JP2008033986A - 光記録媒体の情報記録方法、光記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度記録に対応した記録方法を提供する。
【解決手段】レーザービームＺの記録パルスを照射することで、光記録媒体１に情報を記録する際に、記録クロックの周期をＴ、レーザービームＺの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、レーザービームＺのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、３Ｔ相当長さ以上の特定マークを、単一の記録パルスによって記録するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光記録媒体の記録方法及び記録装置に関するものであり、特に、記録時におけるレーザービームの照射をパルス制御する方法等に関する。

従来、利用者によって情報記録可能な光記録媒体としては、ＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等の各種規格が普及している。一方、この種の光記録媒体に要求される記録容量は年々増大してきており、その要求に対応する為に、ブルーレイ・ディスク（ＢＤ）等の新たな規格も提案されている。このブルーレイ・ディスク規格では、光ディスク装置におけるデータの記録・再生用レーザー光のビームスポット径を小さく絞り込んでいる。具体的には、レーザー光を集束する対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくするとともに、レーザー光の波長λを短くする。この結果、ブルーレイ・ディスクの情報記録層には２５ＧＢ以上の情報が記録できる。

情報の書き換えが可能な書換型の光記録媒体の場合、通常、記録膜に相変化材料が用いられる。具体的には、レーザービームの照射によって記録膜を加熱すると共に、その冷却速度を適宜制御することで、アモルファス（非晶質）領域と結晶領域を自在に形成し、これらの反射率の違いによって情報を記録する。この際、レーザーには、最も高いエネルギーを有する記録パワー（Ｐｗ）と、中間エネルギーとなる消去パワー（Ｐｅ）、低いエネルギーとなるバイアスパワー（Ｐｂ）等の条件設定が必要となる。この３種類のパワーを切替ながら、レーザービームをパルス照射することで光記録媒体に情報を記録する。

光記録媒体にマークを形成するには、記録パワーに設定された記録パルスと、バイアスパワーに設定されたバイアスパルスを交互に照射する。記録膜は、記録パルスが照射されることによってこの照射領域が融点以上に加熱される。その後、照射領域にバイアスパルスが照射されると、この照射領域が急冷されて非晶質の記録マークとなる。従って、記録パルスとバイアスパルスの組み合わせの数を増やせば、長い記録マークを形成することが可能となる。

また、光記録媒体に記録されたマークを消去するには、消去パワーに設定されたレーザービームを照射する。記録膜は、消去パワーによるレーザービームが照射されることでこの照射領域が結晶化温度以上の温度に加熱される。その後、照射領域が自然放熱されることにより、非晶質（マーク）の領域を含む全ての照射領域が結晶化して記録マークが消去される。

従って、マークを形成する領域には、そのマーク長に対応して記録パルスとバイアスパルスを交互に連続照射し、スペースを形成する領域には、そのスペース長に対応して消去パワーによるレーザービームを照射して、情報を記録していくことになる。これらのパワーの変調方法は、記録ストラテジと呼ばれている。

記録密度を向上させながらも記録速度を高めようとすると、記録マークにエッジシフト問題が生じる。例えば、４Ｔ、６Ｔ等の長い記録マークを複数の記録パルスを用いて形成する場合、記録速度が速すぎると、記録パルス間のバイアスパルスによる冷却時間が十分に確保できない。この結果、マークの一部に冷却不良が生じて再結晶化し、記録品質の劣化要因となる。従って、記録精度を高めるためには、レーザーパルスを高精度に制御する必要があり、様々な開発が為されている。

例えば、特許文献１では、各マークを記録する際に最後に挿入されるバイアスパルスの長さを、マークの長さに応じて変化させることで、再生信号のジッタを低減するようにしている。また、各マークを記録する際に、全てのマークの先頭にバイアスパルスを挿入して、最初の記録パルスの立ち上がりを遅延させるようにしている。また、特許文献２及び特許文献３も同様に、マークの記録開始時に、消去パワーよりも低いパルスを挿入するようにして、マーク前端部の再結晶化を防止するようにしている。

特許文献４では、４Ｔ以上の長さとなるマーク形成時に、バイアスパルスを挿入するようにして、マークの再結晶化を低減するようにしており、特許文献５では、３つ以上の記録パルスによって形成するような長いマークの場合に、先頭の記録パルスの前、又は最後尾の記録パルスの後に、バイアスパルスを挿入するようにして、マークの先端又は後端のエッジを明確にするようにしている。
特開２００５−７１５１６号公報 特開２００５−６３５８６号公報 特開２００２−２８８８３０号公報 特開２００１−２７３６３８号公報 特許２７０７７７４号公報

しかしながら、今後更に記録容量が増大すると、情報記録層の記録密度が増大して再生信号の品質が悪化し、ゼロクロス検出によってビットを判定する事が困難になる。同時に、信号品質を判断する際にも、ジッタを利用することが困難になる。そこで、信号再生にＰＲＭＬ識別方式を採用することが考えられるが、ＰＲＭＬ識別方式を採用する場合、２Ｔ相当マークや、３Ｔ相当マークに起因するエラーが増大しやすい。つまり、比較的短い長さのマークが連続するような記録パターンの場合にエラーが発生しやすくなる。上記特許文献１〜５の技術は、全てのマークや比較的長いマークを対象にして詳細にパルス制御を行うものであるため、そのまま適用したのでは、今後の高密度記録に対応できないという問題があった。

