JP2679596B2 - ディスク記録方法およびディスク記録装置 - Google Patents

ディスク記録方法およびディスク記録装置

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JP2679596B2
JP2679596B2 JP5279513A JP27951393A JP2679596B2 JP 2679596 B2 JP2679596 B2 JP 2679596B2 JP 5279513 A JP5279513 A JP 5279513A JP 27951393 A JP27951393 A JP 27951393A JP 2679596 B2 JP2679596 B2 JP 2679596B2
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健 中嶋
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0045Recording
    • G11B7/00456Recording strategies, e.g. pulse sequences

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、書換型光ディスクにピ
ット長記録方式でデータを記録するためのディスク記録
方法およびディスク記録装置に関するもので、特に、記
録データを整形して再生信号のエッジ位置を正確にする
記録補償に関するものである。
【0002】
【従来の技術】データの高密度記録が可能なディスク状
記録媒体の一つに相変化型光ディスクがある。相変化型
光ディスクへのデータの記録は、絞ったレーザー光を回
転するディスクに照射し、記録膜を加熱融解させること
で行う。その記録レーザー光の強弱により記録膜の到達
温度及び冷却過程が異なり、記録膜の相変化が起こる。
【0003】即ち、レーザー光が強い時は、高温状態か
ら急速に冷却するので記録膜がアモルファス化し、ま
た、レーザー光が比較的弱い時は、中高温状態から徐々
に冷却するので記録膜が結晶化する。アモルファス化し
た部分を通常マークと呼び、結晶化した部分をスペース
と呼ぶ。そして、このマークとスペースに二値情報を記
憶する。また、相変化型光ディスクは、1つのレーザー
光で、古いデータの消去と新しいデータの記録を同時に
行うこと、即ち、ダイレクトオーバーライトが可能であ
る。
【0004】再生時は、記録膜が相変化を起こさない程
度に弱いレーザー光を照射し、その反射光を検出する。
アモルファス化したマーク部分は反射率が低く、結晶化
したスペース部分は反射率が高い。よって、マーク部分
とスペース部分の反射光量の違いを検出して再生信号を
得る。
【0005】相変化型光ディスクへのデータの記録方式
として、ピット位置記録方式(またはパルス位置記録方
式、PPMと略す)とピット長記録方式(またはパルス
長記録方式、PWMと略す)がある。PPMはパルス長
一定の比較的短いマークを様々なスペースをあけて記録
し、マークの位置に記録情報を割り当てる。一方、PW
Mは様々な長さのマークを様々なスペースをあけて記録
し、マーク長およびスペース長の両方に記録情報を割り
当てる。従って、通常PPMよりPWMのほうが情報記
録密度が高くなる。
【0006】PWM記録を行う場合、PPM記録と比較
して長いマークを記録する。相変化型光ディスクに、マ
ーク部分に一定のレーザーパワーを照射して長いマーク
を記録すると、記録膜の蓄熱効果のために、マークの後
半部ほど半径方向の幅が太くなる。これは、ダイレクト
オーバーライトしたとき消し残りが発生したり、再生時
にトラック間の信号クロストークを発生するなど、信号
品質を大きく損ねる。
【0007】また、前述したように相変化型光ディスク
は、マーク部分の方がスペース部分より光の反射率が低
い。このことは逆に、マーク部分の方が熱吸収率が高い
ことを意味する。また、記録膜の相がアモルファスと結
晶とで必要とする融解熱が異なる。従って、ダイレクト
オーバーライトの時に、既にあるマークとスペースに同
じレーザーパワーを加えて記録しても熱吸収量および到
