(57)【要約】  【課題】  従来、情報記録媒体に形成されたプリピット信号が最大となるようにフォーカス位置制御を行なっていたが、情報記録媒体に形成されたプリピットがトラック中心よりずらして設けられている場合、光学的情報記録再生装置で得られるプリピット信号最大値がデータ部の最適なフォーカス位置と一致しない場合が発生し、光学的情報記録再生装置の記録再生性能を低下させるという問題が発生した。  【解決手段】  情報記録再生装置の組立調整時にあらかじめコントローラ19にフォーカスオフセットの補正値をコントローラ19のメモリに格納しておくことにより、プリピット信号最大値となるフォーカス位置制御を実施した後に、フォーカスオフセットの補正値を演算することにより、データ部の最適なフォーカスオフセットを設定することができるため、最適な記録再生性能を情報記録媒体に応じて設定可能となる。【選択図】  図７
2005108277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体に形成されたトラックにランド部とグルーブ部とが交互に形成され、予めプリフォーマットしておくプリピットを前記トラック中心よりずらして設けた情報記録媒体に対して、レーザ光を照射して該情報記録媒体上の記録エリアに情報の未記録部分とは物性的に異なる記録部分を形成し、該記録された情報を再生する光学的情報記録再生装置において、
前記トラック中心よりずらして設けたプリピットの信号レベルを検出する検出手段と、
該検出された各レベルを保持し演算する手段と、
情報記録媒体上のトラック方向の光スポット位置制御とフォーカス方向の光スポット位置制御を行なう手段を具備し、
トラック中心よりずらして設けたプリピットの信号レベルを、フォーカス方向の光スポット位置制御毎に検出し、得られた信号レベルを多項式近似等の演算を施し、一方のプリピットの信号レベルの最大値と他方のプリピットの信号レベルの最大値を得る手段または、両方のプリピットの信号レベルを加算した最大値を得る手段を具備し、
記録された情報を再生することによって得られる再生信号を基に、該再生信号を２値化した信号から得られるエラー情報または性能情報を検出する手段を具備し、
光学的情報記録再生装置をコントロールするコントローラと該光学的情報記録再生装置の組み立て調整時に設定されたフォーカス方向の光スポット位置制御値をコントローラ内のメモリに具備し、
情報記録媒体挿入時にフォーカス方向の光スポット位置制御を前記のプリピット信号によって得られるフォーカス方向の光スポット位置制御値に、前記コントローラ内のメモリに格納されているフォーカス方向の光スポット位置制御値を用いて補正することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学的情報記録再生装置において、
情報記録媒体に形成されたトラックのランド部とグルーブ部の２種類のフォーカス方向の光スポット位置制御値を用いて補正することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光学的情報記録再生装置において、
情報記録媒体に形成されたトラックのランド部とグルーブ部の２種類のフォーカス方向の光スポット位置制御値に対してランド部またはグルーブ部の一方の補正値を用いて補正することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体上に記録再生を行なう情報記録再生装置係り、特にレーザ光による記録および再生を行なうための情報記録再生技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク等の光学的記録媒体上に情報の記録再生を行なうことの可能な光学的情報記録再生装置では、光学的記録媒体上に予め記録されているプリピット信号のＶＦＯ部分の振幅を検出する手段と、フォーカスオフセット調整回路を具備し、検出したＶＦＯ部分の振幅が最大となるようにフォーカス方向の光スポット位置制御を行なっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１７０７２５号公報（第１頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光学的情報記録再生装置では、光スポットが走査されるトラックの中心にプリピットが配置されていることを前提に前述のフォーカス方向の光スポット位置制御を行なっていた。
