(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体に対して情報を記録及び／又は再生する光記録媒体駆動装置において、
上記光記録媒体の信号記録面に光スポットを照射する光学ヘッド手段と、
上記光学ヘッド手段が照射した光スポットの焦点深度内に上記光記録媒体の信号記録面を位置させるために上記光学ヘッド手段のフォーカス処理を制御するフォーカス制御手段と、
上記光記録媒体の戻り光から上記光学ヘッド手段が取り出した再生信号に基づいて上記フォーカス制御手段におけるフォーカス設定値補正のための評価関数を生成する評価関数生成手段と、
上記評価関数生成手段が生成した上記評価関数の値が最小又は最大であるところを初期のフォーカス設定値とすると共に、この初期のフォーカス設定値からずらした位置に観測点を設け、その観測点における評価関数値の変化に応じて上記初期のフォーカス設定値を補正する制御手段とを備える光記録媒体駆動装置。
【請求項２】
上記評価関数生成手段がフォーカスずれに対して二次関数的に変化する特性を備えた評価関数を生成し、上記制御手段が上記評価関数の値が最小のところを初期のフォーカス設定値とすることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体駆動装置。
【請求項３】
上記制御手段は上記観測点における評価関数値が増加したら、それに応じて上記初期のフォーカス設定値も増加させることを特徴とする請求項２記載の光記録媒体駆動装置。
【請求項４】
上記制御手段は上記観測点における評価関数値が減少したら、それに応じて上記初期のフォーカス設定値も減少させることを特徴とする請求項２記載の光記録媒体駆動装置。
【請求項５】
上記制御手段は上記光記録媒体が所定数回転する毎に、上記フォーカス制御手段におけるフォーカス設定値を補正することを特徴とする請求項１記載の光記録媒体駆動装置。
【請求項６】
上記制御手段は所定の温度変化に応じて上記フォーカス制御手段におけるフォーカス設定値を補正することを特徴とする請求項１記載の光記録媒体装置。
【請求項７】
上記制御手段は所定の時間毎に上記フォーカス制御手段におけるフォーカス設定値を補正することを特徴とする請求項１記載の光記録媒体駆動装置。
【請求項８】
上記光記録媒体のサーボ領域の所定位置に設けられた評価用データ記録部からの戻り光に基づいて、上記制御手段は上記フォーカス制御手段におけるフォーカス設定値を補正することを特徴とする請求項１記載の光記録媒体駆動装置。
【請求項９】
光学ヘッド手段が照射した光スポットの焦点深度内に光記録媒体の信号記録面を位置させるためのフォーカス制御におけるフォーカス設定値補正方法において、
上記光記録媒体の戻り光から上記光学ヘッド手段が取り出した再生信号に基づいて生成した上記フォーカス制御におけるフォーカス設定値補正のための評価関数の値が最小又は最大であるところを初期のフォーカス設定値とする初期設定値決定工程と、
上記初期設定値決定工程で決定した初期のフォーカス設定値からずらした位置に観測点を設け、その観測点における評価関数値を取得する第１の評価関数値取得工程と、
上記フォーカス制御のためのフォーカス設定値の補正を行うタイミングを判断する補正実行タイミング判断工程と、
上記補正実行タイミング判断工程で判断したタイミングにより上記観測点における評価関数値を取得する第２の評価関数値取得工程と、
上記第１の評価関数値取得工程で取得した評価関数値と上記第２の評価関数取得工程で取得した評価関数値との差に応じて上記初期のフォーカス設定値を補正するフォーカス設定値補正工程とを備えるフォーカス設定値補正方法。
【請求項１０】
光学ヘッド手段が照射した光スポットの焦点深度内にフォーカス制御に応じて信号記録面が位置される光記録媒体において、
上記信号記録面の所定位置に、上記フォーカス制御におけるフォーカス設定値補正のための評価関数生成用データ記録部を設け、
上記評価関数生成用データ記録部は、上記フォーカス設定値を初期のフォーカス設定値からずらした位置に設けられる観測点における評価関数を取得するエリアを有することを特徴とする光記録媒体。
【請求項１１】
