JP2005267802A - ディスクドライブ装置及び記録パワー設定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】
簡易な構成で、低い記録パワーでも再生信号の振幅情報を取得して最適な記録パワーを設定することができるディスクドライブ装置を実現する。
【解決手段】
光ディスクに対してデータの記録及び再生を行うディスクドライブ装置において、光ディスクから再生した再生信号に対してビタビ復号を行ってデータを復号するとともに、ビタビ復号における状態遷移そのものを表現する状態データを生成するビタビ復号手段と、状態データから認識された状態遷移に対応する振幅基準値と再生信号をディジタル変換することで生成された再生信号値との差分値を演算し、当該差分値に基づいて再生信号の品質の優劣を表す品質指標値を生成する品質指標生成手段とを設け、品質指標生成手段は振幅基準値を所定値に固定して品質指標値を求めることにより、再生信号の振幅を表す振幅評価値を生成するようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明はディスクドライブ装置及び記録パワー設定方法に関し、光ディスクに対して記録及び再生を行うディスクドライブ装置に適用して好適なものである。
データを記録可能な光ディスクにおいては、当該光ディスクのメーカー毎の特性差や光ディスク個々の特性のばらつき等の原因によって、記録時におけるレーザ光の最適な記録パワーがそれぞれ異なっている。このため光ディスクにデータを記録するディスクドライブ装置は、データ記録に先立って光ディスクに対する最適な記録パワーを求めるようになされている(例えば、特許文献1参照)。
この最適記録パワーの設定処理をOPC(Optimum Power Control)と呼ぶ。かかるOPCにおいてディスクドライブ装置は、光ディスクに設定されたテスト用領域に対してある記録パワーでテストデータを記録した後、当該テストデータを読み出す。そして、このとき得られた再生RF信号のピーク値及びボトム値に基づいて、当該再生RF信号についての振幅評価値を得る。
ディスクドライブ装置は、上述したテストデータの記録及び読み出しを異なる記録パワーで複数回繰り返し、振幅評価値に基づいて最適記録パワーを決定する。
特開2003−168216公報
上述したようにOPCにおいては、光ディスクのテスト用領域に対して異なるパワーでテストデータを複数回記録する必要がある。しかしながら光ディスクの記録耐久性には限りがあり、これにより高い記録パワーでテストデータの書き込みを繰り返すと、記録層が劣化して反射率や最適な書き込みパワーが変化してしまう。
このためディスクドライブ装置では、最適と思われる記録パワーよりも低い記録パワーでOPCを行い、このとき得られた振幅評価値に基づいて最適記録パワーを決定することがある。ところが、記録パワーが低いと読み出し時の再生RF信号の振幅も小さくなって当該再生RF信号に対するPLL(Phase Locked Loop)ロックを行い得なくなり、このため振幅評価値を得られなくなる場合があるという問題があった。
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、低い記録パワーでも再生信号の振幅情報を確実に取得して最適な記録パワーを設定することができるディスクドライブ装置及び記録パワー設定方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、光ディスクに対してデータの記録及び再生を行うディスクドライブ装置において、光ディスクから再生した再生信号に対してビタビ復号を行ってデータを復号するとともに、ビタビ復号における状態遷移そのものを表現する状態データを生成するビタビ復号手段と、状態データから認識された状態遷移に対応する振幅基準値と再生信号をディジタル変換することで生成された再生信号値との差分値を演算し、当該差分値に基づいて再生信号の品質の優劣を表す品質指標値を生成する品質指標生成手段とを設け、品質指標生成手段は振幅基準値を所定値に固定して品質指標値を求めることにより、再生信号の振幅を表す振幅評価値を生成するようにした。
