JP4418374B2 - 光ディスクの信号記録方法および光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクの信号記録方法および光ディスク装置に関するものである。

ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光ディスクを用いてデータ記録を行う光ディスク装置では、半導体レーザから発生されたレーザ光を、光ディスク上の記録面に照射、集光させ、その熱エネルギーにて記録面の物理的性状を変化させることで記録マークを形成する。記録の原理が熱蓄積現象に基づくので、記録すべきデータに忠実な記録マークを形成するために、照射するレーザ波形には様々な工夫がなされている。すなわち、記録信号の長さ（マーク長）や記録速度に応じて、レーザパルスの最適な波形をきめ細かく設定しておき、これに従ってレーザ光を照射するものである。以後この設定を記録ストラテジと呼ぶ。

典型的な記録ストラテジとして、１つの記録マークを形成するために、１つのレーザパルスではなく複数の短いパルスを含むパルス列により形成する方式（マルチパルス型）と、記録パルスの振幅（すなわちレーザパワー）を２段階組み合わせた１つの複合パルスとする方式（以後、その波形形状が似ていることから「キャッスル型」と呼ぶ）が採用されている（例えば、特許文献１、２参照）。これにより、熱蓄積による記録マーク後半部の幅太り現象を避け、ほぼ均一幅のマークを形成することができる。なお高速記録時においては、マルチパルス型はパルス列の処理が困難になるので、キャッスル型の方が有利とされている。

特開２００３−８５７５３号公報 特開２００４−３５５８０９号公報

上記特許文献１、２に開示される記録ストラテジは、キャッスル型のレーザパルスは記録マークの長い信号に対して採用し、記録マークの短い信号に対しては、単純な単一パルスを採用している。記録文献１ではマーク長が４Ｔ以下、記録文献２ではマーク長が３Ｔに対しては、単一パルスとしている。

しかしながら、記録パルスの方式をマーク長に応じてキャッスル型と単一型との間で切替えることは、それだけ記録ストラテジの設定が複雑になる。特に、高倍速記録が進み、ＣＬＶ方式からＣＡＶ方式に移行しつつある状況では、記録速度の変化に対するより複雑な記録ストラテジが要求され、そのための調整作業時間が必要となり、ひいてはこのようなシステムにおいて良好な記録品質を確保するのは困難になることが予想される。

本発明の目的は、上記した課題に鑑み、記録ストラテジの設定を容易にし、可変速記録において短時間の調整で良好な記録特性を確保できる光ディスクの信号記録方法および光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、光ディスクに対して所定のパワーレベルのレーザ光を照射し、記録信号に応じた記録マークを形成する信号記録方法において、記録マークの長さに関係なく全ての記録マークに対して、先端部には第１のレベルＰｏで幅Ｗｈの期間と、中間部には第１のレベルＰｏより低い第２のレベルＰｍで幅Ｗｍの期間と、後端部には第１のレベルＰｏにほぼ等しく幅Ｗｔの期間とを有し、上記レベルＰｏ、Ｐｍと上記幅Ｗｈ、Ｗｔの値は、上記記録マークの長さに関係なくほぼ一定値とする記録パルスにて記録する。

また、光ディスクを可変速度にて記録する場合、予め基準速度に対する記録パルスの適切な条件を求めておき、これを元に他の任意の速度に対する記録パルスの適切な条件を演算にて求め設定する。

また本発明は、光ディスクに対して所定のパワーレベルのレーザ光を照射し、記録信号に応じた記録マークを形成する光ディスク装置において、光ディスクにレーザ光の記録パルスを照射する光ヘッドと、記録パルスを作成する記録パルス作成部と、記録パルスを作成するための作成条件を記憶する記憶部とを備える。記録パルス作成部は、記憶部に記憶する作成条件に従い、記録マークの長さに関係なく全ての記録マークに対して、先端部には第１のレベルＰｏで幅Ｗｈの期間と、中間部には第１のレベルＰｏより低い第２のレベルＰｍで幅Ｗｍの期間と、後端部には第１のレベルＰｏにほぼ等しく幅Ｗｔの期間とを有し、上記レベルＰｏ、Ｐｍと上記幅Ｗｈ、Ｗｔの値は、上記記録マークの長さに関係なくほぼ一定値とする記録パルスを作成する。

