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JP3567910B2 - 光ディスク記録方法及び装置 - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、CD−R、CD−RW、CD−WO、MD、DVD等の光ディスクに対して情報を記録する光ディスク記録方法及び装置に関し、特に光ディスクに対してドライブの環境等に応じて適切な記録を行うことを可能にした光ディスク記録方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CD−R,CD−RW等のデータの記録が可能な光ディスクに対してデータを記録する光ディスク記録装置では、媒体の特性、レーザダイオード(LD)の特性、光パワーの変動等を補正して、最適な光パワーで記録を行うため、OPC(Optimum Power Control)を実行し、予めその媒体の最適パワーを求めるようにしている。OPCは、光ディスクの最内周にあるPCA(Power Calibration Area)を使用して、所定の記録速度(線速度)でLDの記録パワーを段階的に変化させてテストデータの試し書きを行い、そのテストデータを再生したときの再生信号のβ(アシンメトリ)を評価し、最良のβが得られた記録パワーをその記録速度における最適記録パワーとして決定する記録パワー制御方式である。また、特開平10−105972号及び特開平11−273073号には、光ディスクの周方向の複数の領域に記録を行って、それぞれの領域で求められた最適記録パワーを平均化することにより、感度ムラによる影響を抑制するようにした光ディスク記録方法が開示されている。
【0003】
光ディスクに線速度一定のデータを記録する光ディスク記録装置では、再生速度(標準速度)に対して2倍速、4倍速、8倍速、…のように高速記録を可能にすることにより記録時間を短縮することができる。そこで、記録速度及び記録パワーを変えてOPCを実行し、OPCで記録された部分を再生し、再生信号品質を測定し、所定の許容範囲内の再生信号品質が得られる記録パワーが存在する最高の記録速度を推奨速度として表示し、ユーザが本記録の記録速度として設定できるようにした光ディスクの適正記録速度判定方法も提案されている(特開2001−67672)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の上述した光ディスク記録方法では、記録開始時にOPCにより最適(最高)記録速度を決定するので、記録動作中にホストコンピュータの負荷が重くなり転送レートの減少が生じた場合や周囲環境の変化によって記録レーザパワーが最大値に近づいた場合等、記録データが途切れるという問題がある。
【0005】
この発明は、このような点に鑑みなされたもので、環境変化等によって光ディスクの最適記録速度が変化した場合でも、記録速度を適応的に変化させて常に最適な記録速度で途切れのない記録を行うことができる光ディスク記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ディスク記録方法は、データを記録すべき光ディスクに対して複数の記録速度にてテスト記録を行って正常な記録品位が得られる前記光ディスクの最大記録速度を求めるステップと、前記光ディスクを回転数一定に回転制御しつつ前記光ディスクの記録線密度制御信号に応じてデータを記録するステップと、前記記録線密度制御信号から記録速度を求めるステップと、前記記録線密度制御信号から求められた記録速度が前記最大記録速度に達したことを検出するステップと、前記記録速度が前記最大線速度に達したことを検出すると前記データを記録するステップにおける回転数を所定値だけ低下させるステップと、前記光ディスクへの記録動作が正常に行われるかどうかを監視するステップと、この監視するステップで記録動作が正常に行われないことを検出したら前記データを記録するステップにおける記録速度を所定値だけ低下させるステップとを備えたことを特徴とする。
【0007】
また、この発明に係る光ディスク記録装置は、データを記録すべき光ディスクを回転数一定に回転駆動する回転駆動手段と、前記回転駆動手段によって回転数一定に回転駆動されている前記光ディスクから記録線密度制御信号を検出する記録線密度制御信号検出手段と、前記記録線密度制御信号に応じてデータを記録する記録手段と、前記記録線密度制御信号から記録速度を求める記録速度検出手段と、前記記録手段が記録を行なっている一方で前記光ディスクの線速度が上限線速度に達したかを検出する上限線速度検出手段と、前記上限線速度に達したことが検出されたら、前記記録手段が記録を行なっている一方で前記回転駆動手段が回転数一定に回転駆動している回転数を所定値だけ低下させるサーボ手段と、 