JP4473130B2

JP4473130B2 - 光ディスク装置

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Publication number: JP4473130B2
Application number: JP2004544921A
Authority: JP
Inventors: 広通石橋; 哲也紫原; 久司千賀; 年男松本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2023-10-06
Also published as: KR100748795B1; CN1705990A; KR20050053767A; US7177253B2; CN1316480C; US20050254403A1; AU2003267826A1; JP2006503395A; EP1552511A1; WO2004036564A1

Description

本発明は、光ディスク装置に関し、特に青紫波長帯の短波長レーザーを用いて情報の記録（Write）および再生（Read）を行い、レーザー光のパワーを自動調整する機能を有する光ディスク装置に関している。

近年、ＤＶＤ−ＲＡＭレコーダーなどの記録・再生可能な光ディスク装置が急速に普及しつつある。書き換え可能な光ディスクにデータを記録するとき、レーザー光のパワー（以下、「レーザーパワー」と称する。）を適切に設定することは書き換え可能型光ディスク技術の重要な課題の１つである。

記録型光ディスクは、ＧｅＴｅＳｂなどの相変化材料からなる記録層を基材上に有している。データ記録時、相対的に強いレーザー光が、この記録層に照射される。すると、記録層のうち、レーザー光によって照射された部分の温度が局部的に上昇し、この熱により記録層の”相”が変化する。具体的には、記録層におけるレーザー照射部の結晶性が、結晶状態からアモルファス状態に変化する。局所的に結晶性の変化した領域は、記録マークとして機能する。データが書き込まれた記録膜上には、トラックに沿って複数の記録マークがスペースを置いて配列されている。記録マークの屈折率は、スペースの部分の屈折率とは異なるため、記録膜の結晶性を変化させないように充分に弱いレーザー光をトラックに沿って記録膜に照射すると、反射光の強度に基づいて、記録膜からデータを読み出すことができる。データ読み出し時に光ディスクを照射するレーザー光のパワーは、記録膜の結晶性を変化させないように充分に弱く設定される。

データを書き込み時のレーザーパワー（記録パワー）が適切なレベルに制御されていないと、さまざまな問題が生じる。レーザーパワーが弱すぎると前記膜材料が相変化を起こすまでに十分に過熱されず、その結果、情報は記録されない。反対に、レーザーパワーが強すぎると、レーザー照射によって昇温した領域が広がるため、隣接トラックにおける記録情報の一部を欠損（クロスイレース）させてしまうことがある。このため、一般の光ディスク装置は、データ書き込み時のレーザーパワーを適切なレベルに調節する機能を有している。このような光ディスク装置に光ディスクを装填して動作を開始すると、自動的に記録パワーを最適化するシーケンスが実行される。最適な記録パワーのレベルは、装填される光ディスクの種類によって変化し得る。

一方、データ読み出し時のレーザー光のパワー（再生パワー）は、記録膜の結晶性を変化させない程度に弱く設定されていれば、クロスイレースなどの問題は生じない。このため、従来、光ディスクを光ディスク装置に装填して動作を開始させても、再生パワーを最適化するためのシーケンスは実行することは行なわれていない。

しかしながら、本発明者などの検討によると、再生パワーが強すぎると、記録膜の温度が高くなりすぎ、相変化を引き起こし得るレベル（結晶化レベル）に近づく。このため、再生用のレーザー光で記録マークが存在する領域が照射されると、アモルファス状態にある記録マークの少なくとも一部が再結晶する恐れがある。このような再結晶化が生じると、記録品質が劣化して再生安定性（read stability）を維持できなくなる。このように再生光の照射によって再生安定性が悪くなるとことを、本願明細書では「再生光劣化」と称する場合がある。なお、再生パワーが低すぎると、再生信号のＳＮＲが充分に得られず、再生エラーが発生しやすくなる。

実開昭６３−０６２９３０号公報は、記録変調されたレーザー光のパワーが記録すべき二値情報の平均値と等しくなるようにフィードバックを実行する構成を開示している。

特開平０６−１３９５７８号公報は、特定信号から構成されるテストパターンを試し書きすることにより、記録パワーの高精度な最適化を行なう技術を開示している。

特開平０５−２５０６７３号公報は、試し書き結果を記憶しておき、再度の最適化探査を省く技術を開示している。

特開平１２−２５１２６６号公報は、記録安定性を高めるため、データの再生動作を行なっているときにレーザーパワーを十分に低下させることを教示している。

上記の従来技術は、いずれも、レーザーパワーが常に正しく検出されることを前提にしている。そして、検出したレーザーパワーのレベルが所定の目標値になるようにフィードバックを行なっている。

近年、光ディスクの記録密度を向上させるため、波長の短いレーザー光源が開発され、そのような短波長光源を光ディスク装置に採用しつつある。例えば、従来の赤色レーザーに代わって青色レーザーが用いられつつある。レーザー光の波長が短くなるほど、光ディスク上に形成されるレーザービームスポットのサイズを縮小できるからである。

