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WO2005008646A1 - 記録可能型光ディスクへのデータ記録装置および方法 - Google Patents

記録可能型光ディスクへのデータ記録装置および方法 Download PDF

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Publication number
WO2005008646A1
WO2005008646A1 PCT/JP2004/009246 JP2004009246W WO2005008646A1 WO 2005008646 A1 WO2005008646 A1 WO 2005008646A1 JP 2004009246 W JP2004009246 W JP 2004009246W WO 2005008646 A1 WO2005008646 A1 WO 2005008646A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
recording
pulse
data
optical disc
mark
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2004/009246
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shuichi Tasaka
Kenji Koishi
Masaharu Imura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2005511806A priority Critical patent/JPWO2005008646A1/ja
Publication of WO2005008646A1 publication Critical patent/WO2005008646A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0045—Recording
    • G11B7/00456—Recording strategies, e.g. pulse sequences

Definitions

  • the present invention relates to a technique for recording data on a recordable optical disc, and more particularly to a method for determining a recording strategy that is a condition required for a recording pulse based on a recording pattern.
  • optical information recording technology that is, data recording technology for recordable optical disks
  • various types of optical recording / reproducing devices that is, optical disk recording / reproducing devices
  • those applied as external recording devices for computers, such as DVD-RAM drives, for example have already begun to spread widely.
  • Recordable optical disks are classified into write-once optical disks and rewritable optical disks.
  • a write-once optical disc is an optical disc on which data can be recorded only once, and includes CDR (Recordable) and DVDR.
  • Creation of a recording mark on a write-once optical disc is performed as follows.
  • the recording layer of the write-once optical disc contains an organic dye, and the organic dye is decomposed when irradiated with a laser having a predetermined power. As a result, especially the optical reflectivity decreases. Thus, the portion of the recording layer that has been irradiated with the laser becomes a recording mark.
  • a rewritable optical disk refers to an optical disk on which data can be rewritten and recorded many times, and includes CD-RW (Rewrite Table), DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW, and the like.
  • the recording layer of a phase-change optical disc contains an alloy having two types of solid phases, a crystalline phase and an amorphous phase.
  • the optical reflectance of the recording layer is high in the crystalline phase and low in the amorphous phase. Therefore, the amorphous phase portion of the recording layer becomes a recording mark.
  • the creation of a recording mark that is, the transition from a crystalline phase to an amorphous phase, is realized as follows.
  • the recording layer is pulsed with a relatively high power laser.
  • a narrow area of the recording layer is instantaneously heated to a temperature above the melting point, and immediately thereafter, rapidly cooled to a temperature below the vitrification point. As a result, that narrow area of the recording layer is transformed into an amorphous phase.
  • the recording mark is the amorphous phase portion of the recording layer as described above. Therefore, in order to erase the recording mark, the transition from the amorphous phase to the crystalline phase may be performed within the range of the recording mark.
  • the transition from the amorphous phase to the crystalline phase is realized as follows.
  • a recording layer of a rotating rewritable optical disk is irradiated with a relatively low-power laser for a relatively long time. As a result, a wide area of the recording layer is heated to a temperature higher than the vitrification point and not exceeding the melting point. At that time, the area of the heated recording layer cools slowly after heating.
  • the existing recording marks can be erased on the rewritable optical disk.
  • the laser Irradiation is performed while switching between power and low power.
  • the recording mark can be erased and created at the same time, and the data can be overwritten on the optical disk.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional optical disk recording / reproducing apparatus.
  • the optical disk 30 is rotated around its central axis by a spindle motor 14.
  • the optical head that is, the pickup 1 irradiates a laser beam to the optical disk 30 and converts the reflected light into an analog signal in the following manner.
  • the semiconductor laser 1a outputs a laser having a predetermined power.
  • the power (reproduction power) at that time is small enough not to change the recording layer of the optical disc 30.
  • the laser R 1 output from the semiconductor laser 1 a focuses on the recording layer of the optical disk 30 through the condenser lens 1 b, the beam splitter 1 c, and the objective lens 1 d.
  • the laser R1 is reflected by the recording layer of the optical disc 30, and the reflected laser R2 passes through the objective lens 1d, is reflected by the beam splitter 1c, and passes through the detection lens 1e. Focus on the photodetector 1f.
  • the photodetector 1 detects the intensity of the reflected laser R2 and converts it into an analog signal d1. Then, the amplitude of the analog signal dl is substantially proportional to the intensity of the reflected laser R2.
  • the pickup 1 is moved in the radial direction of the optical disk 30 by a stepping motor (not shown). Thereby, the focus of the laser R1 output from the semiconductor laser la is moved in the radial direction of the optical disc 30.
  • the head amplifier 2 amplifies the analog signal d1 from the pickup 1 and outputs the analog signal d2 to the equalizer 3.
  • the equalizer 3 shapes the waveform of the analog signal d2 from the head amp 2.
  • Binarization section 4 The obtained analog signal d3 is compared with a predetermined threshold value, and is binarized based on the threshold value. Thereby, the analog signal d3 is converted into a digital signal d4.
  • a phase locked loop (PLL) circuit 5 synchronizes the digital signal d4 with a predetermined clock signal, and data is demodulated from the digital signal d5 synchronized with the clock signal.
  • PLL phase locked loop
  • the recording pattern determination unit 8 determines a recording pattern according to data to be recorded on the optical disc 30.
  • the recording pattern refers to a rectangular pulse train having a constant height.
  • the pulse width of each recording pattern indicates the length of the recording mark (mark length), and the pulse interval indicates the length of the recording space (space length).
  • the recording pulse determining unit 9 determines the recording pulse d9 based on the recording pattern d8 determined by the recording pattern determining unit 8.
  • the recording pulse is a rectangular pulse substantially the same as the laser pulse output from the semiconductor laser 1a.
  • the waveform of the recording pulse d9 is different from the waveform of the recording pattern d8, as described later.
  • the recording pulse d9 is determined according to certain conditions based on the recording pattern d8.
  • the certain condition is called a write strategy, and also a write pulse condition or a write pulse structure. Details of the recording strategy will be described later.
  • the recording power determining unit 12 determines the laser power of the semiconductor laser 1a during data recording. The value of the power thus determined is called the recording power.
  • the determined recording power d 12 is output to the laser drive unit 13.
  • the laser drive unit 13 controls a drive current d13 to the semiconductor laser 1a. As a result, the drive current d 13 flows through the semiconductor laser la with a magnitude corresponding to the recording power d 12. As a result, the semiconductor laser 1a has a recording power d A laser R 1 having a power equivalent to 1 2 is output.
  • the shape of the recording mark formed by laser irradiation cannot be uniquely determined only by the recording pulse and recording power.
  • the cooling rate of the recording layer depends on the ambient temperature during recording.
  • the wavelength of the semiconductor laser fluctuates substantially in proportion to the temperature fluctuation of the semiconductor laser. For example, D V D—
  • the fluctuation of the laser wavelength fluctuates the absorption energy by the recording layer.
  • the laser wavelength of the semiconductor laser, the structure of the optical disk, and the like usually vary around the standard value for each product.
  • the shape of the recording mark fluctuates due to the above-mentioned fluctuation factors. Therefore, simply determining the recording pulse and the recording power according to the standard recording strategy and recording power conditions does not sufficiently increase the accuracy of the recording mark shaping, particularly the positioning accuracy of the edge. As a result, the error rate of the actually recorded data cannot be sufficiently reduced. Therefore, the recording strategy is corrected for each optical disk and optical disk recording / reproducing device, and the recording power is corrected. Thereby, the optimum recording pulse and recording power are determined.
  • a conventional optical disc recording / reproducing apparatus has, for example, the following configuration for the purpose of correcting a recording strategy and calibrating a recording strategy.
  • the / 3 value calculator 11 calculates the asymmetry (] 3) value of the analog signal d2 from the head amplifier 2.
  • the ternary value of the analog signal is defined by the following expression by the maximum value a and the minimum value b of the analog signal.
  • the value is the center value of the analog signal waveform in the vertical direction ((a + b) / This is equivalent to 2) normalized by amplitude (a-b), and represents the quality of the reproduced signal.
  • the three values of the analog signal are parameters for determining the recording power of the semiconductor laser la as follows.
  • the analog signal d 1 reproduced by the pickup 1 is binarized by a binarizing unit 4 at a predetermined threshold.
  • the reproduction accuracy of the original digital data decreases. That is, the error rate of digital data changes depending on the three values. Therefore, the three values of the analog signal d1 must be selected to be optimum values so that the error rate is equal to or less than a predetermined allowable value.
  • the value of the analog signal d 1 is substantially determined by the optical reflectivity and shape of the recording mark on the optical disk 30, it is determined by the recording power of the laser R 1 emitted from the semiconductor laser 1 a. Conversely, if the value of the analog signal d1 is determined, the corresponding recording power can be determined.
  • the correspondence between the / 3 value of the analog signal and the recording power is called the recording power condition.
  • the optical disc 30 records the history of the recording strategy and the recording power condition in the data recording performed in the past, together with the standard recording strategy and the standard recording power condition defined in the standard.
  • the recording strategy demodulation unit 6 demodulates the recording strategy d6 from the digital signal d5 output from the PLL circuit 5, and outputs the demodulation strategy d6 to the recording strategy correction unit 7.
  • the recording power condition demodulation unit 10 demodulates the recording power condition d 10 from the digital signal d 5 and outputs it to the recording power determination unit 12.
  • the jitter detector 15 receives the digital signal d 4 a from the binarizer 4 and the deviation of the digital signal d 4 from the clock signal from the PLL circuit 5, that is, the digital signal d 4 Detect the jitter d 15 a at the leading edge of the pulse and the jitter d 15 b at the trailing edge of the pulse, and record them. Output to the edge correction unit 7.
  • the recording strategy correction unit 7 stores the input recording strategy d6 in the internal memory, and when correcting the stored recording strategy, sets the digital signal d4 at the leading end of the pulse of the digital signal d4 and the pulse d15a after the pulse. The edge d 15 b at each end is compared to the respective limits.
  • the recording strategy correction unit 7 stores the comparison result in association with the currently stored recording strategy. After that, the recording strategy correction unit 7 corrects the recording strategy by a predetermined correction value, and after the correction, stores the recording strategy d7 and outputs it to the recording pulse determination unit 9.
  • FIG. 8 shows the relationship between the recording pattern d8, recording pulse d9, laser pulse LP, and recording mask RM when recording is performed at the same speed using DVD-R as the optical disk 30.
  • the unit of each pulse width is represented by T.
  • the unit length T corresponds to one cycle (clock cycle) of the peak signal.
  • both the pulse width and the pulse interval of the recording pattern are set to substantially an integral multiple of the clock period T.
  • the heat generated by the laser diffuses from the irradiated portion to the surroundings. Heat particularly propagates back and forth along the DVD-R group. Furthermore, in DVD-R, both the mark length and the space length are short. Therefore, if the waveform of the laser pulse is made substantially the same as the recording pattern, the heat of the laser diffuses from the irradiated portion, and a recording mark is formed in a wider area than the irradiated portion. In addition, heat can easily travel through the recording space to the previous and next recording marks. As a result, the shape of the recording mark is distorted.
  • a recording pulse has been conventionally set as follows.
  • a recording pulse train composed of shorter pulses was made to correspond to one pulse of the recording pattern. This reduced the amount of heat applied to the DVD-R recording layer from the laser pulse when forming one recording mark.
  • the leading pulse of the recording pulse d 9, that is, the falling of the top pulse P 10 (pulse width T tl), Generally fixed at the position of the shortest pulse width 3 T1 from the front end of the pulse of the recording pattern d8.
  • a pulse of 1T1 cycle (logic "L” period is Sm, logic "H” period is Tm), that is, multi-pulse It consists of columns P 1 1.
  • the trailing end of the multi-pulse train P11 and the trailing end of the pulse P1 of the recording pattern d8 substantially coincide.
