(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーで定義されるマルチパルスを用いて、情報記録を行う光学的情報記録装置であって、
前記マルチパルスのピークパワーおよびボトムパワーの目標値と所定のマーク長を生成するためのマルチパルスのストラテジで定義されたピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率とから算出された平均的な出力レベルと、前記マルチパルス発光時に実際にサンプリングされた出力レベルを比較して、比較結果に応じて実際に発光する前記マルチパワーおよびボトムパワーの信号レベルを補正することにより、前記マルチパルスを出力されていないときのイレーズパワーを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記算出された平均的な出力レベルが前記イレーズパワーと同一である場合は、前記サンプリングするときのマルチパルスのピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率を変更することを特徴とする光学的情報記録装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記イレーズパワーの制御の動作中で、当該イレーズパワーが前記算出された平均的な出力レベルに対して許容される範囲にあるときに、前記算出された平均的な出力レベルに対して前記サンプリングされた平均レベルが大きい場合は、前記イレーズパワーからピークパワーへの加算値およびボトムパワーからイレーズパワーへの加算量を減少させ、前記算出された平均的な出力レベルに対して前記サンプリングされた平均レベルが小さい場合は、前記イレーズパワーからピークパワーへの加算値および前記ボトムパワーからイレーズパワーへの加算量を増加させ補正することを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記サンプリングされた平均レベルと前記算出された平均的な出力レベルとの差分が許容値以内になったときのボトムパワーからイレーズパワーへの加算分を保持して、レーザダイオードに対する電流とパワーの微分効率を求めて、ライトパワーを設定するときの初期値とすることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録装置。
【請求項４】
ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーで定義されるマルチパルスを用い、設定された目標値を維持するように記録パルスを制御して情報記録を行う光学的情報記録装置における記録パワー制御方法であって、
前記マルチパルスのピークパワーおよびボトムパワーの目標値と所定のマーク長を生成するためのマルチパルスのストラテジで定義されたピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率とから算出された平均的な出力レベルと、前記マルチパルス発光時に実際にサンプリングされた出力レベルを比較して、比較結果に応じて実際に発光する前記マルチパワーおよびボトムパワーの信号レベルを補正することにより、前記マルチパルスを出力されていないときのイレーズパワーを制御し、
前記算出された平均的な出力レベルが前記イレーズパワーと同一である場合は、前記サンプリングするときのマルチパルスのピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率を変更することを特徴とする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】
本発明は、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーで定義されるマルチパルスを用い、設定された目標値を維持するように記録パルスを制御してＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ等の光ディスクに対して情報記録を行う、光学的情報記録装置及び同装置における記録パワー制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
追記型、及び書き換え可能な光ディスクでは、例えば、相変化型の色素系記録材料等を塗布して、グルーブに追従してレーザ光を照射して記録マークを形成し、前に記録された記録マークを消去する目的でイレーズパワー(イレーズパワー)を照射することにより情報を記録する。
記録マークおよび記録スペースを光ディスクに一定条件で安定して形成するには、情報に応じて常に一定のレーザパワーが得られるようにＬＤ(Laser Diode)の駆動電流を制御する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
レーザ光による記録波形は、信号レベルをピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーで、記録品質が最良になるように予め決定されたスイッチングタイミングで定義されたマルチパルス波形となるが、このうち、イレーズパワーは、記録スペースの発光出力を抽出サンプリングすることによって期待値に一致するように制御することができるが、ピークパワーまたはボトムパワーはサンプリングが困難なため、期待値になるように制御することができない。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、記録スペース時におけるイレーズパワーが制御される条件下で、ボトムパワーに対するピークパワーを補正することにより、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせ、記録品質の向上をはかった、光学的情報記録装置及び同装置における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】
