专利名称：光盘记录、再现装置及其聚焦伺服控制方法
技术领域：
本发明涉及可在记录面上形成凸区、凹凸(Land)和凹槽(Groove)的光盘上进行信息记录和再现的光盘记录、再现装置及其伺服控制方法，特别是涉及如CAV和ZCAV那样，不论其半径位置如何，以旋转速度一定的盘速度为前提，即使高速地进行信息记录和再现，可稳定地实现高品质的记录和再现的聚焦伺服控制方法，和采用该方法的光盘和再现装置。
背景技术：
作为以CD或DVD等为代表的圆板状的光信息记录介质的光盘，由于非接触，大容量而且成本低，作为可以高速进行数据存取的信息记录介质，例如，作为数字音频数据和数字动画数据的记录/再现，还有个人计算机的数据记录介质，获得广泛的利用，特别是近年来，DVD-RAM(Digital Versatile Disc of Random Access Memory Type随机存取存储器式数字多功能盘)那样的所谓改写型的光盘也被广泛地利用。
在这种DVD-RAM盘中，使用可重写的相变化型介质作为记录层，另外，因为以提高记录容量为目的，使用不但在凹槽上，而且在凹槽和凹槽之间的凸区上，也可以进行记录和再现，即在每一转中，凸区和凹槽交互表示的单轨格式。
另一方面，在这种光信息记录介质上，记录或再现的光盘记录和再现装置中，由于凹槽和凸区上，最佳的聚焦偏移不相同，在利用光拾取器进行记录或再现的情况下，在凹槽与传感器之间的切换位置上，进行切换聚焦偏移的操作。
然而，近年来，随着DVD-RAM驱动高速化的进展，来自光拾取器照射的激光点通过凹槽与凸区之间的切换位置的时间也可缩短。由于这样，为了进行在该切换位置的聚焦偏移的切换，要确保必要的光拾取器的聚焦致动器的响应速度困难，特别是在8倍速以上的高速记录或高速再现下，产生例如记录或再现的信息的品质变差的问题。
与此相对，现有在以下的专利文献1中说明了，在凹槽/凸区之间的切换位置上，作为切换聚焦偏移时的改良，在凹槽的最佳聚焦偏移(Gopt)或凸区的最佳聚焦偏移(Lopt)上施加规定量的校正，由此减小Gopt和Lopt之差的技术。
另外，在以下的专利文献2中，提出了对于伴随聚焦偏移的切换再现信号的劣化，设置加强来自光盘的RF信号的均衡机构和根据来自上述均衡机构的信号，进行数据解调的解调机构的技术。
日本专利特开2002-319155号公极[特许文献2]日本专利特许第3661623号如上所述，在上述现有技术中，不根据半径位置，不以旋转速度一定的盘速度(可变速度)为前提，由于这样，不可能充分地防止由于盘的可变速度引起的记录或再现信息品质劣化。另外，该盘的可变速度引起的旋转速度的变动(缩短)，因光盘旋转速度越高速化而越显著，必需要有与记录或再现速度一致的对应速度，但是，在上述现有的技术中，难以跟随这种光盘的可变速度。
发明内容
本发明是考虑上述现有技术的问题而提出的，其目的是要提供如CAV或ZCLV那样，以可变速度为前提，并且不论伴随着近年来驱动器的高速化的高速记录或高速再现，在凹槽/凸区之间的切换位置上也可以充分地进行信号的再现和记录，而且可以稳定地实现高品质的记录和再现的聚焦伺服控制方法和采用该方法的光盘记录和再现装置。
为了达到上述目的，根据本发明首先提供光盘记录和再现装置的聚焦伺服控制方法，该光盘记录和再现装置用于对通过形成在信息记录面上的凸区和凹槽形成螺旋状的轨迹的光信息记录介质，经由切换部使光点从凸区向凹槽或从凹槽向凸区移动，来记录或再现信息，其中，在从由上述凸区向凹槽或由凹槽向凸区的切换部出现之前仅规定的时间开始的区域中，慢慢地将聚焦偏移量从凸区或凹槽的偏移量向凹槽或凸区的偏移量切换。
