JP4176069B2 - 光ディスク記録再生装置及びその記録再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に情報の書き換えを行う光ディスク記録再生装置及び光ディスクの記録再生方法に関する。

従来、情報の書き換え可能な光ディスクの代表例として、ＤＶＤ−ＲＡＭが挙げられる。例えば、特許文献１に開示されているＤＶＤ−ＲＡＭにおいては、信号変調方式としてＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ−ｔｏ−Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ）変調が用いられ、３Ｔ〜１１Ｔの各マーク（Ｔ：クロックの周期）に対して半導体レーザーの発光パルスをマルチパルス化することにより記録波形を生成する。

ＤＶＤ−ＲＡＭにおける記録波形の例を図２５に示す。この図２５に示す通り、記録波形は、３以上のレーザーパルスによるマルチパルスによって記録される。すなわち、変調波形はＬｏｗ／Ｈｉｇｈの２値のパルスであるのに対し、光ディスクへの半導体レーザーによる記録波形は、Ｌｏｗの状態では、イレースパワー（Ｐｅｒ）、クーリングパワー（Ｐｃｌ）の２つのレーザーパワーが存在し、Ｈｉｇｈの状態では、ライトパワー（Ｐｗ）、バイアスパワー（Ｐｂ）、クーリングパワー（Ｐｃｌ）の３つのレーザーパワーが存在する。各ライトパルス（ライトパワーＰｗ）直後にはイレースパワーＰｅｒよりも低いレーザーパワーに設定されたＢｉａｓ Ｐｏｗｅｒ（バイアスパワーＰｂ）の部分を持たせ、相変化記録媒体の結晶化速度を制御している。そして、マークの最後にはイレースパワーＰｅｒとバイアスパワーＰｂの間にクーリングパワーＰｃｌの部分を設定して結晶化速度を制御している。ＤＶＤでは、データを記録する際には、これら４つのレーザーパワーを制御している。そして、さらに、それぞれのパルスに切り替えるタイミングについても制御している。

次に、このレーザーパワーの設定方法について説明する。図２６は、従来技術の実施形態である学習シーケンスを示すフローチャートであり、図２７は、従来技術に関わる光ディスク記録再生装置の概略的な構成を示すブロック図である。

図２６において、光ディスク記録再生装置は、例えば、記録命令を受けるとディスクカートリッジ８４に充填された光ディスクに対して３つのパワー学習（暫定パワー学習、最終パワー学習、パワー微調整学習）と、フォーカスオフセット学習（ＦＯＦ学習）、トラッキングオフセット学習（ＴＯＦ学習）、テーブル学習とが行われることをフローで示している。その詳細は後述する。

上記従来の光ディスク記録再生装置の構成及び動作について図２７を用いて説明する。

この従来例の光ディスク記録再生装置は、光ディスク１へのデータの記録及びこの光ディスク１からのデータを再生するものである。この光ディスク１は、例えばガラスあるいはプラスティック等で円形に形成された基板の表面に、金属被覆層がドーナッツ型にコーティングされて構成され、同心円状あるいはスパイラル上のグルーブ及びランドの両方を用いてデータの記録（相変化マークによる記録）あるいは記録されているデータの再生が行われ、マスタリング工程で記録ピットにより所定間隔ごとにアドレスデータが記録されている相変化型で書き換え形のディスクである。

上記光ディスク１の表面に、螺旋または同心円状のデータを記録するグルーブ及びランドの各トラックが形成されている。このグルーブ及びランドは、それぞれ一定長の複数のトラックを有し、アドレスデータからなるヘッダ部とデータが記録されている記録領域とからなる複数のセクタを有し、上記複数のトラックずつの複数ゾーンからなる。

上記光ディスク１のリードインエリアのエンボスデータゾーン内のコントロールデータゾーンにディスクタイプを示すデータ（光ディスクの特性）として、ライトパワー（Ｐｗ）が記録されていたり、イレースパワー（Ｐｅｒ）が記録されていたり、製造会社名が記録されているようになっている。

上記光ディスク記録再生装置は、光ディスク１を各ゾーン毎に異なった回転数で回転した状態で、上記光ディスク１に対してデータ（光ディスク１の特性データ又は記録データ）を記録し、または光ディスク１に記録されているデータを再生するものである。

光ディスク記録再生装置は、光ピックアップ５を備えており、この光ピックアップ５は、対物レンズ２を有している。光ピックアップ５内には対物レンズ２に対応してレーザー制御ユニット７０が設けられている。レーザー制御ユニット７０は、半導体レーザーを制御し、フォーカスサーボ、トラッキングサーボをかけて対応する波長のレーザービームを光ディスク１に常に一定となるように照射する。照射されたレーザービームは、対物レンズ２に向けられ、この対物レンズ２によって光ディスク１に収束される。この収束されたレーザービームによって、光ディスク１にデータが書き込まれ（マーク列の生成：可変長のマークとマークの間隔と可変長の各モードの長さにより光ディスク１にデータが記録される）あるいは、再生される。

レーザー制御ユニット７０は、データ処理ユニット７７によって、光ディスク１に書き込まれているレーザーパワーの設定値がセットされているが、その設定値は、再生信号を得るリードパワー（Ｐｒ）、データを記録するライトパワー（Ｐｗ）及びデータを消去するイレースパワー（Ｐｅｒ）で異なっている。

再生パワー（Ｐｒ）、記録パワー（Ｐｗ）及びイレースパワー（Ｐｅｒ）、バイアスパワー（Ｐｂ）、クーリングパワー（Ｐｃｌ）の５つのパワーでそれぞれ異なるレベルのパワーを有するレーザービームが発生されるように、半導体レーザー（図示していない）は、レーザー制御ユニット７０によって、サーボがかけられる。

