JP2006344256A

JP2006344256A - 情報記録再生方法および装置とこれに用いる情報記録媒体

Info

Publication number: JP2006344256A
Application number: JP2005166681A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Okada; 敦岡田; Kenya Yokoi; 研哉横井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: JP4559302B2

Abstract

【課題】超解像再生を行う際に生じる、エッジシフト量を遅延時間の設定により補正して超解像再生の品質を向上させる。
【解決手段】記録動作のはじめに情報記録媒体のリードイン領域を再生し（Ｓ１）、情報記録媒体に固有の遅延時間に関する情報を取得する（Ｓ２）。次にコントローラ４からの指令により記録データ遅延器１９の遅延時間を設定し（Ｓ３）、記録データを情報記録媒体に記録する（Ｓ４）。情報記録媒体のリードイン領域から超解像再生によって生ずる遅延時間に関する設定情報を取得することにより、各記録マークのデータ長に応じた遅延時間を設定することができ、これに基づき記録した記録マークを超解像再生によって得られる再生信号のエッジシフト位置偏差を補正して、再生品質を改善することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、超解像再生に用いる情報記録媒体に情報の記録、再生を行う情報記録再生方法および装置とこれに用いる情報記録媒体に関するものである。

近年、光ディスク等の情報記録媒体の大容量化が要求されている。大容量化を実現するためにさまざまな方法が提案されているが、その中に超解像再生方式がある。この方式は、情報記録媒体上にパルス状のレーザ光を照射して、光学系の解像限界より短いマークまたはスペースを形成することによって情報の高密度化、光ディスクの大容量化を図るものである。

ここで、超解像再生に用いる情報記録媒体について説明する。情報記録媒体の材料および構造としては、図１０に示すようなものが提案されている。図１０（ａ）に示す情報記録媒体は、基板上に保護層，記録再生層を積層させた構造であり、保護層にはＺｎＳ−ＳｉＯ_２（硫化亜鉛（ＺｎＳ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）との混合物）などの材料、記録再生層にはＡｇＩｎＳｂＴｅ（銀・インジウム・アンチモン・テルル）などの相変化材料が用いられている。

図１０（ｂ）に示す情報記録媒体は非特許文献１に記載されており、基板層に保護層，再生層，記録層を積層させた構造であり、保護層にはＺｎＳ−ＳｉＯ_２などの材料、再生層にはＧｅＳｂＴｅ（ゲルマニウム・アンチモン・テルル）などの材料、記録層にはＡｇＯｘ（酸化銀）などの材料が用いられている。

また、図１０（ｃ）に示す情報記録媒体は非特許文献２に記載されており、基板層に保護層，再生層，記録層を積層させた構造であり、保護層にはＺｎＳ−ＳｉＯ_２などの材料、再生層にはＧｅＳｂＴｅなどの材料、記録層にはＰｔＯｘ（酸化白金）やＷ−Ｓｉ（タングステン−シリコン）などの材料が用いられている。

記録再生は基板側もしくは基板の反対側からレーザ光を照射して行う。記録時は、記録パワーで照射したとき記録層に記録データのマークが形成される。記録層でのマークの生成メカニズムは媒体により異なり、図１０（ａ）に示すＡｇＩｎＳｂＴｅ層では形状変化によるもの、図１０（ｂ），（ｃ）に示すＡｇＯｘ層やＰｔＯｘ層では金属微粒子やバブルの発生によるもの、図１０（ｃ）に示すＷ−Ｓｉ層ではＳｉとＷの化学反応によるもの、などが開発されている。それぞれのマークはレーザスポット径の中の熱局在部分のみで形成されるので、光学系の解像限界より短く形成することができる。

再生時は、記録パワーより低いパワーでレーザ光を照射する。このとき、レーザスポット内の再生層において、レーザの進行方向に対して後方部分に熱による溶融領域が発生する。結晶領域と溶融領域が存在する再生層とマークが形成された記録層の反射光量を再生信号として検出する。

また、エッジシフト量を補正するように記録パルスを出力する記録方法として特許文献１に提案されている。この特許文献１において補正しようとするエッジシフト量はサーマルシフトおよびパターンシフトと呼んでいる。サーマルシフトとは、マークの前縁エッジが前マークを形成する熱の影響によって目標とするエッジ位置より前方にシフトする現象である。またパターンシフトとは、マークを形成する際に媒体上に発生する余熱の影響によりマークの後縁エッジが目標とするエッジ位置より後方にシフトする現象である。これらのエッジシフト量を補正する。また、再生信号を遅延して符号間干渉成分を除去することが特許文献２に記載されている。
特許第２９９８９１２号公報特開２００２−２３０９０３号公報 Bing-Mau Chen 外３名，応用物理学会ジャーナル「Japanese Journal of Applied Physics」，Vol 42，p.995−996（2003） Inoh Hwang 外６名，光メモリ国際シンポジウム予稿集「ＩＳＯＭ Technical Digest」，p.66−67（2004）

しかしながら、このような超解像再生を行う情報記録媒体に、情報の記録と再生を、光学解像度の限界を超えて記録再生を行う場合においても、マークおよびスペースとして変調されるデータ長は、従来の光学解像度の限界を超えない比較的長いデータ長を含むため、超解像再生を行うときの信号検出特性を考慮した、情報の記録を行う必要がある。また、超解像再生そのもので生じる信号特性に対しても、信号振幅やＣＮＲ（信号対雑音比）の確保とデータ長の周期を揃えるジッタ抑制を実現する必要がある。

前記の超解像再生を行う情報記録媒体において、無機材料によって溶融状態と結晶状態を生じさせ、微小開口や屈折率分布による超解像再生領域を形成して光学解像度を超えるデータ密度を再生すると、その再生スポット内の溶融，結晶領域分布の反射率差と位相差によって、マーク部とスペース部に異なるエッジシフトが発生するため、１−７ＲＬＬ変調（１−７Run−Length Limited coding）やＥＦＭ変調（Eight Fourteen Modulation）を用いた複数データ長を再生する場合に、２値化したデータ長が揃わなくなり、基準クロックと再生データとのジッタが増大するため、短マークと短スペースのＣＮＲは改善することができても、復調エラーが増大し、実際に変調データを再生することは困難であった。

