(57)【要約】【課題】ライトパルス，オフパルス，スペースパルス，バイアスパルスを用いて多値情報を記録するのに適したサーボ信号を検出できるようにする。【解決手段】源フォーカスエラー信号と源トラックエラー信号の源サーボ信号には未記録領域であればウォブル信号が、既記録領域であればデータ信号（セル周波数成分）などの高域周波数成分が含まれているので、その高域周波数成分を除去するフィルタ１６と１７によって不要なノイズ成分をカットし、その後、所望の信号振幅にするべくゲインコントロール（ＧＣ）回路１８と１９で増幅又は減衰して、フォーカスエラー信号やトラックエラー信号などのサーボ信号を得る。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体上の特定の領域で等分割されたセルに対して記録する情報に応じて大きさの異なる記録マークを形成するとき、所定の高い光強度に設定したライトパルスと、所定の低い光強度に設定したオフパルスと、スペースを形成可能なライトパルスよりも小さくて前記オフパルスよりも大きい光強度に設定したスペースパルスと、該スペースパルスよりも小さくて前記オフパルスよりも大きい光強度に設定して前記オフパルスに続いて出力するバイアスパルスとからなるレーザ発光を用いて記録する多値記録のサーボ信号検出方法であって、
前記光情報記録媒体から検出された源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去してサーボ信号を抽出することを特徴とする多値記録のサーボ信号検出方法。
【請求項２】
前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号に対して印加するゲインとして、少なくとも前記バイアスパルスの光強度及び前記スペースパルスの光強度に基づいて算出した設定値を用いてサーボ信号を抽出することを特徴とする請求項１記載の多値記録のサーボ信号検出方法。
【請求項３】
高域周波数成分を除去した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰してサーボ信号を抽出することを特徴とする請求項１記載の多値記録のサーボ信号検出方法。
【請求項４】
前記バイアスパルスでのレーザ発光期間又は前記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰してサーボ信号を抽出することを特徴とする請求項１記載の多値記録のサーボ信号検出方法。
【請求項５】
前記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号に特定のゲインを印加した信号と、前記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号とを合成してサーボ信号を抽出することを特徴とする請求項１記載の多値記録のサーボ信号検出方法。
【請求項６】
前記バイアスパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで前記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰した信号と、前記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで前記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰した信号とを合成してサーボ信号を抽出することを特徴とする請求項１記載の多値記録のサーボ信号検出方法。
【請求項７】
前記バイアスパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを前記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルに保つゲインと同じゲインで前記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰した信号と、前記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した前記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号とを合成してサーボ信号を抽出することを特徴とする請求項１記載の多値記録のサーボ信号検出方法。
【請求項８】
前記サーボ信号に位相補償を施すことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多値記録のサーボ信号検出方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の多値記録のサーボ信号検出方法によって検出されたサーボ信号に基づいて光情報記録媒体に照射するレーザ光の位置を決定して情報の記録又は再生を行う手段を備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多値記録のサーボ信号検出方法と光情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤやＤＶＤ等の光情報記録媒体に対するデータの記録を行う光情報記録装置としてＣＤドライブやＤＶＤドライブが認知され始めた。また、扱うファイルのデータサイズも巨大化し、光情報記録装置も更なる大容量化が望まれている。
大容量化の一つの方法として、光情報記録媒体に形成されたトラック上の円周方向に特定の長さに分割した仮想的なセルに記録マークを一つずつ記録する多値記録技術がある。この多値記録技術では、光情報記録媒体への情報記録単位であるセルの円周方向長さはスポットの概ね光学的分解能以下である。また、情報はセル内に記録されたマークの面積に埋め込む。そのマークの面積に応じた反射信号レベルを多段階に判別することによって多値情報を取り出すことができる。