另外，根据本发明为了达到上述目的，还提供一种光盘记录和再现装置，安装有通过形成在信息记录面上的凸区和凹槽形成螺旋状的轨迹的光信息记录介质，可记录或再现信息，该光盘记录和再现装置具有旋转驱动该光信息记录介质的旋转驱动机构；与由该旋转驱动机构驱动旋转的上述光信息记录介质的信息记录面相对配置、可在半径方向移动的光学头装置；用于驱动上述光学头装置的驱动机构；和至少用于控制该装置的上述旋转驱动机构和上述驱动机构的系统控制机构，该光盘记录和再现装置对于上述光信息记录介质，经由切换部，通过伺服控制使上述光学头装置光点从凸区向凹槽或从凹槽向凸区移动，记录或再现信息，上述系统控制机构在从由上述凸区向凹槽或由凹槽向凸区的切换部出现之前仅规定的时间开始的区域中，慢慢地将聚焦偏移量从凸区或凹槽的偏移量向凹槽或凸区的偏移量切换。
另外，根据本发明，优选在上述方法和装置中，进行上述偏移量切换的区域的开始位置对于上述切换部的出现在时间上一定。而且，优选根据上述光信息记录介质的倍速设定，或根据由上述切换部的出现切换的聚焦偏移的差量设定，或者设定成在切换部出现以前。
如上所述，根据本发的聚焦伺服控制方法，可与盘旋转速度一致地慢慢进行凹槽的最佳聚焦偏移(Gopt)和凸区的最佳聚焦偏移(Lopt)之间的切换，这样可实现与高速化对应和与可变速对应两者。另外，通过采用该方法，还可发挥提供可稳定地实现高品质的记录和再现的光盘记录和再现装置的优良的效果。
图1为表示本发明的一个实施方式的光盘记录和再现装置的大致结构的方框图。
图2为说明利用上述光盘记录和再现装置记录再现信息的光盘的记录面的凸区和凹槽的结构与光点的示意图。
图3为表示聚焦动作时的上述光盘记录和再现装置的各部分的信息波形的示意图。
图4为用于说明本发明的聚焦伺服控制方法的详细情况的流程图。
图5为表示利用本发明的聚焦伺服控制方法，进行聚焦动作时的光盘记录和再现装置的各部分的信号波形的示意图。
图6为在光盘记录和再现装置中，检测L/G切换部出现以前的位置(处理开始位置)的方法的一个例子，包含FG信号波形的示意图。
图7为表示在上述聚焦伺服控制方法中使用的区域(Zone)和规定时间(Δt)的关系的一个例子的示意图。
符号说明1-光信息记录介质(光盘)4-主轴电动机2-光学头19-偏移控制电路13-聚焦偏移可变电路14-聚焦控制电路15-聚焦系统驱动电路18-L/G切换控制电路具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。
首先，图1为表示本发明的一个实施方式的光盘记录和再现装置的大致结构的示意图，特别是，以用于实施本发明的聚焦伺服控制方法的构成要素为中心表示的方框图。
在图中，符号1，例如以DVD-RAM为代表那样，表示在记录面上呈螺旋状形成凸区(Land)和凹槽(Groove)的光信息记录介质。作为该圆盘状的信息记录介质的光盘1通过安装在作为旋转驱动机构的主轴电动机4的旋转轴前端的转台等保持部件进行安装。其中，该主轴电动机4利用所谓的CAV和ZCAV控制方式，不论光盘1的半径方向的位置如何，其旋转速度一定。
