JP4083761B2 - 記録パワー値決定方法、および光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクに面振れや偏芯等があった場合でも最適な記録パワー値を決定するための記録パワー値決定方法、および光ディスク装置に関する。

ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ等の光ディスクにデータを書き込む場合、高品位にデータを書き込むために、本書込みに先だって、テスト書込みを行い最適な記録パワー値を決定している。

記録パワー値を決定するために、光ディスクに設定されたテスト領域に対して、レーザ光の記録パワー値を順次変化させてテスト書込みを行い、テスト書き込みされた信号を再生してアシンメトリ値（信号品位）を測定する。

ところが、光ディスクに面振れや偏芯等があった場合、光ディスクの記録トラックが受けるレーザ光のパワーが変化する。つまり、面振れによるフォーカスずれに起因した記録パワー低下や、偏芯によるトラックずれに起因した記録パワー低下などにより、正常に信号を記録することが出来なくなるため、決定される記録パワー値の信頼性が欠けてしまう。

面振れや偏心の影響を排除して記録パワー値を求める技術が特許文献１に開示されている。
特開２００４−１７１７６８

上述した公知技術では、ディスク１周について記録パワー値を順次変化させてテスト記録を行い、該テスト記録後これを再生して、各記録パワー値におけるアシンメトリ値を測定し、該測定値から記録パワー値におけるアシンメトリ値の直線または二次近似特性を求め、該求められた直線または二次近似特性から、アシンメトリ値の所定の目標値を実現する記録パワー値を求める。そして、丁度ディスク１周でテスト記録を完結させるため、測定結果から直線または二次近似特性を求めた際に、この近似特性は面振れや偏芯成分が除去されたものになるようにしている。更に、記録が行われない非記録パワーの光ビームを照射し、ディスク面振れや偏芯による光ビーム戻り光の周期的変動成分を検出して、それを打ち消すように記録パワー時の光ビームを補正している。

ところが、例えば、ディスクにおける面振れの影響が大きい位置と最適パワーによる記録位置が重なった場合と、逆に面振れの影響が小さい位置と最適パワーによる記録位置が重なった場合とを比較すると、求められた近似特性に差が現れ、テスト記録の信頼性に欠けるという問題がある。

本発明の目的は、光ディスクに面振れや偏芯等があっても、信頼性の高い記録パワー値を決定することができる記録パワー値決定方法および光ディスク装置を提供することにある。

本発明の一例に係わる記録パワー値決定方法は、光ディスクの複数のテストブロックに記録パワー値を変化させて連続的に書き込むステップであって、前記テストブロックの配列順序に対して前記記録パワー値の配列順序を分散させて書き込むステップと、連続書き込みされた前記テストブロックに記録された情報を再生するステップと、再生された前記各テストブロックの情報に基づいて、各記録パワー値に対するアシンメトリ値を求めるステップと、前記各記録パワー値に対するアシンメトリ値に基づいて、記録パワー値に対するアシンメトリ値の近似特性を求めるステップと、求められた前記近似特性から、アシンメトリ値の所定の目標値を実現するための記録パワー値を求めるステップとを含むことを特徴とする。

本発明の一例に係わる記録パワー値決定方法は、光ディスクの連続して配置された複数のテストブロックに記録パワー値を変化させて書き込むステップであって、連続して書き込まれた二つのテストブロックへの記録パワー値同士が、記録に用いられた全記録パワー値を記録パワー値順に並べた場合の順序で二ステップ以上異なるように記録パワー値順序を設定するステップと、連続書き込みされた前記テストブロックに記録された情報を再生するステップと、再生された前記各テストブロックの情報に基づいて、各記録パワー値に対するアシンメトリ値を求めるステップと、前記各記録パワー値に対するアシンメトリ値に基づいて、記録パワー値に対するアシンメトリ値の近似特性を求めるステップと、求められた前記近似特性から、アシンメトリ値の所定の目標値を実現するための記録パワー値を決定するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、光ディスクに面振れや偏芯等があっても、信頼性の高い記録パワー値を決定することができる。

