JP3613166B2 - 光ディスク記録方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク記録方法およびその装置に関し、ピット形成時のレーザ出力（記録用レーザ光の強度）を良好な記録状態が得られる値に制御できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ等の追記型光ディスクの記録においては、本番の記録に先立ち、予めレーザ出力を様々に設定してテスト記録（試し書き）を行い、該テスト記録後これを再生して最良の記録状態が得られる（例えば、目標とする再生信号のアシンメトリ値が得られる）レーザ出力を求め、レーザ出力をその値に設定して本番の記録が行われる。ところが、記録開始当初は最良の記録状態が得られても、記録が進むにつれて、ディスクの反りや記録層の膜厚の変化（スピンコートで成膜された色素膜は、ディスクの内周側と外周側で膜厚が異なる場合がある。）等のディスクの状態の変化によって、当初のレーザ出力では最良の記録状態が得られなくなることがある。そこで、従来より、記録を行いながら記録状態を検出して、レーザ出力を最良の記録状態が得られる値に実時間で制御する方法が提案されている。その１つとして、主ビームの戻り光受光信号に基づいて、レーザ出力を制御する方法があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記主ビームの戻り光受光信号に基づいてレーザ出力を制御する方法では、高速記録時等に、ディスクの状態の変化に対して、該主ビームの戻り光受光信号の変化が必ずしも明確に現れない場合があり、レーザ出力を最良の記録状態が得られる値に高精度に制御できない場合があった。
この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、レーザ出力を良好な記録状態が得られる値に制御できるようにした光ディスク記録方法およびその装置を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
図２はＣＤ−Ｒの記録時の（ａ）レーザ出力、（ｂ）主ビームの戻り光全受光出力、（ｃ）サブビームの戻り光全受光出力をそれぞれ示したものである。（ｂ）の主ビームの戻り光受光出力は、記録レベルのビームの照射開始当初は色素膜に変化が生じていないのでピークを示し、その後色素膜に変化が生じ反射率が低下するにつれて低下し、所定レベルで安定し、照射終了とともに照射開始前のレベル（再生レベル）よりも低いレベルに一端立ち下がり、その後すぐに照射開始前のレベルに戻る。これに対し、（ｃ）のサブビームの戻り光受光出力は、サブビームが色素膜に変化を与えないので、主ビームによるピット形成期間中変化しない。図２に実線で示した初期状態から、ディスクに反りが生じると、主ビームの戻り光受光出力は（ｂ）に点線で示すように増大する。これは、反りがあるとビームスポットを絞りきれず、色素膜の変化効率が悪くなり（色素膜の変化が抑制され）、光ビームの吸収率が減少して反射率が増大するためである。また、色素膜厚が厚くなった場合にも、記録感度が低下して色素膜の変化効率が悪くなるので、反射率が増大して、主ビームの戻り光受光出力は（ｂ）に点線で示すように増大する。これに対し、色素膜厚が薄くなった場合には、記録感度が上昇して色素膜の変化効率が良くなる（色素膜の変化が促進される）ので、反射率が低下して、主ビームの戻り光受光出力は（ｂ）に一点鎖線で示すように減少する。
【０００５】
一方、サブビームの戻り光受光出力は、ディスクに反りが生じると、（ｃ）に点線で示すように減少する。これは、反りによって反射光量が減少するためである。また、色素膜厚が厚くなった場合にも、色素膜の下層の反射膜による反射率が低下するので、サブビームの戻り光受光出力は、（ｃ）に点線で示すように減少する。これに対し、色素膜厚が薄くなった場合には、色素膜の下層の反射膜による反射率が増大するので、サブビームの戻り光受光出力は、（ｃ）に一点鎖線で示すように増大する。このように、ディスクの反りや色素層の膜厚の変化等のディスクの状態の変化による主ビームの戻り光受光出力とサブビームの戻り光受光出力の増減関係は相互に逆となる。したがって、主ビームの戻り光受光出力とサブビームの戻り光受光出力を複合させることにより、ディスクの状態の変化を感度よく検出することができる。
【０００６】
そこで、この発明の光ディスク記録方法は、光ヘッドから記録信号で変調された主ビームおよびサブビームを出射し、前記主ビームを光ディスクのトラックに照射してピットの形成を行い、ピット形成レベルに達しない前記サブビームを前記主ビームの照射位置近傍のピットが形成されていない位置に照射し、ピット形成中の前記主ビームの戻り光受光信号のレベルが安定しているタイミングにおける該主ビームの戻り光受光信号レベルと該主ビームによるピット形成が行われている際の前記サブビームの戻り光受光信号レベルとを複合させた値に応じて、ピット形成時のレーザ出力を実時間で制御するようにしている。これによれば、主ビームの戻り光受光信号のみに基づいてレーザ出力を制御する場合に比べて、ディスクの状態の変化を感度良く検出して、レーザ出力を良好な記録状態が得られる値に制御することができる。
