DE60300226T2

DE60300226T2 - Verfahren und Gerät zur optischen Datenaufzeichnung

Info

Publication number: DE60300226T2
Application number: DE60300226T
Authority: DE
Inventors: Masaki Sagamihara-shi Kato; Shinya Yokohama-shi Narumi; Katsuyuki Zama-shi Yamada
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: DE60300226D1; JP3771859B2; JP2003288722A; US7496021B2; EP1349154A1; EP1349154B1; US20060203678A1; US7075871B2; US20030214888A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten auf Aufzeichnungsmedien mit Phasenänderung wie etwa CD-RW, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+DW und dergleichen.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Optische Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnungsmedien erfreuen sich in letzter Zeit einer hohen Nachfrage und werden dies auch in Zukunft tun. Insbesondere sind Anstrengungen unternommen worden, die Geschwindigkeit von plattenförmigen optischen Aufzeichnungsmedien zu erhöhen, da die Aufzeichnungs- und Wiedergabegeschwindigkeit dieser Art von optischen Platten durch Steigern ihrer Umdrehungsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Unter den optischen Platten weisen jene, die optische Aufzeichnungsmedien verwenden, einfache Aufzeichnungsmechanismen auf, da sie in der Lage sind, lediglich durch Modulieren der Intensität des bestrahlenden Lichtes aufzuzeichnen, weshalb es möglich ist, die Preise dieser Medien und Aufzeichnungsvorrichtungen zu senken. Zum anderen ist bei dieser Art von Vorrichtungen, weil die Reproduktion ebenfalls durch Modulieren der Intensität des bestrahlenden Lichtes erreicht wird, eine hohe Kompatibilität mit Nur-Lese-Medien garantiert. Als Ergebnis der obigen Fakten sind optische Platten weit verbreitet, wobei neben der größeren Kapazität von elektronischen Informationen ferner optische Platten mit einer höheren Dichte und einer höheren Geschwindigkeit gefordert werden.
Unter den durch Lichtintensitätsmodulation aufzeichnungsfähigen optischen Platten sind jene, die Materialien für Phasenänderung verwenden, überlegen, da sie vielfach wieder beschreibbar sind. Bei einer optischen Platte, die ein Material für Phasenänderung zum Aufzeichnen von Daten verwendet, werden durch Modulieren der Intensität des bestrahlenden Lichtes ein Zustand schneller Abkühlung und ein Zustand langsamer Abkühlung des Aufzeichnungsmaterials erzeugt. Das Aufzeichnungsmaterial ist im Zustand schneller Abkühlung in einem amorphen Zustand, während es im Zustand der langsamen Abkühlung in einem kristallinen Zustand ist. Die unterschiedlichen optischen Eigenschaften des amorphen Zustan des und des kristallinen Zustandes ermöglichen das Aufzeichnen optischer Informationen.
Das Aufzeichnungsprinzip beinhaltet hochentwickelte Mechanismen der schnellen Abkühlung und der langsamen Abkühlung des Aufzeichnungsmaterials. Wie in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung (Kokai) Nr. 9-219021 offenbart ist, wird ein sehr schnelles Aufzeichnen durch Bestrahlen des Aufzeichnungsmaterials mit einem Lichtstrahl erreicht, wobei die Modulation der Intensität des Lichtes zu drei Werten durch Impulsteilung erhalten wird.
Mit zunehmender Aufzeichnungsgeschwindigkeit nimmt jedoch auch die Frequenz des Aufzeichnungskanaltaktes zu; die Frequenz des Aufzeichnungskanaltaktes erreicht beispielsweise bei einer CD-RW mit 24facher Geschwindigkeit 104 MHz und bei einer DVD-RW und einer DVD+RW mit 5facher Geschwindigkeit 131 MHz. Daher verlängern sich bei der Aufzeichnungsstrategie der verwandten Technik die Anstiegszeiten und die Abfallzeiten der Lichtemissionspulse, während die wirksame Bestrahlungsenergie abnimmt.
Die 1A bis 1C bieten ein Beispiel an. Wie in 1A gezeigt ist, benötigt ein Lichtemissionspuls im Gegensatz zu der durch die gestrichelte Linie wiedergegebenen idealen Form von Lichtemissionspulsen eine Anstiegszeit und eine Abfallzeit, wie sie durch die Volllinie angegeben sind, und können daher keine rechteckige Form besitzen. Ferner werden dann, wenn die Frequenz des Aufzeichnungskanaltaktes höher wird, wie in 1B gezeigt ist, die Anstiegszeiten und die Abfallzeiten länger und können keine ausreichend hohe Aufzeichnungsleistung (oberster Wert) und keine ausreichend niedrige Vorleistung (unterster Wert) garantiert werden. Mit anderen Worten, die Aufzeichnungsleistung (oberster Wert) Pw nimmt um ΔPw ab, während die Vorleistung (unterster Wert) Pb um ΔPb zunimmt.
Beim Aufzeichnen mit Pulsen einer solchen Pulsform kann das Aufzeichnungsmaterial nicht ausreichend erwärmt und abgekühlt werden und ist es schwierig, einen Zustand des langsamen Abkühlens herzustellen. Folglich kann das Aufzeichnungszeichen (im Folgenden als "Zeichen" abgekürzt) in einem amorphen Zustand nicht ausreichend ausgebildet werden und werden die Amplituden der reproduzierten Signale niedrig.
Dieser Schwierigkeit kann begegnet werden, indem eine Lichtemissionsquelle mit kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten (eine Laserdiode und deren Treiberbaustein) verwendet wird, jedoch ist eine Lichtemissionsquelle, die auch bei Frequenzen von über 100 MHz arbeitet, nicht ohne weiteres zu gewährleisten.
In der verwandten Technik wird zur Lösung des Problems vorgeschlagen, die Anzahl der Aufzeichnungspulse durch Verfahren, die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 9-134525 und im US-Patent Nr. 5732062 offenbart sind, zu verkleinern.
Genauer zeigt 1B das Verfahren des Aufzeichnens unter Verwendung von drei Pulsen, während 1C die Aufzeichnungstechnik unter Verwendung von zwei Pulsen zeigt. Dank dieser Technik ist es möglich, eine lange Lichtemissionszeit pro Puls (Dauer des Pegels von Pw) und eine lange Abkühlzeit (Dauer des Pegels von Pb) zu erhalten und den Einfluss der oben erwähnten Anstiegs- und Abfallzeiten zu verringern.
Bei diesem Verfahren müssen zur Lichtemission mit einer Anzahl m von Pulsen verschiedene optimale Lichtemissionsmuster für Zeichen verschiedener Länge eingestellt werden. Diese Optimierung ist schwierig, wobei dieses Verfahren noch nicht in die Praxis umgesetzt worden ist.
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2001-331936 offenbart ein Verfahren zum unabhängigen und separaten Einstellen von Pulslängen. Durch Anwendung dieses Verfahrens werden auch bei optischen Systemen mit einer niedrigen Aufzeichnungsleistung und einer niedrigen Ansprechleistung starke Modulationen und ein gutes Jitterverhalten erreichbar.
Wie oben gezeigt worden ist, ist jedoch auf Grund dessen, dass für Zeichen verschiedener Länge komplizierte Einstellungen erforderlich sind, die Abhängigkeit der Länge des Aufzeichnungszeichens (im Folgenden als "Zeichenlänge" abgekürzt) von der Aufzeichnungsleistung für verschiedenartige Zeichen verschieden. Folglich ist der Spielraum der Aufzeichnungsleistung gering und wird die Genauigkeit des Verfahrens zum Einstellen der optimalen Aufzeichnungsleistung (OPC: Optimum Power Control) wichtig.
Bei Aufzeichnungsverfahren der verwandten Technik wird zum Einstellen der Auf zeichnungsleistung gewöhnlich das in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 9-138947 offenbarte und für zuverlässig gehaltene Verfahren verwendet. In dem Verfahren zum Reduzieren der Pulszahl muss die Aufzeichnungsleistung den mit den Zeichenlängen verbundenen Zeitinformationen entsprechend eingestellt werden, da sich herausstellt, dass sich die Zeitinformationen deutlicher als die Modulation, die ein charakteristischer Wert der reproduzierten Signale ist, verändern.
