JP4462192B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は光ディスク装置に関し、特にデータ記録時の記録パワー最適化（ＲＯＰＣ）に関する。

従来より、ＣＤドライブやＤＶＤドライブ等のデータ記録可能な光ディスク装置では、ＯＰＣ（Optimum Power Control）及びＲＯＰＣ（Running Optimum Power Control）により記録パワーを最適化してデータを記録している。ここで、ＯＰＣは光ディスクの所定エリアにテストデータを種々の記録パワーで試し書きし、このテストデータを再生して得られるβ値や変調度等の再生信号品質が目標値となる記録パワーを算出する処理であり、ＲＯＰＣは光ディスク内で記録膜の塗布むらや光ディスクの傾きによるレーザビームの形状変化等に起因して記録感度が異なることに鑑みて、データ記録時の反射光量（ピット形成後に反射光量が安定するときの反射光量でありレベルＢと称する）に応じて記録パワーを増減調整するものである。

一般に、ＲＯＰＣでは、ＯＰＣにより定めた初期記録パワーＰｏ、初期反射光量Ｂｏに対し、
Ｂｏ／Ｐｏⁿ＝Ｂ／Ｐⁿ
となるように記録パワーＰを定める。通常、ｎは２程度に設定されるが、下記の特許文献では、ｎを１．５〜１０の間、特にｎを３．２近傍に設定することが記載されている。

特開２００３−２４８９２９号公報

しかしながら、上記の式を用いてＲＯＰＣを行う技術は、データの記録により記録膜の反射光量が減少するようなタイプ（ＨｔｏＬ型）の光ディスクには良く適用できるが、近年ではデータの記録により記録膜の反射光量が逆に増大するようなタイプ（ＬｔｏＨ型）の光ディスクも市場に流通するようになっており、このようなタイプの光ディスクでは上式を用いたＲＯＰＣが機能しない問題がある。

すなわち、ＨｔｏＬ型の光ディスクにおいては、記録パワーが適正パワーより小さいとデータ記録不足となって反射光量Ｂが増大するが、上式に従うと記録パワーＰを増大するような制御が行われるため安定にＲＯＰＣを実行することが可能であるが、ＬｔｏＨ型の光ディスクにおいては、記録パワーが適正パワーより小さいと逆に反射光量Ｂが減少するため、上式に従うと記録パワーＰを減少するような制御が行われてしまう。

もちろん、光ディスク装置に光ディスクが装着された時点でいずれの型の光ディスクであるかを識別し、ＬｔｏＨの型の光ディスクである場合にはＲＯＰＣを中止してＯＰＣにより定めた初期記録パワーに固定して記録することも可能であるが、データの記録品質が保証されなくなる。

本発明の目的は、任意の光ディスク、特にＬｔｏＨの型の光ディスクが装着された場合にも、確実に記録パワーを最適化してデータを記録できる装置を提供することにある。

本発明は、光ディスクの所定エリアにテストデータを記録し、該テストデータの再生信号品質に基づき記録パワーを初期設定するとともに、データ記録時の反射光量Ｂに基づき前記記録パワーを調整する光ディスク装置であって、光ディスクの反射特性を識別する識別手段と、初期設定時の反射光量Ｂｏ及び記録パワーＰｏに対し、現在の反射光量Ｂ及び記録パワーＰから、
Ｋ＝Ｐｏ／Ｐ・｛１＋１／ｎ・（Ｂ−Ｂｏ）／Ｂｏ｝
但し、ｎは所定値
によりパラメータＫを演算する演算手段と、前記パラメータＫの値及び前記反射特性に応じて前記記録パワーＰを増減調整する調整手段とを有することを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記調整手段は、前記反射特性がデータ記録により反射率が低下する特性である場合であってＫ＝１の場合には前記記録パワーＰをそのまま維持し、Ｋ＞１の場合には前記記録パワーＰを増大調整し、Ｋ＜１の場合には前記記録パワーＰを減少調整し、かつ、前記反射特性がデータ記録により反射率が増大する特性である場合であってＫ＝１の場合には前記記録パワーＰをそのまま維持し、Ｋ＞１の場合には前記記録パワーＰを減少調整し、Ｋ＜１の場合には前記記録パワーＰを増大調整する。

