JPH06139571A

JPH06139571A - 相変化型光記録装置におけるマルチパルス変調方式

Info

Publication number: JPH06139571A
Application number: JP28746592A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Iguchi; 井口大介; Hideo Kobayashi; 小林英夫
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な構成で、高速にパルス列を得ることが
でき、記録マ−ク幅に応じたマルチパルスのパターンを
選択可能にする。【構成】相変化型の光記録材料で形成された記録層に
レーザ光源から出射されたパルス状のレーザ光を照射し
て情報の記録・再生を行う相変化型光記録装置における
マ−ク長変調によるマルチパルス記録方式において、記
録マ−ク長を判別する判別手段と、マルチパルス系列パ
ターンを記憶するパターン記憶手段と、判別した記録マ
−ク長に基づいてマルチパルス系列を選択してパターン
記憶手段から並列的に読み出す読み出し手段と、並列的
に読み出したパルス系列をクロック信号に同期して直列
出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は相変化を利用した書換可
能な相変化型光記録に関するもので、記録密度が高く、
かつ書換回数が多い相変化光記録を可能とするマルチパ
ルス変調方式を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、相変化を利用した書換可能な相変
化型光記録方式として、例えばトラッキング及びフォー
カシングサーボ用のプリグルーブが形成された光透過性
基板と、この基板上面に積層された相変化型の記録材料
からなる記録層と、必要に応じて記録層の上下両面に積
層されて、この記録層を保護する無機誘電体層とを備え
たものが知られている。このような光記録媒体への書き
込み・消去については、通常、高出力の円形状レーザー
スポットを矩形パルスにして、その記録層に照射し、こ
の記録層の照射部位を記録材料の融解温度Ｔｍ以上に加
熱し、次いで、急冷することにより、この照射部位を結
晶状態（結晶相）から非晶質状態（アモルファス相）へ
変化させて行うと共に、この書き込まれた情報の消去に
際しては、光源からの低出力の円形レーザスポットを矩
形パルス波で駆動して記録層に照射し、その記録層の照
射部位の記録材料の結晶化温度Ｔｘ以上であって、融点
以下の温度に加熱し、次いでゆっくりと冷却することに
より、照射部位を非晶質状態（アモルファス相）から結
晶状態（結晶相）へ変化させる、いわゆるワンビームオ
ーバーライト記録消去法が採用される。

【０００３】このような結晶相ーアモルファス相の間の
相変化を利用する光記録媒体の記録層を形成する記録材
料としては、例えばＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ｉｎ−Ｇｅ−
Ｔｅ系等の薄膜材料が知られている。例えば、Ｇｅ−Ｓ
ｂ−Ｔｅ系の材料については、消去のための所要時間が
１００ｎｓ以下であっても高速な消去が可能であり、そ
の結晶化温度が１５０℃以上であってアモルファス層の
安定性が高いという利点を有することが報告されている
（電子通信学会、ｃｐｍ８７〜８８（１９８７）〕。

【０００４】このような相変化型光記録方式における記
録密度を高め、一層の大容量化を実現するため、従来の
ピットポジション方式に代わり、ピットエッジ記録方式
が検討されている。この方式は記録マークの両端の位置
を検出することにより記録を再生する方式で、記録ピッ
ト中心位置を検出する従来のピットポジション記録に較
べ、記録密度が１．５〜２倍となるため、積極的に研究
されている〔光ディスク技術：ラジオ技術社〕。そして
そのピットエッジ記録方式のなかで、特にマルチパルス
記録が注目されている。これは、従来のピットエッジ記
録では、マーク形成時にマ−ク長に対応する長さの矩形
パルスを照射して、マ−クを形成するのに対し、マルチ
パルスは一つのマークを形成するために、パルス幅の短
い複数のパルスを照射して記録マ−クを形成する方式で
ある（特開昭６３−３００４３６号公報、光メモリシン
ポジウム’９０ｐｐ７７−７８）。この記録方式は、
マ−ク形成時に必要以上に媒体が加熱されることがない
ため、熱的負荷を軽減できる。