Ein weiteres Aufzeichnungsverfahren zum Einstellen der Aufzeichnungsleistung ist in der europäischen Patentanmeldung Nr. EP 0 477 892 A2 offenbart worden. Bei diesem Verfahren werden Schwankungen der Laserleistung und der Oberflächentemperatur eines Aufzeichnungsmediums getrennt von einer Flankenverschiebungsgröße des aufgezeichneten Pit erfasst. Die Laserleistung und ein Korrekturwert der Pit-Flankenposition werden auf der Grundlage der getrennt erfassten Schwankungen korrigiert. Genauer gesagt arbeitet das Verfahren zum Bestimmen der Laserleistung wie folgt: Das erste aufgezeichnete Muster mit einem vorbestimmten Tastverhältnis wird mit einer voreingestellten Laserleistung auf einer optischen Platte aufgezeichnet. Das aufgezeichnete Muster wird dann aus dieser ausgelesen, um das ausgelesene Signal mit dem aufgezeichneten Signal zu vergleichen und die Pulslängendifferenz zwischen den entsprechenden Pulsen zu bestimmen. Wenn das Prüfergebnis angibt, dass die Differenz außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, wird die Laserleistung zum Aufzeichnen des ersten Aufzeichnungsmusters schrittweise verändert, um die Pulslängendifferenz zwischen dem ausgelesenen Signal und dem aufgezeichneten Signal nochmals zu prüfen. Anhand des Ergebnisses der Prüfung wird eine Laserleistung, die demjenigen Aufzeichnungssignal zugeordnet ist, von dem festgestellt wird, dass seine Pulslängendifferenz innerhalb der Zulässigkeit liegt, und dadurch die in einem Datenaufzeichnungsvorgang zu verwendende Laserleistung bestimmt.
Der Kernpunkt ist der, dass es auf Grund dessen, dass gemäß der oben besprochenen europäischen Patentanmeldung Nr. EP 0 477 892 A2 nur eine Folge von Veränderungen der Laserleistung verwendet wird, um die in einem Datenaufzeichnungsvorgang verwendete Laserleistung zu bestimmen, nicht sicher ist, dass der zulässige Bereich, der definiert wird, auch ein optimaler zulässiger Bereich ist. Dieses Problem soll mit der vorliegenden Erfindung beseitigt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme der verwandten Technik zu lösen.
Ein spezifischeres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten zu schaffen, die die Aufzeichnungsleistungseinstellung während des Aufzeichnens durch Intensitätsmodulation mit einer kleinen Anzahl von Pulsen verbessern.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten auf ein Aufzeichnungsmedium durch Modulieren der Intensität eines bestrahlenden Lichtstrahles und durch Modulieren der Länge von mehreren Aufzeichnungszeichen und Abständen zwischen jeweils zwei der Aufzeichnungszeichen bereitgestellt, das die Schritte aufweist: Ausbilden erster Aufzeichnungszeichen, die jeweils eine Länge von n1 × Tw haben, und zweiter Aufzeichnungszeichen, die jeweils eine Länge von n2 × Tw haben, unter Verwendung von m Aufzeichnungspulsen, die jeweils eine vorbestimmte maximale Leistung Pw haben, während nachfolgend die maximale Leistung Pw der Aufzeichnungspulsen zum Testen geändert wird, Reproduzieren der ersten und der zweiten Zeichen, die zum Testen und zum Messen der Längen T1(Pw) bzw. T2(Pw) der Aufzeichnungszeichen aufgezeichnet worden sind, und Einstellen einer Aufzeichnungsleistung Pwo durch Bewertung von Abweichungen D1(Pw) und D2(Pw) der gemessenen Längen T1(Pw) und T2(Pw) von n1 × Tw bzw. n2 × Tw, wobei Tw eine Periode eines Aufzeichnungskanaltaktes ist,
n1, n2 Integer sind, und n1 < n2,
m ein Integer ist, und m < n1, D1(Pw) = T1(Pw) – n1 × Twund D2(Pw) = T2(Pw) – n2 × Tw.
Gemäß der obigen Erfindung wird die optimale Aufzeichnungsleistung Pwo bewertet und durch Aufzeichnungstestzeichen bewertet. Bei dieser Testaufzeichnung werden unter Verwendung der Periode Tw eines Aufzeichnungskanaltaktes als Mindesteinheit Aufzeichnungszeichen mit verschiedenen Zeichenlängen n1 × Tw und n2 × Tw jeweils mit derselben Anzahl m von Lichtemissionspulsen aufgezeichnet, während nachfolgend die maximale Leistung Pw der Aufzeich nungssignale geändert wird. Die aufgezeichneten Zeichen werden reproduziert und die tatsächlichen Zeichenlängen T1 und T2 aus den reproduzierten Signalen ermittelt. Die Aufzeichnungsleistung Pwo kann durch Bewerten der Abweichungen D1 und D2 eingestellt werden.
Im Ergebnis kann beim Aufzeichnen mit einer kleinen Anzahl von Pulsen die Differenz der Abhängigkeit der Zeichenlänge von der Aufzeichnungsleistung auf ein Minimum herabgesetzt werden.
In dem obigen Verfahren wird die Aufzeichnungsleistung Pwo vorzugsweise als ein Wert Pw eingestellt, wobei die Abweichung D1(Pw) gleich der Abweichung D2(Pw) gemacht wird.
Gemäß der obigen Erfindung wird die Aufzeichnungsleistung Pwo so eingestellt, dass die Abweichung zwischen den tatsächlichen Zeichenlängen und ihren theoretischen Längen auf ein Minimum reduziert ist, so dass die Einstellung der Aufzeichnungsleistung auch durch Aufzeichnen mittels einer kleinen Anzahl von Pulsen optimiert werden kann.
Alternativ ist die Aufzeichnungsleistung Pwo vorzugsweise als ein Wert von Pw eingestellt, wobei ein normierter Parameter g(Pw) gleich zu einer Konstante gα gemacht wird, wobei g(Pw) = [D2(Pw) – D1(Pw)]/Tw, gα ein charakteristischer Wert eines Mediums ist und 0 < gα ≤ 0,1.
Alternativ wird die Aufzeichnungsleistung Pwo als Produkt eines Parameters ρ und eines Wertes der maximalen Leistung Pwt eingestellt, wobei ein normierter Parameter g(Pw) gleich zu einer Konstante gβ gemacht wird, wobei g(Pw) = (D2(Pw) – D1(Pw))/Tw, gβ eine Konstante ist und 0,4 ≤ gβ ≤ 0,6, und ρ im Bereich von 1,0 bis 1,2 liegt.
Gemäß den obigen Erfindungen sind Verfahren zum wirksamen Einstellen der Aufzeichnungsleistung auch dann, wenn die Bedingung, dass D1 = D2, erfüllt ist, vorgesehen.
Um das obige Ziel zu erreichen, ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Aufzeichnen optischer Daten auf ein Aufzeichnungsmedium durch Modulieren der Intensität eine bestrahlenden Lichtstrahles und durch Modulieren der Längen mehrerer Aufzeichnungszeichen und Räume zwischen zwei der Aufzeichnungszeichen vorgesehen, die aufweist: eine optische Aufnahmeeinheit zur Ausbildung der Aufzeichnungszeichen gemäß mehreren Aufzeichnungspulsen und zum Reproduzieren der aufgezeichneten Zeichen, eine Leistungssteuereinheit zum Steuern eines Leistungspegels der Aufzeichnungspulse, eine Zeichenlängenmesseinheit zum Messen der Längen der aufgezeichneten Zeichen aus den reproduzierten Signalen, die durch die optische Aufnahmeeinheit gegeben werden, und eine Berechnungseinheit, wobei die optische Aufnahmeeinheit erste Aufzeichnungszeichen zum Testen, die jeweils eine Länge von n1 × Tw haben, und zweiten Aufzeichnungszeichen, die jeweils eine Länge von n2 × Tw haben, unter Verwendung von m Aufzeichnungspulsen, die jeweils eine vorbestimmte maximale Leistung Pw haben, während die Leistungssteuereinheit aufeinander folgend die maximale Leistung Pw der Aufzeichnungspulse ändert, wobei die optische Aufnahmeeinheit die ersten und die zweiten Zeichen reproduziert, die für das Testen aufgezeichnet worden sind, wobei die Zeichenlängenmesseinheit die Längen T1(Pw) und T2(Pw) der ersten bzw. der zweiten aufgezeichneten Zeichen misst und die Berechnungseinheit Abweichungen D1(Pw) und D2(Pw) der gemessenen Längen T1(Pw) und T2(Pw) anhand von n1 × Tw bzw. n2 × Tw bewertet und eine Aufzeichnungsleistung Pwo einstellt, wobei Tw eine Periode einer Aufzeichnungskanaltaktperiode ist; wobei
n1, n2 Integer bzw. ganze Zahlen sind, und n1 < n2,
m ein Integer bzw. eine ganze Zahl ist, und m < n1, D1(Pw) = T1(Pw) – n1 × Twund D2(Pw) = T2(Pw) – n2 × Tw.
