(57)【要約】【課題】正確な微分効率を算出し、記録中の発光パワーを正確に制御することを可能にする。【解決手段】ピークレベルの発光パワーを所定段階変化させ（Ｐｗ１，Ｐｗ２，Ｐｗ３の３回，Ｓ１−１，Ｓ１−３，Ｓ１−５）、各ピークレベルで各々ダミー書き込みを行ってそれぞれ微分効率を算出する（Ｓ１−２，Ｓ１−４，Ｓ１−６）。そして各ピークパワー設定と、対応する微分効率の関係により、発光パワーＰｗと微分効率ηの近似式を算出する（Ｓ１−７）。この近似式により、実際に情報の記録を行うときのピークパワーＰｗにおける微分効率を算出し、ピークレベル重畳電流を求め（Ｓ１−８）、ピークレベル電流重畳信号とする。【選択図】    図６
2004342253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対してレーザ光を照射して所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上のレーザパワーによってレーザ駆動するレーザパワー制御装置において、
情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、前記ピークレベルを複数段階のパワーに変化させ、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出する演算処理手段を備えたことを特徴とするレーザパワー制御装置。
【請求項２】
前記演算処理手段が、複数段階の前記ピークレベルで発光させたときにおける各々の微分効率により、発光パワー対微分効率の関係式を算出することを特徴とする請求項１記載のレーザパワー制御装置。
【請求項３】
前記演算処理手段が、情報記録動作を行う直前に前記微分効率の算出を行い、前記発光パワー対微分効率の関係式に基づいて、情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定することを特徴する請求項２記載のレーザパワー制御装置。
【請求項４】
最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書込みに先立ち、前記演算処理手段が、前記微分効率の算出を行い、前記発光パワー対微分効率の関係式に基づいて、各々の記録パワーに応じたレーザ駆動電流の算出を行うことを特徴とする請求項２または３記載のレーザパワー制御装置。
【請求項５】
記録媒体に対してレーザ光を照射して所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上のレーザパワーによってレーザ駆動するレーザ制御装置において、
情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、複数の記録速度に応じた発光波形で発光させ、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出する演算処理手段を備えたことを特徴とするレーザ制御装置。
【請求項６】
前記演算処理手段が、前記複数の記録速度に応じた発光波形で発光させたときにおける各々の微分効率より、記録速度対微分効率の関係式を算出することを特徴とする請求項５記載のレーザ制御装置。
【請求項７】
前記演算処理手段が、情報記録動作を行う直前に前記微分効率の算出を行い、前記記録速度対微分効率の関係式に基づいて、情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定することを特徴する請求項６記載のレーザパワー制御装置。
【請求項８】
最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書込みに先立ち、前記演算処理手段が、前記微分効率の算出を行い、前記記録速度対微分効率の関係式に基づいて、各々の記録パワーに応じたレーザ駆動電流の算出を行うことを特徴とする請求項６または７記載のレーザパワー制御装置。
【請求項９】
記録媒体に対してレーザ光を照射して所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上のレーザパワーによってレーザ駆動するレーザパワー制御方法において、情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、前記ピークレベルを複数段階に変化させ、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出することを特徴とするレーザパワー制御方法。
【請求項１０】
前記ピークレベルを複数段階で発光させたときにおける各々の微分効率により、発光パワー対微分効率の関係式を算出することを特徴とする請求項９記載のレーザパワー制御方法。
【請求項１１】
情報記録動作を行う直前に前記微分効率の算出を行い、前記発光パワー対微分効率の関係式に基づいて、情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定することを特徴する請求項１０記載のレーザパワー制御方法。
【請求項１２】
最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書込みに先立ち、前記微分効率の算出を行い、前記発光パワー対微分効率の関係式に基づいて、各々の記録パワーに応じたレーザ駆動電流の算出を行うことを特徴とする請求項１０または１１記載のレーザパワー制御方法。
【請求項１３】
記録媒体に対してレーザ光を照射して所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上のレーザパワーによってレーザ駆動するレーザ制御方法において、
情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、複数の記録速度に応じた発光波形で発光させ、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出することを特徴とするレーザ制御方法。
【請求項１４】
前記複数の記録速度に応じた発光波形で発光させたときにおける各々の微分効率より、記録速度対微分効率の関係式を算出することを特徴とする請求項１３記載のレーザ制御方法。
【請求項１５】
