JP3768452B2 - 光情報記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光源からのレーザ光により光ディスクなどの記録媒体上に情報を記録する光情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアの普及に伴い音楽用ＣＤ（Ｃompact Ｄisc）、ＣＤ−ＲＯＭ、最近ではＤＶＤ（Ｄigital Ｖersatile Ｄisc）−ＲＯＭなどの再生専用メディア（記録媒体）や情報再生装置が実用化されている。また、最近では、色素メディアを用いた追記型光ディスクや、光磁気（ＭＯ）メディアを用いた書き換え可能なＭＯディスクの他に相変化型メディアも注目されており、これらの記録媒体を用いた情報記録再生装置が実用化されている。また、書き換え可能なＤＶＤメディアは次世代のマルチメディア記録媒体及び大容量ストレージ媒体として多いに注目されている。なお、相変化型メディアは記録材料を結晶相とアモルファス相とに可逆的に相変化させて情報を記録するものである。また、相変化型メディアは、ＭＯメディアなどと異なり外部磁界を必要とせず半導体レーザからなる光源からのレーザ光だけで情報の記録、再生ができ、かつ、情報の記録と消去がレーザ光により一度に行われるオーバーライト記録が可能である。
【０００３】
色素型メディアに情報を記録するための一般的な記録波形としては、例えば、８−１６変調コード（ＥＦＭ変調コード）などに基づいて生成した単パルスの半導体レーザ発光波形があるが、この記録波形による単パルス記録では、畜熱のため記録マークが涙状に歪みを生じたりする不具合がある。このため、色素系メディアに情報を記録するためのＬＤ発光波形規則（ストラテジ）として、図５（ｃ）に示すように、ＥＦＭ変調コードなどの記録データに基づいたマルチパルス波形のレーザ光により色素系メディアにマークを形成する方式が提案されている。
【０００４】
このマルチパルス波形のマーク部は、先頭加熱パルスＡと、後続する複数個の連続加熱パルスＢとで構成される方式が提案されている。Ｃはマルチパルス部分の非加熱発光部分、Ｄはスペース部分を示している。また、加熱パルスＡ，Ｂの発光パワーＰｗはピークパワーを示し、部分Ｃ，Ｄの発光パワーＰｂ（≒Ｐｒ）はボトムパワーを示している。
【０００５】
また、相変化型メディアに情報を記録するには、図６（ｃ）に示すように多段の発光パワーＰｗ，Ｐｅ，Ｐｂ（３値）を用いたマルチパルス波形のレーザ光によりマークを形成するのが一般的である。このマルチパルス波形のマーク部は、相変化型メディアの記録膜を融点以上に十分に予備加熱するための先頭加熱パルスＡと、後続する複数個の連続加熱パルスＢと、それらの間の連続冷却パルスＣからなっている。加熱パルスＡ，Ｂの発光パワー（ピークパワー）をＰｗ、冷却パルスＣの発光パワー（ボトムパワー）をＰｂ、リードパワーをＰｒとすれば、各々の発光パワーは
Ｐｗ＞Ｐｂ≒Ｐｒ
に設定されている。また、マルチパルス波形のスペース部はイレースパルスＤからなり、その発光パワー（消去パワー）Ｐｅは
Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ
に設定されている。
【０００６】
色素系メディアや相変化メディアに記録を行う際には、記録発光パワーの制御を正しく行うことが必要である。半導体レーザは自己発熱などにより駆動電流−発光パワー特性が容易に変動してしまうので、発光パワーを安定化させる手段として一般的にＡＰＣ（Ａutomatic Ｐower Ｃontrol）制御が行われる。これは、半導体レーザの出射光の一部をフォトディテクタ（ＰＤ）に入射させ、半導体レーザの発光パワーに比例して発生するモニタ電流を用いて半導体レーザに対する駆動電流を制御するというものである。
【０００７】
情報再生のみを考慮した場合は、一般的に半導体レーザの駆動電流はノイズ抑制のために高周波電流が重畳されるが、直流的には一定電流であるため、比較的低帯域の帰還ループを構成する事で容易にＡＰＣを実現することができる。
【０００８】
ところが、記録時にＡＰＣを行う場合は、マーク／スペースを形成するために記録パワーが高速で変化するため、制御に工夫が必要である。例えば、ＣＤ系やＤＶＤ系では記録データのＤＳＶ（Ｄigital Ｓum Ｖalue）がゼロになることを利用して、低帯域の帰還ループを構成すれば、再生時と同様に簡易な構成で記録パワーを制御することができるが、正確なパワーを制御することはできない。
【０００９】
そこで、例えば、ＣＤ−Ｒ（色素系）メディアに対して図７（ｃ）に示すようなストラテジで記録を行う場合であれば、例えば、最長データ長である１１Ｔの長さのマーク或いはスペースのデータを記録する際にマーク／スペース各々で発光パワーをサンプル／ホールドするようにすれば、ディスク回転数を４倍速程度にした場合でも制御帯域は数ＭＨｚでよく、比較的安価な構成で正確な記録パワーを制御することができる。
【００１０】
ところが、ＤＶＤ系メディアの場合は、色素系／相変化系ともに、単パルス発光ではなく、上述したようなマルチパルス発光波形を用いて記録することが望ましく、ピークレベルのパワー検出を行うには単純なサンプル／ホールド回路では受光系やその後段の回路で非常に高速な制御帯域が必要になり、現実的でない。
【００１１】
このような問題点を解決する方法として、特開平９−１７１６３１号公報によれば、半導体レーザの発光波形を適宜非パルス状態で駆動する期間を設けることで、相変化メディアの記録時に非晶質化レベル（ピークパワー）と読み出しレベル（ボトムパワー）を制御している。
【００１２】
特開平９−１７１６３１号公報に示される技術を図５（ｃ）に示したような色素系メディアの記録ストラテジのマーク記録パワー制御に応用しようとした場合、非パルス状態で記録した箇所は連続加熱により記録マークがうまく形成されず欠損箇所となるが、比較的長い間隔毎にこのＡＰＣ動作を行う分にはエラー訂正機能により再生時に影響はほとんど与えない。また、スペース記録パワーは一般的に一定パワーであるので、比較的長いスペースデータを記録する際にサンプル／ホールドすることで記録データに欠損を与えることなくスペース記録パワーの制御を行うことができる。従って、スペース記録パワー制御間隔はマーク記録パワー制御間隔に比べて短い間隔で制御を行うことが可能である。
【００１３】
一方、記録パワーの最適値は、周辺温度や記録メディアの種類、線速などにより変化するため、一般に色素メディアや相変化メディアでは、情報を記録する前にＯＰＣ（Ｏptimum Ｐower Ｃontrol）と呼ばれる試し書きによる記録パワーの最適化が行われる。ＯＰＣは、記録メディアのＰＣＡ（Ｐower Ｃalibration Ａrea）と呼ばれる所定の領域に所定の情報を試し書き記録し再生することによって行われる。具体的には、チャネルクロック周期Ｔの３倍（３Ｔ）〜１４倍（１４Ｔ）のマークとスペースからなる所定パターンのテストデータを発光パワーを多段階に変化させて記録し、このテストデータを再生して各パワーにおけるＲＦ信号のＤＣモジュレーションやＡＣ結合後のＲＦ信号のアシンメトリなどを評価基準として算出する。モジュレーションＭは、例えば、ＲＦ信号の最大振幅をＩp-p、ＲＦ信号の最大値をＩmaxとすれば、
Ｍ＝Ｉp-p／Ｉmax ………………………………（１）
により算出される。また、ＡＣ結合後のアシンメトリβは、ＡＣ結合後のＲＦ信号の正側のピークレベルＸ１、負側のピークレベルＸ２を用いて以下のように表される。
【００１４】
β＝（Ｘ１＋Ｘ２）／（Ｘ１−Ｘ２）……………（２）
ここに、
Ｘ１＋Ｘ２：ＡＣ結合後ＲＦ信号の正負ピークレベルの差分
Ｘ１−Ｘ２：ＡＣ結合後ＲＦ信号ピークtoピーク値
