JP2005516327A

JP2005516327A - 増大タイミング分解能を有するタイミング信号を生成する手段を有する光記録担体記録装置及び方法

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Publication number: JP2005516327A
Application number: JP2003562930A
Authority: JP
Inventors: ブール，バートエムデ
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2005-06-02
Also published as: CN100449631C; WO2003063159A3; KR20040082397A; WO2003063159A2; US20050083807A1; US7167428B2; AU2002367493A1; CN1618100A; EP1472695A2; KR100922709B1

Abstract

入力記録信号に対して増大されたタイミング分解能を有するタイミング信号(52)を生成するデバイスを有する、光記録担体記録装置及び相当する方法に関する。所要タイミング分解能よりも大きな最小遅延を有する遅延セル(20)を用いて基準クロック周波数を増加させることなくそのような増大タイミング分解能を実現するのに、該タイミング信号を生成する該デバイスは、該記録信号(51)を受信し、該タイミング信号(52)を生成する遅延手段(111)を有し、該遅延手段は第１遅延を有する遅延セルの第１群(14)及び第２遅延を有する遅延セル(22)の第２群(17)を有し、単位遅延を形成する該第１遅延と該第２遅延との間の差異が該第１遅延及び該第２遅延よりも小さく、該デバイスは更に、該記録信号(51)を遅延させる単位遅延数を、該記録信号が通過する該第１群及び第２群(14,17)の遅延セル(20,22)の数を制御することによって、選定する選定手段(112)を有することを提案する。

Description

本発明は光記録担体の記録面上に放射ビームを照射することによってデータを記録し：
該放射ビームを備える放射源；
クロック信号を備える位相ロック・ループ；
記録信号を受信情報信号から該クロック信号を用いて生成する記録信号生成装置；
該記録信号に対して増大されたタイミング分解能を有するタイミング信号を該記録信号から生成するデバイス；及び
該タイミング信号を受信し、該放射源を駆動させるドライバ装置；
を有する、光記録担体記録装置及び相当する方法に関するものである。

光ディスク、例えば、CD-R/RW、DVD+RW又はDVR、上での書き込みは集束レーザ・ビームによって該ディスクを加熱することによって行われる。該ディスクの該加熱はディスク材料における恒久的又は半恒久的変化をもたらし、該変化は読み出し中に検出し得る。LADICとも呼ばれる、レーザ・ドライバICはレーザを、種々の振幅及び持続時間の電流パルスの所定パターン、すなわち、書き込みストラテジ、によって、該ディスク上に書き込まれなければならないデータによって、駆動させる。そのような光記録/再生装置は既知のものである（例えば、特許文献１参照。）。

光記録について、書き込み速度が更に増加し、書き込みストラテジが新たに策定されることによって、個々のレーザ・パルスのタイミング分解能が該レーザ・ドライバのPLL、すなわち、位相ロック・ループ、のクロックの周期よりも高くなることが要求される。すなわち、該レーザ・ドライバは新たなレーザ・パルスをPLLクロック・エッジでのみならず、２つのPLLのクロック・エッジの間の所定の瞬間ででも開始することができなければならない。これは超分解能が該レーザ・ドライバのPLLのクロックに備えられなければならないことを表す。これはタップ遅延線によって行うことが可能で、該タップ遅延線においては、次のレーザ・パルスの開始を示す、タイミング信号がクロック周期の所定の割合分だけ遅延される。これはタイミング信号経路において特定数の遅延セルを挿入することによって実現し得、各々が該信号を特定の割合分だけ遅延させる。該挿入遅延セル数は選定し得、それによって、該信号が受ける総遅延量を規定する。しかしながら、高クロック周波数において、かつ、高超分解能が要求される場合、標準遅延セルによって実現し得る最小遅延値は所望単位遅延よりも大きくなる。
国際公開第00/039793号パンフレット

本発明の目的はしたがって、入力信号に対して増大されたタイミング分解能を有するタイミング信号を、所要タイミング分解能よりも短い最小遅延値を必ずしも有しない遅延セルを用いて、かつ、該入力信号の該タイミング分解能を増大させることなく、生成する手段のある、光記録担体記録装置及び方法を備えることにある。

