WO2014041676A1 - 光記録装置、光記録方法および光記録媒体 - Google Patents

光記録装置、光記録方法および光記録媒体 Download PDF

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学 塩澤
渡辺　康一
渡部　隆夫
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株式会社日立製作所
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/126—Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
    • G11B7/1267—Power calibration
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
    • G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for recording information on a medium using light, and an information recording medium.
  • Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1 describe a three-dimensional memory in which a recording mark having a refractive index different from that of the surrounding glass is locally formed on glass or the like.
  • the mechanism by which local denaturation is formed by a short pulse laser is described in Non-Patent Document 2, for example.
  • the recording power As the recommended value of the recording power, one recorded in advance on the recording medium may be read and used, or a step of adjusting the recording power before recording may be provided.
  • the dot length can be easily measured by monitoring the dot from a direction orthogonal to the incident direction of the laser beam.
  • the recording power can be adjusted so as to optimize the recording quality, as in (1) above.
  • a device having means for measuring the recording dot length of (1) and means for adjusting power from the measurement result. Thereby, the apparatus which can perform optimal recording similarly to said (1) can be provided.
  • a device having means for measuring the difference between the focus position where the recording dot area of (2) above appears brighter than the focus position, and the focus position where the recording dot area appears darker than the surroundings, and means for adjusting the power based on the measurement result.
  • the power adjustment of the laser beam can be optimized, so that high recording quality can be ensured.
  • the figure which showed the example of the apparatus structure used for the recording method of this invention The schematic diagram of the image which monitored the recording medium in which the dot was recorded inside with the camera. The figure which shows the relationship between dot length L and recording power.
  • A An example of an image of a recording medium in which dots are recorded.
  • B An example of an image on a recording medium monitored by changing the focus position of the camera.
  • C The figure which showed the example of the focus position where a dot looks black, and the focus position where white appears.
  • FIG. 5 is an example of a flowchart from the start of recording after adjusting the recording power and determining the interlayer distance according to the present invention.
  • FIG. 5 The figure which shows the example of the recording medium with which the target value of the focus position difference D is recorded. The example of the flowchart which records with reference to the information recorded on the recording medium.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus configuration used in the recording method of the present invention.
  • This apparatus includes a recording optical system, a reproducing optical system, and a controller 100 that controls the entire apparatus.
  • the laser 101 emits laser light 102.
  • Examples of the laser 101 include a short pulse laser that has a high peak power and can induce a nonlinear optical effect, such as a titanium sapphire laser, a Q-switched YAG laser, and a fiber laser.
  • the shutter 103 and the attenuator 104 perform irradiation control and power control of the laser beam 102 to the recording medium 107.
  • the shutter 103 and the attenuator 104 may be built in the laser 101, or a similar function may be realized by combining a phase modulator and a polarizing plate.
  • the mirror 105 reflects the laser light 102 and transmits the reproduction light 109 described later.
  • the lens 106 condenses the laser beam 102 on the recording medium 107 to perform dot recording.
  • the recording medium 107 is a medium transparent to the laser beam 102 such as quartz glass.
  • the stage 108 controls the position of the recording medium 107. By this position control, the condensing position of the laser beam 102 is changed, and a plurality of dots are recorded three-dimensionally based on the recording data.
  • the recording medium 107 may be moved by a stage 108 using a piezo or a stepping motor, or the condensing position is controlled by a galvanometer mirror or a spatial phase modulator. Also good.
  • the reproduction light source 110 emits reproduction light 109.
  • Examples of the light source for reproduction include an LED and a semiconductor laser.
  • the reproduction light 109 passes through the recording medium 107 and is condensed on the camera 111 and the camera 112.
  • the camera 111 monitors the length of the dot in the depth direction by observation from a direction (y direction) orthogonal to the incident direction of the laser beam 102.
  • the camera 112 can monitor the recorded dots and the surrounding brightness by observation from the incident direction (z direction) of the laser beam 102.
  • the camera 111 and the camera 112 output the monitored image to the controller 100.
  • the controller 100 measures the dot length, the dot, and the surrounding brightness from the input image.
  • an error rate and S / N which will be described later, are calculated, signal processing and decoding are performed, and data is reproduced. Note that only one of the camera 111 and the camera 112 may be provided in accordance with measurement items such as dot length and brightness.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an image obtained by monitoring the recording medium 107 in which dots are recorded with the camera 111.
  • the dots 201 are formed on the xy plane according to the recording data, and a plurality of recording layers are virtually formed in the z direction.
  • FIG. 3 shows a plot of the relationship with the recording power, where L is the length of the monitored dot.
  • the dot length L has a correlation with the recording power, and increases as the recording power increases. This relationship also changes depending on the conditions of the laser 101 and the objective lens 106 and the type of recording medium. That is, even if the recording power is the same, the dot shape to be formed changes when the objective lens conditions are different.
