JP2005149538A - 光ディスク記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
パワーレベルの最適化が可能な光ディスク記録方法を提案する。
【解決手段】
ディスク情報としてＯＰＣパラメータを読み出し、光ディスクのＯＰＣ領域にパワーレベルＰを適宜変化させながら所定の信号パターンを記録する。各パワーレベルＰiで記録された信号を再生して変調度ｍiを測定することにより、ターゲット変調度ｍtargetに対応したターゲットパワーレベルＰtarget’を求める。次に該ターゲットパワーレベルＰtarget’を含む所定の範囲でパワーレベルＰを適宜変化させてながら所定の信号パターンを記録し、各パワーレベルＰjで記録された信号の変調度ｍjを測定する。前記パワーレベルＰと、該パワーレベルＰ及び前記変調度ｍの積（Ｐ×ｍ）との関係を直線近似し、該近似式の切片Ｐthr’を求め、所定の係数を乗じて最適パワーレベルＰopt’を決定する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、エネルギービームの照射により情報を記録する光ディスクに係り、特に記録パワーレベルの最適化技術に関する。

光ディスク装置は、非接触、大容量、高速アクセス、可換かつ低コストなメディアを特徴とする情報記録再生装置であり、これらの特徴を生かしてディジタルオーディオ信号やディジタル映像信号の記録再生装置として、あるいはコンピュータの外部記憶装置として広く利用されている。

現在、利用されている光ディスクには、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc）やＤＶＤ−ＲＯＭのように凹凸ピットで情報が予め記録されている再生専用ディスクと、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、あるいはＤＶＤ−ＲＡＭ等のように、エネルギービームを照射することでディスクの情報記録膜の物理状態を変化させ、ユーザが任意の情報を記録することができる記録可能ディスクとがある。

ところで、後者の記録可能ディスクに情報を記録するためには、ディスクの記録膜の物理特性に応じた適正なパワーレベルのエネルギービームを照射することが必須である。

ところが、この記録パワーレベルの適正値はディスクの特性だけではなく、エネルギービームの発光タイミング（記録ストラテジ）、エネルギービームスポットの形状等、光ディスク装置の特性にも依存する。また光ディスク装置間のパワーレベルの校正誤差も考慮する必要があるため、従来から一般に、所謂試し書きによって各光ディスク装置毎に適正な記録パワーレベルを検出し、該パワーレベルにて書き込み処理が行われてきた。
試し書きにより最適パワーレベルを検出する一連の動作をＯＰＣ（Optimum Power Control）と呼ぶ。

通常、ＯＰＣは、ディスク毎に規格として定められたＯＰＣ領域に対して、パワーレベルを変化させながら所定の信号パターンの書き込みを実行し、所定の評価指標を満足するパワーレベルを求め、更に該パワーレベルに所定の係数を用いて補正処理を行い、最適パワーレベルを求める。現在、一般的に用いられている評価指標としては、ＣＤ−Ｒ等で用いられているβ（ＲＦ信号のアシメトリに関する指標）、ＣＤ−ＲＷ等で用いられているγ（ＲＦ信号の変調度に関する指標）があり、これら指標はディスク情報として予めディスクに記録されているか、あるいはディスク装置側のメモリにパラメータとして格納されている。

ＲＦ信号の変調度ｍを利用したＯＰＣとして、上記γを用いる方法の他に、対応するパワーレベルＰとの積（Ｐ×ｍ）を評価値として用いる方法（以下、κ法と呼ぶ）が知られている。この方法は直線近似を用いることで、測定サンプル数を少なく抑えるとともに精度の向上が期待できるという点において、有効な方法である。（例えば特許文献１）
以下、κ法について説明する。図１はパワーレベルＰと変調度ｍとの関係を示す特性曲線の一例である。ここで、変調度ｍをパワーレベルＰの関数として次式で近似する。