該目的は本特許請求の範囲に記載の装置によって実現され、該装置は、遅延手段及び選定手段を有し、該遅延手段は該記録信号を受信し、該タイミング信号を生成し、第１遅延を有する遅延セルの第１群及び第２遅延を有する遅延セルの第２群を有し、単位遅延を形成する該第１遅延と該第２遅延との差異は該第１遅延及び該第２遅延よりも小さく、該選定手段は、該記録信号を、該記録信号が通過する該第１群の遅延セル数及び第2群の遅延セル数を制御することによって、遅延させる、単位遅延数を選定する。

本発明は単位遅延として、該遅延セル自体における遅延ではなく、むしろ、異なる遅延を有する、好適的にはわずかに異なる遅延だけを有する、２つの遅延セル間の差異、を用いるという考え方に基づくものである。該差異は、該差異が該第１群と該第２群との両方の遅延セルの遅延よりも小さくなるように、選定される。該遅延の該差異が単位遅延として用いられるので、個々の遅延セルの遅延はそれほど短くなくてよく、それによって該個々の遅延セルの設計を、容易にし、したがって、安価にする。一方、遅延セル自体によって実現し得る最小遅延値よりも高い超分解能を実現し得る。該記録信号が受ける遅延を厳密に制御するよう、選定手段が該第１群の遅延セルの数及び該第２群の遅延セルの数を選定し、したがって、該記録信号の該遅延セル群を通じた信号経路を制御する、よう備えられる。

本発明の好適実施例は本特許請求の範囲が有する。第１好適実施例によれば、制御遅延セルが用いられ、遅延制御手段が、該第１群の該遅延セルの該第１遅延及び該第２群の該遅延セルの該第２遅延を制御するよう備えられる。好適的には、該第１群の遅延セル全てが同様の遅延を有し、該第２群の遅延セル全てが同様の遅延を有するよう、該遅延セルの遅延が制御される。該遅延セルの遅延についての好適選択は本特許請求の範囲において規定される。

xが整数で、x(x-1)が該記録信号の該タイミング分解能について行われる細分の数であると仮定すれば、最小で2x-3の遅延セルが該第１群において必要であり、最小でx-2の遅延セルが該第２群において必要である。該記録信号によって、単位遅延Dの特定数Nだけ該記録信号を遅延させるのに、通過されなければならない該第１群の遅延セルの第１数及び該第２群の遅延セルの第２数はその場合、一般に計算し得る。該第２群の遅延セルの第２数Z₂は一般に、Z₂＝Nmod(x-1)として表され、該第１群の遅延セルの第１数Z₁は一般に、Z₁＝int(N/(x-1))-Z₂+(x-2)として表される。これは該第１群のｘ−２の遅延セルを通過し、かつ、該第２群の遅延セルを全く通過しない、該信号がゼロの遅延を有する信号として規定されることを表す。全ての他の単位遅延はゼロ遅延を有する該信号に対して規定される。

該選定手段の好適実施例は本特許請求の範囲に記載され、該記載においては、信号経路の選定について多数のANDゲート及びORゲートの数が遅延セルの各群に割り当てられる。

本発明の別の特徴によれば、該遅延セルは非反転遅延セルで、各々は2つの反転電流制御遅延セル・ユニット又は反転電圧制御遅延セル・ユニットを有する。しかしながら、別の構成も用い得る。該遅延セルから出力信号を再生するのに出結合回路を用い得る。

該遅延制御手段の好適実施例は本特許請求の範囲に記載する。好適的には、該遅延制御手段は２つの位相ロック・ループ回路を有し、各々は該第１群の該遅延セルの遅延及び第2群の該遅延セルの遅延を制御する第１制御信号及び第２制御信号を生成する電流制御発振器及び該電流制御発振器の出力信号の周波数を分割するクロック分割器を有する。両方のPLL回路ともに、好適的に、位相検出器及びループ・フィルタを有し、両方のPLL回路は第３クロック分割器によって相互接続される。該電流制御発振器各々は好適的には多数の相互接続反転遅延セルによってリング発振器として形成される。該第１リング発振器の該遅延セルの遅延は好適的には該第1群の該遅延セルの該第１遅延のｐ倍になるよう選定される一方、該第２リング発振器の該遅延セルの遅延は該第２群の該遅延セルの該第２遅延のｐ倍になるよう選定され、ｐはゼロより大きい数、例えば、0.5、である。該遅延手段において本発明によって用いられる遅延セルのタイプによって、該第１若しくは第２電流制御発振器を流れる電流又は該第１若しくは第２電流制御発振器の両端の電圧が、該遅延手段における該第１群の該遅延セル又は第２群の該遅延セルに複製される。