【０００７】
この発明の光ディスク記録方法は、例えば、光ヘッドから記録信号で変調された主ビームおよびサブビームを出射し、前記主ビームを光ディスクのトラックに照射してピットの形成を行い、ピット形成レベルに達しない前記サブビームを前記主ビームの照射位置近傍のピットが形成されていない位置に照射し、前記主ビームの戻り光受光信号と前記サブビームの戻り光受光信号とを両者間に適宜の係数を付与して減算し、ピット形成中の前記主ビームの戻り光受光信号のレベルが安定しているタイミングにおける該減算値を所定の基準値と比較し、該比較結果に応じてピット形成時のレーザ出力を実時間で制御するものとすることができる。この場合、基準値は、例えばテスト記録による適正記録パワー時の前記減算値とすることができる。
【０００８】
この発明の光ディスク記録装置は、主ビームを光ディスクのトラックに照射してピットの形成を行い、ピット形成レベルに達しないサブビームを前記主ビームの照射位置近傍のピットが形成されていない位置に照射する光ヘッドと、前記主ビームの戻り光の全受光信号と前記サブビームの戻り光の全受光信号とを、両者間に適宜の係数を付与して減算する減算回路と、該減算回路の減算出力を、ピット形成中の前記主ビームの戻り光受光信号のレベルが安定しているタイミングでサンプルホールドするサンプルホールド回路と、該サンプルホールド回路のサンプルホールド出力と所定の基準値とを比較し、それらの偏差に応じた信号を出力する比較回路と、該比較回路の比較出力に応じてピット形成時のレーザ出力を実時間で制御するレーザ出力制御回路とを具備してなるものである。
【０００９】
また、この発明の光ディスク記録装置は、差動プッシュプル方式トラッキング制御を行う場合には、例えば、主ビームを光ディスクのトラックに照射してピットの形成を行い、ピット形成レベルに達しない先行サブビームおよび後行サブビームを前記主ビームの照射位置に前後して該トラックに隣接する位置に照射し、前記主ビームの戻り光を４分割受光素子で受光し、前記各サブビームの戻り光を２分割受光素子でそれぞれ受光する光ヘッドと、前記４分割受光素子および前記各２分割受光素子の受光信号に基づいて差動プッシュプル方式トラッキング制御を行うトラッキング制御回路と、前記４分割受光素子の受光信号に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御回路と、前記４分割受光素子の全受光信号どうしを加算する第１の加算回路と、前記いずれか一方または両方の２分割受光素子の受光信号どうしを加算する第２の加算回路と、前記第１の加算回路の加算出力と前記第２の加算回路の加算出力とを、両者間に適宜の係数を付与して減算する減算回路と、該減算回路の減算出力を、ピット形成中の前記主ビームの戻り光受光信号のレベルが安定しているタイミングでサンプルホールドするサンプルホールド回路と、該サンプルホールド回路のサンプルホールド出力と所定の基準値とを比較し、それらの偏差に応じた信号を出力する比較回路と、該比較回路の比較出力に応じてピット形成時のレーザ出力を実時間で制御するレーザ出力制御回路とを具備して構成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を差動プッシュプル方式トラッキング制御を行うＣＤ−Ｒ記録装置に適用した実施の形態を図１に示す。光ディスク１０（ＣＤ−Ｒディスク）はスピンドルモータ１２で回転駆動されて、光ヘッド１４から照射されるレーザ光１６で情報の記録および再生が行われる。レーザ出力はＡＬＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｌａｓｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１５により、レーザ出力指令回路１７で指令されるレーザ出力指令値に制御される。光ヘッド１４から出射されるレーザ光１６は、主ビーム１６ａと先行サブビーム１６ｂ、後行サブビーム１６ｃの３本のビームで構成される。主ビーム１６ａは光ディスク１０のトラック１８に照射され、先行サブビーム１６ｂは主ビーム１６ａに先行する位置で主ビーム１６ａに対し１／２ピッチ外周側にずれたトラック間位置２０に照射される。後行サブビーム１６ｃは主ビーム１６ａに後行する位置で主ビーム１６ａに対し１／２ピッチ内周側にずれたトラック間位置２０に照射される。
【００１１】
