JP2009064507A - 情報記録装置および記録パルス生成方法 - Google Patents

情報記録装置および記録パルス生成方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 記録パルスの波形歪みを抑制する情報記録装置および記録パルス生成方法を提供する。
【解決手段】 半導体レーザを用いて光学情報記録媒体に記録マークを形成するための情報記録装置において、nbitのデジタル制御のための出力選択信号を発生する出力選択信号発生手段と、半導体レーザの駆動電流設定を2通りに設定する駆動電流設定手段と、前記出力選択信号発生手段からの1bit変化による状態遷移に従った選択信号により前記駆動電流設定手段からの半導体レーザ駆動電流設定を選択する出力選択手段と、前記出力選択手段により半導体レーザを駆動するための半導体レーザ駆動手段と、前記半導体レーザ駆動手段により駆動される半導体レーザとを有することを特徴とする情報記録装置。
【選択図】 図2

Description

本発明は、情報記録装置および記録パルス生成方法に係わり、特に光ディスク用記録対応ピックアップヘッドに関する。
従来の半導体レーザ駆動回路では、半導体レーザ駆動電流設定毎に出力選択を実施しており、例えば4つの駆動電流設定を加算して記録用パルス波形を作成した後、半導体レーザを駆動している。
この場合、複数の半導体レーザ駆動電流を加算して記録パルス波形を作成するので、出力加算での半導体レーザ駆動電流設定間にて時間差が発生しなければ、高速での記録パルス波形の制御は可能である。
しかし、出力選択の高速制御では、制御信号の周波数成分が高くなるために制御信号を伝送する信号パターンの伝送路上のインダクタンスや抵抗成分と浮遊容量のインピーダンスによるフィルタ効果が発生し群遅延が発生する。このインピーダンス特性は伝送パターンにより変化するために群遅延として時間差が発生することになる。よって、出力選択での高速制御を駆動電流設定の出力加算を行うと時間差が発生し、半導体レーザ駆動パルス波形が階段状の波形歪みとなり、高速での記録パルス波形制御が困難となる。
例えば特許文献1にある技術によれば、n個の発光レベルのそれぞれは、n個のドライブ電圧のn個の積み上げ総和として演算され決定されると記述されており、複数の総和の際に複数を制御するタイミング信号について、時間的なズレで発生すると時間差による波形歪みが発生してしまうという問題があった。
即ちパルス生成回路11は、記録データD0から4つの発光データD1、D2、D3及びD4と4つのホールド信号H1、H2、H3及びH4を検出し、該4つの発光データD1、D2、D3及びD4をアンプ12、13、14及び15に供給すると共に、該4つのホールド信号H1、H2、H3及びH4を図示しない自動出力制御回路に供給する。駆動回路16、17、18及び19は、自動出力制御回路からのドライブ電圧VD1、VD2、VD3及びVD4に応じた4つの発光レベルをレーザダイオードLDに供給する。
特開平8−124162号公報(2−5頁 図1、図4)
本発明は、記録パルスの波形歪みを抑制する情報記録装置および記録パルス生成方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の情報記録装置は、半導体レーザを用いて光学情報記録媒体に記録マークを形成するための情報記録装置において、nbitのデジタル制御のための出力選択信号を発生する出力選択信号発生手段と、半導体レーザの駆動電流設定を2通りに設定する駆動電流設定手段と、前記出力選択信号発生手段からの1bit変化による状態遷移に従った選択信号により前記駆動電流設定手段からの半導体レーザ駆動電流設定を選択する出力選択手段と、前記出力選択手段により半導体レーザを駆動するための半導体レーザ駆動手段と、前記半導体レーザ駆動手段により駆動される半導体レーザとを具備することを特徴とする。
本発明によれば、記録パルスの波形歪みを抑制する情報記録装置および記録パルス生成方法が得られる。
以下、本発明の実施例を説明する。
