JP3734621B2 - 光情報記録方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報記録方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばＣＤ−Ｒ（Ｃompact Ｄisk−Ｒecordable）ドライブ装置のような記録可能な光情報記録装置が実用化され、さらに大容量化、高速記録化を目指した研究がなされている。記録可能な光ディスク媒体としては、色素系メディアを用いた追記型光ディスクや、光磁気メディアや相変化型メディアを用いた書換え可能なディスクなどが挙げられる。
【０００３】
一般の光ディスク記録装置では、半導体レーザを光源とし、記録情報によりパルス変調された半導体レーザからのレーザ光を記録媒体に照射することで、記録マークを形成する。このとき、記録するレーザ光のパワーにより記録マークの形状状態が変化するため、従来では、記録媒体の特性に適した記録パワーを求めるために、記録開始の準備として予め所定の領域に記録パワーを変化させながら試し書きを行ない、試し書き後、その領域中で再生信号の対称性（Ａsymmetry）が最も良好であるエリアを記録したパワーを最適記録パワーとして求める、といういわゆるＯＰＣ（Ｏptimum Ｐower Ｃontrol）法が用いられている。実際のデータの記録時にはこのようにして求めた最適記録パワーを維持しながら記録を行なう。
【０００４】
ところが、たとえ試し書きによって最適記録パワーを得て、その最適記録パワーを保ちながらデータを記録するようにしていても、半導体レーザの発光出力の温度変化などにより記録媒体に照射されるパワーが最適記録パワーと異なったり、記録媒体の面内の感度ぱらつき、或いは、チルトと呼ばれるレーザ照射光に対するディスクの傾き等により、最適となる記録パワーがデータ記録領域内で異なったりと、常に最適記録パワーで記録することかできない、という問題がある。
【０００５】
この問題を解決するための提案例として、例えば特公昭５７−６０６９６号公報等がある。同公報例では、光ディスクにデータの記録を行なうとき、記録中の反射光の変化を検出しその検出信号に基づいて光源の出力を制御するようにしている。これによれば、記録マークの形成状態を記録中に得ることができるため、記録中での半導体レーザのパワー変動やチルトやメディア感度のばらつきなどによる最適記録パワーのずれを補正するように制御しながら記録することができる。より具体的には、上記と同様の試し書きを行なう際に前述の反射光量の変化を示す検出信号を書き込んだ記録パワーと対応付けて保持しておき、試し書き後、再生信号を制御目標値とし、逐次半導体レーザの記録パワーを制御するというものである。これと同様の技術が、Ｒ−ＯＰＣ（Ｒunning-Ｏptimum Ｐower Ｃontrol）なる制御方式としてＣＤ−Ｒドライブ装置にも実用化されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、記録マークの形成は記録線速度などの記録条件、及び、記録媒体の記録感度特性に大きく依存し、記録条件や記録媒体によっては、以下のような問題がある。
【０００７】
即ち、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、反射光量は照射光量とその領域の反射率により決定するため照射パワーの変化分が支配的で、記録マーク形成による反射光量の変化分の検出が困難である、という問題である。この問題は、記録媒体の違いだけでなく、同一媒体であっても記録線速度の違いにより（これは、記録感度特性の変化と同義）、起こり得る問題である。特に、高記録線速度になる程、顕著となる。
【０００８】
また、記録波形を単一の矩形波ではなく、複数個のパルスにより１つの記録マークを形成する、といういわゆるマルチパルス記録方法があり、大容量記録に適した記録方法であり、多用されている。しかし、個々のパルス幅が短く半導体レーザの発光状態が短時間で切り替わるため、記録パワーにによる反射光量の変化を得る前に遮断パルスにより反射光量が急減し、再び、加熱パルスで反射光量が急増するような変化を示すようになり、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化を検出するのが困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、記録媒体の特性や記録線速度、記録方法等に依存することなく、記録中での記録マークの形状状態を検出することができ、光源のパワー変動やチルトや記録媒体の感度ばらつきなどによる最適記録パワーのずれを補正するように制御しながら記録することができる光情報記録方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光源制御手段により光源を所定の情報に従い変調するとともにその出力パワーを制御し、前記光源からの出力光を記録媒体に照射しその照射光の強弱により反射率が変化する記録マークを形成するか否かに応じて情報を記録するようにした光情報記録方法において、前記記録媒体からの反射光を受光手段により受光して受光信号に変換し、前記受光信号のボトム値を検出しホールドすることで前記光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後の反射光量を検出し、検出された当該反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにした。
【００１１】
従って、光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後から或る所定区間内における受光信号又は受光信号の変化を検出することで、記録中に記録マークの形成状態を検出することができ、この検出結果に応じて光源の出力パワーを制御することで、光源の出力変動や記録媒体のチルトや感度ばらつき等による最適記録パワーの変動が生じても常にその状態における最適記録パワーに制御しながら記録することができる。さらには、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、記録パワーの変化成分に埋もれてその検出が困難である記録媒体や記録条件であったとしても最適記録パワーに制御しながら記録することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光情報記録方法において、前記光源の出力光の一部をモニタ受光し、前記光源のボトムパワー出力時にはモニタ出力をサンプリングするとともに前記光源の記録パワー出力時にはサンプリングされた前記モニタ出力をホールドし、前記光源のボトムパワー出力時にはホールドされた前記モニタ出力と前記ボトムパワーとが等しくなるようにＡＰＣ回路により前記光源のボトムパワーを制御し、前記光源の記録パワー出力時には検出された前記反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにした。従って、記録マークの形成状態の検出時には光源の出力パワーは変動しないため、正確な検出、即ち、正確な記録パワーの制御が可能となる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の光情報記録方法において、前記光源制御手段による前記光源の変調方法が、複数個のパルス列により１つの記録マークを形成するマルチパルス記録方法である。従って、ＤＶＤ等の大容量記録方式の場合にも支障なく適用できる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一に記載の光情報記録方法において、前記記録媒体は、ヒートモードにより記録マークが形成される記録材料からなる記録層を有する。従って、反射光量の変化の感度が非常に高く、照射直後に記録マークを形成できる記録媒体であるので、請求項１ないし３の何れか一に記載の光情報記録方法に好適に適用できる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、所定の情報に従い変調される光源からの出力光を記録媒体に照射しその照射光の強弱により反射率が変化する記録マークを形成するか否かに応じて情報を記録する光情報記録装置において、前記記録媒体からの反射光を受光して受光信号に変換する受光手段と、前記光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した記録マーク直後の反射光量からスポット内に記録マークが存在しないときの反射光量となるまでの区間内における前記受光手段による受光信号のボトム値を検出し保持するボトムホールド手段と、このボトムホールド手段の出力値を前記ボトムパワーに制御した直後のタイミングで取り込む第１のサンプリング手段と、前記光源を所定の情報に従い変調するとともに前記第１のサンプリング手段により検出された前記光源の出力がボトムパワーへ変化した直後の反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源の出力パワーを制御する光源制御手段と、を備えた。
【００２３】
