JP3826388B2

JP3826388B2 - Optical disc apparatus and optical disc access method

Info

Publication number: JP3826388B2
Application number: JP20557497A
Authority: JP
Inventors: 健介藤本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: JPH1153736A

Description

【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、例えば磁気超解像（ＭＳＲ：Magnetically Induced Super Resolution ）の手法を適用して光ディスクをアクセスする光ディスク装置に適用することができる。本発明は、再生信号が所定の基準レベルを横切る前後について、所定の時間間隔で再生信号の信号レベル差を検出することにより、簡易な構成で、かつ短時間でアクセスの条件を設定することができ、さらには必要に応じて光ディスクの情報記録面を有効に利用することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク装置においては、磁気超解像の手法を適用して、光ディスクに記録されたデータを再生するようになされたものが提案されている。この光ディスク装置は、ビームスポットにおける局所的な温度変化を利用して、レーザービームに対して等価的な開口をビームスポット以下の大きさにより情報記録面に形成して高密度に記録したデータを再生することから、周囲温度等の変化によりこの開口の大きさが変化しないように、レーザーパワー等を制御するようになされている。
【０００３】
図８は、この磁気超解像法による光ディスク装置の再生系を示すブロック図である。この光ディスク装置１において、光ディスク２は、磁気超解像法によるデータ再生に適用し得るように、複数の磁性膜を積層して情報記録面が形成される。この光ディスク装置１は、所定のバイアス磁界を印加した状態で、情報記録面にレーザービームを照射すると共に、このレーザービームの戻り光を受光することにより、光ディスク２に熱磁気記録されたデータを再生する。
【０００４】
すなわちスピンドルモータ３は、スピンドル制御回路４の制御により所定の回転速度で光ディスク２を回転駆動する。スピンドル制御回路４は、システムコントロール５の制御により、スピンドルモータ３を駆動し、これにより光ディスク２を例えば線速度一定の条件により駆動する。
【０００５】
光ピックアップ６は、サーボ回路７により制御されるスレッドモータ８の回転により、光ディスク２の半径方向に可動し得るように配置される。さらに光ピックアップ６は、レーザーパワー制御回路９の制御により、半導体レーザよりレーザービームを射出し、このレーザービームを所定の対物レンズにより光ディスク２の情報記録面に集光する。このとき光ピックアップ６は、このレーザービームの光量検出信号をレーザーパワー制御回路９に出力し、これによりレーザーパワー制御回路９の光量制御により所定光量のレーザービームを光ディスク２に照射する。
【０００６】
さらに光ピックアップ６は、レーザービームの戻り光を受光し、この戻り光より、トラッキングエラー量に応じて信号レベルが変化するトラッキングエラー信号、フォーカスエラー量に応じて信号レベルが変化するフォーカスエラー信号を生成し、これらトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号をサーボ回路７に出力する。さらに光ピックアップ６は、これらトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号に応じてサーボ回路７より出力される駆動信号により対物レンズを上下左右に可動する。
【０００７】
さらに光ピックアップ６は、戻り光より、戻り光の偏光面に応じて信号レベルが変化する再生信号ＲＦを生成し、この再生信号ＲＦを再生信号処理回路１０に出力する。
【０００８】
サーボ回路７は、システムコントロール５の制御により、スレッドモータ８を駆動し、これにより光ピックアップ６をシークさせる。さらにサーボ回路７は、システムコントロール５により指定される基準電圧にトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を保持するように、光ピックアップ６に駆動信号を出力する。これによりサーボ回路７は、システムコントロール５により設定された制御目標により光ピックアップ６をトラッキング制御及びフォーカス制御する。
【０００９】
レーザーパワー制御回路９は、システムコントロール５の制御により、光ピックアップ６より出力される光量検出信号に基づいて、光ピックアップ６に駆動信号を出力し、これによりレーザービームの光量を制御する。これにより光ディスク装置１では、このレーザービームの光量を調整して光ディスク２を最適な条件によりアクセスするようになされている。
【００１０】
再生信号処理回路１０において、等化回路１１は、再生信号ＲＦを波形等価して出力する。復調回路１２は、この等化回路１１の出力信号を２値化してクロックを再生する。さらに復調回路１２は、このクロックを基準にして２値化した信号を順次ラッチして再生データを得、この再生データを復調して出力する。誤り訂正回路１３は、この復調回路１２の出力データを誤り訂正処理し、これにより光ディスク２に記録されたデータを再生して出力する。
【００１１】
このようにして光ディスク２に記録されたデータを再生するにつき、光ディスク装置１においては、予め光ディスク２に記録された基準パターンの再生信号ＲＦをＭＴＦ評価回路１４により評価し、その評価値をシステムコントロール５に出力する。すなわち磁気超解像は、レーザービームを照射することにより、光ディスクの情報記録面に、レーザービームに対して等価的な開口をビームスポット以下の大きさにより形成して光ディスク２に記録されたデータを再生する。従ってこの開口の大きさが大きくなると、光ディスク２に記録されたパターンに対する光学系のレスポンスが劣化することになる。この現象は、この光学系における空間周波数特性の劣化として把握することができる。
【００１２】
ＭＴＦ評価回路１４は、光ディスク２に事前に記録されたパターンを基準にして、光学系における空間周波数特性の振幅特性（ＭＴＦ：Modulation Transfer Function）を検出する。これにより光ディスク装置１では、周囲温度等の変化に対応して、このＭＴＦが最適値になるように、レーザービームの光量を制御することになる。因みに、これにより等化回路１１は、この光学系に起因するＭＴＦを補正し、再生信号ＲＦにおける符号間干渉を低減することになる。
【００１３】
具体的に、ＭＴＦ評価回路１４は、図９に示すように、基準パターンより得られる再生信号ＲＦを等化回路１１から２値化回路１４Ａに入力し、ここで２値化して２値化信号Ｓ１を生成する。さらにＭＴＦ評価回路１４は、この２値化信号Ｓ１を直列接続された遅延回路（Ｄ）１５Ａ、１５Ｂ、……１５Ｎに供給し、これら遅延回路１５Ａ、１５Ｂ、……１５Ｎの出力信号、２値化信号Ｓ１を基準波形演算回路１６に入力する。