本発明による実施例1を図1乃至図4を参照して説明する。図1は、本発明に係る実施例の光ディスク装置の一例を示すブロック構成図である。また図2は、本発明に係る実施例の光ディスク装置の要部の構成を示す概略機能ブロック図である。
[発明の実施の形態]
以下に、本発明に係る情報記録装置および記録パルス生成方法を、光ディスク記録再生装置を一例として図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態では光ディスク記録再生装置の例をあげて説明したが、対象とする記録媒体は光ディスクには限らず、例えば光磁気ディスク等の記録媒体であれば、同等の原理に基づき同等の作用効果を生じるものである。
[光ディスク装置の構成]
本発明に係る光ディスク装置の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
<本発明に係る光ディスク装置の構成>
(光ディスク装置の基本構成)
図1において、本発明に係る光ディスク装置Aは光ディスクDに対するデータ記録又はデータ再生を行うものである。上記光ディスク装置Aは、ディスクカートリッジに収納された光ディスクDを搬送するトレー32と、このトレーを駆動するトレーモータ33と、光ディスクDを保持するクランパ34と、これにより保持された光ディスクDを所定回転数で回転させるスピンドルモータ35とを有している。更に、制御部として全体の動作制御を行うCPU46と、この制御動作の基本的なプログラム等を格納するROM47と、各制御プログラムやアプリケーションデータ等を書替可能に格納するRAM48とが制御バスを介して接続されている。更にこれらのCPU46等の制御部にそれぞれ接続されて、ピックアップPUの搬送を行う送りモータ36と、ピックアップのフォーカスやトラッキング制御を行うフォーカス/トラッキングアクチュエータドライバ/送りモータドライバ40、更にスピンドルモータ35を駆動するスピンドルモータドライバ41、トレーモータを駆動するトレーモータドライバ42がそれぞれ設けられている。
又更に、ピックアップヘッドPUHに接続され検出信号を増幅するプリアンプ37と、サーボアンプ38,更にシーク動作を行うためのシーク信号をドライバに供給するサーボシーク制御ユニット39とを有している。更にピックアップヘッドPUHとプリアンプ37、サーボシーク制御ユニット39等に接続され、検出信号及び記録信号を処理するためのデータ処理ユニット1、この各種処理に用いるデータを格納するためのRAM43が設けられている。このデータ処理ユニット1からの信号を外部装置との間で送受信するべく、インタフェース制御部45がRAM44を伴って設けられている。
このような光ディスク装置において、本発明では更に図1に示すような構成を含むデータ処理ユニット1とすることで、ビタビ復号処理が要求する最適の等化信号を供給するものである。すなわち、理想信号Iから目標波形信号Tを生成し、これによりFIRフィル
タのタップ係数等の再生処理のためのパラメータを最適化するものである。これによって、従来装置にある、ビタビ復号処理で必要な2T信号レベルを超えて理想波形の2T信号レベルに近い等化を行うことで、雑音まで不必要に増幅してしまい復号誤りを発生するという問題を解消するものである。
(光ディスク装置の基本動作)
このような構成を有する本発明の実施に設けられる光ディスク装置は、以下のように光ディスクの再生処理及び記録処理を行う。すなわち、光ディスクDが光ディスク装置Aへ装填されると、ピックアップヘッドPUHとデータ処理ユニット1を用いて、光ディスクDのリードインエリアのエンボスデータゾーン内のコントロールデータゾーンに記録されている光ディスクDの制御情報が読み取られ、CPU46に供給されるようになっている。
本発明の光ディスク装置Aでは、ユーザの操作による操作情報や光ディスク内のコントロールデータゾーンに記録されている光ディスクDの制御情報、現在のステータス等に基づいて、CPU46の制御下において、図示しないレーザ制御ユニットによって付勢され
てレーザビームを発生する。
