(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体としての光ディスクにレーザー光を照射して情報を記録するように構成された光ディスク記録装置であって、
前記光ディスクに照射されるレーザ光のパワーの変動分（△Ｐ）と前記光ディスクからの戻り光量の変動分（△Ｂ）との比が一定となるように、前記レーザー光のパワーを制御する制御手段を備え、
前記レーザ光のパワーの変動分と前記戻り光量の変動分との比は、β値の変動分と戻り光量の変動分との関係を表す特性の傾きと、前記β値の変動分と前記レーザ光のパワーの変動分との関係を表す特性の傾きとの比であることを特徴とする光ディスク記録装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記光ディスクからの戻り光量を検出する検出部と、
前記光ディスクに照射されたレーザ光のパワーの変動分と前記検出部により検出された戻り光量の変動分との比が一定となるように、前記光ディスクに照射されるべきレーザ光のパワーの目標値を演算する演算部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載された光ディスク記録装置。
【請求項３】
記録媒体としての光ディスクにレーザー光を照射して情報を記録するように構成された光ディスク記録装置の記録パワー制御方法であって、
前記光ディスクに照射されるレーザ光のパワーの変動分と前記光ディスクからの戻り光量の変動分との比が一定となるように、前記レーザー光のパワーを制御し、
前記レーザ光のパワーの変動分と前記戻り光量の変動分との比は、β値の変動分と戻り光量の変動分との関係を表す特性の傾きと、前記β値の変動分と前記レーザ光のパワーの変動分との関係を表す特性の傾きとの比であることを特徴とする光ディスク記録装置の記録パワー制御方法。
【請求項４】
記録媒体としての光ディスクにレーザー光を照射して情報を記録するように構成された光ディスク記録装置の記録パワー制御方法であって、
前記光ディスクからの戻り光量を検出し初期値に対する変動分を演算するステップと、
前記光ディスクに照射されたレーザ光のパワーの変動分と前記演算された戻り光量の変動分との比が一定となるように、前記光ディスクに照射されるべきレーザ光のパワーの目標値を演算するステップと、
を含み、
前記レーザ光のパワーの変動分と前記戻り光量の変動分との比は、β値の変動分と戻り光量の変動分との関係を表す特性の傾きと、前記β値の変動分と前記レーザ光のパワーの変動分との関係を表す特性の傾きとの比であることを特徴とする光ディスク記録装置の記録パワー制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）などの光ディスクに情報を記録するための光ディスク記録装置及びその記録パワー制御方法に関し、特に光ディスクの傾き等の外乱要因に起因する記録品質の劣化を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤ−Ｒなどの追記型光ディスクにレーザ光を照射して信号を記録する場合、図６に示すように、レーザ光を照射した直後に光ディスクからの戻り光量がピークに達し、その後、ピットの形成が進むにつれて、Ｂレベルと呼ばれる一定値に安定する。ピット形成後の戻り光量を表すＢレベルは、レーザーのパワーに依存し、一般には、レーザーのパワーが高いほど、ピット部の反射率が低下するため、戻り光量のピークレベルが上昇すると共にＢレベルが低下する傾向を示す。
【０００３】
ところで、このＢレベルは、記録後の信号品質を表す指標の一つであるβ値に反映され、適正なＢレベルが得られないとβ値が変動する。そこで、光ディスクに情報を記録する場合、β値の変動を防ぐため、いわゆるランニングＯＰＣによるレーザーパワーの制御が行われている。具体的には、記録中にピット形成後の戻り光量のＢレベルをモニタし、このＢレベルを一定値に保つようにレーザーパワーを制御している。
