(57)【要約】【課題】  高速記録再生時にも、記録するデジタルデータの品質が良好に保証でき、さらに、回路規模と消費電力が削減可能な光ディスク記録再生装置を提供する。【解決手段】  光ディスク媒体１から検出したプッシュプル信号１４を、光差信号整形回路２１により整形して、チャネル周波数に同期したサンプリングクロック３７によりデジタルサンプリング信号３８に変換する第１のアナログデジタルコンバータ３５と、デジタルサンプリング信号３８から、記録時のウォブル振幅情報７７を検出する一連の手段と、再生時のアドレス極性情報６０とアドレス位置情報６１を検出する一連の手段と、ウォブル振幅情報７７をもとに記録レーザーパワーを記録に適したパワーに制御する記録レーザーパワー制御回路１１３とを備えた構成とした。【選択図】図１
2006134542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドレス情報が間欠的に存在し、記録トラックに沿ってウォブルが刻み込まれている光記録媒体に対して、デジタルデータの記録再生のためのレーザー光を発生するレーザー発生回路と、
上記レーザー光の上記光記録媒体からの反射光を、デジタルデータの記録方向であるトラック方向軸と、該トラック方向軸と垂直に交わる半径方向軸とにより４分割した光信号として検出する第１のフォトディテクタと、
上記第１のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したもののうち、トラック方向軸に平行な領域分を加算し、それぞれの加算値の差を検出して光差信号を出力する光差信号検出回路と、
上記レーザー光の上記光記録媒体からの反射光を、上記トラック方向軸と垂直に交わる半径方向軸により２分割した光信号として検出する、フォーカスエラー信号検出用の第２のフォトディテクタと、
上記第１のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したものと、上記第２のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したものとのどちらか一方、もしくは該第１のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したものと該第２のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したものの両方を用いて再生ＲＦ（Radio Frequency, 以下ＲＦと称す）信号を検出する再生信号検出回路と、
外部装置との間でデータ及びコマンドを送受信し、上記光記録媒体への記録再生動作を制御する光ディスクコントローラと、
上記光ディスクコントローラの指令に基づいて、上記デジタルデータの記録時を示す記録状態、あるいは上記デジタルデータ、又はアドレス情報の再生時を示す再生状態のいずれかを示す記録ゲート信号を生成する記録ゲート信号生成回路と、
上記記録ゲート信号が示す異なる状態に基づいて、上記光差信号に対して異なる調整を行って２つの出力信号を出力する光差信号整形回路と、
上記光差信号整形回路の一方の出力信号から、上記光記録媒体の再生信号に含まれるクロック成分に同期したサンプリングクロックを生成するクロック生成回路と、
上記サンプリングクロックにより上記光差信号整形回路の他方の出力信号をデジタルサンプリング信号に変換する第１のアナログデジタルコンバータと、
上記デジタルサンプリング信号を、上記アドレス情報を検出するためのアドレス情報前処理信号に変換するアドレス情報前処理回路と、
上記デジタルサンプリング信号を、上記ウォブルの振幅情報であるウォブル振幅情報を検出するためのウォブル振幅情報前処理信号に変換するウォブル振幅情報前処理回路と、
上記アドレス情報前処理信号からアドレス情報を検出するアドレス情報検出回路と、
上記ウォブル振幅情報前処理信号からウォブル振幅情報を検出するウォブル振幅情報検出回路と、
上記ウォブル振幅情報の変動に連動して、デジタルデータの記録中に、上記レーザー発生回路が発生するレーザーパワーを記録データの品質が適正に保持されるように制御する記録レーザーパワー制御回路と、
上記サンプリングクロックを基準にして上記再生ＲＦ信号から、デジタルデータを復調してデジタル２値化信号を上記光ディスクコントローラに出力するデジタルデータ再生回路と、を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記光差信号整形回路は、
上記ウォブル信号成分を強調するように上記光差信号検出回路の出力信号を整形するウォブル成分強調回路と、
上記光差信号検出回路の出力信号の振幅を調整する振幅調整回路と、
上記記録ゲート信号が記録状態を示す場合に、上記ウォブル成分強調回路の出力信号を選択し、上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合に、上記振幅調整回路の出力信号を選択して、出力する光差信号選択回路と、を備え、
上記記録レーザーパワー制御回路は、
デジタルデータの記録中にレーザーパワーを制御するための記録レーザーパワー制御情報を生成するデジタル信号演算処理回路と、
上記デジタル信号演算処理回路に上記ウォブル振幅情報を転送するウォブル振幅情報転送回路と、
上記ウォブル振幅情報の変動に連動した上記記録レーザーパワー制御情報により記録時のレーザーパワーを変化させる記録レーザーパワー制御パルスを生成する記録レーザーパワー調整回路と、を具備する、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記ウォブル成分強調回路は、
上記光記録媒体に形成された上記ウォブルの周波数成分以外の雑音成分を除去する雑音除去回路と、
上記雑音除去回路の出力信号の振幅を、上記第１のアナログデジタルコンバータの入力ダイナミックレンジに適した振幅に増幅するウォブル振幅調整回路と、を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記光差信号選択回路は、
上記ウォブル成分強調回路の出力信号と上記振幅調整回路の出力信号との振幅方向のオフセットレベルの差が小さくなるようにそれぞれの出力信号のオフセットレベルを調整するオフセット差調整回路を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記ウォブル振幅情報転送回路は、
記録、及び再生速度に応じて上記ウォブル振幅情報の転送周期を可変にし、転送周期毎に転送周期フラグを生成する転送周期フラグ生成回路と、
上記転送周期フラグ毎にウォブル振幅情報を保持するウォブル振幅情報保持回路と、
上記ウォブル振幅情報保持回路の出力信号が上記デジタル信号演算処理回路で取り間違えないように、上記転送周期毎に、取り込み信号を生成する取り込み信号生成回路と、を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記ウォブル振幅情報転送回路は、
上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合には、上記転送周期フラグ生成回路が上記転送周期フラグを発生させないようにマスク処理を行う転送周期フラグマスク回路をさらに備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項７】
請求項２に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記クロック生成回路は、
上記ウォブル成分強調回路の出力を２値化データに変換するウォブル２値化回路と、
上記２値化データが入力される周波数同期ループ回路と、
上記周波数同期ループ回路が出力する信号に従って出力するクロックを変化させる電圧制御発振器と、
上記電圧制御発振器が出力するクロックを任意にＭ分周（Ｍは正の整数）して上記サンプリングクロックを出力するクロック分周回路と、を有し、
上記周波数同期ループ回路は、該ウォブル２値化回路の出力信号の周期を元に上記光記録媒体に記録されているデジタルデータのチャネルビットに相当する周波数、または任意のＮ倍（Ｎは正の整数）の周波数に同期するように上記電圧制御発振器が出力するクロックを制御する、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記デジタルデータ再生回路は、
上記再生ＲＦ信号の振幅調整をする再生信号振幅調整回路と、
上記再生信号振幅調整回路の出力信号の高域成分を強調してジッタを良化するためのイコライザと、
上記クロック生成回路から生成される上記サンプリングクロックにより該イコライザの出力信号をデジタルＲＦ信号に変換する第２のアナログデジタルコンバータと、
上記デジタルＲＦ信号から振幅方向のオフセット成分を低減させるオフセットキャンセラと、
上記オフセットキャンセラの出力信号から任意のしきい値によりスライスすることでデジタル２値化信号を復調するデータ復調回路と、を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記クロック生成回路は、
上記オフセットキャンセラの出力信号から位相誤差情報を抽出して該サンプリングクロックと該光記録媒体に記録されているデジタルデータが有するクロック成分の位相とを同期させる位相同期制御回路をさらに備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１０】
請求項７または請求項９に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記ウォブル振幅情報検出回路は、
上記ウォブル振幅情報前処理信号から、ピークエンベロープ信号を検波するピーク検波回路と、
上記ウォブル振幅情報前処理信号から、ボトムエンベロープ信号を検波するボトム検波回路と、
上記ウォブルに対する検波周期は長く、上記アドレス情報に対する検波周期は短くなるように、上記ピーク検波回路と上記ボトム検波回路の検波周期を決定する検波周期生成回路と、
上記ピーク検波回路の出力信号から高域雑音成分を除去する第１の高域雑音除去回路と、
上記ボトム検波回路の出力信号から高域雑音成分を除去する第２の高域雑音除去回路と、
上記第１の高域雑音除去回路と上記第２の高域雑音除去回路の差から上記ウォブル振幅情報を検出するウォブル振幅検出回路と、を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記検波周期生成回路は、
上記ピーク検波回路と上記ボトム検波回路の検波周期を設定するための第１の周期設定回路、及び第２の周期設定回路と、
上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合は、上記第１の周期設定回路の出力値を選択し、上記記録ゲート信号が記録状態を示す場合は、上記第２の周期設定回路の出力値を選択する周期設定値選択回路と、
上記サンプリングクロックによりカウントして、該周期設定値選択回路の出力値に達する毎にカウントをリセットして、検波周期フラグを発生する検波周期フラグ発生回路と、を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記クロック生成回路は、上記サンプリングクロックをＮ分周（Ｎは正の整数）して分周クロックを生成するサンプリングクロック分周回路をさらに有し、
上記ピーク検波回路は、上記ウォブル振幅情報前処理信号をもとに、上記サンプリングクロックによりピークエンベロープを検波したピーク検波結果を、上記分周クロックにより保持するとともに出力する機能を備え、
上記ボトム検波回路は、上記ウォブル振幅情報前処理信号をもとに、上記サンプリングクロックによりボトムエンベロープを検波したボトム検波結果を、上記分周クロックにより保持するとともに出力する機能を備え、
上記第１の高域雑音除去回路、上記第２の高域雑音除去回路、上記ウォブル振幅検出回路、及び上記ウォブル振幅情報転送回路は、上記分周クロックを基準に動作する、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記アドレス情報前処理回路は、
上記デジタルサンプリング信号の信号振幅を任意の減衰率で減衰させる第１の信号振幅減衰回路と、
上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合は、上記デジタルサンプリング信号を選択し、上記記録ゲート信号が記録状態を示す場合は、上記第１の信号振幅減衰回路の出力信号を選択するアドレス情報状態選択回路と、を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記ウォブル振幅情報前処理回路は、
上記デジタルサンプリング信号の信号振幅を任意の減衰率で減衰させる第２の信号振幅減衰回路と、
上記記録ゲート信号が記録状態を示す場合は、上記デジタルサンプリング信号を選択し、上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合は、上記第２の信号振幅減衰回路の出力信号を選択するウォブル振幅情報状態選択回路と、を備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記光記録媒体のデジタルデータの記録面上に傷や汚れによるディフェクトが存在している場合に、上記ウォブル振幅情報から該ディフェクトの領域を特定して、該領域における記録動作を中断し、ディフェクトを通過した後の安全と考えられる領域に、損なわれたデータから記録を再開する機能を、さらに有する、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記光記録媒体は、記録トラックに沿って刻みこまれているウォブルにアドレス情報が存在するものである、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１７】
請求項３に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記光記録媒体は、記録トラックに沿って刻みこまれているウォブルにアドレス情報が存在するものであり、
上記雑音除去回路は、ウォブルの周波数成分以外で、ＬＰＰ（Land PrePit）信号成分を除去する機能をさらに有する、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、
上記光差信号検出回路の出力信号から高域成分を除去してトラッキングエラー信号として出力する高域除去フィルタと、
上記光ディスクコントローラからの指令に基づいて、上記レーザー発生回路と上記第１のフォトディテクタと上記第２のフォトディテクタとからなる光ピックアップを駆動する光ピックアップ駆動回路と、をさらに備えた、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に対してデジタルデータの記録、および再生を行うための光ディスク記録再生装置に関し、特に、記録トラックに沿ってウォブルが存在する記録型光ディスクにデジタルデータを記録する場合、および、ＣＡＰＡ（Complementary Allocated Pit Addressing）が存在するＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disk-Random Access Memory）ディスク等に対してデジタルデータを記録しあるいは再生する場合の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体としての光ディスク媒体には、コンパクトディスク（Compact Disc（登録商標）；以下、ＣＤと称す）やDigital Versatile Disk（以下、ＤＶＤと称す）が多く用いられている。近年、読み取り専用の光ディスクのみならず、記録可能なＤＶＤ−Random Access Memory（以下、ＤＶＤ−ＲＡＭと称す）、１回書き込みが可能なＤＶＤ−Recordable（以下、ＤＶＤ−Ｒと称す）、および、書き換え可能なＤＶＤ−Rewritable（以下、ＤＶＤ−ＲＷと称す）が、注目されている。
【０００３】
ＤＶＤ−ＲＡＭディスクは、ランダムアクセスによる記録再生が可能であるという特徴があるため、ＤＶＤレコーダ、および、情報記録媒体として適している。また、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクに対する記録再生動作においては、図２３（ａ）に示すような、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの記録トラックに沿って一定の周期で刻まれているウォブルを基準として、再生時の読み出しクロックや記録時の記録クロックの周期を制御したり、ウォブル信号成分の振幅値であるウォブル振幅情報をもとに、記録面上に傷や汚れが存在する場合にも記録データの品質を保証できるように、記録時のレーザーパワーを正常なデータを記録するのに適したパワーに制御したりしている。この技術を応用した例として代表的なものに、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc−Recordable；以下、ＣＤ−Ｒと称す）等の追記型光ディスクにデータを記録する際に用いるＲＯＰＣ（Running Optimum Power Control）がある。その原理手段については、ＣＤ−ＷＯ System Description Ver2.0（非特許文献１）に詳細に記載されている。さらに、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクには、図２３（ａ）に示すような、エンボス領域のアドレス情報（Complementary Allocated Pit Addressing；以下、ＣＡＰＡと称す）が予め記録されており、アドレス情報の検出能力が、ランダムアクセス性能と記録再生性能を決める要因の一つになっている。
【０００４】
以下、従来のＤＶＤ−ＲＡＭディスク記録再生装置におけるウォブル振幅情報の検出方法、記録レーザーパワーの適正制御方法、アドレス情報の検出方法等について説明する。
図２４は、従来のＤＶＤ−ＲＡＭディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【０００５】
図２４において、デジタルデータを記録する手段である光ディスク媒体１に対しては、光ピックアップ３により、記録および再生を行う。光ピックアップ３は、半導体レーザーで構成されるレーザー発生回路４と、レーザー発生回路４から出力され、光ディスク媒体１から反射した光ビームを受光してそのパワーを電気信号に変換するトラッキングエラー信号生成用の４分割フォトディテクタ５と、フォーカスエラー信号生成用の２分割フォトディテクタ６とを備えている。また、光ピックアップ３は、光ディスク媒体１の半径方向に移動可能な移送台（移動台）に取り付けられており、後述する光ディスクコントローラ１６から光ピックアップ駆動回路１８を介して入力される制御指令に従って、図２に示すような対物レンズを通してレーザー発生回路４から出力される光ビームを光ディスク媒体１に形成されているトラックに集光させるフォーカスサーボと、トラックを走査するように制御するトラッキングサーボ動作を行う。この他にも、上記移送台を半径方向に移動させて目的のアドレスにシークする動作も行う。