本発明によれば、記録速度が高速化しても記録品質の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック図である。ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの記録可能な光ディスク１は、スピンドルモータ２とモータ駆動部３により所定の速度で回転する。本発明は、ディスク内で線速度が変化するような方式の場合、例えばＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｎｇｕｌａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式の場合、特に有効となる。

光ヘッド４は、半導体レーザ（ＬＤ）７とレーザドライバ（ＬＤＤ）８により発光した記録用レーザ光を光ディスク１の記録面に照射し信号の記録を行う。また、再生時には再生用レーザ光を照射しその反射光を検出し、ＲＦ増幅部１３にて信号を読み出す。アクチュエータ５およびアクチュエータ駆動部６は、光ヘッド４をディスク上の所望のトラックに移動させ、またトラッキング制御とフォーカス制御とを行う。これらの制御信号は、サーボ信号作成部９にて作成する。

記録パルス作成部１０は、レーザ光の記録パルス波形、すなわちパワーレベルとそのタイミング信号を作成し、ＬＤＤ８に対して供給する。各入力信号からレーザ記録パルス波形への変換のための定数、すなわち記録ストラテジは、メモリ１２にファームウェアとして予め格納しておき、マイコン１１はこの設定値を読み出して入力する各信号に適用し、記録パルス作成部１０を制御する。

本実施例では、メモリ１２には、各記録マーク長と各速度に対するキャッスル型記録パルスの適切な波形定数を記憶している。なお、メモリ１２には基準の速度での波形定数を記憶し、他の速度でも記録品質を維持し得る波形定数はマイコン１１による速度変換の演算にて求めることもできる。

図２は、本実施例において使用する記録パルスの波形の一例を示す図である。（ａ）は比較のための従来例、（ｂ）は本実施例の場合である。記録データは一例として８−１６変調された符号であり、３Ｔ〜１１Ｔ，１４Ｔの長さのマーク期間とスペース期間とを有することとする。図では、３Ｔ，４Ｔおよび５Ｔのマーク信号について示す。ここでＴはチャネルクロック周期で、標準１倍速記録再生において１Ｔ＝３８．２２ｎｓである。

従来例（ａ）では、記録マークが３Ｔ，４Ｔ（短マーク）の場合は単一パルス２０，２１とし、５Ｔ以上の長マークの場合は凹状の２段階の記録レベルを有する複合パルス（本実施例では「キャッスル型」と呼ぶ）とする単一パルス混在方式を採用している。キャッスル型は、先端部には第１のレベル（高レベル）Ｐｏで幅Ｗｈの期間（トップパルス）２２、中間部には第１のレベルＰｏより低い第２のレベル（低レベル）Ｐｍで幅Ｗｍの期間２３、後端部には第１のレベルＰｏと等しく幅Ｗｔの期間（ラストパルス）２４を有する。これらパワーレベルＰｏ，Ｐｍ、パワー比Ｐｏ／Ｐｍと期間長Ｗｈ，Ｗｍの数値（波形定数）は、アシンメトリ、ジッタなどの記録品質が最適となる条件から求める。なお、単一パルス、キャッスル型パルスとも、前縁部と後縁部には冷却用のゼロレベルで幅Ｗｃの期間２５を設けている。

これに対して本実施例（ｂ）では、短マークの３Ｔ，４Ｔのように、従来は単一パルスとしていた記録マークに対してもキャッスル型パルス２６，２７を採用した。その際、記録品質を維持するため、パワーレベルＰｏは従来よりも大きい値に設定し、各マーク長に共通なパワー比Ｐｏ／Ｐｍと各マーク長毎に定めるパルス長Ｗを適切に設定した。その結果、マーク長に関係なく、パワーレベルＰｏ，Ｐｍと、第１のレベル（高レベル）の期間Ｗｈ，Ｗｔとを、ほぼ一定値とすればよいことが分かった。以下、このことについて詳細に説明する。

