JP2010040149A - 光学的記録再生装置及び光ディスク記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】書換え可能な相変化媒体では、データ記録とともに事前に記録されたデータの消去を行う必要があるため、消去パワーが最適化されていない場合、書換えによるデータ品質が劣化してしまうという課題がある。
【解決手段】情報を記録するための記録パワーレベルと、記録された情報を消去するための消去パワーレベルとの少なくとも２値のパワーレベルを設定できるライトストラテジに従って光ディスクに情報を記録するための光ディスク記録方法であって、記録された情報を消去することが可能な消去パワーの下限値を検索する消去パワー下限値検索ステップと、記録された情報を消去することが可能な消去パワーの上限値を検索する消去パワー上限値検索ステップと、前記消去パワー下限値検索と前記消去パワー上限値検索により検索された消去パワーの設定範囲内において消去パワーレベルを決定する構成とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、情報記録媒体に情報の記録を行なう光学的情報記録再生装置に係り、特にレーザ光による記録を適正に制御する技術に関する。

本発明に関連する技術として、例えば、下記特許文献１及び２がある。

特許文献１には、３値のパワーPw、Pb、Pe（ただし、Pw＞Pe＞Pb）を用いて情報の記録を行う上で、光記録媒体に最適なパワーPeとして、パワーPwとの関係で、Pe=a×Pw2+b×Pw+cなる関数、Pe=d×ln（Pw）+eなる関数、又は、Pe=f×Pwgなる関数に基づき設定することで、光線速度での記録における記録パワーのマージンを拡大することができ、比較的品質の悪い記録媒体の場合でも安定して高品質な記録を行えるようにする技術が開示されている。

特許文献２には、記録パルスと消去パルスとを含むレーザパルスを用いて情報の記録をする技術が開示されている。特許文献２において、記録パルスのパワーは、以下の手順で設定される。まず、媒体の所定の領域に孤立マークパターンと孤立スペースパターンを再生して、それぞれのマーク部、スペース部の再生信号レベルの中央部の差を求め、その差が最も０に近い記録パルスのパワーを求める。そのパワーに予め設定しておいた補正係数を乗算して最適な記録パルスパワーを得る。

特開２００３−２１７１２３号公報 特開２０００−１８７８４０号公報

書換え可能な相変化媒体では、データ記録とともに事前に記録されたデータの消去を行う必要があるため、消去パワーの最適化が重要である。消去パワーが最適化されていない場合、書換えによるデータ品質が劣化してしまう。

本発明は、消去パワーを最適化して、事前に記録されたデータを完全に消去することで、記録データの信頼性が高い情報記録再生装置及び記録方法を提供することを目的とする。

上記目的は、その一例として、特許請求の範囲に記載の発明により達成される。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、本発明では、上記目的を達成するために、一例として、最適な記録パワーを求めるOPC（Optimum Power Control）時に記録パワーを調整すると共に、再生信号の振幅情報を取得し、消去パワーの下限値と上限値を検索することで消去可能範囲を追い込み、事前に記録されたデータを確実に消去できる消去パワーを学習する構成とする。

本発明によれば、光学的記録再生装置が光ディスク（相変化媒体）に記録する情報の信頼性を高めることができ、再生データの信頼性も高めることができる。

以下、本発明に従う光学的記録再生装置及び光ディスク記録方法の実施形態について、図面を用いて、より詳しく説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

まず、本発明に従う光学的記録再生装置の構成について説明する。図１は光ディスク記録再生装置の構成を示したブロック図である。光学的記録再生装置は、光ピックアップ１、再生信号処理回路２、コントローラ部３、スピンドルモータ５を有する。

光ピックアップ１は、対物レンズ６、プリズム７、コリメートレンズ８、光検出器９、半導体レーザ１０、レーザ駆動回路１１を有する。光ピックアップ１は、光ディスク４にレーザ光を照射し、光ディスク４で反射したレーザ光を検出することができる。本実施形態では、半導体レーザ１０は、波長約６５０ｎｍのＤＶＤ用の半導体レーザである。しかし、これに限定されず、光ディスクとしてBlu-ray Disc（以下、ＢＤと略す）の記録再生を行う場合は、波長約４０５ｎｍの半導体レーザを用いることができる。

図１に示した光ディスク記録再生装置は、１個の半導体レーザが搭載された構成例であるが、これに限定されず、ＤＶＤの記録再生用の半導体レーザとＢＤ記録再生用の半導体レーザの２つが搭載されていても良く、更に、ＣＤの記録再生用の半導体レーザが搭載されていても良い。

再生信号処理回路２は、光ピックアップ１により検出された信号から再生信号やサーボ信号等の信号を生成する。コントローラ部３は、再生信号処理回路２で信号処理された信号に基づいて、サーボの駆動制御、及び記録データの複合、変調等を行なう。

