专利名称：光盘装置和光盘装置的记录控制方法
技术领域：
本发明涉及向光盘进行数据记录时检测从光盘反射的反射光并根据该反射光控制向光盘进行的数据记录动作的技术。
在DVD-R、CD-R等的记录槽中，形成一定周期的振动或进行频率调制的振动。将数据记录到这样的光盘上的光盘装置，生成使用振动控制光盘的转数的基准时钟。例如，专利文献1所述的光盘装置向光盘照射激光，在光盘上形成标志，检测从光盘反射的反射光而得到检测信号。光盘装置根据该检测信号进行光功率控制、伺服控制、电动机控制和记录时钟控制等控制记录时的动作。
图10是DVD-R的槽802的放大图。槽802是在进行数据记录时导引光点804的导引沟(沟槽部)。数据沿着导引沟进行记录。按照图，可以理解为导引沟802在振动。相邻的2个导引沟间的区域801称为槽脊部或槽脊道(land track)。标志是在槽脊部上形成的。在槽脊部801的一侧设置了槽脊预置点803。通过设置槽脊预置点803，光盘装置可以从反射光得到槽脊预置点信号，从而可以使时间同步地控制盘的旋转。在CD-R上，对振动频率进行一定的频率调制，这样就可以得到地址信息，所以，不设置预置点。
光盘装置通过用指定的限幅电平对向沟槽802照射光束而得到的推挽信号进行2值化处理，检测预置点803和振动的频率。并且，光盘装置对振动的频率进行指定的倍增处理，得到与标志805的单位时间长度对应的记录时钟信号。通常，光盘装置以槽脊预置点信号为基准与记录时钟信号同步地在光盘上形成标志。另外，光盘装置根据振动的检测结果控制图中未示出的盘转动电动机的转数。
下面，说明现有的光盘装置在CD-R上形成标志的处理。图11(a)～(f)是利用现有的第1方法在CD-R上形成标志时的时间图。首先，光盘装置将写入对象的写入数据进行NRZI(Non Return to ZeroInverted)变换，生成图11(a)所示的NRZI信号。并且，向CD-R发射与该NRZI信号相应的强弱2级的激光。即，光盘装置在NRZI信号为低电平时发射弱的激光，NRZI信号为高电平时发射强的激光。如图11(b)所示的那样，与强的激光的发射对应地在CD-R上形成标志。
光盘装置的光读写头(图中未示出)检测从光盘发射的激光的反射光，输出图11(c)所示的再生信号。形成标志时的激光功率必须比再生时大。结果，标志形成时的再生信号的电平也大。
在从弱的激光切换为强的激光而开始进行标志的形成时，再生信号中就出现振幅暂时增大的尖脉冲波形(例如，参见图11(c)的时间t1≤t≤t2)。光读写头的头放大器(图中未示出)调整增益而输出，使包含该尖脉冲波形的再生信号的电平限制在动态范围内。动态范围根据头放大器或配置在头放大器以后的模拟处理电路等电路的特性而决定。
光盘装置根据上述再生信号而取得各种信息。具体而言，光盘装置检测用于进行伺服控制的伺服信息、关于振动的振动信息和进行数据写入时用于调整为最佳的激光功率的R-OPC(Running Optimum PowerControl)信息。光盘装置根据这些信息进行伺服控制、电动机控制、光功率控制和生成记录时钟。
下面，说明得到伺服信息、振动信息和R-OPC信息的顺序。与各信息的说明关联地定义以下术语。在本说明书中，所谓「采样」，就是指光盘装置的采样和保持部(图中未示出)输出具有与输入的信号的电平相应的电平的信号。另外，在本说明书中，所谓「保持」，就是指光盘装置的采样和保持部(图中未示出)输出保持为指定值的电平的信号。例如，采样和保持部对再生信号进行采样而直接输出再生信号，并输出保持为保持开始时刻的再生信号的电平的信号。采样和保持部根据采样和保持信号而动作。采样和保持部在采样和保持信号为采样电平(S)时进行采样动作，而为保持电平(H)时进行保持动作。
图11(d)是表示伺服用的采样和保持信号的波形的图。伺服用的采样和保持信号表示用于得到伺服信息的采样和保持的时刻。伺服信息可以通过仅采样一定长以上的空间而得到，例如，仅采样再生信号中与弱的激光对应的部分的空间就可以保持而得到与强的激光对应的部分。
图11(e)是表示振动检测用的采样和保持信号的波形的图。振动检测用的采样和保持信号也表示用于得到振动信息的采样和保持的时刻。振动信息可以通过采样标志间的所有的空间而得到。
图11(f)是表示R-OPC用的采样和保持信号的波形的图。R-OPC用的采样和保持信号表示用于得到R-OPC信息的采样和保持的时刻。R-OPC信息可以通过采样标志形成时的波形中尖脉冲波形后的再生信号的值和不进行标志形成时的再生信号的值而得到。
图12(a)～(c)是在以比通常速度高的高速旋转的CD-R上形成标志时的时间图。在以高速进行记录时，切换强的激光和弱的激光的时间缩短。例如，以48倍速记录时，如图12(a)所示，移动最小极性反转距离3T所需要的时间约为30ns，在发射强的激光时就形成标志(图12(b))。但是，激光切换的时间缩短时，如图12(c)的波形部分A所示的那样，标志形成后的再生信号的后沿相对于波形则相对地变钝，而建立时间相对于波形则相对地延长。并且，在信号建立之前或建立之后将迎连下一个前沿，从而不能进行伺服控制和振动检测所需要的适当的采样。
图13(a)～(c)是利用现有的第2方法在CD-R上形成标志时的时间图。和前面的一例一样，在形成图13(a)所示的标志时，可以得到图13(b)所示的再生信号。但是，在该方法中，不进行再生信号的保持，而代之以对再生信号全体进行平滑化(平均化)处理而进行频带限制。通过对再生信号进行频带限制降低尖脉冲波形的影响，得到聚焦跟踪检测信号和振动检测信号。图13(c)和(d)是表示进行平均化处理后的聚焦跟踪检测信号和振动检测信号的图。通过对再生信号全体进行平滑化处理，即使通过高速记录而建立时间相对地延长时，也可以检测伺服信息和振动信息。
但是，R-OPC信息必须利用上述第1方法进行检测。这是因为，R-OPC信息必须对尖脉冲波形后的再生信号的值和不形成标志时的再生信号的值进行采样而在其他期间保持再生信号。对于用户数据的再生，需要比伺服控制或振动控制高的频率成分，所以，读写头上的头放大器的通带设计得非常宽。
