JP2004086949A - 光記録媒体へのデータ記録方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マルチレベル光記録媒体に対するデータ記録方法であって、記録マークの割り当て範囲が最適化されたデータ記録方法を提供する。
【解決手段】記録マークの形成に用いるレーザビームの記録パワーに応じて、記録マークＭａが形成された相対的な光反射率が最も高い仮想記録セルの前記相対的な光反射率Ｒａ及び記録マークＭｈが形成された相対的な光反射率が最も低い仮想記録セルの前記相対的な光反射率Ｒｈの少なくとも一方の割り当てを決定する。これにより、同じ記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率のばらつきが抑制されるとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となるので、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【選択図】 図３
【解決手段】記録マークの形成に用いるレーザビームの記録パワーに応じて、記録マークＭａが形成された相対的な光反射率が最も高い仮想記録セルの前記相対的な光反射率Ｒａ及び記録マークＭｈが形成された相対的な光反射率が最も低い仮想記録セルの前記相対的な光反射率Ｒｈの少なくとも一方の割り当てを決定する。これにより、同じ記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率のばらつきが抑制されるとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となるので、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体へのデータ記録方法に関し、特に、一つの仮想記録セルに２ビット以上のデータを記録可能なマルチレベル光記録媒体に対するデータ記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、ＣＤやＤＶＤに代表される光記録媒体が広く利用されており、そのデータ記録方式としては、記録すべきデータをトラックに沿ったピットの長さに変調するという方式が広く用いられている。
【０００３】
このような記録方式を用いた場合、データの読み出しに際しては再生パワーに設定されたレーザビームが光記録媒体のトラックに沿って照射され、その反射光を検出することによりピットの有無が判別される。また、データの書き込みに際しては強度変調されたレーザビームが光記録媒体のトラックに沿って照射され、所定の長さを持ったピットが形成される。
【０００４】
しかしながら、近年、光記録媒体に対するいっそうの高密度記録が求められており、これを実現する手法として、いわゆる「マルチレベル記録方式」が提案されている。マルチレベル記録方式は、上述した従来の記録方式とは異なり、互いに異なる意味を持つ複数の記録マークのうちの一つを１の仮想記録セルに割り当てる方式であり、データの読み出しに際しては、再生パワーに設定されたレーザビームがマルチレベル光記録媒体のトラックに沿って照射され、その反射光量を検出することにより、各仮想記録セルに割り当てられた記録マークの種類が判別される。また、データの書き込みに際しては強度変調されたレーザビームがマルチレベル光記録媒体のトラックに沿って照射され、各仮想記録セルに所定の記録マークが割り当てられる。
【０００５】
ここで、互いに異なる記録マークが割り当てられた仮想記録セルは、レーザビームに対する光反射率が互いに相違している。したがって、データの読み出しに際しては、仮想記録セルに照射されたレーザビームの反射光強度を検出することにより、各仮想記録セルに割り当てられた記録マークの種類を判別することができる。また、データの書き込みに際しては、レーザビームの照射時間（照射量）を各仮想記録セルごとにマルチレベルに制御することによって、各仮想記録セルごとに上記光反射率がマルチレベルに制御される。
【０００６】
以上から明らかなとおり、マルチレベル光記録媒体に対してより高密度にデータを記録するためには、各仮想記録セル毎の光反射率をより多段階に制御することが有効である。例えば、各仮想記録セル毎の光反射率を４段階に制御すれば、１つの仮想記録セルに格納される情報は２ビットであるが、各仮想記録セル毎の光反射率を８段階に制御すれば、１つの仮想記録セルに格納される情報は３ビットとなる。光反射率の制御をより多段階で可能とするするためには、光反射率が最も高い仮想記録セルと、光反射率が最も低い仮想記録セルとの間における光反射率の差、いわゆるダイナミックレンジが十分に広いことが要求される。このため、マルチレベル光記録媒体に用いる記録層の材料としては、十分なダイナミックレンジを確保可能な材料が選択され、このような材料としては有機色素材料を挙げることができる。
【０００７】
マルチレベル光記録媒体の記録層の材料として有機色素材料を用いた場合、一般に、初期状態においては仮想記録セルの光反射率は最も高くなり、所定値以上の強度を持ったレーザビームが照射されると、有機色素が分解変質して当該領域に対応する仮想記録セルの光反射率が低下する。したがって、各仮想記録セルごとにレーザビームの照射時間（照射量）を多段階に制御することによって有機色素の分解変質の度合いを多段階に制御すれば、各仮想記録セルに対してマルチレベル記録を行うことが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチレベル光記録媒体の記録層の材料として有機色素材料を用いた場合、レーザビームの照射量と仮想記録セルの光反射率との関係は直線的ではなく、レーザビームの照射量がある範囲にある場合にはレーザビームの照射量によって仮想記録セルの光反射率は大きく変化し、レーザビームの照射量が別の範囲にある場合にはレーザビームの照射量によって仮想記録セルの光反射率はあまり変化しないという現象が生じる。仮想記録セルの光反射率があまり変化しない範囲は、レーザビームに対して有機色素材料の反応性が乏しい範囲であると言え、このような範囲においては光反射率のばらつきが相対的に大きくなることから、記録マークの割り当てには適切ではない。このため、記録マークの割り当ては、レーザビームの照射によって仮想記録セルの光反射率がある程度十分に変化する範囲において行うことが好ましい。その一方で、異なる記録マーク間における光反射率差をより大きく確保するためには、広いダイナミックレンジを確保する必要がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、マルチレベル光記録媒体に対するデータ記録方法であって、記録マークの割り当て範囲が最適化されたデータ記録方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者が鋭意研究を行った結果、仮想記録セルの光反射率の変化特性は、照射するレーザビームの記録パワーによって異なることが明らかとなった。本発明は、かかる技術的知見に基づきなされたものであり、記録マークが形成される仮想記録セルの相対的な光反射率を多段階に制御することによってマルチレベル記録が可能なマルチレベル光記録媒体に対するデータ記録方法であって、前記記録マークの形成に用いるレーザビームの記録パワーに応じて、第１の記録マークが形成された相対的な光反射率が最も高い仮想記録セルの前記相対的な光反射率及び第２の記録マークが形成された相対的な光反射率が最も低い仮想記録セルの前記相対的な光反射率の少なくとも一方の割り当てを決定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、レーザビームの記録パワーに応じて、相対的な光反射率が最も高い仮想記録セル及び／又は相対的な光反射率が最も低い仮想記録セルの相対的な光反射率の割り当てを決定していることから、同じ記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率のばらつきが抑制されるとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。これにより、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【００１２】
ここで、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合における前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲａ’Ｌとし、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合における前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲａ’Ｈとした場合、
Ｒａ’Ｌ＜Ｒａ’Ｈ
を満たすように、前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率の割り当てを決定することが好ましい。
【００１３】
また、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合における前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲｈ’Ｌとし、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合における前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲｈ’Ｈとした場合、
Ｒｈ’Ｌ＜Ｒｈ’Ｈ
を満たすように、前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率の割り当てを決定することもまた好ましい。
【００１４】
