(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに予め形成されたプリピット情報を検出しつつ記録を行う光ディスク装置であって、
前記光ディスクに記録パワーのレーザ光を照射してデータを記録する際の戻り光を電気信号に変換する少なくとも前記光ディスクの半径方向に２分割されたフォトディテクタと、
前記２分割されたフォトディテクタからの２つの信号のゲインをそれぞれ調整するゲイン調整器と、
ゲイン調整された２つの信号の上限レベルを制限するリミッタと、
前記リミッタからの２つの信号の差を演算する演算器と、
前記演算器からの差信号に含まれる前記プリピット情報を抽出する抽出手段と、
を有し、前記リミッタの制限レベルは、記録パワーの戻り光レベルより小さくスペース期間のレーザ光の戻り光レベルよりも大きいレベルであることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、さらに、
ゲイン調整された２つの信号の差を演算する第２演算器と、
前記第２演算器からの差信号に含まれる前記プリピット情報を抽出する第２抽出手段と、
前記抽出手段と前記第２抽出手段の論理和を演算する手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置、特に光ディスクに形成されたプリピットを検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等の光ディスクにおいては情報記録トラックのアドレス情報を有するプリピットが情報トラックに隣接するトラック、例えばグルーブに隣接する外周側のランドに形成されており、データの記録再生時にはこのプリピットを検出することで光ディスクの面内位置を確定している。
【０００３】
一般に、プリピットは以下のようにして検出される。すなわち、情報記録トラック中心に照射されたレーザ光の戻り光を半径方向及び円周方向に分割された４分割フォトディテクタで電気信号に変換し、半径方向に分割されたフォトディテクタからの２つの信号の差を演算する。そして、差演算により記録パワーの変調成分を除去し、差信号に含まれるプリピット信号を抽出してデコードする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半径方向に分割されたフォトディテクタからの２つの信号の差を演算した場合、記録パワーの変調成分を完全に除去することができず、特に記録開始直後と記録完了直後のエッジ部分において残存し、ノイズとして残ることになる。しかも、記録パワー時には再生パワー時よりもレーザパワーが大きく、記録パワー時の戻り光量も増大しているため、記録パワー時のノイズレベルは大きくなり、再生パワー時のプリピットレベルと同程度あるいはそれ以上となり得る。この場合、記録パワー時のノイズと再生パワー時におけるプリピット信号をレベル上は区別できず、差信号を所定のしきい値で２値化してプリピット信号を抽出しようとしても、再生パワーのプリピット信号を抽出することが困難となる。すなわち、しきい値を大きくして記録パワー時のノイズを除去しようとすると再生パワー時のプリピット信号まで除去されてしまい、しきい値を小さくして再生パワー時のプリピット信号を抽出しようとすると記録パワー時のノイズもプリピット信号として誤抽出してしまう。なお、記録パワーを印加する期間はマーク期間、再生パワーを印加する期間はスペース期間であるから、上記の問題はスペース期間におけるプリピット信号を抽出することが困難と言い換えることもできる。
【０００５】
一方、特開２０００−３１１３４４号公報のように、マーク期間においてプリピットを検出する回路と、スペース期間においてプリピットを検出する回路とを並列的に設け、マーク期間とスペース期間それぞれにおいてプリピットを検出することで上記問題を解決することも可能であるが、マーク期間とスペース期間においてそれぞれ信号処理するためのゲート信号を生成する回路が必要となり、回路構成が複雑化する。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、比較的簡易な構成でスペース期間、あるいは再生パワーのレーザ光を照射する期間においてもプリピット情報を確実に検出することができる光ディスク装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、光ディスクに予め形成されたプリピット情報を検出しつつ記録を行う光ディスク装置であって、前記光ディスクに記録パワーのレーザ光を照射してデータを記録する際の戻り光を電気信号に変換する少なくとも前記光ディスクの半径方向に２分割されたフォトディテクタと、前記２分割されたフォトディテクタからの２つの信号のゲインをそれぞれ調整するゲイン調整器と、ゲイン調整された２つの信号の上限レベルを制限するリミッタと、前記リミッタからの２つの信号の差を演算する演算器と、前記演算器からの差信号に含まれる前記プリピット情報を抽出する抽出手段とを有する。
