JP4726517B2 - Optical information recording device - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスクなどの記録媒体上に光源からのレーザ光により情報を記録する光情報記録装置に関する。 The present invention relates to an optical information recording apparatus that records information on a recording medium such as an optical disk by laser light from a light source.
マルチメディアの普及に伴い音楽用ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、最近ではＤＶＤ−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、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、色素メディアを用いた追記型のＤＶＤ＋／Ｒディスクや、相変化型メディアを用いた書き換え可能のＤＶＤ＋／−ＲＷディスクが開発されている。
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メディア等と異なり、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、且つ、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。
色素型メディアや相変化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、例えば図１３（ｂ）に示すような８−１６変調コード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１３（ｃ）に示すようなマルチパルス発光や、後述するような単パルス波形の一部にパワーを重畳させたパルス波形（以下、「キャッスルストラテジ波形」と呼ぶことにする）でマークを形成する方式が提案されている。
このキャッスルストラテジ波形は、マークエッジを強調するため、パルスの先端と後端の所定期間、ピークレベルから所定パワー（ブーストパワー）を重畳させている。
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。図１４に示すように、ＬＤは自己発熱などにより駆動電流−発光パワー特性（Ｉ−Ｌ特性）が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）制御が行なわれる。これは、ＬＤ出射光の一部をフォトディテクタ（ＰＤ）に入射させ、ＬＤ発光パワーに比例して発生するモニタ電流を用いてＬＤ駆動電流を制御するというものである。
情報再生のみを考慮した場合は、一般的にＬＤ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、ＤＣ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。
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、制御に工夫が必要になる。
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。
With the widespread use of multimedia, reproduction-only media (recording media) such as music CDs, CD-ROMs, and DVD-ROMs, and information reproduction apparatuses have been put into practical use.
In addition, write-once DVD + / R discs using dye media and rewritable DVD +/− RW discs using phase change media have been developed as multimedia recording media and large-capacity storage media.
Note that the phase change medium records information by reversibly changing the recording material into a crystalline phase and an amorphous phase.
Phase change media, unlike MO media, does not require an external magnetic field, can record and reproduce information only with a laser beam from a light source comprising a semiconductor laser, and can record and erase information with a laser beam. Can be overwritten at once.
As a general recording waveform for recording information on a pigment type medium or a phase change type medium, for example, a single pulse semiconductor laser emission waveform generated based on an 8-16 modulation code as shown in FIG. However, in the single pulse recording with this recording waveform, there is a problem that the recording mark is distorted in a teardrop shape due to animal heat.
For this reason, as an LD emission waveform rule (strategy) for recording information on a dye-based medium, power is superimposed on a part of a multipulse emission as shown in FIG. 13C or a single pulse waveform as described later. There has been proposed a method of forming a mark with a pulse waveform (hereinafter referred to as “castle strategy waveform”).
In this castle strategy waveform, a predetermined power (boost power) is superimposed from the peak level for a predetermined period of time at the front and rear ends of the pulse in order to emphasize the mark edge.
When recording on dye-based media or phase change media, it is necessary to correctly control the recording light emission power. As shown in FIG. 14, since the drive current-light emission power characteristic (IL characteristic) of the LD fluctuates due to self-heating or the like, APC (Automatic Power Control) control is generally used as a means for stabilizing the light emission power. Is done. In this method, a part of the emitted LD light is made incident on a photodetector (PD), and the LD drive current is controlled using a monitor current generated in proportion to the LD emission power.
When only information reproduction is considered, the LD drive current is generally superimposed with a high-frequency current to suppress noise, but since it is a constant current in terms of DC, a relatively low-band feedback loop must be configured. Thus, APC can be easily realized.
When APC is performed at the time of recording, the recording power changes at a high speed in order to form the mark / space.
For example, in a CD system or a DVD system, if the low-frequency feedback loop is configured by using the fact that the DSV (digital sum value) of the recording data is zero, the recording power can be controlled with a simple configuration as in the case of reproduction. can do.
ところで、初期のＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＯＭではスピンドルモータの速度制御法として記憶容量を大きくとれるＣＬＶ（Constant Linear Velocity）方式が一般的であったが、情報転送速度を上げるには内周側のスピンドルモータの回転数を非常に高くする必要があり、コスト高となる。そこで、回転角速度と記録再生周波数を一定にしたＣＡＶ（Constant Angular Velocity）制御方式や、記録半径位置により記録領域を複数のゾーン（ＺＯＮＥ）に分け、ゾーンにより段階的に記録速度を上げるＺＣＬＶ（Zone Continuous Line Velocity）方式を用いることで、内周側を記録する際のスピンドル回転数の上昇を抑えることができる。
ＣＡＶ方式やＺＣＬＶ方式を用いる場合、レーザ光に対するメディアの線速が内周から外周に向かうほど速くなるので、それに伴い記録パワーを増加させる必要がある。パワーを増加させる一般的な手法としては、情報記録領域より内周側に配置されている領域で記録パワーの最適化、いわゆるＯＰＣ（Optimum Power Control）を行い、求まった最内周側のパワーを基準に、記録半径位置に応じた所定の演算を施して該当記録位置のパワーを算出するというものである。
また特許文献１では、或るゾーンで行ったＯＰＣの結果に基づいて、ゾーン毎に一次関数を算出して補正記録パワーを決定している。
また特許文献１では、ＣＡＶ方式での記録時のパルス設定の方法として、所定のパルスの幅を記録線速に依らず、常に一定比率で設定するようにしている。
When the CAV method or the ZCLV method is used, the linear velocity of the medium with respect to the laser beam increases as it goes from the inner periphery to the outer periphery, and accordingly, it is necessary to increase the recording power. As a general method for increasing the power, the recording power is optimized in an area arranged on the inner circumference side of the information recording area, so-called OPC (Optimum Power Control), and the obtained innermost power is obtained. Based on the reference, a predetermined calculation corresponding to the recording radius position is performed to calculate the power at the corresponding recording position.