また、未使用の仮想記録セルの相対的な光反射率と前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率との差をＡとし、前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率と飽和状態である仮想記録セルの相対的な光反射率との差をＢとした場合、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合には
Ａ＞Ｂ
に設定し、
前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合には
Ａ＜Ｂ
に設定することもまた好ましい。
【００１５】
これらによれば、レーザビームの照射量に応じた相対的な光反射率の変化が緩慢な領域を効果的に排除しつつ、レーザビームの照射量に応じて相対的な光反射率が直線的に変化する領域を広く利用することが可能となるので、相対的な光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００１６】
また、前記マルチレベル光記録媒体の記録層には、有機色素が含まれていることが好ましい。
【００１７】
尚、「飽和状態」とは、それ以上レーザビームを照射しても相対的な光反射率が実質的に変化しない状態をいう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、マルチレベル光記録媒体１（以下、「光記録媒体１」ともいう）の外観を示す切り欠き斜視図及びその一部を拡大した斜視図である。
【００２０】
光記録媒体１は、ＤＶＤ−Ｒ型の光記録媒体（追記型光記録媒体）であって、図１に示すように、光透過性基板１１及びダミー基板１２と、これらの間に設けられた記録層２１、反射層２２、保護層２３、接着層２４とを備えて構成されている。光透過性基板１１は、透明な樹脂を基材として円盤状に形成されている。光透過性基板１１の一方の面（図１における下面）はレーザビームが入射する光入射面を構成し、他方の面（図１における上面）には、その中心部近傍から外縁部に向けて、レーザビームガイド用のグルーブ１１ａ、およびランド１１ｂが螺旋状に形成されている。記録層２１は、シアニン、メロシアニン、メチン系色素およびその誘導体、ベンゼンチオール金属錯体、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、アゾ色素などの有機色素からなり、この有機色素がグルーブ１１ａおよびランド１１ｂを覆うように塗布されて形成されている。この記録層２１は、記録装置によって所定以上のパワーに設定されたレーザビームが照射されることで分解変質し、そのレーザビームの照射量に応じて、その光学定数が変化することにより光透過率が変化する。反射層２２は、光記録媒体１に記録された記録データの再生時に光透過性基板１１および記録層２１を通過した再生時のレーザビームを反射するための薄膜層であって、金や銀などの金属を主原料として記録層２１の上に例えばスパッタリングによって形成されている。保護層２３は、反射層２２および記録層２１を保護する層であって、反射層２２の表面を覆うように形成されている。接着層２４は、光透過性基板１１、記録層２１、反射層２２及び保護層２３からなる積層体とダミー基板１２とを接着する層である。光透過性基板１１及びダミー基板１２は、いずれも約０．６ｍｍの厚みを有している。
【００２１】
次に、光記録媒体１の記録原理について、図面を参照して説明する。
【００２２】
この光記録媒体１では、図１に示すように、その回転方向（円周方向）に沿ってグルーブ１１ａを仮想的に分割した仮想記録セルＳ，Ｓ・・が記録単位として規定されている。
【００２３】
図２は、光記録媒体１に記録された記録マークＭａ〜Ｍｈを概念的に示す概念図である。図２に示されるように、仮想記録セルＳのグルーブ１１ａに沿った方向の長さＬは、集光ビーム径（ビームウエストの直径）Ｄよりも短く規定されている。尚、各仮想記録セルＳは、あくまで光記録再生装置側において想定される仮想的なセルであり、図２に示すように各仮想記録セルＳの境界を画定する区画が光記録媒体１内に存在する訳ではない。
【００２４】
この場合、記録時において記録装置のピックアップから出射されるレーザビームの照射時間（すなわち、レーザビームの照射量）を記録データの値に応じて多段階に制御することで、図２に示すように、記録層２１（主として有機色素）の分解変質の度合いが異なる記録マークＭａ〜Ｍｈ（以下、区別しないときには「記録マークＭ」ともいう）が仮想記録セルＳ内に形成される。なお、同図では、分解変質の度合いを記録マークＭの大きさで概念的に図示している。また、レーザビームによって記録データを記録する際には、光記録媒体１を回転させつつレーザビームを照射するため、記録マークＭは、照射時間に応じた長さの長円形となる。
【００２５】
したがって、この光記録媒体１にマルチレベル記録する際には、仮想記録セルＳに再生パワーに設定されたレーザビームを照射した際の光反射率が例えば８段階となるように、記録マークＭａ〜Ｍｈのそれぞれの分解変質度合い（光透過率の変化量）を規定する。この場合、光反射率は、記録層２１の分解変質度合いが小さいほど大きくなる。このため、記録マークＭが割り当てられていない仮想記録セルＳ（未使用セル）が最大光反射率の特性を有し、最も小さな記録マークＭａが割り当てられた仮想記録セルＳが記録マークＭのうち最も大きい光反射率の特性を有し、以降、記録マークＭｂ〜Ｍｇが割り当てられた仮想記録セルＳの順に光反射率が低下し、最も大きな記録マークＭｈが割り当てられた仮想記録セルＳが最小光反射率の特性を有する。したがって、レーザビームの照射量を制御して分解変質部分の面積比（つまり記録層２１の光透過率）を適宜設定することにより、光反射率が８段階となる記録マークＭａ〜Ｍｈを形成することが可能となる。
【００２６】
図３は、有機色素を使用した光記録媒体１におけるレーザビームの照射時間と仮想記録セルＳの光反射率との関係を模式的に示すグラフである。
【００２７】
有機色素は、一般的にレーザビームの照射時間の増加に伴い分解変質の度合いも増加するという特性を有し、このため、仮想記録セルＳの光反射率もレーザビームの照射時間に応じて低下するという特性を示す。このため図３に示すように、レーザビームの照射時間がＴａである場合における仮想記録セルＳの光反射率（絶対値）をＲａとし、レーザビームの照射時間がＴｈ（＞Ｔａ）である場合における仮想記録セルＳの光反射率（絶対値）をＲｈ（＜Ｒａ）とした場合、仮想記録セルＳの光反射率が光反射率Ｒａと光反射率Ｒｈとの間を略８等分した光反射率Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ，Ｒｆ，Ｒｇ，Ｒｈのいずれかとなるようにレーザビームの照射時間を設定すれば、各仮想記録セルＳに記録マークＭａ〜Ｍｈのいずれかを形成することが可能となる。但し、一つの仮想記録セルＳにレーザビームを照射可能な最大の時間Ｔｍａｘは、仮想記録セルＳの長さＬ及び記録線速度Ｖによって制限されるため（Ｔｍａｘ＝Ｌ／Ｖ）、光反射率が最小（Ｒｈ）となる記録マークＭｈを形成するためのレーザビームの照射時間Ｔｈは、上記Ｔｍａｘ以下に設定する必要がある。一例として、仮想記録セルＳの長さＬが３８５ｎｍ、記録線速度Ｖが７ｍ／ｓｅｃである場合にはＴｍａｘは５５ｎｓｅｃとなるので、記録マークＭｈを形成するためのレーザビームの照射時間Ｔｈとしては５５ｎｓｅｃ以下に設定する必要がある。
【００２８】
図４は、仮想記録セルＳに記録マークＭａ〜Ｍｈを形成するためのレーザビームの波形を模式的に示す波形図である。図４に示すように、仮想記録セルＳに記録マークＭａ〜Ｍｈを形成する場合、照射されるレーザビームの波形は基底パワー（Ｐｂ）から記録パワー（Ｐｗ）までの振幅を持ったパルス波形とされ、記録パワー（Ｐｗ）に設定される時間がＴａ〜Ｔｈのいずれかに設定される。これにより、光反射率がそれぞれＲａ〜Ｒｈである記録マークＭａ〜Ｍｈを任意の仮想記録セルＳに形成することが可能となる。尚、図４に示した例においては、対象となる仮想記録セルＳの開始位置にレーザビームが到達したタイミングにおいて、これを基底パワー（Ｐｂ）から記録パワー（Ｐｗ）に立ち上げているが、レーザビームを立ち上げるタイミングとしてはこれに限定されず、対象となる仮想記録セルＳの開始位置にレーザビームが到達したタイミングの前後に設定しても構わない。また、図４に示した例においては、形成すべき記録マークの種類に関わらず、レーザビームを基底パワー（Ｐｂ）から記録パワー（Ｐｗ）に立ち上げるタイミングを固定しているが、形成すべき記録マークの種類ごとに異なるタイミングでレーザビームを立ち上げても構わない。
【００２９】
ここで、未使用セルの光反射率（絶対値）をＲ０、レーザビームの照射により低下する光反射率の飽和レベル（絶対値）をＲｓとした場合、各記録マークＭａ〜Ｍｈの相対的な光反射率Ｒａ’〜Ｒｈ’は、次式によって表わすことができる。
【００３０】
【数１】
また、レーザビームの照射に伴う有機色素の分解変質は、照射開始から暫くの間はその度合いが緩やかで、所定時間経過後にその度合いが急峻かつ直線的となり、その後、その度合いが再び緩やかとなって、ある照射時間を超えた後には、その度合いが殆ど増加しないという特性を示す。このため、図３に示すように、レーザビームの照射時間に応じた仮想記録セルＳの光反射率の変化も直線的ではなく、有機色素の分解変質特性と同様の曲線的な変化を示すことになる。つまり、レーザビームの照射時間に応じた反射率の低下が緩やかな領域（領域Ａ、領域Ｃ）と、レーザビームの照射時間に応じた反射率の低下が急峻且つ直線的な領域（領域Ｂ）が現れる。
【００３１】
