JPWO2013051220A1

JPWO2013051220A1 - 情報記録媒体、情報記録方法及び情報記録装置

Info

Publication number: JPWO2013051220A1
Application number: JP2013519286A
Authority: JP
Inventors: 小林　勲; 勲小林; 日野　泰守; 泰守日野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2015-03-30
Also published as: WO2013051220A1; US20140185422A1

Abstract

情報記録媒体（１）は、周期的に形成された複数のピット（３０１）を有し、複数のピット（３０１）で形成されたピット列にレーザ光を照射してピット（３０１）の形状を変化させることにより情報が記録され、ピット列は周期的に蛇行し、ピット（３０１）の周期（ｆｐ）の長さはレーザ光の回折限界以下であり、ピット列の周期はピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）である。

Description

本発明は、情報を光学的に記録可能な情報記録面を有する情報記録媒体、当該情報記録媒体に情報を記録する情報記録方法、及び当該情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置に関するものである。

現在、映像又はデータなどを保存する情報記録媒体として、ＤＶＤ又はＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（以下ＢＤ）などの光ディスクが使用されており、より多くの情報を記録するために記録密度を高める必要がある。光ディスクでは、記録層に記録マーク及びスペースを形成することで情報が記録される。これまでは、記録マーク及びスペースの大きさをより小さくすることで、高密度記録が実現されていた。

最近では、記録密度が高いＢＤＸＬが発売されている。ＢＤＸＬの１層あたりの記録密度は、約３３．４ＧＢである。ＢＤＸＬでは、最短の記録マーク及びスペースの大きさは、光の回折限界よりも小さくなっている。一般的に、回折限界よりも小さな長さの記録マーク及びスペースを再生した際の再生信号の信号振幅は０となり、記録マークとスペースとを判別することができない。ＢＤＸＬでは、回折限界よりも小さな記録マーク及びスペースは最短の記録マーク及びスペースだけであり、なおかつ再生信号処理としてＰＲＭＬ（ＰａｒｔｉａｌＲｅｓｐｏｎｓｅＭａｘｉｍｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）技術が適用されることにより、情報を再生することができる。

しかしながら、さらに高密度記録を実現するために、従来と同様に記録マーク及びスペースを短くする方法では、回折限界よりも小さな記録マーク及びスペースの数が増える。この場合、記録マーク及びスペースの長さの判断がさらに困難になり、なおかつ再生信号処理が複雑化し、回路規模が拡大する。

そこで、光ディスクで今まで使用されていた２値で情報を記録するマークエッジ記録方法とは別の記録方法として、記録情報を多値化させて記録する多値記録方法が提案されている。

多値記録方法に関する従来技術例として、特許文献１及び特許文献２などがある。

特許文献１の多値記録方法では、ピットの深さが異なる３値以上のデータと、ピットの位置を径方向に変位させることにより得られる３値以上のデータとに対応する凹凸パターンを光ディスク原盤に形成することで、情報が記録される。

特許文献２の多値記録方法では、記録層に形成されたピットにレーザ光を照射し、記録層を分解することにより情報が記録される。このとき、レーザ光の出力を調整することにより、多値の情報が記録される。

特許文献１の情報記録媒体は、ピットの深さを多段階に変更させることにより、多値情報が記録される。特許文献１に記載されているピットの形成方法としては、レジスト基板上に凹凸パターンを形成させ、レジスト基板を用いてスタンパを作製し、スタンパを情報記録媒体のディスク基板に転写することで、ディスク基板上に凹凸パターンが形成される。続いて、ディスク基板上に反射膜、記録膜及び誘電体膜などを積層することにより、情報記録媒体が作製される。

また、特許文献１の特徴として、ピットの位置が径方向に変位することで、情報が記録される。情報記録媒体に対して、レーザ光により情報を記録する場合、各ピットの周期単位でレーザ光の位置を高速で精度良く制御しなければならない。これは、デバイスの動作としては非常に困難な制御である。

上記２点からいえることは、特許文献１における情報記録媒体に対する多値記録は、再生専用の情報記録媒体（ＲＯＭ：ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）における原盤作成に関する技術である。従って、情報記録媒体に対して、消費者である一般ユーザが自由に情報を記録することはできない。

特許文献２の情報記録媒体は、情報を追記記録可能な情報記録媒体である。情報記録媒体は、ピットの有無による反射光量の変化に加え、ピットに情報を記録することにより、記録層の反射率又は屈折率が変化する。その結果、ピットの反射光量が多段階に変化することで多値情報が記録される。このとき、情報記録媒体に対する記録はピットに行われるため、熱の広がりが少なくなる。特に、隣接するピット列への熱の広がりが抑制される効果がある。

しかしながら、特許文献２におけるピットの間隔（以下、ピット周期）は、角速度基準で一定となっている。そのため、外周における、ピットの長さ、及びピット以外の部分であるピット間（以下、スペース）の長さは、内周に比べると長く設定される。ピットの反射光量を多段階に変化させることで多値記録されるため、ピットの長さが長くなると、記録密度は低下する。

また、記録領域を複数のセクタに分割し、各セクタの先頭におけるピット周期を、最内周におけるピット周期と同じにした場合でも、角速度が基準であるため、記録密度は低下する。さらに、この場合、セクタの切り替わりにおいて、ピットに記録する時間、あるいは角速度の回転数を変更するなど新たな記録調整手段が必要となる。

仮に、ピット周期が線速度基準で一定に設定された場合でも、情報記録媒体の製造過程において、情報記録媒体ごとにピット周期のばらつきは発生する。特に、記録密度を高めるため、ピット及びスペースの長さを短くしてピット周期を短くすると、ピット周期のばらつきの影響は大きくなる。

そのため、ピット周期のばらつきを考慮せずに、多値記録における記録単位の時間を単純に固定して記録すると、ピット周期とずれて記録される。この結果、従来の情報記録媒体は、ピットに対する記録が適切に実行できなくなるという課題を有していた。

以上のことから、ピットを用いた多値記録を行う情報記録媒体において、ピットの深さを変化させる多値記録方法は、再生専用の情報記録媒体に対して情報を記録する技術が主流であった。しかし、この場合は、一般ユーザが情報を記録できないという課題を有していた。

また、記録型の情報記録媒体に対して、ピットを利用して多値記録を行う場合、ピットの有無と記録膜の反射率又は屈折率の変化とを組み合わせた多値記録に関する技術があった。しかし、この場合は、ピット周期に対して充分に考慮された多値記録ではなく、ピットに対する記録が適切に実行できなくなるという課題を有していた。

特開２００６−２４２９９号公報特開２００７−３１７３４１号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、情報を高密度に記録することができるとともに、安定して情報を記録することができる情報記録媒体、情報記録方法及び情報記録装置を提供することを目的とするものである。

本発明の一局面に係る情報記録媒体は、周期的に形成された複数のピットを有する情報記録媒体であって、前記複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射して前記ピットの形状を変化させることにより情報が記録され、前記ピット列は周期的に蛇行し、前記ピットの周期の長さは前記レーザ光の回折限界以下であり、前記ピット列の周期は前記ピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）である。

この構成によれば、複数のピットで形成されたピット列は周期的に蛇行し、ピットの周期の長さはレーザ光の回折限界以下であり、ピット列の周期はピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）である。

本発明によれば、ピットの周期の長さがレーザ光の回折限界以下であるので、短い記録単位で情報を記録することができ、情報を高密度に記録することができる。また、ピット列が周期的に蛇行し、ピット列の周期がピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）であるので、ピットの周期を光学的な分解能よりも短くした場合に、ピットに情報を記録するための正確なタイミング情報をピット列の周期から得ることができ、安定して情報を記録することができる。

本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本実施形態における情報記録媒体を示す図である。本実施形態における情報記録媒体のデータ領域の構造を示す模式図である。本実施形態におけるピットの配置について説明するための図である。本実施形態におけるピット列の蛇行について説明するための図である。本実施形態におけるピット周期とウォブル周期との関係を示す図である。本実施形態における記録前のピットを示す断面図である。本実施形態における記録後のピットを示す断面図である。ピット列に対して記録条件を変化させた際に得られる再生信号を説明するための図である。未記録のピット列にレーザ光を照射することにより得られる再生信号を示す図である。記録済みのピット列にレーザ光を照射することにより得られる再生信号を示す図である。記録パワーと振幅変化率との関係について説明するための図である。多値記録における記録パワーの設定値と振幅変化率との関係を説明するための図である。ピット周期が回折限界よりも長い場合のピット列と再生信号とを示す図である。ピット周期が回折限界よりも長く、かつ図１３に示すピット周期よりも短い場合のピット列と再生信号とを示す図である。ピット周期が回折限界よりも短い場合のピット列と再生信号とを示す図である。ピット周期の長さが回折限界以下であるピット列に対して記録条件を変化させた際に得られる再生信号を説明するための図である。再生信号の信号レベルの変化について説明するための図である。記録パワーと信号レベル変化率との関係を説明するための図である。本実施形態における記録区間と記録クロックとの関係を示す図である。本実施形態における情報記録装置の構成を示すブロック図である。本実施形態における情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。同じ構成要素については同じ符号を用いて、説明の繰り返しは省略する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

