JP4607854B2 - 情報記録装置及び情報記録方法 - Google Patents

Description

この発明は、書き替え可能な相変化型光記録媒体にレーザ光を照射して情報を記録する情報記録システムに係り、特にその繰り返し記録に最適となる記録レーザパワーを設定可能とする情報記録装置及び情報記録方法に関する。

周知のように、近年では、例えばＤＶＤ（digital versatile disk）−ＲＷ（rewritable）及びＤＶＤ−ＲＡＭ（random access memory）等に代表される光ディスクが、大容量で書き替え可能であり、ランダムアクセス性、可搬性及び保存性に優れた記録媒体として実用化され市場に広く普及している。

この種の光ディスクは、レーザ光の照射により記録層に相変化による記録マークを形成して情報の記録を行なう相変化型の光記録媒体である。そして、この光ディスクに情報を記録する光ディスク装置では、情報の記録に先立ち光ディスクに試し書きを行なって、記録レーザパワーをその光ディスクに対して最適な状態に制御している。

この試し書きによる記録レーザパワーの制御には、一般に、ＯＰＣ（optimum power calibration）方式が採用されている。このＯＰＣ方式は、光ディスク上に予め設定された試し書き領域（ＰＣＡ：power calibration area）に、極性反転間隔の異なる複数種類の試し書き用データを、記録レーザパワーを段階的に変えながらそれぞれ記録する。

そして、光ディスクの試し書き領域から、記録パワーを段階的に変えながら記録された各種類の試し書き用データをそれぞれ再生し、各再生結果から記録レーザパワーの最適化を図るようにしているものである。

ところで、光ディスク装置では、光ディスクに情報を記録する場合、ユーザ情報を記録するだけでなく、その管理情報をも生成して光ディスクの特定領域に記録するようにしている。この場合、ユーザ情報の一度の記録に際し、特定領域において、複数回の繰り返し記録が行なわれる場合もある。

これに対し、上記したＯＰＣ方式による記録レーザパワーの制御方法では、情報を１度だけ記録したときの品位は保証されるものの、特定領域に対して繰り返し記録が行なわれたときに、その記録情報の信頼性についてまで十分に保証することができないのが現状である。

特に、繰り返し記録を行なった場合の記録情報の信頼性は、光ディスクの記録感度のばらつき、光学式ヘッドの性能のばらつき、周辺環境等の影響により大きく左右される。このため、安定した繰り返し記録特性を実現することができるように、記録レーザパワーを設定することは非常に困難になっている。

特許文献１には、光ディスクの１つのゾーンに設けた試し書き領域に、基準レーザパワーに基づいて最大記録マークと最小記録マークとによるデータを記録し、その再生信号の振幅比及びアシンメトリ値からそのゾーンの最適なレーザパワーを設定するようにした構成が開示されている。
特開２００２−３４２９３０号公報

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、書き替え可能な相変化型光記録媒体に情報を繰り返し記録する際に、最適となる記録レーザパワーを容易に設定することができ、繰り返し記録時における記録情報の信頼性を向上させ得るようにした情報記録装置及び情報記録方法を提供することを目的とする。

この発明に係る情報記録装置は、書き替え可能な相変化型の光記録媒体に所定の記録レーザパワーに基づいて情報を記録する記録手段と、記録手段により同じ記録レーザパワーで所定回数の繰り返し記録を行ない、それぞれの記録内容に対するアシンメトリを計測する計測手段と、計測手段で計測された所定数のアシンメトリの傾向に基づいて、記録手段で記録に用いた記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値であるか否かを判別する判別手段と、判別手段により記録手段で記録に用いた記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値でないと判断された場合、記録手段で用いる記録レーザパワーを繰り返し記録に最適な値となるように制御する制御手段とを備えるようにしたものである。

また、この発明に係る情報記録方法は、書き替え可能な相変化型の光記録媒体に所定の記録レーザパワーに基づいて情報を記録する第１の工程と、第１の工程により同じ記録レーザパワーで所定回数の繰り返し記録を行ない、それぞれの記録内容に対するアシンメトリを計測する第２の工程と、第２の工程で計測された所定数のアシンメトリの傾向に基づいて、第１の工程で記録に用いた記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値であるか否かを判別する第３の工程と、第３の工程により前記第１の工程で記録に用いた記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値でないと判断された場合、第１の工程で用いる記録レーザパワーを繰り返し記録に最適な値となるように制御する第４の工程とを備えるようにしたものである。

