JP2009026427A - 光ディスク装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性高く情報を光ディスクに記録及び又は再生し得る光ディスク装置及びその制御方法を提案する。
【解決手段】最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅が最大となる対物レンズの位置を検出し、当該位置を、光ディスクに対する対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定するようにした。また分解能と変調度の乗算結果が最大となる対物レンズの位置を検出し、当該位置を、光ディスクに対する対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスク装置及びその制御方法に関し、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に対応した光ディスク装置に適用して好適なものである。

近年、光ディスクに対するデータの記録方式として、光ディスクに形成する記録マークのエッジ部分に情報をもたせるマークエッジ記録方式が採用されている。この方式によれば、記録マークの中心位置に情報をもたせた従来のマークポジション記録方式に比べてより記録密度を向上させることができる利点がある。

ところがマークエッジ記録方式は、下記特許文献１において述べられているように、記録マークの長さがデータ記録時の光パワーによって変動しやすいという欠点がある。そして記録マークの長さが変動した場合、記録マークのエッジの位置がずれるために、光ディスクに記録されたデータを正確に読み取れなくなるという問題がある。

このような記録時の光パワーの変動の要因としては、種々の要因が考えられるが、その１つとしてデータ記録時におけるデフォーカスが挙げられる。実際上、デフォーカスが生じた場合、データ記録時の光パワー密度が低下するためにパワー不足となって、既定長の記録マークを形成できないという問題がある。またデフォーカスは、データ記録時だけでなく、データ再生時の分解能をも低下させることとなり、データの読み取り誤りの原因ともなる。

かかる問題を解決するための手法として、特許文献１には、１−７変調のマークエッジ記録方式において、試書きの際に最短の記録マークの再生信号の振幅（Ａとする）と、最長の記録マークの再生信号の振幅（Ｂとする）とを取得し、Ａ／Ｂで与えられる分解能の値が最大となるようにフォーカスオフセットを設定する方法が開示されている。
特開平８−１１５５２１号公報

ところで、特許文献１に開示された方法を実施するに際しては、分解能が最大となる点を見つけるために、光ディスクに対する対物レンズの位置（以下、これをフォーカス位置と呼ぶ）を変えながら各フォーカス位置における分解能の値を計測する必要がある。

しかしながら、上述のようにフォーカス位置を変化させた場合、対物レンズの球面収差の影響により、マーク長が長い記録マークと、マーク長が短い記録マークとでは再生信号の振幅の変化量が異なってくるため、分解能が最大となるフォーカス位置が必ずしもデータ読み取り誤りの少ないフォーカス位置であるとは限らない問題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、最適なフォーカス位置を設定することにより、信頼性高く情報を光ディスクに記録及び又は再生し得る光ディスク装置及びその制御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、レーザ光を対物レンズにより光ディスクに集光し、前記レーザ光の前記光ディスクにおける反射光に基づいて当該光ディスクに複数種類のマーク長を有する記録マークの列として記録されたデータを再生する光ディスク装置において、最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅が最大となる前記対物レンズの位置を検出する検出部と、当該位置を、前記光ディスクに対する前記対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定する設定部とを備えることを特徴とする。

また本発明においては、レーザ光を対物レンズにより光ディスクに集光し、前記レーザ光の前記光ディスクにおける反射光に基づいて当該光ディスクに複数種類のマーク長を有する記録マークの列として記録されたデータを再生する光ディスク装置の制御方法において、最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅が最大となる前記対物レンズの位置を検出する第１のステップと、当該位置を、前記光ディスクに対する前記対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定する第２のステップとを備えることを特徴とする。

さらに本発明においては、レーザ光を対物レンズにより光ディスクに集光し、前記レーザ光の前記光ディスクにおける反射光に基づいて当該光ディスクに複数種類のマーク長を有する記録マークの列として記録されたデータを再生する光ディスク装置において、分解能と変調度の乗算結果が最大となる前記対物レンズの位置を検出する検出部と、当該位置を、前記光ディスクに対する前記対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定する設定部とを備えることを特徴とする。

さらに本発明においては、レーザ光を対物レンズにより光ディスクに集光し、前記レーザ光の前記光ディスクにおける反射光に基づいて当該光ディスクに複数種類のマーク長を有する記録マークの列として記録されたデータを再生する光ディスク装置の制御方法において、分解能と変調度の乗算結果が最大となる前記対物レンズの位置を検出する第１のステップと、当該位置を、前記光ディスクに対する前記対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定する第２のステップとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、高品質な再生信号を得ることができる最適なフォーカス位置を学習及び設定することができ、かくして信頼性高く情報を光ディスクに記録再生し得る光ディスク装置及びその制御方法を実現できる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
（１−１）本実施の形態による光ディスク装置の構成
図１において、１は全体として本実施の形態による光ディスク装置を示す。この光ディスク装置１は、ホストコンピュータ２からの要求に応じて、ＤＶＤ等の光ディスク３にデータを記録し又は光ディスク３に記録されたデータを再生し得るようになされている。

