JP2724202B2 - 情報記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば光ディスク等の光記録媒体に対して
情報の記録を行なう情報記録装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば追記型あるいは消去可能型の光ディスク
等の光記録媒体に、光学的に情報を記録あるいは再生す
る光ディスク装置等の情報記録装置においては、光源と
しての半導体レーザ（光出力手段）からの比較的小さい
連続した光出力で光ディスク上の情報を読取る一方、比
較的大きい所定値以上の断続的に変化する光出力で光デ
ィスク上に情報を記録するようになっている。したがっ
て、上記所定値以上の光出力が光ディスクに照射された
場合は、それが記録を意図したものでなくても光ディス
クに不定な情報を書込んでしまい、既に記録されている
情報を破壊することになる。

このような光ディスクに既に記録されている情報の破
壊を防止するものとして、例えば特願昭60−100976に開
示されているものがある。この方法は、記録時の再生信
号中にピットが検出されたときに２重書きであると判断
するものである。

第４図はかかる光ディスク装置における光ディスクか
らの反射光波形を示すものである。同図（ａ）は、再生
時の反射光波形を示す。比較的小さい光出力が得られ、
ピットに対応した位置にレベルの低い部分（暗部）が存
在し、これが有意データとなる。同図（ｂ）は正常時、
つまり無記録領域にデータを記録するときの反射光波形
を示す。記録データに対応した比較的大きい光出力のパ
ルス状波形が得られる。さらに、同図（ｃ）は２重書き
時の反射光波形を示す。上記再生時の反射光波形と正常
記録時の反射光波形が重畳された波形が得られる。そし
て、上記第４図（ｃ）に示す反射光波形を所定のスレッ
ショルドレベルThと比較してピット（暗部）の存在を検
知したときに２重書きと判断するようになっている。つ
まり、記録時の再生信号中にピットに対応する信号が含
まれているか否かにより、現在記録を行っている領域が
未記録領域であるか既記録領域をであるかを判断し、２
重書きを防止するようになっている。

しかしながら、上記記録時の再生信号は、例えば記録
ビームのアンダーシュート等の影響を受けて不安定な状
態となるので誤検知や検知漏れが発生し、確実に２重書
きを防止できないという欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記したように記録時の再生信号を用いて
未記録領域であるか既記録領域をであるかを検知するも
のは、記録時の再生信号が記録ビームの影響を受けて不
安定な状態となるので誤検知や検知漏れが発生し、確実
に２重書きを防止できないという欠点を解消するために
なされたもので、誤検知や検知漏れを防止して確実に２
重書きを防止できる情報記録装置を提供することを目的
とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の情報記録装置は、記録データに基づき強弱レ
ベルを有する記録光ビームを光記録媒体に放射する光出
力手段と、この光出力手段から放射された記録光ビーム
の光記録媒体からの反射光をその光強度に応じた電気信
号に変換する光電変換手段と、この光電変換手段の出力
を所定のレベルで二値化する二値化手段と、この二値化
手段により二値化された信号と前記記録データとが入力
されることにより、前記二値化された信号と前記光出力
手段が出力する強弱レベルを有する記録光ビームとの対
応を検知する検知手段と、この検知手段により前記二値
化手段の出力信号が前記光出力手段から出力される強弱
レベルを有する記録光ビームに対応していないことが検
知された際、前記光出力手段の記録光ビームの放射を停
止せしめる制御手段とを具備したことを特徴とする。

