JP2006509323A - 長円形のスポットプロフィールを使用して追記型の光記録担体に情報を記録するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

より高い記録密度を、従って、より高いデータ容量を得るために、本発明によって、情報を記録する方向、即ち、光ディスクについては接線の方向において、それに直交する方向、即ち径の方向と比較して、より短い軸を有する実質的に長円形のスポットプロフィールを有する光ビームを得るために、情報の記録の間に、光ディスクについては径の方向である、情報を記録する方向に直交する方向で光学的手段（３、４）の開口数を減少させることを、提案する。対応する長円形のプロフィールを有する記録マークが、達成される。

Description

本発明は、追記型の光記録担体に情報を、情報を記録する方向に沿って前記情報を表すマーク及びランドを形成するための、前記記録担体への光ビームの照射によって、記録するための装置に関する。さらに、本発明は、対応する記録方法、光記録担体、及び前記方法を実施するためのコンピュータプログラムに関する。

光ディスクの全体のデータ容量は、径方向及び接線方向のデータ密度によって決定される。径方向の密度は、データトラックのピッチ、すなわち、書き込むことができる最も短いマーク毎の接線方向のデータ容量によって決定される。書き換え可能型の相変化型のディスクについては、マークの後縁における、次のマークの書き込みの間の再結晶化が、光スポットの大きさよりも短い長さのマークを得るために、使用される。典型的には、マークの半分は、三日月の形状のマークで終わるように、消去される。最近導入されたブルー・レイ・ディスク（ＢＤ）については、２５ギガバイトの全体のデータ容量を、１２ｃｍのディスクの単一の記録層に記録することができる。光スポットが、幅について３００ｎｍである（光スポットの１／ｅの半径が、１５０ｎｍである）一方で、最も短い長さは、１５０ｎｍ（ｄ＝１コード）である。

追記型の（ライト・ワンス）ＢＤの型式が、ＲＷ（書き換え可能型）の型式に加えて、要求される。また、このいわゆるＢＤ−Ｒシステムは、一対一の複製を可能にするために、ＢＤ−ＲＷシステムの高いデータ容量、すなわち２５ＧＢを達成するべきである。追記型の媒体においては、閾値温度を超過するとき、マークの形成が起こる。マークの形成は、情報層における不可逆変化に対応すると共に、原則として書き換え可能型の媒体における再結晶化に匹敵する効果は、生じない。このように、追記型の媒体に記録してあるマークは、本質的に、記録過程の間に存在した光学的な／熱的なプロフィールを反映する。マークの長さを減少させるために、従って、接線方向の密度を増加させるために、より少ないレーザーパワーを、より小さいマークを書き込むために、使用してもよい。結果として、これらのより小さいマークの変調、従って、信号対雑音比は、同じように、落ちることになる。これは、記録材料としての相変化材料に基づいたライト・ワンスの媒体についても同様に議論され得る。堆積した際の非晶質の材料は、円形の形状の結晶質のマークを形成するために、再結晶化することになる。後の加熱によるマークの長さの減少は、可能ではない。

特許文献１は、光ディスク上のトラックに対する接線の方向におけるものよりも小さい光ディスクの径の方向における対物レンズの開口数をなす光ピックアップデバイスを開示する。このように、トラックに対する接線の方向におけるスポットの直径は、読み出しの間に、径の方向におけるものよりも小さくなる。このように、ディスクに記録されたデータを正確に読み取ることのみならずＭＴＦ（変調伝達関数）の劣化を予防することが、可能である。
米国特許第５，６７３，２４６号明細書

従って、本発明の目的は、追記型の光記録担体に情報を記録するための記録装置及び対応する記録方法を提供することであり、それらによって、対応する書き換え可能型の光記録担体のデータ容量に類似するデータ容量を達成することができる。

この目的は、本発明により、
光ビームを発生させるための光源、
前記記録担体へ前記光ビームを照射するための光学的手段
を含み、
ここで前記光学的手段は、情報を記録する方向において、それに直交する方向と比較して、より短い軸を有する実質的に長円形のスポットプロフィールを有する光ビームを得るために、情報の記録の間に、情報を記録する方向に直交する方向で前記光学的手段の開口数を減少させるための手段を含む、請求項１に記載の記録装置によって、達成される。

