JP4338903B2

JP4338903B2 - 光ディスク記録装置およびその調整方法

Info

Publication number: JP4338903B2
Application number: JP2001046198A
Authority: JP
Inventors: 淳秋山; 茂己前田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP2002251729A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク記録装置およびその調整方法に関し、特に記録パワーマージンの広い記録が可能な光ディスク記録装置およびその調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像情報や音声情報をはじめとする各種の情報がデジタル化されるにつれて、デジタル情報の量が飛躍的に増大してきており、これに伴い、大容量化高密度化に適した光ディスク装置の開発が進められている。
【０００３】
高密度化の一手法として、光ディスク基板の凸部であるランド部及び、凹部であるグルーブ部の両方に記録を行う、いわゆるランド／グルーブ記録があり、ランド部、または、グルーブ部のどちらか一方にしか記録しない場合に比べて、ランド／グルーブ記録を行うことにより、原理的には２倍の高密度化が図れる。
【０００４】
しかし、ランド／グルーブ記録を行うと、隣接するランド部もしくはグルーブ部の記録マークの影響が生じやすいため、記録パワーを最適化する必要がある。そこで、従来から記録パワーを最適化するための考案が種々なされている。
【０００５】
例えば、特開平１０−１２４９５３号公報には、画像情報の記録に適したオーバーライト記録が可能な光磁界変調記録方式においてレーザ光のパルス幅や光強度の最適化を行う方法が開示されている。
【０００６】
以下に、従来の光ディスク記録装置およびその調整方法について図５、６を参照しながら説明する。
【０００７】
まず、従来の光ディスク記録装置について説明する。図５は、光ディスクの記録再生信号処理部分の主要部分を示す構成図である。
【０００８】
光ディスク１は、スピンドルモータ２により回転される。光ディスクには種々のものがあるが、ここでは、光磁気ディスクとして説明する。光ディスク１には下方からピックアップ４に設けられた対物レンズ３により光ビームが照射される。光ビームの強度は再生時と記録時で異なり、ＬＤ駆動回路５で適切な強度となるように制御される。記録時においては、光ビームはパルス状に光量が変化する光パルスとされる。この光パルスのパルス幅はパルス幅調整回路１４により調整される。また、図示しない磁気ヘッドによりデータの０、１に応じて極性の変化する磁界が与えられ、記録データが磁気情報として記録される。光ディスク１で反射された光はピックアップ４の内部に設置されたフォトディテクタにより検出される。反射光は光磁気（ＭＯ）信号およびその他の信号に分離される。
【０００９】
ＭＯ信号はＲＦ回路７により振幅やオフセットが調整され、Ａ／Ｄ変換器８によりデジタルデータに変換される。Ａ／Ｄ変換器８の出力は、図示しない復調回路に供給されるとともに、レベル検出回路１３に送られる。レベル検出回路１３は、記録条件調整時のみ有効に動作する回路であり、レベル検出回路１３で、ＭＯ信号のレベルを所定のレベルと比較し、検出結果をコントローラ１１に伝える。コントローラ１１では、レベル検出回路１３の出力から記録時の光パルスのパルス幅を決定し、パルス幅調整回路１４に適切な光パルス幅を設定する。
【００１０】
つぎに、パルス幅調整方法について図面を参照しながら説明する。図６は、記録条件調整時における各部信号、記録マークを示す説明図である。
【００１１】
まず、光ディスクのグルーブ部に光パルス幅を変化させながらテストパターンを記録する。すなわち、記録時において、コントローラ１１より、パルス幅調整回路１４に光パルス幅が徐々に増加するよう設定値を変化させる指示が与えられる。
【００１２】
図６（ａ）に、このときのテストパターンすなわち光パルスの変化を模式的に示す。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と徐々に光パルス幅を大きくしながら記録を行う。ここでは、Ｐ１からＰ５の５種類の光パルス幅で記録する場合を示している。
【００１３】