はじめに、本実施形態における情報記録媒体について説明する。図１は、本実施形態における情報記録媒体を示す図である。

図１において、情報記録媒体１は、光学的に情報が記録又は再生される情報記録媒体であり、例えば光ディスクである。

情報記録媒体１は、情報領域１０１及びデータ領域１０２を有する。情報領域１０１は、例えば記録条件などの情報記録媒体１に関する媒体情報を記録する領域である。データ領域１０２は、データ情報を記録する領域である。なお、図１では、情報領域１０１は、データ領域１０２の内周側に位置するが、データ領域１０２の外周側に位置しても良い。

次に、情報記録媒体１のデータ領域１０２の構造について説明する。図２は、本実施形態における情報記録媒体のデータ領域の構造を示す模式図である。

データ領域１０２は、基板２０１及び記録層２０２を有する。基板２０１は、ポリカーボネート樹脂などで構成され、記録層２０２の記録膜は、相変化材料又は有機色素膜などで構成される。

情報記録媒体１の基板２０１は、凹形状又は凸形状のピットを有している。記録層２０２は基板２０１上に積層される。なお、記録層２０２を保護するため、記録層２０２の上に、紫外線硬化樹脂などで構成されるカバー層が積層されても良い。

図３は、本実施形態におけるピットの配置について説明するための図である。図３において、レーザ光のスポット３０２の進行方向に対して、複数のピット３０１が所定の周期ｆｐで配置されることにより、ピット列が形成される。情報記録媒体１は、周期的に形成された複数のピット３０１を有し、複数のピット３０１で形成されたピット列にレーザ光を照射してピット３０１の形状を変化させることにより情報が記録される。また、ピットの３０１形状は、少なくとも２値以上の情報に対応するように変化する。

ピット列は、隣接するピット列に対して所定のピッチ間隔Ｔｐで形成される。ここで、隣接するピット列に対して、各ピットの中心位置が周期ｆｐの半分シフトすることにより、記録時における隣接ピット列への熱の広がりを抑制できる。

また、ピット列は、情報記録媒体１に対して、スパイラル状又は同心円状に形成され、ウォブル信号により周期的に蛇行（ウォブリング）している。ピット列の蛇行について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態におけるピット列の蛇行について説明するための図である。

図４に示すように、各ピット列は、所定の周期（以下、ウォブル周期）ｆｗｂｌで蛇行している。

ピット列の蛇行は、ウォブル信号により制御されて形成され、ピット列の中心に対して径方向に変位する。このとき、隣接するピット列に対して、ウォブル周期が同位相になるとは限らない。また、径方向の変位量は、ピッチ間隔Ｔｐよりも十分に小さい。

本実施形態では、ピット列のウォブリングを利用して、情報記録媒体のアドレス情報が記録されることがより望ましい。ピット列の蛇行による変調によって情報記録媒体のアドレス情報が記録されている。

アドレス情報は、ウォブル信号の変調によって記録される。ウォブル信号の変調とは、ウォブル周期の周波数を変調した周波数変調、ウォブル周期の位相を変調した位相変調、又はウォブル信号の振幅を変調した振幅変調などである。ウォブル信号を利用したアドレス情報の記録方法及びアドレス情報のフォーマット構成などは、ＤＶＤ又はＢＤなどで使用されている技術で実現できるため、本実施形態では説明を省略する。

なお、従来の情報記録媒体は、ランド／グルーブ構造であり、溝部（グルーブ）がウォブリングしている。しかし、本実施形態における情報記録媒体には溝部が存在しない。そのため、ピット列のウォブリングを利用することにより、情報（アドレス情報を含む）が記録領域に記録されていない未記録の状態の情報記録媒体であっても、ピット列からアドレス情報を検出することができる。

また、本実施形態のアドレス情報のフォーマット構成が、従来と同じアドレス情報のフォーマット構成である場合、従来のウォブル検出回路及びアドレス検出回路を適用できる。すなわち、従来の情報記録媒体で使用していた情報記録再生装置は、アドレス情報を検出するための回路を新たに追加することなく、本実施形態における情報記録媒体１のアドレス情報を検出することができる。

また、ピット列のウォブル周期ｆｗｂｌは、ピット周期ｆｐのｎ倍（ｎは正の整数）であることがより望ましい。

図５は、本実施形態におけるピット周期とウォブル周期との関係を示す図である。図５では、複数のピット３０１がピット周期ｆｐで配置されたピット列を表している。ピット列は、ウォブル周期ｆｗｂｌで蛇行している。このとき、ウォブル周期ｆｗｂｌは、ピット周期ｆｐのｎ倍（ｎは正の整数）に設定される。図５の場合、ウォブル周期ｆｗｂｌは、ピット周期ｆｐの１２倍であり、ｎ＝１２となる。なお、本実施形態は、ｎ＝１２に限定されない。また、ｎは、２以上の整数であることが好ましい。

これにより、ウォブル周期を検出した信号の周波数を逓倍することで、ピット周期に合わせたクロックを生成することができる。クロックは、情報記録媒体に情報を記録する記録動作時の記録クロック、あるいは情報を再生する再生動作時の再生クロックなどに使用することができる。この構成は、情報を記録又は再生するための光ビームの光学的な分解能よりもピット周期ｆｐを短くした場合に格段の効果を生じさせる。高密度にデータを記録するには、ピット周期ｆｐは出来るだけ短くした方が望ましい。しかしながら、ピット周期ｆｐを光ビームの光学的な分解能よりも短くすると、ピット上に正確に記録パワーを照射するためのタイミング信号を得ることが出来なくなる。

しかしながら、本実施形態の情報記録媒体では、図５に示すように、連続するピットの周期と蛇行するピット列の周期とが所定の倍数の関係になっている。そのため、情報記録装置は、蛇行した溝の周期情報に基づいて、ピット上に情報を記録するための正確なタイミング情報を得ることができる。なお、具体的なこのピットへの記録方法については後述する。

また、情報記録媒体の製造において、ピット周期が情報記録媒体ごとに、あるいは情報記録媒体内でばらついたとしても、ウォブル周期ｆｗｂｌを検出することで、ピット周期のばらつきに対応したクロックを生成することができる。

本実施形態における多値記録では、多値記録における記録単位の時間が、生成したクロックで制御される。これにより、記録単位の時間において出現するピット数を同一条件に設定でき、ピットに対する記録又は再生ばらつきを抑制することができる。

しかしながら、本実施形態では、必ずしもピット周期に合わせた記録クロック又は再生クロックを使用する必要はない。例えば、記録クロック又は再生クロックが、ピット周期よりも時間的に短い方がより望ましい。この場合、例えばスペースに対する記録動作が不要となり、ピットへの記録により発生する熱の伝導を抑制できる。あるいは、ピットに対する記録においては、情報記録媒体に応じた記録パルス形状の設定が可能となる。

なお、本実施形態における記録単位とは、記録データであるデジタル信号を多値情報として変換した情報を記録する単位である。

例えば、デジタル信号が“１１００１１１１０００１０１１０”の１６ｂｉｔであり、４ｂｉｔの記録単位で記録する場合、デジタル信号に対する記録は、４回（１１００、１１１１、０００１、０１１０）実施される。このとき、記録単位である各４ｂｉｔのデータが多値パターンであり、多値パターンに応じた多値レベルが情報記録媒体に記録される。

多値レベルに対する情報記録媒体の記録に関する説明は、後述の図１２で説明しているため省略する。なお、図１２における記録単位は３ｂｉｔである。

また、本実施形態における記録区間は、記録単位に対する物理的な長さである。物理的な長さと、情報記録媒体の回転速度により、記録単位に対する時間が計算可能であるため、記録区間は、記録単位に対する時間として扱うこともできる。そのため、本実施形態における記録単位の時間は、記録区間の時間的な扱いである。

次に、ピットに対する情報の記録について説明する。図６及び図７を用いて、ピットの断面と記録によるピットの変形とについて説明する。

図６は、本実施形態における記録前のピットを示す断面図であり、図７は、本実施形態における記録後のピットを示す断面図である。

図６において、ピットの断面形状は、台形形状である。但し、本実施形態におけるピットの断面形状は、台形形状に限らず、矩形形状、Ｖ字形状又はＵ字形状などその他の形状でも良い。

また、図６に示すように、基板２０１には、レーザ光の照射方向に対して凹状にピットが形成され、基板２０１に記録層２０２が積層された構造となっている。なお、基板２０１は、凹状ではなく凸状としても良い。

