JP2005228367A - 記録パワー導出方法及び情報記録装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 記録媒体に多値データを記録するための好適な記録パワーを導出できるようにする。
【構成】 記録媒体に対して多値記録方式により情報を記録する際に、複数の異なる記録パワーでテストデータをテスト記録し（Ｓ１０２）、それらテスト記録したテストデータを読み取って反射光強度を検出し（Ｓ１０３）、検出した最大反射光強度Ｌ１及び最小反射光強度Ｌ２からそれぞれ評価パラメータである変調度Ｍを算出し（Ｓ１０４）、その変調度Ｍを記録パワーの関数として２次近似してパワー近似関数Ｍ（Ｐｗ）を導出し（Ｓ１０８）し、導出したパワー近似関数Ｍ（Ｐｗ）から、評価パラメータの変調度Ｍが所定条件（Ｍ＝０．９Ｍｓ）を満たすような記録パワーの値を最適記録パワー値として導出する（Ｓ１１０）。
【選択図】 図５

Description

この発明は、光ディスクのような記録媒体に対して多値データを記録する際の記録パワーの導出方法及び、このような方法で記録媒体に多値データを記録する際の記録パワーを導出する情報記録装置に関する。

情報を記録する媒体の一つであるＣＤ、ＤＶＤなどの光記録媒体においては、さらなる記録密度の向上や大容量化が強く要望されてきている。この光記録媒体における記録密度の高密度化を図る方法として、まず光ピックアップの改良が考えられるが、近年ではその改良にも限界が見えつつある。そこで、光ピックアップの改良以外で、情報の高密度化さらには高速転送化を成し遂げる方法の一つとして多値記録方式の採用が挙げられる。

通常の相変化を用いた記録方法としては、記録マークの有無で情報を記録する２値記録が一般的であるが、多値記録は一つの記録単位（セル）に複数の情報を記録する方法であり、一つのセル内に一つのマークを記録し、トラック方向のマーク長を多段階に切り換えることにより、多値記録を行っている。つまり、一つのセル内のアモルファスマークと結晶状態のベースとの比率を変化させ、その反射光強度の変化を検出することによって多値情報を再生する。

しかしながら、光記録媒体や情報記録装置の記録特性には個体差や環境変化によりばらつきがあるため、上記のような光記録媒体へのマーク形成を適切に行うためには、その個体差や環境変化に応じて記録レーザの記録パワーと消去パワー、及び発光時間幅（記録パルス幅）を制御する必要がある。これらのうちで記録パワーを決定するための方法として、従来より以下のような種々の方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、多値記録したデータを確実に再生するために試し書きを行い、理想の信号波形が得られるまでテスト記録（変調データに基づく露光と補正値テーブルの記録）を繰り返し行う方法が開示されている。
また、特許文献２には、記録パワーを漸次変化させてテスト記録を行い、反射光量が飽和状態となった記録パワーを最適記録パワーとして決定する方法が開示されている。これによれば過度の記録パワーによる熱拡散の変化を感知しやすくできる。
特開平１０−１３４３５３号公報 特開２００３−９１８２２号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、以下のような問題があった。
まず、特許文献１に記載の方法では、試験用データを記録再生する手順と、理想波形と再生信号波形とを比較する手順と、この比較により収束しているかどうかを判定する手順（収束しているならば終了する）と、レーザ照射条件を補正する手順とを繰り返すループ処理によってテスト記録の補正を行っている。しかし、このような補正は、多くの試し書きの回数と膨大な演算手順が必要となり、テスト記録に必要な処理時間が長くなることから通常の記録開始までの待ち時間が長くなってしまうという問題があった。

１つのセル内にマーク長を多段階に切り替えて記録する多値記録方式においては、図１６に示すように、データの記録は、多値データに対応して再生信号レベルが変化するように、記録トラック５１上の一定の長さをもつ記録セル５２毎に行う。この記録セル５２毎に、再生信号レベルに応じた長さで記録マーク５３が形成される。そして、多値データの再生時には、所定の周波数（例えば再生光スポット５４が記録セル５２の中心位置に位置するタイミング）で再生信号をサンプリングし、サンプリングした反射光強度から多値データを判別する。しかし、再生光スポット５４のスポット径が記録セルの円周方向の長さより長いために符号間干渉が生じる。そこで、一般に、この符号間干渉を考慮して記録補正を行うことにより、正確に多値データを判定できるようにしている。

しかし、多値データとして８値の再生信号レベルを用いる記録の場合、考慮すべき多値データの組合せは８^３＝５１２通りになり、ある程度の時間が必要となる。そして、上記特許文献１に記載の方法を採用した場合には、精度の高い結果を得るためには、これを多数回繰り返すことになるから、処理時間は長大なものになってしまう。

特許文献２には、上記従来技術のような煩雑な工程を行わずに、簡便な方法で最適記録条件（記録パワーおよび記録パルス幅）が決定できる記録方法が開示されている。例えば、記録パワーを変化させながらテスト記録を行い、反射光強度が飽和する記録パワーを最適記録パワーとして決定する方法である。しかしながら、この方法により設定された最適記録パワーを用いて多値データを記録した場合には以下のような問題がある。

まず図１７に、サンプルディスクＡに様々な記録パワーでテストデータを記録した場合の、記録パワーと記録特性との関係を示す。ここで、記録特性は、各記録パワーＰｗにおける変調度Ｍと変調度の飽和値Ｍｓとの比、及びＳＤＲ（Sigma to Dynamic Range）によって示している。

そして、変調度Ｍとは、データを読みとって得られる反射光強度の最大反射光強度をＬ１とし、最小反射光強度をＬ２として、下記式１に従って求めることができる。
Ｍ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１ ・・・（式１）
この値は、反射光強度の最大振幅を最大反射光強度で規格化した値である。そして、記録パワーＰｗで記録したテストデータを読み取った場合の変調度をＭ（Ｐｗ）と記載する。また、Ｍｓは、記録パワーを増加させた場合の変調度の飽和値である。

また、ＳＤＲは、各多値データにおける反射光強度の標準偏差の平均値を最大振幅で規格化した値のことであり、具体的には、多値データの値ｋにおける反射光強度の標準偏差をσ_ｋとし、多値データが取り得る値の数をｍとし、またデータを読みとって得られる反射光強度の最大反射光強度をＬ１とし、最小反射光強度をＬ２として、下記式２に従って求めることができる。
ＳＤＲ＝（Σσ_ｋ）／｛ｍ×（Ｌ１−Ｌ２）｝ ・・・（式２）
そして、このＳＤＲの値が小さければ、反射光強度の偏差が小さいことになるため、多値データを正確に判定できることになる。したがってＳＤＲは多値記録方式において再生信号品質を表す指標となる。

図１７に記録特性を示したサンプルディスクＡにおいて、上記のような特許文献２に記載の方法により決定される最適記録パワーは、９．４ｍＷになる。一方、ＳＤＲが最小になる記録パワーは、グラフからわかるように、この方法によって決定される最適記録パワーである９．４ｍＷより低い８．２ｍＷである。したがって、Ｐｗ＝９．４ｍＷで記録した場合、ＳＤＲの、上限値（多値データを正確に判定できるＳＤＲの限界値）までの余裕を最大限に取ることができていないことになる。すなわち、再生マージンを最大限には取れていないことになる。

このようにＳＤＲが最小になる記録パワーより高いパワー（又は低いパワー）で記録することで再生マージンが小さくなっている記録状態では、光ディスク間や光ディスク装置間における互換性の許容度が小さくなってしまう。すなわち、再生装置毎に、ディスク表面上に集光されるレーザ光のスポット形状、スポット径、光学部品の組み付け精度等が異なるため、同じディスクを再生した場合でも、読み取りによって得られる信号が装置毎に微妙に異なることになるが、このような差異に対する許容度が小さくなってしまう。

従って、光ディスクや光ディスク装置の個体差及び使用環境の変化により、ある装置では正確に多値データを再生できても、別の再生装置では再生できないという事態が発生する危険がある。
そこで、最適記録パワーは、ＳＤＲの値が最小になるような記録パワーに設定するのが望ましいが、上記特許文献２に記載の方法ではそのような最適記録パワーを導出することが困難であった。

また、最適記録パワーは、光ディスク及び光ディスク装置の個体差及び使用環境の変化により変動するため、データの記録を行う直前に決定する必要がある。
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、記録媒体に多値データを記録するための好適な記録パワーを導出できるようにすることを目的とする。

この発明は、上記の目的を達成するため、記録媒体に多値データを記録するための記録パワーを導出する記録パワー導出方法において、上記記録媒体に複数の異なる記録パワーでテストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応する反射光強度を検出する第１ステップと、その第１ステップで検出した反射光強度からそれぞれ評価パラメータを算出し、その評価パラメータを記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する第２ステップと、その第２ステップで導出したパワー近似関数から、上記評価パラメータが所定条件を満たすような記録パワーの値を最適記録パワー値として導出する第３ステップとを設けたものである。