上記評価関数生成用データ記録部の上記エリアは、上記光記録媒体の上記信号記録面上において定期的に現れる位置に設けられたことを特徴とする請求項１０記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光記録媒体駆動装置に関するものであり、短い区間で精度良くフォーカス設定値のずれを補正し、良好な記録及び／又は再生特性を得ることができる光記録媒体駆動装置に関する。また、本発明は、短い区間で精度良くフォーカス設定値のずれを補正するフォーカス設定値補正方法、並びに光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ディスク装置の分野では、再生専用ディスクとしては音声信号を記録したコンパクトディスク（Compact Disc、ＣＤ）が既に普及し、更にデータ容量が大きく、転送レートの高いデジタルバーサタイルディスク（Digital Versatile Disc、ＤＶＤ）が動画像用として登場している。また、これらの物理フォーマットを用いてコンピュータ上でデジタルデータを再生するためのＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなども広く用いられている。また、記録再生用ディスクとしては、光磁気記録方式のＭＯや相変化記録方式のＰＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどが実用化されている。
【０００３】
このような状況において、近年ではマイクロプロセッサ技術などの進歩により、これらは文字文書のみでなく音声、静止画像、動画像などが記録・再生可能となっているため、これらを上回る容量及び転送レートの書き換え可能ディスクシステムの必要性と需要が増大している。
【０００４】
光ディスクシステムにおいて、容量を増大させるためには一般には記録再生における光スポットの大きさを小さく抑えて面密度を向上させなけれなばらない。通常、光スポットの大きさａは、αを光強度分布によって決定される定数、λを光の波長、NAをレンズの開口率とすると、
ａ＝α×λ/NA
で表される。このため波長λが短い半導体レーザ及びNA値の高い対物レンズを用いることで、より小さな光スポットを得ることができるため、データの面密度を向上でき、より大容量の光ディスクシステムが実現できる。
【０００５】
しかし、この方法で光スポットの直径を小さくすることで焦点深度も同時に浅くなってしまう。つまり焦点ずれであるデフォーカスに対するマージンも減少してしまうことになる。一般に焦点深度の深さｄは以下の式で表される。
【０００６】
ｄ∝λ/(NA)2
つまり波長が短くなり、NAが大きくなればなるほど焦点深度は小さくなってしまうことになる。このため、高密度記録及び／又は再生を実現する光ディスク装置においては正確な記録及び／又は再生のために、焦点深度内に記録面を位置させるためのより精度の高いフォーカシング制御が求められている。
【０００７】
フォーカシング制御における焦点のずれの要因はサーボ時の取れ残りによる定常偏差、それぞれのディスクの基板厚みむらによる焦点位置ずれ、ドライブ内部の温度上昇などによって起こるオフセット変動によるサーボ目標値の変化などが考えられる。
【０００８】
この中で、サーボ取れ残りによる定常偏差はフォーカス外乱要素の大きさ及びゲインによって決定される。高密度記録再生の場合は従来の光ディスクシステムと比較して外乱（ディスク面ぶれなど）を少なくするとともに、ゲインをより大きくとって定常偏差を減少させる方法が用いられることが多い。またディスクの基板厚みむらによる焦点位置ずれに関しては、ディスク挿入時にＲＯＭ部のジッタ値などを参照して最適点にあわせこむ自動調整を行うことで、フォーカシングの精度を高めることができる。この場合はフォーカスバイアス値をいろいろと変更し、ジッタ値などによって最適点を求めれば良い。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ドライブ内部の温度上昇などによるオフセット変動などを、ドライブの動作中に除去するのは困難であった。ドライブの動作中にその除去動作を行うためには、ディスク記録及び／又は再生時に常時、より短い時間で簡単な動作によって変動を検知し、最適点への補正動作を行う必要があるが、実際の記録及び／又は再生動作中に、短い時間で簡単な動作によって変動を検知するのは困難なためである。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、短い区間で精度良くフォーカス設定値のずれを補正し、良好な記録及び／又は再生特性を得ることが可能な光記録媒体駆動装置の提供を目的とする。また、このために、適用できるフォーカス設定値補正方法の提供も目的とする。