JP2781379B2 - 情報の記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギービーム
の照射によって情報の記録・再生・消去するための情報
記録方法に係り、特に光ディスクに好適な情報記録方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、情報の多様化、大容量化に伴い、
光ディスクへの需要が高まってきている。この光ディス
クには、再生専用ディスク、追加記録ができる記録再生
光ディスク、そして情報の書き換えができる書き換え可
能光ディスクがある。これらのうち、ユーザ自身が情報
を記録することのできる記録再生光ディスクや書き換え
可能光ディスクを使用した場合、情報の内容によっては
高いパワーのトラック方向に長い光パルスが照射される
ことがある。 【０００３】また、長い光パルスの代りに、オプティカ
ル ソサェティ オブ アメリカ、オプティカル デー
タ ストレージ、テクニカル ダイジェスト シリーズ
第１０巻（１９８７）第５０頁から第５３頁（Optica
l Society of America, Optical Data Storage, Techni
cal Digest Sevies, Vol.10 (1987) pp.50-53）に記載
されているように、パワー、パルス幅、周期が同一のパ
ルスを所定の時間、連続的に照射する方法が知られてい
る。 【０００４】 【発明の解決しょうとする課題】上記従来技術を用い
て、トラック方向に長く、高いパワーのレーザ光で照射
を行なった場合、熱伝導により、後に照射される場所ほ
ど温度が高くなり、記録あるいは消去される領域のディ
スク半径方向の幅が大きくなって行く。すなわち、形成
された記録あるいは消去部分の形状が涙滴状となるので
ある。このような形状の部分から信号を再生すると、再
生信号波形に歪みがあるため、Ｓ／Ｎが悪くなったり、
ピットエッジ検出方式の場合には記録信号に正しく対応
した再生信号が得られないなどの問題がある。 【０００５】また、この涙滴状の記録あるいは消去部分
を消去あるいは記録しようとする、たとえば消去の場
合、消去可能な幅よりも記録点の半径方向の幅が大きく
なっている部分があるため、消え残りが生じてしまう。
また、膜面の温度が必要以上に上昇する部分があるた
め、下地膜などが変形し、ノイズが増える可能性があ
る。 【０００６】また、これらの解決策として種々提案され
ている方法もあるが、いずれも信号処理の中にアナログ
処理を必要としており、ディジタル回路構成の観点から
も、信号処理の観点からも煩雑なものとなっていた。 【０００７】本発明の目的は、トラック方向に長い高パ
ワーのパルス光照射を行なった場合に、涙滴状となら
ず、トラック方向に整った長円形の記録部分あるいは消
去部分を容易に形成させることにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
最長パルス幅のパルスを二つ以上の複数のパルス列に分
割し、元のパルスの後部ほど平均照射エネルギーが小さ
くなるような波形とすると同じに、予め設定された少な
くとも３種類以上の照射エネルギーレベルを切り替えな
がら記録を行なうことにより達成される。ここで、平均
照射エネルギーというのは、任意の時間幅で光パルスを
等間隔に分割した時、それぞれの時間内において膜面上
に照射される平均エネルギーのことをいう。 【０００９】このため本発明の請求項１は、レーザ光の
照射によって情報の記録が可能な光ディスクに記録また
は書換えを行なう方法において、上記光ディスクに照射
するレーザ光パワーが少なくとも第１、第２および第３
の三つのレベルで照射されるものとし、第２のレベル
は、第１のレベルよりも高いパワーレベルとし、第３の
レベルは、第２のレベルよりも高いパワーレベルとし、
情報の記録または書換え時には情報信号に応じて主とし
て第２のレベルと第３のレベルとの間で交互に変化させ
て記録点を形成するものとし、かつ、隣接する記録点間