【０００５】
一方、ＤＶＤ−ＲＡＭ規格(JIS X 6243：120 ｍｍＤＶＤ−書換形光ディスク(DVD-RAM), 制定日1998.1.20)で規定される情報記録媒体では、情報記録媒体に形成されたトラックにランド部とグルーブ部とが交互に形成されており、プリフォーマットされたプリピットは前記トラック中心より内周側と外周側に１／２トラックだけずらして設けられている。
【０００６】
この情報記録媒体に対して従来技術を適用すると、フォーカスオフセットの変化に応じてプリピットの振幅レベルが変化するが、トラック中心よりずらして内周側と外周側に設けられているプリピットの信号振幅が最大となるフォーカスオフセットと、情報の信頼性を確保する性能であるＣＮＲとクロストーク(ＣＴ：隣接トラックからの当該トラックへの信号の漏れ込み)を両立させるフォーカスオフセットが一致しない場合が発生する。
【０００７】
これは、プリピットが光の位相条件による位相ピットであり、さらに、トラック中心よりずらして（1/2トラック）内周側と外周側に設けられていることと、データ信号が光の強弱による濃淡ピットで形成されていることに起因する。これによって、データ部の情報の信頼性を確保する性能を満たすことができないという問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した従来技術における問題点を鑑み、トラック中心よりずらして内周側と外周側に設けられているプリピットの信号振幅が最大となるフォーカス方向の光スポット位置制御値に対して、光学的情報記録再生装置の組み立て調整時に設定されたフォーカス方向の光スポット位置制御値(コントローラ内のメモリに格納された値)を用いて補正することによって、情報の信頼性を確保する性能を満たすための最適なフォーカス方向の光スポット位置制御行なうこと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】
【０００９】
上記課題は、情報記録媒体に形成されたトラックにランド部とグルーブ部とが交互に形成され、予めプリフォーマットしておくプリピットを前記トラック中心よりずらして設けた情報記録媒体に対して、レーザ光を照射して該情報記録媒体上の記録エリアに情報の未記録部分とは物性的に異なる記録部分を形成し、該記録された情報を再生する光学的情報記録再生装置において、前記トラック中心よりずらして設けたプリピットの信号レベルを検出する検出手段と、該検出された各レベルを保持し演算する手段と、情報記録媒体上のトラック方向の光スポット位置制御とフォーカス方向の光スポット位置制御を行なう手段を具備し、トラック中心よりずらして設けたプリピットの信号レベルを、フォーカス方向の光スポット位置制御毎に検出し、得られた信号レベルを多項式近似等の演算を施し、一方のプリピットの信号レベルの最大値(演算後)と他方のプリピットの信号レベルの最大値(演算後)を得る手段または、両方のプリピットの信号レベルを加算した最大値(演算後)を得る手段を具備し、記録された情報を再生することによって得られる再生信号を基に、該再生信号を２値化した信号から得られるエラー情報または性能情報を検出する手段を具備し、光学的情報記録再生装置をコントロールするコントローラと該光学的情報記録再生装置の組み立て調整時に設定されたフォーカス方向の光スポット位置制御値をコントローラ内のメモリに具備し、情報記録媒体挿入時にフォーカス方向の光スポット位置制御を前記のプリピット信号によって得られるフォーカス方向の光スポット位置制御値に、前記コントローラ内のメモリに格納されているフォーカス方向の光スポット位置制御値を用いて補正することによって改善される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば記録媒体上にトラック中心よりずらして設けられた複数のプリピットの信号を基に、最適なフォーカス方向の光スポット位置制御を行なうことによって、トラック中心に記録された情報再生の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１は、本発明の一実施形態になる光学的情報記録再生装置の構成を示しており、１は半導体レーザ、２は半導体レーザからの光を平行光に変換するコリメートレンズ，３はプリズム、４はディスクへのレーザ光を絞り込んで光スポットを形成する対物レンズ、５は記録膜とそれを保持する基板から構成される記録媒体（本実施例ではＤＶＤ−ＲＡＭを例にあげ説明するがこれに限られない）、６は記録媒体５に形成される光スポット形状及び位置制御を行なうためのアクチュエータ、７，８は光検出器、９はプリアンプ、１０は再生回路、１１はＰＬＬ回路、１２は弁別回路、１３は高周波重畳回路、１４はレーザドライバ、１５は記録パルス生成回路、１６はシンセサイザ、１７はパワー監視回路、１８はサーボ駆動回路、１９はコントローラである。
【００１２】
かかる構成の光学的情報記録再生装置は、半導体レ−ザ１を含む光ヘッドと、記録パルス生成回路15を含む記録処理系と、光ヘッドから得られた再生信号を情報に変換する再生回路10を含む再生処理系から構成される。
【００１３】
上位ホストからの命令や情報デ−タはコントロ−ラ19において命令の解読や記録デ−タの変調が行われ、採用されている変調方式に対応する符号列に変換される。シンセサイザ16は装置全体の基準クロックを発生させる発振器であり、記録媒体に設けられたゾ−ンごとに基準クロックを変えて内外周での記録密度を略一定とするＺＣＡＶ(Zoned Constant Angular Velocity)と呼ばれる記録方法を採用した場合には、シンセサイザ16の発振周波数もゾ−ンに応じて変化させる。
【００１４】
光検出器７の前に配置した円柱レンズ（図示せず）と４分割光検出器７によりフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を得、この誤差信号をコントローラ19に入力（図示せず）し、コントローラ19からサーボ駆動回路18にサーボ信号を出力してアクチュエータ６に駆動電流を供給することで対物レンズ４を移動させる。このようにして、サーボ機構（フォーカスサーボ及びトラッキングサーボ）は、情報の記録／再生を実施する光スポットの形状及び位置制御を行なう。
【００１５】
情報の記録を行なう場合、コントロ−ラ19からの正規の情報デ−タに応じて変調された符号列とシンセサイザ16からの基準クロックが記録パルス生成回路15に入り、記録マークの長さや幅を制御するための記録パルス列に変換される。上記記録パルス生成回路15において変換されたこれらの記録パルス列は、まず、レ−ザドライバ14に入力され、レ−ザドライバ14から供給される記録電流により半導体レ−ザ１を高出力発振させる。この半導体レ−ザ１から出た光は、コリメートレンズ２で平行光となってプリズム３を通り、さらに、対物レンズ４により記録媒体５上に収束され、これにより、上記記録パルス列の符号列に応じた記録マークが記録される。
【００１６】
なお、高周波重畳回路13は半導体レ−ザ１に起因するレ−ザ雑音を低減するために設けられているものであり、この高周波重畳回路13は、情報の記録／消去時またはオーバーライト時には、レ−ザの寿命の関点から高周波重畳を休止することもあり得るものである。
【００１７】
本発明の光学的情報記録装置において、記録された情報の再生時には、半導体レ−ザ１を低出力発振させ、その発振光を記録媒体５に入射させる。記録媒体５からの反射光は、プリズム３により光路が分離され、光検出器７に入射させる。光検出器７では、入射された光を光電変換した後、プリアンプ９で増幅し、再生回路10に入力する。再生回路10は、例えば、波形等化回路、自動利得制御回路、二値化回路などから構成されており、入力された再生信号を二値化信号とする。また、再生回路10は図２に示すようにHeader部の振幅レベルを検出するためのピーク及びボトム検出回路等も含まれている。
【００１８】
このように、再生回路10から出力される二値化信号は、その後、セルフクロッキングのためにＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路11に入力される。このＰＬＬ回路11により得られる二値化信号に同期した再生クロックと、二値化信号がデ−タ弁別のための弁別回路12に入力され、その弁別結果としてのデ−タ弁別信号はコントロ−ラ19に入力され、これによりデ−タが復調される。
【００１９】
