【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどの記録媒体上に半導体レーザ（以下、ＬＤという）光源から出射されるレーザ光により情報を記録・再生する光情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディアの普及に伴い音楽用ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭなどの再生専用メディア（記録媒体）、及びこの再生専用メディアの情報再生装置が実用化されている。さらに、色素メディアを用いた追記型光ディスク、光磁気（以下、ＭＯという）メディアを用いた書き換え可能なＭＯディスク、その他に相変化型メディアも注目されており、これらの記録媒体を用いた情報記録再生装置が実用化されている。また、書き換え可能なＤＶＤメディアは次世代のマルチメディア記録媒体及び大容量ストレージ媒体として多いに注目されている。
【０００３】
なお、相変化型メディアは記録材料を結晶相とアモルファス相とに可逆的に相変化させて情報を記録するものである。そして、相変化型メディアは、ＭＯメディアなどとは異なり外部磁界を必要とせずに、ＬＤ光源から出射されるレーザ光のみによって、記録媒体上に情報の記録，再生することができ、かつ情報の記録と消去することがレーザ光の照射によって一度に行われるオーバーライト記録が可能である。
【０００４】
相変化型メディアに情報の記録を行うために用いる一般的な記録波形としては、例えば、８−１６変調コードなどに基づき生成した単パルスのＬＤ光源の発光波形が挙げられるが、この記録波形による単パルスの記録では、蓄熱のために記録マークが涙状に歪みを生じたり、冷却速度の不足によってアモルファス相の形成が不十分となり、レーザ光に対して低反射の記録マークが得られないなどの問題が生じる。このような問題を解決するため、相変化型メディアに情報を記録するためのＬＤ発光波形規則（以下、ストラテジという）として、図７の（ｃ）光波形に示すように、変調コードの記録データに基づいた多段記録の発光パワーを用いたマルチパルス波形の発光によって、相変化型メディアにマークを形成する方式が提案されている。
【０００５】
このマルチパルス波形によるマークは、相変化型メディアの記録膜を融点以上に十分に予備加熱するための先頭加熱パルスＡと、後続する複数個の連続加熱パルスＢと、それらの間の連続冷却パルスＣからなっており、先頭加熱パルスＡ及び加熱パルスＢの発光パワーをＰｗ、冷却パルスＣの発光パワーをＰｂ、再生時の発光パワーをＰｒとすれば、それぞれの発光パワーは（数１）に設定されている。
【０００６】
【数１】
Ｐｗ＞Ｐｂ≒Ｐｒ
また、マルチパルス波形によるスペースはイレースパルスＤからなり、その発光パワーＰｅは（数２）に設定されている。
【０００７】
【数２】
Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ
相変化型メディア，色素系メディアに記録を行う際には、記録発光パワーの制御を正しく行うことが必要である。ＬＤは自己発熱などにより「駆動電流−発光パワー特性」が容易に変動してしまうので、発光パワーを安定化させる手段として一般的にＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御が行われる。これは、ＬＤ出射光の一部をフォトディテクタ（ＰＤ）に入射させ、ＬＤ発光パワーに比例して発生するモニタ電流を用いてＬＤ駆動電流を制御するというものである。情報再生のみを考慮した場合は、一般的にＬＤ駆動電流はノイズ抑制のために高周波電流が重畳されるが、ＤＣ的には一定電流であるため、比較的低帯域の帰還ループを構成することで容易にＡＰＣ制御を実現することができる。
【０００８】
記録時にＡＰＣ制御を行う場合は、マーク／スペースを形成するために記録発光パワーが高速で変化するため、制御に工夫が必要である。例えば、ＣＤ系やＤＶＤ系では記録データのＤＳＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｍ Ｖａｌｕｅ）がゼロになることを利用して、低帯域の帰還ループを構成すれば、再生時と同様に簡易な構成で記録発光パワーを制御することができるが、正確な発光パワーを制御することはできない。
【０００９】
そこで、ＤＶＤ系の相変化型メディアに図７の（ｃ）光波形に示すようなストラテジにより記録を行う場合には、例えば、最長データ長であるチャンネルクロックが１１Ｔのスペース（あるいは、１４Ｔのシンクパターン）データが記録される際に、スペース（イレース）レベルの発光パワーをサンプル／ホールドし、検出されたスペース（イレース）レベルの発光パワーを用いてパワーを制御するようにすれば、比較的安価な構成で正確な記録発光パワーを制御することができる。
【００１０】
従来の光情報記録再生装置の主要部は図８に示すように構成されており、図９はＬＤ駆動電流を設定するタイミングチャートである。図８に示すように、ＬＤ駆動部４は、バイアスレベル電流信号１８にイレースレベル加算電流信号１６，ピークレベル加算電流信号１７を適宜加算して複数レベルでＬＤ２を発光させることができる。各レベルの加算電流量の制御信号に対応したイレースパワー，ピークパワーイネーブル信号１１，１２は記録情報に応じてオン・オフされ、高速に発光パワーのレベルを切り替えることができる。
【００１１】
このようにして、記録時にマルチパルス波形の発光を行うことができる。ＬＤ発光パワーに比例したモニタ電流１９はＩ／Ｖ変換回路５，反転アンプ６を経てＬＤ電流の駆動制御に用いられ、ＡＰＣ回路を構成する。
【００１２】
図９に示すように再生時は、ＡＰＣ回路により再生発光パワーが一定になるようにバイアス電流Ｉｂｉａｓが制御される。記録時は、バイアス電流Ｉｂｉａｓによりバイアスレベル（ボトムレベル）で冷却を行う発光を行い、バイアス電流Ｉｂｉａｓにイレースレベル加算電流Ｉｅｒを加算してイレースレベルによりスペースを記録する発光を行い、バイアス電流Ｉｂｉａｓにピークレベル加算電流Ｉｗｒを加算してピークレベルによりマークを記録する発光を行う。また、記録時は、サンプリング信号１５（図８参照）によりロングスペースデータ出力時のイレースレベルをサンプリングした信号が反転アンプ６に出力され、イレースレベルが一定になるようバイアス電流Ｉｂｉａｓが制御される。
【００１３】
イレースレベル加算電流Ｉｅｒ及びピークレベル加算電流Ｉｗｒは、予め求めてあるレーザ光の微分効率より算出する。この際、再生レベルと記録時のバイアスレベルとを同じレベルに設定すれば、再生動作から記録動作に切り替わるタイミングでもバイアス電流Ｉｂｉａｓは同じ大きさとなり、正しい発光パワーで行うことができる。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−３４９８７号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１４００号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、相変化型メディアに対して情報を記録する際に、図９に示したようなマルチパルス波形の発光パワーにより行う場合、バイアス（ボトム）レベルが十分低くないと、メディアの冷却が十分に行われず、結果アモルファス相の形成が不十分となり、再生ジッタ増大などの問題が生じる恐れがある。従来は、前述したように、再生レベルと記録時のバイアスレベルは同じレベルで制御することが多かったが、記録品質の向上のためには、図９に破線で示すような記録時のバイアスレベルは再生レベルより低いレベルＰｂ１として、制御されることが望ましい。さらに言えば、バイアスレベルはほぼゼロとすることが望ましい。
