JP2910143B2 - 光学式記録再生装置 - Google Patents
光学式記録再生装置Info
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Description
光源の光出力の制御装置に関する。
わしたI−P特性図を示す。半導体レーザのI−P特性
は温度依存性を持つ。すなわち、常温T0で106の特性で
発振開始電流IthがIth0であったのが、半導体レーザの
温度が上昇してT1になった時、I−P特性は107に変化
する。IthもIth1に変化する。もし、ライト時の駆動電
流Iwを図に示すように、一定値にしたままとすると、温
度変動によりライトパワーはP0からP1に低下してしま
う。このような状態でデータを記録しようとすると、温
度が上昇した時にはピット長が短くなったり、記録でき
なくなってしまうことがある。そこで従来技術では、半
導体レーザの光出力をフォトダイオードでモニタして、
光出力が一定に保たれるような制御、いわゆるAPC(Aut
omatic Power Control)を行なっている。また、ディス
クのALPCと呼ばれる領域において、半導体レーザをパル
ス駆動させ、ピークパワーをモニタしてライトパワーの
制御を行なう方法も提案されている。
値に制御をすることは可能であるが、そのライトパワー
が記録を行なった時点での最適パワーであるか否かは検
出ができないため、温度変化や経時変化によるディスク
の記録感度の変動に対応した制御はできない。第3図に
ディスクの温度が変化したときに、ライトパワーを一定
に保った状態で記録をしたときの、再生パルス幅の変化
の関係を示す。ディスク温度がT1からT2に上昇すると、
記録感度が上がりピットが大きくなるので、再生パルス
幅はL1からL2に広くなる。この様な従来技術では、ライ
トパワーが最適値からずれてしまい、再生信号の信号品
質が劣化してしまうという課題を有する。
もので、その目的とするところは、温度変化や経時変化
によるディスクの記録感度の変動の影響を受けずに、常
に最適な状態で情報を記録できる光学式記録再生装置を
提供するところにある。
の記録再生を行うものであって、記録したピットを再生
する信号再生手段と、信号再生手段の出力からピットの
記録されている状態を検出する記録状態検出手段と、記
録状態検出手段により検出されたピットの記録状態に応
じて常に情報記録時の光源の光出力を制御する信号を発
生させる光出力制御手段と、光出力制御手段の出力によ
り光源を駆動する光駆動手段とを備え、記録状態検出手
段は、情報を記録した後に情報が正しく記録されている
か否か信号再生手段の出力により検査を行うデータベリ
ファイ時に、記録されているピットの状態を検出するこ
とを特徴とする。
少なくとも、VFO部の最短繰り返しパターンのピット列
の一部を用いたり、少なくとも、データとして記録され
たピットのうち、特定長のピットを選択して用いること
が望ましい。
の出力をディジタル信号に変換する2値化手段と、ディ
ジタル信号のパルス幅を測定するパルス幅測定手段とか
ら構成することが望ましい、あるいは、パルス幅測定手
段に代えて、デューティーを調べるデューティー検出手
段を用いてもよい。また、記録状態検出手段は、信号再
生手段の出力の振幅を測定する振幅測定手段で構成する
ようにしてもよい。
情報記録時のライトパワーとライトパルス幅を制御する
ようにした方が望ましい。
り、記録したピットの再生信号の状態を測定して、ライ
トパワーが過大であると判断された時には、光出力制御
手段からの出力により、光源駆動手段はライトパワーを
下げ、逆にライトパワーが過小と判断された時には、光
出力制御手段の出力で、光駆動手段はライトパワーを上
げることで、記録されたピットの状態が最良であるよう
に光源の出力を制御するため、常に最適なライトパワー
で情報を記録することができる。
第1図は本発明の光学式記録再生装置のブロック図であ
る。本実施例においては、光源として半導体レーザを用
いることにする。また光ディスクの記録方式は、一回書
き込みタイプ(Write Once type)でも、光磁気や相変
化型の消去可能タイプのどれでも適用できる。まず光出
力制御手段104により、予め定められているライトパワ
ーが出るように光源駆動手段105のライト時の電流を設
定する。光源駆動手段105は、光学ヘッド101の中の半導
体レーザを駆動してデータを記録する。通常データを記
録した後はデータのベリファイを行い、データが正しく
書かれたか検査をする。このベリファイ時に信号再生手
段102により再生された信号の状態を状態検出手段103に
より検出する。ここで、再生信号の状態が、最適値より
もライトパワーが低い値で記録されたと認識した場合に
は、その状態に応じて光出力制御手段104はライトパワ
ーを大きくするように、光源駆動手段105に指令し、半