上記した発明によれば、同じ記録レーザパワーで所定回数の繰り返し記録を行ない、それぞれの記録内容に対するアシンメトリの傾向に基づいて、記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値であるか否かを判別し、最適な値でない場合、記録レーザパワーを繰り返し記録に最適な値に制御するようにしたので、書き替え可能な相変化型光記録媒体に情報を繰り返し記録する際に、最適となる記録レーザパワーを容易に設定することができ、繰り返し記録時における記録情報の信頼性を向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。すなわち、図１及び図２は、この実施の形態で説明する情報記録装置としての光ディスク装置の一例を示している。ここで、光ディスク１１としては、ユーザ情報を書き替え可能なものが対象となるが、この実施の形態では書き替え可能な次世代ＤＶＤをも含むものとする。

すなわち、書き替え可能な相変化型光記録媒体である光ディスク１１としては、例えば波長４０５ｎｍ前後の青色系レーザ光を用いた、次世代ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ−ＲＷ等がある。また、波長６５０ｎｍ前後の赤色系レーザ光を用いた、現世代ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ−ＲＷ等も普及している。

この光ディスク１１の表面には、スパイラル状にランドトラック及びグルーブトラックがそれぞれ形成されている。この光ディスク１１は、スピンドルモータ１２によって回転駆動される。このスピンドルモータ１２は、モータ制御回路１３によってその回転速度が制御されている。

この光ディスク１１に対する情報の記録及び再生は、光学式ヘッド１４によって行なわれる。光学式ヘッド１４は、スレッドモータ１５とギアを介して連結されている。このスレッドモータ１５は、データバス１６に接続されるスレッドモータドライバ１７により制御される。スレッドモータ１５の固定部には、図示しない永久磁石が設けられており、図示しない駆動コイルが励磁されることにより、光学式ヘッド１４が光ディスク１１の半径方向に移動する。

光学式ヘッド１４には、図２に示すように対物レンズ１８が設けられている。対物レンズ１８は、駆動コイル１９の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能で、また、駆動コイル２０の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能であって、レーザ光のビームスポットを移動することで、トラックジャンプを行なうことができる。

変調回路２１は、情報記録時にホスト装置２２からインタフェース回路２３を介して供給されるユーザデータを、例えば８−１４変調（ＥＦＭ：eight to fourteen modulation）して、ＥＦＭデータを生成する。レーザ制御回路２４は、情報記録時（マーク形成時）に、変調回路２１から供給されたＥＦＭデータに基づいて、書き込み用信号を半導体レーザダイオード２５に提供する。

また、レーザ制御回路２４は、情報読み取り時には書き込み信号より小さい読み取り用信号を半導体レーザダイオード２５に提供する。

半導体レーザダイオード２５は、レーザ制御回路２４から供給される書き込み用信号に応じてレーザ光を発生する。半導体レーザダイオード２５から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ２６、ハーフプリズム２７、光学系２８、対物レンズ１８を介して光ディスク１１上に照射される。光ディスク１１からの反射光は、対物レンズ１８、光学系２８、ハーフプリズム２７、集光レンズ２９を介して、光検出器３０に導かれる。

光検出器３０は４分割の光検出セルからなり、信号Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤをＲＦ（radio frequency）アンプ３１に供給する。ＲＦアンプ３１は、例えばプッシュプル方式を採用して（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）に対応するトラッキングエラー信号ＴＥをトラッキング制御部３２に供給し、例えば非点収差法を採用して（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）に対応するフォーカスエラー信号ＦＥをフォーカシング制御部３３に供給する。

さらに、ＲＦアンプ３１は、例えば前記の（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）に対応するウォブル信号ＷＢをウォブルＰＬＬ（phase locked loop）部／アドレス検出部３４に供給し、（Ａ＋Ｄ）＋（Ｂ＋Ｃ）に対応するＲＦ信号をデータ再生部３５に供給する。

一方、フォーカシング制御部３３の出力信号は、フォーカシング方向の駆動コイル１９に供給される。これにより、レーザ光が光ディスク１１の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなる制御がなされる。また、トラッキング制御部３２は、トラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラック駆動信号を生成し、トラッキング方向の駆動コイル２０に供給している。

上記フォーカシング制御及びトラッキング制御がなされることで、光検出器３０の光検出セルの出力信号の和信号ＲＦは、記録情報に対応して光ディスク１１のトラック上に形成されたピット等からの反射率の変化が反映される。この信号は、データ再生部３５に供給される。

データ再生部３５は、ＰＬＬ回路３６からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。また、データ再生部３５は信号ＲＦの振幅を測定する機能を有し、該測定値はＣＰＵ（central processing unit）３７によって読み出される。

