CN1248201C - 光学信息记录方法以及再生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是，在具有可改写的多个信息记录层的光学信息记录媒体上良好地记录信息信号。预先对光盘(1)记录下确定与应记录的信息信号对应的记录脉冲波形的多种记录脉冲控制规则，在对光盘(1)记录时，在接近于光的入射侧的第2信息记录层(23)与离光的入射侧最远的第1信息记录层(21)相比，能够使因光束的聚集引起的记录层的温度随时间的变化更为急剧的冷却那样的记录脉冲进行信息记录。

Description

光学信息记录方 法以及再生装置
技术领域
本发明涉及具有多个信息记录层的光学信息记录媒体，在信息记录媒体上记录信息的光学信息记录方法以及光学上的信息记录再生装置。
背景技术
近年来，能够记录再生图像或者声音信号等的信息信号的光盘的开发非常盛行。尤其是，具有2层层叠信息记录层并使记录容量成为2倍的光盘作为DVD(数字通用光盘)，再生专用DVD光盘已经商品化。在具有这样多个信息记录层的光盘中，例如，像特开昭54-130902号公报中记载的那样，为了使有充分的光量通量到达从入射光源一侧看位于远处的记录层上，跟前的记录层要作成半透明的。
另一方面，相变型光盘是一种能够高密度记录信息的光盘媒体。对相变型光盘记录数据是通过将激光聚焦成直径1μm以下的束点照射到旋转的光盘上，使记录膜加热熔解而进行的。由于该记录激光的强弱不同，记录膜达到的温度及冷却过程不同，引起记录膜在晶态和无定形态之间的相变。
当激光强时(将它称之为峰值功率电平)，使记录膜加热到熔点以上发生熔融后由于急速冷却而进行无定形化。当激光处于中等强度时(将它称之为偏置功率电平)，由于记录膜保持在比结晶温度高比熔点低的状态，从而结晶化。将无定形化部分称为标记，将结晶化部分称为间隔。将这种在标记和间隔的长度上保持信息并记录数据的方法称为标记边缘记录方式。相变光盘中不论记录膜是无定形态还是结晶态，由于用激光的峰值功率电平都能使记录膜熔融而形成标记，所以用一个束点就能够同时进行旧数据的消除和新数据的记录，即，能够直接改写。
再生时，用不引起记录膜产生相变程度的弱的激光照射，用光电探测器检测出它的反射光的强度。由记录膜的材料及与保护层的结构，能够使无定形化的标记部分的反射率与结晶了的间隔部分的反射率一起变大，因此，检测出标记部分和间隔部分的反射光光通量之差就能够得到记录数据的再生信号。
有将这样的相变光盘应用于上述2层光盘的各种提案。例如，在特开2000-311346号公报中，提出了由于各记录层的记录层不同，对各记录层需要使激光的记录功率达到最佳化的方案。还有，在特开2000-260060号公报中，提出了由于应用结晶促进膜及光学上的增强膜，即使在跟前的记录层上不利用反射膜，也能够产生稳定的非晶质·晶体之间的变化，使记录信息成为可能的技术。
但是，在特开昭54-130902号公报中主要是再生专用的研讨，对于光透射、吸收、反射率这些在实用上十分有价值的可改写的媒体的研讨则不充分。在特开2000-311346号公报公布的技术中，对多个记录层使用同一图形的记录脉冲，只不过对每层使峰值功率最佳化而已。还有，在特开2000-260060号公报公布的技术中，由于光盘的结构复杂，存在生产工序增加的课题。
发明内容
本发明的目的是考虑以上各点以后，提供具有多个可改写的信息记录层、能够良好地记录信息信号的光学上的信息记录媒体，用于对光学上的信息记录媒体良好地记录信息信号的方法和装置。
为了达到上述目的，本发明的光学信息记录方法在具备N层(N是2以上的整数)具有因光束的聚集引起局部的温度变化而产生物理上的状态变化的记录层的信息记录层、且离上述光束的入射侧最远的上述信息记录层的放热特性比其他信息记录层高的光学信息记录媒体上，记录信息信号，该光学信息记录方法包括：从确定记录脉冲波形的多种记录脉冲控制规则中，选择与准备记录的信息记录层对应的记录脉冲控制规则的步骤；以及根据用已选择的记录脉冲控制规则确定的记录脉冲，通过调制上述光束的强度，对上述记录层记录信息信号的步骤，其特征在于：在上述N层的信息记录层中，设离入射侧最远的层为第1信息记录层，按照向接近入射侧的方面的顺序依次设为第2、…第N信息记录层，在对上述第2、…第N信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则与对上述第1信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则相比，在应用于对具有与第1信息记录层同一热特性的信息记录层记录的情况下，对应于在冷却时使记录层的温度变化更为陡峭的记录脉冲波形。
本发明的光学信息记录再生装置在具备N层(N是2以上的整数)具有因光束的聚集引起局部的温度变化而产生物理上的状态变化的记录层的信息记录层、且离上述光束的入射侧最远的上述信息记录层的放热特性比其他信息记录层高的光学信息记录媒体上，记录信息信号，该光学信息记录再生装置具备：从多种确定记录脉冲波形的记录脉冲控制规则中，选择与准备记录的信息记录层对应的记录脉冲控制规则的规则选择部；以及根据用已选择的记录脉冲控制规则确定的记录脉冲，通过照射调制了强度的光束，对上述记录层记录信息信号的光学记录部，其特征在于：在上述N层的信息记录层中，设离入射侧最远的层为第1信息记录层，按照向接近于入射侧的方面的顺序依次设为第2、…第N信息记录层，在对上述第2、…第N的信息记录层记录时，上述规则选择部与对上述第1信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则相比，在应用于对具有与第1信息记录层同一热特性的信息记录层记录的情况下，选择在冷却时因上述光束的聚集而使记录层的温度变化更为陡峭的记录脉冲控制规则。
