JPH0917007A - 光学的記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録すべき情報信号に応じて強度が変調され
たレ−ザビ−ムを、記録媒体の記録層に照射し、その記
録層の反射率を順次変化せしめることにより、情報信号
を記録する光学的記録再生装置において、記録時に最適
なレ−ザビ−ム強度を与える制御手段を提供する。 【構成】 通常記録に先立って行われる予め定められた
ランダムパタ−ン信号の記録時に、そのランダムパタ−
ン信号に含まれる同期信号に対応する前記記録層からの
反射ビ−ムの強度を検出手段１０６により検出し、その
検出値より標準値を作成し、通常記録時に、記録すべき
情報信号に含まれる同期信号に対応する前記反射ビ−ム
の強度を前記検出手段１０６により検出し、その検出値
と前記基準値とを比較し、その差に基づいて、通常記録
時の前記レ−ザビ−ムの強度を変化せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザービーム
の強度を記録すべき情報に応じて変化せしめて、記録媒
体の記録層上に照射し、その記録層の反射率を局所的に
順次変化せしめることにより、情報信号を記録する光学
的記録再生装置に関するものであり、特に記録動作中に
おけるレ−ザ−パワ−制御に特徴を有するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、音声或いは情報などのディジタル
情報をレーザー光を利用して、案内トラックを有する円
板状記録媒体に追記的に記録する光学的記録再生装置が
提案されている。この記録装置を用いて記録された記録
媒体は既存の再生専用装置（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ再生
装置）で再生することが可能である。この光学的記録再
生装置における記録メカニズムは、記録媒体上につけら
れた案内溝に沿ってトラッキングを行い、照射するレー
ザーのパワーを変化させることによって記録媒体上のス
ポット近傍の温度を上昇させ記録層中の例えば有機色素
材料の組成を変え、併せて基板を変形せしめることによ
って記録媒体の反射率を局所的に変化させることによっ
て情報を書き込むものである。また、再生は、記録媒体
の反射率の違いによる反射光量の変化を検出することに
よって行われるため、光の回折現象によって反射光量の
変化をもたらす情報ピットを有する従来のコンパクトデ
ィスク再生装置でも再生可能となる。

【０００３】このような光学的記録再生装置では、記録
レーザーパワーを適切に設定する必要がある。適切なレ
ーザーパワーに対して、過大或いは微弱なレーザーパワ
ーによる記録は、情報ピットに対して十分な反射率変化
をもたらすことが出来なかったり、適当なピット形状が
得られず良好な再生が困難となる。ところが、この最適
記録パワーに対しては、記録時のレーザー波長および記
録媒体中の記録層の厚みが大きな影響を与える。このこ
とについては、例えば SPIE Vol.1078 OpticalData Sto
rage Topical Meeting(1989) PP.80-87 に詳しく記載
されている。換言すれば、最適記録パワーは記録媒体個
々の記録感度のバラツキと記録装置に搭載されたレーザ
ーの発振波長バラツキに依存することを意味し、最適記
録パワーは記録媒体と記録を行う記録装置の組み合わせ
によって異るのである。そこで、従来から記録に先だっ
て試し書きを行い、その再生信号から最適記録パワーを
設定する手法が提案されている。

【０００４】図８は、その従来の光学的記録再生装置の
構成を示すブロック図である。図８において、１０１は
スピンドルモータ、１０２は記録媒体、１０３は対物レ
ンズ、１０４はハーフミラー、１０５はレーザーの出射
パワーを検出するための第１のフォトダイオード（以後
ＰＤと呼ぶ）であり、１０６は前記記録媒体１０２から
の反射光を検出する信号検出用の第２のＰＤ、１０７は
レーザーダイオード（以後ＬＤと呼ぶ）、１０８は前記
ＬＤ１０７に対し再生パワーを与えるための第１の電流
源、１０９は前記ＬＤ１０７に対し記録パワーを与える
ための第２の電流源、１１０は記録情報１１８に基づい
てＬＤのドライブ電流を変化させる第１のスイッチ、１
１１は再生信号波形のピークレベルを検出保持するピー
ク検出器、１１２は再生信号のボトムレベルを検出保持
するボトム検出器、１１３、１１４はＡＤ変換器、１１
５は最適記録パワー制御の初期化データを格納するメモ
リテーブル、１１６は前記メモリーテーブル１１５を用
いてアシンメトリー演算を行い最適記録パワーを選択す
る演算器、１１７はＤＡ変換器、１１８は記録情報デ−
タである。