また、３０ＧＢを超えるような大容量（高密度）の媒体に対して高速記録する場合、結晶化スピードが極めて速い材料を用いて記録膜を形成する必要があるが、このような光記録媒体に対して低速記録を実行すると、記録精度が大幅に低下するという問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高密度記録に適したパルス制御を実行することで、記録精度を高めることを目的としている。

本発明者らの鋭意研究の結果、上記目的は下記の手段によって達成される。

（１）レーザービームの記録パルスを照射することで、光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、３Ｔ相当長さ以上の特定マークを、単一の記録パルスによって記録することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。

（２）前記特定マークが３Ｔ又は４Ｔ相当長さであることを特徴とする（１）記載の光記録媒体の情報記録方法。

（３）前記特定マークの直前のスペースが特定長さである場合に、前記特定マークを単一の記録パルスによって記録し、前記直前のスペースが前記特定長さ以外の場合には、前記特定マークを複数の記録パルスによって記録することを特徴とする（１）又は（２）記載の光記録媒体の情報記録方法。

（４）前記直前のスペースの特定長さが、最短長さを含むことを特徴とする（３）記載の光記録媒体の情報記録方法。

（５）レーザービームの記録パルスを照射することで、光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、ｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを記録する際に、３Ｔ相当長さ以下のマークについては単一の記録パルス、４Ｔ相等長さのマークについては１、２又は３個の記録パルス、５Ｔ相当長さ以上のマークについてはｎ−１記録ストラテジによる記録パルスで記録することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。

（６）レーザービームの記録パルスを照射することで、光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、ｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを記録する際に、４Ｔ相当長さ以下のマークについては単一の記録パルス、５Ｔ相当長さ以上のマークについてはｎ／２記録ストラテジによる記録パルスで記録することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。

（７）前記記録パルスよりも低パワーとなる消去パワーにて前記レーザービームを照射することで、前記光記録媒体の情報を消去するようにし、更に、マークの形成を開始する記録パルスの直前に、前記消去パワーよりも低パワーとなる冷却パルスを挿入することを特徴とする（１）乃至（６）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（８）レーザービームの記録パルスを照射して光記録媒体に情報を記録すると共に、前記記録パルスよりも低パワーとなる消去パワーにて前記レーザービームを照射して前記光記録媒体の情報を消去する光情報記録方法であって、記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、マークの形成を開始する記録パルスの直前に、前記消去パワーよりも低パワーとなる冷却パルスを挿入することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。

（９）前記レーザービームの前記波長λが４００〜４１０ｎｍ、前記開口数ＮＡが０．７０〜０．９０に設定されることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（１０）全マークにおける最短マークの長さが１２５ｎｍ以下であることを特徴とする（１）乃至（９）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（１１）レーザービームを発生するレーザー光源と、前記レーザービームを集光する対物レンズと、光記録媒体に対して前記レーザービームの記録パルスを照射して情報を記録する照射制御手段と、を備え、記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定されており、前記照射制御手段が、３Ｔ相当長さ以上の特定マークを形成する際に、単一の記録パルスを前記光記録媒体に照射することを特徴とする光記録装置。

（１２）レーザービームを発生するレーザー光源と、前記レーザービームを集光する対物レンズと、光記録媒体に対して前記レーザービームの記録パルスを照射して情報を記録すると共に、前記記録パルスよりも低パワーとなる消去パワーにて前記レーザービームを照射して前記光記録媒体の情報を消去する照射制御手段と、を備え、記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定されており、前記照射制御手段が、マークの形成を開始する記録パルスの直前に、前記消去パワーよりも低パワーとなる冷却パルスを挿入することを特徴とする光記録装置。

本発明によれば、高密度記録の際に、記録精度を高めることができるという優れた効果を奏し得る。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。

図１には、本発明の第１実施形態に係る光記録方法を実現する記録再生装置１００が示されている。この記録再生装置１００は、記録・再生に利用するレーザー光Ｚを発生させるレーザー光源１０２、レーザー光源１０２を制御するレーザーコントローラ（照射制御手段）１０４、レーザー光Ｚを光記録媒体１に導く光学機構１０６、再生時におけるレーザー光Ｚの反射光を検出する光検出装置１０８、この光検出装置１０８の検出情報を、ＰＲＭＬ識別方式で復号するＰＲＭＬ処理装置１１０、光記録媒体１を回転させるスピンドルモータ１１２、スピンドルモータ１１２を回転制御するスピンドルドライバ１１４、特に図示しないＣＰＵ（中央演算装置）との間で復号後の再生データのやり取りを行う信号処理装置１１６、レーザーコントローラ１０４の記録パルスの波形の初期設定を行う記録パルス調整手段１２０を備える。

レーザー光源１０２は半導体レーザーであり、レーザーコントローラ１０４によって制御されてレーザー光Ｚを発生させる。光学機構１０６は、対物レンズ１０６Ａや偏光ビームスプリッタ１０６Ｂを備え、レーザー光Ｚの焦点を情報記録層に適宜合わせることが可能となっている。なお、偏光ビームスプリッタ１０６Ｂは、情報記録層の反射光を取り出して光検出装置１０８に導く。光検出装置１０８はフォトディテクタであり、レーザー光Ｚの反射光を受光して、この受光を電気信号に変換して再生信号としてＰＲＭＬ処理装置１１０に出力する。ＰＲＭＬ処理装置１１０では、この再生信号を復号化し、復号化された２値のデジタル信号を再生データとして信号処理装置１１６に出力する。

