JP2005149579A - 光ピックアップ装置および光ディスクの情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドライブ設計時のライトストラテジの設定に関する労力を軽減するとともに、記録品質の高い光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 光ディスクの種類および記録速度と最適なライトストラテジとを関連付けて記憶する記録手段と、外部の制御信号に基づいて、使用する光ディスクに対応するライトストラテジを前記記憶手段から読み出して、記録信号を補正する記録信号補正手段と
を有することにより、記録品質の高い光ピックアップ装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体に情報を記録し、再生するための光ピックアップ装置および光ディスクの情報記録再生装置に関する。

近年、情報通信技術の発達により、インターネット等が目覚しい勢いで普及したことにより、ネットワークを介して多くの情報がさかんにやり取りされている。こうした状況の中、近年、情報記録装置の分野において、ＣＤ−Ｒなどの追記型光ディスクやＣＤ−ＲＷなどの書き換え型光ディスクが記録媒体として注目を浴びており、最近では、レーザ光源としての半導体レーザの短波長化、高い開口数（Numerical Aperture)を有する高ＮＡ対物レンズによるスポット径の小径化、及び薄型基板の採用などにより、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの大容量の光ディスクが情報記録装置において用いられている。

ＣＤ−Ｒ等への情報の記録は、ＰＣ（ＰＣ：Personal Computer）等から与えられた記録情報をＥＦＭ（ＥＦＭ：Eight to Fourteen Modulation)信号に変換して行われるが、使用する光ディスクを構成する色素記録層等の組成の違いから、記録媒体の蓄熱や冷却速度の不足に起因するマークの形成不良等の問題が生じるために、ＥＦＭ信号をそのまま記録しようとしても、所望のランドやスペースを形成することはできない。
そのため、基準となる記録波形に対して、使用する個々の光ディスク固有の記録パラメータ（以下、これをライトストラテジという。）を定めて良好な記録品質を維持する方式が採用されているが、使用する個々の光ディスク固有のライトストラテジを決定するためには、開発者の負担が大きく、しかも、過去の経験による熟練度により設定されるライトストラテジにばらつきが生じ、結果的に、記録品質のばらつきを生じさせてしまう。

また、昨今のように、光ディスクの高密度記録化や高速記録化の要求の高まりにつれ、いきおい記録パルスのパルス幅も年々微細化の傾向にある。
ところが、こうした微細化した記録パルスを、例えば、光ディスク装置のドライブ側で生成し、この信号をフレキシブルケーブル等により光ピックアップ内の半導体レーザに供給する場合、フレキシブルケーブル等のもつ抵抗や容量等の影響によって、正確な記録波形を伝達できない。

さらに、記録情報を高品位なものとするためには、光ディスクを構成する色素記録層等の組成や記録速度はもとより、光ピックアップ固有の特性ごとに記録条件を変えることも必要であるが、ドライブ側で光ピックアップ固有の特性を把握し、これをライトストラテジに反映することは困難である。
これに対して、光ピックアップのスポット径の大きさに着目して、この大きさに応じてライトストラテジをドライブ側で変更する技術（例えば、特許文献１参照。）やピックアップの周囲温度に着目し、この周囲温度に応じてライトストラテジをドライブ側で変更する技術（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
特開２００２−１８３９６０号公報 特開２００１−２９７４３７号公報

しかしながら、上記のこれらの方法においても、最終的には、ドライブ側の助けを借りなければライトストラテジの最適化は困難であり、依然として、ドライブ側の開発者の労力はいっこうに改善されないという問題がある。また、上記のように、光ピックアップ固有の特性を加味したライトストラテジをドライブ側で構成することは、個々の光ピックアップの光学的な特性を把握していないドライブメーカにとっては、事実上、困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ドライブ設計時のライトストラテジの設定に関する労力を軽減するとともに、記録品質の高い光ピックアップ装置および光ディスクの情報記録再生装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の事項を提案している。
請求項１に係る発明は、半導体レーザから射出されたレーザ光を光ディスクに照射し、あるいは該光ディスクからの反射光を受光する光学系を備え、情報の記録あるいは読取を行う光ピックアップ装置であって、前記光ディスクの種類および記録速度と最適なライトストラテジとを関連付けて記憶する記録手段と、外部の制御信号に基づいて、使用する光ディスクに対応するライトストラテジを前記記憶手段から読み出して、記録信号を補正する記録信号補正手段とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置を提案している。

