JP2833308B2 - 光ディスク記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周期的トラック変調が
施されている螺旋状あるいは同心円状の光学的に読み出
し可能であるサーボトラックを有し、前記サーボトラッ
クの変調の周期が位置同期信号および位置符号信号から
なる位置情報信号に応じて変調されている光ディスクに
対してデータを記録する光ディスク記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、相変化型記録材料を用いて透明な
基板上に記録層を形成して光ディスクを形成し、そのデ
ィスクを回転させておき、これにレーザ等の光を直径１
μｍ以下の微小径に絞って照射することによって前記デ
ィスクに結晶質領域および非晶質領域を形成して信号を
高密度に記録し再生することが行われている。相変化型
光ディスクに対するデータの記録は、光ビームを図５に
示すように変化させて行っている。すなわち、光ビーム
の強度を常時結晶化に適した光強度５０１に保ち記録層
を一度結晶質にすることによって消去し、新たに書き込
むデータに対して光強度をパルス状に上昇させ、記録層
を非晶質化に適した温度にして非晶質を作成し、データ
を記録するという方法である。この記録方法を実現する
ための光強度制御方法の一つとして特開平１−１０７３
３５号公報によって開示されたものがある。ここに開示
されている方法は、あらかじめ光ビームを記録用（非晶
質化に適した光強度５０２）と消去用（結晶化に適した
光強度５０１）の光強度に発光させ、このときの制御電
圧をそれぞれホールドし、以降、このホールド値を用い
て光強度制御のループを開いて（開ループにして）光ビ
ームの変調を行うというものである。この方法ではサン
プルホールドを行ってからしばらくすると、半導体レー
ザの温度が上がり、温度特性により出力光の強度−電流
特性が変化して光強度が最適な値からずれることがあ
り、また、ホールドした電圧がリーク電流によって低く
なってしまうこと等の問題があり、これまでの光ディス
ク装置では、光ディスクを角速度一定で回転させ、所定
の回転角に相当する部分を用いて所定時間毎にサンプル
ホールドを行うことにより、前述の問題点を克服してき
た。

【０００３】角速度一定方式（ＣＡＶ方式）は、円周方
向の位置決めを時間を用いて行うことができるため（角
速度×時間＝円周方向の位置）、ディスクからの位置情
報がなくても正確にアクセスが可能であり、アクセス速
度が高速である反面、外周部ほどデータの記録密度が低
くなり、記憶容量を増やすことが困難であるという特徴
がある。このため、前記の光ディスク記録装置は比較的
扱うデータ量が少なくアクセス速度が重視されるコンピ
ュータの外部記録装置として用いられていた。

【０００４】これに対して、音声データや画像データな
どの大量のデータを光ディスクに記録するために、記録
型光ディスクを線速度一定方式（ＣＬＶ方式）で回転さ
せようという試みがなされている。例えば、特開平１−
２２４９２９号公報において開示されているものも、そ
の一つである。

【０００５】以下、従来例として特開平１−２２４９２
９号公報に開示されている光ディスクについて説明す
る。

【０００６】図６は従来例における光ディスクの平面
図、図７は図６のａ−ｂ線に沿う一部の断面図、図８は
図６の部分６０２の拡大図、図９は同従来例における位
置情報信号の波形図である。

