JP2769710B2 - 光ディスク記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として書換え可能な光ディスクの記録膜
に情報を効率良くかつ高品質に記録する方法に関する。

〔従来の技術〕 従来、光ディスクとしては、記録膜に物理的変形（ビ
ット）を生成させる追記型の光ディスク、磁性体を記録
膜として垂直磁化の磁性（Ｎ極またはＳ極）で信号を記
録する光磁気ディスク、結晶／非結晶の相変化現象を利
用して記録膜に情報を記録するる相変化型光ディスク等
がある。

情報を記録する場合には、いずれの記録方式について
もレーザビームを記録膜に照射し、その領域にある媒体
の状態変化を起こすことによって記録を完成させるとい
う共通のメカニズムを使う。ここでは、以下に相変化型
光ディスクを例にとって説明する。

相変化型光ディスクに情報を記録するときは、通常該
記録膜にレーザビームを照射して該記録膜材料をその融
点以上に加熱したあと急冷させることにより、アモルフ
ァスマークを形成する。また情報を消去するときには、
レーザビームを前記記録のときより小さいパワー、通常
は該記録膜が融点以下の温度になるパワーのレーザビー
ムを照射し、該記録膜上のアモルファスマークを結晶状
態に相変化させることによって行っている。

第４図は、従来の記録過程を説明する図で、（ａ）は
記録のタイミング波形を示す図、（ｂ）はレーザビーム
の広がり形状を示す図、（ｃ）は記録膜の温度プロファ
イルを示す図、（ｄ）は記録膜に形成されるアモルファ
スマークの広がり幅（形状）を示す図、（ｅ）はアモル
ファスマークを再生して得られる信号を示す図である。

ここで、同図（ａ）〜（ｄ）の横軸ｘは光ディスクが
静止（回転停止）しているとしたときの光ビームの走行
方向の記録膜の位置座標、縦軸については（ａ）と
（ｅ）が電圧、（ｂ）と（ｄ）がトラックと交差する方
向の幅、（ｃ）が温度である。

まず、光ヘッドが矢印51で示す方向に相対移動して、
その途中の区間52の間ゲートが開いて記録用レーザビー
ムが記録膜に照射される（第４図（ａ））。この区間52
の長さｌは、ｌ＝v_b×t_gで表される。v_bはレーザビーム
の移動速度、t_gはゲートの開いている時間である。

次に、第４図（ｂ）において、53、54は通常のガウシ
アン分布をもつレーザビームの広がりを示し、それぞれ
上記（ａ）の位置x1、x2aに対応している。同図（ｂ）
のｘ軸はトラック中心である。このときの該記録膜の温
度プロファイル56は同図（ｃ）に示す形状となる。

ここで、同図（ｃ）の57は記録膜の融点に相当する温
度であり、融点以上の領域で相変化が起こり、例えば、
アモルファス状態に相変化する。このとき記録膜上の温
度は、レーザビームの初期通過領域においてはなかなか
上昇せず、レーザビームが通過し終わる前後に最高とな
り、その後は急激に下降する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、形成されるアモルファスマークの形状は、一
般に同図（ｄ）の58に示すような涙形となる。そして、
このような形状のアモルファスマークの再生電圧の波形
は、ほぼ同図（ｅ）の59で示すようになり、同図（ｄ）
に示す理想的なアモルファスマーク58aの場合の再生電
圧波形60と大きく異なる。この場合、61で示すスライス
レベルでこの電圧59を変調すれば、62で示すジッタが生
じることになる。

このように、記録膜上に円径に投影されたレーザビー
ムのスポットによって生じるアモルファスマークが長円
となり、しかも涙形となるのは、次の要因に基づくもの
と考えられる。

．記録膜と光学ヘッドとが相対速度を持つため、記録
の開始タイミングの間にレーザビームがΔｘだけ記録膜
に対して移動する。

．このとき、一般に記録膜には拡散に基づく温度上昇
遅延、蓄熱作用に基づく温度下降遅延等があるため、対
称な温度分布が得られない。

そこで、このような現象を回避するためには、記録タ
イミングの立上りをそれにつづくレーザビーム照射の波
高値よりも高くする、つまり記録開始時のレーザービー
ムパワーを高くしその後は通常のパワーにしてその後記
録終了とする手段が考えられる。しかしこの手段も、記
録膜と光学ヘッドとの相対速度が、光学ヘッドのトラッ
ク方向シークに伴い刻々変化するので、微妙な調整が必
要となる。