図２に示すタイミングチャートを参照しながらエッジシフトについて説明する。図２において、（Ａ）は基準クロック、（Ｂ）は記録データである。ここでは、記録データ（Ｂ）中に２Ｔと２Ｔより長いｎＴの記録マークのデータ長を図示しており、これらの記録マークは両方とも解像限界より短い記録マークである。これらの記録マークを解像限界より長い記録マークを記録するときのような記録パルス（Ｃ）の位置で記録（以下、通常記録）すると、記録マーク（Ｄ）のエッジは記録データ（Ｂ）のエッジと同じ位置になるように形成される。記録マーク（Ｄ）を再生した信号は、再生信号（Ｅ），（Ｆ）のようになる。

再生信号（Ｅ）は解像限界より長い記録マークを再生するパワーで再生（以下、通常再生）した信号である。記録マークが短くなるにつれて信号振幅が小さくなり、復調できなくなる。

一方、再生信号（Ｆ）は通常再生より高いパワーで再生（以下、超解像再生）した信号である。このときのパワーはレーザスポット内の再生層に溶融状態となる領域と結晶状態となる領域が生じるパワーである。超解像再生では解像限界より短い記録マークでも２値化可能な振幅で検出できるが、エッジ位置が記録データ（Ｂ）のエッジに対してＴｓだけ前方にシフトしている。

図３には超解像再生する記録データにおける記録マークのデータ長ｎＴに対するエッジシフト量Ｔｓを示している。エッジシフト量Ｔｓは記録マークのデータ長ｎＴが短くなるにつれて増加する特徴がある。つまり、通常記録された場合、超解像再生しても２値化再生信号が記録マーク位置に対して記録マークのデータ長に依存してずれているため、復調エラーが生じる。

したがって、超解像再生の品質を向上させるためには記録データ長に応じたエッジシフト量の補正が必要であるという問題があった。また、特許文献１に記載されたエッジシフトの補正を行うこれらの方法は超解像再生するための記録特性によるものではない。

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、超解像再生において、エッジシフト量は基準クロックに対して記録マークのデータ長が短くなる程、形成された記録マークの前後のエッジがともに前方にシフトするものであり、このシフト量は記録マークのデータ長によって異なる特徴があることから、超解像再生を行うことを前提として、エッジシフト量を遅延時間の設定により補正して超解像再生の品質を向上させる情報記録再生方法および装置とこれに用いる情報記録媒体を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した情報記録再生方法は、無機材料からなる再生層を有し超解像再生を行う情報記録媒体に、パルス状のレーザ光を照射して、周期Ｔの基準クロックに基づく変調方式に従ったデータ長ｎＴ（ｎは１以上の整数）のマークまたはスペースを形成することにより情報を記録し、基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延手段の設定する遅延時間を、記録すべきマークまたはスペースのデータ長ｎＴによって決定する情報記録再生方法であって、情報記録媒体を超解像再生したときに生じる、マークまたはスペースのデータ長ｎＴに対応したエッジシフト位置に相当する遅延時間として、最長となるデータ長ｎＴに対して生成する遅延時間を、それぞれのデータ長ｎＴに対応する遅延時間のうち、最小とすることにより、超解像再生によって得られる再生信号のエッジ位置偏差を遅延時間により補正して、再生品質を大幅に改善することができる。

また、請求項２に記載した情報記録再生方法は、請求項１の情報記録再生方法において、情報記録媒体の記録に用いる基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延時間を、マークまたはスペースを形成するデータ長ｎＴの減少に伴って大きくすることにより、超解像再生によって得られる再生信号のエッジ位置偏差を遅延時間により補正して、再生品質を大幅により改善することができる。

また、請求項３に記載した情報記録再生方法は、請求項１の情報記録再生方法において、情報記録媒体が、基準クロックに対して記録パルスを生成する遅延時間に関する設定情報を、情報記録媒体におけるトラック溝の蛇行を変調したプリフォーマットとして、または情報記録媒体の管理情報領域にエンボスピットとして有し、設定情報に基づき情報の記録を行うことにより、超解像再生によって生ずる遅延時間に関する設定情報を情報記録媒体から取得することができ、個々に応じた補正ができる。

また、請求項４に記載した情報記録再生方法は、請求項１，２の情報記録再生方法において、情報記録媒体に情報を記録する前に、情報記録媒体から遅延時間に関する設定情報を読み出し、設定情報に基づき遅延時間を設定し、情報記録媒体に対して遅延時間に基づき情報を記録することにより、遅延時間に関する設定情報を情報記録媒体から取得でき、個々に応じた補正ができる。

また、請求項５に記載した情報記録再生方法は、請求項１，２の情報記録再生方法において、情報記録媒体に情報を記録する前に、情報記録媒体の管理情報領域のテスト記録領域にそれぞれのデータ長ｎＴに対するマークまたはスペースを形成し、超解像再生により得たマークまたはスペース再生信号の基本クロックに対応したエッジ位置偏差を算出して遅延時間を設定し、情報記録媒体に対して遅延時間に基づき情報を記録することにより、情報記録媒体の個別バラツキや記録再生を行う装置の光学系に対応した設定ができ、エッジシフトの補正精度を向上できる。

また、請求項６に記載した情報記録再生方法は、請求項４，５の情報記録再生方法において、遅延時間を設定する際に、最短記録のマークまたはスペースのデータ長ｎＴと最長記録のマークまたはスペースのデータ長ｎＴに対応した遅延時間のみを用いて、それぞれの遅延時間から差を算出した結果に基づき遅延時間を設定し、情報記録媒体に対して遅延時間に基づき情報を記録することにより、遅延時間の設定処理を行う時間を短縮できる。