Further, in Patent Document 1, based on the result of OPC performed in a certain zone, a linear recording function is calculated for each zone to determine a corrected recording power.
In Patent Document 1, as a pulse setting method at the time of recording by the CAV method, the width of a predetermined pulse is always set at a constant ratio regardless of the recording linear velocity.
しかしながら、色素系メディアでＣＡＶ方式による記録を行う場合、上述したように、線速に応じて記録パワーを設定し、Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣにより記録パワーを補正し、更にＡＰＣによりレーザ駆動電流を補正する必要がある。これら３種類の制御手段は、制御方法は異なるものの制御対象が結局はレーザ駆動電流であり、一つの制御対象を３種類の系で制御することで動作が不安定になるおそれがあった。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたもので、一つの制御対象を３種類の系で制御する場合でも安定した動作させ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。
However, when performing recording by the CAV method using a dye-based medium, as described above, it is necessary to set the recording power according to the linear velocity, correct the recording power by Running-OPC, and further correct the laser drive current by APC. There is. Although these three types of control means have different control methods, the control target is ultimately a laser drive current, and there is a possibility that the operation becomes unstable by controlling one control target with three types of systems.
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an optical information recording apparatus that can be stably operated even when one control object is controlled by three types of systems. To do.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、記録媒体上に半導体レーザからのレーザ光を、少なくともバイアスレベル／ピークレベルの２値以上のレーザパワーにより、所定の発光規則によるパルス発光をさせて、所定の記録変調方式に基づいたマーク／スペース情報の記録を行う光情報記録装置において、記録動作中の線速に応じて記録パワーを変化させる記録パワー設定手段と、前記記録媒体からの反射光を測定して記録パワーを補正する記録パワー補正手段と、前記半導体レーザの出射パワー強度を測定して記録パワーが設定に応じたレベルになるように前記半導体レーザへの駆動電流を補正する駆動電流補正手段と、を備え、前記記録パワー設定手段、前記記録パワー補正手段、及び前記駆動電流補正手段を各々独立した周期で制御し、かつ前記記録パワー補正手段を制御する周期よりも前記駆動電流補正手段を制御する周期の方が短く、前記記録パワー設定手段は、記録開始時、記録開始アドレスにシークして記録開始直前に測定した線速を元に記録開始パワーを設定し、記録中は定期的に線速を測定して記録パワーを更新し、かつ前回更新されたパワーを基準に測定した線速から制限された範囲内で値を変化させて記録パワーを更新することを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光情報記録装置において、前記記録パワー設定手段による線速の測定、前記記録パワー補正手段による反射光の測定、及び前記駆動電流補正手段による出射パワー強度の測定は、夫々独立した周期により行うことを特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光情報記録装置において、前記記録パワー補正手段により補正されるパワーの基準パワーは、前記記録パワー設定手段により設定されるパワーとは独立したパワーとし、前記記録パワー補正手段での設定パワーと、前記記録パワー補正手段での補正パワーを加算したパワーにより記録パワーとすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a laser beam emitted from a semiconductor laser is emitted onto a recording medium by a pulse emission according to a predetermined emission rule with a laser power of at least two values of bias level / peak level. In an optical information recording apparatus for recording mark / space information based on a predetermined recording modulation method, recording power setting means for changing the recording power according to the linear velocity during the recording operation, and the recording medium Recording power correction means for correcting the recording power by measuring the reflected light, and measuring the emission power intensity of the semiconductor laser to correct the drive current to the semiconductor laser so that the recording power becomes a level according to the setting Drive current correction means, and the recording power setting means, the recording power correction means, and the drive current correction means are independent of each other. In controlling and the recording power correction means shorter in cycle that controls the drive current correcting means than the cycle for controlling said recording power setting means, at the start of recording, the recording start to seek the recording start address The recording start power is set based on the linear velocity measured immediately before, and during recording, the linear velocity is measured periodically to update the recording power, and is limited from the linear velocity measured based on the last updated power. The recording power is updated by changing the value within the specified range .
According to a second aspect of the present invention, in the optical information recording apparatus according to the first aspect, the linear velocity is measured by the recording power setting unit, the reflected light is measured by the recording power correction unit, and the drive current correction unit is used. The measurement of the output power intensity is performed at independent periods.
