JP3914704B2 - 多値記録再生可能な光情報記録媒体、これを用いた記録再生方法及び記録再生装置 - Google Patents
多値記録再生可能な光情報記録媒体、これを用いた記録再生方法及び記録再生装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの記録再生方法において、記録ピットの信号レベルを２値以上の値に制御する光ディスクの多値記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−２０５２７４号公報には、記録マークの大きさや長さ、あるいは記録マークの間隔を精度よく判別して、多値情報の再生を行ない、光記録媒体の高密度化とデータ転送速度の高速化を行なうことを目的とし、また、構成として、収束直径の異なる複数のレーザ光を同一の記録面上に照射し、それぞれのレーザ光の反射光または透過光から得られる再生信号を比較して、再生情報のレベル判定を行なうことが記載されている。また、課題を解決するための手段として、（ｉ）「情報記録媒体にレーザ光を照射することによって情報の再生を行なう方法において、収束直径の異なる複数のレーザ光を同一の記録面上に照射し、それぞれのレーザ光の反射光または透過光から得られる再生信号を比較して、再生情報のレベル判定を行なう。複数のレーザ光は、情報記録媒体上の同一点に、同時に照射しても良いし、異なる点に照射しても良い」、（ii）「（ｉ）の手段において、収束直径の異なる複数のレーザ光を照射する手段として、波長の異なる複数のレーザ光、または開口数の異なる複数の焦点レンズの少なくとも一方を用いることとした」ことが記載されている。
【０００３】
この従来技術（特開平５−２０５２７４号公報）は、互いに等しい面積で分割されたセル単位に、１つの記録マーク（位相ピット）を配置し、この記録マークの大きさ（セルに対する占有面積率）で多値情報を記録する方式を採用している。この記録マークの形状（長さ、幅）或いは、記録マークの間隔を精度良く検出するために、各記録マークの再生信号レベルが波長に依存して変化する特性を利用し、各波長で検出された再生信号レベルの組合せ情報から、多値レベルを判定している。この原理では再生に複数の波長を用いるため、記録再生用の光学ヘッドに複数波長のレーザダイオード（ＬＤ）、複数波長用の検出器及び光学系を持つ必要があり、光学ヘッドの構成が複雑で実用に適さない問題がある。
【０００４】
また、特開平７−１２１８８１号公報には、目的として、面密度で現状の約４から５倍密度を実現する記録再生方式を提案し、とくに光記録プロセス上で安定に記録でき、かつ検出信号波形の変化の中で、多値のレベルとそのレベルをとるときのタイミングに情報を持たせる記録再生方式を提案することが記載されており、また、構成として、情報の構成要素を光学的な深さの違ったマークの配列として表現し、該マーク配列は特定形状の単一マークの組合せからなり、該マークの有無、マークの位置ズレからなる複数のマークによって単位情報を表現し、該マークピッチは再生光学系の空間周波数よりも高くすることが記載されている。さらに、課題を解決するための手段として、情報の構成要素を光学的な深さの違ったマークの配列として表現し、該マーク配列は特定形状の単一マークの組合せからなり、該マークの有無、マークの位置ズレからなる複数のマークによって単位情報を表現し、該マークピッチは再生光学系の空間周波数よりも高くすることが記載されている。
【０００５】
また、特開平８−１４７６９５号公報では、互いに等しい面積で分割されたセル単位に、複数個の単一記録マーク（位相ピット）を配置し、この単一記録マーク位置の組合せを利用して、多値情報を記録する方式を採用している。また、1つの記録マークと１つのスペースの組合せで構成される長さが、記録再生用の集光ビーム径（ＢＤ）の約半分となる光学伝達特性に基づく再生限界以上の空間周波数成分を有する記録マーク列で構成されていることが特徴である。また、多値情報を再生する方式は、前記記録マーク列のパタンに対応して離散的に変化するＲｆ信号により検出している。この原理では、少なくとも２個の記録マークと２つのスペースの組合せが必要となり、最小のセル長はビーム径とほぼ等しい数値が限界となる。記録密度を更に高めるために記録マークの位置をずらす分解能を上げれば良いが、分解能が高くなるほど、個々の組合せの分布が互いに重なり合い、再生でエラーが発生しやすくなる問題が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来法の問題点である、（ｉ）光学ヘッド構成が複雑；（ii）最小のセル長はビーム径とほぼ等しい数値が限界；を解決することを目的としている。さらに、次の各項記載の発明に対する目的は以下のとおりである。
本発明の目的は、最小のセル長がビーム径以下にでき、なお且つ、各多値情報が分離可能な分布として再生できる光情報記録媒体、これを用いた記録再生方法及び記録再生装置を提供することにあり、また、本発明の目的は、多値信号が分離可能な分布として再生できる検出信号生成の方法及び装置を提供することにあり、また、本発明の目的は、多値信号を離散的に分布させる光情報記録媒体の記録方法及び記録再生装置を提供することにあり、また、本の発明の目的は、精度良く記録マーク位置情報を検出する方法及び装置を提供することにあり、また、本の発明の目的は、精度良く記録マーク占有率及び記録マーク位置情報を検出できるタイミング信号を記録できる方法及び装置を提供することにあり、また、本の発明の目的は、精度良く記録マーク占有率及び記録マーク位置情報を検出できるタイミング信号を再生できる方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって、上記課題は、本発明の（１）「光学的に書換え可能な光情報記録媒体に対してレーザ光を照射して記録マークを形成する記録に用いる光情報記録媒体であって、互いに等しい面積に分割された記録マークを記録する領域（以降、この分割された単位領域をセルと記す）を有し、前記セルに対して１つの記録マークが記録され、この記録マークがセル域に対して占有する割合（以降、記録マーク占有率と記す）と、セルの円周方向中心に対する記録マーク位置のずれ量（以降、記録マーク位置と記す）との組合せにより、記録すべき情報が多値情報に変調され記録される光情報記録媒体であって、隣り合うセルの相互の記録マークが、下記ΔＲｆの極性が逆になるような位置関係に配置され、前記それぞれの記録マークは、記録マーク占有率が０または最大である場合を除き、前記そのセル内で円周方向中心を軸として非対称に配置されるものであることを特徴とする光情報記録媒体。
但し、ΔＲｆは、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ信号をＲｆ（ｔ）と表現する場合（ｔは検出するサンプリング時間）、記録再生用の集光ビームがセル中心に位置するときをｔ＝ｔ２、セルの中心位置より前に位置するときをｔ＝ｔ１、セルの中心位置より後に位置するときをｔ＝ｔ３とした際の、Ｒｆ信号の変化量Ｒｆ（ｔ１）−Ｒｆ（ｔ３ ) （但しｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２）を表わす。」、及び（２）「光学的に書換え可能な光情報記録媒体に対してレーザ光を照射して記録マークを形成する記録に用いる光情報記録媒体であって、記録マークが位相ピット呼ばれる凹凸パタンとして基板表面に形成されており、各位相ピットの光学的な溝深さがλ／４近傍（λは記録再生レーザの波長）で等しく、互いに等しい面積に分割された位相ピットで形成された記録マークを記録する領域（以降、この分割された単位領域をセルと記す）を有し、前記セルに対して１つの記録マークが記録され、この記録マークがセル域に対して占有する割合（以降、記録マーク占有率と記す）と、セルの円周方向中心に対する記録マーク位置のずれ量（以降、記録マーク位置と記す）との組合せにより、記録すべき情報が多値情報に変調され記録された光情報記録媒体であって、隣り合うセルの相互の記録マークが、下記ΔＲｆの極性が逆になるような位置関係に配置され、前記それぞれの記録マークは、記録マーク占有率が０または最大である場合を除き、前記そのセル内で円周方向中心を軸として非対称に配置されるものであることを特徴とする光情報記録媒体。
