KR20050109047A

KR20050109047A - 광디스크 장치

Info

Publication number: KR20050109047A
Application number: KR1020050006542A
Authority: KR
Inventors: 미네무라히로유키
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 가부시키가이샤 히타치 엘지 데이터 스토리지
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2005-11-17
Also published as: KR101116205B1; US20050254389A1; US7295502B2; CN1697034B; JP2005327367A; JP4456928B2; CN1697034A

Abstract

본 발명은 광디스크장치에 관한 것으로 PRML 회로로부터 에러 펄스를 발생시켜 종래 장치와의 재생 호환을 갖게한다.

헤드로부터 출력된 재생 신호(50)는 아날로그등화기(11)에 의해 등화 처리되어 A/D컨버터(12)에 의해 클럭 마다 샘플되어 FIR 필터(13)로 디지털등화처리된 후 PRML 디코더(14)에 의해 2치화된다. 한편 에러 펄스에 대해서는 A/D컨버터(12)의 출력 신호로부터 엣지 레벨 검출기(21)로 엣지점의 레벨을 검출해 에러 펄스 발생기(22)로 엣지점의 레벨과 에러 펄스 검출 한계값을 비교해 에러 펄스(52)를 발생한다.

종래의 에러 펄스를 이용한 시험 쓰기 기능을 탑재하는 광디스크 장치로 고속화를 위해서 PRML 재생 방식을 탑재했을 경우에도 에러 펄스에 의한 시험 쓰기가 그대로 계속적으로 실시할 수 있는 기술을 제공한다.

Description

광디스크 장치{OPTICAL DISK DEVICE}

　본 발명은 기록 매체상에 물리적 성질이 다른 부분과는 다른 기록 마크를 형성해 정보를 기록하는 광디스크 장치에 관한 것이다.

개서형의 상변화 광기록 재료를 이용한 DVD-RAM DVD-RW등 광디스크 매체는 폭넓게 일반에 보급되어 있다. 이것들의 고밀도 광디스크에 정보를 기록하는 경우에는 일반적으로 「시험 쓰기」라고 불리는 기록 레이저광의 파워 및 펄스 조건의 적정화가 중요하다.

일반적으로 광디스크에 기록된 신호의 품질 평가에는 데이터 엣지와 클럭 엣지의 차이의 표준 편차인 지터를 이용하고 있다. 지터 값을 측정하기에는 전용의 지터 애너라이저등의 측정기가 필요하다. 광디스크 장치에 고가의 지터 애너라이저를 내장하는 것은 불가능하므로 이것에 대체하는 신호 평가 지표가 필요했다.

종래의 시험 쓰기 기술의 예로서 일본국 특개평 10－320777 공보에서는 지터 값을 직접 측정하는 것이 아니라 데이터 엣지와 클럭 엣지의 위상차이가 소정의 값이상이 되었을 경우에 에러 펄스로 불리는 논리 펄스를 발생해 에러 펄스의 수를 카운트 하는 것으로 등가적으로 지터 값을 평가해 이것을 이용해 기록 파워의 적정화를 하는 기술이 개시되고 있다.

또 국제 공개 번호 WO01/011614 공보에서는 전후의 스페이스길이와 마크길이에 따른 테이블 참조형의 적응적인 기록 스트래터지(strategy)를 이용한 4.7GB DVD-RAM용의 시험 쓰기 기술이 개시되고 있다. 이 안에서 에러 펄스를 기록 스트래터지의 테이블에 대응시켜 구분하고 처리를 가해 테이블 각 항의 에러 펄스값이 최소가 되도록기록 레이저광의 펄스 조건을 적정화하고 있다. 실제의 구분 처리는 4 x 4 의 테이블이 2개 필요하지만 신호 평가에 에러 펄스라고 하는 논리 펄스를 이용하고 있으므로 논리 LSI에 의해 간편하게 구분 처리를 실현될 수 있는 것이 특징이다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개평 10－320777

[특허 문헌 2] WO01/011614

전술과 같이 DVD의 보급이 진행된 현재에 있어서는 기록/재생 속도의 고속화가 최대중요기술개발 과제가 되고 있다. 고속으로 신호를 재생하면 노이즈의 영향이 커지기 때문에 재생 신호의 2치화 방식으로서 종래의 다이렉트 슬라이스의 대체로 실효적으로 S/N비를 향상하는 RML(Partial Response Maximum Likelihood) 재생 방식이 필수가 되고 있다. PRML 방식으로는 A/D컨버터를 사용해 재생 신호를 클럭 마다 디지털화하는 처리가 필요하고 필연적으로 PLL 회로도 종래의 아날로그 방식으로부터 디지털 방식이 된다. 디지털 방식의 PLL에서는 데이터 엣지와 클럭 엣지의 위상차이를 직접 비교하는 것이 아니라 엣지점에서의 재생 신호의 레벨이 제로에 가까워지도록 VCO(Voltage　Controlled Oscillator) 회로를 동작시킨다. 종래의 에러 펄스 발생 회로는 아날로그 방식의 PLL의 위상 오차 검출 회로를 응용한 것이기 때문에 디지털 방식의 PLL에 대응할 수 없었다.

이와 같이 PRML 방식과 디지털 PLL를 채용하면 종래의 에러 펄스의 생성 회로가 기능하지 않게 된다. 에러 펄스로 바뀌는 새로운 신호 평가 지표를 도입하면 종래 개발해 온 논리 LSI의 구성 및 제어 프로그램의 자산을 유효하게 활용할 수 없게 된다는 문제가 생긴다.

또 PRML 방식으로는 재생 신호의 엣지의 위치 뿐만이 아니고 신호 전체를 목표 신호와 비교해 가장 확실한 데이터열을 순차 선택하도록 2치화를 실시한다. 이 경우에 목표 신호를 생성하기 위해서 PR클래스로 불리는 2개에서 5개 정도의 수치열을 이용한다. PR클래스는 재생 신호의 임펄스레스폰스를 수치열에 근사 한 것이다. DVD용의 PR클래스로서는 PR(3,4,4,3) ML방식이 잘 알려져 있다. 그런데 PR클래스는 어디까지나 임펄스레스폰스의 근사이기 때문에 예를 들면 PR(3,4,4,3) ML디코더를 사용해 비트 에러율이나 SAM(Sequenced　Amplitude　Margin)이나 MLSE(Msximum Likelihood Sequensed　Error) 등의 PRML 방식 특유의 신호 평가 지표를 이용해 이들을 최선으로 하도록 기록 펄스나 파워를 결정하면 DVD 규격으로 정해진 파형등화 조건과 다르기 때문에 종래 장치로 재생했을 경우에 지터 값이 커져 광디스크 장치간의 재생 호환성능이 손상되는 문제가 생긴다.

또 기록형 DVD 매체로서는 DVD-RAM/DVD-R/DVD-RW/DVD+R/DVD+RW가 있고 1개의 드라이브 장치로 각 디스크에 대응해 기록 재생을 가능하게 하는 것이 바람직한다. 이들의 규격으로 정의되는 리퍼런스 드라이브용의 헤드의 개구수는 DVD-RAM/DVD-R/DVD-RW가 0.60; DVD+R/DVD+RW가 0.65으로 다르게 되어 있다. 드라이브 장치에 탑재되는 1대의 광헤드로 이들의 모든 디스크에 대응하기 위해서는 개구수를 어딘가에 선택할 필요가 있다. 일반적으로 큰쪽의 개구수 0.65를 채용해 작은 스포트 사이즈로 기록 재생하는 것이 신호 품질이나 고속 기록시의 기록 파워의 효율등으로부터 생각하면 자연스럽다. 이 경우 DVD-RAM의 시험 쓰기를 실시하는 경우에는 NA0. 60의 광디스크 장치로 재생해 지터값이 양호하게 되도록 NA0. 65의 광헤드를 사용해 기록 펄스의 조건을 적정화할 필요가 생기게 된다.

본 발명의 목적은 DVD의 고속화에 대응해 PRML 방식을 도입한 광디스크 장치로서 고정밀의 시험 쓰기 기능을 가진 광디스크 장치를 제공하는 것에 있다. 이 때문에 본 발명이 해결 하려고 하는 과제는 이하의 2가지이다.

(과제 1) PRML 회로로부터 에러 펄스를 발생시켜 종래의 논리 LSI 자산과 제어 소프트웨어 자산을 유효 활용할 수 있도록 한다.

(과제 2) PRML 클래스나 헤드의 개구수에 의존한 시험 쓰기를 실시해 종래 장치로 재생한 경우의 지터 값이 악화되고 재생 호환성능이 손상되는 것이 없도록 한다.

처음에 과제 1를 해결하는 수단에 대해서 설명한다.

