、前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する規則性監視回路と、
前記光ヘッド部から出力される前記ウォブル信号に基づいて、前記ウォブル信号に変調が施されている変調期間を推定し、前記変調期間に基づいて欠陥監視期間を設定する変調領域推定器と
を具備し、
前記規則性監視回路は、前記欠陥監視期間内で前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する
光ディスク装置。
【請求項２】
前記変調領域推定器は、前記ウォブル信号から変調データを抽出する検波器を備え、前記ウォブル信号が周波数変調或いは位相変調されている変調期間を推定する
請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記変調領域推定器は、前記ウォブル信号が変調されていることが推定できない期間及び前記ウォブル信号が検出できない期間を前記欠陥監視期間として設定する
請求項１または請求項２に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
さらに、増幅器の利得を制御して前記ウォブル信号の振幅を揃え、制御した前記利得を示す制御ゲイン信号を出力するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を備え、
前記規則性監視回路は、前記制御ゲイン信号の変化に基づいて、前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記規則性監視回路は、前記制御ゲイン信号が所定の利得閾値を超えて所定の時間が経過した時、欠陥と判定する
請求項４に記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記規則性監視回路は、前記ＡＧＣ回路が出力する振幅が揃えられたウォブル信号に含まれる局所的に変動する変動振幅を検出する振幅変動検出器を備え、
前記変動振幅に基づいて前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する
請求項４または請求項５に記載の光ディスク装置。
【請求項７】
前記規則性監視回路は、前記変動振幅が所定の振幅閾値を超えて変動した回数が、所定の回数以上になった時、欠陥と判定する
請求項６に記載の光ディスク装置。
【請求項８】
さらに、前記ウォブル信号に同期するタイミング信号を生成し、生成された前記タイミング信号と前記ウォブル信号との位相差である位相ずれ量を示す位相差信号を出力するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路を具備し、
前記規則性監視回路は、前記位相ずれ量に基づいて、前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する
請求項１から請求項７のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項９】
光ディスク媒体から受光する反射光に基づいて、前記光ディスク媒体の記録面に形成されるトラックの蛇行を示すウォブル信号を生成する光ヘッド部と、
前記ウォブル信号の定常状態との差異に基づいて、前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する規則性監視回路と、
前記ウォブル信号に同期するタイミング信号を生成し、生成された前記タイミング信号と前記ウォブル信号との位相差である位相ずれ量を示す位相差信号を出力するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路と
を具備し、
前記規則性監視回路は、前記位相ずれ量が所定の位相閾値を超えた期間が所定の時間以上経過したとき、欠陥と判定する
光ディスク装置。
【請求項１０】
前記規則性監視回路は、セクタ又は記録ブロック単位に前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する
請求項１から請求項９のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記規則性監視回路が前記光ディスク媒体の欠陥を判定する手段の選択を指示する制御回路をさらに具備する
請求項１０に記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
光ディスク媒体から受光する反射光に基づいて、前記光ディスク媒体の記録面に形成されるトラックの蛇行を示すウォブル信号を生成するウォブル信号生成ステップと、
前記ウォブル信号の定常状態との差異に基づいて、前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する規則性監視ステップと、
ウォブル信号生成ステップで生成される前記ウォブル信号に基づいて、前記ウォブル信号に変調が施されている変調期間を推定し、前記変調期間に基づいて欠陥監視期間を設定する変調領域推定ステップと
を具備し、
前記規則性監視ステップは、前記欠陥監視期間内で前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定するステップを備える
光ディスク媒体の欠陥検出方法。
【請求項１３】
前記変調領域推定ステップは、
前記ウォブル信号が変調されていないと推定される期間を前記欠陥監視期間に設定するステップと、
前記ウォブル信号が検出できない期間を前記欠陥監視期間に設定するステップと
を備える
請求項１２に記載の光ディスク媒体の欠陥検出方法。
【請求項１４】
さらに、増幅器の利得を制御して前記ウォブル信号の振幅を揃え、制御した前記利得を示す制御ゲイン情報を出力するＡＧＣステップを備え、
前記規則性監視ステップは、前記制御ゲイン情報の変化に基づいて、前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定するステップを備える
