JP3956743B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置、特に非晶質状態（アモルファス状態）と結晶状態との遷移を利用した相変化型の光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録膜を非晶質状態（アモルファス状態）と結晶状態との間で遷移させ、両状態間の反射率変化を利用してデータを記録する相変化型光ディスク装置が知られている。具体的には、初期状態として記録膜全面を加熱して結晶化させておき、記録パワーのレーザ光を照射して記録膜を融点以上に加熱急冷することで非晶質状態に変化させてデータを記録する。また、消去パワーのレーザ光を照射して記録膜を結晶化温度以上に加熱除冷して結晶状態に戻しデータを消去する。
【０００３】
このような相変化型光ディスク装置では、データの重ね書き（オーバライト）もレーザ光のパワー変調により容易に実現される。すなわち、データを記録する際に消去パワーに記録パワーを重畳させ、先行する消去パワーで既記録データを消去し、後続する記録パワーでデータを記録すればオーバライトが実現する。通常、記録パワーは光ディスクの記録膜感度のバラツキ等を考慮して光ディスクの所定エリアを用いたＯＰＣ（Optimum Power Control）により最適化され、消去パワーは最適化された記録パワーに対して一定の比率となるように設定される。
【０００４】
オーバライトにおいては、Ｓ／Ｎを向上させるために消去パワーのレーザ光で既記録データを確実に消去できることが必要である。したがって、記録パワーに対して一定の比率とする他、消去パワー自体も光ディスクに応じて最適化する技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特開平１０−１８８２８６号公報には、光ディスクのあるトラックにテスト信号を記録し、そのトラック上をパワーＰｅのＤＣレーザでトレースし、再生した信号のマーク部分の消去の様子を調べて最適消去パワーを設定することが記載されている。消去パワーが小さすぎると消え残りが生じ、消去パワーが大きすぎるとアモルファス状態に遷移してしまうため、両者の中間のパワーから最適な消去パワーを選択している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、高速記録化要求が高まっており、消去パワーの最適化のみではこのような要求に必ずしも応えられない問題があった。すなわち、例えば公称４倍速の光ディスクにおいても４倍速以上、例えば８倍速や１０倍速で記録したいと欲するユーザも多く、光ディスク装置としても４倍速以上で記録できれば好都合である。最適化した消去パワーを用いてオーバライトした場合、４倍速では既記録データを消去できてもそれ以上の速度では確実に消去できる保証はなく、記録品質が劣化してしまう。記録速度（ディスク回転速度）が増大すると、それだけ記録膜が加熱される時間が短くなり、結晶化温度以上に一定時間維持して結晶化することが困難となるからである。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、相変化型光ディスク装置において記録速度の最適化を行い、これにより高速記録（高速オーバライト）が可能な光ディスク装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、非晶質（アモルファス）状態と結晶状態の遷移を用いてデータをオーバライトする光ディスク装置であって、光ディスクの所定エリアにテストデータを記録する手段と、前記光ディスクの回転速度を変化させて一定の消去パワーで前記テストデータを消去する手段と、消去後の前記テストデータの消去比に基づき設定された最適記録速度でデータをオーバライトする手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
前記消去比は、消去前テストデータの再生ＲＦレベルに対する消去後テストデータの再生ＲＦレベルの比とすることができる。
【００１０】
また、前記最適記録速度は、前記消去比が所定値以上である記録速度のうちの最大値とすることができる。
【００１１】
このように、本発明ではオーバライト時の消去性能により記録速度が制限されることに鑑み、種々の回転速度でテストデータを消去して消去比を算出し、消去比に基づいて最適記録速度を設定する。速度が大き過ぎると記録膜を一定時間以上結晶化温度に維持することができなくなり消去性能が低下する。そこで、十分な消去性能が得られる最大記録速度を探索することで、光ディスクの有する性能を最大限利用した高速オーバライト記録が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
