JP2007294047A - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個々の光ディスクの特性の経時変化や動作環境の変化などに対応して常に最適なライトストラテジを個々の光ディスクに設定する。
【解決手段】前回記録時からディスクに何らかの経時変化が起こっている場合（ステップＳ２１でYES）、 前回のライトストラテジで記録を行うと記録ジッタが悪化する可能性があるので、以下に説明するライトストラテジの補正が必要となり、ステップＳ２にリターンする。経時変化が起こっているか否かの判断は、例えば試し書き時に記録されているユニークパターンを再生し、再生波形のジッタが所定値以上か否かを判断して所定値以上であれば経時変化が起こっていると判断する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ピークパワー、イレースパワー及びボトムパワーなどのパラメータで定義されるマルチパルスの記録パルスを制御して光ディスクに対して情報記録を行う光ディスク記録再生装置に関する。

近年、情報通信技術の発達により、例えばインターネットなどにより、多くの情報がさかんにやり取りされている。こうした状況の中、情報の追記及び書き換えが可能で小型、大容量の追記及び書き換え型光ディスクＢＤ−ＲＥ（ブルーレイ（登録商標）ディスクリライタブル）が注目されている。光ディスク記録装置で情報の記録を行う追記及び書き換え型光ディスクについては、それぞれの物性などの違いや光記録装置との相性により、最適なライトストラテジが存在する。そこで、下記の特許文献１では光ディスクの個体差に注目した記録の品質向上のためのライトパワーの制御方法についての提案がされている。なお、市場において流通し、よく使われる一般的な光ディスクについては、それぞれの光ディスクについて、既知のライトストラテジを用いて、記録動作が行われるが、未知のディスクに記録を行う場合には、標準的なライトストラテジを用いて、記録動作を行っていたが、未知の光ディスクと標準的なライトストラテジとの相性が悪い場合には、再生不能状態に陥るなどの問題が発生する可能性がある。
特開２００３−２８１７２５号公報（要約書）

しかしながら、従来技術では、目標値となるパワーの値などのライトストラテジを設定して光ディスクに記録した後は、個々の光ディスクの特性の経時変化や動作環境の変化などに対応できないという問題があった。なお、こうした問題に対応するため、光記憶装置の機差や光ディスクの個体差あるいは動作環境などを考慮すれば、初期に設定したライトストラテジをそれぞれの条件に対応して補正することが望ましい。また、ライトストラテジの初期設定においても、記録パラメータが多いため、試行錯誤的あるいは経験値的な調整方法では、調整に多大な時間を要するという問題がある。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、個々の光ディスクの特性の経時変化や動作環境の変化などに対応して常に最適なライトストラテジを個々の光ディスクに設定することができる光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、最適なライトストラテジを短い処理時間で決定することができる光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、光ディスクにマルチパルスでマーク及びスペースを記録するとともに、前記マーク及びスペースを記録する最適な前記マルチパルスの波形を示すストラテジを前記光ディスクに記録し、前記記録されたマーク及びスペースと前記ストラテジを再生する光ディスク記録再生装置において、
前記光ディスクに記録されているマーク及びスペースを再生し、再生波形に基づいて前記光ディスクに記録されている前記ストラテジの良否を判断する判断手段と、
前記判断手段により前記ストラテジが否と判断された場合に、前記マルチパルスの波形を変化させてそれぞれのマーク及びスペースを記録し、このマーク及びスペースを再生して再生波形のジッタが所定値以下となるマルチパルスを決定して前記マルチパルスを示す補正ストラテジを前記光ディスクに記録するストラテジ補正手段とを、
備えたことを特徴とする。

本発明によれば、個々の光ディスクの特性の経時変化や動作環境の変化などに対応して常に最適なライトストラテジを個々の光ディスクに設定することができる。また、最適なライトストラテジを短い処理時間で決定することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る光ディスク記録再生装置の一実施の形態を示すブロック図、図２は図１の光ディスク記録再生装置の記録パルスを示す説明図、図３〜図５は図１の光ディスク記録再生装置の処理を説明するためのフローチャート、図６は図２に示すイレースパワーとジッタの関係を示す説明図、図７は図２に示すピークパワーとジッタの関係を示す説明図、図８は図２に示す後続パルス幅とジッタの関係を示す説明図、図９は図２に示すトップパルス幅とジッタの関係を示す説明図、図１０は図２に示すクーリングパルス幅とジッタの関係を示す説明図である。

