JP2002237042A - 光ディスク記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録速度倍率を高めて記録する場合の記録信
号品位の向上を図る。 【解決手段】 記録速度倍率を変化させて情報の記録を
行うことが可能で、記録用レーザ光のビームパワーを、
ピットを形成する区間でピットが形成されるトップパワ
ーに設定し、ピットを形成後次のピットを形成するまで
のランドを形成する区間でピットが形成されないボトム
パワーに設定して、該記録用レーザ光を光ディスクの記
録面に照射してマーク長記録方式でピットおよびランド
を形成して前記情報の記録を行う光ディスク記録装置に
おいて、６倍速以上の可変または固定の記録速度倍率で
情報の記録を行うときは、前記記録用レーザ光の前記ト
ップパワーを、トップパワー付加パルスを付加すること
なく一定値に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ光を光デ
ィスクの記録面に照射してピットを形成して情報の記録
を行うマーク長記録方式の光ディスク記録装置に関し、
記録速度倍率を標準速度（１倍速）よりも高めて記録す
る場合の記録信号品位の向上を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】書込可能型光ディスクの１つの規格とし
て、ＣＤ−ＷＯ（ＣＤ ＷｒｉｔｅＯｎｃｅ）規格（通
称オレンジブック規格）がある。ＣＤ−ＷＯ規格では、
ピット形成時のレーザ光の照射時間の規格（記録ストラ
テジー）がディスクの色素種類によらず１倍速記録時、
２倍速記録時ともに （ｎ−１）Ｔ＋Δ３Ｔ 但し、ｎＴ：形成するット長でｎ＝３〜１１ Δ３Ｔ：３Ｔ長ピット記録時に付加する幅 と定められている。また、オレンジブックII規格では、
信号品位を向上させるために、ピット形成時のレーザ光
照射開始当初にレーザパワーを一時的に増大させる付加
パルス（トップパワー付加パルス）を付加することが定
められている。トップパワー付加パルスは記録速度倍率
（１倍速、２倍速、４倍速、……）によらず、パルス幅
が１．５Ｔで、振幅が記録パワーの２０％と定められて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発明者の実験によれ
ば、前記ＣＤ−ＷＯ規格に従って記録を行うと、記録速
度倍率が高くなるほどジッタが悪化することがわかっ
た。

【０００４】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、記録速度倍率を高くして記録するときの
記録信号品位の向上を図った光ディスク記録装置を提供
しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一般に、１倍速、２倍速
等の比較的低速の記録においては、図２（ａ）に示すよ
うに記録パワーが低いため、ピット開始部でのレーザ光
の立上がりが弱く、ピット開始部がぼけて形成される傾
向がある。このため、ピット開始部にばらつきが生じ、
再生信号のジッタが大きくなる。そこで、ＣＤ−ＷＯ規
格では、ピット開始部に比較的大きなトップパワー付加
パルスを加えることでピット開始部を鋭く形成してジッ
タの減少を図っている。

【０００６】ところが、４倍速、６倍速、８倍速、……
等の高速記録になるほど図２（ｂ）に示すように高い記
録パワーが必要となるため、ピット開始部のぼけが小さ
くなる。このため、低速記録時と同じ割合でトップパワ
ー付加パルスを付加すると、ピット開始部で投入パワー
が大きくなりすぎて、レーザ光による熱が前方（記録進
行方向と逆の方向。つまり戻る方向）のランドへ流れる
ため、ランド長にばらつきが生じる。これが記録速度倍
率を高くしたときのジッタ増大の原因と考えられた。

【０００７】そこで、記録速度倍率を変化させて情報の
記録を行うことが可能で、記録用レーザ光のビームパワ
ーを、ピットを形成する区間でピットが形成されるトッ
プパワーに設定し、ピットを形成後次のピットを形成す
るまでのランドを形成する区間でピットが形成されない
ボトムパワーに設定して、該記録用レーザ光を光ディス
クの記録面に照射してマーク長記録方式でピットおよび
ランドを形成して前記情報の記録を行う光ディスク記録
装置において、記録用レーザ光のトップパワーの一部の
区間に該トップパワー値を一時的に増大させるトップパ
ワー付加パルスを付加し、該トップパワー付加パルスに
ついて次の（ａ）から（ｃ）のいずれか１つの制御また
はいずれか２以上の制御を組合せを実行することができ
る。

