JP2601116B2 - 光ディスク記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ光を光ディス
クの記録面に照射してピットを形成して情報の記録を行
なうＣＬＶ（線速度一定）方式の光ディスク記録装置に
関し、１ビーム位相差検出トラッキング方式の光ディス
ク再生装置で再生する際のトラッキングゲインの低下防
止と再生用レーザビームのパワーマージンの確保の両立
を図るとともに、信号品位の低下を防止したものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】書込可能形光ディスクの記録方式の１つ
としてＣＤ−ＷＯ（ＣＤ ＷｒｉｔｅＯｎｃｅ）規格が
ある。これは、ＣＤフォーマットで追記形記録を行なう
ものである。このＣＤ−ＷＯ規格においては記録ピット
長は３〜１１Ｔ（１Ｔ＝１／４．３２１８ＭＨｚ＝２３
１ｎｓ）が用いられるが、形成しようとするピット長分
のパルス幅のレーザ光を照射すると、余熱により実際に
は１Ｔ程度長くピットが形成されてしまう。そこで、い
わゆる（ｎ−１）ｓｔｒａｔｅｇｙと称して、図２に示
すように、形成しようとするピット長より１Ｔ分短いパ
ルス幅（（ｎ−１）Ｔ、つまり３Ｔのピットを形成する
時は２Ｔのパルス幅、４Ｔを記録する時は３Ｔのパルス
幅）で記録用レーザ光を照射することが規定されてい
る。

【０００３】光ディスクに情報を記録する場合、通常の
速度（１倍速）のほかに、２倍速、４倍速等で高速記録
する機能があれば記録時間の短縮が図れて便利である。
例えば、４倍速では、データ（ＣＤ−ＲＯＭデータ、オ
ーディオデータ等）をハードディスクに蓄えておき、こ
れを４倍圧縮で読み出し、光ディスクを４倍速で駆動し
て記録することなどが考えられる。また、２倍速では、
ＣＤプレーヤを倍速モードで再生し、光ディスクを倍速
モードで駆動して複写することなどが考えられる。

【０００４】ところが、このように記録速度倍率を変え
て記録する場合、記録用レーザ光の照射時間を常に（ｎ
−１）Ｔに保って記録すると記録速度倍率が高くなるほ
どクロストークが大きくなる等記録速度倍率によっては
記録信号品位が低下する問題がある。

【０００５】そこで、このような問題を解決するため、
本出願人は先に、記録速度倍率にかかわらず記録信号品
位の低下を防止することができる光ディスク記録方法お
よびその装置を特願平４−１４３１５７号にて提案し
た。これは、記録速度倍率が低い時は形成すべきピット
長に相当する照射時間に対し照射時間の短縮量の割合を
大きくし、記録速度倍率が高い時は当該短縮量の割合を
小さくするとともに、この短縮量が調整された照射時間
のもとで所定のピット長を形成するために必要なレーザ
パワーに調整して前記記録用レーザ光を照射するように
したものである。

【０００６】これによれば、記録速度倍率が高い時は照
射時間の短縮量の割合を小さくしたので、その分レーザ
パワーを低くすることができ、これによりクロストーク
の増大を防止することができる。また、記録速度倍率が
低い時は照射時間の短縮量の割合を大きくしたので、そ
の分レーザパワーを高くすることができ、これによりピ
ットの切れを良好にしてジッタの増大を防止することが
できる。したがって、記録速度倍率にかかわらずクロス
トークやジッタの増大を防止して記録信号品位の低下を
防止することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記特願平４−１４３
１５７号では線速度については特に言及していないが、
同一記録速度倍率で照射時間の短縮量の割合を常に一定
にして記録すると、線速度によっては再生時に不都合が
生じることがわかった。すなわち、ＣＤ−ＷＯ規格では
線速度を１．２〜１．４ｍ／ｓの範囲で任意に設定する
ことができるが、この規格の光ディスクを同一記録速度
倍率で照射時間の短縮量の割合を一定にして様々な線速
度で記録し、かつこの光ディスクを１ビーム位相差検出
トラッキング方式の再生装置で再生すると線速度によっ
て位相差トラッキングゲインが変化し、安定に再生でき
ない場合が生じた（詳しくは後述する）。

【０００８】また、光ディスクの記録信号の品位を評価
するパラメータとしてアシンメトリ（ａｓｙｍｍｅｔｒ
ｙ）がある。これは、光ディスクの再生ＲＦ信号のアイ
パターンにおいてアイの中心が振幅の中心からずれる大
きさを表わすものである。このずれは、ジッタとなって
読取りエラーを生じさせるので、アシンメトリが一定範
囲に収まるように記録することが必要である。

