JP2005202995A - 光ディスク装置の発光電流調整方法及び光ディスク装置 - Google Patents

光ディスク装置の発光電流調整方法及び光ディスク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】レーザ光源の発光強度レベルを正確に設定して、情報記録を正確に行うことが可能な光ディスク装置の発光電流調整方法及び光ディスク装置を提供する。
【解決手段】記録開始時におけるイレース電流とピーク電流の比を、K=iER/iPKとして定義し(S1)、iER11=K×iPK1として、温度変動によって増加すべきイレース電流の理想値であるiER11を定める(S2)。温度上昇後における発光強度がイレースレベルであるときの電流から、記録開始時における発光強度がボトムレベルであるときの電流iBTを引いたものをiER1とする。このiER1を測定して、iER1からイレース電流の理想値iER11を引き、この電流をiBT11と定める(S3)。このiBT11をボトム電流についての調整値とし、この調整値を記録開始時におけるボトム電流に加えたものを変動後のボトム電流とする。
【選択図】図3

Description

本発明は光ピックアップにより光ディスクの情報を記録再生する光ディスク装置と、光ディスク装置において発光電流を調整する方法に関する。
光ディスク装置は、CD−ROM、CD−R/RW、DVDなどがすでに実用化されており、各方面への応用と高性能化への開発が活発に行われている。特に最近では、パーソナルコンピュータの急速な市場拡大に伴い光ディスク装置のパーソナルコンピュータへの内蔵普及率も高くなっている。
ここで、光ディスク装置の構成を図1を用いて説明する。
図1は光ディスク装置のピックアップ制御部のブロック図である。図1において、1は光ディスク、2はピックアップモジュール、3はスピンドルモータ、4は光ピックアップ、5はキャリッジ、6はフィード部、7はフィードモータ、8はアナログ信号処理部、9はサーボ処理部、10はモータ駆動部、11はディジタル信号処理部、12はレーザ駆動部、13はコントローラである。
以上のように構成された従来の技術におけるピックアップ制御部の動作について説明する。図1において、ピックアップモジュール2は、光ディスク1を回転させるスピンドルモータ3と、光ディスク1の情報信号を読み取るための光ピックアップ4と、光ピックアップ4が搭載されたキャリッジ5を光ディスク1の半径方向に移動させるためのフィード部6とによって構成されたものである。フィード部6はフィードモータ7,ギヤ(図示せず),スクリューシャフト(図示せず)等から構成され、フィードモータ7を回転させることによってキャリッジ5が光ディスク1の内周−外周間を移動するように構成されている。
アナログ信号処理部8はピックアップモジュール2の内部に設けられたキャリッジ5中の光ピックアップ4内部の光センサ(図示せず)からの信号出力を基に、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とを生成し、サーボ処理部9に出力する。
フォーカスエラー信号とは、光ピックアップ4に備えられた対物レンズ(図示せず)より出射される光ビームスポットと光ディスク1の記録面との焦点方向のずれを示す。トラッキングエラー信号とは、前記光スポットと光ディスク1の情報トラックの光ディスク半径方向のずれを示す。また、アナログ信号処理部8はトラッキングエラー信号の低域成分を取り出す事により、対物レンズとキャリッジ5との相対的な位置関係を示すレンズ位置信号を生成し、モータ駆動部10に出力する。
サーボ処理部9はON/OFF回路、演算回路、フィルタ回路、増幅回路等によって構成され、光ビームスポットが光ディスク1の情報トラックに追従するように対物レンズをフォーカス/トラッキング制御し、さらにトラッキングエラー信号の低域成分を用いて対物レンズが概略中立位置を保持するようにフィード制御を行う。
ディジタル信号処理部11はデータスライサ、データPLL回路、ジッタ測定回路、エラー訂正部、変/復調部、バッファメモリ、レーザ制御部等から構成されており、ホスト(図中のHOST)側へ有効なデータとして転送される。
記録動作時は、ディジタル信号処理部11によってホストから送られてきたデータを変調し、レーザ制御部によってレーザ駆動部12を介して光ピックアップ4内のレーザ(図示せず)等の光源に所定の電流を供給し、光源を例えばパルス状に発光させ、光ディスク1の情報トラックに記録を行う。コントローラ13はこのように構成されたサーボ部の全体のコントロールを行うものである。
