JP3815326B2 - 試し書き方法、及びこれを用いた光ディスク装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、光ビームの照射により情報の記録が可能な情報記録媒体を用いる情報記録再生装置係り、特に相変化光ディスクに対しエラー率を改善する情報記録装置に関する。
背景技術
従来の書き換え可能な光ディスクには、相変化材料を用いて１２０ｍｍ径のディスクで片面の記憶容量が２．６ＧＢを実現するＤＶＤ─ＲＡＭが知られている。
また、特開平１０─３２０７７７号では、ＤＶＤ−ＲＡＭのような大容量光ディスクには、記録マークの形成を高精度に実行する必要があるため、記録パワーの最適化を行うための試し書き技術を開示している。
従来の試し書きには
（１）記録パワーを変化させながらディスクにテストパターンを記録する過程、
（２）再生時にデータエッジとクロックエッジの位相ずれを検出し、位相ずれ量が一定値以下になるような記録パワーのしきい値条件を、それを定数倍して最適な記録パワーを求める過程、
がある。この過程によって、記録パワーを最適条件から±３％程度の精度で求めることができる。
発明の開示
第２図に２．６ＧＢＤＶＤ−ＲＡＭで用いられる記録ストラテジを示す。書き換え可能な光ディスクの記録容量をさらに上げるためには、光スポットの大きさの半分以下の記録マークをさらに高精度に記録することが不可欠である。このような微細にマークを高精度に形成するためには、第２図のようにクロックに同期した光パルスを用いるだけでなく、記録するマークの前後のデータパターンに応じて、パワーもしくはパルス幅を適応的に変化させて媒体に照射する必要がある。例えば記録条件としてパルス列の幅Ｗを適応的に変化させる場合には Ｗ＝Ｗ（…、１つ前のスペース長、当該マーク長、１つ後のスペース長、…）となる。
第３図に、従来例として、特開平１０─３２０７７７号に記載された試し書き方法を示す。従来の試し書き方法では、記録パワーを変化させながら、データとクロックの位相ずれをエラーカウントとして評価することにより、記録パワーの決定を行っていた。従来例では、上に述べたような前後のデータパターンに応じて、パワーもしくはパルス幅の記録条件を決定することができなかった。
本発明の目的は、光ディスクの記録容量をさらに増大させる光ディスク装置、具体的に、記録容量の大きな記録を実現するために、実際の情報の記録の前に行う試し書きの方法を提供する。特に、パワー決定精度の向上と、前後のデータパターンに応じた記録条件の最適化を実現する試し書き方式、及びそれを用いた光ディスク装置を提供することにある。
上述した課題を解決するためには、以下の試し書き方法、及びこれを用いた光ディスク装置を用いる。
（１）記録データパターンに応じて記録条件を制御しながら情報媒体に前記データパターンを記録する過程、
前記情報媒体に記録したデータパターンを読みとり、再生信号を得る過程、
該再生信号と基準信号の位相ずれ量を検出する過程、
該位相ずれ量を前記データパターンに応じて分類する過程、
前記分類された位相ずれ量に応じて、記録条件を定める過程、
を有する試し書き方法。
（２）記録データパターンに応じて記録条件を制御しながら情報媒体に前記データパターンを記録する過程、
前記情報媒体に記録したデータパターンを読みとり、再生信号を得る過程、
該再生信号に含まれるマーク数、もしくはスペース数を測定する過程、
再生データ内のマーク数、もしくはスペース数と記録データ内のマーク数、もしくはスペース数と比較する過程、
該比較結果に応じて、記録条件を定める過程、
を有する試し書き方法。
（３）上記の（１）または（２）の試し書き方法で、
前記情報媒体がディスク状の光学的情報記録媒体であり、
前記基準信号が再生信号から生成したクロック信号であり、
前記記録条件が照射するレーザ光のパワーもしくはパルス幅及び位置であることを特徴とする試し書き方法。
（４）光学的情報記録媒体に情報を記録・再生する情報装置であって、
少なくとも、前記光学的情報記録媒体を回転させる手段、