도 2는 에러 펄스의 검출 원리를 모식적으로 나타낸 것이다. 2치화를 위한 검출창폭(Tw)은 클럭펄스의 주기와 같다. 에러 펄스 검출창폭은 Tw보다 좁게 한다. 이것에 의해 엣지 쉬프트 분포(= 지터 분포) 안에서 에러 펄스 검출창보다 밖에 나와 있는 엣지가 에러 펄스로 변환된다. 따라서 에러 펄스(논리 펄스)를 최소로 하도록 하면 엣지 쉬프트가 최소인 기록 펄스 조건을 얻을 수 있다.

도 3은 PRML 방식으로 대응해 재생 신호를 클럭 마다 샘플 해 디지털 변환한 데이터열에 대해서 에러 펄스의 생성 조건을 나타낸 것이다. 도에서는 엣지 레벨을 제로로 하고 있다. 재생 신호가 클럭 마다 샘플되고 있기 때문에 엣지 쉬프트가 커지면 엣지점에서의 샘플 레벨의 절대치가 커진다. 따라서 에러 펄스를 생성하기에는 엣지점에서의 샘플 레벨의 절대치를 한계값과 비교하면 좋다. PRML에서는 클래스수의 선택에 의해 재생 신호의 엣지 위치를 샘플 하는 경우(도안의 케이스 1)와 반클럭분만큼 어긋나게 샘플 하는 경우(도안의 케이스 2)가 있다. 각각의 경우에 대해서 엣지의 검출 조건과 에러 펄스의 생성 조건을 이하에 정리한다. 여기서 "i"번째에 샘플된 재생 신호를 y[i]; 엣지 레벨을 제로; 에러 펄스를 생성하기 위한 레벨의 한계값을 Vth로 한다.

(케이스 1) 엣지점이 샘플점의 경우

엣지 검출 조건 :y[i-1] x y[i+1] <　0

에러 펄스 생성 조건：|y[i]|>Vth

(케이스 2) 엣지점이 2개의 샘플점의 사이에 있는 경우

엣지 검출 조건 :y[i-1] x y[i] <　0

에러 펄스 생성 조건：|(y[i-1]+y[i])/2|>Vth

케이스 2에 있어서는 엣지 레벨을 직접 샘플 하고 있지 않기 때문에 엣지 레벨은 2개의 샘플점의 레벨의 평균치로서 취급하고 있다. 이러한 수법에 의해 기본적으로 엣지 쉬프트가 한계값보다 큰 경우에 그 엣지에 대응한 에러 펄스를 1개 발생한다고 하는 목적이 실현된다.

도 4는 샘플된 재생 신호 데이터열과 2치화 신호(이하 NRZ 신호라고 부른다)와 에러펄스에 대해서 발명의 이해를 심층적으로 하기 위해서 보다 상세하게 나타낸 모식도이다. 재생 신호는 A/D변환되기 전에 AGC(Automatic　Gain　Control) 회로에 의해 ±1로 규격화되고 있는 것으로 한다. 도에서는 8T-3T-3T-3T-4T-3T패턴에 있어서 4T마크의 후 엣지의 쉬프트가 큰 경우에 대해서 나타내고 있다. 위의 설명에서는 샘플 레벨의 절대치로 한계값(Vth)를 비교하는 예를 나타냈지만 여기에서는 한계값을 ±Vth로서 엣지점에서의 샘플 레벨이 이 범위외가 되었을 경우에 1 Tw폭의 에러 펄스를 발생한다고 표현하고 있다. NRZ 신호에 대해서는 관례에 따라서 마크를 "1" 스페이스를 "0"으로 하고 있고 재생 신호는 반사율이 작은쪽이 마크이다. 이것들은 DVD-RAM에 이용되는 상변화 광디스크의 일반적인 특성에 맞추어 도시 되어 있다. 4T마크의 후 엣지에 있어서 샘플점이 Vth보다 커지고 있어 여기서 1 Tw폭의 에러 펄스가 생성된다. 에러 펄스의 폭에 대해서는 DVD의 최소 런랭스가 3 Tw이므로 2 Tw로 하여도 좋다.

도 5에 에러 펄스의 발생 회로의 구성을 나타낸다. 재생 신호(50)는 DVD의 표준의 아날로그등화기(11)에 의해 등화 처리된 후 A/D컨버터(12)에 의해 클럭 마다 샘플된다. 엣지 레벨 검출기(21)는 위에 나타낸 엣지 조건을 만족하는 엣지점의 레벨을 검출하고 에러 펄스 발생기(22)는 검출된 엣지점의 레벨과 에러 펄스 검출 한계값(54)을 비교해 에러 펄스(52)를 발생한다.

다음에 한계값(Vth)에 대해서 설명한다. Vth의 값으로서는 데이터 엣지의 쉬프트를 반영한 것이 아니면 안 된다.

도 6은 DVD-RAM의 재생 신호의 아이·패턴을 나타내고 있다. 이것은 스칼라 회절 시뮬레이터를 이용해 산출한 것이다. 도 6a는 광헤드로부터 출력되는 재생 신호이다. 마크 길이에 의해 엣지 위치가 다르기 때문에 전체적으로 쉬프트가 크고 양호하게 2치화할 수가 없다. 도 6b는 DVD-RAM의 표준등화 조건인 3-TapFIR 필터(탭 계수=[-0.3; 0 ;1.6; 0 ;-0.3])와 6차 베셀 필터에 의해 등화 처리한 재생 신호이다. 엣지 쉬프트가 큰폭으로 개선되고 있는 것을 알수있다.

이와 같이 적정한 파형등화에 의해 엣지 쉬프트를 개선한 신호에서는 마크 길이에 의하지 않고 엣지 위치가 일치한다. 이 때 엣지점의 부근에서는 재생 신호의 기울기도 갖추어져 있는것에 주목하면 에러 펄스의 한계값(Vth)의 설정 방법을 간편하게 구할 수 있다

도 7은 등화 처리한 재생 신호에 최소 런랭스인 3T반복 신호를 정현파 근사 한 것을 거듭한 것이다. 적정한 등화 처리가 실시되어 있으므로 엣지점 부근에서의 재생 신호의 기울기가 갖추어져 있고 마크 길이에 의하지 않고 엣지점 부근에서의 재생 신호를 정현파 근사 할 수가 있다. 엣지점 부근에서의 재생 신호를 정현파 근사 하면 에러 펄스 검출창폭(시간 방향)과 에러 펄스 검출 한계값(Vth)(레벨 방향)의 관계를 한번에 정할 수 있다.

도 8은 에러 펄스 검출창폭과 에러 펄스 검출 한계값의 관계를 나타내는 도이다. 검출 한계값(Vth)은 재생 신호의 편측 진폭을 Sop으로 규격화 하고 있다. 전술과 같이 AGC 회로에 의해 신호 진폭이 ±1로 규격화되고 있는 경우에는 Sop=1이다. 또 최밀신호(3Tw) 와 최소신호(14Tw)의 신호 진폭의 비율을 분해능으로 정의 해 분해능이 10 %에서 100 %의 경우에 대해서는 관계를 도시 하고 있다. DVD의 경우에는 분해능이 30 %에서 60 %의 범위에 있고 일본국 특개평 10－320777 공보를 참고로 하면 검출창폭은 40 %에서 60 %의 범위가 적정하다고 말하고 있다. 따라서 도안에서 해칭 한 영역이 표준적인 검출 한계값(Vth)/Sop는 0.08에서 0.18의 범위에서 설정하면 좋다.

이상 에러 펄스의 발생 방법의 원리와 회로 구성 및 검출 한계값의 설정 범위에 대해서 설명했다. 이것에 의해 과제 1를 해결할 수가 있었다.

다음에 과제 2를 해결하는 수단에 대해서 설명한다. 여기에서는 대물렌즈의 개구수가 0.65의 광헤드를 이용해 DVD-RAM 디스크의 적정한 기록 조건을 산출하는 방법을 예로 해 해결 수단을 기술한다.

도 9는 대물렌즈의 개구수 0.60과 0.65의 장치로 DVD-RAM의 재생 신호를 비교한 것이다. 여기에서는 시판의 2 배속 DVD-RAM 디스크를 이용하고 기록 조건은 개구수 0.60의 장치로 지터 값이 최소가 되도록 조정했다. 도의 재생 신호는 글루브에 첫회 기록한 신호를 DVD-RAM의 표준등화 조건으로 등화 처리한 결과의 아이·패턴이다. 개구수 0.60의 장치의 재생 신호는 지터 값 5.2 % 분해능 37 %였다. 동일한 섹터를 개구수 0.65의 장치로 재생하면 지터 값 6.0 % 분해능 61 %가 되었다. 재생 신호의 차이는 개구수의 차이에 광 스포트의 형상이 다른것에 기인하고 있다. 어느쪽이나 지터 값이 양호하기 때문에 ECC에러(PI에러)는 어느쪽도 제로로 신호의 재생에 대해서는 문제가 없다. 도안에는 전후 엣지의 4 x 4 패턴에 대한 엣지 쉬프트의 측정값을 표면적으로 하여 나타내고 있다. 개구수 0.60의 장치의 경우 이것으로 기록 조건 조정을 했기 때문에 각 엣지 쉬프트가 5 %/Tw이하이다.