  • FIG. 4A shows an example of an image obtained by monitoring the recording medium 107 in which dots are recorded with the camera 112.
  • the region where the laser beam 102 is condensed can be observed as dots 201, and digital data can be recorded and reproduced by making the presence or absence of the dots 201 correspond to 0 and 1 of the data.
  • a quality evaluation index it is possible to calculate an error rate and S / N as follows. The error rate is calculated by providing a brightness threshold value, determining 0 and 1 of the data, and comparing with the original data.
  • Equation 1 For S / N, the difference between the average brightness of the dot and the space 202 is used as the signal amplitude, and the value obtained by adding the standard deviation of the brightness of the dot and the space as RMS is calculated as the noise by the calculation of Equation 1.
  • ⁇ d and ⁇ s represent brightness variations of dots and spaces, respectively, and V d and V s represent average brightness of dots and spaces, respectively.
  • the root sign indicates an operation on ( ⁇ d 2 + ⁇ s 2 ), and
  • an index obtained by normalizing the difference between the average brightness of the dot 201 and the space 202 by the average brightness of the space 202 is defined as a modulation degree M.
  • FIG. 4B shows an example in which the focus position of the camera 112 is changed by 16 ⁇ m in the minus z direction with respect to FIG.
  • the dots are dark (black) with respect to the surroundings, whereas in FIG. 4B, they are observed bright (white).
  • FIG. 4C is a diagram showing an example of the focus position in FIGS. 4A and 4B.
  • FIG. 5 is a diagram in which the relationship between the recording power and the focus position where the dots are observed darkest with respect to the surroundings and the focus position where the dots are observed brightest is plotted as D.
  • the focus position difference D has a correlation with the recording power and increases as the recording power increases. This relationship also changes depending on the conditions of the laser 101 and the objective lens 106 and the type of recording medium. That is, the focus position difference D corresponds to the dot shape and brightness that are actually formed.
  • the tendency of the focus position difference D with respect to the recording power is shown here, the same tendency is shown even when recording energy is used as a parameter.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the error rate and the focus position difference D.
  • the error rate is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 or less
  • recording may be performed so that the focus position difference D is included in the range of 13 to 20 ⁇ m.
  • the focus position difference D can be used for other indicators such as S / N described above.
  • the dot length L or the modulation degree M may be used as a substitute for the focus position difference D. This is because the focus position difference D, the dot length L, and the modulation degree M are correlated, and the relationship with the recording quality shows the same tendency.
  • FIG. 7 (a) is an example of a flowchart from the start of recording after adjusting the recording power according to the present invention.
  • S701 the relationship between the recording quality and the focus position difference D or the dot length L shown in FIG. 6 is acquired.
  • the target value Dtar of the focus position difference D is determined according to the recording quality specification. In the example of FIG. 6, the center 17 of the margin may be Dtar.
  • step S703 recording is performed by changing the power.
  • the focus position difference D of the dots recorded in step S703 is measured.
  • FIG. 7B illustrates the operations from S703 to S705.
  • the focus position difference D is measured at each recording power, and fitting is performed.
  • the optimum recording power can be derived by obtaining the focus position difference D that becomes Dtar with respect to the fitting function.
  • the number of dots for measuring the recording and focus position difference D at one recording power may be one, or a plurality of dots may be recorded and measured in order to improve measurement accuracy.
  • the multilayer structure as shown in FIG. 2 has been described, but a single layer is also applicable. Even in the case of a single layer, it is possible to achieve a low error rate and high S / N by performing the above processing.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a method for quantifying interlayer crosstalk.
  • an image 801 transmitted through the dots 201 of the recording layer is observed. This transmitted image becomes a factor of interlayer crosstalk in multilayering.
  • ⁇ ct / Vsig normalized by the recording layer signal amplitude Vsig may be used as an index of interlayer crosstalk. By normalizing in this way, it is possible to cancel the recording condition dependency of the recording layer. Further, the error rate and S / N may be compared between the case where only one layer is recorded and the case where another layer is recorded, and the difference may be used as an index of interlayer crosstalk.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the interlayer crosstalk and the focus position difference D described above.
  • Interlayer crosstalk has a correlation with the focus position difference D, and increases as the recording power increases. From FIG. 9, when the interlayer crosstalk is set to 3% or less, for example, recording may be performed so that the focus position difference D is 15 ⁇ m or less. That is, the recording power adjustment may be performed by setting Dtar to 15 or less.
  • the dot length L or the modulation degree M may be used instead of the focus position difference D.
  • FIG. 10 is an example of a flowchart for adjusting the recording power according to the present invention and starting recording.
  • S1001 the relationship between the recording quality and the focus position difference D shown in FIG. 9 is acquired.