達温度が異なり、形成されるマークのエッジ位置が変動
する。特に、マーク後半部で照射光量を弱くした従来の
記録方法では、マーク終端部分のエッジ位置変動が顕著
になり、オーバーライト特性の劣化が課題であった。
【0008】更に、記録密度を高めるために、記録する
マークおよびスペースの長さを短くすることが考えられ
る。この場合、特にスペース長が小さくなると、記録し
たマークの終端の熱がスペース部分を伝導して次のマー
クの始端の温度上昇に影響を与えたり、逆に次に記録し
たマークの始端の熱が前のマークの終端の冷却過程に影
響を与えたりする熱干渉が生じる。従来の記録方法で熱
干渉が生じると、マークのエッジ位置が変動することに
なり、再生時の誤り率が増加するという課題があった。
【0009】そこで、上述の課題を解決するために、長
いマークの半径方向の幅をほぼ一定に記録し、かつ、ダ
イレクトオーバーライト時のマークエッジ位置の変動を
低減し、また、短いスペースでもマーク間の熱干渉が発
生せずエッジ位置変動が起こらないディスク記録方法を
既に提案した(特願平5−80491号)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】特願平5−80491
号に記したディスク記録方法は、短いスペースの熱干渉
を防ぐために断熱パルスという手段を用い、レーザーの
駆動に3値以上のパワーを用いる必要があった。これ
は、高性能を得る反面、装置の実施規模を増大させコス
トアップを招くという課題があった。
【0011】また、更なる高密度記録再生を行い、記録
マークおよびスペースの長さを短くした場合、例えディ
スク上で正確な長さのマークおよびスペースが形成され
ていても、再生光学系の高周波減衰の周波数特性が原因
で、再生時に検出される短いマークおよびスペースのエ
ッジ位置が、理想値と異なって再生されるという問題が
発生する。この検出エッジと理想値とのズレを一般にピ
ークシフトと呼ぶ。
【0012】図3を用いてこれを説明する。aはディス
ク上に高密度に記録されたマークおよびスペースの状態
を表し、bはaのエッジ位置を幾何学的に再現した理想
的な再生データである。cはディスク再生装置によって
周波数特性の補正無しにaを再生した場合の再生信号波
形であり、dは再生信号cをスライスレベルで2値化し
た再生データである。同様に、eはディスク再生装置に
よって周波数特性の補正を行ってaを再生した場合の再
生信号波形であり、fはeをスライスレベルで2値化し
た再生データである。ここで、図3中の短いマークgと
短いスペースh部分の再生データが、dとfで理想値b
と異なる値となることが問題となる。
【0013】即ち、再生時に周波数特性の補正を行わな
いc,dの場合、ディスクの再生特性は高周波減衰特性
となっているので、短いマーク/スペースの信号は周波
数が高いので振幅の減衰が大きくなり、スライスレベル
の位置では理想値より幅が小さくなってピークシフトが
発生する。
【0014】逆に、再生時に周波数特性の補正を過度に
行ったe,fの場合、短いマーク/スペースの信号は振
幅が大きくなり、スライスレベルの位置では理想値より
幅が大きくなり、今度は逆方向のピークシフトが発生す
る。
【0015】そこで、周波数特性の補正量をピークシフ
トが発生しない値に設定することも可能であるが、これ
が再生信号のSNR(信号対雑音比)を最も良くしノイ
ズの少ない再生データが得られる条件と必ずしも一致し
ない。
【0016】つまり、高密度記録では、記録時のマーク
間の熱干渉によるピークシフト以外に、再生系の周波数
特性によってもピークシフトが発生するという課題があ
った。
【0017】本発明は、上述の課題をすべて解決するも
のであり、書換型光ディスクにデータをPWM記録する
場合に、2値のレーザーパワーで、長いマークの幅をほ
ぼ一定にし、更に、ダイレクトオーバーライト時のマー
ク終端のジッター増加を防止し、かつ、高密度記録時の
マーク間の熱干渉および再生時の周波数特性によるピー
クシフトの発生を記録時に補償できるディスク記録方法
およびディスク記録装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明のディスク記録方法は、ディスク状記憶媒体
