JP3846050B2 - 光ディスク記録方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−ＷＯ、ＭＤ、ＤＶＤのような光ディスクに対して光パワーによって情報を記録する光ディスク記録方法及び装置に関し、特に光パワーの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
追記型及び書き換え可能型の光ディスクとして、例えば色素系の光ディスク等が知られている。色素系の光ディスクの場合、ディスク基板上に色素系記録材料をスピンコート法により塗布形成する。このため、ディスクの径方向で塗布厚にムラが出て、内周側と外周側とで記録感度が異なることがある。また、光ディスクの表面に指紋やほこり等が付着すると、記録用のレーザビームがその部分で吸収、散乱されて記録が良好に行われないこともある。
そこで従来より、記録時には、常に記録用のレーザビームの光ディスクからの反射光を監視して、その反射光レベルに応じて照射パワーを制御することにより、光ディスクに常に一定の記録ピットが形成されるようにした光ディスク記録方法が提案されている（特開平５−２８２６７２号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の記録方法では、記録部分であるピットからの反射光レベルに基づく制御しか行われていないため、非記録部分であるランド部での光パワーが安定せず、トラッキングサーボが不安定になるという問題がある。また、ＣＤ−ＲＷの場合、非記録部における光照射パワーは、イレースレベルに設定されており、ピットの書き換え時においては、イレースパワーで古いピットを消去しながら、書込パワーを与えて新たなピットを形成するという動作を繰り返すので、非記録部分での光パワーが安定しないと、消去不良が発生し、正しい書き込みができなくなるという問題がある。
【０００４】
この発明は、このような点に鑑みなされたもので、記録時の光ビームのパワーを適切に制御して、安定したトラッキングサーボを実現することができる光ディスク記録方法及び装置を提供することを目的とする。
この発明は、また、記録時の光ビームのパワーを適切に制御して、イレース不良の発生を防止することができる光ディスク記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る第１の光ディスク記録方法は、光ディスクに対して記録のための光ビームを照射してランドに３Ｔ〜１１Ｔ（但し、Ｔはトラック方向長さの基準周期）の長さのピットを形成する光ディスクの記録方法において、記録時における前記光ディスクの各ピット形成部からの反射信号をそれぞれ所定のタイミングでサンプルホールドし、及び各ピット非形成部からの反射信号をそれぞれ所定のタイミングでサンプルホールドし、これら各ピット形成部におけるサンプルホールド値とこれらサンプルホールド値を平均化した第１の基準レベルとを比較して、その比較結果に基づいて前記ピット形成部の光ビームのパワーを制御すると共に、各ピット非形成部におけるサンプルホールド値とこれらサンプルホールド値を平均化した第２の基準レベルとを比較して、その比較結果にも基づいて前記ピット非形成部の光ビームのパワーを制御することを特徴とする。
【０００６】
この発明に係る第２の光ディスク記録方法は、光ディスクに対してイレースパワーの光ビームを照射して既にランドに形成されているピットを消去しながら書込パワーの光ビームを照射して前記ランドに３Ｔ〜１１Ｔ（但し、Ｔはトラック方向長さの基準周期）の長さのピットを形成する光ディスクの記録方法において、
イレース時及び書込時における前記光ディスクの各ピット形成部からの反射信号をそれぞれ所定のタイミングでサンプルホールドし、及び各ピット非形成部からの反射信号をそれぞれ所定のタイミングでサンプルホールドし、これら各イレース時におけるサンプルホールド値とこれらサンプルホールド値を平均化した第１の基準レベルとを比較して、その比較結果に基づいて前記イレースパワーを制御すると共に、各書き込み時におけるサンプルホールド値とこれらサンプルホールド値を平均化した第２の基準レベルとを比較して、その比較結果に基づいて前記書き込みパワーを制御することを特徴とする。