従って、光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後から或る所定区間内における受光信号又は受光信号の変化を検出する検出手段を設けることで、記録中に記録マークの形成状態を検出することができ、この検出結果に応じて光源の出力パワーを制御する光源制御手段を設けることで、光源の出力変動や記録媒体のチルトや感度ばらつき等による最適記録パワーの変動が生じても常にその状態における最適記録パワーに制御しながら記録することができる。さらには、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、記録パワーの変化成分に埋もれてその検出が困難である記録媒体や記録条件であったとしても最適記録パワーに制御しながら記録することができる。
【００３０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光情報記録装置において、前記光源の出力光の一部をモニタ受光するモニタ用受光手段と、前記光源のボトムパワー出力時には前記モニタ用受光手段のモニタ出力をサンプリングし前記光源の記録パワー出力時にはサンプリングされた前記モニタ出力をホールドするサンプルホールド回路と、このサンプルホールド回路の出力と前記ボトムパワーとが等しくなるように前記光源のボトムパワーを制御するＡＰＣ回路とを備え、前記光源のボトムパワー出力時には前記モニタ出力と前記ボトムパワーとが等しくなるように前記ＡＰＣ回路により前記光源のボトムパワーを制御し、前記光源の記録パワー出力時には検出された前記反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにした。従って、請求項５記載の光情報記録装置を実現する上で、ＡＰＣ回路と光源制御手段とにより容易に光源の出力パワーを制御できる。
【００３２】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の光情報記録装置において、前記受光手段による受光信号をスポットが記録マークと重ならなくなった時刻以降であって次の記録パワーへの変化前の第２のタイミングで取り込む第２のサンプリング手段と、前記第１のサンプリング手段の出力を前記第２のサンプリング手段の出力により正規化して前記光源制御手段に対して出力する正規化手段と、をさらに有する。従って、ボトムパワーの光量と記録媒体のスペースでの反射率が変動しても誤差なく制御でき、より高精度に請求項５記載の光情報記録装置を実現できる。
【００３５】
請求項８記載の発明は、請求項５ないし７の何れか一記載の光情報記録装置において、前記光源制御手段による前記光源の変調方法が、複数個のパルス列により１つの記録マークを形成するマルチパルス記録方法である。
請求項９記載の発明は、請求項５ないし８の何れか一に記載の光情報記録装置において、前記記録媒体は、ヒートモードにより記録マークが形成される記録材料からなる記録層を有する。従って、反射光量の変化の感度が非常に高く、照射直後に記録マークを形成できる記録媒体であるので、請求項５ないし８の何れか一に記載の光情報記録装置に好適に適用できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は本実施の形態の光情報記録装置を示す概略構成図である。まず、光源としての半導体レーザ（ＬＤ）１が設けられている。この半導体レーザ１に対しては、記録データ（所定の情報）に従い変調するとともに、その出力パワーを制御する光源制御手段としてのＬＤ制御手段２が設けれている。また、この半導体レーザ１より出射された出力光ＰLを記録媒体３上に集光照射する対物レンズ等を含む光ピックアップ（ＰＵ）４が設けられている。さらに、記録媒体３からの反射光ＰdをＰＵ４を介して受光し、受光信号に変換する受光素子等を含む受光手段５が設けられている。また、ＬＤ制御手段２により半導体レーザ１の出力パワーが記録パワーから記録マークが形成されないボトムパワー（通常は、再生パワーと同じ）に変化した直後の受光信号ＲＦから記録マークの形成状態を検出する検出手段6が設けられている。ここに、この検出手段６の検出信号はＬＤ制御手段２にフィードバックされており、ＬＤ制御手段２は検出信号に基づきその時刻での最適記録パワーからのずれを求め、最適記録パワーとなるように半導体レーザ１の出力パワーを制御する機能が付加されている。
【００３７】
なお、特に図示しないが、光情報記録装置としては、記録媒体３に照射する光スポットを任意の位置に照射させるように制御するサーボ手段等を含んで構成されるのは当然であるが、本実施の形態の要旨には関係せず、周知技術を利用すればよいので説明も省略する。
次に、検出手段６及びＬＤ制御手段２による最適記録パワーへの制御について説明する。図２は動作波形を示す波形図である。図中、（ａ）は半導体レーザ１の出力光ＰLの発光波形を示し、（ｂ）はその発光波形による記録媒体３からの反射光Ｐdの波形を示す。ここで、Ｐw′は半導体レーザ1から出射した出力光ＰLの記録パワーであり、Ｐb′は半導体レーザ1から出射した出力光ＰLのボトムパワーである。このボトムパワーＰb′は記録マークを形成しない程度に十分に低いパワーであり、通常は、再生パワーと同一とされる。
【００３８】
このような状況下に、半導体レーザ1から出射した出力光ＰLはＰＵ４を介して記録媒体３に照射される。この時、記録媒体3は或る一定の線速度で回転している（角速度一定方式＝ＣＡＶ方式の場合もあるが、この場合も或る半径位置では線速度は一定である）ので、相対的に光スポットは記録媒体３のトラック上を一定速度で進むことになり、記録パワーＰw′の発光区間に図２（ｃ）に示すような記録マークＭが形成される。そして、ボトムパワーＰb′の発光区間では記録マークＭが形成されず、スペースとなる。
【００３９】
ここで、図３（ａ）に記録パワーＰw′からボトムパワーＰb′へ変化する直前の時刻ｔ＝ｔ10で形成された記録マークＭと光スポットとの関係の模式図を示す。図示された記録マークＭのエッジ（後端エッジ）のうち、ｂが最適記録パワーが記録媒体３に照射された場合、ａが最適記録パワーよりも過小な場合、ｃが最適記録パワーよりも過大な場合を各々示している。このように最適記録パワーからずれる要因としては、記録パワーＰw′そのものが最適記録パワーからずれている場合、記録媒体３の記録感度のばらつきなどにより最適記録パワーが面内で一定でない場合、記録媒体３のチルトや光スポットの焦点位置からずれ（デフォーカス）などにより記録媒体３上に照射される光が歪んで記録マーク形成に有効なパワーが不足する場合、等が挙げられる。また、上述の記録パワーＰw′そのものが最適記録パワーからずれる要因としては、設定値そのものがずれている場合、半導体レーザ１の温度特性により発光パワーが変化した場合、等がある。よって、従来技術で前述したように、試し書きにより予め算出した最適記録パワーの設定値を一定に保つように半導体レーザ１の出力パワーを制御しても、形成される記録マークＭはａ又はｃで示すように最適値からずれてしまう、という問題が発生する。
【００４０】
また、図３（ｂ）は記録パワーＰw′からボトムパワーＰb′へ変化した直後の時刻ｔ＝ｔ11で形成された記録マークＭと光スポットとの関係の模式図を示す。本実施の形態で想定している記録媒体３は記録マークＭが形成されると反射率が下がる、という特性を持つので、この時刻ｔ11での反射光量は形成された記録マークＭに依存した値となる。即ち、図４に示すようになり、この値により記録マークＭの形成状態を検出することができる。また、時刻ｔ＞ｔ11においては、光スポットが進行するにつれ、スポット内の記録マークＭの占める割合が徐々に減少していくので、反射光量は徐々に増加していき、或る値（スポット内に記録マークＭが存在しないときの反射光量）になる。このボトムパワーＰb′へ変化した時刻ｔ＝ｔ11から或る所定の値になるまでの時間によっても、記録マークＭの形成状態を検出することができる。また、記録パワーＰw′照射中（ｔ0≦ｔ≦ｔ10）の反射光量は、記録パワーＰw′に変化した直後（ｔ＝ｔ0）では、まだ、記録マークＭが形成されていないので、反射光量が大きく、徐々に記録マークＭが形成されるにつれて反射光量が減少するような変化を示す。例えば、最適記録パワーで記録した場合を例に採れば、反射光量の波形は図２（ｂ）に示すようになる。
【００４１】
ここに、図５は時刻（ｔ＝ｔ11）以降の反射光量を受光手段５により受光信号ＲＦに変換した信号波形図であり、前述した如く、記録マークＭの形成状態により異なる。ａ，ｂ，ｃは各々記録パワーＰw′が図３で例示したように、過小、最適、過大である場合の受光信号の波形を示している。また、ボトムパワーＰb′は一定であるとしている。図５によれば、ボトムパワーＰb′へ変化した後の受光信号ＲＦの波形の変化により、記録マークＭの形成状態を検出できることがわかる。よって、記録開始前に試し書きをして最適記録パワーを算出する際、記録パワーＰw′を変化させながら試し書きパターンを記録すると同時に、記録パワーＰw′と検出手段６の検出結果との対応関係を保持しておき、試し書き後、再生信号の短マークの長マークに対する対称性などから最適記録パワーが求められれば、それに対応した検出手段６の検出結果を制御目標値として、この制御目標値と記録中の検出手段６の出力とが一致するように、ＬＤ制御手段２により記録パワーＰw′を制御すれば、記録中に各種の変動があった場合でも、常に最適記録パワーに維持することができる。
【００４２】
図６は、本実施の形態の検出手段６の構成例を示すもので、ボトムホールド手段１０とサンプリング手段１１とにより構成されている。ボトムホールド手段１０は受光手段５による受光信号のボトム値（極小値）を検出してホールドする回路である。図５中に示すＶ1はボトムホールド手段１０によりホールドされたボトム値の一例を示す。サンプリング手段１１はこのボトムホールド手段１０の出力値を所定のタイミングＳ1で取り込むもので、Ａ／Ｄコンバータ等により構成されている。
