JP3771859B2 - 光情報記録方法及び光情報記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の相変化型光記録媒体の記録方法及び記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光情報記録媒体の高速記録の需要が高まっている。特にディスク状の光記録媒体の場合、回転速度を高くすることで記録・再生速度を上げることが可能なため、高速化が進んでいる。光ディスクの中でも記録時に照射する光の強度変調のみで記録が可能である光記録媒体は、その記録機構が単純であり、媒体と記録装置の低価格化が可能であると同時に、再生も強度変調された光を用いているため、再生専用装置との高い互換性が確保できることから普及が進み、近年の電子情報の大容量化により、更に高密度かつ高速記録化の需要が高くなっている。このような光ディスクの中でも、多数回の書換えが可能であることから、相変化材料を用いたものが主流となってきている。相変化材料を用いた光ディスクの場合、照射する光ビームの強度変調により、記録層材料の急冷状態と徐冷状態を作ることによって記録を行う。記録層材料は、急冷状態ではアモルファスとなり、徐冷状態では結晶となる。アモルファスと結晶では光学的な物性が異なるため、光情報を記録することができる。
【０００３】
記録原理が、記録層材料の「急冷」と「徐冷」という複雑な機構を用いているため、高速での記録は、特開平９−２１９０２１号公報に開示されているように、パルス分割され３値に強度変調された記録光を媒体に照射することにより行う。
しかし、記録速度が速くなると基本クロック周波数が高くなり、２４倍速相当のＣＤ−ＲＷでは約１０４ＭＨｚ、５倍相当のＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷでは約１３１ＭＨｚとなるため、従来の記録方法（記録ストラテジ）では、パルス発光における立上り・立下りの効果が大きくなり、実効的な照射光エネルギーが低くなってしまう。
図１にその例を示す。点線で示した理想的な発光波形に対して実際の発光波形は立上り・立下りに時間を要するため、図１（ａ）の実線で示すように矩形にはならない。更に、基本クロックが高くなると、図１（ｂ）に示すように、立上り・立下り時間の占める比率が高くなり、十分高い記録（ピーク）パワーと十分低いバイアス（ボトム）パワーが確保できなくなる。つまり、記録（ピーク）パワーＰｗはΔＰｗだけ低くなり、バイアス（ボトム）パワーＰｂはΔＰｂだけ高くなってしまう。
このような記録波形では、記録材料に対し十分な加熱、冷却が行われないため急冷状態を確保することが困難となり、その結果、アモルファスの記録マーク（以下、記録マークを単にマークという）が十分に形成されず、再生信号振幅が低下する。
このような現象を解決するためには、立上り・立下り時間の短い発光光源（レーザーダイオードとその駆動装置）が必要となるが、１００ＭＨｚを超える周波数に対応する発光光源を確保することは非常に困難である。
【０００４】
そこで、現行の発光光源で高速記録を行う技術として、特開平９−１３４５２５号公報、米国特許５７３２０６２号明細書に開示されている方法で記録パルス数を減らして対応することが提案されている。
従来は図１（ｂ）に示すように３個のパルスで記録していたところを、図１（ｃ）に示すように２個のパルスで記録する技術である。これにより、１パルス当りの発光時間（Ｐｗのレベルの時間）と冷却時間（Ｐｂのレベルの時間）を長く取ることが可能となり、前述の立上り・立下り時間の影響を小さくすることができる。
しかし、この記録方法（ストラテジ）による記録では、基本クロック周期の奇数倍、つまりｎ＝（２ｍ＋１）と、偶数倍、つまりｎ＝２ｍの時にｍ個のパルスで発光する関係上、偶数と奇数のそれぞれについて最適な発光パターンを設定する必要があり、最適化が困難であるため実用化には至っていない。
