JP3792103B2 - 多層光学式記録媒体、及びその記録方法並びに記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の記録層を有する多層光学式記録媒体、及び多層光学式記録媒体の記録方法並びにその記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量の記録媒体として、１面あたりの記録容量を増大させることが可能な多層光ディスクの開発が進められている。かかる多層光ディスクは、複数のハーフミラー型反射記録層を積層した構造を有している。例えば、２つの記録層を有する２層ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）においては、これらの記録層を比較的小さな間隔を置いて２層積層し、上層（すなわち、光ピックアップに近い層）および下層に相変化記録膜を形成した構造を有している。このような２層ディスクの記録時においては、いずれかの記録層にレーザ光を絞り込み、その記録層に信号を記録する。
【０００３】
しかしながら、上層を通して下層に記録を行なう場合には、上層にデータが記録がなされている場合と記録がなされていない場合とで記録条件を変更する必要が生じる。これは、上層にデータが記録がされている場合には上層の平均反射率が高くなる（すなわち、平均透過率が低下する）ために、この影響によるＳＮ（信号対雑音比）の低下を見込んで、単層ディスクに記録する場合よりも記録密度を落とさなければならないという問題があった。
【０００４】
また、記録密度を増大するためにさらに記録層数を増した光ディスクにおいては、下層の記録を行なう際に光ビームが透過する層数が増加するため、これよりも上の記録層が未記録部であるか記録部であるかによって透過率、すなわち、ＳＮに大きな違いが生じる。したがって、上層から下層に順に記録を行う必要が生じたり、あるいは、あまり多くの記録層を積層できないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各記録層に安定して記録を行うことが可能な多層光学式記録媒体、及び当該多層光学式記録媒体の記録方法並びにその記録装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による多層記録媒体は、光ビームを１の記録層を透過させつつ他の記録層に照射してデータ信号の記録をなす書き換え可能な多層記録媒体であって、当該１の記録層には、当該他の記録層へのデータ信号の記録に先立ってダミー信号が記録されたことを特徴としている。
【０００７】
本発明による多層記録媒体の記録装置は、光ビームを１の記録層を透過させつつ他の記録層に照射してデータ信号の記録をなす書き換え可能な多層記録媒体の記録装置であって、当該１の記録層に、当該他の記録層へのデータ信号の記録に先立ってダミー信号を記録する記録手段を有することを特徴としている。
本発明による多層記録媒体の記録方法は、光ビームを１の記録層を透過させつつ他の記録層に照射してデータ信号の記録をなす書き換え可能な多層記録媒体の記録方法であって、当該他の記録層を第１の初期化条件に基づいて初期化を行う第１の初期化工程と、当該１の記録層を第１の初期化条件と異なる第２の初期化条件に基づいて初期化を行う第２の初期化工程と、を有し、第２の初期化条件は、第２の初期化工程を実行後の当該記録層の透過率が、１の記録層に所定のデータ信号が記録された後の当該記録層の透過率と略同一となるように定められることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明による２層記録ディスクの構造を模式的に示す、トラッキング方向における断面図である。２層記録ディスク１０は、情報データの記録又は再生のためのレーザ光ビームの照射側から順に、カバー層１１、上層の相変化記録膜１２、上層の情報記録トラックを構成するガイドグループ１３、スペーサ層１４、下層の相変化記録膜１５、下層のガイドグループ１６、及びディスクの基板１７から構成されている。
【０００９】
カバー層１１及びスペーサ層１４は、照射光の光路となるため、照射光の波長帯での透過率が高い材料、例えば、紫外線硬化樹脂材料等が用いられる。また、相変化記録膜１２、１５にはゲルマニウムアンチモンテルル（ＧｅＳｂＴｅ）等が、ディスクの基板にはポリカーボネート等の材料が用いられる。