＜基本構成＞
図１には本実施形態に係る相変化型光ディスク装置の構成ブロック図が示されている。ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷ等の光ディスク１０は、スピンドルモータ１１により回転駆動される。スピンドルモータ１１は回転制御部３１により制御され、所定の回転数となるように制御される。本実施形態では、回転数は固定ではなく、光ディスク１０毎に最適化される。
【００１４】
ピックアップ（ＰＵ）１２は、光ディスク１０に対向配置され、光ディスク１０の表面にレーザ光を照射するレーザダイオード（ＬＤ）を含む。レーザダイオードは、レーザダイオード駆動回路（ＬＤＤ）３２により駆動され、データを記録する際には消去パワーと記録パワーが重畳したレーザ光を照射する。すなわち、記録パワーに先立つ消去パワーにて既記録データを消去し、後続する記録パワーでデータを記録する。また、ピックアップ１２は光ディスク１０から反射したレーザ光を電気信号に変換するフォトディテクタを有し、再生信号をサーボ検出部１４及びＲＦ検出部２０に出力する。
【００１５】
サーボ検出部１４は、ピックアップ１２からの信号に基づきトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成してそれぞれトラッキング制御部１６及びフォーカス制御部１８に出力する。トラッキング制御部１６は、トラッキングエラー信号に基づきピックアップ１２を光ディスク１０のトラック方向に駆動してオントラック状態とする。また、フォーカス制御部１８はフォーカスエラー信号に基づきピックアップ１２をフォーカス方向に駆動してオンフォーカス状態とする。４分割フォトディテクタの場合、半径方向に分割されたディテクタの差分からトラッキングエラー信号が生成され、４分割フォトディテクタの対角和の差分からフォーカスエラー信号が生成される。もちろん、他の方式も可能である。
【００１６】
ＲＦ検出部２０は、ピックアップ１２からの信号を増幅して再生ＲＦ信号を生成し、信号処理部２２及びデコーダ２６に出力する。
【００１７】
信号処理部２２は、ＯＰＣを実行して記録パワーの最適化を図るとともに、最適記録速度を算出すべく再生ＲＦ信号のレベルから消去比を算出してコントローラ３０に出力する。ＯＰＣは、従来技術と同様にβ値やジッタに基づき実行され、β値やジッタ値はコントローラ３０に供給される。また、消去比は、消去後の再生ＲＦ信号のレベルと消去前の再生ＲＦ信号のレベルの比で定義され、算出された消去比はコントローラ３０に供給される。なお、信号処理部２２で再生ＲＦ信号のレベルのみを検出してコントローラ３０に出力し、コントローラ３０で入力したレベル値に基づいてβ値やジッタ値、消去比を算出するように構成することもできる。
【００１８】
デコーダ２６は、イコライザや二値化器を備え、再生ＲＦ信号の所定周波数、具体的には３Ｔ信号の振幅をブーストして二値化し、二値化信号を復調してコントローラ３０に出力する。復調は、図示しないＰＬＬ回路で同期クロック信号を生成して信号を抽出することで実行される。なお、コントローラ３０に出力された復調データは図示しないコンピュータ等の上位装置に出力される。
【００１９】
コントローラ３０は、サーボ検出部１４やＲＦ検出部２０等の各部の動作を制御する。データ記録時には、上位装置から供給された記録データを符号化してＬＤＤ３２を駆動し、設定された記録ストラテジでパワー変調しデータを記録する。具体的には、マークの部分で記録パワーＰｗのマルチパルスとし、スペースの部分で消去パワーＰｅとなるように駆動する。
【００２０】
さらに、コントローラ３０は、回転制御部３１に制御信号を供給してスピンドルモータ１１の回転速度を調整する。従来においては、例えば光ディスク１０の公称速度が４倍速である場合、４倍速となるように回転制御部３１で制御するが、本実施形態においては光ディスク１０の回転速度を種々変化させて最適記録速度を探索する。最適記録速度は、各記録速度における消去比に基づき設定される。データ記録時には結晶状態からアモルファス状態に遷移させるため、パワーを上げれば高速化に対応できるが、消去時にはアモルファス状態を結晶化状態に戻すために一定時間以上結晶化温度を維持する必要があることから高速化に限界がある。オーバライトでは消去してからデータを記録するため、消去性能によってオーバライト速度が規定されることになる。本実施形態ではこのことに着目し、十分な消去性能が得られる最大速度を探索し、この速度でオーバライトを行うのである。
【００２１】
＜回転速度（オーバライト速度）最適化処理＞
