JP2010140635A - 光学的情報記録方法、光学的情報記録装置および光学的情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】同一の媒体に対して広い線速度範囲に渡って安定かつ良好な信号品質でデータを記録再生する。
【解決手段】設定された線速度ｖ１またはｖ２（ｖ１＜ｖ２）に応じて記録パルス信号が生成され、記録パルス信号に基づいてレーザ光が照射される。線速度ｖ１における記録パルス間のパワーレベルをＰｂｔ１、線速度ｖ２における記録パワーのパワーレベルをＰｗａ２、線速度ｖ２における第２の記録パワーのパワーレベルをＰｗｂ２、線速度ｖ１における消去パワーのパワーレベルをＰｅ１、線速度ｖ２における消去パワーのパワーレベルをＰｅ２としたときに、Ｐｂｔ１≦Ｐｅ１ かつ Ｐｅ２＜Ｐｗｂ２＜Ｐｗａ２となり、線速度ｖ２におけるレーザ光の波形を、パワーレベルＰｗａ２の記録パルスの直後にＰｗｂ２の記録パルスを設けた階段状波形に制御する。階段状波形の各段の幅を、いずれも線速度ｖ２におけるチャネルクロック周期の１／２よりも長く設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学的にデータを記録・再生する光学的情報記録媒体の記録再生方法および記録再生装置に関するもので、特に、複数の異なる線速度で記録する媒体に対する記録パルス波形の生成方法に関連するものである。

近年、光学的にデータを記録する媒体として、光ディスク、光カード、光テープなどが提案・開発されている。その中でも光ディスクは、大容量かつ高密度にデータを記録・再生できる媒体として注目されている。

例えば相変化型光ディスクの場合、以下に述べる方法でデータの記録再生が行われている。光ヘッドにより集束させた、再生パワーよりも強いレーザ光（このパワーレベルを記録パワーレベルといい、Ｐｗで表す）を光ディスクの記録膜に照射して記録膜の温度を融点を越えて上昇させると、レーザ光の通過とともに溶融部分は急速に冷却されて非晶質（アモルファス）状態のマークが形成される。また、記録膜の温度を結晶化温度以上融点以下の温度まで上昇させる程度のレーザ光（このパワーレベルを消去パワーレベルといい、Ｐｅで表す）を集束して照射すると、照射部の記録膜は結晶状態になる。

このようにして、媒体にはデータ信号に対応した非晶質領域であるマークと結晶領域であるスペースとからなる記録パターンが形成される。そして結晶と非晶質との反射率の相
違を利用して、データの再生が行われる。

上で述べたように、媒体にマークを形成するためには、レーザ光のパワーレベルを少なくとも消去パワーレベルと記録パワーレベルとの間で変調して発光させることが必要である。この変調動作に用いるパルス波形を記録パルスと呼ぶ。１つのマークを複数の記録パルスで形成する記録方法もすでに多数開示されている。この複数の記録パルスを記録パルス列と呼ぶ。

現在、ＤＶＤなどの光学的情報記録媒体では、主としてＣＬＶ（等線速度）記録が用いられている。これは、媒体全面にわたって線速度・転送レート・線密度をほぼ同じにして記録する方式である。この場合、媒体の回転速度は、媒体中の記録再生位置（すなわち半径位置）によって変化する。

これに対して、媒体の回転速度と線密度を媒体全面にわたってほぼ一定とする、ＣＡＶ（等角速度）記録方式が提案されている。ＣＡＶ記録方式では、媒体を回転させるスピンドルモータの回転変速制御が不要なため、スピンドルモータおよびその制御回路を低コストで作製できる利点がある。また、記録再生位置のシーク動作後、所定の回転速度になるまで記録再生動作を待つ必要がないので、媒体に対するアクセス速度を短くすることが可能である。

一方、この方式では、媒体中の記録再生位置によって線速度と転送レートが変化する。したがって、記録再生位置によって、媒体におけるレーザ光の照射条件や加熱・冷却条件が変化することになる。

複数の異なる線速度で媒体に記録する場合に、信号品質を良くする記録方式としては様々な方法が開示されている。その一つには、記録パルス列でマークを形成し、記録線速度に応じて記録パワーと消去パワーの比または各記録パルスの幅を変化させる方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、記録パルス列でマークを形成し、記録線速度の増大に応じて各記録パルスのデューティ比を高くする（すなわち、チャネルクロック周期に対するパルス幅の比を高くする）方法も開示されている（例えば特許文献２参照）。さらに、１つの矩形波からなる記録パルスで１つの記録マークを形成し、記録線速度に応じて記録パワーまたは記録パルスの幅を変化させる方法も開示されている（例えば特許文献３参照）。

特開２００１−１１８２４５号公報（第５−７頁、第１図） 特開２００１−２２２８１９号公報（第３−５頁、第２図） 特開２００１−１５５３３９号公報（第５−７頁、第２図）

しかしながら、上記従来の記録再生方法では、変化させる線速度の範囲が広い場合に、データを信号品質良くかつ安定に記録できないという課題を有していた。以下、その課題について説明する。

記録パルス列を用いて高線速度かつ高転送レートで記録する場合には、記録パルス列を生成する基準となる、チャネルクロック周期を短くする必要がある。しかし、レーザの変調・発光動作には一定の立ち上がり時間と立ち下がり時間が存在する。