実際上、この光ディスク装置１の場合、ホストコンピュータ２から送信される各種コマンドはコントローラ１０に与えられる。コントローラ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び各種制御プログラムが格納された内部メモリを備えたマイクロコンピュータ構成でなり、ホストコンピュータ２から与えられるコマンドや光ディスク装置１内の各種回路から与えられる各種情報に基づいて必要な制御処理や演算処理を実行する。

例えば、コントローラ１０は、ホストコンピュータ２から記録コマンドが与えられた場合、スピンドル駆動回路１１を介してスピンドルモータ１２を制御することにより、所定状態に装填された光ディスク３を対応する記録方式（例えばＣＡＶ（Constant Angular Velocity）方式、ＣＬＶ（Constant Linear Velocity）方式又はＺＣＬＶ（Zoned Constant Linear Velocity）方式）に応じた状態に回転させる。

またコントローラ１０は、記録コマンドと共にホストコンピュータ２から与えられる記録対象のデータ（以下、これを記録データと呼ぶ）に対して８／１６変調（２，１０）ＲＬＬコードによる変調処理と、光ディスクに規定長（３Ｔ〜１１Ｔ）の記録マークを記録データに基づいて形成するためのストラテジ制御処理と、ＥＣＣ（Error Correcting Code）を付加するＥＣＣ付加処理となどの記録用信号処理を施し、かくして得られたストラテジ変調信号をレーザドライバ１３に送出する。

レーザドライバ１３は、供給されるストラテジ変調信号を増幅処理し、かくして得られた信号レベルが調整されたストラテジ変調信号を、加算回路１４を介してレーザ駆動信号として光ピックアップ１５内のレーザダイオード１６に印加する。この結果、このレーザ駆動信号に基づいて空間変調されたレーザ光Ｌ１がレーザダイオード１６から発射され、このレーザ光Ｌ１がコリメータレンズ１７において平行光に変換された後に、偏光ビームスプリッタ１８及び対物レンズ１９を介して光ディスク３の記録面上に集光される。これにより記録データが複数種類のマーク長（３Ｔ〜１１Ｔ）を有する記録マークの列として光ディスク３に記録される。

またレーザダイオード１６から出射し、偏光ビームスプリッタ１８に入射したレーザ光の一部は、偏光ビームスプリッタ１８の偏光膜において反射し、モニタ用の第１のフォトディテクタ２０に入射する。そして第１のフォトディテクタ２０は、このレーザ光を光電変換することにより得られたモニタ信号をパワー監視回路２１に送出する。

パワー監視回路２１は、供給されるモニタ信号の信号レベルに応じた信号レベルのパワー監視信号を生成し、これをレーザドライバ１３に送出する。かくしてレーザドライバ１３は、供給されるパワー監視信号の信号レベルに基づいて、レーザ光Ｌ１のパワーが常に予め定められた所定レベルとなるようにストラテジ変調信号に対するゲインを調整する。

一方、レーザ光Ｌ１の光ディスク３における反射光Ｌ２は、対物レンズ１９及び偏光ビームスプリッタ１８を介して例えば４分割フォトディテクタでなる第２のフォトディテクタ２２に入射し、この第２のフォトディテクタ２２において光電変換される。そして、この光電変換により得られたＲＦ（Radio Frequency）信号がプリアンプ２３を介してサーボ信号生成回路２４に与えられる。

サーボ信号生成回路２４は、供給されるＲＦ信号に基づいてフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成し、これらフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をコントローラ１０を介してサーボ駆動回路２５に送出する。そしてサーボ駆動回路２５は、供給されるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいてフォーカスアクチュエータ駆動信号及びトラッキングアクチュエータ駆動信号を生成し、これらを光ピックアップ１５内において対物レンズ１９を保持する２軸アクチュエータ２６に送出する。

かくして２軸アクチュエータ２６は、フォーカスアクチュエータ駆動信号に基づいて、対物レンズ１９を光ディスク３に近接する方向又は離反する方向に移動させると共に、トラッキングアクチュエータ駆動信号に基づいて、対物レンズ１９を光ディスク３の外周方向又は内周方向に傾かせるように駆動する。これにより光ピックアップ１５から発射されたレーザ光Ｌ１が光ディスク３の記録面においてジャストフォーカスすると共に、当該レーザ光Ｌ１のスポットが光ディスク３のそのとき対象としているトラック上を走査するようにフォーカス制御及びトラッキング制御が行なわれる。

これに対して、コントローラ１０は、ホストコンピュータ２から再生コマンドが与えられた場合、上述の記録モード時と同様にして、所定状態に装填された光ディスク３を当該光ディスク３の記録方式に応じた回転状態で回転させる。

またコントローラ１０は、レーザドライバ１３を制御して一定電圧レベルのレーザ駆動信号を加算回路１４に送出させる。このとき加算回路１４には、コントローラ１０の制御のもとに、レーザダイオード１６から発射したレーザ光Ｌ１と光ディスク３からの反射光Ｌ２との干渉により発生するレーザノイズを抑制するための高周波信号が高周波重畳回路２７から与えられる。

