JP4333614B2 - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

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Description

本発明は、DVD−R/RWのようにウォブルされたランド、グルーブを持ち、その物理アドレスがランドにプリピットとして形成されている光ディスク記録再生装置に関し、特にパワー校正領域におけるランドプリピットの検出技術に関するものである。
記録可能な光ディスクでは、モータの回転を制御するための情報、またディスク記録時の位置決めのための情報がプリフォーマットされている。DVD−R/RWでは、図7に示すように、光ディスクのトラックを一定周期でウォブル(蛇行)させて、このウォブル周期から一定クロックを生成して、モータの回転を制御している。また、ランドの所定位置にピットを形成して、このランドプリピット(Land Pre−Pit。以下、LPPともいう。)から、アドレス情報を得ている。また光ディスク記録再生装置では、実際に記録を行う光ディスクの種類、記録装置、記録速度に合わせて最適記録パワーを設定するために、情報の記録に先立ってOPC(Optimum Power Control)と呼ばれる記録パワーの校正処理を行っている。このOPC動作は、単一周波数信号、ランダム信号により構成されたOPC信号を、記録パワーを変化させて試し書き記録を行い、これらの再生信号から記録状態の良否
を判定して、最適記録パワーを設定するものである。
従来の光ディスク記録再生装置におけるにLPP信号の検出方法(例えば、特許文献1参照。)について図8〜図10を用いて説明する。図8、図9は、LPP信号の検出系を示す構成図である。図10は、再生されたRF信号の各部信号波形を示す概念図である。従来のLPP信号の検出系は、図8に示すように、光検出器21、差動増幅器24、LPP検出部25、およびBPF26から構成されている。ディスクからの反射光は、トラック幅方向に少なくとも2分割された光検出器21により検出され、グルーブを2つに分けたRF出力が得られる。この2つのRF出力は、図10(A)、(B)に示すように、RFデータ信号に、グルーブのウォブルによりそれぞれ互いに逆の位相のウォブル信号、さらにランドプリピットが重畳したものとなる。これら2つのRF出力を差動増幅器24に入力すると、RFデータ信号成分の大部分は打ち消されて、図10(C)に示すようなランドプリピットの重畳したウォブル信号(以下、ウォブルLPP信号という。)が出力される。また、RFデータ信号成分の残留量を減らすため、図9に示すように、差動増幅器24の入力にそれぞれAGC増幅器40、41を設け、差動増幅器24への入力レベルを合せてバランスをとることも多い。LPP検出部25では、ウォブルLPP信号のLPP信号部に対してスライスレベルを設定して、スライスして二値化することによりLPP信号を検出する。この時のスライスレベルは、ウォブルLPP信号に残留するRFデータ信号成分にかからないように決める必要がある。また、ウォブル信号は、ウォブルLPP信号にウォブル信号周波数に対応したBPFを通すことにより得られる。
特開2001−266486号公報(第3頁、第2−3図)
これらLPP信号検出は、通常、OPC動作を行う試し書き領域とデータ領域とで、同じ検出方法がとられている。しかしながら、OPC信号には、クロック周期の3〜14倍程度の単一周波数信号が含まれており、再生RFデータ出力は周波数特性を持つことがある。特にクロック周期の3倍、4倍程度の高い周波数部の再生RF出力(図11(A)の(1)、(2)の高周波信号参照。)は、これ以外の低い周波数部、またはランダムなデータ部のRF出力(図11(A)の(1)、(2)の低周波信号参照。)と比べると、著しく低下する。但し、このとき、RFデータ信号のレベルは下がっても、重畳されているウォブル信号、LPP信号のレベルは、あまり変わらないという特徴がある。ここでもし、光検出器出力にアンバランスがあって、差動増幅器24への2つの入力レベルがあっていない(図11(A)の(1)、(2)参照。)