図１６は、従来の記録再生方法によってレーザ光を変調してマークを記録するための信号およびレーザ光の波形を示す図である。例えば、図１６に示すようにチャネルクロック信号の周期Ｔｗ９１の１／２が、レーザ光の立ち上がり時間ＴＵ１と立ち下がり時間ＴＤ
１との和よりも長い場合には、レーザ光は記録パワーレベルＰｗ、消去パワーレベルＰｅ、パルス間パワーレベルＰｂｔの各パワーレベル間で変調・発光動作することができる。

図１７は、従来の記録再生方法によってレーザ光を変調してマークを記録するための信号およびレーザ光の他の波形を示す図である。図１７に示すようにチャネルクロック信号の周期Ｔｗ９２の１／２が、レーザ光の立ち上がり時間ＴＵ２と立ち下がり時間ＴＤ２との和よりも短くなると、レーザ光は記録パワーレベルＰｗとパルス間パワーレベルＰｂｔとの間で変調することができないので、レーザ光のパワーレベルは発光パルスの幅に依存して変化することになる。すなわち、変調時のパワーレベルが不定となるので、所望の形状でマークを安定に形成することができなくなる。

図１８は、従来の記録再生方法によってレーザ光を変調してマークを記録するための信号およびレーザ光のさらに他の波形を示す図である。線速度が増大するにしたがって各記録パルスのデューティ比を高くする方法では、高線速度の場合に次のような不具合が生じる。すなわち、チャネルクロック信号の周期Ｔｗ９３の１／２がレーザ光の立ち上がり時間と立ち下がり時間との和よりも長い場合でも、各パルス間の幅がレーザの立ち上がり時間と立ち下がり時間との和よりも短くなると、図１８に示すようにレーザ光は記録パワーレベルＰｗとパルス間パワーレベルＰｂｔとの間で変調することができなくなる。

図１９は、従来の記録再生方法によってレーザ光を変調してマークを記録するための信号およびレーザ光のさらに他の波形を示す図である。１つの矩形波を用いて低線速度かつ低転送レートで記録する場合には、レーザスポットと媒体との間の相対速度が遅くなり、かつ記録パルスの幅も長くなる。その結果、媒体に対する熱の蓄積効果が大きくなるので、マーク歪みが生じやすくなるという問題があった。

例えば、相変化光ディスクにマークを形成する場合には、マークの後部を記録しているときには、マークの前部に蓄積されていた熱が同時にマークの後部に拡散する。その結果、マークの後部においてはマークの前部よりもより多くの熱が記録膜に与えられるため、図１９に示すように、相変化光ディスクのトラック７０１に形成されるマーク７０２の後部がマーク７０２の全部よりも相対的に大きくなってマーク７０２の形状が歪む現象が発生し、再生信号品質が悪化していた。

さらに、記録パルス信号のデューティ比を、発光波形に対して時間軸方向に沿って変化させる場合、通常はディレイライン等を用いて記録パルス信号を遅延させることによって実現するので、時間軸方向に沿った変化は離散的なものとなる。したがってＣＡＶ記録方式では、連続的な線速度の変化に対応して、離散的にしかデューティ比を変化させることができないことになる。その結果、ＣＡＶ記録方式では記録位置によって記録特性がばらつくという問題が生じていた。

本発明の目的は、同一の媒体に対して広い線速度範囲に渡って安定かつ良好な信号品質を有するデータを記録再生することができる光学的情報記録方法、光学的情報記録装置および光学的情報記録媒体を提供することにある。

本発明に係る光学的情報記録装置は、回転する光学的情報記録媒体にレーザ光を照射して光感応性記録膜の光学的特性を変化させて、データの記録符号の長さにその長さが対応するマークまたはスペースを形成し、前記マークは、少なくとも記録パワーレベルと消去パワーレベルとを含む複数のパワーレベルの間でパワーを切り換えた前記レーザ光の照射によって形成する光学的情報記録装置であって、前記回転する光学的情報記録媒体に対して、第１の線速度ｖ１と前記第１の線速度ｖ１よりも大きい第２の線速度ｖ２とを設定する線速度設定回路と、前記線速度設定回路の設定結果に応じて記録パルス信号を発生する記録パルス生成回路と、前記記録パルス生成回路によって生成された前記記録パルス信号に基づいて前記レーザ光を前記光学的情報記録媒体へ照射するレーザ駆動回路とを備える。

前記第１の線速度ｖ１における前記記録パルス間のパワーレベルを示す第１パルス間パワーレベルをＰｂｔ１とし、前記第２の線速度ｖ２における前記記録パワーのパワーレベルを示す記録パワーレベルをＰｗａ２とし、前記第２の線速度ｖ２における第２の記録パワーのパワーレベルを示す第２記録パワーレベルをＰｗｂ２とし、前記第１の線速度ｖ１における前記消去パワーのパワーレベルを示す第１消去パワーレベルをＰｅ１とし、前記第２の線速度ｖ２における前記消去パワーのパワーレベルを示す第２消去パワーレベルをＰｅ２としたときに、前記レーザ駆動回路は、Ｐｂｔ１≦Ｐｅ１ かつ Ｐｅ２＜Ｐｗｂ２＜Ｐｗａ２となり、前記第２の線速度ｖ２における前記レーザ光の波形が、前記パワーレベルＰｗａ２の記録パルスの直後に前記パワーレベルＰｗｂ２の記録パルスを設けた階段状波形となるように、前記レーザ光のパワーレベルを制御し、前記記録パルス発生回路は、前記階段状波形の各段の幅を、いずれも前記第２の線速度ｖ２におけるチャネルクロック周期の１／２よりも長く設定することを特徴とする。

