JP2008077797A - 光ディスク記録・描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ記録層と描画層が積層形成された光ディスクを用いて、データ記録信号で変調したレーザ光でデータ記録層にデータ記録を行いながら、描画信号で変調したレーザ光で描画層に描画を行う場合に、光ピックアップや光ディスクが温度上昇するのを抑制する。
【解決手段】描画により形成されるピクセルのディスク周方向の長さとデータ記録により形成されるピットのディスク周方向の長さの関係を、１ピクセルのディスク周方向の長さに複数個のピットが入るように設定する。描画用ビームが１つのピクセルを描画中に、データ記録用ビームがピットを形成するために記録パワーとなる区間で、該描画用ビームのパワーを描画層の可視光特性を変化させないパワーに一時的に低下させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、１台の光ピックアップの１つの対物レンズから２本のビームを、それらの合焦位置を光軸方向に相互にずらして出射し、厚み方向の互いに異なる位置にデータ記録層と描画層を積層形成した光ディスクに対し、一方のビームでデータ記録層にデータ記録を行いながら、他方のビームで描画層に描画（可視画像の形成）を行う（以下これを「記録同時描画」という）方法に関し、光ピックアップや光ディスクの温度上昇を抑制したものである。

記録可能型ＣＤ、記録可能型ＤＶＤ等の光ディスクの盤面に感熱層、感光層等による描画層を形成し、該光ディスクのデータ記録層にデータ記録を行う光ディスク記録装置を光ディスク描画装置として兼用して、光ピックアップから画像データに応じて変調したレーザ光を前記描画層に照射して、該描画層に描画を行う技術が下記特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の技術は１台の光ピックアップから２本のレーザ光を同軸状に出射し、そのうちの１本のレーザ光をデータ記録層に照射しフォーカス制御およびトラッキング制御してデータ記録を行い、該データ記録と並行して他の１本のレーザ光で描画層の所定位置に描画を行う（すなわち、記録同時描画を行う）ものである。
特開２００５−３４６８８６号公報（図２）

記録同時描画は、一方のビームでデータ記録層にデータ記録を行いながら他方のビームで描画層に描画を行うので、データ記録と描画を別々に行う場合に比べて、光ピックアップのレーザダイオードやレーザドライバ並びに光ディスクの温度が上昇し、部品の耐久性が低下したり、データ記録の品位が低下するおそれがあった。

この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、記録同時描画時のレーザダイオード、レーザドライバ、光ディスク等の温度上昇を抑制した光ディスク記録・描画方法を提供しようとするものである。

この発明は、１台の光ピックアップの１つの対物レンズからデータ記録用ビームと描画用ビームを合焦位置を光軸方向に相互にずらして出射し、厚み方向の互いに異なる位置にデータ記録層と描画層を積層形成した光ディスクに対し、前記データ記録用ビームで前記データ記録層にデータ記録を行いながら、前記描画用ビームで前記描画層の可視光特性を変化させて該描画層に描画を行う方法において、前記描画により形成されるピクセルのディスク周方向の長さと前記データ記録により形成されるピットのディスク周方向の長さの関係を、１ピクセルのディスク周方向の長さに複数個のピットが入るように設定し、前記描画用ビームが１つのピクセルを描画中に、前記データ記録用ビームが前記ピットを形成するために記録パワーとなる区間で、該描画用ビームのパワーを前記描画層の可視光特性を変化させないパワーに一時的に低下させるものである。

この発明によれば、描画用ビームが１つのピクセルを描画中に、データ記録用ビームがピットを形成するために記録パワーとなる区間で、該描画用ビームのパワーを描画層の可視光特性を変化させないパワーに一時的に低下させるようにしたので、データ記録用ビームと描画用ビームが同時に高いパワーとなるのが阻止される。したがって、レーザダイオード、レーザドライバ、光ディスク等の温度上昇が抑制され、部品の耐久性の低下やデータ記録の品位低下を抑制することができる。また、この発明では、描画により形成されるピクセルのディスク周方向の長さとデータ記録により形成されるピットのディスク周方向の長さの関係を、１ピクセルのディスク周方向の長さに複数個のピットが入るように設定したので、描画用ビームのパワーが低下するのは１ピクセルを描画する区間の一部であり、１つのピクセルを描画する区間全体にわたり低下することはない。したがって、描画用ビームのパワーを一時的に低下させても、一部のピクセルが欠落して描画されるのは防止される。

この発明の上記光ディスク記録・描画方法は、データ記録用の記録データを該データ記録の記録フォーマットにエンコードするとともに、該記録フォーマットの所定単位区間内の所定の空き領域に該所定単位区間の長さ内に描画する数量の複数ピクセル分の画像データを組み込んでデータ記録信号を作成し、該データ記録信号の前記所定単位区間から前記複数ピクセル分の画像データを抽出し、該所定単位区間の長さに相当するディスク周方向長さ内に該画像データによる複数ピクセルを均等のディスク周方向長さに分配して順次描画する描画信号を作成し、該描画信号がピクセルを描画するために前記描画層の可視光特性を変化させることを指示している区間で、前記データ記録信号に応じて、該データ記録信号がピット形成を指示する区間で該描画信号を該描画層の可視光特性を変化させない指示に一時的に変化させ、前記データ記録信号で前記データ記録用ビームを変調してデータ記録を行い、前記データ記録信号で変調された描画信号で前記描画用ビームを変調して描画を行うようにすることができる。これによれば、データ記録用記録フォーマットの空き領域に画像データを組み込んでデータ記録信号を作成するようにしたので、記録データと画像データでエンコード処理を共通化することができ、回路規模の小型化等に寄与することができる。

