JP2005092907A - 情報記録方法、および、光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
記録中の反射光より記録状態を推定し、安定した記録品質を実現する。
【解決手段】
光ディスクに、所定の記録パワー（Ｐｗ）でレーザ光を照射して記録ピットを形成することで情報を記録するときに、該所定の記録パワー（Ｐｗ）のレーザ光照射時の反射光量をサンプルホールドした値をＢとしたとき、Ｂ／Ｐｗ^２の値（ＣＦ）が略一定となる記録パワーで記録を行なうことにより安定した記録品質を実現する。また、チルト角変更時には再度演算しなおすことでより安定した記録品質を実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録可能な光ディスクにデータを記録する記録再生装置に関するものである。

現在、情報を記録できる光ディスクとしてCD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM等が市場に流通している。これら光ディスクのうち、CD-RW、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAMは複数回の書き換えが可能な書換型光ディスクであり、CD-R、DVD-R、DVD+Rは記録膜に色素膜を使用しているため同一箇所に対し一度しか記録がでない追記型ディスクである。

追記型ディスクは同一箇所に対し一度しか記録ができない反面、ディスクの製造が容易であり、ディスク自体の価格が安いため、大量に使用されている。しかし、色素膜に記録を行なうため、記録ピットの形成は記録パワーに大きく依存し、かつ、一度しか記録ができないため、記録パワーの制御に関しては安定した制御が求められる。安定した記録制御を実現するため様々な提案がなされている（例えば特許文献１参照）。

特開平７−５７２６８号公報

一般的に、色素膜を使用した追記型ディスクでは色素膜の塗布むらが生じやすく、このため、ディスクの半径方向に対し記録感度が異なる傾向がある。したがって、ディスク全面に渡り安定記録を行うためには、記録中に記録状態を監視し記録パワーを適宜最適に設定しなおす必要があった。

特許文献１では、記録ピット形成時の反射光のピーク値と該ピーク値以後に現れる反射光の安定値との比が所定の比となるように、記録パワーを制御し安定記録を実現しようとしている。

しかし、近年、DVD-R、DVD+Rに対しては8倍速（200Mbps超）という高速の記録が行なわれており、次の問題が生じている。図１０上図は、高速記録時のレーザ出力であるレーザ光波形を示しており、図１０下図は、光ディスク装置が観測できる反射光波形（実線）および実際の反射光波形（破線）を示している。

反射光波形を得るため光ディスク装置に設けられる増幅器には、スルーレートと呼ばれる応答速度の制限があるため、高速記録時の実際の反射光の立上がりに十分な追随ができない。このため反射光波形の実際のピーク値を正確に得られないという問題がある。

このため、従来は高速記録時に正確な記録状態の監視をすることが困難であり、別の監視方法が求められていた。また、反射光波形のピーク値の代わりに記録パワー値を用いて記録状態を監視することもできるが、この場合も良好な結果が得られないという問題があった。

上記課題は、光ディスクに、所定の記録パワー（Ｐｗ）でレーザ光を照射して記録ピットを形成することで情報を記録する情報記録方法であって、該所定の記録パワー（Ｐｗ）のレーザ光照射時の反射光量をサンプルホールドした値をＢとしたとき、前記記録パワー（Ｐｗ）は、Ｂ／Ｐｗ^２の値（ＣＦ）が略一定となる記録パワーである情報記録方法により改善できる。

また、光ディスクに、所定の記録パワー（Ｐｗ）でレーザ光を照射して記録ピットを形成することで情報を記録する光ディスク装置であって、所定の記録パワー（Ｐｗ）のレーザ光を照射するレーザと、該レーザの出力を制御するレーザ制御手段と、記録ピット形成時の反射光量をサンプルホールドした値（Ｂ）を取得するサンプルホールド手段と、を具備しており、前記レーザ制御手段は、前記記録パワー（Ｐｗ）を、Ｂ／Ｐｗ^２の値（ＣＦ）が略一定となるよう制御して情報を記録する光ディスク装置により改善できる。