但し、ΔＲｆは、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ信号をＲｆ（ｔ）と表現する場合（ｔは検出するサンプリング時間）、記録再生用の集光ビームがセル中心に位置するときをｔ＝ｔ２、セルの中心位置より前に位置するときをｔ＝ｔ１、セルの中心位置より後に位置するときをｔ＝ｔ３とした際の、Ｒｆ信号の変化量Ｒｆ（ｔ１）−Ｒｆ（ｔ３ ) （但しｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２）を表わす。」により解決される。
【０００８】
また、上記課題は、本発明の（３）「前記第（１）項または第（２）項に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、検出サンプリング時間ｔ＝ｔ１とｔ＝ｔ３に記録再生用の集光ビームが位置する物理的なサンプリング間隔をＳＤ、セルの円周方向の長さをＣＬとするとき、
０．２＊ＣＬ≦（ＳＤ／２）≦０．６＊ＣＬ
の範囲であることを特徴とする光情報記録媒体の記録再生方法。」により解決される。
【０００９】
また、上記課題は、本発明の（４）「前記第（１）項または第（２）項に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ（ｔ２）信号で記録マーク占有率を検出し、光電変換する検出器を集光ビームが走査される円周方向に２分割し、その分割された個々の検出器から生成された信号を差分して得られるＴＰＰ（ｔ２）（ Tangential Push-Pull ）信号で記録マーク位置を検出し、記録マークの占有率と位置の組合せ情報を再生し、前記Ｒｆ（ｔ２）とＴＰＰ（ｔ２）は、記録再生用の集光ビームがセルの中心位置でサンプリングされた信号であることを特徴とする記録再生方法。」により解決される。
【００１０】
さらに、上記課題は、本発明の（５）「前記第（１）項または第（２）項に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換した信号から、前記Ｒｆ信号、ΔＲｆ信号、ＴＰＰ信号をサンプリングするための同期させるパタンを、前記多値情報と合わせて光情報記録媒体に記録すると共に、この同期パタンはセルの中心に対象の記録マークで構成されることを特徴とする記録再生方法。」により解決される。
【００１１】
さらに、上記課題は、本発明の（６）「前記サンプリングタイミングに同期させるパタンを、前記多値情報と合わせて光情報記録媒体に記録された光情報記録媒体を再生する際、セルの中心に対象の記録マークで構成された同期パタンを用いて、多値記録された記録マークパタンを再生することを特徴とする前記第（５）項記載の光情報記録媒体の記録再生方法。」により解決される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
１．従来方法 記録マーク占有率方式での問題点
記録マーク占有率の違いで多値情報を記録する従来方法と、本発明法による違い
（効果）を、実施例を合わせて説明する。図１にマーク占有率とＲｆ信号の関係を示す。記録マークは、セルの中心に位置している。記録マークが、書換え可能な相変化材料或いは、基板の凹凸形状として記録された位相ピットでも同じ関係となる。基板の凹凸形状として記録された位相ピットの場合は、Ｒｆ信号の信号利得が最大になるように、位相ピットの光学的溝深さがλ／４（λは記録再生レーザの波長）である必要がある。１つのセルに占める記録マークの占有率の大小によって、Ｒｆ信号値は変化する。Ｒｆ信号値は、記録再生用の集光ビームがセルの中心に位置する場合の値で与えられる。一般的には記録マークが存在しないときに最大のＲｆ信号値となり、記録マークの占有率が最も高いときにＲｆ信号値は最小となる。
【００１７】
この関係を利用して、図２に記録マークパタン数（多値レベル数）が６の場合における、各記録マークパタンにおけるＲｆ信号値の分布を示す。（Ｒｆ信号値は、その最大値と最小値の幅を１として、正規化された数値で表記されている）記録再生条件としては、集光ビーム径が約０．８μｍ、セルの円周方向長さは約０．６μｍである。採用した記録マークのパタンを図３に示す。図３では、セルを円周方向に均等に１２分割している。（以降、この分割された単位をチャンネルビットと記す、１セル＝１２チャンネルビット）記録マークのパタンは、記録マークが無いケース（Pattern Number0）から、記録マークが１０チャンネルビットとなるケース（Pattern Number5）の組合せになっている。
【００１８】
集光ビーム径に対してセルの円周方向長さが小さいために、対象となるセルを再生するとき、集光ビームは対象となる前後のセルにはみ出している。このため、対象となるセルのマーク占有率が同じでも、前後セルのマーク占有率の組合せにより、対象となるセルから再生されるＲｆ信号値は影響される。この影響で図２に示すように、各パタンにおけるＲｆ信号値は偏差を持った分布になる。対象となるセルがどの記録マークのパタンであるか判定するためには、各記録マークから再生されるＲｆ信号値の間隔が、前記偏差以上に離れている必要がある。図２の場合、各記録マークのＲｆ信号値の間隔と偏差がほぼ同等であり、記録マークパタンの判定ができる限界になっている。更に記録密度を高めるためには、多値レベル数を増やす必要がある。そこで、多値レベル数を８に増やした例を図４と図５に示す。記録再生条件としては、集光ビーム径が約０．８μｍ、セルの円周方向長さは約０．６μｍと同じであるが、セルを円周方向に均等に１６分割している。このため、１チャンネルビットの円周方向の長さが、図３で示される場合よりも短くなっている。（図５参照）
図４のＲｆ信号値の分布から判るように、各記録マークパタンから得られるＲｆ信号値の間隔以上に偏差のほうが大きく、ほとんどの記録マークパタンで、各Ｒｆ信号値の分布が重なり合っている。このため、対象となるセルの記録マークパタンを判定できない問題が生じる。
【００１９】
２．本発明の原理
本発明では、記録密度を上げると、各記録マークパタンから得られるＲｆ信号値の間隔以上に偏差が大きくなる問題を解決するために、従来方法の記録マーク占有率方式に加え、セル中心に対する記録マークの位置に情報を持たせる方式を考案した。本発明の方法の原理を図６に示す。図６は、記録マークがセルの中心に対して前にずれている（ｉ）の場合、セルの中心に位置している（ii）の場合、セルの後にずれている（iii）の場合のＲｆ信号波形を示したものである。集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ信号をＲｆ（ｔ）と表現するとき（ｔは検出するサンプリング時間）、記録再生用の集光ビームがセル中心に位置するときをｔ＝ｔ２、セルの中心位置より前に位置するときをｔ＝ｔ１、セルの中心位置より後に位置するときをｔ＝ｔ３とした場合、記録マーク占有率をＲｆ（ｔ２）で検出し、記録マーク位置をＲｆ信号の変化量ΔＲｆ＝Ｒｆ（ｔ１）−Ｒｆ（ｔ３)（但しｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２）で検出することにより、記録マークの占有率と位置の組合せ情報を再生することが可能になる。図６では、ｔ＝ｔ１のときのサンプリング点をＡ、ｔ＝ｔ３のときのサンプリング点をＢで示してある。また、光情報記録媒体上のサンプリング点Ａと点Ｂの距離をサンプリング間隔ＳＤとしている。図６で示すように、（ｉ）、（ii）、（iii）の場合のΔＲｆは図６に補足記述したように計算でき、ΔＲｆの極性の違いからセル中心に対して、前後どちらにずれているか、またどの程度ずれているのか判定することが可能になる。
