JP3921046B2 - 情報記録方法及び光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を用いて相変化ディスクにデータの記録・再生を行う光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ZCLV(Zone Constant Linear Velocity)フォーマットの光ディスクは、半径方向に複数のゾーンに分割されており、各ゾーン内ではCAV(Constant Angular Velocity)方式で記録・再生する。ZCLV方式は、記録再生信号の周波数が一定であり、外周でも内周と同じく情報を密に記録できる特長がある。DVD−RAMではこの方式を採用しており、第1世代で2.6GB/面、第2世代で4.7GB/面の高密度化を実現している。この方式では、線速度を内外周でほぼ一定にするために、光ヘッド位置が内周にあるときはディスク回転数を高く、逆に外周にあるときはディスク回転数を低くする。従って、シークする場合、光ヘッドの移動のみでなくディスク回転数を制御しなければならない。例えば直径120mmの光ディスクの場合、半径25mmから半径50mmにシークしたときのディスク回転数は1/2となり、スピンドルモータの制御に時間がかかり、回転数制御時間がシークタイムを決めることもあった。また、スピンドルモータの回転数制御のために消費電力が増大するという問題も生じる。特開平11-29685号公報には、シーク直後等の目標回転数に対して実回転数が追従しきれず線速度が目標速度からずれている場合でも、実の線速度に合わせて記録パワーを調整する方法が提案されている。
【0003】
回転数をディスク内外周でほぼ一定にすれば、シーク時の回転数制御時間が短縮でき、また、スピンドルモータの回転数制御に必要となる消費電力も低減することができる。そこで、再生時における高転送レート実現のために、線速度が低くなる内周ではクロック周波数を低く、線速度が高くなる外周ではクロック周波数を高くすることで、回転数一定あるいは少ない幅の変化でもCLVフォーマットのディスクの再生を行う方式が提案されている(特開平06-89506号公報、特開平06-12785号公報など)。また、記録時は特開平08-212691号公報のように、ディスク回転数を一定にし、記録信号のクロック周波数を線速度に応じて変化させて高速記録を可能にする方法が提案されている。この記録方法では、線速度がディスク半径によって変化するために、線速度にあわせて記録条件を最適化する必要が生じる。特開平08-212691号公報、特開平10-106025号公報などでは、記録条件は記録媒体の特性を内外周で変えて最適化している。しかしながら、この記録媒体はディスク回転数一定(あるいはほぼ一定)の回転数制御をする光ディスク専用媒体となり、用途が限定されてしまうという問題があった。これらの問題を解決する手段として、特開平10-106008号公報には、記録媒体で記録条件を最適化するのではなく、線速度に応じて記録時のパワーやパルス幅を変化させることにより最適な形状の記録マークを形成する方法が提案されている。
【0004】
線速度がほぼ一定のZCLV方式においても、高密度化を達成するために、記録マーク形成時の記録パルス幅を変化させる方式が採用されている。1994年第6回相変化記録研究会資料70ページに記載されているように、先行するスペース及び/又は後続のスペースに依存して記録パルス形状をクロック単位より短い長さで増減させて記録する方式(適応型記録波形制御)である。この方式では、記録マークやスペースが光スポットに比べて小さいことから生じるトラック方向の熱干渉によるエッジシフトを極力抑制することができ、マークエッジ記録に非常に有効である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
我々は、線速度がほぼ一定の条件下でジッターが必要十分なだけ良好(13%程度以下)であることが保証されている相変化ディスクに、特開平10-106008号公報に示されているようにディスク回転数を一定にし記録信号のクロック周波数を線速度に応じて変化させて記録した場合、線速度にあわせて記録パルスのパワーやパルス幅を変化させて記録する方法の検討を行った。その結果、ある記録密度までは、この方法でジッターが必要十分なだけ、すなわち13%程度以下に低減した。しかしながら、例えば4.7GB以上のDVD−RAMディスクのように記録密度が高い光ディスクでは、記録パルスのパワーやパルス幅を線速度に対して一義的に変化させるだけでは、十分良好なジッターを得ることはできないことがわかった。上述したように、4.7GB DVD−RAMでは、線速度がほぼ一定である状態で、適応制御記録方式を導入している。同じ記録密度で線速度を変化させるとトラック方向の熱干渉条件が変化するため、一義的なパルス幅あるいは記録パワーの制御だけでは良好なジッターを得ることはできなかった。
【0006】
本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解決し、記録密度が高く線速度可変な光ディスクの場合、正確なマークエッジ記録が可能となる記録方式を具備した光ディスク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】
前記目的は、以下に示す本発明の情報記録方法によって達成される。
(1)相変化ディスクに光パルスを照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法(マークエッジ記録)において、第1の線速度v1において記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーをPe1(mW)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをPw1(mW)、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2において記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーをPe2(mW)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをPw2(mW)とするとき、Pw1/Pe1>Pw2/Pe2を満たすことを特徴とする情報記録方法。