【０００６】
光ディスク媒体１は、その上に円周方向に伸びる複数のトラックが形成されている。図３（ａ）に示すように、トラックはデータを記録する単位であるセクタに分割されており、各セクタの先頭には、セクタを識別するためのアドレスが記録されているアドレス領域（ＣＡＰＡ領域）が設けられている。セクタはさらに、ＣＡＰＡ領域の後の再生データを記録するためのデータ領域を有する。ＣＡＰＡ領域の直後、すなわち、ＣＡＰＡ領域とデータ領域の間には、再生するデータが存在せず、また再生するデータが記録されることもないギャップ領域が設けられている。光ディスク媒体１は、光記録媒体回転制御回路２により、所定の回転速度で回転し、レーザー発生回路４から出力される光ビームのパワーに応じてデータが記録される。
【０００７】
Ｉ／Ｖ変換器７〜１０は、図２に示す４分割フォトディテクタ５ａ〜５ｄから出力された検出電流を電圧に変換するための、電流−電圧変換器である。加算器１１は、４分割フォトディテクタ５のトラック方向に平行な領域５ａと５ｄから出力される成分を加算するために、Ｉ／Ｖ変換器７の出力電圧とＩ／Ｖ変換器１０の出力電圧を加算するものであり、加算器１２は、４分割フォトディテクタ５のトラック方向に平行な領域５ｂと５ｃから出力される成分を加算するために、Ｉ／Ｖ変換器８の出力電圧とＩ／Ｖ変換器９の出力電圧を加算するものである。加算器１１の出力信号と加算器１２の出力信号は、光差信号検出回路１３に入力されて、光差信号検出回路１３は加算器１１と加算器１２の出力信号のそれぞれの振幅バランスを調整した後、加算器１１側から加算器１２側を減算することによりプッシュプル信号（光差信号）１４を生成する。プッシュプル信号１４は、ウォブル振幅検出回路１５８に入力される。一方で、プッシュプル信号１４には、高域周波数成分が含まれているので、サーボ帯域で扱うことができるように低域通過型フィルタ（Low Pass Filter；以下、ＬＰＦと称す）１５により低域成分のみを検波し、トラッキングエラー信号１７として光ディスクコントローラ１６に入力される。
【０００８】
Ｉ／Ｖ変換器１１６、１１７は、図２に示す２分割フォトディテクタ６ａ、６ｂから出力された検出電流を電圧に変換するための、電流―電圧変換器である。再生信号検出回路１１８は、４分割フォトディテクタ５の全出力成分であるＩ／Ｖ変換器７〜１０の出力電圧と、２分割フォトディテクタ６から出力成分であるＩ／Ｖ変換器１１６、１１７の出力電圧とを加算して、再生ＲＦ信号１１９を生成するものである。再生ＲＦ信号１１９は、信号処理回路１５９に入力される。信号処理回路１５９は、再生ＲＦ信号１１９から、イコライザにより高域雑音成分を除去し、かつ、ＲＦ成分の高域領域をブーストすることで、再生ＲＦ信号１１９のジッタを良化して、その信号に存在するクロック成分に同期した再生クロックをＰＬＬ（Phase Locked Loop；以下、ＰＬＬと称す）回路により制御しながら、記録されたデジタルデータの符号的センターレベルによりスライスを行って、二値化信号１６０を復調するものである。
【０００９】
ウォブル振幅検出回路１５８は、入力されたプッシュプル信号１４から、光ディスク媒体１のトラックが特定の周波数で蛇行（ウォブル）して形成されている周波数成分を抽出し、アナログ信号処理回路によりエンベロープを検出してウォブル振幅信号として低速アナログデジタルコンバータ１６１に出力する。低速アナログデジタルコンバータ１６１は、ウォブル振幅検出回路１５８から入力された信号をアナログデジタル変換して、反射光制御回路１６２へ出力する。
【００１０】
反射光制御回路１６２は、入力された上記ウォブル振幅信号の変動をもとに、記録に適したレーザーパワーを求めて、駆動回路１６３を介して、レーザー発生回路４から出力されるレーザーのパワーを、記録に適したパワーに制御する。駆動回路１６３は、光ディスクコントローラ１６から出力される目的のデジタルデータを記録するための基本記録パルス１１４を、反射光制御回路１６２から出力される指令にしたがって、図３（ｄ）に示すような記録レーザーパワー制御信号１１５を生成する。記録レーザーパワー制御信号１１５に従って、レーザー発生回路４のレーザーパワーが変化する。
【００１１】
光ディスクコントローラ１６は、トラッキングエラー信号１７や、後述する再生ＲＦ（Radio Frequency；以下、ＲＦと称す）信号１１９から復調された２値化信号１６０、ＣＡＰＡ領域から抽出したアドレス極性情報６０やアドレス位置情報６１から、光ピックアップ駆動回路１８を介した、レーザー発生回路４から出力されるレーザー光の光スポットの焦点を合わせるフォーカスサーボや、上記光スポットがトラック上を走査するように位置制御を行うトラッキングサーボ、ランダムアクセスのためのシーク動作、光記録媒体回転制御回路２を用いた光ディスク媒体１の回転制御など、光ディスク記録再生装置に必要な各種制御信号の生成や、記録デジタルデータのエンコードおよびデコード等の処理を行うものである。ここで説明した光ディスクコントローラ１６は、特許文献１の図２に示す、サーボマイコン、コントロールマイコン、記録情報生成回路、記録波形生成回路等を含むものである（詳しくは、特許文献１の発明の開示の図２の説明箇所を参照）。
【００１２】
以下、光ディスク媒体１の記録面上に、傷や汚れによるディフェクトが存在する場合に、記録するレーザーパワーを最適値に制御する動作を、図３を用いて説明する
図３に示すように、光スポットは、トラックに沿って移動する。図３（ａ）の楕円状の斜線部は、傷や汚れによるディフェクトを示している。図３（ｂ）に示す信号は、“Ｈ”で、記録状態を示し、“Ｌ”で再生状態を示す記録ゲート信号１９である。記録ゲート信号１９が、“Ｌ”で再生状態の場合に、レーザー発生回路４から出力されるレーザーのパワーは、再生に適したパワーに切り替わる。図３（ｃ）は、上記光ビームがトラック上に集光されてなる光スポットが、図３（ａ）に示すトラックを走査している際に、上記ウォブル振幅信号の変化、すなわち、光ディスク媒体１からの反射光のパワーの変化を表すタイミングチャートである。データ領域内に、上記ディフェクトが存在している場合、上記光スポットが、上記ディフェクト上を通過する際は、反射光のパワーがレベルＰｒ０からレベルＰｒ１まで低下する。図３（ｄ）は、上述したレーザーパワー制御方法によって制御された、レーザーの出射パワー、即ち、レーザーパワーのレベル変化を模擬的に表すタイミングチャートである。なお、図３における縦方向の点線は、図３（ａ）に示される各領域に上記光スポットが位置しているときの、光スポットの位置と、図３（ｃ）の反射光のパワーのタイミングチャートと、図３（ｄ）のレーザーパワーのタイミングチャートとの時間的関係を示す。
【００１３】
図３（ｄ）に示すように、上記光スポットが上記ギャップ領域を通過する期間Ｔ１において、レーザー発生回路４は、低速なパワー切り替わりのテスト発光を行う。このテスト発光において、図３（ｄ）の例では、２値のパワー、パワーＰｋｔとパワーＰｂｔが発光され、これにより、温度変化などに依存する記録をする際のレーザーパワーの基本的な最適制御を行うものである（詳しくは、特許文献１の発明の開示の図１の説明箇所を参照）。
【００１４】
テスト発光が行われる期間Ｔ１が終了すると、上記光スポットは、上記データ領域Ｔ２に入るが、この期間では、図３（ｄ）に示すように、正確な記録を行うための３値のパワー（Ｐｋ、Ｐｂ１、Ｐｂ２）が高速に切り替わるような発光を行う。また、この３値のパワーは、図２４には示していない出射光制御回路で求められたものである（詳しくは、特許文献１の発明の開示の図１の説明箇所を参照）。
【００１５】
上記光スポットが上記ディフェクト上を通過している際は、レーザーの光出力のパワーが、このディフェクトによって一部散乱や吸収されて、光ディスク媒体１にデジタルデータを記録するための適正パワーから変化してしまう。その結果、光ディスク媒体１からの反射光のパワーレベルは、ディフェクトが存在しない場合のパワーＰｒ０からパワーＰｒ１まで低下する。これに対して、上記光スポットが、上記ディフェクトを通過する期間Ｔ３において、上記ディフェクトによる反射光のパワーのレベルの損失をウォブル振幅信号から検出し、この損失が補われるようにレーザーパワーを制御する。
【００１６】
上記のような幾つかの回路及びそれらの一連の動作により、温度等の環境変化や、傷や汚れ等の一部の変動に対しても、デジタルデータの記録品質を改善するようにレーザーパワーを適正な値に制御することができる。
【００１７】
次に、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクにおけるアドレス情報を検出する動作について説明する。
ＤＶＤ−ＲＡＭディスクにおけるアドレス情報を検出するためには、プッシュプル信号１４を、アドレス極性情報６０やアドレス位置情報６１等を検出するためのアドレス情報検出回路５９に入力する必要がある。アドレス情報検出回路５９は、図２３（ｂ）に示すプッシュプル信号１４と、図２３（ｂ）の上側の点線で示すしきい値レベルで前側のＣＡＰＡである前ＣＡＰＡの存在位置とをアドレス極性情報６０として検出し、図２３（ｂ）に示すプッシュプル信号１４と、図２３（ｂ）の下側の点線でしめすしきい値レベルで後側のＣＡＰＡである後ＣＡＰＡの存在位置とをアドレス極性情報７５として検出する。さらに、アドレス極性情報６０とアドレス極性情報７５を加算（ＯＲ演算）することにより、アドレス位置情報６１を生成するものである（アドレス情報検出回路５９の構成の詳しくは、特許文献２の図３と図４の説明を参照）。
【００１８】
このような、一連の動作により、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録型光ディスクに対する記録および再生が可能となり、傷や汚れなどによって引き起こされる記録データ品質劣化を抑えることも可能となる。
【特許文献１】国際公開番号 ＷＯ０１／０８１４３
【特許文献２】特開２００１−２４３７１４号公報
【非特許文献１】ＣＤ−ＷＯ System Description Ver2.0
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記のような従来の構成では、ウォブル振幅情報とアドレス情報とを抽出するに際して、記録再生速度毎に、それぞれの検出回路の有するフィルタや信号処理回路の乗数を可変させる必要があり、特に、デジタルデータを高速に記録する場合には、温度や構成素子に依存したバラツキによる検出精度の劣化と、固定クロックを基準に動作するデジタル信号処理回路の処理の負担とにより、ウォブル振幅情報の検出感度が低下し、記録中のレーザーパワー制御の適正化が乱れる、という課題を有していた。
【００２０】
また、低域周波数成分であるウォブル振幅情報と高域周波数成分であるアドレス情報とは、周波数差が大きいため、同一の回路で低速から高速までの記録速度を実現する場合には、回路制御が複雑化すると同時に、記録速度に対応するために、回路規模及び消費電力が増大する、という課題をも有していた。
【００２１】
本発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、ウォブル振幅情報とアドレス情報の検出精度及び検出感度を向上させ、記録中のレーザーパワー制御の適正化を図ることが可能な、光ディス記録再生装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、実現に半導体集積回路を用いることにより、回路規模削減と低消費電力化を図ることが可能な、光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記従来の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の光ディスク記録再生装置は、アドレス情報が間欠的に存在し、記録トラックに沿ってウォブルが刻み込まれている光記録媒体に対して、デジタルデータの記録再生のためのレーザー光を発生するレーザー発生回路と、上記レーザー光の上記光記録媒体からの反射光を、デジタルデータの記録方向であるトラック方向軸と、該トラック方向軸と垂直に交わる半径方向軸とにより４分割した光信号として検出する第１のフォトディテクタと、上記第１のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したもののうち、トラック方向軸に平行な領域分を加算し、それぞれの加算値の差を検出して光差信号を出力する光差信号検出回路と、上記レーザー光の上記光記録媒体からの反射光を、上記トラック方向軸と垂直に交わる半径方向軸により２分割した光信号として検出する、フォーカスエラー信号検出用の第２のフォトディテクタと、上記第１のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したものと、上記第２のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したものとのどちらか一方、もしくは該第１のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したものと該第２のフォトディテクタの出力を電流電圧変換したものの両方を用いて再生ＲＦ（Radio Frequency, 以下ＲＦと称す）信号を検出する再生信号検出回路と、外部装置との間でデータ及びコマンドを送受信し、上記光記録媒体への記録再生動作を制御する光ディスクコントローラと、上記光ディスクコントローラの指令に基づいて、上記デジタルデータの記録時を示す記録状態、あるいは上記デジタルデータ、又はアドレス情報の再生時を示す再生状態のいずれかを示す記録ゲート信号を生成する記録ゲート信号生成回路と、上記記録ゲート信号が示す異なる状態に基づいて、上記光差信号に対して異なる調整を行って２つの出力信号を出力する光差信号整形回路と、上記光差信号整形回路の一方の出力信号から、上記光記録媒体の再生信号に含まれるクロック成分に同期したサンプリングクロックを生成するクロック生成回路と、上記サンプリングクロックにより上記光差信号整形回路の他方の出力信号をデジタルサンプリング信号に変換する第１のアナログデジタルコンバータと、上記デジタルサンプリング信号を、上記アドレス情報を検出するためのアドレス情報前処理信号に変換するアドレス情報前処理回路と、上記デジタルサンプリング信号を、上記ウォブルの振幅情報であるウォブル振幅情報を検出するためのウォブル振幅情報前処理信号に変換するウォブル振幅情報前処理回路と、上記アドレス情報前処理信号からアドレス情報を検出するアドレス情報検出回路と、上記ウォブル振幅情報前処理信号からウォブル振幅情報を検出するウォブル振幅情報検出回路と、上記ウォブル振幅情報の変動に連動して、デジタルデータの記録中に、上記レーザー発生回路が発生するレーザーパワーを記録データの品質が適正に保持されるように制御する記録レーザーパワー制御回路と、上記サンプリングクロックを基準にして上記再生ＲＦ信号から、デジタルデータを復調してデジタル２値化信号を上記光ディスクコントローラに出力するデジタルデータ再生回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項２に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、上記光差信号整形回路は、上記ウォブル信号成分を強調するように上記光差信号検出回路の出力信号を整形するウォブル成分強調回路と、上記光差信号検出回路の出力信号の振幅を調整する振幅調整回路と、上記記録ゲート信号が記録状態を示す場合に、上記ウォブル成分強調回路の出力信号を選択し、上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合に、上記振幅調整回路の出力信号を選択して、出力する光差信号選択回路と、を備え、上記記録レーザーパワー制御回路は、デジタルデータの記録中にレーザーパワーを制御するための記録レーザーパワー制御情報を生成するデジタル信号演算処理回路と、上記デジタル信号演算処理回路に上記ウォブル振幅情報を転送するウォブル振幅情報転送回路と、上記ウォブル振幅情報の変動に連動した上記記録レーザーパワー制御情報により記録時のレーザーパワーを変化させる記録レーザーパワー制御パルスを生成する記録レーザーパワー調整回路とを具備することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の請求項３に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項２に記載の光ディスク記録再生装置において、上記ウォブル成分強調回路は、上記光記録媒体に形成された上記ウォブルの周波数成分以外の雑音成分を除去する雑音除去回路と、上記雑音除去回路の出力信号の振幅を、上記第１のアナログデジタルコンバータの入力ダイナミックレンジに適した振幅に増幅するウォブル振幅調整回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の請求項４に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項２に記載の光ディスク記録再生装置において、上記光差信号選択回路は、上記ウォブル成分強調回路の出力信号と上記振幅調整回路の出力信号との振幅方向のオフセットレベルの差が小さくなるようにそれぞれの出力信号のオフセットレベルを調整するオフセット差調整回路を備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の請求項５に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項２に記載の光ディスク記録再生装置において、上記ウォブル振幅情報転送回路は、記録、及び再生速度に応じて上記ウォブル振幅情報の転送周期を可変にし、転送周期毎に転送周期フラグを生成する転送周期フラグ生成回路と、上記転送周期フラグ毎にウォブル振幅情報を保持するウォブル振幅情報保持回路と、上記ウォブル振幅情報保持回路の出力信号が上記デジタル信号演算処理回路で取り間違えないように、上記転送周期毎に、取り込み信号を生成する取り込み信号生成回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の請求項６に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項５に記載の光ディスク記録再生装置において、上記ウォブル振幅情報転送回路は、上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合には、上記転送周期フラグ生成回路が上記転送周期フラグを発生させないようにマスク処理を行う転送周期フラグマスク回路をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の請求項７に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項２に記載の光ディスク記録再生装置において、上記クロック生成回路は、上記ウォブル成分強調回路の出力を２値化データに変換するウォブル２値化回路と、上記２値化データが入力される周波数同期ループ回路と、上記周波数同期ループ回路が出力する信号に従って出力するクロックを変化させる電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器が出力するクロックを任意にＭ分周（Ｍは正の整数）して上記サンプリングクロックを出力するクロック分周回路と、を有し、上記周波数同期ループ回路は、該ウォブル２値化回路の出力信号の周期を元に上記光記録媒体に記録されているデジタルデータのチャネルビットに相当する周波数、または任意のＮ倍（Ｎは正の整数）の周波数に同期するように上記電圧制御発振器が出力するクロックを制御することを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の請求項８に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項７に記載の光ディスク記録再生装置において、上記デジタルデータ再生回路は、上記再生ＲＦ信号の振幅調整をする再生信号振幅調整回路と、上記再生信号振幅調整回路の出力信号の高域成分を強調してジッタを良化するためのイコライザと、上記クロック生成回路から生成される上記サンプリングクロックにより該イコライザの出力信号をデジタルＲＦ信号に変換する第２のアナログデジタルコンバータと、上記デジタルＲＦ信号から振幅方向のオフセット成分を低減させるオフセットキャンセラと、上記オフセットキャンセラの出力信号を任意のしきい値によりスライスすることでデジタル２値化信号を復調するデータ復調回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の請求項９に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項８に記載の光ディスク記録再生装置において、上記クロック生成回路は、上記オフセットキャンセラの出力信号から位相誤差情報を抽出して該サンプリングクロックと該光記録媒体に記録されているデジタルデータが有するクロック成分の位相とを同期させる位相同期制御回路をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の請求項１０に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項７または請求項９に記載の光ディスク記録再生装置において、上記ウォブル振幅情報検出回路は、上記ウォブル振幅情報前処理信号から、ピークエンベロープ信号を検波するピーク検波回路と、上記ウォブル振幅情報前処理信号から、ボトムエンベロープ信号を検波するボトム検波回路と、上記ウォブルに対する検波周期は長く、上記アドレス情報に対する検波周期は短くなるように、上記ピーク検波回路と上記ボトム検波回路の検波周期を決定する検波周期生成回路と、上記ピーク検波回路の出力信号から高域雑音成分を除去する第１の高域雑音除去回路と、上記ボトム検波回路の出力信号から高域雑音成分を除去する第２の高域雑音除去回路と、上記第１の高域雑音除去回路と上記第２の高域雑音除去回路の差から上記ウォブル振幅情報を検出するウォブル振幅検出回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００３２】
本発明の請求項１１に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項１０に記載の光ディスク記録再生装置において、上記検波周期生成回路は、上記ピーク検波回路と上記ボトム検波回路の検波周期を設定するための第１の周期設定回路、及び第２の周期設定回路と、上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合は、上記第１の周期設定回路の出力値を選択し、上記記録ゲート信号が記録状態を示す場合は、上記第２の周期設定回路の出力値を選択する周期設定値選択回路と、上記サンプリングクロックによりカウントして、該周期設定値選択回路の出力値に達する毎にカウントをリセットして、検波周期フラグを発生する検波周期フラグ発生回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００３３】
本発明の請求項１２に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項１０に記載の光ディスク記録再生装置において、上記クロック生成回路は、上記サンプリングクロックをＮ分周（Ｎは正の整数）して分周クロックを生成するサンプリングクロック分周回路をさらに有し、上記ピーク検波回路は、上記ウォブル振幅情報前処理信号をもとに、上記サンプリングクロックによりピークエンベロープを検波したピーク検波結果を、上記分周クロックにより保持するとともに出力する機能を備え、上記ボトム検波回路は、上記ウォブル振幅情報前処理信号をもとに、上記サンプリングクロックによりボトムエンベロープを検波したボトム検波結果を、上記分周クロックにより保持するとともに出力する機能を備え、上記第１の高域雑音除去回路、上記第２の高域雑音除去回路、上記ウォブル振幅検出回路、及び上記ウォブル振幅情報転送回路は、上記分周クロックを基準に動作することを特徴とするものである。
【００３４】
本発明の請求項１３に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、上記アドレス情報前処理回路は、上記デジタルサンプリング信号の信号振幅を任意の減衰率で減衰させる第１の信号振幅減衰回路と、上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合は、上記デジタルサンプリング信号を選択し、上記記録ゲート信号が記録状態を示す場合は、上記第１の信号振幅減衰回路の出力信号を選択するアドレス情報状態選択回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００３５】
本発明の請求項１４に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、上記ウォブル振幅情報前処理回路は、上記デジタルサンプリング信号の信号振幅を任意の減衰率で減衰させるため第２の信号振幅減衰回路と、上記記録ゲート信号が記録状態を示す場合は、上記デジタルサンプリング信号を選択し、上記記録ゲート信号が再生状態を示す場合は、上記第２の信号振幅減衰回路の出力信号を選択するウォブル振幅情報状態選択回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００３６】
本発明の請求項１５に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、上記光記録媒体のデジタルデータの記録面上に傷や汚れによるディフェクトが存在している場合に、上記ウォブル振幅情報から該ディフェクトの領域を特定して、該領域における記録動作を中断し、ディフェクトを通過した後の安全と考えられる領域に、損なわれたデータから記録を再開する機能をさらに有することを特徴とするものである。
【００３７】
本発明の請求項１６に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、上記光記録媒体は、記録トラックに沿って刻みこまれているウォブルにアドレス情報が存在するものであることを特徴とするものである。
【００３８】
本発明の請求項１７に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項３に記載の光ディスク記録再生装置において、上記光記録媒体は、記録トラックに沿って刻みこまれているウォブルにアドレス情報が存在するものであり、上記雑音除去回路は、ウォブルの周波数成分以外で、ＬＰＰ（Land PrePit）信号成分を除去する機能をさらに有することを特徴とするものである。
【００３９】
本発明の請求項１８に記載の光ディスク記録再生装置は、請求項１に記載の光ディスク記録再生装置において、上記光差信号検出回路の出力信号から高域成分を除去してトラッキングエラー信号として出力する高域除去フィルタと、上記光ディスクコントローラからの指令に基づいて、上記レーザー発生回路と上記第１のフォトディテクタと上記第２のフォトディテクタとからなる光ピックアップを駆動する光ピックアップ駆動回路とをさらに備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る光ディスク記録再生装置によれば、アドレス情報が間欠的に存在し、記録トラックに沿ってウォブルが刻み込まれている光記録媒体からウォブル振幅情報とアドレス情報を検出するに際して、プッシュプル信号にウォブル振幅情報とアドレス情報の検出に適した加工を施した後、記録速度に連動したクロックにより高周波数領域でデジタル変換して処理することとしたので、低周波成分から高周波成分まで安定して精度良くウォブル振幅情報とアドレス情報が検出でき、これにより、高速記録時においても、光記録媒体の形状による変動や、記録面の傷や汚れに対してレーザーパワー制御の適正化が可能となり、高品質な記録性能を有する光ディス記録再生装置を提供することが可能となる。また、記録再生速度に応じたデジタル信号処理回路の乗数の変更を不要とし、処理に必要な周波数帯域に適した分周比のクロックを用いて回路を動作させることとしたので、半導体集積回路により実現するに際して、光ディスク記録再生装置の回路規模削減、コスト削減、および低消費電力化が可能となる。
【００４１】
また、本発明に係る光ディスク記録再生装置によれば、固定クロックで動作するデジタル信号演算処理回路により、温度、光ピックアップの性能、回路ばらつき等を含めた様々な要素を考慮して記録中のレーザーパワーを適正値に制御しようとする場合に、ウォブル振幅情報を生成するサンプリングクロックと固定クロック間で、ウォブル振幅情報の非同期乗り換えが発生しないための、ウォブル振幅情報転送回路を備えることとしたので、ウォブル振幅情報を誤らずに転送することが可能となる。また、高速記録時でも、転送する周期を短くすることによりウォブル振幅情報をすばやくデジタル信号演算処理回路に転送できるため、高速記録時の記録中のレーザーパワーの適正制御が可能となる。また、ウォブルが存在しないＣＡＰＡ領域がある場合にも、その領域において、デジタル信号演算処理回路に転送するためのウォブル振幅情報が更新されないため、ウォブル振幅情報の精度を向上することが可能であり、即ち、ＣＡＰＡが存在する媒体においても、記録性能を向上することが可能となる。
【００４２】
また、本発明に係る光ディスク記録再生装置によれば、記録面上の傷や汚れによるディフェクトが大きな範囲に渡って存在する場合に、記録を中断して、ディフェクトの影響がなくなった際に、そのディフェクトの後に続く安全な領域から、デジタル記録を再開するスキップ記録の的確な判断や、正確な制御が可能となる。このスキップ記録が正確に機能することにより、記録したデジタルデータの品質が保証され、記録品質の管理機能が必要なくなり、これにより、さらに、記録時間の短縮が可能となる。
【００４３】
また、本発明に係る光ディスク記録再生装置によれば、ＬＰＰが存在する光ディスク媒体からウォブル信号成分を検出する場合に、ＬＰＰを検出した際に生じる高周波状の突起の大部分を減衰させることが可能となるため、プッシュプル信号からウォブル信号成分のみを抽出することが容易になる。これにより、ＤＶＤ−ＲディスクやＤＶＤ−ＲＷディスクにデジタルデータを記録する場合も、記録レーザーパワーの適正化による記録デジタルデータの品質保証が可能となる。なお、本発明の適用範囲は、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷに限定されず、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクなどの記録トラックに沿ってウォブルが刻みこまれているあらゆる光ディスク媒体に対しても有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に、本発明の光ディスク記録再生装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態１は、記録型光ディスクであるＤＶＤ−ＲＡＭに対して記録を行う場合に、光ディスク媒体の記録面の傷や汚れ、および、光ディスク媒体自体の形状的な歪が存在する場合であっても、記録するデジタルデータの品質を良好に維持できるように、光ディスク媒体から検出した光差信号であるプッシュプル信号に含まれるウォブル信号成分を強調した信号を、光ディスク媒体のトラックに刻まれたウォブルから抽出した周期情報を用いて周波数同期により生成したサンプリングクロックで、多ビットのデジタル信号に変換し、前記サンプリングクロックを基準に動作するデジタルフィルタとデジタル信号処理回路を効果的に用いて、ウォブルの振幅値を示すウォブル振幅情報を抽出し、該ウォブル振幅情報をもとに、記録中のレーザーパワーを適正値に制御するとともに、前ＣＡＰＡと後ＣＡＰＡの関係を示すアドレス極性情報と、ＣＡＰＡ領域を示すアドレス位置情報を精度良く検出してアドレス情報の再生を安定させることにより、ＤＶＤ−ＲＡＭの記録再生性能の向上を実現したものに関する。
【００４５】
図１は、本発明の実施の形態１による光ディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
図１において、光記録媒体である光ディスク媒体１は、デジタルデータを記録するための相変化型記録材料の薄膜を有する情報記録媒体であり、トラックが既定間隔でらせん状または同心円状に形成されている。本実施の形態１では、光ディスク媒体１として、書き換えが可能なＤＶＤ−ＲＡＭディスクを用いる。ＤＶＤ−ＲＡＭディスクは、上記トラックに沿って一定の周期のうねりであるウォブルが刻まれており、かつエンボス領域にアドレス情報（ＣＡＰＡ）が間欠的に形成されているため、ランダムアクセス性能が高いシステムを構築することができるとともに、上記ウォブルから抽出できる振幅情報や周期情報を用いて、記録データの品質保証をも容易に行うことができるという特徴を持っている。
【００４６】
光記録媒体回転制御回路２は、光ディスク媒体１を所定の線速度で回転させるものであり、例えば、スピンドルモータや、および、ステッピングモータ等により構成される。
【００４７】
光ピックアップ３は、光ディスク媒体１へのデジタルデータの書き込み、及び光ディスク媒体１からのデジタルデータの読み出しを行なうものであり、光スポットの焦点を合わせてトラック上を走査するレーザー発生回路４を搭載したアクチュエータ（図示せず）と、光スポットからの反射光を検出して電気信号に変換する、トラッキングエラー信号およびプッシュプル信号検出用の４分割フォトディテクタ５と、光スポットからの反射光を検出して電気信号に変換する、フォーカスエラー信号検出用の２分割フォトディテクタ６を具備している。ここで、４分割フォトディテクタ５と２分割フォトディテクタ６の構成を、図２に示す。図２に示すように、４分割フォトディテクタ５は、トラック方向軸と、この軸と垂直に交わる軸とによって、５ａ〜５ｄの４つの領域に分割されている。また、２分割フォトディテクタ６は、トラック方向軸と垂直に交わる軸によって、６ａと６ｂの２つの領域に分割されている。
【００４８】
Ｉ／Ｖ変換器７〜１０は、４分割フォトディテクタ５の５ａ〜５ｄ領域から出力された検出電流を電圧に変換するための、電流−電圧変換器である。加算器１１は、４分割フォトディテクタ５のトラック方向に平行な領域５ａと５ｄから出力される成分を加算するために、Ｉ／Ｖ変換器７の出力電圧とＩ／Ｖ変換器１０の出力電圧を加算するものであり、加算器１２は、４分割フォトディテクタ５のトラック方向に平行な領域５ｂと５ｃから出力される成分を加算するために、Ｉ／Ｖ変換器８の出力電圧とＩ／Ｖ変換器９の出力電圧を加算するものである。
【００４９】
光差信号検出回路１３は、加算器１１の出力信号と加算器１２の出力信号とを入力とし、加算器１１と加算器１２の出力信号のそれぞれの振幅バランスを調整した後、加算器１１側から加算器１２側を減算することにより、プッシュプル信号１４である光差信号を生成するものである。
【００５０】
ＬＰＦ１５は、高域周波数成分を含んでいるプッシュプル信号１４に対して、サーボ帯域で扱うことができるように低域成分のみを検波し、光ディスクコントローラ１６にトラッキングエラー信号１７として入力するものである。
【００５１】
記録ゲート信号生成回路２０は、光ディスクコントローラ１６から出力されるデジタルデータの記録再生の切り替え情報を基に、“Ｈ”で記録状態を示し、“Ｌ”で再生状態を示す記録ゲート信号１９を生成するものである。
光差信号整形回路２１は、記録又は再生の状態に応じてプッシュプル信号１４に対して異なる調整を行うものである。
【００５２】
クロック生成回路３６は、上記光差信号整形回路２１によりウォブル信号の振幅を強調されたプッシュプル信号から、光記録媒体１に記録されているデジタルデータのチャネルビットに相当する周波数に連動したアナログ信号をデジタル信号に変換するためのサンプリングクロック３７を生成するものである。
【００５３】
第１のアナログデジタルコンバータ３５は、上記サンプリングクロック３７のタイミングにより、アナログ信号である、上記異なる調整が行われたプッシュプル信号を、多ビットのデジタル信号であるデジタルサンプリング信号３８に変換するものである。
【００５４】
アドレス情報前処理回路５３は、デジタルデータの記録時に、アドレス情報の検出精度の劣化要因になりうるウォブル信号成分を減衰させ、デジタルサンプリング信号３８を、アドレス情報を検出するのに適した信号に整形するものである。
【００５５】
ウォブル振幅情報前処理回路５４は、デジタルサンプリング信号３８を、ウォブル振幅情報７７を検出するのに適した信号に整形し直すものである。
【００５６】
アドレス情報検出回路５９は、アドレス情報前処理回路５３の出力信号を基に、アドレス極性情報６０とアドレス位置情報６１を検出するものである。
【００５７】
ウォブル振幅情報検出回路７８は、ウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号を基に、ウォブル振幅情報７７を検出するものである。
【００５８】
記録レーザーパワー制御回路１１３は、ウォブル振幅情報７７の変動に連動して、デジタルデータを記録する際のレーザーパワーを制御する記録レーザーパワー制御信号１１５を生成するものである。
【００５９】