  • the operations after S1003 are the same as those after S703 in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the focus position difference D and the error rate, and the relationship between the focus position difference D and the interlayer crosstalk when the interlayer distance is 60 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • a method for determining the target value Dtar of the focus position difference D and the interlayer distance when the error rate specification is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 or less and the interlayer crosstalk specification is 6% or less will be described.
  • Dtar may be set to 13 to 15 so as to satisfy both the error rate and interlayer crosstalk specifications.
  • the dot length L or the modulation degree M may be used instead of the focus position difference D.
  • FIG. 12 is an example of a flowchart from the start of recording after adjusting the recording power and determining the interlayer distance according to the present invention.
  • S1201 the relationship between the recording quality and interlayer crosstalk shown in FIG. 11 and the focus position difference D or dot length L is acquired.
  • S1202 the focus position difference D and the interlayer distance that satisfy both the recording quality and the interlayer crosstalk specifications are determined according to the method described in the explanation of FIG. Since the operations from S1203 to S1205 are the same as the operations from S703 to S705 in FIG. Recording is performed based on the specifications of the optimum recording power and the determined interlayer distance in S1206.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a recording medium on which Dtar is recorded.
  • a management area 1302 in which specifications of Dtar and interlayer distance are recorded is provided in an area different from the user data recording area 1301.
  • the media manufacturer may record the recommended values of Dtar and interlayer distance, or the device that first recorded on the medium may record the specifications.
  • the media manufacturer name, composition, date of manufacture, number of layers, dot interval, recommended recording power, laser wavelength, etc. may be recorded in the management area 1302, or the target value of the dot length L instead of Dtar.
  • Ltar or target value Mtar of modulation degree M may be recorded.
