JPH0877560A - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】再生専用型の光ディスクと互換性のある書換可
能型光ディスクに対して、記録部と未記録部の吸収率差
を考慮したオーバーライトを可能とし、消え残りやオー
バーパワー記録による記録膜の劣化を抑えた記録再生装
置を提供すること。 【構成】平坦部にピットを設けることにより情報が記録
されている再生専用型光ディスクの再生と、情報の記録
消去が可能な書換可能型光ディスクの記録再生が可能な
光ディスク記録再生装置であって、少なくとも、一つの
対物レンズから上記光ディスク上に複数のレーザビーム
が照射され、そのうちの一つのレーザービームの再生出
力に対応したレーザーパワーを用いて記録、あるいは／
および、消去を行うことを特徴とした光ディスク記録再
生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクの記録再生
装置、特にＣＤ−ＲＯＭ、書換可能型ＣＤ（ＣＤ−Ｅ）
などの光ディスク記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ−ＲＯＭは大容量であり、大量生産
コストが低いため、コンピューター用ソフトウエアの配
布に使用されている。しかしながら、データの書き換え
ができないため、フロッピーディスクや光磁気ディスク
のように、ユーザデータのデータファイルとしては使用
できない。このため、ユーザはＣＤ−ＲＯＭ再生装置の
他に、フロッピーディスクや光磁気ディスクの記録再生
装置を用意する必要がある。しかしながら、ＣＤ−ＲＯ
Ｍに書き換えの機能を持たせることにより、１台のＣＤ
−ＲＯＭ再生装置でＣＤ−ＲＯＭからのソフトウエアの
再生とデータファイルが可能となる。

【０００３】こうしたニーズに応え、書換可能なＣＤ−
ＲＯＭ（ＣＤ−Ｅ）の研究が成されている（従来例１：
第４０回応用物理学関係連合講演会講演予稿集ｐ１０１
４（１９９３）、第５回相変化記録研究会講演予稿集ｐ
９−１４（１９９３））。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＣＤ−Ｅ開発の技術課
題の一つに、ＣＤ−ＲＯＭの反射率規格（未記録部分の
反射率７０％以上、変調度６０％以上、再生レーザ波長
７７０〜８３０ｎｍ）を満足させることがある。さら
に、未記録部の反射率を７０％以上、あるいは、ＣＤ−
ＲＯＭ再生装置に再生可能な程度に高反射率化すると、
書換性能が低下するという問題が生じる。すなわち、未
記録部の反射率が高く、高変調度が要求されるため、未
記録部と記録部の光の吸収率差が大きくなるため、従来
の書換可能型光ディスクに較べ、データの消去が困難に
なるのである。また、記録部（吸収率大）にも、未記録
部（吸収率小）と同じ強さのレーザーを照射するため、
レーザー照射部の温度が必要以上に上昇し、記録膜の劣
化が早まるのである。

【０００５】上記従来例では、記録消去のためにレーザ
パワーの記録波形を櫛状にし、記録消去特性を改善して
いるが、上記した未記録部と記録部の吸収率差を考慮し
ていないため、書換回数が１００回以下に留まってい
る。

【０００６】したがって、本発明の目的は、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ再生装置に再生可能な高反射率書換可能型光ディスク
の消去特性、あるいは書換回数向上を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、（１）
平坦部にピットを設けることにより情報が記録されてい
る再生専用型光ディスクの再生と、情報の記録消去が可
能な書換可能型光ディスクの記録再生が可能な光ディス
ク記録再生装置であって、少なくとも、一つの対物レン
ズから上記光ディスク上に複数のレーザビームが照射さ
れ、そのうちの一つのレーザービームの再生出力に対応
したレーザーパワーを用いて記録、あるいは／および、
消去を行うことを特徴とした光ディスク記録再生装置。

【０００８】によって達成される。さらに本発明の目的
は、（２）（１）に記載の光ディスク記録再生装置であ
って、３スポットの先行ビームの再生出力に対応したレ
ーザーパワーを用いて記録、あるいは／および、消去を
行うことを特徴とした光ディスク記録再生装置。

【０００９】によって達成される。さらに本発明の目的
は、（３）（２）に記載の光ディスク記録再生装置であ
って、上記再生専用型光ディスクに対して３スポット法
のトラッキングを行い、書換え可能型光ディスクに対し
てプッシュプル法のトラッキングを行うことを特徴とし
た光ディスク記録再生装置。