한편 개구수 0.65의 장치로 재생하면 엣지 쉬프트의 최대치가 8%에 증가한다. 도안의 해칭은 양자의 엣지 쉬프트의 차이가 5 %/Tw이상이 된 엣지를 나타내고 있다. 여기서 문제는 개구수 0.65의 장치로 기록 조건 조정을 하는 경우이다. 동일하게 각 패턴의 엣지 쉬프트가 최소가 되도록 기록 조건을 조정하면 표준의 개구수 0.60의 장치로 재생했을 경우의 쉬프트가 커져 재생 신호의 품질이 저하해 버린다.

이 문제를 해결하는 수단을 나타내기 전에 엣지 쉬프트의 차이의 허용값에 대해서 나타낼 필요가 있다.

도 10은 엣지 쉬프트의 허용값을 구한 결과를 나타내고 있다. 도 9에 있어서 개구수의 차이에 의한 엣지 쉬프트량의 차이는 3T마크와 3T스페이스를 포함한 패턴으로 크게되어 잇고 광 스포트의 크기의 차이를 반영한 것으로 되어 있다. 다만 3T마크-3T스페이스 패턴에서는 엣지 쉬프트의 차이가 작다. 이것은 3T-3T반복 신호는 정현파형상이기 때문에 진폭은 변화하지만 스포트 사이즈가 바뀌어도 엣지 위치가 바뀌지 않는 것에 의존하고 있다. 거기서 도 10a에 나타내는 바와 같이 전후 엣지의 패턴으로 해칭한 지점만의 엣지를 쉬프트 시켜 실험과 계산을 비교했다. 도안의"＋" "－"는 쉬프트의 방향을 나타내고 있고 광 스포트의 크기가 작아져서 분해능이 변화했을 경우의 엣지 쉬프트의 방향을 나타내고 있다. 기록하는 데이터 패턴은 DVD-RAM 규격을 따른 8-16변조의 신호이고 쉬프트 시키는 엣지의 빈도는 각각21%(R_＋;R_-) 쉬프트량을 각각 Δ_＋; Δ_-(이번은Δσ _＋=Δσ_-) 각 엣지의 평균적인 요동의 지터값을 σ₀ 으로 하면) 멀티 가우스 분포의 합성 지터σ_tot는　　　　　　　

　σ_tot　=　Sqrt(σ₀ ²+ Δ_＋ ²R_＋ + Δ_- ² R_-)　　

으로 나타낼 수가 있다.

도 10b는 위의 조건에 따라서 기록 펄스 조건을 바꾸어 엣지 쉬프트를 발생시키고 비트에러율과의 관계를 조사한 실험 결과이다. 여기에서는 DVD-RAM의 통상의 동작 조건을 구상하여 연속하는 5 트랙에 각각 오버라이트를 10회 실시해 중앙의 트랙이 신호를 평가했다. 최소 지터 값은 8.4 %였다. 도에서 보여지는 바와 같이 엣지 쉬프트가 10 %이상이 되면 비트 에러율이 증가하는 것을 알수 있다.

도 10c는 같은 실험에 있어서 엣지 쉬프트와 지터를 측정한 결과이다. 도에는 식 1에 의해 산출한 지터 값의 계산값이 부기 되어 있다. 실측 결과와 계산 결과의 사이에는 비교적 양호한 일치를 볼 수 있다. 지터 값을 규격값의 9 % 이하에 유지하기 위한 엣지 쉬프트의 허용값은 5 %/Tw인 것을 알수 있다. 이후 5 %/Tw를 시험 쓰기에 있어서의 엣지 쉬프트의 허용값으로 한다.

도 11은 등화 처리에 있어서의 부스트량과 지터 의 관계를 개구수 0.60과 0.65의 장치로 비교한 결과이다. 재생한 트랙은 전술의 첫회 기록의 트랙이다. 개구수 0.60의 장치에서는 DVD-RAM의 규격 부스트값 5.5 dB에서 지터 값이 최소가 된다. 한편 개구수 0.65의 장치에서는 부스트량이 4.0 dB에서 지터 값이 최소가 된다. 지금부터 양자의 포트 사이즈의 차이가 부스트량으로 환산해 약 1.5 dB인 것을 알수 있다.

지터 값이 최소가 되는 조건에서는 엣지 쉬프트도 작아지므로 개구수 0.65의 장치로 부스트량 4.0 dB의 조건으로 각 패턴의 엣지 쉬프트를 측정했다. 결과를 도 12에 나타낸다. 개구수 0.65의 장치에서도 지터 값이 개선되고 5.1 %가 되고 엣지 쉬프트의 양은 5 %/Tw이하가 되었다. 따라서 이 재생 조건으로 시험 쓰기를 실시해 엣지 쉬프트량이 최소가 되도록 기록 조건을 설정해도 표준의 개구수 0.60의 장치로 재생했을 경우의 지터 값의 증가는 허용 범위로 할 수 있다.

여기에서는 개구수 0.65의 장치에서의 시험 쓰기를 위한 재생 조건에 대해서 설명했다. 이하의 실시예에서는 PRML 클래스에 최적인 등화 조건을 사용했을 경우 기록 재생 속도를 16 배속까지 고속화했을 경우 등에 대해서 호환성을 보증하는 시험 쓰기를 위하여 재생 조건에 대해서 실험 결과를 밟은 설명을 한다.

이상에 의해 본 발명의 과제 2를 해결할 수가 있었다. 여기서 나타낸 방법은 표준 장치로 기록 조정한 트랙의 지터 값이 최소가 되도록 개구수가 다른 장치로 부스트량을 정해 이 조건으로 시험 쓰기를 실시하는 것이었다. 이하의 실시예에 나타내는 바와 같이 PRML 디코더를 사용했을 경우나 기록 속도가 다른 경우에 있어서도 각각 다른 해결 방법을 제시한다. 그렇지만 본 발명의 취지는 일관하고 있고 표준 장치의 재생계와 호환성이 있는 재생 조건에서 시험 쓰기를 실시 하는 것이다.

이하 본 발명의 상세를 실시예를 이용해 설명한다.

[실시예 1]

시험 쓰기용 회로

도 1은 본 발명의 광디스크 장치에 매우 적합한 시험 쓰기 회로의 구성을 나타내는 실시예이다. 전체는 재생 신호 처리 회로(40)와 논리 신호 처리 회로(60)로구성된다. 재생 신호 처리 회로(40)는 PRML 방식의 데이터 재생 회로(10) 에러 펄스 생성 회로(20) PLL 회로(30)로 구성된다. 헤드로부터 출력된 재생 신호(50)는 아날로그등화기(11)에 의해 등화 처리된 후 A/D컨버터(12)에 의해 클럭 마다 샘플된다. 이것은 FIR 필터(13)로 디지털등화 처리된 후 PRML 디코더(14)에 의해 2치화되어 2치화 신호(51)가 출력된다. 에러 펄스의 발생에 관해서는 A/D컨버터(12)에 의해 샘플된 신호를 입력으로 하고 엣지레벨 검출기(21)로 엣지점의 레벨을 검출한다. 에러 펄스 발생기(22)는 엣지점의 레벨과 에러 펄스 검출 한계값을 비교해 에러 펄스(52)를 발생한다. PLL(30)은 재생 신호로부터 클럭을 생성해 각 회로에 공급한다.

논리 신호 처리 회로(60)는 2치화 신호(51) 에러 펄스(52) 클럭(53)을 입력 신호로 한다. 패턴 에너라이져(61)는 이들의 신호를 이용해 기록 스트래터지와 같게 전엣지와 후엣지 각각 4 x 4테이블에 패턴 구분을 한다. 타이밍 제어기(62)는 이들의 펄스를 지정된 영역 DVD-RAM의 경우 통상은 1 섹터내에서 적산하기 위한 타이밍 제어를 실시한다. 전에러 펄스 카운터(63)는 일본국 특개평 10－320777 공보에 기재되어 있는바와 같이 복수의 영역으로 분할해 모든 에러 펄스를 적산하는 카운터이다. 마크·스페이스 카운터(64)는 마크와 스페이스를 각각의 길이 마다 가산하는 카운터이다. 패턴 카운터(65) 및 에러 펄스 카운터(66)는 전술의 4 x4 테이블에 대응한 카운터이고 전자는 엣지 패턴수를 카운트 하고 후자는 엣지 패턴마다 에러 펄스수를 카운트 한다. 시험 쓰기에 있어서는 측정한 에러 펄스 카운터(66)의 값을 패턴 카운터(65)의 값으로 나눈 에러 펄스의 발생 빈도로서 이것이 최소가 되도록 기록 펄스 조건을 선택하면 좋다.