相変化記録膜１２、１５は、膜が生成された状態においては反射率が低く、透過率が高いアモルファス状態となっている。記録を行う際に、光ピックアップからレーザ光を照射することによって照射された部分の温度が上昇し、結晶化温度を超えた後冷却されることによって反射率が高く、透過率が低い結晶状態に変化する。材料によっては膜が生成された状態から光を当てて初期化を行ない、安定したアモルファス状態を作らないと記録が行なえないようなものがある。あるいは、膜が生成された状態でそのまま光を当てて記録を行えるような機能を持つ材料もあるが、いずれの材料を用いることも可能である。以下においては、相変化記録膜としてそのまま光を当てて記録を行えるような材料を用いた場合について説明する。
【００１０】
なお、以下の説明においては相変化記録膜１２及びガイドグループ１３からなる上側の記録層１８（すなわち、光ビームの照射側から見て１層目）をレイヤ０（Ｌ０）と称し、相変化記録膜１５及びガイドグループ１６からなる下側の記録層１９（すなわち、２層目）をレイヤ１（Ｌ１）と称する。照射光ビームの焦点位置を深さ方向で移動させることによって、Ｌ０層１８及びＬ１層１９のいずれの記録層に対しても情報データ信号を記録し、又はいずれの記録層からも情報データ信号を再生することができる。
【００１１】
図２は、本発明による多層光ディスクの記録装置２０の構成を示すブロック図である。２層の相変化記録膜をもつ光ディスク１０は、光ピックアップ２１から照射された照射光ビームによってデータ信号の記録がなされる。
光ピックアップ２１は、レーザ光を放射する光源２２、放射されたレーザ光を平行光ビームにするコリメートレンズ２３，及びコリメート光ビームを集光する対物レンズ２４を有する。光ピックアップ２１のトラッキング位置及び照射光ビーム焦点位置は、制御部２７からの制御信号に基づいて動作する駆動部（ドライバ）２８からの駆動信号に応じて変更される。光ディスク１０はスピンドルモータ２９によって回転駆動される。また、スピンドルモータ２９は、制御部２７からの制御信号に基づいて動作する。
【００１２】
さらに、光ピックアップ２１は、スイッチ回路３１を介して初期化信号生成回路３３及びデータ信号生成回路３４に接続されている。制御部２７は、ユーザの操作パネル３６の操作による入力信号、あるいは光ピックアップ２１の受光素子（図示しない）からの読取信号、例えばＴＯＣ（Table of Contents）情報等に基づいて、スイッチ回路３１を制御し、後述する初期化信号又はデータ信号のいずれか１を選択的に光ピックアップ２１に供給せしめる。上記したように、制御部２７は、これと同時に駆動部２８を制御し、光ディスク１０のいずれかの記録層へ当該選択された信号を記録する。
【００１３】
データ信号生成回路３４は、画像や音声データ、あるいは情報データ等の種々のデジタルデータを光ディスク１０の記録に適した所定形式の信号に変換し、記録データ信号（以下、単にデータ信号とも称する）を生成する。あるいは、データ信号生成回路３３は、上記した種々のデジタルデータを生成する信号処理回路や受信回路、又は種々のデジタルデータを格納した格納回路等（図示しない）に接続され、これらの回路から供給されたデジタルデータを記録データ信号に変換するようになっていてもよい。
【００１４】
初期化信号生成回路３３は、光ディスク１０の記録層の初期化のために当該記録層に記録される初期化信号を生成する。初期化信号としては、所定の一定電流値の無変調信号及びダミー信号が用いられる。次に、光ディスク１０の初期化のプロセスについて以下に説明する。
図３は、制御部２７によってなされる光ディスク１０の初期化の手順を示すフローチャートである。まず、装填された光ディスク１０が初期化済みのディスクであるか否かが判別される（ステップＳ１１）。この判別は、例えば、光ディスク１０のリードインエリア中に設けられた初期化済みか否かを示すデータ領域に記録されたデータ（又はフラグ等）に基づいて行うことができる。あるいは、ユーザの操作パネル３６の操作によって入力された信号に基づいて行うことができる。
【００１５】
光ディスク１０の初期化が済んでいないと判別された場合、制御部２７は、初期化信号生成回路３３からの無変調信号を光ピックアップ２１に供給せしめ、一定電流でレーザ光源２３を駆動し、光ディスク１０のＬ１層１９を初期化する（ステップＳ１２）。この初期化の方法は、一般的に従来より用いられている記録層の初期化方法と同様である。ステップＳ１１において、初期化済みであると判別された場合には、本ルーチンを抜ける。
【００１６】
次に、Ｌ０層１８の初期化を行う。この際、制御部２７は、Ｌ０層１８の初期化のため、ダミー信号の変調周波数ｆ及びレーザ光源２３の駆動電流値（あるいはデューティー比）を算出する（ステップＳ１３）。変調周波数ｆは、Ｌ１層１９に所定の記録あるいは再生のための開口数で対物レンズ２４によりフォーカスされた光ビームがＬ０層１８を透過するときの光束径内で一周期以上となるような周波数に設定される。すなわち、Ｌ０層１８及びＬ１層１９間の間隔をｄ（ｍｍ）、対物レンズ２４の開口数をＮＡ、層間媒質の屈折率をｎ、初期化時の線速度をｖ（ｍｍ／ｓ）とすると、変調周波数ｆは、
