JP2006066063A - 光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法 - Google Patents

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    • G11B7/0045Recording

Abstract

【課題】光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法を提供する。
【解決手段】最初に、光学ピックアップヘッドの焦点レンズは、複数の所定位置でのレーザビームの焦点位置をなすように駆動され、焦点位置が所定位置にあるときに、一定パワーのレーザビームが、テスト書き込みデータを書き込むために提供される。テスト書き込みデータは読み取られ、再生されたテスト書き込みデータにしたがって、所定位置のうちの1つが書き込み焦点として選択される。
【選択図】図3

Description

本発明は、一般に、光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法に関し、特に、光ディスクドライブにおける最適な書き込み焦点を位置決めする方法に関する。この特許出願は、2004年8月27日に出願された台湾特許出願(出願番号093125838)の利益を享受するものであり、その内容は、引用することによってここに組み込まれる。
通常、光ディスクドライブは、そのパワーがスイッチオンされると、直ちにスタートアップ手順を実行する。スタートアップ手順は、システムパラメータの初期化、信号バイアスの補正、ディスクタイプの決定、及び光学ピックアップヘッドのレーザビームのディスク上への焦点合わせを含む。スタートアップ手順が完了すると、光ディスクドライブは、スタンバイ状態へと移行し、ホストから出力されるコマンドを待機する。
光ディスクドライブは、ホストから書き込みデータコマンドを受信すると、以下のステップを連続して実行する。
すなわち、光ディスクドライブのDRAM(dynamic random access memory)に書き込まれるべきデータを記憶するために、ホストからのデータにアクセスするステップ。
"最適パワーコントロール(optimum power control;OPC)"と称される光学ピックアップヘッドの最適な書き込みパワーを調整するステップ。光学ピックアップヘッドの最適な書き込みパワーは、ディスクの品質及び製造プロセスと多くの関係がある。このステップにおいて、光学ピックアップヘッドは、ディスクのパワー校正領域(power calibration area;PCA)に書き込むために異なるパワーを有するレーザビームを使用する。光学ピックアップヘッドは、テスト書き込みデータ(trial write data)を読み取る読み取りパワーを有するレーザビームを使用し、そのテスト書き込みデータを読み取った受信信号を計算することによってレーザビームの最適な書き込みパワーを得る。
位置をシークするステップ。シークサーボは、最初の位置をシークするように駆動する。すなわち、シークサーボによって命令された目標トラックに光学ピックアップヘッドを駆動させる。光学ピックアップヘッドが目標トラックに位置したことをシークサーボが一度確認すると、データの書き込みが開始される。
ディスク上にOPCで焦点合わせされたレーザビームをなす以上のステップは、光ディスクドライブの書き込み品質に重要な要素である。光学ピックアップヘッドによって照射されたレーザビームをディスク上に焦点合わせするのに失敗した場合や、OPCのステップにて書き込みの最適なレーザパワーを得ない場合には、ディスクの書き込み品質は、容易に悪化するであろう。
光記憶装置技術の急速な発展にともない、近年では、CD−ROM、CD−R、CD−RW、ハイブリッドCD、シングルレイヤDVD、ダブルレイヤDVD、DVD−R、DVD+R、DVD−RW、DVD+RW、DVD−RAM等のように、多様なディスクが存在する。異なるバラエティのディスクには、異なるデータフォーマットと物理的な特性とがあるため、光ディスクドライブは、光学ピックアップヘッドのレーザビーム波長(CD:780nm;DVD:650nm)を取り替えたり、いくつかの特定の信号を増幅したりする等、様々な方法によってデータを読み取ることが可能でなければならない。その結果、光ディスクドライブの光学的構造は、ますます複雑になりつつある。
通常、DVDディスク(CDディスクを含めて)を読み取ることができる従来の光ディスクドライブの光学ピックアップヘッドは、2つの異なる波長のレーザビームを装備している。DVDディスクに対する読み取り又は書き込みの場合には、波長が650nmであるレーザビームが使用され、CDディスクに対する読み取り又は書き込みの場合には、波長が780nmであるレーザビームが使用される。
基本的に、より波長が短いDVD用のレーザビームは、大きな開口数(numerical aperture;NA)を有する焦点レンズをともなうため、ディスク上により小さなスポットが映し出される。その結果、DVDディスクのトラックピッチは、CDディスクよりも小さくなり、より多くのデータ量を書き込むことが可能となる。DVD光学系(DVDレーザビーム、焦点レンズ、ビームスプリッタ、及び光学グレーティングを含めて)は、より高感度となり、僅かな振動や傾きがDVD光学系に影響し、DVDの読み取り/書き込み品質を悪化させることになる。
また、例えば、光路収差、非点収差、及び球面収差等、DVD光学系の光学対物レンズモジュールによって引き起こされる収差は、焦点精度に大きく影響する。それは、焦点合わせの質がDVD光学系において極めて重要である理由である。
従来の光ディスクドライブは、フォーカスエラー信号やウォブル信号の品質にしたがって、レーザビームがディスク上で焦点合わせされるか否かを決定する。焦点合わせ機構は、以下に詳細に述べられる。
