JP2010040102A - 光ディスク記録装置及び記録パワーの設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスクに照射するレーザ光の最適記録パワーを設定する際、高精度のβ値を短時間で取得すること。
【解決手段】光ヘッド７は光ディスク１に、所定のマーク長とスペース長を含む試し書き信号を記録パワーを変化させて記録し、これを再生する。試し書き信号検出部９は、再生した試し書き信号に含まれている各マーク長およびスペース長の信号の振幅値を検出する。中央制御部１０は、試し書き信号の振幅値から非対称性を示すβ値とアシンメトリ値を算出し、β値をアシンメトリ値にて補正する。そして、補正したβ値が目標の値となる記録パワーを最適記録パワーとして決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する光ディスク記録装置及び照射するレーザ光の記録パワーの設定方法に関するものである。

従来、光ディスクに情報を記録する際、光ディスク毎に十分な記録品質が得られるように、試し書きによりレーザ光の最適記録パワーを求め、その条件で情報を記録している。この工程をＯＰＣ（Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼んでいる。ＯＰＣ工程では、記録品質を評価するパラメータとして、再生される信号波形の非対称性を示すβ値を測定している。そして、測定したβ値が目標値となるように記録パワーを設定する。

光ディスク記録装置の高速化、高密度化に伴い、最適記録条件のマージンは狭くなってきている。よって、より緻密に最適記録パワーを設定しなければならず、評価パラメータであるβ値についてもより精度良く測定する必要がある。β値を精度良く測定する技術として、例えば特許文献１には、予めデューティ比５０％のパルス波（非対称性＝０）に対するβ値を測定し、これをオフセット値として記録パワーごとに測定されたβ値を補正する技術が開示されている。

特開２００５−２０３００７号公報

前記特許文献１の技術によれば、β値検出手段の持つオフセットを除去し、検出手段の精度を高めることができる。しかしながら、パルス発生手段により別途デューティ比５０％のパルス波を発生せねばならず、またオフセット値の測定とβ値の補正という２段階の工程が必要になり、最適記録パワーを設定するまでの処理時間が長くなる。そのため、記録装置の高速化を妨げる要因になる。

本発明の目的は、高精度のβ値を短時間で取得することのできる光ディスク記録装置及び記録パワーの設定方法を提供することにある。

本発明による光ディスク記録装置は、回転する光ディスクにレーザ光を照射して信号を記録するとともに、光ディスクからの反射光を検出する光ヘッドと、光ディスクへの記録信号として、光ヘッドに所定のマーク長とスペース長を含む試し書き信号を記録パワーを変化させて供給する光強度制御部と、光ヘッドの検出信号から、光ディスクに記録された試し書き信号に含まれている各マーク長およびスペース長の信号の振幅値を検出する試し書き信号検出部と、試し書き信号検出部で検出した振幅値を用いて最適記録パワーを決定し、最適記録パワーの条件を光強度制御部に設定して情報の記録を行わせる制御部とを備える。制御部は、光ディスクに記録された試し書き信号の振幅値から非対称性を示すβ値とアシンメトリ値を算出し、β値をアシンメトリ値にて補正し、補正したβ値が目標の値となる記録パワーを最適記録パワーとして決定する。

本発明による記録パワーの設定方法は、光ディスクに記録パワーを変化させて所定のマーク長とスペース長を含む試し書き信号を記録し、光ディスクから試し書き信号を再生し、各マーク長およびスペース長の信号の振幅値を検出し、検出した振幅値から非対称性を示すβ値とアシンメトリ値を算出し、β値をアシンメトリ値にて補正し、補正したβ値が目標の値となる記録パワーを最適記録パワーとして設定する。

本発明によれば、ほぼ従来の処理時間で最適記録パワーを高精度に設定し、記録品質を安定化させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明によ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。まず、装置全体の構成を説明する。光ディスク１はモータ２により回転される。光ディスク１に情報を記録再生する光ヘッド７には、集光部（集光レンズ、対物レンズ）３、光発生部（半導体レーザ）４および光検出部（フォトダイオード）５が組み込まれている。光発生部４は、光強度制御部（レーザドライバ）６の制御により、レーザ光を発生する。このレーザ光は集光部３によって集光され、光ディスク１上に光スポットを照射して情報を記録する。光検出部５は、この光ディスク１からの反射光を検出する。この光検出部５は複数に分割された光検出器から構成され、光信号を電気信号に変換する。再生部８は、この光検出部５での検出信号から、光ディスク上に記録された情報を再生する。中央制御部（ＣＰＵ）１０は、装置内の各部の動作を制御する。

次に、記録パワーの設定に関する構成を説明する。中央制御部１０はＯＰＣ機能を備え、光強度制御部６を介し光発生部４に対し、光強度（記録パワー）を変化させながら光ディスク１に試し書き信号を記録させる。再生部８には試し書き信号検出部９が内蔵され、再生された試し書き信号の各成分の振幅値を検出する。中央制御部１０は検出した振幅値を解析して、最適記録パワーを決定する。その際、振幅値から取得した非対称性を示すパラメータであるβ値を、同時に測定したアシンメトリ値にて補正を行うことで、最適記録パワーを高精度に決定する。そして、決定した最適記録パワーの条件を光強度制御部６に設定して、情報の記録を行う。

図２は、試し書き信号の非対称性を評価するパラメータを説明する図である。本実施例では、非対称性の指標としてβ値とアシンメトリ値Ａｓｙｍを用いる。試し書き信号は、ＤＶＤの場合にはマーク長及びスペース長が３Ｔ〜１１Ｔおよび１４Ｔの各成分（Ｔは基準クロック長）を含む信号列である。またＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）の場合には２Ｔ〜９Ｔの成分を含む。試し書き信号としては専用のテストパターンを準備しても良いが、一般の変調後のデータにもこれらの成分が含まれるので一般の信号を用いることができる。試し書き信号は、光ディスクの試し書き領域（ＰＣＡ：Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｒｅａ）にて記録し再生される。以下、ＤＶＤの場合を例に評価法を説明するが、ＢＤの場合もこれに準じて行うものとする。

試し書き信号の再生信号は試し書き信号検出部９に入力され、ＡＣ結合されたＲＦ信号から各成分（マーク長・スペース長）の振幅値を検出する。このうち評価に用いる成分は、最短マーク長（スペース長）である３Ｔ成分、最長マーク長（スペース長）である１４Ｔ成分である。すなわち試し書き信号検出部９は、再生信号のパルス長を基準クロックにてカウントすることで、その成分（マーク長、スペース長）を識別する。そして、３Ｔ成分のピークレベルＩ_３Ｈ（３Ｔスペースに対応）とボトムレベルＩ_３Ｌ（３Ｔマークに対応）、１４Ｔ成分のピークレベルＩ_１４Ｈ（１４Ｔスペース）とボトムレベルＩ_１４Ｌ（１４Ｔマーク）を検出する。１４Ｔ成分のＩ_１４ＨとボトムレベルＩ_１４Ｌは、エンベロープ値のピークレベルＰｈＢｅｔａとボトムレベルＢｈＢｅｔａに等しい。

次に中央制御部１０は、次式を用いてβ値とアシンメトリ値Ａｓｙｍを算出する。これらの算出式は、ＤＶＤ規格に定められた定義に基づく。
β＝（Ａ１−Ａ２）／（Ａ１＋Ａ２） （１）
ここに、Ａ１＝ＰｈＢｅｔａ−Ｂｃｅｎｔ、Ａ２＝Ｂｃｅｎｔ−ＢｈＢｅｔａである。また、ＢｃｅｎｔはＲＦ信号のＡＣ中心レベルであり、再生波形をある信号レベルで切断したとき、切片の長さが波形の上側と下側で等分割されるときの信号レベルである。
Ａｓｙｍ＝｛（Ｉ_１４Ｈ＋Ｉ_１４Ｌ）／２−（Ｉ_３Ｈ＋Ｉ_３Ｌ）／２｝
／（Ｉ_１４Ｈ−Ｉ_１４Ｌ） （２）
β値もアシンメトリ値Ａｓｙｍも、最長マーク長（スペース長）である１４Ｔ成分の非対称性を示すものであるが、基準レベルの取り方が異なる。β値ではＡＣ中心を基準レベルとし、Ａｓｙｍ値では最短マーク長（スペース長）である３Ｔ成分の平均値を基準レベルとして評価している。