図２には、本実施形態の処理フローチャートが示されている。まず、光ディスク１０の所定領域に記録されているディスク情報を再生して取得し（Ｓ１０１）、基準となる記録パワー及び消去パワー並びに記録ストラテジを設定する（Ｓ１０２）。なお、ディスク情報としてメーカ名が記録されている場合、コントローラ３０のメモリに各メーカ毎の基準記録パワーや消去パワー、記録ストラテジを記録しておき、取得したメーカに対応するパラメータを読み出して設定することもできる。光ディスク１０の基準回転速度もこのとき取得する。
【００２２】
基準となる記録パワー、消去パワー、記録ストラテジ及び回転速度を設定した後、これらのパラメータを用いて光ディスク１０のＰＣＡエリアにおいて５フレーム分だけテストデータを記録する（Ｓ１０３）。記録時の回転速度を例えば４倍速とする。５フレーム分テストデータを記録した後、このテストデータを再生し、その再生ＲＦ信号のレベルを測定してコントローラ３０のメモリに格納する（Ｓ１０４）。なお、テストデータを記録する際の消去パワーは任意に設定してもよい。その理由は、光ディスク１０への最初の記録時には既記録データが存在していないので消去性能が問題とならないからである。したがって、テストデータ記録時には、単に記録パワーのみで行ってもよい。
【００２３】
テストデータを記録してそのＲＦ信号のレベルを測定した後、コントローラ３０は回転制御部３１を制御して速度を４倍速、６倍速、８倍速、１０倍速及び１２倍速の５段階に変化させて５フレームに渡って記録されたテストデータを各回転速度で１フレームずつ消去していく（Ｓ１０５）。消去パワーはＳ１０２で設定された基準消去パワーである。消去は、基準消去パワーのＤＣレーザ光で行うことができる。テストデータそれぞれについて異なる消去速度で消去した後、各フレームの消去後の再生ＲＦ信号のレベルを測定する（Ｓ１０６）。コントローラ３０は、４倍速、６倍速、８倍速、１０倍速及び１２倍速で消去した場合の消去比をそれぞれ算出してメモリに記憶する。消去比は、消去比＝（消去時ＲＦレベル）／（記録時ＲＦレベル）で算出される。消去時ＲＦレベルは消去後の再生ＲＦレベルの意であり、記録時ＲＦレベルは消去前のＲＦレベルの意である。この式から明らかなように、テストデータが十分消去されると消去比は小さくなり、消去されずに消え残りが存在すると消去比は大きくなる。コントローラ３０は、各回転速度における消去比を算出し、これら５個の消去比を所定のしきい値Ｋと大小比較する（Ｓ１０７）。しきい値Ｋは１より小さく、例えば０．０５等と設定される。回転速度が過大であって消え残りが生じている場合には消去比が大きくなってしきい値Ｋ以上となる。一方、十分に消去されている場合には消去比が小さくなってしきい値Ｋより小さくなる。コントローラ３０は、消去比が所定のしきい値Ｋより小さくなる回転速度のうち、最大回転速度を選択する。
【００２４】
図３には、回転速度（倍速単位）に対する消去比の変化が示されている。回転速度が増大するほど記録膜を結晶化温度以上に維持することが困難となるので消去比が増大する。図に示すように４倍速、６倍速、８倍速及び１０倍速において所定のしきい値Ｋより小さい消去比が得られ、１２倍速で所定のしきい値Ｋを越えた場合、コントローラ３０はしきい値より小さい回転速度で最大である１０倍速を選択して最適回転速度とする。
【００２５】
再び図２に戻り、以上のように消去比に基づき最適回転速度（記録速度）を選択した後、コントローラ３０はＯＰＣ動作を実行する（Ｓ１０８）。すなわち、ＰＣＡエリアの残りのフレームを用いて記録パワーを種々変化させつつテストデータを記録し、各テストデータの再生信号のβ値やジッタ値に基づき最適記録パワーを設定する。また、消去パワーはＳ１０２で設定した基準消去パワーをそのまま用いることができる。なお、ＯＰＣで最適化された記録パワーに対して一定の係数を乗じて消去パワーを再設定してもよい。消去パワーが多少変更されたとしても消去性能に大きな影響はなく、Ｓ１０７で選択した最適回転速度は有効である。以上のようにして記録パワーを最適化した後、Ｓ１０７にて設定された最適記録速度でデータを記録（オーバライト）する（Ｓ１０９）。
【００２６】
このように、本実施形態においてはオーバライト時の記録速度を最適化するため、例えば公称４倍速の光ディスクに対してもそれ以上の記録速度で確実にオーバライトすることが可能となり、高速記録要求にも対応することができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。
【００２８】
例えば、第１実施形態ではＳ１０２で記録パワー及び消去パワーを設定してテストデータを記録しているが、まずＰＣＡエリアの所定フレームだけ用いてＯＰＣを実行して記録パワー及び消去パワーを最適化し、最適化した記録パワー及び消去パワーを用いてＳ１０３〜Ｓ１０７の処理を行うこともできる。消去パワーを最適化する際に、最適記録パワーに１より小さい所定の係数を乗して算出する他、従来技術のように消去パワーを種々変化させて消去性能を測定し最適化してもよい。本発明の要旨は消去パワーの最適化ではなく、ある消去パワーにおいてオーバライト可能な最大回転速度を探索することであり、任意のパワー最適化技術を用いることができる。
