JP3259643B2 - 光ディスク記録装置 - Google Patents
光ディスク記録装置Info
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Description
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
うマーク長記録方式の光ディスク記録装置に関し、4倍
速(標準速度(=1倍速)の4倍の速度)以上の速度で
高速記録を行う場合に記録信号品位(ジッタ、devi
ation、エラーレート等)の悪化を防止したもので
ある。
として、CD−WO(CD Write Once)規
格がある。CD−WO規格では、情報は3T〜11T
(1Tは1倍速時は1/4.3218MHz=231n
s、2倍速時は1倍速時の1/2、4倍速時は1倍速時
の1/4、6倍速時は1倍速時の1/6、……)のピッ
トおよびランド(ピットとピットの間の部分)の組合せ
で光ディスクに記録される。CD−WOディスクの記録
用レーザ光のビームパワーは図2に示すように、ピット
を形成する区間でトップパワーに設定され、ランドを形
成する区間でボトムパワーに設定される。この場合、ピ
ットの長さ分トップパワーを持続してピットを形成する
と、レーザ光の余熱により、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−K)T
+α(nT)ストラテジー(strategy)と称して、
トップパワーの持続時間を、形成しようとするピット長
nTよりも約KT分短縮してピット形成を行うようにして
いる。なお、α(nT)はピット長ごとの微調整量で、 α(3T)≧α(4T)≧α(5T)≧……≧α(11T) (α(3T)>α(11T) ) である。
ストラテジーを使って4倍速以上の高速記録を行うと
(なお、このとき、α(nT)の値は1倍速時の1/4とな
る。)、図3に示すように、ある記録パワー(トップパ
ワー)を境に急激にエラーが増大する。また、ランドジ
ッタも急激に悪化する。このため、記録パワーの設定が
難しかった。また、エラーやランドジッタはディスクの
線速度(1.2〜1.4m/s)によっても影響を受け
ていた。また、9T,10T,11Tのピット長が規定
値よりも短くなるため、特定のCDプレーヤ、CD−R
OMプレーヤでの再生時にトラブルが生じていた。ま
た、4倍速以上の高速記録時に多大な記録パワーを必要
とするため、高出力レーザダイオードを必要とし、コス
トアップにつながっていた。
体レーザのばらつきによりレーザ波長にばらつきがあ
る。一般に波形歪は色素への熱流入の過大が原因である
ため、記録感度のよい(つまり熱吸収のよい)レーザ波
長の短い光ヘッドで記録した方が波形歪が現れやすい。
このため、同一機種の光ヘッドを搭載した同一機種の光
ディスク記録装置で同じ情報を記録しても、ピットの形
成状況にはばらつきが生じ、記録信号品位が低い光ディ
スク記録装置が生じていた。特に、4倍速以上の高速記
録を行う場合は、記録感度のよい波長の短いレーザ光を
使用するので、レーザ波長のわずかなばらつきが信号品
位の低下を招いていた。
解決して、4倍速以上の速度で高速記録を行う場合に、
記録信号品位の低下を防止した光ディスク記録装置を提
供しようとするものである。
3のようにある記録パワーを境に急激にエラーが増大す
るのは、高速記録における波形歪の影響である。これを
防ぐには、後ろのピットからの熱の流入を防ぐ必要があ
る。そこでこの発明では、記録速度倍率が高くなるほど
ボトムパワーの値を低くすることにより、後ろのピット
からの熱の流入を防ぐようにしている。なお、高速記録
を行う場合に各ランドを形成する区間内の一部でボトム
パワー値をほぼ零に落とす(区間の残りの部分は、ほぼ
零以外の一定値にする)ことにより、後ろのピットから
の熱の流入を防ぐことができる。また、高速記録を行う
場合に特に波形歪に影響する3Tのランドのボトムパワ
ー値を区間内全体でほぼ零に落とす(3T以外のランド
は区間内全体でほぼ零以外の一定値にする。)ことによ
り、後ろのピットからの熱の流入を防ぐことができる。
