JP2007323691A

JP2007323691A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2007323691A
Application number: JP2006149775A
Authority: JP
Inventors: Toru Mikami; 透三神
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】光ディスク装置において、ＯＰＣ実行時のフォーカス位置を調整する。
【解決手段】光ディスク装置のメモリには、予め基準光ディスクにおけるトラッキングエラー信号最大となるフォーカス位置と、再生ＲＦ信号のジッタが最小となるフォーカス位置との相対的関係を規定する相関係数Ｃ１が記憶される。データを記録すべき光ディスクが装着されると、当該光ディスクにおけるトラッキングエラー信号最大となるフォーカス位置Ｆ１ｔを求め、メモリに記憶された相関係数Ｃ１を用いて、Ｆ１ｔを所定量だけシフトさせて最適フォーカス位置Ｆｏｐｃを求めてＯＰＣを実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は光ディスク装置に関し、特にフォーカス制御に関する。

従来より、光ディスク装置起動時のフォーカス位置調整では、光ディスク毎に用意された調整値を使用する場合が多い。しかしながら、実際にデータを記録再生する光ディスクと調整時に使用した光ディスクとの間に厚さのバラツキが存在すると、最適フォーカス位置がずれることになる。通常、ＤＶＤ±Ｒ等の記録可能な光ディスクにデータを記録する際には、光ディスクの所定のテストエリアに記録パワーを種々変化させてテストデータを試し書きし、該テストデータを再生してその再生信号品質から最適記録パワーを設定するＯＰＣ（Optimum Power Control）を実行するが、上記のように最適フォーカス位置がずれたままでＯＰＣを実行すると、後にフォーカスを修正した場合にはＯＰＣにより設定した最適記録パワーが過剰記録パワーとなってしまう事態が生じる。また、フォーカスマージンの少ない光ディスク装置（より特定的にはフォーカスマージンの少ない光ピックアップ）ではＯＰＣを実行しても最適記録パワーが設定できない場合も生じる。

さらに、ＤＶＤ±Ｒの２層ディスクにおいては、フォーカス位置が最適でないとトラッキング制御にも影響が及ぶ場合、ＯＰＣ時にデフォーカスによりトラッキングが外れてしまいテストデータの試し書きが不能となる事態も生じる。既に記録済みのデータが存在する光ディスクでは、その部分で再生が最適となる、つまりＲＦ信号のレベルが最大でＲＦ信号のジッタが最小となるフォーカス位置に調整することが可能であるが、既記録データが存在しない光ディスクではこのような方策をとり得ない。

そこで、このような場合にはトラッキングエラー信号の振幅が最大となるようにフォーカス位置を調整することが提案されている。

下記の特許文献には、ＲＦ信号が発生していない場合でもフォーカスオフセットを調整することを目的として、トラッキングエラー信号ＴＥが最大となる位置をフォーカスサーボ動作点としてフォーカスサーボを行うことが記載されている。

特開２００３−１７３５４９号公報

しかしながら、トラッキングエラー信号ＴＥが最大となる位置にフォーカスを調整する場合においても、ＤＶＤ±Ｒ等の２層ディスクではトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置と、ＲＦ信号のジッタが最小となる位置が必ずしも一致せず、光ピックアップの特性のバラツキに起因して大きく乖離する場合がある。このような場合には最適なフォーカス位置が設定できず、ＯＰＣ実行時に最適記録パワーが設定できない、あるいは最適記録パワーが設定できたとしてもそれが真の最適記録パワーとはならない問題がある。

