(57)【要約】【課題】記録可能光ディスクの記録時において、記録信号の生成と光検出器からの戻り光検出信号のサンプルホールドを別のデバイス内で行う場合に、これらのデバイス間の伝送路において信号に歪、遅延等が発生するため、記録動作が高速化するに従い適切なタイミングでサンプルホールドを行うことが困難になる。【解決手段】サンプルホールドを行うデバイスに光検出器とクロックの逓倍化手段（ＰＬＬ）、Ａ／Ｄ変換手段、Ａ／Ｄ変換されたサンプルホールド信号のモニタ手段（外部マイクロプロセッサのバスに接続されたレジスタ等）を内蔵する。記録信号を生成するデバイスからサンプルホールドを行うデバイスへ記録信号およびに位相同期したクロック信号の分周した信号を入力し、サンプルホールドを行うデバイスに実装されたＰＬＬによりこのクロック信号に位相同期し逓倍した基準クロック信号を生成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録する記録信号と入力クロック信号に基づいたレーザ光により光ディスクに信号を記録する光ディスク装置であって、
前記光ディスクに対しレーザー光を照射するレーザーと、
前記光ディスクからの戻り光を電気信号に変換する光検出手段と、
前記入力クロック信号から基準クロックを生成する基準クロック生成手段と、
該基準クロックに基づきサンプルパルス信号を生成するサンプルパルス生成手段と、
該サンプルパルス信号に基づき前記反射光検出手段で得られる電気信号をホールドするサンプルホールド手段と、
を具備しており、
前記サンプルパルス生成手段と、前記サンプルホールド手段は、同一のＬＳＩ内部に設けられていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記ＬＳＩには、前記光検出手段が含まれることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
記録する記録信号と入力クロック信号に基づいたレーザ光により光ディスクに信号を記録する光ディスク装置であって、
前記光ディスクに対しレーザー光を照射するレーザーと、
前記光ディスクからの戻り光を電気信号に変換する光検出手段と、
前記入力クロック信号から基準クロックを生成する基準クロック生成手段と、
該基準クロックに基づきサンプルパルス信号を生成するサンプルパルス生成手段と、
該サンプルパルス信号に基づき前記反射光検出手段で得られる電気信号をホールドするサンプルホールド手段と、
サンプルホールドしたアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
該Ａ／Ｄ変換手段にて変換されたディジタル値を保持するサンプルホールド値モニタ手段と、
を具備しており、
前記サンプルホールド手段と前記サンプルホールド値モニタ手段は、同一のＬＳＩ内部に設けられていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光ディスク装置であって、
前記ＬＳＩには、前記光検出手段が含まれることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項１から４何れか一項に記載の光ディスク装置において、
前記基準クロック生成手段は逓倍ＰＬＬであることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光ディスク装置において、
前記サンプルパルス生成手段は、
逓倍化したクロックにより記録信号のエッジを検出してパルス信号を生成するエッジ検出手段と、
該パルス信号に対し適当な遅延とパルス幅の調整を行う調整手段と、
を具備することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項３または４に記載の光ディスク装置において、
前記サンプルホールド値モニタ手段はレジスタであることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
レーザ光の戻り光を電気信号に変換してサンプルホールドを行うときに、ディスクに記録する記録信号と入力クロックを周波数を逓倍化するＰＬＬへ入力することにより基準クロックを生成し、
該基準クロックを用いて記録信号のエッジに同期したパルス信号を生成し、
該パルス信号に対しパルス幅およびタイミングの調整を行うことにより、サンプルホールドするタイミングを決定するサンプルパルス信号を生成し、
該サンプルパルス信号を用いてサンプルホールドを行うことを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項９】
