JP3745696B2 - 信号処理回路及び光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理回路及び光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、書込み可能な光ディスク装置では、その光源の最適記録パワーを設定するために、光ディスクの予め設定された所定領域であるPCA(パワーキャリブレーション領域)に記録パワーを変えて試し書き(OPC動作)を行い、このPCA領域の再生信号の評価に基づき設定するようにしている。
【0003】
例えば、追記型光ディスクであるCD−RのPCA領域の再生信号(RF信号)から得られる信号振幅の最大値、最小値及びこれらの最大値及び最小値に基づき算出されるβ値の一例を図5に示す。図中のpeakはRF信号の信号振幅の最大値(Ap)を示し、bottomは信号振幅(Ab)の最小値を示し、betaはβ値を示す。一般的にβ値を算出するための式は、
β=(Ap−Ab)/(Ap+Ab) ……………………(1)
で表される。
【0004】
従来、CD−R規格に基づいたOPC手段では、図4に示すように、1回分のPCA領域において15フレーム使用するようになっており、全体で100回の使用が可能となっている。また、試し書き用のレーザパワーPwは15段階の設定になっており、レーザパワーPwを段階的に変化させて記録し、このPCA領域の再生信号から算出されるβ値に基づいて、最適なレーザパワー値を選択する手段が用いられている(例えば、特開平11−353686号公報等参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来例では、PCA領域の再生信号(RF信号)から信号振幅の最大値と最小値とを検出する手段を用いて測定し、測定された最大値と最小値とからβ値を算出している。
【0006】
しかし、一般的な信号振幅の最大値、最小値を検出するためのピーク・ボトム検出手段では、電気的なオフセットやノイズによるオフセットによる誤差が発生してしまう。この誤差は、信号振幅の最大値、最小値の絶対値が小さいほど相対的に大きくなってしまう。特にDC的なオフセットは、回路的に除去することも可能であるが、ノイズによるオフセットなどは、除去することが非常に困難である。
【0007】
そこで、本発明は、上記問題を解消すべく、最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することを可能にするための信号処理回路及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の光ディスク装置は、光ディスクを回転させる回転駆動機構と、
光源、この光源からの光を前記光ディスク上に集光照射させる対物レンズ及び前記光ディスクからの反射光を受光する受光素子を有する光ピックアップと、この光ピックアップの受光素子から入力される信号に基づきRF信号を検出するRF信号検出回路と、振幅変換ゲインが可変で、前記RF信号検出回路により検出されたRF信号の振幅を設定された振幅変換ゲインに応じて変換する信号振幅変換回路と、前記RF信号検出回路により検出され前記信号振幅変換回路により振幅変換されたRF信号の最大値及び最小値を検出して最適記録パワーを設定するためのβ値の算出に供する信号振幅検出回路と、この信号振幅検出回路により検出されたRF信号の最大値及び最小値に基づきβ値を算出して前記光源を発光させる際の最適記録パワーを設定するパワーキャリブレーション手段とを備え、前記信号振幅変換回路の振幅変換ゲインは、前記パワーキャリブレーション手段による最適記録パワー設定時に試し書きされた前記光ディスクの試し書き領域を再生して得られるRF信号に基づき設定し、前記パワーキャリブレーション手段は、振幅変換ゲインが設定された信号処理回路により前記試し書き領域を再度再生して得られるRF信号の最大値及び最小値に基づきβ値を算出して最適記録パワーを設定する。
【0009】
従って、RF信号の最大値、最小値の絶対値が小さいほど電気的なオフセットの影響が大きくなるが、信号振幅検出回路の前段に振幅変換ゲインが可変な信号振幅変換回路を備えることにより、RF信号の振幅の絶対値をより大きくしてからその最大値及び最小値の検出に供することで電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、最終的に算出されるβ値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出させることができる。
【0010】