  • the trailing edge coincides with the falling edge of the top pulse P20.
  • the leading end of the top pulse P20 is set to be delayed by a predetermined length (hereinafter referred to as a leading end delay) F2 from the leading end of the pulse P2 of the recording pattern d8.
  • the top pulse P 20 is shorter than the shortest recording pattern length 3 T 1 of the recording pattern d 8. Note that the leading end delay of the top pulse P10 is F1.
  • a laser pulse LP from the semiconductor laser 1a is applied with substantially the same waveform as the recording pulse d9.
  • the waveform of the laser pulse LP at that time is, as shown in FIG. 8, the laser pulse 5 3
  • the laser pulse train 54 corresponds to the multi-pulse train
  • the laser pulse 55 corresponds to the top pulse P20.
  • the peak value L1 of the laser pulse LP indicates the recording power of the laser.
  • a row of recording marks M and recording spaces S as shown in FIG. 8 is formed on the recording layer of the optical disc 30 as a recording mark pattern RM.
  • the recording pattern d8 and the row of the recording marks M and the recording spaces S correspond well.
  • FIG. 9 shows the relationship between the recording pattern d8, recording pulse d9, laser pulse LP, and recording mark pattern RM when recording was also performed at 4 ⁇ speed using DVD-R as the optical disk 30.
  • the recording pattern length is 7 T 2 (5 T 2 or more), as in the case of the pulse ⁇ 1 of the recording pattern d 8 shown in FIG. 9, not only the same multi-pulse method as the 1 ⁇ speed recording pulse but also the recording pattern
  • the top pulse P10 (rising P10a, falling P10b, pulse width Ttop) and the last pulse P11 (rising P11a, falling P11) b, a pulse width T1ast) and a recording pulse d9 consisting of a DC pulse (P10b to PI1a) are also employed.
  • the recording pulse is only the top pulse 20 (rising P20a, falling P20b, and pulse width Tt2).
  • the pulse width becomes 1Z4 compared to the 1 ⁇ speed recording pulse, so that the rise and fall of the laser pulse LP affect the formation of the recording mark.
  • No pulse train is used.
  • the width of the multi-pulse train was controlled.
  • the level L m1 of DC power 64 with respect to the peak value Lo 1 of the laser pulse LP, Reduces the amount of heat applied to the DVD-R recording layer. As a result, formation of an excessively large recording mark and excessive transmission of heat to other recording marks can be prevented.
  • the last pulse of the laser pulse LP that is, the last pulse 65 is controlled by the same recording power L01 as the top pulse 63. ing.
  • the falling of the last pulse 65 substantially coincides with the falling position P 1b of the pulse P 1 of the recording pattern.
  • the pulse of the recording pattern d8 is the shortest pulse 3T2, as in P2 in FIG. 9, the pulse P2 of the recording pattern d8 falls at a single pulse as in the case of the normal speed.
  • the fall of the top pulse 66 of the laser pulse LP with respect to the position P 2 b is slightly delayed by about 0.2 T 2.
  • the front end delay F 2 of the top pulse P 20 is set to about 1 T 2.
  • the pulse width T t2 of the top pulse P 20 is shorter than the shortest pulse width 3 T 2 of the recording pattern d8.
  • the waveform of the laser pulse LP is as shown in FIG.
  • a row of recording marks M and recording spaces S as shown in FIG. 9 is formed on the recording layer of the optical disc 30 as a recording mark pattern RM.
  • the recording pattern d8 and the row of the recording mark M and the recording space S correspond well as in the case of the normal speed.
  • the condition for determining the waveform of the corresponding recording pulse, particularly the position of both ends of the pulse, based on the mark length and the space length of the recording pattern is referred to as a recording strategy.
  • a recording strategy for DVD-R and DVD-RW is a condition for determining the following (a), (b), and (c).
  • the recording strategy for the DVD-RAM includes the conditions for (b) above and (d) the last end of the multi-pulse train or the last end of the last pulse following the multi-pulse train, and the corresponding pulse of the recording pattern. Includes the condition for the amount to advance from the rear end (rear end advance). '
  • the recording strategy and the recording power condition to be set for each of the recording pulse determination unit 9 and the recording power determination unit 12 must be determined at the start of data recording. No.
  • a standard recording strategy and a standard recording power condition are recorded on the optical disc 30 in advance. Further, a history of recording strategy and recording power conditions at the time of recording performed in the past is recorded.
  • the conventional optical disk recording / reproducing apparatus at the start of data recording, first, one of each of the recording strategy and the recording power condition recorded on the optical disk 30 is selected, and the data is read from the optical disk 30 as an initial condition. . The reading is the same as the normal data reading.
  • the analog signal d 1 from the pickup 1 is converted into a digital signal d 5 through the head amplifier 2, the equalizer 3, the binarizing unit 4 and the PLL circuit 5.
  • the recording strategy demodulator 6 demodulates the recording strategy of the initial condition
  • the recording power condition demodulator 10 demodulates the recording power condition of the initial condition.
  • the demodulated recording strategy d6 is output to the recording strategy correction unit 7, where it is stored. Further, the demodulated recording strategy d 6 passes through the recording strategy correction unit 7. Then, it is input to the recording pulse determination unit 9.
  • the demodulated recording power condition dl O is input to the recording power determining unit 12.
  • FIG. 10 shows a recording pattern d8 and a recording pulse d9 when a DVD-R is used as the optical disk 30 and the recording strategy at 4 ⁇ speed shown in FIG. 9 is employed and recording is performed at 8 ⁇ speed.
  • FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a laser pulse LP and a recording mark pattern RM.
  • the recording pattern d8 and the recording pulse d9 are substantially the same.
  • substantially the same shape means that the pulse width and pulse interval of the recording pattern d8 and the recording pulse d9 have the same numerical value when expressed in clock cycle units.
  • the recording patterns d8 and the recording pulses d9 are substantially the same, respectively, in FIG. 10, the portions corresponding to FIG. ing.
  • the unit length T3 of the pulse width in FIG. 10, that is, one cycle of the clock signal is equivalent to 1Z2 times the clock cycle in FIG. Therefore, the actual length of the recording pattern d8 and the recording pulse d9 is 1Z2 in FIG. 9 in FIG.
  • the rotation speed of the optical disk is twice that of Fig. 9 in Fig. 10.
  • the shape of the recording mark does not depend on the recording speed, only the recording phase is changed between Fig. 9 showing the case of 4x speed and Fig. 10 showing the case of 8x speed. You should get a record mark of the same shape.
  • the recording mark M1 shown in FIG. 10 is formed to extend in the radial direction of the optical disc 30. In other words, the required recording power increases in proportion to the linear velocity, but the recording mark Ml also spreads in the radial direction due to an increase in the irradiation power with respect to the recording track of the optical disk 30. Occurs.
  • the size of the laser beam spot is almost the same irrespective of the recording speed and recording power, but because the thermal energy increases, the recording mark M1 becomes larger around the surface, and the amount of reflected light also decreases.
  • the track groove shape undergoes plastic deformation (58 in Fig. 10) due to the heat of the laser, and the groove signal is diffracted.
  • the S / N of the wobble signal generated by light and the land pre-pit (hereinafter referred to as LPP) signal formed in the land part deteriorates, and the standard value cannot be satisfied.
  • the S / N is reduced by forming a recording mark after recording compared to the unrecorded state. It tends to decrease. The higher the power, the stronger the tendency.
  • ECC Error Correction Code
  • the magnitude of this waveform distortion is expressed as (B / A), where B is the amount of distortion with respect to amplitude A.
  • BZA the amount of distortion with respect to amplitude A.
  • the longer the recording mark the more the waveform distortion is likely to occur.
  • the recording power ratio L o 3 ZL m 3 is fixed regardless of the recording mark length, so even if the recording mark length is optimal at 6T3, the longer the recording mark length is 11T3 or more, the more the center Tend to lack heat.
  • L m 3 is increased and L 03 / L m 3 is decreased only for a long recording mark of 11 T 3 or more, the recording mark only spreads in the radial direction. This will worsen the error-wobble jitter. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the waveform distortion of a recording mark that is difficult to spread in the radial direction and that is long in the circumferential direction even when performing high-speed data recording.
  • a short-term recording device and data recording on a recordable optical disc that can record data with high quality by determining a few optimal recording strategies and recording power conditions and securing a sufficient recording power margin. It is to provide a method.
  • a data recording apparatus for recording on a recordable optical disc comprises: a semiconductor laser for irradiating a laser on a recordable optical disc laser with a predetermined recording power; and a laser beam emitted from the semiconductor laser.
  • a laser driver for controlling the recording power and recording pulse width of the laser, and the recording power and recording pulse width of the recording pulse train required to form the recording mark according to the recordable optical disk, recording speed and recording mark length ,
  • a recording strategy setting unit for adding an assisting pulse at a position substantially equidistant from the front end pulse and the rear end pulse of an arbitrary recording pulse train.
  • a method of recording data on a recordable optical disc comprises the steps of: setting a recording speed as set recording speed information; and recording data according to the recording speed information and the recordable optical disc.
  • test recording is performed using a recording pulse train in which an auxiliary pulse is added between a top pulse and a last pulse, and the value and the modulation factor are set to an allowable value from the reproduction signal.
  • the value and the modulation factor are set to an allowable value from the reproduction signal.
  • FIG. 1 is a diagram showing data on a recordable optical disc according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a DVD-R recorder as an example of an evening recording device.
  • FIG. 2 shows a recording pattern d8, a recording pulse d9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording pattern when recording is performed at 8 ⁇ speed using the DVD-R recorder according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a reproduced signal RF and a pattern RM.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a recording learning method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a recording pattern d8, a recording pulse d9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording mark when recording is performed at 8 ⁇ speed using the DVD-R recorder according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a reproduction signal RF and a pattern RM.
  • FIG. 5 shows a recording pattern d 8, a recording pulse d 9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording mark when recording is performed at 8 ⁇ speed using the DVD-R recorder according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a reproduction signal RF and a pattern RM.
  • FIG. 6 shows a recording pattern d8, a recording pulse d9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording mark when recording is performed at 8 ⁇ speed using the DVD-R recorder according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a reproduction signal RF and a pattern RM.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional optical disc recording / reproducing apparatus.
  • Fig. 8 is a diagram showing the relationship between the recording pattern d8, the recording pulse d9, the laser pulse LP, and the recording mark pattern RM when recording is performed at the same speed using a conventional optical disk recording / reproducing apparatus. is there.
  • Fig. 9 shows recording at 4x speed using a conventional optical disc recording / reproducing device.
  • Pi which indicates the relationship between the recording pattern d8, the recording pulse d9, the laser pulse LP, and the recording mark pattern RM when the recording is performed.
  • FIG. 10 shows the recording pattern d8, recording pulse d9, and recording pulse 8x when recording was performed at 8x speed using the conventional 4x recording strategy shown in Fig. 9 using a conventional optical disc recording and reproducing device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a laser pulse LP and a recording mark pattern RM.
  • FIG. 11 shows a case where a conventional optical disk recording / reproducing device is used to record at a recording mark longer than that shown in Fig. 10 at 8x speed by using the recording strategy at 4x speed shown in Fig. 9.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a reproduction signal RF for a pattern d8, a recording pulse d9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording mark pattern RM.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a DVD-R recorder as an example of a data recording apparatus for recording on a recordable optical disc according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 portions having the same configurations and functions as those in FIG. 7 referred to in the description of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the configuration mainly different from the conventional example will be described.
  • the DVD-R 30 is rotated about its central axis by spindle motor 14. At that time, the rotation speed of the spindle motor 14 is controlled so that the linear velocity of the DVD-R 30 is substantially always constant at the focal position of the laser R 1 from the pickup 1.
  • the linear velocity value is set to an integral multiple of the standard velocity of 3.49 mZs.
