JP3692854B2 - 光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置に関し、特に、CD−R等の追記型の光ディスクにデータ記録を行うことが可能な光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
データ記録が可能な記録型の光ディスクには、CD−RやDVD−R等の追記型(WriteOnce)の光ディスクと、CD−RW等の書き換え可能型(Erasable)の光ディスクとがある。
図6は従来のデータ記録を行うことが可能な光ディスク装置の一例のブロック図を示す。同図中、スピンドルモータ10は光ディスク12を所定の回転速度で回転駆動する。スレッドモータ14は光ピックアップ16をディスク半径方向に移動させる。光ピックアップ16は光学系対物レンズ、アクチュエータ、1/4 波長板、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、発光素子(レーザダイオード)、受光素子(光検出器)等から構成されている。
【0003】
レーザドライバ18はレーザダイオードを発光させ、レーザビームを出力させる。フロントモニタ20はレーザビームの光強度を検出して出力する。ALPC(Automatic Laser Power Control)22はフロントモニタ20の出力に基づいてレーザビームのパワーが最適となるようにレーザドライバを制御する。
【0004】
ウォブル信号処理部24はATIP信号の復調処理を行う。なお、記録型の光ディスクにはガイド用のプリグルーブ(溝)が設けられている。CD−Rの場合、プリグルーブは中心周波数22.05kHzで極僅かにラジアル方向にウォブル(蛇行)しており、ATIP(Absolute TimeIn Pregroove)と呼ばれる記録時のアドレス情報や、回転サーボ用の同期信号及び各種制御信号が、最大偏位±1kHzでFSK変調により多重されて記録されている。
【0005】
RFアンプ26は再生信号を増幅するヘッドアンプである。このRFアンブ26は、マトリクスアンプを含むものであり、主信号の他に各種サーボ信号を取り出して各サーボ回路に出力する。フォーカス/トラッキングサーボ回路28はアクチュエータを駆動し、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を行う。送りサーボ回路30はスレッドモータ14を駆動制御する。スピンドルサーボ回路32はスピンドルモータ10を駆動制御する。
【0006】
CDエンコード/デコード回路34はCIRC(Cross Interleaved Read−solomon Code)のエンコード/デコード、及びEFM(Eight to Fourteen Modulation)変調/復調、及び同期検出等の処理を行う。記録補償回路36はCDエンコード/デコード回路34から送られてくる記録データに対し、メディアの記録時の特性に合わせたデータ補正処理を行う。このときの補正量は記録層の特性、記録レーザビームのプロファイル、記録を行う線速度等により変化する。
【0007】
CD−ROMエンコード/ デコード回路38はCD−ROM固有のECC(Error Correct Code)のエンコード/デコード、及びヘッダの検出等の処理を行う。インタフェース/バッファコントローラは40はホストコンピュータとの間のデータの送受、及びデータバッファの制御を行う。RAM39,41はデータ処理を行うためにデータを一時格納するための補助メモリである。
【0008】
CPU42はメカ動作を含むCD−Rドライブ全体の制御を司るマイクロコンピュータである。D/Aコンバータ46はCDエンコード/デコード回路34から送出されるオーディオデータをアナログ信号に変換する。オーディオアンプ48はアナログ変換されたオーディオ信号を増幅して出力する。
CD−R等の記録が可能な光ディスク装置では、データの記録の際に正確なピットを形成するために、下記のような工夫がなされている。
【0009】
(1)記録パルス幅の設定。記録データは、EFM変調されて3T〜11T(Tは標準速度(1倍速)にて周波数4.32MHzの1周期で約236msec)のパルス幅で記録されるが、記録パルス幅にあった正確なピット形成を行うために、ディスク毎に最適なストラテジ( 記録光パルス幅)を設定する。この情報は、CD−Rディスクに参照値として予め記録される。