【０００９】アシンメトリを変化させる１つの要素とし
て記録時のレーザパワーがある。そして、同一記録速度
倍率で照射時間の短縮量の割合を一定にした場合に線速
度によらず一定のアシンメトリを得るには、記録時のレ
ーザパワーを線速度に応じて大きく変動させる必要があ
る（線速度が低いときはレーザパワーを低くし、線速度
が高いときはレーザパワーを高くする。）。これでは、
線速度が低い時にはレーザパワーが低いので、ピットの
切れが悪くなってジッタが大きくなる。また、線速度が
高い時にはレーザパワーが高いので、横方向（トラック
幅方向）への熱拡散が大きくなり、記録ピットの幅が広
がってクロストークが大きくなり、いずれの場合にも信
号品位を低下させる。また、線速度が高い時にレーザパ
ワーを高くするので、レーザ装置の寿命にも影響する。

【００１０】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、１ビーム位相差検出トラッキング方式の
再生装置を用いて再生する場合にも、線速度による位相
差トラッキングゲインの大幅な減少を防止して安定した
再生を可能にするとともに、再生用レーザビームのパワ
ーマージンを確保し、また再生信号の品位低下を防止
し、さらには記録レーザパワーを抑制することができる
光ディスク記録装置を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、形成すべき
ピット長に応じて記録用レーザ光を照射して光ディスク
上にピットを形成する光ディスク記録装置において、記
録速度倍率を設定する記録速度倍率設定手段と、この設
定された記録速度倍率で前記光ディスクを回転駆動する
回転制御手段と、記録を行なう光ディスクの線速度情報
を出力する線速度情報出力手段と、前記設定された記録
速度倍率が低い時は形成すべきピット長に相当する照射
時間に対し照射時間の短縮量の割合を大きくし、記録速
度倍率が高い時は当該短縮量の割合を小さくし、かつ同
一記録速度倍率では前記線速度情報の値が低い時は形成
すべきピット長に相当する照射時間に対し照射時間の短
縮量の割合を大きくし、当該線速度情報の値が高い時は
当該短縮量の割合を小さくして前記記録用レーザ光を照
射する照射時間制御手段とを具備してなるものである。

【００１２】

【作用】この発明によれば、線速度情報の値が低い時は
形成すべきピット長に相当する照射時間に対し照射時間
の短縮量の割合を大きくし、線速度情報の値が高い時は
当該短縮量の割合を小さくして前記記録用レーザ光を照
射するようにしたので、後述するように、１ビーム位相
差検出トラッキング方式の光ディスク再生装置で再生す
る際のトラッキングゲインの低下防止と再生用レーザビ
ームのパワーマージンの確保の両立を図ることができる
とともに、再生信号の品位の低下を防止し、また記録用
レーザパワーを抑制してレーザ装置の寿命を伸ばすこと
ができる。また、記録速度倍率を考慮して、記録速度倍
率および線速度により照射時間の短縮量の割合を可変す
るようにしたので、記録速度倍率および線速度によらず
上記効果が得られる。

【００１３】

【実施例】この発明の一実施例を以下説明する。この実
施例では色素系の追記形ディスクにＣＤ−ＷＯ規格で記
録する場合について示す。なお、この実施例では（ｎ−
α）Ｔのαを短縮量の割合として定義する。また、記録
信号の長さｎＴに対し照射時間を（ｎ−α）Ｔとするこ
とを「変調」と言い、照射時間の「短縮量の割合」を
「変調法の長さ」で表わし、短縮量の割合αが大きい
（つまり照射時間を相対的に短くする）場合を変調法が
「短い」と言い、αが小さい（つまり照射時間を相対的
に長くする）場合を変調法が「長い」と言う。

【００１４】はじめに、線速度による１ビーム位相差検
出トラッキング方式のトラッキングゲイン（位相差トラ
ッキングゲイン）の変化について説明する。なお、１ビ
ーム位相差検出トラッキング方式（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）とは、周知
のように、光スポットがピットを通過する際にトラック
の左右どちらにずれているかによって４分割光検出器上
の光量分布の時間的変化状態が異なることを利用して、
例えば４分割検出器の直交する対角線の和信号の双方を
用いて位相検波することによりトラッキングエラー信号
を検出するものである。