上記トラッキング制御部３２によって対物レンズ１８が制御されているとき、対物レンズ１８が光ディスク１１の最適位置となるように、スレッドモータ１５が制御されることで、光学式ヘッド１４が制御される。

モータ制御回路１３、レーザ制御回路２４、フォーカシング制御部３３、トラッキング制御部３２、データ再生部３５、ＰＬＬ回路３６等は、サーボ制御回路として１つのＬＳＩチップ内に構成することができる。

また、これらの回路部は、データバス１６を介してＣＰＵ３７によって制御される。ＣＰＵ３７は、インタフェース回路２３を介してホスト装置２２から提供される動作コマンド、または、図示しない操作部からの操作情報に基づいて、この光ディスク装置を総合的に制御している。

さらに、ＣＰＵ３７は、ＲＡＭ３８を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ３９に記録されたプログラムにしたがって所定の動作を行なう。

そして、上記データ再生部３５で再生されたデータは、エラー訂正処理回路４０によってエラー訂正処理が施された後、映像、副映像及び音声等の再生に供される。

ここで、上記データバス１６には、記録パワー設定部４１が接続されている。この記録パワー設定部４１は、詳細は後述するが、上記変調回路２１及びレーザ制御回路２４を介して、光学式ヘッド１４の半導体レーザダイオード２５に対する記録レーザパワーの設定を行なうもので、光ディスク１１に対する情報の記録に先立ち、光ディスク１１に試し書きを行なって繰り返し記録に最適となる記録レーザパワーを設定するようにしている。

この場合、記録パワー設定部４１は、上記したＯＰＣ方式により暫定的に記録レーザパワーの設定を行なった後、そのＯＰＣ方式で設定された記録レーザパワーを、繰り返し記録を行なって得られた光ディスク１１からの再生出力のアシンメトリの傾向に基づいて、繰り返し記録に最適となるように補正することにより、最終的な記録レーザパワーを設定するようにしている。

すなわち、図３（ａ）は、記録レーザパワーが繰り返し記録に対する最適な値よりも低い（low power）状態で、繰り返し記録を行なった回数（number）と、そのときのアシンメトリ（asymmetry）及びジッタ（jitter）との関係を示している。記録レーザパワーが繰り返し記録に対する最適な値よりも低い場合には、繰り返し記録回数が多くなるに連れて、先に記録した記録符号を完全に消去することができなくなっていくために、アシンメトリが徐々に下降して記録された情報の信頼性が低下していくことがわかる。

また、図３（ｂ）は、記録レーザパワーが繰り返し記録に対して最適な値（optimum power）である状態で、繰り返し記録を行なった回数と、そのときのアシンメトリ及びジッタとの関係を示している。記録レーザパワーが繰り返し記録に対して最適な値である場合、繰り返し記録回数に無関係にアシンメトリが一定の値をとり、記録された情報の品位が高い安定性を示していることがわかる。

さらに、図３（ｃ）は、記録レーザパワーが繰り返し記録に対する最適な値よりも高い（high power）状態で、繰り返し記録を行なった回数と、そのときのアシンメトリ及びジッタとの関係を示している。記録レーザパワーが繰り返し記録に対する最適な値よりも高い場合には、繰り返し記録回数が多くなるに連れて、過剰な記録レーザパワーが加えられる影響により、アシンメトリが徐々に上昇して相変化特性が著しく劣化するために、記録された情報の信頼性が低下していくことがわかる。

このため、上記記録パワー設定部４１では、ＯＰＣ方式により記録レーザパワーの設定を行なった後、その設定された記録レーザパワーで、予め設定された所定回数の繰り返し記録を行ない、そのときのアシンメトリの傾向を求める。

そして、求めたアシンメトリの傾向が、図３（ａ）に示したように、記録レーザパワーが最適値よりも低い状態に対応するものであった場合には、記録レーザパワーを所定量だけ高くして、再び、所定回数の繰り返し記録を行ない、そのときのアシンメトリの傾向を求める。

一方、ＯＰＣ方式により設定された記録レーザパワーで、所定回数の繰り返し記録を行なって求めたアシンメトリの傾向が、図３（ｃ）に示したように、記録レーザパワーが最適値よりも高い状態に対応するものであった場合には、記録レーザパワーを所定量だけ低くして、再び、所定回数の繰り返し記録を行ない、そのときのアシンメトリの傾向を求める。

