JP5242284B2 - 光ディスク装置および光ピックアップ - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク装置および光ピックアップに関する。本発明は、特に、小さく絞ったビームスポットによって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および光ピックアップに関している。

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、検出した結果をユーザ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ユーザ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（以下、「ＲＦ振幅」と称する。）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。

特にＢＤは、ＤＶＤよりも傷に対して敏感である。にもかかわらず、ベア光ディスク（裸光ディスク）で標準化されており、新品光ディスクをケースから出し、ドライブに装填する際に意図せず微少な指紋を付着していても、その影響でトラック飛びや記録エラーを発生する場合がある。

ＢＤは指紋が付着すると記録ができない、あるいは記録したものが読み出せない、といった問題が発生し得る。また、実験的にも、ＢＤに指紋が存在すると、ＲＦ振幅が明らかに低下し、ＤＶＤよりも指紋に対して弱いことは原理的に想定されていた。

指紋は、例えば直径１０ｍｍを超える大きさを有することもあるため、指紋が存在する広い領域の全体を代替するような交代領域を用意しておくことは困難である。言い換えると、指紋を除去することなく、指紋がある領域を欠陥領域として管理することは、光ディスク装置の記憶容量の無駄を招く。また、指紋が存在する範囲では、ＤＶＤで行っていたエラー訂正処理と同じエラー訂正処理を行っても、指紋に起因して発生した記録・再生エラーを訂正することが困難であることがわかっていた。このため、ＢＤでは、そのエラー訂正能力をより強化しており、加えて当初の規格（ＲＥ：Ｖｅｒ．１．０）では、指紋をＢＤに付着させないようにＢＤ本体がカートリッジ内に収納し、ＢＤをカートリッジから取り出すことができなかった。

しかし、最近の規格であるＢＤ−ＲＥ:Ｖｅｒ．２．０や、ＢＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＯＭの規格では、市場のニーズにより、ＣＤやＤＶＤと同じようなベア光ディスク（カートリッジなしの光ディスク）が用いられる。このため、ＢＤに指紋が付着したときはブラシや布などの手動のクリーナで除去することを前提に、ＢＤの表面におけるハードコートの強度規定（テーバによるスクラッチ）を設けている。更に、指紋をＢＤに付着させないために、ＢＤ本体の出し入れが可能なカートリッジ（オプション）を規定している。

これらの規格や技術により、デジタル放送の録画や映画の再生などの用途においては、指紋や塵埃に起因して若干のエラーが出ても、一瞬のノイズ程度に収まり、視覚的な観点では問題ないレベルにまで到達している。

一方、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）の用途では、現時点において、ＢＤを使用するユーザは光ディスクの使用にかなりの経験を積んだスキルレベルの高いユーザであるため、指紋や塵埃をＢＤに付着させないように慎重にＢＤを取り扱っていることが十分想定される。ＰＣユーザにとってのＢＤの用途の多くは、ハードディスクに記録されたデータファイルをバックアップすることである。このため、ＰＣ上でドラッグアンドコピーなどでのファイル操作をすると、自動的に記録後のベリファイがなされるため、指紋や塵埃によって記録エラーが発生したときは、ユーザは「ＮＧ」のベリファイによって記録エラーが発生したことを知る。このため、ユーザは、ベリファイが「ＯＫ」になるまで再記録を試みることにより、指紋や塵埃による記録エラーを回避することが可能になる。 このように、現在のところ、ＢＤに指紋が付着することによる問題は重要視されていないが、ＢＤの用途が拡大し、ＢＤのユーザが増えてゆくと、ＢＤ上の指紋が大きな問題になる可能性がある。例えば、ＢＤの高密度、大容量の特性を活用した新たなアプリケーションとして、産業用、医療用に使用することが検討されている。産業用では、例えば銀行などでの大量の顧客データ、市場データのアーカイバル用に、医療用では、近年高精細になってきたＣＴスキャンやＭＲＩの静止画像や胃カメラ、内視鏡などでとった動画像の保存用としてＢＤの使用が拡大してゆくと考えられる。これらの用途では、記録エラーを回避することがより強く望まれる。

医療用では、例えば手術や検査の途中で、光ディスクを取り出して手動でクリーニングすることは、相当困難が予想されるので、塵埃や指紋を装置で自動的に検出クリーニングすることが非常に好ましい。例えば患者毎にその撮影データを記録した光ディスクが特定できるように、すなわち基本的に１人の患者に関する全てのデータを１枚の光ディスクで管理したほうが、病気の進行状況や手術などのときの合併症のリスク、異変など管理がよりしやすく、少しの変化や兆候を見逃さず、より迅速な処置が可能となる。

その場合には、手術や検査のたびにサーバやＰＣのハードディスクを介さず、直接その患者データ用の光ディスクに、内視鏡や胃カメラなどでの高精細な動画記録することが想定される。このような用途では、上記したデジタル放送の録画や映画の再生などの用途とは異なり、一瞬のノイズが出ても、患部の障害や腸壁、胃壁などの病状を考えると許容することできない。したがって従来の用途よりも更に信頼性の高いしくみやシステムが要求される。

また、車載器（ナビ、車載用プレイヤ）では、運転しながらの光ディスク交換で指紋を付着することが据置タイプのレコーダやプレイヤに比べて確率が高い。起動時にディフェクトを積極的に検出して「光ディスクを拭いてみてください」とユーザに光ディスククリーニングを促す先行技術もあるが、指紋や塵埃以外の擦り傷や基材ムラなどでも同様のメッセージが出てしまうため、ユーザの不信感を買いやすい。１２ｃｍの光ディスクのどのあたりを拭いていいかの特定もできないので、ユーザが拭いたつもりでも、実際の指紋の位置とは合致せず、メッセージが何度も再発する場合があった。

本発明は上記課題に鑑み、ＢＤ光ディスクの指紋に弱いという弱点を逆に利用したもので、光ディスク表面でも極めて小さく絞ったスポットにより、指紋のドット自体を検出することで正確に指紋の特定をすることによって、光ディスク上の指紋の付着位置の通知、指紋の自動拭き取り、指紋のない場所への重要データの代替格納などを実現することができる光ディスク装置およびクリーナ付き光ピックアップを提供することを目的とする。