【０００７】
この発明に係る光ディスク記録装置は、光ディスクに対して３Ｔ〜１１Ｔ（但し、Ｔはトラック方向長さの基準周期）の長さのピットを記録するための光ビームを照射すると共に、前記光ディスクからの反射光を受光して反射信号を出力する光ピックアップ手段と、この光ピックアップ手段からの反射信号をその立ち上がりから所定範囲内で所定時間サンプルホールドする第１のサンプルホールド手段と、前記光ピックアップ手段からの反射信号をその立ち下がりから所定範囲内で所定時間サンプルホールドする第２のサンプルホールド手段と、前記第１のサンプルホールド手段でサンプルホールドされたレベルとこれらサンプルホールドされたレベルを平均化した第１の基準レベルとを比較する第１のレベル比較手段と、前記第２のサンプルホールド手段でサンプルホールドされたレベルとこれらサンプルホールドされたレベルを平均化した第２の基準レベルとを比較する第２のレベル比較手段と、これら第１のレベル比較手段の出力に基づいて前記光ディスクのピット形成部に対する前記光ピックアップ手段の光ビームのパワーを制御すると共に、前記第２のレベル比較手段の出力に基づいて前記光ディスクの非ピット形成部に対する前記光ピックアップ手段の光ビームのパワーを制御する光パワー制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、記録部分（ピット形成部）の光ビームの反射光強度だけでなく、非記録部分の光ビームの反射光強度も同時に所定のタイミングでサンルホールドし、これらのサンプルホールド値に基づいて、記録部分及び非記録部分の最適パワーを制御するようにしているので、非記録部分においてもトラッキングのための最適パワーが確保されてトラッキングパワーが安定化する。
【０００９】
また、この発明によれば、書込時に加えてイレース時の反射光強度もサンプルホールドして、書込パワー及びイレースパワーを制御しているので、消去不良の発生が抑えられ、書込品質が向上する。
【００１０】
なお、色素系光ディスクに対して書込パワーの光ビームを照射すると、図３に示すように、反射信号のレベルは、照射開始時には未だピットが形成されていないため高レベルであるが、ピットが形成されていくに従ってディスクの反射率が徐々に低下するため、反射信号レベルも徐々に低下して安定する。もし、光ディスクに指紋やゴミ等が付着して散乱系や吸収系の障害が発生すると、反射信号のレベルは全体的に変化する。反射光レベルの変動を速やかに検出して光ビームのパワーを制御するためには、反射信号の立ち上がり近傍のレベルを検出することが望ましいが、反射信号の立ち上がり時は、障害の有り無しによる差が小さい。特にピークの左肩部分では、障害の有無を殆ど識別することは困難である。また、立ち上がり時のピーク付近は反射信号レベルが急峻に変化する部分なので、複雑なサンプルホールド回路を必要としたり、反射信号を増幅するＨＦアンプによってホールド前に飽和して正確なレベルを得られないこともある。このような立ち上がり時の高レベル期間は反射信号の立ち上がりから基準周期Ｔが経過するまでの時間に相当する。
【００１１】
そこで、書込時においては、例えば、反射信号をその立ち上がりからＴ〜３Ｔの範囲内で所定時間サンプルホールドすることにより、障害発生の有無を検出し易いタイミングになった直後にそのレベルをサンプルホールドすることができる。この場合、サンプリングタイミングを反射信号の立ち上がりからＴ〜３Ｔの期間に設定しているので、最小ピット長である３Ｔを記録する場合でも、反射信号の安定期間のレベルをサンプリングすることができ、３Ｔ〜１１Ｔの間の記録信号に対して常に正確、且つ速やかなフィードバック制御を実現することができる。
【００１２】