請求項１２または請求項１３に記載の光ディスク媒体の欠陥検出方法。
【請求項１５】
前記規則性監視ステップは、前記制御ゲイン情報が所定の利得閾値を超えることを示す期間の累積が所定の時間を超えた時、欠陥と判定するステップを備える
請求項１４に記載の光ディスク媒体の欠陥検出方法。
【請求項１６】
前記規則性監視ステップは、
前記ＡＧＣステップが出力する振幅が揃えられたウォブル信号に含まれる局所的に変動する変動振幅を検出する振幅変動検出ステップと、
前記変動振幅に基づいて前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定するステップと
を備える
請求項１４または請求項１５に記載の光ディスク媒体の欠陥検出方法。
【請求項１７】
さらに、前記ウォブル信号に同期するタイミング信号を生成し、生成された前記タイミング信号と、前記ウォブル信号との位相差を示す位相ずれ量を出力するＰＬＬステップを具備し、
前記規則性監視ステップは、前記位相ずれ量に基づいて前記光ディスク媒体の欠陥の有無を判定するステップを備える
請求項１２から請求項１６のいずれかに記載の光ディスク媒体の欠陥検出方法。
【請求項１８】
前記規則性監視ステップは、セクタ又は記録ブロック単位に欠陥の有無を判定するステップを備える
請求項１２から請求項１７のいずれかに記載の光ディスク媒体の欠陥検出方法。
【請求項１９】
前記規則性監視ステップにおいて前記光ディスク媒体の欠陥を判定する手段の選択を指示する選択ステップをさらに具備する
請求項１８に記載の光ディスク媒体の欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク媒体の欠陥を検出する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体の欠陥を検出する光ディスク媒体の欠陥検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の情報を記録するために、例えば、音楽再生用のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、映像再生用のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）といった光ディスク装置が普及してきた。最近では、高精細映像を長時間再生可能な次世代ＤＶＤとして、ＨＤ  ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）やＢｒＤ（Ｂｌｕｅ  Ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）が登場している。これらの光ディスク装置で使用される光ディスク媒体は、情報記録面に音楽や映像等のデジタル情報が、微小な記録マーク列としてスパイラル状に刻まれる。光ディスク装置は、この微小な記録マーク列を読み取り、記録されているデジタル情報を再生する。【０００３】
光ディスク装置は、スピンドルモータにより回転制御された光ディスク媒体の情報記録面に、集光されたレーザ光を光ヘッドにより照射する。光ヘッドは、レーザダイオード（ＬＤ）、光学素子、および、レーザ光をディスク面に対して垂直方向（フォーカス）および半径方向（トラック）に移動する機構を具備する。光ヘッドは、光ディスク媒体の情報記録面からの反射光を検出し、常に記録マーク列を走査するようにフォーカシングおよびトラッキング可動機構により制御される。記録マーク列に照射された集光ビームの反射光は、明暗あるいは偏光により光検出器により検出され、電気信号である再生信号に変換される。光ヘッドによって検出された再生信号からＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路により同期クロックが抽出され、同時に、同期クロックに基づいて再生信号はパルス化される。その後、誤り訂正処理等が行われ音楽や映像等が再生される。【０００４】
一方、光ディスク媒体に情報を記録する時には、ユーザ情報で変調されたレーザ光が、情報記録面上に、再生時よりも大きなパワーで照射され、光ディスク媒体の記録面の微小領域の物理特性（反射率、磁区の向きなど）を変化させる。記録型のＣＤやＤＶＤ媒体では、グルーブトラックを半径方向にウォブリングさせた（蛇行させた）ディスク媒体が用いられる。このウォブリングに基づいて記録タイミング信号が生成される。ウォブリング周波数は、トラッキングサーボの追従帯域より高域で、かつ、再生ＲＦ信号に影響を与えない低域周波数にする必要がある。例えば、ＣＤではＲＦチャネル周波数の１９２分の１、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＡＭではＲＦチャネル周波数の１８６分の１、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷではＲＦチャネル周波数の３２分の１がウォブリング周波数として選択されている。【０００５】
ウォブリングの状態は、半径方向に２分割された光検出器が光ディスク媒体からの反射光を受光して出力する２つの出力の差分（ラジアルプッシュプル信号）から検出できる。この検出信号を以降ウォブル信号と呼ぶ。このウォブル信号に同期した記録クロック信号が逓倍ＰＬＬ回路により生成され、その記録クロック信号のタイミングに同期してユーザ情報が光ディスク媒体に記録される。従って、ディスク偏芯やディスク回転むらがあっても、光ディスク媒体上の正確な位置にシームレスに情報を記録することが可能となる。さらに、光ディスク媒体上の物理位置（アドレス）情報を位相変調あるいは周波数変調によって予めウォブリングしておくことにより、ウォブル信号からアドレス情報が読み出せる。そのため、記録、追記あるいは重ね書きが、光ディスク媒体の任意の位置から実現できる。【０００６】