《光ディスクの実施の形態》
この発明の実施の形態を以下説明する。はじめにこの発明の描画方法に使用する光ディスクの実施の形態を図２に示す。この光ディスク１０は描画可能追記型ＤＶＤ（ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ等）として構成したものである。すなわち光ディスク１０は、表面にウォブルグルーブ１４が形成されている０．６ｍｍ厚のポリカーボネート基板１２の該ウォブルグルーブ１４が形成されている表面にデータ記録層１６、合焦制御用半透明反射層１８、透明中間層２０、描画層２２を順次積層し、これと、グルーブが形成されていない０．６ｍｍ厚のポリカーボネート基板２６とを、透明接着層２８で相互に接合して、全体を１．２ｍｍ厚の一体構造に形成したものである。描画層２２はレーザ光の照射により可視光特性が変化するもので、感熱材料、感光材料等で構成されている。

光ディスク１０の記録同時描画時には光ピックアップの対物レンズ２４からデータ記録信号で変調されたＤＶＤ用レーザ光３０と描画信号で変調されたＣＤ用レーザ光３２が同軸状かつ同時に出射される。両レーザ光３０，３２は光ディスク１０の一面１０ａ（「データ面」という）側から入射されて、ＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録層１６に対するフォーカス制御（非点収差法等）およびトラッキング制御（プッシュプル法等）を行いながら、ＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録層１６に対するデータ記録を行ない、ＣＤ用レーザ光３２で描画層２２に対する描画を行う。光ディスク１０内で両レーザ光３０，３２の合焦位置相互の位置関係は固定である（つまり両合焦位置は一体に動く）。対物レンズ２４の下面にはホログラム２４ａが形成され、光ディスク１０内で両レーザ光３０，３２の合焦位置間距離がデータ記録層１６と描画層２２間の距離に等しくなるように、該焦点位置間距離が予め設定されている。したがって、ＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録層１６に対する（厳密に言えば半透明反射層１８に対する）フォーカス制御を行ってＤＶＤ用レーザ光３０をデータ記録層１６に合焦させると、必然的にＣＤ用レーザ光３２も描画層２２に合焦された状態となる。また、ＤＶＤ用レーザ光３０でウォブルグルーブ１４に対してトラッキング制御をすると、必然的にＣＤ用レーザ光３２もウォブルグルーブ１４によるトラックピッチでディスク半径方向に順次移送される。これにより記録同時描画が実現される。記録同時描画により描画層２２に形成された可視画像はデータ面１０ａの反対側の面１０ｂ（「レーベル面」という）側から目視することができる。また、データ記録層１６に記録されたデータは再生パワーのＤＶＤ用レーザ光３０で再生することができる。

《光ディスク記録装置の実施の形態》
図３はこの発明の描画方法を実施する記録同時描画機能付き光ディスク記録装置の実施の形態を示す。この光ディスク記録装置は、描画機能付き光ディスクドライブ（ここではＤＶＤドライブ）３４とホスト機器（ホストコンピュータ）３６を相互に通信可能な状態に接続して構成されている。この光ディスク記録装置は、光ディスクの種類に応じて次の各モードで動作することができる。
（ａ）図２の光ディスク１０（描画可能追記型ＤＶＤ）：
・記録同時描画：ＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録層１６にデータ記録を行いながらＣＤ用レーザ光３２で描画層２２に描画する。
・ＤＶＤ単独データ記録：ＣＤ用レーザ光３２を消灯し、ＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録層１６にデータ記録する。
・単独描画：再生パワーのＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録層１６にフォーカス制御およびトラッキング制御しながらＣＤ用レーザ光３２で描画層２２に描画する。
・ＤＶＤ再生：ＣＤ用レーザ光３２を消灯し、再生パワーのＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録層１６をデータ再生する。
（ｂ）既存の記録可能型または再生専用ＤＶＤ：
・ＤＶＤデータ記録：ＣＤ用レーザ光３２を消灯し、ＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録
・ＤＶＤ再生：ＣＤ用レーザ光３２を消灯し、再生パワーのＤＶＤ用レーザ光３０でデータ再生する。
（ｃ）既存の記録可能型または再生専用ＣＤ：
・ＣＤデータ記録：ＤＶＤ用レーザ光３０を消灯し、ＣＤ用レーザ光３２でデータ記録
・ＣＤ再生：ＤＶＤ用レーザ光３０を消灯し、再生パワーのＣＤ用レーザ光３２でデータ再生する。
なお、以下では図２の光ディスク１０（描画可能追記型ＤＶＤ）を使用して記録同時描画で動作させる場合を中心に説明する。

光ディスク１０はスピンドルモータ３８で回転駆動され、光ピックアップ４０の対物レンズ２４から出射されるＤＶＤ用レーザ光３０でＤＶＤデータ記録およびＤＶＤデータ再生が行われ、ＣＤ用レーザ光３２で描画が行われる。スピンドルサーボ４２はデータ記録時（記録同時描画時、ＤＶＤ単独データ記録時）およびデータ再生時にシステム制御部（ＣＰＵ）４４からの指令によりスピンドルモータ３８をＣＬＶ制御する。このＣＬＶ制御はデータ記録時はＤＶＤ用レーザ光３０の戻り光から検出されるウォブル信号が所定周波数で検出されるようにＰＬＬ制御で行われる。また、データ再生時はＤＶＤ用レーザ光３０の戻り光から検出されるウォブル信号またはＤＶＤ用レーザ光３０の戻り光から生成されるクロック信号が所定周波数で検出されるようにＰＬＬ制御で行われる。