しかし、レーザー光の波長が短くなるほど、レーザーパワー検出用の受光素子に照射される光のエネルギーが増大する。フォトン１個あたりのエネルギーは、ｅ＝ｈνで与えられる。ここで、ｅはフォトン１個のエネルギー、ｈはプランク定数、νは光の振動数である。νは光の波長に反比例するため、波長が短くなるほど、ｅが大きくなることがわかる。

エネルギーの高い光は、結晶やポリマで構成された光学部品に対して、より強いダメージを与える。受光素子として一般に使われているＰＩＮフォトダイオードも、長時間、青色光にさらされると、次第にその検出感度が低下する。

ここで問題になるのは、このような受光素子の感度低下に伴ってレーザー光のパワーが変動することである。前述した従来技術におけるレーザーパワーの制御系は、受光素子の出力（電流値）が目標値に等しくなるようにフィードバック制御を行なっている。したがって、受光素子の感度が低下した場合は、受光素子が同じ強さのレーザー光を受けていたとしても、その出力（電流値）は低下することになる。その結果、受光素子の出力（電流値）を目標値に近づけるためのフィードバックが行なわれ、レーザーパワーが本来あるべきレベルよりも高いレベルに上昇させられてしまう。

記録パワーを逐次変化させながら、実際に光ディスク上にテストデータを書き込み、最適な再生信号を得ることができる記録パワーを決定する技術を採用した場合、仮に受光素子の検出感度が低下した場合でも、記録パワーを最適化することができる。この技術によれば、受光素子の出力を制御するための目標値が、受光素子の検出感度低下に合わせて低く設定されなおされるからである。

しかしながら、従来の光ディスク装置では、記録パワーの最適化を行なうことはあっても、再生パワーの調節は行なわれていなかった。これは、受光素子の検出感度低下に伴って生じる再生パワーの上昇が再生安定性を劣化するということが、従来問題視されていなかったためである。したがって、従来の光ディスク装置では、受光素子感度の経時的な低下が生じると、記録マークの結晶化を部分的に引き起こし得るような高いレベルのレーザー光でデータの再生が行なわれ、再生光劣化が進行するという問題を解消することができない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、受光素子の感度が低下しても、適切な再生パワーでレーザー光源を制御することができる光ディスク装置を提供することにある。

本発明の光ディスク装置は、駆動電流に応じた強さの光を出射する波長４５０ｎｍ以下のレーザー光源と、前記レーザー光源から出射される光のうち、光ディスクで反射された光を受け取り、再生信号を生成する第１の受光素子と、前記レーザー光源から出射される光の一部を受け取り、前記光のパワーに応じた大きさの電気信号を生成し、前記電気信号を光量検出信号として出力する第２の受光素子と、前記光量検出信号のレベルと所定の読み出し目標値とを比較し、前記光量検出信号のレベルを前記読み出し目標値に近づけるように前記駆動電流の大きさを調節する帰還ループとを備えた光ディスク装置であって、前記光ディスクにデータを書き込むときにおける書き込み目標値を逐次変更し、前記レーザー光源から出射される光のパワーを逐次変化させる書き込み目標値設定手段と、前記逐次変更されるパワーで前記光ディスクに情報を書き込む手段と、前記光ディスクに書き込まれた前記情報から得られる前記再生信号に基づいて、光ディスクにデータを書き込むときにおける最適な書き込み目標値を決定する最適パワー探査手段と、前記光ディスクにデータを書き込むときにおける前記最適な書き込み目標値に基づいて、前記読み出し目標値を決定する手段とを備えている。

好ましい実施形態においては、前記光ディスクに記録されたデータを読み出すときにおける目標値は、前記光ディスクにデータを書き込むときにおける前記最適な目標値の定数倍に設定される。

好ましい実施形態において、前記最適パワー探査手段は、光ディスクにデータを書き込むときにおける前記目標値を、前記再生信号のＡＣ振幅に基づいて決定する。

好ましい実施形態において、前記最適パワー探査手段は、光ディスクにデータを書き込むときにおける前記目標値を、前記再生信号のデューティー比に基づいて決定する。

好ましい実施形態においては、光ディスクにデータを書き込むときに前記光ディスクを照射する光のパワーに関する情報が前記光ディスクに予め記録されているとき、前記情報に基づいて導出される目標値と、前記最適パワー探査手段によって決定される目標値との差に関する値を記憶するメモリー素子を備えている。

好ましい実施形態においては、前記メモリー素子に記憶されている値を、管理情報として前記光ディスク上に記録する。

好ましい実施形態において、前記光ディスクに予め記録されている情報に基づいて導出される前記目標値を、前記メモリー素子に記憶されている差に関する値に基づいて補正し、前記光ディスクに記録されたデータを読み出すとき、前記補正された目標値を用いる。

