JP4044918B2 - 光ディスク記録装置および記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクにデータを記録する際の、記録用レーザの条件、特に記録ストラテジを最適に設定する光ディスク記録装置および記録方法に関するものである。

光ディスクの大容量化、高倍速化記録の進展とともに、光ディスクに対する書込み条件が厳しくなってきている。特に、ＤＶＤ−Ｒディスク等のライトワンスメディアにおける３Ｔ、４Ｔパルスといった短パルス幅記録の際、記録マークの形状が歪んだり記録マークの記録位置がずれるといった記録精度の劣化が生じる。

このような現象はレーザ光による余熱が原因であり、光ディスク媒体や記録速度に応じて、記録パルス波形を適宜補償することにより、良好な記録マークを形成するようにしている。このような補償手段を記録ストラテジと呼び、記録レーザビームのパワーとパルス幅の最適値を定めている。

さらに記録精度の劣化の要因として、光ピックアップの組立て精度と経時変化が上げられ、これへの対応も必要となっている。光ピックアップを要因とする記録劣化の対策として、例えば次のような提案がなされている。

特許文献１は、光ピックアップから出力されるレーザ光のスポット径を測定し、スポット径のばらつきや変動に応じて、スポット径に対応して形成する記録マーク長の関数として予め設定された記録ストラテジの補正量に基づいて、記録ストラテジの補正を行う技術を開示する。

特許文献２は、レーザ照射時間を調整した複数のストラテジを用いて試し書きを行い、試し書き結果に基づいて照射時間の最適化を行うことで、光ヘッドの特性ばらつきに対しても良好な記録を可能とする技術を開示する。

特開２００２−１８３９６０号公報 特開２００３−３３１４２７号公報

特許文献１は、レーザ光原のスポット径を測定して記録ストラテジの補正を行うもので、スポット径の増大に対して効果がある。しかし、レーザ光源のスポット形状の歪み（非点隔差）の影響に対しては考慮されていない。

特許文献２は、複数の条件で試し書きし、それを再生した結果に基づいて記録ストラテジの補正を行うものである。この場合、試し書きのために時間を要し、記録調整の迅速化の妨げになる。

本発明は、上記課題を解決し、試し書きを行うことなく、高速記録における記録精度を確保することを目的とする。

本発明の光ディスク記録装置は、光ディスクにレーザビームを照射する光ピックアップと、光ディスクの反射光からレーザビームの非点隔差量を測定する非点隔差測定手段と、測定した非点隔差量に基づいて光ディスクに照射するレーザビームの記録ストラテジを設定するストラテジ設定手段と、設定した記録ストラテジに基づいてデータを記録する記録手段とを備える。上記記録ストラテジには、レーザビームの記録パワーと記録パルス幅を含む。

さらに、予め非点隔差量に対する記録ストラテジの補正量を記憶する記憶手段を有し、ストラテジ設定手段は、この補正量に基づいて最適な記録ストラテジを設定する。

上記非点隔差測定手段は、非点隔差量として、光ディスクのプリライト領域から検出したプッシュプル信号の振幅が最大となるフォーカスオフセット量（Ａ）と、プリライト領域に記録されているデータを再生した信号のＰＩエラーを最小とするフォーカスオフセット量（Ｂ）との差（Ａ−Ｂ）を用いる。

また本発明の光ディスクへの記録方法は、レーザビームを光ディスクに照射し、光ディスクからの再生信号からレーザビームの非点隔差量を測定し、測定した非点隔差量に基づいて光ディスクに照射するレーザビームの記録ストラテジを設定し、設定した記録ストラテジに基づいてデータを記録する。

本発明では、ディスクに照射されるレーザースポットの非点隔差に着目し、その影響を補正するものである。ここで非点隔差とは、レーザスポット形状が真円にならず、楕円状に歪むことである。そこで、光ディスクの再生信号から非点隔差を測定し、非点隔差に基づいて記録ストラテジを補正するものである。

本発明によれば、高速記録における記録精度を確保するための記録条件を迅速に調整できる。

本発明の光ディスク記録装置および記録方法の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る光ディスク記録装置の一実施例を示すブロック図である。