レーザー制御ユニット７０は、図示しない抵抗とトランジスタより構成され、この抵抗とトランジスタに電源電圧が印加される。また、半導体レーザーユニットとしての半導体レーザーにも電源電圧が印加されるようになっている。この構成により、トランジスタに異なるベース電流を印加することにより、トランジスタの増幅率が異なり、半導体レーザー発振器に異なる電流が流れ、強度の異なるレーザービームが発生されるようになっている。すなわち、レーザー制御ユニット７０で設定されたデータからの記録波形の信号レベルに応じたレーザーパワーが発生される。

この光ディスク１は、対物レンズ２に対向して配置され、直接あるいはディスクカートリッジ８４に収納されていてトレー８５によって装置内に搬送される。このトレー８５を駆動するためのトレーモーター７６が装置内に設けられている。

また、充填された光ディスク１は、クランパー８６によって回転可能なスピンドルモーター１１上に保持され、このスピンドルモーター１１によって回転される。

光ピックアップ５は、光ディスク１で反射されたレーザービームを検出する光検出器を備えている。

この光検出器は、光ディスク１で反射されて対物レンズ２を介して戻されたレーザービームを検出している。光検出器からの検出信号（電流信号）は、電流／電圧変換（Ｉ／Ｖ変換）で電圧信号に変換され、ＲＦアンプ１５及びサーボアンプ７２に供給される。ＲＦアンプ１５からのヘッダ部のデータの再生用信号及び記録領域のデータの再生用信号がデータ処理ユニット７７に出力される。サーボアンプ７２からのサーボ信号（トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号）は、サーボシーク制御ユニット７３に出力される。

サーボシーク制御ユニット７３は、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカス信号、トラッキング信号を生成し、フォーカスアクチュエータードライバー、トラッキングアクチュエータードライバー７４に送信する。これらのドライバー７４によって対物レンズ２がフォーカスサーボ制御され、また、トラッキングサーボ制御される。さらに、アクセス信号に応じて送り信号が送りモータードライバー７４に送られ、送りモータードライバー７４からの制御信号が送りモーター１３に供給され、光ピックアップ５が搬送制御される。

このサーボシーク制御ユニット７３は、データ処理ユニット７７によって制御される。例えば、データ処理ユニット７７からアクセス信号がサーボシーク制御ユニット７３に供給されて送り信号が生成される。

また、データ処理ユニット７７からの制御命令信号を受けて、スピンドルモータードライバ−３０及びトレーモータードライバ−７５は、スピンドルモーター１１が所定の回転数で回転するように制御し、トレーモーター７６がトレー８５を適切に動作するように制御されることとなる。

データ処理ユニット７７に供給されたヘッダ部のデータに対応する再生信号は、ＣＰＵ８３に供給される。ＣＰＵ８３は、その再生信号によりヘッダ部のアドレスとしてのセクタ番号を判断し、アクセスする（データを記録するあるいは記録されているデータを再生する）アドレスとしてのセクタ番号との比較を行っている。

データ処理ユニット７７に供給された記録領域のデータに対応する再生信号は、ＲＡＭ７９に必要なデータを格納し、さらに、データ処理ユニット７７で処理されてバッファとしてのＲＡＭ８０を有するインターフェイス制御部７８に供給される。例えば、パーソナルコンピュータ等の外部記録装置に転送される。

図２７に示す各部は、ＲＯＭ８２に格納された手順に従って、ＣＰＵ８３によって制御される。ＲＡＭ８１は、ＣＰＵ８３のワークメモリとして用いられる。

上記ＣＰＵ８３は、上記光ディスク１の装填時に、光ピックアップ５とデータ処理ユニット７７を用いて読み取られた、光ディスク１の特性としてのライトパワー（Ｐｗ）とイレースパワー（Ｐｅｒ）をＲＡＭ８１に登録するようになっている。

また、上記光ディスク１のチルト量、上記光ディスク１における記録波形、光ピックアップ５の周辺温度に基づいて、各組み合わせごとに異なった記録補償パターンテーブルが用いられるようになっている。上記ＲＯＭ８２には、記録補償パターンテーブルが予め登録されている。

記録補償パターンテーブルは、後述する図２におけるレーザーパワーの立上り（Ｔｓｆｐ，Ｔｓｌｐ，Ｔｌｃ）、立下り（Ｔｅｆｐ，Ｔｅｌｐ）、レーザーパルス幅（Ｔｍｐ，Ｔｌｐ）のほかレーザーパワー（Ｐｗ，Ｐｃｌ，Ｐｅｒ，Ｐｂ）の初期値を決めるものである。

例えば、図３３の（ａ）に示す記録補償パターンテーブルには、マーク長（３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ以上）に対する前（例えばリーディング）のスペースの長さに基づく、記録信号（変調信号；ＮＲＺＩ信号）の立ち上がり時から記録波形のファーストパルスの立上り位置までの時間（Ｔｓｆｐ）が登録されており（図２参照）、変調信号に応じて変更されるようになっている。この時間の単位は、ｎｓｅｃのオーダーである。

また、図３３の（ｂ）に示すように、マーク長（３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ以上）に対する後（例えばトレイリング）のスペースの長さに基づく、ラストパルスの立ち上げ位置の手前のマルチパルスが出力されるタイミングからラストパルスの立ち下げ位置までの時間（Ｔｅｌｐ）（図２参照）が登録されており、変調信号に応じて変更されるようになっている。この時間としてはｎｓｅｃのオーダーとなっている。

このような構成の光ディスク記録再生装置において、ＣＰＵ８３の制御によりＲＡＭ８１またはＲＯＭ８２に格納されたプログラムに応じて以下のパワー学習、フォーカスオフセット学習、トラッキングオフセット学習、記録補償パターンテーブル学習が行われる。

即ち、光ディスク１の記録動作を行う際に、充填された光ディスク一枚一枚の特性のばらつきに応じて、記録処理を行う前に、レーザーパワー値やフォーカスオフセット、トラッキングオフセット、記録補償パターンテーブル等について、学習処理を行う。

