JP3914018B2 - ウォブル信号検出装置及び光学的情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォブル信号検出装置及び光学的情報記録再生装置に係り、さらに詳しくは、CD−R(書き込み可能なCD)等の記録可能な光学的情報記録媒体に形成されているウォブル信号を検出するウォブル信号検出装置及び該ウォブル信号検出装置を備える光学的情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ピックアップから出力されるレーザ光を用いて、例えばスパイラル状の記録領域を有する光ディスク等の光学的情報記録媒体に情報を記録したり、光ディスクに記録されている情報を再生する光学的情報記録再生装置(例えば、光ディスク装置)が実用化されている。
【0003】
近年、パーソナルコンピュータは、その機能が向上するに伴い、音楽や映像といったAV(Audio-Visual)情報を取り扱うことが可能となってきた。これらAV情報の情報量は非常に大きいために、情報の記録媒体として光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスク装置がパーソナルコンピュータの周辺機器の一つとして普及するようになった。
【0004】
一般的に、CD−R(CD-Recordable)等の追記型光ディスクやCD−RW(CD-ReWritable)等の書き換え可能型光ディスクの記録領域は、媒体上にトラック(プリグルーブ)と呼ばれる溝によって形成されている。そして、このトラックを蛇行(ウォブル)させることにより各種付帯情報をウォブル信号として記録している。
【0005】
付帯情報として特に重要なものは、ATIP(Absolute Time In Pregroove)情報である。ATIP情報には、光ディスク上の絶対番地を示す時間情報(絶対時間情報)が含まれており、記録時及び再生時における光ピックアップの位置制御に用いられている。さらに、ATIP情報には、光ディスクの回転速度に同期した信号も含まれている。
【0006】
そこで、記録時にATIP情報が正しく得られないと、所定の記録位置に光ピックアップを正確に制御することができなくなるとともに、光ディスクの回転との同期がとれなくなり、記録エラーが発生する場合がある。特に、追記型であるCD−Rにおいては、記録エラーが発生するとその光ディスクは再使用ができなくなってしまう。また、再生時にATIP情報が正しく得られないと、所望の情報が記録されている位置に光ピックアップを正確に制御することができなくなり、再生エラーが発生する場合がある。
【0007】
従って、記録時及び再生時に、正確なATIP情報を得ることは非常に重要であり、そのためには、ウォブル信号を精度良く検出することが必要である。
【0008】
従来、ウォブル信号は、トラックからの反射光をトラックの接線方向に関して2分割された受光素子(2分割受光素子)で受光し、各受光素子での光電変換信号(出力信号)に基づいて得られるトラックエラー信号から所定の周波数成分を分離することにより検出していた。
【0009】
光ディスクに情報を記録する場合は、記録マーク(又はピット)を書き込む時に光ピックアップの半導体レーザを大きな出力で発光させ、記録マークを書き込まないスペースの時に再生時と同程度の小さな出力で発光させている。すなわち、半導体レーザの発光波形はパルス状を呈する。しかしながら、この場合における受光素子の出力信号の波形はパルス状とはならない。例えば、記録速度が4倍速程度の場合には、受光素子の出力信号は、記録マークを書き込むために半導体レーザの出力が大きくなった直後(発光波形における立ち上がり直後)にピークを示し、記録マークが形成されるにつれて徐々に低下する。そして、スペースの時、すなわち半導体レーザの出力が小さい期間の一部では、受光素子の出力信号はほぼフラットとなる。受光素子の出力信号がこのように発光波形と異なる波形を呈する理由は、記録マークが書き込まれると、光ディスク上のレーザが照射された部分で化学変化等が生じ、トラックの反射率が変化するためである。このように複雑な波形の場合に、トラックエラー信号からウォブル信号成分を精度良く検出することは困難であった。
【0010】
そこで、光ディスクへの情報の記録時に、ウォブル信号を精度良く検出するための検出装置が種々提案され、例えば、特開2001−93147号公報等に開示されている。
【0011】
特開2001−93147号公報には、光ディスクに照射される光ビームスポットのうちトラックの接線方向に関して左右に2分割された部分(左部分と右部分)それぞれの光検出を行なう光検出手段と、記録時に光検出手段で検出された左部分の検出信号と右部分の検出信号とをそれぞれサンプリング及びホールド(以下、「サンプルホールド」という)するサンプルホールド手段と、該サンプルホールド手段から出力される左部分の検出信号及び右部分の検出信号に含まれる、サンプリングにより発生するノイズ成分を除去する低域フィルタ手段と、該低域フィルタ手段から出力される左部分の検出信号と右部分の検出信号との差分を算出してウォブル信号を得る減算手段とを有する光ディスク装置のウォブル信号検出回路が開示されている。上記サンプルホールド手段では、左部分の検出信号及び右部分の検出信号におけるフラットな部分をサンプルホールドしている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開2001−93147号公報では、記録速度が小さい場合には、光検出手段で検出される各検出信号(左部分の検出信号及び右部分の検出信号)におけるフラットな部分が安定しているために精度良くウォブル信号を検出することが可能であるが、記録速度が大きい場合には、光検出手段で検出される各検出信号は更に複雑な波形となり、フラットな部分が安定していないために、サンプルホールド手段から出力される各検出信号は複雑なノイズ成分を含み、低域フィルタ手段にてノイズ成分を完全に除去することができず、検出されたウォブル信号にエラーが含まれる場合があるという不都合があった。
【0013】
また、記録速度が大きくなるにつれて、サンプルホールドを行なう時間間隔が短くなり、それに応じて、サンプルホールド手段としては、高速度で精度良く安定して動作するものであることが要求され、ウォブル信号検出装置の小型化や低価格化に対する障害の一つとなっていた。
【0014】
また、将来的に、光学的情報記録媒体の記憶容量はさらに高容量化し、これに伴い、光学的情報記録再生装置に要求される記録速度はますます高速化することは確実である。
【0015】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、光学的情報記録媒体に情報を記録する時に、記録条件に関係なく、ウォブル信号を低コストで精度良く検出することができるウォブル信号検出装置を提供することにある。
【0016】
また、本発明の第2の目的は、光学的情報記録媒体に情報を記録する時に、高速で信頼性の高い良好な記録を安定して行なうことができる光学的情報記録再生装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、光学的情報記録媒体のスパイラル状又は同心円状の記録領域からの反射光を少なくとも前記記録領域の接線方向に関して2分割された第1の受光領域と第2の受光領域とで受光し、前記第1の受光領域からの第1の光電変換信号と前記第2の受光領域からの第2の光電変換信号とに基づいて、前記記録領域に形成されているウォブル信号を検出するウォブル信号検出装置であって、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号をそれぞれサンプリング及びホールドするサンプルホールド手段と、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号からそれぞれ所定のカットオフ周波数以上の周波数成分を除去する高域制限手段とを備え、前記光学的情報記録媒体への情報の記録時に、記録速度又は書き込み時のレーザ光出力が所定の閾値未満の場合は前記サンプルホールド手段の方をアクティブにし、記録速度又は書き込み時のレーザ光出力が所定の閾値以上の場合は前記高域制限手段の方をアクティブにすることを特徴とするウォブル信号検出装置である。
【0018】
本明細書において、光学的情報記録媒体とは、CD−RやCD−RW等の光ディスクの他、付帯情報等がウォブル信号として記録されている情報記録媒体の全てを含む。
【0019】
これによれば、光学的情報記録媒体に情報を記録する時に、第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号は、記録速度又は書き込み時のレーザ光出力が所定の閾値未満の場合にサンプルホールド手段にてそれぞれサンプリング及びホールドされ、記録速度又は書き込み時のレーザ光出力が所定の閾値以上の場合に高域制限手段にてそれぞれ所定のカットオフ周波数以上の周波数成分が除去される。
ここで、サンプルホールド手段がアクティブな状態となる場合には、サンプルホールド手段によってウォブル信号とは関係のないノイズ成分を精度良く除去することが可能となる。一方、高域制限手段がアクティブな状態となる場合には、高域制限手段によって各光電変換信号に含まれる所定のカットオフ周波数以上の高周波数成分が除去される。例えば、ウォブル信号の周波数よりも若干高い周波数をカットオフ周波数とすることにより、トラックの反射率の変化によるノイズ成分を除去することが可能となる。
【0020】
