JP4413432B2 - レーザーパワー制御装置および光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルディスクの記録再生に使用するレーザーパワー制御装置およびこれを用いた光ディスク装置に関し、レーザーパワーを制御するレーザーパワー制御装置およびこれを用いた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録・再生できるＤＶＤ−ＲＡＭディスクは、ディスク内が複数のゾーンに分割され、同一ゾーン内でのディスクの回転数は変わらないが、異なるゾーン間でのディスク回転数はそれぞれ異なる。一般に、上記の方式はゾーンＣＬＶと呼ばれている。各ゾーン内は複数個のセクタに分割され、各セクタは、情報を記録できるデータ記録領域と、セクタのアドレスが予め記録されているアドレス領域とから、成立っている。更にこのフォーマットの特徴として、データ記録領域は、ディスクの案内溝領域（以下、グルーブと呼ぶ）と案内溝部に挟まれた領域（以下、ランドと呼ぶ）の両方に行うことが可能で、アドレス情報は上記グルーブ、ランドにまたがって２個づつ互い違いに記録されている。
【０００３】
データ記録領域は上記の特殊なフォーマットを円滑に再生すべく、アドレス領域及びデータ記録領域のクロック成分の分周成分による単一のうねり（以下ウォブルと呼ぶ）をディスクのカッティング時に伴なわせ、ディスクを再生した時に、そのうねり成分がトラッキング誤差信号として検出されるしくみとなっている。
【０００４】
以下に、従来の光ディスク記録再生装置について説明する。
【０００５】
図１１は、従来の光ディスク記録再生装置７００のブロック図である。図１１において、１はモーター、２は光ディスク、３は光ヘッド、４は光ヘッドからの出力信号から、再生信号、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を作り出す再生信号／サーボ信号検出回路、５は再生信号／サーボ信号検出回路４のサーボ信号を用いて光ヘッドを制御し、更にモーター２を制御するフォーカス／トラッキング制御手段、６は再生信号を２値化する再生信号２値化回路、７は２値化された再生信号を復調して再生データを生成する復調器、８は光ヘッドの光源となるレーザーを駆動するためのレーザー駆動回路、９は変調後のデータを更にレーザー駆動回路をもってレーザーを光変調させる為の信号を生成する記録信号生成回路、１０は記録するデータを変調して前記記録信号発生回路への信号を生成する変調器、１１はデータの記録時・再生時のレーザーパワーを制御するパワー制御手段、１２は基準クロック発生器１４のクロックを元に各種ゲート信号を発生するゲート信号発生器、１３は復調器７の復調された再生データのエラー量の検出及び訂正と同データ列よりアドレスを検出するエラー訂正／アドレス検出器、１４はデータの記録再生の基準クロックを発生する基準クロック発生器、１５はエラー訂正／アドレス検出回路に対してＢＥＲ（ビットエラーレート）の測定の命令を与え、また記録パワー設定手段に対してパワー設定を行うことができ、更にユーザーインターフェースを司るＣＰＵを、それぞれ示している。
【０００６】
以上のように構成された光ディスク記録再生装置７００について、以下にその動作を説明する。
【０００７】
光ヘッド３により光ディスク２から読み出された出力信号は、再生信号／サーボ信号検出回路４により、それぞれ、再生信号、フォーカス誤差信号、及びトラッキング誤差信号として後段の処理回路に与えられる。フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号はフォーカス／トラッキング制御手段５に与えられ、同手段により光ヘッド３は常にディスクの面振れ及び偏芯に追従するように制御される。再生信号は再生信号２値化回路６に与えられ、２値化のデータ列と、同データに同期した読み取りクロックとが出力として復調器７に与えられる。基準クロック発生器１４はこの装置で記録／再生するデータの変調／復調を行う為に必要な基準クロックを発生する。
【０００８】
復調器７は、与えられた２値化データ列と読み取りクロックとを用いて復調規則にのっとり変換し、更に基準クロックを用いてエラー訂正／アドレス検出器に出力する。出力された再生データは後段のエラー訂正／アドレス検出器１３に与えられ、同検出器によってトラック上のアドレス位置を検出する仕組である。アドレス検出信号は、ゲート信号発生器１２に与えられこの信号をトラック上での位置基準として記録／再生時に必要なゲート信号を前記基準クロックを用いて生成する。
【０００９】
記録データは変調器１０によって変調規則にのっとり記録のデータ列に変換される。変換されたデータ列は、記録信号生成回路９によって更にレーザーを光変調させる為の信号に変換されてレーザー駆動回路８に与えられる。レーザー駆動回路８は光ヘッド３上の光源であるレーザー光を変調し、データをディスク上に記録する仕組である。このとき、ＣＰＵ１５によってあらかじめ設定された記録パワーにて記録が行われる。
【００１０】
このような構成において、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのセクタを記録する場合の動作を、図１２を用いて説明する。ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの各ゾーン内は複数個のセクタに分割されており、さらに各セクタは、情報を記録できるデータ記録領域とセクタのアドレスが記録されているアドレス領域とを有している。図１２では、ディスクからの再生信号を図１２（ａ）に、このときのトラッキング誤差信号を図１２（ｂ）に、データ／アドレスの再生に必要な代表的なゲート信号である読み取りゲート信号を図１２（ｃ）に、アドレスの検出信号を図１２（ｄ）に、更に記録に必要な代表的なゲート信号である記録ゲート信号を図１２（ｅ）に、変調器の動作ゲート信号を図１２（ｇ）に示している。
【００１１】
光ヘッドから読み出された信号は、再生信号／サーボ信号検出回路４によって、図１２（ａ）に示す再生信号と図１２（ｂ）に示すトラッキング信号として出力される。
【００１２】
任意のゾーンＮに対してディスクの回転数がその目標回転数と合致していると仮定すると、データを記録しようとする目標の一つ前のセクタのアドレス検出信号を基準に目標セクタＬのアドレスを読むための読み取りゲート信号が、図１２の（ｃ）−２のタイミングでアクティブ状態となる。
【００１３】
復調器７は、再生信号２値化回路６からのデータとリードクロックを元に復調を行い、アドレス読み取りがエラー訂正／アドレス検出器１３で行われる。アドレスが正常に読めた場合、同検出器は図１２（ｄ）に示すような信号を発生し、この信号を基準としてゲート信号発生器はデータの記録を行うべく記録ゲート信号と変調動作開始信号を（ｅ）−１、（ｆ）−１のタイミングでアクティブにする。記録ゲート信号によりレーザー駆動回路８は記録状態となり、変調器動作開始信号がアクティブになりデータの変調動作と記録信号生成回路９が記録信号を発生する。
【００１４】
ここで記録パワーの決定方法について述べる。上記に述べたように装置はデータを記録するが記録に使用されるパワーの設定は装置で学習が行われるのが一般的である。
【００１５】
記録パワーの学習の一例として図１３にそのフローチャートを示す。ここではＤＶＤ−ＲＡＭでの学習の例を説明する。光ディスク装置では、記録時の設定パワーとして、記録パワーＰｏｐｔと消去パワーＰｅｏｐｔとの２種類の学習を行う。
【００１６】
装置は記録パワー学習の始まりで（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）、仮の消去パワーとしてＰｅ１、仮の記録パワ ーとしてＰｗ１を設定する。このときの記録パワーＰｗ１は、適正記録パワーから十分に低い値として、また消去パワーＰｅ１は規格書に定められる値に近い値を設定す る。装置は、適正パワーから十分に低い記録パワーＰｗ１と規格書に定められるパ ワーに近い消去パワーＰｅ１からある任意のセクタの記録を行い、ＢＥＲを測定する（Ｓ１０５）。
【００１７】
次に測定されたＢＥＲが閾値Ｃ１よりも小さいか否かが判断される（Ｓ１０６）。上述したように記録パワーＰｗ１が低いパワーである為、その測定値はある閾値Ｃ１より大きいと判断される（Ｓ１０６でＮＯ）。次に装置は、仮の記録パワーＰｗ１に任意の記録パワー増加分Ｐｗｓを足した値を設定して（Ｓ１０７）、記録を行い（Ｓ１０４）、同様にＢＥＲを測定する（Ｓ１０５）。これを繰り返して、ＢＥＲがある値Ｃ１を下回ったときの記録パワーＰｗを求め、これにある倍率Ｃｗをかけたものを適正記録パワーＰｗｏｐｔとする（Ｓ１０８）。
【００１８】
次に適正消去パワーＰｅｏｐｔを求める。装置は上述するようにして決定された適正記録パワーＰｗｏｐｔを使用する。消去パワーの学習は適正値に近い仮の消去パワーＰｅ１で記録を行い（Ｓ１０９）、ＢＥＲを測定する（Ｓ１１０）。ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるか否かを判断する（Ｓ１１１）。
【００１９】
ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えないときは、消去パワーＰｅ１から消去パワー減少分Ｐｅｓを減算し（Ｓ１１２）、Ｓ１０９およびＳ１１０を繰り返す。このように、ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるを超えるときの消去パワーＰｅが求められる。
【００２０】
求められた消去パワーＰｅは、消去パワー変数ＰｅＬとして記憶される（Ｓ１１３）。消去パワーＰｅを消去パワーＰｅ１に戻す。次に消去パワーＰｅ１で記録を行う（Ｓ１１４）。次にＢＥＲを測定する（Ｓ１１５）。次にＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるか否かを判定する（Ｓ１１６）。超えないときは、消去パワーＰｅに所定の値Ｐｅｓを加える（Ｓ１１７）。ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるときの消去パワーＰｅを求め、ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるときの消去パワーＰｅと先に求めたＰｅＬとの間の中心値を適正消去パワーＰｅｏｐｔとして決定する事ができる（Ｓ１１８）。
【００２１】
上記は記録パワー学習の一例であるがこの他に、記録した信号を再生してその振幅を検出してその値が適正になるように記録パワーを学習することも可能である。
【００２２】
上記やりとりがＣＰＵ１５とエラー訂正／アドレス検出器１３とパワー設定手段１１の間で行われ、これにより適正記録パワーが決定される。
【００２３】
図１４は、適正な記録パワー１０ｍＷのディスクに装置で記録を行っている図である。対物レンズの出力で前記パワー制御によってレーザーパワーは１０ｍＷに制御されて記録を行っている。図１４の指紋が付着していない部分では基材層の透過率が理想的には１であるので記録層での実効的な記録パワーも１０ｍＷとなり適正な記録を行うことができる。しかし、図１４の右側に示すようにディスク基材の表面に指紋やゴミ等が付着すると記録層での実効的な記録パワーは、付着物の透過率の分低下し例えばその透過率を０．８とすると実効的な記録パワーが８ｍＷとなり適正な記録ができなかった。
【００２４】