図示しないディスク挿入口から光ディスク１が挿入されると、スピンドルモータ２にて線速度一定（ＣＬＶ）にて回転させられ、光ピックアップ３にて光ディスク１に対してデータの記録再生を行う。記録データは、記録信号生成回路６でＥＦＭ変調され、さらにストラテジ補正部５で記録条件（記録レーザパワーと記録パルス幅）が補正される。この補正された記録パルス信号がレーザドライバ４に入力され、レーザドライバ４は、入力された記録パルス信号を基に、光ピックアップ３からレーザ光を光ディスク１に照射させる。

一方、光ディスク１から再生された信号のうち、ＲＦ信号はＲＦ信号増幅回路７にて増幅され、データ復調回路８にて再生データの復調が行われる。またフォーカス・トラッキング誤差信号検出器９は、読み取られた信号から、フォーカスエラー信号（ＦＥ）とトラッキングエラー信号（ＴＥ）とを検出し、これらの誤差信号はフォーカス・トラッキング制御回路１０へ入力され、光ピックアップ３のフォーカス制御およびトラッキング制御に用いられる。システムコントローラ１１は、再生データやフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を受け取り、これから非点隔差を解析する。そして、メモリ１２に保存している非点隔差とストラテジ補正量との関係に基づき、最適の記録ストラテジ条件をストラテジ補正部５に送る。

図２は、図１の光ディスク記録装置を用いた記録ストラテジ設定の一例を示すフローチャートである。

ここでは、光ディスク１のローディング時において、光ディスク１のプリライト領域に予め記録されているデータを利用して、記録ストラテジを設定する場合について説明する。プリライト領域には、ディスク製造メーカＩＤ、推奨する記録ストラテジ（レーザパワーと発光タイミング）などのデータが記録されているものとする。

ステップ２１にて、光ピックアップ３を光ディスク１のプリライト領域に移動し、レーザ光を光ディスク１に照射する。フォーカス・トラッキング制御回路１０にてフォーカスオフセット量を変化させながら、反射光から得られるフォーカスエラーが最小となる位置をフォーカスオフセットの基準点とする。

ステップ２２にて、フォーカス・トラッキング制御回路１０にてフォーカスオフセット量を変化させながら、ディスクのプリライト領域の反射光から得られるトラッキングエラー信号のプッシュプル信号振幅を、フォーカス・トラッキング誤差信号検出器９にて測定する。そして、各フォーカスオフセット量に対するプッシュプル信号振幅値のデータを、システムコントローラ１１に送る。

ステップ２３では、システムコントローラ１１は、送られたデータからプッシュプル信号振幅を最大とするフォーカスオフセット量（Ａ）を求める。

ステップ２４にて、フォーカスオフセット量を変化させながら、光ディスク１のプリライト領域に記録されているデータを読み取り、ＲＦ信号増幅回路７とデータ復調回路８にてＰＩエラー（パリティ・インナー・エラー）を測定する。そして、各フォーカスオフセット値に対するＰＩエラーのデータを、システムコントローラ１１に送る。

ステップ２５にて、システムコントローラ１１は、送られたデータからＰＩエラーを最小とするフォーカスオフセット量（Ｂ）を求める。

ステップ２６にて、システムコントローラ１１は、フォーカスオフセット量（Ａ）とフォーカスオフセット量（Ｂ）からオフセット差（Ａ−Ｂ）を求める。このオフセット差（Ａ−Ｂ）は、光ピックアップ３から発するレーザスポットの非点隔差を反映する量である（これについては後述する）。

ステップ２７にて、予めメモリ１２に記憶されている非点隔差量すなわちオフセット差（Ａ−Ｂ）と記録ストラテジ補正量（記録パワーおよび記録パルス幅）の関係（補正テーブル）に基づいて、ストラテジ補正部５に対して最適記録ストラテジを設定する。

ステップ２８にて、設定された記録ストラテジに基づいてデータの記録を開始する。

上記の説明では、光ディスクのプリライト領域に予め記録されているデータを利用して、記録ストラテジを設定する場合について述べたが、これに限らない。すなわち、データ記録領域に、プッシュプル信号を最大とするフォーカスオフセット値で記録した信号を再生することによっても、最適記録ストラテジを設定することができる。

