JP3921435B2 - 光ディスク装置、最適ラジアルチルトまたは最適トラックオフセット量算出方法 - Google Patents
光ディスク装置、最適ラジアルチルトまたは最適トラックオフセット量算出方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録媒体上に記録再生を行なう情報記録再生装置および情報再生媒体上の情報を再生する情報再生装置に係り、特にレーザ光による記録および再生を行なうための情報記録再生技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク等の光学的記録媒体上に情報の記録再生を行なうことの可能な光学的情報記録再生装置は、図１(A)に示すような情報記録媒体に形成されたプリピット（Header1, 2, 3, 4）を用いて、トラックセンターとトラック方向チルトを制御していた。この詳細は、例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００３】
図１(B)は、光スポットがグルーブ部を通過した場合のトラック方向に２分割された検出器の差信号出力を示す。ランド部を通過した場合は、図１(B)の差信号出力レベルが逆転する。すなわち、ランドを通過した場合にはIVFOHD1の値がIVFOHD3の値よりも小さくなる。図１(C)は、光スポットがグルーブ部を通過した場合のトラック方向に２分割された検出器の和信号出力を示す。和信号出力は、分割されていない１つの検出器出力と同じである。なお、図１(D)はHeader1 - 4に関するヘッダレイアウトを示す。
【０００４】
ここで、トラックセンタの調整は、トラック方向のチルト(ラジアルチルト)が零に調整されていることを前提に、図１(C)の和信号出力から以下のような式で表わされる。
【０００５】
|(ISVFOHD1 - ISVFOHD3)/(ISVFOHD1 + ISVFOHD3)| ≒ 0 (式１)
また、ラジアルチルトの調整は、図１(B) の差信号出力から以下のような式で表わされる。
【０００６】
|(IVFOHD1 - IVFOHD3)/(IVFOHD1 + IVFOHD3)| ≒ 0 (式２)
これは、次の式でも表わされる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
(IVFOHD1 - IVFOHD3) ≒ 0 (式３)
なお、特許文献１はトラックセンタずれ(オフトラック)によるラジアルチルトの検出誤差は無視できる、としている。
【０００８】
【非特許文献１】
DVD Specifications for Rewritable Disc / Part1. Physical Specifications Version 2.0
１９９９年９月、ｐ．PH２-34、PH5-６〜７、PHX-U1〜U2
【特許文献１】
特開２０００−１２３３９０号公報 （第8−10頁、第２図〜第５図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のトラックセンタとラジアルチルトを制御する光ディスク装置では、以下のような問題点が生じる。
【００１０】
プリピット（Header1, 2, 3, 4）から得られる図１(B)及び(C)の差信号と和信号は、ラジアルチルトが零の場合でかつ光スポットの位置がトラックセンタからずれた場合、トラックセンタずれ(トラックオフセット)に応じて和信号であるISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅に差が発生するが、ラジアルチルト信号（差信号）であるIVFOHD1とIVFOHD3の信号振幅にも差が発生してしまう。
【００１１】
逆に、光スポットの位置がトラックセンタにありながらラジアルチルトが発生した場合、差信号であるIVFOHD1とIVFOHD3の信号振幅に差が発生するが、和信号であるISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅にも差が発生してしまう。
【００１２】
したがって、光スポット位置のトラックセンタずれ(トラックオフセット)と記録媒体の傾き（または光スポットのコマ収差）に起因するラジアルチルトの発生による、プリピット（Header1, 2, 3, 4）から得られる差信号と和信号の出力だけでは、トラックセンタずれ、ラジアルチルトの発生、どちらの効果による信号振幅変動かを判別することが非常に困難であった。
【００１３】
間違った判別に基づき、トラックセンタずれ(トラックオフセット)をラジアルチルト制御によって補正した場合、光スポットにコマ収差を発生させて情報の記録再生性能を低下させることになる。また、ラジアルチルトの発生によるプリピット信号振幅変動をトラックセンタ信号でトラックオフセットを補正すると、光スポットのコマ収差を低減できないばかりではなく、さらに、オフトラックさせることになり、やはり、情報の記録再生性能を低下させる。
【００１４】
そこで、本発明の目的はトラック中心よりずらして設けられた各々のプリピットからの信号振幅がほぼ等しくかつ最大となるトラック位置(トラックオフセット)とラジアルチルト位置を一義的に決定できる制御方法であり、情報の信頼性を確保する性能を満たす最適なトラックセンタとラジアルチルト位置制御方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の目的を達成するために、情報記録媒体に形成されたトラックにランド部とグルーブ部とが交互に形成され、予めプリフォーマットしておくプリピットを前記トラック中心よりずらして設けた情報記録媒体に対して、レーザ光を照射して該情報記録媒体上の記録エリアに情報の未記録部分とは物性的に異なる記録部分を形成し、該記録された情報を再生する光ディスク装置において、前記トラック中心よりずらして設けたプリピットの信号レベルを検出する検出手段と、該検出された各レベルを保持し演算する手段と、情報記録媒体上のトラック方向の光スポット位置制御とフォーカス方向の光スポット位置制御とトラック方向のチルト制御を行なう手段を具備し、