【０００５】ところでマルチパルスでピットエッジ記録
を行う場合、高速のパルス列を生成する機構が必要とな
る。例えば、大野、他による〔Ｍｕｌｔｉｐｕｌｓｅ
ＲｅｃｏｒｄｉｎｇＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰＷＭ
ＲｅｃｏｒｄｉｎｇｏｎａｎＥｒａｓａｂｌｅＰ
ｈａｓｅＣｈａｎｇｅＯｐｔｉｃａｌＤｉｓｋ
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，ｖｏｌ，３０，
Ｎｏ．４，７７，１９９１）〕に示されているように、
通常のマ−ク長変調された信号系列のエッジを検出し
て、予めメモリ上に置かれた記録パターンを出力する方
法がとられている。

【０００６】この記録方法について、図７，図８を参照
して説明する。図７において、入力はＥＦＭコードやＲ
ＬＬ（２，７）もしくはＲＬＬ（１，７）等の記録符号
を用い、ＰＷＭ（マ−ク長）変調した信号である。な
お、ＥＦＭコード、ＲＬＬ（２，７）および（１，７）
コードの詳細は公知につき省略する。クロック信号は、
ＰＷＭ変調号の最小幅以下の周期を持つものである。前
縁検出回路１はＰＷＭ変調信号の立ち上がりを検出し、
パターンジェネレータ３へ前縁検出信号を送る。後縁検
出回路２はＰＷＭ変調信号の立ち下がりを検出し、パタ
ーンジェネレータ３へ後縁検出信号を送る。パターンメ
モリ４は予め実験等で求めたマルチパルス列を上記クロ
ック信号の周期を単位としビット列として保持してい
る。パターンジェネレータ３は前縁検出信号のタイミン
グより前記クロック信号に同期してパターンメモリ４の
ビット列を読み出し、記録パルス列の出力を開始する。
また、パターンジェネレータ３は後縁検出信号のタイミ
ングで記録パルス列の出力を停止する。

【０００７】例えば、図８は前記先行技術文献（大野、
他）によるものを示しており、５０ｎｓ周期のクロック
信号（図８Ｃ）を用いてパターンメモリのビット列を読
み出し、入力のマーク変調されたＰＷＭ変調信号（図８
Ａ）の前縁および後縁をトリガとしてマルチパルス列
（図８Ｂ）を出力するもので、マルチパルス列は予め実
験等で求めたものが使用される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ピットエッ
ジ記録方式を用いる場合、以下に述べる問題があるため
これまでは実用化が困難であった。すなわち、多数回の
書換に伴い記録材料が移動するため、書換回数に制限が
あるという問題である。記録材料の移動とは、記録、消
去を繰り返す際に、記録材料がトラックに沿ってディス
ク進行方向か、あるいは逆方向に徐々に移動していく現
象である。この記録材料の移動が大きいと、移動に伴う
膜厚の変化により、記録マージンや最適なレーザパワー
が変わってしまったり、最悪、記録材料が無くなってし
まい、記録が不可能になるか、媒体が破損してしまう。
特に、ピットエッジ記録方式では長いマ−クを用いるた
め、マーク長に対応する長さの矩形パルスを照射する場
合熱負荷が大きく、特に物質移動が顕著に表される。ま
た、前述したマルチパルス記録を用いて熱的負荷を軽減
させ、物質移動を低減したとしても依然十分ではない。

【０００９】そこで、記録マ−ク形成時、第１の記録パ
ルスの形状がその照射パルスの中間点を境にして後半部
のエネルギー量が前半のエネルギー量よりも多くなるパ
ルス形状であるか、あるいはさらに第１以降の後続パル
スの形状がその照射パルスの中間点を境にして後半部の
エネルギー量が前半部のエネルギー量よりも多くなるパ
ルスを用いることで、記録材料の物質移動の低減が可能
となる。以下、その照射パルスの中間点を境にして後半
部のエネルギー量が前半のエネルギー量よりも多くなる
パルス形状を「漸増パルス」と略記する。