以下、各ステップの動作について、具体的に説明する。

図３（ａ）は、ステップ２２〜２３における、フォーカスオフセット量とプッシュプル信号振幅値の関係の一例を示すもので、Ａ点が振幅最大となる位置である。

図３（ｂ）は、ステップ２４〜２５における、フォーカスオフセット量とＰＩエラーの関係の一例を示すもので、Ｂ点がエラー最小となる位置である。本実施例では、ＰＩエラー最小とする位置は、ＰＩエラーが急激に減少する位置（Ｃ）とＰＩエラーが急激に増加する位置（Ｄ）の平均位置として求めた。なお最小位置の求め方は、カーブの形状から適宜判断して決めればよい。

図３は、非点隔差量が大きい時の、フォーカスオフセット量とプッシュプル信号とＰＩエラーとの関係を示す。図４は、非点隔差が小さい時の、フォーカスオフセット量とプッシュプル信号とＰＩエラーとの関係を示す。

図５は、ステップ２７で用いる、非点隔差量と記録ストラテジの関係の一例を示す。すなわちこの関係は、非点隔差量が小さい場合は、標準の記録ストラテジを用いればよいが、非点隔差量が大きい場合は、記録パワーを大きく、記録パルス幅を短く補正する。これは、非点隔差が大きい歪んだレーザスポットの場合は、パワーを上げて短時間に記録する方が良いからである。

この関係は前もって実験的に最適条件を求め、メモリ１２に記憶されている。最適条件の設定は、図のカーブに従い、各非点隔差の量に忠実に連続的に設定することも可能であるが、実用的には、非点隔差量の大きさをランク分けしたテーブルを用意し、各ランク毎に代表値で設定することもできる。

また、記録速度が高速になる程、記録パルス幅は短く、記録パワーは大きい記録ストラテジとなる。

図６と図７により、本発明で採用する非点隔差方式の測定原理を説明する。図６は、非点隔差をモデル的に説明する図である。レーザ光源に非点隔差が存在すると、レーザスポット形状は楕円状になり、フォーカスオフセット位置に対し横長楕円６１から縦長楕円６５に変化する。非点隔差は、楕円の縦径が最小になる形状６２の位置Ａと、楕円の横径が最小になる形状６４の位置Ｂの距離である。

図７は、スポット形状に対する再生信号の振幅と分解能を示す。スポット形状が横長楕円の時、記録マークの長手方向沿っているために振幅は大きいが、分解能が低くエラーは大きい。一方スポット形状が縦長楕円の時、記録マークに直交するため振幅は小さいが、短パルスに対して分解能は高くエラーは小さい。

本実施例で求めるプッシュプル振幅が最大になる位置Ａは、スポット形状が周方向に最も絞り込まれた状態６２であり、ＰＩエラーが最小になる位置Ｂは、スポット形状が半径方向に最も絞り込まれた状態６４である。よって、再生信号の振幅最大位置Ａとエラー最小位置Ｂとの差から非点隔差を求めることができる。

以上、本実施例によれば、光ピックアップの個々のレーザーの非点隔差のばらつきによる記録特性の悪化を軽減し、良好な記録特性を実現出来る。しかも、本実施例においては、記録ストラテジ調整は光ディスクからの再生のみで、試し書きの必要がないため、記録を開始するまでの時間を低減できる。

また、使用環境の温度等によって、非点隔差が増減した際にも対応可能である。即ち、ある時間間隔をおいて再度書込みを行う場合、環境温度の変化に対して試書きを行うことなく既記録部の再生信号のみで記録ストラテジの変更が可能となる。

本発明に係る光ディスク記録装置の一実施例を示すブロック図。 図１の装置を用いた記録ストラテジ設定の一例を示すフローチャート。 フォーカスオフセット量とプッシュプル信号振幅値の関係、及びフォーカスオフセット量とＰＩエラーの関係の一例を示す図。 フォーカスオフセット量とプッシュプル信号振幅値の関係、及びフォーカスオフセット量とＰＩエラーの関係の一例を示す図。 非点隔差量と記録ストラテジの関係の一例を示す図。 非点隔差をモデル的に説明する図。 スポット形状に対する再生信号の振幅と分解能を示す図。