【００１４】
ここでこれら遅延回路１５Ａ、１５Ｂ、……１５Ｎは、再生クロックにより動作するように形成され、これによりＭＴＦ評価回路１４は、この基準パターンを再生してなる再生データの論理パターンを基準波形演算回路１６に入力する。
【００１５】
基準波形演算回路１６は、この再生データの論理パターンに対応してなる基準の再生信号波形を保持し、この保持した再生信号波形の基準信号を比較回路１７に出力する。遅延回路１８は、この基準信号に対応するように再生信号ＲＦを遅延させて出力し、比較回路は、この基準信号と再生信号ＲＦとの比較結果をシステムコントロール５に出力する。これによりＭＴＦ評価回路１４は、基準波形演算回路１６に保持した基準の再生信号波形を基準にして、この基準の波形に対する再生信号波形の相違によりＭＴＦを評価できるようになされている。
【００１６】
すなわちシステムコントロール５においては、この比較結果を基準にして、基準波形に対して再生信号波形が一致するように、レーザーパワー制御回路９を介してレーザーパワーを制御し、これによりレーザービームの光量を最適化するようになされている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで図９に示すＭＴＦ評価回路１４においては、光ディスク２に基準パターンを記録することが必要なことにより、その分光ディスク２の情報記録面を有効に利用できなくなる問題がある。また再生信号処理回路１０において、再生信号ＲＦに対してクロックが正しく同期しなければ、正しく再生信号波形を評価できないことにより、その分最適化に時間を要する問題がある。
【００１８】
この図９について説明した方式に対して、等化回路１１より出力される基準パターンの再生信号ＲＦをディジタル信号に変換した後、このディジタル信号を信号処理してＭＴＦを評価する方法も考えられるが、この場合も情報記録面を有効に利用できなくなり、また再生信号ＲＦに対してクロックが正しく同期しなければ、正しく再生信号波形を評価できない問題がある。
【００１９】
またこれら２つの方法に共通して、評価回路の構成が煩雑かつ複雑になる問題もある。
【００２０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で、かつ短時間でアクセスの条件を設定することができ、さらに必要に応じて光ディスクの情報記録面を有効に利用することができる光ディスク装置を提案しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、再生信号が所定の基準レベルを横切る前後において、所定の時間間隔で、再生信号の信号レベルを検出し、この信号レベルのレベル差を検出する。
【００２２】
再生信号が所定の基準レベルを横切る過渡応答の信号波形は、再生系の周波数特性を示し、この基準レベルを横切る前後について、所定の時間間隔で検出した信号レベル差は、ＭＴＦに対応することになる。すなわち充分なＭＴＦによる過渡応答においては、大きな信号レベル差が得られ、この信号レベル差が小さい場合、周波数特性が劣化していることになる。この再生信号が所定の基準レベルを横切る前後についての信号レベルの検出は、例えば再生信号を一定の時間間隔によりサンプリングしてそのサンプリング値に基づいて簡易に検出することができ、このサンプリング用のクロックが再生信号に同期していない場合でも、ＭＴＦの評価値として使用することができる。また特別な基準信号によらなくても、評価値とすることができる。また単にレベル判定して、前後のサンプリング値を減算する簡易な構成によりレベル差を検出して、評価値とすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の再生系を示すブロック図である。この光ディスク装置２０においては、光ディスク２に熱磁気記録されたデータを磁気超解像の手法により再生する。なおこの光ディスク装置２０において、図８について上述した光ディスク装置と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。また光ディスク装置２０は、後方開口検出（ＲＡＤ：Rear Apearture Detection）により光ディスクを再生する。
【００２５】
この光ディスク装置２０において、再生信号処理回路２１は、アナログディジタル（ＡＤ）変換回路２２において、再生クロックを基準にして再生信号ＲＦをアナログディジタル変換処理し、これによりディジタル再生信号ＤＲＦを生成する。
【００２６】
等化回路２３は、例えばＦＩＲフィルタにより構成された適応型のフィルタでなり、システムコントロール２５の制御により、このディジタル再生信号ＤＲＦを波形等化して出力する。
【００２７】
ＡＧＣ（Auto Gain Control ）回路２６は、等化回路２３よりディジタル再生信号ＤＲＦを受け、このディジタル再生信号ＤＲＦの振幅が一定値になるように、ディジタル再生信号ＤＲＦの信号レベルを補正して出力する。
【００２８】
すなわち図３に示すように、ＡＧＣ回路２６は、例えば乗算回路構成の可変利得増幅回路２６Ａにディジタル再生信号ＤＲＦを入力し、所定利得により増幅して出力する。ピークホールド回路６Ｂは、この可変利得増幅回路２６Ａより出力されるディジタル再生信号ＤＲＦを所定の時定数によりピークホールドして出力する。ボトムホールド回路６Ｃは、この可変利得増幅回路２６Ａより出力されるディジタル再生信号ＤＲＦを所定の時定数によりボトムホールドして出力する。減算回路６Ｄは、ピークホールド回路６Ｂの出力信号より、ボトムホールド回路６Ｃの出力信号を減算し、これによりディジタル再生信号ＤＲＦの振幅値を検出して出力する。
【００２９】
減算回路６Ｅは、減算回路６Ｄで検出した振幅値から基準振幅値ＲＥＦを減算し、これによりこの基準振幅値ＲＥＦを対するディジタル再生信号ＤＲＦの振幅値の差分信号ＥＲを出力する。ローパスフィルタ（ＬＰＥ）６Ｆは、この差分信号ＥＲを帯域制限して、可変利得増幅回路２６Ａの利得制御信号として出力する。これによりＡＧＣ回路２６は、ディジタル再生信号ＤＲＦの振幅が基準振幅値ＲＥＦになるように、ディジタル再生信号ＤＲＦの信号レベルを補正して出力し、レーザーパワーを可変した場合でも、続くＭＴＦ評価回路２８において、正しい評価値を検出できるようになされている。
【００３０】
かくするにつき光ディスク装置２０では、続く復調回路１２でクロックを再生すると共に、再生データを生成して復調し、その結果得られる復調データを誤り訂正回路１３により誤り訂正処理して出力することになる。
【００３１】
ＭＴＦ評価回路２８は、ＡＧＣ回路２４より出力されるディジタル再生信号ＤＲＦよりＭＴＦの評価値を検出して出力する。図１に示すように、ＭＴＦ評価回路２８は、１クロック遅延回路２８Ａにディジタル再生信号ＤＲＦを入力し、ここで１クロック周期だけ遅延させる。またＭＴＦ評価回路２８は、反転増幅回路２８Ｂにディジタル再生信号ＤＲＦを入力し、ここでディジタル再生信号ＤＲＦの極性を反転させる。
【００３２】
加算回路は、１クロック遅延回路２８Ａより出力されるディジタル再生信号ＤＲＦと、反転増幅回路２８Ｂより出力されるディジタル再生信号ＤＲＦとを加算することにより、ディジタル再生信号ＤＲＦの各サンプリング値について、連続するサンプリング値間のレベル差を検出して出力する。