のスペース部に対しても分割されたパルス列を配置する
ことにより目的を達成している。 【００１０】また、請求項２では、請求項１記載の情報
記録方法において、該スペース部の分割パルス列の平均
パワーは上記記録点部の平均パワーよりも低いパワーと
なるように設定されたパルス列とする情報の記録方法と
することにより目的を達成している。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によって詳
細に説明する。 【００１２】図１（１）〜（５）は、本発明の前提とな
る先行技術の一例を示す波形図である。また、図２
（１）〜（５）は、比較のために示した従来の記録方法
の説明図である。両者とも２ビームによる記録・再生・
消去を行なうものである。 【００１３】まず最初に、図２（１）〜（５）を用い
て、先行技術における記録方法について説明する。ここ
では、相変化型光ディスク記録膜であるＳｎ−Ｔｅ−Ｓ
ｅ系記録膜に記録・再生・消去を行なった場合について
述べる。結晶状態である記録膜上に半導体レーザ（波長
８３０ｎｍ）を用いて、図２（１）に示すような記録パ
ルス列で記録を行なった。ここで、Ｗは記録が可能なパ
ワー、Ｒは読み出しパワーを示す。この場合、記録パル
スＣは記録パルスＡの３倍のパルス幅とした。この時の
平均照射エネルギーの時間的推移を図２（２）に示し
た。この例では、わかりやすくするために、記録パルス
Ｃを３等分した時間、すなわち、記録パルス幅Ａと同じ
時間内での平均照射エネルギーをそれぞれ示している。
このような記録パルス列で記録すると、光照射領域のう
ち、最も高温となる部分の温度は図２（３）のような時
間変化を示す。そして、試料温度が融点を越えた場所で
は融解が起こり、その後に急冷されることにより、その
場所は非晶質状態となる。そして、記録パルスＡでは円
形の非晶質部分（記録点）を形成できるが、記録パルス
Ｃでは、トラック方向に長円形となると同時に熱伝導の
ために図２（４）の右側の斜線図のように、後で照射さ
れる部分では半径方向に非晶質部分が広がってしまう
（この形状を涙滴状と呼ぶ）。このような記録点をエッ
ジ検出方式で再生すると、図２（５）のように記録情報
に対応した再生信号よりも少しタイミングがずれてしま
い、エラーが生じた。また、パワーが一定のレーザ光で
結晶化による消去を行なうと、記録パルスＡで記録した
点では確実に消去できるが、記録パルスＣで記録した涙
滴状の記録点では大きな消え残りが生じた。さらに、長
い記録パルスが照射された部分では熱により下地膜や保
護膜に変化を生じ、それがノイズの原因となってＳ／Ｎ
を低下させた。このように従来の方法で長い記録点を形
成することには問題があった。 【００１４】また、図１（１）〜（５）は、上記従来法
の問題点を解決するための方法として知られている先行
技術の例を示したものである。この先行技術の例に用い
る記録パルス列は図１（１）のようにした。これは図２
（１）のパルス波形を改良したものである。記録パルス
Ｂのトータルの記録パルス幅は、図２（１）の記録パル
スＣと同じであるが、涙滴状の記録点の形成を防止する
ことを目的として、この先行技術の例では、平均照射エ
ネルギーが図１（２）に示したように徐々に小さくなる
ように記録パルスＢは分割されている。ここでは、記録
パルスのパワー変化までの時間（先行パルスの後縁と後
続パルスの前縁との間隔）を一定にした分割方法となっ
ている。このような記録パルス列で記録を行なうと、図
１（３）に示す温度の時間変化を示す。その結果、図１
（４）に示すような記録点が形成できた。すなわち、図
２（４）に示した従来法におけるような涙滴状の記録点
ではなく、トラック方向に形の整った長円形の記録点が
得られ、これを再生すると、図１（５）のように記録点
に対応した再生信号が得られている。また、これらの記
録点を消去すると、ほとんど消え残りは生ぜず、良好な
記録／消去特性が得られることになる。 【００１５】長い記録パルスを分割する方法としては、
