JPH05114137A - 光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 相変化型光ディスク装置において、オーバー
ライトを繰り返すに連れて、ジッタが増大し、高密度記
録を困難にするという問題点に対して、書換える前の部
分の状態を検出して、書換える際の記録条件を設定す
る。 【構成】 十分な出射パワーを有する波長８００ｎｍ付
近の第１の光ビームで記録し、出射パワーは低いが集光
ビームを絞れる波長６７０ｎｍ付近の第２の光ビームで
再生することにより、高密度記録を実現する光情報記録
再生装置において、情報を書換える際に、第２の光ビー
ムで書換える前のデータを読み取り、それと書換えるデ
ータとの関係から、記録パワー、消去パワー、記録パル
ス幅を設定する。 【効果】 オーバーライトによるエッジシフトやジッタ
の増大を低減し高密度化が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相変化型光記録媒体に
対して、高密度記録を可能とした記録再生方式、および
記録再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】相変化型光ディスクは、レーザ光の照射
による昇温、冷却の熱履歴の違いによる記録膜の結晶相
とアモルファス相間の可逆的変化を利用することによ
り、情報の記録消去を行う光ディスクである。結晶相と
アモルファス相では、複素屈折率が異なり、これによっ
て生じる反射率、あるいは透過率の違いを利用して情報
の記録再生を行っている。

【０００３】近年、記録用材料の開発が急速に進展し、
ＧｅＳｂＴｅ系やＩｎＳｂＴｅ系記録膜などの結晶化速
度の早い材料が見つけられることにより、単一ビームで
のオーバーライトが可能となってきている。さらに、消
去特性や感度の改善、繰り返しサイクルの増加、信頼性
の向上などの研究開発が精力的に進められ、実用化に近
づいてきている。

【０００４】相変化型光ディスクは、光磁気ディスクと
比較して、記録光強度の変調だけでオーバーライトが可
能であり、さらにバイアス磁界も不要であることから、
装置の小型化、低価格化に向くという利点がある。

【０００５】図４には、単一ビームによる情報のオーバ
ーライトを行う方法を示す。書き換えるデータＡに対し
て、変調波形Ｆのように、高いパワーレベルの記録パワ
ーＰｗと低いパワーレベルの消去パワーＰｅ（Ｐｗ＞Ｐ
ｅ）の二値のパワーに変調させて記録膜に照射する方法
である。書き換える前の状態に関係なく、記録パワーＰ
ｗが照射された部分はアモルファス状態となり、消去パ
ワーＰｅが照射された部分は結晶状態となる。これらの
相変化が同じ程度の高速な時間で行えるような結晶化速
度の早い記録膜を用いることにより、単一ビームでデー
タのオーバーライトが可能となる。

【０００６】図５に、従来の光情報記録再生装置の一例
の構成図を示す。光情報記録再生装置は、光ディスク
１、この光ディスク１を回転させるスピンドルモーター
２、光ディスク１にレーザ光を集光し、情報を記録消去
したり、信号を読み取るための光ヘッド３、光ヘッド３
を所定の位置に制御するボジショナ４、半導体レーザ３
０の出射パワーの変調を行うための半導体レーザ駆動部
５、および再生信号制御部６から構成される。

【０００７】半導体レーザ駆動部５は、符号器５１、駆
動回路５２から構成されていて、記録データが符号器５
１によりコード信号Ａに変換され、駆動回路５２によっ
て半導体レーザ３０が変調される。

【０００８】光ヘッド３は、半導体レーザ３０、コリメ
ータレンズ３４、ビームスプリッター３５、１／４波長
板３６、対物レンズ３７、アクチュエータ３８、光検出
器３９から構成されている。半導体レーザ３０からのレ
ーザ光がコリメータレンズ３４により平行光となり、ビ
ームスプリッタ３５、１／４波長板３６を透過し、対物
レンズ３７によって光ディスク１上に集光される。この
光ヘッド３からの収束光は、光ディスク１上の所定の位
置に集光されるように、 光ヘッド３によって検出した
フォーカス、およびトラッキング誤差信号を元に（図示
せず）、アクチュエータ３８、およびポジショナ４によ
って位置決めされる。光ディスク１からの反射光は、対
物レンズ３７、１／４波長板３６を経て、ビームスプリ
ッタ３５により反射され、光検出器３９で受光される。

【０００９】再生信号制御部は、プリアンプ６１、復調
器６２から構成されていて、光検出器３９で光電変換さ
れた再生信号は、プリアンプ６１で増幅され、復調器６
２によりデータの再生が行われる。