情報記録動作を行う直前に前記微分効率の算出を行い、前記記録速度対微分効率の関係式に基づいて、情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定することを特徴する請求項１４記載のレーザパワー制御装置。
【請求項１６】
最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書込みに先立ち、前記微分効率の算出を行い、前記記録速度対微分効率の関係式に基づいて、各々の記録パワーに応じたレーザ駆動電流の算出を行うことを特徴とする請求項１４または１５記載のレーザパワー制御装置。
【請求項１７】
半導体レーザから出射したレーザ光を記録媒体に照射し、該記録媒体を回転駆動させて、前記レーザ光によって所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上の発光パワーによってレーザ駆動するレーザパワー制御装置を具備する光ディスク装置において、
情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、前記ピークレベルを複数段階に変化させ、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出し、該算出結果によって情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定する手段を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１８】
半導体レーザから出射したレーザ光を記録媒体に照射し、該記録媒体を回転駆動させて、前記レーザ光によって所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上の発光パワーによってレーザ駆動するレーザパワー制御装置を具備する光ディスク装置において、
情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、複数の記録速度に応じた発光波形で発光させ、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出し、該算出結果によって情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定する手段を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１９】
情報記録動作を行う直前に前記微分効率の算出を行うことを特徴とする請求項１７または１８記載の光ディスク装置。
【請求項２０】
最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書込みに先立ち、前記微分効率の算出を行うことを特徴とする請求項１７または１８記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ（ＬＤ）からのレーザ光により、記録媒体であるＤＶＤなどの光ディスクに対して情報を記録および／または再生する光学的記録／再生装置に適用されるレーザパワー制御装置およびレーザパワー制御方法ならびに光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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）、あるいは情報再生装置が実用化されている。また最近では、色素型メディアを用いた追記型光ディスク、あるいは光磁気（ＭＯ）メディアを用いた書き換え可能なＭＯディスクの他に、相変化型メディアも注目されており、これらの記録媒体を用いた情報記録／再生装置が実用化されている。また書き換え可能なＤＶＤメディアは次世代の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多いに注目されている。
【０００３】
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り、ＭＯメディアなどと異なり外部磁界を必要とせず、ＬＤから出射されるレーザ光だけで情報の記録／再生を行うことができ、か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。
【０００４】
また、色素型メディアに対して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８−１６変調コードなどに基づいて生成した単パルスのＬＤ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、蓄熱のため記録マークが涙形状に歪みを生じたりする不具合がある。このため、色素型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１１の（ｃ）に示すように、ＥＦＭ変調コードなどの記録データに基づいたマルチパルス波形のレーザ光により色素型メディアにマークを形成する方式が提案されている。
【０００５】
このマルチパルス波形のマーク部は、先頭加熱パルスと、後続する複数個の連続加熱パルスとで構成される方式が提案されている。
【０００６】
また、相変化型メディアに情報を記録するには、図１２の（ｃ）に示すように多段の記録パワーを用いたマルチパルス波形のレーザ光によりマークを形成するのが一般的である。
【０００７】
色素型メディアあるいは相変化型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が、ＬＤは自己発熱などにより駆動電流−発光パワー特性が容易に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）制御が行われる。このＡＰＣ制御は、ＬＤからのレーザ光の一部をフォトディテクタ（ＰＤ）に入射させ、ＬＤにおける発光パワーに比例して発生するモニタ電流を用いてレーザ駆動電流を制御するというものである。
【０００８】
情報再生のみを考慮した場合、一般的にレーザ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ことにより容易にＡＰＣ制御を実現することができる。
【０００９】