  • management area 1302 is provided outside the recording area 1301 in the recording area 1301. It may be provided at a specific position such as the top in the recording area 1301. Further, it may be provided for each recording layer or for each recording block. This is effective when the recording characteristics differ depending on the area in the recording medium.
  • FIG. 14 is an example of a flowchart for recording with reference to information recorded on the recording medium shown in FIG.
  • step S1401 the management information is moved to the management area 1302, and the management information is reproduced.
  • step S1402 the specification of Dtar and interlayer distance is acquired from the management information.
  • the operations after S1403 are the same as the operations after S1203 in FIG.
  • the recording medium on which the target value Dtar of the focus position difference D is recorded has been described.
  • the adjusted optimum recording power may be recorded in the management area. In this case, it is not possible to deal with variations in the apparatus, but the step of performing power adjustment can be omitted, so that there is an effect that information recording can be performed with simpler steps.
  • the target value of either the recording dot length L or the focus position difference D is determined, and L or D is measured for each recording dot.
  • a target value may be determined and L and D may be measured for each recording dot.

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Abstract

　石英ガラス等の透明な媒体内部に短パルスレーザを集光し、屈折率が異なる微小な変性領域を形成することで記録を行う際に、記録品質を確保することが困難であった。　そこで、深さ方向の記録ドット長をモニタ111し、モニタしたドット長に基づいてレーザ光のパワーを調整するか、記録ドットの領域が周囲より明るく見えるフォーカス位置と、周囲より暗く見えるフォーカス位置と差異を計測し、当該差異に基づいて、レーザ光のパワーを調整することとした。

Description

光記録装置、光記録方法および光記録媒体
　本発明は、光を用いて媒体に情報を記録する装置と方法、及び情報記録媒体に関する。
　石英ガラス等の透明な媒体の内部に短パルスレーザを集光すると、周囲と屈折率が異なる微小な変性領域が形成されることが知られている。そのような微小な変性領域を媒体内部に３次元的に多数形成して情報の記録に利用することが検討されている。
　以下の特許文献１、２及び非特許文献１は、ガラス等に局所的に周囲のガラスとは屈折率が異なる記録マークを形成した３次元メモリについて記載されている。短パルスレーザによって局所的な変性が形成されるメカニズムについては、例えば非特許文献２に記載されている。
USP5,694,249 USP5,761,111
E. N. Glezer、 et. al.、 "Three-dimensional optical storage inside transparent materials"、 Opt. Lett.、 Vol. 21、 No. 24、 pp. 2023-2025 (1996) M. Sakakura、 et. al.、 "Improved phase hologram design for generating symmetric light spots and its application for laser writing of waveguides"、 Opt. Lett.、 Vol. 36、 No. 7、 pp. 1065-1067 (2011)
　上記のような媒体をストレージとして用いるためには、記録品質の確保が重要である。記録品質はレーザのパワーに強い依存性があるため、品質確保には高精度なレーザパワー制御が必要となる。しかしながら、上記従来例は、何れも、具体的にどのようにレーザパワーを制御するのか、記載されていない。
　そこで、本願では、下記の構成とすることとした。
　（１）媒体内部にレーザ光を集光することによって、周囲と屈折率が異なる複数の記録ドットを形成する記録方法であって、当該記録ドットの深さ方向（媒体の深さ方向、レーザ照射方向）の記録ドット長さに基づいて、調整されたレーザ光のパワーにて情報記録を行うこととした。