次に信号の再生について図１５を用いて説明する。適正な記録が行われた記録層に記録された再生信号を仮定して述べる。指紋またはゴミの付着した部分では、透過率が０．８であり光量は往復の透過率で低下するため再生信号は、正常部分の振幅を１とした時
（０．８）2＝０．６４の振幅で再生される。
【００２５】
この為、光量の不足や再生信号振幅の変動が指紋、ゴミ等の付着部では生じ適正な記録ができている部分を再生するときでもディスク表面の付着物によってエラーを生じていた。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法で決定された記録パワーで装置はデータの記録を行うが、その制御は、レーザー光量を一定に保つ制御である。この為、上記構成の装置においてディスク基材上に指紋またはキズ等が存在した時、または光ヘッド３が外部からの振動／衝撃等を受けデフォーカス、オフトラックを起こした時に、記録膜上での実効記録パワーが落ちて記録が正常に行われないことがある。
【００２７】
図１６を使ってこれを説明する。記録の動作は前述の通りであるので、説明は省略する。記録するセクタに図１６で斜線で示すように指紋等の基材上の汚れがついていたとすると、その部分での記録の実効パワーは減る。このとき、同様にウォブルの信号を観測すると、その信号振幅は指紋等の汚れがついた部分では減っている。通常、書き換え型光ディスクの記録パワーマージンは１０％から３０％で、それ以上光量が減ると、ディスク上に正確に記録ができなくなる。記録後の再生信号波形を観測すると図１６（ｇ）に示すように、記録後の再生信号の振幅は指紋等の汚れがついた場所では減少しデータの正確な再生が困難な事態となる。
【００２８】
以上まとめると、従来の装置構成においてＤＶＤ−ＲＡＭのデータの記録を行うにあたって指紋、傷等のディスク基材上の欠陥、汚れ、または光ヘッドの外部振動／衝撃によるフォーカスズレによって装置の記録が適正に行われないという問題があった。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ディスク装置は、記録領域がウォブル処理されたトラックを含む光ディスクを記録あるいは再生する光ディスク装置であって、前記光ディスクから情報を読み出し、または光ディスクへ記録する光学的手段と、前記光学的手段により前記光ディスクから読み出された前記情報に基づいて前記光ディスクに含まれる前記トラック上における前記光学的手段の走査状態を表すトラッキング誤差信号を生成する信号生成手段と、前記トラッキング誤差信号からウォブル信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記ウォブル信号に基づいて前記ウォブル信号の振幅を表すウォブルエンベロープ電圧を検出する振幅検出手段と、前記ウォブルエンベロープ電圧の平均値をバイアス電圧として出力するバイアス発生回路と、前記バイアス電圧を”１”とした時に前記ウォブルエンベロープ電圧の正の平方根を計算し、前記計算された正の平方根の逆数を演算結果として出力する演算器と、前記演算結果に基づいて前記光学的手段が前記情報を前記光ディスクに記録する時の記録パワーを制御する記録パワー制御手段とを備え、そのことにより上記目的が達成される。
【００３０】
前記光ディスク装置は、前記光ディスクの案内溝部と案内溝間部とにデータを記録可能であり、前記光ディスク装置は、前記光学的手段が走査するトラックが案内溝部か案内溝間部であるかを識別する識別手段をさらに備え、前記バイアス発生回路は、前記識別手段による識別結果に基づいて、前記案内溝部記録時用バイアス電圧および案内溝間部記録時用バイアス電圧の２種類のバイアス電圧を発生してもよい。
【００３１】
本発明に係る光ディスク装置は、記録領域がウォブル処理されたトラックを含む光ディスクを記録あるいは再生する光ディスク装置であって、前記光ディスクから情報を読み出し、または光ディスクへ記録する光学的手段と、前記光学的手段により前記光ディスクから読み出された前記情報に基づいて前記光ディスクに含まれる前記トラック上における前記光学的手段の走査状態を表すトラッキング誤差信号を生成する信号生成手段と、前記トラッキング誤差信号からウォブル信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記ウォブル信号に基づいて前記ウォブル信号の振幅を表すウォブルエンベロープ電圧を検出する振幅検出手段と、前記ウォブルエンベロープ電圧の平均値をバイアス電圧として出力するバイアス発生回路と、前記バイアス電圧を”１”とした時に前記ウォブルエンベロープ電圧の正の平方根を計算し、前記計算された正の平方根を”１”から減算した結果に”１”を加えた値を演算結果として出力する演算器と、前記演算結果に基づいて前記光学的手段が前記情報を前記光ディスクに記録する時の記録パワーを制御する記録パワー制御手段とを備え、そのことにより上記目的が達成される。
【００３２】
本発明のある局面に従えば、装置がディスク上にデータを記録する場合において、トラッキング信号に含まれるウォブル信号を抽出し信号振幅を検出することにより、ディスク基材上の汚れまたは装置のフォーカス状態を検出し、その振幅情報に応じて記録時のパワー制御を行いデータ記録時の装置の信頼性を上げることが可能となる。
【００３３】
本発明の他の局面に従えば、装置がディスク上にデータを記録する場合において、記録データの確認動作を行い書き込んだデータにエラーがあった時にのみ、ウォブル信号成分の振幅情報によるパワー制御を加えて再書き込み動作を行うことにより、データの書き込みに失敗した再書き込みの必要な最小限のデータに対して本発明を適用し、記録データの信頼性を上げることが可能となる。
【００３４】
本発明のさらに他の局面に従えば、ある決められた範囲を越えた記録パワーで記録動作を行う時に装置が警告を発することにより装置の使用者に対して装置または、ディスクの異常を知らしめることが可能となる。
【００３５】
本発明のさらに他の局面に従えば、ある決められた範囲の設定パワーをある一定時間以上越えた時にその記録部位を記録に不適切として処理することにより、ベリファイ動作を省略し、装置の処理速度を高めることが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１と図２を用いて説明する。
【００３７】
図１は本発明の光ディスク記録再生装置のブロック図を示している。図１において、１から１５までは従来の構成と同じであるので説明は省略する。
【００３８】
１６は再生信号／サーボ信号信号検出回路４からのトラッキング信号からウォブル信号成分を抽出するアンプ／フィルター、１７は前記アンプ／フィルターの出力信号であるウォブル信号の振幅を検出するエンベロープ検出回路、１８は前記エンベロープ検出回路１７の出力を用いて目標電圧を発生するバイアス発生回路、１９は前記バイアス発生回路１８とエンベロープ検出回路１７の発生する電圧からある定められた演算規則にのっとり演算結果を出力する演算器、２０はＣＰＵ２２の設定パワーと前記演算器１９の演算結果によりレーザー駆動回路８にパワー設定を行うことができる記録パワー設定手段である。
【００３９】
以上のように構成された本実施の形態における光ディスク記録再生装置を、図２を用いて説明する。
【００４０】
光ヘッドから読み出された信号は、再生信号／サーボ信号検出回路４によって図２（ａ）に示す再生信号と、図２（ｂ）に示すトラッキング誤差信号として出力される。トラッキング信号は、更にアンプ／フィルター１６によってそのウォブル信号成分のみが抽出される。図２（ｃ）にウォブル信号を示す。抽出されたウォブル信号は、もし本発明のパワー制御を加えずに一定のパワーで記録したとすると、図２（ｃ）に示すように指紋等の基材上の汚れがある部分ではその信号振幅は減少する。また、エンベロープ検出回路１７の出力も、図２（ｄ）に示すように、基材上の汚れがある部分ではその出力電圧も小さくなる。演算器１９には、前述のウォブルのエンベロープ信号（図２（ｄ）の実線）と、バイアス発生回路１８の出力電圧（図２（ｄ）の破線）とが入力される。この結果、演算器１９は、図２（ｅ）に示すような電圧を出力する。
【００４１】
本実施の形態では、演算器１９の演算は単純な差分検出とする。実際の演算はバイアス発生回路１８の出力電圧とエンベロープ検出回路１７の出力電圧との差分を求め、その差分が、バイアス発生回路１８の出力電圧を”１”としたときに何 ％に相当するかを演算結果として出力する。
【００４２】
このときのバイアス発生回路１８の出力電圧は、ウォブルエンベロープ信号のピーク値または、同信号を大きな時定数を持つフィルターで処理をしたディスクの回転に伴う変動を持った直流電圧（平均値）等を用いることができる。
【００４３】
本実施の形態では、演算器１９の出力によって記録パワーは制御され、記録パワーとして足し込まれる。制御後の記録パワーは、図２（ｆ）のように、基材上に汚れでウォブル信号の信号振幅が減少した部分ではその記録パワーを大きくして記録を行う。アドレス部では当然のことながらレーザーの発光パワーを再生のレベルに強制的に落とすので、演算器の出力は大きな電圧値を示すが、レーザーのパワーは再生レベルである。図２（ｇ）に制御後のパワーで実際に検出されるウォブルエンベロープ信号を示す。データの記録中はこのレベルがバイアス発生器の出力と概略同等になるように記録パワーは制御を受ける。
【００４４】
更に同制御によって記録されたデータの再生信号を図２（ｈ）に示す。
【００４５】
上記実施の形態では、演算器の行う演算を単純な差分検出として説明をしたが、ウォブル信号の振幅変動が正常な記録動作を行っていても大きい場合は、前記演算器の出力を入力差がある範囲を越えるときにのみ演算結果を出力し、範囲内であるときは”１００％”（制御を行わない）値を出力する演算器を構成することも可能である。
【００４６】
更に演算器の演算は単純差分だけでなく、バイアス発生回路の出力を”１”としてエンベロープ検出回路１７の出力値の平方根を求めこの値を”１”から引いた結果を”１００％”に加算した出力をする演算等も考えられる。
【００４７】
前述のように、本発明は、ある設定された適正な記録パワーで記録動作を行っているときにウォブル信号の振幅を検出して、その信号を適正であろうと推定されるレベルと比較し、その差分を記録パワーの増加分としてレーザーの記録パワー制御を行い、ディスクの基材上の汚れが付着しても信頼性高く記録できる装置を提供するものである。
【００４８】
更に本発明において、ディスクと装置の組み合わせがあらかじめ限定されている場合を想定すると、検出されるウォブル信号の振幅電圧は装置で一定であるとみなすことができ、その振幅電圧を目標値として適正記録パワーの常時制御を行うことも可能である。
【００４９】
上述の実施の形態では、ディスク基材上の指紋等の汚れについて着目し説明を行ってきたが、ウォブル信号振幅は、光ヘッドのデフォーカス、オフトラック、または光ヘッド取り付け時に生じるチルト、ディスクの反りによるチルト等でも減少することが判っている。このためウォブル信号により、ディスクの基材上の汚れ等だけでなく装置の不具合を検出することも可能である。
【００５０】
更にウォブル信号振幅によるパワー制御で加算されたパワーをＣＰＵ１５がパワー制御手段２０から読み出しその値がある閾値を越える時、使用者に対して光ディスク又は装置の異常を知らせることもできる。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図３に示す。
【００５２】
