JP2000504467A - Optical recording medium writing method and apparatus - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光記録媒体に情報を記録するために最適書込みパワーを設定する方法を開示する。最初に、一連のテストパターンを、各テストパターン毎に異なる書込みパターンで記録媒体に書き込む。これらのテストパターンの読取り時に、各読取信号の変調度を決定する。書込みパワーの関数としての変調度を解析的関数に曲線あてはめする。この関数の正規化導関数を解析的に決定し、この正規化導関数を用いて当該媒体に対する最適書込みパワーを決定する。 (57) [Summary] A method for setting an optimum write power for recording information on an optical recording medium is disclosed. First, a series of test patterns are written on a recording medium in different write patterns for each test pattern. When reading these test patterns, the degree of modulation of each read signal is determined. The degree of modulation as a function of write power is curve fitted to an analytical function. A normalized derivative of this function is analytically determined, and the optimized write power for the medium is determined using the normalized derivative.

Description

【発明の詳細な説明】 光記録媒体の書込み方法及び装置 本発明は、放射ビームにより光記録媒体に情報を書き込む光学的記録装置に関 するものであり、特に、記録媒体に一連のテストパターンを、各パターン毎に異 なる値の書込みパワーレベルで書き込む第１ステップと、これらのパターンを読 み取って対応する読取信号を形成する第２ステップと、各読取信号から読取りパ ラメータの値を取り出す第３ステップと、読取りパラメータの値を書込みパワー レベルと読取りパラメータとの間の関係を定める関数に曲線近似する第４ステッ プとを具える放射ビームの最適書込みパワーレベルを設定する方法に関するもの である。本発明は、更に、可制御書込みパワーレベルを有する放射ビームを発生 する放射源と、一連のテストパターンを、各パターン毎に異なる値の書込みパワ ーレベルで書き込む制御ユニットと、これらのパターンを読み取り、対応する読 取信号を形成する読取ユニットと、各読取信号から読取りパラメータの値を取り 出す第１プロセッサと、読取りパラメータの値を書込みパワーレベルと読取りパ ラメータとの間の関係を定める関数に曲線近似する第２プロセッサとを具える光 記録媒体に情報を書き込む光学的記録装置に関するものである。 プロセッサはアナログ型のものでも、ディジタル型のものでもよく、プログラ マブルプロセッサも固定プログラムプロセッサも含む。プロセッサは演算装置に 加えてメモリ手段を具えることもできる。 頭書に記載した記録方法は米国特許第５，１８５，７３３号から既知である。 この方法では、一連のテストパターンを記録媒体に、逐次増大した書込みパワー レベルで書き込む。書き込んだパターンを読み取った後に、曲線あてはめ（曲線 近似）アルゴリズムにより２次多項式を書込みパワーレベルの関数としての各パ ターンの読取信号の振幅にあてはめる。多項式の最大値に対応する書込みパワー を媒体の次の情報記録用の最適書込みパワーとして選択する。読取信号の雑音特 性の問題が曲線あてはめにより緩和される。この既知の方法の欠点は、この方法 により決定される最適パワーレベルは記録装置の特性の変化及び記録媒体の特性 の変化を十分に考慮していない点にある。従って、この最適書込みパワーの使用 は記録媒体への信頼できない情報記録を生じ得る。 本発明の目的は、記録媒体に書き込まれたテストパターンからの読取信号に依 存して、雑音に殆ど影響されることなく、最適書込みパワーを設定する高信頼度 の方法を提供することにある。 本発明の方法は、この目的を達成するために、前記関数の導関数を決定し、該 導関数に書込みパワーの値／読取りパラメータの値に等しい係数を乗算して該導 関数を正規化する第５ステップと、前記関数の正規化導関数に依存して最適書込 みパワーレベルを選択する第６ステップとを具えることを特徴とする。書込みパ ワーの関数としての正規化導関数の値は記録装置及び記録媒体のパラメータの変 化により殆ど影響されなくなる。装置の変化は記録に使用する放射ビームの断面 における放射エネルギーの分布、放射源のパワーキャリブレーションに関するも のとしうる。記録媒体の変化は媒体の表面における書込み感度又は反射率の変化 又は媒体間のこれらの変化に関するものとしうる。最適書込みパワーレベルを正 規化導関数に依存して選択すると、選択された値は種々の記録装置による種々の 記録媒体への高信頼度の記録に好適となる。この最適書込みパワーレベルは正規 化導関数のプリセット値に対応するパワーレベルを取り出すことにより選択する ことができる。 本発明の方法の他の例では、書込みパワーの値／読取りパラメータの値に等し い係数を乗算して正規化された前記関数の導関数の所定の値に依存して最適書込 みパワーレベルを選択する第５ステップを具えることを特徴とする。 安定な曲線近似プロシージャ（曲線あてはめプロシージャ）を達成するために 、あてはめるべき関数は直交多項式の項で定めるのが好ましい。この場合、この プロシージャにより決定される一方の多項式に対する係数の値は他方の多項式に 対し決定される係数の値に依存しない。 これらの多項式は好ましくはルジャンドルの多項式である。その理由は、これ らの多項式は数学的に簡単であるために曲線あてはめプロシージャに比較的小さ な計算能力を必要とするのみであるためである。 読取りパラメータは好ましくは媒体から得られた読取信号の振幅である。その 理由は、この振幅は媒体から到来する放射をインターセプトする放射検出システ ムから容易に得ることができるためである。更に、この振幅は記録された信号の 品質を決定するための満足なパラメータである。 最適書込みパワーの選択処理は、媒体からパラメータ値を読み取り、この値を を用いて書込みパラメータの値を選択することにより純化することができる。こ のパラメータの値は特定の媒体に記録された特定の媒体に固有のものとすること ができる。このパラメータにより選択処理を走査中の媒体の特性に適合させるこ とができる。このパラメータは最適書込みパワーレベルに対する初期値又はレン ジとし、テストパターンの書き込みパワーレベルのレンジを減少させることがで きる。このパラメータは正規化導関数のプリセット値とし、これにより最適書込 みパワーを媒体の特性に依存して選択することもできる。これと相違して、装置 により固定されたプリセット値はこのような選択を許さない。 信号値について計算を行う前に、アナログ信号をアナログ−ディジタル変換器 によりディジタル信号に変換するのが好ましい。導関数はあてはめられた関数の 差値を取ることにより決定することができる。この場合には関数の値を比較的多 数の有効ディジットにより表す必要があり、計算もこの多数のディジットに亘っ て実行してこの導関数の決定方法により導入される追加の雑音により影響されな いようにする必要がある。前記関数の導関数は解析的に決定するのが好ましい。 その理由は、このような決定は殆ど追加の雑音を導入しないためである。この場 合には有効ディジット数を減少させることができ、従って第２プロセッサの所要 の計算能力を低減することができるとともに、アナログ−ディジタル変換器の品 質も低減することができる。 一般に、テストパターンの書込みパワーレベルは最適書込みパワーレベルの予 測値を取り囲むレンジ内に選択する。しかし、最適書込みパワーレベルは多くの 場合放射源が発生しうる最大パワーに近い。この場合にはレンジは最大レーザパ ワーにより限定される。この問題は、関数の導関数からパワーレベルを選択し、 次にこのパワーレベルに１より大きい定数を乗算することにより最適パワーレべ ルを決定することによって回避することができる。この場合にはテストパターン を最大レーザパワーから更に遠く離れたレンジ内で書き込むことができる。これ は、関数及びその導関数の飽和値から遠く離れたパワーレンジ内で測定が行われ 、関数及びその導関数の決定の精度が高くなる利点をもたらす。 本発明の他の特徴は光記録媒体に情報を書き込む装置にある。本発明は前記光 学的記録装置において、前記第２プロセッサが、前記関数の導関数を導出し、該 導関数に書込みパワーの値と読取りパラメータの値との比に等しい係数を乗算し て該導関数を正規化するとともに、該正規化導関数に依存して最適書込みパワー レベルの値を選択するよう構成されていることを特徴とする。 本発明の目的、特徴及び利点は添付図面に示す本発明の好適実施例の以下に記 載する詳細の説明から明らかになる。 図１は本発明光学的記録装置の構成図であり、 図２は２つのテストパターンからの読取信号を示し、 図３は書込みパワーの関数として測定された変調度及びその導関数を示すグラ フであり、 図４は記録媒体の平面図であり、 図５は記録媒体に設けられたマークのパターンを示す平面図である。 図１は本発明による光学的記録装置及び光記録媒体１を示す。媒体１は透明基 板２及びその上に設けられた記録層３を有する。記録層は、例えば磁気光学タイ プのもの、相変化タイプのもの、色素タイプのもの、又は他の任意の適当な材料 のものとすることがでる。情報は光学的に検出可能な領域（マークともいう）の 形で記録層３に記録することができる。装置は放射ビーム５を発生する放射源４ 、例えば半導体レーザを具える。放射ビームはビームスプリッタ６、対物レンズ ７及び基板２を経て記録層３に収束される。記録媒体は放射ビームが基板を通過 しないで直接記録層３に入射する空気入射形とすることもできる。記録媒体１か ら反射された放射は対物レンズ７により収束され、ビームスプリッタ６を通過し た後に検出器８に入射し、この検出器が入射放射を電気検出信号に変換する。検 出信号は回路９に入力する。この回路９は検出信号から、媒体１から読み取られ た情報を表す読取信号Ｓ_R のような幾つかの信号を取り出す。放射源４、ビーム スプリッタ６、対物レンズ７、検出器８及び回路９は相まって読取りユニット１ ０を構成する。回路９からの読取信号を第１プロセッサ１０で処理し、読取信号 か らレーザパワーレベルの制御に必要な読取りパラメータを表す信号を取り出す。 