JP2005141818A

JP2005141818A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2005141818A
Application number: JP2003375923A
Authority: JP
Inventors: Tsuguaki Mashita; 著明真下
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2005-06-02
Also published as: US7397750B2; US20050094517A1

Abstract

【課題】光ディスク装置において、光ディスクの同期信号を確実に検出する。
【解決手段】光ディスク１０の同期信号として、マークとスペースを交互に配置する。光ディスク装置１０のエンコード／デコード回路３６は、同期信号の交互配置規則を利用し、検出した同期信号の検証を行う。例えば、前回の同期フレームで検出した同期信号がマークであった場合、今回の同期信号はスペースであり、今回検出した同期信号の極性がスペースである場合には、正しい同期信号であると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は光ディスク装置、特に同期情報が特定の規則に従って形成された光ディスクを再生する装置に関する。

従来より、光ディスク装置においてはＯＰＣ（Optimum Power Control）およびＲＯＰＣ（Running Optimum Power Control）と呼ばれる技術により記録パワーの最適化を図りデータを記録している。ＯＰＣでは、データの記録に先立ち、光ディスクの所定領域（ＰＣＡ）において記録パワーを種々変化させてテストデータを記録し、該テストデータを再生してその再生信号品質（例えばβ値）が最良となる記録パワーを選択して最適記録パワーとする。一方、ＲＯＰＣでは、光ディスクの記録膜感度が面内で必ずしも一様でないことを考慮し、ＯＰＣで決定された最適記録パワーでデータを実際に記録する際、データ記録時の戻り光量をモニタし、この戻り光量が一定値となるように記録パワーをフィードバック制御するものである。一般に、戻り光量はレベルＢの光量が用いられ、このレベルＢは記録パワーを照射したときにピットが形成された場合に得られる戻り光量（ピットで回折された記録パワーの戻り光量）である。具体的には、レベルＢの戻り光量が一定値よりも小さいときにはピットが過剰に形成されていると判定して記録パワーを低下させ、レベルＢの戻り光量が一定値よりも大きいときにはピットが十分形成されていないとして記録パワーを増大させる。

ここで、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等においては、３Ｔ〜１１Ｔのピット長を有するデータを記録するが、短いピット長において戻り光量をモニタしフィードバック制御することは困難であることに鑑み、最長の１１Ｔを記録する際の戻り光量を検出してＲＯＰＣを実行している。ＣＤ−Ｒ／ＲＷにおいては、１１Ｔは同期情報（ＳＹＮＣ）に含まれ、各フレーム毎に１１Ｔが常に２回連続して出現する規格となっているため、１１Ｔはどちらか一方が必ずマーク（記録パワーを照射してピットを形成する部分）となるため、１１Ｔを用いて周期的に（つまり周期的に挿入される同期情報のタイミングで）ＲＯＰＣを実行し、周期的に記録パワーの最適化を図ることができる。

ところが、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等においては、ＣＤ−Ｒ等と同様に３Ｔ〜１１Ｔのピット長を形成するが、同期情報としては１４Ｔが用いられ、１４ＴはＣＤ−Ｒのように２回連続（マークとスペースが対として）で挿入されるものではなく、１フレーム（９３バイト）内に１回のみ挿入される規格となっている。そして、１４Ｔをマーク、スペースのいずれにするかは任意であり、例えば１４Ｔを全てスペースとした場合には、この最長の１４Ｔでピットが形成されないためＲＯＰＣを実行することができず、結果として周期的に記録パワーを最適化できず記録品質を維持することが困難となる問題があった。もちろん、１４Ｔを全てマークとすることでＲＯＰＣを可能とすることも考えられるが、１４Ｔを全てマークとした場合、ＤＳＶ値が増大して低周波数成分が増大するおそれがある。ここで、ＤＳＶ（Digital Sum Value）とは、２つの状態をとるビット列の一方の状態（例えば１）を＋１、他方の状態（例えば０）を−１としてビット列の先頭から累積した値であり、ＤＳＶ値が小さければ低周波成分（ＤＣ成分）が小さいことになり、記録再生品質が向上する。