本発明によれば、パラメータＫの値及び光ディスクの反射特性に応じ、記録パワーを適切に増減調整してＲＯＰＣを実行することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態にかかる光ディスク装置の全体構成図を示す。ＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等のデータ記録可能な光ディスク１０は、図示しないスピンドルモータにより回転駆動される。

ピックアップ（ＰＵ）１２は、光ディスク１０に対向配置され、光ディスク１０の表面にレーザ光を照射するレーザダイオード（ＬＤ）を含む。レーザダイオードは、レーザダイオード駆動回路（ＬＤＤ）３２により駆動され、データを再生する際には再生パワーのレーザ光を照射し、記録する際には記録パワー（記録パワー＞再生パワー）のレーザ光を照射する。また、ピックアップ１２は、光ディスク１０から反射したレーザ光を電気信号に変換する４分割フォトディテクタを有し、再生信号をサーボ検出部１４及びＲＦ検出部２０に出力する。

サーボ検出部１４は、ピックアップ１２からの信号に基づきトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成してそれぞれトラッキング制御部１６及びフォーカス制御部１８に出力する。トラッキング制御部１６は、トラッキングエラー信号に基づきピックアップ１２を光ディスク１０のトラック幅方向に駆動してオントラック状態とする。また、フォーカス制御部１８はフォーカスエラー信号に基づきピックアップ１２をフォーカス方向に駆動してオンフォーカス状態とする。例えば４分割フォトディテクタの場合、半径方向に分割されたディテクタの差分からトラッキングエラー信号が生成され、４分割フォトディテクタの対角和の差分からフォーカスエラー信号が生成される。もちろん、他の方式も可能である。

ＲＦ検出部２０は、ピックアップ１２からの信号を増幅して再生ＲＦ信号を生成し、信号処理部２２及びデコーダ２６に出力する。信号処理部２２は、ＯＰＣ実行時にはテストデータの再生信号からβ値算出に必要な信号を検出してコントローラ３０に出力する。β値は、β値＝（｜Ａ１｜−｜Ａ２｜）／（｜Ａ１｜＋｜Ａ２｜） で定義される。Ａ１はＡＣ結合されたＲＦ信号のピーク値、Ａ２はボトム値である。信号処理部２２は、ＯＰＣ時の各記録パワー毎にピーク値及びボトム値を検出してコントローラ３０に出力する。

また、信号処理部２２は、ＲＯＰＣ実行時には記録パワー照射時の光ディスク１０からの反射信号を所定のタイミングでサンプリングしてレベルＢ（反射光量Ｂ）を検出し、コントローラ３０に出力する。レベルＢの検出は、回路系のオフセットを除去して行う。すなわち、レーザ光を照射しない場合のレベルＢをオフセット値とし、実際の記録時にはこのオフセット値を差し引いたレベルＢ値をコントローラ３０に出力する。

デコーダ２６は、イコライザや二値化器を備え、再生ＲＦ信号の所定周波数、具体的には３Ｔ信号の振幅をブーストして二値化し、二値化信号を復調してコントローラ３０に出力する。復調は、図示しないＰＬＬ回路で同期クロック信号を生成して信号を抽出することで実行される。

コントローラ３０は、サーボ検出部１４やＲＦ検出部２０、ＬＤＤ３２等の各部の動作を制御するとともに、デコーダ２６からの復調データをパーソナルコンピュータ等の上位装置に出力する。コントローラ３０は、データ記録時には上位装置からの記録データに基づきＬＤＤ３２を駆動し、設定された記録ストラテジでデータを記録する。記録ストラテジは、例えばＤＶＤ−Ｒの場合、３Ｔ〜１４Ｔ（Ｔはトラック方向長さの基準周期）のデータのうち３Ｔは単一パルスで記録し、４Ｔ以上はマルチパルスでデータを記録するときの先頭パルス（トップパルス）のパルス幅やパルス振幅、後続パルスのパルス幅やパルス振幅で規定される。コントローラ３０は、データ記録に先立ってＯＰＣを実行する。すなわち、ＬＤＤ３２を駆動して光ディスク１０のテストエリアに種々の記録パワーでテストデータを数フレーム分記録し、該テストデータを再生して信号処理部２２から供給されるピーク値とボトム値から各記録パワーにおけるβ値を算出する。得られたβ値と目標値βｏとを比較し、目標値βｏが得られる記録パワーを算出して初期最適記録パワーＰｏとする。さらに、コントローラ３０は、光ディスク１０のデータエリアに上位装置から供給されたデータを記録する際に、ＲＯＰＣを実行して初期最適記録パワーＰｏをフィードバック制御する。すなわち、信号処理部２２から供給されるレベルＢを監視し、このレベルＢに基づいて初期最適記録パワーＰｏを増減調整する。