Vorzugsweise berechnet die Berechnungseinheit einen normierten Parameter g(Pw), wobei g(Pw) = [D2(Pw) – D1(Pw)]/Tw.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die mit Bezug auf die begleitende Zeichnung gegeben wird, deutlicher.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die 1A, 1B und 1C sind Ansichten eines Aufzeichnungsverfahrens in der verwandten Technik, die die Zunahme des Einflusses der Anstiegszeit und der Abfallzeit jedes Lichtemissionspulses und die Abnahme der wirksamen Bestrahlungsenergie zeigt, wobei 1A tatsächliche Pulsformen der Lichtemissionspulse, die von rechteckigen Formen abweichen, zeigt, 1B eine Ansicht ist, die zeigt, dass bei höheren Frequenzen des Aufzeichnungskanaltaktes die Aufzeichnungsleistung (oberster Wert) Pw um ΔPw abnimmt und die Vorleistung (unterster Wert) Pb um ΔPb zunimmt, und 1C eine Aufzeichnungstechnik unter Verwendung von zwei Pulsen zeigt;
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Datenaufzeichnungsmediums mit Phasenänderung zeigt;
Die 3A bis 3E sind Ansichten, die Beispiele von Lichtemissionsmustern beim Ausbilden von Zeichen zeigen, wobei
3A ein 6Tw langes Aufzeichnungszeichen zeigt,
3B eine 6Tw lange Taktperiode zeigt,
3C die Ausbildung eines 6Tw langen Aufzeichnungszeichen unter Verwendung von fünf Pulsen zeigt,
3D die Ausbildung eines 6Tw langen Aufzeichnungszeichen unter Verwendung von drei Pulsen zeigt und
3E die Ausbildung eines 6Tw langen Aufzeichnungszeichen unter Verwendung von zwei Pulsen zeigt.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Ausbildens von Zeichen verschiedener Längen unter Verwendung derselben Anzahl (m) von Pulsen zeigt;
5 ist eine Ansicht, die schematisch die Abhängigkeit der Modulation von der Aufzeichnungsleistung zeigt, die Amplituden der reproduzierten Signale beim Aufzeichnen unter Verwendung der in den 3C bis 3E gezeigten Lichtemissionspulsen wiedergibt;
Die 6A bis 6C Ansichten sind, die die Abhängigkeit von zum Einstellen der Aufzeichnungsleistung verwendeten Größen von der Aufzeichnungsleistung zeigen, wobei
6A die Abhängigkeit der Modulation von der Aufzeichnungsleistung zeigt,
6B die Abhängigkeit von D(Pw) von der Aufzeichnungsleistung im Fall des Aufzeichnens unter Verwendung einer Anzahl m = (n – 1) von Lichtemissions pulsen zeigt,
6C die Abhängigkeit von D1(Pw) und D2(Pw) von der Aufzeichnungsleistung zeigt;
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer mit der vorliegenden Erfindung zusammenhängenden optischen Datenaufzeichnungsvorrichtung zeigt;
8 ist eine Ansicht, die Messergebnisse der Abweichung D der Zeichenlänge einer Probe A von ihrer theoretischen Länge zeigt;
9 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A, wenn n1 = 4 und n2 = 5, zeigt;
10 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A, wenn n1 = 6 und n2 = 7, zeigt;
11 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit des Parameters g von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A zeigt;
12 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung für eine Probe B, wenn n1 = 4 und n2 = 5, zeigt;
13 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung für die Probe B, wenn n1 = 6 und n2 = 7, zeigt;
14 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit des Parameters g von der Aufzeichnungsleistung für die Probe B zeigt;
15 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit der Modulation von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A und die Probe B zeigt; und
16 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit des Parameters γ von der Aufzeichnungsleistung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden mit Bezug auf die begleitende Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstellen der Aufzeichnungsleistung und auf eine Vorrichtung, die dieses Verfahren anwendet, wenn optische Daten durch Modulieren der Intensität eines bestrahlenden Lichtstrahles aufgezeichnet werden und eine kleinere Anzahl von Pulsen als bei der verwandten Technik verwendet wird. Das Ziel-Aufzeichnungsmedium umfasst optische Datenaufzeichnungsmedien mit Phasenänderung wie etwa CD-RW, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+DW und so weiter.
2 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Datenaufzeichnungsmediums mit Phasenänderung. In diesem Beispiel umfasst das Aufzeichnungsmedium wenigstens eine Aufzeichnungsschicht 3 und eine Reflexionsschicht 5 auf einem Substrat 1, das in dem betreffenden Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Wellenlängenbereich nahezu durchlässig ist.
Als Material des durchlässigen Substrats 1 können Glas und Harz verwendet werden, falls lediglich die mechanische Festigkeit von optischen Platten und die Durchlässigkeit betrachtet wird. Falls jedoch auch die Kosten berücksichtigt werden sollen, wird vorzugsweise ein Polycarbonatharz verwendet. Außerdem können Führungsrillen auf dem Substrat 1 ausgebildet sein, um das Abtasten eines Lichtstrahles zu erleichtern.
Zum Bilden der Aufzeichnungsschicht 3 werden Materialien für Phasenänderung verwendet. Ein Material für Phasenänderung weist wenigstens zwei zueinander reversible Phasen auf. Es geht beispielsweise von einer kristallinen Phase in eine amorphe Phase über und umgekehrt. Daten werden auf einem Material für Phasenänderung durch Ausbilden amorpher Zeichen auf dem Material in einem kristallinen Zustand oder durch Ausbilden kristalliner Zeichen auf dem Material in einem amorphen Zustand aufgezeichnet.
Die Reflexionsschicht 5 kann aus Metallen oder ihren Legierungen herstellt sein. Beispielsweise können Au, Ag, Cu, Al und deren Legierungen verwendet werden.
Im Allgemeinen sind über und unter der Aufzeichnungsschicht 3 Schutzschichten gebildet. Wie in 2 gezeigt ist, umfassen die Schutzschichten eine untere Schutzschicht 2 zum Schützen des Harzsubstrats 1 vor einer Erwärmung durch die Aufzeichnungsschicht 3 und eine obere Schutzschicht 4 zum Schützen der thermischen Diffusion von Atomen in der Aufzeichnungsschicht 3 zur Reflexionsschicht 5 und zum wirksamen Erwärmen der Aufzeichnungsschicht 3. Die untere Schutzschicht 2 kann auch eine zwischen dem Substrat 1 und der Aufzeichnungsschicht 3 gebildete gestapelte, mehrschichtige Folie aus mehreren dünnen Folien sein, wovon jede eine spezifische thermische oder optische Charakteristik aufweist. Ähnlich wie die untere Schutzschicht 2 kann die obere Schutzschicht 4 ebenfalls eine zwischen der Aufzeichnungsschicht 3 und der Reflexionsschicht 5 gebildete gestapelte, mehrschichtige Folie aus mehreren dünnen Folien sein, wovon jede eine spezifische thermische, optische oder chemische Charakteristik aufweist.
Die Schutzschichten 2 und 4 können aus dielektrischen Halbleiter- oder Halbmetallmaterialien oder aus Mischungen aus diesen Materialien hergestellt sein.
Über der Reflexionsschicht 5 kann eine Harzschicht 6 (Überzugsschicht) gebildet sein, um die oben erwähnten Schichten vor einer mechanischen oder chemischen Zerstörung zu schützen, oder auf die Reflexionsschicht 5 kann ein Harzsubstrat geklebt sein.
Daten werden auf das optische Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet oder von diesem reproduziert, indem ein das Aufzeichnungsmedium bestrahlender und in der Nähe der Aufzeichnungsschicht 5 konzentrierter Lichtstrahl abgetastet wird. Genauer gesagt wird das Aufzeichnen durch Abstrahlen eines Lichtstrahles ausgeführt, wobei seine Intensität moduliert wird, um amorphe Zeichen auf dem kristallinen Aufzeichnungsmaterial 3 auszubilden.
Bei dem mit der vorliegenden Erfindung zusammenhängenden Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten wird PWM (Pulsbreiten-Modulation) angewandt, um Daten durch Verändern der Längen von Zeichen und Längen von Räumen bzw. Zwischenräumen zwischen Zeichen mit der Periode des Aufzeichnungskanaltaktes Tw als Mindesteinheit aufzuzeichnen. Beispiele der PWM können die EFM (Acht-zu-vierzehn-Modulation), die in CD-Platten angewandt wird, die EFM+ (eine Art der Acht-zu-vierzehn-Modulation) bei einer DVD (Digital Versatile Disk) und die Eins-zu-sieben-Modulation bei einer Blue Ray Disk usw. umfassen.