このような事情に鑑み、下記に示す従来技術では、同期情報としてマークとスペースが交互に配置されるように設定する技術が記載されている。この技術によれば、マークの同期情報においてＲＯＰＣ等を周期的に実行して記録パワーの最適化を図ることが可能となる。

特開２００３−９１８１９号公報

このように、同期情報として交互にマークとスペースが配置されるように形成することで、ＲＯＰＣ等を周期的に実行し、かつ、ＤＳＶ値も抑制して再生信号の低周波成分を抑えることが可能であるが、さらに、同期情報が従来のようにマークあるいはスペースのいずれかが任意に出現するのではなく、交互という所定の規則で出現するため、多様な再生処理が可能となることが期待される。

本発明の目的は、マークとスペースが交互に配置された光ディスクに対してデータの再生を行う際に、上記規則を利用して再生処理を実行する光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、所定情報単位毎に１回のみ同期情報を有する光ディスクからデータを再生する光ディスク装置であって、前記同期情報は、交互にマークとスペースが配置されるように形成されており、前記装置は、前記光ディスクにレーザ光を照射する手段と、前記光ディスクからの反射レーザ光を受光し、再生信号として出力する手段と、前記再生信号から前記同期情報を抽出する手段と、抽出した前記同期情報を、前記マークと前記スペースの交互配置規則を用いて検証する手段とを有する。

また、本発明は、所定情報単位毎に１回のみ同期情報を有する光ディスクからデータを再生する光ディスク装置であって、前記同期情報は、交互にマークとスペースが配置されるように形成されており、前記装置は、前記光ディスクにレーザ光を照射する手段と、前記光ディスクからの反射レーザ光を受光し、再生信号として出力する手段と、前記再生信号から前記同期情報を抽出する手段と、抽出したマークの同期情報とスペースの同期情報との長さを比較し、比較結果に応じて再生特性を変化させてデータを再生する手段とを有する。

本発明においては、同期情報がマーク、スペースがランダムに出現するのではなく、交互にマーク、スペース、マーク、スペース、・・と出現することに鑑み、次に出現する同期情報の極性を予測し、検出した同期情報の検証や再生特性の調整に利用する。再生特性の調整は任意であるが、マークの長さとスペースの長さの比率から記録時のパワーの大小を判断して再生時の光学定数ないし回路定数を増減させる、あるいは再生時の基準クロックの周期を増減させる等が可能である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について、光ディスクにデータを記録し、かつ再生する装置について説明する。なお、本発明の特徴はデータ再生処理にあるため、光ディスクからデータを再生する再生専用機としてもよい。

図１には、本実施形態に係る光ディスク装置の全体構成図が示されている。光ディスク１０はスピンドルモータ（ＳＰＭ）１２により回転駆動される。スピンドルモータＳＰＭ１２は、ドライバ１４で駆動され、ドライバ１４はサーボプロセッサ３０により所望の回転速度となるようにサーボ制御される。

光ピックアップ１６は、レーザ光を光ディスク１０に照射するためのレーザダイオード（ＬＤ）や光ディスク１０からの反射光を受光して電気信号に変換するフォトディテクタ（ＰＤ）を含み、光ディスク１０に対向配置される。光ピックアップ１６はスレッドモータ１８により光ディスク１０の半径方向に駆動され、スレッドモータ１８はドライバ２０で駆動される。ドライバ２０は、ドライバ１４と同様にサーボプロセッサ３０によりサーボ制御される。また、光ピックアップ１６のＬＤはドライバ２２により駆動され、ドライバ２２はオートパワーコントロール回路（ＡＰＣ）２４により駆動電流が所望の値となるように制御される。