（作用） 本発明は、光出力手段から出力される記録光ビームが
光記録媒体から反射される際の反射光の大きさは、既記
録領域から反射される場合と未記録領域から反射される
場合とでは異なるという性質を利用して２重書きを検知
するもので、光出力手段から記録デーに基づき強弱レベ
ルを有する記録光ビームを放射し、この記録光ビームの
光記録媒体からの反射光を光電変換して所定レベルで二
値化し、この二値化された信号と上記記録データとが入
力されることにより、上記二値化された信号と上記記録
光ビームの強弱レベルとが対応しているか否かを検知手
段で検知し、この検知結果により上記記録光ビームに対
応する位置に二値化された信号が存在しないときに、当
該領域が既記録領域であると判断して記録動作を停止す
るようにしたものである。このように、比較的安定して
いる記録光ビームの反射光の大きさを検知することによ
り既記録領域を判断するようにしたので安定した検知が
でき、確実に２重書きを防止できるものとなっている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の情報記録装置としての光ディスク装
置の概略構成を示すものである。図において、光ディス
ク（光記録媒体）１は、例えばガラスあるいはプラスチ
ックス等で円形に成型された基板の表面に、テルルある
いはビスマス等の金属被膜属がドーナツ形にコーティン
グされて成るものである。

上記光ディスク１は、スピンドルモータ２によって回
転されるようになっている。このスピンドルモータ２
は、制御回路３からの制御信号に応じて動作する図示し
ないモータ制御回路により回転の始動、停止、あるいは
回転数等が制御されるようになっている。

上記制御回路（制御手段）３は、例えばマイクロコン
ピュータ等により構成され、上記スピンドルモータ２の
回転制御の他、後述する種々の制御を司るものである。

上記光ディスク１の下方部には、光学ヘッド４が配設
されている。この光学ヘッド４は光ディスク１に対して
情報の記録あるいは再生を行なうもので、半導体レーザ
発振器５、コリメータレンズ６、偏光ビームスプリッタ
７、対物レンズ８、シリンドリカルレンズ９と凸レンズ
10とから成る周知の非点収差光学系11、４分割光検出器
12、及び光検出器13等により構成されている。この光学
ヘッド４は、例えばリニアモータ等によって構成される
移動機構（図示しない）により光ディスク１の半径方向
に移動可能に配設されており、制御部３からの指示に従
って記録あるいは再生の対象となる目標トラックへ移動
されるようになっている。

上記半導体レーザ発振器（光出力手段）５は、光出力
制御回路14からのドライブ信号S1に応じた発散性のレー
ザ光（光ビーム）を発生するもので、情報を光ディスク
１の記録膜1aに記録する際は、記録すべき情報に応じて
その光強度が変調された強いレーザ光を発生し、情報を
光ディスク１の記録膜1aから読出して再生する際は、一
定の光強度を有する弱いレーザ光を発生するようになっ
ている。

上記半導体レーザ発振器５から発生された発散性のレ
ーザ光は、コリメータレンズ６によって平行光束に変換
されて偏光ビームスプリッタ７に導かれる。この偏光ビ
ームスプリッタ７に導かれたレーザ光は、偏光ビームス
プリッタ７を透過して対物レンズ８に入射され、この対
物レンズ８によって光ディスク１の記録膜1aに向けて集
束される。

上記対物レンズ８は、レンズ駆動機構としてのレンズ
アクチェータ15により、その光軸方向に移動可能に支持
されている。しかして、フォーカスサーボ回路16からの
サーボ信号S2により光軸方向へ移動されることにより上
記対物レンズ８を通った集束性のレーザ光が光ディスク
１の記録膜1aの表面上に投射され、最小ビームスポット
が光ディスク１の記録膜1aの表面上に形成されるように
なっている。この状態において、対物レンズ８は合焦点
状態となる。

また、上記対物レンズ８は、光軸と直交する方向にも
移動可能になっており、図示しないトラッキングサーボ
回路からのサーボ信号により上記対物レンズ８が光軸と
直交する方向へ移動されるようになっている。そして、
上記対物レンズ８を通った集束性のレーザ光が光ディス
ク１の記録膜1aの表面上に投射され、光ディスク１の記
録膜1aの表面上に形成された記録トラックの上に照射さ
れるようになっている。この状態において、対物レンズ
８は合トラック状態となる。そして上記合焦点及び合ト
ラック状態において、情報の書込み及び読出しが可能と
なる。