特に産業用途、医療用途にも展開できる信頼性の高い光ディスク装置およびクリーナ付き光ピックアップ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、光ビームを光ディスク上に集束させる光学系、および前記光ディスクからの反射光を検出する光検出器を有する光ピックアップと、前記光ディスクの表面に形成された複数の指紋ドットを前記光検出器の出力に基づいて検出する指紋検出手段であって、前記複数の指紋ドットの有無に応じて前記光検出器の出力が変化したとき、前記光ディスク上に指紋が存在すると判定する指紋検出手段とを備える。

好ましい実施形態において、前記指紋検出手段は、指紋の有無を示す指紋信号を出力する指紋検出回路と、前記指紋信号に基づき、前記光ビームが通過した指紋のサイズ、および前記光ディスクにおける前記指紋の半径位置を特定する指紋処理手段とを備える。

好ましい実施形態において、前記指紋検出手段が光ディスク上に指紋が存在すると判定した場合、光ディスク上に指紋が存在することをユーザに表示または音声で知らせる。

好ましい実施形態において、指紋拭き取り手段を更に備え、前記指紋拭き取り手段は、前記指紋検出手段が光ディスク上に指紋が存在すると判定した場合、前記指紋を拭き取る。

好ましい実施形態において、指紋以外のディフェクトを検出する手段と、光ディスクの塵埃を拭き取る塵埃拭き取り手段とを更に備える。

好ましい実施形態において、前記指紋検出手段および前記指紋以外のディフェクトを検出する手段の何れかがディフェクトを検出した場合は、その検出状態に応じて、前記塵埃拭き取り手段によって光ディスクの塵埃を拭き取る動作および前記指紋拭き取り手段が前記指紋検出手段によって光ディスク上で特定した指紋を拭き取る動作を行う。

好ましい実施形態において、前記光ディスクにおける管理領域に管理情報を記録する前に、前記指紋検出手段は、前記管理領域上で指紋をサーチし、前記管理領域上で指紋が検出されなかった場合は、その旨を制御部に通知し、この制御部は、そのまま前記管理領域に前記管理情報を記録させ、前記管理領域上で指紋が検出された場合は、その旨を制御部に通知し、この制御部は、前記管理領域内において前記指紋が存在しない部分から交代領域を選択し、前記交代領域に前記管理情報を記録させる。

好ましい実施形態において、前記光ディスクにおける管理領域に管理情報を記録する前に、前記指紋検出手段は、前記管理領域上で指紋をサーチし、前記管理領域上で指紋が検出された場合は、その旨を制御部に通知し、この制御部は、前記指紋拭き取り手段によって前記管理領域から指紋を除去させた後、前記管理領域内に前記管理情報を記録させる。

本発明の光ピックアップは、光ビームを光ディスク上に集束させる光学系と、前記光ディスクからの反射光を検出する光検出器と、光ディスク装置の制御部から指示に応じて、前記光ディスクから指紋を拭き取る指紋拭き取りクリーナとを備える。

好ましい実施形態において、前記指紋拭き取りクリーナは、収納可能なブラシを有し、前記指紋をクリーニングの際、前記ブラシを突出させて指紋を拭き取る。

本発明の光ディスク装置は、光ディスクの表面に付着した指紋を他のディフェクトと区別して検出し、更にその付着位置まで検出できる。そのため、より正確で詳細なメッセージをユーザへ通知したり、あるいは指紋の除去を行う自動クリーニングを行うことが可能となる。

また指紋拭き取り手段と塵埃拭き取り手段の両方を備えると、塵埃と指紋をほぼ確実に短時間で除去可能となる。

更に指紋の検出の排他処理で指紋のない位置へ確実にアクセスすることが可能となる。また指紋の位置が特定できるので、トラバースモータを駆動して光ピックアップを指紋の近傍に移動し、光ピックアップに搭載した専用ブラシで指紋を拭き取ることによって、従来どうしようもなかった留守録などで指紋が付着してユーザ通知しても、光ディスク交換や拭き取りができない場合でも、装置側で自動的に拭き取ることができるので、安定した記録品質を確保することができる。

ＢＤでは、ＮＡが大きくなり、光透過層（カバー層）が薄くなったために、ディスク表面に付着する埃や塵、指紋に敏感になった。特に指紋の場合、ＤＶＤでは指紋全体が１つのディフェクトとして情報層上におけるビームスポットの全体に対して平均的にしか影響しなかったので、さほど問題にはならなかった。しかし、ＢＤでは、情報層上におけるビームスポットのサイズが小さいため、指紋を構成する多数のドットのそれぞれが光量信号の振幅（ＲＦ振幅）を大きく変動させる。このため、ＢＤでは、指紋が信号品質に悪影響を与えることになるが、逆に、ＢＤを対象とする光ディスク装置では、ＲＦ振幅の波形から容易に、かつ正確に指紋の存在と、指紋の位置を検出することが可能である。

以下、本発明で用いる指紋の検出原理および検出方法を説明する。

まず、図１（ａ）、（ｂ）を参照する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、いずれも、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光ディスクの情報層（３２、３４）に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１（ａ）は、ＢＤレンズ５１によって光ビームをＢＤの情報層３２上にフォーカスさせている場合を示し、図１（ｂ）は、ＤＶＤレンズ５２によって光ビームをＤＶＤの情報層３４上にフォーカスさせている場合を示している。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、ＤＶＤ情報層３４にデータを記録するとき、またＤＶＤ情報層３４からデータを再生するとき、ＷＤは約１．０ｍｍに調整される。図１(ａ）、図１（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。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ＢＤではＤＶＤよりも光ビームスポットが小さく絞られている。情報層上における光ビームスポットの直径は、ＮＡと波長とによって決定される「回折限界」に相当する。このため、ＤＶＤの情報層３４上における光ビームスポットの直径は１．０μｍ〜０．９μｍであるのに対して、ＢＤの情報層３２上における光ビームスポットの直径は０．４μｍ〜０．３μｍ程度である。光ビームの有効断面積では、ＢＤがＤＶＤの約１／５〜１／４程度となっている。