なお、以下の説明では、上述の戻り光量のＢレベルを光ディスクからの戻り光量Ｂとして表現する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術によれば、光ディスクの傾き等の外乱要因が存在した場合、Ｂレベルを一定に保つようにレーザーパワーを制御したとしても、必ずしもピットが適切に形成されるとは限らず、β値が変動する場合がある。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光ディスクの傾き等の外乱が存在していても、光ディスクに記録された信号の品質低下を防止することのできる光ディスク記録装置及び記録パワー制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は以下の構成を有する。
即ち、この発明に係る光ディスク記録装置は、記録媒体としての光ディスクにレーザー光を照射して情報を記録するように構成された光ディスク記録装置であって、前記光ディスクに照射されるレーザ光のパワーの変動分（△Ｐ）と前記光ディスクからの戻り光量の変動分（△Ｂ）との比が一定となるように、前記レーザー光のパワーを制御する制御手段（例えば、後述する光量検出部１、サンプルホールド回路２、増幅器３、ＣＰＵ４、Ｄ／Ａ変換器５からなる回路系に相当する構成要素）を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、前記制御手段は、前記光ディスクからの戻り光量を検出する検出部（例えば、後述する光量検出部１に相当する構成要素）と、前記光ディスクに照射されたレーザ光のパワーの変動分と前記検出部により検出された戻り光量の変動分との比が一定となるように、前記光ディスクに照射されるべきレーザ光のパワーの目標値を演算する演算部（例えば、後述するＣＰＵ４に相当する構成要素）と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記レーザ光のパワーの変動分と前記戻り光量の変動分との比は、例えば、β値の変動分と戻り光量の変動分との関係を表す特性（例えば、後述する第２の特性）の傾きと、前記β値の変動分と前記レーザ光のパワーの変動分との関係を表す特性（例えば、後述する第１の特性）の傾きとの比（後述する一定値「−ａ／ｂ」に相当する要素）であることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る光ディスク記録装置の記録パワー制御方法は、記録媒体としての光ディスクにレーザー光を照射して情報を記録するように構成された光ディスク記録装置の記録パワー制御方法であって、前記光ディスクに照射されるレーザ光のパワーの変動分と前記光ディスクからの戻り光量の変動分との比が一定となるように、前記レーザー光のパワーを制御することを特徴とする。
【０００９】
換言すれば、この発明に係る光ディスク記録装置の記録パワー制御方法は、記録媒体としての光ディスクにレーザー光を照射して情報を記録するように構成された光ディスク記録装置の記録パワー制御方法であって、前記光ディスクからの戻り光量を検出し初期値に対する変動分を演算するステップと、前記光ディスクに照射されたレーザ光のパワーの変動分と前記演算された戻り光量の変動分との比が一定となるように、前記光ディスクに照射されるべきレーザ光のパワーの目標値を演算するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明にかかる実施の形態を説明する。
この実施の形態の説明では、先ず、この発明の原理を説明した後に、この原理に従って記録時のレーザー光のパワー（レーザーパワー）を制御するように構成された光ディスク記録装置について順に説明する。
【００１１】
＜原理＞
図１および図２を参照して、この発明の原理を説明する。