図１に示す光ディスク記録再生装置において、情報を繰り返し記録再生可能な相変化型のディスク状記録媒体（以下、光ディスクとも言う）８をスピンドルモータ９により回転駆動して、ディスク状記録媒体８の記録トラックを光ピックアップ（光ＰＵ）１０から出射するレーザ光で走査することにより、所定のデータフォーマットのデジタルデータ（ここでは、マーク長／スペース長＝２Ｔ、３Ｔ〜８Ｔ）を光学的に記録及び再生する。ここで、図２はいわゆるマルチパルスと呼ばれる一般的な記録パルスであって、３Ｔ、５Ｔの場合の記録パルスを示す。この記録パルスは先頭（トップ）パルスと、マーク長／スペース長に応じた１以上（図２では３Ｔの場合には１個、５Ｔの場合には３個）の後続パルスと、最後のクーリングパルスより成るマルチパルスで構成され、このマルチパルスは、ライト中のリードレベルとなるボトムパワーPbと、消去レベルとなるイレースパワーPeと、記録マーク生成レベルとなるピークパワーPoと、後続パルスの幅（マルチパルスの幅）Ｔmpと、トップパルスの幅Ｔtopとクーリングパルスの幅Ｔclなどのパラメータで定義される。

光ピックアップ１０においては、レーザ光源である半導体レーザ１１からのレーザ光がコリメートレンズ１２で平行光ビームとされ、ビームスプリッタ１３を通過し、対物レンズ１４によりディスク状記録媒体８上の信号記録面に集光されるように照射される。ディスク状記録媒体８の信号記録面に投射されて反射されたレーザ光の反射光ビーム（戻りレーザ光）は、対物レンズ１４により集光され、次いでビームスプリッタ１３で反射され、シリンドリカル（集光）レンズ１５により受光素子であるフォトディテクタ１６に導かれるようになっている。

フォトディテクタ１６は、例えば受光部が４分割された構造を有し、これらの各受光部からの光検出信号がプリアンプ２０を介してマトリクス回路２１に供給されることにより、これらの信号の和や差がとられて、いわゆるＲＦ信号（アナログ状態の信号）や、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などとして取り出される。ここでは、フォトディテクタ１６とプリアンプ２０を分けて説明したが、プリアンプ機能内蔵のフォトディテクタであってもよい。フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は、位相補償回路（図示せず）を介し、更にサーボ駆動回路（図示せず）を介して、対物レンズ１４の２軸駆動装置の各駆動コイル（図示せず）にそれぞれ送られることにより、フォーカスサーボ、及びトラッキングサーボが行われる。また、ＲＦ信号は、各受光部からの出力信号の和信号であり、ＥＱ（イコライザ）２２に供給される。マトリクス回路２１から出力されたＲＦ信号はＥＱ２２で整形され、次の２値化回路２３は、このＥＱ２２により整形されたＲＦ信号を所定の閾値と比較し、その閾値を境に２値化する。それにより整形されたＲＦ信号はデジタル信号へ変換される。ＰＬＬ（フェーズロックループ）２４は、デジタル信号と基準となるクロック信号とを同期させるものである。

起動時、若しくは記録動作の直前において、ディスク状記録媒体８にあらかじめ記憶されている記録管理情報（記録条件に関するものでありディスクインフォメーション（ＤＩ）を含む）が再生され、上記経路を経て得られたデジタル信号の内、記録パワー情報は記録パワー情報復調部２５で復調され、記録パルス情報は記録パルス情報復調部２８で復調される。それぞれ復調された記録パワー情報は記録パワー決定部２６へ、記録パルス情報は記録パルス決定部３３へと送られる。