主ビーム１６ａの戻り光は４分割受光素子２２で受光される。先行サブビーム１６ｂの戻り光は２分割受光素子２４で受光される。後行サブビーム１６ｃの戻り光は２分割受光素子２６で受光される。各受光素子２２，２４，２６の受光信号はトラッキング制御回路２８に入力され、周知の演算処理により差動プッシュプル方式のトラッキングエラー信号が生成されて、光ヘッド１４の差動プッシュプル方式トラッキング制御が行われる。また、４分割受光素子２２の各受光信号はフォーカス制御回路３０に入力され、周知の演算処理によりフォーカスエラー信号が生成されて光ヘッド１４のフォーカス制御が行われる。
【００１２】
４分割受光素子２２の各受光信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは加算アンプ３２で加算されて、信号Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄが作成される。この信号は再生処理回路（図示せず）へ送られて、再生（復調）処理が行われる。２分割受光素子２４の各受光信号Ｅ，Ｆは加算アンプ３４で加算されて、信号Ｅ＋Ｆが作成される。この信号はアンプ３６で適宜の利得（係数）ｋが付与されて、ｋ（Ｅ＋Ｆ）となる。減算回路３８は、加算アンプ３２の出力とアンプ３６の出力とを減算して、信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）―ｋ（Ｅ＋Ｆ）を出力する。
【００１３】
サンプルホールド回路４０はサンプリングパルス発生回路４２から発生するサンプリングパルスのタイミングごとに減算回路３８の出力をサンプルホールドする。サンプリングパルス発生回路４２は、記録レベルの主ビーム１６ａの戻り光受光信号のレベルが安定している所定のタイミングでサンプリングパルスを発生する。すなわち、記録レベルの主ビーム１６ａの戻り光受光信号は図３に示すように、短いピット（例えば３Ｔピット）ではレベルが安定している期間がなく（または短く）、長いピット（例えば１１Ｔピット）ではレベルが安定している期間が比較的長く得られる。そこで、サンプリングパルス発生回路４２は、記録信号に基づき、特定ピット長（例えば１１Ｔ）のピットを形成する信号の、レベルが安定している所定のタイミングでサンプリングパルスを発生して、サンプルホールド回路４０にサンプルホールド動作を行わせる。サンプルホールド回路４０でサンプルホールドされた値は、平均化回路４６において、所定の時定数で平均化される。
【００１４】
基準値設定回路４４は信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）―ｋ（Ｅ＋Ｆ）の基準値を設定する。この基準値は、例えば、本番の記録に先立って行われるテスト記録（ＯＰＣ：Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）で最適とされた記録パワー（例えば、目標とするアシンメトリ値が得られる記録パワー）時における信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）―ｋ（Ｅ＋Ｆ）の値とすることができる。比較器４８は平均化回路４６の出力と基準値設定回路４４の出力とを比較し、両者の偏差に応じた信号を出力する。比較器４８の出力は、レーザ出力制御回路５０のレーザ出力指令回路１７に入力される。レーザ出力指令回路１７は、比較器４８の出力に応じて、前記偏差を打ち消すようにレーザ出力指令値を増減する。ＡＬＰＣ回路１５は、ピット形成時のレーザ出力を該指令値に制御する。
【００１５】
図１の回路の（ａ）〜（ｅ）で示した各部の動作波形を図４の（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ示す。実線で示した状態から、光ディスク１０に反りが生じあるいは記録箇所の色素膜厚が厚くなった場合には、点線で示すように変化する。すなわち、信号Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄは増大し、信号Ｅ＋Ｆは減少して、信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）−ｋ（Ｅ＋Ｆ）は増大する。このため、比較器４８の出力は増大し、記録レベルのレーザ出力が増大して、光ディスク１０の反りや色素膜厚の増大の影響が打ち消される。これに対し、実線で示した状態から、記録箇所の色素膜厚が薄くなった場合には、一点鎖線で示すように変化する。すなわち、信号Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄは減少し、信号Ｅ＋Ｆは増大して、信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）−ｋ（Ｅ＋Ｆ）は減少する。このため、比較器４８の出力は減少し、記録レベルのレーザ出力が減少して、色素膜厚の減少の影響が打ち消される。なお、係数ｋの値は、ディスクの反りや記録膜厚の変化に対して安定した記録を行うことができる値を実験等で求めて設定することができる。また、係数ｋの値をディスク種類別に求めてメモリに記憶しておき、記録装置にセットされたディスク種類を判別して、該当する係数ｋの値を読み出して用いることもできる。