【０００５】以上のように構成された従来の最適記録パ
ワー制御回路について、その動作手順を示す図９および
再生出力波形を示す図１０を参照しながらその動作を説
明する。

【０００６】この最適記録パワー設定は、図９のフロー
チャートに示すように大きくふたつのプロセスに分けら
れる。試し書きを行う書き込みプロセスと記録したデー
タを再生し波形の持つ特徴から最適記録パワーを選択す
る読出しプロセスである。まず、記録に先だって記録媒
体に予め書き込まれている記録パワーの推奨値を読み込
み、この推奨値から試し書きをおこなう際のＬＤパワ−
の範囲およびパワーのステップが決められる。ここで算
出された複数のＬＤパワー Ｐ０, Ｐ１, ・・, Ｐｎに
対応するレーザードライブ電流を電流源１０９に順次設
定し、予め定められた同一の２値のランダムパターンを
繰り返し１１８より入力してスイッチ１１０を駆動する
ことによって前記複数のＬＤパワーＰ０、Ｐ１、・・
・、Ｐｎをそれぞれ変調して試し書きがおこなわれる。
以上が、書き込みプロセスである。次に、書き込みプロ
セスで書き込んだ各ランダムパターンを再生する。この
信号は検出用のＰＤ１０６によって検出される。この出
力信号波形の一例を示したのが図１０である。図１０に
示すような再生信号は、そのピークレベルを検出保持す
る前記ピークホールド回路１１１でピーク値Ｔを検出
し、前記ＡＤ変換器１１３に入力してディジタルデータ
に変換され、図５に示すように記録時のＬＤパワ−Ｐ
０、Ｐ１、・・・、Ｐｎにおけるそれぞれのピ−ク値Ｔ
０、Ｔ１、・・、Ｔｎが前記メモリーテーブル１１５に
記憶される。同様に、出力信号のボトムレベルを検出保
持する前記ボトムホールド回路１１２でボトム値Ｂを検
出し、前記ＡＤ変換器１１４でディジタルデータに変換
され、前記１１５のメモリーテーブルにボトム値Ｂ０、
Ｂ１、・・・、Ｂｎが記録される。演算器１１６は、先
に作製されたメモリーテーブル上の｛ピーク値（Ｔ）、
ボトム値（Ｂ）｝から信号のアシンメトリーβ（ｋ）を
算出する演算、例えば

【０００７】

【数１】

【０００８】を行い、予め設定されたアシンメトリーの
最適値β０と比較して最も近い値を示す記録パワーを選
択し、これを最適記録パワーとして記録用電流源１０９
を制御して、以後このライトパワーで書き込みを行うも
のである。ここで述べた最適記録パワー設定の手順を一
般的に、ＯＰＣ(Optimum Power Control) とよぶ。さら
に、ここで得られた最適記録パワーは、一度設定される
と再度、試し書きの処理を行わない限り変更されない。
この意味から、ここでは静的な最適記録パワー設定手法
と呼ぶことにする。