专利文献1特开平7-29179号公报即，调整增益而使包含尖脉冲波形的再生信号的电平限制在动态范围内时，再生信号全体的电平降低，从而S/N比降低。结果，伺服信息、振动信息和R-OPC信息的品质降低，不能最佳地进行伺服控制、电动机控制、记录时钟控制和光功率控制。即使临时由于电路的动态范围的限制而切掉了尖脉冲波形，由于切掉而变化的信息的影响，也不能得到正确的伺服信息和振动信息。
另一方面，即使对再生信号全体进行了平滑化处理，尖脉冲波形也不会被完全切掉。因此，高频成分多的尖脉冲波形对进行平滑化处理后的再生信号的影响很大，从而不能得到正确的伺服信息和振动信息。
这些问题特别是在高速记录数据时将变得显著。为了迅速形成标志而增加激光的强度时，再生信号的尖脉冲波形的影响将增大。
本发明的目的旨在适切地进行伺服控制、记录时钟控制、电动机控制和光功率控制等记录时的动作的控制。
(解决课题的手段)本发明的光盘装置在进行数据记录时利用光照射在光盘上形成多个标志。光盘装置具有包含发射光的光源和检测光的检测器而在上述检测器中检测从上述光源发射的由上述光盘反射的光并根据检测的光输出第1再生信号的光头、根据上述第1再生信号和第1控制信号或第2控制信号生成第2再生信号的再生信号处理部即响应上述第1控制信号输出具有保持为指定值的电平的上述第2再生信号和响应上述第2控制信号输出具有与上述第1再生信号的电平相应的电平的上述第2再生信号的再生信号处理部和生成上述第1控制信号和上述第2控制信号的控制部即在从各个标志的形成前到形成途中的第1期间生成上述第1控制信号和在上述第1期间以后的第2期间生成上述第2控制信号的控制部，根据从上述再生信号处理部输出的上述第2再生信号控制上述数据的记录动作。利用上述光盘装置，可以达到上述目的。
在上述第1期间，上述第1再生信号的波形包含尖脉冲波形部分，上述控制部可以在上述尖脉冲波形消失之后生成上述第2控制信号。
上述控制部根据光从上述光源以可以形成上述标志的强度照射的时间可以判断上述尖脉冲波形的消失。
上述再生信号处理部也可以将上述指定值设定得比上述尖脉冲波形部分的电平低。
上述光头可以将超过指定的动态范围的电平的波形部分切掉而输出上述第1再生信号。
上述光头也可以将上述尖脉冲波形的一部分切掉而输出上述第1再生信号。
上述光头可以输出具有限制在指定的动态范围内的增益的上述第1再生信号。
进而具有将从上述再生信号处理部输出的上述第2再生信号进行平均化处理而输出的平均化处理部，可以根据进行平均化处理后的上述第2再生信号控制上述数据的记录动作。
上述记录时的动作的控制，可以是伺服控制、记录时钟控制、电动机控制和光功率控制中的至少1种控制。
本发明的数据记录方法利用光照射在光盘上形成多个标志而记录数据。数据记录方法包括检测从光源发射的由上述光盘反射的光的步骤、根据检测的上述光输出第1再生信号的步骤、根据上述第1再生信号和第1控制信号或第2控制信号生成第2再生信号的步骤即响应上述第1控制信号而输出具有保持为指定值的电平的上述第2再生信号和响应上述第2控制信号而输出具有与上述第1再生信号的电平相应的电平的上述第2再生信号的步骤、生成上述第1控制信号和上述第2控制信号的步骤即在从各个标志的形成之前到形成途中的第1期间生成上述第1控制信号和在上述第1期间以后的第2期间生成上述第2控制信号的步骤和上述第2再生信号控制上述数据的记录动作的步骤。通过上述步骤，可以达到上述目的。
本发明的计算机程序可以在具有包含发射光的光源和检测光的检测器的光头、再生信号处理部和控制部的光盘装置中执行。光盘装置在进行数据记录时利用光照射在光盘上形成多个标志。计算机程序包括从上述光源发射光的步骤、在上述检测器中检测由上述光盘反射的光的步骤、根据检测的上述光从上述光头输出第1再生信号的步骤、在上述再生信号处理部响应上述第1控制信号生成具有保持为指定值的电平的上述第2再生信号和响应上述第2控制信号生成具有与上述第1再生信号的电平相应的电平的上述第2再生信号的步骤、在上述控制部中生成上述第1控制信号和上述第2控制信号的步骤即在从各个标志的形成前到形成途中的第1期间生成上述第1控制信号而在上述第1期间以后的第2期间生成上述第2控制信号的步骤和根据上述第2再生信号控制上述数据的记录动作的步骤。通过上述步骤，可以达到上述目的。
本发明的控制处理器安装到在进行数据记录时利用光照射在光盘上形成多个标志的光盘装置中，可以切换第1动作模式和第2动作模式。上述光盘装置具有包含发射光的光源和检测光的检测器而在上述检测器中检测从上述光源发射的由上述光盘反射的光并根据检测的光输出第1再生信号的光头、根据上述第1再生信号和第1控制信号或第2控制信号生成第2再生信号的再生信号处理部即响应上述第1控制信号输出具有保持为指定值的电平的上述第2再生信号和响应上述第2控制信号输出具有与上述第1再生信号的电平相应的电平的上述第2再生信号的再生信号处理部。上述控制处理器在上述第1动作模式中在从各个标志的形成之前到形成途中的第1期间生成上述第1控制信号而在上述第1期间以后的第2期间生成上述第2控制信号，在上述第2动作模式中在与上述第1期间不同的第3期间生成上述第1控制信号而在上述第3期间以后的第4期间生成上述第2控制信号。利用上述装置，可以达到上述目的。
图2是表示设置在光读写头中的光检测器和头放大器的结构的框图。
图3是表示聚焦跟踪伺服部的结构的框图。
图4是表示振动检测部的结构的框图。
图5是表示R-OPC检测部的结构的框图。
图6是在光盘的记录槽中形成标志时的信号的时间图。
图7是表示伴随标志的形成而生成的再生信号的采样和保持处理的顺序的流程图。
图8是光盘装置的信号的时间图。
图9是表示实施方式2的光盘装置的结构的框图。
图10是DVD-R的记录槽的放大图。
图11是利用现有的第1方法在CD-R上形成标志时的时间图。
图12是在以比通常速度高的高速度的CD-R上形成标志时的时间图。