【０００３】
ＣＤやＤＶＤ等への２値情報記録方式では、光学分解能よりも大きい記録マークの長さに情報を埋めこんでいたので、スポット小径化の限界が大容量化のネックになっていた。スポットはレーザ波長とレンズの絞込み度（ＮＡ）から物理的に決定されるため、レーザ短波長化やレンズの高ＮＡ化に頼るしかない状況であった。一方、多値記録では光学分解能以下のセルに多値情報が記録できるため、スポット小径化に頼らずに大容量化が可能な技術として注目されている。
【０００４】
相変化記録媒体（メディア）を用いた多値情報記録の代表的なレーザ発光波形は、光情報記録媒体の膜を溶融するための高い光強度のライトパルスと、急激に冷却してマークを形成するための低い光強度のオフパルスと、スペースを形成するための（既存のマークを消去するための）スペースパルスとからなっている。この場合、マーク形成中の大部分の時間はオフパルスになっており、オフパルス期間は非常に弱い強度での発光を行うために信号の検出は難しい。また、ライトパルスは短いために安定した信号検出をすることはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録中であっても検出しなければならないサーボ信号やウォブル信号があるので、マークの大きさを決定する従来のオフパルス期間をマーク形成に必要な急冷効果を維持するオフパルス期間と、信号検出を行うことができるバイアスパルス期間に分けてパワーを変更して発光させることにより、上記問題点を解決して記録性能をそのまま維持しながら検出信号の品質を向上させる技術が提案されている。
【０００６】
ところが、このような技術では、ライトパルス，オフパルス，スペースパルス，バイアスパルスを用いて多値情報を記録するときに適したサーボ信号を検出することができないという問題があった。
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ライトパルス，オフパルス，スペースパルス，バイアスパルスを用いて多値情報を記録するのに適したサーボ信号を検出できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、（１）〜（８）の多値記録のサーボ信号検出方法を提供する。
（１）光情報記録媒体上の特定の領域で等分割されたセルに対して記録する情報に応じて大きさの異なる記録マークを形成するとき、所定の高い光強度に設定したライトパルスと、所定の低い光強度に設定したオフパルスと、スペースを形成可能なライトパルスよりも小さくて上記オフパルスよりも大きい光強度に設定したスペースパルスと、そのスペースパルスよりも小さくて上記オフパルスよりも大きい光強度に設定して上記オフパルスに続いて出力するバイアスパルスとからなるレーザ発光を用いて記録する多値記録のサーボ信号検出方法であって、上記光情報記録媒体から検出された源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去してサーボ信号を抽出する多値記録のサーボ信号検出方法。
【０００８】
（２）（１）の多値記録のサーボ信号検出方法において、上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号に対して印加するゲインとして、少なくとも上記バイアスパルスの光強度及び上記スペースパルスの光強度に基づいて算出した設定値を用いてサーボ信号を抽出する多値記録のサーボ信号検出方法。
（３）（１）の多値記録のサーボ信号検出方法において、高域周波数成分を除去した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰してサーボ信号を抽出する多値記録のサーボ信号検出方法。
【０００９】
（４）（１）の多値記録のサーボ信号検出方法において、上記バイアスパルスでのレーザ発光期間又は上記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰してサーボ信号を抽出する多値記録のサーボ信号検出方法。
（５）（１）の多値記録のサーボ信号検出方法において、上記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号に特定のゲインを印加した信号と、上記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号とを合成してサーボ信号を抽出する多値記録のサーボ信号検出方法。
【００１０】
（６）（１）の多値記録のサーボ信号検出方法において、上記バイアスパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで上記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰した信号と、上記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで上記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号とを合成してサーボ信号を抽出する多値記録のサーボ信号検出方法。
【００１１】
（７）（１）の多値記録のサーボ信号検出方法において、上記バイアスパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを上記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルに保つゲインと同じゲインで上記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰した信号と、上記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号とを合成してサーボ信号を抽出する多値記録のサーボ信号検出方法。
