JP2892633B2 - 光ディスク記録方法 - Google Patents

光ディスク記録方法

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JP2892633B2
JP2892633B2 JP9096315A JP9631597A JP2892633B2 JP 2892633 B2 JP2892633 B2 JP 2892633B2 JP 9096315 A JP9096315 A JP 9096315A JP 9631597 A JP9631597 A JP 9631597A JP 2892633 B2 JP2892633 B2 JP 2892633B2
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Japan
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pulse
erasing
frequency
amorphous
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哲生 飯島
学 山本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G11B7/006Overwriting
    • G11B7/0062Overwriting strategies, e.g. recording pulse sequences with erasing level used for phase-change media

Landscapes

  • Optical Head (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、高密度記録を効率
良く達成する光ディスクへの記録または消去方法に関す
るもので、とりわけ1ビームオーバーライト(消去しな
がら記録する)を可能にする光ディスクへの記録および
消去、初期化の方法に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、実用または研究されている光ディ
スク媒体には、穴(ピット)をあける追記型、希土
類−遷移金属アモルファス磁性膜を使った光磁気書換
型、結晶−アモルファス相転移を利用した相変化書換
型に大別される。これらの媒体への記録原理は公知であ
るが、その基本は半導体レーザ等の光源からの光を媒体
上に照射し、その熱によってピットまたは反転磁区、相
転移などの変化を起こさせるものである。ただし、は
レーザを印加した媒体部分の温度をキュリー温度または
補償温度以上に上昇させ、冷却時に通常は昇温時とは逆
極性のバイアス磁場の方向に磁化反転を起こさせる。即
ち、いづれも第1に媒体の温度を上昇させることによっ
て記録または消去を行わせている。 【0003】以下に相変化型書換媒体を例に従来の技術
を説明する。 【0004】第6図は、非晶質マーク、結晶状態で決ま
る媒体の反射率差に対し、非晶質マーク/結晶境界(非
晶質マークのエッジ)に情報を持たせた従来方法であ
り、この所謂エッジ記録方法の場合の(A)レーザ駆
動、および(B)非品質マーク列、(C)アナログの再
生信号、(D)アナログの再生信号をもとにパルス化し
た再生信号のタイミング、を示している。ここでは、
「アモルファス化」することによって記録を行い、「結
晶化」することで消去を行うものとする。また、媒体は
予め消去(結晶化)されているものとする。 【0005】第6図(A)の最初の記録パルス110の
立ち上がり近傍ではディスクの温度は媒体の融点を越え
ていないため、媒体の非晶質マーク111は媒体上後ろ
にずれて記録が開始される。また、媒体の融点が高く、
第1の非晶質マーク111はショートパルスであるた
め、通常書込みレーザパルス幅より小さい非晶質マーク
が記録される(第6図(B))。このため、第6図
(D)に示す再生信号パルスは時間的遅延τ1、進み
τ2が生じる。つぎに、長い非晶質マークを記録する場
合には、第6図(A)の2番目、3番目のパルス12
0、130のように、パルスの立ち上がりは前述した非
晶質マーク111のような遅れが生じ、またパルスの立
ち下がりにおいて媒体、保護膜、下地層による蓄熱作用
により大きい非晶質領域が多くなり、パルス後端になる
ほど幅広の非晶質マークが記録される。即ち、一般に非
晶質マークは非晶質マーク121、131に示す如く、
テアドロップ形状になる。その結果、第6図(D)の再
生信号パルスにおいて非晶質マーク121によって遅延