【0010】
(2)記録パワーの設定(OPC)。OPC(Optimum Power Control)は、記録時のレーザビームのパワーを最適にするために考えられたもので、ディスクの中心部のPCA(Power CalibrationArea)において、レーザパワーを段階的に15ステップ変化させてテスト信号を記録した後、その部分を再生してRF信号のエンベロープのピーク(P)とボトム(B)の電圧を検出し、β=(P+B)/(P−B)で得た値βが所定値(例えば0.04)に最も近い段階の記録パワーを最適記録パワーとして設定する。
【0011】
(3)パワードの設定。ピットを形成する際、通常レーザビームの記録パワーは一定に保持されるが、レーザビームの照射直後はディスク上の温度が低く、照射時間の経過に伴い温度が上昇していくという変化が生じることから、涙滴型のピットが形成されピット形成が安定しない。そこで、レーザビーム照射開始から所定時間( 例えば1.5T)は記録パワーを通常よりも強くするパワード設定することによって、一定幅のビットを形成するようにする。
【0012】
(4)ランニングOPC記録時におけるディスクからの反射光量( 戻り光量に基づいて、記録パワーが最適となるように常時記録パワーを補正する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
現在の光ディスク装置においては、上記パワードの幅は一定の値に固定されている。図7は従来のピット形成の概念図を示す。ピットが形成されない区間であるパルス間は、レーザビームの記録パワーはオフ状態になる。パルス間隔が適正な間隔に維持されている場合は、レーザビームの記録パワー、ピット未形成区間でのディスク表面の冷却時間、及びパワード幅のバランスが取れて、図中、PT1で示すように最適なピットが形成される。
【0014】
しかし、記録するパルス列の各パルス間隔は一定ではなく、パルス間隔が短いときもあれば長いときもある。故に、パワード幅を固定にすると、記録パルスRP1と記録パルスRP2のようにパルス間隔t3〜t4が短い場合、t3時点で記録パワーがオフになった後、ディスク表面が冷却されないうちに、t4時点で再びレーザビームの記録パワーがオンとなってピットの形成を始めるので、ディスク上のピット形成部分の温度が通常よりも速く上昇し、ピットが形成され始めるまでの時間が短くなる。しかし、パワード幅WPが固定のため適切な大きさのピットが形成されても、t5時点まではパワードがオフにならないことから、形成されるピットPT2は、ピットPT1に比べて幅が広く深いものになり、反射光量も少なくなる。
【0015】
記録パルスRP2と記録パルスRP3のようにパルス間隔t6〜t7が長い場合、t6時点で記録パワーがオフになってからt7時点で再ぴレーザビームの記録パワーがオンになるまでの間に、ディスク表面が完全に冷却されてしまうことから、ディスク上のピット形成部分の温度が直ぐに上昇せず、ピット形成時間が長くなる。しかし、パワード幅WPが固定のため、t8時点でピットが完全に形成されないうちにパワードがオフとなってしまうことから、形成されるピットPT3は、形成ピットPT1に比べて幅が狭く浅いものになり、反射光量も多くなる。故に、各パルス間隔が一定でないパルス列データを記録する場合、パワード幅が固定のままであると、形成されるピットの大きさがパルス間隔によって変化してしまい、安定したピット形成が出来ないという問題があった。
【0016】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、記録パルス幅及びパルス間隔によらず、一定の大きさのピットを形成することができ、また、光ディスクの感度ムラを補償することができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、光ディスクの記録特性に応じて記録用レーザビームのレーザパワーを調整してデータの記録を行う光ディスク装置であって、
記録信号に基づきパルス波形の記録パワーで発光素子を駆動して記録用光ビームを出射させる発光駆動手段と、
前記光ディスクからの反射光量レベルを検出する反射光量検出手段と、
光ディスクの記録特性に応じた最適光パワーを設定する記録パワー設定動作時に、前記反射光量検出手段で検出した反射光量レベルをサンプリングし、サンプリングした値に基づいて基準光量レベルを設定する基準光量レベル設定手段と、