この場合、レーザビームの照射時間に応じた仮想記録セルの光反射率の低下が緩やかな領域Ａ及び領域Ｃにおいては、レーザビームに対する有機色素の反応性が乏しく、得られる光反射率のばらつきが相対的に大きくなる傾向があることから、記録マークＭａ〜Ｍｈに割り当てる光反射率（Ｒａ〜Ｒｈ）としてはできる限りこのような領域を排除することが好ましい。一方で、異なる記録マーク間における光反射率差をより大きく確保するためには、記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの光反射率Ｒａを未使用セルの光反射率Ｒ０により近く設定するとともに記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの光反射率Ｒｈを飽和レベルＲｓにより近く設定する必要がある。すなわち、より広いダイナミックレンジを確保する必要がある。したがって、最大光反射率Ｒａ及び最小光反射率Ｒｈの設定においては、これらを考慮して決定する必要がある。
【００３２】
さらに、レーザビームの照射時間に応じた仮想記録セルＳの光反射率の変化特性は、レーザビームの照射強度、すなわち記録パワー（Ｐｗ）によっても変化する。図５は、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）による特性の変化を模式的に示すグラフである。図５に示すように記録パワー（Ｐｗ）を高く設定すると、領域Ａに相当する部分が短く、領域Ｃに相当する部分が長くなり、さらに領域Ｂに相当する部分がより急峻となる。逆に、記録パワー（Ｐｗ）を低く設定すると、領域Ａに相当する部分が長く、領域Ｃに相当する部分が短くなり、さらに領域Ｂに相当する部分がややなだらかとなる。
【００３３】
本実施態様においては、以上を考慮して、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）に応じて記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’及び記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’の少なくとも一方、好ましくは両方が設定される。具体的な設定条件は次の通りである。
【００３４】
第１に、光反射率が最も高い記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’については、レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合の光反射率をＲａ’Ｌとし、レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合の光反射率をＲａ’Ｈとすると、これら光反射率Ｒａ’Ｌ及び光反射率Ｒａ’Ｈの関係を
Ｒａ’Ｌ＜Ｒａ’Ｈ
に設定する。図５を用いて説明したとおり、レーザビームの照射開始直後に現れる、光反射率の低下が緩やかな領域Ａは、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が高い場合には短く、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が低い場合には逆に長くなることから、光反射率Ｒａ’Ｌと光反射率Ｒａ’Ｈとの関係を上記のように設定すれば、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００３５】
第２に、光反射率が最も低い記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’については、レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合の光反射率をＲｈ’Ｌとし、レーザビームの記録パワーがＰｗＨである場合の光反射率をＲｈ’Ｈとすると、これら光反射率Ｒｈ’Ｌ及び光反射率Ｒｈ’Ｈの関係を
Ｒｈ’Ｌ＜Ｒｈ’Ｈ
に設定する。これについても図５を用いて説明したとおり、レーザビームの照射時間が所定時間を超えた後に現れる、光反射率の低下が緩やかな領域Ｃは、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が高い場合には長く、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が低い場合には逆に短くなることから、光反射率Ｒｈ’Ｌと光反射率Ｒｈ’Ｈとの関係を上記のように設定すれば、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００３６】
第３に、未使用セルの相対的な光反射率（＝１００％）と相対的な光反射率Ｒａ’との差（１００−Ｒａ’）と、相対的な光反射率Ｒｈ’と飽和状態である仮想記録セルＳの相対的な光反射率（＝０％）との差（Ｒｈ’）との大小関係については、レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合には
１００−Ｒａ’＞Ｒｈ’
に設定し、
レーザビームの記録パワーがＰｗＨである場合には
１００−Ｒａ’＜Ｒｈ’
に設定する。このように設定すれば、上述の説明と同様に、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００３７】
本実施態様においては、上記第１乃至第３の設定条件の少なくとも一つ、好ましくは２つ、より好ましくは全部を満たすように記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’及び／又は記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’が決定される。これにより、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となることから、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【００３８】
続いて、この光記録媒体１に対する記録データの記録、および記録データの再生を実行する光記録再生装置４０について説明する。
【００３９】
図６は、光記録再生装置４０の構成を概略的に示すブロック図である。
【００４０】
図６に示されるように、光記録再生装置４０は、いわゆるＤＶＤ−Ｒレコーダであり、スピンドルサーボ４１、スピンドルモータ４２、ピックアップ４３、フォーカストラッキングサーボ４４、送りサーボ４５および制御装置４６を備えている。スピンドルモータ４２は、スピンドルサーボ４１によって駆動制御され、光記録媒体１を線速度一定の条件で回転させる。ピックアップ４３は、制御装置４６の制御下でレーザードライバによってレーザー光源（共に図示せず）が駆動されて光記録媒体１に対して基底パワー（Ｐｂ）から記録パワー（Ｐｗ）まで振幅を持ったレーザビーム（記録時）または再生パワー（Ｐｒ）に設定されたレーザビーム（再生時）を照射する。これにより、仮想記録セルＳに対する記録マークＭの記録、および仮想記録セルＳからの反射レーザのレベルに応じた電気的信号の出力が行われる。この場合、データの記録時において、ピックアップ４３のレーザードライバは、制御装置４６の制御に従い、記録する記録データの内容に応じて、１つの仮想記録セルＳに対して照射するレーザビームの照射量（レーザーパルス数、及び／又は、照射パワー、パルス高など）を調整する。なお、レーザビームの照射量を調整する方法としては、レーザードライバによる調整方法の他に、レーザビームの光路上に光変調器を配置し、この光変調器を制御装置４６によって駆動制御することで調整することもできる。
【００４１】
また、ピックアップ４３は、対物レンズおよびハーフミラー（共に図示せず）を備え、記録時または再生時に照射するレーザビームを光記録媒体１の記録層２１に集光させる。具体的には、フォーカストラッキングサーボ４４によって対物レンズがフォーカストラッキング制御され、これにより、記録時または再生時に照射するレーザビームが光記録媒体１の記録層２１に集光させられる。このピックアップ４３は、光記録媒体１の直径方向に沿ってその内周側と外周側との間を送りサーボ４５によって往復動させられる。制御装置４６は、スピンドルサーボ４１、ピックアップ４３、フォーカストラッキングサーボ４４および送りサーボ４５の駆動を制御すると共に、ピックアップ４３から出力された電気的信号に基づいて記録層２１に記録されている記録データを判読する。
【００４２】
以上説明したように、本実施態様においては、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）に応じて、記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’及び記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’の少なくとも一方を設定していることから、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００４３】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上記実施態様においては、光記録媒体１をＤＶＤ−Ｒ型の光記録媒体として構成した例を示したが、本発明は、これに限定されるものでなく、他の光記録媒体に一般に適用されるものであり、またディスク状の回転体に限定されるものではない。
【００４５】
また、上記実施態様においては、光記録媒体１は、記録時及び再生時において基板１１側からレーザビームを照射する構成であるが、本発明は、基板上に反射層、記録層、保護層が順次積層され、記録時及び再生時において保護層側からレーザビームを照射する構成の光記録媒体に対しても適用することができる。
【００４６】
さらに、上記実施態様においては、仮想記録セルに互いに分解変質の度合いが異なる８段階の記録マークＭａ〜Ｍｈを記録することによって、一つの仮想記録セルに３ビットの情報を格納しているが、記録の段階数としてはこれに限定されず、一つの仮想記録セルに１ビットを超える情報を格納可能である限り、何段階であっても構わない。