이 때 마크·스페이스 카운터(64)의 값과 패턴 카운터(65)의 값을 모니터 해 기록한 시험 쓰기 패턴에 포함되는 각각의 엣지수와 비교함으로써 이들의 차이가 큰 경우에는 결함 PLL 클럭의 록 상태의 이상등을 감시한다. 또 기록 펄스를 크게 변화시켰을 경우에 예를 들면 3T마크를 기록하려고 했는데 펄스폭이 너무 넓어 4T마크가 기록되어 버리는 이상 케이스를 검출하는 의미에서도 매우 중요하다. 에러 펄스의 카운트수를 최소화하고 기록 펄스를 적정화하기 위해서는 이들의 이상 상태가 검출되지 않는 범위에 있어서만 실시되지 않으면 안 된다. 이러한 보호 기구를 탑재하지 않으면 드라이브 장치로 5 %/Tw이하의 엣지 쉬프트를 실현할 수 없다. 이들의 각 카운터의 값은 인터페이스(67)를 개재하여 CPU(140)에 취입되어 적당히 처리되는 것으로 시험 쓰기가 실시된다. 덧붙여 전에러 펄스 카운터(63)의 값은 일본국특개평 10－320777 공보에 기재되어 있는 바와 같이 기록 파워를 결정하는 경우의 시험 쓰기에 이용한다.

이 회로를 이용해 기록 조건을 정하기에는 파워 및 펄스 조건을 변화시키면서 특정 패턴을 디스크에 기록해 그것을 재생하여 이상 케이스가 검출되지 않는 상태에 있어서 각 에러 펄스수가 최소가 되는 조건을 찾아내면 좋다.

이하 본 발명의 재생 신호 처리 회로의 다른 실시예를 도 13으로부터 도 16에 설명한다. 여기에서는 재생 신호 처리만을 나타내고 논리 신호 처리 회로에 대해서는 도 1과 공통의 것을 이용한다.

도 13은 본 발명의 재생 신호 처리 회로의 다른 구성을 나타내는 실시예이다. 도 1의 실시예와의 구성상의 차이는 (1) FIR 필터(13)에사 디지털등화 처리한 신호로부터 에러 펄스를 생성하는 것 및 (2) 2치화 결과적으로 PRML 디코더(14)의 결과를 이용하는 것이다. 이러한 구성의 목적은 각각 (1) 기록/재생 속도의 고속화 및 대물렌즈의 개구수의 차이를 FIR 필터로 보상하는 것 및 (2) 고속화에 대응해 S/N비가 악화된 신호로부터 엣지를 검출하기 위해서 더욱 성능이 높은 PRML 디코더 (14)의 2치화 결과를 이용하는 것이다. 구성 및 목적(2)에 대응하여 엣지 검출기 (23)는 디지털 신호의 엣지를 검출하는 것으로 하고 PRML 디코더(14)의 2치화에는 패스메모리 분만의 지연이 발생하므로 이것을 조정하기 위해서 지연 조정기(24)에 의해 재생 신호를 지연 시키는 것이 필요하게 된다. 본 실시예의 구성은 상기 2개의 목적을 실현하는 것이지만 그 중 1개만을 실현하는 것도 용이하다.

도 14도 본 발명의 재생 신호 처리 회로의 다른 구성을 나타내는 실시예이다. 본구성의 특징은 디지털 PLL 회로(30)의 상세를 나타낸 것에 있다. 디지털 PLL 회로(30)는 로우 패스 필터(31) 게인 제어기(32) VCO(Voltage Controlled Oscillator, 33) 으로 이루어진다. 엣지레벨 검출기(21)는 전술의 동작을 한다. 본구성에서는 엣지 레벨 검출기(21)가 에러 펄스 생성용과 PLL 회로 동작용으로 공통 이용할 수 있으므로 회로 규모를 간략화할 수가 있다.

도 15도 본 발명의 재생 신호 처리 회로의 다른 구성을 나타내는 실시예이다. 본구성의 특징은 도 14에 근거해 PRML 디코더(14)의 전단에 적응형의 FIR 필터 (15)를 배치한 점이다. 일반적으로 PRML 디코더(14)는 재생 신호 전체를 기준 신호와 비교해 가장 가까운 기준 신호를 생성하는 디지털 비트열에 디코드하는 것이다. 이 때문에 PRML 디코더에 있어 최적인 신호는 신호의 엣지에만 주목하는 에러 펄스나 PLL와는 다른 것이다. 일반적으로 이 특성의 차이를 보상하기 위해서 적응형의 FIR 필터(15)에 의해 재생 신호를 PRML 디코더에 적합한 특성이 되도록 등화하는 것이 광디스크 장치의 재생 성능을 향상하는데 있어서 매우 유효하다. 적응형의 FIR 필터(15)의 각 탭 계수는 잘 알려진 LSE(Least Square Error LMS나 MSE으로 표기되는 경우도 있다) 법에 의해 순차 갱신하는 것이 좋다.

도 16도 본 발명의 재생 신호 처리 회로의 다른 구성을 나타내는 실시예이다. 본 구성의 특징은 도 14에 근거해 PLL용으로 전용의 FIR 필터(34)와 엣지 레벨 검출기(35)를 부가한 것에 있다. 고밀도 기록을 하는 경우나 고속 기록을 하는 경우 특히 최소 런랭스의 신호의 분해능이나 S/N비가 저하한다. 이러한 디지털 재생 신호 처리 회로의 경우 아무리 PRML 디코더의 성능이 좋아도 PLL 회로가 잠겨 있고 안정에 클럭이 공급되는 조건하밖에 정상 동작할 수가 없다. 따라서 PLL 회로의 안정성은 재생 신호처리회로를 동작시키는데 있어서 가장 중요한 것이다. 위에 나타낸 바와 같은 경우에 있어서 PLL의 안정성을 제 1로 우선하면 예를 들면 최소 런랭스의 신호 진폭을 보다 증폭하는 것이 바람직한 경우가 많다. 한편 기록/재생 호환에 불편을 발생하지 않게 에러 펄스 발생 회로에는 ±5% 이하의 엣지 쉬프트의 신호를 공급할 필요가 있다. 양자를 1개의 FIR 필터등화기와 공통으로 이용할 수 없는 경우에는 본구성으로 대응하는 것이 좋다.

[실시예 2]

재생 보상

이상으로 기술한 시험 쓰기용 회로를 이용해 실제로 DVD-RAM에 기록/재생한 실험 결과를 다음에 설명한다.

도 17은 개구수 0.65의 장치와 개구수 0.60의 장치로 각 패턴의 엣지 쉬프트를 측정한 다른 결과이다. 앞의 예에서는 부스트량을 적당하게 선택해 개구수의 차이에 대응하는 것을 설명했지만 여기에서는 도 13에 나타낸 회로를 이용해 FIR 필터(13)에 개구수의 변환기능을 갖도록 한 경우의 결과이다. FIR 필터(13)의 탭수는 15로 하고 PRML 디코더의 적응등화 기술을 응용해 탭 계수를 정했다. 전술과 같이 PRML 디코더는 재생 신호 전체를 기준 신호와 비교해 가장 가까운 기준 신호를 생성하는 디지털 비트열에 디코드하는 것이고 LSE법에 의한 적응등화는 재생 신호 전체와 기준 신호 전체의 2승오차가 최소가 되도록 최소 2 승법의 개념에 근거해 각 탭 계수를 순차 갱신하는 것이다. 이것은 엣지 쉬프트에 착안하는 에러 펄스와는 다른 특성이기 때문에 LSE법 그 자체를 사용해 FIR 필터(13)의 탭 계수를 정해선 안 된다. 여기에서는 종래의 LSE법을 개량해 엣지의 레벨 만큼 주목하여 탭 계수의 갱신하는 수법을 이용했다. 방법 자체는 도 18에 나타나는 바와 같이 LSE법의 학습 루프에 엣지 검출 기능을 갖게 한 간소한 구성이고 용이하게 이해할 수 있기 때문에 여기에서는 동작의 상세한 것에 대하여 설명은 하지 않는다.

그런데 여기서 문제가 되는 것이 목표로 하는 PR클래스이다. PRML 디코더는 재생 신호의 임펄스레스폰스의 근사인 PR클래스의 중복하여 맞추는것에 의해 기준 신호를 생성한다. 통상은 충분히 작은 에러율로 재생이 가능한 PR클래스를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 DVD-RAM의 경우에는 클래스 비트수 4의 PR(3,4,4,3)이 사용되는 경우가 많다. 클래스 비트수를 증가시키면 재생 신호와의 오차는 작아지지만 회로 규모가 클래스 비트수의 2승으로 대략 비례해 증대하므로 바람직하지 않다. 한편 여기에서는 재생 호환을 보증하는 것이 목적이므로 보다 고정밀의 근사가 필요하게 된다. 몇개의 수법을 시험한 결과 실제로 기준이 되는 개구수 0.60의 장치로 기준의 등화 조건(DVD-RAM에서는 부스트량 5.5dB)으로 등화한 재생 신호로부터 임펄스레스폰스를 직접 근사 하는 방법이 좋은 것을 알았다. 이외에 예를 들면 스칼라 회절 계산에 근거해 실시하는 것도 가능하다.