レーザ光の戻り光を電気信号に変換してサンプルホールドを行うときに、ディスクに記録する記録信号と入力クロックを周波数を逓倍化するＰＬＬへ入力することにより基準クロックを生成し、
該基準クロックを用いて記録信号のエッジに同期したパルス信号を生成し、
該パルス信号に対しパルス幅およびタイミングの調整を行うことにより、サンプルホールドするタイミングを決定するサンプルパルス信号を生成し、
該サンプルパルス信号を用いてサンプルホールドを行い、
該サンプルホールド信号をＡ／Ｄ変換してレジスタに表示し、
該レジスタ値をマイクロプロセッサにより読み出して制御を行うことを特徴とする光ディスク記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置に関し、特に記録時において、レーザ光強度、トラッキングやフォーカスの調整などのために光ディスクからの戻り光を電気信号に変換した信号に対し、サンプルホールドを行う構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光ディスク上でのフォーカス、トラッキングサーボおよびレーザ光強度の調整は、レーザ光の戻り光を光検出器により電気信号に変換した信号（以下「戻り光検出信号」と称する）を、目標値と比較することにより行われる。
【０００３】
記録動作時においては、出射するレーザ光の強度を記録対象信号列（ディスク上でのマークとスペースの記録の繰り返し）に応じて変化させるため、出射するレーザ光強度に対応して戻り光の強度レベルが大きく変化する。前述のフォーカス制御などを戻り光検出信号に基づいて行なうためには、戻り光検出信号が一定期間一定値を取ることが必要とされる。そこで、戻り光検出信号に対しサンプルホールド回路を用いて、レーザ光の強度変化のタイミングに同期し強度レベルの大きいとき若しくは小さいときの何れかの期間のみにおいてサンプルを行い、それ以外の期間では、ホールドすることにより、略一定の戻り光検出信号を得ることができる。
【０００４】
また、レーザ光の強度レベルの変化後に戻り光検出信号が安定するまでに所定期間を要するため、レーザ光の強度レベルが変化したタイミングに対し所定期間経過し、戻り光検出信号が安定した状態でサンプルを行う。
【０００５】
従来の戻り光検出時のサンプルホールドでは、ディスク上に書き込むマークおよびスペースに対応する記録信号を用いて、これに同期したタイミングでパルスを発生・出力し、これをサンプルホールドのタイミング信号（以下「サンプルパルス信号」と称する）として用いている。これにより、レーザ光の出力レベルのうち光量の大きい期間においてホールド、光量の小さい期間においてサンプルしている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１２０７０４号公報（第２−５頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この種の記録型光ディスクでは、近年ますます大容量化、高速記録化が望まれており、それに対応してディスク上でのピットの微細化および記録レーザ光照射の高速化が必要となっている。
【０００８】
ディスクへのデータの記録時においては記録レーザ光照射が高速化されるのに従い、戻り光検出信号の強度のレベルが変化する間隔が短くなり、サンプルに適する安定した期間は短くなるため、サンプルパルス信号発生・出力のタイミングにはより高い精度が要求される。
【０００９】
また、光ディスク装置において、記録信号の生成と戻り光検出信号のサンプルホールドを別のデバイスで行った場合（具体的には別のＬＳＩで行なった場合）、両デバイス間の伝送路では基板のパターンにおける抵抗、インダクタンス、浮遊容量等の要因により、伝送信号に大きな歪や遅延が発生する。
【００１０】
したがって、記録信号を生成するデバイス内部で同時にサンプルパルス信号を生成する場合、サンプルホールドデバイスへの伝送によりサンプルパルス信号の波形に歪・遅延等が発生し、記録動作の高速化に対応した精度を得ることが困難になるという問題がある。
【００１１】
また、光検出器から出力される戻り光検出信号に関しても、サンプルホールドデバイスに入力されるまでの伝送路において、歪や雑音による波形の劣化および周囲への雑音の発生という問題がある。
【００１２】
さらに、レーザ光強度、フォーカス、トラッキングの制御系については、信号源のレーザをはじめとする各要素の特性が温度変化等の要因により、動作中に変化する問題がある。
【００１３】
本発明の第一の目的は、２つのデバイス間の伝送路における信号の劣化を原因とするサンプルタイミングの誤差を小さくし、より精確なタイミングでサンプル動作を可能とすることである。
【００１４】
本発明の第二の目的は、戻り光検出信号の劣化および周囲への雑音の影響を低減することにより、より精確な信号をサンプルホールドすることである。
