(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクを回転させる回転駆動機構と、
光源、この光源からの光を前記光ディスク上に集光照射させる対物レンズ及び前記光ディスクからの反射光を受光する受光素子を有する光ピックアップと、
この光ピックアップの受光素子から入力される信号に基づきＲＦ信号を検出するＲＦ信号検出回路と、
振幅変換ゲインが可変で、前記ＲＦ信号検出回路により検出されたＲＦ信号の振幅を設定された振幅変換ゲインに応じて変換する信号振幅変換回路と、
前記ＲＦ信号検出回路により検出され前記信号振幅変換回路により振幅変換されたＲＦ信号の最大値及び最小値を検出して最適記録パワーを設定するためのβ値の算出に供する信号振幅検出回路と、
この信号振幅検出回路により検出されたＲＦ信号の最大値及び最小値に基づきβ値を算出して前記光源を発光させる際の最適記録パワーを設定するパワーキャリブレーション手段とを備え、
前記信号振幅変換回路の振幅変換ゲインは、前記パワーキャリブレーション手段による最適記録パワー設定時に試し書きされた前記光ディスクの試し書き領域を再生して得られるＲＦ信号に基づき設定し、
前記パワーキャリブレーション手段は、振幅変換ゲインが設定された信号処理回路により前記試し書き領域を再度再生して得られるＲＦ信号の最大値及び最小値に基づきβ値を算出して最適記録パワーを設定する光ディスク装置。
【請求項２】
前記信号処理回路中の信号振幅変換回路の振幅変換ゲインは、前記信号振幅検出回路の入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなる値に設定される請求項１記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理回路及び光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、書込み可能な光ディスク装置では、その光源の最適記録パワーを設定するために、光ディスクの予め設定された所定領域であるＰＣＡ（パワーキャリブレーション領域）に記録パワーを変えて試し書き（ＯＰＣ動作）を行い、このＰＣＡ領域の再生信号の評価に基づき設定するようにしている。
【０００３】
例えば、追記型光ディスクであるＣＤ−ＲのＰＣＡ領域の再生信号（ＲＦ信号）から得られる信号振幅の最大値、最小値及びこれらの最大値及び最小値に基づき算出されるβ値の一例を図５に示す。図中のpeakはＲＦ信号の信号振幅の最大値（Ａp）を示し、bottomは信号振幅（Ａb）の最小値を示し、betaはβ値を示す。一般的にβ値を算出するための式は、
β＝（Ａｐ−Ａｂ）／（Ａｐ＋Ａｂ）    ……………………（１）
で表される。
【０００４】
従来、ＣＤ−Ｒ規格に基づいたＯＰＣ手段では、図４に示すように、１回分のＰＣＡ領域において１５フレーム使用するようになっており、全体で１００回の使用が可能となっている。また、試し書き用のレーザパワーＰｗは１５段階の設定になっており、レーザパワーＰｗを段階的に変化させて記録し、このＰＣＡ領域の再生信号から算出されるβ値に基づいて、最適なレーザパワー値を選択する手段が用いられている（例えば、特開平１１−３５３６８６号公報等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来例では、ＰＣＡ領域の再生信号（ＲＦ信号）から信号振幅の最大値と最小値とを検出する手段を用いて測定し、測定された最大値と最小値とからβ値を算出している。
【０００６】
しかし、一般的な信号振幅の最大値、最小値を検出するためのピーク・ボトム検出手段では、電気的なオフセットやノイズによるオフセットによる誤差が発生してしまう。この誤差は、信号振幅の最大値、最小値の絶対値が小さいほど相対的に大きくなってしまう。特にＤＣ的なオフセットは、回路的に除去することも可能であるが、ノイズによるオフセットなどは、除去することが非常に困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題を解消すべく、最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することを可能にするための信号処理回路及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の光ディスク装置は、光ディスクを回転させる回転駆動機構と、