실제로는 클래스 비트수 6의 PR(1.0 2.8 3.8 3.8 2.8 1.0)을 이용했다. 이것에 의해 개구수 0.60의 장치의 재생 신호를 짧게 할 수가 있다. 개구수 0.65의 장치용의 탭 계수를 결정하는데 있어서는 아날로그등화기로서 DVD-RAM의 표준등화기를 사용해 위의 클래스와 도 18의 LSE법을 이용했다. 결과적으로 도 17에서 나타나는 바와 같이 개구수 0.65의 장치로 재생한 4 x 4의 각 패턴의 엣지 쉬프트는 도 12의 결과보다 제로에 가까워지고 있어 개선하고 있는 것을 알 수 있다.

도 19는 LSE법에 의해 구한 FIR 필터의 주파수 특성을 나타내고 있다. 도 19a는 DVD-RAM2 배속의 표준 등화 특성을 나타낸 것이고 3 탭의 FIR 필터와 6차의 베셀 필터로 구성한다. 도 19b는 개구수 0.65의 장치에서의 학습 결과를 나타내고 있다. 3T신호의 반복 패턴의 주파수 약 10 MHz에 있어 FIR 필터는 15 MHz 이하의 신호의 게인을 내리는 로우 패스 필터의 특성을 나타내고 있다. 이것은 개구수의 차이에 의한 분해능의 증가를 보상하도록 작용하고 있는 것을 알 수 있다. 약 20 MHz에 보여지는 게인 피크는 재생 신호의 특성에는 특별히 기여하고 있지 않다.

이상 시판의 DVD-RAM 매체를 2 배속으로 기록/재생한 결과를 나타냈다. 이 조건에서의 개량분은 작은 것이지만 이것을 2-16배속으로 확장한 케이스에 대해서는 이 기술없이 기록/재생 호환이 성립 불가능한 것을 나타내고 있다. 자세한 것은 후술 한다.

도 20은 DVD-RAM의 표준등화 조건과 PR(3,4,4,3) ML에 최적화한 등화 조건과의 재생 신호 및 엣지 쉬프트의 차이를 집계한 것이다. 개구수 0.60의 장치의 재생 신호를 사용해 PRML용의 등화는 통상의 LSE법을 이용해 탭수(15) FIR 필터의 각 탭 계수를 구했다. 도에 나타나는 바와 같이 아이·패턴의 분해능은 DVD-RAM의 표준등화로 37 %인데 대해 PR(3,4,4,3) ML 쪽이 59 %와 크게 다르다. 이것을 반영해 PR(3,4,4,3) ML용의 신호의 4 x 4의 각 패턴의 엣지 쉬프트는 최대 10 %로 되어 있고 특히 3T마크 및 스페이스에 관여하는 부분에서 커지고 있다. 따라서 PR(3,4,4,3) ML용으로 등화한 신호의 엣지쉬프트가 최소가 되도록 에러 펄스를 이용해 기록 펄스의 조건 조정을 하면 다른 장치로 재생하는 경우에 문제가 생긴다. 이것을 해결하는 수법을 이하에 2가지 나타낸다.

(1) 시험 쓰기때에는 FIR 필터로 신호의 주파수 특성을 변경하지 않게 한다. 구체적으로는 도 13의 구성에 있어서 FIR 필터의 각 탭 계수로서 센터 탭만을 "1"로 하고 그 이외를 "0"으로 해 두면 좋다. 통상의 기록/재생시에는 PR(3,4,4,3) ML에 적절한 값을 설정하도록 한다.

(2) PRML 디코더 전용의 등화기를 설치한다. 구체적으로는 도 15에 나타낸 구성으로서 적응형의 FIR 필터에 표준등화 조건으로부터 PR(3,4,4,3) ML에 적절한 등화 조건으로의 변환 기능을 갖게 한다. 어느 경우에도 공통되는 본 발명의 골자는 시험 쓰기를 실시할 때의 등화 조건으로서 재생 호환의 기준이 되는 등화 조건을 이용해 에러 펄스를 최소로 하도록 기록 펄스의 조건 조정을 하는 것이다.

이하 DVD16 배속용의 실험 결과에 대해서 말한다.

도 21은 개구수 0.60의 장치에 있어서 2 배속으로 기록한 트랙을 2-16배속의 범위에서 재생해 지터값을 측정한 결과이다. 광디스크 장치 및 매체의 고성능화에 수반해 기록/재생 속도가 고속화하지만 반복하여 기술한 바와 같이 시험 쓰기에 있어서는 재생 호환을 보증하는 것이 중요하다. 한편 동일한 트랙을 고속으로 재생하면 (1) 앰프노이즈 및 레이저 노이즈의 영향의 증대에 수반해 S/N비가 저하 (2) I-V앰프의 대역 특성에 따른 군지연의 상대적인 증가 등에 수반해 지터 값이 증대한다. 이 중 (1)에 따라서 PRML 기술을 도입해 저하한 S/N비의 분을 보정해 2치화하는 것으로 대응할 수 있지만 (2)에 대해서는 기록/재생 호환의 관점에서 문제가 남는다. 도에는 DVD-RAM의 표준등화 조건으로 재생했을 경우와 FIR 필터에 의해 재생 보상했을 경우의 2개의 결과를 나타냈다. 여기서 DVD-RAM의 표준등화 조건은 2 배속으로 규정되고 있으므로 여기에서는 등화조건을 속도에 비례해 순차 변경해 측정을 실시했다. 표준등화 조건의 경우에는 2 배속으로 약 5 %였던 지터 값이 16 배속으로 재생하면 12 %를 넘는다.

한편 FIR 필터에 의해 재생 보상했을 경우는 16 배속으로 재생해도 지터 값은 6 %이하로 할 수 있다. 여기서 이용한 FIR 필터에 의한 재생 보상은 위에서 개구수 0.65의 장치로 재생한 신호를 개구수 0.60의 장치 재생 신호를 목표로 하여 엣지에 주목해 적응적으로 등화학습 했을 경우와 같은 기술을 사용하고 있다. 구체적으로는 표준이 되는 2 배속의 재생 신호로부터 PR클래스를 생성해 기준 신호로 해 각 재생 속도에 있어서 재생 신호와 기준 신호의 오차가 최소가 되도록 FIR 필터의 각 탭 계수를 구했다.

여기서 I-V앰프의 주파수 특성과 노이즈에 대해서 정성적인 설명을 더한다. I-V앰프의 대역은 게인이 3 dB 저하하는 조건으로 정의된다. 예를 들면 DVD-RAM의 경우 16 배속으로 재생하면 최소 런랭스(3T)의 반복 신호의 주파수가 약 80 MHz가 된다. 이 신호를 양호하게 재생하기 위해서는 적어도 80 MHz의 2배의 대역을 가진 I-V앰프가 필요하게 된다. I-V앰프의 성능은 광검출기와 변환 저항값과 IC프로세스에 의해 바뀐다. 일반적으로는 트랜지스터나 유효증폭기의 성능 지표와 동일하게 대역과 게인(노이즈의 역수라고 생각해도 좋다)의 합이 거의 일정해진다는 제한 조건을 부과시킬 수 있다.

따라서 광대역인 I－V앰프를 사용하면 앰프의 노이즈가 증가한다고 하는 관계에 있다. 광디스크 장치에 이용하는 헤드용의 I-V앰프는 이러한 제한 조건아래에서 장치성능이 최대가 되도록 설계와 선택을 실행한다. 이러한 케이스에 있어서 위의 예에 말한 160 MHz의 재생 대역을 확보하면 노이즈가 증가하므로 대역을 120 MHz 정도로 제한한 것을 이용하는 것이 양호한 장치 성능을 얻기 위해서 필요하게 된다. 여기서 실험에 이용한 장치의 대역은 110 MHz이다. 통상의 데이터 재생의 경우에 이러한 특성이 문제가 되지 않게 고려되지만 시험 쓰기용으로 기록/재생 호환을 보증하는 성능의 I-V앰프를 사용하는 것은 결과적으로 노이즈를 늘리므로 바람직하지 않다. 거기서 I-V앰프의 재생 대역이 충분하게 넓지 않은 점에 있어서 여기에 나타낸 재생 보상에 의해 기록/재생 호환의 확보를 실현하는 수법이 필요하게 된다.