導体レーザのライト電流を増加させる。逆に再生信号
が、最適値よりもライトパワーが高い値で記録されたと
認識した場合には、上記の逆の動作を行なう。このよう
な一連の動作によってライトパワーは常に最適値になる
ように制御される。
的な回路図を示す。図中点線で囲まれた部分139がパル
ス幅測定手段で、104が光出力制御手段である。なお、
2値化手段についてはコンパレータ等の一般的な回路で
実現できるので、ここでは説明を省略する。
09、110とトランジスタ111で定電流源を構成している。
また定電流の値をIとする。トランジスタ112、113でこ
のIをスイッチングする。抵抗114、115、116、117、11
8は2個のトランジスタにバイアスを与えている。端子1
19には信号再生手段102で作られた再生ピット列をディ
ジタル化した信号120が、端子121には同じく再生ピット
列をディジタル化した信号122が、それぞれ入力され
る。120はピット部分で“H"に、ピット間で“L"になる
信号で、122はその逆相の信号である。従って、ピット
部分ではトランジスタ113がオン、トランジスタ112がオ
フになり、定電流Iはコンデンサ126に流れ込む。逆に
ピット間では定電流Iはトランジスタ112のコレクタか
らGNDに流れる。
リセットするためのもので、端子123から入力されるリ
セット信号124が“H"の時に、トランジスタ125がオンと
なり、リセット動作になる。オペアンプ127でバッファ
を構成している。バッファの出力128をV、コンデンサ1
26の容量をCとすると、信号120が“H"の間Vは、 V=1/C*∫Idt で増加する。ピット部分の時間をTとすると、 V=IT/C なる値とする。すなわちVにはTに比例した値があらわ
れる。
2に変換する。端子130からはA/D変換のタイミング信号1
31が入力される。この実施例では、131の立ち上がりでA
/D変換が行なわれるものとする。第4図の各部の信号波
形を第5図に示す。
する。ライトパワー制御のための演算処理は133のCPUが
行なう。ここではCPU133はROM134とRAM135が内蔵された
1チップタイプのものとしている。ROM134には制御プロ
グラムや定数が格納されている。RAM135は演算した結果
等を格納して、必要に応じて使用する。CPU133はパルス
幅測定手段139から送られてきたパルス幅データ132と所
定の値との比較をする。所定の値より短い場合には、ラ
イト時のパルス電流を増加させライトパワーが大きくな
るように、データ136をD/A変換器137に出力し、D/A変換
して、端子138からはライトパワー制御信号が得られ
る。所定の値より長い場合には上記の逆の動作を行い、
ライトパワーが小さくなるように制御をする。
40はカウンタである。131はカウンタ130のクロック142
を生成するための発振器で、水晶振動子などで作られ
る。端子143からは信号再生手段102で作られた、再生ピ
ット列をディジタル化した信号144が入力される。この
信号はピット部分で“H"になり、“H"の間カウンタ140
はイネーブル状態となる。また、端子145からはカウン
タ140のリセット信号146が入力され、この信号が“L"に
なるとカウンタ140はリセットされるものとする。147は
カウンタ140の出力で、この信号がパルス幅を測定した
データである。第7図に、第6図における各部の信号波
形を示す。
回路図を示す。端子148には信号再生手段102の出力を2
値化したディジタル信号149が、端子150にはリセット信
号が入力される。ここで、リセット信号が‘H'の時には
トランジスタ151がオンになり、コンデンサ152に貯えら
れていた電荷が放電され、リセット状態となる。リセッ
ト信号は再生信号の状態を検出する前に決められた時間
だけ‘H'になる。また、抵抗153、154、155とトランジ
スタ156で定電流源を構成している。いま、この定電流
値をIとする。ディジタル信号149が‘H'のとき、トラ
ンジスタ157はオンになり、トランジスタ158のベース電
圧は+Vを抵抗159、160で分圧した値となる。この時電
流はトランジスタ158を通り、コンデンサ152に充電され
る。オペアンプ161はバッファを構成していて、出力162
にはコンデンサ152の両端の電圧と同じ大きさの電圧が
現われる。ディジタル信号149の‘H'となっている時間
をT、162の電圧をVOとすると、VOは VO=I*T/C で与えられる。
タ157はオフとなり、トランジスタ158のベースは+Vに
固定され、オフとなるので、電流Iはコンデンサ153に
は流れ込まず、VOは‘L'になる前の値に保持される。16
2をA/D変換器163でディジタル信号164に変換する。
ューティー比が低いときにはライトパワーを増加させ、
逆に高いときにはライトパワーを減少させるように制御
