JP4199772B2 - 光記録媒体の記録再生方法 - Google Patents

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Description

本発明は、予め記録された情報を再生可能なＲＯＭ層と、情報を記録／再生可能なＲＡＭ層とが積層された光記録媒体の記録再生方法に関する。
近年、光ディスクメモリとして、予め記録された情報を再生可能なＲＯＭ層と、情報を記録／再生可能なＲＡＭ層とが積層され、ＲＯＭ層の情報の再生とＲＡＭ層への情報の記録とを同時に行なう、もしくは、ＲＯＭ層の情報とＲＡＭ層の情報とを同時に再生することが可能な光記録媒体（コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク；以下、単にＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクという）が開発されている（例えば、下記特許文献１参照）。
ここで、ＲＯＭ層は、例えばコンパクトディスクのような、基板に凹凸形状の位相ピットを形成することにより記録された情報（ＲＯＭ情報）の再生のみが可能な記録媒体、所謂ＲＯＭ（Read Only Memory）として機能する部分である。なお、ＲＯＭ情報として記録される位相ピットの深さは再生時の光強度変調が最大になるように設定される。
また、ＲＡＭ層は、例えばＭＯ（Magneto Optical）のような、磁気とレーザとを用いて情報（光磁気信号，ＲＡＭ情報）の記録を行ない、レーザを用いて情報の再生を行なう記録媒体、所謂ＲＡＭ（Random Access Memory）として機能する部分である。なお、ＲＡＭ層から光磁気信号を読み出す際には、弱いレーザ光をＲＡＭ層に当てることにより、レーザ光の偏光面が記録層（ＲＡＭ層）の磁化の向きに応じて極カー効果によって変わり、このときのＲＡＭ層からの反射光の偏光方向により信号が検出され、これによりＲＡＭ情報（光磁気信号）が読み出されるようになっている。
図１５〜図１７はＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクを示すもので、図１５はその模式的な平面図、図１６は図１５に示すＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクの半径方向断面を模式的に示す図、図１７は図１５に示すＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクにおける記録状態を説明すべく同ディスクの要部を拡大して模式的に示す平面図である。
図１５に示すように、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクには、一般的なコンパクトディスクと同様に、情報の再生もしくは記録の開始をガイドするリードイン１と情報の再生もしくは記録の終了をガイドするリードアウト２とが設けられ、リードイン１とリードイン２との間に情報が記録されるユーザエリア３が設けられている。このユーザエリア３は、図１６に示すように、例えば、ポリカーボネイト等の基板１０，誘電体膜１１，ＴｂＦｅＣｏ（テルビウム鉄コバルト）等の光磁気記録膜１２，誘電体膜１３，Ａｌ（アルミニウム）膜１４，保護層としてのＵＶ（Ultraviolet）硬化膜１５を積層して構成される。
図１６および図１７に示すように、このようなＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクにおいては、ＲＯＭ情報は基板１０に凹凸状に形成された位相ピット１６（図１７中網掛部）によって固定記録され、ＲＡＭ情報は光磁気記録膜１２に形成された位相ピット列光磁気記録（磁気マーク）１７（図１７中斜線部）により記録される。
なお、図１７における線Ｘ−Ｘ´に沿ってＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクを切断したときの断面が図１６に示す断面に対応している。また、図１７に示したＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクでは、位相ピット１６がトラッキングガイドとして機能するので、トラッキングガイドとしてのグルーブ等は設けられていない。
次に、図１８，図１９を参照しながら、上述したＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクの一般的な記録／再生手法について説明する。ここで、図１８，図１９はレーザ光のパルスのタイミングと磁界の方向とＲＡＭ記録マークとの関係を示す図である。
上述のようなＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクにおいて、ＲＡＭ層の光磁気記録膜１２上に磁気マーク１７（即ち、ＲＡＭ記録マーク）を記録しながらＲＯＭ層の基板１０上の位相ピット１６（即ち、ＲＯＭ記録マーク）を再生するには、図１７に示すようにレーザ光をＤＣ（Direct Current）連続光で照射することが考えられる。このように、レーザ光をＤＣ連続光で照射しながら、磁界の方向をスイッチングすることで任意の長さの磁気マーク１７を形成できる。また、ＤＣ連続光照射なのでＲＯＭ情報も再生可能である。
特開平６−２０２８２０号公報
ところで、光ディスクメモリにおいて、情報を高密度に記録して、記録される情報量を多くすることは、従来からの不変的な課題である。かかるＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクにおいても、磁界変調記録を高密度に記録することが当然望まれており、その方法として、図１９に示すように、照射するレーザ光を、ＲＡＭ記録マークである磁気マークの最小記録単位あたり１パルス、つまり記録クロックの一周期あたり１パルス（このようなパルスを、以下、１回パルスという）で発光させる方法がある。このようにレーザ光を１回パルスで発光させると、磁気マーク１７（ＲＡＭ情報）再生時のジッタが、レーザ光をＤＣ連続光で照射してＲＡＭ層を再生したときよりも改善することが知られている。
しかしながら、磁気マーク１７の記録に同期させてＲＯＭ情報の再生を行なうためには、レーザ光を１回パルスで発光させる方法は好ましくない。つまり、レーザ光のパルス発光に伴うパルス変調により、レーザ光の強度が変動し、これがＲＯＭ情報の再生の際にはノイズとなり、ジッタが悪化してしまうのである。
