JP6156132B2

JP6156132B2 - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP6156132B2
Application number: JP2013267825A
Authority: JP
Inventors: 吉田　亮; 亮吉田
Original assignee: オンキヨー＆パイオニアテクノロジー株式会社
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-12-25
Also published as: JP2015125784A

Description

本発明は光ディスク装置、特にデータ記録時の制御に関する。

従来から、光ディスクの表面に付着した汚れや埃、傷等により記録再生特性が劣化することに鑑み、光ディスク表面の欠陥を検出する技術が提案されている。

下記の特許文献１には、再生パワーのレーザ光を照射して光ディスクをトレースし、トレース期間中の戻り光量を検出し、所定の閾値と比較することで光ディスクの表面欠陥を検出することが開示されている。光ディスクの表面欠陥を検出した場合、光ディスクの駆動速度を低下させて記録エラーを防止している。

特開２００６−１７９１５２号公報

しかしながら、再生パワーで光ディスクをトレースする構成では、光ディスクの全領域をトレースする場合には時間を要する問題がある。例えば、トレースするための再生速度と、その後の記録速度が同じであるとすると、通常の記録時間に比して２倍の時間を要することになる。

また、記録品質を低下させる要因としては、表面欠陥のみならず、記録膜自体の面内感度差、チルトやフォーカスバランス等のサーボ的な影響、回転数や光ピックアップの位置により引き起こされる共振現象等のメカ的な影響があり得るが、このような多様な原因に対処することは困難である。

本発明の目的は、光ディスク表面の汚れや埃、傷に限らず、記録膜自体の面内感度差、チルトやフォーカスバランス等のサーボ的な影響、回転数や光ピックアップの位置により引き起こされる共振現象等のメカ的な影響等が存在していても、記録時間を大幅に低下させることなく記録品質を維持できる光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、光ディスクを回転駆動する駆動手段と、前記光ディスクにデータを記録する際に、記録品質を示す評価パラメータを用いて記録パワーを補正する補正手段と、前記補正手段による記録パワーの補正量の一定時間内若しくは一定区間内の積分値を閾値と比較し、閾値を超える場合に前記駆動手段の駆動速度を低下させるとともに、低下後の駆動速度に応じた記録パワーに設定する制御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、前記制御手段は、駆動速度を低下させた後に再び前記補正手段による記録パワーの補正量の一定時間内若しくは一定区間内の積分値を閾値と比較し、閾値を超えない場合に前記駆動手段の駆動速度を元の速度に復帰させるとともに、復帰後の駆動速度に応じた記録パワーに設定することを特徴とする。

本発明の他の実施形態では、前記補正手段は、ランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣにより記録パワーを補正することを特徴とする。また、本発明は、光ディスクを回転駆動する駆動手段と、前記光ディスクにデータを記録する際に、記録品質を示す評価パラメータを用いて記録パワーを補正する補正手段と、前記補正手段による記録パワーの補正量、あるいは記録パワーの補正量の一定時間内若しくは一定区間内の積分値を閾値と比較し、閾値を超える場合に前記駆動手段の駆動速度を低下させるとともに、低下後の駆動速度に応じた記録パワーに設定する制御手段とを備え、前記制御手段は、駆動速度を低下させた後に再び前記補正手段による記録パワーの補正量、あるいは記録パワーの補正量の一定時間内若しくは一定区間内の積分値を閾値と比較し、閾値を超えない場合に前記駆動手段の駆動速度を元の速度に復帰させるとともに、復帰後の駆動速度に応じた記録パワーに設定することを特徴とする。

本発明によれば、光ディスクの表面欠陥やサーボ的な影響、共振現象等のメカ的な影響等が存在していても、記録時間を大幅に低下させることなく記録品質を維持することができる。

光ディスク装置の構成ブロック図である。実施形態の処理フローチャートである。記録速度及び記録パワーの時間変化を示すグラフ図である。

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、本実施形態に係る光ディスク装置の全体構成図を示す。ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、＋Ｒ／＋ＲＷ、ＲＡＭ等の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（ＰＣＡ）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、光ディスク１０のＰＣＡ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、β値やγ値、変調度、ジッタ等が用いられる。光ディスク１０の記録層が第１層及び第２層から構成されている場合、ＯＰＣは各記録層毎に実行される。但し、奥側の第２層に関しては、第１層が未記録の場合と記録済の場合とで、それぞれ異なる記録パワーが設定される。