【００３３】
絶対値化回路２８Ｄは、この加算回路２８Ｃより出力されるレベル差を絶対値化して出力する。
【００３４】
ゼロクロス検出回路２８Ｅは、１クロック遅延回路２８Ａより出力されるディジタル再生信号ＤＲＦに対して、この１クロック遅延回路２８Ａに入力されるディジタル再生信号ＤＲＦの極性が変化しているとき、再生信号ＲＦがゼロクロスしたと判定してゼロクロス判定信号Ｓ３を出力する。
【００３５】
これにより図４に示すように、ＭＴＦ評価回路２８は、再生信号ＲＦの信号レベルが０レベルを横切ったとき、その前後の所定の時間間隔における再生信号ＲＦのレベル差を絶対値化して検出するようになされている。かくするにつき、このようにして検出されるレベル差においては、再生信号ＲＦが０レベルを横切る際の、信号レベルの変化の程度を示すことになる。すなわち信号レベル差が大きな場合（図４（Ａ）、符号ΔＬ３）、再生信号ＲＦの信号レベルが急激に変化していることになり、この信号レベル差が順次低下すれば（符号ΔＬ２、ΔＬ１）、その分再生信号ＲＦの信号レベルが緩やかに変化することになる。
【００３６】
図５に示すように、この信号レベル差とＭＴＦとの対応関係は、再生信号ＲＦの信号レベルが急激に変化している場合程、ＭＴＦが高周波数側に充分な値を有していることになる。すなわち光学系において、充分なレスポンス、解像度を確保することができ、その分隣接ビット間の符号間干渉を低減できることになる。これによりＭＴＦ評価回路２８は、このレベル差をＭＴＦ評価値として平均値化して出力する。
【００３７】
すなわちＭＴＦ評価回路２８において、演算増幅回路２８Ｆは、ビットシフト回路構成のレジスタにより構成され、絶対値化回路２８Ｄより出力されるレベル差のデータを所定ビットだけビットシフトさせて出力することにより、このレベル差のデータを１／ｎ倍にして出力する。演算増幅回路２８Ｈは、レジスタ２８Ｉの出力データを（１−１／ｎ）倍にして出力する。加算回路２８Ｇは、演算増幅回路２８Ｈの出力データと演算増幅回路２８Ｆの出力データを加算して出力し、レジスタ２８Ｉは、ゼロクロス判定信号Ｓ３の信号レベルが立ち上がると、この加算回路２８Ｇより出力される加算値のデータを取り込んで保持する。これによりＭＴＦ評価回路２８は、ノイズの影響を除去して、ＭＴＦの評価値データＤ２をシステムコントロール２５に出力する。
【００３８】
システムコントロール２５（図２）は、順次フォーカス制御の制御目標を変更し、評価値のデータＤ２についてピーク値を検出する。システムコントロール２５は、このようにして検出したピーク値に対応するように、フォーカス制御の制御目標を設定する。すなわち図６に示すように、再生信号ＲＦにおけるジッタと、評価値データとの関係を調査したところ、再生系における高域のレスポンスが最も向上する評価値データのピークでジッタが最も低減することが分かった。これによりシステムコントロール２５は、ＭＴＦ評価回路２８で検出した評価値データＤ２に基づいて、フォーカス制御の制御目標を最適化する。
【００３９】
このようにしてフォーカス制御の制御目標を設定すると、システムコントロール２５は、評価値データＤ２の値が事前に設定された値になるように、レーザービームの光量制御目標を設定する。すなわち図７に示すように、再生レーザーパワーと評価値データとの関係を調査したところ、評価値データＤ２の値が所定範囲のとき、ジッタが最も低減することが分かった。これによりシステムコントロール２５は、常にこの評価値データＤ２の値が事前に設定された値になるようにレーザービームの光量を制御して、周囲温度の変化に対応して、また経時変化等による光学系の特性変化に対応して、レーザービームの光量を最適化する。
【００４０】
以上の構成において、光ディスク装置２０に光ディスク２がセットされると、この光ディスクに記録された種々のデータを再生してその再生信号ＲＦがアナログディジタル変換回路２２によりディジタル再生信号ＤＲＦに変換される（図２）。このディジタル再生信号ＤＲＦは、等化回路２３により波形等化された後、ＡＧＣ回路２４により一定振幅になるように信号レベルが補正される。
【００４１】
続いてこのディジタル再生信号ＤＲＦは、ＭＴＦ評価回路２８の１クロック遅延回路２８Ａ、反転増幅回路２８Ｂ、加算回路２８Ｃにおいて、連続するサンプリング値間のレベル差が検出され、絶対値化回路２８Ｄにおいて、このレベル差が絶対値化される。さらにディジタル再生信号ＤＲＦは、ゼロクロス検出回路２８Ｅで、連続するサンプリング値間における極性の反転が検出され、これにより再生信号ＲＦが０レベルを横切ったか否か判定される。さらに再生信号ＲＦが０レベルを横切った場合は、この０レベルを横切った前後のレベル差が（１／ｎ）倍されて、レジスタ２８Ｉに保持された評価値の（１−１／ｎ）倍の値と加算されてレジスタ２８Ｉに保持される。これによりそれまでレジスタ２８Ｉに保持された評価値のデータとの重み付け加算により検出したレベル差が平均値化され、評価値データＤ２が生成され（図１）、この評価値データＤ２がシステムコントロール２５に供給される。
【００４２】
これにより動作開始時、光ディスク２は、システムコントロール２５により、この評価値のデータＤ２がピーク値になるように、フォーカス制御の制御目標値が検出され、この制御目標値がサーボ回路７にセットされる。これにより光ディスク２は、再生信号ＲＦにおけるジッタが最小になるように、フォーカス制御の制御目標が最適化される。
【００４３】
さらにこのフォーカス制御目標が設定されると、通常の動作状態に移り、評価値のデータＤ２が所定値になるようにレーザービーム光量の制御目標がレーザーパワー制御回路９に設定される。これにより光ディスク２は、再生信号ＲＦにおけるジッタが最小になるように、レーザービームの光量も最適化される。
【００４４】
かくするにつき磁気超解像は、レーザービームを照射することにより、光ディスクの情報記録面に、レーザービームに対して等価的な開口をビームスポット以下の大きさにより形成して光ディスク２に記録されたデータを再生することにより、一定のレーザービーム光量によりレーザービームを照射した場合でも、周囲温度によりビームスポット内における温度が変化し、この開口の大きさが変化することになる。これにより周囲温度により光学系の解像度が変化し、符号間干渉が増大する等の問題が発生する。また光学系の経時変化により、レーザービーム光量に対するモニタ信号の信号レベルが変化すると、またフォーカス制御におけるオフセット電圧と制御目標等の関係が変化すると、これによっても符号間干渉が増大する等の問題が発生する。
【００４５】
このような周囲温度の変化、経時変化に対して、この実施の形態においては、簡易な構成により、フォーカス制御及びレーザーパワー制御を最適化することにより、確実に光ディスクをアクセスすることができる。
【００４６】
またＭＴＦ評価回路２８においては、０クロスした前後のサンプリング間のレベル差により評価値データを検出できることにより、簡易な構成により、またクロックが再生信号にロックするまで待機しなても、すなわちゼロクロスのタイミングに対して前後のサンプリング点が同一な時間間隔に保持されていなくても、評価値のデータを検出することができ、また光ディスク２に特殊なパターンを記録しなくても、評価値のデータを検出することができる。