【００１６】
ところが、バイアスレベルがレベルＰｂ１になるようなマルチパルス波形の発光を実現しようとした場合、再生レベルと記録時のバイアスレベルとが異なるためにバイアス電流Ｉｂｉａｓの大きさが変化する。すると、再生動作から記録動作に移行する際に、ＡＰＣ回路の過渡応答によりＬＤが異常発光する恐れがあるという問題があった。
【００１７】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、再生レベルと記録時のバイアスレベルが異なる設定であっても、正確なＬＤ発光パワー制御を行う光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る光情報記録再生装置は、記録媒体上に半導体レーザ光源からのレーザ光により、少なくともボトムレベル／イレースレベル／ピークレベルのいずれか１以上の発光パワーを用いて、所定の記録変調方式に基づき情報の記録を行う光情報記録再生装置において、情報再生時には、バイアス電流に再生レベル加算電流を加算して再生レベルの発光を行い、情報記録時には、バイアス電流によりボトムレベルの発光を、バイアス電流にイレースレベル加算電流を加算してイレースレベルの発光を、バイアス電流にピークレベル加算電流を加算してピークレベルの発光を行う、情報再生時及び情報記録時において、バイアス電流の大きさが一定となるように、再生レベル加算電流、イレースレベル加算電流及びピークレベル加算電流の各加算量を設定する構成によって、情報再生時の再生レベルの発光と情報記録時のボトムレベルの発光の設定が異なる場合でも、正確な発光制御を行うことができる。
【００１９】
また、請求項２，３に記載の光情報記録再生装置は、請求項１の光情報記録再生装置において、情報記録時に、イレースレベルの発光を一定とするため、半導体レーザ光源のバイアス電流量をＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御すること、情報再生時に、半導体レーザ光源を複数のレベルに切り替えて発光させる発光パワーと、複数のレベルに切り替えて発光させる半導体レーザの駆動電流値とから半導体レーザ光源のレーザ発振領域における微分効率（駆動電流−発光パワー特性）を算出する構成によって、正確な発光制御を行うとともに微分効率を算出することができる。
【００２０】
さらに、請求項４，５に記載の光情報記録再生装置は、請求項１〜３の光情報記録再生装置において、半導体レーザ光源のレーザ発振領域における微分効率を元に、バイアス電流による発光レベルがほぼゼロとなるように、またバイアス電流が半導体レーザ光源のレーザ発振レベルの閾値電流より小さくなるように、情報再生時の再生レベル加算電流と、情報記録時のイレースレベル加算電流及びピークレベル加算電流との各加算量を設定する構成によって、情報記録の品質を向上させることができる。
【００２１】
さらに、請求項６，７に記載の光情報記録再生装置は、請求項３〜５記載の光情報記録再生装置において、情報再生時に、再生レベルの発光を行うためバイアス電流に加算する再生レベル加算電流の加算量を、段階的に大きくしていくこと、また半導体レーザ光源のレーザ発振領域における微分効率の算出を、情報記録の動作開始直前に行う構成によって、半導体レーザの異常発光を防ぎ、より正確な微分効率を算出することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態における光情報記録再生装置の主要部を示す図である。本実施の形態では、ＤＶＤフォーマットのコードデータを、相変化型メディアに記録、及び記録情報の再生を行う光情報記録再生装置の一例であり、データ変調方式として８−１６変調コードを用いたマークエッジ（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）記録を行っている。本実施の形態ではこのようなメディアと記録データを用いて、ＬＤ（半導体レーザ）をマルチパルス波形により発光させて記録マークを形成することにより情報の記録を行う。
【００２４】
ここで、前記従来例を示す図８において説明した構成要件に対応し実質的に同等の機能を有するものには同一の符号を付してこれを示す。また、図２はバイアスレベル電流量制御部の構成例を示す図であり、図３は本実施の形態の各信号を説明するためのタイミングチャートである。情報記録時には、マルチパルス波形でマークを形成するためのピークパワーＰｗ／バイアスパワーＰｂ、スペースを形成するためのイレースパワーＰｅの３種類の記録パワーが必要となる。
【００２５】
本実施の形態における光情報記録再生装置の動作を図１〜図３を参照しながら説明する。まず、記録時における通常のＡＰＣ動作について述べる。ＣＰＵ１から出力されるイレースレベル，ピークレベル加算電流量制御信号２１，２２によりイレースレベル加算電流量制御部８，ピークレベル加算電流量制御部９の出力電流がそれぞれ設定される。このイレースレベル加算電流量制御部８，ピークレベル加算電流量制御部９は具体的にはＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）であり、ＣＰＵ１よりデジタル的に設定されたＬＤ駆動電流情報を基にアナログ信号であるイレースレベル加算電流信号１６、ピークレベル加算電流信号１７を出力する。
【００２６】
バイアスレベル電流量制御部１０は、後述する構成によりバイアスレベル電流信号１８を出力する。ＬＤ駆動部４では、バイアスレベル電流信号１８、イレースレベル，ピークレベル加算電流信号１６，１７に応じてバイアスパワーＰｂ／イレースパワーＰｅ／ピークパワーＰｗの駆動電流量を決定する。
【００２７】
また、データエンコーダ７は、記録する情報を図３に示すような（ａ）８−１６変調信号に変換し、それから図３の（ｄ）光波形となるようにマルチパルス波形を生成し、その波形に応じて（ｂ）イレースパワーイネーブル信号１１，（ｃ）ピークパワーイネーブル信号１２をＬＤ駆動部４に供給する。ＬＤ駆動部４はイレースパワーイネーブル信号１１，ピークパワーイネーブル信号１２がＨレベルの時に各レベルの加算電流信号１６，１７をバイアスレベル電流信号１８に適宜重畳してＬＤ２に駆動電流を供給する。
【００２８】