  • the recording strategy correction unit 7 corrects the recording strategy by a predetermined correction value according to the recording speed d 17 set by the recording speed setting unit 17.
  • the recording pattern determination unit 8 determines a recording pattern according to data to be recorded on the DVD-R 30.
  • the recording pattern is determined according to the mark edge recording method. That is, both ends of the pulse of the recording pattern correspond to both edges of the recording mark.
  • the recording pattern determination unit 8 modulates the data into a recording pattern by 8-to-16 conversion modulation. After the modulation, 1-bit data is allocated to one period (clock period) 1 T of the clock signal from the PLL circuit 5. As a result, the pulse width and pulse interval of the recording pattern are 3 to 11 and 14 respectively. Here, the pulse width and pulse interval of length 3T to 111 are used as data, and the pulse width and pulse interval of length 14 ⁇ are used as a synchronization signal. Further, the recording pattern determination unit 8 stores a test recording pattern at the time of recording strategy correction and at the time of recording power learning called OPC (Optimum Power Control) in an internal memory.
  • OPC Optimum Power Control
  • the recording pulse determining unit 9 determines the recording pulse d9 based on the recording pattern d8 determined by the recording pattern determining unit 8, according to a recording strategy.
  • the recording power determination unit 12 executes OPC based on the recording power condition at the start of title recording, calibrates the recording power based on the value d 11 from the / 3 value calculation unit 11, and performs reference recording. Determine the peak value of power P o 3 and DC level P m 3. Specifically, the recording power determination unit 12 executes OPC until the value becomes 0 to + 5%.
  • the waveform distortion detection unit 20 mainly detects the distortion of a long recording mark of 9 to 14 T in the analog signal d2 from the head amplifier 2. Specifically, a maximum value d20a of the amplitude of the analog signal d2 and a decrease d20b of the amplitude due to the distortion are detected and supplied to the distortion amount calculating unit 21. Calculation of distortion The output unit 21 calculates d 20 bZd 20 a as the amount of distortion from the maximum value d 20 a of the amplitude and the amount of decrease d 20 of the amplitude, determines the magnitude of the amount of distortion, and outputs the determination result d 21. I do.
  • the recording strategy setting unit 22 adds a middle pulse as an auxiliary pulse between the top pulse and the last pulse based on the determination result d21 from the distortion amount calculation unit 21, and, if added, the pulse width of the middle pulse. Is determined, and the information d 22 is sent to the recording power determining unit 12.
  • the recording power d12 determined by the recording power determination unit 12 is output to the laser driving unit 13.
  • the laser drive unit 13 controls a drive current d13 to the semiconductor laser 1a according to the recording power d12.
  • the semiconductor laser la emits a laser R1 having a power equivalent to the recording power d12 with substantially the same waveform as the recording pulse d9.
  • a row of recording marks and recording spaces substantially corresponding to the recording pattern d8 is formed on the recording layer of the DVD-R30.
  • FIG. 2 shows a recording pattern d8, a recording pulse d9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording mark pattern RM when recording is performed at 8 ⁇ speed using the DVD-R recorder according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a relationship of a reproduction signal RF to the reproduction signal RF.
  • the DVD-R recorder employs a recording strategy in which an auxiliary pulse is added as follows in accordance with the set recording speed.
  • the semiconductor laser la irradiates the DVD-R 30 with a laser pulse LP having a waveform based on the recording pulse d9.
  • the laser pulse LP at that time has a waveform as shown in FIG.
  • the peak value Lo 3 of the laser pulse LP and the DC power level Lm 3 represent the recording power of the laser, and the irradiation of the laser pulse LP produces a recording mark pattern RM as shown in FIG.
  • a row of marks M3 and recording spaces S3 is formed on the recording layer of DVD-R30.
  • FIG. 2 it is clear from comparison of the recording pattern d8 and the recording mark pattern RM that both ends of the recording pattern d8 and both edges of the recording mark M3 correspond well.
  • a middle pulse P82 having the same recording power Po3 as the top pulse P80 and the last pulse P81 of the recording pulse d9 is used.
  • the pulse width Tmid of the middle pulse P82 is set to a short time of about 1 T3 to 2 T3.
  • the recording mark M3 obtained by the recording strategy at 8 ⁇ speed approaches the recording mark M (FIG. 8) obtained by the recording strategy at 1 ⁇ speed. Therefore, as shown by M a3, the radial distortion of the recording mark M3 can be reduced. Further, the waveform distortion of the reproduction signal RF with respect to the recording mark M3 can be improved from the broken line to the solid line in FIG.
  • DVD-R30 is mounted on the DVD-R recorder (step S1). After detecting the mounting of DVD-R30, if the DVD-R30 is rotated by spindle mode 14, the pickup 1 refers to the LPP information and RMA (Recording Management Area) of DVD-R30, and the RMD Read (Recording Management Data) (Step S 2).
  • the user of the DVD-R recorder sets the recording speed using the recording speed setting section 17 (step S3). Specifically, a positive integer indicating the magnification of the set recording speed with respect to the standard recording speed of 3.49 m / s is input as the set recording speed information.
  • Step S4 is performed as follows.
  • OPC is executed based on the recording power conditions based on the recommended recording strategy read from LPP and RMA according to the set recording speed.
  • the recording pattern determination unit 8 outputs a test recording pattern d8 different from the above.
  • the recording pulse determination unit 9 determines a test recording pulse d9 from the test recording pattern d8.
  • the recording power determination unit 12 sets the recording power corresponding to the test recording pulse d9 to a predetermined initial value. At that time, the initial value is determined as follows. First, the recording power corresponding to the target three values is selected from the recording power conditions. For example, suppose that the peak value P 03 of the recording power is 16. OmW.
  • the initial value of the recording power is set to a value smaller by a predetermined value than the recording power corresponding to the target ⁇ value.
  • the predetermined value is 2. OmW
  • the initial value will be 14. OmW.
  • the target j3 value is set in advance for each type of DVD-R 30 for a DVD-R recorder, for example. By the setting, the error rate of the reproduced digital signal is suppressed to a predetermined allowable value or less.
  • the target j3 value may be recorded in the RMA of DVD-R30.
  • the value of the DC level Pm3 of the recording power exists as the recommended recording strategy information read from the LPP and RMA, so that the recording power ratio Po3ZPm3 is determined here.
  • the laser driving unit 13 drives the semiconductor laser 1a, and the semiconductor laser 1a emits a laser R1 having a power corresponding to the recording power d12. in addition As a result, a test recording mark is formed in the PCA (Power Calibration Area) of DVD-R30.
  • PCA Power Calibration Area
  • the pickup 1 irradiates a laser of reproducing power to the test recording mark of the PCA and detects the reflected light.
  • the detected reflected light is converted into an analog signal d 1 and further shaped through a head amplifier 2 and an equalizer 3.
  • the ⁇ value calculator 11 calculates a / 3 value d 11 based on the analog signal d 2 from the head amplifier 2 (step S5).
  • three values d 11 are stored in the recording strategy setting unit 22. Thereafter, the recording power is changed from the initial value by a predetermined step, and the above process is repeated. For example, if the initial value is 14. OmW and the step is 0.5 mW, the recording power set next to the initial value is 14.5 mW.
  • the three values of the analog signal reproduced from the test recording mark are calculated and stored.
  • a correspondence table between the number of recording power changes (the number of steps) and the calculated three values, that is, a new recording power condition is obtained.
  • the correspondence table shows that the initial values are 14.OmW (step number 0), 14.5 mW (step number 1), 15.0 mW (step number 2), ..., 18.8 OmW (step number) (Corresponding to each of the recording powers different by 0.5 mW, as in Expression 8))
  • the three values are stored in association with the step numbers 0 to 8.
  • a reference recording power P o3 corresponding to the target (three) values is selected (step S6).
  • the waveform distortion detector 20 reads the waveform distortion amount 7? Of the reproduction signal RF for the test recording mark formed at the selected recording power (step S7).
  • the distortion detecting section 20 detects distortion of a reproduced signal mainly for a long recording mark of 9T3 to 14T3 in the analog signal d2 from the head amplifier 2. Put out.
  • the fixed value of the auxiliary pulse is added as an initial value (step S9).
  • a pulse P82 having a peak value of recording power Po3 and a pulse width of a fixed width of Tmid is added.
  • an auxiliary pulse having a pulse width Tmid 1 T3 is added.
  • the pulse width here may be a value that is considered to be optimal based on experiments, stored in advance in the memory of the recording device, and may be called from the memory for each media ID.
  • step S8 if the waveform distortion amount 7? Is 10% or less, it is determined that the auxiliary pulse is unnecessary (step S10), and the recording learning ends. Therefore, title recording starts without the auxiliary pulse.
  • Step S11 Read the amount of waveform distortion?
  • step S8 the distortion amount calculator 21 calculates the waveform distortion amount 77 Small is determined (step S12), and if the waveform distortion amount 77 is 10% or less (YES), the recording learning is terminated. Therefore, an auxiliary pulse of the initial set value (initial pulse width) is added, and title recording starts.
  • step S12 determines whether the waveform distortion amount 77 is still larger than 10% (NO)
  • the set value (pulse width Tm id) of the auxiliary pulse is changed again to set the specified value 10 0 Steps S11 to S13 are repeated until% is satisfied. Similarly, after completing the record study, the title record starts.
  • a recording mark with less distortion can be formed by adding an auxiliary pulse even during high-speed recording. As a result, the error rate of data recorded at a high recording speed can be reduced.
  • the DVD-R recorder employs, as in the first embodiment, a recording strategy in which an auxiliary pulse is added as follows in accordance with the set recording speed, and the block configuration shown in FIG. Take.
  • FIG. 4 shows a recording pattern d8, a recording pulse d9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording mark when recording is performed at 8 ⁇ speed using the DVD-R recorder according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a reproduction signal RF and a pattern RM.
  • T 3 is equivalent to 1Z8 of the clock period T at the 1 ⁇ speed (TS TZS
  • the auxiliary pulse is a single pulse, but in the present embodiment, For example, as shown in Fig.
  • an auxiliary pulse P30 composed of a two-pulse train is added.
  • the waveform distortion amount 7 of the reproduction signal RF is changed by changing the pulse width Tmid of the auxiliary pulse.
  • the number of auxiliary pulses is increased, and the number of auxiliary pulses is increased or decreased, so that the waveform distortion amount 7 can be controlled.
  • the pulse width of the auxiliary pulse is changed in step S13 of the flowchart in FIG. 3, but in the present embodiment, by increasing the number of pulses of the auxiliary pulse, the reproduction signal RF is increased. It differs in controlling the amount of waveform distortion 7 ?.
  • the DVD-R recorder employs a recording strategy in which an auxiliary pulse is added as described below in accordance with the set recording speed, as in the first embodiment, and the block configuration shown in FIG. Take.
  • FIG. 5 shows a recording pattern d 8, a recording pulse d 9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording mark when recording is performed at 8 ⁇ speed using the DVD-R recorder according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a reproduction signal RF and a pattern RM.
  • the auxiliary pulse ⁇ 82 is the top pulse ⁇ 80
  • the last pulse was formed in the middle part of ⁇ 81.
  • the amount of heat of the auxiliary pulse may affect the recording mark length. That is, the leading edge (or trailing edge) may be long, and it is necessary to change the rising position (or falling position) of the auxiliary pulse depending on the optical disc.
  • the rising position of auxiliary pulse ⁇ 82 By changing the position P82a (or the fall position P82b) and forming the auxiliary pulse P82 at a position where the recording mark length does not easily change, the waveform distortion of the reproduced signal RF is maintained while the jitter is good. Can be reduced.
  • the pulse width of the auxiliary pulse is changed in step S13 of the flowchart of FIG. 3, but in the present embodiment, the rising edge P82a (or the falling edge) of the auxiliary pulse P82a is changed.
  • the difference is that the amount of waveform distortion of the reproduced signal RF is controlled by changing the time up to P82 b).