本発明の構成、制御によれば、記録時の反射光より記録状態を精度よく検出することができ、これによる記録パワー制御を行うことにより、安定した記録ピットの形成を実現することができる。したがって、より高品質な記録を実現する光ディスク装置を提供することができる。

図１は、第１の実施例の光ディスク装置のブロック図である。図１において、１は光ディスクであり、２はスピンドルモータ、３はスピンドルモータの回転数を制御するスピンドルモータ制御手段、４はレーザ光を照射する光ピックアップ、５は光ディスク１からの反射光を増幅する増幅器、６はサーボ手段、７は再生信号処理手段、８は記録信号処理手段、９はコントローラ、１０は増幅器５の出力から略安定した値（以下「Ｂレベル」と称する）を検出するＢレベル検出手段、１１は制御指数（以下「Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆａｃｔｏｒ：ＣＦ」と称する）の値を演算するＣＦ演算手段、１２は記録パワー制御手段、１３は記録パワーを所定値に安定化させるためのＡＰＣ（Auto Power Contorol）手段、１４はインターフェース手段である。

以下、記録動作の一例を説明する。記録動作時には、コントローラ９はインターフェース手段１４を介し外部から情報記録命令を受ける。記録信号処理手段８はコントローラ９からの指示によりインターフェース手段１４を介して外部から入力される記録情報を受け取り、コード化、変調などを施して記録データを生成する。その後、レーザパワーおよび発光波形を制御する制御信号を光ピックアップ４に出力し、光ピックアップ４は制御信号に基づいた記録レーザ光を照射し情報をディスク１に記録する。また、光ピックアップ４はこの記録動作と同時に光ディスク１からの反射光を検出し、増幅器５を介して再生信号をサーボ手段６および再生信号処理手段７へ供給する。

再生信号処理手段７では、再生信号から例えばプッシュプル信号を抽出するなどして光ディスク１上でのレーザ光照射位置を検出し、コントローラ９へ出力する。コントローラ９はサーボ手段６に上記照射位置情報を供給し、サーボ手段６は上記照射位置情報と再生信号を用いて所望の位置にレーザ光が照射されるよう光ピックアップ４の位置を制御する。また、サーボ手段６は再生信号から光ディスクの回転数を検出し、スピンドルモータ制御手段３を用いて回転数が所望の値となるようにスピンドルモータ２を制御する。

光ピックアップ４から照射される記録パワーは光ピックアップ４内に設けられたフロントモニタ（図示していない）によりモニタされ、記録パワーに基づいたフロントモニタ値がＡＰＣ手段１３に供給される。ＡＰＣ手段１３はこのフロントモニタ値と記録パワー制御手段１２より供給されるパワー指示値を比較し記録パワーがパワー指示値より小さい場合には光ピックアップ４に記録パワーを大きくするように指示し、記録パワーがパワー指示値より大きい場合には光ピックアップ４に記録パワーを小さくするように指示することにより、光ピックアップ４から照射される記録パワーがパワー指示値と等しくなるよう制御を行う。以上の動作により、光ディスク１の所望の位置に所望の記録パワーでレーザ光を照射し記録ピットを形成することが可能となる。

Ｂレベル検出手段１０の一例を図４に示す。図４において１５はサンプルホールド手段、１６はアナログディジタル変換手段である。Ｂレベル検出手段１０には記録時の反射光である再生信号が増幅器５から供給されると共に、記録信号にあわせたタイミングでサンプルホールドできるようにサンプルパルスが記録信号処理手段８から供給される。これにより、ピット形成時の反射光である再生信号の略安定したレベルをサンプルホールドすることができる。サンプルホールドされた信号はアナログディジタル変換手段１６によりディジタル信号に変換され、略安定した値であるＢレベルを示すディジタル値としてＢレベル検出手段１０の出力となる。