【００４７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４８】
［光記録媒体の準備］
以下に示す手順により、図１に示す光記録媒体１とほぼ同様の構成を有する光記録媒体を作製した。
【００４９】
まず、射出成型法により、厚さ：約０．６ｍｍ、直径：約１２０ｍｍであり、表面にグルーブ及びランド（トラックピッチ（グルーブのピッチ）＝約０．７４μｍ）が形成されたポリカーボネートからなるディスク状の光透過性基板１１を作製した。
【００５０】
次に、この光透過性基板１１をスピンコート装置にセットし、回転させながら、グルーブ及びランドが形成されている側の表面に下記化学構造を有するアゾ系有機色素を含む有機溶媒を滴下することによりこれをスピンコートした。その後、塗膜を乾燥させることによってグルーブ部における厚さが約１００ｎｍの記録層２１を形成した。
【００５１】
【化１】
次に、記録層２１が形成された光透過性基板１１をスパッタリング装置にセットし、記録層２１の表面にＡｇ、Ｐｄ及びＣｕの合金からなる厚さ約１５０ｎｍの反射層２２を形成した。
【００５２】
そして、反射層２２が形成された光透過性基板１１を再びスピンコート装置にセットし、回転させながら、反射層２２上に紫外線硬化性アクリル樹脂を滴下し、これをスピンコートした。その後、塗膜に紫外線を照射し硬化させることによって保護層２３を形成した。さらに、保護層２３上に紫外線硬化型接着剤を滴下し、これをスピンコートすることにより接着層２４を形成した。
【００５３】
一方、射出成型法により、厚さ：約０．６ｍｍ、直径：約１２０ｍｍのポリカーボネートからなるダミー基板１２を別途作製し、これを光透過性基板１１のうち接着層２４が形成された面に貼り合わせた後、紫外線を照射して接着層２４を硬化させた。
【００５４】
以上により、光記録媒体が完成した。
【００５５】
［記録マークの形成＃１］
上記手順で作製した光記録媒体を光記録再生装置にセットし、記録線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）を９．０ｍＷ、１２．０ｍＷ及び１６．０ｍＷに順次に設定して光透過性基板１１側からレーザビームを照射し、記録マークを形成した。レーザビームの照射時間Ｔは、最大照射時間Ｔｍａｘ以下の範囲で種々に設定した。本実施例では、仮想記録セルＳの長さＬを３８５ｎｍに設定したので、レーザビームの最大照射時間Ｔｍａｘは５５ｎｓｅｃである。
【００５６】
［評価＃１］
記録マークの形成＃１において記録マークが形成された光記録媒体に対し、線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、レーザビームの再生パワー（Ｐｒ）を１．３ｍＷに設定して光透過性基板１１側からレーザビームを照射し、各仮想記録セルより得られる反射光量を測定した。
【００５７】
測定の結果を図７に示す。図７において縦軸は、反射光を光電変換して得られた電圧値を示しており、これが大きいほど得られた反射光量が大きい、すなわち光反射率が高いことを意味する。かかる電圧値は、未記録セルより得られる反射光量に対応する値が１．０となるように校正した。
【００５８】
図７に示すように、レーザビームの照射開始直後に現れる、光反射率の低下が緩やかな領域Ａは、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が高いほど短くなることが確認された。
【００５９】
一方、レーザビームの照射時間が所定時間を超えた後に現れる、光反射率の低下が緩やかな領域Ｃは、記録パワー（Ｐｗ）が１６．０ｍＷである場合よりも１２．０ｍＷである場合の方が短いことが確認された。尚、記録パワー（Ｐｗ）が９．０ｍＷである場合には、レーザビームの照射時間を最大照射時間Ｔｍａｘに設定しても光反射率が飽和レベル（約０．３Ｖ）まで到達しなかったことから、上記領域Ｃは明確には出現しなかった。つまり、領域Ｃについては、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が低いほど短くなることが確認された。
【００６０】
さらに、レーザビームの照射時間に応じて光反射率が直線的に低下する領域Ｂは、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が高いほどその変化が急峻となることが確認された。
【００６１】
以上より、光反射率が最も高い仮想記録セルＳの光反射率については、記録パワー（Ｐｗ）が高い場合ほど相対的に未使用セルの光反射率（相対的な光反射率＝１００％）に近い光反射率を割り当て、光反射率が最も低い仮想記録セルＳの光反射率については、記録パワー（Ｐｗ）が低い場合ほど相対的に飽和レベルに近い光反射率（相対的な光反射率＝０％）を割り当てることが好ましいことが確認された。
【００６２】
［記録マークの形成＃２］
上記手順で作製した光記録媒体を光記録再生装置にセットし、記録パワー（Ｐｗ）が種々に設定されたレーザビームを光透過性基板１１側から照射することによって記録マークＭａ〜Ｍｈからなるランダム信号を記録した。記録条件は次の２通りである。
【００６３】
第１の記録条件においては、記録線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、光反射率が最大である記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’を８５％、光反射率が最小である記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’を５％に設定した。一方、第２の記録条件においては、記録線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、光反射率が最大である記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’を９５％、光反射率が最小である記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’を１５％に設定した。
【００６４】
したがって、第１の記録条件における相対的な光反射率Ｒａ’及びＲｈ’をそれぞれＲａ’１及びＲｈ’１とし、第２の記録条件における相対的な光反射率Ｒａ’及びＲｈ’をそれぞれＲａ’２及びＲｈ’２とすれば、
Ｒａ’１＜Ｒａ’２、且つ、Ｒｈ’１＜Ｒｈ’２
が満たされているとともに、
１００−Ｒａ’１＞Ｒｈ’１、且つ、１００−Ｒａ’２＜Ｒｈ’２
が満たされている。
【００６５】
［評価＃２］
上記記録マークの形成＃２により記録マークが形成された光記録媒体に対し、線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、レーザビームの再生パワー（Ｐｒ）を１．３ｍＷに設定して光透過性基板１１側からレーザビームを照射し、得られるエラーレート（ＤＳＥＲ）を測定した。
【００６６】
測定の結果を図８に示す。
【００６７】
図８に示すように、エラーレート（ＤＳＥＲ）が最小となる記録パワー（Ｐｗ）は、第１の記録条件を用いた場合は低く（約８ｍＷ）、第２の記録条件を用いた場合は高くなった（約１１ｍＷ）。これにより、上記実施態様において説明した第１の設定条件（Ｒａ’Ｌ＜Ｒａ’Ｈ）、第２の設定条件（Ｒｈ’Ｌ＜Ｒｈ’Ｈ）及び第３の設定条件（１００−Ｒａ’＞Ｒｈ’、且つ、１００−Ｒａ’＜Ｒｈ’）を満たした場合の効果が確認された。
【００６８】
また、エラーレート（ＤＳＥＲ）は、一般に４％以下であることが要求されることを考慮すれば、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）を高め、これに適した記録条件を選択することによってパワーマージンが広くなることが確認された。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マルチレベル光記録媒体に記録される記録マークの光反射率のばらつきが抑制されるとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。これにより、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マルチレベル光記録媒体１の外観を示す切り欠き斜視図及びその一部を拡大した斜視図である。
【図２】光記録媒体１に記録された記録マークＭａ〜Ｍｈを概念的に示す概念図である。
【図３】レーザビームの照射時間と仮想記録セルＳの光反射率との関係を模式的に示すグラフである。
【図４】仮想記録セルＳに記録マークＭａ〜Ｍｈを形成するためのレーザビームの波形を模式的に示す波形図である。
【図５】レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）による特性の変化を模式的に示すグラフである。
【図６】光記録再生装置４０の構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】実施例における評価＃１の結果を示すグラフである。
【図８】実施例における評価＃２の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ マルチレベル光記録媒体
１１ 光透過性基板
１１ａ グルーブ
１１ｂ ランド
１２ ダミー基板
２１ 記録層
２２ 反射層
２３ 保護層
２４ 接着層
４０ 光記録再生装置
４１ スピンドルサーボ
４２ スピンドルモータ
４３ ピックアップ
４４ フォーカストラッキングサーボ
４５ 送りサーボ