本特許請求の範囲に記載の上記装置に相当する方法は該特許請求の範囲に記載する。一般に、本発明は如何なるPLLベースのタイミング信号生成回路、例えば、パターン合成器、にも適用し得、該回路においては、クロック信号の着信を数える非常に高いタイミング分解能が必要になる。更に、本発明は、例えば、（チップ間）クロック・スキューを補正するのにマイクロプロセッサ又はメモリにおいて用いられるような、適応クロック位相シフト器又は適応（クロック）デスキュー回路において適応し得る。

本発明は次に、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明による光記録担体記録装置の構成図を表すものである。該装置は放射源として、円板形光記録担体１の記録面２上にデータ信号を記録するレーザ４を有する。該信号は、該レーザ４によって放出され、レンズ６によって該記録面2上に集束される、放射ビーム５、を照射し、したがってディスクを局所的に加熱して該記録面２上のディスク材料に恒久的又は半恒久的な変化をもたらすことによって、書き込まれる。記録中には、該光記録担体１は該担体の中心の周りを回転し、該レーザ４はレーザ・ドライバ装置７によって駆動され、該レーザ・ドライバ装置７は所望の書き込みストラテジをもたらす種々の振幅及び持続時間の電流パルスの所定パターンを有する。該ドライバ装置７は、記録信号S1を受信し、該入力信号S1よりも高いタイミング分解能を有する、記録信号とも呼ばれる、タイミング信号S2をそれから生成する本発明によるタイミング信号生成装置８からの所要タイミング信号S2を備える。該入力信号S1は、記録信号生成装置９によって、記録するデータを有するデータ信号５０から、かつ、位相ロック・ループ（PLL）１０によって生成された基準クロック信号CLKに基づいて、生成される。

増加書き込み速度又は書き込み精度を要する書き込みストラテジを実施するよう、該レーザ４の個々のレーザ・パルスのタイミング分解能はPLLの基準クロック信号CLKの周期及び該入力信号S1の周期よりも高くなければならない。これは第１群及び第２群の多数の遅延セルを有する遅延手段１１によって本発明によって実現され、該第１群の該遅延セルは該２群の該遅延セルとはわずかに異なる遅延を有する。したがって、該第１群の１つのセルの遅延と該第２群の１つのセルの遅延との差異が単位遅延として用いられるが、それは該遅延の該差異がそのようにして個々の遅延セルの遅延よりもずっと少なくできるからである。このようにして、個々の遅延セルによって実現し得る最小遅延値よりもずっと高い超分解能を実現し得る。

個々の遅延セルの遅延を制御するよう、制御信号Cを備える遅延制御手段13が備えられる。入力信号S1が該遅延手段１１を進む信号経路を選定し、そして該入力信号S1の実際の遅延を制御するよう、選定信号Bを生成する選定手段１２が備えられる。

本発明によるタイミング信号生成装置を図２に詳細に表す。遅延手段は第１遅延装置１１１及び第２遅延装置１１２を有し、各々は多数の遅延セル２０，２２、多数のANDゲート２１，２３及びORゲート１６，１９を有する。本実施例では、該第１遅延装置１１１は７つの直列に相互接続された遅延セル２０の第１群の第１遅延線１４を有する。記録中に用いられるタイミング情報を有し、低タイミング分解能を有する、入力信号S1は該遅延線１４の第１遅延セルに入力される。該遅延セル２０の遅延は該遅延制御手段１３によって生成される第１制御信号C1によって制御される。各遅延セル２０の入力及び最後の遅延セルの出力は第１群１５の個々のANDゲート２１の入力に接続される。該ANDゲート２１の他方の入力は、該入力信号S1が該遅延手段を進む該信号経路を選定する選定信号Bを生成する、選定装置１２１及びデマルチプレクサ１２２を有する、選定手段に接続される。各ANDゲート２１はしたがって、スイッチとしての役割を果たし、該ゲートは個々に該信号を通過させたりさせなかったりするようスイッチをオンかオフにし得る。