附图说明
图1是示出应用本发明实施例的光学上的信息记录再生方法的光盘装置结构的方框图。
图2是示出在本发明的实施例中使用的光盘的叠层结构概要的半径方向的剖面图。
图3是关于本发明实施例中记录脉冲控制规则的说明图。
图4是示出本发明的实施例中的记录脉冲波形的其他例子的波形图。
图5是示出本发明的实施例中的记录脉冲波形的其他例子的波形图。
图6是示出在本发明的实施例中使用的光盘的叠层结构概要的半径方向的剖面图。
具体实施方式
以下，一边参照适当的附图一边详细说明本发明的实施例。此外，在以下的实施例中，作为光学上的信息记录媒体使用按照实际反射率的变化进行记录的相变型记录材料，举出具有2个信息记录层的光盘为例进行说明。
图1示出与本发明的一实施例相关的光盘装置的结构。该光盘装置19用光盘1进行信息的记录再生。光盘1具有第1信息记录层21及第2信息记录层23，在各信息记录层上形成信息轨道。通过光头4的激光照射进行数据的记录及再生。
光盘装置19具备：光头4、再生放大器5、再生信号处理电路6、聚焦控制电路7、跟踪控制电路8、系统控制器9、记录信号处理电路10、脉冲设定电路11及激光驱动电路12。
光头4由图中未示出的半导体激光器及物镜将再生强度的激光照射到光盘1的第1或者第2信息记录层上。光头4还接收从光盘1反射的激光。
再生放大器5将从光头4输出的光检测信号放大作为再生信号输出。再生信号处理电路6对于从再生放大器5给予的再生信号进行波形均值化、2值化、同步、解调、译码等，作为图像、声音或者计算机数据等的数字数据向外部的主计算机14输出，或者通过图中未示出的DA转换器作为模拟图像声音信号向外部输出。
聚焦控制电路7将从光头4照射的激光光点位置控制到第1信息记录层21或者第2信息记录层23上，跟踪控制电路8将光点位置控制到信息轨道上。
记录信号处理电路10接收来自主计算机14的图像、声音或者计算机数据等记录数据，实施编码及调制，作为2值化数据输出。脉冲设定电路11根据所要求的转换规则将2值化的数据转换成记录脉冲输出。激光驱动电路12根据接收到的记录脉冲向光头4的半导体激光器输出驱动电流，从光头4照射记录强度的激光。
系统控制器9与从再生信号处理电路输出的再生数据得到示出激光光点现在位置的地址信息的同时，向聚焦控制电路7及跟踪控制电路8输出控制信号，使得激光光点位于所要求的信息记录层的信息轨道上。还有，向激光驱动电路12输出控制信号，使得光头4以再生用或者记录用的光强度照射激光。进而，向脉冲设定电路11输出控制信号，以便根据信息记录层的种类而选择不同的变换规则。
主计算机14位于光盘装置19的外部，进行数字图形声音数据及计算机数据等的信息信号及控制数据的输入输出。
图2是示出在本发明的实施例中使用的光盘1的叠层结构概要的半径方向的剖面图。在该光盘上具备2个信息记录层。如该图所示，在光盘中的支撑基板20上，依次叠层第1信息记录层21、光学隔离层22、第2信息记录层23及光透过层24。光学隔离层22夹在2个信息记录层21、23的中间，信息记录层21、23分别由多个光学薄膜构成，信息就记录在这些信息记录层上。
第1信息记录层21是依次层叠第1反射层25、保护层26、界面层27、第1记录层28、界面层29、保护层30的信息记录层。还有，第2信息记录层23是依次层叠第2反射层31、保护层32、界面层33、第2记录层34、界面层35及保护层36的信息记录层。使进行记录及再生的激光从光透过层24一侧入射。
支撑基板20由聚碳酸酯、PMMA等的树脂板、紫外线固化树脂、玻璃板或者透明的无机材料等构成，基板的表面用螺旋状或者同心圆状的连续槽(导向槽，轨道)覆盖。在支撑基板20上形成第1信息记录层21后，用2P法形成表面以螺旋状或者同心圆状覆盖了的连续槽(导向槽，轨道)的光学隔离层22，进而，在它的上面形成第2信息记录层23。然后，用旋转涂敷法或者树脂片等形成光透过层24。
保护层26、30、32、36的材料希望是物理上的·化学的性能稳定的材料，即，与应用于第1记录层28及第2记录层34的材料相比，它的熔点及软化温度高，而且，它不与记录层材料形成固溶体。例如，保护层由AI2O3、SiOx、Ta2O5、MoO3、WO3、ZrO2、ZnS、AlNx、BN、SiNx、TiN、ZrN、PbF2、MgF2等的电介质或者这些材料的适当的组合构成。还有，当用不同的材料形成保护层26、30及保护层32、36时，具有热学上的及光学上的光盘设计的自由度大的优点。当然，也可以用同一的材料形成。
