JP2008287781A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク装置において、傷や汚れ等の欠陥があってもデータを再生可能とする。
【解決手段】光ディスク装置のシステムコントローラ３２は、光ディスク１０の種類や面振れ量等に応じて最高速度を設定してデータを再生する。データ再生中にトラック蛇行等により再生不能となった場合には回転速度を低下させてリトライするが、傷や汚れ等により再生不能となった場合には回転速度を逆に増大させてリトライを実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は光ディスク装置、特に光ディスクに欠陥が存在する場合の再生処理に関する。

光ディスクの再生速度は、再生状況に応じて適宜最適化される。例えば、パーソナルコンピュータに内蔵あるいは接続される機器としてデータを再生する際には、できるだけ高速にデータを再生する必要があることから再生速度は高速化される。また、映像や音楽を再生する際には、転送レートが定まっているためそれ以上の再生速度は要求されず、仮に高速で再生できたとしても静音性を考慮して再生速度は低速に維持される。

一方、光ディスクに面振れや偏重心、トラック蛇行等が存在する場合、高速で再生するとデータを読み取ることができずエラーとなってしまうことに鑑み、再生速度を低速化することが提案されている。

例えば、下記の特許文献１には、ディスクを高速再生しているときに、過大な振動が発生した場合、あるいは所定値以上の偏重心量を検出した場合に、ディスクの回転速度を落とし、低速再生することにより振動を低減させることが開示されている。

また、下記の特許文献２には、ディフェクト等の読み取り不良箇所を検出した場合、高域フィルタの遮断周波数を切り替えることにより光ディスクの回転速度を下げることなく読み取り不良箇所に記録されたデータを読み取ることが開示されている。

また、下記の特許文献３には、ディスクの再生スタート時に、ディスクの回転速度を最低回転速度に設定し、ディスクの回転速度を読み取りエラーが発生するまで段階的に増加させるように制御することで、最高速度から減速していく場合に比べて再生までの時間を短縮することが開示されている。

さらに、下記の特許文献４には、所定の等角速度で回転する光ディスクに対するデータの記録／再生時に、データ記録／再生エラーの発生の有無を監視し、データ記録／再生エラーの発生を検出した場合に、光ディスクの回転速度を所定の等角速度より低い等角速度になるように調整することでデータ記録／再生時間を短縮することが開示されている。

特開平１０−４０６４０号公報 特開２００２−２５１８４４号公報 特開２００３−２９７００７号公報 特開２００４−２８１０４１号公報

上記従来技術のいずれも、読み取り不良箇所を検出した場合に、そうでない場合に比べてディスクの回転速度を一律に低速化するものであるが、本願出願人は光ディスクの欠陥によってはこのように一律に低速化する制御方法ではデータを読み取ることができないことを見出した。例えば、光ディスクに傷や汚れが存在する場合、読み取りエラーが生じることになるが、読み取りエラーが生じたことに起因して光ディスクの回転速度を低速化しても、依然としてデータを読み取ることができず、むしろデータの読み取り性能が劣化してしまうことを見出した。

本発明の目的は、傷や汚れ等の欠陥が存在する場合においてもデータを再生することができる光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、光ディスクのデータを再生する光ディスク装置であって、前記光ディスクの所定の欠陥部を検出する検出手段と、前記欠陥部において前記光ディスクの回転速度を増大させて再生する制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明は、光ディスクのデータを再生する光ディスク装置であって、少なくとも光ディスクの種類、面振れ量、偏重心量、偏心量のいずれかに応じた最高速度を設定する手段と、光ディスクの回転速度を前記最高速度に設定してデータを再生する手段と、データ再生が不能となった場合に前記データ再生の不能が所定の欠陥部によるものか否かを判別する手段と、データ再生の不能が所定の欠陥によるものである場合に前記回転速度を前記最高速度以上に増大させ、前記データ再生の不能が所定の欠陥以外によるものである場合に前記回転速度を低下させて再度データを再生する手段とを有することを特徴とする。