発生したレーザビームは、対物レンズ31により収束され、ディスクの記録領域へと照射される。これにより、光ディスクDの記憶領域にデータが記録され(マーク列の生成:可変長のマークとマークの間隔と、可変長の各マークの長さにより光ディスクDにデータが記録される)、或いは、格納されているデータに対応する強度の光が反射されこれが検出されて、このデータの再生が行われる。
図1ではピックアップヘッドPUHに含まれるレーザ制御ユニットPUは、データ処理ユニット1によってその設定がセットされるが、その設定は、再生信号RFを得る再生パワー、データを記録する記録パワー及びデータを消去する消去パワーで異なっている。レーザビームは、再生パワー、記録パワー及び消去パワーの3つのパワーでそれぞれ異なるレベルのパワーを有し、それぞれのパワーのレーザビームが発生されるように半導体レーザユニットがレーザ制御ユニットによって付勢される。
このレーザ制御ユニットは、図示しない抵抗とトランジスタにより構成され、電源電圧が抵抗とトランジスタと半導体レーザユニットとしての半導体レーザに印加されるようになっている。これにより、トランジスタのベース電流により増幅率が異なり、半導体レーザ発振器に異なる電流が流れ、強度の異なったレーザビームが発生されるようになっている。ここでは、光ディスク1枚1枚の特性に応じて記録波形補償がなされ、記録波形生成回路11から出力される記録波形パルスWに応じてレーザパワーが発生され、光ディスクへの記録処理がなされるようになっている。
又、光ディスクDが対物レンズ31に対向して配置されるように、この光ディスクDは、直接或いはディスクカートリッジに収納されてトレー32によって装置内に搬送される。このトレー32を駆動するためのトレーモータ33が装置内に設けられている。また、装填された光ディスクDは、クランパ34によって回転可能にスピンドルモータ35上に保持され、このスピンドルモータ35によって所定回転数に回転される。
ピックアップヘッドPUHは、その内にレーザビームを検出する光検出器(図示せず)を有している。この光検出器は、光ディスクDで反射されて対物レンズ31を介して戻されたレーザビームを検出する。光検出器からの検出信号(電流信号)は、電流/電圧変換
器(I/V)で電圧信号に変換され、この信号は、プリアンプ37及びサーボアンプ34に供給される。プリアンプ37からは、ヘッダ部のデータの再生用と記録領域のデータの再生用信号がデータ処理ユニット1に出力される。サーボアンプ34からのサーボ信号(トラックエラー信号、フォーカスエラー信号)は、サーボシーク制御ユニット39に出力される。
ここで、フォーカスずれ量を光学的に検出する方法としては、詳述はしないがたとえば非点収差法やナイフエッジ法がある。このようなフォーカス制御及びトラック制御により、サーボシーク制御ユニット39からフォーカス信号、トラッキング信号及び送り信号がフォーカス及びトラッキングアクチュエータドライバ並びに送りモータドライバ40に送られ、このドライバ40によって対物レンズ31がフォーカスサーボ制御され、また、トラッキングサーボ制御される。更に、アクセス信号に応じてドライバ40から付勢信号が送りモータ36に供給されピックアップヘッドPUHが搬送制御される。
又、サーボシーク制御ユニット39は、データ処理ユニット1によって制御される。例えば、データ処理ユニット1からアクセス信号がサーボシーク制御ユニット39に供給されて送り信号が生成される。
又、データ処理ユニット1からの制御信号でスピンドルモータドライバ41及びトレーモータドライバ42が制御され、スピンドルモータ35及びトレーモータ33が付勢され、スピンドルモータ35が所定回転数で回転され、トレーモータ33がトレーを適切に制御することとなる。
データ処理ユニット1に供給されたヘッダ部のデータに対応する再生信号RFは、CPU46に供給される。これによりCPU46は、その再生信号RFによりヘッダ部のアドレスとしてのセクタ番号を判断し、アクセスする(データを記録するあるいは記録されているデータを再生する)アドレスとしてのセクタ番号との比較を行うようになっている。