一方、記録時にＡＰＣ制御を行う場合は、記録媒体上の記録状態であるマーク／スペースを形成するためにレーザ記録パワーが高速で変化するため、制御に工夫が必要がある。例えば、ＣＤ系あるいは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が、正確に記録パワーを制御することはできない。
【００１０】
そこで、例えばＣＤ−Ｒ（色素系）メディアに図１３の（ｃ）に示すようなストラテジで記録を行う場合には、例えば最長データ長である１１Ｔの長さのマークあるいはスペースのデータが記録される際に、マーク／スペースのそれぞれにおいて発光パワーをサンプル／ホールドするようにすれば、比較的安価な構成で正確に記録パワーを制御することができる。
【００１１】
しかし、ＤＶＤ系の場合は、色素系／相変化系ともに上述したようなマルチパルス発光を行うことが望ましく、単純なサンプル／ホールド回路では受光系あるいは、その後段の回路において非常に高速な制御帯域が必要になって現実的でない。
【００１２】
前記問題を解決する方法として、特許文献１に記載の技術では、ＬＤ発光波形を非パルス状態で駆動する期間を適宜設けることによって、相変化型メディアの記録時に非晶質化レベル（ピークパワー）と読み出しレベル（ボトムパワー）を制御している。
【００１３】
特許文献１に記載の技術を、図１１の（ｃ）に示したような色素型メディアの記録ストラテジのマーク記録パワー制御に応用しようとした場合、非パルス状態で記録した箇所は、連続加熱により記録マークが良好に形成されず欠損箇所となるが、比較的長い間隔毎にＡＰＣ動作を行う分、エラー訂正機能により再生時に影響はほとんど与えない。
【００１４】
またスペース記録パワーは、一般的に一定パワーであるので、比較的長いスペースデータを記録する際にサンプル／ホールドすることにより記録データに欠損を与えることなくスペース記録パワーの制御を行うことができる。したがって、スペース記録パワー制御間隔は、マーク記録パワー制御間隔に比べて、短い間隔で制御を行うことが可能である。
【００１５】
また記録パワーの最適値は、周辺温度あるいは記録メディアの種類，線速などにより変化するため、一般に色素型メディアあるいは相変化型メディアでは、情報を記録する前に、ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる試し書きによる記録パワーの最適化が行われる。このＯＰＣは、記録メディアのＰＣＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  Ａｒｅａ）と呼ばれる所定の領域に、所定の情報を記録／再生することによって行われる。
【００１６】
具体的には、チャネルクロック周期Ｔの３倍（３Ｔ）〜１４倍（１４Ｔ）のマークとスペースからなる所定パターンのテストデータを発光パワーを数種類変化させて記録し、このテストデータを再生して各パワーにおけるＲＦ信号のＤＣモジュレーションあるいはＡＣ結合後のＲＦ信号のアシンメトリなどを評価基準として算出する。
【００１７】
モジュレーションＭは、例えば、ＲＦ信号の最大振幅をＩｐ−ｐ、ＲＦ信号の最大値をＩｍａｘとすれば、（数１）の式によって算出される。
【００１８】
【数１】
2004342253.tif 000003
【００１９】
また、ＡＣ結合後のアシンメトリβは、ＡＣ結合後のＲＦ信号の正側のピークレベルＸ１、負側のピークレベルＸ２を用いて（数２）の式のように表される。
【００２０】
【数２】
2004342253.tif 000004
【００２１】
ここで、（Ｘ１＋Ｘ２）はＡＣ結合後ＲＦ信号の正負ピークレベルの差分、また（Ｘ１−Ｘ２）はＡＣ結合後ＲＦ信号ピークｔｏピーク値である。
【００２２】
前記モジュレーションＭあるいはＡＣ結合後アシンメトリβに基づいて、最適な記録パワーを求める。
【００２３】
【特許文献１】
特開平９−１７１６３１号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
記録動作を行うには、予めＬＤの微分効率を算出して各パワーレベルの駆動電流を決定しておく必要がある。一般的には、記録動作に先立ってフォーカスオフの状態で記録動作を行い、記録レベルのパワーをサンプルにして微分効率を算出する。
【００２５】
一般的に、レーザの駆動電流−発光パワー特性（Ｉ−Ｌ特性）は略線形であるとみなされるが、正確には図７に示すように若干の非線型性を持つ。また、パルス発光を行う場合、発光パワーが低パワーから高パワーへと急激に変化することにより、ごく短時間でＩ−Ｌ特性が変化し、パルスのピークレベルが下降していくことがある（図１４参照）。このピークレベルが下降する量は、発光パワーが高いほど顕著になる。これは発光パワーが高いほど、低パワーから急激にレーザが加熱していくためと考えられる。
【００２６】
また、一般的に、記録パルスの時間幅は記録速度は速くなるほど短くなるので、記録速度が低速なほどピークレベルの下降量は大きくなることになる。例えば、図１５において、波形（ｂ）の方が記録速度が遅い場合、ピークレベルの下降量Ａ，Ｂの関係はＡ＜Ｂとなる。
【００２７】
ＬＤが、このような特性を持つ場合、Ｉ−Ｌ特性を線形とみなしてレーザ駆動電流を設定すると、発光パワーに誤差が生じ、記録品質の低下を招くことになる。
【００２８】
本発明の目的は、前記のような問題を解決するためになされたものであり、正確な微分効率を算出し、記録中の発光パワーを正確に制御することを可能にしたレーザパワー制御装置およびレーザパワー制御方法ならびに光ディスク装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、記録媒体に対してレーザ光を照射して所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上のレーザパワーによってレーザ駆動するレーザパワー制御装置において、情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、前記ピークレベルを複数段階のパワーに変化させ、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出する演算処理手段を備えたこと特徴とし、この構成によって、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出することにより、記録時の発光パワーを正確に制御することができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のレーザパワー制御装置において、演算処理手段が、複数段階のピークレベルで発光させたときにおける各々の微分効率により、発光パワー対微分効率の関係式を算出することを特徴とし、この構成によって、発光パワー対微分効率の関係式に基づいた正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００３１】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載のレーザパワー制御装置において、演算処理手段が、情報記録動作を行う直前に微分効率の算出を行い、発光パワー対微分効率の関係式に基づいて、情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定することを特徴し、この構成によって、発光パワー対微分効率の関係式に基づいてレーザ駆動電流を決定することにより、正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３記載のレーザパワー制御装置において、最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書きに先立ち、演算処理手段が、微分効率の算出を行い、発光パワー対微分効率の関係式に基づいて、各々の記録パワーに応じたレーザ駆動電流の算出を行うことを特徴とし、この構成によって、試し書込みに先立ち、発光パワー対微分効率の関係式に基づいてレーザ駆動電流を決定することにより、より正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００３３】
請求項５に記載の発明は、記録媒体に対してレーザ光を照射して所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上のレーザパワーによってレーザ駆動するレーザ制御装置において、情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、複数の記録速度に応じた発光波形で発光させ、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出する演算処理手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出することにより、記録時の発光パワーを正確に制御することができる。
【００３４】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載のレーザ制御装置において、演算処理手段が、複数の記録速度に応じた発光波形で発光させたときにおける各々の微分効率により、記録速度対微分効率の関係式を算出することを特徴とし、この構成によって、記録速度対微分効率の関係式に基づいた正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００３５】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載のレーザパワー制御装置において、演算処理手段が、情報記録動作を行う直前に微分効率の算出を行い、記録速度対微分効率の関係式に基づいて、情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定することを特徴とし、この構成によって、記録速度対微分効率の関係式に基づいてレーザ駆動電流を決定することにより、正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００３６】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７記載のレーザパワー制御装置において、最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書きに先立ち、演算処理手段が、微分効率の算出を行い、記録速度対微分効率の関係式に基づいて、各々の記録パワーに応じたレーザ駆動電流の算出を行うことを特徴とし、この構成によって、試し書込みに先立ち、記録速度対微分効率の関係式に基づいてレーザ駆動電流を決定することにより、より正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００３７】
請求項９に記載の発明は、記録媒体に対してレーザ光を照射して所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上のレーザパワーによってレーザ駆動するレーザパワー制御方法において、情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、前記ピークレベルを複数段階に変化させ、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出することを特徴とし、この方法によって、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出することにより、記録時の発光パワーを正確に制御することができる。
【００３８】
請求項１０に記載の発明は、請求項９記載のレーザパワー制御方法において、ピークレベルを複数段階で発光させたときにおける各々の微分効率により、発光パワー対微分効率の関係式を算出することを特徴とし、この方法によって、発光パワー対微分効率の関係式に基づいた正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００３９】
請求項１１に記載の発明は、特徴する請求項１０記載のレーザパワー制御方法において、情報記録動作を行う直前に微分効率の算出を行い、発光パワー対微分効率の関係式に基づいて、情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定することを特徴とし、この方法によって、発光パワー対微分効率の関係式に基づいてレーザ駆動電流を決定することにより、正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００４０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１記載のレーザパワー制御方法において、最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書きに先立ち、微分効率の算出を行い、発光パワー対微分効率の関係式に基づいて、各々の記録パワーに応じたレーザ駆動電流の算出を行うことを特徴とし、この方法によって、試し書込みに先立ち、発光パワー対微分効率の関係式に基づいてレーザ駆動電流を決定することにより、より正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００４１】