本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる光ディスクの記録再生装置の概略を示す図である。

光ディスク１００には光ピックアップヘッド（ＰＵＨ）１０１のレーザダイオードからレーザビームが照射される。又、光ディスク１００から反射された反射光は光ピックアップヘッド１０１のフォトディテクタで検出され、電気信号に変換される。なお、光ピックアップヘッド１０１は、レーザダイオード、対物レンズ等の光学系、フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、フォトディテクタ、及びレンズポジションセンサ等で構成される。

光ピックアップヘッド１０１の出力信号は、ＲＦアンプ１０２で増幅される。ＲＦアンプ１０２で増幅された信号は、信号検出回路１０３及びβ検出回路１０４に入力される。信号検出回路１０３では、入力された信号からウォブル成分を抽出する。そして、信号検出回路１０３は、抽出したウォブル成分に基づいて光ディスク１００のアドレスを検出し、検出したアドレスをＣＰＵ１０５に供給する。ＣＰＵ１０５は、入力されたアドレスから光ディスク１００の径方向の記録位置を認識し、記録位置に対応する制御信号を記録制御回路１０６に出力する。また、β検出回路１０４では、ＲＦ信号のトップピーク値Ａ及びボトムピーク値Ｂを検出し、これらに基づいてβ（アシンメトリ）値が検出される。

また、エンコーダ１０７は書き込む情報を、光ディスク１００のフォーマットに従った変調方式によって変調し、例えば光ディスク１００がＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷの記録型ＣＤの場合はＥＦＭ変調（Eight Fourteen Modulation）し、変調された信号を記録制御回路１０６に出力する。

記録制御回路１０６は、変調信号及びＣＰＵ１０５からの制御信号に基づいて、サーボ回路１０９、レーザ駆動回路１０８に駆動制御信号を出力する。サーボ回路１０９は、スピンドルモータ１１０の回転を制御すると共に、光ピックアップのフォーカシング方向の位置及びトラッキング方向の位置を適正に設定する。レーザ駆動回路１０８は、駆動制御信号に基づいて光ピックアップのレーザダイオードに通電し、レーザダイオードから光ディスク１００に対してレーザ光を照射する。

図２は、本発明の一実施形態に係わるＯＰＣ（Optimum Power Calibration）動作を示すフローチャートである。

光ディスク１００に記録されているＩＤナンバーを読み込む（ステップＳＴ１０１）。内蔵メモリに用意されているテーブルから、ステップＳＴ１０１で読み出されたＩＤナンバーと記録速度とに応じた目標β値を読み出す（ステップＳＴ１０２）。記録速度は、ホストコンピュータやシステムコントローラによって指定されたものである。

記録速度に応じたＯＰＣのスタートパワーとステップパワーを読出し、スタートパワーとステップパワーに基づいて、図３に示すような記録パワー値順序を記述したテーブルを作成する（ステップＳＴ１０３）。

記録順序に対して記録パワー値を並び替え、新たなテーブルを作成する（ステップＳＴ１０４）。例えば、光ディスク１００が記録型ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の場合、記録パワー値は、図４に示すように並び替えられる。また、光ディスク１００が記録型ＣＤ（Compact Disc）の場合、記録パワー値は図５に示すように並び替えられる。

ステップＳＴ０１４の記録パワー値が並び替えられたテーブルに基づいた記録パワー値で光ディスク１００のＰＣＡ（Power Control Area）にテスト記録を行う（ステップＳＴ１０５）。

光ディスク１００のＰＣＡに記録された信号を再生し、β検出回路１０４によって記録パワー値毎にβ（アシンメトリ）値を演算する（ステップＳＴ１０６）。

以下にβ値の算出について説明する。光ピックアップヘッド１０１で受光した光ディスク１００からの反射光に対応したＲＦ信号がＲＦアンプ１０２に入力される。ＲＦアンプ１０２は入力されたＲＦ信号を増幅する。増幅されたＲＦ信号は、β検出回路１０４に入力される。β検出回路１０４は、記録パワー値毎に入力されたＲＦ信号のトップピーク値Ａ及びボトムピーク値Ｂの値を検出する。更に、β検出回路１０４は、検出された二つのピークからβ（アシンメトリ）値を計算する。β値はトップピーク値Ａおよびボトムピーク値Ｂを用いて次式；
β＝（Ａ＋Ｂ）／（Ａ−Ｂ）
で求められる。