这样，光学头2与以规定的旋转速度旋转驱动的光盘100的信息记录面(图中的下面)相对，在这里未图示，可利用例如电动机、滑轨、齿条和小齿轮等构成的螺纹机构，构成为在光盘的半径方向上移动。其中，该光学头2未图示，例如其将半导体激光等，从其内部具备的光源发出的激光束，通过包含物镜的光学系统，照射到上述光盘1的信息记录面上。然后，使其反射光仍通过包含上述物镜的光学系统，例如入射在由光电晶体管等构成的光检测器上。这样，该光检测器将接收的光转换为电信号并输出该电信号。即来自光学头2的上述光检测器的电信号，输入到聚焦误差信号检测电路7、跟踪误差信号检测电路6、以及激光功率控制和驱动电路5。另外，由在光盘1的信息记录面上形成的凹点(Pit)调制的反射光，利用上述光检测器转换为电信号后，输入再现信号解调电路16，进行解调(RF信号)。
另外，上述光学头2可利用未图示的致动器(例如音圈等)，通过图中的聚焦控制电路14和聚焦系统驱动电路15，使物镜在与上述光盘1的信息记录面垂直的方向上移动，进行所谓的聚焦控制。另外，通过图中的跟踪控制电路10和跟踪驱动电路11，控制光学头2的跟踪(光盘半径)方向的位置。这些跟踪控制电路10和跟踪驱动电路11、上述聚焦控制电路14和聚焦系统驱动电路15、以及上述激光功率控制和驱动电路5的动作，利用由CPU(中央运算处理装置)等构成的装置控制电路20控制。
更具体地，从图中可看出，上述再现信号解调电路16的输出向对来自解调的RF信号解调地址的地址解调电路17输入。其输出(地址信号)，在光盘1(DVD-RAM)的信息记录面上，在每一次旋转交互地表示的凸区与凹槽之间的切换(L/G切换)位置中，输入用于控制聚焦偏移的偏移控制电路19。该偏移控制电路19也与上述其他控制和驱动电路同样，利用由CPU(中央运算处理装置)等构成的装置控制电路20控制其动作。
另外，通过上述聚焦误差信号检测电路7从来自光学头2的电信号检测的聚焦误差信号(FE信号)，经由根据需要使其增益增减的聚焦增益可变电路12，与上述偏移控制电路19的输出一起，向聚焦偏移可变电路13输入，并通过上述聚焦控制电路14和聚焦系统驱动电路15向光学头2供给。这样，在驱动物镜、调整聚焦偏移的同时，可在L/G切换位置进行切换聚焦偏移的操作。
另外，通过上述跟踪误差信号检测电路6从来自光学头2的电信号检测的跟踪误差信号(TE信号)，经由根据需要使其增益增减的跟踪增益可变电路8，与上述偏移控制电路19的输出一起，向跟踪偏移可变电路9输入，并通过上述跟踪控制电路10和跟踪驱动电路11，向光学头2供给。这样，可在驱动包含物镜的光学头2，在盘半径方向调整其位置的同时，在L/G切换位置，交互地进行从凸区切换到凹槽或从凹槽切换至凸区同时进行跟踪。
其次，说明由上述表示其结构的光盘记录和再现装置进行的本发明的聚焦伺服控制方法，首先，以下详细地说明本发明的聚焦伺服控制方法的原理。
一般，通过聚焦位置从适当的位置偏离，光盘面上的光点的形状，在相对于轨迹在水平方向上变宽，或/和在与轨迹垂直的方向上变宽。当在水平方向上变宽时，再现中再现信号的高频振幅降低，再现误差率增加。另一方面，在记录时，与适当时相比，用于形成记录标记宽度的记录功率降低。另外，当在垂直方向上变宽时，在再现时，相邻的轨迹的再现信号泄漏(串扰)，再现误差率增加。另一方面，在记录时，根据情况不同，会产生消去相邻轨迹的记录标记(交叉擦去)，成为使相邻轨迹的记录信号品质劣化的原因。
参照图2，一般地，在聚焦位置，凸区和凹槽的物理差异为60～70nm左右的阶差。但是，由于调整，使各个再现误差率为最小，在它们之间产生更大的差。这主要是由于光点形状不均匀(偏差)造成的，另外，也受各种象差的影响而变化。特别是在与本发明有关的DVD-RAM中，偏离物镜位置的凹槽比位于前面的凸区更易受串扰的影响，因此物镜容易调整到在与凹槽垂直方向不变宽的聚焦位置。其中，记录时，为了减小符号之间的干涉，有时要进行调整，使光点在水平方向的宽度变窄。