上記の記録パワー導出方法において、上記テストデータに、反射光強度が最大になる多値データの値と反射光強度が最小になる多値データの値とをそれぞれ３個以上連続して繰り返した長周期パターンを設け、上記評価パラメータＭを、テスト記録したテストデータに係る最大反射光強度をＬ１とし、同じく最小反射光強度をＬ２とした場合のＭ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１とし、上記所定条件を、記録パワーを増加させた場合のＭの飽和値をＭｓとして、０．７５Ｍｓ＜Ｘ＜１．０Ｍｓなる所定値ＸについてＭ＝Ｘとなる条件とするとよい。

あるいは、上記テストデータに、反射光強度が最大になる多値データの値と反射光強度が最小になる多値データの値とをそれぞれ３個以上連続して繰り返した長周期パターンと、反射光強度が最大になる多値データの値と反射光強度が最小になる多値データの値とを繰り返した短周期パターンとを設け、上記評価パラメータαを、テスト記録したテストデータに係る最大反射光強度をＬ１、同じく最小反射光強度をＬ２、上記短周期パターンのピーク反射光強度をＬ３、上記短周期パターンのボトム反射光強度をＬ４として、α＝（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）／｛２×（Ｌ１−Ｌ２）｝とし、上記所定条件を、上記評価パラメータαが最小になる条件としてもよい。

あるいは、上記テストデータを上記多値データのランダムパターンとし、上記評価パラメータＳＤＲを、上記ランダムパターンにおける最大反射光強度をＬ１、最小反射光強度をＬ２とし、多値データの値ｋにおける反射光強度の標準偏差をσ_ｋとし、多値データの取り得る値の数をｍとして、ＳＤＲ＝（Σσ_ｋ）／｛ｍ×（Ｌ１−Ｌ２）｝とし、上記所定条件を、上記評価パラメータＳＤＲが最小になる条件としてもよい。
あるいは、上記テストデータを多値データのランダムパターンとし、上記評価パラメータを多値シンボルエラー率とし、上記所定条件を、多値シンボルエラー率が最小になる条件としてもよい。

また、この発明は、記録媒体に多値データを記録する記録パワー導出方法において、あらかじめ上記記録媒体に記録されているテストデータを読み取ってプリ反射光強度を検出する第１ステップと、上記記録媒体に複数の異なる記録パワーで上記テストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応するテスト反射光強度を検出する第２ステップと、上記第１ステップで検出したプリ反射光強度と上記第２ステップで検出した各記録パワーについての上記テスト反射光強度との誤差の２乗和をそれぞれ算出し、その誤差の２乗和を記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する第３ステップと、その第３ステップで導出したパワー近似関数から、上記誤差の２乗和が最小になる記録パワーを最適記録パワー値として導出する第４ステップとを設けたものである。

さらに、上記の記録パワー導出方法において、上記第２ステップで検出した上記テスト反射光強度を第１テスト反射光強度とし、上記第３ステップで算出した上記誤差の２乗和を第１評価パラメータとして、上記第４ステップにおいて、上記第３ステップで導出したパワー近似関数から、上記第１評価パラメータが最小になる記録パワーを最適記録パワー値として導出するようにし、さらに、上記記録媒体に上記最適記録パワー値により複数の異なる記録パルス幅で上記テストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応する第２テスト反射光強度を検出する第５ステップと、上記第１ステップで検出したプリ反射光強度と上記第５ステップで検出した各記録パルス幅についての第２テスト反射光強度との誤差の２乗和をそれぞれ第２評価パラメータとして算出し、その第２評価パラメータを記録パルス幅の関数として近似してパルス幅近似関数を導出する第６ステップと、その第６ステップで導出したパルス幅近似関数から、上記第２評価パラメータが最小になる記録パルス幅を最適記録パルス幅として導出する第７ステップとを設けるとよい。

また、これらの記録パワー導出方法において、上記テストデータを多値データのランダムパターンとし、あらかじめ上記記録媒体に記録されているテストデータがプリピットで形成されているとよい。さらに、導出した最適記録パワー値でテスト記録したテストデータを読み取って得られる最大反射光強度をＬ１ｏとし、同じく最小反射光強度をＬ２ｏとして、（Ｌ１ｏ−Ｌ２ｏ）／Ｌ１ｏ＞０．６０を満たさない場合には、上記最適記録パワー値を多値データの記録に使用しないようにするとよい。
またさらに、上記記録媒体を、少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅを含むＳｂ−Ｔｅ共晶系の材質を相変化記録膜に用いた相変化型光ディスクとするとよい。

また、この発明は、記録媒体に多値データを記録する情報記録装置において、上記記録媒体に複数の異なる記録パワーでテストデータをテスト記録する手段と、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応する反射光強度を検出する手段と、その反射光強度からそれぞれ評価パラメータを算出する手段と、その評価パラメータを記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する手段と、そのパワー近似関数から、上記評価パラメータが所定条件を満たすような記録パワーの値を最適記録パワーとして導出する手段とを設けたものである。

また、この発明の情報記録装置は、記録媒体に多値データを記録する情報記録装置において、あらかじめ上記記録媒体に記録されているテストデータを読み取って対応するプリ反射光強度を検出する手段と、上記記録媒体に複数の異なる記録パワーで上記テストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応するテスト反射光強度を検出する手段と、上記プリ反射光強度と各記録パワーについての上記テスト反射光強度との誤差の２乗和をそれぞれ算出する手段と、その誤差の２乗和を記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する手段と、そのパワー近似関数から、上記誤差の２乗和が最小になる記録パワーを最適記録パワー値として導出する手段とを設けたものである。

以上のような記録パワー導出方法及び情報記録装置によれば、記録媒体に多値データを記録するための好適な記録パワーを導出できるようにすることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔情報記録装置の基本構成例：図１乃至図４〕
まず、この発明の記録パワー導出方法を実行するための情報記録装置の実施形態であり、またこの発明の情報記録装置の実施形態である光ディスク装置の構成について説明する。図１は、その光ディスク装置の構成を示すブロック図であり、図２はその光ディスク装置におけるピックアップのＬＤ（レーザダイオード）光源と受光素子およびその出力信号検出部の構成例を示す図である。

図１に示す光ディスク装置１は、記録媒体である光ディスク２に対して多値記録方式により情報を記録する際に、光ディスク２や光ディスク装置１の個体差および記録時変動や環境変化によって変動する最適記録パワー及び最適記録パルス幅を、テスト記録とそのテスト記録に係るデータを読み取って得た反射光強度とから導出する機能を備えている。そして、この光ディスク装置１は、ハードウェアとしては、受光素子３とＬＤ光源４を有するピックアップ５、再生信号検出回路６、サンプルホールド回路７、ＡＤ変換回路８、ウォブル検出回路９、クロック検出回路１０、コントローラ１１、メモリ１２、ＬＤ駆動回路１３を備えている。

ピックアップ５の詳細な構成としては、図２に示すように、半導体レーザであるＬＤ光源４から射出されたレーザ光Ｌをコリメートレンズ１４、偏光ビームスプリッタ１５、ミラー１６、λ／４板１７、対物レンズ１８を介して集光し、回転駆動されている光ディスク２に投光することにより情報の記録、再生が行われる。また光ディスク２からの反射光は対物レンズ１８、λ／４板１７を通過し、ミラー１６で反射された後、偏光ビームスプリッタ１５により入射光と分離して偏向され、検出レンズ１９により４分割に構成された受光素子３上に導かれ、再生信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等が検出される。

このピックアップ５により光ディスク２に対するテスト記録を行う場合、図１のコントローラ１１は、テスト記録のためのテストデータと、後述する記録波形のパルス幅設定情報および記録パワーや消去パワー、バイアスパワー等の記録設定情報を記録情報としてＬＤ駆動回路１３に出力し、ＬＤ駆動回路１３は変調した信号によりピックアップ５のＬＤ光源４を駆動して光ディスク２へ記録を行う。このテスト記録を行う前には、光ディスク２が備えるプリフォーマット情報をウオブル信号やプリピット信号から読み出したり、光ディスク装置の図示しない内部メモリから記録設定情報を読み出すことであらかじめ前述の記録波形を設定する。

記録した情報を再生する場合には、上記の受光素子３による光電変換と再生信号検出回路６での電流電圧変換と加算回路によって再生信号を検出する。またこの再生信号検出回路６の出力から、ウォブル検出回路９により前述のウォブル信号が検出され、クロック検出回路１０がこのウォブル信号からＰＬＬクロックを生成し再生時のクロックとする。なお、このクロックは記録時のクロックと同様なものが得られるようにしている。そして、このようなクロックを用いて同期することで、各テストパターン中の中央位置における再生信号レベルが検出され、これを多値データの各値に対応する再生信号レベル値としてサンプルホールド回路７でサンプリングする。ＡＤ変換回路８でこの再生信号レベル値をレベルデータに変換し、コントローラ１１がメモリ（ＲＡＭ）１２に格納する。