トラック方向のチルト制御毎にトラック中心よりずらして設けたプリピットの信号レベルを検出し、一方のプリピットの信号レベルと他方のプリピットの信号レベルがほぼ一致するトラック方向の光スポット位置を検出し、得られたプリピットの信号レベルが最大となるトラック方向のチルト制御位置とトラック方向の光スポット位置に、トラック方向の光スポット位置制御とトラック方向のチルト制御を行なうことによって、情報の信頼性を確保するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。まず、図２は、本発明の一実施形態になる光学的情報記録再生装置の構成を示しており、この図において、１は半導体レーザ、２は半導体レーザからの光を平行光に変換するコリメートレンズ，４はディスクへのレーザ光を絞り込んで光スポットを形成する対物レンズ、３はプリズム、５はＤＶＤ−ＲＡＭに代表されるPID(Physical Identification Data)によりアドレス情報の記録された記録媒体、６は上記記録媒体５に形成される光スポット形状及び位置制御を行なうためのアクチュエータ、７，８は光検出器、９はプリアンプ、10は再生回路、11はＰＬＬ回路、12は弁別回路、13は高周波重畳回路、14はレーザドライバ、15は記録パルス生成回路、16はシンセサイザを、17はパワー監視回路、18はサーボ駆動回路、そして、19はコントローラをそれぞれ示している。
【００１７】
かかる構成の光学的情報記録再生装置は、基本的には半導体レ−ザ１を中心とする光ヘッドと、情報を記憶させるための記録媒体５、そして記録パルス生成回路15を中心とする記録処理系と、そして、一方上記光ヘッドから得られた再生信号を情報に変換する再生回路10を中心とした再生処理系から構成される。なお、図に示したように、情報を記憶する記録媒体５は、記録膜とそれを保持する基板から構成される。
【００１８】
上位ホストからの命令や情報デ−タはコントロ−ラ19において命令の解読や記録デ−タの変調が行われ、採用されている変調方式に対応する符号列に変換される。また、シンセサイザ16は装置全体の基準クロックを発生させる発振器であり、大容量化の手法としてゾ−ンごとに基準クロックを変えて内外周での記録密度を略一定とするＺＣＡＶ(Zoned Constant Angular Velocity) と呼ばれる記録方法を採用した場合には、シンセサイザ16の発振周波数もゾ−ンに応じて変えていくこととなる。
【００１９】
また、情報の記録／再生を実施するための光スポットの形状及び位置制御を行なうサーボ機構（フォーカスサーボとトラッキングサーボ及びチルトサーボ）は、例えば、光検出器７の前に配置した円柱レンズ（図示せず）と光検出器（４分割）７によりフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を得ることから、この誤差信号をコントローラ19に入力（図示せず）し、さらに、コントローラ19からサーボ駆動回路18にサーボ信号を出力してアクチュエータ６に駆動電流を供給することにより対物レンズ４を移動し、これにより、光スポットの形状及び位置制御を行なう。トラックセンタとラジアルチルト制御の詳細は後述する。
【００２０】
また、情報の記録を行なう場合、コントロ−ラ19からの正規の情報デ−タに応じて変調された符号列とシンセサイザ16からの基準クロックが記録パルス生成回路15に入り、記録マークの長さや幅を制御するための記録パルス列に変換される。
【００２１】
次に、上記記録パルス生成回路15において変換されたこれらの記録パルス列は、まず、レ−ザドライバ14に入力され、レ−ザドライバ14から供給される記録電流により半導体レ−ザ１を高出力発振させる。この半導体レ−ザ１から出た光は、まず、コリメートレンズ２で平行光となってプリズム３を通り、さらに、対物レンズ４により記録媒体５上に収束され、これにより、上記記録パルス列の符号列に応じた記録マークが記録される。
【００２２】
なお、高周波重畳回路13は半導体レ−ザ１に起因するレ−ザ雑音を低減するために設けられているものであり、この高周波重畳回路13は、情報の記録／消去時またはオーバーライト時には、レ−ザの寿命の関点から高周波重畳を休止することもあり得るものである。
【００２３】
一方、本発明の光学的情報記録再生装置において、上記のようにして記録された情報の再生時に、上記半導体レ−ザ１を低出力発振させ、その発振光を記録媒体５に入射させる。この記録媒体５からの反射光は、プリズム３により光路が分離され、光検出器７に入射させる。この光検出器７では、入射された光を光電変換した後、プリアンプ９で増幅し、さらに、再生回路10に入力する。この再生回路10は、例えば、波形等化回路、自動利得制御回路、二値化回路などから構成されており、これにより、入力された再生信号を二値化信号とする。また、再生回路10は図４に示すようにHeader部の振幅レベルを検出するためのピーク及びボトム検出回路等も含まれている。このように、上記再生回路10から出力される二値化信号は、その後、セルフクロッキングのためにＰＬＬ（Phase Locked Loop） 回路11に入力される。このＰＬＬ回路11により得られる、二値化信号に同期した再生クロックと、上記二値化信号とは、デ−タ弁別のために弁別回路12に入力され、その弁別結果としてのデ−タ弁別信号はコントロ−ラ19に入力され、これによりデ−タが復調される。
【００２４】