τ11、遅延τ3のシフトを生じる。また、つづく3番
目のパルスでは前記非晶質マーク121を記録したこと
による媒体の熱の拡散により前述したショートパルスと
は逆にτ12の再生信号パルスの進みを生じる。この結
果、長いパルスを記録した場合には2つの非晶質マーク
は接近し、所謂記録した非晶質マークの干渉が起こる。 【0006】即ち、従来の記録方法では、主として媒体
の変形防止のために設けられた保護膜、下地層の熱容量
の増大(昇温時)により、また逆に冷却時には蓄熱作用
のため、非晶質マークのシフトが生じ、再生信号パルス
のシフトにより読み取り誤り(エラー)を発生する。 【0007】上記のような非晶質マークの熱的干渉は1
ビームオーバーライトの例でさらに明らかであり、第7
図で説明する。第7図(A)は記録用レーザの駆動
は非晶質マーク記録用ビームのハイレベルで、L
は結晶化(消去)用ビームのレベルである。その他の記
号は第6図と同様である。第7図では、Lで消去(結
晶化)しながらLで非晶質マークを書き込んでいる状
態を示す。第7図(B)に示すように記録された非晶質
マーク140、141、142の一部150、151、
152には、それにつづく結晶化用消去ビームの熱の影
響で再結晶化し、結果として不完全な非晶質マークが記
録される。第7図(B)の第2、第3のパルスに相当す
る非晶質マークも同様な理由で不完全な非晶質マーク
(140、141、142で斜線を施した領域)とな
る。その結果、第7図(D)に示したようなジッタ16
1〜166が生じる。 【0008】一方、媒体の状態を結晶、非晶質のどちら
かにそろえる初期化および消去に関しては、通常結晶化
過程であるため記録に比べて小さいレーザパワーで駆動
する。従って、レーザビームの及ぶ範囲が記録時と比べ
て小さいため、消去または初期化する場合一般に記録し
た非晶質マークの外環が消し残りとなる。この状況を以
下に説明する。 【0009】結晶−アモルファアス相転移を利用した書
換型光ディスクの記録膜は、通常各種のスパッタ、また
は蒸着法で作製される。成膜後の膜の状態は一般に結晶
−非晶質の混合状態(as−dpo状態と言う)であ
る。ディジタル情報の「1」、「0」対応させるため
には、この膜をどちらかの状態に転移させる。これを初
期化と呼んでいる。通常の初期化は結晶質状態にするこ
とが多いので、以下この場合を前提に説明する。 【0010】第8図は通常の初期化の過程を説明してい
る。210は光ディスク(図示せず)に設けられた溝の
巾を表す。この溝と隣の溝との間隔は現在1.6μmの
ものが多く用いられている。初期化は通常比較的低いレ
ーザパワーで成膜(as−dpo)状態に記録する
(第8図(a))。この時、220の領域は結晶化する
が、230で示した領域はこの時のレーザパワーが小さ
いため、初期化できずas−dpo状態のままであ
る。このような初期化状態では、実際信号を記録・消去
した場合、消し残りが生じる。例えば、この方法で初期
化した後、第8図(b)に示すように非晶質241を記
録する。該非晶質マークの周囲には221で示す結晶化
領域ができる。これは、レーザビームのプロファイルは
変わらないまま、非晶質マークをハイパワーで記録する
ためである。その後、第8図(a)と同じレーザパワー
で消去する。この状態では、第8図(c)に示すように
溝の周辺では、前記非晶質マークを記録した影響で生じ
た結晶化リング222が残っている。そのため、消去後
には結晶化の信号が残っているように観測できる。すな
わち、信号処理上は逆極性の消し残りとみなされ、いず
れにしてもエラーの原因となる。 【0011】第9図は、第8図の欠点を改善するため提
案された別の従来例である。第9図(a)で光ディスク
の溝の巾210のかなりの部分を非晶質化する程度のパ
ワーレベルで非晶質マーク記録を直流で行う。溝には2
40で示す非晶質領域と周辺に223で示す結晶化領域
が残る。その後、弱いパワーで再び当該トラックを結晶
化領域220として初期化が第9図(b)のように完了
する。この方法では、(1)プロセスが2回に増える、
(2)結晶化の状態が220と223で僅かに異なり、
その反射率差が雑音の原因となる、(3)初期化の最初
のステップでハイパワーで記録するため、媒体のダメー
ジが大きく変形する、等の問題が生じる。 【0012】 【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の記録、とくに1ビームオーバーライトの方式では、
主として媒体の変形防止のために設けられた保護膜、下
地層の熱容量の増大(昇温時)により、また逆に冷却時