【００１０】ここで、次世代の光ディスクの要求仕様と
しては、オーバーライトも重要な項目であるが、それ以
上に高密度大容量化が重要な課題となっている。高密度
化を図るためには、情報を読み出す光スポットを微小化
する必要がある。大きいスポットでもある程度小さいピ
ットを記録することはできる。しかし、大きいスポット
では、再生波形干渉があるために小さいピットを読み取
ることが困難である。これに対して、光スポット径φ
は、（１）式のように、光源の波長λに比例し、対物レ
ンズのＮＡに反比例する。 φ＝ｋ・λ／ＮＡ （ｋ：ｃｏｎｓｔ） ………………………（１） したがって、高密度化のためには、情報の読み出す光の
波長を短くしたり、対物レンズのＮＡを大きくしたりす
る方法が考えられる。ここで、ＮＡを大きくする方法
は、面振れなどに対する条件が厳しくなり、実際的では
ない。そこで、再生光の波長を短くすることが考えられ
る。装置の小型低価格化から半導体レーザを対象にする
と、現在一般に光ディスクに使われている８００ｎｍ付
近の半導体レーザに対しては、記録に十分な出射パワー
が得られるが、６７０ｎｍ付近の短波長半導体レーザ
は、現在のところ、出射パワーが１０ｍＷ以下と記録に
十分な出射パワーは得られていない。

【００１１】そこで、第３８回応用物理学関係連合講演
会３０ａ−Ｃ−１０で千葉らが報告したように、データ
の記録消去には、十分な出射パワーの得られる波長８０
０ｎｍ付近の半導体レーザによる光スポットを用い、一
方データの再生には、光スポット径を小さくできる６７
０ｎｍ付近の可視半導体レーザによる光スポットを用い
る方法がある。これにより、短波長化した分だけ高密度
記録再生が可能となることを報告している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】相変化型光ディスク
は、上記のように単一ビームでオーバーライトが可能で
あるが、古いデータの上に新しいデータをオーバーライ
トをすると、ノイズジッタが増加し、オーバーライトを
繰り返すに連れて、ノイズジッタがさらに増加してい
き、高記録密度を困難にしているという問題点がある。

【００１３】これは、オーバーライトの際に、書き換え
る前の部分の状態が結晶状態かアモルファス状態かによ
って、吸収率が異なることにより、同じ記録パワーや消
去パワーに対しても熱履歴が変化してしまうことによ
り、消し残りやエッジシフトが生じることが原因の一つ
である。

【００１４】例えば、アモルファス状態の吸収率が８０
％程度で、結晶状態の吸収率が６０％程度と吸収率差が
大きいときに、初期化後の記録と比べて、オーバーライ
トを行うと、ジッタは１．６倍程度増加している。

【００１５】そこで本発明は、高記録密度を実現するた
めに用いている再生用の短波長光ビームを用いて、情報
を書き換える直前に、書き換える前のデータを読みだ
し、書き換える前の状態と書き換えるデータをもとに、
記録パワー、消去パワー、記録パルス幅を設定すること
により、消し残りを少なくし、エッジシフトを低減する
ことにより、記録特性を向上させる光情報記録再生装置
を提供することにある。