前記光ディスクへの記録動作が正常に行なわれるかどうかを監視する監視手段とを備え、前記上限線速度は、データの記録に先立ってデータを記録すべき光ディスクに対して複数の記録速度にてテスト記録を行って前記光ディスクに正常な記録動作が可能な前記光ディスクの最大記録速度として求められると共に、前記記録手段が記録を行なっている一方で、前記監視手段が記録動作が正常に行われないことを検出したら前記サーボ手段は記録速度を所定値だけ低下させるものであることを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、光ディスクへの記録動作に先立ち、光ディスクに対して複数の記録速度にてテスト記録を行って最大記録速度を求めると共に、実際の記録動作時には、光ディスクを回転数一定に回転制御しつつ記録速度がこの最大記録速度に達したことを検出すると共に、光ディスクへの記録動作が正常に行なわれるかどうかを監視して、この検出結果及び監視結果に基づいて前記記録速度を所定値だけ低下させるようにしているので、環境変化等によって光ディスクの最適記録速度が変化した場合でも、記録速度を適応的に変化させて常に最適な記録速度で途切れのない記録を行なうことができる。
【0009】
なお、ここで記録動作時の監視対象は、例えばホスト装置から転送される記録すべきデータを格納するバッファのデータ残量、記録レーザパワーが最大値に近づいたかどうか、記録レーザの前記光ディスクからの反射光の強度が所定値に達したかどうか等が挙げられる。また、記録動作が正常に行われないことを検出したときの最大記録速度の低下幅(所定値)としては、記録品位に影響を及ぼさない程度の幅を設定するのが望ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態について説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る光ディスク記録装置の要部の構成を示すブロック図である。
【0011】
光ディスク1は、CD−R、CD−RW等の記録再生が可能なもので、記録領域の最内周から最外周まで一筆書きの螺旋状のトラックを有し、そのトラックに沿って一定の線密度(CLV)でデータを記録するための記録線密度制御信号が重畳されている。この記録線密度制御信号は、この例では絶対時間情報であるATIP(Absolute Time In Pregroove)タイムコードを含むウォブル(Wobble)である。光ディスク1は、スピンドルモータ(SPM)2によって回転駆動される。その回転軸にはホール素子等からなる周波数発生器(FG)3が接続されており、この周波数発生器3から出力されるFGパルスがスピンドルサーボ回路4に入力されている。
【0012】
スピンドルサーボ回路4は、コントローラ5から回転数を決定するための分周比Nの情報を入力し、水晶発振器18からの水晶発振クロックXCKをN分周した信号とFGパルスとを比較して両者の周波数が一致するようにスピンドルモータ2を回転制御する。これにより光ディスク1は回転速度一定(CAV)で回転制御される。
【0013】
一方、光ディスク1にはデータを記録・再生するための光ピックアップ6が対向配置されている。コントローラ5は、フィードサーボ回路7を介してフィードモータ8を制御して光ピックアップ6の光ディスク半径方向への位置を決定する。光ピックアップ6で読み出されたウォブル信号は、RFアンプ9を介してウォブル検出回路10に供給され、ここで、ATIPタイムコードとATIPクロックとが抽出されて、光ディスク1のアドレスが検出される。検出されたアドレスは、光ディスク1の半径方向の位置を示す情報であり、コントローラ5に供給されている。コントローラ5では、このアドレスに基づいて分周比Nを決定する。またウォブル検出回路10で抽出されたATIPクロックは、PLL回路11に入力され、ここでATIPクロックに同期した記録クロックが生成される。生成された記録クロックは、バッファ付きエンコーダ12に供給されている。
【0014】
ホストPC(ホストコンピュータ)13から供給される記録すべきデータは、エンコーダ12でCIRC(Cross Interleaved Reed−Solomon Code)符号化処理、サブコードデータ付加、EFM(Eight to Fourteen Modulation)変調などの処理を経て、記録データとなる。エンコーダ12のバッファの格納量を示すバッファポインタは、コントローラ5で監視されている。記録データは、記録ドライバ14を介して光ピックアップ6に供給される。光ピックアップ6は、レーザの書込みパワーによって光ディスク1に記録ピットを形成する。記録の際には、光ディスク1からの反射光をALPC(Automatic Laser Power Control)回路15がモニタしてレーザパワーをコントロールする。ALPC回路15は、レーザパワーが限界パワーである最大値に近づいたとき、レーザリミット信号をコントローラ5に出力する。OPCデータ記憶部16は、記録動作に先立つテスト書込み時に求めた最高記録速度Vlmaxを記憶する。このVlmaxはコントローラ5に与えられている。ROPC(ランニングOPC)回路17は、記録中に戻り光のレベルをモニタし、その変化量から記録パワーを制御する。ROPC回路17から出力されるROPCリミット信号はコントローラ5に供給されている。
