JP2006331588A - 光ディスク記録方法および光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
光ディスクのＣＡＶ記録において，複数のゾーンを設けた場合に，ゾーン内の記録線速度変化に対して，記録品質を確保できるようにライトストラテジを合わせ，記録パワーを制御する。
【解決手段】
各ゾーンの最高記録線速度でライトストラテジ（パルスタイミングとパワー比）を最適化し、各ゾーンにおけるパワーの設定を記録線速度Vと記録パワーPoとの関係をPo = CV (Cはゾーン終点におけるPoとVとの関係から求まる係数)となるように制御することによって、情報の信頼性を確保するものである。
【選択図】 図６

Description

本発明は、レーザ光を照射して光ディスクに情報を記録する技術に関する。

コンピュータデータやオーディオビジュアルデータ等のデータの記録媒体としてCDやDVD等の光ディスクが用いられている。

ここで、光ディスクへのデータ記録は、レンズにより集束させたレーザ光を、光ディスクの記録面に照射しマークおよびスペースを形成することによって行う。マークの記録には記録するマークの長さに応じたレーザ発光波形が用いられ、このレーザ発光波形はライトストラテジと呼ばれる。ライトストラテジは、レーザの立上り、立下り、記録パルス幅を規定するパルスタイミングと、レーザのパワーを規定する記録パワーとから成る。

ライトストラテジのうち任意の記録線速度におけるパルスタイミングの決定方法として、特許文献１に記載の決定方法がある。これは、２つの記録線速度におけるパルスタイミングから任意の記録線速度でのパルスタイミングを線形補間により求めるものである。また、線形補間を用いない場合のパルスタイミングの決定方法として、各ゾーンの両端の記録線速度において記録品質が確保できるようにパラメータを調整する方法が考えられる。

また、ライトストラテジのうち任意の記録線速度における記録パワーの設定方法として特許文献２に記載の決定方法がある。これは、２つ以上の記録線速度における最適記録パワーを求め、その間の記録速度では直線補間等によって記録パワーを変化させるといった方法である。

特開２００４−８６９９９号公報（特に0090〜0098段落） 特開平５−２２５５７０号公報（特に0023段落）

記録型の光ディスクへ高速記録を実現する記録方式として、図１に示すCAV（Constant Angular Velocity）方式が知られている。内周から外周まで光ディスクを回転速度一定で回転させることで、図１のように、記録線速度はディスクの外周に行くほど大きくなる。

記録線速度が変化するとライトストラテジを補正する必要がある。CAV記録においては、図１のように、記録線速度が連続的に変化するため、ライトストラテジも連続的に変化させることが望ましい。しかし、レーザを駆動するレーザドライバの機能上の制限からパルスタイミングを変更するときは一旦記録を停止する必要があるため、記録線速度の連続的変化に応じてパルスタイミングを連続的に変更させることはできない。このため従来は、光ディスク上に複数の同心円状のゾーンを規定し、各ゾーン内ではマーク長さごと設定された固定のライトストラテジを用いて記録を行ない、ゾーンの切替時にライトストラテジを更新していた。

各ゾーンの幅を小さくすれば、各ゾーンの最内周と最外周での記録線速度の変化を小さくすることができ、各記録線速度に対する最適ライトストラテジの差が小さくなる。このため、再内周での最適ライトストラテジと再外周での最適ライトストラテジの両者に近いライトストラテジを当該ゾーンのライトストラテジとして設定できるので、当該ゾーンの何れの箇所でも好適なライトストラテジに基づいた記録ができる。しかし、各ゾーンの幅を小さくすることはゾーンの数が増えることにつながり、ゾーン切替の回数すなわち「記録の一旦停止」の回数、「ライトストラテジ更新」の回数が増え、結果的に記録完了までの時間の増大につながるという問題がある。

