JP2006228286A

JP2006228286A - 光ディスク記録再生装置

Info

Publication number: JP2006228286A
Application number: JP2005038079A
Authority: JP
Inventors: Katsuro Yamazaki; 崎克郎山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-08-31
Also published as: CN1822123A; US20060209661A1; CN100421157C

Abstract

【課題】プリピット信号に隣接するグループトラックに記録されているデータによらず、プリピット信号を正しく検出可能な光ディスク記録再生装置を提供する。
【解決手段】 LPP検出部１１は、第１の遅延器２１と、マーク長検出器２２と、LPP検出ウインドウ生成器２３と、第１のスライスレベル生成器２４と、第１の二値化回路２５と、第２のスライスレベル生成器２６と、第２の二値化回路２７と、第２の遅延器２８と、スライスレベル制御部２９と、LPP検出コントローラ３０とを有する。特定LPP検出ウインドウを設定し、この特定LPP検出ウインドウ内で第２のスライスレベルを調整して最適なスライスレベルを選択してLPP信号の検出を行うため、マークに隣接する小さなスパイク部であっても、確実にLPP信号を検出でき、光ディスクの再生精度を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ディスクに記録されたプリピット信号を検出可能な光ディスク記録再生装置に関する。

DVD-R/RWに代表される記録用光ディスクは、レーザパワー照射によるデータ記録を行うグルーブトラックと、レーザパワー照射によるデータ記録を行わないランドトラックが交互に形成されている。ランドトラックには、物理アドレス情報やメディア特有の情報等を示すプリピット信号（LPP信号）があらかじめ凹凸記録されている。

光ディスク記録再生装置は、データ記録時に、ピックアップをグルーブトラックに走査させながらレーザパワーの照射制御を行い、レーザ反射率の低い物理状態部分（マーク）と高い物理状態部分（スペース）を形成してデータ記録を行う。再生時には、ピックアップを低パワーレーザでグルーブトラックを走査させながら、通過時の反射率の違いを利用してマークとスペースからなる記録データの再生処理を行うと同時に、ランドトラックに記録されたプリピット信号の検出、同信号のスパイク部分の二値化、復調を行ってプリピット情報を取得する（特許文献１参照）。

プリピット信号は、レーザの反射光に含まれるスパイク成分により検出される。プリピット信号によるプリピット情報は、メディアの記録用推奨パラメータの取得や目的物理位置への移動、記録開始タイミングの決定等のために使用される。プリピット信号の隣接するグルーブトラックが未記録状態であればプリピット信号を容易に検出して二値化できるが、隣接するグルーブトラックにデータが記録されており、特にマーク位置と重なるプリピット位置では、マーク通過時のレーザ反射光量が低下し、プリピット信号のスパイク部分の振幅が小さくなってしまう。このため、プリピット信号のスパイク部分の振幅がばらつき、スパイク部分の二値化が難しくなる。
特開2000-260025公報

本発明は、プリピット信号に隣接するグループトラックに記録されているデータによらず、プリピット信号を正しく検出可能な光ディスク記録再生装置を提供するものである。

本発明の一実施形態によれば、光ディスクにレーザ照射により記録された情報をレーザ光で読み出してRFデータを生成するRFデータ生成手段と、前記RFデータをマークおよびスペースからなる第１の二値データに変換する第１の二値化手段と、前記第１の二値データに含まれる特定のマークを検出する特定マーク検出手段と、前記特定のマークに隣接配置されたプリピット信号を検出する範囲を示すLPP検出ウインドウを生成するLPP検出ウインドウ生成手段と、前記プリピット信号をレーザ光で読み出した信号が所定のスライスレベルを超えるか否かにより第２の二値データを生成する第２の二値化手段と、前記特定マーク検出手段の検出結果、前記LPP検出ウインドウおよび前記第２の二値データに基づいて前記スライスレベルを調整するスライスレベル調整手段と、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ものである。

本発明によれば、プリピット信号に隣接するグループトラックに記録されているデータによらず、プリピット信号を正しく検出できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る光ディスク記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。図１の光ディスク記録再生装置は、スピンドルモータ１と、送りモータ１７と、ピックアップヘッド２（PUH）と、エラー信号生成部３と、サーボ処理部４と、ゲインアンプ５と、RF信号生成部６と、RF二値化部７と、PLL制御部８と、データ復調部９と、LPP信号生成部１０と、LPP検出部１１と、LPPデコード部１２と、ウォブル（Wobble）信号生成部１３と、ウォブルPLL制御部１４と、記録用クロック生成部１５と、コントローラ１６とを備えている。