【０００８】
ここで、前記リミッタの制限レベルは、記録パワーの戻り光レベルより小さくスペース期間のレーザ光の戻り光レベルよりも大きいレベルとすることが好適である。
【０００９】
また、ゲイン調整された２つの信号の差を演算する第２演算器と、前記第２演算器からの差信号に含まれる前記プリピット情報を抽出する第２抽出手段と、前記抽出手段と前記第２抽出手段の論理和を演算する手段とをさらに有することが好適である。
【００１０】
このように、本発明に係る光ディスク装置では、光ディスクの半径方向に少なくとも２分割されたフォトディテクタ、例えば４分割フォトディテクタからの２つの信号のゲインを調整した後、２つの信号の上限レベルをリミッタで制限する。リミッタによる上限レベルの制限は、言い換えれば信号の記録パワー時における戻り光信号レベルを一定値に置き換えることを意味する。これにより、記録パワー時の戻り光信号に含まれるノイズ成分が除去され、２つの信号の差を演算することで記録パワー時のノイズによる影響を受けることなく再生パワー時（スペース期間）におけるプリピット情報を抽出することができる。
【００１１】
なお、記録パワー時のプリピット情報は従来と同様に上限レベルを制限することなく２つの信号の差を演算し、その差信号に含まれるプリピット情報を検出すればよく、マーク期間におけるプリピット情報と上述したスペース期間におけるプリピット情報の論理和を演算することで、マーク期間及びスペース期間のいずれにおいてもプリピット情報を検出することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、光ディスクとしてＤＶＤ−Ｒを例にとり説明する。
【００１３】
図１には、本実施形態にかかる光ディスク装置の構成ブロック図が示されている。光ディスク（ＤＶＤ−Ｒ）１０は、スピンドルモータ１２によりＣＡＶ（あるいはＣＬＶ）回転駆動される。光ディスク１０の情報記録トラックであるグルーブの間の領域（ランド）には所定の間隔でプリピット（ランドプリピット：ＬＰＰ）が形成されており、このプリピットを検出することで光ディスク１０の面内位置を特定することができる。
【００１４】
光ピックアップ１４は、光ディスク１０に対向配置され、記録パワーのレーザー光を光ディスク１０に照射してデータを記録するとともに、再生パワーのレーザ光を照射して記録データを再生する。記録時には、コントローラ２０からの記録データをエンコーダ１８にて変調し、さらにＬＤ駆動部１６にて駆動信号に変換して光ピックアップ１４のレーザダイオード（ＬＤ）を駆動する。より詳しくは、ピットを形成するマーク期間においては、３Ｔについては単一の記録パワーのパルスで記録し、４Ｔ〜１４Ｔについては複数の記録パワーのパルス（マルチパルスあるいはパルストレーン）で記録する。スペース期間においては再生パワー（バイアスパワー）のレーザ光を照射しピットを形成しない。再生時には、光ピックアップ１４内の４分割フォトディテクタで電気信号に変換された戻り光量をＲＦ信号処理部２２に供給し、さらにデコーダ２４にて復調した後、再生データとしてコントローラ２０に供給する。
【００１５】
ＲＦ信号処理部２２は、アンプやイコライザ、２値化部、ＰＬＬ部などを有し、ＲＦ信号をブーストした後２値化し、同期クロックを生成してデコーダ２４に出力する。また、再生ＲＦ信号はプリピット検出部２６にも供給する。
【００１６】
プリピット検出部２６は、再生ＲＦ信号に含まれる、グルーブに隣接するランド（グルーブの外周側に隣接するランド）に形成されたプリピットの信号成分を検出し、コントローラ２０に供給する。プリピット検出部２６の構成についてはさらに後述する。
【００１７】
コントローラ２０は、マイコン等で構成され、記録データをエンコーダ１８に供給するとともに、検出されたプリピット情報をエンコーダ１８に供給する。エンコーダ１８は、記録データを変調するとともに、このプリピット検出情報に基づき同期情報を周期的に挿入してＬＤ駆動部１６にデータ信号を供給する。
【００１８】
なお、この他にもフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボによりフォーカス及びトラッキングを制御するサーボ系があるが、これについては従来と同一であるので説明は省略する。
【００１９】
