JP2004246935A

JP2004246935A - 光ディスクの情報記録方法及びこれを用いた情報記録装置

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Publication number: JP2004246935A
Application number: JP2003033092A
Authority: JP
Inventors: Takakiyo Yasukawa; 貴清安川; Takeshi Toda; 戸田　　剛; Masaaki Kurebayashi; 正明榑林
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi LG Data Storage Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi LG Data Storage Inc
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】情報記録媒体に対し、パルス状の記録波形を用いる記録を行う場合であっても、記録中のレーザパワーを精度良く検出でき、良好な記録を行う情報記録方法。
【解決手段】記録長の長いマークのパルス状の記録波形を平滑化し、一定の記録パワーで記録を行う。一定の記録パワーを出力することにより、記録時に使用する記録パワーを精度良く検出できる。レーザ出力パワーの制御の安定化により、良好な記録が可能となる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を用いて情報記録媒体上に情報を記録する光ディスク装置に関し、特にマルチパルス方式で情報記録媒体に情報を記録する記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機色素系材料を用いた一回だけ書き込み可能な光ディスクとして、ＣＤ−Ｒ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃＲｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅ／ＶｉｄｅｏＤｉｓｃＲｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ＋Ｒがある。
【０００３】
また、層変化を利用した書き換え可能な光ディスクとして、ＣＤ−ＲＷ（Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷがある。これらを総称して記録型光ディスクと呼ぶ場合もある。
【０００４】
上記のＤＶＤ系の光ディスクでは、変調方式として、８−１６変調方式が使用されている。また、マークエッジ方式と呼ばれるように、情報は記録マークのエッジ部に与えられており、マークエッジの間隔が情報となる。こうした光ディスクでは、データ長（エッジ間隔）が３Ｔ〜１１Ｔ（Ｔは記録チャネルクロック）まで存在し、情報記録媒体の回転周期の同期信号（シンクコード）に含まれるデータ長として１４Ｔが規定されている。
【０００５】
記録密度の高いＤＶＤでは、短い記録マーク（例えば３Ｔ）の記録時には、前後の記録マーク形成時の影響を受ける、いわゆる符号間干渉が発生する場合がある。その結果、記録マークエッジの位置が所定の位置からずれる、記録情報の誤差が発生してしまう。また、記録マーク長が長くなると、記録媒体の記録膜の温度上昇という別の問題が生じる。
【０００６】
温度上昇という問題を抑えるため、６Ｔ以上で使用する記録波形を、データ長の短い３Ｔ、４Ｔ、５Ｔと異ならせる記録方法がある。具体的には、長い記録マークを形成する際にはパルス状の記録波形（マルチパルス方式）を用いることで記録膜の蓄熱の影響を低減している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
まず、従来の光ディスク記録再生装置について簡単に説明する。図１は、従来の光ディスク記録再生装置のブロック図の一例である。ここにおいて、１０１はディスク、１０２はスピンドルモータ、１０３は光ピックアップ、１０４はアナログ信号処理回路、１０５はタイミング検出回路、１０６はレーザパワー制御回路、１０７は記録波形生成回路、１０８は回転制御回路、１０９は中央演算処理回路である。アナログ信号処理回路１０４、タイミング検出回路１０５、レーザパワー制御回路１０６、記録波形生成回路１０７、回転制御回路１０８は中央演算処理回路１０９により制御される。回転制御回路１０８で制御されたスピンドルモータ１０２により、所定の回転数で回転しているディスク１０１に対し、記録時には記録波形生成回路１０７より出力されるパルス列に変調されたレーザ光を、レーザパワー制御回路１０６により制御されたレーザパワーで照射し、記録を行う。また、再生時には、光ピックアップ１０３より照射されたレーザ光を検出し、アナログ信号処理回路１０４において波形等化され、中央演算処理回路１０９に伝送される。