ピックアップヘッド２は、複数のレーザ光源（不図示）と、各レーザ光源に対応する複数の光量検出器（不図示）とを有する。複数のレーザ光源のうち一つはメインレーザ光源であり、それに対応する光量検出器はメイン光量検出器と呼ばれる。また、それ以外のレーザ光源はサブレーザ光源であり、それに対応する光量検出器はサブ光量検出器と呼ばれる。

ゲインアンプ５は、ピックアップヘッド２で検出されたレーザの反射光信号であるメイン光量検出器の検出信号、サブ光量検出器の検出信号を増幅する。

エラー信号生成部３は、ゲインアンプ５で増幅したメイン光量検出信号とサブ光量検出信号に基づいてフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等のエラー信号を生成する。サーボ処理部４は、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号から得られた位置情報を元にしたピックアップヘッド２内のレンズ位置の制御や、光ディスクを所望の回転速度にするためのスピンドルモータ１の回転制御、ピックアップヘッド２を所望のディスク位置へ移動させるための送りモータ１７のディスクの径方向への駆動制御を行う。

RF信号生成部６は、メイン光量検出器の検出信号に基づいてRF信号を生成する。RF二値化部７は、RF信号を二値化する。PLL制御部８は、RF二値化部７で二値化されたデータに基づいて再生クロックを生成する。データ復調部９は、再生クロックに同期させて、RF二値化部７で二値化されたデータを復調する。

LPP信号生成部１０は、メイン光量検出器の検出信号から生成されたプッシュプル信号に基づいてプリピット信号（LPP信号）を生成する。ここで、プッシュプル信号とは、光ディスクのトラックの法線方向に対して反面ずつの検出信号を足し合わせて（すなわち、トラックに対して内周側の検出信号と外周側の検出信号をそれぞれ足し合わせて）、これらを引き算して得られる信号である。

LPP検出部１１は、LPP信号のスパイク部分のみを二値化してLPP検出信号を生成する。LPPデコード部１２は、LPP検出信号をデコードしてプリピット情報に変換する。

ウォブル信号生成部１３は、メイン光量検出信号から生成されたプッシュプル信号に基づいてウォブル信号を生成する。ウォブル信号は光ディスクに予めプリグルーブ（チャネルクロックに基づいた周波数で半径方向に蛇行する形で）記録されており、ディスクの回転制御や記録するための制御クロック（チャネルクロックの整数倍）抽出のために使用される。

ウォブルPLL制御部１４は、ウォブル信号生成部１３で生成されたウォブル信号に位相同期なクロックを生成する。前記ディスクの回転制御や記録するための制御クロック抽出は本位相同期なクロックを基準に行われる。

記録用クロック生成部１５は、ウォブルPLL制御部１４で生成されたクロックを基準に、回転速度に応じて整数倍し生成する。

上述した各部は、コントローラ１６の制御により処理を行う。

本実施形態の特徴部分であるLPP検出部１１は、光ディスクの記録／再生を行っている間、継続してLPP検出を行う。図２はLPP検出部１１の内部構成の一例を示すブロック図である。図２のLPP検出部１１は、第１の遅延器２１と、マーク長検出器２２と、LPP検出ウインドウ生成器２３と、第１のスライスレベル生成器２４と、第１の二値化回路２５と、第２のスライスレベル生成器２６と、第２の二値化回路２７と、第２の遅延器２８と、スライスレベル制御部２９と、LPP検出コントローラ３０とを有する。

第１の遅延器２１と第２の遅延器２８はそれぞれ、RF信号生成部６で生成されたRF信号とLPP信号生成部１０で生成されたLPP信号との位相合わせを行うために設けられている。より具体的には、第１の遅延器２１と第２の遅延器２８は、RF信号生成部６とLPP信号生成部１０を通過する際の信号伝搬時間の差異を補正する。

マーク長検出器２２は、グルーブに記録されたマークのうち、特定のマーク長（例えば３〜１１Ｔおよび１４Ｔのいずれか、ただしDVD標準速でＴ＝1/26.16MHz）をもつマークを検出する。

図３はLPP信号のスパイク部の波形の一例を示す図である。図３に示すように、マーク長が長いほどRF信号の振幅が大きくなり、それに応じてLPP信号のスパイク部は小さくなり、検出しにくくなる。このため、マーク長が長いマークに対応するスパイク部を確実に検出できるように、マーク長検出器２２は、なるべく長いマーク長をもつ特定のマークを検出する。