フォーカスサーボ４６は記録同時描画時に、光ディスク１０の半透明反射層１８（図２）で反射されたＤＶＤ用レーザ光３０の戻り光から検出されるフォーカスエラーに基づき、光ピックアップ４０内のフォーカスアクチュエータを駆動して対物レンズ２４をその光軸方向に変位させて、ＤＶＤ用レーザ光３０を光ディスク１０の半透明反射層１８（図２）にフォーカス制御する。トラッキングサーボ４８は記録同時描画時に、光ディスク１０の半透明反射層１８で反射されたＤＶＤ用レーザ光３０の戻り光から検出されるトラッキングエラーに基づき、光ピックアップ４０内のトラッキングアクチュエータを駆動して対物レンズ２４をディスク半径方向に変位させて、ＤＶＤ用レーザ光３０を光ディスク１０のウォブルグルーブ１４（図２）にトラッキング制御する。ステッピングモータ５０はモータドライバ５２で駆動されて送りねじ５４を回転駆動し、光ピックアップ４０をディスク半径方向に移送する。この移送制御は、トラッキングエラーの残留誤差が０になるようにシステム制御部４４を介してモータドライバ５２をサーボループで駆動することにより行われる。なお、光ディスク１０のデータ記録および描画はこの実施の形態ではディスク内周側から外周側に向けて行われるが、これとは逆に、ディスク外周側から内周側に向けて行うこともできる。

レーザドライバ５６は光ピックアップ４０内のＤＶＤ用レーザダイオード３１およびＣＤ用レーザダイオード３３（図４、図１３）をそれぞれ駆動してＤＶＤ用レーザ光３０およびＣＤ用レーザ光３２を出射させる。レーザドライバ５６は記録同時描画時に、ＤＶＤ用レーザ光３０をデータ記録信号で記録パワーとボトムパワーに変調し、ＣＤ用レーザ光３２を描画信号で描画パワーとボトムパワーに変調する。このときのＤＶＤ用レーザ光３０の記録パワー、ボトムパワーおよびＣＤ用レーザ光３２の描画パワー、ボトムパワーは例えば次のようにそれぞれ設定される。
（ａ）ＤＶＤ用レーザ光３０：
・記録パワー：データ記録層１６にピットを形成するパワーで、例えば３０ｍＷ
・ボトムパワー：データ記録層１６にピットを形成しない（ランドを形成する）パワーで、例えばＤＶＤ再生パワーよりも低くＤＶＤ用レーザダイオード３１をしきい値電流（バイアス電流）で駆動したときの０ｍＷに近いパワー
（ｂ）ＣＤ用レーザ光３２：
・描画パワー：描画層２２の可視光特性を変化させるパワーで、例えば４０ｍＷ
・ボトムパワー：描画層２２の可視光特性を変化させないパワーで、例えばＣＤ再生パワーよりも低くＣＤ用レーザダイオード３３をしきい値電流（バイアス電流）で駆動したときの０ｍＷに近いパワー

ＡＬＰＣ回路５８はＤＶＤ用レーザ光３０のレーザパワー（データ記録時は記録パワーおよびボトムパワー、データ再生時は再生パワー）をシステム制御部４４で指令された値にそれぞれ制御する。また、ＡＬＰＣ回路５８はＣＤ用レーザ光３２のレーザパワー（描画時は描画パワーおよびボトムパワー、データ記録時は記録パワーおよびボトムパワー、データ再生時は再生パワー）をシステム制御部４４で指令された値にそれぞれ制御する。

ホスト機器３６からは記録同時描画時に記録データと画像データが時分割等で並行して送信される。画像データは描画する画像のピクセル（画素）ごとの階調（この実施の形態ではモノクロ２階調）を表すデータ（ピクセルデータ）の集合である。この実施の形態では１ピクセルの光ディスク１０上での描画寸法を、ディスク半径方向についてはウォブルグルーブ１４によるトラックピッチ、ディスク周方向についてはディスク半径位置にかかわらず一定長（後述する例ではＤＶＤデータ記録の１／４８物理セクタ長）としている。ホスト機器３６から送信された記録データと画像データは光ディスクドライブ３４のインタフェース６０で受信され、バッファメモリ６２に一旦蓄えられた後、記録同時描画速度に対応した速度でバッファメモリ６２から順次読み出される。

エンコーダ６４は記録同時描画時に、バッファメモリ６２から読み出された記録データと画像データをＤＶＤフォーマットのデータ記録信号に変調する。この実施の形態では画像データは後述するようにＤＶＤフォーマットの空き領域に組み込まれる。データ変調部６６はストラテジ回路によりデータ記録信号の時間軸補正を行う。また、データ変調部６６はデータ記録信号に含まれている画像データを復調して描画信号を生成する。さらに、データ変調部６６は、該生成された描画信号が描画パワーを指示するレベルのときであっても、データ記録信号が記録パワーを指示するレベルのときは、描画信号をボトムパワーを指示するレベルに一時的に戻す変調処理を行う。これにより、記録同時描画時にＤＶＤ用レーザ光３０とＣＤ用レーザ光３２が同時に高いパワー（記録パワーおよび描画パワー）になるのが阻止される。

データ変調部６６で時間軸補正されたデータ記録信号はＡＬＰＣ回路５８およびレーザドライバ５６を介して光ピックアップ４０内のＤＶＤ用レーザダイオード３１を駆動し、光ディスク１０のデータ記録層１６にデータ記録を行う。また、データ変調部６６で生成されデータ記録信号（時間軸補正されたもの）で変調された描画信号はＡＬＰＣ回路５８およびレーザドライバ５６を介して光ピックアップ４０内のＣＤ用レーザダイオード３３を駆動し、光ディスク１０の描画層２２にモノクロ２階調による描画を行う。このようにして、記録同時描画が実現される。このとき、描画信号はデータ記録信号（時間軸補正されたもの）で変調されているため、ＤＶＤ用レーザ光３０とＣＤ用レーザ光３２が同時に高いパワー（記録パワーおよび描画パワー）になるのが阻止される。

《光ディスク記録装置の詳細構成１》
図３の光ディスク記録装置の詳細構成を図４に示す。はじめにエンコーダ６４について説明する。エンコーダ６４はＤＶＤの記録を行うとき（記録同時描画時、ＤＶＤ単独データ記録時）は記録データをＤＶＤフォーマットにエンコードする。記録同時描画時はＤＶＤフォーマットの空き領域に画像データを組み込む処理を併せて行う。なお、エンコーダ６４はＣＤエンコーダを兼ねており、ＣＤの記録を行うときは記録データをＣＤフォーマットにエンコードする。