（８）（１）乃至（７）のいずれかの多値記録のサーボ信号検出方法において、上記サーボ信号に位相補償を施す多値記録のサーボ信号検出方法。
【００１２】
また、（９）の光情報記録再生装置も提供する。
（９）（１）乃至（８）のいずれかの多値記録のサーボ信号検出方法によって検出されたサーボ信号に基づいて光情報記録媒体に照射するレーザ光の位置を決定して情報の記録又は再生を行う手段を備えた光情報記録再生装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態である光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
この光ディスク装置は、ＣＤドライブ，ＤＶＤドライブ等の光情報記録装置であり、光学系を搭載した光ピックアップ１と、光ピックアップ１の移動やＣＤやＤＶＤ等の情報記録媒体である光ディスク（メディア）１５を回転させるモータ１４の回転駆動を制御するモータ駆動回路６と、各種の電気回路とからなる。
【００１４】
光ピックアップ１には、レーザ光源２と、そのレーザ光源２のレーザ発光によって発せられたレーザ光線を各素子に導く光学部品（公知なので図示と詳細な説明は省略）と、光ディスク１５上にレーザ光線のスポットを集光させる対物レンズ３と、スポットを所望の位置に追従させるべくレンズ位置を制御するアクチュエータ４と、受光素子（ＰＤ）５が搭載されている。
各種の電気回路には、レーザ光源２をレーザ発光させる電流を決定するレーザ駆動部８とレーザ発光波形を決定するストラテジ発生部９とからなるレーザ駆動回路７がある。レーザ光源２の電流対光出力特性は温度によって大きく変化するため、一般的にレーザ駆動部８では出力された光強度を検出し、その出力を安定化する出力制御機能が搭載されている。光強度の検出はレーザ光源２に内蔵されている受光素子を使用してもよいし、専用の光学系を構築してもよい。
【００１５】
記録データとして外部から伝送されたユーザデータはＣＰＵ（公知なので図示を省略する）によって制御されたエンコーダ回路（公知なので図示を省略する）において多値情報に変換された後、レーザ駆動回路７に転送されて光ディスク１５に記録される。
その他の回路として受光素子５で受けた光ディスク１５からの反射信号はＩ／Ｖ回路１０で電流／電圧変換され、いくつかの検出回路に転送される。
このＩ／Ｖ回路１０は初段回路の位置付けであり、再生時と記録時でそれぞれ適する変換効率（ゲイン）を設定してある。
ＲＦ検出回路１１では光ディスク１５に記録された多値情報成分を抽出し、デコーダ回路（公知なので図示を省略する）に転送されてユーザデータに変換される。
【００１６】
ウォブル検出回路１２では光ディスク１５上のトラック接線方向の分割線で２分割された受光素子５の出力の差分であるプッシュプル信号に基づいてトラックに刻まれたサーボ信号成分を抽出してアドレス検出回路（公知なので図示を省略する）やクロック生成回路（公知なので図示を省略する）に転送し、光ディスク１５上の絶対位置の管理やメディア回転に同期したクロック生成，メディア回転制御に使用される。サーボ信号の検出に必要なタイミング信号は主にレーザ駆動回路７から供給される。
サーボ検出回路１３ではスポットの位置情報を抽出し、所望の位置にスポットを追従させるべくモータ駆動回路６に指示を出し、光ピックアップ１やアクチュエータ４を移動させる。
【００１７】
すなわち、この光ディスク装置が、この発明の請求項９に係る光情報記録再生装置に相当し、レーザ駆動回路７又はウォブル検出回路１２が後述するこの発明の請求項１乃至７に係る多値記録のサーボ信号検出方法に基づく制御を行う制御手段に相当する。
【００１８】
図２は、光ディスク１５への多値記録の概略の説明に供する図である。
同図の（ａ）に示すように光ディスク１５に形成されたトラック上には仮想セル（仮想的なセル）をほぼ等間隔に配置する。その仮想セルの中央に１個の記録マークを形成する。例えば、同図の（ａ）では３連続した仮想セルにそれぞれレベル３（Ｌ３），レベル４（Ｌ４），レベル１（Ｌ１）のマークを記録した場合を示しており、同図の（ｂ）にその各記録マークの形状の一例を示す。
同図の（ｃ）は記録時のレーザ発光波形の一例を示しており、レーザ発光波形はライトパルスＰｗ，オフパルスＰｏｆ，バイアスパルスＰｂ，スペースパルスＰｓからなる。
【００１９】
再生時には、その仮想セルの部分の反射光から得られた再生信号強度レベルを判別することによって仮想セル内の記録マークの面積を推定して情報を再生する。同図の（ｄ）は上記仮想セルを再生したときの各記録マークに対応する再生信号の波形を示す図である。
例えば、仮想セル内に３種類（Ｌ１〜Ｌ３）の面積の記録マークが記録再生可能だとすると、記録マーク無しも含めて４値（２ビット（ｂｉｔ））の情報が格納できるわけである。また、７種類（Ｌ１〜Ｌ７）の記録マークを分離できるのであれば、記録マーク無しを含め８値（３ビット（ｂｉｔ））の情報が格納できる。
【００２０】
多値情報記録は、光学分解能以下の領域で記録マークの面積と再生信号の振幅とが一定関係にある状態で成り立つ。セル長が短くなると、仮想セル内に記録する多値情報のレベル間の差が小さくなって分離が難しくなる。逆に、セル長が長くなって光学分解能を超えて面積を大きくしても振幅は飽和してしまい、多値情報の分離はできなくなるので、スポット径とセル長（セル幅）の関係には制約がある。但し、仮想セルはメディア全面に渡って完全に等間隔の必要はなく、多値情報の分離に耐え得るセル長の範囲で多少の長短が合っても良い。
例えば、光ディスク１５の記録領域を半径方向にいくつかのゾーンに区切り、各ゾーン内ではメディア回転角速度一定のＣＡＶフォーマットを採用した場合、そのゾーン内では外周ほどセル長は長くなる。しかし、ゾーン数を増やすことによってゾーン内における内周側と外周側のセル長差は小さくなり、十分に多値情報の分離に耐えうる。