本発明の一実施形態における情報記録媒体のトラックのセクタレイアウトおよびヘッダレイアウトについて図３を用いて説明する。前述したＤＶＤ−ＲＡＭ規格で規定された情報記録媒体では、図３(Ａ)に示すようなプリピットが設けられている。情報記録媒体に形成されたトラックにランド部とグルーブ部とが交互に形成され、予めプリフォーマットしておくプリピットは前記トラック中心よりずらして（1/2トラック）内周側と外周側に設けられている。
【００２０】
ランド部のトラックを通過する場合には、Land sector #(n+N-1) の中心を光スポットが通過し、内周側に2分の１トラックだけずれたHeader1 #(n+N)、Header2 #(n+N)を通過し、次に外周側に2分の１トラックだけずれたHeader3 #(n+2N)、Header4 #(n+2N)を通過して、Land sector #(n+N)に突入する。一方、グルーブ部のトラックを通過する場合には、ランド部とは逆に外周側に2分の１トラックだけずれたHeader1、Header2を通過し、次に内周側に2分の１トラックだけずれたHeader3、Header4を通過する。なお、図３(Ｂ)に示すように、各ヘッダの先頭にはVFO部が設けられている。
【００２１】
次に、再生回路10に含まれているHeader部の振幅レベルを検出するための回路構成を図２を用いて説明する。プリアンプ９から出力された再生信号が再生回路10の内部でデータ弁別とは別に分岐され、エンベロープ検波回路20に入力され、ピーク検波回路21とボトム検波回路22で再生信号のピークレベルとボトムレベルが検出される。ここで、ゲート発生回路23はコントローラ19からの指令を受けて、図３で示したHeader1及びHeader3のVFO1の部分にゲート信号を発生させる。このゲート信号はエンベロープ検波回路20のピーク検波回路21とボトム検波回路22に供給され、各HeaderのVFO1の部分のピークレベルとボトムレベルが差動回路24に送られ、各HeaderのVFO1の部分の振幅に相当する信号がAD変換器25に供給される。AD変換器25は振幅検波した信号をＡＤ変換するとともに、コントローラ19には変換された振幅データが格納される。
【００２２】
次に、光学的情報記録再生装置の組み立て調整時に設定されるフォーカス方向の光スポット位置制御値に関して図４を用いて説明する。ここでは、組み立て調整用にあらかじめランダムデータが記録された情報記録媒体を用いている。図４において、横軸にフォーカスオフセット値を示し、左側の縦軸にHeader部の振幅を、右側の縦軸にData部のジッタを示してある。図示されたランド部とグルーブ部におけるHeader部の振幅は、Header1及びHeader3のVFO1の部分の振幅を加算したものを示しており、フォーカスオフセットに応じて振幅が変化する。得られた振幅データに対して２次の多項式近似を実施した結果を以下に示す。
【００２３】
一般式：２次の多項式近似  ：y=ax2 + bx + c            ；yは振幅  ｘはフォーカスオフセット
ｙが最大となるｘ  ：dy/dx=2ax + b = 0  →  x=(-b)/(2a)
Groove部：y=-38.084x2 - 10.363x + 344.7
：x=(+10.363)/(2*-38.084)=-0.136
Land部：y=-51.992x2 - 19.111x + 344.56
：x=(+19.111)/(2*-51.992)=-0.184
以上のとおり、Header部の振幅が最大となるフォーカスオフセットは、グルーブ部で-0.136μm、ランド部で-0.184μmである。
【００２４】
次に、Data部のジッタに対するフォーカスオフセットに関して説明する。Header部の振幅データ取得後、同一情報記録媒体上のランダムデータが記録された領域において、フォーカスオフセットに対するデータ部のジッタを測定する。ジッタ測定は、図１に示した再生回路１０からの２値化信号とＰＬＬ回路１１から出力される再生クロックを図示しないＴＩＡ(time interval analyzer)に出力することで測定可能となる。グルーブ部とランド部におけるフォーカスオフセットに対するデータ部のジッタを図４下側の２つの曲線で示す。得られたジッタとフォーカスオフセット対して２次の多項式近似を実施した結果を以下に示す。
【００２５】
一般式：２次の多項式近似  ：y=ax2 + bx + c            ；yはジッタ  ｘはフォーカスオフセット