【００４７】
以上の構成によれば、０クロスした前後のサンプリング間のレベル差を検出し、このレベル差を基準にしてレーザービームの目標光量、フォーカス制御の制御目標を最適化することにより、簡易な構成で、かつ短時間で、アクセスの条件を最適な条件に設定することができる。また光ディスクに冗長なデータを記録しなくても、条件を設定できることにより、その分光ディスクの情報記録面を有効に利用することができる。
【００４８】
なお上述の実施の形態においては、レーザーパワーの制御目標、フォーカス制御の制御目標を最適化する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらに代えて、又はこれらに加えて、評価値のデータより等化回路の特性を最適化してもよい。
【００４９】
また上述の実施の形態においては、ＡＧＣ回路により再生信号ＲＦの振幅を一定値に補正した後、評価値のデータを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＡＧＣ回路による補正に代えて、検出した評価値のデータを再生信号の振幅値により補正することにより、再生信号ＲＦの振幅を一定値に補正した場合における評価値のデータを検出してもよい。
【００５０】
さらに上述の実施の形態においては、ＡＧＣ回路により再生信号の信号レベルを補正して、再生信号ＲＦの振幅を一定値に補正した場合における評価値のデータを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この評価値によりレーザーパワーの制御目標を最適化しない場合には、単に評価値のデータがピーク値になるように、フォーカス制御の制御目標、等化回路の特性等を設定すれば良いことにより、ＡＧＣ回路等による信号レベルの補正を省略してもよい。
【００５１】
また上述の実施の形態においては、ＲＡＤによる磁気超解像により光ディスクに記録されたデータを再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＦＡＤ（Front Apearture Detection ）による磁気超解像により光ディスクに記録されたデータを再生する場合にも広く適用することができる。
【００５２】
また上述の実施の形態においては、単に光ディスクより得られる再生信号について、信号レベル差を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて基準信号を記録し、この基準信号の再生信号についてレベル差を検出してもよい。
【００５３】
さらに上述の実施の形態においては、磁気超解像により光ディスクに記録されたデータを再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光磁気ディスク、相変化型光ディスク、ライトワンス型光ディスクにおける書き込み時のレーザー光量の最適化にも広く適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、再生信号が所定の基準レベルを横切る前後について、再生信号の信号レベル差を検出することにより、簡易な構成で、かつ短時間でアクセスの条件を設定することができ、さらに必要に応じて光ディスクの情報記録面を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ディスク装置のＭＴＦ評価回路を示すブロック図である。
【図２】図１のＭＴＦ評価回路が適用される光ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】ＡＧＣ回路を示すブロック図である。
【図４】再生信号の信号処理の説明に供する信号波形図である。
【図５】再生系のレスポンスの説明に供する特性曲線図である。
【図６】ジッタとフォーカスオフセットの関係を示す特性曲線図である。
【図７】ジッタと再生レーザーパワーの関係を示す特性曲線図である。
【図８】従来の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図９】図８の光ディスク装置のＭＴＦ評価回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、２０……光ディスク装置、２……光ディスク、５、２５……システムコントロール、１０、２１……再生信号処理回路、１４、２８……ＭＴＦ評価回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disk apparatus, and can be applied to an optical disk apparatus that accesses an optical disk by applying, for example, a magnetically induced super resolution (MSR) technique. The present invention can set the access condition in a simple configuration and in a short time by detecting the signal level difference of the reproduction signal at predetermined time intervals before and after the reproduction signal crosses a predetermined reference level. In addition, the information recording surface of the optical disc can be used effectively as required.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical disc apparatus has been proposed that reproduces data recorded on an optical disc by applying a magnetic super-resolution technique. This optical disk device reproduces data recorded at high density by forming an aperture equivalent to the laser beam on the information recording surface with a size smaller than the beam spot by utilizing the local temperature change in the beam spot. Therefore, the laser power or the like is controlled so that the size of the opening does not change due to a change in ambient temperature or the like.