該第１群１５の該ANDゲート２１の出力は全て、ORゲート１６に接続され、該ゲートの出力は該第２遅延装置１１２が有する遅延線１７の多数の遅延セルの該第１遅延セル２２の入力に接続される。本実施例では、該遅延線１７は３つの直列に相互接続された遅延セル22を有し、該セルの遅延は該遅延制御手段１３から備えられる第２制御信号C2によって制御される。該遅延セル２２の全ての入力及び最後の遅延セルの出力は個々に、第２群１８のANDゲート２３の入力に接続され、該第２入力は更に信号経路を選定する選定信号Bが備えられる。該ANDゲート２３の出力は該入力信号S1に対して増大されたタイミング分解能を有するタイミング信号S2を出力するORゲート１９に接続される。該信号経路を選定するよう、該選定信号は本実施例においては4ビットの符号である。

好適的に、該遅延セル２０，２２各々は２つの反転遅延セルを有し、非反転遅延セルを結果として生じる。これらは図3aに表すような電流制御遅延セルか、図３ｂに表す電圧制御遅延セルであり得る一方、別の構成が考えられる。該遅延線14及び１７における１つの遅延セルとしてのそのような反転遅延セルの２つを用いることによって単一の反転遅延セルの2倍の大きさの遅延のある非反転遅延セルを結果として生じる。

該遅延セル２０，２２は、第１遅延線１４におけるセル毎遅延がT/xで、第２遅延線１７におけるセル毎遅延がT/(x-1)になるように、制御手段１３によって制御される。そこでは、Tは基準クロックの、すなわち、PLLのクロック信号CLKの、かつ、超分解能が備えられなければならない（一般に周期的でなくて良い、すなわち、Tの分解能のあるタイミング信号である）入力信号S1の、クロック周期であり、x(x-1)は1周期Tにおいて行われる細分の数である。以下の表は異なるｘの値に対して、両方の遅延装置についてのセル毎遅延、更には、周期T毎細分数、を表す。図２において表す実施例では、ｘの値は５で、結果として２０のクロック周期Tの細分を生じる。

分解能利得は本発明による遅延手段によって実現されるタイミング分解能を、遅延セル毎で同様な最小遅延のある従来の遅延線によって実現し得るタイミング分解能によって、除算したものである。

ｘが５であることによって20の細分を結果として生じる、図２に表す遅延手段を説明する。第１遅延線１４の最初の３つの遅延セル２０を通過し、第２遅延線１７の遅延セル２２をどれも通過しない信号の遅延はゼロとして規定する。次に、特定量、例えば、T/20、の遅延が実現される場合、信号経路は、該信号が、T/20の例について、第１遅延線１４の２つの遅延セル及び第２遅延線１７の１つの遅延セルを通過し、事実上、T/5をゼロから減算し、更に、T/4を加算する、ように制御される。同様に、ある遅延、例えば、7T/20、が所望される場合、2T/5の遅延がゼロから除算され、その後、3T/4の遅延が、該信号に第１遅延線１４の第１遅延セルのみ、更には、第２遅延線１７の３つの遅延セルを通過させることによって、加算される。すなわち、3T/5の絶対遅延を有する信号はゼロである遅延を有するものとして規定され、他の全ての遅延はゼロ遅延のある該信号に対して計算される。ゼロ遅延のある該信号は第１遅延線の３つの遅延セルを通過するよう規定されるので、第１遅延装置１１１における該信号に対して遅延を減算するか加算するかの何れかが考えられる。

以下の表はｘ＝５について、所望の遅延毎の遅延線の設定を表す：

所定数Nの単位遅延Dが所望される場合、以下を計算することによってｘの別の値についての表を同様に作成し得る。

第１遅延装置１１１の遅延セルの第１数Z₁はint(N/(x-1))-Z₂+(x-2)に等しい一方、第２遅延装置１１２における通過遅延セルの第２数Z₂はNmod(x-1)に等しい。