４６ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体へのデータ記録方法に関し、特に、一つの仮想記録セルに２ビット以上のデータを記録可能なマルチレベル光記録媒体に対するデータ記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、ＣＤやＤＶＤに代表される光記録媒体が広く利用されており、そのデータ記録方式としては、記録すべきデータをトラックに沿ったピットの長さに変調するという方式が広く用いられている。
【０００３】
このような記録方式を用いた場合、データの読み出しに際しては再生パワーに設定されたレーザビームが光記録媒体のトラックに沿って照射され、その反射光を検出することによりピットの有無が判別される。また、データの書き込みに際しては強度変調されたレーザビームが光記録媒体のトラックに沿って照射され、所定の長さを持ったピットが形成される。
【０００４】
しかしながら、近年、光記録媒体に対するいっそうの高密度記録が求められており、これを実現する手法として、いわゆる「マルチレベル記録方式」が提案されている。マルチレベル記録方式は、上述した従来の記録方式とは異なり、互いに異なる意味を持つ複数の記録マークのうちの一つを１の仮想記録セルに割り当てる方式であり、データの読み出しに際しては、再生パワーに設定されたレーザビームがマルチレベル光記録媒体のトラックに沿って照射され、その反射光量を検出することにより、各仮想記録セルに割り当てられた記録マークの種類が判別される。また、データの書き込みに際しては強度変調されたレーザビームがマルチレベル光記録媒体のトラックに沿って照射され、各仮想記録セルに所定の記録マークが割り当てられる。
【０００５】
ここで、互いに異なる記録マークが割り当てられた仮想記録セルは、レーザビームに対する光反射率が互いに相違している。したがって、データの読み出しに際しては、仮想記録セルに照射されたレーザビームの反射光強度を検出することにより、各仮想記録セルに割り当てられた記録マークの種類を判別することができる。また、データの書き込みに際しては、レーザビームの照射時間（照射量）を各仮想記録セルごとにマルチレベルに制御することによって、各仮想記録セルごとに上記光反射率がマルチレベルに制御される。
【０００６】
以上から明らかなとおり、マルチレベル光記録媒体に対してより高密度にデータを記録するためには、各仮想記録セル毎の光反射率をより多段階に制御することが有効である。例えば、各仮想記録セル毎の光反射率を４段階に制御すれば、１つの仮想記録セルに格納される情報は２ビットであるが、各仮想記録セル毎の光反射率を８段階に制御すれば、１つの仮想記録セルに格納される情報は３ビットとなる。光反射率の制御をより多段階で可能とするするためには、光反射率が最も高い仮想記録セルと、光反射率が最も低い仮想記録セルとの間における光反射率の差、いわゆるダイナミックレンジが十分に広いことが要求される。このため、マルチレベル光記録媒体に用いる記録層の材料としては、十分なダイナミックレンジを確保可能な材料が選択され、このような材料としては有機色素材料を挙げることができる。
【０００７】
マルチレベル光記録媒体の記録層の材料として有機色素材料を用いた場合、一般に、初期状態においては仮想記録セルの光反射率は最も高くなり、所定値以上の強度を持ったレーザビームが照射されると、有機色素が分解変質して当該領域に対応する仮想記録セルの光反射率が低下する。したがって、各仮想記録セルごとにレーザビームの照射時間（照射量）を多段階に制御することによって有機色素の分解変質の度合いを多段階に制御すれば、各仮想記録セルに対してマルチレベル記録を行うことが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチレベル光記録媒体の記録層の材料として有機色素材料を用いた場合、レーザビームの照射量と仮想記録セルの光反射率との関係は直線的ではなく、レーザビームの照射量がある範囲にある場合にはレーザビームの照射量によって仮想記録セルの光反射率は大きく変化し、レーザビームの照射量が別の範囲にある場合にはレーザビームの照射量によって仮想記録セルの光反射率はあまり変化しないという現象が生じる。仮想記録セルの光反射率があまり変化しない範囲は、レーザビームに対して有機色素材料の反応性が乏しい範囲であると言え、このような範囲においては光反射率のばらつきが相対的に大きくなることから、記録マークの割り当てには適切ではない。このため、記録マークの割り当ては、レーザビームの照射によって仮想記録セルの光反射率がある程度十分に変化する範囲において行うことが好ましい。その一方で、異なる記録マーク間における光反射率差をより大きく確保するためには、広いダイナミックレンジを確保する必要がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、マルチレベル光記録媒体に対するデータ記録方法であって、記録マークの割り当て範囲が最適化されたデータ記録方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者が鋭意研究を行った結果、仮想記録セルの光反射率の変化特性は、照射するレーザビームの記録パワーによって異なることが明らかとなった。本発明は、かかる技術的知見に基づきなされたものであり、記録マークが形成される仮想記録セルの相対的な光反射率を多段階に制御することによってマルチレベル記録が可能なマルチレベル光記録媒体に対するデータ記録方法であって、前記記録マークの形成に用いるレーザビームの記録パワーに応じて、第１の記録マークが形成された相対的な光反射率が最も高い仮想記録セルの前記相対的な光反射率及び第２の記録マークが形成された相対的な光反射率が最も低い仮想記録セルの前記相対的な光反射率の少なくとも一方の割り当てを決定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、レーザビームの記録パワーに応じて、相対的な光反射率が最も高い仮想記録セル及び／又は相対的な光反射率が最も低い仮想記録セルの相対的な光反射率の割り当てを決定していることから、同じ記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率のばらつきが抑制されるとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。これにより、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【００１２】
ここで、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合における前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲａ’Ｌとし、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合における前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲａ’Ｈとした場合、
Ｒａ’Ｌ＜Ｒａ’Ｈ
を満たすように、前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率の割り当てを決定することが好ましい。
【００１３】
また、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合における前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲｈ’Ｌとし、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合における前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲｈ’Ｈとした場合、
Ｒｈ’Ｌ＜Ｒｈ’Ｈ
を満たすように、前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率の割り当てを決定することもまた好ましい。
【００１４】
また、未使用の仮想記録セルの相対的な光反射率と前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率との差をＡとし、前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率と飽和状態である仮想記録セルの相対的な光反射率との差をＢとした場合、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合には
Ａ＞Ｂ
に設定し、
前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合には
Ａ＜Ｂ
に設定することもまた好ましい。
【００１５】
これらによれば、レーザビームの照射量に応じた相対的な光反射率の変化が緩慢な領域を効果的に排除しつつ、レーザビームの照射量に応じて相対的な光反射率が直線的に変化する領域を広く利用することが可能となるので、相対的な光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００１６】
また、前記マルチレベル光記録媒体の記録層には、有機色素が含まれていることが好ましい。
【００１７】
尚、「飽和状態」とは、それ以上レーザビームを照射しても相対的な光反射率が実質的に変化しない状態をいう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、マルチレベル光記録媒体１（以下、「光記録媒体１」ともいう）の外観を示す切り欠き斜視図及びその一部を拡大した斜視図である。
【００２０】