をする。
信号波形である。ここで、ライトパルス165は最短繰り
返しパターンであるとし、記録されたピット列が166で
ある。このピットの再生信号が167で、ディジタル化し
た信号が149である。この信号のデューティー比が1:1の
ときが最適のライトパワーが得られていると判断でき
る。第9図の場合は、デューティー比が50%より小さ
い。
の信号波形を示している。168の光出力で記録した時、
記録されたピットは169のようになる。このピットを再
生した波形が170で、ディジタル化した信号が171であ
る。171のデューティー比は50%となっていて、ライト
パワーは最適な状態であることが判る。
示す。端子172から入力された再生信号173は、A/D変換
器174に入力されディジタル信号175に変換される。最大
値検出回路176によりディジタル信号175の最大値178
が、最小値検出回路177によりディジタル信号の最小値1
79が、それぞれ検出される。次に、減算回路180によ
り、最大値178から最小値179を減ずることにより、端子
182からは振幅データ181が得られる。
端子185から再生信号186が入力される。187は増幅器
で、188には入力186と同相の信号が、189には逆相の信
号がそれぞれ出力される。なお、188と189の直流バイア
スは同電位である。トランジスタ190、191と抵抗192、1
93で全波整流動作を行なう。194のコンデンサは整流後
の信号の平滑化の為に付けられている。オペアンプ195
でバッファを構成している。端子197からは再生信号186
の振幅を検出した信号196が出力される。
一実施例の回路図である。図中点線で囲った部分104が
光出力制御手段、105が光源駆動手段の回路図である。
まず光出力制御手段の回路について説明する。光出力の
制御は200のCPUが行なう。この実施例の場合CPU200はRO
M203及びRAM204を内蔵のワンチップ型である。制御プロ
グラムと定数はROM203に、各測定値ならびに設定値はRA
M204に格納し必要に応じて使用する。端子201にはピッ
トの記録状態を示した信号202が記録状態検出手段より
送られてくる。CPU200は記録状態に応じて、ライトパワ
ーを制御するためのディジタルデータ205をD/A変換器20
6に与えて、ライト時の半導体レーザのパルス電流設定
を行なう。
ザの電流駆動を行なう回路である。半導体レーザ225に
流される電流ILDは、229のバイアス電流Ibと224のパル
ス電流Ip229とからなり、223のバイアス電流Ibの制御と
224のパルス電流Ipの制御を行なう部分とからなる。半
導体レーザ225の光出力をモニタホトダイオード226で検
出する。信号再生時には、バイアス電流制御回路228は
モニタ信号227の値が一定になるようにIbを制御する。
ライト時には端子230から入力される制御信号231によっ
て、Ibをライト直前の値にホールドする。パルス電流駆
動回路について説明する。抵抗209、210、トランジスタ
211、オペアンプ208でパルス電流Ipを決める定電流源を
構成している。電流値は光出力制御手段104のD/A変換器
206の出力信号207により決定される。トランジスタ21
7、218は前記の電流をスイッチングするためのもので、
抵抗212、213、214、215、216はトランジスタ217、218
にバイアスを与えている。端子221からはライトパルス2
22が入力される。219はTTLの74LS07でオープンコレクタ
タイプのバッファ、220はTTLの74LS06でオープンコレク
タタイプのインバータである。
ン、トランジスタ217がオフとなり、パルス電流Ipは半
導体レーザ225へは流れ込まずに抵抗223に流れる。ライ
トパルス222が‘H'の時にはトランジスタ218がオフ、ト
ランジスタ217がオンになり、Ipは半導体レーザ225に流
れ込み、半導体レーザ225の駆動電流I1dは、 I1d=Ib+Ip となる。
たフローチャートである。この図に基づいて制御方法の
説明する。
る。
クする。
電流値は変更しない。NGならばライトパワーが大きすぎ
るか小さすぎるか判断する。
少させる。小さすぎる場合にはパルス電流を増加させ
る。電流の増減の割合は、ライトパワーの最適値からの
ずれ量に応じて定められる。
御終了。
を示す。この実施例は情報記録時にライトパワーとライ
トパルス幅の制御を行なう回路である。図中、点線で囲
った部分104が光出力制御手段、105が光源駆動手段の回
路である。第14図と同一のものに関しては同一番号で示
してある。105の光源駆動手段の半導体レーザの電流駆
動回路は第14図と同一であり、上記で説明したのでここ
では説明を省略し、104の光出力制御手段について説明
をする。
のワンチップ型である。制御プログラムと定数はROM203
に、各測定値ならびにライトパワーとライトパルス幅設