である。このモジュレーションＭやＡＣ結合後アシンメトリβに基づいて、最適な記録パワーを求める。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の半導体レーザのＬＤ駆動電流−ＬＤ発光パワー特性を図８に示す。半導体レーザを発光駆動させる場合には、駆動電流を供給することになるが、その駆動方式としては、基準となるバイアスパワーＰｂの発光用のバイアス電流Ｉｂに対して、イレースパワーＰｅ（相変化型メディアの場合）やピークパワーＰｗの発光時にはイレースレベル重畳電流ΔＩｅやピークレベル重畳電流（ΔＩｅ＋ΔＩｐ）を重畳させる方式が採られる。イレースレベル重畳電流ΔＩｅとピークレベル重畳電流（ΔＩｅ＋ΔＩｐ）は、半導体レーザの微分効率ηとイレースレベルとより求めることができる。
【００１６】
即ち、微分効率ηは、図８に示すような半導体レーザのＬＤ駆動電流−ＬＤ発光パワー特性の傾きΔＰ／ΔＩとして定義される。ボトムパワーＰｂ／イレースパワーＰｅ／ピークパワーＰｐに対応する半導体レーザの駆動電流を各々Ｉｂ，Ｉｅ，Ｉｐとすると、ボトムパワーＰｂ／ピークパワーＰｐは各々次のような関係になる。
【００１７】
Ｐｂ＝Ｐｅ−η（Ｉｅ−Ｉｂ）＝Ｐｅ−η・ΔＩｅ
Ｐｐ＝Ｐｅ＋η（Ｉｐ−Ｉｅ）＝Ｐｅ＋η・ΔＩｐ
上記式より、イレースレベル重畳電流ΔＩｅ、ピークレベル重畳電流ΔＩｅ+ΔＩｐは次のように求めることができる。
【００１８】
ΔＩｅ＝（Ｐｅ−Ｐｂ）／η
ΔＩｅ＋ΔＩｐ＝（Ｐｂ−Ｐｅ）／η
【００１９】
従って、記録動作を行うには、予め半導体レーザの微分効率ηを算出して各パワーレベルの駆動電流を決定しておく必要がある。一般的には、記録動作に先立ってフォーカスオフの状態で記録動作を行い、記録レベルのパワーをサンプルして微分効率ηを算出する。
【００２０】
ところが、第２５５３２８４号公報中でも記述されているように、メディアからの反射光が半導体レーザに戻る、いわゆる戻り光の影響により、フォーカスオン／オフで半導体レーザの微分効率特性が変化するという問題がある。記録動作前にフォーカスオフの状態で微分効率を求めても、記録状態（即ち、フォーカスオン状態）での微分効率とで誤差が生じるため、正確に発光パワーを制御することができない。
【００２１】
本発明は、記録動作における発光パワーを正確に制御することができる光情報記録装置を提供することを目的とする。
【００２２】
特に、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式における発光パワーを正確に制御することができる光情報記録装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、所定の記録変調方式に基づいたデータ長を有する情報に応じてレーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う光情報記録装置において、情報の記録に先立って、前記記録媒体上の所定領域に対して前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書きを行う試し書き手段と、前記レーザ光源の発光パワーに対応した電流をモニタ信号として出力するモニタ素子と、前記レーザ光源の発光パワーと前記モニタ素子から得られるモニタ信号とに基づき前記レーザ光源の微分効率を算出する微分効率算出手段と、この微分効率算出手段による微分効率の算出処理を前記レーザ光源をフォーカスオン状態で発光させて前記試し書き手段により試し書きを行う際に実行させる微分効率算出処理制御手段と、前記微分効率算出手段により算出された微分効率を用いて記録時の発光パワーを決定するパワー決定手段と、を備え、前記試し書き手段による試し書きは、前記微分効率算出処理制御手段によるレーザ光源の発光を行なう領域に後続する領域に引き続き行われることを特徴とする。
【００２４】
従って、情報の記録に先立って記録時の発光パワーを決定する試し書きを行う際に、併せて、フォーカスオン状態でレーザ光源の微分効率も算出することで、本来の記録動作に何ら影響することなく、記録動作時と同じ条件での微分効率の算出となり、記録時の発光パワーを正確に決定・制御することができる。
【００２５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光情報記録装置において、前記微分効率算出処理制御手段は、前記試し書き手段による試し書き時に、前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書き記録を行う直前に、所定期間一定の発光パワーで記録動作を行わせて前記微分効率算出手段により微分効率を算出させる。
【００２６】
従って、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式においても、微分効率を正確に算出することができる。
【００２７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光情報記録装置において、１回の試し書きを複数のセクタから構成されるブロック単位で行い、前記微分効率算出処理制御手段は、当該ブロック内の所定数のセクタについて一定の発光パワーで記録動作を行わせて前記微分効率算出手段により微分効率を算出させ、前記試し書き手段は、当該ブロック内の残りのセクタについて前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書き記録を行うようにした。
【００２８】
従って、微分効率算出用の特別な領域等を用意する必要なく、本来の試し書き処理の範囲内で微分効率算出処理と試し書き処理とを適切に区分けして実行させることができる。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光情報記録装置において、前記試し書き手段は、当該ブロック内において試し書き直前に算出された微分効率に基づき決定される多段階の発光パワーによりセクタ毎に試し書きを行う。
【００３０】
従って、試し書き段階で、正確な微分効率を用いたより適切な発光パワーでの試し書きを行えることとなり、決定される記録時の発光パワーもより適正なものとなる。
【００３１】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光情報記録装置において、前記所定の記録変調方式としてマーク情報記録時にはマルチパルス発光を行わせるものであり、前記微分効率算出処理制御手段は、試し書き直前の微分効率算出時における前記レーザ光源のレーザパワーの検出に際しては、ピークレベルが所定期間単パルス状態で発光させてピークレベルの発光パワーを検出させる。
【００３２】
従って、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式においても、微分効率を正確に算出することができる。
【００３３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光情報記録装置において、前記微分効率算出処理制御手段は、データ長が所定の長さ以上の場合にピークレベルが所定期間単パルス状態となるように発光させる。
【００３４】
従って、いわゆるロングマークデータを利用することにより、請求項５記載の発明を容易に実現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態では、ＤＶＤ−ＲＯＭフォーマットのコードデータを、色素系メディアに記録（追記）する光情報記録装置としての光情報記録再生装置への適用例を示し、記録変調方式として８−１６変調コード（ＥＦＭ変調コード）を用いてマークエッジ（ＰＷＭ：Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）記録を行うものとする。本実施の形態ではこのようなメディアと記録データを用いて、記録に際してレーザ光源としての半導体レーザを例えば図５に示したような発光波形でマルチパルス発光させて記録マーク／スペースを形成することにより情報の記録を行うものである。
【００３６】
図１にこのような記録再生可能な光情報記録再生装置の基本的な全体構成例を示し、図２にそのシステム制御装置の内部構成例を示す。
【００３７】