【０００９】ところが、先に述べた最適記録パワーに大
きな影響を与える記録媒体中の記録層の厚みは常に一定
ではなく、例えば記録媒体の内外周においても不均一で
ある。つまり記録媒体には記録感度に関して不均一さが
あるということである。さらに、ＬＤの発振波長は温度
依存性があり、自己発熱および周囲温度上昇に伴って波
長が変化する。このことも記録感度に関して悪影響を及
ぼす。これらの要因に対処するために、記録中にＬＤパ
ワーを最適なレベルに設定する一手法が提案され、ラン
ニングＯＰＣ（以後、ＲＯＰＣと記す。）と呼ばれてい
る。ここでは、この手法は記録中に適宜ＬＤパワーの最
適化を図ることから動的な最適記録パワー設定手法とよ
ぶことにする。このＲＯＰＣについては、Optical Data
Storage(1994),MA2-1に紹介されているが具体的な構成
および動作についての説明はなされていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、最適
記録パワ−は静的及び動的制御が必要であるが、動的最
適記録パワー設定手法については、その具体的構成およ
び動作アルゴリズムについて言及されておらず、さら
に、この手法において必要不可欠な記録時の反射光量変
化に相関する量の標準値算出についても言及されていな
いという問題を有していた。

【００１１】本発明は、このような従来の問題を解消
し、動的な記録パワー設定方法の具体的な構成を提案
し、またそこで必要となる記録時の反射光量変化に相関
する値の標準値の算出に関するものであり、従来の静的
な記録パワー設定手法の中で得る手法および構成を提案
し、さらにその標準値を記録中に更新することによって
さらに適切な記録パワー制御を達成することが可能とな
る最適記録パワー設定方式を提案し、より忠実な再生が
可能となる優れた光学的記録再生装置を提供することを
目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光学的記録再生装置は、試し書き過程の書き
込み処理時、ランダムパタ−ンを記録すると共に、ラン
ダムパタ−ン中に含まれる同期信号に同期したサンプリ
ングパルスにより、同期信号のエンベロ−プを記憶する
手段を有し、静的最適記録パワ−の設定手段と、最適記
録パワ−時の反射光量変化デ−タから記録パワ−の標準
値を演算する手段を有し、通常記録動作時、前記同期信
号書き込み時の反射光量変化より、動的記録パワ−制御
手段を有し、さらに、必要に応じて標準値を逐次演算記
憶し、更新する手段を有する構成をしている。

【００１３】

【作用】この構成によって、記録媒体の不均一さに依存
する最適記録パワーの変化やレーザー波長の温度変化に
よる記録感度の変化に起因する最適記録パワーの変化に
追従する動的な最適記録パワー制御が具現化され、常に
最適な記録パワーで記録を行うことが可能となり、より
忠実な情報信号の再生を可能とする。また、そこで使用
される記録時の反射光量変化に相関する値の標準値を、
記録に先だって行われる静的な最適記録パワー設定手順
の中に含めることで、特別な処理として追加する必要が
なくなり、記録に関するオーバーヘッド時間を最小限に
抑えることが可能となる。さらに、この標準値を得るた
めに試し書きに使われる特別なテストエリアも必要とし
ない。このことは、追記型の記録装置においては極めて
有益である。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１５】図１において、１０１はスピンドルモー
タ、１０２は記録媒体、１０３は対物レンズ、１０４は
ハーフミラー、１０５はレーザーの出射パワーを検出す
るための第１のＰＤであり、１０６は前記記録媒体１０
２からの反射光を検出する信号検出用の第２のＰＤ、１
０７はレーザーダイオード（以後ＬＤと呼ぶ）、１０８
は前記ＬＤ１０７に対し再生パワーを与えるための第１
の電流源、１０９は前記ＬＤ１０７に対し記録パワーを
与えるための第２の電流源、１１０は記録情報１１８に
基づいてＬＤのドライブ電流を変化させる第１のスイッ
チ、１１１は再生信号のピークレベルを検出保持するピ
ーク検出器、１１２は再生信号のボトムレベルを検出保
持するボトム検出器、１１３、１１４はＡＤ変換器、１
１５は最適記録パワー制御の初期化データを格納するメ
モリテーブル、１１６は前記メモリーテーブル１１５を
用いてアシンメトリー演算を行い静的最適記録パワーを
選択する演算器、１１９は加算器、１１７はＤＡ変換
器、１２０は記録時の反射光量変化を保持するサンプル
ホールド回路、１２１はＡＤ変換器、１２２は記録情報
１１８からサンプリングパルスを生成する回路、１２３
は最適記録パワー初期化においてＯＮとなる第２のスイ
ッチ、１２４は最適記録パワー初期化においてＯＦＦで
通常の情報記録時ＯＮとなる第３のスイッチ、１２５は
記録時の反射光量変化からＬＤパワーに相関する量を算
出する演算器、１２６は前記１２５からの最適記録パワ
ー初期化出力を保持するメモリ、１２７は比較器、１２
８、１２９はそれぞれＬＤパワーの増加減量を保持する
メモリ、１３０は前記１２７の出力によってＬＤパワ−
の増加／減少を切り換える第４のスイッチ、１３１は加
算器、１３２はメモリ、１１８は記録情報である。