半導体レーザのビームを前記光学的情報記録媒体に集光する手段、
記録するデータに応じて前記半導体レーザの出力もしくはパルス幅及び位置を変調するレーザ駆動手段、
を備え、
上記の（１）（２）又は（３）の試し書き方法に従って、前記光学的情報記録媒体への記録条件を決定する機能を有することを特徴とする光ディスク装置。
（５）上記の（４）の光ディスク装置であって、試し書きによって決定した前記記録条件を前記光学的情報記録媒体の特定の場所に記録する手段、
前記光学的情報記録媒体に記録された前記記録条件を再生する手段、
を有する光ディスク装置。
なお、本発明は相変化光ディスクだけでなく光磁気ディスクや穴あけ型のライトワンス光ディスクにも適応可能である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の説明に用いられる図面中の符号は次の構成を示す。
５はアドレス、６はアドレス、７は光スポット、８は光ディスク媒体、１０はアナログ部、１１は位相比較器、１２は積分器、１３はコンパレータ、１４はしきい値、２０はデジタル部、３２はタイミング制御、２２はマーク長分解ユニット、２４はＩ／Ｏメモリ、５０はエラーパルス、５１はクロック、５２はＮＲＺＩデータ、５３はデータ、１２２は光、１２３は反射光、１３０は再生信号１３０、１３１は光発生手段、１３２は集光手段、１３３は、光検出手段、１５１は中央制御手段、１６２はモータ、１７１は光強度制御手段、１９１は再生手段である。
（実施例１）
本発明の試し書き方法は、パルス幅の補正量は各エッジの位相ずれが最小になる条件を求め、記録マークのエッジのシフト量を位相エラーパルスとして取り出し、マーク及びスペースのパターンにより、エラーパルスをテーブルに仕分け、各テーブルに対応したシフト量が最小になる条件を求めて行われる。以下のように、試し書き方法の詳細を説明する。
図１は本発明を実現するのに好適なデータとクロックの位相ずれ量測定回路のブロック図である。位相ずれ量測定回路はアナログ部１０とデジタル部２０からなる。アナログ部１０では、再生信号からクロック５１とデータの２値化信号としてＮＲＺＩデータ５２を入力情報として用いる。位相比較器１１ではクロック５１とＮＲＺＩデータ５２の位相を比較し、ＮＲＺＩデータ５２がクロックデータ５１に対して進み、遅れ、もしくは両方（進みと遅れの論理和）のパルスを発生する。これらのパルス幅が位相ずれ量である。積分器１２では進み、遅れ、もしくは両方のパルスの中から選択されたものを積分し、パルス幅を電圧レベルに変換し位相差電圧を得る。コンパレータ１３では位相差電圧としきい値１４を比較し、位相差電圧がしきい値１４よりも大きい、すなわち位相差が一定値よりも大きいときに１個のエラーパルス５０を発生する。エラーパルス５０は論理信号であり、これをカウントすることによって、再生信号の品質の評価ができる。
デジタル部２０では、エラーパルス５０、クロック５１、ＮＲＺＩデータ５２、及びクロックでシンクロナイズされたデータ５３を入力信号とする。タイミング制御２１はこれらのパルスを指定された領域、通常は１セクタ内で積算するためのタイミング制御を行う。マーク長分解ユニット２２では、データ５３を用い、所定長さのマークとスペースが１セクタ内にいくつ含まれるかを積算する。ＤＶＤ−ＲＡＭで用いられる８−１６変調コードではマーク及びスペース長さが３Ｔｗから１４Ｔｗである。図では８−１６変調コードに対応し、１Ｔｗから１６Ｔｗのマークとスペースを処理できるようになっている。前後＆パターン分解ユニットでは上に述べた記録条件Ｗ（…、１つ前のスペース長、当該マーク長、１つ後のスペース長、…）に従って、エラーパルスをそれぞれカウントする。図では、前エッジを形成するパルス幅条件と、後エッジを形成するパルス幅条件とに分け、マーク及びスペースの長さを各々４段階に分けた場合に対応した例を示した。以上の測定情報はＩ／Ｏメモリ２４を介して図示しないＣＰＵに取り込まれ、処理することができる。この回路を用いて記録条件を定めるには、パワー、パルス幅、又は位置を変化させながら、又は、パワー、パルス幅及び位置を組み合わせて変化させながら特定パターンをディスクに記録し、それを再生して各要素のエラーパルス数が最小になる条件を見出せばよい。
