JP2007521592A - 記録可能な光ストレージシステムで最適なレーザパワーを決定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、最適な書込みパラメータの制御手順（ＯＰＣ）により使用された光メディアの領域を低減する方法、及びかかる方法を実行する装置に関する。本方法は、書込みパラメータの基準セットを使用して書き込まれる基準データパターン、及び書き込みパラメータの測定セットを使用して書き込まれる測定データパターンを利用する。

Description

本発明は、記録可能な光ストレージシステム全般に関し、より詳細には、記録可能な光ストレージシステム及び光ストレージディスクとの使用のための最適なレーザパワーの決定に関する。

公知であるように、たとえばＣＤ及びＤＶＤ記録可能な書換え可能なディスクのような光ストレージメディアは、光学的なスタックから構成されている。スタックは、一般的に、ポリカーボネート基板、感度の高いダイ層、金又は銀合金の反射器、及び保護ラッカーコーティングからなる。データは、レーザビームのような高いパワーの放射線ビームをダイ層に焦点合わせしてその領域の反射率が変更されるように領域を加熱することで、ディスクに書き込まれる。領域は、可変長のマークからなる螺旋トラック（低反射率の領域）及びランド（マーク間の高反射率の領域）を形成する。結果的に得られるマーク及びランドのパターンは、ディスクに記憶されるべきデータを符号化する。マーク領域とランド領域との間のそれぞれの遷移は、データ“１”値の物理的な符号化に対応する。マークとスペースは、結果的に固定されたレングスのセットとなるランレングスリミテッドコードを使用して一般に符号化される。たとえば、３Ｔ〜１４Ｔのレングスは、ＤＶＤ用である（ここで、Ｔはデータクロックの１周期を表す）。

正確なマークのレングスは、データが正確に表現されるべき場合には重要である。たとえば、光リーダが多数の３Ｔマーク又は余りに長いランドを持つディスクを読み取る場合、これらは４Ｔ特性として誤って解釈される。この誤った解釈は、誤ったデータ検索につながり、過剰なケースでは、読み取りの失敗となる場合がある。

この理由のため、光レコーダは、書込みされる特定のディスクにわたり全てのマーク及びランドのレングスの精度を保証するため、ディスクの書込みの品質をモニタ及び保持可能であることが本質的に必要である。

正確な書込みを達成するため、ライトパワーが最適化されるべきである。さらに、ライトパルスの形状を最適化することで、読取りエラーの低減となる。ライトパルス形状を最適化することは、最小化されたレコーディングジッタとなる。ジッタは、ディスクが読み取られるときに生じるマークからスペースへの遷移又はスペースからマークへの遷移における変動の統計的な計測値である。

２つの異なる最適な電力制御の手順（Optimal Power Control）は、レコーダブル（Ｒ）、リライタブル（ＲＷ）光ストレージディスク向けに現在使用されている。Ｒ−ディスクについて、「ベータ」及び「ジッタ」（又は「シグマ」）ＯＰＣ方法が使用され、ＲＷ−ディスクについて、「ガンマ」方法は、ＯＰＣ手順として一般に使用される。

これら現在使用されているＯＰＣ方法は、使用されている情報に基づいており、この情報は、ディスクに前もって記憶されている。たとえば、情報は、ＯＰＣ手順を開始するための指示電力レベルをレコーダに提供するディスクにプリストアされている。しかし、この情報は、常に正しい場合がなく、ＯＰＣ故障となる可能性がある。

現在、ＤＶＤ＋Ｒ（Ｗ）及びビデオレコーダにおいてジッタ測定が使用されている。これは、（ジッタに関して）システムマージンが最も大きいライトパワーを発見するため、いわゆるジッタＯＰＣ又はσ−ＯＰＣで行われる。この従来のσ−ＯＰＣは、増加する書込み電力で多数のトラックの連続的な書込みからなる。これは、一般にＵ形状を有するジッタ−書込み電力プロットとなる。

しかし、観測されるジッタは、適用される書込み電力の結果だけではない。ディスクの異質によるジッタのバリエーションは、測定値にも影響を与える。このことは、図１に例示されている。

かかるディスクについて、ディスク上の位置によるジッタは、特定のレンジで半径方向の位置よりはむしろ接線方向の位置に依存することは実験から知られている。ジッタ測定の変動を除くため、回転方向の変動を除けば十分である。

したがって、従来、ジッタは、ディスクの完全な解像度にわたり平均化される。このことは、たとえば、１０のジッタの測定値が１０の解像度を取ることを意味する。これは、ディスクの利用可能なパワーキャリブレーションエリアの重要な部分である。