この発明によれば、各光ディスクに対応した最適なライトストラテジを光ピックアップ装置内の記憶手段に記憶し、このライトストラテジに基づいて記録信号を補正する手段を設けたことから、記録信号の劣化を防止して、記録品質の高い記録動作を実現することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載された光ピックアップ装置について、使用する前記光ディスクの種類を判別する判別手段と、該判別手段により判別された光ディスクの種類に応じて、前記記憶手段から対応するライトストラテジを選択するライトストラテジ選択手段とを備え、該選択されたライトストラテジを前記記録信号補正手段に供給することを特徴とする光ピックアップ装置を提案している。

この発明によれば、光ディスクの種類を判別する判別手段と、判別された光ディスクの種類に応じて、対応するライトストラテジを選択し、これを記録信号補正手段に供給する手段を備えたことから、外部からの制御信号によらなくても、使用する光ディスクに対応した最適なライトストラテジを用いた記録動作を実現できる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された光ピックアップ装置について、前記記憶手段に記憶されるライトストラテジが、前記光学系の特性をも加味して設定されていることを特徴とする光ピックアップ装置を提案している。
この発明によれば、記憶手段に記憶されるライトストラテジを光ピックアップの光学系の特性をも加味したものとしていることから、光ピックアップ装置固有のライトストラテジにより記録品質の高い記録動作を実現することができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載された光ピックアップ装置について、前記光学系の特性は、前記半導体レーザの波長、前記光ディスク上に形成される光スポット形状、前記半導体レーザの放射角のうち、少なくとも１つのパラメータを含むことを特徴とする光ピックアップ装置を提案している。

この発明によれば、光学系の特性は、特に、ライトストラテジの設定に関して影響の大きい半導体レーザの波長、光ディスク上に形成される光スポット形状、半導体レーザの放射角のうち、少なくとも１つのパラメータを含むことから、こうしたパラメータを考慮したライトストラテジを設定することによって、記録品質の高い記録動作を実現することができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載された光ピックアップ装置について、前記記憶手段に記憶されるライトストラテジが、前記半導体レーザの波長が長いほど、ライトストラテジデータの記録パルス幅の比率を所定の割合で大きくして設定されていることを特徴とする請求項４に記載された光ピックアップ装置を提案している。

請求項６に係る発明は、請求項４に記載された光ピックアップ装置について、前記記憶手段に記憶されるライトストラテジが、前記半導体レーザの前記光ディスクのトラック方向に対するレーザ光の放射角が小さいほど、マルチパルスの記録パルス幅の比率を所定の割合で小さくして設定されていることを特徴とする光ピックアップ装置を提案している。

請求項７に係る発明は、請求項４に記載された光ピックアップ装置について、前記記憶手段に記憶されるライトストラテジが、前記光ディスク上に形成された光スポットのトラック方向に対する大きさが大きいほど、マルチパルスの記録パルス幅の比率を所定の割合で小さくして設定されていることを特徴とする光ピックアップ装置を提案している。

請求項８に係る発明は、前記記憶手段に使用頻度の高い光ディスク固有のライトストラテジを少なくとも記憶した前記請求項１から請求項７のいずれかに記載された光ピックアップ装置を備え、さらに、使用頻度の低い光ディスク固有のライトストラテジを記憶する補助記憶手段と、使用する光ディスクに応じて、該補助記憶手段から対応するライトストラテジを選択し、該選択したライトストラテジを前記記憶手段に書き込むライトストラテジ書き込み手段とを備えた光ディスクの情報記録再生装置を提案している。

この発明によれば、各光ディスクに対応した最適なライトストラテジを光ピックアップ装置内の記憶手段に記憶するため、記録信号の劣化を防止して、記録品質の高い記録動作を実現することができる。また、光ピックアップ装置内の記憶手段には、使用頻度の高い光ディスク固有のライトストラテジを記憶し、ドライブ側の記憶装置には、使用頻度の低い光ディスク固有のライトストラテジを記憶することとしたことから、光ピックアップ装置内における記憶装置の負荷を軽減することができる。

本発明によれば、光ピックアップ装置内に固有のライトストラテジを記憶することから、ドライブの設計時における作業工数を大幅に削減できるという効果がある。
また、光ピックアップの特性に合った固有のライトストラテジを記憶していることから、記録品質に関するばらつきが少なく、生産上の歩留まりを改善できるという効果がある。
また、光ピックアップ装置とドライブ側とにメモリを設けることにより、光ピックアップ装置内におけるメモリの負荷を軽減して、メモリ自体を小型化できるという効果も生まれる。