この光ディスク記録再生装置における情報の記録処理を説明する。

まず、ホストコンピュータから情報データがコントローラ部３に入力されると、その情報データは、コントローラ部３において変調が行われ、採用されている変調方式に対応する符号列に変換される。さらに、変調された符号列はライトストラテジ（記録マークの長さや幅を制御するための記録パルス列）に変換される。ライトストラテジは、コントローラ部３に予め設定されており、変更可能となっている。ライトストラテジの調整については、後に詳しく説明する。

次に、変換されたライトストラテジはレーザ駆動回路１１に入力される。半導体レーザ１０は、ライトストラテジに従って駆動され、半導体レーザ１０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８で平行光に変換された後、プリズム７を通り、さらに、対物レンズ６により光ディスク４の記録層に集光される。これにより上記記録パルス列に応じたマークが光ディスクの記録層に形成され、データの記録が行われる。

次に、この光ディスク記録再生装置における情報の再生処理を説明する。

光ピックアップの半導体レーザ５からレーザ光が照射され、このレーザ光は光ディスク４に入射される。この光ディスク４からの反射光は、プリズム７により光路が分離され、光検出器９に入射する。この光検出器９で受光した光は光電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は、例えば、波形等価回路、自動利得制御回路、二値化回路、ＰＬＬ(Phase Lock Loop)回路などから構成される。記録再生処理回路２では、入力された上記電気信号（再生信号）から、二値化信号と、この二値化信号に同期した再生クロックとが生成される。また、記録再生処理回路２では、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、データが復号される。さらに、図１には示していないが、再生信号処理回路２には、再生信号の振幅を検出するためのピーク検出回路及びボトム検出回路も含まれる。

コントローラ部３では、再生信号処理回路２から送られた情報を基に、記録の良否の判断、ライトストラテジの最適化等も行うことができる。

ここで、光学的記録再生装置を用いて記録再生される光ディスク４について図２を用いて説明する。図２は、光ディスク４の記録エリアの構成を模式的に示した図である。記録層には、図２に示されるように、情報を記録するエリアであるデータエリアと、このデータエリアにデータを記録する際の記録条件を決定するために使用されるテストエリアが設けられている。

次に、実際の光学的記録再生装置における消去パワー最適化の処理フローについて図３を用いて説明する。ユーザにより光ディスク４が光学的記録再生装置に挿入されると、光学的記録再生装置では、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、ユーザエリアに記録を行う前に、テストエリアにて記録条件の最適化が行われる。読み取ったディスク情報からディスクに対応したライトストラテジが選択される。

ここでは図４を用いてマルチパルス型ライトストラテジを例にして具体的に説明する。図４において、縦軸はパワーを示し、横軸はパルスタイミングを示しており、ライトストラテジはパワーとパルスタイミングとによって規定されている。書換え可能な相変化媒体にデータ記録を行うときのパワー設定は、記録パワーレベルＰｗの他に事前に記録されたデータを消去するための消去パワーレベルＰｅがある。図４では３Ｔマークと１４Ｔ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マーク及び１４Ｔマークの各々についても、それぞれのパワー、パルスタイミングが設定される。本実施形態ではマルチパルス型ライトストラテジについて記載したが、キャッスル型ライトストラテジにおいても記録パワーレベル、消去パワーレベル等、少なくとも２値以上のパワーレベルが設定可能であれば実施できる。

ライトストラテジ情報はレーザ駆動回路１１に設定される。図３に示されるように、消去パワーを最適化するため、光ディスク４にあるテストエリアに任意パワーで記録済みエリアを作成する。（Ｓ２）記録済みエリアを作成するパワーは、例えば、記録に十分な変調度（Modulation）が得られるパワーを使用する。

次に、テストエリアに作成した記録済みエリアを利用して消去パワーの下限値検索を行う。（Ｓ３）下限値検索では、記録パワーレベルと消去パワーレベルを同レベルにしたDC消去パワーとして可変させる。記録済みエリアにDC消去パワーを増加させて重ね記録を行い、重ね記録を行ったエリアを再生し再生信号の振幅情報を評価する。相変化媒体にデータ（マーク、スペース）の記録を行うと、スペース部はほぼ変化がなく、マーク部が相変化し結晶状態からアモルファス（非晶質）状態になることで反射率が低下する。データが記録されたエリアを再生するとスペースで明るく、マーク部で暗くなるため、再生信号のマークレベル、スペースレベルの振幅情報を検出可能となる。ここで、スペースレベルを基準にマークレベルを規格化したものを振幅レベルと呼ぶこととする。記録済みエリアにDC消去パワーを増加させて重ね記録を行うと、図６の特性を得ることができる。DC消去パワーを徐々に増加させると、振幅レベルが減少していく。これは、事前に記録されていたデータがDC消去パワーを増加させることで、徐々に消去されていくことを表す。下限値検索では、振幅レベルがほぼ零（記録されたデータの完全消去）になる消去パワーを検索する。この下限値検索方法を行うことで、事前に記録されたデータを確実に消去可能な消去パワーの下限値を効率よく検索することが可能である。これにより、装置の安定動作を向上することができる。