すなわち、低速で記録される場合や書き込み時のレーザ出力が小さい場合にサンプルホールド手段がアクティブな状態となるときは、各光電変換信号におけるフラットな領域が安定しているため、サンプルホールド手段は、大量に生産され一般に市販されている電子部品等を用いて安価に構成されていても、精度良くサンプルホールドを行なうことができる。また、高域制限手段は、大量に生産され一般に市販されている電子部品等を用いて安価に構成されていても、記録条件に関係なく所定のカットオフ周波数以上の高周波数成分を除去することができる。
【0021】
従って、請求項1に記載のウォブル信号検出装置によれば、記録条件に関係なく、ウォブル信号を低コストで精度良く検出することが可能となる。
【0022】
この場合において、請求項2に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記高域制限手段にて所定のカットオフ周波数以上の周波数成分が除去された前記第1の光電変換信号と第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ正規化する第1の正規化手段を更に備えることとすることができる。
【0023】
上記請求項1及び2に記載の各ウォブル信号検出装置において、請求項3に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記サンプルホールド手段及び前記高域制限手段の入力段に配置され、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ調整する第1の振幅調整手段を更に備えることとすることができる。
【0024】
この場合において、請求項4に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記第1の振幅調整手段は、所定の調整率に基づいて前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ調整することとしても良い。
【0025】
この場合において、請求項5に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記調整率を決定する調整率決定手段を更に備えることとすることができる。
【0026】
この場合において、請求項6に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記調整率決定手段は、予め設定されている少なくとも2種類の調整率の中から1つを選択し、前記調整率を決定することとしても良い。
【0027】
上記請求項5及び6に記載の各ウォブル信号検出装置において、請求項7に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記サンプルホールド手段がアクティブな状態となるとき、前記調整率決定手段は前記サンプルホールド手段でのサンプリング時における前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の信号レベルがそれぞれ飽和しないように前記調整率を決定することとすることができる。
【0028】
上記請求項5及び6に記載の各ウォブル信号検出装置において、請求項8に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記高域制限手段がアクティブな状態となるとき、前記調整率決定手段は前記第1の光電変換信号及び前記第2の光電変換信号の信号レベルが飽和しないように前記調整率を決定することとすることができる。
【0029】
上記請求項1〜8に記載の各ウォブル信号検出装置において、請求項9に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記高域制限手段では、前記光学的情報記録媒体に記録される情報に関する周波数成分が前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号から除去されることとすることができる。
【0030】
この場合において、請求項10に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記光学的情報記録媒体に記録される情報はEFM変調されていることとしても良い。
【0031】
この場合において、請求項11に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記高域制限手段における前記カットオフ周波数をfc、前記ウォブル信号の周波数をfwbl、前記EFM変調された情報の周波数をfEFMとしたとき、前記カットオフ周波数fcは、fwbl≪fc≪fEFMの関係にあることとすることができる。
【0036】
上記請求項1〜11に記載の各ウォブル信号検出装置において、請求項12に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記光学的情報記録媒体からの情報の再生時に、前記第1の光電変換信号と第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ正規化する第2の正規化手段を更に備えることとすることができる。
【0037】
この場合において、請求項13に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記第2の正規化手段の入力段に配置され、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ調整する第2の振幅調整手段を更に備えることとしても良い。
【0038】
この場合において、請求項14に記載のウォブル信号検出装置の如く、前記第2の振幅調整手段は、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の信号レベルがそれぞれ飽和しないように調整することとすることができる。
【0039】
請求項15に記載の発明は、光学的情報記録媒体上のスパイラル状又は同心円状の記録領域に光スポットを照射し、情報の記録及び再生を行なう光学的情報記録再生装置であって、前記記録領域からの反射光を少なくとも前記記録領域の接線方向に関して2分割された第1の受光領域と第2の受光領域とで受光し、前記第1の受光領域から第1の光電変換信号を出力し、前記第2の受光領域から第2の光電変換信号を出力する光検出手段と;前記第1の光電変換信号と第2の光電変換信号とに基づいて前記記録領域に形成されているウォブル信号を検出する請求項1〜14のいずれか一項に記載のウォブル信号検出装置と;前記ウォブル信号検出装置にて検出されたウォブル信号に基づいて前記光スポットの位置を制御する制御手段と;を備えることを特徴とする光学的情報記録再生装置である。
【0040】
これによれば、光検出手段からの各光電変換信号に基づいて、請求項1〜14のいずれか一項に記載のウォブル信号検出装置により、ウォブル信号を精度良く検出することができる。従って、結果的に、光学的情報記録媒体に情報の記録を行なう時に、記録速度が大きい場合でも信頼性の高い良好な記録を安定して行なうことが可能である。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図1〜図11に基づいて説明する。
【0042】
図1は、本発明の一実施形態に係る光学的情報記録再生装置としての光ディスク装置20の概略構成を示すブロック図である。
【0043】
この図1に示される光ディスク装置20は、光学的情報記録媒体としての光ディスク15を回転駆動するためのスピンドルモータ22、光ピックアップ23、レーザコントロール回路24、エンコーダ25、モータドライバ27、アナログ信号処理回路28、ATIPデコーダ31、CDデコーダ32、サーボコントローラ33、バッファRAM34、CD−ROMデコーダ35、D/Aコンバータ36、バッファマネージャ37、インターフェース38、ROM39、CPU40及びRAM41等を備えている。
【0044】
なお、本実施形態では、一例として、光ディスク15の種類としてはCD−Rが用いられ、光ディスク15に記録される情報はCD系の規格であるEFM(Eight to Fourteen Modulation)変調されるものとする。
【0045】
前記光ピックアップ23は、光源としての半導体レーザ、光学系、光ディスク15の記録領域としてのトラックからの反射光を受光する受光器、及び駆動系(フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ等)(いずれも図示省略)等を内蔵している。
【0046】
光ピックアップ23において、前記半導体レーザで発生したレーザ光は、前記光学系を介して光ディスク15のトラックに所定の大きさの光スポットとして照射される。また、トラックからの反射光は、前記光学系を介して前記受光器に入射される。
【0047】
受光器は、一例として、図2(A)に示されるように、4分割受光素子80(第1の受光素子80a、第2の受光素子80b、第3の受光素子80c及び第4の受光素子80d)を含んで構成されている。なお、図2(A)では、便宜上、紙面上下方向をX軸方向、紙面左右方向をY軸方向、紙面垂直方向をZ軸方向とする。第1の受光素子80aと第2の受光素子80bは、それぞれ図2(A)における紙面左右方向(Y軸方向)を長辺とする同一の長方形形状を有している。第3の受光素子80cと第4の受光素子80dは、それぞれ図2(A)における紙面上下方向(X軸方向)を長辺とする同一の長方形形状を有している。そして、第2の受光素子80bは、第1の受光素子80aの図2(A)における紙面下側(−X側)に第1の受光素子80aに接して配置されている。また、第4の受光素子80dは、第3の受光素子80cの図2(A)における紙面左側(−Y側)に第3の受光素子80cに接して配置されている。