かくして加算回路１４は、高周波重畳回路２７から与えられる高周波信号をレーザドライバ１３から与えられるレーザ駆動信号に重畳し、得られたレーザ駆動信号を光ピックアップ１５内のレーザダイオード１６に印加させる。この結果、かかるレーザ駆動信号に基づいて所定パワーのレーザ光Ｌ１がレーザダイオード１６から発射され、この光ビームＬ１がコリメータレンズ１７、偏光ビームスプリッタ１８及び対物レンズ１９を介して光ディスク３の記録面上に集光される。

かかるレーザ光Ｌ１の光ディスク３における反射光Ｌ２は、対物レンズ１９及び偏光ビームスプリッタ１９を介して第２のフォトディテクタ２２に入射する。そしてこの反射光Ｌ２を第２のフォトディテクタ２２において光電変換することより得られたＲＦ信号がプリアンプ２３を介して再生回路２８、振幅検出回路２９及びサーボ信号生成回路２４に与えられる。

再生回路２８は、供給されるＲＦ信号に対して波形等化処理及び二値化処理を施し、かくして得られた二値化信号をＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路３０及び弁別回路３１に送出する。またＰＬＬ回路３０は、供給される二値化信号に基づいて当該二値化信号に同期した再生クロックを生成し、これを弁別回路３１に送出する。

弁別回路３１は、ＰＬＬ回路３０から与えられる再生クロックに基づいて、再生回路２８から与えられる二値化信号からデータを弁別し、弁別したデータを弁別データとしてコントローラ１０に送出する。そしてコントローラ１０は、供給される弁別データに対して８／１６変調（２，１０）ＲＬＬコードによる復調処理と、付加されたＥＣＣに基づく誤り訂正処理となどの処理を施し、かくして得られた再生データをホストコンピュータ２に送出する。

また振幅検出回路２９は、必要時、供給されるＲＦ信号に基づいて、光ディスク３の記録面に形成されたマーク長が最短（ここでは３Ｔ）の記録マークでのＲＦ信号の振幅を検出し、検出結果を振幅検出信号としてコントローラ１０に送出する。この振幅検出信号は、後述のように、最適なフォーカス位置（以下、これを最適フォーカス位置と呼ぶ）を学習する際に用いられる。

さらにサーボ信号生成回路２４は、供給されるＲＦ信号に基づいて記録モード時と同様にしてフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成し、これらをコントローラ１０を介してサーボ駆動回路２５に送出する。かくして、これらフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、サーボ駆動回路２５によりフォーカス制御及びトラッキング制御が行なわれる。

なお、再生モード時の場合にも、光ピックアップ１５のレーザダイオード１６から発射されたレーザ光Ｌ１の一部が偏光ビームスプリッタ１８の偏光膜において反射されて第１のフォトディテクタ２０に入射する。そしてこの第１のフォトディテクタ２０に入射したレーザ光に基づいて、記録モード時と同様に再生モード時におけるレーザ光Ｌ１のパワー制御が行なわれる。

（１−２）本実施の形態による最適フォーカス位置学習機能
次に、光ディスク装置１に搭載された最適フォーカス位置学習機能について説明する。

光ディスク３に最短マーク長（３Ｔ）の記録マークを当該記録マークと同じ長さのスペースを介して繰り返し記録し、これをフォーカス位置を変えながら再生した場合、各フォーカス位置における再生信号（ＲＦ信号）の振幅として図２に示すような振幅が得られる。この図２において、縦軸は再生信号の振幅を表し、横軸はフォーカス位置を表す。また図２において、下側の曲線Ｋ１は記録マークでのＲＦ信号の振幅（「Ｉ３Ｈ」）を表し、上側の曲線Ｋ２は記録マーク間のスペース（以下、これを単にスペースと呼ぶ）におけるＲＦ信号の振幅（「Ｉ３Ｌ」）を表している。このシミュレーションでは、各スペースの長さを記録マークと同じ３Ｔに設定している。

この図２からも明らかなように、光ディスク３に複数形成された同じマーク長の記録マークをフォーカス位置を変えながら再生した場合、対物レンズ１９があるフォーカス位置（合焦位置であり、図２の例では横軸の目盛りがほぼ32の位置）に位置しているときに、スペースにおいて得られるＲＦ信号のレベルが最大、記録マークにおいて得られるＲＦ信号のレベルが最小となり、対物レンズ１９がこのフォーカス位置から離れるにつれて、スペースにおいて得られるＲＦ信号のレベルが徐々に小さく、記録マークにおいて得られるＲＦ信号のレベルが徐々に大きくなってゆく。

そこで、各フォーカス位置において、スペースにおいて得られるＲＦ信号の振幅と、記録マークにおいて得られるＲＦ信号の振幅との差（以下、これを記録マーク振幅と呼ぶ）をとり、その差分を縦軸に振幅、横軸にフォーカス位置をとったグラフにプロットしてみると、図３に示すような曲線Ｋ３が得られる。この図３からも分かるように、記録マーク振幅は、フォーカス位置が上述の「あるフォーカス位置」にあるときに最大となり、フォーカス位置がこの「あるフォーカス位置」から離れるにつれて徐々に小さくなってゆく。