本実施形態における情報記録媒体１では、記録層２０２側からレーザ光が照射され、情報が記録又は再生される。

情報の記録時において、図６のピットに対して、再生時よりも高いパワーのレーザ光２０３が照射されることにより、図７のようにピットの形状が変化する。

これは、ピット内の記録層２０２にレーザ光の熱エネルギーが蓄熱し、その熱によって基板２０１が変形するためである。記録層２０２を薄く積層する方が、基板２０１に伝熱する熱量が大きくなるため、より低い記録パワーでピットの形状を変化させることができる。

そのため、本実施形態では、情報記録媒体１は、基板２０１と記録層２０２との間に、ピットの形状の変化が抑制される保護層などを設けないことが望ましい。但し、基板２０１よりも熱による変形が大きな媒質を有する層、あるいは基板２０１の変形を助長する層などは、基板２０１と記録層２０２との間に設けても良い。

なお、記録層２０２も、レーザ光２０３により、反射率又は透過率などの光学特性が変化する。しかし、光学特性の変化よりも、ピットの形状の変化による反射光量の変化の方が大きい。すなわち、本実施形態は、記録層２０２の光学特性の変化を利用した記録ではなく、ピットの形状の変化を利用した記録となる。なお、ピットの形状を変化させるため、本実施形態における多値記録は、ピットに対する記録となるが、光学特性の変化が小さいのであれば、ピット及びスペースの両方を含めた記録単位で記録を行っても良い。

なお、本実施形態において、光学特性の変化に関する説明は必要な場合を除き省略する。

図８は、ピット列に対して記録条件を変化させた際に得られる再生信号を説明するための図である。

図８において、記録パルス４００は、ピット及びスペースに照射するレーザ光の記録パワーを表している。図８において、記録パルス４００はＤＣ発光させるための形状としているが、他の記録パルス形状、例えば、図示しないマルチパルス形状又はＣａｓｔｌｅ形状などでも構わない。ここでは、記録パワーは、３段階（ＰｗＡ，ＰｗＢ，ＰｗＣ）に変化させている。記録パワーの強度関係は、ＰｗＡ＜ＰｗＢ＜ＰｗＣである。各記録パワーの記録区間が多値記録の記録単位である。

図８では、変形したピット３０１で形成されたピット列がレーザ光のスポット３０２によって再生されている。ここでは、ピット３０１は周期的に配置されている。また、ピットの長さとスペースの長さとは同じとしているが、ピットの長さとスペースの長さとの比率が異なっても良い。図８の記録パルス４００の記録パワーの違いにより、ピット３０１の変形する度合いは異なる。記録パワーが高いほどピットの形状の変化は大きい。図８では、低い記録パワーＰｗＡに対するピットの形状の変化は小さく、高い記録パワーＰｗＣに対するピットの形状の変化は大きくなる。

再生信号４０１は、図８のピット列を再生した際に検出される再生信号である。図８におけるピットの形状の変化により、再生信号４０１の振幅が異なる。これは、ピットの形状の変化に伴う反射光量の変化により、再生信号４０１の振幅が変化するためである。従って、ピットの形状の変化が小さい記録パワーＰｗＡの記録区間における再生信号４０１の振幅は大きく、ピットの形状の変化が大きい記録パワーＰｗＣの記録区間における再生信号４０１の振幅は小さくなる。

続いて、ピットの形状の変化を用いた多値記録について説明する。

まず、ピットの形状の変化により再生信号の振幅が変化する割合（以下、振幅変化率）の検出について説明する。

図９及び図１０を用いて、再生信号の振幅変化率について説明する。

図９は、未記録のピット列にレーザ光を照射することにより得られる再生信号を示す図であり、図１０は、記録済みのピット列にレーザ光を照射することにより得られる再生信号を示す図である。図９及び図１０において、横軸は時間ｔであり、縦軸は電圧Ｖである。

Ｖｒｅｆは、再生信号４０１が検出されない場合における電圧であり、再生信号４０１の信号レベルを検出する際の基準レベルである。

図９の再生信号４０１において、信号レベルＶＨｕｎｒｅｃは基準レベルＶｒｅｆからの最大値であり、信号レベルＶＬｕｎｒｅｃは基準レベルＶｒｅｆからの最小値である。

図１０の再生信号４０１において、信号レベルＶＨｒｅｃは基準レベルＶｒｅｆからの最大値であり、信号レベルＶＬｒｅｃは基準レベルＶｒｅｆからの最小値である。

本実施形態における再生信号の振幅変化率は、未記録のピット列における再生信号の振幅を基準とし、記録済みのピット列における再生信号の振幅がどれだけ変化したかを表す。従って、振幅変化率ｍは、以下の式（１）で計算される。

ｍ＝１−（ＶＨｒｅｃ−ＶＬｒｅｃ）／（ＶＨｕｎｒｅｃ−ＶＬｕｎｒｅｃ）・・・・（１）

式（１）において、情報が記録されることにより、記録済みのピット列における再生信号の振幅が小さくなるほど、振幅変化率ｍは大きくなる。

図１１は、記録パワーＰｗと振幅変化率ｍとの関係について説明するための図である。図１１において、振幅変化率ｍの特性は、３つの記録パワー範囲ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３に分類される。但し、情報記録媒体の構成によっては、記録パワー範囲ＰＴ３がない場合もある。

記録パワー範囲ＰＴ１では、記録パワーが低いためにピットの形状が変化しない。記録パワー範囲ＰＴ２では、ピットの形状が変化し、記録パワーの変化に対して振幅変化率ｍが線形に変化する。記録パワー範囲ＰＴ３では、ピットの形状の変化が上限に達し、振幅変化率ｍがほぼ一定となる。

本実施形態における多値記録では、ピットの形状が変化し、記録パワーの変化に対して振幅変化率ｍが変化する記録パワー範囲ＰＴ２が用いられる。

図１２は、多値記録における記録パワーの設定値と振幅変化率ｍとの関係を説明するための図である。ここでは、多値記録の多値レベルは、３値以上の８レベル（３ｂｉｔ）として説明するがこれに限定されない。

図１２に示すように、記録パワー範囲ＰＴ２において、各振幅変化率（ｍ０、ｍ１、・・・、ｍ７）に対して、記録すべき各記録パワー（Ｐｗ０、Ｐｗ１、・・・、Ｐｗ７）の変化は一定となる。これは、記録パワーＰｗの変化に対して、振幅変化率ｍが線形に変化するためである。

本実施形態の多値記録では、多値レベルに応じた記録パワーが設定され、設定された記録パワーで情報が記録されることにより、ピットの形状の変化する度合いを変化させる。多値記録によって記録された情報の再生に関しても、振幅変化率ｍが検出されることにより、多値レベルに応じた信号を検出することができる。

なお、本実施形態では、振幅変化率ｍ、すなわちピットの形状の変化により再生信号の振幅が変化する割合を検出することにより、多値レベルに応じた信号を検出しているが、これに限定されない。例えば、変調度など他の指標を用いて、多値レベルに応じた信号を検出しても良い。

また、本実施形態において、記録パワーの変化に対して再生信号の振幅変化率ｍは線形に変化する。しかしながら、例えば光学特性の変化による影響で、記録パワーの変化に対して再生信号の振幅変化率ｍが非線形に変化する場合、振幅変化率ｍを等間隔に設定し、振幅変化率ｍに対する記録パワーを各々設定すれば良い。これにより、振幅変化率ｍの検出窓を広く設定できる。このとき、記録パワーの設定範囲は、記録パワー範囲ＰＴ２を用いることが望ましい。

上記説明において、再生信号の振幅を変化させるために、ＤＣ発光の記録パワーを変化させたが、他の記録パルス形状の記録パワーを変化させても良く、あるいはパルス幅を変化させても良い。また、記録パワーＰｗ０における記録状態は、未記録状態と同等である。そのため、記録パワーＰｗ０は、再生信号が未記録状態と同じである記録パワー範囲ＰＴ１を用いても良い。

このように、本実施形態における多値記録方法では、周期的に配置されたピット列に記録条件（記録パワー又はパルス幅など）を変化させて記録することで、再生信号の振幅レベルを変化させる。

なお、図８では、多値記録において、再生信号の振幅変化を説明するために、ピット周期ｆｐを長くしている。

以下、本実施形態において、ピット周期ｆｐを短くした場合における再生信号について説明する。図１３、図１４及び図１５を用いて、ピット周期ｆｐを変化させたときの再生信号について説明する。

図１３、図１４及び図１５におけるピット３０１は、ピット列の一部分である。また、図１３、図１４及び図１５において、実線の再生信号４０１ａは、ピットが未記録である場合の再生信号を表し、一点鎖線の再生信号４０１ｂは、低い記録パワーのレーザ光が照射されることによりピットが少し変形した場合の再生信号を表し、点線の再生信号４０１ｃは、高い記録パワーのレーザ光が照射されることによりピットが変形して、ピットの反射光量がスペースの反射光量と同じになった場合の再生信号を表している。

図１３は、ピット周期ｆｐが回折限界よりも長い場合のピット列と再生信号とを示す図である。図８で説明したようにピット３０１の周期が再生信号４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃに現れる。記録パワーの照射によってピット３０１が変形すると、ピット３０１部分の信号強度が変化する。また、スペース部分の信号強度は変化しない。