【０００５】
特開２００１−３３１９３６号公報には、各パルスの長さを独立かつ個別に設定する手法が提案されており、この手法を用いれば、記録パワーが低く応答性の低い光学系であっても高い変調度と良好なジッタを得ることができるとしている。
しかし、前述の通り、各長さのマークに対して複雑な調整が必要であるため、記録パワー（Ｐｗ）に対する記録マーク長（以下、単にマーク長という）の依存性が、各長さのマーク毎に異なってしまう。その結果、記録パワーマージンが狭くなるので、記録パワーの最適値の設定方法（ＯＰＣ：Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）の確度が重要になってくる。
従来の記録方法では、特開平９−１３８９４７号公報に開示されている手法で記録パワーを設定するのが一般的であり確実であるが、パルス数を減らす手法では、再生信号の振幅の特性値である変調度よりも、マーク長に関係する時間情報の変動が大きくなるため、時間情報で記録パワーを設定する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の記録方法よりも少ないパルス数で強度変調記録を行う際の、記録パワーの設定方法を改善した光情報記録方法及び光情報記録装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、次の１）〜８）の発明（以下、本発明１〜８という）によって解決される。
１） 記録マークと未記録部（記録マーク間のスペース）の長さを変調したＰＷＭ方式で情報を記録する光情報記録媒体の記録方法において、その長さの最小単位（基本クロック周期）をＴｗとし、ｎ１、ｎ２をｎ１＜ｎ２である自然数とするとき、ｎ１・Ｔｗとｎ２・Ｔｗという異なる長さの記録マークを、何れもｍ個（ｍはｍ＜ｎ１の自然数）のパルスで強度変調させた光により記録し、その記録信号パルスのパワーの最大値Ｐｗを逐次変化させてテスト記録を行い、テスト記録したパターンを再生して測定した記録マークの長さＴ１（Ｐｗ）又はＴ２（Ｐｗ）と、理論的長さｎ１・Ｔｗ又はｎ２・Ｔｗの差（ズレ量）である、
Ｄ１（Ｐｗ）＝Ｔ１（Ｐｗ）−ｎ１・Ｔｗ、及び、
Ｄ２（Ｐｗ）＝Ｔ２（Ｐｗ）−ｎ２・Ｔｗ
を評価することにより記録パワーＰｗｏを設定することを特徴とする光情報記録方法。
２） Ｄ１（Ｐｗ）＝Ｄ２（Ｐｗ）となるＰｗを記録パワーＰｗｏとして設定することを特徴とする１）記載の光情報記録方法。
３） 次式に従って規格化されたパラメータｇ（Ｐｗ）を求め、
ｇ（Ｐｗ）＝〔Ｄ２（Ｐｗ）−Ｄ１（Ｐｗ）〕／Ｔｗ
ｇ（Ｐｗ）＝ｇα
（但し、ｇαは、０＜ｇα≦０．１の範囲にある媒体固有の値）
となるＰｗを記録パワーＰｗｏとして設定することを特徴とする１）記載の光情報記録方法。
４） 記録パワーＰｗｏにおける、ｎ１・Ｔｗの記録パルスの第１パルス幅を、Ｄ２（Ｐｗｏ）−Ｄ１（Ｐｗｏ）だけ長く設定することを特徴とする３）記載の光情報記録方法。
５） 記録パワーＰｗｏにおける、ｎ１・Ｔｗの記録パルスの最終パルス幅を、Ｄ２（Ｐｗｏ）−Ｄ１（Ｐｗｏ）だけ長く設定することを特徴とする３）記載の光情報記録方法。
６） ３）記載の規格化されたパラメータｇ（Ｐｗ）＝ｇβ、但し、０．４≦ｇβ≦０．６、として求められるＰｗｔに１．０〜１．２の範囲にある定数ρを乗じて求めたＰｗ＝ρ・Ｐｗｔを記録パワーＰｗｏとして設定することを特徴とする光情報記録方法。
７） テスト記録を行いテスト記録部の情報を再生する光ピックアップ部、テスト記録時の光照射パワーを制御するパワー制御部、再生信号から記録マークの長さを測定するマーク長測定部を有し、１）〜６）の何れかに記載の光情報記録方法により記録を行うことができるように設定されていることを特徴とする光情報記録装置。