次に、上記の記録管理情報に記載の記録パワー情報、記録パルス情報について説明する。ディスク状記録媒体８にあらかじめ記憶されている記録管理情報の記録パワー情報、記録パルス情報以外にＯＰＣのための情報も含んだ形で説明を行う。記録管理情報には、次に示すパラメータが記録されている。

記録パワー情報として、
「最適記録ピークパワーＰwoを得るための指標となる記録ピークパワーＰind」、
「乗数ρ（Ｐwo＝ρ×Ｐind）」、
「記録ピークパワーＰindで記載された記録パワーで記録したときの変調度ｍind」、
「最適記録バイアスパワーＰbwoを得るためのバイアスパワー／記録ピークパワー比率
εbw（Ｐbwo＝Ｐwo×εbw）」、
「最適記録クーリングパワーＰcoを得るためのクーリングパワー／記録ピークパワー比率εc（Ｐco＝Ｐwo×εc）」、
「最適消去パワーＰe1を得るための消去パワー１／記録ピークパワー比率εe1（Ｐe1＝Ｐwo×εe1）」、
「最適消去パワーＰe2を得るための消去パワー２／記録ピークパワー比率εe2（Ｐe2＝Ｐwo×εe2）」、
「ＯＰＣが実行される変調度カーブ上のポイントを示す記録ピークパワーＰwと記録閾
値ピークパワーＰthrの目標比率κ（κ＝Ｐw／Ｐthr）」である。

また、記録パルス情報としては、次に示すパラメータが記録されている。
「先頭パルス幅Ｔtop」、
「先頭パルス前端位置情報ｄTtop」、
「後続パルス幅Ｔmp」、
「消去パルス前端位置情報ｄTe」（場合によっては各マーク長にスペース長に応じて設定されている）。これらの組み合わせによって、マーク長（及びスペース長）に対するレーザ発光波形を実現する。

次に、図１に戻り、記録パワー決定部２６は、記録パワー情報復調部２５で復調された記録パワー情報、若しくはＣＰＵ２９を介して得られるメモリ３０に記憶された記録パワー情報を選択して記録パワーの設定値を決定するもので、この出力信号は、レーザ駆動回路２７へと送られ、半導体レーザ点灯時の目標値となる。

メモリ３０には、試し書き用のテストデータも記憶されており、ＣＰＵ２９を介してデータ変換部３１へと送られる。データ変換部３１は、記録対象データ（試し書き用テストデータを含む）をディスク状記録媒体８に記録可能な所定のフォーマットに変換する。ここで、ＢＤ−ＲＥのディスク状記録媒体８では、記録対象データは１−７ｐｐ変調され、「１」に続き「０」を１〜７個必ず含む。記録対象データでの「０」から「１」への反転が記録データのパルス端に対応するように、記録対象データが変換される。それにより、記録データのパルス幅は２〜８ビットの記録対象データに相当する。データ１ビット当たりのパルス幅をＰＬＬ２４のクロック周期１Ｔと等しく設定するとき、記録データにおける各パルス幅は２Ｔ〜８Ｔである。ＢＤ−ＲＥで実際に記録されるデータには、記録対象データの他にパルス幅９Ｔを含む同期信号についても変換される。

試し書きデータ生成部３２では、データ変換部３１からの試し書き用テストデータに対して所望のデータ長ごとにユニークパターン（記録パルス条件Ｍの区切りを示すもの）を追加し、試し書きデータを生成する。この出力信号は記録パルス決定部３３とユニークパターン検出部３４へと送られる。

記録パルス決定部３３では、通常の記録時の場合、記録パルス情報復調部２８からの記録パルス情報とデータ変換部３１からの記録データを基に光変調用のパルス出力をレーザ駆動回路２７へと送る。試し書き時では、記録パルス情報復調部２８からの記録パルス情報を基に試し書き用の記録パルス情報として試し書きデータをテンポラリーレジスタ３３ａにセットする。光記録再生装置のメモリ３０に代替の記録パルス情報がある場合はそちらを使用してもよい。試し書きデータ生成部３２で生成された試し書きデータをユニークパターン検出部３４へ送り、ユニークパターン検出信号を記録パルス決定部３３へと送る。ここで図示していないがＣＰＵ２９を介して試し書きデータ生成部３２で生成された試し書きデータを記録パルス決定部３３へと送ってもよい。