また、上記フォーカス設定値補正方法によってフォーカス設定値の補正が可能とされる光記録媒体の提供も目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光記録媒体駆動装置は、上記課題を解決するために、光記録媒体に対して情報を記録及び／又は再生する光記録媒体駆動装置において、上記光記録媒体の信号記録面に光スポットを照射する光学ヘッド手段と、上記光学ヘッド手段が照射した光スポットの焦点深度内に上記光記録媒体の信号記録面を位置させるために上記光学ヘッド手段のフォーカス処理を制御するフォーカス制御手段と、上記光記録媒体の戻り光から上記光学ヘッド手段が取り出した再生信号に基づいて上記フォーカス制御手段におけるフォーカス設定値補正のための評価関数を生成する評価関数生成手段と、上記評価関数生成手段が生成した上記評価関数の値が最小又は最大であるところを初期のフォーカス設定値とすると共に、この初期のフォーカス設定値からずらした位置に観測点を設け、その観測点における評価関数値の変化に応じて上記初期のフォーカス設定値を補正する制御手段とを備える。
【００１２】
また、本発明に係るフォーカス設定値補正方法は、上記課題を解決するために、光学ヘッド手段が照射した光スポットの焦点深度内に光記録媒体の信号記録面を位置させるためのフォーカス制御におけるフォーカス設定値補正方法において、上記光記録媒体の戻り光から上記光学ヘッド手段が取り出した再生信号に基づいて生成した上記フォーカス制御におけるフォーカス設定値補正のための評価関数の値が最小又は最大であるところを初期のフォーカス設定値とする初期設定値決定工程と、上記初期設定値決定工程で決定した初期のフォーカス設定値からずらした位置に観測点を設け、その観測点における評価関数値を取得する第１の評価関数値取得工程と、上記フォーカス制御のためのフォーカス設定値の補正を行うタイミングを判断する補正実行タイミング判断工程と、上記補正実行タイミング判断工程で判断したタイミングにより上記観測点における評価関数値を取得する第２の評価関数値取得工程と、上記第１の評価関数値取得工程で取得した評価関数値と上記第２の評価関数取得工程で取得した評価関数値との差に応じて上記初期のフォーカス設定値を補正するフォーカス設定値補正工程とを備える。
【００１３】
また、本発明に係る光記録媒体は、上記課題を解決するために、光学ヘッド手段が照射した光スポットの焦点深度内にフォーカス制御に応じて信号記録面が位置される光記録媒体において、上記信号記録面の所定位置に、上記フォーカス制御におけるフォーカス設定値補正のための評価関数生成用データ記録部を設け、上記評価関数生成用データ記録部は、上記フォーカス設定値を初期のフォーカス設定値からずらした位置に設けられる観測点における評価関数を取得するエリアを有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、図１に示すように、光ディスク１の信号記録面に対して光学ヘッド２を用いて情報を記録及び／又は再生する光ディスク装置である。
【００１５】
この光ディスク装置は、光学ヘッド２と、この光学ヘッド２の出力からＲＦ信号や、各種エラー信号等を生成するマトリクス回路３と、マトリクス回路３のＲＦ再生信号からシステムクロックを生成し、各ブロックに供給するＰＬＬ回路４と、ＰＬＬ回路４で発生するジッタを基に後述する評価関数を生成する評価関数生成回路５と、この評価関数生成回路５で生成した評価関数に応じて後述するサーボ回路７のフォーカス処理を制御するコントローラ６と、上記サーボ回路７とを備えてなる。
【００１６】
また、この光ディスク装置は、外部ホストコンピュータとの間のインターフェース回路８と、インターフェース回路８を通じて外部ホストコンピュータからコマンド及びデータを受け取り、データ訂正用の符号を付加するＥＣＣ化回路９と、ＥＣＣ回路９からの出力を変調する変調器１０と、この変調器１０によって変調されたデータを適切なレーザ出力を持った記録波形へと変換し、光学ヘッド２に供給する記録波形制御回路１１を備える。そして、光学ヘッド２によって光ディスク１に上記記録波形に応じたマークが記録される。
【００１７】
また、この光ディスク装置は、マトリクス回路３からのＲＦ信号を波形等化する波形等化回路１２と、この波形等化回路１２からの出力から２値化データを抜き取るデータ抜き取り回路１３と、データ抜き取り回路１３からの２値化データを復調する復調器１４も備える。
【００１８】
データ記録時には外部ホストコンピュータよりインターフェース回路８を通じてコマンド及びデータを受け取り、ＥＣＣ化回路９においてデータ訂正用の符号をデータに付加する。その後に、変調器１０によって変調したデータを記録波形制御回路１１を通じて適切なレーザ出力を持った記録波形へと変換し、光学ヘッド２によって光ディスク１に記録する。
【００１９】