取り出された信号を第２プロセッサ１１に供給し、このプロセッサで読取りパラ メータの一連の値を処理し、これらの値に基づいて最適な書込みパワー制御信号 の値を取り出す。書込みパワー制御信号は制御ユニット１２に供給される。媒体 １に書き込むべき情報を表す情報信号１３も制御ユニット１２に供給される。制 御ユニット１２の出力は放射源４に接続される。記録層３上のマークはプロセッ サ１１により決定される最適書込みパワーレベルにより決まるパワーを有する単 一の放射パワーで書き込むことができる。マークは等しい長さ又は異なる長さ及 び最適書込みパワーレベルにより決まるパワーを有する一連の放射パルスにより 書き込むこともできる。 放射源４により放射される実際の放射パワーは、放射ビームの不使用のサイド ローブ内に配置された又は放射ビームの光路外に反射された放射内配置された検 出器（図示せず）により測定することができる。この検出器の信号をプロセッサ １１に直接供給することができる。或いは又、この信号を接続ユニット１２に供 給し、ここで記録層３で受信された放射パワーの尺度である読取信号のピーク振 幅と組み合わせた後にプロセッサ１１に供給することもできる。 情報を媒体１に書き込む前に、装置は下記のプロシージャを実行してその書込 みパワーを最適値にセットする。最初に、装置は一連のテストパターンを媒体１ に書き込む。テストパターンは所望の読取信号を与えるように選択する必要があ る。読取信号から取り出すべき読取りパラメータが読取信号の最大変調度である 場合には、テストパターンは読取信号の最大変調度を達成するよう十分に長いマ ークを含む必要がある。情報が所謂ＥＦＭ変調に従って符号化される場合には、 テストパターンは長いＩ₁₁マークを含むものとするのが好ましい。各テストパタ ーンは異なる書込みパワーで記録する。次のパターンをプロセッサ１１の制御の 下で段階的に増大する書込みパワーで書き込むことができる。これらのパターン は媒体の任意の場所に書き込むことができる。これらのパターンは媒体上に特別 に設けられたテスト領域に書き込むこともできる。 図２は２つの異なる書込みパワーレベルで書き込まれた２つのパターンから得 られた読取信号１８及び１９を示す。これらのパターンは、両読取信号１８及び １９の信号部分１５、１６及び１７で示すように、短いマーク、長いマーク及び 短いマークを含む。実際のパターンは異なる長さ又は等しい長さの数百個のマー クを含むことができる。 プロセッサ１０は読取信号Ｓ_Rから最適書込みパワーの検出に使用する読取り パラメータを取り出す。一つの可能な読取りパラメータは図２に示す読取信号の 信号部分のうちの最低振幅値 'ａ’と最大振幅値 'ｂ’との比である。好適読取 りパラメータは読取信号の最大ピーク−ピーク値 'ｃ’と読取信号の最大値 'ｂ ’との比である正規化変調度である。 媒体１上のテストパターンの読取り後に、プロセッサ１１はパターンの変調度 に関する一連の値の対及び該パターンに属する書込みパワーを入手することがで きる。これらの書込みパワーはテストパターンの記録中の書込みパワー制御信号 の値から取り出すことができ、或いは放射パワーの測定により得ることができる 。図３は読取りの結果を図式的に示し、×は書込みパワーＰの関数として示した 変調度ｍの測定値である。プロセッサ１１は書込みパワーの関数としての変調度 の変化を表す解析的式を得るために変調度の測定値に曲線を当てはめる。この曲 線を図３に破線で示す。曲線のあてはめは公知の最小２乗あてはめアルゴリズム により実行することができる。 次のステップで、プロセッサ１１が変調度の書込みパワーに関する正規化導関 数 'ｇ’を解析的に計算する。正規化導関数 g(P) は関数(dm/dP)(P/m)に等しい 。図３のあてはめ変調度曲線から導出される関数ｇを実線曲線で示す。 プロセッサ１１は、図３に破線で示すように、プリセット値ｇ₀ に属する書込 みパワーＰの値を取ることにより正規化導関数から中間書込みパワーＰ_i を取り 出す。ｇ_o の値は記録装置の製造メーカによりセットされ且つ装置のメモリに蓄 積された値とすることができ、或いは最適書込みパワーの設定処理前又は処理中 に媒体に蓄積された値とすることができる。次のステップで、中間パワーＰ_i の 値に１より大きい定数ｈを乗算し、最適書込みパワーレベルＰ₀ を得る。 プリセット値ｇ₀ 及び乗算定数ｈの値は媒体の製造メーカにより決定され、或 いは媒体の初期化中にユーザにより決定される。ｇ₀ の値は０．２〜５．０の範 囲内に設定される。５．０以上の値に対しては、正規化導関数の値の予測が不正 確になる。その理由は漸近線の近似がｇ₀ に関するＰの値を書込みパワー軸上に 近接して位置させることになるからである。０．２以下のｇ₀ の値に対しては、 正規化導関数が小さな勾配を有し、導関数の値の小さな誤りがｇ₀ と関連するＰ_i の値の大きな広がりを生ずる。ＣＤフォーマットを有する書換え可能な記録媒 体について実験した結果、０．２〜２．０の範囲内のｇ₀ 値が得られ、高密度媒 体に対しては２．０〜４．０の範囲内のｇ₀ 値が得られた。乗算定数ｈは１．０ ０〜１．３５の範囲内に設定するのが好ましい。（ｈＰ_i ）に等しい最適書込み パワーＰ₀ は一般に変調度ｍが飽和し始める書込みパワーに近い値に設定される 。ｇ₀ 及びｈを設定する好適な方法では、特定の媒体の最適書込みパワーを、こ の媒体に書き込まれた情報の読取信号のジッタが最低になる書込みパワーを見つ け出すことにより決定する。情報はランダム情報とするのが好ましい。次に、正 規化導関数(dm/dP)(P/m)を上述したように書き込まれた一連のテストパターンか ら決定する。Ｐ_i の値を、関連するｇ₀ の値が上述の範囲内、即ち正規化導関数 が急勾配すぎないとともに平坦すぎない範囲内に入るように選択する。こうして 設定されるｈ（＝Ｐ₀ ／Ｐ_i ）及びｇ₀ の関連する値をこのタイプのすべての媒 体及びすべての記録装置に対し使用することができる。 正規化導関数の値は記録装置及び記録媒体のパラメータの変化により殆ど影響 されなくなる。最適書込みパワーレベルを正規化導関数に依存して選択すると、 選択されたレベルは種々の記録装置により種々の記録媒体に高信頼度の記録を行 うのに好適である。このレベルは正規化導関数のプリセット値に対応するパワー レベルを取ることにより選択することができる。正規化導関数を使用する利点は 、曲線のあてはめを行わない場合にも達成することができる。この場合には、導 関数は読取りパラメータ対書込みパワーレベルから、例えば測定値間の差を計算 することにより決定することができる。しかし、曲線あてはめステップを省略す ると、導関数の値の雑音が増大し、幾つかの媒体に対し最適書込みパワーを設定 するのに導関数を使用することができなくなる。 ｇ₀ 及びｈの値を装置に蓄積し、これによりメディアインデペンデントパラメ ータ値を与えることができる。しかし、ｇ₀ の値を媒体に蓄積し、メディアディ ペンデント値を与えるのが好ましい。図４はトラック３０が設けられた光学的に 読取り可能な記録媒体１を示す。トラックは、例えばエンボス加工の条溝又は突 条の形態のらせんとすることができる。媒体の記録領域はユーザ情報を書き込む 情報記録領域３１と、媒体上の情報書込み、読取り及び消去関連情報の蓄積用で あって、一般にユーザ情報の記録に予定されていない制御領域３２とに分割され る。いくつかのタイプの媒体では制御領域内の情報はエンボス加工される。制御 領域３２は図に破線トラック３２により示されている。情報記録領域３１は特定 の書込みパワーレベル以上の放射に露光されると光学的に検出可能な特性の変化 を受けるタイプのものとする。ｇ₀ の値は媒体の制御領域３２に制御情報のパタ ーンとして蓄積することができる。制御領域をエンボス加工するとき、媒体の製 造メーカはこの値を記録する必要がある。或いは又、ユーザが例えば媒体の初期 化中にの値を媒体に記録し、ディスク特定値の記録を可とすることもできる。ｈ の値もｇ₀ の値と同様に記録することができる。図５はマーク３３のパターンを 具えるトラック３２の一部分を大きく拡大して示す図である。 値の対（ｍ，Ｐ）にあてはめるべき曲線は１以上の多項式、好ましくは直交多 項式とすることができる。この場合、この曲線は： と書き表せる。ここで、ｆ'(Ｐ) はパラメータＰに関する関数ｆの導関数である 。正規化導関数は解析的に次式で与えられる。 Ｐ_i の値は次の等式から見つけ出すことができる。あてはめる曲線の選択に依存して、Ｐ_i の値は解析式の形で見つけ出すことがで き、或いは誤差調整法（regula falsi）又はニュートンの方法のような数値逐次 根近似法の結果として見つけ出すことができる。解析式の使用は、それが可能で あれば、常に正しい根を提供するが、逐次近似は不所望な根になることがある。 等式（３）の解析式を見つけ出すことができる場合には、正規化導関数ｇをそれ 以上決定する必要はなく、プリセット値ｇ₀ を等式（３）に直接挿入して関連す るＰ_i の値を決定することができる。 適切な直交多項式はルジャンドル多項式である。３つの最低次数のルジャンド ル多項式は下記の通りである。 これらの多項式は区間−１＜Ｐ＜＋１で定義されるため、あてはめるべき書込み パワー値は、 に従ってスケーリングする必要がある。 この場合にはスケーリングした書込みパワーレベルＰ_s を式（４）に使用する必 要がある。式（３）から見つけ出されたＰ_i の値をレンジＰ_min ，Ｐ_max に戻す スケーリングを行う必要がある。 ディジタルプロセッサを使用する場合には、ｍ及びＰの入力値をアナログ−デ ィジタル変換器によりアナログ値からディジタル値に変換する必要がある。ディ ジタル出力値のビット数は測定値の雑音に対応させることができる。例えば、パ ラメータの値の雑音がパラメータの最大値の１％である場合には、変換器は８ビ ット以上にして、１／２⁸ ＝１／２５６の追加の量子化雑音を導入するのみとす る必要がある。 コスト上の理由のために、上述の計算を行うプロセッサ１１を小形のプロセッ サとする場合には、これらの計算は整数フォーマットで実行するのが好ましい。 従って、ｍ及びＰの値は実際値から整数値に変換する必要がある。この変換に対 する乗算定数は追加の雑音を導入しないように十分大きくする必要があるととも に、多大の計算能力を必要としないように十分小さくする必要がある。この定数 は、値の整数表現において決まるｍ又はＰの値に存在する雑音が整数表現の最下 位ビットに対応する値より僅かに大きくなるように選択するのがよい。値の雑音 は上述した量子化雑音を含む。例えばｍの値の雑音がｍの最大値の０．５％であ る場合には、約１０００をパラメータの最大値で割った値の乗算係数が適当であ る。 ｍ及びＰの値をあてはめるために一連の多項式を使用する代わりに、単一関数 を使用することもできる。この関数はＰの大きな値に対し漸近線を有し、Ｐ＞０ の非固定値及びこの関数が零であるＰの値に対するこの関数の導関数の非固定値 に対し零値を有する必要がある。