好ましい実施形態において、前記メモリー素子に記憶されている差に関する値に基づいてタイマー上限値を求める判定手段と、前記タイマー上限値に達するまでカウントを続けるタイマーとを備え、前記タイマーによるカウントが前記タイマー上限値に達すると、前記メモリー素子に記憶されている差に関する値を新しい値に更新する。

本発明による威光ディスク装置の駆動方法は、駆動電流に応じた強さの光を出射する波長４５０ｎｍ以下のレーザー光源と、前記レーザー光源から出射される光のうち、光ディスクで反射された光を受け取り、再生信号を生成する第１の受光素子と、前記レーザー光源から出射される光の一部を受け取り、前記光のパワーに応じた大きさの電気信号を生成し、前記電気信号を光量検出信号として出力する第２の受光素子と、前記光量検出信号のレベルと所定の読み出し目標値とを比較し、前記光量検出信号のレベルを前記読み出し目標値に近づけるように前記駆動電流の大きさを調節する帰還ループとを備えた光ディスク装置の駆動方法であって、前記光ディスクにデータを書き込むときにおける書き込み目標値を逐次変更し、前記レーザー光源から出射される光のパワーを逐次変化させるステップと、前記逐次変更されるパワーで前記光ディスクに情報を書き込むステップと、前記光ディスクに書き込まれた前記情報から得られる前記再生信号に基づいて、光ディスクにデータを書き込むときにおける最適な書き込み目標値を決定するステップと、前記光ディスクにデータを書き込むときにおける前記最適な書き込み目標値に基づいて、前記読み出し目標値を決定するステップとを含む。

以下、本発明による光ディスク装置の第１の実施形態を説明する。

まず、図１を参照する。図１は、本光ディスク装置のブロック図である。本実施形態の光ディスク装置は、装填された光ディスク１の所定のトラックに光学的にアクセスする光ピックアップ２と、光ピックアップ２が出力する電気信号を処理する信号処理部とを備えている。光ピックアップ２は、図示しないアームの先端に固定され、回転する光ディスク１の目標とするトラックにデータを書き込み、また、目標とするトラックからデータを読み出すための光学的な動作を実行する。

光ディスク１は、不図示のモータによって回転させられる。光ピックアップの光学系からはレーザー光が出射され、回転するディスク１の情報面上にレーザービームのスポットが形成される。

光ピックアップ２は、レーザー光源（波長４５０ｎｍ以下）２ｃと、第１の受光素子２ａと、第２の受光素子２ｂとを備えている。レーザー光源２ｃは、駆動アンプ２２から供給される駆動電流に応じた強さの光を出射する。不図示の対物レンズやアクチュエータにより、レーザー光源２ｃから出射されたレーザー光は、光ディスク１の情報面にビームスポットを形成する。ビームスポットが光ディスク１の所定のトラックを追従するようにトラッキング制御およびフォーカス制御が実行される。これらの制御は公知の技術によって実行される。

第１の受光素子２ａは、レーザー光源２ｃから出射される光のうち、光ディスク１で反射された光を受け取り、バッファアンプ２３を介して再生信号ＲＦを生成する。第２の受光素子２ｂは、レーザー光源２ｃから出射される光の一部を受け取り、光のパワーに応じた大きさの電気信号を生成し、バッファアンプ２１を介して光量検出信号ＰＤとして出力する。

光量検出信号ＰＤは比較器９に与えられ、比較器９は光量検出信号ＰＤのレベルと所定の目標値（ＰＶＡＬ）との比較を行なう。この光ディスク装置は、光量検出信号ＰＤのレベルを目標値に近づけるようにレーザー光源２ｃの駆動電流の大きさを調節する帰還ループを備えている。比較器９において光量検出信号ＰＤと比較される目標値（ＰＶＡＬ）は、目標値設定部６が設定する。光量検出信号ＰＤのレベルと目標値（ＰＶＡＬ）との差が所定値（通常はゼロ）になるように駆動アンプ２２が制御される。すなわち、目標値（ＰＶＡＬ）に比べて光量検出信号ＰＤのレベルが低い場合、駆動アンプ２２からレーザー光源２ｃに供給される駆動電流を増大させ、レーザー光源２ｃから出射されるレーザー光のパワーが上昇させられることになる。レーザー光のパワーが上昇すると、光量検出信号ＰＤのレベルが増加するため、光量検出信号ＰＤのレベルが目標値（ＰＶＡＬ）に近づき、両者の差が減少する。もしも、光量検出信号ＰＤのレベルが目標値（ＰＶＡＬ）を超えて大きくなったときは、その差を減らすように駆動アンプ２２からレーザー光源２ｃに供給される駆動電流を減少させることになる。

上記のフィードバック機構により、レーザー光のパワーは、光量検出信号ＰＤのレベルが目標値（ＰＶＡＬ）に等しくなるように制御される。その結果、受光素子２ｂを含むレーザーパワー検出系の感度が不変ならば、常に一定のパワーでレーザー発光が制御される。しかし、前述したように、受光素子２ｂの感度が時間とともに低下するならば、同じパワーのレーザー光がレーザー光源２から出射されていても光量検出信号ＰＤが低下する。このため、光量検出信号ＰＤのレベルを目標値（ＰＶＡＬ）に等しくする目的で制御ループが駆動電流を増加させるため、レーザー光のパワーはその分増加することとなる。