  • FIG. 6 shows a recording pattern d8, a recording pulse d9, a laser pulse LP, a recording mark pattern RM, and a recording mark when recording is performed at 8 ⁇ speed using the DVD-R recorder according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a reproduction signal RF and a pattern RM.
  • the recording power L ⁇ 3 of the auxiliary pulse ⁇ 82 is set to the same recording power L ⁇ 3 as the top pulse ⁇ 80 and the last pulse ⁇ 81. The power may increase and the laser pulse LP waveform may not reach the level of Lo 3.
  • the auxiliary pulse P 8 By setting the recording power P o 4 of 2, stable recording characteristics can be ensured even when performing higher-speed recording.
  • the recording power Po4 of the auxiliary pulse P82 higher than the recording power Po3 of the top pulse P80 and the last pulse P81.
  • the pulse width of the auxiliary pulse is changed in step S13 of the flowchart of FIG. 3, but in the present embodiment, by changing the recording power Po4 of the auxiliary pulse P82, It differs in controlling waveform distortion.
  • the heat energy per unit time at the center of a recording mark can be increased by adding an auxiliary pulse when recording data at a high speed on an optical disc.
  • the recording mark in the radial direction of the optical disc is reduced due to lack of heat, and the waveform distortion of the reproduced signal due to the recording mark shape can be reduced. Deterioration can be controlled.

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

高速記録の際に、記録マークの形状歪みが少なく、再生信号の波形歪みを低減した記録可能型光ディスクへのデータ記録装置を提供する。記録ストラテジ設定部(22)が、ユーザによって設定された８倍速のような記録速度が高い場合に、再生信号の波形歪み量に応じて記録パルスのトップパルスとラストパルスの間に補助パルスを付加する記録ストラテジを記録パワー決定部(12)に設定する。これにより、記録マークの中央部での単位時間当りの熱エネルギーを増大させることができ、熱不足により光ディスクの径方向への記録マークが縮小し、記録マーク形状が鼓型になることに起因した再生波形の歪みが低減される。

Description

明 細 書 記録可能型光ディスクへのデータ記録装置および方法 技術分野
本発明は、 記録可能型光ディスクへのデータ記録技術に関し、 特に、 記録パターンに基づく記録パルスに要求される条件である記録ストラテ ジの決定方法に関する。 背景技術
近年、 光学式情報記録技術、 すなわち、 記録可能型光ディスクへのデ 一夕記録技術が著しく発展している。 それに伴い、 光学式記録再生装置 すなわち光ディスク記録再生装置が各種開発されている。 特に、 例えば D V D— R AMドライブのように、 コンピュータの外部記録装置等とし て応用されたものが、 既に広く普及し始めている。
記録可能型光ディスクは、 追記型光ディスクと書換型光ディスクとに 分類される。 追記型光ディスクとは、 データを一回のみ記録可能な光デ イスクのことを指し、 C D— R (Recordable) と D V D— Rとを含む。 追記型光ディスクへの記録マークの作成は次のようにして行われる。 追記型光ディスクの記録層には有機色素が含まれ、 その有機色素は所定 のパワーのレーザが照射されると分解する。 その結果、 特にその光学的 反射率が低下する。 こうして、 レーザ照射を受けた記録層の部分が記録 マークとなる。
追記型光ディスクではデータの記録が次の理由で一回に限られる。 記 録マークの作成時、 記録層のレーザ照射部分で多量の熱が生じ、 その熱 は周囲の樹脂等を変形させる。 それらの変形は不可逆的であるので、 レ —ザ照射前の状態に戻すことができない。 それ故、 追記型光ディスクで は、 データの記録が一回に限られる。
書換型光ディスクとは、 データを書き換えて多数回記録可能な光ディ スクのことを指し、 C D— R W (Rewr i t ab l e) , D V D— R A M、 D V D —R W、 D V D + R W等を含む。
書換型光ディスクのうち、 相変化型光ディスクでは、 記録マークの作 成は次のようにして行われる。 相変化型光ディスクの記録層には、 結晶 相とアモルファス相との二種類の固相.を有する合金が含まれる。 記録層 の光学的反射率は、結晶相では高く、アモルファス相では低い。従って、 記録層のうち、 アモルファス相の部分が記録マ一クとなる。 記録マーク の作成、 すなわち、 結晶相からアモルファス相への転移は、 次のように して実現される。 記録層に対して比較的高いパワーのレーザをパルス照 射する。 それにより、 記録層の狭い範囲が融点以上の温度まで瞬間的に 加熱され、 その直後ガラス化点以下の温度まで急冷される。 その結果、 記録層のその狭い範囲がアモルファス相へと転移する。
更に、 相変化型光ディスクでは、 既存の記録マークを次のようにして 消去できる。 記録マークは上記の通り記録層のアモルファス相部分であ る。 従って、 記録マークを消去するには、 記録マークの範囲でァモルフ ァス相から結晶相へと転移させれば良い。 アモルファス相から結晶相へ の転移は、 次のようにして実現される。 回転中の書換型光ディスクの記 録層に対して比較的低いパワーのレ一ザを比較的長時間照射する。 それ により、 記録層の広い範囲が、 ガラス化点より高く.融点を超えない程度 の温度まで加熱される。 その時、 加熱された記録層の範囲は加熱後ゆつ くりと冷える。その結果、記録層のその広い範囲が結晶相へと転移する。 このようして、 書換型光ディスクでは既存の記録マークを消去できる。 相変化型光ディスクへの実際のデータ記録では、 レーザを上記の高い パワーと低いパワーとの間で切り換えながら照射する。 それにより、 記 録マークの消去と作成とを同時に実行して、 データを光ディスクに上書 きできる。
図 7は、 従来の光ディスク記録再生装置の一構成例を示すブロック図 である。
まず、 従来の光ディスク記録再生装置の再生系について、 図 7を参照 して説明する。
図 7において、 光ディスク 3 0はスピンドルモータ 1 4によりその中 心軸の周りに回転している。 光へッドすなわちピックアップ 1は次のよ うにして、 光ディスク 3 0に対してレーザを照射し、 その反射光をアナ ログ信号へ変換する。 半導体レーザ 1 aが所定のパワーのレーザを出力 する。 その時のパワー （再生パワー） は、 光ディスク 3 0の記録層を変 質させない程度に小さい。 半導体レーザ 1 aから出力されたレーザ R 1 は、 集光レンズ 1 b、 ビームスプリッタ 1 c及び対物レンズ 1 dを通つ て、 光ディスク 3 0の記録層に焦点を結ぶ。 次に、 レーザ R 1は光ディ スク 3 0の記録層で反射され、 反射されたレーザ R 2は、 対物レンズ 1 dを通り、ビームスプリッ夕 1 cで反射され、検出レンズ 1 eを通って、 光検出器 1 f 上に焦点を結ぶ。 光検出器 1 は、 反射されたレーザ R 2 の強度を検出し、 アナログ信号 d 1へ変換する。 その時、 アナログ信号 d lの振幅は、 反射されたレーザ R 2の強度に実質的に比例している。 ピックアップ 1は、 ステッピングモータ （図示せず） により光デイス ク 3 0の半径方向に移動する。 それにより、 半導体レーザ l aから出力 されたレーザ R 1の焦点を光ディスク 3 0の半径方向に移動させる。 へ ッドアンプ 2は、 ピックアップ 1からのアナログ信号 d 1を増幅してィ コライザ 3へアナログ信号 d 2を出力する。 イコライザ 3は、 ヘッドァ ンプ 2からのアナログ信号 d 2の波形を整形する。 二値化部 4は、 整形 されたアナログ信号 d 3を所定の閾値と比較して、 その閾値を境に二値 化する。 それにより、 アナログ信号 d 3はディジタル信号 d 4に変換さ れる。 位相同期ループ （P L L ) 回路 5は、 ディジタル信号 d 4と所定 のクロック信号とを同期させ、 クロック信号と同期したディジ夕ル信号 d 5からデータが復調される。
次に、 従来の光ディスク記録再生装置の記録系について、 図 7を参照 して説明する。
記録パターン決定部 8は、 光ディスク 3 0への記録目的のデータに対 応して、 記録パターンを決定する。 ここで、 記録パターンとは、 一定の 高さの矩形パルス列のことを指す。 記録パターンのそれぞれのパルス幅 が記録マークの長さ （マーク長） を、 そのパルス間隔が記録スペースの 長さ （スペース長） を示す。 記録パルス決定部 9は、 記録パターン決定 部 8により決定された記録パターン d 8に基づいて、 記録パルス d 9を 決定する。 ここで、 記録パルスとは、 半導体レーザ 1 aから出力される レーザパルスと実質的に同じ矩形波状のパルスをいう。 記録パルス d 9 の波形は、 後述するが、 記録パターン d 8の波形とは異なる。 記録パル ス d 9は、 記録パターン d 8に基づいて、 一定の条件に従って決定され る。 その一定の条件を記録ストラテジ （Write Strategy) といい、 その 他に、 記録パルス条件又は記録パルス構造 （Write Pulse Structure) と もいう。 記録ストラテジの詳細については後述する。
記録パワー決定部 1 2は、 データ記録時に半導体レーザ 1 aのレーザ パワーを決定する。 それにより決定されたパワーの値を記録パワーとい う。 決定された記録パワー d 1 2はレーザ駆動部 1 3へ出力される。 レ 一ザ駆動部 1 3は、 半導体レーザ 1 aへの駆動電流 d 1 3を制御する。 それにより、 駆動電流 d 1 3は記録パワー d 1 2に対応する大きさで半 導体レーザ l aを流れる。 その結果、 半導体レーザ 1 aは記録パワー d 1 2に相当するパワーのレーザ R 1を出力する。
次に、 記録ストラテジの補正及び記録パワーの校正のための構成につ いて説明する。
レーザ照射によって形成される記録マークの形は記録パルス及び記録 パワーだけでは一意には決まらない。 例えば、 記録層の冷却速度は、 記 録時の環境温度に依存する。 更に、 半導体レーザのレーザの波長は、 半 導体レーザの温度変動に実質的に比例して変動する。 例えば、 D V D—
Rの記録層に含まれる有機色素の光吸収特性は吸収光の波長に依存する ので、レーザの波長の変動は記録層による吸収エネルギーを変動させる。 その上、 半導体レーザのレーザ波長及び光ディスクの構造等は通常、 製 品ごとに規格値の周辺でばらついている。
以上のような変動因子により、 記録マークの形は変動する。 従って、 記録パルス及び記録パワーを規格通りの記録ストラテジ及び記録パワー 条件に従って定めるだけでは、 記録マークの整形の精度、 特にエッジの 位置決めの精度が十分には上げられない。 その結果、 実際に記録された データのエラ一レートを十分に低減できない。 そこで、 光ディスク及び 光ディスク記録再生装置ごとに記録ス卜ラテジを補正し、 かつ記録パヮ 一を校正する。 それにより、 最適な記録パルス及び記録パワーが決定さ れる。