なお、サンプルホールドされたレベルの平均値を基準レベルとして、この基準レベルとサンプルホールド値との比較によって光ビームのパワーを制御するようにすると、光ディスクの反射率や記録速度、あるいは内周側と外周側とによって異なる反射信号波形に基準レベルを適応させていくことができるので、記録パワーの制御精度が更に向上する。
【００１３】
また、光ディスクの記録速度倍率、材質、記録感度等により光ディスクからの反射信号レベルが変わることがある。この場合、サンプリングのタイミング（位置）やサンプリングパルスの幅も光ディスクの種類に応じて変えることが望ましい。このため、この発明の光ディスク記録装置は、上記構成に加え、光ディスクの種別毎に最適サンプリングパルスの情報を記憶してなるサンプリングパルス情報記憶手段と、光ディスクの種別を識別するディスク識別手段と、このディスク識別手段で識別された光ディスクの種別に応じたサンプリングパルスの情報を前記サンプリングパルス情報記憶手段から読み出し、当該情報に基づいてサンプリングパルスを発生させるサンプリングパルス生成手段とを更に備えるようにしても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照してこの発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施例に係る光ディスク記録装置の要部の構成を示すブロック図である。
光ディスク１は、例えば１．６μｍ間隔でランド及びグルーブが形成されたポリカーボネートの透明基板上に、例えばシアニン色素、フタロ色素、ジアゾ色素のような色素層を形成したＣＤ−ＷＯ（Write Once）型の光ディスクである。この光ディスク１は、スピンドルモータ２によって例えば線速度一定で回転駆動される。光ディスク１の記録面と対向する位置には、光ピックアップ３が配置されている。光ピックアップ３は、図示しない送りモータによって光ディスク１の半径方向に駆動制御される。
【００１５】
光ピックアップ３は、内部にレーザダイオードを内蔵し、このレーザダイオードから出力される記録用の光ビームは、光ディスク１のランド上の記録面に照射される。このとき、光ディスク１から反射された反射光は、光ピックアップ３で受光され、反射信号Ｓ２として光ピックアップ３から出力される。反射信号Ｓ２はＨＦアンプ４で増幅されたのち、サンプルホールド回路５ａ，５ｂに供給される。サンプルホールド回路５ａ，５ｂは、サンプリングパルス発生回路６から出力されるサンプリングパルスＳ３ａ，Ｓ３ｂに従って反射信号Ｓ２のハイレベル期間とロウレベル期間とをそれぞれサンプルホールドする。サンプルホールドされた値Ｓ４ａ，Ｓ４ｂは、レベル比較手段としての比較回路７ａ，７ｂに、それぞれその一方の入力として与えられる。比較回路７ａ，７ｂの各他方の入力には、サンプルホールド値を平均化するローパスフィルタ（ＬＰＦ）８ａ，８ｂの出力Ｓ５ａ，Ｓ５ｂがそれぞれ基準レベルとして与えられている。比較回路７ａ，７ｂの出力は、ゲイン調整回路９ａ，９ｂをそれぞれ経て、レーザパワー低下防止用のリミッタ１０ａ，１０ｂをそれぞれ介して自動レーザパワー制御（ＡＬＰＣ）回路１１に供給される。ＡＬＰＣ回路１１は、比較回路７ａ，７ｂの出力に基づいて、記録手段１２から出力される記録信号Ｓ１を記録するためのレーザパワーをコントロールする。
【００１６】
この実施例では、光ディスク１の種類に応じてサンプリングパルスＳ３ａ，Ｓ３ｂの発生タイミング（位置）やパルス幅を最適値に設定するため、ディスクＩＤ識別手段１３によって、光ディスク１の記録速度倍率や材質等の種類をディスクＩＤから識別し、この識別結果に基づいてサンプリングパルス幅情報ＲＯＭ１４及びサンプリングパルス位置情報ＲＯＭ１５からサンプリングパルスＳ３の発生位置及び幅に関する情報を読み出して、サンプリングパルス発生回路６に与えるようにしている。ＲＯＭ１４，１５には、予め実験によって求められた各光ディスク種別毎の最適パルス位置及び幅がテーブルとして記憶されている。これにより、サンプリングパルス発生回路６は、光ディスク１の種類に適したサンプリングパルスＳ３ａ，Ｓ３ｂを発生させることができる。
