JP4263548B2 - 光ディスク記録装置および光出力パワー補正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに情報を記録する光ディスク記録装置および光ディスクに情報を記録する際の光出力パワーを補正する光出力パワー補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報関連技術の発達により、インターネット等の通信回線を介して、大量の情報がやりとりされている。こうした大量の情報を保存、管理するために小型で記録容量の大きい光ディスクが記録媒体として注目されている。こうした光ディスクに情報を記録する光ディスク記録装置においては、光ディスクに情報を記録するための半導体レーザの出力を、情報を読み出す際に要求される記録品質を満足させるために、半導体レーザの出力パワーをパワーモニタで検出し、モニタ値と目標値の差分を検出して、半導体レーザの出力パワーと一定の関係を有する駆動電流を制御して、レーザ出力パワーをコントロールしている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このパワーモニタの過渡応答特性に問題があると、記録時に、光ディスクの情報を形成するマーク部あるいはスペース部のパワーが変動するといった問題がある。
【０００３】
上記の問題点について、光ディスクにＣＤ−Ｒを使用した場合について詳細に説明すると、ＣＤ−Ｒを用いた記録動作においては、図７に示すように、光ディスクに情報をピットとして形成するが、このピットを形成するマーク部分、スペース部分を、マーク部分に関しては、半導体レーザの光パワーを大きくし、スペース部分に関しては、半導体レーザの光パワーを小さくすることにより記録を行う。
【０００４】
このとき、マーク部分、スペース部分の光パワーは、図８に示すように、パワーモニタ信号をサンプルホールドし、このサンプルホールドで得た値と目標値とを比較して、ＡＰＣにより光パワーを目標値に制御する。しかし、パワーモニタ信号に過渡応答特性がある場合には、本来期待する正しいモニタ信号が得られないため、結果として、所望の光パワーを発生することができない。特に、図５および図６に示すように、光パワーが小さかったり、パルス幅が十分に大きいときには問題にならない場合もあるが、元々のパワーモニタ信号が大きく、また、スペース部の幅が狭い場合には、この問題が顕著となる。さらに、高速記録時においては、サンプルホールドタイミングが相対的に早くなり、しかも大きな光出力パワーを必要とすることから、その影響は大きい。
【０００５】
このような場合、従来の方法においては、スペース部における光出力パワーの変動が特に大きくなり、結果的に、こうしたことがサーボ回路等に影響を与えて、記録品質の低下を招いていた。なお、上記の過渡応答特性に関する問題は、パワーモニタの周波数特性の劣化や素子の拡散電流の影響により発生することが知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−００７３２０号公報（第２−５頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、簡易な方法により、パワーモニタの過渡応答特性の影響を除去する光ディスク記録装置および光出力パワー補正方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、光ディスクに半導体レーザを用いて、情報を記録する光ディスク記録装置であって、該半導体レーザに駆動電流を供給する駆動手段と、 前記半導体レーザの出力パワーをサンプリングしてモニタする監視手段と、所望の記録用レーザ出力を得るために、該監視手段から得られる値と予め設定した値とに基づいて前記駆動電流を制御する駆動電流制御手段とを有し、前記半導体レーザをパルス駆動したときに、記録条件に応じて、予め設定した設定値を可変する設定値可変手段を有することを特徴とする光ディスク記録装置を提案している。
【０００９】
請求項６に係る発明は、光ディスクに半導体レーザを用いて、情報を記録する光ディスク記録装置の光出力パワー補正方法であって、該半導体レーザに駆動電流を供給して駆動するステップと、前記半導体レーザの出力パワーをサンプリングしてモニタするステップと、所望の記録用レーザ出力を得るために、モニタした値と予め設定した値とに基づいて前記駆動電流を制御するステップと、前記半導体レーザをパルス駆動したときに、記録条件に応じて、予め設定した設定値を可変するステップとを有することを特徴とする光出力パワー補正方法を提案している。
【００１０】