本発明に係る光学的情報記録方法は、回転する光学的情報記録媒体にレーザ光を照射して光感応性記録膜の光学的特性を変化させて、データの記録符号の長さにその長さが対応するマークまたはスペースを形成し、前記マークは、少なくとも記録パワーレベルと消去パワーレベルとを含む複数のパワーレベルの間でパワーを切り換えた前記レーザ光の照射によって形成する光学的情報記録方法であって、前記回転する光学的情報記録媒体に対して、第１の線速度ｖ１と前記第１の線速度ｖ１よりも大きい第２の線速度ｖ２とを設定する線速度設定工程と、前記線速度設定工程の設定結果に応じて記録パルス信号を発生する記録パルス生成工程と、前記記録パルス生成工程によって生成された前記記録パルス信号に基づいて前記レーザ光を前記光学的情報記録媒体へ照射するレーザ駆動工程とを備える。

前記第１の線速度ｖ１における前記記録パルス間のパワーレベルを示す第１パルス間パワーレベルをＰｂｔ１とし、前記第２の線速度ｖ２における前記記録パワーのパワーレベルを示す記録パワーレベルをＰｗａ２とし、前記第２の線速度ｖ２における第２の記録パワーのパワーレベルを示す第２記録パワーレベルをＰｗｂ２とし、前記第１の線速度ｖ１における前記消去パワーのパワーレベルを示す第１消去パワーレベルをＰｅ１とし、前記第２の線速度ｖ２における前記消去パワーのパワーレベルを示す第２消去パワーレベルをＰｅ２としたときに、前記レーザ駆動工程は、Ｐｂｔ１≦Ｐｅ１ かつ Ｐｅ２＜Ｐｗｂ２＜Ｐｗａ２となり、前記第２の線速度ｖ２における前記レーザ光の波形が、前記パワーレベルＰｗａ２の記録パルスの直後に前記パワーレベルＰｗｂ２の記録パルスを設けた階段状波形となるように、前記レーザ光のパワーレベルを制御し、前記記録パルス生成工程は、前記階段状波形の各段の幅を、いずれも前記第２の線速度ｖ２におけるチャネルクロック周期の１／２よりも長く設定することを特徴とする。

本発明に係る光学的情報記録媒体は、上記光学的情報記録方法によってデータが記録される光学的情報記録媒体であって、前記第１パルス間パワーレベルＰｂｔ１および前記第２記録パワーレベルＰｗｂ２の値を表す情報が記録されていることを特徴とする。

本発明に係る光学的情報記録装置においては、レーザ駆動回路が、Ｐｂｔ１≦Ｐｅ１ かつ Ｐｅ２＜Ｐｗｂ２＜Ｐｗａ２となり、第２の線速度ｖ２におけるレーザ光の波形が、パワーレベルＰｗａ２の記録パルスの直後にパワーレベルＰｗｂ２の記録パルスを設けた階段状波形となるように、レーザ光のパワーレベルを制御することにより、広い線速度範囲にわたって歪みのないマークを形成することができ、正確にデータを記録することが可能になる。しかも、記録パルス発生回路が、階段状波形の各段の幅を、いずれも第２の線速度ｖ２におけるチャネルクロック周期の１／２よりも長く設定することにより、記録パルスの立ち上がり時間と立ち下がり時間との和がチャネルクロック信号の周期の１／２よりも長い高線速度になった場合でも、レーザ光を所望のパワーレベルで安定して発光させることができる。

実施の形態１に係る光学的情報記録装置の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る光学的情報記録装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る光学的情報記録装置の動作を説明するための信号波形図である。 実施の形態１に係る光学的情報記録装置の動作を説明するための信号波形図である。 実施の形態２に係る光学的情報記録装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る光学的情報記録装置の動作を説明するための信号波形図である。 実施の形態２に係る光学的情報記録装置の動作を説明するための信号波形図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作の他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作の他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作の他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作の他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る光学的情報記録装置の動作のさらに他の変形例を説明するための模式図である。 従来の光学的情報記録装置の動作を説明するための信号波形図である。 従来の光学的情報記録装置の動作を説明するための信号波形図である。 従来の他の光学的情報記録装置の動作を説明するための信号波形図である。 従来のさらに他の光学的情報記録装置の動作を説明するための信号波形図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る光学的情報記録装置１００の概略構成を示すブロック図である。

１はデータを記録再生する光ディスクで、２は光学的情報記録装置１００の全体を制御するシステム制御回路である。３は記録するデータに応じて２値化された記録データ信号を発生させる変調回路で、４は記録データ信号に応じてレーザを駆動するパルスを発生させる記録パルス生成回路である。５は記録パルス生成回路が出力するパルスに応じて、光ヘッド６内のレーザを駆動させる電流を変調するレーザ駆動回路である。６は光ヘッドであり、レーザ光を集束して光ディスク１に照射する。７は光ディスク１の線速度（すなわち、回転数）を制御する線速度設定回路、８は光ディスク１を回転させるスピンドルモーターである。９は光ディスク１からの反射光に基づく再生信号の波形処理を行なう再生信号処理回路であり、１０は再生データを得るための復調回路である。

次に、図２のフローチャート、および図３、図４の動作図を用いて、実施の形態１に係る光学的情報記録装置１００の動作を説明する。

図２は実施の形態１に係る光学的情報記録装置１００の動作を示すフローチャートである。図３は実施の形態１に係る光学的情報記録装置１００において線速度を低くして記録する場合の動作を示す波形図、図４は線速度を高くして記録する場合の動作を示す波形図である。図３および図４では、符号長５Ｔのマークを記録する動作を示している。ここでＴはチャネルクロック周期を表す。この実施の形態１では、符号長５Ｔのマークを記録するために合計３つの記録パルスからなる記録パルス信号１２を使用している。符号長５Ｔ以外の符号長のマークを記録するときには、符号長の増減に応じて、記録パルスの個数または／および記録パルス列の全長が変化する。

