JP2005122810A

JP2005122810A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2005122810A
Application number: JP2003355801A
Authority: JP
Inventors: Kenji Akaboshi; 健司赤星; Atsushi Saito; 敦斉藤; Makoto Nihei; 信二瓶; Junichi Ishii; 純一石井
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi LG Data Storage Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi LG Data Storage Inc
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-05-12
Also published as: US7583572B2; US20050083802A1

Abstract

【課題】
デフォーカス状態でレーザー発光をディスク記録面に行う際に、偏心ディスクでの記録時や記録時に面振れ発生時でも、誤データ記録または上書き記録によるデータ破壊を行うことなく、安全に高パワーなレーザーのデフォーカス照射を行えること課題とする。
【解決手段】
トラッキングコイルを使用して、対物レンズをディスク内周にあるPCA領域よりも更に内周方向（PCA領域が外周にある場合は外周方向）に移動させてからレーザー発光を行うことで課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録可能な光ディスクにレーザー光を照射して信号を記録する光ディスク装置に関する。

CD-R/RW (CD Recordable / Rewritable)、DVD±R/RW （DVD±Recordable / Rerecordable Disc)、DVD-RAM (DVD-Re-writable)等の光ディスク記録媒体（以下、「光ディスク」と称す）に対して、レーザー光を照射し、データ記録を行う光ディスク装置がある。

これら光ディスク装置は、半導体レーザーから照射されたレーザー光を、光ディスク内の記録面に集光し、記録面の物理的性質を変化させることで反射率の異なる記録マークを形成し、データの記録を行う。

これらの光ディスクは、複数メーカーから供給されており、メーカー毎に記録面の記録感度が異なるため、記録特性にばらつきがある。また、記録特性は周辺温度にも依存するため、記録状況によっても記録特性が大きく異なってくる。このため、記録面全面に一定強度のレーザー光を照射しても、常に最適な照射強度であるとは限らない。

そこで、記録開始前に、レーザー光の照射強度を最適に設定するための調整（ＯＰＣ：Optimum Power Calibration）を行い記録品質を高めることが行われている。例えば、DVD-Rの場合、ディスク内周領域にパワーキャリブレーション領域が設けられている（「非特許文献１」参照）。光ディスク装置は、ユーザーデータ記録領域にデータを記録する前に、パワーキャリブレーション領域にて所定のパターンデータのテスト記録、再生を行い、そのテスト記録の結果に基づいて、当該光ディスクに対する最適なレーザーパワー照射強度を求めている。

また、レーザーパワー調整方法の１つとして、対物レンズの焦点を記録面から離れたところに結んだ状態（以下「デフォーカス状態」と呼ぶ）にしてから、レーザー照射を行い、照射光量を観測し、レーザパワーの調整を行う方法が提案されている(「特許文献１」参照)。この調整方法によれば、レーザー光は記録面に合焦しないため、記録面にデータが記録されるのを避けることができる。

日本工業規格 80 mm (1.46 GB/side) and 120 mm (4.70 GB/side) DVD Re-recordable Disk (DVD-RW)（附属書H 最適パワー制御）

特開平８−３２９５１０号公報

しかし、特許文献１に記載のレーザパワー調整方法を用いる場合、デフォーカス状態でレーザ光を照射し（以下「デフォーカス照射」と呼ぶ）、レーザー光を記録面に集光させてないとはいえ、光ディスクの偏心、面振れ等によりパワーキャリブレーション領域に隣接する管理データ領域でのデータ破壊を行ってしまう可能性がある。特に高パワー照射時にはデータ破壊の危険性が高い。図２、３、４を用いて、これを説明する。

図２は光ディスク上に信号を記録、または、記録された信号を読み取る光ピックアップの構成及び主要部分のブロック図を示したものである。

この光ピックアップを備えた光ディスク装置ではレーザーダイオード２０７から照射されたレーザー光２０６を記録可能な光ディスク２１５内の記録面２１４に照射、集光し記録再生を行なうものである。

２０１はレーザーダイオード２０７の駆動電流を制御し発光パワーを制御するとともに、記録信号に応じレーザー駆動電流をスイッチングし、所定の記録パルス波形を作成するレーザー駆動装置であり、２１６は光ディスク２１５を回転させるスピンドルモータである。