【００１０】により達成される。

【００１１】

【作用】本発明の作用を説明するにあたり、典型的な例
としてＣＤ−ＲＯＭの反射率規格を満足する書換可能型
光ディスク（ＣＤ−Ｅ）に対する、本発明光ディスク記
録再生装置によるデータの書き換え過程を説明する。

【００１２】まず、ＣＤ−Ｅ上の記録マークとレーザー
スポットの配置図を図１に示した。このＣＤ−Ｅの記録
膜には相変化材料のような、照射位置が融点以上に加熱
されることによりアモルファス化（記録）され、結晶化
温度以上、融点以下に加熱されることにより結晶化（消
去）されるような記録膜が設けられている。図において
ＣＤ−Ｅ上の記録マーク１（アモルファス部）は左から
右に移動している。ここで、記録マーク以外の未記録部
２（結晶部）の反射率は、ＣＤ−ＲＯＭの反射率規格を
満足するよう７０％になっているとする。また、記録部
１の反射率は変調度６０％以上となる様に、およそ１０
％となっている。したがって、記録膜の吸収率は未記録
部２でおよそ３０％、記録マーク１ではおよそ９０％と
なっている。なお、従来の低反射率タイプの相変化光デ
ィスクでは、通常、未記録部の反射率は３０％程度、記
録部の反射率は１０％程度となるように設定されてい
る。この場合、未記録部の吸収率はおよそ７０％、記録
部の吸収率はおよそ９０％となっており、ＣＤ−Ｅの場
合に比べ未記録部と記録部の吸収率差は小さい。

【００１３】ここで、まず、通常の方法でＣＤ−Ｅに対
して重ね書き、いわゆるオーバーライトを行なう。オー
バーライトには図２に示したような出力波形のレーザー
を用いる。すなわち、記録マークを形成する位置には高
出力のレーザーを照射し記録膜を融点以上に加熱し、消
去する位置には低出力のレーザーを照射し記録膜を結晶
化温度以上、融点以下に加熱する。

【００１４】まず、高出力のレーザビームを照射する場
合、記録マーク上と未記録部に記録を行なう場合では、
吸収率が異なるため良好な記録を行なうことが出来な
い。すなわち、記録マーク部では必要以上に記録膜の温
度が上昇し記録膜が劣化してしまい、未記録部では融点
まで記録膜の温度が上昇しないため記録が行なわれない
のである。

【００１５】一方、低出力のレーザービームを照射する
場合、高出力のレーザービームを照射した場合と同様の
理由で、良好な消去を行なうことが出来ない。すなわ
ち、記録マーク部で必要以上に温度が上昇するため、記
録膜が融点以上になりアモルファス化（記録）されてし
まうのである。

【００１６】本発明の基本的な目的は、上記問題を解決
することにある。

【００１７】図３に本発明の作用を説明するための配置
図を示した。一つの光ヘッドから照射された二つのビー
ムは同一トラック３上に数十μｍ離して配置されてい
る。ここで、左のレーザービームを先行ビーム４、右の
レーザビームをメインビーム５と呼ぶことにする。

【００１８】本発明の基本は先行ビーム４が再生した信
号を元に、メインビーム５のレーザー出力波形を整形す
ることにある。図４に、本発明の作用を説明するための
ブロック図を示す。光ヘッド６により再生された先行ビ
ームによる再生信号はＲＦ回路７により増幅され信号波
形整形回路８に伝送される。信号波形整形回路８は、こ
の再生波形を元に、記録信号に対して後述する適当な信
号処理を行い、整形された信号をレーザー出力駆動回路
９に伝送する。レーザー出力駆動回路９はこれを元に光
ヘッド６のメインビーム用半導体レーザを駆動し、光デ
ィスク１０上にオーバーライトを行う。この際、先行ビ
ームにより再生された記録マーク上にオーバーライトを
行うことで、先述した吸収率差による記録消去の問題点
を解決できる。ただし、先行ビームが再生した記録マー
クがメインビームのある位置まで移動するのに、Ｄ／Ｖ
（Ｖ：ディスク線速度、Ｄ：先行ビームとメインビーム
の距離）のタイムラグが生じるため、タイミング良くレ
ーザ出力駆動回路９に整形信号を駆動する必要がある。