ｍ＝ｍsat×（１−Ｐthr／Ｐ）
ここで両辺にＰを乗じると次式となり、左辺の評価値（Ｐ×ｍ）とパワーレベルＰとの間は直線で近似される。なおＰthrは直線のＰ切片を意味する。

Ｐ×ｍ＝ｍsat×（Ｐ−Ｐthr）
パワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍとの関係を示す特性曲線の一例を図２に示す。

ところで、図1に示すように、最適パワーレベルＰopt近傍ではパワーレベル変化に対する変調度変化の感度が低い。ＯＰＣにとって該感度は高いほうが測定精度の点で望ましいことから、及びレーザには出力限界がありなるべく低いパワーで測定を行うことが望ましいことから、所定の係数ρを導入して、
Ｐtarget＝Ｐopt／ρ
で定義されるパワーレベルを定義する。またＰtargetとＰthrとの比を、
κ＝Ｐtarget／Ｐthr
として定義する。

ディスク情報としてＰtarget、ρ及びκが与えられた場合のＯＰＣとしては、下記の手順が知られている。即ち、ディスクのＯＰＣ領域に対して、Ｐtarget付近、例えばＰtarget±３０％の範囲でパワーレベルを変化させながら、所定の信号パターンで書き込みを行う。各パワーレベルＰiに対応した変調度ｍiを測定し、評価値Ｐi×ｍiを計算する。ＰとＰ×ｍとの関係を直線近似して、Ｐthrを求める。求めたＰthrにκを乗じ、更にρを乗じてＰoptを求める。

また、Ｐtarget付近の複数の測定範囲（例えばＰtargetよりわずかに高パワー側、わずかに低パワー側を各々測定中心とするなど）にて評価値Ｐ×ｍとパワーレベルＰとの関係式を求め、所定の計算処理を行うことで精度を向上させる手段が知られている。

特開２００２−２９８３５７号公報（第３〜４頁）

ところが、光ディスクの記録膜の特性によっては、前記パワーレベルＰと変調度ｍおよび評価値（Ｐ×ｍ）との間の特性曲線が、前述の近似から大きくずれる場合があることが判ってきている。

図３、図４に、上記記録膜特性を有する光ディスクにおける、パワーレベルＰと評価値（Ｐ×ｍ）との関係を示す特性曲線の一例を示す。図３が基準装置で、図４がパワー校正ずれの大きい装置で見た特性を表す。この例では、評価値（Ｐ×ｍ）のパワーレベルＰに対する線形性が従来よりも乏しく、所定のパワーレベルにおいて特性曲線が屈曲する特性であって、基準装置においてＰtargetは該屈曲点よりも僅かに低パワー側に与えられている。前述のκ法ではＰtargetを中心とした所定の範囲において直線近似を行うが、この場合、屈曲点を含む範囲で直線近似を行うことになる。そのため、Ｐtargetの僅かなずれで近似直線（傾きｍsatと切片Ｐthr）が大きく異なってしまう。

ここで、図４に示すように、パワーレベルの校正がずれている光ディスク装置でＯＰＣを実行することを想定すると、該光ディスク装置においては、Ｐtargetで発光しているつもりが、実際には基準装置におけるＰtarget_B相当で発光していることになる。
該光ディスク装置にてＰtargetを中心とした範囲より求めた近似直線からは、切片Ｐthr’が求まり、さらに最適パワーとしてＰopt’＝ρ・κ・Ｐthr’が求まる。近似直線の傾きが基準装置と異なって求まるため、κ・Ｐthr’とＰtarget’とのずれが大きく、その結果Ｐopt’と実際の最適パワーレベルとのずれも大きい。このような光ディスクと光ディスク装置の組み合わせにおいては、実際の最適な記録パワーレベルとは異なるパワーレベルＰopt’で記録処理が行われるため、記録された情報マークの品質劣化という問題を引き起こす場合がある。Ｐopt’が最適パワーからずれるほど、記録マーク品質劣化の可能性は高くなる。