再生信号検出回路１１８は、光ピックアップ３の４分割フォトディテクタ５の全出力信号成分、及びフォーカスエラー検出用の２分割フォトディテクタ６の全出力信号成分を加算することにより、再生ＲＦ信号１１９を生成するものである。
【００６０】
デジタルデータ再生回路１２０は、再生ＲＦ信号１１９をもとにフォーカスサーボ用のＲＦ振幅情報１２１を出力するとともに、高次フィルタによりジッタを良化して振幅を調整した後の再生ＲＦ信号１１９を、サンプリングクロック３７を基準に、アナログデジタルコンバータにより多ビットのデジタルサンプリング信号３８に変換して、振幅方向のオフセットの変動成分を軽減したオフセット補正信号１２２を出力し、さらに、該振幅方向のオフセットの変動成分を軽減した信号から任意のスライサレベルにより、デジタル二値化信号１２３を出力するものである。
【００６１】
光ピックアップ駆動回路１８は、後述する光ディスクコントローラ１６の制御信号に従って、光ピックアップ３を駆動して、フォーカスサーボやトラッキングサーボ動作を行なわせるものである。
【００６２】
光ディスクコントローラ１６は、トラッキングエラー信号１７や、後述する再生ＲＦ信号１１９から復調されたデジタル２値化信号１２３、フォーカス制御用の再生ＲＦ信号１１９の振幅情報、ＣＡＰＡ領域から抽出したアドレス極性情報６０やアドレス位置情報６１を基に、光ピックアップ駆動回路１８を介して、レーザー発生回路４から出力されるレーザー光のフォーカスサーボや、トラッキングサーボ、ランダムアクセスのためのシーク動作、光記録媒体回転制御回路２を用いた光ディスク媒体１の回転制御等、光ディスク記録再生装置に必要な各種制御信号の生成や、記録デジタルデータのエンコードおよびデコード等の処理を行うものである。
【００６３】
次に、本発明の実施の形態１による光ディスク記録再生装置の動作について説明する。なお、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクにデジタルデータを記録する場合は、データ領域における記録処理とＣＡＰＡ領域におけるアドレス情報の再生処理が交互に繰り返されるという特徴を有し、以下、これら交互に繰り返されるデジタルデータの記録動作とアドレス情報の再生処理動作、及び通常の再生動作について説明する。なお、ここで説明する動作はあくまでも一例であり、本発明はそれに限定されるものではない。
【００６４】
光ピックアップ３のレーザー発生回路４により照射されたレーザー光は、光ディスク媒体１にて反射し、該反射光は、４分割フォトディテクタ５の分割領域５ａないし５ｄにより受光される。４分割フォトディテクタ５は、各分割領域の受光量に応じた検出電流を出力し、該検出電流は、Ｉ／Ｖ変換器７ないし１０にて電圧値に変換される。Ｉ／Ｖ変換器７とＩ／Ｖ変換器１０の出力電圧は加算器１１にて、また、Ｉ／Ｖ変換器８とＩ／Ｖ変換器９の出力電圧は加算器１２にてそれぞれ加算された後、光差信号検出回路１３に出力される。
【００６５】
光差信号検出回路１３は、加算器１１と加算器１２の出力信号の振幅バランスを調整した後、加算器１１側の出力信号から加算器１２側の出力信号を減算することによりプッシュプル信号（光差信号）１４を生成し、ＬＰＦ１５と、光差信号整形回路２１に入力する。
【００６６】
ＬＰＦ１５は、高域周波数成分を含むプッシュプル信号１４から、サーボ帯域で扱うことができるように低域成分のみを検波し、光ディスクコントローラ１６にトラッキングエラー信号１７として入力する。
【００６７】
また、光差信号整形回路２１に入力されるプッシュプル信号は、光差信号整形回路２１にて記録又は再生の状態に応じて異なる調整が行われる。
【００６８】
以下、光差信号整形回路２１の動作原理、詳細な回路構成、及びその動作を、図３〜図７、および図２３を用いて説明する。ここに示す回路構成や動作原理は、あくまでも一例であり、本発明はこれに限られるものではない。
【００６９】
プッシュプル信号１４には、ウォブルを示すウォブル信号が含まれており、該ウォブル信号の振幅情報であるウォブル振幅情報７７は、図３（ａ）の楕円状の斜線部に示すような記録面の傷や汚れ等によるディフェクトの存在や、光ディスク媒体１の形状、光ピックアップ３の特性、および光ディスク記録再生装置の環境等に依存して変動する記録状態を示す指針になり得るものである。
【００７０】
また、図２３（ａ）に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクは、グルーブトラックとランドトラックが交互に入れ替わりながらデジタルデータの記録領域が構成されている。ＣＡＰＡは、グルーブトラックとランドトラックのそれぞれにかかるように、前ＣＡＰＡと後ＣＡＰＡの位置関係が反転しており、これにより、プッシュプル信号１４には、図５（ａ）、図６（ａ）、および図７（ａ）に示すように、前ＣＡＰＡと後ＣＡＰＡが、上下対極に出現する。図２３（ａ）に示すようなトラックに沿って刻み込まれているウォブルは、図５（ａ）、図６（ａ）、および図７（ａ）に示すように、ＣＡＰＡ以外の領域で、ウォブル信号成分として出現する。この時、ＣＡＰＡ領域には、ウォブル信号成分は存在しない。そして、前ＣＡＰＡと後ＣＡＰＡの極性情報から、光スポットが、ランドトラックを走査しているかグルーブトラックを走査しているかを判断することができ、また、復調したアドレス情報を特定することも可能となる。
【００７１】
このため、プッシュプル信号１４が、ＣＡＰＡ領域か、ＣＡＰＡ以外の領域において生成されるものかを区別し、それぞれの領域に応じた調整を行うことにより、精度の良いウォブル振幅情報とアドレス情報を得ることが可能となる。
【００７２】
図４は、光差信号整形回路２１の構成を表すブロック図である。
図４に示すように、光差信号整形回路２１は、ウォブル成分強調回路２２と、振幅調整回路２３と、光差信号選択回路２４とを具備する。
【００７３】
また、ウォブル成分強調回路２２は、光差信号１４に含まれる、ウォブル信号成分以外の周波数成分を除去してウォブル信号を良化し、ウォブル信号成分の振幅を強調するようにプッシュプル信号１４を整形するものであり、任意にゲインを可変させるＶＧＡ（Voltage Gain Amplitude、以下、ＶＧＡと称する）等からなる。
【００７４】
振幅調整回路２３は、プッシュプル信号１４に存在するＣＡＰＡ領域の信号成分であるＣＡＰＡ信号を、後述する第１のアナログデジタルコンバータ３５の振幅方向のダイナミックレンジに適した振幅に整形するものであり、任意にゲインを可変させるＶＧＡ等からなる。
【００７５】
光差信号選択回路２４は、上記記録ゲート信号１９が記録状態である“Ｈ”を示す場合は、ウォブル成分強調回路２２の出力信号を選択して出力し、上記記録ゲート信号１９が再生状態である“Ｌ”を示す場合は、振幅調整回路２３の出力信号を選択して出力するものである。
【００７６】
次に、光差信号整形回路２１の動作について説明する。
光差信号検出回路１３にて生成されたプッシュプル信号１４は、図４に示すように、ウォブル成分強調回路２２と振幅調整回路２３とに入力される。ウォブル成分強調回路２２は、雑音除去回路２５と、ウォブル振幅調整回路２６とを備え、雑音除去回路２５に入力したプッシュプル信号１４は、ウォブル信号の周波数成分以外の雑音成分が除去される。ここで、雑音除去回路２５は、帯域通過フィルタ（Band Pass Filter；以下、ＢＰＦと称する）により構成され、上記ＢＰＦを用いることにより、クロストーク雑音として現れる光ディスク媒体１に記録されたデジタルデータから検出されるＲＦ信号成分を除去することが可能になるため、ウォブル信号のジッタの良化をすることができる。これにより、後述するウォブル振幅情報７７やクロック生成回路３６で生成されるサンプリングクロック３７の周波数同期制御の精度が向上し、記録中のレーザーパワー制御の適正化とアドレス情報の検出精度向上につながる。雑音除去回路２５の出力信号は、任意にゲインを可変させるＶＧＡ等により構成されるウォブル振幅調整回路２６に入力されて、後述する第１のアナログデジタルコンバータ３５の振幅方向のダイナミックレンジに適した振幅に整形され、光差信号選択回路２４に入力される。
【００７７】
一方、振幅調整回路２３は、プッシュプル信号１４に存在するＣＡＰＡ領域の信号成分であるＣＡＰＡ信号を、後述する第１のアナログデジタルコンバータ３５の振幅方向のダイナミックレンジに適した振幅に整形し、光差信号選択回路２４に出力する。
【００７８】
なお、レーザー発生回路４から出力されるレーザー光の焦点位置に形成される光スポットが、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク上のトラックに沿って走査されるときは、記録ゲート信号生成回路２０は、トラック上の各領域に応じて記録ゲート信号１９を生成する。即ち、図３（ａ）に示すような、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのトラックに沿って存在する、アドレス情報が存在するＣＡＰＡ領域と、ＣＡＰＡ領域とデータ領域の境界に位置し、記録の準備に用いられるキャップ領域と、デジタルデータが記録されるデータ領域とに対応して、図３（ｂ）に示すような、アドレス情報の再生のためのＣＡＰＡ領域、および再生時に再生状態“Ｌ”を示し、記録時にデータ領域とギャップ領域で“Ｈ”を示すことにより、記録状態と再生状態を示す記録ゲート信号１９が、記録ゲート信号生成回路２０により生成される。
【００７９】
そして、光差信号選択回路２４は、上記記録ゲート信号１９に基づいて、ウォブル振幅調整回路２６の出力信号と振幅調整回路２３の出力信号とのいずれかを選択出力する。すなわち、アナログスイッチ３４は、記録ゲート信号１９を受け、記録ゲート信号１９が、記録状態である“Ｈ”を示している場合には、ウォブル振幅調整回路２６の出力信号の出力信号を選択し、記録ゲート信号１９が、再生状態である“Ｌ”を示している場合には、ウォブル振幅調整回路２６の出力信号を選択して出力する。
【００８０】
ここで、光差信号選択回路２４で出力信号を切り替える際に、ウォブル振幅調整回路２６の出力信号と振幅調整回路２３の出力信号のオフセット成分が異なる可能性があるため、光差信号選択回路２４の出力信号にオフセット差が現れる可能性がある。そこで、ウォブル振幅調整回路２６の出力信号から、低域通過型フィルタ等により構成されるＤＣレベル検出器２７によりオフセットレベルを検出し、基準電位２８との電位差を、差動増幅器等により構成されるオフセット差検出器２９で検出した後、ウォブル振幅調整回路２６の出力信号からオフセット差検出器２９の出力信号を差動増幅器３０で減算することにより、ウォブル振幅調整回路２６の出力信号のオフセットレベルを基準電位２８に合わせる。一方、振幅調整回路２３の出力信号から、低域通過型フィルタ等により構成されるＤＣレベル検出器３１によりオフセットレベルを検出し、基準電位２８との電位差を、差動増幅器等により構成されるオフセット差検出器３２で検出した後、振幅調整回路２３の出力信号からオフセット差検出器３２の出力信号を差動増幅器３３で減算することにより、振幅調整回路２３の出力信号のオフセットレベルを基準電位２８に合わせる。そして、アナログスイッチ３４は、記録ゲート信号１９が、“Ｈ”を示している場合には、差動増幅器３０の出力信号を選択し、記録ゲート信号１９が、“Ｌ”を示している場合には、差動増幅器３３の出力信号を選択する。このように、ウォブル成分強調回路２２の出力信号と、振幅調整回路２３の出力信号のオフセット差を低減することにより、後述するウォブル振幅情報７７及びアドレス情報の安定化かつ検出精度の向上が可能となる。
【００８１】
以上の動作により出力される光差信号整形回路２１の出力信号は、デジタルデータを記録する場合には、図５（ｃ）、および図６（ｃ）に示すような信号となる。即ち、図５（ｂ）、および図６（ｂ）の記録ゲート信号１９が“Ｈ”の区間では、ウォブル信号を抽出して振幅を強調しており、記録ゲート信号１９が“Ｌ”の区間では、アドレス再生に必要なＣＡＰＡ信号を出力しているものである。一方、常時再生状態の場合には、光差信号整形回路２１の出力信号は、図７（ｃ）に示すような振幅調整回路２３の出力信号となる。この時、図７（ｂ）に示すように、記録ゲート信号１９は、常時“Ｌ”となっている。
【００８２】
次に、光差信号選択回路２４の出力信号は、第１のアナログデジタルコンバータ３５に入力される。第１のアナログデジタルコンバータ３５は、クロック生成回路３６により生成されるサンプリングクロック３７のタイミングにより、アナログ信号である、光差信号選択回路２４の出力信号を、多ビットのデジタル信号であるデジタルサンプリング信号３８に変換する。
【００８３】
次に、クロック生成回路３６は、プッシュプル信号１４に含まれるウォブル信号の周期情報を基に、光ディスク媒体１に記録されているデジタルデータのチャネルビット周波数の成分に同期したサンプリングクロック３７を生成する。ここで、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクにおけるウォブルの周期は、１８６チャネルビット分に相当する。つまり、チャネルビット周波数の１８６分周が、ウォブル信号の周波数に相当する。なお、クロック生成回路３６で生成されるサンプリングクロック３７は、光ディスクコントローラ１６にも入力された後、ＣＡＰＡ領域信号３９の、基準信号として利用される。
【００８４】
以下、クロック生成回路３６の詳細な回路構成、及び動作を説明する。
図８は、クロック生成回路３６の構成の詳細を示す図である。なお、図８に示す回路はあくまでも一例であり、本発明はこれに限られるものではない。
【００８５】
図８に示すように、クロック生成回路３６は、ウォブル２値化回路４０と、周波数同期ループ回路４２と、電圧制御型発振器（Voltage Control Oscillator；以下、ＶＣＯと称する）５２と、クロック分周回路４３と、サンプリングクロック分周回路４４とを有する。
また、ウォブル２値化回路４０は、上述したウォブル成分強調回路２２の出力信号を、任意スレッショルドレベルにより、ウォブル２値化信号４１に変換するものである。
【００８６】
周波数同期ループ回路４２は、該クロック生成回路３６で生成されるサンプリングクロック３７の周波数と、光ディスク媒体１に記録されているデジタルデータのチャネルビットに相当する周波数、またはチャネルビット周波数のＮ倍（Ｎは正の整数）の周波数とが、同期するように制御するものである。なお、その詳細な構成については後述する。
【００８７】
ＶＣＯ５２は、クロック分周回路４３の制御のもとで、上記周波数同期ループ回路４２で生成されるデジタル周波数制御信号に従って、所定の発振クロックを生成するものである。
【００８８】
クロック分周回路４３は、ＶＣＯ５２で生成されたクロックを、任意にＭ分周（Ｍは正の整数）し、サンプリングクロック３７を生成するものである。
【００８９】
サンプリングクロック分周回路４４は、サンプリングクロック３７を任意にＬ分周（Ｌは任意の正の整数）して、分周クロック４５を生成するものである。
【００９０】
次に、クロック生成回路３６の動作について説明する。なお、図８は、上述したＮが１、クロック分周回路４３の分周比Ｍが１の場合の、クロック生成回路３６の構成例を示しており、以下、上記Ｎ＝１、Ｍ＝１の場合におけるクロック生成回路３６の動作について説明する。
【００９１】
図８において、上述したウォブル成分強調回路２２の出力信号は、ウォブル２値化回路４０に入力されて、任意スレッショルドレベルにより、ウォブル２値化信号４１に変換されて、周波数同期ループ回路４２に入力される。ここで、任意のスレッショルドレベルは、ウォブル成分強調回路２２の出力信号のピークエンベロープとボトムエンベロープの中間レベルに相当するものであってもよい。
【００９２】
周波数同期ループ回路４２は、平均化回路４６と、カウンタ４７と、周波数誤差検出回路４８と、アキュムレータ４９と、周波数制御ゲイン調整回路５０と、デジタルアナログコンバータ５１とを有しており、ウォブル２値化回路４０から出力されるウォブル２値化信号４１は、平均化回路４６にて、サンプリングクロック３７でデジタル信号に変換され、グリッジ雑音やエッジ間隔の平均化が行なわれる。カウンタ４７は、平均化回路４６から出力された信号の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの１周期を、サンプリングクロック３７を基準にしてカウントする。周波数誤差検出回路４８は、以下の（１）式にしたがって、カウンタ４７の出力値と、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクにおけるウォブル周期である１８６チャネルビットの値との差を検出して、周波数誤差信号を生成する。
（周波数誤差検出回路４８の出力信号）＝１８６−（カウンタ４７の出力信号）・・（１）
【００９３】
アキュムレータ４９は、周波数誤差検出回路４８から出力される周波数誤差信号を累積加算し、周波数制御ゲイン調整回路５０は、アキュムレータ４９の出力に対してゲイン調整を行う。デジタルアナログコンバータ５１は、周波数制御ゲイン調整回路５０から出力されるデジタル周波数制御信号をアナログ制御信号に変換し、ＶＣＯ５２に出力する。
【００９４】
なお、周波数同期ループ回路４２は、チャネルビット周波数に相当するサンプリングクロック３７によりウォブル２値化信号４１の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでカウントした場合に、カウント値が１８６よりも小さい時には、正の周波数誤差信号を生成してＶＣＯ５２で生成されるクロックの周波数を大きくし、上記カウント値が１８６よりも大きい時には、負の周波数誤差信号を生成してＶＣＯ５２で生成されるクロックの周波数を小さくすることにより、ウォブル信号成分の周期を基準に、サンプリングクロック３７を用いて周波数同期制御を行うものでも良い。
【００９５】
ＶＣＯ５２は、デジタルアナログコンバータ５１の出力電圧に応じて周期を変化させた発振クロックを生成する。ＶＣＯ５２から出力される発振クロックは、クロック分周回路４３で分周（ここでは、Ｍ＝１）された後、サンプリングクロック３７として、第１のアナログデジタルコンバータ３５に入力される。
【００９６】
また、サンプリングクロック３７は、サンプリングクロック分周回路４４に入力されて、任意にＬ分周（Ｌは正の整数）されて、分周クロック４５が生成される。ここで生成される分周クロック４５は、後述するウォブル振幅情報７７の検出回路の基準クロックとして用いられる。また、上記Ｌを“１”にして、サンプリングクロック３７と分周クロック４５とが、同じクロックとして扱われるようにしても良い。このようにして生成されたサンプリングクロック３７と分周クロック４５を、回路の動作帯域に応じて適切に用いることにより、特に、半導体集積回路で当該構成を実現する場合は、冗長な回路がなくなり、回路規模や消費電力を削減することが可能になる。
【００９７】