【００１０】漸増パルスとしては、例えば図９に示すパ
ルス形状が考えられるが、他に、例えば、本出願人が既
に特願平３ー３３６２５４として出願した図９（ｂ）に
示すようなパルス形状が有効である。なお、図９（ａ）
に示す記録パルス形状は、記録信号幅Ｔに対して十分短
いパルスをレーザ駆動回路に送ることで等価的に得られ
る。しかし、例えば、回転数３６００ｒｐｍのＩＳＯ機
械準拠の３．５インチ光ディスクにＲＬＬ（２，７）コ
ードで記録する場合、記録マークの最小時間幅が１３５
ｎｓとなるため、５ｎｓ単位のパルスの制御を要する。
また図９（ｂ）に示した各波形でも、やはり１０ｎｓ単
位で制御を要する。

【００１１】この漸増パルスを用いたピットエッジ記録
方式を図１０に示す。例えばＲＬＬ（２，７）符号を用
いた場合、まず漸増パルスを照射し、その後立ち下がり
エッジを検出するまで、０．５Ｔ毎に矩形パルス１つづ
つ対応させて照射する記録方式（図１０（ａ））や、全
てのパルスが漸増パルスとなる方式（４Ｔのみを図１０
（ｂ）に示す）等、さまざまな記録方式が可能とな
る。

【００１２】なお、従来のマルチパルスの生成方式にお
いては、例えば上記の漸増パルスを用いる方式のような
高速のパルス変調方式は対応できない。なぜなら、前記
の漸増パルス方式では、５ｎｓもしくは１０ｎｓ幅のビ
ット列を出力する必要があるが、このような速度でメモ
リ素子よりシリアルにビット列を読み出し、かつ同期出
力を行うことは民生品レベルの技術では困難である。し
かも、前記の漸増パルス方式では記録マ−ク長に応じた
マルチパルス列のパターン変更も考え得るが、図７、図
８で説明したようなＰＷＭ変調信号の前縁および後縁を
トリガとする方式では対応できない。すなわち、予め記
録マ−ク長を判定しなければパルス系列を選択できな
い。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、簡易な構成で、しかも高速にパルス列を得ることが
でき、また記録マ−ク幅に応じたマルチパルスのパター
ンを選択することができる相変化型光記録装置における
マルチパルス変調方式を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、相変化型の光
記録材料で形成された記録層にレーザ光源から出射され
たパルス状のレーザ光を照射し、マ−ク長変調によるマ
ルチパルス記録を行う相変化型光記録装置において、記
録マ−ク長を判別するマーク長判別手段と、マルチパル
ス系列パターンを記憶するパターン記憶手段と、判別し
たマ−ク長に基づいてマルチパルス系列を選択してパタ
ーン記憶手段から並列的に読み出す読み出し手段と、並
列的に読み出したマルチパルス系列をクロック信号に同
期して直列出力する出力手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１５】本発明の概要をＰＷＭ変調符号としてＲＬ
Ｌ（２，７）コード（最小ランレングス２、最大ランレ
ングス７）を用いる場合を例として、図２、図３、図４
に基づいて説明する。前述したように、マルチパルス記
録を行うためには、記録マーク長、即ち記録信号のラン
レングスを判定する必要がある。図２はＲＬＬ（２，
７）コードの符号化過程を木構造で表現したもので、図
の円内の数字はＲＬＬ（２，７）変調器への２値化入力
（ＮＲＺ信号）を表し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇの
各ノードにおいて、ＲＬＬ（２，７）系列が確定する。

【００１６】図２において、スタートを示すｒｏｏｔよ
り１ビット目が「１」の場合は、続く２ビット目が
「１」か「０」かにより、１ビット目が「０」、２ビッ
ト目が「１」の場合は続く３ビット目が「１」か「０」
かにより、１ビット目、２ビット目が「０」、３ビット
目が「１」の場合は続く４ビット目が「１」か「０」か
により、１ビット目、２ビット目、３ビット目とも
「０」のとき、それぞれ図のノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇとするものであり、元の２値化符合に対する
ＲＬＬ（２，７）コードの対応は、図示するように、２値化符合：ＲＬＬ（２，７）コード（１１）（１０００）（ノードＡ）（１０）（０１００）（ノードＢ）（０１１）（００１０００）（ノードＣ）（０１０）（１００１００）（ノードＤ）（００１１）（００００１０００）（ノードＥ）（００１０）（００１００１００）（ノードＦ）（０００）（０００１００）（ノードＧ）となる。