上記各学習処理について図２６、図２９、図３０及び図３１のフローチャートを用いて説明する。

図２６は、上記全体の学習処理のシーケンスを示すフローチャートである。図２９は、暫定パワー学習を詳細に示すフローチャートであり、図３０は、テーブル学習を詳細に示すフローチャートである。さらに、図３１は、最終パワー学習を詳細に示すフローチャートである。

まず、図２６を用いて全体の学習シーケンスについて説明する。

オペレータの操作などから光ディスク１への書き込み動作の命令が出されると、ＣＰＵ８３の制御において、光ディスク１のリードインエリアのエンボスデータゾーン内のコントロールデータゾーンから、ディスクタイプを示すデータ（光ディスクの特性）として、ライトパワー（Ｐｗ）やイレースパワー（Ｐｅｒ）、バイアスパワー（Ｐｂ）、クーリングパワー（Ｐｃｌ）、製造会社名などを読み取る。そして、ＣＰＵ８３の制御により、読み取ったこれらの値や、予め光ディスク記録再生装置内のＲＯＭ８２などに用意された値に基づいて、パワー値やテーブル値をデフォルト値Ｐ０、Ｔ０に設定する。その後、これらのデータをＲＡＭ８１の所定領域に格納する（ステップＳ１）。

次に、暫定パワー学習が、記録パワーとイレースパワーについて行われる（ステップＳ２）。具体的には、ＣＰＵ８３の制御により下書きが５回行われ、８ＥＣＣブロックを記録し、中央の４ＥＣＣブロックが再生される。設定されたデフォルト値に基づいて、暫定パワー学習が行われ、暫定パワー値Ｐｔｅｍｐが求められる（ステップＳ３）。

上記暫定パワー学習を図２９のフローチャートに基づいて、処理の一例を詳細に説明する。

最初に、ライトパワー（Ｐｗ）、イレースパワー（Ｐｅｒ）について、スタート値をＰ０−４Ｈ（Ｈは、変化量の単位の一つである。）とし、順にこれに０１Ｈずつを加えながら、光ディスクの所定領域へデータを書き込んでいく（ステップＳ１１）。書き込みが終わると、書き込んだデータを読み出す（ステップＳ１２）。読み出したデータについて、異なるパワー値に応じて、それぞれのエラーライン数（エラーの個数を示す）を順番に読み出す（ステップＳ１３）。そして、エラーライン数の絶対値が始めて８０Ｈ以下となるパワー値Ｐｔｈｔｅｍｐに着目し、これのエラーライン数と直前のパワー値のエラーライン数とを比較して、８０Ｈ以上の差があるかどうか判断する（ステップＳ１４）。図２８はエラーライン数の変化を示すグラフであり、（ａ）は、８０Ｈ以上の差がある場合を示す図であり、（ｂ）は、８０Ｈ未満の場合を示す図である。（ａ）に示すように８０Ｈ以上の差がある場合は（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、暫定パワー値ＰｔｅｍｐをＰｔｈｔｅｍｐ＋０２Ｈとする（ステップＳ１５）。（ｂ）に示すように、８０Ｈ未満の場合は（ステップＳ１４；ＮＯ）、暫定パワー値ＰｔｅｍｐをＰｔｈｔｅｍｐ＋０１Ｈとする（ステップＳ１６）。

次に、図２６のフローチャートに戻って、テーブル学習について説明する。

ステップＳ２で求めた暫定パワーＰｔｅｍｐに基づいて、記録補償パターンテーブルのテーブル学習を行って、シフト量に応じて適宜、記録補償パターンテーブルの値を改善する（ステップＳ５）。

さらに、詳細な図３０のフローチャートを用いて説明すると、光ディスクの所定領域にランダムデータを書き込み（ステップＳ２１）、これを読み出して、各エッジのシフト量を測定する（ステップＳ２２）。

ここで、前述した図２５及び図３３のそれぞれは、テーブル学習の処理動作を説明する説明図であり、テーブル学習の対象となるテーブル値の一例を示す図である。

図２５において、前スペース長が４Ｔ、マーク長が５Ｔの場合、エッジＡのシフト量は、図３３（ａ）に示す記録補償パターンテーブルの４Ｔｓ−５ＴｍのＡが示すシフト量に対応する。

同様に図２５において、後スペース長が５Ｔ，マーク長が５Ｔの場合、エッジＢのシフト量は、図３３（ｂ）に示す記録補償パターンテーブルの５Ｔｍ−５ＴｓのＢがシフト量に対応している。それぞれのエッジのシフト量が８０Ｈ±１０Ｈを超えているとき（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、例えば３回を限度として（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、シフト量が８０Ｈ±１０Ｈを超えている箇所の記録補償パターンテーブルを補正するものである（ステップＳ２５）。このようなテーブル学習処理により、記録補償パターンテーブルも、与えられた光ディスク１の固有のばらつき成分を吸収する方向で補正することが出来る。

次に、図２６のフローチャートで示す最終パワー学習においては、今までの学習処理で得られたフォーカスオフセット値、トラッキングオフセット値、補償パターンテーブルの値に基づいて、最終的なパワー学習を行うものである（ステップＳ６）

図３１のフローチャートを用いて、最終パワー学習を詳細に説明する。

上述した学習処理により得られたフォーカスオフセット値、トラッキングオフセット値、記録補償パターンテーブルの値をそれぞれ用いて、記録パワー、イレースパワーそれぞれのスタートパワーをＰ０−０４Ｈとして、これを０１Ｈずつ増やしていきながら、それぞれ光ディスクの所定領域に書き込みを行う（ステップＳ３１）。次にこの書き込んだデータを読み出して（ステップＳ３２）、これらの読み出しデータのエラーラインを順番に測定する（ステップＳ３３）。そして、エラーライン数の絶対値が初めて８０Ｈ以下となるパワー値Ｐｔｈｆｉｎａｌに着目する。この値が、直前のパワー値との差が８０Ｈ以上あるか判断する（ステップＳ３４）。