に複数パワーのレーザー光を切り換えて照射し、データ
をマークおよびスペースの長さ情報として記録するディ
スク記録方法であって、前記レーザー光の第1パワーが
第2パワーより大きいとき、マークの始端部分と終端部
分は一定幅の第1パワーを照射し、前記マークの中間部
分は第1のパワーのレーザー光と第2のパワーのレーザ
ー光を交互に切り換えて照射してデータを記録し、前記
マークの始端部分と終端部分の位置を、記録するマーク
長およびその前後のスペース長によりそれぞれ随時変化
させて記録する。
【0019】また、本発明のディスク記録装置は、ディ
スク状記録媒体に複数パワーのレーザー光を切り換えて
照射し、データをマークおよびスペースの長さ情報とし
て記録するディスク記録装置であって、前記レーザー光
の第1パワーが第2パワーより大きいとき、マークの始
端部分と終端部分は一定幅の第1パワーを照射し、前記
マークの中間部分は第1のパワーのレーザー光と第2の
パワーのレーザー光を交互に切り換えて照射してデータ
記録するためのパルス発生手段と、記録するマーク長お
よびその前後のスペース長を検出するマーク/スペース
長検出手段と、前記マーク/スペース長検出手段の検出
結果に応じて前記マークの始端部分と終端部分の位置を
随時変化させて記録するように制御する構成となってい
る。
【0020】
【作用】従って、本発明によれば、PWM記録のマーク
に相当する信号を、一定幅の始端部分、バースト状の中
間部分、一定幅の終端部分に分解した信号とし、これで
2値のレーザー出力を高速にスイッチングして記録す
る。すると、長いマークの中間部分はバースト状にレー
ザー電流を駆動することによりマーク形成に必要最小限
のパワーを照射するのでマーク幅が広がらずほぼ一定幅
となる。マークの始端終端部分には一定幅のレーザー光
が十分に照射されるので、ダイレクトオーバーライト時
にも、形成されるマークのエッジ部分のジッターが増加
しない。更に、マークの始端部分と終端部分の位置を、
マーク長が小さい時とマーク前後のスペース長が小さい
時にこれを検出し、長いマークとスペースの時の位置と
は変化させて記録することにより、熱干渉や再生周波数
特性に起因するピークシフトを記録時に補償することが
可能となる。
【0021】
【実施例】以下本発明の実施例を図を用いて説明する。
図1に本発明のディスク記録方法を実現するディスク記
録装置の実施例のブロック図を、図2に本実施例の各部
の信号波形図を示す。
【0022】まず、図面の説明をする。図1において、
1はデータ、2は始端パルス発生回路、3は始端パル
ス、4はバーストゲート発生回路、5はバーストゲート
信号、6は終端パルス発生回路、7は終端パルス、8は
マーク/スペース長検出回路、9は2Tマーク信号、1
0は2Tスペース信号、11はエンコーダ、12はセレ
クト信号、13は複数の始端設定値、14は始端用セレ
クタ、15は選択始端設定値、16は始端用サンプル/
ホールド回路、34はホールド始端設定値、17は始端
用プログラマブルディレイライン、18は遅延始端パル
ス、19は複数の終端設定値、20は終端用セレクタ、
21は選択終端設定値、22は終端用サンプル/ホール
ド回路、35はホールド終端設定値、23は終端用プロ
グラマブルディレイライン、24は遅延終端パルス、2
5はクロック、26はANDゲート、27はバースト信
号、28はORゲート、29は記録信号、30は消去電
流源、31は記録電流源、32はスイッチ、33はレー
ザーダイオードである。
【0023】図2において、a〜nは図1におけるデー
タ1、始端パルス3、バーストゲート信号5、クロック
25、終端パルス7、2Tマーク信号9、2Tスペース
信号10、セレクト信号12、ホールド始端設定値3
4、遅延始端パルス18、ホールド終端設定値35、遅
延終端パルス24、バースト信号27、記録信号29の
信号波形をそれぞれ表す。oはディスク上に記録された
マークおよびスペースの状態を示し、pはディスク再生
装置により記録されたマークおよびスペースを再生した
再生信号、qはこれをスライスレベルで2値化して得ら
れた再生データである。
【0024】次に、動作の説明をする。なお本実施例で