【０００８】
次に図２は、図１のレーザパワー制御回路１０６、記録波形生成回路１０７及び、光ピックアップ１０２におけるレーザパワーの制御について示したブロック図の一例である。ここにおいて、２０１はレーザ、２０２は検出器、２０３はＡＰＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）回路、２０４は高周波重畳回路、２０５は再生用電流源、２０６は第１記録電流源、２０７は第２記録電流源、２０８は第３記録電流源、２０９は第４記録電流源、２１０は第１スイッチ、２１１は第２スイッチ、２１２は第３記録スイッチ、２１３は第４記録スイッチ、２１８はカウント部、２１９はメモリ部、２２０は基準クロック、２２１は記録符号列、２１４は第１記録パルス、２１５は第２記録パルス、２１６は第３記録パルス、２１７は第４記録パルスである。
【０００９】
記録時に必要となる出力パワーとしては、再生時に使用する再生パワー、記録膜の組成を変化させるための記録パワー、未記録状態に戻す消去パワー、記録膜の温度を安定化させる低いボトムパワーの４種類ある。これらのレーザパワーは、それぞれ第１〜第４の記録電流源、スイッチ、記録パルスにより出力される。
【００１０】
再生時にはＡＰＣ回路２０３によって、レーザ２０１を低出力で安定に発振させ、高周波重畳回路２０４はレーザ２０１に起因するレーザ雑音を低減するために設けてあり、記録／消去時にはレーザの寿命の観点から、高周波重畳を休止することもある。
【００１１】
記録時は、記録用電流源２０６〜２０９の制御するスイッチ２１０〜２１３が、４種類の記録パルス列２１４〜２１７によって制御され、レーザ２０１から情報を記録するためのレーザパワーが出力される。記録波形生成回路１０７は、カウント部２１８とメモリ部２１９から構成される。メモリ部２１９はマーク長記録方式で必要となる各種のマーク長に応じた記録パルスを保持しており、カウント部２１８からの入力に応じて記録パルス列２１４〜２１７を出力する。基準クロック２２０と記録すべき情報である記録符号列２２１がカウント部２１８に入力され、記録符号列２２１は基準クロック２２０によって記録すべきマーク（記録部分）とスペース（消去部分）に分解され、マークの長さをカウントし、メモリ部からマークの長さに応じた４種類の記録パルス列を出力する。ＡＰＣ回路２０３では、安定にレーザパワーの検出を行うため、図１のタイミング検出回路１０５において、記録レーザパワー出力の各記録パルス２１４〜２１７に同期したタイミング信号を検出し、各記録レーザパワーの調整を行っている。
【００１２】
記録可能な光ディスクの記録時のレーザパワー調整手段としては、次のような方法が取り入れられている。記録の際の記録波形は、記録再生装置と、記録媒体の組み合わせにより、予め概略取り決められている。
【００１３】
記録するデータを実際に記録する前に、装置と媒体の組み合わせにより求められる既定の記録波形を用いて、記録媒体のレーザパワー校正領域（テスト領域）等を使い、その記録媒体に対して、最適な記録パワーを求める。また、その後は常に最適記録パワーで記録が行えるように、出力パワーを定期的に監視して、設定パワーと等しくなるようにＡＰＣ回路を用いて、補正を行っている。ただし、温度等の周辺環境によって、半導体レーザの駆動電流値が同じでも、出射パワーが変動することがある。
【００１４】
図３の（ａ）と（ｂ）は、同じレーザパワーを出力するために要求される、それぞれのレーザ駆動電流値を示したグラフである。半導体レーザは環境温度変化等により、駆動電流と出力パワーの関係が変わる。例えば、半導体レーザの温度によって、図３に示すように物理的に駆動電流と出力パワーの関係が変化する。
【００１５】
例えば、（ａ）２５℃の時はＩｗａだけ駆動電流を投入することで、記録パワーＰｗを出力させることができる。しかし、環境温度が（ｂ）５０℃になると、Ｉｗｂだけ駆動電流を投入しないと同じパワーＰｗが出力されない。そのため、半導体レーザの出射光をモニタ検出し、最適パワーと等しくなるように補正を行い、常に最適な記録ができるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【００１６】