この発明によれば、駆動電流制御手段が監視手段でモニタした半導体レーザの出力パワーと予め設定された設定値とに基づいて、半導体レーザの駆動電流を制御し、設定値可変手段が半導体レーザをパルス駆動したときに、記録条件に応じて、予め設定した設定値を可変するので、例えば、記録速度の増加によりサンプリングタイミングが早くなり、あるいは、記録パルス幅が短くなっても、記録用のレーザ出力パワーを最適に制御することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された光ディスク記録装置について、前記半導体レーザの出力パワーを検出する他の検出手段を有し、前記半導体レーザをパルス駆動するときの記録パルスのパルス幅が所定のパルス幅よりも狭く、かつ、該検出手段により所望のレーザ出力を検出したときに、前記設定値可変手段が、前記予め設定された設定値を、前記監視手段から得られるモニタ値に相当する設定値に変更することを特徴とする光ディスク記録装置を提案している。
【００１２】
この発明によれば、設定値可変手段が、記録パルスのパルス幅が所定のパルス幅よりも狭く、かつ、所望のレーザ出力が得られているときに、予め設定された設定値をモニタ値に相当する設定値に変更するため、本来は所望のレーザ出力が得られているにも関わらず、監視手段の有する過渡応答特性によって生ずる制御手段の誤動作を防止することができる。なお、他の検出手段としては、パルス駆動の各駆動電流に相当する電流値をＤＣ駆動（一定電流）で与えたときのレーザ出力パワーをモニタしてもよいし、あるいは、過渡応答特性が問題とならない検出器を用いて、レーザ出力パワーを検出してもよく、また、その他の方法であってもよい。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載された光ディスク記録装置について、前記設定値可変手段が、前記予め設定された設定値を演算式で定まる設定値に変更することを特徴とする請求項１に記載された光ディスク記録装置を提案している。
【００１４】
この発明によれば、設定値可変手段が、実験データ等から求められる演算式により監視手段の過渡応答特性をキャンセルするように予め設定された設定値を可変する。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載された光ディスク記録装置について、前記サンプリングタイミングと記録用パワーとを関連付けたデータテーブルを有し、前記設定値可変手段が記録時の該サンプリングタイミングと記録パワーとに基づいて、設定値を可変することを特徴とする光ディスク記録装置を提案している。
【００１６】
この発明によれば、サンプリングタイミングと記録用パワーとを関連付けたデータテーブルを有しているため、記録時のサンプリングタイミングと記録パワーとがわかれば、これに応じて設定値を適切に制御することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載された光ディスク記録装置について、記録速度と記録用パワーとを関連付けたデータテーブルを有し、前記設定値可変手段が記録時の記録速度に基づいて、設定値を可変することを特徴とする光ディスク記録装置を提案している。
【００１８】
サンプルホールドのタイミングと記録用パワーとは、記録速度に依存する。したがって、この発明によれば、記録速度と記録用パワーとを関連付けたデータテーブルを有しているため、記録時の記録速度がわかれば、これに応じて設定値を適切に制御することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る光ディスク記録装置について図１から図４を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る光ディスク記録装置は、図１に示すように、光ディスク１と、光ピックアップ２と、ＡＰＣ（ＡＰＣ：Auto Power Control）３と、ＲＦアンプ４と、サーボ回路５と、信号処理回路６と、ＣＰＵ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）７と、ドライバー８と、記憶部９とを備えている。
【００２０】
光ディスク１は、半導体レーザにより情報の記録、再生、消去を行える記録媒体であり、例えば、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等がある。光ピックアップ２は、図示しないレーザダイオード等のレーザ光源や、コリメータレンズ、フォーカスアクチュエータあるいはトラッキングアクチュエータとによって駆動される対物レンズ、偏光ビームスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の光学部品、及びＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの領域に分割され、光を電気信号に変換する４分割フォトディテクタ（ＰＤ）あるいは記録再生時のレーザ出力をモニタするフロントモニタダイオード等を備えている。ＡＰＣ３は、光ピックアップ２内のフロントモニタダイオードからの電流をモニタして、半導体レーザの出射パワーを所望の値に制御するための制御ブロックである。