図５（ａ）から（ｃ）は、受光素子２ｂの検出感度が経時的に低下した場合における受光素子２ｂの出力（光量検出信号ＰＤ）のレベルを示している。図５（ｂ）は、検出感度が低下した後のレーザー光のパワーと、それに対応する光量検出信号ＰＤのレベルを示している。図５（ｂ）では、光量検出信号ＰＤの低下に伴って、駆動電流を増加させるフィードバックは行っていない。図５（ｃ）は、そのフィードバックを行った場合のレーザー光のパワーと、それに対応する光量検出信号ＰＤのレベルを示している。図５（ｃ）からわかるように、光量検出信号ＰＤが目標値に等しくなるようにレーザー光パワーが大きくなっている。

データを光ディスク１上に書き込む場合、光ディスク１の記録特性などの違いを補償するため、最適な記録パワーを決定する必要がある。最適な記録パワーが決定されると、それに応じた目標値（ＰＶＡＬ）が比較器９に与えられることになる。そのため、受光素子２ｂの感度が経時的に低下しても、最適な記録パワーに対応した目標値（ＰＶＡＬ）が設定されることになる。したがって、受光素子２ｂの感度の経時的変化は、記録パワーに悪影響は与えない。

しかしながら、前述したように、従来の光ディスク装置では、再生パワーに関する目標値（ＰＶＡＬ）は固定されているため、受光素子２ｂの感度が経時的に劣化すると、再生パワーが経時的に上昇してゆくことになる。

この問題を解決するため、本実施形態の光ディスク装置では、光ディスク１に記録されたデータを読み出すとき、第２の受光素子２ｂの検出感度の変化を補償するように、前記目標値（ＰＶＡＬ）を変化させ、レーザー光源２ｃから出射される光のパワーを調節することができる。より具体的には、まず、光ディスクにデータを記録するのに最適な記録パワーを決定し、その記録パワーに基づいて再生パワーを決定する。以下、この点を詳細に説明する。

まず、図１に示すコントローラ７が目標値設定部６を制御して、フィードバック制御ループの目標値（ＰＶＡＬ）を、光ディスク１にデータを記録できる範囲内で順次変更する。例えば、フィードバック制御ループの目標値（ＰＶＡＬ）を、Ｐ１からＰ２へ、Ｐ２からＰ３へ、Ｐ３からＰ４へと逐次的に上昇させてゆきながら、データの書き込みを行う。ここで、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜・・・であるとする。ＰＶＡＬ＝Ｐ１のとき、受光素子２ｂの出力のレベルがＰ１に等しくなるように駆動電流の大きさが制御される。この状態で、光ディスクにデータが記録される。具体的には、図１に示す信号発生器１３から出力される情報信号ＩＳＩＧを変調器１４に与え、情報信号ＩＳＩＧで駆動電流を変調する。その結果、受光素子２ｂの出力のレベルがＰ２に等しくなる駆動電流で情報信号ＩＳＩＧが光ディスクに記録されることになる。この情報ＩＳＩＧの記録は、例えば、図３に示す光ディスク上の所定のトラック１０２に対して行われる。情報信号ＩＳＩＧは、単一信号でも、ある程度規則性のあるテストパターンでも良く、また、ランダム信号であってもよい。

次に、目標値設定部６の働きにより、ＰＶＡＬ＝Ｐ２の状態からＰＶＡＬ＝Ｐ３の状態へスイッチすると、受光素子２ｂの出力のレベルがＰ３に等しくなるように駆動電流の大きさが制御される。そして、今度はその状態で、光ディスクにデータ（情報信号ＩＳＩＧ）が記録される。

このようにして、まず、目標値ＰＶＡＬの値が順次段階的に変化し、それに応じて変化した記録パワーで所定のデータが光ディスク上に書き込まれる。そして、その後、光ディスク上の上記データが所定レベルの再生用レーザー光の照射によって光ディスクから読み出される。このデータの読み出しは、光ディスクから反射された再生用レーザー光を受光素子２ａで検出することによって行う。受光素子２ａの出力は、バッファアンプ２３を介して再生信号ＲＦとなる。

図２は、上記のシーケンスで書き込まれたデータ（情報信号ＩＳＩＧ）に対する再生信号ＲＦの波形を模式的に示す図である。図２に示されるように、記録パワーの設定値をＰ１からＰ２へ、Ｐ２からＰ３へ、Ｐ３からＰ４へと逐次的に上昇させてゆきながら、データの書き込みを行った場合、記録パワーのレベルに応じて再生信号の波形が変化する。