適切な関数は、 である。正規化導関数は解析式の形で与えることができる。式（４）が１つの二 次方程式に減少し、逐次近似によらずに根を見つけ出すことができる。 他の好適な関数はアークタンジェント及びハイパボリックタンジェント： である。アークタンジェント及びハイパボリックタンジェントの値は計算をスピ ードアップするためにルックアップテーブルに記憶することができる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical recording apparatus for writing information on an optical recording medium by using a radiation beam, and more particularly, to a method for writing a series of test patterns on a recording medium. A first step of writing at different write power levels for each pattern, a second step of reading these patterns to form corresponding read signals, a third step of extracting read parameter values from each read signal, and reading. A fourth step of curve approximating the value of the parameter to a function defining the relationship between the write power level and the read parameter. The present invention further comprises a radiation source for generating a radiation beam having a controllable write power level, a control unit for writing a series of test patterns at different write power levels for each pattern, and reading these patterns; A read unit for forming a corresponding read signal, a first processor for extracting a value of the read parameter from each read signal, and a second processor that approximates the value of the read parameter to a function defining a relationship between the write power level and the read parameter. The present invention relates to an optical recording device for writing information on an optical recording medium having two processors. Processors may be of the analog or digital type, and include both programmable and fixed program processors. The processor may comprise memory means in addition to the arithmetic unit. The recording method described at the outset is known from US Pat. No. 5,185,733. In this method, a series of test patterns is written on a recording medium at a sequentially increased write power level. After reading the written patterns, a second order polynomial is applied to the amplitude of the read signal of each pattern as a function of the write power level by a curve fitting (curve approximation) algorithm. The write power corresponding to the maximum value of the polynomial is selected as the optimum write power for recording the next information on the medium. The problem of noise characteristics of the read signal is alleviated by curve fitting. The disadvantage of this known method is that the optimum power level determined by this method does not fully take into account changes in the characteristics of the recording device and in the characteristics of the recording medium. Thus, use of this optimum write power can result in unreliable information recording on the recording medium. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly reliable method for setting an optimum write power without being largely affected by noise, depending on a read signal from a test pattern written on a recording medium. To this end, the method according to the invention determines the derivative of said function and normalizes said derivative by multiplying said derivative by a factor equal to the value of the write power / the value of the read parameter. A fifth step and a sixth step of selecting an optimum write power level depending on a normalized derivative of the function. The value of the normalized derivative as a function of the writing power is hardly affected by changes in the parameters of the recording device and the recording medium. The changes in the device may relate to the distribution of the radiation energy in the cross section of the radiation beam used for recording, the power calibration of the radiation source. Changes in the recording medium may relate to changes in write sensitivity or reflectivity at the surface of the medium or these changes between media. If the optimum write power level is selected depending on the normalized derivative, the selected value is suitable for reliable recording on various recording media by various recording devices. This optimum write power level can be selected by extracting the power level corresponding to the preset value of the normalized derivative. In another example of the method of the invention, the optimum write power level is selected depending on a predetermined value of a derivative of said function normalized by a factor equal to the value of the write power / the value of the read parameter. The method is characterized by comprising a fifth step. In order to achieve a stable curve approximation procedure (curve fitting procedure), the function to be fitted is preferably determined by orthogonal polynomial terms. In this case, the value of the coefficient for one polynomial determined by this procedure does not depend on the value of the coefficient determined for the