次に、再生回路10に含まれているHeader部の振幅レベルを検出するための回路構成を図３を用いて説明する。プリアンプ９から出力された再生信号(和信号)が再生回路10の内部でデータ弁別とは別に分岐され、エンベロープ検波回路20に入力され、ピーク検波回路21とボトム検波回路22で再生信号のピークレベルとボトムレベルが検出される。ここで、ゲート発生回路23はコントローラ19からの指令を受けて、図１(B)で示したHeader1及びHeader3のVFO1の部分にゲート信号を発生させる。このゲート信号はエンベロープ検波回路20のピーク検波回路21とボトム検波回路22に供給され、各HeaderのVFO1の部分のピークレベルとボトムレベルが差動回路24に送られ、各HeaderのVFO1の部分の振幅に相当する信号がAD変換器25に供給される。AD変換器25は振幅検波した信号をＡＤ変換するとともに、コントローラ19には変換された振幅データが格納される。
【００２５】
次に、図４を用いて本発明の一実施形態である最適トラックオフセットとラジアルチルトの設定方法を説明する。図４はDVD-RAM4.7GBディスクの内周のグルーブ側での測定データである。まず、フォーカスサーボとトラッキングサーボを動作させて目標トラックに位置付ける。ラジアルチルトを約−１度から＋0.5度まで複数回に分けて変化させ、それぞれのラジアルチルトにおいて、図１(C)に示すISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅はほぼ等しくなるようにトラックオフセットを変更した結果である。それぞれのラジアルチルトにおけるISVFOHD1を■印で、ISVFOHD3を▲印で示し、ISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅がほぼ等しくなるようなトラックオフセットを◆印で示す。
【００２６】
各々のISVFOHD1とISVFOHD3とトラックオフセット量は、ラジアルチルト量に関連付けされてコントローラ19に記憶される。
【００２７】
記憶されたラジアルチルト量とISVFOHD1とISVFOHD3の関係を２次の多項式近似を用いて表現すると図４の２曲線を得ることができる。この近似曲線（または近似式）からISVFOHD1とISVFOHD3が最大となるラジアルチルトを求めることができる。
【００２８】
具体的には以下の計算により求めることができる。
【００２９】
ISVFOHD1の近似式：y=-34.937x2 2.7585x + 88.242
→ ISVFOHD1が最大となるラジアルチルト：x=-0.0395≒ -0.04
ISVFOHD3の近似式：y=-34.023x2 1.3359x + 88.338
→ ISVFOHD3が最大となるラジアルチルト：x=-0.0196≒ -0.02
この２つのラジアルチルトの中間値である-0.03°を最適ラジアルチルトとして設定する。
【００３０】
次に、最適なラジアルチルトにおけるトラックオフセットは、コントローラ19に記憶されたラジアルチルト量とトラックオフセットの関係を線形近似し、以下のように求めることができる。
【００３１】
トラックオフセットの近似式:y=0.067x + 0.0166
→ 最適ラジアルチルト(-0.03°)におけるトラックオフセット:y≒0.015μm以上のように、最適ラジアルチルトと最適トラックオフセットを再生信号の和信号から一義的に求めることができる。
ここで、ラジアルチルト量とISVFOHD1とISVFOHD3の関係から２曲線が得られるが、ISVFOHD1とISVFOHD3がほぼ等しい場合は、ラジアルチルト量はやはり等しくなるので、どちらか一方の近似曲線を使っても同様な結果が得られるので、どちらか一方の近似曲線でラジアルチルトを求めても構わない。
【００３２】
図５には図４同様にDVD-RAM4.7GBディスクの外周のグルーブ側での測定データを示す。図４にて説明したと同様の手続により、最適ラジアルチルト、最適トラックオフセットを求めることができる。具体的に以下の計算により求められる。
【００３３】
ISVFOHD1の近似式：y=-38.781x2 14.183x + 86.566
→ ISVFOHD1が最大となるラジアルチルト：x=-0.183≒0.18
ISVFOHD3の近似式：y=-42.951x2 16.613x + 87.924
→ ISVFOHD3が最大となるラジアルチルト：x=-0.193≒0.19
最適ラジアルチルト：0.19
トラックオフセットの近似式:y=0.0998x + 0.0359
→ 最適ラジアルチルト(-0.19°)におけるトラックオフセット:y≒0.017μm上述した図４及び図５ではグルーブについて説明したがランドについても同様な結果が得られる。グルーブとランドの最適なラジアルチルトに差が発生した場合、求まったグルーブとランドの最適なラジアルチルトの平均値を実際の最適ラジアルチルトとし、グルーブとランドの最適なトラックオフセットを算出し直すこともできる。また、DVD-RAMのような記録媒体においては、任意の半径で最適なラジアルチルトと最適なトラックオフセットを求めることが可能である。さらに、プリピットの差信号(図１のIVFOHD1とIVFOHD3)を用いて図４及び図５と同様なデータが得られるので、プリピットの差信号を用いて最適なラジアルチルトとトラックオフセットを求めても構わない。
【００３４】
