JP3555896B2 - 情報記録装置及び情報記録装置用コントローラ - Google Patents

Description

この発明は、ディスクに光ビームを照射して情報記録マークを形成する光ディスク装置のような情報記録装置及び情報記録装置用コントローラに関する。

ディスクに光ビームを照射して情報記録マークを形成する光ディスク装置等の情報記録装置においては、レーザから出射される記録パワーを正確に制御する必要がある。

記録パワーの補正方法としては、第１の従来技術として、レーザの記録パワーを数段階に変化させて試し書きを行い、この試し書きを行った領域を再生し、その再生信号の品質を示す指標が最も良い値を示した領域の試し書き時におけるパワーを、最適記録パワーとする光ディスク装置が、すでに提案されている（例えば、特許文献１）。

この光ディスク装置では、２次高調波成分を再生信号の品質を示す指標とし、これが最小となったときのパワーを最適パワーとしている。

この光ディスク装置によれば、ディスク毎の記録感度の違いや、周囲温度による感度の違いに応じた最適な記録パワーを設定することができる。

第２の従来技術として、記録レーザビームによって実際の記録動作中でピットが形成されているときの戻りレーザビーム（反射光）の強度に基づいて、記録パワーを制御することにより、記録媒体の感度のバラツキや傾き等で最適記録パワーが変化しても、常に最適なピットが形成されるようにした記録レーザビームの制御方法も、すでに提案されている（例えば、特許文献２）。

この記録レーザビームの制御方法によれば、ディスク内の記録感度の違いや、実際の情報記録動作中に生じるレーザ波長変動、ビーム位置決め誤差などによる記録効率の変動について補償することができる。

特開平５−１０９０７７号公報 特開平４−１０２３７号公報

先に述べた第１の従来技術では、レーザの記録パワーを数段階に変化させて試し書きを実行することにより、記録パワーを設定するので、ディスク毎の記録感度の違いや、周囲温度による感度の違いに応じた最適な記録パワーの設定が可能である。

しかし、ディスク内の記録感度の違いや、実際の情報記録動作中に生じるレーザ波長変動、ビーム位置決め誤差などによる記録効率の変動については補償することができない、という問題が残されている。

また、試し書きにおいて２次高調波が最小になる記録パワーが、変化させた記録パワー範囲の上限になった場合には、多分実際の最適パワーは、検出されたパワーより高いパワーであることが想像される。

そのため、この検出された記録パワー範囲の上限状態で記録を行うと、パワー不足の記録マークになり、再生エラーが増大することになる。

この方法でも、外挿によって最適パワーを求めることは可能であるが、その場合には、そのパワーがレーザの定格を超えるレベルがあるかも知れず、レーザの破壊が生じる虞がある。

他方、第２の従来技術では、記録レーザビームによって実際の記録動作中でピットが形成されている状態のパワーを検出しているので、ディスク内の記録感度の違いや、実際の情報記録動作中に生じるレーザ波長変動、ビーム位置決め誤差などによる記録効率の変動については補償することが可能である。

しかしながら、この第２の従来技術でも、第１の従来技術と同様に、記録パワー要求がレーザ定格を超える虞がある。

そこで、一般的な、例えばＣＤ−Ｒ（ＣＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）装置のような光ディスク装置では、第１の従来技術のように、試し書きによる最適パワーの決定方法と、第２の従来技術のような、記録動作中のパワーの補正方法とを組み合せて用いるようにしている。

また、このような問題を回避するために、レーザ定格内で記録パワーが設定できるように制限してしまうと、本来のパワー要求に応えられず、良好な記録マーク形成が行えない、という不都合がある。

さらに、第１と第２の従来技術では、いずれも記録中のディスクの回転数、すなわち、線速度は所定値のままであって変化しない。

ところが、試し書きによって決定した最適パワーが定格上限より低い場合、原理的には、定格一杯で使用すれば線速度をさらに上げることが可能であり、記録時間の短縮ができるはずである。

以上を要約すると、第１の従来技術で説明した試し書きによる最適パワーの決定機能を備えた装置や、第２の従来技術で説明した記録中のパワーの補正機能を備えた装置、あるいは両機能を組み合せて備えている装置は、本来のレーザの性能を十分に生かしておらず、効率が低下した状態で使用していることになる。

この発明の課題は、第１と第２の従来技術における問題点を解決することであり、具体的にいえば、第１に、ディスクの記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、最適記録パワーが異なっても、良好な記録マークが形成できるようにすることである。

第２の課題は、ディスク毎の記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、最適記録パワーがレーザ定格を超えても、レーザ破壊が生じないようにすることである。

第３の課題は、ディスクの記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、記録パワーに余裕があるときは、高速記録を行わせることである。

第４の課題は、実際に情報を記録している最中に、ディスク内の記録感度の違いやレーザ波長変動、ビーム位置決め誤差などによって、記録効率の変動が生じても、常に良好な記録マークが形成できるようにすることである。

第５の課題は、同じく実際に情報を記録している最中に、ディスク内の記録感度の違いやレーザ波長変動、ビーム位置決め誤差などによって、記録効率の変動が生じても、記録パワー要求がレーザ定格を超えないようにして、レーザ破壊を防止することである。