【００２１】
次に、この発明の請求項１に係る第１の多値記録のサーボ信号検出処理について説明する。
図３は、この発明の請求項１に係る第１の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
図４は、図３に示した回路による第１の多値記録のサーボ信号検出処理の説明に供する説明図である。
第１の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成として、光ディスク１５からの反射光を受光する受光素子（ＰＤ）５が、同図の（ａ）に示すような形状で４分割された受光素子５の場合で説明する。受光素子５の４分割された各受光部をそれぞれ５Ａ〜５Ｄとし、各受光部５Ａ〜５Ｄからの出力をそれぞれＩ／Ｖ回路１０ａ〜１０ｄによって電圧変換した信号をＶＡ〜ＶＤとする。
【００２２】
源フォーカスエラー信号は（ＶＡ＋ＶＤ）―（ＶＢ＋ＶＣ）であり、源トラックエラー信号は（ＶＡ＋ＶＣ）−（ＶＢ＋ＶＤ）である。源フォーカスエラー信号と源トラックエラー信号は演算のみで信号処理を行わないので源サーボ信号と呼ぶ。源サーボ信号には未記録領域であればウォブル信号が、既記録領域であればデータ信号（セル周波数成分）などの高域周波数成分が含まれているので、その高域周波数成分を除去するフィルタ１６と１７によって不要なノイズ成分をカットする。
その後、所望の信号振幅にするべくゲインコントロール（ＧＣ）回路１８と１９で増幅又は減衰して、フォーカスエラー信号やトラックエラー信号などのサーボ信号を得る。源フォーカスエラー信号や源トラックエラー信号の演算方法は受光形態によるのでこの限りではない。また、図示を省略するが、その他のサーボ信号として（ＶＡ＋ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ）のトラッククロス信号なども同様な処理で検出することが可能である。
【００２３】
すなわち、上記光ディスク装置が、光情報記録媒体上の特定の領域で等分割されたセルに対して記録する情報に応じて大きさの異なる記録マークを形成するとき、所定の高い光強度に設定したライトパルスと、所定の低い光強度に設定したオフパルスと、スペースを形成可能なライトパルスよりも小さくて上記オフパルスよりも大きい光強度に設定したスペースパルスと、そのスペースパルスよりも小さくて上記オフパルスよりも大きい光強度に設定して上記オフパルスに続いて出力するバイアスパルスとからなるレーザ発光を用いて記録する機能を果たし、フィルタ１６と１７は上記光情報記録媒体から検出された源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去する機能を果たし、ＧＣ回路１８と１９は源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号からサーボ信号を抽出する機能を果たす。
【００２４】
ただし、記録中にはレーザ出力が強度変調されるためにサーボ信号品質が悪くなる。
特に、バイアスパルスの無い記録発光では、大きい記録マークが連続した場合はほとんど有効な検出期間が確保できない。一方、バイアスパルスの有る記録発光では、バイアスパルス期間において有効となるので検出可能である。
サーボ信号は差分のため、理想的にはレーザ強度変調成分はサーボ信号成分の振幅変化にのみ影響がでる。
しかし、実際にはレンズと光線の軸ずれやメディアの傾きによって４分割受光素子間に強度差が現れるので、レーザの強度変調成分がそのままサーボ信号に重畳されサーボ信号が劣化する。
【００２５】
図４を用いてさらに具体的に説明する。
同図の（ａ）に示す仮想セルには大小様々の大きさの記録マークが形成されるが、ここでは分かり易くするため、同図の（ｂ）に示すように仮想セルのセル長の半分の大きさの記録マークを連続して記録する場合を考える。同図の（ｃ）はその記録時のレーザ発光波形を示す波形図である。
レーザ発光波形は複数の発光強度で変調されているが、受光素子や回路の伝達特性の限界で信号の“なまり”が発生し、記録時反射信号は同図の（ｄ）に示すように、スペースパルスとバイアスパルスの遷移が顕著に見える波形になる。
この場合の周波数はセルと同じ周波数になる。何らかの変動によって４分割受光素子間で強度差が現れた場合、源サーボ信号には先の記録時反射信号が残留し、サーボ信号成分にとってノイズとなる。
【００２６】
このように、多値情報記録の場合、セル周波数成分が非常に強力に重畳され易いため、この第１の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成では、特にセル周波数を除去するフィルタ１６と１７を挿入している。
また、光ディスク（記録メディア）１５のフォーマットによってはメディアの回転速度制御用にトラックの蛇行から得られるウォブル信号が重畳されてノイズとなり得るので、その成分も除去する。
なお、高速化に対応した系では反射信号にライトパルスやオフパルスも顕著に現れるので、セル周波数より高い成分も除去するようなフィルタ特性が望ましい。すなわち、最も低い周波数となるウォブル周波数以上をカットする低域通過フィルタが望ましい。また、フィルタ１６と１７の出力後にそれぞれＧＣ回路１８と１９を設け、サーボ信号の振幅を適正にすべくゲイン補正を行う。
このようにして、ウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去しているので、有効な信号期間が短い多値情報記録のレーザ発光によるサーボ信号劣化を抑制し、高品質のサーボ信号検出が行える。
【００２７】
次に、この発明の請求項２に係る第２の多値記録のサーボ信号検出処理について説明する。
図５は、この発明の請求項２に係る第２の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