一方、記録時間の短縮のため、単純にゾーンの数を減らすと、各ゾーン内では最内周の記録線速度と最外周での記録線速度の差が大きくなる。すなわち、最内周・最外周の両記録線速度に対する最適なライトストラテジの差が大きくなる。このため、当該ゾーンに対して設定された固定のライトストラテジでは最内周・最外周の両記録線速度での記録品質を保つのが困難という問題がある。

上記の従来技術では、CAV記録におけるライトストラテジの決定に線形補間を用いる場合、ゾーン内の何れの記録線速度を用いて当該ゾーンに対して設定するライトストラテジを決定すればよいかについては明らかにされていない。

また、線形補間を用いないで各ゾーンのライトストラテジを決定する場合にも、ゾーン内で用いられるどの記録線速度でライトストラテジを最適にするか明らかにされていない。

さらに、ゾーンを複数設けた場合には、ゾーンの数だけ最適パワーを求める必要が生じるため、ライトストラテジ開発の作業量が増加し開発時間も長期化する。また、実際にデータを光ディスクに書き込むときにもライトストラテジ調整時間が長くなり、試し書き領域を浪費してしまうなどの問題が生じる。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、ライトストラテジ開発時間の短縮、ライトストラテジ調整時間の短縮、試し書き領域の浪費を防ぐ光ディスク記録方法、光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、各ゾーンの最高記録線速度でライトストラテジ（パルスタイミングとパワー比）を最適化する。

また、各ゾーンにおけるパワーの設定を記録線速度Vと記録パワーPoとの関係をPo = CV (Cはゾーン終点におけるPoとVとの関係から求まる係数)となるように制御することによって、情報の信頼性を確保する。

本発明によれば、光ディスクの再生データの信頼性を高めることができる。

以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。

ここではDVD-Rの記録に用いられるキャッスル型のライトストラテジを例に挙げて説明するが、本発明はCD-R、CD-RW、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAMなどの他の光ディスク、他のライトストラテジにおいても適用が可能である。

まず、光ディスク装置について説明する。図３は本発明の光ディスク装置の構成を示したブロック図である。１はレーザの発光、及び受光を行うピックアップヘッド、２は受光した信号から再生波形やサーボ信号等の再生信号を生成する再生信号処理回路、３は再生信号を処理し、サーボの駆動、及び記録データの復号、変調等を行うコントローラ部である。ピックアップヘッド１にはレーザ駆動回路４が搭載されている。レーザ駆動回路４はコントローラ部３からの変調信号をライトストラテジに変調しレーザ５を駆動することにより、レーザ５からレーザ光が出射される。このレーザ光はコリメートレンズ６により平行光に変換される。プリズム７を通過したレーザ光は対物レンズ８によりディスク１１の記録面に集光され、これによりマークが形成され、データの記録が行われる。再生時には反射光がプリズム７により光検出器９に導かれる。光検出器９で受光した光は電気信号に変換され再生信号処理回路２に送られる。

再生信号処理回路２では、ピックアップヘッド１から送られた信号を基に、波形等化、データスライス、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）が行われ、二値化データとクロックが生成される。また、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号といったサーボ信号も生成される。これらの信号はコントローラ部３に送られる。

再生時には、コントローラ部３では、再生信号処理回路から送られた二値化信号を基に、データが復号される。この際に、再生信号のジッタなどの品質の評価が行われる。再生波形からはレーザパワーが適性であるかの判断を行うために振幅情報が計算される。これらの情報を基に、記録の良否の判断、ライトストラテジの最適化等が行われる。また、記録時には、コントローラ部３では、データの変調が行われ、変調データがレーザ駆動回路４に送られる。

次に、実際の光ディスク装置における処理フローを図４を用いて説明する。ユーザによりディスクが光ディスク装置に挿入されると、ドライブでは、サーボ条件の調整、ディスク判別、ディスク情報の読み取り等の初期調整Ｓ１が行われる。

その後、記録命令がホストコンピュータより送られると、ユーザエリアの記録に先立って、記録条件の最適化が行われる。まず、内周試し書きゾーンで用いられる記録線速度Ｖ1で内周試し書きＳ２が行われる。読み取ったディスク情報からディスクに対応した内周側での記録線速度である最低記録線速度V1でのライトストラテジが選択される。