According to a third aspect of the present invention, in the optical information recording apparatus according to the first or second aspect, the reference power of the power corrected by the recording power correction unit is a power set by the recording power setting unit. Is an independent power, and the recording power is obtained by adding the set power in the recording power correction means and the correction power in the recording power correction means.
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光情報記録装置において、前記記録パワー補正手段によるパワー補正と、前記駆動電流補正手段による駆動電流補正の制御周期が互いに異なることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光情報記録装置において、記録動作時のスピンドル制御方式を回転角速度と記録再生周波数が一定であるＣＡＶ制御方式であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光情報記録装置において、記録開始直前に測定する線速と、記録開始直後の線速との誤差を予め測定しておき、記録開始時の記録パワーはその誤差を用いて補正された線速により算出することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical information recording apparatus according to the first or second aspect, the control periods of the power correction by the recording power correction unit and the drive current correction by the drive current correction unit are different from each other. It is characterized by that.
According to a fifth aspect of the present invention, in the optical information recording apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the spindle control method during the recording operation is a CAV control in which the rotational angular velocity and the recording / reproducing frequency are constant. It is a system .
The invention described in 請 Motomeko 6, the error of the optical information recording apparatus according to any one of claims 1 to 5, a linear velocity to be measured recording immediately before the start, and the linear speed immediately after the start of the recording Is measured in advance, and the recording power at the start of recording is calculated from the linear velocity corrected using the error.
請求項１に記載の発明によれば、記録中の線速に応じて記録パワーを変化させる記録パワー設定手段と、記録媒体からの反射光を測定して記録品質が最適になるよう記録パワーを補正する記録パワー補正手段と、レーザの出射パワー強度を測定して記録パワーが設定に応じたレベルとなるように半導体レーザへの駆動電流を補正する駆動電流補正手段とを、各々独立して動作させたことで制御系の動作を安定させることができるようになる。
また、記録開始時は、記録開始アドレスにシークして記録開始直前に測定した線速を元に記録開始パワーを設定し、記録中は定期的に線速を測定して記録パワーを更新するようにしたので、常に正確にＣＡＶ記録中のパワーを設定することができる。
また、前回更新されたパワーを基準に測定した線速から制限された範囲内で値を変化させて記録パワーを更新するようにしたので、線速測定を失敗した場合でも、異常なパワーで記録を行うことを防ぐことができる。
請求項２に記載の発明によれば、記録パワー設定手段による線速の測定、記録パワー補正手段による反射光の測定、及び駆動電流補正手段による出射パワー強度の測定は、夫々独立した周期により行うようにしたので、安定した制御系で、かつ正確なパワーで記録パワーの設定／補正を行うことができる。
請求項３に記載の発明によれば、記録パワー補正手段により補正されるパワーの基準パワーは、記録パワー設定手段により設定されるパワーとは独立したパワーとし、記録パワー補正手段での設定パワーと、記録パワー補正手段での補正パワーを加算したパワーをもって記録パワーとするようにしたので、安定した制御系で、かつ正確なパワーで記録パワーの設定／補正を行うことができる。
請求項４に記載の発明によれば、記録パワー補正手段によるパワー補正と、駆動電流補正手段による駆動電流補正の、互いの制御周期が異なるような周期にするようにしたので、安定した制御系により記録パワーの設定／補正を行うことができる。
請求項５に記載の発明によれば、記録動作時のスピンドル制御方式をＣＡＶ制御方式にしたので、ＣＬＶ方式に比べて短時間で記録動作を完了することができる。
請求項６に記載の発明によれば、記録開始直前に測定する線速と、記録開始直後の線速との誤差を予め測定しておき、記録開始時の記録パワーはその誤差を用いて補正された線速により算出するようにしたので、記録開始時のパワーを正確に設定することができる。
According to the first aspect of the present invention, the recording power setting means for changing the recording power in accordance with the linear velocity during recording, and the recording power so as to optimize the recording quality by measuring the reflected light from the recording medium. The recording power correcting means for correcting and the driving current correcting means for measuring the laser output power intensity and correcting the driving current to the semiconductor laser so that the recording power becomes a level according to the setting operate independently. By doing so, the operation of the control system can be stabilized.
Also, at the start of recording, seek to the recording start address, set the recording start power based on the linear velocity measured immediately before recording starts, and update the recording power by measuring the linear velocity periodically during recording. Therefore, the power during CAV recording can always be set accurately.
In addition, since the recording power is updated by changing the value within a limited range from the linear velocity measured based on the power updated last time, even if the linear velocity measurement fails, recording is performed with abnormal power. Can be prevented.
According to the second aspect of the invention, the measurement of the linear velocity by the recording power setting unit, the measurement of the reflected light by the recording power correction unit, and the measurement of the output power intensity by the drive current correction unit are performed at independent periods. As a result, the recording power can be set / corrected with a stable control system and with an accurate power.
According to the third aspect of the present invention, the reference power of the power corrected by the recording power correcting unit is a power independent of the power set by the recording power setting unit, and the set power in the recording power correcting unit is Since the recording power is obtained by adding the correction power of the recording power correction means, the recording power can be set / corrected with a stable control system and with an accurate power.
