JP2006344299A - Optical disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CD−R(CDレコーダブル)、DVD−R(DVDレコーダブル)、DVD+R、DVD−R(二層)、DVD+R(二層)等の追記型光ディスクやCD−RW(CDリライタブル)、DVD−RAM、DVD−RW(DVDリライタブル)、DVD+RW、等の書き換え型光ディスクの光ディスク記録再生装置および光ディスク記録再生方法に関する。以下の説明においては、総称して記録系ディスクと記す。 The present invention relates to a write-once optical disc such as CD-R (CD recordable), DVD-R (DVD recordable), DVD + R, DVD-R (double layer), DVD + R (double layer), and CD-RW (CD rewritable). The present invention relates to an optical disc recording / reproducing apparatus and an optical disc recording / reproducing method for a rewritable optical disc such as a DVD-RAM, a DVD-RW (DVD rewritable), and a DVD + RW. In the following description, the recording disk is collectively referred to.
近年、映像もしくは音声などのデータを記録再生できる光ディスク装置の開発が盛んである。記録が可能な光ディスクは予め案内溝が基板に刻まれトラックが形成されている。このトラックにレーザー光を集光しトラックを走査することによって、情報信号の記録もしくは再生が行なわれる。また、記録倍速については、光ディスク自身が対応している倍速と光ディスク装置の対応している倍速とから決定され、記録が行われる。 In recent years, development of optical disc apparatuses capable of recording / reproducing data such as video or audio has been actively performed. An optical disk capable of recording has a guide groove formed in advance on a substrate to form a track. Information signals are recorded or reproduced by focusing the laser beam on the track and scanning the track. The recording double speed is determined from the double speed supported by the optical disc itself and the double speed supported by the optical disc apparatus, and recording is performed.
図5に、従来の光ディスク装置の記録/再生トラック追従ブロック構成を示す。5001はデータの記録が可能な光ディスクである。5002はスピンドルモータであり、光ディスク5001を回転させる。5003は半導体レーザーであり、再生、記録、それぞれに適したパワーで発光する。5004はコリメートレンズであり、半導体レーザー5003が発光したレーザー光を平行光にする。5005は対物レンズであり、平行光を光ディスク5001の記録面に集光する。5006はハーフミラーであり、コリメートレンズ5004からの光を光ディスク5001へ透過させるが、光ディスク5001からの反射光は反射する。5007は光検出器であり、光ディスク5001からの反射光を受光し、光量の大きさに応じた電流を出力する。5008はアクチュエータであり、トラッキング駆動部3012の駆動電流の大きさに応じて対物レンズ5005をフォーカス方向、トラッキング方向へ動作させる。5009はヘッドアンプ部であり、光検出器5007により出力される電流を電圧に変換する。5010は制御誤差信号生成部であり、ヘッドアンプからの出力を用いて光ディスク5001の記録トラック中心とレーザスポット中心とのずれを表すトラッキングエラー信号および、光ディスク5001の記録面に対する垂直方向のずれをあらわすフォーカスエラー信号を生成する。詳細については後述する。5011はアクチュエータ制御部であり、制御誤差信号生成部5010の出力であるトラッキングエラー信号もしくはフォーカスエラー信号が0になるように制御を行なう。5012はアクチュエータ駆動部であり、アクチュエータ制御部5011の出力に応じた駆動電流をアクチュエータ5008に出力する。
FIG. 5 shows a recording / reproducing track following block configuration of a conventional optical disc apparatus.
