WO2005020216A1 - 光情報記録媒体、媒体特性規定方法、媒体特性検査方法、信号検出方法、信号検出回路、及び光情報記録再生装置 - Google Patents

光情報記録媒体、媒体特性規定方法、媒体特性検査方法、信号検出方法、信号検出回路、及び光情報記録再生装置 Download PDF

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Hiroshi Maegawa
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Ricoh Company, Ltd.
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    • G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers

Definitions

  • Optical information recording medium medium characteristics defining method, medium characteristics inspection method, signal detection method, signal detection circuit, and optical information recording / reproducing device
  • the present invention relates to a recordable optical information recording medium having a multilayer structure of two or more layers, such as a two-layer version of CD-R / RW, a two-layer version of DVD ⁇ RZRW, and a future multilayer recording medium.
  • the present invention relates to a method for defining a medium characteristic, a method for inspecting a medium characteristic, a signal detection method, a signal detection circuit, and an optical information recording / reproducing apparatus.
  • CD-RZRW and DVD ⁇ RZRW are said to have been established as external storage devices for PCs.
  • CD-RZRW and DVD ⁇ RZRW are expected to have larger capacities in the future, and two-layered and further multi-layered in the future are being studied.
  • the interlayer distance is basically set so that light reflected from a recording layer other than during access is not leaked into reflected light of a recording layer force during access. If the focus position deviates significantly, the reflected light from the medium diverges without being condensed by the lens, so that the signal intensity becomes a negligible level as the signal intensity.
  • all layers must be set within the allowable focus range (depth of focus) where good various characteristics can be obtained, and the interlayer distance cannot be expanded as ideally. For this reason, leakage of reflected light from other layers occurs to some extent.
  • Patent Documents 1 and 2 A medium having a plurality of recordable layers is disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example. Yes. These inventions relate to recording film characteristics of media capable of multi-layer recording, particularly the thickness of the recording film.
  • Patent Document 3 discloses that a wobble is arranged in each layer of a multilayer recording medium, and address information is inserted into the wobble.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-235733
  • Patent Document 2 JP 2003-091874
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-052342
  • the reflectance is low, so that the reflected light is small, and the problem caused by leakage into the recording layer during access can be reduced.
  • An object of the present invention is to reduce variations and errors in measurement of various signal characteristics due to light leaking from an adjacent recording layer, and to improve media parameters with high reliability, compatibility, and reproducibility. Management, regulation, and inspection.
  • the present invention provides the following optical information recording medium to achieve the above object.
  • An optical information recording medium having a plurality of recordable recording layers, wherein, among the plurality of recording layers, various signal characteristics in a certain region X of a certain recording layer A are a light beam applied to the region X.
  • the optical information recording medium defined by the condition that the area Y of the recording layer B adjacent to the recording layer A on the incident side on the ray axis is a recorded area.
  • Power S can.
  • the values of the various signal characteristics may be equal values in the plurality of recording layers as target values. This makes it possible to use an inexpensive evaluation device and a recording / reproducing device that do not need to change the characteristics of various detection circuits for each layer.
  • the various signal characteristics are also determined by the condition that the area Y is an unrecorded area, and the various signal characteristics in the area X determined by the condition that the area Y is a recorded area.
  • the properties may be different.
  • Tuning can also be performed with emphasis on improving characteristics under recording conditions.
  • One of the various signal characteristics may be an amplitude of a track cross signal obtained when a light beam crosses a track. As a result, it is possible to obtain good signal quality with small variations in the amplitude of the track cross signal, and it is possible to cope with a recording / reproducing apparatus having a high access speed.
  • One of the various signal characteristics may be an amplitude of a track error signal obtained when the light beam crosses the track. As a result, it is possible to obtain good signal quality with less variation in the amplitude of the track error signal, and it is possible to respond to a recording / reproducing apparatus having a high access speed and stable tracking performance.
  • One of the various signal characteristics may be an amplitude of a wobble signal that is a meandering component of a track. As a result, it is possible to obtain good signal quality with little variation in the amplitude of the wobble signal, and it is possible to respond to a recording / reproducing apparatus with a fast access speed and stable media rotation and address detection performance.
  • One of the various signal characteristics may be noise quality of a wobble signal that is a meandering component of a track. As a result, it is possible to obtain good wobble signal quality, and it is possible to respond to a recording / reproducing apparatus having a fast access speed and stable media rotation and address detection performance.
  • various signal characteristics in a certain region X of a certain recording layer A among the plurality of recording layers were irradiated to the region X.
  • the values of the various signal characteristics may be set to be equal values in the plurality of recording layers as target values. This makes it possible to use an inexpensive evaluation device and a recording / reproducing device that do not need to change the characteristics of various detection circuits for each layer.
  • the various signal characteristics are defined under the condition that the region ⁇ is an unrecorded region, and the various signal characteristics in the region X defined by the condition that the region ⁇ is a recorded region. You may make it different. This eliminates the need for complicated tuning of various parameters to satisfy the signal characteristics under both unrecorded and recorded conditions, shortens the development period, and reduces recorded conditions that are disadvantageous for recording and playback operations. Tuning can be performed with emphasis on the characteristics improvement at the point.
  • One of the various signal characteristics may be an amplitude of a track cross signal obtained when the light beam crosses the track. As a result, it is possible to obtain good signal quality with a small variation in the amplitude of the track cross signal, and it is possible to cope with a recording / reproducing apparatus having a high access speed.
  • One of the various signal characteristics may be an amplitude of a track error signal obtained when the light beam crosses the track. As a result, it is possible to obtain good signal quality in which the amplitude variation of the track error signal is small, and it is possible to cope with a recording / reproducing apparatus having a fast access speed and stable tracking performance.
  • One of the various signal characteristics may be the amplitude of a wobble signal that is a meandering component of a track. As a result, it is possible to obtain good signal quality in which the amplitude variation of the wobble signal is small, and it is possible to cope with a recording / reproducing apparatus having a fast access speed and stable media rotation and address detection performance.
  • One of the various signal characteristics may be a noise quality of a wobble signal that is a meandering component of a track. As a result, good signal quality can be obtained, and It is possible to respond to recording / reproducing devices with high speed and stable media rotation and address detection performance.
  • the recording layer A is adjacent to the recording layer A on the incident side on the optical axis of the light beam irradiated to a certain region X of the certain recording layer A.
  • the reflection signal level of the area X when the area Y of the recording layer B is an unrecorded area is compared with the reflection signal level of the area X when the area Y is a previously recorded area.
  • a sample circuit for holding a reflection signal level of a certain area X of a certain recording layer A, and a light beam of an optical beam applied to the area X
  • a recording state discriminating circuit for discriminating whether the area Y of the recording layer B adjacent to the recording layer A on the incident side on the axis is an unrecorded area or a recorded area force;
  • a storage circuit for storing the output of the sampler circuit held in the sampler circuit, and a signal difference between the unrecorded area and the recorded area when the area Y output from the storage circuit is not recorded
  • a signal correction circuit for changing the amplification factor or offset of various signals using the output of the comparison circuit and the reflection signal level of the area X as a control signal, and the output of the recording state determination circuit.
  • optical information recording / reproducing device is provided.
  • a pickup having a rotating mechanism for rotating and driving the optical information recording medium, a light source, and an objective lens, for irradiating the optical information recording medium with a light beam and receiving reflected light from the optical information recording medium;
  • the optical information recording / reproducing apparatus may include the signal detection circuit. As a result, an information recording / reproducing apparatus having stable and reliable servo performance and high-speed access performance can be realized regardless of the recording state of the adjacent recording layer.
  • the values of the various signal characteristics may be set to be equal values in the plurality of recording layers as target values. This makes it possible to use an inexpensive inspection device and a recording / reproducing device that do not need to change the characteristics of various detection circuits for each layer.
  • the various signal characteristics are inspected under the condition that the area Y is an unrecorded area, and the various signal characteristics in the area X inspected under the condition that the area Y is a recorded area. May be different. This eliminates the need for complicated tuning of various parameters to satisfy the signal characteristics under both unrecorded and recorded conditions, shortens the development period, and reduces recorded conditions that are disadvantageous for recording and playback operations. Tuning can be performed with emphasis on the characteristics improvement at the point.
  • One of the various signal characteristics may be an amplitude of a track cross signal obtained when the light beam crosses the track. As a result, it is possible to obtain good signal quality with less variation in the amplitude of the track cross signal, and it is possible to cope with a recording / reproducing apparatus having a high access speed.
  • One of the various signal characteristics may be an amplitude of a track error signal obtained when the light beam crosses the track. As a result, it is possible to obtain good signal quality with less variation in the amplitude of the track error signal, and to achieve a high access speed and stable tracking. It is possible to cope with a recording / reproducing device.
  • one of the various signal characteristics may be defined as the amplitude of a wobble signal that is a meandering component of a track.
  • One of the various signal characteristics may be noise quality of a wobble signal which is a meandering component of a track. As a result, good quality of the wobble signal can be obtained, and it is possible to cope with a recording / reproducing apparatus having a fast access speed and stable media rotation and address detection performance.
