JP2005190525A - 情報記録方法、および、光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる記録速度で連続的に記録を行う場合においても、簡易な方法で安定して高品質な記録性能を確保できる。
【解決手段】光ディスクの内周の試し書きと併せて、外周においても試し書きを行う。外周での試し書きの方法としては、内周側で求めた最適記録パワーに基づいて算出された一定の記録パワーで外周での試し書きを行うことを特徴としており、容易な方法で、かつ確実にディスク要因の変動要因を除去でき、高品質な記録が可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体レーザを用いて、情報記録媒体上に情報を記録する光ディスク装置に関する。

データの記録可能な光ディスクとして、一度だけデータの記録可能な追記型光ディスク（ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒなど）と、データの書換可能な書き換え型光ディスク（ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなど）がある。

追記型光ディスクでは、有機色素により構成されている記録層がレーザ光照射により変質し、ピットが形成されデータが記録される。一方、書き換え型光ディスクでは、相変化と呼ばれる記録層の可逆変化により、データの書き換えを実現している。具体的には、高パワーのレーザ光を照射すると、急冷効果により非晶質状態となり、中間パワーのレーザ光を照射すると、徐冷効果により結晶状態となる。このような相変化により、データの記録・消去が行われる。

光ディスクへの記録時には、光ディスクと光ディスク装置の組み合わせにより記録条件のばらつきが発生する。例えば、温度や湿度等の外部環境、光ディスクの記録膜の特性や、溝形状・ディスクの反り等の機械特性等が挙げられる。光ディスク装置のなかには、このようなばらつきの影響を小さくするための調整方法を採用しているものもある。

例えば、種々の記録条件において最適な記録を行うため、ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる記録レーザパワーの調整を行う光ディスク装置がある。これは、それぞれの光ディスクに設けられているレーザパワー調整領域であるＰＣＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｒｅａ）に試し書きを行い、当該領域の再生結果の上下対称性（アシンメトリ）から各記録条件において最適なレーザパワーを決定する方法である（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００２−１７５６２４号公報

特開２００２−２９８３５６号公報

近年、光ディスクへの記録時間の短縮化の要求から、光ディスクへの記録速度の高速化が望まれている。高速記録を行なう方法として、光ディスクの内周側領域では低い線速度で記録を行い、外周側領域では高い線速度で記録を行うことで、記録に要する時間を短縮する方法がある。ここで、光ディスクを回転させるモータの特性などに起因し、光ディスクの回転数には上限があるため、内周側で達成可能な線速度にも限界がある。このため、ディスクの内周側に設けられているＰＣＡ領域では、外周側領域での記録速度での試し書きは事実上不可能である。一方、低速記録時よりも高速記録時のほうが記録パワー変動による記録品質劣化の影響が大きいため、高速での試し書きの必要性がより大きいという問題もある。

上記特許文献１、２にも示されるように、従来より外周の試し書き領域を設けたＣＤが知られていたが、従来の外周の試し書き領域の使用方法では、処理手順が複雑であったり、十分な性能が得られない等の問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、内周側の試し書き領域、および、外周側の試し書き領域を用いて、高速の試し書きを適切に行なう試し書き方法、および、それを用いた光ディスク装置を提供することである。

上記課題は、内周側試し書き領域と、データ領域と、外周側試し書き領域とを有する記録型光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する情報記録方法であって、前記内周側試し書き領域に試し書きを行い、前記外周側試し書き領域に試し書きを行なった後、前記データ領域に情報の記録を行う情報記録方法により改善される。

また、内周側試し書き領域と、データ領域と、外周側試し書き領域とを有する記録型光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する情報記録方法であって、前記外周側試し書き領域に試し書きを行い、前記内周側試し書き領域に試し書きを行なった後、前記データ領域に情報の記録を行う情報記録方法により改善される。

さらに、内周側試し書き領域と、データ領域と、外周側試し書き領域とを有する記録型光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する光ディスク装置であって、前記光ディスクを回転させるスピンドルと、前記光ディスクにレーザ光を照射するレーザと、該レーザを備えた光ピックアップと、を具備し、前記光ピックアップは、前記内周側試し書き領域に試し書きを行い、前記外周側試し書き領域に試し書きを行なった後、前記データ領域に情報の記録を行う光ディスク装置により改善される。

さらに、内周側試し書き領域と、データ領域と、外周側試し書き領域とを有する記録型光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する光ディスク装置であって、前記光ディスクを回転させるスピンドルと、前記光ディスクにレーザ光を照射するレーザと、該レーザを備えた光ピックアップと、を具備し、前記光ピックアップは、前記外周側試し書き領域に試し書きを行い、前記内周側試し書き領域に試し書きを行なった後、前記データ領域に情報の記録を行う光ディスク装置により改善される。