記録パワー値毎に求められたβ値を、図６（ａ）に示すようにβ値対記録パワー値特性図となるように記録パワー値に対してβ値を並び替える（ステップＳＴ１０７）。更に図６（ｂ）に示すように、求められたβ値に対して重み付き平均(中心値＝１／２，前後値＝１／４)による平滑化処理を行って、記録パワー値に対するβ値の近似特性を求める（ステップＳＴ１０８）。そして図６（ｂ）から、ステップＳＴ１０２で得られた目標β値とステップＳＴ１０８で求められた近似特性との交点を算出し、最適記録パワー値を決定する（ステップＳＴ１０９）。求められた最適記録パワー値をメモリに格納する（ステップＳＴ１１０）。

次に、実際に光ディスク１００にデータを書き込む場合、メモリに格納された最適記録パワー値でデータを書き込む。

このβ値を求める際の動作について、詳細に説明する。

従来は、図３に示すように記録パワー値をステップ状に変化させて記録を行っていた。本実施形態において、記録パワー値は、記録型ＤＶＤの場合は図４、記録型ＣＤの場合は図５に示すように、記録位置の順番に対して記録パワー値の順番が分散している。１回のパワーキャリブレーションが行われるトラック数が記録型ＤＶＤと記録型ＣＤとで異なるので、記録型ＤＶＤの記録パワー値順序と記録型ＣＤの記録パワー値順序とが異なる。つまり、記録型ＤＶＤの記録パワー値順序は、パワーキャリブレーションを１回行うために約１トラック（１周分）使用することを考慮して決定されている。記録型ＣＤの記録パワー値順序は、パワーキャリブレーションを１回行うために約１．５〜１．７周分使用することを考慮して決定されている。記録型ＣＤの場合、記憶容量に応じて記録時の線速度が１．２ｍ／ｓ〜１．４ｍ／ｓと異なるので、パワーキャリブレーションに用いられるトラック数が異なる。

図４，図５に示した記録パワー値順序は以下の点に留意して決定されている。

１．記録パワー値の近いものが、面振れ、偏芯等の影響を同じように受けないようにする為に（言い換えれば、影響を受ける記録パワー値を分散させるように）、円の対称となる位置では近い記録パワー値で記録しない。

２．面振れ、偏芯等の影響が大きい位置で記録する記録パワー値に対して、その記録パワー値を中心とする前後の記録パワー値が面振れ、偏芯等の影響の小さい位置で記録されるようにする。

このようにすることで、アシンメトリ対記録パワー値特性から最適記録パワー値を取得する際に、重みつき平均による平滑化を行ったとき面振れ、偏芯等の影響をキャンセルできるようになる。

上記二つの条件を満たすために、例えば隣接するブロックの記録パワー値が２ステップ以上異なるように記録パワー値順序を設定すればよい。

図７は、記録型ＤＶＤのＯＰＣ１回分のデフォーカス（フォーカスのずれ）、デトラック（径方向のずれ）の大きさを示している。実線はデフォーカス／デトラックの小さい位置から記録を開始したときを図示し、破線はデフォーカス／デトラックの大きい位置から記録を開始したときを図示している。

図８は、記録型ＤＶＤに対して、面振れ、偏芯等の影響度が小さい位置から図４に示す本実施形態の記録パワー値順序でＯＰＣを開始した場合の、記録パワー値に対する面振れ、偏芯等の影響度を示す図である。実線で表されているのが記録パワー値に対する影響度、破線は実線に対し線形近似を行った結果である。

図９は、同様に記録型ＤＶＤに対して、面振れ、偏芯等の影響度が大きい位置から図８と同じように図４に示す記録パワー値順序でＯＰＣを開始した場合の、記録パワー値に対する面振れ、偏芯等の影響度を示す図である。実線で表されているのが記録パワー値に対する影響度、破線は実線に対し線形近似を行った結果である。