도 22는 16 배속에 있어서의 재생 보상용의 FIR 필터의 탭수와 지터 값의 관계를 계측 한 실험 결과이다. 각 탭 계수의 구하는 방법은 전술대로이다. 도에서 보여지는 바와 같이 탭수가 5이상이 되면 지터 값이 현저하게 감소하기 시작하고 탭수가 9이상으로 거의 포화하는 특성이 되는 것을 알 수 있다. 여기에서는 충분히 여유를 잡아 탭수를 15로 했지만 광디스크 장치에 실장하는 경우에는 회로 규모를 작게 하기 위해서 탭수는 가능한 한 적은 쪽이 좋다. 이것은 상기에 기술한 것처럼 I-V앰프의 설계와 맞추어서 드라이브 장치 마다 신중하게 고려할 필요가 있다.

도 23은 재생 보상용의 FIR 필터의 주파수 특성을 나타낸 것이다. 여기에서는 일례로서 2; 4 ;8 ;16 배속에 있어서의 FIR 필터의 주파수 특성을 나타냈다. FIR 필터는 채널 클럭에 동기 해 동작하므로 횡축의 주파수는 채널 클럭으로 규격화 되어 있다. 최소 런랭스(3T)의 반복 신호의 주파수는 0.167이다.

2 배속은 기록/재생의 기준이 되기 때문에 FIR 필터는 재생 신호를 그대로 통하는 특성이다. 이 때 구체적으로는 센터 탭의 계수만을 "1"으로 하여 그 외의 계수를 "0"으로 하면 좋은 것은 이미 기술했다. 각 속도에 의해 FIR 필터의 주파수 특성은 차이가 난다. 주파수 0.167 이하에 있어서의 특성의 차이는 주로 군지연을 보상하기 위해여 주파수 0.25 부근에서 보여지는 게인의 극소치는 로우 패스 필터의 효과를 갖고 S/N비를 향상하는 효과가 있다.

도 24는 재생 보상용의 FIR 필터에 의한 군지연의 억압 효과를 나타낸 실험 결과이다. 도 24a는 표준등화 조건에 있어서의 결과이다. 세로축의 엣지 쉬프트는 전술의 4 x 4의 각 패턴에 있어서의 엣지 쉬프트의 측정 결과를 3T 4T 5T 6T의 각 마크 길이로 평균화한 것이다. 2 배속을 기준으로 하면 16 배속에서는 3T가 약 -10 6T가 약 +7 % 각각 쉬프트 하는 것을 알 수 있다. 이것은 앞서 나타낸 기록/재생 호환을 위한 조건 5 % 이하를 만족하지 않는다. 한편 FIR 필터에 의해 재생 보상을 한 경우는 도 24b에 보여지는 바와 같이 2-16배속의 범위에서 엣지 쉬프트량이 거의 일정하게 기록/재생 호환을 위한 조건 5 % 이하를 채우고 있다.

이와 같이 FIR 필터의 각 탭 계수는 광디스크 매체에 기록된 신호를 기준 속도와 다른 속도로 재생했을 경우에 상기 FIR 필터로 등화 처리해 구해진 재생 신호의 엣지 위치를 해당 속도에 있어서의 클럭으로 규격화한 규격화 쉬프트량이 대략 일정하게 되는 값으로 설정한다.

도 25는 재생 보상을 실시한 경우와 실시하지 않는 경우에서의 각 속도에서의 아이·패턴과 지터 값을 집계한 것이다. 특히 16 배속에 있어서 신호 품질의 개선 효과가 현저하다라고 하는 것을 알 수 있다.

도 26은 각 속도에 있어서 재생 보상용의 FIR 필터의 탭 계수를 집계한 것이다. 여기에서는 DC게인을 1로 하도록 규격화하여 나타냈다.

이상 DVD 장치의 고속화에 대응해 헤드에 탑재하는 I-V앰프가 이상적으로 플랫인 주파수 특성이 아닌 경우 시험 쓰기를 실시해 기록/재생 호환을 보증하기 위해서 FIR 필터를 이용해 재생 보상을 실시하면 좋은 것을 나타냈다. 본 발명을 이용하지 않고 기록/재생 호환을 보증 하려고 하면 예를 들면 16 배속으로 시험 쓰기 데이터를 기록하여 재생은 그때 그때 2 배속으로 실시하는 등의 수법을 취할 필요가 있다. 이러한 경우 가감 속도에 수반하는 시간이 그대로 디스크의 로딩 시간의 증가에 반영되어 이용하는 유저에게 있어 바람직하지 않은 상황이 되어 버린다. 본 발명은 로딩 시간의 단축의 의미에서도 고속 광디스크 장치에 대해서 효과적인 기술이다.

[실시예 3]

시험 쓰기 결과

이상에 의해 종래의 에러 펄스의 처리 회로와 소프트웨어 자산을 유효 활용해 기록/재생 호환을 보증하는 시험 쓰기 법과 회로에 대해서 말했다. 여기에서는 이러한 수법을 이용해 시험 쓰기를 실시한 예에 대해서 설명한다.

도 27은 기록 펄스의 조건을 적정화하는 시험 쓰기의 개념에 대해서 나타낸 모식도이다. 도 27a는 초기 상태로 특정의 엣지가 쉬프트 하고 있는 경우의 지터 의 분포를 나타내고 있고 에러 펄스 검출창폭으로부터 외측의 해칭 한 영역의 엣지가 에러 펄스로서 카운트된다. 도 27b는 시험 쓰기가 종료한 상태로 에러 펄스의 수가 최소가 되는 조건에 기록 펄스를 조정했을 경우를 나타낸다. 지터의 분포는 에러 펄스의 검출창폭 안에 들어가 엣지 쉬프트가 보정된 상태이다.

도 28은 기록 펄스의 조건을 적정화하는 시험 쓰기의 흐름을 나타내는 모식도이다. DVD-RAM에서는 기록 펄스 파라미터가 전후 엣지 각각 4 x 4의 테이블에 정의된다. 에러 펄스 카운터는 이것과 동일한 4 x 4테이블의 엣지 패턴에 대해서 에러 펄스를 구분한 것이다. 간단한 씨퀀스는 먼저 기록 펄스의 조건을 변경해 광디스크 매체에 기록하고 상기 섹터를 재생해 대응하는 에러 펄스의 카운트값을 평가해 이것을 최소로 하도록 기록 펄스의 파라미터를 결정하는 것이다. 이 예로부터도 밝혀진 바와 같이 기록 펄스 파라미터와 그 평가값인 에러 펄스가 1대 1로 대응하고 있는 것으로 부터 한 번에 복수의 기록 펄스 파라미터를 변경해 기록/재생을 행하는 것으로 동시에 복수의 기록 펄스 파라미터를 병렬로 적정화함으로써 시험 쓰기 시간의 단축을 도모할 수가 있다는 특징이 있다. 구체적으로는 기록 펄스 파라미터를 단으로부터 차례로 결정하면 2 배속의 드라이브 장치로 처리 시간이 30초부터 1분 정도 걸리는데 대해 본 발명에 의해 병렬처리를 실시하면 1초 정도로 시험 쓰기를 종료할 수가 있다.

도 29는 시판의 2 배속 DVD-RAM 매체의 기록 펄스를 결정하는 시험 쓰기의 일례이다. 여기에서는 전후에 6T스페이스가 있는 패턴 6개에 대해서 기록 펄스의 엣지 위치와 에러펄스의 카운트수의 결과를 집계한 것이다. 도중 횡축의 제로점은 결정한 조건을 나타내고 있다. 이와 같이 에러 펄스의 카운트수를 최소로 하도록 기록 펄스의 조건을 선택하고 시험 쓰기 처리를 실시할 수가 있다.

도 30은 시험 쓰기를 하는 전후에서의 기록 파워 마진의 차이를 나타낸다. 위의 시험 쓰기 처리에 의해 기록 펄스 파라미터의 4 x 4테이블을 모두 결정한 후 기록 파워와 지터 값의 관계를 측정했다. 도에서 보여지는 바와 같이 본 발명의 시험 쓰기에 의해 지터 값을 개선해 양호한 기록 파워 마진을 얻을 수 있었다.