According to the fourth aspect of the invention, since the power correction by the recording power correction means and the drive current correction by the drive current correction means are set to have different control periods, a stable control system Thus, the recording power can be set / corrected.
According to the fifth aspect of the present invention, since the spindle control method at the time of the recording operation is the CAV control method, the recording operation can be completed in a shorter time than the CLV method .
According to the invention described in 請 Motomeko 6, the linear velocity measuring the recording immediately before the start, is measured in advance the error between the linear speed immediately after the start of the recording, the recording start time of the recording power by using the error Since the calculation is performed based on the corrected linear velocity, the power at the start of recording can be set accurately.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
なお、本実施の形態ではＤＶＤフォーマットのコードデータを、色素系メディア（例えば、ＤＶＤ＋Ｒディスク）に記録（追記）する光情報記録装置への適用例を示し、データ変調方式（記録変調方式）として８−１６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とを用いて、記録に際して所定の発光規則によりレーザ光源としての半導体レーザをマルチパルス発光させてマーク／スペースを記録するものである。
図１は本実施形態の記録再生可能な光情報記録再生装置の全体構成を示した図である。
この図１に示す光情報記録装置１においては、図示しないスピンドルモータ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。
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、λ／４板６及び対物レンズ７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７及びλ／４板６を経て偏光方向が９０°回転されて、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８により受光領域が４分割された分割受光素子（ＰＤ）９に入射して受光される。この分割受光素子９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、ＲＦ信号はＲＦ信号復調回路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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, an example of application to an optical information recording apparatus for recording (adding) DVD format code data on a dye-based medium (for example, a DVD + R disc) is shown, and the data modulation method (recording modulation method) is 8. Mark edge (PWM) recording shall be performed using a -16 modulation code. In this embodiment, using such a medium and recording data, a mark / space is recorded by causing a semiconductor laser as a laser light source to emit multi-pulses according to a predetermined light emission rule during recording.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an optical information recording / reproducing apparatus capable of recording / reproducing according to the present embodiment.
In the optical information recording apparatus 1 shown in FIG. 1, a semiconductor as a laser light source that emits a laser beam to be irradiated for a reproducing operation or a recording operation, for example, on a DVD + R recording medium 2 that is rotationally driven by a spindle motor (not shown). A laser (LD) 3 is provided.
Laser light emitted from the semiconductor laser 3 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 4, and then condensed and irradiated onto the recording medium 2 through the polarization beam splitter 5, the λ / 4
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１１に入力されて、対物レンズ７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１２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。
一方、ＲＦ信号復調回路１０からの再生データはＣＰＵ１３に取り込まれる。ＣＰＵ１３は各種の演算処理及び制御処理を実行し演算手段として機能する。このＣＰＵ１３には再生データや記録データ、その他の信号の授受を行うホスト１４が接続されている。このＣＰＵ１３にはＬＤ３の出射パワー強度を測定してＬＤ駆動電流を補正するＬＤ駆動電流制御装置（駆動電流補正手段）２３が接続されている。なお、ＬＤ駆動電流制御装置２３の詳細については後述する。
ＬＤ駆動装置２４は、ＬＤ駆動電流制御装置２３により制御されたＬＤ駆動電流によりＬＤ３を駆動してレーザを発光させる。
またＬＤ３から出射されて偏光ビームスプリッタ５によりその一部が反射されて分岐されたモニタ光を、集光レンズ１６を介して受光し、その発光パワーに対応した電流をモニタ信号としてＬＤ駆動電流制御装置２３に出力するモニタ素子としての前方フォトディテクタ（ＰＤ）１７が設けられている。
線速測定回路２５は、分割受光素子９から出力されるＲＦ信号より、ウォブル信号（記録媒体の記録トラック上に形成されたプリグルーブに、アドレス情報などが記録されている信号）を検出し、ウォブル信号の周期を測定して現在の記録線速を得る。
線速依存記録パワー設定装置（記録パワー設定手段）２２は、現在の記録線速に応じて記録パワーを算出する。なお、線速依存記録パワー設定装置２２についても後述する。
ＲＦ信号レベル検出回路１８は、ＲＦ信号のピークレベルを検出し、検出したＲＦピークレベル信号を記録パワー補正装置２１に出力する。
The servo signal Fo for focusing and the servo signal Tr for tracking are input to the Fo / Tr servo control device 11 and are used for servo control of the
On the other hand, the reproduction data from the RF
The LD driving device 24 drives the LD 3 with the LD driving current controlled by the LD driving
Further, the monitor light emitted from the LD 3 and partially branched by being reflected by the polarization beam splitter 5 is received through the
The linear
The linear velocity dependent recording power setting device (recording power setting means) 22 calculates the recording power according to the current recording linear velocity. The linear velocity dependent recording power setting device 22 will also be described later.