【０００７】ここに開示されている光ディスクは、ＣＤ
−ＡｕｄｉｏやＣＤ−ＲＯＭなどで用いられているＥＦ
Ｍ信号を記録するに適し、かつ、ＥＦＭ信号を記録する
前の状態でも、光ディスクから反射された光ビームから
光ディスクのどの部分が走査されているかを検出可能な
ものである。光ディスク６０１には螺旋状にサーボトラ
ック６０３が配されている。半径方向の断面図を図７に
示す。光ディスク６０１は透明な基材７０３と、その上
に形成された記録層７０２とその上に形成された保護層
７０１からなっている。光ビームは基材７０３側から照
射される。サーボトラック６０３は山あるいは谷の形で
形成されており、ＥＦＭ信号はサーボトラック６０３上
に記録するようになっている。サーボトラック６０３
は、図８に示すように半径方向（図６のａ−ｂ方向）に
トラック変調が施されている。このような周期的トラッ
ク変調は一般にウォブルと呼ばれている。サーボトラッ
クの半径方向への振動は、トラッキングエラー信号の振
動として検出することができ、この振動の周波数を一定
の値に保つようにスピンドルモータの回転を制御するこ
とにより、データを記録していない部分でのＣＬＶサー
ボが可能となる。さらにこの光ディスクでは、サーボト
ラックのトラック変調（ウォブル）の周波数を微妙に変
化させることによりＦＭ変調を施し、位置情報を記録し
ている。この際の変調度は、前述のＣＬＶ制御に影響が
出ない程度に設定される。ここで、サーボトラック６０
３に記録されている位置情報と、サーボトラックに記録
されるデータの関係に注目すると、以下のようになる。
サーボトラック６０３に記録されている位置情報は、図
９に示すように、８４チャンネルビットで一つの位置を
示している。この位置情報で区切られる区間はフレーム
あるいはセクタとよばれ、データを記録再生する際の単
位となっている。これに対して、記録されるデータは、
１フレームあたり５７６２４チャンネルビットであり、
位置情報と記録データの密度の比は、１：６８６となっ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような光ディスクに対して前述のような光強度制御方法
を用いる場合、サンプルホールドを行う場所を確定する
ことが困難であった。前述のような光強度制御方法で
は、データを記録している間に生じる温度による半導体
レーザ特性の変化やリーク電流によるホールド電圧の低
下を補うために、データの記録の合間を縫って再度サン
プルホールドをやり直す必要がある。しかしながら、サ
ンプルホールドをやり直す際には、光ビームの強度を、
消去用および記録用にまで高めねばならず、測定中の光
ビームは光ディスクに照射されてしまうので、サンプル
ホールド中は、ディスクに記録されているデータを破壊
してしまうことになる。しかし、光ディスク６０１はＣ
ＬＶ方式のディスクであり、記録されている位置情報は
サーボトラック６０３中にＦＭ変調された形態でアナロ
グ的に記録されているため、実際には位置情報とサンプ
ルホールドを実行する場所の位相関係を精度よく決める
ことは難しい。さらに、データ量の観点からみても、位
置情報は記録データの１／６８６のデータ量しかなく、
記録データのデータ密度に対応した精度での位置決めは
むずかしい。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
の出力光を受光し光の強度を示す光強度モニタ電圧を出
力する光強度モニタ手段と、半導体レーザの光強度を第
１あるいは第２の光強度に設定するための第１およびの
第２の基準電圧を発生する第１の基準電圧発生手段およ
び第２の基準電圧発生手段と、前記光強度モニタ電圧と
第１の基準電圧を比較して得られる第１の制御電圧で半
導体レーザに流す電流を変化させ、前記半導体レーザを
第１の光強度で発光させる第１の閉ループ系制御手段
と、前記光強度モニタ電圧と第２の基準電圧を比較して
得られる第２の制御電圧で半導体レーザに流す電流を変
化させ、前記半導体レーザを第２の光強度で発光させる
第２の閉ループ系制御手段と、前記第１の閉ループ系制
御手段による光強度制御が安定した時点での第１の制御
電圧をホールドし、第１のホールド電圧を出力する第１
のサンプルホールド手段と、前記第２の閉ループ系制御
手段による光強度制御が安定した時点での第２の制御電
圧をホールドし、第２のホールド電圧を出力する第２の
サンプルホールド手段と、前記第１のホールド電圧で前
記半導体レーザに流れる電流を変化させ、出力光を前記
第１の光強度に制御する第１の開ループ系制御手段と、
前記第２のホールド電圧で前記半導体レーザに流れる電
流を変化させ、出力光を前記第２の光強度に制御する第
２の開ループ系制御手段と、前記第１の開ループ系制御
手段により制御された第１の光強度を光パルス波形のボ
トム値とし、前記第２の開ループ系制御手段により制御
された第１の光強度を前記光パルス波形のピーク値とし
て光パルス変調する光パルス変調手段と、前記サーボト
ラック上に、連続するｍフレーム（ｍ：１以上の整数）
からなる第１の領域とこれに連続するｎフレーム（ｎ：
１以上の整数）からなる第２の領域の対を１つ以上設
け、前記第１の領域に前記データを記録し、前記第２の
領域内に少なくとも前記第１のサンプルホールド手段お
よび第２のサンプルホールド手段を動作させないギャッ
プ領域を設ける記録管理手段とを備える光ディスク装置
である。

【００１０】

【作用】本発明は、上記の手段を具備することにより、
サンプルホールドを行う前、あるいは前後にギャップ領
域を設けることを可能とし、サンプルホールド処理によ
る記録データの破壊を防ぐことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例における光ディス
ク記録装置の構成を示すブロック図、図２は図１のＬＰ
Ｃ回路１０６（光強度調整部）の内部構成を示すブロッ
ク図、図３は制御回路１０７の動作を示すフローチャー
ト、図４は各信号と記録状態との関係を示す波形図であ
る。