本発明の目的は、光ピックアップの特性バラツキによらず、フォーカス位置を調整することができる光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、光ディスクにデータを記録する光ディスク装置であって、前記光ディスクに照射するレーザ光のトラッキング方向の位置ずれを示すトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー生成手段と、基準光ディスクにおける前記トラッキングエラー信号が最大となるフォーカス位置と再生ＲＦ信号のジッタが最小となるフォーカス位置との相対的関係を規定する情報を記憶するメモリと、前記光ディスクにおける前記トラッキングエラー信号に基づいて前記レーザ光のフォーカス位置を制御する手段であって、前記トラッキングエラー信号が最大となるフォーカス位置と前記メモリに記憶された前記相対的関係を規定する情報とに基づき最適フォーカス位置を設定するフォーカス制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、トラッキングエラー信号が最大となるフォーカス位置のみでなく、再生ＲＦ信号のジッタが最小となるフォーカス位置も考慮して最適フォーカス位置を設定することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態に係る光ディスク装置の全体構成図を示す。ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録可能な光ディスク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。ＡＰＣ２４及びドライバ２２は、システムコントローラ３２からの指令によりＬＤの発光量を制御する。図ではドライバ２２は光ピックアップ１６と別個に設けられているが、ドライバ２２を光ピックアップ１６に搭載してもよい。

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。

アドレス信号の１つの例はウォブル信号であり、光ディスク１０の絶対アドレスを示す時間情報の変調信号で光ディスク１０のトラックをウォブルさせ、このウォブル信号を再生信号から抽出しデコードすることでアドレスデータ（ＡＴＩＰ）を得ることができる。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値化信号を復調及び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。

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。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。記録ストラテジは記録品質に影響することから、データ記録に先立って最適化が行われる。すなわち、光ディスク１０の所定のテストエリアにおいて記録ストラテジを種々変化させてテストデータを試し書きし、試し書きしたテストデータを再生してその信号品質を評価する。そして、評価結果に基づいて最適な記録ストラテジが選択される。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。

システムコントローラ３２は、システム全体の動作を制御し、特に記録に先立つＯＰＣ（Optimum Power Control：記録パワーの最適化）を実行する。ＯＰＣでは、光ディスク１０のテストエリアに記録パワーを階段状に変化させてテストデータを試し書きし、試し書きしたテストデータを再生してβ値やγ値、エラーレート、変調度、ジッタ等を測定する。そして、これらの再生信号品質に基づき最適記録パワーＰｏを設定する。システムコントローラ３２は、選択した記録パワーＰｏとなるようにドライバ２２を制御する。

このような構成において、システムコントローラ３２は、ＯＰＣ実行時には光ピックアップ１６のフォーカス位置、より特定的にはレーザダイオードからの光を集光して光ディスク１０に照射する対物レンズのフォーカス位置を最適位置にサーボ制御してＯＰＣを実行する必要がある。デフォーカス状態で最適記録パワーを設定しても、オンフォーカス状態では過剰パワーとなる可能性があるからである。しかしながら、ＯＰＣ実行時には未だ光ディスク１０に記録済みデータが存在しないことから、再生ＲＦ信号のジッタを検出し、ジッタが最小となるフォーカス位置を探索することができない。

一方、ＲＦ回路２６からのトラッキングエラー信号ＴＥを用い、トラッキングエラー信号ＴＥが最大、すなわちトラッキングエラー信号ＴＥの振幅が最大となる位置にフォーカスを合わせるようにフォーカスサーボする構成では、上記のように必ずしもジッタ最小の位置に合致しない問題が生じる。

図２Ａ〜図３Ｂに、異なる光ピックアップ（光ピックアップＡ及び光ピックアップＢ）における、トラッキングエラー信号ＴＥのレベルとジッタＪｉｔｔｅｒとの関係を示す。図２Ａは、２層ＤＶＤ−Ｒの第１層Ｌ０に対する光ピックアップＡのトラッキングエラー信号ＴＥとジッタＪｉｔｔｅｒとの関係であり、図２Ｂは第２層Ｌ１に対する光ピックアップＡのトラッキングエラー信号ＴＥとジッタＪｉｔｔｅｒとの関係である。光ピックアップＡでは、第１層Ｌ０に関してはトラッキングエラー信号ＴＥが最大（振幅最大）となるフォーカス位置とジッタＪｉｔｔｅｒが最小となるフォーカス位置がほぼ一致しているが、第２層Ｌ１に関しては両位置は一致しておらず、ジッタＪｉｔｔｅｒが最小となるフォーカス位置はトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置よりも＋側にシフトしている。したがって、第１層Ｌ０に関してはトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置にフォーカスを制御することでＯＰＣを実行することが可能であるが、第２層Ｌ１に関しては問題が生じる。