図1は、光ディスクドライブの光学ピックアップヘッドの焦点合わせ機構の図である。レーザダイオード1は、レーザビームを発生させるのに使用される。読み取りパワーを有するレーザビームは、ビームスプリッタ3と対物レンズ5とを通過した後に、焦点位置9に焦点合わせされる。焦点駆動装置11は、焦点位置9の位置を変えるために、対物レンズ5を上方又は下方に移動させるように制御する。焦点位置9がディスク7に到達したときに発生する反射光は、ビームスプリッタ3を通して光検出器13に導光される。フォーカスエラー信号、無線周波数信号(RF信号)、無線周波数レベル信号(RFレベル信号)、又はサブビーム付加信号等のような光信号等、レーザビームの焦点合わせを制御する信号は、光検出器13から得ることができる。
焦点を決定するためにフォーカスエラー信号を使用する従来の方法の図が示された図2を参照する。焦点合わせは、焦点合わせの探索をオープンループ制御し、焦点位置がディスク38に対してより近くになるのを可能とする。すなわち、焦点位置は、矢印56に沿って移動する。図2においてS字曲線のように示される、収集して読み取ったフォーカスエラー信号が形成される。焦点位置が無限距離だけディスク38から離れている場合には、反射光はフェードアウトし、フォーカスエラー信号は弱くなる。焦点位置が徐々にディスク38の様々な層にアプローチすると、例えば第1の記録層42を採り上げると、フォーカスエラー信号は徐々に反射光を検出し、正のピーク領域は最大フォーカスエラーFE_PK1を含むことになる。焦点位置が継続して第1の記録層42に近付くと、フォーカスエラーは低下し始め、焦点位置が記録層42上にあるとき、ゼロクロスポイント52を有するフォーカスエラー信号を発生させる。その後、焦点位置は、なお第1の記録層42の近傍にアプローチし続け、フォーカスエラー信号は、最小フォーカスエラーFE_BT1を通過した後に徐々にゼロに回復して、S字曲線を形成する。
図2に示すように、焦点位置が3つの異なる層、すなわち、プラスチック層40、第1の記録層42、及び第2の記録層44を通過すると、3つのタイプのS字曲線S0,S1,S2がそれぞれ生じる。通常、光ディスクドライブは、レーザビームが焦点合わせされたか否かを決定するために、フォーカスエラー信号と補助のRFレベル信号とを使用する。したがって、光ディスクドライブが、焦点位置がS字曲線のゼロクロスポイント(すなわち、52,54)にあり、RFレベル信号(RFL_PK1及びRFL_PK2)の振幅が閾値よりも大きいことを検出した場合には、当該光ディスクドライブは、レーザビームが記録層上に焦点合わせされたものと決定する。そして、光ディスクドライブは、位置シークとデータ書き込みとからなる以降のステップに進む。
しかしながら、レーザビームが焦点合わせされたか否かを決定するために、各S字曲線のゼロクロスポイントとRFレベル信号とを使用する従来の方法は、DVD光学系に適切ではない。これは、DVD光学系が焦点精度についてCD光学系よりも高い水準を要求するためであり、DVD光学系及びCD光学系が同一の焦点合わせ機構を採用している場合には、通常、DVDディスクの書き込み品質は、不十分なものとなる。したがって、DVDディスクの不十分な書き込み品質を改善するように正確にディスク上に焦点合わせされたレーザビームを作り出すことができる方法が望まれている。
参考文献:台湾特許出願公開第200518081号
本発明の目的は、DVD光学系の不正確な焦点合わせによって生じる不十分な書き込み品質の問題を解決する光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法を提供することである。
本発明は、光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法を提供する。最初に、光学ピックアップヘッドの焦点レンズが、複数の所定位置でのレーザビームの焦点をなすように駆動され、一定パワーのレーザビームが、テスト書き込みデータを書き込むために提供される。テスト書き込みデータは読み取られ、テスト書き込みデータにしたがって、所定位置のうちの1つが書き込み焦点として選択される。
本発明の他の目的、特徴、及び利点は、望ましいものの限定されることはない具体例についての以下の詳細な記述から明らかとなるであろう。以下の記述は、添付した図面を参照してなされる。
本発明は、DVD光学系によって要求される高い水準の焦点精度に対応して、光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法を提供する。
本発明による光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法のフローチャートが示された図3を参照する。
ステップS100:複数の焦点位置(F1,F2〜F5)及びレーザパワーPwが提供される。
ステップS110:レーザパワーPwにしたがって焦点位置F1,F2〜F5にテスト書き込みデータが書き込まれる。
ステップS120:テスト書き込みデータが読み取られる。
ステップS130:最適なテスト書き込みデータを得るように、全てのテスト書き込みデータが計算される。
ステップS140:書き込み焦点として、最適なテスト書き込みデータに対応した焦点位置が使用される。
通常、プロセスは、最適パワーコントロール(optimum power control;OPC)のステップの前に実行される。ディスク上にレーザビームの焦点合わせを行う図が示された図4を参照する。実際のレーザビームは、固定ビーム径を有する。レーザビームがディスク上に焦点合わせされるとき、当該レーザビームが最小のスポットサイズでディスクの記録層に到達すると、最適な状況が生じる。このことは、焦点位置F3が読み取られるべき記録層と同一平面上であることとして図示されている。
最初に、光ディスクドライブは、複数の焦点位置(F1,F2〜F5)を選択して、一定パワーPwのレーザビームを提供する。続いて、シークサーボは、対物レンズ5を上方又は下方に移動させるように焦点駆動装置11を制御し、レーザビームの焦点位置がF1からF5まで連続的に移動するのを可能とする。そして、例えば11T長のマーク等の同じテスト書き込みデータが、各焦点位置におけるパワー校正領域(power calibration area;PCA)に書き込まれる(ステップS110)。