本実施の形態の光情報記録再生装置１においては、スピンドルモータ（図示せず）により回転駆動される例えばＤＶＤ＋Ｒによる記録媒体２に対して再生動作又は記録動作のために照射するレーザ光を発するレーザ光源としての半導体レーザ（ＬＤ）３が設けられている。この半導体レーザ３から発せられたレーザ光はコリメータレンズ４により平行光束に変換された後、偏光ビームスプリッタ５及び対物レンズ６を経て記録媒体２上に集光照射される。記録媒体２から反射された戻り光は再び対物レンズ６を経て再び偏光ビームスプリッタ５に入射することにより、入射光と分離されるように反射されて、検出レンズ７により受光領域が４分割された分割受光素子（ＰＤ）８に入射して受光される。この分割受光素子８により受光された各分割領域の受光信号は情報信号となるＲＦ信号、フォーカシング用のサーボ信号Ｆｏ及びトラッキング用のサーボ信号Ｔｒの基となるもので、ＩＶアンプ９により電流電圧変換／増幅されたＲＦ信号はシステム制御装置１０に入力されて再生信号としての再生データの出力に供される。
【００３８】
一方、フォーカシング用のサーボ信号Ｆｏ及びトラッキング用のサーボ信号Ｔｒは、Ｆｏ／Ｔｒサーボ制御装置（図示せず）に入力されて対物レンズ６に対するフォーカシング／トラッキング用のアクチュエータ（図示せず）のサーボ制御に供され、記録媒体２に対するレーザ光が合焦状態で正しくトラック上をトラッキングするように制御される。
【００３９】
また、半導体レーザ３から出射光の一部をミラー１１、検出レンズ１２を介して受光するモニタ素子１３が設けられている。このモニタ素子１３により検出される半導体レーザ３の発光パワーに比例したモニタ電流がＩＶアンプ１４により電流電圧変換／増幅されたパワーモニタ信号はシステム制御装置１０に入力されてＡＰＣ制御等に供される。
【００４０】
このような基本構成において、情報の再生時は、ＬＤ駆動装置１５により半導体レーザ３を駆動して再生パワー（リードパワー）Ｐｒで発光させ、半導体レーザ３からの再生パワーの光を光ピックアップ光学系を介して記録媒体２に照射し、その反射光を光ピックアップ光学系を介して受光素子８で受光して光電変換し、ＩＶアンプ９で電流電圧変換／増幅して再生信号（ＲＦ信号）を得る。
【００４１】
さらに、半導体レーザ３からの出射光の一部がモニタ素子１３に入射され、発光パワーに比例したモニタ電流がＩＶアンプ１４により電流電圧変換／増幅されたパワーモニタ信号を利用することで、ＡＰＣ制御を行うことができる。
【００４２】
一方、記録動作について説明する。通常、ＤＶＤ＋Ｒのような色素系メディアに情報の記録を行う場合は、図５に示したようにピークレベル、スペースレベル対応のピークパワーＰｗ、バイアスパワーＰｂの２種類のパワーが必要となる（本実施の形態では、マーク形成時にマルチパルス発光するためのボトムレベル（バイアスレベルＰｂ）をスペースレベルと同じレベルとして説明するが、ボトムレベルとスペースレベルとを個別のレベルとして扱うこともある）。
【００４３】
情報の記録時には、ホストコントローラ２１により制御の下に、データエンコーダ２２及びＬＤ波形制御回路２３により８−１６変調コードからなる記録データに基づいたパルス制御信号を生成し、ＬＤ駆動装置１５でそのパルス制御信号に応じた駆動電流により、半導体レーザ３を駆動して図５（ｃ）に示すようなマルチパルス波形で発光させ、記録媒体２の記録層に照射することで、記録媒体２に記録マークを形成して情報の記録を行う。
【００４４】
ホストコントローラ２１は、スペース／ピークパワーの発光レベルを制御するため、バイアスレベル電流駆動信号、ピークレベル電流重畳信号をＬＤ駆動装置１５に対して出力する。
【００４５】
ＩＶアンプ１４から得られるパワーモニタ信号は、ロングスペースデータ出力時（例えば、１０Ｔ以上のスペースデータ）にホストコントローラ２１より出力されるパワーサンプルタイミング信号がＨ→Ｌのタイミングでサンプル／ホールド回路２４によりサンプル／ホールドされ、スペースレベルのパワー制御が行われる。
【００４６】
ピークレベルのパワーは、スペースレベル駆動電流（バイアスレベル電流駆動信号）に、半導体レーザ３の微分効率ηから算出されるピークレベル電流重畳信号を重畳して半導体レーザ３に駆動電流を供給する。
【００４７】
なお、前述のＩＶアンプ９からのＲＦ信号はデータデコーダ２５を介してホストコントローラ２１に入力されるとともに、ピーク／ボトム検出回路２６を介してそのピークレベル／ボトムレベルの検出信号が取り込み可能とされている。
【００４８】
このような構成において、本実施の形態では、本来の記録動作に先立ち、記録パワーのレベルを最適化するために行われるＯＰＣ動作（試し書き処理）時に、フォーカスオン状態で半導体レーザ３の微分効率ηを算出し、記録動作時の発光パワーを決定させるようにしたものである。
【００４９】
そこで、まず、ＯＰＣ動作を行う際の処理を図３を用いて説明する。試し書きを行う際には、基本的には、ホストコントローラ２１はライト動作中（ライトゲート信号＝Ｈ)、セクタ（ＤＶＤフォーマット８−１６変調コードの場合は、1488*26=38688チャネルクロック毎)が切換わる毎にセクタ同期信号を発生させ、セクタ同期信号が発生する毎にピークレベル電流重畳信号を更新して発光パワーを段階的に変化させる。
【００５０】
段階的にパワーを変化させた記録が終了した後、その記録した領域を再生し、各セクタ毎にＲＦ信号をサンプリングして、（２）式で示したような式を用いて各々のセクタでアシンメトリ（β）を算出し、算出されたβにより記録動作時のパワーを決定する。最も記録品質のよいβの値は、記録媒体２の種類に応じて予め実験的に求めておく。
【００５１】
ここに、記録動作前に微分効率ηを算出するため、一般的にはフォーカスオフの状態で記録発光を行い、記録レベルのパワーを検出するが、前述したように、一般的にフォーカスオン／オフで半導体レーザ３の微分効率特性が異なる。そこで、本実施の形態では、ＯＰＣ動作時に、発光パワーを段階的に変化させて記録させる直前に、所定期間、一定の発光パワーで記録を行い、この時に発光パワーをサンプルして微分効率ηを求めるようにする。
【００５２】
一般的に、１回のＯＰＣ動作は、アドレスの扱いの簡易さなどから所定のブロック単位で行われることが多く、ＤＶＤ系では１ＥＣＣブロック＝１６セクタを単位とすることが多い。そこで、図３に示すように、例えば、１６セクタのうち、最初の６セクタを一定の発光パワーで記録し、この期間で発光パワーのサンプリングを行い、残りの１０セクタで段階的に発光パワーを変化させて通常の試し書きをさせるようにする。
【００５３】
もっとも、通常は、図５（ｃ）に示したようにマークデータ記録時はピークレベル／ボトムレベルを交互に発光させるマルチパルス発光を行っており、このような発光状態でピークレベルをサンプルするのは現実的でない。そこで、図３中のＫ部分に示すように、微分効率ηの算出用発光時には、一定期間単パルス状態で発光を行ってピークレベルをサンプルするようにする。この、単パルス状態にするタイミングは、ロングマークデータ発生時（例えば、１０Ｔマーク以上）とする。また、パワーサンプルタイミング信号は、通常記録動作時にはロングスペース発生タイミングでＨになるが、微分効率ηの算出用発光時には、ロングマークデータを単パルス状態にするのと連動してＨとして、ピークレベルをサンプリングする。このようにサンプリングされたピークベルと、ロングスペース発生時にサンプルしたスペースレベルの２点の発光レベルより、半導体レーザ３の微分効率ηを算出することができる。
【００５４】
また、試し書き動作の直前に微分効率ηの算出を行い、求まった微分効率ηを基に算出した重畳電流により７番目以降のセクタに対する試し書きの電流を駆動することで、試し書き時に正確な発光パワーで発光させることができる。
【００５５】
図４は、ＣＰＵ等を内蔵したホストコントローラ２１により実行される上記のＯＰＣ動作に伴う処理制御例を示す概略フローチャートである。当該処理制御は、ＯＰＣ動作の実行時に行われるため、まず、ＯＰＣ動作実行時となったか否かが判断される（ステップＳ１）。ＯＰＣ動作実行時になると、ＰＣＡ領域中で今回試し書きを行うブロックを設定するとともにセクタＮｏ．を０に初期設定する（Ｓ２）。そして、動作を開始させるために、ライトゲート信号をオンさせる（Ｈレベルに切換える）（Ｓ３）。この際、フォーカスアクチュエータ等も動作するようにフォーカスオン状態に設定しておく。
【００５６】
そして、微分効率算出用の一定の発光レベルを設定し、対応するバイアスレベル電流駆動信号、ピークレベル電流重畳信号をＬＤ駆動装置１５に対して出力することにより、半導体レーザ３を一定の発光パワーで発光させる（Ｓ４）。この時、セクタＮｏ．は＋１だけインクリメントしておく（Ｓ５）。そして、試し書き用の所定の書き込みデータにおいて１０Ｔ以上のロングマークデータが出現したか否かを監視し（Ｓ６）、ロングマークデータが出現した場合には（Ｓ６のＹ）、マルチパルス発光波形に代えて、図３中のＫに示したような単パルス発光波形にて発光させる（Ｓ７）。この単パルス発光波形への変更に同期してパワーサンプルタイミング信号もＨレベルに切換えて（Ｓ８）、単パルス発光状態時のピークパワーレベルをサンプルホールド回路２４により検出させる。この時のピークレベルはパワーサンプルタイミング信号をＬレベルに切換えることにより（Ｓ９）、確定する。１０Ｔ以上のロングマークデータが出現するまでは、上述の処理は行われず、単に一定のパワーレベルでマルチパルス発光を繰返すこととなる。
【００５７】
一方、ボトムレベルも検出するために、試し書き用の所定の書き込みデータにおいて１０Ｔ以上のロングスペースデータが出現したか否かを監視し（Ｓ１０）、ロングスペースデータが出現した場合には（Ｓ１０のＹ）、パワーサンプルタイミング信号をＨレベルに切換えて（Ｓ１１）、そのボトムパワーレベルをサンプルホールド回路２４により検出させる。この時のボトムレベルはパワーサンプルタイミング信号をＬレベルに切換えることにより（Ｓ１２）、確定する。
【００５８】
このような処理が当該ブロックにおいて６セクタ目まで繰返され（Ｓ１３のＮ）、６セクタ分の処理が終了した時点で（Ｓ１３のＹ）、ロングマークデータ、ロングスペースデータに基づき検出されたピークレベル、ボトムレベルを用いることにより、半導体レーザ３の微分効率ηが算出される（Ｓ１４）。このステップＳ１４の処理が微分効率算出手段の機能として実行され、ステップＳ４〜Ｓ１４の処理が微分効率算出処理制御手段の機能として実行される。
【００５９】
引き続き、算出された微分効率ηを用いて、後続のセクタに対して試し書きを行う際の発光パワーを設定し（Ｓ１５）、セクタＮｏ．を＋１ずつインクリメントしながら（Ｓ１６）、所定のマルチパルス発光波形に従い当該セクタに対して試し書きを行わせる（Ｓ１７）。この試し書き処理は、セクタＮｏ．が１６に達していなければ（Ｓ１８のＮ）、所定のステップ数で発光パワーレベルを増やしながら（Ｓ１９）、繰返し行う。ステップＳ１５〜Ｓ１９の処理が試し書き手段の機能として実行される。
【００６０】
最終的に、セクタＮｏ．１６までの試し書きが実行されると（Ｓ１８のＹ）、ライトゲート信号をＯＦＦ（Ｌレベルに切換え）させ（Ｓ２０）、当該ブロック中のセクタＮｏ．７〜１６について再生動作を行い（Ｓ２１）、その後に実行される本来の記録動作用の発光パワーの決定処理が行われる（Ｓ２２）。このステップＳ２２の処理がパワー決定手段の機能して実行される。
【００６１】
なお、本実施の形態では、ＤＶＤ＋Ｒのような色素系メディアを想定し、図５に示したようなピークレベル／バイアスレベルの２値の発光レベルの場合について説明したが、図６に示した相変化型メディアのようにピークレベル／イレースレベル／バイアスレベルの３値の発光レベルを用いる場合にも同様に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、情報の記録に先立って記録時の発光パワーを決定する試し書きを行う際に、併せて、フォーカスオン状態でレーザ光源の微分効率も算出することで、本来の記録動作に何ら影響することなく、記録動作時と同じ条件での微分効率の算出となり、記録時の発光パワーを正確に決定・制御することができる。
【００６３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光情報記録装置において、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式においても、微分効率を正確に算出することができる。
【００６４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の光情報記録装置において、微分効率算出用の特別な領域等を用意する必要なく、本来の試し書き処理の範囲内で微分効率算出処理と試し書き処理とを適切に区分けして実行させることができる。
【００６５】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の光情報記録装置において、試し書き段階で、正確な微分効率を用いたより適切な発光パワーでの試し書きを行うことができ、決定される記録時の発光パワーもより適正なものにすることができる。
【００６６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の光情報記録装置において、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式においても、微分効率を正確に算出することができる。
【００６７】
請求項６記載の発明によれば、いわゆるロングマークデータを利用することにより、請求項５記載の発明を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の光情報記録再生装置の基本的な全体構成例を示すブロック構成図である。
【図２】そのシステム制御装置の内部構成例を示すブロック構成図である。
【図３】ＯＰＣ動作時の処理例を示す波形図である。
【図４】ＯＰＣ動作時の処理制御例を示す概略フローチャートである。
【図５】色素系メディアの場合の光波形例を示す波形図である。
【図６】相変化型メディアの場合の光波形例を示す波形図である。
【図７】ＣＤ−Ｒの場合の光波形例を示す波形図である。
【図８】半導体レーザのＬＤ駆動電流−ＬＤ発光パワー特性図である。
【符号の説明】
２ 記録媒体
３ レーザ光源
１３ モニタ素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光源からのレーザ光により光ディスクなどの記録媒体上に情報を記録する光情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアの普及に伴い音楽用ＣＤ（Ｃompact Ｄisc）、ＣＤ−ＲＯＭ、最近ではＤＶＤ（Ｄigital Ｖersatile Ｄisc）−ＲＯＭなどの再生専用メディア（記録媒体）や情報再生装置が実用化されている。また、最近では、色素メディアを用いた追記型光ディスクや、光磁気（ＭＯ）メディアを用いた書き換え可能なＭＯディスクの他に相変化型メディアも注目されており、これらの記録媒体を用いた情報記録再生装置が実用化されている。また、書き換え可能なＤＶＤメディアは次世代のマルチメディア記録媒体及び大容量ストレージ媒体として多いに注目されている。なお、相変化型メディアは記録材料を結晶相とアモルファス相とに可逆的に相変化させて情報を記録するものである。また、相変化型メディアは、ＭＯメディアなどと異なり外部磁界を必要とせず半導体レーザからなる光源からのレーザ光だけで情報の記録、再生ができ、かつ、情報の記録と消去がレーザ光により一度に行われるオーバーライト記録が可能である。
【０００３】
色素型メディアに情報を記録するための一般的な記録波形としては、例えば、８−１６変調コード（ＥＦＭ変調コード）などに基づいて生成した単パルスの半導体レーザ発光波形があるが、この記録波形による単パルス記録では、畜熱のため記録マークが涙状に歪みを生じたりする不具合がある。このため、色素系メディアに情報を記録するためのＬＤ発光波形規則（ストラテジ）として、図５（ｃ）に示すように、ＥＦＭ変調コードなどの記録データに基づいたマルチパルス波形のレーザ光により色素系メディアにマークを形成する方式が提案されている。