このように、面振れ、偏芯等のあるディスクに記録する場合、記録開始位置が面振れ、偏芯等の影響度の大きいところであっても小さいところであっても、算出される近似特性においてはその影響をキャンセルするように作用し、且つ記録開始位置に左右されない近似特性を得ることができる。

図１０は、記録型ＣＤのＯＰＣ１回分のデフォーカス（フォーカスのずれ）、デトラック（径方向のずれ）の大きさを示している。実線はデフォーカス／デトラックの小さい位置から記録を開始したときを図示し、破線はデフォーカス／デトラックの大きい位置から記録を開始したときを図示している。記録型ＣＤの場合、ＯＰＣで使用されるトラック数は線速（容量）によって異なるが、図１０は線速が１．３ｍ／ｓの記録型ＣＤの場合を示してる。デフォーカス／デトラックの方向が、プラスの方向とマイナスの方向でどちらもデフォーカス／デトラックするため、記録パワー値に対し、アシンメトリ値は弱い方向へ動く。

図１１は、記録型ＣＤに対して、面振れ、偏芯等の影響度が小さい位置から図５に示す本実施形態の記録パワー値順序でＯＰＣを開始した場合の、記録パワー値に対する面振れ、偏芯等の影響度を示す図である。なお、記録型ＣＤの線速が一定していないことを考慮し、線速１．２ｍ／ｓ、線速１．３ｍ／ｓ、線速１．４ｍ／ｓのそれぞれの場合を図示している。

図１２は、同様に記録型ＣＤに対して、面振れ、偏芯等の影響度が大きい位置から同図５に示す記録パワー値順序でＯＰＣを開始した場合の、記録パワー値に対する面振れ、偏芯等の影響度を示す図である。図１１と同様に、３種類の線速について図示している。

このように記録型ＣＤにおいても、上述した記録型ＤＶＤと同様に、面振れ、偏芯等の影響度が記録パワー値の隣り合うもの同士で同じ傾向にならない。これによって、算出されるアシンメトリ値の近似特性において、面振れ、偏芯等の影響をキャンセルするように作用する。また、記録開始位置が面振れ、偏芯等の影響度の大きいところであっても小さいところであっても、それに左右されない近似特性を得ることができる。

記録パワー値に対してβ値が直線的に変化するディスクに対して、記録パワー値に対するβ値の近似特性を求め、その結果を図１３（ａ），図１３（ｂ）に示す。図１３（ａ），図１３（ｂ）は、テスト書込みの開始が面振れ、偏芯等の影響度の大きい位置にあたった場合と小さい位置にあたった場合のそれぞれについて、図４及び図５に示す記録パワー値順序でＯＰＣを行った場合の記録パワー値に対するβ値の近似特性を示す図である。なお、近似特性は重み付き平均または一次近似によって求めた。記録パワー値に対してアシンメトリが直線的に変化する場合、面振れあるいは偏芯ディスクの影響に対して、記録開始位置が９０度ずれても、重み付き平均あるいは一次近似等を行うことで同様の結果が得られることが示されている。

次に、記録パワー値に対してβ値が曲線的に変化するディスクに対して、記録パワー値に対するβ値の近似特性を求め、その結果を図１４に示す。なお、近似特性は重み付き平均によって求めた。図１４は、図４及び図５に示す記録パワー値順序でＯＰＣを行った場合の記録パワー値に対するβ値の近似特性を示す図である。記録パワー値に対してβ値が曲線的に変化する場合、計測値に対し重み付き平均を行うことで、ディスクの特性によるアシンメトリの曲線に対して、上記と同様に面振れ、偏芯等による影響を排除することができる。

図１５は面振れのある記録型ＤＶＤ(最外周で約０．５ｍｍぶれるディスク)に対し、従来の順序（図３）と新順序（図４）でＯＰＣ行った場合に、記録パワー値対β値の近似特性から得られた記録パワー値目標値の繰り返し精度を検証した結果を示す。

表１に図１５に示された結果の統計値を示す。

表１に示すように、従来順序の統計値より新順序の統計値が優れた値を示している。

図１６は、面振れのある記録型ＣＤ(最外周で約０．５ｍｍぶれるディスク)であって、線速が１．２ｍ／ｓのディスクに対し、従来順序（図３）でＯＰＣを行った場合と新順序（図５）でＯＰＣを行った場合の、記録パワー値対β値の近似特性から得られた記録パワー値目標値の繰り返し精度を検証した結果を示す。