ところで、一般に光ディスク装置は、磁気ディスク装置と異なり可換媒体に記録を行う。しかも、媒体コストを低く設定するため、カートリッジ等による媒体の保護は行われていないことが多い。このため、ディスク形成時の欠陥（ディフェクト）もあるが、媒体面上のキズ、埃による微少欠陥が発生する可能性が高い。この点を考慮して、光ディスク装置は、強力な積符号誤り訂正を行うが、欠陥の大きさや頻度によっては修復できない場合もある。再生時に発生する欠陥は、ディスククリーニングにより修復されて再生可能となる場合が多い。しかし、記録時には欠陥によって温度制御が阻害されるため、記録ができない。このため、記録時の欠陥管理は、光ディスク装置の信頼性を高めるために重要となる。一般的に記録中の欠陥管理は、次のような手順で行われる。【０００７】
（１）情報を記録する、
（２）一定期間記録後に中断する、
（３）記録開始位置にシークする、
（４）記録領域を再生する、
（５）正常再生できれば次の記録位置にシークして（１）に戻り、異常であれば、欠陥領域としてリストに登録する、
（６）交替領域にシークする、
（７）交替領域に情報を記録する、
（８）交替領域の先頭にシークする、
（９）交替領域に記録した情報を再生する、
（１０）正常ならば次の記録位置にシークし、（１）に戻る。【０００８】
このように、記録状態を確認するためのシークとディスク回転待ちが発生するために、多くの時間がかかってしまい、記録時のスループットを下げる結果となる。磁気ディスク装置のように、ヘッドを複数搭載するとスループットは上がるが、光学部品を搭載した光ヘッドはコストが高く、この方式の採用は困難である。また、光ヘッドは重く、シーク等に時間がかかることも要因の一つである。特に、連続的に流れる情報量の多い映像情報のようなデータを記録する場合、途中で記録を中断して欠陥管理／交替記録をすることは困難である。【０００９】
次に、光ディスク媒体上に欠陥があった場合の光ヘッドからの読み出し信号に関して説明する。光ディスク媒体に記録されているユーザ情報を読み出すため、光ディスク装置は、記録媒体面からの反射光をある種の処理（受光器を分割して演算する等）を施して記録領域の物理状態（例えば反射率）の差が検出できるような再生信号を作り出している。通常の記録は、レーザ光を集光した領域の温度を制御することによって媒体面上の物理状態を変えるため、記録中に再生信号をモニタしても記録状態を判断することは困難である。一方、ウォブル信号は、記録中に記録クロック信号が生成できることからも分かるように、記録中にも十分検出が可能である。しかし、欠陥領域通過時にウォブル信号は劣化する。例えば、キズや埃がある部分ではウォブル信号の振幅が減少し、指紋や汚れがある部分ではウォブル信号の振幅変動（増加する場合もある）や位相の乱れ等が発生する。【００１０】
従来、このような欠陥領域を通過したときは、記録を中断して記録領域の再生が行われるため、シークと回転待ちが発生していた。しかし、記録中に記録品質が判定できれば、シーク等を行わずに記録を続けることが可能である。記録中にディフェクトを検出する従来方法として、例えば、特開２０００−３２２７４１号公報にその方法が開示されている。この方法では、一定期間ウォブル信号が欠落したこと、あるいは、ウォブル信号周期が一定期間にわたり連続して予測周期外になったことを記録中に検出して欠陥交替処理を行う。即ち、記録中のウォブル信号の劣化を捕らえて欠陥の有無を判定している。【００１１】
この方法では、ウォブル周期に基づいて欠陥の有無を判定しているため、周期が変調等により変化する光ディスク媒体では誤判定が発生する。このような光ディスク媒体として、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭのＣＡＰＡ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ａｌｌｏｃａｔｅｄ  Ｐｉｔ  Ａｄｄｒｅｓｓ）領域、ＨＤ  ＤＶＤ、ＢｒＤなどがある。また、ウォブル信号の周波数は、ほぼ一定であるが、位相が大きく変化したように観測される欠陥の場合、欠陥と判定できない。また、欠陥の中には、ウォブル信号が完全に欠落せずに、振幅が減少或いは増加する場合もあるが、この方法では、このような欠陥を検出することができないといった問題がある。【００１２】
また、特開２００２−２３０７５２号公報では、ウォブル信号に同期する信号を生成するＰＬＬ回路の出力からウォブル信号周期のウィンドウが生成され、ウォブル信号のエッジがそのウィンドウ内にあるか否かを元に記録中の欠陥検出を行う方法が開示されている。このウォブル欠陥検出装置は、図１に示されるように、ＰＬＬ回路１０１、ウォブルウィンドウ信号発生部１０３、ウォブルロック／アンロック検出部１０５、ウォブル欠陥検出部１０７で構成される。ＰＬＬ回路１０１は、ウォブル信号が印加されると、ウォブル信号に基づいて再生クロック又はチャンネルクロックに対応するウォブルクロック信号Ｗｂｃｌｋ及びＰＬＬ（フェーズロックドループ）されたウォブル信号ＰＷＢを出力する。ウォブルウィンドウ信号発生部１０３は、印加されるＰＬＬされたウォブル信号に基づくウィンドウ幅条件を有するウィンドウ信号を生成する。ウィンドウ幅は、システム制御部から与えられるウォブルクロック信号Ｗｂｃｌｋの個数で設定される。ウォブルロック／アンロック検出部１０５は、設定されているウォブルロック条件及びウォブルアンロック条件によりロック状態／アンロック状態を検出する。ウォブル欠陥検出部１０７は、ブロック単位またはセクタ単位にウォブルウィンドウ区間でウォブル信号が検出されない個数が欠陥判定条件を満足すれば、ウォブル欠陥として認識してウォブル欠陥検出信号を出力する。【００１３】
このように、このウォブル欠陥検出装置は、ＰＬＬクロックとの位相ずれを判断しているため、上記方法と同様に、位相変調ウォブリングを有する記録メディアでは誤判定が発生する。また、ウォブル信号の振幅変動として発生する欠陥を検知できないといった問題がある。【００１４】
