JP2006309881A - 光情報記録装置および光情報記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光記録媒体の既記録部へオーバーライトを行う場合に、最適なライトストラテジを設定する。
【解決手段】光記録媒体に情報の記録を行う領域が既記録領域であるか否かを判別し、情報を記録する領域が既記録領域である場合に、試し書き領域もしくは記録を行う既記録領域において、情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光情報記録装置に関し、特に、オーバーライト（重ね書き）時におけるライトストラテジを設定する光情報記録装置および光情報記録方法に関する。

近年、情報通信技術の発達に伴い、インターネット等が目覚しい勢いで普及したことにより、ネットワークを介して多くの情報がさかんにやり取りされている。こうした状況の中、情報記録装置の分野において、ＣＤ−Ｒなどの追記型光ディスクやＣＤ−ＲＷなどの書き換え型光ディスクが記録媒体として注目を浴びている。また、最近では、レーザ光源としての半導体レーザの短波長化、高い開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を有する高ＮＡ対物レンズによるスポット径の小径化、及び薄型基板の採用などにより、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの大容量の光ディスクが情報記録装置において用いられている。

ところで、ＣＤ−Ｒ等への情報の記録は、ＰＣ（ＰＣ：Personal Computer）等から与えられた記録情報をＥＦＭ（ＥＦＭ：Eight to Fourteen Modulation）信号に変換して行われるが、使用する光ディスクを構成する色素記録層等の組成の違いなどから、光ディスクの蓄熱や冷却速度の不足に起因するピットの形成不良等の問題が生じるために、ＥＦＭ信号をそのまま記録しようとしても、所望のピットやランドを形成することはできない。
そのため、基準となる記録波形に対して、使用する個々の光ディスク固有の記録パラメータ（以下、これをライトストラテジという。）を定めて良好な記録品位を維持する方式が採用されている。

一般に、代表的なライトストラテジは、ピットとランドの比率を可変する方法、記録パルスの先端部に付加パルスを加える方法、ピットとランドの組み合わせにより、パルスの立ち上がりあるいは立下り位置を変える方法、記録パルスをマルチパルス化する方法等がある。これらのライトストラテジの設定は、具体的には、光記録媒体の試し書き領域に標準的なライトストラテジ（基準ライトストラテジという。）を用いてピットおよびランドを形成し、これらの記録品位に応じて、パルス幅や記録パワーを調整することにより実行される。

このライトストラテジは、上記のように、光ディスクの色素、相変化材料、色素の膜厚あるいは溝の形状等ばかりでなく、記録速度とも密接な関係があることが知られている。そのため、記録速度に応じてライトストラテジを設定する技術が提案されている。

一方、書き換え型の光ディスクにおいては、一般に、１０００回以上のオーバーライトを保証しているが、実際には、同一のライトストラテジによるオーバーライトでは、その回数によって記録品位が変化することが知られている。こうした問題に対応して、情報の記録を行おうとする光ディスクが未記録ディスクであるか、あるいは既記録ディスクであるかを識別し、未記録ディスクである場合の記録パワーを既記録ディスクである場合の記録パワーよりも小さく設定して、記録品位の改善を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２３３９０７号公報

しかし、上記の方法によれば、記録パワーを調整することにより記録品位の改善を促すことができるものの、記録品位の尺度であるジッタ値は、各ピットあるいはランドの理論値と記録されたピットあるいはランド長との差分に起因することから、記録パワーのみを最適に調整したとしても、これだけでは、十分な記録品位の改善は望めないという問題がある。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、既記録部へオーバーライトを行う場合に、最適なライトストラテジを設定することができる光情報記録装置および光情報記録方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、光記録媒体に情報の記録を行う領域が既記録領域であるか否かを判別する記録状態判別手段と、該情報を記録する領域が前記既記録領域である場合に、情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定するライトストラテジ設定手段とを備えたことを特徴とする光情報記録装置を提案している。