図１７は面振れのある記録型ＣＤ(最外周で約０．５ｍｍぶれるディスク)であって、線速が１．３ｍ／ｓのディスクに対し、従来順序（図３）でＯＰＣを行った場合と新順序（図５）でＯＰＣを行った場合の、記録パワー値対β値の近似特性から得られた記録パワー値目標値の繰り返し精度を検証した結果を示す。

表２に図１６，図１７に示された結果の統計値を示す。

表２に示すように、従来順序の統計値より新順序の統計値が優れた値を示している。

上述した、ＯＰＣ時の記録パワー値順序の並び替えは、全ての記録系光ディスクに対して効果を有する。つまり、最適記録パワー値を取得する場合に記録パワー値対アシンメトリ特性を考える際に、ディスクの面振れ、偏芯等の影響度がキャンセルできるように、ＯＰＣ時の線速を考慮して（例えばＤＶＤの場合とＣＤの場合を考慮して）記録パワー値を変化させて記録を行うことで、面振れ、偏芯等の影響の度合いに対し、記録開始位置が変化した場合でも高精度で最適記録パワーを得ることができる。これは例えば青色レーザを使用した光ディスクに対しても有効である。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の一実施形態に係わる光ディスクの記録再生装置の概略を示す図。 本発明の一実施形態に係わるＯＰＣ（Optimum Power Calibration）動作を示すフローチャート。 ステップＳＴ１０３で作成された記録パワー値順序を示す図。 ステップＳＴ１０４で作成された記録パワー値順序を示す図（記録型ＤＶＤの場合）。 ステップＳＴ１０４で作成された記録パワー値順序を示す図（記録型ＣＤの場合）。 記録パワー値に対するβ値の特性を示す図。 記録型ＤＶＤのデフォーカス、デトラックの大きさを示す図。 記録型ＤＶＤに対して面振れ、偏芯等の影響度が小さい位置から図４に示す記録パワー値順序でＯＰＣを開始した場合の、記録パワー値に対する面振れ、偏芯等の影響度を示す図。 記録型ＤＶＤに対して面振れ、偏芯等の影響度が大きい位置から図４に示す記録パワー値順序でＯＰＣを開始した場合の、記録パワー値に対する面振れ、偏芯等の影響度を示す図。 記録型ＣＤのＯＰＣ１回分のデフォーカス、デトラックの大きさを示す図。 記録型ＣＤに対して面振れ、偏芯等の影響度が小さい位置から図５に示す記録パワー値順序でＯＰＣを開始した場合の、記録パワー値に対する面振れ、偏芯等の影響度を示す図。 記録型ＣＤに対して面振れ、偏芯等の影響度が大きい位置から図５に示す記録パワー値順序でＯＰＣを開始した場合の、記録パワー値に対する面振れ、偏芯等の影響度を示す図。 図４及び図５に示す記録パワー値順序でＯＰＣを行った場合の記録パワー値に対するβ値の近似特性を示す図。 図４及び図５に示す記録パワー値順序でＯＰＣを行った場合の記録パワー値に対するβ値の近似特性を示す図。 記録型ＤＶＤに対し、従来順序と新順序でＯＰＣ行った場合に、記録パワー値対β値の近似特性から得られた記録パワー値目標値の繰り返し精度を検証した結果を示す図。 面振れのある記録型ＣＤであって線速が１．２ｍ／ｓのディスクに対し、従来順序でＯＰＣを行った場合と新順序でＯＰＣを行った場合の、記録パワー値対β値の近似特性から得られた記録パワー値目標値の繰り返し精度を検証した結果を示す図。 面振れのある記録型ＣＤであって線速が１．３ｍ／ｓのディスクに対し、従来順序でＯＰＣを行った場合と新順序でＯＰＣを行った場合の、記録パワー値対β値の近似特性から得られた記録パワー値目標値の繰り返し精度を検証した結果を示す図。