次に、ＤＶＤ─ＲＡＭの記録容量をＤＶＤ−ＲＯＭと同一の４．７ＧＢにした場合の検討結果を示す。記録ストラテジは図２のＤＶＤ─ＲＡＭのストラテジを基本とし、パターン依存の適応制御を先頭パルス位置Ｔｓｆｐと最終パルスの終了位置Ｔｅｌｐを当該マーク長と先行するスペース長、もしくは後続するスペース長の関数として用いる。クロック長さＴｗ＝２０ｎｓとした。
第４図は本発明の試し書きにより、記録パワーを決定する場合の実施例である。記録するデータは１１Ｔｗのマーク＆スペースの単一信号を用いた。記録パワーＰｗが７ｍＷ以上でジッタ値が１５％以下となっており、これが記録パワーの下限、すなわち記録しきい値である。記録しきい値の前後において、エラーパルス数は急激に減少し、１１Ｔｗマーク数は記録データ内に含まれる数±２％程度に増加する。従って、エラーパルス数と、１１Ｔｗマーク数の変化点を記録しきい値として算出し、両者の平均をとれば、従来のエラーパルス数だけによるしきい値検出に対してパワー決定精度が向上する。記録パワーはしきい値７ｍＷに対して、例えば係数１．３を乗じて、９．１ｍＷとして求めることができる。
第５図は本発明の試し書きにより、消去パワーを決定する場合の実施例である。記録するデータは１１Ｔｗのマーク＆スペースの単一信号を用い同じ２回記録を行なった。消去パワーＰｅが２．７ｍＷから４．６ｍＷの間で、エラーパルス数が５０％以下になる。このデータから消去パワーは両者の平均値＝（２．７＋４．６）／２＝３．６５ｍＷとして求めることができる。
第６図は適応制御に用いたパラメータ表を示す。前後エッジのパルス幅制御量はマークとスペースを３、４、５、６Ｔｗ以上に分けて各々１６個とした。独立なパラメータ数は３２である。
第７図は記録マークのエッジシフト量を適応制御に用いたパラメータ表に沿って測定するための、記録データパターンを示す。試し書きの処理時間を短くするためには、複数のパラメータを１回の試行で決定できることが好ましい。ここでは３２個のパラメータに対応する記録パターンが各行に示してある。第７図中の数字が（ ）で囲まれているものは、他のパターンと同一のものであることを示し、独立な記録パターン数は２８である。記録パターンの総長は９６バイトであり、ＤＶＤ−ＲＡＭのセクタ構造をそのまま用いると２４１８／９６＝２５回の記録ができる。
第８図はパルスシフト量を決定する試し書きの一例である。上の記録パターンを記録し、記録パルスシフト量と再生エラーパルスの数を調べた。図では３Ｔｗスペースの後の３Ｔｗマークの前エッジの測定データのみを抽出してある。記録パターンのうち測定の対象になるマーク及びスペースは３から６Ｔｗであり、上の記録パターンに含まれるマーク数に対して再生して得られたマーク数合計の比率もプロットしてある。記録データパターン内のマーク数と再生されたマーク数が９０％以上の領域を有効データ範囲とした。３Ｔｗ長のマークを形成するつもりで実際にマーク長が４Ｔｗになってしまったとしても、エラーパルスはデータとクロックの位相関係のみを検出するので、エラーパルスが少なくなってしまう。有効データ範囲をマーク数で規定することによって、３Ｔｗマークが４Ｔｗマークに化けて記録されることを防ぐことができる。有効データ範囲内でエラーパルス数が最小になる条件が最適な記録条件として求めることができる。このような処理を全ての適応パターンに対して実行することにより第６図に示したように適応制御テーブルが完成する。
第９図は最適位置からパルス幅がずれた場合に記録を行なったときのランダムパターンのジッタである。ジッタの最小値は約７％であり、ジッタの増加を１％以内とするにはパルスシフトは±１ｎｓ、すなわちＴｗ／２０程度である必要がある。