また、RF信号の最大値、最小値を検出し、パワーキャリブレーション手段によりβ値を算出して最適記録パワーを設定するようにしているので、元々のRF信号に電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【0011】
また、パワーキャリブレーション手段により最適記録パワー設定処理を行う毎に試し書き領域に関して再生動作を行って振幅変換ゲインを設定し直してからβ値の算出動作を行うことにより、電気的なオフセットなどによりRF信号のレベルが変化したとしても、常にその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光ディスク装置において、前記信号処理回路中の信号振幅変換回路の振幅変換ゲインは、前記信号振幅検出回路の入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなる値に設定される。
【0013】
従って、信号振幅変換回路の振幅変換ゲインを後段に位置する信号振幅検出回路の入力信号レベルとの関係で、この入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなるように設定することにより、最適かつ感度のよい状態でRF信号の最大値、最小値を検出させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態の光ディスク装置は、記録可能なCD−R(CD−Recordable)なる光ディスク1を対象とする情報記録再生装置への適用例を示す。図1はこの情報記録再生装置(光ディスク装置)の構成を示す概略ブロック図である。
【0019】
図1を参照して情報記録再生装置の概略構成及び動作について説明する。光ディスク1は回転駆動機構のメインとなるスピンドルモータ2によって回転駆動される。スピンドルモータ2はモータドライバ3とサーボ手段4とによって線速度一定(CLV)又は回転数一定(CAV)となるように制御される。光ピックアップ5は特に図示しない光源としての半導体レーザ、光学系、フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、受光素子、ポジションセンサ等を内蔵しており、レーザ光を光ディスク1の記録面に照射する。
【0020】
光ピックアップ5は図示しないシークモータによりスレッジ方向(ディスク半径方向)に移動可能とされている。これらのフォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、シークモータは受光器やポジションセンサから得られる信号に基づきモータドライバ3とサーボ手段4とによってレーザスポットを光ディスク1上の目的の場所に位置させるように制御する。
【0021】
データ再生時には、光ピックアップ5で得られた再生信号を信号処理回路としてのアナログ信号処理回路6で増幅して2値化した後、CDデコーダ7に入力してデインターリーブとエラー訂正の処理を行う。さらに、そのデインターリーブとエラー訂正の処理後のデータをCD−ROMデコーダ8に入力してデータの信頼性を高めるためのエラー訂正処理を行う。
【0022】
その後、CD−ROMデコーダ8で処理したデータをバッファマネージャ9によって一旦バッファRAM10に蓄積し、セクタデータとして揃ったときにATAPI/SCSIインタフェース11によってホスト側へ一気に転送する。また、音楽データの場合、CDデコーダ7から出力されるデータをD/Aコンバータ12に入力してアナログのオーディオ信号を取り出す。
【0023】
一方、データ記録時には、ATAPI/SCSIインタフェース11によってホストから転送されたデータを受信すると、そのデータをバッファマネージャ9によって一旦バッファRAM10に蓄積する。バッファRAM10に或る程度のデータが溜まったときに記録を開始するが、その前にレーザスポットを書き込み開始地点に位置させる。その書き込み開始地点はトラック(プリグルーブ)の蛇行によって予め光ディスク1に刻まれているウォブル信号であるATIP(Absolute Time In Pre-groove)信号によって求められる。ATIP信号は光ディスク上の絶対番地を示す時間情報であり、ATIPデコーダ13によってATIP信号の情報を取り出すとともに、ATIPエラーを検出してATIP信号の検出エラー率を計測する。
【0024】
また、ATIPデコーダ13が生成する同期信号はCDエンコーダ14に入力されて正確な位置でのデータの書き出しを可能にしている。バッファRAM10のデータは、CD−ROMエンコーダ15やCDエンコーダ14でエラー訂正コードの付加やインターリーブを行って光源駆動制御手段としてのレーザコントロール回路16、光ピックアップ5を介して光ディスク1に記録される。