界面层27、29、33、35是为了抑制构成它的相邻的两个层的元素的相互扩散而设置的氮化物或者碳化物的薄膜，例如，用通式X-N，X-O-N表示的材料。但是，虽然希望X是包含Ge、Cr、Si、Al、Te中的至少一种元素的材料，但不是必须的。由于设置了该界面层，抑制了构成第1及/或第2记录层28、34的元素和构成保护层26、30、32、36的电介质层的元素间的相互扩散，提高了记录消除的重复特性。关于界面层的效果，例如，在特开平4-52188号公报等中有详细的记载。
第1记录层28和第2记录层34的材料只要是引起在结晶态与非晶态之间结构变化的物质即可，例如，它们是以Te、In或者Se等为主成分的相变材料。作为熟知的相变材料的主成分可以举出：Te-Sb-Ge、Te-Ge、Te-Ge-Sn、Te-Ge-Sn-Au、Sb-Se、Sb-Te、Sb-Se-Te、In-Te、In-Se、In-Se-Te、In-Sb、In-Sb-Se、In-Se-Te等。这些第1及第2记录层28及34通常以非晶态成膜，吸收激光等的能量而结晶化，光学常数(折射率，衰减系数)发生变化。
光学隔离层22是配置在第1信息记录层21与第2信息记录层23之间的中间层，当分别使第1信息记录层和第2信息记录层再生的情况下，这是为了将来自其他信息层的再生信号的影响减小到可以忽略程度而设置的。光学隔离层22的厚度通常是10μm以上、50μm以下，希望是在20μm以上、40μm以下。供光学隔离层22用的材料只要是相对于为了对第1信息记录层21记录·再生信号而照射的激光的波长透明的材料即可。这些材料例如是环氧类的紫外线固化树脂等或者光盘贴合用的薄片状的两面胶带等。
第1反射层25及第2反射层31由Au、Al、Ni、Fe、Cr、Ag等的金属元素或者这些金属的合金构成。由于第1反射层25起到提高向第1记录层28的光吸收效率的作用，希望具备这样的反射层。虽然为了确保第2信息记录层23的再生信号用的光通量希望具备第2反射层31，但是，为了能够对第1信息记录层21记录再生，必须部分地透过激光。虽然没有该第2反射层31也可以，但是，在那种情况下，必须选择剩余层的材料和厚度，使得能够从第2信息记录层得到充分的反射光。
形成上述第1记录层28、第2记录层34、保护层26、30、32、36、界面层27、29、33、35、第1反射层25、第2反射层31等各层的方法，通常应用电子束蒸镀法、溅射法、离子镀法、CVD法、激光溅射法等。
其次，返回到图1说明上述那样构成的光盘装置19的工作。
首先，当装入光盘1时，主计算机14就将示出再生模式的指令送入系统控制器9中。系统控制器9与示出再生模式指令对应地将控制信号输出到图中未示出的主轴电动机、聚焦控制电路7、跟踪控制电路8及激光驱动电路12。在主轴电动机使光盘1旋转后，激光驱动电路12成为再生模式，从光头4照射恒定的再生功率电平的激光。系统控制器9还向图中未示出的移送电动机发送控制信号，在半径方向上使光头4移动，使得束点来到光盘1的控制数据区上。
其次，进行束点的焦点方向(聚焦方向)的位置控制。即，聚焦控制电路7根据来自系统控制器9的控制信号选择第1或者第2信息记录层，使束点移动到它的上面。然后，由跟踪控制电路8进行光盘半径方向(跟踪方向)的位置控制。由于束点的聚焦方向的位置控制由非点像差法等一般的聚焦控制实现，跟踪方向的位置控制由推挽法等一般的跟踪控制法实现为前提，故省去了各自的说明。由这些位置控制，使束点追踪信息轨道成为可能。
在控制数据区上利用凹凸坑、导向槽的曲折行进或者无定形记录标记的状态预先存储关于对各个信息记录层最合适的记录脉冲波形的记录脉冲控制规则信息，由这些调制的激光返回到光头4上。所谓的记录脉冲控制规则是与应被记录的2值化数据的位1或者位0的持续区间的长度对应地为了对信息轨道写入规定长度的记录标记，确定记录脉冲的个数、高度、宽度或者输出时序的规则，也称作记录战略。存储在各信息记录层的控制数据区的记录脉冲控制规则信息可以是适合于该信息记录层的记录脉冲控制规则本身，也可以是用于指定适合于该信息记录层的记录脉冲控制规则的编号等。在后者的情况下，将加了编号的记录脉冲控制规则预先存储到光头装置19中，在记录时，从存储于光盘装置19中的记录脉冲控制规则中选择与从准备记录的信息记录层的控制数据区读出的记录脉冲控制规则信息对应的记录脉冲控制规则。另外，在各信息记录层的控制数据区可存储适合于对该信息记录层记录的至少一种记录脉冲控制规则的信息。
返回到光头4的激光在光头4的光探测器上被接收并转换成电信号，该信号由再生放大器5放大后，作为再生信号输出到再生信号处理电路6中。再生信号处理电路6将模拟的再生信号进行波形均值化、2值化、同步、解调、译码等，抽出控制数据输出到系统控制器9中。系统控制器9以得到的控制数据为基础从光盘装置19的半导体存储器等读出上述的记录脉冲控制规则，向脉冲设定电路11送出记录脉冲控制规则。
这里，参照图3说明在本实施例中的记录脉冲控制规则。在该图中，(a)是用2值示出的输入到脉冲设定电路11的记录数据的波形图，成为Hi电平和Lo电平的2值。后面将叙述，在光盘上规定用标记表示Hi电平的区间，用间隔表示Lo电平的区间。(b)是脉冲设定电路11输出的记录脉冲的波形图，单一或者多个短脉冲列对应于一个记录标记。间隔的区间保持在与强度Pb(称为偏置功率)对应的电平上。其次，在对应于各标记的脉冲列中，将最初的强度Pp(称为峰值功率)的脉冲称为第一脉冲，将剩余的梳状脉冲(强度Pp)称为子脉冲，将跟在最后的子脉冲之后的强度Pc(称为冷却功率)的脉冲称为冷却脉冲。子脉冲间虽然保持在强度Pbo(称为底部功率电平)，但这里设定与偏置功率Pb相等。(c)是从正上方看的在记录层上形成的记录标记的原理图。