図６（ｂ）に、このとき、記録されるマークを模式的に示す。光パルス幅が大きくなるほど、記録膜の加熱時間が長くなるため、それに応じて、記録マークの大きさも大きくなっていく。ここでは、図６（ｂ）の中央のトラックがグルーブ部であり、その上下のトラックがランド部である。
【００１４】
記録が終了した後、続いて、隣接するランド部で信号を再生する。図６（ｃ）にこのときのＭＯ信号の様子を示す。グルーブ部に記録した信号をランド部で再生しているので、ＭＯ信号として得られるのは、グルーブ部からランド部への漏れこみである。記録マーク幅がグルーブ部をはみ出して、ランド部にまで広がった場合にこの漏れこみは顕著に現れ、これをクロスライトと呼ぶ。光パルス幅Ｐ１で記録されたマークは、光パルス幅が小さいので、記録マーク幅も小さく、ランド部への漏れこみはほとんどない。しかし、光パルス幅が大きくなるにつれてランド部への漏れこみも大きくなって行く。従来例では、この漏れこみの信号振幅を所定の閾値Ｖｔｈと比較し、それ以下の信号振幅が得られる最大の光パルス幅を最適な光パルス幅とする。図６では、Ｐ３が最適な光パルス幅となる。
【００１５】
上記では、光パルス幅の最適値の設定方法について説明したが、同様な方法で光強度についても最適値を設定することができる。
【００１６】
以上説明したように、従来例によれば、光パルス幅又は光強度を変化させて記録した信号を、隣接するトラックで再生し、隣接トラックへの漏れこみが所定の閾値以下となるよう光パルス幅又は光強度を設定するので、隣接トラックに対する漏れこみ、すなわち、クロスライトを抑えたデータ記録が可能である。
【００１７】
【発明が解決しようとしている課題】
ところで、ＬＤ駆動回路５により設定される記録パワー、すなわち、光パルスの波高値（従来技術では光強度と記載）は、テストライトをおこなって記録に最適な値に設定しておいても、装置各部の公差や経時変化、温度変化などの影響のため、設定値から誤差を生じてしまう。そこで、記録パワーのずれがおこっても良好な再生信号が得られることが重要である。この良好な再生信号が得られる記録パワーの範囲を記録パワーマージンと呼び、光ディスク記録装置としてはより広い記録パワーマージンを有するものが望ましい。
【００１８】
しかし、上述した従来例における光ディスク記録装置およびその調整方法においては、隣接トラックへのクロスライトに着目して光パルス幅又は光強度の調整がなされているだけで、記録パワーマージンを広くすることには全く着目されていない。
【００１９】
さらに、クロスライトは記録パワーの上限を規定することには関連しているが、記録パワーマージンの下限側には何ら関連がないため、記録パワーマージンを広げるためには何等効果がなかった。
【００２０】
また、種々の実験を行ったところ、光パルス幅は記録パワーマージンに対する影響が非常に大きという結果が得られており、これを最適化することが記録パワーマージン拡大のためには重要である。
【００２１】
そこで、本発明は、このような問題を解決し、広い記録パワーマージンが得られる光ディスク記録装置およびその調整方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成させるためになされたものであって、本発明の光ディスク装置は、ランド部およびグルーブ部に情報を記録する光ディスク記録装置であって、記録パワーマージンが最大となるような記録条件が設定されたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の光ディスク装置は、ランド部およびグルーブ部に情報を記録する光ディスク記録装置であって、記録パワーマージンが最大となるような記録条件を設定する記録条件設定手段を備えることを特徴とするものである。
【００２４】
さらに、前記記録条件設定手段は、ランド部およびグルーブ部のそれぞれに記録条件を設定することを特徴とするものである。
【００２５】
さらに、前記記録条件設定手段は、記録条件を変化させる手段と、変化させた記録条件毎の記録パワーマージンを測定する手段と、測定結果から記録パワーマージンが最大となるような記録条件を設定する手段とから構成されることを特徴とするものである。
【００２６】
さらに、ランド部の記録条件をグルーブ部の記録条件より大きくすることを特徴とするものである。
【００２７】