続いて、全てのテスト書き込みデータを再生し(ステップS120)、最適なテスト書き込みデータを得るように、全てのテスト書き込みデータを計算する(ステップS130)。
上記2つのステップにおいては、最適なテスト書き込みデータを得るための計算に関するいくつかの代替方法が利用可能である。例えば、代替方法は、最適なテスト書き込みデータを得るように、全てのテスト書き込みデータのβ値を読み取ることである。β値は、光学ピックアップヘッドがデータを読み取るときに得られた無線周波数信号(RF信号)の非対称性を表す。より非対称性のRF信号、すなわち、ディスク上のランドを読み取るときのRF信号のピーク値と、ピットを読み取るときのRF信号のピーク値との間に、より大きな違いがあるRF信号は、β値がより大きくなる。換言すれば、β値が大きいほど、ピットは、ディスクのより深くにあることになる。
この方法においては、全てのテスト書き込みデータの再生結果のβ値が計算され、最大のβ値が、テスト書き込みデータのうち最適なテスト書き込みデータとして選択される。焦点位置がそれぞれF1,F3,F5であるときに、レーザビームがディスク上に映し出すスポット形状が示された図4を参照する。焦点位置F1,F5のスポット形状は、楕円状である。焦点位置F3のスポット形状と比較して、焦点位置F1,F5のスポット形状は、より細長である。ディスク上のトラックピッチがより小さいDVDディスクに書き込むとき、スポット形状が細長すぎる場合には、例えばランドや隣接するトラックピッチ等、不適当な書き込み領域にデータが容易に書き込まれ、ディスクの書き込み品質が悪化する結果をもたらすことになる。これは、テスト書き込みデータが同じレーザパワーPwのもとで書き込まれ、β値が大きいほどピットがより深くなるためである。そのため、最大のβ値を有するテスト書き込みデータは、最適なテスト書き込みデータとして選択され、最適なテスト書き込みデータに対応する焦点位置は、書き込みの最適な焦点位置であることを意味している。したがって、最適なテスト書き込みデータに対応する焦点位置(すなわち、この場合におけるF3)は、書き込み焦点として選択される(ステップS140)。
また、β値が最適なテスト書き込みデータを選択するための唯一の指標であるわけではなく、RF信号のピットのピーク値もまた、最適なテスト書き込みデータを選択するための指標として用いることができる。さらに、テスト書き込みデータを直接EFM(digital eight to fourteen modulated)復号することによるEFM復号のエラーレートもまた、最適なテスト書き込みデータを選択するための指標として用いることができる。
従来の方法と大きく異なる本発明にしたがって達成された最適な焦点位置であるか否かを決定する方法を以下に開示する。
焦点位置をシークする従来の方法は、ディスク上に読み取りパワーのレーザビームを照射し、光学ピックアップヘッドの検出器によってディスクからのレーザビームの反射光を集光することと、その後、計算によって焦点合わせ動作を制御するための光信号を発生することとを含む。焦点駆動装置は、レーザビームの焦点位置が変化するのを可能とし、そして、例えばフォーカスエラー信号やRFレベル信号等の光信号にしたがって、最適な書き込み焦点が決定される。
しかしながら、本発明は、レーザビームの焦点位置を変化させ、各焦点位置において、
一定の書き込みパワーのレーザビームが、ディスクのパワー校正領域にテスト書き込みデータを書き込むために適用される。次に、テスト書き込みデータのβ値が読み取られ、最大のβ値を有するテスト書き込みデータが、最適なテスト書き込みデータとして選択される。最後に、最適なテスト書き込みデータに対応する焦点位置が、書き込み焦点として選択される。
したがって、本発明は、テスト書き込みデータを書き込むために、一定の書き込みパワーのレーザビームを直接使用し、そのテスト書き込みデータにしたがって最適な焦点位置を得る。本発明は、最適な書き込み焦点をシークすることにおいて高精度を有することにより、最適な書き込み焦点をシークするために読み取りパワーのレーザビームを使用する従来の方法よりも利点がある。最適な焦点位置が見つけられると、その焦点位置は、書き込み焦点として用いられる。一般に、レーザビームの書き込みパワーは、そのレーザビームの読み取りパワーとは大幅に異なる。異なるパワーのもとでのレーザビームの光路は、ある程度異なるものとなるかもしれない。DVD光学系の高感度に起因して、従来の方法が使用されている場合には、満足できるディスクの書き込み品質は得られないであろう。
また、本発明による方法は、従来のOPCステップの前に行われ、OPCステップにおいて行われるようにテスト書き込みデータをパワー校正領域に書き込む。光ディスクドライブは、いかなる特別な要素を追加することなくファームウェアを単独で修正することにより、最適な書き込み焦点を得ることから、製造コストの節約に貢献する。
本発明が、一例を介して、また望ましい具体例として記述されていた一方で、本発明は、これに限定されるものではないことは理解されるべきである。これに対して、様々な変形例並びに同様の配置及び処理を包含するように意図されるべきである。したがって、添付した特許請求の範囲は、そのような変形例並びに同様の配置及び処理を全て包含するように、最も広い解釈として与えられるべきである。
図1は、光ディスクドライブの光学ピックアップヘッドの焦点合わせ機構の図である。 図2は、レーザビームの焦点合わせ状態を決定するためにフォーカスエラー信号を使用する従来の方法の図である。 図3は、本発明による光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法のフローチャートである。 図4は、ディスク上にレーザビームを焦点合わせする図である。