は、データ1はクロック単位の長さで、クロックの2周
期以上のHi期間およびLo期間を持つPWMデータ
(図2a)とし、データのHi期間をディスク上でマー
ク、Lo期間をスペースに対応させて記録する。また、
始端パルス3および終端パルス7の幅はクロックの1周
期、1つのバースト信号27の幅はクロックの2分の1
周期とする。更に、マーク/スペース長検出回路8は、
高密度記録でマーク間の熱干渉が発生するスペース長、
および再生系の周波数特性によってピークシフトが発生
するマーク/スペース長について検出する。本実施例で
は記録すべきデータ列に存在する最短の2Tマークおよ
び2Tスペースを検出するものとする。
【0025】まず、始端パルス発生回路2において、デ
ータ1のHi期間の始端部分にクロックの1周期幅の始
端パルス3を発生する(図2b)。バーストゲート発生
回路4において、記録されるマーク(図2o)のほぼ
間位置に(データのHi期間−3クロック)の長さでバ
ーストゲート信号5を発生する。但し、マーク長が3ク
ロック以下の時はバーストゲート信号は発生しない(図
2c)。終端パルス発生回路6において、データ1のH
i期間の終端部分にクロックの1周期幅の終端パルス7
を発生する(図2e)。
【0026】マーク/スペース長検出回路8において、
2クロック幅のデータ、即ち2Tマークと2Tスペース
を検出し、2Tマークが来たときは2Tマークの始端パ
ルス終端パルスを含むように2クロック幅の2Tマーク
信号9を発生し(図2f)、2Tスペースが来たときは
2Tスペースの両端の終端パルス始端パルスを含むよう
に4クロック幅の2Tスペース信号10を発生する(図
2g)。
【0027】エンコーダ11において、前記2Tマーク
信号9と2Tスペース信号10により、前記始端パルス
3および終端パルス7の属性を決定し、セレクト信号1
2として出力する。即ち、3T以上のマークの次に3T
以上のスペースが来る場合または3T以上のスペースの
次に3T以上のマークが来る場合をnormal、3T
以上のマークの次に2Tスペースが来る場合または2T
スペースの次に3T以上のマークが来る場合を2Ts、
2Tマークの次に3T以上のスペースが来る場合または
3T以上のスペースの次に2Tマークが来る場合を2T
m、2Tマークの次に2Tスペースが来る場合または2
Tスペースの次に2Tマークが来る場合を2Ts−2T
mという名称の4種類の属性に分類すると、例えば、図
2において、始端パルス100は2Ts、終端パルス1
01はnormal、始端パルス102は2Tm、終端
パルス103は2Ts−2Tmとなる(図2h)。
【0028】次に、始端用セレクタ14において、複数
の始端設定値13、即ち前記normalの時の始端設
定値、2Tsの時の始端設定値、2Tmの時の始端設定
値、2Ts−2Tmの時の始端設定値の中から、セレク
ト信号12により1つを選択し選択始端設定値15を出
力する。始端用サンプル/ホールド回路16において、
始端パルス3が来たときだけ更新し、始端パルス3が来
ない時は前の値を保持してホールド始端設定値34とし
て出力する(図2i)。そして、始端用プログラマブル
ディレイライン17において、始端パルス3はホールド
始端設定値34に基づいた値の遅延時間の後に遅延始端
パルス18として出力される(図2j)。
【0029】同様に、終端用セレクタ20において複数
の終端設定値19の中からセレクト信号12により1つ
を選択し選択終端設定値21を出力し、終端用サンプル
/ホールド回路22において、終端パルス7が来たとき
だけ更新し、終端パルス7が来ない時は前の値を保持し
てホールド終端設定値35として出力する(図2k)。
そして、終端用プログラマブルディレイライン23にお
いて、終端パルス7はホールド終端設定値35に基づい
た値の遅延時間の後に遅延終端パルス24として出力さ
れる(図2l)。
【0030】更に、ANDゲート26において、前記バ
ーストゲート信号5とクロック25の論理積をとりバー
スト信号27を発生する(図2m)。ORゲート28に
おいて、前記遅延始端パルス18と前記バースト信号2
7と前記遅延終端パルス24の論理和をとり記録信号2
9を発生する(図2n)。
【0031】レーザーダイオード33は消去電流源30