还有，在该图中左侧是对第1信息记录层21记录信息信号的情况，右侧是对第2信息记录层23记录信息信号的情况。对同一2值化数据的记录脉冲控制规则在两者中是不同的，后者与前者相比，在记录时记录层的材料由激光加热成为高温后，波形成为温度急剧下降那样的记录脉冲波形。即，在该图(b)中，在左侧的波形(记录波形A)中发光强度在偏置功率(Pb)与比Pb高的峰值功率(Pp)之间切换，而在右侧(记录波形B)，在最初的脉冲或短脉冲列的最后添加比Pb更低的以冷却功率(Pc)发光的区间。将它称之为冷却脉冲。因此，由于照射功率紧接在强度Pp之后降低到强度Pc，与仅仅降低到强度Pb的左侧的波形相比，温度急速地从高温状态降低。
记录脉冲控制规则如此不同的理由如下。在具有多个信息记录层的光盘中，为了从激光的入射侧看使光到达里面的信息记录层，跟前的信息记录层必须是半透明的。为此，通常，必须将跟前的信息记录层的反射层及记录层减薄，或者去除。但是，反射层不仅是反射激光，而且具有作为散热片使高温化的记录层急速地返回到常温的作用。因此，在将反射层减薄或者去除的状态下，信息记录层整体的散热特性降低。另一方面，由于里面的信息记录层没有必要作成半透明的，能够增厚反射层，能够使散热效果充分大。
为此，在本实施例中，在第1信息记录层和第2信息记录层中假定使记录脉冲控制规则不同，而且，与前者相比在后者中的记录脉冲在紧接着强度Pp的脉冲之后使发光强度大幅度减少。因此，能够补偿第2信息记录层本身的低的散热特性，使两者在记录时的冷却速度成为实质上同等的速度，即使使用同一的记录层材料及层结构，在两方的信息记录层中能够形成相同的记录标记。在斟酌了形成记录标记所必要的冷却速度和第2信息记录层的热特性之后预先决定发光强度Pc。
这里，说明光盘装置19对光盘1记录信息时的工作。系统控制器9使光头4移动，使得束点到达设置在光盘1中打算记录的信息记录层的记录学习区的轨道。其次，向记录信号处理电路10及脉冲设定电路11传送控制信号，使其输出记录学习用的测试图形数据。基于来自激光驱动电路12的驱动脉冲，光头4发射在各功率电平之间受到调制的激光，在记录层上记录与测试图形对应的标记。测试图形的记录结束时，系统控制器9转移到再生模式，将控制信号送到激光驱动电路12上，光头4使照射的激光的强度下降到再生功率电平。然后，控制光头4的调节器，使束点返回到在记录层上记录的测试图形的位置。对记录了的测试图形照射的激光由测试图形调制后返回到光头4，在光探测器上被接收并作为再生信号输出。再生信号处理电路6对用再生放大器5放大了的再生信号进行波形均值化、2值化、同步、解调、译码等。同时，再生信号处理电路6测量再生信号的调制系数、误码率、同步跳动或者边沿漂移等。一边改变发光强度Pp或Pb，一边重复以上的测试图形的记录和再生，一旦调制系数、误码率或跳动变为所期望的阈值以下，系统控制器9就使记录学习工序结束。
这时，脉冲设定电路11在各信息记录层的学习工序中进行最初的试写时，根据从该信息记录层的控制数据区读出的记录脉冲控制规则信息而应用选择的记录脉冲控制规则。当在第2信息记录层23中学习时，使用了其记录层中的温度变化比第1信息记录层21变得更加急剧冷却那样的记录脉冲控制规则。还有，当第2信息记录层23中的记录学习的结果，调制系数、误码率及跳动等测量对象不纳入容许范围的情况下，可以从多条记录脉冲控制规则中选择更加急剧冷却的记录脉冲控制规则再进行记录学习，也可以一开始就从最急剧冷却的记录脉冲控制规则起按顺序反复学习。还有，如果不仅微调整光束的照射功率，而且根据作为目标的标记的长度微调整各记录脉冲的边沿位置等，进行记录脉冲波形的时间轴方向的学习(即如果也进行Tp、Ts等参数方面的学习)，则更能提高记录信号的品质。还有，也可以进行均衡器等再生信号处理电路的频率特性的最佳化。
这样做决定了记录的激光强度后，就转移到信息信号的记录模式上。系统控制器9在向记录信号处理电路10、脉冲设定电路11及激光驱动电路12告知是信息信号的记录模式的同时，使束点移动到准备记录的信息记录层的信息信号区。当束点的位置控制结束后，从主计算机14输出的应记录的信息，例如，数字化了的图像声音数据或者计算机数据等的信息信号经记录信号处理电路10、脉冲设定电路11，作为多脉冲化了的调制数据送到激光驱动电路12。激光驱动电路12使激光从光头4发出，在光盘1上形成适当长度的记录标记。
另一方面，信息信号的再生过程如下所述。照射到光盘1的激光接受由记录标记调制后返回到光头4上，经再生放大器5被送到再生信号处理电路6。再生信号处理电路6实施波形均值化、2值化、同步、解调、误差修正，作为再生数据输出到主计算机14上。