この第２の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成では、簡単な回路構成で或る程度のサーボ信号品質を得ることができる。
一般的に高品質な多値情報を記録するために、ユーザデータの記録前に試し書きなどを行ってレーザ発光強度を最適化する。そこで、レーザ光線の光強度が変化すればウォブル信号の最適ゲインも変更するとよい。
【００２８】
第２の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成は、図１に示したレーザ駆動回路７とウォブル検出回路１２を、図５に示すようなフィルタ２０とゲインコントロール（ＧＣ）回路２１にする。
ＧＣ回路２１内には、レーザ駆動回路７，ＣＰＵ３０，Ｄ／Ａコンバータ３１，ＶＣＡ３２を設ける。
すなわち、図５に示したＧＣ回路２１が、上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号に対して印加するゲインとして、少なくとも上記バイアスパルスの光強度及び上記スペースパルスの光強度に基づいて算出した設定値を用いてサーボ信号を抽出する機能を果たす。
【００２９】
この回路では、レーザ発光の光強度はＣＰＵ３０が管理しており、レーザ駆動回路７に最適値を設定している。もしくは、レーザ駆動回路７から現在の光強度設定を読み取ることができる。
ＣＰＵ３０は、この光強度設定に基づいて光強度変調成分を仮想的に平滑化した平均的なレーザ発光量を計算し、Ｄ／Ａコンバータ３１へ適正値を設定してＶＣＡ３２のゲインを定める。
ＶＣＡ３２はＤ／Ａコンバータ３１の出力電圧値に応じてゲインが変化するものである。平均的なレーザ発光量は、ＣＰＵ３０が管理している各パルスの幅，光強度と多値情報の発生頻度から求めることができる。
このようにして、簡単な回路構成で記録品質確保の目的で逐次変更される記録光強度に対してゲインを変化させて最適化させるので、適正なサーボ信号検出が行える。
【００３０】
次に、この発明の請求項３に係る第３の多値記録のサーボ信号検出処理について説明する。
図６は、この発明の請求項３に係る第３の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
この第３の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成では、記録時反射信号（和信号）の平均変化に連動して、安定なサーボ信号検出を行う。
和信号はメディア面内や周内の反射率バラツキやレーザ光強度のゆれ（各パルスの変調成分より低周波）によって低周波で変化する。さらには多値情報の連続性によっても変化する。これら広い帯域の変動はサーボ信号にもゲインの変動となって影響する。
【００３１】
そこで、この第３の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路によって回避するのである。
その第３の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成では、図１に示したウォブル検出回路１２を、図６に示すようなフィルタ２０とゲインコントロール（ＧＣ）回路２１にする。
ＧＣ回路２１内には、ＶＣＡ４０，フィルタ４１，ＶＣＡ４２，振幅検出回路４３，比較器４４を設ける。
すなわち、図６に示したＧＣ回路２１が、高域周波数成分を除去した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰してサーボ信号を抽出する機能を果たす。
【００３２】
この回路では、和信号から高域周波数成分をフィルタ４１で除去し、そのフィルタ４１からの出力信号をボルテージゲインコントロールアンプ（ＶＣＡ）４２で増幅又は減衰させる。振幅検出回路４３ではＶＣＡ４２からの出力信号の振幅を測定し、比較器４４によって予め設定されている目標電圧信号と比較し、その差に応じた電圧を出力してＶＣＡ４２のゲインを変更する。
このループによって、ＶＣＡ４２の出力信号振幅が目標電圧になるようにＶＣＡ４２のゲインを制御する。一方、源サーボ信号からはセル周波数成分やウォブル信号（ウォブル周波数成分）などの高域周波数成分（高帯域成分）をフィルタ２０で除去し、ＶＣＡ４０で増幅又は減衰させる。ＶＣＡ４０のゲインはＶＣＡ４２と同じゲインにする。
このようにして、周期性のある多値記録情報の記録時のレーザ発光強度変動やメディアの周内反射率変動などに対してゲインを逐次変化させて最適化させるので、常に適正なサーボ信号検出が行える。
【００３３】
次に、この発明の請求項４に係る第４の多値記録のサーボ信号検出処理について説明する。
図７はこの発明の請求項４に係る第４の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図であり、図６と共通する部分には同一符号を付している。
この第４の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成は、上述した第３の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路と近い構成だが、図７に示すようにＧＣ回路２１のフィルタ４１の前段に新たにサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路４５を設けて、基準信号を和信号の平均ではなく、バイアスパルスもしくはスペースパルス期間中にサンプリングしたサンプル信号を用いる点が異なる。
【００３４】
すなわち、図７に示したＧＣ回路２１が、上記バイアスパルスでのレーザ発光期間又は上記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰してサーボ信号を抽出する機能を果たす。