光源、この光源からの光を前記光ディスク上に集光照射させる対物レンズ及び前記光ディスクからの反射光を受光する受光素子を有する光ピックアップと、この光ピックアップの受光素子から入力される信号に基づきＲＦ信号を検出するＲＦ信号検出回路と、振幅変換ゲインが可変で、前記ＲＦ信号検出回路により検出されたＲＦ信号の振幅を設定された振幅変換ゲインに応じて変換する信号振幅変換回路と、前記ＲＦ信号検出回路により検出され前記信号振幅変換回路により振幅変換されたＲＦ信号の最大値及び最小値を検出して最適記録パワーを設定するためのβ値の算出に供する信号振幅検出回路と、この信号振幅検出回路により検出されたＲＦ信号の最大値及び最小値に基づきβ値を算出して前記光源を発光させる際の最適記録パワーを設定するパワーキャリブレーション手段とを備え、前記信号振幅変換回路の振幅変換ゲインは、前記パワーキャリブレーション手段による最適記録パワー設定時に試し書きされた前記光ディスクの試し書き領域を再生して得られるＲＦ信号に基づき設定し、前記パワーキャリブレーション手段は、振幅変換ゲインが設定された信号処理回路により前記試し書き領域を再度再生して得られるＲＦ信号の最大値及び最小値に基づきβ値を算出して最適記録パワーを設定する。
【０００９】
従って、ＲＦ信号の最大値、最小値の絶対値が小さいほど電気的なオフセットの影響が大きくなるが、信号振幅検出回路の前段に振幅変換ゲインが可変な信号振幅変換回路を備えることにより、ＲＦ信号の振幅の絶対値をより大きくしてからその最大値及び最小値の検出に供することで電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、最終的に算出されるβ値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出させることができる。
【００１０】
また、ＲＦ信号の最大値、最小値を検出し、パワーキャリブレーション手段によりβ値を算出して最適記録パワーを設定するようにしているので、元々のＲＦ信号に電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【００１１】
また、パワーキャリブレーション手段により最適記録パワー設定処理を行う毎に試し書き領域に関して再生動作を行って振幅変換ゲインを設定し直してからβ値の算出動作を行うことにより、電気的なオフセットなどによりＲＦ信号のレベルが変化したとしても、常にその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ディスク装置において、前記信号処理回路中の信号振幅変換回路の振幅変換ゲインは、前記信号振幅検出回路の入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなる値に設定される。
【００１３】
従って、信号振幅変換回路の振幅変換ゲインを後段に位置する信号振幅検出回路の入力信号レベルとの関係で、この入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなるように設定することにより、最適かつ感度のよい状態でＲＦ信号の最大値、最小値を検出させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態の光ディスク装置は、記録可能なＣＤ−Ｒ（ＣＤ−Ｒecordable）なる光ディスク１を対象とする情報記録再生装置への適用例を示す。図１はこの情報記録再生装置（光ディスク装置）の構成を示す概略ブロック図である。
【００１９】
図１を参照して情報記録再生装置の概略構成及び動作について説明する。光ディスク１は回転駆動機構のメインとなるスピンドルモータ２によって回転駆動される。スピンドルモータ２はモータドライバ３とサーボ手段４とによって線速度一定（ＣＬＶ）又は回転数一定（ＣＡＶ）となるように制御される。光ピックアップ５は特に図示しない光源としての半導体レーザ、光学系、フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、受光素子、ポジションセンサ等を内蔵しており、レーザ光を光ディスク１の記録面に照射する。
【００２０】
光ピックアップ５は図示しないシークモータによりスレッジ方向（ディスク半径方向）に移動可能とされている。これらのフォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、シークモータは受光器やポジションセンサから得られる信号に基づきモータドライバ３とサーボ手段４とによってレーザスポットを光ディスク１上の目的の場所に位置させるように制御する。
【００２１】
データ再生時には、光ピックアップ５で得られた再生信号を信号処理回路としてのアナログ信号処理回路６で増幅して２値化した後、ＣＤデコーダ７に入力してデインターリーブとエラー訂正の処理を行う。さらに、そのデインターリーブとエラー訂正の処理後のデータをＣＤ−ＲＯＭデコーダ８に入力してデータの信頼性を高めるためのエラー訂正処理を行う。
