JP5709597B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は光ディスク装置に関し、特に記録パワーの調整に関する。

光ディスクに記録する際の記録パワーは、主にβ値を指標として調整されている。すなわち、予め記録すべき光ディスクに対して目標となるβ値を決定しておき、光ディスクにデータを記録して測定されるβ値がこの目標β値となるように記録パワーを調整する。

下記の特許文献１には、光ディスクの内周と外周の目標β値を測定し、これらを線形補間することで光ディスクのデータ領域中の各速度（各半径位置）の目標β値を算出することが開示されている。

また、下記の特許文献２には、光ディスクの内周でＯＰＣ（Optimum Power Control）を実行する際に、複数の速度でＯＰＣを行って目標β値を測定し、測定していない記録速度については直線近似により補間して目標β値を算出することが開示されている。

特開２０１０−５００７００号公報 特開２００３−１１５１１０号公報

測定して得られたβ値が目標β値に一致するように記録パワーを調整する場合、その前提として測定して得られたβ値が正確である必要があるが、種々の要因で測定β値に誤差が生じ得る。このため、光ディスク装置の出荷時には、製造ラインにおいて基準光ディスクを用いてどの装置でも同じ測定β値となるような調整を行い、この調整値を用いて実際に光ディスクにデータを記録する際の補正を行うことが提案されているが、ラインでの調整時と実際にデータを記録する際の条件が同一である保証はなく、例えば記録時の温度や速度は変化し得るので十分とは言えない問題がある。

本発明の目的は、測定して得られたβ値に含まれる誤差を補正し、これにより目標β値との正確な比較が可能となり、もって記録パワーを高精度に調整することができる装置を提供することにある。

本発明は、測定されたβ値と目標β値に基づいて記録パワーを調整する光ディスク装置であって、光ディスクの第１の位置においてジッタが最小となるβ値を求め、前記第１の位置における目標β値との第１の差分を算出する手段と、前記第１の位置と異なる第２の位置においてジッタが最小となるβ値を求め、前記第２の位置における目標β値との第２の差分を算出する手段と、前記第１の差分と前記第２の差分を用いて補正値を算出する補正値算出手段と、測定されたβ値を前記補正値により補正する手段と、補正されたβ値と目標β値に基づいて記録パワーを調整する手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、測定されたβ値と目標β値に基づいて記録パワーを調整する光ディスク装置であって、光ディスクの第１の位置においてエラーレートが最小となるβ値を求め、前記第１の位置における目標β値との第１の差分を算出する手段と、前記第１の位置と異なる第２の位置においてエラーレートが最小となるβ値を求め、前記第２の位置における目標β値との第２の差分を算出する手段と、前記第１の差分と前記第２の差分を用いて補正値を算出する補正値算出手段と、測定されたβ値を前記補正値により補正する手段と、補正されたβ値と目標β値に基づいて記録パワーを調整する手段とを備えることを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記第１の位置は光ディスクの内周部であり、前記第２の位置は光ディスクの外周部である。

また、本発明の他の実施形態では、前記補正値算出手段は、前記第１の差分と前記第２の差分を用いた線形補間により任意の位置における補正値を算出する。

また、本発明の他の実施形態では、前記補正値算出手段は、前記第１の差分と前記第２の差分を用いた線形補間により任意の速度における補正値を算出する。

また、本発明の他の実施形態では、前記補正値算出手段は、前記第１の差分と前記第２の差分を用いた線形補間により任意の温度における補正値を算出する。

本発明によれば、測定して得られたβ値に含まれる誤差を補正し、記録パワーを高精度に調整することができる。

実施形態における光ディスク装置の全体構成図である。 記録パワーとジッタ及びβ値との関係を示すグラフ図である。 実施形態のフローチャートである。

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には、本実施形態に係る光ディスク装置の全体構成図が示されている。データ記録可能な光ディスク１０はスピンドルモータ（ＳＰＭ）１２により回転駆動される。スピンドルモータＳＰＭ１２は、ドライバ１４で駆動され、ドライバ１４はサーボプロセッサ３０により所望の回転速度となるようにサーボ制御される。