【0008】
(2)光ディスクに光パルスを照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、第1の線速度v1におけるウィンドウ幅をTw1、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2におけるウィンドウ幅をTw2、第1の線速度v1において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP1、第2の線速度v2において第1の線速度v1のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP2とするとき、P1/Tw1<P2/Tw2を満たすことを特徴とする情報記録方法。ウィンドウ幅はクロック周波数の逆数として定義される。
【0009】
(3)(1)記載の情報記録方法において、第1の線速度v1におけるウィンドウ幅をTw1、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2におけるウィンドウ幅をTw2、前記第1の線速度v1において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP1、前記第2の線速度v2において前記第1の線速度v1のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP2とするとき、P1/Tw1<P2/Tw2を満たすことを特徴とする情報記録方法。
(4)(2)又は(3)記載の情報記録方法において、記録マークが短いほど(P2/Tw2)−(P1/Tw1)が大きいことを特徴とする情報記録方法。
【0010】
(5)相変化ディスクに光パルスを照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、各線速度vにおける記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーPwと記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーPeとの比Pw/Peが、Pw/Pe=γ×v+γ'(γ,γ'は定数)で表され、γが−0.1≦γ≦−0.01の範囲にあることを特徴とする情報記録方法。
【0011】
ここで、各線速度vにおける光パルスのパワー比Pw/Peが“Pw/Pe=γ×v+γ'”で表され、γが−0.1≦γ≦−0.01の範囲にあるとは、横軸を線速度v、縦軸をPw/Peとするグラフ上に、各線速度vにおける比Pw/Peをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜γが−0.1≦γ≦−0.01の範囲にあるということと同義である。
【0012】
(6)相変化ディスクに光パルスを照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、線速度vと記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーPwとの関係がPw=α×v+α'(α,α'は定数)で表され、αが0.05≦α≦0.5の範囲にあり、線速度vと記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーPeとの関係がPe=β×v+β'(β,β'は定数)で表され、βが0.1≦β≦0.3の範囲にあることを特徴とする情報記録方法。
【0013】
ここで、線速度vと光パルスのパワーPwとの関係が“Pw=α×v+α'”で表され、αが0.05≦α≦0.5の範囲にあるとは、横軸を線速度v、縦軸をPwとするグラフ上に、各線速度vにおけるPwをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜αが0.05≦α≦0.5の範囲にあるということと同義である、同様に、線速度vと光パルスのパワーPeとの関係が“Pe=β×v+β'”で表され、βが0.1≦β≦0.3の範囲にあるとは、横軸を線速度v、縦軸をPeとするグラフ上に、各線速度vにおけるPeをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜βが0.1≦β≦0.3の範囲にあるということと同義である。
【0014】
また、前記目的は、以下に示す本発明の光ディスク装置によって達成される。
(7)光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器とを備える光ヘッドと、光ディスクに対して前記光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、光源を駆動するための記録波形を発生する記録波形発生手段とを含み、記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、ディスク駆動手段は光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、光源から光ディスクに照射される光パルスは、第1の線速度v1において記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーをPe1(mW)、記録マークを形成するときに照射される光パルスのパワーをPw1(mW)、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2において記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーをPe2(mW)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをPw2(mW)とするとき、Pw1/Pe1>Pw2/Pe2を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【0015】