制御ループの目標値ＰＶＡＬとして選択されるＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・の具体例は、例えば、２ｍＷ、２．５ｍＷ、３．０ｍＷ・・・の光出力に一義的に対応するデジタルコード１８Ｈ、１９Ｈ、１ＡＨ・・・である。ここで、注意すべきは、これらの光出力の大きさは、受光素子２ｂの検出感度に劣化がない場合の値に対応している。受光素子２ｂの検出感度に劣化がある場合、同じＰ１であっても、現実にレーザー光源２ｃから出力されるレーザー光のパワーは、増加する。

前述したように、記録パワーを順次変えて記録されたデータの再生を行なうと、図２に示すように、波形の異なる再生信号ＲＦが得られる。再生信号ＲＦの振幅（ＡＣ成分の振幅およびＤＣ成分の振幅）は、記録パワーに応じて変化するため、この振幅に基づいて最適な記録パワーを見つけることができる。

図１に示すように、本実施形態の光ディスク装置は、再生信号ＲＦから信号振幅を求める信号振幅検出部３と、検出した信号振幅から最適な記録パワーを決定する最適パワー探査部５とを備えている。最適パワー探査部５は、再生信号ＲＦの振幅、特にＡＣ振幅に基づいて記録パワーの最適なレベルを探査する。再生信号ＲＦのＤＣ成分の振幅（ＤＲＦ）は、記録パワーが大きいほど大きくなる。これに対して、ＡＣ成分の振幅（ＡＲＦ）は、記録パワーが大きすぎると、いわゆるベタ書き状態となって信号品質がかえって低下する。このため、再生信号ＲＦのＡＣ成分の振幅（ＡＲＦ）が最大となる記録パワーを見つけ、その記録パワーを最適な記録パワーとして決定すればよい。

図２に示す例では、データ書き込み時における目標値（∝発光パワー）ＰＶＡＬをＰ３に設定したとき、再生信号ＲＦの振幅ＡＲＦが０．４８となり最も高い。信号振幅検出部３は、再生信号ＲＦから振幅ＡＲＦを求め、最適パワー探査部５は振幅ＡＲＦに基づいてデータ書き込み時の目標値ＰＶＡＬを決定する。図２の例では、最適パワー探査部５はデータ書き込み時の目標値ＰＶＡＬをＰ３に設定することになる。データ書き込み時の目標値ＰＶＡＬの値は、最適記録パワーを規定する数値であるため、図２の例における「Ｐ３」を「最適記録パワー」と称する場合がある。

一方、光ディスク１における最適記録パワーに関する管理情報は予め光ディスク１に記録されている。例えば、図３に示すように、光ディスク１の特定のトラック１０１に、例えば（表１）に示す対応関係を持つ管理情報が記録されている。

（表１）
────┬───────────────────────
ＰＸ │ Ｐ１Ｐ２Ｐ３Ｐ４Ｐ５
────┼───────────────────────
ＶＯ │０．２０．３０．４０．５０．４
────┴───────────────────────

（表１）の上段は、記録パワーの設定値ＰＸ（＝Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５）を示し、下段は、対応する記録パワーで記録したデータの再生信号から得られるであろう、再生振幅ＡＲＦの期待値Ｖ０を示している。光ディスク１の管理領域には、上記内容がデジタル情報として記録されている。この例では、記録パワーの設定値ＰＸがＰ４のとき、再生振幅ＡＲＦの期待値Ｖ０は最も大きな０．５になる。上記のデジタル情報が記録された光ディスクを光ディスク装置に装填したとき、光ディスク装置は光ディスクの管理領域にアクセスして上記情報を読み出し、レーザーの記録パワーの設定値ＰＸをＰ４に設定することができる。

一般に、光ディスクごとに上記のデジタル情報の内容は異なる。光ディスクの構造や記録膜の特性によって、同じパワーのレーザー光で記録マークが形成されたとしても、記録マークの形態が変化しえるからである。

各光ディスクについて（表１）に示すようなデジタル情報の内容を決定するには、例えば光ディスクの出荷検査時に、厳密に校正された記録標準機で実際にデータの試し書きを各光ディスクのトラック１０２に対して行った後、再生振幅ＡＲＦを測定する。そして、測定値に基づいて、記録パワーの設定値ＰＸと再生振幅ＡＲＦの期待値Ｖ０との関係を求めればよい。この関係を示すデジタル情報は、光ディスクの出荷検査時に個々の光ディスクに書き込まれる。

光ディスク間で記録膜の特性にばらつきが少ない場合は、すべての光ディスクの各々を出荷時に検査しなくてもよい。その場合、同じ製品ロットに属する全ての光ディスクには、同一内容の上記デジタル情報を光ディスクに記録すればよい。このデジタル情報は、光ディスクの製造時にエンボスピットまたはウォブルドグルーブの形態で記録することができる。

本実施形態の光ディスク装置では、光ディスクに書き込まれた上記管理情報は、受光素子２ａを介して検出された再生信号ＲＦから基準情報読取部４を用いて抽出される。基準情報読取部４は、例えば、信号二値化回路、ＰＬＬ回路、デジタル復調回路（デコーダ）等によって構成される。

