JP4086066B2

JP4086066B2 - 光ディスク記録装置

Info

Publication number: JP4086066B2
Application number: JP2005325571A
Authority: JP
Inventors: 忠文吉本
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: JP2007133958A

Description

本発明は、光ディスクにレーザビームを照射することにより、映像や音声等の信号を記録する光ディスク記録装置に関するものである。

近年、市場に流通している記録用光ディスクは、一定の規格内で製造されているものの、各メーカー毎に詳細な仕様が異なり、記録に最適な記録パワーが異なっている。そこで、光ディスクに信号を記録する光ディスク記録装置においては、映像等の信号を記録する前に、ＯＰＣ（Optimum Power Calibration）と称される処理を行って記録パワーの最適値（目標値）を決定している。ＯＰＣとは、光ディスクの内周部に形成されているＰＣＡ（Power Calibration Area）に記録パワーを変化させながら信号を書き込み、その信号を再生することにより、記録パワーの最適値を決定する処理である。

ところが、光ディスクには、ディスク基板に記録膜を成膜する際に生ずる膜厚変動により、ディスクの径方向において記録パワーの最適値が変動する。また、信号記録時における光ディスクの温度上昇に伴って、記録パワーの最適値も変わってくる。そこで、光ディスク記録装置では、光ディスクにレーザビームを照射して映像等の信号を記録する際に、その戻り光を受光し、戻り光量と記録パワーとの比（ＲＯＰＣレシオ）がＯＰＣ時のターゲットβ値に基いて得られた目標値（ターゲットレシオ）になるように、記録パワーを制御している。このような記録と並行してなされる記録パワーの制御は、ＲＯＰＣ（Running Optimum Power Calibration）と呼ばれている。

ＲＯＰＣに関しては、以下の先行技術文献が開示されている。例えば、特許文献１には、未記録部分からの反射光強度と既記録部分からの反射光強度の比とβ値との相関関係を求めて、これに基いて所望のβ値が得られるように記録パワーを調整するように構成された光ディスク記録装置が開示されている。また、特許文献２及び特許文献３には、記録パワーとβ値の測定結果から１次又は２次の近似によって目標β値（ターゲットβ値）に対する記録パワーを得るようにした光ディスク記録装置が開示されている。また、特許文献４には、レーザビームのパワー変動分と戻り光量の変動分との比が一定となるように記録パワーを制御する光ディスク記録装置が開示されている。
特開２００２−２３０７６６号公報特開２００２−３５２４２６号公報特開２００４−１７１７６８号公報特開２００３−１６６４５号公報

一般に、材質の異なる複数の層から成る光ディスクは、その構造上、又は保管状態によっては、記録面に不均一な反りを生じてしまうことがある。また、光ディスクのチャッキング状態によっては、光ディスクの回転時に面振れが生じてしまうことがある。このような、光ディスクの反りや面振れは、一定の範囲内であれば、光ディスク記録装置の光ピックアップに備えられているサーボ機構によって吸収され、通常の記録時に問題が生ずる虞はない。