【００１５】ＣＤ−ＷＯ規格の光ディスクを同一記録速
度倍率で変調法を一定値（ｎ−１）Ｔにして様々な線速
度で記録し、かつこの光ディスクを１ビーム位相差検出
トラッキング方式の再生装置で再生した場合の、線速度
による位相差トラッキングゲインの変化を図３に示す。
図３では、所定の基準ディスクを０ｄＢとした時の相対
値で示しており、使用した再生装置では位相差トラッキ
ングゲインが約−３ｄＢ以下になると、トラッキング制
御が不安定になり（早送り、早戻し時にトラックジャン
プしたり、同じ箇所を繰り返しトレース（ポーズ状態）
したり、曲飛ばしした時にサーチ時間が非常に長くかか
る等の症状が出る。）、再生に問題が生じ始めた。した
がって、図３の測定結果によれば、ノーマル記録（１倍
速）ではあまり問題はないが、２倍速では線速度が速く
なるにつれトラッキング制御の不安定度が増すことがわ
かった。さらに、より高倍率の記録速度でも同様に線速
度が速くなるにつれ、トラッキング制御の不安定度が増
すことがわかった。

【００１６】次に、線速度を一定にして変調法を様々に
変化して記録した場合の再生時の位相差トラッキングゲ
インの変化を図４に示す。これによれば、変調法が長く
なるにつれて位相差トラッキングゲインが増大すること
がわかった。これは、例えば色素系ディスクの場合、記
録用レーザ光の照射で加熱溶融され一部分解した色素と
これに接して加熱軟化された基盤材料であるポリカーボ
ネートが相互に作用して色素層と基盤の界面に変形部
（ピット）が形成されるところ、長目の変長法のほうが
基盤の変形が大きくなり、これが位相差トラッキングゲ
インの増大につながるためと考えられる。図４の結果か
ら得られた記録速度と変調法の組み合わせによる位相差
トラッキングゲインの変化傾向を図５に示す。

【００１７】一方、再生性能を決める重要な要素として
パワーマージンがある。パワーマージンとは、ジッタと
ｃ１エラーの双方がそれぞれ所定の基準以下に収まって
いる再生用レーザパワーの範囲をいう。パワーマージン
は記録速度と変調法の組合せにより図６に示すような変
化傾向を示す。

【００１８】図５、図６によれば、位相差トラッキング
ゲインを大きくするには変調法を長くし、パワーマージ
ンを確保するには変調法を短くする必要があり、これら
は相反する要求となる。したがって、これらを両立させ
るには、その兼ね合いから図５、図６に斜線で示すよう
な範囲を使用するのが最適であることがわかる。すなわ
ち、線速度が速いときは変調法を長くし、線速度が遅い
ときは変調法を短くすればよいことになる。

【００１９】そこで、速度倍率ごとに線速度による変調
法の適正範囲を求めた結果を下記表１および図７に示
す。

【００２０】

【表１】

【００２１】なお、表１においてβは３Ｔ，４Ｔ等の短
パルス時の補正値で、例えば（ｎ−１）Ｔ記録では３Ｔ
パルス時は（ｎ−１）Ｔの２０〜３０％の値、４Ｔパル
ス時は同３〜６％の値に設定される。この短パルス補正
値βは（ｎ−Ｊ）Ｔのｊの値に非常に密接で、ｊが大き
い時（変長法が短い時）は補正値βも大きく、Ｊが０に
近い時（変長法が長い時）は補正値βも小さくする。し
たがって、線速度が速い時はβ値を小さくし、線速度が
遅い時はβ値を大きくする。

【００２２】以上説明した原理を利用して線速度および
記録速度倍率の組合せに応じて変調法を可変するように
したこの発明の一実施例を以下説明する。これは、特願
平４−１４３１５７号の明細書および図面に記載の光デ
ィスク記録装置にこの発明の線速度および記録速度倍率
の組合せによる照射時間制御を追加したものである。

【００２３】図８はこの発明が適用された光ディスク記
録再生装置の全体構成を示すものである。入力装置２８
ではオペレータの操作等により記録速度倍率が設定され
る。ディスクサーボ回路１６は、システムコントローラ
１９からの指令により、ディスクモータ１２を設定され
た記録速度倍率で線速度一定で回転制御する。この線速
度一定制御は、ＣＤ−ＷＯ規格の場合プリグループのウ
ォブル（Ｗｏｂｂｌｅ）が２２．０５ｋＨｚになるよう
に規定されているので、光ヘッド１３の出力信号からウ
ォブルを検出して（トラッキングエラー信号の残留分か
ら検出できる。）、これが２２．０５ｋＨｚ（１倍速
時。２倍速時は４４．１ｋＨｚ、４倍速時は８８．２ｋ
Ｈｚ）となるようにディスクモータ１２をＰＬＬ制御す
ることで実現される。