具体的には、図３の（ｂ）イレースパワーイネーブル信号１１，（ｃ）ピークパワーイネーブル信号１２に示すように、イレースレベルで発光する場合は、イレースパワーイネーブル信号１１が「Ｈ」になり、ＬＤ駆動部４はバイアスレベル電流信号１８にイレースレベル加算電流信号１６を重畳してＬＤ２の駆動電流とする。また、ピークレベルで発光する場合は、ピークパワーイネーブル信号１２を「Ｈ」とし、ＬＤ駆動部４はバイアスレベル電流信号１８にピークレベル加算電流信号１７を重畳してＬＤ２の駆動電流とする。
【００２９】
そして、ＬＤ駆動部４よりＬＤ２に駆動電流が供給されると、ＬＤ２からレーザ光が出射されて図示しない光ディスクを照射し、情報の記録・再生を行う。その際、出射光の一部がモニタＰＤ３に入射され、発光パワーに比例したモニタ電流１９がＩ／Ｖ変換回路５に出力される。Ｉ／Ｖ変換回路５により電流−電圧変換されたパワーモニタ信号２３を利用することで、ＡＰＣ制御を行うことができる。
【００３０】
また、図２に示すバイアスレベル電流量制御部１０に入力されたパワーモニタ信号２３は、アンプ回路３１において増幅されサンプル／ホールド回路３２でサンプル／ホールドされる。パワーモニタ信号２３は、ロングスペースデータ（１１Ｔ，１４Ｔのスペースデータ）出力時にＣＰＵ１より出力されるサンプリング信号１５が「Ｈ」→「Ｌ」の期間で、サンプル／ホールド回路３２によりサンプル／ホールドされ、ＡＰＣ回路３３に出力される。
【００３１】
このＡＰＣ回路３３の基準電圧には、ＣＰＵ１から出力される記録目標パワー値信号２４がライトゲート信号２５により選択されて、さらにＤ／Ａコンバータ３４によりアナログ化された信号が入力される。ＡＰＣ回路３３は、具体的には反転アンプであり、出力信号はバイアスレベル電流信号１８としてＬＤ駆動部４に入力されてＡＰＣループを構成し、サンプル／ホールド回路３２の出力と基準電圧とが等しくなるように出力信号を制御する。また、バイアスレベル電流信号１８はＡ／Ｄコンバータ３７によりデジタル化され、バイアス電流デジタル信号２６としてＣＰＵ１に出力される。
【００３２】
このようにして、ロングスペースデータをサンプル／ホールドすることでバイアスレベルの駆動電流を制御している。図４はマルチパルス波形とＬＤの駆動電流−発光パワー特性を示している。イレースレベル加算電流信号１６、ピークレベル加算電流信号１７はＣＰＵ１により制御された一定の電流が加算されているが、イレースレベルの変動に応じてバイアスレベルを変化させているので、イレースレベルは常にアナログ的にパワー制御されている。
【００３３】
情報の再生を行う場合は、ＣＰＵ１から出力される再生目標パワー値信号２７がライトゲート信号２５により選択され、さらに、Ｄ／Ａコンバータ３５によってアナログ化された信号としてＡＰＣ回路３３の基準電圧となる。このとき、サンプリング信号１５は常に「Ｈ」となり、検出されたパワーモニタ信号２３により定常的にＡＰＣ制御がなされている。
【００３４】
図７の（ｃ）光波形に示すように再生レベルと記録時のバイアスレベルが同じレベルであれば、バイアス電流Ｉｂｉａｓで再生レベルと記録時のバイアスレベルを制御するような構成にすればよいが、前述したように記録時のバイアスレベルは再生レベルより低く制御するこことが望ましい。そこで、再生動作中は、バイアス電流Ｉｂｉａｓに再生レベル加算電流Ｉｒｄを加算して再生時の駆動電流とし、記録時にはバイアス電流Ｉｂｉａｓによるバイアスレベルで発光させるようにする。
【００３５】
ここで、過渡応答によりレーザ光が異常発光するのを防ぐため、再生レベル加算電流Ｉｒｄのレベルを適切に設定して、再生動作から記録動作に切り替わる際にバイアス電流Ｉｂｉａｓが変化しないように制御を行う。
【００３６】
次に、適切な再生レベル加算電流Ｉｒｄを算出する手段の説明を図５に示す。バイアス電流Ｉｂｉａｓが変化しないような再生レベル加算電流Ｉｒｄを算出するには、正確な微分効率を求めておく必要がある。
【００３７】
まず、再生レベル加算電流Ｉｒｄ＝０に設定しておき（すなわち、バイアス電流Ｉｂｉａｓのみが再生レベル駆動電流となっている）、再生品質に影響を与えない程度に通常再生レベルから発光レベルを増加させて、再生レベルＰｒ’をＡ／Ｄコンバータ３６によりデジタル化した信号（モニタ電流デジタル信号２８）と、再生レベルＰｒ’の駆動電流値Ｉｂｉａｓ’をＡＤコンバータ３７によりデジタル化した信号（バイアス電流デジタル信号２６）のそれぞれを測定する（図５のＥ参照）。次に、再生品質に影響を与えない程度に通常再生レベルから発光レベルを減少させて、この時の再生レベルＰｒ’’と再生レベルＰｒ’’の駆動電流値Ｉｂｉａｓ’’を前述と同様に測定する（図５のＦ参照）。
【００３８】
増減させる発光レベルは、例えば、通常再生レベルを０．７ｍＷとしたとき、０．７±０．２ｍＷの範囲とする。通常再生レベルを増減レベルの中心にするのは、再生品質に影響を与えない程度に発光パワーを変化させる範囲をなるべく大きくとり、微分効率の算出誤差を小さくするためである。
【００３９】
このように求めた再生レベルＰｒ’，Ｐｒ’’及び再生レベルＰｒ’，Ｐｒ’’の駆動電流値Ｉｂｉａｓ’，Ｉｂｉａｓ’’より、微分効率ηは（数３）のように求めることができる。
【００４０】
【数３】
【００４１】
また、記録品質を向上させるためには、記録時のバイアスレベル（Ｉｂｉａｓによる発光パワー）をほぼゼロに設定するのが望ましい。このような設定にするためには、Ｉｒｄは（数４）のように設定する。
【００４２】
【数４】
【００４３】
また、イレースレベル加算電流Ｉｅｒ，ピークレベル加算電流Ｉｗｒは（数５）、（数６）のように設定する。
【００４４】
【数５】
【００４５】
【数６】
【００４６】
さらに、記録時のバイアスレベルを完全にゼロ（レーザ発振レベル以下）にするには、バイアス電流ＩｂｉａｓをＬＤのレーザ発振レベルの閾値電流以下にすればよい。一般にレーザ発振レベルの閾値電流は５０ｍＡ程度であるので、例えば、前記した（数４）から２０ｍＡ加算した値を再生レベル加算電流Ｉｒｄと設定する（図６参照）。
【００４７】
このように求まった再生レベル加算電流Ｉｒｄを再生動作中に設定する場合、いきなりバイアス電流Ｉｂｉａｓに再生レベル加算電流Ｉｒｄを加算してＬＤを駆動すると大パワーで発光してしまうので、小さな値から段階的に加算していくようにする（図５のＧ参照）。１段階で増加させる増加量ΔＩｒｄは、再生品質に影響を与えない程度とする。増加量ΔＩｒｄの加算により一瞬発光パワーが大きくなっても、ＡＰＣ制御がなされているので、バイアス電流Ｉｂｉａｓが相対的に小さくなって発光パワーは通常再生レベルに戻る。
【００４８】
そして、増加量ΔＩｒｄを加算する時間間隔をＡＰＣ制御の制御帯域より十分遅くすることにより、増加量ΔＩｒｄの加算を繰り返して再生品質に影響を与えずに再生レベル加算電流Ｉｒｄを設定値とすることができる。また、この微分効率算出動作は、記録動作直前に行うようにする。レーザ光の微分効率は発光動作中において常に変化するので、こうすることでより正確な微分効率を決定することができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、再生動作中に（トラック及びフォーカスサーボが係っている状態で）、再生パワーを変化させてレーザ光の微分効率を算出したが、一旦トラック及びフォーカスサーボを外して（メディアへの記録を行わない状態にして）、記録動作中にイレース，ピークパワーレベルの２点で発光パワーを増減させて微分効率を算出する構成にすることも可能である。