記録パルス決定部３３では、ユニークパターン検出信号を検出する前に今回の記録パルス条件Ｍ（Ｍ≧１）をテンポラリーレジスタ３３ａにセットし、ユニークパターン検出信号を検出するとテンポラリーレジスタ３３ａのデータをレジスタ３３ｂへリライトする。次に、次の記録パルス条件Ｍ＋１をテンポラリーレジスタ３３ａにセットし、ユニークパターン検出信号を検出するとテンポラリーレジスタ３３ａのデータをレジスタ３３ｂへリライトして、この動作を最後の記録パルス条件Ｎまで繰り返すことができる。そして、試し書きデータ生成部３２で生成された試し書きデータを基に試し書き時の光変調用のパルス出力としてレーザ駆動回路（図示せず）へと送る。

記録パルス決定部３３の出力信号はレーザ駆動回路（図示せず）へと送られ、記録パワー決定部２６からの記録パワー情報と記録パルス決定部３３からの記録時のパルス変調信号によって半導体レーザ１１をパルス駆動し、ディスク状記録媒体８に対して記録を行えるようにしている。ジッタ計測部３５は、ディスク状記録媒体８に記録された信号を上述のように再生して、ＰＬＬ２４からの記録信号のジッタを計測して試し書きに使用し、計測結果はＣＰＵ２９へと送られ、試し書きで得られた記録信号の最適値選択を行うことに使われる。本実施の形態は、試し書き時にテンポラリーレジスタ３３ａとユニークパターンを利用し、試し書き時の記録パルス設定を効率的に切り替えることによって、良好に情報の書き込みを行って再生信号品質を向上させることが可能な記録パルスを得るためのものである。

以下、図３〜図５のフローチャートと図６〜図１０に沿って詳細な説明を行う。まず、ライトストラテジの補正が必要か否かの判断を行う（ステップＳ０）。図３に示すステップＳ０では、図４に詳しく示すように前回記録時からディスクに何らかの経時変化が起こっている場合（ステップＳ２１でYES）、前回のライトストラテジで記録を行うと記録ジッタが悪化する可能性があるので、以下に説明するライトストラテジの補正が必要となり、図３に示すステップＳ２にリターンする。経時変化が起こっているか否かの判断は、例えば試し書き時に記録されているユニークパターンを再生し、再生波形のジッタが所定値以上か否かを判断して所定値以上であれば経時変化が起こっていると判断する。ディスクの経時変化が無ければ（ステップＳ２１でNO）、ライトストラテジの補正の必要はなく、この処理を終了する。

ライトストラテジの補正では、初めに記録パルス決定部３３での設定により、ライトストラテジの初期設定を行う（ステップＳ１）。ステップＳ１では図５に詳しく示すように、ストラテジが未知なディスクを記録する場合は標準的なストラテジを用い（ステップＳ３１→Ｓ３３）、既知のディスクの場合はＤＩ（ディスクインフォメーション）値を用いる（ステップＳ３１→Ｓ３２）。設定値は図２に示すマルチパルスのイレースパワーＰｅ、ピークパワーＰｏ、ボトムパワーＰｂ、後続パルスの幅Ｔmp、トップパルスの幅Ｔtop 、クーリングパルスの幅Ｔclなどである。

次に各種パワーの調整を行う。パワーの調整の際にはパルス幅は常に一定の値で行う。なお、パワーの補正値としてはそれぞれ初期設定値から１０％前後が目安となる。（但し、ボトムパワーについては必要な補正はほとんど０に近い。初めに記録パルス決定部３３での設定により、イレースパワーＰｅの補正を行う（ステップＳ２）。イレースパワーＰｅの補正では、ピークパワーＰｏとボトムパワーＰｂを一定とし、イレースパワーＰｅを記録可能範囲で上下させる。イレースパワーＰｅを変化させるたびに各マーク／スペースの記録を行い、この記録した各マーク／スペースを再生してジッタが最小となるイレースパワーＰｅの値を求める。図６はイレースパワーＰｅを振った場合のジッタの変化の様子を示し（ＢＤ−ＲＥ２層ディスクで実験した結果）、最小ジッタとなるパワーＰｅの値は１つの値に収束することが確認できる。