【００２４】フォーカスサーボおよびトラッキングサー
ボ回路１８は、システムコントローラ１９からの指令に
より、光ヘッド１３内の半導体レーザから出射されるレ
ーザ光１１のフォーカスおよびトラッキングを制御す
る。トラッキング制御はディスク１０に形成されたプリ
グルーブを検出することにより行なわれる。フィードサ
ーボ回路１７はシステムコントローラ１９からの指令に
より、フィードモータ２０を駆動して光ヘッド１３をデ
ィスク１０の径方向に移動させる。

【００２５】光ディスク１０に記録すべき入力信号は、
記録速度倍率に応じた速度でディジタル信号の場合は直
接データ信号形成回路２２に入力され、アナログ信号の
場合はＡ／Ｄ変換器２４を経てデータ信号形成回路２２
に入力される。データ信号形成回路２２は、入力データ
にインタリーブをかけて、エラーチェックコードを付与
し、またＴＯＣおよびサブコード生成回路２３で生成さ
れるＴＯＣ情報およびサブコード情報を付与し、ＥＦＭ
変調してＣＤ規格のフォーマットおよび記録速度倍率に
応じた転送レートで一連のシリアルデータを形成し、出
力する。

【００２６】このデータは、ドライブインターフェイス
１５を介してデータ信号補正回路２６でこの発明による
変調を受けてレーザ発生回路２５に入力される。レーザ
発生回路２５はデータ信号に応じて光ヘッド１３内の半
導体レーザを駆動してレーザ光を光ディスク１０の記録
面に照射し、ピットを形成して記録を行なう。この時の
レーザパワーは記録速度倍率および必要に応じて線速度
に応じた値（つまり、定められた照射時間のもとで所定
のピット長を形成するために照射すべきレーザパワー
で、照射時間が短い時は高くなり、照射時間が長い時は
低くなる。）に指令され、ＡＬＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉ
ｃ Ｌａｓｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路で
この指令されたパワーに高精度に制御される。これによ
り、光ディスク１にはＣＤ規格のフォーマット、転送速
度および線速度（１．２〜１．４ｍ／ｓ）でデータが記
録される。

【００２７】以上のようにして記録した光ディスク１０
に再生用レーザ光（記録用レーザ光より小パワー）を照
射して再生すると、読出データは信号再生処理回路３０
で復調され、そのままディジタル信号として、またＤ／
Ａ変換器３２でアナログ信号に変換されて出力される。

【００２８】図８の光ディスク記録再生装置によるこの
発明の制御ブロックを図１に示す。記録速度倍率設定手
段２８（図８の入力装置２８）はオペレータの操作等よ
り記録速度倍率を設定する。回転制御手段１６（図８の
ディスクサーボ回路１６）はこの設定された記録速度倍
率で前記光ディスクを回転駆動する。線速度検出手段１
９は、光ヘッド１０の出力信号からディスク・ウォブル
を検出し、これに基づき線速度を検出する。具体的に
は、プリグルーブにはＡＴＩＰ信号というデータがＦＭ
変調にて記録されており、特にリードイン部にはこのＡ
ＴＩＰ信号でディスクの録音時間が前もって記録されて
いるので、このディスクの録音時間から逆算して線速度
を求めることができる。また、別の方法としては、ディ
スク・ウォブルにてディスクを線速度一定に制御した状
態で光ヘッドのフィードモータに取り付けたロータリエ
ンコーダ等で検出した光ヘッドのディスク径方向位置
と、ディスクモータに取り付けたロータリエンコーダ等
で検出したディスク回転数とから線速度を算出すること
もできる。

【００２９】照射時間制御手段２６（図８のデータ信号
補正回路２６）は、入力ＦＥＭ信号にこの発明による変
調をかけて記録用レーザ光１１の照射時間を制御する。
すなわち、設定された記録速度倍率が低い時は形成すべ
きピット長に相当する照射時間に対し照射時間の短縮量
の割合を大きくし、記録速度倍率が高い時は当該短縮量
の割合を小さくする。また、同一記録速度倍率では、前
記図７に示すように、線速度が遅い時は照射時間の短縮
量の割合を大きくし、線速度が速い時は照射時間の短縮
量の割合を小さくする。

【００３０】レーザパワー制御手段２５（図１４のレー
ザ発生回路２５）は、設定された記録速度倍率のもとで
所定ピット長を形成するように、記録用レーザ光１１の
レーザパワーを制御する（記録速度倍率が高くなるにつ
れてレーザパワーを高くする。）。

【００３１】以上のように線速度および記録速度倍率の
組合せに応じて照射時間を可変制御して記録することに
より、１ビーム位相差検出トラッキング方式の光ディス
ク再生装置で再生する際のトラッキングゲインの低下防
止と再生用レーザビームのパワーマージンの確保の両立
が図られ、安定した再生を行なうことができる。