データ記録時に前記光ディスクからの反射光量レベルと前記基準光量レベルとの差分レベルを前記パルス波形の先頭部分の記録パワーを増強するパワードパワーとして前記記録パワーに重畳する重畳手段とを有する。
【0018】
このため、差分レベルを擬似パワードとして利用し、記録パルス幅及びパルス間隔によらず、一定の大きさのピットを形成することができ、光ディスクの感度ムラを補償することができる。
【0019】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の光ディスク装置において、
前記基準光量レベル設定手段は、前記記録パワー設定動作で設定された前記最適光パワーに対応する反射光量レベルを前記基準光量レベルとして設定する。
【0020】
このため、光ディスクの記録特性に応じた反射光量レベル設定することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の光ディスク装置において、
前記記録パワー設定動作時に、テスト記録信号のパルス波形の先頭部分に前記記録パワーを増強する所定幅のパワードパワーを重畳する。
【0021】
このため、OPC実行時と通常記録動作時とで、反射光量のパワード成分に差がなくなり、最適記録パワーがずれるおそれがなくなる。
請求項4に記載の発明は、請求項1記載の光ディスク装置において、
前記重畳手段は、通常のデータ記録動作時にのみ前記差分レベルを前記記録パワーに重畳する。
【0022】
請求項5に記載の発明は、請求項4記載の光ディスク装置において、
前記重畳手段により前記差分レベルを重畳された前記記録パワーを制限するパワー制限手段を有する。
このため、差分レベルを重畳された記録パワーが過大となることを防止できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の光ディスク装置の一実施例のブロック図を示す。同図中、図10と同一部分には同一符合を付す。図1において、スピンドルモータ10は光ディスク12を所定の回転速度で回転駆動する。スレッドモータ14は光ピックアップ16をディスク半径方向に移動させる。光ピックアップ16は光学系対物レンズ、アクチュエータ、1/4 波長板、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、発光素子(レーザダイオード)、受光素子(光検出器)等から構成されている。
【0024】
レーザドライバ18はレーザダイオードを発光させ、レーザビームを出力させる。フロントモニタ20はレーザビームの光強度を検出して出力する。ALPC(Automatic Laser Power Control)22はフロントモニタ20の出力に基づいてレーザビームのパワーが最適となるようにレーザドライバを制御する。
【0025】
パワード制御回路50は、光ディスク12からの反射光量(戻り光量)レベルと基準レベルとの差をとり、差分レベルを擬似パワードパワー賭して記録用レーザパワーの記録パワーに重畳するか、または、後述するOPC実行後においてダミーパワードパワーを発生するよう制御を行う。
ウォブル信号処理部24はATIP信号の復調処理を行う。なお、記録型の光ディスクにはガイド用のプリグルーブ(溝)が設けられている。CD−Rの場合、プリグルーブは中心周波数22.05kHzで極僅かにラジアル方向にウォブル(蛇行)しており、ATIP(Absolute TimeIn Pregroove)と呼ばれる記録時のアドレス情報や、回転サーボ用の同期信号及び各種制御信号が、最大偏位±1kHzでFSK変調により多重されて記録されている。
【0026】
RFアンプ26は再生信号を増幅するヘッドアンプである。このRFアンブ26は、マトリクスアンプを含むものであり、主信号の他に各種サーボ信号を取り出して各サーボ回路に出力する。フォーカス/トラッキングサーボ回路28はアクチュエータを駆動し、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を行う。送りサーボ回路30はスレッドモータ14を駆動制御する。スピンドルサーボ回路32はスピンドルモータ10を駆動制御する。
【0027】