ここで、各実施例で用いる多値データは、各値が０から７の８値のレベルを取るものとなっている。なおここでは、０が反射光強度が最大になる多値データの値、７が反射光強度が最小になる多値データの値である。そして、上述のテスト記録を行う際のデータ内容の単位である上記テストデータの種類としては、周期データとランダムデータの２つを用いることができ、それらは後述する種々の評価パラメータや処理に応じて使い分ける。

周期データは、多値データの０又は７の値に対応する記録波形をそれぞれ５回連続して出力する長周期パターンと、それぞれ１回づつ交互に出力する短周期パターンとからなっている。これを読み込んだ場合には図３に示すような反射光強度の変化が得られる。
ここで、長周期パターンにおいて検出される最大反射光強度Ｌ１と最小反射光強度Ｌ２は、それぞれ隣り合った同じ多値の値のセル同士で符号間干渉が生じることにより検出されるものである。なお、長周期パターンにおける同じ値の記録波形を連続して繰り返す数は３回以上であればよい。
また短周期パターンにおいては、７の値に対応してＬ１よりも小さいピーク反射光強度Ｌ３が得られ、０の値に対応してＬ２よりも大きいボトム反射光強度Ｌ４が得られる。

そして、もう一方のランダムデータは、図示しないが、多値データの各値がランダムに配列されたパターンで構成されている。しかし、このランダムな値の配列そのものは、定型のものとして規定されたものである。

ここで、上記テストパターンで構成される多値データを、実際に光ディスクに記録するためのパルス列について説明する。このパルス列は、図４に示すように、レーザ光Ｌを記録パワーＰｗでトップパルス時間Ｔｏｎの間照射するトップパルスと、その直後にバイアスパワーＰｂでオフパルス時間Ｔｏｆｆ経過させるオフパルスと、それらを除く期間に消去パワーＰｅで照射する消去パルスで構成する。消去パワーＰｅは記録パワーＰｗに定数εを乗じた一定比率のパワーであって、通常はε＝０．５近傍に設定される。

このようなパルス列の構成は、各テストパターンの開始基準となる記録クロックエッジからそれぞれ計測した期間として示される記録パルスの立上がり期間Ｔａ、記録パルスの立下り期間Ｔｂ、消去パルス立上がり期間Ｔｃで定義され、またはトップパルス幅Ｔｏｎ＝Ｔｂ−Ｔａ、オフパルス幅Ｔｏｆｆ＝Ｔｃ−Ｔｂにより定義してもよい。
このようなパルス列の記録波形によると、トップパルスにおけるレーザ照射で光ディスクの記録膜が加熱されて記録層が融点を超えた後、オフパルス幅Ｔｏｆｆの領域において急冷され、結晶相がアモルファス相に相変化することによって反射光量が低下する領域が形成される。さらに、オフパルスの直後に続く消去パルスにより記録層は徐冷され、結晶相になることで反射光量が高い領域が形成される。通常は、アモルファス相の領域を記録マーク、結晶相の領域を記録スペースと称する。

ここで、記録された多値データの各値は、一定長のセル内における記録マークの長さ（それによる反射光強度の大きさ）に対応するものであるが、この記録マークの長さは記録パワーＰｗの強さで決まるものではない。つまり、多値データのどの値でも同じ記録パワーＰｗの大きさで同じトップパルス幅Ｔｏｎの期間レーザを照射し、その直後の各値に対応する急冷期間の長さ（オフパルス幅Ｔｏｆｆ）によってのみ記録マークの長さが決まることになる。すなわち、最適な記録パワー及び記録パルス幅（トップパルス幅Ｔｏｎ）が一度決定すれば、多値データのどの値でもその一つの最適記録パワーによって記録されることになる。

そして以上のような構成の記録波形において、多値データの各値に共通するトップパルス幅Ｔｏｎ（記録パルス幅）、記録パワーＰｗおよび消去パワーＰｅの設定や、各値によってそれぞれ異なるオフパルス幅Ｔｏｆｆの設定は、上述したように光ディスクのプリフォーマット情報もしくは光ディスク装置の記憶部から記録設定情報を読み出すことである程度適正値に近い値を設定することができる。

しかし、このようにして得られる記録設定情報は、例えば所定の条件の下で多値データの判定の正確さが確認されている固定推奨値でしかない。従って、光ディスクや光ディスク装置の個体差および環境変化などの記録時の状況によっては最適である値が大きく変動してしまい、その固定推奨値による記録波形のままでは正しい動作が得られない場合がある。そこで、記録波形は適宜状況に合わせてデータの記録を行う直前に再設定する必要がある。特に、最適記録パワーの変動が多値データの判定の正確さに与える影響は大きい。

ここで、このような多値データの判定の正確さを示す指標としては、例えばＳＤＲを用いることができる。ＳＤＲは、多値データの各値における反射光強度の標準偏差の平均値を最大振幅（最大反射光強度Ｌ１−最小反射光強度Ｌ２）で除して規格化した値のことである。このＳＤＲの値が小さいほど反射光強度の偏差が小さいことになるため、多値データを正確に判定できることになる。そして、このＳＤＲの値は、記録パワーの大きさ及び記録パルスの長さに応じて変化する値である。

光ディスクに多値データを記録する際、上限値（多値データを正確に判定できる限界値）に対する余裕が小さいＳＤＲとする記録パワーで記録した場合、すなわち再生マージンの小さい記録パワーで記録した場合には、光ディスク間や光ディスク装置間における互換性の許容度が小さくなってしまう。
従って、光ディスクや光ディスク装置の個体差及び使用環境の変化により、ある装置では正確に多値データを再生できても、別の再生装置では再生できないという事態が発生する危険がある。

そこで、この光ディスク装置１においては、光ディスク２に情報を記録する際に、複数の異なる記録パワーでそれぞれテストデータをテスト記録し、そのテスト記録のテストデータを読み取って得た反射光強度から記録時の状況において最もＳＤＲを小さくできるような最適記録パワーを導出し、その記録パワーによって情報の記録を行うようにしている。また、同様な考え方により最適記録パルス幅を導出し、その記録パルス幅によって情報を記録するようにするとよい。

〔記録パワー決定処理の第１実施例：図５乃至図９〕
次に、上述のように記録媒体に多値データを記録するための記録パワーを決定する記録パワー決定処理の第１の実施例について説明する。この処理は、この発明の記録パワー導出方法の第１の実施形態に係る処理である。
この処理は、大まかには以下の３つのステップからなる。すなわち、光ディスクに上記のテストデータを異なる複数の記録パワーでテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み込んでそれぞれの反射光強度を検出する第１ステップ、それら検出された反射光強度からそれぞれ特定の評価パラメータ値を算出し、それら複数の評価パラメータ値を記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する第２ステップ、そして、評価パラメータが所定の条件を満たす場合の記録パワーをパワー近似関数から求めて最適記録パワーに設定する第３ステップである。第３ステップにおける所定の条件としては、予め確認してある評価パラメータとＳＤＲの関係から、ＳＤＲが最小になるような評価パラメータの条件を定めればよい。

以上の最適記録パワーの導出は、以下の関係から成り立つものである。つまり、反射光強度は、記録パワーの大きさや、記録波形、テストデータのパターンに相関して多様に変化する値である。そして、その反射光強度から算出される評価パラメータもまた、当然、記録パワーの大きさに応じて変化する値となっている。また、ＳＤＲも評価パラメータの一種であり、記録パワーの大きさに応じて変化する値である。

ここで、最も単純には、ＳＤＲをそのまま評価パラメータとしてパワー近似関数を導出し、ＳＤＲを最小とする記録パワーをパワー近似関数から直接求めて最適記録パワーとすることが考えられる。しかしそれ以外に、記録パワーとの相関関係がわかっている他の評価パラメータを用いた場合でも、ＳＤＲが最小になるような評価パラメータの条件がわかっていれば、評価パラメータがこの条件（上記の所定条件）を満たすような記録パワーをパワー近似関数から導出することで、ＳＤＲが最小になるような最適記録パワーを間接的に導出することができる。

ここで、発明が解決しようとする課題の項で説明した変調度Ｍを評価パラメータとして使用する場合の、上述の記録パワー決定処理の例を図５のフローチャートに示す。このフローチャートでは、各処理のステップをＳと記している。また、このフローチャートに示す処理は、光ディスク装置１のコントローラ１１が必要なタイミングで、例えば光ディスク２への情報の記録や最適記録パワーの算出が指示された場合に、図示しない内部のメモリに格納されたプログラムに従って実行する処理である。

