JP2005209309A - 情報記録装置及び情報記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 個々のレーザダイオードの特性のばらつきにかかわらず、光の立上がり、立下がり時間がばらついてしまうことを防止する。
【解決手段】 レーザダイオードＬＤに印加するパルス列電流のパルスの少なくとも一部に当該パルスの立上がり直後で当該立上がりの近傍に当該パルスの山部分に当該山部分の幅より短い期間だけ所定値Ｉ３の電流を加算する。同様に、パルス列電流のパルスの少なくとも一部に当該パルスの立下がり直後で当該立下がりの近傍に当該パルスの谷部分から当該谷部分の幅より短い期間だけ所定値Ｉ４の電流を減算する。受光素子ＰＤでレーザダイオードＬＤの光出力を検出し、付加パワー制御部３０では、検出した光出力の平均値を算出し、この平均値に基づいて電流Ｉ３，Ｉ４の値を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光ディスクなどの記録媒体に光を照射して情報の記録を行なう情報記録装置及び情報記録方法に関する。

特許文献１には、マルチパルス記録方法において、光ディスクへの照射光の時間分解能を向上させて、マーク位置制御を行おうとする技術が開示されている。

特許文献２には、記録用レーザ光のトップパワーの一部の区間に該トップパワー値を一時的に増大させるトップパワー付加パルスを付加するし、単位ピット長に対する該トップパワー付加パルスのパルス幅の割合を、同一長さのピットに対しては、記録速度倍率が速くなるほど小さくし、トップパワーとボトムパワーのレベル差に対するトップパワー付加パルスのピークパワーとトップパワーのレベル差の比率を、同一長さのピットに対しては、記録速度倍率が速くなるほど小さくし、さらに、単位ピット長に対するトップパワーの立ち上がりからトップパワー付加パルスの立ち上がりまでの遅れ幅の割合を、同一長さのピットに対しては、記録速度倍率が速くなるほど大きくする技術が開示されている。

特許第３１３８６１０号公報 特開２０００−２８５４６４号公報

光ディスク装置においては、光源である半導体レーザ（Laser Diode（以下、レーザダイオードという）を変調した光を記録媒体である光ディスクに照射して記録を行っている。例えば、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ＋ＲＷなどに代表される相変化型の光ディスクでは、媒体を融点以上まで昇温し、光ディスクの結晶化時間を超えないように急冷することにより、アモルファス状態、つまり記録マークを形成する。よって、正確にマーク形状や位置制御を行うためには、媒体への照射エネルギー、時間を正確に制御しなければならず、正確な光波形を生成し、正確なエネルギー照射をする必要がある。そのため、高速記録においては、光波形の立上がり／立下がり特性は特に重要な項目となる。また、ＣＤ−ＲやＤＶＤ＋Ｒなどに代表される色素系追記型の光ディスクでは、光照射による熱分解やそれに伴う基板変形による光学的変化を生じさせることにより、記録マークを形成する。よって、正確にマーク形状や位置制御を行うためには、同様に、正確な光波形を生成する必要がある。また、ＭＯやＭＤなどに代表される光磁気記録媒体でも、キュリー点近傍での磁化の反転を利用しており、同様である。

すなわち、いずれのタイプの記録媒体においても、記録層に光を照射することにより所定の臨界温度以上に昇温させ、物理的または化学的変化をさせて記録を行っている。そのため、媒体への照射エネルギー、つまり照射パワー及び照射時間を正確に制御することが重要になる。

また、ＣＤやＤＶＤなどの多くの光ディスクの記録方法においては、高密度化に適したマークの長さが情報を担うマークエッジ記録が採用されており、正確にデータを再生するためにはマークの形状やエッジ位置の正確な制御が必要となっている。さらには、マーク長が異なっても一様にマーク形状を整えるため、複数の記録パルスに分割したパルス列で記録マークを形成するマルチパルス記録方法が広く用いられている。すなわち、加熱、冷却のサイクルを繰返してマークを繋げて形成することにより一様な長マークを形成するものである。この方法は色素系追記型の媒体でも適用されている。なお、以下の説明では、光ディスクを昇温させるための高パワーでの照射を行うパルスを加熱パルス、温度上昇をさせないよう（急冷させるよう）低パワーでの照射を行うパルスを冷却パルスと称する。

このため、従来は照射光の時間分解能を向上させて、マーク位置制御を行っていた（特許文献１参照）。

ところで、近年の高速記録化の要求に伴い、高速な光変調が求められており、記録品質を保ったまま高速記録を行うには、照射時間及び冷却時間の時間分解能をより向上させなければならない（例えば、従来の技術によりＤＶＤに１０倍速で記録をするには、約１００ｐｓもの分解能が必要とされる）。従って、従来技術で高速記録化を行うには、実現そのものが困難であったり、大幅な製造コストの上昇を招いてしまう不具合がある。

また、以下に説明するように、照射光の光波形の立上がり、立下がりの遅れ（なまり）により、光ディスクへの適正な加熱・冷却が行われず、マーク形状やマークの位置の精度が損なわれるという不具合もある。

すなわち、図１３は、従来の光ディスク装置の光源駆動装置によりレーザダイオードを駆動する場合の課題を説明する説明図である。ＬＤ駆動部３０１は駆動電流を供給する電流源以外は図示を省略する。また、図１４は、この回路によるレーザダイオードの出力する光波形の一例である。