この目的は、本発明により、請求項７に記載の対応する記録方法によって、さらに達成される。

本発明は、記録過程に円形でないスポットプロフィールを使用するという着想に基づく。スポットプロフィールが、径の方向に延長されるとすれば、記録層に長円形様の熱的なプロフィールが、径方向の広がりに比較して接線の方向に狭いマークを書き込むことができ、従って解像度を増加させるように、得られる。このような長円形のスポットプロフィールは、本発明により、光記録担体の径の方向における、即ち、情報を記録する方向に直交する方向における（実効）開口数の減少が、記録過程の間になされることによって、得られるが、ここで情報は、ディスクにおける螺旋のトラックに沿って記録される。

また、提案したスポットの変更は、高速のライト・ワンスの記録にも有益である。速い記録速度で、熱的なトラック内の干渉が、ピットの形成の過程を阻害することもある。熱的なトラック内の干渉を減少させるために、提案した変更で得られるもののような、楕円の光スポットは、先に書き込まれたピットのあまり直接的でない加熱をもたらす。

本発明の好適な実施形態は、従属請求項に定義される。記録過程の間の接線の方向における、即ち、情報を記録する方向における開口数の増大は、同じように有益であるが、実際に実現することは、レンズの再設計が要求されることになるので、より困難である。

開口数の提案した減少を達成するための異なる方法及び手段を定義する本発明の異なる好適な実施形態は、請求項３から５までに記載される。前記実施形態によれば、例えば、ビーム成形器且つレーザーの等方的な光の強度の適切な指向を要求しない、瞳の占有、長円形の瞳、又は光路におけるマスク／絞りを、開口数を減少させるために、使用することができる。

加えて、請求項６に定義されるように、開口数の減少用の切り替え可能な手段若しくは切り替え可能な液晶手段のスイッチをオン若しくはオフに切り替えるための、又は、前記手段を記録の間に光路中に持ち込むための及びその後に、特に読み出し若しくはスポットの変形が望まれないＲＷの記録の間に、それを取り除くための、適当な制御手段が、提供される。

本発明に係る光記録担体は、情報を記録する方向に、それに直交する方向と比較して、より短い軸を有する実質的に長円形のプロフィールを有するマークを担持する請求項８に定義される。さらに、コンピュータープログラムを、コンピューター上で走らせるとき、コンピューターに請求項８に記載の方法のステップを実行させるためのコンピュータープロラム手段を含むコンピュータープログラムが、請求項９に定義される。

今、本発明を、図面を参照して、より詳細に説明することにする。

対応する書き換え可能型システムのデータ容量に類似するライト・ワンスシステムにおけるデータ容量を達成するために、書き換え可能型の媒体において、（径の方向ｒにおいて）短いマークが、長いマークと同程度に広いものである一方で、（接線の方向ｔにおいて）非常に狭いマークが、短いランレングスで書き込まれる必要がある。追記型の媒体において、最も短いマークは、それらの長さと同程度に広いものである、即ち、円形の形状を有する。このように、最も短いマークの幅は、減少し、読み出しの間に、より低い変調に帰着する。これを、高い密度で書き換え可能型（ＲＷ）媒体（図１（ａ））及び追記型（Ｒ）媒体（図１（ｂ））に記録された長い（８Ｔの）マーク及び短い（２Ｔの）マークの概略図を示す図１において説明する。最も短いマークが、光スポットプロフィールと同等であること又は光スポットプロフィールよりも小さいことは、留意されるものとする。その結果は、読み出しの間に、追記型の媒体における最も短いマークの光変調が、なくなるというものである。

また、この問題を、２３ＧＢの密度でのＢＤ−ＲＷ及びＢＤ−Ｒについての２Ｔのマークの解像度（＝２Ｔ_ｐｐ／８Ｔ_ｐｐ）を比較することによって、同じように説明することができる。ＢＤ−ＲＷの仕様に従って、２Ｔの解像度は、１０％よりも大きいものであるべきであり、且つ、これは、実際に満たされる。しかしながら、これまでは、最良のＢＤ−Ｒ媒体においてさえ、２３ＧＢにおける解像度は、高々５％である。この乏しい解像度は、ジッターを顕著に悪化させる。本発明は、高い変調が保存されるように、小さいが広い、即ち高い接線方向の密度を有する、マークを書き込むための解決手段を提供する。