【００２０】
本発明方法の原理に基づいて、図５の従来方式の記録マークパタンを改良したパタンを図１０に示す。図１０における隣接する記録マーク（例えば、パタンナンバー１と２）のΔＲｆ極性が反転するように、セル中心に対して記録マークをずらしている。この記録マークパタンから得られるＲｆ信号の分布を図７に、ΔＲｆ信号の分布を図８に示す。サンプリング間隔は、ＳＤ／２＝４チャンネルビットである。（ΔＲｆ信号値は、Ｒｆ信号の最大値と最小値の幅を１として、正規化された数値で表記されている）Ｒｆ信号は、記録マークの占有率に比例して変化しているが、偏差の影響で、Ｒｆ信号の分布だけでは記録マークパタンを判別することはできない。また、ΔＲｆ信号は、セル中心に対するずれ方向に対応して極性が変化しているが、Ｒｆ信号と同様に偏差の影響で、ΔＲｆ信号だけで記録マークパタンを判別することはできない。しかし、図９に示すように、ＲｆとΔＲｆの組合せを用いることにより、各記録マークパタンによるＲｆ−ΔＲｆ分布は、ほぼ各記録マークパタンの分布が分離する。特に、図１０で示したように、隣接する記録マークのΔＲｆ極性が反転するセル中心に対して記録マークをずらす効果により、分布が分離していることが判る。この結果から、記録密度を高くしたことによる影響で偏差が増加しても、本発明方法により各記録マークパタンを精度良く判定できる効果があると言える。
【００２１】
３．サンプリング間隔ＳＤの適正範囲見積り
ΔＲｆ信号は、サンプリング間隔ＳＤ、記録マーク占有率、記録マークのセル中心に対する位置ずれ量で変化する。その関係を、図１１から図１６に示す。記録再生条件としては、集光ビーム径が約０．８μｍ、セルの円周方向長さは約０．６μｍである。このケースでは、セルを１２分割したモデルを用いている。また、結果を比較しやすくする目的で、前後セルの影響を無視するために同じ記録マークパタンを有するセルを連続に記録し、再生した結果である。図１１では、記録マークの円周方向長さが２チャンネルビット（＝０．１７＊セル長）の場合で、記録マークのずれ量を、Pat1からPat9に１チャンネルビット単位でずらした結果を示している。（図１２参照）
【００２２】
同様に、記録マークの円周方向長さが４チャンネルビット（＝０．３３＊セル長）の場合を図１３と図１４に、６チャンネルビット（＝０．５０＊セル長）の場合を図１５と図１６に示した。ＳＤの適正範囲としては、サンプリングタイミングのずれに対しΔＲｆ信号の変動が少ない範囲を考えれば良い。ΔＲｆは、ＳＤが０．４付近で最大となるため、サンプリング間隔ＳＤは、０．２*ＣＬ≦（ＳＤ／２）≦０．６*ＣＬ（但し、ＣＬはセル長）の範囲が適正範囲であることが判る。
【００２３】
４．ＴＰＰ信号による記録マーク位置判定
ΔＲｆ信号以外に、記録マークのセル中心に対する位置ずれ量を判定する信号にＴＰＰ信号がある。ＴＰＰ信号は、Ｒｆ信号を生成する光電変換用の検出器を集光ビームが走査される円周方向に２分割し、その分割された個々の検出器から生成された信号を差分して得られる。（光情報記録再生装置の構成図参照）ＴＰＰ信号をサンプリングするタイミングは、集光ビームがセルの中心に位置するときである。記録マークパタンが、図１２、図１３、図１４の場合において測定した。図１２の場合のＴＰＰ信号を図１７に、図１３の場合のＴＰＰ信号を図１８に、図１４の場合のＴＰＰ信号を図１９に示してある。（ＴＰＰ信号値は、Ｒｆ信号値が最大値と最小値の幅を１として、正規化された数値で表記されている）これらの図から判るように、ＴＰＰ信号の極性の違いからセル中心に対して、前後どちらにずれているか、またどの程度ずれているのか判定することが可能になる。以上の結果より、ΔＲｆ信号と同じように、Ｒｆ信号とＴＰＰ信号の組合せから得られるＲＦ−ＴＰＰ分布を用いることで、２で説明した記録密度を高くしたことによる影響で偏差が増加しても、各記録マークパタンを精度良く判定できる効果が得られる。
【００２４】
５．サンプリングタイミングの調整
３のサンプリング間隔ＳＤの適正範囲見積りで、サンプリングタイミングのずれに対して影響が受けにくいＳＤの範囲を説明した。ここでは、精度良くサンプリングできる記録マークのパタンについて説明する。先述したように、本発明方法では、記録マークの占有率に加えて、記録マークの位置情報を組合せている。このため、セル中心からずれていた配置を有する記録マークを含む多値情報から、Ｒｆ信号、ΔＲｆ信号、ＴＰＰ信号を生成するためのタイミングパルスを生成することはできない。よって、多値情報とは別に、タイミングパルスを得る同期信号が必要になる。また、この同期信号は、記録マーク位置がセルの中心に対して配置されたパタンを用いる必要がある。
【００２５】
図１０で示した記録マークパタンから、この条件に合ったパタンは、Pattern Number0とPattern Number7である。このPattern Number0とPattern Number7の繰り返しパタンを同期信号として使うことで、精度が良いタイミングパルス信号を生成することが可能になる。実際に、Pattern Number0とPattern Number7の繰り返しパタンを使って記録再生したＲｆ信号波形を図２５に示す。この図では、Pattern Number0とPattern Number7を３回繰り返したパタンを用いている。また、光情報記録媒体の反射率や機械特性の面内変動、記録パワー変動などの外乱により、Ｒｆ信号の絶対値が変動する可能性があるため、前記タイミングパルス用のパタンの前に、信号を正規化するパタンを設けた。この正規化パタンは、Pattern Number0を５個と、Pattern Number7を５個で構成されている。これら、正規化パタンとタイミングパルス用のパタンにより、多値情報を精度良くサンプリングし、外乱によるＲｆ信号変動を補正でき、精度良く信号再生することが可能になる。
【００２６】
６．その他の実施例
図９で示した本発明法の実施例では、Pat0とPat1、Pat6とPat7に若干の分布の重なりが見られる。この分布の重なりを改善した例を示す。その改善した記録マークのパタンを図２４に示す。記録再生条件としては、集光ビーム径が約０．８μｍ、セルの円周方向長さは約０．６μｍである。このケースでは、セルを１２分割したモデルを用いている。また、サンプリング間隔は、ＳＤ／２＝４チャンネルビットである。この改良案では、図９よりも記録マークを構成する１セル当たりのチャンネルビット数を下げることにより、各記録マークから得られるＲｆ信号値の間隔を広げることに成功している。この効果により、図９では多値レベル数が８であったが、本実施例では多値レベル数を９に増やすことが可能になった。本改良案におけるＲｆ信号の分布を図２１、ΔＲｆ信号の分布を図２２、Ｒｆ−ΔＲｆ分布を図２３に示す。図２３の結果より、各記録マークパタンの分布は完全に分離されており、Ｒｆ−ΔＲｆの組合せから精度良く記録マークパタンを判定でき、エラー訂正前のエラー率で、０．１％以下の結果を得ることができた。