８） ３）記載の規格化されたパラメータｇ（Ｐｗ）を演算する演算部を有することを特徴とする７）記載の光情報記録装置。
【０００８】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、従来の記録方法よりも少ないパルス数で強度変調記録を行う際の、記録パワーの設定方法及びその方法を実施するための装置に係るものである。
対象となるのは、書換え可能な相変化型光情報記録媒体であり、例えばＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＰＤなどである。
媒体の構成の一例を図２に示す。この例は、記録再生波長領域で略透明である基板１上に少なくとも記録層３と反射層５を有するものである。
透明基板の材料としては、記録・再生波長領域でほぼ透明であると同時にディスクの機械的強度を確保できるものが望ましく、ガラス、樹脂等が挙げられるが、コスト、強度、透明性の点からポリカーボネート樹脂を用いるのが一般的であり好ましい。基板上には光ビームの走査を容易にするための案内溝（グルーブ）を形成してもよい。
記録層材料としては相変化材料を用いる。相変化材料としては、可逆的に変化する２つ以上の相を有する材料である必要があり、例えば結晶−アモルファス間で相変化する材料が挙げられる。
情報は結晶状態の中にアモルファスマークを形成するか又はアモルファス状態の中に結晶のマークを形成することで行う。
反射層としては任意の金属又は合金を用いることができる。反射層材料の例としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、又はそれらの合金などが挙げられる。
【０００９】
記録層の上下には保護層を設けるのが一般的である。保護層は記録層にかかる熱から樹脂基板を保護する下部保護層２と、記録層の原子の反射層への熱拡散を防止するため、及び記録層に効率的に熱エネルギーが掛かるようにするために形成する上部保護層４とがある。下部保護層は基板と記録層の間に形成され、熱的特性又は光学的特性から複数層を積層した多層膜でも良い。上部保護層は記録層と反射層の間に形成され、下部保護層と同様に熱的・光学的特性又は化学的特性から多層構造としてもよい。保護層材料としては、任意の誘電体、半導体、半金属、又はそれらの物質の混合物が挙げられる。
反射層の上には、上記の各層を機械的・化学的損傷から保護する樹脂層（オーバーコート層）を設けてもよく、また樹脂基板等を貼り合わせても良い。
【００１０】
光情報記録媒体への情報の記録及び再生は、記録層の近傍に集光した光ビームを走査することにより行う。情報の記録は、強度変調された光を照射して結晶中にアモルファスマークを形成することにより行う。
本発明の光情報記録方法は、マークの長さ及びマーク間（スペース）の長さを、基本クロックＴｗを最小単位として変動させることにより情報を記録する手法であるパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いる。ＰＷＭの例としては、コンパクトディスクで採用されているＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：８−１４変調）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）で採用されているＥＦＭ＋（８−１６変調の一種）、Ｂｌｕｅ Ｒａｙ Ｄｉｓｃで採用されている１−７変調などがある。
【００１１】
これらのＰＷＭ変調方式では、マークとスペースの長さに情報がエンコードされるため、マーク長、スペース長が揃っていることが重要となる。