また、図３Ａは、２層ＤＶＤ−Ｒの第１層Ｌ０に対する光ピックアップＢのトラッキングエラー信号ＴＥとジッタＪｉｔｔｅｒとの関係であり、図３Ｂは第２層Ｌ１に対する光ピックアップＢのトラッキングエラー信号ＴＥとジッタＪｉｔｔｅｒとの関係である。光ピックアップＢでは、第１層Ｌ０及び第２層Ｌ１ともにトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置とジッタｊｉｔｔｅｒが最小となるフォーカス位置がずれており、しかも第１層Ｌｏと第２層Ｌ１とでずれの方向も異なっている。このように、光ピックアップの特性に応じてトラッキングエラー信号ＴＥとジッタＪｉｔｔｅｒとの関係が相違するため、本実施形態では、予め光ピックアップ毎、つまり光ディスク装置毎（ドライブ毎）に図２Ａ〜図３Ｂに示すようなトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置と、ジッタＪｉｔｔｅｒが最小となるフォーカス位置との相対的関係を求めてシステムコントローラ３２のメモリに記憶させておき、実際にデータを記録すべき光ディスク１０に対してＯＰＣを実行する際に、トラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置を求め、求めたフォーカス位置を相対的関係を用いて修正することで最適フォーカス位置を設定する。

例えば、光ピックアップＡでは、図２Ａに示すように第１層Ｌ０に関してはトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置とジッタＪｉｔｔｅｒが最小となる位置は一致しているため相対的関係は「一致」であり、トラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置をそのまま最適フォーカス位置に設定してＯＰＣを実行する。また、図２Ｂに示すように第２層Ｌ１に関してはトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置とジッタＪｉｔｔｅｒが最小となる位置は乖離しており、相対的関係は「ジッタ最小となる位置はトラッキングエラー信号最大となる位置よりも＋側に一定量シフトしている」である。そこで、トラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置を求めても、これをそのまま採用するのではなく、相対的位置を参酌してトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置から＋方向にシフトさせ、この位置を最適フォーカス位置に設定する。

また、光ピックアップＢでは、図３Ａに示すように第１層Ｌ０、第２層Ｌ１ともにトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置とジッタＪｉｔｔｅｒが最小となるフォーカス位置は乖離しており、第１層Ｌ０に関しては相対的関係は「ジッタ最小となる位置はトラッキングエラー信号最大となる位置よりも−側に一定量シフトしている」であり、第２層Ｌ１に関しては相対的関係は「ジッタ最小となる位置はトラッキングエラー信号最大となる位置よりも＋側に一定量シフトしている」である。そこで、トラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置を求めても、これをそのまま採用するのではなく、第１層Ｌ０に関しては相対的位置を参酌してトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置から−方向にシフトさせ、この位置を最適フォーカス位置に設定し、第２層Ｌ１に関しては相対的位置を参酌してトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置から＋方向にシフトさせ、この位置を最適フォーカス位置に設定する。