以下、本発明の実施例に係る光ピックアップ装置および光ディスクの情報記録再生装置について図１から図３を参照して詳細に説明する。

本発明の実施例に係る光ディスクの情報記録再生装置は、図１に示すように、光ピックアップ１００と、ドライブ装置２００とから構成されており、光ピックアップ１００は、さらに、ＬＤ（ＬＤ：Laser Diode）１０１と、ＬＤドライバ１０２と、記録信号補正手段１０３と、受光手段１０４と、メインメモリ１０５とから構成されている。

ＬＤ１０１は、半導体レーザからなる光源であり、図示しない光ピックアップ１００内のコリメータレンズ、フォーカスアクチュエータあるいはトラッキングアクチュエータとによって駆動される対物レンズ、偏光ビームスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の光学系部品により、光ディスク上にレーザ光を集光して情報の記録を行い、また、記録トラック上に集光して反射光を受光手段１０４に導く。

ＬＤドライバ１０２は、ＬＤ１０１に所望の光出力パワーや記録パルスに応じた電流を供給する駆動手段である。記録信号補正手段１０３は、例えば、外部のＰＣ等から入力した記録信号に対して、メインメモリ１０５に格納されたライトストラテジを用いて所定の補正を加えて、記録信号に対応したスペースあるいはマークを光ディスク１上に形成するための信号を生成する。

受光手段１０４は、光ディスク１からの戻り光を電気信号に変換する素子であり、４分割あるいは２分割のフォトディテクタ（ＰＤ）で構成されている。また、記録再生時のレーザ出力をモニタするフロントモニタダイオード等も備えている。メインメモリ１０５は、特に、使用頻度の高い光ディスクに関するライトストラテジを記憶する記憶素子であり、例えば、書き換え可能なＲＡＭ等で構成されている。

一方、ドライブ装置２００は、ヘッドアンプ２０１と、サブメモリ２０２と、ライトストラテジ選択手段２０３と、読取信号処理回路２０４と、記録条件判断部２０５とから構成されている。

ヘッドアンプ２０１は、光ディスク１からの反射光を検出し、検出した反射光より反射光量を演算して、４分割ＰＤの各領域への反射光量の総和を示すＲＦ信号を生成するとともに、光ピックアップ２の照射レーザの焦点ずれを検出した信号であるフォーカスエラー信号（ＦＥ）を非点収差法によって生成し、さらに光ピックアップ２の照射レーザのトラックずれを検出した信号であるトラッキングエラー信号（ＴＥ）をプッシュプル法によって生成する。

サブメモリ２０２は、特に、使用頻度の低い光ディスクに関するライトストラテジを記憶する記憶素子であり、例えば、書き換え可能なＲＡＭ等で構成されている。ライトストラテジ選択手段２０３は、記録条件判断部２０５からの情報に基づき、記録信号補正手段１０３に対して、使用する光ディスク１に対応したライトストラテジをメインメモリ１０５から読み出すように指示をする。

読取信号処理回路２０４は、ヘッドアンプ３において生成されたＲＦ信号から、光ディスク１のＩＤ情報や記録速度等の情報を読み出して、これを記録条件判断部２０５に出力する。また、ヘッドアンプ３から入力した信号に基づき、フォーカス、トラッキング、スピンドル、キャリッジ等のサーボ系の制御信号を生成する。記録条件判断部２０５は、読取信号処理回路２０４から入力した情報に基づき、ライトストラテジの選択情報を生成する。

本発明の光ディスクの情報記録再生装置においては、まず、光ディスク１が装填されると図示しないスピンドルモータが回転し、サーボ系のセットアップ動作が行われる。セットアップが完了すると、光ピックアップ１００は、光ディスク１のディスク情報を読み取るために所定のアドレスにサーチ動作を行う。所定のアドレスに光ピックアップ１００が移動すると、光ディスク１上にレーザ光を集光し、その戻り光を受光手段１０４において受光する。

受光手段１０４を構成する複数のフォトディテクタに入射した光は、それぞれ電気信号に変換され、ヘッドアンプ２０１に入力される。ヘッドアンプ２０１は、入力した複数の電気信号を演算して、ＲＦ信号を生成するとともに、これを読取信号処理回路２０４に出力する。読取信号処理回路２０４は、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換するとともに、この信号を復調して記録条件判断部２０５に出力する。

記録条件判断部２０５は、入力した信号から使用する光ディスク１に固有の情報、例えば、ディスクＩＤや記録速度等の情報を抽出して、これをライトストラテジ選択手段２０３に出力する。ライトストラテジ選択手段２０３は、入力した情報に基づき、最適なライトストラテジを検索して、その情報を記録信号補正手段１０３に出力する。