レーザーダイオード２０７から照射されたレーザー光２０６は、ビームスプリッター２０８で２つの光束に分けられる。一方はフロントモニター２１２に入力される光束であり、他方は立ち上げプリズム２０９、対物レンズ２１０を経由し、記録面２１４に集光される光束である。パワーモニター回路２０３は、フロントモニター２１２の出力からレーザーパワーを検出する。記録再生時のパワーは、フロントモニター２１２の出力が反映される。

また、記録面にレーザー光の焦点を合わせる為のフォーカシング用コイルと、ピット列に沿って信号を読み取るために半径方向に対物レンズの微調整を行うトラッキング用コイルからなるムービングコイル２１１によって、対物レンズ２１０をトラッキング方向（半径方向）へ補正するトラッキング補正機構と、対物レンズ２１０をフォーカシング方向（ディスク面に対して垂直方向）へ補正するフォーカス補正機構とが構成されている。

対物レンズ２１０により集光された光束は、記録面２１４に焦点を結び、記録再生を行う。記録面からの反射光は、対物レンズ２１０、立ち上げプリズム２０９、ビームスプリッター２０８を経由し、検出器２１３に入力され、プリアンプ２０４で増幅された後、信号処理部２０５において信号処理される。

信号処理部２０５は、光ディスク上の再生信号を２値化しデジタルデータに復調し、所定のデータを得るものである。復調されたデータは、コントローラ２０２に取り込まれる。

対物レンズ２１０、ムービングコイル２１１、立ち上げプリズム２０９、ビームスプリッター２０８、レーザーダイオード２０７、フロントモニター２１２、検出器２１３等で構成されるピックアップユニットは、図示しないガイドスクリュー軸に沿って、ディスクの内周から外周へ、または外周から内周へと移動するサーチ動作を行なうことができる。

次に、図３を用いてDVD-Rのディスクフォーマット構成について説明する。DVD-Rディスクは、内周から外周に向かってR-Infomation領域３０１、Lead-in領域３０２、Data Recordable 領域３０３、Lead-out領域３０４で構成される。R-Infomation領域３０１は、Power Calibration Area（PCA）４０３とRecording Management Area（RMA）４０４とに大別される。PCA４０３はレーザーパワーの調整をするために設けられている領域であり、光ディスク装置（ドライブ）用の領域３０５と、ディスクメーカー用の領域３０６に分けられている。RMA４０４はRMA Lead-in３０８とRecording Management Data（RMD）３０９で構成されている。RMD３０９には、ディスク固有のIDや追記に必要な様々な情報、つまりディスクの管理情報が記録されており、記録再生には必要不可欠なものである。

次に、図４(a)(b)(c)を用いて偏心ディスク使用時またはディスク面振れ発生時の光ビームの照射軌跡の説明を行う。なお、４０６、４０７、４０８は、各図において、デフォーカス状態で照射されたレーザー光４０５がディスクの記録面に照射される軌跡を示す。

図４（a）は従来のレーザパワー調整方法における理想的な状態を示した図である。光ディスク４０１はディスク回転の中心軸４０２を中心としてを中心に回転している。４０９はセンターホールであり、ディスクの中心に空けられている穴である。４０３、４０４は図３で説明したPCA、RMA領域である。図４（ａ）では、軌跡４０６はPCA４０３内に収まっており、RMA４０４に影響を及ぼすことはない。

次に、偏心ディスクを用いた場合を図４(ｂ)を用いて説明する。偏心ディスクとは、センターホール４０９の位置が中心からずれているディスクのことをいう。デフォーカス状態ではトラックの追従ができないため、偏心ディスクを回転させると、軌跡４０７はRMA４０４に入ってしまう。このため、RMA４０４のデータを破壊してしまう可能性がある。

続けて、ディスクの反りや高速回転の影響等で記録時にディスクの面振れが発生した場合を図４(ｃ)を用いて説明する。矢印４１０で示すようにディスク面がうねりながら回転するため、デフォーカス状態でディスクを回転させても、軌跡４０８の一部では、ジャストフォーカス状態に近い状態になる場合もあり、高パワーでレーザー光を試射している場合は、PCA４０３のデータを破壊してしまう可能性がある。