(8)光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器とを備える光ヘッドと、光ディスクに対して前記光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、光源を駆動するための記録波形を発生する記録波形発生手段とを含み、記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、ディスク駆動手段は光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、光源から光ディスクに照射される光パルスは、第1の線速度v1におけるウィンドウ幅をTw1、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2におけるウィンドウ幅をTw2、第1の線速度v1において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP1、第2の線速度v2において第1の線速度v1のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP2とするとき、P1/Tw1<P2/Tw2を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【0016】
(9)(7)記載の光ディスク装置において、光源から光ディスクに照射される光パルスは、第1の線速度v1におけるウィンドウ幅をTw1、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2におけるウィンドウ幅をTw2、第1の線速度v1において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP1、第2の線速度v2において第1の線速度v1のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP2とするとき、P1/Tw1<P2/Tw2を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
(10)(8)又は(9)記載の光ディスク装置において、記録マークが短いほど、(P2/Tw2)−(P1/Tw1)が大きいことを特徴とする光ディスク装置。
【0017】
(11)光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器とを備える光ヘッドと、光ディスクに対して光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、光源を駆動するための信号波形を発生する記録波形発生手段とを含み、記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、各線速度vにおける記録マークを形成するときに照射される光パルスのパワーPwと記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーPeとの比Pw/Peが、Pw/Pe=γ×v+γ'(γ,γ'は定数であり、−0.1≦γ≦−0.01)を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【0018】
ここで、各線速度vにおける光パルスのパワー比Pw/Peが“Pw/Pe=γ×v+γ'(−0.1≦γ≦−0.01)”を満たすとは、横軸を線速度v、縦軸をPw/Peとするグラフ上に、各線速度vにおける比Pw/Peをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜γが−0.1≦γ≦−0.01の範囲にあるということと同義である。
【0019】
(12)光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器とを備える光ヘッドと、光ディスクに対して光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、光源を駆動するための信号波形を発生する記録波形発生手段とを含み、記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、ディスク駆動手段は光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、光源から照射される光パルスは、線速度vと記録マークを形成するときに照射される光パルスのパワーPwとがPw=α×v+α'(α,α'は定数であり、0.05≦α≦0.5)を満たし、線速度vと記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーPeとがPe=β×v+β'(β,β'は定数であり、0.1≦β≦0.3)を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【0020】
ここで、線速度vと記録マークを形成するときの記録パワーPwとがPw=α×v+α'(0.05≦α≦0.5)を満たすとは、横軸を線速度v、縦軸を記録パワーPwとするグラフ上に、各線速度vにおけるPwをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜αが0.05≦α≦0.5の範囲にあるということと同義であり、線速度vと記録マークを消去するときの消去パワーPeとがPe=β×v+β'(0.1≦β≦0.3)を満たすとは、横軸を線速度v、縦軸を消去パワーPeとするグラフ上に、各線速度vにおけるPeをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜βが0.1≦β≦0.3の範囲にあるということと同義である。
【0021】