記録信号補正手段１０３は、入力した情報に基づき、使用頻度の高い光ディスクであれば、メインメモリ１０５から、使用頻度の低い光ディスクであれば、サブメモリ２０２から対応するライトストラテジを読み出して、外部から入力される記録信号を補正する。補正された記録信号は、ＬＤドライバ１０２に供給され、ＬＤドライバ１０２は、入力した信号に応じた駆動電流をＬＤ１０１に供給することにより記録動作を行う。

次に、メモリに記録されるライトストラテジについて説明する。
ライトストラテジは、前述のように、使用される光ディスクの固有の特性や記録速度、光ピックアップの光学的な特性に応じて最適化する必要がある。しかし、従来は、ライトストラテジの設定をドライブ側で行っていたことから、現実的には、搭載される光ピックアップ固有の光学的特性を調査し、これをライトストラテジに反映するのではなく、ライトストラテジに影響を及ぼさない光学的なスペックを光ピックアップメーカに要求することで対応していた。

ところが、光ピックアップの光学的なスペックを厳しくすればするほど、ライトストラテジは最適化されるが、光ピックアップの歩留まりは、これに応じて悪化する。また、視点を変えれば、光ピックアップメーカは、製造ライン上で個々の光ピックアップの光学的な特性を管理しているのであるから、光学的な特性を除く、最適なライトストラテジが明らかであれば、これに個々の光学的特性を加味したライトストラテジを設定することは、比較的容易である。

そこで、本発明は、一般に、ドライブ装置に搭載されるライトストラテジを格納したメモリを光ピックアップ装置に搭載し、さらに、ライトストラテジに光ピックアップを構成する固有の光学系の特性を反映させたたことに特徴を有するものである。なお、以下、説明にあたっては、光学系の特性を加味しない各光ディスクに対応したライトストラテジが存在することを前提とする。

光ピックアップの光学的な特性のうち、ライトストラテジに影響を与えるものとしては、半導体レーザの波長、光ディスク上に形成される光スポット形状、半導体レーザの放射角がある。
図２は、あるメーカのＣＤ−Ｒディスクに、半導体レーザの波長を変化させて４０倍速で情報を記録した場合の記録パワーとジッタ値との関係を示したものである。
なお、図中、ＷＳ−１は、（ｎ＋０．５）Ｔ+α、ＷＳ−２は、（ｎ＋１）Ｔ+βのライトストラテジを示し、ひし形印は半導体レーザの波長が７８７ｎｍでライトストラテジがＷＳ−１の場合、四角印は、半導体レーザの波長が７９２ｎｍでライトストラテジがＷＳ−１の場合、三角印は、半導体レーザの波長が７９２ｎｍでライトストラテジがＷＳ−２の場合の特性を示している。

図２を見ると、半導体レーザの波長が７８７ｎｍ（通常の波長）でライトストラテジがＷＳ−１の場合が、ボトムジッタ値が最もよく、記録パワーも低い。また、記録波長が長くなると、ボトムジッタが悪化し、記録パワーも高くなることがわかる。さらに、記録波長が長くなった場合には、記録パルスを長くすることにより、ボトムジッタを改善し、かつ、記録パワーを低くする効果が見られる。
したがって、この結果から、記録波長の長い半導体レーザの場合には、ライトストラテジの記録パルスの比率を大きくすることにより、記録品質を向上させることができる。

図３は、半導体レーザの波長がほぼ等しい光ピックアップを用いて、ＣＤ−ＲＷディスクに１２倍速で情報の記録を行ったときの記録パワーとジッタ値との関係を示したものである。
なお、図中、ひし形印は、光ディスクのトラックに対して４５度傾いた状態でスポットが形成されるタイプの光ピックアップの特性を示し、四角印は、光ディスクのトラックに対して９０度傾いた状態でスポットが形成されるタイプの光ピックアップの特性を示している。また、同図（ａ）は、マルチパルス幅が１．００Ｔの場合を、同図（ｂ）は、マルチパルス幅が０．９５Ｔの場合を示している。なお、２つのタイプの光ピックアップを用いたのは、光ディスクに形成されるピットに対して、集光するスポットの占める面積の違いを等価的にシミュレーションするためである。

図３の特性を見ると、光ディスクのトラックに対して４５度傾いた状態でスポットが形成されるタイプの光ピックアップは、総じてジッタ値は良く、また、マルチパルスの幅が広いほど、総じてジッタ値は良い。
したがって、光スポットの形状が大きい、すなわち、光ディスクに形成されるピットに対して、集光するスポットの占める面積が大きい光ピックアップには、マルチパルス幅を狭くするようにライトストラテジを設定することにより、記録品質を向上させることができる。