【００１６】さらに、もう少し出射パワーの出る短波長
レーザが出現した場合、高記録密度を実現するために用
いている再生用の短波長光ビームを用いて、情報を書き
換える際に、記録膜が結晶化するような消去パワーを照
射し、なおかつ、この反射光によって検出した書き換え
る前の状態をもとに、同様に記録パワー、消去パワーを
設定することにより、さらに消し残りやエッジシフトを
少なくする光情報記録再生装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の光情報記録再生
装置は、記録層の結晶相とアモルファス相間の可逆的相
変化を利用することにより情報の記録消去を行い、記録
層の相の違いにより反射率変化または透過率変化を利用
して情報の再生を行う相変化型光記録媒体を用いた光情
報記録再生装置において、前記相変化型光記録媒体上に
情報の記録消去を行う記録に十分な出射パワーを有する
波長８００ｎｍ付近の第１の光ビームを出射する第１の
半導体レーザと、前記相変化型光記録媒体上の情報の再
生を行い、前記第１の光ビームより低い出射パワーで細
い集光ビームに絞ることのできる波長６７０ｎｍ付近の
第２の光ビームを出射する第２の半導体レーザと、前記
第１及び第２の光ビームを前記相変化光記録媒体上に情
報を記録、消去、再生するために前記相変化型光記録媒
体上に導き、また前記相変化型光記録媒体からの反射光
を取り込んで処理するための光学系と、前記第１及び第
２の光ビームが相変化型光記録媒体面上の所定の位置に
照射されるように前記光学系を移動させるポジショナ
と、前記第２の光ビームで前記相変化型光記録媒体から
読み取った情報を再生データに復調する再生信号制御部
と、前記第２の光ビームで読み取った再生データと書き
換えるデータとのタイミングを合わせるタイミング調整
部と、前記再生データと書き換えるデータとを比較し
て、記録パワー、消去パワー、記録パルス幅を設定する
パワー設定部と、前記パワー設定部による設定値を元に
前記波長８００ｎｍ付近の半導体レーザを駆動する半導
体レーザ駆動部とから構成されることを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明の光情報記録再生装置によれば、相変化
型光記録媒体にデータをオーバーライトする際の消去率
が向上し、さらにエッジシフトが低減することにより、
オーバーライトによるノイズジッタの上昇が少なくな
り、高記録密度を実現することが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照することによって本発明の
実施例について詳細に説明する。図１は、本発明に係わ
る光情報記録再生装置に一実施例を示す構成図である。
また図２は、図１の光情報記録再生装置に適用する記録
方式の一例を示す概念図である。図３は、図１の光情報
記録再生装置におけるパワー設定部の一具体例を示すブ
ロック図である。

【００２０】この光情報記録再生装置は、光ディスク
１、光ディスク１を回転させるスピンドルモーター２、
光ディスク１にレーザ光を集光し、情報を記録消去した
り、信号を読み取るための光ヘッド３、光ヘッド３を所
定の位置に制御するポジショナ４、半導体レーザアレイ
３１の出射パワーの変調を行うための半導体レーザ駆動
部５、および再生信号制御部６から構成される。

【００２１】光ヘッド３は、半導体レーザアレイ３１、
コリメータレンズ３４、ビームスプリッター３５、１／
４波長板３６、対物レンズ３７、アクチュエータ３８、
光検出器３９から構成されている。半導体レーザアレイ
３１は、波長８００ｎｍ付近の高出力の半導体レーザ３
２と波長６８０ｎｍ付近の低出力の半導体レーザ３３と
の２ビームの構成となっている。

【００２２】半導体レーザ駆動部５は、符号器５１、駆
動回路５２，５３、パワー設定部５４、タイミング調整
部５５から構成されている。駆動回路５３によって、波
長６８０ｎｍ付近の低出力半導体レーザ３３が、情報の
再生に適したパワーに一定に保持される。

【００２３】半導体レーザアレイ３１からの２つのレー
ザビームがコリメータレンズ３４により平行光となり、
ビームスプリッタ３５、１／４波長板３６を透過し、対
物レンズ３７によって光ディスク１上に集光される。こ
の光ヘッド３からの収束光は、光ディスク１上の所定の
位置に集光されるように、光ヘッド３によって検出した
フォーカス、およびトラッキング誤差信号を元に（図示
せず）、アクチュエータ３８、およびポジショナ４によ
って位置決めされる。そして、波長６８０ｎｍ付近の低
出力半導体レーザ３３の集光ビームが波長８００ｎｍ付
近の高出力半導体レーザ３２の集光ビームに対して、同
一トラック上でディスク１の回転方向の前側になるよう
に配置する。

【００２４】波長６８０ｎｍ付近の低出力半導体レーザ
３３の集光ビームの光ディスク１からの反射光は、対物
レンズ３７、１／４波長板３６を経て、ビームスプリッ
タ３５により反射され、光検出器３９で受光される。波
長６８０ｎｍ付近のビームの集光スポット径は、波長分
だけ小さくなるので、小さいピットを再生することが可
能となり、高密度化が可能となる。

【００２５】再生信号制御部は、プリアンプ６１、復調
器６２から構成されていて、光検出器３９で光電変換さ
れた再生信号は、プリアンプ６１で増幅され、復調器６
２によりデータの再生が行われる。