【００１７】
図２は、光ディスク１の読み出し時の反射信号Ｓ２を示す波形図である。
光ピックアップ３がランド上に形成されたピットを読み出すことにより得られる反射信号Ｓ２は、基本的にはランドの部分（ピット非形成部）で最高の反射パワー、ピット形成部で最低の反射パワーが得られる矩形波である。なお、反射信号Ｓ２の時間軸を縮めた波形に見られる中央レベルの濃い部分は、再生レベルの小さい、３Ｔ，４Ｔといった短いピット又はランドからの反射信号である。同図（ａ）に示すように、光ディスク１に欠陥がない場合には、この反射信号Ｓ２のレベルは一定である。しかし、同図（ｂ）に示すように、光ディスク１に欠陥が存在すると、ピットの反射率及びランドの反射率が共に中央値に近づいて、波形全体がくびれたように変化する。従って、ピット、ランド共にそのレベルを検出することが困難になる。
【００１８】
図３は、光ディスク１の書き込み時の光ピックアップ３の書込パワーと反射信号Ｓ２との関係を示す波形図である。
記録信号Ｓ１は、基準周期Ｔに対して３Ｔ〜１１Ｔのパルス幅の信号となる。この信号Ｓ１に基づいて光ピックアップ３から光ディスク１に照射される光ビームの書込パワーは、ピットの形成開始をシャープにするため、一旦最高レベルまで引き上げられた後、安定記録レベルに戻されるように制御される。反射光を光ピックアップ２で受光して得られた反射信号Ｓ２は、記録信号Ｓ１の立ち上がりによって一旦プラス側ピーク値まで立ち上がった後、所定のレベルまで立ち下がって、以後、徐々にそのレベルが低下していき、記録信号Ｓ１の立ち下がりでボトムレベルまで立ち下がる。ここで、光ディスク１に指紋やゴミが付着することにより、散乱系や吸収系の障害が発生した場合には、図示のように、ピット形成部分では通常の反射信号の安定期間のレベルよりも反射信号Ｓ２のレベルは高くなることもあるし、逆に低くなることもある。また、反射信号Ｓ２のボトムレベルも上記の障害によってプラス方向又はマイナス方向に変化する。
【００１９】
同図（ａ）に示すように、書込パワーの制御を行わない場合、欠陥部分で反射信号のレベルが変化し、ランド部でのボトムパワーが変動するため、トラッキングサーボが不安定になる。そこで、この装置では、同図（ｂ）に示すように、欠陥部分で、書込パワーＰｗ及びボトムパワーＰｂを制御することにより、安定した反射信号Ｓ２を得、トラッキングサーボの安定化を図るようにしている。
【００２０】
この実施例では、反射信号Ｓ２をサンプリングするタイミングとして、サンプルホールド回路５ａでは反射信号Ｓ２の立ち上がりからＴ〜３Ｔの時間範囲、サンプルホールド回路５ｂでは反射信号Ｓ２の立ち下がりからＴ〜３Ｔの時間範囲を設定している。この期間であると、ピット部分では、反射信号Ｓ２の立ち上がり期間が経過して障害発生の有無を識別し易い期間に達したら、レベルを検出することができ、且つ最小パルス幅の３Ｔの記録信号Ｓ１に対しても、反射信号Ｓ２の正確なレベルを検出することができる。また、ランド部分でも同様に、安定サンプリング期間でサンプリングが行え、且つ最小ランド幅３Ｔにも対応可能である。なお、高感度系の光ディスクでは、レーザパワーも少なくて済むので、正常波形のレベルが全体的に標準波形よりも低くなり、これに伴って、最適サンプリング位置や幅も変化する。
【００２１】
また、記録速度が異なると、基準周期Ｔの絶対的な時間も異なってくるので、反射信号の立ち上がり時の過渡的期間が全記録時間に占める相対的な時間も変動してくる（例えば記録速度が高くなると、立ち上がり時の過渡的時間は相対的に長くなる。）。このような点を考慮して光ディスクの種別に応じた最適サンプリングパルスを生成するようにしている。サンプリングの幅は、反射信号の立ち上がり時の過渡的期間が過ぎるか過ぎないかのタイミングでサンプリングを行えば、高記録速度にも対応可能であり、その場合、サンプリングパルスの幅は、例えば０．５Ｔのように、極力短くした方が、検出精度も処理速度も向上するので好ました。また、同様の理由からサンプリングタイミングについては、数ｎｓ単位で最適値に合わせ込むことができるように設定することが望ましい。