一方、この図３に、各フォーカス位置において発生した二値化信号のパリティエラー数（以下、これをＰＩエラー数と呼ぶ）をプロットすると曲線Ｋ４のようになる。このＰＩエラー数は、再生モード時にコントローラ１０で行なわれるＥＣＣを用いた誤り訂正処理を行う前の各ＥＣＣブロック内でのエラー数を表す数値であり、０から２０８までの値をとる。このＰＩエラー数が小さいほど再生信号の品質が高く、ＰＩエラー数が大きくなるほど再生信号の品質が低いと言うことができる。図３の例では、記録マーク振幅の値が大きい値となるフォーカス位置ではＰＩエラー数も少なく、良好な再生信号が得られることが図３からも分かる。

この場合において、このような記録マーク振幅とＰＩエラー数との関係は、特にマーク長が短い記録マークにおいて顕著に見受けられる。これは、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、記録マークの規定長からのずれ量を「Shift」とすると、次式

のようにＰＩエラー数はジッタの大きさに比例し、ジッタの大きさはその記録マークのＳＮ比の逆数（「ＳＮＲ」）にかかるずれ量（「Shift」）を加算した加算結果に比例することに起因する。つまり、記録マークの中でもＳＮ比が最も悪い最短の記録マーク（以下、これを最短記録マークと呼ぶ）の記録マーク振幅が「Shift」の影響を一番受け難く、ＰＩエラー数とＳＮ比とがほぼ比例するからである。

そこで、本実施の形態による光ディスク装置１は、光ディスク３を装填したときに行なう試書きの際に、光ディスク３の内周側又は外周側に設けられた試書き領域に最短記録マークを最短記録マークと同じ長さのスペースを介して繰り返し記録しこれを利用して、又は既に試書き領域に記録されている最短記録マークを利用して、その最短記録マークを再生したときの記録マーク振幅が最大となるフォーカス位置を最適フォーカス位置として学習する。

なお、ここで振幅検出回路２９において最短記録マークにおける記録マーク振幅を検出する方法について説明する。本実施の形態の場合、振幅検出回路２９は、ＰＬＬ回路３０から与えられる図５（Ｃ）に示すような再生クロックに基づいて、プリアンプ２３から与えられる図５（Ｂ）に示すようなＲＦ信号を再生クロックの立ち上がりのタイミングでサンプリングする。

この場合において、図５（Ｂ）で「●」で示した各サンプリングタイミングのうち、連続する２つのサンプリングタイミングであって、先行するサンプリングタイミングのサンプリング値がＲＦ信号の直流成分の信号レベル（以下、これをマーク／スペース判定レベルと呼ぶ）よりも大きく、後行するサンプリングタイミングのサンプリング値がマーク／スペース判定レベルよりも小さいサンプリングタイミング間に記録マークの前側のエッジが存在するものと判断することができる（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。

また連続する２つのサンプリングタイミングであって、先行するサンプリングタイミングのサンプリング値がマーク／スペース判定レベルよりも小さく、後行するサンプリングタイミングのサンプリング値がマーク／スペース判定レベルよりも大きいサンプリングタイミング間に記録マークの後側のエッジが存在するものと判断することができる（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。

そこで振幅検出回路２９は、かかる原理に基づいて前側のエッジ及び後側のエッジ間の距離が３クロック分の記録マークを検出すると、その記録マークにおける最小のサンプリング値を記憶する。また振幅検出回路２９は、かかる原理に基づいて３クロック分のスペースを検出すると、そのスペースにおける最大のサンプリング値を記憶する。そして振幅検出回路２９は、このようにして検出したかかるスペースのサンプリング値と、かかる記録マークのサンプリング値との差分を算出し、これを振幅検出信号としてコントローラ１０に送出する。

そしてコントローラ１０は、試書きの際にフォーカス位置を順次変えながら、試書き領域に記録されたデータを再生し、このとき振幅検出回路２９から送出される振幅検出信号に基づいて、最短記録マークの記録マーク振幅が最大となるフォーカス位置を最適フォーカス位置として学習し、これをその光ディスク３に対する対物レンズ１９のフォーカス制御における基準位置として設定する。

以上のように、記録されたマークやスペースの長さを検出して、マークのレベルとスペースのレベルを検出できるため、テストマークのみならず、ランダムデータや実際に記録された情報データを再生することによっても実現できる。

図６は、このような最適フォーカス位置学習処理に関するコントローラ１０の具体的な処理内容を示すフローチャートである。光ディスク装置１では、光ディスク３が所定状態に装填された場合、試書き領域に所定のテストデータを書き込み、その再生信号に基づいてフォーカス制御及びトラッキングエラー制御のゲイン調整や対物レンズ１９による球面収差の補正処理などの各種調整及び設定処理を行なうが、これに先行してこの最適フォーカス位置学習処理を実行する。

すなわちコントローラ１０は、光ディスク３が所定状態に装填され、そのローディング処理が完了すると、この最適フォーカス位置学習処理を開始し、まず、フォーカス位置として初期フォーカス位置を設定する（ＳＰ１）。具体的に、コントローラ１０は、フォーカスエラー信号の信号レベルが０となる位置を初期フォーカス位置として設定することとなる。