ｘが特定の値である場合、遅延線14,17に対する遅延装置111,112両方にある遅延セルの総数は第１遅延線１４については２ｘ−３であり、第２遅延線１７についてはｘ−２である。

遅延セル20,22の遅延を制御する２つの制御信号C1及びC2は２つのPLL回路131,132を有する図4に表すような遅延制御手段によって生成し得る。該PLL回路131,132各々は位相検出器(PD1,PD2)30,40、ループ・フィルタ(LF1,LF2)31,41、電流制御発振器(CCO1,CCO2)32,42及びクロック分割器(%N,%K)33,43を有する。第１PLL回路131はクロック信号ckが備えられる、すなわち、両方のPLL回路131,132は第３のクロック分割器（％Ｍ）50によって相互接続される。該クロック分割器33,43は着信クロック信号と比較するよう位相検出器30,40にもう一度供給される、発振器32,42からの、クロック信号F1,F2からの周波数を分割する。電流制御発振器32,42は好適的には５つの相互接続された反転遅延セル５０を有し、該セルは（図２参照の）遅延線14及び１７の遅延セルにおいて2度用いられる上記反転遅延セルと同一のものであり、結果として図５に表すようなリング発振器をもたらす。該リング発振器は入力信号E1,E2として該ループ・フィルタからの出力信号を受信し、各々、リング信号F1,F2、更には、制御信号C1又はC2を出力する。

光記録を記録する装置の多くのレーザ・ドライバ装置においては、第１PLL回路１３１は、例えば、図１に表すPLL１０として、既に存在する。第１電流制御発振器３２の周波数は着信クロックの周波数のQ倍である。該クロック信号の周期がTであると仮定した場合、図５に表したようなリング発振器の個々の遅延セルにおける遅延はT/10である。用いられる遅延セルのタイプに応じて、電流制御発振器を流れる電流か該発振器の両端の電圧かが第１遅延線１４における遅延セルに複製された場合、それらは各々、T/5の遅延を有するが、それは非反転遅延セルがそこで該電流制御発振器において用いられるような反転遅延セルを２つ有するからである。

第２電流制御発振器４２の周波数はK/Mを第１電流発振器３２の周波数で乗算したもので、結果として第２電流制御発振器４２における遅延セル毎にT/10のM/K倍の遅延を生じる。例としてK=4及びM=5を用いることによって、遅延セル毎にT/8の遅延を結果として生じる。第２電流制御発振器４２の両端の電圧又は該発振器を流れる電流を第２遅延線１７の遅延セルに複製することによって第２遅延装置１１２における遅延セル毎にT/4の遅延を結果として生じる。

以下の表では、電流制御発振器毎反転遅延セル数を、ｘの異なる値について、M及びKの値に加えて、表す。更に、該制御信号を両方の遅延装置に複製する方法を表す。

本発明による光記録担体記録装置の構成図である。本発明による増大タイミング分解能を有するタイミング信号を生成する装置の図である。遅延セルの実施例を表す図である。遅延セルの別の実施例を表す図である。遅延制御手段を表す構成図である。該遅延制御手段に用いられるリング発振器を表す図である。