  • the present invention measurement variations and errors of various signal characteristics due to light leaking from an adjacent recording layer are suppressed, and media parameters with high reliability, compatibility, and reproducibility are obtained. Management, regulation, and inspection of data.
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical information recording medium that is general and also applied to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration example of a signal processing block for extracting various signals.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle of recording and reproduction of a two-layer recording medium.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the effect of reflected light from each layer in the case of a two-layer recording medium.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the influence of reflected light from each layer in the case of a two-layer recording medium in terms of a signal level.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example for normalization processing of various signals.
  • FIG. 7 is a diagram showing a waveform example of a track cross signal and a track error signal.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a waveform of a wobble signal.
  • FIG. 9 is a diagram showing a waveform example of a wobble signal detected from a recorded area.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a signal detection circuit.
  • FIG. 11 is a block diagram showing another example of the signal detection circuit.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of an optical disc device. Explanation of reference numerals
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical information recording medium (media) 1 which is general and is also applicable to the present embodiment.
  • FIG. 1 (a) is a schematic plan view of the medium 1
  • FIG. 1 (b) is a schematic perspective view showing a part of the medium 1 extracted.
  • a track 4 composed of a gnoreve (groove) 2 and a land 3 is formed concentrically or spirally.
  • the track 4 is formed in advance by a media forming apparatus.
  • the information recording / reproducing apparatus records and reproduces information along the track 4.
  • the track 4 meanders in the medium 1 so that a signal of a constant frequency (period) can be detected when rotating at a constant linear velocity or a constant angular velocity as rotation information (Fig. 1 (b) reference).
  • address information is recorded by providing a part that slightly changes the frequency and phase while keeping the meandering of track 4 at a substantially constant frequency. Others meander only on one side of the truck, or intermittently.
  • FIG. 2 shows an example of a signal processing block that receives reflected light of a light beam applied to the medium 1 and extracts various signals.
  • Light reflected from the media 1 is received by the 4-divided PD (light receiving element) 11.
  • the four-divided light receiving element 11 is optically divided into four light receiving areas by dividing lines corresponding to the track tangent direction on the media surface and the direction perpendicular thereto. Each light receiving area is referred to as A-D clockwise from the left front for convenience.
  • the IZV circuit 12 converts a light-receiving element output, which is a current signal, into a voltage signal.
  • various signals are extracted from the voltage-converted signal by the addition amplifier, the subtraction amplifier, the LPF (low-pass filter) or the HPF (high-pass filter) of the servo / wobble detection circuit 13.
  • the track cross signal is a low frequency signal resulting from the calculation of (A + B + C + D).
  • the track error signal is a low frequency signal of (A + D) _ (B + C).
  • the wobble signal is the same operation as the track error signal, but is a high frequency signal.
  • the focus error signal is a low frequency signal of (A + C) _ (B + D).
  • the raw (RF) signal is desirably calculated by another circuit with a high band, it is not described here, but the calculation is (A + B + C + D).
  • the light receiving element is of course
  • the shape of the division of (PD) is not limited to this, and may be divided more finely, or conversely, may be as small as a few divisions. That is, the signal calculation should be optimized according to each light receiving mode.
  • the track error signal can be obtained by a DPD (Differential Phase Detection) method.
  • the track error signal is the case of a three-beam method of receiving and calculating three light beams or a DPP (differential push-pull) method.
  • the track cross signal can also be calculated using three beams.
  • the focus system may be another light receiving element.
  • the wobble signal may be calculated by a circuit different from the track error signal, or various correction circuits may be inserted before the subtraction amplifier.
  • the method and means for extracting a signal from the medium 1 as long as the arithmetic method is optimized by the detection method does not depend on the method or means.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic diagram of the two-layer recording medium 1 as a multilayer structure.
  • recording is performed by absorbing the energy of the light beam at the absorption rate "A1".
  • the reflectance "R1" is different between the mark (recorded area) and the space (unrecorded area)
  • the recorded data can be read from the reflected light of the first layer.
  • the light beam transmitted at the transmittance “T1” of the first layer recording film reaches the second layer.
  • the second layer recording is performed with the energy absorbed at the absorption rate "A2". Since the reflectance of the second layer differs between the mark and the space as in the case of the first layer, it is possible to read the data recorded from the reflected light of the second layer. In detail, the reflected light from the second layer is absorbed and reflected when transmitting through the first layer again, but since the light beam intensity is sufficiently weak at the time of reflection at the second layer, No record will be made when it reaches the first layer the next time. It can be considered that a similar phenomenon occurs in the case of a multilayer. Further, it can be considered that the same phenomenon occurs regardless of whether the type of the recording film is the write-once type (R) or the rewritable type (RW).
  • R write-once type
  • RW rewritable type
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of a light beam using the two-layer recording medium 1 as an example.
  • FIG. 4A shows a case where the light beam is focused on the first layer recording film.
  • the light from the light source to the medium 1 (outgoing path) is indicated by a solid line, and the reflected light from the medium 1 (return path) is indicated by a dotted line.
  • FIG. 4 shows only the path of light incident from one end of the objective lens for simplification.
  • the light beam is focused by the objective lens toward the media access position (focal point).
  • the ray axis of this light beam is indicated by a dashed line.
  • the light beam reflected by the first layer returns to the objective lens, and is focused on a light receiving element (PD) through a surrounding optical system (not shown).
  • the light beam reflected by the second layer that passes through the central part of the objective lens returns to the objective lens and is focused on the light receiving element.
  • the light beam that has passed through the end of the objective lens is reflected light. Is returned to the outside of the objective lens, or diverges in the optical system up to the light receiving element even after returning to the objective lens, and is rarely guided to the light receiving element. That is, it is relatively small that the reflected light from the second layer leaks into the reflected light from the first layer.
  • FIG. 4B shows a case where the focus is on the second layer.
  • the reflected light from the second layer which is in focus, returns to the objective lens and is focused on the light receiving element.
  • the light at the center of the objective lens also returns to the objective lens and is condensed on the light receiving element.
  • Fig. 4 (a) most of the light that passed through the end of the objective lens that did not return to the light receiving element returned to the objective lens, and although it diverged in the optical system up to the light receiving element, The guided light is more than in the case of Fig. 4 (a).
  • the first layer recording film is shown as recording layer B
  • the second layer recording film is shown as recording layer A
  • points of the recording layers A and B on the light axis were set as X point and Y point. Note that the size of each point is specifically an area (X area, Y area) based on the light beam diameter in each layer.
  • the degree of leakage from another layer changes depending on whether the light beam is focused on the first layer or when the light beam is focused on the second layer. Specifically, when accessing the back layer (second layer) from the entrance surface, the reflected light from the near layer (first layer) often leaks and has an adverse effect. Further, it can be said that the adverse effect is reduced when the amount of reflected light is small in the layer on the near side in a recorded state.
  • FIG. 5 illustrates this in terms of signal level.
  • the upper layer is the first layer and the lower layer is the second layer.
  • the signal levels obtained from the recording film reflected light are shown.
  • Fig. 5 (a) shows the case where the first layer (recording layer B) has not been recorded
  • Fig. 5 (b) shows the signal level when the first layer (recording layer B) has been recorded. Is shown.
  • the bold line in FIG. 5 is a reference (GND) level
  • the SIN wave is a signal level using a track cross signal as an example.
  • the small dotted line in FIG. 5 indicates the signal level offset due to leakage.
  • the reflected light is large, so when the second layer is accessed and the reflected light is received, the reflected light from the first layer is largely leaked. And the signal level increases. Generally, since the leaked light enters the entire light receiving element, the total light amount becomes large. Since the track cross signal is a sum signal, a phenomenon occurs in which the signal level increases.
  • the signal level of the second layer greatly depends on the recorded state of the first layer (unrecorded or recorded). As shown in FIG. 5, the signal level of the first layer is almost equal to the signal level of the second layer when the first layer has been recorded.
  • the track cross signal has been briefly described as an example.
  • the sum signal in the case of a four-segment light-receiving element, Normalization by four additions is used.
  • FIG. 6 shows an example of the circuit block.
  • the sum signal is averaged by the LPF 21 and passes through the amplifier 22.
  • the amplitude or signal level of the output is measured by the amplitude detection circuit 23, and the gain is determined by the gain circuit 24 so that the output voltage or the target voltage (target value) is obtained.
  • the amplification amplifier 22 amplifies the signal at this amplification rate.
  • the normalized sum signal is maintained at the target voltage.
  • Other signals focus error signal, track cross signal, track error signal, double signal, etc.
  • Such an amplitude adjustment circuit is called an AGC (auto gain control) circuit (signal correction circuit) 29.
  • AGC auto gain control circuit
  • the specifications of various signal characteristics are specified.
  • the signal inspection (amplitude, etc.) of the second layer (recording layer A) in the present embodiment when the first layer (recording layer B) is already recorded (more generally, the adjacent layer is already recorded). In the case), various signal characteristics are inspected. Note that the various signal characteristics may be set such that the same value is set as the target value in a plurality of recording layers.
  • the recording / reproducing operation is actually performed, the leakage of the reflected light from another layer has an adverse effect. Therefore, it is desirable to be able to perform the reproduction and the recording in a state where the P-contact layer is already recorded. Les ,. In the above description, it is desirable that the recording be performed on the medium in such an order that the near layer is accessed while the front layer is already recorded.