【００２７】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明から明らかなように、本発明により、記録マーク占有率に加えて記録マーク位置情報を付加しているので、記録密度を高くしたことによる影響で偏差が増加しても、各記録マークパタンを精度良く判定できる。また、本発明により、記録マーク位置をΔＲｆ信号で検出できるので、Ｒｆ信号の演算処理で簡単に信号生成でき、なお且つ精度良く記録マーク位置を検出することが可能である。さらに、本発明により、隣接する記録マークのΔＲｆ極性が反転するように、セル中心に対して記録マークをずらした記録マークパタンを採用しているので、Ｒｆ−ΔＲｆ分布が分離可能な記録が可能になる。またさらに、本発明により、サンプリング間隔ＳＤを０．２＊ＣＬ≦（ＳＤ／２）≦０．６＊ＣＬに設定しているので、ＳＤの変動によるΔＲｆ信号の変動を抑制でき、精度良く記録マーク位置を検出することが可能である。またさらに、本発明により、記録マーク位置をＴＰＰ信号で検出できるので、Ｒｆ信号の演算処理で簡単に信号生成でき、なお且つ精度良く記録マーク位置を検出することが可能である。またさらに、本発明により、多値情報の記録マークパタンに左右されない同期パタンを採用しているので、サンプリングタイミングの精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録マークがセル中心にある場合の、記録マーク占有率とＲｆ信号の関係図を示す図である。
【図２】記録マーク占有率と各多値レベル分布の関係（記録マークパタン数（多値レベル数）が６の場合）（記録マーク位置がセル中心）を示す図である。
【図３】多値レベル（Multi‐level）と多値記録マーク占有率関係（記録マークパタン数（多値レベル数）が６の場合）を示す図である。
【図４】記録マーク占有率と各多値レベル分布の関係（記録マークパタン数（多値レベル数）が８の場合）（記録マーク位置がセル中心）を示す図である。
【図５】多値レベル（Multi‐level）と多値記録マーク占有率関係（記録マークパタン数（多値レベル数）が８の場合）を示す図である。
【図６】本発明の原理を説明するための、セル中心に対し記録マークをずらした場合の、ずれ量とＲｆ信号、ΔＲｆ信号の関係図を示す図である。
【図７】本発明法のＲｆ信号の分布を示す図である。
【図８】本発明法のΔＲｆ信号の分布を示す図である。
【図９】本発明法のＲｆ−ΔＲｆ分布を示す図である。
【図１０】本発明法の多値レベル（Multi‐level）と多値記録マーク占有率関係を示す図である。
【図１１】サンプリング間隔とΔＲｆの関係（記録マークの円周方向長さが２チャンネルビット（＝０．１７＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１２】記録マークパターン（記録マークの円周方向長さが２チャンネルビット（＝０．１７＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１３】サンプリング間隔とΔＲｆの関係（記録マークの円周方向長さが４チャンネルビット（＝０．３３＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１４】記録マークパターン（記録マークの円周方向長さが４チャンネルビット（＝０．３３＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１５】サンプリング間隔とΔＲｆの関係（記録マークの円周方向長さが６チャンネルビット（＝０．５０＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１６】記録マークパターン（記録マークの円周方向長さが６チャンネルビット（＝０．５０＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１７】記録マークパターンとＴＰＰの関係（記録マークの円周方向長さが２チャンネルビット（＝０．１７＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１８】記録マークパターンとＴＰＰの関係（記録マークの円周方向長さが４チャンネルビット（＝０．３３＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１９】記録マークパターンとＴＰＰの関係（記録マークの円周方向長さが６チャンネルビット（＝０．５０＊セル長）の場合）を示す図である。
【図２０】本発明の光情報記録再生装置の構成概略図を示す図である。
【図２１】実施例１のＲｆ信号を示す図である。
【図２２】実施例１のΔＲｆ信号を示す図である。
【図２３】実施例１のＲｆ−ΔＲｆ分布を示す図である。
【図２４】実施例１の記録マークパタンを示す図である。
【図２５】サンプリングタイミング信号を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの記録再生方法において、記録ピットの信号レベルを２値以上の値に制御する光ディスクの多値記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−２０５２７４号公報には、記録マークの大きさや長さ、あるいは記録マークの間隔を精度よく判別して、多値情報の再生を行ない、光記録媒体の高密度化とデータ転送速度の高速化を行なうことを目的とし、また、構成として、収束直径の異なる複数のレーザ光を同一の記録面上に照射し、それぞれのレーザ光の反射光または透過光から得られる再生信号を比較して、再生情報のレベル判定を行なうことが記載されている。また、課題を解決するための手段として、（ｉ）「情報記録媒体にレーザ光を照射することによって情報の再生を行なう方法において、収束直径の異なる複数のレーザ光を同一の記録面上に照射し、それぞれのレーザ光の反射光または透過光から得られる再生信号を比較して、再生情報のレベル判定を行なう。複数のレーザ光は、情報記録媒体上の同一点に、同時に照射しても良いし、異なる点に照射しても良い」、（ii）「（ｉ）の手段において、収束直径の異なる複数のレーザ光を照射する手段として、波長の異なる複数のレーザ光、または開口数の異なる複数の焦点レンズの少なくとも一方を用いることとした」ことが記載されている。
【０００３】
この従来技術（特開平５−２０５２７４号公報）は、互いに等しい面積で分割されたセル単位に、１つの記録マーク（位相ピット）を配置し、この記録マークの大きさ（セルに対する占有面積率）で多値情報を記録する方式を採用している。この記録マークの形状（長さ、幅）或いは、記録マークの間隔を精度良く検出するために、各記録マークの再生信号レベルが波長に依存して変化する特性を利用し、各波長で検出された再生信号レベルの組合せ情報から、多値レベルを判定している。この原理では再生に複数の波長を用いるため、記録再生用の光学ヘッドに複数波長のレーザダイオード（ＬＤ）、複数波長用の検出器及び光学系を持つ必要があり、光学ヘッドの構成が複雑で実用に適さない問題がある。
【０００４】