により、相変化型光ディスクの消去パワーを発光するよ
うにバイアスされている。この消去電流源30と並列に
記録電流源31を設けスイッチ32により記録電流源3
1の電流をon/offすると、レーザーダイオード3
3の駆動電流が記録電流と消去電流の間でスイッチング
できる。即ち、このスイッチ32を前記記録信号29で
制御する事により、レーザーダイオード33を記録パワ
ーと消去パワーで切り換えながら発光させることがで
き、レーザーダイオード33を内蔵した光学ヘッド(図
示せず)をもちいて、相変化型光ディスクにマークおよ
びスペースを形成する(図2o)。
【0032】以上の一連の動作で本実施例のディスク記
録装置は、マークの始端部分と終端部分の位置を記録す
るマーク長およびその前後のスペース長に応じてそれぞ
れ随時変化させて、PWMデータに対応したマークおよ
びスペースを記録することができる。
【0033】データが記録されたディスクから再生信号
を得るためのディスク再生装置の一実施例を図4に示
す。図4において、200はデータが記録されたディス
ク、201はディスク200を回転させるスピンドルモ
ータ、202はディスク200から再生信号を得るため
の光学ヘッド、203は、再生信号を増幅するプリアン
プ、204は再生信号の周波数特性を補正するイコライ
ザ、205は周波数特性を補正した再生信号208をス
ライスレベル電圧206で2値化するコンパレータ、2
07は得られた再生データである。
【0034】図4の再生信号208、再生データ207
は、図2においてp、qのような波形となる。本実施例
によれば、得られた再生データ207(図2q)は、記
録する前のデータ1(図2a)と同じ波形が得られる。
イコライザ204の周波数特性は、フラットな特性でも
良いが、ディスクの再生系の高周波減衰特性を補正しピ
ークシフトを防止し、かつ、再生信号208に含まれる
ノイズの周波数分布を変化させ再生信号のSNR(信号
対雑音比)を良くし再生のエラーレートを改善できる特
性に設定することが望ましい。しかし、前記ピークシフ
トとSNRの両方を共に最良にする特性のイコライザは
実施困難となる場合が多い。
【0035】ところが、本発明の実施例のディスク記録
装置は、前記複数の始端設定値13および複数の終端設
定値19として、使用するディスク再生装置の再生周波
数特性に合わせた最適値をそれぞれ用いることができ
る。よって、再生信号のSNRが最良となる再生周波数
特性をイコライザ204で実現し、その時発生するピー
クシフトは本実施例ディスク記録装置で補償することに
より、再生したマークおよびスペースの始端終端エッジ
を、ノイズジッターが少なく、しかも正確な位置で検出
することができる。
【0036】なお、本実施例では、書換型光ディスクと
して、相変化型光ディスクを例に挙げて説明したが、光
磁気ディスクでも同様の実施が可能である。但し、光磁
気ディスクで光変調記録を行う場合、レーザー光の2値
の出力として、記録パワーと、零または再生パワーの2
種類を用いると良い。また、始端パルスと終端パルスの
幅は、クロックの1周期に限るものではなくその他の値
でも良い。しかし、本実施例のようにクロックの1周期
とすれば、クロックの1周期幅のパルスは同期回路で簡
単につくることができるので、実施回路規模を小さくで
きるメリットは大きい。同様の理由で、バースト信号の
幅も、クロックから直接つくることのできるクロックの
2分の1周期を用いるとよい。
【0037】
【発明の効果】以上のように本発明のディスク記録方法
およびディスク記録装置によれば、書換型光ディスクに
ピット長記録方式でデータを記録する応用において、記
録信号のエッジ位置変動を最小限に抑制することが可能
で、また、オーバーライト特性も向上できる。更に、再
生系の周波数特性が原因で発生する再生データのエッジ
位置変動を、予め記録時に補償することが可能である。
よって、ディスク再生装置のエラーレートを改善するこ
とができ、結果として、データの記録密度を大幅に向上
することが可能である。従って、データ情報量の膨大な
画像ファイル装置等に利用するとその性能向上効果は著
しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるディスク記録装置のブ
ロック図
【図2】本発明の実施例におけるディスク記録装置の各
部の信号波形図
【図3】本発明が解決しようとする課題を説明するため
の信号波形図
【図4】本発明の実施例におけるディスク再生装置のブ
ロック図
【符号の説明】
2 始端パルス発生回路 4 バーストゲート発生回路 6 終端パルス発生回路 8 マーク/スペース長検出回路 11 エンコーダ 14 始端用セレクタ 16 始端用サンプル/ホールド回路 17 始端用プログラマブルディレイライン 20 終端用セレクタ 22 終端用サンプル/ホールド回路 23 終端用プログラマブルディレイライン 26 ANDゲート 28 ORゲート 30 消去電流源 31 記録電流源 32 スイッチ 33 レーザーダイオード

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディスク状記憶媒体に複数パワーのレーザ
    ー光を切り換えて照射し、データをマークおよびスペー
    スの長さ情報として記録するディスク記録方法であっ
    て、前記レーザー光の第1パワーが第2パワーより大き
    いとき、マークの始端部分と終端部分は一定幅の第1パ
    ワーを照射し、前記マークの中間部分は第1のパワーの
    レーザー光と第2のパワーのレーザー光を交互に切り換
    えて照射してデータを記録し、前記マークの始端部分と
    終端部分の位置を、記録するマーク長およびその前後の
    スペース長によりそれぞれ随時変化させて記録すること
    を特徴とするディスク記録方法。
  2. 【請求項2】前記マークの始端部分の位置を、記録する
    マーク長およびその前のスペース長により、また、前記
    マークの終端部分の位置を、記録するマーク長およびそ
    の後のスペース長によりそれぞれ随時変化させて記録す
    ることを特徴とする請求項1記載のディスク記録方法。
  3. 【請求項3】マークの始端部分と終端部分の幅がデータ
    クロックの概略1周期分であって、前記マークの中間部
    分の切り換え周期がデータクロックの概略2分の1周期
    分である請求項1または2記載のディスク記録方法。
  4. 【請求項4】ディスク状記録媒体に複数パワーのレーザ
    ー光を切り換えて照射し、データをマークおよびスペー
    スの長さ情報として記録するディスク記録装置であっ
    て、前記レーザー光の第1パワーが第2パワーより大き
    いとき、マークの始端部分と終端部分は一定幅の第1パ
    ワーを照射し、前記マークの中間部分は第1のパワーの
    レーザー光と第2のパワーのレーザー光を交互に切り換
    えて照射してデータ記録するためのパルス発生手段と、
    記録するマーク長およびその前後のスペース長を検出す
    るマーク/スペース長検出手段と、前記マーク/スペー
    ス長検出手段の検出結果に応じて前記マークの始端部分
    と終端部分の位置を随時変化させて記録するように制御
    するパルス位置制御手段とを有したディスク記録装置
  5. 【請求項5】パルス位置制御手段は、前記マーク/スペ
    ース長検出手段の検出結果の内、記録するマーク長とそ
    の前のスペース長に応じて前記マークの始端部分の位置
    を、また、記録するマーク長とその後のスペース長に応
    じて前記マーク の終端部分の位置をそれぞれ随時変化さ
    せて記録するように制御することを特徴とする請求項4
    記載のディスク記録装置。
  6. 【請求項6】マークの始端部分と終端部分の幅がデータ
    クロックの概略1周期分であって、前記マークの中間部
    分の切り換え周期がデータクロックの概略2分の1周期
    分である請求項4または5記載のディスク記録装置。
JP5279513A 1993-04-07 1993-11-09 ディスク記録方法およびディスク記録装置 Expired - Lifetime JP2679596B2 (ja)

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