エンコーダ６４による記録同時描画時のエンコード処理について説明する。図５はＤＶＤフォーマットによるデータフレームの構造を示す。同図に示すように、ＤＶＤフォーマットでは１７２バイトを１２行集めて１つのデータフレームが作られる。「ＩＤ」は、識別データであり、記録するデータの領域名や物理セクタ番号などを表すコードからなる。「ＩＥＤ」は「ＩＤ」の誤り検出用パリティ、「ＲＳＶ」はシステム予約データ、「ＥＤＣ」はデータフレーム全体の誤り検出用パリティである。ＲＳＶ領域は通常使われないので、この実施の形態ではこのＲＳＶ領域に画像データを入れる。ＲＳＶ領域は６バイトあるので、６×８＝４８ビットの情報を入れることができる。この実施の形態では画像をモノクロ２階調で描画するので、１ピクセル分の画像データは１ビットで表される。したがって、１データフレーム中に４８ピクセル分の画像データを入れる。

エンコーダ６４は前記データフレーム内のメインデータの２０４８バイトのみにスクランブルを掛ける。次にこのスクランブルを掛けたデータフレームを１６個まとめ、さらにＰＩ（Parity of Inner-code）、ＰＯ（Parity of outer-code）を追加して１つのＥＣＣブロックを形成する。ＥＣＣブロックの構成を図６に示す。画像データが存在するＲＳＶ領域は図６に網掛けで示した部分にあり、１ＥＣＣブロック中に６×１６＝９６バイト存在する。エンコーダ６４はさらにこのＥＣＣブロックにインターリーブを掛ける。その結果、図７に示すように１６個の記録フレームができる。個々の記録フレームには図７に網掛けで示した部分にＲＳＶ領域が含まれている。エンコーダ６４は各記録フレームに対し８−１６変調を施し、さらに同期コード（ＳＹ０〜ＳＹ７）を付加し、図８に示す物理セクタを形成する。物理セクタは１３×２×（３２＋１４５６）＝３８６８８ビットで構成される。

光ディスク１０の描画層２２に描画する１枚の画像を構成するピクセルの配列例を図９に模式的に示す。符号１０ｃは光ディスク１０の中心穴を示す。１枚の画像を構成する各ピクセル０，１，２，３，・・・は、データ記録層１６のデータ領域の開始位置（半径２４ｍｍの位置）から、ディスク周方向は１／４８物理セクタのサイズ（＝８０６Ｔ≒１０７．４７μｍ）、ディスク半径方向はウォブルグルーブ１４によるトラックピッチサイズ（０．７４μｍ）で螺旋状に順次配列される。そこで、ホスト機器３６はこのピクセル配列による各ピクセル０，１，２，３，・・・の画像データ（モノクロ２階調データ）を記録同時描画動作の開始に先立ち予め（あるいは記録同時描画動作と並行して）作成し、記録同時描画動作の進行に従って、記録データとともに順次光ディスクドライブ３４に転送する。そして、光ディスクドライブ３４のエンコーダ６４は記録同時描画動作で各ピクセル０，１，２，３，・・・が図９に示す所期の位置に描画されるように、各ピクセル０，１，２，３，・・・の画像データをＤＶＤフォーマットの該当する物理セクタのＲＳＶ領域に組み込む。この実施の形態では、１物理セクタ（図８参照）中に該１物理セクタで描画する４８ピクセル分の画像データを組み込むようにしている。

図４に戻り、エンコーダ６４からは記録同時描画時に、画像データを組み込んだＤＶＤフォーマットデータを最終的にＮＲＺＩ（Non-Return to Zero Inverted）変調して作成したデータ記録信号NRZI（図１（ａ）参照）と、クロック信号NRZICLK（図１（ｂ）参照）が出力される。クロック信号NRZICLKはＤＶＤ用レーザ光３０の戻り光から検出されるウォブル信号に基づき作成された１Ｔの周期を有するクロック信号である。エンコーダ６４はクロック信号NRZICLKに基づきエンコード処理を行う。なお、図３のスピンドルサーボ４２による記録同時描画時のスピンドル制御（ＣＬＶ制御）は、ＤＶＤ用レーザ光３０の戻り光から検出されるウォブル信号が所定の水晶発振クロックに同期するようにＰＬＬ制御で行われる。したがって、記録同時描画時にエンコーダ６４によるエンコード動作とスピンドルモータ３８の回転は同期している。

図４のデータ変調部６６について説明する。なお、図４のデータ変調部６６内に（ａ）〜（ｅ）で示した各部の記録同時描画時の動作波形を図１に（ａ）〜（ｅ）でそれぞれ示す。ストラテジ回路６８はジッタ低減等の目的でデータ記録信号NRZI（図１（ａ））の時間軸補正を行い、時間軸補正されたデータ記録信号NRZI'（図１（ｄ））を作成する。なお、図１の（ａ）と（ｄ）は図示の便宜上同じ波形となっているが、実際には（ｄ）は（ａ）に対して時間軸補正されている。この時間軸補正されたデータ記録信号NRZI'でＤＶＤ用レーザ光３０が変調されてデータ記録が行われる。すなわち、データ記録信号NRZI'の“Ｈ”レベルはＤＶＤ用レーザ光３０を記録パワーで駆動する指令となり、“Ｌ”レベルはＤＶＤ用レーザ光３０をボトムパワーで駆動する指令となる。データ変換器７０はデータ記録信号NRZIのＲＳＶ領域に含まれている４８ピクセル分の画像データを復調し、１ピクセル長（＝１／４８物理セクタ長）に相当する時間ごとに、描画するピクセルの階調に応じて“Ｈ”レベル（描画層２２の可視光特性を変化させるレーザパワーを指示）または“Ｌ”レベル（描画層２２の可視光特性を変化させないレーザパワーを指示）に変化する描画信号DOTX（図１（ｃ））を生成する。