請求項１３に記載の発明は、記録媒体に対してレーザ光を照射して所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上のレーザパワーによってレーザ駆動するレーザ制御方法において、情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、複数の記録速度に応じた発光波形で発光させ、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出することを特徴とし、この方法によって、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出することにより、記録時の発光パワーを正確に制御することができる。
【００４２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３記載のレーザ制御方法において、複数の記録速度に応じた発光波形で発光させたときにおける各々の微分効率より、記録速度対微分効率の関係式を算出することを特徴とし、この方法によって、記録速度対微分効率の関係式に基づいた正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００４３】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４記載のレーザパワー制御装置において、情報記録動作を行う直前に微分効率の算出を行い、記録速度対微分効率の関係式に基づいて、情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定することを特徴とし、この方法によって、記録速度対微分効率の関係式に基づいてレーザ駆動電流を決定することにより、正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００４４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５記載のレーザパワー制御装置において、最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書きに先立ち、微分効率の算出を行い、記録速度対微分効率の関係式に基づいて、各々の記録パワーに応じたレーザ駆動電流の算出を行うことを特徴とし、この方法によって、試し書きに先立ち、記録速度対微分効率の関係式に基づいてレーザ駆動電流を決定することにより、より正確な記録時の発光パワー制御を行うことができる。
【００４５】
請求項１７に記載の発明は、半導体レーザから出射したレーザ光を記録媒体に照射し、該記録媒体を回転駆動させて、前記レーザ光によって所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上の発光パワーによってレーザ駆動するレーザパワー制御装置を具備する光ディスク装置において、情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、前記ピークレベルを複数段階に変化させ、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出し、該算出結果によって情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定する手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出し、レーザ駆動電流を決定することにより、記録時の発光パワーを正確に制御することができるため、正確な記録動作が行われる。
【００４６】
請求項１８に記載の発明は、半導体レーザから出射したレーザ光を記録媒体に照射し、該記録媒体を回転駆動させて、前記レーザ光によって所定の記録変調方式に基づいた情報の記録および／または再生を行う際に、半導体レーザから出射したレーザ光のパワー制御を行い、少なくともバイアスレベルとピークレベルの２値以上の発光パワーによってレーザ駆動するレーザパワー制御装置を具備する光ディスク装置において、情報記録動作に先立って前記半導体レーザのパワーレベルをサンプリングして微分効率を算出する際に、複数の記録速度に応じた発光波形で発光させ、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出し、該算出結果によって情報記録動作を行う記録パワーに応じたレーザ駆動電流を決定する手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出し、レーザ駆動電流を決定することにより、記録時の発光パワーを正確に制御することができるため、正確な記録動作が行われる。
【００４７】
請求項１９に記載の発明は、請求項１７または１８記載の光ディスク装置において、情報記録動作を行う直前に微分効率の算出を行うことを特徴とする。
【００４８】
請求項２０に記載の発明は、請求項１７または１８記載の光ディスク装置において、最適記録パワーを決定するために発光パワーを複数種類に変化させて行う試し書きに先立ち、微分効率の算出を行うことを特徴とする。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００５０】
本実施形態は、ＤＶＤ−ＲＯＭフォーマットのコードデータを色素型メディア（記録媒体）に記録（追記）する光学的情報記録／再生装置（光ディスク装置）の情報記録方式を採用し、データ変調方式として８−１６変調コードを用いてマークエッジ（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）記録を行うものであって、このようなメディアと記録データを用いて、半導体レーザ（ＬＤ）をマルチパルス発光させて記録マークを形成することにより情報の記録を行うものである。