従来の光ディスク記録再生装置は、 記録ストラテジの補正及び記録パ ヮ一の校正を目的として、 例えば、 以下のような構成を有していた。
/3値算出部 1 1は、 へッドアンプ 2からのアナログ信号 d 2のァシン メトリ （]3 ) 値を算出する。 ここで、 アナログ信号の) 3値とは、 アナ口 グ信号の極大値 a及び極小値 bにより次式で定義される。
β = ( a + b ) / ( a - b )
つまり、 値は、 アナログ信号波形の上下方向での中心値 （（a + b ) / 2 ) を振幅 （a— b ) で規格化したものに相当し、 再生信号の品位を表 すものである。
更に、 アナログ信号の 3値は以下の通り、 半導体レーザ l aの記録パ ヮーを決定するパラメ一夕である。 ピックアップ 1により再生されたァ ナログ信号 d 1は二値化部 4により所定の閾値を境に二値化される。 そ の時、 アナログ信号 d 1の波形の上下方向での中心値が閾値からずれる と、 元のディジ夕ルデータの再生精度が低下する。 つまり、 ディジタル データのエラーレートが； 3値に依存して変化する。 従って、 そのエラー レートが所定の許容値以下になるように、 アナログ信号 d 1の 3値を最 適値に選択しなければならない。 アナログ信号 d 1の 値は光ディスク 3 0の記録マークの光学的反射率及び形で実質上決まるので、 半導体レ —ザ 1 aから照射されるレーザ R 1の記録パワーで決まる。 逆に、 アナ ログ信号 d 1の 値を決めると、 それらに対応する記録パワーを決定で きる。 アナログ信号の /3値と記録パワーとの対応関係を記録パワー条件 という。
光ディスク 3 0は、 規格上定められた標準記録ス卜ラテジ及び標準記 録パワー条件と共に、 過去に行われたデータ記録における記録ストラテ ジ及び記録パヮ一条件の履歴を記録している。 記録ストラテジ復調部 6 は、 P L L回路 5により出力されたディジタル信号 d 5から記録ストラ テジ d 6を復調し、 記録ストラテジ補正部 7へ出力する。 一方、 記録パ ヮー条件復調部 1 0は、 ディジタル信号 d 5から記録パワー条件 d 1 0 を復調し、 記録パワー決定部 1 2へ出力する。
ジッ夕検出部 1 5は、 二値化部 4からディジタル信号 d 4 aを、 P L L回路 5からディジタル信号 d 4のクロック信号からのずれ、 すなわち ジッ夕 d 5 aを受けて、 ディジタル信号 d 4のパルス前端でのジッ夕 d 1 5 aとパルス後端でのジッタ d 1 5 bを検出し、 それらを記録ストラ テジ補正部 7へ出力する。
記録ストラテジ補正部 7は、 入力された記録ストラテジ d 6を内部の メモリに記憶するとともに、 記憶した記録ストラテジの補正時に、 ディ ジタル信号 d 4のパルス前端でのジッ夕 d 1 5 aとパルス後端でのジッ 夕 d 1 5 bをそれぞれ所定の許容値と比較する。 その比較結果を、 記録 ストラテジ補正部 7は、 その時記憶している記録ストラテジに対応づけ て記憶する。 その後、 記録ストラテジ補正部 7は、 その記録ストラテジ を所定の補正値だけ補正し、 補正後、 その記録ストラテジ d 7を記憶す ると共に、 記録パルス決定部 9へ出力する。
次に、 記録パターンと記録パルスとの対応について以下で説明する。 図 8は、 光ディスク 3 0として D V D— Rを用いて等倍速で記録を行 つた場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザパルス L P、 お よび記録マ一クパ夕一ン R Mの関係を示す図である。 ここで、 それぞれ のパルス幅の単位を Tで表している。 単位長 Tはク口ック信号の一周期 (クロック周期） に相当する。 特に、 記録パターンのパルス幅及びパル ス間隔はいずれも実質的に、 クロック周期 Tの整数倍に設定される。
D V D - Rの記録層に対して半導体レーザ 1 aからのレーザが照射さ れると、 レーザによる熱が照射部分から周囲に拡散する。 熱は特に、 D V D— Rのグループに沿って前後に伝搬する。 更に D V D— Rでは、 マ —ク長及びスペース長がいずれも短い。 それ故、 もしレーザパルスの波 形を記録パターンと実質的に同形にすると、 レーザの熱が照射部分から 拡散し、照射部分より広い範囲で記録マークが形成される。それに加え、 熱が記録スペースを伝わって前後の記録マークまで容易に到達し得る。 その結果、 記録マークの形状が歪む。 この歪みにより記録マークのエツ ジが記録パターンに対応する位置からずれ、 データの記録にエラーが生 じる。 上記の歪みを回避する目的で、 従来では以下のようにして記録パルス を設定していた。 特に、 記録パターンの一つのパルスに対して、 それよ り短いパルスから成る記録パルス列を対応させていた。 それにより、 一 つの記録マークの形成時にレーザパルスから D V D—Rの記録層へ与え られる熱量を抑えていた。
記録パターンの一つのパルスはク口ック周期 Tの整数倍の幅を有する ( ここで、記録パターンの最短パルス幅をクロック周期 Tの 3倍（ここで、 T 1 = T ) とする。 そのパルスに対して記録パルスを以下のように対応 させる。
まず、 記録パターン d 8のパルス Ρ 1の様に記録パターン長が 7 Τ 1 であれば、 記録パルス d 9の先頭のパルス、 すなわちトップパルス P 1 0 (パルス幅 T t l ) の立下りを、 記録パターン d 8のパルスの前端か ら最短パルス幅 3 T 1の位置に概ね固定する。 トップパルス P 1 0の立 下りから記録パターンのパルス P 1の後端までは、 1 T 1周期（論理" L " 期間が S m、 論理 " H " 期間が T m) のパルス、 すなわちマルチパルス 列 P 1 1で構成される。 マルチパルス列 P 1 1の後端と、 記録パターン d 8のパルス P 1の後端とは概ね一致する。 また、 記録パターン d 8の パルス P 2の様に、 最短記録パターン長が 3 T 1であれば、 その後端が トップパルス P 2 0の立下りと一致する。トップパルス P 2 0の先端は、 記録パターン d 8のパルス P 2の先端から所定長 （以下、 前端遅れとい う） F 2だけ遅らせて設定される。 それにより、 トップパルス P 2 0は 記録パターン d 8の最短記録パターン長 3 T 1よりも短い。 なお、 トツ プパルス P 1 0の前端遅れは F 1である。
半導体レーザ 1 aからのレーザパルス L Pを、 上記の記録パルス d 9 と実質的に同じ波形で照射する。 その時のレーザパルス L Pの波形は、 図 8に示す通り、 記録パルスのトツプパルス P 1 0にレーザパルス 5 3 が対応し、 そのマルチパルス列にレーザパルス列 54が対応し、 そのト ップパルス P 20にレーザパルス 5 5が対応する。 そのレーザパルス L Pの波高値 L 1はレーザの記録パワーを表す。 そのレーザパルスの照射 により、 記録マークパターン RMとして、 図 8に示すような記録マーク Mと記録スペース Sの列が、 光ディスク 3 0の記録層に形成される。 図 8において、 記録パターン d 8と記録マークパターン RMとを比較 すれば明らかなように、 記録パターン d 8と、 記録マーク M及び記録ス ペース Sの列とは良く対応している。
図 9は、 同じく光ディスク 3 0として D VD— Rを用いて 4倍速で記 録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザパルス L P、 および記録マ一クパターン RMの関係を示す図である。 なお、 図 9 において、 T 2は等倍速時のクロック周期 Tの 1 /4に相当する （T 2 = T/4)0
図 9に示す記録パターン d 8のパルス Ρ 1の様に、 記録パターン長が 7 T 2 (5 T 2以上) の場合は、 等倍速の記録パルスと同じマルチパル ス方式だけでなく、 記録パターンの一つのパルスに対して、 トップパル ス P 1 0 (立上り P 1 0 a、 立下り P 1 0 b、 パルス幅 T t o p) とラ ストパルス P 1 1 (立上り P 1 1 a、 立下り P 1 1 b、 パルス幅 T 1 a s t ) および D Cパヮ一 （P 1 0 bから P I 1 aまで） から成る記録パ ルス d 9も採用されている。 なお、 記録パターン長が最短パルス幅 3 T 2である P 2の場合、記録パルスはトップパルス 20 (立上り P 20 a、 立下り P 20 b、 パルス幅 T t 2) のみとなる。
4倍速の場合には、 等倍速の記録パルスに比べて、 パルス幅が 1Z4 になることにより、 レーザパルス L Pの立上りおよび立下りが記録マ一 クの形成に影響することを考慮して、マルチパルス列を使用していない。 等倍速ではマルチパルス列の幅をコントロールしていたが、 4倍速の場 合、 マルチパルス列の代わりに、 図 9に示すように、 レーザパルス L P の波高値 L o 1に対して、 D Cパワー 6 4のレベル L m 1をコント口一 ルすることで、 レーザパルス L Pから D V D— Rの記録層へ与えられる 熱量を抑えている。 その結果、 過大な記録マークの形成や、 他の記録マ —クへの過剰な熱の伝搬が防止できる。
図 9の P 1の様に、 記録パターン長が 7 T 2であれば、 レーザパルス L Pの後端パルス、 すなわちラストパルス 6 5はトップパルス 6 3と同 一の記録パワー L 0 1で制御されている。ラストパルス 6 5の立下りは、 記録パターンのパルス P 1の立下り位置 P 1 bと概ね一致する。 また、 図 9の P 2の様に、 記録パターン d 8のパルスが最短パルス 3 T 2であ れば、 等倍速と同じ様に単一パルスで、 記録パターン d 8のパルス P 2 の立下り位置 P 2 bに対して、 レーザパルス L Pのトップパルス 6 6の 立下りは約 0 . 2 T 2だけやや遅れる。 トップパルス P 2 0の前端遅れ F 2は約 1 T 2に設定される。トップパルス P 2 0のパルス幅 T t 2は、 記録パターン d 8の最短パルス幅 3 T 2よりも短い。
レーザパルス L Pの波形は図 9に示す通りである。 そのレーザパルス の照射により、 記録マークパターン R Mとして、 図 9に示すような記録 マーク Mと記録スペース Sの列が、 光ディスク 3 0の記録層に形成され る。 4倍速の場合も、 等倍速と同じように、 記録パターン d 8と、 記録 マーク M及び記録スペース Sの列とは良く対応している。
本明細書では、 上記のように、 記録パターンのマーク長とスペース長 とに基づいて、 対応する記録パルスの波形、 特にパルスの両端の位置を 決定するための条件を、 記録ストラテジという。
例えば、 D V D— R及び D V D— R Wに対する記録ストラテジは、 以 下の （a )、 （b )、 ( c ) を決定するための条件である。
( a ) 記録パルスのマルチパルス列のパルス幅と記録パターンのマーク 長との対応
( b ) 記録パルスのトップパルスの前端遅れ
( c ) 記録パターンのマーク長と前スペース長との組合せ
一方、 D V D— R A Mに対する記録ストラテジは、 上記の （b ) に対 する条件と共に、 ( d )マルチパルス列の最後端、又はマルチパルス列の 後に続くラス卜パルスの後端を、 記録パターンの対応するパルスの後端 より進める量 （後端進み） に対する条件を含む。 '
次に、 記録ストラテジ及び記録パワー条件の決定について説明する。 図 7に示す従来の光ディスク記録再生装置では、 記録パルス決定部 9 及び記録パワー決定部 1 2のそれぞれに対して設定すべき記録ストラテ ジ及び記録パワー条件を、 データの記録開始時に決定しなければならな い。
光ディスク 3 0には、 標準記録ストラテジ及び標準記録パワー条件が それぞれ予め記録されている。 更に、 過去に行われた記録時の記録スト ラテジ及び記録パワー条件の履歴が記録されている。 従来の光ディスク 記録再生装置では、 データの記録開始時に、 まず、 光ディスク 3 0に記 録された記録ストラテジ及ぴ記録パワー条件の中からそれぞれ一つを選 択し、 初期条件として光ディスク 3 0から読み出す。 その読み出しは、 通常のデータの読み出しと同様である。