　これにより、記録品質が最適になるように調整された記録パワーで記録することができる。この記録パワーの推奨値は、記録媒体に予め記録しておいたものを読み出して用いても良いし、記録前に記録パワーを調整するステップを設けても良い。
　なお、より具体的には、当該ドット長さは、レーザ光の入射方向に対し直交方向からドットをモニタすれば簡便に測ることができる。
　（２）媒体内部にレーザ光を集光することによって、周囲と屈折率が異なる複数の記録ドットを形成する記録方法であって、当該記録ドットの領域が周囲より明るく見えるフォーカス位置と、周囲より暗く見えるフォーカス位置と差異に基づいて、調整されたレーザ光のパワーにて情報記録を行うこととした。
　これにより、上記（１）と同様に、記録品質を最適にするように、記録パワーを調整することができる。
　（３）上記（１）や（２）にて求められた最適記録パワーを媒体の所定の領域に、推奨値として記録した光記録媒体とした。これにより、媒体ごとに最適なパワーを取得して、簡便に情報記録を行うことができる。
　（４）上記（１）の記録ドット長さを計測する手段と、当該計測した結果からパワー調整する手段を有する装置とする。これにより、上記（１）と同様に、最適記録を行える装置を提供することができる。
　（５）上記（２）の記録ドットの領域が周囲より明るく見えるフォーカス位置と、周囲より暗く見えるフォーカス位置と差異を計測する手段と、当該計測した結果からパワー調整する手段を有する装置とする。これにより、上記（２）と同様に、最適記録を行える装置を提供することができる。
　上記構成により、レーザ光のパワー調整を最適化することができるため、高い記録品質を確保することができる。
本発明の記録方法に用いる装置構成の例を示した図。 ドットが内部に記録された記録媒体をカメラでモニタした画像の模式図。 ドット長Ｌと記録パワーとの関係を示す図。 （ａ）ドットが内部に記録された記録媒体の画像例。（ｂ）カメラのフォーカス位置を変化させてモニタした記録媒体の画像例。（ｃ）ドットが黒く見えるフォーカス位置と白く見えるフォーカス位置の例を示した図。 ドットが最も暗く観察されるフォーカス位置と、最も明るく観察されるフォーカス位置との差Ｄと、記録パワーとの関係を示す図。 エラーレートとフォーカス位置差異Ｄとの関係を示した図。 （ａ）本発明に従って記録パワーの調整を行い、記録を開始するまでのフローチャートの例。（ｂ）本発明に従って記録パワーの調整を行う方法を示す図。 層間クロストークの定量化方法の例を示す図。 層間クロストークとフォーカス位置差異Ｄの関係を示す図。 本発明に従って記録パワーの調整を行い、記録を開始するまでのフローチャートの例。 フォーカス位置差異Ｄに対するエラーレートと層間クロストークの関係を示す図。 本発明にしたがって記録パワーの調整および層間距離の決定を行い、記録を開始するまでのフローチャートの例。 フォーカス位置差異Ｄの目標値が記録されている記録媒体の例を示す図。 記録媒体に記録された情報を参照して記録を行うフローチャートの例。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　本実施例では、記録品質を確保可能な最適記録パワーを導出し、記録を行う方法について説明する。
　図１は、本発明の記録方法に用いる装置構成の例を示した図である。本装置は、記録光学系、再生光学系、および装置全体を制御するコントローラ１００から構成されている。まず記録光学系について説明する。レーザ１０１はレーザ光１０２を出射する。レーザ１０１は、例えばチタンサファイアレーザやＱスイッチＹＡＧレーザ、ファイバレーザなど、ピークパワーが高く、非線形光学効果を誘起することができる短パルスレーザが挙げられる。シャッタ１０３およびアッテネータ１０４は、レーザ光１０２の記録媒体１０７への照射制御やパワー制御を行う。なお、シャッタ１０３およびアッテネータ１０４はレーザ１０１に内蔵してもよいし、位相変調器と偏光板を組み合わせて同様の機能を実現してもよい。ミラー１０５はレーザ光１０２を反射し、後述する再生光１０９を透過する。レンズ１０６にてレーザ光１０２を記録媒体１０７に集光し、ドットの記録を行う。ここで記録媒体１０７は、石英ガラスなどレーザ光１０２に対して透明な媒体である。ステージ１０８は記録媒体１０７の位置制御を行う。この位置制御によってレーザ光１０２の集光位置を変化させ、記録データに基づいて複数のドットを３次元的に記録する。なおレーザ光１０２の集光位置を変化させる手段として、ピエゾやステッピングモータを用いたステージ１０８によって記録媒体１０７を移動させてもよいし、ガルバノミラーや空間位相変調器によって集光位置を制御してもよい。
　つぎに、再生光学系について説明する。再生用光源１１０は再生光１０９を出射する。再生用光源としては、ＬＥＤや半導体レーザなどが挙げられる。再生光１０９は、記録媒体１０７を透過してカメラ１１１およびカメラ１１２に集光する。カメラ１１１はレーザ光１０２の入射方向に直交する方向(ｙ方向)からの観察によって、ドットの深さ方向の長さをモニタする。一方、カメラ１１２ではレーザ光１０２の入射方向(ｚ方向)からの観察により、記録されたドットおよび周囲の明るさのモニタが可能である。カメラ１１１およびカメラ１１２はモニタした画像をコントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、入力された画像からドット長やドットおよび周囲の明るさを測定する。また測定した明るさに基づいて、後述するエラーレートやＳ／Ｎを算出するとともに、信号処理やデコードなどを行い、データを再生する。なおカメラ１１１およびカメラ１１２については、ドットの長さや明るさなどの測定項目に応じてどちらか一方のみ備えていてもよい。