【００１６】以上のように構成された最適記録パワー制
御方式において、その静的な最適記録パワー設定手順と
同時に記録時の反射光量変化に相関する値の標準値を算
出手順を示す図２、動的な記録パワー制御手順を示す図
３、記録時の反射光量変化を示す出力信号を示す図４お
よび静的な最適記録パワー設定中に得られる情報を格納
するメモリーテーブルを示す図５を用いてその動作を説
明する。

【００１７】まず、後の動的な最適記録パワー制御のな
かで必要となる記録時の反射光量変化に相関する値の標
準値を求める手法について説明する。図２に示すよう
に、静的な最適記録パワー設定の手順は、先の従来の技
術で述べた手法と同様である。ここにおいて異なるの
は、この静的な最適記録パワー設定手順の書き込みプロ
セス中に、１１８に入力される記録デ−タの中の同期信
号（１１Ｔ信号）についてのみ、その信号のエンベロー
プを捕らえるためのサンプリングパルスをパルス発生器
１２２によって生成し、そのサンプリングパルスによっ
て１２０のサンプルホールド回路が動作して記録時の反
射光量変化が捕えられ、後段のＡＤ変換器１２１にてデ
ィジタル化される。そして、それぞれのディジタル化デ
ータ、すなわち、図４に示す反射光量デ−タ X1(t)、X2
(t) 、・・・、Xn(t) をメモリーテーブル１１５に複数
のＬＤパワ−Ｐ０、Ｐ１、・・・、Ｐｎ毎に図５に示す
ように格納される。

【００１８】次に、読出プロセスでは、従来の技術で述
べたと同様にアシンメトリー演算によって静的な最適記
録パワーβ（ｋ）が求められる。そして、同時にその最
適記録パワ−時の反射光量変化データ X1(k),X2(k),・・
・,Xn(k)からその標準値を例えば下記の数式を用いて算
出する。

【００１９】

【数２】

【００２０】これが演算器１２５の働きである。ここに
おいて，変換関数Ｆとしては，例えばサンプリング時間
を固定した値 Xj(k)を選択する手法やそこで選択された
値 Xj(k)をさらにデータ列の最大値 max(X1(k),X2(k),・
・・,Xn(k)) で正規化する手法なこれが演算器１２５の働
きである。ここにおいて，変換関数Ｆとしては，例えば
サンプリング時間を固定した値 Xj(k)を選択する手法や
そこで選択された値 Xj(k)をさらにデータ列の最大値 m
ax(X1(k),X2(k),・・・,Xn(k)) で正規化する手法などが考
えられる。以上の手順から記録時の反射光量変化に相関
する値の標準値 Ref0 が得られる。この標準値 Ref0 を
用いて以下に述べる動的な最適な記録パワー制御がおこ
なわれる。

【００２１】図１において、前記の標準値Ref0設定中
は、スイッチ１２３はＯＮ、スイッチは１２４はＯＦＦ
である。この標準値を求める処理が終わるとこの標準値
Ref0はメモリ１２６に格納される。その後、スイッチ１
２３はＯＦＦ、１２４はＯＮとなる。以降は、通常の情
報記録動作である。１１８から入力される記録データ中
に、同期信号が存在するとパルス発生器１２２、サンプ
ルホールド回路１２０、ＡＤ変換器１２１、演算器１２
５が動作して、その記録データ書き込み時での反射光量
変化に相関する値と先の標準値 Ref0 が比較器１２７
で、予め定められた範囲内（±α）にあるかどうか比較
される。