すなわち、 ピックアップ 1からのアナログ信号 d 1が、 ヘッドアンプ 2、 イコライザ 3、 二値化部 4及び P L L回路 5を通してディジタル信 号 d 5に変換される。 そのディジタル信号 d 5から、 記録ストラテジ復 調部 6が初期条件の記録ストラテジを、 記録パワー条件復調部 1 0が初 期条件の記録パワー条件を、 それぞれ復調する。 復調された記録ストラ テジ d 6は記録ストラテジ補正部 7へ出力され、 そこで記憶される。 更 に、 復調された記録ストラテジ d 6は、 記録ストラテジ補正部 7を通し て、 記録パルス決定部 9に入力される。 一方、 復調された記録パワー条 件 d l Oは、 記録パワー決定部 12に入力される。
上記のような従来の光ディスク記録再生装置では、 記録に要する時間 の短縮化が求められている。 その要求に応じるには、 記録時の光デイス クの回転速度 （記録速度） の高速化が必要となる。
しかし、 記録速度を上げることにより、 記録マークの歪み現象が顕著 になってきた。 そのことは、 以下のような実験及びその結果に基づく考 察から明らかになった。
図 10は、 光ディスク 30として DVD— Rを用い、 図 9に示す 4倍 速での記録ストラテジを採用して、 8倍速で記録を行った場合の記録パ 夕一ン d 8、 記録パルス d 9、 レーザパルス LP、 および記録マークパ ターン RMの関係を示す図である。 なお、 図 10において、 T3は等倍 速時のクロック周期 Tの 1Z8に相当する （T3=TZ8)。
図 9と図 10とを比較すれば明らかなように、 記録パターン d 8およ び記録パルス d 9は実質上同形である。 ここで、 実質上同形とは、 記録 パターン d 8、 記録パルス d 9のパルス幅及びパルス間隔を、 クロック 周期単位で表した時に同じ数値であることをいう。
図 9と図 10において、 記録パターン d 8同士、 及び記録パルス d 9 同士がそれぞれ実質上同形であることがよくわかるように、図 10では、 図 9に対応する部分には同じ符号を付している。 図 10でのパルス幅の 単位長 T3、 すなわち、 クロック信号の一周期は、 図 9でのクロック周 期 Τ2の 1Z2倍に相当する。 従って、 記録パターン d 8および記録パ ルス d 9の実際の長さは、 図 1 0では、 図 9の 1Z2である。 一方、 光 ディスクの回転速度は、 図 10では、 図 9の 2倍である。
もし、 記録マークの形が記録速度に依存しなければ、 4倍速の場合を 示す図 9と 8倍速の場合を示す図 10とでは、 記録パヮ一を変えるだけ で、 同形の記録マークが得られるはずである。 しかし、 図 9と図 1 0と を比較すると、 図 1 0に示す記録マーク M 1は、 光ディスク 3 0の径方 向に広がって形成される。 つまり、 必要な記録パワーは線速度に応じて 比例して上昇するが、 光ディスク 3 0の記録トラックに対して照射パヮ —が増大することにより、 記録マーク M lが径方向にも広がるという現 象が発生する。 これは、 レーザのビームスポットのサイズは記録速度や 記録パワーに係らずほぼ同じであるが、 熱エネルギーが増大するため、 記録マーク M 1がー周り大きくなり、 反射光量も低下するからである。 特に D V D— Rの場合、 記録マーク M 1が半径方向に広がった場合、 トラックの溝形状がレ一ザの熱の影響により、塑性変形（図 1 0の 5 8 ) を起こし、 溝信号の回折光によって発生するゥォブル信号やランド部に 形成されたランドプリピット (以下、 L P Pと称する) 信号の S / Nが 悪化してしまい、 規格値を満足できない状態になる。
ゥォブル信号と L P P信号は、 ピックアップ 1の光検出器 1 f の差動 出力信号から生成されるため、 未記録状態に比べて、 記録後は記録マー クが形成されることにより、 S / Nは低下する傾向にある。 これが、 高 パワーになればなる程、 傾向が強くなる。 特に L P Pには、 内周から外 周にかけて連続的に絶対的物理ア ドレスである E C C ( Error Correction Code) ブロックアドレスが記録されていることから、 L P P エラーが悪化することにより、 アドレス読み取りの誤検出等の問題が発 生してしまう。
この対策として、 記録ストラテジにおいて、 図 1 0に示すレーザパル ス L Pの D Cパワーレベルに対する波高値の比 L o 2 / L m 2を大きく すること、 つまり D Cパヮ一レベル L m 2を波高値 L o 2に対して相対 的に低下させ、 記録マークの中間部 （トップパルスとラストパルスとの 間） に相当する記録パヮ一を低減することにより、 記録マークが径方向 に広がらないようにすることが考えられている （例えば、 特開 2 0 0 0 - 1 4 9 2 5 9号公報参照）。
しかし、 D Cパワーレベル L m 2を低下させることにより、 記録マー ク長 7 T 3までの記録マークの径方向への広がりはコントロールできる が、 図 1 1に示すように、 記録パターン長が 1 1 T 3というような記録 パターン d 8のパルス P 3に対応した周方向により長い記録マーク M 2 に歪 M a 2が発生する現象が見られた。 図 1 1において、 R Fは、 記録 マーク M 2を再生した時の光量に対応する再生信号を表す。 これは、 前 述の L P Pエラ一が悪化することを防ぐために、 D Cパワーレベル P m 2を低下させて記録したが、 逆に中央部が熱不足となり、 径方向への記 録マークが縮小し、 記録マーク M 2の形状が鼓型になってしまったこと で、 中央部の反射率が増加し、 反射光量の強弱となって現れる再生信号 R Fの波形が歪んでしまったものである。
この波形歪みの大きさは振幅 Aに対する歪み量を Bとすると（B /A ) で表され、 （B ZA)がー定量を越えると、記録マークの長さが短くなり、 2値化する場合に記録マークを誤検出する可能性があり、 再生装置で再 生した場合、 エラーが増大し、 互換性の問題が発生してしまう。
特に、 高速になれば各記録マーク長によって熱過不足の影響が顕著に なり、 波形歪みの影響が増大する傾向がある。 高速記録で波形歪みが生 じないように記録膜材料や記録膜厚等を対応すれば、 反対に低速記録時 に波形歪みが生じやすくなる。 これは、 例えば記録膜を高速記録時に熱 干渉が少ない膜にした場合、 低速で記録する場合は、 熱反応性が悪化す ることとなり、 局所的に反射率が増加し、 反射光量の強弱となって現れ る再生信号 R Fの波形が歪んでしまうためである。
特に、 記録マークが長くなればなるほど波形歪が発生しやすい。 これ は、 例えば " DVD-R for General Ver.2.0" によると、 記録パワーの比 L o 3 Z L m 3は記録マーク長に関わらず一定に設定されるため、 記録マ —ク長が 6 T 3で最適であっても、 記録マーク長が 1 1 T 3以上と長く なるほど、 中央部が熱不足となる傾向がある。 しかし、 例えば 1 1 T 3 以上の長い記録マークに対してのみ、 L m 3を大きくして、 L 0 3 / L m 3を小さくしたとしても、 ただ記録マークが径方向に広がるだけで、 L P Pエラーゃゥォブルジッタを悪化させてしまうことになる。 発明の開示
本発明は、 上記の問題点に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 高速でデータ記録を行う場合でも、記録マークが径方向に広がりにくく、 かつ周方向に長い記録マークに対する波形歪みが少ない最適な記録スト ラテジおよび記録パワー条件を決定するとともに、 十分な記録パワーマ —ジンを確保することによって、 データを高品質に記録可能にした記録 可能型光ディスクへのデ一夕記録装置およびデータ記録方法を提供する ことにある。
前記の目的を達成するため、 本発明に係る記録可能型光ディスクへの データ記録装置は、 記録可能型光ディスクヘレ一ザを所定の記録パワー で照射するための半導体レーザと、 半導体レーザから出射されるレーザ の記録パワーと記録パルス幅を制御するためのレーザ駆動部と、 記録可 能型光ディスク、 記録速度および記録マーク長に応じて、 記録マークの 形成に必要な記録パルス列の記録パワーと記録パルス幅を設定すると共 に、 任意の記録パルス列の前端パルスと後端パルスに対して概等間隔の 位置に捕助パルスを付加する記録ストラテジ設定部とを備えたことを特 徴とする。
この構成によれば、 光ディスクに高速でデータ記録を行う場合、 補助 パルスを付加することで、 記録マークの中央部での単位時間当りの熱ェ ネルギーを増大させることができる。 これにより、 熱不足により光ディ スクの径方向への記録マークが縮小し、 記録マーク形状が鼓型になるこ とに起因した再生波形の歪みを低減することができるとともに、 ゥォブ ルジッタゃランドプリピットエラーの悪化を制御することができる。 前記の目的を達成するため、 本発明に係る記録可能型光ディスクへの データ記録方法は、 記録速度を設定記録速度情報として設定するステツ プと、 記録速度情報および記録可能型光ディスクに応じて、 記録マーク 形成時の任意の記録パルス列に対し、 前端パルスと後端パルスの概等間 隔の位置に補助パルスを付加する記録ストラテジを設定するステップと， 記録ストラテジに従って記録可能型光ディスクへのテスト記録を実行す るステップと、 テスト記録により形成された記録マークを再生して得ら れた信号の極大値を a、 その極小値を bとした場合、 β = ( a + b ) / ( a - b ) で表されるァシンメトリ ( β ) 値を算出するステップと、 β 値を所定の許容値と比較するステップと、 3値が所定の許容値以下とな るように、 記録パルス列に対する記録パワーを決定するステップとを含 むことを特徴とする。
この構成によれば、 記録可能型光ディスクに高速で記録を行う場合、 トップパルスとラストパルスの間に補助パルスを付加した記録パルス列 でテスト記録を行い、 再生信号から 値と変調度が許容値を超えていな いか判断することにより、 最適な記録パワーの波高値と D Cパワーレべ ルを決定することができる。 これによつて、 高速記録時に光ディスクの 径方向への記録マークが広がりをコントロールすることで、 ゥォブルジ ッ夕ゃランドプリピッ卜エラーの悪化を防止することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態 1に係る記録可能型光ディスクへのデー 夕記録装置の一例として DVD— Rレコーダの構成例を示すブロック図 である。
図 2は、 本発明の実施の形態 1による DVD— Rレコーダを用いて 8 倍速で記録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザ パルス L P、 記録マークパターン RM、 および記録マ一クパターン RM に対する再生信号 RFの関係を示す図である。
図 3は、 本発明の実施の形態 1における記録学習の方法を示すフロー チヤ一卜である。
図 4は、 本発明の実施の形態 2による DVD— Rレコーダを用いて 8 倍速で記録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザ パルス L P、 記録マークパターン RM、 および記録マークパターン RM に対する再生信号 RFの関係を示す図である。
図 5は、 本発明の実施の形態 3による DVD— Rレコーダを用いて 8 倍速で記録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザ パルス L P、 記録マークパターン RM、 および記録マークパターン RM に対する再生信号 R Fの関係を示す図である。
図 6は、 本発明の実施の形態 4による DVD— Rレコーダを用いて 8 倍速で記録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザ パルス L P、 記録マークパターン RM、 および記録マークパターン RM に対する再生信号 RFの関係を示す図である。
図 7は、 従来の光ディスク記録再生装置の構成例を示すプロック図で ある。
図 8は、 従来の光ディスク記録再生装置を用いて等倍速で記録を行つ た場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザパルス LP、 およ び記録マークパターン RMの関係を示す図である。
図 9は、 従来の光ディスク記録再生装置を用いて 4倍速で記録を行つ た場合の記録パ夕一ン d 8、 記録パルス d 9、 レ一ザパルス LP、 およ び記録マークパ夕一ン RMの関係を示す piである。
図 10は、 従来の光ディスク記録再生装置を用いて、 図 9に示す 4倍 速での記録ストラテジを採用して、 8倍速で記録を行った場合の記録パ ターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザパルス LP、 および記録マークパ 夕一ン RMの関係を示す図である。