より精度良くレーザパワーを補正する方法として、Ｒ−ＯＰＣ（ＲｕｎｎｉｎｇＯｐｔｉｍｕｍＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる記録時のレーザの戻り光を利用する方法がある。前述のレーザの出力パワーのモニタ検出のみでは、理想的な記録面に対する最適な出力パワーに設定可能であるが、記録媒体表面の傷等の外的要因によって、記録膜へ記録に必要なパワーを投入できない場合に対応できない。このような場合、Ｒ−ＯＰＣを使用すれば、種々の記録条件変化を反射光強度の変化で監視でき、さらに効率的に記録パワーの制御が可能となる（例えば、特許文献２参照）。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−２３１７３公報（第２図）
【特許文献２】
特開２００１−３５７５２９公報（第１０図）
【非特許文献１】
ＤＶＤＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒＲｅｗｒｉｔａｂｌｅＤｉｓｃ／Ｐａｒｔ１．ＰｈｙｓｉｃａｌＳｐｅｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓＶｅｒｓｉｏｎ２．０ｐ．ＰＨ２−４０ − ＰＨ２−４４
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
記録可能型ＤＶＤに対して用いられるようなマルチパルス方式の記録波形を使用すると、照射レーザパワーが高速変化するため、記録波形に使用しているパルス列を精度良く検出できず、レーザパワーのモニタ検出が困難となり、レーザパワーの補正も困難という問題がある。さらに、Ｒ−ＯＰＣの実現も困難という問題もある。
【００１９】
本発明は、マルチパルス方式の記録波形を使用した場合でも、安定した記録パワーの検出を可能とする光ディスク装置の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、レーザ光を用いて記録型光ディスクに対し情報を記録する記録方法であって、ｎＴ（ｎは正数、Ｔは記録チャネルクロック）の記録長である第１の記録マークを記録する際にはマルチパルスを含む記録波形で記録を行い、ｍＴ（ｍは正数、ｍ＞ｎ）の記録長である第２の記録マークを記録する際にはマルチパルスを含まない記録波形で記録を行う情報の記録方法により改善される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施例を図４に示す。図４は一回だけ書き込み可能な光ディスク（例えば、ＤＶＤ−Ｒなど）に対する８−１６変調方式による記録波形である。第一の実施例に用いられる光ディスク装置の構成は図１、図２に示した従来の光ディスク装置と基本的に同等であるので説明は省略する。図４において、ＣＬＫはチャネルクロック（周期はＴ）を示し、ＮＲＺは記録マーク長を示している。記録に使用するパワーは、記録膜の組成を変化させるための記録パワーＰｗ、及び記録膜の温度を安定化させるボトムパワーＰｂの２値により構成される。図に示すように３Ｔ〜１１Ｔのマークの記録にはパルス状の記録波形を用いられる。図示しない７Ｔ〜１０Ｔの記録波形は６Ｔの記録波形における後方パルス（１Ｔ周期のパルス、マルチパルス）を記録長に応じて追加する形で形成される。
【００２２】
ここで、本実施例では同期信号に含まれる１４Ｔの記録には実線で示したように一定の記録パワー（中間パワーＰｍ）照射区間を含む記録波形を使用する。レーザ出力の立上り、立下り時間及びリンキング等の影響のないレーザ出力が安定するまでの時間や、検出器、伝送回路によって実効的なレーザ光検出の周波数帯域が低下すること等を考慮すると、従来の記録方式においてはマルチパルス区間においては安定したレーザパワーを得ることは困難であったが、図４の１４Ｔの記録波形の中間部分から後方部分までの期間、すなわち、一定の記録パワーである中間パワーＰｍ出力期間においては安定したレーザ出射パワーを得ることができる。このように一定の記録パワーを出力することにより、安定したレーザ出射パワーの検出が可能となる。なお、同図１４Ｔにおいて点線で示した波形は従来のパルス状記録波形である。
【００２３】
レーザパワーの検出のタイミングはＮＲＺに同期したデータのマーク、スペースの切り替わりの信号をタイミング信号として検出し、先頭パルス分の時間遅延を設けて、先頭パルス以降のレーザ出射パワーの安定した部分を取り込む。もしくは先頭パルス終了（もしくは後方パルス開始）からレーザ出射パワーの安定するまでの遅延時間を設けて、後方パルスの出射パワーの安定している時間だけ取り込む。このようにレーザ出力パワーが安定している部分のみを検出する方法によって、レーザパワーの補正（ＡＰＣ制御）が容易に行える。
【００２４】
図５は、ＤＶＤのデータ変調方式である８−１６変調方式において、各記録長とその出現数との関係を示すものである。１４Ｔは同期信号に含まれるものであるため、出現確率は低い。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭでは１セクタは２６の同期ブロックから構成されるため、１セクタ内には２６の１４Ｔしか存在しない。また、同期信号において１４Ｔの前後に存在する記録長は既知であり、さらに、１３Ｔや１５Ｔという記録長はＤＶＤ規格上存在しないため、データ変調に用いられている３Ｔ〜１１Ｔと比較して、１４Ｔの記録長を誤る可能性は低い。