この２つのケースが重なった場合、つまり偏心ディスクにて、面振れが発生した場合は、RMA４０４のデータを破壊する可能性は更に高くなってしまうという問題がある。

本発明は、ＯＰＣによるレーザパワー調整時のデータ破壊の問題を改善することを目的とする。

上記課題は、ＯＰＣを行う際に、対物レンズをPCA領域よりも更にディスク内周側に移動させてからレーザー発光を行い、レーザー照射光量を観測することで改善できる。また、外周側にPCA領域を有するディスクに対しＯＰＣを行なう際には、対物レンズをPCA領域よりも更にディスク外周側に移動させてからレーザー発光を行い、レーザー照射光量を観測することで改善できる。

本発明によれば、偏心ディスク使用時や、面振れが発生時でも、データ破壊を防ぐことができ、安全にＯＰＣを行うことができる。

本発明の第１の実施例を図１、５を用いて説明する。なお、本実施例で用いる光ディスク装置の構成は、図２に示すものと同じであるため説明は省略する。

図５は、対物レンズの位置をPCA領域よりもさらに内周に移動させて、デフォーカス状態でレーザー発光させた場合の図であり、５０１、５０２、５０３は、デフォーカス状態で照射されたレーザー光４０５がディスクの記録面に照射される軌跡を示す。

図５（a）は本発明によるレーザパワー調整方法における理想的な状態を示した図である。レーザーが照射されている位置がPCA４０３の内周側ということ以外は図４（a）と同じである。図５（ａ）では、軌跡５０１は、PCA４０３、RMA４０４を通過しないため、各々の領域内のデータを破壊する可能性はない。

次に、偏心ディスクの場合を図５(ｂ)を用いて説明する。レーザーが照射されている位置がPCA４０３の内周側ということ以外は図４（ｂ）と同じである。偏心ディスクを回転させても、軌跡５０２は、PCA４０３、RMA４０４何れの領域も通過していない、つまり両領域にはレーザー光が照射されない為、両領域のデータを破壊する可能性はない。仮に対物レンズの移動量よりも偏心量の方が大きくても、軌跡５０２が通過し影響を及ぼすのはPCA領域だけであり、RMA領域に影響が及ぶことはない。すなわち、管理情報の破壊を避けることができる。

続けて、ディスクの反りや高速回転の影響等で記録時にディスクの面振れが発生した場合を図５(ｃ)を用いて説明する。レーザーが照射されている位置がPCA４０３の内周側ということ以外は図４（ｃ）と同じである。矢印４１０で示すように記録時にディスクが上下しながら回転し一部において記録面にジャストフォーカスとなる場合であっても、軌跡５０３は、PCA４０３、RMA４０４何れの領域も通過しないため、各々の領域内のデータを破壊する可能性はない。

図１を用いて更に詳しく説明する。領域１０１を拡大したものが１０２であり、１０３、１０４はレーザー光がディスク記録面に照射した光ビームスポットである。図３に示したように、PCA４０３の先頭セクタアドレスは１Ｅ８００ｈであり、ＲＭＡ領域の先頭セクタアドレスは２０３Ｃ０ｈである。なお、PCA４０３の幅は半径方向に約０．２ｍｍである。

まずＰＣＡ領域の最内周の近傍位置１０３（近傍位置１０３は、ＰＣＡ最内周位置から±０．１ｍｍ程度誤差があっても良い）にシークさせてから、デフォーカス状態にし、対物レンズの位置を半径方向に約０．３ｍｍ内周に移動させ、位置１０４にてレーザーのデフォーカス照射を行えば、０．３ｍｍ以下の偏心ディスクであればＰＣＡ４０３、ＲＭＡ４０４にレーザーが照射されることはなく、データ破壊する可能性がない。

続いて、第２の実施例の説明を図６を用いて行う。第２の実施例では、外周ＰＣＡ領域６０５を有する光ディスクを用いる。このような光ディスクを対象とする場合には、対物レンズ位置を外周ＰＣＡ領域６０５の外周方向に移動させ、ＯＰＣを行なうことで、第１の実施例と同様の効果が得られる。

図６において、領域６０１を拡大したものが６０２であり、６０３、６０４は光ビームスポットである。まず外周ＰＣＡ領域６０５の最外周の６０３の位置にシークさせてから、デフォーカス状態にし、対物レンズの位置を半径方向に約０.３ｍｍ外周に移動させ、位置６０４にてレーザーのデフォーカス照射を行えば、０．３ｍｍ以下の偏心ディスクであればＰＣＡ６０５、データ領域にレーザーが照射されることはなく、データを破壊する可能性がない。