図 1 1は、 従来の光ディスク記録再生装置を用いて、 図 9に示す 4倍 速での記録ストラテジを採用して、 8倍速で図 10よりも長い記録マー クの記録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザパ ルス LP、 記録マークパターン RM、 および記録マ一クパターン RMに 対する再生信号 RFの関係を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好適な実施の形態について、 図面を参照しながら説明 する。
(実施の形態 1)
図 1は、 本発明の実施の形態 1に係る記録可能型光ディスクへのデ一 タ記録装置の一例として DVD— Rレコ一ダの構成例を示すブロック図 である。 なお、 図 1において、 従来例の説明で参照した図 7と同じ構成 および機能を有する部分については、 同一の符号を付して説明を省略す る。 以下では、 主に従来例と相違する構成について説明する。
DVD— R 30は、 スピンドルモータ 14によりその中心軸の周りに 回転している。 その時、 ピックアップ 1からのレーザ R 1の焦点位置で DVD-R 30の線速度が実質的に常に一定であるように、 スピンドル モータ 14の回転数は制御される。 線速度の値は、 標準速度 3. 49m Zsの整数倍に設定される。 記録ストラテジ補正部 7は、 記録速度設定部 1 7で設定された記録速 度 d 1 7に応じて、 その記録ストラテジを所定の補正値だけ補正する。 記録パターン決定部 8は、 D V D— R 3 0への記録目的のデータに対 応して、 記録パターンを決定する。 ここで、 記録パターンの決定はマー クエッジ記録方式に従う。 つまり、 記録パターンのパルス両端が記録マ 一クの両エッジに対応する。 また、 記録パターン決定部 8は、 データを 8— 1 6変換変調により記録パターンへ変調する。 変調後、 1ビットの データを P L L回路 5からのクロック信号の一周期 （クロック周期） 1 Tに割り当てる。 その結果、 記録パターンのパルス幅およびパルス間隔 は、 3丁〜 1 1丁ぉょび1 4丁となる。 ここで、 長さ 3 T〜1 1 Τのパ ルス幅およびパルス間隔はデータとして、 長さ 1 4 Τのパルス幅および パルス間隔は同期信号として、 それぞれ用いられる。 更に、 記録パター ン決定部 8は、 内部のメモリに、 記録ストラテジの補正時および O P C (Optimum Power Control) と呼ばれる記録パワー学習時におけるテス 卜記録パターンを記憶している。
記録パルス決定部 9は、 記録パターン決定部 8により決定された記録 パターン d 8に基づいて、 記録パルス d 9を記録ストラテジに従って決 定する。 記録パワー決定部 1 2は、 タイトルの記録開始時に、 記録パヮ 一条件に基づいて O P Cを実行し、 /3値算出部 1 1からの 値 d 1 1に 基づいて記録パワーを校正し、 基準記録パワーの波高値 P o 3、 D Cレ ベル P m 3を決定する。 具体的には、 記録パワー決定部 1 2は、 値が 0から + 5 %になるまで O P Cを実行する。
波形歪み検出部 2 0は、 へッ ドアンプ 2からのアナログ信号 d 2のう ち、 主に 9〜 1 4 Tの長い記録マークの歪みを検出する。 具体的には、 アナログ信号 d 2における振幅の最大値 d 2 0 a、 及び歪みによる振幅 の低下分 d 2 0 bを検出して、 歪み量算出部 2 1に供給する。 歪み量算 出部 21は、 振幅の最大値 d 20 aと振幅の低下分 d 20 から、 d 2 0 bZd 20 aを歪み量として算出し、 歪み量の大小を判定して、 その 判定結果 d 21を出力する。 記録ストラテジ設定部 22は、 歪み量算出 部 21からの判定結果 d 21に基づいて、 トップパルスとラストパルス の間に補助パルスとしてミドルパルスを付加するか、また付加する場合、 ミドルパルスのパルス幅を決定し、 その情報 d 22を記録パワー決定部 12に送る。
記録パワー決定部 12により決定された記録パワー d 12はレーザ駆 動部 13へ出力される。 レーザ駆動部 13は、 記録パワー d 12に応じ て半導体レーザ 1 aへの駆動電流 d 13を制御する。 その結果、 半導体 レーザ l aは、 記録パワー d 12に相当するパワーのレーザ R 1を、 記 録パルス d 9と実質的に同波形で照射する。 その結果、 DVD— R30 の記録層に、 記録パターン d 8に実質的に対応する記録マークと記録ス ペースの列が形成される。
図 2は、 本実施の形態による DVD— Rレコーダを用いて 8倍速で記 録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザパルス L P、 記録マークパターン RM、 および記録マークパターン RMに対する 再生信号 R Fの関係を示す図である。 なお、 図 2において、 T3は等倍 速時のクロック周期 Tの 1/8に相当する （Τ3=ΤΖ8)。
本実施の形態による DVD— Rレコーダでは、 設定記録速度に合わせ て以下のように補助パルスを追加した記録ストラテジを採用する。
まず、 半導体レーザ l aは、 記録パルス d 9に基づいた波形のレーザ パルス L Pを DVD— R 30へ照射する。 その時のレーザパルス L Pは 図 2のような波形となる。 そのレーザパルス L Pの波高値 L o 3と DC パワーレベル Lm 3はレーザの記録パワーを表し、 そのレーザパルス L Pの照射により、 記録マークパターン RMとして、 図 2のような記録マ ーク M 3と記録スペース S 3の列が、 D VD— R 3 0の記録層に形成さ れる。 図 2において、 記録パターン d 8と記録マークパターン RMとを 比較すれば明らかなように、 記録パターン d 8の両端と記録マーク M 3 の両ェッジとは良好に対応する。
本実施の形態の利点は、 図 2の記録パターンの例では、 以下のように 説明される。 図 2では、 記録パルス d 9のトップパルス P 80とラスト パルス P 8 1と同じ記録パワー P o 3を有するミドルパルス P 82を用 いている。 D Cパワーレベル Pm3を上下させるだけでは記録マ一クが 径方向に歪むのに対して、 ミドルパルス P 8 2のパルス幅 Tm i dを約 1 T 3から 2 T 3の短い時間に設定し、 この短い時間で熱エネルギーを 与えた結果、 8倍速での記録ストラテジで得られる記録マーク M 3は、 等倍速での記録ストラテジで得られる記録マーク M (図 8) に近づく。 従って、 M a 3で示すように、 記録マーク M 3の径方向の広がり歪みを 低減できる。また、記録マーク M 3に対する再生信号 RFの波形歪みも、 図 2の破線から実線のように改善できる。
よって、 レーザ熱によって、 溝形状を変形させることがなく、 溝信号 であるゥォブル信号のジッタゃゥォブルとの位相信号であるランドプリ ピット信号のジッ夕の悪化を防止することができる。
次に、 本実施の形態による DVD— Rレコーダにおいて、 テスト記録 を行って最適な記録パワーを決定する記録学習の方法について説明する c 図 3は、 本実施の形態における記録学習の方法を示すフローチャート である。 図 3において、 まず、 D VD— R 3 0を D VD— Rレコーダへ 装着する （ステップ S 1)。 DVD— R 3 0の装着を検知した後、 DVD 一 R 30をスピンドルモー夕 1 4で回転させると、 ピックアップ 1は、 DVD— R 30の L P P情報および RMA(Recording Management Area) を参照し、 RMD (Recording Management Data) を読み出す （ステップ S 2 )。
次に、 DVD— Rレコーダのユーザが記録速度設定部 1 7により記録 速度を設定する （ステップ S 3)。 具体的には、 標準記録速度 3. 49m / sに対する設定記録速度の倍率を示す正の整数が設定記録速度情報と して入力される。
ステップ S 4は以下のようにして実行される。
設定された記録速度に応じて、 L P Pおよび RMAから読み取った推 奨記録ストラテジに基づき、 タイトルの記録開始時、 記録パワー条件に 基づいて O P Cを実行する。 記録パターン決定部 8は、 上記とは別のテ スト記録パターン d 8を出力する。 記録パルス決定部 9は、 テスト記録 パターン d 8からテスト記録パルス d 9を決定する。 記録パワー決定部 1 2は、 テスト記録パルス d 9に対応する記録パワーを所定の初期値に 設定する。 その時、 初期値は次のようにして決定される。 まず、 目標の ]3値に対応する記録パワーを記録パワー条件から選択しておく。例えば、 その記録パワーの波高値 P 03が 1 6. OmWであったとする。 次に、 目標の^値に対応する記録パワーから所定値だけ小さい値に記録パワー の初期値を設定する。 例えば、 所定値を 2. OmWとすると、 初期値は 14. OmWに決まる。 ここで、 目標の j3値は、 例えば、 DVD— Rレ コーダに対して DVD— R 30の種類ごとに予め設定されている。 その 設定により、 再生されるディジタル信号のエラーレートが所定の許容値 以下に抑えられる。 その他に、 目標の j3値が D VD— R 30の RMAに 記録されていても良い。 また、 記録パワーの D Cレベル Pm 3の値は、 L P Pおよび RM Aから読み取った推奨記録ストラテジ情報として存在 するため、 ここで、 記録パワーの比 P o 3ZPm3が決定される。
レーザ駆動部 1 3は半導体レーザ 1 aを駆動して、 半導体レーザ 1 a は記録パワー d 1 2に相当するパワーのレーザ R 1を照射する。 それに より、 DVD— R 3 0の PCA (Power Calibration Area) にテスト記 録マークが形成される。
ピックアップ 1は、 P CAのテスト記録マ一クに対して再生パワーの レーザを照射し、 その反射光を検出する。 検出された反射光はアナログ 信号 d 1に変換され、 更に、 へッドアンプ 2及びイコライザ 3を通して 整形される。 δ値算出部 1 1は、 ヘッドアンプ 2からのアナログ信号 d 2に基づき /3値 d 1 1を算出する (ステップ S 5)。
算出された |3値 d 1 1は、 記録ストラテジ設定部 22に記憶される。 その後、 記録パワーを初期値から所定のステップだけ変化させて、 上記 の過程を繰り返す。例えば、初期値を 14. OmWとし、ステップを 0. 5mWとした場合、 初期値の次に設定される記録パワーは 14. 5mW である。
以後、 記録パワーを 1ステップ変化させてテス卜記録マークを形成す るごとに、 そのテス卜記録マークから再生されたアナログ信号の 3値を 算出して記憶する。 それにより、 記録パワーの変化回数 （ステップ数） と算出された 3値との対応表、 すなわち、 新たな記録パワー条件が得ら れる。 例えば、 その対応表には、 初期値 14. OmW (ステップ数 0)、 14. 5 mW (ステップ数 1)、 1 5. 0 mW (ステップ数 2 )、 ···、 1 8. OmW (ステップ数 8) のように、 0. 5 mWずつ異なる記録パヮ —のそれぞれに対応する) 3値が、 ステップ数 0〜8と対応付けられて記 憶される。 その記録パワー条件から目標の) 3値に対応する基準記録パヮ —P o 3を選択する （ステップ S 6)。
波形歪み検出部 20は、 選択した記録パワーで形成されたテスト記録 マークに対する再生信号 RFの波形歪み量 7?を読み取る（ステップ S 7)。 歪み検出部 20は、 ヘッドアンプ 2からのアナログ信号 d 2のうち、 主 に 9 T 3〜 14T 3という長い記録マークに対する再生信号の歪みを検 出する。
歪み量算出部 21は、波形歪み量 7の大小を判定する（ステップ S 8)。 図 2に示すように、 再生信号 RFにおける Aは振幅の最大値で、 Bは振 幅の低下分に相当し、 波形歪み量 ? = (B/A) X I 00%とする。 ス テツプ S 8において、 例えば 7 の規定値が 10 %の場合、 ？7が 10%を 超える場合 (YES),記録ストラテジ設定部 22による補助パルスとし てのミドルパルス P 82 (図 2) が必要であると判断し、 10%以下で あれば (NO), ミドルパルス P 82は不要であると判断する。 その情報 d 22が記録パワー決定部 12に送られる。
