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発明の名称 最適記録パワー設定可能な記録再生装置及びパワー設定方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−73466
公開日 平成7年(1995)3月17日
出願番号 特願平5−218299
出願日 平成5年(1993)9月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 丹治 正次
要約 目的
ボトム値とピーク値がお互いの記録特性に相互に関係する場合においても、記録パワーの低下に対する一定の余裕を見込んだ最適記録パワーを迅速かつ正確に設定することができる光ディスク装置を提供する。

構成
記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を一定に保った状態で記録レーザ光の強度を変化させる第1の強度設定回路6と、記録レーザ光のボトム値とピーク値を逆方向に変化させる第2の強度設定回路7と、記録の下限値を記憶する第1のメモリ回路9及び第2のメモリ回路10と、第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値よりボトム値とピーク値の比率を設定する比率設定手段と、第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値より最適記録パワーを設定する記録パワー設定手段とを備えている。
特許請求の範囲
【請求項1】 ボトム値とピーク値の2つの光パワー値に強度変調されたレーザ光を照射することによって記録媒体に情報を記録する装置であって、記録する信号に応じて記録レーザ光の強度を変調するレーザ駆動回路と、記録レーザ光を記録媒体に照射する記録ヘッドと、前記レーザ駆動回路に制御信号を供給し、記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を一定に保った状態で記録レーザ光の強度を変化させる第1の強度設定回路と、前記レーザ駆動回路に制御信号を供給し、記録レーザ光のボトム値とピーク値の変化方向を逆方向に変化させる第2の強度設定回路と、記録媒体に記録された情報を読み取る再生ヘッドと、この再生ヘッドで読み取られた再生信号の良否を判定する良否判定回路と、記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を一定に保った状態で記録レーザ光の強度を変化させながら記録して再生し、前記良否判定回路で「良」と判定された強度のなかで最も低い値を記憶する第1のメモリ回路と、記録レーザ光のボトム値とピーク値の変化方向を逆方向に変化させながら記録して再生し、前記良否判定回路で「良」と判定されたボトム値のなかで、第1のメモリ回路に記憶されているボトム値との差が最も大きいボトム値およびそのときのピーク値を記憶する第2のメモリ回路と、前記第1のメモリ回路に記憶された値と前記第2のメモリ回路に記憶された値よりボトム値とピーク値の比率を設定する比率設定手段と、前記第1のメモリ回路に記憶された値と前記第2のメモリ回路に記憶された値より最適記録パワーを設定する記録パワー設定手段とを備えたことを特徴とする最適記録パワー設定可能な記録再生装置。
【請求項2】 第1の強度設定回路が記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を一定に保った状態で記録レーザ光の強度を段階的に減少しながら記録して再生し、良否判定回路による再生信号の判定が「不良」となる直前の強度値を第1のメモリ回路に記憶し、その後、第2の強度設定回路が、前記第1のメモリ回路に記憶されたボトム値とピーク値の一方は一定値づつ減少し、他方は一定値づつ増加することにより記録レーザ光の強度を段階的に変化しながら記録して再生し、前記良否判定回路による再生信号の判定が「不良」となる直前の強度値を第2のメモリ回路に記憶し、比率設定手段が前記第1のメモリ回路に記憶された値と前記第2のメモリ回路に記憶された値よりボトム値とピーク値の新しい比率を求め、この新しい比率で上記動作を繰り返し、前記第1のメモリ回路に記憶された値と前記第2のメモリ回路に記憶された値の差が所定の値以下になったときに上記繰り返し動作を停止し、記録パワー設定手段が前記第1のメモリ回路に記憶された値と前記第2のメモリ回路に記憶された値よりボトム値とピーク値の最適比率と下限ボトム値を求め、この下限ボトム値に一定の定数を掛けた値を最適ボトム値とし、この最適ボトム値と最適比率により最適ピーク値を設定することを特徴とする光ディスク装置の最適記録パワー設定方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を記録媒体に照射することで情報の記録を行う光ディスク装置等の記録再生装置における最適な記録パワーの設定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザ光を利用して記録媒体に情報を記録あるいは再生する技術は、既に光ディスク装置や光カード装置等が実用化されている。