また、特開平７−１２１８８１号公報には、目的として、面密度で現状の約４から５倍密度を実現する記録再生方式を提案し、とくに光記録プロセス上で安定に記録でき、かつ検出信号波形の変化の中で、多値のレベルとそのレベルをとるときのタイミングに情報を持たせる記録再生方式を提案することが記載されており、また、構成として、情報の構成要素を光学的な深さの違ったマークの配列として表現し、該マーク配列は特定形状の単一マークの組合せからなり、該マークの有無、マークの位置ズレからなる複数のマークによって単位情報を表現し、該マークピッチは再生光学系の空間周波数よりも高くすることが記載されている。さらに、課題を解決するための手段として、情報の構成要素を光学的な深さの違ったマークの配列として表現し、該マーク配列は特定形状の単一マークの組合せからなり、該マークの有無、マークの位置ズレからなる複数のマークによって単位情報を表現し、該マークピッチは再生光学系の空間周波数よりも高くすることが記載されている。
【０００５】
また、特開平８−１４７６９５号公報では、互いに等しい面積で分割されたセル単位に、複数個の単一記録マーク（位相ピット）を配置し、この単一記録マーク位置の組合せを利用して、多値情報を記録する方式を採用している。また、1つの記録マークと１つのスペースの組合せで構成される長さが、記録再生用の集光ビーム径（ＢＤ）の約半分となる光学伝達特性に基づく再生限界以上の空間周波数成分を有する記録マーク列で構成されていることが特徴である。また、多値情報を再生する方式は、前記記録マーク列のパタンに対応して離散的に変化するＲｆ信号により検出している。この原理では、少なくとも２個の記録マークと２つのスペースの組合せが必要となり、最小のセル長はビーム径とほぼ等しい数値が限界となる。記録密度を更に高めるために記録マークの位置をずらす分解能を上げれば良いが、分解能が高くなるほど、個々の組合せの分布が互いに重なり合い、再生でエラーが発生しやすくなる問題が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来法の問題点である、（ｉ）光学ヘッド構成が複雑；（ii）最小のセル長はビーム径とほぼ等しい数値が限界；を解決することを目的としている。さらに、次の各項記載の発明に対する目的は以下のとおりである。
本発明の目的は、最小のセル長がビーム径以下にでき、なお且つ、各多値情報が分離可能な分布として再生できる光情報記録媒体、これを用いた記録再生方法及び記録再生装置を提供することにあり、また、本発明の目的は、多値信号が分離可能な分布として再生できる検出信号生成の方法及び装置を提供することにあり、また、本発明の目的は、多値信号を離散的に分布させる光情報記録媒体の記録方法及び記録再生装置を提供することにあり、また、本の発明の目的は、精度良く記録マーク位置情報を検出する方法及び装置を提供することにあり、また、本の発明の目的は、精度良く記録マーク占有率及び記録マーク位置情報を検出できるタイミング信号を記録できる方法及び装置を提供することにあり、また、本の発明の目的は、精度良く記録マーク占有率及び記録マーク位置情報を検出できるタイミング信号を再生できる方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって、上記課題は、本発明の（１）「光学的に書換え可能な光情報記録媒体に対してレーザ光を照射して記録マークを形成する記録に用いる光情報記録媒体であって、互いに等しい面積に分割された記録マークを記録する領域（以降、この分割された単位領域をセルと記す）を有し、前記セルに対して１つの記録マークが記録され、この記録マークがセル域に対して占有する割合（以降、記録マーク占有率と記す）と、セルの円周方向中心に対する記録マーク位置のずれ量（以降、記録マーク位置と記す）との組合せにより、記録すべき情報が多値情報に変調され記録される光情報記録媒体であって、隣り合うセルの相互の記録マークが、下記ΔＲｆの極性が逆になるような位置関係に配置され、前記それぞれの記録マークは、記録マーク占有率が０または最大である場合を除き、前記そのセル内で円周方向中心を軸として非対称に配置されるものであることを特徴とする光情報記録媒体。
但し、ΔＲｆは、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ信号をＲｆ（ｔ）と表現する場合（ｔは検出するサンプリング時間）、記録再生用の集光ビームがセル中心に位置するときをｔ＝ｔ２、セルの中心位置より前に位置するときをｔ＝ｔ１、セルの中心位置より後に位置するときをｔ＝ｔ３とした際の、Ｒｆ信号の変化量Ｒｆ（ｔ１）−Ｒｆ（ｔ３ ) （但しｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２）を表わす。」、及び（２）「光学的に書換え可能な光情報記録媒体に対してレーザ光を照射して記録マークを形成する記録に用いる光情報記録媒体であって、記録マークが位相ピット呼ばれる凹凸パタンとして基板表面に形成されており、各位相ピットの光学的な溝深さがλ／４近傍（λは記録再生レーザの波長）で等しく、互いに等しい面積に分割された位相ピットで形成された記録マークを記録する領域（以降、この分割された単位領域をセルと記す）を有し、前記セルに対して１つの記録マークが記録され、この記録マークがセル域に対して占有する割合（以降、記録マーク占有率と記す）と、セルの円周方向中心に対する記録マーク位置のずれ量（以降、記録マーク位置と記す）との組合せにより、記録すべき情報が多値情報に変調され記録された光情報記録媒体であって、隣り合うセルの相互の記録マークが、下記ΔＲｆの極性が逆になるような位置関係に配置され、前記それぞれの記録マークは、記録マーク占有率が０または最大である場合を除き、前記そのセル内で円周方向中心を軸として非対称に配置されるものであることを特徴とする光情報記録媒体。
但し、ΔＲｆは、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ信号をＲｆ（ｔ）と表現する場合（ｔは検出するサンプリング時間）、記録再生用の集光ビームがセル中心に位置するときをｔ＝ｔ２、セルの中心位置より前に位置するときをｔ＝ｔ１、セルの中心位置より後に位置するときをｔ＝ｔ３とした際の、Ｒｆ信号の変化量Ｒｆ（ｔ１）−Ｒｆ（ｔ３ ) （但しｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２）を表わす。」により解決される。
【０００８】
また、上記課題は、本発明の（３）「前記第（１）項または第（２）項に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、検出サンプリング時間ｔ＝ｔ１とｔ＝ｔ３に記録再生用の集光ビームが位置する物理的なサンプリング間隔をＳＤ、セルの円周方向の長さをＣＬとするとき、
０．２＊ＣＬ≦（ＳＤ／２）≦０．６＊ＣＬ
の範囲であることを特徴とする光情報記録媒体の記録再生方法。」により解決される。
【０００９】
また、上記課題は、本発明の（４）「前記第（１）項または第（２）項に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ（ｔ２）信号で記録マーク占有率を検出し、光電変換する検出器を集光ビームが走査される円周方向に２分割し、その分割された個々の検出器から生成された信号を差分して得られるＴＰＰ（ｔ２）（ Tangential Push-Pull ）信号で記録マーク位置を検出し、記録マークの占有率と位置の組合せ情報を再生し、前記Ｒｆ（ｔ２）とＴＰＰ（ｔ２）は、記録再生用の集光ビームがセルの中心位置でサンプリングされた信号であることを特徴とする記録再生方法。」により解決される。
【００１０】