ｙが最大となるｘ  ：dy/dx=2ax + b = 0  →  x=(-b)/(2a)
Groove部：y=55.556x2 + 32.5x + 12.632
：x=(-32.5)/(2*55.556)=-0.292
Land部：y=86.867x2 + 63.795x + 20.154
：x=(-63.795)/(2*86.867)=-0.367
以上のとおり、データ部のジッタが最小となるフォーカスオフセットは、グルーブ部で-0.292μm、ランド部で-0.367μmである。したがって、Header部の振幅が最大となるフォーカスオフセットとデータ部のジッタが最小となるフォーカスオフセットが異なるため、光学的情報記録再生装置の組み立て調整時に、Header部の振幅から得られるフォーカスオフセット値とデータ部のジッタから得られるフォーカスオフセット値をコントローラ内のメモリ(ＲＯＭ)に格納しておき、通常記録再生時に上記フォーカスオフセット値を反映させることによって、データ部の再生性能を向上させることができる。
【００２６】
格納しておくフォーカスオフセット値は、Header部の振幅から得られるグルーブ部とランド部の値である２種類と、データ部のジッタから得られるグルーブ部とランド部の値である２種類の合計４種類を格納する。また、Header部とデータ部の差分の値である２種類（グルーブ部とランド部の値）だけを格納しても良い。
【００２７】
次に、図５を用いて本発明の一実施形態であるHeader部の振幅から得られるフォーカスオフセットの設定方法を説明する。図５では、通常の記録再生を実施する場合におけるHeader部の振幅から得られるフォーカスオフセット検出方法を示す。通常の記録再生を行なう情報記録媒体が挿入された後、図４で説明したHeader部の振幅から得られるフォーカスオフセット検出と同様な曲線が得られる。得られた振幅データに対して２次の多項式近似を実施した結果を以下に示す。
【００２８】
一般式：２次の多項式近似  ：y=ax2 + bx + c            ；yは振幅  ｘはフォーカスオフセット
ｙが最大となるｘ  ：dy/dx=2ax + b = 0  →  x=(-b)/(2a)
Groove部：y=-31.708x2 - 9.2779x + 338.84
：x=(+9.2779)/(2*-31.708)=-0.146
Land部：y=-52.627x2 - 13.369x + 340.98
：x=(+13.369)/(2*-52.627)=-0.127
以上のとおり、Header部の振幅が最大となるフォーカスオフセットは、グルーブ部で-0.146μm、ランド部で-0.127μmである。
【００２９】
次に、図６を用いて図５で得られたフォーカスオフセットと図４で得られたフォーカスオフセットの補正について、データ部の再生性能を比較する。ここで用いるのは図５で用いた情報記録媒体上に、あらかじめＣＮＲおよびＣＴパターンを記録した情報記録媒体である。なお、図５および図６で用いる情報記録媒体は同一媒体であり、図４で用いた情報記録媒体とは異なる。
【００３０】
図６において、横軸はフォーカスオフセット、右側の縦軸はＣＮＲ、左側の縦軸はＣＴを示す。図５で得られたグルーブ部フォーカスオフセット値-0.146μmと、ランド部フォーカスオフセット値-0.127μmから得られるＣＮＲおよびＣＴは、グルーブ部とランド部ともにＣＮＲが約５２ｄＢであり、ＣＴは、グルーブ部において約-３２ｄＢ、ランド部において約‐２６ｄＢである。これらの性能に対して、図４で求めたフォーカスオフセットを補正する。図４で得られたフォーカスオフセットを整理して示す。
【００３１】
Header部の振幅検出によるフォーカスオフセット値：
Groove部：-0.136μm
Land部：-0.184μm
Data部のジッタ検出によるフォーカスオフセット値：
Groove部：-0.292μm
Land部：-0.367μm
補正フォーカスオフセット値：
Groove部：-0.156μm
Land部：-0.183μm
図５で得られたフォーカスオフセットに対して上記補正フォーカスオフセット値を加算する。
【００３２】
補正後のフォーカスオフセット値：
Groove部：-0.146μm ＋（-0.156μm）= -0.302μm