図４に、本実施形態の処理フローチャートを示す。まず、光ディスク装置（ドライブ）製造時の調整工程として、基準光ディスクとなる多層光ディスク（各層をＬｉ（ｉ＝０、１、２、・・・）とする）を用意し、この多層光ディスクの各層Ｌｉでトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置Ｆｉｔと、ジッタＪｉｔｔｅｒが最小となるフォーカス位置Ｆｉｊを抽出する（Ｓ１０１）。次に、各層ＬｉにおいてＦｉｔとＦｉｊとの相対的関係を表す相関係数Ｃｉを算出する（Ｓ１０２）。相関係数Ｃｉの算出方法は任意であるが、例えばＦｉｔとＦｉｊの差分値やＦｉｔとＦｉｊの比率である。算出した相関係数Ｃｉは当該光ディスク装置、より特定的には当該光ディスク装置の有する光ピックアップ１６の特性値としてシステムコントローラ３２のメモリ、例えばフラッシュメモリに記憶しておく。２層光ディスクの場合、第１層Ｌ０についての相関係数Ｃ０、及び第２層Ｌ１についての相関係数Ｃ１がメモリに記憶される。

次に、ユーザが使用する場合の工程として、データを記録すべき光ディスクを光ディスク装置に装着すると、その光ディスクにおけるトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置Ｆｉｔをまず抽出する（Ｓ１０３）。そして、システムコントローラ３２はメモリに記憶されている相関係数Ｃｉを読み出し、読み出した相関係数Ｃｉを用いてＳ１０３で抽出したフォーカス位置Ｆｉｔを修正ないし調整してＯＰＣ実行時のフォーカス位置を設定する（Ｓ１０４）。例えば、相関係数ＣｉとしてＦｉｔとＦｉｊの差分値δ＝Ｆｉｊ−Ｆｉｔが記憶されている場合、システムコントローラ３２は、Ｓ１０３で抽出したＦｉｔに対し、δを加算することでＯＰＣ実行時のフォーカス位置を設定する。設定したフォーカス位置となるようにフォーカスサーボを実行し、ＯＰＣで最適記録パワーを設定する（Ｓ１０５）。すなわち、記録パワーを複数段階に変化させてテストデータを所定エリア（テストエリア）に試し書きし、該テストデータを再生して得られる再生ＲＦ信号のβ値や変調度、エラーレート等に基づいて最適記録パワーを設定する。ＯＰＣ時のフォーカス位置はトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置とジッタが最小となるフォーカス位置とをともに考慮したフォーカス位置であって最適なフォーカス位置であるから、設定した最適記録パワーも真の最適記録パワーとなる可能性が高くなる。なお、この時点でのフォーカス位置設定はＯＰＣ動作を確実に行うためであり、まだ真の最適記録パワーとなることは必ずしも保証されない。この時点のＯＰＣは仮ＯＰＣとして、その後、テストエリアに一定区間仮ＯＰＣで求めた記録パワーで記録し、その記録部分で更にジッタＪｉｔｔｅｒ最小となるチルト調整を行い、再度ジッタＪｉｔｔｅｒ最小となるフォーカス位置調整を行ってからデータを記録することが望ましい。すなわち、Ｓ１０５とＳ１０６との間で、チルト調整処理及び再度のフォーカス位置調整処理を実行してもよい。最適記録パワーを設定した後、光ディスク１０のユーザエリアにユーザデータを記録する（Ｓ１０６）。

図５に、トラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置ＦｉｔからＯＰＣを実行する際の最適フォーカス位置Ｆｏｐｃを導く概念図を示す。第１層Ｌ０についての相関係数Ｃ１を用い、第１層Ｌ０におけるトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置Ｆ１ｔからＦｏｐｃを導く場合である。フォーカス位置Ｆｉｔに相関係数Ｃ１を作用させて、フォーカス位置Ｆ１ｔをジッタ最小となる方向にシフトさせてＦｏｐｃを得る。相関係数Ｃ１は、Ｆ１ｔをジッタ最小となる方向にシフトさせるための数学的演算子と考えることができる。相関係数Ｃ１の１つの例は上記のように差分値δであり、この場合、Ｆ１ｔはほぼジッタ最小となるフォーカス位置までシフトする。一方、相関係数Ｃ１としては他の例も可能である。例えば、相関係数Ｃ１としてδ／２としてもよい。この場合、Ｆ１ｔはほぼトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置とジッタＪｉｔｔｅｒが最小となるフォーカス位置との中間位置までシフトする。あるいは、相関係数Ｃ１として２／３δや３／４δも可能である。これらの場合、Ｆ１ｔはジッタＪｉｔｔｅｒ最小となるフォーカス位置の直前までシフトする。