書換え型光ディスク装置の一つの方式に、結晶−非結晶間の可逆的な状態変化を利用した相変化型光メモリがある。これに用いる記録膜は、レーザ光による加熱条件および冷却条件によって、非結晶状態と結晶状態のいずれかの状態となり、かつ2つの状態に可逆性がある。また、非結晶状態と結晶状態では、光学的特性が異なり、相変化型光メモリでは、記録する信号に応じて選択的に2つの状態を形成し、この状態の光学的な特性変化をレーザ光で読み取ることにより、記録された信号を再生している。
【0003】これらの2つの状態を得るため、記録する信号に応じて、ピーク値とボトム値の2つの光パワー値間で強度変調したレーザ光を光ディスク上の記録膜に照射する方法が提案されている。このようなレーザ光が記録膜に照射されると、照射部は、以前の状態がいずれの場合であっても、ピーク値のレーザ光が照射された部分は非結晶状態に、ボトム値のレーザ光が照射された部分は結晶状態となり、単一のレーザ光線により、重ね書きが行われる。
【0004】そして、このような照射方法において最適記録パワーを求める方法として、例えば、特許公開平4−141827号公報に記載されている方法がある。この方法では、特許請求の範囲に記載されているように、レーザ光のピーク値とボトム値の一方を固定し、他方を高パワー側から徐々に小さくして行き、良否判定回路が「良」と判定する下限値を求め、この下限値にマージン値を加えて最適記録パワーを設定する。図4はこの従来の方法を説明するためのグラフであり、最初に基準パワー(X10,Y10)のボトム値X10を固定して実線矢印gに沿ってピーク値を減少させ、下限のピーク値Y11を求める。次に基準パワー(X10,Y10)のピーク値Y10を固定して実線矢印hに沿ってボトム値を減少させ、下限のボトム値をX11を求める。そして、この下限値にマージン値(dX,dY)を加えることにより最適記録パワー(Xw,Yw)をXw=X11+dX,Yw=Y11+dYに設定する。この様子を時系列に沿った波形例で示した図を図5に示す。同図においてtg間ではボトム値X10を固定してピーク値Y10を減少させ、th間では逆にピーク値Y10を固定してボトム値X10を減少させ、その後実際の信号記録期間twで前記した補正を行い(Xw,Yw)を実現している。同図は概念図であり、実際の補正には変化量はもっと小刻みに多くの回数記録、測定処理を繰り返すものである。また下段に示している波形は1記録期間のより実際に近い波形を示したものであり、消去をするためのボトム値X10上に記録信号によって変調されたピーク値Y10が断続的に照射されそのピーク値においてディスク上にほぼ円形から楕円形のピットが信号として記録される。同図で分かるように、記録パワーと消去パワーは独立したものではなく、それぞれの熱量は瞬時的にも、時系列的にも影響し合うものである。上記した説明においては、それぞれの照射パワー値において記録可能な条件を2次元的に表現、解析する手段として図4のグラフを利用しているものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記した光ディスク装置等の記録再生装置においては、光学部品の汚れや経年変化、記録媒体である光ディスクの汚れ等により実効的な記録パワーが低下して記録が出来なくなることが最大の問題点であり、記録パワーはこの点に考慮して設定することが重要である。記録パワーの低下はピーク値もボトム値もほぼ同じ比率で起こると考えられるので、図4上両方の値が0になる点(以下、原点と称す)と設定記録パワーを結ぶ直線iに沿って記録パワーが低下する。従って、ピーク値もボトム値も下限である最小記録パワー(X11,Y11)と原点(0,0)を結ぶ直線上に記録パワーを設定すると、記録パワーがこの直線iに沿って低下するので最小記録パワー(X11,Y11)までが記録可能な範囲になる。