目標値ＰＶＡＬを順次変更してトラック１０１に信号を記録・再生して得た最適な記録パワーの設定値ＰＶＡＬは、図２の例で、Ｐ３である。これに対して、光ディスクに記録されている（表１）の管理情報によれば、最適な記録パワーＰＸはＰ４である。

受光素子２ｂの感度低下が生じていないとすると、予定されている最適な記録パワーＰ４よりも「Ｐ４−Ｐ３」だけ少ないパワーで記録することが好ましい状態にあることになる。このことは、光ディスク１の記録感度が製造時よりも高くなったことを意味するが、そのようなことは実際には生じない。ゆえに、最適記録パワーの低下は、受光素子２ｂの受光感度の低下によって生じている。すなわち、受光素子２ｂの出力が低下していると、レーザー光源２ｃが最適な記録パワーＰ４のレーザー光を放射していても、受光素子２ｂは記録パワーＰ３のレーザー光を受けたときと同じレベルの電流を出力することになる。その結果、図２に示すように、記録パワーＰ３が最適な値であると見かけ上判断されることになる。したがって、上記（Ｐ４−Ｐ３）の大きさは、受光素子２ｂの記録感度劣化の度合いを示すインディケータとして用いることができる。

本実施形態では、コントローラ７で統括された最適パワー探査部５および目標値設定部６によって最適記録パワーを決定し、この最適記録パワーに基づいて、記録パワーだけではなく再生パワーを調節する。これにより、再生光劣化を起こすことなく、しかも最大のＳＮＲが得られる再生パワー設定値が決定される。

本発明者は、最適な記録パワーに対する最適な再生パワーの比ｋ（再生パワー／記録パワー）は、光ディスクの記録膜の組成（例えばＧｅ−Ｔｅ−Ｓｂ）によってほぼ決定されることに着目し、本実施形態では、最適な再生パワーを最適な記録パワーに比例させることにしている。すなわち、最適な再生パワーの目標値をＰＲとするとき、ＰＲ＝Ｋ×Ｐ３関係に基づいて、ＰＲの大きさを決定する。具体的には、記録最適パワー探査によってＰＶＡＬ＝Ｐ３を決定した後、比較器９に供給される目標値をスイッチ１１で切り替える。つまり、目標値設定部６から記録最適パワー設定値Ｐ３が比較器９に与えられている状態から、Ｋ倍係数器１０を介してＫ×Ｐ３の大きさの信号を、再生パワーの設定値（制御ループにおける目標値）として比較器９に与える状態にスイッチする。

このようにして決定された再生パワーは、光ディスク１の記録感度より算出されたものであり、この設定によって再生光劣化が生じることはない。再生パワーが光ディスク１の記録感度を基準として決定されているためである。

なお、受光素子２ｂのみならず、受光素子２ａにおいても受光感度の劣化も発生し得る。しかし、受光素子２ａの感度劣化は、最適記録パワーには影響しない。最適記録パワーは、図２に示すように、複数の記録パワーに対応する計測値に基づいて相対的に決定されるものだからである。

最適な記録パワーを決定は、本実施形態で採用している方法に限定させない。本実施形態では多段階にパワーを変えて記録された信号の再生振幅に基づいて、最適記録パワーを探査しているが、再生信号のデューティー比（ＨレベルとＬレベルの比率）に基づいて最適値記録パワーを決定してもよい。

より具体的には、他の最適記録パワー探査方法を説明する。

まず、記録原信号のＨとＬの比率が１：１であったする。例えば、記録原信号が「１１１１００００１１１１００００・・・」であったとする。その場合、最適な記録パワーで記録された信号のデューティーは略１：１であるが、記録パワーが最適なレベルからずれると、図２に示すように、デューティーが１：１からずれる。したがって、デューティー比が１：１になるような記録パワーを探査すれば、最適な記録パワーの設定値ＰＶＡＬを求めることができる。この値に基づいて、前述の方法と同様の方法で最適な再生パワーを得ることができる。

種々の方法により、最適記録パワーＰＶＡＬ（＝Ｐ３：本実施形態の場合）が求まれば、光ディスク１のトラック１０１に記された管理情報における最適設定値ＰＸ（＝Ｐ４）との差異が求まる。この差異は、前述のように、受光素子の劣化度合いを表している。受光素子の劣化は急速に進むものではないので、最適記録パワーＰＶＡＬの決定によって劣化度合いが求まると、その劣化度合いを示す値を光ディスク装置のメモリー内に格納し、所定の期間はメモリー内の情報を利用すればよい。

例えば、図１に示す光ディスク装置では、受光素子の劣化度合いを示す差異ＰＥ（＝Ｐ３−Ｐ４）を、誤差検出部１２で求め、メモリー８に蓄積する。新たなに再生パワーを決定しないといけないとき、光ディスクの管理情報から得た最適値ＰＸに、上記誤差分を加えれば、最適な再生パワーが求められる。