更にこの記録再生装置１００では、レーザー光Ｚの波長λが４００〜４１０ｎｍに設定されており、このレーザー光Ｚの初期再生パワーが０．３５ｍＷに設定されている。また、光学機構１０６における対物レンズ１０６Ｂの開口数ＮＡは０．７０〜０．９０に設定されている。従って、レーザー光Ｚのスポット径（λ／ＮＡ）は、４４４ｎｍ〜５８５ｎｍとなっている。

光記録媒体１の情報を再生するには、再生パワーによってレーザー光源１０２からレーザー光Ｚを発生させ、このレーザー光Ｚを光記録媒体１の情報記録層に照射して再生を開始する。レーザー光Ｚは情報記録層で反射され、光学機構１０６を介して取り出されて光検出装置１０８で電気信号となる。この電気信号はＰＲＭＬ処理装置１１０及び信号処理装置１１６経てデジタル信号となり、ＣＰＵに提供される。

次に、この記録再生装置１００の再生に用いられる光記録媒体１について説明する。図２（Ａ）に示されるように、この光記録媒体１は外径が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍとなる円盤状の媒体である。図２（Ｂ）に拡大して示されるように、光記録媒体１は、基板１０と、情報記録層２０と、カバー層３０と、ハードコート層３５がこの順に積層されて構成される。

カバー層３０及びハードコート層３５は光透過性を有しており、外部から入射されるレーザー光Ｚを透過するようになっている。従って、光入射面３５Ａから入射されるレーザー光Ｚは、ハードコート層３５とカバー層３０をこの順に透過して情報記録層２０に到達し、情報記録層２０に対する情報の記録・再生を行う。

基板１０は、厚さ約１．１ｍｍのとなる円盤状の部材であり、その素材としてガラス、セラミックス、樹脂等の種々の材料を用いることができるが、ここではポリカーボネート樹脂を用いている。なお、樹脂としてはポリカーボネート樹脂以外にも、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等を採用することも出来る。中でも加工や成型の容易性から、ポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂が好ましい。また、基板１０における情報記録層側の面には、用途に応じて、グルーブ、ランド、ピット列等が形成される。

カバー層３０の材料は様々なものを用いることが出来るが、既に述べたように、レーザー光Ｚを透過させる為に光透過性材料を用いる必要がある。例えば、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることも好ましい。又この光記録媒体１では、カバー層３０の厚みが９８μｍに設定され、ハードコート層３５の厚みが２μｍに設定されている。従って、光入射面３５Ａから情報記録層２０までの距離が約１００μｍとなっている。光記録媒体１は、記録容量（本出願時の現状は２５ＧＢ）を除いて、現状のブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）の規格に整合していることになる。

情報記録層２０はデータを保持する層であるが、利用者によるデータ書き込みが可能な記録型となっている。また、データの保持形態としては、一旦データを書き込んだエリアに再度データの書き込みが出来ない追記型と、データを書き込んだエリアに対してデータを消去し、再度書き込みが可能な書換型がある。本実施形態では、書換型を採用している。

また情報記録層２０には、図３に示されるように、基板１０の表面に螺旋状のグルーブ４２（ランド４４）が形成される。この情報記録層２０には、レーザー光Ｚのエネルギーによって記録マーク４６を形成可能な記録膜が形成される。グルーブ４２は、データ記録時におけるレーザー光Ｚのガイドトラックとしての役割を果たし、このグルーブ４２に沿ってレーザー光Ｚを進行させ、レーザー光Ｚのエネルギー強度（パワー）を変調させる事で、グルーブ４２上の情報記録層２０に記録マーク４６を形成する。ここでは、データ保持態様が書換型であるので、記録マーク４６が可逆的に形成されており、消去及び再形成可能となっている。なお、ここではグルーブ４２上に記録マーク４６を形成する場合を示したが、ランド４４上に形成しても良く、グルーブ４２とランド４４の双方に形成することも可能である。

情報記録層２０の記録容量は、記録領域（面積）の大きさと、記録密度の組み合わせによって決定される。記録領域には物理的な限界があるので、本実施形態では、図３に示されるように、各記録マーク４６の線密度、即ち単位記録マーク４６の螺旋方向長さを小さくすることによって記録密度を大きくする。ここではクロック周期をＴとした場合に、最短記録マーク長（及び最短スペース長）が２Ｔ相当長さとなるように制御される。なお、２Ｔ相当長さとは、レーザー光Ｚのビームスポットが２Ｔの間に光記録媒体１上を移動する距離を意味していることになる。