【0015】
次に、このように構成された光ディスク記録装置の記録動作について説明する。
図2は、記録動作を実現するコントローラ5の処理を示すフローチャートである。
まず、OPCテスト書込みにより目標レーザパワーを測定する。その際、複数の速度でOPCテスト書込みを行い、最大記録速度Vlmaxを求める(S1)。即ち、テスト書込みのOPCは、通常、レーザパワーを段階的に変化させて、各レーザパワーにおけるC1エラー、CUエラー、PLL同期状態、EFMジッタ、書込みβ(アシンメトリ)等を測定し、これを評価して最適パワーを算出する。これを複数の記録速度について実行し、例えば横軸にβ、縦軸にC1エラーをとって図示すると、図3のようになる。通常、CD−Rでは、1サブコードを単位として測定されることが多いので、1測定単位の最大値は98フレームとなる。ここでは、書込み品位を評価したいので、最大98でリミットされたC1を98で引き、エラーの起こっていないフレーム数をNERとし、これを縦軸にとり、βを横軸にとると、図4(a)のように山形のグラフとなる。このグラフの面積で書込み品位を評価すれば良い。実際にはレーザパワーは階段状に変化させるので、測定されたβも不連続となり、図4(b)のような階段状のグラフとなる。従って、下記数1のように、レーザパワーがpower#nのときのΔβnとNERnとを乗じ、総和を取ることで面積が求まり、これを書込品位SQとして評価することができる。
【0016】
【数1】
SQ=ΣΔβn*NERn
【0017】
そして、図5に示すように、求めたSQと記録速度との関係を示す近似式を最小二乗法により求め、許容品位Vsqから最大記録速度Vlmaxを算出する。なお、以上の例は、C1エラーを用いた最大記録速度Vlmaxの算出例であるが、ジッタ、CUエラー等、他の再生品位を示すパラメータを使用することもでき、所望する精度と信号処理との関係で適宜任意のパラメータを選択すればよい。また、精度がとれない場合はOPCリードを複数回読み込むか、OPCライト時の階段数を減らして書込みフレーム数を増やすなどの措置を講ずれば精度が向上する。この他にレーザの最大値やパワー対β感度の最小値等により最大記録速度を算出し、これらの最小値を選択すれば、より信頼できる数値となる。求められた最大記録速度Vlmaxは、OPCデータ記憶部16に保持される。
【0018】
最大記録速度Vlmaxが求まったら、コントローラ5は、光ディスク1の半径方向の各記録位置において、最大記録速度Vlmaxとなるスピンドルモータ2の回転数を設定回転数として求め、記録動作を開始する(S2)。図6は、この実施例における光ディスク1の半径方向のアクセス(記録)位置と回転数及び線速度の関係を示す図である。この実施形態における光ディスクの回転制御は、Partial CAV制御であり、記録が開始される光ディスク1の内周側では、スピンドルモータ2の回転数が、制御可能な最大回転数Vamaxに設定されるCAV制御が行われる。線速度が最高記録速度Vlmaxに達するアクセス位置rmよりも外周の位置では、擬似CLV制御となる。
【0019】
コントローラ5は、まず、スピンドルモータ2の回転数を回転開始時の回転数Vamaxに設定すべく、その回転数Vamaxに相当する分周比Nをスピンドルサーボ回路4に設定する。スピンドルモータ2に設けられた周波数発生器3に検出器として内蔵されているホール素子はスピンドルモータ2の回転周波数に対応する幅のFGパルス信号を発生する。スピンドルサーボ回路4は、水晶発振器18からの水晶発振クロックXCKを分周比Nで分周し、FGパルス信号が分周後のクロック信号と同期するようにスピンドルモータ2の回転数を制御する。スピンドルモータ2が所望の回転数Vamaxになるとスピンドルサーボ4のCAV制御ループが閉成する。
【0020】
CLVの光ディスク1をCAV制御すると、図6(b)に示すように線速度は内周側から外周側に移動するにつれて増加する。線速度の増加は高速記録になることに相当し、高速記録になればなるほど記録レーザパワーが必要になる。しかし、レーザダイオード(LD)の出力には限界があり、限界を超えた場合、LD破壊につながるため、超えることは望ましくない。また、この他にもディスク品質やデータ転送速度などのシステム環境などによっても、最高記録速度は制限される。記録当初に想定する最高記録速度が、OPCデータ記憶部16に記憶された最高記録速度Vlmaxである。
【0021】