【００１３】以下、本実施例の光ディスク記録装置の動
作を説明する。まず、制御回路１０７は回転制御部１０
２に回転命令を送り、光ディスク１０１を回転させる。
ついでトラッキング制御部１０４を用いて光学ヘッド１
０３を記録位置に移動させる（図３のステップ３０
１）。次に、所定の時間だけサンプルホールド処理を遅
らせることにより光ディスクにギャップ領域４０１を形
成する（ステップ３０２）。次に、ＬＰＣ（Ｌａｓｅｒ
Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１０６にサンプル
ホールド処理を実行させ、記録用光強度と消去用光強度
を保持させる（ステップ３０３）。

【００１４】サンプルホールド処理による、消去用光強
度の設定および記録用光強度の設定の仕方を説明する。
各光強度の設定方法の概略は以下のようになる。第１
に、レーザダイオード２１０が出力する光の強度をモニ
タし、第２に、各光強度に対応した所定の基準値と前述
のモニタ結果を比較し、第３にレーザーダイオード２０
１に供給するレーザ駆動電圧を変化させることにより光
強度を変化させ、第４に基準値とモニタ結果が一致した
状態でのレーザ駆動電圧をサンプルホールドすることに
より各光強度の設定を行う。以下、詳細に説明する。ま
ず、レーザダイオード２１０から出た光はフォトディテ
クタ２０１により受光され、オペアンプなどからなる電
流電圧変換回路２０２により電圧に変換される。この電
圧が光強度誤差信号となる。なお、フォトディテクタ２
０１がレーザーダイオード２１０から出た光を受光する
際の形態は、本発明の主旨には関係なく、レーザダイオ
ード２１０が前方に出力する光を直接受光する形態（い
わゆる前光モニタ）、後方に出力する光を受光する形態
（いわゆる後光モニタ）、など、いずれの方法であって
もかまわない。この光強度誤差信号は、第１および第２
の閉ループ制御回路２０３，２１１に入る。消去用光強
度の設定を行う際、この第１の閉ループ制御回路２０３
は、消去基準電圧２０４と光強度誤差信号とを比較し、
差をなくするようにレーザ駆動電圧を出力する。レーザ
ダイオード２１０から出力される光の強度は、レーザ駆
動電圧に従って変化する。２１８は、第１の閉ループ制
御回路２０３に入力する基準電圧の切り換えを行うスイ
ッチである。スイッチ２１８はバイアスゲート信号ＢＳ
ＧＴによって制御され、バイアスゲート信号ＢＳＧＴが
Ｈレベルであれば再生基準電圧２０５側へ、Ｌレベルで
あれば消去基準電圧２０４側に倒れる。バイアスゲート
信号ＢＳＧＴは、再生時はＬレベル、それ以外はＨレベ
ルに変化する。サンプルホールド処理中は、バイアスゲ
ート信号ＢＳＧＴは常にＨレベルとなり、第１の閉ルー
プ制御回路２０３に対して消去基準電圧２０４を供給す
る。これにより、第１の閉ループ制御回路２０３は光強
度誤差信号と消去基準電圧２０４の差をなくするように
にレーザ駆動電圧を出力する。スイッチ２０６は後述す
るライトゲート信号ＷＴＧＴがＨレベルの時オフ、Ｌレ
ベルの時オンといった動作をする。第１の閉ループ制御
回路２０３による光強度の制御が安定するとライトゲー
ト信号ＷＴＧＴがＨレベルとなり、スイッチ２０６をオ
フにする。この時点で制御ループは開かれる。第１のサ
ンプルホールド回路２０７はスイッチ２０６がオフにな
った時点のレーザ駆動電圧をホールドし、電圧電流変換
回路２０８に出力する。電圧電流変換手段２０８はレー
ザ駆動電圧をレーザ駆動電流に変換し、加算器２０９を
経由してレーザダイオード２１０に供給する。このとき
の光強度は図５の５０１に相当し、消去用光強度を得る
ための電圧がサンプルホールドされたことになる。