【００４３】
従って、ボトムホールド手段１０の出力値を所定のタイミングＳ1でサンプリング手段１１により取り込めば、その出力値（検出信号）Ｖ1が半導体レーザ1の出力がボトムパワーＰb′へ変化した直後の反射光量に対応し、前述したように記録マークＭの形成状態によった値となる。よって、この検出信号Ｖ1が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値Ｖ1bとなるようにＬＤ制御手段２により記録パワーＰw′を制御すればよいものとなる。
【００４４】
本発明の第二の実施の形態を図７に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以下の各実施の形態でも同様とする）。本実施の形態は、前述の第一の実施の形態の構成に、半導体レーザ１の温度特性などによる出力変動を制御するためのＡＰＣ（Ａutomatic Ｐower Ｃontrol）機能を併用したものである。ＡＰＣ機能は、一般には、半導体レーザの出射光の一部を受光素子によりモニタし、この受光信号と発光指令信号とが等しくなるように常時半導体レーザの順方向電流を制御することにより半導体レーザを所望の出力パワーで発光させるものである。ところが、本実施の形態等の如く、半導体レーザ１を高速で変調駆動するような場合には、高速のＡＰＣ回路が必要となり、これを構成するのは極めて困難かつ高価なものとなる。もっとも、ボトムパワーで発光時のモニタ信号をサンプル／ホールドし、これによりボトムパワー発光のみを制御することは比較的容易に実現できる。そこで、本実施の形態では、図６に示した構成に対して、モニタ用受光手段である受光素子（ＰＤ）１２とサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１３とＡＰＣ回路１４とによるボトムパワー用のＡＰＣ機能がＬＤ制御手段２側と選択的となるように付加されている。
【００４５】
受光素子１２は半導体レーザ１の出力光の一部をモニタ受光する。サンプルホールド回路１３は、半導体レーザ１のボトムパワーＰb′出力時には受光素子１２のモニタ出力をサンプリングするともに、半導体レーザ１の記録パワーＰw′出力時にはサンプリングされたモニタ出力をホールドする。ＡＰＣ回路１４はサンプルホールド回路１３の出力に従い半導体レーザ１のボトムパワーＰb′を制御する。
【００４６】
このような構成において、半導体レーザ１のボトムパワーＰb′出力時には受光素子１２のモニタ出力に従い、ＡＰＣ回路１４により半導体レーザ１のボトムパワーＰb′を制御する。また、半導体レーザ１の記録パワーＰw′出力時には前述した実施の形態の如く、光源制御手段２により制御する。この結果、サンプリング手段１１を経た検出信号Ｖ１がボトムパワーＰb′の変動の影響を受けず、精度よく検出できるので、より高精度な記録パワー制御が可能となる。
【００４７】
ちなみに、ＡＰＣ回路１４により半導体レーザ１のボトムパワーＰb′を制御し、これと連動させることにより記録パワーＰw′の変動を抑制することもできるが、最適記録パワーからのずれの要因としては前述したその他の要因も大きく影響するので、本発明の課題を解決する上では妥当でない。
【００４８】
本発明の第三の実施の形態を図８に基づいて説明する。本実施の形態は、検出手段６の他の構成例を示すもので、ボトムホールド手段１０とサンプリング手段（第１のサンプリング手段）１１とサンプリング手段（第２のサンプリング手段）１５と正規化手段としての除算器１６とにより構成されている。ボトムホールド手段１０、サンプリング手段１１は前述した場合と同様である。サンプリング手段１５は、ボトムホールド手段１０の出力値を第２の所定のタイミングＳ２で取り込むもので、Ａ／Ｄコンバータ等により構成されている。所定のタイミングＳ２は、光スポットが記録マークＭと重ならなくなった時刻（光スポット径と記録線速度から求められる）以降であって、次の記録パワーＰw′への変化前のタイミングである。このサンプリング手段１５によりサンプリングされた値が図５中に示すＶ2であり、ボトムパワー光量と記録媒体３のスペースでの反射率が変動すればこのＶ2と連動してＶ1も変動する。よって、除算器１６によりＶ1／Ｖ2なる演算をして正規化した検出信号がＬＤ制御手段２に出力される。これが、最適記録パワーでの値Ｖ1b／Ｖ2bを目標値としてＬＤ制御手段２により半導体レーザ１の記録パワーを制御すれば、ボトムパワー光量と記録媒体３のスペースでの反射率が変動しても誤差なく制御できる。
【００４９】
なお、本実施の形態を構成する上では、サンプリング手段１１，１５は共通化させてもよい。また、スペースの間隔が短く、サンプルタイミングＳ２をとれない場合には、Ｓ２より長いスペースのときのみサンプリングさせるようにすればよい。
【００５０】
参考構成例を図９に基づいて説明する。本参考構成例は、検出手段６のさらに他の構成例を示すもので、比較器１７とパルス幅検出手段１８とにより構成されている。比較器１７は受光手段５による受光信号と所定の基準信号Ｖr（閾値）との大小を比較する。パルス幅検出手段１８はこの比較器１７の出力のパルス幅を検出する。
【００５１】
図５において、Ｖ2或いはＶ2より若干低い値を閾値Ｖrとして受光信号ＲＦと比較し、受光信号ＲＦが閾値Ｖr以下となる時間をＴ2とすると、図からも分かるように、Ｔ2は記録マークＭの形成状態に依存した値となる。即ち、最適記録パワーより過小であった場合にはＴ2は適正値Ｔ2bよりも小さくなり、過大であった場合にはＴ2は適正値Ｔ2bよりも大きくなる。図９の構成で考えれば、比較器１７により受光信号ＲＦと閾値Ｖrとを比較し、その大小を２値化する。この出力パルスがＴ2となる。パルス幅検出手段１８がこのパルス幅Ｔ2を検出するもので、この出力を検出信号ＶＴ2とする。この検出信号ＶＴ2が試し書きの際に算出された最適記録パワーでの検出値ＶＴ2bになるように記録パワーを制御すればい。最適記録パワーのずれは急激に変化するものではないので、パルス幅検出手段１８は比較器１７の出力をローパスフィルタ等で平滑化しパルス幅を電圧に変換することなどにより、簡単に構成できる。もちろん、比較器１７は２値化したパルスを出力するものに限らず、受光信号ＲＦと閾値Ｖrとの誤差分をそのまま、或いは、増幅して出力し、これを平滑化して電圧に変換するものであってもよい。
【００５２】
なお、本参考構成例において、閾値Ｖｒを固定とせず、ボトムパワー光量と記録媒体３のスペースでの反射率の変動などによって変化するＶ2に合せて閾値Ｖrを変化させれば、ボトムパワー光量と記録媒体３のスペースでの反射率などが変動しても誤差なく制御することができる。この場合、Ｖ2は図８に示した構成中のサンプリング手段１５により検出できる。検出されたＶ2の値（或いは直前の幾つかの値の平均値Ｖ2′）を図９（ｂ）に示すように基準信号生成手段１９によりそのまま或いは一定の割合でレベルシフトした値を新たな閾値Ｖr′として比較器１７に入力させるようにすればよい。
【００５３】
また、特に図示しないが、図５中に示した受光信号ＲＦのボトム値Ｖ1と時間Ｔ2とを各々検出するようにし、これらの２つの検出値に基づき記録パワーを制御するようにすれば、より精度よく制御できる。即ち、記録媒体３からの反射光を受光手段５により受光して受光信号に変換し、半導体レーザ１の出力パワーをボトムパワーに制御した直後或いは直後付近における受光信号（ボトム値Ｖ1）を検出するとともに、ボトムパワーに制御した時刻から受光信号が所定の値になるまでの時間Ｔ2を検出し、これらの検出結果に応じてＬＤ制御手段２により半導体レーザ１の出力パワーを制御するものである。このための検出手段は前述の実施の形態に示すような例を用い得る。
【００５４】
本発明の第四の実施の形態を図１０を参照して説明する。本実施の形態は、ＬＤ制御手段２による半導体レーザ１の変調方法が、複数個のパルス列により１つの記録マークを形成するマルチパルス記録方法である場合の適用例である。即ち、図１０（ａ）に示すようなマルチパルス記録方法に従い半導体レーザ１を発光させて記録媒体３に記録マークＭを形成する場合、記録媒体３からの反射光の波形は図１０（ｂ）に示すようになる。この場合、従来のように記録マーク形成中（ｔ0≦ｔ≦ｔ10の区間）に反射光量の変化から記録マークの形成状態を検出することは極めて困難である。しかし、記録マーク形成直後（時刻ｔ＝ｔ11以降）の反射光波形は（図１０（ｂ）中に丸を付して示す）、単パルス記録かマルチパルス記録か、といった記録波形の違いに関わらず形成された記録マークによってのみ決まる。つまり、記録マーク形成直後（時刻ｔ＝ｔ11以降）の反射光波形は図２に示した単パルス記録の場合と同様になるので、前述した各実施の形態の場合と同様にして記録マークの形成状態を検出し得ることが分かる。そして、その検出信号が試し書きの際に算出した制御目標値となるように記録パワーを制御すればよい。また、時刻ｔ2，ｔ3，ｔ4のように記録マーク形成中に一旦半導体レーザ1の出力パワーをボトムパワーに落とした直後の反射光量も時刻ｔ＝ｔ11の場合とほぼ同じ値をとるので、図７等に示した場合と同様にして受光信号のボトムホールドを行い、その値をサンプリングすればよい。
【００５５】