【００２２】
その後、ＣＤ−ＲＯＭデコーダ８で処理したデータをバッファマネージャ９によって一旦バッファＲＡＭ１０に蓄積し、セクタデータとして揃ったときにＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインタフェース１１によってホスト側へ一気に転送する。また、音楽データの場合、ＣＤデコーダ７から出力されるデータをＤ／Ａコンバータ１２に入力してアナログのオーディオ信号を取り出す。
【００２３】
一方、データ記録時には、ＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインタフェース１１によってホストから転送されたデータを受信すると、そのデータをバッファマネージャ９によって一旦バッファＲＡＭ１０に蓄積する。バッファＲＡＭ１０に或る程度のデータが溜まったときに記録を開始するが、その前にレーザスポットを書き込み開始地点に位置させる。その書き込み開始地点はトラック（プリグルーブ）の蛇行によって予め光ディスク１に刻まれているウォブル信号であるＡＴＩＰ（Ａbsolute Ｔime Ｉn Ｐre-groove）信号によって求められる。ＡＴＩＰ信号は光ディスク上の絶対番地を示す時間情報であり、ＡＴＩＰデコーダ１３によってＡＴＩＰ信号の情報を取り出すとともに、ＡＴＩＰエラーを検出してＡＴＩＰ信号の検出エラー率を計測する。
【００２４】
また、ＡＴＩＰデコーダ１３が生成する同期信号はＣＤエンコーダ１４に入力されて正確な位置でのデータの書き出しを可能にしている。バッファＲＡＭ１０のデータは、ＣＤ−ＲＯＭエンコーダ１５やＣＤエンコーダ１４でエラー訂正コードの付加やインターリーブを行って光源駆動制御手段としてのレーザコントロール回路１６、光ピックアップ５を介して光ディスク１に記録される。
【００２５】
このような情報記録再生装置は、上述の各部の動作を制御するためのＣＰＵ１７、ＲＯＭ１８及びＲＡＭ１９からなるマイクロコンピュータ２０を備えている。
【００２６】
ここで、本実施の形態では、光源を発光させて光ディスク１に書き込むための書き込むべきデータパターンとしてはＣＤ系規格のＥＦＭ（Ｅight to Ｆourteen Ｍodulation）信号が用いられる。さらに、光ピックアップ５中に含まれる受光素子としては、トラックエラー信号、フォーカスエラー信号、ＲＦ信号等を検出するために、例えば、周知の如く４分割フォトダイオード等が用いられている。
【００２７】
このような情報記録再生装置においては、情報を記録しようとする以前に、ＣＰＵ１７の制御に基づいて情報を記録しようとする光ディスク１の所定領域であるＰＣＡ（パワーキャリブレーションエリア）に試し書きを行い、その再生結果に基づきパワーキャリブレーション手段により最適記録パワー値を決定し、情報の記録時には、光ピックアップ５中の半導体レーザを最適記録パワーで発光させることにより記録動作を行う。
【００２８】
このような情報記録再生装置としての基本構成の下、本実施の形態における信号処理回路としてのアナログ信号処理回路６の構成例を図２を参照して説明する。このアナログ信号処理回路６は、光ピックアップ５中の受光素子からの信号が入力されるバッファアンプ２１と、バッファアンプ２１の出力に演算処理を施す演算アンプ２２と、演算アンプ２２から得られるＲＦ信号の振幅を増幅変換する信号振幅変換回路２３と、この信号振幅変換回路２３による振幅変換後のＲＦ信号についてその最大値及び最小値を検出する信号振幅変換回路としての最大最小振幅検出回路２４とにより構成され、最大最小振幅検出回路２４の出力はＣＰＵ１７中のパワーキャリブレーション手段（図示せず）に入力されるように構成されている。
【００２９】
ここに、演算アンプ２２は受光素子中の各受光領域から出力されバッファアンプ２１により増幅された各受光出力を加算することによりＲＦ信号を出力するものであり、ＲＦ信号検出回路を構成する。信号振幅変換回路２３は例えば図３に示すように可変ゲインアンプ２５により構成されてＲＦ信号の振幅を振幅変換ゲインＧに応じて変換するものであり、ＣＰＵ１７からの制御信号に基づき帰還抵抗Ｒｆの抵抗値を可変させることにより振幅変換ゲインＧが可変自在とされている。最大最小振幅検出回路２４はＲＦ信号のピーク・ボトムレベルをホールドすることにより信号振幅として検出するものである。ＣＰＵ１７では、この最大最小振幅検出回路２４から得られるＲＦ信号の最大値及び最小値により規定される信号振幅に基づき、後述するような演算に基づきβ値を算出し、最適記録パワーの設定処理を行う。
【００３０】