【００２２】
また、現在、ＣＤ−ＷＯに指紋、小さな傷等が付いた場合には反射系の障害、ＣＤ−ＷＯにほこりや大きな傷が付いた場合やＣＤ−ＲＷ（Rewritable）に指紋、ほこり、傷が付いた場合は吸収系の障害となる傾向にあるが、反射信号のピークの右肩の部分をサンプリングする場合、正常時のサンプルホールド信号をＳ４、障害時のサンプルホールド信号をＳ４′としたとき、
ＣＤ−ＷＯ：Ｓ４＜Ｓ４′…（１）
ＣＤ−ＲＷ：Ｓ４＞Ｓ４′…（２）
となる傾向がある。このため、図１の装置では、比較回路７ａ，７ｂとして、ＬＰＦ８ａ，８ｂから出力される基準レベルに対する大小判定の極性を異ならせた２つの差動アンプ７１，７２を設け、ディスクＩＤ識別手段１３で光ディスク１をＣＤ−ＷＯであると識別したときには差動アンプ７１の出力を、また、ＣＤ−ＲＷであると識別したときには差動アンプ７２の出力をそれぞれスイッチ７３で選択するように構成されている。
【００２３】
図３は、この実施例に係る光ディスク記録装置をＣＤ−ＲＷに適用した場合の記録信号Ｓ１、書込パワーＰｗ、イレースパワーＰｅ及び形成されるピットを示す図である。
図示の例では、記録信号Ｓ１に応じて周期Ｔの細かいパルスがつながるライト・パルス・トレインが形成されている。そのほぼ中間レベルがイレースレベルである。同図（ｂ）に示すように、欠陥が存在すると、記録面に対して十分なイレースパワーが供給されないため、消去不十分な記録ピットが残ってしまい、記録ピットの形成不良が発生する。しかし、同図（ｃ）に示すように、書込パワーＰｗ、イレースパワーＰｅを共に適正なレベルに調整することにより、消去不良を防止することができ、適切な記録ピットが形成される。
【００２４】
具体的には、光ディスク１に散乱系、吸収系の障害が発生していない場合には、記録信号Ｓ１に対応した反射信号Ｓ２のレベルは、安定しており、サンプルホールド回路５ａ，５ｂによってＴ〜３Ｔの時間でサンプリングされたサンプルホールド値Ｓ４ａ，Ｓ４ｂもほぼ一定の値になる。これにより、比較回路７ａ，７ｂからの比較信号Ｓａ，Ｓｂは、正常状態であるとして０近傍のレベルをキープする。
【００２５】
これに対し、光ディスク１に例えば指紋付着などにより散乱系の障害が発生した場合には、サンプルホールド値Ｓ４ａ，Ｓ４ｂのレベルが大きく変化する。サンプルホールド値Ｓ４ａ，Ｓ４ｂをＬＰＦ８ａ，８ｂで平均化させた基準レベル信号Ｓ５ａ，Ｓ５ｂは、正常なときのサンプルホールド値Ｓ４ａ，Ｓ４ｂとほぼ同様のレベルを維持しているので、比較信号Ｓ６ａ，Ｓ６ｂのレベルが異常発生時に大きくなり、これがＡＬＰＣ回路１１にフィードバックされて光ピックアップ２のレーザパワーが上昇するようにコントロールされる。
【００２６】
比較回路７ａ，７ｂの出力レベルは、障害の程度によって変化する。例えば光ディスク１に濃い指紋が付着している場合と、薄い指紋が付着している場合とでは、比較回路７ａ，７ｂの出力は、前者のレベルの方が大きくなる。このため、記録レーザパワーのレベルも、前者の方が後者に比べて高くなる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、記録部分の光ビームの反射光強度だけでなく、非記録部分の光ビームの反射光強度も同時に所定のタイミングでサンルホールドし、これらのサンプルホールド値に基づいて、記録部分及び非記録部分の最適パワーを制御するようにしているので、非記録部分においてもトラッキングのための最適パワーが確保されてトラッキングパワーが安定化する。また、この発明によれば、書込時に加えてイレース時の反射光強度もサンプルホールドして、書込パワー及びイレースパワーを制御しているので、消去不良の発生が抑えられ、書込品質が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例に係る光ディスク記録装置のブロック図である。