別の参考構成例を図１１を参照して説明する。本参考構成例は、記録媒体３が、ヒートモードにより記録マークが形成される記録材料からなる記録層を有する場合への適用例を示す。記録媒体３の記録層はレーザ光照射による熱分解やそれに伴う基板変形による光学的変化を生じさせ、その変化により記録マークＭを形成することで記録される。このようなヒートモードにより記録マークＭが形成される記録媒体３に記録を行なう場合、記録中の反射光量の変化は非常に感度が高く、つまり、レーザ光を照射直後に反射率の異なった領域（記録マーク）が形成されるので、光学的変化を生じないパワー（ボトムパワー）までレーザパワーを落とした直後でも記録マークＭの形成状態が検出できるので、前述した各実施の形態を好適に適用できる。
【００５６】
ところで、このようなヒートモードにより記録マークが形成される記録媒材料としては、代表的には、有機色素が用いられる。その例としては、ポリメチン色素、ナフタロシアニン系、フタロシアニン系、スクアリリウム系、クロコニウム系、ピリリウム系、ナフトキノン系、アントラキノン系（インダンスレン系）、キサンテン系、トリフェニルメタン系、アズレン系、テトラヒドロコリン系、フェナンスレン系、トリフェノチアジン系染料、及び、金属錯体化合物等が挙げられる。これらの色素は光学特性、記録感度、信号特性等の向上の目的で他の有機色素及び金属、金属化合物と混合又は積層化させて用いるようにしてもよい。また、金属、金属化合物の例としては、Ｉｎ，Ｔｅ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｓｂ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｂｅ，ＴｅＯ2，ＳｎＯ，Ａｓ，Ｃｄ等が挙げられ、各々を分散、混合或いは積層する形態で用いることができる。記録層の形成方法としては、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ又は溶剤塗布などの通常の方法を用いればよい。塗布法を用いる場合には、上述した染料などを有機溶剤に溶解して、スプレー、ローラコーティング、ティッピング、スピンコーティング法等の慣用されているコーティング法で行なえばよい。
【００５７】
また、上述した記録材料の種類や、記録層の膜厚などによって、記録時のマーク形成に伴う光学的変化の反応速度が異なってしまう。つまり、半導体レーザ1の出力が記録パワーからボトムパワーに変化した後でも記録マークが形成されることとなり、光学的変化の速度と線速度との関係で若干の差異はあるものの、受光信号ＲＦは概ね図１１に示すようになる。この場合でも、図５に示した場合と同様に記録マークの形成状態により検出量は異なるので、前述した各実施の形態を同様に適用できる。
【００５８】
なお、ヒートモードによりマーク形成がなされる他の記録材料においても、記録中の反射光量の変化は基本的には同様の傾向を示すため、本発明が有効であるいうことはいうまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後から或る所定区間内における受光信号又は受光信号の変化を検出することで、記録中に記録マークの形成状態を検出することができ、この検出結果に応じて光源の出力パワーを制御することで、光源の出力変動や記録媒体のチルトや感度ばらつき等による最適記録パワーの変動が生じても常にその状態における最適記録パワーに制御しながら記録することができ、また、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、記録パワーの変化成分に埋もれてその検出が困難である記録媒体や記録条件であったとしても最適記録パワーに制御しながら記録することができる。
【００６４】
請求項２記載の発明によれば、記録マークの形成状態の検出時には光源の出力パワーは変動しないため、正確な検出、即ち、正確な記録パワーの制御を行なうことができる。
【００６５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の光情報記録方法を、ＤＶＤ等の大容量記録方式の場合にも支障なく適用できる。
【００６６】
請求項４記載の発明によれば、反射光量の変化の感度が非常に高く、照射直後に記録マークを形成できる記録媒体であるので、請求項１ないし３の何れか一に記載の光情報記録方法に好適に適用することができる。
【００６７】
請求項５記載の発明によれば、光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後から或る所定区間内における受光信号又は受光信号の変化を検出する検出手段を設けることで、記録中に記録マークの形成状態を検出することができ、この検出結果に応じて光源の出力パワーを制御する光源制御手段を設けることで、光源の出力変動や記録媒体のチルトや感度ばらつき等による最適記録パワーの変動が生じても常にその状態における最適記録パワーに制御しながら記録することができ、さらには、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、記録パワーの変化成分に埋もれてその検出が困難である記録媒体や記録条件であったとしても最適記録パワーに制御しながら記録することができる。
【００７１】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の光情報記録装置を実現する上で、ＡＰＣ回路と光源制御手段とを備えることにより容易に光源の出力パワーを制御できる。
【００７３】
請求項７記載の発明によれば、ボトムパワーの光量と記録媒体のスペースでの反射率が変動しても誤差なく制御でき、より高精度に請求項５記載の光情報記録装置を実現できる。
【００７６】
請求項９記載の発明によれば、反射光量の変化の感度が非常に高く、照射直後に記録マークを形成できる記録媒体であるので、請求項５ないし８の何れか一に記載の光情報記録装置に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す光情報記録装置の概略構成図である。
【図２】動作波形を示す波形図である。
【図３】ボトムパワーへの変化の直前、直後の記録マークと光スポットとの関係を示す模式図である。
【図４】記録パワー−反射光量特性図である。
【図５】受光信号ＲＦの信号波形図である。
【図６】検出手段の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態を示すブロック図である。
【図８】本発明の第三の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】参考構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第四の実施の形態を示すマルチパルス波形図である。
【図１１】別の参考構成例を示す受光信号ＲＦの信号波形図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ 光源制御手段
３ 記録媒体
５ 受光手段
６ 検出手段
１０ ボトムホールド手段
１１ 第１のサンプリング手段
１２ モニタ用受光手段
１３ サンプルホールド回路
１４ ＡＰＣ回路
１５ 第２のサンプリング手段
１６ 正規化手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報記録方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばＣＤ−Ｒ（Ｃompact Ｄisk−Ｒecordable）ドライブ装置のような記録可能な光情報記録装置が実用化され、さらに大容量化、高速記録化を目指した研究がなされている。記録可能な光ディスク媒体としては、色素系メディアを用いた追記型光ディスクや、光磁気メディアや相変化型メディアを用いた書換え可能なディスクなどが挙げられる。
【０００３】
一般の光ディスク記録装置では、半導体レーザを光源とし、記録情報によりパルス変調された半導体レーザからのレーザ光を記録媒体に照射することで、記録マークを形成する。このとき、記録するレーザ光のパワーにより記録マークの形状状態が変化するため、従来では、記録媒体の特性に適した記録パワーを求めるために、記録開始の準備として予め所定の領域に記録パワーを変化させながら試し書きを行ない、試し書き後、その領域中で再生信号の対称性（Ａsymmetry）が最も良好であるエリアを記録したパワーを最適記録パワーとして求める、といういわゆるＯＰＣ（Ｏptimum Ｐower Ｃontrol）法が用いられている。実際のデータの記録時にはこのようにして求めた最適記録パワーを維持しながら記録を行なう。
【０００４】
ところが、たとえ試し書きによって最適記録パワーを得て、その最適記録パワーを保ちながらデータを記録するようにしていても、半導体レーザの発光出力の温度変化などにより記録媒体に照射されるパワーが最適記録パワーと異なったり、記録媒体の面内の感度ぱらつき、或いは、チルトと呼ばれるレーザ照射光に対するディスクの傾き等により、最適となる記録パワーがデータ記録領域内で異なったりと、常に最適記録パワーで記録することかできない、という問題がある。
【０００５】