其次，实际上使用图1的装置对图2的光盘记录信息信号，并将该信息信号再生。用于记录和再生的激光是波长400nm的GaN系半导体激光器，光头4的物镜的NA定为0.85。信息信号用8-16，RLL(2、10)的调制方式调制并记录。跳动是在将再生信号2值化后，测量与再生PLL的时钟信号的差，将该差值与基准时钟周期之比用百分比表示。在跳动的测量中使用横河电机(株)的TA520。关于跳动的容许值，例如，在DVD规格中是9％以下，在本实施例中也将这个值作为可容许的跳动值的标准。基准时钟周期T是13.6nsec，记录及再生的线速度是5.0m/s，最短的记录标记节距是0.20μm。光盘的制作工序如下。支撑基板20使用直径120mm、厚1.1mm的聚碳酸酯板，在表面上形成螺旋状的宽度0.22μm，节距0.32μm，深度22nm的沟槽。通过依次形成由AgPdCu构成的100nm的第1反射层25，由ZnS-SiO2构成的15nm的保护层26，由GeN构成的5nm的界面层27，由GeSbTe构成的12nm的第1记录层28，由GeN构成的5nm的界面层29，由ZnS-SiO2构成的60nm的保护层30，在该支撑基板20的表面上形成第1信息记录层21。其次，通过激光照射使第1记录层28从无定形态变化到结晶态并初始化后，形成复制了与支撑基板20同样的沟槽形状的光学隔离层22。进而，顺序形成由AgPdCu构成的6nm的第2反射层31，由ZnS-SiO2构成的12nm的保护层32，由GeN构成的5nm的界面层33，由GeSbTe构成的6nm的第2记录层34，由GeN构成的5nm的界面层35，由ZnS-SiO2构成的45nm的保护层36，作为第2信息记录层23。在成膜后，通过激光照射第2记录层34，使之由无定形态变化到结晶态并进行初始化。最后用紫外线固化树脂粘结由聚碳酸酯板构成的光透过层24。粘结部和光透过层24的厚度合计定为85μm，光学隔离层22的厚度定为30μm。在本实施例的光盘1中，Pp、Pb、Pc对第1及第2信息记录层能分别用约10、4、4mW及8、4、0.6mW改写信号，再生功率约为0.6mW。在上述结构的光盘中，第1信息记录层21的反射率约为20％，第2信息记录层23的反射率和透射率以分别约6％和约50％为宜。因而，通过第2信息记录层23而得到的第1信息记录层21的有效反射率约为5％。
(表1)是在以上的条件下，使信息信号记录后再生时的各信息记录层的再生信号跳动的测量值。在第2信息记录层23中，即使使用图3所示的记录波形A也不能得到9％以下的跳动值，而在使用记录波形B的情况下能够得到9％以下的良好的跳动值。与此相对照，在第1信息记录层21中，如使用记录波形A则得到9％以下的跳动值，如使用记录波形B则表示出比它高的跳动值。
                    [表1]
  第1信息记录层   第2信息记录层
  记录波形A   8.8％   11.5％
  记录波形B   9.5％   8.9％
图4及图5是示出本发明的实施例中的记录脉冲波形的其他例子的波形图。在这些图中，(a)示出对应于最短的记录标记的记录脉冲，(b)示出对应于较长的记录标记的记录脉冲。从C到I的列分别是基于不同的记录脉冲控制规则情况下的记录脉冲。这些记录脉冲与图3所示的记录脉冲A相比，在对第1信息记录层使用的情况下，全部都是能够成为更急剧冷却那样设计的。
首先，由于波形C将图3的记录脉冲波形B的子脉冲间隔降低到比偏置功率电平Pb低的Pc，是比波形B更急剧冷却的记录脉冲波形。这里，将初始脉冲及冷却脉冲的长度(时间)分别设为Tp及Tc，将子脉冲及子脉冲间隔的长度(时间)分别设为Ts及Tb。激光照射强度即脉冲高度在初始脉冲及子脉冲中是Pp1，在冷却脉冲及子脉冲间隔中是Pc，在其他的区间是Pb。在波形D中，Tp及Ts比图3的记录脉冲波形A短，而且，那些脉冲的高度Pp2比波形A的峰值功率电平Pp1高。Tb比波形A加长，也助长了冷却效果。由于考虑波形C及波形D与波形A相比记录膜在熔融后温度降低更为急剧，通过分别将这些波形应用于第2信息记录层23，将波形A应用于第1信息记录层21，对于任何一层都能够良好地记录信息信号。
其次，图4的波形E与波形C相比Tc变长。还有，波形F的冷却脉冲高度Pc及底部脉冲高度Pbo比波形C低。此外，在图5中波形G与波形C相比初始脉冲变窄。波形H除紧接在初始脉冲之后的底部脉冲的长度变长以外，与波形G相同。波形I将波形D的子脉冲间降低到Pc，而且，添加冷却脉冲。以上的波形E、F、G、H及I与波形C相比全都是能够更急速地使记录膜冷却那样的波形。因此，也可以将波形C应用于第1信息记录层21，将波形E、F、G、H或者I应用于第2信息记录层23。进而，也可以从这些波形中选择冷却效果不同的波形，将能够更急速地冷却的脉冲使用于第2信息记录层23。在这种情况下，由于在第1信息记录层21上也能够应用热传导效率较低的记录材料或者层结构，增加了光盘1的设计自由度。
表2示出在光盘1的控制数据区上应存储的记录脉冲控制规则信息的一个例子。在该表中示出了应在第1及第2信息记录层21、23中分别使用的记录脉冲的具体的参数。在该表中，Pp、Pb、Pc、Tp、Ts、Tb及Tc与从图3到图5所示的符号是相同的东西。Pp、Pb及Pc的列的数字是记录脉冲的高度，是以mW为单位的激光的功率，Tp、Ts、Tb及Tc是记录脉冲的宽度，以nsec为单位。在该表中，对第1信息记录层使用以表中的参数表示的记录脉冲波形，即，使用波形A表示，对第2信息记录层使用以表中的参数表示的记录脉冲波形，即，使用波形B表示。表3是记录脉冲控制规则信息的其它的例子。在该表中，对第1信息记录层使用表中的参数表示的记录脉冲波形，即，使用波形G表示，对第2信息记录层使用以表中的参数表示的记录脉冲波形，即，使用波形I表示。此外，Tp、Ts、Tb及Tc不仅用脉冲宽度的绝对值表示，也可以用基准时钟周期的倍数形式(例如：1T，0.5T等)表示。