本発明では、光ディスクに所定の欠陥部が存在する場合には光ディスクの回転速度を増大制御することで、データ再生の可能性を高めることができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態に係る光ディスク装置の全体構成図を示す。ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスク１０はスピンドルモータ（ＳＰＭ）１２により回転駆動される。スピンドルモータＳＰＭ１２は、ドライバ１４で駆動され、ドライバ１４はサーボプロセッサ３０により所望の回転速度となるようにサーボ制御される。

光ピックアップ１６は、レーザ光を光ディスク１０に照射するためのレーザダイオード（ＬＤ）や光ディスク１０からの反射光を受光して電気信号に変換するフォトディテクタ（ＰＤ）を含み、光ディスク１０に対向配置される。光ピックアップ１６はスレッドモータ１８により光ディスク１０の半径方向に駆動され、スレッドモータ１８はドライバ２０で駆動される。ドライバ２０は、ドライバ１４と同様にサーボプロセッサ３０によりサーボ制御される。また、光ピックアップ１６のＬＤはドライバ２２により駆動され、ドライバ２２は、オートパワーコントロール回路（ＡＰＣ）２４により、レーザパワーが所望の値となるように駆動電流が制御される。ＡＰＣ２４及びドライバ２２は、システムコントローラ３２からの指令によりＬＤの発光量を制御する。図ではドライバ２２は光ピックアップ１６と別個に設けられているが、後述するようにドライバ２２を光ピックアップ１６に搭載してもよい。

光ディスク１０に記録されたデータを再生する際には、光ピックアップ１６のＬＤから再生パワーのレーザ光が照射され、その反射光がＰＤで電気信号に変換されて出力される。光ピックアップ１６からの再生信号はＲＦ回路２６に供給される。ＲＦ回路２６は、再生信号からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、サーボプロセッサ３０に供給する。サーボプロセッサ３０は、これらのエラー信号に基づいて光ピックアップ１６をサーボ制御し、光ピックアップ１６をオンフォーカス状態及びオントラック状態に維持する。また、ＲＦ回路２６は、再生信号に含まれるアドレス信号をアドレスデコード回路２８に供給する。アドレスデコード回路２８はアドレス信号から光ディスク１０のアドレスデータを復調し、サーボプロセッサ３０やシステムコントローラ３２に供給する。

アドレス信号の１つの例はウォブル信号であり、光ディスク１０の絶対アドレスを示す時間情報の変調信号で光ディスク１０のトラックをウォブルさせ、このウォブル信号を再生信号から抽出しデコードすることでアドレスデータ（ＡＴＩＰ）を得ることができる。また、ＲＦ回路２６は、再生ＲＦ信号を２値化回路３４に供給する。２値化回路３４は、再生信号を２値化し、得られた信号をエンコード／デコード回路３６に供給する。エンコード／デコード回路３６では、２値化信号を復調及びエラー訂正して再生データを得、当該再生データをインタフェースＩ／Ｆ４０を介してパーソナルコンピュータなどのホスト装置に出力する。なお、再生データをホスト装置に出力する際には、エンコード／デコード回路３６はバッファメモリ３８に再生データを一旦蓄積した後に出力する。