本発明は以上を鑑みてなされたものであり、変調度のパワーレベル依存特性が従来とは異なる故に、κ法における評価値（Ｐ×ｍ）のパワーレベルＰに対する線形性が従来に比して乏しい光ディスクに対しても、良好にパワーレベルの最適化が可能な光ディスク記録方法を提案しようとするものである。

上記課題は、光ビームを光ディスクに照射して信号を記録する光ディスク記録方法であって、前記光ディスクにパワーレベルを変化させた光ビームを照射させて信号を記録し、該信号を再生して変調度を測定し、該変調度からターゲット変調度に関連したターゲットパワーレベルを決定し、前記光ディスクに該ターゲットパワーレベルから所定範囲のパワーレベルの光ビームを照射して信号を記録し、該信号を再生して変調度を測定し、前記所定範囲のパワーレベルと、前記所定範囲のパワーレベル及び該変調度の積との関係を一次関数によって近似してパワーレベルを決定し、前記光ディスクに該パワーレベルの光ビームを照射して信号を記録する光ディスク記録方法により解決される。

また、より詳細には、本発明において、所定のパワーレベルのエネルギービームを光ディスクに照射することによって情報を記録する光ディスク装置における光ディスク記録方法を、下記の手順により構成した。

即ち、前記光ディスクのＯＰＣ領域に、パワーレベルＰを適宜変化させながら所定の信号パターンを記録する。各パワーレベルＰiで記録された信号を再生し、再生信号の振幅Ｉppと最大値Ｉtopの比によって定義される変調度ｍi（＝Ｉpp／Ｉtop）を測定することにより、所定のターゲット変調度ｍtargetに対応したターゲットパワーレベルＰtarget’を求める。

該ターゲットパワーレベルＰtarget’を略中心とした所定の範囲でパワーレベルＰを適宜変化させてながら所定の信号パターンを記録し、各パワーレベルＰjで記録された信号の変調度ｍjを測定する。前記パワーレベルＰと、該パワーレベルＰ及び前記変調度ｍの積（Ｐ×ｍ）との関係を一次関数によって近似し、該近似式の切片Ｐthr’を求め、所定の係数を乗じて最適パワーレベルＰopt’を決定するようにした。更に、該最適パワーレベルのエネルギービームを照射することにより光ディスクに対して情報の記録を行うようにした。

また、前記光ディスクのディスク情報を再生し、該ディスク情報として予め記録されているパラメータに基づいて、前記ターゲット変調度ｍtargetを決定するようにした。

本発明によれば、光ビームのパワーレベルの決定がより適切に行える。

以下、本発明の実施例としての光ディスク記録方法を、図面を参照しながら説明する。まず本実施例に係る光ディスク装置の構成を明らかにし、次いで該光ディスク装置における本実施例としての光ディスク記録方法を説明する。

図５は本発明の実施例に係る光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。

該光ディスク装置１は、光ディスク１０を保持し所定の速度で回転可能な光ディスク回転機構１１と、前記光ディスク１０に対して情報の記録再生を行うための光ピックアップ１２と、該光ピックアップ１２を光ディスク１０の半径方向に関して所定の位置に位置決め可能な光ピックアップ送り機構１３とを備える。

前期光ピックアップ１２は、前記光ディスク１０に対応した波長λで発光するレーザ光源２と、所定のＮＡで前記光ディスク１０の所定の情報記録面に収差よく光スポットを形成するための対物レンズ３と、該対物レンズ３をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位させる対物レンズアクチュエータ４と、光ディスク１０からの反射光量を検出して電気信号に変換する光検出器５と、レーザ光源２の発光光量を検出する光検出器６と、レーザ光源２を所定のパワーレベル並びに所定のタイミングで発光させるレーザ駆動回路７とを備える。