【００１５】消去用光強度の設定が終了すると、つぎに
記録用光強度の設定を行う。２１９は第２の閉ループ制
御回路２１１に入力する基準電圧を切り換えるスイッチ
で、ライトゲート信号ＷＴＧＴによって制御される。ラ
イトゲート信号ＷＴＧＴがＬレベルの時はＧＮＤ２１２
側、Ｈレベルの時は、記録用基準電圧２１３側にスイッ
チ２１９をオンする。消去用光強度の設定が終わると、
ライトゲート信号ＷＴＧＴはＨレベルになり、記録用基
準電圧２１３を第２の閉ループ制御回路２１１に供給
し、また、スイッチ２０６を開き消去用光強度の制御ル
ープを開く。第２の閉ループ制御回路２１１は光強度誤
差電圧と記録基準電圧２１３とを比較し、差がなくなる
ようなレーザ駆動電圧を出力する。スイッチ２１４はピ
ークホールド信号ＰＫＨＤがＨレベルのときオフ、Ｌレ
ベルのときオンといった動作をする。第２の閉ループ回
路２１１による光強度制御が安定するとピークホールド
信号ＰＫＨＤはＨレベルとなり、スイッチ２１４を開
く。この時点でのレーザ駆動電圧を第２のサンプルホー
ルド回路２１５はホールドし、電圧電流変換回路２１６
に出力する。電圧電流変換回路２１６はレーザ駆動電圧
をレーザ駆動電流に変換し、出力する。出力されたレー
ザ駆動電流は、加算器２０９によって消去側のレーザ駆
動電流と加算され、レーザダイオード２１０を駆動す
る。このときの光強度は図５の５０２に相当し、記録用
光強度を得るための電圧をホールドしたことになる。図
４の４０２はサンプルホールド処理に用いられる区間で
ある。

【００１６】さて、以上のようにしてサンプルホールド
処理が完了すると、本実施例の光ディスク記録装置はデ
ータの記録を行う。レーザダイオード２１５に常時消去
用光強度に相当する電流を流し、書き込みデータに従っ
てスイッチ２１３をオン、オフすることによりパルス的
に光強度を記録用に持ち上げることによりデータの記録
を行う（ステップ３０５、３０６）。

【００１７】図４は図２の構成における動作波形図であ
る。記録開始フレームへのアクセスが終了してから、一
定時間の後にバイアスゲート信号ＢＳＧＴを立ち上げる
ことにより、ギャップ領域４０１を確保することができ
ている。各信号の波形に注目すると、バイアスゲート信
号ＢＳＧＴは、光強度の設定と書き込みデータによるパ
ルス変調が終了するまで常にＨレベルである。バイアス
ゲート信号ＢＳＧＴの立ち上がりからライトゲート信号
ＷＴＧＴの立ち上がりまでが、消去用光強度の設定のた
めに第１の閉ループ制御回路２０３が動作している期間
である。ライトゲート信号ＷＴＧＴの立ち上がりからピ
ークホールド信号ＰＫＨＤの立ち上がりまでが、記録用
光強度の設定のために第２の閉ループ制御回路２１１が
動作している期間である。ＰＤはレーザダイオードが出
力している光強度を示している。消去用・記録用光強度
の設定において、閉ループ制御のため光強度がゆっくり
立ち上がって安定になった時点でサンプルホールドを行
い、サンプルホールドした電圧を用いて開ループ制御を
行うことにより、立ち上がりが急峻な、パルス変調波形
を得ることができる。

【００１８】以上のように本実施例によれば、記録開始
位置へのアクセスが終了した後に、所定の時間だけサン
プルホールド処理を遅らせることにより、ウォブルドト
ラックに位置情報をＦＭ変調したような、記録するデー
タに対して位置決めのための位置情報の量が極端に少な
いような光ディスクにおいても、他のデータを破壊する
ことなくサンプルホールド処理を行う事ができる。これ
により、レーザダイオードの温度特性や経年変化による
電流−光強度特性の変化に追従することが可能となり、
また、記録データの周波数が上がっても、閉ループ制御
でないために、追従が容易になる。

【００１９】なお、本実施例では、光ディスクの記録方
式として相変化型を用いたが、これ以外でも、２値の光
強度を記録に必要とする記録方式であれば、どのような
ものでも良い。

【００２０】また、本実施例では、記録用と消去用の２
つのサンプルホールドをデータを記録する前の連続する
一つの領域内で行ったが、まず、記録用レーザ駆動電圧
のサンプルホールド処理を行ってデータを記録し、次の
データを記録する前に消去用レーザ駆動電圧のサンプル
ホールド処理を行うなど、一つの領域で片方だけを行っ
でもよい。