光ディスク１０にデータを記録する際には、ホスト装置からの記録すべきデータはインターフェースＩ／Ｆ４０を介してエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、記録すべきデータをバッファメモリ３８に格納し、当該記録すべきデータをエンコードして変調データとしてライトストラテジ回路４２に供給する。変調方式としては、ＤＶＤにおける８−１６変調方式の他、８−１２変調方式等を用いることができるが、本実施形態では一例として８−１２変調方式で変調するものとする。変調データとしては、変調前のある範囲のデータ（例えば０〜８７）についてはＤＳＶ値の異なる２種類の変調データ（代用変換テーブル）を用意し、それ以後のデータについては単一の変調データを用意してもよい。全ての範囲のデータについて単一の変調データのみを用意してもよい。ライトストラテジ回路４２は、変調データを所定の記録ストラテジに従ってマルチパルス（パルストレーン）に変換し、記録データとしてドライバ２２に供給する。記録ストラテジは、例えばマルチパルスにおける先頭パルスのパルス幅や後続パルスのパルス幅、パルスデューティから構成される。記録データによりパワー変調されたレーザ光は光ピックアップ１６のＬＤから照射されて光ディスク１０にデータが記録される。データを記録した後、光ピックアップ１６は再生パワーのレーザ光を照射して当該記録データを再生し、ＲＦ回路２６に供給する。ＲＦ回路２６は再生信号を２値化回路３４に供給し、２値化された変調データはエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、変調データをデコードし、バッファメモリ３８に記憶されている記録データと照合する。ベリファイの結果はシステムコントローラ３２に供給される。システムコントローラ３２はベリファイの結果に応じて引き続きデータを記録するか、あるいは交替処理を実行するかを決定する。

また、データを記録するに際しては、システムコントローラ３２は従来と同様にＯＰＣ及びＲＯＰＣを実行する。すなわち、記録に先立ってシステムコントローラ３２はエンコード／デコード回路３６にテストデータを供給し、記録パワーを複数段に変化させて該テストデータを光ディスク１０のテストエリアに記録する。そして、記録されたテストデータを再生パワーで再生し、そのときの再生ＲＦ信号のβ値等から最適の記録パワーを選択して記録パワーとする。さらに、システムコントローラ３２は、データ記録時の戻り光量を周期的に検出し、そのレベル（いわゆるレベルＢ）が予め定められメモリに記憶されている一定値と一致するか否かを判定し、一致しない場合にはその大小関係に応じて記録パワーを増減調整する。すなわち、戻り光量が一定値以下である場合には記録パワーが過剰であるとして記録パワーを低下させ、戻り光量が一定値を超える場合には記録パワーが不足しているものとして記録パワーを増大させる。あるいは、上記のＯＰＣで選択された最適記録パワーＰｏ及びこの記録パワーＰｏでテストデータを記録した時の戻り光量のレベルＢの値Ｂｏをメモリに記憶し、これらの値と、データ記録時の検出されたレベルＢ値を用いて、Ｂｏ／Ｐｏⁿ＝Ｂ／Ｐⁿ＝一定（但し、ｎは正の有理数）となるように記録パワーを調整する。本実施形態におけるＲＯＰＣは、同期情報に含まれる最長ピット長の形成時に実行され、１３Ｔの「マーク」の同期情報を形成する場合にＲＯＰＣを実行するものとする。このため、エンコード／デコード回路３６は、１３Ｔの同期情報が交互に「マーク」と「スペース」となるように設定して光ディスク１０に記録する。具体的には、同期情報の特定制御ビットのビット値を交互に０と１に変化させることで交互に「マーク」と「スペース」に設定する。

一方、光ディスク１０に記録されたデータを再生する際には、光ピックアップ１６のＬＤから再生パワーのレーザ光が照射され、その反射光がＰＤで電気信号に変換されて出力される。光ピックアップ１６からの再生信号はＲＦ回路２６に供給される。ＲＦ回路２６は、再生信号から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、サーボプロセッサ３０に供給する。サーボプロセッサ３０は、これらのエラー信号に基づいて光ピックアップ１６をサーボ制御し、光ピックアップ１６をオンフォーカス状態及びオントラック状態に維持する。また、ＲＦ回路２６は、再生信号に含まれるアドレス信号をアドレスデコード回路２８に供給する。アドレスデコード回路２８はアドレス信号から光ディスク１０のアドレスデータを復調し、サーボプロセッサ３０やシステムコントローラ３２に供給する。