【図２】 同装置における読取信号と反射信号とを示す波形図である。
【図３】 同装置における書込信号と反射信号とを示す波形図である。
【図４】 同装置における書込信号とピット形成の状態とを示す図である。
【符号の説明】
１…光ディスク、２…スピンドルモータ、３…光ピックアップ、４…ＨＦアンプ、５ａ，５ｂ…サンプルホールド回路、６…サンプリングパルス発生回路、７ａ，７ｂ…比較回路、８ａ，８ｂ…ＬＰＦ、９ａ，９ｂ…ゲイン調整回路、１０ａ，１０ｂ…リミッタ、１１…ＡＬＰＣ回路、１２…記録手段、１３…ディスクＩＤ識別手段、１４…サンプリングパルス幅情報ＲＯＭ、１５…サンプリングパルス位置情報ＲＯＭ。

Claims (3)

1. 光ディスクに対して記録のための光ビームを照射してランドに３Ｔ〜１１Ｔ（但し、Ｔはトラック方向長さの基準周期）の長さのピットを形成する光ディスクの記録方法において、
   記録時における前記光ディスクの各ピット形成部からの反射信号をそれぞれ所定のタイミングでサンプルホールドし、及び各ピット非形成部からの反射信号をそれぞれ所定のタイミングでサンプルホールドし、
   これら各ピット形成部におけるサンプルホールド値とこれらサンプルホールド値を平均化した第１の基準レベルとを比較して、その比較結果に基づいて前記ピット形成部の光ビームのパワーを制御すると共に、各ピット非形成部におけるサンプルホールド値とこれらサンプルホールド値を平均化した第２の基準レベルとを比較して、その比較結果にも基づいて前記ピット非形成部の光ビームのパワーを制御する
   ことを特徴とする光ディスク記録方法。
2. 光ディスクに対してイレースパワーの光ビームを照射して既にランドに形成されているピットを消去しながら書込パワーの光ビームを照射して前記ランドに３Ｔ〜１１Ｔ（但し、Ｔはトラック方向長さの基準周期）の長さのピットを形成する光ディスクの記録方法において、
   イレース時及び書込時における前記光ディスクの各ピット形成部からの反射信号をそれぞれ所定のタイミングでサンプルホールドし、及び各ピット非形成部からの反射信号をそれぞれ所定のタイミングでサンプルホールドし、
   これら各イレース時におけるサンプルホールド値とこれらサンプルホールド値を平均化した第１の基準レベルとを比較して、その比較結果に基づいて前記イレースパワーを制御すると共に、各書き込み時におけるサンプルホールド値とこれらサンプルホールド値を平均化した第２の基準レベルとを比較して、その比較結果に基づいて前記書き込みパワーを制御する
   ことを特徴とする光ディスク記録方法。
3. 光ディスクに対して３Ｔ〜１１Ｔ（但し、Ｔはトラック方向長さの基準周期）の長さのピットを記録するための光ビームを照射すると共に、前記光ディスクからの反射光を受光して反射信号を出力する光ピックアップ手段と、
   この光ピックアップ手段からの反射信号をその立ち上がりから所定範囲内で所定時間サンプルホールドする第１のサンプルホールド手段と、
   前記光ピックアップ手段からの反射信号をその立ち下がりから所定範囲内で所定時間サンプルホールドする第２のサンプルホールド手段と、
   前記第１のサンプルホールド手段でサンプルホールドされたレベルとこれらサンプルホールドされたレベルを平均化した第１の基準レベルとを比較する第１のレベル比較手段と、
   前記第２のサンプルホールド手段でサンプルホールドされたレベルとこれらサンプルホールドされたレベルを平均化した第２の基準レベルとを比較する第２のレベル比較手段と、
   これら第１のレベル比較手段の出力に基づいて前記光ディスクのピット形成部に対する前記光ピックアップ手段の光ビームのパワーを制御すると共に、前記第２のレベル比較手段の出力に基づいて前記光ディスクの非ピット形成部に対する前記光ピックアップ手段の光ビームのパワーを制御する光パワー制御手段と
   を備えたことを特徴とする光ディスク記録装置。

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