光ピックアップ１６は、レーザ光を光ディスク１０に照射するためのレーザダイオード（ＬＤ）や光ディスク１０からの反射光を受光して電気信号に変換するフォトディテクタ（ＰＤ）を含み、光ディスク１０に対向配置される。光ピックアップ１６はスレッドモータ１８により光ディスク１０の半径方向に駆動され、スレッドモータ１８はドライバ２０で駆動される。ドライバ２０は、ドライバ１４と同様にサーボプロセッサ３０によりサーボ制御される。また、光ピックアップ１６のＬＤはドライバ２２により駆動され、ドライバ２２はオートパワーコントロール回路（ＡＰＣ）２４により駆動電流が所望の値となるように制御される。ＡＰＣ２４は、光ディスク１０のテストエリアにおいて実行されたＯＰＣ（Optimum Power Control）により選択された最適記録パワーとなるようにドライバ２２の駆動電流を制御する。ＯＰＣは、一般には光ディスク１０のテストエリア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、該テストデータを再生してその信号品質を評価し、所望の信号品質が得られる記録パワーを選択する処理である。信号品質には、一般にはβ値やジッタ、エラーレートが用いられる。β値は、ＲＣ結合された再生ＲＦ信号のピークレベルをＡ、ボトムレベルをＢとすると、
β＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）
で定義される。また、ジッタは、再生ＲＦ信号の２値化信号と同期クロック信号との位相差である。ＡＰＣ２４は、測定して得られたβ値が目標β値となるように記録パワーを調整するが、目標β値は、ジッタやエラーレートが最小となるときのβ値として決定される。

光ディスク１０に記録されたデータを再生する際には、光ピックアップ１６のＬＤから再生パワーのレーザ光が照射され、その反射光がＰＤで電気信号に変換されて出力される。光ピックアップ１６からの再生信号はＲＦ回路２６に供給される。ＲＦ回路２６は、再生信号からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、サーボプロセッサ３０に供給する。サーボプロセッサ３０は、これらのエラー信号に基づいて光ピックアップ１６をサーボ制御し、光ピックアップ１６をオンフォーカス状態及びオントラック状態に維持する。また、ＲＦ回路２６は、再生信号をアドレスデコード回路２８に供給する。
アドレスデコード回路２８は、アドレス信号抽出部及びデコード部から構成され、再生信号を２値化してアドレス信号を抽出し、その後抽出したアドレス信号をデコードしてアドレスデータを復調し、サーボプロセッサ３０やシステムコントローラ３２に供給する。また、ＲＦ回路２６は、再生ＲＦ信号を２値化回路３４に供給する。２値化回路３４は、再生信号を２値化し、得られた８−１６変調信号をエンコード／デコード回路３６に供給する。エンコード／デコード回路３６では、２値化信号を８−１６復調及びエラー訂正して再生データを得、当該再生データをインタフェースＩ／Ｆ４０を介してパーソナルコンピュータなどのホスト装置に出力する。なお、再生データをホスト装置に出力する際には、エンコード／デコード回路３６はバッファメモリ３８に再生データを一旦蓄積した後に出力する。

光ディスク１０にデータを記録する際には、ホスト装置からの記録すべきデータはインタフェースＩ／Ｆ４０を介してエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、記録すべきデータをバッファメモリ３８に格納し、当該記録すべきデータをエンコードして８−１６変調データとしてライトストラテジ回路４２に供給する。ライトストラテジ回路４２は、変調データを所定の記録ストラテジに従ってマルチパルス（パルストレーン）に変換し、記録データとしてドライバ２２に供給する。記録ストラテジは、例えばマルチパルスにおける先頭パルスのパルス幅や後続パルスのパルス幅、パルスデューティから構成される。記録ストラテジは記録品質に影響することから、通常はある最適ストラテジに固定される。ＯＰＣ時に記録ストラテジを併せて設定してもよい。記録データによりパワー変調されたレーザ光は光ピックアップ１６のＬＤから照射されて光ディスク１０にデータが記録される。データを記録した後、光ピックアップ１６は再生パワーのレーザ光を照射して当該記録データを再生し、ＲＦ回路２６に供給する。ＲＦ回路２６は再生信号を２値化回路３４に供給し、２値化された８−１６変調データはエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、８−１６変調データをデコードし、バッファメモリ３８に記憶されている記録データと照合する（ベリファイ）。ベリファイの結果はシステムコントローラ３２に供給される。

本実施形態の光ディスク装置は以上のような構成であり、以下、β値を用いた記録パワーの調整について詳述する。

ＯＰＣにおいては、記録パワーを変化させてテストデータを記録し、記録したテストデータを再生して得られるβ値が目標β値に一致する記録パワーを最適記録パワーとするが、測定β値が不正確な場合には結果として最適記録パワーも不正確なものとなり、記録品質が低下してしまう。

測定β値には誤差が含まれ得るが、本実施形態では、目標β値がジッタあるいはエラーレートが最小となる値として設計されていることに鑑み、テストデータを再生して得られるジッタあるいはエラーレートが最小となるβ値を求め、このβ値と目標β値との差分を測定β値に含まれる誤差分とみなす。そして、この誤差分を用いて測定β値を補正する。