上記一連の動作により、光ディスク媒体１に刻み込まれているウォブル周期に同期したサンプリングクロック３７を生成することが可能となる。つまり、ウォブル２値化回路４０、周波数同期ループ回路４２、クロック分周回路４３、及びウォブル２値化回路４０をメインの制御ループとし、周波数誤差検出回路４８の出力信号である周波数誤差信号をゼロにするように、フィードバック制御を行うことにより、プッシュプル信号１４に含まれるウォブルのクロック成分に同期したデジタルサンプリング信号３８が生成可能となる。
【００９８】
このように、光記録媒体１から検出されたウォブル信号の周期から、光記録媒体１に記録されているデジタルデータのチャネルビットに相当する周波数に連動したアナログ信号をデジタル信号に変換するためのサンプリングクロックと、その分周クロックを生成することができるため、記録再生速度に応じたデジタル信号処理回路の乗数の変更が不要となる。これにより、半導体集積回路で本光ディスク記録再生装置を実現する場合に、構成の簡潔化と回路規模の削減を行うことが可能となる。なお、以下に説明する各デジタル回路の動作は、上記サンプリングクロック３７、および、サンプリングクロック３７の任意の分周クロック４５に基づいて動作することが望ましい。
【００９９】
次に、第１のアナログデジタルコンバータ３５から出力されるデジタルサンプリング信号３８は、アドレス情報前処理回路５３とウォブル振幅情報前処理回路５４に入力される。
【０１００】
以下、アドレス情報前処理回路５３とウォブル振幅情報前処理回路５４の詳細な構成、及び動作について説明する。
まず、アドレス情報前処理回路５３の回路構成、及び動作について、図９を用いて説明する。なお、図９に示す回路構成は、あくまでも一例であり、本発明はそれに限定されるものではない。
【０１０１】
図９は、アドレス情報前処理回路５３の構成を示すブロック図である。
図９に示すように、アドレス情報前処理回路５３は、デジタルサンプリング信号３８に含まれるウォブル信号成分を、ビットシフト回路等を用いて減衰させる第１の信号振幅減衰回路５５と、記録ゲート信号１９に基づいて、デジタルサンプリング信号３８か第１の信号振幅減衰回路５５の出力信号のいずれかを選択して出力するアドレス情報状態選択回路５６とにより構成される。
【０１０２】
次にアドレス情報前処理回路５３の動作について説明する。
デジタルサンプリング信号３８は、アドレス情報状態選択回路５６に入力され、同時に第１の信号振幅減衰回路５５に入力され、第１の信号振幅減衰回路５５にてウォブル信号成分が減衰された後、アドレス情報状態選択回路５６に入力される。アドレス情報状態選択回路５６は、記録ゲート信号１９が記録状態である“Ｈ”を示す場合は、第１の信号振幅減衰回路５５の出力信号を選択して出力し、記録ゲート信号１９が再生状態である“Ｌ”を示す場合は、デジタルサンプリング信号３８を選択して出力する。アドレス情報前処理回路５３の出力信号は、記録時は、図５（ｄ）に示すような信号となり、再生時は、図７（ｃ）に示すような信号となる。図５（ｄ）に示すように、記録ゲート信号１９が“Ｈ”で記録状態を示す区間は、第１の信号振幅減衰回路５５により、ウォブル信号成分が減衰して、アドレス情報の検出に有利となる特徴がある。図７（ｃ）に示す再生時の信号は、もともとウォブル信号成分を強調していないため、アドレス情報の検出には有利になっている。このように、デジタルデータの記録時に、アドレス情報の検出精度の劣化要因になりうるウォブル信号成分を減衰させることを可能にしたため、アドレス情報の再生の安定化を実現することができる。
【０１０３】
次に、ウォブル振幅情報前処理回路５４の回路構成について、図１０を用いて説明する。なお、図１０に示す回路構成は、あくまでも一例であり、本発明はそれに限定されるものではない。
【０１０４】
図１０は、ウォブル振幅情報前処理回路５４の構成を示すブロック図である。
図１０に示すように、ウォブル振幅情報前処理回路５４は、デジタルサンプリング信号３８に含まれるＣＡＰＡ信号成分を、ビットシフト回路等を用いて減衰させる第２の信号振幅減衰回路５７と、記録ゲート信号１９に基づいて、デジタルサンプリング信号３８か第２の信号振幅減衰回路５７の出力信号のいずれかを選択して出力するウォブル振幅情報状態選択回路５８とを有している。
【０１０５】
次にウォブル振幅情報前処理回路５４の動作について説明する。
デジタルサンプリング信号３８は、ウォブル振幅情報状態選択回路５８に入力され、同時に、第２の信号振幅減衰回路５７に入力され、第２の信号振幅減衰回路５７にてＣＡＰＡ信号成分が減衰された後、ウォブル振幅情報状態選択回路５８に入力される。ウォブル振幅情報状態選択回路５８は、記録ゲート信号１９が再生状態である“Ｌ”を示す場合は、第２の信号振幅減衰回路５７の出力信号を選択して出力し、記録ゲート信号１９が記録状態である“Ｈ”を示す場合は、デジタルサンプリング信号３８を選択して出力する。ウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号は、記録時は、図６（ｄ）に示すような信号となる。図６（ｄ）に示すように、記録ゲート信号１９が“Ｌ”で再生状態を示す区間は、第２の信号振幅減衰回路５７により、ＣＡＰＡ信号成分が減衰して、ウォブル振幅情報の検出に有利となる特徴がある。このように、記録中のウォブル振幅情報の検出精度の劣化要因になり得るアドレス情報を再生する際のＣＡＰＡ信号成分を減衰させることが可能となるため、ウォブル振幅情報の検出が安定して記録レーザーパワーの適正化が可能となる。
【０１０６】
次に、アドレス情報前処理回路５３の出力信号は、アドレス情報検出回路５９に入力され、アドレス極性情報６０とアドレス位置情報６１が検出される。
【０１０７】
以下、アドレス情報検出回路５９の詳細な回路構成、及び動作について、図１１を用いて説明する。なお、ここ図示の回路構成はあくまでも一例であり、本発明はそれに限定されるものではない。
【０１０８】
図１１は、アドレス情報検出回路５９の構成を表すブロック図である。
図１１において、区間ピーク検出回路６２は、アドレス情報前処理回路５３の出力信号の、任意の区間におけるピークレベルを検出するものである。区間ボトム検出回路６３は、アドレス情報前処理回路５３の出力信号の、任意の区間におけるボトムレベルを検出するものである。
【０１０９】
第１のエンベロープ検出回路６４、及び第２のエンベロープ検出回路６６は、それぞれ区間ピーク検出回路６２と区間ボトム検出回路６３の出力信号における高域雑音成分を除去するものである。
【０１１０】
オフセット検出回路６８は、上記高域雑音成分が除去された後のピークレベルとボトムレベルを加算した後、ゲインを半分にすることにより、オフセット情報６９を抽出するものである。
【０１１１】
振幅低域変動検出回路７０は、上記オフセット情報６９より、振幅低域変動成分を検出するものである。
【０１１２】
第１のしきい値検出回路７１、及び第２のしきい値検出回路７３はそれぞれ、入力される上記振幅低域変動成分に、任意のオフセットレベルを加算して、第１又は第２のしきい値を出力するものである。
【０１１３】
第１の信号極性判別回路７２は、高域雑音成分が除去された後のピークレベルと上記第１のしきい値とを比較し、アドレス極性情報６０を生成するものである。第２の信号極性判別回路７４は、高域雑音成分が除去された後のボトムレベルと上記第２のしきい値とを比較し、アドレス極性情報７５を生成するものである。
【０１１４】
アドレス位置検出回路７６は、アドレス極性情報６０とアドレス極性情報７５をＯＲ回路等により加算することによりアドレス位置情報６１を生成するものである。
【０１１５】
次に、アドレス情報検出回路５９の動作について説明する。
クロック生成回路３６から生成されるサンプリングクロック３７を基準にアドレス情報前処理回路５３から出力される出力信号は、区間ピーク検出回路６２と区間ボトム検出回路６３に入力される。区間ピーク検出回路６２は、サンプリングクロック３７毎に保持しているピークレベルと入力信号とを比較して大きい値を保持しつつ、任意の区間におけるピークレベルを検出する。また、区間ボトム検出回路６３は、サンプリングクロック３７毎に保持しているボトムレベルと入力信号を比較して小さい値を保持しつつ、任意の区間におけるボトムレベルを検出する。
【０１１６】
ここで、区間ピーク検出回路６２と区間ボトム検出回路６３における任意の検出区間は、アドレス極性情報６０とアドレス位置情報６１を正確に検出するために重要な役割を担うものであり、記録されているデジタルデータのフォーマットとウォブル信号成分の周期に応じて、ウォブル信号の変化に追従するとともに、ＣＡＰＡ領域においてはピークエンベロープとボトムエンベロープを検出するように設定する。これにより、アドレス極性情報とアドレス位置情報を検出する際に、ウォブル信号成分の大部分を除去することが可能となり、また、必要なＣＡＰＡ領域のエンベロープは、敏感に感知することが可能となる。さらに、プッシュプル信号に雑音が多く重畳している場合にも、アドレス極性情報とアドレス位置情報を正確に検出できるため、光ディスク記録再生装置の雑音耐性が向上する。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクでは、上記検出区間を、１８６チャネルビット周期のウォブル信号周期に比べて短く設定するとともに、アドレス部に存在する８チャネルビット周期の連続パターンであるＶＦＯ（Voltage Frequency Oscillator；以下、ＶＦＯと称す）パターンよりも大きくする設定することが望ましい。
【０１１７】
図１２は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのアドレス領域のデータフォーマットを示す図であり、数字は、各領域のバイト数を示している。ＶＦＯ１、ＶＦＯ２は、４Ｔ（Ｔは、チャネルビット周期；以下、Ｔと称す）信号パターンで構成されており、アドレス領域においてＰＬＬロック用のサンプリングクロック３７はこの信号も利用して生成されるものである。ＡＭ（Address Mark；以下、ＡＭと称す）は、アドレスマーク信号であり、ＰＩＤ（Physical ID；以下、ＰＩＤと称す）の先頭を見つけるための同期信号である。ＰＩＤ１〜ＰＩＤ４は、それぞれ４バイト情報で、最初の１バイトは、セクター情報、残りの３バイトはセクター番号であり、このデータは、８−１６変調して記録されている。ＩＥＤ１〜ＩＥＤ４は、それぞれのＰＩＤに対する誤り検出符号である。ＰＡ１、ＰＡ２は、ＰＡ直前のデータの復調ステートを認識するためのものである。図５〜図７に示す斜線の部分は、ＶＦＯパターンであり、４Ｔ連続パターンである。このようなアドレス領域において、プッシュプル信号１４およびデジタルサンプリング信号３８は、上記のようなＶＦＯパターンの振幅情報を保持しつつ、高域雑音成分を除去することが重要である。
【０１１８】
そのため、区間ピーク検出回路６２から出力される区間ピーク値は、第１のエンベロープ検出回路６４に入力され、高域雑音成分が除去される。第１のエンベロープ検出回路６４から出力されるピークエンベロープ信号６５は、図５（ｅ）および図７（ｄ）の実線に示すような信号である。一方、区間ボトム検出回路６３から出力される区間ボトム値は、第２のエンベロープ検出回路６６に入力され、高域雑音成分が除去される。第２のエンベロープ検出回路６６から出力されるボトムエンベロープ信号６７は、図５（ｆ）および図７（ｅ）の実線に示すような信号である。
【０１１９】
このように、サンプリングクロック３７を、データ領域とアドレス領域のそれぞれのチャネルビット周期に応じて生成することにより、データ領域におけるウォブル周期の影響を受けない低速検波と、アドレス領域におけるアドレス情報の再生に必要な高速検波を自動的に切り替え、それぞれに最適な検出が実現できるため、アナログ信号処理とデジタル信号処理の接続を、上記加工されたプッシュプル信号に統合することが可能となる。これにより、従来のようなウォブル情報の検出に低速アナログデジタルコンバータと、アドレス情報の検出に高速アナログデジタルコンバータの２系統が必要なくなり、１つの高速アナログデジタルコンバータに統合できるため、当該回路を半導体集積回路で実現する場合に、アナログ回路とデジタル回路の機能分担を明確化することができる。
【０１２０】
ピークエンベロープ信号６５と、ボトムエンベロープ信号６７とが入力されるオフセット検出回路６８は、ピークエンベロープ信号６５とボトムエンベロープ信号６７を加算した後、ゲインを半分にすることにより、図５（ｇ）および図７（ｆ）の実線に示すようなオフセット情報６９を抽出する。オフセット検出回路６８により検出されたオフセット情報６９は、振幅低域変動検出回路７０に入力された後、図５（ｇ）および図７（ｆ）の点線で示すような低域変動成分を抽出した信号に変換される。振幅低域変動検出回路７０の出力信号は、第１のしきい値検出回路７１において、任意のオフセットレベルが加算されることにより、図５（ｅ）および図７（ｄ）の点線に示すようなしきい値レベルに変換される。図５（ｅ）および図７（ｄ）の実線で示すような第１のエンベロープ検出回路６４の出力信号と、図５（ｅ）および図７（ｄ）の点線で示すような第１のしきい値検出回路７１の出力信号は、第１の信号極性判別回路７２に入力された後、双方が比較され、これにより、図５（ｈ）および図７（ｇ）に示すようなアドレス極性情報６０が生成される。ここで、アドレス極性情報６０は、光スポットがグルーブトラックを走査している場合は、前ＣＡＰＡで“１”になる信号であり、光スポットがランドトラックを走査している場合は、後ＣＡＰＡで“１”になる信号であっても良い。
【０１２１】
一方、振幅低域変動検出回路７０の出力信号は、第２のしきい値検出回路７３において、任意のオフセットレベルが加算されることにより、図５（ｆ）および図７（ｅ）の点線に示すようなしきい値レベルに変換される。図５（ｆ）および図７（ｅ）の実線で示すような第２のエンベロープ検出回路６６の出力信号と、図５（ｆ）および図７（ｅ）の点線で示すような第２のしきい値検出回路７３の出力信号は、第２の信号極性判別回路７４に入力された後、双方が比較され、これにより、図５（ｉ）および図７（ｈ）に示すようなアドレス極性情報７５が生成される。ここで、アドレス極性情報７５は、光スポットがランドトラックを走査している場合は、前ＣＡＰＡで“１”になる信号であり、光スポットがグルーブトラックを走査している場合は、後ＣＡＰＡで“１”になる信号であっても良い。
【０１２２】
アドレス位置検出回路７６は、アドレス極性情報６０とアドレス極性情報７５をＯＲ回路等により加算することによりアドレス位置情報６１を生成する。アドレス位置情報６１は、図５（ｊ）および図７（ｉ）に示すように、ＣＡＰＡ信号が存在する位置で“Ｈ”になる信号であっても良い。また、アドレス位置検出回路７６は、後述のＣＡＰＡ領域信号３９により、検出されたアドレス位置情報６１をマスクする機能を備えるものであっても良い。このマスク機能により、アドレス位置情報６１が、誤った位置で検出されることが少なくなるため、アドレス情報の検出が安定なものとなる。
【０１２３】
以上のような一連の動作により検出されるアドレス極性情報６０とアドレス位置情報６１は、光ディスクコントローラ１６に入力された後、ＣＡＰＡ領域信号３９を生成する基準になるだけでなく、１周毎に繰り返されるランドトラックとグルーブトラックの切り替えを行うようにトラッキング制御を行うための信号として用いられ、これにより、アドレス領域とデジタルデータ記録領域を交互に再生をしていくことを可能にする。また、記録時においては、ウォブル振幅情報およびアドレス情報を再生しながら、デジタルデータ記録領域にデジタルデータを記録していくことが可能になる。
【０１２４】
次に、ウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号は、ウォブル振幅情報検出回路７８に入力され、ウォブル振幅情報７７が検出される。
【０１２５】
以下、図１３を用いてウォブル振幅情報検出回路７８の詳細な回路構成、及び動作について説明する。なお、図１３に示す回路構成はあくまで一例であり、本発明は、決してそれに限定されるものではない。
【０１２６】
図１３は、ウォブル振幅情報検出回路７８の構成を表すブロック図である。
図１３において、ピーク検波回路７９は、任意の値を減算したウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号のレベルの、任意の区間におけるピークレベルを検出するものである。なお、ピーク検波回路７９の詳細については後述する。ボトム検波回路８０は、任意の値を加算したウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号のレベルの、任意の区間におけるボトムレベルを検出するものである。なお、ボトム検波回路８０の詳細については後述する。
【０１２７】
検波周期フラグ発生回路８１は、上記ピーク検波回路７９とボトム検波回路８０における任意の検出区間を決める検波周期フラグ８２を生成するものである。
【０１２８】
第１の周期設定回路８３は、再生状態時の上記検波周期フラグ８２の生成周期を設定するものである。第２の周期設定回路８４は、記録状態時の上記検波周期フラグ８２の生成周期を設定するものである。
【０１２９】
周期設定値選択回路８５は、記録ゲート信号１９に応じて、第１の周期設定回路８３の出力信号、又は第２の周期設定回路８４の出力信号を選択して出力するものである。
【０１３０】
第１の高域雑音除去回路１０２は、ピーク検波回路７９の出力信号から高域雑音成分を除去するものである。なお、第１の高域雑音除去回路１０２の詳細については後述する。第２の高域雑音除去回路１０３は、ボトム検波回路８０の出力信号から高域雑音成分を除去するものである。なお、第２の高域雑音除去回路１０３の詳細については後述する。
【０１３１】
ウォブル振幅検出回路１０４は、上記第１の高域雑音除去回路１０２の出力信号と、上記第２の高域雑音除去回路１０３の出力信号を基に、ウォブル振幅情報７７を生成するものである。
【０１３２】
次に、ウォブル振幅情報検出回路７８の動作について説明する。
クロック生成回路３６から生成されるサンプリングクロック３７を基準にウォブル振幅情報前処理回路５４から出力される信号は、ピーク検波回路７９とボトム検波回路８０に入力される。ピーク検波回路７９は、サンプリングクロック３７毎に保持しているピークレベルから任意の値を減算した結果と入力信号を比較して大きい値を保持しつつ、任意の区間におけるピークレベルを検出し、第１の高域雑音除去回路１０２に出力する。
【０１３３】
ピーク検波回路７９の詳細について図１４（ａ）を用いて説明する。図１４（ａ）は、ピーク検波回路７９の構成を表すブロック図である。ピーク検波回路７９は、図１４（ａ）に示すように、ドループ設定値８８と、更新回路８９と、セレクタ８６と、減算回路８７と、第１のレジスタ９０と、ピーク値クリップ処理回路９１と、最大値比較回路９２と、第２のレジスタ９３とを有している。以下、ピーク検波回路７９の動作について説明する。
【０１３４】
ウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号と、後述するピーク値クリップ処理回路９１の出力信号は、最大値比較回路９２およびセレクタ８６に入力される。最大値比較回路９２は、ウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号と、後述するピーク値クリップ処理回路９１の出力信号の値を比較してセレクタ８６に出力し、セレクタ８６は、最大値比較回路９２にて大きいと判断された信号を出力信号として選択し、減算回路８７に入力する。
【０１３５】
一方、更新回路８９は、検波周期フラグ８２とドループ設定値８８で設定された値を入力とし、ドループ設定値８８で設定された値を、検波周期フラグ８２が“Ｈ”になる区間に限定して時間的に出力制限をかけて、減算回路８７に出力する。減算回路８７は、セレクタ８６の出力信号から、更新回路８９の出力信号を減算する。減算回路８７の出力信号は、サンプリングクロック３７の基準でデジタル信号を保持する第１のレジスタ９０に入力される。第１のレジスタ９０の出力信号は、ピーク値クリップ処理回路９１に入力され、そこで例えば出力信号を７ビットの２の補数演算にする場合は、入力信号が、正側の最大値である“６３”より大きい値になっている場合には、“６３”にクリップして出力され、それ以外の値の場合は、入力信号に７ビット制限をかけて出力される。ピーク値クリップ処理回路９１の出力信号は、分周クロック４５の基準でデジタル信号を保持する第２のレジスタ９３に入力されて、そこで分周クロック４５の基準で変化する出力信号が生成される。このようにして得られるピーク検波回路７９の出力信号は、図６（ｅ）の実線に示すような信号となる。
【０１３６】
次に、ボトム検波回路８０は、サンプリングクロック３７毎に保持しているボトムレベルに任意の値を加算した結果と入力信号を比較して小さい値を保持しつつ、任意の区間におけるボトムレベルを検出し、第２の高域雑音除去回路１０３に出力する。ボトム検波回路８０の詳細について図１４（ｂ）を用いて説明する。図１４（ｂ）は、ボトム検波回路８０の構成を表すブロック図である。
【０１３７】
ウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号と、後述するボトム値クリップ処理回路９９の出力信号は、最小値比較回路１００およびセレクタ９４に、入力される。最小値比較回路１００は、ウォブル振幅情報前処理回路５４の出力信号と、後述するボトム値クリップ処理回路９９の出力信号の値を比較してセレクタ９４に出力し、セレクタ９４は、最小値比較回路１００にて小さいと判断された信号を出力信号として選択し、加算回路９５に入力する。
【０１３８】
一方、更新回路９７は、検波周期フラグ８２とドループ設定値９６で設定された値を入力とし、ドループ設定値９６で設定された値を、検波周期フラグ８２が“Ｈ”になる区間に限定して時間的に出力制限をかけて、加算回路９５に出力する。加算回路９５は、セレクタ９４の出力信号に、更新回路９７の出力信号を加算する。加算回路９５の出力信号は、サンプリングクロック３７の基準でデジタル信号を保持する第３のレジスタ９８に入力される。第３のレジスタ９８の出力信号は、ボトム値クリップ処理回路９９に入力され、そこで例えば出力信号を７ビットの２の補数演算にする場合は、入力信号が、負側の最大値である“−６４”より小さい値になっている場合には、“−６４”にクリップして出力され、それ以外の値の場合は、入力信号に７ビット制限をかけて出力される。ボトム値クリップ処理回路９９の出力信号は、分周クロック４５の基準でデジタル信号を保持する第４のレジスタ１０１に入力されて、そこで分周クロック４５の基準で変化する出力信号が生成される。このようにして得られるボトム検波回路８０の出力信号が、図６（ｅ）の点線に示すような信号となる。
【０１３９】
ここで、上記ピーク検波回路７９とボトム検波回路８０における任意の検出区間は、検波周期フラグ発生回路８１により生成される検波周期フラグ８２で決定される。検波周期フラグ８２は、ウォブル信号成分のピークエンベロープとボトムエンベロープを正確に検出するために重要な役割を担うものであり、検波周期フラグ８２の生成周期は、第１の周期設定回路８３と、第２の周期設定回路８４により生成される所定の生成周期のいずれかに基づいて生成される。すなわち、第１の周期設定回路８３は、再生状態時の上記生成周期を設定し、第２の周期設定回路８４は、記録状態時の上記生成周期を設定する。そして、周期設定値選択回路８５は、記録ゲート信号１９を受けて、記録ゲート信号１９が“Ｌ”で再生状態を示す場合は、第１の周期設定回路８３の出力信号を選択し、記録ゲート信号１９が“Ｈ”で記録状態を示す場合は、第２の周期設定回路８４の出力信号を選択して検波周期フラグ発生回路８１に出力する。検波周期フラグ発生回路８１は、サンプリングクロック３７、または、分周クロック４５に合わせてデジタルカウンタ等によりカウントを行い、上記カウンタの結果と周期設定値選択回路８５の出力信号が一致した場合に、検波周期フラグ８２を生成して出力し、同時に、上記カウンタをリセットする。ここで、第１の周期設定回路８３の設定値は、例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクでは、ＣＡＰＡ領域に存在する８チャネルビット周期の連続パターンであるＶＦＯパターンの周期よりも小さく設定し、可能な限り、再生状態におけるピーク検波回路７９とボトム検波回路８０の出力信号の差が小さくなるようにすることが望ましい。また、第２の周期設定回路８４の設定値は、例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクでは、ウォブル信号が有する１８６チャネルビット周期に近く、記録状態におけるピーク検波回路７９とボトム検波回路８０の出力信号の差が、ウォブル信号の振幅情報を反映できるようにすることが望ましい。
【０１４０】
ピーク検波回路７９の出力信号は、高域雑音成分を除去するために低域通過型フィルタ等により構成される第１の高域雑音除去回路１０２に入力され、図６（ｆ）の実線に示すような信号に変換され、ウォブル振幅検出回路１０４に出力される。一方、ボトム検波回路８０の出力信号は、高域雑音成分を除去するために低域通過型フィルタ等により構成される第２の高域雑音除去回路１０３に入力され、図６（ｆ）の点線に示すような信号に変換され、ウォブル振幅検出回路１０４に出力される。
【０１４１】
ウォブル振幅検出回路１０４は、第１の高域雑音除去回路１０２の出力信号と、第２の高域雑音除去回路１０３の出力信号を受けて、例えば、該第１の高域雑音除去回路１０２の出力信号から、該第２の高域雑音除去回路１０３の出力信号を減算することにより、ウォブル振幅情報７７を生成する。このようにして得られるウォブル振幅情報７７は、図６（ｈ）の実線で示すような信号や、図３（ｃ）の実線で示すような信号となる。図３（ｃ）に示すように、図３（ａ）の楕円形の斜線部近傍では、反射してくる光量が減少するため、ウォブル信号成分も減少する傾向になる。
【０１４２】
なお、第１の高域雑音除去回路１０２と、第２の高域雑音除去回路１０３は、例えば、一次から複数の次数を有するデジタル回路を用いた低域通過型フィルタで構成されてもよい。図１５に、一例として、巡回型フィルタの応用回路である二次デジタル低域通過型フィルタの構成を示す。以下、この二次デジタル低域通過型フィルタの回路構成、及び動作について説明する。なお、この図示回路はあくまでも一例であり、本発明はそれに限られるものではない。
【０１４３】
図１５に示すように、二次デジタル低域通過型フィルタは、１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａ、１０５ｂと、出力選択回路１１２とにより構成され、また、１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａ、１０５ｂはともに、加算回路１０６と、減算回路１０７と、クリップ処理回路１０８と、初期化回路１０９と、レジスタ１１０と、遮断周波数設定回路１１１とにより構成される。
【０１４４】
加算回路１０６は、１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａ、１０５ｂに入力されるフィルタ入力信号と、後述する減算回路１０７の出力信号を加算するものである。クリップ処理回路１０８は、加算回路１０６の出力信号の上限値、下限値について制限を行うものである。初期化回路１０９は、クリップ処理回路１０８の出力信号を、１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａ又は１０５ｂの起動時、および駆動クロック切り替え時における初期化について行うものである。レジスタ１１０は、初期化回路１０９の出力信号を、駆動クロックのタイミングで保持するものである。遮断周波数設定回路１１１は、１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａ又は１０５ｂの遮断周波数を設定するものである。減算回路１０７は、レジスタ１１０の出力信号から遮断周波数設定回路１１１の出力信号である１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａの出力信号を減算するものである。出力選択回路１１２は、前段の１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａの出力信号と、後段の１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ｂの出力信号のどちらかを選択して出力するものである。
【０１４５】
次に、二次デジタル低域通過型フィルタの動作について説明する。
フィルタ入力信号は、まず、１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａの加算回路１０６に入力され、加算回路１０６は、上記フィルタ入力信号と減算回路１０７の出力信号を加算する。加算回路１０６の出力信号は、クリップ処理回路１０８に入力され、そこで上限値又は下限値が、最大ビット幅を超えた場合に、それに一番近い上限値または下限値にクリップされる。クリップ処理回路１０８の出力信号は、初期化回路１０９に入力され、そこで１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａの起動時、および駆動クロック切り替え時における初期化について行なわれる。レジスタ１１０は、初期化回路１０９の出力信号を駆動クロックのタイミングで保持し、減算回路１０７と遮断周波数設定回路１１１に出力する。遮断周波数設定回路１１１は、１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａの遮断周波数を設定して減算回路１０７に入力する。ここで、遮断周波数設定回路１１１は、例えば、ビットシフト回路のように、簡単にゲインを調整するようなものでも良い。減算回路１０７は、レジスタ１１０の出力信号から遮断周波数設定回路１１１の出力信号である１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａの出力信号を減算する。
【０１４６】
続いて、１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａの出力信号が、後段のもう一つの１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ｂに入力される。後段の一次デジタル低域通過型フィルタ１０５ｂは、上述した１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａと基本的には、同じ機能を有するもので、同様に動作する。そして、前段の１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ａの出力信号と、後段の１次デジタル低域通過型フィルタ１０５ｂの出力信号とは、出力選択回路１１２に入力され、そこでどちらかの出力信号を選択して出力される。これにより、図１５に示す２次デジタル低域通過型フィルタを、１次フィルタかまたは２次フィルタのいずれかの性能を選択することができる。
【０１４７】
上述した一連の巡回型のデジタルフィルタを直列接続することにより実現される１次ないし複次数を有するデジタル低域通過型フィルタは、フィルタ入力信号の高域雑音成分を除去することを可能にする。このような単純な巡回型のデジタル低域通過型フィルタを適用することにより、デジタル回路の小規模化を図れるため、光ディスク記録再生装置のコストを抑えることが可能となる。
【０１４８】
また、レジスタ１１０を駆動するクロックは、図１５に示す２次デジタル低域通過型フィルタの遮断範囲を決めるもので、クロック生成回路３６において生成される分周クロック４５に比例したクロックであっても良い。このように、サンプリングクロック３７に比べて分周比が大きい分周クロック４５によりレジスタ１１０が駆動される場合は、分周比が小さいほど、処理遅延時間が短くなるが、記録デジタルデータのチャネルビット周波数に対して遮断周波数を低く設定するほど、回路規模が増え、他方、上記分周クロック４５の分周比が大きいほど、処理遅延時間が長くなるが、記録デジタルデータのチャネルビット周波数に対して遮断周波数を低く設定するほど、回路規模が小さくなるという特徴を有することになる。特に、ウォブル振幅情報７７を求める場合は、分周比が大きい分周クロック４５を用いることにより、記録されたデジタルデータのチャネル周波数と比較して充分に低い周波数帯域で動作する必要のあるデジタル信号処理回路を小規模の半導体集積回路で実現することが可能となるため、コストの削減と消費電力の削減の効果が一層高くなる。
【０１４９】
次に、ウォブル振幅情報検出回路７８から出力されるウォブル振幅情報７７は、記録レーザーパワー制御回路１１３に入力され、デジタルデータを記録する際のレーザーパワーをウォブル振幅情報７７の変動に連動して制御する記録レーザーパワー制御信号１１５が生成される。
【０１５０】
まず、記録レーザーパワー制御回路１１３の制御原理について説明する。
ウォブル振幅情報検出回路７８から出力されるウォブル振幅情報７７は、記録レーザーパワー制御回路１１３に入力される。このとき、光ディスクコントローラ１６から生成される目的のデジタルデータを記録するための基本記録パルス１１４と、記録ゲート信号１９も、記録レーザーパワー制御回路１１３に入力される。そして、記録レーザーパワー制御回路１１３は、例えば、図３（ａ）の楕円状の斜線部に示すような記録表面の傷や汚れ等によるディフェクトが検出され、かつ、図３（ｂ）に示すような記録ゲート信号１９が“Ｈ”で記録状態を示すときに、記録レーザーパワー制御信号１１５を生成する。具体的には、図３（ｃ）の実線に示すようなウォブル振幅情報７７が、ウォブル振幅情報７７から低域通過型フィルタ等により検出される図３（ｃ）の点線に示すような低域変動情報に対して、小さくなる場合、記録データの品質を維持するために、記録レーザーパワーを大きくするように、図３（ｄ）に示すような記録レーザーパワー制御信号１１５を生成する。
【０１５１】
詳細には、図３（ａ）に示すデータ領域内に上記ディフェクトが存在している場合、上記光スポットが上記ディフェクト上を通過する際は、図３（ｃ）に示すように、反射光のパワーが、レベルＰｒ０からレベルＰｒ１まで低下する。また、図３（ｄ）に示すように、上記光スポットが上記ギャップ領域を通過する期間Ｔ１において、レーザー発生回路４は、低速なパワー切り替わりのテスト発光を行う。このテスト発光において、図３（ｄ）の例では、２値のパワー、パワーＰｋｔとパワーＰｂｔが発光される場合が示されており、これにより、温度変化などに依存する記録する際のレーザーパワーの基本的な最適制御を行う。テスト発光が行われる期間Ｔ１が終了すると、上記光スポットは、上記データ領域Ｔ２に入るが、この期間では、図３（ｄ）に示すように、正確な記録を行うための３値のパワー（Ｐｋ、Ｐｂ１、Ｐｂ２）が高速に切り替わるような発光を行う。なお、この３値のパワーは、出射光制御回路（図示せず）で求められたものである。上記光スポットが上記ディフェクト上を通過している際は、レーザー光の出力パワーが、このディフェクトによって一部散乱や吸収されて、光ディスク媒体１にデジタルデータを記録するための適正パワーから変化してしまう。その結果、光ディスク媒体１からの反射光のパワーレベルは、ディフェクトが存在しない場合のパワーＰｒ０からパワーＰｒ１まで低下する。これに対して、上記光スポットが上記ディフェクトを通過する期間Ｔ３において、上記ディフェクトによる反射光のパワーのレベルの損失をウォブル振幅信号から検出し、この損失が補われるようにレーザーパワーを制御する。
【０１５２】
即ち、記録レーザーパワー制御回路１１３は、上記のような一連の回路動作により、温度等の環境変化や、傷や汚れ等によって引き起こされる一部の変動に対しても、デジタルデータの記録品質を改善するようにレーザーパワーを適正な値に制御する。
【０１５３】
以下に、上述の記録レーザーパワー制御回路１１３の詳細な構成、及び動作について、図２０を用いて説明する。なお、この図示の回路構成はあくまでも一例であり、本発明はそれに限定されるものではない。
【０１５４】
図２０は、記録レーザーパワー制御回路１１３の構成を示すブロック図である。
図２０に示すように、記録レーザーパワー制御回路１１３は、ウォブル振幅情報転送回路１３７と、デジタル信号演算処理回路（Digital Signal Processor；以下、ＤＳＰと称す）１３８と、記録レーザーパワー調整回路１３９とにより構成される。
【０１５５】
ウォブル振幅情報転送回路１３７は、サンプリングクロック３７および分周クロック４５を基準に変化するウォブル振幅情報７７を、固定クロックで動作するＤＳＰ１３８に、記録速度に応じて記録レーザーパワー制御に適したウォブル振幅情報を正確に転送するものであり、インパルス状の信号である転送周期フラグ１４１を生成する転送周期フラグ生成回路１４０と、上記転送周期フラグ１４１のタイミングで、ウォブル振幅情報７７を保持してＤＳＰ１３８に転送するウォブル振幅情報保持回路１４２と、転送周期フラグ１４１を基準に、取り込み信号を生成してＤＳＰ１３８に出力する取り込み信号生成回路１４３と、カウンタ１４４と、転送周期フラグ１４１を基に、カウンタ１４４を一時初期化させるリセットパルスを生成する転送周期フラグマスク回路１４５とにより構成される。
【０１５６】
ＤＳＰ１３８は、上記正確に伝送されたウォブル振幅情報を基に、デジタルデータの記録中にレーザーパワーを制御するための記録レーザーパワー制御情報を生成するものである。
【０１５７】
記録レーザーパワー調整回路１３９は、上記ウォブル振幅情報の変動に連動した上記記録レーザーパワー制御情報により記録時のレーザーパワーを変化させて記録レーザーパワー制御信号１１５を生成するものである。
【０１５８】
次に、記録レーザーパワー制御回路１１３の動作について説明する。