Bei PWM ist es auf Grund dessen, dass Daten in Längen von Zeichen und Räumen codiert werden, wesentlich, die Zeichenlängen und Zwischenraumlängen gleichmäßig zu machen. Zeichenlängen und Zwischenraumlängen sind gleich n × Tw (wobei n eine ganze Zahl ist), d. h. n-mal so lang wie die Periode des Aufzeichnungskanaltaktes Tw. Im Fall der EFM bei einer CD-Platte mit doppelter Geschwindigkeit: Tw = 231,4 ns, n = 3~11, während im Fall einer DVD mit doppelter Geschwindigkeit: Tw = 38,1 ns, n = 3~11, 14.
Diese Zeichen mit einer Länge n × Tw werden durch Abstrahlen eines Lichtstrahles mit modulierter Intensität auf die Aufzeichnungsschicht 3 gebildet. Die Strahlungsintensität besitzt drei Pegel, wobei die Aufzeichnungsleistung (mit Pw bezeichnet), die Löschleistung (mit Pe bezeichnet) und die Vorleistung (mit Pb bezeichnet) der folgenden Beziehung genügen: Pw > Pe > Pb.
Beim Aufzeichnen von Zeichen wird ein Lichtstrahl mit einer obersten Leistung Pw (der Aufzeichnungsleistung) und einer untersten Leistung Pb (der Vorleistung) impulsartig emittiert. Beim Aufzeichnen von Zwischenräumen (oder Löschzeichen) wird ein Lichtstrahl mit der Löschleistung Pe kontinuierlich emittiert, was der so genannten CW-(Continuous Wave)-Lichtemission (Emission von Licht mit einer konstanten Intensität ohne Intensitätsmodulation) entspricht.
Die Bestrahlung mit einem impulsartigen Lichtstrahl erwärmt das Aufzeichnungsmaterial in der Aufzeichnungsschicht 3 und kühlt dieses schnell ab, wodurch amorphe Zeichen ausgebildet werden. Die CW-Lichtemission mit einer niedrigen Leistung erwärmt die Aufzeichnungsschicht und kühlt diese allmählich ab, wodurch die amorphen Zeichen in den kristallinen Zustand zurückkehren.
Die 3A bis 3E zeigen Beispiele von Lichtemissionsmustern beim Ausbilden von Zeichen.
Zum Aufzeichnen von Zeichen mit einer Länge n × Tw wird eine Anzahl m von Pulsen verwendet, die jeweils eine Aufzeichnungsleistung Pw besitzen. Hierbei ist m eine ganze zahl und m < n. Es sei angemerkt, dass einem Puls mit der Aufzeichnungsleistung Pw ein Puls mit der Vorleistung Pb folgen muss.
In den 3A bis 3E ist n = 6. 3B zeigt ein Aufzeichnungszeichen mit einer Länge von 6Tw, während 3B eine Taktperiode mit einer Länge von 6Tw zeigt.
3C zeigt die Bildung eines Aufzeichnungszeichens mit der Länge 6Tw durch Verwendung von fünf Pulsen (m = 5). Gewöhnlich wird eine Anzahl m = (n – 1) von Pulsen verwendet, um Zeichen mit der Länge n × Tw, wie sie bei einer CD-RW, DVD-RW und DVD+RW verwendet wird, zu bilden. Mit diesem Muster, bei dem, wenn n um eins zunimmt, m ebenfalls um eins zunimmt, was bedeutet, dass n und m in einer einfachen linearen Beziehung zueinander stehen, ist das Steuern der Zeichenlänge einfach.
Ähnlich wie 3C zeigt 3D den Fall m = 3, während 3E den Fall m = 2 zeigt. Wenn die Differenz zwischen m und n groß wird, ist klar, dass die Pulsbreite (d. h. die Summe der Dauer der Leistung Pw und der Dauer der Leistung Pb) groß wird. Mit anderen Worten, wie in 3D und 3E gezeigt ist, können dann, wenn die Differenz zwischen m und n groß wird, durch ausreichend starkes Erwärmen der Aufzeichnungsschicht 3 Zeichen auch bei Verwendung einer Lichtquelle mit einer langen Anstiegszeit und einer langen Abfallzeit (niedrige Ansprechleistung) gebildet werden. Folglich ist es möglich, auch bei niedriger Aufzeichnungsleistung reproduzierte Signale mit hohen Amplituden zu erhalten.
5 zeigt schematisch die Abhängigkeit der Modulation von der Aufzeichnungsleistung und gibt Amplituden der reproduzierten Signale beim Aufzeichnen von Daten unter Verwendung der in den 3C, 3D und 3E gezeigten Lichtemissionspulse wieder. Wie in 5 gezeigt ist, nimmt die Modulation mit zunehmender Aufzeichnungsleistung Pw zu, so dass es möglich ist, den Rauschabstand der reproduzierten Signale zu vergrößern.
Außerdem nimmt die Modulation mit zunehmender Pulszahl m ab, so dass mit einem kleineren m auch bei einer niedrigen Aufzeichnungsleistung bessere reproduzierte Signale erhalten werden.
Dennoch wird die Lichtemissionszeit in einem Puls, wenn m kleiner wird, länger, wobei m nicht einfach mit n zunimmt, weshalb es erforderlich wird, Zeichen mit verschiedenen Längen n1 × Tw und n2 × Tw (unter der Annahme, dass n1 < n2) bei Verwendung derselben Anzahl m von Pulsen aufzuzeichnen.
4 zeigt diese Art von Aufzeichnungspulsen.
In 4 besitzt der Parameter n zehn Werte (n = 3~11, 14), während m, die Anzahl von Pulsen, sieben Werte (m = 1~7) besitzt. Die Beziehung zwischen m und n wird nachstehend beschrieben.
Wenn n gerade ist: m = n/2,
wenn n ungerade ist: m = (n – 1)/2.
Demgemäß, wenn n = 4 oder n = 5: m = 3; und wenn n = 6 oder n = 7: m = 3.
Das heißt, dass die in 4 gezeigten Beispiele zu jenem Fall, in dem n1 eine gerade Zahl ist und n2 eine ungerade Zahl gleich n1 + 1 ist, äquivalent ist.
Somit unterscheidet sich bei Bilden von Zeichen mit verschiedenen Längen unter Verwendung derselben Anzahl von Lichtemissionspulsen die tatsächlich gebildete Zeichenlänge von der theoretischen (der Soll-Zeichenlänge). Mit anderen Worten, auch dann, wenn ein Lichtstrahl, der theoretisch Zeichen mit einer Länge n × Tw bildet, auf ein Medium abgestrahlt wird, sind diese beim Reproduzieren durch eine Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung als Zeichen mit einer Länge von n × Tw + D zu sehen und tritt eine Abweichung D auf.
Da beim PWM-Verfahren Informationen in Zeichenlängen enthalten sind, geben kleinere Abweichungen an, dass die tatsächlichen Zeichenlängen näher bei der theoretischen liegen und die Zeichen geeignete Zeichen sind. Andererseits kann die Zeichenlänge, wenn D groß ist, nicht korrekt identifiziert werden, weshalb Fehler auftreten.
Gewöhnlich ist es erforderlich, D kleiner als ein Viertel, vorzugsweise kleiner als ein Zehntel, der Periode des Aufzeichnungskanaltaktes Tw zu machen. In den Standards der Compact Disk (CD) ist eine solche Abweichung (D) definiert und so spezifiziert, dass sie kleiner als 40 ns sein muss.
Obwohl D von der Aufzeichnungsleistung Pw abhängt, wird diese Abhängigkeit vom Muster der Lichtemissionspulse stark beeinflusst. 6B zeigt die Abhängigkeit von D von der Aufzeichnungsleistung im Fall des Aufzeichnens durch Lichtemission einer Anzahl m = (n – 1) Pulsen, wie dies bei einer CD-RW, DVD-RW und DVD+RW in der verwandten Technik geschieht. Anhand dieser Figur lässt sich feststellen, dass sich bei einer Zunahme der Aufzeichnungsleistung Pw die Abweichung D ändert und null annähert. Im Prinzip sollte D innerhalb eines zulässigen Bereichs um die spezifizierte Aufzeichnungsleistung Pwo liegen. Nach den Standards der Compact Disk (CD) sollte D kleiner als 40 ns sein.
Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch für Aufzeichnungszeichen, die verschiedenen n (d. h. n1 und n2) zugeordnet sind, die gleiche Anzahl (m) von Pulsen verwendet. Beim Aufzeichnen unter Verwendung dieser Art impulsartiger Lichtemission unterscheiden sich die Abhängigkeiten der mit n1 zusammenhängenden Abweichung (D) und der mit n2 zusammenhängenden Abweichung von der Aufzeichnungsleistung Pw voneinander. Dies kann der Tatsache zugeschrieben werden, dass Zeichen mit verschiedenen Längen unter Verwendung von jeweils derselben Anzahl von Pulsen aufgezeichnet werden.