再生信号生成回路２１は前記光検出器５の出力信号から前記光ディスク１０に記録された情報の再生信号を生成する。

サーボ信号生成回路２２は前記光検出器５の出力信号から所定の検出方法に基づいてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号等の所定のサーボ信号を生成する。
システム制御回路２０は光ディスク装置１全体の動作を制御する機能を備え、サーボ制御回路２３を介して、前記光ディスク回転機構１１を駆動し光ディスク１０を所定の回転数で回転制御する。また光ピックアップ送り機構１３を駆動し光ピックアップ１２を光ディスク半径方向の所定の位置に位置決めを行う。また、前記サーボ信号生成回路２２からの各サーボ信号出力に基づき、前記対物レンズアクチュエータ４を介して前記対物レンズ３を所定の位置に位置決めする。

また、該システム制御回路２０は、前記光検出器６の出力に基づき前記レーザ駆動回路７を介して前記レーザ光源１を所定のパワーレベルで発光させる。
なお本実施例ではレーザ駆動回路７を光ピックアップ１２に搭載する構成を示したが、本発明はこれに限るものではなく、固定の回路基板に搭載してもよい。
次に、以上述べてきた光ディスク装置における、本実施例の光ディスク記録方法を説明する。図６は本実施例としての光ディスク記録方法におけるＯＰＣの処理手順を示すフローチャートである。

システム制御回路２０は光ピックアップ１２を、光ピックアップ送り機構１３及び対物レンズアクチュエータ４を駆動することにより、光ディスク１０のディスク情報記録領域に位置決めし、再生信号生成回路２１からの出力としてディスク情報であるＯＰＣパラメータを取得する。本実施例においてＯＰＣパラメータは前述の係数κ、係数ρ、ターゲットパワーレベルＰtarget及びターゲット変調度ｍtargetとする。（ステップ１００）
システム制御回路２０は光ピックアップ１２を、光ディスク１０に設けられたＯＰＣ領域の未使用領域に移動させる。未使用領域が無い場合、光ディスク１０が書換型の場合には適当なパワーレベルのレーザビームを照射することによる消去処理を実行し、空き領域を確保する。光ディスク１０が追記型の場合には記録不可として処理する。（ステップ１０１）
パワーレベルＰを前記ターゲットパワーレベルＰtargetに基づいて、例えばＰtargetの７０％相当のパワーレベルに設定し、光ディスク１０に所定のパターン信号、例えばランダム信号を所定の長さ記録する。パワーレベルＰを変更し、例えばＰtargetの１０％相当ΔＰだけ増加させた値Ｐ＋ΔＰに設定し、再び所定のパターンを記録する。パワーレベルＰが所定のレベル、例えばＰtargetの１３０％相当のパワーレベルになるまで、パワーレベル変更及び記録の処理を繰り返す。（ステップ１０２）
上記試し書き処理を行ったトラックを再生する。各パワーレベルＰiに対応する再生信号のエンベロープを検波し、振幅Ｉpp及び最大レベルＩtopを測定し、次式で定義される変調度ｍiを計算する。（ステップ１０３）
ｍi＝Ｉpp／Ｉtop
ステップ１０３で得られたＰとｍの関係に基づいて、ディスク情報から得たターゲット変調度ｍtargetに対応するパワーレベルＰtarget’を求める。例えば、ｍtargetとｍを逐次比較し、ｍ＜ｍtargetを満たす最大のｍnと、ｍ＞ｍtargetを満たす最小のｍmを求め、各変調度に対応するＰn及びＰmを用いて、線形補完により次式にてＰtarget’を決定することができる。（ステップ１０４）
Ｐtarget’＝Ｐn＋ｍtarget×（Ｐm−Ｐn）／（ｍm−ｍn）
再び試し書き可能なトラックに移動し、パワーレベルＰをステップ１０４で得たＰtarget’に基づいて、上記ステップ１０２と同様に順次パワーレベルを変更しながら試し書き処理を行う。パワーレベルの範囲は、例えばＰtarget’の９０％相当から１１０％相当までの範囲とする。（ステップ１０５）
またステップ１０３と同様に、上記ステップ１０２で試し書きを行ったトラックの信号を再生し、各パワーレベルＰjに対応する変調度ｍjを測定する。（ステップ１０６）
ステップ１０６で得られた所定の範囲のＰとｍに関し評価値（Ｐ×ｍ）を計算し、該評価値（Ｐ×ｍ）とパワーレベルＰとの関係を、例えば最小自乗法などで次式で表される直線に近似し、傾きｍsat’と切片Ｐthr’を求める。（ステップ１０７）
Ｐ×ｍ＝ｍsat’×（Ｐ−Ｐthr’）
最後に、上記ステップ１０６で求めたＰthr’に、ＯＰＣパラメータとして取得した係数κ及び係数ρを乗じて、最適パワーレベルＰopt’を決定する。（ステップ１０８）
なお本発明は本実施例で具体的に示したプロシージャに限るものではなく、各ステップにおいて適当なアルゴリズムを用いてよい。例えば切片Ｐthr’を求めるのに、Ｐtarget’を含む複数の範囲にて複数の直線近似を行い、平均値を採用する等して精度向上を図ってもよい。