図２に、図１におけるコントローラ３０の機能ブロック図を示す。コントローラ３０は、ＯＰＣ及びＲＯＰＣをそれぞれ実行するＯＰＣ制御部及びＲＯＰＣ制御部を備え、さらに各種パラメータを記憶するメモリを備える。コントローラ３０はマイコンで構成され、ＯＰＣ制御部及びＲＯＰＣ制御部はマイコンのＣＰＵで構成され、メモリはＲＯＭ及びＲＡＭで構成される。

ＯＰＣ制御部は、信号処理部２２から供給されたピーク値及びボトム値に基づいてβ値を算出し、算出したβ値に基づき目標値βｏが得られる記録パワーＰｏを直線近似により算出する。算出された初期最適記録パワーＰｏ及びこの記録パワーＰｏでテストデータを記録したときの反射光のレベルＢ（基準値）であるＢｏをメモリに記憶する。

ＲＯＰＣ制御部は、信号処理部２２から供給されたレベルＢ及び最適記録パワーＰｏ並びにメモリに予め記録されたＢｏを用いて最適記録パワーＰを調整する。具体的には、ＲＯＰＣ制御部は、
Ｂｏ／Ｐｏⁿ＝Ｂ／（Ｐ・Ｋ）ⁿ
となるように記録パワーＰを設定する。ここで、ｎは２近傍でもよく、上記の従来技術のように１．５〜１０の値、特に３．２近傍としてもよい。本実施形態では、例えばｎを２に設定する。

パラメータＫは次の記録パワーを増大させるか減少させるかを、光ディスク１０の反射特性、つまりＨｔｏＬ型かＬｔｏＨ型かに応じて設定するためのパラメータであり、具体的には以下のように設定される。
＜光ディスク１０がＨｔｏＬ型の場合＞
Ｋ＝１：次の記録パワーは現在の記録パワーのままとする
Ｋ＞１：次の記録パワーは増大させる
Ｋ＜１：次の記録パワーは減少させる
要するに、（次の記録パワー）＝Ｋ・（現在の記録パワー）により算出する。
＜光ディスク１０がＬｔｏＨ型の場合＞
Ｋ＝１：次の記録パワーは現在の記録パワーのままとする
Ｋ＞１：次の記録パワーは減少させる
Ｋ＜１：次の記録パワーは増大させる
要するに、（次の記録パワー）＝（１／Ｋ）・（現在の記録パワー）により算出する。

このように、ＲＯＰＣ制御部は光ディスク１０の反射特性に応じ、パラメータＫの値で次の記録パワーＰを決定する。パラメータＫは、具体的には以下のように算出される。すなわち、上式を変形すると、
Ｋ≒Ｐｏ／Ｐ・｛１＋１／ｎ・（Ｂ−Ｂｏ）／Ｂｏ｝
（但し、（Ｂ−Ｂｏ）／Ｂｏ＜＜１とした）
が得られ、この式を用いてＫの値を算出し、Ｋの値と１との比較結果、及び光ディスク１０の反射特性に応じて次の記録パワーを決定する。