この発明によれば、記録状態判別手段により、光記録媒体に情報の記録を行う領域が既記録領域であるか否かが判別される。そして、ライトストラテジ設定手段により、情報を記録する領域が既記録領域である場合に、情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定する。そのため、オーバーライト時にも適切なライトストラテジで記録動作を実行することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載された光情報記録装置について、前記ライトストラテジ設定手段が、前記光記録媒体の試し書き領域において、情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定することを特徴とする光情報記録装置を提案している。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載された光情報記録装置について、前記ライトストラテジ設定手段が、前記情報の記録を行う既記録領域において、既記録情報にさらに情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定することを特徴とする光情報記録装置を提案している。

請求項４に係る発明は、光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、該光記録媒体に情報を記録する領域が既記録領域であるか否かを判別するステップと、該情報を記録する領域が既記録領域である場合に、情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定するステップとを備えたことを特徴とする光情報記録方法を提案している。

この発明によれば、書き換え型の光記録媒体において、オーバーライト（重ね書き）を行う場合でも、オーバーライト時のライトストラテジを設定することにより記録品位の向上を図ることができるという効果がある。

一般に、書き換え型光記録媒体において、情報のオーバーライトを行うと記録品位が低下することが知られている。これは、情報を記録していない光記録媒体の結晶質部と既に情報を記録した非結晶質部とでは、レーザ光の吸収率に差があるためである。本発明は、光記録媒体の所定箇所に実際に情報を重ね書きし、その情報に基づいて、オーバーライト時に最適なライトストラテジを設定して、オーバーライト記録における記録品位の低下を防止するものである。以下、図１から図６を用いて、本発明の実施形態に係る光情報記録装置について詳細に説明する。なお、本実施形態では、書き換え型光記録媒体として、ＤＶＤ−ＲＷを例にとって説明する。

本実施形態に係る光情報記録装置は、図１に示すように、光ディスク１と、光ピックアップ２と、ヘッドアンプ３と、信号処理部４と、ライトストラテジ設定部（ライトストラテジ設定手段）６と、ドライバー７と、制御部８（記録状態判別手段）と、ＲＡＭ９と、ＲＯＭ１０と、レーザ駆動部１１と、モータ１２とから構成されている。

光ディスク１は、半導体レーザにより情報の記録、再生、消去を行える記録媒体であり、本実施形態では、ＤＶＤ−ＲＷを想定している。 光ピックアップ２は、図示しないレーザダイオード等のレーザ光源や、コリメータレンズ、フォーカスアクチュエータあるいはトラッキングアクチュエータ等によって駆動される対物レンズ、偏光ビームスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の光学部品、及びＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つの領域に分割され、光を電気信号に変換する４分割あるいは２分割のフォトディテクタ（ＰＤ）あるいは記録再生時のレーザ出力をモニタするフロントモニタダイオード等を備えている。

ヘッドアンプ３は、光ディスク１からの反射光を検出し、検出した反射光より反射光量を演算して、４分割ＰＤの各領域への反射光量の総和を示すＲＦ信号を生成する。また、光ピックアップ２の照射レーザの焦点ずれを検出する信号であるフォーカスエラー信号（ＦＥ）を非点収差法によって生成する。さらに光ピックアップ２の照射レーザのトラックずれを検出する信号であるトラッキングエラー信号（ＴＥ）を例えばプッシュプル法によって生成する。

信号処理部４は、ヘッドアンプ３において生成されたＲＦ信号からＥＦＭ信号を生成する。本実施形態においては、ここで再生される信号に基づいて、これから情報の記録を行おうとする領域に既に情報が記録されているか否かを後述する制御部８（記録状態判別手段）が判断する。

ライトストラテジ設定部６は、例えば、基準ライトストラテジで記録された情報から信号処理部４が抽出したＥＦＭ信号と各ピットとランドの理論長とを比較し、両者の差分値（以下、デビエーション値という。）とそれぞれのピット、ランドの存在確率とから適切なライトストラテジを設定する。