【００１６】
図１の光ディスク記録装置におけるテスト記録時の制御を図５に示す、光ヘッド１４を光ディスク１０のリードイン領域よりも内周側のＰＣＡ領域（Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｒｅａ）に移動して、レーザ出力を所定ステップで変化させてテスト記録を行う。その際、各ステップごとに（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）―ｋ（Ｅ＋Ｆ）の値を求めて、メモリに記録する（Ｓ１）。テスト記録後これを再生して、各ステップごとにアシンメトリ値を求める（Ｓ２）。目標とするアシンメトリ値が得られるレーザ出力を選択しあるいは演算して求める（Ｓ３）。該求められたレーザ出力における（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）―ｋ（Ｅ＋Ｆ）の値を選択しあるいは演算して求める（Ｓ４）。求められたレーザ出力をレーザ出力初期値としてレーザ出力指令回路１７に設定し、求められた（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）―ｋ（Ｅ＋Ｆ）の値を基準値として基準値設定回路４４に設定する（Ｓ５）。以上で本番記録の準備が整う。
【００１７】
図１の光ディスク記録装置における本番記録時の制御を図６に示す。本番記録が開始されると（Ｓ１１）、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）―ｋ（Ｅ＋Ｆ）の値が繰り返し求められ、比較器４８から出力される偏差が０となるように、レーザ出力指令回路１７から出力されるレーザ出力指令値が増減される（Ｓ１２）。これにより、記録途中で光ディスク１０に反りや色素膜厚の変化が生じても、良好な記録状態を保持することができる。
【００１８】
なお、前記実施の形態では、サブビームの戻り光受光信号として先行サブビームの戻り光受光信号Ｅ＋Ｆを用いたが、このに代えて後行サブビームの戻り光受光信号Ｇ＋Ｈあるいは両サブビームの戻り光受光信号Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈを用いることもできる。また、前記実施の形態では、差動プッシュプル方式トラッキング制御を行う光ディスク記録装置に適用した場合について説明したが、３ビーム方式トラッキング制御を行う光ディスク記録装置その他サブビームを出射する光ヘッドを有する各種光ディスク記録装置に適用することができる。また、前記実施の形態では、この発明をＣＤ−Ｒディスクの記録に用いた場合について説明したが、ＤＶＤ−Ｒディスクその他の追記型光ディスクさらには追記型以外の光ディスクにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】ディスクの反りや色素膜厚の変化による主ビームの戻り光受光信号とサブビームの戻り光受光信号の変化を示す波形図である。
【図３】図１のサンプリングパルス発生回路４２によるサンプリングパルス発生タイミングを説明する図である。
【図４】図１の回路の各部の動作波形図である。
【図５】図１の光ディスク記録装置におけるテスト記録時の制御フローチャートである。
【図６】図１の光ディスク記録装置における本番記録時のレーザ出力の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１０…光ディスク、１４…光ヘッド、１６…レーザ光、１６ａ…主ビーム、１６ｂ…先行サブビーム、１６ｃ…後行サブビーム、１８…トラック、２２…４分割受光素子、２４，２６…２分割受光素子、２８…トラッキング制御回路、３０…フォーカス制御回路、３２，３４…加算アンプ（第１、第２の加算回路）、３８…減算回路、４０…サンプルホールド回路、４４…基準値設定回路、４８…比較器、５０…レーザ出力制御回路。

Claims (5)

1. 光ヘッドから記録信号で変調された主ビームおよびサブビームを出射し、前記主ビームを光ディスクのトラックに照射してピットの形成を行い、ピット形成レベルに達しない前記サブビームを前記主ビームの照射位置近傍のピットが形成されていない位置に照射し、ピット形成中の前記主ビームの戻り光受光信号のレベルが安定しているタイミングにおける該主ビームの戻り光全受光信号レベルと該主ビームによるピット形成が行われている際の前記サブビームの戻り光全受光信号レベルとを両者間に適宜の係数を付与して減算した値と、所定の基準値との偏差を打ち消すようにピット形成時のレーザ出力を実時間で制御する方法であって、