また、高密度記録の点からアモルファスマークはでき
るだけ円に近いことが望まれる。しかし、記録膜と光ビ
ームの相対運動に基づくΔｘの移動量があるため長円と
ならざるを得なかった。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的は、アモルファスマークの変形等の従来の問題
点を解決して、高密度記録ができ、高品質な再生信号を
得ることができるようにすることである。

〔課題を解決するための手段〕

このために本発明の光ディスクの記録方法は、追記ま
たは書換え可能な記録膜を有する光ディスクと、該記録
膜に対する記録／再生が可能な光学ヘッドを具備する光
記録再生系において、上記光学ヘッドから出射する光ビ
ームを、上記記録膜走行方向に変調し、この変調周波数
に同期した任意のタイミングで、上記光ビームを変調す
るためのクロック信号に対して上記光ビームの立上り時
間等を考慮した時間だけ遅延したゲート信号により、上
記記録用信号を上記記録膜に与えるよう構成した。

〔実施例〕

第１図は、本発明の光ディスク記録方法を説明するた
めの図である。まず、（ａ）の波形１は光ビームの記録
膜走行方向の変位ｙを表し、（ｂ）の波形２はその光ビ
ームの変位速度v_bを表し、（ｃ−１）、（ｃ−２）の波
形３、４は記録タイミング用のインパルス状のゲート信
号を、符号５は遅延時間を表す。各図の横軸は時間ｔで
ある。また、同図（ｄ）〜（ｆ）は、横軸は時間ｔのス
ケールを大きくとった場合の図で、同図（ｄ）は同図
（ａ）に対応し、同時（ｆ）は同図（ｃ−１）に対応す
る。同図（ｅ）はクロック信号６を示し、変位波形１は
このクロック信号６に従って変調されている。

いま、 ｙ＝Asinω₀t で記録膜の走行方向に光ビームが変調（変位）されてい
るとする。このとき、該光ビームの変位速度v_bは、 v_b＝Ａω₀cosω₀t となる。そこで、v_b＝v_m（但し、v_mは、記録膜の走行速
度）となるとき、記録ゲート信号により記録を行う。具
体的には、クロック信号６に基づいて作成される同図
（ｃ−１）に示した記録ゲート信号３よりも、レーザビ
ームの立上り時間等を考慮して遅延時間５だけ遅延させ
た、同図（ｃ−２）に示したゲート信号４を使用する。
時間スケールを大きくとった同図（ｄ）、（ｅ）、
（ｆ）について見ると、クロック信号６により光ビーム
を変調し、同時にこのクロック信号６に基づいて記録ゲ
ート３が作られる。この結果、ジッタのない記録が可能
となる。

このときの記録膜の様子を第２図に示す。同図は従来
の記録方法である第４図に対して図示したものである。
本発明の記録方法においては、記録膜と光ビーム間の相
対速度が零（v_b＝v_m）になるようなタイミングで記録が
行われるため、光記録媒体が静止の状態で記録が行われ
ると考えてよい。同図（ａ）に示した記録タイミング７
で、同図（ｂ）の８で示す通常のガウシアン分布ををつ
レーザビームの広がりが与えられる。なお、９はトラッ
ク中心である。このとき、該記録膜の温度プロファイル
は同図（ｃ）の10に示す形状になる。そして、融点に相
当する温度57以上の領域で相変化が起こり、例えば、同
図（ｄ）の斜線に相当する部分11がアモルファス状態に
相変化する。これを再生して得られる再生信号は12で示
すようなジッタのない対称な波形となる。

上記実施例で明らかなように、本実施例では、記録膜
と光ビーム間の相対速度が零になるようなタイミングで
記録を行うので、理想的な記録となる。従って高密度で
高品質なアモルファスマークの記録が達成できる。

第３図は、本発明の記録方法を実施するための光学ヘ
ッドの構成例を示す図である。21はレーザビーム等の光
ビームを出射する光源、22はコリメータレンズ、23はビ
ーム整形プリズム、24は光学部品、25は偏光ビームスプ
リッタ、26は1/4波長板、27は対物レンズ、28は光ディ
スク（記録媒体）である。上記光学部品24としては、音
響光学素子等が使用できる。29はサーボ回路系、30は再
生信号検出系である。また、31は搬送周波数信号fcの発
生部、32は変調周波数信号fm発生部、33は周波数信号Δ
fiの発生部、34は変調器、35は増幅器であり、これらは
光学部品24の制御部を構成する。