また、請求項７に記載した情報記録再生方法は、請求項１〜６の情報記録再生方法において、情報記録媒体の情報を再生する際に、照射するレーザ光のスポット内において情報記録媒体の再生層に溶融状態となる領域および結晶状態となる領域を生じるように、再生時におけるレーザ光パワーを調節し、情報記録媒体の情報再生を行うことにより、超解像再生信号のＣＮＲおよびジッタに影響する再生層に発生する開口がレーザ光の熱により発生するため、レーザ光パワーの調整することにより、安定した再生品質が得られ、エッジシフトの補正精度を向上できる。

また、請求項８に記載した情報記録再生方法は、請求項１〜６の情報記録再生方法において、情報記録媒体の記録に用いる基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延時間の設定値を、情報記録媒体の管理情報領域または情報記録媒体に記録再生する装置の記憶手段に記録し、同一の情報記録媒体に対して追記あるいは書換え記録を行うときに、記録した遅延時間の設定値を読み出して、遅延時間として設定し、情報記録媒体に対して遅延時間に基づき情報を記録することにより、同一情報記録媒体に対する遅延時間の設定処理を削減でき、記録開始までの時間増大、追記，書換え記録回数の制限を抑えて、記録品質のムラを防止できる。

また、請求項９に記載した情報記録再生装置は、無機材料からなる再生層を有し超解像再生を行う情報記録媒体に、パルス状のレーザ光を照射して、周期Ｔの基準クロックに基づく変調方式に従ったデータ長ｎＴ（ｎは１以上の整数）のマークまたはスペースを形成することにより情報を記録し、基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延時間の設定を、記録すべきマークまたはスペースのデータ長ｎＴによって決定する遅延手段を有する情報記録再生装置であって、遅延手段が、情報記録媒体を超解像再生したときに生じるマークまたはスペースのデータ長ｎＴに対応したエッジシフト位置に相当する遅延時間として、最長のデータ長ｎＴに対して生成する遅延時間を、それぞれのデータ長ｎＴに対応する遅延時間のうち、最小とする構成により、超解像再生によって得られる再生信号のエッジ位置偏差を遅延時間により補正して、再生品質を大幅に改善することができる。

また、請求項１０に記載した情報記録再生装置は、請求項９の情報記録再生装置において、情報記録媒体の記録に用いる基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延手段が生成する遅延時間を、マークまたはスペースを形成するデータ長ｎＴの減少に伴って大きくする構成により、超解像再生によって得られる再生信号のエッジ位置偏差を遅延時間により補正して、再生品質を大幅により改善することができる。

また、請求項１１に記載した情報記録再生装置は、請求項９の情報記録再生装置において、情報記録媒体が、基準クロックに対して記録パルスを生成する遅延時間に関する設定情報を、情報記録媒体におけるトラック溝の蛇行を変調したプリフォーマットとして、または情報記録媒体の管理情報領域にエンボスピットとして有し、設定情報に基づき情報の記録を行う構成により、超解像再生によって生ずる遅延時間に関する設定情報を情報記録媒体から取得することができ、個々に応じた補正ができる。

また、請求項１２に記載した情報記録再生装置は、請求項９，１０の情報記録再生装置において、情報記録媒体に情報を記録する前に、情報記録媒体から遅延時間に関する設定情報を読み出す手段と、設定情報に基づき遅延時間を設定する手段とを備え、この手段の設定遅延時間に基づき情報記録媒体に対して情報を記録する構成により、遅延時間に関する設定情報を情報記録媒体から取得でき、個々に応じた補正ができる。

また、請求項１３に記載した情報記録再生装置は、請求項９，１０の情報記録再生装置において、情報記録媒体に情報を記録する前に、情報記録媒体の管理情報領域のテスト記録領域にそれぞれのデータ長ｎＴに対するマークまたはスペースを形成する手段と、超解像再生により得たマークまたはスペース再生信号の基本クロックに対応したエッジ位置偏差を算出して遅延時間を設定する手段とを備え、この手段の設定遅延時間に基づき情報記録媒体に対して情報を記録する構成により、情報記録媒体の個別バラツキや記録再生を行う装置の光学系に対応した設定ができ、エッジシフトの補正精度を向上できる。

また、請求項１４に記載した情報記録再生装置は、請求項１２，１３の情報記録再生装置において、遅延時間を設定する際に、最短記録のマークまたはスペースのデータ長ｎＴと最長記録のマークまたはスペースのデータ長ｎＴに対応した遅延時間のみを用いて、それぞれの遅延時間から差を算出した結果に基づき遅延時間を設定する手段を備え、この手段の設定遅延時間に基づき情報記録媒体に対して情報を記録する構成により、遅延時間の設定処理を行う時間を短縮できる。

また、請求項１５に記載した情報記録再生装置は、請求項９〜１４の情報記録再生装置において、情報記録媒体の情報を再生する際に、照射するレーザ光のスポット内において情報記録媒体の再生層に溶融状態となる領域および結晶状態となる領域を生じるように、再生時におけるレーザ光パワーを調節する手段を備え、手段のレーザ光パワーを用いて情報記録媒体の情報再生を行う構成により、超解像再生信号のＣＮＲおよびジッタに影響する再生層に発生する開口がレーザ光の熱により発生するため、レーザ光パワーの調整することにより、安定した再生品質が得られ、エッジシフトの補正精度を向上できる。

また、請求項１６に記載した情報記録再生装置は、請求項９〜１４の情報記録再生装置において、情報記録媒体の記録に用いる基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延時間の設定値を、情報記録媒体の管理情報領域または情報記録媒体に記録再生する装置の記憶手段に記録する手段と、同一の情報記録媒体に対して追記あるいは書換え記録を行うときに、記録した遅延時間の設定値を読み出して、遅延時間として設定する手段を備え、情報記録媒体に対して遅延時間に基づき情報を記録する構成によって、同一情報記録媒体に対する遅延時間の設定処理を削減でき、記録開始までの時間増大、追記，書換え記録回数の制限を抑えて、記録品質のムラを防止できる。