【0006】しかしながら、上記の従来の方法では、記録パワーの下限値がボトム値またはピーク値に全く関係しない破線jのような特性の場合は問題ないが、ボトム値とピーク値がお互いの記録特性に相互に関係し、ボトム値またはピーク値によって下限値が変化する実線aのような特性の場合は、推定した最小記録パワー(X11,Y11)と実際の最小記録パワー(Xm,Ym)との誤差が大きくなり、最適記録パワー(Xw,Yw)を実際の最小記録パワー(Xm,Ym)と原点を結ぶ直線f上に設定できない。そのため、設定記録パワー(Xw,Yw)が直線iに沿って低下し、実線aと交差する記録パワー(X13,Y13)までしか記録ができなくなるため、dX>Xw−X13、dY>Yw−Y13であり、記録パワーの低下に対する実際の余裕は設定時のマージン値(dX,dY)より小さくなるという問題点があった。
【0007】本発明はこのような課題を解決するものであり、ボトム値とピーク値がお互いの記録特性に相互に関係する場合においても、最適記録パワーを迅速かつ正確に設定することができる光ディスク装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達成すべく、記録する信号に応じて記録レーザ光の強度を変調するレーザ駆動回路と、記録レーザ光を記録媒体に照射する記録ヘッドと、レーザ駆動回路に制御信号を供給し、記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を一定に保った状態で記録レーザ光の強度を変化させる第1の強度設定回路と、レーザ駆動回路に制御信号を供給し、記録レーザ光のボトム値とピーク値を逆方向に変化させる第2の強度設定回路と、記録媒体に記録された情報を読み取る再生ヘッドと、この再生ヘッドで読み取られた再生信号の良否を判定する良否判定回路と、記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を一定に保った状態で記録レーザ光の強度を変化させながら記録して再生し、良否判定回路で「良」と判定された強度のなかで最も低い値を記憶する第1のメモリ回路と、記録レーザ光のボトム値とピーク値を逆方向に変化させながら記録して再生し、良否判定回路で「良」と判定されたボトム値のなかで、第1のメモリ回路に記憶されているボトム値との差が最も大きいボトム値およびそのときのピーク値を記憶する第2のメモリ回路と、第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値よりボトム値とピーク値の比率を設定する比率設定手段と、第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値より最適記録パワーを設定する記録パワー設定手段とを備えている。
【0009】
【作用】本発明は上記した構成により、第1の強度設定回路が記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を一定に保った状態で記録レーザ光の強度を段階的に減少しながら記録して再生し、良否判定回路による再生信号の判定が「不良」となる直前の値を第1のメモリ回路に記憶し、その後、第2の強度設定回路が、第1のメモリ回路に記憶されたボトム値とピーク値の一方は一定値づつ減少し、他方は一定値づつ増加することにより記録レーザ光の強度を段階的に変化しながら記録して再生し、良否判定回路による再生信号の判定が「不良」となる直前の値を第2のメモリ回路に記憶し、比率設定手段が第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値よりボトム値とピーク値の新しい比率を求め、この新しい比率で上記動作を最初から繰り返し、第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値の差が所定の値以下になったときに上記繰り返し動作を停止し、記録パワー設定手段が第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値よりボトム値とピーク値の最適比率と下限ボトム値を求め、この下限ボトム値に一定の定数を掛けた値を最適ボトム値とし、この最適ボトム値と最適比率により最適ピーク値を設定する。このように、記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を変えて最小記録パワーを調べることにより、実際の最小記録パワーを迅速にかつ正確に推定し、その結果に基づいて記録パワーを設定するため、最小記録パワーと原点を結ぶ直線上に記録パワーを設定することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図を参照しながら説明する。