特開平１０−２６９７１６号公報では、ＣＤ−Ｒ／ＲＷのウォブル信号中に埋め込まれているＡＴＩＰ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎ  Ｐｒｅ−ｇｒｏｏｖｅ）と呼ばれるアドレス情報を読み出し、この情報に付加されているＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ）によって情報の誤りの有無を判断し、これを元に記録中の欠陥検出を行うものである。この技術では、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷのＡＤＩＰ（ＡＤｒｅｓｓ  Ｉｎ  Ｐｒｅ−ｇｒｏｏｖｅ）、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷのＬＰＰ（Ｌａｎｄ  Ｐｒｅ−Ｐｉｔ）、ＤＶＤ−ＲＡＭのＣＡＰＡ内のパリティビットで判断するようにＤＶＤ用に範囲を拡張することができる。しかし、このような分散プリピットでは、例えば、セクタ単位など局所的なディフェクトを検出することができないといった問題がある。【００１５】
また、特開２００４−３４８８００号公報によれば、蛇行した記録トラックを有するディスクからウォブル信号を再生し、ディスク上の傷を判別する情報再生装置が開示されている。この情報再生装置は、読取手段とウォブル信号検出手段とＡ／Ｄ変換手段と周波数解析手段と傷予測手段とを備える。読取手段は、記録トラックから情報を読み取り、ウォブル信号検出手段は、その情報からウォブル信号を検出する。Ａ／Ｄ変換手段は、検出されたウォブル信号をデジタル信号に変換する。周波数解析手段は、デジタル化されたウォブル信号の周波数解析を行う。傷予測手段は、周波数解析結果に基づいてディスク上の傷を判別して傷判別信号を出力する。【００１６】
特開平６−１８７６５４号公報には、光ディスク装置のディフェクト検出回路が開示されている。このディフェクト検出回路は、ウォブル信号検出回路とゲート回路からなる。ウォブル信号検出回路は、トラック溝に波形のプリグルーブが刻まれた光ディスクの記録または再生中に波形から得られるウォブル信号の有無を検出する。ゲート回路は、ウォブル信号検出回路からのウォブル信号がないことを示す信号の通過を許可する。ディフェクト検出回路は、トラックサーチ中を示す信号によりゲートを制御することにより、トラックサーチ時以外にウォブル信号がなくなったときにディフェクト信号を出力するように構成される。
【発明の開示】
【００１７】
本発明の目的は、光ディスク媒体の欠陥を短時間に検出する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、ウォブル信号が間欠的に変調される光ディスク媒体の欠陥を簡便に検出する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、光ディスク媒体に欠陥がある場合の記録時のスループットが向上する光ディスク媒体の欠陥を検出する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することにある。
【００２０】
さらに、本発明の他の目的は、情報を光ディスク媒体に記録する前に光ディスク媒体上の欠陥位置を推定する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することにある。
【００２１】
本発明の観点では、光ディスク装置は、光ヘッド部と、規則性監視回路とを具備する。光ヘッド部は、光ディスク媒体から受光する反射光に基づいて、光ディスク媒体の記録面に形成されるトラックの蛇行を示すウォブル信号を生成する。規則性監視回路は、ウォブル信号の定常状態との差異に基づいて、光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する。
【００２２】
また、本発明の光ディスク装置は、変調領域推定器を更に具備する。変調領域推定器は、光ヘッド部から出力されるウォブル信号に基づいて、ウォブル信号に変調が施されている変調期間を推定し、その変調期間に基づいて欠陥監視期間を設定する。規則性監視回路は、その欠陥監視期間内で光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する。
【００２３】
変調領域推定器は、ウォブル信号から変調データを抽出する検波器を備えてもよい。変調領域推定器は、ウォブル信号が周波数変調或いは位相変調されている変調期間を抽出する。このとき、変調領域推定器は、ウォブル信号が変調されていることが推定できない期間及びウォブル信号が検出できない期間を欠陥監視期間として設定する。
【００２４】
本発明の光ディスク装置は、さらに、増幅器の利得を制御して、ウォブル信号の振幅を揃えるＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を備える。ＡＧＣ回路は、ウォブル信号の振幅を揃えるために制御する利得を示す制御ゲイン信号を出力する。規則性監視回路は、その制御ゲイン信号の変化に基づいて、光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する。このとき、規則性監視回路は、制御ゲイン信号が所定の利得閾値を超えて所定の時間が経過した時、欠陥と判定してもよい。
【００２５】
また、規則性監視回路は、振幅変動検出器を備える。振幅変動検出器は、ＡＧＣ回路が出力する振幅が揃えられたウォブル信号に基づいて、ＡＧＣ回路の制御を通り抜けて振幅が揃えられたウォブル信号に出現する局所的に変動する変動振幅を検出する。検出された変動振幅に基づいて、規則性監視回路は、光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する。規則性監視回路は、変動振幅が所定の振幅閾値を超えて変動した回数が、所定の回数以上になった時、欠陥と判定してもよい。
【００２６】