【0048】
図2(B)に示されるように、トラックからの反射光RBは、光ピックアップ23の光学系を構成するプリズム85で2方向に分岐され、プリズム85を透過した一方の反射光RB1は第1の受光素子80aが配置された受光領域及び第2の受光素子80bが配置された受光領域で受光される。プリズム85にて反射され−X方向に分岐した他方の反射光RB2はさらに反射鏡86にて+Z方向にその光軸が折り曲げられ、第3の受光素子80cが配置された受光領域(第1の受光領域)及び第4の受光素子80dが配置された受光領域(第2の受光領域)で受光される(図2(A)参照)。
【0049】
すなわち、図3(A)に示されるように、反射光RB1のうち、図3(A)における紙面上側の反射光RBaが第1の受光素子80aに照射され、図3(A)における紙面下側の反射光RBbが第2の受光素子80bに照射される。また、図3(B)に示されるように、反射光RB2のうち、図3(B)における紙面右側の反射光RBcが第3の受光素子80cに照射され、図3(B)における紙面左側の反射光RBdが第4の受光素子80dに照射される。受光素子80a〜80dのそれぞれからは、受光量に応じた電流(電流信号)がアナログ信号処理回路28に出力される。
【0050】
なお、受光器は、4分割受光素子80に限定されるものではなく、例えば、2つの2分割受光素子から構成されていても良い。また、4つの受光素子を並設しても良い。さらに、各受光素子の形状及び配置も、本実施形態に限定されるものではない。
【0051】
図1に戻り、アナログ信号処理回路28は、光ピックアップ23の各受光素子80a〜80dの出力信号である電流信号を電圧信号に変換するI/Vアンプ(電流−電圧変換アンプ)部81と、ウォブル信号を検出するウォブル信号検出回路30と、再生情報を含むRF信号を検出するRF信号検出回路82と、フォーカスエラー信号やトラックエラー信号等のエラー信号を検出するエラー信号検出回路83とを備えている。
【0052】
I/Vアンプ部81は、図4に示されるように、第1の受光素子80aからの電流信号を電圧信号(信号Sa)に変換する第1のI/Vアンプ81aと、第2の受光素子80bからの電流信号を電圧信号(信号Sb)に変換する第2のI/Vアンプ81bと、第3の受光素子80cからの電流信号を電圧信号(信号Sc:第1の光電変換信号)に変換する第3のI/Vアンプ81cと、第4の受光素子80dからの電流信号を電圧信号(信号Sd:第2の光電変換信号)に変換する第4のI/Vアンプ81dとから構成されている。
【0053】
RF信号検出回路82では、信号Saと信号Sbと信号Scと信号Sdとをそれぞれ加算し、その加算結果をさらに二値化し、RF信号として検出する。
【0054】
エラー信号検出回路83では、信号Saと信号Sbとの差分を求め、その結果をさらに二値化し、フォーカスエラー信号として検出する。また、信号Scと信号Sdとの差分を求め、その結果をさらに二値化し、トラックエラー信号として検出する。ここで検出されたフォーカスエラー信号及びトラックエラー信号は、それぞれサーボコントローラ33に出力される。
【0055】
ウォブル信号検出回路30は、図5に示されるように、第1の振幅調整回路51aと、第1のサンプリング回路52aと、第2の振幅調整回路55aと、第1の低域制限回路56aと、第1のフィルタ回路57aと、第1の正規化回路60aと、第3の振幅調整回路51bと、第2のサンプリング回路52bと、第4の振幅調整回路55bと、第2の低域制限回路56bと、第2のフィルタ回路57bと、第2の正規化回路60bと、減算器70と、帯域制限回路71と、二値化回路72とを備えている。
【0056】
第1の振幅調整回路51aでは、信号Scの振幅を調整し、第1のサンプリング回路52aに出力する。ここでは、振幅を調整するために、予め少なくとも2種類の調整率としてのゲインが設定されている。そして、その中の1つのゲインがCPU40の指示により選択されるようになっている。なお、本実施形態では、一例として2種類のゲインG1、G2(G1>G2)のうちいずれかがCPU40の指示により選択されるものとする。
【0057】
第1のサンプリング回路52aは、S/H(サンプルホールド)回路53aと出力信号切替スイッチ54aとを備えている。出力信号切替スイッチ54aでは、CPU40の指示に基づいて、S/H回路53aの出力信号及び第1の振幅調整回路51aの出力信号のいずれかを選択し、第1のサンプリング回路52aの出力信号として第2の振幅調整回路55aに出力する。S/H回路53aでは、第1の振幅調整回路51aの出力信号を所定のタイミングでサンプルホールドする。すなわち、出力信号切替スイッチ54aを切り替えることにより、第1の振幅調整回路51aの出力信号に対するサンプルホールドを行なうか否かが選択されるようになっている。
【0058】
第2の振幅調整回路55aでは、第1のサンプリング回路52aの出力信号における振幅を調整し、第1の低域制限回路56aに出力する。ここでは、振幅を調整するために、予め少なくとも2種類のゲインが設定されている。そして、そのうち1つのゲインがCPU40の指示により選択されるようになっている。なお、ここでの調整は、第1の振幅調整回路51aでの調整よりも細かい調整が行なわれる。また、本実施形態では、一例として2種類のゲインG3、G4(G3>G4)のうちいずれかがCPU40の指示により選択されるものとする。
【0059】
第1の低域制限回路56aは、HPF(ハイパスフィルタ)を含み、第2の振幅調整回路55aの出力信号に含まれる直流成分を除去して第1のフィルタ回路57aに出力する。
【0060】
第1のフィルタ回路57aは、LPF(ローパスフィルタ)58aと、出力信号切替スイッチ59aとを備えている。出力信号切替スイッチ59aでは、CPU40の指示に基づいて、LPF58aの出力信号及び第1の低域制限回路56aの出力信号のいずれかを選択し、第1のフィルタ回路57aの出力信号として、第1の正規化回路60aに出力する。
【0061】
LPF58aでは、第1の低域制限回路56aの出力信号に含まれるEFM変調された記録データ(以下、便宜上「EFM信号」という)の周波数成分を除去し、いわゆるフィルタリングを行なう。LPF58aのカットオフ周波数fcは、次の(1)式を満たすように設定されている。
【0062】
fwbl≪fc≪fEFM ……(1)
【0063】
ここで、fwblはウォブル信号の周波数であり、fEFMはEFM信号の周波数である。すなわち、カットオフ周波数fcは、除去対象であるEFM信号の周波数fEFMよりも十分低く、かつ検出対象であるウォブル信号の周波数fwblよりも十分高い周波数に設定されている。そこで、例えば、記録速度が10倍速の場合には、fwblは約200kHz、fEFMは10MHzとなることから、カットオフ周波数fcは、次の(2)式を満たすように設定される。
【0064】
200kHz≪fc≪10MHz ……(2)
【0065】
なお、カットオフ周波数fcは、EFM信号の周波数fEFMよりもウォブル信号の周波数fwbl寄りの周波数が好ましく、例えば、記録速度が10倍速の場合には、1MHzに設定される。
【0066】
すなわち、出力信号切替スイッチ59aを切り替えることにより、第1の低域制限回路56aの出力信号に対するフィルタリングを行なうか否かが選択されるようになっている。
【0067】
第1の正規化回路60aは、VCA(ボルテージ・コントロール・アンプ)回路62aとAGC(オートマチック・ゲイン・コントロール)回路61aと出力信号切替スイッチ63aとを備えている。出力信号切替スイッチ63aでは、CPU40の指示に基づいて、VCA回路62aの出力信号及び第1のフィルタ回路57aの出力信号のいずれかを選択し、第1の正規化回路60aの出力信号として、減算器70に出力する。
【0068】
AGC回路61a及びVCA回路62aでは、第1のフィルタ回路57aの出力信号における振幅の正規化を行なう。ここで、AGC回路61aは、VCA回路62aの出力信号の振幅が所定のレベルとなるようにフィードバック制御を行なっている。
【0069】
すなわち、出力信号切替スイッチ63aを切り替えることにより、第1のフィルタ回路57aの出力信号における振幅の正規化を行なうか否かが選択されるようになっている。
【0070】
第3の振幅調整回路51bでは、信号Sdの振幅を調整して第2のサンプリング回路52bに出力する。ここでは、振幅を調整するために、予め少なくとも2種類のゲインが設定されている。そして、そのうち1つのゲインがCPU40の指示により選択されるようになっている。なお、本実施形態では、一例として、第1の振幅調整回路51aと同様に2種類のゲインG1、G2のうちいずれかがCPU40の指示により選択されるものとする。
【0071】
第2のサンプリング回路52bは、S/H回路53bと出力信号切替スイッチ54bとを備えている。出力信号切替スイッチ54bでは、CPU40の指示に基づいて、S/H回路53bの出力信号及び第3の振幅調整回路51bの出力信号のいずれかを選択し、第2のサンプリング回路52bの出力信号として、第4の振幅調整回路55bに出力する。S/H回路53bでは、第3の振幅調整回路51bの出力信号を所定のタイミングでサンプルホールドする。すなわち、出力信号切替スイッチ54bを切り替えることにより、第3の振幅調整回路51bの出力信号に対するサンプルホールドを行なうか否かが選択されるようになっている。
【0072】