さらに、前記記録条件とは、光パルス幅または光パルスデューティのいずれかであることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の光ディスク記録装置の調整方法は、記録条件を変化させながら、記録パワーマージンを測定するステップと、測定結果から記録パワーマージンが最大となるような記録条件を設定するステップとからなることを特徴とするものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明について図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００３０】
まず、本発明による光ディスク記録装置およびその調整方法について説明する。図１は光ディスクの記録再生信号処理部分の主要部分を示す構成図である。光ディスク１は、スピンドルモータ２により回転される。光ディスクには種々のものがあるが、ここでは、光磁気ディスクとして説明する。光ディスク１には下方からピックアップ４に設けられた対物レンズ３により光ビームが照射される。光ビームの強度は再生時と記録時で異なり、ＬＤ駆動回路５で適切な強度となるように制御される。記録時においては、光ビームはパルス状に光量が変化する光パルスとされる。このパルス光のパルス幅はパルスデューティ調整回路６により調整される。
【００３１】
従来例においては、パルス幅調整回路としているが、ＭＣＡＶ方式のように記録半径位置により記録周波数が変化する場合には、光パルス幅よりも光パルスデューティを用いる方が良く、どちらにするかはディスクの方式により適宜選択すればよい。
【００３２】
さらに、光ディスク１には図示しない磁気ヘッドによりデータの０、１に応じて極性の変化する磁界が与えられ、記録データが磁気情報として記録される。光ディスク１で反射された光はピックアップ４の内部に設置されたフォトディテクタにより検出される。反射光は光磁気（ＭＯ）信号、サーボ（ＳＥＲＶＯ）信号およびその他の信号に分離される。
【００３３】
ＭＯ信号はＲＦ回路７により振幅やオフセットが調整され、Ａ／Ｄ変換器８によりデジタルデータに変換される。Ａ／Ｄ変換器８の出力は、復調回路９に供給される。復調されたデータは誤り訂正回路などからなる、ビットエラーレート（ＢＥＲ）検出回路１０に送られる。ＢＥＲ検出回路１０で得られたＢＥＲはコントローラ１１に供給される。
【００３４】
ここでは、記録パワーマージンの上限および下限を決める特性値としてＢＥＲを用いる例を示すが、ジッターやＣ／Ｎなど他の特性値により記録パワーマージンを規定することも可能である。例えばジッターを用いる場合、ＢＥＲ検出回路１０の代わりにジッター検出回路を備えるようにすれば良い。
【００３５】
ピックアップ４からは、トラッキングやフォーカシングのために用いる信号、すなわちサーボ（ＳＥＲＶＯ）信号が出力されており、図示しない制御回路とともにランド部／グルーブ部（Ｌ／Ｇ）検出回路１２に信号が供給される。Ｌ／Ｇ検出回路１２では、ＳＥＲＶＯ信号をもとにして、現在トラッキングしているトラックがランド部かグルーブ部かを判別し、判別結果を示す信号がコントローラ１１に出力される。
【００３６】
次に、本発明による光ディスク記録装置の調整方法について説明する。図２に調整方法のフローチャート図を示す。
【００３７】
記録パワーマージンに影響を与える変数としては、種々のものがあるが、その中でも光パルス幅が大きな影響を与える。これは、パルス幅は光記録に必要な熱エネルギーと直結し、同一の記録パワー（波高値）であればパルス幅が大きい程熱エネルギーが大きくなるからである。ディスクの記録感度を一定とした場合、パルス幅を大きくすると記録パワーの下限を下げることができるが、記録パワーの上限も下がってしまい、パルス幅を小さくすると上記とは逆の傾向となるので、ディスクの記録感度も関係してくる。また、ランドとグルーブの記録感度に差が有った場合、記録パワーマージンとしては更に大きな影響を受ける。
【００３８】
ここでは、変数として光パルスデューティを用いているが、変数として光パルス幅であっても構わず、これはディスクの方式に応じて適宜選択すればよい。
【００３９】
ランド部およびグルーブ部それぞれに対して光パルスデューティを変えて、記録再生を行う。例えば光パルスデューティがＤ１、Ｄ２（Ｄ１＞Ｄ２）の２条件の場合の組み合わせ表を表１に示す。Ｄ１、Ｄ２の２条件なので２×２＝４通りの組み合わせがある。ここで、ランド部とグルーブ部を同一の光パルスデューティで記録すれば、組み合わせ数を減らすことができるが、ランド部に記録するデータは、ランド部での再生だけでなく、クロスライトとしてグルーブ部での再生にも影響を与えるため、隣接するトラック間で光パルスデューティを変えた組み合わせについても記録再生する必要があるので、４通りとなる。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１に示した条件表に従って、調整動作を行う。