【０００８】（ａ） 単位ピット長に対する該トップパ
ワー付加パルスのパルス幅の割合を、同一長さのピット
に対しては、記録速度倍率が速くなるほど小さくする。 （ｂ） トップパワーとボトムパワーのレベル差に対す
るトップパワー付加パルスのピークパワーとトップパワ
ーのレベル差の比率を、同一長さのピットに対しては、
記録速度倍率が速くなるほど小さくする。 （ｃ） 単位ピット長に対するトップパワーの立ち上が
りからトップパワー付加パルスの立ち上がりまでの遅れ
幅の割合を、同一長さのピットに対しては、記録速度倍
率が速くなるほど大きくする。

【０００９】すなわち、トップパワー付加パルスのパル
ス幅もしくはパルス振幅またはその両方を、記録速度倍
率が高くなるほど相対的に小さくすることにより、ピッ
ト開始部で投入パワーが高くなりすぎるのが抑えられ
（トップパワー付加パルスによる付加パワーはパルス幅
×パルス幅で表される。）、ジッタの増大が抑制され
る。また、トップパワー付加パルスの開始を記録速度倍
率が高くなるほど相対的に遅らせることにより、トップ
パワー付加パルスによる熱が前方（戻る方向）のランド
に流れるのが抑えられ、ジッタの増大が抑制される。な
お、所定の記録速度倍率以上でトップパワー付加パルス
をなくすことも可能である。

【００１０】これによれば、記録速度倍率を高めて記録
するときの記録信号品位が高められるほか、所定の記録
の深さを得るのに必要な記録パワー値を低く抑えること
ができる。すなわち、図３は同じ長さのピットを形成す
る場合に、トップパワー付加パルスの振幅を様々に変え
て同じ記録深さを得る場合の記録パルスの波形を示した
ものである。図中斜線部は記録に使用されるエネルギー
であり、互いにほぼ同じ面積となる。これによれば、ト
ップパワー付加パルスの振幅（Ｐｐ−Ｐｔ）が小さいほ
どピークパワーＰｐが低くてすむ。このため、レーザダ
イオードの寿命を長く保つことができる（あるいはラン
クの低い安価なレーザダイオードを使用することができ
る）。

【００１１】この発明の光ディスク記録装置は、記録速
度倍率を変化させて情報の記録を行うことが可能で、記
録用レーザ光のビームパワーを、ピットを形成する区間
でピットが形成されるトップパワーに設定し、ピットを
形成後次のピットを形成するまでのランドを形成する区
間でピットが形成されないボトムパワーに設定して、該
記録用レーザ光を光ディスクの記録面に照射してマーク
長記録方式でピットおよびランドを形成して前記情報の
記録を行う光ディスク記録装置において、６倍速以上の
可変または固定の記録速度倍率で情報の記録を行うとき
は、前記記録用レーザ光の前記トップパワーを、トップ
パワー付加パルスを付加することなく一定値に保持する
制御を行う制御手段を具備してなるものである。