レーザダイオードは、通常、アノード・カソード間に接合容量を有する（加えて寄生容量も生じる）。符号３０２は、この接合容量を考慮した簡便なレーザダイオードの等価モデルである。符号ＣＬＤは接合容量（寄生容量も含む）、rはオン抵抗、レーザダイオードＬＤｉは理想レーザダイオードである。この接合容量ＣＬＤがあると、レーザダイオードの所定の駆動電流ＩLDを急峻な立上がり、立下がりでレーザダイオードに流しても（図１４（ａ））、一部の電流は接合容量の充放電電流Ｉcとして流れるため、理想レーザダイオード（レーザダイオードＬＤｉ）には、この充放電の間、電流の過不足が生じ、レーザダイオードＬＤｉを流れる電流の立上がり、立下がり時間は遅くなり、実際の光出力波形の立上がり、立下がり時間が遅くなり（なまり）、所望の光波形で発光させることができなくなる（図１４（ｂ）の実線）。これにより、光ディスクに形成するマークの形状や位置の精度が損われ、結果としてデータエラーの原因となる。特に、高速記録する際は高出力なレーザダイオードが必要となるが、一般に高出力のレーザダイオードは接合容量が大きく、さらには高速な立上がり、立下がりが要求されるため、この問題は顕著である。

これらの不具合に対し、レーザダイオードの駆動電流に付加電流を加えることにより光の立上がり、立下がり時間を速くする方法が提案されているが（特許文献２を参照）、半導体レーザは個別デバイスごと、また、異なる種類の半導体レーザごとに、半導体レーザの接合容量及び半導体レーザの電流に対する電圧降下量が大きくばらついてしまうため、かかる手段によっては、光の立上がり、立下がり時間も半導体レーザによりばらついてしまうという不具合がある。

本発明の目的は、マルチパルス記録方法などにおいて、パルス列電流のパルス幅の分解能はそのままで、光源の照射エネルギーの分解能を向上させて、精度よい記録マークの形成制御が可能とし、光波形の立上がり、立ち下がりの遅れ（なまり）を抑制し、しかも、光源の特性のばらつきにかかわらず光波形の立上がり、立ち下がりのばらつきを防止することである。

本発明は、記録媒体に対して光源から光を照射して当該記録媒体に情報の記録を行なう情報記録装置において、前記光源にパルス列電流を印加して前記光の発光を行なわせるパルス列電流印加手段と、前記パルス列電流のパルスの少なくとも一部に当該パルスの立上がり直後又は当該立上がりの後で当該立上がりの近傍に当該パルスの山部分に当該山部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を加算する加算手段と、前記光源の光出力を検出する検出手段と、この検出した光出力の平均値を算出する平均値算出手段と、この平均値に基づいて前記加算する電流の値を制御する電流値制御手段と、を備えていることを特徴とする情報記録装置である。

別の面から見た本発明は、記録媒体に対して光源から光を照射して当該記録媒体に情報の記録を行なう情報記録方法において、前記光源にパルス列電流を印加して前記光の発光を行なわせる際に、前記パルス列電流のパルスの少なくとも一部に当該パルスの立上がり直後又は当該立上がりの後で当該立上がりの近傍に当該パルスの山部分に当該山部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を加算する加算工程と、前記光源の光出力を検出して、この検出した光出力の平均値を算出し、この平均値に基づいて前記加算する電流の値を制御する電流値制御工程と、を備えていることを特徴とする情報記録方法である。

本発明によれば、パルス列電流のパルス幅の分解能はそのままで、光源の照射エネルギーの分解能を向上させることができ、精度よい記録マークの形成制御が可能となる。これは、パルス幅の分解能の向上が困難な、記録媒体に対する情報の高速記録の際に好適である。また、光波形の立上がり、立ち下がりの遅れ（なまり）を抑制できる。しかも、光源の光出力を検出し、この検出に基づいて電流の値を制御するので、個々の光源の特性のばらつきにかかわらず、光の立上がり、立下がり時間がばらついてしまうことを防止することができる。

本発明を実施するための最良の一形態について説明する。

次に、前述の光ディスクＤに対して情報の記録再生を行う、本発明の一実施の形態である光情報記録再生装置１について説明する。

図１は、光情報記録再生装置１０１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、光情報記録再生装置１０１は、本発明の光情報記録装置を実施するもので、光記録媒体である光ディスクＤに対して情報の記録、再生を行う。この光ディスクＤは、図示しないローディング機構により交換可能になっている。

回転モータ１０２は、光ディスクＤを回転させる。

光ヘッド１０３は、記録再生用のレーザ光源であるレーザダイオードＬＤ（図２参照）、光ディスクＤにレーザ光を集光させて光スポットを作り、その反射光を検出するための対物レンズその他の光学系、前述の反射光を複数分割した光電変換器で電気信号に変換する受光素子であるフォトダイオード、前述の対物レンズを焦点方向と半径方向に移動して、光ディスクＤの案内溝追跡などを行なうためのレンズアクチェータ、光ヘッド１０３の全体を光ディスクＤの半径方向に移動させるためのヘッドアクチェータなど、を備えている。これらは周知の構成であるため、詳細な説明は省略する。