还有，代替像表2中那样将记录脉冲的各种参数本身作为记录脉冲控制规则信息存储在光盘1的控制数据区，也可以预先在每个记录脉冲波形上标以特有的序号，在光盘装置19的存储器上存储下哪样的波形与该序号相对应，在控制数据区上仅仅存储波形序号即可。
[表2]
Pp Pb Pc Tp Ts Tb Tc
 第1信息记录层   10   4   4   13.6   6.8   6.8   0
 第2信息记录层   10   4   0.6   13.6   6.8   6.8   13.6
[表3]
Pp Pb Pc Tp Ts Tb Tc
 第1信息记录层   10   4   0.6   6.8   6.8   6.8   6.8
 第2信息记录层   10   4   0.6   6.1   5.4   7.5   9.6
如上所述，在本实施例中，对2个信息记录层切换激光的发光脉冲，由于对散热性低的第2信息记录层的记录膜选择更急剧冷却的发光脉冲，能够对具有2个信息记录层的光盘良好地形成记录标记。因此，提高了2层光盘的记录品质。
此外，在本实施例中，虽然就光盘的结构而言，如图2所示那样就第1及第2信息记录层中反射层的厚度不同的情况进行了说明，但是，当然不限于此。例如，为了提高第2信息记录层23中的透射率，可以是去除掉第2反射层31本身的结构，也可以是在厚度相同的条件下改变第2反射层31的材料而成为半透明的结构。
还有，记录脉冲控制规则也不限定于图3～图4所示的记录脉冲控制规则，而是存在2种记录脉冲控制规则，而且，只要是一方比另一方在记录层内的温度上升到熔融温度后急速地下降那样的记录脉冲波形即可。
还有，在上述实施例中，在各信息记录层的控制数据区内示出了存储有各自的层的记录脉冲控制规则信息的例子，但是，在一个信息记录层的控制数据区，也可以存储全部信息记录层的记录脉冲控制规则信息。此时，通过1次存取就有能够得到对全部的信息记录层的记录脉冲控制规则信息这样的效果。
进而，虽然就本实施例的具备2个信息记录层的光盘的情况进行了说明，但是即使在具有3个以上的信息记录层的情况下，基本的考虑方法也与前者相同。即，在有3个以上信息记录层的情况下，在离激光的入射侧最远的层以外透射率必须增大。因此，如前所述，由于反射层必须减薄，结果散热特性降低。因此，与用于离激光入射侧最远的信息记录层的记录脉冲相比，只要对用于除最远层以外的层的记录脉冲选择更加急剧冷却那样的记录脉冲波形，就能够对全部的信息记录层良好记录地信息信号。
图6是它的一个例子，示出了具有4个信息记录层的光盘。在图6中，在支撑基板20上，依次层叠第1信息记录层21、第1光学隔离层39、第2信息记录层23、第2光学隔离层40、第3信息记录层41、第3光学隔离层42、第4信息记录层43及光透过层24。将光学隔离层39、40及42夹在中间而设置的4个信息记录层21、23、41及43分别由多个光学薄膜构成，第1信息记录层21由依次层叠第1反射层25、保护层26、界面层27、第1记录层28、界面层29、保护层30构成。还有，第2信息记录层23由依次层叠第2反射层31、保护层32、界面层33、第2记录层34、界面层35及保护层36构成。进而，第3信息记录层41由依次层叠第3反射层44、保护层45、界面层46、第3记录层47、界面层48及保护层49构成。还有，第4信息记录层43由依次层叠第4反射层50、保护层51、界面层52、第4记录层53、界面层54及保护层55构成。使进行记录与再生的激光从光透过层24一侧入射。
在该图所示的4层结构中，由于必须使激光通过3个信息记录层42、40、39入射到从入射侧看最里面的信息记录层21中，信息记录层的透射率必须比位于其紧前面的信息记录层要大。还有，希望来自各信息记录层的反射光实质上相等。为此，越是里面的信息记录层其反射率必须越高。在图2的结构中，虽然第2反射层31及第2记录层34的厚度都设定为6nm，但在图6的结构中，在第3信息记录层41中，第3反射层44和第3记录层47中的任意一层比它更薄，例如可考虑将第3记录层47设定为3nm以提高透射率那样的结构。还有，虽然牺牲了冷却特性，但是也考虑过去除掉第3或者第4反射层以提高透射率那样的结构。这样，希望反射层和记录层的厚度越往里层越厚，越往跟前越薄。因此，由于越往跟前的层散热特性越降低，需要使用更陡峭的记录脉冲。作为一个例子，在波形I中，如脉冲宽度Tp、Ts越靠近跟前的层越窄，或者峰值功率Pp2越靠近跟前的层越高即可。因此，由于记录时的光强度变化成为陡峭的，即使在跟前的层中也能够在记录层中得到充分的冷却速度，能够形成充分大的记录标记。
此外，与其他的信息记录层相比，第1信息记录层的热特性与其他层有大的不同，在第2、第3及第4信息记录层的热特性相互间差别不大的情况下，与用于第1信息记录层的记录脉冲相比，在使用激光强度变化更陡峭的记录脉冲的限度内，在后3个信息记录层中使用的记录脉冲即使实质上相同的也没有关系。
按照本发明，根据信息记录层选择记录脉冲控制规则，由于对散热性低的信息记录层选择更急剧冷却那样的记录脉冲，能够对具有多个信息记录层的光信息记录媒体良好地记录信息信号。