【００２１】
ＲＦアンプ４は、光ディスク１からの反射光を検出し、検出した反射光より反射光量を演算して、４分割ＰＤの各領域への反射光量の総和を示すＲＦ信号を生成するとともに、例えば、光ピックアップ１の照射レーザの焦点ずれを検出した信号であるフォーカスエラー信号（ＦＥ）を非点収差法によって生成し、さらに光ピックアップ１の照射レーザのトラックずれを検出した信号であるトラッキングエラー信号（ＴＥ）を生成する。サーボ回路５は、ＲＦアンプ４において生成されたＦＥ、ＴＥ、及びＲＦに基づいて、フォーカス駆動信号（ＦＯＤＲＶ）、トラッキング駆動信号（ＴＲＤＲＶ）を生成する。
【００２２】
信号処理回路６は、ＲＦ信号から生成したＥＦＭ信号を入力し、データの処理を行う一方、図示しないＰＬＬ回路を備え、スピンドルモータの回転を制御する。ＣＰＵ７は、ＲＯＭ（ＲＯＭ：Read Only Memory）等に格納された制御プログラムに基づいて、装置全体の制御を行う。本実施形態においては、フロントモニタダイオードの検出値と、設定値とを比較して記録用パワーが最適値となるよう設定値を可変する処理を行う。
【００２３】
ドライバー８は、ＲＦアンプ４において生成されたフォーカス駆動信号（ＦＯＤＲＶ）、トラッキング駆動信号（ＴＲＤＲＶ）、あるいは、信号処理回路６において生成されたスピンドル制御信号を入力し、これらを所望の大きさに増幅した後、フォーカスアクチュエータ、トラッキングアクチュエータあるいはスピンドルモータ等に供給する。記憶部９は、ＲＡＭ（ＲＡＭ：Random Access Memory）等の書き換え可能な記憶装置であり、本実施形態においては、半導体レーザの駆動電流の設定値やサンプリングタイミングと記録パワーとを関連づけたデータテーブルおよび記録速度と記録パワーとを関連づけたデータテーブル等が格納されている。
【００２４】
光パワー制御ブロック（ＡＰＣ３）は、図２に示すように、増幅器１１、１５と、ＬＤドライバー１２と、半導体レーザ１３と、フロントモニタダイオード１４と、サンプルホールド回路１６と、Ｈレベル比較回路１７と、Ｌレベル比較回路１８と、ＣＰＵ７と、記憶部９とから構成されている。
【００２５】
増幅器１１は、Ｈレベル比較回路１７およびＬレベル比較回路１８で検出された差分値を電圧増幅してＬＤドライバー１２に供給する。ＬＤドライバー１２は、増幅器１１から入力した電圧値を電流値に変換したのち、所望のレーザ出力パワーを得るために必要な大きさの電流に増幅して半導体レーザ１３に供給する。半導体レーザ１３は、供給された電流値に応じてレーザ発光を行う半導体素子であり、例えば、Ｐ型半導体とＮ型半導体の接合面からレーザを放射する。フロントモニタダイオード１４は、半導体レーザが放射する一部のレーザ光を受光して、受光した光のパワーに応じた電流を出力する。
【００２６】
増幅器１５は、図示しない電流電圧変換器により、フロントモニタダイオード１４から出力される電流を変換した電圧を増幅してサンプルホールド回路１６に供給する。サンプルホールド回路１６は、増幅器１５から入力した記録電圧を入力し、所定のサンプリングタイミングでサンプリングを行う。なお、サンプリングタイミングは、記録速度等に応じて可変される。サンプリングされた値は、Ｈレベル、Ｌレベルの値に分けられて、それぞれＨレベル比較回路１７あるいは、Ｌレベル比較回路１８に供給される。以上、一巡するループがＡＰＣであり、比較回路のサンプルホールド回路１６からの入力がＣＰＵから入力される設定値に一致するように作用する。
【００２７】
次に、図３を用いて、本実施形態における光ディスク記録装置の作用について説明する。
まず、予め設定された設定値で半導体レーザ１３をＤＣ発光し、ＬＤドライバー１２の入力値をモニタする。ＤＣ発光は過渡応答特性の影響を全く受けないので、この値を基準値とする（ステップ１０１）。次に、異なる２つの設定値で半導体レーザ１３を順次パルス発光し、ＬＤドライバー１２の入力値を各々モニタする（ステップ１０２）。２つのモニタ値より直線関係を用い、パルス発光のモニタ値がＤＣ発光で取得した基準値に一致する設定値を求める（ステップ１０３）。この設定値を補正された設定値として記録部９に格納する（ステップ１０４）。 なお、この処理は、光ディスク装置の製造ラインで、個々の装置に関して行うのが望ましい。
【００２８】
また、個品によるバラツキが少ない場合は、実験値等から求められる演算式により、新たな設定値を決定し、これにより半導体レーザの光出力パワーを制御することができる。例えば、図４のように、半導体レーザの出力パワー設定値をＹｍ、下限設定値をＹｓ、サンプリングタイミングをＴｈとし、このサンプリングタイミングにおけるサンプル値をＹｈとすると、式（１）のような関係になる。