【００２９】
＜第３実施形態＞
第１実施形態では、消去比として（消去時ＲＦレベル）／（記録時ＲＦレベル）を用いているが、もちろんこれは一例にすぎず、消去性能を評価できる任意の式を定義できる。例えば、消去比＝（記録時ＲＦレベル）／（消去時ＲＦレベル）でもよく、この場合には消去が行われるほど「消去比」が大きくなるから所定のしきい値以上となる最大回転速度を選択すればよいことになる。また、消去性能を評価する際に再生ＲＦ信号のレベルではなく他の物理量を用いてもよい。例えば、第１実施形態ではテストデータをＤＣレーザ光で消去しているが、消去パワーに記録パワーを重畳させてテストデータを他のテストデータでオーバライトし、オーバライト後のエラーレートやＳ／Ｎ等を測定して消去性能を評価してもよい。
【００３０】
＜第４実施形態＞
第１実施形態では、公称４倍速の光ディスク１０に対して４倍速、６倍速、８倍速、１０倍速及び１２倍速と変化させて消去比を算出しているが、公称速度に対してその前後に回転速度を変化させることも可能である。例えば、公称１０倍速の光ディスクに対して６倍速、８倍速、１０倍速、１２倍速と４段階に変化させる等である。光ディスク１０の記録膜には感度バラツキが存在し、公称の回転速度でオーバライトできない光ディスク１０も理論上存在し得る。このような場合、従来においてはディスクエラーとして記録不能とされているが、公称値よりも小さい回転速度で消去性能を評価することで、従来では記録不能とされた光ディスク１０に対してもオーバライトできる可能性が生じ、光ディスク１０に対する装置の汎用性が増大する。
【００３１】
＜第５実施形態＞
第１実施形態ではテストデータを記録する際、光ディスク１０の公称速度で記録しているが、テストデータの記録時においても各フレーム毎に４倍速、６倍速、８倍速、１０倍速及び１２倍速でテストデータを記録することもできる。この場合、４倍速で記録したテストデータを４倍速で消去し、６倍速で記録したテストデータを６倍速で消去し、８倍速で記録したテストデータを８倍速で消去する・・・等となる。オーバライト時には消去と記録が同一回転速度で実行されるため、このような態様も好適であろう。各倍速でテストデータを記録する際、公称速度に対する各倍速の比率に応じてテストデータの記録パワーを変化させてもよい。
【００３２】
＜第６実施形態＞
第１実施形態では、４倍速、６倍速、８倍速、１０倍速、１２倍速の中からしきい値Ｋより消去比が小さい最大回転速度を選択しているが、図３に示されるよな関係から直線補間により最大回転数を算出することもできる。すなわち、回転速度と消去比の関係をプロットしていき、消去比がしきい値に等しくなる最大回転速度を算出してこれを最適回転速度に設定するのである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば相変化型光ディスク装置において記録速度（オーバーライト速度）の最適化を図ることができ、これにより高速記録化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の構成ブロック図である。
【図２】 実施形態の処理フローチャートである。
【図３】 回転速度と消去比との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 光ディスク、１２ ピックアップ（ＰＵ）、２０ ＲＦ検出部、３０ コントローラ、３１ 回転制御部、３２ レーザダイオード駆動回路（ＬＤＤ）。

Claims (3)

1. 非晶質状態と結晶状態の遷移を用いてデータをオーバライトする光ディスク装置であって、
   光ディスクの所定エリアにテストデータを記録する手段と、
   前記光ディスクの回転速度を変化させて一定の消去パワーで前記テストデータを消去する手段と、
   消去後の前記テストデータの消去比に基づき設定された最適記録速度でデータをオーバライトする手段と、
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記消去比は、消去前テストデータの再生ＲＦレベルに対する消去後テストデータの再生ＲＦレベルの比であることを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記最適記録速度は、前記消去比が所定値以上である記録速度のうちの最大値であることを特徴とする光ディスク装置。

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