また、ＲＦ回路２６は、再生ＲＦ信号を２値化回路３４に供給する。２値化回路３４は、再生信号を２値化し、得られた変調信号をエンコード／デコード回路３６に供給する。エンコード／デコード回路３６では、２値化信号から同期信号を抽出し、さらにデータ部分を復調しエラー訂正して再生データを得、当該再生データをインタフェースＩ／Ｆ４０を介してパーソナルコンピュータなどのホスト装置に出力する。なお、再生データをホスト装置に出力する際には、エンコード／デコード回路３６はバッファメモリ３８に再生データを一旦蓄積した後に出力する。

以上のような構成において、エンコード／デコード回路３６にて同期信号を抽出する際に、光ディスク１０の同期信号が、交互にマーク、スペース、マーク、スペース、・・と形成されているという規則を利用する。すなわち、最初に出現する（最初の同期フレーム）のはマークの同期信号であるからエンコード／デコード回路３６は検出した１３Ｔの同期信号がマークの信号であるか否かを確認し、マークの信号である場合には確かに１３Ｔの同期信号であると判定する。同様に、２回目（２番目の同期フレーム）に出現するのはスペースの同期信号であるからエンコード／デコード回路３６は検出した１３Ｔの同期信号がスペースの信号であるか否かを確認し、スペースの信号である場合には確かに１３Ｔの同期信号であると判定する。

以下、本実施形態における同期信号について説明する。

図２には、光ディスク１０の物理セクタの構成が示されている。光ディスク１０の各物理セクタは２６個の同期フレームから構成され、各同期フレームの先頭に１個の同期信号（ＳＹあるいはＳＹＮＣ）５０が形成される。同期信号（ＳＹ）５０は同期フレームを識別するために複数種類、例えばＳＹ０〜ＳＹ３の４種類用意され、それぞれの同期信号５０は２４ビットで構成されるものとする。データ部分は８−１２変調データが記録され、ＮＲＺＩ（Non Return to Zero Invert：非ゼロ復帰記録）方式で記録される。ＮＲＺＩ方式では、変調コードビット値１では直前の値を反転し、変調コードビット値０では直前の値を維持する方式である。変調データは、３Ｔ〜１１Ｔあるいは２Ｔ〜１１Ｔ等のデータ長で記録される。

図３には、同期フレームを識別するための４種類の同期信号ＳＹ０〜ＳＹ３の一例が示されている。なお、各同期信号ＳＹ０〜ＳＹ３にはそれぞれステート０あるいはステート１，２の２種類のデータが用意され、直前のコードデータ値（８−１２変換された８ビット単位のコード）に応じていずれかの種類が選択される。図においては、一例としてステート０における同期信号が示されている。

図において、例えばＳＹ０の同期信号は「１０００＃００１００００００００００００１００１」となっているが、「＃」は制御ビットとして機能する。最初の７ビットの「１０００＃００」は制御ビットを含む可変部分であり、それ以降の「１００００００００００００１００１」はデータ値が固定された固定部分である。また、ＳＹ１の同期信号は「１０１００＃０１００００００００００００１００１」となっており、「＃」は同様に制御ビットとして機能する。制御ビット「＃」においてはビット値として０または１のいずれかの値が設定され、ＮＲＺＩ方式と相俟って同期信号の極性（マーク／スペース）を決定する。＃＝１の場合をプライマリ同期信号、＃＝０の場合をセカンダリ同期信号と称する。なお、同期信号についてプライマリ同期信号とセカンダリ同期信号を用意する構成は例えばＤＶＤにおいて知られている。一般に、プライマリ同期信号とセカンダリ同期信号との関係は、プライマリ同期信号が「マーク」になる場合にはセカンダリ同期信号は「スペース」になり、プライマリ同期信号が「スペース」になる場合にはセカンダリ同期信号は「マーク」にとなる関係である。ＤＶＤにおけるプライマリ同期信号、セカンダリ同期信号については、例えば特開２００１−２６６３４８号公報等に記載されている。