ウォブル振幅情報転送回路１３７において、転送周期フラグ生成回路１４０は、カウンタ１４４によりカウントされた値と、目的の転送周期が一致した場合に、例えば図６（ｇ）のインパルス状の信号で示すような転送周期フラグ１４１を発生する。ウォブル振幅情報保持回路１４２は、例えば、図６（ｈ）の実線で示すようなウォブル振幅情報７７を、上記図６（ｇ）の転送周期フラグ１４１のタイミングで保持し、図６（ｉ）の実線に示すような信号に加工した後、ＤＳＰ１３８に転送する。この時、取り込み信号生成回路１４３は、転送周期フラグ１４１を基準に、図６（ｊ）に示すような取り込み信号を生成してＤＳＰ１３８に送り、ＤＳＰ１３８は、該取り込み信号の立下りエッジでウォブル振幅情報保持回路１４２の出力信号を取り込むことにより、非同期である異種クロック間でデジタル信号を正確に伝送することが可能となる。転送周期フラグマスク回路１４５は、転送周期フラグ１４１によりリセットパルスを生成してカウンタ１４４に出力し、カウンタ１４４は、上記リセットパルスにより一時初期化され、その後カウントを再開する。
【０１５９】
なお、転送周期フラグ生成回路１４０は、図６（ｂ）に示すような記録ゲート信号１９が、再生状態である“Ｌ”を示す場合は、転送周期フラグマスク回路１４５によりカウンタ１４４をリセットしてウォブル振幅情報７７の情報を保持しないようにする機能を有したものであっても良い。この時、ＣＡＰＡ領域で、転送周期フラグ１４１が発生しないため、ウォブル振幅情報が乱れる要因になりえるＣＡＰＡ信号を誤ってウォブル振幅情報保持回路１４２により保持することが無くなる。これにより、記録状態に限定してＤＶＤ−ＲＡＭディスクでのウォブル振幅情報７７の必要な成分を情報として活用することが可能となるため、記録レーザーパワー制御が安定することになる。
【０１６０】
そして、ＤＳＰ１３８は、プログラム化された低域通過型フィルタ等により、取り込んだウォブル振幅情報保持回路１４２の出力信号から、図６（ｉ）の点線で示すような低域変動成分を抽出して、図６（ｈ）の実線が、図６（ｉ）の点線を下回る場合に、その区間情報と、図３（ｃ）のウォブル振幅情報を示す反射光のパワーレベルを、減衰幅であるＰｒ１を補正してＰｒ０に近づけることが可能なレーザーパワーの数値をＤＳＰ１３８で演算して生成したレーザー補正情報を記録レーザーパワー調整回路１３９に入力して、基本記録パルス１１４の指示する記録レーザーパワーの制御目標値を、図６（ｈ）の実線に示す振幅値に応じて大きくするように制御する。
【０１６１】
記録レーザーパワー調整回路１３９は、ウォブル振幅情報に基づくレーザー補正情報と、ウォブル振幅情報の変動に連動した上記区間情報を基に、記録品質を維持するようレーザーパワーを変化させて記録レーザーパワー制御信号１１５を生成する。
【０１６２】
上述した一連の回路構成及び動作により、記録レーザーパワー制御回路１１３は、特に、ウォブル振幅情報のみならず、様々な条件に対しての記録パワーの適正な制御が可能となり、記録データの品質をさらに向上させることが可能となる。例えば、光ディスク媒体の材質や記録速度に対しての最適な調整や、光ディスク記録再生装置の温度変化、ピックアップの性能のばらつき等に対しての最適な調整も、上記ＤＳＰ１３８を用いることにより、適用可能となる自由度が大きくなる。
【０１６３】
なお、ＤＳＰ１３８は、上記のレーザーパワー制御を始め、幅広く自由度を持って機能を実現するため、プログラミングにより様々な機能実現を図れる特徴を持つものであり、回路動作に用いるクロックは、時間によりクロックが変動するサンプリングクロック３７や分周クロック４５よりも、固定クロックの方が適切であることが知られている。このように、固定クロックで動作するＤＳＰ１３８により、温度や、光ピックアップの性能、回路ばらつき等を含めた様々な要素を考慮して記録中のレーザーパワーを適正値に制御しようとする場合に、ウォブル振幅情報を生成するサンプリングクロックと固定クロックとの間で、ウォブル振幅情報の非同期乗り換えが発生することになるが、上記のようなウォブル振幅情報を転送するウォブル振幅情報転送回路１３７を備えることにより、ウォブル振幅情報を誤らずに転送することが可能となる。また、高速記録時でも、転送する周期を短くすることによりウォブル振幅情報をすばやくＤＳＰ１３８に転送できるため、高速記録時の記録中のレーザーパワーの適正制御が可能となる。また、ウォブルが存在しないＣＡＰＡ領域がある場合にも、その領域において、ＤＳＰ１３８に転送するためのウォブル振幅情報が更新されないため、ウォブル振幅情報の精度が向上し、ＣＡＰＡが存在する媒体において、記録性能が向上する。
【０１６４】
一方、ＤＳＰ１３８の演算で求めた上記区間情報を、光ディスクコントローラ１６にも入力して、その区間の長さを判断する。即ち、光ディスクコントローラ１６は、上記区間の長さが、記録したデジタルデータを復調できない可能性がある区間の長さと判断した場合に、記録動作を中断し、次に現れる記録面の傷や汚れによるディフェクトが存在しない安全な領域から、記録中断により損なわれたデジタルデータの記録を再開する。以下、光ディスク記録面に傷や汚れ等のディフェクトが存在する場合の、上記光ディスクコントローラ１６における一連の動作を図２１を用いて説明する。
【０１６５】
デジタルデータを記録するトラックに沿って、図２１（ａ）の、楕円状の斜線部のような傷や汚れによるディフェクトが存在する場合、記録中に、光差信号整形回路２１から出力されるウォブル信号成分は、図２１（ｂ）に示すように、上記ディフェクトにより、振幅が減衰する。上述した動作によりウォブル振幅情報検出回路７８で検出されたウォブル振幅情報７７は、図２１（ｃ）に示すような信号となる。ここで、ウォブル振幅情報７７は、転送周期フラグ生成回路１４０から生成される、図２１（ｄ）のインパルス状の信号で示すような転送周期フラグ１４１のタイミングで、ウォブル振幅情報転送回路１３７により図２１（ｅ）の実線に示すような信号に加工された後、図２１（ｆ）に示すような取り込み信号とともに、ＤＳＰ１３８に転送される。ＤＳＰ１３８は、図２１（ｅ）の点線で示すような低域変動成分を抽出して、図２１（ｅ）の実線が、図２１（ｅ）の点線を下回る場合に、図２１（ｇ）に示すような区間情報を生成し、そしてこの区間情報が“Ｈ”の区間を記録レーザーパワー調整回路１３９、及び光ディスクコントローラ１６に入力することにより、基本記録パルス１１４が指示する記録レーザーパワーの制御目標値を、図２１（ｅ）の実線に示す振幅値に応じて大きくするように制御する。図２１（ｇ）に示すような区間情報は、図３（ｃ）における“Ｔ３”の区間を示しており、図３（ｄ）に示すような、“Ｔ３”の区間で、記録レーザーパワーを大きくするような記録レーザーパワー制御信号１１５を生成する指標となる。すなわち、上記ウォブル振幅情報が、適正時よりも振幅が減衰している場合は、レーザーパワーを大きくすることにより、デジタルデータの記録品質を保証することが可能となる。なお、光ディスクコントローラ１６は、上記区間の長さが記録したデジタルデータの復調を不可能にしていると判断する場合、記録動作を中断し、安全な領域を検出してから、記録中断により損なわれたデジタルデータの記録を再開する。
【０１６６】
即ち、光ディスクコントローラ１６における上述したディフェクト区間の長さを用いた制御により、上記ディフェクトが大きな範囲に渡って存在する場合に、記録を中断し、ディフェクトの影響がなくなった際に、該ディフェクト範囲の続きから、デジタル記録を再開するスキップ記録の正確な制御や、的確な判断が可能となる。このスキップ記録が正確に機能することにより、記録したデジタルデータの品質が保証されるため、例えば、記録したデータを再生して、その品質の要否を判断し、否なる場合は、再度別の場所に、否と判断したデータを書き直すような、記録品質の管理機能が必要なくなり、さらに、記録時間の短縮にもつながる。
【０１６７】
一方、再生ＲＦ信号１１９は、図１に示すように、光ピックアップ３の４分割フォトディテクタ５の全出力信号成分と、フォーカスエラー検出用の２分割フォトディテクタ６の全出力信号成分を再生信号検出回路１１８で、全加算することにより生成されるものであっても良い。以下に、再生ＲＦ信号１１９の生成動作に関して説明を行う。なお、この説明はあくまでも一例であり、本発明は、それに限定されるものではない。
【０１６８】
図１に示すように、電流−電圧変換器Ｉ／Ｖ変換器７〜１０により、４分割フォトディテクタ５の５ａ〜５ｄ部分から出力された検出電流が電圧に変換される。また、電流−電圧変換器Ｉ／Ｖ変換器１１６、１１７は、２分割フォトディテクタ６の６ａ、６ｂ部分から出力された検出電流を電圧に変換する。再生信号検出回路１１８は、加算器１１、１２の出力と、Ｉ／Ｖ変換器１１６、１１７の出力電圧を全部加算して、再生ＲＦ信号１１９を生成する。なお、再生信号検出回路１１８は、４分割フォトディテクタ５の４つの出力成分のみをそれぞれＩ／Ｖ変換器７〜１０により変換して出力される電圧の全加算により再生ＲＦ信号１１９を生成しても良い。
【０１６９】
再生ＲＦ信号１１９は、デジタルデータ再生回路１２０に入力され、フォーカスサーボ用のＲＦ振幅情報１２１と、オフセット補正信号１２２と、デジタル二値化信号１２３が生成される。
【０１７０】
以下、デジタルデータ再生回路１２０の詳細な回路構成、及び動作について、図１６を用いて説明する。なお、ここ図示回路はあくまでも一例であり、本発明はこの図示回路に限定されるものではない。
【０１７１】
図１６は、デジタルデータ再生回路１２０の構成を表すブロック図である。
図１６において、ピークエンベロープ検出回路１２４は、再生ＲＦ信号１１９のピークエンベロープを検出するものである。ボトムエンベロープ検出回路１２５は、再生ＲＦ信号１１９のボトムエンベロープを検出するものである。
【０１７２】
ＲＦ振幅検出回路１２６は、差動増幅器等により構成され、ピークエンベロープ検出回路１２４から出力されるピークエンベロープと、ボトムエンベロープ検出回路１２５から出力されるボトムエンベロープの電圧差を求めることにより、ＲＦ振幅情報１２１を生成するものである。
【０１７３】
再生信号振幅調整回路１２７は、ゲイン学習回路１３０で学習されたゲイン調整値によりゲインを可変させることのできるＶＧＡ等により構成され、再生ＲＦ信号１１９を、第２のアナログデジタルコンバータ１２９のダイナミックレンジに対して適切な振幅に調整するものである。
【０１７４】
イコライザ１２８は、再生信号振幅調整回路１２７にてその出力振幅を調整された後の再生ＲＦ信号１１９の高域を強調するような補正を施し、復調信号以外の帯域に存在する雑音成分を除去するものである。
【０１７５】
第２のアナログデジタルコンバータ１２９は、クロック生成回路３６により生成されるサンプリングクロック３７のタイミングにより、アナログ信号であるイコライザ１２８の出力信号を多ビットのデジタル信号であるデジタルＲＦ信号１３１に変換するものである。
【０１７６】
ゲイン学習回路１３０は、デジタルＲＦ信号１３１のピークエンベロープとボトムエンベロープの信号振幅差から得られる振幅値をもとにして、任意に設定される目標振幅値との差分をゼロにするように再生信号振幅調整回路１２７のゲインを自動的に調整するＡＧＣ（Automatic Gain Control）機能を持つものである。
【０１７７】
オフセットキャンセラ１３２は、デジタルＲＦ信号１３１の波形の符号的な中心を求め、該デジタルＲＦ信号１３１に含まれる振幅方向のオフセット成分を低減したオフセット補正信号１２２を出力するものである。なお、オフセットキャンセラ１３２の詳細は、後述する。
【０１７８】
データ復調回路１３６は、上記オフセット補正信号１２２をデジタル二値化信号１２３に復調して、光ディスクコントローラ１６に出力するものである。
【０１７９】
次に、デジタルデータ再生回路１２０の動作を説明する。
再生ＲＦ信号１１９は、ピークエンベロープ検出回路１２４に入力されて、再生ＲＦ信号１１９のピークエンベロープが検出される。同じく、再生ＲＦ信号１１９は、ボトムエンベロープ検出回路１２５に入力されて、再生ＲＦ信号１１９のボトムエンベロープが検出される。次に、ＲＦ振幅検出回路１２６は、ピークエンベロープ検出回路１２４からのピークエンベロープと、ボトムエンベロープ検出回路１２５からのボトムエンベロープの電圧差を求めて、ＲＦ振幅情報１２１を生成する。ＲＦ振幅情報１２１は、光ディスクコントローラ１６に入力され、光ピックアップ駆動回路１８を介して行うフォーカスサーボの制御のための基本情報となる。
【０１８０】
他方、再生ＲＦ信号１１９は、再生信号振幅調整回路１２７にも入力され、再生信号振幅調整回路１２７は、再生ＲＦ信号１１９を第２のアナログデジタルコンバータ１２９のダイナミックレンジに対して適切な振幅に調整する。ここで、隣接する記録符号のパターンに応じては線方向の記録密度が高くなる場合がある。このような場合に、再生ＲＦ信号１１９は、高周波成分において、再生波形の振幅減衰が顕著になり、再生ＲＦ信号１１９の有するジッタ成分の劣化をもたらすことになる。そこで、ジッタの改善を図るイコライザ１２８は、再生信号振幅調整回路１２７からの出力信号に対して、高域を強調するような補正を施すとともに、復調信号以外の帯域に存在する雑音成分を除去する。ここで、イコライザ１２８は、ブースト量とカットオフ周波数とを任意に設定できるフィルタにより構成される。このフィルタは、例えば、図１７の実線で示すような周波数特性を有する高次リップルフィルタ等であってもよい。この図において、点線で示した特性は、高域のブーストを行わない場合の特性である。
【０１８１】
イコライザ１２８の出力信号は、第２のアナログデジタルコンバータ１２９に入力され、サンプリングクロック３７のタイミングにより、多ビットのデジタル信号であるデジタルＲＦ信号１３１に変換される。
【０１８２】
ゲイン学習回路１３０は、入力されるデジタルＲＦ信号１３１のピークエンベロープとボトムエンベロープの信号振幅差から得られる振幅値をもとに、任意に設定される目標振幅値との差分をゼロにするように再生信号振幅調整回路１２７のゲインを自動的に調整する。
【０１８３】
デジタルＲＦ信号１３１は、オフセットキャンセラ１３２に入力されることにより、デジタルＲＦ信号１３１の波形の符号的な中心が求められ、デジタルＲＦ信号１３１に含まれる振幅方向のオフセット成分を低減したオフセット補正信号１２２に変換される。
【０１８４】
以下、オフセットキャンセラ１３２の詳細な回路構成、及び動作について、図１８を用いて説明する。なお、ここ図示の回路構成はあくまでも一例であり、本発明はそれに限られるものではない。
【０１８５】
図１８に示すように、オフセットキャンセラ１３２は、オフセットレベル検出回路１３３と、オフセットレベル平滑化回路１３４と、減算回路１３５とにより構成される。オフセットレベル検出回路１３３は、デジタルＲＦ信号１３１の、振幅方向のオフセットレベル情報を検出するものである。オフセットレベル平滑化回路１３４は、上記振幅方向のオフセットレベル情報を平滑化するものである。減算回路１３５は、デジタルＲＦ信号１３１から平滑化された上記振幅方向のオフセットレベル情報を減算して、デジタルＲＦ信号１３１に含まれる振幅方向のオフセット成分を低減し、オフセット補正信号１２２を生成するものである。
【０１８６】
次に、オフセットキャンセラ１３２の動作を説明する
デジタルＲＦ信号１３１は、オフセットレベル検出回路１３３に入力され、オフセットレベル検出回路１３３は、デジタルＲＦ信号１３１からゼロクロス位置と判断した場合の位相情報を、センターレベルの変動情報として出力する。また、ゼロレベルを基準にしてデジタルＲＦ信号１３１の極性が正の場合は“＋Ａ”を、負の場合は、“−Ａ”をそれぞれ加算して（Ａは任意の正数）、これらの情報を累積する。このとき、累積信号は、オフセットキャンセラ１３２の出力信号の符号的な極性のバランスを表す情報となるため、その情報をもとに符号的なセンターレベルとのオフセット情報を抽出する。次に、これらセンターレベル変動情報と符号的な極性のバランスを表す情報とを任意の比率で加算して、オフセットレベル情報を生成する。これにより、デジタルＲＦ信号１３１に存在する振幅方向のオフセット成分を低減することが可能となるため、後述する、位相同期制御（ＰＬＬ制御）や、データ復調処理の精度および性能が向上する。オフセットレベル平滑化回路１３４は、入力される振幅方向のオフセットレベル情報を平滑化して減算回路１３５に出力する。減算回路１３５は、デジタルＲＦ信号１３１から、平滑化された上記振幅方向のオフセットレベル情報を減算することにより、デジタルＲＦ信号１３１に含まれる振幅方向のオフセット成分を低減し、オフセット補正信号１２２を生成して出力する。
【０１８７】
次に、オフセット補正信号１２２は、データ復調回路１３６に入力される。光ディスク媒体１に、記録されたデジタルデータ、および、主に、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクに刻み込まれているアドレス情報を復調するために、データ復調回路１３６は、オフセット補正信号１２２を、図１９に示すようなセンターレベルに対して上側か下側で、“１”と“０”を判別することにより、デジタル二値化信号１２３を復調して、光ディスクコントローラ１６に入力する。
【０１８８】
なお、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの記録再生時に光ディスクコントローラ１６において生成される前述のＣＡＰＡ領域信号３９は、データ復調回路１３６にてアドレス情報が正常に復調できていない状態では、アドレス位置検出回路７６により検出されるアドレス位置情報６１を出力させるものであり、アドレス情報が正常に復調できた状態では、デジタル二値化信号１２３と合わせて光ディスクコントローラ１６に入力されるサンプリングクロック３７を基準にカウントを行い、検出されたアドレス情報から、次のセクターのＣＡＰＡ領域及び推測した位置のゲート信号を出力するものである。このように、ＣＡＰＡ領域信号３９をアドレス情報の再生状態に応じて制御することは、アドレス情報が正常に取得されており、かつ、光記録媒体に記録されたデジタルデータのクロック成分とサンプリングクロックの位相が同期している状態では、アドレス極性情報とアドレス位置情報の検出がさらに安定になる利点がある。
【０１８９】
他方、上述したクロック生成回路３６は、上記構成に加えて、さらに、位相同期制御回路１４６を具備するものであっても良い。
【０１９０】
以下、図１９と図２２により、位相同期制御回路１４６を備えたクロック生成回路３６の動作と原理を説明する。
図２２は、位相同期制御回路１４６を備えたクロック生成回路３６の構成を示すブロック図である。
【０１９１】
図２２において、ゼロクロス情報検出回路１４７は、オフセットキャンセラ１３２の出力信号であるオフセット補正信号１２２から、ゼロクロス位置検出信号１４８と、その位置が立ち上がりエッジであるか立ち下がりエッジであるかを示す極性選択信号１４９を生成するものである。
【０１９２】
線形補間回路１５０は、オフセット補正信号１２２に対して、直線補間を行うことにより、中間信号を生成するものである。
【０１９３】
極性反転回路１５１は、線形補間回路１５０の出力信号の極性を反転させるものである。