次に図４及び図５で説明した動作を図６のフローチャートを用いて説明する。光スポット位置制御処理が開始されると、先ず、ステップ101ではAF(フォーカスサーボ)とTR(トラッキングサーボ)の電気オフセットを除去する。次にステップ102ではAF,TR制御を開始する。この状態ではAF,TRオフセットはともに0μm(電気オフセット零)である。ステップ103では光スポット位置制御処理を実施したい目標トラック（ランドまたはグルーブ）に光スポットを移動させる。ステップ104ではTilt(ラジアルチルト)オフセットを変化させ、ステップ105ではHeader1とHeader3のプリピット信号振幅であるISVFOHD1とISVFOHD3を検出して、ISVFOHD1−ISVFOHD3≒０となるようにトラックオフセットを変化させる。ISVFOHD1−ISVFOHD3≒０を満たした場合、コントローラ19にTilt(ラジアルチルト)オフセットとトラックオフセットとプリピット信号振幅であるISVFOHD1とISVFOHD3を格納する。このような動作を所定のラジアルチルト量、例えば±１°の範囲を0.1°ステップで変化させ、グルーブとランドについて動作させる。上記ラジアルチルト量の可変が終了すると、ステップ110の最適チルトオフセットと最適トラックオフセットをコントローラ19に格納されたデータを基に算出する。まず、最適チルトオフセットの算出は、格納されたラジアルチルト量と振幅データであるISVFOHD1とISVFOHD3のデータに対して２次の多項式近似を実施し、ISVFOHD1とISVFOHD3の２つの最大値の中間（平均）値を求める。次に、最適なラジアルチルトにおけるトラックオフセットは、コントローラ19に格納されたラジアルチルト量とISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅がほぼ等しくなるトラックオフセットの関係を線形近似し、算出した最適ラジアルチルトを代入することによって求めることができる。ステップ111では算出した最適ラジアルチルトと最適トラックオフセットを再設定して光スポット位置制御処理が終了する。
【００３５】
以上のようにチルトオフセットを可変して最適なラジアルチルト及びトラックオフセットを検出したが、トラックオフセットについてはトラッキングのゲイン等を変化させても同様な効果を得ることができる。本発明ではトラック中心からずらして設けられているプリピットを前提に説明したが、情報記録媒体上にトラック中心よりずらして設けられたウォブル等の溝形状（図７）に対しても、同様の処理ができるため、情報記録媒体上に予め作製された情報であればプリピットに限らない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば記録媒体上にトラック中心よりずらして設けられた複数のプリピットの信号を基に、最適なラジアルチルトとトラック方向の光スポット位置制御を行なうことによって、トラック中心に記録された情報の信頼性を確保する性能を引き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラックのセクタとヘッダからの信号及びヘッダレイアウトを示すブロック図である。
【図２】本発明の光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の振幅レベルを検出するための回路構成を示すブロック図である。
【図４】本発明による最適ラジアルチルトとトラックオフセット検出の一実施形態(記録媒体の内周側)を示すグラフである。
【図５】本発明による最適ラジアルチルトとトラックオフセット検出の一実施形態(記録媒体の外周側)を示すグラフである。
【図６】本発明による光スポット位置制御を行なう処理フローである。
【図７】トラックのセクタ及びウォブルの関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ コリメートレンズ
４ 対物レンズ
３ プリズム
５ 記録媒体
６ アクチュエータ
７ 光検出器
８ 光検出器
９ プリアンプ
１０ 再生回路
１３ 高周波重畳回路
１４ レーザドライバ
１５ 記録パルス生成回路
１７ パワー監視回路
１８ サーボ駆動回路
１９ コントローラ
２１ ピーク検波回路
２２ ボトム検波回路
２３ ゲート発生回路
２５ ＡＤ変換器
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録媒体上に記録再生を行なう情報記録再生装置および情報再生媒体上の情報を再生する情報再生装置に係り、特にレーザ光による記録および再生を行なうための情報記録再生技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク等の光学的記録媒体上に情報の記録再生を行なうことの可能な光学的情報記録再生装置は、図１(A)に示すような情報記録媒体に形成されたプリピット（Header1, 2, 3, 4）を用いて、トラックセンターとトラック方向チルトを制御していた。この詳細は、例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００３】
図１(B)は、光スポットがグルーブ部を通過した場合のトラック方向に２分割された検出器の差信号出力を示す。ランド部を通過した場合は、図１(B)の差信号出力レベルが逆転する。すなわち、ランドを通過した場合にはIVFOHD1の値がIVFOHD3の値よりも小さくなる。図１(C)は、光スポットがグルーブ部を通過した場合のトラック方向に２分割された検出器の和信号出力を示す。和信号出力は、分割されていない１つの検出器出力と同じである。なお、図１(D)はHeader1 - 4に関するヘッダレイアウトを示す。
【０００４】
ここで、トラックセンタの調整は、トラック方向のチルト(ラジアルチルト)が零に調整されていることを前提に、図１(C)の和信号出力から以下のような式で表わされる。
【０００５】
|(ISVFOHD1 - ISVFOHD3)/(ISVFOHD1 + ISVFOHD3)| ≒ 0 (式１)
また、ラジアルチルトの調整は、図１(B) の差信号出力から以下のような式で表わされる。
【０００６】
|(IVFOHD1 - IVFOHD3)/(IVFOHD1 + IVFOHD3)| ≒ 0 (式２)
これは、次の式でも表わされる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
(IVFOHD1 - IVFOHD3) ≒ 0 (式３)