このように、ＲＡＭ層に高密度に情報を記録するとともにＲＡＭ層に記録された情報の再生時のジッタを改善することと、ＲＯＭ層の再生ジッタを抑制することとは、トレードオフの関係にあり、これらを両立することが困難であった。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、レーザ光を用いてＲＡＭ層に記録された情報の再生ジッタの改善とＲＯＭ層の情報の再生ジッタ改善との両立を実現させることができる光記録媒体の記録再生方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の光記録媒体の記録再生方法は、予め記録された情報を再生可能なＲＯＭ層と、情報を記録／再生可能なＲＡＭ層とが積層された光記録媒体の記録再生方法であって、ＲＡＭ層に情報として記録されるＲＡＭ記録マークの記録単位あたり２回以上のパルスでレーザ光を発光させ、レーザ光を用いてＲＡＭ記録マークを記録し、レーザ光を用いて、ＲＡＭ記録マークを記録すると同時にＲＯＭ層に記録された情報を再生し、レーザ光のパルスデューティを変えてＲＡＭ層の記録／再生およびＲＯＭ層の再生の試行を行ない、試行によって得られたＲＯＭ層再生時のエラー率およびＲＡＭ層再生時のエラー率が最小となるようにレーザ光のパルスデューティを調整することを特徴としている。
また、上記目的を達成するために、本発明の関連技術としての光記録媒体の記録方法は、上述した光記録媒体の記録方法であって、レーザ光を用いてＲＡＭ層に情報として記録されるＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡと該ＲＯＭ層に情報として記録されるＲＯＭ記録マークの最短マーク長ＴＯＭとの間にＴＡ／（ｎ＋２）≦ＴＯＭ（ただし、ｎ≧０）なる関係が成立するようにＲＡＭ記録マークをＲＡＭ層に記録することを特徴としている。
なお、このとき、レーザ光を、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡあたり２回以上のパルスで発光させることが好ましい。
さらに、上記目的を達成するために、本発明の光記録媒体の記録再生方法は、予め記録された情報を再生可能なＲＯＭ層と、情報を記録／再生可能なＲＡＭ層とが積層された光記録媒体の記録再生方法であって、ＲＡＭ層に情報として記録されるＲＡＭ記録マークの記録単位あたり２回以上のパルスでレーザ光を発光させ、レーザ光を用いてＲＡＭ記録マークを記録し、ＲＡＭ記録マークを、当該ＲＡＭ記録マークの記録時に用いられたレーザ光と同一周波数且つ同一デューティのパルス光を用いて再生することを特徴としている。
また、レーザ光のパルスを一定の繰り返しで照射しながら磁界の方向を変えることによりＲＡＭ記録マークを記録することが好ましく、レーザ光のパルスの立下り時に、上記の磁界の方向を変えることが好ましい。
なお、ＲＯＭ記録マークの再生系にそなえられた低周波透過型フィルタの遮断周波数を、ＲＯＭ層再生時のエラー率が最小となるように設定することが好ましい。
また、ＲＯＭ層の記録フォーマットとＲＡＭ層の記録フォーマットとが同一であり、ＲＯＭ層に記録されるＲＯＭ記録マークの記録単位とＲＡＭ記録マークの記録単位とが等しくもしくはほぼ等しく設定され、且つ、レーザ光を、ＲＡＭ記録マークの記録単位あたり２回のパルスで発光させることが好ましい。
なお、ＲＡＭ記録マークの再生系にそなえられた低周波透過型フィルタの遮断周波数を、ＲＡＭ層再生時のエラー率が最小となるように設定することが好ましい。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
本発明の一実施形態としての光記録媒体の記録再生方法は、上記図１５〜図１７に示した光記録媒体（ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク）に対する情報の記録方法であって、例えば図６を参照しながら後述する光記録媒体の記録再生装置に適用される。なお、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクは、図１６に示すように、ＲＯＭ層上にＲＡＭ層が積層されて構成される。このＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクのＲＯＭ層の基板１０には、情報としてのＲＯＭ記録マーク（位相ピット）が予め記録されており、ＲＯＭ記録マークを再生する際には、かかる光記録媒体の記録再生装置にそなえられた半導体レーザ１０１（図６参照）からのレーザ光をＲＯＭ記録マークに照射し、基板１０からの反射光に基づいてＲＯＭ記録マークが再生されるようになっている。
また、ＲＡＭ層の光磁気記録膜１２に情報としてのＲＡＭ記録マークを記録する際には、かかる光記録媒体の記録再生装置にそなえられた半導体レーザ１０１により発光されるレーザ光と、磁気ヘッド１１１（図６参照）により発生される磁気（磁界）とが用いられる。具体的には、光磁気記録膜１２にレーザ光を照射させて光磁気記録膜１２の温度を上昇させることにより、光磁気記録膜１２の保磁力を減少させ、そこに磁気ヘッド１１１により発生される磁界の方向を変更することでＲＡＭ記録マーク（磁気マーク）を記録する。
図１は本発明の一実施形態としての光記録媒体の記録再生方法における、レーザ光のパルスのタイミングと磁界の方向とＲＡＭ記録マークとの関係を示す図である。本発明にかかる光記録媒体の記録再生方法では、ＲＡＭ層に情報として記録されるＲＡＭ記録マークの記録単位（即ち、記録クロック）ＴＡあたり２＋ｎ（ｎ＝０，１，２・・・）回のパルスでレーザ光を発光させてＲＡＭ記録マークの長さを変えることでＲＡＭ情報が記録される。特に、本実施形態では、ｎ＝０の場合について説明している。図１では、記録長３ＴＡのＲＡＭ記録マークと記録長４ＴＡのＲＡＭ記録マークとが記録された例が示されており、記録単位ＴＡの長さのＲＡＭ記録マークを記録する間に、２回、パルスレーザ光が発光される。このように記録単位ＴＡあたり２回発生されるパルスのことを、以下、２回パルスという。