ＬＤ駆動部１０４は、光ヘッド３に実装された前述のレーザダイオードＬＤを記録データに応じて変調してデータ記録を行なう。

アクチェータ駆動部１０５は、周知の（図示しない）焦点追跡及び案内溝追跡手段により、焦点と案内溝追跡サーボ動作を行なうようにレンズアクチェータ、ヘッドアクチェータを駆動するとともに、アクセス制御部１０６の指令により、記録データを書き込むべき目標位置（光ディスクＤの半径位置及び記録層の別）まで光ヘッド１０３の光スポットを移動させるようレンズアクチェータ、ヘッドアクチェータを駆動する。

データ記録制御部１０７は、記録しようとする記録データ（Wdata）が書き込まれるべき目標アドレスと、対応する光ディスクＤの位置とを比較して、一致したら記録データをレーザダイオードＬＤ制御部７に送出する。

ウォブル検出部１０８は、光ヘッド１０３のフォトダイオードＰＤの信号から、光ディスクＤの案内溝の蛇行成分を検出する。具体的には、案内溝に沿って分割されたすくなくとも２つのフォトダイオードＰＤで、光スポットの反射光の１次回折光をそれぞれ検出する。この２つのフォトダイオードＰＤの差信号はプッシュプル（Push-Pull）信号と呼ばれる。

記録クロック（Write Clock）生成部１０９は、ウォブル信号に位相同期したクロック信号（WCK）を生成する。これは、一般には、ウォブル信号の逓倍クロックを生成するＰＬＬ回路である。そして、このクロック信号を基準に記録データをＬＤ駆動部１０４に供給することで、光ディスクＤ上の精密な位置に記録データを書き込むことができる。

ＣＬＶ（Constant Linear Velocity：線速度一定）サーボ（Servo）部１１０は、ウォブル信号と基準信号（図示しない）とを位相比較した結果に応じて、回転モータ駆動部１１１で回転モータ１０２を駆動する。光ディスクＤの案内溝のウォブルは一定の空間周波数で光ディスクＤに刻まれているので、回転モータ１０２が精密にウォブル信号に同期して回転することによりＣＬＶ制御が実現される。

ＡＤＩＰデコード部１１２は、ウォブル信号の変調成分を復調して、ＡＤＩＰ情報を生成する。検出されたＡＤＩＰ情報は、データ記録制御部１０７と、アクセス制御部１０６に、現在の光ディスクＤのアドレス情報として出力される。

そして、アクセス制御部１０６では、記録データが示す目標アドレスと、ＡＤＩＰデコード部１２で検出した現在の光ディスクＤのアドレスとを比較して、光ヘッド１０３が集光する光スポットを目標のアドレスに近づけるように、アクチェータ駆動部１０５に移動指令を送出する。

ＣＰＵ１１３は、ＲＯＭ１４に記憶されている制御プログラムなどに基づき、ＲＡＭ１１５を作業エリアとして、光情報記録再生装置１０１の全体を集中的に制御する。

図２は、ＬＤ駆動部１０４の構成を示す説明図である。

ＬＤ駆動部１０４は、レーザダイオードＬＤの照射レベルＰ０、Ｐ１、Ｐ２を設定する照射レベル設定部２と、前述の記録データWdataと記録クロックWCKとからレーザダイオードＬＤの変調信号Mod1、Mod2を生成する変調信号生成部４と、レーザダイオードＬＤの照射レベルＰ０、Ｐ１、Ｐ２にそれぞれ対応した照射レベルデータＰ０Data、Ｐ１Data、Ｐ２Data及び変調信号Mod1、Mod2に基づき、レーザダイオードＬＤの変調電流Ｉmodを生成する変調部３と、変調信号生成部４の生成する変調タイミング（変調信号Mod1、Mod2の立上がり／立下がりタイミングまたはその一部に対応する）に基づき、加熱パルスへの付加パワーを重畳するオーバーシュート電流Ｉos及び冷却パルスへの付加パワーを重畳するアンダーシュート電流Ｉusを生成する付加電流生成部１８と（以下、電流Ｉos及びＩusを付加電流と総称する）、レーザダイオードＬＤの出射光の一部をモニタする受光素子ＰＤからのモニタ受光信号が入力され、このモニタ受光信号に基づきレーザダイオードＬＤの出射光量が所望の値となるようにバイアス電流Ｉbias及び変調電流のスケールを指示するスケール信号Ｉsclを制御するレーザダイオードＬＤ制御部７と、レーザダイオードＬＤ変調電流Ｉmodとバイアス電流Ｉbiasとを加算し、さらにオーバーシュート電流Iosを加算し、アンダーシュート電流Ｉusを減算する加減算部５と、加減算部５から供給される電流ＩLD'を増幅し、レーザダイオードＬＤの駆動電流ＩLDを供給する電流駆動部6と、ＣＰＵ１１３から供給される制御コマンドを受信して、ＬＤ駆動部１０４の各部を制御する制御部１７と、を備えている。