【００４２】
まず、光パルスデューティを設定する（ステップ１）。ここでは、表１のＣＡＳＥ１、ＣＡＳＥ２、ＣＡＳＥ３、ＣＡＳＥ４の順番で光パルスデューティを設定するものとする。まず、ＣＡＳＥ１での測定を行うため、グルーブ部、ランド部とも光パルスデューティＤ１で記録を行うように、光パルスデューティ調整回路６を設定する。
【００４３】
次に、ＬＤ駆動回路５によって記録パワー（光パルスの波高値）を変えながら、ＢＥＲ検出回路１０でＢＥＲを測定し、測定結果から記録パワーマージンを得る（ステップ２）。
記録パワーマージンの決定要因としては、記録パワーの下限は過去に記録したデータに対するオーバーライト（消し残り）特性により決まり、記録パワーの上限は隣接トラックへのクロスライト（隣接トラック破壊）特性によって決まるので、ランド／グルーブ記録においては、ランド部の記録パワー下限はランド部を低いパワーでオーバーライトした時のランド部のＢＥＲ測定結果となり、ランド部の記録パワー上限はランド部を高いパワーで記録した時のクロスライト特性をグルーブ部でＢＥＲ測定した結果となる。したがって、ランド部での記録パワーマージンの測定結果の一例を示す図３では、記録パワーの低い側はランド部におけるＢＥＲをプロットし、記録パワーの高い側はグルーブ部におけるＢＥＲをプロットしたものであり、少なくともＰ１はランド側の測定結果であり、Ｐ２はグルーブ側の測定結果である。
【００４４】
ＢＥＲは記録パワーが低くても、高くても悪化する。図３に示すように、再生したデータのＢＥＲとして必要な値をEthとすると、ＢＥＲがEth以下となる記録パワー範囲はＰ１〜Ｐ２の範囲である。この場合の記録パワーマージンは、２×（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｐ１＋Ｐ２）として計算され、得られた記録パワーマージンはコントローラ１１に設けられたメモリに記憶される。
【００４５】
次に、測定終了か否かを判別する（ステップ３）。ここでは、ＣＡＳＥ４まで測定が終了していれば、測定終了であり、そうでなければ測定終了でない。測定終了していない場合、光パルスデューティの条件を変更して、ステップ１、ステップ２を繰り返す。
【００４６】
測定終了した場合、測定結果から記録パワーマージンが最大となる光パルスデューティの組み合わせを探索する（ステップ４）。光パルスデューティを変えて記録パワーマージンを測定した結果の一例を図４に示す。ＣＡＳＥ１を基準とすると、ＣＡＳＥ２では、グルーブ部での記録パワーマージンが減少するが、ランド部での記録パワーマージンが増加した。ＣＡＳＥ３では、グルーブ部での記録パワーマージンが増加し、ランド部での記録パワーマージンが減少した。また、ＣＡＳＥ４では、グルーブ部、ランド部とも記録パワーマージンが減少した。
【００４７】
ＬＤ駆動回路５で生じる記録パワーの設定誤差はランド部、グルーブ部に関係なく同一なので、ランド部、グルーブ部のうち、記録パワーマージンの小さい方の記録パワーマージンが最大となる組み合わせが最適な組み合わせとなる。図４では、ランド部の記録パワーマージンがグルーブ部の記録パワーマージンより常に小さいので、ランド部の記録パワーマージンが最大となる組み合わせを探索すれば良い。ランド部での記録パワーマージンが最大となるのは、ＣＡＳＥ２なので、ＣＡＳＥ２の組み合わせを最適な光パルスデューティの組み合わせとして選定する。
【００４８】
次に、得られた光パルスデューティをパルスデューティ調整回路６に設定する（ステップ５）。最適な組み合わせは、ＣＡＳＥ２なので、ランド部での光パルスデューティはＤ１、グルーブ部での光パルスデューティはＤ２とする。記録時にＬ／Ｇ検出回路１２の検出結果に応じて、ランド部に記録する場合は、パルスデューティ調整回路６にＤ１を設定し、グルーブ部に記録する場合は、Ｄ２を設定する。
【００４９】
以上の調整方法により記録パワーマージンが最大となる、最適な光パルスデューティの組み合わせを求めることができる。
【００５０】
しかしながら、光パルスデューティ条件数が増加すると探索する組み合わせ数が指数的に増加してしまう。例えば、前述のようにＤ１、Ｄ２の２条件なら４つの組み合わせを測定すれば良いが、３条件になると３×３＝９の組み合わせについて測定する必要がある。