の記録ストラテジーのα(nT)の値を α(3T)≧α(4T)≧α(5T)≧……≧α(8T) (α(3T)>α(8T)) に設定し、9T〜11Tのピットを形成する場合の同α
(nT)の値を 0≦α(nT)≦0.15T に設定することにより、9T,10T,11Tのピット
長が短目に形成されるのを防止することができる。
ィスクの線速度が高くなるほど記録ストラテジーの定数
Kの値を小さくすることにより、ジッタの悪化やエラー
レートの増大を防止することができる。
録する場合に、記録ストラテジーを(n−K)T+α(n
T)−β(mT)に設定して、α(nT)の値を、3Tのピットを
形成する場合は0.05〜0.14Tに設定して、その
分トップパワーの照射時間の終了を遅らせ、4Tのピッ
トを形成する場合は0〜0.07Tに設定して、その分
トップパワーの照射時間の終了を遅らせ、β(mT)の値
を、3Tのランドを形成する場合は0.12〜0.2T
に設定して、その分トップパワーの照射時間の開始を遅
らせ、4Tのランドを形成する場合は0.05〜0.1
3Tに設定して、その分トップパワーの照射時間の開始
を遅らせ、5Tのランドを形成する場合は0〜0.07
Tに設定して、その分トップパワーの照射時間の開始を
遅らせる補正を加えるとともに、各ピットを形成するト
ップパワーの照射開始当初に、ほぼ1.5Tの時間当該
トップパワーをほぼ1mW増大させる補正を加えること
により、シアニン系ディスクに4倍速で記録する場合の
ジッタ、ピットデビエーション(pit deviat
ion:正規のピット長からのずれ量)の悪化(増大)
を防止することができる。
速で記録する場合に、記録ストラテジーを(n−K)T
+α(nT)−β(mT)に設定して、α(nT)の値を、3Tのピ
ットを形成する場合は0.05〜0.14Tに設定し
て、その分トップパワーの照射時間の終了を遅らせ、4
Tのピットを形成する場合は0〜0.07Tに設定し
て、その分トップパワーの照射時間の終了を遅らせ、β
(mT)の値を、3Tのランドを形成する場合は0.12〜
0.2Tに設定して、その分トップパワーの照射時間の
開始を遅らせ、4Tのランドを形成する場合は0.05
〜0.13Tに設定して、その分トップパワーの照射時
間の開始を遅らせ、5Tのランドを形成する場合は0〜
0.07Tに設定して、その分トップパワーの照射時間
の開始を遅らせる補正を加えるか、もしくはこのトップ
パワーの照射時間の補正のうちα(nT)の補正に代えて各
ピットを形成するトップパワーの照射開始当初に、ほぼ
1.5Tの時間当該トップパワーをほぼ1mW増大させ
る補正を加えることにより、フタロシアニン系ディスク
に4倍速で記録する場合のジッタ、ピットデビエーショ
ンの悪化を防止することができる。
御情報を、使用するレーザ光の波長範囲ごとに予め定め
て記憶しておき、光ディスク記録装置に搭載するあるい
は搭載した半導体レーザごとに出射するレーザ光の波長
を測定し、当該測定された波長が前記波長範囲のいずれ
に入るかを判定し、当該判定された波長範囲に該当する
前記制御情報を当該光ディスク記録装置内のメモリに組
み込んで記録時に使用されるようにすることにより、半
導体レーザのレーザ波長のばらつきによる記録信号品位
の低下を防止することができる。
する。図4はこの発明が適用された光ディスク記録再生
装置1のシステム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(1倍速時は1.2m/s
〜1.4m/s、2倍速時は1倍速時の2倍、4倍速時
は1倍速時の4倍、……)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。)、これが所定の周波数(1倍速時は2
2.05kHz 、2倍速時は44.1kHz 、4倍速時は8
8.2kHz 、……)で検出され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。
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。