また、請求項１７，１８に記載した情報記録媒体は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の情報記録再生方法または請求項９〜１６のいずれか１項に記載の情報記録再生装置に用いる情報記録媒体であって、基準クロックに対して記録パルスを生成する遅延時間に関する設定情報を、当該情報記録媒体にトラック溝の蛇行を変調したプリフォーマットとして、または当該情報記録媒体の管理情報領域にエンボスピットとして形成したことによって、超解像再生によって生ずる遅延時間に関する設定情報を情報記録媒体から取得することができ、個々に応じた補正が可能な情報記録媒体を得ることができる。

本発明によれば、超解像再生によって得られる再生信号に生じるエッジシフト量であるエッジ位置偏差を遅延時間により補正して、記録することにより再生品質を大幅に改善することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態における情報記録再生方法を実現するための情報記録再生装置の概略構成を示す図である。

図１に示すように、光ディスク１はスピンドルモータ２によって回転駆動される。モータドライバ３は回転数制御手段であり、光ディスク１の回転数をコントローラ４からの指令に基づいて制御する。光ピックアップ５はデータの記録および超解像再生する際にレーザ光を出射または検出するユニットである。

コントローラ４、記録データ遅延器１９、パルスタイミング信号生成器２０およびレーザドライバ６においてレーザパワー制御を行う。記録データ遅延器１９はコントローラ４から基準クロック、記録データおよびパルス遅延時間設定情報を取得し、基準クロックに対して記録データを遅延補正した遅延補正記録データを生成する。

パルスタイミング信号生成器２０では遅延補正記録データに基づいた記録パルスのタイミング信号を生成する。レーザドライバ６では、レーザダイオード７から出射するレーザ光のパワーをパルスタイミング信号生成器２０からのタイミング信号とコントローラ４からのレーザパワー設定情報に基づいて制御する。レーザダイオード７から出射されたレーザ光はビームスプリッタ８、対物レンズ９を透過し、光ディスク１に照射される。

ここで、アクチュエータ１０はフォーカス駆動手段であり、対物レンズをコントローラ４からの指令に基づいて光ディスクの面に対して垂直方向に制御する。

光ディスク１からの反射光は対物レンズ９を透過し、ビームスプリッタ８で反射され、集光レンズ１１により集光されて受光素子１３で検出される。受光素子１３で検出された信号はＩ／Ｖ変換器１４を経て、各種信号の生成回路へ流れていく。

なお、集光レンズ１１透過後の反射光はシリンドリカルレンズ１２を透過して、４分割されたフォトダイオード（図示せず）からなる受光素子１３に集光されるように構成されている。サーボ信号生成回路１５において４分割のうち２つの素子の電圧信号を加減演算することにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号およびプッシュプル法によるトラックエラー信号が生成され、それぞれフォーカス制御，トラック制御に用いられる。

また再生時は、ＲＦ信号生成回路１６において４つの素子の受光量の総和をとることにより再生信号が生成される。再生信号はイコライザ１７で波形等化された後、コンパレータ１８で２値信号に変換され、再生データ信号としてコントローラ４内部で処理される。

次に、図１に示した情報記録再生装置を参照しながら本実施形態における情報記録再生方法を図２，図３および（表１）を用いて説明する。

記録データ遅延器１９（図１参照）において、コントローラ４から図２に示す基準クロック（Ａ）および記録データ（Ｂ）を取得し、記録データ（Ｂ）中のデータ長ｎＴの記録マークの位置を遅延時間Ｔｄ＿ｎだけ遅延させた遅延補正記録データ（Ｈ）を生成する。ここで、遅延時間Ｔｄ＿ｎは記録マークのデータ長ｎＴに依存するものであり、設定値はコントローラ４から取得する。

エッジシフトの特性は、基準クロックに対して、記録マークのデータ長が短くなるほど形成された記録マークの前後のエッジがともに前方にシフトするものであり、このシフト量は記録マークのデータ長によって異なる特徴がある。このため、ここでの遅延時間は、図３に示すような超解像再生時の記録マークのデータ長に依存したエッジシフトの特性に基づき、それぞれの記録マークのデータ長のエッジシフト量と同等に設定する。つまり、それぞれの記録マークのデータ長に対する遅延時間のうち、最長記録マークのデータ長に対する遅延時間が最小となるように設定する。そして、遅延補正記録データ（Ｈ）に基づいた記録パルス（Ｉ）により超解像再生をするための記録を行い、記録マーク（Ｊ）を生成する。

この位置偏差を補正することにより、記録マーク（Ｊ）を超解像再生して得られた再生信号（Ｌ）および２値化再生信号（Ｍ）では、記録データに対するエッジ位置のずれは解消され、再生品質を大幅に改善することができる。

（表１）には、記録再生条件がレーザ波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５であるときの遅延時間の設定例を示す。（表１）中にはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の２倍密度でＥＦＭplus（Eight Fourteen Modulation plus）変調データを記録する場合と、ＤＶＤの１．５倍密度で１−７ＲＬＬ（１−７Run−Length Limited coding）変調データを記録する場合の各記録マークのデータ長に対する記録マークの長さ（マーク長）と設定値を示している。

さらに、図２に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。前述したように、記録データ遅延器１９において、コントローラ４から基準クロック（Ａ）および記録データ（Ｂ）を取得し、記録データ（Ｂ）中のデータ長ｎＴの記録マークの位置を遅延時間Ｔｄ＿ｎだけ遅延させた遅延補正記録データ（Ｈ）を生成する。ここで、遅延時間Ｔｄ＿ｎは記録マークのデータ長ｎＴに依存するものであり、設定値はコントローラ４から取得する。