【００２１】また、これまでの説明では、特開平１−２
２４９２９号公報に開示されている光ディスクに対して
データを記録する場合を例にとって説明してきたが、周
期的トラック変調を施されたサーボトラックを有し、ト
ラック変調の周期を変動させることにより位置情報を記
録した光ディスクであれば、どのようなものに対して
も、適用できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データ記録領域に連続して１フレーム以上のデータを記
録しない領域を設け、この部分を利用して、ギャップ形
成とサンプルホールド処理を行うことにより、周期的ト
ラック変調が施されているサーボトラックを有し、前記
サーボトラックの変調の周期が位置同期信号および位置
符号信号からなる位置情報信号に応じて変調されている
光ディスクのように、低いデータ密度で位置情報が記録
されている相変化型光ディスクにおいて、他のデータを
破壊することなくサンプルホールド処理が可能となる。
これにより、データを書き込む毎にサンプルホールド処
理を行うことが可能となり、レーザダイオードの電流−
光強度特性が温度特性や経年変化により変化しても、記
録用光強度および消去用光強度を精密に制御することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光ディスク記録装置
の構成を示すブロック図

【図２】同実施例におけるＬＰＣ回路１０６の内部構成
を示すブロック図

【図３】図１における制御回路１０７の動作を説明する
ためのフローチャート

【図４】同実施例における各信号と記録状態を示す波形
図

【図５】従来の相変化型光ディスクの記録光強度を示す
特性図

【図６】従来の記録に用いる光ディスクの正面図

【図７】図６における光ディスクのａ−ｂ断面図

【図８】図６におけるサーボトラック６０３の部分６０
２を示す部分拡大図

【図９】従来例における光ディスクの位置情報信号と記
録データとの関係を示す模式図

【符号の説明】

１０７ 制御回路 １０６ ＬＰＣ回路 ２０３ 第１の閉ループ制御回路 ２０７ 第１のサンプルホールド回路 ２１１ 第２の閉ループ制御回路 ２１５ 第２のサンプルホールド回路 ４０１ ギャップ領域 ４０２ サンプルホールド領域 ４０３ データ記録領域 ６０３ サーボトラック ９０１ 位置同期信号 ９０２ 位置符号信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期的トラック変調が施されているサー
   ボトラックを有し、前記サーボトラックの変調の周期が
   位置同期信号および位置符号信号からなる位置情報信号
   に応じて変調されている光ディスクに対してデータを記
   録する光ディスク記録装置であって、 半導体レーザの出力光を受光し、光の強度を示す光強度
   モニタ電圧を出力する光強度モニタ手段と、 半導体レーザの光強度を第１あるいは第２の光強度に設
   定するための第１およびの第２の基準電圧を発生する第
   １の基準電圧発生手段および第２の基準電圧発生手段
   と、 前記光強度モニタ電圧と前記第１の基準電圧を比較して
   得られる第１の制御電圧で前記半導体レーザに流す電流
   を変化させ、前記半導体レーザを前記第１の光強度で発
   光させる第１の閉ループ系制御手段と、 前記光強度モニタ電圧と前記第２の基準電圧を比較して
   得られる第２の制御電圧で前記半導体レーザに流す電流
   を変化させ、前記半導体レーザを第２の光強度で発光さ
   せる第２の閉ループ系制御手段と、 前記第１の閉ループ系制御手段による光強度制御が安定
   した時点での前記第１の制御電圧をホールドし、第１の
   ホールド電圧を出力する第１のサンプルホールド手段
   と、 前記第２の閉ループ系制御手段による光強度制御が安定
   した時点での前記第２の制御電圧をホールドし、第２の
   ホールド電圧を出力する第２のサンプルホールド手段
   と、 前記第１のホールド電圧で前記半導体レーザに流れる電
   流を変化させ、出力光を前記第１の光強度に制御する第
   １の開ループ系制御手段と、 前記第２のホールド電圧で前記半導体レーザに流れる電
   流を変化させ、出力光を前記第２の光強度に制御する第
   ２の開ループ系制御手段と、 前記第１の開ループ系制御手段により制御された前記第
   １の光強度を光パルス波形のボトム値とし、前記第２の
   開ループ系制御手段により制御された前記第１の光強度
   を前記光パルス波形のピーク値として光パルス変調する
   光パルス変調手段と、 前記サーボトラック上に、連続するｍフレーム（ｍ：１
   以上の整数）からなる第１の領域とこれに連続するｎフ
   レーム（ｎ：１以上の整数）からなる第２の領域の対を
   １つ以上設け、前記第１の領域に前記データを記録し、
   前記第２の領域内に少なくとも前記第１のサンプルホー
   ルド手段および第２のサンプルホールド手段を動作させ
   ないギャップ領域を設ける記録管理手段とを備え、 前記第２の領域の前記ギャップ領域を除く領域を走査し
   ている際に第１および第２のサンプルホールドを行うこ
   とを特徴とする光ディスク記録装置。