第4の振幅調整回路55bでは、第2のサンプリング回路52bの出力信号における振幅を調整して第2の低域制限回路56bに出力する。ここでは、振幅を調整するために、予め少なくとも2種類のゲインが設定されている。そして、そのうち1つのゲインがCPU40の指示により選択されるようになっている。なお、ここでの調整は、第3の振幅調整回路51bでの調整よりも細かい調整が行なわれる。また、本実施形態では、一例として第2の振幅調整回路55aと同様に2種類のゲインG3、G4のうちいずれかがCPU40の指示により選択されるものとする。
【0073】
第2の低域制限回路56bは、HPFを含み、第4の振幅調整回路55bの出力信号に含まれる直流成分を除去して第2のフィルタ回路57bに出力する。
【0074】
第2のフィルタ回路57bは、LPF58bと、出力信号切替スイッチ59bとを備えている。出力信号切替スイッチ59bでは、CPU40の指示に基づいて、LPF58bの出力信号及び第2の低域制限回路56bの出力信号のいずれかを選択し、第2のフィルタ回路57bの出力信号として、第2の正規化回路60bに出力する。LPF58bでは、前述のLPF58aと同一のカットオフ周波数fcが設定されており、第2の低域制限回路56bの出力信号に含まれるEFM信号の周波数成分を除去する。すなわち、出力信号切替スイッチ59bを切り替えることにより、第2の低域制限回路56bの出力信号に対するフィルタリングを行なうか否かが選択されるようになっている。なお、第1フィルタ回路57a及び第2フィルタ回路57bは、大量に生産され一般に市販されている電子部品等を用いて構成されている。
【0075】
第2の正規化回路60bは、VCA回路62bとAGC回路61bと出力信号切替スイッチ63bとを備えている。出力信号切替スイッチ63bでは、CPU40の指示に基づいて、VCA回路62bの出力信号及び第2のフィルタ回路57bの出力信号のいずれかを選択し、第2の正規化回路60bの出力信号として、減算器70に出力する。
【0076】
AGC回路61b及びVCA回路62bでは、第2のフィルタ回路57bの出力信号における振幅の正規化を行なう。ここで、AGC回路61bはVCA回路62bの出力信号の振幅が所定のレベルとなるようにフィードバック制御を行なっている。
【0077】
本実施形態では、第1の正規化回路60aにおけるVCA回路62aの出力信号と、第2の正規化回路60bにおけるVCA回路62bの出力信号とは、同一振幅となるように設定されている。
【0078】
すなわち、出力信号切替スイッチ63bを切り替えることにより、第2のフィルタ回路57bの出力信号における振幅の正規化を行なうか否かが選択されるようになっている。
【0079】
減算器70では、第1の正規化回路60aの出力信号と第2の正規化回路60bの出力信号との差分を求め、帯域制限回路71に出力する。ここでは、第1の正規化回路60aの出力信号に含まれるウォブル信号成分と、第2の正規化回路60bの出力信号に含まれるウォブル信号成分とは位相が逆であるため、実質的にウォブル信号成分は増幅されることになる。また、第1の正規化回路60aの出力信号に含まれるRF信号成分と第2の正規化回路60bの出力信号に含まれるRF信号成分とは位相が同じであるため、RF信号成分は低減されることになる。
【0080】
帯域制限回路71は、BPF(バンドパスフィルタ)を有し、減算器70の出力信号からウォブル信号成分を抽出し、二値化回路72に出力する。
【0081】
二値化回路72は、コンパレータ等によって構成され、帯域制限回路71の出力信号を二値化し、ウォブル信号としてATIPデコーダ31に出力する。
【0082】
図1に戻り、ATIPデコーダ31では、ウォブル信号検出回路30にて検出されたウォブル信号に含まれるATIP情報から絶対時間情報及び同期信号等を抽出する。ここで抽出された絶対時間情報はCPU40に出力され、同期信号はエンコーダ25に出力される。
【0083】
CDデコーダ32は、RF信号検出回路82にて検出されたRF信号に対して、EFM復調、デインターリーブ処理及びCIRC(クロス・インターリーブ・リードソロモン・コード)による誤り訂正処理等を行なう。
【0084】
サーボコントローラ33は、エラー信号検出回路83にて検出されたフォーカスエラー信号に基づいて、光ピックアップ23のフォーカシングアクチュエータを制御する制御信号を作成し、モータドライバ27に出力する。また、サーボコントローラ33は、エラー信号検出回路83にて検出されたトラックエラー信号に基づいて、光ピックアップ23のトラッキングアクチュエータを制御する制御信号を作成し、モータドライバ27に出力する。
【0085】
D/Aコンバータ36は、光ディスク15に記録されているデータが音楽データの場合に、CDデコーダ32の出力信号をアナログデータに変換し、オーディオ信号としてオーディオ等に出力する。
【0086】
CD−ROMデコーダ35は、光ディスク15に記録されているデータが音楽データ以外(例えば、画像データや文書データ等)の場合に、CDデコーダ32の出力信号に対して、データに付加されたチェックコードに基づいてエラーチェック及びエラー訂正処理を行ない、バッファマネージャ37を介してバッファRAM34に格納する。
【0087】
バッファマネージャ37は、バッファRAM34へのデータの蓄積を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になると、CPU40に通知する。
【0088】
モータドライバ27は、サーボコントローラ33からの制御信号に基づいて、光ピックアップ23のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータを駆動する。また、モータドライバ27は、CPU40の指示に基づいて、光ディスク15の線速度が一定(CLV:Constant Linear Velocity)又は回転数が一定(CAV:Constant Angular Velocity)となるようにスピンドルモータ22を制御する。さらに、モータドライバ27は、CPU40の指示に基づいて、光ピックアップ23のシークモータを駆動し、光ピックアップ23のスレッジ方向(光ディスク15の半径方向)の位置を制御する。
【0089】
エンコーダ25は、バッファRAM34に蓄積されているデータに対し、エラー訂正コードの付加、インターリーブ処理及びEFM変調等を行ない、光ディスク15への書き込みデータを作成する。そして、CPU40からの指示に基づいて、ATIPデコーダ31からの同期信号に同期して、書き込みデータをレーザコントロール回路24に出力する。
【0090】
レーザコントロール回路24は、エンコーダ25からの書き込みデータに基づいて、光ピックアップ23の半導体レーザの出力を制御する。
【0091】
インターフェース38は、ホスト(例えば、パーソナルコンピュータ)との双方向の通信インターフェースであり、ATAPI(AT Attachment Packet Interface)及びSCSI(Small Computer System Interface)等の標準インターフェースに準拠している。
【0092】
CPU40は、ROM39に格納されているプログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にRAM41に保存する。
【0093】
次に、前述のようにして構成された光ディスク装置20を用いて、光ディスク15にデータを記録する場合の処理動作について説明する。本実施形態では、記録条件の一例として記録速度を用いるものとする。
【0094】
ホストからインターフェース38を介して記録要求コマンド及びデータ等を受信すると、CPU40は、バッファマネージャ37を介してバッファRAM34にデータを蓄積する。さらに、CPU40は、ホストから指定された記録速度に基づいて、スピンドルモータ22の回転を制御するための制御信号をモータドライバ27に出力する。また、所定の書き込み開始地点に光ピックアップ23が位置するように光ピックアップ23のシーク動作を指示する信号をモータドライバ27に出力する。
【0095】
バッファマネージャ37は、バッファRAM34に蓄積されたデータ量を監視し、所定量に達するとCPU40に通知する。
【0096】
CPU40は、バッファマネージャ37からの通知を受けると、ウォブル信号を検出するためにウォブル信号検出回路30の設定を行う。ここでは、図6のフローチャートを用いてウォブル信号検出回路30の設定処理について説明する。図6のフローチャートはCPU40によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【0097】
ステップ401では、記録速度が所定の閾値S1(例えば8倍速)以上であるか否かをチェックする。記録速度が所定の閾値S1未満であれば、ここでの判断は否定されステップ403に移行する。
【0098】
ステップ403では、第1の振幅調整回路51a及び第3の振幅調整回路51bに対してゲインG1を選択する選択信号を出力する。さらに、第2の振幅調整回路55a及び第4の振幅調整回路55bに対してゲインG3を選択する選択信号を出力する。すなわち、各振幅調整回路ではともに大きいほうのゲインが選択される。
【0099】
ステップ405では、S/H回路53aの出力信号を第1のサンプリング回路52aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ54aに出力する。さらに、S/H回路53bの出力信号を第2のサンプリング回路52bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ54bに出力する。すなわち、サンプリング回路52a、52bのそれぞれではサンプルホールドを行なうことを選択する。