【００２６】ここで、光ディスク１上の情報を書き換え
る際の記録方式の一例を図２に示し、そのときのパワー
設定部５４の一つの具体例を図３を用いて説明する。

【００２７】図３のパワー設定部では、ＰＡＬなどのロ
ジック回路７１、４つの電流設定部７２〜７５、４つの
スイッチ７６〜７９で構成されている。

【００２８】ここで、半導体レーザは、閾値と呼ばれる
ある一定値以上の電流に対しては、レーザ発光領域にな
り、出力パワーが電流値に比例して増加する。そこで、
印加する電流に対して、出射パワーを一意に決めること
ができる。７２〜７５の電流設定部は、光ディスク１上
の出射パワーとして、それぞれ図２に示すＰｗ１、Ｐｗ
２、Ｐｅ１、Ｐｅ２となるような波長８００ｎｍ付近の
高出力半導体レーザ３２を駆動する電流Ｉｗ１、Ｉｗ
２、Ｉｅ１、Ｉｅ２が設定されている。

【００２９】それぞれの照射パワーの設定方法の一つの
実施例としては、以下のように設定されている。たとえ
ば、アモルファス状態の部分は、結晶状態の部分よりも
吸収率が大きいので、記録、および消去に対して、吸収
されるエネルギーが同じになるように、書き換える前の
部分がアモルファス状態の時は、結晶状態のときよりも
照射パワーを低めに設定するようにする。

【００３０】つまり、まず記録のとき、書き換える前の
状態が結晶状態のときはＰｗ１を照射し、アモルファス
状態のときはＰｗ２を照射することにより、それぞれの
部分において吸収されるエネルギーは同じになるように
設定されている。同様に、消去のとき、書き換える前の
状態が結晶状態のときはＰｅ１を照射し、アモルファス
状態のときはＰｅ２を照射することにより、それぞれの
部分において吸収されるエネルギーは同じになるように
設定されている。ここで、Ｐｗ１とＰｗ２の差、および
Ｐｅ１とＰｅ２の差は、使用している相変化型記録媒体
の吸収率差によって、あらかじめ決まっている。

【００３１】このような４種類の電流設定部を選択する
方法を以下に説明する。

【００３２】上記のように、光ディスク１上に記録され
ているピットＢから書き換える前のデータＣが得られ、
書き換える前の状態を知ることができる。また、新たに
書き換える記録データが符号器５１によりコード信号Ａ
に変換される。

【００３３】ここで、２つの光ビームの光ディスク１上
でのスポット間隔は２０μｍ程度である。したがって、
たとえば５．２５インチの光ディスクで、現状程度の仕
様であれば、２つの光ビームの時間的なずれは２ｍｓ程
度である。回路での遅れを考慮して、読み取った書き換
える前のデータの光ディスク上の位置と書き換えるデー
タの光ディスク上の位置をディレイラインなどからなる
タイミング調整部５５によって合わせる。調整量は線速
によって異なるので、光ヘッドの位置などから線速を求
め、可変のディレイラインなどにより、調整量を調節す
る構成になっている。

【００３４】この様に得られた書き換える前のデータＣ
と書き換えるデータＡとの組合せから、ＰＡＬなどのロ
ジック回路７１を通して４種類の中から該当する電流設
定部を選び出す。

【００３５】たとえば、書き換える前のデータＣ、およ
び書き換えるデータＡに対して、それぞれアモルファス
部分をＨ、結晶部分をＬに対応させる。書き換える前の
状態が結晶状態Ｌで書き換えるデータが記録Ｈに対応し
ている場合、ロジック回路７１によって、電流設定部７
２の電流Ｉｗ１が設定され、照射パワーがＰｗ１となる
ように、スイッチ７６だけをアクティブ状態にする信号
を出力する。同様に書き換える前の状態がＨで書き換え
るデータがＨの場合は、スイッチ７７、書き換える前の
状態がＬで書き換えるデータがＬの場合は、スイッチ７
８、書き換える前の状態がＨで書き換えるデータがＬの
場合は、スイッチ７９がそれぞれアクティブになるよう
な信号を出力する。

【００３６】以上のように、書き換える前のデータＣと
書き換えるデータＡとの関係から、４種類の中から駆動
電流を選び出し、この電流設定値を元に駆動回路５２に
よって、波長８００ｎｍ付近の高出力半導体レーザ３２
を図２のＤに示すように、変調する構成になっている。

【００３７】他の実施例として、照射パワーだけでな
く、記録パルス幅も含めて変化させて、書き換える前の
状態によって熱履歴に差が生じないように記録条件を設
定する方法がある。

【００３８】このようにすることにより、書き換える前
の状態で吸収率が異なることによって、熱履歴が変化
し、消し残りが生じたり、エッジシフトが生じることを
低減することができ、オーバーライト後のノイズジッタ
の増大量を低減することにより、高密度記録が可能とな
るという効果がある。