図３は、本発明を用いた場合の記録特性の一例を示す図である。（ａ）は記録パワー変動に対する動作マージンを示す。図２の記録波形定数を基準に、横軸はパワー比Ｐｏ／Ｐｍを一定として記録レベルＰｍの値を変化させ、縦軸はそのときに得られる記録品質として、ジッタ量をプロットしたものである。ここでジッタ量は、２値化した再生信号から生成したＰＬＬクロックに対する、２値化した再生信号の立ち上がりエッジの変動量である。この結果より、本実施例の方式（３Ｔ，４Ｔマークにもキャッスル型を用いる方式）は従来方式（単一パルス混在方式）に比較しマージン領域は悪化することがなく、むしろジッタ量が低減する傾向が見られ、その分だけマージン領域が拡大できることが判明した。

図３（ｂ）は記録パルス長の変動に対する動作マージンを示す。図２の記録波形定数を基準に、パルス長Ｗを変化させたときのジッタ量の変化をプロットしたものである。従来方式ではパルス長の変動に対してジッタ特性が急激に悪化するが、本実施例の方式ではその影響を受けにくく、常に良好なジッタ特性が得られ、よってマージン領域が拡大できることが判明した。

これらの結果から、本実施例によれば、記録パルスのパワー変動やパルス長変動があっても従来よりも安定したマーク形成ができる。よって、装置性能やディスク媒体の性能のばらつきに対する許容能力が向上し、安定した記録品質を確保できる効果がある。

従来は、記録マーク長が短い場合には単一パルス型が用いられてきた。しかしながら本実施例の結果から、短マークにキャッスル型を使用すれば、動作マージンが改善できることが分かった。

次に、本発明の記録方法は、記録速度がディスク内で変化するＣＡＶ方式（角速度一定）などに特に好適であり、その実施例について説明する。ＣＡＶ方式ではディスク内径から外径に向かって線速度が増大する。よって、速度の変化に応じて記録パルス波形を適切に設定しなければならない。

図４は、前記実施例１の記録パルス波形について、記録速度と最適記録パワーとの関係の一例を示す図である。横軸は記録速度で、４倍速、６倍速、８倍速と変化させ、記録パルスの時間幅は、クロック周期Ｔの変化に比例して短縮させた。その時の各速度における記録品質（ジッタ）が最適となるパワーレベルＰｏ（高レベル）とＰｍ（低レベル）をプロットしたものである。従来例（単一パルス混在方式）では、各速度での最適パワーの変化は直線的でないのに対し、本実施例の方式（３Ｔ，４Ｔにもキャッスル型を用いる方式）ではほぼ直線的に変化している。

またこれと関連して、本実施例の方式では、最適パワーレベル比Ｐｏ／Ｐｍも速度に対して直線的に変化する（高速化に従い最適パワー比Ｐｏ／Ｐｍが大きくなる）ことや、短マーク（３Ｔなど）の適切なパルス長Ｗが高速化に従い大きくなることが判明した。

すなわち従来方式では、速度に対する最適パワーレベルなどの記録ストラテジが予測しがたく、速度が変化する毎に最適レベルを求めねばならず制御が極めて煩雑であった。仮に直線的なストラテジ条件が別に存在するにしても、それに合わせ込むための再調整の作業に多大の労力を要していた。これに対し本実施例の方式では、ストラテジ条件は速度に対して直線的に変化するので、記録パワーレベルなどの最適条件を直線的な補間演算にて容易に予測できる。よって、予め基準速度での適切なパワーレベルなどのストラテジ条件を求めておけば、任意の速度での適切なレベルを容易に予測し設定できる。これにより、ストラテジ条件の再調整や、複雑なパワー制御を必要としない。