由于这样，在凸区和凹槽的聚焦位置偏离大的情况下，光学头2由于惯性的理由不能立即响应，在出现上述L/G切换部后，记录在记录面上的轨迹中的用户数据的先头部成为位于不适当的聚焦焦点位置的状态。因此，实质上记录功率增减，记录品质变差。另外，再现时，由于空间频率特性相对于再现系统的频率特性不合适，再现误差率增加。另外，在该数据的先头部上为成为记录再现系统动作的基准的信号信息的所谓VFO(Voltage Frequency Oscillation电压频率振动)区域，在该部分不能适当地再现的情况下，不仅是VFO区域的部分，而且在以VFO区域为先头的一个扇区的全部成为误差，误差增大。
即在DVD-RAM中，存在具有预先记录在盘中的地址信息的PID部和用于用户记录信息的用户数据(USER_DATA)部。这些PID部和用户数据(USER_DATA)部成对，形成所谓的扇区，由16个扇区形成作为记录再现单位的一个块(block)。各个区域的信号的相位不同，因此，为了再现和解调各个部分的数据(DATA)，需要生成利用PLL(DATA_PLL)与各个信号同步的时钟(CLK)，利用该生成的CLK进行辨别，再利用与该CLK同步的二值化处理生成使各个信号二值化的信号。
另外，上述PID部和用户数据(USER_DATA)部必需分别引入PLL(DATA_PLL)。由于这样，例如分别在先头部分上设置有由重复4T-4T图案构成的VFO(Voltage Frequency Oscillation)区域。然而，为了确保用户数据部上的记录容量，该VFO区域只能确保数十个字节(Byte)。另外，为了以高速进行PLL(DATA_PLL)的引入，在该VFO区域中，一般与包含用户数据(USER_DATA)部的数据(DATA)区域比较，要以更高的增益进行动作。由于这样，在VFO区域的记录品质差的情况下，相位变动大，因此引进PLL(DATA_PLL)花费时间，而且发生不能引入的情况。另外，若引入花费时间，则即使记录品质向良好的部分移动，再现误差率也劣化。在不引入PLL(DATA_PLL)的情况下，全部的扇区成为再现误差，误差大大增大。
本发明为如上述详述的，根据发明者等进行的研究和认识达成。在研究DVD-RAM驱动的高速化时，特别是进行8倍速以上的高速记录或再现的情况下，在光盘的凹槽和凸区之间的切换部后的VFO区域不能再现，为了解决一个扇区全部成为误差的问题，使从凹槽的最佳聚焦偏移(Gopt)向凸区的最佳聚焦偏移(Lopt)或从凸区的最佳聚焦偏移(Lopt)向凹槽的最佳聚焦偏移(Gopt)切换与光盘的旋转速度一致，通过分阶段进行达到与高速化对应和与可变速对应两者。
接着，以下参照图4的流程图，说明本发明的聚焦伺服控制方法。其中，作为焦点位置的可变方法有施加直流电压的偏移电压可变方式，和形成聚焦误差信号时，使来自PIC的两个信号差分，改变其差分率的平衡可变方式，在以下的说明中，为了容易理解，在本发明中以聚焦偏移作为可变方式说明。
以下的处理由检测出现L/G切换部的一个扇区前的位置(处理开始位置)开始，利用构成上述装置控制电路20的CPU(中央运算处理装置)运行，另外，例如如图6所示，该L/G切换部的检测如果利用与从上述主轴电动机4输出的旋转同步的FG信号，通过与FG信号的脉冲对应，存储安装光盘后的装置的L/G切换部的检测，则可以容易地检测。在本例子中，表示光盘1每一次旋转输出12个脉冲的例子，通过脉冲FG[2]的上升，可以检测L/G切换部。如果根据该可检测的L/G切换部，预测一个扇区前的位置(处理开始位置)，则可容易地得到上述处理开始位置。