本発明の光ディスク装置は、ウォブル信号に同期するタイミング信号を生成するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路をさらに備える。ＰＬＬ回路は、生成されたタイミング信号とウォブル信号との位相差である位相ずれ量を示す位相差信号を規則性監視回路に出力する。規則性監視回路は、この位相ずれ量に基づいて、光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する。このとき、規則性監視回路は、位相ずれ量が所定の位相閾値を超えた期間が所定の時間以上経過したとき、欠陥と判定してもよい。
【００２７】
本発明の規則性監視回路は、セクタ又は記録ブロック単位に光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する。また、規則性監視回路が光ディスク媒体の欠陥を判定する手段の選択を指示する制御回路をさらに具備してもよい。
【００２８】
本発明の他の観点では、光ディスク媒体の欠陥検出方法は、ウォブル信号生成ステップと、規則性監視ステップとを具備する。ウォブル信号生成ステップは、光ディスク媒体から受光する反射光に基づいて、光ディスク媒体の記録面に形成されるトラックの蛇行を示すウォブル信号を生成する。規則性監視ステップは、ウォブル信号の定常状態との差異に基づいて、光ディスク媒体の欠陥の有無を判定する。
【００２９】
本発明の光ディスク媒体の欠陥検出方法は、更に、変調領域推定ステップを具備してもよい。変調領域推定ステップは、ウォブル信号生成ステップで生成されるウォブル信号に基づいて、ウォブル信号に変調が施されている変調期間を推定し、その変調期間に基づいて欠陥監視期間を設定する。規則性監視ステップは、欠陥監視期間内で光ディスク媒体の欠陥の有無を判定するステップを備える。また、変調領域推定ステップは、ウォブル信号が変調されていないと推定される期間を欠陥監視期間に設定するステップと、ウォブル信号が検出できない期間を欠陥監視期間に設定するステップとを備えてもよい。
【００３０】
また、本発明の光ディスク媒体の欠陥検出方法は、更に、増幅器の利得を制御してウォブル信号の振幅を揃えるＡＧＣステップを備える。ＡＧＣステップは、ウォブル信号の振幅を揃えるために制御する利得を示す制御ゲイン情報を出力するステップを備え、規則性監視ステップは、その制御ゲイン情報の変化に基づいて、光ディスク媒体の欠陥の有無を判定するステップを備える。このとき、規則性監視ステップは、制御ゲイン情報が所定の利得閾値を超えることを示す期間の累積が所定の時間を超えた時、欠陥と判定するステップを備えてもよい。
【００３１】
また、規則性監視ステップは、ＡＧＣステップが出力する振幅が揃えられたウォブル信号に含まれる局所的に変動する変動振幅を検出する振幅変動検出ステップと、変動振幅に基づいて光ディスク媒体の欠陥の有無を判定するステップとを備えることが好ましい。
【００３２】
本発明の光ディスク媒体の欠陥検出方法は、ウォブル信号に同期するタイミング信号を生成し、そのタイミング信号とウォブル信号との位相差を示す位相ずれ量を出力するＰＬＬステップを具備する。このとき、規則性監視ステップは、その位相ずれ量に基づいて、光ディスク媒体の欠陥の有無を判定するステップを備える。
【００３３】
本発明の規則性監視ステップは、セクタ又は記録ブロック単位に欠陥の有無を判定するステップを備える。また、本発明の光ディスク媒体の欠陥検出方法は、規則性監視ステップにおいて光ディスク媒体の欠陥を判定する手段の選択を指示する選択ステップをさらに具備してもよい。
【００３４】
本発明によれば、光ディスク媒体の欠陥を短時間に検出する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、ウォブル信号が間欠的に変調される光ディスク媒体の欠陥を簡便に検出する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することができる。
【００３６】
さらに、本発明によれば、光ディスク媒体に欠陥がある場合の記録時のスループットが向上する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、情報を光ディスク媒体に記録する前に光ディスク媒体上の欠陥位置を推定する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来の欠陥検出器の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３Ａ〜３Ｇは、ウォブル信号の振幅から欠陥を検出する動作を説明する図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｆは、位相誤差から欠陥を検出する動作を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図を参照して、本発明を実施するための最良の形態に係る光ディスク装置が説明される。図２は、本実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図２に示されるブロック図は、本発明に関連する信号系を示している。従って、光ディスク装置は、その他、変調器、復調器などデータを記録・再生するためのブロックを備えるが、ここでは省略される。【００４０】
光ディスク装置は、光ヘッド２、アクチュエータサーボ３、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路５、欠陥判定部６、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路７、変調領域推定器８、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９を具備する。光ディスク装置で使用される光ディスク媒体１は、同心円状或いはスパイラル状にトラックが形成されている。そのトラックは、トラック横方向に蛇行している。その蛇行は、ウォブルと呼ばれ、再生信号はそのトラック蛇行により変動する。そのウォブルによる再生信号の変動分がウォブル信号であり、光ディスク媒体の回転数制御等に使用される。光ディスク媒体１は、図示されていないスピンドルモータにより回転制御される。【００４１】