other polynomial. These polynomials are preferably Legendre polynomials. The reason is that these polynomials require relatively little computational power in the curve fitting procedure due to their mathematical simplicity. The read parameter is preferably the amplitude of the read signal obtained from the medium. This is because this amplitude can be easily obtained from a radiation detection system that intercepts radiation coming from the medium. Furthermore, this amplitude is a satisfactory parameter for determining the quality of the recorded signal. The process of selecting the optimum write power can be purified by reading the parameter value from the medium and using this value to select the value of the write parameter. The value of this parameter may be specific to a particular medium recorded on a particular medium. This parameter allows the selection process to be adapted to the characteristics of the medium being scanned. This parameter can be an initial value or range for the optimal write power level, which can reduce the range of test pattern write power levels. This parameter is a preset value of the normalized derivative, so that the optimum writing power can also be selected depending on the characteristics of the medium. In contrast, preset values fixed by the device do not allow such a selection. Preferably, the analog signal is converted to a digital signal by an analog-to-digital converter before performing calculations on the signal values. The derivative can be determined by taking the difference value of the fitted function. In this case, the value of the function must be represented by a relatively large number of significant digits, and the calculations are also performed over this number of digits so that they are not affected by the additional noise introduced by this method of determining the derivative. There is a need to. The derivative of said function is preferably determined analytically. The reason is that such a decision introduces little additional noise. In this case, the number of effective digits can be reduced, so that the required computing power of the second processor can be reduced and the quality of the analog-to-digital converter can be reduced. Generally, the write power level of the test pattern is selected within a range surrounding the predicted value of the optimum write power level. However, the optimum write power level is often close to the maximum power that the radiation source can generate. In this case, the range is limited by the maximum laser power. This problem can be avoided by selecting a power level from the derivative of the function and then determining the optimal power level by multiplying this power level by a constant greater than one. In this case, the test pattern can be written in a range farther from the maximum laser power. This has the advantage that the measurements are taken in a power range that is far from the saturation value of the function and its derivatives, and that the determination of the function and its derivatives is more accurate. Another feature of the present invention is an apparatus for writing information on an optical recording medium. The present invention provides the optical recording apparatus, wherein the second processor derives a derivative of the function and multiplies the derivative by a coefficient equal to a ratio of a value of a write power to a value of a read parameter. It is characterized in that it is arranged to normalize the function and to select the value of the optimum write power level depending on the normalized derivative. The objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention, as illustrated in the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of the optical recording apparatus of the present invention, FIG. 2 shows read signals from two test patterns, and FIG. 3 is a graph showing a modulation degree measured as a function of write power and its derivative. FIG. 4 is a plan view of a recording medium, and FIG. 5 is a plan view showing a pattern of a mark provided on the recording medium. FIG. 1 shows an optical recording device and an optical recording medium 1 according to the present invention. The medium 1 has a transparent substrate 2 and a recording layer 3 provided thereon. The recording layer can be, for example, of the magneto-optical type, of the phase change type, of the dye type, or of any other suitable material. Information can be recorded on the recording layer 3 in the form of an optically detectable area (also referred to as a mark). The device comprises a radiation source 4 for generating a radiation beam 5, for example a semiconductor laser. The radiation beam is converged on the recording layer 3 via the beam splitter 6, the objective lens 7, and the substrate 2. The recording