しかしなから、光ディスクに反りや面触れ等が生じている状態では、信号の記録面に対するレーザビームの入射角が一定せず、ＯＰＣの結果にばらつきが生ずる。その結果、適正なターゲットレシオでＲＯＰＣを実行することができなくなり、上記特許文献に示された装置でＲＯＰＣを実行しても最適な記録パワーを得ることができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、光ディスクに反り又は面振れが生じている場合であっても、ＲＯＰＣのためのターゲットレシオを適正に取得することができる光ディスク記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、このディスク駆動手段によって回転駆動された光ディスクにレーザビームを照射して信号の書き込み／読み出しを行う光ピックアップと、この光ピックアップが読み出した信号を処理する信号処理手段と、光ピックアップを駆動するピックアップ駆動手段と、信号処理手段によって処理された信号に基いて、ディスク駆動手段及びピックアップ駆動手段を制御する制御手段とを備え、光ピックアップは、レーザビームを出射する発光素子と、この発光素子から出射されたレーザビームを光ディスクの記録面に集光させる対物レンズと、光ディスクの記録面によって反射されたレーザビームを受光する受光素子とを有し、光ディスクに信号を記録する前に、光ディスクのＰＣＡ（Power Calibration Area）においてＯＰＣ（Optimum Power Calibration）を実行し、その後、光ディスクに信号を記録する際にも、光ディスクの記録面によって反射されたレーザビームを受光素子によって受光することにより、信号の書き込みと並行してＲＯＰＣ（Running Optimum Power Calibration）を実行する光ディスク記録装置において、制御手段は、ＯＰＣを実行して記録パワーの暫定最適値を取得した後、ＰＣＡにおいて、該記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を加えて得た第１記録パワーで発光素子を駆動して信号を書き込み、そのとき受光素子が受光した戻り光に基いて第１ＲＯＰＣレシオを測定し、さらに、所定のパワーのレーザビームを照射して書き込んだ信号を読み取ることにより、第１記録パワーで信号を書き込んだ部分の第１β値を測定し、その後、該記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を減じて得た第２記録パワーで発光素子を駆動して信号を書き込み、そのとき受光素子が受光した戻り光に基いて第２ＲＯＰＣレシオを測定し、さらに、所定のパワーのレーザビームを照射することにより、第１記録パワーで信号を書き込んだ部分の第２β値を測定し、第１ＲＯＰＣレシオと第１β値、及び第２ＲＯＰＣレシオと第２β値からβ値とＲＯＰＣレシオに関する１次の近似式を導出し、ＯＰＣ時のターゲットβ値を近似式に代入することにより、ＲＯＰＣにおけるターゲットレシオを決定するものである。

請求項１の発明によれば、ＯＰＣを実行した後、ＰＣＡにおいて、記録パワーを変動させて信号を書き込むと共に、その戻り光量に基いてＲＯＰＣレシオを測定し、さらに、その書き込み部分のβ値をそれぞれ測定する。このようにして測定された各ＲＯＰＣレシオと各β値からβ値とＲＯＰＣレシオに関する近似式を導出し、ＯＰＣ時のターゲットβ値を近似式に代入することにより、ＲＯＰＣにおけるターゲットレシオを決定するので、ＯＰＣの結果に左右されることなく、適正なＲＯＰＣレシオを取得することができる。これにより、常に最適な記録パワーで光ディスクに信号を書き込むことができる。

また、β値とＲＯＰＣレシオに関する近似式を導出する際には、複数のＲＯＰＣレシオとそれらに対応するβ値をサンプリングする必要がある。同発明によれば、まず、ＯＰＣを実行して記録パワーの暫定最適値を取得し、その記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を加えて得た第１記録パワーで信号を書き込むことにより、第１ＲＯＰＣレシオ及びそれに対応する第１β値を測定する。同様に、上記記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を減じて得た第２記録パワーで信号を書き込むことにより、第１ＲＯＰＣレシオ及びそれに対応する第２β値を測定する。これにより、記録パワーの暫定最適値を含む領域でβ値とＲＯＰＣレシオの関係を近似することができ、近似式の信頼性を高めることができる。また、２点間で１次の近似式を導出するので、ＲＯＰＣレシオを迅速に計算することができ、素早く映像等の信号の記録動作に移行することができる。

本発明を実施するための最良の実施形態による光ディスク記録装置について図面を参照して説明する。図１は光ディスク記録装置の概略構成を示している。光ディスク記録装置１は、光ディスクＤを回転駆動するスピンドルモータ（ディスク駆動手段）２と、回転中の光ディスクＤにレーザビームＬを照射して信号の書き込み／読み出しを行う光ピックアップ３と、光ピックアップ３が読み出した信号を処理する信号処理部（信号処理手段）４と、スピンドルモータ２及び光ピックアップ３に駆動電圧を印加する駆動部（ディスク駆動手段、ピックアップ駆動手段）５と、装置各部の制御を司る制御部（制御手段）６等によって構成されている。制御部６は、例えば、信号処理部４によって処理された信号に基いて、駆動部５を介してスピンドルモータ２及び光ピックアップ３を制御する。