【0025】
このような情報記録再生装置は、上述の各部の動作を制御するためのCPU17、ROM18及びRAM19からなるマイクロコンピュータ20を備えている。
【0026】
ここで、本実施の形態では、光源を発光させて光ディスク1に書き込むための書き込むべきデータパターンとしてはCD系規格のEFM(Eight to Fourteen Modulation)信号が用いられる。さらに、光ピックアップ5中に含まれる受光素子としては、トラックエラー信号、フォーカスエラー信号、RF信号等を検出するために、例えば、周知の如く4分割フォトダイオード等が用いられている。
【0027】
このような情報記録再生装置においては、情報を記録しようとする以前に、CPU17の制御に基づいて情報を記録しようとする光ディスク1の所定領域であるPCA(パワーキャリブレーションエリア)に試し書きを行い、その再生結果に基づきパワーキャリブレーション手段により最適記録パワー値を決定し、情報の記録時には、光ピックアップ5中の半導体レーザを最適記録パワーで発光させることにより記録動作を行う。
【0028】
このような情報記録再生装置としての基本構成の下、本実施の形態における信号処理回路としてのアナログ信号処理回路6の構成例を図2を参照して説明する。このアナログ信号処理回路6は、光ピックアップ5中の受光素子からの信号が入力されるバッファアンプ21と、バッファアンプ21の出力に演算処理を施す演算アンプ22と、演算アンプ22から得られるRF信号の振幅を増幅変換する信号振幅変換回路23と、この信号振幅変換回路23による振幅変換後のRF信号についてその最大値及び最小値を検出する信号振幅変換回路としての最大最小振幅検出回路24とにより構成され、最大最小振幅検出回路24の出力はCPU17中のパワーキャリブレーション手段(図示せず)に入力されるように構成されている。
【0029】
ここに、演算アンプ22は受光素子中の各受光領域から出力されバッファアンプ21により増幅された各受光出力を加算することによりRF信号を出力するものであり、RF信号検出回路を構成する。信号振幅変換回路23は例えば図3に示すように可変ゲインアンプ25により構成されてRF信号の振幅を振幅変換ゲインGに応じて変換するものであり、CPU17からの制御信号に基づき帰還抵抗Rfの抵抗値を可変させることにより振幅変換ゲインGが可変自在とされている。最大最小振幅検出回路24はRF信号のピーク・ボトムレベルをホールドすることにより信号振幅として検出するものである。CPU17では、この最大最小振幅検出回路24から得られるRF信号の最大値及び最小値により規定される信号振幅に基づき、後述するような演算に基づきβ値を算出し、最適記録パワーの設定処理を行う。
【0030】
ここで、光ディスク1の記録面フォーマットについて図4を参照して説明する。光ディスク1の記録面は、データエリア31とデータエリア31よりも内周側に設けられて最適記録パワーを求めるための試し書きが行われるPCA(パワーキャリブレーションエリア)32とにより構成されている。33は中心孔である。PCA32は、テストエリア34とカウントエリア35とにより構成されている。テストエリア34は100個の1〜100のパーティションにより構成され、各々のパーティションは15個のフレーム36により構成されている。
【0031】
ここに、一般的なOPC動作では、1回のOPC動作でパーティションの1つが使用されるようになっており、これらパーティションの各々に含まれる15個のフレーム36に対して少なくとも2つ以上のレーザパワーでテスト記録すると共に、各々のフレーム36内の試し書きされたテスト信号を再生し、この再生信号(RF信号)の特性値βと目標値とを比較して、両者が一致した段階のレーザパワーを最適記録パワーとして検出・設定する。
【0032】
図5は、一般的なPCA領域を再生した時に、最大最小振幅検出回路24から出力される信号振幅レベルと、それらの信号レベルからCPU17において算出されたβ値をプロットしたものである。一般的にβ値を算出するための式は、前述したように、
β=(Ap−Ab)/(Ap+Ab) ……………………(1)
で表される。(1)式中のApは信号振幅の最大値、Abは信号振幅の最小値を示す。(1)式で算出されたβ値を基に前述したように最適記録パワーが決定される。
【0033】