図２に、記録パワーとジッタ及びβ値との関係を示す。ジッタに着目すると、記録パワーが不足するとピットが形成されずあるいは形成されたとしても形成不足となるためジッタは増大する。記録パワーが増大するに従いジッタは順次減少していく。また、記録パワーが過剰となるとピットが過剰に形成されることとなりジッタは再び増大していく。したがって、ジッタは、記録パワーの増大に従ってＵ字型の特性を示す。一方、β値に着目すると、記録パワーの増大に従って一般に単調に増加する特性を示す。

そこで、ＯＰＣにおいてテストデータのβ値とジッタを測定し、ジッタが最小となるβ値を求める。もし、β値の測定が正確である場合にはジッタ最小となるβ値は目標β値と一致するはずであり、両者が相違するのは測定β値に誤差が含まれているためであるとみなし、両者の差分を演算する。すなわち、目標β値をβｔ、ジッタ最小となるβ値をβｏとすると、
Δβ＝βｔ−βｏ
を算出する。これが、測定β値に含まれる誤差である。

一方、誤差は、光ディスクの半径位置や温度、速度に応じて変化し得るものと考えられるので、光ディスクの内周と外周において誤差を求め、他の任意の半径位置や任意の速度、任意の温度では、この誤差分を線形補間して求めることができる。

図３に、本実施形態の処理フローチャートを示す。

まず、システムコントローラ３２は、光ディスクの内周部においてＯＰＣを実行する（Ｓ１０１）。すなわち、記録パワーを複数段階に変化させつつテストデータを記録し、記録したテストデータを再生してそのβ値及びジッタを測定する。そして、ジッタが最小となるβ値を求める。

ＯＰＣを実行した後、内周部において予め設定されている目標β値と、Ｓ１０１で求めたβ値（ジッタ最小となるβ値）との差分Δβｉｎを算出する（Ｓ１０２）。目標β値は、予め光ディスクに記録されている値を読み込んでもよく、あるいは光ディスク装置に記憶されているメーカ毎のテーブルから検索してもよい。具体的には、システムコントローラのメモリにはメーカ毎の目標β値を規定するテーブルが予め記憶されており、データを記録すべき光ディスクのメーカを読み取り、読み取ったメーカに対応する目標β値をテーブルから取得する。

次に、光ピックアップを光ディスクの外周部までシークさせ、外周部においてＯＰＣを実行する（Ｓ１０３）。すなわち、内周側と同様に記録パワーを複数段階に変化させつつテストデータを記録し、記録したテストデータを再生してそのβ値及びジッタを測定する。そして、ジッタが最小となるβ値を求める。

ＯＰＣを実行した後、外周部において予め設定されている目標β値と、Ｓ１０３で求めたβ値（ジッタ最小となるβ値）との差分Δβｏｕｔを算出する（Ｓ１０４）。

算出したΔβｉｎ、Δβｏｕｔは、測定β値の誤差であり、これらを用いて測定β値の補正を行う。具体的には、ΔβｉｎとΔβｏｕｔを用いて、任意の半径位置や任意の速度、あるいは任意の温度における補正値Δβｎｏｗを線形補間により算出する（Ｓ１０５）。

任意の半径位置における補正値Δβｎｏｗは、内周部の半径位置をＲｉｎ、外周部における半径位置をＲｏｕｔ、任意の半径位置をＲｎｏｗとすると、
Δβｎｏｗ＝Δβｉｎ＋（Ｒｎｏｗ−Ｒｉｎ）（Δβｏｕｔ−Δβｉｎ）／（Ｒｏｕｔ−Ｒｉｎ）
・・・（１）
により算出される。

任意の速度における補正値Δβｎｏｗは、内周部の速度をＶｉｎ、外周部の速度をＶｏｕｔ、任意の速度をＶｎｏｗとすると、
Δβｎｏｗ＝Δβｉｎ＋（Ｖｎｏｗ−Ｖｉｎ）（Δβｏｕｔ−Δβｉｎ）／（Ｖｏｕｔ−Ｖｉｎ）
・・・（２）
により算出される。

任意の温度における補正値Δβｎｏｗは、内周部でのＯＰＣ時の温度をＴｉｎ、外周部でのＯＰＣ時の温度をＴｏｕｔ、任意の温度をＴｎｏｗとすると、
Δβｎｏｗ＝Δβｉｎ＋（Ｔｎｏｗ−Ｔｉｎ）（Δβｏｕｔ−Δβｉｎ）／（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）
・・・（３）
により算出される。