図３２のエラーライン数の変化を示すグラフは暫定パワーの場合を示しているが、最終パワーの場合もこれと同様に理解することができ、図３２（ａ）に示すように、８０Ｈ以上の差がある場合、図３２（ｂ）に示すように、８０Ｈ未満の場合に対応している。

図３２（ａ）に示すように８０Ｈ以上の差がある場合は（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、最終パワー値ＰｆｉｎａｌをＰｔｈｆｉｎａｌ＋０２Ｈとする（ステップＳ３５）。

図３２（ｂ）に示す８０Ｈ未満の場合は（ステップＳ３４；ＮＯ）、最終パワー値ＰｆｉｎａｌをＰｔｈｆｉｎａｌ＋０１Ｈとする（ステップＳ３６）。これにより最終パワー値Ｐｆｉｎａｌが得られる。

最後に、このようにして得られた最終パワー値Ｐｆｉｎａｌを、さらに、パワー微調整学習を行って、より最適値に近づける。すなわち、最終パワー値Ｐｆｉｎａｌに加え、最終パワー値Ｐｆｉｎａｌ＋０１Ｈ、最終パワー値Ｐｆｉｎａｌ−０１Ｈの値をそれぞれ用意し、これに応じて書き込み読み出しを行って、３種類のビットエラーレート（ＢＥＲ）を測定する。そして、エラーライン数が一例として以上の改善があるときに限って改善されたパワー値を選択するものである（ステップＳ７）。

図２８の（ｂ）のグラフはこの場合を示しており、最終パワー値Ｐｆｉｎａｌ＋０１Ｈの場合が、デフォルトの最終パワー値Ｐｆｉｎａｌよりも２０Ｈ以上の改善が見られる例が示されており、このパワー比調整学習によって、最終パワー値は、最終パワー値ＰｆｉｎａｌからＰｆｉｎａｌ＋０１Ｈへと微調整されることとなる。

そして、最終的に、このように最適化された光学ディスクのパワー値、フォーカスオフセット値、トラッキングオフセット値、そして、記録補償パターンテーブルを使用して、与えられたデータに基づいて、光ディスクの所定領域に対して記録処理を行い、さらに再生処理をも行うものである。
特開２００２−９２８８０号公報

しかしながら、一般に、高密度化あるいは高速化により、データの読み書きのクロック周期Ｔは短くなる。そのため、レーザーパワーの調整が微妙となるだけでなく、レーザーパルスの切り替わりのタイミングもより高精度に制御しなければならなくなっている。また、その場合、エラーレートを用いるのでは、調整時間が長くなり過ぎるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するために提案されたもので、レーザーパルスの切り替わりタイミングや種々のレーザーパワーを最良に調整するとともに、調整時間を短縮する光ディスク記録再生装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る光ディスク記録再生装置は、以下の特徴を備えている。

本発明に係る光ディスク記録再生装置は、光ディスク上に記録するデータに応じて光ビームにより記録されるマークエッジが前記データと対応するように、該データの記録に先立ってテストライトを行い、前記マークエッジを記録する際の記録補償量を決定する光ディスク記録再生装置において、マークの再生信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器のタイミングに対して位相が１８０度ずれた点で、前記マークの再生信号の振幅レベルを検出する第１の検出手段と、前記データを再生するための前記第１の検出手段に供給するクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、前記ＰＬＬ回路の発振周波数を決定するＶＣＯ電圧の変動である位相誤差情報を検出する第２の検出手段と、を備え、前記第１の検出手段により検出した前記マークの再生信号の振幅レベルの分布および前記第２の検出手段により検出した位相誤差情報の分布から前記マークエッジの調整方向を定め、前記調整方向に基づいて前記記録補償量を決定することを特徴とする。

また、本発明に係る光ディスク記録再生装置は、前記ＰＬＬ回路が、さらに、前記第２の検出手段に供給するためのクロック信号を生成し、前記第２の検出手段に供給するクロック信号の位相は、前記第２の検出に供給するクロックに対して１８０度位相ずれたクロックであることを特徴とする。

また、本発明に係る光ディスク記録再生方法は、光ディスク上に記録するデータに応じて光ビームにより記録されるマークエッジが、前記データと対応するように、該データの記録に先立ってテストライトを行い、前記マークエッジを記録する際の記録補償量を決定する光ディスク記録再生方法において、マークの再生信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器のタイミングに対して位相が１８０度ずれた点で、前記マークの再生信号の振幅レベルを検出する第１の検出ステップと、前記データを再生するための前記Ａ／Ｄ変換器に供給するクロック信号を生成するＰＬＬ回路の発振周波数を決定するＶＣＯ電圧の変動である位相誤差情報を検出する第２の検出ステップと、を備え、前記第１の検出ステップにより得られる前記振幅レベル情報の分布と前記第２の検出ステップにより得られる前記位相誤差情報の分布からマークエッジ調整の調整方向を決め、前記記録補償量を決定することを特徴とする。

光ディスク記録再生方法によれば、テストライトを行った部分の再生信号に対応するＰＬＬ回路のＶＣＯ電圧の位相誤差情報（ジッター）と再生信号のデジタル信号のアイパターンのゼロクロス点のＤＣレベルを検出することより、マークエッジを補正するための情報を得ることが可能である。

本発明の光ディスク記録再生方法によれば、ライトパルスのタイミングを変えながらテストライトを行い、このテストライトを行った部分を再生し、ＰＬＬ回路のジッターを検出する。また、データ復号とジッター測定のため記録レートの２倍の周波数で再生データのアイパターンを検出し、アイパターンのゼロクロス点のＤＣレベルを測る。そして、ジッターのずれる方向とゼロクロス点のずれる方向とから最良なマークエッジ調整する方向を検出し、最適な記録を行うことが可能である。

以上説明したように、本発明は、テストライトしたリードパルス波形の位相誤差信号とゼロクロス信号のずれを検出することにより、ライトパルスの立ち上がりエッジ、立下りエッジのタイミングを最良に調整することができる。