  • FIG. 7 is a diagram showing waveforms of a track cross signal and a track error signal in relation to track 4 of medium 1.
  • the track cross signal is a waveform in which the signal level decreases at the center of the land 3 where information (composed of marks and spaces) is recorded.
  • the track error signal has a signal waveform that crosses zero at the center of the gnolev. Specifically, it is difficult to determine the characteristic value because it differs depending on the recording density, but it is difficult to determine the normalized track cross signal> 0.1 "or" 0.22 normalized track error signal 0.8 ". Particularly suitable for the recording density using a blue laser as the light source is that the group width is widened and the track is narrowed. ⁇ Normalized track cross signal> 0 "and” 0.2 ⁇ normalized It seems that the track error signal is about 0.5 ".
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a waveform of a cobbled signal.
  • Fig. 8 (a) shows a modulation-free monotone.
  • FIG. 8 (b) shows a wobble waveform on which FM modulation is superimposed. Modulation is introduced to include information such as addresses.
  • Fig. 8 (c) shows PM modulation
  • Fig. 8 (d) shows sawtooth modulation
  • Fig. 8 (e) shows MSK modulation
  • Fig. 8 (f) shows a wobble waveform with ⁇ N-OFF modulation superimposed. .
  • a track error signal (also referred to as a push-pull signal) that is not directly defined by the sum signal is specified, but since the track error signal itself is specified by the sum signal, the sum signal is The reflected light makes the error even more unreliable and the default of the wobble signal unreliable. Therefore, similarly to the servo signal, it is necessary to define a characteristic value that does not cause an error due to leakage of reflected light from the multilayer. Specifically, it is preferable that the characteristic value be about 0.05 ”or about 0.3” of the normalized signal.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a waveform of a wobble signal detected from a recorded area.
  • a + D and B + C are adder outputs in the servo and wobble detection circuit 13 in the block diagram of FIG. 2, and (A + D) _ (B + C) is a wobble signal.
  • the signals of +8 and +8 are in a state where the wobble component is carried in the data signal having a higher signal strength as compared with the wobble signal.
  • the data signal that has been superimposed as an in-phase component on both signals is removed, and a cobble signal can be detected.
  • the wobble quality is defined by the C / N (carrier to noise) ratio.
  • C / N carrier to noise
  • the intensity of high-frequency components such as data signals is not so strong, but the amplitude of the wobble signal is much smaller than that of the data signal. , Cannot be ignored. Therefore, it is desirable that the specification of the signal quality of the signal be performed in a state where the P-contact recording layer is already recorded, similarly to the specification of the amplitude.
  • circuit characteristics may be designed according to the regulations. However, if possible, I want to record and play back even if there is no recording. Therefore, the amount of reflected light that leaks between an unrecorded and an already-recorded adjacent recording layer is measured in advance, and the difference is corrected according to the recording state of the adjacent recording layer. Conceivable. Note that various signal characteristics were measured when the first layer (recording layer B) was unrecorded. The signal characteristics of the second layer (recording layer A) which are determined under certain conditions and which are determined by the condition that the first layer (recording layer B) is already recorded may be different.
  • FIG. 10 and FIG. 11 show circuit configurations of signal detection circuits 31 and 41 for acquiring in advance the level of leakage of reflected light from another layer, correcting the level, and accurately detecting various signals.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a signal detection circuit including an AGC circuit
  • FIG. 11 is an example of a signal detection circuit in which the configuration of the AGC circuit is simpler than in FIG.
  • the portions for various signals indicated by dotted lines can be connected in a plurality in the same configuration as in FIG. 2, and can correspond to various signals (focus error signal, track cross signal, etc.). Since it is the same circuit for explanation, it is omitted.
  • the recording state determination circuit 32 determines whether the recording layer adjacent to the target access recording layer is an unrecorded area or a recorded area. This can be inferred by reproducing the media management area in advance and comparing the external information with the current access position. Of course, a result detected by another means may be used as external information. While checking the recording state of the adjacent recording layer in the recording state discriminating circuit 32, the sampling circuit 33 determines the reflected signal level of the sum signal (even at the maximum amplitude) under two conditions of the adjacent recording layer being unrecorded and recorded. (The average value may be used), and the result of that level is stored in the storage circuit 34. At this time, the recording layer being accessed needs to have the same condition of unrecorded or already recorded in both conditions.
  • the storage circuit outputs the sum signal level when the stored adjacent recording layer is unrecorded and the sum signal level when the adjacent recording layer is already recorded to the comparison circuit.
  • the comparison circuit 35 calculates the difference between the two sum signal levels.
  • the output signal of the comparison circuit 35 is turned on and off in accordance with the output of the recording state discrimination circuit 32 to control the signal correction circuit (AGC circuit) 29 via the adder 37. Determines whether to use as a line.
  • the control line is set to ⁇ N and used as the control line of the signal correction circuit 29 because the leakage of reflected light is large. In this case, turn off the control line and do not use it.
  • the signal correction circuit (dashed-dotted line) 29 in FIG. 10 forms a circuit similar to the AGC circuit that normalizes with the sum signal shown in FIG. The operation of setting the voltage of the sum signal to the target value is performed. By adding (or subtracting) the output of the comparison circuit 35 to the sum signal by the adder 37, the sum signal is leaked from the adjacent recording layer. The offset of the signal level can be removed. The same operation can be performed with a gain instead of an offset.
  • the target voltage for canceling the offset of the sum signal may be set.
  • the amplifier is configured by the amplification amplifier 2528 so that the amplification factors of various signals are equal to the amplification factors of the sum signal, normalization is performed using the sum signal.
  • the signal correction circuit 42 in FIG. 11 corrects the offset or gain of various signals independently of the AGC normalized by the sum signal.
  • the output of the comparison circuit 35 is turned on and off by the recording state determination circuit 32 via the switching means 36 in the same manner as described above.
  • the offset and gain of various signals are directly corrected by the output of the comparison circuit 35 via the adder 43.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of an optical disk device (optical information recording / reproducing device) 51.
  • the optical disk device 51 can be divided into a pickup 52 equipped with an optical system, a motor drive circuit 53 for moving the pickup 52 and rotating the optical information recording medium (media) 1, and various electric circuits.
  • the pickup 52 includes a semiconductor laser 54 as a light beam light source, an optical component for guiding the light beam to each element, an objective lens 55 for condensing the light beam spot on the medium 1, and a spot.
  • An actuator 56 for controlling a lens position to follow a desired position, and a light receiving element (PD) 11 for receiving light reflected from the medium 1 are provided.
  • the electric circuit includes a laser driving unit that determines a current for causing the semiconductor laser 54 to emit light.
  • a laser driving circuit 59 comprising a 57 and a strategy generating section 58 for determining a recording and reproducing light emission waveform. Since the current-to-light output characteristics of the semiconductor laser 54 greatly change with temperature, the laser drive unit 57 generally has an output control function of detecting the output light intensity and stabilizing the output. For detecting the light intensity, a light receiving element built in the semiconductor laser 54 may be used, or a dedicated optical system (not shown) may be constructed. User data transmitted from outside as recording data is converted into recording information by an encoder controlled by a CPU or the like, and then transferred from the encoder to the laser drive circuit 59 and recorded on the medium 1.
  • the reflected signal from the medium 1 received by the light receiving element 11 is an I / V circuit 12 , And is transferred to the RF detection circuit 60 and the servo / wobble detection circuit 13.
  • This I / V circuit 12 is the position of the first stage circuit, and it is preferable to set appropriate conversion efficiencies (gains) for reproduction and recording.
  • the RF detection circuit 60 extracts the information component recorded on the medium 1 and transfers the extracted information component to a decoder. Further, the transferred information component is converted into user data by a decoder.
  • the servo system including the signal detection circuits 31, 41, etc. as described above and the servo system of the wobble detection circuit 13 extract the position information of the spot and issue an instruction to the motor drive circuit 53 for causing the spot to follow the desired position.
  • Move the pickup 52 actuator 56 The focus movement between the layers is also performed by moving the actuator 56.
  • the wobbled signal component engraved on the track 4 is extracted based on the push-pull signal, which is the difference between the outputs of the light-receiving elements 11 divided by the dividing line in the track tangential direction on the medium 1.
  • the data is transferred to an address detection circuit, a clock generation circuit, or the like, and is used for managing the absolute position on the media 1, generating a clock synchronized with the rotation of the media, and controlling the rotation of the media.