medium may be of an air incident type in which the radiation beam directly enters the recording layer 3 without passing through the substrate. The radiation reflected from the recording medium 1 is converged by an objective lens 7 and enters a detector 8 after passing through a beam splitter 6, which converts the incident radiation into an electrical detection signal. The detection signal is input to the circuit 9. This circuit 9 extracts some signals from the detection signal, such as a read signal S _R representing information read from the medium 1. The radiation source 4, the beam splitter 6, the objective lens 7, the detector 8 and the circuit 9 together constitute a reading unit 10. The read signal from the circuit 9 is processed by the first processor 10, and a signal representing a read parameter required for controlling the laser power level is extracted from the read signal. The retrieved signal is supplied to a second processor 11, which processes a series of values of the read parameter and retrieves an optimal value of the write power control signal based on these values. The write power control signal is supplied to the control unit 12. An information signal 13 representing information to be written on the medium 1 is also supplied to the control unit 12. The output of the control unit 12 is connected to the radiation source 4. The mark on the recording layer 3 can be written with a single radiant power having a power determined by the optimum write power level determined by the processor 11. The mark can also be written by a series of radiation pulses having equal or different lengths and power determined by the optimum write power level. The actual radiation power emitted by the radiation source 4 is measured by a detector (not shown) arranged in the unused side lobes of the radiation beam or in the radiation reflected outside the optical path of the radiation beam. can do. The signal of this detector can be supplied directly to the processor 11. Alternatively, the signal can be supplied to the connection unit 12, where it is combined with the peak amplitude of the read signal, which is a measure of the radiation power received at the recording layer 3, and then supplied to the processor 11. Before writing information to the medium 1, the apparatus performs the following procedure to set its write power to an optimum value. First, the apparatus writes a series of test patterns on the medium 1. The test pattern must be selected to provide the desired read signal. If the read parameter to be extracted from the read signal is the maximum modulation of the read signal, the test pattern must include a mark long enough to achieve the maximum modulation of the read signal. When the information is coded according to the so-called EFM modulation, the test patterns preferably intended to include long I ₁₁ mark. Each test pattern is recorded with a different write power. The next pattern can be written with a gradually increasing write power under the control of the processor 11. These patterns can be written anywhere on the media. These patterns can also be written in specially provided test areas on the medium. FIG. 2 shows read signals 18 and 19 obtained from two patterns written at two different write power levels. These patterns include short marks, long marks and short marks, as indicated by the signal portions 15, 16 and 17 of both read signals 18 and 19. The actual pattern can include hundreds of marks of different or equal lengths. The processor 10 retrieves the read parameter to be used for the detection of the optimum write power from the read signal S _R. One possible read parameter is the ratio of the lowest amplitude value 'a' to the highest amplitude value 'b' of the signal portion of the read signal shown in FIG. The preferred read parameter is the normalized modulation depth, which is the ratio between the maximum peak-to-peak value 'c' of the read signal and the maximum value 'b' of the read signal. After reading the test pattern on the medium 1, the processor 11 can obtain a series of value pairs for the modulation depth of the pattern and the write power belonging to the pattern. These write powers can be derived from the value of the write power control signal during the recording of the test pattern, or can be obtained by measuring the radiation power. FIG. 3 schematically shows the result of the reading, and x is a measurement of the modulation depth m as a function of the writing power P. Processor 11 fits the curve to the modulation depth measurement to obtain an analytical expression that describes the change in modulation depth as a function of write power. This curve is shown by the broken line in FIG. Curve fitting can be performed by a known least squares fitting algorithm. In the next step, the processor 