以上のようにして補正値Δβｎｏｗを算出した後、実際にβ値を測定した半径位置や速度、温度における測定β値を補正する（Ｓ１０６）。すなわち、ある半径位置において振り返りＯＰＣを実行する場合、その位置において測定して得られたβ値に対し、（１）式で算出した補正値Δβｎｏｗを加算することで測定β値を補正する。そして、補正したβ値と目標β値とを比較し、目標β値が得られるような記録パワーに調整する。また、ある速度において振り返りＯＰＣを実行する場合、その速度において測定して得られたβ値に対し、（２）式で算出した補正値Δβｎｏｗを加算することで測定β値を補正する。そして、補正したβ値と目標β値とを比較し、目標β値が得られるような記録パワーに調整する。さらに、ある温度において振り返りＯＰＣを実行する場合、その温度において測定して得られたβ値に対し、（３）式で算出した補正値Δβｎｏｗを加算することで測定β値を補正する。そして、補正したβ値と目標β値とを比較し、目標β値が得られるような記録パワーに調整する。

以下、ゾーン毎に速度が一定な光ディスクにデータを記録する場合を例にとり、本実施形態の処理を具体的に説明する。

光ディスク上の各領域は、内周部から外周部に向かって２倍速（２×）、４倍速（４×）、６倍速（６×）、８倍速（８×）に分かれており、システムコントローラ３２のメモリには各領域毎の目標β値が記憶されているものとする。もちろん、この目標β値は、光ディスクから読み取ってメモリに記憶してもよく、光ディスクからメーカやディスク種類を読み取って、対応する目標β値をテーブルから検索することで取得してもよい。

まず、システムコントローラ３２は、内周部のテスト領域（ＯＰＣ領域）において２倍速でＯＰＣを実行し、β値及びジッタを測定して、ジッタ最小となるβ値を求める。そして、２倍速における目標β値とジッタ最小となるβ値との差分をΔβｉｎとして算出する。

次に、外周部のテスト領域において８倍速でＯＰＣを実行し、β値及びジッタを測定して、ジッタ最小となるβ値を求める。そして、８倍速における目標β値とジッタ最小となるβ値との差分をΔβｏｕｔとして算出する。

以上のようにしてΔβｉｎ及びΔβｏｕｔを算出した後、（１）、（２）、（３）式のいずれかを用いて補正値Δβｎｏｗを算出する。

補正値Δβｎｏｗが算出されると、この補正値Δβｎｏｗを用いて測定β値を補正し、目標β値と比較して記録パワーを調整する。例えば、６倍速の領域において記録パワーを調整する場合、（２）式を用いて６倍速の領域における補正値Δβｎｏｗを算出する。そして、６倍速の領域において記録したデータのβ値を測定すると、この測定β値に補正値Δβｎｏｗを加算して補正し、補正後のβ値を目標β値と比較する。補正後のβ値が目標β値よりも小さい場合には記録パワーを増大する調整を行い、補正後のβ値が目標β値よりも大きい場合には記録パワーを減少する調整を行う。

本実施形態では、目標β値を補正するのではなく、予め設定された目標β値はそのまま維持し、測定して得られたβ値を補正し、補正後の測定β値と目標β値とを比較することで記録パワーを調整する点に留意されたい。すなわち、本実施形態の基本的な技術思想は、予め設定された目標β値とは別個に、ＯＰＣを実行してジッタあるいはエラーレートが最小となるβ値を新たな目標β値として用いるのではなく、予め設定された目標β値は制御目標としてそのまま用い、ＯＰＣを実行してジッタあるいはエラーレートが最小となるβ値が目標β値と乖離する場合には、測定して得られたβ値に誤差が含まれているために乖離が生じたものとみなし、この差分値を用いて測定β値を補正するものである。本実施形態では、目標β値はそのまま制御目標として用いられるため、目標β値の有効活用が図られる。

また、本実施形態では、製造ライン上のβ値の調整は常温で行われることが多く、実使用時に高温または低温であった場合には、調整時の温度との差に起因するβ値ずれが生じ得るが、本実施形態では温度の相違があってもこれを考慮して補正値を算出できるため、記録パワーを高精度に調整できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態では、ジッタ最小となるβ値と目標β値との差分を算出しているが、エラーレート最小となるβ値と目標β値との差分を算出してもよい。

また、本実施形態において、補正値Δβｎｏｗは（１）、（２）、（３）式のいずれかに基づいて算出しているが、いずれか２つの式、あるいは全ての式を用いてΔβｎｏｗを算出し、算出したいずれかのΔβｎｏｗを一定の基準の下に選択して用いてもよい。