光ピックアップ３は、レーザビームを出射するレーザダイオード（発光素子）１１と、レーザダイオード１１から出射されたレーザビームを平行光線にするコリメータレンズ１３と、コリメータレンズ１３を透過したレーザビームを光ディスクＤの記録面に集光させる対物レンズ１４と、レーザダイオード１１から出射されたレーザビームをコリメータレンズ１３に向けて透過させると共に、光ディスクＤの記録面によって反射され、対物レンズ１４及びコリメータレンズ１３を透過したレーザビームをフォトダイオード１５に向けて反射させるビームスプリッタ１２と、ビームスプリッタ１２によって反射されたレーザビームを受光するフォトダイオード（受光素子）１５等によって構成されている。

既に述べたように、一般に、光ディスク記録装置は、光ディスクへの信号の書き込み品質を向上させるために、光ディスクに信号を記録する前に、光ディスクのＰＣＡ（Power Calibration Area）においてＯＰＣ（Optimum Power Calibration）を実行し、その後、光ディスクに信号を記録している際中にも、光ディスクの記録面によって反射されたレーザビーム（戻り光）を受光素子によって受光することにより、信号の書き込みと並行してＲＯＰＣ（Running Optimum Power Calibration）を実行するように構成されている。

ＲＯＰＣは、戻り光量と記録パワーとの比（レシオ）が光ディスクのメディア毎に固有のターゲットβ値に基いて得られたＲＯＰＣレシオの目標値（ターゲットレシオ）になるように、記録パワーを制御することによりなされている。従って、光ディスク記録装置においては、適正なターゲットレシオを取得することがＲＯＰＣを実行する上で重要となる。

図２は、レーザダイオード１１の記録パワーをＷ１からＷ４まで段階的に高めて光ディスクＤのＰＣＡに信号を記録する実験によって得られた記録パワーとβ値（平均値（図中、黒ドットで示す）と、ばらつき（図中、黒ドットの上下の水平線で示す））の関係を示している。β値は、信号を書き込んだ部分に所定のパワーのレーザビームを照射して、書き込んだ信号を読み取り、その読み取った信号から所定の計算を行うことにより取得することができる。図２より、各記録パワー毎に測定されたβ値には、若干のばらつきがあり、また、記録パワーをＷ１からＷ４まで段階的に高めていくと、各記録パワー毎のβ値の平均値も線形に増加することが解る。

一方、図３は上記と同様の実験によって得られた記録パワーとＲＯＰＣレシオ（平均値（図中、黒ドットで示す）と、ばらつき（図中、黒ドットの上下の水平線で示す））との関係を示している。ＲＯＰＣレシオは、レーザダイオード１１の記録パワーをＷ１からＷ４まで段階的に高めて光ディスクＤのＰＣＡに信号を記録する際に、フォトダイオード１５が受光する戻り光を測定し、その戻り光量と記録パワーとの比を計算することによって取得することができる。図３より、各記録パワー毎に測定された戻り光量ＲＯＰＣレシオには、若干のばらつきがあり、それに伴いＲＯＰＣレシオにも若干のばらつきが生じることが解る。また、記録パワーをＷ１からＷ４まで段階的に高めていくと、各記録パワー毎のＲＯＰＣレシオの平均値は線形に減少することが解る。

図４は、図２及び図３に示した実験結果から得られたβ値とＲＯＰＣレシオとの関係を示している。β値とＲＯＰＣレシオとの関係は、１次の近似式で近似することができる。この近似式は、図２における記録パワーとβ値と間の１次近似式、及び図３における記録パワーとＲＯＰＣレシオとの間の１次近似式から記録パワーを消去することにより導き出すことができる。本実施形態においては、処理を簡素化するために、後述する処理を実行することにより、β値とＲＯＰＣレシオとの関係を示す１次近似式を導き出している。