11 analytically calculates the normalized derivative 'g' for the write power of the modulation factor. The normalized derivative g (P) is equal to the function (dm / dP) (P / m). A function g derived from the fitted modulation degree curve in FIG. 3 is shown by a solid curve. The processor 11 extracts the intermediate write power P _i from the normalized derivative by taking the value of the write power P belonging to the preset value g ₀ , as shown by the broken line in FIG. The value of g _o can be stored in the memory of the set and device by the manufacturer of the recording apparatus value, or be an optimum writing power setting process stored value in the medium before or during processing it can. In the next step, the value of the intermediate power P _i is multiplied by a constant h greater than 1 to obtain the optimum write power level P ₀ . The values of the preset value g ₀ and the multiplication constant h are determined by the manufacturer of the medium or by the user during the initialization of the medium. The value of g ₀ is set in the range of 0.2 to _5.0 . For values greater than 5.0, the prediction of the value of the normalized derivative will be inaccurate. The reason is that the approximation of the asymptote will place the value of P for g ₀ close on the write power axis. For values of g ₀ less than or equal to 0.2, the normalized derivative has a small slope and small errors in the value of the derivative result in a large spread of the values of P _i associated with g ₀ . As a result of experiments on the rewritable recording medium having a CD format, g ₀ value in the range of 0.2 to 2.0 is obtained, the high-density medium in the range of 2.0 to 4.0 A g ₀ value was obtained. The multiplication constant h is preferably set in the range of 1.00 to 1.35. The optimum write power P ₀ equal to (hP _i ) is generally set to a value close to the write power at which the modulation factor m starts to saturate. In a preferred method of setting g ₀ and h, the optimum write power for a particular medium is determined by finding the write power that minimizes the jitter of the read signal of the information written on this medium. Preferably, the information is random information. Next, a normalized derivative (dm / dP) (P / m) is determined from the series of test patterns written as described above. The value of P _i, the value of the associated g ₀ is chosen to be within the scope not too flat within the above range, i.e. with normal influencing for good function is only steep. The associated values of h (= P ₀ / P _i ) and g ₀ thus set can be used for all media and all recording devices of this type. The value of the normalized derivative is hardly affected by changes in the parameters of the recording device and the recording medium. If the optimum writing power level is selected depending on the normalized derivative, the selected level is suitable for reliable recording on various recording media by various recording devices. This level can be selected by taking a power level corresponding to a preset value of the normalized derivative. The advantage of using a normalized derivative can also be achieved without curve fitting. In this case, the derivative can be determined from the read parameter versus the write power level, for example, by calculating the difference between the measurements. However, omitting the curve-fitting step increases the noise in the derivative value, and makes it impossible to use the derivative to set the optimum write power for some media. The values of g ₀ and h can be stored on the device, thereby providing a media independent parameter value. However, it is preferred that the value of g ₀ be stored on the medium to provide a media dependent value. FIG. 4 shows an optically readable recording medium 1 provided with a track 30. The tracks can be spirals, for example in the form of embossed grooves or ridges. The recording area of the medium is divided into an information recording area 31 for writing user information and a control area 32 for storing information related to writing, reading and erasing of information on the medium and which is not generally scheduled to record user information. You. In some types of media, the information in the control area is embossed. The control area 32 is indicated by a dashed track 32 in the figure. The information recording area 31 is of a type that undergoes a change in optically detectable characteristics when exposed to radiation above a specific write power level. The value of g ₀ can be stored as a control information pattern in the control area 32 of the medium. When embossing the control area, the media manufacturer needs to record this value. Alternatively, the user can record the value during initialization of the medium on the medium, for