第６の課題は、同じく実際に情報を記録している最中に、記録パワーに余裕があるときは、高速記録を行わせることである。

請求項１の発明では、ディスクに光ビームを照射して情報記録マークを形成する情報記録装置において、前記光ビームの記録パワーを可変させて試し書きを行う手段と、前記試し書きの結果により最適記録パワーを求める最適パワー算出手段と、前記最適記録パワーが所定値を上回っていないか判断する判断手段と、判断の結果、前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断されない場合にはディスクの回転数を一定値だけ小さくし、かつ、前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断されるまで前記試し書き手段、前記最適パワー算出手段、前記判断手段による処理を繰り返す回転数設定手段と、前記判断手段により前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断された場合の前記ディスクの回転数により情報記録時の回転数を決定する回転数決定手段とを設けている。

請求項２の発明では、ディスクの回転制御を行う回転制御手段と前記ディスクに照射する光ビームを駆動するレーザパワー制御手段とに対して指令を出力する情報記録装置用コントローラであって、前記レーザパワー制御手段へ指令を出力することにより前記光ビームの記録パワーを可変させて試し書きを行わせる試し書き手段と、前記試し書きの結果により最適記録パワーを求める最適パワー算出手段と、前記最適記録パワーが所定値を上回っていないか判断する判断手段と、前記判断の結果、前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断されない場合には前記回転制御手段へ指令を出力することにより前記ディスクの回転数を一定値小さくする回転数設定手段と、前記回転数設定手段により前記ディスクの回転数を一定値小さくした場合には前記判断手段により前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断されるまで前記試し書き手段、前記最適パワー算出手段、前記判断手段、前記回転数設定手段による処理を繰り返す手段と、前記判断手段により前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断された場合の前記ディスクの回転数により情報記録時の回転数を決定する回転数決定手段とを設けている。

本発明は、記録パワーを可変させて試し書きを行った結果により、ディスク回転数を決定するようにしている。

したがって、ディスクの記録感度の違いや周囲温度等の違いにより、最適記録パワーが異なっても、回転数が調整され、良好な記録マークを形成することが可能になる。

また、記録パワーが不足している場合には、回転数が下がるので、レーザパワーのカバーできる範囲外のディスクも使用可能となり、多くの種類のディスクを扱うことができ、互換性が向上される。

さらに、低パワーのレーザの使用も可能になると共に、出射光学系のバラツキによるパワー効率許容範囲を広くとることもできるので、結果的に安価な部品の使用も可能になり、製品のコストダウンも実現される。

その上、記録パワーに余裕があれば、回転数が上昇されるので、高速記録を行わせることもできる。

この発明の情報記録装置について、図面を参照しながら、その実施の形態を詳細に説明する。

以下に順次説明する実施の形態は、第１から第２までである。

このように、記録パワーを可変させて試し書きを行って回転数を決定する第１の理由は、先に述べたように、ディスクの記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、最適記録パワーが異なっても、良好な記録マークが形成できるようにするためである。

第２の理由は、ディスク毎の記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、最適記録パワーがレーザ定格を超えても、レーザ破壊が生じないようにするためである。

第３の理由は、ディスクの記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、記録パワーに余裕があるときは、高速記録を行わせるためである。

最初に、この発明の情報記録装置について説明する。

図１は、この発明の情報記録装置について、その要部構成の実施の形態の一例を示す機能ブロック図である。図において、１はディスク、２は回転モータ、３は光ヘッド、４は再生信号検出手段、５は上下振幅検出手段、６はレーザパワー制御手段、７は回転制御手段、８はコントローラを示し、ＷＤａｔａはライトデータを示す。

この図１に示す情報記録装置は、上下振幅検出手段５が付加されている点、およびコントローラ８が後出の図２のフローに従って制御する点を除けば、基本的な構成は従来の装置と同様である。なお、第２の実施の形態でも、ハード構成は同一で、コントローラ８が後出の図４のフローに従って制御している。

各部の構成と動作を簡単に述べる。

ディスク１は、回転モータ２によって回転駆動される。

光ヘッド３は、図示されないレーザ光源や光学系などからなり、ディスク１の任意の情報トラックにアクセスすることが可能である。

光ヘッド３から出射されるレーザビームの熱によって、ディスク１の記録面に記録マークが形成される。

また、レーザビームの反射光も、光ヘッド３によって検出され、再生信号検出手段４により、記録マークからの反射光が電気信号に変換される。

通常、記録時には、強いパワーのレーザビームを出射させて記録マークを形成し、再生時には、それよりも弱いパワーで読み取りを行う。

この再生信号検出手段４の出力から、上下振幅検出手段５によって、再生信号の上側包絡線レベルと下側包絡線レベルとが検出される。

この上側と下側の包絡線レベルは、コントローラ８によって読み取ることが可能である。

コントローラ８は、公知のマイクロプロセッサやＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器などで構成されている。

また、コントローラ８は、レーザパワー制御手段６に対して記録パワー指令を出力する。

レーザパワー制御手段６は、この記録パワー指令値に基いて、記録データ（ライトテークＷＤａｔａ）に同期して光ヘッド３のレーザを記録パワーで発光させる。

詳しくいえば、レーザパワー制御手段６は、レーザの発光パワーを検出するパワー検出手段と、記録パワー指令値と検出された発光パワーとを比較する比較手段とを備え、比較結果に基いて記録レーザを駆動するよう構成されている。

したがって、記録用のレーザは、記録パワー指令値に比例したパワーで発光可能である。

また、先のコントローラ８は、レーザパワー制御手段６に対して記録パワー指令値を出力するだけでなく、回転制御手段７に対しては回転指令を出力する。

回転制御手段７は、回転指令値に基いて、回転モータ２を回転させる。

詳しくいえば、回転制御手段７は、ディスク１の回転数または線速度を検出する検出手段と、回転指令値と検出された回転数または線速度とを比較する比較手段とを備え、比較結果に基いて回転モータ２を駆動するよう構成されている。