従って、クロック周期Ｔを小さくすれば、情報記録層２０に形成する記録マーク４６の螺旋方向長さが短くなり、記録容量が増大する。本実施形態では、最短マーク長２Ｔが１２４．３ｎｍ〜１０６．５ｎｍとなるように設定しており、具体的には１１１．９ｎｍに設定している。なお、最短マーク長２Ｔを１２４．３ｎｍにした場合には、情報記録層２０に３０ＧＢの情報を保持させることが可能となり、又最短マーク長２Ｔを１０６．５ｎｍにした場合には、情報記録層２０に３５ＧＢの情報を記録することができる。既に示したように、レーザービームのスポット径は４４４ｎｍ〜５８５ｎｍ程度になることから、図４に示されるように、ビームスポットの中に、少なくとも７Ｔ相当長さが収まる状態となっている。このように、記録時のビームスポットよりも、最短マーク長２Ｔが大幅に小さくなると、マークと比較して照射領域が広くなってしまうので、記録精度が悪化しやすい。

次に、ＰＲＭＬ処理装置１１０におけるＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）識別方式について説明する。このＰＲＭＬ識別方式は、光検出装置１０８で検出された電気的なアナログ信号に基づいて、情報記録層２０に記録されている２値データを推測するものである。このＰＲＭＬ識別方式では、再生特性に応じたＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の参照クラス特性を適宜選択する必要があるが、ここではＰＲの参照クラス特性として拘束長５（１，２，２，２，１）特性を選択している。拘束長５（１，２，２，２，１）の特性とは、符号ビット「１」に対する再生応答が５ビットを拘束すると共に、この再生応答波形が系列「１２２２１」で表現できることを意味している。実際に記録されている各種符号ビットの再生応答は、この系列「１２２２１」の畳込み演算によって形成されると推定する。例えば、符号ビット系列００１０００００に対する応答は００１２２２１０となる。同様に符号ビット系列０００１００００に対する応答は０００１２２２１となる。従って、符号ビット系列００１１００００の応答は、上記２つの応答の畳み込み演算となり、００１３４４３１となる。符号ビット系列００１１１００００の応答は００１３５６５３１となる。従って、畳み込み演算では、ビット毎にスライスレベルを判定するのではなく、隣接するビットの相関を考慮して、再生信号を復号化しなければならない。

なお、このＰＲのクラス特性によって得られる応答は理想的な状態を仮定したものである。この意味で上記応答は理想応答と呼ばれている。勿論、実際の応答には雑音が含まれているので、この理想応答に対してずれが生じる。従って、雑音を含む実際の応答と、予め想定されている理想応答を比較して、その差（距離）が最も小さくなるような理想応答を選択し、これを復号化信号とする。これをＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）識別という。記録されている符合ビット「１」を再生すると「１２２２１」に近似するような再生信号が得られる場合、拘束長５（１，２，２，２，１）のＰＲＭＬ識別処理を行えば、再生信号→理想応答「１２２２１」→復号後信号「１」として再生できることになる。

ＭＬ識別では、理想応答と実際の応答の差を算出するものとしてユークリッド距離を用いる。例えば、実際の再生応答系列Ａ（＝Ａ０，Ａ１，・・・，Ａｎ）と理想応答系列Ｂ（＝Ｂ０，Ｂ１，・・・，Ｂｎ）間のユークリッド距離Ｅは、Ｅ ＝ √｛Σ（Ａｉ − Ｂｉ）^２｝で定義される。従って、実際の応答と、予め想定された複数種類の理想応答を、このユークリッド距離を用いて比較して順位付けし、最も小さいユークリッド距離となる理想応答（最尤理想応答）を選択して復号化を行う。

信号の品質は、ＰＲＭＬ処理装置１１０におけるＰＲＭＬ識別方式の復号過程のデータを受け取り、このデータを利用してエラーレートやＳＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍａｒｇｉｎ）値を検出することで評価する。ここでＳＡＭ値とは、最尤理想応答のユークリッド距離と、その次の順位となる第２理想応答のユークリッド距離の差である。従って、エラーレートやＳＡＭ値を利用した評価結果が一定の基準を満たしているか否か、又は訂正不能エラーが発生したか否かによって再生データの品質を判定することができる。なお、ここでは基準値としてエラーレートやＳＡＭ値を例示したが、本発明はそれに限定されず、他の手法を用いて信号品質を判断しても良い。

本実施形態における情報記録層２０に対する情報記録には、５Ｔマーク以上の長さとなるマークについてはｎ−１記録ストラテジが採用されている。このｎ−１記録ストラテジとは、ｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを記録する際に、ｎ−１個の記録パルスで記録する手法である。例えば、図５に示されるように、５Ｔマークは４つの記録パルス波形で記録を行い、６Ｔマークは５つの記録パルス波形によって記録を行い、７Ｔマークは６つの記録パルス波形によって記録を行う。これらの記録パルスのパワーは記録パワーＰｗに設定されるが、１つの記録マーク中の記録パルス以外の領域は、冷却目的としてバイアスパワーＰｂに設定されたバイアスパルスを照射する。また、マーク以外のスペース領域には、消去パワーＰｅに設定されたレーザービームを照射する。

更に本実施形態では、２Ｔ、３Ｔ及び４Ｔマーク等の５Ｔ未満のマークについては、単一の記録パルスで記録するようにしている。ＰＲＭＬ識別方式における再生時にエラーの発生確率が高いとされるこれらのマークを、単一の記録パルスで記録することで、エラーレートを低減させることが可能となる。