【0100】
ステップ407では、第1の低域制限回路56aの出力信号を第1のフィルタ回路57aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ59aに出力する。さらに、第2の低域制限回路56bの出力信号を第2のフィルタ回路57bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ59bに出力する。すなわち、フィルタ回路57a、57bのそれぞれではフィルタリングを行なわないことを選択する。
【0101】
ステップ409では、第1のフィルタ回路57aの出力信号を第1の正規化回路60aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ63aに出力する。さらに、第2のフィルタ回路57bの出力信号を第2の正規化回路60bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ63bに出力する。すなわち、正規化回路60a、60bのそれぞれでは正規化を行なわないことを選択する。
【0102】
一方、ステップ401において、記録速度が所定の閾値S1以上であれば、ここでの判断は肯定されステップ411に移行する。
【0103】
ステップ411では、第1の振幅調整回路51a及び第3の振幅調整回路51bに対してゲインG2を選択する選択信号を出力する。さらに、第2の振幅調整回路55a及び第4の振幅調整回路55bに対してゲインG4を選択する選択信号を出力する。すなわち、各振幅調整回路ではともに小さいほうのゲインが選択される。
【0104】
ステップ413では、第1の振幅調整回路51aの出力信号を第1のサンプリング回路52aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ54aに出力する。さらに、第3の振幅調整回路51bの出力信号を第2のサンプリング回路52bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ54bに出力する。すなわち、サンプリング回路52a、52bのそれぞれではサンプルホールドを行なわないことを選択する。
【0105】
ステップ415では、LPF58aの出力信号を第1のフィルタ回路57aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ59aに出力する。さらに、LPF58bの出力信号を第2のフィルタ回路57bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ59bに出力する。すなわち、フィルタ回路57a、57bのそれぞれではフィルタリングを行なうことを選択する。
【0106】
ステップ417では、VCA62aの出力信号を第1の正規化回路60aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ63aに出力する。さらに、VCA62bの出力信号を第2の正規化回路60bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ63bに出力する。すなわち、正規化回路60a、60bのそれぞれでは正規化を行なうことを選択する。
【0107】
ウォブル信号検出回路30では、上記の如くして設定された条件で、信号Scと信号Sdとに基づいてウォブル信号を検出する。
【0108】
ここで、ウォブル信号検出回路30における処理動作について以下に詳細に説明する。まず、記録速度が所定の閾値S1未満の場合について説明する。なお、本実施形態では、光ピックアップ23における半導体レーザの発光パターンは、一例として図7(A)に示されるようなパルス状であり、信号Scは、一例として図7(B)に示されるような波形を有するものとする。また、信号Sdは、図7(C)に示されるように、信号Scとは振幅のみが異なる波形を有している。
【0109】
信号Scは、第1の振幅調整回路51aにてゲインG1で振幅調整される。ここでは、一例として図7(D)に示されるように、次のS/H回路53aでサンプリングされるタイミングでの信号レベル(信号波形におけるフラットな部分)が最大レンジVdをオーバーしないように、すなわち飽和しないように調整される。なお、図7(D)に示されるように、サンプリングしないタイミングでの信号レベルは飽和しても良い。
【0110】
第1の振幅調整回路51aの出力信号は、第1のサンプリング回路52aにおいて、S/H回路53aによりサンプルホールドされる。すなわち、S/H回路53aでは、図7(D)に示されるように、サンプリングパルスPSの立ち上がりのタイミングでサンプリングを開始し、サンプリングパルスPSの立ち下がりのタイミングでその時の信号レベルをホールドする。従って、S/H回路53aの出力信号は、図7(E)に示されるように、記録マークの書き込みに起因する成分が除去された波形となる。
【0111】
第1のサンプリング回路52aの出力信号(ここでは、S/H回路53aの出力信号)は、第2の振幅調整回路55aにてゲインG3で振幅調整される。
【0112】
第2の振幅調整回路55aの出力信号に含まれる直流成分は、第1の低域制限回路56aにて除去される。第1の低域制限回路56aの出力信号は、第1のフィルタ回路57a及び第1の正規化回路60aでは何の処理も行なわれずに、そのまま減算器70の一方の入力信号となる。
【0113】
一方、信号Sdは、第3の振幅増幅回路51bにて第1の振幅増幅回路51aと同一のゲインG1で振幅調整される。
【0114】
第3の振幅増幅回路51bの出力信号は、第2のサンプリング回路52bにおいて、S/H回路53bによりサンプルホールドされる。これによって、S/H回路53bの出力信号は、信号Scの場合と同様に、記録マークの書き込みに起因する成分が除去された波形となる。
【0115】
第2のサンプリング回路52bの出力信号(ここでは、S/H回路53bの出力信号)は、第4の振幅増幅回路55bにて第2の振幅増幅回路55aと同一のゲインG3で振幅調整される。
【0116】
第4の振幅調整回路55bの出力信号に含まれる直流成分は、第2の低域制限回路56bにて除去される。第2の低域制限回路56bの出力信号は、第2のフィルタ回路57b及び第2の正規化回路60bでは何の処理も行なわれずに、そのまま減算器70の他方の入力信号となる。
【0117】
ここで、第1の正規化回路60aの出力信号(ここでは、第1の低域制限回路56aの出力信号と同じ)と第2の正規化回路60bの出力信号(ここでは、第2の低域制限回路56bの出力信号と同じ)とは必ずしも同一振幅ではないが、ウォブル信号に対して悪影響を及ぼすノイズ成分はすでに除去されている。
【0118】
さらに減算器70にて、第1の正規化回路60aの出力信号と第2の正規化回路60bの出力信号との差分が求められ、続いて、帯域制限回路71にてウォブル信号成分が、一例として図8(A)に誇張して示されるように、抽出される。なお、ウォブル信号の周波数はEFM信号の周波数よりも非常に小さいため、便宜上、図8(A)における時間軸(図8(A)における紙面左右方向)は、図7(A)〜図7(E)の場合よりもかなり縮小して示されている。
【0119】
このウォブル信号成分は、二値化回路72にて所定の電圧レベルVr(図8(A)参照)と比較され、一例として図8(B)に示されるように、二値化される。この二値化された信号がウォブル信号としてATIPデコーダ31に出力される。
【0120】
次に、記録速度が所定の閾値S1以上の場合について説明する。なお、本実施形態では、光ピックアップ23における半導体レーザの発光パターンは、一例として図9(A)に示されるようなパルス状であり、信号Scは、一例として図9(B)に示されるような波形を有するものとする。また、信号Sdは、図9(C)に示されるように、信号Scとは振幅のみが異なる波形を有している。
【0121】
信号Scは、第1の振幅調整回路51aにてゲインG2で振幅調整された後、第1のサンプリング回路52aでは何の処理も行なわれず、そのまま、第2の振幅調整回路55aにてゲインG4で振幅調整される。ここでは、一例として図9(D)に示されるように、第2の振幅調整回路55aの出力信号の信号レベルが飽和しないようにゲインG2、G4のそれぞれが設定されている。
【0122】
第2の振幅調整回路55aの出力信号に含まれる直流成分は、第1の低域制限回路56aにて除去される。
【0123】
さらに、第1の低域制限回路56aの出力信号は、第1のフィルタ回路57aにおいて、LPF58aによりカットオフ周波数fc以上の周波数成分が除去される。これによって、第1の低域制限回路56aの出力信号に含まれるEFM信号の周波数成分が平滑化され、一例として図9(E)に示されるような波形となる。すなわち、EFM信号に起因するノイズ成分が低減される。
【0124】
第1のフィルタ回路57aの出力信号(ここでは、LPF58aの出力信号)は、第1の正規化回路60aにおいて、AGC61a及びVCA62aにより振幅の正規化が行なわれ、減算器70の一方の入力信号となる。
【0125】
一方、信号Sdは、第3の振幅調整回路51bにてゲインG2で振幅調整された後、第2のサンプリング回路52bでは何の処理も行なわれず、そのまま、第4の振幅調整回路55bにてゲインG4で振幅調整される。
【0126】
第4の振幅調整回路55bの出力信号に含まれる直流成分は、第2の低域制限回路56bにて除去される。
【0127】
第2の低域制限回路56bの出力信号は、第2のフィルタ回路57bにおいて、LPF58bによりカットオフ周波数fc以上の周波数成分が除去される。これによって、第2の低域制限回路56bの出力信号に含まれるEFM信号の周波数成分が平滑化される。すなわち、EFM信号に起因するノイズ成分が低減される。