データ処理ユニット1に供給された記録領域のデータに対応する再生信号RFは、RAM48に必要なデータが格納され、再生信号RFがこのデータ処理ユニット1で処理されてインタフェース制御部45に供給され、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置に
再生処理信号が供給される。
<本発明に係る要部の概略機能>
次に本発明の特徴である、要部の概略機能について、図面を用いて以下に説明する。
[2bitデジタル制御の出力選択回路16における1bit変化の状態遷移]
以下、本発明に係る光学情報記録方法の実施例について図面を参照しながら説明する。
実施例1は、半導体レーザを用いてデータ長に応じて光学情報記録媒体に記録マークを形成するための光学情報記録方法を用いる情報記録装置である。
この実施例1での光学情報記録方法は、図2に示すような半導体レーザ駆動回路10と、図3に示すデジタル制御の出力選択回路での1bit変化の状態遷移アルゴリズム20からなり、例えば4つの半導体レーザ駆動設定(A11,B12,C13,D14)を、2bit信号出力の出力信号発生回路15からの時間経過で変化するデジタル制御の出力選択信号により、1bit変化の「"0"⇒"1"」か「"1"⇒"0"」と変化する状態遷移アルゴリズム20の指示に従い、出力選択回路16にて半導体レーザ駆動設定を選択し、半導体レーザ駆動回路17により半導体レーザ18を駆動する情報記録装置である。
図3はデジタル制御の出力選択回路での1bit変化の状態遷移アルゴリズム20であり、半導体レーザ駆動設定と2bitの出力選択信号の関係(出力選択信号:0d/10進数の00b/2進数では半導体レーザ駆動設定:Aを選択21、出力選択信号:1dの01bでは半導体レーザ駆動設定:Bを選択22、出力選択信号:2d/10進数の10b/2進数では半導体レーザ駆動設定:Cを選択23、出力選択信号:3d/10進数の11b/2進数では半導体レーザ駆動設定:Dを選択24)と、出力選択信号について1bit変化での「"0"⇒"1"」か「"1"⇒"0"」と変化する場合の状態遷移である。
本発明の実施例では、図2に示すデジタル制御の出力選択回路16を用いた半導体レーザ駆動回路10で、図3に示すデジタル制御の出力選択信号での1bit変化での状態遷移アルゴリズム20に従って半導体レーザ駆動設定(A11,B12,C13,D14)の出力選択16を実施することで、時間経過での制御に対して出力選択という単純な手段を用いており、加算を伴わないので、高速選択により波形歪みが無く、光学情報記録媒体への記録マークを形成するための記録用光パルス波形の立ち上がり/立ち下がり時間を高速に制御することが可能である。この処理はデータ処理ユニット1の制御下においてROM47に格納された制御プログラムの元にRAM48で行われる。
図4の(a)〜(f)は、本発明の実施例による光学情報記録媒体への記録マークを形成するための記録用光パルス波形例である。立ち上がりを急峻にし、また書き終わりでパワーを(a)、(b)のように少し強く保ったり、それとは異なり(c)のように落としたりという工夫が可能である。
図4の(e)〜(f)は、メディアとして例えばDVD−RWへの記録マークを形成するための2度書き用マルチパルス波形例である。
4つの半導体レーザ駆動設定(A11,B12,C13,D14)に任意の半導体レーザ駆動設定値を設定して、時間経過で2bitの出力選択信号15を必ず1bit変化での状態遷移アルゴリズム20に従って出力選択16を行い、半導体レーザ18を駆動した記録パルス波形であり、出力選択信号15の1bit変化での状態遷移アルゴリズム20の指示に従うことで波形歪みが発生せずに高速に記録パルス波形を制御できる。
本発明による実施例2を図1乃至図2及び図4乃至図7を参照して説明する。実施例1と共通する部分は説明を省略する。図5は、要部の構成を示す概略機能ブロック図である。