既に述べたように、記録時のビームスポットの直径内には７Ｔ相当長さが少なくとも収まるようになっている。従って、２Ｔマーク〜４Ｔマークを記録する場合、ビームスポットの照射エリアに、記録対象のマークを除いて少なくとも３Ｔ〜５Ｔ相当の領域が存在していることになる。従って、２Ｔ〜４Ｔマークが、隣接スペースや隣り合うマークへの照射パルスの熱影響を受け易く、又２Ｔ〜４Ｔマークへの照射パルスが、隣接スペースや隣り合うマークに熱影響を与え易い状態となる。例えば、３ＴマークＡ、２ＴスペースＢ、２ＴマークＣというパターンを記録する場合、図６に示されるように、最初の３ＴマークＡの書込みが完了した状態で、２ＴスペースＢの全部と、後続する２ＴマークＣの約半分の領域がビームスポット内に含まれてしまうので、３ＴマークＡの形成時の残留熱の影響によって、２ＴスペースＢや２ＴマークＣが予熱されてしまう。従って、３ＴマークＡを単一の記録パルスで記録することで、後続するスペースやマークに対する過剰予熱を抑制することができるので、記録精度を向上させることが可能となる。

また、例えば図７に示されるように、３ＴマークＡ、３ＴスペースＢ、３ＴマークＣというパターンを記録する場合、最初の３ＴマークＡの書込みが完了した状態で、３ＴスペースＢの全部と、後続する３ＴマークＣの先頭側領域がビームスポット内に含まれてしまうので、３ＴマークＡの形成時の残留熱の影響によって、３ＴスペースＢや３ＴマークＣが予熱されてしまう。従って、３ＴマークＣを（複数ではなく）単一の記録パルスで記録することで、予熱を考慮した記録作業を行う事ができるので、記録精度を向上させることが可能となる。特に、３Ｔマークや４Ｔマークは、それ以上の長さのマークと比較して面積が小さいことから、予熱の影響が大きくなり、ＰＲＭＬ識別方式でも記録精度が悪化し易い。従って、これらの３Ｔ〜４Ｔマークに対して、記録ストラテジを異ならせる事で、高密度記録に対応可能とする。

なお、本発明では、４Ｔマークを必ずしも単一の記録パルスで記録する場合に限定されないが、例えばビームスポットの直径内に８Ｔ〜９Ｔ相当長さが収まる場合は、上記３Ｔマークと同様に、４Ｔマークに対しても熱の影響が大きくなるので、単一の記録パルスを積極的に用いることが好ましい。

更に、本実施形態では、２Ｔ、３Ｔ及び４Ｔマークについて、直前のスペースが２Ｔ又は３Ｔスペースである場合に限って単一の記録パルスで記録し、直前のスペースが２Ｔ又は３Ｔスペースでない場合は、ｎ−１記録ストラテジ（２Ｔマークは１つの記録パルス、３Ｔマークは２つの記録パルス、４Ｔマークは３つの記録パルス）で記録するようにしてもよい。図６、図７等で説明したように、ビームスポット内に７Ｔ相当長さが含まれると、スペース長が短いほどマーク間の熱影響が発生し易い。また、ＰＲＭＬ識別方式では、ビット列が畳み込み演算されることを前提としているので、各記録マークの長さだけではなく、記録マークやスペースの組合せによって再生信号の品質が変動するので、短いスペースと短い記録マークが連続する場合に再生エラーの発生確率が高い。従って、直前スペース長を考慮しながら、単一の記録パルスによる記録を選択的に採用して、エラーレートを低減させるようにする。

例えば２ＴマークＡ、５ＴスペースＢ、３ＴマークＣ、２ＴスペースＤ、３ＴマークＥというパターンを記録する場合、最初の２ＴマークＡを記録している段階は、図８（Ａ）に示されるように、５ＴスペースＢの影響で、後続する３ＴマークＣがビームスポット内に入らない。従って、この３ＴマークＣは２個の記録パルスで記録する。一方、この３ＴマークＣを記録している段階では、図８（Ｂ）に示されるように、隣接する２ＴスペースＤの影響で、後続する３ＴマークＥの先端領域がビームスポットの範囲内に入ってくる。従って、後続する３ＴマークＥについては、先の３ＴマークＣと異なり、単一の記録パルスを照射して記録を行うようにする。これにより、３ＴマークＥの記録時に、先の３ＴマークＣの残留熱の影響によって自らが過剰加熱となるのを防止すると共に、この３ＴマークＥの記録熱によって、先の３ＴマークＣの後端側を再加熱して再結晶化してしまうことも抑制できる。

以上のことからも分かるように、直前スペースが最短長（ここでは２Ｔ）となる場合は、このスペースの両側に存在するマーク間の熱影響が特に大きくなるので、単一の記録パルスを採用することが好ましい。

次に、第２実施形態の光記録方法について説明する。なお、この光記録方法で用いる記録再生装置は、第１実施形態と同様であるので、説明及び図示は省略する。第２実施形態の光記録方法では、５Ｔマーク以上の長さとなるマークについてはｎ／２記録ストラテジが採用されている。このｎ／２記録ストラテジとは、ｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを記録する際に、ｍ＝ｎ／２（ｍは整数：小数点以下は切り捨て）個の記録パルスで記録する手法である。例えば図９に示されるように、５Ｔマークは２つの記録パルス波形（始端記録パルスと後端記録パルス）で記録を行い、６Ｔマークと７Ｔマークは３つの記録パルス波形（始端記録パルスと中間記録パルスと後端記録パルス）によって記録を行い、８Ｔマークと９Ｔマークは４つの記録パルス波形によって記録される。