光ディスクの管理情報から得られた最適値ＰＸが（表１）の例と同様にＰ４のとき、以下の式から最適な再生パワーが求められる。
Ｐ４＋ＰＥ＝Ｐ４＋（Ｐ３−Ｐ４）＝Ｐ３

なお、前述のように、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４・・・は、それぞれ、記録パワーに対応する設定値を表している。トラック１０１に記録されている管理情報における設定値ＰＸは、本実施形態におけるＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・と一致している必要はない。設定目標値ＰＶＡＬとして用いるべき値が、管理情報中の値と一義的な対応関係を有していれば、管理情報の形式は問わない。例えば、管理情報には、Ｐ１＜Ｑ１＜Ｐ２であるＱ１、Ｐ２＜Ｑ２＜Ｐ３であるＱ２・・・のように、光ディスク装置で予定している多段の設定値とは異なる記録パワー設定値Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３・・・と、それらに対する振幅値（Ｖ０）が光ディスクに記録されてもよい。そのような場合、光ディスクから読み出された管理情報に対して曲線補完行うことにより、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・に対応する振幅値を算出すればよい。データの個数も、光ディスク上の管理情報と光ディスク装置との間で一致している必要は無い。

（第２の実施形態）
次に、図４を参照しながら、本発明の光ディスク装置の第２の実施形態を説明する。本実施形態の光ディスク装置は、図１に示す光ディスク装置の構成と略同様の構成を備えているが、最適パワー探査部５に代えて最適パワー探査部５１を備えている。また、本実施形態の光ディスク装置は、さらに、判定部１５およびタイマー１６を備えている。これらにより、受光素子２ｂの劣化が少ないと判断された場合は、再生パワー決定のための最適パワー探査を行わず、初期設定の再生パワーＰＲ０を目標値としてレーザー光源２ｃを駆動する。

図４において、図１の参照符号と同一の参照符号を付した構成要素は、第１の実施形態における構成要素と同一の機能を発揮し、かつ同一の構成を有しているため、その説明をここでは繰り返させない。

本実施形態では、まず、最適パワー探査部５１が作動し、光ディスク１に対して記録パワーＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４・・・でデータを記録し、最適な記録パワーを探査する。得られた最適な記録パワーの値に定数Ｋを掛け、再生パワーＰＲを得る。

この処理によれば、受光素子２ｂに劣化が発生しても、再生光劣化を招かない最適な再生パワーで光ディスクからデータを再生できる。しかし、データ再生だけを目的として光ディスク１を光ディスク装置に装着した場合でも、最適な記録パワーを探査するための記録動作を伴う処理が実行されることになり、結果として、ディスク装着後からデータ再生実行開始までの時間が長くなる。本実施形態の光ディスク装置は、起動時間を短縮するため、必要な時に最適パワー探査を実行する機能を有している。

本実施形態では、光ディスク装置に光ディスクが装填されると、光ディスクから管理情報を読み出す。そして、誤差検出部１２が、管理情報から得られた設定値ＰＸと、探査された最適パワーとの差分（ＰＥ）を求め、メモリー８に書き込む。このとき、その差分ＰＥに係る情報を判定部１５に送出する。判定部１５は、差分ＰＥに応じて、次回、最適パワー探査を実行するまでの時間（タイマー上限値：Ｔｍａｘ）を演算する。例えば、Ｃを定数として、下記のような関数に従い、Ｔｍａｘを求める。

Ｔｍａｘ＝Ｃ／ＰＥ（ＰＥ≧ＰＥ０）
＝Ｃ／ＰＥ０（ＰＥ＜ＰＥ０）

具体例として、
ＰＥ＜０．１ｍＷＴｍａｘ＝１００時間
ＰＥ＝０．２ｍＷＴｍａｘ＝５０時間
ＰＥ＝１．０ｍＷＴｍａｘ＝１０時間

演算されたＴｍａｘはタイマー１６に送られる。タイマー１６はカウントを開始し、このカウントがＴｍａｘに達するまでイネーブル信号ＥＮＢ発行を中止する。イネーブル信号ＥＮＢは最適パワー探査部５１、スイッチ１７に供給される。最適パワー探査部５１はこのイネーブル信号がＨにならない限り、前記一連の動作は行わず、さらに再生パワーの目標値としては、常に初期の固定値ＰＲ０が与えられる。例えば、設定値との差分が０．１ｍＷであった場合、起動時であっても、１００時間経過するまでは次の探査を行わない。

本実施形態の光ディスク装置によれば、受光素子２ｂの劣化が少ないほど、より長い間隔で最適パワー探査を実行するため、不要に起動時間が長くなる事態を避けられる。なお、タイマー１６は、光ディスク装置の動作時にのみカウント動作を行い、電源オフ時には、直前のカウント値を保持するものとすることが好ましい。