変調部３は、照射レベルデータＰ０Data、Ｐ１Data、Ｐ２Dataに基づき、それぞれ電流Ｉ0、Ｉ1、Ｉ2を供給する電流源８（Ｄ／Ａコンバータ８ａ、８ｂ、８ｃからなる）と、変調信号Mod1、Mod2に従い、それぞれ電流Ｉ1、Ｉ2をオンオフ制御するスイッチ９（スイッチ９ｂ、９cを備えている）と、スイッチ９の出力する各電流を加算し、ＬＤ変調電流Ｉmodを供給する加算部１０と、から構成される。

付加電流生成部１８は、変調信号生成部４の生成する変調タイミングに基づきオーバーシュート電流Ｉos及びアンダーシュート電流Ｉusを重畳する期間を指定する付加信号（それぞれModO、ModU）を生成する付加信号生成部１１と、オーバーシュート電流Ｉos及びアンダーシュート電流Ｉusの電流値Ｉ3,Ｉ4を設定し、その設定データＰ３Data、Ｐ４Dataを供給する付加パワー設定部１６と、オーバーシュート電流設定データＰ３Dataまたはアンダーシュート電流設定データＰ４Dataに基づき、それぞれ電流Ｉ3、Ｉ4をそれぞれ供給する電流源となるＤ／Ａコンバータ１３ａ、１３ｂと、付加信号ModO、ModUに従いそれぞれ電流Ｉ3、Ｉ4をオンオフ制御してオーバーシュート電流Ｉos及びアンダーシュート電流Ｉusを生成するスイッチ１４ａ、１４ｂと、オーバーシュート電流Ｉos及びアンダーシュート電流Ｉusの付加時間を設定する付加時間設定部１５と、を備えている。

付加パワー設定部１６は、付加パワー制御部３０の制御により電流源であるＤ／Ａコンバータ１３ａ、１３ｂの値を設定する。

付加パワー制御部３０は、図３に示すように、レーザダイオードＬＤからの光出力をモニタしている受光素子ＰＤからの信号を検出している出射光量検出部２５１（ＬＤ制御部７に組込まれている）（検出手段）の出力を平滑部２５２により平均化した後（平均値算出手段）、この平均値を比較部２５３により所定の基準値と比較し、平均値が基準値より小さければ設定データを付加パワー設定部１６に出力して、Ｄ／Ａコンバータ１３ａ、１３ｂの出力する電流値を増加させることにより、付加パワーを制御する（電流値制御手段）。

更に詳細には、図４〜図６を参照して説明する。図４は、レーザダイオードＬＤの駆動電流に対する光出力特性の代表例を示す説明図である。図４に示すように、再生パワーＰｒ、記録パワーＰｗの値となるようにレーザダイオードＬＤの駆動電流を変調する。このとき、理想的な立上がり特性のときは図４に示すような光出力が得られるが、実際には、図５に示すようにＴon時間だけ光出力が記録パワーＰｗになるＬＤ駆動電流を流し、Ｔoff期間だけ再生パワーＰｒの光出力が得られるように、ＬＤ駆動電流を流すような変調を行うと、立上がり／立下がり時間に応じて図５に示すような光出力波形が得られる。すなわち、立上がり／立下がり時間が早いときは、Ｔonの時間に相当した積分値としては理想的に立ち上がった場合とほぼ同じ光量が得られるが（図５（ａ））、立上がり／立下がり時間が遅くなるに従い、図５のように徐々に三角波に近づき（図５（ｂ）〜（ｄ））、Ｔonの時間よりも長い立上がり時間になると、ピーク値まで到達しないうちに光量が低下していくこととなる（図５（ｄ））。このとき、Ｔoffの時間幅は立下がり時間よりも長くなるようにしておくと、光量は再生パワーＰｒの値になる。

このＴonとＴoffの関係を維持したパルスを繰り返し、その結果を平均化すると、図６に示すようにオーバーシュート電流の上昇に伴なって発光パワーの平均値（平均パワー）が増大し、あるオーバーシュート電流になると平均パワーはほとんど変化しなくなり、さらにオーバーシュート電流を増大させていくと、再び平均パワーは増大し始める。この平均パワーが増大し、変化がほとんどなくなったときのオーバーシュート電流による光波形はＴon時間で立ち上がる光波形になる。

このことから、光の立上がり時間に設定したい時間をＴonのパルスとし、オーバーシュート電流を０もしくは充分小さい値から徐々に大きくしていき平均パワーが所望の値になるまで増加させて、所望の値に到達したらその値を保持し設定を終了するようにすることにより、所望の光の立上がり時間になるオーバーシュート電流が求められる。通常、立上がりと立下がりを決めている原因はレーザダイオードＬＤの接合容量への電荷の充放電なので、オーバーシュート電流の絶対値と等しくなるようにアンダーシュート電流を設定すれば、立下がり時間も適切な時間が得られる。

しかしながら、レーザダイオードＬＤを駆動する波形の立上がりと立下がり波形の非対称性がある場合には、絶対値が等しいようにするだけでは適切な光波形が得られない。このような場合には、前述のＴonとＴoffの時間を入れ替え、平均パワーがアンダーシュート電流を０から徐々に増大させていったときの平均値が低下していくことを考慮すれば、前述と同様にして立下がり時間を設定できることになる。