この発明の原理は、記録媒体である光ディスクの傾き角のずれ等の外乱によらずにβ値を一定とするためには、戻り光量の変動分とレーザーパワーの変動分との比（△Ｂ／△Ｐ）を一定とするようにレーザーパワーを制御すればよいというものである。この原理は、以下に説明するように、β値の変動分△βとレーザーパワーＰの変動分△Ｐとの間に成立する関係（以下、「第１の特性」と称す）と、戻り光量の変動分△Ｂとβ値の変動分△βとの間に成立する関係（以下、「第２の特性」と称す）とから導かれる。
【００１２】
（Ａ）第１の特性について
先ず、図１を参照して、上述の第１の関係を説明する。
図１は、光ディスクの傾き角をパラメータとした場合の特性であり、同図（ａ）は、レーザーパワーＰとβ値との関係を示す特性、同図（ｂ）は、レーザーパワーの変動分△Ｐとβ値の変動分△βとの間の関係を示す特性である。なお、図１（ａ）では、光ディスクの傾き角が互いに異なる２つの特性が示されている。ただし、光ディスクの傾き角の値自体は意味を持たないので、図１において、その値の表示は省略している。
【００１３】
同図（ａ）に示すように、β値とレーザーパワーＰとの関係は１次式で近似され、レーザーパワーＰを増加させると、それに比例してβ値も増加する傾向を示す。この特性を、レーザーパワーの変動分とβ値の変動分との間の関係を示す特性に書き直すと、同図（ｂ）に示す特性が得られる。この特性から理解されるように、光ディスクの傾き角に依存せずに、β値の変動分△βがレーザーパワーＰの変動分△Ｐに比例して増加し、これらの間の関係は下式（１）に示す１次式で表現される。
△β＝ａ×△Ｐ         ・・・（１）
ただし、ａは、図１（ｂ）に示す直線の傾きである。
【００１４】
（Ｂ）第２の特性について
次に、図２を参照して、上述の第２の特性を説明する。
図２は、レーザーパワーをパラメータとした場合の特性であり、同図（ａ）は、光ディスクの傾き角θと戻り光量Ｂとの間の関係を示す特性、同図（ｂ）は、光ディスクの傾き角θとβ値との関係を示す特性、同図（ｃ）は、戻り光量の変動分△Ｂとβ値の変動分△βとの間の関係を示す特性である。なお、図２（ａ），（ｂ）では、レーザーパワーＰが互いに異なる２つの特性が示されている。ただし、レーザーパワーＰの値自体は意味を持たないので、図２において、その数値の表示は省略している。
【００１５】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、光ディスクの傾き角θと戻り光量Ｂとの間の関係を示す特性と、光ディスクの傾き角θとβ値との関係を示す特性は、それぞれ２次式で近似可能な特性であり、このことは、戻り光量Ｂとβ値との間の関係が１次式で近似可能であることを示している。そこで、図２（ａ）および図２（ｂ）に示す特性から傾き角θを消去して、戻り光量Ｂとβ値との間の関係を示す特性を求め、この特性を、戻り光量の変動分△Ｂとβ値の変動分△βとの間の関係を示す特性に書き直すと、図２（ｃ）に示す特性が得られる。
【００１６】
図２（ｃ）に示す特性は、光ディスクの傾き角θの初期値をゼロとした場合の戻り光量の変動分△Ｂとβ値の変動分△βとの間の関係を示す。図２（ｃ）に示す特性から理解されるように、レーザーパワーＰに依存せずに、β値の変動分△βが戻り光量の変動分△Ｂに比例して減少する傾向を示す。従って、これらの間の関係は下式（２）に示す１次式で表現される。
△β＝ｂ×△Ｂ         ・・・（２）
ただし、ｂは、図２（ｃ）に示す直線の傾きである。
【００１７】
ここで、前述の図１（ｂ）に示すβ値の変動分△βは外乱要因が反映されていないレーザーパワーの変動分△Ｐに応じたものであるのに対し、図２（ｃ）に示すβ値の変動分△βは、外乱要因が反映された戻り光量の変動分△Ｂに応じたものであるから、これらを区別して、式（１）に示すβ値の変動分△βを△β1とし、式（２）に示すβ値の変動分△βを△β2とする。従って、上述の式（１），（２）は、下式（１ａ），（２ａ）に書き改められる。
△β1＝ａ×△Ｐ  ・・・（１ａ），  △β2＝ｂ×△Ｂ  ・・・（２ａ）
【００１８】