したがって、回転モータ２は、回転指令値に比例した角速度または像速度で回転可能である。

図２は、図１に示した情報記録装置１において、記録パワーを可変させて情報記録時の回転数を決定する主要な処理の流れを示すフローチャートである。図において、＃１〜＃６はステップを示す。

この図２のフローで、ステップ＃１〜＃３の処理自体は公知であり、ステップ＃４〜＃６の処理に特徴がある。

ステップ＃１で、記録パワーＰｗを下限Ｌｌｉｍから上限Ｕｌｉｍまで可変させて、ディスク１の所定の試し書き領域にテスト用記録パターンを順次記録する。

このとき、コントローラ８は、記録パワーＰｗを可変させるために、記録パワー指令をレーザパワー制御手段６に出力する。

記録パターンとしては、例えばランダム記録データを所定の記録変調方式に基いてデジタル変調したものを用いる。また、記録パワーＰｗの可変量（きざみ）をＰｄで示す。

ここで、パワー下限Ｌｌｉｍとパワー上限Ｕｌｉｍ、および可変量（きざみ）Ｐｄの具体的な値の一例を示すと、Ｌｌｉｍ＝６ｍｗ，Ｕ１ｉｍ＝１０ｍｗ，Ｐｄ＝０．５ｍｗのように設定することができる。

そして、この場合には、９通りの記録パワーＰｗで順次記録することが可能である。

なお、パワー上限Ｕｌｉｍは、レーザ定格値の近くに設定しておけば、レーザを破壊しない範囲で、幅広い感度の異なるディスクに対応することができるので、好ましい。

ステップ＃２で、先に記録した試し書き領域を順次再生し、再生信号品質の指標（βと呼ばれている）を検出する。

この再生信号品質の指標βは、記録パワーＰｗ毎に得られるので、Ｐｗ対βの表を求めることができる。

この指標βについては、後で詳しく説明するが、この指標βは、記録パワーＰｗが不足のときは負の値で、過大のときは正の値となり、記録パワーＰｗに対して単調に増加する指標である。

次のステップ＃３で、得られたＰｗ対β表から、最適な記録パワーＰｗｏを求める。例えば、β＝０となるＰｗが、最適パワーである。

この最適な記録パワーＰｗｏは、先のＰｗ対β表のデータから適当な近似直線または曲線を求めることによって、容易に算出することができる。

先に述べたように、この第１の実施の形態では、以下のステップ＃４〜＃６の処理に特徴があり、コントローラ８が制御を司る。

ステップ＃４で、先に得られた最適な記録パワーＰｗｏが、パワー上限Ｕｌｉｍを上回っていないかどうか判断する。

最適な記録パワーＰｗｏがパワー上限Ｕｌｉｍを上回っていれば、ステップ＃５へ進み、記録パワーＰｗをその上限値であるＵｌｉｍに設定し、ディスク回転数を補正する。

例えば・ディスクの通常回転数（または線速度）をｆｏとすれば、ディスクの回転数ｆｏ'は、
ｆｏ'＝ｆｏ＊（Ｕｌｉｍ／Ｐｗｏ）^２……（１）
の式（１）のように補正する。

したがって、この場合の回転数は、記録パワーの不足分の２乗に比例して小さくする。なお、この状態では、記録パワーＰｗは、パワー上限Ｕｌｉｍになっているはずである（Ｐｗ＝Ｕｌｉｍ）。

一般的に、記録可能な回転式光ディスクの必要記録エネルギーは、線速度の平方根にほぼ比例するので、上記の式（１）に従って回転数を下げれば、良好な記録が可能になるので、好ましい結果が得られる。

また、先のステップ＃４で判断した結果、最適な記録パワーＰｗｏがパワー上限Ｕｌｉｍを上回っていないとき（パワー上限Ｕ１ｉｍ値以下のとき）は、ステップ＃６へ進み、最適な記録パワーＰｗｏをそのまま記録パワーＰｗとし、回転数もディスクの通常回転数（または線速度）ｆｏのままにする。

なお、以上の実施の形態では、ディスクの回転数を中心に述べたが、線速度一定の記録方式の場合には、「回転数」の代りに「線速度」を採用すればよい。

この発明の情報記録装置は、回転数（角速度）一定あるいは線速度一定のいずれの方式にも適用することが可能である。以下の説明においても、全て同様で、「回転数」を中心にして説明するが、「線速度」についても適用することが可能であり、両者を包含することはいうまでもない。

以上のステップ＃１〜＃６、特に後半のステップ＃４〜＃６の処理により、レーザパワーはパワー上限Ｕｌｉｍ値を超えることがないように制御され、結果としてレーザ破損も防止される。

また、最適な記録状態が、一方では記録パワーＰｗを選択することによって、他方では、回転数を選択することによって、それぞれ実現される。

次に、先に述べた再生信号品質の指標βについて、詳しく説明する。

図３は、再生信号品質の指標の一つとして、β値を説明する波形図で、（１）は記録パワーが不足の場合、（２）は適正な場合、（３）は過大な場合を示す図である。図の横軸は時間ｔ、縦軸は高周波信号（再生信号）ＨＦ Ｓｉｇｎａｌを示し、Ａ１は上側包絡線のレベル、Ａ２は下側包絡線のレベルを示す。