図４及び図５には、制御ビット「＃」のビット値と極性との関係が示されている。図４は、ＳＹ０における制御ビットと極性との関係であり、制御ビット「＃」の値が０（セカンダリ）である場合には直前の値０（Ｌｏｗ）を維持するため０（Ｌｏｗ）のままであり、次の１（固定部分を規定する最初の１）で直前の値０（Ｌｏｗ）を反転して１（Ｈｉｇｈ）となり、１３Ｔの同期信号は１（Ｈｉｇｈ）、すなわち「マーク」として記録される。「マーク」の部分では記録パワーのレーザ光が照射されピットが形成されることは既述した通りである。次の１で再び直前の値１（Ｈｉｇｈ）を反転するため０（Ｌｏｗ）となり、さらに同期信号の最下位のビットの「１」において０（Ｌｏｗ）が反転されて１（Ｈｉｇｈ）となる。

同期信号に続いて変調データ部が存在し、変調データのビット値１で反転され、０でそのまま維持されてデータが記録される。

一方、制御ビット「＃」の値が１（プライマリ）である場合には前の値０（Ｌｏｗ）を反転するため１（Ｈｉｇｈ）となり、次の１（固定部分を規定する最初の１）で再び直前の値１（Ｈｉｇｈ）を反転して０（Ｌｏｗ）となり、１３Ｔの同期信号は０（Ｌｏｗ）、すなわち「スペース」として記録される。次の１で再び直前の値０（Ｌｏｗ）を反転するため１（Ｈｉｇｈ）となり、さらに同期信号の最下位のビット「１」において１（Ｈｉｇｈ）が反転されて０（Ｌｏｗ）となる。

図５はＳＹ１における制御ビットと極性との関係であり、ＳＹ０の場合と同様に「＃」のビット値が０であるか１であるかにより極性が決定される。また、制御ビット「＃」が０の場合と１の場合とで１の数が変化するため、制御ビット「＃」のビット値により極性だけでなくＤＳＶ値も変化し、したがってＤＳＶ値も制御できる。

このように、制御ビットを設定することで、同期信号を交互にマーク、スペース、マーク、スペース、・・に設定でき、かかる規則に従って同期信号が形成された光ディスク１０から同期信号を再生し抽出する際には、この規則を逆に利用して抽出すればよい。すなわち、上述したように、交互にマークとスペースが形成されているから、前回の同期信号がマークであった場合、今度の同期信号はスペースであることが予め予想されるから、エンコード／デコード回路３６は、検出された１３Ｔの同期信号がスペースの同期信号であるか否かを検証し、スペースの同期信号であれば検出した同期信号が確かに正しい同期信号であると判定することができる。なお、マークであるかスペースであるかは、２値化器３４からの２値化信号が１であるか０であるかで簡単に判別できる。同期信号の検証は、エンコード／デコード回路３６で行うのではなく、システムコントローラ３２で実行してもよい。すなわち、エンコード／デコード回路３６で同期信号を検出するとともに当該同期信号の極性（マーク／スペースのいずれであるか）を検出してシステムコントローラ３２に供給し、システムコントローラ３２が今回の同期信号の極性を判定し、交互規則に合致しているか否かを判定する。

また、最初にマーク、次にスペース、その次にマークと配列しているため、奇数番目の同期フレームにはマークの同期信号が出現し、偶数番目の同期フレームにはスペースの同期信号が出現することになるから、これを利用して検出した同期信号が何番目の同期信号かの判定に用いることもできる。ＳＹ０〜ＳＹ３は所定の順番で配列しており、順次カウントしていくことで何番目の同期信号であるかを検出することが可能であるが、例えば６番目に検出した同期信号がスペースである場合、確かに６番目の同期信号であると検証することができる。逆に、６番目に検出した同期信号がマークであった場合、何らかのエラーが生じたと判定することができる。