ＣＦ演算手段１１の一例を図５に示す。図５において１７は演算手段、１８は基準値取得手段、１９は平均化手段、２０は比較手段である。また、基準値取得手段１８内部の２１は基準値用平均化手段、２２は記憶手段である。まず、ＣＦ演算手段１１に入力されたＢレベルは記録パワー制御手段１２から入力されたパワー指示値との間で演算されＣＦ値が生成される。次に基準値取得時にはＣＦ値が基準値取得手段１８に入力され基準値用平均化手段２１にて記録信号処理手段８から入力されるタイミング信号に基づいて所定期間の平均値が求められる。ここで所定期間の平均値が得られた場合には平均値が記憶手段２２に入力、格納され、これがＣＦ基準値となる。

記録パワー制御手段１２の一例を図６に示す。図６において２３は切替手段、２４は加算手段、２５は記憶手段である。

次に、図２を用いて安定して記録するための記録パワーの制御方法について説明する。図２は、ＤＶＤ−Ｒディスクに記録速度約104Mbps（４倍速相当）という条件で記録を行い、測定結果をプロットしたものである。同図において、（ａ）はパワーを変化させた場合の式（１）によるＣＦ値の変化であり、（ｂ）は式（１）によるＣＦ値に対する再生エラー数である。また、（ｃ）はパワーを変化させた場合の式（２）によるＣＦ値の変化であり、（ｄ）は式（２）によるＣＦ値に対する再生エラー数である。それぞれの図において７本の曲線をプロットしているが、これは異なる半径位置でのデータ採取の結果を示すものである。前述したように、色素膜を使用したディスクではディスクの半径方向に対し記録感度が異なってくるため、複数の半径位置でのデータ採取を行なうのが適切だからである。なお、これらの測定は約５ｍｍ間隔で行なっている。

ＣＦ＝（Ｂレベル／Ｐｗ） … 式（１）
ＣＦ＝（Ｂレベル／Ｐｗ^２） … 式（２）
各図における各々の曲線の求め方を説明する。まず、所定の半径位置でパワー制御手段１２からの指示値を変更して記録を行い、各パワー指示値に応じたＢレベルを測定する。測定したＢレベルと対応するパワー指示値Ｐｗを式（１）、式（２）に代入し、各々のＣＦを演算する。図２（ａ）（ｃ）はこのようにして求めた。

次に、記録された領域を再生し所定期間内における再生エラー数の測定を行う。図２（ｂ）（ｄ）はこのようにして求めた。なお、再生エラー数は１ＥＣＣブロックでのＰＩエラー数であり、すべてエラーの場合エラー数は２０８個となる。

以下、各図の特徴について述べる。まず、パワー指示値に対する制御性についてであるが、式（１）のＣＦを採用した場合には図２（ａ）に示されるように、パワー指示値を１２０から１８０に変化させると、ＣＦ値は約0.008から約0.005に変化する。これはＣＦ値が約62%に減少することに等しい。一方、式（２）のＣＦを採用した場合には図２（ｃ）に示されるように、パワー指示値を１２０から１８０に変化させると、ＣＦ値は約0.00007から約0.00003に変化する。これはＣＦ値が約43%に減少することに等しい。すなわち、式（２）を用いた場合のＣＦ値の減少率は式（１）を用いた場合の減少率よりも高く、ＣＦ値の変化に対する制御感度が高いといえる。このことは式（２）を用いて制御を行なうほうが微妙な制御が可能であることを示している。

次に、ＣＦ値に対するエラーの変化について比較する。許容エラー値が２０以下であると仮定する。式（１）のＣＦを採用した場合には図２（ｂ）に示されるように、各半径位置に対応する曲線間にバラツキが大きいため、何れの半径位置においてもエラー数を許容値以下に抑えるためにはＣＦ値が約0.006から0.0065以内となるよう制御する必要がある。すなわち、0.00625±4%でのＣＦ値制御が必要となる。一方、式（２）のＣＦを採用した場合には図２（ｄ）に示されるように、各半径位置に対応する曲線間にバラツキが小さいため、何れの半径位置においてもエラー数を許容値以下に抑えるためにはＣＦ値が約0.000035から0.00005以内となるよう制御すれば足りる。すなわち、0.0000425±17%でのＣＦ値制御でよいことになる。