一方、光ディスク１の記録膜1aから反射された発散性
のレーザ光は、合焦点時には対物レンズ８によって平行
光束に変換され、再び偏光ビームスプリッタ７に戻され
る。そして、この偏光ビームスプリッタ７で反射されて
シリンドリカルレンズ９と凸レンズ10とから成る非点収
差光学系11によって４分割光検出器12上に導かれ、フォ
ーカスーずれが形状の変化として現われる状態で結像さ
れるようになっている。この４分割光検出器（光電変換
手段）12は、非点収差光学系11によって結像された光を
電気信号に変換する４個の光検出セルによって構成され
ている。この４分割光検出器12で互いに対角に配置され
た２個の光検出セルから出力される２組の信号は、それ
ぞれ増幅器17及び18に供給されるようになっている。

上記フォーカスサーボ回路16は、上記増幅器17及び18
で増幅した２つの信号を入力した誤差増幅を行なう誤差
増幅器19、この誤差増幅器19の出力信号の位相を補正す
る位相補正回路20、この位相補正回路20の出力信号をド
ライバ22に供給するか否かを制御するアナログスイッチ
21、及びアナログスイッチ21からの信号を増幅してアク
チェータ21を駆動するドライバ22により構成されてい
る。このアナログスイッチ21が制御回路３からのフォー
カスオンオフ信号S3によりオンにされた場合に、上記位
相補正回路20からの信号がドライバ22を介してアクチェ
ータ15に供給されることによりフォーカスサーボループ
が形成されるようになっている。

また、上記増幅器17及び18かの出力信号は加算器23に
供給されるようになっている。この加算器23で加算され
た信号は、光ディスク１の記録内容を反映したものであ
り、第３図に示したような波形信号として出力される。
すなわち、無記録領域に記録を行なう正常記録の際は、
第３図（ａ）に示すように、再生時の信号レベルの十数
倍の信号レベルを有するものが得られるが、既記録領域
に記録を行なういわゆる２重書きの際は、第３図（ｂ）
に示すように、再生時の信号レベルの数倍程度の信号レ
ベルを有するものが数多く得られる。これは、既にピッ
トが形成されている箇所に記録光ビームを照射するの
で、そのピット部分では反射光量が少なくなるためであ
る。このような波形を有する加算器23の出力信号は二値
化回路24に送出されるようになっている。

二値化回路24は、例えばコンパレータにより構成され
るもので、加算器23が出力するアナログ信号を所定のス
レッショルドレベルThと比較することにより二値化を行
なうものである。このスレッショルドレベルThは、未記
録領域に記録を行なう場合の反射光信号レベルより低レ
ベルで、既記録領域に記録を行なう場合の反射光信号レ
ベルより高レベルの信号として設定されるものである。
この二値化回路24で二値化された反射光信号S4は、検知
回路30へ供給されるようになっている。

検知回路（検知手段）30は、記録データS11と上記二
値化回路24から出力される反射光信号S4とを入力し、記
録禁止信号S9を生成するものである。すなわち、記録し
ようとする光ディスク１が未記録であれば、記録データ
S11（S10）に対応して二値化回路24から有意信号が得ら
れる筈である。そこで、検知回路30では、上記記録デー
タS11と二値化回路24からの反射光信号S4とが１対１に
対応するか否かを調べ、記録データS11に対応する反射
光信号S4が得られなかった場合に記録禁止信号S9を出力
するものである。この検知回路30からの記録禁止信号S9
はANDゲート33に供給される。なお、検知回路30には制
御回路３からクリア信号S12が供給され、検知回路30内
部を初期状態に設定するようになっている。そして、初
期状態ににおいては、記録禁止信号S9は高レベルの信号
として出力されるようになっている。

ANDゲート33は、図示しない外部装置から制御回路３
を介して供給される記録データS10を一方の入力とし、
上記検知回路30が出力する記録禁止信号S9を他方の入力
として禁止／許可が制御された記録データS11を出力す
るものである。この記録データS11は、波形整形回路32
及び上述した検知回路30に供給されるようになってい
る。波形整形回路32は、記録データS11を整形し、後述
するドライバ28に供給するものである。