図２には、本実施形態における光ディスク１０の記録方式が模式的に示されている。既述したように、光ディスク１０にはランドに所定の間隔でプリピット１００が形成されている。一方、グルーブに記録されるデータは予め情報単位であるＳＹＮＣフレームごとに分割され、２６個のＳＹＮＣフレームで１セクタが構成され、１６セクタで１ＥＣＣブロックが構成される。そして、各々のＳＹＮＣフレームの先頭にＳＹＮＣフレーム毎の同期を取るための同期情報（ＳＹＮＣ）２００が挿入される。同期情報ＳＹＮＣとしては、確実にＳＹＮＣフレーム同期がとれるようにデータ変調部分に出現する最長の１１Ｔよりも十分長い１４Ｔが用いられる。そして、ＤＶＤ−Ｒの規格では、１４ＴのＳＹＮＣパルスとしてはマーク、スペースのいずれかを選択することができる。
【００２０】
なお、図２においてグルーブは所定の周波数でウォブル（蛇行）しているが、これは、ウォブル周波数を検出することにより光ディスク１０の回転数を検出するためである。
【００２１】
図３には、ＳＹＮＣフレームと同期情報（ＳＹ）及びプリピットとの関係が模式的に示されている。ＳＹＮＣフレームは、偶数フレーム（ＥＶＥＮフレーム）と奇数フレーム（ＯＤＤフレーム）に大別され、プリピットは通常偶数フレームに対応させて形成される。但し、記録すべきグルーブの両隣のランドの略同一位置にプリピットが配置された場合には、戻り光に２つのプリピット成分が混入してしまうので、このような干渉をさけるために奇数フレームにシフトして配置される。また、ウォブル周波数はＳＹＮＣフレーム周波数の８倍となっており、プリピットは１つのＳＹＮＣフレーム中の最初の３つのウォブルの頂点に位置するように配置され、そのうちの最初のプリピットが同期位置を示すＳＹＮＣプリピットとなる。光ディスク装置は、再生信号からこのＳＹＮＣプリピットを検出することで同期位置を検出でき、この同期位置に同期情報（ＳＹＮＣデータ）の１４Ｔを割り当ててデータを記録する。
【００２２】
図４には、光ピックアップ１４内の４分割フォトディテクタの配列がレーザスポットとの関係で示されている。４分割フォトディテクタは光ディスク１０の半径方向に２分割されるとともに、円周方向に２分割される。半径方向に２分割されたフォトディテクタは（ＡとＤ）及び（ＢとＣ）であり、円周方向に分割されたフォトディテクタは（ＡとＢ）及び（ＣとＤ）である。ランドプリピット（ＬＰＰ）１００が形成されているランド側に位置するフォトディテクタは（ＡとＤ）である。
【００２３】
図５には、図１におけるプリピット検出部２６の構成ブロック図が示されている。プリピット検出部２６は加算器２６ａ、２６ｂ、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）２６ｃ、２６ｄ、リミッタアンプ２６g、２６ｈ、差動アンプ２６ｅ、２６ｉ、２値化器２６ｆ、２６ｊ及び論理和演算器２６ｋを有して構成される。
【００２４】
４分割フォトディテクタのディテクタＡ及びＤからの信号は加算器２６ａに供給される。加算器２６ａは、２つの信号の和を演算して（Ａ＋Ｄ）信号をＡＧＣ２６ｃに供給する。
【００２５】
一方、フォトディテクタＢ及びＣからの信号は加算器２６ｂに供給される。加算器２６ｂは、２つの信号の和を演算して（Ｂ＋Ｃ）信号を２６ｄに供給する。
【００２６】
ＡＧＣ２６ｃ及び２６ｄは、これら（Ａ＋Ｄ）信号及び（Ｂ＋Ｃ）信号のレベルが略一致するようにゲインを調整して差動アンプ２６ｅに出力する。すなわち、（Ａ＋Ｄ）信号を非反転入力端子（＋）に出力し、（Ｂ＋Ｃ）信号を反転入力端子（−）に出力する。
【００２７】
差動アンプ２６ｅは、第２演算器として機能し、２つの信号の差を演算して（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）信号を２値化器２６ｆに出力する。
【００２８】
２値化器２６ｆは、第２抽出手段として機能し、差動アンプ２６ｅからの（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）信号を所定のしきい値で２値化し、プリピット情報を抽出して論理和演算器２６ｋに出力する。これら加算器２６ａ、２６ｂ、ＡＧＣ２６ｃ、２６ｄ、差動アンプ２６ｅ及び２値化器２６ｆの構成は、半径方向に分割された２つのフォトディテクタからの信号の差を演算してプリピット情報を検出する従来の回路と同一であり、しきい値を適当に調整する（マーク期間におけるノイズを除去できる程度のしきい値）ことでマーク期間におけるプリピット信号を抽出できるものの、スペース期間におけるプリピット信号を抽出することが困難となる。その理由は、既述したようにマーク期間においてはレーザ光は記録パワーであり、その戻り光量に含まれるノイズレベルも大きく、スペース期間におけるプリピット信号のレベルと同一もしくはそれ以上となるからである。