更に本第２実施形態では、２Ｔ、３Ｔ及び４Ｔマーク等の５Ｔ未満のマークについては、単一の記録パルスで記録するようにしている。特に、４Ｔマークは通常２つの記録パルスで記録するところを、単一の記録パルスで記録する。この結果、既に第１実施形態で説明したように、ＰＲＭＬ識別方式における再生時にエラーの発生確率が高いとされるこれらのマークについてエラーレートを低減させることが可能となる。

次に、第３実施形態の光記録方法について説明する。なお、この光記録方法で用いる記録再生装置は、第１実施形態と同様であるので、説明及び図示は省略する。第３実施形態の光記録方法では、図１０に示されるように、各マークの形成を開始する始端記録パルスＫＳの直前に冷却パルスＲを挿入する。なお、冷却パルスＲの冷却パワーＰｃは、消去パワーＰｅよりも低い値に設定されるが、ここではバイアスパワーＰｂと同じ値に設定している。４Ｔマーク以上の長さとなるマークについてはｎ／２記録ストラテジを採用し、２Ｔ、３Ｔマーク等の４Ｔ未満のマークについては単一の記録パルスを採用する。

第３実施形態の光記録方法によれば、マークの記録を開始する始端側の記録パルスＫＳの直前に冷却パルスＲが挿入されるので、ビームスポット内に７Ｔ相当以上の領域が含まれたとしても、直前のスペースに対して照射された消去パワーＰｅによるレーザービームの熱が、このマーク側に影響を与える事を抑制できる。また例えば図１１に示されるように、２ＴマークＡ、２ＴスペースＢ、３ＴマークＣのパターンを記録する場合、２ＴマークＡを記録している最中や、２ＴスペースＢを消去している最中に、３ＴマークＣの先端側を予熱してしまう可能性があるが、この冷却パルスＲによって、その予熱領域を積極的に冷却することができるので、記録精度を高めることが可能となる。

なお、第３実施形態では、始端記録パルスＫＳの直前に常に冷却パルスＲを挿入する場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、第３実施形態の冷却パルスを挿入した記録方法と、冷却パルスを挿入しない記録方法を選択的に用いることも可能である。具体的に、記録スピードが遅い（１Ｘ）場合に第３実施形態で示した冷却パルスを挿入した記録ストラテジを採用し、一方、記録スピードが速い（２Ｘ）の場合は、冷却パルスを挿入しない通常の記録ストラテジを採用するようにしてもよい。

記録スピードが遅い場合、情報記録層２０に対する照射時間が長くなって過剰加熱になりやすいが、冷却パルスを挿入することで放熱効果を高めることが可能になる。一方、記録スピードが速い場合には、冷却パルスを挿入しないことで、十分な加熱を行うことが可能になる。つまり、第３実施形態の記録方法を選択的に採用することで、複数種類の記録スピードに対応することが可能となる。なお第３実施形態の記録方法を選択的に用いる場合以外にも、例えば、記録スピード等の変化に応じて、第１又は第２実施形態の記録方法を選択的に用いても良い。

次に、これらの第１〜第３実施形態等で示した光記録方法で記録した光記録媒体１の再生について説明する。なお、ここでは第１実施形態で示した図８の光記録媒体１を再生する場合について説明することにする。

図１２に示されるように、この光記録媒体１には、２ＴマークＡ、５ＴスペースＢ、３ＴマークＣ、２ＴスペースＤ、３ＴマークＥというパターンが記録されている。また、３ＴマークＣは２個の記録パルスで記録されているが、３ＴマークＥは単一の記録パルスで記録されている。

最初の２ＴマークＡを再生する場合、再生ビームスポットＳ１の中心が２ＴマークＡ上を通過する。この場合、再生ビームスポットＳ１の直径が７Ｔ相当であるため、他のマークがビームスポットＳ１の中に入らないので、再生信号の品質が安定する。一方、次の３ＴマークＣを再生する場合、再生ビームスポットＳ２の中心が３ＴマークＣ上を通過している途中で、この再生ビームスポットＳ２内に次の３ＴマークＥが入ってしまう。従って、後続する３ＴマークＥの存在によって、３ＴマークＣの再生信号品質が悪化しやすい。しかし、本実施形態では、後続する３ＴマークＥを単一パルスで記録しているため、再生ビームスポットＳ２の反射光に与える影響を小さくすることが可能となり、これにより、３ＴマークＣの再生品質の悪化を低減させることが可能となる。

また、３ＴマークＥを再生ビームスポットＳ３によって再生する場合も同様に、このビームスポットＳ３の中に先の３ＴマークＣの後端部分が介在するので、信号品質が悪化しやすい。しかし既に述べたように、３ＴマークＥ自体が単一パルスで記録しているので、先の３ＴマークＣの影響を受けたとしても、適切な再生信号となる。つまり、再生ビームスポットの直径が７Ｔ相当（即ち半径が３．５Ｔ相当）以上になる場合、隣接する記録マークの間に２Ｔ〜３Ｔスペースが存在しても、一方の記録マークの再生中に他方の記録マークが再生ビームスポット内に入ってしまう。特に記録マークが２Ｔ〜４Ｔのように小さい場合、再生ビームスポット内に自身の略全体が収まっている状態で、隣接する記録マークが介在してくるので、再生品質に大きな影響が生じ、再生エラーにつながってしまう。