したがって、空間効率の高い書き込みパルスキャリブレーション方法が必要とされている。

本発明の第一の態様によれば、光記録媒体に書込みするためのレーザ装置の書込みパラメータの最適なセットを決定する方法が提供される。本方法は、以下のステップを含んでいる。光記録媒体の試験領域を定義するステップ。書き込みパラメータのオペレーティングセットを有するレーザ装置を使用し、予め決定されたデータパターンを試験領域に書込みするステップ。予め決定されたデータパターンのジッタ値を測定するステップ。測定されたジッタ値に依存して光記録媒体にデータを書込みするため、レーザ装置の書込みパラメータからなる最適な動作書込みパラメータのセットを選択するステップ。最適な書込みパラメータのセットは、光記録媒体のジッタ値を最小にする。予め決定されたデータパターンを試験領域に書き込むステップは、レーザ装置の書込みパラメータの基準セットを使用して基準データパターンを試験領域に書き込むステップ、及びレーザ装置の書込みパラメータの測定セットを使用して試験領域に測定データパターンを書き込むステップを含むことを特徴とする。

本発明の別の態様によれば、光記録媒体で定義される試験領域を有する光記録媒体に書込みするためのレーザ装置のための書込みパラメータの最適なセットを決定するための装置が提供される。本装置は、書込みパラメータの動作セットにて光メディアの試験領域に予め決定されたデータパターンを書き込むために作用する光書き込み装置、光メディアに予め決定されたデータパターンのためのジッタ値を測定するために作用する測定装置、測定されたジッタ値に依存して光記録媒体にデータを書き込むためのレーザ装置の書込みパラメータの最適な動作セットを選択するために作用するパワーコントローラを有しており、最適な書込みパラメータのセットは、光記録媒体のジッタ値を最小にし、光書き込み装置は、書込みパラメータの基準セットでの基準のデータパターンを試験領域に書込み、書込みパラメータの測定セットで測定データパターンを試験領域に書込みするために作用することを特徴とする。

本発明のこれらの目的及び他の目的、これらの特徴及び他の特徴、並びにこれらの利点及び他の利点は、添付図面で例示されるように以下の更に特定の記載から明らかとなるであろう。

添付図面の図２は、本発明を実施する装置を概念的に例示している。ディスク１は、公知のディスクドライブ装置により公知のやり方で保持及び回転される。

コントローラ１０は、ディスク１からの読取り及びディスク１への書込みのために使用され、レーザ装置の出力パラメータを制御するために提供される。コントローラ１０により制御することができるパラメータは、書込みパワーレベル、書込みパルスエッジ及びオーバパワーを含んでいる。測定装置１４は、ジッタ値を測定し、パワーコントローラ１０にそれらの測定値に関連するデータを供給するために提供される。図２の装置の動作は、以下に更に詳細に記載される。

最適な書込みパラメータのセット、すなわち最小レベルのジッタにつながるパラメータのセットを決定するため、最小のジッタ値が発見される必要がある。マークエッジにおける雑音の標準偏差としてジッタの定義のため、異なるソースからのジッタ値は、以下のように結合される。

ｊｉｔｔｅｒ_totalは全体のジッタ値であり、ｊｉｔｔｅｒ_source1は第一のソースに属するジッタであって、ｊｉｔｔｅｒ_source2は第二のソースに属している。本発明は、この関係を利用するものであって、基準値及び測定値からのジッタ値を結合するために動作する。

図３は、本発明を実施する第一の方法を例示するフローチャートであって、図４は、図２の方法を使用した、ディスク１に書き込まれる試験データパターンを例示している。

ステップＡでの初期化に続いて、最初の方法は、書込みパラメータの基準セットを使用して、基準データパターン２を書き込む（ステップＢ）。たとえば、基準のパラメータのセットは、レーザ装置の固定された書込み電力、及び固定された書込み前補正を含むことができる。基準データパターン２は、ディスク１のトラックの一部に書き込まれる。次いで、測定データパターン３は、基準データパターンと同じトラック１１で、ディスク１に書き込まれる（ステップＣ）。測定データパターン３は、基準パターンについて使用されるそれより変動する書込みパラメータの測定セットを使用して書き込まれる。たとえば、レーザ源の書込み電力が変動する。

基準データパターン２と測定データパターン３を交互に書き込むことは、ディスク１の回転が完了するまで続く。基準データパターン２及び測定データパターン３のセットがディスクに書き込まれているとき、次いで、本方法は、各種パターン（ステップＥ）のジッタ値を測定し、それらの値を正規化し（以下に記載されるステップＦ）、次いで、正規化されたジッタ値に基づいて書き込みパラメータの最適なセットを選択する。

２つの連続する書込みシーケンスの間に微小な角度差が常に存在するので、式（１）を使用して連続する基準ジッタ値と測定ジッタ値を正規化するのは十分に正確である。
式は以下のようになる。