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、再生信号に含まれるアドレス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はアドレス信号から光ディスク１０の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。データは、記録パワーのレーザ光を照射して形成されるマーク部と、記録パワー以外のレーザ光（再生パワーやゼロパワーあるいはイレースパワー）が照射されるだけのスペース部の長さ、すなわちマークの前端及び後端のエッジ位置により記録されるマークエッジ方式である。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、正常にデコードできない場合は交替処理を行う。具体的には、バッファメモリ３８に記憶されている記録済みデータを交替領域へ記録する。光ディスク１０にデータを記録する際には、ホスト装置からのライトコマンド及びこれに付随する記録すべきデータを受信し、指定されたアドレスに光ピックアップ１６をシークさせて記録動作に移行する。

また、データ記録時には、ランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣにより記録パワーを補正しつつ記録を行う。ランニングＯＰＣ及びウォーキングＯＰＣはいずれも公知であるが、ランニングＯＰＣは、データ記録中において光ディスクからの反射光量を検出し、反射光量に応じて記録レーザ光パワーを補正するものであり、データ記録中の反射光量のうち、記録レーザ光によりピットが形成されてその反射光量が安定するレベルＢ部分をサンプリングして検出し、このレベルＢの値に応じて記録レーザ光パワーを補正する。例えば、記録レーザ光パワーをＰ、レベルＢの値をＢとすると、Ｂ／Ｐⁿが一定となるように記録レーザ光パワーＰを補正する。ｎは例えば２等に設定される。また、ウォーキングＯＰＣは、一定間隔ごと又は一定時間ごとに記録を中断して記録終端部を再生してその記録終端部におけるβ値を測定し、測定して得られたβ値と目標β値とを比較して記録パワーを補正するものである。

光ディスク１０の表面欠陥や記録膜自体の面内感度差、チルトやフォーカスバランス等のサーボ的な影響、回転数や光ピックアップの位置により引き起こされる共振現象等のメカ的な影響が存在すると、その領域ではランニングＯＰＣやウォーキングＯＰＣにより記録パワーが増減補正されることになる。本実施形態では、このことに着目し、ランニングＯＰＣやウォーキングＯＰＣにより記録パワーが補正された場合、その領域では、逆に、表面欠陥や記録膜自体の面内感度差、チルトやフォーカスバランス等のサーボ的な影響、回転数や光ピックアップの位置により引き起こされる共振現象等のメカ的な影響が存在するものとみなす。そして、システムコントローラ３２は、ＡＰＣ２４に指令する記録パワーＰの補正量ΔＰを監視し、記録パワーＰの補正量ΔＰの積算、すなわち記録パワーＰの補正量ΔＰの積分値が所定の閾値を超えた場合に、光ディスク１０の回転速度を低下させて記録品質の低下を防止する。

図２に、本実施形態の処理フローチャートを示す。データの記録が開始されると、システムコントローラ３２は、ランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣによる記録パワーＰの補正量ΔＰを監視する（Ｓ１０１）。具体的には、システムコントローラ３２は、一定時間内あるいは一定区間内のパワー補正量ΔＰの積分値を算出し、算出した積分値を所定の閾値と大小比較することで監視する。

そして、記録パワーＰの補正量ΔＰの積分値が閾値を未だ超えていない場合（Ｓ１０２でＮＯ）、上位の記録速度へ復帰することが可能であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。未だ、記録速度、すなわち光ディスク１０の回転速度を低下させていない場合にはＮＯと判定され、引き続きパワー補正量ΔＰの監視を続ける。

パワー補正量ΔＰの積分値が閾値を超えた場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、減速が可能であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。既に最低速度で光ディスク１０を回転駆動している場合には減速は不可と判定され、そうでなければ可能と判定される。減速が可能である場合、記録を中断して下位の速度へ減速し、下位速度の最適記録パワーを設定して再び記録を開始する（Ｓ１０６）。具体的な例として、光ディスク１０の回転速度を２倍速、４倍速、６倍速、８倍速で回転駆動するものとし、予め各回転速度における最適記録パワーをＯＰＣにより求めておく。
２倍速：６ｍＷ
４倍速：８ｍＷ
６倍速：１０ｍＷ
８倍速：１２ｍＷ
の如くである。そして、現在の記録速度が６倍速である場合、Ｓ１０５でＹＥＳと判定され、Ｓ１０６で下位速度の４倍速へ減速するとともに、４倍速の最適記録パワーである８ｍＷに設定して記録を再開する。記録を再開した後、引き続きパワー補正量ΔＰの監視を続ける。