【００２９】
そこで、本実施形態におけるプリピット検出部２６は、上述した従来の回路構成に加え、リミッタアンプ２６ｇ、２６ｈ、差動アンプ２６ｉ及び２値化器２６ｊを設け、これらによりスペース期間におけるプリピット情報を検出する。そして、２値化器２６ｆからのマーク期間におけるプリピット情報と論理和演算することでマーク、スペース両期間におけるプリピット情報を検出する。
【００３０】
すなわち、ＡＧＣ２６ｃからのゲイン調整された（Ａ＋Ｄ）信号は差動アンプ２６ｅに供給されるとともに、リミッタアンプ２６ｈにも供給される。リミッタアンプ２６ｈは、入力信号の上限レベルを制限するアンプであり、言い換えれば入力信号の上限値が所定の上限値を超える場合には、その上限値に置き換えて出力するアンプである。リミッタアンプ２６ｈからの上限レベルが制限された（Ａ＋Ｄ）信号は差動アンプ２６ｉに供給される。
【００３１】
一方、ＡＧＣ２６ｄからのゲイン調整された（Ｂ＋Ｃ）信号は差動アンプ２６ｅに供給されるとともに、リミッタアンプ２６ｇにも供給される。リミッタアンプ２６ｇもリミッタアンプ２６ｈと同様に入力信号の上限レベルを制限するアンプであり、リミッタアンプ２６ｇからの上限レベルが制限された（Ｂ＋Ｃ）信号は差動アンプ２６ｉに供給される。
【００３２】
なお、リミッタアンプ２６ｈ及び２６ｇにおける上限値は、例えばスペース期間における戻り光レベルよりも一定量大きなレベルであり、記録パワーにおける戻り光レベルよりも小さなレベルとする。すなわち、記録パワーの戻り光レベル（ピットが形成された後の戻り光レベルＢ）＞上限値＞再生パワーの戻り光レベルである。２つのリミッタアンプ２６ｇ、２６ｈの上限値は同一でよい。
【００３３】
差動アンプ２６ｉは、演算器として機能し、上限レベルが制限された２つの信号の差を演算して（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）信号を２値化器２６ｊに出力する。マーク期間におけるノイズやプリピット信号はリミッタアンプ２６ｇ、２６ｈで除去されるが、スペース期間におけるプリピット信号はリミッタアンプ２６ｇ、２６ｈにより制限されていないため、差演算により記録パワーの変調成分及びノイズが除去されてプリピット信号のみが残り、２値化器２６ｊではマーク期間におけるノイズ成分に影響を受けることなくスペース期間におけるプリピット信号を確実に抽出することができる。
【００３４】
論理和演算器２６ｋは、２つの信号の論理和を演算してコントローラ２０に出力する。２値化器２６ｆからはマーク期間におけるプリピット信号が出力され、２値化器２６ｊからはスペース期間におけるプリピット信号が出力されるため、両者の論理和を演算することでマーク期間及びスペース期間のプリピット信号がともに検出されることとなる。
【００３５】
以上の処理をタイミングチャートを用いてより詳細に説明する。
【００３６】
図６には、フォトディテクタＡ〜Ｄの信号が示されている。図６（Ａ）はフォトディテクタＡからの信号、（Ｂ）はフォトディテクタＢからの信号、（Ｃ）はフォトディテクタＣからの信号、（Ｄ）はフォトディテクタＤからの信号である。マーク期間においてはレーザ光のパワーが記録パワーに増大するため、その戻り光の信号レベルも増大する。なお、記録パルスはマルチパルスであるため、その戻り光信号もマルチパルス状となるが、図では説明の都合上、実際の戻り光信号の包絡線を示している。記録パワー照射直後においては未だピットが形成されていないためその戻り光の信号レベルも極大となり（レベルＡ）、ピット形成に伴って当該ピットによる回折で戻り光信号レベルも減少しやがて一定値（レベルＢ）となる。一方、スペース期間においては再生パワーのレーザ光が照射されるため、その戻り光の信号レベルも一定値となる。マーク期間においてプリピット信号ＬＰＰが存在すると、このＬＰＰによる信号が戻り光信号に含まれることとなり、ＬＰＰによる回折分だけその信号レベルが減少する。スペース期間においても同様である。図において、ＬＰＰｗはマーク期間におけるＬＰＰ成分を示し、ＬＰＰｒはスペース期間におけるＬＰＰを示す。ＬＰＰはマーク期間あるいはスペース期間のいずれかに任意に出現する。
【００３７】
なお、フォトディテクタＡ、ＤはプリピットＬＰＰが形成されたランド側に位置しているため、ＬＰＰｗあるいはＬＰＰｒはレベルが減少する信号として出現するが、フォトディテクタＢ、Ｃからの信号は光の回折現象によりレベルが逆に増大する信号（位相が反転した信号）として出現する。
【００３８】