【００５１】
図１は本実施形態を説明するための光ディスク装置における要部の構成を示すブロック図であり、１は光ディスク（ＤＶＤ−ＲＯＭ）、２はスピンドルモータ、３は光ピックアップ、４はモータドライバ、５はリードアンプ、６はサーボ手段、７はＤＶＤデコーダ、８はＡＤＩＰデコーダ、９はレーザコントローラ、１０はＤＶＤエンコーダ、１１はＤＶＤ−ＲＯＭエンコーダ、１２はバッファＲＡＭ、１３はバッファマネージャ、１４はＤＶＤ−ＲＯＭデコーダ、１５はＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインターフェース、１６はＤ／Ａコンバータ、１７はＲＯＭ、１８はＣＰＵ、１９はＲＡＭを示し、ＬＢはレーザ光、Ａｕｄｉｏはオーディオ出力信号を示す。
【００５２】
また図１において、矢印はデータが主に流れる方向を示しており、また、図を簡略化するために、構成部材である各ブロックの部材を制御するＣＰＵ１８には、太線のみを付けて各ブロックとの接続を省略している。ＲＯＭ１７には、ＣＰＵ１８にて解読可能なコードで記述された制御プログラムが格納されている。光ディスク装置の電源がオン状態になると、前記制御プログラムはメインメモリ（図示せず）にロードされ、ＣＰＵ１８が、制御プログラムに従って前記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどを一時的にＲＡＭ１９に保存する。
【００５３】
次に、図１に示す光ディスク装置の構成および動作について説明する。
【００５４】
光ディスク１は、スピンドルモータ２によって回転駆動される。このスピンドルモータ２は、モータドライバ４とサーボ手段６により、線速度または角速度が一定になるように制御される。この線速度または角速度は階段的に変更することが可能である。
【００５５】
光ピックアップ３は、後述する構成になっており、半導体レーザから出射するレーザ光ＬＢを光ディスク１に光スポットＳとして集光して照射する。また、この光ピックアップ３は、シークモータ（図示せず）によってスレッジ方向への移動が可能である。このシークモータと光ピックアップ３に設けられているフォーカスアクチュエータ，トラックアクチュエータとが、受光素子とポジションセンサから得られる信号に基いて、モータドライバ４とサーボ手段６によりレーザ光ＬＢの光スポットＳが光ディスク１上の目的の場所に位置するように制御する。
【００５６】
そして情報読み取り時には、光ピックアップ３によって得られた再生信号が、リードアンプ５で増幅されて２値化された後、ＤＶＤデコーダ７に入力される。入力された２値化データは、このＤＶＤデコーダ７において、８／１６復調される。なお、記録データは、８ビットずつまとめられて変調（８／１６変調）されており、この変調では、８ビットを１６ビットに変換している。この場合に、結合ビットは、それまでの「１」と「０」の数が平均的に等しくなるように付けられる。これを「ＤＣ成分の抑制」といい、ＤＣカットされた再生信号のスライスレベル変動が抑圧される。
【００５７】
復調されたデータは、デインターリーブとエラー訂正の処理が行われる。その後、このデータは、ＤＶＤ−ＲＯＭデコーダ１４へ入力され、データの信頼性を高めるために、さらに、エラー訂正の処理が行われる。このように２回のエラー訂正の処理が行われたデータは、バッファマネージャ１３によってバッファＲＡＭ１２に一旦蓄えられ、セクタデータとして揃った状態で、ＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインターフェース１５を介して、図示しないホストコンピュータへ一気に転送される。なお、音楽データの場合には、ＤＶＤデコーダ７から出力されたデータが、Ｄ／Ａコンバータ１６へ入力され、アナログのオーディオ出力信号Ａｕｄｉｏとして取り出される。
【００５８】
また、書き込み時には、ＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインターフェース１５を通して、ホストコンピュータから送られてきたデータは、バッファマネージャ１３によってバッファＲＡＭ１２に一旦蓄えられる。その後、書き込み動作が開始されるが、この場合には、その前にレーザスポットを書き込み開始地点に位置させる必要がある。この地点は、ＤＶＤ＋ＲＷ／＋Ｒでは、予め光ディスク１上にトラックの蛇行により刻まれているウォブル信号によって求められる。なお、前記地点はＤＶＤ−ＲＷ／−Ｒではウォブル信号の代わりにランドプリピット、ＤＶＤ−ＲＡＭ／ＲＡＭ・ＷＯではプリピットによって求められる。
【００５９】
ＤＶＤ＋ＲＷ／＋Ｒディスクにおけるウォブル信号には、ＡＤＩＰ（ＡＤｒｅｓｓ  Ｉｎ  Ｐｒｅ−ｇｒｏｏｖｅ）と呼ばれるアドレス情報が含まれており、この情報が、ＡＤＩＰデコーダ８によって取り出される。また、このＡＤＩＰデコーダ８によって生成される同期信号は、ＤＶＤエンコーダ１０へ入力され、光ディスク１上の正確な位置へのデータの書き込みを可能にしている。バッファＲＡＭ１２のデータは、ＤＶＤ−ＲＯＭエンコーダ１１あるいはＤＶＤエンコーダ１０において、エラー訂正コードの付加あるいはインターリーブが行われ、レーザコントローラ９，光ピックアップ３を介して、光ディスク１に記録される。
【００６０】
また、前記アドレス情報はランドプリピットあるいはプリピットから得る構成であってもよい。
【００６１】
図２は実施形態１における光ピックアップの概略構成の説明図、図３は図２におけるシステム制御装置の内部構成を示すブロック図、図４は図２におけるＬＤ駆動回路の内部構成を示すブロック図である。
【００６２】
図２において、光ピックアップ３には、ＬＤ光源２１，ビームスプリッタ２２，レンズ２３〜２６，受光素子２７，２８などからなる光学系が設けられ、ＬＤ光源２１はＬＤ駆動装置２９によって駆動制御される。なお、図２において、３０，３１はＩＶ（電流／電圧）アンプ、３２はシステム制御装置である。
【００６３】
図３において、３３はサンプル／ホールド回路、３４はピーク／ボトム検出回路、３５はホストコントローラ、３６はＡＰＣ回路、３７，３８はデータデコーダ、３９はＬＤ波形制御回路である。
【００６４】