再生信号は、この図３の縦軸に示すように、高周波信号ＨＦ Ｓｉｇｎａ１と呼ばれる信号で検出される。

記録マークは、一般的に、短いマークから長いマークまで複数の種類が存在している。

この図３では、この高周波信号ＨＦ Ｓｉｇｎａ１をＡＣ結合（直流成分を遮断した信号）して、再生したときの波形を模式的に示している。

例えば、図３（１）のように、記録パワーが不足しているときは、上側包絡線のレベルＡ１と下側包絡線のレベルＡ２とが下側にシフトされ、逆に、図３（３）のように、記録パワーが過大なときは、上側包絡線のレベルＡ１と下側包絡線のレベルＡ２とが上側にシフトされている。

ここで、β値を、シフト量を振幅で正規化した量として、
β＝（Ａ１＋Ａ２）／（Ａｌ−Ａ２）……（２）
の式（２）のように定義する。

したがって、適正ならば、ほぼβ＝０になる。

なお、このような指標βの値の代りに、従来技術（特開平５−１０９０７７号公報）で説明したように、再生信号２次高周波成分という指標を用いることも可能である。

要するに、パワーを変化させながら（ふりながら）記録した試し書き領域の再生信号から、最適な記録パワーＰｗｏが得られる方法であれば十分である。
＜第２の実施の形態＞
この第２の実施の形態でも、ハード構成は、先の図１と同様であり、コントローラ８による制御（アルゴリズム）が、先の第１の実施の形態の場合と異なるだけである。

次に、第２の実施の形態における動作を、フローに示す。

図４は、図１に示した情報記録装置において、第２の実施の形態による記録パワーの可変と情報記録時の回転数決定時における主要な処理の流れを示すフローチャートである。図において、＃１１〜＃１６はステップを示す。

ステップ＃１１からステップ＃１４の処理は、先の図２のステップ＃１からステップ＃４と同様である。

すなわち、ステップ＃１１からステップ＃１３までの処理によって、最適な記録パワーＰｗｏが得られる。

そして、ステップ＃１４で、得られた最適な記録パワーＰｗｏが、パワー上限Ｕｌｉｍを上回っていないかどうか判断する。

この第２の実施の形態では、このステップ＃１４で判断した結果、最適な記録パワーＰｗｏがパワー上限Ｕｌｉｍを上回っていれば、ステップ＃１５へ進み、線速度（または回転数）を一定値だけ小さくする。

その後、再び先のステップ＃１１へ戻り、最適な記録パワーＰｗｏがパワー上限Ｕｌｉｍを上回わらない値になるまで、同様の処理を繰り返えす。

このような処理によって、最適な記録パワーＰｗｏがパワー上限Ｕｌｉｍを上回わらない値になると、このループを抜け、ステップ＃１６で記録パワーをＰｗｏに設定する。

その他の処理は、先の図２と同様である。

したがって、最適な記録パワーが上限Ｕｌｉｍを超えない範囲で、必要な回転数を下げて良好な記録状態が得られる。

この第２の実施の形態による効果は、最適パワーとして、Ｐｗ対β表から直接求められた値を採用しているので、先の図２の処理を行うアルゴリズムよりも、正確な最適記録状態が得られる、という点である。

また、先の図２や図４に関連して説明した処理では、記録パワーが不足のときは、ほぼ上限のパワーに制限されるため、レーザ破壊にいたることがなく、しかもレーザ能力を最大限に活用すると共に、記録速度を不必要に遅くすることがない、という効果も得られる。

ここで、先の図３によって説明した再生信号品質の指標βと、記録パワーＰｗとの関係について、説明を加える。

図５は、記録パワーＰｗと指標βとの関係を示す特性図で、〔１〕はＰｗ対βの関係が複数存在することを説明する図、（２）は線速度を小さくするとＰｗ対βの特性が上方向にシフトすることを説明する図である。図の横軸は記録パワーＰｗ、縦軸は指標βを示す。

図５（１）は、ディスクの記録感度の違いや、周囲温度等によって、Ｐｗ対βの関係が複数存在していることを示している。

この図５（１）では、３つの特性曲線を示しているが、どの特性となるかは、ディスクの記録感度の違いや、周囲温度等によって決定される。

また、図５（２）は、線速度を変化させた場合で、線速度を小さくすると、Ｐｗ対βの特性曲線が上方向にシフトされることが判る。

例えば、線速度が最も速い一番下のプロットについて、最適記録パワーＰｗｏを求めると、パワー上限Ｕｌｉｍを超えてしまう。

したがって、このままの状態で記録パワーＰｗを設定すると、レーザ破壊が生じる危険性がある。

そこで、線速度を遅くすると、例えば中央に示した特性曲線のように、プロットが上方にシフトされ、そのパワー上限Ｕｌｉｍより以下に、最適記録パワーＰｗｏが入るようになる。

先の図２や図４に示したコントローラ８による制御（アルゴリズム）は、この図５（２）に示したような特性を利用している。
＜第１の参考例＞
先の第１と第２の実施の形態では、記録パワーを可変させて試し書きを行い、その結果によって情報記録時の回転数を決定する場合を説明した。

この第１の参考例では、記録パワーを一定にし、ディスクの回転数を可変させて試し書きを行い、その結果によって情報記録時の回転数を決定する点に特徴を有している。

このように、ディスクの回転数を可変させて試し書きを行い、その結果によって情報記録時の回転数を決定する理由は、先の第１や第２の実施の形態と同様である。

すなわち、第１の理由は、先に述べたように、ディスクの記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、最適記録パワーが異なっても、良好な記録マークが形成できるようにするためである。