6C zeigt die Abhängigkeit von D1(Pw) und D2(Pw) von der Aufzeichnungsleistung Pw, wobei D1(Pw) die Abweichung der gemessenen Zeichenlänge T1 von der theoretischen Zeichenlänge n1 × Tw repräsentiert und D2(Pw) die Abweichung der gemessenen Zeichenlänge T2 von der theoretischen Zeichenlänge n2 × Tw repräsentiert.
Anhand von 6C lässt sich feststellen, dass sich die Abhängigkeiten von D1 und D2 von Pw voneinander unterscheiden, obwohl sich D1 und D2 beide null nähern, wenn sich Pw dem Einstellwert Pwo der Aufzeichnungsleistung nähert.
Da n1 < n2 ergibt bei einem Vergleich der Anzahl von Pulsen beim Bilden von mit n1 zusammenhängenden Zeichen und mit n2 zusammenhängen Zeichen die Beziehung, dass m/n1 > m/n2. Das heißt, dass beim Bilden von mit n21 zusammenhängenden Zeichen die Pulszahl pro Zeichenlänge kleiner ist, so dass die Zeichenbildung, wenn n = n2, leichter ist. Andererseits ist beim Bilden von mit n1 zusammenhängenden Zeichen die Pulszahl pro Zeichenlänge größer, so dass die Zeichenbildung schwieriger als bei n = n2 ist. Ferner ist, wie in 6C gezeigt ist, die Differenz zwischen D1 und D2 größer, wenn die Aufzeichnungsleistung Pw niedriger ist.
Bei dem Aufzeichnungsverfahren der verwandten Technik wird, weit die Abhän gigkeit der Abweichung D von der Aufzeichnungsleistung Pw nicht stark ist, wie in 6B gezeigt ist, Pwo aus der Abhängigkeit der Modulation von Pw, die in 6A gezeigt ist, bestimmt. Bei der vorliegenden Erfindung wird, weil die Abhängigkeit von D1 und D2 von Pw stärker als jene der Modulation ist, Pwo aus der Abhängigkeit von D1 und D2 von Pw anstatt aus der Modulation bestimmt.
Um die obige Beschreibung zusammenzufassen, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsleistung Pwo durch Überwachen der Zeichenlänge bestimmt wird, wobei eine dank des Aufzeichnens unter Verwendung einer kleineren Anzahl von Lichtemissionspulsen eine starke Modulation erreichbar ist.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Bestimmen der Aufzeichnungsleistung Pwo näher erläutert.
Zuerst wird zum Bestimmen der Aufzeichnungsleistung Pwo eine Testaufzeichnung ausgeführt, bei der Versuchszeichen auf einem optischen Datenaufzeichnungsmedium gebildet werden. Diese Testaufzeichnung kann an irgendeiner Stelle auf dem Aufzeichnungsmedium ausgeführt werden, jedoch werden vorzugsweise die vom Anwenderbereich verschiedenen Testbereiche verwendet. Beispielsweise kann vom PCA (Power Calibration Area = Leistungskalibrierungsbereich, einem Bereich für Testaufzeichnung) einer CD-RW oder vom PCA einer DVD+RW Gebrauch gemacht werden.
Bei dieser Testaufzeichnung wird die Aufzeichnungsgeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit des Abtastens eines Lichtstrahles zur Bestrahlung eines Mediums, auf eine tatsächliche Geschwindigkeit zum Aufzeichnen von Daten eingestellt. Insbesondere wird die Abtastgeschwindigkeit, um die Wirkungen der vorliegenden Erfindung vollständig zu erhalten, vorzugsweise so eingestellt, dass sie nicht kleiner als 12 m/s oder stärker bevorzugt nicht kleiner als 24 m/s ist. Spezifische Beispiele mit einer solchen Geschwindigkeit umfassen Compact Disks mit der 10fachen oder noch höheren Geschwindigkeit oder DVD mit der 5fachen oder noch höheren Geschwindigkeit. Falls die Abtastgeschwindigkeit niedriger als 10 m/s ist, wird die Erwärmungszerstörung des Aufzeichnungsmaterials infolge der Bestrahlung durch den Lichtstrahl stark, wobei dies zu einer Verschlechterung der Überschreibungscharakteristik des Mediums führt.
Für die Testaufzeichnung kann jedes bei der wirklichen Datenaufzeichnung verwendete Datenmuster verwendet werden, d. h., dass irgendwelche modulierten Daten, beispielsweise ein zufälliges Muster, ein einfaches zunehmendes Muster usw. als Testmuster aufgezeichnet werden. Die Modulationsverfahren und die Datenmuster bei der Testaufzeichnung betreffend kann von Modulationsverfahren wie etwa PWM (EFM, EFM+, Eins-zu-sieben usw.), die oben erwähnt worden sind, Gebrauch gemacht werden.
Das zum Aufzeichnen und Reproduzieren verwendete optische System kann entsprechend der Aufzeichnungsdichte und der Aufzeichnungsgeschwindigkeit konfiguriert sein, Beispielsweise kann von einem optischen System für CD mit NA 0,50 und λ = 780 nm oder einem optischen System für DVD mit NA 0,60 oder NA 0,65 und λ = 680 nm Gebrauch gemacht werden.
Es werden die in den 3C bis 3E gezeigten Aufzeichnungsmuster verwendet, d. h. dass eine Anzahl m von Pulsen verwendet werden, um Zeichen zu bilden, die wenigstens verschiedene Längen n1 × Tw und n2 × Tw (unter der Annahme, dass n1 < n2) besitzen. Die Kombination von n1 und n2 kann eine von jenen sein, die in 4 gezeigt sind.
Es kann eine mit der Aufzeichnungsgeschwindigkeit übereinstimmende Periode des Aufzeichnungskanaltaktes Tw verwendet werden, wobei höhere Frequenzen verwendet werden sollten, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung vollständig zu erzielen. So wird vorzugsweise ein Tw kleiner als 24 ns, stärker bevorzugt ein Tw kleiner als 14 ns, verwendet. Diese Werte sind auf die Anstiegszeit und die Abfallzeit der Lichtemission von in handelsüblichen Aufzeichnungsvorrichtungen installierten Laserdioden bezogen. Beispielsweise verwendet eine CD mit 20facher Geschwindigkeit oder eine DVD mit 5facher Geschwindigkeit solcherart Perioden des Aufzeichnungskanaltaktes.
Vorzugsweise sind die Breite der Lichtemissionspulse und die Breite der Kühlpulse im Bereich von 0,5 bis 2,0 Tw und stärker bevorzugt im Bereich von 0,7 bis 1,5 Tw spezifiziert, Falls die Zeit der Lichtemission zu lang ist, wird, obwohl eine starke Modulation erzielbar ist, die Wärmezerstörung des Aufzeichnungsmaterials groß, weshalb die Anzahl von möglichen Widerholungen des Aufzeichnens (des Überschreibens) abnimmt.
Die Testaufzeichnung wird ausgeführt, während die Aufzeichnungsleistung Pw sukzessive verändert wird. Vorzugsweise wird die Aufzeichnungsleistung Pw in einem weiten Bereich, der nicht kleiner als ±10% und stärker bevorzugt nicht kleiner als ±30% des vorhergesagten Einstellwertes Pwo der Aufzeichnungsleistung ist. Das Verändern der Aufzeichnungsleistung Pw in einem weiten Bereich ermöglicht eine Erhöhung der Rechengenauigkeit für das Einstellen der Aufzeichnungsleistung.
Die Aufzeichnungsleistung Pw kann kontinuierlich oder schrittweise verändert werden, wobei das Letztere bevorzugt wird, da es die Beziehung zwischen der Zeichenlänge und der Aufzeichnungsleistung beim Reproduzieren der Testaufzeichnungszeichen zum Messen der Zeichenlänge deutlich macht. Mit anderen Worten, die Testaufzeichnung wird vorzugsweise unter Verändern der Aufzeichnungsleistung Pw in Intervallen von ΔPw ausgeführt. Ferner wird ΔPw vorzugsweise auf weniger als 5% der Aufzeichnungsleistung Pw eingestellt, um die Genauigkeit der Aufzeichnungsleistungseinstellung zu garantieren.
Beim Reproduzieren der Testaufzeichnungszeichen wird das gleiche optische System wie für das Aufzeichnen verwendet.
Um die Zeichenlängen T1 und T2 der aufgezeichneten Zeichen zu messen, können handelsübliche Zeitintervallmessschaltungen verwendet werden. T1 und T2 werden als Funktionen der Aufzeichnungsleistung Pw erhalten. Die Abweichungen D1 und D2 von T1 und T2 von ihren theoretischen Werten werden nach den folgenden Formeln berechnet. D1 = T1 – n1 × Twund D2 = T2 – n2 × Tw.