ここで、光ディスク１の記録面フォーマットについて図４を参照して説明する。光ディスク１の記録面は、データエリア３１とデータエリア３１よりも内周側に設けられて最適記録パワーを求めるための試し書きが行われるＰＣＡ（パワーキャリブレーションエリア）３２とにより構成されている。３３は中心孔である。ＰＣＡ３２は、テストエリア３４とカウントエリア３５とにより構成されている。テストエリア３４は１００個の１〜１００のパーティションにより構成され、各々のパーティションは１５個のフレーム３６により構成されている。
【００３１】
ここに、一般的なＯＰＣ動作では、１回のＯＰＣ動作でパーティションの１つが使用されるようになっており、これらパーティションの各々に含まれる１５個のフレーム３６に対して少なくとも２つ以上のレーザパワーでテスト記録すると共に、各々のフレーム３６内の試し書きされたテスト信号を再生し、この再生信号（ＲＦ信号）の特性値βと目標値とを比較して、両者が一致した段階のレーザパワーを最適記録パワーとして検出・設定する。
【００３２】
図５は、一般的なＰＣＡ領域を再生した時に、最大最小振幅検出回路２４から出力される信号振幅レベルと、それらの信号レベルからＣＰＵ１７において算出されたβ値をプロットしたものである。一般的にβ値を算出するための式は、前述したように、
β＝（Ａｐ−Ａｂ）／（Ａｐ＋Ａｂ）  ……………………（１）
で表される。（１）式中のＡｐは信号振幅の最大値、Ａｂは信号振幅の最小値を示す。（１）式で算出されたβ値を基に前述したように最適記録パワーが決定される。
【００３３】
上述したようなパワーキャリブレーション手段の処理を実行するに当たって、信号振幅検出レベルの精度が算出されるβ値の誤差に大きく関与することは（１）式より明らかである。例えば、Ａｐ＝Ａｂ＝１００ｍＶの信号振幅に対し５ｍＶのオフセットがあったとする。すると、本来β＝０となるべきところが、β＝｛（１００＋５）−（１００−５）｝／｛（１００＋５）＋（１００−５）｝＝０．０５となる。この誤差は許容しがたいレベルである。これに対して、信号振幅がＡｐ＝Ａｂ＝５００ｍＶであったとしたら、β＝｛（５００＋５）−（５００−５）｝／｛（５００＋５）＋（５００−５）｝＝０．０１で許容誤差程度である。これは、最大最小振幅検出回路２４の前段に設けた信号振幅変換回路２３においてＲＦ信号の振幅レベルを変更することで容易に実現することができ、正確なパワーキャリブレーション手段を提供できる。
【００３４】
即ち、ＲＦ信号の最大値、最小値の絶対値が小さいほど電気的なオフセットの影響が大きくなるが、最大最小振幅検出回路２４の前段に振幅変換ゲインが可変な信号振幅変換回路２３を備え、ＲＦ信号の振幅の絶対値をより大きくしてからその最大値及び最小値の検出に供することで電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、パワーキャリブレーション手段において最終的に算出するβ値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【００３５】
ところで、最大最小振幅検出回路２４の前段において、信号振幅変換回路２３によりＲＦ信号の振幅レベルを変更する際に、一意にその振幅変換ゲインＧを決めてしまうと、基になるＲＦ信号の振幅が元々大きい場合には最大最小振幅検出回路２４の入力信号レベルが飽和してしまうことが考えられる。この点、本実施の形態では、信号振幅変換回路２２の振幅変換ゲインＧは、最大最小振幅検出回路２４の入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなるように設定するものである。例えば、最大最小振幅検出回路２４の入力信号レベルが飽和しない範囲で最大の振幅レベルをＶin maxとし、信号振幅変換回路２２に入力されるＲＦ信号のレベルをＶinとした場合、振幅変換ゲインＧは、
Ｇ＝Ｖin max／Ｖin
の如く設定される。
【００３６】
このように、信号振幅変換回路２３の振幅変換ゲインＧを後段に位置する最大最小振幅検出回路２４の入力信号レベルとの関係で、この入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなるように設定することにより、最大最小振幅検出回路２４において最適かつ感度のよい状態でＲＦ信号の最大値、最小値を検出させることができる。この結果、常に最適な感度でβ値を検出することが可能となり、正確な最適記録パワーの設定が可能となる。
【００３７】
次に、このような振幅変換ゲインＧの設定タイミング等について説明する。その一例として、例えば、本実施の形態のような情報記録再生装置（光ディスク装置）の製造工程や検査工程など、エンドユーザが使うより以前の段階で、信号振幅レベルが既知の光ディスク１を用いて再生動作を行い、この再生動作により得られる演算アンプ２２からのＲＦ信号の信号レベルに基づき、当該信号レベルが既知の信号振幅レベルとなるように信号振幅変換回路２３の振幅変換ゲインＧを予め設定しておくことができる。