以上のように、所定回数の繰り返し記録を行なって求めたアシンメトリの傾向に基づいて記録レーザパワーを繰り返し制御し、最終的に、図３（ｂ）に示したように、アシンメトリが一定となるように記録レーザパワーを補正していくことにより、繰り返し記録に最適となる記録レーザパワーを容易に設定することができる。

図４は、この記録パワー設定部４１の一例を示している。すなわち、この記録パワー設定部４１は、上記ＣＰＵ３７とのデータの授受が可能であり、ＣＰＵ３７からの制御に基づいて、記録パワー設定部４１の行なう各種の動作を統括的に制御するためのコントローラ４２を備えている。

また、この記録パワー設定部４１は、ＯＰＣ方式パワー設定部４３を備えている。このＯＰＣ方式パワー設定部４３は、前述したＯＰＣ方式による記録レーザパワーの設定を行なうものである。さらに、この記録パワー設定部４１は、アシンメトリ計測部４４を備えている。このアシンメトリ計測部４４は、光ディスク１１からの再生出力のアシンメトリを計測するものである。

そして、上記記録パワー設定部４１は、記録パワー調整部４５を備えている。この記録パワー調整部４５は、所定回数の繰り返し記録を行なってアシンメトリ計測部４４で求めたアシンメトリの傾向を判別し、アシンメトリが一定となるように記録レーザパワーを調整するものである。

図５は、上記した記録パワー設定部４１の処理動作をまとめたフローチャートを示している。すなわち、処理が開始（ステップＳ１）されると、記録パワー設定部４１は、ＯＰＣ方式パワー設定部４３により、ステップＳ２で、光ディスク１１に対してＯＰＣ方式による記録レーザパワーの設定を実行する。

そして、記録パワー設定部４１は、コントローラ４２により、ステップＳ３で、光ディスク１１の試し書き領域（ＰＣＡ）内の位置を指定するためのカウント値ｘを１に設定するとともに、ステップＳ４で、繰り返し記録回数をカウントするためのカウント値ｉを１に設定し、ステップＳ５で、光学式ヘッド１４を光ディスク１１の試し書き領域内のカウント値ｘで指定される位置ＰＣＡ（ｘ）に移動させ、ステップＳ６で、試し書き用データを記録させる。

その後、記録パワー設定部４１は、ステップＳ７で、アシンメトリ計測部４４によりアシンメトリを計測し、ステップＳ８で、カウント値ｉを＋１し、ステップＳ９で、カウント値ｉが予め設定された所定値ｎ（例えば１０）を超えたか否かを判別し、超えていないと判断した場合（ＮＯ）、ステップＳ５の処理に移行される。

また、上記ステップＳ９でカウント値ｉが所定値ｎを超えたと判断した場合（ＹＥＳ）、記録パワー設定部４１は、記録パワー調整部４５により、ステップＳ１０で、ｎ回の繰り返し記録回数に対するアシンメトリの遷移結果から、それに対応する近似式を算出し、ステップＳ１１で、その近似式の傾きが最適な記録レーザパワーに対応して予め設定された規定値以内に収まっているか否かを判別する。

そして、記録パワー調整部４５は、近似式の傾きが最適な記録レーザパワーよりも低い状態に対応していると判断した場合、ステップＳ１２で、記録レーザパワーを現状よりも予め設定された所定量だけ高く設定し、ステップＳ１３で、カウント値ｘを＋１して、ステップＳ４の処理に戻される。

また、記録パワー調整部４５は、近似式の傾きが最適な記録レーザパワーよりも高い状態に対応していると判断した場合、ステップＳ１４で、記録レーザパワーを現状よりも予め設定された所定量だけ低く設定し、ステップＳ１５で、カウント値ｘを＋１して、ステップＳ４の処理に戻される。

そして、記録パワー調整部４５は、近似式の傾きが最適な記録レーザパワーに対応して予め設定された規定値以内に収まっていると判断した場合、ステップＳ１６で、その記録レーザパワーを繰り返し記録に最適な記録レーザパワーとして決定し、処理を終了（ステップＳ１７）する。

図５に示した処理動作によれば、ＯＰＣ方式による記録レーザパワーの設定を行なった後、ｎ回の繰り返し記録を行なって得られたアシンメトリの傾きに基づいて、現在の記録レーザパワーが繰り返し記録に最適であるか低いか高いかを判別している。