【０００４】
このマルチパルス波形のマーク部は、先頭加熱パルスＡと、後続する複数個の連続加熱パルスＢとで構成される方式が提案されている。Ｃはマルチパルス部分の非加熱発光部分、Ｄはスペース部分を示している。また、加熱パルスＡ，Ｂの発光パワーＰｗはピークパワーを示し、部分Ｃ，Ｄの発光パワーＰｂ（≒Ｐｒ）はボトムパワーを示している。
【０００５】
また、相変化型メディアに情報を記録するには、図６（ｃ）に示すように多段の発光パワーＰｗ，Ｐｅ，Ｐｂ（３値）を用いたマルチパルス波形のレーザ光によりマークを形成するのが一般的である。このマルチパルス波形のマーク部は、相変化型メディアの記録膜を融点以上に十分に予備加熱するための先頭加熱パルスＡと、後続する複数個の連続加熱パルスＢと、それらの間の連続冷却パルスＣからなっている。加熱パルスＡ，Ｂの発光パワー（ピークパワー）をＰｗ、冷却パルスＣの発光パワー（ボトムパワー）をＰｂ、リードパワーをＰｒとすれば、各々の発光パワーは
Ｐｗ＞Ｐｂ≒Ｐｒ
に設定されている。また、マルチパルス波形のスペース部はイレースパルスＤからなり、その発光パワー（消去パワー）Ｐｅは
Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ
に設定されている。
【０００６】
色素系メディアや相変化メディアに記録を行う際には、記録発光パワーの制御を正しく行うことが必要である。半導体レーザは自己発熱などにより駆動電流−発光パワー特性が容易に変動してしまうので、発光パワーを安定化させる手段として一般的にＡＰＣ（Ａutomatic Ｐower Ｃontrol）制御が行われる。これは、半導体レーザの出射光の一部をフォトディテクタ（ＰＤ）に入射させ、半導体レーザの発光パワーに比例して発生するモニタ電流を用いて半導体レーザに対する駆動電流を制御するというものである。
【０００７】
情報再生のみを考慮した場合は、一般的に半導体レーザの駆動電流はノイズ抑制のために高周波電流が重畳されるが、直流的には一定電流であるため、比較的低帯域の帰還ループを構成する事で容易にＡＰＣを実現することができる。
【０００８】
ところが、記録時にＡＰＣを行う場合は、マーク／スペースを形成するために記録パワーが高速で変化するため、制御に工夫が必要である。例えば、ＣＤ系やＤＶＤ系では記録データのＤＳＶ（Ｄigital Ｓum Ｖalue）がゼロになることを利用して、低帯域の帰還ループを構成すれば、再生時と同様に簡易な構成で記録パワーを制御することができるが、正確なパワーを制御することはできない。
【０００９】
そこで、例えば、ＣＤ−Ｒ（色素系）メディアに対して図７（ｃ）に示すようなストラテジで記録を行う場合であれば、例えば、最長データ長である１１Ｔの長さのマーク或いはスペースのデータを記録する際にマーク／スペース各々で発光パワーをサンプル／ホールドするようにすれば、ディスク回転数を４倍速程度にした場合でも制御帯域は数ＭＨｚでよく、比較的安価な構成で正確な記録パワーを制御することができる。
【００１０】
ところが、ＤＶＤ系メディアの場合は、色素系／相変化系ともに、単パルス発光ではなく、上述したようなマルチパルス発光波形を用いて記録することが望ましく、ピークレベルのパワー検出を行うには単純なサンプル／ホールド回路では受光系やその後段の回路で非常に高速な制御帯域が必要になり、現実的でない。
【００１１】
このような問題点を解決する方法として、特開平９−１７１６３１号公報によれば、半導体レーザの発光波形を適宜非パルス状態で駆動する期間を設けることで、相変化メディアの記録時に非晶質化レベル（ピークパワー）と読み出しレベル（ボトムパワー）を制御している。
【００１２】
特開平９−１７１６３１号公報に示される技術を図５（ｃ）に示したような色素系メディアの記録ストラテジのマーク記録パワー制御に応用しようとした場合、非パルス状態で記録した箇所は連続加熱により記録マークがうまく形成されず欠損箇所となるが、比較的長い間隔毎にこのＡＰＣ動作を行う分にはエラー訂正機能により再生時に影響はほとんど与えない。また、スペース記録パワーは一般的に一定パワーであるので、比較的長いスペースデータを記録する際にサンプル／ホールドすることで記録データに欠損を与えることなくスペース記録パワーの制御を行うことができる。従って、スペース記録パワー制御間隔はマーク記録パワー制御間隔に比べて短い間隔で制御を行うことが可能である。
【００１３】
一方、記録パワーの最適値は、周辺温度や記録メディアの種類、線速などにより変化するため、一般に色素メディアや相変化メディアでは、情報を記録する前にＯＰＣ（Ｏptimum Ｐower Ｃontrol）と呼ばれる試し書きによる記録パワーの最適化が行われる。ＯＰＣは、記録メディアのＰＣＡ（Ｐower Ｃalibration Ａrea）と呼ばれる所定の領域に所定の情報を試し書き記録し再生することによって行われる。具体的には、チャネルクロック周期Ｔの３倍（３Ｔ）〜１４倍（１４Ｔ）のマークとスペースからなる所定パターンのテストデータを発光パワーを多段階に変化させて記録し、このテストデータを再生して各パワーにおけるＲＦ信号のＤＣモジュレーションやＡＣ結合後のＲＦ信号のアシンメトリなどを評価基準として算出する。モジュレーションＭは、例えば、ＲＦ信号の最大振幅をＩp-p、ＲＦ信号の最大値をＩmaxとすれば、
Ｍ＝Ｉp-p／Ｉmax ………………………………（１）
により算出される。また、ＡＣ結合後のアシンメトリβは、ＡＣ結合後のＲＦ信号の正側のピークレベルＸ１、負側のピークレベルＸ２を用いて以下のように表される。
【００１４】
β＝（Ｘ１＋Ｘ２）／（Ｘ１−Ｘ２）……………（２）
ここに、
Ｘ１＋Ｘ２：ＡＣ結合後ＲＦ信号の正負ピークレベルの差分
Ｘ１−Ｘ２：ＡＣ結合後ＲＦ信号ピークtoピーク値
である。このモジュレーションＭやＡＣ結合後アシンメトリβに基づいて、最適な記録パワーを求める。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の半導体レーザのＬＤ駆動電流−ＬＤ発光パワー特性を図８に示す。半導体レーザを発光駆動させる場合には、駆動電流を供給することになるが、その駆動方式としては、基準となるバイアスパワーＰｂの発光用のバイアス電流Ｉｂに対して、イレースパワーＰｅ（相変化型メディアの場合）やピークパワーＰｗの発光時にはイレースレベル重畳電流ΔＩｅやピークレベル重畳電流（ΔＩｅ＋ΔＩｐ）を重畳させる方式が採られる。イレースレベル重畳電流ΔＩｅとピークレベル重畳電流（ΔＩｅ＋ΔＩｐ）は、半導体レーザの微分効率ηとイレースレベルとより求めることができる。
【００１６】
即ち、微分効率ηは、図８に示すような半導体レーザのＬＤ駆動電流−ＬＤ発光パワー特性の傾きΔＰ／ΔＩとして定義される。ボトムパワーＰｂ／イレースパワーＰｅ／ピークパワーＰｐに対応する半導体レーザの駆動電流を各々Ｉｂ，Ｉｅ，Ｉｐとすると、ボトムパワーＰｂ／ピークパワーＰｐは各々次のような関係になる。
【００１７】
Ｐｂ＝Ｐｅ−η（Ｉｅ−Ｉｂ）＝Ｐｅ−η・ΔＩｅ
Ｐｐ＝Ｐｅ＋η（Ｉｐ−Ｉｅ）＝Ｐｅ＋η・ΔＩｐ
上記式より、イレースレベル重畳電流ΔＩｅ、ピークレベル重畳電流ΔＩｅ+ΔＩｐは次のように求めることができる。
【００１８】
ΔＩｅ＝（Ｐｅ−Ｐｂ）／η
ΔＩｅ＋ΔＩｐ＝（Ｐｂ−Ｐｅ）／η
【００１９】
従って、記録動作を行うには、予め半導体レーザの微分効率ηを算出して各パワーレベルの駆動電流を決定しておく必要がある。一般的には、記録動作に先立ってフォーカスオフの状態で記録動作を行い、記録レベルのパワーをサンプルして微分効率ηを算出する。
【００２０】