example, and enable recording of the disc specific value. The value of h can be recorded in the same way as the value of g ₀ . FIG. 5 is an enlarged view showing a part of the track 32 having the pattern of the mark 33. The curve to be fitted to the value pair (m, P) can be one or more polynomials, preferably orthogonal polynomials. In this case, this curve is: Can be written as Here, f ′ (P) is a derivative of the function f with respect to the parameter P. The normalized derivative is analytically given by: The value of P _i can be found from the following equation. Depending on the choice of the curve to be fitted, the value of P _i can be found in the form of an analytical expression, or as a result of a numerical successive root approximation method such as the method of regula falsi or Newton. it can. The use of analytic expressions always provides the correct roots where possible, but successive approximations can be undesirable roots. If the analytic expression of equation (3) can be found, it is not necessary to determine the normalized derivative g further, and the preset value g ₀ can be inserted directly into equation (3) and the associated _Pi Can be determined. A suitable orthogonal polynomial is the Legendre polynomial. The three lowest order Legendre polynomials are: Since these polynomials are defined in the interval -1 <P <+1, the write power value to be applied is Need to be scaled according to In this, if it is necessary to use a write power level P _s scaled in equation (4). It is necessary to perform scaling to return the value of P _i found from equation (3) to the ranges P _min and P _max . When a digital processor is used, the input values of m and P need to be converted from analog values to digital values by an analog-to-digital converter. The number of bits in the digital output value can correspond to the noise in the measured value. For example, if the noise in the value of the parameter is 1% of the maximum value of the parameter, the converter will make it more than 8 bits and only introduce 1/2 ⁸ = 1/256 additional quantization noise. There is a need. If, for cost reasons, the processor 11 performing the above calculations is a small processor, these calculations are preferably performed in integer format. Therefore, the values of m and P need to be converted from actual values to integer values. The multiplication constant for this transformation needs to be large enough not to introduce additional noise and small enough not to require a great deal of computing power. This constant should be chosen such that the noise present at the value of m or P, determined in the integer representation of the value, is slightly greater than the value corresponding to the least significant bit of the integer representation. The value noise includes the quantization noise described above. For example, when the noise of the value of m is 0.5% of the maximum value of m, a multiplication coefficient of a value obtained by dividing about 1000 by the maximum value of the parameter is appropriate. Instead of using a series of polynomials to fit the values of m and P, a single function can be used. This function has an asymptote for large values of P, and must have zero values for non-fixed values of P> 0 and derivatives of this function for values of P for which this function is zero. is there. A suitable function is It is. The normalized derivative can be given in the form of an analytical expression. Equation (4) is reduced to one quadratic equation, and the root can be found without using successive approximation. Other suitable functions are arctangent and hyperbolic tangent: It is. The arc tangent and hyperbolic tangent values can be stored in a look-up table to speed up the calculation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 情報を光記録媒体に放射ビームにより書き込む光学的記録装置において、 記録媒体に一連のテストパターンを、各パターン毎に異なる値の書込みパワ ーレベルで書き込む第１ステップと、 これらのパターンを読み取って対応する読取信号を形成する第２ステップと 、 各読取信号から読取りパラメータの値を取り出す第３ステップと、 読取りパラメータの値を書込みパワーレベルと読取りパラメータとの間の関 係を定める関数に曲線近似する第４ステップと、 を具える放射ビームの最適書込みパワーレベルを設定する方法において、 前記関数の導関数を決定し、該導関数に書込みパワーの値と読取りパラメー タの値との比に等しい係数を乗算して該導関数を正規化する第５ステップと、 前記関数の正規化導関数に依存して最適書込みパワーレベルを選択する第６ ステップと、 を具えることを特徴とする最適書込みパワーレベル設定方法。 2. 情報を光記録媒体に放射ビームにより書き込む光学的記録装置において、 記録媒体に一連のテストパターンを、各パターン毎に異なる値の書込みパワ ーレベルで書き込む第１ステップと、 これらのパターンを読み取って対応する読取信号を形成する第２ステップと 、 各読取信号から読取りパラメータの値を取り出す第３ステップと、 読取りパラメータの値を書込みパワーレベルと読取りパラメータとの間の関 係を定める関数に曲線近似する第４ステップと、 を具える放射ビームの最適書込みパワーレベルを設定する方法において、 書込みパワーの値と読取りパラメータの値との比に等しい係数を乗算して正 規化された前記関数の導関数の所定の値に依存して最適書込みパワーレベルを 選択する第５ステップを具えることを特徴とする最適書込みパワーレベル設定 方法。 3. 前記関数は直交多項式の項で定められることを特徴とする請求項１又は２記 載の方法。 4. 前記多項式はルジャンドル多項式であることを特徴とする請求項３記載の方 法。 5. 読取りパラメータは読取信号の振幅であることを特徴とする請求項１又は２ 記載の方法。 6. 第６ステップは、記録媒体からパラメータ値を読み取り、この値を用いて書 込みパワーレベルの値を選択することを特徴とする請求項１記載の方法。 7. 前記関数の導関数は解析的に決定することを特徴とする請求項１記載の方法 。 8. 