【００２２】例えば、図４に示すように、記録レーザー
パワーが弱い場合には温度上昇が十分に得られず記録層
中の組成変化が少なく反射率の低下がすくない。一方、
記録レーザーパワーが過大な場合は、反射率の大きな低
下が検出されることになる。よって、比較器１２７の出
力によって予め設定されたレーザーパワーの増減量１２
８、１２９を静的な最適レーザーパワーに加え合わせる
ことでレーザー発振波長の変動、記録媒体の不均一さに
対応した記録レーザーパワーの追従が可能となる。

【００２３】以上のように構成された最適記録パワー制
御方式によれば、記録に関するオーバヘッド時間を増加
させることもなく、また記録媒体上のテストエリアを消
費することもなく、記録時の反射光量変化に相関する値
の標準値を得ることができる。さらに、その標準値と同
期信号の記録時の反射光量変化に相関する値を比較する
ことによってレーザーパワーを変化させて、レーザー発
振波長の変動や記録媒体の不均一さに対応した優れた動
的な最適記録パワー制御が実現され、より忠実な再生を
可能とすることができる。

【００２４】なお、ここでは、動的な最適記録パワー制
御をディジタル信号処理におこなったが、アナログ回路
によって実現して高速化をはかり、比較的時定数の長い
レーザー波長の変化や記録媒体の内外周による不均一さ
に追従するばかりでなく、局所的な不均一さや指紋、
埃、記録媒体とレーザー光軸のズレに起因する記録感度
変化などに対応可能なことは明かである。

【００２５】次に本発明の第２の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図６において、図１と同じ構
成は説明を省略する。図１の構成と異なるのはメモリ１
２６を複数のメモリ１３３とし、その出力から標準値を
更新算出する演算器１３４を設けた点である。以上のよ
うに構成された最適記録パワー制御方式について、その
動作手順を示す図７を参照しながらその動作について説
明する。

【００２６】第１の実施例では、静的な最適記録パワー
設定時に得られる反射光量変化に相関した値の固定され
た標準値と、通常の情報記録中に得られる反射光量変化
に相関した値とを比較してレーザーの記録パワーの最適
化を図った。しかしながら、記録感度に影響を与えるレ
ーザー波長の変化は、周囲温度変化によるドリフトであ
り、また、記録媒体の記録感度についても、埃、指紋等
の後天的な要因を除けば近接した領域では似通った感度
をもち、内周から外周に向かって緩やかに変化している
ものと考えられる。そこで、第１の実施例で、固定した
値を保持していたメモリ１２６を、シフトレジスタ構成
のメモリ１３３とその出力を演算して反射光量変化に相
関する値の標準値を出力する１３４の構成に置き換え
る。ここにおける演算として、例えば、

【００２７】

【数３】

【００２８】のような演算も考えられる。関数Ｇについ
ては、例えば、

【００２９】

【数４】

【００３０】のような演算が考えられる。即ち、動的最
適記録パワ−制御において変化の増減傾向を検出して、
予め、設定された変化量を越える場合、必要に応じて図
６の演算器１３４において図７の参照値の更新手順に
て、記録時の同期信号の反射光量変化から算出される標
準値を更新する。