また、上記半導体レーザ発振器５の記録あるいは再生
用レーザ光の発光口と反対側の発光口に対向して設けら
れた、フォトダイオード等の光電変換素子により構成さ
れる光検出器13は、上記半導体レーザ発振器５からのモ
ータ光が照射されることにより、そのモニタ光を電気信
号（光電流）に変換し、半導体レーザ発振器５の光出力
モニタ信号S5として光出力制御回路14に供給するように
なっている。

上記光出力制御回路14は、半導体レーザ発振器５が出
力する光出力モニタ信号S5を入力してフィードバック制
御を行なうことにより半導体レーザ発振器５の光出力を
一定に保つように制御するものである。すなわち、電流
電圧変換回路25は、光検出器13で光電変換されて電流信
号として取出された光出力モニタ信号S5を入力し、光検
出器13で受光した光強度、つまり半導体レーザ発振器５
の光出力に応じた電圧信号S6に変換して出力するもので
ある。この電流電圧変換回路25が出力する電圧信号S6は
誤差増幅器26に供給される。

誤差増幅器26は、上記電圧信号S6を一方の入力とし、
図示しない定電圧源により発生される基準電圧Vsを他方
の入力として、これら両電圧S6及びVsを比較し、その差
分を増幅して誤差信号として出力するものである。上記
基準電圧Vsは、再生に必要な光出力を得るための一定電
圧であり、上記電圧信号S6を基準電圧Vsに近付けるべく
フィードバック制御されることにより、半導体レーザ発
振器５から一定の光出力が得られるようになっている。
上記誤差増幅器26からの誤差信号はドライバ28に供給さ
れるようになっている。

ドライバ28には、上述した波形整形回路32から、記録
すべき情報に応じた記録パルス信号S7が供給されるよう
になっており、これにより記録のための光出力が上記半
導体レーザ発振器５から出力されるようになっている。
なお、上記ドライバ28には、再生時には、誤差増幅器26
が出力する電圧信号が入力され、記録時には、直前の再
生時に入力されていた電圧値をサンプルホールド回路
（図示しない）で保持した電圧信号が入力されるように
なっており、これら２つの入力が記録を行なうか再生を
行なうかによって切換えられるようになっている。そし
て、記録、再生いずれの場合にも再生時の光出力のレベ
ルでフィードバック制御が行なわれるようになってい
る。

次に、上記のように構成される光ディスク装置におい
て、記録時の２重書きを抑止する場合の動作について、
第２図のタイミングチャートを参照しつつ説明する。

まず、記録動作を行うに先立って、半導体レーザ発振
器５の発光出力の妥当性をチェックする初期動作を行な
う。つまり、制御回路３からフォーカスオンオフ信号S3
を出力することによりアナログスイッチ21をオフにす
る。これにより、フォーカスサーボループが切断され、
対物レンズ８はフォーカッシング制御から開放される。
次いで、制御回路３から、レンズアクチュエータ15を強
制的に移動させるための信号（図示しない）がドライバ
22を介してレンズアクチュエータ15に供給される。これ
により対物レンズ８は強制的に第１図中点線で示す位置
に強制的に移動されてデフォーカス状態が作り出され
る。このデフォーカス状態で、光出力制御回路14に電力
が供給されることにより半導体レーザ発振器５がオンに
されてレーザビームの出力が開始される。これにより半
導体レーザ発振器５から発生されるモニタ光は、光検出
器13で光出力に応じた電流に変換されて光出力モニタ信
号S5として出力される。電流電圧変換回路25は、この光
出力モニタ信号S5を電圧信号S6に変換し、誤差増幅器26
に供給する。誤差増幅器26では、予め設定されている基
準電圧Vsと電圧信号S6とを比較し、その誤差分を誤差信
号として出力する。この誤差信号は、「電圧信号S6＞基
準信号Vs」であれば半導体レーザ発振器５の光出力を小
さくし、「電圧信号S6＜基準信号Vs」であれば半導体レ
ーザ発振器５の光出力を大きくする信号である。この誤
差信号をドライバ28に供給することによりフィードバッ
クループが形成されて基準電圧Vsと電圧信号S6とが等し
くなるように制御され、これにより半導体レーザ発振器
５の光出力が一定に保たれる。