次に、ＢＤの光ディスク表面３０でのスポット径を算出する。ＮＡ＝ｎＳＩＮθの関係が設立するため、ＮＡ＝０．８５、カバー層の屈折率ｎ＝１．５とすると、０．８５＝１．５×ＳＩＮθの関係が成立する。したがって、ディスク表面３０と情報層３２との間に位置するカバー層内ので入射角θは３４．５度となる。カバー層の厚さが０．１ｍｍであるため、ＢＤの場合、ディスク表面３０のスポット径Ｄは、Ｄ＝２×０．１×ＴＡＮ（３４．５）＝０．１３７ｍｍとなる。

一方、ＤＶＤでは、ＮＡ＝０．６であるので、ディスク表面３０と情報層３４との間に位置するカバー層の屈折率をｎ＝１．５とすると、０．６０＝１．５×ＳＩＮθの関係が成立するため、入射角θは２３．６度となる。したがって、カバー層の厚さが０．６ｍｍであるため、ディスク表面３０のスポット径Ｄは、Ｄ＝２×０．６×ＴＡＮ（２３．６）＝０．５２４ｍｍとなる。

よって、ディスク表面３０におけるスポット径Ｄは、ＢＤで０．１４ｍｍ、ＤＶＤで０．５２ｍｍとなり、ＢＤのほうが約４倍、分解能が高いことになる。指紋のドット２０は、皮脂（屈折率１．３〜１．６）などからなり、１００μｍ程度の高さ（厚さ）を有している。したがって、ディスク表面３０において指紋ドット２０が存在する位置では、指紋ドット２０の高さだけカバー層厚さが実効的に増加することになる。その結果、光ビームがドット２０を通過するときは、球面収差が発生する。例えばＲＦ信号の振幅の増減によってドット２０を検出する場合には、球面収差の変化により、指紋のドット２０とドット間領域との間で発生する信号レベルの差異が大きくなるため、その検出感度が更に良くなる。

図２は、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の平均は約０．３０ｍｍである。このため、図３（ａ）に示すように、ドット間領域の長さよりＢＤの表面でのスポット１０ａの直径は小さくなり、光ビームが指紋のドット２０を１個、１個通過することをＲＦ振幅の増減で十分検出できる（図３（ｃ））。逆にＤＶＤの表面でのスポット１０ｂの直径はドット間領域の長さよりも大きいため、光ビームが指紋のドット２０を１個、１個通過してもＲＦ振幅の増減は小さくなり（図３（ｂ））、指紋ドット２０を検出することは難しい。

本発明者は、ＢＤ用光学系を用いることにより、光ビームでディスク表面上の指紋のドットを検出することができることを見出し、本発明を完成した。

以下、指紋検出回路を搭載した本発明による光ディスク装置の実施形態を説明する。図４は、本実施形態の構成を示すブロック図であり、図５は、本実施形態における指紋検出回路の機能ブロックを示す図である。

まず図４を参照して、本発明による光ディスク装置の基本的な構成例を説明する。

図４に示す光ディスク装置は、光ビームを光ディスク上に集束させる光学系、光ディスクからの反射光を検出する光検出器、および光源としてレーザダイオード（不図示）を有する光ピックアップ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ダイオード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。

光ビームが光ディスク１００上に存在する指紋を通過するとき、光ビームが指紋のドットを横切っているのか、それともドットとドットとの間の領域を横切っているかに応じて、ＲＦサーボアンプ１０４の出力信号の振幅が顕著に変化する。指紋検出回路１１６は、その振幅の変化を計測することにより、指紋の有無を検出する。指紋検出回路１１６で生成された指紋信号は、システムコントローラ１３０内の指紋処理部１３２に入力される。

次に、図５を参照する。図４のＲＦサーボアンプ１０４からのＲＦ信号は、図５に示す指紋検出回路１１６内のＬＰＦ１２３０とエンベロープ検波回路１２２０に入力される。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する。これにより、指紋のドットに対応するＨｉｇｈレベル（パルス）と、ドット間領域に対応するＬｏｗレベルとの間を遷移する２値化信号（指紋ドット信号）が生成される。

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に入力される。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１１６から、図４に示す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ＲＦ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。

次に、図６から図８を参照して、ディフェクトによる信号波形の変化を説明する。

図６および図７は、それぞれ、ＢＤ用の光ビームが指紋およびＢＤＯを通過したときの上記指紋検出回路の各部信号波形を示すタイミングチャートであるより詳細には、図６（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６（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６（ｃ）はエンベロープ検波回路１２２０の出力、図６（ｄ）はＬＰＦ１２３０の出力、図６（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６（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７（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７（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７（ｃ）は、エンベロープ検波回路１２２０の出力、図７（ｄ）はＬＰＦ１２３０の出力、図７（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７（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。

図８は指紋検出する処理の流れを示すフローチャートである。

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１０ｂ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、図６（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、ＤＶＤのように光ビームスポット１０ｂの直径が大きい（図３）と、１つの光ビームスポット１０ｂの中に複数の指紋ドットが常に含まれるため、図６（ｂ）に示されるような個々の指紋ドットに対応したＲＦ信号の振幅低下を検出することはできない。

図６（ｄ）は、図６（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（図６（ｃ））とを比較して２値化すれば、図６（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、カウンタバッファ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６（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７（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大きく低下する。このようなＲＦ信号がＬＰＦ１２３０を通過すると、図７（ｄ）に示すＬＰＦ出力が得られる。

図７（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７（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７（ｆ）に示すように、指紋信号は出力されない。

次に、図８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、タイマ及び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。

上記の指紋検出回路１１６と指紋処理部１３２によって構成される指紋検出手段によれば、指紋のサイズと位置を特定できる。このため、本発明では、指紋の存在および位置をユーザに通知したり、指紋を光ディスク装置自身でクリーニングする様々な処理を行うように光ディスク装置を構成することが可能である。

以下、指紋検出後に種々の処理を実行する光ディスクの実施形態を説明する。以下の各実施形態における光ディスク装置は、いずれも、図４および図５に示す構成を備えており、光ディスク上の指紋を検出することができる。

（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。本実施形態の光ディスク装置は、基本的には図４および図５に示す構成と同様を有しており、光ディスク上の指紋を検出することができる。そして、本実施形態の光ディスク装置は、光ディスク上に指紋した場合には、指紋の存在をユーザに通知する機能を有している。