Da die Qualität der reproduzierten Signale umso besser ist, je näher die Werte D1 und D2 bei null liegen, wird vorzugsweise jener Wert der Aufzeichnungsleistung Pw, der D1 und D2 annähernd zu null macht, als Aufzeichnungsleistung Pwo eingestellt.
Es können Schwankungen der Eigenschaften des Mediums, beispielsweise Schwankungen der Dicke oder der Atomzusammensetzung des Materials in der Aufzeichnungsschicht 3, auftreten. In diesem Fall ist selbst dann, wenn Lichtemis sionspulse mit derselben Pulsform verwendet werden, eventuell kein Wert von Pw vorhanden, der D1 und D2 zu null macht. In diesem Fall wird jener Wert der Aufzeichnungsleistung Pw, der D1 gleich D2 macht, als Aufzeichnungsleistung Pwo eingestellt.
Falls ein solches Pw nicht existiert, kann der Einstellwert Pwo der Aufzeichnungsleistung durch Auswertung eines Parameters g erhalten werden, der durch Tw normiert ist, wie in der folgenden Formel gezeigt ist: g = (D2 – D1)/Tw,wobei der Einstellwert der Aufzeichnungsleistung Pw auf einen Wert von Pw eingestellt wird, der den Parameter gleich einem Zielwert gα macht. Hierbei ist gα eine mit den Eigenschaften eines Mediums verbundene Konstante und liegt vorzugsweise im Bereich O < gα ≤ 0,1. Da g normiert ist, kann es als gemeinsame und von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit und der Periode des Aufzeichnungskanaltaktes unabhängige Größe verwendet werden.
Falls der Wert von gα im Voraus auf einem Medium aufgezeichnet worden ist, kann eine optische Datenaufzeichnungsvorrichtung den Wert nach Bedarf auslesen und die Aufzeichnungsleistung anhand dieses Wertes berechnen.
Es sei angemerkt, dass beim Einstellen der Aufzeichnungskanal Pwo unter Verwendung von gα D1 bei Pwo nicht gleich D2 ist. In jenem Fall wird die Pulsform der Lichtemissionspulse vorzugsweise korrigiert, um die Differenz zwischen D1(Pwo) und D2(Pwo) zu verkleinern.
Vorzugsweise kann die obige Korrektur durch Verändern der Breite der Lichtemissionspulse, beispielsweise durch Korrigieren der Pulsbreite der Lichtemissionspulse zum Schreiben von mit n1 zusammenhängenden Zeichen, wie in 3d gezeigt ist, erfolgen. Genauer reicht es aus, T_fp um eine Größe D2(Pw) – D1(Pw) zu verlängern. Dank dieser Korrektur ist es möglich, die Abweichungen der mit n1 und n2 zusammenhängenden Zeichenlängen von ihren theoretischen Werten zu korrigieren.
Es gibt andere Korrekturverfahren. Beispielsweise kann die Korrektur durch Einstellen der Pulsbreite des letzten Pulses unter den Lichtemissionspulsen erfolgen. Im Einzelnen kann die Einstellung durch Korrektur der Pulsbreite T_lp, die in 3d gezeigt ist, erfolgen. Ähnlich reicht es aus, T_lp, das auf n1 bezogen ist, nur um eine Größe D2(Pwo) – D1(Pwo) zu verlängern.
Beim Einstellen der Aufzeichnungsleistung Pwo unter Verwendung des obigen Parameters g(Pw) kann die Genauigkeit der Aufzeichnungsleistung erhöht werden, indem ein Bereich verwendet wird, der eine stärkere Abhängigkeit von g von der Aufzeichnungsleistung Pw aufweist.
In 6C wird deutlich, dass sich g(Pw) mit der Änderung der Aufzeichnungsleistung Pw, wenn diese klein ist, drastisch ändert. Demgemäß wird vorzugsweise der Bereich, in dem Pw klein ist, zum Einstellen der Aufzeichnungsleistung Pwo verwendet.
Um g(Pw) mit hoher Genauigkeit einzustellen, liegt g(Pw) etwa im Bereich von 0,4 Tw bis 0,6Tw. So wird, wenn ein Parameter gβ, der 0,4 ≤ gβ ≤ 0,6 erfüllt, definiert wird, mit hoher Genauigkeit diejenige Aufzeichnungsleistung Pwt erhalten, die g(Pwt) = gβ macht. In diesem Fall, erfolgt das Aufzeichnen, wenn Pwo gleich Pwt eingestellt wird, jedoch in einem Bereich, der zu einer großen Differenz zwischen D2 und D1 führt. Somit wird Pwt vorzugsweise mit einer Konstante ρ multipliziert und die Aufzeichnungsleistung Pwo als Produkt aus ρ und Pwt, d. h. also ρ × Pwt, eingestellt.
Um Pwo ≥ Pwt zu machen, sollte ρ größer als 1,0 sein. Wenn ρ jedoch zu groß ist, wird der Einstellfehler von Pwt groß, wobei sich dieser Fehler beispielsweise bei ρ = 2 verdoppelt. Daher wird ρ vorzugsweise auf nicht größer als 1,2 eingestellt.
Ähnlich kann, wenn Werte von gβ, das mit den Materialeigenschaften zusammenhängt, und von ρ im Voraus auf einem optischen Medium aufgezeichnet worden sind, eine optische Datenaufzeichnungsvorrichtung diese Werte nach Bedarf auslesen und dann anhand dieser Werte die Aufzeichnungsleistung Pwo berechnen.
7 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer mit der vorliegenden Erfindung zusammenhängenden optischen Datenaufzeichnungsvorrichtung 10, die das obige Aufzeichnungsverfahren anwendet. Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die optische Datenaufzeichnungsvorrichtung 10 ein Aufzeichnungsmedium 11, einen Plattendreheinrichtung 12, eine Zeichenlänge-Überwachungseinheit 13, eine Abweichungsberechnungseinheit 14, eine Pulsbreitenkorrektureinheit 15, eine Aufzeichnungssteuereinheit 16, eine Aufzeichnungsleistungs-Einstellschaltung 17, eine Laser-Treiberschaltung 18 und einen optischen Aufnehmer 19.
Die Aufzeichnungsleistung Pw wird in der Aufzeichnungsleistungs-Einstellschaltung 17 eingestellt. Außerdem wird in der Aufzeichnungsleistungs-Einstellschaltung 17 hierbei die Aufzeichnungsleistung Pw für die Testaufzeichnung sukzessive verändert. Die Laser-Treiberschaltung 18 arbeitet durch Ansteuerung durch diese Aufzeichnungsleistung Pw und steuert den optischen Aufnehmer 19 so, dass er Lichtimpulse bei einer spezifizierten Aufzeichnungsleistung Pwo emittiert. Gleichzeitig werden Informationen der in der Aufzeichnungsleistungs-Einstellschaltung 17 eingestellten Aufzeichnungsleistung Pwo zur Abweichungsberechnungseinheit 14 zurückgeführt.
Der optische Aufnehmer 19 reproduziert die Testaufzeichnungsmuster und schickt die reproduzierten Signale zur Zeichenlänge-Überwachungseinheit 13. Dort werden die Zeichenlängen der in der Testaufzeichnung gebildeten Zeichen gemessen, wobei die Messergebnisse in die Abweichungsberechnungseinheit 14 eingegeben werden.
Die Abweichungsberechnungseinheit 14 berechnet die Aufzeichnungsleistung Pw, D1(Pw) und D2(Pw) und stellt die Aufzeichnungsleistung Pwo ein. Wenn festgestellt wird, dass eine Korrektur der Pulsform der Lichtemissionspulse erforderlich ist, führt ferner die Pulsbreitenkorrektureinheit 15 Korrekturen an den Aufzeichnungs-Lichtemissionspulsen aus, wobei die relevanten Informationen zur Aufzeichnungssteuereinheit 16 zurückgeführt werden.
Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung genau erläutert, indem Ausführungsformen und Beispiele wiedergegeben werden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt.
Erste Ausführungsform
Bei einer CD-RW-Platte, wie sie beispielsweise in 2 gezeigt ist, auf einem mit ununterbrochene Rillen umschriebenen Polycarbonatsubstrat sind nacheinander eine untere Schutzschicht 2, eine Aufzeichnungsschicht 3, eine obere Schutzschicht 4, eine Reflexionsschicht 5 und eine Überschreibungsschicht 6 usw. ab gelagert, womit eine CD-RW-Platte hergestellt ist.
Die untere Schutzschicht 2 und die obere Schutzschicht sind aus einer Mischung aus ZnS und SiO₂ (deren Molverhältnis 8 : 2 beträgt) hergestellt. Die Dicke der unteren Schutzschicht 2 beträgt 80 nm und jene der oberen Schutzschicht 4 15 nm. Diese Folien bzw. Schichten werden mittels HF-Magnetron-Zerstäubung gebildet.