5013はシステムコントローラであり、光ディスク装置全体の動作を管理している。
半導体レーザー5003から光ビームを出力し、光ディスク5001の記録膜上に構成されたグルーブ(またはランド)に沿って対物レンズ5005によって光ビームを集光する。光ディスク5001からの戻り光は、光検出器5007により光量の大きさに比例した電流として検出される。光スポットからの戻り光は、制御誤差信号の種類に応じて2分割し、それぞれ独立に検出を行なう。光検出器5007により検出された電流はヘッドアンプ回路5009で電圧値に変換され、制御誤差信号生成部5010で差動演算を施すことにより、トラッキングエラー信号およびフォーカスとなる。図6中に光スポットとトラッキングエラーとの対応関係を示している。アクチュエータ制御部5011は制御誤差信号が0になるように、対物レンズ5005を駆動させる指示信号をアクチュエータ駆動部5012に出力する。アクチュエータ駆動部5012は、アクチュエータ制御部5011の指示信号に基づいて、アクチュエータ5008の駆動電流を出力することで、光スポットが常にグルーブの中心を走査するように制御することができる。このように制御が行なわれている状態を、以下、トラッキングオン状態と称す。説明は省略するがフォーカスエラー信号が0になるように制御している状態をフォーカスオン状態と称す。システムコントローラ5013は光ディスク装置全体の動作を管理するが、特に本発明に関わることとしては、光ディスク5001へ記録する倍速と現在の半径位置情報に基づいて、光ディスク5001の回転数を決定する。モータ制御部5015はシステムコントローラ5013の回転数指示信号を受けて、それに適した制御信号をモータ駆動部5016へ出力する。モータ駆動部5016はモータ制御部5015から入力された制御信号の大きさに応じてスピンドルモータ5002へ駆動電流を出力しシステムコントローラ5013によって決められた目標回転数となるよう制御を行う。
A
A light beam is output from the
以上の構成により、光ディスクおよび光ディスク装置が対応している記録倍速での記録を実現している。
なお、この技術に関連する先行技術としては以下のものがある(特許文献1参照)。
In addition, as a prior art relevant to this technique, there exists the following (refer patent document 1).
しかしながら、上述のように光ディスクおよび光ディスク装置が対応している記録倍速に基づく記録には次のような課題がある。近年の高倍速記録化に伴い、回転数が大きくなっているが、それに伴い面ぶれ、偏芯などの光ディスク機械特性がレンズ制御に与える影響が大きくなっている。また光ディスク製造メーカーが増加してきていることにより、光ディスク規格を満たしていない粗悪な光ディスクが市場で販売される問題が発生している。これらのことから、粗悪ディスクを高倍速で記録する際にレンズ制御が破綻し記録が失敗するという大きな問題がある。 However, as described above, the recording based on the recording double speed supported by the optical disk and the optical disk apparatus has the following problems. With the recent increase in high-speed recording, the number of rotations has increased, but along with this, the influence of optical disk mechanical characteristics such as surface deflection and eccentricity on lens control has increased. In addition, as the number of optical disk manufacturers increases, there is a problem that poor optical disks that do not satisfy the optical disk standard are sold in the market. For these reasons, there is a major problem that when recording a bad disk at a high speed, lens control fails and recording fails.
本発明は、高倍速化に伴って顕著に発生する面ぶれや偏芯の大きさについて、記録前にあらかじめ測定しておくことにより、対応可能な倍速での記録へ制限することが可能となり、記録中に制御不能状態に陥り、記録失敗することを防止できる光ディスク装置を提供することを目的とする。 In the present invention, it is possible to limit to the recording at a double speed that can be handled by measuring in advance before recording the size of the surface blur and the eccentricity that occur remarkably with the increase in the double speed, An object of the present invention is to provide an optical disc apparatus capable of preventing a recording failure due to an uncontrollable state during recording.