CDエンコード/デコード回路34はCIRC(Cross Interleaved Read−solomon Code)のエンコード/デコード、及びEFM(Eight to Fourteen Modulation)変調/復調、及び同期検出等の処理を行う。記録補償回路36はCDエンコード/デコード回路34から送られてくる記録データに対し、メディアの記録時の特性に合わせたデータ補正処理を行う。このときの補正量は記録層の特性、記録レーザビームのプロファイル、記録を行う線速度等により変化する。
【0028】
CD−ROMエンコード/ デコード回路38はCD−ROM固有のECC(Error Correct Code)のエンコード/デコード、及びヘッダの検出等の処理を行う。インタフェース/バッファコントローラは40はホストコンピュータとの間のデータの送受、及びデータバッファの制御を行う。RAM39,41はデータ処理を行うためにデータを一時格納するための補助メモリである。
【0029】
CPU42はメカ動作を含むCD−Rドライブ全体の制御を司るマイクロコンピュータである。D/Aコンバータ46はCDエンコード/デコード回路34から送出されるオーディオデータをアナログ信号に変換する。オーディオアンプ48はアナログ変換されたオーディオ信号を増幅して出力する。
図2はパワード制御回路50及びその周辺回路の一実施例のブロック図を示す。同図中、レーザドライバ18にはALPCから記録パワー、パワードパワー、再生パワーが供給され、それぞれレーザドライバ18を構成するスイッチ181,182,183に供給される。スイッチ181,182,183それぞれはCPU42から供給される制御信号でオン/オフ制御され、各スイッチの出力するパワーは加算器184に供給されて加算される。加算器184出力は光ピックアップ16内のレーザダイオード16aに供給され、レーザダイオード16aはレーザドライバ18から供給されるパワー信号のレベルに応じた光強度のレーザ光を出射する。
【0030】
ALPC22はフロントモニタ20の出力に基づいてレーザビームパワーが最適となるように記録パワー、パワードパワー、再生パワー(再生時パワー<記録時パワー<パワード時パワー)それぞれを調整してレーザドライバ18に供給する。なお、ALPC22の記録パワーの供給ラインには、ツェナーダイオードDZが設けられており、後述するスイッチ504のオン時に、擬似パワードパワーが重畳された記録パワーを制限するように構成されている。なお、ツェナーダイオードによる制限は、必ずしも必要なものではない。
【0031】
なお、本発明における記録時の擬似パワードパワーは、スイッチ504を制御することにより、直接、記録パワーに重畳されるので、ALPC22の出力するパワードパワー供給ラインは、通常の記録動作においてはゼロパワーとなっている。パワードパワー供給ラインは、後述するOPC実行時においてダミーパワードを重畳するときにのみオンになる。
【0032】
パワード制御回路50を構成するA/D変換器501は、光ピックアップ16の受光素子からの反射光量レベルを供給され、ディジタル化してCPU42に供給する。D/A変換器502はCPU42の出力する基準光量レベルをアナログ化する。差動増幅器500は反射光量レベルと基準光量レベルとの差分レベルを求め、擬似パワードパワーとしてスイッチ504に供給する。
【0033】
CPU42はレーザドライバ18のスイッチ181,182,183それぞれに対し制御信号を供給して、オン/オフ制御すると共に、ALPC22の制御を行う。また、スイッチ504を再生時及びOPC実行時にはオフとし、記録時にはオンとするように制御する。また、OPC実行時には、光ディスクからA/D変換器501を介して反射光量データを取り込んでサンプリングし、サンプルデータを基に基準光量レベルを設定する。
【0034】
CPU42は、通常の記録動作時には図3(B)に破線で示す基準光量レベルをD/A変換器502を介して差動増幅器500に供給する。また、記録データに応じてALPC22の出力する記録パルスが図3(A)に示すようになると、これに対して図3(B)に実線で示す反射光量レベルが得られ、差動増幅器500に供給される。
【0035】
差動増幅器500は、図3(B)に示す反射光量レベルと破線で示す基準光量レベルとの差分レベル(実線の破線より上の部分)を出力する。スイッチ504がオンのために、差分レベルが擬似パワードパワーとして記録パワーに重畳され、レーザダイオード16aには図3(C)に示す波形の合成記録パワーが供給される。
【0036】