Abstract

　記録可能な複数の記録層を有する光情報記録媒体であって、前記複数の記録層のうち、記録層Ａ（第２層）の或る領域Ｘにおける各種信号特性は、当該領域Ｘに照射された光ビームの光線軸上で当該記録層Ａ（第２層）に対して入射側に隣接する記録層Ｂ（第１層）の領域Ｙが既記録領域である条件により定めるようにする。これにより、隣接する記録層からの漏れ込み光による各種信号特性の測定バラツキ、誤差を抑制して、信頼性や互換性、再現性の高い特性値でのメディアパラメータの管理、規定が行なえるようにする。

Description

明 細 書
光情報記録媒体、媒体特性規定方法、媒体特性検査方法、信号検出方 法、信号検出回路、及び光情報記録再生装置
技術分野
[0001] 本発明は、 CD— R/RWの 2層版、 DVD±RZRWの 2層版、さらには将来の多層 記録媒体のような 2層以上の多層構造を有する記録可能な光情報記録媒体、その媒 体特性規定方法、媒体特性検査方法、並びに信号検出方法、信号検出回路、及び 光情報記録再生装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、 CD—RZRWや DVD±RZRWは、 PCの外部記憶装置として定着したとレヽ える。また、 CD—RZRWや DVD±RZRWは、今後さらなる大容量化が望まれ、 2 層化、将来的にはより一層の多層化も検討されてきている。
[0003] このような多層媒体では、基本的にアクセス中以外の記録層から反射された光がァ クセス中の記録層力 の反射光に漏れ込まないように層間距離を設定する。焦点位 置から大きく外れれば、媒体からの反射光は、レンズによる集光が行なわれず発散 するため、信号強度として無視できるレベルになるためである。し力 ながら、光学的 な制限として、良好な各種特性を得られる焦点許容範囲 (焦点深度)以内に多層全 てを設定しなければならず、層間距離は理想通りに広げることはできない。このため、 少なからず他層からの反射光の漏れ込みが発生する。
[0004] ここで、実用化されている多層の例としては、 DVD— ROMの 2層版がある。これは 、 2層とも工場でスタンプされた再生専用であるので各種変動に対するマージンも大 きぐトラッキングには DPD(Differential Phase Detection)と呼ばれる再生信号のエツ ジから得られる位相差を用いた方式を取り入れており、他層からの反射光漏れ込み による光量 (信号強度）変化には強い耐性を確保している。もちろん再生専用なので 、トラック（溝)やトラックの蛇行によるゥォブルを検出する必要が無ぐ他層からの反射 光の漏れ込みによる不具合は少なかった。
[0005] また、記録可能な層を複数持つメディアは、例えば特許文献 1， 2等に開示されて いる。これらの発明は多層記録が可能なメディアの記録膜特性、特に記録膜の厚み
、材料などを既定して、多層記録の実現性を高めている。また、特許文献 3では多層 記録メディアの各層に、ゥォブルを配置し、そのゥォブルにアドレス情報を挿入するこ とが示されている。
[0006] さらに、基礎研究として多層記録の実現性が高まってきており、それに伴ない必須 な技術も指摘、発明されている。当然であるが、多層メディアにおいても各種サーボ 信号ゃゥォブル信号は必須であり、互換性を高めたり、安定した品質を保っためにも 、これらの信号特性を管理する、若しくは標準として定めることは重要である。
特許文献 1：特開 2000—235733公報
特許文献 2 :特開 2003—091874公報
特許文献 3：特開 2001—052342公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力 ながら、多層の記録媒体の場合には、他層からの反射光の漏れ込みは大き な問題となる。例えば、隣接する記録層が未記録領域の場合、反射率が高いので反 射光は大きい。この反射光の焦点はずれているため受光素子上に完全に集光するこ とはないが、アクセス中の記録層からの本来の反射光に漏れ込むので、反射光は正 確な値を示さない。逆に、隣接する記録層が既記録領域の場合には反射率が低い ので漏れ込みの量は小さい。また、多層の場合にはどの層からも漏れ込みは発生す るが、特に隣接する記録層からの漏れ込みが最も悪影響を及ぼす。
[0008] したがって、記録媒体の各種信号特性は、記録膜組成、記録膜厚、溝深さ、溝幅な ど多くのパラメータによりチューニングされる。記録特性は、特許文献 1 , 2に示されて いるように、記録膜材料のチューニングが主である。し力 ながら、 2つの特許文献 1 , 2は、共に各種信号仕様については示されていない。ここで、本明細書及び請求の 範囲に示す「各種信号」とは、媒体上にグループと呼ばれる溝で刻まれたトラックを光 ビームが横切る際に得られるトラッククロス信号やトラッキングエラー信号などのサー ボ信号、その他トラックの蛇行によって刻まれた媒体の回転速度やアドレス情報を含 んだゥォブル信号などである。もちろんこれだけでなぐ再生 (RF)信号の振幅も同様 といえる。これらの信号特性は、基本的に振幅の規定で定められており、光ビーム強 度や回路増幅率など測定条件の違いを吸収する目的から、和信号で正規化して扱う 。し力 ながら、隣接する記録層からの反射光が漏れ込んで和信号に誤差が生じると 、これら誤差の規定が正確でなくなる不具合が生じる。
[0009] また、これらの隣接する記録層からの反射光の漏れ込みは光学系によって大きく変 わるため、信頼性が乏しく互換性が悪くなる。
[0010] 隣接する記録層が既記録領域の場合には、反射率が低いので反射光は小さぐァ クセス中の記録層への漏れ込みによる不具合は小さくできる。
[ooii] 一方、 P 接する記録層が既記録領域の場合には、弱いながらもその反射光の記録 データ成分がアクセス中の記録層の反射光に漏れ込むことになる。サーボ信号に対 しては信号帯域が異なるため問題にはならないが、ゥォブル信号は記録データ帯域 に近いため、注意する必要がある。よってゥォブル信号の品質規定では、隣接する記 録層が既記録の場合での C/N (キャリア対ノイズ)比を規定することが望まれる。
[0012] このように、隣接する記録層の記録状態（未記録か、既記録か）によって各種信号 仕様が異なるため、記録層が 1層（単層）のみで考えられている従来の規定方法では 安定した特性管理や標準的数値の決定を行なうことができない。
[0013] 本発明の目的は、隣接する記録層からの漏れ込み光による各種信号特性の測定 バラツキ、誤差を抑制して、信頼性や互換性、再現性の高い特性値でのメディアパラ メータの管理、規定、検査が行なえるようにすることである。
課題を解決するための手段
[0014] 本発明は、上記の目的を達成するため、次の光情報記録媒体を提供する。
記録可能な複数の記録層を有する光情報記録媒体であって、前記複数の記録層の うち、或る記録層 Aの或る領域 Xにおける各種信号特性は、前記領域 Xに照射された 光ビームの光線軸上で前記記録層 Aに対して入射側に隣接する記録層 Bの領域 Y が既記録領域である条件により定められている光情報記録媒体。これにより、隣接す る記録層からの漏れ込み光による各種信号特性の測定バラツキ、誤差を抑制して、 信頼性や互換性、再現性の高い特性値でのメディアパラメータの管理、規定を行なう こと力 Sできる。 [0015] また、前記各種信号特性の値は、前記複数の記録層で等しい値を目標値としても よい。これにより、層毎に各種検出回路の特性を変更する必要が無ぐ安価な評価装 置、記録再生装置での扱レ、を可能にすることができる。
[0016] また、前記各種信号特性は、前記領域 Yが未記録領域である条件によっても定め られており、かつ、前記領域 Yが既記録領域である条件により定められた前記領域 X における各種信号特性とは異なっていてもよい。これにより、未記録条件と既記録条 件との両方で信号特性を満足するための各種パラメータの複雑なチューニングが不 要で開発期間を短くすることができ、また、記録再生動作に不利な既記録条件での 特性改善に重点をおいたチューニングを行なうこともできる。
[0017] また、前記各種信号特性の一つは、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラ ッククロス信号の振幅であってもよレ、。これにより、トラッククロス信号の振幅バラツキが 少なぐ良好な信号品質を得ることができ、アクセス速度が速い記録再生装置への対 応が可能となる。
[0018] また、前記各種信号特性の一つは、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラ ックエラー信号の振幅であってもよい。これにより、トラックエラー信号の振幅バラツキ が少なぐ良好な信号品質を得ることができ、アクセス速度が速く安定したトラッキング 性能の記録再生装置への対応が可能となる。
[0019] また、前記各種信号特性の一つは、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の振幅 であってもよい。これにより、ゥォブル信号の振幅バラツキが少なぐ良好な信号品質 を得ることができ、アクセス速度が速く安定したメディア回転及びアドレス検出性能の 記録再生装置への対応が可能となる。
[0020] また、前記各種信号特性の一つは、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の対ノ ィズ品質であってもよい。これにより、良好なゥォブル信号品質を得ることができ、ァク セス速度が速く安定したメディア回転及びアドレス検出性能の記録再生装置への対 応が可能となる。
[0021] 更に、次の媒体特性規定方法も提供する。