実施例2における光学情報記録方法は、図5に示すような半導体レーザ駆動回路50と、図3に示すデジタル制御の出力選択回路での1bit変化の状態遷移アルゴリズム20からなり、例えば4つの半導体レーザ駆動設定(A51,B52,C53,D54)を、2bit信号出力の出力信号発生回路55からの時間経過で変化するデジタル制御の出力選択信号により、1bit変化の「"0"⇒"1"」か「"1"⇒"0"」と変化する状態遷移アルゴリズム20の指示に従い、出力選択回路56にて半導体レーザ駆動設定を選択し、半導体レーザ固定値駆動設定57からのバイアス設定と出力選択回路56からの半導体レーザ駆動設定信号とを加算回路58にて加算し、半導体レーザ駆動回路59により半導体レーザ60を駆動する情報記録装置である。
この実施例2での光学情報記録方法は、4つの半導体レーザ駆動設定(A51,B52,C53,D54)に任意の半導体レーザ駆動設定値を設定して、時間経過で2bitの出力選択信号55について必ず1bit変化での状態遷移アルゴリズム20に従って出力選択回路56により出力選択を行うことにより波形歪みが発生せずに高速に記録パルス波形を制御できる。
そして、半導体レーザ固定値駆動設定57での設定値は、図6に示す半導体レーザの駆動電流−光量の駆動電流特性における光量に寄与しない設定電流のスレッショルド電流(Ith)や、時間変動のない直流成分による一定レベルでの光量に相当する電流を常に加算することにより、記録用パルス波形のための半導体レーザ駆動設定の設定値を小さくすることが可能となる。
この図6を用いて、レーザ駆動電流とレーザ光出力との関係について更に説明する。PU内にあり光ディスク装置に用いられる半導体レーザは、所定の電流値を供給することにより発光する。レーザ駆動電流とレーザ光出力との関係は、図6に示すように、スレッショルド電流(Ith)より大きな電流値では概ねリニアな特性になっており、レーザ駆動電流を定めれば、一義的にレーザ光出力が決定する関係にある。半導体レーザは、また、負の温度特性をもっており、半導体レーザ1の温度が上昇すると、発光させるためのレーザ駆動電流が増加し、レーザ駆動電流とレーザ光出力との関係を示す直線の傾きも緩やかになる。
A P C ( A P C : A u t o P o w e r C o n t r o l ) 制御部を行うために、半導体レーザのレーザ出力を検出するFP D ( F P D : F r o n t M o n i t o r P h o t o D i o d e 、図示せず)の出力を利用している。FP Dは、ピックアップヘッドPUH内にある。
図6に戻りその横軸は、レーザ駆動電流の値を、縦軸は、レーザ出力の値を示している。そして図7は半導体レーザの温度特性例を示す図である。半導体レーザの温度の高低により、複数の特性が描かれている。
上記のようにこれらの実施例は概要として、光ディスク装置の半導体レーザ駆動設定をデジタル制御の出力選択回路を用いた半導体レーザ駆動回路において、デジタル制御での出力選択信号について1bit変化での状態遷移アルゴリズムに従って半導体レーザ駆動設定の出力選択を実施することを特徴とした記録パルス生成方法に関する。
そこで、例えば4つの駆動電流設定を出力加算せずに、2bitのデジタル制御での出力選択回路を用いて半導体レーザ駆動電流設定の出力選択の単純化で半導体レーザを駆動し、記録パルス波形を作成する。
効果としてはこの時、半導体レーザに対する駆動電流設定の出力選択をデジタル制御とする半導体レーザ駆動回路において、デジタル制御の出力選択信号について必ず1bit変化で「"0"⇒"1"」か「"1"⇒"0"」と変化する状態遷移アルゴリズムを用いて出力選択を実施することにより、駆動電流設定間での時間差による波形歪みを発生させず、半導体レーザ駆動での光学情報記録媒体への記録マーク形成の記録用光パルス波形を高速に制御することを実現する。