光ディスク１０がデータ記録可能な光ディスクである場合、光ディスク１０にデータを記録する際には、ホスト装置からの記録すべきデータはインターフェースＩ／Ｆ４０を介してエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、記録すべきデータをバッファメモリ３８に格納し、当該記録すべきデータをエンコードして変調データとしてライトストラテジ回路４２に供給する。ライトストラテジ回路４２は、変調データを所定の記録ストラテジに従ってマルチパルス（パルストレーン）に変換し、記録データとしてドライバ２２に供給する。記録ストラテジは記録品質に影響することから、通常はある最適ストラテジに固定される。記録データによりパワー変調されたレーザ光は光ピックアップ１６のＬＤから照射されて光ディスク１０にデータが記録される。データを記録した後、光ピックアップ１６は再生パワーのレーザ光を照射して当該記録データを再生し、ＲＦ回路２６に供給する。ＲＦ回路２６は再生信号を２値化回路３４に供給し、２値化されたデータエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、変調データをデコードし、バッファメモリ３８に記憶されている記録データと照合する。ベリファイの結果はシステムコントローラ３２に供給される。システムコントローラ３２はベリファイの結果に応じて引き続きデータを記録するか、あるいは交替処理を実行するかを決定する。

システムコントローラ３２は、システム全体の動作を制御するが、本実施形態では特にデータ再生時における光ディスク１０の回転速度を制御する。具体的には、システムコントローラ３２は、ドライバ１４に制御信号を供給して光ディスク１０の回転速度を光ディスク１０の種類に応じた最高速度に制限するとともに、光ディスク１０に面振れや偏重心、偏心が存在する場合にこれらの面振れや偏重心、偏心の影響を抑制するために最高速度を制限する。そして、トラック蛇行やデータの記録品質が低い場合には従来と同様に光ディスク１０の回転速度を低下させるように制御するが、その一方で、光ディスク１０に傷や汚れ等の欠陥が存在する場合にはその欠陥部において光ディスク１０の回転速度を逆に増大制御する。傷や汚れ等の欠陥部においてデータを再生する場合、光ディスク１０の回転速度を低下させると、その分だけ光ピックアップ１６が欠陥部を通過する時間が長くなり読み取り性能が低下する。一方、光ディスク１０の回転速度を逆に増大させると、その分だけ光ピックアップ１６が欠陥部を通過する時間が短くなり、欠陥部の影響を低減させることができる。回転速度が高速化することで欠陥部のサイズが等価的に縮小されるということもできる。本実施形態のシステムコントローラ３２は、読み取り不能が生じる場合に光ディスク１０の回転速度を一律に低下するのではなく、データの読み取り不能の原因に応じて光ディスク１０の回転速度を適応的に高速化あるいは低速化させるものということができる。

図２及び図３に、本実施形態の回転速度制御の処理フローチャートを示す。図２は起動時の処理であり、図３は起動後のデータ再生時の処理である。

まず、図２において、光ディスク１０が光ディスク装置に装着されると、システムコントローラ３２はドライバ１４に制御信号を供給してスピンドルモータ１２を回転駆動し、光ディスク１０を所定の速度で低速回転させる（Ｓ１０１）。そして、光ディスク１０を低速回転させた状態でサーボ系を調整、すなわちトラッキングサーボ及びフォーカスサーボを動作させ（Ｓ１０２）、光ディスク１０のリードイン領域に記録されているディスク情報を読み取って装着された光ディスク１０の種類を判別する（Ｓ１０３）。具体的には、ＣＤ／ＤＶＤ／ＨＤ−ＤＶＤ／ＢＤ（ブルーレイディスク）の判別を行い、ＣＤの場合にはＣＤ−ＤＡ／ＲＯＭ／Ｒ／ＲＷの判別、ＤＶＤの場合にはＤＶＤ−ＲＯＭ／±Ｒ／±ＲＷ／ＲＡＭの判別を行う。ＨＤ−ＤＶＤやＢＤについても同様であり再生専用／記録可能の判別を行う。光ディスク１０の種類を判別した後、判別した光ディスク１０の種類に応じて最高速度を設定する（Ｓ１０４）。例えば、光ディスク１０がＤＶＤ±Ｒの場合に最高速度を８倍速、ＤＶＤ−ＲＷの場合に最高速度を６倍速に設定する等である。光ディスク１０の種類毎に予め最高速度を決定してマップとしてシステムコントローラ３２のメモリに記憶しておき、このマップを用いて最高速度を設定する。データ用と映像、音声用で区別して最高速度を設定してもよい。