図３において、１０１はモーター、１０２は光ディスク、１０３はディスクからの反射光を電気信号に変換して同信号を再生信号／サーボ信号検出回路１０４に出力する光ヘッド、１０４は光ヘッドからの出力信号から再生信号及びフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号１、トラッキング誤差信号２を作り出す再生信号／サーボ信号検出回路、１０５は前記再生信号／サーボ信号検出回路１０４のサーボ信号を用いて光ヘッドを制御し更にモーター１０１を制御し更に基準値発生器１１７に現在走査しているトラックの極性を知らしめるフォーカス／トラッキング制御手段、１０６はデータの有無を検出して基準発生器１１７に知らしめ、再生信号を２値化する再生信号検出／２値化回路、１０７は２値化された再生信号を復調して再生データを生成する復調器、１０８は光ヘッドの光源となるレーザーを駆動するためのレーザー駆動回路、１０９は変調後のデータを更にレーザー駆動回路をもってレーザーを光変調させる為の信号を生成する記録信号生成回路、１１０は記録するデータを変調して前記記録信号発生回路への信号を生成する変調器、１１１は演算器１１８の演算結果をもとにデータの記録時再生時のレーザーパワーを制御するパワー制御手段、１１２は基準クロック発生器 １１４のクロックを元に各種ゲート信号を発生するゲート信号発生器、１１３は前記復調器１０７の復調された再生データのエラー量の検出及び訂正と同データ列よりアドレスを検出するエラー訂正／アドレス検出器、１１４はデータの記録再生の基準クロックを発生する基準クロック発生器、１１５はエラー訂正／アドレス検出回路に対してＢＥＲの測定の命令を与え、また演算器１１８に対してパワー設定またはレーザーパワー制御のモード設定を行うことができ、更にユーザーインターフェースを司るＣＰＵ、１１６は再生信号／サーボ信号検出回路１０４で生成されるトラッキング誤差信号２を増幅してウォブル信号を抽出し振幅検出を行うアンプ／バンドパスフィルター／振幅検出回路、１１７は前記アンプ／バンドパスフィルター／振幅検出回路１１６から出力されるディスクからのウォブル信号振幅検出値より、トラックの極性とデータ有無と装置の記録再生状態で決定されるトラックの属性毎に基準値を発生する基準値発生器、１１８はアンプ／バンドパスフィルター／振幅検出回路１１６と前記基準発生器からの出力値とＣＰＵ１１５からの設定パワーを演算してパワー制御手段に制御信号を出力する演算器、１１９はディスク識別手段をそれぞれ示している。
光ヘッド１０３により光ディスク１０２から読み出された出力信号は再生信号／サーボ信号検出回路１０４によりそれぞれ再生信号及びフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号１、トラッキング誤差信号２として後段の処理回路に与えられる。フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号１はフォーカス／トラッキング制御手段１０５に与えられ同手段により光ヘッド１０３は常にディスクの面振れ及び偏芯に追従するように制御される。この時、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクでは記録領域として案内溝部と案内溝間部があり光ヘッド１０３のトラッキングは制御手段１０５によって前記案内溝部、案内溝間部のどちらか一方に制御される。この案内溝部、案内溝間部を示す信号がトラックの一つの属性として基準発生器１１７に与えられる。再生信号は再生信号検出／２値化回路１０６に与えられ２値化のデータ列と同データに同期した読み取りクロックが出力として復調器１０７に与えられる。この時、更に同回路にて信号の有無が検出され、再生中のトラックの属性の一つとして前記同様に基準発生器１１７に与えられる。
基準クロック発生器１１４はこの装置で記録／再生するデータの変調／復調を行う為に必要な基準クロックを発生する。復調器１０７は、与えられた２値化データ列と前記読み取りクロックを用いて復調規則にのっとり変換し、更に前記基準クロックを用いてエラー訂正／アドレス検出器１１３に出力する。出力された再生データは後段のエラー訂正／アドレス検出器１１３に与えられ同検出器によってトラック上のアドレス位置を検出する仕組である。アドレス検出信号は、ゲート信号発生器１１２に与えられこの信号をトラック上での位置基準として記録／再生時に必要なゲート信号を前記基準クロックを用いて生成する。
【００５３】
データの記録時には記録データは変調器１１０によって変調規則にのっとり記録のデータ列に変換される。変換されたデータ列は、記録信号生成回路１０９によって更にレーザーを光変調させる為の信号に変換されレーザー駆動回路１０８に与えられ同回路は光ヘッド１０３上の光源であるレーザー光を変調し、データをディスク上に記録する仕組である。この時の記録パワーは演算器１１８によって与えられる記録パワーで行われる。基準値発生器１１７は前述のトラックの極性信号、データの有無検出信号、装置の記録再生状態を知る記録ゲートが入力され前記３信号の組み合わせ毎に入力されるウォブル信号振幅から各基準値を生成し演算器１１８に基準値を与える。演算器１１８はディスクの透過率を演算で求めＣＰＵ１１５によって与えられた設定記録パワーにディスクの記録層上でなるように制御信号を発生する。この時の演算をアンプ／バンドパスフィルター／振幅検出回路１１６から出力されるディスクからのウォブル信号振幅と基準発生器１１７からの値を用いる。
パワー制御の詳細原理を図１４と図４を用いて説明する。図１４に示す様に従来の装置においての記録パワー制御はレーザーの発光パワーを一定に制御するもので、この為、ディスクの表面に指紋やゴミのような付着物があればその部分では実効的な記録パワーが不足となり適正な記録が不可能となる。
本発明の実施の形態２では、ディスク表面に指紋やゴミ等の付着したディスクを記録する時に、記録時のディスクからのウォブル信号振幅を検出してディスク表面に付着した指紋やゴミの透過率を演算で求め実際に記録層に照射されているレーザーの照射量を制御しようとするものである。
【００５４】
詳細を図４を用いて説明する。まず指紋が付着していない部分を考察する。対物レンズ出力でのレーザー記録パワーをＰｗ（ｍＷ）、ディスク基材の透過率をＴ（＝１）、ディスク表面の付着物の透過率をＴｆ、反射率を含んだウォブル変調度係数をＫｒｗ、とすると記録層で実行的に照射されているレーザー光量Ｐｗｒ（ｍＷ）は、
Ｐｗｒ＝Ｐｗ×Ｔ （１）
従って記録層での適正な実行パワーをＰｗｒｓとすると、必要な記録時レーザー発光量は、
Ｐｗ＝Ｐｗｒｓ／Ｔ （１）'
となる。さらにこの時検出されるウォブル信号をＷｒｗとすると、実効パワーＰｗｒに記録層の反射率を含めたウォブルの変調度係数Ｋｒｗを乗じ、更に基材の透過率を乗じた値となる為、
Ｗｒｗ＝Ｐｗ×Ｔ×Ｋｒｗ×Ｔ＝Ｐｗ×Ｋｒｗ×Ｔ2 （２）
となる。上記（２）式を変形すると、
Ｔ＝（Ｗｒｗ／（Ｐｗ×Ｋｒｗ））0.5 （３）
となる。Ｋｒｗはディスク毎に求まるある一定値で実験的に求まる値でＰｗは出射パワーで既知の値とすると、上記（３）式よりディスク基材の透過率Ｔが求まり、（１）'式より必要な実行パワーＰｗｒをＰｗｒｓ一定にする為にＰｗを求め制御することができる。
次に基準値を用いた制御について述べる。上記付着物の無い部分で適正な記録パワーＰｗｓで記録をしている状態のウォブル信号振幅をＷｒｗｓとし基準値とする。
ここでＷｒｗｓは（２）式より
Ｗｒｗｓ＝Ｐｗｓ×Ｋｒｗ×Ｔ2
理想的にはＴ＝１であるので
Ｗｒｗｓ＝Ｐｗｓ×Ｋｒｗ （２）'
次に指紋付着部分では、ウォブル信号をＷｒｗ'とおくと
Ｗｒｗ'＝Ｐｗｓ×Ｔｆ×Ｋｒｗ×Ｔｆ＝Ｐｗｓ×Ｋｒｗ×Ｔｆ2 （４）
Ｔｆがここでは０．８とし更に（２）'式を（４）式に代入すると検出されるウォブル信号振幅は、
Ｗｒｗ'＝Ｗｒｗｓ×Ｔｆ2＝０．６４×Ｗｒｗｓ （５）
（５）式より、
Ｔｆ＝（Ｗｒｗ‘／Ｗｒｗｓ）0.5＝０．６４0.5＝０．８ （６）
従って必要なパワーＰｗは、Ｐｗｒｔｓ＝１０ｍＷとすると、
Ｐｗ＝Ｐｗｒｓ／Ｔｆ＝１０／０．８＝Ｐｗｒｓ×１．２５＝１２．５ｍＷ
となる。
実際の装置で記録動作の最中に制御を行う場合、上記の様に制御されたパワーによって検出されるウォブル振幅Ｗｒｗ'が変化する。従って制御ループを組んで制御を連続的に行う場合、演算の中に、制御されたパワーの基準値を求めたパワーに対する倍率に応じて検出されるウォブル信号の振幅または基準値を補正する必要がある。
例えば上記例において記録パワーを離散的に制御する装置を仮定して説明を行うと、Ｔｆが最初０．８と検出され、記録のパワーＰｗが適正記録パワーＰｗｓの１／Ｔｆで１．２５倍される。補正無しに制御を行うと次に検出されるウォブル信号振幅が１．２５倍され検出されるウォブル信号振幅の基準ウォブル信号振幅値Ｗｒｗｓに対する比は、０．６４の１．２５倍で０．８となる。ここで更に０．８の平方根をとってパワーの補正をかけると適正記録パワーＰｗｓの１．１２となり指紋による透過率Ｔｆが変化していないのに記録パワーが序々に変化していくことになる。
また記録するパワーＰｗが前記基準値Ｗｒｗｓを求めた記録パワーＰｗｓと異なる場合の補正も必要である。例えば内外周で適正記録パワーが異なり、前記ウォブル信号振幅の基準値を内周で求めたとする。ここで仮に外周の設定記録パワーが内周より小さいことを想定すると、検出されるウォブル信号振幅が小さいと判断され過剰なパワーを投入することになる。
具体的に説明を行う。何かの理由でディスクの内周・外周でディスクの記録感度が異なり実際の記録するパワーＰｗが基準値Ｗｒｗｓを求めたトラックでの適正記録パワーＰｗｓと異なる場合を想定する。Ｗｒｗｓをここでは内周トラックの最適な記録パワーＰｗｓで求めた。
装置が検索動作を行い外周側のトラックで制御を行うとする。ここでのトラックの適正な記録パワーの倍率がＣｐ（Ｃｐ＜１）で他のパラメータＫｒｗ等が変わらないとするとこの別トラックでのウォブル信号振幅基準値Ｗｒｗｓ２は、
Ｗｒｗｓ２＝Ｐｗｓ×Ｃｐ×Ｔ×Ｋｒｗ×Ｔ＝Ｐｗｓ×Ｋｒｗ×Ｃｐ＝Ｗｒｗｓ×Ｃｐ （７）
となる。
しかし補正を行わないとすると検出されるウォブル信号振幅は基準のウォブル信号振幅のＣｐ倍となりＣｐの平方根分の１のパワー補正がかかり適正なパワーで記録を行えなくなる。言い換えると実際に記録を行うトラックの適正記録パワーが基準値を求めたトラックの適正パワーと異なる場合、基準値を求めたパワーに対する実際に記録を行う制御パワーの倍率を基準値に乗じた値を別トラックの基準値として使用できることが判る。
上述の設定記録パワーが異なる時、制御によって記録パワーが異なる時の補正について図５を用いて説明する。図５に上記補正を行いかつ、記録パワー制御を行う為の演算器の１実施例を示す。
【００５５】
図５において基準値Ｗｒｗｓは基準値を求めた記録パワー：Ｐｗｓで求められた値が入力され上記制御される記録パワー：Ｐｗの補正係数Ｃｐ（Ｐｗ／Ｐｗｓ）が基準値Ｗｒｗｓに乗算され適正記録パワーが変化する時の正しい基準値として用いられる。
【００５６】
一方検出されるウォブル信号振幅は設定パワー：Ｐｗで検出されるべき検出値の補正を行う為に、一つ前の付着物の透過率Ｔｆn-1が、同値によって決定され現在発光しているレーザーパワー：Ｐｗ×１／Ｔｆn-1によるウォブル振幅検出値：Ｐｗ×１／Ｔｆn-1×Ｔｆ2×Ｋｒｗに対して乗算され設定パワーＰｗでのウォブル振幅を求める。
ここで記録パワーＰｗでのウォブル振幅は、
Ｐｗ×Ｔｆ2×Ｋｒｗ＝Ｃｐ×Ｐｗｓ×Ｔｆ2×Ｋｒｗ