なお、アシンメトリ値Ａｓｙｍの算出式（２）では１４Ｔ成分の振幅値Ｉ_１４Ｈ，Ｉ_１４Ｌが使用されるが、マーク長（スペース長）が６Ｔ，７Ｔ以上の成分ではそれらの振幅値が飽和する（不変になる）ので、６Ｔまたは７Ｔのときの振幅値を使用しても良い。その場合のメリットは、１４Ｔなどの長いマーク（スペース）では波形歪みが発生して振幅値を誤検出する場合があるのに対し、６Ｔまたは７Ｔでは波形が歪みにくく正弦波に近い。よって、振幅値の検出精度が向上して、算出されるアシンメトリ値Ａｓｙｍの精度も向上させることができる。

図３は、記録パワーＰｗに対するβ値とアシンメトリ値Ａｓｙｍの測定例である。複数のドライブ（光ディスク記録再生装置）を用意し、任意の１台のドライブで試し書き信号を光ディスクに記録し、その光ディスクを複数（ここではｎ＝５台）のドライブで再生して、非対称性の測定結果のバラツキを示したものである。この場合試験媒体である記録済み光ディスクは共通であるから、本来、その再生信号の非対称性は再生ドライブによらず同一の結果を示すべきである。

しかしながら、（ａ）に示すようにβ値についてはバラツキが大きく発生し、ドライブの検出回路にバラツキがあることを意味している。これに対して、（ｂ）に示すようにアシンメトリ値についてはバラツキが小さい。この相違は、アシンメトリ値は短マーク・スペースの平均値、すなわち反射光の平均強度を基準レベルとしているので検出回路による測定差が小さい。一方β値は、再生信号のＡＣ平均値を基準レベルとしているので、波形歪みなどの影響を受けて検出回路による測定差が大きいものと推測される。このことから、本実施例では、バラツキの少ないアシンメトリ値を参照してβ値を補正するようにした。

図４は、β値の補正方法を説明する図である。（ａ）は、光ディスクから試し書き信号を再生して得られるβ値（測定β）とアシンメトリ値（測定Ａｓｙｍ）のカーブである。そして、測定Ａｓｙｍの値を用いて測定βを補正する。（ｂ）は補正の一例を示し、Ａｓｙｍ＝０％となる記録パワーをＰ０とするとき、Ｐ０においてβ値が所定の値β０（例えば０％）となるように補正する。すなわち測定βのカーブを垂直方向に平行移動して、Ｐ０にて横軸（β＝０）と交差するように補正する。補正後のβ値のカーブを破線で示す。

なお、β値とＡｓｙｍ値は定義が異なるので、Ａｓｙｍ＝０とβ＝０とが対応するとは限らない。そのような場合には、記録パワーＰ０においてβ値が０以外の所定の値β０（例えば３％）となるようにオフセットを設ける。あるいは、記録パワーＰ０においてβ値が所定の範囲（例えば０〜５％）に入るように補正しても良い。さらには、Ａｓｙｍ値が０以外の所定の値となる記録パワーにおいて、β値が所定の値となるように補正しても良い。

図５は、本実施例におけるＯＰＣ処理の流れを示すフローチャートである。なお、ＯＰＣの各処理は中央制御部１０のプログラムにより進行させる。

Ｓ１０１では、光ディスクのＰＣＡ領域に記録パワーを変化させながら試し書き信号を記録する。Ｓ１０２では、光ディスクから試し書き信号を再生し、試し書き信号検出部９にて各マーク（スペース）長に対する振幅値を検出する。Ｓ１０３では、上記（１）（２）式に従い、各振幅値からβ値とアシンメトリ値Ａｓｙｍを算出し、それらの記録パワー依存性を取得する。

Ｓ１０４では、Ａｓｙｍ＝０となる記録パワーＰ０におけるβ値が所定の値β０（例えば０％）に一致しているかどうかを判定する。一致していればＳ１０６に進む。一致していない場合Ｓ１０５に進み、記録パワーＰ０においてβ＝β０となるように補正（平行移動）する。

Ｓ１０６では、Ｓ１０３のβ値、またはＳ１０５で補正されたβ値を使用して、目標のβ値（ターゲットβ）が得られる記録パワーを最適記録パワーとして決定する。

このように本実施例によれば、１回の試し書き信号を２つのパラメータ（β値、アシンメトリ値）で評価するものであるから、前記特許文献１のように２回の信号に分けて評価する方法に比べて最適記録パワーの設定に要する時間を短縮することができる。その結果、ほぼ従来の処理時間で最適記録パワーを高精度に設定し、記録品質を安定化させることができる。