图13是利用现有的第2方法在CD-R上形成标志时的时间图。符号说明100-光盘装置；101-光盘；102-主轴电动机；103-光读写头；104-；105-；106-聚焦跟踪伺服部；107-振动检测部；108-R-OPC检测部；109-控制部；110-数据再生部；146-中央处理单元(CPU)；148-存储器；150-记录媒体；121、131、142-采样和保持处理部(再生信号处理部)。
具体实施例方式
下面，参照
本发明的光盘装置的实施方式。本发明的光盘装置可以将数据记录到光盘上并再生记录的数据。在进行数据记录时，在记录数据的同时进行再生，根据再生信号控制记录动作。
下面，先说明光盘。光盘是CD-R、DVD-R等圆盘状的记录媒体，具有多个记录槽。例如，图10表示DVD-R的记录槽801。记录槽801由邻接的2个导引沟802之间的区域所规定。记录槽具有由相变化材料等形成的记录膜。利用指定波长的激光照射光盘时，照射的位置的记录膜的物理特性发生变化，结果，就形成了标志。激光从光盘装置以与写入对象的写入数据相应的时刻和强度在指定的期间发射。在形成标志的区域与不形成标志的标志间的区域(空间)，光的反射率不同。通过在光盘装置中检测反射率的不同而判断记录槽上的标志和空间，结果，便可再生写入数据。
光盘为DVD-R、CD-R等时，记录槽以指定的频率蛇行(振动)地形成。按照图10，可以理解为记录槽在振动。对于DVD-R，振动的频率是一定的，对于CD-R，则进行频率调制。振动的频率在生成控制光盘的转数的基准时钟时利用。
此外，在DVD-R中，在记录槽中设置了槽脊预置点803。通常，向DVD-R上的数据的记录，以由槽脊预置点803引起的槽脊预置点信号为基准，与从振动得到的记录时钟信号同步地进行。光盘为CD-R时，对振动频率进行一定的频率调制，这样便可得到地址信息，所以，不设置预置点803。
(实施方式1)图1是表示本实施方式的光盘装置100的结构的框图。光盘装置100将数据记录到作为CD-R媒体的光盘101上，并再生记录的数据。这些动作，根据从各种记录媒体150等读入而设定的计算机程序进行。为了便于说明，图中表示了光盘101和各种记录媒体150，但是，这些也可以不一定是光盘装置100的结构要素。
光盘装置100具有主轴电动机102、光读写头103、聚焦跟踪伺服部106、振动检测部107、R-OPC检测部108、数据再生部110、控制部109、中央处理单元(CPU)146和存储器148。
主轴电动机102是光盘101以根据控制部109的指示的旋转速度旋转。在进行数据记录时或再生时，主轴电动机102通过使旋转速度提高到基准值以上，可以进行高速记录或高速再生。
光读写头103在进行数据记录时通过使用指定波长的激光的光照射在光盘上形成多个标志。如上所述，各个标志通过记录槽的记录膜的物理特性的变化而形成。此外，光读写头103检测由光盘发射的激光(反射光)，并作为再生信号而输出。
光读写头103具有激光驱动器104、光源(图中未示出)、光检测器(图2)和头放大器105。激光驱动器104从控制部109接收将写入对象的写入数据变换而得到的2值的NRZI(Non Return to ZeroInverted)信号。激光驱动器104根据NRZI信号将记录功率变换无驱动电流而供给光源(激光元件)。于是，从光源输出与驱动电流的大小相应的指定功率的激光，向光盘101发射。例如，在NRZI信号为低电平时，光源发射弱的激光，NRZI信号为高电平时，光源发射强的激光。标志在强功率的光向记录槽发射时形成。
光读写头103的光检测器检测由光盘101反射的激光，并输出与检测的光相应的再生信号。图2是表示设置在光读写头103中的光检测器111-1～111-4和头放大器105的结构的框图。这里虽然记载的是光检测器和头放大器分离的结构，但是，为了输出的高速化，可以采用一体式的组合结构。
各光检测器111-1～111-4的位置控制为与照射激光的记录槽具有指定的位置关系。具体而言，控制光读写头103的位置，使检测器111-1和111-2比照射激光的记录槽位置光盘101的外周侧，而检测器111-3和111-4比该记录槽位于光盘101的内周侧。在理想的情况下，从记录槽的中心线位置反射的反射光入射到区分检测器111-1和111-2的组与检测器111-3和111-4的组的线上。在进行数据的记录处理时，各检测器111-1～111-4根据电流值检测光盘101的反射光的强度，并输出检测的电流信号k、l、m、n。
头放大器105接收光检测器111-1～111-4的输出信号k、l、m、n。头放大器105将各电流信号变换为电压信号而输出。该电压信号作为再生信号在以后的处理中利用。图中，给出的再生信号是单一的信号，但是，实际上输出的是与各光检测器111-1～111-4的输出信号k、l、m、n对应的各电压信号。下面，为了便于说明，即使是由头放大器105变换而输出的信号，也简单地称为输出信号k、l、m、n。以下所言及的「动态范围」，根据各光检测器111-1～111-4、头放大器和配置在头放大器以后的模拟处理电路等电路的特性而决定。
下面，再次参照图1说明光盘装置100的其他结构要素。聚焦跟踪伺服部106接收从光读写头103输出的再生信号和从控制部109输出的采样和保持信号，生成伺服控制用的伺服信号(伺服信息)并向控制部109输出。伺服信息包含跟踪控制用的跟踪信息和聚焦控制用的聚焦信息。振动检测部107接收从光读写头103输出的再生信号和从控制部109输出的采样和保持信号，检测关于振动的振动检测信号(振动信息)并向控制部109输出。振动信息包含振动频率的信息。R-OPC检测部108输入光读写头103的再生信号和控制部109的采样和保持信号，生成R-OPC(Running Optimum Power Control)信号(R-OPC信息)并向控制部109输出。所谓R-OPC信息，就是在进行数据的写入时用于调整总是最佳的激光功率的信息。所谓「采样和保持信号」，就是控制光盘装置的结构要素的动作的控制信号，如后面所述，可以分为采样信号和保持信号进行考虑。