上記した課題を解決するために請求項１に記載の発明は、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーで定義されるマルチパルスを用いて、情報記録を行う光学的情報記録装置であって、前記マルチパルスのピークパワーおよびボトムパワーの目標値と所定のマーク長を生成するためのマルチパルスのストラテジで定義されたピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率とから算出された平均的な出力レベルと、前記マルチパルス発光時に実際にサンプリングされた出力レベルを比較して、比較結果に応じて実際に発光する前記マルチパワーおよびボトムパワーの信号レベルを補正することにより、前記マルチパルスを出力されていないときのイレーズパワーを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記算出された平均的な出力レベルが前記イレーズパワーと同一である場合は、前記サンプリングするときのマルチパルスのピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率を変更することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、制御手段が、マルチパルス発光時において、ピークパワーおよびボトムパワーの信号レベルの期待値と記録品質が最良になるように予め決定されたスイッチングタイミング、およびボトムパワーからイレーズパワーまでの加算分とイレーズパワーからピークパワーまでの加算分の比率から、マルチパルスにおける平均的な信号レベルを算出し、これを目標値としてマルチパルス発光時に実際にサンプリングされた出力レベルと比較して、ストラテジで定義されたピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率を変えずにピークパワーおよびボトムパワーの信号レベルを補正することにより、記録スペース時におけるイレーズパワーが制御される条件下で、ボトムパワーに対するピークパワーを補正することができるため、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせられ、記録品質の向上をはかった光学的情報記録装置を提供することができる。
【０００８】
また、請求項１に記載の発明によれば、制御手段が、ピークパワー、ボトムパワーおよびストラテジにより決定される比率から算出された平均的な出力レベルが前記イレーズパワーと同一である場合は、マルチパルス発光時の平均的な出力レベルをサンプリングするタイミングで、係数が０にならない、予め決められた比率に変更して、上記補正をおこなうことにより、比率が特異解となる場合であってもピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学的情報記録装置において、前記制御手段は、前記イレーズパワーの制御の動作中で、当該イレーズパワーが前記算出された平均的な出力レベルに対して許容される範囲にあるときに、前記算出された平均的な出力レベルに対して前記サンプリングされた平均レベルが大きい場合は、前記イレーズパワーからピークパワーへの加算値およびボトムパワーからイレーズパワーへの加算量を減少させ、前記算出された平均的な出力レベルに対して前記サンプリングされた平均レベルが小さい場合は、前記イレーズパワーからピークパワーへの加算値および前記ボトムパワーからイレーズパワーへの加算量を増加させ補正することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、制御手段が、イレーズパワーの制御において、イレーズパワーが目標値に制御される過渡的な状態では上記した補正は行わず、イレーズパワーの制御が定常状態になった場合に補正を行うことで、イレーズパワーの制御における過渡的な変動に対して応答することがないため、系として安定になる光学的情報記録装置を提供することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光学的情報記録装置において、前記制御手段は、前記サンプリングされた平均レベルと前記算出された平均的な出力レベルとの差分が許容値以内になったときのボトムパワーからイレーズパワーへの加算分を保持して、レーザダイオードに対する電流とパワーの微分効率を求めて、ライトパワーを設定するときの初期値とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、制御手段が、定常状態になった場合のボトムパワーからイレーズパワーへの加算分と、目標であるボトムパワーとイレーズパワーの発光パワーかからレーザダイオードの微分効率を算出して保持し、この微分効率から次回の記録パワー設定における初期値を算出することより、環境変化によって変動した微分効率に対して常に最新の効率が取得できるため、記録パワー設定からの収束時