この問題を解決するための提案例として、例えば特公昭５７−６０６９６号公報等がある。同公報例では、光ディスクにデータの記録を行なうとき、記録中の反射光の変化を検出しその検出信号に基づいて光源の出力を制御するようにしている。これによれば、記録マークの形成状態を記録中に得ることができるため、記録中での半導体レーザのパワー変動やチルトやメディア感度のばらつきなどによる最適記録パワーのずれを補正するように制御しながら記録することができる。より具体的には、上記と同様の試し書きを行なう際に前述の反射光量の変化を示す検出信号を書き込んだ記録パワーと対応付けて保持しておき、試し書き後、再生信号を制御目標値とし、逐次半導体レーザの記録パワーを制御するというものである。これと同様の技術が、Ｒ−ＯＰＣ（Ｒunning-Ｏptimum Ｐower Ｃontrol）なる制御方式としてＣＤ−Ｒドライブ装置にも実用化されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、記録マークの形成は記録線速度などの記録条件、及び、記録媒体の記録感度特性に大きく依存し、記録条件や記録媒体によっては、以下のような問題がある。
【０００７】
即ち、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、反射光量は照射光量とその領域の反射率により決定するため照射パワーの変化分が支配的で、記録マーク形成による反射光量の変化分の検出が困難である、という問題である。この問題は、記録媒体の違いだけでなく、同一媒体であっても記録線速度の違いにより（これは、記録感度特性の変化と同義）、起こり得る問題である。特に、高記録線速度になる程、顕著となる。
【０００８】
また、記録波形を単一の矩形波ではなく、複数個のパルスにより１つの記録マークを形成する、といういわゆるマルチパルス記録方法があり、大容量記録に適した記録方法であり、多用されている。しかし、個々のパルス幅が短く半導体レーザの発光状態が短時間で切り替わるため、記録パワーにによる反射光量の変化を得る前に遮断パルスにより反射光量が急減し、再び、加熱パルスで反射光量が急増するような変化を示すようになり、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化を検出するのが困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、記録媒体の特性や記録線速度、記録方法等に依存することなく、記録中での記録マークの形状状態を検出することができ、光源のパワー変動やチルトや記録媒体の感度ばらつきなどによる最適記録パワーのずれを補正するように制御しながら記録することができる光情報記録方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光源制御手段により光源を所定の情報に従い変調するとともにその出力パワーを制御し、前記光源からの出力光を記録媒体に照射しその照射光の強弱により反射率が変化する記録マークを形成するか否かに応じて情報を記録するようにした光情報記録方法において、前記記録媒体からの反射光を受光手段により受光して受光信号に変換し、前記受光信号のボトム値を検出しホールドすることで前記光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後の反射光量を検出し、検出された当該反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにした。
【００１１】
従って、光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後から或る所定区間内における受光信号又は受光信号の変化を検出することで、記録中に記録マークの形成状態を検出することができ、この検出結果に応じて光源の出力パワーを制御することで、光源の出力変動や記録媒体のチルトや感度ばらつき等による最適記録パワーの変動が生じても常にその状態における最適記録パワーに制御しながら記録することができる。さらには、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、記録パワーの変化成分に埋もれてその検出が困難である記録媒体や記録条件であったとしても最適記録パワーに制御しながら記録することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光情報記録方法において、前記光源の出力光の一部をモニタ受光し、前記光源のボトムパワー出力時にはモニタ出力をサンプリングするとともに前記光源の記録パワー出力時にはサンプリングされた前記モニタ出力をホールドし、前記光源のボトムパワー出力時にはホールドされた前記モニタ出力と前記ボトムパワーとが等しくなるようにＡＰＣ回路により前記光源のボトムパワーを制御し、前記光源の記録パワー出力時には検出された前記反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにした。従って、記録マークの形成状態の検出時には光源の出力パワーは変動しないため、正確な検出、即ち、正確な記録パワーの制御が可能となる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の光情報記録方法において、前記光源制御手段による前記光源の変調方法が、複数個のパルス列により１つの記録マークを形成するマルチパルス記録方法である。従って、ＤＶＤ等の大容量記録方式の場合にも支障なく適用できる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一に記載の光情報記録方法において、前記記録媒体は、ヒートモードにより記録マークが形成される記録材料からなる記録層を有する。従って、反射光量の変化の感度が非常に高く、照射直後に記録マークを形成できる記録媒体であるので、請求項１ないし３の何れか一に記載の光情報記録方法に好適に適用できる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、所定の情報に従い変調される光源からの出力光を記録媒体に照射しその照射光の強弱により反射率が変化する記録マークを形成するか否かに応じて情報を記録する光情報記録装置において、前記記録媒体からの反射光を受光して受光信号に変換する受光手段と、前記光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した記録マーク直後の反射光量からスポット内に記録マークが存在しないときの反射光量となるまでの区間内における前記受光手段による受光信号のボトム値を検出し保持するボトムホールド手段と、このボトムホールド手段の出力値を前記ボトムパワーに制御した直後のタイミングで取り込む第１のサンプリング手段と、前記光源を所定の情報に従い変調するとともに前記第１のサンプリング手段により検出された前記光源の出力がボトムパワーへ変化した直後の反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源の出力パワーを制御する光源制御手段と、を備えた。
【００２３】
従って、光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後から或る所定区間内における受光信号又は受光信号の変化を検出する検出手段を設けることで、記録中に記録マークの形成状態を検出することができ、この検出結果に応じて光源の出力パワーを制御する光源制御手段を設けることで、光源の出力変動や記録媒体のチルトや感度ばらつき等による最適記録パワーの変動が生じても常にその状態における最適記録パワーに制御しながら記録することができる。さらには、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、記録パワーの変化成分に埋もれてその検出が困難である記録媒体や記録条件であったとしても最適記録パワーに制御しながら記録することができる。
【００３０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光情報記録装置において、前記光源の出力光の一部をモニタ受光するモニタ用受光手段と、前記光源のボトムパワー出力時には前記モニタ用受光手段のモニタ出力をサンプリングし前記光源の記録パワー出力時にはサンプリングされた前記モニタ出力をホールドするサンプルホールド回路と、このサンプルホールド回路の出力と前記ボトムパワーとが等しくなるように前記光源のボトムパワーを制御するＡＰＣ回路とを備え、前記光源のボトムパワー出力時には前記モニタ出力と前記ボトムパワーとが等しくなるように前記ＡＰＣ回路により前記光源のボトムパワーを制御し、前記光源の記録パワー出力時には検出された前記反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにした。従って、請求項５記載の光情報記録装置を実現する上で、ＡＰＣ回路と光源制御手段とにより容易に光源の出力パワーを制御できる。
【００３２】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の光情報記録装置において、前記受光手段による受光信号をスポットが記録マークと重ならなくなった時刻以降であって次の記録パワーへの変化前の第２のタイミングで取り込む第２のサンプリング手段と、前記第１のサンプリング手段の出力を前記第２のサンプリング手段の出力により正規化して前記光源制御手段に対して出力する正規化手段と、をさらに有する。従って、ボトムパワーの光量と記録媒体のスペースでの反射率が変動しても誤差なく制御でき、より高精度に請求項５記載の光情報記録装置を実現できる。
【００３５】