この他にもいくつか考えられているが、すべての場合に
おいて熱の広がりを防ぐため平均照射エネルギーを徐々
に小さくしていく必要がある。この平均照射エネルギー
は任意の単位時間内の平均値であり、平均する時間幅は
膜試料によって熱伝導率などが異なるため、その都度適
宜変化させなければならない。すなわち、図１（２）で
は三等分としたが、これを四等分としてもよい。しか
し、この場合も単位時間内に照射される平均エネルギー
が徐々に小さくなるようにしなければならない。一方、
上記手法においてすべての記録パルスを分割する必要は
なく、少なくとも一番長い記録パルスを分割しさえすれ
ば、あとの記録パルスは必要に応じて分割すればよく、
他の記録パルスでは、分割数やパワーを変化させる段階
の数は一番長い記録パルスより少なく、またパルス幅が
短いほど分割が少なくてよい。ここで、光パルスを分割
する方法は、光パルス列の所定の時間内での平均照射エ
ネルギーが後ほど小さくなるような分割方法であれば、
記録パワーを一定にして、記録パルス幅あるいはパルス
間隔を徐々に変化させて行く方法、記録パルス幅を一定
にして記録パワーを変化させる方法、あるいは記録パワ
ーも記録パルス幅も変化させる方法などどんな方法でも
よい。ここで、パルス幅とパルス間隔を変化させるには
ディジタル、シグナル、ジェネレータなどを用いればよ
い。 【００１６】図３（ａ）〜（ｅ）と図４（ａ）〜（ｅ）
は上記長い記録パルスの分割例を示したものである。図
３、図４のすべての例において図２（１）と同じ幅の長
い記録パルスを三等分した場合の平均照射エネルギーが
徐々に小さくなるようにパルスを分割している。また、
わかりやすくするため、分割した最初の記録パルスのパ
ルス幅と分割していない記録パルス（たとえば記録パル
スＡ）のパルス幅は同じにしたが、必ずしも同じにする
必要はない。 【００１７】図３（ａ）は、分割した二番目の記録パル
ス以降の各パルスの記録パワーおよびパルス幅を一定に
し、パルスの間隔を変化させた場合の一例を示してい
る。 【００１８】図３（ｂ）は、分割した各パルスの記録パ
ワーを一定にし、パルス幅およびパルス間隔を徐々に変
化させた場合の一例を示している。 【００１９】図３（ｃ）は、分割した二番目のパルス以
降の各パルスのパルス幅およびパルスの間隔を一定にす
ると共に記録パワーを順次小さくした場合の一例を示し
ている。 【００２０】図３（ｄ）は、分割した各パルスのパルス
間隔のみを一定にし、記録パワーおよびパルス幅を変化
させた場合の一例を示している。 【００２１】図３（ｅ）は、分割した各パルスの記録パ
ワー、パルス幅、パルス間隔のすべてを変化させた場合
の一例を示している。 【００２２】図４（ａ）〜（ｄ）は、分割したパルスの
立下げるパワーを変化させた場合の例を示している。す
なわち、図３（ａ）〜（ｄ）では、分割したパルスはす
べて読み出しパワーＲまで一旦下げたものであるが、図
４（ａ）〜（ｄ）では読み出しパワーよりも高いパワー
で止めたり、０レベルまで下げたりしている。これらは
図３（ａ）〜（ｄ）と同じように記録パワー、パルス
幅、パルス間隔変化させたりして図示のように種々のパ
ターンの分割方法が考えられる。結局のところ、平均照
射エネルギーが徐々に小さくなりさえすれば、記録パル
スの分割方法はどのようにしてもよい。 【００２３】以上述べた先行技術における各パルス波形
のうち、図１（１）および図３（ａ）および（ｂ）の波
形ではパワー変動の振幅が一定であるため、パルス波形
の形成が容易であるという長所がある。また、図３
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
の波形は、一方のパワーレベルが一定であるため、上記
の波形についで形成が容易である。 【００２４】以上述べたように、長パルス幅の熱記録を
行なう場合の記録点の整形に関しては種々先行技術が提
案されてきているが、ディジタル回路の中にアナログ特
性を持たせて回路設計あるいは調整を行なうため、設計
調整が煩雑であり、必ずしも実用上十分とは言えるもの