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーで定義されるマルチパルスを用い、設定された目標値を維持するように記録パルスを制御して情報記録を行う光学的情報記録装置における記録パワー制御方法であって、前記マルチパルスのピークパワーおよびボトムパワーの目標値と所定のマーク長を生成するためのマルチパルスのストラテジで定義されたピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率とから算出された平均的な出力レベルと、前記マルチパルス発光時に実際にサンプリングされた出力レベルを比較して、比較結果に応じて実際に発光する前記マルチパワーおよびボトムパワーの信号レベルを補正することにより、前記マルチパルスを出力されていないときのイレーズパワーを制御し、前記算出された平均的な出力レベルが前記イレーズパワーと同一である場合は、前記サンプリングするときのマルチパルスのピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率を変更することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、マルチパルス発光時において、ピークパワーおよびボトムパワーの信号レベルの期待値と記録品質が最良になるように予め決定されたスイッチングタイミング、およびボトムパワーからイレーズパワーまでの加算分とイレーズパワーからピークパワーまでの加算分の比率から、マルチパルスにおける平均的な信号レベルを算出し、これを目標値としてマルチパルス発光時に実際にサンプリングされた出力レベルと比較して、ストラテジで定義されたピークパワーとボトムパワーのタイミングの切り替え比率を変えずにピークパワーおよびボトムパワーの信号レベルを補正することにより、記録スペース時におけるイレーズパワーが制御される条件下で、ボトムパワーに対するピークパワーを補正することができるため、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせられる。さらに、ピークパワー、ボトムパワーおよびストラテジにより決定される比率から算出された平均的な出力レベルがイレーズパワーと同一である場合は、マルチパルス発光時の平均的な出力レベルをサンプリングするタイミングで、係数が０にならない、予め決められた比率に変更して、上記補正をおこなうことにより、比率が特異解となる場合であってもピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光学的情報記録装置の内部構成を示すブロック図であり、ここでは、特に装置内の記録パワー制御部を抽出して示してある。
図１において、追記型および書き換え可能型の光ディスク１では、例えば相変化型の色素系記録材料等を塗布して、グルーブに追従して移動するピックアップ上のレーザダイオード２（ＬＤ）からレーザ光を照射して記録マークを形成し、前に記録された記録マークを消去する目的でイレーズパワーを照射することにより情報を記録する。
【００１６】
記録波形は、ライト中のリードレベルとなるボトムパワー(Pb)と消去レベルとなるイレーズパワー(Pm)、および記録マーク生成レベルとなるピークパワー(Pp)のマルチパルスで定義され、それぞれの値はＬＤ２によって決まる電流から出力光の微分効率を介して、電流駆動される。
この駆動電流は、ＬＤドライバ３（Ｖ／Ｉ）で電圧−電流変換されることによって生成されるため、ＣＰＵ４は、ＬＤドライバ３に対する駆動電圧をＤ／Ａ変換器５（ＤＡＣ）を介してコントロールすることで、発光量を増減することができる。このとき、ＬＤ２が光り始めるまでの電流を、Iapc、IapcからPbに発光するまでの電流をIreadとし、PbからPmに発光するための電流をIp2、およびPmからPpに発光するための電流をIp3とした場合の各信号によるＩＬ曲線を図２に示す。
【００１７】
ＣＰＵ４は、タイミング生成可能なタイミング生成器９を使ってスイッチ１０をＯＮ／ＯＦＦする制御を行い、ＬＤ２を駆動する電流を変えることでライトパルスを生成する。また、ＬＤ２からのレーザ光の一部を受光素子ＰＤ６(Photo Diode)によって検出して、ＩＶ変換器７による電流−電圧変換後の信号をＡ／Ｄ変換器８を介して取得することができる。
【００１８】
図３〜図７は、本発明実施形態の動作を説明するために引用した図であり、マルチパス定義の概念、ＬＤの発光開始電流の変化、ＬＤの微分効率の変化、マウント処理の流れ、パワー設定処理の流れのそれぞれを示す。
以下、図３〜図７を参照しながら図１に示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。
【００１９】
本発明で対象とする光学的情報記録装置は、記録すべきデータは、記録マークと記録スペースを組み合わせて行われ、記録スペースにおける出力光の一部を選択的に取得することによって、マルチパルスにおけるイレーズパワーの出力レベルを目標値に維持できる制御系を持つ。
このような光学的情報記録装置において、ある長さのマークを生成するためのマルチパルス発光時、つまり記録マーク発光時のＰＤ６からの出力を、十分帯域を落したローパスフィルタ(ＬＰＦ１１）を通過させることよって、周波数成分を除去した平均値に変換する。図３に、このＬＰＦ１１を通過したＰＤ信号の例が示されている。
【００２０】