ここで、記録単位ＴＡとは、磁気ヘッド１１１によって発生される磁界の方向を変更する変調クロック（記録クロック）に対応し、入力データをデジタル変調して得られるＲＬＬ（Run Length Limited）符号における基本クロック長（所謂、検出窓幅）に対応するものである。通常、ＲＡＭ層の光磁気記録膜１２にＲＡＭ記録マーク（即ち、情報）を記録する際には、１と０とであらわされるビット情報の連なりである入力データを、種々の変調方式［例えば、ＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）変調方式や（２，７）変調方式］で変調し、変調されたデータ系列に基づき磁気ヘッド１１１によって発生される磁界の方向を変更する。したがって、この記録単位ＴＡは変調方式によって異なる。
そして、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法では、２回パルスのレーザ光を一定の繰り返しで照射しながら磁界の方法を変えることによりＲＡＭ記録マーク（磁気マーク）が形成され、かかるレーザ光を用いて、ＲＡＭ層へのＲＡＭ記録マークの記録と同時にＲＯＭ層の基板１０にＲＯＭ記録マーク（位相ピット）として記録されたＲＯＭ情報を再生するようになっている。
このように、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡあたり２回のパルス（２回パルス）でレーザ光を発光させてＲＡＭ記録マークを記録することにより、ＲＡＭ記録マークを高密度に記録することができるとともに、かかるＲＡＭ記録マークを再生する際の再生ジッタを抑制することができ、且つ、ＲＯＭ記録マークの再生ジッタも抑制することができる。
また、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法では、レーザ光のパルス立下り時に、磁界の方向を変更するようになっている。図２に示すように、光記録媒体の温度は、パルス発光されるレーザ光によりレーザ光のパルスに同期して、上昇と低下とを周期的に繰り返す。上述したように、光磁気記録膜１２は温度が上昇することにより保磁力が低下するため、ここでは、光磁気記録膜１２の温度が最も上昇するパルス立下り時（図２のタイミングｔ１，ｔ２参照）に磁界の方向を変更することにより、光磁気記録膜１２にＲＡＭ記録マークを確実に記録することができるのである。なお、パルスの立ち上がり時（例えば図２のタイミングｔ１´，ｔ２´参照）で磁気ヘッド駆動電流を反転すると、光磁気記録膜１２の温度が低い状態で磁界が反転されるため、光磁気記録膜１２の磁化の反転が不十分になり、光磁気信号の記録特性が劣化する。
さらに、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法では、ＲＯＭ層に情報を記録する際の変調方式（即ち、記録フォーマット）とＲＡＭ層に情報を記録する変調方式（以下、記録フォーマットともいう）とが同一にされるとともに、情報として記録されるＲＯＭ記録マークおよびＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＯ，ＴＡとがほぼ等しく設定される。このように、ＲＯＭ記録マークとＲＡＭ記録マークとを記録することにより、ＲＡＭ記録マークを再生する際にも記録時と同様のパルス発光されるレーザ光を用いることができる。
ここで、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法によりＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクを記録／再生することによる有効性を確認するために行なった試験結果について詳述する。まず、かかる試験に使用されたＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクについて説明する。図３はそのＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクのＲＯＭ層に記録されたＲＯＭ記録マーク（位相ピット）の模式的な斜視図、図４はそのＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクの半径方向断面を模式的に示す図である。図３に示すＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクのＲＯＭ層（ポリカーボネイト基板１０）に記録されたＲＯＭ記録マークは、トラックピッチＴｐが１．１μｍ、ピット幅Ｐｗが０．４μｍ、最短マーク長（最短ピット長）ＴＯＭが０．６μｍのＥＦＭ変調方式で形成された位相ピット１６である。このような位相ピット１６を形成された基板１０をスパッタ装置（図示略）に投入して、図４に示す構造の光磁気記録媒体（ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク）を作成した。なお、図４に示すＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクでは、基板１０上に、順次、アンダーコートＳｉＮ層２１，ＴｂＦｅＣｏ層２２，ＧｄＦｅＣｏ層２３，オーバーコートＳｉＮ層２４およびアルミニウム層２５が積層形成されている。
そして、このようなＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクを波長λ＝６５０ｎｍ，開口数ＮＡ＝０．５５の記録再生装置（図示略）に装着して４．８ｍ／ｓの線速になるように回転させながら、ＲＡＭ記録マークを記録するために用いるレーザ光を、図１７に示すようなＤＣ連続光とする場合と、図１８に示すような１回パルスのレーザ光とする場合と、図１に示すような２回パルスのレーザ光とする場合との３つのケースでＲＡＭ記録マークの記録を行ない、それぞれのケースのＲＯＭ記録マークの再生ジッタとＲＡＭ記録マークの再生ジッタとの測定を行なった。
なお、上記３つのケース全てにおいて、ＲＡＭ記録マークの記録フォーマットは、ＲＯＭ層の記録フォーマットと同様のＥＦＭ変調方式を用い、さらに、全てのケースにおいて、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡがＲＯＭ記録マークの最短マーク長ＴＯＭの１／３となるように、ＲＡＭ記録マークを記録した。ここで、ＲＯＭ層には、最短マーク長ＴＯＭ＝０．６μｍのＥＦＭ変調によるＲＯＭ記録マーク（位相ピット）が形成されており、このＲＯＭ記録マーク（位相ピット）をトラッキングガイドとして用いながら、ＲＯＭ部上のＲＡＭ層にＲＡＭ記録マークが記録される。