第１０図は本発明の試し書きシーケンスを示す。ディスクが新たにローディングされると試し書きが実行される。まずエンボス部からディスクメーカ名や記録条件などを読取り、ドライブテスト領域の特定のブロックに記録された記録条件を読みとる。記録条件がない場合にはパワー試し書き、パルスシフト試し書きを順次行い、記録品質をチェックする。パワー試し書きは第４図、第５図に示したものであり、パルスシフト試し書きは第８図に示したものである。次に記録品質のチェックでは実際にランダムデータ等をディスクに記録し再生時のバイトエラー率等を読取って、規定値以下になっているかチェックする。その後得られた記録条件をドライブテスト領域等の特定のブロックに記録しておく。こうすることによって、同じディスクが再びローディングされたときには試し書きを実行せずに、記録品質チェックを行えるので、ローディング時間の短縮に効果がある。
第１１図はパワー試し書きのシーケンスである。まず、記録パワーを変化させながら、記録しきい値を検索し、記録パワーを決定する。次に消去パワーを変化させながら、消去パワーを最適化する。
第１２図はパルスシフト試し書きのシーケンスである。パルスシフト量を変化させながら記録を行い、エラーパルスが最小になる条件を全ての適応制御パラメータに従って決定する。
（実施例２）
本発明の情報記録再生装置を説明する。
第１３図は測定に用いた位相ずれ検出器の回路構成を示す。各部は第１図のアナログ部１０を実際に回路に展開したものである。
第１４図（ａ）に測定に用いた前後＆パターン分解ユニットの構成を、第１４図（ｂ）に判定ポイントを示す。第１４図（ａ）に示すように、エラーパルス５０とＮＲＺＩデータ５２をクロック５１で同期化し、ディレイ調整２３３を行なった後、シフトレジスタ２３４に導く。第１４図（ｂ）に示すようにパターンの判定ポイントはシフトレジスタのアドレス５とアドレス６の間に設定し、ここに情報エッジが合った場合、以下の処理を行う。
（１）前後分解
アドレス６の値が１ならばマークの前エッジ、０ならば後エッジ。
（２）パターン分解
先行長、後続長をそれぞれ算出し、パターンごとに分解する
（３）エラーパルス仕分け
（１）、（２）の結果からエラーパルスを仕分けしてカウントする。
第１５図は本発明の光ディスク装置の一例である。光ディスク媒体８はモータ１６２により回転される。中央制御手段１５１によって指令された光強度になるように光強度制御手段１７１は光発生手段１３１を制御して光１２２を発生させ、この光１２２は集光手段１３２によって集光され光スポット７を光ディスク媒体８上に形成する。この光スポット７からの反射光１２３を用いて、光検出手段１３３で検出する。この光検出手段は複数に分割された光検出器から構成されている。再生手段１９１は、この光検出器からの再生信号１３０を用いて、光ディスク媒体上に記録された情報を再生する。再生手段１９１には実施例１に示した試し書き信号の検出手段が内蔵されている。試し書き時には中央制御手段１５１で実施例１に示したように記録パワー変化させながら試し書きパターンの記録を行う機能と、試し書き信号検出手段で検出された試し書き信号を取り込む機能、及び取り込み結果を処理して最適パワーを決定する機能を有している。本発明の情報記録再生装置を用いれば、感度の違う媒体や光スポットの変動を補正して最適な記録パワーを求めることができるため、安定して高密度の情報の記録再生が可能になる。
本発明の情報記録再生装置ではｍ高精度な記録又は消去パワーを決定することができる、又、前後のデータパターンに応じて記録条件の最適化を行うことができ、その結果光ディスクの記録容量をさらに上げることが可能となる。
産業上の利用可能性
以上のように本発明にかかる光ディスク装置、光を利用した情報記録再生装置は、大量の情報を高密度に、精度良く記録し、再生する装置として有用である。