図２は、両方とも追記型の媒体に記録された長い（８Ｔの）マーク及び短い（２Ｔの）マークの概略図を示す。図２（ｂ）に示すマークを、右手側に示す長円形のスポットを使用して、記録しておいた一方で、図２（ａ）に示すマークを、右手側に示す円形のスポットを使用して、記録しておいたが、前記長円形のスポットは、径の方向ｒにおける軸と比較して、接線の方向ｔにおいて、より短い軸を有する。以上のように、図２（ｂ）に示すマークは、それらの径方向の広がりと比較して、及び、図２（ａ）に示すマークと比較して、接線の方向ｔにおいて、狭いものである。このように、解像度の所望の増加を、得ることができる。

図３は、平面図（図３（ａ））に及び断面図（図３（ｂ））に本発明に係る追記型の光ディスクを示す。ディスク２は、多くの案内溝１３を含み、それら案内溝は、情報が、ディスク２に記録される方向を示す、即ち、情報は、前記の螺旋の溝１３に沿って記録される。図３にさらに示すのは、接線の方向ｔ及び径の方向ｒである。

図３ｂは、一般に、基体の層２ａ、記録層又は記録スタック２ｂ、及び被覆層２ｃを含む、ディスク２の異なる層を、断面図として示す。

本発明に係る記録装置の第一の実施形態を、図４に概略的に示す。記録又は読み出しの間に、ディスク２は、回転手段１によって回転させられる。光源、特にレーザーダイオード８によって発生させられた光ビームは、その光ビームが、コリメータレンズ７、偏光ビームスプリッター６、四分の一波長板５、及び絞り４を通過してしまった後に、対物レンズ３によってディスク上へ集束させられる。読み出しの間に、偏光ビームスプリッター６は、ディスク２から反射された光を、レンズ９を通じて、反射された光を分析するための光検出器（アレイ）１０上に、反射させる。このような記録装置の一般的な機能は、広く知られ、従って、ここではさらに説明しないものとする。開口の形状の切り替えを、機械的に又は電気的に、特に電気吸収材料又は他の手段によって、することができる。これは、対応する制御手段１５によって示される。

図５は、図４に示す記録装置に使用される絞りの異なる実施形態を示す。図５は、データを読み取るために使用される円形の絞り４ａを示す。図５は、本質的に円形の形状を有するが二つの平行な直線の縁を有する、即ちその縁で円形の部分が切り取られてしまった、絞り４ａを示す。図５は、長円形の形状を有する絞り４ｃの別の実施形態を示す。絞り４ｂ及び４ｃは、データの記録の間、使用される。このように、径方向の開口数の減少は、丸でない開口を使用することによって、得られるが、ここで絞り４ｂ、４ｃの径方向の幅ｘは、接線方向の幅ｙの一部分であり、特に０．７ｙ＜ｘ＜ｙである。

図６は、本発明に係る記録装置の別の実施形態を示す。それにおいて、切り替え可能なビーム成形器１４が、コリメータレンズ７とＰＢＳ６との間の光路中に提供される。この実施形態においては、長円形のビームを多かれ少なかれ丸くすることができる切り替え可能なビーム成形器１４との組み合わせで、固有の楕円のレーザーの出力の使用がなされる。記録の場合には、ビーム成形器１４を、減少した径方向の開口数と等価である接線方向のへりの強度に対してより低い径方向のへりの強度に帰着する適当な制御手段１６によって、例えば電気的に又は機械的に（部分的に）無効にすることができる。

ディスク２を照射するためい使用されるレーザーダイオード８は、典型的には、均一な光の強度分布でなく、ガウス関数の分布を有する。従って、対物レンズ３のへりにおける光の強度は、通常、対物レンズ３の中央における光の強度よりも低い。また、中央に対する、相対的なへりの強度の量を、“瞳の占有”として示す、即ち、どの程度の光が、レンズ３の開口を占めるかを示す。このように、高いへりの強度は、高い占有を意味する。さらに、典型的な半導体レーザーは、直交する方向にガウス関数の異なる幅を有する。丸い開口におけるほぼ等しいへりの強度を得るために、いわゆるビーム成形器を使用する。

集束した光スポットプロフィール及びランドの領域Ｌによって別の溝Ｇから分離された溝Ｇ（１３）における本発明に係る記録方法によって得られるマーク／ピットを、図７に示す。情報を記録する方向ｔ（＝接線の方向）に沿った読み取りの間に、円形の光スポットプロフィール１１ａが、使用される。また、示すのは、長円形のプロフィールを有する記録されたマーク１２である。