ドライバー７は、ヘッドアンプ３および信号処理部４において生成されたサーボ信号を増幅し、フォーカスアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、キャリッジモータあるいはスピンドルモータに制御信号を供給する。

制御部８は、光情報記録装置全体を制御プログラムに従い制御する。特に、本実施形態においては、信号処理部４から入力した再生信号に基づいて、これから情報の記録を行おうとする領域に既に情報が記録されているか否かを判別し、これから情報の記録を行おうとする領域に既に情報が記録されている場合には、オーバーライト用のライトストラテジを設定するための動作を制御する。

ＲＡＭ９は、書き換え可能な記憶装置であり、本実施形態においては特に、ライトストラテジ設定部６において用いられるデビエーション値等を記憶している。ＲＯＭ１０は、書き換え不能の記憶装置であり、光情報記録装置全体を制御するための制御プログラムや基準ライトストラテジ、各ピットおよびランドの理論長あるいは各ピットおよびランドの組合せにおける存在確率等が記憶されている。

レーザ駆動部１１は、ライトストラテジ設定部６から入力したライトストラテジに基づいてレーザダイオード駆動用のパルス信号を生成して、これを光ピックアップ２内の図示しない半導体レーザに供給する。モータ１２は、光ディスク１を回転するＤＣモータ等からなるスピンドルモータである。

次に、本実施形態によるライトストラテジの設定方法について、図３を用いて説明する。ここで、ライトストラテジは、記録媒体ごとに規定されており、ＤＶＤ−ＲＷの場合には、４倍速以下の記録速度で用いられるＭｕｌｔｉ Ｐｕｌｓｅｄ Ｔｙｐｅ（１Ｔ）と、４倍速以上の記録速度で用いられるＭｕｌｔｉ Ｐｕｌｓｅｄ Ｔｙｐｅ（２Ｔ）と呼ばれるライトストラテジが用いられる。図２には、Ｍｕｌｔｉ Ｐｕｌｓｅｄ Ｔｙｐｅ（２Ｔ）と呼ばれライトストラテジが示されている。

図２に示すように、このライトストラテジは、２Ｔサイクル内でマルチパルスを動作させるものであり、３Ｔ、偶数Ｔ、奇数Ｔのそれぞれについてライトストラテジの設定が可能となっている。図中、ｄＴ３は、３Ｔのシフト量を、Ｔ３は３Ｔのパルス幅を、３Ｔｃｌは３Ｔのオフパルス幅を、Ｔｍｐは、マルチパルスの幅を、ｅＴｄｌｐ1は偶数Ｔにおける最終パルスのシフト量を、Ｔｍｐ＋ｅＴｄｌｐ２は最終パルスのパルス幅を、ｅＴｃｌは最終パルスのオフパルス幅を、ｏＴｄｌｐ１は３Ｔを除く奇数Ｔにおける最終パルスのシフト量を、Ｔｍｐ＋ｏＴｄｌｐ２は最終パルスのパルス幅を、ｏＴｃｌは最終パルスのオフパルス幅を示しており、これらの値について設定を行うことができる。なお、マルチパルス幅、は、すべて共通である。

これらのパラメータのうち、特にＴ３、ｅＴｄｌｐ1、Ｔｍｐ＋ｅＴｄｌｐ２、ｏＴｄｌｐ1、Ｔｍｐ＋ｏＴｄｌｐ２は、記録品位と密接な関係があるものと考えられることから、本実施形態においては、これらの値を設定する方法について図３を用いて説明する。

記録モードにおいて、記録アドレスが指定されると、制御部８は、光ピックアップ２を移動させて、指定された記録アドレスにサーチ動作を指示する（ステップ１０１）。指定されたアドレスに光ピックアップ２が到達すると、該アドレスにおける信号を再生する。光ピックアップ２によって読み出された信号は、ヘッドアンプ３および信号処理部４を介して制御部８に出力される。制御部８は入力された信号に基づいて、該アドレスを含む記録領域に情報が記録されているか否かを判別する（ステップ１０２）。