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
記録信号形成回路22に入力される。記録信号形成回路
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、記録信号として出力する。
ス15を介して記録信号補正回路26(照射制御手段)
で使用ディスク種類(色素材料種類)、線速度、記録速
度倍率等に応じて選択された記録ストラテジーによる変
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は記録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
じた値に指令され、ALPC(Automatic 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10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。
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。
録制御の制御ブロックを図1に示す。記録速度倍率設定
手段28は図4の入力装置28に相当し、操作者の操作
により記録速度倍率(×1,×2,×4,…)を設定す
る。ディスク種類および線速度判別手段32は、装置に
セットされている光ディスク10のディスク種類および
線速度を判別するものである。ディスク種類は、例えば
光ディスク10に予め記録されているディスクIDのう
ちディスク種類を示す情報を利用して判別することがで
きる。また、線速度は例えばディスクのリードイン部の
ATIP信号に記録されている録音時間(63分タイ
プ、74分タイプその他それらの中間のタイプ)を読み
取って、それから該当する線速度を判別(63分タイプ
は1.4m/s、74分タイプは1.2m/s)した
り、スピンドルモータのエンコーダ出力から算出するこ
とができる。
ク種類、線速度および記録速度倍率の組合せに応じて最
適な記録ストラテジー(時間変調量、記録パワー等)を
記憶している。記録ストラテジー選択手段36は、入力
されるディスク種類、線速度、記録速度倍率の情報に応
じて該当する記録ストラテジーを記録ストラテジー記憶
手段34から読み出す。制御手段38は読み出された記
録ストラテジーに応じて記録信号補正回路26を制御し
て記録信号のピット形成部分やブランク形成部分の長さ
に変調を加える。また、レーザ発生回路25を制御し
て、レーザパワーを制御する。また、ディスクサーボ回
路16を制御して、指令された記録速度倍率に相当する
速度にディスクモータ12を回転制御する。
の照射時間および記録パワーの具体的内容について説明
する。制御手段38は、記録用レーザ光のビームパワー
を、ピットを形成する区間でピットが形成されるトップ
パワーに設定し、ピットを形成後次のピットを形成する
までのランドを形成する区間でピットが形成されないボ
トムパワーに設定するとともに、トップパワーの照射時
間を、形成するピット長nT(n=3,4,……,1
1)およびその直前のランド長mT(m=3,4,…
…,11)に応じて、記録ストラテジー (n−K)T+α(nT)−β(mT) 但し、K:定数 α(nT):ピット長ごとの補正量で、少くとも α(3T)≧α(4T)≧α(5T)≧……≧α(8T) (α(3T)>α(8T)) β(mT):直前のランド長ごとの補正量で、少くとも β(3T)≧β(4T)≧β(5T)≧……≧β(8T) (β(3T)>β(8T)) に基づいて設定して、記録用レーザ光を色素系の光ディ
スク10の記録面に照射して3Tから11Tのピットお
よびランドの形成を行う。1倍速記録時は、この記録ス
トラテジーに従って、前記図2に示すような記録パルス
波形によりピットおよびランドの形成を行う。
トラテジーに下記の補正あるいはパラメータの数値の設
定を加えてピット形成を行う。
行うと、ある記録パワー(トップパワー値)を境に急激
にエラーが増大する。これを防ぐには、後ろのピットか
らの熱の流入を防ぐ必要がある。そこで、ボトムパワー
値に次の(a),(b),(c)のいずれかの補正を加