上述したように、図４の指紋検出回路１１６から出力された指紋の有無を示す指紋信号は、システムコントローラ１３０内の指紋処理部１３２に入力されている。指紋処理部１３２は、再生回路１１０内の復調回路１１４や更にエラー訂正回路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る。上記のアドレスに基づいて、光ビームが通過した指紋のサイズや位置（光ディスク上の半径位置）を特定することができる。

指紋のサイズと位置が特定されると、指紋のサイズおよび位置を示す情報は、Ｉ／Ｆ回路１３１を介してホスト１４０へ通知される。ホスト１４０は、光ディスク装置がレコーダ、プレイヤの場合は、いわゆる「バックエンド（ｂａｃｋ ｅｎｄ）」であり、光ディスク装置が光ディスクドライブである場合は、ＡＴＡＰＩ（ＡＴ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などによってドライブに接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）である。

ホスト１４０は、指紋のサイズおよび位置を示す情報の通知を受けると、ＰＣに接続されるＴＶモニタ１４１上に、例えば、以下のメッセージを表示する。
「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。」

ホスト１４０は、光ディスク装置に内蔵された制御ユニットであってもよい。その場合、光ディスク装置が有する前面パネルの表示部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、指紋検出時に上記のメッセージを音声によってユーザに知らせても良い。

このような通知により、ユーザは光ディスク上の指紋のサイズおよび位置を知ることができるので、ユーザ自身が指紋クリーナなどを用いて通知された位置をクリーニングすることにより、指紋を的確に除去することができる。

（実施形態２）
実施形態１の光ディスク装置では、指紋が検知されたことを文字または音声でユーザに通知して光ディスクの交換や光ディスクのクリーニングをユーザに促すが、このような通知は、ユーザが不在の可能性の高い留守録や夜間ダビングの場合には効果がない。本実施形態の光ディスク装置は、指紋を検出すると、拭き取りブラシを用いて自動クリーニングを実行する。

上述したように、図５に示すような指紋検出回路を用いると、光ディスク上のディフェクトが指紋か否かを判別することができ、また、そのディフェクトが指紋である場合は、その指紋のサイズ、および、指紋が存在する光ディスク上の半径位置を検出することができる。このため、本実施形態のように、光ディスク装置がクリーナ（拭き取りブラシ）を具備することにより、光ディスク上の指紋に対してクリーナをほぼ正確に位置決めすることができる。このため、光ディスク上の指紋が存在する領域に対して選択的な自動クリーニングをすることが可能である。本実施形態によれば、光ディスクのうちの指紋が存在していない領域に対しては無駄にクリーニングを行わなくて済むため、指紋拭き取りに要する時間を短縮することができる。

図９は、本実施形態の光ディスク装置の基本的構成を示す図である。本実施形態の光ディスク装置は、本実施形態の光ディスク装置は、クリーナとして拭き取りブラシ１０８を備えている。より具体的には、拭き取りブラシ１０８は、光ピックアップ１０３に搭載され、モータ駆動回路１０２によって動作を制御される。また、拭き取りブラシ１０８は、通常、光ディスク１００に接触しない位置に退避されており、指紋をクリーニングするときに光ディスク１００の側に突出する。そして、指紋を拭き取り、クリーニングが終了すれば、拭き取りブラシ１０８は、元の位置に移動または収納される。他の点においては、本実施形態の光ディスク装置は、図４に示す光ディスク装置の構成と同様の構成を備えているので、共通する部分の説明はここで繰り返さない。

図１０（ａ）は、指紋拭き取りブラシ１０８を備える光ピックアップ１０３と光ディスク上の指紋との位置関係を示す平面図である。図１０（ｂ）は、上記の光ピックアップ１０３の構成例を模式的に示す断面図である。

図１０（ａ）に示す本実施形態の光ピックアップ１０３では、光ディスク回転方向（矢印の方向）に対して、先頭側から順番にＢＤレンズ５１およびＤＶＤ用レンズ５２が配置されている。拭き取りブラシ１０８は、ＤＶＤレンズ５２を中心して、ＢＤレンズ５１とは反対側に配置されている。すなわち、指紋拭き取りブラシ１０８は、ＢＤレンズ５１あるいはＤＶＤレンズ５２が対向している光ディスクのトラック（不図示）に対向する。なお、光ディスクの各トラックは、光ピックアップ１０３の近傍において、ディス回転方向に平行に延びている。本実施形態では、指紋検出のために使用されるＢＤレンズ５１の近傍に指紋拭き取りブラシ１０８が配置されているので、検出された指紋のアドレスが示す位置にシークをするだけで、拭き取りブラシ１０８の位置決めを簡単にすることができる。

拭き取りブラシ（クリーナ）１０８の大きさ、形状、材質の選定、設計は、指紋を拭き取ることに特化させることも可能である。指紋を拭き取るためには、所定以上の応力が必要であるので、図１０（ｂ）に示すようにローラ形状で粘着性の材料を選定したりすれば効果がある。あるいはブラシの先端に丸みを付けたり、比較的太い形状の布を重ねたりしても良い。

拭き取り動作は、一旦フォーカス制御を外し、クリーナ１０８を光ディスク１００に接触した状態で、所定の時間、あるいは回数（回転数）、実施するのが良い。所定時間実施後、その場でフォーカスをＯＮし、指紋によるＲＦ信号の欠落が改善されるまで（指紋に相当する信号が検出されなくなるまで）その位置をリトレースさせる。指紋の拭き取りがＯＫであれば、半径位置を切り換えていくようにすれば、確実に指紋を除去して、記録再生の信頼性は格段にあげることができる。

更に、クリーナ１０８を、光ディスク１００に対する光ピックアップ１０３の進行方向前方側に配置して、フォーカスサーボをかけたまま、光ディスク１００をクリーニングするように構成すれば、所定の回転数だけ光ディスク１００を回転させてクリーニングした後、その場でＲＦ信号から得た指紋信号で拭き取れたどうか確認することができる。

なお、フォーカスサーボをかけたまま、光ディスク１００をクリーニングすると、接触しているため光ディスク１００には振動が伝わり、フォーカスサーボの外乱となるが、拭き取っているときには、データの記録、再生をしていることはないので、フォーカスサーボの特性（ゲインなど）を記録再生時に対してクリーニング時には切り換えておけばよい。