　図２はドットが内部に記録された記録媒体１０７をカメラ１１１でモニタした画像の模式図である。記録データに応じてドット２０１がｘｙ平面に形成されており、またｚ方向に複数の記録層が仮想的に形成されている。モニタしたドットの長さをＬとして、記録パワーとの関係をプロットした図が図３である。ドット長Ｌは記録パワーと相関があり、記録パワー増加に伴って増大する。この関係は、レーザ１０１や対物レンズ１０６の条件、および記録媒体の種類によっても変化する。すなわち、記録パワーが同一であっても対物レンズの条件が異なる場合には形成されるドット形状が変化する。なお、ここでは記録パワーに対するドット長Ｌの傾向を示したが、パラメータとして記録エネルギーを用いても同様の傾向を示す。図４（ａ）は、ドットが内部に記録された記録媒体１０７をカメラ１１２でモニタした画像の例である。レーザ光１０２が集光した領域はドット２０１として観察が可能であり、ドット２０１の有無をデータの０と１に対応させることでデジタルデータの記録再生を行うことができる。また品質評価指標として、次のようにエラーレートやＳ／Ｎを算出することが可能である。エラーレートについては、明るさの閾値を設けてデータの０と１を判定し、元データと比較することにより算出する。Ｓ／Ｎについては、ドットとスペース２０２の平均明るさの差を信号振幅とし、ドットとスペースそれぞれの明るさの標準偏差をＲＭＳ加算した値をノイズとして、数１の演算によって算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、σd 、σsはそれぞれドットとスペースの明るさばらつき、Vd 、Vsはそれぞれドットとスペースの平均明るさを表す。また、根号は(σd 2 +σs 2)に対する演算、|Vd - Vs|は絶対値を取ることを示している。
　また数２に示すように、ドット２０１とスペース２０２の平均明るさの差をスペース２０２の平均明るさで正規化した指標を変調度Ｍとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図４（ｂ）は、カメラ１１２のフォーカス位置を図４（ａ）に対してマイナスｚ方向に１６μｍ変化させた例である。図４（ａ）ではドットが周囲に対して暗い（黒い）のに対し、図４（ｂ）では明るく（白く）観察されている。図４（ｃ）は、図４（ａ）（ｂ）のフォーカス位置の例を示した図である。周囲に対してドットが最も暗く観察されるフォーカス位置と、最も明るく観察されるフォーカス位置との差をＤとして、記録パワーとの関係をプロットした図が図５である。フォーカス位置差異Ｄは記録パワーと相関があり、記録パワー増加に伴って増大する。この関係は、レーザ１０１や対物レンズ１０６の条件、および記録媒体の種類によっても変化する。すなわち、フォーカス位置差異Ｄは実際に形成されているドット形状や明るさに対応する。なお、ここでは記録パワーに対するフォーカス位置差異Ｄの傾向を示したが、パラメータとして記録エネルギーを用いても同様の傾向を示す。
　図６は、エラーレートとフォーカス位置差異Ｄとの関係を示した図である。例えば、エラーレートを１ｘ１０－３以下とする場合には、フォーカス位置差異Ｄが１３～２０μｍの範囲に含まれるように記録を行えばよい。なお、ここでは記録品質の指標としてエラーレートの例を示したが、先に述べたＳ／Ｎなど他の指標に対してもフォーカス位置差異Ｄを用いることができる。また、フォーカス位置差異Ｄの代用としてドット長Ｌ、または変調度Ｍを用いてもよい。フォーカス位置差異Ｄとドット長Ｌ、および変調度Ｍは相関があり、記録品質との関係が同様の傾向を示すからである。
　図７（ａ）は、本発明に従って記録パワーの調整を行い、記録を開始するまでのフローチャートの例である。Ｓ７０１にて図６に示した記録品質とフォーカス位置差異Ｄまたはドット長Lの関係を取得する。Ｓ７０２にて、記録品質の仕様にしたがってフォーカス位置差異Ｄの目標値Ｄｔａｒを決定する。図６の例では、マージンの中心である１７をＤｔａｒとすればよい。Ｓ７０３にてパワーを変化させて記録を行い、Ｓ７０４にてＳ７０３で記録したドットのフォーカス位置差異Ｄを測定する。Ｓ７０５にてＤ＝Ｄｔａｒとなるパワーを最適記録パワーとして、Ｓ７０６にて記録を開始する。これら記録パワー調整は、記録媒体の試し書き領域などユーザデータ領域とは異なる領域で実施する。なおＤｔａｒを一度決定しておけば、以降同様の媒体に記録を行う際にはＳ７０１とＳ７０２を行う必要はない。したがって記録装置の製品出荷前や最初に記録を行う際などにＳ７０１とＳ７０２を実施し、Ｄｔａｒを予め決定し、媒体に記録しておけばよい。また、フォーカス位置差異Ｄの代用としてドット長Ｌまたは変調度Ｍを用いてもよいし、記録パワーの代わりに記録エネルギーを記録条件としてもよい。図７（ｂ）は、Ｓ７０３からＳ７０５までの動作を図示したものである。各記録パワーでフォーカス位置差異Ｄを測定し、フィッティングを行う。フィッティング関数に対してＤｔａｒとなるフォーカス位置差異Ｄを求めることで、最適記録パワーを導出することができる。なお、記録パワーを変化させる範囲はＤ＝Ｄｔａｒとなるパワー近傍だけでもよいし、レーザが出射可能な範囲全体としてもよい。また、ひとつの記録パワーにおいて記録およびフォーカス位置差異Ｄを測定するドットの数はひとつでもよいし、測定精度向上のために複数のドットを記録および測定してもよい。
　以上のように、実際に記録媒体に記録されたドットの形状に基づいて記録パワーを調整することで、予め設定した固定の記録パワーにて記録を行う場合に対して記録品質の確保が容易となる。
　なお、本実施例では、図２のような多層構造を用いて説明したが、単層でも適用可能である。単層の場合でも、上記処理を行うことで、低いエラーレートや高Ｓ／Ｎ化を達成することが可能である。