このように本実施例によれば、ＣＡＶ方式のような可変速記録システムにおいて、設計の効率が向上し、また速度変化による品質低下を抑えることができる。

上記各実施例では、記録パルス波形の典型例として、先端部と後端部の両方に高レベルの期間（トップパルスとラストパルス）を有する場合（キャッスル型）を示したが、本発明はこれに限らず、先端部のみを高レベルとする場合（トップパルスのみ）や、マルチパルス方式を組み合わせる場合にも同様に有効である。

また上記各実施例では、例えば３Ｔ，４Ｔマークにもキャッスル型を用いることを示したが、本発明はこれに限ることなく、さらに短い１Ｔ，２Ｔマークの記録に対しキャッスル型を用いることとしても良い。

本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック図。 本実施例において使用する記録パルスの波形の一例を示す図。 本発明を用いた場合の記録特性の一例を示す図。 本実施例における記録速度と最適記録パワーとの関係の一例を示す図。

符号の説明

１…光ディスク、２…スピンドルモータ、４…光ヘッド、７…半導体レーザ（ＬＤ）、８…レーザドライバ（ＬＤＤ）、１０…記録パルス作成部、１１…マイコン、１２…メモリ、２６〜２８…記録パルス。

Claims (6)

1. 光ディスクに対して所定のパワーレベルのレーザ光を照射し、記録信号に応じた記録マークを形成する信号記録方法において、
   上記記録マークの長さに関係なく全ての記録マークに対して、先端部には第１のレベルＰｏで幅Ｗｈの期間と、中間部には第１のレベルＰｏより低い第２のレベルＰｍで幅Ｗｍの期間と、後端部には第１のレベルＰｏにほぼ等しく幅Ｗｔの期間とを有し、上記レベルＰｏ、Ｐｍと上記幅Ｗｈ、Ｗｔの値は、上記記録マークの長さに関係なくほぼ一定値とする記録パルスにて記録することを特徴とする光ディスクの信号記録方法。
2. 請求項１記載の光ディスクの信号記録方法において、
   前記記録信号は変調された符号であって、前記記録マークは、３Ｔおよび４Ｔ（Ｔはチャネルクロック周期）の長さの符号を含むことを特徴とする光ディスクの信号記録方法。
3. 請求項１または２に記載の光ディスクの信号記録方法において、
   前記光ディスクを可変速度にて記録する場合、予め基準速度に対する前記記録パルスの適切な条件を求めておき、これを元に他の任意の速度に対する記録パルスの適切な条件を演算にて求め設定することを特徴とする光ディスクの信号記録方法。
4. 請求項３記載の光ディスクの信号記録方法において、
   前記光ディスクをＣＡＶ方式にて記録する場合、前記他の速度に対する記録パルスのレベルＰｏ、Ｐｍを直線的な補間演算にて求め設定することを特徴とする光ディスクの信号記録方法。
5. 光ディスクに対して所定のパワーレベルのレーザ光を照射し、記録信号に応じた記録マークを形成する光ディスク装置において、
   上記光ディスクにレーザ光の記録パルスを照射する光ヘッドと、
   該記録パルスを作成する記録パルス作成部と、
   該記録パルスを作成するための作成条件を記憶する記憶部とを備え、
   上記記録パルス作成部は、上記記憶部に記憶する作成条件に従い、上記記録マークの長さに関係なく全ての記録マークに対して、先端部には第１のレベルＰｏで幅Ｗｈの期間と、中間部には第１のレベルＰｏより低い第２のレベルＰｍで幅Ｗｍの期間と、後端部には第１のレベルＰｏにほぼ等しく幅Ｗｔの期間とを有し、上記レベルＰｏ、Ｐｍと上記幅Ｗｈ、Ｗｔの値は、上記記録マークの長さに関係なくほぼ一定値とする記録パルスを作成することを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項５記載の光ディスク装置において、
   前記光ディスクを可変速度にて回転駆動する駆動部を備え、
   前記記憶部は基準速度に対する前記記録パルスの作成条件を記憶し、
   前記記録パルス作成部は、該記憶部に記憶している作成条件を元に任意の速度に対する記録パルスの作成条件を演算にて求め、該求めた作成条件に従って該任意の速度に対する記録パルスを作成することを特徴とする光ディスク装置。

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