光記録媒体１は、ＤＶＤ−Ｒ型の光記録媒体（追記型光記録媒体）であって、図１に示すように、光透過性基板１１及びダミー基板１２と、これらの間に設けられた記録層２１、反射層２２、保護層２３、接着層２４とを備えて構成されている。光透過性基板１１は、透明な樹脂を基材として円盤状に形成されている。光透過性基板１１の一方の面（図１における下面）はレーザビームが入射する光入射面を構成し、他方の面（図１における上面）には、その中心部近傍から外縁部に向けて、レーザビームガイド用のグルーブ１１ａ、およびランド１１ｂが螺旋状に形成されている。記録層２１は、シアニン、メロシアニン、メチン系色素およびその誘導体、ベンゼンチオール金属錯体、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、アゾ色素などの有機色素からなり、この有機色素がグルーブ１１ａおよびランド１１ｂを覆うように塗布されて形成されている。この記録層２１は、記録装置によって所定以上のパワーに設定されたレーザビームが照射されることで分解変質し、そのレーザビームの照射量に応じて、その光学定数が変化することにより光透過率が変化する。反射層２２は、光記録媒体１に記録された記録データの再生時に光透過性基板１１および記録層２１を通過した再生時のレーザビームを反射するための薄膜層であって、金や銀などの金属を主原料として記録層２１の上に例えばスパッタリングによって形成されている。保護層２３は、反射層２２および記録層２１を保護する層であって、反射層２２の表面を覆うように形成されている。接着層２４は、光透過性基板１１、記録層２１、反射層２２及び保護層２３からなる積層体とダミー基板１２とを接着する層である。光透過性基板１１及びダミー基板１２は、いずれも約０．６ｍｍの厚みを有している。
【００２１】
次に、光記録媒体１の記録原理について、図面を参照して説明する。
【００２２】
この光記録媒体１では、図１に示すように、その回転方向（円周方向）に沿ってグルーブ１１ａを仮想的に分割した仮想記録セルＳ，Ｓ・・が記録単位として規定されている。
【００２３】
図２は、光記録媒体１に記録された記録マークＭａ〜Ｍｈを概念的に示す概念図である。図２に示されるように、仮想記録セルＳのグルーブ１１ａに沿った方向の長さＬは、集光ビーム径（ビームウエストの直径）Ｄよりも短く規定されている。尚、各仮想記録セルＳは、あくまで光記録再生装置側において想定される仮想的なセルであり、図２に示すように各仮想記録セルＳの境界を画定する区画が光記録媒体１内に存在する訳ではない。
【００２４】
この場合、記録時において記録装置のピックアップから出射されるレーザビームの照射時間（すなわち、レーザビームの照射量）を記録データの値に応じて多段階に制御することで、図２に示すように、記録層２１（主として有機色素）の分解変質の度合いが異なる記録マークＭａ〜Ｍｈ（以下、区別しないときには「記録マークＭ」ともいう）が仮想記録セルＳ内に形成される。なお、同図では、分解変質の度合いを記録マークＭの大きさで概念的に図示している。また、レーザビームによって記録データを記録する際には、光記録媒体１を回転させつつレーザビームを照射するため、記録マークＭは、照射時間に応じた長さの長円形となる。
【００２５】
したがって、この光記録媒体１にマルチレベル記録する際には、仮想記録セルＳに再生パワーに設定されたレーザビームを照射した際の光反射率が例えば８段階となるように、記録マークＭａ〜Ｍｈのそれぞれの分解変質度合い（光透過率の変化量）を規定する。この場合、光反射率は、記録層２１の分解変質度合いが小さいほど大きくなる。このため、記録マークＭが割り当てられていない仮想記録セルＳ（未使用セル）が最大光反射率の特性を有し、最も小さな記録マークＭａが割り当てられた仮想記録セルＳが記録マークＭのうち最も大きい光反射率の特性を有し、以降、記録マークＭｂ〜Ｍｇが割り当てられた仮想記録セルＳの順に光反射率が低下し、最も大きな記録マークＭｈが割り当てられた仮想記録セルＳが最小光反射率の特性を有する。したがって、レーザビームの照射量を制御して分解変質部分の面積比（つまり記録層２１の光透過率）を適宜設定することにより、光反射率が８段階となる記録マークＭａ〜Ｍｈを形成することが可能となる。
【００２６】
図３は、有機色素を使用した光記録媒体１におけるレーザビームの照射時間と仮想記録セルＳの光反射率との関係を模式的に示すグラフである。
【００２７】
有機色素は、一般的にレーザビームの照射時間の増加に伴い分解変質の度合いも増加するという特性を有し、このため、仮想記録セルＳの光反射率もレーザビームの照射時間に応じて低下するという特性を示す。このため図３に示すように、レーザビームの照射時間がＴａである場合における仮想記録セルＳの光反射率（絶対値）をＲａとし、レーザビームの照射時間がＴｈ（＞Ｔａ）である場合における仮想記録セルＳの光反射率（絶対値）をＲｈ（＜Ｒａ）とした場合、仮想記録セルＳの光反射率が光反射率Ｒａと光反射率Ｒｈとの間を略８等分した光反射率Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ，Ｒｆ，Ｒｇ，Ｒｈのいずれかとなるようにレーザビームの照射時間を設定すれば、各仮想記録セルＳに記録マークＭａ〜Ｍｈのいずれかを形成することが可能となる。但し、一つの仮想記録セルＳにレーザビームを照射可能な最大の時間Ｔｍａｘは、仮想記録セルＳの長さＬ及び記録線速度Ｖによって制限されるため（Ｔｍａｘ＝Ｌ／Ｖ）、光反射率が最小（Ｒｈ）となる記録マークＭｈを形成するためのレーザビームの照射時間Ｔｈは、上記Ｔｍａｘ以下に設定する必要がある。一例として、仮想記録セルＳの長さＬが３８５ｎｍ、記録線速度Ｖが７ｍ／ｓｅｃである場合にはＴｍａｘは５５ｎｓｅｃとなるので、記録マークＭｈを形成するためのレーザビームの照射時間Ｔｈとしては５５ｎｓｅｃ以下に設定する必要がある。
【００２８】
図４は、仮想記録セルＳに記録マークＭａ〜Ｍｈを形成するためのレーザビームの波形を模式的に示す波形図である。図４に示すように、仮想記録セルＳに記録マークＭａ〜Ｍｈを形成する場合、照射されるレーザビームの波形は基底パワー（Ｐｂ）から記録パワー（Ｐｗ）までの振幅を持ったパルス波形とされ、記録パワー（Ｐｗ）に設定される時間がＴａ〜Ｔｈのいずれかに設定される。これにより、光反射率がそれぞれＲａ〜Ｒｈである記録マークＭａ〜Ｍｈを任意の仮想記録セルＳに形成することが可能となる。尚、図４に示した例においては、対象となる仮想記録セルＳの開始位置にレーザビームが到達したタイミングにおいて、これを基底パワー（Ｐｂ）から記録パワー（Ｐｗ）に立ち上げているが、レーザビームを立ち上げるタイミングとしてはこれに限定されず、対象となる仮想記録セルＳの開始位置にレーザビームが到達したタイミングの前後に設定しても構わない。また、図４に示した例においては、形成すべき記録マークの種類に関わらず、レーザビームを基底パワー（Ｐｂ）から記録パワー（Ｐｗ）に立ち上げるタイミングを固定しているが、形成すべき記録マークの種類ごとに異なるタイミングでレーザビームを立ち上げても構わない。
【００２９】
ここで、未使用セルの光反射率（絶対値）をＲ０、レーザビームの照射により低下する光反射率の飽和レベル（絶対値）をＲｓとした場合、各記録マークＭａ〜Ｍｈの相対的な光反射率Ｒａ’〜Ｒｈ’は、次式によって表わすことができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
この場合、レーザビームの照射時間に応じた仮想記録セルの光反射率の低下が緩やかな領域Ａ及び領域Ｃにおいては、レーザビームに対する有機色素の反応性が乏しく、得られる光反射率のばらつきが相対的に大きくなる傾向があることから、記録マークＭａ〜Ｍｈに割り当てる光反射率（Ｒａ〜Ｒｈ）としてはできる限りこのような領域を排除することが好ましい。一方で、異なる記録マーク間における光反射率差をより大きく確保するためには、記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの光反射率Ｒａを未使用セルの光反射率Ｒ０により近く設定するとともに記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの光反射率Ｒｈを飽和レベルＲｓにより近く設定する必要がある。すなわち、より広いダイナミックレンジを確保する必要がある。したがって、最大光反射率Ｒａ及び最小光反射率Ｒｈの設定においては、これらを考慮して決定する必要がある。
【００３２】
さらに、レーザビームの照射時間に応じた仮想記録セルＳの光反射率の変化特性は、レーザビームの照射強度、すなわち記録パワー（Ｐｗ）によっても変化する。図５は、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）による特性の変化を模式的に示すグラフである。図５に示すように記録パワー（Ｐｗ）を高く設定すると、領域Ａに相当する部分が短く、領域Ｃに相当する部分が長くなり、さらに領域Ｂに相当する部分がより急峻となる。逆に、記録パワー（Ｐｗ）を低く設定すると、領域Ａに相当する部分が長く、領域Ｃに相当する部分が短くなり、さらに領域Ｂに相当する部分がややなだらかとなる。
【００３３】
本実施態様においては、以上を考慮して、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）に応じて記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’及び記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’の少なくとも一方、好ましくは両方が設定される。具体的な設定条件は次の通りである。
【００３４】
第１に、光反射率が最も高い記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’については、レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合の光反射率をＲａ’Ｌとし、レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合の光反射率をＲａ’Ｈとすると、これら光反射率Ｒａ’Ｌ及び光反射率Ｒａ’Ｈの関係を