図４は、第２の実施例に係る光ピックアップ装置および光ディスクの情報記録再生装置の構成を示したものである。光ディスクの情報記録再生装置における構成要素は、実施例１と同様であるが、光ピックアップ装置１００に、ドライブ装置２００に搭載されていたヘッドアンプ２０１、記録条件判断部２０５およびライトストラテジ選択手段２０３を設けた点に特徴がある。こうした構成とすることにより、光ディスクの種別や記録速度等に応じた最適なライトストラテジの選択を光ピックアップ装置１００において、自己完結型に実行することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施例においては、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷを例にとって説明をしたが、これに限らず、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等の他の形態の光ディスクであってもよい。

第１の実施例にかかる光ピックアップ装置および光ディスクの情報記録再生装置の構成図である。 半導体レーザの波長を変化させて情報を記録した場合の記録パワーとジッタ値との関係を示した図である。 半導体レーザの波長がほぼ等しい光ピックアップを用いて、ＣＤ−ＲＷディスクに情報の記録を行ったときの記録パワーとジッタ値との関係を示した図である。 第２の実施例にかかる光ピックアップ装置および光ディスクの情報記録再生装置の構成図である。

符号の説明

１００・・・光ピックアップ、２００・・・ドライブ装置、１０１・・・ＬＤ、１０２・・・ＬＤドライバ、１０３・・・記録信号補正手段、１０４・・・受光手段、１０５・・・メインメモリ、２０１・・・ヘッドアンプ、２０２・・・サブメモリ、２０３・・・ライトストラテジ選択手段、２０４・・・読取信号処理回路、２０５・・・記録条件判断部、

Claims (8)

1. 半導体レーザから射出されたレーザ光を光ディスクに照射し、あるいは該光ディスクからの反射光を受光する光学系を備え、情報の記録あるいは読取を行う光ピックアップ装置であって、
   前記光ディスクの種類および記録速度と最適なライトストラテジとを関連付けて記憶する記録手段と、
   外部の制御信号に基づいて、使用する光ディスクに対応するライトストラテジを前記記憶手段から読み出して、記録信号を補正する記録信号補正手段と、
   を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 使用する前記光ディスクの種類を判別する判別手段と、
   該判別手段により判別された光ディスクの種類に応じて、前記記憶手段から対応するライトストラテジを選択するライトストラテジ選択手段とを備え、
   該選択されたライトストラテジを前記記録信号補正手段に供給することを特徴とする請求項１に記載された光ピックアップ装置。
3. 前記記憶手段に記憶されるライトストラテジが、前記光学系の特性をも加味して設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された光ピックアップ装置。
4. 前記光学系の特性は、前記半導体レーザの波長、前記光ディスク上に形成される光スポット形状、前記半導体レーザの放射角のうち、少なくとも１つのパラメータを含むことを特徴とする請求項３に記載された光ピックアップ装置。
5. 前記記憶手段に記憶されるライトストラテジが、前記半導体レーザの波長が長いほど、ライトストラテジデータの記録パルス幅の比率を所定の割合で大きくして設定されていることを特徴とする請求項４に記載された光ピックアップ装置。
6. 前記記憶手段に記憶されるライトストラテジが、前記半導体レーザの前記光ディスクのトラック方向に対するレーザ光の放射角が小さいほど、マルチパルスの記録パルス幅の比率を所定の割合で小さくして設定されていることを特徴とする請求項４に記載された光ピックアップ装置。
7. 前記記憶手段に記憶されるライトストラテジが、前記光ディスク上に形成された光スポットのトラック方向に対する大きさが大きいほど、マルチパルスの記録パルス幅の比率を所定の割合で小さくして設定されていることを特徴とする請求項４に記載された光ピックアップ装置。
8. 前記記憶手段に使用頻度の高い光ディスク固有のライトストラテジを少なくとも記憶した前記請求項１から請求項７のいずれかに記載された光ピックアップ装置を備え、
   さらに、使用頻度の低い光ディスク固有のライトストラテジを記憶する補助記憶手段と、
   使用する光ディスクに応じて、該補助記憶手段から対応するライトストラテジを選択し、
   該選択したライトストラテジを前記記憶手段に書き込むライトストラテジ書き込み手段と、
   を備えた光ディスクの情報記録再生装置。
   
   

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