Claims (28)

1.一种光学信息记录方法，在具备N层(N是2以上的整数)具有因光束的聚集引起局部的温度变化而产生物理上的状态变化的记录层的信息记录层、且离上述光束的入射侧最远的上述信息记录层的放热特性比其他信息记录层高的光学信息记录媒体上，记录信息信号，其方法的特征在于：
包括：
从确定记录脉冲波形的多种记录脉冲控制规则中，选择与准备记录的信息记录层对应的记录脉冲控制规则的步骤；以及
根据用已选择的记录脉冲控制规则确定的记录脉冲，通过调制上述光束的强度，对上述记录层记录信息信号的步骤，
在上述N层的信息记录层中，设离入射侧最远的层为第1信息记录层，按照向接近于入射侧的方面的顺序依次设为第2、...第N信息记录层，在对上述第2、...第N信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则与对上述第1信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则相比，在应用于对具有与第1信息记录层同一热特性的信息记录层记录的情况下，对应于在冷却时使记录层的温度变化更为陡峭的记录脉冲波形。
2.如权利要求1所述的光学信息记录方法，其特征在于：
信息信号在上述记录层上用标记区间及间隔区间的长度表示，
上述记录脉冲控制规则是用于记录规定长度的标记的、确定记录脉冲的个数、高度、宽度或者输出时序的规则。
3.如权利要求2所述的光学信息记录方法，其特征在于：
对应于同一信息信号的标记在各信息记录层中用大体相等的形状记录。
4.如权利要求1所述的光学信息记录方法，其特征在于：
作为上述光学信息记录媒体，使用由引起记录层在无定形与结晶之间的状态变化的相变型材料形成的媒体。
5.如权利要求1所述的光学信息记录方法，其特征在于：
上述光学信息记录媒体上的上述第2、...第N信息记录层部分地透过光束。
6.如权利要求4所述的光学信息记录方法，其特征在于：
上述多种记录脉冲控制规则中至少有一种在满足使记录层熔融的峰值功率电平、满足使记录层结晶化的偏置功率电平与比上述2个功率电平低的冷却功率电平之间与调制标记区间中的光束的强度的记录脉冲波形对应，
与上述冷却功率电平对应的脉冲至少配置在紧接上述峰值功率电平及偏置功率电平的脉冲列之后。
7.如权利要求6所述的光学信息记录方法，其特征在于：
上述多种记录脉冲控制规则中至少有一种是在上述峰值功率电平、偏置功率电平、冷却功率电平与底部功率电平之间调制标记区间中的光束强度的记录脉冲波形，在标记区间的至少一部分中，与在上述峰值功率电平与上述底部功率电平之间交互切换光束的强度的记录脉冲波形对应。
8.如权利要求6所述的光学信息记录方法，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与具有比用于第1信息记录层的记录脉冲波形的冷却功率电平的区间长的冷却功率电平区间的记录脉冲波形对应。
9.如权利要求6所述的光学信息记录方法，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与具有比用于第1信息记录层的记录脉冲波形的冷却功率电平低的冷却功率电平的记录脉冲波形对应。
10.如权利要求7所述的光学信息记录方法，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与底部功率电平的区间的长度的总和比用于第1信息记录层的记录脉冲波形的底部功率电平区间的长度总和长的记录脉冲波形对应。
11.如权利要求7所述的光学信息记录方法，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与具有比用于第1信息记录层的记录脉冲波形中的底部功率电平低的底部功率电平的记录脉冲波形对应。
12.如权利要求6所述的光学上的信息记录方法，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与具有比用于第1信息记录层的记录脉冲波形中的峰值功率电平区间短的峰值功率电平区间的记录脉冲波形对应。
13.如权利要求7所述的光学信息记录方法，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种是对规定的标记具有多个底部功率电平区间的记录脉冲波形，在标记区间中的最初的底部功率电平区间与比在对第1信息记录层记录上述规定的标记时使用的记录脉冲中的最初的底部功率电平区间长的记录脉冲波形对应。
14.如权利要求1至13的任意一项所述的光学信息记录方法，其特征在于：
还包括决定记录信息信号用的光束的最合适的强度的学习步骤，
在对第2、...第N的信息记录层记录时，在上述学习步骤中，从多种记录脉冲控制规则中优先选出冷却时记录层中的温度变化更为急剧的记录脉冲控制规则，根据所选择的记录脉冲控制规则进行试写。
15.一种光学信息记录再生装置，在具备N层(N是2以上的整数)具有因光束的聚集引起局部的温度变化而产生物理上的状态变化的记录层的信息记录层、且离上述光束的入射侧最远的上述信息记录层的放热特性比其他信息记录层高的光学信息记录媒体上，记录信息信号，其特征在于：