第１のスライスレベル生成器２４は、LPP信号のスパイク部を検出するための基準となる第１のスライスレベルを生成する。そして、第１の二値化回路２５は、LPP信号が第１のスライスレベルを超えたか否かによりLPP信号を二値化する。二値化したデータはLPP検出信号と呼ぶ。

LPP検出ウインドウ生成器２３は、第１の二値化回路２５で二値化したLPP検出信号に基づいてLPP検出を行う期間（タイミング）を示すLPP検出ウインドウを生成する。より具体的には、LPP検出ウインドウ生成器２３は、LPP検出信号の発生周期ごとに、LPP信号のスパイク部が存在すると推定される領域にLPP検出ウインドウを設定する。

第２のスライスレベル生成器２６は、調査用の第２のスライスレベルを生成する。この第２のスライスレベルは、種々に変更されるものである。第２の二値化回路２７は、LPP信号が第２のスライスレベルを超えたか否かによりLPP信号を二値化する。

スライスレベル制御部２９は、マーク長検出器２２で検出された特定のマークと、LPP検出ウインドウ生成器２３で生成されたLPP検出ウインドウと、第２の二値化回路２７で二値化されたLPP検出信号とに基づいて、LPP信号に含まれるスパイク部の検出確率を検出する。

図４（ａ）はスライスレベルが高い場合のLPP検出信号、図４（ｂ）はスライスレベルが低い場合のLPP検出信号を示している。これらの図に示すように、スライスレベルが高い場合には、LPP信号中の小さなスパイク部を検出できるが、スライスレベルが低くなると、LPP信号中の小さなスパイク部を検出できなくなる。

スライスレベル制御部２９は、LPP検出ウインドウ生成器２３が設定したLPP検出ウインドウとマーク長検出器２２が検出した特定マーク長検出信号とに基づいて、LPP検出ウインドウと特定マーク長検出信号が重なり合う期間を特定LPP検出ウインドウとして設定する。そして、この特定LPP検出ウインドウ内でLPP信号のスパイク部を検出する。

図５はスライスレベル制御部２９の処理結果の一例を示す図である。図５に示すように、LPP検出ウインドウと特定マーク長検出信号とが重なり合う期間に、特定LPP検出ウインドウが生成される。図５は、２つの特定LPP検出ウインドウｗ１，ｗ２がある例を示しており、一方ｗ１ではスパイク部が検出されるが、他方ｗ２ではスパイク部は検出されない。

図５に示すように、マーク長検出器２２は、RF二値化部７で二値化されたRF信号（RF二値化信号）に含まれるマーク（ハイレベル）のうち、所定長さ以上のマーク長をもつマークを特定マーク長検出信号として出力する。スライスレベル制御部２９は、LPP検出ウインドウと特定マーク長検出信号とがともにハイレベルの期間に特定LPP検出ウインドウを生成する。

図６はスライスレベル制御部２９の処理動作の一例を示すフローチャートである。まず、第１のスライスレベルと第２のスライスレベルを初期設定する（ステップＳ１）。同様に、上記検出確率を判定するための係数α，β、検出したい特定のマーク長、第１のスライスレベルの更新タイミングを示す係数Ｎを初期設定する。

以下では、スライスレベルの最適値を「100」とし、第１のスライスレベルの初期値を「30」、第２のスライスレベルの初期値を「50」とする。特定のマーク長を10Ｔ以上とし、係数α＝0.9、β＝1.1、Ｎ＝５とする。Ｎ＝５とは、LPP信号の検出確率が係数αとβの間になる場合が連続して５回起こったことを示す。

動作開始後、第１のスライスレベルを「30」とした状態で、LPPデコード部１２においてLPP信号のデコードが正しく行われた場合（ステップＳ２）、LPP検出ウインドウ生成器２３とマーク長検出器２２が動作を開始し、10T以上のマーク長に隣接したLPP信号を検出すべく、特定LPP検出ウインドウを生成する（ステップＳ３）。

次に、ある期間内における特定LPP検出ウインドウの数を分母として、その期間内に第２のスライスレベルを用いて検出されたLPP信号のスパイク部の数を分子とするLPP検出確率を計算する。そして、LPP検出確率が係数αより大きく、係数βよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４）。

例えば、ある期間内の特定LPP検出ウインドウの数が「100」、第２のスライスレベルが「50」、ある期間内のLPP検出回数が50回であったとすると、LPP検出確率＝50/100＝0.5となる。この場合のLPP検出確率は、α＝0.9よりも小さいため、ステップＳ４の判定がNoとなり、ステップＳ５に進んで、LPP検出確率がα未満か否かを判定する（ステップＳ５）。