次に、制御回路３はドライバ22を介してアクチェータ
15を駆動することにより対物レンズ８を合焦点位置方向
へ移動させる。そして、合焦点位置に至ったことが判断
された際、アナログスイッチ21をオンにしてフォーカス
サーボループを接続し、初期動作を完了する。以降は、
フォーカスサーボループによる自動フォーカス制御が行
なわれ、光ディスク１からの情報の読出し、書込み等の
通常の動作が行なわれる。

このような状態において、第２図（ａ）に示すよう
に、制御回路３からパルス状の記録データS10が出力さ
れる。この際、検知回路30から出力される記録禁止信号
S9は、制御回路３からクリア信号S12が供給されること
により高レベルに初期設定されている。したがって、記
録データS10はANDゲート33を介して波形整形回路32に供
給され、さらにドライバ28に供給される。これにより半
導体レーザ発振器５は記録データS10に応じた断続的な
高光出力のレーザ光を発光する。このレーザ光はコリメ
ータレンズ６によって平行光束に変換されて偏光ビーム
スプリッタ７に導かれる。この偏光ビームスプリッタ７
に導かれたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ７を透過
して対物レンズ８に入射され、この対物レンズ８によっ
て光ディスク１の記録膜1aに向けて集束される。これに
より記録膜1a上にピットが形成され情報記録が行われ
る。

一方、上記記録動作時に光ディスク１の記録膜1aから
反射された発散性のレーザ光は、対物レンズ８によって
平行光束に変換され、再び偏光ビームスプリッタ７に戻
される。そして、この偏光ビームスプリッタ７で反射さ
れてシリンドリカルレンズ９と凸レンズ10とから成る非
点収差光学系11によって４分割光検出器12上に結像され
る。この際、書き込みを行なっている光ディスク１の領
域が既に記録済みの領域であると、第２図（ｂ）に示す
ように、光強度レベルの異なった反射光波形が得られ
る。この４分割光検出器12で光電変換された信号は、そ
れぞれ増幅器17及び18に供給される。そして、増幅器17
及び18で増幅された信号の一方は誤差増幅器19以下のフ
ォーカスサーボ回路16に供給され、フォーカッシング制
御に使用される。また、増幅器17及び18で増幅された信
号の他方の加算器23に供給されて加算が行われた後、二
値化回路24に供給される。

二値化回路24は、第３図に示すように、上記加算器23
からの信号と所定のスレッショルドレベルThとを比較す
ることにより、第２図（ｃ）に示すような二値化された
反対光信号S4を出力する。この際、既に形成されている
ピットに照射されたレーザ光は、その反射光が小さいた
め、有意データとして現れてこない（第２図（ｃ）中点
線部分）。そして、この反射光信号S4は検知回路30に供
給される。

検知回路30は、図示しない第１のフリップフロップを
備えており、この第１のフリップフロップはANDゲート3
3から出力される記録データS11（第２図（ｆ）参照）の
立上がりのエッジでセットされ、上記反射光信号S4の立
上がりのエッジでリセットされるものである。この第１
のフリップフロップの出力が、第２図（ｄ）に示すよう
に、検知回路30内部で生成される２重書き検知信号とな
る。この２重書き検知信号は、記録データS11の立ち下
がりのエッジでそのレベルが捕えられ、内蔵する図示し
ない第２のフリップフロップにセットされる。そして、
この第２のフリップフロップの出力が記録禁止信号S9と
なり、第２図（ｅ）に示すように、低レベルにセットさ
れる。これにより、ANDゲート33の一方の入力が低レベ
ルになり記録データS10の出力が抑止される。したがっ
て、以降は記録データS11は出力されず、波形整形回路3
2の出力も抑止され、光ディスク１への記録は禁止され
る。そして、かかる記録禁止状態は制御回路３からのク
リア信号S12が出力され、上記第２のフリップフロップ
が再設定されるまで維持されることとなる。これにより
２重書きを防止している。