ここでは図２を用いてキャッスル型のライトストラテジを例にして具体的に説明する。前述したようにライトストラテジは記録パワーとパルスタイミングとから成る。ここでは、キャッスル型の場合における、先頭パルスと後方パルスの記録パワーをPo、中間パルスの記録パワーをPmと呼ぶこととする。PoとPmの比率Po/PmのことをPoPm比と呼ぶこととする。また、各パルスの立上り（図２中のTsfp3、Tsfp5、Tslp5）、立下り（図２中のTelp3、Tefp5、Telp5）のパルスタイミングのセットをTsetとする。なお，図２では3Tマークと5Tマークの例を示しているが（Ｔはチャネルビット），ＤＶＤ規格に存在する3T〜11Tマークおよび14Tマークの各々について，それぞれのパルスタイミング、記録パワーが設定される。

これらのライトストラテジ情報はレーザ駆動回路４に設定される。ピックアップヘッド１は図示しない送りモータによって、内周の試し書き領域に送られる。この内周の試し書き領域において、例えば記録パワーを変化させながら、もしくは、パルスタイミングを変化させながら、試し書きが行われる。

次に、記録された信号の評価Ｓ３が行われる。評価としてはジッタによる評価の他、ベータによる評価を行なってもよい。記録された信号の再生が行われ、記録マークの振幅情報、記録品質等がコントローラ部３において評価される。ここで、これらの振幅情報や記録品質が目標となる条件を満たさない場合には、ライトストラテジの再設定Ｓ４が行われ、再度、記録Ｓ２および評価Ｓ３が行われる。このようにして求められた最内周のゾーンにおけるライトストラテジの記録パワーをPo1、Pm1、パルスタイミングセットをTset1とする。

内周でのライトストラテジ調整が終わると、外周試し書きゾーンで用いられる最高記録線速度V2でのライトストラテジが選択され、レーザ駆動回路４に設定される。ピックアップヘッド１は送りモータにより外周の試し書き領域に送られる。先の内周での動作と同様にして、外周でも試し書きＳ５および記録品質評価Ｓ６が行われライトストラテジが調整される。ここでも、これらの振幅情報や記録品質が目標となる条件を満たさない場合には、ライトストラテジの再設定Ｓ７が行われ、再度、記録Ｓ５および評価Ｓ６が行われる。このようにして求められた最外周のゾーンにおけるライトストラテジの記録パワーをPo2、Pm2、パルスタイミングセットをTset2とする。

次に、光ディスクに規定される複数の同心円状のゾーンのうち第nゾーン（n:初期値１）のライトストラテジ設定Ｓ８が行われる。ここでは線形補間により、中間のゾーンのライトストラテジを生成する例を説明する。線形補間の方法を図５に示す。任意の記録線速度Vでの記録パワーPo、PmおよびパルスタイミングTsetはそれぞれ、式(1)〜(3)のように求められる。

各ゾーンに対して設定するライトストラテジは最高記録線速度を式（1）（2）（3）のＶに代入して決定する。各ゾーンの最高記録線速度でライトストラテジを求める様子を模式図で図６に示す。ここでは例として記録線速度を2X毎に区切るゾーンとして、ディスク内周から6X〜8X、8X〜10X、10X〜12X、12X〜14X、14X〜16Xとゾーンを区切っている。ここで、14X〜16XのゾーンであればVをゾーンの最高線速度である16Xとして計算を行い、PoPm比とTsetを求める。

14X〜16Xのゾーンにおいて、16X（高速）で調整したライトストラテジを用いて、14Xと16Xで記録を行ったときのジッタのパワーマージンを図７に示す。また、14X（低速）で調整したライトストラテジを用いて、14Xと16Xで記録を行ったときのジッタのパワーマージンを図８に示す。