光ディスク装置において記録パワーを制御する方法の一例が(特許文献1)に記載されている。
特開2000−30276号公報
CD−RWやDVD−RWのように情報の記録と再生の両方を行うメディアの場合には、ピットを形成するために、図6の記録発光強度の波形を示す図に示すような記録発光波形が形成される。この記録発光波形は、光ビームを高いパワーと低いパワーとを繰り返すことによりメディア上で急加熱急冷却を繰り返し、ピットを形成する波形である。すなわち、記録された情報を消去するためのイレースレベルをはさんで、これより発光強度レベルの高いピークレベルと発光強度レベルの低いボトムレベルが形成される。
この記録発光波形を実現するためにレーザ光源に流される電流のパターンを図7に示す。ボトムレベルの発光強度を得るために流される電流がボトム電流(iBT)であり、イレースレベルの発光強度を得るためには、ボトム電流(iBT)にイレース電流(iER)が加算されたものが流される。また、ピークレベルの発光強度を得るためには、さらにピーク電流(iPK)が加算されたものが流される。
これらの発光電流を生成するために用いられるD/Aコンバータの構成を図8に示す。ボトム電流(iBT)を生成するためのD/AコンバータがボトムDACであり、イレース電流(iER)を生成するためのD/AコンバータがイレースDACであり、ピーク電流(iPK)を生成するためのD/AコンバータがピークDACである。これらのD/Aコンバータによって生成された電流によって、ボトムレベルの発光強度とするときには、ボトム電流(iBT)のみがレーザ光源に流され、イレースレベルの発光強度とするときには、ボトム電流(iBT)とイレース電流(iER)とをあわせた電流がレーザ光源に流され、ピークレベルの発光強度とするときには、ボトム電流(iBT)とイレース電流(iER)とピーク電流(iPK)とをあわせた電流がレーザ光源に流される。
レーザ光源に流れる電流とレーザ光源の発光強度との関係は、温度によって変化する。記録開始時では低温であるため、発光に要する最低限の電流値である閾値が低く、かつ電流の増加量に対する発光強度の傾きが急峻であるのに対して、記録中では温度が上昇することにより、閾値が高く、かつ電流の増加量に対する発光強度の傾きが小さくなる。従って、所望の発光強度を得るためには、温度変化に伴う電流の調整が必要となる。
この電流の調整は、ボトムレベルの変動を直接検出することができないため、発光強度のイレースパワーを検出し、この結果に基づいてボトムレベルの変動の推定値を求め、これによってボトム電流(iBT)を調整している。しかし、この方法によると、ボトムレベルの調整はあくまで発光強度のイレースパワーからの推定値によってなされているため、予期せぬ変動要因が生じたときに対応できず、正確性に欠ける。そのため、発光強度レベルを適正に維持することができず、ボトムレベルにばらつきが生じて、記録特性に悪影響を与え、情報記録が正確に行われないこととなる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、レーザ光源の発光強度レベル
を正確に設定して、情報記録を正確に行うことが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、発光強度が最大であるピークレベルと、発光強度が最小であるボトムレベルと、これらの中間値であるイレースレベルとからなる発光強度パターンでレーザ光を光ディスクに照射して情報の記録再生を行う光ディスク装置の発光電流調整方法において、記録開始後のイレース電流の測定値と理想値とから記録開始後のボトム電流の調整値を定めることを特徴とする光ディスク装置の発光電流調整方法である。
記録に伴う温度上昇によって変動するイレース電流の測定値と理想値とから、記録開始後のボトム電流を求めているため、イレース電流の変動を直接ボトム電流に反映させることができ、ボトム電流の設定が正確であり、温度上昇に対して正確にボトム電流を追従させて所望の発光強度を得ることができる。また、予期せぬ変動要因が生じたときであっても、イレース電流の変動を直接ボトム電流に反映させているため、このような変動要因もイレース電流の測定によって拾うことができるため、変動要因の如何に関わりなくボトム電流のばらつきを抑えることができ、記録特性を良好な状態で維持することができる。