以下、本発明に係る光ディスク記録再生装置の実施形態を添付図面を参照して説明する。

また、従来技術を説明する図２５から図３３に示す構成及びフローチャートに示す同一の記号及び符号を付した部分は同一物を表わすものとし、説明は省く。

図１は、本発明に係る光ディスク記録再生装置の実施形態のブロック図である。

図２は、本実施形態に係る光ディスク記録再生装置のレーザーによる記録パルスのタイムチャートである。

図１に示すように、本実施形態の光ディスク記録再生装置は、図２に示すようなレーザーパルス波形（ライトパルス）を生成し、光ディスク１にデータを記録するものである。本実施形態の光ディスク記録再生装置には、上記記録データに、光ディスク１での欠陥や符号間干渉で発生するエラーを補正するために誤り訂正符号を付加する誤り符号付加回路３９が設けられている。

誤り訂正符号が付加された記録データは、データ変調回路３８に入力される。この変調回路３８は、誤り訂正符号が付加された記録データの帯域を光ディスク１の記録帯域内に収めるように、信号スペクトラムに変換する。そして、信号スペクトラムが変換された記録データは、レーザードライバー回路１０に入力される。

レーザードライバー回路１０では、マイコン３４からのデータに基づき、図２に示すような各レーザーパルス（Ｐｅｒ：イレースパワー、Ｐｂ：バイアスパワー、Ｐｗ：ライトパワー、Ｐｃｌ：クーリングパワー）のレベルとタイミング（Ｔｓｆｐ、Ｔｅｆｐ、Ｔｍｐ、Ｔｅｌｐ、Ｔｓｌｐ、Ｔｌｐ、Ｔｌｃ）が設定される。

この設定は、次のような理由により行われるものである。

図３は、光ディスクの記録パルスと記録マーク形状の関係を示す図である。

図３（ａ）に示すようなライトパルスである場合には、光ディスク１に記録されるマークは、レーザー光の熱が蓄積されるため、図３（ｂ）のように後ろ側が膨らんだ形状となる。そのため、図３（ｃ）に示すようにライトパワー（Ｐｗ）とバイアスパワー（Ｐｂ）、またはクーリングパワー（Ｐｃｌ）に組み合わせることにより、後ろ側が膨らんだ形状のマークは、図３（ｄ）に示したような形状となる。この調整は、レーザーパワーとライトパルスのデューティ比により変化するが、デューティ比での調整、特にＴｓｆｐとＴｅｌｐのパルス幅の調整についての説明は詳細に後述する。

そして、レーザードライバー１０は、このライトパルスによりレーザー８を駆動し、レーザー８は、レーザー光を発光する。発光したレーザー光は、ビームスプリッター６、ビームスプリッター４の順に透過し、対物レンズ２で集光されて光ディスク１に投射される。このレーザー光により、記録データが光ディスク１に記録される。この際、ビームスプリッター６は、レーザー光の一部を分岐して、ピックアップ７に入力させる。

ピックアップ７は、レーザー光により変調された光信号を電流信号に変換する。さらに、Ｉ／Ｖアンプ９は、変換された電流信号を電圧に変換し、レーザードライバー回路１０に入力する。このように、ピックアップ７、Ｉ／Ｖアンプ９及びレーザードライバー回路１０によって、ＡＰＣループ（出射光制御ループ）が構成されている。ＡＰＣループとは、温度変化や経時変化により、レーザー８の電気的特性が変わった場合でもレーザー８から出射されるレーザー光のパワーを一定に保つように制御するものである。

光ディスク１に出射されたレーザー光は、光ディスク１の反射層で反射される。反射された光は、対物レンズ２を再び通過し、ビームスプリッター４で今度は反射されピックアップ５に入力される。ピックアップ５では光信号を電流信号に変換され、ＲＦアンプ１５に出力される。ＲＦアンプ１５は、Ｉ／Ｖ変換回路を内蔵しており電流信号を電圧信号に変換する。その後、ＥＱ回路１６で波形等化された後、Ａ／Ｄ変換回路１８、１９、２０に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１８は、低域信号用のものであり、おもにフォーカスサーボ、トラッキングサーボ用に入力信号を処理する。Ａ／Ｄ変換回路１９（第１の検出手段）は、高域信号用のものであり、光ディスク１の回転数やレーザードライバー１０の反射光ループ、再生モードでは、再生データを取り出すためのものである。また、Ａ／Ｄ変換２０（第２の検出手段）も高域信号用のものであり、本発明の特徴であるアイパターンのゼロクロス点のレベルを検出するためのものである。

まず、フォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号は、Ａ／Ｄ変換１９でデジタル信号に変換される。そして、トラッキング制御２２とフォーカス制御２３に入力される。トラッキング制御２２では、次のような制御を行う。

光ディスク１の表面と光学系の関係は、図４のようになっている。図４に示すように、ピックアップ５は光ディスク１の法線方向に分かれており、内周方向のレーザー光を受ける受光素子＿ａ５１と外周方向のレーザー光を受ける受光素子＿ｂ５２とから成る。そして、電気信号に変換してから差分を求め、トラッキング誤差信号を生成している。トラッキング誤差信号は、内周方向の反射光量と外周方向の反射光量との差である。従って、この誤差信号を“０”に制御することによって、トラック５０の真上に対物レンズ２が存在し、光ディスク１のトラック５０の中央をレーザー光がトレースすることができる。

Ｄ／Ａ変換２５ではトラッキング誤差信号をアナログ信号の変換し、その信号に基づき、アクチェータードライバ２８は、対物レンズ２を駆動するアクチュエータ３に駆動電流を供給する。また、トラッキング制御２２から出力されるトラッキング誤差信号の一部はスレッド制御３３にも入力される。この信号は、トラッキング誤差信号があまりにも大きい状態では、対物レンズ２をアクチュエータ３で傾けただけでは補正しきれなくなるため、光学系全体を移動させるスレッドモーター１３を駆動する必要がある。そのため、スレッド制御回路３３は、トラッキング誤差信号があるしきい値以上なった場合のみ動作し、Ｄ／Ａ変換３２でアナログ信号に変換し、スレッドモーター１３を駆動させるためにスレッドモータードライバー３１に電流を供給する。