光ディスク１０の種類に応じて最高速度を設定した後、サーボ外乱を測定する（Ｓ１０５）。このサーボ外乱の測定は、光ディスク１０の面振れ量や偏重心量、偏心量を測定するためのものであり、例えば光ディスク１０をＳ１０４で設定した最高速度で回転駆動してサーボ系のエラー信号の振幅を検出して測定する。サーボ外乱がある場合、エラー信号（例えばトラッキングエラー信号）の振幅は増大する。サーボ外乱を測定した結果、サーボ外乱がある、つまりサーボ外乱（サーボのエラー信号の振幅）を所定値と大小比較し、所定値以上であればサーボ外乱があると判定し（Ｓ１０６）、Ｓ１０４で設定した最高速度をさらに制限する（Ｓ１０７）。一方、Ｓ１０６でサーボ外乱がないと判定した場合にはＳ１０４で設定した最高速度をそのまま維持する。

以上のようにして、光ディスク１０の種類、及び光ディスク１０の面振れ量、偏重心量、偏心量に応じて最高速度が設定される。最高速度を設定した後、光ディスク１０をこの最高速度で回転駆動してデータを再生する。起動処理が完了した後、図３に示すデータ再生処理に移行する。

図３において、システムコントローラ３２は最高速度で光ディスク１０のデータを再生（リード）し（Ｓ２０１）、読み取り不能（リードエラー）が生じたか否かを判定する（Ｓ２０２）。読み取り不能が生じない限り、現在の回転速度をそのまま維持してデータを再生し続ける。一方、リードエラーが生じた場合、再度、同じデータ位置の再生を試みるリードリトライ処理に移行するが、従来においてはリードエラーが生じた場合に一律に回転速度を低下させてリードリトライを実行している。しかしながら、本実施形態では、リードエラーが生じた場合に、そのリードエラーの原因を判別し、傷や汚れ、指紋の付着等の欠陥（ディフェクト）によるものか否かを判別する（Ｓ２０３）。光ディスク１０のデータ面に傷や汚れ、指紋の付着等が存在すると、光ディスク１０からの戻り光量がその分だけ減少するので、光ピックアップ１６のフォトディテクタで検出する光量が減少する。よって、傷や汚れ等のディフェクトを検出信号の振幅減少として検出できる。光ディスク１０に傷や汚れ等のディフェクトがある場合、光ディスク１０の回転速度を低下させるのではなく、逆に増加させることでディフェクトを通過する時間を短くしてその影響を低減できる。そこで、リードエラーの原因がディフェクトであると判別した場合に、システムコントローラ３２は回転速度を増大させてリトライ処理を実行する（Ｓ２０５、Ｓ２０６）。一方、リードエラーの原因がディフェクトでないと判別した場合、例えばトラック蛇行や低記録品質等が原因である場合、システムコントローラ３２は従来通り回転速度を低下させてリトライ処理を実行する（Ｓ２０４、Ｓ２０６）。