と、再生されたウォブルLPP信号(図11(A)の(3)参照。)のRFデータ信号残留分が妨害して、スライスレベルを最適に決めることができず、LPP信号を正確に検出することが難しい。また、差動増幅器24の入力にそれぞれAGCをかけて、周波数によるレベル差を取り除いて一定にする(図11(B)の(1)、(2)参照。)と、ウォブル信号、LPP信号のレベルは、あまり変わらないという特徴から、逆にウォブルLPP信号が、RFデータ信号と逆の周波数特性を持ち(図11(B)の(3)参照。)、高周波信号部で出力が増大し、スライスレベルの設定が困難となり、LPP信号を正確に検出することが難しい。すなわち、試し書き領域では、クロック周期の3倍、4倍程度の高い周波数の単一周波数信号とこれ以外の低い周波数の単一周波数信号、またはランダムなデータ信号を混在して記録再生することがあるため、データ領域同様にLPP信号を検出することは難しかった。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、試し書き領域の高い周波数の単一周波数信号とこれ以外の低い周波数の単一周波数信号、またはランダムなデータ信号が混在して記録されているところでも、安定したLPP信号検出が可能となる光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
本願発明における第1の発明は、ディスク基板上にランドとグルーブが交互に螺旋状にウォブルされて形成され、かつ前記ランド上に補助情報を示すランドプリピットが形成された試し書き領域を有する光ディスクに、レーザ光を照射して、前記グルーブにより情報の記録再生を行う光ディスク記録再生装置において、少なくとも前記グルーブ幅方向に中央部で2分割された領域を有し、前記光ディスクで反射された前記レーザ光の戻り光を検出して光電変換して電気信号を出力する光検出器(光検出器21)と、前記電気信号のうち前記2分割された領域から出力される一方の電気信号の振幅を設定された目標値と同一として出力する第1のAGC増幅器(AGC増幅器22)と、前記2分割された領域から出力される他方の電気信号の振幅を前記第1のAGC増幅器の目標値と同一として出力する第2のAGC増幅器(AGC増幅器23)と、前記試し書き領域を再生した場合に、前記光検出器から出力された電気信号の周波数または振幅から、前記試し書き領域に記録されている記録信号が所定の周波数以上の高い周波数を有する第1の単一周波数信号であるか、前記第1の単一周波数信号より低い周波数を有する第2の単一周波数信号であるかを検出し、検出された記録信号が前記第1及び第2の単一周波数信号のいずれであるかに応じて前記第1、第2のAGC増幅器に設定する目標値を互いに異なる値に設定する目標値設定部(周波数検出部30、振幅検出部31)と、前記第1、第2のAGC増幅器からそれぞれ出力される前記設定された目標値と同一の振幅を持つ2つの電気信号の差分信号を求める差動増幅器(差動増幅器24)と、前記差動増幅器から出力される前記差分信号から、ランドプリピット信号を検出するランドプリピット信号検出部(LPP検出部25)と、を備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置を提供する。
また、第2の発明は、ディスク基板上にランドとグルーブが交互に螺旋状にウォブルされて形成され、かつ前記ランド上に補助情報を示すランドプリピットが形成された試し書き領域を有する光ディスクに、レーザ光を照射して、前記グルーブにより情報の記録再生を行う光ディスク記録再生装置において、少なくとも前記グルーブ幅方向に中央部で2分割された領域を有し、前記光ディスクで反射された前記レーザ光の戻り光を検出して光電変換して電気信号を出力する光検出器(光検出器21)と、前記電気信号のうち前記2分割された領域から出力される一方の電気信号の振幅を設定された目標値と同一として出力する第1のAGC増幅器(AGC増幅器22)と、前記2分割された領域から出力される他方の電気信号の振幅を前記第1のAGC増幅器の目標値と同一として出力する第2のAGC増