Land部：-0.127μm ＋（-0.183μm）= -0.31μm
補正後のフォーカスオフセット値から、グルーブ部とランド部ともにＣＮＲが約５２ｄＢであり、フォーカスオフセット補正の大きな変化は見られないが、ＣＴにおいては、グルーブ部において約-３４ｄＢ、ランド部において約‐３０ｄＢであり、グルーブ部において約２ｄＢ、ランド部において約４dＢのＣＴの低減効果が得られる。これによって、情報記録再生装置の再生性能が向上するとともに情報の信頼性も向上できる。
【００３３】
図５および図６で説明した動作を図７の光スポット位置制御処理フローを用いて説明する。光スポット位置制御処理が開始されると、フォーカスの電気オフセットを除去する(101)。次にフォーカス制御を開始する(102)。この状態ではフォーカスオフセットは0um(電気オフセット零)である。光スポット位置制御処理を実施したい目標トラック（ランドまたはグルーブ）に光スポットを移動させる(103)。フォーカスオフセットを変化(104)させながらHeader1とHeader3のプリピット信号振幅を検出してコントローラ19に振幅データを格納する(105)。したがって、104、105の動作を必要な回数(本実施例では７回、図５参照)だけ繰り返すことになる。コントローラ19に格納されたデータを基に多項式近似を行ない、最大振幅を与えるフォーカスオフセットを算出して、Header1とHeader3 の加算振幅が最大振幅となるフォーカスオフセットを算出し、コントローラ19に格納されているフォーカスオフセットの補正値を加算する(106)。この最適フォーカスオフセットを再設定(107)して処理を終了する。ランド部及びグルーブ部をそれぞれ処理するために、上記処理103から107までの動作をランド部及びグルーブ部で実施して、得られた最適フォーカスオフセットをランド部及びグルーブ部に再設定すれば良い。
【００３４】
以上のようにフォーカスオフセットを可変して、Header部の振幅から得られるフォーカスオフセットに、コントローラ19に格納されているフォーカスオフセットの補正値を加算することにより、情報記録媒体に応じた最適なフォーカスオフセットを設定することができる。
【００３５】
ここでは、フォーカスオフセットの補正値はランド部及びグルーブ部に対してそれぞれの値を演算したが、フォーカスオフセットの補正値がランド部及びグルーブ部に大きな差がなく、図６に示すように同等の性能が得られるため、どちらか一方の補正値を演算しても構わない。これにより、コントローラ19に格納するフォーカスオフセットの補正値をグルーブ部またはランド部の一方の値だけにすることで格納するメモリ容量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の振幅レベルを検出するための回路構成を示すブロック図である。
【図３】トラックのセクタ及びヘッダレイアウトを示すブロック図である。
【図４】本発明の光学的情報記録再生装置の組み立て調整時におけるフォーカスオフセット検出を示すグラフである。
【図５】本発明によるHeader部の振幅を用いたフォーカスオフセット検出を示すグラフである。
【図６】本発明によるフォーカスオフセットの補正におけるデータ部の再生性能を示すグラフである。
【図７】本発明による光スポット位置制御を行なう処理フローである。
【符号の説明】
【００３７】
１    半導体レーザ
２    コリメートレンズ
４    対物レンズ
３    プリズム
５    記録媒体
６    アクチュエータ
７    光検出器
８    光検出器
９    プリアンプ
１０    再生回路
１３    高周波重畳回路
１４    レーザドライバ
１５    記録パルス生成回路
１７    パワー監視回路
１８    サーボ駆動回路
１９    コントローラ
２１    ピーク検波回路
２２    ボトム検波回路
２３    ゲート発生回路
２５    ＡＤ変換器
【図１】
2005108277.tif 000003
【図２】
2005108277.tif 000004
【図３】
2005108277.tif 000005
【図４】
2005108277.tif 000006
【図５】
2005108277.tif 000007
【図６】
2005108277.tif 000008
【図７】
2005108277.tif 000009