【００１５】
本発明の第三の目的は、サンプルホールドした値を用いた制御系について、各要素の経時的な特性の変化の影響を低減することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明ではサンプルパルスについて、記録信号を生成するデバイス（記録信号生成デバイスと称す）内ではなく、サンプルホールドを行うデバイス（サンプルホールドデバイスと称す）において生成する。
【００１７】
記録信号生成デバイスからサンプルホールドデバイスへ記録信号およびこれに位相同期したクロック信号もしくはその分周した信号（以下で同期クロックと称す）を伝送する。サンプルホールドデバイスにはクロック信号の逓倍化手段（いわゆるＰＬＬ）を内蔵し、これにより記録信号生成デバイスから伝送された入力クロック信号を逓倍し、入力クロック信号に位相同期した基準クロックを生成し、この基準クロック信号を用いて記録信号のエッジを検出し、同期したパルス信号を生成する。このようにして生成されたパルス信号に対し、適宜パルス幅や遅延量の調整を行った信号をサンプルパルス信号として用いる。
【００１８】
また、サンプルホールドデバイス内に光検出器を内蔵した光電子集積回路（ＯＥＩＣ）とする。
【００１９】
さらに、サンプルホールドデバイス内に外部からサンプルホールド値をモニタする手段を設ける。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明におけるサンプルホールドデバイス（１０１）の実施例を図１を用いて説明する。
【００２１】
ＬＳＩで構成されるサンプルホールドデバイス（１０１）は、サンプルパルス生成手段（１０２）と、戻り光検出信号に対しサンプルパルス信号のタイミングでサンプルホールドを行うサンプルホールド回路（１０６）より構成される。
【００２２】
また、サンプルパルス生成手段（１０２）は、クロック周波数の逓倍化手段（１０５）（いわゆるＰＬＬ）、記録信号のエッジを検出しエッジに同期したパルス信号を生成するエッジ検出手段（１０３）、エッジ検出手段より出力されたパルス信号に対し、適当な遅延とパルス幅を与えサンプルパルス信号を生成するパルス幅・遅延調整手段（１０４）により構成される。
【００２３】
ＮＲＺＩ，ＮＲＺなどの記録信号、および、それに同期した同期クロックは、図４に示す記録信号生成デバイス（４０１）からデバイス間の伝送路を通り、サンプルホールドデバイス（１０１）へ入力される。
【００２４】
サンプルパルス生成手段（１０２）へ入力された同期クロックは逓倍化手段（１０５）により周波数が逓倍化され、記録信号と位相同期した逓倍化クロックが得られる。この逓倍化クロックと記録信号はともにエッジ検出手段（１０３）へ入力され、記録信号の立ち上がりエッジもしくは立ち下がりエッジに同期したパルス信号を発生させる。
【００２５】
図１に示したサンプルホールドデバイス（１０１）の効果として、サンプルホールドを行うデバイス内でサンプルパルス信号を生成するため、別デバイスである記録信号生成デバイスにおいてサンプルパルス信号を生成することと比較して、歪・遅延の少ないサンプルパルス信号を得ることができる。
【００２６】
ここで、デバイス間の伝送路は基板上のパターンやフレキシブルケーブルなどの信号線であり、抵抗、インダクタンス、浮遊容量等による信号の遅延、歪や輻射ノイズに関し、半導体デバイス内での伝送と比較して伝送される信号に大きな影響を与える。従って、伝送路上ではノイズ耐性の強い低周波信号を伝送することが望ましい。
【００２７】
本実施例では、サンプルパルス生成手段（１０２）内部にクロックの逓倍化手段（１０５）を有することにより、デバイス間伝送路を通るクロック信号の周波数を小さくできることから、伝送路における輻射ノイズの発生や波形の歪、減衰の影響を小さく抑えることが可能である。
【００２８】
エッジ検出手段（１０３）の構成例を図２（１）に示す。また、このときの各部位における信号のタイミングチャートを図２（２）に示す。逓倍化クロックに同期して動作する２つのＤフリップフロップを直列に接続したものについて、それぞれのＤフリップフロップの出力に対し適当な論理回路を通すと、入力した信号のエッジに同期し逓倍化クロックの周期と等しい幅をもつパルス信号が得られる。図２の例では記録信号の立ち上がりエッジに同期したパルス信号（以下「エッジパルス信号」と称す）が得られる。エッジ検出手段（１０３）により生成されたパルス信号に対し、パルス幅・遅延量設定手段（１０４）によりパルス幅の変更および遅延量の設定を行う。
【００２９】