【００２５】
６Ｔ以上の記録マークは先頭パルスのレーザ発光のタイミングにより、エッジ位置を調整する。そこで、１４Ｔの記録マーク形成時には記録マークの形状に変化を与えないように、後方パルスの記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂの中間のパワーＰｍを出力する。こうすることで、従来のマルチパルス方式により１４Ｔマークを記録する際と比較し記録媒体に与えるパワーを同程度とすることができるため、従来と同様のマーク形成が可能である。
【００２６】
例えば、従来の１４Ｔ記録波形は先頭パルスが４Ｔ、後方パルスが１Ｔであるから、本実施例において同じパワーＰｍを出力している時間は９Ｔである。ＤＶＤ−Ｒの２倍速の記録周波数は５２．３２ＭＨｚであるため、２倍速記録における９Ｔは約１８０ｎｓに相当する。同様に、４倍速記録における９Ｔは約９０ｎｓに相当する。検出器から信号処理回路を通して、レーザパワーの校正を行う処理回路として、１１ＭＨｚ程度の周波数帯域を確保することによって１４Ｔマークの出現に応じて、レーザパワー補正を行うことが可能となる。
【００２７】
なお、安定に記録パワー補正を行うためには、周波数帯域を低くし、例えば、５トラック程度の積算、平均値を得ることで記録パワーの補正を行うとより好ましい。また、１４Ｔの記録マーク長において、常に上記記録波形を適応せず、例えば各セクタの先頭１４Ｔ記録マークにのみ適応するといったように、間欠的に上記記録波形を適応し、レーザパワー補正をしてもよい。
【００２８】
第一の実施例を適応した場合の、各信号の関係を図６示す。ＨＩＧＨレベルがマーク、ＬＯＷレベルがスペース（非マーク）であり、ＷｒｉｔｅＰｕｌｓｅに示される記録波形によって記録マークを形成する。ＳａｍｐｌｅＰｕｌｓｅはレーザの出力パワーを検出するタイミング検出信号である。図６は、すべての１４Ｔ記録マークに適応するのではなく、所定のタイミングにより構成する１４Ｔに適応していることを示したものである。
【００２９】
このような記録波形を用いることで、記録パワーの補正が適切に行うことができる。記録媒体に依存する記録膜組成、及び熱伝導率の違いによって、パルス状の記録波形と一定の記録パワーで記録する記録波形では、記録マークエッジの間隔が異なる可能性もあるが、上記記録波形を用いることで、記録パワーの変動の影響による記録精度の劣化を小さくすることができる点で有利である。
【００３０】
また、Ｒ−ＯＰＣを行う際にもレーザ出力パワーが安定している部分にてＲ−ＯＰＣを実施することでより精度の高いレーザーパワーの補正が可能であり、各情報記録媒体に対して最適なレーザパワーの出力が可能になる。さらに、上記の実施例では１４Ｔの記録波形に本発明を適応したが、安定した記録マークの形成が可能であれば例えば１１Ｔ等の比較的長い記録マークに本発明を適応しても良い。
【００３１】
次に、第二の実施例を図７に示す。図７は書き換え可能な光ディスク（例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ）に対する８−１６変調方式による記録波形である。第一の実施例と同等の記号については説明を省略する。第二の実施例において、記録に使用するパワーは、記録マークを形成するための記録パワーＰｗ、以前の状態によらず未記録状態に戻すための消去パワーＰｅ、及び記録膜の温度を安定化させるボトムパワーＰｃ、Ｐｂの４値により構成される。なお、記録膜の組成により、それぞれのパワーが等しくなることもある。また、１４Ｔに示したＰｍは先頭パルス以降のパワー値を平滑化した値である（点線で示した波形は従来のマルチパルス方式の記録波形）。図７では中間パルスのみを平滑化し、記録パワーをＰｍとしたが、後方パルスを含めて平滑化してＰｍを設定しても良い。その場合、Ｐｍの値は相対的に大きくなる。
【００３２】
このような構成をとることにより第二の実施例においても第一の実施例と同様の効果を書き換え可能な光ディスクに対する記録時に得ることができる。
【００３３】
次に、第三の実施例を図８に示す。上述した実施例では８−１６変調方式による光ディスクの記録波形について説明したが、１−７変調方式による光ディスクの記録波形においても同様に適応が可能である。
【００３４】
図８は１−７変調方式による書き換え可能な光ディスクの記録波形である。第一の実施例、第二の実施例と同等の記号については説明を省略する。第三の実施例において同期信号には９Ｔの記録マークが含まれる。同図において９Ｔに示したＰｍは先頭パルス以降のパワー値を平滑化した値である（点線で示した波形は従来のマルチパルス方式による記録波形）。