続いてコントローラ１０は、スピンドル駆動回路１１（図１）やレーザドライバ１３（図１）等を制御することにより、装填された光ディスク３の試書き領域を再生させ、このとき得られた再生データに基づいて、その光ディスク３の試書き領域に既に何らかのデータが記録されているか否かを判断する（ＳＰ２）。

そしてコントローラ１０は、この判断において肯定結果を得るとステップＳＰ４に進み、これに対して否定結果を得ると、スピンドル駆動回路１１及びレーザドライバ１３等を制御することにより、その光ディスク３の試書き領域に最適フォーカス位置学習用のテストデータ（以下、これを最適フォーカス位置学習用テストデータと呼ぶ）を記録させる（ＳＰ３）。なお、この最適フォーカス位置学習用テストデータとしては、光ディスク３の試書き領域に最短記録マーク及び当該最短記録マークと同じ長さのスペースが連続して複数形成されるようなデータが好ましいが、これに限定されるものではない。

続いてコントローラ１０は、スピンドル駆動回路１１、レーザドライバ１３及びサーボ駆動回路２５等を制御することにより、その光ディスク３の試書き領域に記録されたデータ（最適フォーカス位置学習用テストデータ又は既に試書き領域に記録されていた何らかのデータ）をフォーカス位置を順次変えながら再生させ、このとき振幅検出回路２９から送出される振幅検出信号に基づいて、最短記録マークの記録マーク振幅が最大となるフォーカス位置を最適フォーカス位置として学習し、これをその後の対物レンズ１９の基準位置として設定する（ＳＰ４）。そしてコントローラ１０は、この最適フォーカス位置学習処理を終了する。

（１−３）本実施の形態の効果
以上のように、本実施の形態による光ディスク装置１では、最短記録マークの再生信号の振幅に基づいて最適フォーカス位置の学習を行なう。

この場合において、各フォーカス位置における分解能を図３にプロットしたところ、曲線Ｋ５のようになった。このシミュレーションからも明らかなように、最短記録マークでの再生信号の振幅のピークはＰＩエラー数が最小となるフォーカス位置のほぼ中心に位置しているのに対して、分解能を表す曲線Ｋ３のピークはＰＩエラー数が最小となるフォーカス位置の中心からずれていることが分かる。また曲線Ｋ５は、曲線Ｋ３に比べてフォーカス位置の変化に対する変化率が穏やかであり、曲線Ｋ３に比べてピークを検出し難いことが分かる。

従って、本実施の形態のように最短記録マークの再生信号の振幅に基づいて最適なフォーカス位置を設定することによって、例えば引用文献１のように分解能が最大となるようにフォーカスオフセットを設定する場合に比して、高品質な再生信号を得ることができる最適なフォーカス位置を学習及び設定することができ、かくして信頼性高く情報を光ディスクに記録再生し得る光ディスク装置を構築することができる。

（２）第２の実施の形態
（２−１）原理
上述の第１の実施の形態では、再生回路系にＲＦ信号の振幅を常に一定レベルにするためのＡＧＣ（Auto Gain Controller）回路が存在しない場合における最適フォーカス位置の学習方法について説明した。

ただし、再生回路系内にＡＧＣ回路が存在しない場合、ノイズによりＲＦ信号の信号レベルが変動しやすく、良好な再生データを得難い問題がある。従って、品質の高い再生信号を求める場合には、再生回路系内にＡＧＣ回路を設けることが望まれる。

ところが、再生回路系内にＡＧＣ回路を設けた場合、デフォーカスに起因するＲＦ信号の振幅の変動がＡＧＣ回路におけるＡＧＣ処理により緩和されることになる。このため、図７に示すように、図２のときと同様に光ディスク３に繰り返し形成された最短記録マークをフォーカス位置を変えながら再生した場合、スペースにおいて得られるＲＦ信号のレベル（曲線Ｋ１０）も、また記録マークにおいて得られるＲＦ信号のレベル（曲線Ｋ１１）も、フォーカス位置によって大きく変化しなくなる。

この結果、図に示すように、スペースにおいて得られるＲＦ信号のレベルと、記録マークにおいて得られるＲＦ信号のレベルとの差分である記録マーク振幅（曲線Ｋ１２）も、フォーカス位置によって大きく変化することがなく、この記録マーク振幅に基づいて最適フォーカス位置を学習することが困難となる。

そこで、第２の実施の形態においては、マーク長が最短マーク長である３Ｔの記録マーク（つまり、ここでの最短記録マーク）において得られるＲＦ信号のレベルを「Ｉ３Ｌ」、長さが３Ｔのスペースにおいて得られるＲＦ信号のレベルを「Ｉ３Ｈ」、マーク長が最も長い１１Ｔの記録マークにおいて得られるＲＦ信号のレベルを「Ｉ１１Ｌ」、長さが１１Ｔのスペースにおいて得られるＲＦ信号のレベルを「Ｉ１１Ｈ」として、次式

で与えられる分解能（Resolution）を表す指標Ｒと、次式

で与えられる変調度（Modulation）を表す指標Ｍとを乗算した次式

で与えられる正規化３Ｔ振幅を新たな指標として導入する。ただし（４）式において、長さが１１Ｔのスペースにおいて得られるＲＦ信号としては、ＡＧＣ回路においてＡＧＣ処理を受けていないＲＦ信号の振幅を使用するものとする。