以上説明したように、本実施形態では、予めシステムコントローラ３２のメモリに、そのドライブあるいは光ピックアップ１６の特性として、トラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置と、ジッタＪｉｔｔｅｒが最小となるフォーカス位置との相対的関係を記憶させ、データを記録すべき光ディスクが装着された場合に、当該光ディスクにおけるトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置を、メモリに記憶された相対的関係を用いて修正ないし調整することで最適フォーカス位置を設定することで、記録済みデータが存在しない場合においても確実にフォーカス位置を調整し、ＯＰＣを確実に実行することができる。また、本実施形態では、多層光ディスクの各層における特性の相違を考慮し、各層毎に相対的関係をメモリに記憶させ、各層毎にトラッキングエラー信号ＴＥが最大となるフォーカス位置から修正して最適フォーカス位置を設定するので、各層毎にＯＰＣを確実に実行できる効果も奏する。

本実施形態では、基準光ディスクにおけるトラッキングエラー信号最大となるフォーカス位置と、ジッタ最小となるフォーカス位置との相対的関係を規定する情報として相関係数Ｃｉを用いているが、相関係数Ｃｉの形式は任意であり、シフトさせる方向とシフト量を規定する任意のデータ形式を用いることができる。また、必ずしも相関係数はドライブ毎に調整工程で求める必要はなく、光ピックアップの傾向的特性が求められていれば、任意の係数に設定してもよい。

光ディスク装置の構成ブロック図である。光ピックアップＡの第１層における特性説明図である。光ピックアップＡの第２層における特性説明図である。光ピックアップＢの第１層における特性説明図である。光ピックアップＢの第２層における特性説明図である。実施形態の処理フローチャートである。実施形態の最適フォーカス位置の設定概念図である。

符号の説明

１０光ディスク、１６光ピックアップ（ＰＵ）、３２システムコントローラ。

Claims

光ディスクにデータを記録する光ディスク装置であって、
前記光ディスクに照射するレーザ光のトラッキング方向の位置ずれを示すトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー生成手段と、
基準光ディスクにおける前記トラッキングエラー信号が最大となるフォーカス位置と再生ＲＦ信号のジッタが最小となるフォーカス位置との相対的関係を規定する情報を記憶するメモリと、
前記光ディスクにおける前記トラッキングエラー信号に基づいて前記レーザ光のフォーカス位置を制御する手段であって、前記トラッキングエラー信号が最大となるフォーカス位置と前記メモリに記憶された前記相対的関係を規定する情報とに基づき最適フォーカス位置を設定するフォーカス制御手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
請求項１記載の装置において、
前記相対的関係を規定する情報は、前記トラッキングエラー信号が最大となるフォーカス位置と前記ジッタが最小となるフォーカス位置との差分値であることを特徴とする光ディスク装置。
請求項１記載の装置において、
前記相対的関係を規定する情報は、前記基準光ディスクを多層光ディスクとした場合の各層毎の情報で構成されることを特徴とする光ディスク装置。
請求項１記載の装置において、
前記フォーカス制御手段は、前記トラッキングエラー信号が最大となるフォーカス位置を、前記相対的関係を規定する情報に基づいて、前記ジッタが最小となるフォーカス位置の方向にシフトさせることで前記最適フォーカス位置を設定することを特徴とする光ディスク装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、
前記フォーカス制御手段は、前記光ディスクの所定エリアに前記レーザ光のパワーを複数段階に変化させてテストデータを試し書きする際のフォーカス位置を前記最適フォーカス位置に設定することを特徴とする光ディスク装置。