控制部109将写入对象的写入数据进行NRZI变换，并将NRZI信号(后面所述的图6(a))向光读写头103输出。控制部109将控制采样和保持的采样和保持信号(S/H信号)分别向聚焦跟踪伺服部106、振动检测部107和R-OPC检测部108输出，接收伺服信号、振动检测信号和R-OPC信号。控制部109根据这些信号进行记录时钟信号的生成和控制、向光盘101照射的光功率的控制、光读写头103的伺服控制和主轴电动机102的控制等数据的记录动作控制。
在本实施方式中，从控制部109输出的采样和保持信号的电平交替地切换为高电平和低电平。控制部109根据由CPU 146设定的S/H时刻参量相应于输出目的地而调整切换采样和保持信号的电平的时刻。
CPU 146是综合地管理光盘装置100的全体的动作的微电脑。CPU 146执行存储器148存储的计算机程序，按照该计算机程序所规定的处理顺序使控制部109动作。另外，控制部109输出表示将采样和保持信号交替地切换为高电平和低电平的时刻的S/H时刻参量。
计算机程序可以记录到以光盘为代表的光记录媒体、以SD存储卡为代表的半导体记录媒体和以软盘为代表的磁记录媒体等记录媒体150上。记录媒体150插入到光盘装置100中，根据CPU 146的控制进行读出，并存储到存储器148中。存储器148是例如EEPROM等非易失性存储器。光盘装置100不仅可以通过记录媒体150而且也可以通过因特网等电气通信线路取得计算机程序。
数据再生部110从记录了数据的光盘101上再生记录的用户数据。
下面，参照图3～图5说明聚焦跟踪伺服部106、振动检测部107和R-OPC检测部108的具体的结构。
图3是表示聚焦跟踪伺服部106的结构的框图。聚焦跟踪伺服部106根据再生信号k、l、m、n生成跟踪控制所需要的跟踪信号和聚焦控制所需要的聚焦信号。
聚焦跟踪伺服部106具有采样和保持处理部121、加减运算部122和平滑化处理部123。采样和保持处理部121接收从光读写头103输出的再生信号k～n和从控制部109输出的采样和保持信号，根据采样和保持信号对再生信号k～n进行采样和保持并输出。采样和保持处理部121对所接收的再生信号进行指定的处理，并输出处理后的信号。关于「采样」和「保持」的解释，采用在现有技术中定义的意义。例如，采样和保持处理部121通过对再生信号进行采样而直接输出再生信号，通过保持而输出具有保持为指定时刻的再生信号的电平的电平的信号。
本发明的主要的特征之一，就是通过调整采样和保持的时刻而从再生信号中得到不包含不需要的波形的信号。可以从所得到的信号中得到高品质的跟踪信号和聚焦信号，这样，便可实现最佳的记录控制。关于采样和保持信号的采样和保持的时刻，后面参照图6～图8进行说明。
加减运算部122对进行了采样和保持处理的再生信号进行指定的运算，并输出该运算结果。平滑化处理部133对从加减运算部132输出的信号进行平滑化(平均化)处理，并将进行了平滑化处理的信号作为跟踪信号和聚焦信号向控制部109输出。
下面，更详细地进行说明。采样和保持处理部121具有分别接收再生信号k～n而进行采样和保持的采样和保持部121a～121d。各采样和保持部根据控制部109的采样和保持信号进行采样和保持处理。
加减运算部122具有加法部122a～122d、减法电路122e和122f。加法部122a和122b将进行了采样和保持的再生信号k～n按外周侧和内周侧相加。加法部122a输出外周侧的再生信号的和信号a，加法部122b输出内周侧的再生信号的和信号b。另一方面，加法部122c和122d分别将进行了采样和保持的再生信号k～n按处于对角位置的关系的2个组相加。加法部122c输出再生信号k和n的和信号c，加法部122d输出内周侧的再生信号l和m的和信号d。减法电路122e将加法部122b的输出信号b从加法部122a的输出信号a中减去，减法电路122f将加法部122d的输出信号d从加法部122c的输出信号c中减去。
上述处理的结果，减法电路122e输出表示反射光偏向内周侧或外周侧的哪一侧的信号即表示向光盘101发射的激光偏向内周侧或外周侧的哪一侧的信号。如果输出的信号基本上为0，则表示激光的发射位置不偏离。相反，如果输出的信号从0向正或负振动指定值以上时，则表示激光的发射位置偏向了外周侧或内周侧。另一方面，减法电路122f输出可以特定反射光的投射形状的信号。例如，如果输出的信号基本上为0，则表示反射光的投射形状基本上为正圆，激光的焦点落在记录槽上。相反，如果输出的信号从0向正或负振动指定值以上时，反射光的投射形状为椭圆形，表示焦点未落在记录槽上。根据输出的信号是正还是负，可以特定焦点落在记录槽以内还是以外。
平滑化处理部123是所谓的低通滤波器，光盘101为CD-R时，可以是使例如约100kHz的频率通过的滤波器。平滑化处理部123分别将减法电路122e和122f输出的信号进行平滑化处理，其结果是输出进行了平滑化处理的跟踪信号和聚焦信号。
按照上述原理，利用跟踪信号和聚焦信号可以进行关于光盘101的半径方向的激光的发射位置的控制(跟踪控制)和关于与光盘101的记录面垂直的方向的激光的焦点位置的控制(聚焦控制)。
图4是表示振动检测部107的结构的框图。振动检测部107根据再生信号k、l、m、n生成特定记录槽的振动频率的振动检测信号。这样，便可生成控制光盘的转数的基准时钟。
振动检测部107具有采样和保持处理部131、加减运算部132、平滑化处理部133和检测部134。采样和保持处理部131接收从光读写头103输出的再生信号k～n和从控制部109输出的采样和保持信号，并根据采样和保持信号对再生信号k～n进行采样和保持处理。采样和保持处理部131对接收的再生信号进行指定的处理而作为不同的再生信号而输出。加减运算部132对进行了采样和保持处理的再生信号进行指定的运算，并输出其运算结果。平滑化处理部123对从加减运算部132输出的信号进行平滑化(平均化)处理。检测部134从平滑化处理后的再生信号中检测并输出振动检测信号。