本発明によると、ボトム電流の設定を正確に行うことができ、温度上昇やその他の変動要因に関わりなく、ボトム電流のばらつきを抑えることができ、記録特性を良好な状態で維持することができる。
本発明の請求項1の発明は、発光強度が最大であるピークレベルと、発光強度が最小であるボトムレベルと、これらの中間値であるイレースレベルとからなる発光強度パターンでレーザ光を光ディスクに照射して情報の記録再生を行う光ディスク装置の発光電流調整方法において、記録開始後のイレース電流の測定値と理想値とから記録開始後のボトム電流の調整値を定めることを特徴とする光ディスク装置の発光電流調整方法である。
記録に伴う温度上昇によって変動するイレース電流の測定値と理想値とから、記録開始後のボトム電流を求めているため、イレース電流の変動を直接ボトム電流に反映させることができ、ボトム電流の設定が正確であり、温度上昇に対して正確にボトム電流を追従させて所望の発光強度を得ることができる。また、予期せぬ変動要因が生じたときであっても、イレース電流の変動を直接ボトム電流に反映させているため、このような変動要因もイレース電流の測定によって拾うことができるため、変動要因の如何に関わりなくボトム電流のばらつきを抑えることができ、記録特性を良好な状態で維持することができる。
本発明の請求項2の発明は、請求項1の発明の光ディスク装置の発光電流調整方法において、記録開始時でのボトム電流に前記調整値を加えた値を記録開始後のボトム電流とし、前記イレース電流の理想値を記録開始後のイレース電流とすることを特徴とする。
記録開始後のボトム電流とイレース電流をこのように設定することにより、記録開始後において所望の発光強度を正確に得ることができる。
本発明の請求項3の発明は、請求項2の発明の光ディスク装置の発光電流調整方法において、前記イレース電流の理想値は、記録開始時におけるピーク電流に対するイレース電流の比を、記録開始後のピーク電流に掛けたものであることを特徴とする。
イレース電流の理想値をこのように設定することにより、ボトム電流の設定を正確に行うことができる。
本発明の請求項4の発明は、請求項2の発明の光ディスク装置の発光電流調整方法において、前記イレース電流の理想値は、記録開始前において設定された目標ピークパワーと目標イレースパワーとから、ピークパワーに対するイレースパワーの比を算出し、この比に記録開始後のピーク電流を掛けたものであることを特徴とする。
イレース電流の理想値をこのように設定することにより、ボトム電流の設定を正確に行うことができる。
本発明の請求項5の発明は、発光強度が最大であるピークレベルと、発光強度が最小であるボトムレベルと、これらの中間値であるイレースレベルとからなる発光強度パターンでレーザ光を光ディスクに照射して情報の記録再生を行う光ディスク装置において、発光強度波形をサンプリングして少なくともイレースレベルを検出するサンプルホールド回路と、記録開始後のイレース電流の測定値と理想値とから記録開始後のボトム電流の調整値を算出し、前記調整値に基づいてボトム電流、イレース電流、ピーク電流の設定値を算出するパワー制御部と、これらの設定値に基づいて発光電流を生成するレーザドライバとを有することを特徴とする光ディスク装置である。
この構成によって、イレース電流の変動を直接ボトム電流に反映させることができ、ボトム電流の設定が正確であり、温度上昇に対して正確にボトム電流を追従させて所望の発光強度を得ることができる。また、予期せぬ変動要因が生じたときであっても、イレース電流の変動を直接ボトム電流に反映させているため、このような変動要因もイレース電流の測定によって拾うことができるため、変動要因の如何に関わりなくボトム電流のばらつきを抑えることができ、記録特性を良好な状態で維持することが可能な光ディスク装置を実現することができる。
本発明の請求項6の発明は、請求項5の発明の光ディスク装置において、前記レーザドライバは、ボトム電流生成用D/Aコンバータと、イレース電流生成用D/Aコンバータと、ピーク電流生成用D/Aコンバータとを備え、記録開始後のイレース電流の測定値と理想値とから算出された記録開始後のボトム電流の調整値に基づいて定められるボトム電流、イレース電流、ピーク電流の設定値に基づいてそれぞれのD/Aコンバータで発光電流が生成されることを特徴とする。