   前記適宜の係数は、光ディスクに反りが生じあるいは記録箇所の色素膜厚が厚くなって前記主ビームの戻り光の全受光信号が増大しかつ前記サブビームの戻り光の全受光信号が減少した場合に前記減算値を増大させ、記録箇所の色素膜厚が薄くなって前記主ビームの戻り光の全受光信号が減少しかつ前記サブビームの戻り光の全受光信号が増大した場合に前記減算値を減少させる値である光ディスク記録方法。
2. 光ヘッドから記録信号で変調された主ビームおよびサブビームを出射し、前記主ビームを光ディスクのトラックに照射してピットの形成を行い、ピット形成レベルに達しない前記サブビームを前記主ビームの照射位置近傍のピットが形成されていない位置に照射し、前記主ビームの戻り光全受光信号と前記サブビームの戻り光全受光信号とを両者間に適宜の係数を付与して減算し、ピット形成中の前記主ビームの戻り光受光信号のレベルが安定しているタイミングにおける該減算値を所定の基準値と比較し、該比較結果に応じてピット形成時のレーザ出力を実時間で制御する方法であって、
   前記適宜の係数は、光ディスクに反りが生じあるいは記録箇所の色素膜厚が厚くなって前記主ビームの戻り光の全受光信号が増大しかつ前記サブビームの戻り光の全受光信号が減少した場合に前記減算値を増大させ、記録箇所の色素膜厚が 薄くなって前記主ビームの戻り光の全受光信号が減少しかつ前記サブビームの戻り光の全受光信号が増大した場合に前記減算値を減少させる値である光ディスク記録方法。
3. 前記基準値が、テスト記録による適正記録パワー時の前記減算値である請求項２記載の光ディスク記録方法。
4. 主ビームを光ディスクのトラックに照射してピットの形成を行い、ピット形成レベルに達しないサブビームを前記主ビームの照射位置近傍のピットが形成されていない位置に照射する光ヘッドと、
   前記主ビームの戻り光の全受光信号と前記サブビームの戻り光の全受光信号とを、両者間に適宜の係数を付与して減算する減算回路と、
   該減算回路の減算出力を、ピット形成中の前記主ビームの戻り光受光信号のレベルが安定しているタイミングでサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
   該サンプルホールド回路のサンプルホールド出力と所定の基準値とを比較し、それらの偏差に応じた信号を出力する比較回路と、
   該比較回路の比較出力に応じてピット形成時のレーザ出力を実時間で制御するレーザ出力制御回路と
   を具備してなり、
   前記適宜の係数は、光ディスクに反りが生じあるいは記録箇所の色素膜厚が厚くなって前記主ビームの戻り光の全受光信号が増大しかつ前記サブビームの戻り光の全受光信号が減少した場合に前記減算値を増大させ、記録箇所の色素膜厚が薄くなって前記主ビームの戻り光の全受光信号が減少しかつ前記サブビームの戻り光の全受光信号が増大した場合に前記減算値を減少させる値である光ディスク記録装置。
5. 主ビームを光ディスクのトラックに照射してピットの形成を行い、ピット形成レベルに達しない先行サブビームおよび後行サブビームを前記主ビームの照射位置に前後して該トラックに隣接する位置に照射し、前記主ビームの戻り光を４分割受光素子で受光し、前記各サブビームの戻り光を２分割受光素子でそれぞれ受光する光ヘッドと、
   前記４分割受光素子および前記各２分割受光素子の受光信号に基づいて差動プッシュプル方式トラッキング制御を行うトラッキング制御回路と、
   前記４分割受光素子の受光信号に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御回路と、
   前記４分割受光素子の全受光信号どうしを加算する第１の加算回路と、
   前記いずれか一方または両方の２分割受光素子の受光信号どうしを加算する第２の加算回路と、
   前記第１の加算回路の加算出力と前記第２の加算回路の加算出力とを、両者間に適宜の係数を付与して減算する減算回路と、
   該減算回路の減算出力を、ピット形成中の前記主ビームの戻り光受光信号のレベルが安定しているタイミングでサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
   該サンプルホールド回路のサンプルホールド出力と所定の基準値とを比較し、それらの偏差に応じた信号を出力する比較回路と、
   該比較回路の比較出力に応じてピット形成時のレーザ出力を実時間で制御するレーザ出力制御回路と
   を具備してなり、
   前記適宜の係数は、光ディスクに反りが生じあるいは記録箇所の色素膜厚が厚くなって前記主ビームの戻り光の全受光信号が増大しかつ前記サブビームの戻り光の全受光信号が減少した場合に前記減算値を増大させ、記録箇所の色素膜厚が薄くなって前記主ビームの戻り光の全受光信号が減少しかつ前記サブビームの戻り光の全受光信号が増大した場合に前記減算値を減少させる値である光ディスク記録装置。

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