記録可能な複数の記録層を有する光情報記録媒体について、前記複数の記録層の うち、或る記録層 Aの或る領域 Xにおける各種信号特性を、前記領域 Xに照射された 光ビームの光線軸上で前記記録層 Aに対して入射側に隣接する記録層 Bの領域 Y が既記録領域である条件により定めるようにした媒体特性規定方法。これにより、隣 接する記録層からの漏れ込み光による各種信号特性の測定バラツキ、誤差を抑制し て、信頼性や互換性、再現性の高い特性値でのメディアパラメータの管理、規定を行 なうことができる。
[0022] また、前記各種信号特性の値は、前記複数の記録層で等しい値を目標値とするよ うにしてもよい。これにより、層毎に各種検出回路の特性を変更する必要が無ぐ安 価な評価装置、記録再生装置での扱レ、を可能にすることができる。
[0023] また、前記各種信号特性を、前記領域 Υが未記録領域である条件においても定め 、かつ、前記領域 Υが既記録領域である条件により定められた前記領域 Xにおける 各種信号特性とは異ならせるようにしてもよい。これにより、未記録条件と既記録条件 との両方で信号特性を満足するための各種パラメータの複雑なチューニングが不要 で開発期間を短くすることができ、また、記録再生動作に不利な既記録条件での特 性改善に重点をおいたチューニングを行なうこともできる。
[0024] また、前記各種信号特性の一つを、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラ ッククロス信号の振幅としてもよい。これにより、トラッククロス信号の振幅バラツキが少 なぐ良好な信号品質を得ることができ、アクセス速度が速い記録再生装置への対応 が可能となる。
[0025] また、前記各種信号特性の一つを、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラ ックエラー信号の振幅としてもよい。これにより、トラックエラー信号の振幅バラツキが 少なぐ良好な信号品質を得ることができ、アクセス速度が速く安定したトラッキング性 能の記録再生装置への対応が可能となる。
[0026] また、前記各種信号特性の一つを、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の振幅 としてもよレ、。これにより、ゥォブル信号の振幅バラツキが少なぐ良好な信号品質を 得ることができ、アクセス速度が速く安定したメディア回転及びアドレス検出性能の記 録再生装置への対応が可能となる。
[0027] また、前記各種信号特性の一つを、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の対ノィ ズ品質としてもよい。これにより、良好なゥォブル信号品質を得ることができ、アクセス 速度が速く安定したメディア回転及びアドレス検出性能の記録再生装置への対応が 可能となる。
[0028] 更に、次の信号検出方法及び信号検出回路も提供する。
光情報記録媒体が有する記録可能な複数の記録層のうち、或る記録層 Aの或る領 域 Xに照射された光ビームの光線軸上で前記記録層 Aに対して入射側に隣接する 記録層 Bの領域 Yが未記録領域の条件における前記領域 Xの反射信号レベルと、前 記領域 Yが既記録領域の条件における前記領域 Xの反射信号レベルとを比較し、そ の比較結果に基づき前記領域 Yの記録状態に応じて前記領域 Xにおける各種信号 の増幅率若しくはオフセットの変更を行なうようにした信号検出方法。
光情報記録媒体が有する記録可能な複数の記録層のうち、或る記録層 Aの或る領 域 Xの反射信号レベルを保持するサンプル回路と、前記領域 Xに照射された光ビー ムの光線軸上で記録層 Aに対して入射側に隣接する記録層 Bの領域 Yが未記録領 域か既記録領域力を判別する記録状態判別回路と、前記領域 Yが未記録領域及び 既記録領域となる各々の場合で前記サンプノレ回路に保持されたサンプノレ回路の出 力を記憶する記憶回路と、この記憶回路から出力される前記領域 Yが未記録領域時 と既記録領域時との信号の差を求める比較回路と、この比較回路の出力及び前記領 域 Xの反射信号レベルを制御信号として各種信号の増幅率又はオフセットを変更す る信号補正回路と、前記記録状態判別回路の出力によって前記信号補正回路の制 御信号として前記比較回路の出力を用いるか用いないかを選択する選択手段と、備 える信号検出回路。これにより、隣接する記録層の記録状態に関わらず、振幅変動、 オフセット変動の少ない良好な品質の各種信号を検出することができる。
[0029] 更に、次の光情報記録再生装置も提供する。
光情報記録媒体を回転駆動させる回転機構と、光源、対物レンズを有して、前記光 情報記録媒体に対して光ビームを照射するとともに前記光情報記録媒体力、らの反射 光を受光するピックアップと、を備え、請求項 1記載の光情報記録媒体を対象として、 情報の記録又は再生を行なう光情報記録再生装置。これにより、上記光情報記録媒 体に対して情報の記録再生を行なっているので、 P 接する記録層の記録状態に関 わらず、安定して信頼性の高いサーボ性能、高速なアクセス性能を持つ情報記録再 生装置が実現できる。
[0030] また、上記光情報記録再生装置は、上記信号検出回路を搭載してもよい。これによ り、隣接する記録層の記録状態に関わらず、安定して信頼性の高いサーボ性能、高 速なアクセス性能を持つ情報記録再生装置が実現できる。
[0031] 更に、次の媒体特性検査方法も提供する。
記録可能な複数の記録層を有する光情報記録媒体の媒体特性検査方法であって、 前記複数の記録層のうち、或る記録層 Aの或る領域 Xにおける各種信号特性を、前 記領域 Xで合焦点となる光ビームの光線軸上で当該記録層 Aに対して入射側に隣 接する記録層 Bの領域 Yが既記録領域である条件により検查するようにした媒体特 性検查方法。これにより、隣接する記録層からの漏れ込み光による各種信号特性の 測定バラツキ、誤差を抑制して、信頼性や互換性、再現性の高い特性値でのメディ ァパラメータの検查を行なうことができる。
[0032] また、前記各種信号特性の値は、前記複数の記録層で等しい値を目標値とするよ うにしてもよい。これにより、層毎に各種検出回路の特性を変更する必要が無ぐ安 価な検査装置、記録再生装置での扱レ、を可能にすることができる。
[0033] また、前記各種信号特性を、前記領域 Yが未記録領域である条件においても検査 し、かつ、前記領域 Yが既記録領域である条件により検査された前記領域 Xにおける 各種信号特性とは異ならせるようにしてもよい。これにより、未記録条件と既記録条件 との両方で信号特性を満足するための各種パラメータの複雑なチューニングが不要 で開発期間を短くすることができ、また、記録再生動作に不利な既記録条件での特 性改善に重点をおいたチューニングを行なうこともできる。
[0034] また、前記各種信号特性の一つを、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラ ッククロス信号の振幅としてもよい。これにより、トラッククロス信号の振幅バラツキが少 なぐ良好な信号品質を得ることができ、アクセス速度が速い記録再生装置への対応 が可能となる。
[0035] また、前記各種信号特性の一つを、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラ ックエラー信号の振幅としてもよい。これにより、トラックエラー信号の振幅バラツキが 少なぐ良好な信号品質を得ることができ、アクセス速度が速く安定したトラッキング性 能の記録再生装置への対応が可能となる。
[0036] また、前記各種信号特性の一つを、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の振幅 としてもよレ、。これにより、ゥォブル信号の振幅バラツキが少なぐ良好な信号品質を 得ることができ、アクセス速度が速く安定したメディア回転及びアドレス検出性能の記 録再生装置への対応が可能となる。
[0037] また、前記各種信号特性の一つを、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の対ノィ ズ品質としてもよい。これにより、良好なゥォブル信号品質を得ることができ、アクセス 速度が速く安定したメディア回転及びアドレス検出性能の記録再生装置への対応が 可能となる。
発明の効果
[0038] 本発明によれば、隣接する記録層からの漏れ込み光による各種信号特性の測定バ ラツキ、誤差を抑制して、信頼性や互換性、再現性の高い特性値でのメディアパラメ ータの管理、規定、検査を行なうことができる。
図面の簡単な説明
[0039] [図 1]一般的かつ本実施の形態にも適用される光情報記録媒体を示す図である。
[図 2]各種信号を抽出する信号処理ブロックの基本構成例を示すブロック図である。
[図 3]2層記録メディアの記録 ·再生原理を説明するための模式図である。
[図 4]2層記録メディアの場合の各層からの反射光の影響を説明するための模式図で める。
[図 5]2層記録メディアの場合の各層からの反射光の影響を信号レベルで説明するた めの模式図である。
[図 6]各種信号の正規化処理用の構成例を示すブロック図である。
[図 7]トラッククロス信号及びトラックエラー信号の波形例を示す図である。
[図 8]ゥォブル信号の波形例を示す図である。
[図 9]既記録領域から検出されるゥォブル信号の波形例を示す図である。
[図 10]信号検出回路の一例を示すブロック図である。
[図 11]信号検出回路の他例を示すブロック図である。
[図 12]光ディスク装置の一構成例を示すブロック図である。 符号の説明
1 光情報記録媒体
2 グループ (溝）
3 ランド
4 トラック
11 4分割 PD (受光素子）