次に記録パルス決定部３３での設定により、ピークパワーＰｏの補正を行う（ステップＳ３）。ピークパワーＰｏの補正では、イレースパワーＰｅを上記で求めた値に固定し、ボトムパワーＰｂも一定に固定してピークパワーＰｏを上下させ、同様にジッタが最小となるボトムパワーＰｂの値を求める。図７はピークパワーＰｏを振った場合のジッタの変化の様子を示し（ＢＤ−ＲＥ２層ディスクで実験した結果）、イレースパワーＰｅの場合と同様に最小ジッタとなるピークパワーＰｏの値は１つの値に収束することが確認できる。次に記録パルス決定部３３での設定により、ボトムパワーＰｂの補正を行う（ステップＳ４）。ボトムパワーＰｂの補正では、イレースパワーＰｅとピークパワーＰｏを上記で求めた値に固定してボトムパワーＰｂを上下させ、同様に記録ジッタが最小となるパワーＰｂの値を求める。以上でパワーＰｅ、Ｐｏ、Ｐｂの調整は完了である。

次に各種パルス幅などの調整を行う。パルス幅の調整の際にはパワーＰｅ、Ｐｏ、Ｐｂは常に一定の値で行い、パワーＰｅ、Ｐｏ、Ｐｂを上記で求めた値に固定する。なお、パルス幅の補正値としてはそれぞれ初期設定値から１０％前後が目安となる。初めに記録パルス決定部３３での設定により、後続パルスの幅Ｔmpの補正を行う（ステップＳ５）。後続パルス幅Ｔmpの補正では、トップパルスの幅Ｔtopとクーリングパル スの幅Ｔclを一定にして後続パルス幅Ｔmpを変化させる。後続パルス幅Ｔmpを変化させるたびに各マーク／スペースの記録を行い、この記録した各マーク／スペースを再生してジッタが最小となる後続パルス幅Ｔmpの値を求める。図８は後続パルス幅Ｔmpを振った場合のジッタの変化の様子を示し（ＢＤ−ＲＥ２層ディスクで実験した結果）、最小ジッタとなる後続パルス幅Ｔmpの値は１つの値に収束することが確認できる。

次に記録パルス決定部３３での設定により、トップパルスの位置の補正を行う（ステップＳ６）。この補正では、後続パルス幅Ｔmpを上記で求めた値に固定し、トップパルスの幅Ｔtopとクーリングパルスの幅Ｔclも一定に固定してトップパルスの位置を変化させる
。パルス位置を変化させるたびに同様に記録を行い、ジッタが最小となる位置を求める
。次に記録パルス決定部３３での設定により、トップパルスの幅Ｔtopの 補正を行う（ステップＳ７）。この補正では、トップパルスの位置を上記で求めた位置に固定し、後続パルス幅Ｔmpとクーリングパルスの幅Ｔclを一定に固定して、トップパルスの幅Ｔtopを変
化させて同様にジッタが最小となるパルス幅Ｔtopを求める。図９はトップパルスの幅Ｔtopを振った場合のジッタの変化の様子を示し（ＢＤ−ＲＥ２層ディスクで実験した結果
）、最小ジッタとなるトップパルス幅Ｔtopの値は１つの値に収束することが確認できる。

最後に記録パルス決定部３３での設定により、クーリングパルスの幅Ｔclの補正を行う（ステップＳ８）。この補正では、トップパルスの位置とトップパルスの幅Ｔtopと後続
パルス幅Ｔmpを上記で求めた値に固定して、クーリングパルスの幅Ｔclを変化させて同
様にジッタが最小となるクーリングパルス幅Ｔclを求める。図９はクーリングパルスの幅Ｔclを振った場合のジッタの変化の様子を示し（ＢＤ−ＲＥ２層ディスクで実験した結果）、最小ジッタとなるクーリングパルス幅Ｔclの値は１つの値に収束することが確認できる。