データ変換器７０によるデータ記録信号NRZIからの画像データの検出手法について説明する。データ記録信号NRZIに含まれる同期コードＳＹ０（物理セクタの先頭の同期コード。図８参照）の波形パターンは図１０（ａ）〜（ｄ）のいずれかとなる。これらのパターンが現れるのは同期コードＳＹ０のときだけである。この３２ビットの同期コードＳＹ０を検出した直後から、同図に示すように基本周期Ｔごとにｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・とナンバリングしていく。すると、９６ビットのＲＳＶ領域（１物理セクタ長に描画する４８ピクセル分の画像データが含まれている）はｔ９６〜ｔ１９２に存在することになる。そこで、データ変換器７０はこのｔ９６〜ｔ１９２を検出しデコードして、１物理セクタ長に描画する４８ピクセル分の描画信号DOTXを作成する。

データ記録信号NRZIと描画信号DOTXの時間関係を図１１に示す。データ記録信号NRZIのＲＳＶ領域でこの１物理セクタに描画する４８ピクセル分の画像データが検出されると、データ変換器７０は該データ変換器７０で要する所定の処理時間ΔＴｄの遅延後、４８ピクセル分の描画信号DOTXを、１／４８物理セクタの時間（８０６Ｔ）ずつ順次出力する。この実施の形態では、各ピクセルをモノクロ２階調で描画するので、１ピクセル分の描画信号DOTXは、割り当てられた１／４８物理セクタの時間（８０６Ｔ）分“Ｈ”レベル（描画層２２の可視光特性を変化させるレーザパワーを指示）または“Ｌ”レベル（描画層２２の可視光特性を変化させないレーザパワーを指示）を持続する。

図４のデータ変調部６６において、アンド回路７２には、時間軸補正されたデータ記録信号NRZI'の反転信号と描画信号DOTXが入力される。これにより、アンド回路７２からは、描画信号DOTXの“Ｈ”レベル（描画層２２の可視光特性を変化させるレーザパワーを指示）の区間について、時間軸補正されたデータ記録信号NRZI'が“Ｈ”レベル（ピットを形成するレーザパワーを指示）のときに、描画信号DOTXを“Ｌ”レベル（描画層２２の可視光特性を変化させないレーザパワーを指示）に一時的に下げた描画信号DOTX'（図１（ｅ））が出力される。この描画信号DOTX'でＣＤ用レーザ光３２が変調されて描画が行われる。すなわち、描画信号DOTX'の“Ｈ”レベルはＣＤ用レーザ光３２を描画パワーで駆動する指令となり、描画信号DOTX'の“Ｌ”レベルはＣＤ用レーザ光３２をボトムパワーで駆動する指令となる。

なお、描画信号DOTXの単位長さ（１ピクセルのディスク周方向長さ）は１／４８物理セクタ（８０６Ｔ）であるのに対し、データ記録信号NRZIのピット長およびランド長は３Ｔ〜１４Ｔであるので、描画信号DOTXの単位長さあたりにデータ記録信号NRZIは複数パルス入る。時間軸補正したデータ記録信号NRZI'も同様に描画信号DOTXの単位長さあたりに複数パルス入る。したがって、描画信号DOTXが“Ｈ”レベルの区間で、データ記録信号NRZI'が“Ｈ”レベルのときに描画信号DOTXを“Ｌ”レベルに一時的に下げて描画信号DOTX'としても、１つのピクセルを描画する区間全体にわたり描画信号DOTX'が“Ｌ”レベルに下がることはない（つまり、描画信号DOTX'は“Ｈ”レベルの描画信号DOTXをデータ記録信号NRZI'でパルス分割した信号となる）。したがって、データ記録信号NRZI'で変調した描画信号DOTX'で描画しても一部のピクセルが欠落して描画されることはない。また、１ピクセルのディスク周方向長さは極めて短いので、このようにデータ記録信号NRZI'で変調（パルス分割）した描画信号DOTX'で各ピクセルを描画しても、個々のピクセルは人の目には依然として１つの点としか認識されない。しかも、データ記録信号NRZI'の平均デューティは約５０％であり、描画信号DOTXが“Ｈ”レベルの区間で、データ記録信号NRZI'の反転パターンとなる描画信号DOTX'の平均デューティも約５０％であるので、各ピクセルを同じ濃さに描画できる。

スイッチ７４，７６は記録モードに応じてシステム制御部４４からの選択信号ＳＥＬで切り換えられる。すなわち、ＣＤ単独データ記録時は接点“１”に接続され、ＤＶＤ単独データ記録時は接点“２”に接続され、記録同時描画時は接点“３”に接続される。スイッチ７４は、接点“１”に接続されているときは“Ｈ”レベル信号を持続的に出力し、接点“２”に接続されているときは“Ｌ”レベル信号を持続的に出力し、接点“３”に接続されているときはデータ記録信号NRZI'で変調された描画信号DOTX'を出力する。スイッチ７６は、接点“１”、“２”に接続されているときは“Ｈ”レベル信号を持続的に出力し、接点“３”に接続されているときは描画信号DOTXを出力する。

図４のＡＬＰＣ回路５８について説明する。なお、このＡＬＰＣ回路５８でのレーザパワーのサンプリング動作を図１２に示す。図１２において［Ａ］は記録同時描画時に描画信号DOTXが“Ｈ”レベルのときのサンプリング動作を示し、［Ｂ］は記録同時描画時に描画信号DOTXが“Ｌ”レベルのときのサンプリング動作を示す。サンプリングパルスALPCSP1，ALPCSP2はエンコーダ６４から出力される。サンプリングパルスALPCSP1はデータ記録信号NRZIの立ち上がりから所定時間Δｔ１（Δｔ１はレーザパワーが安定する時間）後に出力され、サンプリングパルスALPCSP2はデータ記録信号NRZIの立ち下がりから所定時間Δｔ２（Δｔ２はレーザパワーが安定する時間。Δｔ１＝Δｔ２に設定することも可）後に出力される。