光ヘッド２は、レーザダイオード、光学素子、対物レンズ、対物レンズ駆動アクチュエータ、光電変換器を備え、光ディスク媒体１のグルーブトラックに集光ビームスポットを追従させる。光ディスク媒体１からの反射光を受光する光電変換器は、反射光に基づいてグルーブトラックに刻まれた情報を電気信号に変換する。また、光電変換器は、光ディスク媒体１の半径方向に相当する方向に２分割されており、それぞれから出力される電気信号の差信号は、ウォブル信号として利用される。生成されたウォブル信号は、ＢＰＦ４および変調領域推定器８に供給される。また、光ヘッド２は、ディスク媒体１からの反射光に基づいて、ディスク媒体１との鉛直方向および半径方向の位置ずれを検出する。検出された位置ずれの情報は、アクチュエータサーボ３に伝達される。【００４２】
アクチュエータサーボ３は、光ヘッド２に内蔵される対物レンズの駆動アクチュエータを制御する。アクチュエータサーボ３は、光ヘッド２が検出した位置ずれ情報に基づいて、ディスク面ぶれ、および、ディスク偏芯に対して、集光レーザ光を正確に追従させる。【００４３】
変調領域推定器８は、光ヘッド２が出力するウォブル信号から変調データを抽出する検波器を備え、ウォブル信号の変調状態を推定する。ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷなど間欠的に位相変調が埋め込まれたウォブル信号の場合、ＢＰＦ４の通過帯域を狭くするとその位相変調部分のウォブルから再生されたウォブル信号の振幅が変動したり、位相がずれたりする。従って、規則性監視回路６は、欠陥を誤検出する可能性がある。このため、ウォブル信号を検出できない期間と、検出されたウォブル信号が変調されていることが推定できない期間とを欠陥監視期間として設定し、変調領域推定器８は、規則性監視回路６に対して光ディスク媒体１の欠陥を監視するように通知する。ＤＶＤ−ＲＡＭでは、ＣＡＰＡ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ａｌｌｏｃａｔｅｄ  Ｐｉｔ  Ａｄｄｒｅｓｓ）領域を推定して欠陥監視期間を設定する。また、ＣＤ−Ｒ／ＲＷの場合、周波数変調度が低いため、常時欠陥監視期間が設定される。【００４４】
ＢＰＦ４は、ウォブル信号のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を向上させる。ＢＰＦ４による帯域制限をせずに、光ヘッド２から直接ＡＧＣ回路５にウォブル信号を入力してもよいが、ＢＰＦ４によって雑音成分を減衰させることにより、次段のＡＧＣ回路５は、より安定して動作するようになる。【００４５】
ＡＧＣ回路５は、ウォブル信号の振幅を一定に保ち、ほぼ振幅が揃ったウォブル信号をＰＬＬ回路７及び規則性監視回路６に供給する。振幅を揃えることによりウォブル信号に同期したクロックの生成が容易になる。ＡＧＣ回路５によってウォブル信号の振幅が一定になるように補正されると、ディフェクト等による振幅の変動は、制御ゲインの変動として検出することができる。従って、ＡＧＣ回路５は、制御ゲインを示す制御ゲイン信号を規則性監視回路６に出力する。この制御ゲイン信号は、そのまま規則性監視回路６に入力されて欠陥検出に利用されても良い。一般に、ウォブル信号はＳＮＲが低いため、ループゲインを上げるとノイズを増幅してしまう可能性がある。従って、ＡＧＣ回路５のループゲインはそれほど大きくはない。また、ＡＧＣ回路５のループ帯域は、例えば、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷｘ１の場合、１ｍｍのキズ程度では制御ゲインが変動しないように２ｋＨｚ以下に設定される。【００４６】
ＰＬＬ回路７は、一般的によく知られるように、位相比較器７１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７２、電圧制御発振器（ＶＣＯ）７３、分周器７４を備える。ＰＬＬ回路７は、ＡＧＣ回路５により振幅がほぼ一定になったウォブル信号に同期する記録クロック信号を生成し、光ディスク装置各部に供給する。また、位相比較器７１の出力は、位相差信号として規則性監視回路６に供給される。光ディスク媒体１への記録が不要である場合、分周器７４は不要となり、ＶＣＯ７３の出力が分周されずに位相比較器７１にフィードバックされてもよい。ＰＬＬ回路７は、高帯域ノイズの圧縮を考慮し、かつ、ディスク偏芯に追従できるように帯域設定がなされる。従って、通常の欠陥通過時には、ウォブル信号の位相はそれほど回らないように設計されている。逆に、比較的短い期間に大きな位相誤差が発生する場合は欠陥である可能性が高いと判断できる。【００４７】
規則性監視回路６は、振幅変動検出器６１、第１の欠陥判定器６２、位相ずれ検出器６３、第２の欠陥判定器６４を備える。振幅変動検出器６１及び第１の欠陥判定器６２は、ＡＧＣ回路５から出力されるウォブル信号の振幅情報に基づいて、光ディスク媒体１の欠陥を検出する。位相ずれ検出器６３及び第２欠陥判定器６４は、ＰＬＬ回路７から出力されるウォブル信号の位相情報に基づいて、光ディスク媒体１の欠陥を検出する。【００４８】
振幅変動検出器６１は、変調領域推定器８により設定された欠陥監視期間において、ＡＧＣ回路５が出力する振幅調整されたウォブル信号の振幅に基づいて、振幅変動の有無を検出する。ここでは、振幅変動の有無は、ウォブル１周期毎に最大振幅と最小振幅との差分を所定の振幅閾値と比較して判定する。所定の振幅閾値は、振幅が拡大した場合と、振幅が縮小した場合との２種類あり、２値コンパレータにより判定される。振幅変動検出器６１は、所定の振幅閾値を超えて振幅が変動した時、振幅異常フラグを出力する。変調領域推定器８が設定した欠陥監視期間以外のとき、振幅変動検出器６１は、振幅異常フラグを出力しない。第１の欠陥判定器６２を制御して誤検出を回避してもよい。【００４９】