また、本実施形態では、内周部のＯＰＣ領域と外周部のＯＰＣ領域においてＯＰＣを実行してΔβｉｎ及びΔβｏｕｔを算出しているが、必ずしも内周部と外周部に限定されるわけではなく、光ディスクの任意の２つの位置においてジッタあるいはエラーレート最小となるβ値と目標β値との差分を算出すればよい。任意の２つの位置に求められる条件は、その位置においてβ値及びジッタあるいはエラーレートが測定できること、その位置において目標β値が予め設定されていること、である。但し、任意の２つの位置以外の位置における補正値Δβｎｏｗは、任意の２つの位置におけるΔβから補間により算出されるため、任意の２つの位置は近傍であるよりも互いに離間している方が望ましいといえる。

また、本実施形態において算出した補正値Δβｎｏｗは、任意の位置で記録品質を確認するために行われるβ値の測定に利用することができる。その一例は、振り返りＯＰＣであり、データ記録途中で記録を中断し、直前の既記録部分を再生してβ値を算出し、目標β値とのずれ量に応じて引き続き追記するときの記録パワーを補正するものである。

さらに、本実施形態では、差分Δβｉｎと差分Δβｏｕｔを用いて補正値Δβｎｏｗを算出しているが、差分Δβｉｎ及び差分Δβｏｕｔにそれぞれ１より小さい係数を乗じたものを用いて補正値Δβｎｏｗを算出してもよい。具体的には、係数をα（α＜１）として、
Δβｎｏｗ＝α・Δβｉｎ＋（Ｒｎｏｗ−Ｒｉｎ）（α・Δβｏｕｔ−α・Δβｉｎ）／（Ｒｏｕｔ−Ｒｉｎ）
・・・（４）
Δβｎｏｗ＝α・Δβｉｎ＋（Ｖｎｏｗ−Ｖｉｎ）（α・Δβｏｕｔ−α・Δβｉｎ）／（Ｖｏｕｔ−Ｖｉｎ）
・・・（５）
Δβｎｏｗ＝α・Δβｉｎ＋（Ｔｎｏｗ−Ｔｉｎ）（α・Δβｏｕｔ−α・Δβｉｎ）／（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）
・・・（６）
のいずれかにより補正値Δβｎｏｗを算出してもよい。

上記では、差分Δβｉｎと差分Δβｏｕｔに乗じる係数αを同一としたが、Δβｉｎに係数αを乗じ、差分Δβｏｕｔにαと異なる係数γ（γ＜１）を乗じてもよい。

１０ 光ディスク、３２ システムコントローラ。

Claims (6)

1. 測定されたβ値と目標β値に基づいて記録パワーを調整する光ディスク装置であって、
   光ディスクの第１の位置においてジッタが最小となるβ値を求め、前記第１の位置における目標β値との第１の差分を算出する手段と、
   前記第１の位置と異なる第２の位置においてジッタが最小となるβ値を求め、前記第２の位置における目標β値との第２の差分を算出する手段と、
   前記第１の差分と前記第２の差分を用いて補正値を算出する補正値算出手段と、
   測定されたβ値を前記補正値により補正する手段と、
   補正されたβ値と目標β値に基づいて記録パワーを調整する手段と、
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
2. 測定されたβ値と目標β値に基づいて記録パワーを調整する光ディスク装置であって、
   光ディスクの第１の位置においてエラーレートが最小となるβ値を求め、前記第１の位置における目標β値との第１の差分を算出する手段と、
   前記第１の位置と異なる第２の位置においてエラーレートが最小となるβ値を求め、前記第２の位置における目標β値との第２の差分を算出する手段と、
   前記第１の差分と前記第２の差分を用いて補正値を算出する補正値算出手段と、
   測定されたβ値を前記補正値により補正する手段と、
   補正されたβ値と目標β値に基づいて記録パワーを調整する手段と、
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１，２のいずれかに記載の光ディスク装置において、
   前記第１の位置は光ディスクの内周部であり、前記第２の位置は光ディスクの外周部である
   ことを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１，２のいずれかに記載の光ディスク装置において、
   前記補正値算出手段は、前記第１の差分と前記第２の差分を用いた線形補間により任意の位置における補正値を算出する
   ことを特徴とする光ディスク装置。
5. 請求項１，２のいずれかに記載の光ディスク装置において、
   前記補正値算出手段は、前記第１の差分と前記第２の差分を用いた線形補間により任意の速度における補正値を算出する
   ことを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項１，２のいずれかに記載の光ディスク装置において、
   前記補正値算出手段は、前記第１の差分と前記第２の差分を用いた線形補間により任意の温度における補正値を算出する
   ことを特徴とする光ディスク装置。

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