なお、特許文献１はトラックセンタずれ(オフトラック)によるラジアルチルトの検出誤差は無視できる、としている。
【０００８】
【非特許文献１】
DVD Specifications for Rewritable Disc / Part1. Physical Specifications Version 2.0
１９９９年９月、ｐ．PH２-34、PH5-６〜７、PHX-U1〜U2
【特許文献１】
特開２０００−１２３３９０号公報 （第8−10頁、第２図〜第５図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のトラックセンタとラジアルチルトを制御する光ディスク装置では、以下のような問題点が生じる。
【００１０】
プリピット（Header1, 2, 3, 4）から得られる図１(B)及び(C)の差信号と和信号は、ラジアルチルトが零の場合でかつ光スポットの位置がトラックセンタからずれた場合、トラックセンタずれ(トラックオフセット)に応じて和信号であるISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅に差が発生するが、ラジアルチルト信号（差信号）であるIVFOHD1とIVFOHD3の信号振幅にも差が発生してしまう。
【００１１】
逆に、光スポットの位置がトラックセンタにありながらラジアルチルトが発生した場合、差信号であるIVFOHD1とIVFOHD3の信号振幅に差が発生するが、和信号であるISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅にも差が発生してしまう。
【００１２】
したがって、光スポット位置のトラックセンタずれ(トラックオフセット)と記録媒体の傾き（または光スポットのコマ収差）に起因するラジアルチルトの発生による、プリピット（Header1, 2, 3, 4）から得られる差信号と和信号の出力だけでは、トラックセンタずれ、ラジアルチルトの発生、どちらの効果による信号振幅変動かを判別することが非常に困難であった。
【００１３】
間違った判別に基づき、トラックセンタずれ(トラックオフセット)をラジアルチルト制御によって補正した場合、光スポットにコマ収差を発生させて情報の記録再生性能を低下させることになる。また、ラジアルチルトの発生によるプリピット信号振幅変動をトラックセンタ信号でトラックオフセットを補正すると、光スポットのコマ収差を低減できないばかりではなく、さらに、オフトラックさせることになり、やはり、情報の記録再生性能を低下させる。
【００１４】
そこで、本発明の目的はトラック中心よりずらして設けられた各々のプリピットからの信号振幅がほぼ等しくかつ最大となるトラック位置(トラックオフセット)とラジアルチルト位置を一義的に決定できる制御方法であり、情報の信頼性を確保する性能を満たす最適なトラックセンタとラジアルチルト位置制御方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の目的を達成するために、情報記録媒体に形成されたトラックにランド部とグルーブ部とが交互に形成され、予めプリフォーマットしておくプリピットを前記トラック中心よりずらして設けた情報記録媒体に対して、レーザ光を照射して該情報記録媒体上の記録エリアに情報の未記録部分とは物性的に異なる記録部分を形成し、該記録された情報を再生する光ディスク装置において、前記トラック中心よりずらして設けたプリピットの信号レベルを検出する検出手段と、該検出された各レベルを保持し演算する手段と、情報記録媒体上のトラック方向の光スポット位置制御とフォーカス方向の光スポット位置制御とトラック方向のチルト制御を行なう手段を具備し、
トラック方向のチルト制御毎にトラック中心よりずらして設けたプリピットの信号レベルを検出し、一方のプリピットの信号レベルと他方のプリピットの信号レベルがほぼ一致するトラック方向の光スポット位置を検出し、得られたプリピットの信号レベルが最大となるトラック方向のチルト制御位置とトラック方向の光スポット位置に、トラック方向の光スポット位置制御とトラック方向のチルト制御を行なうことによって、情報の信頼性を確保するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。まず、図２は、本発明の一実施形態になる光学的情報記録再生装置の構成を示しており、この図において、１は半導体レーザ、２は半導体レーザからの光を平行光に変換するコリメートレンズ，４はディスクへのレーザ光を絞り込んで光スポットを形成する対物レンズ、３はプリズム、５はＤＶＤ−ＲＡＭに代表されるPID(Physical Identification Data)によりアドレス情報の記録された記録媒体、６は上記記録媒体５に形成される光スポット形状及び位置制御を行なうためのアクチュエータ、７，８は光検出器、９はプリアンプ、10は再生回路、11はＰＬＬ回路、12は弁別回路、13は高周波重畳回路、14はレーザドライバ、15は記録パルス生成回路、16はシンセサイザを、17はパワー監視回路、18はサーボ駆動回路、そして、19はコントローラをそれぞれ示している。
【００１７】
かかる構成の光学的情報記録再生装置は、基本的には半導体レ−ザ１を中心とする光ヘッドと、情報を記憶させるための記録媒体５、そして記録パルス生成回路15を中心とする記録処理系と、そして、一方上記光ヘッドから得られた再生信号を情報に変換する再生回路10を中心とした再生処理系から構成される。なお、図に示したように、情報を記憶する記録媒体５は、記録膜とそれを保持する基板から構成される。
【００１８】
上位ホストからの命令や情報デ−タはコントロ−ラ19において命令の解読や記録デ−タの変調が行われ、採用されている変調方式に対応する符号列に変換される。また、シンセサイザ16は装置全体の基準クロックを発生させる発振器であり、大容量化の手法としてゾ−ンごとに基準クロックを変えて内外周での記録密度を略一定とするＺＣＡＶ(Zoned Constant Angular Velocity) と呼ばれる記録方法を採用した場合には、シンセサイザ16の発振周波数もゾ−ンに応じて変えていくこととなる。