この結果、（４）式の分子はＡＧＣ回路のＡＧＣ処理によりフォーカス位置に関わりなくほぼ一定の値を保つものの、分母はフォーカス位置によるデフォーカスの影響を受けるため、かかる正規化３Ｔ振幅の値が最も高い値を最適フォーカス位置として学習することによって、最適なフォーカス位置を設定することができる。

なお、再生回路系にＡＧＣ回路を設けた場合の分解能と、正規化３Ｔ振幅と、ＰＩエラーとの関係を図９に示す。この図９からも明らかなように、正規化３Ｔ振幅を表す曲線Ｋ２０のピークはＰＩエラー数が最小となるフォーカス位置のほぼ中心に位置しているのに対して、分解能を表す曲線Ｋ２１のピークはＰＩエラー数が最小となるフォーカス位置の中心からずれていることが分かる。また曲線Ｋ２１は、曲線Ｋ２０に比べてフォーカス位置の変化に対する変化率が穏やかであり、曲線Ｋ２０に比べてピークを検出し難いことが分かる。

従って、このシミュレーションからも、かかる正規化３Ｔ振幅に基づいて最適フォーカス位置を学習及び設定することによって、高品質な再生信号を得ることができる最適なフォーカス位置を学習及び設定することができることが分かる。

（２−２）本実施の形態による光ディスク装置の構成
図１との対応部分に同一符号を付して示す図１０は、上述のような原理のもとに構成された第２の実施の形態による光ディスク装置４０を示す。この光ディスク装置４０は、プリアンプ２３と再生回路２８及び振幅検出回路２９との間に上述のＡＧＣ回路４１が設けられている点と、サーボ信号生成回路４２及びコントローラ４３の構成が異なる点とを除いて第１の実施の形態による光ディスク１（図１）と同様に構成されている。

実際上、この光ディスク装置４０の場合、サーボ信号生成回路４２は、プリアンプ２３から与えられるＲＦ信号に基づいてフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成し、これらをコントローラ４３に送出するほか、かかるＲＦ信号をそのままコントローラ４３に送出する。

コントローラ４３は、図６について上述した最適フォーカス位置学習処理のステップＳＰ３において最適フォーカス位置学習用テストデータとして、最短記録マーク及びこれと同じ長さのスペースと、最長の記録マーク及びこれと同じ長さのスペースとがそれぞれ繰り返し形成されるような最適フォーカス位置学習用テストデータを光ディスク３の試書き領域に記録する。

またコントローラ４３は、かかる最適フォーカス位置学習処理のステップＳＰ４において、サーボ信号生成回路４２から与えられるＲＦ信号の最大レベルを１１Ｔの長さのスペースにおける再生信号（ＲＦ信号）のレベル（Ｉ１１Ｈ）として検出する。さらにコントローラ４３は、この検出結果と、振幅検出回路２９から与えられる振幅検出信号とに基づいて（４）式により正規化３Ｔ振幅を求め、この正規化３Ｔ振幅が最大となるフォーカス位置を最適フォーカス位置として学習し、これをその後の対物レンズ１９の基準位置として設定する。

（２−３）本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態による光ディスク装置1では、（４）式で与えられる正規化３Ｔ振幅を新たな指標として導入し、この正規化３Ｔ振幅が最大となるように最適フォーカス位置を学習及び設定するようにしたことにより、高品質な再生信号を得ることができる最適なフォーカス位置を学習及び設定することができ、かくして信頼性高く情報を光ディスクに記録再生し得る光ディスク装置を構築することができる。

（３）他の実施の形態
なお上述の第１及び第２の実施の形態においては、本発明をＤＶＤに対応した光ディスク装置1に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の規格の光ディスクに対応した光ディスク装置に広く適用することができる。

また上述の第１及び第２の実施の形態においては、マーク長が３Ｔの記録マークの再生信号の振幅に基づいて最適フォーカス位置を学習及び設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、そのとき使用する変調方式（例えば（１，７）変調、（２，７）変調など）に応じた最短マーク長の記録マークの再生信号の振幅に基づいて最適フォーカス位置を学習及び設定するのであれば、基準とする記録マークは３Ｔ以外のマーク長の記録マークを基準とするようにしても良い。

また最短マーク長以外の例えば最短マーク長よりも１つ又は２つ大きいマーク長の記録マークを基準として用いるようにしても良い。より詳しくは、対物レンズ１９の開口率をＮＡ，レーザ光Ｌ１の波長をλとして、λ／ＮＡで表される光ディスク３上におけるレーザ光Ｌ１のスポットの直径に対してその半分以下のマーク長を有する記録マークを基準にすれば、同様の効果を得ることができる。