12 I/V回路
13 サーボ及びゥォブル検出回路
21 LPF
22, 25— 28 増幅アンプ
23 振幅検出回路
24 ゲイン回路
29, 42 信号補正回路
31 , 41 信号検出回路
32 記録状態判別回路
33 サンプル回路
34 記憶回路
35 比較回路
36 スイッチング回路 (選択手段）
37, 43 カロ算器
37 選択手段
51 光ディスク装置 (光情報記録再生装置） 52
53 モータ駆動回路
54 半導体レーザ (光源）
55 対物レンズ
56 ァクチユエータ
57 レーザ駆動部 58 ストラテジ発生部
59 レーザ駆動回路
60 RF検出回路
発明を実施するための最良の形態
[0041] 本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
[0042] 図 1は、一般的かつ本実施の形態にも適応される光情報記録媒体 (メディア） 1の一 構成例を示す図である。ここで、図 1 (a)は、メディア 1の概略平面図であり、図 1 (b) は、メディア 1の一部を抽出して示す概略斜視図である。
メディア 1には同心円状若しくはスパイラル状にグノレーブ (溝） 2とランド 3とからなるト ラック 4が形成されている。このトラック 4は、メディア形成装置により予め形成されるも のである。情報記録再生装置は、このトラック 4に沿って情報の記録、再生を行なう。 また、メディア 1には回転情報として、線速度一定若しくは角速度一定で回転した場 合に、一定周波数 (周期）の信号が検出可能なように、トラック 4が蛇行している（図 1 ( b)参照）。 CD— RWや DVD + R/RWではこのトラック 4の蛇行を概略一定周波数と しながら、周波数や位相を若干変える部分を設けることで、アドレス情報を記録してい る。その他、トラックの片側のみ蛇行しているものや、間欠的に蛇行が途切れている 場合もある。
[0043] 図 2にメディア 1に照射された光ビームの反射光を受光し、各種信号を抽出する信 号処理ブロックの一例を示す。メディア 1からの反射光を 4分割 PD (受光素子） 11で 受光する。この 4分割受光素子 11は、光学的にメディア面のトラック接線方向とそれ に垂直方向に対応する分割線で 4つの受光領域に仕切られている。各受光領域を、 便宜的に左前より時計回りに A— Dとする。 IZV回路 12は、電流信号である受光素 子出力を電圧信号に変換する。また、電圧変換された信号から、サーボ及びゥォブ ル検出回路 13の加算アンプ、減算アンプ、 LPF (低域通過フィルタ）又は HPF (高域 通過フィルタ）により、各種信号が抽出される。トラッククロス信号は、（A+B + C + D) の演算結果の低周波信号である。トラックエラー信号は、（A+D)_ (B + C)の低周 波信号である。ゥォブル信号は、トラックエラー信号と同じ演算であるが、高周波信号 である。フォーカスエラー信号は、（A + C) _(B + D)の低周波信号である。また、再 生 (RF)信号は、高帯域の別回路で演算することが望ましいため、ここには記載して いないが、演算は（A+B + C + D)である。
[0044] ここで図示したのは、各種信号の最も簡単な演算方法であるが、もちろん受光素子
(PD)の分割形状はこの限りではなぐさらに細かく分割されていてもよぐ逆に 2， 3 分割と少なくてもよい。即ち、各々の受光形態に応じて信号演算を最適化すればよ レ、。また、トラックエラー信号は、 DPD (ディファレンシャル フェーズ ディテクシヨン） 法でもよレ、。また、メインとサブからなる複数の光ビームから各種信号を検出する場合 でもよレ、。例えば、トラックエラー信号は 3つの光ビームを受光して演算する 3ビーム 法や DPP (ディファレンシャルプッシュプル)法などの場合である。なお、トラッククロス 信号も 3ビームで演算することができる。また、フォーカス系は別の受光素子となって いてもよい。
[0045] また、ゥォブル信号は、トラックエラー信号と別の回路で演算しても良いし、減算アン プの前に各種補正回路を挿入してもよい。
[0046] 即ち、検出法によって演算法を適正化すればよぐそのメディア 1から信号を引出す 方法、手段には依らない。
[0047] 図 3は、多層構造として 2層記録メディア 1の模式図を示す図である。記録層は第 1 層（記録層 Bに相当）と第 2層（記録層 Aに相当）の 2つあり、光ビームは第 1層から入 射される。第 1層では吸収率 "A1"で光ビームのエネルギーを吸収し記録が行なわれ る。また、反射率" R1"がマーク (既記録領域）とスペース (未記録領域）とで異なるた め、第 1層の反射光から記録されたデータを読み取ることができる。同時に、第 1層記 録膜の透過率 "T1"で透過された光ビームは、第 2層に届く。第 2層では吸収率 "A2" で吸収されたエネルギーで記録が行われる。そして、第 1層と同様に第 2層の反射率 がマークとスペースとで異なるため、第 2層の反射光から記録されたデータを読 み取ること力 Sできる。詳細には、第 2層目からの反射光は再び第 1層を透過する際、 吸収及び反射が行なわれるが、第 2層目における反射時点で光ビーム強度が十分 弱くなつているため、 2度目に第 1層に届いた時点では記録は行なわれなレ、。多層の 場合も同様な現象が発生すると考えればよい。また、記録膜のタイプが追記型 (R)か 書換え型 (RW)かに関わらず、同様の現象が発生すると考えればよい。 [0048] 図 4は、 2層記録メディア 1を例にとり、光ビームの流れを説明するための図である。 図 4 (a)は、第 1層記録膜へ光ビームの焦点を合わせてある場合である。また、光源 からメディア 1への光 (往路）は実線で示し、メディア 1からの反射光（復路）は点線で 示している。また、図 4では、簡略化のため、対物レンズ片側端から入射した光の経 路のみを示している。光ビームは、対物レンズによりメディアアクセス位置（焦点）に向 け集光される。この光ビームの光線軸を一点鎖線で示している。第 1層で反射された 大部分の光ビームは、再び対物レンズに戻り、ここでは図示していないが周囲の光学 系を経て受光素子 (PD)上に集光される。一方、第 2層で反射された光ビームのうち 対物レンズ中央部を通過するものは、再び対物レンズに戻って受光素子上に集光さ れ、対物レンズの端を通過したものは、反射光が対物レンズ外側に戻る力 若しくは 、対物レンズに戻っても受光素子までの光学系にて発散し、受光素子に導かれること は少ない。即ち、第 2層からの反射光は第 1層からの反射光に漏れ込むことは比較的 小さい。
[0049] 一方、図 4 (b)は第 2層に焦点を合わせてある場合である。第 1層のときと同様に焦 点が合っている第 2層からの反射光は対物レンズに戻り、受光素子に集光される。第 1層から反射された光束のうち対物レンズ中央の光も、対物レンズに戻るので受光素 子上に集光する。しかし、図 4 (a)では受光素子に戻らなかった対物レンズの端を通 過した光に関して大部分が対物レンズに戻るので、受光素子までの光学系で発散す るとはいえ、受光素子まで導かれる光は図 4 (a)の場合より多くなる。なお、焦点付近 の部分拡大図では、第 1層記録膜を記録層 B、第 2層記録膜を記録層 Aとして示して いる。また、光線軸上の記録層 A, Bの点を X点、 Y点とした。なお、各点の大きさは、 具体的には各層における光ビーム径に基づく領域 (X領域、 Y領域）となる。
[0050] このように、第 1層に光ビームの焦点を合わせた場合と、第 2層に焦点を合わせた 場合とで、他層からの漏れ込み具合は変化する。具体的には、入射面から奥の層（ 第 2層）にアクセスする場合に、手前の層（第 1層）の反射光が漏れ込み悪影響を及 ぼすことが多い。また、手前の層が既記録状態で反射光量が少ない場合は悪影響が 少なくなるといえる。
[0051] これを信号レベルで説明したものが図 5である。上側は第 1層、下側は第 2層の記 録膜反射光から得られた信号レベルを各々示している。また、図 5 (a)は第 1層（記録 層 B)が未記録であった場合を示し、図 5 (b)は第 1層（記録層 B)が既記録であった 場合の信号レベルを示している。また、図 5中の太線は基準（GND)レベルであり、 SIN波はトラッククロス信号を例にした信号レベルである。更に、図 5中の小さい点線 は漏れ込みによる信号レベルのオフセットを表している。
[0052] 図 5 (a)に示した第 1層が未記録の場合、反射光が大きいので第 2層にアクセスして 反射光を受光した場合に、第 1層からの反射光が大きく漏れ込み、信号レベルが大 きくなつてしまう。一般的に、漏れ込み光は受光素子全体に入るため、和光量が大き くなる。トラッククロス信号は和信号なので、信号レベルが大きくなる現象が起きる。
[0053] 逆に、図 5 (b)のように第 1層が既記録であった場合には反射光が小さいので、第 2 層の信号を検出する際に大きな漏れ込みにはならず影響が小さい。これから判るよう に、第 2層の信号レベルは、第 1層の記録状態 (未記録か既記録か）に大きく左右さ れる。なお、図 5に示したが、第 1層の信号レベルと、第 1層が既記録の状態における 第 2層の信号レベルはほぼ等しい。