第２の理由は、ディスク毎の記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、最適記録パワーがレーザ定格を超えても、レーザ破壊が生じないようにするためである。

第３の理由は、ディスクの記録感度の違いや周囲温度等の違いによって、記録パワーに余裕があるときは、高速記録を行わせるためである。

この第１の参考例でも、ハード構成は、先の図１と同様であるが、この場合には、記録パワーＰｗを所定値とする。例えば、先に説明したようなパワー上限Ｕｌｉｍの付近に設定する。

図６は、図１に示した情報記録装置において、第１の参考例によるディスクの回転数を可変させて情報記録時の回転数を決定する主要な処理の流れを示すフローチャートである。図において、＃２１〜＃２３はステップを示す。

ステップ＃２１で、線速度（または回転数）を下限Ｌｌｉｍから上限Ｕｌｉｍまで可変させて、ディスク１の所定の試し書き領域にテスト用記録パターンを順次記録する。

ステップ＃２２で、先に記録した試し書き領域を順次再生して、「線速度」対「再生信号品質の指標（β）」の表を得る。

次のステップ＃２３で、得られた「線速度」対「再生信号品質の指標（β）」の表から、最適な線速度Ｖｏを算出する。

この最適なＶｏを算出する手法には、先の図２の制御（アルゴリズム）で説明したような、適当な近似法を利用することができる。

このようにして求められたＶｏの値を、線速度として回転指令を出して、実際のデータ記録を行う。

このような制御により、パワー上限Ｕｌｉｍの付近における最適線速度による記録が可能になる。

この場合に、通常の線速度（または回転数）を設定したとき、記録パワーＰｗに余裕があれば、性能としては、さらに速い線速度で記録することができるはずである。

この第１の参考例では、記録パワーの上限Ｕｌｉｍの付近で可能な限り速い線速度が設定されるので、高速記録を行うことができる。

なお、先の図６のフローでは、記録パワーの可変制御は行わないため、装置の構成は、図１の装置よりも簡単で済むので、その分だけ低コストになる。また、先の図２に示したフローに、「記録パワーＰｗに余裕があれば、回転数を増加させる」という変更も、容易に行うことができる。

例えば、ステップ＃４（先に得られた最適な記録パワーＰｗｏが、パワー上限Ｕｌｉｍ を上回っていないかどうか判断する処理）と、ステップ＃６（最適な記録パワーＰｗｏをそのまま記録パワーＰｗとし、回転数もディスクの通常回転数ｆｏのままにする処理）とを削除して、ステップ＃３の処理の後は、ステップ＃５へ移るようにすればよい。

ステップ＃５の処理は、記録パワーＰｗをその上限値であるＵｌｉｍに設定し、ディスク回転数を補正する処理である。

パワーに余裕があるときは、必ず、記録パワーＰｗｏ＜パワー上限Ｕｌｉｍであるから、（Ｕｌｉｍ／Ｐｗｏ）＞１となり、回転数が増加される。

ところで、線速度を大きくすれば、指標βの値は減少する。

この関係を、次の図７に示す。

図７は、線速度と指標βとの関係を示す特性図である。図の横軸は線速度、縦軸は指標βを示す。

この図７に示すように、再生信号品質の指標βは、線速度が大きくなると、反対に小さくなる、という特性をもっている。

この図７に示した特性が、先の図６に示した制御（アルゴリズム）で使用する「線速度」対「β値」の一例である。

なお、すでに何回も述べたように、この発明の実施の形態では、再生信号品質の指標βを使用する場合を主として説明したが、このようなβ値に限定されるものではなく、別の再生信号品質の指標を使用することが可能である。

しかし、このβ値は、簡単な包絡線検出回路とマイクロコンピュータによって測定できるので、例えば２次高調波や再生エラー率を測定して指標とする方法に比べて、装置をかなり簡単に構成することが可能である。

したがって、このβ値を利用するのが、実用上は極めて好ましい方法であることはいうまでもない。
＜第２の参考例＞
先の第１から第２の実施の形態及び第１の参考例では、記録パワーを可変させたり、ディスクの回転数を可変させて試し書きを行い、その結果によって情報記録時の回転数を決定する場合を説明した。

この第２の参考例では、記録動作中において、記録マークからの再生信号のレベルと所定値との比較結果により、記録パワーとディスクの回転数の一方または両方を可変する点に特徴を有している。

そのため、実際の情報を記録している最中に、ディスク内の記録感度の違いや、レーザ波長変動、ビーム位置決め誤差などによる記録効率の変動が生じても、常に良好な記録マークを形成することができる、という効果が得られる。

具体的にいえば、マーク形成状況を示すＢレベルを基準として設定しておき、実際に行われた記録を再生し、その再生信号レベルをサンプリングして、このＢレベルと比較する。

図８は、この発明の情報記録装置の第２の参考例について、要部構成の一例を示す機能ブロック図である。図における符号は図１と同様であり、１１はＢレベル検出手段、１２は比較器、１３は第１の積分器、１４は第２の積分器、１５はコントローラを示し、Ｐｗは目標パワー指令、Ｖは回転指令値を示す。

この図８に示す情報記録装置は、先の図１の上下振幅検出手段５の代りに、１１〜１４で示した各ブロックが設けられている。なお、コントローラ１５は、基本的な制御動作は、図１のコントローラ８とほぼ同様であるが、制御が異なるので別の符号を付けている。