ＤＶＤにおいては、λが約0.66μm、ＮＡが0.6であり、λ/２ＮＡが0.551μmとなる。３Ｔマーク長は0.4μｍ、４Ｔマーク長は0.533μｍであり、３Ｔと４Ｔマーク長が該当する。また、（１，７）変調を用いているＢＤにおいては、λが約0.405μm、ＮＡが0.85であり、λ/２ＮＡが0.238μmとなり、最短マークが２Ｔとなっている。２Ｔマーク長は0.149μm、３Ｔマーク長は0.2235μmであり、２Ｔと３Ｔマーク長が該当する。したがって、ＤＶＤでは、３Ｔと４Ｔマーク長、ＢＤでは、２Ｔと３Ｔマーク長を用いることによって同様な効果を得ることができる。

さらに上述の第１の実施の形態においては、最短記録マークでのＲＦ信号の振幅が最大となる対物レンズ１９の位置（フォーカス位置）を検出する検出部を、サーボ駆動回路２５、プリアンプ２３、再生回路２８、振幅検出回路２９、ＰＬＬ回路３０、弁別回路３１及びコントローラ１０等により構成し、かかる検出部により検出された最短記録マークでのＲＦ信号の振幅が最大となる対物レンズ１９の位置を、光ディスク３に対する対物レンズ１９のフォーカス制御における基準位置として設定する設定部をコントローラ１０により構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、かかる検出部及び設定部の構成としては、この他種々の構成を広く適用することができる。

同様に、上述の第２の実施の形態においては、分解能と変調度の乗算結果が最大となる対物レンズ１９の位置（フォーカス位置）を検出する検出部を、サーボ駆動回路２５、プリアンプ２３、再生回路２８、振幅検出回路２９、ＰＬＬ回路３０、弁別回路３１及びコントローラ４３等により構成し、かかる検出部により検出された分解能と変調度の乗算結果が最大となる対物レンズ１９の位置を、光ディスク３に対する対物レンズ１９のフォーカス制御における基準位置として設定する設定部をコントローラ４３により構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、かかる検出部及び設定部の構成としては、この他種々の構成を広く適用することができる。

第１の実施の形態による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 最短記録マーク及びこれと同じ長さのスペースにおける再生信号の振幅の説明に供する曲線図である。 最短記録マーク、分解能及びＰＩエラーの関係の説明に供する曲線図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、ＰＩエラー数と記録マークのマーク長との関係の説明に供する概念図及び波形図である。 （Ａ）は、振幅検出回路における振幅検出方法の説明に供する概念図、（Ｂ）及び（Ｃ）は、振幅検出回路における振幅検出方法の説明に供する波形図である。 最適フォーカス位置学習処理の処理手順を示すフローチャートである。 再生系にＡＧＣ回路を設けた場合における最短記録マーク及びこれと同じ長さのスペースにおける再生信号の振幅の説明に供する曲線図である。 再生系にＡＧＣ回路を設けた場合における最短記録マーク及びＰＩエラーの関係の説明に供する曲線図である。 第２の実施の形態における最短記録マーク、分解能及びＰＩエラーの関係の説明に供する曲線図である。 第２の実施の形態による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，４０……光ディスク装置、２……ホストコンピュータ、３……光ディスク、１０，４３……コントローラ、１５……光ピックアップ、１６……レーザダイオード、１９……対物レンズ、２４，４２……サーボ信号生成回路、２５……サーボ駆動回路、２６……２軸アクチュエータ、２８……再生回路、２９……振幅検出回路、３０……ＰＬＬ回路、４１……ＡＧＣ回路、Ｌ１……レーザ光、Ｌ２……反射光。

Claims (18)