以上述べた方法とほぼ同様ではあるが、再生パワーＰrに相当する光を充分小さな光とした場合、レーザダイオードＬＤの特性から所定の閾値電流Ｉth以下の印加電流ではレーザ発振が開始されない場合は、Ｉth以上の電流からレーザ発振が開始されて光出力が急激に大きくなる非線形性を利用することも可能である。図７〜図９は、このことを説明する説明図である。図８は、このように電流を変調したときに得られる光出力の波形の時間変化を示すものであり、ある立上がり時間以下になると光出力は得られなくなる（図８（ａ）〜（ｄ））において、光出力が０以下である部分）。また、この平均値を示したものが図９である。図９の場合には、図６に示した場合よりも単調性が得られるので、制御性を向上させることができる。

以上のようにして、レーザダイオードＬＤの接合容量／駆動回路の立上がり特性のばらつき等があった場合でも、光波形を高速に測定することなく光波形を最適化することができる。その結果、システム全体の初期化時にオーバーシュート／アンダーシュート電流を設定するルーチンを追加することが可能となり、良好な記録特性が得られることとなる。

なお、ＬＤ制御部７は、周知の構成であるため詳細な構成、動作の説明は省略するが、バイアス電流ＩbiasはほぼレーザダイオードＬＤの閾値電流Ｉthとなるように、スケール信号ＩsclはレーザダイオードＬＤの微分量子効率に応じて制御される（図７参照）。

図１０は、図２の構成における各主要信号の信号波形の一例を示すタイミングチャートである。ここでは光ディスクＤが相変化型光ディスクであるときのデータの記録時について例示しており、光波形（ｄ）は所望の光波形であり、この光の照射により記録マーク（ｅ）が形成される。Ｐｂ、Ｐｅ、Ｐｗは，それぞれ、ボトムパワーレベル、イレースパワーレベル、ライトパワーレベルの各照射レベルであり、それぞれ前述の電流ＩLD'が“Ｉbias+Ｉ０”、“Ｉbias+Ｉ０+Ｉ１”、“Ｉbias+Ｉ０+Ｉ２”となる照射レベルである。つまり、照射レベルは、電流源８が出力する電流値Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２をそれぞれ設定する照射レベル設定部２による照射レベルデータＰ０Data、Ｐ１Data、Ｐ２Dataにより決められる。また、Ｐｗ２はライトパワーレベルＰｗに所定のパワーを付加した照射レベルであり、パワー付加分“Ｐｗ２−Ｐｗ”は電流値Ｉ３に相当する。同様に、Ｐｂ２はボトムパワーレベルＰｂから電流値Ｉ４に相当するパワー分を引いた照射レベルである。そして、マルチパルス列のうち、先頭パルスＴＰとその次の冷却パルスにより記録マークの前縁部ａが、最終パルスＬＰとその次の冷却パルスにより記録マークの後縁部ｃが、中間パルスＭＰと次の冷却パルスでそれぞれ中間部ｂ１、ｂ２が形成されて、記録データWdata（ｃ）に対応した一つの記録マーク（ｅ）が形成される。

変調信号Mod1、Mod2（f−１）（f−２）は、変調信号生成部４において、予め設定された所望の光波形の変調タイミングを指示する駆動波形情報に基づき、記録データWdata（ｃ）に対応して生成される。

付加信号ModO（ｇ−１）は、付加信号生成部１１において、変調信号Mod1又はMod2の立上がりに同期して付加時間設定部１５より指示されるオーバーシュート電流の付加時間（Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３）だけＨレベルとなるように生成される。この付加時間（Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３）はそれぞれ、光波形（ｄ）の波形ＴＰ、ＭＰ、ＬＰを生成する際の付加時間を示す。これによりオーバーシュート電流Ｉosが生成され、これは、レーザダイオードＬＤの駆動電流に加算される。同様に、付加信号ModU（ｇ−２）は、変調信号Mod2の立下がりに同期して付加時間設定部１５により指示されるアンダーシュート電流の付加時間（Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｕ３）だけＨレベルとなるように生成される。これら変調信号Mod1、Mod2及び付加信号ModO、ModUに従い、駆動電流ＩLDが生成され、これに応じた光波形（ｄ）が得られる。つまり、加熱パルスの立上がり時に付加パワーが加算されて光波形はＰｗ２のレベルとなり、加熱パルスの立下がり時に（冷却パルスの先頭に）付加パワー分減算されて光波形はＰｂ２のレベルとなる。

以上の例のように、照射レベル設定部２及び変調部３（パルス列電流印加手段）で生成されたパルス列電流のパルスの少なくとも一部に、付加パワー制御部３０、付加パワー設定部１６、加減算部５などによって（加算手段）、パルスの立上がり直後（あるいは、パルスの立上がりの後で当該立上がりの近傍でもよい）において、パルスの山部分に当該山部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を付加パワーとして付加する。これにより、パルス幅の分解能はそのままで、レーザダイオードＬＤの照射エネルギーの分解能を向上させることができ、精度よい記録マークの形成制御が可能となる。これは、パルス幅の分解能の向上が困難な、光ディスクＤに対する情報の高速記録の際に好適である。

また、付加パワー制御部３０、付加パワー設定部１６、加減算部５などによって（減算手段）、パルス列電流のパルスの少なくとも一部から、パルスの立下がり直後（あるいは、パルスの立下がりの後で当該立下がりの近傍でもよい）において、パルスの谷部分に当該谷部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を付加パワーとして減算する。これによっても、パルス幅の分解能はそのままで、レーザダイオードＬＤの照射エネルギーの分解能を向上させることができ、精度よい記録マークの形成制御が可能となる。これは、パルス幅の分解能の向上が困難な、光ディスクＤに対する情報の高速記録の際に好適である。