図３、図４の各図においては、チャネルクロック信号の波形と、変調信号１１の波形と、記録パルス信号１２の波形と、記録パルス間レベル制御信号１３の波形と、レーザ光１４の発光波形と、レーザ光１４によりマーク３０２、４０２が記録された後のトラック３０１、４０１の状態とを示している。

記録時には、まず、線速度設定工程ステップ２０１（以下、Ｓ２０１のように略記する）により、システム制御回路２の命令に基づいて線速度設定回路７がスピンドルモーター８の回転数を制御し、光ディスク１を所定の線速度で回転させる。そしてシーク動作工程Ｓ２０２により、光ヘッド６が光ディスク１における所定の記録領域の上にシークする。

次に、実施の形態１において低線速度で記録する（すなわち、低い転送レートで記録する）場合の、特にデータを記録する動作を説明する。

記録パワー・消去パワー決定工程Ｓ２０３により、システム制御回路２が、この低線速度において最適な記録パワーレベルＰｗａ１および消去パワーレベルＰｅ１を決定して、レーザ駆動回路５にパワー設定信号１５を送出する。この記録パワーレベルＰｗａ１および消去パワーレベルＰｅ１は、光ディスク１に対してテスト記録することで決定するものであってもよい。また、光ディスク１のコントロールトラック領域上に、記録パワーレベルＰｗａ１および消去パワーパワーレベルＰｅ１を表す情報が記録されているのであれば、この情報を読み出すことにより決定するものであってもよい。

Ｓ２０３と同様にして、記録パルス間レベル決定工程Ｓ２０４により、システム制御回路２が、上記の低線速度における記録パルス間パワーレベルＰｂｔ１を決定し、レーザ駆動回路５にパワー設定信号１５を送出する。ここで低線速度の場合には、記録パルス間パワーＰｂｔ１が消去パワーＰｅ１よりも低くなるように設定する。

そして変調工程Ｓ２０５により、システム制御回路２からの記録データが、図３に示すチャネルクロック信号に基づき変調回路３により変調される。変調回路３は、図３に示す変調信号１１を送出する。次に記録パルス列信号・記録パルス間信号発生工程Ｓ２０６により、記録パルス生成回路４は変調回路３によって送出された変調信号１１をもとにして図３に示す記録パルス信号１２と記録パルス間レベル制御信号１３とをレーザ駆動回路５に送出する。

その後、レーザ駆動工程Ｓ２０７により、レーザ駆動回路５はレーザ光１４のパワーレベルを変調させる。このパワーレベルは記録パルス信号１２および記録パルス間レベル制御信号１３の信号レベルに基づいて決定される。すなわち、レーザ光１４のパワーレベルは、（記録パルス信号１２＝Ｈ）の場合には記録パワーレベルＰｗａ１となり、（記録パ
ルス信号１２＝Ｌ、かつ記録パルス間レベル制御信号１３＝Ｈ）の場合には記録パルス間パワーＰｂｔ１となり、（記録パルス信号１２＝Ｌ、かつ記録パルス間レベル制御信号１３＝Ｌ）の場合には消去パワーレベルＰｅ１となる。その結果、レーザ光１４の発光波形は図３に示すようにパワーレベルが変化する。

そして記録工程Ｓ２０８により、図３に示すように、レーザ光１４が記録トラック３０１上に符号長５Ｔに相当するマーク３０２を形成する。

低線速度ではレーザ光の立ち上がり時間および立ち下がり時間に比べてチャネルクロック信号の周期Ｔｗ１が長いので、レーザ光１４は記録パワーレベルＰｗａ１、消去パワーレベルＰｅ１、パルス間パワーレベルＰｂｔ１の各パワーレベル間で安定に変調・発光動作することができる。よって、記録パルス間パワーレベルＰｂｔ１を消去パワーレベルＰｅ１以下にすることができるので、マーク３０２の後部を記録しているときの熱をマーク３０２の前部と同等にすることができる。その結果、歪みのないマーク３０２を形成することができ、正確にデータを記録することが可能となる。

また、実施の形態１において高線速度で記録する（すなわち、高い転送レートで記録する）場合は、装置各部の信号波形およびトラック上の記録パターンは図４に示すようになる。

前述した低線速度の場合と異なるのは、記録パルス間レベル決定工程Ｓ２０４において、記録パルス間パワーＰｂｔ２を消去パワーＰｅ２よりも高くするように設定することである。これにより、熱の蓄積が小さくなる高線速度においても記録膜の温度を十分に高くすることができる。一方、レーザ光１４のパワーレベルの変調範囲は低線速度の場合よりも相対的に狭くなるので、各パワーレベル間の立ち上がり時間および立ち下がり時間も短くなる。そして、記録パルス間の幅が極端に小さくなることもないので、高線速度の場合でも、レーザ光を各パワーレベル間で安定に変調・発光動作させることができる。