なお、以上の実施例では、対物レンズの移動量として約０．３ｍｍを例に出してあげ説明したが、ディスクフォーマット構造、システム構成、デバイスの能力に応じてこの値を適切な値に変えることができるのは言うまでもない。

また、本実施例ではＤＶＤ−Ｒのディスクフォーマット構造を例にとって説明を行ったが、CD-R、Blu-rayディスクのように、光エネルギーが熱エネルギーに変換されることにより、情報記録面の物理的性状を変化させることでデータの記録を行うタイプの光ディスクにおいても容易に適応できることも付け加えておく。

また、光ディスクのデータ記録層を複数設け、各層に対しそれぞれデータを記録する、いわゆる多層記録ディスクの開発も進められているが、この多層ディスクに対しても本発明は有効である。

最後に、本発明実施例１を用いることにより得られる効果を説明する。
光ディスクの記録速度の高速化に伴い、ディスクを内周からいくつかのゾーンに分け、そのゾーン内では線速度を一定に保つZCLV(Zoned Constant Alibration Linear Velocity)方式を採用する記録再生装置がある。通常、ＰＣＡ領域は内周エリアに存在し、ＯＰＣは内周ゾーンの記録速度で行われる。外周エリアの記録時には、外周ゾーンの記録速度でＯＰＣを行うのが望ましいが、ディスク内周の回転速度が制限されている為、外周の回転速度、つまり外周ゾーンの記録速度ではＯＰＣを行うことはできない。

そこで、外周ゾーンでの照射パワーを求める際に、以下の手順にて求めることが可能である。

まず、内周ゾーンの記録速度でＯＰＣを実行し、内周ゾーンの照射パワーを求め、そのパワーで発光させた値をフロントモニタで検出する。

レーザダイオード２０７の駆動電流と発光レーザパワーは、比例関係にあるため、この検出値を仮にＡとすると、外周ゾーンでの照射パワーがＡの２倍必要であることがわかっている場合（ここでは２倍としたが係数倍であれば問題ない）、Ａの２倍のパワーが照射されるようにレーザダイオード２０７の駆動電流をフロントモニタの値を元に調整することで、外周ゾーンでの所望の発光レーザパワーを得ることが可能である。ここで駆動電流を調整する際に、高パワーな照射を行うことが必要となるが、本発明のようにデフォーカスしてＰＣＡエリアよりも更に内周で照射を行えば、偏心ディスクでの記録時や記録時に面振れ発生時でも、誤データ記録または上書き記録によるデータ破壊を行うことなく、安全に高パワーなレーザーのデフォーカス照射を行うことが可能である。

第１の実施例によるＯＰＣを示した詳細図である。光ディスク装置の主要部のブロック図である。 DVD-Rディスクの構成図である。従来のＯＰＣの問題点を示す概略図である。。第１の実施例によるＯＰＣを示した概略図である。第２の実施例によるＯＰＣを示した図である。

符号の説明

１０１・・・光ディスク内周領域の一部分、１０２・・・１０１の拡大部分、１０３・・・レーザー光がディスク記録面に照射した光ビームスポット（PCA領域）、１０４・・・レーザー光が照射した光ビームスポット（PCA領域の更に内周エリア）、２０１・・・レーザー駆動装置、２０２・・・コントローラ、２０３・・・パワーモニター回路、２０４・・・プリアンプ、２０５・・・信号処理部、２０６・・・レーザー光、２０７・・・レーザーダイオード、２０８・・・ビームスプリッター、２０９・・・立ち上げプリズム、２１０・・・対物レンズ、２１１・・・ムービングコイル、２１２・・・フロントモニター、２１３・・・検出器、２１４・・・記録面、２１５・・・光ディスク、２１６・・・スピンドルモータ、３０１・・・R-Infomation領域、３０２・・・Lead-in領域、３０３・・・Data Recordable 領域、３０４・・・Lead-out領域、３０５・・・ＰＣＡ(ドライブ用)、３０６・・・ＰＣＡ(ディスクメーカ用)、３０８・・・RMA Lead-in、３０９・・・Recording Management Data（RMD）、
４０１・・・光ディスク、４０２・・・ディスク回転の中心軸、４０３・・・PCA領域、４０４・・・RMA領域、４０５・・・レーザー光、４０９・・・センターホール、４１０・・・ディスクの振れの方向、６０１・・・光ディスク外周領域の一部分、６０２・・・６０１の拡大部分、６０３・・・レーザー光がディスク記録面に照射した光ビームスポット（PCA領域）、６０４・・・レーザー光が照射した光ビームスポット（PCA領域の更に外周エリア）、６０５・・・外周ＰＣＡ領域