【0011】図1は本発明に係る最適記録パワー設定可能な光ディスク装置の一実施例を示す概略構成図であり、光ディスク1がディスクモータ2により回転駆動され、テスト信号発生回路5からのテスト信号がレーザ駆動回路4に供給されて、ボトム値とピーク値に変調されたレーザ光が出力され、記録ヘッド3により記録媒体である光ディスク1に記録される。レーザ光のボトム値とピーク値はレーザ駆動回路4に接続されている第1の強度設定回路6と第2の強度設定回路7によって設定され、第1の強度設定回路6は記録レーザ光のボトム値とピーク値の比率を一定に保った状態で記録レーザ光の強度を変化させ、一方、第2の強度設定回路7は記録レーザ光のボトム値とピーク値を逆方向に変化させる。第1の強度設定回路6と第2の強度設定回路7の設定条件はマイクロプロセッサを用いたシステムコントロール回路8により供給される。
【0012】記録ヘッド3により記録されたテスト信号は再生ヘッド11により読み取られ、その再生信号が復元回路13と比較回路14からなる良否判定回路12により判定される。復元回路13が再生信号を元のテスト信号に復元し、この復元されたテスト信号とテスト信号発生回路5からのテスト信号を比較回路14が比較し、その結果により良否判定が行われる。ここで良否判定は上記した両者の比較結果を用いる以外に、当該装置で一般的に有している記録エラーを回復するためのエラー訂正機能を利用し、エラーの単純な発生数を一定値以下にすること、または回復不可能なエラーが1個でも発生したかどうかなどを利用することも可能である。この判定結果がシステムコントロール回路8に供給され、システムコントロール回路8が第1のメモリ回路9または第2のメモリ回路10に記録レーザ光の強度を記憶する。また、システムコントロール回路8は第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値よりボトム値とピーク値の比率を設定する比率設定手段と、第1のメモリ回路に記憶された値と第2のメモリ回路に記憶された値より最適記録パワーを設定する記録パワー設定手段としての機能も備えている。
【0013】図2は図1の構成における動作を説明するためのグラフであり、以下同図を参照しながら説明する。実線aは記録パワーの下限値を示している。この下限値は記録ヘッドの記録ビーム形状や伝達効率等の装置条件、記録媒体の感度や表面汚れの程度等で変化するものであるが、同一時期、同一の条件下ではほぼ一定の値を示すものであり、かつ直線aで示したが測定によって求められる数値であり、仮想の直線である。従って本実施例では実線aの交点を迅速に求める装置、方法を提供するものである。
【0014】システムコントロール回路8が最初に記録するレーザ光のボトム値とピーク値の比率として平均的な比率を、ボトム値として下限ボトム値の最大値よりも大きな値を設定し、その設定条件が第1の強度設定回路6に供給されると、第1の強度設定回路6が最初の記録パワー値(X0,Y0)より比率一定に保った状態で段階的に直線bに沿って記録レーザ光の強度を減少しながら記録して再生し、記録パワー値(X1,Y1)を過ぎると、良否判定回路12による判定が「不良」になるので、システムコントロール回路8が第1のメモリ回路9に記録パワー値(X1,Y1)を記憶する。その後、システムコントロール回路8によりこの記録パワー値(X1,Y1)が第2の強度設定回路7に設定条件として供給されると、第2の強度設定回路7が記録パワー値(X1,Y1)にボトム値には一定値だけ減算し、ピーク値には同じ値だけ加算することにより直線cに沿って記録レーザ光の強度を変化させ、記録パワー値(X2,Y2)を過ぎると、良否判定回路12による判定が「不良」になるので、システムコントロール回路8が第2のメモリ回路10に記録パワー値(X2,Y2)を記憶する。