以上の工程（ステップＳ２〜Ｓ８）を必要な回数（例えばＮ回未満）繰り返すことで、ジッタが徐々に改善される。ライトストラテジの補正を行っても前回補正時よりジッタの改善が見られなくなれば、処理を終了してそのときのライトストラテジが最適ライトストラテジとなる（ステップＳ９→Ｓ１０）。以上により、様々な光ディスク、様々な条件において、それぞれに最適なライトストラテジを得ることができ、記録ジッタ値も最も優れた値に改善することができる。なお、本発明は光ディスクとして２層構造のものを例に説明したが、これに限らず、単層構造、あるいは３層以上の多層構造のものにも適用できることはいうまでもない。

本発明に係る光ディスク記録再生装置の一実施の形態を示すブロック図である。 図１の光ディスク記録再生装置の記録パルスを示す説明図である。 図１の光ディスク記録再生装置の処理を説明するためのフローチャートである。 図３におけるステップＳ０の処理を詳しく説明するためのフローチャートである。 図３におけるステップＳ１の処理を詳しく説明するためのフローチャートである。 図２に示すイレースパワーとジッタの関係を示す説明図である。 図２に示すピークパワーとジッタの関係を示す説明図である。 図２に示す後続パルス幅とジッタの関係を示す説明図である。 図２に示すトップパルス幅とジッタの関係を示す説明図である。 図２に示すクーリングパルス幅とジッタの関係を示す説明図である。

符号の説明

８ ディスク状記録媒体（光ディスク）
９ スピンドルモータ
１０ 光ピックアップ（光ＰＵ）
１１ 半導体レーザ
１２ コリメートレンズ
１３ ビームスプリッタ
１４ 対物レンズ
１５ シリンドリカル（集光）レンズ
１６ フォトディテクタ
２０ プリアンプ
２１ マトリクス回路
２２ ＥＱ（イコライザ）
２３ ２値化回路
２４ ＰＬＬ（フェーズロックループ）
２５ 記録パワー情報復調部
２６ 記録パワー決定部
２７ レーザ駆動回路
２８ 記録パルス情報復調部
２９ ＣＰＵ
３０ メモリ
３１ データ変換部
３２ 試し書きデータ生成部
３３ 記録パルス決定部
３３ａ テンポラリーレジスタ
３３ｂ レジスタ
３４ ユニークパターン検出部
３５ ジッタ計測部
Ｐｅ イレースパワー
Ｐｏ ピークパワー
Ｐｂ ボトムパワー
Ｔmp 後続パルス幅（マルチパルス幅）
Ｔtop トップパルス幅（先頭パルス幅）
Ｔcl クーリングパルス幅

Claims (2)

1. 光ディスクにマルチパルスでマーク及びスペースを記録するとともに、前記マーク及びスペースを記録する最適な前記マルチパルスの波形を示すストラテジを前記光ディスクに記録し、前記記録されたマーク及びスペースと前記ストラテジを再生する光ディスク記録再生装置において、
   前記光ディスクに記録されているマーク及びスペースを再生し、再生波形に基づいて前記光ディスクに記録されている前記ストラテジの良否を判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記ストラテジが否と判断された場合に、前記マルチパルスの波形を変化させてそれぞれのマーク及びスペースを記録し、このマーク及びスペースを再生して再生波形のジッタが所定値以下となるマルチパルスを決定して前記マルチパルスを示す補正ストラテジを前記光ディスクに記録するストラテジ補正手段とを、
   備えたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
2. 前記ストラテジ補正手段は、前記マルチパルスの波形を変化させてそれぞれのマーク及びスペースを記録してこのマーク及びスペースを再生する際の前記再生波形のジッタが減少した場合には前記マルチパルスの波形を変化させて処理を継続し、前記再生波形のジッタが増加した場合に処理を終了して変化させる前のマルチパルスの波形を示す前記ストラテジを前記補正ストラテジとして前記光ディスクに記録することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
   

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