[0003]
FIG. 8 is a block diagram showing a reproducing system of the optical disk apparatus based on the magnetic super-resolution method. In the optical disc apparatus 1, the optical disc 2 has an information recording surface formed by laminating a plurality of magnetic films so as to be applicable to data reproduction by the magnetic super-resolution method. The optical disk apparatus 1 reproduces data recorded on the optical disk 2 by irradiating the information recording surface with a laser beam and receiving the return light of the laser beam while applying a predetermined bias magnetic field. To do.
[0004]
That is, the spindle motor 3 rotates the optical disc 2 at a predetermined rotational speed under the control of the spindle control circuit 4. The spindle control circuit 4 drives the spindle motor 3 under the control of the system control 5, and thereby drives the optical disc 2 under a condition that the linear velocity is constant, for example.
[0005]
The optical pickup 6 is arranged so as to be movable in the radial direction of the optical disc 2 by the rotation of the sled motor 8 controlled by the servo circuit 7. Further, the optical pickup 6 emits a laser beam from the semiconductor laser under the control of the laser power control circuit 9 and condenses the laser beam on the information recording surface of the optical disc 2 by a predetermined objective lens. At this time, the optical pickup 6 outputs a light amount detection signal of the laser beam to the laser power control circuit 9, and thereby irradiates the optical disc 2 with a predetermined amount of laser beam by the light amount control of the laser power control circuit 9.
[0006]
Further, the optical pickup 6 receives the return light of the laser beam, and from this return light, a tracking error signal whose signal level changes according to the tracking error amount and a focus error signal whose signal level changes according to the focus error amount. The tracking error signal and the focus error signal are output to the servo circuit 7. Further, the optical pickup 6 moves the objective lens up and down and left and right by a drive signal output from the servo circuit 7 in accordance with the tracking error signal and the focus error signal.
[0007]
Further, the optical pickup 6 generates a reproduction signal RF whose signal level changes according to the polarization plane of the return light from the return light, and outputs the reproduction signal RF to the reproduction signal processing circuit 10.
[0008]
The servo circuit 7 drives the sled motor 8 under the control of the system control 5 and thereby seeks the optical pickup 6. Further, the servo circuit 7 outputs a drive signal to the optical pickup 6 so that the tracking error signal and the focus error signal are held at the reference voltage specified by the system control 5. As a result, the servo circuit 7 performs tracking control and focus control of the optical pickup 6 according to the control target set by the system control 5.
[0009]
The laser power control circuit 9 outputs a drive signal to the optical pickup 6 based on the light amount detection signal output from the optical pickup 6 under the control of the system control 5, thereby controlling the light amount of the laser beam. As a result, the optical disk apparatus 1 accesses the optical disk 2 under the optimum conditions by adjusting the amount of the laser beam.
[0010]
In the reproduction signal processing circuit 10, the equalization circuit 11 outputs the reproduction signal RF with a waveform equivalent. The demodulating circuit 12 binarizes the output signal of the equalizing circuit 11 and regenerates the clock. Further, the demodulation circuit 12 sequentially latches the binarized signal with reference to this clock to obtain reproduction data, and demodulates and outputs this reproduction data. The error correction circuit 13 performs error correction processing on the output data of the demodulation circuit 12, thereby reproducing and outputting the data recorded on the optical disc 2.
[0011]
In reproducing the data recorded on the optical disc 2 in this way, the optical disc apparatus 1 evaluates the reproduction signal RF of the reference pattern previously recorded on the optical disc 2 by the MTF evaluation circuit 14, and the evaluation value is system controlled. 5 is output. That is, in the magnetic super-resolution, the data recorded on the optical disk 2 is formed by irradiating a laser beam to form an opening equivalent to the laser beam on the information recording surface of the optical disk with a size smaller than the beam spot. Reproduce. Therefore, when the size of the opening is increased, the response of the optical system to the pattern recorded on the optical disc 2 is deteriorated. This phenomenon can be grasped as deterioration of the spatial frequency characteristics in this optical system.
[0012]
The MTF evaluation circuit 14 detects an amplitude characteristic (MTF: Modulation Transfer Function) of a spatial frequency characteristic in the optical system with reference to a pattern recorded in advance on the optical disc 2. As a result, the optical disk apparatus 1 controls the light quantity of the laser beam so that the MTF becomes an optimum value in response to a change in the ambient temperature or the like. In this connection, the equalization circuit 11 corrects the MTF caused by the optical system and reduces intersymbol interference in the reproduction signal RF.
[0013]
Specifically, as shown in FIG. 9, the MTF evaluation circuit 14 inputs the reproduction signal RF obtained from the reference pattern from the equalization circuit 11 to the binarization circuit 14A, and binarizes the reproduction signal RF here. S1 is generated. Further, the MTF evaluation circuit 14 supplies the binarized signal S1 to the delay circuits (D) 15A, 15B,... 15N connected in series, the output signals of the delay circuits 15A, 15B,. The signal S1 is input to the reference waveform calculation circuit 16.