そこで本実施形態によれば、上記のような状態で隣接する記録マーク間の再生時の影響を予め想定して、単一パルスによって記録を行っているので、再生品質を向上させることが可能となっている。

（実施例１及び比較例１）

本実施形態の記録再生装置１００を利用して、２Ｘの記録スピード対応の光記録媒体に対して、クロック周期Ｔを１５．１５ｎｓｅｃ、記録スピードを４．１ｍ／ｓｅｃ、１Ｔ相当長さを６２ｎｍとして記録し、３０ＧＢの記録容量を達成した。この光記録媒体に対してランダムパターン列の記録を行い、記録精度を検査するために、この記録パターンの再生品質をＰＲＳＮＲとＳｂＥＲの双方で評価した。ＰＲＳＮＲ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｓｉｇａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）とは、再生信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）及び実際の再生信号と理想応答の線形性を同時に表現できる評価手法であり、値が大きいほど優れた信号品質となる。ここではパルステック工業株式会社のＰＲＳＮＲ計測ボード等を用いて評価した。ＳｂＥＲ（Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）とは、複数の再生信号に関してこのＳＡＭ値を算出し、この複数のＳＡＭ値から得られる正規分布の平均及び標準偏差に基づいて誤認識の発生確率を評価するものであり、値が小さいほど優れた信号品質となる。ここではパルステック工業株式会社のＳｂＥＲ測定ユニットを利用した。

記録ストラテジとしては、２Ｔマークは単一記録パルス、３Ｔマークは冷却パルスと単一記録パルス、４Ｔマーク以上は通常のｎ−１記録ストラテジによる記録パルスにて記録を行った。なお、参考として３Ｔマークに対するパルス波形を図１３（Ａ）に示す。３Ｔマークを記録する場合には、単一の記録パルスＫを採用すると共に、この記録パルスの直前に冷却パルスＲを挿入する。また、後方のバイアスパルスＢは、形成する３Ｔマークの後端よりも更に後方側に延長しており、出来る限り長く冷却するようにした。このようにすることで、冷却不足を回避することが可能になる。

また、比較例１として、全てのランダムパターンに対して通常のｎ−１記録ストラテジを採用して記録を行い、再生信号品質を評価した。比較例１における３Ｔマークに対するパルス波形は、図１３（Ｂ）に示されるように、３Ｔマークに対して２個の記録パルスＫ１、Ｋ２と２個のバイアスパルスＢ１、Ｂ２を用いた。なお、始端側の記録パルスＫ１のパルス幅を様々に変化させる事で、出来る限り高精度となるように検証し、その結果を実施例１と比較するようにした。

比較例１におけるＰＲＳＮＲとＳｂＥＲのそれぞれに最高品質の数値と、実施例１となる品質の数値を図１４に示す。図１４に示されるように、ＳｂＥＲに関しては、比較例１の最高品質値（最低値）が３．４Ｅ−０６となるのに対して、実施例１では５．５Ｅ−０７と低減しており、実施例１は比較例１よりも信号品質が向上することが分かった。また、ＰＲＳＮＲに関しても、比較例１の最高値が１５．８となるのに対して、実施例１では１６．８となり、同様に信号品質が向上した。従って、ＳｂＥＲとＰＲＳＮＲの双方で判断しても、実施例１の記録精度が高い事が明らかとなった。

（比較例２）

更に比較例２として、１Ｔ相当長さが７４．５ｎｍ、スポット径が４７６．５ｎｍに設定して、スポット径が７Ｔ未満となる約６．４Ｔ相当長さとなるようにし、２５ＧＢの記録容量に設定してランダムパターンの記録実験を行った。ここでは記録ストラテジとして、上記実施例１相当の記録ストラテジによる記録と、上記比較例１相当の記録ストラテジによる記録を採用した。この結果を図１５に示す。ＳｂＥＲに関しては、比較例１相当の記録ストラテジによる記録データの最高品質（最低値）が４．６Ｅ−０８であるのに対し、実施例１相当の記録ストラテジでは品質が３．９Ｅ−０８となり、実施例１の信号品質の方が多少向上した。一方、ＰＲＳＮＲに関しては、比較例１相当の最高品質（最高値）が２３．０となるのに対して、実施例１相当では品質が２２．３となっており、比較例１相当の記録ストラテジの方が信号品質が向上した。以上のことから、比較例２のように、スポット径が７Ｔ未満となる場合においては、実施例１相当の記録ストラテジが必ずしも好ましいという訳ではないことが分かる。

以上、本実施形態では、光記録媒体における情報記録層が単層の場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、多層構造にも適用可能である。特に多層構造の場合、各情報記録層において、本発明の記録方法を選択的に採用することが好ましい。具体的には、レーザーに近い側の記録層に対しては、本発明の記録方法を採用し、レーザーから最も遠い記録層に対しては、放熱効果も高いので、他の記録方法等を採用することが望ましい。