【００５０】
また、本実施の形態では、相変化型メディアに対して情報の記録及び再生を行う場合を例として述べたが、同様の構成により、色素系メディアに対する情報の記録及び再生を行うような動作を行わせることも可能である。ＤＶＤ系の色素系メディアは、相変化型メディアと同様に記録時にマルチパルス波形による発光を行うことができるので、本実施例の構成により色素系メディアへの記録再生動作を行うと、情報再生時の再生レベルと、情報記録時のイレースレベル及びピークレベルのマルチパルス波形による発光レベルとのバイアスレベル各々を異なるレベルで制御することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＬＤの情報再生時の再生レベルの発光と、情報記録時のバイアス（ボトム）レベルの発光が異なる設定であっても、発光を行う正確なパワー制御、かつ正確な微分効率を算出でき、さらに、ＬＤの異常発光を防ぐとともに、記録品質を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における光情報記録再生装置の主要部を示す図
【図２】本発明の実施の形態におけるバイアスレベル電流量制御部の構成例を示す図
【図３】本発明の実施の形態における各信号を説明するためのタイミングチャート
【図４】本発明の実施の形態におけるマルチパルス波形とＬＤの駆動電流−発光パワー特性を示す図
【図５】本発明の実施の形態における適切な再生レベル加算電流Ｉｒｄを算出する手段を説明する図
【図６】本発明の実施の形態におけるバイアス電流ＩｂｉａｓをＬＤのレーザ発振レベルの閾値電流以下とする再生レベル加算電流Ｉｒｄの設定を説明する図
【図７】従来のマルチパルス波形の発光によってデータのマークを記録するタイミングチャート
【図８】従来の光情報記録再生装置の主要部の構成を示す図
【図９】従来のマルチパルス波形とＬＤの駆動電流−発光パワー特性を示す図
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ 半導体レーザ（ＬＤ）
３ モニタフォトディテクタ（モニタＰＤ）
４ ＬＤ駆動部
５ Ｉ／Ｖ変換回路
６ 反転アンプ
７ データエンコーダ
８ イレースレベル加算電流量制御部
９ ピークレベル加算電流量制御部
１０ バイアスレベル電流量制御部
１１ イレースパワーイネーブル信号
１２ ピークパワーイネーブル信号
１５ サンプリング信号
１６ イレースレベル加算電流信号
１７ ピークレベル加算電流信号
１８ バイアスレベル電流信号
１９ モニタ電流
２１ イレースレベル加算電流量制御信号
２２ ピークレベル加算電流量制御信号
２３ パワーモニタ信号
２４ 記録目標パワー値信号
２５ ライトゲート信号
２６ バイアス電流デジタル信号
２７ 再生目標パワー値信号
２８ モニタ電流デジタル信号
３１ アンプ回路
３２ サンプルホールド回路
３３ ＡＰＣ回路
３４，３５ Ｄ／Ａコンバータ
３６，３７ Ａ／Ｄコンバータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information on a recording medium such as an optical disk by using a laser beam emitted from a semiconductor laser (hereinafter, referred to as an LD) light source.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of multimedia, read-only media (recording media) such as music CDs, CD-ROMs, and DVD-ROMs, and information reproducing apparatuses for such read-only media have been put into practical use. Furthermore, a write-once optical disk using a dye medium, a rewritable MO disk using a magneto-optical (hereinafter, referred to as MO) medium, and a phase-change type medium have been attracting attention. Reproduction devices have been put to practical use. In addition, rewritable DVD media have attracted much attention as next-generation multimedia recording media and large-capacity storage media.
[0003]
Incidentally, the phase change type medium records information by reversibly changing a recording material into a crystalline phase and an amorphous phase. Unlike the MO media and the like, the phase change type media does not require an external magnetic field, and can record and reproduce information on and from a recording medium by using only a laser beam emitted from an LD light source. It is possible to perform overwrite recording in which recording and erasing are performed at once by laser light irradiation.
[0004]