そして、現在の記録レーザパワーが最適値よりも低い場合には、記録レーザパワーを所定量だけ高くして、再度ｎ回の繰り返し記録を行なってアシンメトリの傾きを判別し、高い場合には、記録レーザパワーを所定量だけ低くして、再度ｎ回の繰り返し記録を行なってアシンメトリの傾きを判別する動作を繰り返すようにしているので、繰り返し記録に最適となる記録レーザパワーを容易に設定することができる。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、光ディスク装置の一例を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態における光ディスク装置の光学式ヘッドを説明するために示す図。 同実施の形態における記録レーザパワーをパラメータとした繰り返し記録回数とアシンメトリとの関係を説明するために示す図。 同実施の形態における光ディスク装置の記録パワー設定部の一例を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態における光ディスク装置の記録パワー設定部の処理動作を説明するために示すフローチャート。

符号の説明

１１…光ディスク、１２…スピンドルモータ、１３…モータ制御回路、１４…光学式ヘッド、１５…スレッドモータ、１６…データバス、１７…スレッドモータドライバ、１８…対物レンズ、１９…駆動コイル、２０…駆動コイル、２１…変調回路、２２…ホスト装置、２３…インタフェース回路、２４…レーザ制御回路、２５…半導体レーザダイオード、２６…コリメータレンズ、２７…ハーフプリズム、２８…光学系、２９…集光レンズ、３０…光検出器、３１…ＲＦアンプ、３２…トラッキング制御部、３３…フォーカシング制御部、３４…ウォブルＰＬＬ部／アドレス検出部、３５…データ再生部、３６…ＰＬＬ回路、３７…ＣＰＵ、３８…ＲＡＭ、３９…ＲＯＭ、４０…エラー訂正回路、４１…記録パワー設定部、４２…コントローラ、４３…ＯＰＣ方式パワー設定部、４４…アシンメトリ計測部、４５…記録パワー調整部。

Claims (6)

1. 書き替え可能な相変化型の光記録媒体に所定の記録レーザパワーに基づいて情報を記録する記録手段と、
   前記記録手段により同じ記録レーザパワーで所定回数の繰り返し記録を行ない、それぞれの記録内容に対するアシンメトリを計測する計測手段と、
   前記計測手段で計測された所定数のアシンメトリの傾向に基づいて、前記記録手段で記録に用いた記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値であるか否かを判別する判別手段と、
   前記判別手段により前記記録手段で記録に用いた記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値でないと判断された場合、前記記録手段で用いる記録レーザパワーを繰り返し記録に最適な値となるように制御する制御手段とを具備することを特徴とする情報記録装置。
2. 前記判別手段は、前記計測手段で計測された所定数のアシンメトリの遷移結果に対応する近似式を算出し、その近似式の傾きが、繰り返し記録に最適な記録レーザパワーに対応して予め設定された規定値以内に収まっているか否かを判別することを特徴とする請求項1記載の情報記録装置。
3. 前記判別手段は、前記計測手段で計測された所定数のアシンメトリの遷移結果に対応する近似式を算出し、その近似式の傾きが、繰り返し記録に最適な記録レーザパワーに対応しているか、繰り返し記録に最適な記録レーザパワーよりも低い状態に対応しているか、繰り返し記録に最適な記録レーザパワーよりも高い状態に対応しているかを判別することを特徴とする請求項1記載の情報記録装置。
4. 前記制御手段は、前記判別手段により前記近似式の傾きが繰り返し記録に最適な記録レーザパワーよりも低い状態に対応していると判別されたとき前記記録手段で用いる記録レーザパワーを現状よりも高く設定し、前記判別手段により前記近似式の傾きが繰り返し記録に最適な記録レーザパワーよりも高い状態に対応していると判別されたとき前記記録手段で用いる記録レーザパワーを現状よりも低く設定するように制御することを特徴とする請求項３記載の情報記録装置。
5. 前記記録手段は、前記光記録媒体に情報を最初に試し書きするときの記録レーザパワーを、ＯＰＣ方式によって設定することを特徴とする請求項1記載の情報記録装置。
6. 書き替え可能な相変化型の光記録媒体に所定の記録レーザパワーに基づいて情報を記録する第１の工程と、
   前記第１の工程により同じ記録レーザパワーで所定回数の繰り返し記録を行ない、それぞれの記録内容に対するアシンメトリを計測する第２の工程と、
   前記第２の工程で計測された所定数のアシンメトリの傾向に基づいて、前記第１の工程で記録に用いた記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値であるか否かを判別する第３の工程と、
   前記第３の工程により前記第１の工程で記録に用いた記録レーザパワーが繰り返し記録に最適な値でないと判断された場合、前記第１の工程で用いる記録レーザパワーを繰り返し記録に最適な値となるように制御する第４の工程とを具備することを特徴とする情報記録方法。

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