도 31은 개발중의 6-16 배속 대응 DVD-RAM 매체의 시험 쓰기 결과를 집계한 것이다. 6 배속과 16 배속에 있어서 위에 나타낸 에러 펄스수를 이용한 시험 쓰기를 실시해 기록 펄스 조건을 결정하고 1회 기록과 오버라이트 10회 후의 트랙을 작성해 각각 2 ;6; 16 배속으로 재생해 지터 값과 PR(3,4,4,3) ML디코더를 이용해 측정한 비트에러율을 정리했다. 도에 나타나는 바와 같이 6 배속 기록 16 배속 기록의 어느 경우에도 2 배속으로 재생하면 첫회 기록의 지터 값이 5 %이하로 양호하게 기록 제어 되는 것을 알 수 있다. 또 광디스크 매체가 아직도 개발 도중이기 때문에 오버라이트에 의한 지터의 상승이 크지만 16 배속으로 기록/재생했을 경우에 지터 값이 9 %이므로 규격값(9 % 이하)을 만족하는 전망이다. 비트 에러율에 관해서는 어느 쪽의 속도로 오버 라이트 했을 경우에도 어느 속도로 재생했을 경우에도 비트 에러율이 10^－6 이하로 양호한 값을 얻을 수 있다. 이 실험 데이터에 대해서는 위에 나타낸 재생 보상을 실시하고 있는 것은 말할 필요도 없다.

[실시예 4]

광디스크 장치

도 32는 본 발명의 광디스크 장치의 구성을 나타내는 실시예이다. 광디스크 매체(100)는 모터(160)에 의해 회전된다. 재생시에는 CPU(140)에 의해 지령된 광강도가 되도록 레이져 파워/펄스 제어기(120)는 광헤드(110)내의 반도체 레이저(112)에 보내는 전류를 제어해 레이저광(114)을 발생시키고 레이저광(114)은 대물렌즈 (111)에 의해 집광되고 광 스포트(101)를 광디스크 매체(100)상에 형성한다. 이 광 스포트(101)로부터의 반사광(115)은 대물렌즈(111)를 개재하여 광검출기(113)로 검출된다. 광검출기는 복수로 분할된 광검출 소자로 구성되어 있다. 재생 신호 처리 회로(130)는 광헤드(110)로 검출된 신호를 이용해 광디스크 매체(100)상에 기록된 정보를 재생한다. 기록시에는 레이저 파워/펄스 제어기(120)는 소정의 기록 데이터를 소정의 기록 펄스 전류로 변환해 펄스빛이 반도체 레이저(112)로부터 출사되도록 제어한다. 도 1에 나타낸 전술의 시험 쓰기용의 신호 처리 회로(40 및 50)는 재생 신호 처리 회로(130)에 내장된다.

시험 쓰기시에는 CPU(140)의 지시에 의해 소정의 데이터 패턴을 기록/재생해 에러펄스를 지표로 해 기록 파워와 기록 펄스의 각 조건을 적정화한다.

본 발명의 광디스크 장치를 이용하면 PRML 방식의 재생 회로를 탑재해 고속화에 수반하여 주로 I-V앰프의 주파수 특성에 수반하는 재생 신호의 특성의 변화를 보상해 기록/재생 호환을 보증한 시험 쓰기를 실시할 수 있다. 동시에 각종 규격에 대응해 예를 들면 개구수 0.65의 광헤드를 이용해도 개구수 0.60의 표준 장치와의 호환성을 취하는 것이 가능하다. 이 때 종래의 에러 펄스에 대응한 논리 회로 및 소프트웨어 자산을 유효 활용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

또 이상의 실시예에서는 DVD-RAM 매체를 대상으로 설명을 해 왔지만 동일하게 DVD-R/DVD-RW/DVD+R/DVD+RW 등의 기록 가능한 DVD 매체에 대해서도 적응은 용이하다. 구체적으로는 각 규격을 따라 표준등화 조건을 변경하면 좋다. 예를 들면 DVD-RW 매체의 경우에는 표준 부스트량은 3.2 dB이다. 동시에 청색 레이저를 이용한 Blu-ray Disc등에도 응용은 가능하다. Blu-ray Disc등에서는 변조 부호로서 RLL(1,7) 부호를 이용하기 때문에 최소 런랭스가 2T가 되어 분해능이 작아진다. 2 T신호의 진폭이 있으면 본 발명을 응용해 시험 쓰기를 실시할 수가 있다. 2T신호의 진폭이 제로가 되는 조건 Blu-ray Disc에서는 약 30 GB용량 이상에 대해서는 본 발명에서는 대응할 수 없다. 이 경우는 PRML를 베이스로 한 새로운 기술이 필요하다.

본 발명은 특히 대용량 광디스크 장치에 이용된다.

본 발명이 제공하는 광디스크 장치를 이용하는 것에 의해 DVD의 고속화에 대응해 PRML 방식을 도입한 광디스크 장치로서 고정밀의 시험 쓰기 기능을 가진 광디스크 장치를 제공할 수가 있었다. 이 때문에 본 발명의 효과로서는 이하의 2가지이다.

(효과 1) PRML 회로로부터 에러 펄스를 발생시켜 종래의 논리 LSI 자산과 제어 소프트웨어 자산을 유효 활용할 수 있게 되었다.

(효과 2) 개구수 단계가 다른 광디스크 장치에서도 표준적인 장치와의 재생 호환을 보증하는 시험 쓰기를 실시할 수가 있게 되었다.

도 1은 본 발명의 광디스크 장치에 매우 적합한 시험 쓰기 회로의 구성을 나타내는 실시예이다.

도 2는 에러 펄스의 검출 원리를 모식적으로 나타낸 것이다.

도 3은 PRML 방식으로 대응해 재생 신호를 클럭 마다 샘플 해 디지털 변환한 데이터열에 대해서 에러 펄스의 생성 조건을 나타낸 것이다.

도 4는 샘플된 재생 신호 데이터열과 2치화 신호와 에러 펄스에 대해서 발명의 이해를 심층적으로 하기 위한 상세하게 나타낸 모식도이다.

도 5는 에러 펄스의 발생 회로의 구성이다.

도 6은 DVD-RAM의 재생 신호의 아이·패턴이다.

도 7은 등화 처리한 재생 신호에 3T반복 신호를 정현파(正弦波)근사 한 것을 겹친도이다.

도 8은 에러 펄스 검출창폭과 에러 펄스 검출 한계값의 관계를 나타내는 도이다.

도 9는 대물렌즈의 개구수 0.60과 0.65의 장치로 DVD-RAM의 재생 신호를 비교한 것이다.

도 10은 엣지 쉬프트의 허용값을 구한 결과이다.

도 11은 등화 처리에 있어서의 부스트량과 지터의 관계를 개구수 0.60과 0.65의 장치로 비교한 결과이다.

도 12는 개구수 0.65의 장치로 부스트량 4.0 dB의 조건으로 각 패턴의 엣지 쉬프트를 측정한 결과이다.

도 13은 본 발명의 광디스크 장치에 매우 적합한 시험 쓰기 회로의 구성을 나타내는 실시예이다.

도 14는 본 발명의 광디스크 장치에 매우 적합한 시험 쓰기 회로의 구성을 나타내는 실시예이다.

도 15는 본 발명의 광디스크 장치에 매우 적합한 시험 쓰기 회로의 구성을 나타내는 실시예이다.

도 16은 본 발명의 광디스크 장치에 매우 적합한 시험 쓰기 회로의 구성을 나타내는 실시예이다.

도 17은 개구수 0.65의 장치와 개구수 0.60의 장치로 각 패턴의 엣지 쉬프트를 측정한 다른 결과이다.

도 18은 LSE법의 학습 루프에 엣지 검출 기능을 갖게 한 등화학습방법을 나타내는 도이다.

도 19는 LSE법에 의해 구한 FIR 필터의 주파수 특성이다.

도 20은 DVD-RAM의 표준등화 조건과 PR(3,4,4,3) ML에 최적화한 등화 조건과의 재생 신호 및 엣지 쉬프트의 차이를 집계한 것이다.

도 21은 2 배속으로 기록한 트랙을 2-16배속의 범위에서 재생해 지터값을 측정한 결과이다.

도 22는 16 배속에 있어서의 재생 보상용의 FIR 필터의 탭수와 지터 값의 관

계를 계측 한 실험 결과이다.

도 23은 재생 보상용의 FIR 필터의 주파수 특성이다.

도 24는 재생 보상용의 FIR 필터에 의한 군(群)지연의 억압 효과를 나타낸 실험 결과이다.

도 25 재생 보상을 실시한 경우와 실시하지 않는 경우에서의 각 속도에서의 아이·패턴과 지터 값을 집계한 것이다.

도 26은 각 속도에 있어서 재생 보상용의 FIR 필터의 탭 계수를 집계한 것이다.

도 27은 기록 펄스의 조건을 적정화하는 시험 쓰기의 개념에 대해서 나타낸 모식도이다.

도 28은 기록 펄스의 조건을 적정화하는 시험 쓰기의 흐름을 나타내는 모식도이다.

도 29는 시판의 2 배속 DVD-RAM 매체의 기록 펄스를 결정하는 시험 쓰기의 일례이다.

도 30은 시험 쓰기를 하는 전후에서의 기록 파워 마진의 차이를 나타내는 실험 결과이다.

도 31은 6-16 배속 대응 DVD-RAM 매체의 시험 쓰기 결과를 집계한 것이다.