ｆ≧ｖ×ｎ／(２×ＮＡ×ｄ) (１)
となるように設定される。また、このとき、駆動電流値（あるいは、デューティー比）は、初期化後のＬ０層１８の光透過率がＬ０層１８に所定のデータ信号を記録したあとの光透過率と概ね同一となるように選ばれる。所定のデータ信号としては、記録するデータ信号の特徴（例えば、画像データ、音声データ、コンピュータ等で用いられる情報データ等）に応じたデータ信号を用いてもよく、又はこれらに関わらず一定のデータ信号を用いてもよい。また、スイッチ３１を用いて初期化信号生成回路３３及びデータ信号生成回路３４の出力信号を切り替える構成としたが、これに限らず、単独のデータ信号生成回路３４が初期化データ及び記録データ信号を生成し、出力するようにしてもよい。
【００１７】
なお、変調周波数ｆは、実際には、初期化信号生成回路３３のカットオフ周波数や、１パルスの信号を記録するために必要とされる光密度等によって定まる上限周波数ｆｃを有する。すなわち、変調周波数ｆはまた、
ｆｃ≧ｆ (２)
をも満たすように設定される。
【００１８】
制御部２７は、スイッチ回路３１を制御し、初期化信号生成回路３３から上記の方法によって定められたダミーパルス信号を光ピックアップ２１に供給せしめ、このダミーパルス信号を記録することによってＬ０層１８を初期化する（ステップＳ１４）。
次に、光ディスク１０の所定データ領域に初期化済みであることを示すデータ（又はフラグ等）を記録し（ステップＳ１５）、本ルーチンを終える。
【００１９】
上記した手順によって、初期化された記録層はデータ信号が記録された記録層と略同一の透過率を有することになる。従って、Ｌ１層１９の記録再生時において、上層であるＬ０層１８にデータ信号が記録されているか否かに関わらずＬ０層１８の透過率は実質的に変化しないので、光ビームの強度の変動しない安定した記録再生を行うことができる。
【００２０】
なお、上記においては、無変調信号によるＬ１層１９の初期化（ステップＳ１２）の前にダミー信号によるＬ０層１８の初期化（ステップＳ１４）を実行するよう順序を変更してもよい。また、ダミー信号の変調周波数ｆ及びレーザ光源２３の駆動電流値（あるいはデューティー比）の算出（ステップＳ１３）は、ダミー信号によるＬ０層１８の初期化の前に実行されていればよい。例えば、本初期化ルーチンの開始前に予め算出しておいてもよい。
［第２の実施例］
図４を参照して、本発明の第２の実施例である多層記録ディスクの記録装置及びその方法について以下に説明する。
【００２１】
本実施例において、光ピックアップ２１は楕円形状の光ビーム４１を射出する光学系（図示しない）を有している。すなわち、光ビーム４１が記録層を照射して形成するビームスポット４３は、その長軸が多層記録ディスク１０のトラックに略垂直方向であり、多層記録ディスク１０の複数のトラックに亘る楕円形状を有している。従って、この光ビーム４１によって複数のトラック４５を同時に初期化することが可能である。このような光ビームを用いることによって初期化にかかる時間を大幅に短縮することができる。
【００２２】
なお、上記した実施例においては、２層光ディスクを例に説明したが、複数の相変化記録膜を有する光ディスクについても適用が可能である。
また、ダミー信号及び無変調信号による初期化は光ディスクの全面に亘って行う必要はなく、一部についてのみ行ってもよい。
上記したダミー信号を生成するためのダミー情報としては、それ自体意味をもたない情報、例えば、ランダムデータや所定周期のパルス列を用いることができる。また、画像／音声データであれば、単色の画面や所定周波数の音声データなどを用いることができる。あるいは、それ自体意味を有するデータであっても、記録すべき情報データと明らかに区別できるデータ、例えば、ダミーデータであることを表す画像又は音声データを用いてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によれば、各記録層に安定して記録を行うことが可能な多層光学式記録媒体、及び当該多層光学式記録媒体の記録方法並びにその記録装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２層記録ディスクの構造を模式的に示す、トラッキング方向における断面図である。