上述した構成を有する本発明では、半導体レーザ駆動設定をデジタル制御の出力選択回路を用いた半導体レーザ駆動回路において、デジタル制御での出力選択信号について1bit変化での状態遷移アルゴリズムに従って半導体レーザ駆動設定の出力選択を実施することは、時間経過での半導体レーザ駆動制御に対して出力選択という単純な手段を用いているので、高速選択により波形歪みの発生が無く、光学情報記録媒体への記録マークを形成するための記録用光パルス波形の立ち上がり/立ち下がり時間を高速に制御することが可能である。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。
本発明に係る実施例の光ディスク装置の一例を示すブロック図。 同実施例の要部の構成を示す概略機能ブロック図。 同実施例の2bitデジタル制御の出力選択回路16における1bit変化の状態遷移図。 同実施例の記録パルス波形例。 同他の例に用いられる要部の構成を示す概略機能ブロック図。 半導体レーザの駆動電流特性概略図。 半導体レーザの温度特性を示す図。
符号の説明
1…データ処理ユニット、10…半導体レーザ駆動回路、15…出力信号発生回路、16…出力選択回路、17…半導体レーザ駆動回路、18…半導体レーザ、20…状態遷移アルゴリズム、31…対物レンズ、32…トレー、33…トレーモータ、34…クランパ、35…スピンドルモータ、36…送りモータ、37…プリアンプ、38…サーボアンプ、39…サーボシーク制御ユニット、40…フォーカス/トラッキングアクチュエータドライバ/送りモータドライバ、41…スピンドルモータドライバ、42…トレーモータドライバ、43…RAM、44…RAM、45…インタフェース制御部、46…CPU、47…ROM、48…RAM、50…半導体レーザ駆動回路、55…出力信号発生回路、56…出力選択回路、57…半導体レーザ固定値駆動設定、58…加算回路、59…半導体レーザ駆動回路、60…半導体レーザ。

Claims (5)

  1. 半導体レーザを用いて光学情報記録媒体に記録マークを形成するための情報記録装置において、
    nbitのデジタル制御のための出力選択信号を発生する出力選択信号発生手段と、
    半導体レーザの駆動電流設定を2通りに設定する駆動電流設定手段と、
    前記出力選択信号発生手段からの1bit変化による状態遷移に従った選択信号により前記駆動電流設定手段からの半導体レーザ駆動電流設定を選択する出力選択手段と、
    前記出力選択手段により半導体レーザを駆動するための半導体レーザ駆動手段と、
    前記半導体レーザ駆動手段により駆動される半導体レーザとを有することを特徴とする情報記録装置。
  2. 半導体レーザを用いて光学情報記録媒体に記録マークを形成するための情報記録装置において、
    nbitのデジタル制御のための出力選択信号を発生する出力選択信号発生手段と、
    半導体レーザの駆動電流設定を2通りに設定する駆動電流設定手段と、
    前記出力選択信号発生手段からの1bit変化による状態遷移に従った選択信号により前記駆動電流設定手段からの半導体レーザ駆動電流設定を選択する出力選択手段と、
    前記出力選択手段からの出力選択信号に半導体レーザ固定値駆動設定信号を加算するための加算回路手段と、
    前記加算回路手段の信号により半導体レーザを駆動するための半導体レーザ駆動手段と、
    前記半導体レーザ駆動手段により駆動される半導体レーザとを有することを特徴とする情報記録装置。
  3. 前記駆動電流設定手段は、記録マークを形成するための半導体レーザの駆動電流を設定する手段を持つことを特徴とする請求項1に記載の情報記録装置。
  4. 前記加算回路手段は、半導体レーザへの固定値駆動電流を設定する手段を持つことを特徴とする請求項2に記載の情報記録装置。
  5. 半導体レーザを用いて光学情報記録媒体に記録マークを形成するための記録パルス生成方法であって、
    nbitのデジタル制御のための出力選択信号を発生し、
    半導体レーザの駆動電流設定を2通りに設定し、
    前記出力選択信号の1bit変化による状態遷移に従った選択信号により前記駆動電流設定を選択し、
    この選択により半導体レーザを駆動することを特徴とする記録パルス生成方法。
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