回転速度を増大させる際に、システムコントローラ３２は一定時間だけ回転速度を増大させればよい。また、図２のＳ１０４、Ｓ１０７で設定した最高速度を超えて回転速度を増大させる。例えば、Ｓ１０４、Ｓ１０７で設定した最高速度が６倍速である場合、Ｓ２０３でディフェクトであると判別すると、システムコントローラ３２は一定時間だけ回転速度を６倍速から８倍速まで増大させてリトライを実行する。リトライは通常一定時間（リードコマンドのタイムアウト）に制限されるから、少なくともこの時間だけ回転速度を増大させる。リードエラーが発生した場合に、Ｓ１０４、Ｓ１０７で設定した最高速度を超える速度まで増大させるのは、光ディスク１０の種類や面振れ等の影響を考慮した再生処理よりもディフェクト検出時の再生処理を優先させたものということができる。回転速度を増大させてリトライした結果、データを再生することができればＳ２０２でＮＯと判定され、リトライ処理は終了して次のアドレスに対する再生処理を続行する。光ディスク１０の回転速度は一定時間経過後に再び元の回転速度、つまりＳ１０４、Ｓ１０７で設定した最高速度に戻る。リトライが成功したことをもって回転速度を元の回転速度に復帰させてもよい。なお、元の回転数に復帰させる理由は、ディフェクト検出時の回転速度による再生処理を優先させるよりも、光ディスク１０の種類や面振れ等の影響を考慮した回転速度で再生処理をした方が、通常時においてはリードエラーの発生を抑制する効果が大きいからである。一方、回転速度を増大させてリトライしてもなおリードエラーが生じる場合には、さらに回転速度を増大させる（Ｓ２０５）。例えば、６倍速で回転駆動しているときにリードエラーが生じ、８倍速に増大してリトライしてもなおリードエラーが生じる場合には、１０倍速に増大して再度リトライする等である。このように、リトライでデータが再生できるまで段階的に回転速度を増大させていく。原理的には、光ディスク装置が駆動し得る最高速度まで回転速度を増大させることが可能である。光ディスク１０の回転速度を増大させると傷や汚れ等のディフェクトの影響は低減するものの、面振れや偏重心、偏心の影響が顕著となる可能性がある。したがって、回転速度増大に伴うディフェクトの影響と面振れ等の影響はトレードオフの関係にあり、面振れや偏重心等によってリードエラーとならない範囲内における最高速度でディフェクトでのデータ再生を行うものといえる。

また、図３から明らかなように、リードエラーが生じた場合であってディフェクトが存在する場合にのみ回転速度を増大させるのであり、たとえディフェクトが検出されたとしてもリードエラーが生じない限り回転速度は増大させずそのまま維持する。リードエラーが生じてリードリトライする場合、リードリトライの回数を制限してもよく、例えば３回リトライしてもリードエラーが解消されない場合にはそれ以上回転速度を増大させることなく再生処理を中断する等の所定のエラー処理を実行する。

図４に、本実施形態における回転速度の時間変化例を示す。横軸は時間であり、時刻ｔ＝０を起動時に設定している。縦軸は回転速度であり、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５（Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３＜Ｎ４＜Ｎ５）の５段階が存在し、例えばＮ１＝２倍速、Ｎ２＝４倍速、Ｎ３＝６倍速、Ｎ４＝８倍速、Ｎ５＝１０倍速である。Ｓ１０４及びＳ１０７で設定した最高速度がＮ３であるとする。最高速度Ｎ３でデータの再生を開始し、時刻ｔ１でリードエラーが生じたものとする。このとき、リードエラーの原因がトラック蛇行や低記録品質（ピットあるいはマークの形成不良等）である場合、システムコントローラ３２は回転速度を現在のＮ３から１段階下のＮ２に低下させてリトライする。一定時間経過後、回転速度を再びＮ２から元のＮ３に戻してデータ再生を続行し、時刻ｔ２で再びリードエラーが生じたものとする。このとき、リードエラーの原因が傷や汚れ等のディフェクトである場合、システムコントローラ３２は回転速度を現在のＮ３から１段階上のＮ４に増大させてリトライする。Ｎ４は時刻ｔ＝０における最高速度であるＮ３を超える速度である。回転速度をＮ３からＮ４に増大させるまでには有限の時間を有し、Ｎ４に達する前にリードリトライでデータを再生できたとしても回転速度はＮ４まで増大させる。一定時間経過後、回転速度を再びＮ４からＮ３に戻してデータ再生を続行する。もちろん、既述したように一定時間の経過を待つことなく、リトライが成功した時点で回転速度をＮ４から元のＮ３に戻してもよい。