そして、この処理においては、まずステップ１０１でｉを１にセットすると共に、記録パワーＰｗ_ｉを初期値Ｐ_０に設定する。ここで、ｉはテスト記録の回数を計数するカウンタ変数であり、テスト記録は全部でｋ回行うものとする。記録パワーＰｗ_ｉは、ｉ回目のテスト記録時の記録パワーである。

次に、ステップ１０２〜ステップ１０７のループ処理で、テスト記録動作、読み込み動作及び評価パラメータの算出動作をｋ回行う。
これらの処理において、まずステップ１０２では、その回の記録パワーＰｗ_ｉにより所定のテストデータを記録する。ここで使用するテストデータは、図３を用いて説明したような長周期パターンを有するデータである。そして、ステップ１０３でそのテスト記録したテストデータを読み取り、その読み取りで得た再生信号から最大反射光強度Ｌ１_ｉ及び最小反射光強度Ｌ２_ｉを検出する。
その後、ステップ１０４で記録パワーＰｗ_ｉにおける変調度Ｍ（Ｐｗ_ｉ）を算出する。この変調度は、ステップ１０３で検出したＬ１_ｉ及びＬ２_ｉから、上述の通り
Ｍ（Ｐｗ_ｉ）＝（Ｌ１_ｉ−Ｌ２_ｉ）／Ｌ１_ｉ
により求めることができる。

次に、ステップ１０５に進んでカウンタ変数ｉを１増加させ、ステップ１０６でｉがｋより大きいか否か、すなわち最後（ｋ回目）のテスト記録が終了したか否かを判断する。そして、終了していない場合は、ステップ１０７で記録パワーＰｗ_ｉにＰｗ_ｉ−１＋ΔＰｗをセットした後、すなわち新たな記録パワーとして前回の記録パワーにΔＰｗを加えた値を設定した後に、ステップ１０２に戻ってその記録パワーＰｗ_ｉによるテスト記録動作と読み取り動作を繰り返す。
ただし、ΔＰｗが一定値であることや、正の値であることは必須ではない。さらに言えば、記録パワーが小さい順または大きい順にテスト記録を行うことも必須ではない。

一方、ステップ１０６で最後のテスト記録が終了したと判断した場合には、ステップ１０８に進み、ｋ個得られた変調度Ｍ（Ｐｗ）を記録パワーＰｗの関数として２次近似して
Ｍ（Ｐｗ）＝ａＰｗ^２＋ｂＰｗ＋ｃ ・・・（式３）
なる関数を導出する。
この関数が、評価パラメータである変調度Ｍ（Ｐｗ）についてのパワー近似関数であり、この関数は、光ディスクと光ディスク装置の組合せや各々の特性、そのときの使用状況に応じて異なるものが得られる。なお、具体的な導出方法については、Ｍ（Ｐｗ）とＰｗの値ペアが適当な数与えられれば、公知の手法を適用できるから、説明は省略する。

なお、ここで２次近似を採用したのは、計算量と精度の兼ね合いから好ましいためであり、より高次の関数や、分数関数、対数関数等の他の関数による近似を行うようにしてもよい。後述するように評価パラメータとして他のパラメータを使用する場合には、パラメータの特性に応じて近似に用いる関数を選択するとよい。
ステップ１０８の後は、ステップ１０９に進んで、変調度Ｍの飽和値Ｍｓを算出する。この飽和値Ｍｓは、例えばＰｗが増加してもＭ（Ｐｗ）が殆ど変化しなくなった場合の値とすることができる。

その後、ステップ１１０で、上記の所定条件としてＭ（Ｐｗ）＝０．９Ｍｓをパワー近似関数に代入し、Ｐｗの２次方程式の解を求めることにより、この所定条件を満たす記録パワーＰｗを導出し、この値を最適記録パワーとして処理を終了する。なお、この２次方程式からは２つの解が得られるが、そのうちテスト記録で用いた記録パワーの範囲内又は近い方の解を最適記録パワーとするとよい。また、使用する記録媒体や記録装置に応じて上記の所定条件が異なることはもちろんであるが、ここでＭ（Ｐｗ）＝０．９Ｍｓを用いた理由については後述する。

以上の処理において、ステップ１０２及び１０３の処理が第１ステップの処理である。ステップ１０４及び１０８の処理が第２ステップの処理である。ステップ１０９及び１１０の処理が第３ステップの処理である。また、ステップ１０４の処理をステップ１０６の後に行い、全てのテスト記録及び読み取りが完了してから評価パラメータを算出するようにしてもよい。

以上のような処理により、光ディスク２に多値データを記録するための記録パワーとして、ＳＤＲが最小になるような最適な記録パワーを導出することができる。
そして、光ディスク装置１において、ユーザデータの記録前にこのような処理によって最適記録パワーを求め、その記録パワーでユーザデータの記録を行うことにより、光ディスク、光ディスク装置の個体差及び使用環境の影響を受けることなく安定した記録ができ、再生マージンも十分に確保できる。また、この処理は、評価パラメータとして比較的簡易な変調度Ｍを用いているため、最適記録パワー算出のための処理時間が短くて済み、記録待ち時間を短縮できる。

ここで、上述した変調度Ｍ（Ｐｗ）が満たすべき所定条件の定め方について説明する。ここでは、具体例として、波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．６５のレーザー光で記録可能な相変化型の光ディスクを使用した場合について説明する。この光ディスクは、基板が直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネートからなり、基板表面上には射出成形によりグルーブ溝が連続したスパイラル（螺旋）で形成されている。また、この基板上に、誘電体膜，Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅなどからなる相変化記録膜，誘電体膜，反射膜を順次積層して作成したものである。
図６及び図７に、このようなサンプルディスクに様々な記録パワーでテストデータを記録した場合の、記録パワーと記録特性との関係を示す。これらの図は、発明が解決しようとする課題の項で説明した図１７と対応するものである。そして、図１７，６，７に示したデータは、それぞれ異なる飽和値Ｍｓを有するサンプルディスクＡ，Ｂ，Ｃを作製して評価した結果である。

また、これらの図中の曲線は、Ｍ（Ｐｗ）／Ｍｓ及びＳＤＲとＰｗとの関係を２次近似して得られた近似関数のグラフである。そして、これらの各曲線６１乃至６６の式は、縦軸の値をｙ、横軸の値をｘとすると、下記表１のようなものである。

これらの図を参照すると、いずれのサンプルディスクにおいても、Ｍ（Ｐｗ）／Ｍｓが約０．９となる、すなわち変調度Ｍ（Ｐｗ）が飽和値Ｍｓの約９０％となる記録パワーＰｗでＳＤＲが最小値となっていることがわかる。上述の所定条件Ｍ（Ｐｗ）＝０．９Ｍｓは、このような根拠に基づいて定めたものである。なお、図１７からは、変調度Ｍが飽和値Ｍｓに達する記録パワーＰｏｐｔ′より低い記録パワーＰｏｐｔで記録する方が、ＳＤＲを下げられることがわかる。

なお、Ｍ（Ｐｗ）が丁度０．９Ｍｓとなるようにすることが必須でないことはもちろんである。実際には、多値シンボル誤り数／全シンボル数で求められるＳＥＲ（多値シンボルエラー率）が１．０×１０^−２未満であれば、多値データの読み取りに大きな支障はない。図８にＳＤＲとＳＥＲとの関係を示すが、この図からわかるように、ＳＥＲ＜１．０×１０^−２を確保するためには、ＳＤＲが概ね３．０％未満であればよいことがわかる。そして再生マージンを０．５％と見込んだ場合、ＳＤＲが２．５％であれば、多少の条件変動があった場合でも安定的な記録を行うことができると言える。

そして、このようにＳＤＲ＜２．５％となるとなるようなＭ（Ｐｗ）／Ｍｓの範囲は、図１７よりサンプルディスクＡにおいては概ね０．８＜Ｍ（Ｐｗ）／Ｍｓ＜１．０であることがわかり、図６よりサンプルディスクＢにおいては概ね０．７５＜Ｍ（Ｐｗ）／Ｍｓ＜０．９５となることがわかる。したがって、０．７５＜Ｍ（Ｐｗ）／Ｍｓ＜１．０となる記録パワーＰｗ、より好ましくは０．８＜Ｍ（Ｐｗ）／Ｍｓ＜０．９５となるような記録パワーＰｗを最適記録パワーとして設定すれば、十分な再生マージンを確保できることがわかる。以上より、最適記録パワーを求めるための上記所定条件として、０．７５Ｍｓ＜Ｘ＜１．０Ｍｓ、より好ましくは０．８Ｍｓ＜Ｘ＜０．９５Ｍｓなる所定値Ｘについて変調度Ｍ（Ｐｗ）＝Ｘとなる条件を採用すれば、適切な記録パワーを導出することができると言える。なお、この範囲は、ＳＤＲを最小値とする場合の上記所定条件Ｍ（Ｐｗ）＝０．９Ｍｓを包含した範囲となっている。