As a general recording waveform used for recording information on a phase-change medium, for example, a light emission waveform of a single-pulse LD light source generated based on an 8-16 modulation code or the like can be cited. In single-pulse recording, the recording marks are distorted like tears due to heat storage, or the amorphous phase is insufficiently formed due to insufficient cooling rate, and recording marks with low reflection to laser light cannot be obtained. Problem arises. In order to solve such a problem, the LD emission waveform rule (hereinafter referred to as a strategy) for recording information on a phase-change type medium, as shown in FIG. There has been proposed a method of forming a mark on a phase-change type medium by emitting light of a multi-pulse waveform using light emission power of multi-stage recording based on the method.
[0005]
The mark with the multi-pulse waveform is composed of a head heating pulse A for preheating the recording film of the phase change type medium sufficiently above the melting point, a plurality of successive heating pulses B, and a continuous cooling pulse therebetween. C, and if the emission power of the first heating pulse A and the heating pulse B is Pw, the emission power of the cooling pulse C is Pb, and the emission power at the time of reproduction is Pr, each emission power becomes (Equation 1). Is set.
[0006]
(Equation 1)
Pw> Pb ≒ Pr
The space of the multi-pulse waveform is composed of the erase pulse D, and the emission power Pe is set to (Equation 2).
[0007]
(Equation 2)
Pw>Pe> Pb
When recording on a phase change type medium or a dye-based medium, it is necessary to properly control the recording light emission power. Since the “drive current-light emission power characteristic” of the LD easily fluctuates due to self-heating or the like, APC (Automatic Power Control) control is generally performed as a means for stabilizing the light emission power. In this method, a part of light emitted from an LD is made incident on a photodetector (PD), and an LD drive current is controlled using a monitor current generated in proportion to the LD emission power. When only information reproduction is considered, a high frequency current is generally superimposed on the LD drive current for noise suppression. However, since it is a DC constant current, a feedback loop of a relatively low band should be formed. Thus, APC control can be easily realized.
[0008]
When the APC control is performed during recording, the recording light emission power changes at a high speed in order to form a mark / space. For example, in a CD or DVD system, if a low-band feedback loop is configured by utilizing the fact that the DSV (Digital Sum Value) of recording data becomes zero, the recording light emission power can be reduced with a simple configuration as in the case of reproduction. It can control, but cannot control the exact emission power.
[0009]
Therefore, when recording is performed on a DVD-based phase change medium using a strategy as shown in the optical waveform of FIG. 7C, for example, the channel clock having the longest data length is set to a space of 11T (or a sync of 14T). If the pattern (data) data is recorded, the space (erase) level emission power is sampled / held and the detected space (erase) level emission power is used to control the power. With such a configuration, it is possible to accurately control the recording light emission power.