幅器(AGC増幅器23)と、前記第1、第2のAGC増幅器からそれぞれ出力される同一の振幅を持つ2つの電気信号の差分信号を求める差動増幅器(差動増幅器24)と、前記差動増幅器から出力される前記差分信号から、ランドプリピット信号を検出するランドプリピット信号検出部(LPP検出部25)と、前記差動増幅器から出力される前記差分信号からウォブル信号を検出するウォブル信号検出部(BPF26)と、前記試し書き領域を再生したときに、前記ウォブル信号検出部で検出されたウォブル信号の振幅と予め定められたウォブル信号の振幅の目標との差分信号から、前記試し書き領域に記録されている記録信号が所定の周波数以上の高い周波数を有する第1の単一周波数信号であるか、前記第1の単一周波数信号より低い周波数を有する第2の単一周波数信号であるかを検出し、検出された記録信号が前記第1及び第2の単一周波数信号のいずれであるかに応じて前記第1、第2のAGC増幅器に設定する目標値を互いに異なる値に設定する目標値設定部(振幅検出部32)と、を備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置を提供する。
本願発明における第1および第2の発明によれば、試し書き領域の高い周波数の単一周波数信号とこれ以外の低い周波数の単一周波数信号、またはランダムなデータ信号が混在して記録してあるところでも、LPP信号による安定したアドレス検出が可能となる。
以下、本発明の各実施形態に係る光ディスク記録再生装置について図1〜図6を用いて説明する。図1は、本発明の光ディスク記録再生装置を示す構成図である。図2、図3、図4、および図6は、本発明の光ディスク記録再生装置におけるLPP信号検出系を示す図である(実施例1〜4)。図5は、本発明の光ディスク記録再生装置におけるLPP信号検出系の説明図で、(A)は、AGC増幅器、(B)は、ウォブル信号の振幅検出部を示す。
本発明における光ディスク記録再生装置は、図1に示すように、光ディスク1、スピンドルモータ2、光ピックアップ3、モータドライバ4、光PU送り制御部5、サーボ系6、ヘッドアンプ検出系7、LDドライバ8、データ復号化部9、記録符号化部10、およびこれら全てを制御するシステムコントローラ11から構成されている。以下、本発明光ディスク記録再生装置の主な構成要素の機能・動作について簡単に述べる。
記録再生時、光ピックアップ3は、LDドライバ8により駆動されたレーザ光を光ディスク1へ出射するとともに、この反射光を検出して、ヘッドアンプ検出系7に出力する。ヘッドアンプ検出系7は、反射光に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成して、サーボ系6に出力する。サーボ系は、トラッキング、フォーカスを制御する。また、ヘッドアンプ検出系は、さらに再生データ信号、およびウォブル信号、LPP信号を生成して出力する。システムコントローラ11はウォブル信号、LPP信号に基づいて、光ディスクを所定の速度で回転させるとともに、レーザ光を所定のアドレス位置に集光する。こうして、記録時、記録信号はウォブル信号に同期した形で記録符号化部10で符号化され、LDドライバを介して光ピックアップにより記録される。また再生時、ヘッドアンプ検出系から出力された再生データ信号は、データ復号部9で復号され、再生信号となる。
また、光ディスクが挿入され記録する場合には、情報の記録に先立って、システムコントローラ11の制御のもとに、記録パワーを最適化するOPC動作を行う。本発明は、OPC動作におけるLPP信号検出方法に関するもので、以下具体的に説明する。
(実施例1)
本発明の実例1におけるLPP信号検出系は、図2に示すように、光検出器21、AGC増幅器22、23、周波数検出部30、差動増幅器24、LPP検出部25、およびウォブル信号を検出するBPF26から構成されている。