ところが、第２５５３２８４号公報中でも記述されているように、メディアからの反射光が半導体レーザに戻る、いわゆる戻り光の影響により、フォーカスオン／オフで半導体レーザの微分効率特性が変化するという問題がある。記録動作前にフォーカスオフの状態で微分効率を求めても、記録状態（即ち、フォーカスオン状態）での微分効率とで誤差が生じるため、正確に発光パワーを制御することができない。
【００２１】
本発明は、記録動作における発光パワーを正確に制御することができる光情報記録装置を提供することを目的とする。
【００２２】
特に、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式における発光パワーを正確に制御することができる光情報記録装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、所定の記録変調方式に基づいたデータ長を有する情報に応じてレーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う光情報記録装置において、情報の記録に先立って、前記記録媒体上の所定領域に対して前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書きを行う試し書き手段と、前記レーザ光源の発光パワーに対応した電流をモニタ信号として出力するモニタ素子と、前記レーザ光源の発光パワーと前記モニタ素子から得られるモニタ信号とに基づき前記レーザ光源の微分効率を算出する微分効率算出手段と、この微分効率算出手段による微分効率の算出処理を前記レーザ光源をフォーカスオン状態で発光させて前記試し書き手段により試し書きを行う際に実行させる微分効率算出処理制御手段と、前記微分効率算出手段により算出された微分効率を用いて記録時の発光パワーを決定するパワー決定手段と、を備え、前記試し書き手段による試し書きは、前記微分効率算出処理制御手段によるレーザ光源の発光を行なう領域に後続する領域に引き続き行われることを特徴とする。
【００２４】
従って、情報の記録に先立って記録時の発光パワーを決定する試し書きを行う際に、併せて、フォーカスオン状態でレーザ光源の微分効率も算出することで、本来の記録動作に何ら影響することなく、記録動作時と同じ条件での微分効率の算出となり、記録時の発光パワーを正確に決定・制御することができる。
【００２５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光情報記録装置において、前記微分効率算出処理制御手段は、前記試し書き手段による試し書き時に、前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書き記録を行う直前に、所定期間一定の発光パワーで記録動作を行わせて前記微分効率算出手段により微分効率を算出させる。
【００２６】
従って、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式においても、微分効率を正確に算出することができる。
【００２７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光情報記録装置において、１回の試し書きを複数のセクタから構成されるブロック単位で行い、前記微分効率算出処理制御手段は、当該ブロック内の所定数のセクタについて一定の発光パワーで記録動作を行わせて前記微分効率算出手段により微分効率を算出させ、前記試し書き手段は、当該ブロック内の残りのセクタについて前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書き記録を行うようにした。
【００２８】
従って、微分効率算出用の特別な領域等を用意する必要なく、本来の試し書き処理の範囲内で微分効率算出処理と試し書き処理とを適切に区分けして実行させることができる。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光情報記録装置において、前記試し書き手段は、当該ブロック内において試し書き直前に算出された微分効率に基づき決定される多段階の発光パワーによりセクタ毎に試し書きを行う。
【００３０】
従って、試し書き段階で、正確な微分効率を用いたより適切な発光パワーでの試し書きを行えることとなり、決定される記録時の発光パワーもより適正なものとなる。
【００３１】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光情報記録装置において、前記所定の記録変調方式としてマーク情報記録時にはマルチパルス発光を行わせるものであり、前記微分効率算出処理制御手段は、試し書き直前の微分効率算出時における前記レーザ光源のレーザパワーの検出に際しては、ピークレベルが所定期間単パルス状態で発光させてピークレベルの発光パワーを検出させる。
【００３２】
従って、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式においても、微分効率を正確に算出することができる。
【００３３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光情報記録装置において、前記微分効率算出処理制御手段は、データ長が所定の長さ以上の場合にピークレベルが所定期間単パルス状態となるように発光させる。
【００３４】
従って、いわゆるロングマークデータを利用することにより、請求項５記載の発明を容易に実現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態では、ＤＶＤ−ＲＯＭフォーマットのコードデータを、色素系メディアに記録（追記）する光情報記録装置としての光情報記録再生装置への適用例を示し、記録変調方式として８−１６変調コード（ＥＦＭ変調コード）を用いてマークエッジ（ＰＷＭ：Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）記録を行うものとする。本実施の形態ではこのようなメディアと記録データを用いて、記録に際してレーザ光源としての半導体レーザを例えば図５に示したような発光波形でマルチパルス発光させて記録マーク／スペースを形成することにより情報の記録を行うものである。
【００３６】
図１にこのような記録再生可能な光情報記録再生装置の基本的な全体構成例を示し、図２にそのシステム制御装置の内部構成例を示す。
【００３７】
本実施の形態の光情報記録再生装置１においては、スピンドルモータ（図示せず）により回転駆動される例えばＤＶＤ＋Ｒによる記録媒体２に対して再生動作又は記録動作のために照射するレーザ光を発するレーザ光源としての半導体レーザ（ＬＤ）３が設けられている。この半導体レーザ３から発せられたレーザ光はコリメータレンズ４により平行光束に変換された後、偏光ビームスプリッタ５及び対物レンズ６を経て記録媒体２上に集光照射される。記録媒体２から反射された戻り光は再び対物レンズ６を経て再び偏光ビームスプリッタ５に入射することにより、入射光と分離されるように反射されて、検出レンズ７により受光領域が４分割された分割受光素子（ＰＤ）８に入射して受光される。この分割受光素子８により受光された各分割領域の受光信号は情報信号となるＲＦ信号、フォーカシング用のサーボ信号Ｆｏ及びトラッキング用のサーボ信号Ｔｒの基となるもので、ＩＶアンプ９により電流電圧変換／増幅されたＲＦ信号はシステム制御装置１０に入力されて再生信号としての再生データの出力に供される。
【００３８】
一方、フォーカシング用のサーボ信号Ｆｏ及びトラッキング用のサーボ信号Ｔｒは、Ｆｏ／Ｔｒサーボ制御装置（図示せず）に入力されて対物レンズ６に対するフォーカシング／トラッキング用のアクチュエータ（図示せず）のサーボ制御に供され、記録媒体２に対するレーザ光が合焦状態で正しくトラック上をトラッキングするように制御される。
【００３９】
また、半導体レーザ３から出射光の一部をミラー１１、検出レンズ１２を介して受光するモニタ素子１３が設けられている。このモニタ素子１３により検出される半導体レーザ３の発光パワーに比例したモニタ電流がＩＶアンプ１４により電流電圧変換／増幅されたパワーモニタ信号はシステム制御装置１０に入力されてＡＰＣ制御等に供される。