以上述べたように、実施の形態１のポイントは、図３と図４との関係に示すように、低線速度における記録パルス間パワーＰｂｔ１と高線速度における記録パルス間パワーＰｂｔ２とを互いに異ならせていることである。しかも、各線速度での消去パワーＰｅ１およびＰｅ２を基準としたときに、低線速度では記録パルス間パワーＰｂｔ１を消去パワーＰｅ１以下にし、高線速度では記録パルス間パワーＰｂｔ２を消去パワーＰｅ２よりも高くする。これにより、広い線速度範囲にわたって歪みのないマークを形成することができ、正確にデータを記録することが可能になる。

（実施の形態２）
次に、図５のフローチャート、および図６、図７の動作図を用いて、本発明に係る実施の形態２の光学的情報記録装置の動作について説明する。

実施の形態２での光学的情報記録装置の構成および、低線速度で記録する場合の動作については実施の形態１で述べたものと同様である。高線速度で記録する場合の動作について、以下で説明する。

図５は実施の形態２に係る光学的情報記録装置の動作を示すフローチャートである。図６および図７は実施の形態２で線速度を高くして記録する場合の動作を示す波形図である。図６および図７では、図３および図４と同様に、符号長５Ｔのマークを記録する動作を説明している。図５、図６の各図においては、チャネルクロック信号の波形、変調信号１１の波形、記録パルス信号１２の波形、第２の記録パワーレベル制御信号の波形、レーザ光１４の発光波形、およびレーザ光１４によりマーク３０２、４０２が記録された後のト
ラック３０１、４０１の状態を示している。

記録時には、まず、線速度設定工程Ｓ５０１により、システム制御回路２の命令に基づいて線速度設定回路７がスピンドルモーター８の回転数を制御し、光ディスク１を所定の線速度で回転させる。そしてシーク動作工程Ｓ５０２により、光ヘッド６が光ディスク１における所定の記録領域の上にシークする。

記録パワー・消去パワー決定工程Ｓ５０３により、システム制御回路２が、この高線速度で最適な記録パワーレベルＰｗａ２および消去パワーレベルＰｅ２を決定して、レーザ駆動回路５にパワー設定信号１５を送出する。この記録パワーレベルＰｗａ２および消去パワーレベルＰｅ２は、実施の形態１と同様に、光ディスク１に対してテスト記録することで決定するものであってもよい。また、光ディスク１のコントロールトラック領域上に、記録パワーおよび消去パワーを表す情報が記録されているのであれば、この情報を読み出すことにより決定するものであってもよい。ここまでは実施の形態１と同様である。

その後、第２の記録パワーレベル決定工程Ｓ５０４により、システム制御回路２が、上記の高線速度における第２の記録パワーレベルＰｗｂ２を決定し、レーザ駆動回路５にパワー設定信号１５を送出する。

そして変調工程Ｓ５０５により、システム制御回路２からの記録データが、図６に示すチャネルクロック信号に基づき変調回路３により変調される。変調回路３は、図６に示す変調信号１１を送出する。記録パルス信号・第２の記録パワーレベル信号発生工程Ｓ５０６により、記録パルス生成回路４は変調信号１１をもとにして図６に示す記録パルス信号１２と第２の記録パワーレベル制御信号１３とをレーザ駆動回路５に送出する。

その後、レーザ駆動工程Ｓ５０７により、レーザ駆動回路５はレーザ光１４のパワーレベルを変調させる。このパワーレベルは記録パルス信号１２および第２の記録パワーレベル制御信号１３の信号レベルで決定される。すなわち、（記録パルス信号１２＝Ｈ）の場合には第１の記録パワーレベルＰｗａ２で、（記録パルス信号１２＝Ｌ かつ 第２の記録パワーレベル制御信号＝Ｈ）の場合には第２の記録パワーレベルＰｗｂ２で、（記録パルス信号１２＝Ｌ、かつ２の記録パワーレベル制御信号＝Ｌ）の場合には消去パワーレベルＰｅ２で発光する。その結果、レーザ光１４の発光波形は図６に示すようにパワーレベルが変化する。

そして記録工程Ｓ５０８により、図６に示すように、レーザ光１４が記録トラック６０１上に符号長５Ｔに相当するマーク６０２を形成する。

実施の形態１と異なるのは、（１）記録パルス間パワーレベル制御信号Ｐｂｔ１に代わって第２の記録パワーレベル制御信号Ｐｗｂ２でレーザ駆動回路５を制御すること、（２）記録パルス信号１２および第２の記録パワーレベル制御信号１３の信号レベルの組み合わせにより、レーザ光１４が第１の記録パワーレベルＰｗａ２から第２の記録パワーレベルＰｗｂ２（ここでＰｗａ２＞Ｐｗｂ２＞Ｐｅ２）に、階段状に変化して発光すること、（３）記録パルス信号１２および第２の記録パワーレベル制御信号１３の信号レベルの組み合わせにより、階段状の発光波形の各段の幅はチャネルクロック信号の周期Ｔｗ２の１／２よりも長いことである。

上述の形態とすることで、実施の形態１で対応可能な線速度よりもさらに高い線速度になった場合、すなわち従来例の図１７のように立ち上がり時間と立ち下がり時間との和がチャネルクロック信号の周期の１／２よりも長い高線速度になった場合でも、図７に示すようにレーザ光１４を所望のパワーレベルで安定して発光させることができる。また、マ
ーク７０２の前部を記録するときのパワーレベルをマーク７０２の後部よりも高くしているので、高線速度でレーザ光と記録媒体との間の相対速度が速くても、マーク７０２の記録開始時に記録膜の溶融に十分なエネルギーを与えることができ、マーク７０２を安定に形成することができるので、データを正確に記録することができる。