この第４の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成は、上述した第３の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成と大部分が同じであるので、異なる部分のＳ／Ｈ回路４５とフィルタ４１に入力する信号についてのみ説明する。
【００３５】
上述したが、和信号には多値情報の連続性に関係する変動が含まれている。例えば、１０個の連続するセルの多値情報が「０，０，０，０，０，４，４，４，４，４」の場合、和信号にはセル周波数の１／１０の周波数成分をもつ変動がある。理想的には周波数の分離を考慮して、和信号の変動がサーボ信号周波数近傍になることを避けるように多値変調の段階で変調規則の制限を行うべきである。その変調規則の制限とは、冗長ビット（冗長ｂｉｔ）の付加を行って情報量を増やした後に特定パターンの使用を排除することである。
すなわち、記録密度が低下するので、多値記録方式の高密度化というメリットを小さくすることになる。その上、多値記録の場合、２値記録とは異なって変調規則の制限による完全な周波数分離は難しい。
【００３６】
例えば、「０，１，０，１，０，７，６，７，６，７」の場合、多値情報は連続していないが、先の“０”と“４”だけのパターンに見られたのと同様にセル周波数の１／１０の周波数成分は存在する。完全に所望の周波数成分を排除するには、非常に多くの冗長ビットを付加し、多くの組み合わせ（パターン）を排除することになる。
現実的には、サーボ帯域の和信号変動を完全に除去することはできず、残留することが予想される。
サーボ帯域に近い変動が和信号に重畳された場合、ＶＣＡ４２を中心にした制御ループの帯域（位相遅れ）次第で、ＶＣＡ４０を用いたサーボ信号のゲイン補正が逆に悪影響になることが考えられる。
【００３７】
例えば、和信号とサーボ信号はセル周波数の１／１０の変動があるとする。ＶＣＡ４２を中心とする制御ループの位相遅れがセル周波数の１／５あるとすると、ＶＣＡ４２やＶＣＡ４０のゲイン補正が入力と逆相になり、入力である和信号やサーボ信号の振幅が大きい時に出力を増幅し、振幅が小さい時に減衰させることになる。
実際には、フィルタ４１で高域周波数成分を除去しているので、この例程顕著になることはないが、ウォブル周波数より低い周波数でも同様のことが起こり得る。
【００３８】
このような多値情報の連続による和信号の変化に追従しないために、Ｓ／Ｈ回路４５によってバイアスパルスもしくはスペースパルス期間の和信号を取得（サンプリング）する。そのサンプリングは信号品質を高めるために特定の多値情報の記録タイミングに限ってもよい。
例えば、レベル“０”の記録時であればスペースパルスが長く、レベル“７”の記録時であればバイアスパルスが長いので、信号の“なまり”に影響を受けたサンプリング誤差が減る。
Ｓ／Ｈ回路４５の出力信号は上述と同様にして高域周波数成分を除去するフィルタ４１でサンプリングノイズも除去する。
このようにして、メディアの周内反射率変動などに対してゲインを逐次変化させて最適化させるので、常に適正なサーボ信号検出が行える。
【００３９】
次に、この発明の請求項５に係る第５の多値記録のサーボ信号検出処理について説明する。
図８は、この発明の請求項５に係る第５の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
この第５の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成では、バイアスパルス期間とスペースパルス期間の源サーボ信号をそれぞれサンプリングによって取得し、両信号を合成してウォブル信号を得ている。
その第５の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成は、図１に示したウォブル検出回路１２に、図８に示すようなフィルタ２０とサンプル回路５０と５１とゲインコントロール（ＧＣ）ａ回路５２とゲインコントロール（ＧＣ）ｂ回路５３と加算器５４を設ける。
【００４０】
すなわち、図８に示した回路が、上記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号に特定のゲインを印加した信号と、上記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号とを合成してサーボ信号を抽出する機能を果たす。
【００４１】
この回路では、源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分をフィルタ２０で除去し、サンプル回路５０と５１でそれぞれバイアスパルス期間のバイアス信号，スペースパルス期間のスペース信号のみを取得する。バイアス信号とスペース信号と表したサンプリング信号（この実施形態の他のサンプル信号も全て含む）はバイアスパルス，スペースパルス自体でも良いし、源サーボ信号の安定を待つためにタイミングをずらしたり幅を変えたりするなどの加工をしても良い。
それぞれのタイミングでサンプリングされた信号をゲインの変更が可能なＧＣａ回路５２，ＧＣｂ回路５３で増幅又は減衰したのち、加算器５４で合成してサーボ信号を抽出する。
【００４２】
ＧＣａ回路５２とＧＣｂ回路５３を設けた目的は、バイアスパルス期間に取得したサーボ信号成分とスペースパルス期間に取得したサーボ信号成分とのゲイン差を補正するのものであり、第５の多値記録のウォブル信号検出処理を実行する回路においてはＧＣａ回路５２だけを変更して両者の信号差を無くしている。よって、ＧＣｂ回路５３を省略しても良い。
また、ＧＣａ回路５２のゲイン変更方法は、上述した第２の多値記録のウォブル信号検出処理を実行する回路で使用したＤ／ＡコンバータとＶＣＡの回路構成にしても良く、あるいは複数の抵抗値の選択による構成にしても良く、いずれの構成にしても良い。