(13)(7)〜(12)のいずれかに記載の光ディスク装置において、光ディスクは相変化ディスクであることを特徴とする光ディスク装置。
通常、線速度を速くするとディスク上の記録マーク上における光スポットの通過時間が短くなるため、単位時間内にディスクに照射されるエネルギー量が低下し記録マークが加熱されにくくなる。このため、消去に必要なレーザパワーは高くなる。また、線速度が速くなるに従ってクロック周波数が高くなるため、よりパルス幅の狭い記録パルスで記録を行うことになり、より高い記録パワーが必要となる。これら線速度と照射パワーの関係は光ディスク全般に言えることであるが、相変化記録の場合、この消去パワーと記録パワーの線速度に対する増大分を変化させることにより、より良好な記録マークを形成できる。
【0022】
相変化記録では、記録層を融点以上まで昇温し、その後急冷することによってアモルファスの記録マークを形成する。その記録マーク周辺には、一度融点まで温度上昇したのち、冷却過程で周囲にある結晶核から結晶成長して結晶相となる、いわゆる再結晶化領域が形成される。この再結晶化領域幅は記録時の線速度に依存し、図2に示したように、線速度が速いほどその幅は狭くなることが検討の末明らかになった。これは、相変化記録が光磁気記録のように温度分布でマーク形状が決定される記録原理とは異なり、昇温後の冷却過程がより重要な記録原理であることによる。
【0023】
従って、線速度可変で記録する場合、ある一定の記録マーク幅を得るためには、再結晶化領域幅の線速度依存性を考慮する必要がある。具体的には、線速度を速くした場合、再結晶化領域が狭くなった分だけ記録膜の溶融幅を狭くする。溶融幅を狭くするには、投入する記録パワーを再結晶化領域を考慮に入れない場合に推定される記録パワーより低く設定すればよい。すなわち、第1の線速度v1での消去パワーをPe1(mW)、記録パワーをPw1(mW)、第1の線速度より速い第2の線速度v2での消去パワーをPe2(mW)、記録パワーをPw2(mW)としたとき、再結晶化領域を考慮に入れない場合に推定される記録パワーPw2'はPw2'=Pw1×Pe2/Pe1で表されるが、実際に投入するPw2をPw2'より小さくし、Pw1/Pe1>Pw2/Pe2の関係を保つようにする。
【0024】
消去パワーPeと線速度vの関係はPe=β×v+β'で表され、記録パワーPwと線速度vの関係はPw=α×v+α'で表される。α,βは用いたディスクの熱的な構造および記録膜の結晶化特性などに依存する。また、記録パワーPwと消去パワーPeの比と線速度vとの関係はPw/Pe=γ×v+γ'で表され、γが−0.01〜−0.1の範囲であると既製品との互換性が良く好ましい。このような線速度に対して最適であるような照射パワーを与える関数式を記憶する記憶手段を、本発明における光ディスク装置に搭載することにより、より迅速なパワー校正をすることができる。
【0025】
線速度を可変にした場合、レーザパワーだけでなくパルス幅も線速度に対応した適応記録制御を行うことが好ましい。4.7GB/面の記録密度を有するDVD−RAMでは、先行するスペース及び後に続くスペースの長さに依存して記録パルス形状をクロック周波数の逆数であるウィンドウ幅Twより短い長さで増減させて記録する方式を採用している。実際にはマークの各々の前にあるスペースの長さに応じて先頭パルスの長さを調節することにより熱干渉による前エッジのシフトを抑制し、またマークの後ろにくるスペースの長さに応じて最後尾パルスの長さを調節することにより熱干渉による後ろエッジのシフトを抑制する。3Twマークの場合は、先頭パルスと最後尾パルスが一体化した形をしており単一記録パルスで記録を行うので、その記録パルスの立ち上げのタイミングおよび立ち下げのタイミングを調節することになる。
【0026】
線速度が変化すると、ディスク上のある1点に対して光スポットが通過する時間が変化する。それに伴い、トラック方向の熱干渉状態が変化する。従って、線速度を変化させたとき記録パワーを最適化しただけでは、熱干渉の変化から引き起こされるエッジ位置のシフトを取り除くことはできない。さらに、線速度が速くなると、線速度に対応してクロック周波数が高くなってウィンドウ幅Twが短くなることに伴いパルスの発光時間が短くなるため、レーザの立ち上がり時間の影響が大きくなる。図3に示すように、線速度が遅いときにはクロック周波数が低いためにレーザの立ち上がり時間の影響は少なく、矩形に近い発光パルスを得ることができる。しかしながら、線速度が速いときにはクロック周波数は高くなり、レーザが本来のパワーになる前にパルスの立ち下げ時刻になってしまい、実質的には十分パワーを得ることができないことがある。従って、可変な線速度に対してそれぞれ最適な記録波形を作る必要がある。
【0027】
本発明における光ディスク装置で行う記録パルス幅制御方法を、図1を用いて説明する。線速度は、第1の線速度v1および第1の線速度v1より速い第2の線速度v2を考える。線速度v1のとき必要であったマークを記録するための記録パルス幅は、線速度をv2にすることで広くするように補正する。具体的には、第1の線速度v1における短いマークAの先頭パルス幅をFLP(v1)、短いマークAより長いマークBの先頭パルス幅をFP(v1)、最後尾パルス幅をLP(v1)とし、第2の線速度v2における短いマークAのパルス幅をFLP(v2)、短いマークAより長いマークBの先頭パルス幅をFP(v2)、最後尾パルス幅をLP(v2)としたとき、FLP(v1)<FLP(v2)、FP(v1)<FP(v2)、LP(v1)<LP(v2)の関係が成り立つようにする。
【0028】
さらに、その補正量を記録マークが短いほど大きくするとよい。具体的には、図1で示した第2の線速度v2におけるパルス幅補正量a, a', b ,b'がa>b,a'>b'になるようにする。ここで、aは短いマークAの先頭パルス補正量、bは短いマークAより長いマークBの先頭パルス補正量、a'は短いマークAの最後尾パルス補正量、b'は短いマークAより長いマークBの最後尾パルス補正量である(図1では短いマークAの先頭パルスおよび最後尾パルスは一体化している)。
【0029】