となる。
【００５７】
上記値が補正された基準値Ｃｐ×Ｗｒｗｓ（＝Ｃｐ×Ｐｗｓ×Ｋｒｗ）で正規化される。
【００５８】
正規化は検出されたウォブル振幅に制御パワー変化の補正値が乗算された値を、適正記録パワーが変化する時の正しい基準値で除算された値として求められ、
Ｃｐ×Ｐｗｓ×Ｔｆ2×Ｋｒｗ ／ Ｃｐ×Ｐｗｓ×Ｋｒｗ＝Ｔｆ2
となる。制御されるパワーは前記正規化されたウォブル振幅の正の平方根分の１（＝１／Ｔｆ）として記録パワー：Ｐｗに対して乗算され出力される。上記演算を行う事により記録の設定パワーが変更された場合においても安定にウォブル振幅よりディスクの透過率を求め適正な記録パワーの制御を連続的に行うことが可能となる。
【００５９】
更に前述の補正の代替方法として記録動作を行う部分を、先ず一定パワーで再生をしてこの時のウォブル信号を記憶しておき、次に実際に記録動作を行う時に、前述の記憶されたウォブル振幅から制御パワーの目標値を演算で求め制御を行うことも可能である。
上記説明の様に検出されるウォブル振幅単独で演算を行い、または検出されるウォブル振幅から基準値を求め更にディスク表面上に指紋やゴミが付着した時のウォブル振幅と前記基準値との演算を行うことによりパワーの制御を行うことができる。ただし前記基準値は実際の装置ではトラックの属性、例えば、案内溝部・案内溝間部、ディスクの反射率、トラックの記録の有無による反射率の違い等でその値が異なる場合がある為、例えば制御手段による走査中のトラックの案内溝・案内溝間部の情報、または再生信号処理回路によるデータ記録の有無検出信号、または装置の記録再生状態によってそのトラック毎の属性に応じて基準信号を求め切り替えることが必要な場合もある。この切り替えの手段としては、基準値を求める時にＡ／Ｄコンバータを用いてそのデジタル出力を前記属性毎に平均処理した値を用いるとしてこの値を前記属性の組み合わせ毎に切り替えて出力する等の方法が考えられる。
上述の制御は実施例では記録パワーの制御を例にとったが、再生時のパワー制御としても同様のことができることは言うまでもない。 次に再生時の別のパワー制御の例について述べる。従来装置における再生時の問題は一定のレーザーパワーで再生を行った時に、ディスク表面の光の透過率が付着した指紋やゴミ等によって部分的に異なることによる再生信号の直流成分また振幅の変動が発生することにあった。ここでは再生信号の振幅を一定にするパワー制御の方法を説明する。
【００６０】
付着物の無い部分での適正な再生時のレーザーパワーをＰｐｓ、付着物の無い部分でのディスク基材の透過率をＴ、付着部分の透過率をＴｆ、記録層の反射率を含んだ再生信号の変調度をＫｒｆとすると、付着物の無い部分での再生信号振幅Ｖｒｆｓは、
Ｖｒｆｓ＝Ｐｐｓ×Ｋｒｆ×Ｔ2
ここで理想的にはＴ＝１なので、
Ｖｒｆｓ＝Ｐｐｓ×Ｋｒｆ （８）
付着物の有る部分の再生信号振幅Ｖｒｆ'は、
Ｖｒｆ'＝Ｐｐｓ×Ｋｒｆ×Ｔｆ2 （９）
再生信号を一定にする為に再生パワーＰｐを制御するので上記（８）式と（９）式より
Ｐｐ＝Ｐｐｓ×Ｖｒｆｓ／Ｖｒｆ'＝Ｐｐｓ×Ｋｒｆ／（Ｋｒｆ×Ｔ2）＝Ｐｐｓ×１／Ｔｆ2
上記より適正パワーに１／Ｔｆ2の倍率を乗算したパワーを発光すれば、振幅は一定に保つことができる。
【００６１】
一方付着物の無い部分でのウォブル信号振幅Ｗｒｐｓは前記（４）式より、
Ｗｒｐｓ＝Ｐｐｓ×Ｋｒｗ×Ｔ2
ここでＫｒｗは反射率を含んだ記録層のウォブルの変調度係数である。上記式は理想的にはＴ＝１であるから
Ｗｒｐｓ＝Ｐｐｓ×Ｋｒｗ （１０）
付着物がある部分でのディスクから検出されるウォブル信号振幅Ｗｒｐ'は前記（４）式と同様に、
Ｗｒｐ'＝Ｐｐｓ×Ｔｆ×Ｋｒｗ×Ｔｆ＝ Ｐｐｓ×Ｋｒｗ×Ｔｆ2 （１１）
上記（１０）式と（１１）式より、
Ｗｒｐｓ／Ｗｒｐ'＝１／Ｔｆ2 （１２）
上記求まった１／Ｔｆ2によりパワーを制御することができる。
【００６２】
Ｗｒｐｓを再生時の基準値として基準値発生器１１７より演算器１１８に出力して上記演算を演算器１１８に再生時に行わせ再生時のパワー制御を行い再生振幅を一定にすることができる。上記式に着目すれば再生信号振幅で制御を行うことも可能であるが、ここでウォブル信号振幅を使用するメリットとしては、再生信号でパワーを制御を行う場合未記録のセクタが間に存在したときに制御が発散してパワー制御ができない等の問題が生じる可能性がある。
【００６３】
ウォブル信号はトラックの蛇行から発生する信号である為光ビームが正常にトラックに追従する範囲であれば、信号振幅が得られることであり制御系の構築が比較的簡単に行える。
【００６４】
上記再生時のパワー制御演算を行う演算ブロックの一例を図６に示す。詳細説明は割愛するが、基準値に対してウォブル信号振幅が小さい事を現在発光しているパワーの補正を行いながら、次の制御パワーを算出する構成としている。再生信号振幅を一定とする制御は上記演算にて実現可能であるが、再生信号振幅を一定にする制御は、ディスクの記録層に過大なパワーを照射する可能性がある。これを避けるためには、図５に示す演算を再生時にも行い記録層上での実行パワーが一定となる制御のほうが望ましい。
装置において、前記記録時のパワー制御と再生時のパワー制御方法をＣＰＵ１１５が受けたコマンド毎にその動作を切り替えることは容易であり、更に装置の状態、ディスク判別手段によって得られた装置が記録・再生を行っているディスクの種類更には受けたコマンドによって装置が行う記録・再生するデータの長さや時間、制御するパワーの大きさによってその動作を切り替えることにより装置の信頼性を上げることができるのは言うまでもない。
更に一般的に、指紋やゴミの付着したトラックの記録・再生を行う時、光学手段及びその制御手段が前記付着物による擬似的なフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号によってその制御動作を不安定にする場合がある。これを予防する一つの手段として検出されたウォブルから演算で求まる透過率を監視し、この値がある値を越える時、またはある一定時間以上越えるのを監視して、ディスク表面の付着物を検出し同制御手段の動作状態を例えば、制御手段の帯域を落とすまたは制御状態のホールド等の切り替えを行い装置の制御性能を向上させることも可能である。
図７は、設定パワーが１値の場合のレーザー発光波形を表すグラフである。図８は、設定パワーが多値の場合のレーザー発光波形を表すグラフである。図７および図８に示されるように、パワー制御手段１１１は、演算器１１８による演算結果に基づいて、１値または多値の制御パワーを制御する。
【００６５】
図９は、パルス幅を制御した時のレーザー発光波形を表すグラフである。図９に示されるように、パワー制御手段１１１は、記録時の記録パルスの時間幅を制御する。
図１０は、ＤＶＤ−ＲＡＭの記録トラックの説明図である。図１０に示されるように、光ディスクは、案内溝トラックと案内溝間トラックとを有する。光ディスク装置は、光ディスクの案内溝トラックと案内溝間トラックとにデータを記録可能である。光ディスク装置は、光学的手段が走査するトラックが案内溝トラックか案内溝間トラックであるかを識別する識別手段を備える。バイアス発生回路は、識別手段の出力信号に基づいて、案内溝トラック記録時用バイアス電圧および案内溝間トラック記録時用バイアス電圧を発生する。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明において下記の効果が得られる。
【００６７】
１．データ記録時のウォブル信号振幅を、適正パワーで正常記録時のウォブル信号振幅と比較しその差分を検出して記録パワーの制御に用いることによりディスク基材上の指紋等の汚れに対してより適正な記録を行うこうとが可能となる。更に装置の外的要因によるデフォーカス、オフトラック、チルトによる実効的な記録パワーの減少に対しても有効で適正な記録を可能とせしめる。
【００６８】
２．本発明において、光ディスクと装置の組み合わせがあらかじめ限定されている場合、ウォブル信号の振幅電圧をある目標電圧に制御することで適正記録パワーの常時制御を行うことも可能である。
【００６９】
３．更に同装置において、ウォブル信号によるパワー制御を行う中で、適正記録パワーに対してある一定の割合以上のパワーを加えた時に使用者に対して警告を行うようにしてディスクまたは装置の異常を知らしめることも可能である。
【００７０】
以上まとめると本発明によって、表面に指紋やゴミ等の付着したディスクにおいても所望の記録／再生のパワーをディスクの反射光量から演算で求め制御することができ、装置のデータの記録再生性能に与える前記指紋、ゴミによる影響を最小限にすることができる。更に演算結果にあるしいき値を設け、演算結果がこの値を越えるのを検出して、ディスク表面の異常を検知して光学手段とその制御手段の動作を安定に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１における光ディスク記録再生装置のブロック図。
【図２】 実施の形態１における光ディスク記録再生装置の動作説明図。
【図３】 実施の形態２における光ディスク記録再生装置のブロック図。
【図４】 実施の形態２における記録原理の説明図。
【図５】 実施の形態２における演算器の実施例のブロック図。
【図６】 実施の形態２における他の演算器の実施例のブロック図。
【図７】 実施の形態２における設定パワーが１値の場合のレーザー発光波形を表すグラフ。
【図８】 実施の形態２における設定パワーが多値の場合のレーザー発光波形を表すグラフ。
【図９】 実施の形態２におけるパルス幅を制御した時のレーザー発光波形を表すグラフ。
【図１０】 実施の形態２におけるＤＶＤ−ＲＡＭの記録トラックの説明図。
【図１１】 従来の光ディスク記録再生装置のブロック図。
【図１２】 従来の光ディスク記録再生装置の動作説明のための動作説明図。
【図１３】 光ディスク記録再生装置の適正記録パワーを決定する方法の説明フローチャート。
【図１４】 従来の光ディスク記録再生装置の記録動作説明図。
【図１５】 従来の光ディスク記録再生装置の再生動作説明図。
【図１６】 従来の光ディスク記録再生装置の動作説明のための動作説明図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルディスクの記録再生に使用するレーザーパワー制御装置およびこれを用いた光ディスク装置に関し、レーザーパワーを制御するレーザーパワー制御装置およびこれを用いた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録・再生できるＤＶＤ−ＲＡＭディスクは、ディスク内が複数のゾーンに分割され、同一ゾーン内でのディスクの回転数は変わらないが、異なるゾーン間でのディスク回転数はそれぞれ異なる。一般に、上記の方式はゾーンＣＬＶと呼ばれている。各ゾーン内は複数個のセクタに分割され、各セクタは、情報を記録できるデータ記録領域と、セクタのアドレスが予め記録されているアドレス領域とから、成立っている。更にこのフォーマットの特徴として、データ記録領域は、ディスクの案内溝領域（以下、グルーブと呼ぶ）と案内溝部に挟まれた領域（以下、ランドと呼ぶ）の両方に行うことが可能で、アドレス情報は上記グルーブ、ランドにまたがって２個づつ互い違いに記録されている。
【０００３】
データ記録領域は上記の特殊なフォーマットを円滑に再生すべく、アドレス領域及びデータ記録領域のクロック成分の分周成分による単一のうねり（以下ウォブルと呼ぶ）をディスクのカッティング時に伴なわせ、ディスクを再生した時に、そのうねり成分がトラッキング誤差信号として検出されるしくみとなっている。