一方、一定時間内あるいは一定区間内のパワー補正量ΔＰの積分値が閾値を超えない場合、上記のように上位記録速度へ復帰することが可能か否かを判定する。回転速度が４倍速の場合、上位の速度である６倍速に復帰することが可能であるため、Ｓ１０３でＹＥＳと判定されると、記録を中断して上位の速度へ復帰するとともに、その上位の速度の最適記録パワーを設定して再び記録を開始する（Ｓ１０４）。すなわち、４倍速から６倍速に増速するとともに、記録パワーを６倍速の最適記録パワーである１０ｍＷに設定して記録を再開する。

図３に、記録速度Ｎ及び記録パワーＰの時間変化の一例を示す。図において、符号１００は記録パワーを示し、符号２００は記録速度（回転速度）Ｎを示す。６倍速における最適記録パワー１０ｍＷでデータを記録している際に、何らかの要因によりランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣによる記録パワーが変動し、記録パワーＰの補正量ΔＰの積分値が順次増大して時刻ｔ１で閾値を超えると、回転速度を６倍速から４倍速に低下させるとともに、記録パワーＰを４倍速に最適な記録パワー８ｍＷに設定する。そして、４倍速、記録パワー８ｍＷで記録を再開した後に、再び記録パワーＰの補正量ΔＰの積分値を一定時間あるいは一定区間において算出し、閾値を超えない場合、時刻ｔ２において再び回転速度を６倍速に復帰させるとともに、記録パワーＰを６倍速における最適記録パワー１０ｍＷに復帰させて記録を再開する。

以上の処理を繰り返すことで、パワー補正量ΔＰの積分値が大きい領域では自動的に光ディスク１０の回転速度を低下させることで記録品質を維持ないし向上させることができる。また、一旦記録速度が低下したとしても、パワー補正量ΔＰの積算値が閾値を超えなくなった場合には再び元の記録速度に自動復帰するので、記録速度の低下を最小限に抑えることが可能である。

本実施形態では、記録パワーＰのパワー補正量ΔＰの積分値を評価しているため、ランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣによるパワー補正量ΔＰの変動の度合いを正確に把握することができる。従って、光ディスク１０の表面欠陥のみならず、サーボ的な影響や共振現象等のメカ的な影響により記録パワーＰが増大ないし減少補正される事象も正確に把握することができ、これらを考慮して記録速度を増減調整することが可能である。

なお、温度上昇によりレーザ波長が変化し、これにより記録特性が変化することも知られているが、本実施形態では、温度上昇によりレーザ波長が変化すると、ランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣによる記録パワーＰの補正として現れるから、パワー補正量ΔＰの積分値を評価することでレーザ波長の変化にも対処することが可能である。

また、ランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣによる記録パワーＰを補正する際に、レーザダイオードの光量規格等の制約から、パワー補正量ΔＰの上限を設定し、パワー補正量ΔＰがその上限に達した場合にそれ以上の記録パワーの補正を停止する技術も想定されるが、本実施形態における閾値は当該上限とは無関係に設定されるものであり、記録パワーＰの補正が未だ可能である範囲内において記録速度を低下させるとともに記録パワーＰを低下させるものである。

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、図２の処理において、Ｓ１０６にて減速した後、Ｓ１０４にて元の速度に復帰することになるが、減速と復帰が頻繁に繰り返されることを防止するために、Ｓ１０３あるいはＳ１０４にて復帰回数を上限値（任意の設定回数）と比較し、上限値を超える場合に元の速度への復帰を制限してもよい。

また、図２の処理において、Ｓ１０６で減速した後、元の速度に復帰するか否かを判定する際の閾値を、減速時の閾値と同一ではなく、復帰専用の閾値としてもよい。例えば、減速時の閾値をＴＨ１、復帰専用の閾値をＴＨ２とすると、ＴＨ１＞ＴＨ２としてもよい。