上式（２ａ）から理解されるように、光ディスクの傾き角θがずれて戻り光量Ｂが△Ｂだけ変化すると、β値が△β2だけ変化する。また、上式（１ａ）から理解されるように、レーザーパワーＰを△Ｐだけ変化させると、β値を△β1だけ変化させることができる。この場合、トータルのβ値の変動は、△β1と△β2の和で表され、β値の変動がない場合、下式（３）が成立する。
△β1＋△β2＝０            ・・・（３）
【００１９】
式（１ａ），（２ａ）と式（３）から、下式（４）が得られる。
△Ｂ／△Ｐ＝−ａ／ｂ＝（一定）       ・・・（４）
即ち、式（４）を満足するようにレーザーパワーＰを制御すれば、上述の傾き角θのずれ等の外乱要因によるβ値の変動分△β2が△β1で打ち消され、従って、β値の変動を抑えることができ、β値を一定とすることができる。換言すれば、光ディスクの傾き角のずれ等の外乱によるβ値の変動をレーザーパワーＰにより補正することが可能となる。
【００２０】
上述のように、この発明は、戻り光量の変動分△Ｂとレーザーパワーの変動分△Ｐとの比を一定に制御するものであるが、参考までに、戻り光量ＢとレーザーパワーＰとの比を一定に制御した場合との違いを説明しておく。
上述の式（４）を変形すると、下式（５）が得られる。
△Ｂ／△Ｐ＝（Ｂ−Ｂ0）／（Ｐ−Ｐ0）＝−ａ／ｂ
∴Ｂ＝ｋ1×Ｐ＋ｋ2          ・・・（５）
ただし、Ｂ0は戻り光量の初期値、Ｐ0はレーザーパワーの初期値であり、ｋ1＝−ａ／ｂ、ｋ2＝（ａ／ｂ）×Ｐ0＋Ｂ0である。
【００２１】
これに対し、戻り光量ＢとレーザーパワーＰとの比を一定に制御した場合、下式（６）が成り立つ。
Ｂ＝ｋ×Ｐ                 ・・・（６）
ただし、ｋは比例定数である。
【００２２】
図３に、上述の式（５）及び式（６）で表される特性を示す。同図に示すように、戻り光量Ｂが大きい領域では、戻り光量Ｂ4に対して、式（６）により得られるレーザーパワーＰ6が式（５）により得られるレーザーパワーＰ5を上回る。このため、光ディスクの傾き角のずれ等の外乱により戻り光量Ｂが変動すると、これを補正するためのレーザーパワーＰの補正量が過剰になり、β値を一定に保つことができなくなる。これに対し、上述の本発明に係る原理を採用すれば、外乱によるβ値の変動が適切に補正される。
以上で、この発明の原理を説明した。
【００２３】
＜実施の形態に係る光ディスク記録装置＞
次に、上述の原理に基づいて動作する光ディスク記録装置について説明する。
図４に、この実施の形態に係る光ディスク記録装置の構成を示す。この光ディスク記録装置は、記録媒体としての光ディスク（図示なし）にレーザー光を照射して情報を記録するように構成されたものであって、いわゆるランニングＯＰＣ（Running Optimum Power Control）によりレーザーパワーを最適に制御しながら記録を行うものである。また、この光ディスク記録装置は、特徴的な構成として、光ディスクに照射されるレーザ光のパワーの変動分（△Ｐ）と、この光ディスクからの戻り光量の変動分（△Ｂ）との比が一定となるように、レーザー光のパワーを制御する制御手段を備える。
【００２４】
以下、詳細にその構成を説明する。
図４において、符号１は光量検出部であり、光ディスクからの戻り光量（図６参照）を検出するものである。即ち、この光量検出部１は、光ディスクからの現在の戻り光量を検出する機能と、この戻り光量の初期値を検出する機能とを有する。検出された戻り光量は後述のサンプルホールド回路２に与えられる。
【００２５】