【０００４】
以下に、従来の光ディスク記録再生装置について説明する。
【０００５】
図１１は、従来の光ディスク記録再生装置７００のブロック図である。図１１において、１はモーター、２は光ディスク、３は光ヘッド、４は光ヘッドからの出力信号から、再生信号、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を作り出す再生信号／サーボ信号検出回路、５は再生信号／サーボ信号検出回路４のサーボ信号を用いて光ヘッドを制御し、更にモーター２を制御するフォーカス／トラッキング制御手段、６は再生信号を２値化する再生信号２値化回路、７は２値化された再生信号を復調して再生データを生成する復調器、８は光ヘッドの光源となるレーザーを駆動するためのレーザー駆動回路、９は変調後のデータを更にレーザー駆動回路をもってレーザーを光変調させる為の信号を生成する記録信号生成回路、１０は記録するデータを変調して前記記録信号発生回路への信号を生成する変調器、１１はデータの記録時・再生時のレーザーパワーを制御するパワー制御手段、１２は基準クロック発生器１４のクロックを元に各種ゲート信号を発生するゲート信号発生器、１３は復調器７の復調された再生データのエラー量の検出及び訂正と同データ列よりアドレスを検出するエラー訂正／アドレス検出器、１４はデータの記録再生の基準クロックを発生する基準クロック発生器、１５はエラー訂正／アドレス検出回路に対してＢＥＲ（ビットエラーレート）の測定の命令を与え、また記録パワー設定手段に対してパワー設定を行うことができ、更にユーザーインターフェースを司るＣＰＵを、それぞれ示している。
【０００６】
以上のように構成された光ディスク記録再生装置７００について、以下にその動作を説明する。
【０００７】
光ヘッド３により光ディスク２から読み出された出力信号は、再生信号／サーボ信号検出回路４により、それぞれ、再生信号、フォーカス誤差信号、及びトラッキング誤差信号として後段の処理回路に与えられる。フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号はフォーカス／トラッキング制御手段５に与えられ、同手段により光ヘッド３は常にディスクの面振れ及び偏芯に追従するように制御される。再生信号は再生信号２値化回路６に与えられ、２値化のデータ列と、同データに同期した読み取りクロックとが出力として復調器７に与えられる。基準クロック発生器１４はこの装置で記録／再生するデータの変調／復調を行う為に必要な基準クロックを発生する。
【０００８】
復調器７は、与えられた２値化データ列と読み取りクロックとを用いて復調規則にのっとり変換し、更に基準クロックを用いてエラー訂正／アドレス検出器に出力する。出力された再生データは後段のエラー訂正／アドレス検出器１３に与えられ、同検出器によってトラック上のアドレス位置を検出する仕組である。アドレス検出信号は、ゲート信号発生器１２に与えられこの信号をトラック上での位置基準として記録／再生時に必要なゲート信号を前記基準クロックを用いて生成する。
【０００９】
記録データは変調器１０によって変調規則にのっとり記録のデータ列に変換される。変換されたデータ列は、記録信号生成回路９によって更にレーザーを光変調させる為の信号に変換されてレーザー駆動回路８に与えられる。レーザー駆動回路８は光ヘッド３上の光源であるレーザー光を変調し、データをディスク上に記録する仕組である。このとき、ＣＰＵ１５によってあらかじめ設定された記録パワーにて記録が行われる。
【００１０】
このような構成において、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのセクタを記録する場合の動作を、図１２を用いて説明する。ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの各ゾーン内は複数個のセクタに分割されており、さらに各セクタは、情報を記録できるデータ記録領域とセクタのアドレスが記録されているアドレス領域とを有している。図１２では、ディスクからの再生信号を図１２（ａ）に、このときのトラッキング誤差信号を図１２（ｂ）に、データ／アドレスの再生に必要な代表的なゲート信号である読み取りゲート信号を図１２（ｃ）に、アドレスの検出信号を図１２（ｄ）に、更に記録に必要な代表的なゲート信号である記録ゲート信号を図１２（ｅ）に、変調器の動作ゲート信号を図１２（ｇ）に示している。
【００１１】
光ヘッドから読み出された信号は、再生信号／サーボ信号検出回路４によって、図１２（ａ）に示す再生信号と図１２（ｂ）に示すトラッキング信号として出力される。
【００１２】
任意のゾーンＮに対してディスクの回転数がその目標回転数と合致していると仮定すると、データを記録しようとする目標の一つ前のセクタのアドレス検出信号を基準に目標セクタＬのアドレスを読むための読み取りゲート信号が、図１２の（ｃ）−２のタイミングでアクティブ状態となる。
【００１３】
復調器７は、再生信号２値化回路６からのデータとリードクロックを元に復調を行い、アドレス読み取りがエラー訂正／アドレス検出器１３で行われる。アドレスが正常に読めた場合、同検出器は図１２（ｄ）に示すような信号を発生し、この信号を基準としてゲート信号発生器はデータの記録を行うべく記録ゲート信号と変調動作開始信号を（ｅ）−１、（ｆ）−１のタイミングでアクティブにする。記録ゲート信号によりレーザー駆動回路８は記録状態となり、変調器動作開始信号がアクティブになりデータの変調動作と記録信号生成回路９が記録信号を発生する。
【００１４】
ここで記録パワーの決定方法について述べる。上記に述べたように装置はデータを記録するが記録に使用されるパワーの設定は装置で学習が行われるのが一般的である。
【００１５】
記録パワーの学習の一例として図１３にそのフローチャートを示す。ここではＤＶＤ−ＲＡＭでの学習の例を説明する。光ディスク装置では、記録時の設定パワーとして、記録パワーＰｏｐｔと消去パワーＰｅｏｐｔとの２種類の学習を行う。
【００１６】
装置は記録パワー学習の始まりで（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）、仮の消去パワーとしてＰｅ１、仮の記録パワ ーとしてＰｗ１を設定する。このときの記録パワーＰｗ１は、適正記録パワーから十分に低い値として、また消去パワーＰｅ１は規格書に定められる値に近い値を設定す る。装置は、適正パワーから十分に低い記録パワーＰｗ１と規格書に定められるパ ワーに近い消去パワーＰｅ１からある任意のセクタの記録を行い、ＢＥＲを測定する（Ｓ１０５）。
【００１７】
次に測定されたＢＥＲが閾値Ｃ１よりも小さいか否かが判断される（Ｓ１０６）。上述したように記録パワーＰｗ１が低いパワーである為、その測定値はある閾値Ｃ１より大きいと判断される（Ｓ１０６でＮＯ）。次に装置は、仮の記録パワーＰｗ１に任意の記録パワー増加分Ｐｗｓを足した値を設定して（Ｓ１０７）、記録を行い（Ｓ１０４）、同様にＢＥＲを測定する（Ｓ１０５）。これを繰り返して、ＢＥＲがある値Ｃ１を下回ったときの記録パワーＰｗを求め、これにある倍率Ｃｗをかけたものを適正記録パワーＰｗｏｐｔとする（Ｓ１０８）。
【００１８】
次に適正消去パワーＰｅｏｐｔを求める。装置は上述するようにして決定された適正記録パワーＰｗｏｐｔを使用する。消去パワーの学習は適正値に近い仮の消去パワーＰｅ１で記録を行い（Ｓ１０９）、ＢＥＲを測定する（Ｓ１１０）。ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるか否かを判断する（Ｓ１１１）。
【００１９】
ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えないときは、消去パワーＰｅ１から消去パワー減少分Ｐｅｓを減算し（Ｓ１１２）、Ｓ１０９およびＳ１１０を繰り返す。このように、ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるを超えるときの消去パワーＰｅが求められる。
【００２０】
求められた消去パワーＰｅは、消去パワー変数ＰｅＬとして記憶される（Ｓ１１３）。消去パワーＰｅを消去パワーＰｅ１に戻す。次に消去パワーＰｅ１で記録を行う（Ｓ１１４）。次にＢＥＲを測定する（Ｓ１１５）。次にＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるか否かを判定する（Ｓ１１６）。超えないときは、消去パワーＰｅに所定の値Ｐｅｓを加える（Ｓ１１７）。ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるときの消去パワーＰｅを求め、ＢＥＲがしきい値Ｃ２を超えるときの消去パワーＰｅと先に求めたＰｅＬとの間の中心値を適正消去パワーＰｅｏｐｔとして決定する事ができる（Ｓ１１８）。
【００２１】
上記は記録パワー学習の一例であるがこの他に、記録した信号を再生してその振幅を検出してその値が適正になるように記録パワーを学習することも可能である。
【００２２】
上記やりとりがＣＰＵ１５とエラー訂正／アドレス検出器１３とパワー設定手段１１の間で行われ、これにより適正記録パワーが決定される。
【００２３】
図１４は、適正な記録パワー１０ｍＷのディスクに装置で記録を行っている図である。対物レンズの出力で前記パワー制御によってレーザーパワーは１０ｍＷに制御されて記録を行っている。図１４の指紋が付着していない部分では基材層の透過率が理想的には１であるので記録層での実効的な記録パワーも１０ｍＷとなり適正な記録を行うことができる。しかし、図１４の右側に示すようにディスク基材の表面に指紋やゴミ等が付着すると記録層での実効的な記録パワーは、付着物の透過率の分低下し例えばその透過率を０．８とすると実効的な記録パワーが８ｍＷとなり適正な記録ができなかった。
【００２４】
次に信号の再生について図１５を用いて説明する。適正な記録が行われた記録層に記録された再生信号を仮定して述べる。指紋またはゴミの付着した部分では、透過率が０．８であり光量は往復の透過率で低下するため再生信号は、正常部分の振幅を１とした時
（０．８）2＝０．６４の振幅で再生される。
【００２５】
この為、光量の不足や再生信号振幅の変動が指紋、ゴミ等の付着部では生じ適正な記録ができている部分を再生するときでもディスク表面の付着物によってエラーを生じていた。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法で決定された記録パワーで装置はデータの記録を行うが、その制御は、レーザー光量を一定に保つ制御である。この為、上記構成の装置においてディスク基材上に指紋またはキズ等が存在した時、または光ヘッド３が外部からの振動／衝撃等を受けデフォーカス、オフトラックを起こした時に、記録膜上での実効記録パワーが落ちて記録が正常に行われないことがある。
【００２７】
図１６を使ってこれを説明する。記録の動作は前述の通りであるので、説明は省略する。記録するセクタに図１６で斜線で示すように指紋等の基材上の汚れがついていたとすると、その部分での記録の実効パワーは減る。このとき、同様にウォブルの信号を観測すると、その信号振幅は指紋等の汚れがついた部分では減っている。通常、書き換え型光ディスクの記録パワーマージンは１０％から３０％で、それ以上光量が減ると、ディスク上に正確に記録ができなくなる。記録後の再生信号波形を観測すると図１６（ｇ）に示すように、記録後の再生信号の振幅は指紋等の汚れがついた場所では減少しデータの正確な再生が困難な事態となる。