The RF signal
記録パワー補正装置（記録パワー補正手段）２１は、Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣ機能を担うブロックで、ＲＦピーク信号より記録媒体への記録状態を測定し、常に最適な記録状態となるように記録パワーを補正する。なお、記録パワー補正装置２１の詳細についても後述する。
Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣ機能とは、一般的に記録動作中は装置内の温度上昇等によるレーザ波長変動やディスク記録感度の面内変動などで最適な記録パワーが変化する。
このため、記録中は常に最適なパワーで記録を行うため、ＲＦ信号より反射光のレベルに応じて記録パワーを修正する機能のことをいう。記録動作中、マークデータを記録した個所はレーザが照射されたそばから反射率が低くなっていくので、図１２に示すように、ＲＦ信号はマークの先頭から後端に向かって徐々に低くなっていく。
そこで、ＲＦ信号を検出するには、ＲＦ信号のレベルがある程度整定する後端の所定の個所でサンプルを行うようにしている。例えばＣＤ−Ｒメディアの場合は１１Ｔ長のマーク発光時にこのサンプル動作を行えばよい。
なお、記録パワー補正装置２１の詳細についても後述する。
A recording power correction device (recording power correction means) 21 is a block responsible for the Running-OPC function, measures the recording state on the recording medium from the RF peak signal, and corrects the recording power so that the optimum recording state is always obtained. . Details of the recording
With the Running-OPC function, the optimum recording power generally changes during recording operations due to laser wavelength fluctuations due to temperature rise in the apparatus or in-plane fluctuations in disk recording sensitivity.
For this reason, since recording is always performed with an optimum power during recording, it means a function of correcting the recording power according to the level of reflected light from the RF signal. During the recording operation, the reflectivity of the portion where the mark data is recorded decreases from the side irradiated with the laser, so that the RF signal gradually decreases from the beginning to the rear end of the mark as shown in FIG. To go.
Therefore, in order to detect the RF signal, sampling is performed at a predetermined position at the rear end where the level of the RF signal is settled to some extent. For example, in the case of CD-R media, this sample operation may be performed when an 11T mark is emitted.
Details of the recording
図２は、上記図１に示した光情報記録再生装置のＬＤ駆動系の構成を示した図である。この図２に示すように、ＬＤ駆動装置２４にはＬＤ３を実際に駆動するための駆動電流を流すＬＤドライバ３１が設けられている。情報記録時は、図４（ｃ）に示すようなキャッスルストラテジ波形でマークを形成するためのピークパワーＰｐ、Ｐｐに対しパルスの前端・後端パワーをブーストするためのブーストパワーＰｂｓｔ、バイアスパワー（ボトムパワー）Ｐｂの３種類の記録パワーが必要となる。
このため、ＬＤ駆動装置２４の前段側にはその駆動電流を記録情報に基づき各々制御するバイアスレベル電流駆動装置３２、ピークレベル電流駆動装置３３、ブーストレベル電流駆動装置３４が設けられている。
バイアスレベル電流駆動装置３２は、ＬＤドライバ３１に対してバイアスレベル駆動電流信号を出力する。
ピークレベル電流駆動装置３３は、例えばＤ／Ａコンバータにより構成され、ＬＤ駆動電流制御装置２３によりデジタル的に設定されたＬＤ駆動電流情報に基づきアナログ信号であるピークレベル重畳電流信号をＬＤドライバ１８に対して出力する。
ブーストレベル電流駆動装置３４は、後述する回路構成によりＬＤドライバ１８に対してバイアスレベル電流に重畳すべきブーストレベル重畳電流信号を出力する。
また、フォトディテクタ１７から出力されるパワーモニタ電流を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換回路３５が設けられ、この電圧信号のピークレベルパワーがサンプルホールド回路３６によりサンプルされ、Ａ／Ｄコンバータ３７によりデジタル化されて、ＬＤ駆動電流制御装置２３に出力される。
ここで、ブーストレベル電流駆動装置３４は、図３に示すようにブーストレベル電流切替手段として２つのＤ／Ａコンバータ４１、４２とスイッチ４３とを備えて構成され、ブーストパワー切替信号に基づきスイッチ４３により選択されたＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）４１、４２よりＬＤドライバ３１に対してブーストレベル重畳電流が出力される。
ＤＡＣ４１はＬＤ駆動電流制御装置２３からの通常ブーストレベル制御信号によりブーストレベルが通常ブーストレベルＰｂｓｔとなるように設定され、通常のキャッスルストラテジによる発光を行っている場合はブーストパワー切替信号によりスイッチ４３はＬ側に設定されている。