[0054] 前述の説明では、トラッククロス信号を例にとって簡単に説明した。し力 ながら、実 用的には光ビームの光量変化や、検出回路のゲイン (増幅率)などが測定系によって 異なるため、各種信号の規定には通常、和信号 (4分割受光素子の場合は 4つの加 算）で正規化することが用いられる。その回路ブロックの一例を図 6に示す。和信号は LPF21で平均化し、増幅アンプ 22を通過する。その出力の振幅又は信号レベルを 振幅検出回路 23で測定し、 目標の電圧（目標値）となるようにゲイン回路 24で増幅 率を決定する。増幅アンプ 22は、この増幅率で信号を増幅する。この一連の動作に より、正規化和信号は目標の電圧に保たれる。それと同じ増幅率 (ゲイン回路の出力 )で他の信号（フォーカスエラー信号、トラッククロス信号、トラックエラー信号、ゥォブ ル信号など)も増幅アンプ 25— 28で増幅し、各種正規化信号が生成される。このよう な振幅の調整回路を AGC (オートゲインコントロール）回路 (信号補正回路） 29と呼 ぶ。もちろん、これらの処理は A/Dコンバータによってデジタル化した後に、データ 処理的に行なっても同様の効果が得られる。
[0055] AGC回路 29によって正規化された各種信号は、他層からの反射光の漏れ込みに より和信号に誤差が生じた場合、増幅率が正確でなくなり、信号規定に誤差を生じる 。よって、他層からの反射信号の漏れ込みの無い状態での信号特性の規定が望まれ る。
[0056] そこで、本実施の形態における第 2層（記録層 A)の信号規定 (振幅など)では、第 1 層（記録層 B)が既記録の場合 (もっと一般的には隣接層が既記録の場合）において 各種信号特性の仕様を定めるようにしている。また、本実施の形態における第 2層（ 記録層 A)の信号検査 (振幅など)では、第 1層（記録層 B)が既記録の場合 (もっと一 般的には隣接層が既記録の場合）において各種信号特性の検査を行なうようにして いる。なお、各種信号特性は、複数の記録層で等しい値を目標値とするようにしても よい。
[0057] また、実際に記録再生動作を行なう場合も、他層からの反射光漏れ込みは悪影響 を及ぼすので、 P 接層が既記録である状態での再生及び記録を行なえる方が望まし レ、。前述の説明では手前の層が既記録の状態で奥の層にアクセスするような順序で メディアに記録を行なうことが望ましい。
[0058] 図 7は、トラッククロス信号とトラックエラー信号の波形を、メディア 1のトラック 4との関 係で示した図である。トラッククロス信号は、情報（マークとスペースとからなる）が記録 されるランド 3の中心で信号レベルが低くなる波形である。また、トラックエラー信号は 、グノレーブ中心でゼロクロスする信号波形である。具体的には特性値としては記録密 度との関係で異なるため定めることは難しいが、〃正規化トラッククロス信号 >0. 1"や "0. 22く正規化トラックエラー信号く 0. 8"程度がよい。特に、青色レーザを光源と する記録密度にとりわけ適するのは、グループ幅を広くし、狭トラック化を進める点で〃 正規化トラッククロス信号 >0"や" 0. 2 <正規化トラックエラー信号 < 0. 5"程度と思 われる。
[0059] 図 8は、ゥォブル信号の波形例を示す図である。ここで、図 8 (a)は変調のなレ、モノト ーンである。また、図 8 (b)は FM変調が重畳されたゥォブル波形である。変調はアド レスなどの情報を含むために揷入される。同様に図 8 (c)は PM変調、図 8 (d)はノコ ギリ変調、図 8 (e)は MSK変調、図 8 (f)は〇N— OFF変調が重畳されたゥォブル波 形である。もちろんこれらの例に限らないが、ゥォブル信号の特性も通常振幅で定め られる。直接、和信号からの規定でなぐトラックエラー信号 (プッシュプル信号ともい う）からの規定がなされる場合が多いが、トラックエラー信号自体が和信号で規定され ているため、和信号が隣接層力 の反射光により誤差をもっと、ゥォブル信号の既定 も信頼できなくなる。このため、サーボ信号と同じように、多層からの反射光の漏れ込 みによって誤差を発生しない特性値の規定が必要となる。具体的には特性値として は、〃0. 05く正規化ゥォブル信号く 0. 3"程度がよい。
[0060] 図 9は、既記録領域から検出されるゥォブル信号の波形例を示す図である。 A+D , B + Cは、図 2のブロック図におけるサーボ及びゥォブル検出回路 13中の加算器出 力であり、（A + D)_ (B + C)は、ゥォブル信号である。八+0及び8 +〇の信号は、ゥ ォブル信号と比較すると信号強度の強いデータ信号にゥォブル成分は坦もれる状態 になっている。ここで、両者の差分を演算することで、両信号に同相成分として重畳さ れていたデータ信号は除かれ、ゥォブル信号が検出できる。し力、しながら、光学的ず れゃメディア傾き、記録マークの形状などの影響で、八+ 0と8 +〇の両信号に重畳 されているデータ信号の強度に差が発生すると、ゥォブル信号力 データ信号を完 全に取り除くことができずノイズとして残留することになる。一般的にゥォブル品質は C /N (キャリア対ノイズ)比で規定される。従来の 1層記録の場合、具体的にはゥォブ ル周波数によって異なる力 s"ゥォブル C/N値〉 31dB"程度がよいとされていた。こ れに既記録の隣接記録層から反射光が漏れこんだ場合、反射光にデータ信号成分 が重畳されているため、ゥォブル信号にとってはノイズとなり、品質を低下させる。隣 接記録層への光ビームは、完全には集光しきれないため、データ信号などの高周波 成分の強度はそれほど強くないが、ゥォブル信号はデータ信号に比べ非常に小さい 振幅しか得られないため、無視できない。そこで、ゥォブル信号品質の規定も、振幅 規定と同様に、 P 接記録層が既記録である状態で行なわれることが望ましい。
[0061] ところで、 P 接する記録層が全て既記録の場合しか記録再生しないのであれば、そ の規定に応じて回路特性を設計すれば良い。しかし、できれば未記録の場合でも記 録再生したい。そこで、隣接する記録層が未記録の場合と、既記録の場合とで予め 漏れ込む反射光の量を測定しておき、その差を隣接する記録層の記録状態に応じ て補正すること力と考えられる。なお、各種信号特性を、第 1層（記録層 B)が未記録で ある条件においても定め、かつ、第 1層（記録層 B)が既記録である条件により定めら れた第 2層（記録層 A)における各種信号特性とは異ならせるようにしてもよい。
[0062] 図 10及び図 11は、他層からの反射光漏れ込みレベルを予め取得し、これを補正し て各種信号を正確に検出するための信号検出回路 31 , 41の回路構成を示している 。図 10は、 AGC回路を含んだ信号検出回路の一例を示す図であり、図 11は、図 10 よりも AGC回路の構成をシンプノレにした信号検出回路の一例を示すである。また、 両図とも点線で示した各種信号用の部分は、図 2と同様に同じ構成で複数つなげる ことができ、各種信号 (フォーカスエラー信号、トラッククロス信号など）に対応させるこ とができる。説明上同じ回路なので、省いてある。
[0063] まず、記録状態判別回路 32は、 目的のアクセス記録層の隣接記録層が未記録領 域か既記録領域力、を判別する。これは、予めメディア管理領域を再生し、その外部情 報と現在のアクセス位置との比較において推測することができる。もちろん別の手段 で検出した結果を外部情報としてもよい。この記録状態判別回路 32において隣接記 録層の記録状態を確認しながら、サンプノレ回路 33は、隣接する記録層が未記録と既 記録との 2条件で和信号の反射信号レベル (最大振幅でも、平均値でも良い）を保持 し、そのレベルの結果を記憶回路 34で記憶する。このとき、アクセス中の記録層は、 2条件ともに未記録若しくは既記録の同じ条件にする必要がある。記憶回路 34は、 記憶された隣接する記録層が未記録の場合の和信号レベルと、既記録の場合の和 信号レベルとを比較回路 35に出力する。比較回路 35は、 2つの和信号レベルの差 を演算する。この比較回路 35の出力信号を記録状態判別回路 32の出力に応じてス イッチング回路 (選択手段） 36を ON— OFFすることで、加算器 37を介して信号補正 回路 (AGC回路） 29の制御線として使用するかどうかを決定する。
[0064] 具体的な例として隣接する記録層が未記録の場合は、反射光の漏れ込みが大きい ため制御線を〇Nして、信号補正回路 29の制御線として使用する一方、既記録の場 合には制御線を OFFして使わない。図 10における信号補正回路（一点鎖線） 29は、 図 6で示した和信号で正規化する AGC回路と同様の回路を構成している。和信号の 電圧を目標値にする動作が行なわれるが、その和信号に比較回路 35の出力を加算 器 37で加算 (若しくは減算）することで、隣接する記録層からの漏れ込みにより和信 号レベルがオフセットした分を除去できる。また、オフセットではなくゲインでも同様の 動作をさせることができる。即ち、比較回路 35の出力に応じてゲイン回路 24の目標 電圧を変更することで、和信号がオフセットした分をキャンセルする目標電圧に設定 すればよい。図 6の説明と同様に、各種信号の増幅率を和信号の増幅率と同じにす るべく増幅アンプ 25 28で構成されれば、和信号で正規化が行なわれる。
[0065] 図 11に示す信号検出回路 41も同様であるが、図 11中における信号補正回路 42 は和信号で正規化する AGCではなぐ独立に各種信号のオフセット若しくはゲインを 補正するものである。前述の説明と同じぐ比較回路 35の出力が記録状態判別回路 32によってスイッチング手段 36を介して ON—OFFされる。この比較回路 35の出力 によって加算器 43を介して直接各種信号のオフセットやゲインを補正する。
[0066] 図 12は、光ディスク装置（光情報記録再生装置） 51の一構成例を示す図である。
光ディスク装置 51は光学系を搭載したピックアップ 52と、ピックアップ 52の移動や光 情報記録媒体 (メディア） 1を回転させるモータ駆動回路 53と、各種電気回路とに分 けること力 Sできる。