【００１９】このタイミングをとる方法を以下に示す。
Ｄは装置出荷時に予め設定してあるので、ここでは定数
とみなすことができる。Ｖはディスク回転数と光ヘッド
の位置によって求めることができる。システムコントロ
ーラ１１では、モータ１２からの回転情報と光ヘッド位
置検出回路１３からの位置情報を元に演算を行い、タイ
ムラグを計算し信号波形整形回路８に伝送する。信号波
形整形回路８では適当な時間が来るまで先行ビームの再
生信号から得られた記録信号整形情報を内蔵メモリ蓄積
する。そして、適当な時間に記録信号の整形を行いレー
ザー出力駆動回路９に伝送すれば良い。

【００２０】次に、信号波形整形回路８の信号処理の内
容を図５を用いて説明する。ここでは簡単の為、予め長
い記録マークが記録されている光ディスク上に、これと
比較して短い記録マークを記録する場合について説明す
る。波形１は先行ビームによる再生波形である。まず、
この波形の中心をスライスすること（あるいは２階微分
法）により波形２のような矩形波を得る。

【００２１】波形２のレベルは、以下のように決定す
る。波形１のハイレベル、ローレベルはそれぞれ記録マ
ーク反射率Ｒｒ、および未記録部の反射率Ｒｕに対応し
ている。したがって、記録マークの吸収率Ａｒおよび未
記録部の吸収率Ａｕは以下の式を用いて表現することが
できる。

【００２２】 Ａｒ＝１−Ｒｒ ………式（１） Ａｕ＝１−Ｒｕ ………式（２） ここで、波形２のハイレベルＬｈを１、ローレベルをＬ
ｌとすると、 Ｌｌ＝Ａｕ／Ａｒ ………式（３） という関係を満足するように設定する。

【００２３】一方、記録波形（波形３）は予め全面が未
記録部の場合の最適記録パワーが設定されている。ここ
で、ローレベル、およびハイレベルは、それぞれ光ディ
スク上のレーザーパワーが１３ｍＷ，２５ｍＷ程度にな
るように設定されている。

【００２４】最適な整形波形（波形４）を得るには、波
形２と波形３の積を演算すれば良い。こうすることによ
り、記録マーク上にオーバーライトする際に、高吸収率
の記録マーク上には吸収率に応じて照射するレーザーパ
ワーを小さく出来るため、オーバーパワー記録を防ぐこ
とができる。

【００２５】上記説明ではトラッキング法としてプッシ
ュプル法を利用することを前提としたが、以下に、本発
明を３スポット法に適応する場合の作用を説明する。

【００２６】通常、光ディスクのトラッキング法として
は、３スポット法とプッシュプル法がある。３スポット
法はＣＤ−ＲＯＭやレーザディスクのような再生専用タ
イプの光ディスクのトラッキングに適した方法である。

【００２７】一般に、光ディスクからの再生信号変調度
は、ディスク上のピット深さに依存し、ピット深さが光
波長の１／４の時に最も大きくなる。３スポット法で
は、この再生信号変調度が最大になる条件のときにトラ
ッキング誤差信号が最大となるため、安定したトラッキ
ングサーボを行なうことができる。一方、３スポット法
を用いて、相変化記録媒体のような、記録によって反射
率が変化するような媒体に対して記録を行なうことは困
難である。３スポット法は先行サブビームと後方サブビ
ームの反射光量の差をトラッキング誤差信号としてい
る。このため、後方サブビームからの反射光量が記録マ
ークの反射率変化の影響を受けてしまうと正確にトラッ
キングサーボを行なうことができなくなるからである。

【００２８】これに対してプッシュプル法は、記録可能
な光ディスクのトラッキングに適している。これは一つ
のスポットを用いて情報の記録再生、およびトラッキン
グサーボを行なうことができるからである。一方、プッ
シュプル法を用いて再生専用タイプの光ディスクを再生
することは困難である。これは、ピット深さが光波長の
１／４のときにトラッキング誤差信号がゼロになるから
である。ＣＤ−ＲＯＭでは、あらかじめこの点が考慮さ
れており、ピット深さが光波長の１／４とならないよう
に規格されているが、他の光波長ではピット深さが光波
長の１／４にならないとは保証されていない。

【００２９】例えば、近年、実用化されているハイビジ
ョン用レーザーディスクなどでは高密度記録を行うた
め、６８０ｎｍ程度の光波長の半導体レーザが使用され
ている。したがって、現在使用されている光波長７８０
ｎｍに最適化された光ディスクと、光波長６８０ｎｍに
最適化された光ディスクの両方を再生できる互換再生装
置では、プッシュプル法を採用することは困難である。