【００１７】例えば、図６に示すように、２値化入力
（ＮＲＺ信号）が、１１１００１１０１０００１１であるときもに、図２に示すノードとしてＡＢＣＤＥの
系列が対応し、これに対応するＲＬＬ（２，７）コード
は、１００００１００００１０００１００１００００００１
０００となる。このＲＬＬ（２，７）コードのランレングス
（連続する０の数）は、記録信号のマーク長に対応し、
ＲＬＬ（２，７）コードの境界は「１」から認識するこ
とができるので、復号に際してはコードの境界（エッ
ジ）を読み取って２値化符合に復号することができる。

【００１８】記録信号のランレングスを出力するには、
図３に示した状態遷移に基づいて行えばよい。すなわ
ち、ランレングスの判定はＡ〜Ｇのノード検出に対し、
状態変数（図３の円内の数字）として次の入力まで未確
定のラン（１であるビットに続く０の数）、例えば、入
力Ａに対しては、１０００であるので３、入力Ｂに対し
ては０１００であるので２の値をとる系で行う。なお、
図３の状態遷移について説明すると、状態２において入
力がＢ、Ｄ、Ｆ、Ｇの場合には未確定のランはそれぞれ
２であるので依然として状態は２であり、状態２におい
て入力がＡ、Ｃ、Ｅの場合は未確定のランはそれぞれ３
であるので状態３に遷移する。状態３において入力が
Ａ、Ｃ、Ｅの場合は未確定のランはそれぞれ３であるの
で依然として状態は３であり、状態３において入力が
Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｇの場合には未確定のランはそれぞれ２で
あるので状態２に遷移する。

【００１９】出力は、図４に示すように、入力によって
確定したランレングスである。例えば、状態２におい
て、入力がＡである場合、Ａのコードは最初のビットが
１であるので未確定の２が確定し、出力は２となる。状
態２において、Ｄが入力すると、Ｄのコードは（１００
１００）であるので、未確定の２が確定して出力は２と
なるととも、Ｄコードの４ビット目が１であるので、そ
の前の００による２が出力される。また、状態３におい
てＦが入力すると、Ｆのコードは００１００１１００で
あるので、未確定の３＋２＝５が出力されるとともに、
さらに２が出力されることになる。なお、上記の例で
は、ＲＬＬ（２，７）コードについて説明したが、その
他のＲＬＬ（１，７）コードやＥＦＭコードを用いても
同様な構成が可能である。

【００２０】こうしてランレングス、即ち記録マーク長
が予め判別できるので、これに対応してマルチパルス列
のパターンを記憶しておき、ランレングスの検知信号を
アドレスとしてメモリからマルチパルスを読み出すよう
にすれば、高速なマルチパルス列の生成ができ、漸増パ
ルスを用いた高速なパルス変調方式にも対応することが
できるので、記録材料の移動を低減化して書換え回数の
多い相変化記録を可能にすることができる。

【００２１】

【作用】本発明の相変化型光記録装置におけるマルチパ
ルス変調方式は、予め記録マ−ク長を判別したうえで、
記録マ−ク長に応じたマルチパルスの系列を選択し、Ｒ
ＯＭ等のメモリ素子から並列に高速にシフトレジスタ等
の出力制御回路に読み出し、クロックに基づいて直列に
出力するものであり、簡易な構成で高速にマルチパルス
列を得ることができ、また記録マ−ク幅に応じたパター
ンが選択可能となる。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例を、ＰＷＭ変調符号としてＲ
ＬＬ（２，７）コードを用いた場合を例とし、図１〜図
６に基づいて説明する。図１は本発明によるマルチパル
ス変調回路の１実施例の構成である。ＲＬＬ（２，７）
変調器５は、図２に示したＲＬＬ（２，７）コードの符
号化過程に基づきＡ〜Ｇの各ノードの検出を行う。ラン
レングス判定回路６はＡ〜Ｇのノード検出を入力とし
て、前述した原理に従って図４に示すランレングスを出
力する。ＯＮ／ＯＦＦ判定回路７はランレングス判定回
路６の出力をもとにＰＷＭ信号の１／０を判定する。な
ぜなら、ＰＷＭ信号の１／０は、図６に示すように直前
の状態の反転として決まるからである。