ここでの設定は、超解像再生するため記録特性であるエッジシフトを解消するように設定された値にする。つまり、図３に示すようなエッジシフト量の特性に基づき、各記録データに対する遅延時間は記録マークのデータ長の減少に伴って大きくなるように設定する。そして、パルスタイミング信号生成器２０（図１参照）において遅延補正記録データ（Ｈ）に基づいた記録パルスのタイミング信号を生成する。

また、本実施形態の情報記録再生装置に用いられ、情報の記録再生をする情報記録媒体について、図４に示す構成図を例にして説明する。情報記録媒体は図４に示すように、リードイン領域３１、データ領域３２、リードアウト領域３３で構成されている。ここで、データ領域３２はユーザデータが記録された領域である。リードイン領域３１およびリードアウト領域３３は管理情報領域であり、情報記録媒体の記録条件や設定情報が記録されている領域およびテスト記録領域から構成されている。そして、図２に示す基準クロック（Ａ）に対する記録パルス（Ｃ）生成の遅延時間に関する設定情報が管理情報領域に記録されている。または、蛇行するトラック溝の変調信号に前述の設定情報が含まれていてもよい。

情報記録媒体に対する最適な遅延時間は、情報記録媒体の材料および構成に大きく依存することから、遅延時間を設定する方法として、遅延時間に関する設定情報を情報記録媒体から取得する方法が考えられ、その方法を実現するためには、情報記録媒体が遅延時間に関する設定情報を有することが必要となる。

このため、超解像再生を行う情報記録媒体固有の特性に依存した遅延時間に関する設定情報を情報記録媒体に持たせるために、トラック溝の蛇行を変調してプリフォーマットするか、エンボスピットとして管理情報領域に形成する。

例えば、記録用ＣＤや記録用ＤＶＤの情報記録媒体では、図４に示すようにリードイン領域３１と呼ばれる管理情報領域が存在する。この管理情報領域にはウォブル（Wobble）と呼ばれる蛇行変調されたトラック溝が形成されており、この変調信号に製造元名や記録再生条件などの情報記録媒体情報が含まれていることから、この情報領域を利用して、情報記録媒体の遅延時間に関する設定情報を設け、超解像再生によって生ずる遅延時間に関する設定情報を情報記録媒体から取得することができる。

図５は本実施形態の実施例１における情報記録再生方法の記録動作を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートに基づき図１を参照しながらその動作を説明する。

記録動作のはじめに情報記録媒体のリードイン領域を再生し（Ｓ１）、情報記録媒体に固有の遅延時間に関する情報を取得する（Ｓ２）。次にコントローラ４からの指令により記録データ遅延器１９の遅延時間を設定し（Ｓ３）、記録データを情報記録媒体に記録する（Ｓ４）。

本実施例１によれば、情報記録媒体のリードイン領域から超解像再生によって生ずる遅延時間に関する設定情報を取得することにより、各記録マークのデータ長に応じた遅延時間を設定することができ、これに基づき記録した記録マークを超解像再生によって得られる再生信号のエッジシフト位置偏差を補正して、再生品質を改善することができる。

図６は本実施形態の実施例２における情報記録再生方法の記録動作を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートに基づき図１を参照しながらその動作を説明する。

まず、記録マークのデータ長に変数ｎを設定しデータ長ｎＴとする（Ｓ１１）。記録する最短記録マークのデータ長（Ｌｍｉｎ）Ｔと最長記録マークのデータ長（Ｌｍａｘ）Ｔを設定する（Ｓ１２）。次に、記録マークのデータ長ｎＴの変数ｎをＬｍｉｎに設定し（Ｓ１３）、情報記録媒体のテスト記録領域に記録マークのデータ長ｎＴの繰り返しパターンを記録する（Ｓ１４）。続いて、記録マークのデータ長ｎＴの変数ｎを増加させて（Ｓ１６）繰り返しパターンを記録し（Ｓ１４）、変数ｎがＬｍａｘとなる記録マークのデータ長（Ｌｍａｘ）Ｔになるまで情報記録媒体に繰り返しパターンを記録する（Ｓ１４）。

処理Ｓ１５において、ｎ＝Ｌｍａｘのとき（Ｓ１５のＹｅｓ）、さらに、記録マークのデータ長ｎＴのｎをＬｍｉｎに設定し（Ｓ１７）、記録マークのデータ長ｎＴの記録部分を再生する（Ｓ１８）。そして、コンパレータ１８から出力される２値化した再生信号をコントローラ４に取り込み、基準クロックに対する再生信号のエッジシフト量を検出する（Ｓ１９）。ここで検出信号は複数回検出し、それらの平均値を算出し、記録マークのデータ長ｎの遅延時間Ｔｄ＿ｎを決定する（Ｓ２０）。この処理Ｓ１８から処理Ｓ２０の動作を記録マークのデータ長ｎＴがデータ長（Ｌｍａｘ）Ｔになるまで繰り返し行う（Ｓ２１のＹｅｓ）。

次に、処理Ｓ２０で決定された遅延時間Ｔｄ＿ｎを設定し（Ｓ２３）、記録データを記録する（Ｓ２４）。

なお、テスト記録領域は記録マークのデータ長毎に分けて記録せず、各記録マークのデータ長を混合させたパターンを記録してもよい。その場合は再生時にエッジシフト量の検出とともに記録マークのデータ長の検出も必要になる。

情報記録媒体に含まれている遅延時間に関する設定情報は、その材料もしくは構造に適応した遅延時間であるが、情報記録媒体の製造工程で発生する個別のバラツキを有している。このため、本実施例２は、エッジシフトの補正精度を向上するために、情報記録媒体の個別バラツキに適応した遅延時間を設定する。情報記録媒体の管理情報領域のテスト記録領域を利用し、テスト記録の結果に基づいて超解像再生によって生ずる遅延時間を設定して、媒体の個別バラツキに対応した設定によりエッジシフトの補正精度を向上できる。