これに対して、ＤＡＣ４２はＬＤ駆動電流制御装置２３からの単パルス発生時ブーストレベル制御信号によりブーストレベルＰｂｓｔがＰｐと等しくなるように設定され、ブーストパワー切替信号によりスイッチ４３がＨレベル側に切り替えられた場合にブーストレベル重畳電流信号として出力される。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the LD drive system of the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 2, the LD driving device 24 is provided with an
For this reason, a bias level
The bias level
The peak level
The boost level
Further, an I /
Here, as shown in FIG. 3, the boost level
The
On the other hand, the
次に、上記したような光情報記録再生装置の記録時における通常パルス波形を図４に示す波形を参照しながら説明する。
ＬＤ駆動電流制御装置２３から出力されるブーストレベル制御信号（通常又は単パルス発生時）／ピークレベル制御信号によりブーストレベル電流駆動装置３４、ピークレベル電流駆動装置３３の出力電流が各々設定される。ピークレベル電流駆動装置３３は、ＬＤ駆動電流制御装置２３によりデジタル的に設定されたＬＤ駆動電流情報を基にアナログ信号であるピークレベル重畳電流信号をＬＤドライバ３１に出力する。ブーストレベル電流駆動装置３４は、ブーストレベル重畳電流をＬＤドライバ３１に出力する。バイアスレベル電流駆動装置３２はバイアスレベル駆動電流信号をＬＤドライバ３１に出力する。
ＬＤドライバ３１では、バイアスレベル駆動電流信号、ピークレベル重畳電流信号、ブーストレベル重畳電流信号に応じてバイアスパワー（ボトムパワー）Ｐｂ／ピークパワーＰｐ／ブーストパワーＰｂｓｔの駆動電流量を決定する。
またＬＤ駆動電流制御装置２３は、記録する情報を、図４（ａ）に示す周期Ｔのチャネルクロックに基づいて、図４（ｂ）に示すような８−１６変調信号に変換し、さらに図４（ｃ）に示すようなキャッスルストラテジ発光波形を生成し、その波形に応じてピークパワーイネーブル信号及びブーストパワーイネーブル信号をＬＤドライバ３１に供給する。ＬＤドライバ３１は、これらのブーストパワーイネーブル信号及びピークパワーイネーブル信号が“Ｈ”レベルのときに対応する各レベルの重畳電流信号をバイアスレベル駆動電流信号に適宜重畳してＬＤ３に駆動電流を供給する。
Next, the normal pulse waveform during recording by the optical information recording / reproducing apparatus as described above will be described with reference to the waveform shown in FIG.
The output currents of the boost level
The
Further, the LD drive
具体的には、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、ブーストレベルで発光する場合は、ブーストパワーイネーブル信号が“Ｈ”レベルになり、ＬＤ駆動装置２４はバイアスレベル駆動電流信号にブーストレベル重畳電流信号を重畳してＬＤ３の駆動電流とする。
ピークレベルで発光する場合は、ピークパワーイネーブル信号を“Ｈ”レベルとし、ＬＤ駆動装置２４はバイアスレベル駆動電流信号にピークレベル重畳電流信号を重畳してＬＤ３の駆動電流とする。
ＬＤ駆動電流制御装置２３は、レーザに正確な駆動電流を供給するため、定期的にレーザの発光レベルを測定する。
まず、単パルス出力時ブーストレベル制御信号により、ＬＤ３がピークレベルＰｐで発光するようにブーストレベル電流駆動装置３４中のＤＡＣ４２を設定しておく。この状態でＣＰＵ１３から定期的に指示されるタイミングに基づき、図５（ａ）に示すように一定期間（例えば、１０Ｔ以上マーク出現期間）、ＬＤ駆動電流制御装置２３は図５（ｅ）に示すように、ブーストパワー切替信号を“Ｈ”レベルにして、ブーストレベルの重畳電流がＤＡＣ４２の出力となるようにスイッチ４３を切り替えると共に、図５（ｆ）に示す出射光サンプルホールド信号をＨにする。すると、このマークデータが出現している期間中、Ｐｂｓｔ＝Ｐｐとなり、ＬＤ３が一定レベルＰｐの単パルス波形で発光する。
そして、この期間の後半で、出射光サンプリング信号を“Ｌ”にしてピークレベルＰｐを検出する。ＬＤ駆動電流制御装置２３では、この検出されたピークレベルが、設定したピークレベルを保持するようにピークレベル制御信号を更新する。この動作を所定期間周期（ＡＰＣ制御周期）で繰り返し行うことで、Ｉ−Ｌ特性の変化に追従して記録動作中のＬＤ発光レベルを一定に保つことができる。なお、図５（ｂ）（ｃ）には、ＬＤ駆動電流制御装置２３からＬＤドライバ３１に供給するピークパワーイネーブル信号、及びブーストパワーイネーブル信号の波形を示す。
Specifically, as shown in FIGS. 5B and 5C, when light is emitted at the boost level, the boost power enable signal becomes “H” level, and the LD driving device 24 boosts to the bias level driving current signal. The level superimposed current signal is superimposed to obtain the driving current for LD3.
When light is emitted at the peak level, the peak power enable signal is set to the “H” level, and the LD driving device 24 superimposes the peak level superimposed current signal on the bias level driving current signal to obtain the driving current for the LD 3.