【００３８】
このように振幅変換ゲインＧを設定することにより、各情報記録再生装置（光ディスク装置）間のばらつきのない状態で、振幅変換ゲインＧを適正に設定できる上に、エンドユーザの実動作状態においては、振幅変換ゲインを決定する過程を省略することができ、動作時間を短縮させることができる。
【００３９】
他例として、実際の記録動作に先立ちＯＰＣ動作を行いパワーキャリブレーション手段により最適記録パワーを設定する処理を行う際に、ＯＰＣ動作により試し書きされた当該光ディスク１のＰＣＡ領域を再生して得られるＲＦ信号に基づき振幅変換ゲインＧを設定し、この後、当該ＰＣＡ領域を再度再生して得られるＲＦ信号について、振幅変換ゲインＧが設定された信号振幅変換回路２３及び最大最小振幅検出回路２４を用いて最大値及び最小値を検出し、ＣＰＵ１７のパワーキャリブレーション手段によりβ値を算出して最適記録パワーを設定させるようにしてもよい。
【００４０】
これによれば、ＯＰＣ動作時に段階的に変化させた記録パワーの各々の再生信号振幅に応じて最適な振幅変換レベルとすることが可能であるため、さらに感度の高いβ値の検出が可能となる。即ち、パワーキャリブレーション手段により最適記録パワー設定処理を行う毎にＰＣＡ領域に関して再生動作を行って振幅変換ゲインＧを設定し直してからβ値の算出動作を行わせることにより、電気的なオフセットなどによりＲＦ信号のレベルが変化したとしても、常にその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の光ディスク装置によれば、ＲＦ信号の最大値、最小値の絶対値が小さいほど電気的なオフセットの影響が大きくなるが、信号振幅検出回路の前段に振幅変換ゲインが可変な信号振幅変換回路を備えるので、ＲＦ信号の振幅の絶対値をより大きくしてからその最大値及び最小値の検出に供することで電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、最終的に算出されるβ値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出させることができる。
【００４２】
また、ＲＦ信号の最大値、最小値を検出し、パワーキャリブレーション手段によりβ値を算出して最適記録パワーを設定するようにしたので、元々のＲＦ信号に電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
更に、パワーキャリブレーション手段により最適記録パワー設定処理を行う毎に試し書き領域に関して再生動作を行って振幅変換ゲインを設定し直してからβ値の算出動作を行わせるようにしたので、電気的なオフセットなどによりＲＦ信号のレベルが変化したとしても、常にその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【００４３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光ディスク装置において、信号振幅変換回路の振幅変換ゲインを後段に位置する信号振幅検出回路の入力信号レベルとの関係で、この入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなるように設定するようにしたので、最適かつ感度のよい状態でＲＦ信号の最大値、最小値を検出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す情報記録再生装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】そのアナログ信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図３】信号振幅変換回路の一例を示す回路図である。
【図４】光ディスクの記録面のフォーマット例を示す説明図である。
【図５】ＰＣＡ領域のＲＦ信号から得られる信号振幅の最大値、最小値及びβ値の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１      光ディスク
２      回転駆動機構
５      光ピックアップ
６      信号処理回路
２２      ＲＦ信号検出回路
２３      信号振幅変換回路
２４      信号振幅検出回路
【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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