【００４０】
このような基本構成において、情報の再生時は、ＬＤ駆動装置１５により半導体レーザ３を駆動して再生パワー（リードパワー）Ｐｒで発光させ、半導体レーザ３からの再生パワーの光を光ピックアップ光学系を介して記録媒体２に照射し、その反射光を光ピックアップ光学系を介して受光素子８で受光して光電変換し、ＩＶアンプ９で電流電圧変換／増幅して再生信号（ＲＦ信号）を得る。
【００４１】
さらに、半導体レーザ３からの出射光の一部がモニタ素子１３に入射され、発光パワーに比例したモニタ電流がＩＶアンプ１４により電流電圧変換／増幅されたパワーモニタ信号を利用することで、ＡＰＣ制御を行うことができる。
【００４２】
一方、記録動作について説明する。通常、ＤＶＤ＋Ｒのような色素系メディアに情報の記録を行う場合は、図５に示したようにピークレベル、スペースレベル対応のピークパワーＰｗ、バイアスパワーＰｂの２種類のパワーが必要となる（本実施の形態では、マーク形成時にマルチパルス発光するためのボトムレベル（バイアスレベルＰｂ）をスペースレベルと同じレベルとして説明するが、ボトムレベルとスペースレベルとを個別のレベルとして扱うこともある）。
【００４３】
情報の記録時には、ホストコントローラ２１により制御の下に、データエンコーダ２２及びＬＤ波形制御回路２３により８−１６変調コードからなる記録データに基づいたパルス制御信号を生成し、ＬＤ駆動装置１５でそのパルス制御信号に応じた駆動電流により、半導体レーザ３を駆動して図５（ｃ）に示すようなマルチパルス波形で発光させ、記録媒体２の記録層に照射することで、記録媒体２に記録マークを形成して情報の記録を行う。
【００４４】
ホストコントローラ２１は、スペース／ピークパワーの発光レベルを制御するため、バイアスレベル電流駆動信号、ピークレベル電流重畳信号をＬＤ駆動装置１５に対して出力する。
【００４５】
ＩＶアンプ１４から得られるパワーモニタ信号は、ロングスペースデータ出力時（例えば、１０Ｔ以上のスペースデータ）にホストコントローラ２１より出力されるパワーサンプルタイミング信号がＨ→Ｌのタイミングでサンプル／ホールド回路２４によりサンプル／ホールドされ、スペースレベルのパワー制御が行われる。
【００４６】
ピークレベルのパワーは、スペースレベル駆動電流（バイアスレベル電流駆動信号）に、半導体レーザ３の微分効率ηから算出されるピークレベル電流重畳信号を重畳して半導体レーザ３に駆動電流を供給する。
【００４７】
なお、前述のＩＶアンプ９からのＲＦ信号はデータデコーダ２５を介してホストコントローラ２１に入力されるとともに、ピーク／ボトム検出回路２６を介してそのピークレベル／ボトムレベルの検出信号が取り込み可能とされている。
【００４８】
このような構成において、本実施の形態では、本来の記録動作に先立ち、記録パワーのレベルを最適化するために行われるＯＰＣ動作（試し書き処理）時に、フォーカスオン状態で半導体レーザ３の微分効率ηを算出し、記録動作時の発光パワーを決定させるようにしたものである。
【００４９】
そこで、まず、ＯＰＣ動作を行う際の処理を図３を用いて説明する。試し書きを行う際には、基本的には、ホストコントローラ２１はライト動作中（ライトゲート信号＝Ｈ)、セクタ（ＤＶＤフォーマット８−１６変調コードの場合は、1488*26=38688チャネルクロック毎)が切換わる毎にセクタ同期信号を発生させ、セクタ同期信号が発生する毎にピークレベル電流重畳信号を更新して発光パワーを段階的に変化させる。
【００５０】
段階的にパワーを変化させた記録が終了した後、その記録した領域を再生し、各セクタ毎にＲＦ信号をサンプリングして、（２）式で示したような式を用いて各々のセクタでアシンメトリ（β）を算出し、算出されたβにより記録動作時のパワーを決定する。最も記録品質のよいβの値は、記録媒体２の種類に応じて予め実験的に求めておく。
【００５１】
ここに、記録動作前に微分効率ηを算出するため、一般的にはフォーカスオフの状態で記録発光を行い、記録レベルのパワーを検出するが、前述したように、一般的にフォーカスオン／オフで半導体レーザ３の微分効率特性が異なる。そこで、本実施の形態では、ＯＰＣ動作時に、発光パワーを段階的に変化させて記録させる直前に、所定期間、一定の発光パワーで記録を行い、この時に発光パワーをサンプルして微分効率ηを求めるようにする。
【００５２】
一般的に、１回のＯＰＣ動作は、アドレスの扱いの簡易さなどから所定のブロック単位で行われることが多く、ＤＶＤ系では１ＥＣＣブロック＝１６セクタを単位とすることが多い。そこで、図３に示すように、例えば、１６セクタのうち、最初の６セクタを一定の発光パワーで記録し、この期間で発光パワーのサンプリングを行い、残りの１０セクタで段階的に発光パワーを変化させて通常の試し書きをさせるようにする。
【００５３】
もっとも、通常は、図５（ｃ）に示したようにマークデータ記録時はピークレベル／ボトムレベルを交互に発光させるマルチパルス発光を行っており、このような発光状態でピークレベルをサンプルするのは現実的でない。そこで、図３中のＫ部分に示すように、微分効率ηの算出用発光時には、一定期間単パルス状態で発光を行ってピークレベルをサンプルするようにする。この、単パルス状態にするタイミングは、ロングマークデータ発生時（例えば、１０Ｔマーク以上）とする。また、パワーサンプルタイミング信号は、通常記録動作時にはロングスペース発生タイミングでＨになるが、微分効率ηの算出用発光時には、ロングマークデータを単パルス状態にするのと連動してＨとして、ピークレベルをサンプリングする。このようにサンプリングされたピークベルと、ロングスペース発生時にサンプルしたスペースレベルの２点の発光レベルより、半導体レーザ３の微分効率ηを算出することができる。
【００５４】
また、試し書き動作の直前に微分効率ηの算出を行い、求まった微分効率ηを基に算出した重畳電流により７番目以降のセクタに対する試し書きの電流を駆動することで、試し書き時に正確な発光パワーで発光させることができる。
【００５５】
図４は、ＣＰＵ等を内蔵したホストコントローラ２１により実行される上記のＯＰＣ動作に伴う処理制御例を示す概略フローチャートである。当該処理制御は、ＯＰＣ動作の実行時に行われるため、まず、ＯＰＣ動作実行時となったか否かが判断される（ステップＳ１）。ＯＰＣ動作実行時になると、ＰＣＡ領域中で今回試し書きを行うブロックを設定するとともにセクタＮｏ．を０に初期設定する（Ｓ２）。そして、動作を開始させるために、ライトゲート信号をオンさせる（Ｈレベルに切換える）（Ｓ３）。この際、フォーカスアクチュエータ等も動作するようにフォーカスオン状態に設定しておく。
【００５６】
そして、微分効率算出用の一定の発光レベルを設定し、対応するバイアスレベル電流駆動信号、ピークレベル電流重畳信号をＬＤ駆動装置１５に対して出力することにより、半導体レーザ３を一定の発光パワーで発光させる（Ｓ４）。この時、セクタＮｏ．は＋１だけインクリメントしておく（Ｓ５）。そして、試し書き用の所定の書き込みデータにおいて１０Ｔ以上のロングマークデータが出現したか否かを監視し（Ｓ６）、ロングマークデータが出現した場合には（Ｓ６のＹ）、マルチパルス発光波形に代えて、図３中のＫに示したような単パルス発光波形にて発光させる（Ｓ７）。この単パルス発光波形への変更に同期してパワーサンプルタイミング信号もＨレベルに切換えて（Ｓ８）、単パルス発光状態時のピークパワーレベルをサンプルホールド回路２４により検出させる。この時のピークレベルはパワーサンプルタイミング信号をＬレベルに切換えることにより（Ｓ９）、確定する。１０Ｔ以上のロングマークデータが出現するまでは、上述の処理は行われず、単に一定のパワーレベルでマルチパルス発光を繰返すこととなる。
【００５７】