フォーカス制御２３では、ピックアップ５の受光素子＿ａ５１、受光素子＿ｂ５２に入射する全光量を検出する。そして、この信号をＤ／Ａ変換２６でアナログ信号に変換した後、この光量が最大となるように対物レンズ２を駆動するためにアクチュエータドライバ２９に電流を供給する。すなわち、フォーカスが合っている状態では、光ディスク１からの反射光がほぼすべてが受光素子＿ａ５１、受光素子＿ｂ５２に到達するが、フォーカスが合っていない状態では、レーザー光がぼやけるため反射光が受光素子＿ａ５１、受光素子＿ｂ５２からはみ出てしまい、受光光量が減ってしまうからである。

また、ＥＱ回路１６の出力のうちＡ／Ｄ変換１９にも入力される信号は、周波数成分がＡ／Ｄ変換１８に入力されるものよりかなり高い。Ａ／Ｄ変換１９でデジタル信号に変換された信号は、ＣＬＶ制御２４と反射光制御２１、そして、復調回路４０に入力される。

ＣＬＶ制御２４に入力された信号は、光ディスク１に記録されているクロックマークにより光ディスク１の回転数の制御をかけるために使われる。すなわち、反射信号に含まれるクロックマークの周期が常に一定になるように制御する。クロックマークの周期にずれがある場合、回転数の誤差成分をＤ／Ａ変換２７でアナログ信号に変換した後、スピンモーター１１を駆動するスピンドルモータードライバー３０へ供給する電流を調整する。

反射光制御２１に入力した信号は、反射光量の変動を検出する（反射光ループ）。光ディスク１の表面に指紋などが付着した場合、光ディスク１の記録層に入射する光量が減り、適切な記録が出来なくなる可能性がある。そのため、反射光ループでは反射光量の変動を検出し、反射光が増減した場合には、光ディスク１の記録層に入射する光量が一定となるようにレーザードライバー回路１０にフィードバックをかけ、レーザー駆動電流を調整する。

Ａ／Ｄ変換１９の出力で、再生モードで復号回路４０に入力された信号は、“０”と“１”の２値の信号に変換される。この最も簡単な方法としては、あるしきい値を設け、そのしきい値のレベルよりも入力信号のレベルが大きければ“１”、小さければ“０”として、２値化する。そして、“０”、“１”の信号は復調回路３６に入力され、光ディスク１の記録スペクトラムに合わせるために変調された信号を元のスペクトラムの信号に戻される。そして、次の誤り訂正回路３７で光ディスク１の欠陥や符号間干渉等で生じた符号エラーを検出して、元の正しいデータに訂正する。

ＥＱ回路１６の出力は、Ａ／Ｄ変換回路２０にも入力される。Ａ／Ｄ変換回路２０のサンプリングクロックは、Ａ／Ｄ変換回路１９とは異なっている。これは、ＰＬＬ回路１７が図５に示す構成となっており、データを復号するのに使われるクロックとは位相を１８０度ずらしているためである。

位相比較回路６０では、ＥＱ回路１６から入力される信号とＶＣＯ回路６３から発振される信号の位相比較を行い、その差に応じて位相誤差信号を発生させる。この信号をチャージポンプ６１でＬＰＦ回路６２に通せるような信号に変換して、ＬＰＦ回路６２に入力する。ＬＰＦ回路６２ではこの信号を平滑して高域成分を取り除いてＶＣＯ回路６３の発振電圧とする。そして、ＶＣＯ回路６３の出力はＡ／Ｄ変換回路１９のサンプリングクロックとなる。

ところで、Ａ／Ｄ変換回路２０のサンプリングクロックは、ＶＣＯ６３の信号をインバータ６４で反転して用いている。これにより、データを復号するＡ／Ｄ変換回路１９では、アイパターンにおけるアイが開いている部分でサンプリングを行うが、Ａ／Ｄ変換回路２０では、半クロック分ずれた点（アイパターンのゼロクロスする点）でサンプリングを行う。そのため、図６の破線の部分でデータ検出をすることになる。そして、この部分では、図６の左側に示すように長マークの場合にはプラス側、マイナス側に拡がったレベルのサンプリングを行うが、マイコン３４に入力されるデータは、リミッター（図示せず）（リミッターは図１には図示されていない）で制限されるため、ゼロクロス点のデータのみである。マイコン３４ではマークエッジの振幅偏移のデータとして用いる。

また、図５において、ＶＣＯ回路６３の発振電圧はＡ／Ｄ変換回路６５よりサンプリングされる。そして、デジタル信号に変換されて、マイコン３４に送られる。これは、ＶＣＯ回路６３の発振電圧の変動、すなわち、ＶＣＯ回路６３の発振周波数の変動（ジッター）をみるためのものである。

これは、アイパターンでは、図７に示すように符号間干渉がある場合には、ゼロクロス点においてジッターΔｔと振幅偏移Δｙが発生する。このジッターΔｔと振幅偏移Δｙは先行するスペースと次に続くマークとの記録パターンとにより、決まった傾向がある。即ち、先行するスペース長が次のマーク長より長い場合、マークエッジは、検出点より後側に進む（Δｔはプラス側、Δｙはマイナス側に移行する）。そして、逆に先行するスペース長が次のマーク長より短い場合には、マークエッジは検出点より前側に進む。