【００３１】以上のようにメモリ１３３および演算器１
３４を設けることによって、より適切な記録パワーが得
られ、さらに忠実な再生が可能となる。

【００３２】なお、実施例では、ＡＤ変換器、ＤＡ変換
器、演算器、比較器等を個別の部品としたが、ディジタ
ルシグナルプロセッサー（ＤＳＰ）やマイクロコンピュ
ータを用いたソフトウェアで構成してもよいことは明か
である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、記録媒体の持つ
不均一さによる記録感度変化およびレーザーの波長変
化、記録媒体とレーザーの光軸すなわち入射角度に起因
する記録品質の劣化、さらには指紋および埃による記録
パワー低下等に対して適応的に最適記録パワーを得る動
的な最適記録パワー設定の構成を与え、さらにその動的
な最適記録パワーの設定で重要な判断要素となる反射光
量の標準値を従来の静的な最適記録パワー設定のなかに
組み込んだ。これにより、この標準値設定のための特別
な処理を必要とせず高速に行われると共に、記録媒体上
の特別なテストエリアも必要としない。このことは、追
記型の記録再生装置において極めて重要である。また、
反射光量の標準値を情報記録中に更新する構成および手
段を持つことにより、さらに適切な記録パワーを得るこ
とが可能となり、より忠実な情報信号の再生が可能とな
る優れた光学的記録再生装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の光学的記録再生装置に
おけるブロック図

【図２】同実施例における動作手順のうち反射光量の標
準値を求めるフローチャート

【図３】同実施例における動作手順のうち記録パワー制
御を示すフローチャート

【図４】光学的記録再生装置における記録時の反射光量
変化を示す信号波形図

【図５】光学的記録再生装置における最適記録パワー制
御の初期化時においてメモリ−に記録される情報を模式
的に示す図

【図６】本発明の第２の実施例の光学的記録再生装置を
示すブロック図

【図７】同実施例における動作手順を示すフローチャー
ト

【図８】従来の実施例における最適記録パワー制御の構
成を示すブロック図

【図９】従来の実施例における動作手順を示すフローチ
ャート

【図１０】最適記録パワー制御の初期化における再生信
号波形図

【符号の説明】

１０５、１０６ フォトダイオード １０７ レーザーダイオード １０８ 第１の電流源 １０９ 第２の電流源 １１０、１２３、１２４、１３０ スイッチ １１１ ピーク検出器 １１２ ボトム検出器 １１３、１１４、１２１ ＡＤ変換器 １１５ メモリテーブル １１６、１２５、１３４ 演算器 １１７ ＤＡ変換器 １１９、１３１ 加算器 １２０ サンプルホールド回路 １２２ パルス発生回路 １２６、１２８、１２９、１３３ メモリ １２７ 比較器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録すべき情報信号に応じて強度が変調さ
   れたレ−ザビ−ムを、記録媒体の記録層に照射し、その
   記録層の反射率を局所的に順次変化せしめることによ
   り、情報信号を記録する光学的記録再生装置において、 記録時に記録媒体に照射される前記レ−ザビ−ムの前記
   記録層からの反射ビ−ムの強度を検出する検出手段を設
   け、通常記録に先立って行われる予め定められたランダ
   ムパタ−ン信号の記録時に、そのランダムパタ−ン信号
   に含まれる同期信号に対応する前記反射ビ−ムの強度を
   前記検出手段により検出し、記憶する手段を有し、その
   検出値より標準値を作成し、通常記録時に、記録すべき
   情報信号に含まれる同期信号に対応する前記反射ビ−ム
   の強度を前記検出手段により検出し、その検出値と前記
   標準値とを比較し、その差に基づいて、通常記録時の前
   記レ−ザビ−ムの強度を変化せしめることを特徴とする
   光学的記録再生装置。
2. 【請求項２】通常記録に先立って行われる予め定められ
   たランダムパタ−ン信号の記録時に、レ−ザビ−ムの強
   度を段階的に変化せしめながら同一ランダムパタ−ン信
   号を複数回記録し、その各段階における検出手段の検出
   出力の最高値、最低値に基づいて、最適記録レ−ザビ−
   ム値を決定し、その決定された最適記録レ−ザビ−ム値
   における同期信号に対応する反射ビ−ムの検出値より標
   準値を作成することを特徴とする請求項１記載の光学的
   記録再生装置。
3. 【請求項３】通常記録時における同期信号に対応する反
   射ビ−ムの検出値より、標準値を演算し、その増減傾向
   に応じて標準値を変化せしめることを特徴とする光学的
   記録再生装置。