上記実施形態は、信号振幅検出部３、基準情報読取部４、最適パワー探査部５、目標値設定部６、および誤差検出部１２を備えている。これら信号処理部の構成要素は、ハードウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせから構成されていても良い。

本発明によれば、短波長レーザー光の長時間照射による受光素子の劣化が発生しても、正確な再生パワーでレーザーを制御することができる光ディスク装置を提供することができる。

本発明の光ディスク装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図１の光ディスク装置による記録パワーと再生信号波形との関係を示す図である。図１の光ディスク装置に用いられる光ディスク１の上面図である。本発明の第２の実施形態における光ディスク装置のブロック図である。（ａ）から（ｃ）は、レーザー光のパワーと、受光素子２ｂの出力（光量検出信号ＰＤ）との関係を示す図である。

Claims

駆動電流に応じた強さの光を出射する波長４５０ｎｍ以下のレーザー光源と、
前記レーザー光源から出射される光のうち、光ディスクで反射された光を受け取り、再生信号を生成する第１の受光素子と、
前記レーザー光源から出射される光の一部を受け取り、前記光のパワーに応じた大きさの電気信号を生成し、前記電気信号を光量検出信号として出力する第２の受光素子と、
前記光量検出信号のレベルと所定の読み出し目標値とを比較し、前記光量検出信号のレベルを前記読み出し目標値に近づけるように前記駆動電流の大きさを調節する帰還ループとを備えた光ディスク装置であって、
前記光ディスクにデータを書き込むときにおける書き込み目標値を逐次変更し、前記レーザー光源から出射される光のパワーを逐次変化させる書き込み目標値設定手段と、
前記逐次変更されるパワーで前記光ディスクに情報を書き込む手段と、
前記光ディスクに書き込まれた前記情報から得られる前記再生信号に基づいて、光ディスクにデータを書き込むときにおける最適な書き込み目標値を決定する最適パワー探査手段と、
前記光ディスクにデータを書き込むときにおける前記最適な書き込み目標値に基づいて、前記読み出し目標値を決定する手段と、を備えた光ディスク装置。
前記光ディスクに記録されたデータを読み出すときにおける目標値は、前記光ディスクにデータを書き込むときにおける前記最適な目標値の定数倍に設定される請求項１に記載の光ディスク装置。
前記最適パワー探査手段は、光ディスクにデータを書き込むときにおける前記目標値を、前記再生信号のＡＣ振幅に基づいて決定する請求項１に記載の光ディスク装置。
前記最適パワー探査手段は、光ディスクにデータを書き込むときにおける前記目標値を、前記再生信号のデューティー比に基づいて決定する請求項１に記載の光ディスク装置。
光ディスクにデータを書き込むときの光のパワーに関する情報が前記光ディスクに予め記録されているとき、前記情報に基づいて導出される目標値と、前記最適パワー探査手段によって決定される目標値との差に関する値を記憶するメモリー素子を備えている請求項１に記載の光ディスク装置。
前記メモリー素子に記憶されている値を、管理情報として前記光ディスク上に記録する請求項５に記載の光ディスク装置。
前記光ディスクに予め記録されている情報に基づいて導出される前記目標値を、前記メモリー素子に記憶されている差に関する値に基づいて補正し、
前記光ディスクに記録されたデータを読み出すとき、前記補正された目標値を用いる請求項５または６に記載の光ディスク装置。
前記メモリー素子に記憶されている差に関する値に基づいてタイマー上限値を求める判
定手段と、前記タイマー上限値に達するまでカウントを続けるタイマーとを備え、
前記タイマーによるカウントが前記タイマー上限値に達すると、前記メモリー素子に記憶されている差に関する値を新しい値に更新する、請求項７に記載の光ディスク装置。
駆動電流に応じた強さの光を出射する波長４５０ｎｍ以下のレーザー光源と、前記レーザー光源から出射される光のうち、光ディスクで反射された光を受け取り、再生信号を生成する第１の受光素子と、前記レーザー光源から出射される光の一部を受け取り、前記光のパワーに応じた大きさの電気信号を生成し、前記電気信号を光量検出信号として出力する第２の受光素子と、前記光量検出信号のレベルと所定の読み出し目標値とを比較し、前記光量検出信号のレベルを前記読み出し目標値に近づけるように前記駆動電流の大きさを調節する帰還ループとを備えた光ディスク装置の駆動方法であって、
前記光ディスクにデータを書き込むときにおける書き込み目標値を逐次変更し、前記レーザー光源から出射される光のパワーを逐次変化させるステップと、
前記逐次変更されるパワーで前記光ディスクに情報を書き込むステップと、
前記光ディスクに書き込まれた前記情報から得られる前記再生信号に基づいて、光ディスクにデータを書き込むときにおける最適な書き込み目標値を決定するステップと、
前記光ディスクにデータを書き込むときにおける前記最適な書き込み目標値に基づいて、前記読み出し目標値を決定するステップと、を含む光ディスク装置の駆動方法。