そして、これらの場合には、前述のように付加パワー制御部３０において（図３を参照）、受光素子ＰＤの受光信号の平均値を求め、この平均値に基づいて加算、減算する付加パワーの電流値を制御すれば、パルス幅の分解能はそのままで、レーザダイオードＬＤの照射エネルギーの分解能を向上させることができるように、付加パワーを容易に制御することができる。よって、個々のレーザダイオードＬＤの特性のばらつきにかかわらず、付加パワーを適正に制御して、レーザダイオードＬＤの光出力の立ち上がり、立下がり特性のばらつきを防止することができる。

すなわち、この場合の制御方法は、次の（１）〜（３）の各工程を順次実行することを繰返すことにより行われる。

（１）照射レベル設定部２及び変調部３で生成されたパルス列電流のパルスの少なくとも一部に、付加パワー制御部３０、付加パワー設定部１６、加減算部５などによって（加算工程）、パルスの立上がり直後（あるいは、パルスの立上がりの後で当該立上がりの近傍でもよい）において、パルスの山部分に当該山部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を付加パワーとして付加する。また、付加パワー制御部３０、付加パワー設定部１６、加減算部５などによって（減算工程）、パルス列電流のパルスの少なくとも一部から、パルスの立下がり直後（あるいは、パルスの立下がりの後で当該立下がりの近傍でもよい）において、パルスの谷部分に当該谷部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を付加パワーとして減算する。

（２）この付加パワーが加減算されたパルス列でレーザダイオードＬＤを発光する。

（３）この発光を受光素子ＰＤで検出し、付加パワー制御部３０において、受光素子ＰＤの受光信号の平均値を求め、この平均値に基づいて加算、減算する付加パワーの電流値の制御を実行する（電流値制御工程）。

また、記録パワーＰｗの印加時間を再生パワーＰｒの印加時間よりも短く設定し、付加パワー制御部３０により、受光素子ＰＤの受光信号の平均値を求め、この平均値に基づいて加算、減算する付加パワーの電流値を制御すれば、光波形の立上がり、立下がり特性を直接観測することなく付加パワーを調整することができるので、付加パワーの自動調整が低製造コストで可能となる。

また、レーザダイオードＬＤの閾値電流閾値電流Ｉth（前述の図８の光出力０のときの印加電流値）以下に再生パワーＰｒを設定していれば、光波形の立上がり、立下がり特性を直接観測することなく、光の平均値としての単調性を利用して付加パワーを調整するので、付加パワーの自動調整が低製造コストで可能となる。

図１１は、この付加パワーを加算した加熱パルスと、レーザダイオードＬＤの照射エネルギーとの関係を示す説明図である。図１１において、光波形aは前述の付加パワー（図１１においてΔＰ）分を加算しない場合の波形であり、光波形ｂ〜ｅは順次付加パワーの幅を増加したとしたときの波形である。レーザダイオードＬＤが発する照射エネルギーは、その照射パワーを積分した値となるので、各光波形ａ〜ｅに対応する照射エネルギーは図１１のようになる。また、光波形ｃ’、ｅ’は付加パワーを加算せずに加熱パルス幅を変化させて照射エネルギーを調整した場合を示す。これは、それぞれ光波形ｃ、ｅと同等の照射エネルギーを加える。記録マークの形成は照射光による昇温により行われるので、照射エネルギーのパルス幅の分解能を向上させることにより、光ディスクＤの熱変化も精度よく制御でき、精度よいマーク形成制御が可能となる。つまり、本例のように、加熱パルスに付加パワーを加算し、この付加パワーの印加時間の幅をＣＰＵ１１３の制御により調整することで（印加時間制御手段、印加時間制御工程）、付加パワーの電流値のみならず、印加時間の幅まで制御するので、パルス幅の分解能はそのままに、照射エネルギーの分解能を向上させることがさらに容易に可能となり、さらに精度よいマーク形成制御が可能となる。これは、パルス幅分解能の向上が困難な光ディスクＤへの高速記録の際により好適に作用する。

同様に冷却パルスから付加パワーを減算することにより、冷却速度もより高精度に制御可能となり、より精度よいマーク形成制御が可能となる。

また、先頭パルスＴＰ、中間パルスＭＰ、最終パルスＬＰに付加する付加信号パルス幅（Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３、並びにＴｕ１、Ｔｕ２、Ｔｕ３）をそれぞれ調整することにより、記録マークの前縁部、中間部、後縁部の形状をそれぞれ精度よく形成でき、一様に精度よい記録マークが形成できる。

ところで、光ディスクＤによっては、熱伝導率が高く、畜熱効果により記録マークの形成に前後の記録マークから熱影響を受けてエッジシフトを生じる場合がある。特に色素系追記型の光ディスクではこれが顕著である。そこで、従来は記録マークの前後のスペース長に応じて、記録パルスのパルス幅の調整を行っている。

