JPH07230622A

JPH07230622A - 光記録方法及び光記録装置

Info

Publication number: JPH07230622A
Application number: JP6020242A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Morita; 和久森田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】複雑な熱特性を有する記録媒体に対しても、精
度良くマークの形成を行う。【構成】記録すべき２値化情報０，１に従い、レーザー
ビーム強度を、第１レベルと、それより低い第２レベル
との間でパルス変調して記録する際に、第２レベルにあ
る間、一定レベルに維持（従来技術）せずに、第２レベ
ルより高い強度と第２レベルより低い強度の間で変調す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体への光記録
方法及び光記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度に情報を蓄積することができる光
記録媒体は、大容量外部メモリーとしてその普及が期待
されているが、このうち光ディスクは高速に再生するこ
とが可能であるということでコンピュータの外部メモリ
ーとして注目されている。情報の蓄積方法や大きさが異
なる数々の種類の光記録媒体が提案されているが、この
なかで直径5.25インチのサイズでは１回のみ情報の書き
込みが可能であるライトワンスタイプ及び情報の書換え
が可能である光磁気タイプが、また、直径3.5 インチの
サイズでは再生専用であるＲＯＭタイプと光磁気タイプ
及び光磁気とＲＯＭの混在しているパーシャルＲＯＭタ
イプが、ＩＳＯ規格により標準化されており、今後更に
広く市場に普及するものと予想されている。

【０００３】また、最近ではデジタルオーディオ分野に
おいても、光ディスクが応用され始めている。例えば、
２４〜４８トラックのデジタルマルチトラックレコーデ
ィングにおけるマスターソースとして、ライトワンスタ
イプの光ディスクや光磁気ディスクを使ったプレーヤー
が発売されている。このような専門家向けの製品以外に
一般消費者向け製品でも、ＣＤ−Ｒ（ライトワンスタイ
プのコンパクトディスク）やＭＤ（ミニディスク）が登
場しており、これらの普及はかなりの速さで進んでい
る。

【０００４】これらの光ディスクには、記録再生装置の
光ピックアップからのレーザービームによる情報マーク
を整然と並べる為の、即ちトラッキングのためのガイド
が、凹または凸の溝の形で、ディスクの内周から外周へ
向けてスパイラル状に形成されている。この溝のことを
ガイド溝と呼ぶ。更にガイド溝について詳しく説明する
ならば、ＩＳＯ規格においても定義されているように、
光ピックアップから見た場合に凹になる部分、つまり遠
方になる部分はランドと呼ばれ、ピックアップから見た
場合に凸になる部分、つまり近くになる部分はグルーブ
と呼ばれる。情報は、ランドまたはグルーブのどちらか
に記録される。ランドに記録される場合はランド記録方
式と呼ばれ、グルーブに記録される場合はグルーブ記録
方式と呼ばれる。情報を記録する経路をトラックとい
う。トラックの中心から隣りのトラックの中心までを、
トラックピッチと呼んでいる。

【０００５】ところで、光記録は、レーザービームの熱
エネルギーを主に利用して行う（これをヒートモードと
いう）ので、記録媒体、中でも記録層の温度状態により
マークの形成され具合が大きく影響を受ける。これをも
う少し具体的に説明すると次のようになる。即ち、レー
ザービーム強度を相対的に高い第１レベルと相対的に低
い第２レベル（基底レベル）との間で立ち上げ立ち下げ
を行うと、第１レベルのときにマークが形成され、第２
レベルのときはマークは形成されない。つまり１回の第
１レベルで１個のマークが形成される。ここで、前述し
たように第２レベルのときはマークは形成されないの
で、第２レベルは理屈上ゼロでもよいことになる。しか
し、マークが形成されるとき、特にマークの前エッジが
形成される直前の記録層の温度状態を、常に一定になる
ようにしておかないと、マークの前エッジ位置がその形
成直前の記録層の温度状態に依存して、敏感に変動する
ことになる。この変動は高密度記録に対して大きな障害
となる。そこで、マークを形成しないときでも、所定の
温度Θ_preに保つように余熱しておくために、第２レベ
ルはこれに必要な強度Ｐ_preに設定することが一般的で
ある。この時、Θ_preは次式で与えられる。

【０００６】 Θ_pre＝Ａ・Ｐ_pre・｛１−exp （−∞／τ）｝＋Θ_A (1) ここで、Ａ（℃／mW）は、ディスク構造、レーザービー
ムのスポット形状、及び記録時のディスクとレーザービ
ームの相対速度によって決まるレーザービームの見かけ
の熱効率を表す定数であり、Θ_A（℃）はレーザービー
ムが照射されない状態でのディスクの温度、また、τは
レーザービームの照射によるディスクの温度変化の特性
を表す定数であり、熱時定数という。