これにより、再生信号の振幅が小さく当該再生信号に対してPLLロックを行い得ない場合でも、当該再生信号の振幅を確実に認識することができる。
また本発明においては、光ディスクに対してテストデータを記録し、当該テストデータを読み出した再生信号についての振幅評価値に基づいて当該光ディスクに対する最適記録パワーを設定する記録パワー設定手段を設けた。
これにより、再生信号の振幅が小さく当該再生信号に対してPLLロックを行い得ない場合でも、再生信号の振幅を認識して、光ディスクに対する最適記録パワーを確実に設定することができる。
さらに本発明においては、光ディスクに対して最適記録パワーよりも十分に低い記録パワーでテストデータを記録するようにした。
これにより、テストデータの書き込みによる光ディスクの記録層の劣化を防止することができる。
本発明によれば、再生信号の振幅が小さく当該再生信号に対してPLLロックを行い得ない場合でも、再生信号の振幅を認識して光ディスクに対する最適記録パワーを確実に設定することができ、これによりテストデータの記録パワーを低くしてテストデータの書き込みによる光ディスクの記録層の劣化を防止することができる。
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)ディスクドライブ装置の全体構成
図1において、1は全体として本発明によるディスクドライブ装置を示し、CPU2がディスクコントローラ3を介して当該ディスクドライブ装置1全体を統括制御するようになされている。そして、ディスクドライブ装置1はホスト機器200から供給されるリード/ライトコマンドに応じて、光ディスク100に対してデータの記録及び再生を行うようになされている。
光ディスク100は図示しないターンテーブルに載置され、データのアクセス(記録及び再生)時において、駆動手段としてのスピンドルモータ4によって回転駆動される。そしてアクセス手段としての光ピックアップ5によって、光ディスク100に記録されているデータやウォブリンググルーブによるADIP(Address In Pre Groove)情報の読み出しが行なわれる。
光ピックアップ5には、レーザ光源となるレーザダイオード10や反射光を検出するためのフォトディテクタ11、レーザ光の出力端となる対物レンズを保持する二軸アクチュエータ12、レーザダイオード10の出力制御を行うAPC(Auto Power Control)回路13、さらには図示していないが、レーザ光を対物レンズを介してディスク記録面に照射し、またその反射光をフォトディテクタ11に導く光学系等が搭載されている。
二軸アクチュエータ12は対物レンズをトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持する。またスライド駆動部14は、サーボ駆動回路15の制御に応じて光ピックアップ5全体をディスク半径方向に往復駆動する。
フォトディテクタ11は複数個のフォトダイオードを有しており、各フォトダイオードはそれぞれ光ディスク100からの反射光を受光して光電変換し、その受光光量に応じた受光信号を生成してアナログシグナルプロセッサ16に供給する。
アナログシグナルプロセッサ16のリードチャンネルフロントエンド17は、受光信号から再生RF信号を生成し、アナログディジタル変換器20に入力する。一方マトリクスアンプ18は、各フォトダイオードからの受光信号に対してマトリクス演算を行って、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号FE及びトラッキングエラー信号TE、並びにウォブリンググルーブの情報であるプッシュプル信号PPを生成し、これらをアナログディジタル変換器20に入力する。またPLL部19は、再生RF信号からリードクロックRCKを生成する。
アナログディジタル変換器20は、再生RF信号、フォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TE及びプッシュプル信号PPをそれぞれディジタル変換した後ディジタルシグナルプロセッサ21に入力する。
ディジタルシグナルプロセッサ21は、ライトパルスジェネレータ22、サーボシグナルプロセッサ23、ウォブルシグナルプロセッサ24及びRFシグナルプロセッサ25を有している。