さらに本発明は、起動時もしくは記録前のレーザー学習前に面ぶれや偏芯の測定を行うことにより、対応不可能な倍速での学習が不要となり、起動もしくは記録前のレーザー学習時間を短縮することが可能となる。 Furthermore, the present invention eliminates the need for learning at double speeds that cannot be accommodated by measuring surface shake and eccentricity at the time of start-up or before laser learning before recording, and shortens the laser learning time before start-up or recording. It becomes possible.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、光ディスクの記録面に形成されたグルーブまたはランドで構成されるトラックに沿って光ビームを照射する照射手段と、光ビームが光ディスクに照射されることによって生じる反射光を受光し、受光結果に応じた電圧を出力する光検出手段と、光検出手段の出力を演算し、トラック中心と光ビームのずれを表す誤差信号および光ディスク記録面に対する光ビームの焦点のずれを表す誤差信号を生成する誤差検出手段と、誤差検出手段による誤差信号が0になるように照射手段を駆動するアクチュエータ制御手段と、アクチュエータ制御手段の出力に応じてアクチュエータに駆動電流を出力するアクチュエータ駆動手段と、誤差検出手段の出力振幅を測定する誤差信号測定手段を備えることにより、光ディスクを所定の記録倍速で回転させている際に誤差信号の大きさを測定し、所定の閾値を超えている場合には記録倍速を制限が可能であることを特徴とする光ディスク装置である。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to an irradiating means for irradiating a light beam along a track formed of grooves or lands formed on a recording surface of an optical disc, and the optical beam is irradiated to the optical disc. Light detection means for receiving the reflected light generated by the light and outputting a voltage according to the light reception result, calculating the output of the light detection means, and an error signal indicating the deviation between the track center and the light beam and the light on the optical disk recording surface An error detection unit that generates an error signal indicating a defocus of the beam, an actuator control unit that drives the irradiation unit so that the error signal by the error detection unit is zero, and an actuator that is driven according to the output of the actuator control unit It is provided with an actuator driving means for outputting current and an error signal measuring means for measuring the output amplitude of the error detecting means. In the optical disk apparatus, the magnitude of the error signal is measured when the optical disk is rotated at a predetermined recording speed, and the recording speed can be limited when a predetermined threshold is exceeded. is there.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光ディスク装置において、光ディスク上の複数の半径位置で誤差信号測定を行い、各半径位置で倍速制限が可能であることを特徴とする光ディスク装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the optical disc apparatus of the first aspect, the error signal is measured at a plurality of radial positions on the optical disc, and the double speed limit is possible at each radial position. is there.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の光ディスク装置において、誤差信号検出手段の出力の大きさに応じて、複数の対応倍速の中から記録倍速の選択が可能であることを特徴とする光ディスク装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the first aspect, the recording double speed can be selected from a plurality of corresponding double speeds according to the output level of the error signal detecting means. It is an optical disk device.
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の光ディスク装置において、起動時もしくは記録開始前のレーザーパワーや発光パターンに関する学習を実施する前に誤差信号検出手段によって誤差信号測定を行い、記録倍速制限をすることにより、光ディスクの機械特性に適したレーザーパワーや発光パターンに関する学習を行うことが可能となることを特徴とする光ディスク装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the first aspect, the error signal is measured by the error signal detecting means before starting or learning about the laser power and the light emission pattern before the start of recording, and the recording speed is increased. By limiting, it is possible to learn about laser power and light emission pattern suitable for the mechanical characteristics of the optical disc.
請求項5に係る発明は、請求項1に記載の光ディスク装置において、誤差信号検出手段によって誤差信号測定を行い、その大きさに応じて制御ループ特性を変化させることにより、光ディスクの機械特性が悪い場合においても記録倍速制限を行わずに記録することが可能となることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the optical disk apparatus according to the first aspect, the error signal is measured by the error signal detecting means, and the control loop characteristic is changed in accordance with the magnitude, so that the mechanical characteristic of the optical disk is poor. Even in this case, it is possible to record without limiting the recording speed.
請求項6に係る発明は、請求項1、2、3、4、5に記載の光ディスク装置における誤差信号測定手段として、所定の周波数以上の信号を除去するローパスフィルタ手段と、ローパスフィルタ手段の出力信号の最大値を測定する最大値測定手段と、ローパスフィルタ手段の出力信号の最小値を測定する最小値測定手段と、最大値測定手段の出力と最小値測定手段の出力の差を演算する差動手段と、差動手段の出力に対し所定の閾値で二値化する二値化手段とを備えることを特徴とする光ディスク装置である。 The invention according to claim 6 is an error signal measuring means in the optical disc apparatus according to claims 1, 2, 3, 4 and 5, a low-pass filter means for removing a signal having a predetermined frequency or more, and an output of the low-pass filter means Maximum value measuring means for measuring the maximum value of the signal, minimum value measuring means for measuring the minimum value of the output signal of the low-pass filter means, and a difference for calculating the difference between the output of the maximum value measuring means and the output of the minimum value measuring means An optical disc apparatus comprising: a moving unit; and a binarizing unit that binarizes the output of the differential unit with a predetermined threshold.