なお、本発明の記録方法は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明によれば、光記録媒体の記録容量又は記録密度を増大させても、最適な記録条件を設定することが可能となり、記録精度を向上させる事が可能となる。

本発明の第１実施形態の例に係る光記録媒体の記録再生装置を示すブロック図 同光記録媒体の構造を示す斜視図及び拡大断面図 同光記録媒体の情報記録層におけるデータ保持形態を示す拡大斜視図 同記録再生装置によるビームスポットの状態を示す拡大図 同記録再生装置による記録ストラテジに基づくパルス波形を示すタイミングチャート 記録時のビームスポットの状態を示す拡大図 記録時のビームスポットの状態を示す拡大図 記録時のビームスポットの状態を示す拡大図 第２実施形態の記録ストラテジに基づくパルス波形を示すタイミングチャート 第３実施形態の記録ストラテジに基づくパルス波形を示すタイミングチャート 記録時のビームスポットの状態を示す拡大図 本実施形態の光記録媒体の再生時のビームスポットの状態を示す拡大図 実施例１及び比較例１のパルス波形を示すタイミングチャート 実施例１及び比較例１の記録品質の評価結果を示す表図 比較例２の記録品質の評価結果を示す表図

符号の説明

１ ・・・ 光記録媒体
１０ ・・・ 基板
２０ ・・・ 情報記録層
３０ ・・・ カバー層
３５ ・・・ ハードコート層
３５Ａ ・・・ 光入射面
１００ ・・・ 再生装置
１０２ ・・・ レーザー光源
１０４ ・・・ レーザーコントローラ
１０６ ・・・ 光学機構
１０８ ・・・ 光検出装置
１１０ ・・・ ＰＲＭＬ処理装置
１１２ ・・・ スピンドルモータ
１１４ ・・・ スピンドルドライバ
１１６ ・・・ 信号処理装置
１２０ ・・・ 記録パルス調整手段

Claims (12)

1. レーザービームの記録パルスを照射することで、光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、
   記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、
   ３Ｔ相当長さ以上の特定マークを、単一の記録パルスによって記録することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。
2. 前記特定マークが３Ｔ又は４Ｔ相当長さであることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の情報記録方法。
3. 前記特定マークの直前のスペースが特定長さである場合に、前記特定マークを単一の記録パルスによって記録し、前記直前のスペースが前記特定長さ以外の場合には、前記特定マークを複数の記録パルスによって記録することを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体の情報記録方法。
4. 前記直前のスペースの特定長さが、最短長さを含むことを特徴とする請求項３記載の光記録媒体の情報記録方法。
5. レーザービームの記録パルスを照射することで、光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、
   記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、
   ｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを記録する際に、３Ｔ相当長さ以下のマークについては単一の記録パルス、４Ｔ相等長さのマークについては１、２又は３個の記録パルス、５Ｔ相当長さ以上のマークについてはｎ−１記録ストラテジによる記録パルスで記録することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。
6. レーザービームの記録パルスを照射することで、光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、
   記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、
   ｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを記録する際に、４Ｔ相当長さ以下のマークについては単一の記録パルス、５Ｔ相当長さ以上のマークについてはｎ／２記録ストラテジによる記録パルスで記録することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。
7. 前記記録パルスよりも低パワーとなる消去パワーにて前記レーザービームを照射することで、前記光記録媒体の情報を消去するようにし、更に、
   マークの形成を開始する記録パルスの直前に、前記消去パワーよりも低パワーとなる冷却パルスを挿入することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
8. レーザービームの記録パルスを照射して光記録媒体に情報を記録すると共に、前記記録パルスよりも低パワーとなる消去パワーにて前記レーザービームを照射して前記光記録媒体の情報を消去する光情報記録方法であって、
   記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定し、更に、
   マークの形成を開始する記録パルスの直前に、前記消去パワーよりも低パワーとなる冷却パルスを挿入することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。
9. 前記レーザービームの前記波長λが４００〜４１０ｎｍ、前記開口数ＮＡが０．７０〜０．９０に設定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
10. 全マークにおける最短マークの長さが１２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
11. レーザービームを発生するレーザー光源と、
    前記レーザービームを集光する対物レンズと、
    光記録媒体に対して前記レーザービームの記録パルスを照射して情報を記録する照射制御手段と、を備え、
    記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定されており、
    前記照射制御手段が、３Ｔ相当長さ以上の特定マークを形成する際に、単一の記録パルスを前記光記録媒体に照射することを特徴とする光記録装置。
12. レーザービームを発生するレーザー光源と、
    前記レーザービームを集光する対物レンズと、
    光記録媒体に対して前記レーザービームの記録パルスを照射して情報を記録すると共に、前記記録パルスよりも低パワーとなる消去パワーにて前記レーザービームを照射して前記光記録媒体の情報を消去する照射制御手段と、を備え、
    記録クロックの周期をＴ、前記レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合に、７Ｔ相当長さが、前記レーザービームのスポット径λ／ＮＡ以下となるように設定されており、
    前記照射制御手段が、マークの形成を開始する記録パルスの直前に、前記消去パワーよりも低パワーとなる冷却パルスを挿入することを特徴とする光記録装置。

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