其次，当通过检测上述处理开始位置而开始处理时，首先读出该时刻(例如凸区)的聚焦偏移量(Lopt)，再读出出现L/G切换部后(在该例子中为凹槽)的聚焦偏移量(Gopt)(S11)。设定伴随着L/G切换部的出现，使应该变更的聚焦偏移量(聚焦偏移变更图案)的变动量慢慢地变化(S12)。在本例子中，如图5所示，表示了分4阶段慢慢变化的设定例子。再从其次出现的L/G切换部，算出仅规定时间(Δt)以前的时刻(S13)。该规定时间(Δt)与光学头2的响应速度等相应地设定，另外，这些算出的设定值等可以一次存储在例如构成上述装置控制电路20的存储器中。
然后，当检测仅上述规定的时间(Δt)前的时刻时(S14)，根据上述设定的聚焦偏移变更图案，慢慢地切换(在本例子中分阶段地)聚焦偏移(参照图4中央部所示的聚焦偏移信号)，结束一系列的处理。其中，仅上述规定的时间(Δt)前的时刻通过计算与光盘的旋转同步的信号，例如，在与旋转速度大致一致的频率下，对将使盘的凹槽波动(爬行)记录的颤动(wobble)信号变成二值的信号，或与该信号同步的时钟(wobble_CLK)信号进行计数而决定。这样，利用由盘的旋转速度改变的信号，以与装置的旋转速度同步的信号为基准，形成L/G切换信号等各部分控制用的信号，其计算和发生定时容易控制。
如上所述，如果当从凸区向凹槽(或从凹槽向凸区)切换时，慢慢地(分阶段地)切换聚焦偏移，则如图5下面数第二段所示，切换部的聚焦误差信号从仅上述规定时间(Δt)前的时刻慢慢变动(上升)，但切换部出现时的聚焦误差信号的变动较小，即可以减小切换部的聚焦误差信号的变动量。这样如图5最下段所示，得到的PLL(DATA_PLL)相位误差电位不因为凸区和凹槽之间的切换部的出现而变动(增加)，因此可以确保降低再现误差率。另外，从图中的波形可看出，可以确保得到的RF信号的先头部的电平大，因此可以可靠地引入PLL(DATA_PLL)。
但是，在利用上式CAV和ZCAV方式记录再现的情况下，必需根据其位置改变计数的数目，使不论光盘的半径位置如何时间都一定。即必需从光盘的内周向外周，使外周侧的计数数目与内周侧相比更多。这里，例如可如图7或以下的表1所示设定区域(Zone)和规定时间(Δt)的关系。该关系可以预先存储在构成上述装置控制电路20的存储器中，这样，不论光盘的半径位置如何，都可使上述规定时间(Δt)一定。
另外，在上述例子中，上述聚焦偏移是在凸区和凹槽之间的切换部以前，慢慢地(分阶段地)完成变化来说明的，但在本发明中，也可不这样，而是例如设定切换部前变化的偏移的变化量为一半左右，剩余的在该切换部后变化也可以。即通过在切换部前后慢慢地改变聚焦偏移，可得到与上述相同的效果。
另外，上述规定的时间(Δt)可以根据凸区上的聚焦偏移(Lopt)和凹槽上的聚焦偏移(Gopt)的差异设定，如果这样，可使以不适当的偏移进行记录和再现的区域(即慢慢地改变聚焦偏移的区域)为最小，可以更高的品质进行信息的记录和再现。另外，上述可以想像当在各数据(USER_DATA)区域的先头部分和最后部分上被称为Grard区域的、反复进行重写(Overwrite)动作时产生的流动可使记录膜劣化，但因为存在也可不使用的部分，因此在该区域内，即使偏移不适当也没有关系。由于这样，在偏移的差异量小的情况下，使L/G的切换前的位置(即Δt)接近L/G切换部的位置(减小Δt)也可以。
同样，在偏移的差异量小的情况下，在L/G切换部中，减小切换的偏移量(即凹槽的最佳聚焦偏移(Gopt)与凸区的最佳聚焦偏移(Lopt)的差)也可以。这样，根据偏移的差异量，如果使开始可变的位置和量适当，则可将记录或再现所必要区域中的偏移不适当的区域抑制至到最小限度。