[0014]
Here, these delay circuits 15A, 15B,... 15N are formed so as to operate with a reproduction clock, whereby the MTF evaluation circuit 14 uses the logical pattern of reproduction data obtained by reproducing this reference pattern as a reference waveform calculation circuit. 16
[0015]
The reference waveform calculation circuit 16 holds a reference reproduction signal waveform corresponding to the logical pattern of the reproduction data, and outputs the reference signal of the held reproduction signal waveform to the comparison circuit 17. The delay circuit 18 delays and outputs the reproduction signal RF so as to correspond to the reference signal, and the comparison circuit outputs a comparison result between the reference signal and the reproduction signal RF to the system control 5. As a result, the MTF evaluation circuit 14 can evaluate the MTF based on the difference in the reproduction signal waveform with respect to the reference waveform based on the reference reproduction signal waveform held in the reference waveform calculation circuit 16.
[0016]
That is, the system control 5 controls the laser power via the laser power control circuit 9 so that the reproduction signal waveform matches the reference waveform with reference to the comparison result, and thereby the amount of laser beam is controlled. It has been made to optimize.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the MTF evaluation circuit 14 shown in FIG. 9 has a problem that the information recording surface of the optical disc 2 cannot be used effectively because it is necessary to record the reference pattern on the optical disc 2. Further, in the reproduction signal processing circuit 10, if the clock is not correctly synchronized with the reproduction signal RF, the reproduction signal waveform cannot be evaluated correctly, so that there is a problem that optimization is required accordingly.
[0018]
In contrast to the method described with reference to FIG. 9, a method of converting the reference pattern reproduction signal RF output from the equalization circuit 11 into a digital signal and then processing the digital signal to evaluate the MTF can be considered. Also in this case, there is a problem that the information recording surface cannot be used effectively, and the reproduction signal waveform cannot be evaluated correctly unless the clock is correctly synchronized with the reproduction signal RF.
[0019]
Further, in common with these two methods, there is a problem that the configuration of the evaluation circuit becomes complicated and complicated.
[0020]
The present invention has been made in consideration of the above points, can set the access conditions in a short time with a simple configuration, and further effectively use the information recording surface of the optical disc as necessary. An optical disc apparatus capable of performing the above is proposed.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, in the present invention, the signal level of the reproduction signal is detected at predetermined time intervals before and after the reproduction signal crosses a predetermined reference level, and the level difference between the signal levels is detected.
[0022]
The signal waveform of the transient response in which the reproduction signal crosses a predetermined reference level indicates the frequency characteristic of the reproduction system, and the signal level difference detected at a predetermined time interval before and after crossing the reference level corresponds to the MTF. Become. That is, in a transient response with sufficient MTF, a large signal level difference is obtained, and when this signal level difference is small, the frequency characteristics are degraded. The detection of the signal level before and after the reproduction signal crosses a predetermined reference level can be easily detected based on the sampling value obtained by sampling the reproduction signal at a certain time interval, for example. Can be used as an evaluation value of MTF even when is not synchronized with the reproduction signal. Further, the evaluation value can be obtained without using a special reference signal. In addition, the level difference can be detected by a simple configuration in which the level is simply determined and the sampling values before and after are subtracted to obtain an evaluation value.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[0024]
FIG. 2 is a block diagram showing a reproduction system of the optical disc apparatus according to the embodiment of the present invention. In this optical disk apparatus 20, data thermomagnetically recorded on the optical disk 2 is reproduced by a magnetic super-resolution technique. In this optical disk device 20, the same components as those of the optical disk device described above with reference to FIG. 8 are denoted by the corresponding reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the optical disc apparatus 20 reproduces the optical disc by rear opening detection (RAD).
[0025]
In the optical disk apparatus 20, the reproduction signal processing circuit 21 performs analog-digital conversion processing on the reproduction signal RF with reference to the reproduction clock in the analog-digital (AD) conversion circuit 22, thereby generating a digital reproduction signal DRF.
[0026]
The equalizing circuit 23 is an adaptive filter configured by, for example, an FIR filter, and outputs the digital reproduction signal DRF after waveform equalization under the control of the system control 25.
[0027]
An AGC (Auto Gain Control) circuit 26 receives the digital reproduction signal DRF from the equalization circuit 23, corrects and outputs the signal level of the digital reproduction signal DRF so that the amplitude of the digital reproduction signal DRF becomes a constant value. .
[0028]
That is, as shown in FIG. 3, the AGC circuit 26 inputs the digital reproduction signal DRF to, for example, a variable gain amplification circuit 26A having a multiplier circuit configuration, and amplifies and outputs the digital reproduction signal DRF. The peak hold circuit 6B peaks and outputs the digital reproduction signal DRF output from the variable gain amplifier circuit 26A with a predetermined time constant. The bottom hold circuit 6C bottom-holds and outputs the digital reproduction signal DRF output from the variable gain amplifier circuit 26A with a predetermined time constant. The subtracting circuit 6D subtracts the output signal of the bottom hold circuit 6C from the output signal of the peak hold circuit 6B, thereby detecting and outputting the amplitude value of the digital reproduction signal DRF.
[0029]
The subtraction circuit 6E subtracts the reference amplitude value REF from the amplitude value detected by the subtraction circuit 6D, and thereby outputs a difference signal ER of the amplitude value of the digital reproduction signal DRF with respect to the reference amplitude value REF. The low-pass filter (LPE) 6F limits the band of the difference signal ER and outputs it as a gain control signal for the variable gain amplifier circuit 26A. As a result, the AGC circuit 26 corrects and outputs the signal level of the digital reproduction signal DRF so that the amplitude of the digital reproduction signal DRF becomes the reference amplitude value REF, and the MTF evaluation circuit 28 continues even when the laser power is varied. The correct evaluation value can be detected.
[0030]
Accordingly, the optical disk apparatus 20 reproduces the clock by the subsequent demodulation circuit 12 and generates and demodulates the reproduction data. The error correction circuit 13 obtains an error correction process and outputs the demodulated data obtained as a result. .