マーク長、スペース長は、基本クロック周期Ｔｗのｎ倍（ｎは自然数）の長さ、つまりｎ・Ｔｗになる。コンパクトディスク１倍速のＥＦＭの場合は、Ｔｗ＝２３１．４ｎｓ、ｎ＝３〜１１であり、ＤＶＤの１倍速の場合は、Ｔｗ＝３８．１ｎｓ、ｎ＝３〜１１、１４である。
これら、ｎ・Ｔｗの長さのマークの形成は強度変調した光を記録層に照射することにより行う。照射の強度は３レベルであり、それぞれ記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅ、バイアスパワーＰｂで表され、Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂの関係にある。
マークを記録するときは、記録パワー（ピークパワー）Ｐｗ、バイアスパワー（ボトムパワー）Ｐｂのパルス発光を行い、スペースを記録（又はマークを消去）するときは、消去パワーＰｅのＣＷ発光（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ：定常波つまり強度変調のない一定の強度で発光すること）で行う。
パルス光を照射して記録層材料を加熱・急冷することにより、アモルファスマークを形成し、より低いパワーでＣＷ発光して記録層を加熱・徐冷することにより結晶状態のスペースを形成する。
【００１２】
マーク形成時の発光パターンの例を図３に示す。
ｎ・Ｔｗの長さのマークを記録するためには、記録パワーＰｗのｍ個のパルスを用いる。ここで、ｍは、ｍ＜ｎの自然数である。記録パワーＰｗのパルスの後には必ずバイアスパワーＰｂのパルスが続く必要がある。
図３はｎ＝６の場合である。図３（ａ）は６Ｔｗのマークを示し、図３（ｂ）は６Ｔｗのクロック周期を示す。
６Ｔｗのマークを形成するために５個のパルス（ｍ＝５）を用いた場合は図３（ｃ）となる。これは、ｎ・Ｔｗの長さのマークに対してｍ＝（ｎ−１）のパルスを用いる一般的なものであり、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどに採用されているものである。このパターンは、ｎが１だけ増えるとｍも１だけ増える、つまりｎとｍが単純な比例関係にあるため、マークの長さを制御し易いのが特徴である。
【００１３】
図３（ｄ）はｍ＝３の場合であり、図３（ｅ）はｍ＝２の場合である。ｍとｎの差が大きくなるほど、１パルスの幅（パワーＰ＝Ｐｗの時間とパワーＰ＝Ｐｂの時間）は長くなるのが分る。つまり、図３（ｄ）、図３（ｅ）に示すようにｍとｎの差を大きくすることで、立上り・立下り時間の長い（応答性の悪い）光源を用いても十分に記録層を加熱できマークを形成することが可能となる。その結果、低い記録パワーでも高い信号振幅の再生信号を得ることが可能となる。
図３に例示した発光パルスで記録した場合の再生信号振幅である変調度の記録パワー依存性を図５に模式的に示す。記録パワーＰｗが高くなるほど変調度は高くなり、再生信号のＳ／Ｎ比を高くすることが可能となる。
また、パルス数ｍが増加するほど変調度は低くなる傾向にあり、ｍが小さいほど低い記録パワーで良好な再生信号を得ることが可能となる。
【００１４】
しかし、ｍが小さくなると、１パルスの発光時間が長くなるため、ｎの増加に対してｍを単純に増加させることが出来なくなり、ｎ１・Ｔｗ、ｎ２・Ｔｗ（ここでｎ１＜ｎ２）という異なる長さのマークを同数のｍ個のパルスで記録する必要が生じる。
このような記録パルスの例を図４に示す。
図４は、ｎ＝３〜１１、１４の１０種類であるが、パルスの数ｍは１〜７の７種類となる。ｍとｎの関係は次式の通りとなる。
ｎが偶数の場合：ｍ＝ｎ／２
ｎが奇数の場合：ｍ＝（ｎ−１）／２
従って、ｎ＝４とｎ＝５の場合にはｍ＝２であり、ｎ＝６とｎ＝７の場合にはｍ＝３である。
即ち、図４の例の場合は
ｎ１＝偶数
ｎ２＝奇数＝（ｎ１＋１）