このようにして発光電流を生成することにより、発光電流の変動要因の如何に関わりなく、安定した発光強度を得ることができ、記録特性を良好な状態で維持することが可能な光ディスク装置を実現することができる。
以下に、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の発光強度レベル調整方法及び光ディスク装置について詳細に説明する。
図1は光ディスク装置のピックアップ制御部のブロック図である。図1において、1は光ディスク、2はピックアップモジュール、3はスピンドルモータ、4は光ピックアップ、5はキャリッジ、6はフィード部、7はフィードモータ、8はアナログ信号処理部、9はサーボ処理部、10はモータ駆動部、11はディジタル信号処理部、12はレーザ駆動部、13はコントローラである。
以上のように構成されたピックアップ制御部の動作について説明する。図1において、ピックアップモジュール2は、光ディスク1を回転させるスピンドルモータ3と、光ディ
スク1の情報信号を読み取るための光ピックアップ4と、光ピックアップ4が搭載されたキャリッジ5を光ディスク1の半径方向に移動させるためのフィード部6とによって構成されたものである。フィード部6はフィードモータ7,ギヤ(図示せず),スクリューシャフト(図示せず)等から構成され、フィードモータ7を回転させることによってキャリッジ5が光ディスク1の内周−外周間を移動するように構成されている。
アナログ信号処理部8はピックアップモジュール2の内部に設けられたキャリッジ5中の光ピックアップ4内部の光センサ(図示せず)からの信号出力を基に、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とを生成し、サーボ処理部9に出力する。また、アナログ信号処理部8はトラッキングエラー信号の低域成分を取り出す事により、対物レンズとキャリッジ5との相対的な位置関係を示すレンズ位置信号を生成し、モータ駆動部10に出力する。アナログ信号処理部8は、図4に示すサンプルホールド回路21を含む。
サーボ処理部9はON/OFF回路、演算回路、フィルタ回路、増幅回路等によって構成され、光ビームスポットが光ディスク1の情報トラックに追従するように対物レンズをフォーカス/トラッキング制御し、さらにトラッキングエラー信号の低域成分を用いて対物レンズが概略中立位置を保持するようにフィード制御を行う。
ディジタル信号処理部11はデータスライサ、データPLL回路、ジッタ測定回路、エラー訂正部、変/復調部、バッファメモリ、レーザ制御部等から構成されており、ホスト(図中のHOST)側へ有効なデータが転送される。ディジタル信号処理部11は図4に示すパワー制御部22を含む。
記録動作時は、ディジタル信号処理部11によってホストから送られてきたデータを変調し、レーザ制御部によってレーザ駆動部12を介して光ピックアップ4内のレーザ(図示せず)等の光源に所定の電流を供給し、光源を例えばパルス状に発光させ、光ディスク1の情報トラックに記録を行う。レーザ駆動部12は図4に示すレーザドライバ23を含む。コントローラ13はこのように構成されたサーボ部の全体のコントロールを行うものである。
図2、図3を用いて、発光電流の調整方法について説明する。図2に発光強度レベルと発光電流との関係を示す。また、図3にボトム電流を制御するための流れ図を示す。
図2において、横軸はレーザ光源に流される電流であり、縦軸はレーザ光源の発光強度である。実線は記録開始時における電流と発光強度との関係を示し、破線は記録により温度が上昇したときの電流と発光強度との関係を示す。記録開始時では低温であるため、発光に要する最低限の電流値である閾値が低く、かつ電流の増加量に対する発光強度の傾きが急峻であるのに対して、記録中では温度が上昇することにより、閾値が高く、かつ電流の増加量に対する発光強度の傾きが小さくなる。
記録開始時において、ボトムレベルの発光強度を得るために流される電流がボトム電流(iBT)であり、イレースレベルの発光強度を得るためには、ボトム電流(iBT)にイレース電流(iER)が加算されたものが流される。また、ピークレベルの発光強度を得るためには、これにさらにピーク電流(iPK)が加算されたものが流される。
記録により温度が上昇した状態においては、それぞれの発光レベルにおいて記録開始時よりも大きな電流が必要となり、ボトムレベルの発光強度を得るために流されるボトム電流はiBTとiBT11との和であり、イレースレベルの発光強度を得るためには、このボトム電流にイレース電流iER11が加算されたものが必要となる。また、ピークレベルの発光強度を得るためには、これにさらにピーク電流iPK1が加算されたものが流さ