Claims

放射ビームを光記録担体の記録面上に照射することによってデータを記録する光記録担体記録装置であって：
該放射ビームを備える放射源；
クロック信号を備える位相ロック・ループ；
受信情報信号から該クロック信号を用いて記録信号を生成する記録信号生成装置；
該記録信号に対して増大されたタイミング分解能を有するタイミング信号を該記録信号から生成するデバイス；及び
該タイミング信号を受信し、該放射源を駆動させる、ドライバ装置；
を有し、該記録信号を生成する該デバイスは：
該記録信号を受信し、該タイミング信号を生成する、第１遅延を有する遅延セルの第１群及び第２遅延を有する遅延セルの第２群を有し、単位遅延を形成する該第１遅延と該第２遅延との差異が、該第１遅延及び該第2遅延よりも小さい、遅延手段；及び
該記録信号を、該記録信号が通過する該第１群及び該第2群の遅延セルの数を制御することによって、遅延させる単位遅延の数を選定する、選定手段；
を有することを特徴とする装置。
請求項１記載の装置であって、更に：
該第１群の遅延セルの該第１遅延及び該第２群の遅延セルの該第２遅延を制御する遅延制御手段；
を有することを特徴とする装置。
請求項２記載の装置であって、該遅延制御手段は、Tが前記記録信号の前記タイミング分解能であり、xが整数である場合、前記第１群の遅延セルの遅延をT/xにするように制御し、かつ、前記第２群の遅延セルの遅延をT/(x-1)にしてT/((x-1)x)の単位遅延をもたらすよう制御する、よう形成されたことを特徴とする装置。
請求項１記載の装置であって、該第１群はx-2の遅延セルを有し、該第２群は2x-3の遅延セルを有し、xが整数であり、x(x-1)が前記記録信号の前記タイミング分解能について行われる細分の数であることを特徴とする装置。
請求項４記載の装置であって、前記選定手段は前記記録信号が通過する該第１群及び該第２群の遅延セルの数を、単位遅延Dの所定遅延数Nについて、該第２群の遅延セルの第２数Z₂がNmod(x-1)であるように選定され、該第１群の遅延セルの第１数Z₁がint(N/(x-1))-Z₂＋(x-2)であるように選定されるように、制御するよう形成されたことを特徴とする装置。
請求項１記載の装置であって、前記選定手段がANDゲートの第１群並びに第２群、及び第１ORゲート並びに第２ORゲートを有し、該第１ORゲートが該第１群のANDゲートの出力に接続され、該第２ORゲートが該第２群のANDゲートの出力に接続され、該第１ORゲートの出力が該第２群のANDゲートの入力に接続され、
前記第１群並びに第2群のANDゲートは、前記記録信号を該第１ORゲートに前記第１群の遅延セルの第１数Z₁を通過した後に切り替え、該記録信号を該第２ORゲートに前記第２群の遅延セルの第2数Z₂を通過した後に切り替えるよう制御されることを特徴とする装置。
請求項１記載の装置であって、該遅延セルが非反転遅延セルで、各々が2つの反転電流制御遅延セル・ユニット又は反転電圧制御遅延セル・ユニットを有することを特徴とする装置。
請求項２記載の装置であって、前記遅延制御手段が２つの位相ロック・ループ回路を有し、各位相ロック・ループ回路は、前記第１群の遅延セルの遅延及び前記第２群の遅延セルの遅延を制御する第１制御信号及び第２制御信号を生成する電流制御発振器、及び該電流制御発振器の出力信号の周波数を分割するクロック分割器を有することを特徴とする装置。
請求項８記載の装置であって、前記電流制御発振器は各々、リング発振器を形成する多数の相互接続された反転遅延セルを有し、第１リング発振器の該遅延セルの遅延が前記第１遅延のｐ倍であるよう選定され、第２リング発振器の該遅延セルの遅延が前記第２遅延のｐ倍であるよう選定され、ｐはゼロより大きい数であることを特徴とする装置。
光記録担体の記録面上に放射ビームを照射することによってデータを記録する光記録担体記録方法であって：
該放射ビームを放射源によって生成する工程；
クロック信号を位相ロック・ループによって生成する工程；
記録信号を記録信号生成装置によって受信情報信号から該クロック信号を用いて生成する工程；
該記録信号に対して増大されたタイミング分解能を有するタイミング信号を該記録信号から生成する工程；及び
ドライバ装置によって該タイミング信号を受信し、該放射源を駆動させる工程；
を有し、該記録信号は該タイミング信号を生成する遅延手段によって受信され、該遅延手段は第１遅延を有する遅延セルの第１群及び第２遅延を有する遅延セルの第２群を有し、単位遅延を形成する該第１遅延と該第２遅延との差異が該第１遅延及び該第２遅延よりも小さく、かつ、
該記録信号を遅延させる単位遅延数が選定手段によって、該記録信号が通過する該第１群の遅延セル数及び該第２群の遅延セル数を制御することによって、選定されることを特徴とする方法。