Claims

内周側に試し書き領域を有する記録型光ディスクに情報を記録する光ディスク装置であって、
レーザー光を照射するレーザーと、
該レーザーを駆動するレーザー駆動手段と、
前記レーザー光を絞り込む対物レンズと、
該対物レンズを前記記録形光ディスクの半径方向に駆動させる対物レンズ駆動手段と、
前記レーザー駆動手段と対物レンズ駆動手段とを制御する制御手段と、
を具備しており、
前記制御手段は、前記試し書き領域の更に内周側に前記対物レンズを移動させ、レーザーパワーを調整するためのレーザー光照射を行うよう、前記レーザー駆動手段、対物レンズ駆動手段を制御することを特徴とする光ディスク装置。
請求項１に記載の光ディスク装置において、
光ディスクの記録面に対物レンズの焦点を合わせずにレーザー光照射を行うことを特徴とする光ディスク装置。
請求項１に記載の光ディスク装置において、
前記対物レンズ駆動手段は、前記試し書き領域の最内周近傍に前記対物レンズをシークさせてから、試し書き領域よりも更に内周側に前記対物レンズを移動させることを特徴とする光ディスク装置。
請求項１に記載の光ディスク装置において、
前記対物レンズ駆動手段は、対物レンズを粗移動させるスライダと、対物レンズを微小移動させるトラッキングコイルから構成されており、
前記試し書き領域の更に内周側に前記対物レンズを移動させる際には、前記スライダを用いて前記対物レンズを粗移動させることを特徴とする光ディスク装置。
請求項１に記載の光ディスク装置において、
前記対物レンズ駆動手段は、対物レンズを粗移動させるスライダと、対物レンズを微小移動させるトラッキングコイルから構成されており、
前記試し書き領域の更に内周側に前記対物レンズを移動させる際には、前記スライダを用いて前記対物レンズを粗移動させた後、前記トラッキングコイルを用いて微小移動させることを特徴とする光ディスク装置。
外周側に試し書き領域を有する記録型光ディスクに情報を記録する光ディスク装置であって、
レーザー光を照射するレーザーと、
該レーザーを駆動するレーザー駆動手段と、
前記レーザー光を絞り込む対物レンズと、
該対物レンズを前記記録形光ディスクの半径方向に駆動させる対物レンズ駆動手段と、
前記レーザー駆動手段と対物レンズ駆動手段とを制御する制御手段と、
を具備しており、
前記制御手段は、前記試し書き領域の更に外周側に前記対物レンズを移動させ、レーザーパワーを調整するためのレーザー光照射を行うよう、前記レーザー駆動手段、対物レンズ駆動手段を制御することを特徴とする光ディスク装置。
請求項６に記載の光ディスク装置において、
光ディスクの記録面に対物レンズの焦点を合わせずにレーザー光照射を行うことを特徴とする光ディスク装置。
請求項６に記載の光ディスク装置において、
前記対物レンズ駆動手段は、前記試し書き領域の最外周近傍に前記対物レンズをシークさせてから、試し書き領域よりも更に外周側に前記対物レンズを移動させることを特徴とする光ディスク装置。
請求項６に記載の光ディスク装置において、
前記対物レンズ駆動手段は、対物レンズを粗移動させるスライダと、対物レンズを微小移動させるトラッキングコイルから構成されており、
前記試し書き領域の更に外周側に前記対物レンズを移動させる際には、前記スライダを用いて前記対物レンズを粗移動させることを特徴とする光ディスク装置。
請求項６に記載の光ディスク装置において、
前記対物レンズ駆動手段は、対物レンズを粗移動させるスライダと、対物レンズを微小移動させるトラッキングコイルから構成されており、
前記試し書き領域の更に外周側に前記対物レンズを移動させる際には、前記スライダを用いて前記対物レンズを粗移動させた後、前記トラッキングコイルを用いて微小移動させることを特徴とする光ディスク装置。