また、ＲＡＭ記録マークの再生ジッタの測定では、再生に用いるレーザ光をＤＣ連続光とし、再生パワーを１．５ｍＷと低くして測定した。一方、ＲＯＭ記録マークの再生ジッタの測定は、それぞれ３つのケースごとに、ＲＡＭ記録マークを記録する際に用いたレーザ光を用いて行なった。つまり、図１７に示すＤＣ連続光を用いてＲＡＭ記録マークを記録したケースでは、ＤＣ連続光の再生パワーを８．０ｍＷとし、図１および図１８に示すレーザ光をパルス発光させたケースでは、最大再生パワーが１０．０ｍＷ，最低再生パワーが２．０ｍＷのパルスレーザ光を用いた。
さらに、ＲＯＭ記録マークの再生時には、再生信号を低周波透過型フィルタを通して高周波成分を除去するようにし、低周波透過型フィルタの広域カットの周波数は５ＭＨｚに設定した。
このようにして測定した上記の３ケースごとのＲＯＭ記録マーク再生ジッタとＲＡＭ記録マーク再生ジッタとの測定結果を、下記表１に示す。
Figure 0004199772
表１に示すように、ＤＣ連続光の場合では、ＲＯＭ記録マークの再生ジッタは６．１％で良好であるが、ＲＡＭ記録マークの再生ジッタが１０％を超えており、実用レベルではない。また、１回パルスの場合では、ＲＡＭ記録マークの再生ジッタは８％以下で実用レベルといえるが、ＲＯＭ記録マークの再生ジッタが１０％を超えてしまい実用レベルではない。これは、前述したように、レーザ光のパルスの変調ノイズが原因でジッタが上昇したためである。これらに対して、２回パルスの場合では、ＲＯＭ記録マークの再生ジッタが６．３％でＤＣ連続光の場合とほぼ同レベルまで改善され、１回パルスの場合と比較するとＲＯＭ記録マークの再生ジッタが大きく抑制されていることが分かる。また、ＲＡＭ記録マークの再生ジッタは７．９％で、１回パルスの場合とほぼ同レベルである。
また、ＤＣ連続光の場合と、１回パルスの場合と、２回パルスの場合とでは、形成されるＲＡＭ記録マークの形状によっても、その再生時のジッタを評価することができる。つまり、ＲＡＭ記録マークは、その形状が矩形であれば再生ジッタが小さく、良好な再生が可能であり、矢羽形状になればなるほど、その再生ジッタは大きくなり、再生特性が悪化する特性を持っている。そこで、上記の３つのケースごとに形成されるＲＡＭ記録マークの形状を見て再生ジッタを評価する。図５（ａ）〜図５（ｃ）はＲＡＭ記録マークの記録単位（記録クロック）あたりのパルス発光回数と記録されるＲＡＭ記録マークとの関係を摸式的に示す図であり、図５（ａ）はレーザ光がＤＣ連続光の場合のＲＡＭ記録マークを模式的に示す図、図５（ｂ）は１回パルスの場合のＲＡＭ記録マークを模式的に示す図、図５（ｃ）は２回パルスの場合のＲＡＭ記録マークを模式的に示す図である。なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）において、ＲＯＭ記録マーク（位相ピット）は符号１８０で示す。
図５（ａ）に示すように、ＤＣ連続光でＲＡＭ記録マークを記録した場合は、ＲＡＭ記録マーク１５０は、顕著な矢羽形状となり、表１に示したように、このＲＡＭ記録マーク１５０の再生ジッタは多い。また、１回パルスの場合では、ＲＡＭ記録マーク１６０の矢羽形状は緩和され、矩形マークに近い形状となり、再生ジッタが少ない。また、２回パルスの場合では、ＲＡＭ記録マーク１７０は、１回パルスの場合に比べると矢羽形状が強調されるが、連続発光で記録した場合に比べると、矢羽形状は抑制されており、１回パルスの場合に近い再生ジッタをとることが分かる。
このように、２回パルスの場合に、ＲＯＭ記録マークおよびＲＡＭ記録マークの両方の再生ジッタを最も抑制することができ、本発明の一実施形態としての光記録媒体の記録再生方法が有効であることが分かる。
なお、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法は、ＲＯＭ記録マークの記録フォーマットと、ＲＡＭ記録マークの記録フォーマットとを同様の変調方式にするとともに、ＲＯＭ記録マークおよびＲＡＭ記録マークのそれぞれの記録単位ＴＯ，ＴＡがほぼ等しくなるように構成されているが、これに限定されるものではなく、ＲＯＭ記録マークとＲＡＭ記録マークとの記録フォーマットが異なるように記録してもよい。上述のとおり、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡは、変調方式により異なる値を取る。また、変調方式によって、ＲＯＭ記録マークの記録単位についても任意の値に設定することができる。
ところで、例えば、ＲＯＭ記録マークの記録単位ＴＯを２３１ｎｓｅｃとしてＥＦＭ変調方式でＲＯＭ記録マークを記録し、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡを１００ｎｓｅｃとしてＲＬＬ１−７変調方式でＲＡＭ記録マークを記録した場合、ＲＯＭ記録マークの最短マーク長ＴＯＭは６９３ｎｓｅｃとなり、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡの約７倍もの長さになってしまう。これではＲＯＭ記録マークおよびＲＡＭ記録マークを記録もしくは再生するために用いられるレーザ光を記録単位ＴＡあたり２回パルスで発光したとしても、ＲＯＭ記録マークの長さが長すぎるため、ＲＯＭ記録マークの再生ジッタを抑制する効果が小さくなる。
そこで、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法では、ＲＯＭ記録マークの最短マーク長ＴＯＭとＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡとの間に、下記式（１）で示す関係が成立するようにＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクへ情報（記録マーク）を記録するようになっている。
ＴＡ／（ｎ＋２）≦ＴＯＭ ・・・（１）
ただし、ｎ≧０とする。
これにより、２倍パルスで記録／再生を行なった場合、１倍パルスで記録／再生を行なった場合に比べてより顕著にＲＯＭ記録マークの再生ジッタとＲＡＭ記録マークの再生ジッタとの抑制効果を得ることができる。