れる。従って、iBT11、iER11をいかにして正確に求めるかが問題となる。
温度上昇に伴う加算電流iBT11、iER11の設定について、図3を用いて説明する。
記録開始時におけるイレース電流とピーク電流の比を、K=iER/iPKとして定義する(S1)。この定数Kは温度が変化しても不変な量として定義されるものである。
このKを用いて、iER11=K×iPK1として、温度上昇によって増加するピーク電流iPK1に対応して増加すべきイレース電流の理想値であるiER11を定める(S2)。なお、イレース電流の理想値は、記録開始前において設定された目標ピークパワーと目標イレースパワーとから、ピークパワーに対するイレースパワーの比を算出し、この比に記録開始後のピーク電流を掛けることによって決定しても良い。
次に、温度上昇後における発光強度がイレースレベルであるときの電流から、記録開始時における発光強度がボトムレベルであるときの電流iBTを引いたものをiER1とする。このiER1を測定して、iER1からイレース電流の理想値iER11を引き、この電流をiBT11と定める(S3)。このiBT11がボトム電流についての調整値であり、iBT11について以下の大小比較を行う。
この大小比較は、iBT11がボトム電流生成用のD/AコンバータであるボトムDACのLSB(Least Significant Bit)分の電流値Sより大きいか否かについて行い(S4)、iBT11>Sの場合にはボトムDACの値を+1としてボトム電流を増加させる(S5)。すなわち、LSBは2進法で表現したときの最下位ビットであり、ボトム電流についての調整値として設定されたiBT11が、この最下位ビットを超えるときには、ボトムDACの値を変更してボトム電流を増加させることとしている。
iBT11>Sでない場合には、iBT11がボトムDACのLSB分の電流値TについてiBT11<−Tであるか否かの判定を行い(S6)、iBT11<−Tである場合にはボトムDACの値を−1としてボトム電流を減少させる(S7)。このように、通常はiBT11の大小比較はボトムDACのLSB分電流値との比較により行うが、ボトムDACのLSB分電流値を整数倍した電流値と比較してボトム電流を増減させてもよい。
S4、S6のいずれの判定においてもその条件を満たさない場合には、ボトムDACの値をそのままに維持してボトム電流を変化させない。
このようにして定められたiBT11を、図2に示すようにiBTに加算したものをiBT2とし、温度上昇に伴うボトムパワー変更後のボトム電流とする。また、iER11を温度上昇後のイレース電流iER2とする。ピーク電流についてはiPK1をそのまま温度上昇後のピーク電流とする。
図4に、上述した発光電流の調整方法を実現するためのブロック図を示す。光ディスク1に照射されるレーザ光を出射するレーザユニット20の発光強度パターンの波形情報はサンプルホールド回路(SH回路)21に送られ、サンプルホールド回路(SH回路)21によってイレースパワーと平均パワーとが検出されてパワー制御部22に入力される。また、パワー制御部22はサンプルホールド(SH)タイミング信号をサンプルホールド回路(SH回路)21に送出して、サンプルホールド回路(SH回路)21のサンプリングのタイミングを設定する。
パワー制御部22は、入力されたイレースパワーと平均パワーに基づいて、図3に示した処理を行い、記録による温度上昇に伴って変動するピーク電流、イレース電流、ボトム電流の設定値を定め、レーザドライバ23にそれぞれの設定値が送出される。
図5にレーザドライバ23の構成を示す。レーザドライバ23は、ボトム電流(iBT)を生成するためのD/Aコンバータ24、イレース電流(iER)を生成するためのD/Aコンバータ25、ピーク電流(iPK)を生成するためのD/Aコンバータ26からなる。これらのD/Aコンバータ24、25、26のそれぞれに、ボトム電流設定値、イレース電流設定値、ピーク電流設定値が送出されてD/A変換され、ボトム電流(iBT)、イレース電流(iER)、ピーク電流(iPK)が生成される。
ボトムレベルの発光強度とするときには、ボトム電流(iBT)のみがレーザユニット20に流される。イレースレベルの発光強度とするときには、ボトム電流(iBT)とイレース電流(iER)とをあわせた電流がレーザユニット20に流される。ピークレベルの発光強度とするときには、ボトム電流(iBT)とイレース電流(iER)とピーク電流(iPK)とをあわせた電流がレーザユニット20に流される。