【0015】システムコントロール回路8の比率設定機能により、次に記録するレーザ光のボトム値とピーク値の比率1:K2を第1のメモリ回路9の記録パワー値(X1,Y1)と第2のメモリ回路10の記録パワー値(X2,Y2)より、K2=(Y1+Y2)/(X1+X2)に設定し、記録開始点(X3,Y3)をX3=(X1+X2)/2、Y3=(Y1+Y2)/2とする設定条件が第1の強度設定回路6に供給されると、第1の強度設定回路6が段階的に直線dに沿って記録レーザ光の強度を減少させ、記録パワー値(X4,Y4)を過ぎると、良否判定回路12による良否判定が不良になるので、システムコントロール回路8が第1のメモリ回路9に記録パワー値(X4,Y4)を記憶する。この記録パワー値(X4,Y4)が設定条件として第2の強度設定回路7に供給されると、第2の強度設定回路7が記録パワー値(X4,Y4)にボトム値には一定値だけ加算し、ピーク値には同じ値だけ減算することにより直線eに沿って記録レーザ光の強度を変化させ、記録パワー値(X4,Y4)を過ぎると、良否判定回路12による良否判定が不良になるので、システムコントロール回路8が第2のメモリ回路10に記録パワー値(X5,Y5)を記憶する。そして、第1のメモリ回路9のボトム値X4と第2のメモリ回路のボトム値X5の差が所定の値より小さいとき、例えば初期ピーク値X0の1/100程度になった時、システムコントロール回路8の記録パワー設定機能により、下限ボトム値Xm=(X3+X4)/2と、ボトム値とピーク値の最適比率1:KrのKr=(Y3+Y4)/(X3+X4)を求め、この下限ボトム値Xmに、記録パワーの低下をどの程度まで許容するかによって決まる定数αを掛けた値を最適ボトム値Xr=α×Xmとし、この最適ボトム値Xrと最適比率1:Krにより最適ピーク値Yr=Kr×Xrを設定する。上記動作中の各直線の交点においては、パワーの増減の極性が不明になることもあり、説明中では、直線bからc、dからeは理想的に動作した場合で説明したが、逆の動作をした後良否判定が好転しないことを確認し、本来の動作方向に補正測定動作を繰り返すことも実際には起こるものであるが、結果として本実施例で説明した動作となる。
【0016】上記の最適化処理の時系列における照射パワーの波形例を図3に示す。同図においてtb期間でボトム値、ピーク値の比例可変動作、tc期間で逆極性可変動作、te期間で(X3,Y3)の計算、および直線dの比例可変動作、直線e、(X5,Y5)計算動作を示している。各記録パワーの間の低照射パワーは再生動作パワーであり、再生ヘッド11を使って良否判定の確認動作を行う構成で説明したが、この期間を利用して記録した情報を再生確認動作を行うこともできさらに両ヘッドを利用して行うことも可能である。また記録、再生良否判定を交互に行って最適化する他に、上記動作を有る程度のパワー変化分を連続して記録し、記録したセクタとパワー値の組み合わせを記憶しておき、同記録領域を連続再生して評価することによって、一層の処理動作の高速化を図ることができる。
【0017】このように上記した実施例によれば、実際の最小記録パワーを迅速に探し出し、その結果に基づいて設定するので、最小記録パワーと原点を結ぶ直線の近傍に最適記録パワーを設定することが可能である。
【0018】上記した最適化動作を実施するタイミングは、装置の起動時に1回行うことによって充分に記録動作の安定性を確保することができるが、一定時間、または装置内温度の一定変化分に応じて上記した最適化動作を実施することや、記録直前に実施すること等も一層の信頼性、安定性を確保する上で有効な手段である。
【0019】上記した最適記録パワーを求めるに際し、光ディスクの最内周や最外周、ユーザエリアの中間など装置によって定められた特定の1つの領域において実施し内外周の相対速度の差を補正することによって充分な補正効果が得られ装置の信頼性、安定性、寿命等の向上に非常に大きな効果を発揮するものである。また上記に関わらず、1つの領域で複数回実施し測定精度を向上することや、同一領域で少し離れたトラックを用いて平均化、あるいは最小値を選択すること、さらに異なる領域においてそれぞれ測定し、前記した内外周の相対速度補正値も同様の方法で最適化する事はトラックの欠陥等の影響を軽減する上でも非常に有効である。
【0020】なお本実施例では、光ディスクを用い、記録と再生のヘッドを独立して有する装置によって説明したが、これに限定されず光カードや光テープ等の記録再生装置でも実施でき、記録再生のヘッドを1つのヘッドで兼ねた形式のものでも同様の効果が得られること自明であり本発明の範囲である。
【0021】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発明によればボトム値とピーク値がお互いの記録特性に相互に関係する場合においても、記録パワーの低下に対する一定の余裕を見込んだ最適記録パワーを迅速かつ正確に設定することができる。




 

 


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