和聚焦跟踪伺服部106一样，在振动检测部107中，也利用调整了采样和保持的时刻的采样和保持信号，输出高品质的振动检测信号。关于采样和保持信号的采样和保持的时刻，后面参照图6～图8进行说明。
下面，更详细地进行说明。采样和保持处理部131具有分别接收再生信号k～n而进行采样和保持处理的采样和保持部131a～131d。各采样和保持部根据控制部109的采样和保持信号进行采样和保持处理。
加减运算部132具有加法部132a及132b和减法部132c。加法部132a将进行了采样和保持处理的再生信号k、l相加，输出信号a。加法部132b将进行了采样和保持处理的再生信号m、n相加，输出信号b。减法部132c输出信号a、b之差的差信号。记录槽的振动引起的进入外周侧的光检测器111-1、111-2的反射光的光量增加时，进入内周侧的光检测器111-3、111-4的反射光的光量就减少。相反，进入外周侧的光检测器111-1、111-2的反射光的光量减少时，进入内周侧的光检测器111-3、111-4的反射光的光量就增加。增减的频率表示振动的频率。从减法部132c输出的差信号是表示记录槽的振动的信号，该信号的频率就是振动频率。
平滑化处理部133是所谓的带通滤波器，光盘101为CD-R并且以基准速度旋转时，可以是使20kHz周边的频率通过的滤波器。平滑化处理部133对减法部132c的差信号进行平滑化处理。检测器134用指定的限幅电平对进行了平滑化处理的信号进行2值化处理，得到2值化信号，根据2值化信号的频率输出振动检测信号。通过利用振动检测信号，可以特定光盘101的记录槽的振动频率。
图5是表示R-OPC检测部108的结构的框图。R-OPC检测部108根据再生信号k、l、m、n生成进行数据的写入时用于调整为总是最佳的激光功率的控制所需要的R-OPC信号。
R-OPC检测部108具有加法部141与采样和保持处理部142。加法部141将再生信号k～n相加而输出。由于将所有的再生信号相加，所以，加法部141的输出信号成为表示检测的所有的光的信号。采样和保持处理部142具有B电平采样和保持部142a和A电平采样和保持部142b。B电平采样和保持部142a和A电平采样和保持部142b分别接收由加法部141相加后的再生信号和从控制部109输出的采样和保持信号，根据采样和保持信号对相加后的再生信号进行采样和保持处理。
B电平采样和保持部142a在数据的记录动作中对发射强的激光时的再生信号的值进行采样，并将采样结果而得到的B电平检测信号向控制部109输出。例如，B电平采样和保持部142a在发射强的激光的期间中进而对尖脉冲波形消失后的再生信号的值进行采样。关于尖脉冲波形，后面参照图6(a)～(c)进行说明。另外，A电平采样和保持部142b在数据的记录动作中对发射弱的激光时的再生信号的值进行采样，并将采样结果而得到的A电平检测信号向控制部109输出。例如，A电平采样和保持部142b对发射弱的激光的记录槽上的空间部分的再生信号的值进行采样。控制部109接收从采样和保持处理部142输出的B电平检测信号和A电平检测信号，控制激光记录功率，使这些信号值之比在记录中成为一定电平。基于R-OPC信号的控制，不限于该方法，也可以例如调整激光的强度而使B电平检测信号一定。
如上所述，控制部109利用从聚焦跟踪伺服部106、振动检测部107和R-OPC检测部108得到的各种信息，控制数据的记录动作。各种信息可以在对再生信号进行指定的采样和保持处理并进而进行指定的运算后而得到，所以，进行采样和保持处理的时刻对得到的信号的品质(即信息的品质)有直接的影响。
因此，下面，参照图6(a)～(c)说明使信号的品质降低的尖脉冲波形，然后，参照图7和图8说明为了得到品质高的信息而光盘装置100进行的采样和保持处理。
图6(a)～(c)是在光盘101的记录槽上形成标志时的信号的时间图。光读写头103根据控制部109生成的NRZI信号(图6(a))发射激光，在光盘的记录槽上形成标志。这里，如图6(b)所示，在NRZI信号为高电平时发射激光，形成标志。另一方面，在NRZI信号为低电平时发射弱的激光。发射弱的激光时不形成标志。
由图6(b)可知，即使NRZI信号成为高电平而发射强的激光，也从与该位置偏离了指定区间x的位置开始进行标志的形成。位置偏离的理由是，记录槽在强的激光的作用下发生物理的变化需要一定的时间，而在这期间光盘101要旋转。由于区间X的反射率比较高，所以，发射强的激光时，再生信号的电平将增大。结果，在再生信号中就出现尖脉冲波形。例如，设最小极性反转距离为3 T时，区间x则约为1.5T。
图6(c)表示包含尖脉冲波形K的再生信号的波形。在时刻t＝t1，开始发射强的激光，在时刻t＝t2，开始进行标志的形成。于是，在与区间x对应的期间L(＝t2-t1)，再生信号的电平增大，出现尖脉冲波形K。期间L通常是数十～数百nsec的量级。例如，对于CD-R，在通常的记录速度下，期间L为300nsec，在2倍的记录速度下为150nsec。对于DVD-R，在通常的记录速度下为50nsec，在2倍的记录速度下为25nsec。
本实施方式的光读写头103不能检测在开始进行标志的形成时发生的尖脉冲波形中超过动态范围的尖脉冲波形(以下，称为「饱和尖脉冲波形)K。因此，光读写头103就输出切掉(也说「掩蔽」)了饱和尖脉冲波形的再生信号。此外，光读写头103进行增益设定，使饱和尖脉冲波形部分以外的波形部分限制在动态范围内而输出再生信号。动态范围是例如从图6(c)的0到D的范围。不存在饱和尖脉冲波形时，就输出包含尖脉冲波形的再生信号。
饱和尖脉冲波形被切掉后的再生信号的电平接近于动态范围的上限，所以，电平比较高。另外，未切掉饱和尖脉冲波形后的再生信号的电平也包含尖脉冲波形，所以，局部的电平高。因此，有时不适宜基于这些再生信号的记录动作的控制。
因此，在本实施方式的光盘装置100中，进行以下说明的采样和保持处理，可以得到控制数据的记录动作所需要的信息(伺服信息、振动信息等)。按照以下说明的动作，通过切掉尖脉冲波形，可以防止包含在再生信号中的信息发生变化，从而可以防止其影响使伺服信息和振动信息的品质变差。