Ｂレベル検出手段１１は、レーザが記録パワーレベルで発光しているときの再生信号レベルをサンプリングして、Ｂレベルという信号を出力する。

先に述べたように、このＢレベルの信号は、マーク形成状況を示す信号で、例えば、マーク形成が不足のときは、Ｂレベルが高いレベルとなり、逆に、マーク形成が過剰のときは、Ｂレベルは低いレベルになる。

そして、Ｂレベルが所定の値になっている状態が、最適な記録状態である。

この所定のＢレベルを目標レベルとし、実際のＢレベルと比較器１２で比較する。

その比較結果は、第１の積分器１３と、第２の積分器１４へ送られる。

まず、一方の第１の積分器１３は、検出Ｂレベルを積分して、目標パワー指令Ｐｗを出力する。

この状態で、検出Ｂレベルが目標Ｂレベルより低くなると、目標パワー指令Ｐｗを減少させて、マーク形成が過剰にならないように制御する。

したがって、検出Ｂレベルは上昇され、目標Ｂレベルと一致する。

他方の第２の積分器１４は、目標Ｂレベルを積分して、回転指令値Ｖを出力する。

そして、検出Ｂレベルが目標Ｂレベルより低くなると、回転指令値Ｖが増加してディスクの回転が速くなり、マーク形成が過剰にならないように制御する。

そのため、検出Ｂレベルは上昇され、目標Ｂレベルと一致する。

これらの第１の積分器１３と第２の積分器１４は、それぞれコントローラ１５からの保持指令によって積分を停止し、直前の積分値を保持する。

また、保持指令が解除されると、積分を行う。

コントローラ１５は、第１の積分器１３の出力（Ｐｗ）と、第２の積分器１４の出力（Ｖ）とを入力し、また、これら第１と第２の積分器１３，１４に対して、それぞれの保持指令を出力する。

この状態で、現在の記録パワー（Ｐｗ）と回転数（Ｖ）に応じて、第１と第２の積分器１３，１４のいずれか一方を動作させ、他方を保持状態にする。

すなわち、現在の記録パワー（Ｐｗ）と回転数（Ｖ）とを監視し、パワー目標値と異なるときは、検出Ｂレベルと目標Ｂレベルとの比較結果により、記録パワー（Ｐｗ）と回転数（Ｖ）のどちらかを可変制御する。

より具体的にいえば、記録パワー（Ｐｗ）がその上限Ｕｌｉｍ を超えそうになったら、それ以上にパワーが上がらないように第１の積分器１３を保持状態にし、第２の積分器１４をオンにして積分を開始させる。

その結果、回転数が下がり、記録状態が適切な状態にされる。

その後、記録状態が過剰気味になると、回転数が上昇し始め、ある回転数（例えば最初の通常回転数）に達すると、今度は、第２の積分器１４を保持状態にして、第１の積分器１３をオンにして積分を開始させる。

この関係を状態遷移図で示すと、次の図９のようになる。

図９は、第２の参考例によるコントローラ１５の状態遷移図である。図において、Ｓ１とＳ２は状態、ｉｎｔ１は第１の積分器１３、ｉｎｔ２は第２の積分器１４を示し、ＵｌｉｍはパワーＰｗの上限値、Ｖｎは通常回転数（ｎｏｍｉｎａｌ）を示す。

この図９に示すように、図８のコントローラ１５は、２つの状態Ｓ１，Ｓ２からなる順序回路構成になっている。

まず、状態Ｓ１で、ｉｎｔ１（第１の積分器１３）はオン、ｉｎｔ２（第２の積分器１４）はホールドにする。

状態Ｓ２では、逆に、ｉｎｔ１（第１の積分器１３）をホールド、ｉｎｔ２（第２の積分器１４）をオンにする。

この状態Ｓ２は、回転指令値Ｖと実際の回転数（検出された回転数）との関係が、Ｖ＜Ｖｎ（最初の通常回転数）の間は持続され、両者の関係が、Ｖ≧Ｖｎになると、状態Ｓ１にする。

コントローラ１５がこのような動作を行うことにより、パワーＰｗがその上限Ｕｌｉｍ に達するまでは、目標Ｂレベルと検出Ｂレベルとの比較結果によってパワーＰｗを制御し、パワーＰｗがその上限Ｕｌｉｍ に達すると、目標Ｂレベルと検出Ｂレベルとの比較結果によって、回転数Ｖを制御することができる。

この場合の記録パワーＰｗと回転数Ｖの関係を波形図で示すと、次の図１０に示すように変化する。

図１０は、第２の参考例において、コントローラ１５の状態遷移に基く記録パワーＰｗと回転数Ｖの関係を示す波形図である。図の横軸は時間ｔで、波形Ｐｗは記録パワーＰｗ、Ｖは回転数Ｖを示し、Ｓ１とＳ２は状態、Ｕｌｉｍ はパワーの上限値、Ｖｎは通常回転数を示す。

この図１０からも明らかなように、最初は、回転数Ｖが一定で、記録パワーＰｗが順次増加する。

そして、記録パワーＰｗが、その上限Ｕｌｉｍ に達すると、記録パワーＰｗは一定になり、回転数Ｖが低下する。

回転数Ｖが低下すると、記録パワーＰｗに余裕が生じるので、回転数Ｖは一旦最低のレベルまで低下するが、その後は上昇する。

回転数Ｖが通常回転数Ｖｎに戻ると、その後は一定になり、記録パワーＰｗが上限Ｕｌｉｍ から下がることになる。

この間の状態は、先の図９の状態遷移図に示したとおりで、状態は、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ１→Ｓ２のように変化する。