また、図９に、上述のサンプルディスクＡ，Ｂ，Ｃを含め、種々のＭｓを有するサンプルディスクを作製して測定した、変調度Ｍの飽和値ＭｓとＳＤＲとの関係を示す。そして、この図から、正確に多値データを記録するためのＳＤＲ＜２．５％を確保するためには、概ねＭｓ＞０．６０である必要があることがわかる。
そこで、上述の処理により導出した最適記録パワー値でテスト記録したテストデータに係る変調度がこの範囲にならない場合には、正確な多値データの記録が行えないことが予想されるため、導出した最適記録パワー値を多値データの記録に使用しないようにすることが考えられる。情報記録装置においてユーザデータの記録前に導出した際にこのような事態が生じた場合には、エラー処理を行って情報記録装置の記録動作を中断することが考えられる。

このための具体的なチェック処理としては、最適記録パワーを導出した後で再度その最適記録パワーによりテストデータをテスト記録し、これを読み取って得た最大反射光強度をＬ１ｏとし、同じく最小反射光強度をＬ２ｏとして、（Ｌ１ｏ−Ｌ２ｏ）／Ｌ１ｏ＞０．６０であるかどうかをチェックする。このような処理を行うことにより、より確実に必要ＳＤＲを確保して正確な多値データの記録が可能となる。

〔第１実施例の第１変形例：図１０乃至図１２〕
次に、上述した第１実施例の第１変形例について説明する。この変形例においては、概略的な処理手順は上述した第１実施例とほぼ同じであるが、パワー近似関数を求めるにあたって採用する評価パラメータがアシンメトリである点が異なる。そして、それに伴って、使用するテストデータの内容や、評価パラメータが満たすべき所定条件も変更している。

まず、この変形例において使用するテストデータは、図３に示したように、長周期パターンと短周期パターンとを有するテストデータである。そして、このようなテストデータをテスト記録し、これを読み取って反射光強度を得ると、図３を用いて上述したように、長周期パターンの部分から、最大反射光強度Ｌ１及び最小反射光強度Ｌ２が得られるとともに、短周期パターンの部分から、ピーク反射光強度Ｌ３及びボトム反射光強度Ｌ４を得ることができる。

そして、アシンメトリは、これらのＬ１乃至Ｌ４を用い、
α＝（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）／｛２×（Ｌ１−Ｌ２）｝ ・・・（式４）
で示される値である。これは、最大反射光強度とピーク反射光強度との差と、最小反射光強度とボトム反射光強度との差との間の差をとり、これを最大振幅で規格化した値をさらに半分とした値である。
つまり、最大反射光強度Ｌ１と最小反射光強度Ｌ２との間の大振幅に対し、ピーク反射光強度Ｌ３とボトム反射光強度Ｌ４との間の小振幅がどのくらいの非対称性で配置されているかを示す値である。このアシンメトリが０に近ければ小振幅は大振幅の中央付近に位置していることになり、それより大きいほど小振幅は反射光強度の増加側に偏って位置し、小さいほど減少側に偏って位置していることになる。α（Ｐｗ）は、記録パワーＰｗで記録したテストデータを読み取った場合の変調度の値である。

ここで、図１０乃至図１２に、それぞれ上述したサンプルディスクＡ乃至Ｃに対して実際にテスト記録と読み込みを行い、それぞれの検出結果から求めた記録パワーＰｗと変調度Ｍ（Ｐｗ）及びアシンメトリα（Ｐｗ）と記録パワーＰｗとの対応関係を示す。
また、これらの図中の曲線６７，６９，７１は、Ｍ（Ｐｗ）とＰｗとの関係を２次近似して得られた近似関数のグラフである。そして、これらの各曲線の式は、縦軸の値をｙ、横軸の値をｘとすると、下記表２のようなものである。

また、曲線６８，７０，７２は、α（Ｐｗ）とＰｗとの関係を示す近似関数である。
これらの図を図１７，５，６と比較するとわかるように、いずれのサンプルディスクにおいても、アシンメトリαが最小になる記録パワーＰｗは、ＳＤＲが最小になる記録パワーＰｗとほぼ一致している。従って、アシンメトリαを評価パラメータとし、評価パラメータが満たすべき所定条件としてアシンメトリαが最小になるという条件を採用することにより、図５に示した処理と概ね同様な処理により最適記録パワーを導出することができる。

なお、この処理は、ステップ１０３，１０４，１０８，１０９，１１０の処理が図５に示した処理と異なるので、ここでこの相違部分について説明する。
本変形例の処理においては、ステップ１０３では、テストデータの読み取りで得た反射光強度から、最大反射光強度Ｌ１_ｉ及び最小反射光強度Ｌ２_ｉの他に、アシンメトリαの算出に必要なピーク反射光強度Ｌ３_ｉ及びボトム反射光強度Ｌ４_ｉも検出する。そして、ステップ１０４で記録パワーＰｗ_ｉにおけるアシンメトリαを算出するようにし、ステップ１０２〜１０７のループ処理によりｋ個のアシンメトリを得る。そしてステップ１０８において、ｋ個のアシンメトリαを記録パワーＰｗの関数として２次近似して、
α（Ｐｗ）＝ａ×Ｐｗ^２＋ｂ×Ｐｗ＋ｃ ・・・（式５）
なるパワー近似関数を導出する。そして、ステップ１０９は省略して次にステップ１１０に進み、パワー近似関数を用いてα（Ｐｗ）が最小値となる記録パワーＰｗを導出し、この値を最適記録パワーとしてこの処理を終える。
なお、図１０乃至図１２に示したＰｏｐｔ′は、従来の技術の項で説明した特許文献２に記載の方法を用いて決定した最適記録パワーの値を、Ｐｏｐｔは上記のようにアシンメトリαを評価パラメータとして導出した最適記録パワーの値を示す。

以上のようなこの変形例によっても、上述のような第１の実施例の場合と同様な効果を奏する。また、評価パラメータとして比較的簡易なアシンメトリαを用いているため、最適記録パワー算出のための処理時間が短くて済み、情報記録装置に適用する場合にも、記録待ち時間を短縮できる。

〔第１実施例の第２変形例〕
次に、上述した実施例の第２変形例について説明する。この変形例においても、概略的な処理手順は上述した第１実施例とほぼ同じであるが、パワー近似関数を求めるにあたってＳＤＲそのものを評価パラメータに採用している点が異なる。そして、それに伴って、使用するテストデータの内容や、評価パラメータが満たすべき所定条件も変更している。

この変形例においては、テスト記録するテストデータとしてランダムデータを用い、読み取り時に、多値データの０〜７の８値レベル全てに対応する反射光強度がユーザデータに近い状態で検出されるようにしている。
テストデータを読み取って得た再生信号からのＳＤＲの算出法については発明が解決すべき課題の項に記載したのでここでは説明を省略するが、記録パワーＰｗで記録したテストデータを読み取った場合のＳＤＲの値をＳＤＲ（Ｐｗ）と記載することにする。

そしてこの変形例においては、評価パラメータが満たすべき所定条件として、ＳＤＲが最小になるという条件を採用することにより、図５に示した処理と概ね同様な処理により最適記録パワーを導出することができる。

なお、この処理は、ステップ１０３，１０４，１０８，１０９，１１０の処理が図５に示した処理と異なるので、ここでこの相違部分について説明する。
本変形例の処理においては、ステップ１０３で、テストデータの読み取りによって得た再生信号から、最大反射光強度Ｌ１_ｉ及び最小反射光強度Ｌ２_ｉの他に、ＳＤＲの算出に必要な、テストデータ中の各多値データと対応する反射光強度も検出する。そして、ステップ１０４で記録パワーＰｗ_ｉにおけるＳＤＲを算出するようにし、ステップ１０２〜１０７のループ処理によりｋ個のＳＤＲを得る。そしてステップ１０８において、ｋ個のＳＤＲを記録パワーＰｗの関数として２次近似して、
ＳＤＲ（Ｐｗ）＝ａ×Ｐｗ^２＋ｂ×Ｐｗ＋ｃ ・・・（式６）
なるパワー近似関数を導出する。そして、ステップ１０９は省略して次にステップ１１０に進み、パワー近似関数を用いてＳＤＲ（Ｐｗ）が最小値となる記録パワーＰｗを導出し、この値を最適記録パワーとしてこの処理を終える。