以上述べたように、実施の形態２のポイントは、図６および図７に示すように、高線速度での記録時において第２の記録パワーレベルＰｗｂ２を設けていることである。しかも発光波形の変化はマーク７０２の前部を記録するときにパワーレベルが高い階段状とし、階段状の発光波形の各段の幅はチャネルクロック信号の周期Ｔｗ２、Ｔｗ３の１／２よりも長くする。この動作により、実施の形態１よりもさらに広い線速度範囲にわたって歪みのないマークを形成することができ、正確にデータを記録することが可能になる。

（実施の形態３）
上記２つの実施の形態１および２では、低線速度と高線速度との２種類で記録するものとしたが、ＣＡＶ記録方式では、媒体上の記録再生位置によって線速度と転送レートとが連続的に変化する。このような場合には、低線速度での発光波形と高線速度での発光波形とをなめらかにつなぐことにより、中間の線速度での発光波形を決定する方法であることが好ましい。

図８Ａ〜図８Ｃは、実施の形態３において、線速度がｖ１からｖ２までの範囲で連続的に変化して記録するときの、記録パルス間パワーレベルの設定の一例を示す。このときには線速度ｖ１では図８Ｃに示す発光波形でレーザ光１４を発光させ、線速度ｖ２では図８Ｃに示す発光波形でレーザ光１４を発光させる。記録パルス間パワーレベルＰｂｔは線速度ｖ１でのパワーＰｂｔ１＝ｐ１と線速度ｖ２でのパワーＰｂｔ２＝ｐ２との間でなめらかに変化させる。この変化は線形であってもよいし、単調のなめらかな曲線でつなぐものであってもよいし、単調で段階的に変化させるものであってもよい。

ただ、線速度の増大に応じて、記録パルス間パワーレベルＰｂｔは消去パワーＰｅに対して相対的に増大するように設定することが望ましい。すなわち、線速度の増大に応じて（Ｐｂｔ−Ｐｅ）が増大するように設定するのが良い。

このような、線速度に応じて記録パルス間パワーレベルを連続的に変化させる方法は、従来例のような記録パルスの幅を連続的に変化させる方法よりも、装置を容易に構成できるメリットがある。なぜなら、記録パルス幅を変化させるためには記録パルス生成回路にディレイラインを設ける必要がある上に、遅延時間を調整することも必要になり回路が複雑化しやすいのに対し、記録パルス間パワーレベルはレーザ駆動回路５でレーザの駆動電流を増減するだけで設定できるからである。

図９Ａ〜図９Ｄは、図８Ａ〜図８Ｃで述べた実施の形態の変形例を示す図であり、線速度が最大であるｖ２では、図９Ｄに示すように、記録パルス間パワーレベルＰｂｔを記録パワーレベルＰｗａ２と等しくする（すなわち矩形波の発光波形とする）ものである。

図１０Ａ〜図１０Ｄは、図８Ａ〜図８Ｃで述べた実施の形態の他の変形例を示す図である。線速度がｖ０よりも高い場合には記録パルス間パワーレベルＰｂｔを記録パワーレベルＰｗａ２と等しくし、記録パルスの幅を線速度に応じて変化させるものである。

図９Ａ〜図９Ｄおよび図１０Ａ〜図１０Ｄに示す実施の形態の場合、レーザの高速駆動が要求される高線速度において、記録パワーレベルＰｗａ２と消去パワーレベルＰｅ２との２つのパワーレベルのみでレーザ光１４を変調させればよいので、レーザ駆動回路の構成が簡易化でき、回路の作製コストを下げられる利点がある。

図１１Ａ〜図１１Ｃは、実施の形態３に係るさらに他の変形例を示す図である。図１１Ａ〜図１１Ｃでは、線速度がｖ１からｖ２までの範囲で連続的に変化して記録するときの、第２の記録パワーレベルの設定の一例を示す。このときには線速度ｖ１、ｖ２ともに図６または図７に示すレーザ光１４の波形で発光させる。

そして線速度がｖ１からｖ２へ向かって増大するに従って、第２の記録パワーレベルは、Ｐｗｂ１からＰｗｂ２へ向かって消去パワーレベルＰｅ１、Ｐｅ２に対して相対的に増大するように設定することが望ましい。すなわち、線速度の増大に応じて第２の記録パワーレベルから消去パワーレベルを減算した値（Ｐｗｂ−Ｐｅ）が増大するように設定するのが良い。

この形態では記録パルス列によるパワーレベルの変化がないので、記録膜において、より速い冷却速度が得られる、高線速度の範囲で用いることが好ましい。

図１２Ａ〜図１２Ｅは、図１１Ａ〜１１Ｃに示す実施の形態で記録可能な線速度の範囲に加えて、さらに低い線速度でも記録できるようにした実施の形態を示す図である。図１２Ａ〜図１２Ｅでは、立ち上がり時間と立ち下がり時間との和が記録パルスの幅（または記録パルス間の幅）よりも小さくなる、ｖ１≦線速度≦ｖ０の範囲では、従来例と同様に線速度に応じて記録パルスのデューティ比を変化させて記録する。そしてｖ０よりも線速度の高い、ｖ０≦線速度≦ｖ２の範囲では、実施の形態２で述べたような階段状の発光波形に切り換え、線速度に応じて第２の記録パワーレベルＰｗｂ２を変化させて記録する。これにより、図１１Ａ〜１１Ｃに示す実施の形態よりも広い範囲でデータを正確に記録することができる。