以上のように、記録パワーが不足すると、ディスクの回転数が下がり、記録パワーに余裕が生じると、ディスクの回転数が上がるので、記録パワーを常に上限に近いレベルに設定することが可能になる。

なお、以上の実施の形態では、記録中のマーク形成状況の検出に、Ｂレベルという量を採用する場合を説明したが、記録中のマーク形成状況には、必ずしもＢレベルという量を採用することは必要ではない。

例えば、先に第２の従来技術（特開平４−１０２３７号公報）として説明した記録レーザビームの制御方法では、その図１や図２に示されているような記録パルスの発光中の再生信号の初期強度（ＶＡ：マーク形成過程の前）と、後半強度（ＶＢ：マーク形成過程の後）との差を初期強度（ＶＡ）で正規化した量（変調度）を使用している。

この発明の情報記録装置でも、先に述べたＢレベルという量の代りに、この第２の従来技術で使用している記録パルスの発光中の再生信号の初期強度（ＶＡ）と後半強度（ＶＢ：マーク形成過程の後）との差を初期強度（ＶＡ）で正規化した量（変調度）を使用しても、同様の効果が得られることは明らかである。
＜第３の参考例＞
先の第２の参考例では、状態Ｓ２の判断基準となる回転数Ｖが、通常回転数Ｖｎの場合を説明した。

この第３の参考例では、この回転数Ｖを、通常回転数Ｖｎより大きいＶｎ２に設定する点に特徴を有している。

この第３の参考例でも、ハード構成は、先の図８と同様であるが、コントローラ１５による制御が異なっている。

この第３の参考例のように、状態Ｓ２の判断基準となる回転数Ｖを、通常回転数より高くする（Ｖｎ２＞Ｖｎ）ことによって、記録パワーＰｗがその上限Ｕｌｉｍ に限定された後に、記録パワーＰｗに余裕が生じたときは、記録パワーＰｗを低下させる代りに、回転数Ｖを通常のＶｎより増加させることが可能になるので、高速に記録を行うことができる。

この関係を状態遷移図で示すと、次の図１１のようになる。

図１１は、第３の参考例によるコントローラ１５の状態遷移図である。図における符号は図９と同様であり、Ｖｎ２は通常回転数より大きい基準回転数を示す。

この図１１の状態遷移図は、先の図９の状態遷移図とほとんど同様であるが、状態Ｓ２の判断基準となる回転数Ｖが、先の通常回転数Ｖｎより大きいＶｎ２になっている。

状態Ｓ１は先の図９と同様で、ｉｎｔ１（第１の積分器１３）はオン、ｉｎｔ２（第２の積分器１４）はホールドにする。

そして、目標パワー指令Ｐｗとパワー上限Ｕｌｉｍとの関係が、Ｐｗ＜Ｕｌｉｍのときは、状態Ｓ１のままにし、Ｐｗ≧Ｕｌｉｍのときは、状態Ｓ２にする。

状態Ｓ２では、逆に、ｉｎｔ１（第１の積分器１３）をホールド、ｉｎｔ２（第２の積分器１４）をオンにする。

この状態Ｓ２は、回転指令値Ｖと実際の回転数Ｖｎ２との関係が、Ｖ＜Ｖｎ２の間は持続され、両者の関係が、Ｖ≧Ｖｎ２になると、状態Ｓ１にする。

コントローラ１５がこのような動作を行うことにより、パワーＰｗがその上限Ｕｌｉｍ に達するまでは、目標Ｂレベルと検出Ｂレベルとの比較結果によってパワーＰｗを制御し、パワーＰｗがその上限Ｕｌｉｍ に達すると、目標Ｂレベルと検出Ｂレベルとの比較結果によって、回転数Ｖを制御することができる。

このように設定することにより、記録パワーＰｗがパワー上限Ｕｌｉｍ で制限された後に、記録パワーに余裕があれば、記録パワーＰｗを下げるのではなく、ディスク回転数を通常回転数Ｖｎより上昇させることが可能になる。

したがって、先の第２の参考例の場合に比べて、さらに高速に記録動作を行うことができる。

この場合の記録パワーＰｗと回転数Ｖの関係を波形図で示すと、次の図１２に示すようになる。

図１２は、第３の参考例において、コントローラ１５の状態遷移に基く記録パワーＰｗと回転数Ｖの関係を示す波形図である。図の横軸や波形の符号は図１０と同様であり、Ｖｎ２は通常回転数より大きい基準回転数を示す。

この図１２の場合にも、状態Ｓ１の間は、先の図１０と同様である。

この状態Ｓ１において、記録パワーＰｗがその上限Ｕｌｉｍ に達すると、状態Ｓ２に切り換えられ、記録パワーＰｗは一定になり、回転数Ｖが低下する。

この状態Ｓ２において、記録パワーＰｗに余裕があると、ディスクの回転数Ｖを上昇させる。

この場合には、通常の回転数Ｖｎに達しても、なお、記録パワーＰｗに余裕があれば、回転数Ｖはさらに上昇され、予め設定された切り換え基準回転数Ｖｎ２なるまで、回転数Ｖを上昇させることができる。