図１４は、ピット周期ｆｐが回折限界よりも長く、かつ図１３に示すピット周期ｆｐよりも短い場合のピット列と再生信号とを示す図である。ピット３０１の周期が再生信号４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃに現れるが、光学的な分解能が低下するため、再生信号４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃの振幅は低下する。ピット３０１の信号レベルは上昇して、逆にピット３０１間のスペース部分の信号レベルは低下する。ピット３０１にレーザ光を照射して記録すると、ピット３０１が変形することによって再生信号が変化する。この場合、ピット３０１の信号レベルに加えてピット３０１間の信号レベルも同時に変化する。ピット３０１間の信号レベルの変化は、ピット周期ｆｐを短くすることにより光学的な分解能が低下して、ピット３０１部分の光学的な干渉の影響を受けているためである。

図１５は、ピット周期ｆｐが回折限界よりも短い場合のピット列と再生信号とを示す図である。

図１５では、ピット周期ｆｐが回折限界よりも短いため、ピット３０１の周期が再生信号４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃに現れない。しかしながら、このピット３０１にレーザ光を照射して記録すると、ピット３０１が変形することによって、再生信号のレベルを連続的に変化させることができる。

図１３及び図１４において、振幅変化率を検出するためには、再生信号の上エンベロープ（図９におけるＶＨｕｎｒｅｃ及び図１０におけるＶＨｒｅｃ）、及び下エンベロープ（図９におけるＶＬｕｎｒｅｃ及び図１０におけるＶＬｒｅｃ）となるピーク値を検出する必要がある。検出の精度及び速度を考慮した場合、図１５の形態のように再生信号にピットに対応する再生信号が現れないピット周期とすることが最も適切である。

図１３、図１４及び図１５で示した形態では、ピット３０１とピット間のスペースとのデューティを、５０％である１：１としているが、必ずしもこの限りではない。互いに隣接するピットの間隔を狭くすると、再生信号のレベルはより低下する。ピット３０１に情報を記録してピット３０１の変形力を大きくすることで、ピット部分を消滅させることも可能である。このような場合には、互いに隣接するピットの間隔をピット長よりも狭くする構成とした方が、より大きな信号変化を得ることができる。

上述したように、ピット周期ｆｐの長さを回折限界以下にすることで、信号検出を精度良く行う多値記録が実現できる。そのため、本実施形態におけるピット周期ｆｐの長さは、回折限界以下であることがより望ましい。

ピット周期ｆｐが次の式（２）の条件を満足するとき、ピット周期ｆｐの長さは回折限界以下となる。

ｆｐ≦λ／（２×ＮＡ）・・・・（２）

ここで、λはレーザ光の波長であり、ＮＡは対物レンズの開口数（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐｅｒｔｕｒｅ）である。ピット周期ｆｐが式（２）を満足する情報記録媒体は、回折限界以下の長さである短いピット及びスペースを有する。例えば、ＢＤシステムの場合では、一般的にλ＝４０５ｎｍ及びＮＡ＝０．８５であるため、ピット周期ｆｐは約２３８．２ｎｍ以下となる。

図１６は、ピット周期の長さが回折限界以下であるピット列に対して記録条件を変化させた際に得られる再生信号を説明するための図である。

図１６におけるピット列のピット周期ｆｐの長さは、図８におけるピット列と異なり、回折限界以下に設定されている。

図１６の記録パルス４００は、記録条件を変化させている。ここでは、図８と同様にＤＣ発光の記録パワーは、３段階（ＰｗＡ，ＰｗＢ，ＰｗＣ）に変化させている。

図１６では、変形したピット３０１で形成されたピット列がレーザ光のスポット３０２によって再生されている。ここでは、ピット３０１は周期的に配置されており、ピット周期ｆｐの長さは回折限界以下である。

再生信号４０１は、図１６のピット列を再生した際に検出される再生信号である。ピット周期ｆｐの長さが回折限界以下であるピット列が再生されると、再生信号４０１の振幅はほぼ０になる。そのため、再生信号４０１は、振幅のない信号レベルを有する。再生信号４０１は、ピット及びスペースの両方からの反射光量に基づいて検出され、再生信号４０１の信号レベルは、ほぼ一定の値となる。そのため、記録パワーの違いによってピットの形状の変化に伴う反射光量が異なるため、図１６の再生信号４０１のように、記録パワーに応じて信号レベルが変化する。

また、記録パワーの変化点（例えば、記録パワーＰｗＡと記録パワーＰｗＢとの境界）における再生信号は、変化点の前後の記録パワーで記録されたピットに基づいて検出される。そのため、図１６において、再生信号４０１の信号レベルが変化する。従って、再生信号４０１の信号レベルを適切に検出するためには、記録条件の変化点付近を除いた記録範囲、すなわち信号レベルがほぼ一定である記録範囲を使用することが望ましい。

上記したように、ピット列のピット周期ｆｐの長さが回折限界以下である場合、再生信号は信号レベルとなるため、ピーク値の検出が不要となり、信号レベルが検出されることになる。この場合、信号レベルはほぼ一定であるため、信号レベルの検出回数は、振幅のある再生信号のピーク値の検出回数よりも多くなる。すなわち、信号レベルは、精度良く検出される。また、ピーク値の検出では、再生信号の上エンベロープ及び下エンベロープの両方を検出する必要があった。しかし、信号レベルの検出では、レベル値のみを検出すれば良く、回路規模が削減できる。

さらに、ピット列のピット周期ｆｐの長さが回折限界以下である場合、ピット周期ｆｐの周波数は、低域に設定されるウォブル周波数帯域に対して高域側にシフトし、なおかつピット周期ｆｐの信号の振幅は検出されない。この結果、本実施形態における再生信号は、従来の情報記録媒体においてウォブリングしている溝部を再生した再生信号とほぼ同じとなる。すなわち、ウォブル信号を利用してアドレス情報が記録された情報記録媒体からアドレス情報を検出する従来のアドレス検出方式の適用が可能となる。

なお、図１６では、再生信号の信号レベルの変化を説明するために記録区間を長く設定しているが、再生信号の信号レベルの変化が検出できる時間単位に記録区間を設定することが望ましい。この場合、短い記録単位で多値記録を行うことができるため、記録密度を高めることができる。

また、回折限界以下の長さであるピットの信号レベルが判別できるように、多値レベルの出現パターンを制限した場合、記録区間は、ピットの長さ単位に設定するのが望ましい。これにより、さらに記録密度を高めることができる。

次に、ピット列のピット周期ｆｐの長さが回折限界以下である情報記録媒体の多値記録において、信号レベルが変化する割合（以下、信号レベル変化率）の検出について説明する。

上述した振幅変化率が検出される場合では、未記録のピット列において再生信号の振幅が存在し、多値記録により再生信号の振幅が減少していた。そのため、未記録のピット列における再生信号の振幅を最大値として、多値記録により再生信号の振幅が変化する割合が検出される。

しかし、信号レベルが検出される場合では、未記録のピット列及び多値記録を行ったピット列ともに、再生信号は信号レベルである。そのため、信号レベルの最大値を設定する必要がある。本実施形態における信号レベルの最大値には、ピットがない領域を再生した信号レベルＶｏ、又は記録により信号レベルが変化しなくなる信号レベルＶｍが設定される。

ここで、図１７を用いて、再生信号の信号レベルの変化について説明する。図１７は、再生信号の信号レベルの変化について説明するための図である。図１７において、横軸は時間ｔであり、縦軸は電圧Ｖである。

Ｖｒｅｆは、再生信号が検出されない場合における電圧であり、再生信号の信号レベルを検出する際の基準レベルである。

信号レベルＶｕｎｒｅｃは、未記録のピット列における再生信号の信号レベルである。信号レベルＶｒｅｃは、多値記録を行ったピット列における再生信号の信号レベルである。信号レベルＶｍは、記録によりピットの形状の変化が上限に達したピット列における再生信号の信号レベルである。信号レベルＶｏは、ピットがない領域における再生信号の信号レベルである。

信号レベルＶｕｎｒｅｃは、ピット列におけるピットが未記録のピットに対応しているため、反射光量が少ない。信号レベルＶｒｅｃは、ピット列におけるピットが記録済みのピットに対応しているため、記録によるピットの形状の変化に応じて反射光量が大きくなる。信号レベルＶｍの最大信号レベルは、情報記録媒体の構造及び記録膜の材料などで変化し、信号レベルＶｏと同等になりえる。また、信号レベルＶｍは、記録によるピットの形状の変化が上限に達しているため、信号レベルＶｒｅｃの上限でもある。信号レベルＶｏは、ピットがない領域に対応しているため、反射光量が最も大きい。