異なる記録速度で連続的に記録を行う場合において、それぞれの記録変動要因をキャンセルすることができ、高品質な記録が可能となる。

まず、本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態は、記録品質を確保するために、光ディスク外周にある試し書き領域に試し書きを行い、光ディスク内周と外周の記録特性を比較し、その結果として、個々の光ディスクに存在する内周と外周の変動要因を取り除き、併せて、外周側で高速記録を行う際の速度での記録性能を確保することを目的とする。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光ディスク装置の構成を示すブロック図である。１０１は情報記録媒体である光ディスク、１０２はスピンドル、１０３は光ピックアップ、アナログ信号処理回路１０４、サーボ回路１０５、レーザパワー制御回路１０６、記録波形生成回路１０７、中央演算処理回路１０８である。

図７は、本発明の第１の実施形態にかかる光ディスクの構成を示す図である。ディスク最内周に位置するのが７０１の内周の試し書き領域（ＰＣＡ、Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｒｅａ）、続いて７０２が記録情報管理領域（ＲＭＡ、Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｒｅａ）、７０３がリードイン領域、７０４がユーザデータ領域、７０５がリードアウト領域、７０６が外周の試し書き領域（ＰＣＡ）である。

再生時には、１０３光ピックアップより出射されるレーザにより、光ディスク１０１に予め記録されている信号が読み出される。この信号はアナログ信号処理回路１０４を介して、中央演算処理回路１０８に送られる。回転制御回路１０５はディスク上に予め埋め込まれている周期信号であるウォブル信号もしくは、予め記録された同期信号を基準にして、データの読み出しに最適な回転速度をスピンドル１０２に送り、読み出し位置を光ピックアップに送り、ディスク上の所定の場所に位置付けを行う。

記録時には、中央演算処理回路１０８において記録用の情報に変換されたデータがレーザパワー制御回路１０６及び記録波形生成回路１０７に送られる。レーザパワー制御回路１０６は情報記録時に最適なレーザ記録パワーを制御する。記録波形生成回路１０７は記録情報のデータ長に応じた記録発光波形を生成する。回転制御回路１０５は記録速度に応じた回転速度をスピンドル１０２に送り、記録位置を光ピックアップに送り、ディスク上の所定の場所に位置付けを行う。

なお、レーザは環境温度によって、その出力光量が変動する。そのため、レーザパワー制御回路１０６では、出力変動に対応してレーザパワーの補正を行う。図２はＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）駆動電流と出力レーザパワーの関係を示した図である。例えば二つの環境（ａ）（ｂ）において、同じレーザパワーＰｏを出力するためには、それぞれＩａ、Ｉｂの駆動電流を流さなければならない。このため、動作環境が（ａ）から（ｂ）に変化したときには、レーザパワー制御回路は、駆動電流をＩａからＩｂに補正し、レーザ光の出力パワーを安定化させる必要がある。

図３は、記録するレーザパワーと再生時に検出されるβ（アシンメトリと同様に再生信号の上下対称性を評価できるパラメータ）に関する図である。固定のストラテジで記録パワーＰｏを変化させて記録した場合、図３のように記録パワーとβとの関係は、最適な記録パワー付近において、略比例の関係にある。そして、データ領域に記録を行う場合には、試し書き領域で記録パワーを変化させて記録し、その後当該の場所を再生して、ターゲットβとなる領域を検出し、最適な記録パワーＰｏを導出する。ここで、記録パワーとβの関係は設計段階で予め測定しており、良好な記録特性が得られる記録パワーＰｏで記録した時のβをターゲットβとして、試し書きの時の目安とされている。

図４は、同一の光ディスクにおいて、記録速度と再生時に検出されるＰＩエラーの関係を模式的に示した図である。複数の記録媒体についての説明では内容が複雑になるため、以降ＤＶＤ−Ｒについて記載する。例として、８倍速記録に対応した光ディスクの記録再生の結果を示した。ＰＩエラーのグラフの中心付近に記録パワーを設定すると、各種の記録パワー変動要因に対して、安定した記録が行うことができる。β８、β６、β４はそれぞれ８倍速記録、６倍速記録、４倍速記録の最適なβ値である。各々の記録速度で、最適なβ値が変化することが分かる。また、記録速度の高速化に伴い、β値の変動をより高精度に制御しなければ、安定した記録品質が確保できないことがわかる。