[0067] なお、ピックアップ 52には光ビームの光源である半導体レーザ 54と、光ビームを各 素子に導く光学部品と、メディア 1上に光ビームのスポットを集光させる対物レンズ 55 と、スポットを所望の位置に追従させるベくレンズ位置を制御するァクチユエータ 56と 、メディア 1からの反射光を受光する受光素子（PD) 11とを備えている。
[0068] また、電気回路には、半導体レーザ 54を発光させる電流を決定するレーザ駆動部
57と記録及び再生発光波形を決定するストラテジ発生部 58とからなるレーザ駆動回 路 59がある。半導体レーザ 54の電流対光出力特性は温度により大きく変化するため 、一般的にレーザ駆動部 57では出力された光強度を検出し、出力を安定化する出 力制御機能が搭載されている。光強度の検出は、半導体レーザ 54に内蔵されている 受光素子を使用してもよいし、図示していないが専用の光学系を構築してもよい。記 録データとして外部から伝送されたユーザデータは CPU等により制御されたェンコ ーダにおいて記録情報に変換された後、エンコーダからレーザ駆動回路 59に転送さ れメディア 1に記録される。
[0069] その他の回路として受光素子 11で受けたメディア 1からの反射信号は I/V回路 12 により電流/電圧変換され、 RF検出回路 60やサーボ及びゥォブル検出回路 13に 転送される。この I/V回路 12は、初段回路の位置付けであり、再生時と記録時で各 々適する変換効率 (ゲイン）を設定しているとよい。 RF検出回路 60は、メディア 1に記 録された情報成分を抽出し、抽出した情報成分をデコーダに転送する。また、転送さ れた情報成分は、デコーダによりユーザデータに変換される。
前述したような信号検出回路 31， 41等を含むサーボ及びゥォブル検出回路 13の サーボ系ではスポットの位置情報を抽出し、所望の位置にスポットを追従させるベく モータ駆動回路 53に指示を出し、ピックアップ 52ゃァクチユエータ 56を移動させる。 多層間のフォーカス（焦点）移動もァクチユエータ 56の移動により行なわれる。また、 ゥォブル系ではメディア 1上のトラック接線方向の分割線で 2分割された受光素子 11 における出力の差分であるプッシュプル信号を基に、トラック 4に刻まれたゥォブル信 号成分を抽出して、例えばアドレス検出回路やクロック生成回路等に転送して、メデ ィァ 1上の絶対位置の管理やメディア回転に同期したクロック生成、メディア回転制御 に使用される。

Claims

請求の範囲
[1] 記録可能な複数の記録層を有する光情報記録媒体であって、前記複数の記録層 のうち、或る記録層 Aの或る領域 Xにおける各種信号特性は、前記領域 Xに照射され た光ビームの光線軸上で前記記録層 Aに対して入射側に隣接する記録層 Bの領域 Yが既記録領域である条件により定められていることを特徴とする光情報記録媒体。
[2] 前記各種信号特性の値は、前記複数の記録層で等しレ、値を目標値とすることを特 徴とする請求項 1記載の光情報記録媒体。
[3] 前記各種信号特性は、前記領域 Yが未記録領域である条件によっても定められて おり、かつ、前記領域 Yが既記録領域である条件により定められた前記領域 Xにおけ る各種信号特性とは異なっていることを特徴とする請求項 1記載の光情報記録媒体。
[4] 前記各種信号特性の一つは、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラックク ロス信号の振幅である、ことを特徴とする請求項 1記載の光情報記録媒体。
[5] 前記各種信号特性の一つは、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラックェ ラー信号の振幅である、ことを特徴とする請求項 1記載の光情報記録媒体。
[6] 前記各種信号特性の一つは、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の振幅である 、ことを特徴とする請求項 1記載の光情報記録媒体。
[7] 前記各種信号特性の一つは、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の対ノイズ品 質である、ことを特徴とする請求項 1記載の光情報記録媒体。
[8] 記録可能な複数の記録層を有する光情報記録媒体にっレ、て、前記複数の記録層 のうち、或る記録層 Aの或る領域 Xにおける各種信号特性を、前記領域 Xに照射され た光ビームの光線軸上で前記記録層 Aに対して入射側に隣接する記録層 Bの領域 Yが既記録領域である条件により定めるようにしたことを特徴とする媒体特性規定方 法。
[9] 前記各種信号特性の値は、前記複数の記録層で等しい値を目標値とするようにし たことを特徴とする請求項 8記載の媒体特性規定方法。
[10] 前記各種信号特性を、前記領域 Yが未記録領域である条件においても定め、かつ 、前記領域 Yが既記録領域である条件により定められた前記領域 Xにおける各種信 号特性とは異ならせるようにしたことを特徴とする請求項 8記載の媒体特性規定方法
[11] 前記各種信号特性の一つを、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラックク ロス信号の振幅とする、ことを特徴とする請求項 8記載の媒体特性規定方法。
[12] 前記各種信号特性の一つを、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラックェ ラー信号の振幅とする、ことを特徴とする請求項 8記載の媒体特性規定方法。
[13] 前記各種信号特性の一つを、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の振幅とする 、ことを特徴とする請求項 8記載の媒体特性規定方法。
[14] 前記各種信号特性の一つを、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の対ノイズ品 質とする、ことを特徴とする請求項 8記載の媒体特性規定方法。
[15] 光情報記録媒体が有する記録可能な複数の記録層のうち、或る記録層 Aの或る領 域 Xに照射された光ビームの光線軸上で前記記録層 Aに対して入射側に隣接する 記録層 Bの領域 Yが未記録領域の条件における前記領域 Xの反射信号レベルと、前 記領域 Yが既記録領域の条件における前記領域 Xの反射信号レベルとを比較し、そ の比較結果に基づき前記領域 Yの記録状態に応じて前記領域 Xにおける各種信号 の増幅率若しくはオフセットの変更を行なうようにしたことを特徴とする信号検出方法
[16] 光情報記録媒体が有する記録可能な複数の記録層のうち、或る記録層 Aの或る領 域 Xの反射信号レベルを保持するサンプル回路と、
前記領域 Xに照射された光ビームの光線軸上で記録層 Aに対して入射側に隣接 する記録層 Bの領域 Yが未記録領域か既記録領域力を判別する記録状態判別回路 と、
前記領域 Yが未記録領域及び既記録領域となる各々の場合で前記サンプル回路 に保持されたサンプル回路の出力を記憶する記憶回路と、
この記憶回路から出力される前記領域 Yが未記録領域時と既記録領域時との信号 の差を求める比較回路と、
この比較回路の出力及び前記領域 Xの反射信号レベルを制御信号として各種信 号の増幅率又はオフセットを変更する信号補正回路と、
前記記録状態判別回路の出力によって前記信号補正回路の制御信号として前記 比較回路の出力を用いるか用いないかを選択する選択手段と、
備えることを特徴とする信号検出回路。
[17] 光情報記録媒体を回転駆動させる回転機構と、
光源、対物レンズを有して、前記光情報記録媒体に対して光ビームを照射するとと もに前記光情報記録媒体力 の反射光を受光するピックアップと、
を備え、請求項 1記載の光情報記録媒体を対象として、情報の記録又は再生を行な う、ことを特徴とする光情報記録再生装置。
[18] 請求項 16記載の信号検出回路を搭載している、ことを特徴とする請求項 17記載の 光情報記録再生装置。
[19] 記録可能な複数の記録層を有する光情報記録媒体の媒体特性検査方法であって 、前記複数の記録層のうち、或る記録層 Aの或る領域 Xにおける各種信号特性を、 前記領域 Xで合焦点となる光ビームの光線軸上で当該記録層 Aに対して入射側に 隣接する記録層 Bの領域 Yが既記録領域である条件により検査するようにしたことを 特徴とする媒体特性検査方法。
[20] 前記各種信号特性の値は、前記複数の記録層で等しい値を目標値とするようにし たことを特徴とする請求項 19記載の媒体特性検査方法。
[21] 前記各種信号特性を、前記領域 Yが未記録領域である条件にぉレ、ても検査し、か つ、前記領域 Yが既記録領域である条件により検査された前記領域 Xにおける各種 信号特性とは異ならせるようにしたことを特徴とする請求項 19記載の媒体特性検査 方法。
[22] 前記各種信号特性の一つを、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラックク ロス信号の振幅とする、ことを特徴とする請求項 19記載の媒体特性検査方法。
[23] 前記各種信号特性の一つを、光ビームがトラックを横切った際に得られるトラックェ ラー信号の振幅とする、ことを特徴とする請求項 19記載の媒体特性検査方法。
[24] 前記各種信号特性の一つを、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の振幅とする
、ことを特徴とする請求項 19記載の媒体特性検査方法。
[25] 前記各種信号特性の一つを、トラックの蛇行成分であるゥォブル信号の対ノイズ品 質とする、ことを特徴とする請求項 19記載の媒体特性検査方法。
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