[0010]
A main part of a conventional optical information recording / reproducing apparatus is configured as shown in FIG. 8, and FIG. 9 is a timing chart for setting an LD drive current. As shown in FIG. 8, the LD drive unit 4 can appropriately add the erase level addition current signal 16 and the peak level addition current signal 17 to the bias level current signal 18 to cause the LD 2 to emit light at a plurality of levels. The erase power and peak power enable signals 11 and 12 corresponding to the control signals of the added current amount of each level are turned on / off according to the recording information, and the level of the light emission power can be switched at high speed.
[0011]
In this way, light emission with a multi-pulse waveform can be performed during recording. The monitor current 19 proportional to the LD emission power is used for driving control of the LD current via the I / V conversion circuit 5 and the inverting amplifier 6, and forms an APC circuit.
[0012]
As shown in FIG. 9, during reproduction, the bias current Ibias is controlled by the APC circuit so that the reproduction light emission power becomes constant. At the time of recording, light emission for cooling at a bias level (bottom level) is performed by the bias current Ibias, an erase level addition current Ier is added to the bias current Ibias, and light emission for recording a space by the erase level is performed. Light emission for recording a mark based on the peak level is performed by adding the peak level addition current Iwr. At the time of recording, a signal obtained by sampling the erase level at the time of long space data output by the sampling signal 15 (see FIG. 8) is output to the inverting amplifier 6, and the bias current Ibias is controlled so that the erase level becomes constant.
[0013]
The erase level addition current Ier and the peak level addition current Iwr are calculated from the laser light differential efficiency obtained in advance. At this time, if the reproduction level and the bias level at the time of recording are set to the same level, the bias current Ibias has the same magnitude even at the timing of switching from the reproduction operation to the recording operation, and it is possible to perform with the correct light emission power.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2001-34987 A [Patent Document 2]
JP 2000-11400 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when information is recorded on a phase-change type medium using light emission power having a multi-pulse waveform as shown in FIG. 9, if the bias (bottom) level is not sufficiently low, the medium can be sufficiently cooled. As a result, the formation of an amorphous phase becomes insufficient, which may cause a problem such as an increase in reproduction jitter. Conventionally, as described above, the reproduction level and the bias level at the time of recording are often controlled at the same level. However, in order to improve the recording quality, the bias level at the time of recording as shown by a broken line in FIG. Is preferably controlled as a level Pb1 lower than the reproduction level. Furthermore, it is desirable that the bias level be substantially zero.
[0016]
However, when an attempt is made to realize light emission of a multi-pulse waveform such that the bias level becomes the level Pb1, the magnitude of the bias current Ibias changes because the bias level at the time of recording is different from the reproducing level. Then, there is a problem that the LD may emit abnormal light due to the transient response of the APC circuit when shifting from the reproducing operation to the recording operation.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to solving the above-described problem of the related art, and provides an optical information recording / reproducing apparatus that performs accurate LD light emission power control even when a reproduction level and a bias level at the time of recording are different. The purpose is to provide.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
To achieve this object, an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1 of the present invention uses a laser beam from a semiconductor laser light source on a recording medium to at least one of bottom level / erase level / peak level. In the optical information recording / reproducing apparatus that records information based on a predetermined recording modulation method using the emission power of the optical information, at the time of information reproduction, the reproduction level addition current is added to the bias current to emit light at the reproduction level, and the information recording is performed. Occasionally, the bottom level light emission is performed by the bias current, the erase level light emission is performed by adding the erase level addition current to the bias current, and the peak level light emission is performed by adding the peak level addition current to the bias current. During information recording, the reproduction level addition current and the erase level are set so that the magnitude of the bias current is constant. With the configuration in which each addition amount of the calculated current and the peak level addition current is set, accurate light emission control can be performed even when the setting of the light emission at the reproduction level at the time of information reproduction is different from the light emission at the bottom level at the time of information recording. .
[0019]
The optical information recording / reproducing apparatus according to the second or third aspect of the present invention is the optical information recording / reproducing apparatus according to the first aspect, in which the amount of bias current of the semiconductor laser light source is reduced in order to keep the erase-level light emission constant during information recording. The APC (Automatic Power Control) control is performed. At the time of information reproduction, the semiconductor laser light source is switched to a plurality of levels to emit light, and the driving current value of the semiconductor laser to switch to a plurality of levels to emit light is used as the power of the semiconductor laser light source. With the configuration for calculating the differential efficiency (drive current-emission power characteristic) in the laser oscillation region, accurate emission control can be performed and the differential efficiency can be calculated.
[0020]
Further, the optical information recording / reproducing device according to the fourth and fifth aspects is the optical information recording / reproducing device according to the first to third aspects, wherein the light emission level by the bias current is based on the differential efficiency in the laser oscillation region of the semiconductor laser light source. The reproduction level addition current at the time of information reproduction, the erase level addition current and the peak level addition current at the time of information recording, so that the current becomes substantially zero and the bias current becomes smaller than the threshold current of the laser oscillation level of the semiconductor laser light source. The quality of information recording can be improved by the configuration in which each addition amount is set.
[0021]
Further, the optical information recording / reproducing apparatus according to the sixth and seventh aspects is the optical information recording / reproducing apparatus according to the third to fifth aspects, wherein a reproduction level is added to a bias current to emit light at a reproduction level during information reproduction. By increasing the amount of the current in a stepwise manner, and calculating the differential efficiency in the laser oscillation region of the semiconductor laser light source immediately before the start of the information recording operation, the abnormal emission of the semiconductor laser can be prevented. Accurate differential efficiency can be calculated.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a diagram showing a main part of an optical information recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. The present embodiment is an example of an optical information recording / reproducing apparatus that records DVD format code data on a phase change medium and reproduces recorded information, and uses a mark using an 8-16 modulation code as a data modulation method. Edge (PWM: Pulse Width Modulation) recording is performed. In the present embodiment, information is recorded by using such a medium and recording data to cause an LD (semiconductor laser) to emit light with a multi-pulse waveform to form a recording mark.