さらに、熱干渉の影響を制御するには、線速度に応じて先頭パルスと最後尾パルスの間にあるマルチパルス幅とその間にある立ち下げ幅の比を変えてもよい。具体的には、図4に示すように、第1の線速度v1でのマルチパルス幅をMP(v1)、立ち下げ幅をMB(v1)とし、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2でのマルチパルス幅をMP(v2)、立ち下げ幅をMB(v2)としたとき、MP(v1)/MB(v1)≦MP(v2)/MB(v2)の関係が成り立つようにする。このようにすることで、線速度が変化しても熱干渉の変化によるエッジシフトを抑制して記録マーク幅を均一にすることができ、良好なジッターを得ることができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図5は、本発明による光ディスク装置の構成を示す模式図である。直径12cmの光ディスク3−1を用意し、情報の記録再生を行った。この光ディスクは全記録可能領域が線速度8.2m/sにて良好なジッターを有している相変化型の光ディスクである。以下に本光ディスク装置の動作を説明する。なお、記録再生を行う際のモーター3−2の制御方法としては、記録再生を行うゾーン毎にディスクの線速度およびクロック周波数を変化させるZCAV方式とした。ここでは、クロック周波数はウォブル信号から生成したが、本発明の効果はクロック周波数生成方法によらない。
【0031】
記録装置外部からの情報は8ビットを1単位として、8−16変調器3−8に伝送される。上記記録媒体3−1上に情報を記録する際には、情報8ビットを16ビットに変換する記録方式、いわゆる8−16変調方式を用い記録を行った。この変調方式では媒体上に、8ビットの情報に対応させた3Tw〜14Twのマーク長の情報の記録を行っている。図中の8−16変調器3−8はこの変調を行っている。
【0032】
8−16変調器3−8により変換された3Tw〜14Twのデジタル信号は記録波形発生回路3−6に転送され、高パワーパルスの幅を約Tw/2とし、高パワーレベルのレーザー照射間に幅が約Tw/2の低パワーレベルのレーザー照射を行い、上記一連の高パワーパルス間に中間パワーレベルのレーザー照射が行われるマルチパルス記録波形が生成される。この際、記録マークを形成するための高パワー(記録パワー)レベル、記録マークの消去が可能な中間パワー(消去パワー)レベル、消去パワーレベルより低い低パワーレベルを線速度に応じて変える。また、上記記録波形発生回路3−6内において、3Tw〜14Twの信号を時系列的に交互に「0」と「1」に対応させ、「0」の場合には消去パワーレベルのレーザパワーを照射し、「1」の場合には高パワーレベルのパルスを含む一連の記録パワーパルス列を照射するようにしている。この際、光ディスク3−1上の消去パワーレベルレーザービームが照射された領域は結晶となり(スペース部)、記録パワーレベルのパルス領域は非晶質(マーク部)に変化する。また、上記記録波形発生回路3−6内は、マーク部を形成するための記録パワーレベルを含む一連の高パワーパルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース部の長さに応じてマルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化する方式(適応型記録波形制御)に対応したマルチパルス波形テーブルを有しており、これによりマーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形を発生している。ディスクへの適応型記録波形制御は各線速度に応じてクロック周波数の逆数であるウィンドウ幅の1/16の時間刻みで行った。また、このディスクの反射率は結晶状態の方が高く、記録され非晶質状態になった領域の反射率が低くなっている。
【0033】
記録波形発生回路3−6により生成された記録波形は、レーザ駆動回路3−7に転送され、レーザ駆動回路3−7はこの波形をもとに、光ヘッド3−3内の半導体レーザを発光させる。本記録装置に搭載された光ヘッド3−3には、情報記録用のエネルギービームとして波長659nmの半導体レーザが使用されている。また、このレーザ光をレンズNA0.6の対物レンズにより上記記録媒体の記録層上に絞り込み、上記記録波形に対応したエネルギーのレーザビームを照射することにより、情報の記録を行った。
【0034】
また、本記録装置はグルーブとランド(グルーブ間の領域)の両方に情報を記録する方式(いわゆるランドグルーブ(L/G)記録方式)に対応している。本記録装置ではL/Gサーボ回路3−9により、ランドとグルーブに対するトラッキングを任意に選択することができる。
【0035】
記録された情報の再生も上記光ヘッド3−3を用いて行った。レーザービームを記録されたマーク上に照射し、マークとマーク以外の部分からの反射光を検出することにより、再生信号を得る。この再生信号の振幅をプリアンプ回路3−4により増大させ、8−16復調器3−10では16ビット毎に8ビットの情報に変換する。以上の動作により、記録されたマークの再生が完了する。
【0036】
以上の条件で記録を行った場合、最短マークである3Twマークのマーク長は約0.42μm、最長マークである14Twマークのマーク長は約1.96μmとなる。記録信号には、情報信号の始端部 、終端部に4Twマークと4Twスペースの繰り返しのダミーデータが含まれている。始端部にはVFOも含まれている。
【0037】
このような記録方法では、既に情報が記録されている部分に対して消去することなく、重ね書きによって新たな情報を記録すれば、新たな情報に書き換えられる。すなわち、単一のほぼ円形の光スポットによるオーバーライトが可能である。しかし、書き換え時の最初のディスク1回転または複数回転で、前記のパワー変調した記録用レーザ光の中間パワーレベルまたはそれに近いパワーの連続光を照射して、記録されている情報を一たん消去し、その後、次の1回転で低パワーレベル(1.5mW)と高パワーレベルの間で、または中間パワーレベルと高パワーレベルとの間で、情報信号に従ってパワー変調したレーザ光を照射して記録するようにしてもよい。このように、情報を消去してから記録するようにすれば、前に書かれていた情報の消え残りが少ない。