さて、光源21から出射した光は、コリメータレンズ2
2、ビーム整形プリズム23を通って、光学部品24に角度
θで入射する。ここで、光学部品24には、ある周波数が
与えられている。この光学部品24からの光ビームの１次
回折光36（回折角２θ）を対物レンズ27に導き、光ディ
スク28上の記録膜の点37上に集光させる（第３図実
線）。なお、０次回折光は符号38で示した。

光ディスク28上の集光点37からの反射光は光路上に設
けられた1/4波長板26を経由し、偏光ビームスプリッタ2
5で反射されてサーボ回路系29、再生信号検出系28に導
かれる。なお、ビーム整形プリズム23と光学部品24の間
に、光学部品24を有効に作用させるためのビーム整形レ
ンズ（図示せず）を設けた構成を採ることもできる。

ここで、光学部品24を動作させるために、符号31〜35
で示す部分で構成される制御部から、その光学部品24に
一定の周波数信号fcが与えられている。光学部品24に与
える周波数をfcからfc−fmまでの範囲で変化させると、
１次回折光は第３図に実線で示す一次回折光36と破線で
示す一次回折光36aの範囲で変位し、光ディスク上で集
光は集光点37と集光点39の間で変位する。

従って、光学部品24をΔfiなる周波数（速度）でfcか
らfc−fmまでの周波数範囲を変調（変化）させることに
より光ビームは光ディスク28上の集光点37から集光点39
点の間を角周波数ω_０（＝２πΔfi）で変調される（振
られる）。

いま、光学部品24として、TeO₂（二酸化テルス）音響
光学素子（fc＝80MHz、fm＝2MHz）を用い、光源21とし
て波長λ＝830nmのレーザを用いて、入射ビーム径ｄ＝5
00μｍで入射させさると、 Δfi＝0.54×v/d ≒4.5MHz となる。ここでｖはTeO₂音響光学素子中を伝達する光の
音速度（≒4.2×10³m/s）である。

また、１次回折光の振幅Ａについては、 Δ（２θ）＝fm×λ/v ＝8.5×10^-2（rad.） から、光ビームが光路長10mmで対物レンズ27に入射する
とするとして、Ａ＝8.5μｍとなる。

従って、光ビームの変位速度v_bは、 v_b＝ｋ×Ａ×ω_０ ≒ｋ×240（m/s）（但し、０＜ｋ＜１） となり、十分高速な記録膜と光ビームの相対速度まで追
随できる。

以上述べたように、本発明の光ディスク記録方法を要
約すると、以下のようになる。

．あるクロック信号に従って、光ビームを媒体走行方
向に高周波数変調する。

．このクロック信号に同期したあるタイミングで情報
列に相当する信号を記録する。

このとき、記録のタイミングは記録膜と光ビーム間の
相対速度が十分小さく乃至は零となるように選ぶ。これ
によって、円形のアモルファスマークがジッタがなく記
録でき、高密度記録ができる。またそれを再生した場
合、高品質な再生信号が得られる。

なお、ビームを変調する光学部品24は音響光学素子に
限られるものではなく、例えばポリゴンミラー、ガルバ
ノメータ、その他が使用できることもは勿論である。ま
た、本発明は追記形光ディスク及び書換え可能な光磁気
ディスクにも適応できることも勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、光ビームを変調させ
る、つまり記録膜の走行方向に振るので、該光ビームと
記録膜との相対速度がほぼ零になる状態で記録を行うこ
とがでる。従って、ジッタが少なく乃至は零で円形に近
い高品質なアモルファスマークを形成することができ
る。よって、高密度記録を達成でき、また再生において
も高品質な再生信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例の光ディスク記録
方法を示す説明図、第３図は本発明の一実施例の光ディ
スク記録装置の模試図、第４図は従来の光ディスク記録
方法を示す説明図である。 １……光ビームの記録膜走行方向の変位波形、２……光
ビームの速度波形、３、４……記録用ゲート信号、５…
…遅延時間、６……クロック信号、７……記録タイミン
グ、８……レーザビームの広がり形状、10……記録膜の
温度のプロファイル、11……アモルファスマーク、12…
…再生信号波形。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 学 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−16246（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/00 G11B 7/125

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】追記または書換え可能な記録膜を有する光
   ディスクと、該記録膜に対する記録／再生が可能な光学
   ヘッドを具備する光記録再生系において、 上記光学ヘッドから出射する光ビームを上記記録膜走行
   方向に変調し、この変調周波数に同期した任意のタイミ
   ングで、上記光ビームを変調するためのクロック信号に
   対して上記光ビームの立上り時間等を考慮した時間だけ
   遅延したゲート信号により、上記記録用信号を上記記録
   膜に与えることを特徴とする光ディスク記録方法。