【００３５】
８−１６変調方式では、記録長がデータ変調用の３Ｔ〜１１Ｔ及び同期信号である１４Ｔで構成されるが、１−７変調方式の場合、データ変調用の２Ｔ〜８Ｔ及び同期信号である９Ｔで構成される。つまり、本実施例における９Ｔ記録波形を図４の１４Ｔのような記録波形にすることで、同様の効果が得られる。
【００３６】
１−７変調方式では、９Ｔに対して記録マーク長の差が１Ｔの８Ｔが存在する。記録媒体の記録膜組成、及び熱伝導率の違いにも依存するが、平滑化した記録パワーよりも少し大きな記録パワーを設定することで、記録マーク長を長くし、８Ｔと誤る可能性を低減することは可能である。
【００３７】
第三の実施例では９Ｔの記録波形に本発明を適応したが、安定した記録マークの形成が可能であれば例えば８Ｔ等の比較的長い記録マークに適応しても良い。また、図８では中間パルス、後方パルスを平滑化し、記録パワーをＰｍとしたが、中間パルスのみを平滑化して記録パワーをＰｍとし、後方パルスをＰｗと設定しても良い。その場合、Ｐｍの値は相対的に小さくなる。
【００３８】
このような構成をとることにより第三の実施例においても第一の実施例と同様の効果を記録時に得ることができる。
【００３９】
なお、以上の実施例では８−１６変調方式、１−７変調方式を例に挙げ説明したが、本発明はこれら変調方式への適用に限られるものではなく、本発明の趣旨に反しない限り種々の変調方式に適用可能であることは言うまでもない。また、マルチパルスの例として１Ｔのマルチパルスを用いる記録方法を例に挙げ説明を行なったが、２Ｔマルチパルスを用いる記録法法に本発明を適用しても同等の効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、記録時のレーザパワーを精度良く検出でき、レーザパワーの補正を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスク記録再生装置の本発明に係るブロック図
【図２】光ディスク記録再生装置のレーザパワーの制御に係るブロック図
【図３】レーザ駆動電流とレーザパワーの関係を示すグラフ
【図４】第一の実施例を示す記録波形
【図５】８−１６変調方式における各記録長の出現数の比較
【図６】本発明のタイミング検出に係る各信号の関係を示す図
【図７】第二の実施例を示す記録波形
【図８】第三の実施例を示す記録波形
【符号の説明】
１０３：光ピックアップ
１０５：タイミング検出回路
１０６：レーザパワー制御回路
１０７：記録波形生成回路
２０１：レーザ
２０２：検出器
２０３：ＡＰＣ回路

Claims

レーザ光を用いて記録型光ディスクに対し情報を記録する記録方法であって、
ｎＴ（ｎは正数、Ｔは記録チャネルクロック）の記録長である第１の記録マークを記録する際にはマルチパルスを含む記録波形で記録を行い、
ｍＴ（ｍは正数、ｍ＞ｎ）の記録長である第２の記録マークを記録する際にはマルチパルスを含まない記録波形で記録を行うことを特徴とする情報の記録方法。
レーザ光を用いて記録型光ディスクに対し情報を記録する記録方法であって、
ｎＴ（ｎは正数、Ｔは記録チャネルクロック）の記録長である第１の記録マークを記録する際にはマルチパルスを含む記録波形で記録を行い、
ｍＴ（ｍは正数、ｍ＞ｎ）の記録長である第２の記録マークを記録する際には、マルチパルスを含まない記録波形、または、マルチパルスを含む記録波形で記録を行うことを特徴とする情報の記録方法。
請求項１または２に記載の記録方法において、
前記記録型光ディスクには同期信号を含む同期ブロック単位でデータが記録されるものであり、前記第２の記録マークは同期信号に含まれる記録マークであることを特徴とする情報の記録方法。
請求項３に記載の記録方法において、
前記記録方法には、８−１６変調方式が用いられ、前記第２の記録マークとは、１４Ｔ記録マークであることを特徴とする情報の記録方法。
請求項３に記載の記録方法において、
前記記録方法には、１−７変調方式が用いられ、前記第２の記録マークとは、９Ｔ記録マークであることを特徴とする情報の記録方法。
請求項１から５何れか一項に記載の記録方法において、
前記第２の記録マークの記録に用いられる記録波形は、先頭パルス、中間パルス、後方パルスで構成され、該中間パルスは一定の記録パワーの記録波形であることを特徴とする情報の記録方法。
請求項６に記載の情報の記録方法において、
前記中間パルス照射時のレーザ光を検出することでレーザ光強度の調整を行うことを特徴とする情報の記録方法。
請求項６に記載の情報の記録方法において、
前記中間パルス照射時のレーザ光の反射光を検出することでレーザ光強度の調整を行うことを特徴とする情報の記録方法。