さらに、この実施形態の全ての加算器をセレクタに変えても同様の機能を得る事ができる。図８ではフィルタ２０の後段にサンプル回路５０と５１を用いたが、この順序は逆でもよい。その場合はフィルタ回路が一つ多くなる。
このようにして、光強度が弱くてウォブル信号成分も小さいバイアスパルス期間についてスペースパルス期間の信号レベルと同等に増幅しているので、低出力のバイアスパルス期間の信号成分を有効に利用し、高品質のサーボ信号を検出することができる。
【００４３】
次に、この発明の請求項６に係る第６の多値記録のサーボ信号検出処理について説明する。
この第６の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成では、バイアスパルス期間，スペースパルス期間のそれぞれにサンプリングによって取得した和信号レベルを一定に保つゲインでサーボ信号成分も増幅または減衰する。
その第６の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成は、図８に示した第５の多値記録のウォブル信号検出処理を実行する回路において、そのＧＣａ回路５２とＧＣｂ回路５３の内部構成をそれぞれ図７に示したＧＣ回路２１と同じにしたものである。
【００４４】
すなわち、そのような回路が、上記バイアスパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで上記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰した信号と、上記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを予め設定された目標電圧に保つゲインと同じゲインで上記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号とを合成してサーボ信号を抽出する機能を果たす。
【００４５】
この第６の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成は、サンプルタイミングをＧＣａ回路５２ではバイアスパルス期間に、ＧＣｂ回路５３ではスペースパルス期間とする。そのサンプルタイミングを示すサンプル信号は上述のように各パルス自体でも加工されたものでもいずれでもよい。またそれぞれの目標電圧は等しくする。
このようにして、周期性のある多値記録情報の記録時のレーザ発光強度変動やメディアの周内反射率変動等に対してゲインを逐次変化させて最適化させ、光強度が弱くウォブル信号成分も小さいバイアスパルス期間についてスペースパルス期間の信号レベルと同等に増幅して低出力のバイアスパルス期間の信号成分を有効に利用するので、常に適正で高品質のサーボ信号を検出することができる。
【００４６】
次に、この発明の請求項７に係る第７の多値記録のサーボ信号検出処理について説明する。
図９は、この発明の請求項７に係る第７の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図であり、図８と共通する部分には同一符号を付している。
この第７の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成は、図８に示した第５の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路のＧＣａ回路５２の内部構成を変えたものであり、そのＧＣａ回路５２の目標電圧信号としてスペースパルス期間に取得された和信号レベルを用いる点が異なる。
【００４７】
すなわち、図９に示す回路が、上記バイアスパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルを上記スペースパルスでのレーザ発光期間に取得した和信号レベルに保つゲインと同じゲインで上記バイアスパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号を増幅又は減衰した信号と、上記スペースパルスでのレーザ発光期間のみで取得した上記源サーボ信号からウォブル信号又はセル周波数成分の高域周波数成分を除去した信号とを合成してサーボ信号を抽出する機能を果たす。
【００４８】
この回路では、バイアスパルス期間のサーボ信号検出は上述の第６の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路と同様だが、ＧＣａ回路５２の目標電圧信号は次のようにして生成する。
Ｓ／Ｈ回路６０によってスペースパルス期間を示すスペース信号のタイミングで和信号を取得し、フィルタ６２でその和信号から高域周波数成分を除去する平滑化を施して目標電圧信号を求め、その目標電圧信号を比較器６６へ送る。
【００４９】
また、Ｓ／Ｈ回路６１によってバイアスパルス期間のバイアス信号のタイミングで和信号を取得（サンプリング）し、フィルタ６３でその信号の周波数成分を除去し、フィルタ６３からの出力信号をボルテージゲインコントロールアンプ（ＶＣＡ）６５で増幅又は減衰させる。振幅検出回路６４ではＶＣＡ６５からの出力信号の振幅を測定し、比較器６６によって上記目標電圧信号と比較し、その差に応じた電圧を出力してＶＣＡ６７のゲインを変更する。
したがって、スペースパルス期間のサーボ信号のゲインを決定するＧＣｂ回路５３は固定ゲインでよいので省略することができ、回路規模を小さくできる。
【００５０】
このようにして、周期性のある多値記録情報の記録時のレーザ発光強度変動やメディアの周内反射率変動等に対してゲインを逐次変化させて最適化させ、光強度が弱くサーボ信号成分も小さいバイアスパルス期間についてスペースパルス期間の信号レベルと同等に増幅して低出力のバイアスパルス期間の信号成分を有効に利用して常に適正で高品質のサーボ信号を検出するための回路規模を小さくすることができる。
【００５１】