制御部８がこれから情報の記録を行おうとする領域が未記録領域であると判断した場合には、内周部の試し書き領域において、基準ライトストラテジによる試し書きを行って使用する媒体に最適な記録パワーを設定する。また、次に示す方法により、最適なライトストラテジを設定する（ステップ１０３）。

すなわち、基準ライトストラテジとこれに対して、所定のピットおよびランドを最小分解能の整数倍だけ変化させたライトストラテジで情報の記録を行う。制御部８は、情報の記録を終了すると、再び、光ピックアップ２を記録した情報の先頭部分に移動して情報の読み出しを行う。なお、ライトストラテジの設定を行うＬＳＩは、所定のクロックをベースに動作していることから、ライトストラテジの変更もアナログ的に連続して変化させることは不可能であり、１クロックを最小の変化量とする離散的な変更を行う。ここでは、この最小の変化量を最小分解能という。

光ピックアップ２により光学的に読み出された信号は、信号処理部４に入力され、ＥＦＭ信号に変換される。変換されたＥＦＭ信号は、ライトストラテジ設定部６に入力される。ライトストラテジ設定部６では、入力されたＥＦＭ信号と制御部８を介してＲＯＭ１０から入力した各ピットおよびランドの理論長とを比較して、その差分値（デビエーション値）を算出する。このデビエーション値には、他のピットやランドによる影響を含んでいる。そのため、各ピットおよびランドの組合せによる存在確率を利用して、他のピットあるいはランドの長さが変化したときの影響度を求め、これを利用して各ピットおよびランド固有の伸縮量を算定する。

このピットおよびランド固有の伸縮量算定法を図４に基づいて説明する。本来、ＥＦＭ信号のピットとランドは、ピット長の総和とランド長の総和が等しくなるように構成されている。したがって、例えば、ある特定のピットの長さが長くなると、ピットとランドの分布バランスが崩れてしまい、これを補正するために、変化した特定のピットを含め、全体的にピットの長さが短くなる。この現象は、実際の再生波形（ＲＦ信号）においては、スライスレベルが変化した状態で現われることになる。

具体的に、ＥＦＭ信号のうち、３ＴピットのみをΔＴだけ伸ばした場合の他のピット、すなわち、４Ｔから１１Ｔのピット長の変化をみてみると、図４（ａ）のようになる。なお、図４（ａ）は、縦軸に理論長に対するデビエーションを、横軸に３Ｔから１１Ｔを割り当てたものであり、各線は、３ＴピットにΔＴを０ｎｓ、１４．４ｎｓ、２８．８ｎｓ、４３．２ｎｓそれぞれ加えた場合の各デビエーションの変化を示している。

いま、ＥＦＭ信号における３Ｔピットの存在確率を３３％とすれば、４Ｔから１１Ｔピットの変化量ΔＴ（４−１１Ｔ）との間には、数１の関係が成り立つ。

これから、４Ｔから１１Ｔピットの変化量は、３Ｔピットの変化量の約半分になることがわかる。このことは、図４（ａ）に示す実測結果によっても裏付けられており、図４（ｂ）に示すように、存在確率の低い６Ｔピットを同様に変化させた場合には、他のピットあるいはランドの長さに与える影響度合いは極めて小さいことがわかる。

よって、各ピットおよびランドの組合せによる存在確率を利用すれば、特定のピットあるいはランドの長さが変化した場合の他のピットあるいはランドの長さに関する影響度を把握することが可能となる。