Die Aufzeichnungsschicht 3 ist aus einem Material für Phasenänderung aus Ag₁In₃Sb₇₇Te₁₉ unter Hinzufügung einer kleiner Menge Ge gebildet, wobei ihre Dicke 15 nm beträgt.
Die Reflexionsschicht 5 ist aus einer Al-Legierung unter Hinzufügung einer kleiner Menge Ti gebildet, wobei ihre Dicke 150 nm beträgt.
Die Überschreibungsschicht 6 ist aus einem handelsüblichen ultravioletten, aushärtbaren Harz, das für optische Platten verwendet wird, gebildet. Die Folie bzw. Schicht wird durch Spin-Beschichtung in einer Stickstoffgasatmosphäre gebildet und durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen ausgehärtet.
Die fertige Platte wird mittels einer handelsüblichen Vorrichtung zum Initialisieren von Platten mit Phasenänderung vollständig kristallisiert.
Die in dieser Weise erhaltene optische Platte (im Folgenden als Probe A bezeichnet) entspricht den Spezifikationen des Orange Book Teil 3, der der Standard für unbeschriebene CD-RW ist.
Es wurden Versuche durchgeführt, Testmuster auf die Probe A aufzuzeichnen und die einzustellende Aufzeichnungsleistung Pwo zu berechnen. Die Aufzeichnungsvorrichtung 10 enthält die wohlbekannte DDU1000-Vorrichtung zum Auswerten von Aufzeichnungssignalen und reproduzierten Signalen von einer CD-R und einer CD-RW. Die Spezifikationen des optischen Aufnehmers 19 lauten: NA = 0,50, λ = 789 nm, maximale Emissionsleistung = 35 mW.
Es werden die in 4 gezeigten Aufzeichnungs-Lichtemissionspulse verwendet, wobei durch EFM modulierte Zufallsinformationen als Aufzeichnungsmuster aufgezeichnet werden. Da EFM angenommen wird, wird das Muster mit n = 14 nicht verwendet. Die Periode des Aufzeichnungskanaltaktes Tw wird auf 9,64 ns eingestellt, was zu einer Compact Disk mit 24facher Geschwindigkeit äquivalent ist.
Der Lichtstrahl wird abgetastet, während die Platte mit einer linearen Geschwindigkeit von 28,8 m/s gedreht wird, was zu einer Compact Disk mit 24facher Geschwindigkeit äquivalent ist.
Die Testaufzeichnung erfolgt, während die Aufzeichnungsleistung in Schritten von 1 mW von 28 mW auf 35 mW verändert wird. Das bei der Testaufzeichnung gebildete Aufzeichnungsmuster wird durch dieselbe Vorrichtung reproduziert, wobei die Zeichenlängen für jede Aufzeichnungsleistung mittels eines Zeitintervallanalysators gemessen werden und die Modulation mittels eines Oszilloskops gemessen wird.
8 zeigt Messergebnisse der Abweichung D der gemessenen Zeichenlängen der Probe A von ihren theoretischen Längen. In dieser Ausführungsform sind, weil n1 = 2m und n2 = 2m + 1, Zeichen mit einer Länge gleich Tw multipliziert mit einer geraden Zahl bei niedriger Leistung kurz. Daher sind bei 28 mW die Abweichungen D sowohl für gerade Zahlen als auch für ungerade Zahlen groß, jedoch sind sie bei 34 mW im Wesentlichen dieselbe.
9 zeigt die Abhängigkeit von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A, wenn n1 = 4 und n2 = 5. Wie in 9 gezeigt ist, ist D1 = D2, wenn die Aufzeichnungsleistung 34 mW beträgt, weshalb bei n1 = 4 und n2 = 5 die Aufzeichnungsleistung Pwo durch Finden des Punktes, bei dem D1 = D2, auf 34 mW eingestellt wird.
Zweite Ausführungsform
10 zeigt die Abhängigkeit von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A, wenn n1 = 6 und n2 = 7. Wie in 10 gezeigt ist, wird in diesem Fall, weil es keinen Punkt gibt, an dem D1 = D2, der Parameter g verwendet, um die Aufzeichnungsleistung Pwo zu finden.
11 zeigt die Abhängigkeit des Parameters g von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A. Durch Einstellen von gα = 0,5 und Berechnen des Punktes, an dem g = gα, wird die Aufzeichnungsleistung Pwo auf 34 mW eingestellt.
Dritte Ausführungsform
Es wurde eine weitere optische Platte (Probe B) hergestellt. Die Probe B gleicht der Probe A mit Ausnahme, dass die Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 17 nm beträgt. Es wurde dieselbe Auswertung wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt.
12 zeigt die Abhängigkeit von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung für die Probe B, wenn n1 = 4 und n2 = 5. Wie in 12 gezeigt ist, ist D1 annähernd gleich D2, wenn die Aufzeichnungsleistung Pw 34 mW beträgt. Daher wird, wenn n1 = 4 und n2 = 5, die Aufzeichnungsleistung Pwo auf 34 mW eingestellt.
Somit stellt sich heraus, dass, obwohl sich die Abhängigkeiten von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung infolge der veränderten Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 bei der Probe B gegenüber der Probe A ändern, dieselbe Aufzeichnungsleistung Pwo erhalten wird.
Vierte Ausführungsform
Für die Probe B wurde dieselbe Auswertung wie bei der zweiten Ausführungsform durchgeführt.
13 zeigt Abhängigkeit von D1 und D2 von der Aufzeichnungsleistung für die Probe B, wenn n1 = 6 und n2 = 7. Es sei angemerkt, dass, obwohl 13 dasselbe Verhalten der Abhängigkeit wie 10 zeigt, die Absolutwerte verschieden sind. Da es wie bei der Probe A keinen Punkt, an dem D1 = D2, gibt, wird der Parameter g verwendet, um die Aufzeichnungsleistung Pwo zu finden.
14 zeigt die Abhängigkeit des Parameters g von der Aufzeichnungsleistung für die Probe B. Unter der Annahme, dass die Probe A und die Probe B dieselbe Feststofffluktuation aufweisen, kann die Aufzeichnungsleistung Pwo anhand derselben Parameter berechnet werden. Somit wird wie bei der zweiten Ausführungsform die Aufzeichnungsleistung Pwo durch Einstellen von gα = 0,5 berechnet und folglich die Aufzeichnungsleistung Pwo auf 34 mW eingestellt.
Beispiel 1
Im Folgenden wird ein Verfahren der verwandten Technik zum Einstellen der Aufzeichnungsleistung Pwo, d. h. zum Einstellen der Aufzeichnungsleistung Pwo durch Auswerten der Modulation besprochen.
15 zeigt die Abhängigkeit der Modulation von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A und die Probe B. Wie in 15 gezeigt ist, unterscheiden sich die Modulationskurven der Probe A und der Probe B voneinander, wobei ihr Bezug zueinander in dem tiefen Leistungsbereich gegenüber dem hohen Leistungsbereich umgekehrt ist. Daher ist es schwierig, die Aufzeichnungsleistung Pwo durch dieselben Auswertungsmittel korrekt zu bewerten.
Beispiel 2
Bei einer CD-RW wird zur Auswertung ein so genannter γ-Parameter verwendet.
16 zeigt die Abhängigkeit des γ-Parameters von der Aufzeichnungsleistung für die Probe A und die Probe B. Wie in 16 gezeigt ist, weist der γ-Parameter eine größere Differenz zwischen der Probe A und der Probe B als die in 15 gezeigte Modulation auf. Daher ist es, um denselben Schluss zu ziehen, schwierig, die Aufzeichnungsleistung Pwo durch denselben Parameter korrekt zu bewerten.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezifische, zum Zweck der Veranschaulichung gewählte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern es können von Fachleuten zahlreiche Modifikationen an diesen vorgenommen werden, ohne vom Grundkonzept und vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Um die Wirkung der Erfindung zusammenzufassen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Testaufzeichnung ausgeführt, um die einzustellende Aufzeichnungsleistung Pwo korrekt zu bewerten. Bei der Testaufzeichnung werden Zeichen mit einer Länge n1 × Tw und Zeichen mit einer Länge n2 × Tw (n1 > n2) durch dieselbe Anzahl (m) von Lichtemissionspulsen gebildet, während die Aufzeichnungsleistung Pw sukzessive verändert wird. Dann werden diese Zeichen reproduziert, die Zeichenlängen T1 und T2 der reproduzierten Signale gemessen und die Abweichungen D1, D2 zwischen den tatsächlichen Längen und ihren theoretischen Längen berechnet. Durch Überwachen von D1 und D2 wird die Aufzeichnungsleistung Pwo ermittelt. Als Ergebnis kann, obwohl ein Aufzeichnen mit einer kleinen Anzahl von Pulsen möglich ist, die Aufzeichnungsleistung auf einen Bereich eingestellt werden, in dem die Differenz der Abhängigkeit der Zeichenlänge von der Aufzeichnungsleistung auf ein Minimum herabgesetzt ist, wobei dies das Aufzeichnen von Daten bei stärkeren Modulationen und einer niedrigen Fehlerrate ermöglicht. Ferner kann das Einstellen der Aufzeichnungsleistung optimiert werden, ohne durch Schwankungen der Eigenschaften des Mediums beeinflusst zu werden.