さらに、上記課題は、本発明の（５）「前記第（１）項または第（２）項に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換した信号から、前記Ｒｆ信号、ΔＲｆ信号、ＴＰＰ信号をサンプリングするための同期させるパタンを、前記多値情報と合わせて光情報記録媒体に記録すると共に、この同期パタンはセルの中心に対象の記録マークで構成されることを特徴とする記録再生方法。」により解決される。
【００１１】
さらに、上記課題は、本発明の（６）「前記サンプリングタイミングに同期させるパタンを、前記多値情報と合わせて光情報記録媒体に記録された光情報記録媒体を再生する際、セルの中心に対象の記録マークで構成された同期パタンを用いて、多値記録された記録マークパタンを再生することを特徴とする前記第（５）項記載の光情報記録媒体の記録再生方法。」により解決される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
１．従来方法 記録マーク占有率方式での問題点
記録マーク占有率の違いで多値情報を記録する従来方法と、本発明法による違い
（効果）を、実施例を合わせて説明する。図１にマーク占有率とＲｆ信号の関係を示す。記録マークは、セルの中心に位置している。記録マークが、書換え可能な相変化材料或いは、基板の凹凸形状として記録された位相ピットでも同じ関係となる。基板の凹凸形状として記録された位相ピットの場合は、Ｒｆ信号の信号利得が最大になるように、位相ピットの光学的溝深さがλ／４（λは記録再生レーザの波長）である必要がある。１つのセルに占める記録マークの占有率の大小によって、Ｒｆ信号値は変化する。Ｒｆ信号値は、記録再生用の集光ビームがセルの中心に位置する場合の値で与えられる。一般的には記録マークが存在しないときに最大のＲｆ信号値となり、記録マークの占有率が最も高いときにＲｆ信号値は最小となる。
【００１７】
この関係を利用して、図２に記録マークパタン数（多値レベル数）が６の場合における、各記録マークパタンにおけるＲｆ信号値の分布を示す。（Ｒｆ信号値は、その最大値と最小値の幅を１として、正規化された数値で表記されている）記録再生条件としては、集光ビーム径が約０．８μｍ、セルの円周方向長さは約０．６μｍである。採用した記録マークのパタンを図３に示す。図３では、セルを円周方向に均等に１２分割している。（以降、この分割された単位をチャンネルビットと記す、１セル＝１２チャンネルビット）記録マークのパタンは、記録マークが無いケース（Pattern Number0）から、記録マークが１０チャンネルビットとなるケース（Pattern Number5）の組合せになっている。
【００１８】
集光ビーム径に対してセルの円周方向長さが小さいために、対象となるセルを再生するとき、集光ビームは対象となる前後のセルにはみ出している。このため、対象となるセルのマーク占有率が同じでも、前後セルのマーク占有率の組合せにより、対象となるセルから再生されるＲｆ信号値は影響される。この影響で図２に示すように、各パタンにおけるＲｆ信号値は偏差を持った分布になる。対象となるセルがどの記録マークのパタンであるか判定するためには、各記録マークから再生されるＲｆ信号値の間隔が、前記偏差以上に離れている必要がある。図２の場合、各記録マークのＲｆ信号値の間隔と偏差がほぼ同等であり、記録マークパタンの判定ができる限界になっている。更に記録密度を高めるためには、多値レベル数を増やす必要がある。そこで、多値レベル数を８に増やした例を図４と図５に示す。記録再生条件としては、集光ビーム径が約０．８μｍ、セルの円周方向長さは約０．６μｍと同じであるが、セルを円周方向に均等に１６分割している。このため、１チャンネルビットの円周方向の長さが、図３で示される場合よりも短くなっている。（図５参照）
図４のＲｆ信号値の分布から判るように、各記録マークパタンから得られるＲｆ信号値の間隔以上に偏差のほうが大きく、ほとんどの記録マークパタンで、各Ｒｆ信号値の分布が重なり合っている。このため、対象となるセルの記録マークパタンを判定できない問題が生じる。
【００１９】
２．本発明の原理
本発明では、記録密度を上げると、各記録マークパタンから得られるＲｆ信号値の間隔以上に偏差が大きくなる問題を解決するために、従来方法の記録マーク占有率方式に加え、セル中心に対する記録マークの位置に情報を持たせる方式を考案した。本発明の方法の原理を図６に示す。図６は、記録マークがセルの中心に対して前にずれている（ｉ）の場合、セルの中心に位置している（ii）の場合、セルの後にずれている（iii）の場合のＲｆ信号波形を示したものである。集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ信号をＲｆ（ｔ）と表現するとき（ｔは検出するサンプリング時間）、記録再生用の集光ビームがセル中心に位置するときをｔ＝ｔ２、セルの中心位置より前に位置するときをｔ＝ｔ１、セルの中心位置より後に位置するときをｔ＝ｔ３とした場合、記録マーク占有率をＲｆ（ｔ２）で検出し、記録マーク位置をＲｆ信号の変化量ΔＲｆ＝Ｒｆ（ｔ１）−Ｒｆ（ｔ３)（但しｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２）で検出することにより、記録マークの占有率と位置の組合せ情報を再生することが可能になる。図６では、ｔ＝ｔ１のときのサンプリング点をＡ、ｔ＝ｔ３のときのサンプリング点をＢで示してある。また、光情報記録媒体上のサンプリング点Ａと点Ｂの距離をサンプリング間隔ＳＤとしている。図６で示すように、（ｉ）、（ii）、（iii）の場合のΔＲｆは図６に補足記述したように計算でき、ΔＲｆの極性の違いからセル中心に対して、前後どちらにずれているか、またどの程度ずれているのか判定することが可能になる。
【００２０】
本発明方法の原理に基づいて、図５の従来方式の記録マークパタンを改良したパタンを図１０に示す。図１０における隣接する記録マーク（例えば、パタンナンバー１と２）のΔＲｆ極性が反転するように、セル中心に対して記録マークをずらしている。この記録マークパタンから得られるＲｆ信号の分布を図７に、ΔＲｆ信号の分布を図８に示す。サンプリング間隔は、ＳＤ／２＝４チャンネルビットである。（ΔＲｆ信号値は、Ｒｆ信号の最大値と最小値の幅を１として、正規化された数値で表記されている）Ｒｆ信号は、記録マークの占有率に比例して変化しているが、偏差の影響で、Ｒｆ信号の分布だけでは記録マークパタンを判別することはできない。また、ΔＲｆ信号は、セル中心に対するずれ方向に対応して極性が変化しているが、Ｒｆ信号と同様に偏差の影響で、ΔＲｆ信号だけで記録マークパタンを判別することはできない。しかし、図９に示すように、ＲｆとΔＲｆの組合せを用いることにより、各記録マークパタンによるＲｆ−ΔＲｆ分布は、ほぼ各記録マークパタンの分布が分離する。特に、図１０で示したように、隣接する記録マークのΔＲｆ極性が反転するセル中心に対して記録マークをずらす効果により、分布が分離していることが判る。この結果から、記録密度を高くしたことによる影響で偏差が増加しても、本発明方法により各記録マークパタンを精度良く判定できる効果があると言える。
【００２１】
３．サンプリング間隔ＳＤの適正範囲見積り
ΔＲｆ信号は、サンプリング間隔ＳＤ、記録マーク占有率、記録マークのセル中心に対する位置ずれ量で変化する。その関係を、図１１から図１６に示す。記録再生条件としては、集光ビーム径が約０．８μｍ、セルの円周方向長さは約０．６μｍである。このケースでは、セルを１２分割したモデルを用いている。また、結果を比較しやすくする目的で、前後セルの影響を無視するために同じ記録マークパタンを有するセルを連続に記録し、再生した結果である。図１１では、記録マークの円周方向長さが２チャンネルビット（＝０．１７＊セル長）の場合で、記録マークのずれ量を、Pat1からPat9に１チャンネルビット単位でずらした結果を示している。（図１２参照）