【００１２】すなわち、この発明の光ディスク記録装置
は、記録速度倍率が高くなると、前述のように、トップ
パワー付加パルスをなくすことができる点に着目して、
記録速度倍率を６倍速以上の可変または固定の記録速度
倍率で情報の記録を行うときは、前記記録用レーザ光の
前記トップパワーを、トップパワー付加パルスを付加す
ることなく一定値に保持する制御を行うようにしたもの
である。これによれば、トップパワー付加パルスを付加
しないので、トップパワー付加パルスを生成するための
回路をなくすことができ、コストダウンを図ることがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を説明す
る。ここでは、この発明をＣＤ−ＷＯ規格に適用した場
合について説明する。記録用レーザ光のレーザパワーの
時間変化パターンの一例を図４に示す。これはレーザ光
の照射時間を、記録すべきピット長ｎＴ（ｎ＝３，４，
……，１１）に応じて （ｎ−Ｋ）Ｔ＋Δ３Ｔ 但し、Ｋ：定数（同一記録速度倍率ではピット長に関係
なく一定） Δ３Ｔ：３Ｔ長ピット記録時に付加する値 に制御するとともに、各ピットを形成するレーザ光の照
射開始当初にレーザ光のビームパワー値を基準の記録パ
ワー値に対して所定期間一時的に増大させるトップパワ
ー付加パルスを付加するようにしたものである。ここ
で、図４中の各記号はそれぞれ次を表す。 Ｐｂ：ボトムパワー（ピットを形成しないときのパワ
ー） Ｐｔ：トップパワー（ピットを形成するときの定常パワ
ー） Ｐｐ：ピークパワー（トップパワー付加パルスが付加さ
れているときのトップパワー） ΔＰ：トップパワー付加パルスの振幅 ΔＴ：トップパワー付加パルスのパルス幅 ΔＤ：トップパワーの立上がりからトップパワー付加パ
ルスの立上がりまでの遅れ幅

【００１４】すなわち、図４の記録用レーザ光は、ピッ
トを形成しない区間（ランドを形成する区間）ではボト
ムパワーＰｂに保持し、ピットを形成する区間ではトッ
プパワーＰｔに高めるとともに、トップパワーＰｔの立
上がりから所定の遅れ幅ΔＤを持って振幅がΔＰでパル
ス幅がΔＴのトップパワー付加パルスを付加したもので
ある。なお、ボトムパワーＰｂの一部の区間をより低く
する（例えばパワー０とする）こともできる。

【００１５】図４の記録用レーザ光を用いてΔＴ、Δ
Ｐ、ΔＤの値を様々に変えてシアニン系ＣＤ−Ｒディス
クに４倍速と８倍速で記録を行ったときの再生信号の３
Ｔランドジッタ特性を図５〜図１０に示す。図中横軸の
β（％）はピット記録深さの目標値に関連するパラメー
タとしてＣＤ−ＷＯ規格に規定されているもので、ター
ゲットβと通称される。すなわち、ターゲットβは、光
ディスクから読み出された信号（ＨＦ信号）から直流成
分を除去した信号の＋側のピーク値をＡ１、−側のピー
ク値をＡ２とすると、それらの和と差の比すなわち、 β＝（Ａ１−Ａ２）／（Ａ１＋Ａ２）％ として定義される。記録速度倍率が同じ場合には、記録
パワーを高くするとターゲットβの値は高くなり記録パ
ワーを低くするとターゲットβの値は低くなる。また、
記録速度倍率が異なる場合には、ターゲットβの値を一
定に保つには、記録速度倍率が高くなるほど記録パワー
を高くする必要がある。ＣＤ−ＷＯ規格では、ターゲッ
トβの値が０〜８％のときに３Ｔのジッタが３５ｎｓ以
下と定められている。記録速度倍率が高くなるほどこの
この条件はより厳しい値が求められる。

【００１６】図５〜図１０に基づいて各記録速度倍率で
適正な（ジッタが十分小さくなる）ΔＴ，ΔＰ，ΔＤの
値を求める。なお、以下の説明ではΔＰをΔＰ／（Ｐｔ
−Ｐｂ）（％）の値で表す。Ｐｔは記録速度倍率に応じ
て高くなるので、ΔＰのレベル値が同じでもΔＰ（％）
の値は変化する。また、ΔＴ，ΔＤを各記録速度倍率に
おける単位ピット（１Ｔピット）の長さ（１Ｔの時間は
１倍速時は２３１．３ｍｓｅｃ、２倍速時はその１／
２、４倍速時は１／４、……となる。）に対する比率で
表す。