図６、図７に示すフローチャートにおいて、本発明の光学的情報記録装置は、光ディスク１が装置にマウントされると、その光ディスク１のメーカ（ベンダコード）をディスク情報から認識し、予め記録後のジッタが最良になるように決められ、メモリ内に保持された発光パルスのストラテジを選択する（Ｓ６１）。
そして、ある長さのマークにおけるマルチパルスのPbからPmに発光するための電流(Ip2)とPmからPpに発光するための電流(Ip3)の比率をα、およびマルチパルスにおけるPpとPbのタイミング切り替え比率をβとして、これらを求め、初期設定を行う（Ｓ６２）。
【００２１】
ここでは、まず、求められた比率から、マルチパルスにおける平均値Pavを以下の方法で決定する。
(Pp-Pm)=α(Pm-Pb)
Pav=βPp+(1-β)Pb
ここで、微分効率をηとすると、
Pp=η(Ip3+Ip2+Iread+Iapc)
Pm=η(Ip2+Iread+Iapc)
Pb=η(Iread+Iapc)
となり、
Ip3=αIp2
Pav=η((1+α)βIp2+Iread+Iapc)となる。
【００２２】
この計算による平均値Pavを目標値として、あるマーク長のときのサンプリングされた平均値が目標値となるように、Ip2とIreadを変更する。ここで、Ireadはボトムパワーに相当し、Ip2はイレースパワーとリードパワーの差分に相当するので、微分効率ηが一定であるならば、それぞれの目標値での比率(γ)が適用できる。つまり、Ip2が決まればIreadも決めることができる。
ここで、Ip2=γIreadとすると、Pm=η((γ+1)Iread+Iapc)、Pav=η(((1+α)βγ+1)Iread+Iapc)となり、Pmを目標値にする制御と、Pavを目標値にする制御が同時に成り立つ場合は、それぞれの目標値に対して、上記の連立方程式を解く操作に他ならない。但し、(γ+1)=((1+α)βγ+1)となるときは解が存在しなくなってしまうため、サンプリング時のみにストラテジを一時的に変更して、つまり、(1+α)β=１とならないようなαとβ選択して連立方程式を成立させるようにする。
【００２３】
ところで、制御系は２値制御となるため、一方の過渡的な状態が他方に影響しないように、Pmに対するIapcの制御系が静定したことを条件として、Pavに対するIreadの制御系を動作させる。
Ireadを変更したことによってPmが変るので、これをIapcによって反映させる。この操作を繰り返すことによって、PmとPavが同時に静定する状態を待つ。
すなわち、初期化終了後のパワー設定において、微分効率ηからＤＡＣ設定値を計算し（Ｓ７１）、Pavの係数から目標値を計算する（Ｓ７２）。そして、パワー発光を開始し、Pmをサンプリングする（Ｓ７３、Ｓ７４）。そして、Pmが許容値内になければ（Ｓ７５、Ｎｏ）、更にPmと目標値とを比較し（Ｓ７９）、Iapcを増減させて制御系の制定を待つ（Ｓ８０、Ｓ８１）。
【００２４】
環境変化によって、ＬＤ２が光り始めるまでの電流が変化したときの様子を図４に示す。図４を見て明らかなように、PmおよびPavが変化するので、初めにPmの変化に応じてIapcを増加減する。この場合は、微分効率の変化がないので、Pmが静定するとPavも目標値近傍にいるのでPavの補正は働かない。
また、環境変化によって、微分効率が変化した場合を２例（ａ）（ｂ）として図５に示す。図５によれば、初めはPmがずれているので、Pmを目標値にするようにIapcが増減してPmが目標値近傍になり、Pmが静定する。このときのIread、Ip2、Ip3は従来の微分効率での量であるため、期待する値とずれており、サンプリングによるPavは目標値をずれている。
【００２５】
次に、計算による目標値とサンプリングによるPavを比較（Ｓ７６、Ｓ７７、Ｓ８２）してIread、Ip2およびIp3を増減させ、Pmの静定を介して、Pavが目標値となるようにIread(およびIp2、Ip3)を増加減する（Ｓ８３、Ｓ８４）。
この状態でのIreadによるパワーは、その時点でのリードパワーの目標値と一致しているので、リードパワーとIreadから微分効率ηを再計算して（Ｓ７８）、次回のパワー設定における制御の初期値を計算して、上記の制御における収束時間を短縮することができる。
【００２６】
以上説明のように本発明は、マルチパルス発光時において、ピークパワーおよびボトムパワーの信号レベルの期待値と記録品質が最良になるように予め決定されたスイッチングタイミング、およびボトムパワーからイレーズパワーまでの加算分とイレーズパワーからピークパワーまでの加算分の比率から、マルチパルスにおける平均的な信号レベルを算出し、これを目標値としてマルチパルス発光時に計測された出力レベルと比較して、ストラテジで定義された比率を変えずにピークパワーおよびボトムパワーの信号レベルを補正することにより、記録スペース時におけるイレーズパワーが制御される条件下で、ボトムパワーに対するピークパワーを補正することができるため、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせることを実現するものである。
【００２７】
また、ボトムパワーからイレーズパワーまでの加算値は、イレーズパワーと平均値の差分をストラテジとボトムパワーとピークパワーのイレーズパワーからの加算量とボトムパワーからのイレーズパワーまでの加算量の比率で決まる係数で割り算することで定義される。この係数が０の場合、換言すればピークパワー、ボトムパワーおよびストラテジにより決定される比率による計算の平均値がイレーズパワー近傍である場合は、差分を使ってボトムパワーからイレーズパワーへの加算分を定義できなくなってしまい、この特異点であっても補正可能とするために、ピークパワー、ボトムパワーおよびストラテジにより決定される比率から計算できまる平均値がイレーズパワー近傍である場合は、マルチパルス発光時の平均値をサンプリングするタイミングで、係数が０にならない、予め決められた比率に変更して上記した補正を行うものである。