1. レーザ光を対物レンズにより光ディスクに集光し、前記レーザ光の前記光ディスクにおける反射光に基づいて当該光ディスクに複数種類のマーク長を有する記録マークの列として記録されたデータを再生する光ディスク装置において、
   最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅が最大となる前記対物レンズの位置を検出する検出部と、
   当該位置を、前記光ディスクに対する前記対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定する設定部と
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記検出部は、
   前記光ディスクに対する前記対物レンズの位置を順次変化させながら当該光ディスクに記録されたテストデータを再生すると共に、当該各位置における前記最短のマーク長を有する記録マークでの前記再生信号の振幅を検出し、当該検出結果に基づいて、前記最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅が最大となる前記対物レンズの位置を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記テストデータは、
   前記最短のマーク長を有する記録マーク及び当該記録マークと同じ長さの記録マーク間のスペースを前記光ディスクに繰り返し形成するデータである
   ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
4. 前記検出部は、
   前記再生信号に基づいて再生クロックを生成し、
   生成した前記再生クロックの立ち上がりのタイミングで前記再生信号をサンプリングし、
   前記サンプリングした前記再生信号の値と、前記再生信号の直流成分の信号レベルとに基づいて前記最短のマーク長を有する記録マークのエッジを検出し、
   検出結果に基づいて前記最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
5. レーザ光を対物レンズにより光ディスクに集光し、前記レーザ光の前記光ディスクにおける反射光に基づいて当該光ディスクに複数種類のマーク長を有する記録マークの列として記録されたデータを再生する光ディスク装置の制御方法において、
   最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅が最大となる前記対物レンズの位置を検出する第１のステップと、
   当該位置を、前記光ディスクに対する前記対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定する第２のステップと
   を備えることを特徴とする光ディスク装置の制御方法。
6. 前記第１のステップでは、
   前記光ディスクに対する前記対物レンズの位置を順次変化させながら当該光ディスクに記録されたテストデータを再生すると共に、当該各位置における前記最短のマーク長を有する記録マークでの前記再生信号の振幅を検出し、当該検出結果に基づいて、前記最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅が最大となる前記対物レンズの位置を検出する
   ことを特徴とする請求項５に記載の光ディスク装置の制御方法。
7. 前記テストデータは、
   前記最短のマーク長を有する記録マーク及び当該記録マークと同じ長さの記録マーク間のスペースを前記光ディスクに繰り返し形成するデータである
   ことを特徴とする請求項６に記載の光ディスク装置の制御方法。
8. 前記第１のステップでは、
   前記再生信号に基づいて再生クロックを生成し、
   生成した前記再生クロックの立ち上がりのタイミングで前記再生信号をサンプリングし、
   前記サンプリングした前記再生信号の値と、前記再生信号の直流成分の信号レベルとに基づいて前記最短のマーク長を有する記録マークのエッジを検出し、
   検出結果に基づいて前記第１の記録マークでの再生信号の振幅を検出する
   ことを特徴とする請求項５に記載の光ディスク装置の制御方法。
9. レーザ光を対物レンズにより光ディスクに集光し、前記レーザ光の前記光ディスクにおける反射光に基づいて当該光ディスクに複数種類のマーク長を有する記録マークの列として記録されたデータを再生する光ディスク装置において、
   分解能と変調度の乗算結果が最大となる前記対物レンズの位置を検出する検出部と、
   当該位置を、前記光ディスクに対する前記対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定する設定部と
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
10. 前記検出部は、
    前記光ディスクに対する前記対物レンズの位置を順次変化させながら当該光ディスクに記録されたテストデータを再生すると共に、再生した前記テストデータに基づいて各前記位置における分解能と変調度の乗算結果を検出し、当該検出結果に基づいて、分解能と変調度の乗算結果が最大となる前記対物レンズの位置を検出する
    ことを特徴とする請求項９に記載の光ディスク装置。
11. 前記検出部は、
    前記分解能と前記変調度の乗算結果を、最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅を、最長のマーク長と同じ長さを有する記録マーク間のスペースでの再生信号の振幅で割った値として検出する
    ことを特徴とする請求項９に記載の光ディスク装置。
12. 前記テストデータは、
    前記最短のマーク長を有する記録マーク及び当該記録マークと同じ長さの記録マーク間のスペースと、前記最長のマーク長を有する記録マーク及び当該記録マークと同じ長さの記録マーク間のスペースとをそれぞれ前記光ディスクに繰り返し形成するデータである
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光ディスク装置。
13. 前記検出部は、
    前記再生信号に基づいて再生クロックを生成し、
    生成した前記再生クロックの立ち上がりのタイミングで前記再生信号をサンプリングし、
    前記サンプリングした前記再生信号の値と、前記再生信号の直流成分の信号レベルとに基づいて前記最短のマーク長を有する記録マークのエッジを検出し、
    検出結果に基づいて前記最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅を検出する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光ディスク装置。
14. レーザ光を対物レンズにより光ディスクに集光し、前記レーザ光の前記光ディスクにおける反射光に基づいて当該光ディスクに複数種類のマーク長を有する記録マークの列として記録されたデータを再生する光ディスク装置の制御方法において、
    分解能と変調度の乗算結果が最大となる前記対物レンズの位置を検出する第１のステップと、
    当該位置を、前記光ディスクに対する前記対物レンズのフォーカス制御における基準位置として設定する第２のステップと
    を備えることを特徴とする光ディスク装置の制御方法。
15. 前記第１のステップでは、
    前記光ディスクに対する前記対物レンズの位置を順次変化させながら当該光ディスクに記録されたテストデータを再生し、
    再生した前記テストデータに基づいて各前記位置における分解能と変調度の乗算結果を検出し、
    当該検出結果に基づいて、分解能と変調度の乗算結果が最大となる前記対物レンズの位置を検出する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の光ディスク装置の制御方法。
16. 前記第１のステップでは、
    前記分解能と前記変調度の乗算結果を、最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅を、最長のマーク長と同じ長さを有する記録マーク間のスペースでの再生信号の振幅で割った値として検出する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の光ディスク装置の制御方法。
17. 前記テストデータは、
    前記最短のマーク長を有する記録マークと、前記最長のマーク長と同じ長さを有する記録マーク間のスペースとを前記光ディスクに繰り返し形成するデータである
    ことを特徴とする請求項１６に記載の光ディスク装置の制御方法。
18. 前記第１のステップでは、
    前記再生信号に基づいて再生クロックを生成し、
    生成した前記再生クロックの立ち上がりのタイミングで前記再生信号をサンプリングし、
    前記サンプリングした前記再生信号の値と、前記再生信号の直流成分の信号レベルとに基づいて前記最短のマーク長を有する記録マークのエッジを検出し、
    検出結果に基づいて前記最短のマーク長を有する記録マークでの再生信号の振幅を検出する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の光ディスク装置の制御方法。

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