従って、信号レベルの大小関係は、Ｖｏ≧Ｖｍ≧Ｖｒｅｃ＞Ｖｕｎｒｅｃとなる。なお、本実施形態では、記録によるピットの形状の変化によって、反射光量が大きくなるが、記録によるピットの形状の変化によって、反射光量が小さくなってもよく、反射光量が大きくなる場合と同様に考えることができるため、ここでは説明は省略する。

信号レベルＶｏを検出する場合、ピット列の一部又は特定領域（例えば、情報記録媒体の最内周部）などにピットが存在しないスペースのみの領域を設け、スペースのみの領域を再生する必要がある。スペースのみの領域の長さは、再生時において少なくともピットが含まれない長さ以上である。スペースのみの領域を再生した再生信号の信号レベルが、信号レベルＶｏとなる。

信号レベルＶｍを検出する場合、スペースのみの領域を設ける必要がない。多値記録されたピット列を再生したとき、最大となる信号レベルが、信号レベルＶｍとなる。但し、多値記録の動作ごとに記録条件が異なることによって信号レベルの最大レベルが変動することを避けるため、多値記録で信号レベルＶｍとなる記録条件は、信号レベルが変化しない記録条件であることが望ましい。例えば、図１１における記録パワー範囲ＰＴ３において、信号レベルＶｍとなる記録条件を設定する。

従って、信号レベルＶｏを検出する場合において、信号レベル変化率ｘは、次の式（３）で計算される。

ｘ＝１−（Ｖｏ−Ｖｒｅｃ）／（Ｖｏ−Ｖｕｎｒｅｃ）・・・・（３）

同様に、信号レベルＶｍを検出する場合において、信号レベル変化率ｘは、次の式（４）で計算される。

ｘ＝１−（Ｖｍ−Ｖｒｅｃ）／（Ｖｍ−Ｖｕｎｒｅｃ）・・・・（４）

図１８は、記録パワーと信号レベル変化率との関係を説明するための図である。図１８は、上記の式（３）及び式（４）に基づいて計算される、記録パワーＰｗに対する信号レベル変化率ｘの特性を示している。但し、式（３）及び式（４）に基づいて検出される信号レベル変化率ｘの数値（縦軸）は互いに異なる。

また、図１８における記録パワーＰｗと信号レベル変化率ｘとの特性は、図１１で説明した記録パワーＰｗと振幅変化率ｍとの特性と同等である。そのため、図１２で説明した多値記録における記録パワー設定と振幅変化率との関係と同様に、信号レベル変化率ｘに対して記録パワーが設定されれば多値記録が可能である。

このようにして、本実施形態における多値記録方法は、回折限界以下の長さであるピット周期ｆｐを有するピット列に対しても適用可能である。

次に、本実施形態におけるウォブル周期ｆｗｂｌ、ピット周期ｆｐ及び記録区間Ｌの関係について説明する。

上述したように、本実施形態におけるピット周期ｆｐは光学的な分解能よりも短い。ＢＤシステムの場合、ピット周期ｆｐの長さは、約２３８．２ｎｍ以下に設定される。

また、記録区間Ｌの長さは、回折限界以下のピット周期ｆｐの長さに対して、少なくとも２倍以上に設定することが望ましい。これは、記録区間Ｌが、少なくとも回折限界以下の長さを１周期再生する長さを有することである。これにより、信号レベルがほぼ一定である記録範囲をより安定に検出できる。従って、記録区間Ｌの長さは、ピット周期ｆｐの少なくとも２倍以上に設定される。

例えば、ＢＤシステムの場合では、記録区間Ｌの長さは、約４７６．５ｎｍ以上に設定されるのが望ましい。このとき、記録区間Ｌに対して、記録情報が記録されることになる。

ここで、再生信号の信号レベル変化が最大となる状態は、最小の記録パワーで記録された記録区間と最大の記録パワーで記録された記録区間とが繰り返される場合である。すなわち、再生信号の信号レベル変化の１周期の長さは、記録区間Ｌの２倍となる。

ウォブル信号は、基本的に基本周波数成分のみで構成される。しかし、ウォブル周期を周波数変調する場合などでは、ウォブル信号は、２次高調波の周波数帯域まで使用されることがある。そのため、記録信号の周波数成分が、ウォブル信号の２次高調波に含まれないように設定する必要がある。すなわち、ウォブル周期ｆｗｂｌの長さは、少なくとも、再生信号の信号レベル変化の１周期の２倍以上に設定されることが望ましい。

従って、ウォブル周期ｆｗｂｌの長さは、記録区間Ｌの４倍以上に設定されることが望ましい。また、ウォブル周期ｆｗｂｌの長さは、ピット周期ｆｐの８倍以上に設定されることが望ましい。

本実施形態におけるウォブル周期ｆｗｂｌにＢＤシステムの光学系を適用すると、ウォブル周期ｆｗｂｌの長さは、約１．９μｍ以上に設定される。

なお、本実施形態における記録区間Ｌの長さは、一定でなくても良い。例えば、多値パターンは、記録区間Ｌと、記録条件を変化させる再生信号の信号レベルとの２つのパラメータの組み合わせに基づいて設定しても良い。例えば、多値パターンが４ビット（１６通り）であり、当該多値パターンを、２ビット（４通り）の記録区間Ｌに対する情報と、２ビット（４通り）の信号レベルに対する情報との組み合わせに分離する。この場合、記録区間Ｌにおける４通りのなかに、最大の長さとなる記録区間Ｌｍａｘが存在する。この記録区間Ｌｍａｘの繰り返しが最も低い周波数成分となる。従って、上記と同じ理由により、ウォブル周期ｆｗｂｌの長さは、記録区間Ｌｍａｘの４倍以上に設定されることが望ましい。

次に、記録区間と記録クロックとの関係について説明する。図１９は、本実施形態における記録区間と記録クロックとの関係を示す図である。

図１９のピット列は、複数のピット３０１で形成され、各記録区間Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、異なる記録条件で記録されている。

図１９の記録パルス５０１，５０２は、各記録区間Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に情報を記録したときに生成される記録パルスの例である。

図１９の記録クロック５０３は、図１９記録パルス５０１を生成するための記録クロックである。図１９の記録クロック５０４は、図１９の記録パルス５０２を生成するための記録クロックである。

図１９において、各記録区間Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３では、記録パルス５０１又は記録パルス５０２に基づいてそれぞれ異なる記録条件（ここでは記録パワー）のレーザ光が照射されているため、各記録区間Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３におけるピット３０１の形状は異なる。

図１９における記録パルス５０１は、１つの記録区間においてすべて同じ記録パワーＰｗでレーザ光を照射する記録パルスである。すなわち、記録パルス５０１は、図１６の記録パルス４００と同じＤＣ発光である。この場合、多値レベルに応じて記録パワーＰｗを変化させて、ピットの形状を変化させる。

このとき、記録区間のレーザ照射時間、すなわち記録単位の時間は、図１９のように、記録クロック５０３の周期Ｔｗｃｌｋとなる。多値記録における記録単位の時間は、記録クロック５０３の整数倍に設定され、記録クロック５０３の整数倍は１倍となる。

なお、図１９では、記録クロック５０３の周期Ｔｗｃｌｋごとに記録条件を変化させているが、記録クロック５０３の１周期Ｔｗｃｌｋを短く設定し、記録クロックの複数周期で記録条件を変化させても良い。これは、記録クロック５０４でも同じである。

また、図１９における記録パルス５０２は、１つの記録区間において高い記録パワーＰｗと低い記録パワーＰｂとを有するマルチパルスである。多値レベルに応じて記録パワーＰｗを変化させて、ピットの形状を変化させる。ここでは、マルチパルスにおけるパルス周期は、ピット周期ｆｐと同じに設定している。

このとき、記録クロック５０４の周期Ｔｗｃｌｋは、図１９に示すように、ピット周期ｆｐの１／２となる。

上記のように、記録区間Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の長さは、ピット周期ｆｐの少なくとも２倍以上に設定される。そのため、多値記録における記録単位の時間は、記録クロック５０４の整数倍に設定され、記録クロック５０４の整数倍は少なくとも４倍以上となる。図１９では、記録区間Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３がピット周期ｆｐの２倍に設定され、かつ、ピット周期ｆｐが記録クロック５０４の周期Ｔｗｃｌｋの２倍に設定される一例である。このとき、記録クロック５０４の整数倍は４倍となる。

図２０は、本実施形態における情報記録装置の構成を示すブロック図である。

図２０において、情報記録装置１０００は、スピンドルモータ２、サーボ制御部３、記録部１００１及びシステムコントローラ１００３を備える。本実施形態における記録部１００１は、光ヘッド４、レーザ駆動部５、多値記録パルス生成部６、変調部７、符号化部８、記録パラメータ記憶部９、情報記録制御部１０、クロック生成部１１、ウォブル検出部１２及びアドレス情報検出部１３を備える。なお、ウォブル検出部１２及びアドレス情報検出部１３は、記録動作以外にも、再生動作時においても使用可能である。