[0031]
The MTF evaluation circuit 28 detects the MTF evaluation value from the digital reproduction signal DRF output from the AGC circuit 24 and outputs it. As shown in FIG. 1, the MTF evaluation circuit 28 inputs the digital reproduction signal DRF to the one-clock delay circuit 28A and delays it by one clock period. Further, the MTF evaluation circuit 28 inputs the digital reproduction signal DRF to the inverting amplification circuit 28B, and inverts the polarity of the digital reproduction signal DRF here.
[0032]
The adder circuit adds the digital reproduction signal DRF output from the 1-clock delay circuit 28A and the digital reproduction signal DRF output from the inverting amplifier circuit 28B, so that each sampling value of the digital reproduction signal DRF is continuous. Detects and outputs a level difference between sampling values.
[0033]
The absolute value converting circuit 28D converts the level difference output from the adding circuit 28C into an absolute value and outputs the absolute value.
[0034]
When the polarity of the digital reproduction signal DRF input to the one-clock delay circuit 28A changes with respect to the digital reproduction signal DRF output from the one-clock delay circuit 28A, the zero-cross detection circuit 28E It is determined that zero crossing has occurred, and a zero cross determination signal S3 is output.
[0035]
As a result, as shown in FIG. 4, when the signal level of the reproduction signal RF crosses the 0 level, the MTF evaluation circuit 28 detects the level difference of the reproduction signal RF in a predetermined time interval before and after that as an absolute value. It is made like that. Thus, the level difference detected in this way indicates the degree of change in the signal level when the reproduction signal RF crosses the 0 level. That is, when the signal level difference is large (FIG. 4 (A), symbol ΔL3), the signal level of the reproduction signal RF changes rapidly, and if this signal level difference gradually decreases (signs ΔL2, ΔL1). Accordingly, the signal level of the reproduction signal RF changes gradually.
[0036]
As shown in FIG. 5, the correspondence relationship between the signal level difference and the MTF indicates that the MTF has a sufficient value on the high frequency side as the signal level of the reproduction signal RF changes abruptly. become. That is, in the optical system, sufficient response and resolution can be ensured, and intersymbol interference between adjacent bits can be reduced accordingly. Thereby, the MTF evaluation circuit 28 averages this level difference as an MTF evaluation value and outputs it.
[0037]
That is, in the MTF evaluation circuit 28, the operational amplifier circuit 28F is configured by a register having a bit shift circuit configuration, and the level difference data output from the absolute value conversion circuit 28D is bit-shifted by a predetermined bit and output. The level difference data is output at 1 / n times. The operational amplifier circuit 28H multiplies the output data of the register 28I by (1-1 / n) times and outputs it. The adder circuit 28G adds and outputs the output data of the operational amplifier circuit 28H and the output data of the operational amplifier circuit 28F, and the register 28I outputs from the adder circuit 28G when the signal level of the zero cross determination signal S3 rises. Capture and hold the value data. Thus, the MTF evaluation circuit 28 removes the influence of noise and outputs the MTF evaluation value data D2 to the system control 25.
[0038]
The system control 25 (FIG. 2) sequentially changes the control target of the focus control, and detects a peak value for the evaluation value data D2. The system control 25 sets a control target for focus control so as to correspond to the peak value thus detected. That is, as shown in FIG. 6, when the relationship between the jitter in the reproduction signal RF and the evaluation value data is investigated, the jitter is most reduced at the peak of the evaluation value data where the high frequency response in the reproduction system is most improved. I understood. Thereby, the system control 25 optimizes the control target of focus control based on the evaluation value data D2 detected by the MTF evaluation circuit 28.
[0039]
When the control target for focus control is set in this way, the system control 25 sets the light amount control target for the laser beam so that the value of the evaluation value data D2 becomes a preset value. That is, as shown in FIG. 7, when the relationship between the reproduction laser power and the evaluation value data was investigated, it was found that the jitter was most reduced when the value of the evaluation value data D2 was within a predetermined range. As a result, the system control 25 controls the light quantity of the laser beam so that the value of the evaluation value data D2 always becomes a preset value, so as to respond to changes in the ambient temperature and optically due to changes over time. The amount of laser beam is optimized in response to changes in system characteristics.
[0040]
In the above configuration, when the optical disc 2 is set in the optical disc apparatus 20, various data recorded on the optical disc are reproduced, and the reproduction signal RF is converted into the digital reproduction signal DRF by the analog-digital conversion circuit 22 ( Figure 2). The digital reproduction signal DRF is waveform-equalized by the equalizing circuit 23 and then the signal level is corrected by the AGC circuit 24 so as to have a constant amplitude.
[0041]
Subsequently, the digital reproduction signal DRF is detected by the 1-clock delay circuit 28A, the inverting amplifier circuit 28B, and the adder circuit 28C of the MTF evaluation circuit 28, and the level difference between successive sampling values is detected. The level difference is converted to an absolute value. Further, the digital reproduction signal DRF is detected by the zero-cross detection circuit 28E as to invert the polarity between consecutive sampling values, thereby determining whether or not the reproduction signal RF has crossed the 0 level. Further, when the reproduction signal RF crosses the 0 level, the level difference before and after crossing the 0 level is multiplied by (1 / n), and (1-1 / n) times the evaluation value held in the register 28I. And the value is held in the register 28I. As a result, the level difference detected by weighted addition with the evaluation value data held in the register 28I so far is averaged to generate evaluation value data D2 (FIG. 1). This evaluation value data D2 is the system control 25. To be supplied.
[0042]
As a result, at the start of operation, the optical disc 2 detects the control target value of the focus control by the system control 25 so that the evaluation value data D2 becomes the peak value, and this control target value is set in the servo circuit 7. The As a result, the control target of the focus control of the optical disc 2 is optimized so that the jitter in the reproduction signal RF is minimized.
[0043]
Further, when this focus control target is set, a normal operation state is entered, and a laser beam light quantity control target is set in the laser power control circuit 9 so that the evaluation value data D2 becomes a predetermined value. As a result, the light quantity of the laser beam of the optical disc 2 is also optimized so that the jitter in the reproduction signal RF is minimized.