도 32는 6-16 배속 대응 DVD-RAM 매체의 시험 쓰기 결과를 집계한 것이다.

<주요부위를 나타내는 도면부호의 설명>

10：데이터 재생 회로 11：아날로그등화기

12：A/D변환기 13：FIR 필터

14：PRML 디코더 20：에러 펄스 생성 회로

21：엣지 레벨 검출기 22：에러 펄스 발생기

23：엣지 검출기 24：지연 조정기

30：PLL 회로 31：로우 패스 필터

32：VCO 33：게인 제어기

34：FIR 필터 35：엣지 레벨 검출기

40：재생 신호 처리 회로 50：재생 신호

51：2치화 신호 52：에러 펄스

53：클럭 54：에러 펄스 검출 한계값

60：논리 신호 처리 회로 61：패턴 에너라이져

62：타이밍 제어기 63：전에러 펄스 카운터

64：마크·스페이스 카운터

65：패턴 카운터 66：에러 펄스 카운터

67：인터페이스 100：광디스크

101：광 스포트 110：광헤드

111：대물렌즈 112：반도체 레이저

113：광검출기 120：기록 데이터 제어기

130：재생 신호 처리기 140：CPU

150：서보 제어기 160：스핀들 모터

170：인터페이스 180：호스트 컴퓨터.

Claims

광디스크 매체에 레이저 펄스를 조사해 정보의 기록과 재생을 실시해 상기 레이저 펄스의 조사 조건을 적정화하는 시험 쓰기를 실시하는 광디스크 장치로서,

상기 광디스크 매체의 소정의 영역에 상기 레이저 빔의 조사 조건을 변경하면서 소정의 시험 쓰기 패턴의 기록을 실시하는 수단과,

상기 소정 데이터를 재생해 제 1의 재생 신호를 얻는 수단과,

상기 제 1의 재생 신호를 등화 처리해 제 2의 재생 신호를 얻는 아날로그 필터와,

상기 제 2의 재생 신호를 디지털화해 제 3의 재생 신호를 얻는 A/D컨버터와,

상기 제 3의 재생 신호를 등화 처리해 제 4의 재생 신호를 얻는 FIR 필터와,

상기 제 4의 재생 신호를 2치화해 2치화 데이터열을 얻는 PRML 회로와,

상기 제 3의 재생 신호를 입력으로 하고 엣지의 신호 레벨을 검출하는 엣지 레벨 검출기와,

상기 엣지의 신호 레벨이 소정의 값의 범위외에 있는 것을 판정 해 논리 펄스를 발생하는 논리 펄스 발생기와,

상기 2치화 데이터열로부터 선행하는 스페이스 길이 해당 마크의 길이 후속 하는 스페이스의 길이에 따른 데이터 패턴을 판정 해 상기 논리 펄스를 상기 데이터 패턴 마다 카운트 해 논리 펄스 테이블을 생성하는 수단을 구비하여,

상기 논리 펄스 테이블의 카운트값을 이용해 상기 레이저 펄스의 조사 조건을 정하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 논리 펄스 테이블의 카운트값을 최소로 하도록 상기 레이저 펄스의 조사 조건을 정하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 FIR 필터의 각 탭 계수는 상기 광디스크 매체에 기록된 신호를 기준 속도와 다른 속도로 재생했을 경우에 상기 제 4의 재생 신호의 엣지 위치를 해당 속도에 있어서의 클럭으로 규격화한 규격화 쉬프트량이 대략 일정하게 되는 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 FIR 필터의 각 탭 계수는 시험 쓰기 실행시와 유저 데이터의 재생시에 절환하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 FIR 필터는 시험 쓰기시는 신호의 주파수 특성을 변경하지 않도록 하고 기록/재생시에는 그 주파수 특성을 변경하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 FIR 필터의 탭 계수는 상기 엣지의 신호 레벨에 근거해 순차 갱신되는것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
광디스크 매체에 레이저 펄스를 조사해 정보의 기록과 재생을 실시해 상기 레이저 펄스의 조사 조건을 적정화하는 시험 쓰기를 실시하는 광디스크 장치롯,

상기 광디스크 매체의 소정의 영역에 상기 레이저 빔의 조사 조건을 변경하면서 소정의 시험 쓰기 패턴의 기록을 실시하는 수단과,

상기 소정 데이터를 재생해 제 1의 재생 신호를 얻는 수단과,

상기 제 1의 재생 신호를 등화 처리해 제 2의 재생 신호를 얻는 아날로그 필터와,

상기 제 2의 재생 신호를 디지털화해 제 3의 재생 신호를 얻는 A/D컨버터와,

상기 제 3의 재생 신호를 등화 처리해 제 4의 재생 신호를 얻는 FIR 필터와,

상기 제 4의 재생 신호를 2치화해 2치화 데이터열을 얻는 PRML 회로와,

상기 2치화 데이터열로부터 엣지 위치를 검출하는 엣지 검출기와,

상기 제 4의 재생 신호와 상기 엣지 검출기로부터 엣지의 신호 레벨을 검출하는 엣지 레벨 검출기와,

상기 엣지의 신호 레벨이 소정의 값의 범위외에 있는 것을 판정 해 논리 펄스를 발생하는 논리 펄스 발생기를 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 FIR 필터와 상기 엣지 검출기의 사이에는 상기 2치화 데이터열을 생성하는분의 지연을 보상하는 지연 조정기를 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 7에 있어서,

또한 상기 2치화 데이터열로부터 선행하는 스페이스 길이 해당 마크의 길이 후속 하는 스페이스의 길이에 따른 데이터 패턴을 판정 해 상기 논리 펄스를 상기 데이터 패턴 마다 카운트 해 논리 펄스 테이블을 생성하는 수단과,

상기 논리 펄스 테이블의 카운트값을 이용해 상기 레이저 펄스의 조사 조건을 정하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 FIR 필터의 각 탭 계수는 시험 쓰기 실행시와 유저 데이터의 재생시에 절환 하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 FIR 필터의 탭 계수는 상기 엣지의 신호 레벨에 근거해 순차 갱신하는

것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
광디스크 매체에 레이저 펄스를 조사해 정보의 기록과 재생을 실시해 상기 레이저 펄스의 조사 조건을 적정화하는 시험 쓰기를 실시하는 광디스크 장치로서,

상기 광디스크 매체의 소정의 영역에 상기 레이저 빔의 조사 조건을 변경하면서 소정의 시험 쓰기 패턴의 기록을 실시하는 수단과,

상기 소정 데이터를 재생해 제 1의 재생 신호를 얻는 수단과,

상기 제 1의 재생 신호를 등화 처리해 제 2의 재생 신호를 얻는 아날로그 필터와,

상기 제 2의 재생 신호를 디지털화해 제 3의 재생 신호를 얻는 A/D컨버터와,

상기 제 3의 재생 신호를 등화 처리해 제 4의 재생 신호를 얻는 FIR 필터와,

상기 제 4의 재생 신호를 2치화해 2치화 데이터열을 얻는 PRML 회로와,

상기 제 4의 재생 신호의 엣지 위치를 검출해 엣지의 신호 레벨을 검출하는 엣지 레벨 검출기와,

상기 엣지의 신호 레벨이 소정의 값의 범위외에 있는 것을 판정 해 논리 펄스를 발생하는 논리 펄스 발생기와,

상기 엣지 레벨 검출기로부터의 출력 신호를 입력 신호로 하는 PLL 회로를 갖고,

상기 PLL 회로의 출력 신호를 클럭마다 샘플되는 상기 A/D컨버터의 입력신호로 하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 12에 있어서,

상기 PLL 회로는 로우 패스 필터 ; 게인 제어기; VCO로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 12에 있어서,

또한 상기 FIR 필터와 상기 PRML 회로의 사이에 상기 제 4의 재생 신호를 상기 PRML회로에 적절한 특성이 되도록 등화하는 적응형의 FIR 필터가 설치되고 있는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 12에 있어서,

또한 상기 PLL 회로에는 PLL 전용 FIR 필터와 PLL 전용 엣지 레벨 검출기가 설치되고 있는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 12에 있어서,

또한 상기 2치화 데이터열로부터 선행하는 스페이스 길이 해당 마크의 길이 후속 하는 스페이스의 길이에 따른 데이터 패턴을 판정 해 상기 논리 펄스를 상기 데이터 패턴 마다 카운트 해 논리 펄스 테이블을 생성하는 수단과,

상기 논리 펄스 테이블의 카운트값을 이용해 상기 레이저 펄스의 조사 조건을 정하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 12에 있어서,

상기 FIR 필터의 각 탭 계수는 시험 쓰기 실행시와 유저 데이터의 재생시에 절환하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.
청구항 12에 있어서,

상기 FIR 필터의 탭 계수는 상기 엣지의 신호 레벨에 근거해 순차 갱신하는 것을 특징으로 하는 광디스크 장치.