第１の欠陥判定器６２は、振幅変動検出器６１が検出した振幅異常フラグに基づいて、セクタ、或いは、記録ブロック単位に欠陥か否かを判定する。ここでは、第１の欠陥判定器６２は、振幅異常フラグをセクタ単位に積分器で積算し、その積分値が閾値を超えたセクタを欠陥セクタとしてＣＰＵ９に通知する。振幅異常フラグの出現回数をカウントして所定の回数以上検出されたときに欠陥セクタとしてもよい。また、ＡＧＣ回路５の追従速度内でウォブル振幅が低下し続けていった場合には上述の振幅変動検出器６１では判定できない。従って、第１の欠陥判定器６２は、ＡＧＣ回路５がウォブル信号の振幅調整したときの調整利得を示す制御ゲイン信号に基づいて、光ディスク媒体１の欠陥を判定する。ＡＧＣ回路５が所定の利得以上の利得で所定の時間を超えてウォブル信号を増幅することを制御ゲイン信号が示す時、第１の欠陥判定器６２は、欠陥と判定する。即ち、第１の欠陥判定器６２は、ウォブル信号の振幅が異常に小さい期間が長い時に、光ディスク媒体１に欠陥があると判定し、ＣＰＵ９に通知する。ＡＧＣ回路５に入力される信号の振幅をモニタしてその振幅低下から判定しても良い。【００５０】
位相ずれ検出器６３は、変調領域推定器８により設定された欠陥監視期間において、ウォブル信号の位相ずれの有無を検出する。ここでは、変調領域推定器８がウォブル信号に変調処理が施されていることを検出できない時、即ち、ウォブル信号に位相ずれが起きないと推定される期間に、ＰＬＬ回路７において大きな位相ずれを検出すると、位相ずれ検出器６３は位相ずれであると判定する。位相ずれは、位相比較器７１に内蔵されるチャージポンプの出力を全波整流し、位相閾値θｍａｘと比較することにより判定される。即ち、位相ずれの絶対値が位相閾値θｍａｘを超えた場合に、位相ずれ検出器６３は、位相ずれを検出したと判定する。位相ずれを検出すると、位相ずれ検出器６３は、位相異常フラグを第２の欠陥判定器６４に出力する。変調領域推定器８が欠陥監視期間を設定していないとき、位相ずれ検出器６３は、位相比較器７１から供給される位相差を零ホールドして位相ずれの誤検出を回避する。位相比較器７１の出力を０にしてもよい。【００５１】
第２の欠陥判定器６４は、位相ずれ検出器６３が出力する位相異常フラグに基づいて、セクタ、或いは、記録ブロック単位に欠陥か否かを判定する。ここでは、第２の欠陥判定器６４は、位相異常フラグをセクタ単位に積分器で積算し、その積分値が閾値を超えたセクタを欠陥セクタとしてＣＰＵ９に通知する。位相異常フラグの出現回数をカウントし、所定の数以上に出現したときに欠陥セクタとしてもよい。【００５２】
ＣＰＵ９は、規則性監視回路６から通知される情報に基づいて、光ディスク媒体１の欠陥の有無を最終的に判定する。即ち、第１の欠陥判定器６２と第２の欠陥判定器６４との少なくとも一方の欠陥判定結果に基づいて、セクタ、或いは、記録ブロック単位の欠陥の有無をＣＰＵ９が判定する。２つの欠陥判定器の欠陥判定結果は、１つにまとめてＣＰＵ９に入力されても良い。また、欠陥が発見された場合、ＣＰＵ９は、その欠陥に対処する方法、例えば、欠陥交替を行うなどを選択して、光ディスク装置各部に指示する。【００５３】
これらの検出回路は、デジタル回路で実現しても良い。この場合、ＢＰＦ４の前段或いは後段にＡ／Ｄ変換器が必要となる。また、記録中に欠陥交替を行う場合には、この欠陥判定結果に基づいて、欠陥領域の登録および再度の情報記録が連続して行われる。情報を記録する直前に、欠陥判定結果に基づいてその記録位置への情報記録の可否が判定されてもよい。【００５４】
次に、図を参照して、光ディスク媒体１の欠陥を判定する光ディスク装置の動作が説明される。変調領域推定器８は、光ヘッド２が出力するウォブル信号の変調状態を推定する。ウォブル信号の変調が推定できる期間を除いた期間を欠陥監視期間として設定し、変調領域推定器８は、規則性監視回路６に対して光ディスク媒体１の欠陥を監視するように通知する。ＤＶＤ−ＲＡＭでは、推定されるＣＡＰＡ領域に基づいて欠陥監視期間が設定される。また、ＣＤ−Ｒ／ＲＷの場合、周波数変調度が低いため、常時欠陥監視期間が設定される。【００５５】
このように設定された欠陥監視期間における欠陥判定の動作のうち、ウォブル信号の振幅から欠陥判定する動作が、図３Ａ〜Ｇを参照して説明される。【００５６】
図３Ａに示されるように、ＢＰＦ４により帯域制限されたウォブル信号がＡＧＣ回路５に入力される。図中の斜線部分は、欠陥領域１１、欠陥領域１２、欠陥領域１３を示す。欠陥領域１１では、包絡線で示されるウォブル信号の振幅が一時的に減少し、欠陥領域１２では、包絡線で示されるウォブル信号の振幅が一時的に拡大する。欠陥領域１３では、ウォブル信号の振幅が小さい期間が長い。【００５７】
ＡＧＣ回路５は、この信号の振幅を一定にするように動作する。従って、図３Ｂに示されるように、ウォブル信号のゆっくりとした振幅変化は、ＡＧＣ回路５によって補正され、ウォブル信号の包絡線は、ほぼ一定になる。しかし、ＡＧＣ回路５のループ帯域は、例えば、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷｘ１の場合には１ｍｍのキズ程度で制御ゲインが変動しない２ｋＨｚ以下に設定される。光ディスク媒体１に微小欠陥があると、ウォブル信号は急激な振幅変動を起こす。従って、欠陥領域１１、欠陥領域１２においても急激に振幅が変動し、ＡＧＣ回路５はその振幅変動に追従せず、出力に急激な振幅変動が現れる。【００５８】
このＡＧＣ回路５を通過した振幅変動は、振幅変動検出器６１において振幅閾値Ｘｍａｘ及び振幅閾値Ｘｍｉｎと比較される。欠陥領域１１では、振幅が振幅閾値Ｘｍｉｎを超えて小さくなるため、振幅変動検出器６１は、振幅異常フラグを出力する。欠陥領域１２では、振幅が振幅閾値Ｘｍａｘを超えて大きくなるため、振幅変動検出器６１は、振幅異常フラグを出力する。振幅変動検出器６１は、ウォブル基本周波数の数分の１から数倍の速度で振幅を検出する。従って、図３Ｃに示されるように、振幅変動検出器６１は、欠陥領域１１、１２に対応する振幅異常フラグを出力する。【００５９】