あるいはＰtarget’を求めるのに、本実施例では一通りの記録を済ませてから、測定及びターゲット変調度との比較を行うプロシージャを示したが、例えばパワーレベル設定、記録、変調度測定、ターゲット変調度との比較、の一連の動作をループさせることにより構成してもよい。

図７は、図３、図４で示したパワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍとの関係が線形性の乏しい特性曲線の一例であり、パワー校正ずれの大きい装置において、以上述べてきた本発明のプロシージャに基づいてＯＰＣを行った場合を示している。

直線近似を行う範囲がｍtargetに基づいて決定されているため、パワーの校正ずれがあっても、近似直線の傾きは、パワー校正比を考慮して、基準装置と略等しく求まる。その結果、κ・Ｐthr’とＰtarget’が略等しい値となり、またＰopt’は最適パワーレベルと略等しくなる。

図８に、パワー校正ずれの大きい装置における、線形性の乏しいパワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍの特性曲線の具体例を示す。該光ディスクは屈曲点が２箇所ある特性である。なお、該装置において記録マークの再生性能（ジッタ）が最適となる最適パワーレベルＰjbは３．９ｍＷである。また、基準装置にて決定された該光ディスクのＯＰＣパラメータは、以下の通りであった。

係数κ＝１．１７
係数ρ＝１．２０
ターゲットパワーＰtarget＝２．６７ｍＷ
ターゲット変調度ｍtarget＝０．２１
上記ＯＰＣパラメータを用いて、本発明のプロシージャに基づきＯＰＣを行った結果は以下の通りである。ただし、ここではＯＰＣの精度をＯＰＣによって求まった最適パワーＰopt’と実際の最適パワーＰjbとの比として定義する。

測定ターゲットパワーＰtarget’＝３．２２ｍＷ
切片Ｐthr’＝２．７９ｍＷ
κ・Ｐthr’＝３．２６ｍＷ
最適パワーレベルＰopt’＝３．９２ｍＷ
精度Ｐopt’／Ｐjb＝１００％
一方、従来のプロシージャに基づき、ターゲットパワーＰtargetを略中心とする範囲で直線近似を行うと、ＯＰＣは以下の結果となる。

切片Ｐthr’＝２．４７ｍＷ
κ・Ｐthr’＝２．８９ｍＷ
最適パワーレベルＰopt’＝３．４７ｍＷ
精度Ｐopt’／Ｐjb＝８９％
ところで、ＯＰＣに要求される上記精度は、光ディスク装置のシステム設計にも拠るが、例えば９５％以上１０５％以下である。本発明のＯＰＣを適用することにより、従来のκ法によるＯＰＣでは必要精度が得られなかった特性を有する光ディスクに対しても、精度よく最適パワーを求めることが可能となる。