【0038】
まず、半径23mmにてEFM信号を記録した。線速度は約8.2m/sである。記録パワーは10mW,消去パワーは4mW,マルチパルスの立ち下りのパワーおよび最後尾パルスのあとにある低パワーレベルは消去パワーと同じ4mWとした。また、先頭パルスと最後尾パルスの間にあるマルチパルスとその間にある立ち下げパルスとの比は1:1とした。このときのジッターはランドで8%、グルーブで8.3%であり、実用的に満足できる良好なジッターを示した。ここで、ジッターについては以後、前エッジおよび後エッジのジッター値の2乗平均値を示す。ジッター測定におけるウィンドウ幅はクロック周波数の逆数であるウィンドウ幅Twと同一とし、最短記録信号は3Tw、最長記録信号は14Twでこれらをランダムに記録している。これらの測定には再生等化回路を使用した。
【0039】
次に異なる半径にて記録を行うため、半径の違い(線速度の違い)による記録消去特性について調べた。まず、半径33.7mmおよび44.9mmにて消去特性を調べた。線速度は12m/sおよび16m/sとなる。このディスクの線速度(ディスク半径)の違いによる消去パワーの変化を調べたところ、図6に示すように、消去パワーは線速度が速くなるに従って高くなっていることがわかった。ここで、消去パワーPeは、各線速度にて記録マークが消え始めるレーザパワー(消去開始パワー)と記録され始めるパワー(記録開始パワー)の中間パワーとした。
【0040】
本実験から、消去パワーPeと線速度vの関係は、Pe=β×v+β'で表されることがわかった。本実施例でのβの値は0.15(mW・s/m)、β'は2.8(mW)であった。この関係から半径33.7mmでの消去パワーを半径23mmでの消去パワーの1.14倍である4.55mWとし、半径44.9mmでの消去パワーを半径23mmでの消去パワーの1.29倍である5.15mWとした。ここで、記録パワーを消去パワーと同じ比率で高くした場合、半径33.7mmでの記録パワーは11.4mW,半径44.9mmでの記録パワーは12.9mWとなる。この記録パワーおよび前述した消去パワーを用いて11Twマークの記録を行った。ここでTwは各線速度に対応して変化するクロック周波数の逆数に対応するウィンドウ幅であり、8.2m/sでのTwは17.1ns、12m/sでは11.7ns、16m/sでは8.76nsである。図7に、11Twマーク記録時の各線速度での変調度を示す。変調度(Mod)の計算は次の式に従って行った。
【0041】
Mod (%)=100×(Ic−Ia)/Ic
ここで、Icは信号記録時における結晶(消去)状態の反射率の一番高いレベル、Iaは信号記録時における非晶質(記録)状態の反射率の一番低いレベルである。図7から、線速度が高くなるに従って変調度が増大することがわかった。これは、線速度が速くなるに従って、記録マーク幅が増大していることを示している。線速度が速くなることにより記録マーク周辺に生成する再結晶化領域が狭くなるためである。線速度が変化しても記録マーク幅は一定であることが望ましい。ディスクのどの半径においても同じ幅(同じ変調度)の記録マークを得るために各線速度における記録パワーを設定すると、図8のようになった。記録パワーPwと線速度の関係はPw=α×v+α'で表すことができ、本実施例でのαの値は0.12(mW・s/m)、α'は9(mW)であった。これらの実験より、図9に示すように、各線速度vでのPwとPeの関係はPw/Pe=γ×v+γ'で表すことができることがわかった、本実施例でのγの値は−0.05(s/m)、γ'は2.9である。
【0042】
これらの関係式を本発明における光ディスク装置に記憶させ、半径28mm(10m/s)にて11Tw(ウィンドウ幅Tw=14.0ns)マークを記録したところ、変調度は約45%となり、半径23mmでの変調度とほぼ同じ値を得ることができた。熱構造、記録膜の結晶化特性の異なる何種類かの光ディスクを同様にして調べたところ、α、α'、β、β'、γ、γ'はそれぞれ異なる値をとった。α、βは急冷構造ディスクで大きくなり、徐冷構造ディスクで小さくなる傾向にあった。αが0.05より小さくなるディスクでは、記録膜の冷却速度が遅すぎて良好なマークを形成することができなかった。同様の理由で、βが0.1より小さいディスクでは良好なマーク形成が困難であった。また、αが0.5(mW・s/m)より大きいディスクでは、記録膜の冷却速度が速く、記録したデータの保存寿命が短くなるという問題が生じた。βが0.2より大きい場合も同様の問題が生じた。従って、α,βの単位をmW・s/mとするとき、0.05≦α≦0.5、0.1≦β≦0.3が好ましい。さらに、0.07≦α≦0.3、0.12≦β≦0.2のとき、既製品との互換性が良好で好ましかった。また、γは−0.01〜−0.1の範囲が既製品との互換性が良く好ましかった。これらの情報をシステムコントローラ3−5に記憶させることにより、より迅速な記録が可能になる。
【0043】
次に、半径23mm(線速度8.2m/s、ウィンドウ幅17.1ns)にEFM信号を記録する時に用いた記録波形テーブルを示す。表1が各マークにおける先頭パルスのシフト量、表2が各マークにおける最後尾パルスのシフト量である。どちらの表も単位はウィンドウ幅Twを16分割した時間(1/16*Tw)としている。縦に表示したSpace 3Tw、Space 4Tw、Space 5Tw、Space6Twは、横に示した記録マークの前にある、あるいは後に続くスペースの長さを示し、6Tw以上の長さのスペースが記録パルスの前後にきた場合、Space 6Twと同じ先頭パルス幅および最後尾パルス幅となる。同様に6Twマーク以上の長さのマークはMark6Tと同じ先頭パルス幅および最後尾パルス幅となる。3Twマークは、先頭パルスと最後尾パルスが一体化した形をしている。これらの記録波形制御は4.7GB DVD−RAMで行われている適応型記録波形制御を用いている。レーザパワーは前述した通り、記録パワー10mW、消去パワーは4mWに設定した。ジッタ−はランドで8%、グルーブで8.3%であった。