【０００７】しかし、以上のように第１レベルと第２レ
ベルを設定しただけでは、以下に示す２つの問題によ
り、マークの開始位置と終了位置の精度は、高密度記録
という観点で充分ではなかった。第１の問題は、マーク
の前エッジ位置に関する問題である。これはマークの開
始位置が直前のマークの終了位置に接近している場合
に、直前のマークを形成した際の熱が記録層から逃げ切
らないうちに、次のマークを形成するための熱が与えら
れるために、後のマークの開始位置での記録層の温度上
昇が見込んだ時期より早くなってしまい、結果として、
後のマークの開始位置が前方にずれてしまう現象であ
る。この現象は、マークの開始位置と直前のマークの終
了位置の間隔が１μｓ以下程度の短い時間で発生するも
のである。この現象のことを「マーク形成の開始位置、
つまりマークの前エッジ位置の記録データ間隔依存性」
と言う。

【０００８】この問題に対しては、図５に示すように、
マーク形成を終了すべくレーザービーム強度を立ち下げ
るとき、一旦第２レベルＰ_preより更に低いＰ_LBまで立
ち下げ、そのレベルを時間Ｔ_OFF維持した後、再びＰ
_preに戻すという方法が提案された。この方法によれ
ば、前のマークを形成し終わる位置での記録層の熱エネ
ルギーが減少するので次のマークにとっては前のマーク
からの熱的影響が残らなくなる。この方法を熱遮断方式
という。

【０００９】第２の問題は、マークの後エッジ位置に関
する問題である。いま、図７に示すように、マーク形成
を開始すべくレーザービーム強度を第２レベルＰ_preか
ら第１レベルＰw₁に立ち上げ、その状態で時間Ｔ_W1の間
維持するとする。この場合、Ｔw₁が長い、即ち、マーク
が長いと、記録層での熱蓄積が大きくなり、マーク形成
を終了すべくレーザービーム強度をＰ_preに立ち下げて
も、記録層温度がマーク形成温度以下に下がるまでの時
間が長くなる。そのためマークが見込んだ長さより長く
なってしまうという問題が発生した。この現象を「マー
ク形成の終了位置、つまり、マークの後エッジ位置の記
録データ長さ依存性」と言う。この現象は当然のことな
がら、データの弁別性を低下させることで、高密度記録
にとって障害になっていた。

【００１０】この問題に対しては、次の提案がなされ
た。即ち、図６に示すように、長いマークを形成すると
きには、レーザービーム強度を第１レベルＰw₁まで立ち
上げて時間Ｔw₁維持し、その後は、(イ) Ｐw₁と同じ、又
はそれより少し高いか又は少し低い強度Ｐw₂と、(ロ) 第
２レベルＰ_preと同じ、又はそれより少し高いか又は少
し低い強度Ｐ_LTとの間で周期Ｔp で「くしの歯」状に変
調する。この方式の考え方は、本来、図７に示すような
１つの矩形波であるべきものを、図６に示すように、先
頭の小パルスと後続の１つ又は２つ以上の小パルスに分
割することにより熱エネルギーの蓄積を防ぐというもの
であり、パルストレイン( pulse train )方式と呼ばれ
る。このようにパルストレイン方式でレーザービーム強
度を変調すると、記録層の温度は、図８に示すように、
高温側で細かく変動し、過度の熱蓄積による過熱が起き
ないことが推定される。

【００１１】そこで、第１及び第２の問題に対する対策
を併せて、即ち、熱遮断方式とパルストレイン方式を併
用することで、マーク形成の開始位置、つまりマークの
前エッジ位置も、マーク形成の終了位置、つまりマーク
の後エッジ位置も精度良く形成することが提案された。
（図３参照）

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の対策を
行っても、使用する光記録媒体によっては、特にマーク
の前エッジ位置の精度が良くならない場合があった。マ
ークの前エッジ位置が所定の位置からずれると、これま
で説明したのと同様に、特に高密度記録において再生デ
ータの誤りが多くなるという問題があった。

【００１３】本発明の目的はこれらの問題点の解決にあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
の解決のために鋭意研究の結果、第２レベルのレーザー
ビーム強度をこのレベルより高い強度と低い強度の間で
変調することにより、マークの前エッジ形成の精度を高
められることを見出し本発明をなすに至った。従って、
本発明は第１に、「記録すべき２値化情報０、１に従
い、レーザービーム強度を相対的に高い第１レベルと相
対的に低い第２レベルの間でパルス変調し、変調された
前記レーザービームを、相対的に移動している光記録媒
体に照射することにより、前記０または１のいずれか一
方に相当するマークを前記媒体上に形成し、それにより
情報を記録する光記録方法において、前記レーザービー
ム強度が、前記第２レベルにある間、一定レベルに維持
せずに、前記第２レベルより高い強度と前記第２レベル
より低い強度の間で変調することを特徴とする光記録方
法」を提供し、第２に、「記録すべき２値化情報の入力
部、レーザービーム光源、前記光源からのビームを光記
録媒体に導く照射光学系、前記媒体をレーザービームに
対して相対的に移動させる移動手段、及び、記録すべき
２値化情報０、１に従い、前記レーザービーム強度を相
対的に高い第１レベルと相対的に低い第２レベルの間で
パルス変調する変調手段からなる光記録装置において、
前記変調手段は、前記レーザービーム強度が、前記第２
レベルにある間、一定レベルに維持せずに、前記第２レ
ベルより高い強度と前記第２レベルより低い強度の間で
変調するものであることを特徴とする光記録装置」を提
供する。