情報記録媒体１は、ターンテーブル（図示せず）に積載され、記録動作時又は再生動作時において、スピンドルモータ２によって所定の回転速度で回転駆動される。

なお、情報記録媒体１は、上記したように、周期的に形成された凹形状又は凸形状のピットを有する。情報記録媒体１は、複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射してピットの形状を変化させることにより情報が記録される。例えば、ピットが凹形状である場合、ピットに照射されるレーザ光の強度が大きくなるにつれて、ピットの深さ方向の長さが短くなる。また、例えば、ピットが凸形状である場合、ピットに照射されるレーザ光の強度が大きくなるにつれて、ピットの高さ方向の長さが短くなる。複数のピットで形成されたピット列は、ウォブル周期ｆｗｂｌで蛇行している。ウォブル周期の周波数変調などによりアドレス情報が記録されている。ピットの周期の長さは回折限界以下である。ピット列の周期はピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）である。

サーボ制御部３は、光ヘッド４から出力された再生信号に基づいて、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成し、光ヘッド４のフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。また、サーボ制御部３は、スピンドルモータ２に対する回転制御などを行う。

光ヘッド４は、情報記録媒体１にレーザ光を照射する。また、光ヘッド４は、情報記録媒体１からの反射光を電気的に変換した再生信号を生成する。なお、本実施形態における再生信号は、情報記録装置１０００の記録動作中における情報記録媒体１からの反射光を電気的に変換した信号も含む。

ウォブル検出部１２は、光ヘッド４から出力された再生信号に基づいて、ウォブル信号を検出する。上記したように、再生信号は、ウォブル信号を含む。

ウォブル周期ｆｗｂｌは予め設定されている。そのため、ウォブル検出部１２は、ウォブル周期ｆｗｂｌに対応した周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタで構成されることにより、ウォブル信号を検出できる。

また、本実施形態において、情報記録媒体１は、ウォブル信号の変調によってアドレス情報を記録している。そのため、アドレス情報を検出するためのウォブル信号は、アドレス情報が記録される変調方式に応じた周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタによって検出される。

クロック生成部１１は、ウォブル検出部１２から出力されたウォブル信号に基づいて、記録クロックを生成する。ウォブル信号は一定周期のウォブル周期ｆｗｂｌで構成されている。そのため、クロック生成部１１は、ウォブル周期ｆｗｂｌに基づいてＰＬＬ（ＰｈａｓｅＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）制御することで、情報記録媒体１に同期したクロック信号を生成する。クロック信号は、情報記録装置１０００における各制御ブロックにおける基準クロックとして生成され、記録クロック又は再生クロックとして使用される。

クロック信号の周波数は、ウォブル周期ｆｗｂｌの周波数よりも高く、ピット周期ｆｐの周波数以上である。

アドレス情報検出部１３は、ウォブル検出部１２から出力されたウォブル信号に基づいて、アドレス情報を復調する。例えば、ウォブル信号の変調が周波数変調であれば、アドレス情報検出部１３は、周波数変調に対する復調処理を行い、“０”及び“１”の２値データを生成することでアドレス情報を検出する。なお、２値データのアドレス情報が情報記録媒体１に記録される時点において、２値データはエラー訂正の符号化処理が実施されていても良い。この場合、アドレス情報検出部１３は、生成した２値データにさらにエラー訂正の復号化処理を行うことでアドレス情報を復号する。

システムコントローラ１００３は、装置全体の動作を制御する。システムコントローラ１００３は、アドレス情報検出部１３によって復調されたアドレス情報に基づいて、情報記録媒体１の所定のアドレスに情報を記録する。すなわち、システムコントローラ１００３は、アドレス情報に基づいて、情報記録媒体１の所定のアドレスに対応する領域に光ヘッド４を移動させる。

符号化部８は、情報源であるユーザデータに対してエラー訂正符号（ＥＣＣ：ＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｎｇＣｏｄｅ）を付加した記録データを出力する。

変調部７は、エラー訂正符号が付加された記録データに対して、デジタル変調処理を行い、変調データを生成する。変調部７は、変調データを、さらに多値レベルを示す多値パターン（３値以上）に変換する。

多値記録パルス生成部６は、記録クロックに基づいて記録パルスを生成し、多値パターンに応じて記録パルスの記録パワー又はパルス幅などを補正する。

また、多値記録パルス生成部６は、多値記録における記録単位の時間を記録クロックの整数倍に設定する。整数倍は、予め決定された値である。多値記録パルス生成部６は、ピットの周期と記録クロックの周期との比率に基づいて整数倍を設定する。

例えば、記録クロックがピット周期ｆｐと同じ周期で生成され、記録単位の時間がピット周期ｆｐのａ倍（ａは１以上の整数）に設定される場合、整数倍はａとなる。例えば、記録クロックがピット周期ｆｐに対して１／ｂ倍（ｂは１以上の整数）の周期で生成され、記録単位の時間がピット周期ｆｐのａ倍に設定される場合、整数倍はａ×ｂとなる。この場合、ａ×ｂが整数であれば、ａ又はｂは実数であっても良い。

このように、整数倍は、ピット周期ｆｐの周期と記録クロックの周期との比率に応じて設定されることにより、ピット周期に対応して情報を記録することができる。但し、本実施形態における記録単位の時間は、ピット周期ｆｐに必ずしも一致させる必要はない。しかしながら、記録単位の時間をピット周期ｆｐと一致させる形態は、記録ばらつきを低減させる最良の形態である。記録単位の時間は短い時間に設定されても良い。例えば、ピットの長さとスペースの長さとが同じであり、ピットのみで記録制御が行われる場合であれば、記録単位の時間はピット周期ｆｐの時間の１／２に設定し、ピットとスペースとで記録条件を切り替えれば良い。

レーザ駆動部５は、光ヘッド４から照射されるレーザ光のパワー制御を行う。

記録パラメータ記憶部９は、多値パターンのレベル変化数に応じた記録条件（記録パワー又は記録パルス幅など）の設定値が記憶されている。例えば、多値パターンの多値レベルが８レベルである場合、記録パラメータ記憶部９は、記録条件である記録パワー又は記録パルスのパルス幅を８通り記憶している。なお、各記録条件における記録エネルギーは再生時のエネルギーよりも高い。

なお、記録条件の設定値は、情報記録媒体１の種類に応じてそれぞれ設定されることが望ましい。これは、情報記録媒体１の種類によって、記録特性が異なるためである。情報記録媒体１の種類は、情報記録媒体１の情報領域１０１に記載されている媒体情報（例えば、製造メーカ、書き換え型又は追記型のいずれであるか、単層又は２層のいずれであるか、又は記録容量など）により判別することができる。また、記録条件の設定値は、情報記録媒体１の情報領域１０１に記録されている記録条件を使用しても良い。この場合、記録パラメータ記憶部９は不要となるため、回路規模が削減できる。情報記録制御部１０は、多値記録を行う情報記録媒体１の媒体情報に基づいて、記録パラメータ記憶部９から、多値パターンのレベル変化数に応じた記録パワー又はパルス幅の設定値を取得する。そして、情報記録制御部１０は、多値記録パルス生成部６が生成する記録パルスが、取得した記録パワー又はパルス幅の設定値になるように、多値記録パルス生成部６を制御する。

なお、ＤＣ発光ではなく記録パルスを用いて情報が記録される場合、レーザ光の立ち上がり（Ｔｒ）／立ち下がり（Ｔｆ）特性により、記録パルスのパルス幅は所定値（例えば２．０ｎｓ）より大きく設定しなければならない。また、記録条件の設定に関して、記録パワーの設定分解能は記録パルスのパルス幅よりも高い。そのため、本実施形態において、多値パターンに応じて変化させる記録条件としては、記録パワーを使用することがより望ましい。記録パルスのパルス幅の変化は、記録条件を微調整するために使用しても良い。

なお、本実施形態において、情報記録装置１０００が情報記録装置の一例に相当し、情報記録媒体１が情報記録媒体の一例に相当し、ウォブル検出部１２がウォブル検出部の一例に相当し、クロック生成部１１がクロック生成部の一例に相当し、多値記録パルス生成部６が設定部の一例に相当し、アドレス情報検出部１３がアドレス情報復調部の一例に相当し、システムコントローラ１００３が情報記録部の一例に相当する。

次に、図２０における情報記録装置１０００の記録動作について説明する。

はじめに、情報記録媒体１は、情報記録装置１０００に積載され、スピンドルモータ２により線速度一定（ＣＬＶ：ＣｏｎｓｔａｎｔＬｉｎｅａｒＶｅｌｏｃｉｔｙ）又は角速度一定（ＣＡＶ：ＣｏｎｓｔａｎｔＡｎｇｕｌａｒＶｅｌｏｃｉｔｙ）で回転される。