ウォブルシグナルプロセッサ24はプッシュプル信号PPをデコードし、アドレスや物理フォーマット情報等からなるADIP情報を抽出してCPU2に供給する。
サーボシグナルプロセッサ23は、フォーカスエラー信号FE及びトラッキングエラー信号TEに基づいてフォーカス、トラッキング、スライド、スピンドルの各種サーボドライブ信号を生成し、ディジタルアナログ変換器27を介してサーボ駆動回路15に供給する。またサーボシグナルプロセッサ23は、CPU2からの命令に応じてフォーカスサーチ、トラックジャンプ、シーク等の動作を指示するサーボドライブ信号をサーボ駆動回路15に供給する。そしてサーボ駆動回路15は、サーボドライブ信号に基づいて二軸アクチュエータ12、スライド駆動部14及びスピンドルモータ4を駆動する。
RFシグナルプロセッサ25は、光ディスク100から読み出した再生RF信号に対してビタビ復号処理を施して再生データを得る。すなわちRFシグナルプロセッサ25のビタビ復号器25Aは、リードクロックRCKに従って規定される各タイミングにおける再生RF信号の値(再生信号値)に基づき、状態遷移パターンから推定される最尤状態を逐次選択していく。そしてビタビ復号器25Aは、選択した一連の状態データに基づいて再生データRDを生成し、これをディスクコントローラ3に供給する。
このときRFシグナルプロセッサ24の品質指標生成器24Bは、ビタビ復号器24Aで選択した最尤状態に基づいて、振幅変動等が生じていない理想的な再生RF信号の理論値でなる振幅基準値acxxxを求める。さらに品質指標生成器24Bは、各サンプル時刻における再生信号RFの再生信号値cxxxと振幅基準値acxxxとの差分値e[t]の平均値を算出する。
この差分値e[t]の平均値は、再生RF信号の理想波形と実際の波形との誤差に相当し、当該再生RF信号の品質の優劣を表すものである。品質指標生成器24Bは、当該平均値を再生RF信号の品質を示す品質指標値CQとして出力する。
例えば図2に示すように、時間t−3、t−2、t−2、t、t+1,t+2及びt+3の各サンプル時刻における振幅基準値を破線で示すac000、ac001、ac011、ac111、ac110、ac100及びac000とし、そのときの再生信号値をそれぞれc000、c001、c011、c111、c110、c100及びc000とすると、各サンプル時刻における差分値は、太い実線で示すe[t-3]=ac000−c000、e[t-2]=ac001−c001、e[t-1]=ac011−c011、e[t]=ac111−c111、e[t+1]=ac110−c110、e[t+2]=ac100−c100、e[t+3]=ac000−c000となる。品質指標生成器24Bは、次式を用いて品質指標値CQを算出する。
CQ=(e[t-3]+e[t-2]+e[t-1]+e[t]+e[t+1]+e[t+2]+e[t+3])/7
……(1)
ディスクコントローラ3は、エンコード/デコード部31、ECC(Error Correcting Code)処理部32及びホストインターフェース33を有している。
ディスクコントローラ3は再生時において、RFシグナルプロセッサ26から供給される再生データに対しエンコード/デコード部31でデコード処理を行い、さらにECC処理部32でエラー訂正処理を施し、ホストインターフェース33を介して外部のホスト機器200(例えばパーソナルコンピュータ等)に転送する。
またディスクコントローラ3のエンコード/デコード部31は、デコード処理により得られた情報の中からサブコード情報やアドレス情報、さらには管理情報や付加情報を抜き出し、これらの情報をCPU2に供給する。
またCPU2はホスト機器200からのライトコマンドに応じて、光ディスク100に対する記録動作を実行する。
すなわち記録時においてディスクコントローラ3は、ホスト機器200から供給された記録データに対し、ECC処理部32でエラー訂正コードを付加し、さらにエンコード/デコード部31で記録データに対してRLL(Run Length Limited)符号化を施してRLL(1,7)符号にエンコードした後、ディジタルシグナルプロセッサ21のライトパルスジェネレータ22に供給する。
ライトパルスジェネレータ22は、記録データに対して波形整形等の処理を行ってレーザ変調データを生成し、これをAPC回路13に供給する。APC回路13は、レーザ変調データに応じてレーザダイオード10を駆動して光ディスク100にデータ書込を行う。