上述したようなパワーキャリブレーション手段の処理を実行するに当たって、信号振幅検出レベルの精度が算出されるβ値の誤差に大きく関与することは(1)式より明らかである。例えば、Ap=Ab=100mVの信号振幅に対し5mVのオフセットがあったとする。すると、本来β=0となるべきところが、β={(100+5)−(100−5)}/{(100+5)+(100−5)}=0.05となる。この誤差は許容しがたいレベルである。これに対して、信号振幅がAp=Ab=500mVであったとしたら、β={(500+5)−(500−5)}/{(500+5)+(500−5)}=0.01で許容誤差程度である。これは、最大最小振幅検出回路24の前段に設けた信号振幅変換回路23においてRF信号の振幅レベルを変更することで容易に実現することができ、正確なパワーキャリブレーション手段を提供できる。
【0034】
即ち、RF信号の最大値、最小値の絶対値が小さいほど電気的なオフセットの影響が大きくなるが、最大最小振幅検出回路24の前段に振幅変換ゲインが可変な信号振幅変換回路23を備え、RF信号の振幅の絶対値をより大きくしてからその最大値及び最小値の検出に供することで電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、パワーキャリブレーション手段において最終的に算出するβ値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【0035】
ところで、最大最小振幅検出回路24の前段において、信号振幅変換回路23によりRF信号の振幅レベルを変更する際に、一意にその振幅変換ゲインGを決めてしまうと、基になるRF信号の振幅が元々大きい場合には最大最小振幅検出回路24の入力信号レベルが飽和してしまうことが考えられる。この点、本実施の形態では、信号振幅変換回路22の振幅変換ゲインGは、最大最小振幅検出回路24の入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなるように設定するものである。例えば、最大最小振幅検出回路24の入力信号レベルが飽和しない範囲で最大の振幅レベルをVin maxとし、信号振幅変換回路22に入力されるRF信号のレベルをVinとした場合、振幅変換ゲインGは、
G=Vin max/Vin
の如く設定される。
【0036】
このように、信号振幅変換回路23の振幅変換ゲインGを後段に位置する最大最小振幅検出回路24の入力信号レベルとの関係で、この入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなるように設定することにより、最大最小振幅検出回路24において最適かつ感度のよい状態でRF信号の最大値、最小値を検出させることができる。この結果、常に最適な感度でβ値を検出することが可能となり、正確な最適記録パワーの設定が可能となる。
【0037】
次に、このような振幅変換ゲインGの設定タイミング等について説明する。その一例として、例えば、本実施の形態のような情報記録再生装置(光ディスク装置)の製造工程や検査工程など、エンドユーザが使うより以前の段階で、信号振幅レベルが既知の光ディスク1を用いて再生動作を行い、この再生動作により得られる演算アンプ22からのRF信号の信号レベルに基づき、当該信号レベルが既知の信号振幅レベルとなるように信号振幅変換回路23の振幅変換ゲインGを予め設定しておくことができる。
【0038】
このように振幅変換ゲインGを設定することにより、各情報記録再生装置(光ディスク装置)間のばらつきのない状態で、振幅変換ゲインGを適正に設定できる上に、エンドユーザの実動作状態においては、振幅変換ゲインを決定する過程を省略することができ、動作時間を短縮させることができる。
【0039】
他例として、実際の記録動作に先立ちOPC動作を行いパワーキャリブレーション手段により最適記録パワーを設定する処理を行う際に、OPC動作により試し書きされた当該光ディスク1のPCA領域を再生して得られるRF信号に基づき振幅変換ゲインGを設定し、この後、当該PCA領域を再度再生して得られるRF信号について、振幅変換ゲインGが設定された信号振幅変換回路23及び最大最小振幅検出回路24を用いて最大値及び最小値を検出し、CPU17のパワーキャリブレーション手段によりβ値を算出して最適記録パワーを設定させるようにしてもよい。
【0040】
これによれば、OPC動作時に段階的に変化させた記録パワーの各々の再生信号振幅に応じて最適な振幅変換レベルとすることが可能であるため、さらに感度の高いβ値の検出が可能となる。即ち、パワーキャリブレーション手段により最適記録パワー設定処理を行う毎にPCA領域に関して再生動作を行って振幅変換ゲインGを設定し直してからβ値の算出動作を行わせることにより、電気的なオフセットなどによりRF信号のレベルが変化したとしても、常にその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【0041】