定の為のデータはRAM204に格納し必要に応じて使用す
る。CPU200はライトパワーを制御するためのディジタル
データ205をD/A変換器206に与えて、ライト時に半導体
レーザを駆動するパルス電流Ipの設定を行なう。
マルチバイブレータであり、ここではTTLの74LS123を用
いている。端子221から入力されるライトデータ222の立
ち上がりで、一定時間幅Tのライトパルス241を出力す
る。ここで、抵抗242の値をR、コンデンサ243の値をC
0、コンデンサ244の値をC1、コンデンサ245の値をC2と
する。ライトパルス幅TはRとCext、C/R端子間の容量C
tで次式のように定められる。
御を行なうことができる。トランジスタ246、27はスイ
ッチの役目をしていてC0、C1、C2の合成容量を作る。抵
抗248、248はトランジスタのバイアス電流を与えてい
る。ここで、CPU200から出力される制御信号250が‘H'
になると、トランジスタ246がオンになる。同様に制御
信号251が‘H'になると、トランジスタ247がオンにな
る。
なる。
なうが、制御信号の本数とコンデンサとトランジスタを
増やせば、更に多段階にパルス幅Tの値を制御できる。
CPU200は、端子201に入力される記録状態検出手段から
送られた記録状態を表した信号202に応じて、ライトパ
ワーとライトパルス幅と変化させて、最適な記録状態が
保たれるように制御する。
の場合1セクタ当り1360バイトのフォーマットである。
まず、先頭の5バイトにはSM(セクタマークと呼ばれる
セクタの始まりを示すためのマーク)がある。続く47バ
イトにはID、すなわちトラックアドレスとセクタアドレ
スが書かれた領域がある。次に続く14バイトは、ODF fl
ag and gapsと呼ばれる領域である。この領域の後部の
2バイト分255がALPCと呼ばれる領域で、半導体レーザ
の光出力の校正のために設けられていて、その使用方法
は規定されておらず、自由に使うことができる。
ALPC領域255で半導体レーザを特定パターンのライトパ
ルスで駆動して、記録されたピットの再生信号から記録
状態を検出し、最適記録状態となるように、半導体レー
ザの光出力の制御を行なうものである。第17図は記録状
態検出手段103と、ライトパルス生成手段の一実施例で
ある。端子256からプリピットを再生したプリピット信
号257がセクタマーク検出回路258に入力され、セクタマ
ーク259が検出される。タイミング生成回路260はセクタ
マーク259に基づき、ALPCタイミング信号261を生成す
る。一方、端子262にはMO信号263が二値化回路264に入
力され、ディジタルデータ265が作られる。デューティ
ー検出回路266は、ディジタルデータ265のデューティー
比を、ALPCタイミング信号261がアクティブの間測定し
て、記録状態検出信号267を端子268に出力する。
イトパルスの生成について説明する。端子269からライ
トクロックがライトパルス生成回路271に入力される。A
LPCタイミング信号261がアクティブの間、ライトパルス
生成回路271はライトパルス272を生成し、端子273を出
力する。第18図に第17図の各部の信号波形を示す。本実
施例においてはALPCタイミング信号261はALPC領域2バ
イトのうち、領域の前後部分の2ビットを除いた領域で
アクティブになる。これは、タイミング生成回路の精度
やディスク回転むらを吸収するためである。ライトデー
タ274のパターンは2−7変調データでの最短繰り返し
パターンである‘010'の繰り返しパターンとした。ライ
トパルスは272の様になる。このパターンで記録した時
のピット275を、再生した再生信号263を二値化したディ
ジタルデータ265のデューティー比が、50%の時が最適
な記録状態である。この実施例ではピットを4個記録す
る。
明する。回路構成は前述の第17図と同じである。第19図
に光ディスクのユーザーデータ領域のフォーマット図を
示す。先頭12バイトの276がVFO3と呼ばれる領域であ
る。2−7変調を用いた場合、VFO3のチャンネルビット
パターンは“010010010010010010‥‥010010"という最
短繰り返しパターンになる。このパターンの全部或は一
部に対して、本発明のデューティー検出手段を用いて、
デューティーが50%になるように半導体レーザのライト
パワーを制御する。
で、VFO3領域だけでなくユーザーデータ領域のどこでも
ピットの時間幅の測定が可能である。一方、ピットエッ
ジ記録方式の場合、時間幅が予め定まっているVFO3のパ
ターンに対して、その一部または全部のピットの時間を
測定すればよい。さらに、データの中も"1001“から“1
00000001"まで“0"が2個から7個続くパターンの離散
的な値をとることが予め判っているため、それらのパタ