【００５１】
この点について、種々の光ディスクを調査したところ、ランド部の光パルスデューティをグルーブ部の光パルスデューティより大きくした方が、常に記録パワーマージンが大きくなることがわかった。これは、ランド部からグルーブ部への熱拡散がグルーブ部からランド部への熱拡散より大きいためにランド部の記録パワー感度がグルーブ部の記録パワー感度に比べて低くなることから、ランド部とグルーブ部との記録パワーマージンバランスを取ることに寄与しているものと考えられる。
【００５２】
これにより、グルーブ部での光パルスデューティがランド部での光パルスデューティより大きい組み合わせは測定する必要がないので、測定組み合わせ数を減らすことができ、迅速に最適な光パルスデューティの組み合わせが得られる。表１を例に取るとＤ１＞Ｄ２であり、ＣＡＳＥ３の測定を省略することができる。同様に３条件の場合、９つの組み合わせのうち、３つを省略することができる。
【００５３】
なお、例えばランド側の記録感度が低い（高い記録パワーを要する）場合、パルスデューティをランド側で大きくすることにより、レーザに必要な記録パワーを低減することができ、レーザの信頼性向上と消費電力低減に効果がある。
【００５４】
上述では、ＢＥＲ検出回路１０を光ディスク記録装置内部に備えるものとしたが、光ディスク記録装置内部に備えず、光ディスク記録装置の出荷検査装置にＢＥＲ検出回路１０を備えるようにすることもできる。この場合、出荷時に出荷検査装置に備えられたＢＥＲ検出回路を用いて、記録パワーマージン測定を行い、コントローラ１１の不揮発メモリに最適な光パルスデューティの組み合わせを記憶させる。それ以降は記憶された最適な光パルスデューティの組み合わせを固定値として用いる。こうすることにより、装置出荷後の経時変化や環境変化による最適な光パルスディーティの変動には対応できなくなるが、ＢＥＲ検出回路１０を光ディスク記録装置ごとに備える必要がないため、装置コストを削減できる。
【００５５】
以上説明したように、本発明によれば、ランド部およびグルーブ部のそれぞれに異なる光パルスデューティを用いて記録パワーマージン測定を行い、その結果をもとに最適な光パルスデューティの組み合わせを求めるので、記録パワーマージンが最大となる光ディスク記録装置を実現できる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、記録パワーマージンが最大となる光ディスク記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例における光ディスク記録装置を示す構成図である。
【図２】本発明による実施例における光ディスク記録装置のフローチャート図である。
【図３】本発明による実施例における記録パワーマージンの説明図である。
【図４】本発明による実施例における測定結果を示す説明図である。
【図５】従来例における光ディスク装置を示す構成図である。
【図６】記録ビットと再生信号の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１：ディスク
２：スピンドルモータ
３：対物レンズ
４：光ピックアップ
５：ＬＤ駆動回路
６：パルスデューティ調整回路
７：ＲＦ回路
８：Ａ／Ｄ変換器
９：復調回路
１０：ＢＥＲ検出回路
１１：コントローラ
１２：Ｌ／Ｇ検出回路
１３：レベル検出回路
１４：パルス幅調整回路

Claims

ランド部およびグルーブ部に情報を記録する光ディスク記録装置であって、
前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録条件を２条件以上変化させることにより、前記ランド部の１つの記録条件と前記グルーブ部の１つの記録条件との組み合わせ毎に、前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録条件を設定する手段と、
前記組み合わせ毎に設定される前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録条件において、前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録パワーマージンを測定する手段と、