【発明の効果】
請求項1記載の発明の光ディスク装置によれば、RF信号の最大値、最小値の絶対値が小さいほど電気的なオフセットの影響が大きくなるが、信号振幅検出回路の前段に振幅変換ゲインが可変な信号振幅変換回路を備えるので、RF信号の振幅の絶対値をより大きくしてからその最大値及び最小値の検出に供することで電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、最終的に算出されるβ値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出させることができる。
【0042】
また、RF信号の最大値、最小値を検出し、パワーキャリブレーション手段によりβ値を算出して最適記録パワーを設定するようにしたので、元々のRF信号に電気的なオフセットがあってもその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
更に、パワーキャリブレーション手段により最適記録パワー設定処理を行う毎に試し書き領域に関して再生動作を行って振幅変換ゲインを設定し直してからβ値の算出動作を行わせるようにしたので、電気的なオフセットなどによりRF信号のレベルが変化したとしても、常にその影響を小さくすることができ、よって、β値、ひいては最適記録パワーを誤差の少ない状態でより正確に算出することができる。
【0043】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の光ディスク装置において、信号振幅変換回路の振幅変換ゲインを後段に位置する信号振幅検出回路の入力信号レベルとの関係で、この入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなるように設定するようにしたので、最適かつ感度のよい状態でRF信号の最大値、最小値を検出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す情報記録再生装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図2】そのアナログ信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図3】信号振幅変換回路の一例を示す回路図である。
【図4】光ディスクの記録面のフォーマット例を示す説明図である。
【図5】PCA領域のRF信号から得られる信号振幅の最大値、最小値及びβ値の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
1 光ディスク
2 回転駆動機構
5 光ピックアップ
6 信号処理回路
22 RF信号検出回路
23 信号振幅変換回路
24 信号振幅検出回路
Claims (2)
- 光ディスクを回転させる回転駆動機構と、
光源、この光源からの光を前記光ディスク上に集光照射させる対物レンズ及び前記光ディスクからの反射光を受光する受光素子を有する光ピックアップと、
この光ピックアップの受光素子から入力される信号に基づきRF信号を検出するRF信号検出回路と、
振幅変換ゲインが可変で、前記RF信号検出回路により検出されたRF信号の振幅を設定された振幅変換ゲインに応じて変換する信号振幅変換回路と、
前記RF信号検出回路により検出され前記信号振幅変換回路により振幅変換されたRF信号の最大値及び最小値を検出して最適記録パワーを設定するためのβ値の算出に供する信号振幅検出回路と、
この信号振幅検出回路により検出されたRF信号の最大値及び最小値に基づきβ値を算出して前記光源を発光させる際の最適記録パワーを設定するパワーキャリブレーション手段とを備え、
前記信号振幅変換回路の振幅変換ゲインは、前記パワーキャリブレーション手段による最適記録パワー設定時に試し書きされた前記光ディスクの試し書き領域を再生して得られるRF信号に基づき設定し、
前記パワーキャリブレーション手段は、振幅変換ゲインが設定された信号処理回路により前記試し書き領域を再度再生して得られるRF信号の最大値及び最小値に基づきβ値を算出して最適記録パワーを設定する光ディスク装置。 - 前記信号処理回路中の信号振幅変換回路の振幅変換ゲインは、前記信号振幅検出回路の入力信号レベルが飽和しない範囲で振幅レベルが最大限大きくなる値に設定される請求項1記載の光ディスク装置。
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