(2)ディスクドライブ装置におけるOPC処理
かかる構成に加えてディスクドライブ装置1は、光ディスク100が装着された後の最初の書き込み動作を行う際、これに先だってOPCを実行し、当該光ディスク100に対する最適な記録パワーを設定する。このときディスクドライブ装置1は、κ−OPCと呼ばれる手法を用いて最適な記録パワーよりも十分に低い記録パワーでOPCを行うことにより、光ディスク100の記録層の劣化を防止するようになされている。
ここで、記録パワーが低いと再生RF信号の振幅も小さくなって当該再生RF信号に対するPLLロックができなくなり、再生RF信号の振幅を認識し得なくなる場合がある。このため本発明によるディスクドライブ装置1は上述した品質指標生成器25Bを用い、再生RF信号の振幅が小さくPLLロックが不能な状態においてもその振幅を認識して、低い記録パワーで確実にOPCを行うようになされている。
すなわちディスクドライブ装置1の品質指標生成器25BはOPCの実行時において、振幅基準値acxxxを一律「0」に固定して品質指標値CQを算出する。この場合品質指標値CQは、再生RF信号のAD変換値の総和に相当する。そして、再生RF信号が一定の規則に基づく周期的な信号の場合は、当該品質指標値CQは再生RF信号の振幅に比例する。このため、OPC時において所定のパターンでテストデータを書き込むことにより、当該品質指標値CQを用いて再生RF信号の振幅を評価することができる。
この、振幅基準値acxxxを「0」に固定したときの品質指標値CQを振幅評価値AMPと呼ぶ。振幅評価値AMPは、PLLがロックしていない状態でも再生RF信号の振幅に比例した値を示すことから、低い記録パワーでOPCを行う場合でも、当該振幅評価値AMPを用いて確実に再生RF信号の振幅を評価することができる。
次に、上述した振幅評価値AMPを用いたOPC処理手順を図3に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
記録パワー設定手段としてのCPU2は、OPC処理手順ルーチンRT1の開始ステップから入ってステップSP1に移り、パラメータ(スタートパワーPind、パワー係数ρ及びピーク/イレーズ比εe)の初期値をAPC回路13にセットし、次のステップSP2に移る。
ステップSP2においてCPU2は、光ピックアップ5を光ディスク100のOPC領域にシークした後次のステップSP3に移り、テストデータの書き込みに先だってOPC領域における連続する6RUB(Recording Unit Block)のデータを消去して次のステップSP4に移る。
ステップSP4においてCPU2は、消去した6RUBのうちの中央の2RUBに対し、正規化用記録パワー(ピークパワーPP=ρ×Pind、イレースパワーEP=PP×εe、クールパワーCP=0[mw])でテストデータを記録する。
ここで、OPC領域が設けられているディスク最内周部分ではトラック一周が2RUB弱に相当し、これにより消去を行った6RUBはトラック3周強に相当する。このため、テストデータを記録するトラック(2RUB)の両隣のトラックはデータが消去された状態となり、隣接トラックの影響を無くして正確にOPCを行うことができる。
次のステップSP5においてCPU2は、OPC領域からテストデータを読み出し、このときの正規化用振幅評価値AMPnorを取得して次のステップSP6に移り、先のステップSP3において消去した6RUBを再消去し、次のステップSP7に移る。
ステップSP7においてCPU2は、消去した6RUBのうちの中央の2RUBに対し、異なる8種の記録パワーでテストデータを記録する。すなわち、パワー係数anを0.895から0.03ステップで8値設定し、ピークパワーPP=an×Pind、イレースパワーEP=PP×εe、及びクールパワーCP=0[mw]で記録を行う。
次のステップSP8においてCPU2は、OPC領域からテストデータを読み出し、このときの8種の振幅評価値AMPanを取得して次のステップSP9に移る。ステップSP9においてCPU2は、取得した8種の振幅評価値AMPan及び正規化用振幅評価値AMPnorから、次式を用いて8種の正規化パワー値Pmを算出し、次のステップSP10に移る。