例えば位相余裕を十分とれば、フォーカスサーボを外れにくくすることは可能である。この場合、外乱応答性はよい特性になるが、定常偏差は多くなる。しかし、クリーニング時には、データの記録、再生を行わないので、定常偏差は多くなっても問題は無い。図１１にクリーニング時と記録再生時のフォーカスフィルタの周波数特性を示す。クリーニング時では、記録再生時に比べてゲインを小さくすることにより、周波数帯域を下げ、位相余裕を増やしている。

このように光ピックアップ１０３の基台の中に一体として、ＢＤレンズ５２と拭き取りブラシ１０８を配置することにより、装置の小型化を阻害することなく、かつ基台の一体成形により低コストで自動クリーニングを実現することができる。

以下、図９を参照しながらクリーナによる指紋拭き取りの手順を説明する。

光ディスク１００に指紋が検出された場合、図９に示すシステムコントローラ１３０に含まれる指紋処理部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と更にモータ駆動回路１０２に送出される。

指紋処理部１３２は、再生回路１１０内の復調回路１１４や更にエラー訂正回路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る。このため、指紋処理部１３２は、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、指紋処理部１３２はサーボ制御回路１０６に通知する。指紋情報を受けとったサーボ制御回路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（不図示）を移動させることにより、光ピックアップ１０３に設けられた拭き取りブラシ１０８を指紋が存在する光ディスクの半径位置に接触させる。その後、サーボ制御回路１０６は、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１００の回転方向に対して逆の方向に回転させる。こうして、光ディスク１００の表面に付着した指紋を拭き取ることができる。

拭き取りブラシ１０８を逆回転させなくても、光ディスクモータ１０１によって光ディスク１００を回転させることにより、拭き取りブラシ１０８を光ディスク１００に突出・接触させるだけでも、指紋を拭き取ることができる。光拭き取りブラシ１０８を光ディスク１００に接触させた状態で光ディスク１００を回転させる時間は、拭き取りブラシ１０８を逆回転させて指紋を拭き取るときに要する時間よりも長く設定することが好ましい。この場合でも、光ディスク１００の指紋位置が特定されているため、光ディスク１００の全面をクリーニングする場合に比べて、指紋の拭き取りに必要な時間を充分に短縮することができる。

従来は、前述のように、光ディスク上のディフェクトが指紋かそれ以外の傷、塵埃等の判別ができなかった。このため、何らかのディフェクトが光ディスク上に見つかった場合、光ディスクから塵埃をともかく除去するための全面自動クリーニングが提案されていた。この場合、塵埃に対応したクリーナあるいはブラシの材料、形状を選定する必要があるので、指紋を十分に除去することは難しい。そのため、従来の自動クリーニングでは、指紋が有効に除去される保証はなかった。

本発明では、指紋とそれ以外の塵埃等を判別して検出できるため、指紋除去に特化したクリーナやブラシを光ディスク装置に備え付けることにより、指紋が検出された場合には、指紋除去用のクリーニングを適切に実行することが可能になる。更に、本実施形態では、指紋の正確な位置が把握でき、指紋が除去できたかを特定できるので、指紋の付着した場所を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、短時間で指紋を除去できる。

（実施形態３）
本実施形態の光ディスク装置は、前述の指紋拭き取りブラシ１０８に加えて、塵埃を拭き取るブラシを備えている。

図１２は、２種類のブラシを備える光ピックアップの構成例を示す図である。

図１２に示す光ピックアップ１０３は、レンズ側に指紋拭き取りブラシ１０８を備えるとともに、裏側（レンズとは反対の側）に塵埃拭き取りブラシ５５を備えている。この光ピックアップ１０３は、不図示のモータにより、反転することが可能である。図１２（ａ）は、指紋拭き取りブラシ１０８によって光ディスク１００をクリーニングしている様子を示す図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の状態にあった光ピックアップを支持軸の周りに１８０°回転させることにより、光ピックアップ１０３の裏側が光ディスク１００に対向させた状態にある。この状態をとることにより、塵埃拭き取りブラシ５５によって光ディスク１００をクリーニングすることが可能になる。

なお、指紋拭き取りブラシ１０８および塵埃拭き取りブラシ５５は、いずれも、光ピックアップ１０３に備え付けられている必要はなく、光ディスク装置のいずれかの部分に設けられていればよい。

本実施形態の光ディスク装置では、両ブラシを用いることにより、指紋および塵埃がほぼ確実に短時間で除去できる。これを実現するため、本実施形態では、指紋検出回路１１６の出力として、指紋信号に加えて、指紋以外のディフェクトを示す信号（単に「ディフェクト信号」と称する）を出力することができる。本実施形態における指紋検出回路１１６は、指紋ドット信号のパルス幅（“Ｈ”幅）が所定範囲外にあるとき、指紋以外のディフェクトが存在する信号を出力するように構成される。具体的には、“Ｈ”幅≦ｔ１あるいは“Ｈ”幅≧ｔ２の場合にディフェクト信号が出力される。このようにする代わりに、指紋ドット信号のパルス間の間隔（“Ｌ”幅）が基準値ｔ３よりも長いときに、すなわち、“Ｌ”幅＞ｔ３になる場合に、ディフェクト信号が出力されるようにしてもよい。このことで「指紋」および「指紋以外のディフェクト」を、それぞれ、「指紋信号」および「ディフェクト信号」によって区別することができる。

以下、図１３を参照しながら、両ブラシを用いた光ディスクのクリーニングを説明する。

まず、ステップＳＴ１として上記改変した指紋検出回路１１６を用いて指紋と指紋以外のディフェクトの検出を同時に行う。ディフェクト検出は起動時に高速に行うことが望ましいので、例えば光ディスクを２倍速、あるいは４倍速と高速に回転させてスキャンし、ＲＦ上に出てくる振幅の増減から指紋と指紋以外のディフェクトを検出する。更に指紋検出特定のため上記スキャンに振幅の増減から概略の位置を特定し、更にその概略位置の近傍を詳細にスキャンして正確な位置を確定する。上記改変した指紋検出回路１１６がディフェクト信号で指紋以外のディフェクトを検出した場合、ステップＳＴ２に移行する。ステップＳＴ２では塵埃拭き取りブラシを用いた自動クリーニングを行う。例えば塵埃拭き取りブラシは比較的大きくして、拭き取る場所は全面にわたって、あまり光ディスク表面に対して押し当てず、軽く拭くだけで満遍なく行う。それにより、指紋以外の埃、塵はほとんど除去することができる。