ここで、基準回転数Ｖｎ２を十分に大きく設定しておけば、記録パワーＰｗが上限Ｕｌｉｍ に貼り付いた状態（最大パワー）で、可能な限り速い回転を行うことができる。

したがって、高速に記録動作を行うことが可能になる。

なお、この基準回転数Ｖｎ２を余り大きな値に設定すると、ヘッドの位置決め制御が問題になるので、装置の性能に合せて可能な限り大きな値を選択することは改めていうまでもない。

以上に説明した第３の参考例および先の第２の参考例では、目標Ｂレベルと検出Ｂレベルとの比較結果によって、記録パワーＰｗあるいは回転数Ｖのいずれか一方を可変制御する場合を説明した。

しかし、目標Ｂレベルと検出Ｂレベルとの比較結果によって、記録パワーＰｗと回転数Ｖの両方を同時に可変制御することもできる。

この場合には、先の図８の第１の積分器１３と第２の積分器１４を、いずれもオンにする。

その際、第１の積分器１３の積分利得を、第２の積分器１４の積分利得よりも高く設定しておけば、急速な記録パワー要求の変化（すなわち、Ｂレベル変化）には記録パワーＰｗが追従し、ゆっくりとした記録パワー要求の変化には回転モータが追従する（回転数Ｖの変化）ように構成することができる。なお、レーザ破壊を生じさせないために、記録パワーＰｗに上限Ｕｌｉｍ を設けておくことはいうまでもない。

このように構成すれば、基本的には、記録パワーＰｗが、ほぼ上限Ｕｌｉｍ に達した状態で、回転数Ｖを可能な限り速くする動作が実現される。

そして、急速に記録パワー要求が変化したとき（この場合は、記録パワーＰｗを下げる方向に変化する）には、速やかに記録パワーＰｗが制御されるので、より精密な制御により、良好な記録状態を維持することが可能になる。

なお、この第３の参考例においても、Ｂレベルという量の代りに、第２の従来技術で使用している記録パルスの発光中の再生信号の初期強度（ＶＡ）と後半強度（ＶＢ：マーク形成過程の後）との差を初期強度（ＶＡ）で正規化した量（変調度）を使用することが可能である。

この発明の情報記録装置について、その要部構成の実施の形態の一例を示す機能ブロック図である。 図１に示した情報記録装置において、記録パワーを可変させて情報記録時の回転数を決定する主要な処理の流れを示すフローチャートである。 再生信号品質の指標の一つとして、β値を説明する波形図である。 図１に示した情報記録装置において、第２の実施の形態による記録パワーの可変と情報記録時の回転数決定時における主要な処理の流れを示すフローチャートである。 記録パワーＰｗと指標βとの関係を示す特性図である。 図１に示した情報記録装置において、第１の参考例によるディスクの回転数を可変させて情報記録時の回転数を決定する主要な処理の流れを示すフローチャートである。 線速度と指標βとの関係を示す特性図である。図の横軸は線速度、縦軸は指標βを示す。 この発明の情報記録装置の第２の参考例について、要部構成の一例を示す機能ブロック図である。 第２の参考例によるコントローラ１５の状態遷移図である。 第２の参考例において、コントローラ１５の状態遷移に基く記録パワーＰｗと回転数Ｖの関係を示す波形図である。 第３の参考例によるコントローラ１５の状態遷移図である。 第３の参考例において、コントローラ１５の状態遷移に基く記録パワーＰｗと回転数Ｖの関係を示す波形図である。

符号の説明

１ ディスク
２ 回転モータ
３ 光ヘッド
４ 再生信号検出手段
５ 上下振幅検出手段
６ レーザパワー制御手段
７ 回転制御手段
８ コントローラ
１１ Ｂレベル検出手段
１２ 比較器
１３ 第１の積分器
１４ 第２の積分器
１５ コントローラ

Claims (2)

1. ディスクに光ビームを照射して情報記録マークを形成する情報記録装置において、
   前記光ビームの記録パワーを可変させて試し書きを行う手段と、
   前記試し書きの結果により最適記録パワーを求める最適パワー算出手段と、
   前記最適記録パワーが所定値を上回っていないか判断する判断手段と、
   判断の結果、前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断されない場合にはディスクの回転数を一定値だけ小さくし、かつ、前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断されるまで前記試し書き手段、前記最適パワー算出手段、前記判断手段による処理を繰り返す回転数設定手段と、
   前記判断手段により前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断された場合の前記ディスクの回転数により情報記録時の回転数を決定する回転数決定手段とを備えたことを特徴とする情報記録装置。
2. ディスクの回転制御を行う回転制御手段と前記ディスクに照射する光ビームを駆動するレーザパワー制御手段とに対して指令を出力する情報記録装置用コントローラであって、
   前記レーザパワー制御手段へ指令を出力することにより前記光ビームの記録パワーを可変させて試し書きを行わせる試し書き手段と、
   前記試し書きの結果により最適記録パワーを求める最適パワー算出手段と、
   前記最適記録パワーが所定値を上回っていないか判断する判断手段と、
   前記判断の結果、前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断されない場合には前記回転制御手段へ指令を出力することにより前記ディスクの回転数を一定値小さくする回転数設定手段と、
   前記回転数設定手段により前記ディスクの回転数を一定値小さくした場合には前記判断手段により前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断されるまで前記試し書き手段、前記最適パワー算出手段、前記判断手段、前記回転数設定手段による処理を繰り返す手段と、
   前記判断手段により前記最適記録パワーが前記所定値を上回っていないと判断された場合の前記ディスクの回転数により情報記録時の回転数を決定する回転数決定手段とを備えたことを特徴とする情報記録装置用コントローラ。

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