図５は、本発明の第１の実施形態にかかるフローチャートを示した図である。まず、最初のステップＳ１として、内周の記録速度の設定、及びストラテジの設定を行う。記録速度は、ディスクと光ディスク装置との組み合わせの中から、ユーザより指定された、もしくは光ディスク装置により取り決められた記録速度が設定される。そして、ストラテジは、予め設計段階において検証されたもの、もしくはディスクに予め埋め込まれているもの等が適応される。

次にＳ２では、ディスクと光ディスク装置との組み合わせで最適と予想される記録パワーを中心に、記録パワーとその後の再生結果の関係が確認できるように、前後いくつかの記録パワーが設定される。

そしてＳ３では、実際に先に設定したいくつかの記録パワーで記録を行い、記録した領域を再生する。この再生結果においては、反射率、変調度、β、ＰＩエラー等の測定が行われ、最適な記録パワーが検出される。周辺条件の違いにより、最適な記録パワーが求まらない場合は、周辺条件の再設定を行った後に、改めてＳ１からやり直し、最適な記録パワーＰｏを検出する。

なお、試し書きに用いる記録波形の一例として、ＤＶＤ−Ｒの記録波形を図８に示す。ここに示すように、３Ｔ（Ｔは記録クロック）、４ＴのＮＲＺは１パルスの記録波形で記録し、５Ｔ以上のＮＲＺは記録パワーＰｏとＰｍの２値を使用したストラテジで記録するとなる。５Ｔ以上のＮＲＺの記録時には、先頭と後方のみ高パワー（Ｐｏ）で、中間は先頭、後方の記録パワーよりも低い（もしくは同等の）記録パワー（Ｐｍ）が推奨されている。

内周の試し書きにおいて最適な記録パワーが求まると、続いて外周の試し書きに移行する。Ｓ５では、Ｓ１同様に外周の記録速度の設定、及びストラテジの設定が行われる。外周の記録速度は内周の記録速度と同じ場合もあり得る。Ｓ６の記録パワーの設定は内周の記録パワーの設定とは異なり、外周記録速度で最適と予想される記録パワーで記録を行う。
この記録パワーは、ディスク内周で行った試し書きの結果と、内周と外周の記録速度の関係から所定の係数の掛算により求めることができる。記録速度ｖと記録パワーＰｏの関係は、熱変化を利用している光ディスクにおいて、
Ｐｏ ＝ ｋ×√ｖ …（式１）
のように１／２乗に比例する関係が成り立つ（ｋは比例定数）。例えば、内周４倍速、外周８倍速記録（外周記録速度÷内周記録速度＝２）の場合は、内周で求めた４倍速対応最適記録パワーをＰｏとすると、外周における８倍速対応最適記録パワーは１．４１Ｐｏと求められる。

ただし、各記録ストラテジに応じて最適記録パワーは変化する場合があり、さらに、ディスクの外周では記録膜の塗布むらなどの変動要因も多いため、計算により求められた外周での最適記録速度が適切なものであるか判断するには、少なくとも１／４周程度は試し書きするのが好ましい。ほとんどの変動要因は１／４周分の平滑化で除去することが可能だからである。

つまり、一定の長さの区間に試し書きを行なう場合、異なる記録パワーでの試し書きを複数回繰り返すことで外周における最適記録パワーを求めるよりも、計算により求められた一値の記録パワーで試し書きを行い、当該記録パワーが好適な記録パワーであるか否かを判断する手法を用いるほうが、より好ましい結果を得ることができる。

Ｓ７において、Ｓ６で設定した記録パワーで記録再生し、反射率、変調度、β、ＰＩエラー等の測定を行う。そして、予め光ディスク装置の設計段階で検証された結果に基づき、外周での試し書きの結果を判定し、記録パワーとβの関係から、最適な記録パワーを決定する。

なお、Ｓ８の外周最適記録パワーの決定に関して、Ｓ７においては、記録結果が最適記録パワーと異なる場合、算出結果を使用するとしたが、例えば、試し書きの記録パワーが算出後の最適記録パワーから１０％以上離れているなど、最適値と大きく異なる場合は、Ｓ５もしくはＳ６よりやり直し、記録速度を下げる、ストラテジを変更する、記録パワーを変更するなどの再設定を行い、再び試し書きの記録再生を行い、最適記録パワーを求める。

Ｓ９においては、内周と外周の最適記録パワー及び変調度、β等の関係から、当該ディスクの内周、外周の記録感度差が概算でき、その結果に基づき、内周から外周に向かって記録する記録パワーを導出することができる。