【００２２】
同様に、記録マークの円周方向長さが４チャンネルビット（＝０．３３＊セル長）の場合を図１３と図１４に、６チャンネルビット（＝０．５０＊セル長）の場合を図１５と図１６に示した。ＳＤの適正範囲としては、サンプリングタイミングのずれに対しΔＲｆ信号の変動が少ない範囲を考えれば良い。ΔＲｆは、ＳＤが０．４付近で最大となるため、サンプリング間隔ＳＤは、０．２*ＣＬ≦（ＳＤ／２）≦０．６*ＣＬ（但し、ＣＬはセル長）の範囲が適正範囲であることが判る。
【００２３】
４．ＴＰＰ信号による記録マーク位置判定
ΔＲｆ信号以外に、記録マークのセル中心に対する位置ずれ量を判定する信号にＴＰＰ信号がある。ＴＰＰ信号は、Ｒｆ信号を生成する光電変換用の検出器を集光ビームが走査される円周方向に２分割し、その分割された個々の検出器から生成された信号を差分して得られる。（光情報記録再生装置の構成図参照）ＴＰＰ信号をサンプリングするタイミングは、集光ビームがセルの中心に位置するときである。記録マークパタンが、図１２、図１３、図１４の場合において測定した。図１２の場合のＴＰＰ信号を図１７に、図１３の場合のＴＰＰ信号を図１８に、図１４の場合のＴＰＰ信号を図１９に示してある。（ＴＰＰ信号値は、Ｒｆ信号値が最大値と最小値の幅を１として、正規化された数値で表記されている）これらの図から判るように、ＴＰＰ信号の極性の違いからセル中心に対して、前後どちらにずれているか、またどの程度ずれているのか判定することが可能になる。以上の結果より、ΔＲｆ信号と同じように、Ｒｆ信号とＴＰＰ信号の組合せから得られるＲＦ−ＴＰＰ分布を用いることで、２で説明した記録密度を高くしたことによる影響で偏差が増加しても、各記録マークパタンを精度良く判定できる効果が得られる。
【００２４】
５．サンプリングタイミングの調整
３のサンプリング間隔ＳＤの適正範囲見積りで、サンプリングタイミングのずれに対して影響が受けにくいＳＤの範囲を説明した。ここでは、精度良くサンプリングできる記録マークのパタンについて説明する。先述したように、本発明方法では、記録マークの占有率に加えて、記録マークの位置情報を組合せている。このため、セル中心からずれていた配置を有する記録マークを含む多値情報から、Ｒｆ信号、ΔＲｆ信号、ＴＰＰ信号を生成するためのタイミングパルスを生成することはできない。よって、多値情報とは別に、タイミングパルスを得る同期信号が必要になる。また、この同期信号は、記録マーク位置がセルの中心に対して配置されたパタンを用いる必要がある。
【００２５】
図１０で示した記録マークパタンから、この条件に合ったパタンは、Pattern Number0とPattern Number7である。このPattern Number0とPattern Number7の繰り返しパタンを同期信号として使うことで、精度が良いタイミングパルス信号を生成することが可能になる。実際に、Pattern Number0とPattern Number7の繰り返しパタンを使って記録再生したＲｆ信号波形を図２５に示す。この図では、Pattern Number0とPattern Number7を３回繰り返したパタンを用いている。また、光情報記録媒体の反射率や機械特性の面内変動、記録パワー変動などの外乱により、Ｒｆ信号の絶対値が変動する可能性があるため、前記タイミングパルス用のパタンの前に、信号を正規化するパタンを設けた。この正規化パタンは、Pattern Number0を５個と、Pattern Number7を５個で構成されている。これら、正規化パタンとタイミングパルス用のパタンにより、多値情報を精度良くサンプリングし、外乱によるＲｆ信号変動を補正でき、精度良く信号再生することが可能になる。
【００２６】
６．その他の実施例
図９で示した本発明法の実施例では、Pat0とPat1、Pat6とPat7に若干の分布の重なりが見られる。この分布の重なりを改善した例を示す。その改善した記録マークのパタンを図２４に示す。記録再生条件としては、集光ビーム径が約０．８μｍ、セルの円周方向長さは約０．６μｍである。このケースでは、セルを１２分割したモデルを用いている。また、サンプリング間隔は、ＳＤ／２＝４チャンネルビットである。この改良案では、図９よりも記録マークを構成する１セル当たりのチャンネルビット数を下げることにより、各記録マークから得られるＲｆ信号値の間隔を広げることに成功している。この効果により、図９では多値レベル数が８であったが、本実施例では多値レベル数を９に増やすことが可能になった。本改良案におけるＲｆ信号の分布を図２１、ΔＲｆ信号の分布を図２２、Ｒｆ−ΔＲｆ分布を図２３に示す。図２３の結果より、各記録マークパタンの分布は完全に分離されており、Ｒｆ−ΔＲｆの組合せから精度良く記録マークパタンを判定でき、エラー訂正前のエラー率で、０．１％以下の結果を得ることができた。
【００２７】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明から明らかなように、本発明により、記録マーク占有率に加えて記録マーク位置情報を付加しているので、記録密度を高くしたことによる影響で偏差が増加しても、各記録マークパタンを精度良く判定できる。また、本発明により、記録マーク位置をΔＲｆ信号で検出できるので、Ｒｆ信号の演算処理で簡単に信号生成でき、なお且つ精度良く記録マーク位置を検出することが可能である。さらに、本発明により、隣接する記録マークのΔＲｆ極性が反転するように、セル中心に対して記録マークをずらした記録マークパタンを採用しているので、Ｒｆ−ΔＲｆ分布が分離可能な記録が可能になる。またさらに、本発明により、サンプリング間隔ＳＤを０．２＊ＣＬ≦（ＳＤ／２）≦０．６＊ＣＬに設定しているので、ＳＤの変動によるΔＲｆ信号の変動を抑制でき、精度良く記録マーク位置を検出することが可能である。またさらに、本発明により、記録マーク位置をＴＰＰ信号で検出できるので、Ｒｆ信号の演算処理で簡単に信号生成でき、なお且つ精度良く記録マーク位置を検出することが可能である。またさらに、本発明により、多値情報の記録マークパタンに左右されない同期パタンを採用しているので、サンプリングタイミングの精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録マークがセル中心にある場合の、記録マーク占有率とＲｆ信号の関係図を示す図である。
【図２】記録マーク占有率と各多値レベル分布の関係（記録マークパタン数（多値レベル数）が６の場合）（記録マーク位置がセル中心）を示す図である。
【図３】多値レベル（Multi‐level）と多値記録マーク占有率関係（記録マークパタン数（多値レベル数）が６の場合）を示す図である。
【図４】記録マーク占有率と各多値レベル分布の関係（記録マークパタン数（多値レベル数）が８の場合）（記録マーク位置がセル中心）を示す図である。
【図５】多値レベル（Multi‐level）と多値記録マーク占有率関係（記録マークパタン数（多値レベル数）が８の場合）を示す図である。
【図６】本発明の原理を説明するための、セル中心に対し記録マークをずらした場合の、ずれ量とＲｆ信号、ΔＲｆ信号の関係図を示す図である。
【図７】本発明法のＲｆ信号の分布を示す図である。
【図８】本発明法のΔＲｆ信号の分布を示す図である。
【図９】本発明法のＲｆ−ΔＲｆ分布を示す図である。
【図１０】本発明法の多値レベル（Multi‐level）と多値記録マーク占有率関係を示す図である。