また上記改変した指紋検出回路１１６が指紋信号で指紋のディフェクトを検出した場合、ステップＳＴ３に移行する。ステップＳＴ３では指紋拭き取りブラシ１０８を用いた本発明の指紋に特化した自動クリーニングを行う。このステップではディフェクト検出後、一旦フォーカスをはずして指紋用のクリーニングブラシ１０８、あるいは拭き取り布を押し当て、所定の回数（回転数）擦るようにして、指紋を除去する。

通常、光ディスク上には指紋と指紋以外のディフェクトが含まれるので、ステップＳＴ２とステップＳＴ３がなされた後、ステップＳＴ１に戻り、再度、ディフェクト検出を行う。ステップＳＴ１ではフォーカス、トラッキングを再度動作させて、ディフェクト検出を行い、ＲＦ信号の増減がなければ、塵埃および指紋の自動拭き取りを完了する。

またディフェクト信号で指紋以外のディフェクトを検出した場合や指紋信号で指紋のディフェクトを検出した場合、再度、夫々ステップＳＴ２、ステップＳＴ３で再度フォーカスをはずして拭き取り動作を繰り返す。このことで指紋検出回路１１６および指紋以外のディフェクトを検出する手段の何れかが、ディフェクトを検出した場合は、その検出状態に応じて塵埃拭き取りブラシで光ディスクの塵埃を拭き取る動作および指紋拭き取りブラシ１０８が指紋検出手段によって光ディスク上で特定した指紋を拭き取る動作を再度行う、動作を実現する。

ステップＳＴ４ではこのリトライ回数を２回（すなわちディフェクト検出回数を３回）に制限している。リトライ回数を２回繰り返してもＲＦの増減があり、指紋や指紋以外のディフェクトがまだ拭き取れてないと判定されたときは、ステップＳＴ５において指紋以外の別な想定外のハードなディフェクトである、またはクリーナが劣化している可能性が大であるので、このときは「光ディスクを確認してください。またはクリーナを交換してください」といったメッセージをホスト（ユーザ）へ通知あるいは表示を行う。

ＢＤの高密度、大容量の特性を活用した新たなアプリケーションとして、産業用、医療用に使用することが検討されている。［発明が解決しようとする課題］に記載した通り、従来の用途よりも更に信頼性の高いしくみやシステムが要求される。このことから、本実施形態を用いることで、指紋を正確に判定し、確実に拭き取るように装置で自動的に実施することは非常に有用である。また本実施形態を用いることにより、塵埃を除去するとともに指紋を除去することは非常に有用である。

また車載器（ナビ、車載用プレイヤ）では、運転しながらの光ディスク交換で指紋を付着することが据置タイプのレコーダやプレイヤに比べて確率が高く、起動時にディフェクトを積極的に検出して「光ディスクを拭いてみてください」とユーザに光ディスククリーニングを促す先行技術もあるが、指紋や塵埃以外の擦り傷や基材ムラなどでも同様のメッセージが出てしまうため、ユーザの不信感を買うとともに、１２ｃｍの光ディスクのどのあたりを拭いていいかの特定もできないので、ユーザが拭いたつもりでも、実際の指紋の位置とは合致せず、メッセージが何度も再発する場合があった。しかし本実施形態を用いることで、その課題も同様に顕著に減少させることができる。

次に、図１４を参照しながら、他の処理を説明する。

本実施形態の光ディスク装置には、ユーザが光ディスク装置によって意図的に光ディスクのディフェクト検出を行うためのボタン（ＣＬボタン）が設けられている。

まず、光ディスクを光ディスク装置にローディングする。ローディング後、ステップＳＴ１１において、ＣＬボタンが押されたか否かが判定される。

ＣＬボタンが押されなかった場合、光ディスク装置は、ＲＥＡＤＹ状態となるが、ＣＬボタンが押された場合は、ステップＳＴ１２において、ディフェクトサーチが実行される。なお、このようなＣＬボタンを光ディスク装置に設けず、光ディスクがローディングされたとき、ユーザの意図に依存することなく、ディフェクトサーチの実行／不実行を光ディスク装置が決定するようにしてもよい。

ディフェクトサーチの結果、ステップＳＴ１３において、ディフェクト有りか否かが判断される。ディフェクトがなかった場合、ＲＥＡＤＹ状態となるが、ディフェクトが有った場合は、ステップＳＴ１４において、ディフェクト検出回数が３回未満か否かが判定される。ディフェクト検出回数が３回未満あった場合、ステップＳＴ１５において、ディフェクトが指紋か否かが判断され、ディフェクトが指紋か否かに応じてクリーニングに使用するブラシの種類が決定される。すなわち、ディフェクトが指紋である場合、ステップＳＴ１６において、指紋拭き取りブラシが選択され、そのブラシによって指紋拭き取りが行われる。一方、ディフェクトが指紋でなかった場合は、ステップＳＴ１７において、塵埃拭き取りブラシが選択され、そのブラシによって塵埃拭き取りが行われる。

これらの拭き取り作業が実行された後、ステップＳＴ１８において、ディフェクトの再検出動作（ディフェクトチェック）が実行される。このディフェクトチェックの内容は、基本的には最初に行ったディフェクトサーチと同様であるが、ディフェクトサーチと異なる点は、最初に指紋／塵埃が検出された領域のみを対象に指紋／塵埃検出動作を繰り返せばよい点にある。このため、通常のディフェクトサーチに比べ、所要時間が短縮される。

ディフェクトチェックの後、ステップＳＴ１３に進み、ディフェクトが検出された場合は、もう一度、上記のクリーニングおよびディフェクトチェックを繰り返す。２回のクリーニングによっても、ディフェクトが検出された場合は、ディフェクト検出回数が３回に達するため、これ以上のクリーニングは行わずに、ＲＥＡＤＹ状態になる。この場合、ディフェクトが存在する領域には、データを記録しないようにするなどの処置を行うことが望ましい。