第６ステップは、前記関数の導関数に依存してパワーレベルを選択し、次に このパワーレベルに１より大きい定数を乗算して最適パワーレベルを決定する ことを特徴とする請求項１記載の方法。 9. 第５ステップは、前記関数の導関数に依存してパワーレベルを選択し、次に このパワーレベルに１より大きい定数を乗算して最適パワーレベルを決定する ことを特徴とする請求項２記載の方法。 10．可制御書込みパワーレベルを有する放射ビームを発生する放射源と、一連の テストパターンを、各パターン毎に異なる値の書込みパワーレベルで書き込む 制御ユニットと、これらのパターンを読み取り、対応する読取信号を形成する 読取ユニットと、各読取信号から読取りパラメータの値を取り出す第１プロセ ッサと、読取りパラメータの値を書込みパワーレベルと読取りパラメータとの 間の関係を定める関数に曲線近似する第２プロセッサとを具える光記録媒体に 情報を書き込む光学的記録装置において、前記第２プロセッサが、前記関数の 導関数を導出し、該導関数に書込みパワーの値と読取りパラメータの値との比 に等しい係数を乗算して該導関数を正規化するとともに、該正規化導関数に依 存して最適書込みパワーレベルの値を選択するよう構成されていることを特徴 とする光学的記録装置。 11．読取パラメータは読取信号の振幅であることを特徴とする請求項１０記載の 装置。[Claims] 1. In an optical recording device for writing information on an optical recording medium by a radiation beam,     Write a series of test patterns on the recording medium   A first step of writing at the level     A second step of reading these patterns and forming corresponding read signals;   ,       A third step of extracting the value of the read parameter from each read signal;     The value of the read parameter is associated with the write power level and the read parameter.   A fourth step of approximating a curve to a function that determines the relationship,   A method for setting an optimum write power level of a radiation beam comprising:     Determine the derivative of the function, and write the value of the write power and the read parameter to the derivative.   A fifth step of normalizing the derivative by multiplying by a factor equal to the ratio of     Selecting an optimum write power level dependent on a normalized derivative of said function.   Steps and   A method for setting an optimum write power level, comprising: 2. In an optical recording device for writing information on an optical recording medium by a radiation beam,     Write a series of test patterns on the recording medium   A first step of writing at the level     A second step of reading these patterns and forming corresponding read signals;   ,       A third step of extracting the value of the read parameter from each read signal;     The value of the read parameter is associated with the write power level and the read parameter.   A fourth step of approximating a curve to a function that determines the relationship,   A method for setting an optimum write power level of a radiation beam comprising:     Multiply by a factor equal to the ratio of the write power value to the read parameter value to get a positive   The optimal write power level depending on the predetermined value of the derivative of the normalized function.   Optimum write power level setting, comprising a fifth step of selecting   Method. 3. The function according to claim 1, wherein the function is determined by an orthogonal polynomial term.   The method described. 4. The method of claim 3, wherein the polynomial is a Legendre polynomial.   Law. 5. The reading parameter according to claim 1, wherein the reading parameter is an amplitude of the reading signal.   The described method. 6. The sixth step is to read the parameter value from the recording medium and write using this value.   The method of claim 1, wherein a value of the embedded power level is selected. 7. The method of claim 1, wherein the derivative of the function is determined analytically.   . 8. The sixth step is to select a power level depending on the derivative of the function,   Multiply this power level by a constant greater than 1 to determine the optimal power level   The method of claim 1, wherein: 9. The fifth step is to select a power level depending on the derivative of the function,   Multiply this power level by a constant greater than 1 to determine the optimal power level   3. The method of claim 2, wherein: Ten. A source for generating a beam of radiation having a controllable write power level;   Write test patterns at different write power levels for each pattern   The control unit reads these patterns and forms the corresponding read signals   A reading unit and a first process for extracting a value of a reading parameter from each reading signal;   And the read parameter value between the write power level and the read parameter.   An optical recording medium comprising a second processor that approximates a curve to a function that determines the relationship between   In an optical recording device for writing information, the second processor is configured to execute the function   Derive a derivative, and add the derivative to the ratio of the value of the write power to the value of the read parameter.   Normalizes the derivative by a factor equal to   Characterized in that it is configured to select the value of the optimum write power level   Optical recording device. 11． 11. The reading parameter according to claim 10, wherein the reading parameter is an amplitude of a reading signal.   apparatus.