【００２８】
更に、マルチパルス発光時における平均値は、イレーズパワーからの差分で定義されるが、イレーズパワーが変動することがあっても、制御系が安定になるように、イレーズパワーが目標値に制御される過渡的な状態では上記した補正は行わず、イレーズパワーの制御が定常状態になった場合に上記した補正を行うことで、イレーズパワーの制御における過渡的な変動に対して応答することがないため、系として安定になる。
また、環境変化によってＬＤ２の微分効率が変動した場合であっても速やかに設定した記録パワーを出力することができるように、定常状態になった場合のボトムパワーからイレーズパワーへの加算分と、目標であるボトムパワーとイレーズパワーの発光パワーかからＬＤ２の微分効率を算出して保持し、この微分効率から次回の記録パワー設定における初期値を算出することで、環境変化によって変動した微分効率に対して常に最新の効率が取得でき、記録パワー設定からの収束時間を短縮することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、記録スペース時におけるイレーズパワーが制御される条件下で、ボトムパワーに対するピークパワーを補正することができるため、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせられ、記録品質の向上をはかった光学的情報記録装置を提供することができる。
【００３０】
また、請求項１に記載の発明によれば、ピークパワー、ボトムパワーおよびストラテジにより決定される比率から算出された平均的な出力レベルがイレーズパワーと同一である場合は、マルチパルス発光時の平均的な出力レベルをサンプリングするタイミングで、係数が０にならない、予め決められた比率に変更して、上記補正をおこなうことにより、比率が特異解となる場合であってもピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせることができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、イレーズパワーの制御において、イレーズパワーが目標値に制御される過渡的な状態では上記した補正は行わず、イレーズパワーの制御が定常状態になった場合に補正を行うことで、イレーズパワーの制御における過渡的な変動に対して応答することがないため、系として安定になる光学的情報記録装置を提供することができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、定常状態になった場合のボトムパワーからイレーズパワーへの加算分と、目標であるボトムパワーとイレーズパワーの発光パワーかからレーザダイオードの微分効率を算出して保持し、この微分効率から次回の記録パワー設定における初期値を算出することより、環境変化によって変動した微分効率に対して常に最新の効率が取得できるため、記録パワー設定からの収束時間を短縮することができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、記録スペース時におけるイレーズパワーが制御される条件下で、ボトムパワーに対するピークパワーを補正することができるため、ピークパワー、イレーズパワーおよびボトムパワーを設定値に合わせられ、記録性能が向上する。また、イレーズパワーの制御において、イレーズパワーが目標値に制御される過渡的な状態では上記した補正は行わず、イレーズパワーの制御が定常状態になった場合に補正を行うことで、イレーズパワーの制御における過渡的な変動に対して応答することがないため、系として安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学的情報記録装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明実施形態の動作を説明するために引用した図であり、ＩＬ曲線を示す図である。
【図３】本発明実施形態の動作を説明するために引用した図であり、マルチパルス定義の概念を示す。
【図４】本発明実施形態の動作を説明するために引用した図であり、ＬＤの発光開始電流の変化を示す。
【図５】本発明実施形態の動作を説明するために引用した図であり、ＬＤの微分効率の変化を示す。
【図６】本発明実施形態の動作を説明するために引用した図であり、動作フローチャートを示す。
【図７】本発明実施形態の動作を説明するために引用した図であり、動作フローチャートを示す。
【符号の説明】
１    光ディスク
２    レーザダイオード（ＬＤ）
３    ＬＤドライバ（Ｖ／Ｉ）
４    ＣＰＵ
５    Ｄ／Ａ変換器
６    受光素子（ＰＤ）
７    Ｉ／Ｖ変換器
８    Ａ／Ｄ変換器
９    タイミミング生成器
１０  スイッチ
１１  ＬＰＦ
【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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【図７】
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