パルス幅・遅延量設定手段（１０４）の構成を図３（１）に示す。パルス幅・遅延量設定手段はエッジ検出手段（１０３）からのパルス信号および逓倍化クロックを入力とし、逓倍化クロックに同期して動作するｎ個（ｎは自然数）のＤフリップフロップからなるシフトレジスタ部（３０１）、立ち上がりタイミング選択手段（３０２）、立ち下がりタイミング選択手段（３０３）およびＲＳフリップフロップから構成される。
【００３０】
各部位でのタイミングチャートを  図３（２）に示す。パルス信号は、シフトレジスタ部（３０１）の各フリップフロップの出力を逓倍化クロックの周期だけ遅延して伝播する。各Ｄフリップフロップの出力は立ち上がりタイミング選択手段（３０２）と立ち下がりタイミング選択手段（３０３）に入力される。
【００３１】
立ち上がりタイミング選択手段（３０２）、立ち下がりタイミング選択手段（３０３）では、それぞれ接続されたＤフリップフロップ出力のいずれかを選択し、対応するパルス信号をＲＳフリップフロップのＳ端子、Ｒ端子へ入力する。すると、ＲＳフリップフロップの出力は、立ち上がりタイミング選択手段で選択したパルス信号と同時に立ち上がり、立ち下がりタイミング選択手段で選択したパルス信号の立ち上がりとともに立ち下がる。したがって、エッジ検出手段（１０６）で得られたパルス信号に対し、幅および遅延量が調整されたパルス信号となる。
【００３２】
ここでは、パルス立ち上がりタイミングとしてシフトレジスタ部の４番目のフリップフロップの出力パルスを選択しており、パルスの立ち下がりタイミングとしてはｍ番目（ｍ≦ｎ：ｍは自然数）のフリップフロップの出力パルスを選択したことを仮定している。その結果、エッジパルス信号の立ち上がりに対し、ＲＳフリップフロップからは４クロック分遅延し、ｍ−３クロック分の幅をもつパルス信号が生成される。以上の手段により得られたＲＳフリップフロップの出力が、サンプルホールド回路へ入力されるサンプルパルス信号となる。サンプルホールド回路（１０８）では、光検出器からの戻り光検出信号に対しサンプルパルス信号のタイミングでサンプルホールド動作を行う。
【００３３】
次に、このサンプルホールドデバイスを用いた光ディスク装置の構成例を図４を用いて説明する。
【００３４】
（４０６）は光ディスク、（４０７）は対物レンズ、（４０８）はレーザ光強度モニタ用の光検出器、（４０９）はディスクからの反射光検出用の光検出器、（４０５）はレーザ光を対物レンズ方向とレーザ光強度モニタ用光検出器（４０８）に分離するビームスプリッタ、（４１０）はプリズム、（４１１）はフォーカスずれ検出用の差動増幅器、（４１２）はトラッキングずれ検出用の差動増幅器である。
【００３５】
図中の装置におけるサンプルホールドデバイス（１０１）ではレーザ光強度モニタ用のサンプルホールド回路（１０６）と反射光検出用のサンプルホ−ルド回路（１０６）が存在し、それぞれレーザ光強度モニタ用の光検出器（４０８）、反射光検出用の光検出器（４０９）の出力信号をサンプルホールドする。反射光検出用の光検出器（４０９）は４分割されており、これに対応してレーザ光強度モニタ用のサンプルホールド回路（１０６）は４個存在する。
【００３６】
記録信号生成デバイス（４０１）より出力された記録信号は同期クロックとともにサンプルホールドデバイス（１０１）に入力される一方、レーザ制御手段（４０２）へ入力され、レーザ駆動手段（４０３）を通りレーザ（４０４）よりレーザ光が出射される。出射されたレーザ光はビームスプリッタ（４０５）により分離され、一方ではレーザ光強度モニタ用光検出器（４０８）に入射し、他方ではプリズム（４１０）により反射後、対物レンズ（４０７）を透過してディスク（４０６）から反射し、反射光用の光検出器（４０９）に入射される。サンプルホールドデバイス（１０１）では、同期クロックを逓倍して得られた逓倍化クロックと記録信号からサンプルパルス生成手段（１０２）で生成したサンプルパルス信号により、記録信号のエッジに同期したタイミングでレーザ光強度モニタ用の光検出器（４０８）と、反射光用の光検出器（４０９）の出力信号をサンプルホールドする。反射光検出用の４つのサンプルホールド回路（１０６）の出力はそれぞれフォーカスずれ検出用差動増幅器（４１１）とトラッキングずれ検出用差動増幅器（４１２）へ入力され、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成する。
【００３７】
フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号はそれぞれフォーカス制御手段（４１３）およびトラッキング制御手段（４１５）へ入力され、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号が小さくなるように、フォーカス駆動手段（４１４）とトラッキング駆動手段（４１６）に制御信号を与えて対物レンズ（４０７）の位置を調整することにより、光ディスク上でのレーザ光のフォーカス位置およびトラッキング位置を調整する。