以上述べてきたように、本実施例によれば、従来は考慮されていなかったパワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍと関係が線形性の乏しい特性を有する光ディスクに対し、パワー校正ずれの大きい光ディスク装置であっても、κ法によるＯＰＣにおいて、ディスク情報であるターゲット変調度ｍtargetに基づいて直線近似の範囲を決定することにより、精度良く最適パワーレベルを決定できる。

パワーレベルＰと変調度ｍとの関係を示す特性曲線の一例の図である。 パワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍとの関係が線形性の良い特性曲線の一例であり、基準装置においてＯＰＣを行った場合を示す図である。 パワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍとの関係が線形性の乏しい特性曲線の一例であり、基準装置においてＯＰＣを行った場合を示す図である。 パワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍとの関係が線形性の乏しい特性曲線の一例であり、パワー校正ずれの大きい装置において従来のプロシージャでＯＰＣを行った場合を示すした図である。 本発明の実施例に係る光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施例としての光ディスク記録方法におけるＯＰＣの処理手順を示すフローチャートの図である。 パワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍとの関係が線形性の乏しい特性曲線の一例であり、パワー校正ずれの大きい装置において本発明のプロシージャでＯＰＣを行った場合を示した図である。 パワー校正ずれの大きい装置における、線形性の乏しいパワーレベルＰと評価値Ｐ×ｍの特性曲線の具体例の図である。

符号の説明

１…光ディスク装置、２…レーザ光源、３…対物レンズ、４…対物レンズアクチュエータ、５…光検出器、６…光検出器、７…レーザ駆動回路、１０…光ディスク、１１…光ディスク回転機構、１２…光ピックアップ、１３…光ピックアップ送り機構、２０…システム制御回路、２１…再生信号生成回路、２２…サーボ信号生成回路、２３…サーボ制御回路。

Claims (5)

1. 光ビームを光ディスクに照射して信号を記録する光ディスク記録方法であって、
   前記光ディスクにパワーレベルを変化させた光ビームを照射させて信号を記録し、
   該信号を再生して変調度を測定し、
   該変調度からターゲット変調度に関連したターゲットパワーレベルを決定し、
   前記光ディスクに該ターゲットパワーレベルから所定範囲のパワーレベルの光ビームを照射して信号を記録し、
   該信号を再生して変調度を測定し、
   前記所定範囲のパワーレベルと、前記所定範囲のパワーレベル及び該変調度の積との関係を一次関数によって近似してパワーレベルを決定し、
   前記光ディスクに該パワーレベルの光ビームを照射して信号を記録することを特徴とする光ディスク記録方法。
2. 前記ターゲット変調度は、予め光ディスクに記録又は光ディスク装置に記憶されていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク記録方法。
3. 前記所定範囲のパワーレベルは、前記ターゲットパワーレベルを略中心とした範囲のパワーレベルであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク記録方法。
4. エネルギービームを、光ディスクに照射することによって情報を記録する光ディスク記録方法であって、
   前記光ディスクのパワー校正領域に上記エネルギービームのパワーレベルを適宜変化させながら信号パターンを記録し、
   記録された信号を再生して、再生信号の振幅と最大値の比である変調度を測定し、
   該変調度を用いてターゲット変調度に対応したターゲットパワーレベルを求め、
   該ターゲットパワーレベルを略中心とした所定の範囲でパワーレベルを適宜変化させながら所定の信号パターンを記録し、
   該パワーレベルで記録された信号の変調度を測定し、
   該パワーレベルと、該パワーレベル及び該変調度の積との関係を一次関数によって近似し、該近似式に基づいて最適パワーレベルを決定し、
   該最適パワーレベルのエネルギービームを照射して情報の記録を行うことを特徴とする光ディスク記録方法。
5. 前記光ディスクのディスク情報を再生し、該ディスク情報に予め記録されたパラメータに基づいて、前記ターゲット変調度を決定することを特徴とする請求項４に記載の光ディスク記録方法。
   

Images