請求項7に係る発明は、光ディスクの記録面に形成されたグルーブまたはランドで構成されるトラックに沿って光ビームを照射し、光ビームが光ディスクに照射されることによって生じる反射光を受光し、受光結果に応じた電圧を出力し、光検出手段の出力を演算しトラック中心と光ビームのずれを表す誤差信号および光ディスク記録面に対する光ビームの焦点のずれを表す誤差信号を生成し、誤差信号が0になるアクチュエータ制御出力を出力し、アクチュエータ制御出力に応じてアクチュエータに駆動電流を出力し、誤差検出手段の出力振幅を測定することにより、光ディスクを所定の記録倍速で回転させている際に誤差信号の大きさを測定し、所定の閾値を超えている場合には記録倍速を制限することが可能であることを特徴とする光ディスク記録方法である。 The invention according to claim 7 irradiates a light beam along a track composed of grooves or lands formed on the recording surface of the optical disc, receives reflected light generated by the optical beam being applied to the optical disc, Outputs a voltage according to the light reception result, calculates the output of the light detection means, generates an error signal indicating a deviation between the track center and the light beam, and an error signal indicating a deviation of the focus of the light beam with respect to the optical disk recording surface, and the error signal When the optical disc is rotated at a predetermined recording speed by outputting an actuator control output that becomes 0, outputting a drive current to the actuator according to the actuator control output, and measuring the output amplitude of the error detection means Light that measures the magnitude of the error signal and can limit the recording speed if it exceeds a predetermined threshold Disc is a recording method.
請求項8に係る発明は、請求項7に記載の光ディスク記録方法において、光ディスク上の複数の半径位置で誤差信号測定を行い、各半径位置で倍速制限が可能であることを特徴とする光ディスク記録方法である。 The invention according to claim 8 is the optical disk recording method according to claim 7, wherein error signal measurement is performed at a plurality of radial positions on the optical disk, and double speed limitation is possible at each radial position. Is the method.
請求項9に係る発明は、請求項7に記載の光ディスク記録方法において、誤差信号検出の出力の大きさに応じて、複数の対応倍速の中から記録倍速の選択が可能であることを特徴とする光ディスク記録方法である。 The invention according to claim 9 is the optical disc recording method according to claim 7, wherein the recording speed can be selected from a plurality of corresponding speeds according to the magnitude of the error signal detection output. This is an optical disk recording method.
請求項10に係る発明は、請求項7に記載の光ディスク方法において、起動時もしくは記録開始前のレーザーパワーや発光パターンに関する学習を実施する前に誤差信号検出の測定を行い、記録倍速制限をすることにより、光ディスクの機械特性に適したレーザーパワーや発光パターンに関する学習を行うことが可能となることを特徴とする光ディスク記録方法である。 According to a tenth aspect of the present invention, in the optical disc method according to the seventh aspect, the error signal detection is measured at the start-up or before the learning about the laser power and the light emission pattern before the start of recording to limit the recording double speed. Thus, the optical disk recording method is characterized in that it is possible to learn about the laser power and the light emission pattern suitable for the mechanical characteristics of the optical disk.
請求項11に係る発明は、請求項7に記載の光ディスク方法において、誤差信号検出によって誤差信号測定を行い、その大きさに応じて制御ループ特性を変化させることにより、光ディスクの機械特性が悪い場合においても記録倍速制限を行わずに記録することが可能となることを特徴とする光ディスク記録方法である。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the optical disc method according to the seventh aspect, when the error signal is measured by detecting the error signal and the control loop characteristic is changed in accordance with the magnitude, the mechanical characteristic of the optical disc is poor. Is an optical disk recording method characterized in that recording can be performed without limiting the recording double speed.