より具体的に説明する。まず、テストエリアにて初期記録パワーＰｏ及びレベルＢｏが算出され、メモリに記憶される。次に、あるトラックにデータを記録する際、記録パワーＰ（初期記録時はＰｏ）でデータを記録し、そのときのレベルＢを検出する。これにより、Ｐｏ、Ｂｏ、Ｐ、Ｂが得られたことになるから、上式を用いてＫの値を算出する。算出されたＫの値が１であれば、現在の記録パワーと反射光量との関係は、基本式である
Ｂｏ／Ｐｏⁿ＝Ｂ／Ｐⁿ
が成立していることを意味するから次のトラックにおける記録パワーは記録パワーＰのままとなる。算出されたＫの値がＫ＞１を満たす場合には光ディスク１０の反射特性に応じて異なる。ＨｔｏＬ型であれば次のトラックにおける記録パワーは現在の記録パワーＰよりも所定量増大させる。Ｋ＞１ということはＢが大きい、つまり記録パワー不足で反射光量が大きいことを意味するからである。ＬｔｏＨ型であれば次のトラックにおける記録パワーは現在の記録パワーＰよりも所定量減少させる。Ｋ＞１ということはＢが大きい、つまり記録パワー過剰で反射光量が大きいことを意味するからである。算出されたＫの値がＫ＜１を満たす場合も光ディスク１０の反射特性に応じて異なる。ＨｔｏＬ型であれば次のトラックにおける記録パワーは現在の記録パワーＰよりも所定量減少させる。Ｋ＜１ということはＢが小さい、つまり記録パワー過剰で反射光量が小さいことを意味するからである。ＬｔｏＨ型であれば次のトラックにおける記録パワーは現在の記録パワーＰよりも所定量増大させる。Ｋ＜１ということはＢが小さい、つまり記録パワー不足で反射光量が小さいことを意味するからである。以上の処理を順次繰り返すことで、初期最適記録パワーＰｏが増減調整され、光ディスク１０の記録膜感度ムラを吸収できる。光ディスク１０の反射特性は、光ディスク１０が装着された直後にリードインエリアを再生し、リードインエリアに予め記録されているディスク特性データから識別すればよい。なお、上述のＲＯＰＣ制御の実行は、記録トラック毎に実行することを説明したが、記録開始後所定時間経過する毎に実行するようにしてもよい。つまり、所定のタイミングで実行すればよい。

図３に、実施形態の処理フローチャートを示す。まず、光ディスク１０が装着されると（Ｓ１０１）、光ディスク１０のリードインエリアに形成された光ディスクの情報を読み取り、光ディスク１０の反射特性、つまりＨｔｏＬ型（データ記録により反射光量が低下する）かＬｔｏＨ型（データ記録により反射光量が増大する）かを識別する。識別結果はコントローラ３０のメモリに記憶される。

次に、ＯＰＣを実行する（Ｓ１０３）。ＯＰＣでは、上記のように記録パワーを複数段に変化させてテストデータを記録し、これらのテストデータを再生してその再生信号品質が目標値となる記録パワーを最適記録パワーＰｏとして選択する。ＯＰＣを実行して得られた初期最適記録パワーＰｏ及びそのときの反射光量Ｂｏはコントローラ３０のメモリに記憶される。

そして、初期設定された記録パワーＰｏでデータの記録を開始するとともに、データ記録時の反射光量Ｂを検出し、次の記録パワーを調整するＲＯＰＣを実行する。ＲＯＰＣ実行時には、下記の式
Ｋ＝Ｐｏ／Ｐ・｛１＋１／ｎ・（Ｂ−Ｂｏ）／Ｂｏ｝
によりＫを算出する（Ｓ１０４）。すなわち、メモリに記憶されたＰｏ、Ｂｏを読み出すとともに現在のデータ記録時の記録パワーＰ（記録開始時はＰｏ）及びＢを用いてＫを算出する。ｎは所定値で例えば２である。Ｋの値を算出した後、光ディスク１０の反射特性に応じ、このＫの値と１との大小関係から次の記録パワーを設定する。