符号２はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）であり、光ディスクからの戻り光量（アナログ量）を所定のサンプリングパルス信号Ｐ1に従ってサンプリングして戻り光量Ｂとして保持する。符号３は増幅器であり、サンプルホールド回路２で保持された戻り光量Ｂを増幅する。符号４はＣＰＵ（中央演算処理装置）で、戻り光量Ｂと初期値Ｂ0との差分から戻り光量の変動分△Ｂ（＝Ｂ−Ｂ0）を算出し、かつ上述の原理（△Ｂ／△Ｐ＝一定）に基づいてレーザーパワーＰの変動分△Ｐ（デジタル量）を演算する。戻り光量の初期値Ｂ0はＯＰＣ(Optimum Power Calibration)の過程で取得される。このＣＰＵ４は、増幅器３からアナログ量の戻り光量Ｂをデジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器を内蔵するものとする。
【００２６】
符号５は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）であり、デジタル量の変化量△Ｐをアナログ量に変換する。符号６は加算器であり、図示しないパワー設定用のＤ／Ａ変換器より出力されるレーザーパワーの初期値Ｐ0に対して変化量△Ｐを加算して目標値ＰSを出力する。加算器６に入力される初期値Ｐ0は、ＯＰＣ過程で生成される。符号７は比較器であり、上述の加算器６の加算結果として得られた目標値ＰSとレーザーパワーのモニタ値Ｍとを比較する。
【００２７】
符号８は、比較器７の出力を増幅する増幅器であり、符号９は増幅器８の出力を受けてレーザーダイオード１０Ａを駆動するＬＤドライバである。符号１０Ｂはモニタ用の受光ダイオードであり、レーザーダイオード１０Ａのレーザー光を受光してレーザーパワーをモニタする。符号１１は増幅器であり、受光ダイオード１０Ｂにより得られたモニタ信号を増幅する。符号１２はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）であり、増幅器１１により増幅されたモニタ信号をサンプリングパルス信号Ｐ2に従ってサンプリングしてモニタ値Ｍを出力する。このモニタ値Ｍは上述の比較器７に与えられる。
【００２８】
次に、この実施の形態に係る光ディスク記録装置の動作を説明する。
前述した式（４）における一定値「−ａ／ｂ」をＣＰＵ４内のメモリに予め記憶させておく。この値「−ａ／ｂ」は光ディスクの種類や記録密度などにより多少異なるが、通常は一つの値に固定してよい。ただし、β値の変動を高精度で抑える必要がある場合には、光ディスクの種類や記録密度に応じて値「−ａ／ｂ」として最適な値を設定すればよい。
【００２９】
光ディスクに対する記録動作が開始すると、サンプルホールド回路２が、光ディスクからの戻り光量Ｂをサンプリング保持し、増幅器３がアナログ量の戻り光量Ｂを増幅する。この増幅された戻り光量ＢはＣＰＵ４に入力され、上述の式（４）によりレーザーパワーの変動分△Ｐが算出される。Ｄ／Ａ変換器５は、ＣＰＵ４で算出されたデジタル量の変動分△Ｐをアナログ量に変換して加算器６に与える。加算器６は、レーザーパワーの初期値Ｐ0に変動分△Ｐを加算する。これにより、上述の原理に基づきレーザーパワーの初期値Ｐ0の補正が行われ、この補正された目標値に従ってレーザーパワーが決定される。
【００３０】
比較器７は、レーザーパワーをモニタして得られるモニタ値Ｍと目標値ＰSとの差分を出力する。この差分は、増幅器８により増幅され、ＬＤドライバ９に与えられる。ＬＤドライバ９は、この差分に基づきレーザーダイオード１０Ａを駆動し、レーザー光を放出させる。受光ダイオード１０Ｂは、レーザーダイオード１０Ａが放出するレーザー光を受光して、このレーザーパワーのモニタ信号を生成する。
【００３１】
このモニタ信号は増幅器１１により増幅されてサンプルホールド回路１２に与えられる。サンプルホールド回路１２は、モニタ信号をサンプリングしてモニタ値Ｍを出力する。このモニタ値Ｍは上述の比較器７に与えられ、目標値ＰSと比較される。以上により、レーザーパワーのモニタ値Ｍが目標値ＰSに等しくなるようにフィードバック制御が行われてレーザーダイオード１０Ａが駆動される。
【００３２】
上述のように、この実施の形態によれば、戻り光量の変動分△Ｂとレーザーパワーの変動分△Ｐとの比が一定となるようにレーザーパワーの初期値Ｐ0が補正され、この補正により得られた目標値ＰSに安定するようにレーザーパワーＰが制御される。この結果、光ディスクの傾き角等の外乱要因が存在したとしても、初期値Ｐ0が過補正されることなく、適切な目標値ＰSが得られ、β値が一定となる。