　本実施例では、層間クロストークを抑制する記録パワー調整方法の例を示す。なお本実施例では、実施例１に対して差異のない構成や動作については記載を省略する。
　図８は、層間クロストークの定量化方法の例を示した図である。一層のみ記録を行い、カメラ１１２のフォーカス位置を記録層から所定の層間距離だけ変化させてモニタした場合、記録層のドット２０１が透過した像８０１が観察される。この透過像が多層化の際の層間クロストークの要因となる。層間クロストークの定量化のためには、未記録層において所定の範囲内で明るさのばらつきσｃｔを取得すればよい。また、記録層の信号振幅Ｖｓｉｇで正規化したσｃｔ／Ｖｓｉｇを層間クロストークの指標としてもよい。このように正規化することで、記録層の記録条件依存性をキャンセルすることができる。また、一層のみ記録を行った場合と他の層を記録した場合とでエラーレートやＳ／Ｎの比較を行い、その差異を層間クロストークの指標としてもよい。
　図９は、先に述べた層間クロストークとフォーカス位置差異Ｄの関係を示した図である。層間クロストークはフォーカス位置差異Ｄと相関があり、記録パワーの増加に伴って増大する。図９から、層間クロストークを例えば３％以下とする場合には、フォーカス位置差異Ｄが１５μｍ以下となるように記録を行えばよい。すなわち、Ｄｔａｒを１５以下に設定して記録パワー調整を実施すればよい。なお、実施例１と同様に、フォーカス位置差異Ｄの代わりにドット長Ｌ、または変調度Ｍを用いてもよい。
　図１０は、本発明に従って記録パワーの調整を行い、記録を開始するまでのフローチャートの例である。Ｓ１００１にて図９に示した記録品質とフォーカス位置差異Ｄの関係を取得する。Ｓ１００２にて、記録品質の仕様にしたがってフォーカス位置差異Ｄの目標値Ｄｔａｒを決定する。図９の例では、例えばＤｔａｒ＝１０とすればよい。Ｓ１００３以降の動作は、実施例１図７のＳ７０３以降と同様であるため説明を省略する。
　本実施例では、記録品質の確保と層間クロストークの抑制を両立する記録パワー調整方法および層間距離決定方法の例を示す。なお本実施例では、実施例１に対して差異のない構成や動作については記載を省略する。
　図１１は、フォーカス位置差異Ｄとエラーレートの関係、および層間距離６０μｍの場合と３０μｍの場合のフォーカス位置差異Ｄと層間クロストークの関係を示した図である。エラーレートの仕様が１ｘ１０－３以下、層間クロストークの仕様が６％以下の場合について、フォーカス位置差異Ｄの目標値Ｄｔａｒおよび層間距離の決定方法を説明する。層間距離が例えば３０μｍに決定されている場合には、エラーレートと層間クロストークの仕様を共に満足するようにＤｔａｒを１３～１５とすればよい。一方、層間距離が選択可能な場合には、例えばエラーレートのマージン中心であるＤ＝１７をＤｔａｒとして、層間距離を６０μｍとすればよい。なお、実施例１と同様に、フォーカス位置差異Ｄの代わりにドット長Ｌまたは変調度Ｍを用いてもよい。
　図１２は、本発明にしたがって記録パワーの調整および層間距離の決定を行い、記録を開始するまでのフローチャートの例である。Ｓ１２０１にて図１１に示した記録品質および層間クロストークと、フォーカス位置差異Ｄまたはドット長Ｌの関係を取得する。Ｓ１２０２にて、図１１の説明で述べた方法に従って記録品質と層間クロストークの仕様を共に満足するフォーカス位置差異Ｄおよび層間距離を決定する。Ｓ１２０３からＳ１２０５までの動作は、実施例１図７のＳ７０３からＳ７０５までの動作と同様であるので説明を省略する。Ｓ１２０６にて最適記録パワーおよび決定した層間距離の仕様に基づいて記録を行う。なお、Ｓ７０１およびＳ７０２の動作と同様に、Ｓ１２０１およびＳ１２０２の動作を製品出荷前などに予め実施し、Ｄｔａｒおよび層間距離を決定し、媒体に記録しておくことが望ましい。コントローラ１００が記録を指令してから、ユーザデータを記録可能となるまでに要する時間を短縮するためである。
　本実施例では、フォーカス位置差異Ｄの目標値Ｄｔａｒが記録されている記録媒体およびその情報を用いて記録を行う方法について説明する。なお本実施例では、実施例１に対して差異のない構成や動作については記載を省略する。
　図１３は、Ｄｔａｒが記録されている記録媒体の例を示した図である。本媒体は、Ｄｔａｒや層間距離の仕様が記録されている管理領域１３０２をユーザデータ記録領域１３０１とは異なる領域に設けている。本管理領域には媒体メーカがＤｔａｒや層間距離の推奨値を記録してもよいし、当該媒体に最初に記録を行った装置が仕様を記録してもよい。管理領域１３０２には、Ｄｔａｒ以外に媒体メーカ名や、組成、製造日、層数、ドット間隔、推奨記録パワーやレーザ波長などを記録してもよいし、Ｄｔａｒの代わりにドット長Ｌの目標値Ｌｔａｒ、または変調度Ｍの目標値Ｍｔａｒを記録してもよい。なおここでは記録領域１３０１の外部に管理領域１３０２を備えた例を示したが、記録領域１３０１内部の先頭など特定の位置に設けてもよい。また、記録層ごとや記録ブロック単位で設けてもよい。これは記録媒体内の領域によって記録特性が異なる場合に有効である。
　図１４は、図１３に示した記録媒体に記録された情報を参照して記録を行うフローチャートの例である。Ｓ１４０１にて管理領域１３０２に移動し、管理情報の再生を行う。Ｓ１４０２にて管理情報からＤｔａｒや層間距離の仕様を取得する。Ｓ１４０３以降の動作は、実施例３図１２のＳ１２０３以降の動作と同様であるため説明を省略する。
　なお、本実施例では、フォーカス位置差異Ｄの目標値Ｄｔａｒが記録されている記録媒体について説明したが、調整後の最適記録パワーを管理領域に記録しても良い。その場合、装置のばらつきには対応できないが、パワー調整を行うステップを省略できるため、より簡便なステップで、情報記録を行える効果がある。