切り替え回路１５２は、極性選択信号１４９に応じて、極性反転回路１５１の出力信号、又は線形補間回路１５０の出力信号を選択するものである。
【０１９４】
マスク処理回路１５３は、オフセット補正信号１２２のゼロクロス位置であると判断した場合のみ、切り替え回路１５２の出力信号を位相誤差情報１５４として出力するものである。
【０１９５】
位相同期ループフィルタ１５５は、上記位相誤差情報１５４に対してフィルタ処理を施して、デジタル位相制御信号を出力するものである。
【０１９６】
デジタルアナログコンバータ１５６は、位相同期ループフィルタ１５５から出力されるデジタル位相制御信号を、アナログ制御信号に変換するものである。
【０１９７】
加算回路１５７は、周波数制御側のデジタルアナログコンバータ５１の出力信号と、位相同期制御側のデジタルアナログコンバータ１５６の出力信号を加算処理するものである。
【０１９８】
なお、その他の構成要素は、図８に示す構成要素と同一であるため、同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【０１９９】
次に、位相同期制御回路１４６を備えたクロック生成回路３６の動作を説明する。
オフセットキャンセラ１３２の出力信号は、ゼロクロス情報検出回路１４７に入力され、ゼロクロス情報検出回路１４７は、例えば、図１９の白丸“○”で示されるようなオフセットキャンセラ１３２の出力信号から、ゼロクロス位置検出信号１４８と、その位置が立ち上がりエッジであるか立ち下がりエッジであるかを示す極性選択信号１４９を生成する。
【０２００】
一方、オフセットキャンセラ１３２の出力信号は、線形補間回路１５０にも入力される。線形補間回路１５０は、オフセットキャンセラ１３２の出力信号に対して、隣接する白丸“○”を直線的に補間することにより、図１９の黒四角“◆”で示すような中間信号を生成する。この信号が、位相誤差信号の基準信号になる。極性反転回路１５１は、線形補間回路１５０の出力信号の極性を反転させる。切り替え回路１５２は、上記極性選択信号１４９が“負”を示す場合には、図１９の白四角“□”に示すような、極性反転回路１５１から出力される信号を選択し、極性選択信号１４９が“正”を示す場合には、図１９の黒四角“◆”に示すような、線形補間回路１５０の出力信号を選択する。
【０２０１】
マスク処理回路１５３は、上記ゼロクロス位置検出信号１４８を基に、ゼロクロス位置であると判断した場合、即ちオフセット補正信号１２２の極性が反転したと判断した場合のみ、切り替え回路１５２の出力信号を位相誤差情報１５４として出力する。その際、極性切り替わりの瞬間だけでなく、次のゼロクロス位置まで、位相誤差情報１５４を保持しても良い。こうして得られた位相誤差情報１５４は、図１９中の、“Ｐ１”，“Ｐ２”，“Ｐ３”，“Ｐ４”で示される。ここで、白四角“□”で示す立ち下がりエッジに該当する“Ｐ２”および“Ｐ４”位相誤差情報１５４において、切り替え回路１５２は、極性反転回路１５１の出力信号を選択している。
【０２０２】
位相同期ループフィルタ１５５は、上記のようにして検出された位相誤差情報１５４に対してフィルタ処理を施して、デジタル位相制御信号として出力する。デジタルアナログコンバータ１５６は、上記デジタル位相制御信号をアナログ制御信号に変換する。なお、位相同期ループフィルタ１５５は、比例成分と積分成分のゲインを調整し、それぞれをミックスして積分処理を行うような構成のものでも良い。
【０２０３】
加算回路１５７は、上述した周波数制御側のデジタルアナログコンバータ５１と、位相同期制御側のデジタルアナログコンバータ１５６との出力信号を加算処理し、ＶＣＯ５２は、加算回路１５７の出力電圧を基準にして、クロックを発振する。ＶＣＯ５２の出力クロックは、クロック分周回路４３を介して、サンプリングクロック３７に変換される。
【０２０４】
つまり、上述した位相同期制御回路１４６を備えたクロック生成回路３６では、第２のアナログデジタルコンバータ１２９、オフセットキャンセラ１３２、位相同期制御回路１４６、加算回路１５７、ＶＣＯ５２、クロック分周回路４３、第２のアナログデジタルコンバータ１２９をメインの制御ループとし、位相誤差情報１５４を零にするように、フィードバック制御を行うことにより、再生ＲＦ信号１１９のチャネルビット周波数のクロック成分の位相に同期したデジタルＲＦ信号１３１が、デジタルデータ再生回路１２０にて生成可能となる。
【０２０５】
従って、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク、ＤＶＤ−Ｒディスク、およびＤＶＤ−ＲＷディスクに代表されるようにウォブル信号成分が検出可能なディスクに関しては、ウォブル信号成分を基準にした周波数同期制御と、記録されたデジタル記録データを基準にした位相同期制御とをサンプリングクロック３７の発振周波数の制御に適用することが可能である。なお、位相同期制御状態にある場合は、周波数同期制御を停止させても良い。また、デジタルデータが記録されていない場合には、周波数同期制御のみでサンプリングクロック３７の発振周波数を制御しても良い。一方で、ＤＶＤ−ＲＯＭディスクに代表されるように、ウォブル信号成分が存在しない場合は、位相同期制御を基本として制御することが望ましい。
【０２０６】
また、光ディスク媒体に記録されているデジタルデータのクロック成分の位相に同期したサンプリングクロックで駆動されるデジタル信号処理回路により、ウォブル振幅情報およびアドレス情報を検出することが可能であるため、位相同期状態においては、最良の状態でアドレス検出を行うことができる。また、記録再生速度に応じたデジタル信号処理回路の乗数の変更が不要となり、低速から高速まで様々な速度で記録、および、再生を行う必要がある場合に、容易にシステムを構築する回路として有用である。特に、低価格のＤＶＤ−ＲＡＭディスクの記録再生装置や、ＤＶＤレコーダを実現する上で有用である。
【０２０７】
このように、本実施の形態１による光ディスク記録再生装置では、アドレス情報が間欠的に存在し、記録トラックに沿ってウォブルが刻み込まれているＤＶＤ−ＲＡＭディスク等からウォブル振幅情報とアドレス情報を検出するに際して、プッシュプル信号にウォブル振幅情報とアドレス情報の検出に適した加工を施した後、記録速度に連動したクロックにより高周波数領域でデジタル変換して処理することにより、低周波成分から高周波成分まで安定して精度良くウォブル振幅情報とアドレス情報を検出することができるため、高速記録時においても、光記録媒体の形状による変動や、記録面の傷や汚れに対してレーザーパワー制御の適正化が可能となり、高品質な記録性能を実現することが可能となる。特に、記録中に、記録面に存在する傷や汚れ等のディフェクトが存在する場合にも、最適な記録レーザーパワー制御を行って、記録データの品質を保証しようとするＲＯＰＣ（Running Optimum Power Control）の精度向上、及び高速記録への対応が可能となる。
【０２０８】
また、記録再生速度に応じたデジタル信号処理回路の乗数の変更が不要であるため、低速から高速まで様々な速度で記録、および、再生を行う必要がある場合に、容易にシステムを構築することができる。特に、低価格のＤＶＤ−ＲＡＭディスクの記録再生装置や、ＤＶＤレコーダを実現する上で有用である。また、半導体集積回路を用いて実現する場合、光ディスク記録再生装置の回路規模削減と低消費電力化が可能となる。
【０２０９】
また、光ディスク媒体に記録されているデジタルデータのクロック成分の位相に同期したサンプリングクロックで駆動されるデジタル信号処理回路により、ウォブル振幅情報およびアドレス情報を検出することが可能であるため、位相同期状態においては、最良の状態でアドレス検出を行うことができる。
【０２１０】
また、上述の実施の形態１では光ディスク媒体１を、アドレス情報が間欠的に存在するものとしたが、本発明はそれに限定されず、記録トラックに沿って刻みこまれているウォブルにアドレス情報が存在するあらゆる光ディスク媒体に対しても、応用することができる。例えば、ＤＶＤ−ＲディスクやＤＶＤ−ＲＷディスクのような、アドレス情報がＬＰＰ（Land PrePit）により刻まれているようなものの場合、本実施の形態１のウォブル成分強調回路２２における雑音除去回路２５が、上記プッシュプル信号１４におけるＬＰＰ信号成分を除去する機能をさらに備え、ＬＰＰ信号成分を軽減した後のウォブル信号成分の振幅情報をもとに、記録レーザーパワーの適正な制御を行うようなものとすれば良い。
【０２１１】
即ち、ＬＰＰが存在する光ディスク媒体からウォブル信号成分を検出する場合に、ＬＰＰを検出した際に生じる高周波状の突起の大部分を減衰させることが可能となるため、プッシュプル信号におけるウォブル信号成分のみを抽出することが容易になる。これにより、ＤＶＤ−ＲディスクやＤＶＤ−ＲＷディスクにデジタルデータを記録する場合も、上述した記録レーザーパワーの適正化による記録デジタルデータの品質保証が可能となる。なお、適用範囲は、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷに限定されず、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクなどの記録トラックに沿ってウォブルが刻みこまれているあらゆる光ディスク媒体に対しても、有用である。
【産業上の利用可能性】
【０２１２】
本発明の光ディスク記録再生装置は、光記録媒体の記録面上に、傷や汚れなどのディフェクトが存在する場合にも、ウォブル振幅情報に従って記録に適したレーザーパワーでデジタルデータを記録することが可能であるだけでなく、上記ディフェクトが存在する領域を避けて安全な領域で記録を行うことが可能となるという効果を有するものであり、記録したデジタルデータの品質が保証できるような記録再生用ＤＶＤ−ＲＡＭドライブやＤＶＤレコーダなどに有用である。
【０２１３】
また、本発明の光ディスク記録再生装置は、記録されたデジタルデータの品質が保証されるため、重要なデータのバックアップ装置としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２１４】
【図１】本発明の実施の形態１による、光ディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施の形態１による光ディスク記録再生装置の、光ピックアップ３の構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施の形態１による光ディスク記録再生装置の、記録レーザーパワー制御の原理を説明する図である。
【図４】上記実施の形態１による光ディスク記録再生装置の、光差信号整形回路２１の構成を示すブロック図である。
【図５】上記実施の形態１における、記録時のアドレス極性情報６０とアドレス極性情報７５とアドレス位置情報６１の生成原理を説明する図である。
【図６】上記実施の形態１における、ウォブル振幅情報７７の生成原理を説明する図である。
【図７】上記実施の形態１における、再生時のアドレス極性情報６０とアドレス極性情報７５とアドレス位置情報６１の生成原理を説明する図である。
【図８】上記実施の形態１におけるクロック生成回路３６の１構成を示すブロック図である。
【図９】上記実施の形態１におけるアドレス情報前処理回路５３の構成を示すブロック図である。
【図１０】上記実施の形態１におけるウォブル振幅情報前処理回路５４の構成を示すブロック図である。
【図１１】上記実施の形態１におけるアドレス情報検出回路５９の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＤＶＤ−ＲＡＭディスクにおけるＣＡＰＡのフォーマットを説明する図である。
【図１３】上記実施の形態１におけるウォブル振幅情報検出回路７８の構成を示すブロック図である。
【図１４（ａ）】上記実施の形態１におけるウォブル振幅情報検出回路７８のピーク検波回路７９の構成を示すブロック図である。
【図１４（ｂ）】上記実施の形態１におけるウォブル振幅情報検出回路７８のボトム検波回路８０の構成を示すブロック図である。
【図１５】上記実施の形態１における二次デジタル低域通過型フィルタの構成を示すブロック図である。
【図１６】上記実施の形態１におけるデジタルデータ再生回路１２０の構成を示すブロック図である。
【図１７】高次リップルフィルタの周波数特性の説明図である。
【図１８】上記実施の形態１におけるデジタルデータ再生回路１２０の、オフセットキャンセラ１３２の構成を示すブロック図である。
【図１９】上記実施の形態１における、位相同期制御回路１４６を有するクロック生成回路３６の位相誤差情報１５４の検出原理を示す図である。
【図２０】上記実施の形態１における記録レーザーパワー制御回路１１３の構成を示すブロック図
【図２１】上記実施の形態１における記録レーザーパワー制御回路１１３の動作原理を説明する図である。
【図２２】上記実施の形態１における、位相同期制御回路１４６を有するクロック生成回路３６の構成を示すブロック図である。
【図２３】従来のＤＶＤ−ＲＡＭディスク記録再生装置におけるアドレス極性情報６０とアドレス極性情報７５とアドレス位置情報６１の生成原理を説明する図である。
【図２４】従来のＤＶＤ−ＲＡＭディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２１５】
１  光記録媒体（光ディスク媒体）
２  光記録媒体回転制御回路
３  光ピックアップ
４  レーザー発生回路
５  ４分割フォトディテクタ
５ａ〜５ｄ  ４分割フォトディテクタ５の構成要素
６  ２分割フォトディテクタ
６ａ、６ｂ  ２分割フォトディテクタ６の構成要素
７、８、９、１０  Ｉ／Ｖ変換器
１１、１２  加算器
１３  光差信号検出回路
１４  プッシュプル信号（光差信号）
１５  低域通過型フィルタ（ＬＰＦ）
１６  光ディスクコントローラ
１７  トラッキングエラー信号
１８  光ピックアップ駆動回路
１９  記録ゲート信号
２０  記録ゲート信号生成回路
２１  光差信号整形回路
２２  ウォブル成分強調回路
２３  振幅調整回路
２４  光差信号選択回路
２５  雑音除去回路
２６  ウォブル振幅調整回路
２７  ＤＣレベル検出器
２８  基準電位
２９  オフセット差検出器
３０  差動増幅器
３１  ＤＣレベル検出器
３２  オフセット差検出器
３３  差動増幅器
３４  アナログスイッチ
３５  第１のアナログデジタルコンバータ
３６  クロック生成回路
３７  サンプリングクロック
３８  デジタルサンプリング信号
３９  ＣＡＰＡ領域信号
４０  ウォブル２値化回路
４１  ウォブル２値化信号
４２  周波数同期ループ回路
４３  クロック分周回路
４４  サンプリングクロック分周回路
４５  分周クロック
４６  平均化回路
４７  カウンタ
４８  周波数誤差検出回路
４９  アキュムレータ
５０  周波数制御ゲイン調整回路
５１  デジタルアナログコンバータ
５２  電圧制御型発振器（ＶＣＯ）
５３  アドレス情報前処理回路
５４  ウォブル振幅情報前処理回路
５５  第１の信号振幅減衰回路
５６  アドレス情報状態選択回路
５７  第２の信号振幅減衰回路
５８  ウォブル振幅情報状態選択回路
５９  アドレス情報検出回路
６０  アドレス極性情報
６１  アドレス位置情報
６２  区間ピーク検出回路
６３  区間ボトム検出回路
６４  第１のエンベロープ検出回路
６５  ピークエンベロープ信号
６６  第２のエンベロープ検出回路
６７  ボトムエンベロープ信号
６８  オフセット検出回路
６９  オフセット情報
７０  振幅低域変動検出回路
７１  第１のしきい値検出回路
７２  第１の信号極性判別回路
７３  第２のしきい値検出回路
７４  第２の信号極性判別回路
７５  アドレス極性情報
７６  アドレス位置検出回路
７７  ウォブル振幅情報
７８  ウォブル振幅情報検出回路
７９  ピーク検波回路
８０  ボトム検波回路
８１  検波周期フラグ発生回路
８２  検波周期フラグ
８３  第１の周期設定回路
８４  第２の周期設定回路
８５  周期設定値選択回路
８６  セレクタ
８７  減算回路
８８  ドループ設定値
８９  更新回路
９０  第１のレジスタ
９１  ピーク値クリップ処理回路
９２  最大値比較回路
９３  第２のレジスタ
９４  セレクタ
９５  加算回路
９６  ドループ設定値
９７  更新回路
９８  第３のレジスタ
９９  ボトム値クリップ処理回路
１００  最小値比較回路
１０１  第４のレジスタ
１０２  第１の高域雑音除去回路
１０３  第２の高域雑音除去回路
１０４  ウォブル振幅検出回路
１０５ａ  一次デジタル低域通過型フィルタ
１０５ｂ  一次デジタル低域通過型フィルタ
１０６  加算回路
１０７  減算回路
１０８  クリップ処理回路
１０９  初期化回路
１１０  レジスタ
１１１  遮断周波数設定回路（ゲイン調整）
１１２  出力選択回路
１１３  記録レーザーパワー制御回路
１１４  基本記録パルス
１１５  記録レーザーパワー制御信号
１１６、１１７  Ｉ／Ｖ変換器
１１８  再生信号検出回路
１１９  再生ＲＦ信号
１２０  デジタルデータ再生回路
１２１  ＲＦ振幅情報
１２２  オフセット補正信号
１２３  デジタル２値化信号
１２４  ピークエンベロープ検出回路
１２５  ボトムエンベロープ検出回路
１２６  ＲＦ振幅検出回路
１２７  再生信号振幅調整回路
１２８  イコライザ
１２９  第２のアナログデジタルコンバータ
１３０  ゲイン学習回路
１３１  デジタルＲＦ信号
１３２  オフセットキャンセラ
１３３  オフセットレベル検出回路
１３４  オフセットレベル平滑化回路
１３５  減算回路
１３６  データ復調回路
１３７  ウォブル振幅情報転送回路
１３８  デジタル信号演算処理回路（ＤＳＰ）
１３９  記録レーザーパワー調整回路
１４０  転送周期フラグ生成回路
１４１  転送周期フラグ
１４２  ウォブル振幅情報保持回路
１４３  取り込み信号生成回路
１４４  カウンタ
１４５  転送周期フラグマスク回路
１４６  位相同期制御回路
１４７  ゼロクロス情報検出回路
１４８  ゼロクロス位置検出信号
１４９  極性選択信号
１５０  線形補間回路
１５１  極性反転回路
１５２  切り替え回路
１５３  マスク処理回路
１５４  位相誤差情報
１５５  位相同期ループフィルタ
１５６  デジタルアナログコンバータ
１５７  加算回路
１５８  ウォブル振幅検出回路
１５９  信号処理回路
１６０  ２値化信号
１６１  低速アナログデジタルコンバータ
１６２  反射光制御回路
１６３  駆動回路
【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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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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