【００２８】
以上まとめると、従来の装置構成においてＤＶＤ−ＲＡＭのデータの記録を行うにあたって指紋、傷等のディスク基材上の欠陥、汚れ、または光ヘッドの外部振動／衝撃によるフォーカスズレによって装置の記録が適正に行われないという問題があった。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ディスク装置は、記録領域がウォブル処理されたトラックを含む光ディスクを記録あるいは再生する光ディスク装置であって、前記光ディスクから情報を読み出し、または光ディスクへ記録する光学的手段と、前記光学的手段により前記光ディスクから読み出された前記情報に基づいて前記光ディスクに含まれる前記トラック上における前記光学的手段の走査状態を表すトラッキング誤差信号を生成する信号生成手段と、前記トラッキング誤差信号からウォブル信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記ウォブル信号に基づいて前記ウォブル信号の振幅を表すウォブルエンベロープ電圧を検出する振幅検出手段と、前記ウォブルエンベロープ電圧の平均値をバイアス電圧として出力するバイアス発生回路と、前記バイアス電圧を”１”とした時に前記ウォブルエンベロープ電圧の正の平方根を計算し、前記計算された正の平方根の逆数を演算結果として出力する演算器と、前記演算結果に基づいて前記光学的手段が前記情報を前記光ディスクに記録する時の記録パワーを制御する記録パワー制御手段とを備え、そのことにより上記目的が達成される。
【００３０】
前記光ディスク装置は、前記光ディスクの案内溝部と案内溝間部とにデータを記録可能であり、前記光ディスク装置は、前記光学的手段が走査するトラックが案内溝部か案内溝間部であるかを識別する識別手段をさらに備え、前記バイアス発生回路は、前記識別手段による識別結果に基づいて、前記案内溝部記録時用バイアス電圧および案内溝間部記録時用バイアス電圧の２種類のバイアス電圧を発生してもよい。
【００３１】
本発明に係る光ディスク装置は、記録領域がウォブル処理されたトラックを含む光ディスクを記録あるいは再生する光ディスク装置であって、前記光ディスクから情報を読み出し、または光ディスクへ記録する光学的手段と、前記光学的手段により前記光ディスクから読み出された前記情報に基づいて前記光ディスクに含まれる前記トラック上における前記光学的手段の走査状態を表すトラッキング誤差信号を生成する信号生成手段と、前記トラッキング誤差信号からウォブル信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記ウォブル信号に基づいて前記ウォブル信号の振幅を表すウォブルエンベロープ電圧を検出する振幅検出手段と、前記ウォブルエンベロープ電圧の平均値をバイアス電圧として出力するバイアス発生回路と、前記バイアス電圧を”１”とした時に前記ウォブルエンベロープ電圧の正の平方根を計算し、前記計算された正の平方根を”１”から減算した結果に”１”を加えた値を演算結果として出力する演算器と、前記演算結果に基づいて前記光学的手段が前記情報を前記光ディスクに記録する時の記録パワーを制御する記録パワー制御手段とを備え、そのことにより上記目的が達成される。
【００３２】
本発明のある局面に従えば、装置がディスク上にデータを記録する場合において、トラッキング信号に含まれるウォブル信号を抽出し信号振幅を検出することにより、ディスク基材上の汚れまたは装置のフォーカス状態を検出し、その振幅情報に応じて記録時のパワー制御を行いデータ記録時の装置の信頼性を上げることが可能となる。
【００３３】
本発明の他の局面に従えば、装置がディスク上にデータを記録する場合において、記録データの確認動作を行い書き込んだデータにエラーがあった時にのみ、ウォブル信号成分の振幅情報によるパワー制御を加えて再書き込み動作を行うことにより、データの書き込みに失敗した再書き込みの必要な最小限のデータに対して本発明を適用し、記録データの信頼性を上げることが可能となる。
【００３４】
本発明のさらに他の局面に従えば、ある決められた範囲を越えた記録パワーで記録動作を行う時に装置が警告を発することにより装置の使用者に対して装置または、ディスクの異常を知らしめることが可能となる。
【００３５】
本発明のさらに他の局面に従えば、ある決められた範囲の設定パワーをある一定時間以上越えた時にその記録部位を記録に不適切として処理することにより、ベリファイ動作を省略し、装置の処理速度を高めることが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１と図２を用いて説明する。
【００３７】
図１は本発明の光ディスク記録再生装置のブロック図を示している。図１において、１から１５までは従来の構成と同じであるので説明は省略する。
【００３８】
１６は再生信号／サーボ信号信号検出回路４からのトラッキング信号からウォブル信号成分を抽出するアンプ／フィルター、１７は前記アンプ／フィルターの出力信号であるウォブル信号の振幅を検出するエンベロープ検出回路、１８は前記エンベロープ検出回路１７の出力を用いて目標電圧を発生するバイアス発生回路、１９は前記バイアス発生回路１８とエンベロープ検出回路１７の発生する電圧からある定められた演算規則にのっとり演算結果を出力する演算器、２０はＣＰＵ２２の設定パワーと前記演算器１９の演算結果によりレーザー駆動回路８にパワー設定を行うことができる記録パワー設定手段である。
【００３９】
以上のように構成された本実施の形態における光ディスク記録再生装置を、図２を用いて説明する。
【００４０】
光ヘッドから読み出された信号は、再生信号／サーボ信号検出回路４によって図２（ａ）に示す再生信号と、図２（ｂ）に示すトラッキング誤差信号として出力される。トラッキング信号は、更にアンプ／フィルター１６によってそのウォブル信号成分のみが抽出される。図２（ｃ）にウォブル信号を示す。抽出されたウォブル信号は、もし本発明のパワー制御を加えずに一定のパワーで記録したとすると、図２（ｃ）に示すように指紋等の基材上の汚れがある部分ではその信号振幅は減少する。また、エンベロープ検出回路１７の出力も、図２（ｄ）に示すように、基材上の汚れがある部分ではその出力電圧も小さくなる。演算器１９には、前述のウォブルのエンベロープ信号（図２（ｄ）の実線）と、バイアス発生回路１８の出力電圧（図２（ｄ）の破線）とが入力される。この結果、演算器１９は、図２（ｅ）に示すような電圧を出力する。
【００４１】
本実施の形態では、演算器１９の演算は単純な差分検出とする。実際の演算はバイアス発生回路１８の出力電圧とエンベロープ検出回路１７の出力電圧との差分を求め、その差分が、バイアス発生回路１８の出力電圧を”１”としたときに何 ％に相当するかを演算結果として出力する。
【００４２】
このときのバイアス発生回路１８の出力電圧は、ウォブルエンベロープ信号のピーク値または、同信号を大きな時定数を持つフィルターで処理をしたディスクの回転に伴う変動を持った直流電圧（平均値）等を用いることができる。
【００４３】
本実施の形態では、演算器１９の出力によって記録パワーは制御され、記録パワーとして足し込まれる。制御後の記録パワーは、図２（ｆ）のように、基材上に汚れでウォブル信号の信号振幅が減少した部分ではその記録パワーを大きくして記録を行う。アドレス部では当然のことながらレーザーの発光パワーを再生のレベルに強制的に落とすので、演算器の出力は大きな電圧値を示すが、レーザーのパワーは再生レベルである。図２（ｇ）に制御後のパワーで実際に検出されるウォブルエンベロープ信号を示す。データの記録中はこのレベルがバイアス発生器の出力と概略同等になるように記録パワーは制御を受ける。
【００４４】
更に同制御によって記録されたデータの再生信号を図２（ｈ）に示す。
【００４５】
上記実施の形態では、演算器の行う演算を単純な差分検出として説明をしたが、ウォブル信号の振幅変動が正常な記録動作を行っていても大きい場合は、前記演算器の出力を入力差がある範囲を越えるときにのみ演算結果を出力し、範囲内であるときは”１００％”（制御を行わない）値を出力する演算器を構成することも可能である。
【００４６】
更に演算器の演算は単純差分だけでなく、バイアス発生回路の出力を”１”としてエンベロープ検出回路１７の出力値の平方根を求めこの値を”１”から引いた結果を”１００％”に加算した出力をする演算等も考えられる。
【００４７】
前述のように、本発明は、ある設定された適正な記録パワーで記録動作を行っているときにウォブル信号の振幅を検出して、その信号を適正であろうと推定されるレベルと比較し、その差分を記録パワーの増加分としてレーザーの記録パワー制御を行い、ディスクの基材上の汚れが付着しても信頼性高く記録できる装置を提供するものである。
【００４８】
更に本発明において、ディスクと装置の組み合わせがあらかじめ限定されている場合を想定すると、検出されるウォブル信号の振幅電圧は装置で一定であるとみなすことができ、その振幅電圧を目標値として適正記録パワーの常時制御を行うことも可能である。
【００４９】
上述の実施の形態では、ディスク基材上の指紋等の汚れについて着目し説明を行ってきたが、ウォブル信号振幅は、光ヘッドのデフォーカス、オフトラック、または光ヘッド取り付け時に生じるチルト、ディスクの反りによるチルト等でも減少することが判っている。このためウォブル信号により、ディスクの基材上の汚れ等だけでなく装置の不具合を検出することも可能である。
【００５０】
更にウォブル信号振幅によるパワー制御で加算されたパワーをＣＰＵ１５がパワー制御手段２０から読み出しその値がある閾値を越える時、使用者に対して光ディスク又は装置の異常を知らせることもできる。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図３に示す。
【００５２】
図３において、１０１はモーター、１０２は光ディスク、１０３はディスクからの反射光を電気信号に変換して同信号を再生信号／サーボ信号検出回路１０４に出力する光ヘッド、１０４は光ヘッドからの出力信号から再生信号及びフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号１、トラッキング誤差信号２を作り出す再生信号／サーボ信号検出回路、１０５は前記再生信号／サーボ信号検出回路１０４のサーボ信号を用いて光ヘッドを制御し更にモーター１０１を制御し更に基準値発生器１１７に現在走査しているトラックの極性を知らしめるフォーカス／トラッキング制御手段、１０６はデータの有無を検出して基準発生器１１７に知らしめ、再生信号を２値化する再生信号検出／２値化回路、１０７は２値化された再生信号を復調して再生データを生成する復調器、１０８は光ヘッドの光源となるレーザーを駆動するためのレーザー駆動回路、１０９は変調後のデータを更にレーザー駆動回路をもってレーザーを光変調させる為の信号を生成する記録信号生成回路、１１０は記録するデータを変調して前記記録信号発生回路への信号を生成する変調器、１１１は演算器１１８の演算結果をもとにデータの記録時再生時のレーザーパワーを制御するパワー制御手段、１１２は基準クロック発生器 １１４のクロックを元に各種ゲート信号を発生するゲート信号発生器、１１３は前記復調器１０７の復調された再生データのエラー量の検出及び訂正と同データ列よりアドレスを検出するエラー訂正／アドレス検出器、１１４はデータの記録再生の基準クロックを発生する基準クロック発生器、１１５はエラー訂正／アドレス検出回路に対してＢＥＲの測定の命令を与え、また演算器１１８に対してパワー設定またはレーザーパワー制御のモード設定を行うことができ、更にユーザーインターフェースを司るＣＰＵ、１１６は再生信号／サーボ信号検出回路１０４で生成されるトラッキング誤差信号２を増幅してウォブル信号を抽出し振幅検出を行うアンプ／バンドパスフィルター／振幅検出回路、１１７は前記アンプ／バンドパスフィルター／振幅検出回路１１６から出力されるディスクからのウォブル信号振幅検出値より、トラックの極性とデータ有無と装置の記録再生状態で決定されるトラックの属性毎に基準値を発生する基準値発生器、１１８はアンプ／バンドパスフィルター／振幅検出回路１１６と前記基準発生器からの出力値とＣＰＵ１１５からの設定パワーを演算してパワー制御手段に制御信号を出力する演算器、１１９はディスク識別手段をそれぞれ示している。