【００１９】
また、情報の記録／再生を実施するための光スポットの形状及び位置制御を行なうサーボ機構（フォーカスサーボとトラッキングサーボ及びチルトサーボ）は、例えば、光検出器７の前に配置した円柱レンズ（図示せず）と光検出器（４分割）７によりフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を得ることから、この誤差信号をコントローラ19に入力（図示せず）し、さらに、コントローラ19からサーボ駆動回路18にサーボ信号を出力してアクチュエータ６に駆動電流を供給することにより対物レンズ４を移動し、これにより、光スポットの形状及び位置制御を行なう。トラックセンタとラジアルチルト制御の詳細は後述する。
【００２０】
また、情報の記録を行なう場合、コントロ−ラ19からの正規の情報デ−タに応じて変調された符号列とシンセサイザ16からの基準クロックが記録パルス生成回路15に入り、記録マークの長さや幅を制御するための記録パルス列に変換される。
【００２１】
次に、上記記録パルス生成回路15において変換されたこれらの記録パルス列は、まず、レ−ザドライバ14に入力され、レ−ザドライバ14から供給される記録電流により半導体レ−ザ１を高出力発振させる。この半導体レ−ザ１から出た光は、まず、コリメートレンズ２で平行光となってプリズム３を通り、さらに、対物レンズ４により記録媒体５上に収束され、これにより、上記記録パルス列の符号列に応じた記録マークが記録される。
【００２２】
なお、高周波重畳回路13は半導体レ−ザ１に起因するレ−ザ雑音を低減するために設けられているものであり、この高周波重畳回路13は、情報の記録／消去時またはオーバーライト時には、レ−ザの寿命の関点から高周波重畳を休止することもあり得るものである。
【００２３】
一方、本発明の光学的情報記録再生装置において、上記のようにして記録された情報の再生時に、上記半導体レ−ザ１を低出力発振させ、その発振光を記録媒体５に入射させる。この記録媒体５からの反射光は、プリズム３により光路が分離され、光検出器７に入射させる。この光検出器７では、入射された光を光電変換した後、プリアンプ９で増幅し、さらに、再生回路10に入力する。この再生回路10は、例えば、波形等化回路、自動利得制御回路、二値化回路などから構成されており、これにより、入力された再生信号を二値化信号とする。また、再生回路10は図４に示すようにHeader部の振幅レベルを検出するためのピーク及びボトム検出回路等も含まれている。このように、上記再生回路10から出力される二値化信号は、その後、セルフクロッキングのためにＰＬＬ（Phase Locked Loop） 回路11に入力される。このＰＬＬ回路11により得られる、二値化信号に同期した再生クロックと、上記二値化信号とは、デ−タ弁別のために弁別回路12に入力され、その弁別結果としてのデ−タ弁別信号はコントロ−ラ19に入力され、これによりデ−タが復調される。
【００２４】
次に、再生回路10に含まれているHeader部の振幅レベルを検出するための回路構成を図３を用いて説明する。プリアンプ９から出力された再生信号(和信号)が再生回路10の内部でデータ弁別とは別に分岐され、エンベロープ検波回路20に入力され、ピーク検波回路21とボトム検波回路22で再生信号のピークレベルとボトムレベルが検出される。ここで、ゲート発生回路23はコントローラ19からの指令を受けて、図１(B)で示したHeader1及びHeader3のVFO1の部分にゲート信号を発生させる。このゲート信号はエンベロープ検波回路20のピーク検波回路21とボトム検波回路22に供給され、各HeaderのVFO1の部分のピークレベルとボトムレベルが差動回路24に送られ、各HeaderのVFO1の部分の振幅に相当する信号がAD変換器25に供給される。AD変換器25は振幅検波した信号をＡＤ変換するとともに、コントローラ19には変換された振幅データが格納される。
【００２５】
次に、図４を用いて本発明の一実施形態である最適トラックオフセットとラジアルチルトの設定方法を説明する。図４はDVD-RAM4.7GBディスクの内周のグルーブ側での測定データである。まず、フォーカスサーボとトラッキングサーボを動作させて目標トラックに位置付ける。ラジアルチルトを約−１度から＋0.5度まで複数回に分けて変化させ、それぞれのラジアルチルトにおいて、図１(C)に示すISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅はほぼ等しくなるようにトラックオフセットを変更した結果である。それぞれのラジアルチルトにおけるISVFOHD1を■印で、ISVFOHD3を▲印で示し、ISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅がほぼ等しくなるようなトラックオフセットを◆印で示す。
【００２６】
各々のISVFOHD1とISVFOHD3とトラックオフセット量は、ラジアルチルト量に関連付けされてコントローラ19に記憶される。
【００２７】
記憶されたラジアルチルト量とISVFOHD1とISVFOHD3の関係を２次の多項式近似を用いて表現すると図４の２曲線を得ることができる。この近似曲線（または近似式）からISVFOHD1とISVFOHD3が最大となるラジアルチルトを求めることができる。
【００２８】
具体的には以下の計算により求めることができる。
【００２９】
ISVFOHD1の近似式：y=-34.937x2 2.7585x + 88.242
→ ISVFOHD1が最大となるラジアルチルト：x=-0.0395≒ -0.04
ISVFOHD3の近似式：y=-34.023x2 1.3359x + 88.338