The LD drive
First, the
In the latter half of this period, the outgoing light sampling signal is set to “L” to detect the peak level Pp. The LD drive
次に、Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣの機能について説明する。
ＣＰＵ１３は、ＬＤ駆動電流制御装置２３に単パルスで発光するよう指示し、ＬＤ駆動電流制御装置２３では、図６（ａ）に示すように一定期間（例えば、１０Ｔ以上マークデータ期間）は、図６（ｅ）に示すブーストパワー切替信号を“Ｈ”レベルにして、ブーストレベルの重畳電流がＤＡＣ４２の出力となるようにスイッチ４３を切り替えると同時に、図６（ｆ）に示すように、ＲＦ信号レベル検出回路１８に出力するＲＦ信号サンプルホールド信号を“Ｈ”にする。この期間の後半で、ＲＦ信号サンプリング信号を“Ｌ”にし、ＲＦ信号レベル検出回路１８がＲＦ信号のピークレベルを検出する。
記録パワー補正回路２１は、ＲＦピークレベルが一定レベルとなるとなるようにピークレベルの設定パワーを補正する。
なお、ＡＰＣ制御周期とＲｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣ制御周期は独立した周期で設定されるがこれらの周期間隔は、頻度に差があることが望ましい。これは、ＡＰＣ動作が設定されたパワーを維持するよう作用するのに対し、Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣ動作は設定パワーそのものを更新するため、両者が同程度の頻度で行われると、一方の制御が他方の制御に干渉し、制御が破綻するおそれがあるためである。例えば、図７に示すように、ＡＰＣ制御周期をＲｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣ制御周期の１０分の１程度にする。
このような構成した場合は、Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣに比べてＡＰＣ制御が十分高頻度で行われているため、設定パワーに対するレーザパワーは安定的に制御され、その上で、Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣにより記録パワーを補正することができるようになる。
Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣによる補正パワーは正負の極性を持ち初期値ゼロの信号Ｐｗ＿ｒｏｐｃで表される。図８（ｃ）に示した例では外周方向に行くに従い、補正パワーが増大していく。
Next, the function of Running-OPC will be described.
The
The recording
Note that the APC control cycle and the Running-OPC control cycle are set as independent cycles, but it is desirable that these cycle intervals have different frequencies. This is because the APC operation works to maintain the set power, whereas the Running-OPC operation updates the set power itself, so if both are performed at the same frequency, one control is performed on the other This is because it may interfere with the control and the control may fail. For example, as shown in FIG. 7, the APC control period is set to about 1/10 of the Running-OPC control period.
In such a configuration, since the APC control is performed sufficiently frequently compared to the running-OPC, the laser power with respect to the set power is stably controlled, and then the recording power is increased by the running-OPC. It becomes possible to correct.
The correction power by running-OPC is represented by a signal Pw_ropc having positive and negative polarities and an initial value of zero. In the example shown in FIG. 8C, the correction power increases as it goes in the outer peripheral direction.
次に、ＣＡＶ方式における線速依存パワー設定について説明する。
ＣＡＶ方式による記録中は、記録位置が外周方向に向かうほど線速が速くなるため、線速に応じて段々と記録パワーを増大させていく必要がある。
ＣＰＵ１３にて制御された周期により、線速依存記録パワー設定装置２２は線速測定回路２５に線速の測定を指示し、測定された線速に基づき設定記録パワーＰｗ＿ｌｖを更新していく。
図８（ａ）（ｂ）では、一例として線速に応じて設定記録パワーＰｗ＿ｌｖが直線的に増大していく様子を示す。
Ｐｗ＿ｒｏｐｃとＰｗ＿ｌｖは各々独立して制御され、ＬＤ駆動電流制御装置２３に設定するパワーＰｐは、二つの信号を加算した値とする。
Ｐｐ＝Ｐｗ＿ｒｏｐｃ＋Ｐｗ＿ｌｖ このようにＣＰＵ１３は、ＡＰＣ動作、Ｒｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣ動作、線速測定動作を各々独立した周期で制御する。また、ＣＰＵ１３が３種類全ての動作の周期を制御しているから各動作は各々独立して行われることになる。
線速依存による設定パワーは線速により一意に算出される値であるため、フィードフォワード制御である。従って、制御系の安定性の観点からＡＰＣ動作、及びＲｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣ動作との制御周期の度合いを考慮する必要はないが、線速による設定パワーの変化量と、ＣＰＵ負荷の観点から線速測定周期を決めるのがよい。
図９では一例としてＲｕｎｎｉｎｇ−ＯＰＣ動作の２０倍の周期で線速依存パワー設定を行っている。線速による記録パワー設定は、記録動作中は所定の周期で行われるが、記録開始時は、記録開始前に予め記録パワーを決定しておかなければならない。
Next, the linear velocity dependent power setting in the CAV method will be described.
During recording by the CAV method, the linear velocity increases as the recording position moves in the outer circumferential direction, and therefore it is necessary to gradually increase the recording power in accordance with the linear velocity.
In accordance with the cycle controlled by the
8A and 8B show a state where the set recording power Pw_lv increases linearly according to the linear velocity as an example.
Pw_ropc and Pw_lv are controlled independently, and the power Pp set in the LD drive
Pp = Pw_ropc + Pw_lv In this way, the
Since the set power depending on the linear velocity is a value that is uniquely calculated by the linear velocity, it is feedforward control. Therefore, it is not necessary to consider the degree of control cycle between the APC operation and the Running-OPC operation from the viewpoint of the stability of the control system, but the linear speed measurement from the viewpoint of the amount of change in the set power due to the linear speed and the CPU load. It is good to decide the period.
In FIG. 9, as an example, the linear velocity dependent power setting is performed at a cycle 20 times that of the Running-OPC operation. The recording power setting based on the linear velocity is performed at a predetermined cycle during the recording operation. At the start of recording, the recording power must be determined in advance before starting the recording.