上記の例の場合、ステップＳ５の判定がYesとなり、第２のスライスレベルを上げる処理が行われる（ステップＳ６）。ここでは、例えば第２のスライスレベルを「10」だけ上げる処理を行う。その後、ステップＳ４の処理が再度行われる。一方、ステップＳ５の判定がNoであれば、LPP検出確率がβよりも大きいことを示しており、この場合、第２のスライスレベルを下げる処理が行われ（ステップＳ７）、その後にステップＳ４の処理が行われる。

同様の処理を繰り返し行い、第２のスライスレベルが「90」になったときにLPP検出確率が0.95になったとすると、ステップＳ４の判定がYesになり、第２のスライスレベルを維持（ホールド）する（ステップＳ８）。

ステップＳ８の処理が終わると、次に、Ｎ（＝５）回連続して第２のスライスレベルをホールドしたか否かを判定し（ステップＳ９）、NoであればステップＳ４に戻り、Yesであれば第２のスライスレベルを第１のスライスレベルに設定する（ステップＳ１０）。これにより、最終的なスライスレベルが設定され、第１のスライスレベルを用いて検出されたLPP検出信号がLPPデコード部１２に送られる。

図６の処理を行うと、図４（ａ）のような結果が得られる。図示のように、LPP信号中に小さなスパイク部が含まれていても、このスパイク部が検出できるように第２のスライスレベルを調整することで、小さなスパイク部でも確実に検出できるようになる。

このように、第１の実施形態では、特定のマークを検出するための特定LPP検出ウインドウを設定し、この特定LPP検出ウインドウ内で第２のスライスレベルを調整して最適なスライスレベルを選択し、その結果を第１のスライスレベルとしてLPP信号の検出を行うため、マークに隣接する小さなスパイク部であっても、確実にLPP信号を検出でき、光ディスクの再生精度を向上できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、LPP検出ウインドウの生成の仕方が第１の実施形態と異なる。

DVDの物理セクタは、26個のSYNCフレーム（１SYNCフレームは1488チャネルビットに相当）で構成される。各フレームの先頭には、SYNCパターンが配置されており、SYNCパターン内には14Ｔという長いデータが存在する。一方、ランドトラックに配置されたLPP信号は、SYNCフレーム当たり３ビット単位で構成され、先頭ビットは記録データのSYNCパターンに隣接するように配置されている。

本実施形態では、データ復調部９等で検出したSYNCパターンに含まれる長いデータの位置に合わせて特定LPP検出ウインドウを予測生成する。この長いデータが特定のマークに対応する。LPPは、通常は偶数フレームのSYNCパターンに隣接して配置されるため、本実施形態のLPP検出ウインドウ生成器２３は、LPPの位置に合わせてLPP検出ウインドウを基本的には偶数フレームで発生させる。

図７は第２の実施形態に係るLPP検出部１１の内部構成を示すブロック図である。図７では、図２と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

図７のLPP検出部１１は、図２の第１の遅延器２１とマーク長検出器２２を省略した構成になっており、スライスレベル制御部２９ａには、図１のデータ復調部９でRF信号を復調したデータが入力される。

スライスレベル制御部２９ａは、データ復調部９で復調した再生データからSYNCパターンを検出して、SYNCパターン内の長いデータの位置に合わせて特定LPP検出ウインドウを予測生成する。

第２の実施形態は、特定LPP検出ウインドウを生成する手法が第１の実施形態と異なるだけで、それ以外は第１の実施形態と同様である。スライスレベル制御部２９は、特定LPP検出ウインドウを用いて、図６の処理を行ってプリピット信号を検出する。

このように、第２の実施形態では、SYNCパターンに含まれる長いデータ位置に合わせて特定LPP検出ウインドウを生成するため、第１の実施形態よりもLPP検出部１１の内部構成を簡略化でき、回路規模の小型化および消費電力の削減が図れる。

（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、第１のスライスレベルを用いて二値化を行う回路パスと、第２のスライスレベルを用いて二値化を行う回路パスとを用いていた。これに対して、第３の実施形態は、これら２つの回路パスを一つにまとめたものである。

図８は第３の実施形態に係るLPP検出部１１の内部構成を示すブロック図である。図８では、図２と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

図８のLPP検出部１１は、図２のLPP検出部１１と比べて、スライスレベル生成器３１と二値化回路３２をそれぞれ一つずつ有する。また、二値化回路３２で二値化されたLPP検出信号は、LPPデコード部１２に送られるだけでなく、第２の遅延器２８にも送られる。