またデータ再生時にはマトリクス回路３からのＲＦ信号を波形等化回路１２及びデータ抜き取り回路８を通じて２値化データとし、復調器１４で復調する。ディスクの欠陥などによる読み取りエラーはあらかじめ付加してあった符号に応じてＥＣＣ回路９によって訂正する。そして、インタフェース回路８を通じて外部ホストコンピュータに再生データを送出する。
【００２０】
サーボ回路７は、マトリクス回路３からの、各種エラー信号を用いて、フォーカス制御、トラッキング制御、スレッド制御等を行い、光学ヘッド２の照射スポットの光ディスク１上への正確な位置決めを行う。各種サーボ制御の内、本発明は、特に、光学ヘッド２の照射した光スポットの焦点深度内に、光ディスク１の信号記録面を位置させるフォーカス制御に関して適用される。サーボ回路７におけるフォーカス制御は、装置内部の温度上昇などによって起こるオフセット変動による影響を受けてしまう。
【００２１】
そこで、本実施の形態の光ディスク装置では、サーボ回路７における初期のフォーカス設定値を補正する。
【００２２】
先ず、光ディスク１の戻り光から光学ヘッド２及びマトリクス回路３が取り出した再生信号に基づいて評価関数生成回路５が上記フォーカス制御のための評価関数を生成する。評価関数生成回路５は、ＰＬＬ回路４が上記ＲＦ信号からシステムクロックを生成する際のジッタに基づいた評価関数を生成する。なお、評価関数生成回路５では、上記ジッタの他にＲＦ振幅などを用いて評価関数を生成してもよい。評価関数生成回路５によって生成された評価関数はコントローラ６によって読み出される。
【００２３】
そして、コントローラ６が、本発明のフォーカス設定値補正方法に基づいて上記フォーカス設定値を補正する。具体的な動作については後述するが、上記評価関数の値の最小であるところを初期のフォーカス設定値とすると共に、この初期のフォーカス設定点からずらした位置に観測点を設け、その観測点における評価関数値の変化に応じてサーボ回路７における初期のフォーカス設定値を補正する。
【００２４】
サーボ回路７はコントローラ６によって補正されたフォーカス設定値を使って、フォーカスの制御を行う。サーボ回路７の詳細な構成と、その周辺の構成を図２に示す。コントローラ６からの補正フォーカス設定値はサーボ回路７の比較回路１５に供給される。この比較回路１５にはマトリクス回路３からのフォーカスエラー信号も供給されている。比較回路１５はフォーカスエラー値とファーカス設定値の差をとり、その差がゼロになるように駆動アンプ１６を介してコイル２ａに駆動信号を供給し、光学ヘッド２のフォーカスを制御する。
【００２５】
次に、光ディスク１の構造を図３に示す。通常の記録部２１に加えて、ＲＯＭ部２２及びピット部２３が設けてある。ＲＯＭ部２２にはフォーカス調整用のランダムデータがプリピットとして記録されている。ピット部２３は通常のピットアドレス方式で用いられるセクタマーク（ＳＭ）部２４、PLL引き込み用VFOエリア（ＶＦＯ）部２５、プリアンブル（ＰＡ）部２６、アドレスマーク（ＡＭ）部２７、アドレスIDデータ（ＩＤ）部２８のほかにフォーカス調整（ＦＡ）部２９を有している。ただしここではトラック位置を表すアドレス情報とフォーカス調整用のランダムデータ部を別に設けているが、アドレス情報でフォーカス調整データを共用してもよい。ＲＯＭ部２２とピット部２３は線密度、トラックピッチなどが光学的に等価になるようにする。光ディスク１は矢印３０に示す方向に回転するので、ピット部２３の各部は、矢印３１に示す順番に光学ヘッド３により光スポットが照射されていく。
【００２６】
ＳＭ部２４には緩く発見されやすいパターンでトラック番号が記されている。ＶＦＯ部２５は、ＩＤ部２８において同期ずれを起こさないようにするためのPLLをかけるところである。ＰＡ部２６はいわゆるガード部である。ＡＭ部２７は既にPLLがかかっているものとして次にＩＤ部２８が来ることを知らせるところである。ＩＤ部２８は１トラックに必要なトラック番号、セクタ番号、その他の情報を記録するのに必要なところである。
【００２７】
そして、ＦＡ部２９は、上記光ディスク装置において、フォーカス制御のためのフォーカス設定値を決定するためのエリアである。例えば、評価関数生成部５においてＰＬＬ回路４で発生したジッタを計るのに適するランダムキャリアパターンが書き込まれている。ＩＤ部２８が終わると、フォーカスを変更する動作が始まり、上記ランダムキャリアパターンを使ってジッタをはかる。
【００２８】
図３に示すように、このピット部２３は光ディスク１に十字状に４カ所形成されているので１回転の間に４回、光ディスク装置にフォーカス制御をさせる。
【００２９】
上記図３に構造を示した光ディスク１に対する光ディスク装置のフォーカス調整のフローチャートは図４のようになる。このフローチャートは、本発明のフォーカス設定値補正方法の具体例となるものであり、コントローラ６が実行する。