光ピックアップ3は、記録しながら光ディスク1上のATIPタイムコードを読み取っている。このタイムコードは、ウォブル検出部10によって復号される。このタイムコードとしては、ウォブル信号の他に、プリピット(Land Pri Pit)、ファインクロックマーク等が利用できる。これらのタイムコードは、フレーム単位で定義されており、フレームを読み取ったときにタイムコードデコーダ11でATIPタイムコードがデコードされる。ATIPタイムコードは、光ディスク1上の半径位置に対応しており、このタイムコードからそのコード位置に対応する光ディスク回転数を演算することができる。従って、コントローラ5は、ATIPタイムコードを監視し、光ピックアップ3が限界位置に達したことを検出すると、それまでCAV制御のために設定されたパルス数を変更し、最高記録速度Vlmaxを限界値とする擬似CLV制御に移行する。
【0022】
この擬似CLV制御においては、コントローラ5は、読み取られたATIPタイムコードからその半径位置での限界速度CLV制御を行った場合の回転数を算出し、その回転数に相当する分周比Nをスピンドルサーボ回路4に設定する。1フレーム過ぎると次のATIPタイムコードが読み取られる。コントローラ5は、同様にそのATIPタイムコードに相当する光ディスク1の半径位置での限界速度CLV制御を行った場合の回転数を算出し、その回転数に相当する分周比Nをスピンドルサーボ回路4に設定する。以後、ATIPタイムコードが1フレーム進む毎に、コントローラ5は回転数に対応する分周比Nをスピンドルサーボ回路4に設定し、その回転数になるようにスピンドルモータ2を制御していく。これにより、非常に細かいCAV記録動作を連続的につないで擬似的なCLV制御記録を行うことができる。
【0023】
記録開始時の最高記録速度Vlmaxは、OPCにより決定された値であるが、記録動作の過程で、バッファ付きエンコーダ12のバッファポインタをモニタすると共に(S3)、ALPC、ROPC及びサーボの状態をモニタし(S4)、ホストPC13からのデータ転送スピードが間に合わなくなった場合、記録レーザパワーが最大値に近づいた場合、ROPCやサーボ等の異常を検出した場合には、コントローラ5は、記録品位に影響がでないように記録線速度をΔvlずつ減速していく(S5)。これをデータの記録が終了するまで連続的に実行する(S6)。以下、この動作を更に詳しく説明する。
【0024】
図7は、記録経過時間とバッファポインタ(バッファ残量)及び記録線速度との関係を示すグラフである。記録動作は、バッファ付きエンコーダ12にある程度(BVだけ)データが貯まってから開始される。最初は、OPCで求めた最高記録線速度Vlmaxに相当する水晶発振クロックXCKの分周比Nminで記録を開始し、線速度がVlmaxに達したら、分周比NをΔNだけ増加させる。これを繰り返すことにより、記録線速度は、Δvlの変動幅を持つ鋸型になる。ここで、ホストPC13の負荷が、他のアプリケーションの処理等によって増加し、データ転送速度が低下してバッファ残量が減少すると、コントローラ5は、バッファポインタからこれを検知し、記録線速度を無条件にΔvlだけ減少させるべく、分周比Nを増加させる。この場合、バッファ残量が所定値BVまで回復してから記録速度を元の記録速度に戻しても良いが、再びバッファ残量が減少する可能性も高いので、適度な記録線速度を保持するホールドモードを設けるようにしても良い。
【0025】
また、記録線速度が上がると、光ディスク1の反応が鈍くなる他、ゴミや面振れ、偏心等の影響で記録エラーが生じ易くなる。例えばROPCは記録中の反射光でALPCの目標レーザパワーを可変させるが、記録線速度が増加するにつれ、光ディスク1の反応が鈍くなり、反射光の変化が少なくなる。これでALPCを際限なく制御すると、レーザパワーが大きくなりすぎ、過大なパワーを与えてししまうおそれがある。これを防ぐために、反射光が規定値以上となった場合やALPCが最大パワーに達する前に、記録速度を減少させる制御を加える。同様に面振れ、偏心等で、トラッキング・フォーカスサーボが異常に振れる場合には、サーボ信号の低域成分が揺れるのでこれを検出する。この信号で記録速度を減少させる制御を行うことで、不良と思われる光ディスク1に対しても安定した書込みが実現できる。
【0026】
なお、この一連の記録速度可変シーケンスは、記録品位に影響を与えない時間で、即ち、各種サーボが乱れない一定時間で一巡するように実行される。
【0027】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、光ディスクへの記録動作に先立ち、光ディスクに対して複数の記録速度にてテスト記録を行って正常な記録品位が得られる光ディスクの最大記録速度を求めると共に、実際の記録動作時には、光ディスクを回転数一定に回転制御しつつ記録速度がこの最大記録速度に達したことを検出すると共に、光ディスクへの記録動作が正常に行なわれるかどうかを監視して、この検出結果及び監視結果に基づいて前記記録速度を所定値だけ低下させるようにしているので、環境変化等によって光ディスクの最適記録速度が変化した場合でも、記録速度を適応的に変化させて常に最適な記録速度で途切れのない記録を行なうことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。