請求項８記載の発明は、請求項５ないし７の何れか一記載の光情報記録装置において、前記光源制御手段による前記光源の変調方法が、複数個のパルス列により１つの記録マークを形成するマルチパルス記録方法である。
請求項９記載の発明は、請求項５ないし８の何れか一に記載の光情報記録装置において、前記記録媒体は、ヒートモードにより記録マークが形成される記録材料からなる記録層を有する。従って、反射光量の変化の感度が非常に高く、照射直後に記録マークを形成できる記録媒体であるので、請求項５ないし８の何れか一に記載の光情報記録装置に好適に適用できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は本実施の形態の光情報記録装置を示す概略構成図である。まず、光源としての半導体レーザ（ＬＤ）１が設けられている。この半導体レーザ１に対しては、記録データ（所定の情報）に従い変調するとともに、その出力パワーを制御する光源制御手段としてのＬＤ制御手段２が設けれている。また、この半導体レーザ１より出射された出力光ＰLを記録媒体３上に集光照射する対物レンズ等を含む光ピックアップ（ＰＵ）４が設けられている。さらに、記録媒体３からの反射光ＰdをＰＵ４を介して受光し、受光信号に変換する受光素子等を含む受光手段５が設けられている。また、ＬＤ制御手段２により半導体レーザ１の出力パワーが記録パワーから記録マークが形成されないボトムパワー（通常は、再生パワーと同じ）に変化した直後の受光信号ＲＦから記録マークの形成状態を検出する検出手段6が設けられている。ここに、この検出手段６の検出信号はＬＤ制御手段２にフィードバックされており、ＬＤ制御手段２は検出信号に基づきその時刻での最適記録パワーからのずれを求め、最適記録パワーとなるように半導体レーザ１の出力パワーを制御する機能が付加されている。
【００３７】
なお、特に図示しないが、光情報記録装置としては、記録媒体３に照射する光スポットを任意の位置に照射させるように制御するサーボ手段等を含んで構成されるのは当然であるが、本実施の形態の要旨には関係せず、周知技術を利用すればよいので説明も省略する。
次に、検出手段６及びＬＤ制御手段２による最適記録パワーへの制御について説明する。図２は動作波形を示す波形図である。図中、（ａ）は半導体レーザ１の出力光ＰLの発光波形を示し、（ｂ）はその発光波形による記録媒体３からの反射光Ｐdの波形を示す。ここで、Ｐw′は半導体レーザ1から出射した出力光ＰLの記録パワーであり、Ｐb′は半導体レーザ1から出射した出力光ＰLのボトムパワーである。このボトムパワーＰb′は記録マークを形成しない程度に十分に低いパワーであり、通常は、再生パワーと同一とされる。
【００３８】
このような状況下に、半導体レーザ1から出射した出力光ＰLはＰＵ４を介して記録媒体３に照射される。この時、記録媒体3は或る一定の線速度で回転している（角速度一定方式＝ＣＡＶ方式の場合もあるが、この場合も或る半径位置では線速度は一定である）ので、相対的に光スポットは記録媒体３のトラック上を一定速度で進むことになり、記録パワーＰw′の発光区間に図２（ｃ）に示すような記録マークＭが形成される。そして、ボトムパワーＰb′の発光区間では記録マークＭが形成されず、スペースとなる。
【００３９】
ここで、図３（ａ）に記録パワーＰw′からボトムパワーＰb′へ変化する直前の時刻ｔ＝ｔ10で形成された記録マークＭと光スポットとの関係の模式図を示す。図示された記録マークＭのエッジ（後端エッジ）のうち、ｂが最適記録パワーが記録媒体３に照射された場合、ａが最適記録パワーよりも過小な場合、ｃが最適記録パワーよりも過大な場合を各々示している。このように最適記録パワーからずれる要因としては、記録パワーＰw′そのものが最適記録パワーからずれている場合、記録媒体３の記録感度のばらつきなどにより最適記録パワーが面内で一定でない場合、記録媒体３のチルトや光スポットの焦点位置からずれ（デフォーカス）などにより記録媒体３上に照射される光が歪んで記録マーク形成に有効なパワーが不足する場合、等が挙げられる。また、上述の記録パワーＰw′そのものが最適記録パワーからずれる要因としては、設定値そのものがずれている場合、半導体レーザ１の温度特性により発光パワーが変化した場合、等がある。よって、従来技術で前述したように、試し書きにより予め算出した最適記録パワーの設定値を一定に保つように半導体レーザ１の出力パワーを制御しても、形成される記録マークＭはａ又はｃで示すように最適値からずれてしまう、という問題が発生する。
【００４０】
また、図３（ｂ）は記録パワーＰw′からボトムパワーＰb′へ変化した直後の時刻ｔ＝ｔ11で形成された記録マークＭと光スポットとの関係の模式図を示す。本実施の形態で想定している記録媒体３は記録マークＭが形成されると反射率が下がる、という特性を持つので、この時刻ｔ11での反射光量は形成された記録マークＭに依存した値となる。即ち、図４に示すようになり、この値により記録マークＭの形成状態を検出することができる。また、時刻ｔ＞ｔ11においては、光スポットが進行するにつれ、スポット内の記録マークＭの占める割合が徐々に減少していくので、反射光量は徐々に増加していき、或る値（スポット内に記録マークＭが存在しないときの反射光量）になる。このボトムパワーＰb′へ変化した時刻ｔ＝ｔ11から或る所定の値になるまでの時間によっても、記録マークＭの形成状態を検出することができる。また、記録パワーＰw′照射中（ｔ0≦ｔ≦ｔ10）の反射光量は、記録パワーＰw′に変化した直後（ｔ＝ｔ0）では、まだ、記録マークＭが形成されていないので、反射光量が大きく、徐々に記録マークＭが形成されるにつれて反射光量が減少するような変化を示す。例えば、最適記録パワーで記録した場合を例に採れば、反射光量の波形は図２（ｂ）に示すようになる。
【００４１】
ここに、図５は時刻（ｔ＝ｔ11）以降の反射光量を受光手段５により受光信号ＲＦに変換した信号波形図であり、前述した如く、記録マークＭの形成状態により異なる。ａ，ｂ，ｃは各々記録パワーＰw′が図３で例示したように、過小、最適、過大である場合の受光信号の波形を示している。また、ボトムパワーＰb′は一定であるとしている。図５によれば、ボトムパワーＰb′へ変化した後の受光信号ＲＦの波形の変化により、記録マークＭの形成状態を検出できることがわかる。よって、記録開始前に試し書きをして最適記録パワーを算出する際、記録パワーＰw′を変化させながら試し書きパターンを記録すると同時に、記録パワーＰw′と検出手段６の検出結果との対応関係を保持しておき、試し書き後、再生信号の短マークの長マークに対する対称性などから最適記録パワーが求められれば、それに対応した検出手段６の検出結果を制御目標値として、この制御目標値と記録中の検出手段６の出力とが一致するように、ＬＤ制御手段２により記録パワーＰw′を制御すれば、記録中に各種の変動があった場合でも、常に最適記録パワーに維持することができる。
【００４２】
図６は、本実施の形態の検出手段６の構成例を示すもので、ボトムホールド手段１０とサンプリング手段１１とにより構成されている。ボトムホールド手段１０は受光手段５による受光信号のボトム値（極小値）を検出してホールドする回路である。図５中に示すＶ1はボトムホールド手段１０によりホールドされたボトム値の一例を示す。サンプリング手段１１はこのボトムホールド手段１０の出力値を所定のタイミングＳ1で取り込むもので、Ａ／Ｄコンバータ等により構成されている。
【００４３】
従って、ボトムホールド手段１０の出力値を所定のタイミングＳ1でサンプリング手段１１により取り込めば、その出力値（検出信号）Ｖ1が半導体レーザ1の出力がボトムパワーＰb′へ変化した直後の反射光量に対応し、前述したように記録マークＭの形成状態によった値となる。よって、この検出信号Ｖ1が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値Ｖ1bとなるようにＬＤ制御手段２により記録パワーＰw′を制御すればよいものとなる。
【００４４】
本発明の第二の実施の形態を図７に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以下の各実施の形態でも同様とする）。本実施の形態は、前述の第一の実施の形態の構成に、半導体レーザ１の温度特性などによる出力変動を制御するためのＡＰＣ（Ａutomatic Ｐower Ｃontrol）機能を併用したものである。ＡＰＣ機能は、一般には、半導体レーザの出射光の一部を受光素子によりモニタし、この受光信号と発光指令信号とが等しくなるように常時半導体レーザの順方向電流を制御することにより半導体レーザを所望の出力パワーで発光させるものである。ところが、本実施の形態等の如く、半導体レーザ１を高速で変調駆動するような場合には、高速のＡＰＣ回路が必要となり、これを構成するのは極めて困難かつ高価なものとなる。もっとも、ボトムパワーで発光時のモニタ信号をサンプル／ホールドし、これによりボトムパワー発光のみを制御することは比較的容易に実現できる。そこで、本実施の形態では、図６に示した構成に対して、モニタ用受光手段である受光素子（ＰＤ）１２とサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１３とＡＰＣ回路１４とによるボトムパワー用のＡＰＣ機能がＬＤ制御手段２側と選択的となるように付加されている。
【００４５】