上記のフローは、光ディスク装置が塵埃拭き取りブラシと指紋拭き取りブラシの両方を備える場合の処理例を示している。光ディスク装置が指紋拭き取りブラシのみを備える場合は、塵埃拭き取りブラシによる自動クリーニングは行われない。この場合、ユーザに対して、塵埃が存在することと塵埃の位置を知らせ、ユーザにクリーニングを要求するようにしてもよい。

なお、ＣＬボタンが押された場合、ステップＳＴ１２のディフェクトサーチをスキップして自動クリーニングを直ちに実行するようにしてもよい。ユーザが目視によって指紋や塵埃を検知している場合にも、光ディスク装置の有するクリーニング機構を利用できるようにするためである。このような場合、ユーザが光ディスクにおけるクリーニング対象領域を選択できるようにしてもよい。指紋の位置がわかっている場合、光ディスクの全面をクリーニングするのは非効率であるからである。

次に、図１５を参照しながら、他の処理の例を説明する。

この処理では、光ディスク装置は、自動クリーニングを実行せず、ディフェクトが検出された場合にディフェクトの種類や位置をユーザに通知する。

まず、光ディスク装置に光ディスクがローディングされると、ステップＳＴ２１において、ディフェクトサーチが実行される。

ディフェクトサーチの結果、ステップＳＴ２２において、ディフェクト有りか否かが判断される。ディフェクトがなかった場合、ＲＥＡＤＹ状態となるが、ディフェクト有りの場合は、ディフェクト検出回数に応じて処理が異なる。ステップＳＴ２３において、ディフェクト検出回数が１回と判断された場合は、ステップＳＴ２４に進み、例えば「指紋を拭き取ってください」とのメッセージが表示される。ディフェクトが塵埃の場合は、「塵埃を拭き取ってください」とのメッセージが表示される。このメッセージは、ディフェクトの位置を示す情報を含んでいることが好ましい。

ユーザによる拭き取り作業が実行された後、光ディスクの再ローディングが行われると、ステップＳＴ２５において、ディフェクトの再検出動作（ディフェクトチェック）が実行される。ディフェクトチェックは、最初に指紋が検出された領域のみを対象に指紋検出動作を繰り返す。

ディフェクトチェックの後、ステップＳＴ２２において、ディフェクトが検出されなかった場合は、ＲＥＡＤＹ状態となる。このとき、「指紋は除去されました」などのメッセージを表示してもよい。

ステップＳＴ２２において、ディフェクト有りと判断された場合は、ステップＳＴ２３において、ディフェクト検出回数が２回目となるため、ステップＳＴ２６に進む。そして、例えば「もう一度、指紋を拭き取ってください」などのメッセージが表示される。ディフェクトが塵埃の場合は、「もう一度、塵埃を拭き取ってください」とのメッセージが表示される。

ユーザによる２度目の拭き取り作業が実行された後、光ディスクの再ローディングが行われると、ステップＳＴ２５において、ディフェクトの再検出動作（ディフェクトチェック）がもう一度実行される。

ディフェクトチェックの後、ステップＳＴ２２において、ディフェクトが検出されなかった場合は、ＲＥＡＤＹ状態となる。このとき、「指紋は除去されました」などのメッセージを表示してもよい。

ステップＳＴ２２において、ディフェクト有りと判断された場合は、ステップＳＴ２３において、ディフェクト検出回数が３回目となるため、ステップＳＴ２７に進み、例えば「指紋は拭き取れませんでした」などのメッセージが表示される。ディフェクトが塵埃の場合は、「塵埃は拭き取れませんでした」などのメッセージが表示される。これらのメッセージを表示した後、更なる拭き取り作業をユーザに要求することなく、光ディスク装置はＲＥＡＤＹ状態となる。

上記のフローでは、ディフェクト検出回数が３回に達したときは、ユーザにクリーニングを要求していないが、この回数を２回また４回以上に設定してもよい。

（実施形態４）
通常のデータ領域（番組録画領域）に比べ、管理領域と呼ばれる特定領域（主には内周に配置されている）は、記録したデータ（管理情報）の信頼性が要求される。すなわち、管理領域に指紋が付いた状態で管理情報を管理領域に記録してしまい、後でそれが読み出せなくなると、プログラムや番組全体、あるいは光ディスク全てのデータの読み出しができなくなってしまう。

本実施形態の光ディスク装置では、起動時や停止時、あるいは録画開始、終了時に、管理領域に管理情報の追加、管理情報の更新をする前に管理領域を対象に指紋検出を行う。具体的には、光ディスクを回転させ、フォーカスサーボ、トラッキングサーボを実行し、各種学習を実行する。こうしてアドレス情報を取得した後に、光ピックアップを管理領域へ移動して、管理領域全体を光ビームでスキャンする。

このとき、図９に示すＲＦサーボアンプ１０４の出力を指紋検出回路１１６に入力することによって、前述したように指紋検出を行う。管理データを書くために十分な管理領域あるいは管理領域全体に指紋の付着がなければ、指紋検出回路１１６の信号がアクティブにならないので、システムコントローラ１３０内の指紋処理部１３２は、ＩＦ回路１３１、フォーマッタ部１２３、変調回路１２４、ＤＡ１２５、レーザ駆動回路１０７を介して、管理データをそのまま管理領域の追加更新ために記録する。

管理領域に指紋がついていた場合は、前述した方法と同様の方法に、指紋検出回路１１６の信号がアクティブになり、指紋処理部１３２はその信号をトリガにして、指令信号をＩＦ回路１３１に送る。そして、ホスト１４０を介して、指紋の拭き取りをユーザに求めるメッセージを表示したり、あるいは指紋処理部１３２は、指令信号をサーボ制御回路１０６に送り、モータ駆動回路１０２を介して指紋の拭き取りを自動的に実行する。また、このような指紋の拭き取りを行う代わりに、管理領域において指紋のないエリア（代替領域）に管理情報を記録するようにしても良い。管理領域の面積は他のデータ領域の面積に比べて格段に小さいため、管理領域を対象とする指紋検出や、指紋の自動クリーニングに要する時間は相対的に短い。