以上のようなこの変形例によっても、上述のような第１の実施例の場合と同様な効果を奏する。また、この変形例においては、評価パラメータとしてＳＤＲそのものを用いているため、ＳＤＲを最低にするような記録パワーを精度よく導出することができる。またこのような記録パワーで多値データの記録を行うことにより、多値データを高い精度で記録できる。

〔第１実施例の第３変形例〕
次に、上述した実施例の第３変形例について説明する。この変形例においても、概略的な処理手順は上述した第１実施例とほぼ同じであるが、パワー近似関数を求めるにあたって上述したＳＥＲを評価パラメータに採用している点が異なる。そして、それに伴って、使用するテストデータの内容や、評価パラメータが満たすべき所定条件も変更している。

まず、この変形例で用いるテストデータは、上述の第２の変形例の場合と同様なランダムデータである。そして、評価パラメータとして採用したＳＥＲは、多値シンボルエラー率であり、小さいほど多値データを誤検出する確率が低いことを示すパラメータである。従って、ＳＥＲが低いほど多値データを正確に判定できることになる。記録パワーＰｗで記録したテストデータを読み取った場合のＳＥＲの値をＳＥＲ（Ｐｗ）と記載することにする。

また、図８からわかるように、ＳＤＲとＳＥＲの対数とは略線形の関係にあるので、ＳＥＲが最小になるような記録パワーＰｗでＳＤＲも最小になると言える。従って、ＳＥＲを評価パラメータとし、評価パラメータが満たすべき所定条件としてＳＥＲが最小になるという条件を採用することにより、図５に示した処理と概ね同様な処理により最適記録パワーを導出することができる。

なお、この処理は、ステップ１０３，１０４，１０８，１０９，１１０の処理が図５に示した処理と異なるので、ここでこの相違部分について説明する。
本変形例の処理においては、ステップ１０３で、テストデータの読み取りによって得た再生信号をデコードし、テストデータ中の各値をどの値として読み取ったかを判断する。そして、ステップ１０４でこの判断結果をもとに記録パワーＰｗ_ｉにおけるＳＥＲを算出するようにし、ステップ１０２〜１０７のループ処理によりｋ個のＳＥＲを得る。そしてステップ１０８において、ｋ個のＳＥＲを記録パワーＰｗの関数として２次近似して、
ＳＥＲ（Ｐｗ）＝ａ×Ｐｗ^２＋ｂ×Ｐｗ＋ｃ ・・・（式７）
なるパワー近似関数を導出する。そして、ステップ１０９は省略して次にステップ１１０に進み、パワー近似関数を用いてＳＥＲ（Ｐｗ）が最小値となる記録パワーＰｗを導出して、この値を最適記録パワーとしてこの処理を終える。

以上のようなこの変形例によっても、上述のような第１の実施例の場合と同様な効果を奏する。
また、この変形例においては、評価パラメータとしてＳＥＲを用いているため、読み取り時のエラー率が低く、またＳＤＲを最低にするような記録パワーを精度よく導出することができる。そして、このような記録パワーで多値データの記録を行うことにより、多値データを高い精度で記録できる。

〔記録パワー決定処理の第２実施例：図１３乃至図１５〕
次に、上述のように記録媒体に多値データを記録するための記録パワーを決定する記録パワー決定処理の第２の実施例について説明する。この処理は、この発明の記録パワー導出方法の第２の実施形態に係る処理である。
この実施例においても、概略的な処理手順は上述した第１実施例と同様な部分が多いので、重複する説明については省略する。すなわち、この実施例における記録パワー導出方法は、光ディスクにあらかじめ記録されているテストデータと、あらたにテスト記録したテストデータのそれぞれの反射光強度の誤差の２乗和を評価パラメータに用いて、それにより導出されるパワー近似関数と所定条件とからＳＤＲを最小にする最適記録パワーを導出するものである。またこの実施例の処理は、この最適記録パワーを導出した後に、さらに同様の方法により最適記録パルス幅を導出する処理を含む。

この実施例の記録パワー決定処理においては、記録媒体である光ディスクとして、あらかじめ所定の領域にテストデータが記録された光ディスクを用いる。そして、このテストデータの記録は、製造時にプリピットとして形成して行うものとする。このようにすれば、光ディスクごとに記録する工程が省けるため製造効率がよく製造コストを抑えることができると共に、均一な記録品質でテストデータを記録することができる。ただし、このようにすることは必須ではなく、光ディスクの製造後に所要の記録装置によってテストデータの記録を行うこともできる。また、テストデータとしては、ユーザデータに近い状態のランダムデータを用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。

そしてこの実施例の光ディスク装置が最適記録パワーを導出する際には、まず光ディスクにあらかじめ記録されているテストデータを読み込んでプリ反射光強度を検出する。その後に、同じあらかじめ記録されているテストデータと同じ配列の多値データからなるテストデータを複数の異なる記録パワーでテスト記録し、それらを読み込んで第１テスト反射光強度を検出する。これによりプリ反射光強度Ｓ（ｊ）（ｊ＝１，２，…，ｎ）と、各記録パワーによるテスト記録と対応するテスト反射光強度Ｔ_ｉ（ｊ）（ｉ＝１，２，…，ｋ，ｊ＝１，２，…，ｎ）が得られることになる。ここで、ｉは何番目のテスト記録に係るデータを読み取って得た反射光強度であるかを示すパラメータであり、ｊはテストデータ中の何番目の多値データを読み取って得た反射光強度であるかを示すパラメータである。そして、ｋはテスト記録の回数を、ｎはテストデータ中の多値データの数を示す。

そして、この実施例においては、以上のようなプリ反射光強度とテスト反射光強度とから、最適記録パワーを導出するようにしている。具体的には、評価パラメータとして、下記の式８に従って求められるプリ反射光強度Ｓ（ｊ）とテスト反射光強度Ｔ（ｊ）との誤差２乗和Ｅを採用している。

この誤差２乗和Ｅは、あらかじめ記録しておいたテストデータと、ある記録パワーで記録したテストデータとをそれぞれ読み取った場合に得られる反射光強度のずれの度合いを示す値であり、これが小さいほど、テストデータをあらかじめ記録しておいたものと同じように記録できたことになる。

図１３は、所定の光ディスク装置で上述したサンプルディスクＡにあらかじめテストデータを記録しておき、図１に示した光ディスク装置１で種々の記録パワーによりテスト記録と読み込みを行った結果から求めたＳＤＲ及び誤差２乗和Ｅと記録パワーＰｗとの関係を示す図である。図中の曲線７３，７４は、ＳＤＲ及びＥとＰｗとの関係を２次近似して得られた近似関数のグラフである。
この図からわかるように、誤差２乗和Ｅが最小になる記録パワーは、ＳＤＲが最小となる記録パワーとほぼ一致している。従って、誤差２乗和Ｅを評価パラメータとし、評価パラメータが満たすべき所定条件として誤差２乗和Ｅが最小になるという条件を採用することにより、上述した第１実施例の場合と同様に最適記録パワーを導出することができる。

なお、この実施例においては、最適記録パワーを導出した後、導出した最適記録パワーで記録パルスの幅を変えて順次上述の場合と同じテストデータのテスト記録を行い、これらを読み取って得た反射光強度から、最適記録パルス幅も導出するようにしている。この場合も、上記と同様な考え方が可能であり、あらかじめ記録しておいたテストデータと、ある記録パルス幅で記録したテストデータとをそれぞれ読み取った場合に得られる反射光強度のずれの度合いを示す誤差２乗和が最小になるような記録パルス幅を最適記録パルス幅として導出することができる。

ここで、以上のようなこの実施例の記録パワー導出方法に係る処理を、図１３及び図１４のフローチャートに示す。このフローチャートに示す処理は、光ディスク装置１のコントローラ１１が必要なタイミングで、例えば光ディスク２への情報の記録や最適記録パワーの算出が指示された場合に、図示しない内部のメモリに格納されたプログラムに従って実行する処理である。

そして、この処理においては、まず図１３のステップ２０１で、光ディスクにあらかじめ記録されているテストデータを読み取る。次にステップ２０２へ進み、ステップ２０１の読み取りで得た信号をサンプリングし、テストデータ中のｎ個の多値データに対応する反射光強度をプリ反射光強度Ｓ（ｊ）（ｊ＝１、２、…、ｎ）として検出し、ステップ２０３で記憶する。
次にステップ２０４に進んで、ｉを１にリセットし、記録パワーＰｗ_ｉを初期値Ｐ_０に設定する。

次に、ステップ２０５〜ステップ２１０のループ処理で、テスト記録動作、読み込み動作及び第１評価パラメータの算出動作をｋ回行う。ステップ２０５では、その回の記録パワーＰｗ_ｉによりテストデータを記録する。このテストデータは、光ディスクに予め記録されているテストデータと同じ値を有するものである。そして、ステップ２０６で、ステップＳ２０５で記録したテストデータを読み込んで、テストデータ中のｎ個の多値データに対応する反射光強度を第１テスト反射光強度Ｔ１_ｉ（ｊ）（ｊ＝１、２、…、ｎ）として検出する。