図７は本実施形態の実施例３における情報記録再生方法の記録動作を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートに基づき図１を参照しながらその動作を説明する。ここで、前記実施例２の図６において説明した構成要件に対応して同等の処理機能を有するものには同一の符号を付す。

まず、記録マークのデータ長Ｔに変数をｎと設定しデータ長ｎＴとする（Ｓ１１）。記録する最短記録マークのデータ長（Ｌｍｉｎ）Ｔと最長記録マークのデータ長（Ｌｍａｘ）Ｔを設定する（Ｓ１２）。次に、記録マークのデータ長ｎＴの変数ｎをＬｍｉｎに設定する（Ｓ１３）、情報記録媒体のテスト記録領域に記録マークのデータ長ｎＴの繰り返しパターンを記録する（Ｓ１４）。続いて、記録マークのデータ長ｎＴのｎをＬｍａｘに設定し（Ｓ１６ａ）、情報記録媒体に繰り返しパターンを記録する（Ｓ１４）。

処理Ｓ１５において、ｎ＝Ｌｍａｘとなることから、記録マークのデータ長ｎＴのｎをＬｍｉｎに設定し（Ｓ１７）、記録マークのデータ長ｎＴの記録部分を再生する（Ｓ１８）。そして、コンパレータ１８から出力される２値化した再生信号をコントローラ４に取り込み、基準クロックに対する再生信号のエッジシフト量を検出する（Ｓ１９）。ここで検出信号は複数回検出し、それらの平均値を算出し、記録マークのデータ長ｎＴの遅延時間Ｔｄ＿ｎを決定する（Ｓ２０）。この処理Ｓ１８から処理Ｓ２０の動作を記録マークのデータ長（Ｌｍａｘ）Ｔにおいても処理２２ａにより同様に行う。

次に、処理Ｓ２０で決定された遅延時間Ｔｄ＿ｍｉｎとＴｄ＿ｍａｘをもとに各記録マークのデータ長ｎＴに対する遅延時間Ｔｄ＿ｎを算出する（Ｓ２５）。ここで、遅延時間Ｔｄ＿ｎを算出する関数はあらかじめ決められており、図３に示すような超解像再生するための記録特性を補正するように設定するものとする。

そして、処理Ｓ２５で決定された遅延時間Ｔｄ＿ｎを設定し（Ｓ２３）、記録データを記録する（Ｓ２４）。

本実施例３は、前記実施例２の処理Ｓ１３〜処理Ｓ２１における処理Ｓ１６と処理Ｓ２２に代えて、処理Ｓ１６ａと処理Ｓ２２ａとし、さらに処理Ｓ２５を加えたものであり、実施例２における最短記録マークと最長記録マークのデータ長間を任意の設定値で繰り返す処理を最短記録マークと最長記録マークのデータ長のみを用いて処理時間を短縮し、遅延時間を設定したものである。なお、前述した実施例１においても、最短記録マークと最長記録マークのデータ長のみ、設定情報から取得するようにしてもよい。

図８は本実施形態の実施例４における情報記録再生方法の再生動作のパワー調節方法を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートに基づき再生方法における動作を説明する。

まず、パワー調節時に変化させる再生パワーＰｒの最小値Ｐｒｍｉｎ、最大値Ｐｒｍａｘ、変化幅ΔＰｒを設定する（Ｓ３１）。次に、解像限界より短いマークを含む記録パターンを情報記録媒体のテスト記録領域に記録する（Ｓ３２）。その後、再生パワーＰｒをＰｒｍｉｎとして（Ｓ３３）、記録部分を再生し（Ｓ３４）、記録マークのデータ長の偏差を測定する（Ｓ３５）。

この処理Ｓ３４および処理Ｓ３５の動作を、再生パワーＰｒを最小値Ｐｒｍｉｎから最大値Ｐｒｍａｘまで変化幅ΔＰｒで変化させて（Ｓ３６）、繰り返し再生を行う（Ｓ３７）。そして、測定した偏差が最小である再生パワーの値を再生パワーとして採用する（Ｓ３８）。

解像限界より短いマークを再生したときの偏差が最小になるということは、レーザスポット内の再生層に溶融状態と結晶状態の領域が生じており、超解像再生が実現できていることを意味する。

なお、処理Ｓ３４における記録部分の再生処理は、前述した図６，図７の処理Ｓ１４などで遅延時間設定時に記録した部分を再生してもよい。

また、超解像再生を行うための情報記録媒体に積層する再生層として、Ｇｅ-Ｓｂ-Ｔｅ，Ｇｅ-Ｔｅ-Ｓｂ-Ｓ，Ｔｅ-Ｇｅ-Ｓｎ-Ａｕ，Ｇｅ-Ｔｅ-Ｓｎ，Ｓｂ-Ｓｅ，Ｓｂ-Ｓｅ-Ｔｅ，Ｓｎ-Ｓｅ-Ｔｅ，Ｇａ-Ｓｅ-Ｔｅ，Ｇａ-Ｓｅ-Ｔｅ-Ｇｅ，Ｉｎ-Ｓｅ，Ｉｎ-Ｓｅ-Ｔｅ，Ａｇ-Ｉｎ-Ｓｂ-Ｔｅなどの相変化材料があり、前記溶融状態と結晶状態の領域を再生スポット内で形成させ、その領域での反射率差および光学位相差を生じさせ、光学解像度を超えた微小マークの再生信号において増幅効果の高い情報記録媒体とすることができる。

情報記録再生方法において、高い精度でエッジシフトの補正を実現するには、スポット径より小さいサイズの記録マークを正確かつ安定に再生することが求められ、再生時のレーザ光パワーの調整が重要な要素となる。これは、超解像再生信号のＣＮＲおよびジッタは情報記録媒体の再生層に発生する開口サイズに大きく影響され、また、開口はレーザ光の熱により発生することから、レーザ光パワーの調整を行い、高く安定した再生品質を得るとともに、記録マークのエッジシフトの補正精度を向上させることができる。