一方、ボトムレベルも検出するために、試し書き用の所定の書き込みデータにおいて１０Ｔ以上のロングスペースデータが出現したか否かを監視し（Ｓ１０）、ロングスペースデータが出現した場合には（Ｓ１０のＹ）、パワーサンプルタイミング信号をＨレベルに切換えて（Ｓ１１）、そのボトムパワーレベルをサンプルホールド回路２４により検出させる。この時のボトムレベルはパワーサンプルタイミング信号をＬレベルに切換えることにより（Ｓ１２）、確定する。
【００５８】
このような処理が当該ブロックにおいて６セクタ目まで繰返され（Ｓ１３のＮ）、６セクタ分の処理が終了した時点で（Ｓ１３のＹ）、ロングマークデータ、ロングスペースデータに基づき検出されたピークレベル、ボトムレベルを用いることにより、半導体レーザ３の微分効率ηが算出される（Ｓ１４）。このステップＳ１４の処理が微分効率算出手段の機能として実行され、ステップＳ４〜Ｓ１４の処理が微分効率算出処理制御手段の機能として実行される。
【００５９】
引き続き、算出された微分効率ηを用いて、後続のセクタに対して試し書きを行う際の発光パワーを設定し（Ｓ１５）、セクタＮｏ．を＋１ずつインクリメントしながら（Ｓ１６）、所定のマルチパルス発光波形に従い当該セクタに対して試し書きを行わせる（Ｓ１７）。この試し書き処理は、セクタＮｏ．が１６に達していなければ（Ｓ１８のＮ）、所定のステップ数で発光パワーレベルを増やしながら（Ｓ１９）、繰返し行う。ステップＳ１５〜Ｓ１９の処理が試し書き手段の機能として実行される。
【００６０】
最終的に、セクタＮｏ．１６までの試し書きが実行されると（Ｓ１８のＹ）、ライトゲート信号をＯＦＦ（Ｌレベルに切換え）させ（Ｓ２０）、当該ブロック中のセクタＮｏ．７〜１６について再生動作を行い（Ｓ２１）、その後に実行される本来の記録動作用の発光パワーの決定処理が行われる（Ｓ２２）。このステップＳ２２の処理がパワー決定手段の機能して実行される。
【００６１】
なお、本実施の形態では、ＤＶＤ＋Ｒのような色素系メディアを想定し、図５に示したようなピークレベル／バイアスレベルの２値の発光レベルの場合について説明したが、図６に示した相変化型メディアのようにピークレベル／イレースレベル／バイアスレベルの３値の発光レベルを用いる場合にも同様に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、情報の記録に先立って記録時の発光パワーを決定する試し書きを行う際に、併せて、フォーカスオン状態でレーザ光源の微分効率も算出することで、本来の記録動作に何ら影響することなく、記録動作時と同じ条件での微分効率の算出となり、記録時の発光パワーを正確に決定・制御することができる。
【００６３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光情報記録装置において、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式においても、微分効率を正確に算出することができる。
【００６４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の光情報記録装置において、微分効率算出用の特別な領域等を用意する必要なく、本来の試し書き処理の範囲内で微分効率算出処理と試し書き処理とを適切に区分けして実行させることができる。
【００６５】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の光情報記録装置において、試し書き段階で、正確な微分効率を用いたより適切な発光パワーでの試し書きを行うことができ、決定される記録時の発光パワーもより適正なものにすることができる。
【００６６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の光情報記録装置において、レーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でマルチパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う方式においても、微分効率を正確に算出することができる。
【００６７】
請求項６記載の発明によれば、いわゆるロングマークデータを利用することにより、請求項５記載の発明を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の光情報記録再生装置の基本的な全体構成例を示すブロック構成図である。
【図２】そのシステム制御装置の内部構成例を示すブロック構成図である。
【図３】ＯＰＣ動作時の処理例を示す波形図である。
【図４】ＯＰＣ動作時の処理制御例を示す概略フローチャートである。
【図５】色素系メディアの場合の光波形例を示す波形図である。
【図６】相変化型メディアの場合の光波形例を示す波形図である。
【図７】ＣＤ−Ｒの場合の光波形例を示す波形図である。
【図８】半導体レーザのＬＤ駆動電流−ＬＤ発光パワー特性図である。
【符号の説明】
２ 記録媒体
３ レーザ光源
１３ モニタ素子
Claims (6)
- 所定の記録変調方式に基づいたデータ長を有する情報に応じてレーザ光源を少なくともバイアスレベルとピークレベルとの２値以上のパワーレベルによる所定の発光規則でパルス発光させて記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録を行う光情報記録装置において、
情報の記録に先立って、前記記録媒体上の所定領域に対して前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書きを行う試し書き手段と、
前記レーザ光源の発光パワーに対応した電流をモニタ信号として出力するモニタ素子と、前記レーザ光源の発光パワーと前記モニタ素子から得られるモニタ信号とに基づき前記レーザ光源の微分効率を算出する微分効率算出手段と、
この微分効率算出手段による微分効率の算出処理を前記レーザ光源をフォーカスオン状態で発光させて前記試し書き手段により試し書きを行う際に実行させる微分効率算出処理制御手段と、
前記微分効率算出手段により算出された微分効率を用いて記録時の発光パワーを決定するパワー決定手段と、を備え、
前記試し書き手段による試し書きは、前記微分効率算出処理制御手段によるレーザ光源の発光を行なう領域に後続する領域に引き続き行われることを特徴とする光情報記録装置。 - 前記微分効率算出処理制御手段は、前記試し書き手段による試し書き時に、前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書き記録を行う直前に、所定期間一定の発光パワーで記録動作を行わせて前記微分効率算出手段により微分効率を算出させることを特徴とする請求項１記載の光情報記録装置。
- １回の試し書きを複数のセクタから構成されるブロック単位で行い、前記微分効率算出処理制御手段は、当該ブロック内の所定数のセクタについて一定の発光パワーで記録動作を行わせて前記微分効率算出手段により微分効率を算出させ、前記試し書き手段は、当該ブロック内の残りのセクタについて前記レーザ光源の発光パワーを多段階に変化させて試し書き記録を行うようにしたことを特徴とする請求項２記載の光情報記録装置。
- 前記試し書き手段は、当該ブロック内において試し書き直前に算出された微分効率に基づき決定される多段階の発光パワーによりセクタ毎に試し書きを行うことを特徴とする請求項３記載の光情報記録装置。
- 前記所定の記録変調方式としてマーク情報記録時にはマルチパルス発光を行わせるものであり、前記微分効率算出処理制御手段は、試し書き直前の微分効率算出時における前記レーザ光源のレーザパワーの検出に際しては、ピークレベルが所定期間単パルス状態で発光させてピークレベルの発光パワーを検出させることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の光情報記録装置。
- 前記微分効率算出処理制御手段は、データ長が所定の長さ以上の場合にピークレベルが所定期間単パルス状態となるように発光させることを特徴とする請求項５記載の光情報記録装置。
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