図４において、４０はバイアスレベル駆動回路、４１はピークレベル重畳回路、４２は加算回路である。
【００６５】
本実施形態において、情報の再生時には、ＬＤ駆動装置２９でＬＤ光源２１を駆動して再生パワー（読み取りパワー）で発光させ、光ピックアップ３にてＬＤ光源２１からの再生パワーのレーザ光を光学系を介して光ディスク１に照射し、光ディスク１からの反射光を光学系を介して受光素子２７で受光して光電変換し、ＩＶアンプ３０でＩＶ変換／増幅して再生信号（ＲＦ信号）１０５を得る。
【００６６】
さらに、ＬＤ光源２１からの出射光の一部がモニタ用の受光素子２８に入射し、発光パワーに比例したモニタ電流がＩ／Ｖアンプ３１によりＩＶ変換／増幅されたパワーモニタ信号１０４となり、システム制御装置３２内のＡＰＣ回路３６がパワーモニタ信号１０４を受けて、ＬＤ駆動装置２９にバイアスレベル電流駆動信号１０１を出力する（情報再生時は、サンプルホールド回路３３は常時サンプル状態となっている）。ＡＰＣ回路３６は反転増幅回路で構成され、ＡＰＣ回路３６→ＬＤ駆動装置２９→ＩＶアンプ３１のループ全体で負帰還回路を構成し、再生パワーが一定となるようＡＰＣ制御を行っている。
【００６７】
通常、色素系メディアに情報の記録を行う場合は、ピークレベル，スペースレベル（バイアスレベル）の２種類の記録パワーが必要となる（本実施形態では、マーク形成時にマルチパルス発光するためのボトムレベルをバイアスレベルと同じレベルとして説明するが、ボトムレベルとバイアスレベルを個別のレベルとして扱うこともある）。
【００６８】
情報の記録時には、ホストコントローラ３５にて８−１６変調コードからなる記録データに基づいたパルス制御信号１０７を生成し、ＬＤ駆動装置２９にて、パルス制御信号１０７に応じた駆動電流により、ＬＤ光源２１を駆動して図１１の（ｃ）に示すようなマルチパルスの光を発光させ、光ディスク１の記録層に照射することにより、光ディスク１に記録マークを形成して情報の記録を行う。
【００６９】
ホストコントローラ３５は、スペース／ピークパワーの発光レベルを制御するため、バイアスレベル電流駆動信号１０１，ピークレベル電流重畳信号１０２をＬＤ駆動装置２９に出力する。
【００７０】
ＬＤ駆動装置２９において、バイアスレベル駆動回路４０により、バイアスレベル電流駆動信号１０１に応じたバイアス電流を発生する。また、ピークレベル重畳回路４１により、ピークレベル電流重畳信号１０２に応じた電流をバイアス電流に重畳し、ＬＤ光源２１に駆動電流を供給する。ピークレベル重畳回路４１は具体的にはＤ／Ａコンバータであり、ホストコントローラ３５からピークレベル電流重畳信号１０２をデジタル信号としてピークレベル重畳回路４１に出力する。
【００７１】
前記パワーモニタ信号１０４は、ロングスペースデータ出力時（例えば、１０Ｔ以上のスペースデータ）にホストコントローラ３５より出力されるパワーサンプルタイミング信号１０６がＨ→Ｌのタイミングでサンプル／ホールド回路３３によりサンプル／ホールドされ、バイアスレベルのパワー制御が行われる（図５の（Ｃ）拡大）。
【００７２】
ピークレベルの発光パワーは、バイアスレベルの駆動電流に、レーザ光の発光パワーにおける微分効率から算出される重畳電流を重畳して、ＬＤ光源２１に駆動電流を供給することで設定される。
【００７３】
情報記録動作に先立って（情報記録動作の直前でもよい）、レーザ光の微分効率を算出するためにＬＤ光源２１を駆動させてダミー書き込み動作を行う（図５の（Ａ））。この際、この動作によりメディアに記録を行わないようにするため、デフォーカス状態にしておく。
【００７４】
通常書き込み動作時は、図１１の（ｃ）で示したようにマークデータ記録時はピークレベル／ボトムレベルを交互に発光させるマルチパルス発光を行っており、このような発光状態でピークレベルをサンプルするのは現実的でない。そこで、図５の（Ａ）拡大に示すように、微分効率算出用の発光時には、一定期間、非パルス状態で発光を行ってピークレベルをサンプルするようにする。この非パルス状態にするタイミングは、ロングマークデータ発生時（例えば、１０Ｔマーク以上）とする。また、パワーサンプルタイミング信号１０６は、通常書き込み動作時にはロングスペース発生時にＨになるが、微分効率算出用の発光時には、ロングマークデータを非パルス状態にするのと連動してＨとして、ピークレベルをサンプリングする。このようにサンプルされたピークベルと、ロングスペース発生時にサンプルしたバイアスレベルの２点の発光レベルより、レーザ発光パワーの微分効率を算出することができる。
【００７５】
次に、図６のフローチャートを参照して実施形態１におけるピークレベルの大きさに応じた微分効率およびピークレベル駆動電流の算出の手順について説明する。
【００７６】
まず、実施形態１では、図８に示すように、ピークレベルの発光パワーを所定段階変化させ（Ｐｗ１，Ｐｗ２，Ｐｗ３の３回，Ｓ１−１，Ｓ１−３，Ｓ１−５）、各ピークレベルで各々ダミー書き込みを行ってそれぞれ微分効率を算出する（Ｓ１−２，Ｓ１−４，Ｓ１−６）。
【００７７】
各発光パワーでの微分効率η（Ｐｗ）は、下記（数３）の式により算出する。
【００７８】
【数３】
2004342253.tif 000005
【００７９】
ここで、
Ｉｂ：バイアスレベル駆動電流
Ｐｗ：バイアスレベル発光パワー
Ｉｗ：ピークレベル駆動電流
Ｐｗ：ピークレベル発光パワー
ΔＩｗ：ピークレベル重畳電流（＝Ｉｗ−Ｉｂ）とする。
【００８０】
そして、各ピークパワー設定と、対応する微分効率の関係により、発光パワーＰｗと微分効率ηの近似式を算出する（Ｓ１−７）。
【００８１】
前記関係式は、１次近似式でおいてもよいが、より正確な関係を求めるため、（数４）の式に示すような２次近似式とする。
【００８２】
【数４】
η（Ｐｗ）＝（ａ×Ｐｗ２）＋（ｂ×Ｐｗ）＋ｃ
ここで、以下に説明する試し書きを行わない場合は、（数４）の式より実際に情報の記録を行うときのピークパワーＰｗにおける微分効率η（Ｐｗ）を算出し、以下に示す（数５）の式によりピークレベル重畳電流ΔＩｗを求め（Ｓ１−８）、ピークレベル電流重畳信号１０２とする。
【００８３】
【数５】
2004342253.tif 000006
【００８４】