図７に示されるように、ゾーンの最高記録線速度でライトストラテジを合わせた場合には、14Xのボトムジッタが7.9%、16Xのボトムジッタが7.6%と両方の線速度においてほぼ同等の記録品質が確保できている。一方、図８に示されるように、ゾーンの最低記録線速度でライトストラテジを合わせた場合には、14Xではボトムジッタが7.3%、16Xではボトムジッタが8.2%と、低記録線速度側では記録品質が良いが、高記録線速度側で記録品質が劣化することが分かる。

これは、記録線速度が上がるほど、サーボ制御、レーザ制御の条件が厳しくなることにより、抑圧できないジッタ成分が増加するためである。このため、最高記録線速度でライトストラテジを合わせこんでおくことによって、低記録線速度側でシフト成分が発生しても、ジッタ成分が減少するために平均的な性能が得られる。以上のように、式（1）〜（3）に各ゾーンの最高記録線速度を代入することで求めたライトストラテジによって、各ゾーンでの記録品質を確保できる。

次に、求めたライトストラテジをレーザ駆動回路４に設定し、記録Ｓ9を開始する。

このとき、記録パワーをPo，記録線速度をV，Cを定数として，ゾーン内でパワーをPo=CVとなるように制御する。このために、記録を行うゾーンでの最高記録線速度におけるPoとVとによりCを求め、式に従ってパワーの制御を行う。このことは、図９に示すように、記録パルスの実時間T（Vに反比例）と記録パワーPoの積、すなわち投入されるレーザ光の熱量が一定であることを意味する。例えば，図７における16Xでの記録線速度16Xとジッタが最小となる最適記録パワー43.0mWとから，Cを求め，14Xでの記録パワーを計算すると37.6mWとなり14Xでの最適記録パワーと一致することがわかる。

このようにして記録パワーを制御する様子を模式図で図１０に示す。本実施例においては、 まず16Xと6Xとの２つの記録線速度においてライトストラテジを調整し、最適記録パワーを求める（図１０の△）。次に、中間の記録線速度である、8X、10X、12X、14Xの記録パワーPoを線形補間により求める（図１０の○）。次に、各ゾーンの最高記録線速度Vとそこでの記録パワーPoとからPo=CVのCを算出する。以上の処理を行った後に、記録動作に入る。CAV記録ではゾーン内でも、記録線速度Vが変化するため、Po=CVとして記録パワーを制御する（図１０の□と○を結ぶ線）。このことは式からも分かるように、図１０中では、各ゾーンの最高記録線速度における記録パワーとＯを結んだ直線上で制御されることを意味する。

以上のようにして、記録パワーを制御した場合の測定結果を図１１に示す。ほぼ、計算結果と測定結果が一致していることが分かる。

ゾーンが切換わった際には、記録を継続するかどうかの判断Ｓ１０を行い、継続する場合には次のゾーンへの移行Ｓ１１を行い、再度計算を行い設定することを繰り返す。
本実施例で最低記録線速度と最高記録線速度で条件を求めているがこの限りではなく、外挿も可能である。例えば、外周の試し書き領域においてディスクの状態が悪く、16Xで記録が行えないときには、例えば12X等に記録線速度を落として試し書きを行い、6Xと12Xとのライトストラテジから16Xのライトストラテジを生成するといったことも可能である。
また、本実施例では、記録時にパルスタイミングの補正を行っているが、事前に実験的にゾーン毎のパルスタイミングを求めておき、光ディスク装置のファームウェアに登録しておくことも可能である。このように実験的に求める場合においても、ゾーンの高記録線速度でパルスタイミング、PoPm比を合わせこんでおくことによって、記録品質を確保することができる。この結果、再生信号の品質を高めることができ、再生データの信頼性を高めることができる。