[0024]
Here, components having substantially the same functions as those described in FIG. 8 showing the conventional example and having substantially the same functions are denoted by the same reference numerals. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a bias level current amount control unit, and FIG. 3 is a timing chart for explaining each signal of the present embodiment. At the time of information recording, three types of recording power are required: peak power Pw / bias power Pb for forming a mark with a multi-pulse waveform, and erase power Pe for forming a space.
[0025]
The operation of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, a normal APC operation during recording will be described. The output currents of the erase level addition current amount control unit 8 and the peak level addition current amount control unit 9 are set by the erase level and peak level addition current amount control signals 21 and 22 output from the CPU 1, respectively. The erase level addition current amount control unit 8 and the peak level addition current amount control unit 9 are specifically D / A converters (DACs), and are analog signals based on LD drive current information digitally set by the CPU 1. And an erase level addition current signal 16 and a peak level addition current signal 17 are output.
[0026]
The bias level current amount control unit 10 outputs a bias level current signal 18 with a configuration described later. The LD drive unit 4 determines a drive current amount of the bias power Pb / the erase power Pe / the peak power Pw according to the bias level current signal 18, the erase level and the peak level added current signals 16 and 17.
[0027]
Further, the data encoder 7 converts the information to be recorded into an (a) 8-16 modulated signal as shown in FIG. 3, and then generates a multi-pulse waveform so as to have an optical waveform as shown in (d) of FIG. An (b) erase power enable signal 11 and (c) a peak power enable signal 12 are supplied to the LD drive unit 4 according to the waveform. When the erase power enable signal 11 and the peak power enable signal 12 are at the H level, the LD drive section 4 appropriately superimposes the added current signals 16 and 17 of each level on the bias level current signal 18 and supplies a drive current to the LD 2.
[0028]
More specifically, as shown by the erase power enable signal 11 in FIG. 3 and the peak power enable signal 12 in (c), when the light is emitted at the erase level, the erase power enable signal 11 becomes “H”, The LD drive unit 4 superimposes the erase level addition current signal 16 on the bias level current signal 18 to obtain a drive current for the LD 2. When light emission is performed at the peak level, the peak power enable signal 12 is set to “H”, and the LD driving unit 4 superimposes the peak level addition current signal 17 on the bias level current signal 18 to obtain the driving current of the LD 2.
[0029]
When a drive current is supplied from the LD drive unit 4 to the LD 2, a laser beam is emitted from the LD 2 and irradiates an optical disc (not shown) to record and reproduce information. At that time, a part of the emitted light enters the monitor PD 3, and a monitor current 19 proportional to the light emission power is output to the I / V conversion circuit 5. APC control can be performed by using the power monitor signal 23 obtained by current-voltage conversion by the I / V conversion circuit 5.
[0030]
The power monitor signal 23 input to the bias level current amount controller 10 shown in FIG. 2 is amplified by the amplifier circuit 31 and sampled / held by the sample / hold circuit 32. The power monitor signal 23 is sampled / held by the sample / hold circuit 32 during the period from the "H" to the "L" of the sampling signal 15 output from the CPU 1 when the long space data (11T, 14T space data) is output. Output to the APC circuit 33.
[0031]
As the reference voltage of the APC circuit 33, a recording target power value signal 24 output from the CPU 1 is selected by a write gate signal 25, and a signal converted into an analog signal by a D / A converter 34 is input. The APC circuit 33 is specifically an inverting amplifier. The output signal is input to the LD drive unit 4 as the bias level current signal 18 to form an APC loop, and the output of the sample / hold circuit 32 and the reference voltage are equal. Control the output signal so that Further, the bias level current signal 18 is digitized by the A / D converter 37 and output to the CPU 1 as a bias current digital signal 26.
[0032]
In this way, the drive current of the bias level is controlled by sampling / holding the long space data. FIG. 4 shows a multi-pulse waveform and a drive current-emission power characteristic of an LD. A constant current controlled by the CPU 1 is added to the erase level addition current signal 16 and the peak level addition current signal 17, but since the bias level is changed according to the change in the erase level, the erase level is always analog. Power control.
[0033]
When reproducing information, a reproduction target power value signal 27 output from the CPU 1 is selected by the write gate signal 25 and further becomes a reference voltage of the APC circuit 33 as a signal converted into an analog signal by the D / A converter 35. . At this time, the sampling signal 15 is always “H”, and the APC control is constantly performed by the detected power monitor signal 23.
[0034]
If the reproduction level and the bias level at the time of recording are the same level as shown in the optical waveform (c) of FIG. 7, the configuration may be such that the reproduction level and the bias level at the time of recording are controlled by the bias current Ibias. As described above, it is desirable to control the bias level during recording to be lower than the reproduction level. Therefore, during the reproduction operation, the reproduction level addition current Ird is added to the bias current Ibias to obtain a drive current at the time of reproduction, and at the time of recording, light is emitted at a bias level based on the bias current Ibias.
[0035]
Here, in order to prevent abnormal emission of laser light due to a transient response, the level of the reproduction level addition current Ird is appropriately set, and control is performed so that the bias current Ibias does not change when switching from the reproduction operation to the recording operation. Do.
[0036]
Next, FIG. 5 shows a description of a means for calculating an appropriate reproduction level addition current Ird. In order to calculate the reproduction level addition current Ird such that the bias current Ibias does not change, it is necessary to obtain accurate differential efficiency.