以上の結果から、制御感度においても式（２）によるＣＦのほうが好適であり、また制御マージンも式（２）によるＣＦのほうが広いため、式（２）を用いて制御することで安定した動作を実現することができ、ディスク全面に渡り安定した記録品質を確保することができる。

次に、ＣＦの基準値取得について説明する。この基準値は記録開始時の所定期間内のＣＦ値を取得し平均化することにより取得する。これによりディスクの偏芯による記録誤差あるいは周内における感度むらによる影響を軽減することができる。この方法においても式（２）のＣＦを採用すればマージンが広いため安定した値を取得することができる。

式（２）によるＣＦ値を制御に用いることで、図２（ｃ）、（ｄ）にも示すように、ＣＦ値が基準値より小さい場合にはＣＦ値を大きくし（パワー指示値を下げ）、ＣＦ値が基準値より大きい場合にはＣＦ値を小さくする（パワー指示値を上げる）制御が容易となり、適切なパワー制御を実現し安定記録を実現できる。

更に、図２（ｄ）に示されるように、ＣＦ値が小さくなると急激にエラーが増加する。このため、ＣＦ適正値の下側臨界付近でＣＦ制御されている場合にはエラー数が許容値以下に収まらない可能性もある。この問題は、ＣＦ値が基準値より小さい場合には、ＣＦ値が基準値より大きい場合よりも、パワー指示値の制御量を大きくすることで改善できる。この結果、ＣＦ値の制御誤差は基準値に対し大きいほうに集中することになる。したがって、急激にエラーが増加する領域近傍でのＣＦ値制御を避けることができ、より安定した記録を実現できる。

図１の実施例における装置の記録動作時のパワー制御を図３のフローチャートを用い説明する。

まず、Ｓ３０２にて、記録開始時には初期パワーが設定される。一般に、初期パワーはディスク内周に存在する試し書きエリアでパワー調整を行うことで決定されるが、初期パワーの設定方法はこれに限られるものではない。

次に、記録開始（Ｓ３０３）後の所定期間、ＣＦの基準値の取得、平均化を行い、取得後基準値が格納される（Ｓ３０４−Ｓ３０６）。この時、Ｂレベル検出手段１０において略安定した値であるＢレベルが検出され、ＣＦ演算手段１１でＣＦが演算され平均値の取得が行われる。

次に、基準値取得後の記録中の動作を説明する。基準値取得後はＣＦ値の取得を行い（Ｓ３０７）、取得したＣＦ値が基準値より大きい場合にはパワー指示値を小さくし記録パワーを減少させる（Ｓ３１０）。また、取得したＣＦ値が基準値より小さい場合にはパワー指示値を大きく記録パワーを増加させる（Ｓ３０９）。以上の動作を記録終了（Ｓ３１２）まで続けることにより記録品質の安定化を図ることができる。

この動作はＣＦ演算手段１１と記録パワー制御手段１２によってなされる。ＣＦ演算手段１１は図５の構成において、ＣＦ演算手段１１出力が平均化手段１９にて所定期間平均化され、ノイズ除去、周むらなどによる変動成分の除去が行われ比較手段２０に供給される。比較手段２０では平均化手段１９からの記録中のＣＦ平均値と記憶手段２２からの基準値を比較し大小関係を判断しＣＦ判定結果を出力する。

これに対し、図６に示される記録パワー制御手段１２では、切替手段２３は入力されたＣＦ判定結果に応じて、出力を＋Ｐ１と−Ｐ２に切り替える。すなわち、ＣＦ判定結果においてＣＦ値が基準値より小さいと判断された場合には−Ｐ２を出力し、ＣＦ判定結果においてＣＦ値が基準値より大きいと判断された場合には＋Ｐ１を出力するように動作する。加算手段２４では記憶手段２５の出力が加算されパワー指示値が生成される。パワー指示値は記憶手段２５に記憶されることにより、ＣＦ判定結果に応じて、直前のパワー指示値に対しＰ１の加算あるいはＰ２の減算が行われる。なお、Ｐ１＜Ｐ２と設定することにより、ＣＦ値の制御誤差は基準値に対し大きいほうに集中することになり安定した記録が実現できる。