Ｒａ’Ｌ＜Ｒａ’Ｈ
に設定する。図５を用いて説明したとおり、レーザビームの照射開始直後に現れる、光反射率の低下が緩やかな領域Ａは、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が高い場合には短く、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が低い場合には逆に長くなることから、光反射率Ｒａ’Ｌと光反射率Ｒａ’Ｈとの関係を上記のように設定すれば、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００３５】
第２に、光反射率が最も低い記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’については、レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合の光反射率をＲｈ’Ｌとし、レーザビームの記録パワーがＰｗＨである場合の光反射率をＲｈ’Ｈとすると、これら光反射率Ｒｈ’Ｌ及び光反射率Ｒｈ’Ｈの関係を
Ｒｈ’Ｌ＜Ｒｈ’Ｈ
に設定する。これについても図５を用いて説明したとおり、レーザビームの照射時間が所定時間を超えた後に現れる、光反射率の低下が緩やかな領域Ｃは、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が高い場合には長く、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が低い場合には逆に短くなることから、光反射率Ｒｈ’Ｌと光反射率Ｒｈ’Ｈとの関係を上記のように設定すれば、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００３６】
第３に、未使用セルの相対的な光反射率（＝１００％）と相対的な光反射率Ｒａ’との差（１００−Ｒａ’）と、相対的な光反射率Ｒｈ’と飽和状態である仮想記録セルＳの相対的な光反射率（＝０％）との差（Ｒｈ’）との大小関係については、レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合には
１００−Ｒａ’＞Ｒｈ’
に設定し、
レーザビームの記録パワーがＰｗＨである場合には
１００−Ｒａ’＜Ｒｈ’
に設定する。このように設定すれば、上述の説明と同様に、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００３７】
本実施態様においては、上記第１乃至第３の設定条件の少なくとも一つ、好ましくは２つ、より好ましくは全部を満たすように記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’及び／又は記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’が決定される。これにより、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となることから、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【００３８】
続いて、この光記録媒体１に対する記録データの記録、および記録データの再生を実行する光記録再生装置４０について説明する。
【００３９】
図６は、光記録再生装置４０の構成を概略的に示すブロック図である。
【００４０】
図６に示されるように、光記録再生装置４０は、いわゆるＤＶＤ−Ｒレコーダであり、スピンドルサーボ４１、スピンドルモータ４２、ピックアップ４３、フォーカストラッキングサーボ４４、送りサーボ４５および制御装置４６を備えている。スピンドルモータ４２は、スピンドルサーボ４１によって駆動制御され、光記録媒体１を線速度一定の条件で回転させる。ピックアップ４３は、制御装置４６の制御下でレーザードライバによってレーザー光源（共に図示せず）が駆動されて光記録媒体１に対して基底パワー（Ｐｂ）から記録パワー（Ｐｗ）まで振幅を持ったレーザビーム（記録時）または再生パワー（Ｐｒ）に設定されたレーザビーム（再生時）を照射する。これにより、仮想記録セルＳに対する記録マークＭの記録、および仮想記録セルＳからの反射レーザのレベルに応じた電気的信号の出力が行われる。この場合、データの記録時において、ピックアップ４３のレーザードライバは、制御装置４６の制御に従い、記録する記録データの内容に応じて、１つの仮想記録セルＳに対して照射するレーザビームの照射量（レーザーパルス数、及び／又は、照射パワー、パルス高など）を調整する。なお、レーザビームの照射量を調整する方法としては、レーザードライバによる調整方法の他に、レーザビームの光路上に光変調器を配置し、この光変調器を制御装置４６によって駆動制御することで調整することもできる。
【００４１】
また、ピックアップ４３は、対物レンズおよびハーフミラー（共に図示せず）を備え、記録時または再生時に照射するレーザビームを光記録媒体１の記録層２１に集光させる。具体的には、フォーカストラッキングサーボ４４によって対物レンズがフォーカストラッキング制御され、これにより、記録時または再生時に照射するレーザビームが光記録媒体１の記録層２１に集光させられる。このピックアップ４３は、光記録媒体１の直径方向に沿ってその内周側と外周側との間を送りサーボ４５によって往復動させられる。制御装置４６は、スピンドルサーボ４１、ピックアップ４３、フォーカストラッキングサーボ４４および送りサーボ４５の駆動を制御すると共に、ピックアップ４３から出力された電気的信号に基づいて記録層２１に記録されている記録データを判読する。
【００４２】
以上説明したように、本実施態様においては、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）に応じて、記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’及び記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’の少なくとも一方を設定していることから、光反射率のばらつきを抑制しつつ広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００４３】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上記実施態様においては、光記録媒体１をＤＶＤ−Ｒ型の光記録媒体として構成した例を示したが、本発明は、これに限定されるものでなく、他の光記録媒体に一般に適用されるものであり、またディスク状の回転体に限定されるものではない。
【００４５】
また、上記実施態様においては、光記録媒体１は、記録時及び再生時において基板１１側からレーザビームを照射する構成であるが、本発明は、基板上に反射層、記録層、保護層が順次積層され、記録時及び再生時において保護層側からレーザビームを照射する構成の光記録媒体に対しても適用することができる。
【００４６】
さらに、上記実施態様においては、仮想記録セルに互いに分解変質の度合いが異なる８段階の記録マークＭａ〜Ｍｈを記録することによって、一つの仮想記録セルに３ビットの情報を格納しているが、記録の段階数としてはこれに限定されず、一つの仮想記録セルに１ビットを超える情報を格納可能である限り、何段階であっても構わない。
【００４７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４８】
［光記録媒体の準備］
以下に示す手順により、図１に示す光記録媒体１とほぼ同様の構成を有する光記録媒体を作製した。
【００４９】
まず、射出成型法により、厚さ：約０．６ｍｍ、直径：約１２０ｍｍであり、表面にグルーブ及びランド（トラックピッチ（グルーブのピッチ）＝約０．７４μｍ）が形成されたポリカーボネートからなるディスク状の光透過性基板１１を作製した。
【００５０】
次に、この光透過性基板１１をスピンコート装置にセットし、回転させながら、グルーブ及びランドが形成されている側の表面に下記化学構造を有するアゾ系有機色素を含む有機溶媒を滴下することによりこれをスピンコートした。その後、塗膜を乾燥させることによってグルーブ部における厚さが約１００ｎｍの記録層２１を形成した。
【００５１】
【化１】
【００５２】
そして、反射層２２が形成された光透過性基板１１を再びスピンコート装置にセットし、回転させながら、反射層２２上に紫外線硬化性アクリル樹脂を滴下し、これをスピンコートした。その後、塗膜に紫外線を照射し硬化させることによって保護層２３を形成した。さらに、保護層２３上に紫外線硬化型接着剤を滴下し、これをスピンコートすることにより接着層２４を形成した。
【００５３】
一方、射出成型法により、厚さ：約０．６ｍｍ、直径：約１２０ｍｍのポリカーボネートからなるダミー基板１２を別途作製し、これを光透過性基板１１のうち接着層２４が形成された面に貼り合わせた後、紫外線を照射して接着層２４を硬化させた。
【００５４】
以上により、光記録媒体が完成した。
【００５５】
［記録マークの形成＃１］
上記手順で作製した光記録媒体を光記録再生装置にセットし、記録線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）を９．０ｍＷ、１２．０ｍＷ及び１６．０ｍＷに順次に設定して光透過性基板１１側からレーザビームを照射し、記録マークを形成した。レーザビームの照射時間Ｔは、最大照射時間Ｔｍａｘ以下の範囲で種々に設定した。本実施例では、仮想記録セルＳの長さＬを３８５ｎｍに設定したので、レーザビームの最大照射時間Ｔｍａｘは５５ｎｓｅｃである。
【００５６】
［評価＃１］