Da es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist, einen Aufzeichnungsleistungspegel einzustellen, der in der Lage ist, die Abweichung zwischen den tatsächlichen Zeichenlängen und ihren theoretischen Längen auf das Minimum zu reduzieren, kann außerdem das Einstellen der Aufzeichnungsleistung auch bei einem Aufzeichnen unter Verwendung einer kleinen Anzahl von Pulsen optimiert werden.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung Verfahren bereit, um die Aufzeichnungsleistung auch dann, wenn die oben angegebenen Bedingungen nicht erfüllt werden können, wirksam einzustellen.
Wenn die Bedingung, dass D1 = D2, nicht erfüllt werden kann, ist es durch Einstellen der Pulsbreite der Lichtemissionspulse möglich, die Aufzeichnungsleistung einzustellen, wobei ferner die Differenz zwischen D1 und D2 verringert wird.
Die vorliegende Erfindung liefert ferner eine optische Datenaufzeichnungsvorrichtung, die das obige Aufzeichnungsverfahren anwendet.

Claims

Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten auf ein Aufzeichnungsmedium durch Modulieren der Intensität eines bestrahlenden Lichtstrahles und durch modulieren der Länge von mehreren Aufzeichnungszeichen und Abständen zwischen jeweils zwei der Aufzeichnungszeichen, das die Schritte aufweist: erste Aufzeichnungszeichen, die jeweils eine Länge von n1 × Tw haben, werden unter Verwendung von m Aufzeichnungspulsen ausgebildet, wobei jeder der Aufzeichnungspulse eine vorbestimmte maximale Leistung Pw hat, während nachfolgend die maximale Leistung Pw der Aufzeichnungspulse zum Testen geändert wird; die ersten Zeichen, die zum Testen und zum Messen der Längen T1(Pw) der Aufzeichnungszeichen aufgezeichnet worden sind, werden reproduziert; und eine Aufzeichnungsleistung Pwo wird durch Bewertung von Abweichungen D1(Pw) der gemessenen Längen T1(Pw) von n1 × Tw eingestellt, und, wobei Tw eine Periode eines Aufzeichnungskanaltaktes ist, wobei n1 eine gerade Zahl bzw. ein Integer ist, m eine gerade Zahl bzw. ein Integer ist, und m < n1 D1(Pw) = T1(Pw) – n1 × Tw;und dadurch gekennzeichnet, dass zweite Aufzeichnungszeichen zusätzlich zu den ersten Aufzeichnungszeichen ausgebildet werden, wobei jedes der zweiten Aufzeichnungszeichen eine Länge von n2 × Tw hat, wobei auch die mehreren von m Aufzeichnungspulsen verwendet werden; die zweiten Zeichen, die zum Testen und zur Messung der Länge von T2(Pw) der Aufzeichnungszeichen aufgezeichnet worden sind, werden reproduziert, wobei die Aufzeichnungsleistung Pwo eingestellt wird, indem auch Abweichungen D2(Pw) der gemessenen Längen T2(Pw) von n2 × Tw bewertet werden, wobei n2 eine gerade Zahl bzw. ein Integer ist, n1 < n2; und D2(Pw) = T2(Pw) – n2 × Tw.
Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Aufzeichnungsleistung Pwo als ein Wert Pw eingestellt wird, wobei die Abweichung D1(Pw) gleich zu der Abweichung D2(Pw) gemacht wird.
Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Aufzeichnungsleistung Pwo als ein Wert von Pw eingestellt ist, wobei ein normierter Parameter g (Pw) gleich zu einer Konstante gα gemacht wird, wobeig(Pw) = [D2(Pw) – D1(Pw)]/Tw;gα ist ein charakteristischer Wert des Aufzeichnungsmediums ist, und 0 < gα ≤ 0,1.
Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten, wie in Anspruch 3 beansprucht, wobei bei der Aufzeichnungsleistung Pwo eine erste Pulsbreite der Aufzeichnungspulse zum Ausbilden der Aufzeichnungszeichen, die jeweils die Länge n1 × Tw haben, um einen Betrag von D2(Pwo) – D1(Pwo) verlängert wird.
Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten, wie in Anspruch 3 beansprucht, wobei bei der Aufzeichnungsleistung Pwo eine letzte Pulsbreite der Aufzeichnungspulse zum Ausbilden von Aufzeichnungszeichen, die jeweils die Länge von n1 × Tw haben, um einen Betrag von D2(Pwo) – D1(Pwo) verlängert wird.
Verfahren zum Aufzeichnen optischer Daten, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Aufzeichnungsleistung Pwo als ein Produkt eines Parameters ρ und eines Wertes der maximalen Leistung Pwt eingestellt wird, wobei ein normierter Parameter g(Pw) gleich zu einer Konstante gβ gemacht wird, wobeig(Pw) = (D2(Pw) – D1(Pw))/Tw;gβ eine Konstante ist, und 0,4 ≤ gβ ≤ 0,6; und ρ ein Bereich von 1,0 bis 1,2 ist.
Vorrichtung zum Aufzeichnen optischer Daten auf ein Aufzeichnungsmedium durch Modulieren der Intensität eines bestrahlenden Lichtstrahles und durch Modulieren der Längen mehrerer Aufzeichnungszeichen und Räume zwischen zwei der Aufzeichnungszeichen, die aufweist: eine optische Aufnahmeeinheit zur Ausbildung der Aufzeichnungszeichen gemäß mehrerer Aufzeichnungspulse und zum Reproduzieren der aufgezeichneten Zeichen; eine Leistungssteuereinheit zum Steuern eines Leistungspegels der Aufzeichnungspulse; eine Zeichenlängemesseinheit zum Messen der Längen der aufgezeichneten Zeichen aus den reproduzierten Signalen, die durch die optische Aufnahmeeinheit gegeben werden; und eine Berechnungseinheit, wobei die optische Aufnahmeeinheit erste Aufzeichnungszeichen zum Testen bildet, die jeweils eine Länge von n1 × Tw haben, unter Verwendung von m Aufzeichnungspulsen, wobei jeder der m Aufzeichnungspulse eine vorbestimmte maximale Leistung Pw hat, während die Leistungssteuereinheit aufeinanderfolgend die maximale Leistung Pw der Aufzeichnungspulse ändert, wobei die optische Aufnahmeeinheit die ersten Zeichen reproduziert, die für das Testen aufgezeichnet worden sind, wobei die Zeichenlängenmesseinheit die Länge T1(Pw) der ersten aufgezeichneten Zeichen ist, und die Berechnungseinheit bewertet Abweichungen D1(Pw) der gemessenen Längen T1(Pw) aus n1 × Tw, und stellt eine Aufzeichnungsleistung Pwo ein, wobei Pw eine Periode einer Aufzeichnungskanaltaktperiode ist; wobei n1 ein Integer bzw. eine ganze Zahl ist, m ein Integer bzw. eine ganze Zahl ist, und m < n1; und D1(Pw) = T1(Pw) – n1 × Tw,dadurch gekennzeichnet, dass – die optische Aufnahmeeinheit auch zweite Aufzeichnungszeichen bildet, die jeweils eine Länge von n2 × Tw haben, wobei auch die m Aufzeichnungspulse verwendet werden, – die optische Aufnahmeeinheit auch die zweiten Zeichen reproduziert, die für das Testen aufgezeichnet sind, – die Zeichenlängenmesseinheit auch die Länge T2(Pw) der zweiten aufgezeichneten Zeichen misst, und – die Berechnungseinheit auch Abweichungen D2(Pw) der gemessenen Längen T2(Pw) von n2 × Tw bewertet, um die Aufzeichnungsleistung Pwo einzustellen, wobei n2 ein Integer bzw. eine ganze Zahl ist, und n1 < n2; und D2(Pw) = T2(Pw) – n2 × Tw.
Vorrichtung zum Aufzeichnen optischer Daten, wie nach Anspruch 7 beansprucht, wobei die Berechnungseinheit einen normierten Parameter g(Pw) berechnet, wobei g(Pw) = [D2(Pw) – D1(Pw)]/Tw.