Pm=an×AMPan/AMPnor ……(2)
ステップSP10においてCPU2は、算出した8種の正規化パワー値Pmから閾パワー値Pthr1及びPthr2を算出する。図4に示すように、閾パワー値Pthr1はパワー係数anが低い側5条件の正規化パワー値Pmの近似直線とパワー軸との交点の値であり、閾パワー値Pthr2は、パワー係数anが高い側5条件の正規化パワー値Pmの近似直線とパワー軸との交点の値である。
ステップSP11においてCPU2は、閾パワー値Pthr1及びPthr2から次式を用いて第1のターゲットパワー値Ptarget1及び第2のターゲットパワー値Ptarget2を算出し、次のステップSP12に移る。
Ptarget1=κ×Pthr1
Ptarget2=κ×Pthr2 ……(3)
ステップSP12においてCPU2は、第1のターゲットパワー値Ptarget1及び第2のターゲットパワー値Ptarget2から次式を用いてターゲットパワー値Ptargetを算出し、次のステップSP13に移る。
Ptarget=(Ptarget2×Pfit1−Ptarget1×Pfit2)/((Ptarget2−Ptarget1)−(Pfit2−Pfit1))
Pfit1=1.045×Pind
Pfit2=0.955×Pind ……(4)
ステップSP13においてCPU2は、算出したターゲットパワー値Ptargetが目標範囲内(Pfit1<Ptarget<Pfit2)にあるかを判定する。ステップSP13において、ターゲットパワー値Ptargetが目標範囲内にないと判定した場合、このことは適切なターゲットパワー値Ptargetを得られなかったことを表しており、このときCPU2はステップSP14に移り、再試行カウンタのカウンタ値N(初期値「0」)に基づいてOPCの再試行回数が5回未満であるかを判定する。
ステップSP14において再試行回数が5回未満であると判定した場合、CPU2はステップSP5に移って再試行カウンタのカウンタ値Nを「1」加算した後、ステップSP3に戻って再度ステップSP3〜SP13を実行する。これに対してステップSP15において再試行回数が5回以上であると判定した場合、CPU2はステップSP16に移り、OPCに失敗(OPCタイムアウト)したものとし、ステップSP19に移ってOPC処理手順を終了する。
一方、ステップSP13においてターゲットパワー値Ptargetが目標範囲内にあると判定した場合、このことは適切なターゲットパワー値Ptargetを得られたことを表しており、このときCPU2はステップSP17に移り、ここまでの手順で使用していた6RUBを再消去して次のステップSP18に移る。
ステップSP18においてCPU2は、ライトパワーPwoをPwo=ρ×Ptargetに設定し、ステップSP19に移ってOPC処理手順を終了する。
(3)動作及び効果
以上の構成において、ディスクドライブ装置1の品質指標生成器24Bは、通常のデータ再生の際、ビタビ復号器24Aで検出した最尤状態に基づく振幅基準値と再生RF信号の再生信号値の差分に基づいて、当該再生RF信号の品質を表す品質指標値CQを生成する。
これに加えて品質指標生成器24Bは、光ディスク100に対するOPCの際、振幅基準値を所定値「0」に固定することにより、品質指標値CQに換えて再生RF信号の振幅を表す振幅評価値AMPを生成する。この振幅評価値AMPは、低い記録パワーでテストデータを記録したことにより再生RF信号の振幅が小さく当該再生RF信号に対してPLLがロックしない状態においても、再生RF信号の振幅に比例した値を示す。
このためディスクドライブ装置1は、振幅評価値AMPに基づいて再生RF信号の振幅を確実に認識して、最適な記録パワーよりも十分に低い記録パワーでOPCを行うことができる。
また、品質指標生成器24Bの振幅基準値を所定値に固定することで振幅評価値AMPを生成するようにしたことにより、新たな信号処理回路等を設けることなく、簡易な構成で再生RF信号の振幅を確実に認識し、最適な記録パワーよりも十分に低い記録パワーでOPCを行うことができる。