【００１７】（１） ΔＴ値 図５は４倍速記録時の特性である。ΔＴ＝０．５Ｔある
いは１．０Ｔが適正であることがわかる。図６は８倍速
記録時の特性である。ΔＴ＝０あるいは０．５Ｔが適正
であることがわかる。 （２） ΔＰ値 図７は４倍速記録時の特性である。ΔＰ＝０あるいは１
０％が適正であることがわかる。図８は８倍速記録時の
特性である。ΔＰ＝０が適正であることがわかる。 （３） ΔＤ値 図９は４倍速記録時の特性である。ΔＤ＝０あるいは
０．２Ｔが適正であることがわかる。図１０は８倍速記
録時の特性である。ΔＤ＝０．２Ｔあるいは０．４Ｔが
適正であることがわかる。

【００１８】以上はシアニン系ＣＤ−Ｒディスクについ
て示したが、フタロシアニン系ＣＤ−Ｒディスクについ
て図４の記録用レーザ光を用いてΔＴの値を様々に変え
て４倍速と８倍速で記録を行ったときの再生信号の３Ｔ
ランドジッタ特性を図１１、図１２に示す。図１１は４
倍速記録時の特性である。ΔＴ＝０．５Ｔあるいは１．
０Ｔが適正であることがわかる。図１２は８倍速記録時
の特性である。ΔＴ＝０あるいは０．５Ｔが適正である
ことがわかる。つまり、シアニン系ディスクと同様の結
果が得られた。また、ΔＰ値およびΔＤ値についても、
図示は省略するが、シアニン系ディスクと同様の結果が
得られた。

【００１９】ジッタおよびその他の特性（エラーレート
特性（Ｃ１エラー特性等）等）を勘案して、各記録速度
倍率ごとの各種メーカのシアニン系ディスクとフタロシ
アニン系ディスクに共通なΔＴ，ΔＰ，ΔＤの各最適値
の範囲を求めたところ、表１〜表３に示す結果が得られ
た。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】表１〜表３によれば、ΔＴ値およびΔＰ値
は記録速度倍率が高くなるほど小さくすればよいことが
わかる。またΔＤ値は記録速度倍率が高くなるほど大き
くすればよいことがわかる。また、４倍速以上ではΔ
Ｔ，ΔＰ，ΔＤを全て０にする（つまりトップパワー付
加パルスをなくす）ことも可能である。したがって、余
裕を考慮して、６倍速以上の可変または固定の記録速度
倍率に特化して記録を行う光ディスク記録装置にすれ
ば、トップパワー付加パルスを一切なくすことができ、
これによりトップパワー付加パルス関連の回路を省くこ
とができるので、コストダウンを図ることができる。

【００２４】ΔＴ，ΔＰ，ΔＤの各値を表１〜表３の範
囲内の値に設定して記録を行うこの発明の光ディスク記
録装置の実施の形態を以下説明する。図１３はこの発明
が適用された光ディスク記録再生装置１のシステム構成
を示すものである。入力装置２８ではオペレータの操作
等により記録速度倍率が設定される。ディスクサーボ回
路１６は、システムコントローラ１９からの指令によ
り、スピンドルモータ１２を設定された記録速度倍率で
線速度一定（１倍速時は１．２ｍ／ｓ〜１．４ｍ／ｓ、
２倍速時は１倍速時の２倍、４倍速時は１倍速時の４
倍、６倍速時は１倍速時の６倍、８倍速時は１倍速時の
８倍、……）に制御する。速度一定制御は、ＣＤ−ＷＯ
規格の場合、プリグルーブのウォブル（Ｗｏｂｂｌｅ）
が２２．０５kHz になるように規定されているので、光
ヘッド１３の出力信号からウォブルを検出して（トラッ
キングエラー信号の残留分から検出できる。）、これが
所定の周波数（１倍速時は２２．０５kHz 、２倍速時は
４４．１kHz 、４倍速時は８８．２kHz 、６倍速時は１
３２．３kHz 、８倍速時は１７６．４kHz 、……）で検
出されるようにスピンドルモータ１２をＰＬＬ制御する
ことで実現される。