【図2】同装置による光ディスク記録方法を示すフローチャートである。
【図3】OPC実行時の各記録線速度におけるβとC1エラーとの関係を示すグラフである。
【図4】OPC実行時の各記録線速度におけるβとエラー未発生フレーム数との関係を示すグラフである。
【図5】記録線速度と記録品位との関係を示すグラフである。
【図6】光ディスクの半径方向位置とスピンドル回転数及び記録線速度との関係を示すグラフである。
【図7】記録時間とバッファ残量及び記録線速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1…光ディスク、2…スピンドルモータ、3…周波数発生器、4…スピンドルサーボ回路、5…コントローラ、6…光ピックアップ、7…フィードサーボ回路、8…フィードモータ、9…RFアンプ、10…ウォブル検出回路、11…PLL回路、12…バッファ付きエンコーダ、13…ホストPC、14…記録ドライバ、15…ALPC回路、16…OPCデータ記憶部、17…ROPC回路、18…水晶発振器。

Claims (7)

  1. データを記録すべき光ディスクに対して複数の記録速度にてテスト記録を行って正常な記録品位が得られる前記光ディスクの最大記録速度を求めるステップと、
    前記光ディスクを回転数一定に回転制御しつつ前記光ディスクの記録線密度制御信号に応じてデータを記録するステップと、
    前記記録線密度制御信号から記録速度を求めるステップと、
    前記記録線密度制御信号から求められた記録速度が前記最大記録速度に達したことを検出するステップと、
    前記記録速度が前記最大線速度に達したことを検出すると前記データを記録するステップにおける回転数を所定値だけ低下させるステップと、
    前記光ディスクへの記録動作が正常に行われるかどうかを監視するステップと、
    この監視するステップで記録動作が正常に行われないことを検出したら前記データを記録するステップにおける記録速度を所定値だけ低下させるステップと
    を備えたことを特徴とする光ディスク記録方法。
  2. 前記光ディスクの記録動作が正常に行われるかどうかを監視するステップは、ホスト装置から転送される記録すべきデータを格納するバッファのデータ残量を監視するステップであることを特徴とする請求項1記載の光ディスク記録方法。
  3. 前記光ディスクの記録動作が正常に行われるかどうかを監視するステップは、記録レーザパワーが最大値に近づいたかどうかを監視するステップであることを特徴とする請求項1記載の光ディスク記録方法。
  4. 前記光ディスクの記録動作が正常に行われるかどうかを監視するステップは、記録レーザの前記光ディスクからの反射光の強度が所定値に達したかどうかを監視するステップであることを特徴とする請求項1記載の光ディスク記録方法。
  5. 前記光ディスクの記録動作が正常に行われるかどうかを監視するステップは、トラッキング及び/又はフォーカスサーボの異常な振れを監視するステップであることを特徴とする請求項1記載の光ディスク記録方法。
  6. データを記録すべき光ディスクを回転数一定に回転駆動する回転駆動手段と、
    前記回転駆動手段によって回転数一定に回転駆動されている前記光ディスクから記録線密度制御信号を検出する記録線密度制御信号検出手段と、
    前記記録線密度制御信号に応じてデータを記録する記録手段と、
    前記記録線密度制御信号から記録速度を求める記録速度検出手段と、
    前記記録手段が記録を行なっている一方で前記光ディスクの線速度が上限線速度に達したかを検出する上限線速度検出手段と、
    前記上限線速度に達したことが検出されたら、前記記録手段が記録を行なっている一方で前記回転駆動手段が回転数一定に回転駆動している回転数を所定値だけ低下させるサーボ手段と、
    前記光ディスクへの記録動作が正常に行なわれるかどうかを監視する監視手段とを備え、
    前記上限線速度は、データの記録に先立ってデータを記録すべき光ディスクに対して複数の記録速度にてテスト記録を行って前記光ディスクに正常な記録動作が可能な前記光ディスクの最大記録速度として求められると共に、前記記録手段が記録を行なっている一方で、前記監視手段が記録動作が正常に行われないことを検出したら前記サーボ手段は記録速度を所定値だけ低下させるものであることを特徴とする光ディスク記録装置。
  7. 前記監視手段は、ホスト装置から転送される記録すべきデータを格納するバッファのデータ残量、記録レーザパワーが最大値に近づいたかどうか、及び記録レーザの前記光ディスクからの反射光の強度が所定値に達したかどうかの少なくとも1つを監視して記録動作が正常に行なわれているかどうかを検出するものであることを特徴とする光ディスク記録装置。
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