ｊｉｔｔｅｒ_normは関心のある正規化されたジッタ（式１からのジッタソース）、ｊｉｔｔｅｒ_meansは測定データパターンのジッタであり、ｊｉｔｔｅｒ_refは基準データパターンのジッタ（式１のソース２）である。なお、関心のある測定パターンのジッタは基準パターンのジッタよりも高いか又は低いので、符号は、明示的に再生される。符号は、ｊｉｔｔｅｒ_means及びｊｉｔｔｅｒ_refの相対的なサイズに依存する。

次いで、式（２）により決定される最小の正規化されたジッタ値に基づいて、最適なパワーレベルが選択される。代替的に、ジッタ値は、以下の式を使用して正規化することができる。

この式は、観測されるジッタの小さな実際のレンジに関して十分に正確である。簡略化された正規化の式により、エラー伝播の機会が低減される。

１例では、測定パワーレベルは、測定データパターンの書込みの間に変動する。図３及び図４の実施の形態では、それぞれの測定パターン部分は、特定の測定パワーレベルを有し、これらパワーレベルは、最小レベルから最大レベルにステップ毎に増加する。代替的に、測定パワーレベルは、連続的に変動する。

しかし、図３及び図４の方法では、基準パターンと測定パターンとの間に微小な角度差が常に存在する。接線方向におけるジッタの変動は、半径方向でトラックからトラックへよりも典型的に高い。したがって、本発明を実施する第二の方法では、基準パターンは、ディスクの１トラックの１回転に関してディスクに書き込まれ、測定パターンは、第二の回転のディスクの異なるトラックに書き込まれる。この第二の方法は、図５及び図６に例示されている。この方法は、ジッタの変動が（微小なスケールで）半径方向の位置ではなく接線方向の位置に依存する事実を利用するものである。第二の実施の形態では、基準データパターンは、書込みパラメータの基準セット（たとえば固定されたパワーレベル）を使用して書き込まれ（ステップＢ’）、パラメータの測定セット（たとえば変動するパワーレベル）は、測定データパターンの書込み（ステップＣ’）の間に使用される。測定データパターン３及び基準データパターン２は、次いで図６に示されるように、ディスクの近傍のトラックで書き込まれる。

正規化が有効であるため、測定データパターン及び基準データパターンについて、半径方向に揃えられたジッタ測定値を使用することが好まれる。光ディスクドライブでは、このことは、「ウォブル」として知られる定義されたタイミングパターンを使用して達成される。半径Ｒでは、近傍のシーケンスは、２πＲ／ωウォブルコンテンツの後に発見され、ωはウォブルレングスである。しかし、僅かなミスマッチが問題とはならない。

現在実現されたσ−ＯＰＣに加えて、先に記載されたジッタの評価は、他の書込みパラメータの最適化のために使用することができる（たとえば、同じ発明者による欧州特許出願０２０７７５２７．６−ＰＨＮＬ０２０５７８を参照されたい）。かかるケースでは、ランプされる単なる書込み電力ではなく、（たとえば、書込みパルスエッジ及び過電力のような）他の書込み方式パラメータも同様である。応答は、二次の曲線であり、基準測定を現在することで一次の問題に低減することができる。減算されたジッタは、“ΔＪ”として示すことができる。正規化すると、

このことは、基準シーケンスのジッタ測定を使用する考えを記載された書込み方法最適アルゴリズムに直接適用することができることを意味している。

本発明の方法は、ジッタ値を測定し、次いで著しく低減されたディスクエリアを使用して最適な書込みパラメータのセットを選択する方法及び装置を提供することを理解されたい。また、本発明の原理は、ディスクから離れて他の光メディアに適用することができること、及びレーザ装置が可視スペクトル内外のいずれかで放射線を生成する装置を含むことを理解されたい。

本発明との組み合わせで使用されることとなるディスクタイプの光記録媒体の例は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ−Ｄｕａｌ−Ｌａｙｅｒ、ＤＶＤ−ＲＷ―Ｄｕａｌ−Ｌａｙｅｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ＋Ｄｕａｌ−Ｌａｙｅｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ＋Ｄｕａｌ＋Ｌａｙｅｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃのディスクを含んでいる。

ジッタ測定を例示する図である。 本発明の１態様を実施する装置を例示するブロック図である。 本発明の第一の実施の形態を例示する図である。 本発明の第一の実施の形態を例示する図である。 本発明の第二の実施の形態を例示する図である。 本発明の第二の実施の形態を例示する図である。

Claims (20)