【図２】本発明による多層光ディスクの記録装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例における２層光ディスクの初期化の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例である多層記録ディスクの記録装置を用いた場合の光ビーム及び記録層上のビームスポットを示す図である。
【主要部分の符号の説明】
１０ 多層記録ディスク
１１ カバー層
１２ 上層の相変化記録膜
１３ 上層ガイドグループ
１４ スペーサ層
１５ 下層の相変化記録膜
１６ 下層ガイドグループ
１７ 基板
１８ Ｌ０層
１９ Ｌ１層
２０ 多層光ディスクの記録装置
２１ 光ピックアップ
２２ 光源
２４ 対物レンズ
２７ 制御部
３１ スイッチ
３３ 初期化信号生成回路
３４ データ信号生成回路
４１ 線状光ビーム
４３ ビームスポット

Claims (8)

1. 光ビームを１の記録層を透過させつつ他の記録層に照射してデータ信号の記録をなす書き換え可能な多層記録媒体であって、
   前記１の記録層には、前記他の記録層へのデータ信号の記録に先立ってダミー信号が記録され、
   前記ダミー信号の周波数ｆは、前記他の記録層にフォーカスされた光ビームが前記１の記録層を透過するときの光束径内で一周期以上となるような周波数であって、
   前記１の記録層及び前記他の記録層間の間隔をｄ ( ｍｍ ) 、前記光ビームを集光する対物レンズの開口数をＮＡ、前記１の記録層及び前記他の記録層間の媒質の屈折率をｎ、前記ダミー信号を記録する際の前記多層記録媒体の線速度をｖ ( ｍｍ／ｓ ) としたとき、
   ｆ≧ｖ×ｎ／ ( ２×ＮＡ×ｄ )
   を満たすことを特徴とする多層記録媒体。
2. 前記ダミー信号は、前記ダミー信号が記録された後の前記１の記録層の透過率が、前記１の記録層に所定のデータ信号が記録された後の透過率と同一となるようなパルス系列を有することを特徴とする請求項１記載の多層記録媒体。
3. 光ビームを１の記録層を透過させつつ他の記録層に照射してデータ信号の記録をなす書き換え可能な多層記録媒体の記録装置であって、
   前記１の記録層に、前記他の記録層へのデータ信号の記録に先立ってダミー信号を記録する記録手段を有し、
   前記ダミー信号の周波数ｆは、前記他の記録層にフォーカスされた光ビームが前記１の記録層を透過するときの光束径内で一周期以上となるような周波数であって、
   前記１の記録層及び前記他の記録層間の間隔をｄ ( ｍｍ ) 、前記光ビームを集光する対物レンズの開口数をＮＡ、前記１の記録層及び前記他の記録層間の媒質の屈折率をｎ、前記ダミー信号を記録する際の前記多層記録媒体の線速度をｖ ( ｍｍ／ｓ ) としたとき、
   ｆ≧ｖ×ｎ／ ( ２×ＮＡ×ｄ )
   を満たすことを特徴とする記録装置。
4. 前記ダミー信号は、前記ダミー信号が記録された後の前記１の記録層の透過率が、前記１の記録層に所定のデータ信号が記録された後の透過率と同一となるようなパルス系列を有することを特徴とする請求項３記載の記録装置。
5. 前記光ビームは、長軸が前記多層記録媒体のトラックに略垂直方向で前記多層記録媒体の複数のトラックに亘る楕円形状のビームスポットを有することを特徴とする請求項３又は４に記載の記録装置。
6. 前記データ信号を生成するデータ信号生成器と、前記ダミー信号を生成するダミー信号生成器と、前記データ信号及び前記ダミー信号のいずれか１を選択的に前記記録手段に供給するスイッチ回路と、を有することを特徴とする請求項３記載の記録装置。
7. 光ビームを１の記録層を透過させつつ他の記録層に照射してデータ信号の記録をなす書き換え可能な多層記録媒体の記録方法であって、
   前記他の記録層を第１の初期化条件に基づいて初期化を行う第１の初期化工程と、
   前記１の記録層を前記第１の初期化条件と異なる第２の初期化条件に基づいて初期化を行う第２の初期化工程と、を有し、
   前記１の記録層にはダミー信号が記録され、前記ダミー信号の周波数ｆは、前記他の記録層にフォーカスされた光ビームが前記１の記録層を透過するときの光束径内で一周期以上となるような周波数であって、
   前記１の記録層及び前記他の記録層間の間隔をｄ ( ｍｍ ) 、前記光ビームを集光する対物レンズの開口数をＮＡ、前記１の記録層及び前記他の記録層間の媒質の屈折率をｎ、前記ダミー信号を記録する際の前記多層記録媒体の線速度をｖ ( ｍｍ／ｓ ) としたとき、
   ｆ≧ｖ×ｎ／ ( ２×ＮＡ×ｄ )
   を満たすことを特徴とする多層記録媒体の記録方法。
8. 前記第２の初期化条件は、前記第２の初期化工程を実行後の当該記録層の 透過率が、前記１の記録層に所定のデータ信号が記録された後の当該記録層の透過率と同一となるように定められることを特徴とする請求項７記載の多層記録媒体の記録方法。

Images