勿論、閾値の代わりに、元の速度に復帰するか否かを判定する際の積分時間あるいは積分区間を、減速時と同一ではなく、復帰専用の積分時間あるいは積分区間としてもよい。

また、本実施形態では、パワー補正量ΔＰの積分値を閾値と大小比較しているが、簡易的に、パワー補正量ΔＰ自体を閾値と大小比較してもよい。すなわち、パワー補正量ΔＰの絶対値を閾値と大小比較し、閾値を超えた場合に記録速度を低下させるとともに、その記録速度に最適の記録パワーを設定して記録を再開してもよい。この場合、減速後に元の速度に復帰するか否かを判定する際に、一定時間あるいは一定区間、閾値を超えない場合に元の速度に復帰すればよい。

また、本実施形態では、記録パワーを補正する方法としてランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣを例示したが、これに限定されるものではなく、記録中に記録品質を示すβ値などの評価パラメータを用いて記録パワーを補正する任意の技術を用いることができる。

また、本実施形態では、パワー補正量ΔＰの積分値が閾値を超えた場合に下位の速度に減速しているが、この場合、パワー補正量ΔＰの積分値の大小に応じて、1段階減速するか、あるいは２段階以上減速するかを決定してもよい。例えば、パワー補正量ΔＰの積分値が閾値を超えた場合であって、積分値がさらに第２の閾値を超えていない場合には１段階だけ減速し、第2の閾値を超えている場合には２段階減速する等である。２段階減速した場合でも、減速後の記録パワーは、２段階減速したときの記録速度に最適の記録パワーに設定する。また、２段階減速した場合でも、復帰時には１段階ずつ増速してもよい。

さらに、本実施形態では、一定時間内あるいは一定区間内のパワー補正量の積分値を算出しているが、一定時間あるいは一定区間は予め製品出荷時に設定してシステムコントローラ３２のプログラムメモリに記憶させておく他、ユーザが所望の時間あるいは区間を設定してプログラムメモリに記憶させてもよい。この場合、光ディスク１０を内周、中周、外周に分け、内周、中周、外周とで互いに異なる時間あるいは区間を設定してもよい。すなわち、積分値を算出する積分時間あるいは積分区間は、必ずしも光ディスク１０の全領域において同一である必要はない。

１０光ディスク、１６光ピックアップ、３２システムコントローラ。

Claims

光ディスクを回転駆動する駆動手段と、
前記光ディスクにデータを記録する際に、記録品質を示す評価パラメータを用いて記録パワーを補正する補正手段と、
前記補正手段による記録パワーの補正量の一定時間内若しくは一定区間内の積分値を閾値と比較し、閾値を超える場合に前記駆動手段の駆動速度を低下させるとともに、低下後の駆動速度に応じた記録パワーに設定する制御手段と、
を備えることを特徴とする光ディスク装置。
請求項１記載の光ディスク装置において、
前記制御手段は、駆動速度を低下させた後に再び前記補正手段による記録パワーの補正量の一定時間内若しくは一定区間内の積分値を閾値と比較し、閾値を超えない場合に前記駆動手段の駆動速度を元の速度に復帰させるとともに、復帰後の駆動速度に応じた記録パワーに設定する
ことを特徴とする光ディスク装置。
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、
前記補正手段は、ランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣにより記録パワーを補正する
ことを特徴とする光ディスク装置。
光ディスクを回転駆動する駆動手段と、
前記光ディスクにデータを記録する際に、記録品質を示す評価パラメータを用いて記録パワーを補正する補正手段と、
前記補正手段による記録パワーの補正量、あるいは記録パワーの補正量の一定時間内若しくは一定区間内の積分値を閾値と比較し、閾値を超える場合に前記駆動手段の駆動速度を低下させるとともに、低下後の駆動速度に応じた記録パワーに設定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、駆動速度を低下させた後に再び前記補正手段による記録パワーの補正量、あるいは記録パワーの補正量の一定時間内若しくは一定区間内の積分値を閾値と比較し、閾値を超えない場合に前記駆動手段の駆動速度を元の速度に復帰させるとともに、復帰後の駆動速度に応じた記録パワーに設定する
ことを特徴とする光ディスク装置。
請求項４に記載の光ディスク装置において、
前記補正手段は、ランニングＯＰＣあるいはウォーキングＯＰＣにより記録パワーを補正する
ことを特徴とする光ディスク装置。