次に、図６を参照しながら、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法を適用される光記録媒体の記録再生装置について説明する。図６は光記録媒体の記録再生装置の機能構成および光学系構成を模式的に示す図である。この図６に示すように、半導体レーザ１０１より出射された光（ここでは波長λが６６０ｎｍの光）は、コリメータレンズ１０２により平行光となり、第１の偏光ビームスプリッタ１０３にＰ偏光で入射する。第１の偏光ビームスプリッタ１０３に入射した光の約３０％の光が反射され、集光レンズ１０４によりフォトディテクタ１０５上に集光される。フォトディテクタ１０５からの電気信号は、メインコントローラ１１９に出力され、メインコントローラ１１９は、受信した電気信号に基づいて、ＬＤドライバ１２０を制御して半導体レーザ１０１から発光されるレーザ光のパワー制御を行なう。
一方、第１の偏光ビームスプリッタ１０３において、約７０％の光は透過し、反射ミラー１０６により略１００％が反射され、１／２波長板１２４により偏光方向が調整された後、対物レンズ１０７により、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８上に集光される。ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８は、モータ１０９により回転駆動される。モータ１０９は、メインコントローラ１１９からの司令を受けたモータドライバ１２２により所定の速さで回転駆動される。
ここで、半導体レーザ１０１はシングルモードで偏光方向がＴＥモードのものを使用しており、拡がり角は、偏光面に対して水平方向で８°、偏光面に対して垂直方向で２０°である。また、コリメータレンズ１０２の焦点距離ｆは１５ｍｍ、対物レンズ１０７の焦点距離は３ｍｍ、対物レンズ１０７の開口数ＮＡは０．５５であり、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８上に回折限界まで集光される光のビームスポット径は、自然対数ｅの２乗分の１の振幅となる直径値で、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８のトラックに水平方向１．１μｍ，垂直方向０．９７μｍとなる。また、半導体レーザ１０１は、トータルの光量において連続発光で６０ｍＷ、パルス発光［パルス幅比率（デューティ）５０％］で９０ｍＷまで発光可能であり、且つ、半導体レーザ１０１からＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８までの光の利用効率はおよそ３０％である。このため、連続光では１８ｍＷ、パルス光では２７ｍＷの光をＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８に照射することが可能である。
また、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８から反射された光は、対物レンズ１０７，１／２波長板１２４，反射ミラー１０６を介して、再び第１の偏光ビームスプリッタ１０３に入射する。入射した光のうち、Ｓ偏光成分については９５％以上が反射され、Ｐ偏光成分については約３０％が反射される。
このように反射された光は、第２の偏光ビームスプリッタ１１２に入射し、入射した光のうちのＰ偏光成分の約５０％は透過し、残りの約５０％のＰ偏光成分は反射される。また、前記入射光のＳ偏光成分の９５％以上は、第２の偏光ビームスプリッタ１１２により反射される。第２の偏光ビームスプリッタ１１２を透過した光は、平凸レンズ１１３と円筒面レンズ１１４とによって、４分割フォトディテクタ１１５上に集光される。この４分割フォトディテクタ１１５からの出力により、メインコントローラ１１９が非点収差法によりフォーカスエラー信号αを検出すると、アクチュエータ駆動回路１２１によって対物レンズ１０７を載せたアクチュエータ１１０を光軸方向に移動調整し、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８上に回折限界まで光を集光するように構成されている。
具体的には、図７に示す４分割フォトディテクタ１１５の４つの領域１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄからの各出力をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとするとき、メインコントローラ１１９は、下記式（２）に基づく演算によりフォーカスエラー信号αを検出する。
α＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） ・・・（２）
図７における符号１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃは、４分割フォトディテクタ１１５上のビームスポット形状を示すものである。ビームスポット形状は、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８上に、略回折限界まで集光した状態では符号１２６ｃのような形状となる。また、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８と対物レンズ１０７との間で焦点を結ぶ場合は、符号１２６ａで示すビームスポット形状となり、逆に、対物レンズ１０７側から観察して、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８よりも対物レンズ１０７より遠い側に焦点を結ぶ場合は、符号１２６ｂで示すビームスポット形状になる。
また、メインコントローラ１１９は、４分割フォトディテクタ１１５の各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに基づき、下記式（３）に基づく演算からプッシュプル法により、トラッキングエラー信号βを生成し、トラッキングエラーを検出する。
β＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） ・・・（３）
そして、メインコントローラ１１９はトラッキングエラー信号βに基づいて、アクチュエータ１１０をＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスク１０８の記録トラックに対して垂直方向に移動調整して、トラッキングを行なう。
一方、前記第２の偏光ビームスプリッタ１１２により反射された光は、ウォラストンプリズム１１６により偏光方向に応じて２つのビームに分離され、集光レンズ１１７により２分割フォトディテクタ１１８上に集光される。