には蓄熱作用のため非晶質マークのシフトが生じ、再生
信号パルスのシフトにより読み取り誤り(エラー)を発
生するという問題点があった。また、消去及び初期化時
には、記録に比べて小さいレーザパワーで駆動するため
のレーザビームの及ぶ範囲が記録時と比べて小さい。従
って、消去および初期化した場合記録した非晶質マーク
の外環が消し残りとなる、又はこれをなくすため2つの
プロセスになるという問題点があった。 【0013】 【課題を解決するための手段】半導体レーザ等の光源及
びその駆動回路、該光源を集光するための光学系、及び
フォーカス・トラックサーボ系を備えた書き込み可能な
光ディスク記録再生装置の光ディスク記録方法におい
て、消去時には第1の光量と記録周波数より高い周波数
とを有するパルス列を照射し、記録時には前記第1の光
量よりも大きい第2の光量と記録周波数より高い周波数
とを有するパルス列を照射した後、前記第2の光量より
小さく前記第1の光量よりも大きい第3の光量と記録周
波数より高い周波数とを有するパルス列を照射して、消
去しながら記録している。なお、記録ための光照射の
タイミングに対し、前記パルス列の包絡線の立ち上がり
または立ち下がりの時間を進めても良い。 【0014】また、結晶化のための消去においては、前
記パルス列の波高値の包絡線を中程度パワーで直流的駆
しても良い。 【0015】 【作用】そして、本発明は前記の手段により、書き込み
(記録)周波数より高い周波数のパルス列で消去しなが
ら記録すること(1ビームオーバーライト)ができるの
で、非晶質マークのタイミングずれ、テアドロップ状非
晶質マークに基づく再生信号パルスのシフト(パルスジ
ッタ)を解決した記録、及び消し残りの少ないまたは簡
単で効果的な消去方法を提供することができる。 【0016】 【発明の実施の形態】第1図及至第3図および第5図は
記録および消去の方法の参考例を示し、第4図は本発明
の実施例を示すものである。それぞれの図面において、
(A)はレーザ駆動用の記録パルスを表す模式図で、
(B)〜(D)は第6図、第7図で説明したと同様、そ
れぞれ非晶質マーク、アナログ再生、再生信号パルスで
ある。但し、第2図及至第図では(B)〜(D)の図
を省略し、第1図(A)と同様のレーザ駆動用の記録パ
ルスについてのみ示す。記録に先立って後述する媒体を
600rpm、12mW(600MHzの高周波重畳)
で当該トラックを結晶化(初期化)した。媒体は、1.
6μmピッチの溝が形成されたポリカーボネート基板の
上、SiOの下地層を100nm、Sb0.55Te
0.45の記録膜を100nm、その上にSiOの保
護膜を100nmで構成された。 【0017】参考 例1 第1図に、高出力レーザを用いて、これをパルス駆動し
参考例1を示す。実験条件は、 レーザ;50mW(媒体上20mW照射) パルス;600MHz(Duty 50%)で駆動。 信号周波数;2MHz(周速5m/s、記録パルス包絡
線幅250nsec、周期500nsec。これは、媒
体上2.5μmピッチに相当)の同一非晶質マークを記
録。 第1図(A)に示した記録パルス列1に対応して、第1
図(B)のような非晶質マーク11が記録される。ま
た、第1図(C)、(D)はそれぞれアナログ再生信
号、アナログの再生信号をもとにパルス化した再生信号
パルス、を表すものである。 【0018】参考 例2 第2図に、記録用レーザ駆動パルス列の包絡線を2段に
した参考例2を示す。ハイレベルは25mW、ロウレベ
ルは18mWで駆動した。ハイレベルの持続時間2は5
0nsecである。周速5m/sで記録パルス包絡線幅
250nsec、周期500nsec、(これは、媒体
上2.5μmピッチに相当)の同一非晶質マークを記録
する以外の条件は参考例1と同じとした。 【0019】参考 例3 第3図に、記録用レーザ駆動パルスの立ち上がり時間3
を60nsec、立ち下がり時間4を30nsecだけ
記録タイミングに対して進ませた(シフトさせた)参考
例3を示す。レーザの波高値は20mW一定とした。他
の条件は参考例2と同じとした。 【0020】 比較例1 第6図に示した従来のレーザ駆動で記録したものを比較
例1とする。レーザの波高値は12mWである。 【0021】 実施 4図に、パルス列駆動で消去(レーザパルス波高値L
=9mW)、記録(レーザパルス波高値L=15m
W、ハイレベルの持続時間5=50nsec、ハイレベ
ルのレーザパルス波高値L22=25mW)で1ビーム
オーバーライト記録した実施例を示す。オーバーライト
記録に先立って1MHz(Duty50%)の信号を記
録した。オーバーライト時の記録周波数は2MHzでD