→ ISVFOHD3が最大となるラジアルチルト：x=-0.0196≒ -0.02
この２つのラジアルチルトの中間値である-0.03°を最適ラジアルチルトとして設定する。
【００３０】
次に、最適なラジアルチルトにおけるトラックオフセットは、コントローラ19に記憶されたラジアルチルト量とトラックオフセットの関係を線形近似し、以下のように求めることができる。
【００３１】
トラックオフセットの近似式:y=0.067x + 0.0166
→ 最適ラジアルチルト(-0.03°)におけるトラックオフセット:y≒0.015μm以上のように、最適ラジアルチルトと最適トラックオフセットを再生信号の和信号から一義的に求めることができる。
ここで、ラジアルチルト量とISVFOHD1とISVFOHD3の関係から２曲線が得られるが、ISVFOHD1とISVFOHD3がほぼ等しい場合は、ラジアルチルト量はやはり等しくなるので、どちらか一方の近似曲線を使っても同様な結果が得られるので、どちらか一方の近似曲線でラジアルチルトを求めても構わない。
【００３２】
図５には図４同様にDVD-RAM4.7GBディスクの外周のグルーブ側での測定データを示す。図４にて説明したと同様の手続により、最適ラジアルチルト、最適トラックオフセットを求めることができる。具体的に以下の計算により求められる。
【００３３】
ISVFOHD1の近似式：y=-38.781x2 14.183x + 86.566
→ ISVFOHD1が最大となるラジアルチルト：x=-0.183≒0.18
ISVFOHD3の近似式：y=-42.951x2 16.613x + 87.924
→ ISVFOHD3が最大となるラジアルチルト：x=-0.193≒0.19
最適ラジアルチルト：0.19
トラックオフセットの近似式:y=0.0998x + 0.0359
→ 最適ラジアルチルト(-0.19°)におけるトラックオフセット:y≒0.017μm上述した図４及び図５ではグルーブについて説明したがランドについても同様な結果が得られる。グルーブとランドの最適なラジアルチルトに差が発生した場合、求まったグルーブとランドの最適なラジアルチルトの平均値を実際の最適ラジアルチルトとし、グルーブとランドの最適なトラックオフセットを算出し直すこともできる。また、DVD-RAMのような記録媒体においては、任意の半径で最適なラジアルチルトと最適なトラックオフセットを求めることが可能である。さらに、プリピットの差信号(図１のIVFOHD1とIVFOHD3)を用いて図４及び図５と同様なデータが得られるので、プリピットの差信号を用いて最適なラジアルチルトとトラックオフセットを求めても構わない。
【００３４】
次に図４及び図５で説明した動作を図６のフローチャートを用いて説明する。光スポット位置制御処理が開始されると、先ず、ステップ101ではAF(フォーカスサーボ)とTR(トラッキングサーボ)の電気オフセットを除去する。次にステップ102ではAF,TR制御を開始する。この状態ではAF,TRオフセットはともに0μm(電気オフセット零)である。ステップ103では光スポット位置制御処理を実施したい目標トラック（ランドまたはグルーブ）に光スポットを移動させる。ステップ104ではTilt(ラジアルチルト)オフセットを変化させ、ステップ105ではHeader1とHeader3のプリピット信号振幅であるISVFOHD1とISVFOHD3を検出して、ISVFOHD1−ISVFOHD3≒０となるようにトラックオフセットを変化させる。ISVFOHD1−ISVFOHD3≒０を満たした場合、コントローラ19にTilt(ラジアルチルト)オフセットとトラックオフセットとプリピット信号振幅であるISVFOHD1とISVFOHD3を格納する。このような動作を所定のラジアルチルト量、例えば±１°の範囲を0.1°ステップで変化させ、グルーブとランドについて動作させる。上記ラジアルチルト量の可変が終了すると、ステップ110の最適チルトオフセットと最適トラックオフセットをコントローラ19に格納されたデータを基に算出する。まず、最適チルトオフセットの算出は、格納されたラジアルチルト量と振幅データであるISVFOHD1とISVFOHD3のデータに対して２次の多項式近似を実施し、ISVFOHD1とISVFOHD3の２つの最大値の中間（平均）値を求める。次に、最適なラジアルチルトにおけるトラックオフセットは、コントローラ19に格納されたラジアルチルト量とISVFOHD1とISVFOHD3の信号振幅がほぼ等しくなるトラックオフセットの関係を線形近似し、算出した最適ラジアルチルトを代入することによって求めることができる。ステップ111では算出した最適ラジアルチルトと最適トラックオフセットを再設定して光スポット位置制御処理が終了する。
【００３５】
以上のようにチルトオフセットを可変して最適なラジアルチルト及びトラックオフセットを検出したが、トラックオフセットについてはトラッキングのゲイン等を変化させても同様な効果を得ることができる。本発明ではトラック中心からずらして設けられているプリピットを前提に説明したが、情報記録媒体上にトラック中心よりずらして設けられたウォブル等の溝形状（図７）に対しても、同様の処理ができるため、情報記録媒体上に予め作製された情報であればプリピットに限らない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば記録媒体上にトラック中心よりずらして設けられた複数のプリピットの信号を基に、最適なラジアルチルトとトラック方向の光スポット位置制御を行なうことによって、トラック中心に記録された情報の信頼性を確保する性能を引き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラックのセクタとヘッダからの信号及びヘッダレイアウトを示すブロック図である。