【0128】
第2のフィルタ回路57bの出力信号(ここでは、LPF58bの出力信号)は、第2の正規化回路60bにおいて、AGC61b及びVCA62bにより振幅の正規化が行なわれ、減算器70の他方の入力信号となる。
【0129】
すなわち、第1の正規化回路60aの出力信号(ここでは、VCA62aの出力信号)と第2の正規化回路60bの出力信号(ここでは、VCA62bの出力信号)とは同一振幅となる。
【0130】
さらに減算器70にて、第1の正規化回路60aの出力信号と第2の正規化回路60bの出力信号との差分が求められる。ここでは、第1の正規化回路60aの出力信号と第2の正規化回路60bの出力信号とにおいて、位相が同じノイズ成分が除去される。続いて、帯域制限回路71にてウォブル信号成分が抽出される。
【0131】
このウォブル信号成分は、二値化回路72にて二値化され、ウォブル信号としてATIPデコーダ31に出力される。
【0132】
ATIPデコーダ31では、上記の如くしてウォブル信号検出回路30で検出されたウォブル信号に基づいて、ATIP情報が抽出される。ここで、ATIPデコーダ31では、例えばATIP情報に付加されているエラー検出コード等によりATIP情報にエラーが含まれていると判断した場合は、ATIP情報の検出エラーとしてCPU40に通知する。CPU40は、ATIP情報の検出エラー率を計測し、所定の値以上になると、データの記録動作を中止するとともに、ホストにその旨を通知する。
【0133】
CPU40では、ATIPデコーダ31からATIP情報に含まれる絶対時間情報を受け取ると、書き込み開始地点であるか否かをチェックする。
【0134】
また、エンコーダ25では、バッファマネージャ37を介してバッファRAM34から取り出されたデータに対して、エラー訂正コードの付加、インターリーブ処理及びEFM変調等が行なわれ、書き込みデータが作成される。
【0135】
CPU40は、絶対時間情報に基づいて、光ピックアップ23の位置が書き込み開始地点であると判断すると、エンコーダ25に通知する。そして、エンコーダ25では、レーザコントロール回路24及び光ピックアップ23を介して、書き込みデータを光ディスク15のトラックに記録する。なお、エンコーダ25では、ATIPデコーダ31からの同期信号に基づいてスピンドルモータ22の回転と同期をとっている。
【0136】
次に、前述した光ディスク装置20を用いて、光ディスク15に記録されているデータを再生する場合の処理動作について説明する。
【0137】
CPU40は、ホストから再生要求コマンド等を受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ22の回転を制御するための制御信号をモータドライバ27に出力する。そして、所定の読み込み開始地点に光ピックアップ23が位置するようにシーク動作を指示する信号をモータドライバ27に出力する。
【0138】
さらに、CPU40は、ウォブル信号を検出するためにウォブル信号検出回路30の設定を行う。ここでは、図10のフローチャートを用いてウォブル信号検出回路30の設定処理について説明する。図10のフローチャートはCPU40によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【0139】
ステップ501では、第1の振幅調整回路51a及び第3の振幅調整回路51bに対してゲインG2を選択する選択信号を出力する。さらに、第2の振幅調整回路55a及び第4の振幅調整回路55bに対してゲインG4を選択する選択信号を出力する。すなわち、各振幅調整回路ではともに小さいほうのゲインが選択される。
【0140】
ステップ503では、第1の振幅調整回路51aの出力信号を第1のサンプリング回路52aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ54aに出力する。さらに、第3の振幅調整回路51bの出力信号を第2のサンプリング回路52bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ54bに出力する。すなわち、サンプリング回路52a、52bのそれぞれではサンプルホールドを行なわないことを選択する
【0141】
ステップ505では、第1の低域制限回路56aの出力信号を第1のフィルタ回路57aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ59aに出力する。さらに、第2の低域制限回路56bの出力信号を第2のフィルタ回路57bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ59bに出力する。すなわち、フィルタ回路57a、57bのそれぞれではフィルタリングを行なわないことを選択する。
【0142】
ステップ507では、VCA62aの出力信号を第1の正規化回路60aの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ63aに出力する。さらに、VCA62bの出力信号を第2の正規化回路60bの出力信号として選択する選択信号を、出力信号切替スイッチ63bに出力する。すなわち、正規化回路60a、60bのそれぞれでは正規化を行なうことを選択する。
【0143】
ウォブル信号検出回路30では、上記の如くして設定された条件で、信号Scと信号Sdとに基づいてウォブル信号を検出する。
【0144】
ここで、ウォブル信号検出回路30における処理動作について以下に簡単に説明する。本実施形態では、光ディスク15のトラック上に、一例として、図11(A)に示される記録パターンが形成されているものとする。この場合、信号Scは、図11(B)に示されるような波形を有する。また、信号Sdは、図11(C)に示されるように、信号Scとは振幅のみが異なる波形を有する。
【0145】
信号Scは、第1の振幅調整回路51aにてゲインG2で振幅調整された後、第1のサンプリング回路52aでは何の処理も行なわれず、そのまま、第2の振幅調整回路55aにてゲインG4で振幅調整される。ここでは、図11(D)に示されるように、第2の振幅調整回路55aの出力信号の信号レベルが飽和しないようにゲインG2、G4のそれぞれが設定されている。
【0146】
第2の振幅調整回路55aの出力信号に含まれる直流成分は、第1の低域制限回路56aにて除去される。
【0147】
第1の低域制限回路56aの出力信号は、第1のフィルタ回路57aでは何の処理も行なわれず、第1の正規化回路60aにおいて、AGC61a及びVCA62aにて振幅の正規化が行なわれ、減算器70の一方の入力信号となる。
【0148】
一方、信号Sdは、第3の振幅調整回路51bにてゲインG2で振幅調整された後、第2のサンプリング回路52bでは何の処理も行なわれず、そのまま、第4の振幅調整回路55bにてゲインG4で振幅調整される。
【0149】
第4の振幅調整回路55bの出力信号に含まれる直流成分は、第2の低域制限回路56bにて除去される。
【0150】
第2の低域制限回路56bの出力信号は、第2のフィルタ回路57bでは何の処理も行なわれず、第2の正規化回路60bにおいて、AGC61b及びVCA62bにて振幅の正規化が行なわれ、減算器70の他方の入力信号となる。
【0151】
すなわち、第1の正規化回路60aの出力信号(ここでは、VCA62aの出力信号)と第2の正規化回路60bの出力信号(ここでは、VCA62bの出力信号)とは同一振幅となる。
【0152】
減算器70にて、第1の正規化回路60aの出力信号と第2の正規化回路60bの出力信号との差分が求められる。これによって、減算器70からは、ウォブル信号成分が増幅され、RF信号成分が除去された出力信号が出力される。
【0153】
続いて、帯域制限回路71にてウォブル信号成分が抽出される。このウォブル信号成分は、二値化回路72にて二値化され、ウォブル信号としてATIPデコーダ31に出力される。
【0154】
ATIPデコーダ31では、上記の如くしてウォブル信号検出回路30で検出されたウォブル信号に基づいて、ATIP情報を抽出する。なお、CPU40は、ATIP情報の検出エラー率を計測し、所定の値以上になると、データの再生動作を中止するとともに、ホストにその旨を通知する。
【0155】
CPU40では、ATIPデコーダ31からATIP情報に含まれる絶対時間情報を受け取ると、読み込み開始地点であるか否かをチェックする。
【0156】
CPU40は、絶対時間情報に基づいて、光ピックアップ23の位置が読み込み開始地点であると判断すると、RF信号検出回路82に通知する。そして、RF信号検出回路82にてRF信号が検出され、さらにCDデコーダ32にて、EFM復調、誤り訂正及びデインターリーブ処理等が行なわれる。
【0157】
光ディスク15に記録されているデータが音楽データの場合には、CDデコーダ32の出力信号はD/Aコンバータ36にてアナログデータに変換され、オーディオ等に出力される。
【0158】
一方、光ディスク15に記録されているデータが音楽データ以外の場合には、CDデコーダ32の出力信号はCD−ROMデコーダ35にてエラーチェック及びエラー訂正処理が行なわれ、バッファマネージャ37を介してバッファRAM34に蓄積される。
【0159】
バッファマネージャ37は、バッファRAM34に蓄積されたデータがセクタデータとして揃ったときに、インターフェース38を介してホストに転送する。