リードリトライの回数に制限があり、例えばリトライを３回まで許容する場合には、第１回目のリトライはＮ３からＮ４に回転速度を増大させて行い、第２回目のリトライは回転速度をＮ４からＮ５に増大させて行ってもよい。回転速度の増大はリトライ期間中行うことができる。

このように、本実施形態では、リードエラーが生じ、リードエラーの原因が傷や汚れ等のディフェクトの場合には回転速度を増大させ、リードエラーの原因がディフェクトでなくトラック蛇行や低記録品質の場合には回転速度を低下させてリードリトライすることで、データを確実に再生することができる。

本実施形態では、Ｓ１０４、Ｓ１０７で最高速度を決定しているが、Ｓ１０４のみで最高速度を決定する、あるいはＳ１０７のみで最高速度を決定してもよい。すなわち、少なくとも光ディスクの種類と光ディスクの面振れ量、偏重心量、偏心量のいずれかに基づいて最高速度を設定してもよい。

なお、本実施形態ではデータ再生中にディフェクトの有無を検出しているが、データ再生に先立って予め光ディスク１０におけるディフェクトの有無を検出してシステムコントローラ３２のメモリにディフェクト部のアドレスを格納しておき、データ再生のアドレスがディフェクト部のアドレスに一致する場合に光ディスク１０の回転速度を増大させてもよい。すなわち、ディフェクトのアドレス範囲をｄ１〜ｄ２とすると、データ再生時のアドレスがディフェクトのアドレス範囲に含まれる場合に光ディスク１０の回転速度をＮ３からＮ４に増大させ、データ再生時のアドレスがディフェクトのアドレス範囲外である場合に回転速度をＮ３に戻す。この構成によれば、リードエラーが生じたか否かにかかわらず回転速度が増大することになるが、リードリトライを実行することなくデータを再生できる可能性が高まる。

光ディスク装置の全体構成図である。 起動時の処理フローチャートである。 データ再生時の処理フローチャートである。 回転速度の時間変化説明図である。

符号の説明

１０ 光ディスク装置、１２ スピンドルモータ、１４ ドライバ、１６ 光ピックアップ、３２ システムコントローラ。

Claims (8)

1. 光ディスクのデータを再生する光ディスク装置であって、
   前記光ディスクの所定の欠陥部を検出する検出手段と、
   前記欠陥部において前記光ディスクの回転速度を増大させて再生する制御手段と、
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記検出部は、前記光ディスクのデータ再生が不能となる場合に前記欠陥部を検出することを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記光ディスクの種類に応じて最高速度を設定する手段
   を有し、前記制御手段は、前記最高速度を超えて前記回転速度を増大させることを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１記載の装置において、
   前記光ディスクの面振れ量、偏重心量、あるいは偏心量に応じて最高速度を設定する手段
   を有し、前記制御手段は、前記最高速度を超えて前記回転速度を増大させることを特徴とする光ディスク装置。
5. 請求項２記載の装置において、
   前記制御手段は、前記回転速度を増大させて前記データ再生が不能となる部分を再度再生することを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項５記載の装置において、
   前記制御手段は、前記回転速度の増大を一定時間実行し、その後に元の回転速度に戻すことを特徴とする光ディスク装置。
7. 光ディスクのデータを再生する光ディスク装置であって、
   少なくとも光ディスクの種類、面振れ量、偏重心量、偏心量のいずれかに応じた最高速度を設定する手段と、
   光ディスクの回転速度を前記最高速度に設定してデータを再生する手段と、
   データ再生が不能となった場合に前記データ再生の不能が所定の欠陥部によるものか否かを判別する手段と、
   データ再生の不能が所定の欠陥によるものである場合に前記回転速度を前記最高速度以上に増大させ、前記データ再生の不能が所定の欠陥以外によるものである場合に前記回転速度を低下させて再度データを再生する手段と、
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の装置において、
   前記欠陥部は、傷あるいは汚れであることを特徴とする光ディスク装置。

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