図８には、２分割フォトディテクタの配置摸式図を示す。メインコントローラ１１９は、２分割フォトディテクタ１１８の２つの領域１１８ａ，１１８ｂからの各出力Ｅ，Ｆに基づいて、下記式（４）に基づく演算により位相ピット信号γを検出する。
γ＝Ｅ＋Ｆ ・・・（４）
また、メインコントローラ１１９は、２分割フォトディテクタの各出力Ｅ，Ｆに基づいて、下記式（５）に基づく演算により光磁気信号σを検出する。
σ＝Ｅ−Ｆ ・・・（５）
そして、図９を参照しながら後述するように、メインコントローラ１１９は、これら位相ピット信号γおよび光磁気信号σに基づいて、発光するレーザ光の周波数およびデューティを制御するように構成されている。
また、メインコントローラ１１９は、磁気ヘッドドライバ１２３を制御して、磁気ヘッド１１１から発生される磁気（磁界の方向）を変更することにより、レーザ光と協働してＲＡＭ層に情報としてのＲＡＭ記録マークを記録するようになっている。
次に、メインコントローラ１１９の構成について図９を参照しながらさらに詳述する。図９はメインコントローラ１１９の機能構成を示すブロック図である。
図９に示すように、メインコントローラ１１９では、位相ピット信号γが低周波透過型フィルタ（ローパスフィルタ）１２８ｂを介してＰＬＬ回路１２９ｂに入力される。そして、ＰＬＬ回路１２９ｂにおいて、位相ピット信号γからＲＯＭ記録マークの記録単位ＴＯ（クロック）が検出され、記録フォーマット（ここでは、ＥＦＭ変調方式）に応じて、記録単位ＴＯにより透過型フィルタ１２８ｂを通過した位相ピット信号γが切り出されて、デジタル信号化される。また、低周波透過型フィルタ１２８ｂを通過した位相ピット信号γは、Ｃ１測定部１３０ｂにも入力され、Ｃ１測定部１３０ｂにおいて、ＰＬＬ回路１２９ｂでデジタル信号化されたデータに基づいてブロックエラー率が測定される。そして、このＣ１測定部１３０ｂでの測定結果に基づいて、カットオフ周波数設定部１３１ｂにおいて、ブロックエラー率が最小となる位置に低周波透過型フィルタ１２８ｂにおいてカットされる遮断周波数を設定するように構成されている。
これと同様に、メインコントローラ１１９においては、光磁気信号σについても、低周波透過型フィルタ（ローパスフィルタ）１２８ａ，ＰＬＬ回路１２９ａ，Ｃ１測定部１３０ａおよびカットオフ周波数設定部１３１ａがそなえられ、ブロックエラー率が最小となるように低周波透過型フィルタ１２８ａの遮断周波数が設定されるように構成されている。
つまり、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法では、ＲＯＭ記録マーク（位相ピット信号γ）の再生時には、ＲＯＭ記録マーク（位相ピット信号γ）の再生系にそなえられた低周波透過型フィルタ１２８ｂの遮断周波数を、ＲＯＭ層再生時のエラー率が最小となるように設定されており、これと同様に、ＲＡＭ記録マーク（光磁気信号σ）の再生時にも、ＲＡＭ記録マーク（光磁気信号σ）の再生系にそなえられた低周波透過型フィルタ１２８ａの遮断周波数を、ＲＡＭ層再生時のエラー率が最小となるように設定される。
また、図９に示すように、ＲＡＭ記録マークを記録するための入力信号データ（以下、ＲＡＭ記録用データという）は、メインコントローラ１１９にそなえられたエンコーダ１３３において、所定の記録フォーマットによってＲＡＭ記録マーク記録用信号（ここでは、ＥＦＭ変調方式によってＥＦＭ信号）に変換される。変換されたＲＡＭ記録マーク記録用信号は、周波数設定回路１３２からのクロック信号をもとに記録信号生成機１３４により、磁気ヘッドドライバ用の信号と、レーザ光をパルス発光させるためのレーザパルス信号とに変換される。周波数設定回路１３２は、記録信号生成機１３４において変換される信号の周波数を正の整数倍の周波数に設定することができるように構成されており、位相ピット信号γのＣ１測定部１３０ｂからスイッチ１４０を介して得られるブロックエラー率が最小となるように上記正の整数を設定変更して周波数を設定することが可能である。また、光磁気信号σつまりＲＡＭ記録マークの再生を行なう場合には、スイッチ１４０を切り替えることにより、光磁気信号σのＣ１測定部１３０ａからスイッチ１４０を介して得られるブロックエラー率が最小となるように上記正の整数を設定変更して周波数を設定することも可能である。
そして、記録信号生成機１３４から出力された磁気ヘッドドライバ用の信号は、磁気ヘッドドライバ１２３へ出力される。一方、記録信号生成機１３４から出力されたレーザパルス信号は、パルスデューティ調整部１３５および遅延量設定回路１３６において、上記のＣ１測定部１３０ａ，１３０ｂでそれぞれ測定された位相ピット信号γと光磁気信号σのブロックエラー率が最小となるようにレーザ光のパルスデューティや遅延量が調整される。
以上のように、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法では、照射されるレーザ光のパルスデューティを変えてＲＡＭ層のＲＡＭ記録マークの記録／再生およびＲＯＭ層のＲＯＭ記録マークの再生の試行を行ない、これにより得られたＲＯＭ層再生時のブロックエラー率およびＲＡＭ層再生時のブロックエラー率が最小となるように（換言すると、エラー率のマージンが最大となるように）、レーザ光のパルスデューティを調整するのである。
これにより、本実施形態にかかる光記録媒体の記録再生方法を採用することで、一般的な光ディスクメモリ、例えば、所謂コンパクトディスクやＭＯのような光ディスクメモリを再生する再生装置にそなえられていた高周波重畳機能（再生信号に高周波信号を重畳させて光ディスクメモリからの戻り光ノイズを低減させるための機能）が不要になる。つまり、一般的な再生装置では、通常、高周波の周波数は、再生信号の周波数領域にかからないように非常に高い周波数（数百ＭＨｚレベル）に設定されている。そのため、光源に使用するレーザ光の発振器長や、光源から光ディスクメモリまでの距離に応じて、レーザ光の周波数をチューニングする必要があり、高周波重畳機能をそなえている。しかしながら、本実施形態のごとく、ＲＡＭ情報の再生系においてＲＯＭ情報の再生系の低周波透過型フィルタ１２８ｂと同様の低周波透過型フィルタ１２８ａをそなえ、ＲＡＭ情報の再生時において、ＲＡＭ記録マークの記録時に用いられたレーザ光と同一周波数且つ同一デューティの２倍パルスを用いてＲＡＭ記録マークを再生するので、ＲＡＭ記録マークの記録時にチューニングしたレーザ光によって、戻り光ノイズを低減した再生が可能になり、高周波重畳機能が不要となるのである。