下面，参照图7和图8说明采样和保持处理。图7是表示伴随标志的形成而生成的再生信号的采样和保持处理的顺序的流程图。该图是在形成各个标志时主要由控制部109或根据控制部109的指示执行的顺序。另外，图8(a)～(g)是光盘装置100的信号的时间图。
以下说明的采样和保持处理，由图3的夹角跟踪伺服部106内的采样和保持处理部121、图4的振动检测部107内的采样和保持处理部131和图5的R-OPC检测部108内的采样和保持处理部142根据控制部109的采样和保持信号而进行。下面，将高电平的采样和保持信号称为保持信号，将低电平的采样和保持信号称为采样信号。另外，将从采样和保持处理部121等输出的信号称为「处理信号」。处理信号是对从光读写头103输出的再生信号进行指定的处理而得到的信号，进行这样的处理的上述采样和保持处理部也称为再生信号处理部。
首先，在步骤701，光读写头103根据图8(a)所示的NRZI信号向光盘101发射指定强度的激光。根据该NRZI信号如图8(b)所示的那样形成标志。然后，在步骤702，光读写头103检测反射光，生成图8(c)所示的再生信号。由图8(c)可知，超过虚线所示的动态范围的上限的饱和尖脉冲波形部分切掉了。
其次，在步骤703，控制部109在基于由CPU146设定的参量的时刻生成保持信号，并向聚焦跟踪伺服部106、振动检测部107和R-OPC检测部108输出。图8(d)表示向聚焦跟踪伺服部106输出的伺服用的采样和保持信号的波形。图8(e)表示向振动检测部107输出的振动检测用的采样和保持信号的波形。图8(f)表示向R-OPC检测部108输出的R-OPC用的采样和保持信号的波形。
如图8(d)和(e)所示，控制部109生成由符号“H”所示的保持信号。保持信号为高电平的信号。保持信号的前沿时刻是开始进行标志的形成前的时刻，是在检测饱和尖脉冲波形期间L的开始之前。由于控制部109生成NRZI信号，所以，可以识别是在期间L的开始之前。
在步骤704，聚焦跟踪伺服部106等输出保持电平与接收保持信号的时刻的再生信号的电平相同的处理信号。保持的电平比尖脉冲波形部分的电平低。
在步骤705，控制部109判断在再生信号的波形中是否存在尖脉冲波形部分或饱和尖脉冲波形部分。该判断，可以根据例如从光源发射强的激光之后的时间是否已经过了上述CD-R时的期间L而进行。在还未经过期间L而判定存在饱和尖脉冲波形部分时，就进入步骤706，在经过了期间L而判定不存在饱和尖脉冲波形部分时，就进入步骤707。
在步骤706，控制部109继续输出保持信号，聚焦跟踪伺服部106内的采样和保持处理部121及振动检测部107内的采样和保持处理部131就继续输出保持上述电平的处理信号。
下面，说明步骤707。步骤707的处理，在经过了期间L以后(即尖脉冲波形消失以后)，在形成标志的途中的时刻进行。在该时刻，控制部109生成由符号“S”所示的采样信号。采样信号与保持信号的后沿意义相同，是低电平的信号。在开始进行采样信号的生成时，进入步骤708。
在步骤708，采样和保持处理部121与采样和保持处理部131根据采样信号输出与再生信号的电平相应的电平的处理信号。例如，处理信号可以是直接输出再生信号。
以上说明的处理的结果，是采样和保持处理部121与采样和保持处理部131输出图8(g)所示的处理信号。如图所示，处理信号在采样和保持信号为高电平时(保持信号时)维持此前的电平，采样和保持信号为低电平时(采样信号时)就直接输出再生信号。
如上所述，根据在形成标志时检测的再生信号与采样和保持信号生成没有尖脉冲波形的影响的处理信号。如上所述，得到的处理信号由平滑化处理部123、133进行平滑化处理，从而可以得到适当的伺服信息和振动信息。
R-OPC用的采样和保持信号的采样和保持时刻，可以是与R-OPC检测部108关联地说明的时刻。但是，R-OPC检测部108的采样和保持处理部142必须对尖脉冲波形消失后的再生信号的值进行采样，所以，控制部109至少在经过上述期间L后生成采样信号。另外，采样和保持处理部142必须对发射弱的激光的空间部分的再生信号的值进行采样，所以，控制部109至少在下一个标志的期间L开始之前生成采样信号。
如上所述，图7的流程图是形成各个标志时的处理，所以，在形成下一个标志重复进行相同的处理。控制部109继续输出采样信号，可以在下一个标志引起的尖脉冲波形发生前再次输出保持信号。
在本实施方式中，在发生尖脉冲波形的期间保持开始进行标志形成前的再生信号，在其他期间进行采样，生成处理信号。处理信号没有尖脉冲波形的影响，所以，在根据处理信号而生成的控制信号中也没有尖脉冲波形的影响，因此，可以适当地进行伺服控制、电动机控制、记录时钟控制和光功率控制中的任何控制。
通过进行增益设定切掉尖脉冲波形而其后的波形限制在动态范围内，与将包含尖脉冲波形的再生信号全体限制在动态范围内的情况相比，可以改善S/N比。
光盘装置100也可以构成可以切换上述采样和保持处理与现有的采样和保持处理的结构。
(实施方式2)图9是表示本实施方式的光盘装置200的结构的框图。光盘装置200在图1所示的光盘装置100中进而增加了切除判断部201。此外，光盘装置200的控制部203包含作为速度切换部202所示的新的功能块。下面，说明这些结构和动作。对于具有功能与图1所示的光盘装置100的结构要素的功能相同的光盘装置200的结构要素标以相同的符号，并省略其说明。对光盘装置200的控制部203标以不同的符号，但是，速度切换部202以外的功能与光盘装置100的控制部109的功能相同。
速度切换部202切换向光盘101记录数据时的记录速度，向光盘装置200的各部分输出与切换的速度相应的控制信号。即，速度切换部202改变主轴电动机102的转速，设定与转速相应的标志记录时的激光的功率。此外，速度切换部202也根据激光的功率而改变再生信号的检测灵敏度。