以上の構成により、LPP信号検出系の動作を説明する。ディスクからの反射光は、従来例の場合と全く同様に、2分割された光検出器21により検出され、ウォブルLPP信号の重畳した2つのRFデータ信号出力(A+BおよびC+D)が得られる。2つのRF出力は、それぞれAGC増幅器22、23に入力される。なおこの2系統のAGC増幅器22、23は、外部から入力された目標値により、出力の振幅を所定の値に設定する機能を持つ。そして従来例同様、この2つのAGC増幅器22,23の出力は、差動増幅器24に入力され、ウォブルLPP信号を生成、出力される。そしてこのウォブルLPP信号から、LPP検出部25によりLPP信号が、BPF26によりウォブル信号が検出され、それぞれ出力される。一方、光検出器21からの全RF出力(A+B+C+D)は、周波数検出部30に入力される。周波数検出部30では、RF出力の周波数を検出して、その周波数に対応したAGC増幅器22、23の目標値を設定する。
ここで、AGC増幅器22、23の目標値は、ウォブルLPP信号にRFデータ信号残留分がなくなるように2つのAGC増幅器22、23で共通な目標値として、かつ、予めの実験により、BPF26出力のウォブル信号の振幅が一定の値になるように設定する。本実施例では、クロック周期の3〜14倍の単一周波数信号を含むOPC信号を記録再生して、試し書き領域のRF出力と、データ領域のRF出力レベルと比較すると、クロック周期の6倍相当以上の低い周波数の単一周波数信号部では、データ領域と出力レベルは変わらないが、3〜5倍相当の高い周波数の単一周波数信号部のRF出力は、一定量低下す
るものとする。この場合、低い周波数の単一周波数信号部では、予め実験により定めたデータ領域と共通のAGC出力の目標値が使用できる。また高い周波数の単一周波数信号部では、予めの実験により別途準備した目標値を設定する。すなわち、周波数検出部31は、入力RF信号が、クロック周期の3〜5倍相当の高い周波数の単一周波数信号か、クロック周期の6倍相当以上の低い周波数の単一周波数信号かを検出して、周波数により、予め準備した目標値を使い分けて設定(図1(1)、(2)参照。)する。このため、ウォブル信号は周波数に係わらず一定となり、LPP信号は一定レベルに重畳することになるため、スライスレベルの設定が容易となり、安定なLPP信号の検出が可能となる。但し、2つのAGC増幅器の目標値は同一とし、2つのAGC増幅器出力の振幅をあわせてバランスをとることは常に必要である。
(実施例2)
図3は、図2の周波数検出30を、振幅検出部3に置き換えたもので、その他の構成は全く変わらない。以下図3により、説明する。第2の実施例は、目標値の切り替え判定方法を、RF出力の周波数から、信号振幅に変えただけで、目標値の切り替えを含め、その他は変わらない。すなわち振幅検出部31の目標値設定では、クロック周期の3〜5倍相当の高い周波数の単一周波数信号の振幅が、クロックの6倍相当以上の低い周波数の単一周波数信号の振幅より小さいことを、そのまま利用して、予め準備した目標値を使い分けて設定(図1(1)、(2)参照。)する。これにより、実施例1同様、安定なLPP信号の検出が可能となるものである。
(実施例3)
図4は、図2の周波数検出30を、ウォブル信号の振幅検出部32に置き換え、ウォブル信号レベルを一定とするフィードバックループを構成したもので、その他の構成は図2と変わらない。以下図4、図5により、説明する。ウォブル信号の振幅検出部32は、図5(B)に示すように、検波によりウォブル信号の振幅を検出し、検出したウォブル信号振幅とウォブル信号の目標値との差分を、AGC増幅器22、23の目標値として出力する。また、AGC増幅器22、23は、図5(A)に示すように、検波によりAGC出力の振幅を検出し、検出したAGC出力の振幅と、AGC目標値との差分により、可変利得増幅器の利得を制御する。例えばAGC出力が目標値より大きいと、利得を下げるようにして、AGC出力を一定とするものである。ここで、振幅検出部32のAGC目標値出力を、AGC増幅器22、23の目標値として入力すると、図4に示すAGC増幅器22、23、差動増幅器24、BPF26、および振幅検出部32により、ウォブル信号レベルをウォブル信号目標値とするフィードバックループが形成される。この構成によれば、ウォブル信号の目標値を設定することにより、実施例1、2と同様安定なLPP信号の検出が可能となるものである。