以上の構成動作により、ＣＦ＝（Ｂレベル／Ｐｗ^２）としての記録パワー制御を実現することができ安定した記録品質を実現する光ディスク装置を提供することが可能となる。

次に本発明の第２に実施例について説明する。図７に示す本実施例は記録中に光ディスクと記録レーザ光のチルト角を制御する場合の一実施例である。なお、図１と同じ個所には同じ番号を付してあり、基本動作は同じであるため詳細な説明は省略する。第１の実施例との相違点は、光ピックアップ４に光ディスクと記録レーザ光のチルト角を変化させるためのチルト調整機構を備えた点であり、サーボ手段６からの制御信号によりチルト調整角を変化させるようにした点である。この制御信号をＣＦ演算に反映させるため、本実施例ではＣＦ演算手段７１を用いる。

光ディスクと記録レーザ光のチルト角が正常時に対しずれた場合には、光ディスク上に絞り込まれた記録レーザ光のスポット形状が変化し、これにより記録ピットの形成状況が変化する。したがって、光ディスクと記録レーザ光のチルト角を最適に制御することは記録ピットの形成にとって重要となるが、記録ピットの形成状況の変化は反射光レベルの変化も意味するため、これに対応した記録パワー制御が必要になる。

本実施例においては、サーボ手段６によりチルト角の制御が行われた場合にはチルト変化信号がＣＦ演算手段７１に供給される。

本実施例のＣＦ演算手段７１の一例を図８に示す。なお図８において図５と同じ要素には同じ番号を付してあり、基本動作は図５に示すＣＦ演算手段１１と同じであるため詳細動作の説明は省略する。図８のＣＦ演算手段７１においてチルト変化信号が入力された場合には基準値用平均化手段２１及び平均化手段１９での平均化をリセットし、新たに平均化を開始するように構成される。これは、チルトが変化した場合には記録時の再生信号レベルが変化するため平均化のやり直しが必要だからである。

図９にこの動作のフローチャートを示す。図９についても基本動作は図３と同じであるため詳細動作は省略する。図９に示されるように、ＣＦ基準値取得中にチルト変化がなされた場合（Ｓ９０５）には、計測、演算結果がリセットされ再度ＣＦ基準値を取り直すように動作する。

また、記録中のＣＦ平均値取得中にチルト変化がなされた場合（Ｓ９０９）にも、計測、演算結果がリセットされ再度ＣＦ平均値を取り直すように動作する。以上の動作により光ディスクと記録レーザ光のチルト角変化による記録ピットの形成不良を防ぐと共に、ディスク特性に適応したパワー制御を実現できる。これによりより記録品質の安定した光ディスク装置を提供することが可能となる。

本発明を装置に適用した第１実施例のブロック図。 本発明の効果を示すグラフ。 第１の実施例の動作制御フローチャート。 Ｂレベル取得手段の一実施例を示すブロック図。 ＣＦ演算手段の一実施例を示すブロック図。 記録パワー制御手段の一実施例を示すブロック図。 本発明を装置に適用した第２実施例のブロック図。 ＣＦ演算手段の第２の実施例を示すブロック図。 第２の実施例の動作制御フローチャート。 記録時の反射光波形を示す図。

符号の説明

１…光ディスク、２…スピンドルモータ、３…スピンドルモータ制御手段、４…光ピックアップ、５…増幅器、６…サーボ手段、７…再生信号処理手段、８…記録信号処理手段、９…コントローラ、１０…Ｂレベル取得手段、１１…ＣＦ演算手段、１２…記録パワー制御手段、１３…ＡＰＣ手段、１４…インターフェース手段