例如，在提高记录速度时，就必须更快速地形成标志。因此，速度切换部202向光读写头103输出控制信号，提高标志记录时的激光的功率。但是，提高激光的功率时，反射光的光量就增加，从而再生信号的电平增大。因此，速度切换部202进而向光读写头103输出控制信号，设定增益，切掉开始进行标志的记录时在再生信号的波形中出现的尖脉冲波形部分，并使其后的波形部分限制在动态范围内。
切除判断部201判断是否由光读写头103切掉了再生信号的尖脉冲波形部分。例如，在得到的再生信号的电平达到了动态范围的上限时，切除判断部201就判定切掉了尖脉冲波形，在未达到上限时，就判定未切掉尖脉冲波形。切除判断部201判定已切掉了尖脉冲波形部分时，控制部203就向聚焦跟踪伺服部106和振动检测部107输出采样和保持信号。采样和保持信号包含在尖脉冲波形部分被切掉的期间保持工序期间开始前的再生信号的电平的保持信号和该经过期间后对再生信号进行采样的采样信号。切除判断部201可以对从图2所示的光读写头的光检测器输出的各再生信号判断是否已切掉了尖脉冲波形部分。
下面，说明光盘装置200的动作。光盘装置200根据记录速度切换用于进行记录动作的控制的处理。记录速度快时，由于标志形成的频率和光强度高，从而尖脉冲波形的电平高，所以，在光读写头103中就切掉尖脉冲波形部分。因此，光盘装置200进行与光盘装置100相同的采样和保持动作，生成处理信号，从而生成伺服信号等。另一方面，记录速度慢时，由于标志记录的频率和光强度低，从而尖脉冲波形的电平低，所以，在光读写头103中，就不切掉尖脉冲波形部分。这时，光盘装置200对再生信号全体进行采样并进行平滑化处理，生成伺服信号等。在记录速度慢时，不进行光盘装置200的采样和保持动作。结果，在记录速度慢时与图12(a)～(c)所示的处理相同，但是，由于尖脉冲波形的电平低，所以，不会有什么特别问题。所谓「记录速度慢」，不仅是记录数据时的旋转速度比作为基准的值慢，而且也包含虽然比作为基准的值快但其快的程度比较小的情况。例如，在可以进行48倍速记录的光盘装置中进行2倍或3倍速记录时，就可以说是「记录速度慢」。
光读写头103也可以仅切掉光盘的外周侧的再生信号(图2的再生信号k、l)的尖脉冲波形部分和内周侧的信号(图2的再生信号m、n)的尖脉冲波形部分中的某一方。由于光学的平衡的偏离而引起激光的发射位置与记录槽发生大的偏离时，外周侧的再生信号的电平(振幅)与内周侧的再生信号的电平(振幅)就大不相同。切除判断部201可以判断切掉了外周侧的再生信号或内周侧的再生信号的哪一个的尖脉冲波形部分。这时，光盘装置200就对已切掉了尖脉冲波形的再生信号进行在光盘装置100中进行的采样和保持处理，而对未切掉的再生信号则进行信号全体的采样处理。通过仅检测具有超过动态范围的尖脉冲波形部分的再生信号并仅切掉该再生信号的尖脉冲波形部分，可以降低误差量。
以上，说明了本发明的光盘装置的实施方式。在实施方式1和2中，说明了聚焦跟踪伺服部106、振动检测部107和R-OPC检测部108进行再生信号的加减运算的情况，但是，也可以由光读写头103进行加减运算的一部分或全部。另外，也可以交换加减运算与采样和保持处理及平滑化处理的顺序。
另外，在图8(d)和(e)中，保持信号与尖脉冲波形的发生完全对应地生成，但是，也可以不必对应，而在图中的采样信号的采样期间中生成1以上的保持信号，进行保持处理。例如，在从标志的形成结束之前到结束之后的期间生成保持信号时，在向采样信号切换的时刻，再生信号的后沿变陡，从而容易生成数据的高速记录时的伺服信号和振动检测信号。
在实施方式1和2中，设光盘101为CD-R，但是，也可以是DVD-R等其他光盘。在DVD-R上形成标志时，激光的输出波形成为梳子形状，所以，再生信号的波形也成为梳子形状。为了对该梳子形状的波形进行平滑化处理，可以在图5所示的R-OPC检测部108的采样和保持处理部142的前级或加法部141的前级设置新的平滑化处理部(图中未示出)。新设置的平滑化处理部是所谓的低通滤波器，例如，可以是使10MHz以下的频率通过的滤波器。平滑化处理部输出将梳子状的信号进行平滑化处理后的信号。此外，也可以在采样和保持处理部142的前级设置用于对梳子状波形的上侧的电平进行检波的峰值检波部。本发明对进行标志的记录时发生尖脉冲波形的记录媒体是有效的。
另外，在实施方式1和2中，利用标志部分的再生信号和标志与标志间的空间部分的再生信号生成伺服信号和振动检测信号。但是，也可以仅对空间部分的再生信号进行采样而抽出伺服信息和振动信息。这时，设定光读写头的增益，用以将在空间部分之后发生的再生信号的尖脉冲波形切掉而其后的波形限制在动态范围内。这样，就可以改善S/N比。另外，在光读写头中不切掉尖脉冲波形时，也可以使用采样和保持信号保持再生信号的尖脉冲波形的部分，而对其他部分进行采样。这样，就可以除去尖脉冲波形的影响。在实施方式中，说明了进行伺服控制、记录时钟控制和光功率控制的例子，但是，本发明对其他控制也可以适用。
在上述实施方式的光盘装置中，以存储器、CPU和控制部为构成光盘装置的要素为例进行了说明。但是，这些结构要素可以作为DSP(Digital Signal Processor)芯片而构成。与实施方式1对应的DSP芯片生成切掉尖脉冲波形的采样和保持信号，所以，具有与实施方式1的光盘装置相同的优点。在DSP芯片中，可以设置可以切换执行进行本发明的采样和保持处理的动作模式和进行现有的采样和保持处理的动作模式的开关等。这样，光盘装置的制造厂家就可以将开关设定为在将DSP芯片组装到具有现有的规格的聚焦跟踪伺服部等的装置中时进行现有的采样和保持处理，而组装到具有可以处置本发明的采样和保持处理的聚焦跟踪伺服部等的装置中时就进行本发明的处理。另一方面，与实施方式2对应的DSP芯片，与根据记录速度是否切掉再生信号的尖脉冲波形部分相应地生成不同的采样和保持信号。因此，具有与实施方式2的光盘相同的优点。
(发明的效果)按照本发明，从光头输出的再生信号在从标志的形成前到形成途中的期间作为保持为指定电平的信号而输出，在该期间以后的期间，作为具有与再生信号的电平相应的电平的信号而输出。输出的信号不包含包括标志记录时的期间的尖脉冲波形的影响。因此，可以利用该信号最佳地进行标志形成时的动作的控制。