受光素子１２は半導体レーザ１の出力光の一部をモニタ受光する。サンプルホールド回路１３は、半導体レーザ１のボトムパワーＰb′出力時には受光素子１２のモニタ出力をサンプリングするともに、半導体レーザ１の記録パワーＰw′出力時にはサンプリングされたモニタ出力をホールドする。ＡＰＣ回路１４はサンプルホールド回路１３の出力に従い半導体レーザ１のボトムパワーＰb′を制御する。
【００４６】
このような構成において、半導体レーザ１のボトムパワーＰb′出力時には受光素子１２のモニタ出力に従い、ＡＰＣ回路１４により半導体レーザ１のボトムパワーＰb′を制御する。また、半導体レーザ１の記録パワーＰw′出力時には前述した実施の形態の如く、光源制御手段２により制御する。この結果、サンプリング手段１１を経た検出信号Ｖ１がボトムパワーＰb′の変動の影響を受けず、精度よく検出できるので、より高精度な記録パワー制御が可能となる。
【００４７】
ちなみに、ＡＰＣ回路１４により半導体レーザ１のボトムパワーＰb′を制御し、これと連動させることにより記録パワーＰw′の変動を抑制することもできるが、最適記録パワーからのずれの要因としては前述したその他の要因も大きく影響するので、本発明の課題を解決する上では妥当でない。
【００４８】
本発明の第三の実施の形態を図８に基づいて説明する。本実施の形態は、検出手段６の他の構成例を示すもので、ボトムホールド手段１０とサンプリング手段（第１のサンプリング手段）１１とサンプリング手段（第２のサンプリング手段）１５と正規化手段としての除算器１６とにより構成されている。ボトムホールド手段１０、サンプリング手段１１は前述した場合と同様である。サンプリング手段１５は、ボトムホールド手段１０の出力値を第２の所定のタイミングＳ２で取り込むもので、Ａ／Ｄコンバータ等により構成されている。所定のタイミングＳ２は、光スポットが記録マークＭと重ならなくなった時刻（光スポット径と記録線速度から求められる）以降であって、次の記録パワーＰw′への変化前のタイミングである。このサンプリング手段１５によりサンプリングされた値が図５中に示すＶ2であり、ボトムパワー光量と記録媒体３のスペースでの反射率が変動すればこのＶ2と連動してＶ1も変動する。よって、除算器１６によりＶ1／Ｖ2なる演算をして正規化した検出信号がＬＤ制御手段２に出力される。これが、最適記録パワーでの値Ｖ1b／Ｖ2bを目標値としてＬＤ制御手段２により半導体レーザ１の記録パワーを制御すれば、ボトムパワー光量と記録媒体３のスペースでの反射率が変動しても誤差なく制御できる。
【００４９】
なお、本実施の形態を構成する上では、サンプリング手段１１，１５は共通化させてもよい。また、スペースの間隔が短く、サンプルタイミングＳ２をとれない場合には、Ｓ２より長いスペースのときのみサンプリングさせるようにすればよい。
【００５０】
参考構成例を図９に基づいて説明する。本参考構成例は、検出手段６のさらに他の構成例を示すもので、比較器１７とパルス幅検出手段１８とにより構成されている。比較器１７は受光手段５による受光信号と所定の基準信号Ｖr（閾値）との大小を比較する。パルス幅検出手段１８はこの比較器１７の出力のパルス幅を検出する。
【００５１】
図５において、Ｖ2或いはＶ2より若干低い値を閾値Ｖrとして受光信号ＲＦと比較し、受光信号ＲＦが閾値Ｖr以下となる時間をＴ2とすると、図からも分かるように、Ｔ2は記録マークＭの形成状態に依存した値となる。即ち、最適記録パワーより過小であった場合にはＴ2は適正値Ｔ2bよりも小さくなり、過大であった場合にはＴ2は適正値Ｔ2bよりも大きくなる。図９の構成で考えれば、比較器１７により受光信号ＲＦと閾値Ｖrとを比較し、その大小を２値化する。この出力パルスがＴ2となる。パルス幅検出手段１８がこのパルス幅Ｔ2を検出するもので、この出力を検出信号ＶＴ2とする。この検出信号ＶＴ2が試し書きの際に算出された最適記録パワーでの検出値ＶＴ2bになるように記録パワーを制御すればい。最適記録パワーのずれは急激に変化するものではないので、パルス幅検出手段１８は比較器１７の出力をローパスフィルタ等で平滑化しパルス幅を電圧に変換することなどにより、簡単に構成できる。もちろん、比較器１７は２値化したパルスを出力するものに限らず、受光信号ＲＦと閾値Ｖrとの誤差分をそのまま、或いは、増幅して出力し、これを平滑化して電圧に変換するものであってもよい。
【００５２】
なお、本参考構成例において、閾値Ｖｒを固定とせず、ボトムパワー光量と記録媒体３のスペースでの反射率の変動などによって変化するＶ2に合せて閾値Ｖrを変化させれば、ボトムパワー光量と記録媒体３のスペースでの反射率などが変動しても誤差なく制御することができる。この場合、Ｖ2は図８に示した構成中のサンプリング手段１５により検出できる。検出されたＶ2の値（或いは直前の幾つかの値の平均値Ｖ2′）を図９（ｂ）に示すように基準信号生成手段１９によりそのまま或いは一定の割合でレベルシフトした値を新たな閾値Ｖr′として比較器１７に入力させるようにすればよい。
【００５３】
また、特に図示しないが、図５中に示した受光信号ＲＦのボトム値Ｖ1と時間Ｔ2とを各々検出するようにし、これらの２つの検出値に基づき記録パワーを制御するようにすれば、より精度よく制御できる。即ち、記録媒体３からの反射光を受光手段５により受光して受光信号に変換し、半導体レーザ１の出力パワーをボトムパワーに制御した直後或いは直後付近における受光信号（ボトム値Ｖ1）を検出するとともに、ボトムパワーに制御した時刻から受光信号が所定の値になるまでの時間Ｔ2を検出し、これらの検出結果に応じてＬＤ制御手段２により半導体レーザ１の出力パワーを制御するものである。このための検出手段は前述の実施の形態に示すような例を用い得る。
【００５４】
本発明の第四の実施の形態を図１０を参照して説明する。本実施の形態は、ＬＤ制御手段２による半導体レーザ１の変調方法が、複数個のパルス列により１つの記録マークを形成するマルチパルス記録方法である場合の適用例である。即ち、図１０（ａ）に示すようなマルチパルス記録方法に従い半導体レーザ１を発光させて記録媒体３に記録マークＭを形成する場合、記録媒体３からの反射光の波形は図１０（ｂ）に示すようになる。この場合、従来のように記録マーク形成中（ｔ0≦ｔ≦ｔ10の区間）に反射光量の変化から記録マークの形成状態を検出することは極めて困難である。しかし、記録マーク形成直後（時刻ｔ＝ｔ11以降）の反射光波形は（図１０（ｂ）中に丸を付して示す）、単パルス記録かマルチパルス記録か、といった記録波形の違いに関わらず形成された記録マークによってのみ決まる。つまり、記録マーク形成直後（時刻ｔ＝ｔ11以降）の反射光波形は図２に示した単パルス記録の場合と同様になるので、前述した各実施の形態の場合と同様にして記録マークの形成状態を検出し得ることが分かる。そして、その検出信号が試し書きの際に算出した制御目標値となるように記録パワーを制御すればよい。また、時刻ｔ2，ｔ3，ｔ4のように記録マーク形成中に一旦半導体レーザ1の出力パワーをボトムパワーに落とした直後の反射光量も時刻ｔ＝ｔ11の場合とほぼ同じ値をとるので、図７等に示した場合と同様にして受光信号のボトムホールドを行い、その値をサンプリングすればよい。
【００５５】
別の参考構成例を図１１を参照して説明する。本参考構成例は、記録媒体３が、ヒートモードにより記録マークが形成される記録材料からなる記録層を有する場合への適用例を示す。記録媒体３の記録層はレーザ光照射による熱分解やそれに伴う基板変形による光学的変化を生じさせ、その変化により記録マークＭを形成することで記録される。このようなヒートモードにより記録マークＭが形成される記録媒体３に記録を行なう場合、記録中の反射光量の変化は非常に感度が高く、つまり、レーザ光を照射直後に反射率の異なった領域（記録マーク）が形成されるので、光学的変化を生じないパワー（ボトムパワー）までレーザパワーを落とした直後でも記録マークＭの形成状態が検出できるので、前述した各実施の形態を好適に適用できる。
【００５６】
ところで、このようなヒートモードにより記録マークが形成される記録媒材料としては、代表的には、有機色素が用いられる。その例としては、ポリメチン色素、ナフタロシアニン系、フタロシアニン系、スクアリリウム系、クロコニウム系、ピリリウム系、ナフトキノン系、アントラキノン系（インダンスレン系）、キサンテン系、トリフェニルメタン系、アズレン系、テトラヒドロコリン系、フェナンスレン系、トリフェノチアジン系染料、及び、金属錯体化合物等が挙げられる。これらの色素は光学特性、記録感度、信号特性等の向上の目的で他の有機色素及び金属、金属化合物と混合又は積層化させて用いるようにしてもよい。また、金属、金属化合物の例としては、Ｉｎ，Ｔｅ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｓｂ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｂｅ，ＴｅＯ2，ＳｎＯ，Ａｓ，Ｃｄ等が挙げられ、各々を分散、混合或いは積層する形態で用いることができる。記録層の形成方法としては、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ又は溶剤塗布などの通常の方法を用いればよい。塗布法を用いる場合には、上述した染料などを有機溶剤に溶解して、スプレー、ローラコーティング、ティッピング、スピンコーティング法等の慣用されているコーティング法で行なえばよい。
【００５７】