【0044】
その後、半径44.9mm(線速度16m/s)に光ヘッドを移動し、下記の表3および表4の記録波形テーブルを用いてEFM信号を記録した。記録パワーおよび消去パワーはそれぞれ10.9mW、5.15mWとした。その結果、ジッターはランドで8.5%、グルーブで8.6%となり、線速度が8.2m/sのときと比較してほぼ同じ良好なジッターを得ることができた。
【0045】
表1と表3を比較すると、線速度16m/sで用いる記録パルス幅は線速度8.2m/sで用いる記録パルス幅よりも広くなるように補正されており、かつ記録マークが短いほどその補正量が大きくなっている。例えば、4Twスペースの後に続くマークに注目すると、8.2m/sでの4Twマークの先頭パルス幅は1/16*Twを単位として24であり、5Twマークの先頭パルス幅は23である。一方、16m/sでの4Twマークの先頭パルス幅は1/16*Twを単位として26であり、5Twマークの先頭パルス幅は24である。線速度が速くなることにより4Twマークの先頭パルス幅は1/8*Twだけ広くなり、5Twマークの先頭パルス幅は1/16*Twだけ広くなっている。また、その補正量は4Twマークの方が5Twマークより1/16*Twだけ広くなっている。
【0046】
さらに、最後尾パルス幅についてみてみると、8.2m/sでの4Twマーク、5Twマークの最後尾パルス幅は1/16*Twを単位としてともに12である。一方、16m/sでの4Twマークの最後尾パルス幅は1/16*Twを単位として14であり、5Twマークの最後尾パルス幅は13である。線速度が速くなることにより4Twマークの最後尾パルス幅は1/8*Twだけ広くなり、5Twマークの最後尾パルス幅は1/16*Twだけ広くなっている。また、その補正量は4Twマークのほうが5Twマークより1/16*Twだけ広くなっている。
【0047】
このように、線速度が速くなるに従って記録パルス幅を広くなるように補正し、記録マークが短いほどその補正量を大きくするように制御することにより、線速度を変化させて記録しても良好なジッターを得ることができる。
【0048】
比較例として、半径44.9mm(線速度16m/s)において、半径23mm(線速度8.2m/s)用の記録波形テーブル(表1および表2)を用いた場合、ジッターはランドで14%、グルーブで16%となり、線速度8.2m/sでの記録ジッターと比較して大幅に上昇した。
【0049】
次に、半径44.9mm(線速度16m/s)にて、先頭パルスと最後尾パルスとの間にあるマルチパルス幅とその間にある立ち下げ幅の比を変えて記録したところ、マルチパルス幅を1/2Tw、立ち下げ幅を1/2Twとした場合のジッターがランドで8.5%、グルーブで8.6%であったのに対し、マルチパルス幅を9/16Tw、立ち下げ幅を7/16Twとした場合、ランドで8.2%、グルーブで8.2%というさらに良好なジッターを得ることができた。上述したように、半径23mm(8.2m/s)でのマルチパルス幅:立ち下げ幅は1:1であり、半径44.9mm(線速度16m/s)でのそれは、9:7である。このように、線速度が速いときのマルチパルス幅/立ち下げ幅は、線速度が遅いときののマルチパルス幅/立ち下げ幅の値より大きくして記録することによりさらに良好なジッターを得ることができる。
【0050】
【表1】
【0051】
【表2】
【0052】
【表3】
【0053】
【表4】
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、線速度可変にしても線速度変化に伴う記録マークの形状変化およびトラック方向の熱干渉条件の変化から生じるエッジシフトを最小限に抑え、良好なジッターを有する方法記録方法及び光ディスク装置を提供することができる。また、ZCLV方式では線速度がほぼ一定の状態にするためにディスク内周と外周でディスク回転数を変化させなければならず、そのためディスク回転数を変えるための電力を消費していたが、本発明における光ディスク装置では、ディスク回転数をほぼ一定にすることができ、低電力化できる。また、線速度が速くなる場合、転送レートをあげることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における線速度に対しての記録波形の補正方法に関する説明図である。
【図2】再結晶化領域幅の線速度依存性を説明する図である。
【図3】線速度が速くなるときに生じるクロック周波数変化に伴うレーザ出力に関する説明図である。
【図4】線速度に応じてマルチパルス幅と立ち下げ幅の比を変える方法の説明図である。
【図5】本発明による光ディスク装置の構成を示す模式図である。
【図6】線速度と消去パワー、消去開始パワー、記録開始パワーの関係の一例を示す図である。
【図7】線速度と11Twマークの変調度の関係の一例を示す図である。
【図8】線速度と最適記録パワーの関係の一例を示す図である。
【図9】線速度と、記録パワーと消去パワーの比の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
3−1 光ディスク
3−2 モーター
3−3 光ヘッド
3−4 プリアンプ回路
3−5 システムコントローラ
3−6 記録波形発生回路
3−7 レーザ駆動回路
3−8 8−16変調器
3−9 L/Gサーボ回路
3−10 8−16復調器
Claims (7)
- 光ディスクに光パルス列を照射したとき形成されるアモルファスの記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、
第1の線速度v1におけるウィンドウ幅をTw1、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2におけるウィンドウ幅をTw2、前記第1の線速度v1において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP1、前記第2の線速度v2において前記第1の線速度v1のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP2とするとき、P1/Tw1<P2/Tw2を満たし、