符号の説明

１…光ディスク、２…スピンドルモータ、３…光ピックアップ、４…レーザドライバ、５…ストラテジ補正部、６…記録信号形成回路、７…ＲＦ信号増幅回路、８…データ復調回路、９…フォーカス・トラッキング誤差信号検出器、１０…フォーカス・トラッキング制御回路、１１…システムコントローラ、１２…メモリ。

Claims (8)

1. 光ディスクにデータを記録する光ディスク記録装置において、
   光ディスクにレーザビームを照射する光ピックアップと、
   該光ディスクの反射光から該レーザビームの非点隔差量を測定する非点隔差測定手段と、
   該非点隔差量に基づいて光ディスクに照射するレーザビームの記録ストラテジを設定するストラテジ設定手段と、
   該記録ストラテジに基づいてデータを記録する記録手段と、を備え、
   上記非点隔差測定手段は、上記非点隔差量として、上記光ディスクのプリライト領域から検出したプッシュプル信号の振幅が最大となるフォーカスオフセット量（Ａ）と、該プリライト領域に記録されているデータを再生した信号のＰＩエラーを最小とするフォーカスオフセット量（Ｂ）との差（Ａ−Ｂ）を用いることを特徴とする光ディスク記録装置。
2. 光ディスクにデータを記録する光ディスク記録装置において、
   光ディスクにレーザビームを照射する光ピックアップと、
   該光ディスクの反射光から該レーザビームの非点隔差量を測定する非点隔差測定手段と、
   該非点隔差量に基づいて光ディスクに照射するレーザビームの記録ストラテジを設定するストラテジ設定手段と、
   該記録ストラテジに基づいてデータを記録する記録手段と、を備え、
   上記非点隔差測定手段は、上記非点隔差量として、上記光ディスクのプリライト領域から検出したプッシュプル信号の振幅が最大となるフォーカスオフセット量（Ａ）と、該光ディスクのデータ記録領域に記録されているデータを再生した信号のＰＩエラーを最小とするフォーカスオフセット量（Ｂ）との差（Ａ−Ｂ）を用いることを特徴とする光ディスク記録装置。
3. 請求項１または２に記載の光ディスク記録装置において、
   前記記録ストラテジには、レーザビームの記録パワーと記録パルス幅を含むことを特徴とする光ディスク記録装置。
4. 請求項１または２に記載の光ディスク記録装置において、
   予め非点隔差量に対する記録ストラテジの補正量を記憶する記憶手段を有し、
   前記ストラテジ設定手段は、該補正量に基づいて最適な前記記録ストラテジを設定することを特徴とする光ディスク記録装置。
5. 光ディスクにレーザビームを照射してデータを記録する記録方法において、
   レーザビームを光ディスクに照射し、該光ディスクの既に信号が記録された領域から信号を再生することにより該レーザビームの非点隔差量を測定し、
   該非点隔差量に基づいて光ディスクに照射するレーザビームの記録ストラテジを設定し、
   該記録ストラテジに基づいてデータを記録する光ディスクへの記録方法。
6. 請求項５に記載の光ディスクへの記録方法において、
   前記記録ストラテジには、レーザビームの記録パワーと記録パルス幅を含むことを特徴とする光ディスクへの記録方法。
7. 請求項６に記載の光ディスクへの記録方法において、
   前記非点隔差量が小さい場合は、標準の記録パワーと記録パルス幅に設定し、前記非点隔差量が大きい場合は、標準値よりも記録パワーを大きく、記録パルス幅を短く補正することを特徴とする光ディスクへの記録方法。
8. 請求項６に記載の光ディスクへの記録方法において、
   前記非点隔差量が小さい場合は、レーザビームの記録パワーを小さく、かつ記録パルス幅を長く設定し、
   前記非点隔差量が大きい場合は、レーザビームの記録パワーを大きく、かつ記録パルス幅を短く設定することを特徴とする光ディスクへの記録方法。

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