図５は、ＲＯＰＣのターゲットレシオを取得するために、制御部６が実行する処理を示している。制御部６は、まず、ＯＰＣを実行することにより、記録パワーの暫定最適値を取得する（＃１）。この暫定最適値は、光ディスクＤの面振れ等の影響を受け、若干のバラツキが生ずることがあるため、暫定値として扱うこととする。次に、制御部６は、記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を加えて第１記録パワーを算出する。そして、この第１記録パワーでレーザダイオード１１を駆動して信号を書き込み、そのときフォトダイオード１５が受光した戻り光に基いて第１ＲＯＰＣレシオ（図４中レシオ１）を測定する（＃２）。さらに、所定のパワーでレーザダイオード１１を駆動してレーザビームを照射させることにより、第１記録パワーで信号を書き込んだ部分の第１β値（図４中β１）を測定する（＃３）。その後、上記記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を減じて第２記録パワーを算出する。そして、上記と同様に、第２記録パワーで信号を書き込み、そのときの戻り光に基いて第２ＲＯＰＣレシオ（図４中レシオ２）を測定し（＃４）、さらに、第２記録パワーで信号を書き込んだ部分の第２β値（図４中β２）を測定する（＃５）。そして、上記＃２乃至＃５の処理によって取得した第１ＲＯＰＣレシオと第１β値、及び第２ＲＯＰＣレシオと第２β値からβ値とＲＯＰＣレシオに関する１次近似式を導き出す（＃６）。こうして導き出した１次近似式にターゲットβ値を代入することにより、ＲＯＰＣにおけるターゲットレシオが決定される（＃７）。なお、＃３及び＃５におけるレーザダイオード１１のパワーは、通常の信号の読み出し時におけるパワーと同等でよい。

図６は、各記録パワーＷ１、Ｗ２、Ｗ３毎に、ＲＯＰＣターゲットレシオを複数回求める実験を行い、その結果から得られた両者の関係を示している。図中、本実施形態の光ディスク記録装置１によって、各記録パワー毎に上述した処理を実行することにより決定されたＲＯＰＣターゲットレシオを黒ドット及び実線にて示している。一方、従来の光ディスク記録装置によって各記録パワー毎に決定されたＲＯＰＣターゲットレシオを白ドット及び破線にて示している。従来の光ディスク記録装置においては、各記録パワー毎のＲＯＰＣターゲットレシオのばらつきが大きく、かつ記録パワーをＷ１、Ｗ２、Ｗ３と増大させるに従って、ＲＯＰＣターゲットレシオの値も増加している。それに対して、本実施形態の光ディスク記録装置１によれば、各記録パワー毎のＲＯＰＣターゲットレシオのばらつきが小さく、かつ記録パワーをＷ１、Ｗ２、Ｗ３と増大させても、ＲＯＰＣターゲットレシオの値は略一定している。

また、図７は、上記実験におけるＲＯＰＣターゲットレシオの度数分布を示している。図中実線は、本実施形態の光ディスク記録装置１による度数分布を、波線は従来の光ディスク記録装置による度数分布をそれぞれ示している。同図からも明らかなように、従来の光ディスク記録装置によって取得されたＲＯＰＣターゲットレシオは、バラツキが大きく不安定であるのに対して、本実施形態の光ディスク記録装置１によって取得されたＲＯＰＣターゲットレシオは、ばらつきが小さく安定している。

以上のように、本実施形態の光ディスク記録装置１によれば、ＯＰＣを実行した後、ＰＣＡにおいて、記録パワーを変動させて信号を書き込むと共に、その戻り光量に基いてＲＯＰＣレシオを測定し、さらに、その書き込み部分のβ値をそれぞれ測定する。このようにして測定された複数のＲＯＰＣレシオとβ値からβ値とＲＯＰＣレシオに関する近似式を導出し、ＯＰＣ時のターゲットβ値を近似式に代入することにより、ＲＯＰＣにおけるターゲットレシオを決定するので、ＯＰＣの結果に左右されることなく、適正なＲＯＰＣレシオを取得することができる。これにより、常に最適な記録パワーで光ディスクＤに信号を書き込むことができる。