具体的には、記録信号を再生し、すべてのピットおよびランドの組合せにおける記録長を測定し、測定結果をＲＡＭ９に格納する。ＲＡＭ９に格納された基準ライトストラテジで記録したときの記録長とＲＯＭ１０に格納されたすべてのピットおよびランドの組合せにおける理論長とのデビエーションおよび上記の所定のピットおよびランドを最小分解能の整数倍だけのばしたライトストラテジで記録した場合の記録長とＲＯＭ１０に格納されたすべてのピットおよびランドの組合せにおける理論長とのデビエーションを算出し、さらに両者間のデビエーションの差を算出する。なお、基準ライトストラテジに対する３Ｔランドから５Ｔランド前の３Ｔピットから５Ｔピットの伸張量が最小分解能の整数倍であるときは、求めたデビエーション値を前記整数値で除算して、最小分解能に対するデビエーション値とする。

ここで、算出したデビエーション値から各ピットおよびランド固有の伸縮量を算出するためには、上記で説明した各ピットおよびランドの組合せによる存在確率を用いて行う。いま、例えば、３Ｔピットと３Ｔランドの組合わせによる固有の伸縮量は、３Ｔピットと３Ｔランドの組合わせにおけるデビエーション値から、他のピットおよびランドの変動による影響を除去したものとなるから、３Ｔピットと３Ｔランド、４Ｔランド、５Ｔランドの組合せにおける固有の伸縮量をそれぞれ、ΔＴ（３、３）、ΔＴ（３、４）、ΔＴ（３、５）とし、それぞれの組合せの存在確率をＲ（３、３）、Ｒ（３、４）、Ｒ（３、５）と、３Ｔピットと３Ｔランドのデビエーション値をＡとすると、数２のような関係になる。

一方、６Ｔピットあるいは６Ｔランドが含まれる組合せにおいては、６Ｔピットあるいは６Ｔランドが変動していないにも関わらず、各組合せにおいて、近い値のデビエーションが存在している。このデビエーションは、３Ｔランドから５Ｔランド前の３Ｔピットから５Ｔピットの長さを変化させたことによる影響が集約されたものである。

したがって、例えば、３Ｔピットと６Ｔランドのデビエーション値をＺとすると、Ｚは、数３のように表され、この式を数２に代入すれば、数４が得られる。同様に、各ピットおよびランドの組合せにおける固有の伸縮量は、その存在確率から求めることができる。

各ピットおよびランドの組合せにおける固有の伸縮量が求まれば、この伸縮量を最小にするようなライトストラテジを求め（ステップ１０３）、決定したライトストラテジに基づいて記録動作を開始する（ステップ１０６）。

次に、制御部８がこれから情報の記録を行おうとする領域が既記録領域であると判断した場合には、内周部の試し書き領域において、基準ライトストラテジによる試し書きを行って使用する媒体に最適な記録パワーを設定する（ステップ１０４）。そして、試し書きを行った部分に再度情報を重ね書きして、上記と同様の手法により、ライトストラテジを設定する（ステップ１０５）。そして、ライトストラテジの設定が完了すると、このライトストラテジを用いて、所定のアドレスから情報の記録動作を開始する（ステップ１０６）。

したがって、本実施形態によれば、これから情報を記録しようとする領域が既記録領域であるのか、未記録領域であるのかを判別し、既記録領域である場合には、実際に情報を重ね書きした上で、最適なライトストラテジを決定し、記録動作を行うことから、オーバーライトの場合においても記録品位の向上を図ることができる。

図５は、ＤＶＤ−ＲＷを用いた情報の記録において、オーバーライト回数別の最適なライトストラテジを記載したものである。図中、ＡＷ−０は、未記録領域に情報を記録する場合の最適ライトストラテジ（Ｔ３、ｄＴ３、ｅＴｄｌｐ１、ｅＴｄｌｐ２、ｏＴｄｌｐ１、ｏＴｄｌｐ２）、ＡＷ−０１は、オーバーライト回数１回記録状態での最適ライトストラテジ、ＡＷ−１０は、オーバーライト回数１０回記録状態での最適ライトストラテジを示している。図５から、それぞれの最適ライトストラテジには差があることがわかる。