1. 光記憶媒体に書き込みをするためにレーザ装置の書込みパラメータの最適なセットを決定する方法であって、
   光記憶媒体の試験領域を定義するステップと、
   書込みパラメータの動作セットを有するレーザ装置を使用し、予め決定されたデータパターンを試験領域に書き込むステップと、
   予め決定されたデータパターンのジッタ値を測定するステップと、
   測定されたジッタ値に依存して、光記憶媒体にデータを書き込むためにレーザ装置の書込みパラメータの最適な動作セットを選択するステップとを含み、
   前記書込みパラメータの最適なセットは、光記憶媒体のジッタ値を最小にし、
   前記予め決定されたデータパターンを試験領域に書き込むステップは、
   前記レーザ装置の書込みパラメータの基準セットを使用して基準データパターンを試験領域に書き込みするステップと、
   前記レーザ装置の書込みパラメータの測定セットを使用して測定データパターンを試験領域に書き込むステップとを含む、
   ことを特徴とする方法。
2. 書込みパラメータのそれぞれのセットは、前記レーザ装置のパワーレベルを含む、
   請求項１記載の方法。
3. 前記レーザ装置のパワーレベルは、前記測定データパターンの書き込みにわたり変動する、
   請求項２記載の方法。
4. 前記レーザ装置のパワーレベルは、前記測定データパターンの書き込みにわたり最小レベルから最大レベルに上昇する、
   請求項３記載の方法。
5. 前記レーザ装置のパワーレベルは、前記測定データパターンの書き込みにわたり離散的なステップで上昇する、
   請求項４記載の方法。
6. 前記基準データパターンの書き込みにわたる前記レーザ装置のパワーレベルは固定されている、
   請求項２乃至５のいずれか記載の方法。
7. 測定されたジッタ値は、測定データパターン及び基準データパターンのジッタ値の平均に関連する、
   請求項１又は２記載の方法。
8. 前記光媒体はディスクであって、前記基準データパターン及び前記測定データパターンは、前記ディスクの１トラックに交互するパターンを形成する、
   請求項１又は２記載の方法。
9. 前記光媒体はディスクであって、前記基準データパターン及び前記測定データパターンは、前記ディスクの連続するトラックに書き込まれる、
   請求項１又は２記載の方法。
10. 前記光媒体はディスクであって、前記基準データパターン及び前記測定データパターンは、前記ディスクの隣接するトラックに書き込まれる、
    請求項１又は２記載の方法。
11. 光記録媒体で画定される試験領域を有する光記憶媒体への書き込みのためにレーザ装置の最適なパワーレベルを決定する装置であって、
    書込みパラメータの動作セットを使用して光媒体の試験領域に予め決定されたデータパターンを書き込むために作用する光書込み装置と、
    光メディアに予め決定されたデータパターンのジッタ値を測定するために作用する測定装置と、
    測定されたジッタ値に依存して光記憶媒体にデータを書き込むために前記レーザ装置の書込みパラメータの最適な動作セットを選択するために作用するパワーコントローラと、
    前記書込みパラメータの最適なセットは、光記憶媒体のジッタ値を最小にし、
    前記光書込み装置は、
    書込みパラメータの基準セットを使用して基準データパターンを試験領域に書き込み、書込みパラメータの測定セットを使用して測定データパターンを試験領域に書き込むために作用する、
    ことを特徴とする装置。
12. 書込みパラメータのそれぞれのセットは、前記レーザ装置のパワーレベルを含む、
    請求項１１記載の装置。
13. 前記光書込み装置は、前記測定データパターンの書き込みの間に前記レーザ装置のパワーレベルを変えるために作用する、
    請求項１２記載の装置。
14. 前記レーザ装置のパワーレベルは、前記測定データパターンの書き込みにわたり最小レベルから最大レベルに上昇する、
    請求項１３記載の装置。
15. 前記レーザ装置のパワーレベルは、離散的なステップで上昇する、
    請求項１４記載の装置。
16. 前記基準データパターンの書き込みにわたる前記レーザ装置のパワーレベルは固定される、
    請求項１２乃至１５のいずれか記載の装置。
17. 測定されたジッタ値は、前記測定データパターン及び前記基準データパターンのジッタ値の平均に関する、
    請求項１１又は１２記載の装置。
18. 前記光媒体はディスクであって、前記基準データパターン及び前記測定データパターンは、前記ディスクの１トラックに交互するパターンを形成する、
    請求項１１又は１２記載の装置。
19. 前記光媒体はディスクであって、前記基準データパターン及び前記測定データパターンは、前記ディスクの連続するトラックに書き込まれる、
    請求項１１又は１２記載の装置。
20. 前記光媒体はディスクであって、前記基準データパターン及び前記測定データパターンは、前記ディスクの隣接するトラックに書き込まれる、
    請求項１１又は１２記載の装置。
    
    
    
    
    
    
    

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