【図１１】サンプリング間隔とΔＲｆの関係（記録マークの円周方向長さが２チャンネルビット（＝０．１７＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１２】記録マークパターン（記録マークの円周方向長さが２チャンネルビット（＝０．１７＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１３】サンプリング間隔とΔＲｆの関係（記録マークの円周方向長さが４チャンネルビット（＝０．３３＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１４】記録マークパターン（記録マークの円周方向長さが４チャンネルビット（＝０．３３＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１５】サンプリング間隔とΔＲｆの関係（記録マークの円周方向長さが６チャンネルビット（＝０．５０＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１６】記録マークパターン（記録マークの円周方向長さが６チャンネルビット（＝０．５０＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１７】記録マークパターンとＴＰＰの関係（記録マークの円周方向長さが２チャンネルビット（＝０．１７＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１８】記録マークパターンとＴＰＰの関係（記録マークの円周方向長さが４チャンネルビット（＝０．３３＊セル長）の場合）を示す図である。
【図１９】記録マークパターンとＴＰＰの関係（記録マークの円周方向長さが６チャンネルビット（＝０．５０＊セル長）の場合）を示す図である。
【図２０】本発明の光情報記録再生装置の構成概略図を示す図である。
【図２１】実施例１のＲｆ信号を示す図である。
【図２２】実施例１のΔＲｆ信号を示す図である。
【図２３】実施例１のＲｆ−ΔＲｆ分布を示す図である。
【図２４】実施例１の記録マークパタンを示す図である。
【図２５】サンプリングタイミング信号を示す図である。
Claims (6)
- 光学的に書換え可能な光情報記録媒体に対してレーザ光を照射して記録マークを形成する記録に用いる光情報記録媒体であって、互いに等しい面積に分割された記録マークを記録する領域（以降、この分割された単位領域をセルと記す）を有し、前記セルに対して１つの記録マークが記録され、この記録マークがセル域に対して占有する割合（以降、記録マーク占有率と記す）と、セルの円周方向中心に対する記録マーク位置のずれ量（以降、記録マーク位置と記す）との組合せにより、記録すべき情報が多値情報に変調され記録される光情報記録媒体であって、隣り合うセルの相互の記録マークが、下記ΔＲｆの極性が逆になるような位置関係に配置され、前記それぞれの記録マークは、記録マーク占有率が０または最大である場合を除き、前記そのセル内で円周方向中心を軸として非対称に配置されるものであることを特徴とする光情報記録媒体。
但し、ΔＲｆは、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ信号をＲｆ（ｔ）と表現する場合（ｔは検出するサンプリング時間）、記録再生用の集光ビームがセル中心に位置するときをｔ＝ｔ２、セルの中心位置より前に位置するときをｔ＝ｔ１、セルの中心位置より後に位置するときをｔ＝ｔ３とした際の、Ｒｆ信号の変化量Ｒｆ（ｔ１）−Ｒｆ（ｔ３ ) （但しｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２）を表わす。 - 光学的に書換え可能な光情報記録媒体に対してレーザ光を照射して記録マークを形成する記録に用いる光情報記録媒体であって、記録マークが位相ピット呼ばれる凹凸パタンとして基板表面に形成されており、各位相ピットの光学的な溝深さがλ／４近傍（λは記録再生レーザの波長）で等しく、互いに等しい面積に分割された位相ピットで形成された記録マークを記録する領域（以降、この分割された単位領域をセルと記す）を有し、前記セルに対して１つの記録マークが記録され、この記録マークがセル域に対して占有する割合（以降、記録マーク占有率と記す）と、セルの円周方向中心に対する記録マーク位置のずれ量（以降、記録マーク位置と記す）との組合せにより、記録すべき情報が多値情報に変調され記録された光情報記録媒体であって、隣り合うセルの相互の記録マークが、下記ΔＲｆの極性が逆になるような位置関係に配置され、前記それぞれの記録マークは、記録マーク占有率が０または最大である場合を除き、前記そのセル内で円周方向中心を軸として非対称に配置されるものであることを特徴とする光情報記録媒体。
但し、ΔＲｆは、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ信号をＲｆ（ｔ）と表現する場合（ｔは検出するサンプリング時間）、記録再生用の集光ビームがセル中心に位置するときをｔ＝ｔ２、セルの中心位置より前に位置するときをｔ＝ｔ１、セルの中心位置より後に位置するときをｔ＝ｔ３とした際の、Ｒｆ信号の変化量Ｒｆ（ｔ１）−Ｒｆ（ｔ３ ) （但しｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２）を表わす。 - 請求項１または２に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、検出サンプリング時間ｔ＝ｔ１とｔ＝ｔ３に記録再生用の集光ビームが位置する物理的なサンプリング間隔をＳＤ、セルの円周方向の長さをＣＬとするとき、
０．２＊ＣＬ≦（ＳＤ／２）≦０．６＊ＣＬ
の範囲であることを特徴とする光情報記録媒体の記録再生方法。 - 請求項１または２に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換で検出するＲｆ（ｔ２）信号で記録マーク占有率を検出し、光電変換する検出器を集光ビームが走査される円周方向に２分割し、その分割された個々の検出器から生成された信号を差分して得られるＴＰＰ（ｔ２）（Tangential Push-Pull）信号で記録マーク位置を検出し、記録マークの占有率と位置の組合せ情報を再生し、前記Ｒｆ（ｔ２）とＴＰＰ（ｔ２）は、記録再生用の集光ビームがセルの中心位置でサンプリングされた信号であることを特徴とする記録再生方法。
- 請求項１または２に記載の光情報記録媒体に対して前記セルに対する記録マーク面積の占有率と前記セル内の記録マーク位置の組合せ情報として記録された多値情報を再生する手段を有する記録再生方法であって、記録再生用の集光ビームを光情報記録媒体に照射し、記録再生面からの反射光量変化を光電変換した信号から、前記Ｒｆ信号、ΔＲｆ信号、ＴＰＰ信号をサンプリングするための同期させるパタンを、前記多値情報と合わせて光情報記録媒体に記録すると共に、この同期パタンはセルの中心に対象の記録マークで構成されることを特徴とする記録再生方法。
- 前記サンプリングタイミングに同期させるパタンを、前記多値情報と合わせて光情報記録媒体に記録された光情報記録媒体を再生する際、セルの中心に対象の記録マークで構成された同期パタンを用いて、多値記録された記録マークパタンを再生することを特徴とする請求項５記載の光情報記録媒体の記録再生方法。
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