波形歪み量 ?が 10 %を超える場合、 初期値として、 補助パルスの固 定値を追加する （ステップ S 9)。 補助パルスとしては、 図 2に示すよう に、 記録パワーの波高値が P o 3でパルス幅が Tm i dの固定幅である パルス P 82を付加する。 例えばパルス幅 Tm i d = 1 T 3である補助 パルスを付加する。 なお、 ここでのパルス幅は、 実験に基づいて最適で あると思われる値を予め記録装置のメモリ一に蓄えて、 メディア I D毎 にメモリ一から呼び出しても良い。
一方、 ステップ S 8での判断の結果、 波形歪み量 7?が 10 %以下であ る場合、 補助パルスは不要であると判断し （ステップ S 10)、 記録学習 を終了する。 よって、 補助パルスが無い状態で、 タイトル記録がスター トする。
補助パルスの固定値を追加したため、 記録マークの ιδ値が変化する可 能性が高い。 そのため、 ステップ S 4から S 7と同様にして、 再度記録 パワーを初期値から所定のステップだけ変化させて、 目標の )3値に対応 する記録パワーを選択し、 テスト記録マークに対する再生信号 RFの波 形歪み量 ?を読み取る （ステップ S 1 1)。
次に、 ステップ S 8と同じく、 歪み量算出部 21で波形歪み量 77の大 小を判定し（ステップ S 1 2)、波形歪み量 77が 1 0 %以下である場合（Y E S) は、 記録学習を終了する。 よって、 初期設定値 （初期パルス幅） の補助パルスが付加されて、 タイトル記録がスタートする。
一方、 ステップ S 1 2の判断の結果、 波形歪み量 77がまだ 1 0 %より も大きい場合 （NO) は、 再度補助パルスの設定値 （パルス幅 Tm i d) を変更して、 規定値 1 0 %を満足するまでステップ S 1 1から S 1 3が 繰り返される。 同じく記録学習を終了した後に、 タイトル記録がスター 卜する。
上記のように、 本実施の形態によれば、 高速記録の際でも補助パルス を付加することにより、 歪みの少ない記録マークを形成することができ る。 これによつて、 高い記録速度で記録されたデータのエラ一レートが 低減できる。
(実施の形態 2)
本発明の実施の形態 2による DVD— Rレコーダでは、 実施の形態 1 と同様に、 設定記録速度に合わせて以下のように補助パルスを追加した 記録ストラテジを採用し、 図 1に示すブロック構成をとる。
図 4は、 本発明の実施の形態 2による DVD— Rレコーダを用いて 8 倍速で記録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザ パルス L P、 記録マークパターン RM、 および記録マークパターン RM に対する再生信号 RFの関係を示す図である。 なお、 図 4において、 T 3は等倍速時のクロック周期 Tの 1Z8に相当する （T S TZS 実施の形態 1では、 補助パルスは単一パルスであつたが、 本実施の形 態では、 図 4に示すように、 例えば 2パルス列からなる補助パルス P 3 0を付加する。 これは、 1パルスの場合では、 補助パルスのパルス幅 T m i dを変化させることによって、 再生信号 RFの波形歪み量 7 をコン トールすることができるが、 実際の記録装置ではパルス幅の制御が複雑 になる可能性がある。 したがって、 本実施の形態は、 補助パルスを複数 化し、 補助パルスのパルス数を増減させて、 波形歪み量 7をコント口一 ルすることができるようにしたものである。
次に、 D V D— Rレコーダにおいて、 テスト記録を行って最適な記録 パワーを決定する記録学習の方法について説明する。実施の形態 1では、 図 3のフローチャートのステップ S 1 3で、 補助パルスのパルス幅を変 更したが、 本実施の形態では、 補助パルスのパルス数を増やすことによ り、 再生信号 R Fの波形歪み量 7?をコントールする点で異なる。
他のステップについては、 実施の形態 1と同様であるので、 それらの ステップの説明は実施の形態 1のものが援用できる。
(実施の形態 3 )
本発明の実施の形態 3による D V D— Rレコーダでは、 実施の形態 1 と同様に、 設定記録速度に合わせて以下のように補助パルスを追加した 記録ストラテジを採用し、 図 1に示すブロック構成をとる。
図 5は、 本発明の実施の形態 3による D V D— Rレコーダを用いて 8 倍速で記録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザ パルス L P、 記録マークパターン R M、 および記録マークパターン R M に対する再生信号 R Fの関係を示す図である。 なお、 図 5において、 T 3は等倍速時のクロック周期 Tの 1 Z 8に相当する ( T 3 = T / 8 ) o 実施の形態 1では、 補助パルス Ρ 8 2はトップパルス Ρ 8 0とラスト パルス Ρ 8 1の中間部に形成されていたが、 光ディスクによっては、 補 助パルスの熱量が記録マーク長に影響を及ぼす場合がある。 つまり、 前 端 （または後エッジ） が長くなる可能性があり、 光ディスクによって補 助パルスの立上り位置 （もしくは立下り位置） を変えることが必要にな る。
本実施の形態では、 図 5に示すように、 補助パルス Ρ 8 2の立上り位 置 P 82 a (もしくは立下り位置 P 8 2 b) を変えて、 記録マーク長が 変化しにくい位置に補助パルス P 82を形成することにより、 ジッ夕が 良好なまま、 再生信号 R Fの波形歪みを減らすことがができる。
次に、 D VD— Rレコーダにおいて、 テスト記録を行って最適な記録 パワーを決定する記録学習の方法について説明する。実施の形態 1では、 図 3のフローチャートのステップ S 1 3で、 補助パルスのパルス幅を変 更したが、本実施の形態では、補助パルス P 82 aの立上り P 82 a (ま たは立下り P 82 b) までの時間を変えることにより、 再生信号 RFの 波形歪み量 7?をコントールする点で異なる。
他のステップについては、 実施の形態 1と同様であるので、 それらの ステップの説明は実施の形態 1のものが援用できる。
(実施の形態 4)
本発明の実施の形態 4による DVD— Rレコーダでは、 実施の形態 1 と同様に、 設定記録速度に合わせて以下のように補助パルスを追加した 記録ストラテジを採用し、 図 1に示すブロック構成をとる。
図 6は、 本発明の実施の形態 4による DVD— Rレコーダを用いて 8 倍速で記録を行った場合の記録パターン d 8、 記録パルス d 9、 レーザ パルス L P、 記録マークパターン RM、 および記録マークパターン RM に対する再生信号 RFの関係を示す図である。 なお、 図 6において、 T 3は等倍速時のクロック周期 Tの 1Z8に相当する （T 3=TZ8)。 実施の形態 1では、 補助パルス Ρ 8 2の記録パワー L ο 3は、 トップ パルス Ρ 8 0とラストパルス Ρ 8 1と同じ記録パワー L ο 3に設定した が、 より高速記録を行うと、 レーザパワーが上昇し、 レーザパルス LP の波形が L o 3のレベルまで到達できない可能性がある。 また、 レーザ パルス L Pの立下りのトランジェントの悪化により、 記録パワーの DC レベル Lm3が安定しない。 よって、 本実施の形態は、 補助パルス P 8 2の記録パワー P o 4を設定することによって、 より高速記録を行う際 にも、安定した記録特性が確保できるようにするものである。もちろん、 補助パルス P 8 2の記録パワー P o 4をトップパルス P 8 0とラストパ ルス P 8 1の記録パワー P o 3よりも高く設定することも可能である。 以上のように、 本実施の形態によれば、 補助パルスの記録パワーを最 適化することによって、 より高速記録を行う際にも、 再生信号 R Fの波 形歪みが少ない安定した記録特性が確保できる。
次に、 D V D— Rレコーダにおいて、 テスト記録を行って最適な記録 パワーを決定する記録学習の方法について説明する。実施の形態 1では、 図 3のフローチャートのステップ S 1 3で、 補助パルスのパルス幅を変 更したが、 本実施の形態では、 補助パルス P 8 2の記録パワー P o 4を 変えることにより、 波形歪みをコントールする点で異なる。
他のステップについては実施の形態 1と同様であるので、 それらのス テツプの説明は実施の形態 1のものが援用できる。 産業上の利用の可能性
本発明によれば、 光ディスクに高速でデータを記録する際に補助パル スを付加することにより、 記録マークの中央部での単位時間当りの熱ェ ネルギーを増大させることができる。 これにより、 熱不足により光ディ スクの径方向への記録マ一クが縮小し記録マーク形状が鼓型ことによる 再生信号の波形歪みを低減することができるとともに、 ゥォブルジッ夕 やランドプリピットエラーの悪化を制御することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 記録可能型光ディスクにデ一夕を光学的に記録するための装置 であって、
前記記録可能型光ディスクへレーザを所定の記録パワーで照射するた めの半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射されるレーザの前記記録パワーと記録パル ス幅を制御するためのレーザ駆動部と、
前記記録可能型光ディスク、 記録速度および記録マーク長に応じて、 前記記録マークの形成に必要な記録パルス列の前記記録パワーと前記記 録パルス幅を設定すると共に、 任意の前記記録パルス列の前端パルスと 後端パルスに対して概等間隔の位置に補助パルスを付加する記録ストラ テジ設定部とを備えたことを特徴とする記録可能型光ディスクへのデー 夕記録装置。
2 . 前記記録ストラテジ設定部は、 前記補助パルスのパルス幅を任 意に設定する請求項 1記載の記録可能型光ディスクへのデータ記録装置 t
3 . 前記記録ストラテジ設定部は、 前記補助パルスのパルス数を任 意に設定する請求項 1記載の記録可能型光ディスクへのデータ記録装置 c
4 . 前記記録ストラテジ設定部は、 前記補助パルスの記録パルス列 における相対位置を任意に設定する請求項 1記載の記録可能型光ディス クへのデータ記録装置。
5 . 前記記録ストラテジ設定部は、 前記補助パルスの記録パワーを 任意に設定する請求項 1記載の記録可能型光ディスクへのデータ記録装
6 . 前記記録ストラテジ設定部は、 前記補助パルスを最短記録マー ク長の 3倍以上の記録マークで設定する請求項 1記載の記録可能型光デ イスクへのデータ記録装置。
7 . 記録可能型光ディスクにデータを光学的に記録するための方法 であって、
記録速度を設定記録速度情報として設定するステップと、
前記記録速度情報および前記記録可能型光ディスクに応じて、 記録マ ーク形成時の任意の記録パルス列に対し、 前端パルスと後端パルスの概 等間隔の位置に補助パルスを付加する記録ストラテジを設定するステツ プと、
前記記録ストラテジに従って記録可能型光ディスクへのテス卜記録を 実行するステップと、
前記テスト記録により形成された記録マークを再生して得られた信号 の極大値を a、 その極小値を bとした場合、 β = ( a + b ) / ( a— b ) で表されるァシンメトリ （/3 ) 値を算出するステップと、
前記^値を所定の許容値と比較するステップと、
前記 iS値が前記所定の許容値以下となるように、 前記記録パルス列に 対する記録パワーを決定するステップとを含むことを特徴とする記録可 能型光ディスクへのデータ記録方法。
8 . 前記記録可能型光ディスクへのデータ記録方法は、 前記補助パ ルスのパルス幅を任意に設定するステップを含む請求項 7記載の光ディ スクへのデータ記録方法。
9 . 前記記録可能型光ディスクへのデータ記録方法は、 前記補助パ ルスのパルス数を任意に設定するステップを含む請求項 7記載の光ディ スクへのデータ記録方法。
1 0 . 前記記録可能型光ディスクへのデータ記録方法は、 前記補助 パルスの記録パルス列における相対位置を任意に設定するステップを含 む請求項 7記載の光ディスクへのデータ記録方法。
1 1 . 前記記録可能型光ディスクへのデータ記録方法は、 前記補助 パルスの記録パヮーを任意に設定するステツプを含む請求項 7記載の光 ディスクへのデータ記録方法。
1 2 . 前記記録可能型光ディスクへのデータ記録方法は、 前記補助 パルスを最短記録マーク長の 3倍以上の記録マークで設定するステップ を含む請求項 7記載の光ディスクへのデータ記録方法。
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