しかしながら、前述と同様に、光ディスクＤへの高速記録の際にはこのパルス幅調整の時間分解能を向上させることは困難である。

このような場合に好適な光情報記録再生装置１の他の構成例について、図１、図１０を参照して説明する。なお、前述した光情報記録再生装置１と共通の構成には同一符号を用い、詳細な構成、動作説明は省略する。

本例で前述の光情報記録再生装置１と異なるのは、変調信号生成部４、付加時間設定部１５などである。まず、変調信号生成部４が入力される記録データWdataのランレングスを計測し、そのマーク長Ｍ１、直前のスペース長Ｓ０、直後スペース長Ｓ１を付加時間設定部１５に供給する。同時に変調信号Mod1、Mod2の生成も、このマーク長Ｍ１、スペース長Ｓ０、スペース長Ｓ１に基づき生成する。付加時間設定部１５は供給されるマーク長Ｍ１、スペース長Ｓ０、スペース長Ｓ１に対応する付加時間（Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３、並びにＴｕ１、Ｔｕ２、Ｔｕ３）を選択し、付加信号生成部１１へ供給する。このようにすれば、隣接記録マークからの熱影響を考慮して照射エネルギーを調整することができ、より高精度な記録マークを形成することができる。なお、各付加時間をより影響度の高いランレングスにより補正するようにすると、前述の効果を得た上で、回路要素をコンパクトにすることができる。すなわち、先頭パルスＴＰへの付加時間Ｔｏ１、Ｔｕ１を直前スペースＳ０とマーク長Ｍ１に従って設定し、最終パルスＬＰへの付加時間Ｔｏ３、Ｔｕ３をマーク長Ｍ１と直後スペース長Ｓ１に従い設定するようにすればよい。さらには、中間パルスＭＰへの付加時間Ｔｏ２、Ｔｕ２をマーク長Ｍ１に従い設定するようにしてもよい。

次に、前述したレーザダイオードＬＤの接合容量の影響により光波形の立上がり／立下がりの遅れ（なまり）が生じる場合に好適な光情報記録再生装置１の他の構成例について説明する。

この構成は図２の構成において、付加時間設定部１５により設定する付加時間をレーザダイオードＬＤの接合容量への充放電電流にほぼ相当する分だけ加算するものである。つまり、付加時間の加算分をΔtとすれば、“Δt・Ｉ３”がレーザダイオードＬＤの接合容量への充電電流となるようにΔtを設定する。

図１２は、この例について説明する説明図である。レーザダイオードＬＤの駆動電流ＩLD（ａ）の波形aは、レーザダイオードＬＤの駆動電流の立上がり時にオーバーシュート電流Ｉosを付加しない場合であり、波形ｂ〜ｄは、オーバーシュート電流Ｉosの付加時間を順次増加させた場合である。光波形（ｂ）は、この駆動電流ＩLDに対するそれぞれの光波形例（（ａ）と（ｂ）とで符号ａ〜ｄは対応する）である。光波形aは、レーザダイオードＬＤの接合容量への充電電流のために立上がりがなまり、光波形bは、付加したオーバーシュート電流Ｉosが充電電流として充当されて立上がりのなまりを軽減した場合である。さらに付加時間を増加させた場合は、光波形ｃ，ｄのように付加パワー分となり、前述の例と同様に、照射エネルギーの分解能を向上させる機能を果たす。このように、生成して重畳されるオーバーシュート電流Ｉos及びアンダーシュート電流Ｉusの一部は、駆動するレーザダイオードＬＤの接合容量への充放電電流として充当されるため、これによる光波形の立上がり／立下がり時間の遅れ（なまり）を抑制することができ、さらに残り分は加熱パルスに付加パワーを加算して、パルス幅分解能はそのままに、照射エネルギーの分解能を向上させることができるので、その結果、付加パルスも含めて所望の光波形で発光させることができ、正確な記録マーク形成ができる。

なお、使用するレーザダイオードＬＤにより、この接合容量は異なるため、充放電電流の充当分を使用するレーザダイオードＬＤに適正になるよう電流値を設定するようにすると、過不足なく充放電電流として充当できるので、さらに理想的な光波形とすることができ、より正確な記録マーク形成ができる。本例では、付加パワー設定部１６がその機能を果たす。また、オーバーシュート電流Ｉos及びアンダーシュート電流Ｉusの付加時間を変更するようにしても、同様の効果が得られる。本例では付加時間設定部１５がその機能を果たす。もちろん、これらを組み合わせたものであってもよい。

さらには、変化するレーザダイオードＬＤの照射レベル差に応じて、オーバーシュート電流Ｉos及びアンダーシュート電流Ｉusの電流値あるいは付加時間を変更するようにすると、さらに望ましい。つまり、変化する照射レベル差（例えば、Ｐｅ→Ｐｗ、Ｐｂ→Ｐｗ、Ｐｂ→Ｐｅ、という変化による照射レベル差）により、レーザダイオードＬＤのカソード、アノード間の電位差の変化量が異なるため、充放電電流も異なる。よって、変化する照射レベル差に応じて、付加時間（Ｔｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３）を変更するようにすると、レーザダイオードＬＤの出力の光波形の立上がり／立下がり時間の遅れ（なまり）をより正確に抑制することができる。電流値を変更するようにしても同様の効果は得られる。