例えば、光ディスク全面に渡り４倍速記録する場合、内外周のディスク感度の違いのみが影響するため、予め設計段階で求めた結果に基づき、感度補正を行う。

例えば、感度差分の線形補完を行う形式で、
Ｐｏ ＝ Ｐｏｉ×（１＋Ｒ×Ｐｏｏ／Ｐｏｉ） …（式２）
の関係で記録パワーの設定が可能である（Ｐｏｏは外周の最適記録パワー、Ｐｏｉは内周の最適記録パワー、Ｒは半径位置に基づく係数）。

なお、ＰｏとＰｍが所定の比率の関係を保つようにするため、
Ｐｍ ＝ Ｐｏ／Ａ …（式３）
でＰｍを求める（Ａは予め決められた値もしくは、試し書きに基づいて求められる値）。

次に、内周４倍速、外周８倍速の場合は同様の算出式に対して、記録速度に応じた変更分も含まれるため、記録パワー導出の関係式の一例として、
Ｐｏ４ ＝ Ｐｏｉ×（１＋Ｒ×（Ｐｏｏ／ｒａｔｉｏ）／Ｐｏｉ）
…（式４）
Ｐｏ８ ＝ （Ｐｏｉ×ｒａｔｉｏ）
×（１＋Ｒ×（Ｐｏｏ／ｒａｔｉｏ）／Ｐｏｉ） …（式５）
以上の関係式が挙げられる（Ｐｏ４は４倍速記録パワー、Ｐｏ８は８倍速記録パワー、ｒａｔｉｏはＰｏ４とＰｏ８との比例係数）。

先に示したように一般的には
Ｐｏ８ ＝ １．４１×Ｐｏ４ …（式６）
の関係が成り立つが、４倍速、８倍速のストラテジとの関係により、その係数は変わることもありうる。

なお、外周での記録パワーの選択を最適記録パワーに限定したのは以下の要因を考慮したものである。

・ディスク外周の記録性能が十分に得られないこと。

・ディスク内周と比較して、外周のレーザパワーとの感度差が大きい場合があること。

・ディスク外周の局所的な記録では、周方向の変動の影響を受けやすいこと。

また、それぞれの実施例において、外周の試し書き記録パワーは内周の試し書きから導出される最適記録パワーのみとしたが、最適記録パワー導出の効率化から、最適記録パワーを基準に前後いくつか記録パワーを変化させて、記録再生を行ってもよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。光ディスク装置の構造は図１に示した構造と同等であるので説明は省略する。図６は、本発明の第２の実施形態にかかるフローチャートを示した図である。基本的な動作は第１の実施形態と同様である。ただし、まず外周の試し書き領域に試し書きを行った後、内周の試し書き領域で試し書きを行い、内外周の最適記録パワーを求める。

Ｓ６１では、まず外周の試し書き領域において外周の記録速度とそのストラテジを設定し、Ｓ６２において、外周の通常の試し書きを行う。ここで通常としているのは、従来の内周で行っているのと同様の方法であり、セクタ単位もしくはフレーム単位（セクタ、フレームは記録長さの単位）で記録パワーを変化させて記録を行い、その結果の反射率、変調度、β、ＰＩエラー等の測定に基づき記録パワーの最適値を求める。

続いて、Ｓ６３において、Ｓ６２より導出した最適記録パワーを設定し、１／４周程度試し書きの記録再生を行う。その結果の反射率、変調度、β、ＰＩエラー等の測定に基づき記録パワーの検証を行う。この場合は、ディスク外周から試し書きを行うため、通常の試し書きを行うとディスクの周方向の位置などに依存する影響を受ける。そのため、Ｓ６３のように、１／４周程度の最適記録パワーで記録し、その記録品質を確認する必要がある。

Ｓ６４において、最適記録パワーで所望の測定結果が得られた場合、続いてＳ６５の内周の試し書き領域に移動し、内周の記録速度とそのストラテジを設定し、Ｓ６６の試し書きを行い、内周の最適記録パワーを得る。Ｓ６７は最適記録パワーの検出が正常に行えない場合に再度Ｓ６５、Ｓ６６を繰り返す。

以上の結果に基づき、Ｓ６８では、全面４倍速記録の場合は上述した（式２）（式３）から、各半径位置における最適記録パワーを導出する。内周４倍速、外周８倍速記録の場合も同様に（式４）（式５）（式６）に基づく記録パワーを設定することで、それぞれのディスクに応じた最適な記録が行うことが可能となる。