さらに、マークの同期信号の長さとスペースの同期信号の長さをそれぞれ検出し、長さの比率に応じて再生信号特性を補正することも好適である。同期信号は１３Ｔで形成されるが、記録パワーの変動や膜の感度特性のばらつき等により、必ずしも正確に１３Ｔで形成されるとは限らず多少増減する。その結果、例えばマークの同期信号がスペースの同期信号よりも長い場合（本来であればマークの長さ：スペースの長さ＝１：１であるところ、例えばマークの長さ：スペースの長さ＝１．２：１となる等）、マークの同期信号を検出する際の基準クロックをスペースの同期信号を検出する際の基準クロックよりもその周期を長くする等も可能である。すなわち、マーク用の基準クロックとスペース用の基準クロックを生成し、マーク時にはマーク用基準クロックを用いて同期信号を検出し、スペース時にはスペース用の基準クロックを用いて同期信号を検出する。基準クロックは、再生信号をＰＬＬに供給して生成するため、マーク用のＰＬＬとスペース用のＰＬＬを用意し、これら２つのＰＬＬを交互に切り替えて使用してもよい。これにより、同期信号の誤検出を防止することができる。

あるいは、マークの長さがスペースに比べて長い場合、同期信号記録時の記録パワーが過大である可能性があるため、再生ゲインを調整する（再生ゲインを低くする）等も好適である。

また、同期信号を検出するためにウインドウゲート信号を用いる場合、このウィンドウゲート信号のタイミングあるいは長さあるいは遅延量をマーク時とスペース時で変化させることも好適である。ウィンドウゲート信号を用いて同期信号を検出する技術は公知であり、例えば特開平２−３０６４７２号公報にも開示されている。簡単に説明すると、同期信号が検出された場合、次の同期信号が検出されると予想されるタイミングでウィンドウゲート信号をＨとし、このウィンドウゲート信号がＨである期間において次の同期信号を検出するものである。マークの長さとスペースの長さの比率を検出し、この比率に応じてウィンドウゲート信号がＨとなる期間を変化させる。例えば、マークの長さがスペースの長さに比べて長い場合、次の同期信号がマークである場合にはウィンドウゲート信号がＨとなる期間を所定量あるいは所定比率だけ長くする等である。これにより、マークあるいはスペースの同期信号検出率を向上させることができる。ウィンドウゲート信号を発生させる回路は、例えば同期信号検出をトリガとして所定値までカウントするカウンタと、このカウンタのカウントアップにより所定幅を有するパルスを発生するマルチバイブレータで構成できる。所定幅としてマーク用幅とスペース用幅を用い、これらを交互に切り替えればよい。

実施形態の全体構成図である。データフォーマット説明図である。同期信号の説明図である。ＳＹＮＣ０の制御ビット値と極性との関係を示す説明図である。ＳＹＮＣ１の制御ビット値と極性との関係を示す説明図である。

符号の説明

１０光ディスク、３２システムコントローラ、３４２値化器、３６エンコード／デコード回路。

Claims

所定情報単位毎に１回のみ同期情報を有する光ディスクからデータを再生する光ディスク装置であって、前記同期情報は、交互にマークとスペースが配置されるように形成されており、前記装置は、
前記光ディスクにレーザ光を照射する手段と、
前記光ディスクからの反射レーザ光を受光し、再生信号として出力する手段と、
前記再生信号から前記同期情報を抽出する手段と、
抽出した前記同期情報を、前記マークと前記スペースの交互配置規則を用いて検証する手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
所定情報単位毎に１回のみ同期情報を有する光ディスクからデータを再生する光ディスク装置であって、前記同期情報は、交互にマークとスペースが配置されるように形成されており、前記装置は、
前記光ディスクにレーザ光を照射する手段と、
前記光ディスクからの反射レーザ光を受光し、再生信号として出力する手段と、
前記再生信号から前記同期情報を抽出する手段と、
抽出したマークの同期情報とスペースの同期情報との長さを比較し、比較結果に応じて再生特性を変化させてデータを再生する手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。