(実施例4)
本発明の実例4におけるLPP信号の検出系は、図6に示すように、光検出器21、AGC増幅器33、固定利得増幅器35、スイッチ37、AGC増幅器34、固定利得増幅器36、スイッチ38、振幅検出部39、差動増幅器24、LPP検出部25、およびBPF(ウォブル信号検出部)26から構成されている。
従来例同様、ディスクからの反射光は2分割された光検出器21により検出され、ウォブルLPP信号の重畳した2つのRFデータ信号出力(A+BおよびC+D)が得られる。2つのRF出力は、それぞれRFデータ信号成分の振幅が同一となるようAGC増幅器33、34に入力される。さらに2つのRF出力は、AGC増幅器33、34にそれぞれ並列に配置された、利得設定が可能な2系統の固定利得増幅器35、36にもそれぞれ入力される。そして差動増幅器24への2つの差動入力は、スイッチ37、38により、AGC増幅器33、34の出力、および固定利得増幅器35、36の出力から、選択可能な構成となっている。そして、この選択された2つのRF出力は、従来例同様、差動増幅器24に入力され、ウォブルLPP信号が生成、出力される。こうして、LPP検出部25では、設定されたスライスレベルによりLPP信号が検出され、BPF26では、ウォブル信号が検出されて、それぞれ出力される。一方、光検出器21からの全RF出力(A+B+C+D)は、振幅検出部39に入力される。振幅検出部39では、RF出力の振幅が所定閾値に対し大きいか、小さいかを示すステータス信号を出力し、スイッチ37、38は、ステータス信号により切り替えられる。すなわち、差動入力には、RF出力が一定値より大きい場合は、AGC増幅器33、34出力を、小さい場合には、固定利得増幅器35、36出力を使用する。またこの時の固定利得増幅器35、36の利得は、予め実験により、クロック周期の3〜5倍相当の高い周波数の単一周波数信号のウォブル信号振幅が、6倍相当以上の低い周波数の単一周波数信号のウォブル信号振幅と概略等しくなるような設定とする。
なお実施例では、スイッチ37、38の切り替え信号として、全RF出力の振幅が所定閾値より大きいかどうかにより判断したが、実施例1同様、振幅検出部を周波数検出部に置き換え、入力RF信号の周波数により、クロック周期の3〜5倍相当の高い周波数の単一周波数信号の場合、固定利得増幅器に設定し、クロック周期の6倍相当以上の低い周波数の単一周波数信号場合はAGC増幅器出力として使い分けすることも可能である。
以上のように、本発明の実施形態によれば、上記した構成あるので、試し書き領域の高い周波数の単一周波数信号とこれ以外の低い周波数の単一周波数信号、またはランダムなデータ信号が混在して記録されているところでも、安定したLPP信号検出が可能となり、全ての領域で安定したウォブル信号、LPP信号の検出が可能な光ディスク記録再生装置を提供することができる。
本発明の実施形態における光ディスク記録再生装置を示す構成図である。 本発明の光ディスク記録再生装置におけるLPP信号の検出系を示す構成図である。(実施例1) 本発明の光ディスク記録再生装置におけるLPP信号の検出系を示す構成図である。(実施例2) 本発明の光ディスク記録再生装置におけるLPP信号の検出系を示す構成図である。(実施例3) 本発明の光ディスク記録再生装置におけるLPP信号の検出系の説明図で、(A)は、AGC増幅器、(B)は、ウォブル信号の振幅検出部を示す。 本発明の光ディスク記録再生装置におけるLPP信号の検出系を示す構成図である。(実施例4) 記録可能な光ディスクにおけるプリフォーマットされたウォブル、ランドプリピットを示す説明図である。 従来例の光ディスク記録再生装置におけるLPP信号の検出系を示す構成図である。 従来例の光ディスク記録再生装置におけるもう一つのLPP信号の検出系を示す構成図である。 光ディスク記録再生装置のLPP信号検出系における信号波形を示す図で、(A)および(B)は、光検出器RF出力波形、(C)は、ウォブルLPP信号の波形である。 光ディスク記録再生装置のLPP信号検出系の各部信号波形を示す説明図で、(A)は、AGCなし、(B)は、従来例方式、(C)は、本発明方式を示す。