また、本実施例はキャッスル型のライトストラテジの場合についての説明であるが、例えば図１２に示すようなマルチパルス型の場合についても、同様に扱うことができる。

ＣＡＶ記録におけるディスク半径と記録線速度との関係 キャッスル型ライトストラテジ システム構成 ドライブ上でのライトストラテジ設定処理フロー ライトストラテジの線形補間方法 各ゾーンでのライトストラテジを設定する記録線速度 ゾーン高線速度でライトストラテジを合わせた場合のパワーとジッタとの関係 ゾーン低線速度でライトストラテジを合わせた場合のパワーとジッタとの関係 記録線速度とライトストラテジとの関係 記録パワーの設定方法 記録パワーの測定値 マルチパルス型ライトストラテジ

符号の説明

１‥ピックアップヘッド
２‥再生信号処理回路
３‥コントローラ部
４‥レーザ駆動回路
５‥レーザ
６‥コリメートレンズ
７‥プリズム
８‥対物レンズ
９‥光検出器
１０‥スピンドルモータ
１１‥光ディスク

Claims (8)

1. 記録マークの長さに応じたパルスタイミングに基づくレーザ光を光ディスクに照射して、情報を記録する光ディスク記録方法であって、
   所定の記録領域内では記録するマークの長さに応じたパルスタイミングが一定であり、
   該パルスタイミングは当該記録領域の最高記録線速度で最適化されていることを特徴とする光ディスク記録方法。
2. 記録マークの長さに応じたパルスタイミングに基づくレーザ光を光ディスクに照射して、情報を記録する光ディスク記録方法であって、
   所定の記録領域では記録するマークの長さに応じたパルスタイミングが一定であり、
   該パルスタイミングは当該記録領域の最外周の記録線速度で最適化されていることを特徴とする光ディスク記録方法。
3. 請求項１または２に記載の光ディスク記録方法において、
   第１の記録領域における第１の記録線速度で設定した記録パワーと記録パルス幅の積と、第２の記録領域における第２の記録線速度で設定した記録パワーと記録パルス幅の積が等しくなるように前記記録パワーおよびパルスタイミングを設定することを特徴とする光ディスク記録方法。
4. 光ディスクを同心円状の複数のゾーンに区分けし、
   各々のゾーン内における記録開始時のパルスタイミングを当該ゾーン内の最高線速度で最適化した結果から求め、
   試し書き結果から求めた記録パワーに基づいて当該ゾーンでの記録を開始することを特徴とする光ディスク記録方法。
5. 光ディスクを同心円状の複数のゾーンに区分けし、
   各々のゾーン内における記録開始時のパルスタイミングを当該ゾーン内の最外周の線速度で最適化した結果から求め、
   試し書き結果から求めた記録パワーに基づいて当該ゾーンでの記録を開始することを特徴とする光ディスク記録方法。
6. 光ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、
   記録するマークの長さに応じた記録パワー情報とパルスタイミング情報とからなるライトストラテジに基づくレーザ光を前記光ディスクの記録面に照射して情報を記録するレーザと、
   前記ライトストラテジに応じて前記レーザを駆動するレーザ駆動手段と、
   前記スピンドルモータ、前記レーザ駆動手段を制御し、さらに、前記光ディスクのある記録領域における記録マークの長さに応じたパルスタイミングを当該記録領域における最高記録線速度で最適化する制御手段と、
   を具備する光ディスク装置。
7. 光ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、
   記録するマークの長さに応じた記録パワー情報とパルスタイミング情報とからなるライトストラテジに基づくレーザ光を前記光ディスクの記録面に照射して情報を記録するレーザと、
   前記ライトストラテジに応じて前記レーザを駆動するレーザ駆動手段と、
   前記スピンドルモータ、前記レーザ駆動手段を制御し、さらに、前記光ディスクのある記録領域における記録マークの長さに応じたパルスタイミングを当該記録領域における最外周の記録線速度で最適化する制御手段と、
   を具備する光ディスク装置。
8. 請求項６または７に記載の光ディスク装置において、
   前記制御手段は、
   第１の記録領域における第１の記録線速度で設定した記録パワーと記録パルス幅の積と、第２の記録領域における第２の記録線速度で設定した記録パワーと記録パルス幅の積が等しくなるように前記記録パワーおよびパルスタイミングを設定することを特徴とする光ディスク装置。
   

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