請求項12に係る発明は、請求項7、8、9、10、11に記載の光ディスク記録方法における誤差信号検出として、所定の周波数以上の信号を除去し、所定の周波数以上の信号を除去した信号の最大値を測定し、所定の周波数以上の信号を除去した信号の最小値を測定し、最大値測定結果と最小値測定結果の差を演算し、差動演算の出力に対し所定の閾値を超えているかどうかを判断することを特徴とする光ディスク記録方法である。 In the invention according to claim 12, as the error signal detection in the optical disc recording method according to claims 7, 8, 9, 10, and 11, a signal having a predetermined frequency or higher is removed, and a signal having a predetermined frequency or higher is removed. Measure the maximum value of the signal, measure the minimum value of the signal with the signal above the specified frequency removed, calculate the difference between the maximum value measurement result and the minimum value measurement result, and set a predetermined threshold for the output of the differential operation It is an optical disc recording method characterized in that it is determined whether or not the threshold value is exceeded.
以上、説明したように本発明の装置では、高倍速化に伴って顕著に発生する面ぶれや偏芯の大きさについて、記録前にあらかじめ測定しておくことにより、対応可能な倍速での記録へ制限することが可能となり、記録中に制御不能状態に陥り、記録失敗することを防止することが可能となる。 As described above, in the apparatus of the present invention, recording at a double speed that can be dealt with by measuring in advance before recording the size of the surface shake and eccentricity that occur remarkably as the speed increases. It is possible to prevent the recording from failing due to an uncontrollable state during recording.
さらに起動時もしくは記録前のレーザー学習前に面ぶれや偏芯の測定を行うことにより、対応不可能な倍速での学習が不要となり起動もしくは記録前のレーザー学習時間を短縮することが可能となる。 Furthermore, by measuring the surface shake and eccentricity at the time of start-up or before laser learning before recording, learning at double speed that cannot be handled becomes unnecessary, and laser learning time before start-up or recording can be shortened. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例および実施の形態間において同一の部分には、同一符号を用いる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are used for the same parts in the conventional example and the embodiment.
(実施の形態)
本発明の実施の形態の構成について、図1を用いて説明する。アクチュエータおよびモータ制御に関する光ディスク装置の全体構成は図50と同様であるため説明を省略する。
(Embodiment)
The configuration of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The overall configuration of the optical disk apparatus related to actuator and motor control is the same as that shown in FIG.
制御誤差信号測定部1001は、制御誤差信号生成部5010から制御誤差信号を入力とし、その大きさに基づいて倍速制限信号をシステムコントローラ5013へ出力する。システムコントローラ5013は倍速制限信号に基づき記録倍速を決定し、半径位置に応じた回転数となるように指示信号をモータ制御部5015へ出力する。
The control error
制御誤差信号測定部の構成について図2を用いて説明する。フィルタ2001は、制御誤差信号測定部1001からの制御誤差信号に対して、所定のカットオフ周波数以下の信号だけを通過させるローパスフィルタである。最大値測定回路2002は、フィルタ2001の出力信号に対して、最大値を測定する回路である。最小値測定回路2003は、フィルタ2001の出力信号に対して、最小値を測定する回路である。差動回路2004は、最大値測定回路2002および最小値測定回路2003の出力信号の差を演算する回路である。二値化回路2005は、差動回路2004の出力と所定の閾値を比較し、閾値よりも大きい場合にはHigh信号を出力する回路である。
The configuration of the control error signal measurement unit will be described with reference to FIG. The
以上の構成により、トラッキングオン、フォーカスオン状態における、フォーカスエラー、トラッキングエラーの変動の大きさの測定が可能となり、その大きさに基づいて記録倍速制限を行うかどうか判定を行うことができる。 With the above configuration, it is possible to measure the magnitude of fluctuation of the focus error and tracking error in the tracking-on and focus-on states, and it is possible to determine whether or not to limit the recording double speed based on the magnitude.