なお、前述の記録マークに対する超解像再生の効果は、スペース部に対して生じる超解像再生層であってもよく、レーザ光の強弱で形成されるマークとスペースの一方に限定するものではない。

図９は本実施形態の実施例５における情報記録再生方法の記録動作を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートに基づき記録動作を説明する。

まず、一度記録処理した情報記録媒体において、追記もしくは書換えを行う処理か否かの判別を行う（Ｓ４１）。この判別は管理情報領域の条件情報を再生するなどして行う。ここで追記もしくは書換えである場合（Ｓ４１のＹｅｓ）、遅延時間の設定値を管理情報領域に記録の条件情報の再生により取得する（Ｓ４２）。また、追記もしくは書換えではない場合（Ｓ４１のＮｏ）、遅延時間の設定値をテスト記録の実施により取得する（Ｓ４３）。次に、処理Ｓ４２、処理Ｓ４３で取得した遅延時間を設定し、記録データを情報記録媒体のデータ領域に記録する（Ｓ４４）。その後、遅延時間の設定値を管理情報領域に記録する（Ｓ４５）。

なお、処理Ｓ４３では遅延時間の設定値を管理情報領域の情報再生により取得するようにしてもよい。

また、処理Ｓ４５において、遅延時間の設定値を図１に示す情報記録再生装置におけるメモリ２１などの記憶手段に記録し、処理Ｓ４２における遅延時間の設定値を前記記憶手段から取得してもよい。

本実施例５の情報記録再生方法において、情報記録媒体のテスト記録によって超解像再生に伴うエッジシフトを補正する遅延時間を算出する場合、記録開始までに時間が増大し、またテスト記録領域の使用が増大して追記，書換え回数が制限されることになる。このことから、同じ情報記録媒体に複数回に分けてデータを追記記録，書換え記録を行う場合に、前記の結果を記録し、これを参照すすることによって、テスト記録を削減し、記録開始までの時間の増大や、追記，書換え回数の制限を抑え、記録品質のムラを防止することができる。

本発明に係る情報記録再生方法および装置とこれに用いる情報記録媒体は、超解像再生によって得られる再生信号に生じるエッジシフト量であるエッジ位置偏差を遅延時間により補正して、記録することにより再生品質を大幅に改善することができ、超解像再生に用いる情報記録媒体に情報の記録、再生に有用である。

本発明の実施形態における情報記録再生方法を実現するための情報記録再生装置の概略構成を示す図本実施形態における情報記録再生方法の信号動作を示すタイミングチャート本実施形態における記録マークのデータ長とエッジシフト量，遅延時間の関係を説明する図本実施形態における情報記録媒体の各領域を説明する図本実施形態の実施例１における情報記録再生方法の記録動作を示すフローチャート本実施形態の実施例２における情報記録再生方法の記録動作を示すフローチャート本実施形態の実施例３における情報記録再生方法の記録動作を示すフローチャート本実施形態の実施例４における情報記録再生方法の再生動作のパワー調節方法を示すフローチャート本実施形態の実施例５における情報記録再生方法の記録動作を示すフローチャート情報記録媒体に（ａ）は記録再生層にＡｇＩｎＳｂＴｅ、（ｂ）は再生層にＧｅＳｂＴｅ、記録層にＡｇＯｘ、（ｃ）は再生層にＧｅＳｂＴｅ、記録層にＰｔＯｘやＷ−Ｓｉの材料を用いた構造を示す断面図

符号の説明

１光ディスク
２スピンドルモータ
３モータドライバ
４コントローラ
５光ピックアップ
６レーザドライバ
７レーザダイオード
８ビームスプリッタ
９対物レンズ
１０アクチュエータ
１１集光レンズ
１２シリンドリカルレンズ
１３受光素子
１４Ｉ／Ｖ変換器
１５サーボ信号生成回路
１６ＲＦ信号生成回路
１７イコライザ
１８コンパレータ
１９記録データ遅延器
２０パルスタイミング信号生成器
２１メモリ