える。
ムパワーの値を低くする。すなわち、図5に示すよう
に、ボトムパワー値を、形成するピット長やランド長に
よらず一定値としてかつ記録速度倍率に応じて次式のよ
うに増減する。 ボトムパワー値(V1)≦ボトムパワー値(V2) 但し、V1,V2は記録速度倍率でV1>V2 ボトムパワー値の具体例を表1に示す。
ときのボトムパワー値を、1区間内の一部でオフする
(ほぼ零にする。)すなわち、例えば図6に示すよう
に、トップパワーでの照射を終了するごとに、ポトムパ
ワー値を一定期間オフする(残りの期間は、形成するピ
ット長やランド長によらずボトムパワー値を一定値とす
る。)。ボトムパワー値をオフする幅は、記録速度倍率
に応じて例えば表2のように切換える(記録速度倍率が
高くなるほどボトムパワー値をオフする幅を広くす
る。)。
ときに、図7に示すように、3Tランドを形成する場合
にのみボトムパワー値をランドを形成する区間内全体に
わたりオフする。4T以上のランドを形成する場合は、
ボトムパワー値を一定とする。
のトップパワーの照射時間の補正 9T,10T,11Tのピットを形成する場合の補正量
α(nT)の値を、 0≦α(nT)≦0.15T に設定する(なお、このときα(8T)=0に設定す
る。)。この補正は、記録速度倍率や線速度によらず常
に行う。補正量α(nT)の値は、例えば10Tの場合はα
(10T)=0.06T,11Tの場合はα(11T)
=0.12Tとする。図8は、9T,10T,11Tの
ピットを形成する時に上記のように補正を行った場合と
補正を行わなかった場合(つまり、α(3T)≧α(4T)≧α
(5T)≧……≧α(11T),α(3T)>α(11T) とした場合)の
ピット長とピットデビエーションの関係の測定結果を示
したものである。ピットデビエーションは、規格では許
容値が3Tのピットが±40ns以内、11Tのピットが
±60ns以内と定められている。特に11Tのピットデ
ビエーションが許容値を超えると、スピンドル制御が不
安定になることがある。補正を行わなかった場合には、
9T,10T,11Tが許容値を超えるかあるいは許容
値限界近くになるが、補正を行うことにより、9T,1
0T,11Tとも許容値以内に収まり、スピンドル制御
が安定化される。
関連して規格化されているパラメータで、前記記録パラ
メータにおける補正量β(mT)とは別のパラメータ)との
関係を調べてみると、再生波形に歪が現れるときのβ
(%)値、ランドジッタが悪化するときのβ(%)値、
エラーレートが悪化する時のβ(%)は記録速度倍率に
応じて図9に示すように変化する。図9によれば、パワ
ーマージンが最大幅となる時のK値は記録速度倍率が高
くなるほど小さくなる(4倍速時はK=0.4〜0.
5、6倍速時はK=0.2〜0.3あたりで最大パワー
マージン幅が得られる。)ことがわかる。また、同じ記
録速度倍率のもとでは、パワーマージン幅が最大となる
時のK値は、線速度が高くなるほど小さくなる。そこ
で、記録ストラテジー中の定数Kの値を記録速度倍率が
高くなるほどまた線速度が高くなるほど小さくする。
1.4m/秒)をある線速度値V(例えばV=1.28
m/秒)で2つに分け、ディスクをこの値Vを境に2つ
のグループに分け、K値を表3のように設定する。但
し、K値は、低速グループ>高速グループとする。
エラーレートの増大が防止される。
した場合には、記録速度倍率が高くなるにつれて記録用
レーザ光のトップパワー値を大きくしなければならず、
高価な高出力レーザダイオードが必要になるのに対し、
上記のように記録速度倍率に応じてK値を変えるように
すれば、それほど大きなトップパワー値は必要でなくな
り、安価な低出力レーザダイオードを使用することがで
きる。
トラテジーのα(nT),β(mT)の値を表4の範囲内の値に
設定する。なお、図10に示すように、α(nTP) はトッ
プパワーの終了位置に付加する(すなわち照射時間の終
了を遅らせる)ものであり、β(mTL) はトップパワーの
開始位置に付加する(すなわち照射時間の開始を遅らせ
る)ものである。
0に示すように、各ピットを形成するトップパワーの照