【００３３】
次に、図５を参照して、この実施の形態に係る光ディスク記録装置による効果を説明する。
なお、同図 ５(ａ)において「従来技術」として示す特性は、戻り光量ＢとレーザーパワーＰとの比を一定に制御した場合の特性であり、「本発明」として示す特性は、この実施の形態に係る光ディスク記録装置による特性であり、戻り光量の変動分△Ｂとレーザーパワーの変動分△Ｐとの比を一定に制御した場合の特性である。
【００３４】
図５（ａ）に、光ディスクの傾きθとβ値との間の関係を示す。
同図から理解されるように、この発明によれば、光ディスクの傾き角の変化に対してβ値が一定に保たれる。この例では、従来技術によれば、光ディスクの傾きθが約−３０〜約３０[′]の間で変動すると、傾きθの変動に応じてβ値が約８〜約３４[％]の間で大きく変動する。これに対し、この発明によれば、光ディスクの傾き角θが変動しても、β値は約８パーセントの最適値に維持される。
【００３５】
図５（ｂ）に、光ディスクを面振させて記録した場合のβ値を示す。
同図に示すように、この発明によれば、面振に対してβ値を安定化させることができる。この例では、ランニングＯＰＣ制御なし、つまりレーザーパワー初期値Ｐ0 を固定して記録した場合、面振周期でβ値が大きく変動するのに対し、この発明によれば面振によるβ値の変動幅が約半分に抑えられる。
【００３６】
図５（ｃ）に、動作環境温度とβ値との間の関係を示す。
同図に示すように、この発明によれば、動作環境温度の変化に対してβ値を安定化させることができる。この例では、ランニングＯＰＣ制御なし、つまりレーザーパワー初期値Ｐ0 固定で記録した場合、動作環境温度が約−５〜約４５[℃]の間で変化すると、β値が約−２〜約１４[％]の間で変化する。これに対し、この発明によれば同じ温度変化に対してβ値が約６〜約９[％]の間の変化に抑えられる。
なお、この発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、光ディスクに照射されるレーザ光のパワーの変動分（△Ｐ）と前記光ディスクからの戻り光量の変動分（△Ｂ）との比が一定となるように、前記レーザー光のパワーを制御する制御手段を備えたので、光ディスクの傾き等の外乱が存在していても、β値を一定に維持することができ、従って光ディスクに記録された信号の品質低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態に係る光ディスク記録装置の原理（第１の特性）を説明するための特性図である。
【図２】  この発明の実施の形態に係る光ディスク記録装置の原理（第２の特性）を説明するための特性図である。
【図３】  この発明の実施の形態に係る光ディスク記録装置の原理の特徴を説明するための特性図である。
【図４】  この発明の実施の形態に係る光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。
【図５】  この発明の実施の形態に係る光ディスク記録装置の効果を説明するための特性図である。
【図６】  光ディスクからの戻り光量のＢレベルを説明するための波形図である。
【符号の説明】
１  光量検出部
２  サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）
３，８，１１  増幅器
４  ＣＰＵ
５  Ｄ／Ａ変換器
６  加算器
７  比較器
９  ＬＤドライバ
１０Ａ  レーザーダイオード
１０Ｂ  受光ダイオード
１２  サンプルホールド回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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