次にステップ２０７で、ステップ２０３で記憶したプリ反射光強度群Ｓ（ｊ）と第１テスト反射光強度群Ｔ１_ｉ（ｊ）との誤差２乗和Ｅ１_ｉを算出する。この算出は、上述した式８を利用し、具体的には下記式９のように行うことができる。

次にステップ２０８に進んで、カウンタ変数ｉを１増加させ、ステップ２０９で最後（ｋ回目）のテスト記録が終了したかを判断する。終了していない場合は、ステップ２１０で記録パワーＰｗ_ｉにＰｗ_ｉ−１＋ΔＰｗをセットした後、ステップ２０５に戻ってその記録パワーＰｗ_ｉによるテスト記録動作と読み取り動作を繰り返す。これらのステップ２０８乃至２１０の処理は、図５のステップ１０５乃至１０７の処理と同様なものである。

ステップ２０９で最後のテスト記録が終了したと判断した場合には、ステップ２１１に進み、ｋ個得られた誤差２乗和Ｅ１_ｉを記録パワーの関数として２次近似して、
Ｅ１（Ｐｗ）＝ａＰｗ^２＋ｂＰｗ＋ｃ ・・・（式１０）
なる関数を導出する。この関数が、評価パラメータである誤差２乗和Ｅ１についてのパワー近似関数である。なお、具体的な導出方法については、Ｅ１_ｉとＰｗの値ペアが適当な数与えられれば、公知の手法を適用できるから、説明は省略する。

そして、次のステップ２１２で、パワー近似関数を用いて誤差２乗和Ｅ１（Ｐｗ）が最小となる記録パワーＰｗを導出し、この値を最適記録パワーとする。ここでは、パワー近似関数が２次関数であることから、ａ＞０であれば、−ｂ／２ａがこのようなＰｗとなる。
ここまでの処理で最適記録パワー値を導出することができるので、最適記録パルス幅の導出が不要である場合には、ここで処理を終了してもよい。

しかしここでは、さらに最適記録パルス幅を導出するため、続けて図１５に示す部分の処理を行う。そして、図１５のステップ２１３に進んで、ｉを１にリセットし、記録パルス幅Ｗｔ_ｉを初期値Ｗ_０に設定する。
次に、ステップ２１４〜ステップ２１９のループ処理で、テスト記録動作、読み込み動作及び第２評価パラメータの算出動作をｋ回行う。ステップ２１４では、その回の記録パルス幅Ｗｔ_ｉによりテストデータを記録する。このテストデータは、光ディスクに予め記録されているテストデータと同じ値を有するものである。また、記録パワー値は、ステップ２１２で導出した最適記録パワー値を用いる。

そして、ステップ２１５で、ステップＳ２１４で記録したテストデータを読み込んで、テストデータ中のｎ個の多値データに対応する反射光強度を第２テスト反射光強度Ｔ２_ｉ（ｊ）（ｊ＝１、２、…、ｎ）として検出する。
次にステップ２１６で、ステップ２０３で記憶したプリ反射光強度群Ｓ（ｊ）と第２テスト反射光強度群Ｔ２_ｉ（ｊ）との誤差２乗和Ｅ２_ｉを算出する。この算出は、上述した式８を利用し、具体的には下記式１１のように行うことができる。

次にステップ２１７に進んで、カウンタ変数ｉを１増加させ、ステップ２１８で最後（ｈ回目）のテスト記録が終了したかを判断する。終了していない場合は、ステップ２１０で記録パルス幅Ｗｔ_ｉにＷｔ_ｉ−１＋ΔＷｔをセットした後、ステップ２０５に戻ってその記録パワーＰｗ_ｉによるテスト記録動作と読み取り動作を繰り返す。

ステップ２１８で最後のテスト記録が終了したと判断した場合には、ステップ２１９に進み、ｍ個得られた誤差２乗和Ｅ２_ｉを記録パワーの関数として２次近似して、
Ｅ２（Ｐｗ）＝ａＰｗ^２＋ｂＰｗ＋ｃ ・・・（式１２）
なる関数を導出する。この関数が、評価パラメータである誤差２乗和Ｅ２についてのパルス幅近似関数である。なお、具体的な導出方法については、Ｅ２_ｉとＰｗの値ペアが適当な数与えられれば、公知の手法を適用できるから、説明は省略する。

そして、次のステップ２１２で、パルス幅近似関数を用いて誤差２乗和Ｅ２（Ｐｗ）が最小となる記録パルス幅Ｗｔを導出し、この値を最適記録パルス幅として処理を終了する。ここでは、パルス幅近似関数が２次関数であることから、ａ＞０であれば、−ｂ／２ａがこのようなＷｔとなる。
以上のステップ２１３乃至２２１の処理は、図１４のステップ２０４乃至２１２の処理と対応するものである。

以上の処理において、ステップ２０１乃至２０３の処理が第１ステップの処理、ステップ２０５及び２０６の処理が第２ステップの処理、ステップ２０７及び２１１の処理が第３ステップの処理、ステップ２１２の処理が第４ステップの処理、ステップ２１４及び２１５の処理が第５ステップの処理、ステップ２１６及び２２０の処理が第６ステップの処理、ステップ２２１の処理が第７ステップの処理である。また、ステップ２０７の処理をステップ２０９の後に行ったり、ステップ２１６の処理をステップ２１８の後で行ったりして、全てのテスト記録及び読み取りが完了してから評価パラメータを算出するようにしてもよい。

以上の処理により最適記録パワー及び最適記録パルス幅を導出することができ、このような最適記録パワーの導出方法によれば、上記第１実施例と同様に、ＳＤＲが最小になるような最適な記録パワーを導出することができる。また、光ディスク装置に適用すれば、光ディスク、光ディスク装置の個体差及び使用環境の影響を受けることなく安定した記録ができ、再生マージンも十分に確保できる。さらに、ＳＤＲが最小になるような最適な記録パルス幅も導出することができるので、より精度や品質のよい記録が可能になる。

また、この処理は、あらかじめ記録してあるテストデータの場合に最も近い再生信号を得ることができるような記録パワー値を最適記録パワー値として導出するようにしているので、個体差や使用環境の影響を排除して正確な多値データの記録が可能である。また、あらかじめ記録しておくテストデータの特性を変えた場合でも、その特性に近い記録を行うことができるような最適記録パワー値を導出することができる。最適記録パルス幅についても同様であり、双方を組み合わせることにより、より精度や品質のよい記録が可能になる。

以上で実施例の説明を終了するが、上記２つの実施例で共通して用いられる光ディスクのような記録媒体は、少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅを含むＳｂ−Ｔｅ共晶系の材質を相変化記録膜に用いた相変化型光記録媒体を用いるのが望ましい。つまり、多値データを反射光強度に対応させて記録する方式においては、急冷却と徐冷却によりアモルファス相と結晶相とに相変化する記録層を備えた光記録媒体を用いることで、記録マークの形状を高い精度で制御できる。

また、上記２つの実施例に共通して、算出した各種の数値や、２次式などの演算式の表現は、上記のものに限定されるものではなく、光学系の設計値や光記録媒体の種類などに応じ、本発明の主旨における範囲内で種々の値や、数式を適用することが可能である。また、導出した最適値に必要な変更を加えて実際の記録に使用することを妨げるものではない。記録媒体も、相変化型の光記録媒体に限定されるものではない。

以上説明してきたように、この発明の記録パワー導出方法及び情報記録装置によれば、記録媒体に多値データを記録するための好適な記録パワーを導出できるようにすることができる。
従って、記録媒体に高い品質で多値データを記録可能な情報記録装置を提供することができる。

この発明の情報記録装置の実施形態である光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した光ディスク装置におけるピックアップの光学系の構成例を示す図である。 長周期パターンと短周期パターンとからなる周期データをテスト記録して読み込んだ場合の反射光強度の変化の例を示す図である。 光ディスクに多値データを記録する際のパルス列の例を示す図である。

この発明の記録パワー導出方法の第１実施例に係る記録パワー決定処理を示すフローチャートである。 サンプルディスクに様々な記録パワーでテストデータを記録した場合の、Ｍ（Ｐｗ）／Ｍｓ及びＳＤＲと記録パワーＰｗとの関係を示す図である。 別のサンプルディスクについて同様な関係を示す図である。 ＳＤＲとＳＥＲの関係を示す図である。 種々のＭｓを有するサンプルディスクを作製して測定した、変調度Ｍの飽和値ＭｓとＳＤＲとの関係を示す図である。