起動時もしくは記録前のレーザー学習時の光ディスク装置全体の動作について、図3のフローチャートを用いて説明する。3001は、内周にあるレーザー学習領域(以下、内周PCAと記す)へのピックアップの移動を行う。3002は、倍速判定処理であり、制御誤差信号の大きさに応じて記録倍速の制限を決定する。詳細は図4を用いて後述する。3003は、レーザー学習であり、記録倍速に適したレーザーパワーなどの学習を行う。3004は、倍速切り替え位置へのピックアップの移動である。一般的にモータの回転能力の限界に合せて、同一光ディスク内で半径位置によって記録倍速を切り替えて記録しており、同一倍速であれば内周側が最も回転数が高く、それに応じて、面ぶれ、偏芯の影響が最大となる。3005は、外周にあるレーザー学習領域(以下、外周PCAと記す)へのピックアップの移動を行う3006は、レーザー学習であり、記録倍速に適したレーザーパワーなどの学習を行う。
The operation of the entire optical disc apparatus at the time of startup or at the time of laser learning before recording will be described using the flowchart of FIG. 3001 moves the pickup to a laser learning area (hereinafter referred to as an inner circumference PCA) in the inner circumference.
倍速判定処理3002について、図4を用いて説明する。4001は、最大対応倍速で回転させる処理であり、現在位置に基づき記録可能な最大の倍速で回転させる。4002は、制御誤差信号測定処理であり、図2にて説明した制御誤差信号の振幅を測定し、所定の閾値を超えている場合にはHigh信号を出力する。4003は、判定処理であり、4002にてHigh信号が出力された場合には倍速制限が必要であるという判定を行い、倍速制限を行う。
The double
以上、述べたように図1、図2に示した構成を有する制御誤差信号測定部を用いることで、制御誤差が所定の閾値を超えているかどうかの判定を行うことができ、その結果に応じて、記録可能な倍速へ制限することができる。これにより、光ディスク機械特性が粗悪なことにより高倍速記録時に面ぶれ、偏芯などが発生し記録が困難な場合においても、記録前に制御誤差信号を測定し記録可能かどうか判定し記録可能倍速へ制限することにより記録失敗することなく記録することができる。 As described above, by using the control error signal measurement unit having the configuration shown in FIGS. 1 and 2, it is possible to determine whether or not the control error exceeds a predetermined threshold, and according to the result. Thus, the speed can be limited to a recordable double speed. As a result, even when recording is difficult due to poor optical disk mechanical characteristics, recording is difficult by recording control error signals before recording, even if recording is difficult due to surface blurring, eccentricity, etc. It is possible to record without failing recording by restricting to.
本発明は、CD−R(CDレコーダブル)、DVD−R(DVDレコーダブル)、DVD+R、DVD−R(二層)、DVD+R(二層)等の追記型光ディスクやCD−RW(CDリライタブル)、DVD−RAM、DVD−RW(DVDリライタブル)、DVD+RW、等の書き換え型光ディスクの光ディスク記録再生装置に適用できる。 The present invention relates to a write-once optical disc such as CD-R (CD recordable), DVD-R (DVD recordable), DVD + R, DVD-R (double layer), DVD + R (double layer), and CD-RW (CD rewritable). , DVD-RAM, DVD-RW (DVD rewritable), DVD + RW, and other rewritable optical disc recording / reproducing apparatuses.
5001 光ディスク
5002 スピンドルモータ
5003 半導体レーザー
5004 コリメートレンズ
5005 対物レンズ
5006 ハーフミラー
5007 光検出器
5008 アクチュエータ
5009 ヘッドアンプ部
5010 制御誤差信号生成部
5011 アクチュエータ制御部
5012 アクチュエータ駆動部
5013 システムコントローラ
5015 モータ制御部
5016 モータ駆動部
1016 制御誤差信号測定部
5001
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-
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