前記組み合わせ毎における前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録パワーマージンの測定結果に基づいて、同一の組み合わせに含まれる前記ランド部の記録パワーマージンと前記グルーブ部の記録パワーマージンとのうちで小さい方が前記組み合わせの中で最大となる組み合わせを選定し、その選定された組み合わせに含まれる前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録条件を前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの最適な記録条件として設定する手段と
から構成される記録条件設定手段を備えることを特徴とする光ディスク記録装置。
前記記録条件とは、光パルス幅または光パルスデューティのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク記録装置。
前記ランド部の記録条件として設定される光パルス幅または光パルスデューティは、前記グルーブ部の記録条件として設定される光パルス幅または光パルスデューティより大きいことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録装置。
前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの最適な記録条件を記憶し、その記憶された最適な記録条件を用いて前記ランド部および前記グルーブ部に情報を記録することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ディスク記録装置。
前記ランド部の記録パワーマージンの下限は、前記ランド部を低いパワーで記録したときのオーバーライト特性によって決まり、前記ランド部の記録パワーマージンの上限は、前記ランド部を高いパワーで記録したときのクロスライト特性により決まるものであり、
前記グルーブ部の記録パワーマージンの下限は、前記グルーブ部を低いパワーで記録したときのオーバーライト特性により決まり、前記グルーブ部の記録パワーマージンの上限は、前記グルーブ部を高いパワーで記録したときのクロスライト特性により決まるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに１項に記載の光ディスク記録装置。
前記ランド部の記録パワーマージンの下限は、前記ランド部を低いパワーでオーバーライトしたときのランド部の測定結果によって決まり、前記ランド部の記録パワーマージンの上限は、前記ランド部を高いパワーで記録したときのクロスライト特性をグルーブ部で測定した結果により決まるものであり、
前記グルーブ部の記録パワーマージンの下限は、前記グルーブ部を低いパワーでオーバーライトしたときのグルーブ部の測定結果によって決まり、前記グルーブ部の記録パワーマージンの上限は、前記グルーブ部を高いパワーで記録したときのクロスライト特性をランド部で測定した結果により決まるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに１項に記載の光ディスク記録装置。
ランド部およびグルーブ部それぞれの記録条件を２条件以上変化させることにより、前記ランド部の１つの記録条件と前記グルーブ部の１つの記録条件との組み合わせ毎に、前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録条件を設定するステップと、
前記組み合わせ毎に設定される前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録条件において、前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録パワーマージンを測定するステップと、
前記組み合わせ毎における前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録パワーマージンの測定結果に基づいて、同一の組み合わせに含まれる前記ランド部の記録パワーマージンと前記グルーブ部の記録パワーマージンとのうちで小さい方が前記組み合わせの中で最大となる組み合わせを選定し、その選定された組み合わせに含まれる前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの記録条件を、前記ランド部および前記グルーブ部それぞれの最適な記録条件として設定するステップと
からなることを特徴とする光ディスク記録装置の調整方法。