【００３０】
ステップＳ１で新たに光ディスク１が挿入されると、まずステップＳ２で内周ＲＯＭ部２２に光学ヘッド２を移動する。そしてここで、例えば山登り法などを用いてフォーカス設定値を評価関数の値が最小になるように設定する。
【００３１】
評価関数としては上述したようにジッタの他、最小マーク振幅値など焦点ずれに対して２次関数的に変化し、かつ十分敏感なものを選定する。ステップＳ３でここでのフォーカス設定値をfbとし、これを初期のフォーカス設定値とする。ここで同時に図５に示すように観測点f0を設定する。観測点f0はその前後でサーボ等のシステムが十分に安定して機能し、かつなるべく初期のフォーカス設定値fbから離れた点が望ましい。フォーカス設定をいったん観測点f0に設定することで、この観測点f0における評価関数の値F(f0)を取得し、メモリー等に蓄積する。
【００３２】
この後、初期のフォーカス設定値fbに戻し、ステップＳ４で記録及び／又は再生などのコマンドに応じてシステム動作を開始する。動作開始後、ステップＳ５で動作終了を判断しない間には、上述したように光ディスク１に予め設けられているため定期的に現れるピット部２３中のフォーカス調整エリア（ＦＡ）部９において、一時的にフォーカス設定値を観測点f0に移動させ、そのときの評価関数値F'(f0)を取得する。このときのF'(f0)の値が、
F'(f0)＞F(f0)
のように既に蓄積されていたF(f0)の値より大きくなっている場合は、図６のように温度上昇などによってフォーカス設定値にオフセット等が生じて、見かけ上、評価関数値が変化したと考えられるため、それに応じてfbの値もf'bに移動させることで、再び最適点にフォーカス設定値をセットすることができる。このとき、観測点も新たに、
f'0＝f0＋(f'b-fb)
に再設定する。
【００３３】
次に、評価関数値F'(f0)が
F'(f0)＜F(f0)
であった場合には、図７のように温度が下降したと考え、同様にフォーカス設定値を設定する。これらのときの新たな最適設定値f'bは、F'(f0)とF(f0)の差の絶対値に応じて移動量を設定し、フォーカス設定値を補正すればよい。
【００３４】
このように本発明では観測点１点における評価関数値を測定するだけで、フォーカス設定値のオフセットなどによるずれを方向、量とも修正することができる。測定点が最小であるため、ピット部が設けられたディスクならば記録・再生動作中にも行うことができるため、記録・再生動作に対して常に安定してフォーカスずれ量を抑えることができ、高密度ディスクにおいても高品質なデータの記録及び／又は再生が可能となる。
【００３５】
また、フォーカス制御のためのフォーカス設定値補正を行うタイミングは、光ディスク１が所定数回転する毎としてもよい。また、所定の温度変化に応じてもよい。さらに所定の時間毎としてもよい。ＣＰＵ６が光ディスク１の回転数に応じて補正実行のタイミングを判断する。また、ＣＰＵ６が装置内部の温度変化に応じて補正実行のタイミングを判断する。また、ＣＰＵ６が時間経過に応じて補正実行のタイミングを判断する。
【００３６】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、フォーカス制御におけるフォーカス設定値補正のための観測点を最適点からずらすことで短い区間で精度良くフォーカス設定値のずれを補正し、良好な記録及び／又は再生特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となる光ディスク装置のブロック図である。
【図２】上記光ディスク装置の要部のブロック図である。
【図３】上記光ディスク装置が記録及び／又は再生する光ディスクの構造を示す図である。
【図４】上記光ディスク装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】設定点と観測点の関係を説明するための評価関数特性図である。
【図６】温度上昇時のフォーカス最適点の移動と観測点での動きを説明するための評価関数特性図である。
【図７】温度下降時のフォーカス最適点の移動と観測点での動きを説明するための評価関数特性図である。
【符号の説明】
１  光ディスク、２  光学ヘッド、５  評価関数生成回路、６  コントローラ、７  サーボ回路、２３  ピット部、２９  フォーカス調整部
【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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