Ｙｈ＝（Ｙｍ−Ｙｓ）e^{― th ／ｔ}＋Ｙｓ （１）
したがって、この関係式から新たな設定値に関する補正倍率は、（２）式のようになる。
補正倍率＝Ｙｈ／Ｙｓ＝１＋（Ｙｍ−Ｙｓ）e^{― th ／ｔ}／Ｙｓ （２）
【００２９】
また、光出力パワーの目標値に対する補正値は、サンプルホールドのタイミングと記録パワーに依存することが知られている。したがって、表１に示すようなサンプルホールドのタイミングと記録パワーおよびそのときの光パワーの補正値とを関連づけたデータテーブルを記憶部９に格納しておき、記録時のサンプルホールドのタイミングと記録パワーとを検出して、そのときの光パワーの補正値を求めるようにしてもよい。
【表１】

【００３０】
さらに、サンプルホールドのタイミングは記録速度に依存し、また、記録パワーも同様に、記録速度に依存することが知られている。したがって、表２のように、記録速度と光パワーの補正値とを関連づけたデータテーブルを記憶部９に格納しておき、記録時の記録速度を検出して、そのときの光パワーの補正値を求めるようにしてもよい。
【表２】

【００３１】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、例えば、本実施形態においては、光ディスクとして、ＣＤ−Ｒを例示して説明をしたが、これに限らず、他の形態の光ディスクであってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、簡易な方法により、パワーモニタの過渡応答特性の影響を除去できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態に係る光ディスク記録装置の構成図である。
【図２】 本実施形態に係る駆動電流制御ブロックの構成図である。
【図３】 本実施形態に係る光出力パワーの補正に関する処理フロー図である。
【図４】 演算式の記号を説明する図である。
【図５】 光出力パワーが小さい場合の過渡応答特性を示した図である。
【図６】 パルス幅が長い場合の過渡応答特性を示した図である。
【図７】 記録パワーとマーク部およびスペース部との関係を示した図である。
【図８】 過渡応答がある場合のパワーモニタ信号を示した図である。
【符号の説明】
１・・・光ディスク、２・・・光ピックアップ、３・・・ＡＰＣ、４・・・ＲＦアンプ、５・・・サーボ回路、６・・・信号処理回路、７・・・ＣＰＵ、８・・・ドライバー、９・・・記憶部、１１、１５・・・増幅器、１２・・・ＬＤドライバー、１３・・・半導体レーザ、１４・・・フロントモニタダイオード、１６・・・サンプルホールド回路、１７・・・Ｈレベル比較回路、１８・・・Ｌレベル比較回路、

Claims (2)

1. 光ディスクに半導体レーザを用いて、情報を記録する光ディスク記録装置であって、
   該半導体レーザに駆動電流を供給する駆動手段と、
   前記半導体レーザの出力パワーをサンプリングしてモニタする監視手段と、
   所望の記録用レーザ出力を得るために、該監視手段から得られる値と予め設定した値とに基づいて前記駆動電流を制御する駆動電流制御手段と、
   前記半導体レーザをパルス駆動したときに、記録条件に応じて、予め設定した設定値を可変する設定値可変手段と、
   前記サンプリングタイミングと記録用パワーおよびそのときの光パワーの補正値とを関連付けた第１のデータテーブルと、
   を有し、
   前記設定値可変手段が、
   記録時の該サンプリングタイミングと前記監視手段によりモニタした出力パワーとに該当する光パワーの補正値を前記第１のデータテーブルから読み出し、該読み出した光パワーの補正値に基づいて、前記設定値を可変する、
   ことを特徴とする光ディスク記録装置。
2. 光ディスクに半導体レーザを用いて、情報を記録する光ディスク記録装置の光出力パワー補正方法であって、
   該半導体レーザに駆動電流を供給して駆動する駆動ステップと、
   前記半導体レーザの出力パワーをサンプリングしてモニタする監視ステップと、
   所望の記録用レーザ出力を得るために、前記監視ステップでモニタして得られる値と予め設定した値とに基づいて前記駆動電流を制御する駆動電流制御ステップと、
   前記半導体レーザをパルス駆動したときに、記録条件に応じて、予め設定した設定値を可変する設定値可変ステップと、
   を有し、
   前記設定値可変ステップで、
   記録時の該サンプリングタイミングと前記監視ステップによりモニタした出力パワーとに該当する光パワーの補正値を、前記サンプリングタイミングと記録用パワーおよびそのときの光パワーの補正値とを関連付けた第１のデータテーブルから読み出し、該読み出した光パワーの補正値に基づいて、前記設定値を可変する、
   ことを特徴とする光出力パワー補正方法。

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