図７（Ａ）、（Ｂ）には、ＡＧＣ２６ｃ、２６ｄでゲイン調整された（Ａ＋Ｄ）信号及び（Ｂ＋Ｃ）信号がそれぞれ示されている。また、（Ｃ）には、差動アンプ２６ｅの出力（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）信号が示されている。マーク期間におけるノイズレベルとスペース期間におけるプリピットＬＰＰｒのレベルは同程度であり、マーク期間におけるプリピットＬＰＰｗは検出できるものの、ＬＰＰｒを検出することが困難であることが理解されよう。
【００３９】
図８（Ａ）、（Ｂ）には、リミッタ２６ｈからの信号及びリミッタ２６ｇからの信号がそれぞれ示されている。図中、破線部分はリミッタアンプ２６ｈ、２６ｇによりその上限レベルが一定値に制限されたため欠落したことを示す。マーク期間におけるノイズは除去され、スペース期間におけるＬＰＰｒはそのまま残っている。マーク期間におけるＬＰＰｗもノイズと同様に除去されるが、ＬＰＰｗは２値化器２６ｆで検出されるので問題ない。
【００４０】
図９（Ａ）、（Ｂ）には、差動アンプ２６ｉからの信号及び２値化器２６ｊからの信号がそれぞれ示されている。２つの信号の差を演算することで、マーク期間における記録パワー変調に伴う成分やノイズが除去され、スペース期間におけるＬＰＰｒのみが存在する。このような信号を図中一点鎖線で示された所定のしきい値を用いて２値化すると、スペース期間におけるＬＰＰｒのみを確実に抽出することができる。
【００４１】
図１０には、論理和演算器２６ｋからコントローラ２０に供給される信号が示されている。論理和演算器２６ｋでは、２値化器２６ｆからのマーク期間ＬＰＰｗと２値化器２６ｊからのスペース期間ＬＰＰｒの論理和が出力されるため、図に示されるようにＬＰＰｗ、ＬＰＰｒが混在した信号が出力される。したがって、ＬＰＰがマーク期間あるいはスペース期間のいずれに存在していても、ＬＰＰを確実に検出することができる。
【００４２】
そして、本実施形態では、従来のようにマーク期間とスペース期間においてそれぞれ戻り光信号をサンプルホールドする等してＬＰＰを検出するのではなく、単に信号の上限レベルを制限することでスペース期間におけるＬＰＰを検出することができるので、構成を簡易化することが可能である。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。
【００４４】
例えば、本実施形態ではＤＶＤ−Ｒを例にとり説明したが、プリピットが形成された任意の光ディスク（ＤＶＤ−ＲＷ等）にも同様に適用することができる。
【００４５】
また、本実施形態において、差動アンプ２６ｉの後段にローパスフィルタを設けてノイズを除去し、その後２値化器２６ｊで２値化することもできる。
【００４６】
さらに、図３に示されるように、ＬＰＰはウォブルの頂点に位置する、すなわちウォブル信号に同期して存在するため、回転数を制御するために検出するウォブル信号を用いてゲートを設定し、２値化器２６ｊでウォブルの頂点近傍においてのみＬＰＰｒを抽出することも可能である。２値化器２６ｆでもウォブル信号を用いてゲートを設定し、ＬＰＰｗを抽出することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればスペース期間におけるプリピット情報を確実に抽出でき、マーク期間におけるプリピット情報と併せてマーク、スペース両期間においてプリピット情報を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態にかかる光ディスク装置の構成ブロック図である。
【図２】  グルーブとランド、ランドプリピットＬＰＰ、同期情報との関係を示す説明図である。
【図３】  シンクフレームと同期情報との関係を示す説明図である。
【図４】  ４分割フォトディテクタの配置説明図である。
【図５】  図１におけるプリピット検出部の構成ブロック図である。
【図６】  実施形態におけるタイミングチャート（その１）である。
【図７】  実施形態におけるタイミングチャート（その２）である。
【図８】  実施形態におけるタイミングチャート（その３）である。
【図９】  実施形態におけるタイミングチャート（その４）である。
【図１０】  実施形態における論理和演算器からの出力信号説明図である。
【符号の説明】
１０  光ディスク、１２  スピンドルモータ、１４  光ピックアップ、１６  ＬＤ駆動部、１８  エンコーダ、２０  コントローラ、２２  ＲＦ信号処理部、２４  デコーダ、２６  プリピット検出部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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