【００３２】また、線速度に応じて照射時間を可変制御
して記録することにより、記録用レーザパワーの可変範
囲を狭める効果も得られる。すなわち、同一記録速度倍
率でも線速度が低い時は照射時間の短縮量の割合を大き
くするので、線速度によらず照射時間の短縮量の割合を
一定とした場合に比べて、一定のアシンメトリを得るた
めのレーザパワーをその分高くすることができ、これに
よりピットの切れを良好にしてジッタの増大を防止する
ことができる。また、線速度が高い時は照射時間の短縮
量の割合を小さくするので、線速度によらず照射時間の
短縮量の割合を一定とした場合に比べて、一定のアシン
メトリを得るためのレーザパワーをその分低くすること
ができ、これによりピット幅の拡大が防止されてクロス
トークの増大を防止することができる。そして、これら
の理由により信号品位の低下が防止される。また、線速
度が高い時のレーザパワーを抑制できるので、レーザ装
置（半導体レーザ等）の寿命を伸ばすことができる。

【００３３】なお、記録用レーザパワーの可変範囲を狭
めることができるので、場合によっては線速度によらず
レーザパワーを一定にしても、アシンメトリの変動は小
さく、安定に再生を行なうことができる。

【００３４】

【変更例】前記実施例では線速度情報を光ヘッド出力信
号から検出するようにしたが、予めわかっている場合に
は、人がキー操作等により設定して与えることもでき
る。

【００３５】また、前記実施例では２倍速記録、４倍速
記録にこの発明を適用した場合について説明したが、４
倍速以上（例えば６倍速、８倍速等）にも適用できる。
また、必要ならば１倍速記録にも適用できる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、線速度情報の値が低い時は形成すべきピット長に相
当する照射時間に対し照射時間の短縮量の割合を大きく
し、線速度が高い時は当該短縮量の割合を小さくして前
記記録用レーザ光を照射するようにしたので、１ビーム
位相差検出トラッキング方式の光ディスク再生装置で再
生する際のトラッキングゲインの低下防止と再生用レー
ザビームのパワーマージンの確保の両立を図ることがで
きるとともに、再生信号の品位の低下を防止し、また記
録用レーザパワーを抑制してレーザ装置の寿命を伸ばす
ことができる。また、記録速度倍率を考慮して、記録速
度倍率および線速度により照射時間の短縮量の割合を可
変するようにしたので、記録速度倍率および線速度によ
らず上記効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図８の光ディスク記録装置に適用されたこの
発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】 従来の（ｎ−１）ｓｔｒａｔｅｇｙによる記
録方法を示すタイムチャートである。

【図３】 変調法を一定にした場合の線速度による位相
差トラッキングゲインの変化を示す図である。

【図４】 線速度を一定にして変調法を様々に変化して
記録した場合の再生時の位相差トラッキングゲインの変
化を示す図である。

【図５】 図４の結果から得られる記録線速度と変調法
の組み合わせによる位相差トラッキングゲインの変化傾
向を示す図である。

【図６】 記録線速度と変調法の組合せによるパワーマ
ージンの変化傾向を示す図である。

【図７】 記録速度倍率ごとの線速度による変調法の適
正範囲を示す図である。

【図８】 この発明が適用された光ディスク記録再生装
置の一実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 光ディスク １１ 記録用レーザ光 １６ 回転制御手段 １９ 線速度検出手段（線速度情報出力手段） ２５ レーザパワー制御手段 ２６ 照射時間制御手段 ２８ 記録速度倍率設定手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】形成すべきピット長に応じて記録用レーザ
   光を照射して光ディスク上にピットを形成する光ディス
   ク記録装置において、 記録速度倍率を設定する記録速度倍率設定手段と、 この設定された記録速度倍率で前記光ディスクを回転駆
   動する回転制御手段と、 記録を行なう光ディスクの線速度情報を出力する線速度
   情報出力手段と、 前記設定された記録速度倍率が低い時は形成すべきピッ
   ト長に相当する照射時間に対し照射時間の短縮量の割合
   を大きくし、当該記録速度倍率が高い時は当該短縮量の
   割合を小さくし、かつ同一記録速度倍率では前記線速度
   情報の値が低い時は形成すべきピット長に相当する照射
   時間に対し照射時間の短縮量の割合を大きくし、当該線
   速度情報の値が高い時は当該短縮量の割合を小さくして
   前記記録用レーザ光を照射する照射時間制御手段と を具備してなる光ディスク記録装置。