なお、本実施例では最適記録パワーを目標のβ値から決定したが、測定したアシンメトリ値Ａｓｙｍから直接設定することも可能である。その場合、目標のβ値に対応する目標のアシンメトリ値を予め定めておくことで、さらに迅速に高精度に最適記録パワーを決定することができる。

本発明による光ディスク記録装置の一実施例を示すブロック図。 試し書き信号の非対称性を評価するパラメータを説明する図。 記録パワーＰｗに対するβ値とアシンメトリ値Ａｓｙｍの測定例。 β値の補正方法を説明する図。 ＯＰＣ処理の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１…光ディスク、
２…モータ、
３…集光部、
４…光発生部、
５…光検出部、
６…光強度制御部、
７…光ヘッド、
８…再生部、
９…試し書き信号検出部、
１０…中央制御部（ＣＰＵ）。

Claims (5)

1. 光ディスクに情報を記録する光ディスク記録装置において、
   回転する光ディスクにレーザ光を照射して信号を記録するとともに、該光ディスクからの反射光を検出する光ヘッドと、
   上記光ディスクへの記録信号として、上記光ヘッドに所定のマーク長とスペース長を含む試し書き信号を記録パワーを変化させて供給する光強度制御部と、
   上記光ヘッドの検出信号から、上記光ディスクに記録された試し書き信号に含まれている各マーク長およびスペース長の信号の振幅値を検出する試し書き信号検出部と、
   該試し書き信号検出部で検出した振幅値を用いて最適記録パワーを決定し、該最適記録パワーの条件を上記光強度制御部に設定して情報の記録を行わせる制御部とを備え、
   該制御部は、上記光ディスクに記録された試し書き信号の振幅値から非対称性を示すβ値とアシンメトリ値を算出し、該β値を該アシンメトリ値にて補正し、補正したβ値が目標の値となる記録パワーを最適記録パワーとして決定することを特徴とする光ディスク記録装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク記録装置において、
   前記制御部は、前記β値と前記アシンメトリ値Ａｓｙｍを算出するために次の式を用いることを特徴とする光ディスク記録装置。
   β＝（Ａ１−Ａ２）／（Ａ１＋Ａ２）
   Ａｓｙｍ＝｛（Ｉ_１４Ｈ＋Ｉ_１４Ｌ）／２−（Ｉ_３Ｈ＋Ｉ_３Ｌ）／２｝／（Ｉ_１４Ｈ−Ｉ_１４Ｌ）
   Ａ１＝ＰｈＢｅｔａ−Ｂｃｅｎｔ、Ａ２＝Ｂｃｅｎｔ−ＢｈＢｅｔａ
   ここに、エンベロープ値のピークレベルをＰｈＢｅｔａ、ボトムレベルをＢｈＢｅｔａ、中心レベルをＢｃｅｎｔ、３Ｔ成分のピークレベルをＩ_３Ｈ、ボトムレベルをＩ_３Ｌ、１４Ｔ成分のピークレベルをＩ_１４Ｈ、ボトムレベルをＩ_１４Ｌとする。
3. 請求項２に記載の光ディスク記録装置において、
   前記制御部は前記Ａｓｙｍ値を算出するために、前記１４Ｔ成分の振幅値Ｉ_１４Ｈ、Ｉ_１４Ｌの代わりに、６Ｔまたは７Ｔ成分の振幅値Ｉ_６Ｈ、Ｉ_６ＬまたはＩ_７Ｈ、Ｉ_７Ｌを用いることを特徴とする光ディスク記録装置。
4. 光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録する際の記録パワーの設定方法において、
   光ディスクに記録パワーを変化させて所定のマーク長とスペース長を含む試し書き信号を記録し、
   該光ディスクから試し書き信号を再生し、各マーク長およびスペース長の信号の振幅値を検出し、
   該検出した振幅値から非対称性を示すβ値とアシンメトリ値を算出し、
   該β値を該アシンメトリ値にて補正し、
   補正したβ値が目標の値となる記録パワーを最適記録パワーとして設定することを特徴とする記録パワーの設定方法。
5. 請求項４に記載の記録パワーの設定方法において、
   前記アシンメトリ値を算出するために、前記マーク長およびスペース長が６Ｔまたは７Ｔ成分の振幅値を用いることを特徴とする記録パワーの設定方法。

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