図８は、データの記録に使用される光スポットプロフィール１１ｂを示す。以上のように、長円形のスポットプロフィール１１ｂが、使用され、長円形のマーク１２に帰着する。記録用に使用されると共に半導体レーザー８によって発生させられるこのような長円形のスポット１１ｂの光の強度は、図９に示される。以上のように、径の方向及び接線の方向の両方において、光の強度は、ガウス分布を示す。

本発明は、特に追記型の光記録担体に記録するとき、より高いデータ容量を得るための解決手段を提供する。記録の間に光記録担体に光ビームを方向付けるための光学的手段の開口数を、記録の間に実質的に長円形のスポットプロフィールを有する、特に径の方向における幅と比較して接線の方向においてより小さい幅を有する、光ビームを得るために、本発明に従って、減少させる。

（ａ）及び（ｂ）は、円形のスポットプロフィールを備えた書き換え可能型の記録担体及び追記型の記録担体に記録された長いマーク及び短いマークを示す。 （ａ）及び（ｂ）は、追記型の記録担体に円形のスポットプロフィール及び長円形のスポットプロフィールで記録された長いマーク及び短いマークを示す。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る光ディスクを示す。 本発明に係る記録装置の第一の実施形態を示す。 本発明によって使用される絞りの異なる実施形態を示す。 本発明に係る記録装置の第二の実施形態を示す。 データの読み出しに使用される光スポットプロフィールを示す。 データの記録に使用される光スポットプロフィールを示す。 径の方向及び接線の方向における長円形のスポットの光の強度分布を示す。

Claims (9)

1. 追記型の光記録担体に情報を、情報を記録する方向に沿って該情報を表すマーク及びランドを形成する、該記録担体への光ビームの照射によって、記録する記録装置であって、
   当該記録装置は、
   光ビームを発生させるための光源、及び
   該記録担体へ該光ビームを照射するための光学的手段
   を含み、
   該光学的手段は、該情報を記録する方向において、それに直交する方向と比較して、より短い軸を有する実質的に長円形のスポットプロフィールを有する光ビームを得るために、情報の記録の間に、情報を記録する方向に直交する方向における該光学的手段の開口数を減少させる手段を含む、記録装置。
2. 前記光学的手段は、情報の記録の間に、前記情報を記録する方向における前記光学的手段の開口数を増加させることに適合させられる、請求項１に記載の記録装置。
3. 前記開口数を減少させる手段は、記録の間に、前記光源から前記記録担体までの光路に、切り替え可能な丸でない、特に長円形の、開口を含む、請求項１に記載の記録装置。
4. 前記開口の短い軸は、長い軸よりも０．７から０．９９倍だけ短い、請求項３に記載の記録装置。
5. 前記開口数を減少させる手段は、前記情報を記録する方向に直交する方向において前記光ビームの減少したへりの強度を得るための、記録の間に、前記光源から前記記録担体までの光路に、切り替え可能なビーム成形器を含む、請求項１に記載の記録装置。
6. 記録の間に、前記光路に前記切り替え可能な手段を持ち込むことによる、又は、前記切り替え可能な手段のスイッチをオン又はオフに切り替えることによる、前記切り替え可能な手段の制御用の制御手段をさらに含む、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の記録装置。
7. 追記型の光記録担体に情報を、情報を記録する方向に沿って該情報を表すマーク及びランドを形成するための、光学的手段を通じた該記録担体への光ビームの照射によって、記録する方法であって、
   該光学的手段の開口数は、該情報を記録する方向において、それに直交する方向と比較して、より短い軸を有する実質的に長円形のスポットプロフィールを有する光ビームを得るために、情報の記録の間に、該情報を記録する方向に直交する方向において減少させられる、方法。
8. 光記録担体であって、
   当該記録担体は、
   情報を表すマーク及びランドを形成する光学的手段を通じた当該記録担体への光ビームの照射によって記録された情報を担持し、
   該マークは、情報を記録する方向において、それに直交する方向と比較して、より短い軸を有する実質的に長円形のプロフィールを有する、光記録担体。
9. コンピュータープログラムであって、
   当該コンピュータープログラムを、コンピューター上で走らせるとき、請求項８に記載の方法のステップをコンピューターに実行させるコンピュータープログラム手段を含むコンピュータープログラム。

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