本実施形態の下限値検索では、マークレベルとスペースレベルを規格化した振幅レベルを使用したが、例えば、変調度のような他の指標を使用し検索してもよい。変調度の場合も、記録済みエリアにDC消去パワーを増加させて重ね記録を行うと振幅レベルが減少していくため、同様にほぼ零に近づくパワーを検索する。変調度により下限値検索を行った場合でも振幅レベルを使用した場合と同様に、事前に記録されたデータを確実に消去可能な消去パワーの下限値を効率よく検索することが可能である。これにより、装置の安定動作を向上することができる。これにより、装置の安定動作を向上することができる。

上限値検索では、光ディスク４にあるテストエリアに記録パワーレベルを増加させて記録を行ったときに記録が始まるパワーの検索を行う。（Ｓ４）このとき消去パワーレベルには、前述した消去パワー下限値検索で検索した値を設定する。（他の消去パワー値を設定することも可能である。）消去パワーレベルを一定にし、記録パワーレベルを徐々に増加させると、図７に示すような特性を得ることができる。ここでも、スペースレベルを基準にマークレベルを規格化した振幅レベルを使用する。記録パワーレベルを増加させると、徐々に振幅レベルが零より大きくなり記録モードに移行し、マークが形成され始める。上限値検索では、振幅レベルが零より大きくなり始めるすなわちマーク形成に必要なパワーを上限値として検索する。この上限値検索方法では、記録モードに移行するパワーを検索するため、パワーを大きく可変させる必要がないため記録膜の劣化を最小限に抑えることが可能である。これにより、装置の安定動作を向上することができる。

本実施形態の上限値検索では、マークレベルとスペースレベルを規格化した振幅レベルを使用したが、例えば、変調度のような他の指標を使用し検索してもよい。変調度の場合も、記録パワーレベルを増加させると徐々に振幅レベルが零より大きくなるパワーを検索する。変調度により上限値検索を行った場合でも振幅レベルを使用した場合と同様に、パワーを大きく可変させる必要がないため記録膜の劣化を最小限に抑えること可能である。これにより、装置の安定動作を向上することができる。

上限値検索と下限値検索を行うと、図８のように消去可能範囲を追い込むことができる。この追い込んだ範囲で消去パワーを設定することにより、事前に記録されたデータを確実に消去できるパワーを設定可能となる。（S５）設定する消去パワーの最適値として、例えば検索範囲の中心を採用し、最適な消去パワーを決定できる。これにより、装置の安定動作を向上することができる。

上記実施例では、光ディスク４にあるテストエリアを使用し、パルスタイミングの影響を受けにくい振幅情報を使用してパワーの最適化を行うことで、確実に消去可能な消去パワーを学習できるため、記録品質を高めることができる。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も高めることができる。さらに、これにより装置の安定動作を向上することができる。

光学的記録再生装置の構成を説明するブロック図である。 記録媒体におけるデータエリアとテストエリアの構成の一例を示す図である。 実施形態を説明するブロック図である。 マルチパルス型のライトストラテジを説明する図である。 振幅情報について説明する図である。 消去パワーの下限値検索を説明する図である。 消去パワーの上限値検索を説明する図である。 消去パワーの最適値検索を説明する図である。

符号の説明

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

Claims (11)