なお、それぞれの実施例において、内周および外周の記録速度を、４倍速、８倍速として説明したが、本願発明はこのような記録速度に限定されるものでないことは言うまでもない。また、記録制御方式として、ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）制御、ＺＣＬＶ（Ｚｏｎｅ ＣＬＶ）制御を採用しても良い。

第１の実施形態にかかる光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 ＬＤ駆動電流と出力されるレーザパワーの関係を示す図である。 記録パワーとβの関係を示す図である。 各記録速度のβとＰＩエラー数との関係を示す図である。 第１の実施形態にかかる記録パワー検出のためのフローチャートである。 第２の実施形態にかかる記録パワー検出のためのフローチャートである。 光ディスクの構成を示す図である。 ＤＶＤ−Ｒの記録波形を示す図である。

符号の説明

１０１ 光ディスク
１０２ スピンドル
１０３ 光ピックアップ
１０４ アナログ信号処理回路
１０５ サーボ回路
１０６ レーザパワー制御回路
１０７ 記録波形生成回路
１０８ 中央演算処理回路

Claims (12)

1. 内周側試し書き領域と、データ領域と、外周側試し書き領域とを有する記録型光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する情報記録方法であって、
   前記内周側試し書き領域に試し書きを行い、前記外周側試し書き領域に試し書きを行なった後、
   前記データ領域に情報の記録を行う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、
   前記外周側試し書き領域での試し書きは、前記内周側試し書き領域での試し書きにより求めた記録パワーから算出した記録パワーで行なう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、
   前記外周側試し書き領域はフレームで構成されており、
   前記外周側試し書き領域での試し書きは、複数のフレームに渡って行なわれることを特徴とする情報記録方法。
4. 内周側試し書き領域と、データ領域と、外周側試し書き領域とを有する記録型光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する情報記録方法であって、
   前記外周側試し書き領域に試し書きを行い、前記内周側試し書き領域に試し書きを行なった後、
   前記データ領域に情報の記録を行うことを特徴とする情報記録方法。
5. 請求項４に記載の情報記録方法において、
   前記内周側試し書き領域での試し書きは、前記外周側試し書き領域での試し書きにより求めた記録パワーから算出した記録パワーで行なうことを特徴とする情報記録方法。
6. 請求項５に記載の情報記録方法において、
   前記内周側試し書き領域はフレームで構成されており、
   前記内周側試し書き領域での試し書きは、複数のフレームに渡って行なわれることを特徴とする情報記録方法。
7. 請求項１または４に記載の情報記録方法において、
   前記内周側試し書き領域での試し書きの速度と、前記外周側試し書き領域での試し書きの速度と、は同じ速度であることを特徴とする情報記録方法。
8. 請求項１または４に記載の情報記録方法において、
   前記内周側試し書き領域での試し書きの速度と、前記外周側試し書き領域での試し書きの速度と、は異なる速度であることを特徴とする情報記録方法。
9. 内周側試し書き領域と、データ領域と、外周側試し書き領域とを有する記録型光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する光ディスク装置であって、
   前記光ディスクを回転させるスピンドルと、
   前記光ディスクにレーザ光を照射するレーザと、
   該レーザを備えた光ピックアップと、
   を具備し、
   前記光ピックアップは、前記内周側試し書き領域に試し書きを行い、前記外周側試し書き領域に試し書きを行なった後、前記データ領域に情報の記録を行うことを特徴とする光ディスク装置。
10. 請求項９に記載の光ディスク装置において、
    前記光ピックアップは、前記外周側試し書き領域での試し書きを、前記内周側試し書き領域での試し書きにより求めた記録パワーから算出した記録パワーで行なうことを特徴とする情報記録方法。
11. 内周側試し書き領域と、データ領域と、外周側試し書き領域とを有する記録型光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する光ディスク装置であって、
    前記光ディスクを回転させるスピンドルと、
    前記光ディスクにレーザ光を照射するレーザと、
    該レーザを備えた光ピックアップと、
    を具備し、
    前記光ピックアップは、前記外周側試し書き領域に試し書きを行い、前記内周側試し書き領域に試し書きを行なった後、前記データ領域に情報の記録を行うことを特徴とする光ディスク装置。
12. 請求項１１に記載の光ディスク装置において、
    前記光ピックアップは、前記内周側試し書き領域での試し書きを、前記外周側試し書き領域での試し書きにより求めた記録パワーから算出した記録パワーで行なうことを特徴とする情報記録方法。
    

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