权利要求
1.一种光盘装置，是在进行数据的记录时利用光照射在光盘上形成多个标志的光盘装置，其特征在于具有包含发射光的光源和检测光的检测器而在所述检测器中检测从所述光源发射的由所述光盘反射的光并根据检测的光输出第1再生信号的光头、根据所述第1再生信号和第1控制信号或第2控制信号生成第2再生信号的再生信号处理部即响应所述第1控制信号输出具有保持为指定值的电平的所述第2再生信号和响应所述第2控制信号输出具有与所述第1再生信号的电平相应的电平的所述第2再生信号的再生信号处理部、和生成所述第1控制信号和所述第2控制信号的控制部，即在从各个标志的形成前到形成途中的第1期间生成所述第1控制信号和在所述第1期间以后的第2期间生成所述第2控制信号的控制部，根据从所述再生信号处理部输出的所述第2再生信号控制所述数据的记录动作。
2.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于在所述第1期间，所述第1再生信号的波形包含尖脉冲波形部分，所述控制部在所述尖脉冲波形消失之后生成所述第2控制信号。
3.根据权利要求2所述的光盘装置，其特征在于所述控制部根据从所述光源以可以形成所述标志的强度照射光之后的时间判断所述尖脉冲波形的消失。
4.根据权利要求3所述的光盘装置，其特征在于所述再生信号处理部将所述指定值设定为比所述尖脉冲波形部分的电平低。
5.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于所述光头切掉超过指定的动态范围的电平的波形部分，输出所述第1再生信号。
6.根据权利要求5所述的光盘装置，其特征在于所述光头切掉所述尖脉冲波形的一部分，输出所述第1再生信号。
7.根据权利要求6所述的光盘装置，其特征在于所述光头输出具有限制在指定的动态范围内的增益的所述第1再生信号。
8.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于进而具有将从所述再生信号处理部输出的所述第2再生信号进行平均化处理而输出的平均化处理部，根据进行了平均化处理的所述第2再生信号控制所述数据的记录动作。
9.根据权利要求1～8中任一权项所述的光盘装置，其特征在于所述记录时的动作的控制是伺服控制、记录时钟控制、电动机控制和光功率控制中的至少1种控制。
10.一种数据记录方法，是利用光照射在光盘上形成多个标志而记录数据的方法，其特征在于包括检测从光源发射的由所述光盘反射的光的步骤、根据检测的所述光输出第1再生信号的步骤、根据所述第1再生信号和第1控制信号或第2控制信号生成第2再生信号的步骤即响应所述第1控制信号而输出具有保持为指定值的电平的所述第2再生信号和响应所述第2控制信号而输出具有与所述第1再生信号的电平相应的电平的所述第2再生信号的步骤、生成所述第1控制信号和所述第2控制信号的步骤即在从各个标志的形成之前到形成途中的第1期间生成所述第1控制信号和在所述第1期间以后的第2期间生成所述第2控制信号的步骤、和根据所述第2再生信号控制所述数据的记录动作的步骤。
11.一种计算机程序，是可以在具有包含发射光的光源和检测光的检测器的光头、再生信号处理部和控制部的、在进行数据的记录时利用光照射在光盘上形成多个标志的光盘装置中执行的计算机程序，其特征在于包括从所述光源发射光的步骤、在所述检测器中检测由所述光盘反射的光的步骤、根据检测的所述光从所述光头输出第1再生信号的步骤、在所述再生信号处理部响应所述第1控制信号生成具有保持为指定值的电平的所述第2再生信号和响应所述第2控制信号生成具有与所述第1再生信号的电平相应的电平的所述第2再生信号的步骤、在所述控制部中生成所述第1控制信号和所述第2控制信号的步骤即在从各个标志的形成前到形成途中的第1期间生成所述第1控制信号而在所述第1期间以后的第2期间生成所述第2控制信号的步骤、和根据所述第2再生信号控制所述数据的记录动作的步骤。
12.一种控制处理器，是安装到在进行数据记录时利用光照射在光盘上形成多个标志的光盘装置中的可以切换第1动作模式和第2动作模式的控制处理器，其特征在于所述光盘装置具有包含发射光的光源和检测光的检测器而在所述检测器中检测从所述光源发射的由所述光盘反射的光并根据检测的光输出第1再生信号的光头、根据所述第1再生信号和第1控制信号或第2控制信号生成第2再生信号的再生信号处理部即响应所述第1控制信号输出具有保持为指定值的电平的所述第2再生信号和响应所述第2控制信号输出具有与所述第1再生信号的电平相应的电平的所述第2再生信号的再生信号处理部；所述控制处理器在所述第1动作模式中在从各个标志的形成之前到形成途中的第1期间生成所述第1控制信号而在所述第1期间以后的第2期间生成所述第2控制信号，在所述第2动作模式中在与所述第1期间不同的第3期间生成所述第1控制信号而在所述第3期间以后的第4期间生成所述第2控制信号。
全文摘要
本发明提供一种光盘装置和光盘装置的记录控制方法。提供生成可以适当地进行数据记录时的伺服控制、记录时钟控制、电动机控制、光功率控制等的控制的信号的光盘装置等。提供在进行数据的记录时利用光照射在光盘上形成多个标志的光盘装置等。光盘装置具有检测从光源发射的由光盘反射的光，并根据检测光输出第1再生信号的光头、响应第1控制信号而输出具有保持为指定值的电平的第2再生信号和响应第2控制信号而输出具有与第1再生信号的电平相应的电平的第2再生信号的处理部和在从各标志的形成前到形成途中的期间中生成第1控制信号而在该期间以后的期间中生成第2控制信号的控制部。光盘装置根据第2再生信号控制数据的记录动作。
文档编号G11B7/125GK1475990SQ03133120
公开日2004年2月18日 申请日期2003年7月24日 优先权日2002年7月24日
发明者上冈优一, 久门裕二, 二, 哉, 赤木俊哉, 井口睦 申请人:松下电器产业株式会社