uty=50%である。 【0022】 比較例2 第7図に示した従来の方法で1ビームオーバーライト記
録した。オーバーライト記録に先立って1MHz(Du
ty50%)の信号を記録した。オーバーライト時の記
録周波数は2MHzでDuty=50%、L=8m
W、L=12mWである。 【0023】参考例4 参考 例1で記録した非晶質マークを第5図に示すパルス
列で消去した。6はレーザ駆動用のパルス列の波高値、
7は再生時のレーザパワーの再生レベルを示す。ここで
は、レーザパルス列の波高値を12mWとした。 【0024】 比較例3 実施例で記録した非晶質マークを通常の結晶化記録(消
去)のパワーレベル8mWで消去した。 【0025】以上の結果を第1表に示した。 【0026】 【表1】ジッタ量と消し残り量の比較 【0027】第1表より、以下のことがわかる。 (1)比較例1では記録周期の10〜15%のパルスジ
ッタが観測されたのに対し、本参考例1〜3ではいずれ
も5%以内であった。 (2)1ビームオーバーライト記録の比較では、実施
場合は−25dBの消し残り雑音を観測し、実際上ほ
ぼ問題のない1ビームオーバーライトが実現できた。そ
れに対し、従来の比較例2ではジッタが多く、消去特性
も不完全であった。(3)消去特性に関して、従来の消
去条件での消し残りに比べで参考例4の消去方法では実
用レベルに近い−25〜−30dBの特性を得た。 【0028】【発明の効果】 以上説明したように、従来例と比べて本
発明は高出力レーザを間歇駆動で用いるため媒体は変形
することなくその温度上昇は急で非晶質マークのタイミ
ングの遅れは少ない。また、レーザを間歇駆動で用いる
ため媒体の蓄熱効果は小さい。その結果、非晶質マーク
はテアドロップ状にはならず、信号ジッタの少ない信号
を記録できるとともに、1ビームオーバーライトを可能
とする。加えて、従来高いパワーのレーザビームで記録
した場合にしばしば観測された媒体変形モードも本発明
では生じない。消去においては−25dB以下の実用上
問題のない値を得た。さらに、レーザをパルス駆動する
ため、出力が安定で、長寿命化できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明を適用した光ディスク記録方法の参考
1を説明する図である。 【図2】本発明を適用した光ディスク記録方法の参考
2を説明する図である。 【図3】本発明を適用した光ディスク記録方法の参考
3を説明する図である。 【図4】本発明を適用した光ディスク記録方法の実施例
を説明する図である。 【図5】本発明を適用した光ディスク記録方法の参考例
を説明する図である。 【図6】従来のレーザ駆動した場合の記録プロセスを説
明する図である。 【図7】従来の1ビームオーバーライトする場合の記録
プロセスを説明する図である。 【図8】従来のレーザ駆動で初期化、記録、消去する動
作を説明する図である。 【図9】従来のレーザ駆動で初期化、記録、消去する動
作を説明する図である。 【符号の説明】 1…パルス列 11、121、131、140、141、142、24
0…非晶質マーク 2、5…持続時間 3…立ち上がり時間 4…立ち下がり時間 6…波高値 7…再生レベル 110、120、130…パルス 161、162、163、164、165、166…ジ
ッタ、210…溝の巾 220、221、223…結晶領域 222…結晶化リング 240…非晶質領域
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 7/00 G11B 7/125 G11B 11/10

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 半導体レーザ等の光源及びその駆動回路、該光源を集光
    するための光学系、及びフォーカス・トラックサーボ系
    を備えた相変化型あるいは光磁気型の書き込み可能な光
    ディスク記録再生装置用いる光ディスクの記録方法に
    おいて、消去時には第1の光量と記録周波数より高い周波数とを
    有するパルス列を照射し、記録時には前記第1の光量よ
    りも大きい第2の光量と記録周波数より高い周波数とを
    有するパルス列を照射した後、前記第2の光量より小さ
    く前記第1の光量よりも大きい第3の光量と記録周波数
    より高い周波数とを有するパルス列を照射して、 消去し
    ながら記録することを特徴とする光ディスク記録方法。
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