光ヘッド１０３により光ディスク１０２から読み出された出力信号は再生信号／サーボ信号検出回路１０４によりそれぞれ再生信号及びフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号１、トラッキング誤差信号２として後段の処理回路に与えられる。フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号１はフォーカス／トラッキング制御手段１０５に与えられ同手段により光ヘッド１０３は常にディスクの面振れ及び偏芯に追従するように制御される。この時、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクでは記録領域として案内溝部と案内溝間部があり光ヘッド１０３のトラッキングは制御手段１０５によって前記案内溝部、案内溝間部のどちらか一方に制御される。この案内溝部、案内溝間部を示す信号がトラックの一つの属性として基準発生器１１７に与えられる。再生信号は再生信号検出／２値化回路１０６に与えられ２値化のデータ列と同データに同期した読み取りクロックが出力として復調器１０７に与えられる。この時、更に同回路にて信号の有無が検出され、再生中のトラックの属性の一つとして前記同様に基準発生器１１７に与えられる。
基準クロック発生器１１４はこの装置で記録／再生するデータの変調／復調を行う為に必要な基準クロックを発生する。復調器１０７は、与えられた２値化データ列と前記読み取りクロックを用いて復調規則にのっとり変換し、更に前記基準クロックを用いてエラー訂正／アドレス検出器１１３に出力する。出力された再生データは後段のエラー訂正／アドレス検出器１１３に与えられ同検出器によってトラック上のアドレス位置を検出する仕組である。アドレス検出信号は、ゲート信号発生器１１２に与えられこの信号をトラック上での位置基準として記録／再生時に必要なゲート信号を前記基準クロックを用いて生成する。
【００５３】
データの記録時には記録データは変調器１１０によって変調規則にのっとり記録のデータ列に変換される。変換されたデータ列は、記録信号生成回路１０９によって更にレーザーを光変調させる為の信号に変換されレーザー駆動回路１０８に与えられ同回路は光ヘッド１０３上の光源であるレーザー光を変調し、データをディスク上に記録する仕組である。この時の記録パワーは演算器１１８によって与えられる記録パワーで行われる。基準値発生器１１７は前述のトラックの極性信号、データの有無検出信号、装置の記録再生状態を知る記録ゲートが入力され前記３信号の組み合わせ毎に入力されるウォブル信号振幅から各基準値を生成し演算器１１８に基準値を与える。演算器１１８はディスクの透過率を演算で求めＣＰＵ１１５によって与えられた設定記録パワーにディスクの記録層上でなるように制御信号を発生する。この時の演算をアンプ／バンドパスフィルター／振幅検出回路１１６から出力されるディスクからのウォブル信号振幅と基準発生器１１７からの値を用いる。
パワー制御の詳細原理を図１４と図４を用いて説明する。図１４に示す様に従来の装置においての記録パワー制御はレーザーの発光パワーを一定に制御するもので、この為、ディスクの表面に指紋やゴミのような付着物があればその部分では実効的な記録パワーが不足となり適正な記録が不可能となる。
本発明の実施の形態２では、ディスク表面に指紋やゴミ等の付着したディスクを記録する時に、記録時のディスクからのウォブル信号振幅を検出してディスク表面に付着した指紋やゴミの透過率を演算で求め実際に記録層に照射されているレーザーの照射量を制御しようとするものである。
【００５４】
詳細を図４を用いて説明する。まず指紋が付着していない部分を考察する。対物レンズ出力でのレーザー記録パワーをＰｗ（ｍＷ）、ディスク基材の透過率をＴ（＝１）、ディスク表面の付着物の透過率をＴｆ、反射率を含んだウォブル変調度係数をＫｒｗ、とすると記録層で実行的に照射されているレーザー光量Ｐｗｒ（ｍＷ）は、
Ｐｗｒ＝Ｐｗ×Ｔ （１）
従って記録層での適正な実行パワーをＰｗｒｓとすると、必要な記録時レーザー発光量は、
Ｐｗ＝Ｐｗｒｓ／Ｔ （１）'
となる。さらにこの時検出されるウォブル信号をＷｒｗとすると、実効パワーＰｗｒに記録層の反射率を含めたウォブルの変調度係数Ｋｒｗを乗じ、更に基材の透過率を乗じた値となる為、
Ｗｒｗ＝Ｐｗ×Ｔ×Ｋｒｗ×Ｔ＝Ｐｗ×Ｋｒｗ×Ｔ2 （２）
となる。上記（２）式を変形すると、
Ｔ＝（Ｗｒｗ／（Ｐｗ×Ｋｒｗ））0.5 （３）
となる。Ｋｒｗはディスク毎に求まるある一定値で実験的に求まる値でＰｗは出射パワーで既知の値とすると、上記（３）式よりディスク基材の透過率Ｔが求まり、（１）'式より必要な実行パワーＰｗｒをＰｗｒｓ一定にする為にＰｗを求め制御することができる。
次に基準値を用いた制御について述べる。上記付着物の無い部分で適正な記録パワーＰｗｓで記録をしている状態のウォブル信号振幅をＷｒｗｓとし基準値とする。
ここでＷｒｗｓは（２）式より
Ｗｒｗｓ＝Ｐｗｓ×Ｋｒｗ×Ｔ2
理想的にはＴ＝１であるので
Ｗｒｗｓ＝Ｐｗｓ×Ｋｒｗ （２）'
次に指紋付着部分では、ウォブル信号をＷｒｗ'とおくと
Ｗｒｗ'＝Ｐｗｓ×Ｔｆ×Ｋｒｗ×Ｔｆ＝Ｐｗｓ×Ｋｒｗ×Ｔｆ2 （４）
Ｔｆがここでは０．８とし更に（２）'式を（４）式に代入すると検出されるウォブル信号振幅は、
Ｗｒｗ'＝Ｗｒｗｓ×Ｔｆ2＝０．６４×Ｗｒｗｓ （５）
（５）式より、
Ｔｆ＝（Ｗｒｗ‘／Ｗｒｗｓ）0.5＝０．６４0.5＝０．８ （６）
従って必要なパワーＰｗは、Ｐｗｒｔｓ＝１０ｍＷとすると、
Ｐｗ＝Ｐｗｒｓ／Ｔｆ＝１０／０．８＝Ｐｗｒｓ×１．２５＝１２．５ｍＷ
となる。
実際の装置で記録動作の最中に制御を行う場合、上記の様に制御されたパワーによって検出されるウォブル振幅Ｗｒｗ'が変化する。従って制御ループを組んで制御を連続的に行う場合、演算の中に、制御されたパワーの基準値を求めたパワーに対する倍率に応じて検出されるウォブル信号の振幅または基準値を補正する必要がある。
例えば上記例において記録パワーを離散的に制御する装置を仮定して説明を行うと、Ｔｆが最初０．８と検出され、記録のパワーＰｗが適正記録パワーＰｗｓの１／Ｔｆで１．２５倍される。補正無しに制御を行うと次に検出されるウォブル信号振幅が１．２５倍され検出されるウォブル信号振幅の基準ウォブル信号振幅値Ｗｒｗｓに対する比は、０．６４の１．２５倍で０．８となる。ここで更に０．８の平方根をとってパワーの補正をかけると適正記録パワーＰｗｓの１．１２となり指紋による透過率Ｔｆが変化していないのに記録パワーが序々に変化していくことになる。
また記録するパワーＰｗが前記基準値Ｗｒｗｓを求めた記録パワーＰｗｓと異なる場合の補正も必要である。例えば内外周で適正記録パワーが異なり、前記ウォブル信号振幅の基準値を内周で求めたとする。ここで仮に外周の設定記録パワーが内周より小さいことを想定すると、検出されるウォブル信号振幅が小さいと判断され過剰なパワーを投入することになる。
具体的に説明を行う。何かの理由でディスクの内周・外周でディスクの記録感度が異なり実際の記録するパワーＰｗが基準値Ｗｒｗｓを求めたトラックでの適正記録パワーＰｗｓと異なる場合を想定する。Ｗｒｗｓをここでは内周トラックの最適な記録パワーＰｗｓで求めた。
装置が検索動作を行い外周側のトラックで制御を行うとする。ここでのトラックの適正な記録パワーの倍率がＣｐ（Ｃｐ＜１）で他のパラメータＫｒｗ等が変わらないとするとこの別トラックでのウォブル信号振幅基準値Ｗｒｗｓ２は、
Ｗｒｗｓ２＝Ｐｗｓ×Ｃｐ×Ｔ×Ｋｒｗ×Ｔ＝Ｐｗｓ×Ｋｒｗ×Ｃｐ＝Ｗｒｗｓ×Ｃｐ （７）
となる。
しかし補正を行わないとすると検出されるウォブル信号振幅は基準のウォブル信号振幅のＣｐ倍となりＣｐの平方根分の１のパワー補正がかかり適正なパワーで記録を行えなくなる。言い換えると実際に記録を行うトラックの適正記録パワーが基準値を求めたトラックの適正パワーと異なる場合、基準値を求めたパワーに対する実際に記録を行う制御パワーの倍率を基準値に乗じた値を別トラックの基準値として使用できることが判る。
上述の設定記録パワーが異なる時、制御によって記録パワーが異なる時の補正について図５を用いて説明する。図５に上記補正を行いかつ、記録パワー制御を行う為の演算器の１実施例を示す。
【００５５】
図５において基準値Ｗｒｗｓは基準値を求めた記録パワー：Ｐｗｓで求められた値が入力され上記制御される記録パワー：Ｐｗの補正係数Ｃｐ（Ｐｗ／Ｐｗｓ）が基準値Ｗｒｗｓに乗算され適正記録パワーが変化する時の正しい基準値として用いられる。
【００５６】
一方検出されるウォブル信号振幅は設定パワー：Ｐｗで検出されるべき検出値の補正を行う為に、一つ前の付着物の透過率Ｔｆn-1が、同値によって決定され現在発光しているレーザーパワー：Ｐｗ×１／Ｔｆn-1によるウォブル振幅検出値：Ｐｗ×１／Ｔｆn-1×Ｔｆ2×Ｋｒｗに対して乗算され設定パワーＰｗでのウォブル振幅を求める。
ここで記録パワーＰｗでのウォブル振幅は、
Ｐｗ×Ｔｆ2×Ｋｒｗ＝Ｃｐ×Ｐｗｓ×Ｔｆ2×Ｋｒｗ
となる。
【００５７】
上記値が補正された基準値Ｃｐ×Ｗｒｗｓ（＝Ｃｐ×Ｐｗｓ×Ｋｒｗ）で正規化される。
【００５８】
正規化は検出されたウォブル振幅に制御パワー変化の補正値が乗算された値を、適正記録パワーが変化する時の正しい基準値で除算された値として求められ、
Ｃｐ×Ｐｗｓ×Ｔｆ2×Ｋｒｗ ／ Ｃｐ×Ｐｗｓ×Ｋｒｗ＝Ｔｆ2
となる。制御されるパワーは前記正規化されたウォブル振幅の正の平方根分の１（＝１／Ｔｆ）として記録パワー：Ｐｗに対して乗算され出力される。上記演算を行う事により記録の設定パワーが変更された場合においても安定にウォブル振幅よりディスクの透過率を求め適正な記録パワーの制御を連続的に行うことが可能となる。
【００５９】
更に前述の補正の代替方法として記録動作を行う部分を、先ず一定パワーで再生をしてこの時のウォブル信号を記憶しておき、次に実際に記録動作を行う時に、前述の記憶されたウォブル振幅から制御パワーの目標値を演算で求め制御を行うことも可能である。
上記説明の様に検出されるウォブル振幅単独で演算を行い、または検出されるウォブル振幅から基準値を求め更にディスク表面上に指紋やゴミが付着した時のウォブル振幅と前記基準値との演算を行うことによりパワーの制御を行うことができる。ただし前記基準値は実際の装置ではトラックの属性、例えば、案内溝部・案内溝間部、ディスクの反射率、トラックの記録の有無による反射率の違い等でその値が異なる場合がある為、例えば制御手段による走査中のトラックの案内溝・案内溝間部の情報、または再生信号処理回路によるデータ記録の有無検出信号、または装置の記録再生状態によってそのトラック毎の属性に応じて基準信号を求め切り替えることが必要な場合もある。この切り替えの手段としては、基準値を求める時にＡ／Ｄコンバータを用いてそのデジタル出力を前記属性毎に平均処理した値を用いるとしてこの値を前記属性の組み合わせ毎に切り替えて出力する等の方法が考えられる。