具体的には、メモリに記憶された識別結果がＨｔｏＬ型であるか否かを判定し（Ｓ１０５）、ＨｔｏＬ型である場合には、次にＫ＝１であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。Ｋ＝１である場合には、現在の反射光量Ｂ及び記録パワーＰは適正であることを意味するから、次の記録パワーは現在の記録パワーＰのまま不変とする（Ｓ１０７）。Ｋ＝１でない場合には、さらにＫ＞１であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。Ｋ＞１である場合には、現在の反射光量Ｂは適正値に対して大きい、つまり現在の記録パワーＰは不足であることを意味するから次の記録パワーは現在の記録パワーＰより所定量だけ増大させる（Ｓ１０９）。一方、Ｋ＞１でない、つまりＫ＜１である場合には、現在の反射光量Ｂは適正値に対して小さい、つまり現在の記録パワーＰは過剰であることを意味するから次の記録パワーは現在の記録パワーＰより所定量だけ減少させる（Ｓ１１０）。現在の記録パワーにＫを乗じて次の記録パワーを算出してもよい。

また、光ディスク１０の識別結果がＨｔｏＬ型ではない、つまりＬｔｏＨ型である場合には、同様にして次にＫ＝１であるか否かを判定する（Ｓ１１１）。Ｋ＝１である場合には、現在の反射光量Ｂ及び記録パワーＰは適正であることを意味するから、次の記録パワーは現在の記録パワーＰのまま不変とする（Ｓ１１２）。Ｋ＝１でない場合には、さらにＫ＞１であるか否かを判定する（Ｓ１１３）。Ｋ＞１である場合には、現在の反射光量Ｂは適正値に対して大きい、つまり現在の記録パワーＰは過剰であることを意味するから次の記録パワーは現在の記録パワーＰより所定量だけ減少させる（Ｓ１１４）。一方、Ｋ＞１でない、つまりＫ＜１である場合には、現在の反射光量Ｂは適正値に対して小さい、つまり現在の記録パワーＰは不足であることを意味するから次の記録パワーは現在の記録パワーＰより所定量だけ増大させる（Ｓ１１５）。現在の記録パワーに１／Ｋを乗じて次の記録パワーを算出してもよい。

このように、本実施形態では、光ディスク１０がＨｔｏＬ型であるかＬｔｏＨ型であるかを問わず、ＲＯＰＣを確実に実行してデータを記録することができる。

また、本実施形態では、ＲＯＰＣ実行時の基本式
Ｂｏ／Ｐｏⁿ＝Ｂ／Ｐⁿ
を利用し、パラメータＫの値により記録パワー増減の方向を決定しているので、既存の光ディスク装置システムを援用して簡易に実現することができる。

光ディスク装置の全体構成図である。 図１におけるコントローラの構成図である。 実施形態の処理フローチャートである。

符号の説明

１０ 光ディスク、１２ ピックアップ、３０ コントローラ、３２ ＬＤＤ。

Claims (2)

1. 光ディスクの所定エリアにテストデータを記録し、該テストデータの再生信号品質に基づき記録パワーを初期設定するとともに、データ記録時の反射光量Ｂに基づき前記記録パワーを調整する光ディスク装置であって、
   光ディスクの反射特性を識別する識別手段と、
   初期設定時の反射光量Ｂｏ及び記録パワーＰｏに対し、現在の反射光量Ｂ及び記録パワーＰから、
   Ｋ＝Ｐｏ／Ｐ・｛１＋１／ｎ・（Ｂ−Ｂｏ）／Ｂｏ｝
   但し、ｎは所定値
   によりパラメータＫを演算する演算手段と、
   前記パラメータＫの値及び前記反射特性に応じて前記記録パワーＰを増減調整する調整手段と、
   を有し、
   前記調整手段は、前記反射特性がデータ記録により反射率が低下する特性である場合であってＫ＝１の場合には前記記録パワーＰをそのまま維持し、Ｋ＞１の場合には前記記録パワーＰを増大調整し、Ｋ＜１の場合には前記記録パワーＰを減少調整し、かつ、前記反射特性がデータ記録により反射率が増大する特性である場合であってＫ＝１の場合には前記記録パワーＰをそのまま維持し、Ｋ＞１の場合には前記記録パワーＰを減少調整し、Ｋ＜１の場合には前記記録パワーＰを増大調整することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記調整手段は、前記反射特性がデータ記録により反射率が低下する特性である場合には前記記録パワーＰにＫを乗じることで調整し、前記反射特性がデータ記録により反射率が増大する特性である場合には前記記録パワーＰに１／Ｋを乗じることで調整することを特徴とする光ディスク装置。

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