なお、管理領域には、製造時に管理情報が記録され、ユーザによっては管理情報を変更できない部分が含まれえる。例えば、予め光ディスクの物理規格で決まった特定の場所に、凹凸ピット（エンボス）によって管理情報が記録されたり、ウォブリングしているトラックのトラック形状の変化の周波数や位相変調により、管理情報が記録され得る。このような管理情報に対しても、管理情報の読み出し前に指紋検出を行うことが好ましい。指紋検出がなされた場合、指紋をクリーニングした後、管理情報を読み出すことになる。

本発明の光ディスク装置は、ＤＶＤに比べ指紋に対して敏感となったＢＤや次世代の光ディスク上に形成された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、ＤＶＤよりも高い密度で情報が記録される多様な光ディスクに好適に用いられる。

（ａ）および（ｂ）は、ＢＤでの指紋検出原理を説明するための光ピックアップの模式図である。 ＢＤでの指紋検出原理を説明するための実指紋の波形図である。 ＢＤでの指紋検出原理を説明するための光ビームと指紋ドットとの関係を示す模式図である。 本発明による光ディスク装置の第１の実施形態における機能ブロックの構成を示す図である。 図４の指紋検出回路の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、光ビームと指紋ドットとの配置関係を模式的に示す平面図であり、（ｂ）から（ｆ）は、図５の指紋検出の動作を説明するための各部の信号波形図である。 （ａ）は、光ビームとＢＤＯとの配置関係を模式的に示す平面図であり、（ｂ）から（ｆ）は、図５の指紋検出の動作を説明するための各部の信号波形図である。 図５における指紋検出の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明による光ディスク装置の他の実施形態における機能ブロックの構成を示す図である。 （ａ）は、指紋クリーナ付光ピックアップの構成を示す平面図、（ｂ）は、その断面図である。 クリーニング時と記録再生時のフォーカス制御の周波数特性図である。 （ａ）および（ｂ）は、塵埃クリーナと指紋クリーナとを有する光ディスク装置の主要部を示す図である。 指紋拭き取りブラシと塵埃拭き取りブラシを用いて光ビーム上のディフェクト除去を説明するためのフローチャートである。 指紋検出の処理の他の例を示すフローチャートである。 指紋検出の処理の更に他の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 光ビームスポット
１０ａ ＢＤの光ビームスポット
１０ｂ ＤＶＤの光ビームスポット
２０ 指紋ドット
３０ ディスク表面
３２ ＢＤ情報層
３４ ＤＶＤ情報層
５１ ＢＤレンズ
５２ ＤＶＤレンズ
５５ 塵埃拭き取りブラシ
１００ 光ディスク
１０１ 光ディスクモータ
１０２ モータ駆動回路
１０３ 光ピックアップ
１０４ ＲＦサーボアンプ
１０６ サーボ制御回路
１０７ レーザ駆動回路
１０８ 指紋拭き取りブラシ
１１０ 再生回路
１１１ 波形等価回路
１１２ 二値化回路
１１３ ＰＬＬ回路
１１４ 復調回路
１１５ エラー訂正回路
１１６ 指紋検出回路
１２２ 記録回路
１２３ フォーマッタ部
１２４ 変調回路
１２５ ＤＡコンバータ
１３０ システムコントローラ
１３１ Ｉ／Ｆ回路
１３２ 指紋処理部
１４０ ホスト
１４１ ＴＶモニタ

Claims (8)

1. 光ビームを光ディスク上に集束させる光学系、および前記光ディスクからの反射光を検出する光検出器を有する光ピックアップと、
   前記光ディスクの表面に形成された複数の指紋ドットを前記光検出器の出力に基づいて検出する指紋検出手段であって、前記複数の指紋ドットの有無に応じて前記光検出器の出力が変化したとき、前記光ディスク上に指紋が存在すると判定する指紋検出手段と、
   を備え、
   前記指紋検出手段は、前記光検出器の出力におけるパルスの幅および間隔が、それぞれ、前記指紋ドットに相当する所定のパルス幅の範囲内および指紋ドット間領域に相当する所定の間隔の範囲内にあれば、前記パルスの数が計数され、計数値が所定値以上になったとき、前記光ディスク上に指紋が存在すると判定する、光ディスク装置。
2. 前記指紋検出手段は、
   指紋の有無を示す指紋信号を出力する指紋検出回路と、
   前記指紋信号に基づき、前記光ビームが通過した指紋のサイズ、および前記光ディスクにおける前記指紋の半径位置を特定する指紋処理手段と、
   を備える請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記指紋検出手段が光ディスク上に指紋が存在すると判定した場合、光ディスク上に指紋が存在することをユーザに表示または音声で知らせる、請求項１に記載の光ディスク装置。
4. 指紋拭き取り手段を更に備え、
   前記指紋拭き取り手段は、前記指紋検出手段が光ディスク上に指紋が存在すると判定した場合、前記指紋を拭き取る、請求項１に記載の光ディスク装置。
5. 指紋以外のディフェクトを検出する手段と、
   光ディスクの塵埃を拭き取る塵埃拭き取り手段と、
   を更に備える請求項１に記載の光ディスク装置。
6. 前記指紋検出手段および前記指紋以外のディフェクトを検出する手段の何れかがディフェクトを検出した場合は、その検出状態に応じて、前記塵埃拭き取り手段によって光ディスクの塵埃を拭き取る動作および前記指紋拭き取り手段が前記指紋検出手段によって光ディスク上で特定した指紋を拭き取る動作を行う、請求項５に記載の光ディスク装置。
7. 前記光ディスクにおける管理領域に管理情報を記録する前に、前記指紋検出手段は、前記管理領域上で指紋をサーチし、
   前記管理領域上で指紋が検出されなかった場合は、その旨を制御部に通知し、この制御部は、そのまま前記管理領域に前記管理情報を記録させ、
   前記管理領域上で指紋が検出された場合は、その旨を制御部に通知し、この制御部は、前記管理領域内において前記指紋が存在しない部分から交代領域を選択し、前記交代領域に前記管理情報を記録させる、請求項１に記載の光ディスク装置。
8. 前記光ディスクにおける管理領域に管理情報を記録する前に、前記指紋検出手段は、前記管理領域上で指紋をサーチし、
   前記管理領域上で指紋が検出された場合は、その旨を制御部に通知し、この制御部は、前記指紋拭き取り手段によって前記管理領域から指紋を除去させた後、前記管理領域内に前記管理情報を記録させる、請求項４に記載の光ディスク装置。

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