Claims (8)

1. 光ディスクに、所定の記録パワー（Ｐｗ）でレーザ光を照射して記録ピットを形成することで情報を記録する情報記録方法であって、
   該所定の記録パワー（Ｐｗ）のレーザ光照射時の反射光量をサンプルホールドした値をＢとしたとき、
   前記記録パワー（Ｐｗ）は、Ｂ／Ｐｗ^２の値（ＣＦ）が略一定となる記録パワーであることを特徴とする情報記録方法。
2. 請求項１に記載の情報記録方法において、
   記録開始時に複数の光ディスク半径位置におけるＣＦを取得し、該複数のＣＦを平均することで求めた基準値を求め、該基準値と現在のＣＦ平均値とを比較し、
   現在のＣＦ平均値が前記基準値よりも大きい場合は記録パワーを第１の変化量だけ大きくし、現在のＣＦ平均値が前記基準値よりも小さい場合は記録パワーを第２の変化量だけ小さくして情報を記録することを特徴とする情報記録方法。
3. 請求項２に記載の情報記録方法において、
   前記光ディスクのチルトが変化した場合に、前記現在のＣＦ平均値をリセットし、新たにサンプルホールドした複数の反射光量（Ｂ）から新たなＣＦ平均値を求め、前記基準値と新たなＣＦ平均値を比較し、
   新たなＣＦ平均値が前記基準値よりも大きい場合は記録パワーを第１の変化量だけ大きくし、新たなＣＦ平均値が前記基準値よりも小さい場合は記録パワーを第２の変化量だけ小さくして情報を記録することを特徴とする情報記録方法。
4. 請求項２または３に記載の情報記録方法において、
   前記第２の変化量は前記第１の変化量よりも大きいことを特徴とする情報記録方法。
5. 光ディスクに、所定の記録パワー（Ｐｗ）でレーザ光を照射して記録ピットを形成することで情報を記録する光ディスク装置であって、
   所定の記録パワー（Ｐｗ）のレーザ光を照射するレーザと、
   該レーザの出力を制御するレーザ制御手段と、
   記録ピット形成時の反射光量をサンプルホールドした値（Ｂ）を取得するサンプルホールド手段と、
   を具備しており、
   前記レーザ制御手段は、前記記録パワー（Ｐｗ）を、Ｂ／Ｐｗ^２の値（ＣＦ）が略一定となるよう制御して情報を記録することを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項５に記載の光ディスク装置において、
   さらに、記録開始時に複数の光ディスク半径位置におけるＣＦを取得し、該複数のＣＦを平均することで求めた基準値を記憶する記憶手段と、
   該記憶手段に記憶された基準値と現在のＣＦ平均値を比較する比較手段と、を具備しており、
   前記レーザ制御手段は、現在のＣＦ平均値が前記基準値よりも大きい場合は記録パワーを第１の変化量だけ大きくし、現在のＣＦ平均値が前記基準値よりも小さい場合は記録パワーを第２の変化量だけ小さくすることを特徴とする光ディスク装置。
7. 請求項６に記載の光ディスク装置であって、
   さらに、前記光ディスクのチルトを検出するチルト検出手段を具備しており、
   前記光ディスクのチルトが変化した場合に、前記現在のＣＦ平均値をリセットし、
   前記記憶手段は、新たにサンプルホールドした複数の反射光量（Ｂ）から求めた新たなＣＦ平均値を記憶し、
   前記比較手段は、前記基準値と前記新たなＣＦ平均値を比較し、
   前記レーザ制御手段は、新たなＣＦ平均値が前記基準値よりも大きい場合は記録パワーを第１の変化量だけ大きくし、新たなＣＦ平均値が前記基準値値よりも小さい場合は記録パワーを第２の変化量だけ小さくすることを特徴とする光ディスク装置。
8. 請求項６または７に記載の光ディスク装置であって、
   前記第２の変化量は前記第１の変化量よりも大きいことを特徴とする光ディスク装置。
   

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