図１３Ａ〜図１３Ｆは、線速度に応じて記録パルスのデューティ比を段階的に変化させるとともに、記録パルス間のパワーレベルを連続的に変化させる実施の形態を示す図である。図１３Ａ〜図１３Ｆでは、ｖ１≦線速度≦ｖ０の範囲、およびｖ０≦線速度≦ｖ２の範囲でそれぞれ異なる、一定の記録パルスデューティ比とする。同時にｖ１≦線速度≦ｖ０の範囲、およびｖ０≦線速度≦ｖ２の範囲でそれぞれ連続的に線速度を変化させている。

従来例のように、線速度に応じて記録パルスのデューティ比のみを変化させると、通常、デューティ比は離散的にしか設定できないので記録線速度（ＣＡＶ記録方式の場合、記録位置）によって記録特性がばらつくという問題が生じていた。これに対して図１３Ａ〜図１３Ｆに示す例ではデューティ比を等しくしている線速度範囲内において記録パルス間のパワーレベルを変化させているので、記録特性のばらつきを小さくすることができる。

さらに図１３Ａ〜図１３Ｆに示す実施の形態に加えて、マーク同士の熱干渉の影響を避けるため、ｖ１、ｖ０の各線速度で記録パルスのエッジ位置（例えば先頭の記録パルスの前エッジ位置と、最後の記録パルスの後エッジ位置）をチャネルクロックを基準にして補正し、その補正値を表す情報を記録装置や記録媒体が持つものである場合、次のような方法を用いるものであることが好ましい。

ｖ１≦線速度＜ｖ０では線速度ｖ１において補正したエッジ位置を用い、ｖ０≦線速度≦ｖ２では線速度ｖ０において補正したエッジ位置を用いる。このようにすることで、微小な線速度間隔ごとに多数のエッジ位置の補正情報を記録装置や記録媒体が持つ必要がないので、記録装置の構成を簡易にできるとともに、記録媒体が補正値を表す情報を持つのに必要な領域を少なくすることができるので、データを記録する領域を増加させることが可能になる。

図１４Ａ〜図１４Ｂおよび図１５Ａ〜図１５Ｂは、実施の形態３に係るさらに他の変形例を示す図である。実施の形態１において図３および図４を参照して前述した例では、低線速度ｖ１においては記録パルス間パワーＰｂｔ１を消去パワーＰｅ１以下に設定していたが、図１４Ａおよび図１５Ａに示すように低線速度ｖ１において記録パルス間パワーＰｂｔ１を消去パワーＰｅ１以上に設定しても良い。

また、上記の各実施形態１、３におけるパワー設定方法の一例としては、低線速度ｖ１における記録パワーレベルＰｗａ１、消去パワーレベルＰｅ１およびパルス間パワーレベルＰｂｔ１、ならびに高線速度ｖ２における記録パワーレベルＰｗａ２、消去パワーレベルＰｅ２およびパルス間パワーレベルＰｂｔ２を下記に示す（式１）を満足するように設定する。

（Ｐｂｔ１−Ｐｅ１）／（Ｐｗａ１−Ｐｅ１）＜（Ｐｂｔ２−Ｐｅ２）／（Ｐｗａ２−ｐｅ２） ・・・（式１）
図８Ａ〜図１５Ｂのような線速度に応じてパワーレベルを変化させる実施の形態において、変化するパワーレベルの値を決定する最も簡便な方法は、線速度ｖ１、ｖ２およびｖ０における最適なパワーレベルの値をテスト記録により決定し、その間の線速度におけるパワーレベルは、ｖ１、ｖ２およびｖ０でのパワーレベルから内挿して決定する方法である。

また、上記の各実施の形態において、線速度に応じて変化するパワーレベルの情報を媒体のコントロールトラック（すなわち、媒体に関する情報を記録する領域）に記録しておけば、媒体を光学的情報記録装置に装着後、すぐに線速度に応じたパワーレベルを決定することができる利点が生ずる。このパワーレベルの情報は、光学的情報記録装置が媒体に記録するものであってもよいし、媒体の製造時にあらかじめ記録するものであってもよい。

以上述べたように、本実施の形態では、線速度に応じて記録パルス間パワーＰｂｔを変化させることにより、広い線速度範囲にわたってレーザ光を安定に変調することができるとともに、歪みのないマークを形成することができ、正確にデータを記録することが可能になる。

また本実施の形態では、高線速度での記録時に第２の記録パワーレベルを設け、発光波形の変化はマーク前部を記録するときにパワーレベルが高い階段状とすることにより、より広い線速度範囲にわたってレーザ光を安定に変調することができるとともに、歪みのないマークを形成することができ、正確にデータを記録することが可能になる。

なお、上記の変調方式、各パルスの長さ・位置等は上述の各実施の形態で示したものに限るわけではなく、記録条件や媒体に応じて適切なものを設定することが可能である。また、マーク同士の熱干渉の影響を避けるため、記録パルスのエッジ位置を補正するものであってもよい。さらに、記録パルスまたは記録パルス列の後に冷却パルスが付加されるものであってもよい。

また、上記の光ディスクは相変化材料、光磁気材料や色素材料等、マークとスペースで光学的特性の異なる媒体であればいずれも上記の方法を適用することができる。

さらに、本実施の形態の光学的情報記録方法、光学的情報記録装置および光学的情報記録媒体を用いたパーソナルコンピュータ、サーバー、レコーダーでも上述と同様の効果を得ることができる。

以上に述べたように、本実施の形態の光学的情報記録方法によれば、線速度に応じて記録パルス間パワーＰｂｔを変化させることにより、広い線速度範囲にわたってレーザ光を安定に変調することができるとともに、歪みのないマークを形成することができ、正確にデータを記録することが可能になる。