次に、光ヘッド４は、情報記録媒体１にレーザ光を照射する。この時点では記録動作を行わないため、光ヘッド４は、記録パワーよりも低出力のレーザ光を照射する。光ヘッド４は、レーザ光を照射した情報記録媒体１からの反射光を受光し、再生信号を生成する。サーボ制御部３は、再生信号に基づいて光ヘッド４のフォーカス制御を行い、情報記録媒体１の記録層にレーザ光の焦点を合わせる。また、サーボ制御部３は、光ヘッド４のトラッキング制御を行い、レーザ光のスポットをピット列に追従させる。

ウォブル検出部１２は、光ヘッド４から再生信号を受け取り、ウォブル信号を生成する。

クロック生成部１１は、ウォブル検出部１２から出力されたウォブル信号に基づいて、記録クロックを生成する。また、アドレス情報検出部１３は、ウォブル検出部１２から出力されたウォブル信号に基づいて、アドレス情報を復調する。システムコントローラ１００３は、復調されたアドレス情報に基づいて、所定のアドレスに対する情報の記録動作又は再生動作を行う。

情報記録装置１０００は、情報記録媒体１の情報領域１０１に記載されている媒体情報を取得する。情報記録制御部１０は、取得した媒体情報に基づいて、記録パラメータ記憶部９に記憶されている記録条件の設定値を選択する。情報記録制御部１０は、選択した記録条件の設定値を取得する。

記録時においては、システムコントローラ１００３は、アドレス情報に基づいて、データ領域１０２の記録する領域に光ヘッド４を移動させる。

符号化部８は、情報源であるユーザデータに対してエラー訂正符号を付加した記録データを生成して出力する。変調部７は、符号化部８から出力された記録データに対して変調処理を行い、さらに変調処理された記録データを多値パターンに変換する。

多値記録パルス生成部６は、クロック生成部１１によって生成された記録クロックを受け取ると共に、変調部７によって生成された多値パターンを受け取り、記録パルスを生成する。また、多値記録パルス生成部６は、媒体情報に基づいて、多値記録における記録単位の時間を記録クロックの整数倍に設定する。

このとき、情報記録制御部１０は、多値記録パルス生成部６が多値パターンに応じて生成する記録パルスが記録条件の設定値になるように、多値記録パルス生成部６を制御する。

レーザ駆動部５は、情報記録制御部１０によって制御された記録パルスに基づいて、各記録パルスに応じたレーザ光が出力されるように光ヘッド４を制御する。

このように、情報記録装置１０００は、ピット列が形成された情報記録媒体１に対して、多値パターンに応じて記録条件の設定値を変化させることにより、ピットの変形度合いを変化させ、多値記録を行うことができる。

また、ピット列は周期的に蛇行しており、ピット列の蛇行によるウォブル信号の変調によってアドレス情報が記録されている。そのため、情報記録装置１０００は、情報記録媒体１の所定のアドレスに対する情報の記録動作又は再生動作が可能となる。

さらに、ウォブル信号から記録クロックが生成されることにより、情報記録媒体１に同期したクロック信号を生成することができる。これにより、再生時におけるリーダビリティを向上させることができる。

例えば、複数の情報記録装置が、情報記録装置内部の記録クロックを用いて情報記録媒体１に情報を記録した場合、各情報記録装置で記録クロックの周波数及び位相にばらつきがあるため、再生時において再生信号から生成される再生クロックにばらつきが生じる。そのため、各情報記録装置が、ウォブル信号から記録クロックを生成することにより、情報記録装置内部の記録クロックのばらつきが抑制される。この結果、各情報記録装置が記録した記録領域の情報を再生する時に、例えば各記録領域の切り替わり点などにおいて、再生クロックが変動することなく再生信号を処理することができる。

図２１は、本実施形態における情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。情報記録再生装置１１００は、スピンドルモータ２、サーボ制御部３、記録部１００１、再生部１００２及びシステムコントローラ１００３を備える。

情報記録再生装置１１００は、図２０に示した情報記録装置１０００に対して、再生部１００２が追加された構成で、情報記録媒体１に多値記録された情報を再生する再生機能を有する。そのため、図２１において、図２０の情報記録装置１０００と同一の構成には同一の符号を用いて説明を省略し、再生部１００２についてのみ説明する。

再生部１００２は、再生信号指標検出部１４、多値パターン検出部１５、復調部１６及び復号化部１７を備える。

再生信号指標検出部１４は、光ヘッド４から出力された再生信号を受け取り、ピットの形状の変化により再生信号の振幅又は信号レベルが変化する割合（以下、指標値）を検出する。

再生信号の指標値の検出は、アナログ信号処理又はデジタル信号処理のいずれであっても良い。多値記録を行う記録単位が時間的に短い、すなわち再生信号が変化する時間間隔が短いため、アナログ信号処理よりもデジタル信号処理の方が望ましい。デジタル信号処理の場合、再生信号指標検出部１４は、光ヘッド４から出力された再生信号を再生クロックに基づいてＡ／Ｄ変換してデジタル信号を生成する。

例えば、指標値が再生信号の振幅変化である場合、再生信号指標検出部１４は、記録単位ごとの時間内でデジタル信号のピーク値から再生信号の振幅を検出する。再生信号指標検出部１４は、未記録の再生信号の振幅又はピットに与える熱量が最も低い記録条件の再生信号の振幅を基準として、各記録条件における振幅変化を検出する。

例えば、指標値が再生信号の信号レベルである場合、再生信号指標検出部１４は、記録単位ごとの時間内でデジタル信号を検出する。再生信号指標検出部１４は、未記録の再生信号の振幅又はピットに与える熱量が最も低い記録条件の再生信号の振幅を基準として、各記録条件における信号レベルの変化を検出する。

多値パターン検出部１５は、再生信号指標検出部１４で検出された指標値から多値パターンを生成する。

指標値が多値レベルに応じて変化しているため、多値パターン検出部１５は、指標値を識別することにより、予め設定されている多値レベルに対応した多値パターンを検出することができる。なお、多値パターンの検出精度を高めるために、多値パターン検出部１５は、ＰＲＭＬ（ＰａｒｔｉａｌＲｅｓｐｏｎｓｅＭａｘｉｍｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式の信号処理を適用しても良い。

復調部１６は、多値パターン検出部１５によって検出された多値パターンを変調データに変換し、さらに変調データを復調して復調データを生成する。

復号化部１７は、復調部１６によって生成された復調データに対してエラー訂正処理を行い、記録されていた情報を復号した復号化情報を出力する。

このように、情報記録再生装置１１００は、情報記録媒体１に多値記録された情報を再生することができる。

なお、多値パターン検出部１５は、検出した多値パターンに対して理想的な指標値を求め、検出した指標値と理想的な指標値との差分を検出しても良い。例えば、多値パターン検出部１５は、理想的な指標値を、多値パターンで等間隔に変化する指標値から予測する。多値パターン検出部１５は、指標値の差分を情報記録制御部１０に出力する。情報記録制御部１０は、指標値の差分が減少するように、記録条件の設定値を補正する。このように、記録条件の調整が行われることにより、多値記録の記録精度を向上させることができる。この場合、情報記録媒体１に、多値記録条件の調整用領域を設定しても良い。

以上、図面を参照して、本発明の実施形態を説明した。

本実施形態における情報記録媒体は、ピットの変形により反射光量が低下する情報記録媒体として説明したが、ピットの変形により反射光量が増加する情報記録媒体にも適用可能である。

本実施形態における多値記録に対する再生信号の変化は、ピットからの反射光量に基づいて検出しているが、透過光量に基づいて検出しても良く、また反射光の位相又は透過光の位相に基づいて検出しても良い。位相を用いた検出は、再生信号の振幅に対してノイズが大きい、すなわちＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ−ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ）が悪い場合に対して有効である。

本実施形態における情報記録媒体、情報記録方法及び情報記録装置は、３値以上の多値記録を前提として説明したが、２値記録にも適用可能である。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

したがって、ピットの周期の長さがレーザ光の回折限界以下であるので、短い記録単位で情報を記録することができ、情報を高密度に記録することができる。また、ピット列が周期的に蛇行し、ピット列の周期がピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）であるので、ピットの周期を光学的な分解能よりも短くした場合に、ピットに情報を記録するための正確なタイミング情報をピット列の周期から得ることができ、安定して情報を記録することができる。

また、上記の情報記録媒体において、前記ピット列の蛇行による変調によって前記情報記録媒体のアドレス情報が記録されていることが好ましい。

この構成によれば、ピット列の蛇行による変調によって情報記録媒体のアドレス情報が記録されているので、情報が記録領域に記録されていない未記録の状態の情報記録媒体であっても、ピット列からアドレス情報を検出することができる。

また、上記の情報記録媒体において、前記ピットの形状は、少なくとも２値以上の情報に対応するように変化することが好ましい。

この構成によれば、ピットの形状が少なくとも２値以上の情報に対応するように変化するので、記録パワーの異なるレーザ光を照射することにより、ピットの形状を多段階に変化させた多値記録を行うことができる。