【００２５】フォーカスサーボおよびトラッキングサー
ボ回路１８は、システムコントローラ１９からの指令に
より、光ヘッド１３内の半導体レーザから出射されるレ
ーザ光１１のフォーカスおよびトラッキングを制御す
る。トラッキング制御は光ディスク１０に形成されたプ
リグルーブを検出することにより行なわれる。フィード
サーボ回路１７はシステムコントローラ１９からの指令
により、フィードモータ２０を駆動して光ヘッド１３を
光ディスク１０の径方向に移動させる。

【００２６】光ディスク１０（通称ＣＤ−Ｒと呼ばれる
ＣＤ−ＷＯディスク）に記録すべき入力信号は、記録速
度倍率に応じた速度でディジタル信号の場合は直接記録
信号形成回路２２に入力され、オーディオ信号等のアナ
ログ信号の場合はＡ／Ｄ変換器２４を経て記録信号形成
回路２２に入力される。記録信号形成回路２２は、入力
データにインタリーブをかけて、エラーチェックコード
を付与し、またＴＯＣおよびサブコード生成回路２３で
生成されるＴＯＣ情報およびサブコード情報を付与し、
ＥＦＭ変調してＣＤ規格のフォーマットおよび記録速度
倍率に応じた転送レートで一連のシリアルデータを形成
し、記録信号として出力する。

【００２７】この記録信号は、ドライブインターフェイ
ス１５を介して記録信号補正回路２６で使用ディスク種
類（色素材料別、メーカ別等）、線速度、記録速度倍率
等に応じて選択された記録ストラテジーによる変調を受
けてレーザ発生回路２５に入力される。レーザ発生回路
２５は記録信号に応じて光ヘッド１３内の半導体レーザ
を駆動してレーザ光を光ディスク１０の記録面に照射
し、ピットを形成して記録を行なう。この時のレーザパ
ワーは記録速度倍率および必要に応じて線速度に応じた
値に指令され、ＡＬＰＣ（Automatic Laser Power Cont
rol ）回路でこの指令されたパワーに高精度に制御され
る。これにより、光ディスク１０にはＣＤ規格のフォー
マット、転送速度および線速度（１．２〜１．４ｍ／
ｓ）でデータが記録される。記録用レーザ光のトップパ
ワー値Ｐｔは、記録速度倍率が高くなるほど高くなる。

【００２８】以上のようにして記録した光ディスク１０
に再生用レーザ光を照射して再生すると、読出データは
信号再生処理回路３０で復調され、そのままディジタル
信号として、またＤ／Ａ変換器３１でアナログ信号に変
換されて出力される。図１３のシステムコントローラ１
９による記録制御の制御ブロックを図１に示す。記録速
度倍率設定手段２８は図１３の入力装置２８に相当し、
操作者の操作により記録速度倍率（×１，×２，×４，
×６，×８，…）を設定する。ディスク種類および線速
度判別手段３２は、装置にセットされている光ディスク
１０のディスク種類および線速度を判別するものであ
る。ディスク種類は、例えば光ディスク１０に予め記録
されているディスクＩＤのうちディスク種類を示す情報
を利用して判別することができる。あるいはディスク種
類の選択スイッチ等を用意しておいて、ユーザが選択操
作してディスク種類の情報を入力することできる。ま
た、線速度は例えばディスクのリードイン部のＡＴＩＰ
信号に記録されている録音時間（６３分タイプ、７４分
タイプその他それらの中間のタイプ）を読み取って、そ
れから該当する線速度を判別（６３分タイプは１．４ｍ
／ｓ、７４分タイプは１．２ｍ／ｓ）したり、スピンド
ルモータのエンコーダ出力から算出することができる。

【００２９】記録ストラテジー記憶手段３４は、ディス
ク種類、線速度および記録速度倍率の組合せに応じて、
図４の記録パルスを表１〜表３の範囲内の設定で発生す
る記録ストラテジー（時間変化パターン、記録パワー
等）を記憶している。記録ストラテジー選択手段３６
は、入力されるディスク種類、線速度、記録速度倍率の
情報に応じて該当する記録ストラテジーを記録ストラテ
ジー記憶手段３４から読み出す。制御手段３８は読み出
された記録ストラテジーに応じて記録信号補正回路２６
を制御して記録信号のピット形成部分やブランク形成部
分の長さに変調を加える。また、レーザ発生回路２５を
制御して、レーザパワー（Ｐｂ，Ｐｔ，Ｐｐ）を、指令
された記録速度倍率について定められた値に制御する。
また、ディスクサーボ回路１６を制御して、指令された
記録速度倍率に相当する速度にスピンドルモータ１２を
回転制御する。このようにして、光ディスク１０の記録
が行われる。なお、上記実施の形態で記載した事項以外
はオレンジブックII、Ｖｏｌ．３．０の規格に準拠す
る。