次に、この発明の請求項８に係る第８の多値記録のサーボ信号検出処理について説明する。
図１０は、この発明の請求項８に係る第８の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
図１１は、図１０に示した回路による第８の多値記録のサーボ信号検出処理の説明に供する説明図である。
【００５２】
この第８の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成では、レーザ光のメディア上の位置制御を行う閉ループで求められる位相特性を考慮し、ウォブル検出回路１２の後段に図１０に示すような位相補償回路７０を設け、上述の第１〜７の多値記録のサーボ信号検出処理のいずれかで得られたサーボ信号に対して位相補償を施す。
【００５３】
すなわち、位相補償回路７０が、上述の第１〜７の多値記録のサーボ信号検出処理のいずれかで得られたサーボ信号に位相補償を施す機能を果たす。
レーザ光の位置制御では機構系の制約から交差周波数（閉ループゲイン特性が０ｄＢとなる周波数）の設定はあまり高くできない。
ここでは図１１の（ａ）に示すように、交差周波数ω１となる最も簡単なゲイン特性は［ａ］で示した線である。一方、制御精度の点からメディア回転成分など低域変動への追従精度が要求されるため、閉ループのゲイン特性は低域での高いゲインが必要とされる。これを満足する単純なゲイン特性は［ｂ］で示した線になるが、この場合、交差周波数はω２と高くなってしまい、機構系の制約を外れてしまう。
【００５４】
このような場合に位相補償回路７０を用いる。位相補償回路７０の単体特性は図１１の（ｂ）に示すように、Δωの帯域のみゲインを変化させる。このとき、その帯域周辺で位相は遅れるが、それ以外では遅れは発生しない。
このような位相補償回路７０を通過させることにより、低域での高いゲインを確保しながら交差周波数はω１に抑えることができる。ここでは位相補償回路７０として位相遅れ回路を示したが、交差周波数近傍の位相余裕を確保するなどの目的で位相進み回路を使用してもよい。
このようにして、レーザ光のメディア上位置制御を行うため、サーボ信号に位相補償を行っているので、機構系の制約と制御精度の両者を満足するサーボ信号特性が得られる。
【００５５】
また、上述した光ディスク装置によって上述の光ディスク１５に対して多値情報を記録し、上述の光ディスク１５に記録された多値情報を再生することにより、記録再生システムを安定させることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明の多値記録のサーボ信号検出方法と光情報記録再生装置によれば、ライトパルス，オフパルス，スペースパルス，バイアスパルスを用いて多値情報を記録するのに適したサーボ信号を検出できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態である光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光ディスク１５への多値記録の概略の説明に供する図である。
【図３】この発明の請求項１に係る第１の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した回路による第１の多値記録のサーボ信号検出処理の説明に供する説明図である。
【図５】この発明の請求項２に係る第２の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の請求項３に係る第３の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の請求項４に係る第４の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の請求項５に係る第５の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の請求項７に係る第７の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の請求項８に係る第８の多値記録のサーボ信号検出処理を実行する回路構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した回路による第８の多値記録のサーボ信号検出処理の説明に供する説明図である。
【符号の説明】
１：光ピックアップ      ２：レーザ光源
３：対物レンズ          ４：アクチュエータ
５：受光素子            ６：モータ駆動回路
７：レーザ駆動回路      ８：レーザ駆動部
９：ストラテジ発生部    １０，１０ａ〜１０ｄ：Ｉ／Ｖ回路
１１：ＲＦ検出回路      １２：ウォブル検出回路
１３：サーボ検出回路
１４：モータ            １５：光ディスク
１６，１７，２０，４１，６２，６３：フィルタ
１８，１９，２１：ＧＣ回路
３０：ＣＰＵ            ３１：Ｄ／Ａコンバータ
３２，４０，４２，６５，６７：ＶＣＡ
４３，６４：振幅検出回路
４４，６６：比較器      ４５，６０，６１：Ｓ／Ｈ回路
５０，５１：サンプル回路
５２：ＧＣａ回路        ５３：ＧＣｂ回路
５４：加算器            ７０：位相補償回路
【図１】
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【図２】
2004178758.tif 000004
【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】
2004178758.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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