パルス間隔が適正な間隔に維持されている場合は、レーザビームの記録パワー、ピット未形成区間でのディスク表面の冷却時間のバランスが取れて、図3(D)にPT11で示すように最適なピットが形成される。
図3(A)に示す記録パルスRP11と記録パルスRP12のようにパルス間隔が短い場合、ディスク表面が冷却されないうちに、再びレーザビームの記録パワーがオンとなってピットの形成を始めるので、ディスク上のピット形成部分の温度が通常よりも速く上昇し、ピットが形成され始めるまでの時間が短くなる。そのため、反射光量レベルは短時間で基準光量レベルより低くなり、擬似パワードパワーが小さくなることから形成されるピットPT12は、ピットPT11と略同一幅となる。
【0037】
記録パルスRP12と記録パルスRP13のようにパルス間隔が長い場合、記録パワーがオフになってから再びレーザビームの記録パワーがオンになるまでの間に、ディスク表面が完全に冷却されてしまうことから、ディスク上のピット形成部分の温度が直ぐに上昇せず、ピット形成時間が長くなる。そのため、反射光量レベルは長時間で基準光量レベルより高くなり、擬似パワードパワーが大きくなることから形成されるピットPT13は、ピットPT11と略同一幅となる。
本発明では、OPC(Optimum Power Control)動作時にディスクからの反射光量レベルをサンプリングし、サンプル値を元に基準光量レベルを設定する。図4は本発明におけるCPU42が実行するOPC動作のフローチャートを示す。
【0038】
同図中、OPC実行命令が送出されると、ステップS10でスイッチ504をオフとする。続いてステップS12で段階変数nを1に設定し、ステップS14で記録パワーLP(n)を設定する。記録パワーLP(n)はnが大なるほど大きくなる値である。続いてステップS16にてテスト信号を記録パワーLP(n)で記録する。このとき、記録パルスの先頭部分に、図7に示すように所定幅WPのダミーパワードを重畳する。
【0039】
テスト信号の記録中は、ステップS18で光ディスクからの反射光量レベルを監視し、記録が終了する時点の所定位置の反射光量レベルVnをサンプリングしてCPU42内蔵のメモリに記憶する。反射光量レベルVnのサンプリング位置は、図5に示すように、記録ピットが十分に形成される記録ピット終端位置Veとするのが理想的であるが、この位置ではサンプリング時間がほとんどゼロに近いため安定したサンプリングができない恐れがあるため、記録ピット終端から0.5Tほど先行する位置Vpに設定する。
【0040】
その後、ステップS20で段階変数nが15であるか否かを判定し、n=15でない場合は、ステップS22で段階変数nを1だけインクリメントしてステップS14に進み、ステップS14〜S22を繰り返す。15ステップの記録パワーによるテスト信号の記録が終了すると、ステップS20からステップS24に進み、記録したテスト信号を再生する。そして、ステップS26で各記録パワー毎のRF信号のエンベロープのピーク値(P)とボトム値(B)をサンプリングする。次に、ステップS28で次式により値βを算出する。
【0041】
β=(P+B)/(P−B)
ステップS30では、このβ値が所定の値( 推奨値としては0.04程度)を越えたと判断された段階の記録パワーを、装着した光ディスクの最適記録パワーとして設定する。そして、ステップS32でサンプリングした各記録パワーの反射光量レベルVn(n=1〜15)の中で、最適記録パワーとして設定された記録パワーの反射光量レベルVBnを基準光量レベルとして設定する。これによって、OPCが終了すると、ステップS34でスイッチ504をオンとしてこの処理を終了する。
【0042】
なお、反射光量レベルVnのサンプリングは、反射光量レベルが直前のランド部の長さ(3T〜11T)によりばらつきが生じるため、特定の長さの範囲のランド部の後でのみ行う方が動作を安定させることができる。
本発明においては、基準光量レベルとディスクからの反射光量レベルとの差分レベルを、パワードレベルとして記録用レーザパワーフィードハックすることによって、パワードのパワーと幅を制御するので、記録パルス幅/スペース幅(パルス間隔)によらず、一定の大きさのピットを形成することができ、ディスクの感度ムラも補償することができる。
【0043】