【００１５】

【作用】図９に示すような単純な熱特性を有する媒体に
対しては、熱遮断方式とパルストレイン方式を併用する
従来の方法（以下、単に従来方法という）でレーザービ
ーム強度を変調することで、マーク前後のエッジ位置の
形成精度を上げるには充分な効果があった。しかし、例
えば、図１０に示すように、媒体の降温過程が２種類の
モードを含んでいるような、複雑な熱特性を有する媒体
に対して従来方法を用いると、媒体のマーク形成直前の
温度は意図したΘ_preにはならず、例えばこの例の場合
には、第２レベルにおいても熱蓄積が起こってしまい、
Θ_preより高くなってしまうという問題があった。

【００１６】これに対して、本発明である第２レベルの
パルス変調を行うと、このような複雑な熱特性を有する
媒体に対しても、マークけ形成直前の温度を積極的にΘ
_preに限りなく近ずけることになり、マークの前後、特
にマークの前エッジ位置の形成精度を向上させることが
できる。第２レベルのパルス変調は、周波数は周期20〜
60nsec程度が好ましく、強度はＰ_preに対してＰ_pre±
30％以上で記録マークのエッジ精度が向上し、Ｐ_pre±
50％以上では更に精度が向上する。

【００１７】図２は、本発明を説明的に描いたレーザー
ビーム強度パターンである。理解し易くするために、熱
遮断方式及びパルストレイン方式は除いてある。実際に
は、どのような記録マークのパターンに対しても、精度
良くそのエッジ位置の形成を行うという意味で、熱遮断
方式及びパルストレイン方式と併用することが好まし
い。

【００１８】本発明は、レーザービームの熱により光記
録膜に孔を開けることで記録を行うタイプや相変化記
録、更には光磁気記録に対しても有効である。また、光
変調によるオーバーライト光磁気記録の場合は、低レベ
ル、高レベル及び再生レベルの３値で変調する必要があ
り、このうち低レベルに対する制限は特に厳しいが、本
発明の方法を用いて低レベルをパルス状に強度変調する
ことで、媒体温度を安定化させることができるので、低
レベルの設定余裕を拡げる効果もある。

【００１９】以下、光磁気記録を例に採り、実施例によ
り本発明をより具体的に説明するが本発明はこれに限ら
れるものではない。

【００２０】

【実施例１】本実施例は請求項２の光記録装置のそれで
あり、図１に示すように、主として光磁気ディスクＤを
回転させるためのモータ 1、波長 830nmのレーザービー
ム光源2 、開口数(N.A.)=0.55 の照射及び再生光学系
3、変調手段 4、情報の入力部5 、記録磁界印加手段
6、ディテクター 7、復調手段 8、及び情報の出力部 9
から構成され、以下のように機能する。

【００２１】光磁気ディスクＤを回転させながら、変調
手段 4により変調されたレーザービームを光磁気ディス
クＤに照射する。変調手段 4は記録すべき２値化情報に
応じてレーザービーム強度を変調するが、この際、マー
クの形成には熱遮断方式とパルストレイン方式を併用す
るようになっており、第１レベルについては、設定され
た周波数でパルス変調することを、指示に応じて行うよ
うになっている。これらの方式を組み合わせて変調され
たビームは、照射光学系を通じて光磁気ディスクＤに照
射され、記録がなされる。

【００２２】再生は、変調手段により再生レベルに制御
されたビームを、照射光学系を通じて光磁気ディスクＤ
に照射し、媒体により反射された反射光を、ディテクタ
ーにより電気信号に変換後、復調手段で２値化情報に復
調し、出力部から出力することで行われる。

【００２３】

【実施例２】図９に示すような、複雑な熱特性を有する
光磁気ディスクを予め用意し、それを全面初期化した
後、実施例１の光記録装置（図１）にセットした。記録
信号としては、長いマークの形成による蓄熱の影響と、
冷却段階における複雑な熱特性の影響が出やすいような
パターンとした。具体的には、第１レベル８Ｔ→第２レ
ベル８Ｔ→第１レベル８Ｔ→第２レベル２４Ｔの一連の
信号の繰り返しとした。ただし、１Ｔ＝40nsec. とす
る。