Claims (10)

  1. 光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法であって、
    複数の所定位置でのレーザビームの焦点をなすように光学ピックアップヘッドの焦点レンズを駆動し、上記所定位置に対応した複数のテスト書き込みデータを書き込むように一定パワーで上記レーザビームを使用するステップと、
    上記テスト書き込みデータを読み取るステップと、
    上記テスト書き込みデータの読み取り結果にしたがって、書き込み焦点として上記所定位置のうちの1つを選択するステップとを備えること
    を特徴とする光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  2. 上記テスト書き込みデータの読み取り結果にしたがって、最大のβ値を有する上記テスト書き込みデータに対応した上記所定位置が上記書き込み焦点として選択されること
    を特徴とする請求項1記載の光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  3. 上記テスト書き込みデータの読み取り結果にしたがって、RF信号のピットの最大ピーク値を有する上記テスト書き込みデータに対応した上記所定位置が上記書き込み焦点として選択されること
    を特徴とする請求項1記載の光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  4. 上記テスト書き込みデータの読み取り結果にしたがって、最も低い復号エラーレートを有する上記テスト書き込みデータに対応した上記所定位置が上記書き込み焦点として選択されること
    を特徴とする請求項1記載の光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  5. 一定パワーの上記レーザビームは、書き込みパワーレーザビームであること
    を特徴とする請求項1記載の光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  6. 光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法であって、
    複数の焦点位置及びレーザパワーを提供するステップと、
    各焦点位置にてテスト書き込みデータを書き込むように上記レーザパワーを使用するステップと、
    全ての上記テスト書き込みデータを読み取るステップと、
    最適なテスト書き込みデータを得るように、読み取った上記テスト書き込みデータを計算するステップと、
    最適な焦点位置として、上記最適なテスト書き込みデータに対応した上記焦点位置を使用するステップとを備えること
    を特徴とする光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  7. 最大のβ値を有する上記テスト書き込みデータが上記最適なテスト書き込みデータとして選択されること
    を特徴とする請求項6記載の光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  8. RF信号のピットの最大ピーク値を有する上記テスト書き込みデータが上記最適なテスト書き込みデータとして選択されること
    を特徴とする請求項6記載の光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  9. 最も低い復号エラーレートを有する上記テスト書き込みデータが上記最適なテスト書き込みデータとして選択されること
    を特徴とする請求項6記載の光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
  10. 上記レーザパワーは、書き込みパワーであること
    を特徴とする請求項6記載の光ディスクドライブにおける書き込み焦点調整方法。
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