ーンを分類して認識し、ある特定の長さのピットに注目
して、ピット幅の測定を行なうことができる。全てのピ
ットの時間幅或はいくつかのパターンに時間幅について
測定を行なってもかまわない。
化や経時変化による記録感度に対応して、ライトパワー
が常に最適になるような制御で記録を行うことができる
という効果を有する。
トパワーの最適化を装置自身が自動的に行えるため、デ
ィスクの互換性の面で優れた装置となる。
ようとすることが十分考えられるが、その方法としてピ
ットエッジ記録方式がある。この方式は記録するピット
の幅を厳密に管理するために、ライトパワーを正確に制
御しなければならない。本発明の光学式記録再生装置を
用いれば、実施例中で説明したように、特にこの方式に
対して絶大な効果が発揮される。
図。 第4図は、本発明のパルス幅測定手段の一実施例の回路
図。 第5図は、第4図の各部の信号波形図。 第6図は、本発明のパルス幅測定手段の他の実施例の回
路図。 第7図は、第6図の各部信号波形図。 第8図は、本発明のデューティー検出手段の一実施例の
回路図。 第9図は、第8図の各部信号波形図。 第10図は、同じく第8図の各部信号波形図。 第11図は、本発明の振幅測定手段の一実施例の回路図。 第12図は、同じく本発明の振幅測定手段の他の実施例の
回路図。 第13図は、本発明の光出力制御手段の一実施例の回路
図。 第14図は、第13図の光出力制御手段の制御の流れを示し
たフローチャート。 第15図は、本発明の光出力制御手段の一実施例の回路
図。 第16図は、光ディスクのセクタフォーマット図。 第17図は、本発明の記録状態検出手段ならびにライトパ
ルス生成の実施例の回路図。 第18図は、第17図における各部の信号波形図。 第19図は光ディスクのユーザーデータ領域のフォーマッ
ト図。 101……光学ヘッド 102……信号再生手段 103……記録状態検出手段 104……光出力制御手段 105……光源駆動手段
Claims (7)
- 【請求項1】半導体レーザ等を光源とする光学ヘッドを
用いて情報の記録再生を行う光学式記録再生装置におい
て、 記録したピットを再生する信号再生手段と、 前記信号再生手段の出力からピットの記録されている状
態を検出する記録状態検出手段と、 前記記録状態検出手段により検出されたピットの記録状
態に応じて常に情報記録時の光源の光出力を制御する信
号を発生させる光出力制御手段と、 前記光出力制御手段の出力により前記光源を駆動する光
駆動手段とを備え、 前記記録状態検出手段は、情報を記録した後に情報が正
しく記録されているか否か前記信号再生手段の出力によ
り検査を行うデータベリファイ時に、記録されているピ
ットの状態を検出することを特徴とする光学式記録再生
装置。 - 【請求項2】記録状態検出に用いられるピットとして、
少なくとも、VFO部の最短繰り返しパターンのピット列
の一部を用いることを特徴とする請求項1記載の光学式
記録再生装置。 - 【請求項3】記録状態検出に用いられるピットとして、
少なくとも、データとして記録されたピットのうち、特
定長のピットを選択して用いることを特徴とする請求項
1記載の光学式記録再生装置。 - 【請求項4】前記記録状態検出手段は、前記信号再生手
段の出力をディジタル信号に変換する2値化手段と、前
記ディジタル信号のパルス幅を測定するパルス幅測定手
段とからなることを特徴とする請求項1記載の光学式記
録再生装置。 - 【請求項5】前記記録状態検出手段は、前記信号再生手
段の出力をディジタル信号に変換する2値化手段と、前
記ディジタル信号のデューティーを調べるデューティー
検出手段とからなることを特徴とする請求項1記載の光
学式記録再生装置。 - 【請求項6】前記記録状態検出手段は、前記信号再生手
段の出力の振幅を測定する振幅測定手段であることを特
徴とする請求項1記載の光学式記録再生装置。 - 【請求項7】前記光出力制御手段は、情報記録時のライ
トパワーとライトパルス幅を制御することを特徴とする
請求項1から6のいずれかに記載の光学式記録再生装
置。
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---|---|---|---|
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JP2910143B2 true JP2910143B2 (ja) | 1999-06-23 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9462190A Expired - Lifetime JP2910143B2 (ja) | 1989-08-28 | 1990-04-10 | 光学式記録再生装置 |
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