21 光検出器、
22 AGC増幅器、
23 AGC増幅器、
24 差動増幅器、
25 LPP検出部、
26 BPF、
30 周波数検出部(目標値設定部)
31、32 振幅検出部(目標値設定部)

Claims (2)

  1. ディスク基板上にランドとグルーブが交互に螺旋状にウォブルされて形成され、かつ前記ランド上に補助情報を示すランドプリピットが形成された試し書き領域を有する光ディスクに、レーザ光を照射して、前記グルーブにより情報の記録再生を行う光ディスク記録再生装置において、
    少なくとも前記グルーブ幅方向に中央部で2分割された領域を有し、前記光ディスクで反射された前記レーザ光の戻り光を検出して光電変換して電気信号を出力する光検出器と、
    前記電気信号のうち前記2分割された領域から出力される一方の電気信号の振幅を設定された目標値と同一として出力する第1のAGC増幅器と、
    前記2分割された領域から出力される他方の電気信号の振幅を前記第1のAGC増幅器の目標値と同一として出力する第2のAGC増幅器と、
    前記試し書き領域を再生したときに、前記光検出器から出力された電気信号の周波数または振幅から、前記試し書き領域に記録されている記録信号が所定の周波数以上の高い周波数を有する第1の単一周波数信号であるか、前記第1の単一周波数信号より低い周波数を有する第2の単一周波数信号であるかを検出し、検出された記録信号が前記第1及び第2の単一周波数信号のいずれであるかに応じて前記第1、第2のAGC増幅器に設定する目標値を互いに異なる値に設定する目標値設定部と、
    前記第1、第2のAGC増幅器からそれぞれ出力される前記設定された目標値と同一の振幅を持つ2つの電気信号の差分信号を求める差動増幅器と、
    前記差動増幅器から出力される前記差分信号から、ランドプリピット信号を検出するランドプリピット信号検出部と、
    を備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
  2. ディスク基板上にランドとグルーブが交互に螺旋状にウォブルされて形成され、かつ前記ランド上に補助情報を示すランドプリピットが形成された試し書き領域を有する光ディスクに、レーザ光を照射して、前記グルーブにより情報の記録再生を行う光ディスク記録再生装置において、
    少なくとも前記グルーブ幅方向に中央部で2分割された領域を有し、前記光ディスクで反射された前記レーザ光の戻り光を検出して光電変換して電気信号を出力する光検出器と、
    前記電気信号のうち前記2分割された領域から出力される一方の電気信号の振幅を設定された目標値と同一として出力する第1のAGC増幅器と、
    前記2分割された領域から出力される他方の電気信号の振幅を前記第1のAGC増幅器の目標値と同一として出力する第2のAGC増幅器と、
    前記第1、第2のAGC増幅器からそれぞれ出力される同一の振幅を持つ2つの電気信号の差分信号を求める差動増幅器と、
    前記差動増幅器から出力される前記差分信号から、ランドプリピット信号を検出するランドプリピット信号検出部と、
    前記差動増幅器から出力される前記差分信号からウォブル信号を検出するウォブル信号検出部と、
    前記試し書き領域を再生したときに、前記ウォブル信号検出部で検出されたウォブル信号の振幅と予め定められたウォブル信号の振幅の目標値との差分信号から、前記試し書き領域に記録されている記録信号が所定の周波数以上の高い周波数を有する第1の単一周波数信号であるか、前記第1の単一周波数信号より低い周波数を有する第2の単一周波数信号であるかを検出し、検出された記録信号が前記第1及び第2の単一周波数信号のいずれであるかに応じて前記第1、第2のAGC増幅器に設定する目標値を互いに異なる値に設定する目標値設定部と、
    を備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
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