【００３０】上記の例では、先行ビームとメインビーム
の光源（半導体レーザー）がそれぞれ個別に存在する場
合を想定し、プッシュプル法を用いてトラッキングサー
ボを行うと仮定したが、ここで上記した新たな問題が生
じるのである。鋭意研究の結果、３スポット法の様に、
先行ビームとメインビームの光源が同一である場合でも
本発明を適用できる方法を開発した。

【００３１】この場合、問題となる点は上記のようにメ
インビームの記録波形を整形すると、同時に、先行ビー
ムの再生出力も整形されてしまうということである。こ
の問題を解決するためには、図６のように再生波形整形
回路１４を設け、メインビームの記録波形（波形４）を
用いて、先行ビームの再生波形を徐算すれば良い。な
お、３スポット法を用いた場合、先行ビームは記録トラ
ックの中心からトラックピッチの四分の一だけずれた点
に位置しているため、先行ビームによる再生信号は記録
部と未記録部の反射率をそのまま反映していない。した
がって、先行ビームの再生信号に対して、この位置ずれ
を考慮した補正をすると、消去率あるいは書換え回数は
向上する。また、３スポット法を用いない場合において
も、記録マークの大きさ、あるいは記録マーク間の長さ
がレーザースポットよりも小さい場合があるため、先行
ビームの再生信号は記録部、あるいは未記録部の反射率
はそのまま反映していない。そこで、記録マークの大き
さ、あるいは記録マーク間の長さを考慮して、記録信号
に補正を加えることにより消去率あるいは書換え回数は
向上する。

【００３２】以上述べてきたように、本発明を用いるこ
とにより、記録マーク部と未記録部の吸収率差を考慮し
たオーバーライトが可能となるため、消え残りやオーバ
ーパワー記録による記録膜の劣化を抑えることが出来
る。

【００３３】なお、上記説明ではオーバーライトを行な
う場合について述べたが、オーバーライトではなく単純
な消去の場合でも本発明を適応できる。こうすることに
より、信号波形整形回路や再生波形整形回路の信号処理
を飛躍的に単純化することができることは言うまでもな
い。

【００３４】

【実施例】図７に本発明の記録再生装置のブロック図を
示した。

【００３５】光ディスク１０が挿入されると、光ヘッド
６を用いて、フォーカスサーボ、およびトラッキングサ
ーボが行われる。この際、３スポット法によるトラッキ
ング誤差信号を用いてトラッキングサーボを行う。（こ
の光ヘッドではプッシュプル方式、および３スポット法
によるトラッキングサーボが可能である。）そして、光
ディスクがＣＤ−ＲＯＭか、ＣＤ−Ｅであるかを判定す
る。ＣＤ−Ｅにはあらかじめリードインエリアよりも内
周に、挿入されたディスクがＣＤ−Ｅであることを示す
アイデンティファイコードが記録されている。アイデン
ティファイコードを検出した場合、挿入された光ディス
クがＣＤ−Ｅであることを示しているため、トラッキン
グ法をプッシュプル法に切り替え、以下の手順で記録を
行う。

【００３６】まず、光ヘッドによりＰＣＡエリア（Ｐｏ
ｗｅｒ ＣａｒｉｂｒａｔｉｏｎＡｒｅａ）に試し書き
を行い、この結果がシステムコントローラに伝送され、
最適記録パワーが検出される。

【００３７】本発明装置に入力された情報（ここではデ
ジタル信号）は、誤り訂正処理回路１５により誤り訂正
符号の付加、およびインターリーブ処理が行なわれ、Ｅ
ＦＭ変復調器１６に伝送される。ＥＦＭ変復調器ではＥ
ＦＭ変調（Ｅｉｇｈｔ ｔｏＦｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ）が行われ、信号波形整形回路８に伝送
される。この際、３スポットの先行ビームの再生出力を
用い、記録すべき信号の波形を整形する。（波形整形の
方法の詳細は作用において説明してあるので省略す
る。）さらに、レーザ出力駆動回路９にこの整形波形を
伝送することにより光ヘッドの半導体レーザの出力を駆
動する。この際、信号波形整形回路８に対して、システ
ムコントローラ１１から、先に検出した最適記録パワー
が伝送される。

【００３８】また、光ヘッド位置検出回路１３により光
ヘッド６の位置を認識することができる。システムコン
トローラ１１はこの情報を元に、モーター１２の回転制
御、および光ヘッド６のディスク半径位置を移動させる
とともに、信号波形整形回路８に対して、波形整形を行
うタイミングを伝達する。