Claims

無機材料からなる再生層を有し超解像再生を行う情報記録媒体に、パルス状のレーザ光を照射して、周期Ｔの基準クロックに基づく変調方式に従ったデータ長ｎＴ（ｎは１以上の整数）のマークまたはスペースを形成することにより情報を記録し、前記基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延手段の設定する遅延時間を、記録すべき前記マークまたはスペースのデータ長ｎＴによって決定する情報記録再生方法であって、
前記情報記録媒体を超解像再生したときに生じる前記マークまたはスペースの前記データ長ｎＴに対応したエッジシフト位置に相当する遅延時間として、最長の前記データ長ｎＴに対して生成する遅延時間を、それぞれの前記データ長ｎＴに対応する前記遅延時間のうち、最小とすることを特徴とする情報記録再生方法。
前記情報記録媒体の記録に用いる基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延時間を、マークまたはスペースを形成するデータ長ｎＴの減少に伴って大きくすることを特徴とする請求項１記載の情報記録再生方法。
前記情報記録媒体が、基準クロックに対して記録パルスを生成する遅延時間に関する設定情報を、前記情報記録媒体におけるトラック溝の蛇行を変調したプリフォーマットとして、または前記情報記録媒体の管理情報領域にエンボスピットとして有し、前記設定情報に基づき情報の記録を行うことを特徴とする請求項１記載の情報記録再生方法。
前記情報記録媒体に情報を記録する前に、前記情報記録媒体から遅延時間に関する設定情報を読み出し、前記設定情報に基づき前記遅延時間を設定し、前記情報記録媒体に対して前記遅延時間に基づき情報を記録することを特徴とする請求項１または２記載の情報記録再生方法。
前記情報記録媒体に情報を記録する前に、前記情報記録媒体の管理情報領域のテスト記録領域にそれぞれのデータ長ｎＴに応じたマークまたはスペースを形成し、超解像再生により得た前記マークまたはスペース再生信号の基本クロックに対応したエッジ位置偏差を算出して遅延時間を設定し、前記情報記録媒体に対して前記遅延時間に基づき情報を記録することを特徴とする請求項１または２記載の情報記録再生方法。
前記遅延時間を設定する際に、最短記録のマークまたはスペースのデータ長ｎＴと最長記録のマークまたはスペースのデータ長ｎＴに対応した前記遅延時間のみを用いて、それぞれの遅延時間から差を算出した結果に基づき前記遅延時間を設定し、前記情報記録媒体に対して前記遅延時間に基づき情報を記録することを特徴とする請求項４または５記載の情報記録再生方法。
前記情報記録媒体の情報を再生する際に、照射するレーザ光のスポット内において前記情報記録媒体の再生層に溶融状態となる領域および結晶状態となる領域を生じるように、再生時におけるレーザ光パワーを調節し、前記情報記録媒体の情報再生を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の情報記録再生方法。
前記情報記録媒体の記録に用いる基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延時間の設定値を、前記情報記録媒体の管理情報領域または前記情報記録媒体に記録再生する装置の記憶手段に記録し、同一の情報記録媒体に対して追記あるいは書換え記録を行うときには、記録した前記遅延時間の設定値を読み出し、前記遅延時間として設定し、前記情報記録媒体に対して前記遅延時間に基づき情報を記録することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の情報記録再生方法。
無機材料からなる再生層を有し超解像再生を行う情報記録媒体に、パルス状のレーザ光を照射して、周期Ｔの基準クロックに基づく変調方式に従ったデータ長ｎＴ（ｎは１以上の整数）のマークまたはスペースを形成することにより情報を記録し、前記基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延時間の設定を、記録すべき前記マークまたはスペースのデータ長ｎＴによって決定する遅延手段を有する情報記録再生装置であって、
前記遅延手段が、前記情報記録媒体を超解像再生したときに生じる前記マークまたはスペースの前記データ長ｎＴに対応したエッジシフト位置に相当する遅延時間として、最長の前記データ長ｎＴに対して生成する遅延時間を、それぞれの前記データ長ｎＴに対応する前記遅延時間のうち、最小とすることを特徴とする情報記録再生装置。
前記情報記録媒体の記録に用いる基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延手段が生成する遅延時間を、マークまたはスペースを形成するデータ長ｎＴの減少に伴って大きくすることを特徴とする請求項９記載の情報記録再生装置。
前記情報記録媒体が、基準クロックに対して記録パルスを生成する遅延時間に関する設定情報を、前記情報記録媒体におけるトラック溝の蛇行を変調したプリフォーマットとして、または前記情報記録媒体の管理情報領域にエンボスピットとして有し、前記設定情報に基づき情報の記録を行うことを特徴とする請求項９記載の情報記録再生装置。
前記情報記録媒体に情報を記録する前に、前記情報記録媒体から遅延時間に関する設定情報を読み出す手段と、前記設定情報に基づき前記遅延時間を設定する手段とを備え、前記手段の設定遅延時間に基づき前記情報記録媒体に対して情報を記録することを特徴とする請求項９または１０記載の情報記録再生装置。
前記情報記録媒体に情報を記録する前に、前記情報記録媒体の管理情報領域のテスト記録領域にそれぞれのデータ長ｎＴに対するマークまたはスペースを形成する手段と、超解像再生により得た前記マークまたはスペース再生信号の基本クロックに対応したエッジ位置偏差を算出して遅延時間を設定する手段とを備え、前記手段の設定遅延時間に基づき前記情報記録媒体に対して情報を記録することを特徴とする請求項９または１０記載の情報記録再生装置。
前記遅延時間を設定する際に、最短記録のマークまたはスペースのデータ長ｎＴと最長記録のマークまたはスペースのデータ長ｎＴに対応した前記遅延時間のみを用いて、それぞれの遅延時間から差を算出した結果に基づき前記遅延時間を設定する手段を備え、前記手段の設定遅延時間に基づき前記情報記録媒体に対して情報を記録することを特徴とする請求項１２または１３記載の情報記録再生装置。
前記情報記録媒体の情報を再生する際に、照射するレーザ光のスポット内において前記情報記録媒体の再生層に溶融状態となる領域および結晶状態となる領域を生じるように、再生時におけるレーザ光パワーを調節する手段を備え、前記手段のレーザ光パワーを用いて前記情報記録媒体の情報再生を行うことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の情報記録再生装置。
前記情報記録媒体の記録に用いる基準クロックに対して記録パルスの生成を遅延させる遅延時間の設定値を、前記情報記録媒体の管理情報領域または前記情報記録媒体に記録再生する装置の記憶手段に記録する手段と、同一の情報記録媒体に対して追記あるいは書換え記録を行うときには、記録した前記遅延時間の設定値を読み出し、前記遅延時間として設定する手段を備え、前記情報記録媒体に対して前記遅延時間に基づき情報を記録することを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の情報記録再生装置。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の情報記録再生方法を用いる情報記録媒体であって、
基準クロックに対して記録パルスを生成する遅延時間に関する設定情報を、当該情報記録媒体にトラック溝の蛇行を変調したプリフォーマットとして、または当該情報記録媒体の管理情報領域にエンボスピットとして形成したことを特徴とする情報記録媒体。
請求項９〜１６のいずれか１項に記載の情報記録再生装置に用いる情報記録媒体であって、
基準クロックに対して記録パルスを生成する遅延時間に関する設定情報を、当該情報記録媒体にトラック溝の蛇行を変調したプリフォーマットとして、または当該情報記録媒体の管理情報領域にエンボスピットとして形成したことを特徴とする情報記録媒体。