ここでは、記録に伴う温度上昇によって変動するイレース電流の測定値と理想値とから、変動後のボトム電流を求めているため、イレース電流の変動を直接ボトム電流に反映させることができ、ボトム電流の設定が正確であり、温度上昇に正確に追従させて所望の発光強度を得ることができる。また、予期せぬ変動要因が生じたときであっても、イレース電流の変動を直接ボトム電流に反映させているため、このような変動要因もイレース電流の測定によって拾うことができるため、変動要因の如何に関わりなくボトム電流のばらつきを抑えることができ、記録特性を良好な状態で維持することができる。
本発明は、記録による温度上昇やその他の変動要因に関わりなく、ボトム電流のばらつきを抑えることができ、記録特性を良好な状態で維持することが可能な光ディスク装置として利用できる。
光ディスク装置のピックアップ制御部のブロック図 発光強度レベルと発光電流との関係を示す図 ボトム電流を制御するための流れ図 発光電流の調整方法を実現するためのブロック図 レーザドライバの構成を示す図 記録発光強度の波形を示す図 レーザ光源に流される電流のパターンを示す図 発光電流を生成するために用いられるD/Aコンバータの構成を示す図
符号の説明
1 光ディスク
2 ピックアップモジュール
3 スピンドルモータ
4 光ピックアップ
5 キャリッジ
6 フィード部
7 フィードモータ
8 アナログ信号処理部
9 サーボ処理部
10 モータ駆動部
11 ディジタル信号処理部
12 レーザ駆動部
13 コントローラ
20 レーザユニット
21 サンプルホールド回路(SH回路)
22 パワー制御部
23 レーザドライバ
24、25、26 D/Aコンバータ

Claims (6)

  1. 発光強度が最大であるピークレベルと、発光強度が最小であるボトムレベルと、これらの中間値であるイレースレベルとからなる発光強度パターンでレーザ光を光ディスクに照射して情報の記録再生を行う光ディスク装置の発光電流調整方法において、記録開始後のイレース電流の測定値と理想値とから記録開始後のボトム電流の調整値を定めることを特徴とする光ディスク装置の発光電流調整方法。
  2. 記録開始時でのボトム電流に前記調整値を加えた値を記録開始後のボトム電流とし、前記イレース電流の理想値を記録開始後のイレース電流とすることを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置の発光電流調整方法。
  3. 前記イレース電流の理想値は、記録開始時におけるピーク電流に対するイレース電流の比を、記録開始後のピーク電流に掛けたものであることを特徴とする請求項2記載の光ディスク装置の発光電流調整方法。
  4. 前記イレース電流の理想値は、記録開始前において設定された目標ピークパワーと目標イレースパワーとから、ピークパワーに対するイレースパワーの比を算出し、この比に記録開始後のピーク電流を掛けたものであることを特徴とする請求項2記載の光ディスク装置の発光電流調整方法。
  5. 発光強度が最大であるピークレベルと、発光強度が最小であるボトムレベルと、これらの中間値であるイレースレベルとからなる発光強度パターンでレーザ光を光ディスクに照射して情報の記録再生を行う光ディスク装置において、発光強度波形をサンプリングして少なくともイレースレベルを検出するサンプルホールド回路と、記録開始後のイレース電流の測定値と理想値とから記録開始後のボトム電流の調整値を算出し、前記調整値に基づいてボトム電流、イレース電流、ピーク電流の設定値を算出するパワー制御部と、これらの設定値に基づいて発光電流を生成するレーザドライバとを有することを特徴とする光ディスク装置。
  6. 前記レーザドライバは、ボトム電流生成用D/Aコンバータと、イレース電流生成用D/Aコンバータと、ピーク電流生成用D/Aコンバータとを備え、記録開始後のイレース電流の測定値と理想値とから算出された記録開始後のボトム電流の調整値に基づいて定められるボトム電流、イレース電流、ピーク電流の設定値に基づいてそれぞれのD/Aコンバータで発光電流が生成されることを特徴とする請求項5記載の光ディスク装置。
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