【0160】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ディスク装置20では、ウォブル信号検出回路30とCPU40とでウォブル信号検出装置が構成されている。そして、S/H回路53aとS/H回路53bによってサンプリング手段が構成され、LPF58aとLPF58bによって高域制限手段が構成されている。さらに、第1の振幅調整回路51aと第3の振幅調整回路51bとによって第1の振幅調整手段が構成され、第1の振幅調整回路51aと第2の振幅調整回路55aと第3の振幅調整回路51bと第4の振幅調整回路55bとによって第2の振幅調整手段が構成されている。また、CPU40によって調整率決定手段が構成され、VCA62a、62bとAGC61a、61bとによって第1の正規化手段及び第2の正規化手段が構成されている。
【0161】
また、本実施形態に係る光ディスク装置20では、第3の受光素子80cと第4の受光素子80dとによって光検出手段が構成され、CPU40によって制御手段が構成されている。
【0162】
以上説明したように、本実施形態に係るウォブル信号検出回路30によると、光ディスク15に情報を記録する時に、記録速度が所定の閾値S1以上の場合には、CPU40により、受光素子の出力信号Sc、Sdに対して、サンプリング回路52a、52bではサンプルホールドを行なわず、フィルタ回路57a、57bにてフィルタリングを行なうように設定される。従って、受光素子の出力信号Sc、Sdに含まれるカットオフ周波数以上の周波数成分がフィルタ回路57a、57bで除去され、反射率の変化によるノイズ成分を低減することが可能となる。
【0163】
一方、記録速度が所定の閾値S1未満の場合には、CPU40により、受光素子の出力信号Sc、Sdに対して、サンプリング回路52a、52bにてサンプルホールドを行ない、フィルタ回路57a、57bではフィルタリングを行なわないように設定される。この場合、受光素子の出力信号Sc、Sdにおけるフラットな領域が安定しているため、サンプルホールドを行なうことにより、スペース時の信号レベルを精度良く抽出することが可能となる。さらに、低速で記録する場合にのみ、サンプルホールドを行なっているため、各サンプリング回路52a、52bにおけるS/H回路53a、53bは、大量に生産され一般に市販されている電子部品等を用いて安価に構成することができる。
【0164】
従って、従来のように記録速度に関係なくサンプルホールドを行なう場合に比べて、低コストで、ウォブル信号を精度良く検出することが可能となる。
【0165】
また、本実施形態によると、フィルタ回路57a、57bにてフィルタリングされた信号は、正規化回路60a、60bにて振幅の正規化が行なわれるために、減算器70にてノイズ成分を効果的に低減することが可能となる。従って、結果的に、ウォブル信号をさらに精度良く検出することが可能となる。
【0166】
さらに、本実施形態によると、サンプリング回路52a、52bにてサンプルホールドが行なわれるのに先だって、受光素子の出力信号Sc、Sdの振幅をサンプリング時の信号レベルが飽和しないように振幅調整回路51a、51bにて調整しているために、結果的に、ウォブル信号成分を選択的に増幅することが可能となる。
【0167】
また、本実施形態によると、フィルタ回路57a、57bにてフィルタリングが行なわれるのに先だって、受光素子の出力信号Sc、Sdの信号レベルが飽和しないように振幅調整回路51a、51bにて調整しているために、フィルタ回路57a、57bでは、カットオフ周波数以上の周波数成分を効果的に除去することができる。
【0168】
さらに、本実施形態によると、振幅調整回路51a、51bでは、ゲインに基づいて受光素子の出力信号Sc、Sdの振幅を調整しているために、調整精度を向上することができる。しかも、CPU40により、予め設定されている2種類のゲインの中から1つが選択され、そのゲインに基づいて受光素子の出力信号Sc、Sdの振幅を調整しているために、後段の処理に最適な調整を行なうことができる。
【0169】
しかも、本実施形態によると、フィルタ回路57a、57bでは、カットオフ周波数がウォブル信号の周波数よりも大きく、EFM信号よりも小さくなるように設定されているために、EFM信号成分を効果的に除去することができる。従って、結果的に、ウォブル信号を精度良く検出することが可能となる。
【0170】
さらに、本実施形態によると、光ディスク15に記録されている情報を再生する時に、CPU40により、受光素子の出力信号Sc、Sdに対して、サンプリング回路52a、52bではサンプルホールドを行なわず、フィルタ回路57a、57bではフィルタリングを行なわず、正規化回路60a、60bにて振幅の正規化を行なうように設定されている。従って、減算器70では2つの入力信号におけるRF信号成分の振幅が同一レベルとなり、RF信号成分を精度良く除去することが可能となり、結果としてウォブル信号を精度良く検出することができる。
【0171】
また、本実施形態によると、光ディスク15に記録されている情報を再生する時に、CPU40により、正規化回路60a、60bにて振幅の正規化を行なうのに先だって、受光素子の出力信号Sc、Sdの信号レベルが飽和しないように振幅調整回路51a、51bにて調整しているために、減算器70にて、RF信号成分をさらに精度良く除去することが可能となる。
【0172】
さらに、本実施形態に係る光ディスク装置20によると、光ディスク15に情報の記録を行なう時に、記録速度に関係なく、ウォブル信号検出回路30によりウォブル信号を精度良く検出することができるため、結果として記録速度が大きい場合においても信頼性の高い良好な記録を安定して行なうことが可能である。
【0173】
なお、上記実施形態では、記録条件として記録速度を用いる場合について説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、記録条件として記録マークをトラックに書き込む時のレーザ光の出力(以下、「LD発光出力」という)を用いても良い。ここでは、CPU40は、LD発光出力が所定の閾値S2以上であるか否かをチェックし、LD発光出力が所定の閾値S2以上の場合は、ウォブル信号検出回路30に対して、記録速度が所定の閾値S1以上の場合と同様の設定を行なう。一方、LD発光出力が所定の閾値S2未満の場合は、CPU40はウォブル信号検出回路30に対して、記録速度が所定の閾値S1未満の場合と同様の設定を行なう。LD発光出力が大きい程、ノイズ成分が大きくなるためである。これらの閾値S1及びS2は、任意に設定及び変更することが可能である。
【0174】
また、記録条件として光ディスクの種類、具体的には、光ディスクの記録方式(例えば、CD−RとCD−RW)、及び光ディスクのメーカ情報等を用いても良い。これらの情報は、光ディスク15における絶対時間情報が0分より前のトラックに設けられたリードイン領域にATIP情報の一つとして記録されている。また、CD−RとCD−RWとは、反射光の強度により区別することが可能である。すなわち、CD−Rの反射率は60%以上であるのに対し、CD−RWの反射率は15〜25%である。そこで、反射率とATIP情報とから光ディスクの種類を判別することが可能である。
【0175】
さらに、記録条件として、記録速度、LD発光出力、光ディスクの種類等のうちいずれか1つを用いるのではなく、複数を組み合わせて用いても良い。
【0176】
なお、上記実施形態では、光ディスク15がCD−Rである場合について説明したが、これに限らず、例えば、書き換え可能型の光ディスクは勿論、その他、付帯情報等がウォブル信号として記録されている光学的情報記録媒体であれば良い。
【0177】
また、上記実施形態では、ウォブル信号からATIP情報を抽出する場合について説明したが、これに限らず、例えば、ウォブル信号からアドレス情報(ADIP(Address In Pre-groove)情報)を抽出しても良い。
【0178】
さらに、上記実施形態では、記録データがEFM変調されている場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0179】
なお、上記実施形態では、振幅調整回路51a、51b、55a、55bにおいて、予め設定されている2種類のゲインのうちいずれかが、CPU40の指示により選択される場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、予め3種類以上のゲインを設定しておき、それらの中から一つが選択されても良い。また、予め設定されている複数のゲインの中から一つを選択するのではなく、CPU40から任意の値のゲインを設定しても良い。
【0180】
さらに、上記実施形態では、第1の振幅調整回路51aのゲインと第3の振幅調整回路51bのゲインとが同じ場合について説明したが、それぞれ異なるゲインが選択されても良い。また、第2の振幅調整回路55aのゲインと第4の振幅調整回路55bのゲインについても、それぞれ異なるゲインが選択されても良い。
【0181】
なお、上記実施形態では、サンプリング回路52a、52bの出力信号切替スイッチ54a、54bをCPU40に指示に応じて切り替えることにより、サンプルホールドを行なうか否かの選択を行なっているが、これに限らず、例えば、記録条件をサンプリング回路52a、52bに通知し、該記録条件に応じてサンプリング回路52a、52b側で出力信号の選択を行なっても良い。また、出力信号切替スイッチ54a、54bに替えて、S/H回路53a、53bの入力段に、前段の出力信号をS/H回路53a、53bに入力するか否かを選択する切替スイッチを設けても良い。さらに、CPU40の指示あるいは記録条件の情報等に応じて、S/H回路53a、53bが択一的にスリープ状態又は稼動状態となるように構成されても良い。上述のことは、フィルタ回路57a、57bおよび正規化回路60a、60bにおいても同様である。