[0037]
First, the reproduction level addition current Ird is set to 0 (that is, only the bias current Ibias is the reproduction level drive current), and the light emission level is increased from the normal reproduction level so as not to affect the reproduction quality. A signal obtained by digitizing the reproduction level Pr ′ by the A / D converter 36 (monitor current digital signal 28) and a signal obtained by digitizing the drive current value Ibias ′ of the reproduction level Pr ′ by the AD converter 37 (bias current digital signal) 26) is measured (see FIG. 5E). Next, the light emission level is reduced from the normal reproduction level so as not to affect the reproduction quality, and the driving current value Ibias '' of the reproduction level Pr ″ and the reproduction level Pr ″ at this time is measured in the same manner as described above. (See FIG. 5F).
[0038]
The emission level to be increased or decreased is, for example, in a range of 0.7 ± 0.2 mW when the normal reproduction level is 0.7 mW. The normal reproduction level is set at the center of the increase / decrease level in order to make the range in which the light emission power is changed as large as possible without affecting the reproduction quality and to reduce the calculation error of the differential efficiency.
[0039]
From the reproduction levels Pr ′ and Pr ″ thus obtained and the drive current values Ibias ′ and Ibias ″ of the reproduction levels Pr ′ and Pr ″, the differential efficiency η can be obtained as shown in (Equation 3).
[0040]
[Equation 3]
[0041]
In order to improve the recording quality, it is desirable to set the bias level (light emission power by Ibias) at the time of recording to almost zero. To achieve such a setting, Ird is set as shown in (Equation 4).
[0042]
(Equation 4)
[0043]
Further, the erase level addition current Ier and the peak level addition current Iwr are set as in (Equation 5) and (Equation 6).
[0044]
(Equation 5)
[0045]
(Equation 6)
[0046]
Furthermore, in order to make the bias level at the time of recording completely zero (below the laser oscillation level), the bias current Ibias may be set to be equal to or less than the threshold current of the laser oscillation level of the LD. Since the threshold current of the laser oscillation level is generally about 50 mA, for example, a value obtained by adding 20 mA from the above (Equation 4) is set as the reproduction level addition current Ird (see FIG. 6).
[0047]
When the reproduction level addition current Ird obtained in this way is set during the reproduction operation, if the reproduction level addition current Ird is suddenly added to the bias current Ibias and the LD is driven, light is emitted with a large power. (See G in FIG. 5). The amount of increase ΔIrd that is increased in one step is set to such an extent that the reproduction quality is not affected. Even if the emission power instantaneously increases due to the addition of the increase amount ΔIrd, the bias current Ibias becomes relatively small and the emission power returns to the normal reproduction level because the APC control is performed.
[0048]
By making the time interval for adding the increment ΔIrd sufficiently slower than the control band of the APC control, the addition of the increment ΔIrd is repeated to set the reproduction level addition current Ird to a set value without affecting the reproduction quality. Can be. The differential efficiency calculation operation is performed immediately before the recording operation. Since the differential efficiency of the laser beam always changes during the light emitting operation, more accurate differential efficiency can be determined by doing so.
[0049]
In this embodiment, during the reproducing operation (in a state where the track and the focus servo are engaged), the reproduction power is changed to calculate the differential efficiency of the laser beam. It is also possible to adopt a configuration in which the recording efficiency is calculated by increasing or decreasing the emission power at two points of the erase and peak power levels during the recording operation (without recording on the medium).
[0050]
Further, in the present embodiment, the case of recording and reproducing information on the phase change medium has been described as an example. However, an operation of recording and reproducing information on the dye-based medium is performed by the same configuration. It is also possible to have it done. Since the DVD-based dye-based media can emit light with a multi-pulse waveform at the time of recording in the same manner as the phase-change type media, the recording / reproducing operation on the dye-based media according to the configuration of the present embodiment can reduce , And a bias level of a light emission level by a multi-pulse waveform of an erase level and a peak level at the time of recording information can be controlled at different levels.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the light emission at the reproduction level at the time of reproducing information from the LD is different from the light emission at the bias (bottom) level at the time of information recording, accurate power control for light emission is performed. In addition, it is possible to calculate the differential efficiency accurately and prevent abnormal light emission of the LD and improve the recording quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a main part of an optical information recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a bias level current amount control unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a timing chart for explaining each signal according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a multi-pulse waveform and a drive current-emission power characteristic of an LD according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram for explaining means for calculating an appropriate reproduction level addition current Ird in the embodiment. FIG. 7 is a timing chart for recording a data mark by emission of a conventional multi-pulse waveform. FIG. 8 is a main part of a conventional optical information recording / reproducing apparatus. Shows the structure [9] the driving current of the conventional multi-pulse waveform and LD - Figure EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS showing the emission power characteristics
1 CPU
2 Semiconductor laser (LD)
3 monitor photo detector (monitor PD)
4 LD drive unit 5 I / V conversion circuit 6 Inverting amplifier 7 Data encoder 8 Erase level addition current amount control unit 9 Peak level addition current amount control unit 10 Bias level current amount control unit 11 Erase power enable signal 12 Peak power enable signal 15 Sampling signal 16 Erase level addition current signal 17 Peak level addition current signal 18 Bias level current signal 19 Monitor current 21 Erase level addition current amount control signal 22 Peak level addition current amount control signal 23 Power monitor signal 24 Recording target power value signal 25 Write Gate signal 26 Bias current digital signal 27 Reproduction target power value signal 28 Monitor current digital signal 31 Amplifier circuit 32 Sample hold circuit 33 APC circuit 34, 35 D / A converter 36, 37 A / D converter