スライスレベル生成器３１は、図２の第１および第２のスライスレベル生成器２４，２６を兼用する。初期設定として、図２の第１のスライスレベル生成器２４が生成した第１のスライスレベルと同様のスライスレベルを生成した後、図２の第２のスライスレベル生成器２６と同様にスライスレベルを変更して、ある期間におけるLPP検出ウインドウの数に対する、特定LPP検出ウインドウ内のスパイク部の数を示すLPP検出確率を求める。そして、Ｎ回連続してα＜LPP検出確率＜βとなるスライスレベルを最終的なスライスレベルとしてLPP信号の検出を行う。

このように、第３の実施形態では、第１および第２の実施形態と異なり、１種類のスライスレベルだけで最適なスライスレベルを検出できるため、LPP検出部１１の内部構成を大幅に簡略化できる。

図８では、第１および第２の遅延器２１，２８を点線で図示しているが、これら遅延器を一つにまとめたり、あるいは接続箇所を変えてもよい。図２の第１および第２の遅延器２１，２８も同様である。

また、図７では、遅延器を省略しているが、実際には、二値化されたRFデータの復調結果からSYNCパターンを検出するまでの遅延とLPP検出に要する遅延との差異を調整するために遅延器が必要になることがある。これら遅延器を図７では簡略化のために省略している。

本発明の第１の実施形態に係る光ディスク記録再生装置の概略構成を示すブロック図。 LPP検出部１１の内部構成の一例を示すブロック図。 LPP信号のスパイク部の波形の一例を示す図。（ａ）はスライスレベルが高い場合のLPP検出信号、（ｂ）はスライスレベルが低い場合のLPP検出信号を示す図。スライスレベル制御部２９の処理結果の一例を示す図。スライスレベル制御部２９の処理動作の一例を示すフローチャート。第２の実施形態に係るLPP検出部１１の内部構成を示すブロック図。第３の実施形態に係るLPP検出部１１の内部構成を示すブロック図。

符号の説明

６ RF信号生成部
７ RF二値化部
９データ復調部
１０ LPP信号生成部
１１ LPP検出部
１２ LPPデコード部
２２マーク長検出器
２３ LPP検出ウインドウ生成器
２４第１のスライスレベル生成器
２５第１の二値化回路
２６第２のスライスレベル生成器
２７第２の二値化回路
２９，２９ａスライスレベル制御部

Claims

光ディスクにレーザ照射により記録された情報をレーザ光で読み出してRFデータを生成するRFデータ生成手段と、
前記RFデータをマークおよびスペースからなる第１の二値データに変換する第１の二値化手段と、
前記第１の二値データに含まれる特定のマークを検出する特定マーク検出手段と、
前記特定のマークに隣接配置されたプリピット信号を検出する範囲を示すLPP検出ウインドウを生成するLPP検出ウインドウ生成手段と、
前記プリピット信号をレーザ光で読み出した信号が所定のスライスレベルを超えるか否かにより第２の二値データを生成する第２の二値化手段と、
前記特定マーク検出手段の検出結果、前記LPP検出ウインドウおよび前記第２の二値データに基づいて前記スライスレベルを調整するスライスレベル調整手段と、を備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
前記第２の二値化手段は、
前記プリピット信号をレーザ光で読み出した信号が第１のスライスレベルを超えるか否かにより前記第２の二値データを生成する基準二値化手段と、
前記プリピット信号をレーザ光で読み出した信号が前記スライスレベル調整手段にて調整された第２のスライスレベルを超えるか否かにより第３の二値データを生成する補正二値化手段と、を有し、
前記スライスレベル調整手段は、
前記第３の二値データにより検出されたプリピット信号の検出確率が所定回数連続して所定の範囲内に収まるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果が肯定された場合には、前記第２のスライスレベルを前記第１のスライスレベルに設定するスライスレベル変更手段と、を有し、
前記スライスレベル調整手段は、前記判定手段の判定結果が否定された場合には前記第２のスライスレベルを変更することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
前記スライスレベル調整手段は、
前記特定マーク検出手段の検出結果と前記LPP検出ウインドウとに基づいて、プリピット信号を検出するための前記LPP検出ウインドウよりも狭い範囲を示す特定LPP検出ウインドウを生成し、
前記判定手段および前記スライスレベル変更手段は、前記特定LPP検出ウインドウ内でのみ処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
前記特定のマークは、所定長さ以上のマークであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の光ディスク記録再生装置。
前記第１の二値データの中から、各フレームごとに設けられるSYNCパターンを検出するSYNC検出手段を備え、
前記特定のマークは、前記SYNCパターンの中に含まれる所定長さのマークであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ディスク記録再生装置。