具备：
从确定记录脉冲波形的多种记录脉冲控制规则中，选择与准备记录的信息记录层对应的记录脉冲控制规则的规则选择部；以及
根据用已选择的记录脉冲控制规则确定的记录脉冲，通过照射对强度进行了调制的光束，对上述光学信息记录媒体记录信息信号的光学记录部，
在上述N层的信息记录层中，设离入射侧最远的层为第1信息记录层，按照向接近于入射侧的方面的顺序依次设为第2、...第N信息记录层，在对上述第2、...第N信息记录层记录时，与对上述第1信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则相比，当应用于对具有与上述第1信息记录层同一热特性的信息记录层记录的情况下，上述规则选择部选择在冷却时使因上述光束的聚集引起的记录层的温度变化更为急剧的记录脉冲控制规则。
16.如权利要求15所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
信息信号用在光学信息记录媒体上的标记区间及间隔区间的长度表示，
上述记录脉冲控制规则是用于记录规定长度的标记的、确定记录脉冲的个数、高度、宽度或者输出时序的规则。
17.如权利要求16所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
对应于同一的信息信号的标记在各信息记录层中用大体相等的形状记录。
18.如权利要求15所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
作为上述光学信息记录媒体，使用由引起记录层在无定形与结晶之间的状态变化的相变型材料形成的媒体。
19.如权利要求15所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
上述光学信息记录媒体上的上述第2、...第N的信息记录层部分地透过光束。
20.如权利要求18所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
上述多种的记录脉冲控制规则中至少有一种在满足使记录层熔融的峰值功率电平、满足使记录层结晶化的偏置功率电平与比上述2个功率电平低的冷却功率电平之间与调制标记区间中的光束的强度的记录脉冲波形对应，
与上述冷却功率电平对应的脉冲至少配置在紧接上述峰值功率电平及偏置功率电平的脉冲列之后。
21.如权利要求20所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
上述多种记录脉冲控制规则中至少有一种是在上述峰值功率电平、偏置功率电平、冷却功率电平与底部功率电平之间调制标记区间中的光束的强度的记录脉冲波形，在标记区间的至少一部分中，与在上述峰值功率电平与上述底部功率电平之间交互切换光束强度的记录脉冲波形对应。
22.如权利要求20所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与具有比用于第1信息记录层的记录脉冲波形的冷却功率电平的区间长的冷却功率电平区间的记录脉冲波形对应。
23.如权利要求20所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与具有比用于第1信息记录层的记录脉冲波形的冷却功率电平低的冷却功率电平的记录脉冲波形对应。
24.如权利要求21所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与底部功率电平的区间的长度总和比用于第1信息记录层的记录脉冲波形的底部功率电平区间的长度总和长的记录脉冲波形对应。
25.如权利要求21所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与具有比用于第1信息记录层的记录脉冲波形中的底部功率电平低的底部功率电平的记录脉冲波形对应。
26.如权利要求20所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种与具有比用于第1信息记录层的记录脉冲波形中的峰值功率电平区间短的峰值功率电平区间的记录脉冲波形对应。
27.如权利要求21所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
在对第2、...第N的信息记录层记录时所选择的记录脉冲控制规则的至少一种是对规定的标记具有多个底部功率电平区间的记录脉冲波形，在标记区间中的最初的底部功率电平区间与比在对第1信息记录层记录上述规定的标记时使用的记录脉冲中的最初的底部功率电平区间长的记录脉冲波形对应。
28.如权利要求15至27的任意一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
还包括决定记录信息信号用的光束的最合适的强度的学习部，
在对第2、...第N的信息记录层记录时，在上述学习部中，从多种记录脉冲控制规则中优先选出冷却时记录层中的温度变化更为急剧的记录脉冲控制规则，根据所选择的记录脉冲控制规则进行试写。
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