【００２３】パターンメモリ９は、ＯＮ／ＯＦＦ判定回
路７が次の出力を１としたときに、ランレングス判定回
路６の出力で決まるマルチパルス系列をシフトレジスタ
１０に並列にロードする。すなわち、図５に示すよう
に、ロード信号ＣによりランレングスＢに対応してクロ
ックＤに同期してマルチパルス系列Ｅがロードされる。
図５は各信号波形を示しており、Ａはクロック信号、Ｂ
はＰＷＭ信号、Ｃはシフトレジスタのロード信号、Ｄは
クロック・カウンタ８よりシフトレジスタ１０に供給す
るクロック信号、Ｅはパターンメモリから出力されるパ
ターンである。

【００２４】以上の動作は、ゲート回路１１がＰＷＭ信
号０を出力中に行われるので、ロード動作によるオーバ
ーヘッドは生じない。クロック・カウンタ８は、ランレ
ングス判定回路６およびＯＮ／ＯＦＦ判定回路７の出力
に基づき、ランレングスに相当するクロック信号をカウ
ントし、ＰＷＭ信号が１の値をとる間はシフトレジスタ
１０にクロック信号を供給し、ＰＷＭ信号が０の値をと
る間はゲート回路１１を閉じる。ゲート回路１１は、ク
ロック・カウンタ８よりゲートを閉じられる間はゼロ信
号を出力し、開いている間はシフトレジスタ１０のマル
チパルスを出力する。

【００２５】なお、本発明は、従来の単一のパターンの
マルチパルスによる記録に適用しても高速化できること
は言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、相変化型
光記録方式においてピットエッジ記録が適用でき、記録
マーク長が予め判別できるので高速なマルチパルス列の
生成ができ、漸増パルスを用いた高速なパルス変調方式
にも対応することができるので、記録材料の移動を低減
化して書換え回数の多い相変化記録が可能となり、信頼
性が高い記録方式および装置を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の構成図である。

【図２】ＲＬＬ（２，７）コードの符号化を説明する
図である。

【図３】ランレングス判定回路の状態遷移図である。

【図４】ランレングス判定回路の入出力の関係を説明
する図である。

【図５】本発明の変調回路の動作を説明する図であ
る。

【図６】本発明の変調回路の動作を説明する図であ
る。

【図７】従来の変調回路の例を示す図である。

【図８】従来の変調回路の動作を説明する図である。

【図９】漸増パルスの構成例を示す図である。

【図１０】漸増パルスを用いた記録波形の例を示す図
である。

【符号の説明】

５…ＲＬＬ（２，７）変調器、６…ランレングス判定回
路、７…ＯＮ／ＯＦＦ判定回路、８…クロック・カウン
タ、９…パターンメモリ、１０…シフトレジスタ、１１
…ゲート回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相変化型の光記録材料で形成された記録
層にレーザ光源から出射されたパルス状のレーザ光を照
射し、マ−ク長変調によるマルチパルス記録を行う相変
化型光記録装置において、記録マ−ク長を判別するマー
ク長判別手段と、マルチパルス系列パターンを記憶する
パターン記憶手段と、判別したマ−ク長に基づいてマル
チパルス系列を選択してパターン記憶手段から並列的に
読み出す読み出し手段と、並列的に読み出したマルチパ
ルス系列をクロック信号に同期して直列出力する出力手
段とを備えたことを特徴とする相変化型光記録装置にお
けるマルチパルス変調方式。
【請求項２】請求項１記載の方式において、判別した
マーク長からマーク長変調信号の１／０を判定するＯＮ
／ＯＦＦ判定手段を備え、ＯＮ／ＯＦＦ判定手段のＯＮ
信号によりマーク長に対応したマルチパルス系列を読み
出すことを特徴とする相変化型光記録装置におけるマル
チパルス変調方式。