ではなかった。以下本発明に関し実施の形態により説明
する。 【００２５】 【実施の形態１】図５（ａ）および（ｂ）は、１ビーム
で記録・再生・消去が行なえる試料を用いた場合の、比
較例としての従来例（ａ）および本発明の実施の形態に
おける記録・消去方法について示したものである。ここ
で、Ｗは記録パワーレベルを、Ｅは消去パワーレベル
を、Ｒは読み出しパワーレベルを示す。 【００２６】図５（ａ）のような従来の方法で記録・消
去を行なうと、レーザ光が高いパワーを長く照射される
部分でやはり涙滴状の記録点が形成されてしまう。これ
を防止するためには、図５（ａ）と同じように長い記録
パルスをいくつかのパルスに分割すればよい。図５
（ｂ）は、その一例を示したもので、パルスの間隔を一
定にした場合を示している。この他、図３および図４等
と同じように種々の分割方法が考えられる。 【００２７】一方、図５（ａ）の波形で、パワーが高い
レベルから立ち下がり、中間のパワーレベルに長く保た
れる部分では、徐々に照射部分の温度が低下し、結晶化
速度が変動するため、照射前に非晶質状態にあった部分
を十分結晶化させられず、消え残りを生じる場合があ
る。これを防ぐには、図５（ｂ）に示したように、中間
のパワーレベルの部分の後部ほど平均照射エネルギーが
高くなるようにするのがよい。 【００２８】エネルギーの変化の方向は逆であるが、図
５（１）で述べたようなパルス波形を利用できる。すな
わち、中間のパワーレベルの上に、図１、図３、図４
の、図１（１）のＢに対応する領域のパルスを、時間軸
を逆転させて並べればよい。図５（ｂ）の波形は、中間
のパワーレベルの上に図３（ａ）のＢ領域の２つ目以降
のパルスを時間軸を逆にして並べたものである。 【００２９】中間のパワーレベルあるいは高いパワーレ
ベルの照射が長く続く部分ほど、分割数あるいはパワー
変化の段階数を多くするのが好ましい。 【００３０】 【実施の形態２】結晶化速度が極端に速い試料に記録
（非晶質化）を行なう場合、図６（ａ）のような記録パ
ルス列を用いると、反射光強度は図６（ｂ）のようにな
り、記録パルスに対応した再生波形が得られない。すな
わち、記録パルスの立下げ場所しか非晶質化ができな
い。パルスの立上げ以降では例え融点を越えたとして
も、結晶化速度が速いため、冷えるときに結晶化してし
まうが、立下げ部ではレーザ照射が急に止まるため急冷
され、この部分のみ非晶質化する。しかし、この場合に
おいても、立下げ部では熱の広がりにより大きな記録点
となり、消去時に消え残りが大きくなってしまう。そこ
で、これらの問題を解決するために、図６（ｃ）のよう
な記録パルス列にした。考え方の基本は上記図５（１）
等と同じで、長い記録パルスを平均照射エネルギーが徐
々に小さくなるように分割するものである。すなわち、
隣接する記録点（マーク）間の部分（以下スペースと呼
ぶ）の急冷による非晶質化が局在してしまう問題を解決
するため、このスペース部にも低レベルの光エネルギー
を照射している。このため、レーザパワーが中間レベル
の部分は結晶化させる部分であることにより、図６
（ｄ）のように反射光強度が無反射レベルよりも若干高
くなっている。 【００３１】一方、非晶質化させる部分では記録パワー
が大きく、パルス幅の小さい記録パルスを続けて照射し
て記録を行なうことにより記録すべき信号に忠実な領域
の形成が可能となった。その結果、図６（ｄ）のような
良好な再生波形が得られた。上記の実施例で述べた記録
パルス列は１ビーム或いは２ビーム何れの場合でも記録
・再生・消去の実行に対し利益が大きく、特に、ほぼ一
定のパワーレベルが連続する部分の幅が短いほど分割の
数やパワーの変化の段階を少なくするのがよい。 【００３２】 【発明の効果】本発明によれば、トラック方向に長い記
録ピットを形成する場合にも、涙滴状とならず、トラッ
ク方向に整った長円形状の記録ピットを形成させること
ができるので、再生信号のエラーレート、消去時の消え
残り、変形によるノイズ増加などを少なくする効果があ