このように、記録時の光ディスク１からの反射光量が
所定のスレッショルドレベルThより小さいものを検知し
たら２重書きであると判断するようにしたので、安定し
た検知が可能となり、誤検知や検知漏れを大幅に減らす
ことができるものとなっている。

以上のように、半導体レーザ発振器５から出力される
強弱レベルを有する記録光ビームの光ディスク１からの
反射光の大きさは、既記録領域から反射される場合と未
記録領域から反射される場合とでは異なるという性質を
利用し、半導体レーザ発振器５から強弱レベルを有する
記録光ビームを放射し、この記録光ビームの光ディスク
１からの反射光を４分割光検出器12で光電変換し、この
光電変換された信号を、二値化回路24において無記録領
域からの反射光レベルより小さく既記録領域からの反射
光レベルより大きい所定のスレッショルドレベルで二値
化し、この二値化された信号と上記記録光ビームの強弱
レベルとが対応しているか否かを検知回路30で検知し、
この検知結果により上記記録光ビームに対応する位置に
二値化された信号が存在しないときに、当該領域が既記
録領域であると判断して記録データS11の出力を抑止す
ることにより記録動作を停止するようにしたものであ
る。このように、比較的安定している記録光ビームの反
射光の大きさを検知することにより既記録領域を判断す
るようにしたので安定した検知ができ、確実に２重書き
を防止できるものとなっている。

なお、上記実施例では、記録データSS11の立上がり及
び立ち下がりのエッジを用いて検知回路30等を動作させ
る場合について説明したが、記録の方法や波形整形回路
32の構成等によって記録データS10（S11）と反射光信号
S4との位相は変化するので、記録の方法や波形整形回路
32の構成等に応じて適宜動作タイミングを変更するよう
にすれば、上記実施例と同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、誤検知や検知漏
れを防止して確実に２重書きを防止できる情報記録装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は光ディスク装置の概略構成を示すブロック図、
第２図は動作を説明するためのタイミングチャート、第
３図は正常記録時及び２重書き時の反射光の状態を説明
するための図であり、第４図は従来の２重書き防止の動
作を説明するための図である。 １……光ディスク、２……スピンドルモータ、３……制
御回路（制御手段）、４……光学ヘッド、５……半導体
レーザ発振器（光出力手段）、８……対物レンズ、12…
…４分割光検出器（光電変換手段）、13……光検出器、
14……光出力制御回路、15……レンズアクチェータ、25
……電流電圧変換回路、24……二値化回路（二値化手
段）、30……検知回路（検知手段）、32……波形整形回
路、33……ANDゲート（制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土肥 昭彦 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝イ ンテリジェントテクノロジ株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録データに基づき強弱レベルを有する記
   録光ビームを光記録媒体に放射する光出力手段と、 この光出力手段から放射された記録光ビームの光記録媒
   体からの反射光をその光強度に応じた電気信号に変換す
   る光電変換手段と、 この光電変換手段の出力を所定のレベルで二値化する二
   値化手段と、 この二値化手段により二値化された信号と前記記録デー
   タとが入力されることにより、前記二値化された信号と
   前記光出力手段が出力する強弱レベルを有する記録光ビ
   ームとの対応を検知する検知手段と、 この検知手段により前記二値化手段の出力信号が前記光
   出力手段から出力される強弱レベルを有する記録光ビー
   ムに対応していないことが検知された際、前記光出力手
   段の記録光ビームの放射を停止せしめる制御手段と、 を具備したことを特徴とする情報記録装置。