本発明の他の局面に係る情報記録方法は、情報記録媒体に情報を記録する情報記録方法であって、前記情報記録媒体は、周期的に形成された複数のピットを有し、前記複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射して前記ピットの形状を変化させることにより情報が記録され、前記ピット列は周期的に蛇行し、前記ピットの周期の長さは前記レーザ光の回折限界以下であり、前記ピット列の周期は前記ピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）であり、前記情報記録媒体からウォブル信号を検出するウォブル検出ステップと、前記ウォブル検出ステップにおいて検出された前記ウォブル信号から記録クロックを生成するクロック生成ステップと、前記情報の記録における記録単位の時間を、前記クロック生成ステップにおいて生成された前記記録クロックの整数倍に設定する設定ステップとを含む。

この構成によれば、情報記録媒体は、周期的に形成された複数のピットを有し、複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射してピットの形状を変化させることにより情報が記録される。ピット列は周期的に蛇行し、ピットの周期の長さはレーザ光の回折限界以下であり、ピット列の周期は前記ピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）である。そして、ウォブル検出ステップにおいて、情報記録媒体からウォブル信号が検出される。クロック生成ステップにおいて、ウォブル検出ステップで検出されたウォブル信号から記録クロックが生成される。設定ステップにおいて、情報の記録における記録単位の時間が、クロック生成ステップで生成された記録クロックの整数倍に設定される。

また、上記の情報記録方法において、前記設定ステップにおいて、前記ピットの周期と前記記録クロックの周期との比率に基づいて前記整数倍が設定されることが好ましい。

この構成によれば、設定ステップにおいて、ピットの周期と記録クロックの周期との比率に基づいて整数倍が設定されるので、ピットの周期に対応して情報を記録することができる。

また、上記の情報記録方法において、前記情報記録媒体は、前記ウォブル信号の変調によって前記情報記録媒体のアドレス情報を記録しており、前記ウォブル検出ステップにおいて検出されたウォブル信号に基づいて、前記アドレス情報を復調するアドレス情報復調ステップと、前記アドレス情報復調ステップにおいて復調された前記アドレス情報に基づいて、前記情報記録媒体の所定のアドレスに前記情報を記録する情報記録ステップとをさらに含むことが好ましい。

この構成によれば、情報記録媒体は、ウォブル信号の変調によって情報記録媒体のアドレス情報を記録している。アドレス情報復調ステップにおいて、ウォブル検出ステップで検出されたウォブル信号に基づいて、アドレス情報が復調される。情報記録ステップにおいて、アドレス情報復調ステップで復調されたアドレス情報に基づいて、情報記録媒体の所定のアドレスに情報が記録される。

したがって、ピット列の蛇行による変調によって情報記録媒体のアドレス情報が記録されているので、情報が記録領域に記録されていない未記録の状態の情報記録媒体であっても、ピット列からアドレス情報を検出することができる。

本発明の他の局面に係る情報記録装置は、情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、前記情報記録媒体は、周期的に形成された複数のピットを有し、前記複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射して前記ピットの形状を変化させることにより情報が記録され、前記ピット列は周期的に蛇行し、前記ピットの周期の長さは前記レーザ光の回折限界以下であり、前記ピット列の周期は前記ピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）であり、前記情報記録媒体からウォブル信号を検出するウォブル検出部と、前記ウォブル検出部によって検出された前記ウォブル信号から記録クロックを生成するクロック生成部と、前記情報の記録における記録単位の時間を、前記クロック生成部によって生成された前記記録クロックの整数倍に設定する設定部とを備える。

この構成によれば、情報記録媒体は、周期的に形成された複数のピットを有し、複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射してピットの形状を変化させることにより情報が記録される。ピット列は周期的に蛇行し、ピットの周期の長さはレーザ光の回折限界以下であり、ピット列の周期はピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）である。ウォブル検出部は、情報記録媒体からウォブル信号を検出する。クロック生成部は、ウォブル検出部によって検出されたウォブル信号から記録クロックを生成する。設定部は、情報の記録における記録単位の時間を、クロック生成部によって生成された記録クロックの整数倍に設定する。

また、上記の情報記録装置において、前記設定部は、前記ピットの周期と前記記録クロックの周期との比率に基づいて前記整数倍を設定することが好ましい。

この構成によれば、設定部は、ピットの周期と記録クロックの周期との比率に基づいて整数倍を設定するので、ピットの周期に対応して情報を記録することができる。

また、上記の情報記録装置において、前記情報記録媒体は、前記ウォブル信号の変調によって前記情報記録媒体のアドレス情報を記録しており、前記ウォブル検出部によって検出された前記ウォブル信号に基づいて、前記アドレス情報を復調するアドレス情報復調部と、前記アドレス情報復調部によって復調された前記アドレス情報に基づいて、前記情報記録媒体の所定のアドレスに前記情報を記録する情報記録部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、情報記録媒体は、ウォブル信号の変調によって情報記録媒体のアドレス情報を記録している。アドレス情報復調部は、ウォブル検出部によって検出されたウォブル信号に基づいて、アドレス情報を復調する。情報記録部は、アドレス情報復調部によって復調されたアドレス情報に基づいて、情報記録媒体の所定のアドレスに情報を記録する。

なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。

本発明は、情報を高密度に記録することができるとともに、安定して情報を記録することができ、周期的に形成された複数のピットを有し、複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射してピットの形状を変化させることにより情報が記録される情報記録媒体、当該情報記録媒体に情報を記録する情報記録方法、及び当該情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置に有用である。

また、光学的にデータを２値記録する既存の情報記録媒体の一部、例えばＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ−ＲＥ又は他の情報記録媒体の一部にデータを多値記録する情報記録方法及び情報記録装置などにも適用できる。

Claims

周期的に形成された複数のピットを有する情報記録媒体であって、
前記複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射して前記ピットの形状を変化させることにより情報が記録され、
前記ピット列は周期的に蛇行し、
前記ピットの周期の長さは前記レーザ光の回折限界以下であり、
前記ピット列の周期は前記ピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）であることを特徴とする情報記録媒体。
前記ピット列の蛇行による変調によって前記情報記録媒体のアドレス情報が記録されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
前記ピットの形状は、少なくとも２値以上の情報に対応するように変化することを特徴とする請求項１又は２記載の情報記録媒体。
情報記録媒体に情報を記録する情報記録方法であって、
前記情報記録媒体は、周期的に形成された複数のピットを有し、前記複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射して前記ピットの形状を変化させることにより情報が記録され、
前記ピット列は周期的に蛇行し、
前記ピットの周期の長さは前記レーザ光の回折限界以下であり、
前記ピット列の周期は前記ピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）であり、
前記情報記録媒体からウォブル信号を検出するウォブル検出ステップと、
前記ウォブル検出ステップにおいて検出された前記ウォブル信号から記録クロックを生成するクロック生成ステップと、
前記情報の記録における記録単位の時間を、前記クロック生成ステップにおいて生成された前記記録クロックの整数倍に設定する設定ステップとを含むことを特徴とする情報記録方法。
前記設定ステップにおいて、前記ピットの周期と前記記録クロックの周期との比率に基づいて前記整数倍が設定されることを特徴とする請求項４に記載の情報記録方法。
前記情報記録媒体は、前記ウォブル信号の変調によって前記情報記録媒体のアドレス情報を記録しており、
前記ウォブル検出ステップにおいて検出されたウォブル信号に基づいて、前記アドレス情報を復調するアドレス情報復調ステップと、
前記アドレス情報復調ステップにおいて復調された前記アドレス情報に基づいて、前記情報記録媒体の所定のアドレスに前記情報を記録する情報記録ステップとをさらに含むことを特徴とする請求項４又は５記載の情報記録方法。
情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、
前記情報記録媒体は、周期的に形成された複数のピットを有し、前記複数のピットで形成されたピット列にレーザ光を照射して前記ピットの形状を変化させることにより情報が記録され、
前記ピット列は周期的に蛇行し、
前記ピットの周期の長さは前記レーザ光の回折限界以下であり、
前記ピット列の周期は前記ピットの周期のｎ倍（ｎは正の整数）であり、
前記情報記録媒体からウォブル信号を検出するウォブル検出部と、
前記ウォブル検出部によって検出された前記ウォブル信号から記録クロックを生成するクロック生成部と、
前記情報の記録における記録単位の時間を、前記クロック生成部によって生成された前記記録クロックの整数倍に設定する設定部とを備えることを特徴とする情報記録装置。
前記設定部は、前記ピットの周期と前記記録クロックの周期との比率に基づいて前記整数倍を設定することを特徴とする請求項７に記載の情報記録装置。
前記情報記録媒体は、前記ウォブル信号の変調によって前記情報記録媒体のアドレス情報を記録しており、
前記ウォブル検出部によって検出された前記ウォブル信号に基づいて、前記アドレス情報を復調するアドレス情報復調部と、
前記アドレス情報復調部によって復調された前記アドレス情報に基づいて、前記情報記録媒体の所定のアドレスに前記情報を記録する情報記録部とをさらに備えることを特徴とする請求項７又は８記載の情報記録装置。