また、β値とＲＯＰＣレシオに関する近似式を導出する際には、複数のＲＯＰＣレシオとそれらに対応するβ値をサンプリングする必要がある。光ディスク記録装置１によれば、まず、ＯＰＣを実行して記録パワーの暫定最適値を取得し、その記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を加えて得た第１記録パワーで信号を書き込むことにより、第１ＲＯＰＣレシオ及びそれに対応する第１β値を測定する。同様に、上記記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を減じて得た第２記録パワーで信号を書き込むことにより、第１ＲＯＰＣレシオ及びそれに対応する第２β値を測定する。これにより、記録パワーの暫定最適値を含む領域でβ値とＲＯＰＣレシオの関係を近似することができ、近似式の信頼性を高めることができる。また、２点間で１次の近似式を導出するので、ＲＯＰＣレシオを迅速に計算することができ、素早く映像等の信号の記録動作に移行することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも記録パワーを変動させてＲＯＰＣレシオとβ値をそれぞれ複数対測定し、その複数対の測定値からβ値とＲＯＰＣレシオに関する近似式を導出し、該近似式にターゲットβ値を代入することにより、ＲＯＰＣにおけるターゲットレシオを決定するように構成されていればよい。従って、例えば、上記近似式を導出する際に、対応するＲＯＰＣレシオとβ値の対を３個以上とすれば、より一層適正なＲＯＰＣレシオを取得することができる。

本発明の一実施形態による光ディスク記録装置の概略構成を示す図。実験によって得られたレーザダイオードの記録パワーとβ値との関係を示す図。実験によって得られた記録パワーとＲＯＰＣレシオとの関係を示す図。図２及び図３の実験結果から得られたβ値とＲＯＰＣレシオとの関係と、ＲＯＰＣターゲットレシオを示す図。ＲＯＰＣターゲットレシオを取得するために、制御部が実行する処理を示すフローチャート。実験によって得られた記録パワーとＲＯＰＣターゲットレシオとの関係を示す図。実験におけるＲＯＰＣターゲットレシオの度数分布を示す図。

符号の説明

１光ディスク記録装置
２スピンドルモータ（ディスク駆動手段）
３光ピックアップ
４信号処理部（信号処理手段）
５駆動部（ディスク駆動手段、光ピックアップ駆動手段）
６制御部（制御手段）
１１レーザダイオード（発光素子）
１４対物レンズ
１５フォトダイオード（受光素子）

Claims

光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、このディスク駆動手段によって回転駆動された光ディスクにレーザビームを照射して信号の書き込み／読み出しを行う光ピックアップと、この光ピックアップが読み出した信号を処理する信号処理手段と、前記光ピックアップを駆動するピックアップ駆動手段と、前記信号処理手段によって処理された信号に基いて、前記ディスク駆動手段及びピックアップ駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記光ピックアップは、レーザビームを出射する発光素子と、この発光素子から出射されたレーザビームを光ディスクの記録面に集光させる対物レンズと、光ディスクの記録面によって反射されたレーザビームを受光する受光素子とを有し、
光ディスクに信号を記録する前に、光ディスクのＰＣＡ（Power Calibration Area）においてＯＰＣ（Optimum Power Calibration）を実行し、その後、光ディスクに信号を記録する際にも、光ディスクの記録面によって反射されたレーザビームを前記受光素子によって受光することにより、信号の書き込みと並行してＲＯＰＣ（Running Optimum Power Calibration）を実行する光ディスク記録装置において、
前記制御手段は、
前記ＯＰＣを実行して記録パワーの暫定最適値を取得した後、前記ＰＣＡにおいて、該記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を加えて得た第１記録パワーで前記発光素子を駆動して信号を書き込み、そのとき前記受光素子が受光した戻り光に基いて第１ＲＯＰＣレシオを測定し、さらに、所定のパワーのレーザビームを照射して書き込んだ信号を読み取ることにより、前記第１記録パワーで信号を書き込んだ部分の第１β値を測定し、
その後、該記録パワーの暫定最適値に対して所定の値を減じて得た第２記録パワーで前記発光素子を駆動して信号を書き込み、そのとき前記受光素子が受光した戻り光に基いて第２ＲＯＰＣレシオを測定し、さらに、所定のパワーのレーザビームを照射することにより、前記第１記録パワーで信号を書き込んだ部分の第２β値を測定し、
前記第１ＲＯＰＣレシオと第１β値、及び第２ＲＯＰＣレシオと第２β値からβ値とＲＯＰＣレシオに関する１次の近似式を導出し、
前記ＯＰＣ時のターゲットβ値を前記近似式に代入することにより、ＲＯＰＣにおけるターゲットレシオを決定することを特徴とする光ディスク記録装置。