振幅変動検出器６１が出力する異常フラグを第１の欠陥判定器６２は、セクタ毎に積算する。第１の欠陥判定器６２は、図３Ｆに示されるように、異常フラグが入力されるたびに上昇する積分器の積分値を閾値Ｉｍａｘと比較する。図３では欠陥領域１２に対する振幅異常フラグが出力された時に、積分値は閾値Ｉｍａｘを超える。第１の欠陥判定器６２は、図３Ｇに示されるように、欠陥領域１１、１２を含むセクタにおいて修復できない欠陥を検出したことをＣＰＵ９に通知する。図３Ｅはセクタ周期を示し、セクタが変わると、第１の欠陥判定器６２で積算される積分値は、図３Ｆに示されるように、リセットされる。【００６０】
また、欠陥領域１２の後、ウォブル信号の振幅は、ＡＧＣ回路５の追従速度内で徐々に減少し、ＡＧＣ回路５は、図３Ｄに示されるように、利得を上げ、ウォブル信号の振幅を一定にするように動作する。従って、ウォブル信号の振幅の包絡線は、図３Ｂに示されるようにほぼ一定となるが、図３Ｄに示されるように、ＡＧＣ回路５の制御ゲインは、上昇する。第１の欠陥判定器６２は、この制御ゲインと閾値Ｔｍａｘとを比較し、閾値Ｔｍａｘを超えた期間を積分器により積算する。この積分値が閾値Ｉｍａｘを超えたとき、即ち、ウォブル信号の振幅が長期間にわたって減少したとき、第１の欠陥判定器６２は、そのセクタが修復できない欠陥を検出したことをＣＰＵ９に通知する（図３Ｇ）。この振幅が長期間にわたって減少するという欠陥も、セクタが変わるとリセットされる（図３Ｆ）。【００６１】
振幅が急激に変動する場合と長期にわたって減少する場合とを別に説明したが、急激な変動を含んで長期間減少する場合も第１の欠陥判定器６２に備えられる積分器により合わせて積算できる。【００６２】
図４Ａ〜Ｆは、ウォブル信号の位相に基づいて光ディスク媒体１の欠陥を判定する動作を説明する図である。図４Ａに示されるように、ＡＧＣ回路５の出力は、ウォブル信号の包絡線が一定になるように制御されている。図中の斜線部分は、欠陥領域１６を示す。欠陥領域１６では、ウォブル信号の振幅変動は小さいものの、大きな位相ずれが検出される。即ち、図４Ｂに示されるように、欠陥領域１６以外では、小さな位相ずれがＰＬＬ回路７により補正され、同期が維持されるが、欠陥領域１６では、ＰＬＬ回路７の位相比較器７１の出力の分散が大きくなる。この位相比較器７１の出力の絶対値が位相閾値θｍａｘ以上になった時に、位相ずれ検出器６３は、図３Ｃに示されるように、位相異常フラグを第２の欠陥判定器６４に出力する。【００６３】
第２の欠陥判定器６４は、位相ずれ検出器６３が出力する位相異常フラグを内蔵する積分器で積算する（図４Ｄ）。位相異常フラグの積算値が閾値Ｉｍａｘを超えた時、第２の欠陥判定器６４は、欠陥セクタとしてＣＰＵ９に通知する（図４Ｆ）。位相異常フラグの出力回数をカウントし、所定の数以上に出力されたときに欠陥セクタとしてもよい。図４Ｅはセクタの周期を示し、積分器の積算値は、セクタが切り替わる毎にリセットされる（図４Ｆ）。【００６４】
上述のように、光ディスク装置は、ＡＧＣ回路５が出力する補正されたウォブル信号、補正するために調整された利得を示す制御ゲイン信号に基づいて、ウォブル信号の振幅変動を検出する。この振幅変動に基づいて、光ディスク装置は、光ディスク媒体１の欠陥領域を推定することができる。また、光ディスク装置は、ウォブル信号に同期するタイミング信号を生成するＰＬＬ回路７が検出する位相誤差量に基づいて、ウォブル信号の位相ずれを検出する。ウォブル信号の位相ずれに基づいて、光ディスク装置は、光ディスク媒体１の欠陥領域を推定することができる。また、ウォブル信号が変調されているか否かを推定する変調領域推定器８を設けて欠陥判定をマスクすることにより、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷのようにウォブル位相が大きくずれる変調部を有するディスク媒体における誤判定を防止することができる。従って、振幅変動による判定と位相乱れによる判定との少なくとも一方により、光ディスク装置は、記録中であっても欠陥を検出することが可能となる。しかも、一般的な光ディスク装置では、ウォブル信号整形用のＡＧＣ回路、及び、記録クロック生成用のＰＬＬ回路、さらに、変調領域推定器が推定するためのデータを生成する変調ウォブル信号の検波回路を有しており、欠陥検出のために大掛かりな回路追加は不要である。【００６５】
以上説明したように、ウォブル信号から劣化度合いが検出可能であり、情報記録前に光ディスク媒体上の欠陥位置を推定することが可能となる。また、記録中でもウォブル信号が検出可能であり、ウォブル信号の劣化度合いから記録中断なしに欠陥交替処理が可能となるため、記録時のスループットが向上する。【００６６】
本発明によれば、光ディスク媒体の欠陥を短時間に検出する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することができる。
また、本発明によれば、ウォブル信号が間欠的に変調される光ディスク媒体の欠陥を簡便に検出する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、光ディスク媒体に欠陥がある場合の記録時のスループットが向上する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することができる。
また、本発明によれば、情報を光ディスク媒体に記録する前に光ディスク媒体上の欠陥位置を推定する光ディスク装置、及び、光ディスク媒体欠陥検出方法を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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