記録マークの形成＃１において記録マークが形成された光記録媒体に対し、線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、レーザビームの再生パワー（Ｐｒ）を１．３ｍＷに設定して光透過性基板１１側からレーザビームを照射し、各仮想記録セルより得られる反射光量を測定した。
【００５７】
測定の結果を図７に示す。図７において縦軸は、反射光を光電変換して得られた電圧値を示しており、これが大きいほど得られた反射光量が大きい、すなわち光反射率が高いことを意味する。かかる電圧値は、未記録セルより得られる反射光量に対応する値が１．０となるように校正した。
【００５８】
図７に示すように、レーザビームの照射開始直後に現れる、光反射率の低下が緩やかな領域Ａは、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が高いほど短くなることが確認された。
【００５９】
一方、レーザビームの照射時間が所定時間を超えた後に現れる、光反射率の低下が緩やかな領域Ｃは、記録パワー（Ｐｗ）が１６．０ｍＷである場合よりも１２．０ｍＷである場合の方が短いことが確認された。尚、記録パワー（Ｐｗ）が９．０ｍＷである場合には、レーザビームの照射時間を最大照射時間Ｔｍａｘに設定しても光反射率が飽和レベル（約０．３Ｖ）まで到達しなかったことから、上記領域Ｃは明確には出現しなかった。つまり、領域Ｃについては、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が低いほど短くなることが確認された。
【００６０】
さらに、レーザビームの照射時間に応じて光反射率が直線的に低下する領域Ｂは、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）が高いほどその変化が急峻となることが確認された。
【００６１】
以上より、光反射率が最も高い仮想記録セルＳの光反射率については、記録パワー（Ｐｗ）が高い場合ほど相対的に未使用セルの光反射率（相対的な光反射率＝１００％）に近い光反射率を割り当て、光反射率が最も低い仮想記録セルＳの光反射率については、記録パワー（Ｐｗ）が低い場合ほど相対的に飽和レベルに近い光反射率（相対的な光反射率＝０％）を割り当てることが好ましいことが確認された。
【００６２】
［記録マークの形成＃２］
上記手順で作製した光記録媒体を光記録再生装置にセットし、記録パワー（Ｐｗ）が種々に設定されたレーザビームを光透過性基板１１側から照射することによって記録マークＭａ〜Ｍｈからなるランダム信号を記録した。記録条件は次の２通りである。
【００６３】
第１の記録条件においては、記録線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、光反射率が最大である記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’を８５％、光反射率が最小である記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’を５％に設定した。一方、第２の記録条件においては、記録線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、光反射率が最大である記録マークＭａが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒａ’を９５％、光反射率が最小である記録マークＭｈが形成された仮想記録セルＳの相対的な光反射率Ｒｈ’を１５％に設定した。
【００６４】
したがって、第１の記録条件における相対的な光反射率Ｒａ’及びＲｈ’をそれぞれＲａ’１及びＲｈ’１とし、第２の記録条件における相対的な光反射率Ｒａ’及びＲｈ’をそれぞれＲａ’２及びＲｈ’２とすれば、
Ｒａ’１＜Ｒａ’２、且つ、Ｒｈ’１＜Ｒｈ’２
が満たされているとともに、
１００−Ｒａ’１＞Ｒｈ’１、且つ、１００−Ｒａ’２＜Ｒｈ’２
が満たされている。
【００６５】
［評価＃２］
上記記録マークの形成＃２により記録マークが形成された光記録媒体に対し、線速度を７．０ｍ／ｓｅｃ、レーザビームの再生パワー（Ｐｒ）を１．３ｍＷに設定して光透過性基板１１側からレーザビームを照射し、得られるエラーレート（ＤＳＥＲ）を測定した。
【００６６】
測定の結果を図８に示す。
【００６７】
図８に示すように、エラーレート（ＤＳＥＲ）が最小となる記録パワー（Ｐｗ）は、第１の記録条件を用いた場合は低く（約８ｍＷ）、第２の記録条件を用いた場合は高くなった（約１１ｍＷ）。これにより、上記実施態様において説明した第１の設定条件（Ｒａ’Ｌ＜Ｒａ’Ｈ）、第２の設定条件（Ｒｈ’Ｌ＜Ｒｈ’Ｈ）及び第３の設定条件（１００−Ｒａ’＞Ｒｈ’、且つ、１００−Ｒａ’＜Ｒｈ’）を満たした場合の効果が確認された。
【００６８】
また、エラーレート（ＤＳＥＲ）は、一般に４％以下であることが要求されることを考慮すれば、レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）を高め、これに適した記録条件を選択することによってパワーマージンが広くなることが確認された。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マルチレベル光記録媒体に記録される記録マークの光反射率のばらつきが抑制されるとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。これにより、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マルチレベル光記録媒体１の外観を示す切り欠き斜視図及びその一部を拡大した斜視図である。
【図２】光記録媒体１に記録された記録マークＭａ〜Ｍｈを概念的に示す概念図である。
【図３】レーザビームの照射時間と仮想記録セルＳの光反射率との関係を模式的に示すグラフである。
【図４】仮想記録セルＳに記録マークＭａ〜Ｍｈを形成するためのレーザビームの波形を模式的に示す波形図である。
【図５】レーザビームの記録パワー（Ｐｗ）による特性の変化を模式的に示すグラフである。
【図６】光記録再生装置４０の構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】実施例における評価＃１の結果を示すグラフである。
【図８】実施例における評価＃２の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ マルチレベル光記録媒体
１１ 光透過性基板
１１ａ グルーブ
１１ｂ ランド
１２ ダミー基板
２１ 記録層
２２ 反射層
２３ 保護層
２４ 接着層
４０ 光記録再生装置
４１ スピンドルサーボ
４２ スピンドルモータ
４３ ピックアップ
４４ フォーカストラッキングサーボ
４５ 送りサーボ
４６ 制御装置
Claims (5)
- 記録マークが形成される仮想記録セルの相対的な光反射率を多段階に制御することによってマルチレベル記録が可能なマルチレベル光記録媒体に対するデータ記録方法であって、前記記録マークの形成に用いるレーザビームの記録パワーに応じて、第１の記録マークが形成された相対的な光反射率が最も高い仮想記録セルの前記相対的な光反射率及び第２の記録マークが形成された相対的な光反射率が最も低い仮想記録セルの前記相対的な光反射率の少なくとも一方の割り当てを決定することを特徴とするデータ記録方法。
- 前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合における前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲａ’Ｌとし、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合における前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲａ’Ｈとした場合、
Ｒａ’Ｌ＜Ｒａ’Ｈ
を満たすように、前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率の割り当てを決定することを特徴とする請求項１に記載のデータ記録方法。 - 前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合における前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲｈ’Ｌとし、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合における前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率をＲｈ’Ｈとした場合、
Ｒｈ’Ｌ＜Ｒｈ’Ｈ
を満たすように、前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率の割り当てを決定することを特徴とする請求項１または２に記載のデータ記録方法。 - 未使用の仮想記録セルの相対的な光反射率と前記第１の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率との差をＡとし、前記第２の記録マークが形成された仮想記録セルの相対的な光反射率と飽和状態である仮想記録セルの相対的な光反射率との差をＢとした場合、前記レーザビームの記録パワーがＰｗＬである場合には
Ａ＞Ｂ
に設定し、
前記レーザビームの記録パワーがＰｗＨ（＞ＰｗＬ）である場合には
Ａ＜Ｂ
に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ記録方法。 - 前記マルチレベル光記録媒体の記録層に有機色素が含まれていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデータ記録方法。
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