【００２４】まず、１個のマークに対応する図２に示す
ような本発明による強度変調方式に加えて、熱遮断方式
及びパルストレイン方式を併用する変調方式（記録条件
１）によりマークを記録した。その設定条件は、Ｔw₁＝
60nsec、Ｔp₁＝Ｔp₂＝40nsec、Ｔw₂＝20nsec、Ｔ_OFF＝
40nsec、Ｐ_LB＝0.5 mW、Ｐ_pre＝1.5 mW、Ｐw₁＝9.0m
W、及びＰw₂＝7.9mW とした。

【００２５】この光磁気ディスクを同じく相対速度11.3
m/sec で回転させながら再生レーザービーム強度Ｐ＝1.
5mW で再生し、その信号をＴＩＡ(Time Interval Analy
zer)に取り込み、その時間（長さ）のバラツキを測定し
た。その結果を図４に示す。

【００２６】

【比較例】次に、図３に示すような、１個のマークに対
応する変調波形が熱遮断方式及びパルストレイン方式を
併用し、本発明の強度変調方式（記録条件１）によりマ
ークを記録した。この光磁気ディスクを相対速度11.3m/
sec で回転させながら再生レーザービーム強度Ｐ＝1.5m
W で再生し、その信号をＴＩＡに取り込み、その時間
（長さ）のバラツキを測定した。

【００２７】これらの結果を図４に示す。図４より、実
施例２では、マーク長さのバラツキが小さく、またその
長さは相対的に短くなったのに対して、比較例では、マ
ーク長さのバラツキが大きく、またその長さは相対的に
長くなった。これは、第２レベルのレーザービーム強度
による熱蓄積の影響が現れることにより、マーク長さが
長くなる傾向が現れ、更に、その影響の度合いが、第２
レベル８Ｔ後と２４Ｔ後で異なるため、バラツキが大き
くなったものと考えられる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、媒体の熱特性がどのよ
うにばらついても、マーク形成直前におけるディスク温
度を所望の温度にすることができるようになり、マーク
のエッジ形成の精度が向上し、高密度記録の可能性が拡
がった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の光記録装置の構成を示す概念図で
ある。

【図２】本発明によるレーザービーム強度の変調波形
を説明する概念図である（熱遮断方式とパルストレイン
方式は除いてある）。

【図３】比較例におけるレーザービーム強度の変調波
形を説明する概念図である。

【図４】実施例２及び比較例のマーク長さのバラツキ
の測定結果を示すグラフである。

【図５】熱遮断方式におけるレーザービーム強度の変
調波形を説明する概念図である。

【図６】パルストレイン方式におけるレーザービーム
強度の変調波形を説明する概念図である。

【図７】熱遮断方式もパルストレイン方式も採用して
いない場合のレーザービーム強度の変調波形を説明する
概念図である。

【図８】パルストレイン方式におけるレーザービーム
強度の変調を行った際の推定媒体温度プロフィールを説
明する概念図である。

【図９】単純な熱特性の光ディスクの降温特性を示す
概念図である。

【図１０】複雑な熱特性の光ディスクの降温特性を示す
概念図である。

【符号の説明】

１・・・モータ２・・・レーザービーム光源３・・・照射及び再生光学系４・・・変調手段５・・・入力部６・・・記録磁界印加手段７・・・ディテクター８・・・復調手段９・・・出力部Ｄ・・・光磁気ディスク以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録すべき２値化情報０、１に従い、レ
ーザービーム強度を相対的に高い第１レベルと相対的に
低い第２レベルの間でパルス変調し、変調された前記レ
ーザービームを、相対的に移動している光記録媒体に照
射することにより、前記０または１のいずれか一方に相
当するマークを前記媒体上に形成し、それにより情報を
記録する光記録方法において、前記レーザービーム強度が、前記第２レベルにある間、
一定レベルに維持せずに、前記第２レベルより高い強度
と前記第２レベルより低い強度の間で変調することを特
徴とする光記録方法。
【請求項２】記録すべき２値化情報の入力部、レーザ
ービーム光源、前記光源からのビームを光記録媒体に導
く照射光学系、前記媒体をレーザービームに対して相対
的に移動させる移動手段、及び、記録すべき２値化情報
０、１に従い、前記レーザービーム強度を相対的に高い
第１レベルと相対的に低い第２レベルの間でパルス変調
する変調手段からなる光記録装置において、前記変調手段は、前記レーザービーム強度が、前記第２
レベルにある間、一定レベルに維持せずに、前記第２レ
ベルより高い強度と前記第２レベルより低い強度の間で
変調するものであることを特徴とする光記録装置。