る。 【００３３】本発明においては、相変化記録媒体を用い
る場合に最も効果が大きいが、光磁気記録媒体、穴形成
による記録媒体などの他の光記録媒体を用いる場合にも
効果が大きい。また、トラック方向に長い光パルスをい
くつかのパルスに分割し、かつその照射パワーレベルも
予め設定されたレベル間を切り替えながらディスクの半
径方向への熱の広がりを制御するため、形成される記録
あるいは消去領域が涙滴状とならず、トラック方向に形
の整った長円形状を得ることが出来る。すなわち、再生
信号のエラーレート、消去時の消え残り、変形によるノ
イズ増加などの問題が容易に解決できる。 【００３４】記録膜材料として、穴形成などの追記型材
料、書き換え可能な相変化材料や光磁気材料などを用い
れば同様な結果が得られ、効果が大きいが、その他の記
録材料を用いる場合に本発明を用いても効果がある。本
発明は相変化材料の場合に最も効果が大きい。

【図面の簡単な説明】 【図１】（１）〜（５）はそれぞれ本発明の先行技術と
なる熱制御を行なうための記録波形図。 【図２】（１）〜（５）はそれぞれ従来法における記録
波形図。 【図３】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ先行技術における記
録パルスの分割法を示す波形図。 【図４】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ先行技術における記
録パルスの他の分割法を示す波形図。 【図５】（ａ）は本発明の実施の形態１との比較を行な
うための従来用いられてきた記録波形図、（ｂ）は本発
明の実施の形態１を説明するための波形図。 【図６】（ａ）は本発明の実施の形態２との比較を行な
うための従来用いられてきた記録波形図、（ｂ）は
（ａ）による記録信号により記録された記録点を読み出
したときの再生波形図、（ｃ）は本発明の実施の形態２
において用いられる記録波形図、（ｄ）は本発明の実施
の形態２による記録点を読み出した再生波形図。 【符号の説明】 Ｗ…記録パワーレベル Ｅ…消去パワーレベル Ｒ…読み出しパワーレベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 哲也 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 安藤 圭吉 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 安岡 宏 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 田村 礼仁 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (72)発明者 太田 憲雄 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平１−150230（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．レーザ光の照射によって情報の記録が可能な光ディ
   スクに記録または書換えを行なう方法において、上記光
   ディスクに照射するレーザ光パワーが少なくとも第１、
   第２および第３の三つのレベルで照射されるものとし、
   第２のレベルは、第１のレベルよりも高いパワーレベル
   とし、第３のレベルは、第２のレベルよりも高いパワー
   レベルとし、情報の記録または書換え時には情報信号に
   応じて主として第２のレベルと第３のレベルとの間で交
   互に変化させて記録点を形成するものとし、かつ、隣接
   する記録点間のスペース部に対しても分割されたパルス
   列を配置したことを特徴とする情報の記録方法。 ２．請求項１記載の情報記録方法において、該スペース
   部の分割パルス列の平均パワーは上記記録点部の平均パ
   ワーよりも低いパワーとなるように設定されたパルス列
   となっていることを特徴とする情報の記録方法。