図６は、ＡＷ−０、ＡＷ−１、ＡＷ−１０の各ライトストラテジで未記録領域に情報を記録した場合のジッタ値、重ね書きを１回行った場合のジッタ値、重ね書きを１０回行った場合のジッタ値を示したものである。これによれば、ＡＷ−０（未記録領域に情報を記録する場合の最適なライトストラテジ）を用いて、オーバーライトの回数を重ねていった場合のジッタ値は、オーバーライト回数１回で１３．３％まで悪化する場合があるのに対して、ＡＷ−１（重ね書きを１回行った場合の最適なライトストラテジ）、ＡＷ−１０（重ね書きを１０回行った場合の最適なライトストラテジ）を用いて、オーバーライトの回数を重ねていった場合のジッタ値は、オーバーライト回数によるジッタが小さいことがわかる。こうしたことからも、オーバーライト用のライトストラテジを設定し、このライトストラテジを用いて記録を行うことにより、オーバーライト時の記録品位の向上させることが証明できる。

なお、本実施形態においては、オーバーライト用のライトストラテジの設定を光記録媒体内周の試し書き領域で行う場合を例にとって説明したが、これから情報の記録をしようとする領域が既記録領域である場合には、内周の試し書き領域において、まず試し書きを行って記録パワーを設定し、その後、記録を行う領域内で情報の重ね書きを行い、上記の手法を用いてライトストラテジを設定してもよい。

また、一度情報が記録され、その後消去された領域についても、本実施形態の方法は有効である。しかし、情報の消去方法には、論理的な消去方法と物理的な消去方法とがあり、論理的な消去方法では、その消去情報を読み取っただけでは、全くの未記録領域なのか、一度情報が記録されて消去された領域なのかの判別がつかない。したがって、これを的確に判別するためには、記録しようとする領域にサーチして情報の読取を行う本実施形態における方法が有効である。

さらに、全くの未記録媒体に情報を記録する場合には、予めオーバーライト用のライトストラテジを設定し、これを記憶しておいて、オーバーライト時にこの記憶しておいたライトストラテジを用いるようにしてもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施例について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本実施形態に係る光情報記録装置の構成図である。 ＤＶＤ−ＲＷ用ライトストラテジの構成を示す図である。 本実施形態に係る光情報記録装置の処理フロー図である。 ３Ｔピットあるいは６Ｔピットの長さを変化させたときの他のピットへの影響度を示す図である。 オーバーライト回数ごとの最適なライトストラテジを示す図である。 図５の最適なライトストラテジで記録を行った場合のジッタ値の変化を示した図である。

符号の説明

１・・・光ディスク、２・・・光ピックアップ、３・・・ヘッドアンプ、４・・・信号処理部、６・・・ライトストラテジ設定部（ライトストラテジ設定手段）、７・・・ドライバー、８・・・制御部（記録状態判別手段）、９・・・ＲＡＭ、１０・・・ＲＯＭ、１１・・・レーザ駆動部、１２・・・モータ

Claims (4)

1. 光記録媒体に情報の記録を行う領域が既記録領域であるか否かを判別する記録状態判別手段と、
   該情報を記録する領域が前記既記録領域である場合に、情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定するライトストラテジ設定手段と、
   を備えたことを特徴とする光情報記録装置。
2. 前記ライトストラテジ設定手段が、前記光記録媒体の試し書き領域において、情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定することを特徴とする請求項１に記載された光情報記録装置。
3. 前記ライトストラテジ設定手段が、前記情報の記録を行う既記録領域において、既記録情報にさらに情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定することを特徴とする請求項１に記載された光情報記録装置。
4. 光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、
   該光記録媒体に情報を記録する領域が既記録領域であるか否かを判別するステップと、
   該情報を記録する領域が既記録領域である場合に、情報の重ね書きを実行してライトストラテジを設定するステップと、
   を備えたことを特徴とする光情報記録方法。
   
   
   

Images