以上の構成によれば、品質指標値CQを生成するための品質指標生成器24Bを用いて再生RF信号の振幅を表す振幅評価値AMPを生成することにより、簡易な構成で、かつ低い記録パワーでOPCを行うことができ、これにより光ディスク100の記録層の劣化を防止することができる。
(4)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、光ディスクに対して記録再生を行うディスクドライブ装置1に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、再生RF信号に対してビタビ復号処理を施して再生データを得る種々のディスクドライブ装置に本発明を適用することができる。
また上述の実施の形態においては、異なる記録パワーでテストデータを8回記録してOPCを行うようにしたが、本発明はこれに限らず、これ以外の回数でテストデータを記録してOPCを行うようにしてもよい。
本発明は、光ディスクに対して記録再生を行うディスクドライブ装置に適用できる。
ディスクドライブ装置の全体構成を示すブロック図である。 振幅基準値と再生信号値の説明に供する特性曲線図である。 OPC処理手順を表すフローチャートである。 ターゲットパワーの算出の説明に供する図である。
符号の説明
1……ディスクドライブ装置、2……CPU、3……ディスクコントローラ、4……スピンドルモータ、5……光ピックアップ、16……アナログシグナルプロセッサ、19……PLL部、21……ディジタルシグナルプロセッサ、25……RFシグナルプロセッサ、25A……ビタビ復号器、25B……品質指標生成器、100……光ディスク。

Claims (6)

  1. 光ディスクに対してデータの記録及び再生を行うディスクドライブ装置において、
    上記光ディスクから再生した再生信号に対してビタビ復号を行って上記データを復号するとともに、ビタビ復号における状態遷移そのものを表現する状態データを生成するビタビ復号手段と、
    上記状態データから認識された状態遷移に対応する振幅基準値と、上記再生信号をディジタル変換することで生成された再生信号値との差分値を演算し、当該差分値に基づいて上記再生信号の品質の優劣を表す品質指標値を生成する品質指標生成手段と
    を具え、
    上記品質指標生成手段は、上記振幅基準値を所定値に固定して上記品質指標値を求めることにより、上記再生信号の振幅を表す振幅評価値を生成する
    ことを特徴とするディスクドライブ装置。
  2. 上記光ディスクに対してテストデータを記録し、当該テストデータを読み出した上記再生信号についての上記振幅評価値に基づいて当該光ディスクに対する最適記録パワーを設定する記録パワー設定手段
    を具えることを特徴とする請求項1に記載のディスクドライブ装置。
  3. 上記記録パワー設定手段は、上記光ディスクに対して上記最適記録パワーよりも十分に低い記録パワーで上記テストデータを記録する
    ことを特徴とする請求項2に記載のディスクドライブ装置。
  4. 光ディスクから再生した再生信号に対してビタビ復号を行い、当該ビタビ復号における状態遷移そのものを表現する状態データを生成するビタビ復号ステップと、
    上記状態データから認識された状態遷移に対応する振幅基準値と、上記再生信号をディジタル変換することで生成された再生信号値との差分値を演算し、当該差分値に基づいて上記再生信号の品質の優劣を表す品質指標値を生成する品質指標生成ステップと
    を具え、
    上記振幅基準値を所定値に固定して上記品質指標値を求めることにより、上記再生信号の振幅を表す振幅評価値を生成し、当該振幅評価値に基づいて当該光ディスクに対する最適記録パワーを設定する
    ことを特徴とする記録パワー設定方法。
  5. 上記光ディスクに対してテストデータを記録するテストデータ記録ステップ
    を具え、
    上記テストデータを読み出した上記再生信号についての上記振幅評価値に基づいて上記最適記録パワーを設定する
    ことを特徴とする請求項4に記載の記録パワー設定方法。
  6. 上記光ディスクに対して上記テストデータを上記最適記録パワーよりも十分に低い記録パワーで記録する
    ことを特徴とする請求項5に記載の記録パワー設定方法。
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