サンプルディスクに様々な記録パワーでテストデータを記録した場合の、Ｍ（Ｐｗ）及びα（Ｐｗ）と記録パワーＰｗとの関係を示す図である。 別のサンプルディスクについて同様な関係を示す図である。 さらに別のサンプルディスクについて同様な関係を示す図である。 サンプルディスクに様々な記録パワーでテストデータを記録した場合の、ＳＤＲ及び誤差２乗和Ｅと記録パワーＰｗとの関係を示す図である。 この発明の記録パワー導出方法の第２実施例に係る記録パワー決定処理の一部を示すフローチャートである。 図１４の続きの処理を示すフローチャートである。

多値記録方式における、各セルの記録マークの状態と対応する反射光強度との関係について説明するための図である。 サンプルディスクに様々な記録パワーでテストデータを記録した場合の、Ｍ（Ｐｗ）／Ｍｓ及びＳＤＲと記録パワーＰｗとの関係を示す図である。

符号の説明

１：光ディスク装置 ２：光ディスク
３：受光素子 ４：ＬＤ光源
５：ピックアップ ６：再生信号検出回路
７：サンプルホールド回路 ８：ＡＤ変換回路
９：ウォブル検出回路 １０：クロック検出回路
１１：コントローラ １２：メモリ
１３：ＬＤ駆動回路 １４：コリメートレンズ
１５：偏光ビームスプリッタ １６：ミラー
１７：λ／４板 １８：対物レンズ
１９：検出レンズ ５１：記録トラック
５２：記録セル ５３：記録マーク
５４：再生光スポット Ｌ：レーザ光

Claims (12)

1. 記録媒体に多値データを記録するための記録パワーを導出する記録パワー導出方法であって、
   前記記録媒体に複数の異なる記録パワーでテストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応する反射光強度を検出する第１ステップと、
   該第１ステップで検出した反射光強度からそれぞれ評価パラメータを算出し、該評価パラメータを記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する第２ステップと、
   該第２ステップで導出したパワー近似関数から、前記評価パラメータが所定条件を満たすような記録パワーの値を最適記録パワー値として導出する第３ステップとを有することを特徴とする記録パワー導出方法。
2. 請求項１記載の記録パワー導出方法であって、
   前記テストデータは、反射光強度が最大になる多値データの値と反射光強度が最小になる多値データの値とをそれぞれ３回以上連続して繰り返した長周期パターンを有し、
   前記評価パラメータＭは、テスト記録したテストデータに係る最大反射光強度をＬ１とし、同じく最小反射光強度をＬ２とした場合のＭ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１であり、
   前記所定条件は、記録パワーを増加させた場合のＭの飽和値をＭｓとして、０．７５Ｍｓ＜Ｘ＜１．０Ｍｓなる所定値ＸについてＭ＝Ｘとなる条件であることを特徴とする記録パワー導出方法。
3. 請求項１記載の記録パワー導出方法であって、
   前記テストデータは、反射光強度が最大になる多値データの値と反射光強度が最小になる多値データの値とをそれぞれ３回以上連続して繰り返した長周期パターンと、反射光強度が最大になる多値データの値と反射光強度が最小になる多値データの値とを繰り返した短周期パターンとを有し、前記評価パラメータαは、テスト記録したテストデータに係る最大反射光強度をＬ１、同じく最小反射光強度をＬ２、前記短周期パターンのピーク反射光強度をＬ３、前記短周期パターンのボトム反射光強度をＬ４として、α＝（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）／｛２×（Ｌ１−Ｌ２）｝であり、
   前記所定条件は、前記評価パラメータαが最小になる条件であることを特徴とする記録パワー導出方法。
4. 請求項１記載の記録パワー導出方法であって、
   前記テストデータは前記多値データのランダムパターンであり、
   前記評価パラメータＳＤＲは、前記ランダムパターンにおける最大反射光強度をＬ１、最小反射光強度をＬ２とし、多値データの値ｋにおける反射光強度の標準偏差をσ_ｋとし、多値データの取り得る値の数をｍとして、ＳＤＲ＝（Σσ_ｋ）／｛ｍ×（Ｌ１−Ｌ２）｝であり、
   前記所定条件は、前記評価パラメータＳＤＲが最小になる条件であることを特徴とする記録パワー導出方法。
5. 請求項１記載の記録パワー導出方法であって、
   前記テストデータは多値データのランダムパターンであり、
   前記評価パラメータは多値シンボルエラー率であり、
   前記所定条件は、多値シンボルエラー率が最小になる条件であることを特徴とする記録パワー導出方法。
6. 記録媒体に多値データを記録する記録パワー導出方法であって、
   あらかじめ前記記録媒体に記録されているテストデータを読み取ってプリ反射光強度を検出する第１ステップと、
   前記記録媒体に複数の異なる記録パワーで前記テストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応するテスト反射光強度を検出する第２ステップと、
   前記第１ステップで検出したプリ反射光強度と前記第２ステップで検出した各記録パワーについての前記テスト反射光強度との誤差の２乗和をそれぞれ算出し、該誤差の２乗和を記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する第３ステップと、
   該第３ステップで導出したパワー近似関数から、前記誤差の２乗和が最小になる記録パワーを最適記録パワー値として導出する第４ステップとを有することを特徴とする記録パワー導出方法。
7. 記録媒体に多値データを記録する記録パワー導出方法であって、
   あらかじめ前記記録媒体に記録されているテストデータを読み取ってプリ反射光強度を検出する第１ステップと、
   前記記録媒体に複数の異なる記録パワーで前記テストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応する第１テスト反射光強度を検出する第２ステップと、
   前記第１ステップで検出したプリ反射光強度と前記第２ステップで検出した各記録パワーについての前記第１テスト反射光強度との誤差の２乗和をそれぞれ第１評価パラメータとして算出し、該第１評価パラメータを記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する第３ステップと、
   該第３ステップで導出したパワー近似関数から、前記第１評価パラメータが最小になる記録パワーを最適記録パワー値として導出する第４ステップと、
   前記記録媒体に、前記最適記録パワー値により複数の異なる記録パルス幅で前記テストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応する第２テスト反射光強度を検出する第５ステップと、
   前記第１ステップで検出したプリ反射光強度と前記第５ステップで検出した各記録パルス幅についての第２テスト反射光強度との誤差の２乗和をそれぞれ第２評価パラメータとして算出し、該第２評価パラメータを記録パルス幅の関数として近似してパルス幅近似関数を導出する第６ステップと、
   該第６ステップで導出したパルス幅近似関数から、前記第２評価パラメータが最小になる記録パルス幅を最適記録パルス幅として導出する第７ステップとを有することを特徴とする記録パワー導出方法。
8. 請求項６又は７記載の記録パワー導出方法であって、
   前記テストデータは多値データのランダムパターンであり、あらかじめ前記記録媒体に記録されているテストデータはプリピットで形成されていることを特徴とする記録パワー導出方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の記録パワー導出方法であって、
   導出した最適記録パワー値でテスト記録したテストデータを読み取って得られる最大反射光強度をＬ１ｏとし、同じく最小反射光強度をＬ２ｏとして、（Ｌ１ｏ−Ｌ２ｏ）／Ｌ１ｏ＞０．６０を満たさない場合には、前記最適記録パワー値を多値データの記録に使用しないようにすることを特徴とする記録パワー導出方法。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の記録パワー導出方法であって、
    前記記録媒体は、少なくともＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅを含むＳｂ−Ｔｅ共晶系の材質を相変化記録膜に用いた相変化型光ディスクであることを特徴とする記録パワー導出方法。
11. 記録媒体に多値データを記録する情報記録装置であって、
    前記記録媒体に複数の異なる記録パワーでテストデータをテスト記録する手段と、
    それらテスト記録したテストデータを読み取って対応する反射光強度を検出する手段と、
    該反射光強度からそれぞれ評価パラメータを算出する手段と、
    該評価パラメータを記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する手段と、
    該パワー近似関数から、前記評価パラメータが所定条件を満たすような記録パワーの値を最適記録パワーとして導出する手段とを設けたことを特徴とする情報記録装置。
12. 記録媒体に多値データを記録する情報記録装置であって、
    あらかじめ前記記録媒体に記録されているテストデータを読み取って対応するプリ反射光強度を検出する手段と、
    前記記録媒体に複数の異なる記録パワーで前記テストデータをテスト記録し、それらテスト記録したテストデータを読み取って対応するテスト反射光強度を検出する手段と、
    前記プリ反射光強度と各記録パワーについての前記テスト反射光強度との誤差の２乗和をそれぞれ算出する手段と、
    該誤差の２乗和を記録パワーの関数として近似してパワー近似関数を導出する手段と、
    該パワー近似関数から、前記誤差の２乗和が最小になる記録パワーを最適記録パワー値として導出する手段とを設けたことを特徴とする情報記録装置。
    

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