[0044]
Thus, magnetic super-resolution was recorded on the optical disc 2 by irradiating a laser beam to form an aperture equivalent to the laser beam on the information recording surface of the optical disc with a size smaller than the beam spot. By reproducing the data, even when the laser beam is irradiated with a constant amount of laser beam, the temperature in the beam spot changes depending on the ambient temperature, and the size of the opening changes. As a result, the resolution of the optical system changes depending on the ambient temperature, causing problems such as increased intersymbol interference. In addition, when the signal level of the monitor signal with respect to the laser beam quantity changes due to changes in the optical system over time, and when the relationship between the offset voltage and the control target in focus control changes, this also causes problems such as increased intersymbol interference. appear.
[0045]
In this embodiment, the optical disc can be reliably accessed by optimizing focus control and laser power control with a simple configuration in response to such changes in ambient temperature and changes over time.
[0046]
The MTF evaluation circuit 28 can detect the evaluation value data based on the level difference between the samplings before and after zero crossing, so that the MTF evaluation circuit 28 has a simple configuration and does not wait until the clock is locked to the reproduction signal. Evaluation value data can be detected even if sampling points before and after the timing are not held at the same time interval, and evaluation value data can be obtained without recording a special pattern on the optical disc 2. Can be detected.
[0047]
According to the above configuration, the level difference between the samplings before and after the zero crossing is detected, and the target light amount of the laser beam and the control target of the focus control are optimized based on the level difference. In a short time, the access condition can be set to the optimum condition. Further, since the conditions can be set without recording redundant data on the optical disc, the information recording surface of the optical disc can be used effectively.
[0048]
In the above-described embodiment, the case of optimizing the control target of laser power and the control target of focus control has been described. However, the present invention is not limited to this, and evaluation is performed instead of or in addition to these. The characteristics of the equalization circuit may be optimized from the value data.
[0049]
In the above-described embodiment, the case where the evaluation value data is detected after the amplitude of the reproduction signal RF is corrected to a constant value by the AGC circuit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the correction by the AGC circuit is performed. Instead of this, the evaluation value data may be detected when the amplitude of the reproduction signal RF is corrected to a constant value by correcting the detected evaluation value data with the amplitude value of the reproduction signal.
[0050]
Further, in the above-described embodiment, the case has been described in which evaluation value data is detected when the signal level of the reproduction signal is corrected by the AGC circuit and the amplitude of the reproduction signal RF is corrected to a constant value. If the laser power control target is not optimized based on this evaluation value, the focus control control target, the characteristics of the equalization circuit, etc. are set so that the evaluation value data simply reaches the peak value. Therefore, the signal level correction by the AGC circuit or the like may be omitted.
[0051]
In the above-described embodiment, the case where data recorded on an optical disc is reproduced by magnetic super-resolution by RAD has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, magnetic super-resolution by FAD (Front Apearture Detection). The present invention can be widely applied to the case of reproducing data recorded on an optical disc by an image.
[0052]
In the above-described embodiment, the case where the signal level difference is simply detected for the reproduction signal obtained from the optical disc has been described. However, the present invention is not limited to this, and a reference signal is recorded as necessary. A level difference may be detected for the reproduced signal.
[0053]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where data recorded on an optical disk by magnetic super-resolution is reproduced has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, a magneto-optical disk, a phase change optical disk, a write-once type The present invention can also be widely applied to the optimization of the amount of laser light during writing on an optical disc.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to set access conditions in a simple configuration and in a short time by detecting a signal level difference between reproduction signals before and after the reproduction signal crosses a predetermined reference level. In addition, the information recording surface of the optical disc can be used effectively as required.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an MTF evaluation circuit of an optical disc apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of an optical disc apparatus to which the MTF evaluation circuit of FIG. 1 is applied.
FIG. 3 is a block diagram showing an AGC circuit.
FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining signal processing of a reproduction signal.
FIG. 5 is a characteristic curve diagram for explaining the response of the reproduction system.
FIG. 6 is a characteristic curve diagram showing the relationship between jitter and focus offset.
FIG. 7 is a characteristic curve diagram showing the relationship between jitter and reproduction laser power.
FIG. 8 is a block diagram showing a conventional optical disc apparatus.
9 is a block diagram showing an MTF evaluation circuit of the optical disc apparatus of FIG. 8. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 ... Optical disk apparatus, 2 ... Optical disk, 5, 25 ... System control, 10, 21 ... Reproduction signal processing circuit, 14, 28 ... MTF evaluation circuit

Claims

In an optical disc apparatus for accessing the optical disc by irradiating the optical disc with a laser beam,
Reproduction means for outputting a reproduction signal whose signal level changes according to the return light of the laser beam;
Signal level detection means for detecting the signal level of the reproduction signal at predetermined time intervals before and after the reproduction signal crosses a predetermined reference level;
An optical disc apparatus comprising: arithmetic means for detecting a level difference between the signal levels.

The optical disc apparatus according to claim 1, wherein a control target for focus control of the laser beam is set based on the level difference.

The optical disk apparatus according to claim 1, wherein the light amount of the laser beam is set based on the level difference.

The optical disc apparatus according to claim 1, wherein a characteristic equivalent to a waveform of the reproduction signal is set based on the level difference.

The optical disc apparatus is
By irradiating the information recording surface of the optical disc with the laser beam, an aperture equivalent to the laser beam is formed on the information recording surface of the optical disc with a size equal to or smaller than the beam spot and recorded on the optical disc. The optical disc apparatus according to claim 1, wherein the data is reproduced.

In an optical disk access method for accessing an optical disk by irradiating the optical disk with a laser beam,
A reproduction signal whose signal level changes according to the return light of the laser beam detects a signal level difference of the reproduction signal at a predetermined time interval before and after crossing a predetermined reference level, and based on the signal level difference A condition for accessing the optical disk is set. A method for accessing an optical disk.