【００３９】記録の際には、１クラスタを３６セクタ
（データ用：３２セクタ）、１セクタを２３２４バイト
とし、クラスタ単位に記録を行った。また、再生の際に
は、セクタ単位に再生を行った。なお、本実施例に用い
たＣＤ−Ｅは情報の重ね書き、すなわちオーバーライト
が可能であり、ユーザは情報の記録消去を自由に行うこ
とができる。

【００４０】記録された情報の再生は、メインビームを
用いて行われる。光ヘッド６によって検出された再生信
号はＲＦ回路７を介してＥＦＭ変復調回路１６に伝送さ
れ、ＥＦＭ復調される。ＥＦＭ復調された信号は誤り訂
正処理回路１５によりインターリーブ処理を解かれ、エ
ラー訂正が施され、再生信号として出力される。

【００４１】オーバーライト後の再生信号を評価したと
ころ、既に記録されていた信号が消去比４０ｄＢの高消
去率で消去されていることを確認した。また、連続的に
一つのセクタに対して、ランダム信号を複数回オーバー
ライトしたところ、１万回オーバーライト後でも再生信
号のジッターはＣＤ規格を満足する３０ｎｓという値で
あった。

【００４２】次に、本発明装置を用いてＣＤ−ＲＯＭの
再生を行う場合の手順を説明する。ＣＤ−ＲＯＭを本発
明装置に挿入すると、ＣＤ−Ｅのアイデンティファイコ
ードの有無により挿入された光ディスクがＣＤ−ＲＯＭ
であることを認識する。この際、３スポット法のトラッ
キング誤差信号を用いてトラッキングサーボを行う。光
ヘッドにより再生された信号の処理手順は、先に示した
ＣＤ−Ｅの場合と同じため、ここでは省略する。

【００４３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
ディスク記録再生装置を用いることにより、再生専用型
の光ディスクと互換性のある書換可能型光ディスクの記
録部と未記録部の吸収率差を考慮したオーバーライトが
可能となるため、消え残りやオーバーパワー記録による
記録膜の劣化を抑えることができ、その結果、１台の光
ディスク記録再生装置を用意するだけで、再生専用型の
光ディスクの再生も可能となるため、廉価なシステムを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＤ−ＲＯＭ互換書換え可能光ディスクの記録
マークとレーザースポットの配置図である。

【図２】相変化光ディスクに対するオーバーライト信号
波形図である。

【図３】本発明の記録マークと先行ビーム、メインビー
ムの配置図である。

【図４】本発明の作用を説明するためのブロック図であ
る。

【図５】本発明の信号整形方法を説明するための図であ
る。

【図６】本発明の作用を説明するためのブロック図であ
る。

【図７】本発明装置のブロック図である。

【符号の説明】

１…記録マーク、 ２…未記録部、 ３…トラック、 ４…先行ビーム、 ５…メインビーム、 ６…光ヘッド、 ７…ＲＦ回路、 ８…信号波形整形回路、 ９…レーザ出力駆動回路、 １０…光ディスク、 １１…システムコントローラ、 １２…モーター、 １３…光ヘッド位置検出回路、 １４…再生波形整形回路、 １５…誤り訂正処理回路、 １６…ＥＦＭ変復調器、 Ｒｕ…未記録部再生反射率、 Ｒｒ…記録マーク再生反射率、 Ｌｌ，Ｌｈ…信号レベル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平坦部にピットを設けることにより情報が
   記録されている再生専用型光ディスクの再生と、情報の
   記録消去が可能な書換可能型光ディスクの記録再生が可
   能な光ディスク記録再生装置であって、少なくとも、一
   つの対物レンズから上記光ディスク上に複数のレーザビ
   ームが照射され、そのうちの一つのレーザービームの再
   生出力に対応したレーザーパワーを用いて記録、あるい
   は／および、消去を行うことを特徴とした光ディスク記
   録再生装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光ディスク記録再生装置
   であって、３スポットの先行ビームの再生出力に対応し
   たレーザーパワーを用いて記録、あるいは／および、消
   去を行うことを特徴とした光ディスク記録再生装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の光ディスク記録再生装置
   であって、上記再生専用型光ディスクに対して３スポッ
   ト法のトラッキングを行い、書換え可能型光ディスクに
   対してプッシュプル法のトラッキングを行うことを特徴
   とした光ディスク記録再生装置。