図４のＡＬＰＣ回路５８において、サンプルホールド回路７８は記録同時描画時に、光ピックアップ４０内のフロントモニタ８０（両レーザ光３０，３２で共用される）で検出されるＤＶＤ用レーザ光３０の記録パワーをサンプリングパルスALPCSP1でサンプリングする。アンド回路８２には記録同時描画時に、描画信号DOTXとサンプリングパルスALPCSP2が入力される。これによりアンド回路８２は、描画信号DOTXが“Ｈ”レベルのときのサンプリングパルスALPCSP2を通過させた信号ALPCSP2'を生成する。サンプルホールド回路８４は記録同時描画時に、フロントモニタ８０で検出されるＣＤ用レーザ光３２の描画パワーをサンプリングパルスALPCSP2'でサンプリングする。描画信号DOTXが“Ｌ”レベルのときはＣＤ用レーザ光３２はほぼ０ｍＷのボトムパワー（ほとんど点灯しない）とするので、サンプリングすることはできない。したがって、アンド回路８２でサンプリングパルスALPCSP2をマスキングしてサンプリングは行わない。

記録同時描画時にＤＡＣ（Ｄ／Ａ変換器）８６からはＤＶＤ用レーザ光３０の記録パワー（例えば３０ｍＷ）の目標値が出力される。引算器８８は記録パワー目標値とサンプルホールド値の偏差信号を出力する。この偏差信号はＬＰＦ（ローパスフィルタ）９０で平滑される。ＬＰＦ９０の出力信号はスイッチ９２，９４，９６を介して加算点９８でＤＡＣ１００から出力されるボトムパワー指令値（例えばＤＶＤ用レーザダイオード３１をしきい値電流で駆動したときのほぼ０ｍＷのパワー指令値）と加算され、レーザドライバ５６ａで増幅されてＤＶＤ用レーザダイオード３１を駆動する。これにより、ＤＶＤ用レーザ光３０の記録パワーは、ＤＡＣ８６で設定された記録パワー目標値に一致するようにサーボループで制御され、この記録パワーでデータ記録層１６にピットが形成される。

記録同時描画時にＤＡＣ１０２からはＣＤ用レーザ光３２の描画パワー（例えば４０ｍＷ）の目標値が出力される。引算器１０４は描画パワー目標値とサンプルホールド値の偏差信号を出力する。この偏差信号はＬＰＦ１０６で平滑される。ＬＰＦ１０６の出力信号はスイッチ９２，９４，９６を介して加算点１０８でＤＡＣ１１１から出力されるボトムパワー指令値（例えばＣＤ用レーザダイオード３３をしきい値電流で駆動したときのほぼ０ｍＷのパワー指令値）と加算され、レーザドライバ５６ｂで増幅されてＣＤ用レーザダイオード３３を駆動する。これにより、ＣＤ用レーザ光３２の描画パワーは、ＤＡＣ１０２で設定された描画パワー目標値に一致するようにサーボループで制御され、この描画パワーで描画層２２の可視光特性が変化して描画が行なわれる。

記録同時描画時のスイッチ９２，９４，９６の動作を説明する。スイッチ９２はデータ記録信号NRZI'によって切り換えられる。すなわち、データ記録信号NRZI'が“Ｈ”レベル（ピット形成指示）のときはＬＰＦ９０から出力されるＤＶＤ用レーザ光３０の記録パワー駆動信号を選択出力する。また、データ記録信号NRZI'が“Ｌ”レベル（ランド形成指示）のときはＬＰＦ１０６から出力されるＣＤ用レーザ光３２の描画パワー駆動信号を選択出力する。スイッチ９４はオア回路１１３から出力される描画信号DOTX'およびデータ記録信号NRZI'によって切り換えられる。すなわち、描画信号DOTX'、データ記録信号NRZI'のいずれかが“Ｈ”レベル（ピット形成指示または描画指示）のときはスイッチ９２の出力信号を選択出力する。また、描画信号DOTX'、データ記録信号NRZI'の両方が“Ｌ”レベル（ランド形成指示かつ非描画指示）のときは“Ｌ”レベル信号を選択出力する。スイッチ９６は描画信号DOTX'によって切り換えられる。すなわち、描画信号DOTX'が“Ｈ”レベル（描画指示）のときはスイッチ９４の出力信号をＣＤ用レーザ光３２の駆動信号として供給する。また、描画信号DOTX'が“Ｌ”レベル（非描画指示）のときはスイッチ９４の出力信号をＤＶＤ用レーザ光３０の駆動信号として供給する。

スイッチ９２，９４，９６の上記切り換え動作により、記録同時描画時に両レーザ光３０，３２は次のように制御される。
（ａ）描画信号DOTXが“Ｌ”レベル（非描画指示）のとき：
・ＤＶＤ用レーザ光３０は、データ記録信号NRZI'が“Ｈ”レベルのときは記録パワーで駆動され、“Ｌ”レベルのときはボトムパワーで駆動される。
・ＣＤ用レーザ光３２はボトムパワーで駆動される。
（ｂ）描画信号DOTXが“Ｈ”レベル（描画）のとき：
・ＤＶＤ用レーザ光３０は、データ記録信号NRZI'が“Ｈ”レベルのときは記録パワーで駆動され、“Ｌ”レベルのときはボトムパワーで駆動される。
・ＣＤ用レーザ光３２は、データ記録信号NRZI'が“Ｌ”レベルのときは描画パワーで駆動され、“Ｈ”レベルのときはボトムパワーで駆動される。したがって、ＤＶＤ用レーザ光３０とＣＤ用レーザ光３２が同時に高いパワー（記録パワーおよび描画パワー）で駆動されることはない。