【図２】本発明の光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の振幅レベルを検出するための回路構成を示すブロック図である。
【図４】本発明による最適ラジアルチルトとトラックオフセット検出の一実施形態(記録媒体の内周側)を示すグラフである。
【図５】本発明による最適ラジアルチルトとトラックオフセット検出の一実施形態(記録媒体の外周側)を示すグラフである。
【図６】本発明による光スポット位置制御を行なう処理フローである。
【図７】トラックのセクタ及びウォブルの関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ コリメートレンズ
４ 対物レンズ
３ プリズム
５ 記録媒体
６ アクチュエータ
７ 光検出器
８ 光検出器
９ プリアンプ
１０ 再生回路
１３ 高周波重畳回路
１４ レーザドライバ
１５ 記録パルス生成回路
１７ パワー監視回路
１８ サーボ駆動回路
１９ コントローラ
２１ ピーク検波回路
２２ ボトム検波回路
２３ ゲート発生回路
２５ ＡＤ変換器
Claims (4)
- 情報記録媒体に予めプリフォーマットされたプリピットまたはウォブルがトラック中心よりずらして設けられた情報記録媒体に対して、レーザ光を照射して該情報記録媒体上の記録エリアに情報の未記録部分とは物性的に異なる記録部分を形成し、該記録された情報を再生する光ディスク装置において、
前記トラック中心よりずらして設けられたプリピットまたはウォブルの信号レベルを検出する検出手段と、該検出された各レベルを保持し演算する保持演算手段と、情報記録媒体上のトラック方向の光スポット位置制御とフォーカス方向の光スポット位置制御とトラック方向のチルト制御を行なう手段を具備し、
１／２トラックだけ外周側にずれた第１のプリピットまたは第１のウォブルの信号レベルと、１／２トラックだけ内周側にずれた第２のプリピットまたは第２のウォブルの信号レベルをトラック方向のチルト制御毎に検出し、前記第１のプリピットまたは第１のウォブルの信号レベルと前記第２のプリピットまたは第２のウォブルの信号レベルがほぼ一致するトラック方向の光スポット位置を検出し、前記チルト制御毎のチルトと、該チルト制御毎に前記の２つの信号レベルがほぼ一致するトラック方向の光スポット位置制御値を用いて前記第１のプリピットまたは第１のウォブルを再生するときに得られる第１の信号レベルの関係から生成した第１の近似式が最大となるか、あるいは、前記チルト制御毎のチルトと、該チルト制御毎に前記の２つの信号レベルがほぼ一致するトラック方向の光スポット位置制御値を用いて前記第２のプリピットまたは第２のウォブルを再生するときに得られる第２の信号レベルの関係から生成した第２の近似式が最大となるトラック方向のチルト制御位置とトラック方向の光スポット位置に、トラック方向の光スポット位置制御とトラック方向のチルト制御を行なうことを特徴とする光ディスク装置。 - 請求項１に記載の光ディスク装置におけるトラック中心よりずらして設けられたプリピットまたはウォブルの信号を検出する手段において、少なくても２分割された検出器から得られる２つの信号の差を検出信号とすることを特徴とする光ディスク装置。
- ランドプリピット方式の光ディスクの記録又は再生が可能な光ディスク装置における最適ラジアルチルト算出方法であって、
前記光ディスクのラジアルチルトを所定の値ずつ変化させ、各々のラジアルチルトにて、１／２トラックだけ外周側にずれた第１のプリピットからの反射光により得られた第１の和信号と、１／２トラックだけ内周側にずれた第２のプリピットからの反射光により得られた第２の和信号と、該第１および第２の和信号の値が略等しくなるよう補正できるトラックオフセット量、を検出し、
所定の値ずつ変化させた各々のラジアルチルトと、該各々のラジアルチルトを用いて前記第１のプリピットを再生するときに得られる第１の和信号の関係から第１の近似式を生成し、
所定の値ずつ変化させた各々のラジアルチルトと、該各々のラジアルチルトを用いて前記第２のプリピットを再生するときに得られる第２の和信号を前記トラックオフセット量で補正して得られる補正後の第２の和信号の関係から第２の近似式を生成し、
前記第１の近似式の最大値である第１の最適ラジアルチルトと、前記第２の近似式の最大値である第２の最適ラジアルチルトの中間値を最適ラジアルチルトとすることを特徴とする最適ラジアルチルト算出方法。 - ランドプリピット方式の光ディスクの記録又は再生が可能な光ディスク装置における最適トラックオフセット量算出方法であって、
前記光ディスクのラジアルチルトを所定の値ずつ変化させ、各々のラジアルチルトにて、１／２トラックだけ外周側にずれた第１のプリピットからの反射光により得られた第１の和信号と、１／２トラックだけ内周側にずれた第２のプリピットからの反射光により得られた第２の和信号と、該第１および第２の和信号の値が略等しくなるよう補正できるトラックオフセット量、を検出し、
所定の値ずつ変化させた各々のラジアルチルトと、該各々のラジアルチルトを用いて前記第１のプリピットを再生するときに得られる第１の和信号の関係から第１の近似式を生成し、
所定の値ずつ変化させた各々のラジアルチルトと、該各々のラジアルチルトを用いて前記第２のプリピットを再生するときに得られる第２の和信号を前記トラックオフセット量で補正して得られる補正後の第２の和信号の関係から第２の近似式を生成し、
各々のラジアルチルトと対応するトラックオフセットの関係から第３の近似式を生成し、
前記第１の近似式の最大値である第１の最適ラジアルチルトと、前記第２の近似式の最大値である第２の最適ラジアルチルトの中間値を最適ラジアルチルトとし、
前記第３の近似式から前記最適ラジアルチルトに対応する最適トラックオフセット量を算出することを特徴とする最適トラックオフセット算出方法。
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