上述の制御は実施例では記録パワーの制御を例にとったが、再生時のパワー制御としても同様のことができることは言うまでもない。 次に再生時の別のパワー制御の例について述べる。従来装置における再生時の問題は一定のレーザーパワーで再生を行った時に、ディスク表面の光の透過率が付着した指紋やゴミ等によって部分的に異なることによる再生信号の直流成分また振幅の変動が発生することにあった。ここでは再生信号の振幅を一定にするパワー制御の方法を説明する。
【００６０】
付着物の無い部分での適正な再生時のレーザーパワーをＰｐｓ、付着物の無い部分でのディスク基材の透過率をＴ、付着部分の透過率をＴｆ、記録層の反射率を含んだ再生信号の変調度をＫｒｆとすると、付着物の無い部分での再生信号振幅Ｖｒｆｓは、
Ｖｒｆｓ＝Ｐｐｓ×Ｋｒｆ×Ｔ2
ここで理想的にはＴ＝１なので、
Ｖｒｆｓ＝Ｐｐｓ×Ｋｒｆ （８）
付着物の有る部分の再生信号振幅Ｖｒｆ'は、
Ｖｒｆ'＝Ｐｐｓ×Ｋｒｆ×Ｔｆ2 （９）
再生信号を一定にする為に再生パワーＰｐを制御するので上記（８）式と（９）式より
Ｐｐ＝Ｐｐｓ×Ｖｒｆｓ／Ｖｒｆ'＝Ｐｐｓ×Ｋｒｆ／（Ｋｒｆ×Ｔ2）＝Ｐｐｓ×１／Ｔｆ2
上記より適正パワーに１／Ｔｆ2の倍率を乗算したパワーを発光すれば、振幅は一定に保つことができる。
【００６１】
一方付着物の無い部分でのウォブル信号振幅Ｗｒｐｓは前記（４）式より、
Ｗｒｐｓ＝Ｐｐｓ×Ｋｒｗ×Ｔ2
ここでＫｒｗは反射率を含んだ記録層のウォブルの変調度係数である。上記式は理想的にはＴ＝１であるから
Ｗｒｐｓ＝Ｐｐｓ×Ｋｒｗ （１０）
付着物がある部分でのディスクから検出されるウォブル信号振幅Ｗｒｐ'は前記（４）式と同様に、
Ｗｒｐ'＝Ｐｐｓ×Ｔｆ×Ｋｒｗ×Ｔｆ＝ Ｐｐｓ×Ｋｒｗ×Ｔｆ2 （１１）
上記（１０）式と（１１）式より、
Ｗｒｐｓ／Ｗｒｐ'＝１／Ｔｆ2 （１２）
上記求まった１／Ｔｆ2によりパワーを制御することができる。
【００６２】
Ｗｒｐｓを再生時の基準値として基準値発生器１１７より演算器１１８に出力して上記演算を演算器１１８に再生時に行わせ再生時のパワー制御を行い再生振幅を一定にすることができる。上記式に着目すれば再生信号振幅で制御を行うことも可能であるが、ここでウォブル信号振幅を使用するメリットとしては、再生信号でパワーを制御を行う場合未記録のセクタが間に存在したときに制御が発散してパワー制御ができない等の問題が生じる可能性がある。
【００６３】
ウォブル信号はトラックの蛇行から発生する信号である為光ビームが正常にトラックに追従する範囲であれば、信号振幅が得られることであり制御系の構築が比較的簡単に行える。
【００６４】
上記再生時のパワー制御演算を行う演算ブロックの一例を図６に示す。詳細説明は割愛するが、基準値に対してウォブル信号振幅が小さい事を現在発光しているパワーの補正を行いながら、次の制御パワーを算出する構成としている。再生信号振幅を一定とする制御は上記演算にて実現可能であるが、再生信号振幅を一定にする制御は、ディスクの記録層に過大なパワーを照射する可能性がある。これを避けるためには、図５に示す演算を再生時にも行い記録層上での実行パワーが一定となる制御のほうが望ましい。
装置において、前記記録時のパワー制御と再生時のパワー制御方法をＣＰＵ１１５が受けたコマンド毎にその動作を切り替えることは容易であり、更に装置の状態、ディスク判別手段によって得られた装置が記録・再生を行っているディスクの種類更には受けたコマンドによって装置が行う記録・再生するデータの長さや時間、制御するパワーの大きさによってその動作を切り替えることにより装置の信頼性を上げることができるのは言うまでもない。
更に一般的に、指紋やゴミの付着したトラックの記録・再生を行う時、光学手段及びその制御手段が前記付着物による擬似的なフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号によってその制御動作を不安定にする場合がある。これを予防する一つの手段として検出されたウォブルから演算で求まる透過率を監視し、この値がある値を越える時、またはある一定時間以上越えるのを監視して、ディスク表面の付着物を検出し同制御手段の動作状態を例えば、制御手段の帯域を落とすまたは制御状態のホールド等の切り替えを行い装置の制御性能を向上させることも可能である。
図７は、設定パワーが１値の場合のレーザー発光波形を表すグラフである。図８は、設定パワーが多値の場合のレーザー発光波形を表すグラフである。図７および図８に示されるように、パワー制御手段１１１は、演算器１１８による演算結果に基づいて、１値または多値の制御パワーを制御する。
【００６５】
図９は、パルス幅を制御した時のレーザー発光波形を表すグラフである。図９に示されるように、パワー制御手段１１１は、記録時の記録パルスの時間幅を制御する。
図１０は、ＤＶＤ−ＲＡＭの記録トラックの説明図である。図１０に示されるように、光ディスクは、案内溝トラックと案内溝間トラックとを有する。光ディスク装置は、光ディスクの案内溝トラックと案内溝間トラックとにデータを記録可能である。光ディスク装置は、光学的手段が走査するトラックが案内溝トラックか案内溝間トラックであるかを識別する識別手段を備える。バイアス発生回路は、識別手段の出力信号に基づいて、案内溝トラック記録時用バイアス電圧および案内溝間トラック記録時用バイアス電圧を発生する。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明において下記の効果が得られる。
【００６７】
１．データ記録時のウォブル信号振幅を、適正パワーで正常記録時のウォブル信号振幅と比較しその差分を検出して記録パワーの制御に用いることによりディスク基材上の指紋等の汚れに対してより適正な記録を行うこうとが可能となる。更に装置の外的要因によるデフォーカス、オフトラック、チルトによる実効的な記録パワーの減少に対しても有効で適正な記録を可能とせしめる。
【００６８】
２．本発明において、光ディスクと装置の組み合わせがあらかじめ限定されている場合、ウォブル信号の振幅電圧をある目標電圧に制御することで適正記録パワーの常時制御を行うことも可能である。
【００６９】
３．更に同装置において、ウォブル信号によるパワー制御を行う中で、適正記録パワーに対してある一定の割合以上のパワーを加えた時に使用者に対して警告を行うようにしてディスクまたは装置の異常を知らしめることも可能である。
【００７０】
以上まとめると本発明によって、表面に指紋やゴミ等の付着したディスクにおいても所望の記録／再生のパワーをディスクの反射光量から演算で求め制御することができ、装置のデータの記録再生性能に与える前記指紋、ゴミによる影響を最小限にすることができる。更に演算結果にあるしいき値を設け、演算結果がこの値を越えるのを検出して、ディスク表面の異常を検知して光学手段とその制御手段の動作を安定に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１における光ディスク記録再生装置のブロック図。
【図２】 実施の形態１における光ディスク記録再生装置の動作説明図。
【図３】 実施の形態２における光ディスク記録再生装置のブロック図。
【図４】 実施の形態２における記録原理の説明図。
【図５】 実施の形態２における演算器の実施例のブロック図。
【図６】 実施の形態２における他の演算器の実施例のブロック図。
【図７】 実施の形態２における設定パワーが１値の場合のレーザー発光波形を表すグラフ。
【図８】 実施の形態２における設定パワーが多値の場合のレーザー発光波形を表すグラフ。
【図９】 実施の形態２におけるパルス幅を制御した時のレーザー発光波形を表すグラフ。
【図１０】 実施の形態２におけるＤＶＤ−ＲＡＭの記録トラックの説明図。
【図１１】 従来の光ディスク記録再生装置のブロック図。
【図１２】 従来の光ディスク記録再生装置の動作説明のための動作説明図。
【図１３】 光ディスク記録再生装置の適正記録パワーを決定する方法の説明フローチャート。
【図１４】 従来の光ディスク記録再生装置の記録動作説明図。
【図１５】 従来の光ディスク記録再生装置の再生動作説明図。
【図１６】 従来の光ディスク記録再生装置の動作説明のための動作説明図。
Claims (3)
- 記録領域がウォブル処理されたトラックを含む光ディスクを記録あるいは再生する光ディスク装置であって、
前記光ディスクから情報を読み出し、または光ディスクへ記録する光学的手段と、
前記光学的手段により前記光ディスクから読み出された前記情報に基づいて前記光ディスクに含まれる前記トラック上における前記光学的手段の走査状態を表すトラッキング誤差信号を生成する信号生成手段と、
前記トラッキング誤差信号からウォブル信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記ウォブル信号に基づいて前記ウォブル信号の振幅を表すウォブルエンベロープ電圧を検出する振幅検出手段と、
前記ウォブルエンベロープ電圧の平均値をバイアス電圧として出力するバイアス発生回路と、
前記バイアス電圧を”１”とした時に前記ウォブルエンベロープ電圧の正の平方根を計算し、前記計算された正の平方根の逆数を演算結果として出力する演算器と、
前記演算結果に基づいて前記光学的手段が前記情報を前記光ディスクに記録する時の記録パワーを制御する記録パワー制御手段とを備える光ディスク装置。 - 前記光ディスク装置は、前記光ディスクの案内溝部と案内溝間部とにデータを記録可能であり、
前記光ディスク装置は、前記光学的手段が走査するトラックが案内溝部か案内溝間部であるかを識別する識別手段をさらに備え、
前記バイアス発生回路は、前記識別手段による識別結果に基づいて、前記案内溝部記録時用バイアス電圧および案内溝間部記録時用バイアス電圧の２種類のバイアス電圧を発生する、請求項１に記載の光ディスク装置。 - 記録領域がウォブル処理されたトラックを含む光ディスクを記録あるいは再生する光ディスク装置であって、
前記光ディスクから情報を読み出し、または光ディスクへ記録する光学的手段と、
前記光学的手段により前記光ディスクから読み出された前記情報に基づいて前記光ディスクに含まれる前記トラック上における前記光学的手段の走査状態を表すトラッキング誤差信号を生成する信号生成手段と、
前記トラッキング誤差信号からウォブル信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記ウォブル信号に基づいて前記ウォブル信号の振幅を表すウォブルエンベロープ電圧を検出する振幅検出手段と、
前記ウォブルエンベロープ電圧の平均値をバイアス電圧として出力するバイアス発生回路と、
前記バイアス電圧を”１”とした時に前記ウォブルエンベロープ電圧の正の平方根を計算し、前記計算された正の平方根を”１”から減算した結果に”１”を加えた値を演算結果として出力する演算器と、
前記演算結果に基づいて前記光学的手段が前記情報を前記光ディスクに記録する時の記録パワーを制御する記録パワー制御手段とを備える光ディスク装置。
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