図１０を用いてその場合の動作を説明する。
ＣＰＵ１３は、記録開始命令を受けたら、図１０に示すように記録開始アドレスより少し手前のアドレスにシークし記録開始アドレスから記録パワーによる発光を開始する。そしてシーク動作終了後、そのアドレスでの線速を測定し、その線速より記録開始時の設定パワーを算出する。そして記録動作中は、定期的に線速を測定して設定パワーを更新していく。記録中に一回の設定パワー更新によるパワー増大分に制限を加えるようにする。
これにより、線速測定に失敗した場合でも不正な線速値によりパワーが異常に設定されてしまうのを防ぐことができる。
上記した例では、記録開始時の設定パワーをシーク終了時の線速を元に算出したが、この場合は、その線速と記録開始アドレスでの線速には誤差があるので記録開始時のパワーは正確でないことになる。そこで、図１１に示すように、予めシーク終了時アドレスでの線速と記録開始アドレスでの線速の誤差を学習しておき、この誤差に基づき記録開始設定パワーを補正すれば、記録開始時の設定パワーを正確に設定することができるようになる。
The operation in that case will be described with reference to FIG.
When the
Thereby, even when the linear velocity measurement fails, it is possible to prevent the power from being set abnormally due to an incorrect linear velocity value.
In the above example, the set power at the start of recording was calculated based on the linear velocity at the end of seek. In this case, there is an error between the linear velocity at the recording start address and the linear velocity at the recording start address. The power will not be accurate. Therefore, as shown in FIG. 11, if the error between the linear velocity at the seek end address and the linear velocity at the recording start address is learned in advance and the recording start setting power is corrected based on this error, the recording start power is corrected. The setting power of can be set accurately.
１ 光情報記録装置、２ 記録媒体、３ 半導体レーザ（ＬＤ）、４ コリメータレンズ、５ 偏光ビームスプリッタ、６ λ／４板、７ 対物レンズ、８ 検出レンズ、９ 分割受光素子（ＰＤ）、１０ ＲＦ信号復調回路、１１ Ｆｏ／Ｔｒサーボ制御装置、１２ アクチュエータ１２、１３ ＣＰＵ、１４ ホスト、１６ 集光レンズ、１７ フォトディテクタ（ＰＤ）、１８ ＲＦ信号レベル検出回路、２１ 記録パワー補正装置、２２ 船側依存記録パワー設定装置、２３ ＬＤ駆動電流制御装置、２４ ＬＤ駆動装置、２５ 船側測定回路、３１ ＬＤドライバ、３２ バイアス電流駆動装置、３３ ピークレベル電流駆動装置、３４ ブーストレベル電流駆動装置、３５ Ｉ／Ｖ変換回路、３６ サンプルホールド回路、３７ ＡＤＣ、４１ ４２ ＤＡＣ、４３ スイッチ
1 optical information recording device, 2 recording medium, 3 semiconductor laser (LD), 4 collimator lens, 5 polarization beam splitter, 6 λ / 4 plate, 7 objective lens, 8 detection lens, 9 split light receiving element (PD), 10 RF Signal demodulation circuit, 11 Fo / Tr servo control device, 12
Claims (6)
記録動作中の線速に応じて記録パワーを変化させる記録パワー設定手段と、前記記録媒体からの反射光を測定して記録パワーを補正する記録パワー補正手段と、前記半導体レーザの出射パワー強度を測定して記録パワーが設定に応じたレベルになるように前記半導体レーザへの駆動電流を補正する駆動電流補正手段と、を備え、前記記録パワー設定手段、前記記録パワー補正手段、及び前記駆動電流補正手段を各々独立した周期で制御し、かつ前記記録パワー補正手段を制御する周期よりも前記駆動電流補正手段を制御する周期の方が短く、
前記記録パワー設定手段は、記録開始時、記録開始アドレスにシークして記録開始直前に測定した線速を元に記録開始パワーを設定し、記録中は定期的に線速を測定して記録パワーを更新し、かつ前回更新されたパワーを基準に測定した線速から制限された範囲内で値を変化させて記録パワーを更新することを特徴とする光情報記録装置。 Mark / space information based on a predetermined recording modulation method by causing a laser beam from a semiconductor laser on a recording medium to emit a pulse according to a predetermined light emission rule with a laser power of at least two values of bias level / peak level. In an optical information recording apparatus for recording
Recording power setting means for changing the recording power according to the linear velocity during the recording operation, recording power correction means for correcting the recording power by measuring the reflected light from the recording medium, and the emission power intensity of the semiconductor laser Drive current correction means for correcting the drive current to the semiconductor laser so that the recording power reaches a level according to the setting, and the recording power setting means, the recording power correction means, and the drive current Each of the correction means is controlled at an independent period, and the period for controlling the drive current correction means is shorter than the period for controlling the recording power correction means ,
The recording power setting means seeks to the recording start address at the start of recording, sets the recording start power based on the linear velocity measured immediately before the start of recording, and periodically measures the linear velocity during recording. And the recording power is updated by changing the value within a limited range from the linear velocity measured with reference to the power updated last time .
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