射開始当初に、ほぼ1.5Tの時間トップパワーを1m
W増大させる補正を加える。図11,図12は、α(nT
P) ,β(mTL) を次のように設定した場合のランドジッ
タとピットデビエーションの測定結果である。尚、図1
1、図12はあるメーカーの線速度1.21m/秒のデ
ィスクに記録ストラテジー(n−0.5)T+α(nT)−
β(nT)を用いて4倍速で記録した場合である。
より大きい場合である(III)は、ピットデビエーション
が悪化し、ランドジッタの変化も早い(パラメータβ
(%)が浅いところから大きく変化する。)。これに対
し、α(nT)が適性値の範囲内にある場合である(I)
は、ピットデビエーションは許容範囲内であり、ランド
ジッタの値は小さくその変化も小さい。なお、(II)は
適性値の範囲内であるが、適正値の範囲の下限値であ
り、(I)に比べると再生信号品位は低くなる。
補正 フタロシアニン系ディスクに、シアニン系ディスクに記
録する場合と同じ照射時間とトップパワー値の補正(図
10)を加えて記録すると、図13に線Aで示すように
ビットデビエーションが許容値を超えてしまう。そこ
で、α(nT)による補正とトップパワー値の補正のうちの
一方のみを行う。図13の線Bは、α(nT)の補正のみ行
った場合、線Cはトップパワー値の補正のみ行った場合
で、いずれもピットデビエーションは許容範囲内に入っ
ている。 〔光ディスク記録装置の製造方法の実施の形態〕 同一機種の光ヘッドでも半導体レーザのレーザ波長には
ばらつきがある(例えば、777〜794nm)。そこ
で、光ディスク記録装置の製造時に、予め個々の光ヘッ
ドについてレーザ波長λを測定し、レーザ波長の範囲を
例えばλ≦783nm、783nm<λ≦789nm、789
nm<λの3つの範囲に分けて、各光ヘッドのレーザ波長
がいずれの範囲に入るかを判定し、その判定結果に応じ
て表5の記録ストラテジーを適用する。
のは、K値を大き目にして、トップパワーの時間を短く
することで、波形歪を防ぐ。トップパワーの時間を短く
しても、短い波長に対しては感度がよいので、所定のピ
ット長に形成できる。また、波形歪の現れにくい波長の
長いものは、感度が悪いので、K値を小さ目にして所定
のピット長が形成されるようにする。6倍速以上用の光
ヘッドについても同様にレーザ波長に応じてK値を変更
する。
その記録ストラテジーを該当する光ディスク記録装置内
のEP−ROMに転送して焼きつける。これにより、記
録時に、機器ごとに定められた適正な記録ストラテジー
が使用される。
の制御ブロック図である。
高速記録を行った場合の記録パワーに対するエラーレー
トの変化を示す線図である。
を示すブロック図である。
である。
図である。
図である。
合と補正を加えない場合のピットデビエーションの違い
を示す線図である。
る時の記録ストラテジーのK値の変化を説明する特性図
である。
ストラテジーの補正内容を説明する波形図である。
な補正を加えた場合と、不適正な補正を加えた場合のラ
ンドジッタの変化を示す線図である。
な補正を加えた場合と、不適正な補正を加えた場合のピ
ットデビエーションの変化を示す線図である。
に、照射時間の補正とトップパワーの補正の両方を加え
た場合と、いずれか一方のみ加えた場合のピットデビエ
ーションの違いを示す線図である。
Claims (1)
- 【請求項1】記録用レーザ光のビームパワーを、ピット
を形成する区間でピットが形成されるトップパワーに設
定し、ピットを形成後次のピットを形成するまでのラン
ドを形成する区間でピットが形成されないボトムパワー
に設定して、当該記録用レーザ光を色素系の光ディスク
の記録面に照射して3Tから11Tのピットおよびラン
ドの形成を行う光ディスク記録装置において、 記録速度倍率が高くなるほど前記ボトムパワーの値を低
くすることを特徴とする光ディスク記録装置。
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JPH1064065A (ja) | 1998-03-06 |
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