なお、以上の説明では、ＣＤ、ＤＶＤなど光記録を行なう情報記録装置を例として説明したが、ＭＯやＭＤなど光磁気記録光記録を行なう情報記録装置に本発明を適用することもできる。

本発明の一実施の形態である光情報記録再生装置の全体構成を説明するブロック図である。 ＬＤ駆動部を中心とした構成の回路図である。 付加パワー制御部の構成のブロック図である。 レーザダイオードの駆動電流に対する光出力特性の代表例を示す説明図である。 レーザダイオードの立上がり／立下がり時間に応じた光出力波形の説明図である。 レーザダイオードのオーバーシュート電流と発光パワーの平均値（平均パワー）との関係を示す説明図である。 レーザダイオードではバイアス電流はほぼレーザダイオードの閾値電流となるように、スケール信号はレーザダイオードの微分量子効率に応じて、制御されることの説明図である。 レーザダイオードの特性から所定の閾値電流以上の電流からレーザ発振が開始されて光出力が急激に大きくなるときの、レーザダイオードの立上がり／立下がり時間に応じた光出力波形の説明図である。 レーザダイオードのオーバーシュート電流と発光パワーの平均値（平均パワー）との関係を示す説明図である。 図２の回路における各信号のタイミングチャートである。 付加パワーの幅を変えたときのレーザダイオードの光波形及び照射エネルギーの説明図である。 付加パワーのより光波形の立上がり、立ち下がりの遅れ（なまり）を抑制する場合のレーザダイオードの光波形及び照射エネルギーの説明図である。 従来の光ディスク装置の光源駆動装置によりレーザダイオードを駆動する場合の課題を説明する説明図である。 従来の光ディスク装置の光源駆動装置によりレーザダイオードを駆動する場合の課題を説明する説明図である。

符号の説明

２，３ パルス列電流印加手段
５、１６、３０ 加算手段，減算手段
１０１ 情報記録装置
２５１ 検出手段
２５２ 平均値算出手段、電流値制御手段
Ｄ 記録媒体

Claims (10)

1. 記録媒体に対して光源から光を照射して当該記録媒体に情報の記録を行なう情報記録装置において、
   前記光源にパルス列電流を印加して前記光の発光を行なわせるパルス列電流印加手段と、
   前記パルス列電流のパルスの少なくとも一部に当該パルスの立上がり直後又は当該立上がりの後で当該立上がりの近傍に当該パルスの山部分に当該山部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を加算する加算手段と、
   前記光源の光出力を検出する検出手段と、
   この検出した光出力の平均値を算出する平均値算出手段と、
   この平均値に基づいて前記減算する前記電流の値を制御する電流値制御手段と、
   を備えていることを特徴とする情報記録装置。
2. 前記パルス列電流のパルスの少なくとも一部に当該パルスの立下がり直後又は当該立下がりの後で当該立下がりの近傍に当該パルスの谷部分から当該谷部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を減算する減算手段をさらに備え、
   前記電流値制御手段は、前記平均値に基づいて前記加算前記電流の値も制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
3. 前記加算する電流及び前記減算する電流の加算及び減算する時間を制御する印加時間制御手段を、さらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報記録装置。
4. 前記パルス列電流印加手段は、所定時間の記録パワーと所定時間の再生パワーとなる前記光源の光出力が得られる電流により変調し、記録パワーの所定時間を再生パワーの所定時間よりも短く設定すること、を特徴とする請求項１〜３のいずれかの一に記載の情報記録装置。
5. 前記光源は、半導体レーザであり、
   前記パルス列電流印加手段は、前記半導体レーザの閾値電流以下に前記再生パワーを設定していること、を特徴とする請求項４に記載の情報記録装置。
6. 記録媒体に対して光源から光を照射して当該記録媒体に情報の記録を行なう情報記録方法において、
   前記光源にパルス列電流を印加して前記光の発光を行なわせる際に、前記パルス列電流のパルスの少なくとも一部に当該パルスの立上がり直後又は当該立上がりの後で当該立上がりの近傍に当該パルスの山部分に当該山部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を加算する加算工程と、
   前記光源の光出力を検出して、この検出した光出力の平均値を算出し、この平均値に基づいて前記減算する前記電流の値を制御する電流値制御工程と、
   を備えていることを特徴とする情報記録方法。
7. 前記パルス列電流のパルスの少なくとも一部に当該パルスの立下がり直後又は当該立下がりの後で当該立下がりの近傍に当該パルスの谷部分から当該谷部分の幅より短い期間だけ所定値の電流を減算する減算工程をさらに備え、
   前記電流値制御工程は、前記平均値に基づいて前記加算前記電流の値も制御する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の情報記録方法。
8. 前記加算する電流及び前記減算する電流の加算及び減算する時間を制御する印加時間制御工程を、さらに備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載の情報記録方法。
9. 前記パルス列電流印加工程は、所定時間の記録パワーと所定時間の再生パワーとなる前記光源の光出力が得られる電流により変調し、記録パワーの所定時間を再生パワーの所定時間よりも短く設定すること、を特徴とする請求項６〜８のいずれかの一に記載の情報記録方法。
10. 前記光源が半導体レーザであるときに、
    前記パルス列電流印加工程は、前記半導体レーザの閾値電流以下に前記再生パワーを設定していること、を特徴とする請求項９に記載の情報記録方法。
    

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