【００３０】なお、６倍速以上の可変または固定の記録
速度倍率に特化する場合は、図１において、記録速度倍
率設定手段２８をなくして６倍速以上の固定の記録速度
倍率に固定するかあるいは記録速度倍率設定手段２８で
６倍速以上の可変の記録速度倍率を選択指示できるよう
にする。また、制御手段３８は記録パルスにトップパワ
ー付加パルスを付加しないものとする。

【００３１】また、この発明はＣＤ規格に限らず、ＤＶ
Ｄ規格その他の規格の光ディスク記録にも適用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態を示す制御ブロック図
で、図１３のシステムコントローラによる記録制御の内
容を示すものである。

【図２】 低速記録時と高速記録時のレーザパワー（ト
ップパワー付加パルス無し）の波形と、これにより形成
されるピットを示す図である。

【図３】 同じ記録深さを得る場合の記録パルスの各種
波形を示す図である。

【図４】 記録用レーザのレーザパワーの時間変化の一
例を示す波形図である。

【図５】 シアニン系ディスクに図４の記録用レーザ光
を用いてΔＴ値を様々に変えて４倍速で記録を行ったと
きの再生信号の３Ｔランドジッタ特性である。

【図６】 シアニン系ディスクに図４の記録用レーザ光
を用いてΔＴ値を様々に変えて８倍速で記録を行ったと
きの再生信号の３Ｔランドジッタ特性である。

【図７】 シアニン系ディスクに図４の記録用レーザ光
を用いてΔＰ値を様々に変えて４倍速で記録を行ったと
きの再生信号の３Ｔランドジッタ特性である。

【図８】 シアニン系ディスクに図４の記録用レーザ光
を用いてΔＰ値を様々に変えて８倍速で記録を行ったと
きの再生信号の３Ｔランドジッタ特性である。

【図９】 シアニン系ディスクに図４の記録用レーザ光
を用いてΔＤ値を様々に変えて４倍速で記録を行ったと
きの再生信号の３Ｔランドジッタ特性である。

【図１０】 シアニン系ディスクに図４の記録用レーザ
光を用いてΔＤ値を様々に変えて８倍速で記録を行った
ときの再生信号の３Ｔランドジッタ特性である。

【図１１】 フタロシアニン系ディスクに図４の記録用
レーザ光を用いてΔＴ値を様々に変えて４倍速で記録を
行ったときの再生信号の３Ｔランドジッタ特性である。

【図１２】 フタロシアニン系ディスクに図４の記録用
レーザ光を用いてΔＴ値を様々に変えて８倍速で記録を
行ったときの再生信号の３Ｔランドジッタ特性である。

【図１３】 この発明を適用した光ディスク記録再生装
置の実施の形態を示すシステム構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０ 光ディスク ３８ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録速度倍率を変化させて情報の記録を行
   うことが可能で、記録用レーザ光のビームパワーを、ピ
   ットを形成する区間でピットが形成されるトップパワー
   に設定し、ピットを形成後次のピットを形成するまでの
   ランドを形成する区間でピットが形成されないボトムパ
   ワーに設定して、該記録用レーザ光を光ディスクの記録
   面に照射してマーク長記録方式でピットおよびランドを
   形成して前記情報の記録を行う光ディスク記録装置にお
   いて、 ６倍速以上の可変または固定の記録速度倍率で情報の記
   録を行うときは、前記記録用レーザ光の前記トップパワ
   ーを、トップパワー付加パルスを付加することなく一定
   値に保持する制御を行う制御手段を具備してなる光ディ
   スク記録装置。