なお、図４の構成例ではＤＶＤ用レーザ光３０のボトムパワー値をほぼ０ｍＷに設定したため、ボトムパワーのタイミングではフォーカスエラーおよびトラッキングエラーを検出できないので、フォーカス制御およびトラッキング制御は平均値サーボ（例えば数ｍｓｅｃ〜数１０ｍｓｅｃで平均）を用いる。

《光ディスク記録装置の詳細構成２》
図４ではＤＶＤ用レーザ光３０のボトムパワーをサーボループ無しで制御したが、サーボループを形成して制御することもできる。そのように構成した光ディスク記録装置の詳細構成を図１３に示す。図１３において図４と共通する部分には同一の符号を用いる。図１３のＡＬＰＣ回路５８において、サンプルホールド回路１１５は記録同時描画時にフロントモニタ８０で検出されるＤＶＤ用レーザ光３０のボトムパワーをサンプリングパルスALPCSP2でサンプリングする。記録同時描画時にＤＡＣ１１７からはＤＶＤ用レーザ光３０のボトムパワー（例えば３ｍＷ）の目標値が出力される。引算器１１９はボトムパワー目標値とサンプルホールド値の偏差信号を出力する。この偏差信号はＬＰＦ１２１で平滑される。ＬＰＦ１２１の出力信号は加算点９８に供給される。これ以外の構成およびレーザパワー値の設定については、図４について説明したのと同じである。

図１３のＡＬＰＣ回路５８でのレーザパワーのサンプリング動作を図１４に示す。図１４において［Ａ］は記録同時描画時に描画信号DOTXが“Ｈ”レベルのときのサンプリング動作を示し、［Ｂ］は記録同時描画時に描画信号DOTXが“Ｌ”レベルのときのサンプリング動作を示す。サンプリングパルスALPCSP1，ALPCSP2は前出の図１２で示したのと同じタイミングに発生される。すなわち、サンプリングパルスALPCSP1はデータ記録信号NRZIの立ち上がりから所定時間Δｔ１後に出力され、サンプリングパルスALPCSP2はデータ記録信号NRZIの立ち下がりから所定時間Δｔ２（Δｔ１＝Δｔ２に設定することも可）後に出力される。ＤＶＤ用レーザ光３０のボトムパワーは描画信号DOTXが“Ｈ”レベル、“Ｌ”レベルのいずれのときもサンプリングパルスALPCSP2によってサンプリングされる。これにより、ＤＶＤ用レーザ光３０のボトムパワーは、ＤＡＣ１１７で設定されたボトムパワー目標値に一致するようにサーボループで制御される。

なお、図１３の構成例ではＤＶＤ用レーザ光３０のボトムパワー値を０ｍＷよりも大きい値に制御して点灯した状態にしたので、ボトムパワーのタイミングでもフォーカスエラーおよびトラッキングエラーを検出できる。したがって、フォーカス制御およびトラッキング制御は平均値サーボのほか、サンプリングサーボを用いることもできる。

《記録同時描画時の制御》
以上説明した図２の光ディスクに記録同時描画を行うときの図３、図４、図１３の光ディスク記録装置による制御を図１５を参照して説明する。光ディスクドライブ３４に光ディスク１０を装填して記録同時描画を指示すると、光ディスク１０が回転駆動される（Ｓ１）。ＤＶＤ用レーザ光３０を再生パワーで点灯し（このとき一時的に、図４、図１３のスイッチ９４，９６を接点“Ｌ”側にそれぞれ接続し、図４ではＤＡＣ１００から再生パワー指令値を出力し、図１３ではＤＡＣ１１７から再生パワー指令値を出力する）（Ｓ２）、フォーカスサーボ４６をオンしてデータ記録層１６に合焦させる（Ｓ３）。システム制御部４４から選択信号ＳＥＬ＝“３”（図４、図１３）を出力して（Ｓ４）、スイッチ７４，７６を接点“３”にそれぞれ接続する。ＤＶＤ用レーザ光３０によるトラッキングサーボ４８をオンし、データ記録を開始する位置（＝描画を開始する位置）の手前をシークする（Ｓ５）。データ記録を開始するアドレスを検出したら（Ｓ６）、データ記録信号NRZI'（図１（ｄ））でＤＶＤ用レーザ光３０を記録パワーとボトムパワーに切り換えてデータ記録を開始する（Ｓ７）。同時に、描画信号DOTX'（図１（ｅ））でＣＤ用レーザ光３２を描画パワーとボトムパワーに切り換えて描画を開始する（Ｓ８）。

記録同時描画が進行し、データ記録が終了したら（Ｓ９）、ＤＶＤ用レーザ光３０を再生パワーで点灯し続け（ＤＡＣ１００からから再生パワー指令値を出力する）（Ｓ１０）、ＤＶＤ用レーザ光３０でフォーカス制御およびトラッキング制御を行いながらＣＤ用レーザ光３２で描画を続ける。そして、描画終了位置に到達したら（Ｓ１１）、ＣＤ用レーザ光３２を消灯して描画を終了する（Ｓ１２）。その後必要に応じてＤＶＤ用レーザ光３０でデータ記録層１６のリードイン領域を記録して全ての制御を終了する。