【0182】
また、上記実施形態に係る光ディスク装置20は、ホストと同一の筐体内に配置される、いわゆる内蔵タイプであっても良いし、ホストとは別の筐体内に配置される、いわゆる外付けタイプであっても良い。
【0183】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るウォブル信号検出装置によれば、記録条件に応じて、サンプルホールド手段及び高域制限手段のいずれかがアクティブな状態となるために、記録条件に関係なく低コストでウォブル信号を精度良く検出することができるという効果がある。
【0184】
また、本発明に係る光学的情報記録再生装置によれば、光学的情報記録媒体に情報を記録する時に、記録条件に関係なくウォブル信号を精度良く検出することが可能なため、高速で信頼性の高い記録を安定して実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図2(A)及び図2(B)は、それぞれ受光素子の構成の一例を説明するための図である。
【図3】図3(A)及び図3(B)は、それぞれ各受光素子に照射される反射光の領域を説明するための図である。
【図4】図1のI/Vアンプ部の構成を説明するためのブロック図である。
【図5】図1のウォブル信号検出回路の構成を示すブロック図である。
【図6】記録時におけるウォブル信号検出回路の設定を説明するためのフローチャートである。
【図7】図7(A)は発光パターン、図7(B)及び図7(C)は、それぞれ受光素子の出力信号、図7(D)は振幅調整された後の信号波形、図7(E)はサンプルホールド後の信号波形を説明するための図である。
【図8】図8(A)は抽出されたウォブル信号成分、図8(B)は二値化されたウォブル信号を説明するための図である。
【図9】図9(A)は発光パターン、図9(B)及び図9(C)は、それぞれ受光素子の出力信号、図9(D)は振幅調整された後の信号波形、図9(E)はEFM信号成分が除去された後の信号波形を説明するための図である。
【図10】再生時におけるウォブル信号検出回路の設定を説明するためのフローチャートである。
【図11】図11(A)は光ディスクのトラック上の記録パターン、図11(B)及び図11(C)は、それぞれ受光素子の出力信号の信号波形、図11(D)は振幅調整された後の信号波形を説明するための図である。
【符号の説明】
15…光ディスク(光学的情報記録媒体)、20…光ディスク装置(光学的情報記録再生装置)、30…ウォブル信号検出回路(ウォブル信号検出装置の一部)、40…CPU(ウォブル信号検出装置の一部、調整率決定手段、制御手段)、51a…第1の振幅調整回路(第1の振幅調整手段の一部、第2の振幅調整手段の一部)、51b…第3の振幅調整回路(第1の振幅調整手段の一部、第2の振幅調整手段の一部)、53a,53b…S/H回路(サンプルホールド手段)、55a…第2の振幅調整回路(第2の振幅調整手段の一部)、55b…第4の振幅調整回路(第2の振幅調整手段の一部)、58a,58b…LPF(高域制限手段)、61a,61b…AGC(第1の正規化手段の一部、第2の正規化手段の一部)、62a,62b…VCA(第1の正規化手段の一部、第2の正規化手段の一部)、80c…第3の受光素子(光検出手段の一部)、80d…第4の受光素子(光検出手段の一部)。
Claims (15)
- 光学的情報記録媒体のスパイラル状又は同心円状の記録領域からの反射光を少なくとも前記記録領域の接線方向に関して2分割された第1の受光領域と第2の受光領域とで受光し、前記第1の受光領域からの第1の光電変換信号と前記第2の受光領域からの第2の光電変換信号とに基づいて、前記記録領域に形成されているウォブル信号を検出するウォブル信号検出装置であって、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号をそれぞれサンプリング及びホールドするサンプルホールド手段と、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号からそれぞれ所定のカットオフ周波数以上の周波数成分を除去する高域制限手段とを備え、前記光学的情報記録媒体への情報の記録時に、記録速度又は書き込み時のレーザ光出力が所定の閾値未満の場合は前記サンプルホールド手段の方をアクティブにし、記録速度又は書き込み時のレーザ光出力が所定の閾値以上の場合は前記高域制限手段の方をアクティブにすることを特徴とするウォブル信号検出装置。
- 前記高域制限手段にて所定のカットオフ周波数以上の周波数成分が除去された前記第1の光電変換信号と第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ正規化する第1の正規化手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記サンプルホールド手段及び前記高域制限手段の入力段に配置され、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ調整する第1の振幅調整手段を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記第1の振幅調整手段は、所定の調整率に基づいて前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ調整することを特徴とする請求項3に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記調整率を決定する調整率決定手段を更に備えることを特徴とする請求項4に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記調整率決定手段は、予め設定されている少なくとも2種類の調整率の中から1つを選択し、前記調整率を決定することを特徴とする請求項5に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記サンプルホールド手段がアクティブな状態となるとき、前記調整率決定手段は、前記サンプルホールド手段でのサンプリング時における前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の信号レベルがそれぞれ飽和しないように前記調整率を決定することを特徴とする請求項5又は6に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記高域制限手段がアクティブな状態となるとき、前記調整率決定手段は、前記第1の光電変換信号及び前記第2の光電変換信号の信号レベルが飽和しないように前記調整率を決定することを特徴とする請求項5又は6に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記高域制限手段では、前記光学的情報記録媒体に記録される情報に関する周波数成分が前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号から除去されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記光学的情報記録媒体に記録される情報はEFM変調されていることを特徴とする請求項9に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記高域制限手段における前記カットオフ周波数をfc、前記ウォブル信号の周波数をfwbl、前記EFM変調された情報の周波数をfEFMとしたとき、前記カットオフ周波数fcは、fwbl≪fc≪fEFMの関係にあることを特徴とする請求項10に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記光学的情報記録媒体からの情報の再生時に、前記第1の光電変換信号と第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ正規化する第2の正規化手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記第2の正規化手段の入力段に配置され、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の振幅をそれぞれ調整する第2の振幅調整手段を更に備えることを特徴とする請求項12に記載のウォブル信号検出装置。
- 前記第2の振幅調整手段は、前記第1の光電変換信号及び第2の光電変換信号の信号レベルがそれぞれ飽和しないように振幅を調整することを特徴とする請求項13に記載のウォブル信号検出装置。
- 光学的情報記録媒体上のスパイラル状又は同心円状の記録領域に光スポットを照射し、情報の記録及び再生を行なう光学的情報記録再生装置であって、前記記録領域からの反射光を少なくとも前記記録領域の接線方向に関して2分割された第1の受光領域と第2の受光領域とで受光し、前記第1の受光領域から第1の光電変換信号を出力し、前記第2の受光領域から第2の光電変換信号を出力する光検出手段と;前記第1の光電変換信号と第2の光電変換信号とに基づいて前記記録領域に形成されているウォブル信号を検出する請求項1〜14のいずれか一項に記載のウォブル信号検出装置と;前記ウォブル信号検出装置にて検出されたウォブル信号に基づいて前記光スポットの位置を制御する制御手段と;を備えることを特徴とする光学的情報記録再生装置。
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