ここで、図１０を参照しながら、ブロックエラー率と発光されるレーザ光のパルス回数との関係について説明する。図１０はＲＯＭ記録マークおよびＲＡＭ記録マークの記録単位あたりのパルス数とＲＯＭ層およびＲＡＭ層再生時のブロックエラー率との関係を示す図である。なお、図１０は、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡあたり１〜４回のパルスとして発光されたレーザ光を用いて、ＥＦＭ変調にて記録された記録単位３つ分のＲＯＭ記録マークおよびＲＡＭ記録マーク（マーク長０．６μｍ）を再生した試験結果を示すものである。なお、ＲＡＭ記録マークの再生時には、レーザ光の再生パワーを１．５ｍＷとし、ＲＯＭ記録マークの再生時（ＲＡＭ記録マーク記録時）には、レーザ光の再生パワーを８ｍＷで行なった。また、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクの回転は線速が４．８ｍ／ｓｅｃとなるようにした。
この試験の結果、図１０に示すように、ＲＯＭ層再生時のブロックエラー率は２回パルス以上でほぼ平坦になる。一方ＲＡＭ層再生時のブロックエラー率は、１〜２回パルスでは変化が小さいが、３回パルス以上では急激に増大する。
このように、ＲＡＭ記録マークの記録単位あたり２回パルスでレーザ光を発光させることにより、ＲＯＭ層およびＲＡＭ層の再生時のブロックエラー率がともに低い値となり、ＲＯＭ層の再生とＲＡＭ層の記録／再生とを良好な特性を確保しながら両立させることができる。
次に、ＲＡＭ層への記録時において、ＲＡＭ層にＲＡＭ記録マークを記録するための磁気ヘッド駆動電流の変更タイミングに対するレーザ光のパルスの遅延による、ＲＡＭ記録マークのブロックエラー率の変化を検証した試験結果について、図１１，図１２を参照しながら説明する。なお、ブロックエラー率は、７３５００００ブロックを測定し、このとき発生したＥＦＭ変調におけるエラー訂正のフラッグであるＣ１エラーの数に基づいて導出されるものである。
図１１には、磁気ヘッドから発生される磁界の方向を変更するために磁気ヘッドに流される駆動電流の変更タイミングと、磁気ヘッド変調クロック（即ち、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡ）と、レーザ光のパルスとの関係を示す図である。図１１に示すように、磁気ヘッドの一変調クロック（記録単位ＴＡ）に対して、２回のパルスでレーザ光を発光させた。ここで、磁気ヘッド変調クロック（記録単位）をＴとし、磁気ヘッド変調クロックＴに対するパルスの立ち上がりの遅延量をΔｔとし、遅延量Δｔを推移させながら、Δｔ／Ｔに対するＲＡＭ記録マークのブロックエラー率を求めると、図１２に示すような結果が得られた。
この図１２に示すように、磁気ヘッド駆動電流が反転する際にレーザ光のパルスが立ち上がる位置（即ち、Δｔ／Ｔ＝０，０．５，１のタイミング）でブロックエラー率が悪化している。このことから、かかるブロックエラー率を低減させるためには、レーザ光のパルスの立下がり位置で磁気ヘッドの磁界変調電流を反転させることにより、ＲＡＭ記録マークの記録／再生を安定的に行なえることが分かる。このような現象の発生理由は、図２を参照しながら説明したとおりである。
ここで、図１３および図１４を参照しながら、２回パルスを用いることにより得られる、さらなる効果について説明する。図１３は位相ピット信号をローパスフィルタ無し且つ２回パルスで再生した時の波形を示す図であり、図１４は図１３に示す波形をローパスフィルタに通して得られる再生波形と１回パルスを用いて得られた再生波形とを示す図である。
図１３および図１４に示す波形２００は、連続光でピット信号を再生した場合の波形を示しており、２回パルスで再生した場合には、図１３において符号２０２ａで示す櫛形の波形となる。実際には、前記波形２０２ａをローパスフィルタに通すため、図１４に示すような波形２０２ｂになる。この波形２０２ｂはローパスフィルタの遮断周波数が３．５ＭＨｚの場合の波形である。同じローパスフィルタを通して、位相ピット信号を１回パルスで再生した場合には、その再生信号は、図１４において波形２０１ａとして示すように、パルスによる変調ノイズの大きい再生波形となる。
このとき、前記ローパスフィルタの遮断周波数を下げることで、図１４において波形２０１ｂとして示すようにパルスによる変調ノイズの小さな再生波形が得られるが、この場合、信号振幅自体が減少してしまう。しかし、２回パルスを用いることで、図１４に示すように、同じローパスフィルタを用いても１回パルスに比べてパルス変調ノイズの小さな再生波形２０２ｂを得ることができる。
以上、詳述したように、本発明の一実施形態としての光記録媒体の記録再生方法によれば、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクのＲＡＭ層に記録されるＲＡＭ記録マークの記録単位あたり２回のパルスでレーザ光を発光させて、ＲＡＭ記録マークを記録／再生すると同時にＲＯＭ層に記録されたＲＯＭ記録マークを再生するので、ＲＡＭ記録マークを高密度に記録することができるとともに、ＲＡＭ記録マークの再生時のブロックエラー率とＲＯＭ記録マークの再生時のブロックエラー率とを共に低減することができ、ＲＡＭ記録マークの再生ジッタ及びＲＯＭ記録マークの再生ジッタの両方を確実に抑制することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態では、レーザ光が、ＲＡＭ記録マークの記録単位ＴＡあたり２回発光されるパルス光である場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、記録単位ＴＡあたり２回以上発光されるパルス光であってもよい。
以上のように、本発明によれば、予め記録された情報を再生可能なＲＯＭ層と、情報を記録／再生可能なＲＡＭ層とが積層された光記録媒体の記録再生方法において、ＲＡＭ記録マークを高密度に記録することができるとともに、ＲＡＭ記録マークの再生時のブロックエラー率とＲＯＭ記録マークの再生時のブロックエラー率とを共に低減することができ、ＲＡＭ記録マークの再生ジッタ及びＲＯＭ記録マークの再生ジッタの両方を確実に抑制することができる。