これをまとめると、ジッターΔｔについては図８、振幅偏移については図９に示すような傾向となる。図８（ａ）、図９（ａ）は前にあるスペースのスペース長とレーザーの立ち上がり、立ち下がり、レーザーパルス幅、レーザーパワーを調整するマークのマーク長の関係を示したものであり、図８（ｂ）、図９（ｂ）は調整するマークのマーク長と後に来るスペースのスペース長との関係である。そして、ある波形に基づきこの傾向を求めると例えば、ジッターΔｔは、図１０のように、振幅偏移Δｙは、図１１のようになる。いずれの場合でも、２Ｔとの組み合わせた場合にジッターΔｔ、振幅偏移Δｙが大きくなっている。したがって、最短マーク長（この場合には２Ｔ）との組み合わせに重点を置いてマークエッジ調整を行うことが最も効果的である。

マークエッジ調整を行う場合、図１６の組み合わせで先行スペース長とマーク長、図１７の組み合わせでマーク長と後方スペースによる調整値を決める必要があり、そのためテストライトを行う。テストデータとして必要な条件としては、次のような条件があげられる。

記録パターンは周期的に繰り返して、２組以上のマーク長、スペース長の組み合わせを持つ必要がある。記録パターンには、調整するエッジとマーク長、スペース長の逆パターンのエッジも含んでいる必要がある。ＤＳＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｍ Ｖａｌｕｅ）（ここで、デジタル信号は、通常“１”と“０”の連続データとして取り扱うが、本実施形態では、平均値を“０”とするため、デジタル信号を“＋１”と“−１”として取り扱う。）はゼロとする必要がある。

したがって、図１４のようなテストパターンとなる。図１４の一番上の（２Ｔスペース）−（２Ｔマーク）の場合、

（２Ｔスペース）−（２Ｔマーク）の立ち上がりエッジ（２Ｔｓ−２Ｔｍ）

（６Ｔスペース）−（６Ｔマーク）の立ち上がりエッジ（６Ｔｓ−６Ｔｍ）

（６Ｔマーク）−（２Ｔスペース）の立ち下がりエッジ（６Ｔｍ−２Ｔｓ）

（２Ｔマーク）−（６Ｔスペース）の立ち下がりエッジ（２Ｔｍ−６Ｔｓ）
が含まれており、このテストパターンを再生した場合、ジッターΔｔ、振幅偏移Δｙは、図１５のようになる。

このため、ジッターΔｔは大きく、振幅偏移Δｙの平均値はゼロ付近となる。

次に、６Ｔｍ−２Ｔｓの２Ｔマークの立ち下りエッジをマイナス側に振った場合、図１６のようになり、ジッターΔｔは減少するが、振幅偏移Δｙの平均はマイナス側に移動する。さらに６Ｔｍ−２Ｔｓの２Ｔマークの立下りエッジをマイナス側に調整すると、図１７のようになり、ジッターΔｔは逆に増加し、振幅偏移Δｙの平均値はさらにプラス側（マイナス側）に移動する。

また、図１５の状態から６Ｔｍ−２Ｔｓの２Ｔマークの立下りエッジをプラス側に振った場合は、図１８のようになり、ジッターΔｔは増加し、振幅偏移Δｙの平均値はプラス側に移動する。したがって、図１９のような特性となり、ジッターΔｔが最小となる点に６Ｔｍ−２Ｔｓのエッジを調整する。図１６の状態において、今度は２Ｔｍ−６Ｔｓの６Ｔマークの立下りエッジを調整する。

６Ｔマークの立下りエッジをプラス側に振った場合、図２０に示すようになり、ジッターΔｔは減少し、振幅偏移Δｙの平均値は“０”に近づく。

さらに、６Ｔマークの立下りエッジをプラス側に振ると、図２１に示すようになり、ジッターΔｔは増加し、振幅偏移Δｙの平均値はプラス側に移動する。

図１６に状態において６Ｔマークの立下りエッジをマイナス側に振った場合、図２２に示すようになり、ジッターΔｔは増加し、振幅偏移Δｙの平均値はマイナス側になる。

このように、ジッターΔｔが最小になる点と振幅偏移Δｙが“０”に近づく点を求めて調整することにより、図２３のようになり、図２４に示すような特性となる。これにより、表３の２Ｔｍ−６Ｔｓを求めることが出来る。

２Ｔｓ−２Ｔｍについては、図２３の状態において、プラス側、またはマイナス側に振ることにより、ジッターΔｔが最小となる点と振幅偏移Δｙが“０”に近づく点を求めて調整することにより、最良点を求めることが出来る。

６Ｔｓ−６Ｔｍについても、２Ｔｓ−２Ｔｍが調整された後、プラス側、またはマイナス側に振ることにより、ジッターΔｔが最小となる点と振幅変異Δｙが“０”に近づく点を求めて調整することにより、最良点を求めることが出来る。そして、もし、ジッターΔｔの最良点と振幅偏移Δｙの最良点が一致しない場合には、ジッターΔｔの最良点を優先させる。

これらより、表３の２Ｔｓ−２Ｔｍ、６Ｔｓ−６Ｔｍ、表４の６Ｔｍ−２Ｔｓ、２Ｔｓ−６Ｔｍを求めることができる。

同様にして、図１４の上から２番目のテストパターンを用いることにより、

（２Ｔマーク）−（２Ｔスペース）の立ち下がりエッジ（２Ｔｍ−２Ｔｓ）

（６Ｔマーク）−（６Ｔスペース）の立ち下がりエッジ（６Ｔｍ−６Ｔｓ）

（６Ｔスペース）−（２Ｔマーク）の立ち上がりエッジ（６Ｔｓ−２Ｔｍ）

（２Ｔスペース）−（６Ｔマーク）の立ち上がりエッジ（２Ｔｓ−６Ｔｍ）
を求めることができる。

このように、テストパターンの組み合わせにより図１２、図１３のそれぞれの値を求めることができる。

以上説明したように、ライトパルスの立ち上がりエッジ、立下りエッジのタイミングを最良に調整することができ、レーザーパルスの切り替わりタイミングや種々のレーザーパワーの調整時間を短縮することが可能である。