　なお、上記各実施例では、記録ドットの長さL又はフォーカス位置の差異Dの何れかの目標値を決定し、LまたはDを各記録ドットについて測定することについて説明したが、L及びDの目標値を決定し、L及びDを各記録ドットについて測定するようにしても良い。この場合は、両方のパラメータを満たして記録パワーを決定することとなるので、より高い記録品質を得られる効果を奏する。
１００：コントローラ、１０１：レーザ、１０２：レーザ光、１０３：シャッタ、１０４：アッテネータ、１０５：ミラー、１０６：レンズ、１０７：記録媒体、１０８：ステージ、１０９：再生光、１１０：再生用光源、１１１：カメラ、１１２：カメラ、２０１：ドット、２０２：スペース、８０１：透過したドット、１３０１：ユーザデータ記録領域、１３０２：管理領域

Claims (13)

  1. 　光記録媒体内部にレーザ光を集光することによって、周囲と屈折率が異なる複数の記録ドットを形成する記録方法であって、
    　前記記録ドットの深さ方向の記録ドット長さ、または／及び、前記記録ドットの領域が周囲より明るく見えるフォーカス位置と、周囲より暗く見えるフォーカス位置と差異に基づいて、調整された前記レーザ光のパワー値を取得するステップと、
    　前記取得されたパワー値にて情報記録を行うことを特徴とする光記録方法。
  2. 　前記レーザ光のパワー値は、前記光記録媒体の所定領域に記録されており、
    　前記取得するステップは、前記記録されたパワー値を読み出すことにより行われることを特徴とする請求項１記載の光記録方法。
  3. 　前記レーザ光のパワー値を取得するステップは、
    　前記記録ドット長さまたは／及び前記差異を計測するステップと、
    　前記計測した結果に基づいて、前記レーザ光のパワー値を調整するステップとにより、前記レーザ光のパワー値を取得することを特徴とする請求項１記載の光記録方法。
  4. 　前記調整は、
    　記録品質を評価する指標と、前記記録ドット長さまたは／及び前記差異との関係を取得するステップと、
    　前記記録品質を評価する指標の所定の条件を満たすように、前記記録ドット長さまたは／及び前記差異の目標値を決定するステップと、
    　前記レーザ光のパワーを変化させて記録して、前記目標値に合う前記レーザ光のパワーを決定することによって、行われることを特徴とする請求項１記載の光記録方法。
  5. 　前記光記録媒体は、複数の記録層を有し、
    　前記調整は、
    　層間クロストーク量と、前記記録ドット長さまたは／及び前記差異との関係を取得するステップと、
    　前記層間クロストーク量の所定の条件を満たすように、前記記録ドット長さまたは／及び前記差異の目標値を決定するステップと、
    　前記レーザ光のパワーを変化させて記録して、前記目標値に合う前記レーザ光のパワーを決定することによって、行われることを特徴とする請求項１記載の光記録方法。
  6. 　前記光記録媒体は、複数の記録層を有し、
    　前記調整は、
    　記録品質を評価する指標および層間クロストーク量と、前記記録ドット長さまたは／及び前記差異との関係を取得するステップと、
    　前記層間クロストーク量の所定の条件および前記層間クロストーク量の所定の条件を満たすように、前記記録ドット長さまたは／及び前記差異の目標値を決定するステップと、
    　前記レーザ光のパワーを変化させて記録して、前記目標値に合う前記レーザ光のパワーを決定することによって、行われることを特徴とする請求項１記載の光記録方法。
  7. 　更に、前記層間クロストーク量の所定の条件を満たすように、前記複数の記録層の層間距離を調整することを特徴とする請求項６記載の光記録方法。
  8. 　前記層間クロストーク量は、前記記録層から所定の層間距離離れた未記録層における明るさのばらつきσｃｔ、前記記録層の信号振幅Ｖｓｉｇで正規化したσｃｔ／Ｖsig、一層記録時と複数層記録時の記録品質の差異の何れかであることを特徴とする請求項５記載の光記録方法。
  9. 　前記決定された目標値は、前記光記録媒体の所定の領域に記録されており、
    　前記目標値を読み出して、前記目標値に合う前記レーザ光のパワーを決定することを特徴とする請求項４記載の光記録方法。
  10. 　光照射によって、周囲と屈折率が異なる複数の記録ドットが形成された光記録媒体であって、
    　前記記録ドットによって、ユーザデータが記録されたユーザデータ領域と、
    　前記記録ドットの深さ方向の記録ドット長さの推奨値、または／及び、前記記録ドットの領域が周囲より明るく見えるフォーカス位置と、周囲より暗く見えるフォーカス位置と差異の推奨値が記録された管理領域とを有することを特徴とする光記録媒体。
  11. 　前記管理領域には、前記記録層の層間距離も記録されていることを特徴とする請求項１０記載の光記録媒体。
  12. 　レーザ光を出射する光源と、
    　前記レーザ光を光情報記録媒体に集光し、周囲と屈折率が異なる複数の記録ドットを記録する手段と、
    　前記レーザ光の入射方向に対し直交方向から前記記録ドットの深さ方向の長さをモニタする手段と、
    　前記モニタする手段によって取得した前記ドットの深さ方向の長さに基づいて、前記レーザ光の記録パワーを調整する手段とを有することを特徴とする光記録装置。
  13. 　レーザ光を出射する光源と、
    　前記レーザ光を光情報記録媒体に集光し、周囲と屈折率が異なる複数の記録ドットを記録する手段と、
    　前記記録ドットおよび周囲の領域の明るさをモニタする手段と、
    　前記モニタする手段によって前記記録ドットの領域が周囲より明るく見えるフォーカス位置と、暗く見えるフォーカス位置との差異を取得し、前記差異に基づいて、前記レーザ光のパワーを調整する手段とを有することを特徴とする光記録装置。
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