1. 情報を記録するための記録パワーレベルと、記録された情報を消去するための消去パワーレベルとの少なくとも２値のパワーレベルを設定できるライトストラテジに従って光ディスクに情報を記録するための光ディスク記録方法であって、
   記録された情報を消去することが可能な消去パワーの下限値を検索する消去パワー下限値検索ステップと、
   記録された情報を消去することが可能な消去パワーの上限値を検索する消去パワー上限値検索ステップと、
   前記消去パワー下限値検索と前記消去パワー上限値検索により検索された消去パワーの設定範囲内において消去パワーレベルを決定するステップとを含むことを特徴とする光ディスク記録方法。
2. 請求項１に記載の光ディスク記録方法であって、
   前記消去パワー下限値検索ステップは、
   前記光ディスクに記録済みエリアを作成した後、DC消去パワーレベルとして変更された記録波形を用いて前記記録済みエリアにテスト消去を実行するテスト消去ステップと、
   前記テスト消去されたエリアを再生して、前記テスト消去されたエリアのスペースとマークの信号振幅を取得する取得ステップと、
   前記スペースの振幅と前記マークの振幅との比率に基づいて、前記テスト消去によりマークが消去されているか否かを判定する判定ステップとを含むことを特徴とする光ディスク記録方法。
3. 請求項１に記載の光ディスク記録方法であって、
   前記消去パワー下限値検索ステップは、
   前記光ディスクに記録済みエリアを作成した後、DC消去パワーレベルとして変更された記録波形を用いて前記記録済みエリアにテスト消去を実行するテスト消去ステップと、
   前記テスト消去されたエリアを再生して、前記テスト消去されたエリアの変調度を取得する変調度取得ステップと、
   前記変調度に基づいて、前記テスト消去が十分か否かを判定する判定ステップとにより、消去パワーの下限値を検索することを特徴とする光ディスク記録方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の光ディスク記録方法であって、
   前記消去パワー上限値検索ステップは、
   記録パワーレベルのみを変更してテストマークの記録を行うテスト記録ステップと、
   前記テストマークを再生して、前記テストマークのスペースとマークの信号振幅をそれぞれ取得する取得ステップと、
   前記スペースの振幅と前記マークの振幅との比率に基づいて、消去パワーの上限値を検索するステップとを含むことを特徴とする光ディスク記録方法。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の光ディスク記録方法であって、
   前記消去パワー上限値検索ステップは、
   記録パワーレベルのみを変更してテストマークの記録を行うテスト記録ステップと、
   前記テストマークを再生して、前記テストマークの変調度を取得する取得ステップと、を含み、
   前記変調度に基づいて、消去パワーの上限値を検索することを特徴とする光ディスク記録方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の光ディスク記録方法であって、
   データエリアとテストエリアを有する光ディスクに情報を記録するとき、テストエリアにて前記消去パワー下限値検索と前記消去パワー上限値検索により検索された消去パワーの設定範囲において消去パワーレベルの決定を行うことを特徴とする光ディスク記録方法。
7. データエリアとテストエリアを有する光ディスクに情報を記録するための光ディスク記録装置であって、
   前記光ディスクにレーザ光を照射するためのレーザ光源と、
   情報を記録するための記録パワーレベルと、記録された情報を消去するための消去パワーレベルとの少なくとも２値のパワーレベルを設定できるライトストラテジに基づいて前記レーザ光源を駆動させるレーザ駆動手段と、
   前記光ディスクからの反射光を検出し、光電変換して検出信号を出力する光検出手段と、
   前記光検出手段からの検出信号を信号処理する再生信号処理手段と、
   前記レーザ駆動手段及び前記再生信号処理手段を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、記録された情報を消去することが可能な消去パワーの下限値と上限値を検索して、消去パワーの範囲を設定し、前記範囲から消去パワーレベルを決定し、前記データエリアに情報を記録するよう制御する光ディスク記録装置。
8. 請求項７に記載の光ディスク記録装置であって、
   前記制御手段は、
   前記光ディスクに記録済みエリアを作成した後、DC消去パワーレベルとして変更された記録波形を用いて前記記録済みエリアにテスト消去を実行し、前記テスト消去されたエリアを再生して前記テスト消去されたエリアのスペースとマークの信号振幅を取得し、前記スペースの振幅と前記マークの振幅とに基づいて前記テスト消去によりマークが消去されているか否かを判定し、消去パワーの下限値を検索することを特徴とする光ディスク記録装置。
9. 請求項７に記載の光ディスク記録装置であって、
   前記制御手段は、
   前記光ディスクに記録済みエリアを作成した後、DC消去パワーレベルとして変更された記録波形を用いてテスト消去し、前記テスト消去されたエリアを再生して前記テスト消去されたエリアの変調度を取得し、前記変調度に基づいて前記テスト消去が十分か否かを判定し、消去パワーの下限値レベルを検索することを特徴とする光ディスク記録装置。
10. 請求項７から９のいずれか一項に記載の光ディスク記録装置であって、
    前記制御手段は、
    記録パワーレベルのみを変更してテストマークの記録を行い、前記テストマークを再生して前記テストマークのスペースとマークの信号振幅をそれぞれ取得し、前記スペースの振幅と前記マークの振幅との比率に基づいて、消去パワーの上限値を検索することを特徴とする光ディスク記録装置。
11. 請求項７から９のいずれか一項に記載の光ディスク記録装置であって、
    前記制御手段は、
    記録パワーレベルのみを変更してテストマークの記録を行い、前記テストマークを再生して変調度を取得し、前記変調度に基づいて、消去パワーの上限値を検索することを特徴とする光ディスク記録装置。

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