尚、本発明の光ディスク記録再生装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る光ディスク記録再生装置のブロック図である。 本発明の係る光ディスク記録再生装置のレーザーによる記録パルスのタイムチャートを示す図である。 光ディスクの記録パルスと記録マーク形状の関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る光ディスク記録再生装置の光学系の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光ディスク記録再生装置のＰＬＬ回路のブロック図である。 本発明の実施形態に係る光ディスク記録再生装置のアイパターンの波形図である。 符号間干渉がある場合の振幅偏移及びジッターを示す波形図である。 本発明の実施形態におけるジッターのヒストダイヤグラムである。 本発明の実施形態における振幅偏移のヒストダイヤグラムである。 マーク（後）とスペース（前）の場合におけるジッター値のテーブルを示す図である。 マーク（後）とスペース（前）の場合における振幅偏移値のテーブルを示す図である。 スペースからマークのテストパターンに対するエッジ調整値のテーブルを示す図である。 マークからスペースのテストパターンに対するエッジ調整値のテーブルを示す図である。 マークエッジ調整を行う場合のテストパターンを示すライトパルスのタイムチャートである。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移特性を示す分布図である。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移特性を示す分布図である。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移特性を示す分布図である。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移特性を示す分布図である。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移の関係を示す特性図で ある。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移特性を示す分布図である。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移特性を示す分布図である。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移特性を示す分布図である。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移特性を示す分布図である。 本発明の実施形態におけるジッター／振幅偏移の関係を示す特性図で ある。 従来技術の光ディスクの記録波形と記録マークを示す図である。 従来技術の各学習処理を示すフローチャートである。 従来技術の光ディスク記録再生装置のブロック図である。 従来技術のエラーレートを示す特性図である。 従来技術の暫定パワー学習を示すフローチャートである。 従来技術のテーブル学習を示すフローチャートである。 従来技術の最終パワー学習を示すフローチャートである。 従来技術のエラーレートの特性を示す図である。 テーブル学習の対象となるテーブル値の一例を示す図である。

符号の説明

１ 光ディスク
２ 対物レンズ
３ アクチュエータ
４ ビームスプリッター
５ 光ピックアップ
６ ビームスプリッター
７ ピックアップアンプ
８ レーザー
９、７１ Ｉ／Ｖ変換器
１０ レーザードライバー
１１ スピンドルモーター
１２ スピンドルＦＧ発生器
１３ 送りモーター、スレッドモーター
１４ スレッドＦＧ発生器
１５ ＲＦアンプ
１６ ＥＱ
１７ ＰＬＬ
１８、１９，２０ ＡＤ変換器
２１ 反射光制御
２２ トラッキング制御
２３ フォーカス制御
２４ ＣＬＶ制御
２５、２６，２７、３２ ＤＡ
２８、２９ アクチュエータドライバ
３０ スピンドルモータードライバー
３１ スレッドモータードライバー
３３ スレッド制御
３４ マイコン
３５ メモリ
３６ 復調器
３７ 誤り訂正器
３８ 変調器
３９ 誤り符合付加器
４０ 復号器
５０ トラック
５１、５２ 受光素子＿ａ、受光素子＿ｂ
５３ エラーアンプ
６０ 位相比較器
６１ チャージポンプ
６２ ＬＰＦ
６３ ＶＣＯ
６４ インバータ
６５ Ａ／Ｄ
７２ サーボアンプ
７３ サーボ制御シーク制御ユニット
７４ フォーカス・トラッキング・送りモータードライバー
７５ トレーモータードライバー
７６ トレーモーター
７７ データ処理ユニット
７８ インターフェイス制御部
７９ ＲＡＭ
８０ ＲＡＭ
８１ ＲＡＭ
８２ ＲＯＭ
８３ ＣＰＵ
８４ ディスクカートリッジ
８５ トレー
８６ クランパー

Claims (3)

1. 光ディスク上に記録するデータに応じて光ビームにより記録されるマークエッジが前記データと対応するように、該データの記録に先立ってテストライトを行い、前記マークエッジを記録する際の記録補償量を決定する光ディスク記録再生装置において、
   マークの再生信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器のタイミングに対して位相が１８０度ずれた点で、前記マークの再生信号の振幅レベルを検出する第１の検出手段と、
   前記データを再生するための前記第１の検出手段に供給するクロック信号を生成するＰＬＬ回路と、
   前記ＰＬＬ回路の発振周波数を決定するＶＣＯ電圧の変動である位相誤差情報を検出する第２の検出手段と、
   を備え、
   前記第１の検出手段により検出した前記マークの再生信号の振幅レベルの分布および前記第２の検出手段により検出した位相誤差情報の分布から前記マークエッジの調整方向を定め、該調整方向に基づいて前記記録補償量を決定することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
2. 前記ＰＬＬ回路は、さらに、前記第２の検出手段に供給するためのクロック信号を生成し、
   前記第２の検出手段に供給するクロック信号の位相は、前記第２の検出に供給するクロックに対して１８０度位相ずれたクロックであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
3. 光ディスク上に記録するデータに応じて光ビームにより記録されるマークエッジが、前記データと対応するように、該データの記録に先立ってテストライトを行い、前記マークエッジを記録する際の調整補償量を決定する光ディスク記録再生方法において、
   マークの再生信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器のタイミングに対して位相が１８０度ずれた点で、前記マークの再生信号の振幅レベルを検出する第１の検出ステップと、
   前記データを再生するための前記Ａ／Ｄ変換器に供給するクロック信号を生成するＰＬＬ回路の発振周波数を決定するＶＣＯ電圧の変動である位相誤差情報を検出する第２の検出ステップと、
   を備え、
   前記第１の検出ステップにより得られる前記振幅レベル情報の分布と前記第２の検出ステップにより得られる前記位相誤差情報の分布からマークエッジ調整の調整方向を決め、該調整方向に基づいて前記調整補償量を決定することを特徴とする光ディスク記録再生方法。

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