記録マークが短いほど、(P2/Tw2)−(P1/Tw1)が大きいことを特徴とする情報記録方法。 - 相変化ディスクに光パルス列を照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、
第1の線速度v1において記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーをPe1(mW)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをPw1(mW)、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2において記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーをPe2(mW)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをPw2(mW)とするとき、Pw1/Pe1>Pw2/Pe2を満たし、
前記第1の線速度v1におけるウィンドウ幅をTw1、前記第2の線速度v2におけるウィンドウ幅をTw2、前記第1の線速度v1において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP1、前記第2の線速度v2において前記第1の線速度v1のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP2とするとき、
P1/Tw1<P2/Tw2を満たし、
記録マークが短いほど、(P2/Tw2)−(P1/Tw1)が大きいことを特徴とする情報記録方法。 - 光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器を備える光ヘッドと、光ディスクに対して前記光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、前記光源を駆動するための記録波形を発生する記録波形発生手段とを含み、
前記光源から照射される複数の光パルスで形成されるアモルファスの記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、
前記ディスク駆動手段は前記光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、前記光源から光ディスクに照射される光パルスは、第1の線速度v1におけるウィンドウ幅をTw1、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2におけるウィンドウ幅をTw2、前記第1の線速度v1において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP1、前記第2の線速度v2において前記第1の線速度v1のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP2とするとき、P1/Tw1<P2/Tw2を満たし、
記録マークが短いほど、(P2/Tw2)−(P1/Tw1)が大きいことを特徴とする光ディスク装置。 - 相変化光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器を備える光ヘッドと、光ディスクに対して前記光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、前記光源を駆動するための記録波形を発生する記録波形発生手段とを含み、前記光源から照射される複数の光パルスで形成される記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、
前記ディスク駆動手段は前記光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、前記光源から光ディスクに照射される光パルスは、第1の線速度v1において記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーをPe1(mW)、記録マークを形成するときに照射される光パルスのパワーをPw1(mW)、第1の線速度v1より速い第2の線速度v2において記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーをPe2(mW)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをPw2(mW)とするとき、Pw1/Pe1>Pw2/Pe2を満たし、
前記光源から光ディスクに照射される光パルスは、前記第1の線速度v1におけるウィンドウ幅をTw1、前記第2の線速度v2におけるウィンドウ幅をTw2、前記第1の線速度v1において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP1、前記第2の線速度v2において前記第1の線速度v1のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をP2とするとき、P1/Tw1<P2/Tw2を満たし、
記録マークが短いほど、(P2/Tw2)−(P1/Tw1)が大きいことを特徴とする光ディスク装置。 - 請求項3又は4記載の光ディスク装置において、前記光源から照射される複数の光パルスで記録マークを形成する際に、当該複数の光パルスのうち先頭のパルスの幅を前記P1およびP2としたことを特徴とする光ディスク装置。
- 請求項3又は4記載の光ディスク装置において、前記光源から照射される複数の光パルスで記録マークを形成する際に、当該複数の光パルスのうち最後尾のパルスの幅を前記P1およびP2としたことを特徴とする光ディスク装置。
- 請求項3又は4記載の光ディスク装置において、さらに、前記光源から照射される単一の光パルスで記録マークを形成することを特徴とする光ディスク装置。
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