【００３９】もう一つの実施例として、波長８００ｎｍ
付近の高出力半導体レーザと波長６８０ｎｍ付近の低出
力半導体レーザの２つの半導体レーザを用いて光学系を
組んで同様に行う方法がある。

【００４０】ここで、もう一つの実施例として、もう少
し高出力の波長６８０ｎｍ付近の半導体レーザが得られ
るようになったら、情報を書き換える際に、駆動回路５
３によって、波長６８０ｎｍ付近の光ビーム３３を相変
化記録膜が結晶化するようなパワーに保ち、書き換える
部分をできるだけ結晶化させ、さらに上記のように、波
長６８０ｎｍ付近の半導体レーザからの光ビームで再生
した書き換える前のデータを元に、書き換えるデータと
の関係から記録パワー、消去パワー、記録パルス幅など
を設定することにより、駆動回路５２によって、波長８
００ｎｍ付近の高出力ビーム３２を変調する方法があ
る。

【００４１】このようにすることにより、さらに消し残
りが生じたり、エッジシフトが生じることを低減するこ
とができ、オーバーライト後のノイズジッタの増大量を
低減することにより、高密度記録が可能となるという効
果がある。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明してきたように、本発明の光
情報記録再生装置では、相変化型光ディスクに対する情
報のオーバーライトの際に、書き換える前のデータを読
みだし、書き換える前の状態と書き換えるデータとの関
係から、記録パワー、消去パワー、あるいは記録パルス
幅を設定することにより、プリデータの消去率を向上さ
せ、オーバーライト後のノイズジッタの増大量を低減す
ることにより、高密度記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる光情報記録再生装置の一実施例
を示す構成図である。

【図２】図１の光情報記録再生装置に適用する記録方式
の一例を示す概念図である。

【図３】図１の光情報記録再生装置におけるパワー設定
部の一具体例を示すブロック図である。

【図４】従来の記録方式を表わす概念図である。

【図５】従来の光情報記録再生装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ スピンドルモータ ３ 光ヘッド ４ ポジショナー ５ 半導体レーザ駆動部 ６ 再生信号制御部 ３０ 半導体レーザ ３１ 半導体レーザアレイ ３２ 波長８００ｎｍ付近の高出力半導体レーザ ３３ 波長６８０ｎｍ付近の低出力半導体レーザ ３４ コリメータレンズ ３５ ビームスプリッター ３６ １／４波長板 ３７ 対物レンズ ３８ アクチュエータ ３９ 光検出器 ５１ 符号器 ５２ 駆動回路 ５３ 駆動回路 ５４ パワー設定部 ５５ タイミング調整部 ６１ プリアンプ ６２ 復調器 ７１ ロジック回路 ７２〜７５ 電流設定部 ７６〜７９ スイッチ Ａ 書換えるデータ Ｂ 書換え前のピット Ｃ 書換え前のデータ Ｄ 変調波形 Ｅ 書換え後のピット Ｆ 変調波形

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録層の結晶相とアモルファス相間の可
   逆的相変化を利用することにより情報の記録消去を行
   い、記録層の相の違いによる反射率変化または透過率変
   化を利用して情報の再生を行う相変化型光記録媒体を用
   いた光情報記録再生装置において、 前記相変化型光記録媒体上に情報の記録消去を行う記録
   に十分な出射パワーを有する波長８００ｎｍ付近の第１
   の光ビームを出射する第１の半導体レーザと、 前記相変化型光記録媒体上の情報の再生を行い、前記第
   １の光ビームより低い出射パワーで細い集光ビームに絞
   ることのできる波長６７０ｎｍ付近の第２の光ビームを
   出射する第２の半導体レーザと、 前記第１及び第２の光ビームを前記相変化光記録媒体上
   に情報を記録、消去、再生するために前記相変化型光記
   録媒体上に導き、また前記相変化型光記録媒体からの反
   射光を取り込んで処理するための光学系と、 前記第１及び第２の光ビームが相変化型光記録媒体面上
   の所定の位置に照射されるように前記光学系を移動させ
   るポジショナと、 前記第２の光ビームで前記相変化型光記録媒体から読み
   取った情報を再生データに復調する再生信号制御部と、 前記第２の光ビームで読み取った再生データと書き換え
   るデータとのタイミングを合わせるタイミング調整部
   と、 前記再生データと書き換えるデータとを比較して、記録
   パワー、消去パワー、記録パルス幅を設定するパワー設
   定部と、 前記パワー設定部による設定値を元に前記波長８００ｎ
   ｍ付近の半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動部と
   から構成されることを特徴とする光情報記録再生装置。