《変形例》
前記実施の形態では、前出の図９で示したように、１ピクセルのディスク半径方向のサイズをウォブルグルーブ１４によるトラックピッチサイズ（０．７４μｍ）に設定したが、トラックピッチ複数個分のサイズに設定することもできる。図１６はそのように設定した一例を示す。網掛け部分が１ピクセルを示す。ここでは、トラックピッチ４個分（２．９６μｍ）を１ピクセルのディスク半径方向のサイズとしている。１ピクセルのディスク周方向のサイズは図９と同様に１／４８物理セクタのサイズ（＝８０６Ｔ≒１０７．４７μｍ）としている。このようにすると、１ピクセルを構成するトラック本数のうち何本分を描画するかでピクセルの濃度を変えることができ、モノクロ多階調（図１６の場合はモノクロ５階調）による描画を実現できる。

前記実施の形態では、画像データをＤＶＤフォーマットの空き領域に組み込むようにしたが、記録データと画像データで別々にエンコードして記録同時描画を行うこともできる。また、前記実施の形態ではスピンドルモータ３８をＣＬＶ制御して記録同時描画を行うようにしたが、ＣＡＶ制御して記録同時描画を行うこともできる。ＣＡＶ制御を用いる場合は、図３のスピンドルモータ３８から出力されるＦＧパルスが所定周波数で検出されるようにスピンドルモータ３８をＰＬＬ制御する。また、前記実施の形態では、１ピクセルのディスク周方向の寸法をディスク半径位置にかかわらず一定長としたが、ディスク半径位置にかかわらず一定回転角とすることもできる。

前記実施の形態では描画可能追記型ＤＶＤを用いて記録同時描画を行うようにしたが、この発明は描画可能書換型ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等）、描画可能追記型ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）、描画可能書換型ＣＤ（ＣＤ−ＲＷ）、描画可能追記型ブルーレイディスク（ＢＤ−Ｒ等）、描画可能書換型ブルーレイディスク（ＢＤ−ＲＷ等）、その他の各種描画可能型光ディスクの記録同時描画に適用することができる。

図４のデータ変調部６６内に（ａ）〜（ｅ）で示した各部の記録同時描画時における動作波形図である。 この発明の描画方法に使用する光ディスクの層構造の実施の形態を示す図で、描画可能追記型ＤＶＤとして構成した光ディスクをその中心軸を通る面で切断した一部を示す模式断面図である。 図２の光ディスク１０を使用してこの発明の描画方法を実施する記録同時描画機能付き光ディスク記録装置の実施の形態を示すブロック図である。 図３の光ディスク記録装置の詳細構成を示す回路図である。 ＤＶＤフォーマットによるデータフレームの構造を示す図である。 ＤＶＤフォーマットによるＥＣＣブロックの構成を示す図である。 図６のＥＣＣブロックにインターリーブを掛けて構成される記録フレームを示す図である。 ＤＶＤフォーマットによる物理セクタを示す図である。 光ディスク１０の描画層２２に描画する１枚の画像を構成するピクセルの配列例を模式的に示す図である。 データ記録信号NRZIに含まれる物理セクタの先頭の同期コードＳＹ０の波形パターンを示す図である。 データ記録信号NRZIと描画信号DOTXの時間関係を示す図である。 図４のＡＬＰＣ回路５８でのレーザパワーのサンプリング動作を示すタイムチャートである。 図３の光ディスク記録装置の別の詳細構成を示す回路図である。 図１３のＡＬＰＣ回路５８でのレーザパワーのサンプリング動作を示すタイムチャートである。 図２の光ディスクに記録同時描画を行うときの図３、図４、図１３の光ディスク記録装置による制御内容を示すフローチャートである。 １ピクセルのディスク半径方向のサイズをウォブルグルーブ１４によるトラックピッチ複数個分のサイズに設定する場合の光ディスク描画層上での１ピクセルの配列例を模式的に示す図である。

符号の説明

１０…光ディスク、１６…データ記録層、２２…描画層、２４…対物レンズ、３０…ＤＶＤ用レーザ光（データ記録用ビーム）、３２…ＣＤ用レーザ光（描画用ビーム）、４０…光ピックアップ、NRZI，NRZI'…データ記録信号、DOTX…描画信号、DOTX'…データ記録信号で変調された描画信号。

Claims (2)

1. １台の光ピックアップの１つの対物レンズからデータ記録用ビームと描画用ビームを合焦位置を光軸方向に相互にずらして出射し、厚み方向の互いに異なる位置にデータ記録層と描画層を積層形成した光ディスクに対し、前記データ記録用ビームで前記データ記録層にデータ記録を行いながら、前記描画用ビームで前記描画層の可視光特性を変化させて該描画層に描画を行う方法において、
   前記描画により形成されるピクセルのディスク周方向の長さと前記データ記録により形成されるピットのディスク周方向の長さの関係を、１ピクセルのディスク周方向の長さに複数個のピットが入るように設定し、
   前記描画用ビームが１つのピクセルを描画中に、前記データ記録用ビームが前記ピットを形成するために記録パワーとなる区間で、該描画用ビームのパワーを前記描画層の可視光特性を変化させないパワーに一時的に低下させる光ディスク記録・描画方法。
2. データ記録用の記録データを該データ記録の記録フォーマットにエンコードするとともに、該記録フォーマットの所定単位区間内の所定の空き領域に該所定単位区間の長さ内に描画する数量の複数ピクセル分の画像データを組み込んでデータ記録信号を作成し、
   該データ記録信号の前記所定単位区間から前記複数ピクセル分の画像データを抽出し、該所定単位区間の長さに相当するディスク周方向長さ内に該画像データによる複数ピクセルを均等のディスク周方向長さに分配して順次描画する描画信号を作成し、
   該描画信号がピクセルを描画するために前記描画層の可視光特性を変化させることを指示している区間で、前記データ記録信号に応じて、該データ記録信号がピット形成を指示する区間で該描画信号を該描画層の可視光特性を変化させない指示に一時的に変化させ、
   前記データ記録信号で前記データ記録用ビームを変調してデータ記録を行い、前記データ記録信号で変調された描画信号で前記描画用ビームを変調して描画を行う請求項１記載の光ディスク記録・描画方法。

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