従って、本発明は、光記録媒体、特に、ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクの記録再生装置における記録方法として好適であり、その有用性は極めて高いものと考えられる。
本発明の一実施形態としての光記録媒体の記録再生方法におけるレーザ光のパルスのタイミングと磁界の方向とＲＡＭ記録マークとの関係を示す図である。 本発明の一実施形態としての光記録媒体の記録再生方法におけるレーザ光のパルスのタイミングと光記録媒体温度と磁気ヘッド駆動電流との関係を示す図である。 本発明の一実施形態としての光記録媒体の記録再生方法によりＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクを記録／再生することによる有効性を確認するために行なった試験に使用されたＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクのＲＯＭ層に記録されたＲＯＭ記録マーク（位相ピット）の模式的な斜視図である。 図３に示すＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクの半径方向断面を模式的に示す図である。 （ａ）〜（ｃ）はＲＡＭ記録マークの記録単位あたりのパルス発光回数と記録されるＲＡＭ記録マークとの関係を摸式的に示す図であり、（ａ）はレーザ光がＤＣ連続光の場合のＲＡＭ記録マークを模式的に示す図、（ｂ）は１回パルスの場合のＲＡＭ記録マークを模式的に示す図、（ｃ）は２回パルスの場合のＲＡＭ記録マークを模式的に示す図である。 本発明の一実施形態としての光記録媒体の記録再生方法に用いられる光記録媒体の記録再生装置の機能構成および光学系構成を模式的に示す図である。 図６に示す光記録媒体の記録再生装置の４分割フォトディテクタの配置模式図である。 図６に示す光記録媒体の記録再生装置の２分割フォトディテクタの配置模式図である。 図６に示す光記録媒体の記録再生装置のメインコントローラの機能構成を示すブロック図である。 ＲＯＭ記録マークおよびＲＡＭ記録マークの記録単位あたりのパルス数とＲＯＭ層およびＲＡＭ層再生時のブロックエラー率との関係を示す図である。 図６に示す光記録媒体の記録再生装置の磁気ヘッドに流される駆動電流の変更タイミングと磁気ヘッド変調クロックとレーザ光のパルスとの関係を示す図である。 図１１に示す変調クロックに対するパルスの立ち上がりの遅延量とＲＡＭ記録マークのブロックエラー率との関係を示す図である。 位相ピット信号をローパスフィルタ無し且つ２回パルスで再生した時の波形を示す図である。 図１３に示す波形をローパスフィルタに通して得られる再生波形と１回パルスを用いて得られた再生波形とを示す図である。 ＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクを模式的に示す平面図である。 図１５に示すＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクの半径方向断面を模式的に示す図である。 図１５に示すＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクにおける記録状態を説明すべく同ディスクの要部を拡大して模式的に示す平面図である。 レーザ光のパルスのタイミングと磁界の方向とＲＡＭ記録マークとの関係を示す図である。 レーザ光のパルスのタイミングと磁界の方向とＲＡＭ記録マークとの関係を示す図である。

Claims (7)

  1. 予め記録された情報を再生可能なＲＯＭ層と、情報を記録／再生可能なＲＡＭ層とが積層された光記録媒体の記録再生方法であって、
    該ＲＡＭ層に情報として記録されるＲＡＭ記録マークの記録単位あたり２回以上のパルスでレーザ光を発光させ、該レーザ光を用いて該ＲＡＭ記録マークを記録し、
    該レーザ光を用いて、該ＲＡＭ記録マークを記録すると同時に該ＲＯＭ層に記録された情報を再生し、
    該レーザ光のパルスデューティを変えて該ＲＡＭ層の記録／再生および該ＲＯＭ層の再生の試行を行ない、
    該試行によって得られた該ＲＯＭ層再生時のエラー率および該ＲＡＭ層再生時のエラー率が最小となるように該レーザ光のパルスデューティを調整することを特徴とする、光記録媒体の記録再生方法。
  2. 予め記録された情報を再生可能なＲＯＭ層と、情報を記録／再生可能なＲＡＭ層とが積層された光記録媒体の記録再生方法であって、
    該ＲＡＭ層に情報として記録されるＲＡＭ記録マークの記録単位あたり２回以上のパルスでレーザ光を発光させ、該レーザ光を用いて該ＲＡＭ記録マークを記録し、
    該ＲＡＭ記録マークを、当該ＲＡＭ記録マークの記録時に用いられた該レーザ光と同一周波数且つ同一デューティのパルス光を用いて再生することを特徴とする、光記録媒体の記録再生方法。
  3. 該レーザ光のパルスを一定の繰り返しで照射しながら磁界の方向を変えることにより該ＲＡＭ記録マークを記録することを特徴とする、請求項１又は２記載の光記録媒体の記録再生方法。
  4. 該レーザ光のパルスの立下り時に、上記の磁界の方向を変えることを特徴とする、請求項３記載の光記録媒体の記録再生方法。
  5. 該ＲＯＭ層の記録フォーマットと該ＲＡＭ層の記録フォーマットとが同一であり、該ＲＯＭ層に記録されるＲＯＭ記録マークの記録単位と該ＲＡＭ記録マークの記録単位とが等しくもしくはほぼ等しく設定され、且つ、該レーザ光を、該ＲＡＭ記録マークの記録単位あたり２回のパルスで発光させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか 1 項に記載の光記録媒体の記録再生方法。
  6. 該ＲＯＭ記録マークの再生系にそなえられた低周波透過型フィルタの遮断周波数を、該ＲＯＭ層再生時のエラー率が最小となるように設定することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか 1 項に記載の光記録媒体の記録再生方法。
  7. 該ＲＡＭ記録マークの再生系にそなえられた低周波透過型フィルタの遮断周波数を、該ＲＡＭ層再生時のエラー率が最小となるように設定することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか 1 項に記載の光記録媒体の記録再生方法。
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