【００３８】
また、レーザ光強度モニタ用サンプルホールド回路（１０６）の出力信号はレーザ制御手段（４０２）へ入力し、目標値と比較することにより、レーザ光の照射強度を調整する。
【００３９】
図４に示した装置の効果として、サンプルホールドを行うデバイス内にサンプルパルス生成手段（１０２）が存在するため、精度良いタイミングで戻り光検出信号をサンプルホールドし、高速に書き込み動作を行っても安定にレーザ光強度およびトラッキング、フォーカスの制御を行うことができる。
【００４０】
次に本発明の別の実施例を示す。図５は図１におけるサンプルホールドデバイス（１０１）と光検出器（５０３）を同一のデバイスに内蔵した光検出−サンプルホールドデバイス（５０１）である。サンプルホールド部（５０２）は図１で示したサンプルホールドデバイス（１０１）に相当する。また、光検出器（５０２）は図４のレーザ光強度モニタ用の光検出器（４０８）あるいは反射光用の光検出器（４０９）に相当する。同一機能の部材については説明を省略する。
【００４１】
このデバイスではサンプルパルスの生成と、戻り光の検出、電気信号への変換およびサンプルホールドを同一のデバイスで行う。光検出−サンプルホールドデバイス（５０１）は図４の装置構成において、レーザ光強度モニタ用の光検出器（４０８）と、反射光用の光検出器（４０９）およびサンプルホールドデバイス（１０１）と置き換えることができる。
【００４２】
図５のように光検出器をサンプルホールド部（５０２）と同じデバイスに内蔵することにより、図１に示した装置と同等の精度でサンプルパルス信号を生成できることに加え、光検出器（５０３）からサンプルホールド回路（１０８）までの伝送路における歪および雑音による波形の劣化を低減し、より精度良くサンプル値を得ることができる。
【００４３】
次に本発明の別の実施例を示す。図６は図１におけるサンプルホールドデバイス（１０１）とＡ／Ｄ変換手段（６０２）とサンプルホールド値モニタ手段（６０３）を同一のデバイス（６０１）に内蔵した例である。Ａ／Ｄ変換手段（６０２）ではサンプルホールド回路（１０８）によってサンプルされたアナログ信号をディジタル信号に変換する。サンプルホールド値モニタ手段（６０３）は、たとえばデバイス外部に存在するマイクロプロセッサのバスに接続されたレジスタであり、Ａ／Ｄ変換手段（６０２）で生成されたディジタル信号値を表示する。同一機能の部材については説明を省略する。
【００４４】
この実施例では、マイクロプロセッサがサンプルホールド値モニタ手段（６０３）の表示値を参照できることから、各要素の特性の変化（例えば熱によるレーザ特性の変化）等によりサンプルホールド値が平均的に変化すると、マイクロプロセッサがサンプルホールド値に従って各制御手段の特性設定手段（レジスタ等）を調整できることにより、変化に対して安定した制御を実現できる。
【００４５】
なお、以上の実施例において、サンプルホールドデバイス（１０１、５０１、６０１）は、ＬＳＩで構成されることを前提に記載したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨に反しない限りの変形が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、光ディスクの記録時に、レーザ光照射の戻り光の検出において制御信号の伝送路の影響を低減しサンプルホールドのタイミングパルスを精確に発生させることができるため、光ディスクの書き込み動作の高速化の実現に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】サンプルホールドデバイスの実施形態
【図２】エッジ検出手段の構造とタイミング図
【図３】パルス幅・遅延量設定手段の構造とタイミング図
【図４】本発明におけるサンプルホールドデバイスを用いた光ディスク装置の構成例
【図５】光検出−サンプルホールドデバイス
【図６】Ａ／Ｄ変換手段とサンプルホールド値モニタ手段を有するサンプルホールドデバイス
【符号の説明】
１０１：サンプルホールドデバイス、１０２：サンプルパルス生成手段
１０５：逓倍化手段、１０３：エッジ検出手段
１０４：パルス幅・遅延量設定手段、１０６：サンプルホールド回路
４０５：ビームスプリッタ、４０８：レーザ光強度モニタ用光検出器
４０９：反射光用光検出器、４１１：フォーカスずれ検出用差動増幅回路
４１２：トラッキングずれ検出用差動増幅回路
【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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