权利要求
1.一种光盘记录和再现装置的聚焦伺服控制方法，该光盘记录和再现装置用于对通过形成在信息记录面上的凸区和凹槽形成螺旋状的轨迹的光信息记录介质，经由切换部使光点从凸区向凹槽或从凹槽向凸区移动，来记录或再现信息，其特征在于在从由所述凸区向凹槽或由凹槽向凸区的切换部出现之前仅规定的时间开始的区域中，慢慢地将聚焦偏移量从凸区或凹槽的偏移量向凹槽或凸区的偏移量切换。
2.如权利要求1所述的光盘记录和再现装置的聚焦伺服控制方法，其特征在于使进行所述偏移量切换的区域的开始位置相对于所述切换部的出现在时间上一定。
3.如权利要求1所述的光盘记录和再现装置的聚焦伺服控制方法，其特征在于根据所述光信息记录介质的倍速设定进行所述偏移量切换的区域的开始位置。
4.如权利要求1所述的光盘记录和再现装置的聚焦伺服控制方法，其特征在于根据由所述切换部的出现切换的聚焦偏移的差量设定进行所述偏移量切换的区域的开始位置。
5.如权利要求1所述的光盘记录和再现装置的聚焦伺服控制方法，其特征在于设定进行所述偏移量切换的区域的结束位置，使其在切换部的出现之前。
6.一种光盘记录和再现装置，安装有通过形成在信息记录面上的凸区和凹槽形成螺旋状的轨迹的光信息记录介质，可记录或再现信息，该光盘记录和再现装置具有旋转驱动该光信息记录介质的旋转驱动机构；与由该旋转驱动机构驱动旋转的所述光信息记录介质的信息记录面相对配置、可在半径方向移动的光学头装置；用于驱动所述光学头装置的驱动机构；和至少用于控制该装置的所述旋转驱动机构和所述驱动机构的系统控制机构，该光盘记录和再现装置对于所述光信息记录介质，经由切换部，通过伺服控制使所述光学头装置光点从凸区向凹槽或从凹槽向凸区移动，记录或再现信息，其特征在于所述系统控制机构在从由所述凸区向凹槽或由凹槽向凸区的切换部出现之前仅规定的时间开始的区域中，慢慢地将聚焦偏移量从凸区或凹槽的偏移量向凹槽或凸区的偏移量切换。
7.如权利要求6所述的光盘记录和再现装置，其特征在于所述系统控制机构使进行所述偏移量切换的区域的开始位置相对于所述切换部的出现在时间上一定。
8.如权利要求6所述的光盘记录和再现装置，其特征在于所述系统控制机构根据所述光信息记录介质的倍速设定进行所述偏移量切换的区域的开始位置。
9.如权利要求6所述的光盘记录和再现装置，其特征在于所述系统控制机构根据由所述切换部的出现切换的聚焦偏移的差量设定进行所述偏移量切换的区域的开始位置。
10.如权利要求6所述的光盘记录和再现装置，其特征在于所述系统控制机构设定进行所述偏移量切换的区域的结束位置，使其在切换部的出现之前。
全文摘要
本发明提供了当在记录面上形成凸区和凹槽的光盘上记录/再现信息时，消除由L/G切换部造成的记录和再现品质降低的技术。在光盘记录和再现装置的聚焦伺服控制方法中，用于对通过形成在信息记录面上的凸区和凹槽形成螺旋状的轨迹的光信息记录介质，经由切换部使光点从凸区向凹槽或从凹槽向凸区移动，来记录或再现信息，其中，在从由所述凸区向凹槽或由凹槽向凸区的切换部出现之前仅规定的时间开始的区域中，慢慢地将聚焦偏移量从凸区或凹槽的偏移量向凹槽或凸区的偏移量切换。
文档编号G11B7/004GK1975887SQ20061012645
公开日2007年6月6日 申请日期2006年8月31日 优先权日2005年11月30日
发明者川嶋彻, 坂井宽治, 片冈丈祥, 铃木基之 申请人:日立乐金资料储存股份有限公司