ここで、試し書きを行う際には、ホストコントローラ３５は書き込み動作中（ライトゲート信号１０８＝Ｈ）、セクタ（ＤＶＤフォーマット８−１６変調コードの場合は、１４８８×２６＝３８６８８チャネルクロックごと）が切り替わるごとにセクタ同期信号２１１を発生させ、セクタ同期信号２１１が発生するたびにピークレベル電流重畳信号１０２を更新して、発光パワーを段階的に変化させる（図５の（Ｂ））。
【００８５】
この際、各ピークレベルの段階で、（数４），（数５）の式により微分効率η、ピークレベル電流重畳信号１０２がそれぞれ算出される。
【００８６】
段階的に発光パワーを変化させた記録が終了した後、その記録した領域を再生し、各セクタごとにＲＦ信号１０５をサンプリングして、（数２）の式を用いて各々のセクタでアシンメトリ（β）を算出し、算出されたβにより記録動作時のＬＤ光源２１の発光パワーを決定する。最も記録品質のよいβの値は、記録媒体（光ディスク）の種類に応じて予め実験的に求めておく。
【００８７】
次に、本発明の実施形態２における発光パワーの微分効率算出に関して図９に示すフローチャートを参照して説明する。実施形態２において、基本的構成は実施形態１と同様であるが、記録速度に応じて微分効率ηの補正を行う点において実施形態１と異なる。
【００８８】
図１０に示すタイミングチャートのように、情報記録動作に先立って行われる微分効率算出動作において（情報記録動作の直前であってもよい）、記録速度を所定段階変化させ（実施形態２では（１）〜（３）の３段階）、各記録速度で各々ダミー書き込みを行い（記録速度（１）→記録速度（２）→記録速度（３）の順で記録速度を順次高速にしていく。Ｓ２−１，Ｓ２−３，Ｓ２−５）、それぞれ微分効率を（数３）の式により算出する（Ｓ２−２，Ｓ２−４，Ｓ２−６）。そして各記録速度と、それに対応する微分効率の関係より、記録速度Ｖｌと微分効率ηの近似式を算出する（Ｓ２−７）。この関係式は、実施形態１と同様に（数６）の式に示すような２次近似式とする。
【００８９】
【数６】
η（Ｖｌ）＝（ａ×Ｖｌ２）＋（ｂ×Ｖｌ）＋ｃ
ここで実施形態２において、試し書きを行わない場合は、（数６）の式より、実際に情報の記録を行うときの記録速度Ｖｌにおける微分効率η（Ｖｌ）を算出し、下記（数７）の式により、ピークレベル重畳電流ΔＩｗを求め（Ｓ２−８）、ピークレベル電流重畳信号１０２とする。
【００９０】
【数７】
2004342253.tif 000007
【００９１】
試し書きを行うには、ホストコントローラ３５は実施形態１と同様のシーケンスを行うが、その際、各ピークレベルの段階で、（数６），（数７）の式により微分効率η、ピークレベル電流重畳信号１０２をそれぞれ算出する。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るレーザパワー制御装置およびレーザパワー制御方法によれば、情報記録動作に先立って半導体レーザの微分効率を算出する際に、ピークレベルを複数段階のパワーに変化させ、それぞれのピークレベルで発光させたときの微分効率を各々算出したり、あるいは複数の記録速度に応じた発光波形で発光させ、それぞれの発光波形における微分効率を各々算出することによって、正確にレーザ駆動電流を決定するようになるため、記録時の発光パワーを正確に制御することができる。
【００９３】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、前記レーザパワー制御装置および前記レーザパワー制御方法を採用して、レーザ駆動電流を決定することにより、記録時の発光パワーを正確に制御することができるため、正確な書き込みによる記録動作が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための光ディスク装置における要部の構成を示すブロック図
【図２】実施形態１における光ピックアップの概略構成の説明図
【図３】図２におけるシステム制御装置の内部構成を示すブロック図
【図４】図２におけるＬＤ駆動回路の内部構成を示すブロック図
【図５】実施形態１におけるＬＤ駆動タイミングの説明図
【図６】実施形態１における微分効率およびピークレベル駆動電流の算出の手順に関するフローチャート
【図７】ＬＤの一般的な駆動電流−発光パワー特性の説明図
【図８】実施形態１における発光パワーを複数段階に変化させることを説明するためのＬＤの駆動電流−発光パワー特性の特性図
【図９】本発明の実施形態２における発光パワーの微分効率算出に関するフローチャート
【図１０】実施形態２におけるＬＤ駆動タイミングの説明図
【図１１】レーザ光による色素型メディアに対する情報記録の説明図
【図１２】レーザ光による相変化型メディアに対する情報記録の説明図
【図１３】レーザ光によるＣＤ−Ｒ（色素系）メディアに対する情報記録の説明図
【図１４】発光パワーパルスにおけるピークレベルが下降する状態を説明する波形図
【図１５】発光パワーパルスにおけるピークレベルと記録速度の関係を説明する波形図
【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
９  レーザコントローラ
１８  ＣＰＵ
２１  ＬＤ光源
２９  ＬＤ駆動装置
３２  システム制御装置
３５  ホストコントローラ
３６  ＡＰＣ回路
３９  ＬＤ波形制御回路
４０  バイアスレベル駆動回路
４１  ピークレベル重畳回路
１０１  バイアスレベル電流駆動信号
１０２  ピークレベル電流重畳信号
１０６  パワーサンプルタイミング信号
１０７  パルス制御信号
１０８  ライトゲート信号
【図１】
2004342253.tif 000008
【図２】
2004342253.tif 000009
【図３】
2004342253.tif 000010
【図４】
2004342253.tif 000011
【図５】
2004342253.tif 000012
【図６】
2004342253.tif 000013
【図７】
2004342253.tif 000014
【図８】
2004342253.tif 000015
【図９】
2004342253.tif 000016
【図１０】
2004342253.tif 000017
【図１１】
2004342253.tif 000018
【図１２】
2004342253.tif 000019
【図１３】
2004342253.tif 000020
【図１４】
2004342253.tif 000021
【図１５】
2004342253.tif 000022