また、上述した記録材料の種類や、記録層の膜厚などによって、記録時のマーク形成に伴う光学的変化の反応速度が異なってしまう。つまり、半導体レーザ1の出力が記録パワーからボトムパワーに変化した後でも記録マークが形成されることとなり、光学的変化の速度と線速度との関係で若干の差異はあるものの、受光信号ＲＦは概ね図１１に示すようになる。この場合でも、図５に示した場合と同様に記録マークの形成状態により検出量は異なるので、前述した各実施の形態を同様に適用できる。
【００５８】
なお、ヒートモードによりマーク形成がなされる他の記録材料においても、記録中の反射光量の変化は基本的には同様の傾向を示すため、本発明が有効であるいうことはいうまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後から或る所定区間内における受光信号又は受光信号の変化を検出することで、記録中に記録マークの形成状態を検出することができ、この検出結果に応じて光源の出力パワーを制御することで、光源の出力変動や記録媒体のチルトや感度ばらつき等による最適記録パワーの変動が生じても常にその状態における最適記録パワーに制御しながら記録することができ、また、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、記録パワーの変化成分に埋もれてその検出が困難である記録媒体や記録条件であったとしても最適記録パワーに制御しながら記録することができる。
【００６４】
請求項２記載の発明によれば、記録マークの形成状態の検出時には光源の出力パワーは変動しないため、正確な検出、即ち、正確な記録パワーの制御を行なうことができる。
【００６５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の光情報記録方法を、ＤＶＤ等の大容量記録方式の場合にも支障なく適用できる。
【００６６】
請求項４記載の発明によれば、反射光量の変化の感度が非常に高く、照射直後に記録マークを形成できる記録媒体であるので、請求項１ないし３の何れか一に記載の光情報記録方法に好適に適用することができる。
【００６７】
請求項５記載の発明によれば、光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後から或る所定区間内における受光信号又は受光信号の変化を検出する検出手段を設けることで、記録中に記録マークの形成状態を検出することができ、この検出結果に応じて光源の出力パワーを制御する光源制御手段を設けることで、光源の出力変動や記録媒体のチルトや感度ばらつき等による最適記録パワーの変動が生じても常にその状態における最適記録パワーに制御しながら記録することができ、さらには、記録パワー照射中に記録マーク形成による記録媒体からの反射光量の変化が殆ど現れない、或いは、記録パワーの変化成分に埋もれてその検出が困難である記録媒体や記録条件であったとしても最適記録パワーに制御しながら記録することができる。
【００７１】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の光情報記録装置を実現する上で、ＡＰＣ回路と光源制御手段とを備えることにより容易に光源の出力パワーを制御できる。
【００７３】
請求項７記載の発明によれば、ボトムパワーの光量と記録媒体のスペースでの反射率が変動しても誤差なく制御でき、より高精度に請求項５記載の光情報記録装置を実現できる。
【００７６】
請求項９記載の発明によれば、反射光量の変化の感度が非常に高く、照射直後に記録マークを形成できる記録媒体であるので、請求項５ないし８の何れか一に記載の光情報記録装置に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す光情報記録装置の概略構成図である。
【図２】動作波形を示す波形図である。
【図３】ボトムパワーへの変化の直前、直後の記録マークと光スポットとの関係を示す模式図である。
【図４】記録パワー−反射光量特性図である。
【図５】受光信号ＲＦの信号波形図である。
【図６】検出手段の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態を示すブロック図である。
【図８】本発明の第三の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】参考構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第四の実施の形態を示すマルチパルス波形図である。
【図１１】別の参考構成例を示す受光信号ＲＦの信号波形図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ 光源制御手段
３ 記録媒体
５ 受光手段
６ 検出手段
１０ ボトムホールド手段
１１ 第１のサンプリング手段
１２ モニタ用受光手段
１３ サンプルホールド回路
１４ ＡＰＣ回路
１５ 第２のサンプリング手段
１６ 正規化手段
Claims (9)
- 光源制御手段により光源を所定の情報に従い変調するとともにその出力パワーを制御し、前記光源からの出力光を記録媒体に照射しその照射光の強弱により反射率が変化する記録マークを形成するか否かに応じて情報を記録するようにした光情報記録方法において、
前記記録媒体からの反射光を受光手段により受光して受光信号に変換し、
前記受光信号のボトム値を検出しホールドすることで前記光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した直後の反射光量を検出し、
検出された当該反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにしたことを特徴とする光情報記録方法。 - 前記光源の出力光の一部をモニタ受光し、前記光源のボトムパワー出力時にはモニタ出力をサンプリングするとともに前記光源の記録パワー出力時にはサンプリングされた前記モニタ出力をホールドし、前記光源のボトムパワー出力時にはホールドされた前記モニタ出力と前記ボトムパワーとが等しくなるようにＡＰＣ回路により前記光源のボトムパワーを制御し、前記光源の記録パワー出力時には検出された前記反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の光情報記録方法。
- 前記光源制御手段による前記光源の変調方法が、複数個のパルス列により１つの記録マークを形成するマルチパルス記録方法であることを特徴とする請求項１又は２記載の光情報記録方法。
- 前記記録媒体は、ヒートモードにより記録マークが形成される記録材料からなる記録層を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一に記載の光情報記録方法。
- 所定の情報に従い変調される光源からの出力光を記録媒体に照射しその照射光の強弱により反射率が変化する記録マークを形成するか否かに応じて情報を記録する光情報記録装置において、
前記記録媒体からの反射光を受光して受光信号に変換する受光手段と、
前記光源の出力パワーを記録マークが形成されないボトムパワーに制御した記録マーク直後の反射光量からスポット内に記録マークが存在しないときの反射光量となるまでの区間内における前記受光手段による受光信号のボトム値を検出し保持するボトムホールド手段と、
このボトムホールド手段の出力値を前記ボトムパワーに制御した直後のタイミングで取り込む第１のサンプリング手段と、
前記光源を所定の情報に従い変調するとともに前記第１のサンプリング手段により検出された前記光源の出力がボトムパワーへ変化した直後の反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源の出力パワーを制御する光源制御手段と、
を備えたことを特徴とする光情報記録装置。 - 前記光源の出力光の一部をモニタ受光するモニタ用受光手段と、
前記光源のボトムパワー出力時には前記モニタ用受光手段のモニタ出力をサンプリングし前記光源の記録パワー出力時にはサンプリングされた前記モニタ出力をホールドするサンプルホールド回路と、
このサンプルホールド回路の出力と前記ボトムパワーとが等しくなるように前記光源のボトムパワーを制御するＡＰＣ回路とを備え、
前記光源のボトムパワー出力時には前記モニタ出力と前記ボトムパワーとが等しくなるように前記ＡＰＣ回路により前記光源のボトムパワーを制御し、前記光源の記録パワー出力時には検出された前記反射光量が試し書きの際に算出した最適記録パワーに対応した制御目標値となるように前記光源制御手段により前記光源の出力パワーを制御するようにしたことを特徴とする請求項５記載の光情報記録装置。 - 前記受光手段による受光信号をスポットが記録マークと重ならなくなった時刻以降であって次の記録パワーへの変化前の第２のタイミングで取り込む第２のサンプリング手段と、
前記第１のサンプリング手段の出力を前記第２のサンプリング手段の出力により正規化して前記光源制御手段に対して出力する正規化手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項５記載の光情報記録装置。 - 前記光源制御手段による前記光源の変調方法が、複数個のパルス列により１つの記録マークを形成するマルチパルス記録方法であることを特徴とする請求項５ないし７の何れか一記載の光情報記録装置。
- 前記記録媒体は、ヒートモードにより記録マークが形成される記録材料からなる記録層を有することを特徴とする請求項５ないし８の何れか一に記載の光情報記録装置。
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