符号の説明

１００…光ディスク，１０１…光ピックアップヘッド，１０２…ＲＦアンプ，１０３…信号検出回路，１０４…β検出回路，１０５…ＣＰＵ，１０６…記録制御回路，１０７…エンコーダ，１０８…レーザ駆動回路，１０９…サーボ回路，１１０…スピンドルモータ

Claims (6)

1. 光ディスクの複数のテストブロックに記録パワー値を変化させて連続的に書き込むステップであって、前記テストブロックの配列順序に対して前記記録パワー値の配列順序を分散させて書き込むステップと、
   連続書き込みされた前記テストブロックに記録された情報を再生するステップと、
   再生された前記各テストブロックの情報に基づいて、各記録パワー値に対するアシンメトリ値を求めるステップと、
   前記各記録パワー値に対するアシンメトリ値に基づいて、記録パワー値に対するアシンメトリ値の近似特性を求めるステップと、
   求められた前記近似特性から、アシンメトリ値の所定の目標値を実現するための記録パワー値を求めるステップと
   を含むことを特徴とする記録パワー値決定方法。
2. 光ディスクの連続して配置された複数のテストブロックに記録パワー値を変化させて書き込むステップであって、連続して書き込まれた二つのテストブロックへの記録パワー値同士が、記録に用いられた全記録パワー値を記録パワー値順に並べた場合の順序で二ステップ以上異なるように記録パワー値順序を設定するステップと、
   連続書き込みされたテストブロックに記録された情報を再生するステップと、
   再生された前記各テストブロックの情報に基づいて、各記録パワー値に対するアシンメトリ値を求めるステップと、
   前記各記録パワー値に対するアシンメトリ値に基づいて、記録パワー値に対するアシンメトリ値の近似特性を求めるステップと、
   求められた前記近似特性から、アシンメトリ値の所定の目標値を実現するための記録パワー値を決定するステップと
   を含むことを特徴とする記録パワー値決定方法。
3. 前記近似特性は、重み付き平均による平滑化を行って求められることを特徴とする請求項１または２に記載の記録パワー値決定方法。
4. 目標アシンメトリ値を記憶する記憶部と、
   光ディスクの複数のテストブロックに記録パワー値を変化させて連続的に書き込むテスト書込み手段を有し、前記テストブロックの配列順序に対して前記記録パワー値の配列順序を分散させて書き込むテスト書込み部と、
   連続書き込みされた前記テストブロックに記録された情報を再生する再生部と、
   再生された前記各テストブロックの情報に基づいて、各記録パワー値に対するアシンメトリ値を求めるアシンメトリ値算出部と、
   前記各記録パワー値に対するアシンメトリ値に基づいて、記録パワー値に対するアシンメトリ値の近似特性を求める近似特性算出部と、
   求められた前記近似特性から、前記記憶部に記憶された前記目標アシンメトリ値を実現するための記録パワー値を決定する記録パワー値決定部と
   を含むことを特徴とする光ディスク装置。
5. 目標アシンメトリ値を記憶する記憶部と、
   光ディスクの連続して配置された複数のテストブロックに記録パワー値を変化させて書き込むテスト書込み手段を有し、連続して書き込まれた二つのテストブロックへの記録パワー値同士が、記録に用いられた全記録パワー値を記録パワー値順に並べた場合の順序で二ステップ以上異ならせるように記録パワー値順序を設定するテスト書込み部と、
   連続書き込みされた前記テストブロックに記録された情報を再生する再生部と、
   再生された前記各テストブロックの情報に基づいて、各記録パワー値に対するアシンメトリ値を求めるアシンメトリ値算出部と、
   前記各記録パワー値に対するアシンメトリ値に基づいて、記録パワー値に対するアシンメトリ値の近似特性を求める近似特性算出部と、
   求められた前記近似特性から、前記記憶部に記憶された前記目標アシンメトリ値を実現するための記録パワー値を決定する記録パワー値決定部と
   を含むことを特徴とする光ディスク装置。
6. 前記近似特性算出部は、重み付き平均による平滑化を行って前記近似特性を算出することを特徴とする請求項４または５記載の光ディスク装置。

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