また本実施の形態の光学的情報記録方法によれば、高線速度での記録時に第２の記録パワーレベルを設け、発光波形の変化はマーク前部を記録するときにパワーレベルが高い階段状とすることにより、より広い線速度範囲にわたってレーザ光を安定に変調することができるとともに、歪みのないマークを形成することができ、正確にデータを記録することが可能になる。

以上のように本発明によれば、同一の媒体に対して広い線速度範囲に渡って安定かつ良好な信号品質を有するデータを記録再生することができる光学的情報記録方法、光学的情報記録装置および光学的情報記録媒体を提供することができる。

Claims (3)

1. 回転する光学的情報記録媒体にレーザ光を照射して光感応性記録膜の光学的特性を変化させて、データの記録符号の長さにその長さが対応するマークまたはスペースを形成し、
   前記マークは、少なくとも記録パワーレベルと消去パワーレベルとを含む複数のパワーレベルの間でパワーを切り換えた前記レーザ光の照射によって形成する光学的情報記録装置であって、
   前記回転する光学的情報記録媒体に対して、第１の線速度ｖ１と前記第１の線速度ｖ１よりも大きい第２の線速度ｖ２とを設定する線速度設定回路と、
   前記線速度設定回路の設定結果に応じて記録パルス信号を発生する記録パルス生成回路と、
   前記記録パルス生成回路によって生成された前記記録パルス信号に基づいて前記レーザ光を前記光学的情報記録媒体へ照射するレーザ駆動回路とを備え、
   前記第１の線速度ｖ１における前記記録パルス間のパワーレベルを示す第１パルス間パワーレベルをＰｂｔ１とし、
   前記第２の線速度ｖ２における前記記録パワーのパワーレベルを示す記録パワーレベルをＰｗａ２とし、
   前記第２の線速度ｖ２における第２の記録パワーのパワーレベルを示す第２記録パワーレベルをＰｗｂ２とし、
   前記第１の線速度ｖ１における前記消去パワーのパワーレベルを示す第１消去パワーレベルをＰｅ１とし、
   前記第２の線速度ｖ２における前記消去パワーのパワーレベルを示す第２消去パワーレベルをＰｅ２としたときに、
   前記レーザ駆動回路は、
   Ｐｂｔ１≦Ｐｅ１ かつ Ｐｅ２＜Ｐｗｂ２＜Ｐｗａ２となり、
   前記第２の線速度ｖ２における前記レーザ光の波形が、前記パワーレベルＰｗａ２の記録パルスの直後に前記パワーレベルＰｗｂ２の記録パルスを設けた階段状波形となるように、前記レーザ光のパワーレベルを制御し、
   前記記録パルス発生回路は、前記階段状波形の各段の幅を、いずれも前記第２の線速度ｖ２におけるチャネルクロック周期の１／２よりも長く設定することを特徴とする光学的情報記録装置。
2. 回転する光学的情報記録媒体にレーザ光を照射して光感応性記録膜の光学的特性を変化させて、データの記録符号の長さにその長さが対応するマークまたはスペースを形成し、
   前記マークは、少なくとも記録パワーレベルと消去パワーレベルとを含む複数のパワーレベルの間でパワーを切り換えた前記レーザ光の照射によって形成する光学的情報記録方法であって、
   前記回転する光学的情報記録媒体に対して、第１の線速度ｖ１と前記第１の線速度ｖ１よりも大きい第２の線速度ｖ２とを設定する線速度設定工程と、
   前記線速度設定工程の設定結果に応じて記録パルス信号を発生する記録パルス生成工程と、
   前記記録パルス生成工程によって生成された前記記録パルス信号に基づいて前記レーザ光を前記光学的情報記録媒体へ照射するレーザ駆動工程とを備え、
   前記第１の線速度ｖ１における前記記録パルス間のパワーレベルを示す第１パルス間パワーレベルをＰｂｔ１とし、
   前記第２の線速度ｖ２における前記記録パワーのパワーレベルを示す記録パワーレベルをＰｗａ２とし、
   前記第２の線速度ｖ２における第２の記録パワーのパワーレベルを示す第２記録パワーレベルをＰｗｂ２とし、
   前記第１の線速度ｖ１における前記消去パワーのパワーレベルを示す第１消去パワーレベルをＰｅ１とし、
   前記第２の線速度ｖ２における前記消去パワーのパワーレベルを示す第２消去パワーレベルをＰｅ２としたときに、
   前記レーザ駆動工程は、
   Ｐｂｔ１≦Ｐｅ１ かつ Ｐｅ２＜Ｐｗｂ２＜Ｐｗａ２となり、
   前記第２の線速度ｖ２における前記レーザ光の波形が、前記パワーレベルＰｗａ２の記録パルスの直後に前記パワーレベルＰｗｂ２の記録パルスを設けた階段状波形となるように、前記レーザ光のパワーレベルを制御し、
   前記記録パルス生成工程は、前記階段状波形の各段の幅を、いずれも前記第２の線速度ｖ２におけるチャネルクロック周期の１／２よりも長く設定することを特徴とする光学的情報記録方法。
3. 請求項２記載の光学的情報記録方法によってデータが記録される光学的情報記録媒体であって、
   前記第１パルス間パワーレベルＰｂｔ１および前記第２記録パワーレベルＰｗｂ２の値を表す情報が記録されていることを特徴とする光学的情報記録媒体。

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