特に、高密度の情報記録再生を安定して行う装置として適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の位相ずれ検出方式の構成及びそれを用いた試し書きの実験結果を示す図であり、第２図は、従来のアシンメトリ量を検出する試し書き方式の摸式図を示す図であり、第３図は、記録波形を表す図であり、第４図は、従来のアシンメトリ方式を相変化ディスクに適応した場合の特性を示す図であり、第５図は、相変化光ディスクの書き換えによる流動と反射率の変化を示す図であり、第６図は、記録パワーとデータエッジとクロックエッジのジッタの関係を示す図であり、第７図は、各ディスクにおける試し書きの感度と比率αの関係を表す図であり、第８図は、本発明の位相ずれ検出器の回路の構成を示す一実施例の図であり、第９図は、本発明の位相ずれ検出器の回路動作を表すタイミングチャートであり、第１０図は、エラーエッジ数とレベル比較器のしきい値の関係を示す図であり、第１１図は、ジッタ分布とエラーエッジ数としきい値電圧の関係を摸式的に表した図であり、第１２図は、ジッタとエラーエッジ数の関係を示す図で有り、第１３図は、本発明の試し書きのシーケンスの一実施例の図であり、第１４図は、本発明の情報記録再生装置の構成を示す図である。

Claims (6)

1. 記録データパターンに応じて記録条件を制御しながら情報媒体に上記データパターンを記録する工程、
   前記情報媒体に記録されたデータパターンを読みとり、再生信号を得る工程、
   前記再生信号からクロック信号を生成する工程、
   前記再生信号と前記クロック信号の位相ずれ量を、所定の値と比較し比較結果に応じて、パルスを発生させる工程、
   前記再生信号のデータパターンをパターン毎に分類する工程、
   前記分類したパターン毎に、前記パルスを分類する工程、
   前記分類されたパルスをカウントする工程、
   前記カウントした結果に基づいて、前記記録データパターンに応じた記録条件を決定する工程とを有することを特徴とする試し書き方法。
2. 記録データパターンに応じて記録条件を制御しながら情報媒体に上記データパターンを記録する工程、
   前記情報媒体に記録されたデータパターンを読みとり、再生信号を得る工程、
   前記再生信号からクロック信号を生成する工程、
   前記再生信号と前記クロック信号の位相ずれ量を、所定の値と比較し比較結果に応じて、パルスを発生させる工程、
   前記再生信号のデータパターンをパターン毎に分類する工程、
   前記分類したパターン毎に、前記パルスを分類する工程、
   前記分類されたパルスをカウントする工程、
   前記再生信号に含まれるマーク数、もしくはスペース数を測定する工程、
   前記再生信号に含まれるマーク数もしくはスペース数と、前記記録データパターンに含まれるマーク数もしくはスペース数とを比較する工程、
   前記比較した結果の有効データ範囲内で、前記パルスの数に応じて記録条件を定める工程とを有することを特徴とする試し書き方法。
3. 前記情報媒体がディスク状の光学的情報記録媒体であり、前記記録条件は照射するレーザ光のパワー、パルス幅、又は位置であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の試し書き方法。
4. 前記情報媒体に情報を記録再生する情報装置であって、
   少なくとも、前記情報媒体を回転させる手段、
   半導体レーザのビームを前記情報媒体に集光する手段、
   記録するデータに応じて前記半導体レーザの出力もしくはパルス幅及び位置を変調するレーザ駆動手段、
   を備え、
   請求の範囲第１項から第３項の何れかに記載の試し書き方法に従って、前記情報媒体への記録条件を決定する手段を有することを特徴とする光ディスク装置。
5. 前記試し書き方法によって決定された前記記録条件を前記情報媒体の特定の場所に記録する手段、
   前記情報媒体に記録された前記記録条件を再生する手段、
   を有することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の光ディスク装置。
6. 前記所定の値と比較し比較結果に応じて、パルスを発生させる工程は、前記位相ずれ量が前記所定の値よりも大きいときに、パルスを発生させる工程であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の試し書き方法。

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