上記実施例でOPC実行時に、ダミーパワードを記録パワーに重畳することにより、OPC実行時と通常記録動作時とにおけるパワード成分に大きな差が生じないようにしている。これは、OPC実行時と通常記録動作時とで、反射光量のパワード成分に差があると、OPCで求めた最適記録パワーがずれる可能性があるためである。
【0044】
なお、レーザドライバ18が請求項記載の発光駆動手段に対応し、光ピックアップ16が反射光量検出手段に対応し、パワード制御回路50が重畳手段に対応し、ステップS32が反射光量検出手段に対応し、ツェナーダイオードDZがパワー制限手段に対応する。
【0045】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1に記載の発明によれば、差分レベルを擬似パワードとして利用し、記録パルス幅及びパルス間隔によらず、一定の大きさのピットを形成することができ、光ディスクの感度ムラを補償することができる。
【0047】
請求項2に記載の発明によれば、光ディスクの記録特性に応じた反射光量レベル設定することができる。
【0048】
請求項3に記載の発明によれば、OPC実行時と通常記録動作時とで、反射光量のパワード成分に差がなくなり、最適記録パワーがずれるおそれがなくなる。
請求項4,5に記載の発明によれば、差分レベルを重畳された記録パワーが過大となることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ディスク装置の一実施例のブロック図である。
【図2】パワード制御回路50及びその周辺回路の一実施例のブロック図である。
【図3】本発明を説明するための信号波形図である。
【図4】本発明におけるCPU42が実行するOPC動作のフローチャートである。
【図5】本発明における反射光量レベルVnのサンプリング位置を説明するための図である。
【図6】従来の光ディスク装置の一例のブロック図である。
【図7】従来のピット形成の概念図である。
【符号の説明】
10 スピンドルモータ
12 光ディスク
14 スレッドモータ
16 光ピックアップ
18 レーザドライバ
20 フロントモニタ
22 ALPC
24 ウォブル信号処理部
26 RFアンプ
28 フォーカス/トラッキングサーボ回路
30 送りサーボ回路
32 スピンドルサーボ回路
34 CDエンコード/デコード回路
36 記録補償回路
38 CDエンコード/デコード回路
40 インタフェース/バッファコントローラ
50 パワード制御回路
42 CPU
46 D/Aコンバータ
48 オーディオアンプ
50 パワード制御回路
500 差動増幅器
501 A/D変換器
502 D/A変換器
504 スイッチ
Claims (5)
- 光ディスクの記録特性に応じて記録用レーザビームのレーザパワーを調整してデータの記録を行う光ディスク装置であって、
記録信号に基づきパルス波形の記録パワーで発光素子を駆動して記録用光ビームを出射させる発光駆動手段と、
前記光ディスクからの反射光量レベルを検出する反射光量検出手段と、
光ディスクの記録特性に応じた最適光パワーを設定する記録パワー設定動作時に、前記反射光量検出手段で検出した反射光量レベルをサンプリングし、サンプリングした値に基づいて基準光量レベルを設定する基準光量レベル設定手段と、
データ記録時に前記光ディスクからの反射光量レベルと前記基準光量レベルとの差分レベルを前記パルス波形の先頭部分の記録パワーを増強するパワードパワーとして前記記録パワーに重畳する重畳手段とを
有することを特徴とする光ディスク装置。 - 請求項1記載の光ディスク装置において、
前記基準光量レベル設定手段は、前記記録パワー設定動作で設定された前記最適光パワーに対応する反射光量レベルを前記基準光量レベルとして設定することを特徴とする光ディスク装置。 - 請求項1記載の光ディスク装置において、
前記記録パワー設定動作時に、テスト記録信号のパルス波形の先頭部分に前記記録パワーを増強する所定幅のパワードパワーを重畳することを特徴とする光ディスク装置。 - 請求項1記載の光ディスク装置において、
前記重畳手段は、通常のデータ記録動作時にのみ前記差分レベルを前記記録パワーに重畳することを特徴とする光ディスク装置。 - 請求項4記載の光ディスク装置において、
前記重畳手段により前記差分レベルを重畳された前記記録パワーを制限するパワー制限手段を
有することを特徴とする光ディスク装置。
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