とした場合に相当する。
【００１５】
このように、同数のパルス発光で異なる長さのマークを形成する場合、理論的なマーク長（即ち本来形成すべきマーク長）と実際に形成されるマーク長との間に誤差が生じる。つまり、理論的には長さｎ・Ｔｗの長さのマークを形成する光を媒体に照射しても、実際に記録・再生装置で再生するとｎ・Ｔｗ＋Ｄの長さのマークとして認識され、ズレ量Ｄが発生する。
ＰＷＭ変調方式では、マークの長さに情報が組み込まれるため、このＤが小さいほど理論的な長さと現実の長さが近付くことになり良好なマークとなる。Ｄが大きくなると、マークの長さを正しく認識することが出来なくなり、エラーとなってしまう。
従って、Ｄは、通常、基本クロック周期Ｔｗの１／４以下とする必要があり、好ましくは１／１０以下である。コンパクトディスク（ＣＤ）の標準規格では、Ｄをデビエーションとして定義しており、４０ｎｓ以下と規定されている。
【００１６】
Ｄは記録パワーＰｗに依存するが、その依存性はパルス発光パターンに大きく影響される。従来のＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷで採用されているｍ＝（ｎ−１）のパルス発光で記録した場合のＤの記録パワー依存性を図６（ｂ）に示す。この図から分るように、記録パワーＰｗにおけるＤ、即ちＤ（Ｐｗ）は、記録パワーが高くなるに従って変化し、０に近付いていく傾向にあるから、設定する記録パワーＰｗｏの近傍で許容範囲内（ＣＤ標準規格では４０ｎｓ以下）となることが必要である。
しかし、本発明の発光パルスは、異なるｎ、つまりｎ１とｎ２に対して同数のｍ個のパルスで記録することが特徴である。このようなパルス発光により記録パワーＰｗで記録した場合には、ｎ１のＤ（Ｐｗ）とｎ２のＤ（Ｐｗ）の記録パワー依存性は異なる。これは、同数のパルスで異なる長さのマークを記録することに起因する。
ここで、ｎ＝ｎ１の場合のマーク長の測定値Ｔ１の、理論的長さｎ１・Ｔｗからのズレ量をＤ１（Ｐｗ）、ｎ＝ｎ２の場合のマーク長の測定値Ｔ２の理論的長さからのズレ量をＤ２（Ｐｗ）として、Ｄ１（Ｐｗ）とＤ２（Ｐｗ）の記録パワー依存性を図６（ｃ）に示す。
この図から、記録パワーが設定記録パワーＰｗｏに近付くにつれ、Ｄ１（Ｐｗ）、Ｄ２（Ｐｗ）共に０に近付く傾向にあるが、その記録パワー依存性はＤ１（Ｐｗ）とＤ２（Ｐｗ）で異なることが分る。
【００１７】
ｎ１のマークを形成するときとｎ２のマークを形成するときの、マークの長さ当りのパルス数を比較すると、ｎ１＜ｎ２であることから、
ｍ／ｎ１＞ｍ／ｎ２
となり、ｎ２のマークを形成するときの方が、マークの長さ当りのパルス数が少ないため、マーク形成が容易となる。マークの長さ当りのパルス数が多いｎ１の場合は、ｎ２の場合に比較してマークを形成し難い。従って、Ｄ２（Ｐｗ）＜Ｄ１（Ｐｗ）の関係が成立する。また、記録パワーが低い領域ほど、Ｄ１（Ｐｗ）とＤ２（Ｐｗ）の差が顕著になる傾向にある。即ち、Ｄ１（Ｐｗ）−Ｄ２（Ｐｗ）が大きくなる傾向にある。
従来の記録方法では、図６（ｂ）に示すように、Ｄ（Ｐｗ）のＰｗ依存性が低いため、図６（ａ）に示す変調度のＰｗ依存性からＰｗｏを決定していたが、本発明の記録方法では、Ｄ１（Ｐｗ）、Ｄ２（Ｐｗ）のＰｗ依存性が、変調度のＰｗ依存性よりも高いので、Ｐｗｏの決定に使用することができる。
【００１８】
本発明の光情報記録方法では、少ない発光パルスによる記録で高い変調度を確保することが出来るようにすると同時に、マークの長さをモニタすることにより記録パワーＰｗｏの設定を行うことを特徴とする。
記録パワーＰｗｏの設定は以下の方法で行う。
まず光情報記録媒体にテスト記録を行う。テスト記録は媒体上の任意の場所に行うことができるが、ユーザー領域外のテストエリアを用いることが好ましく、テストエリアの例としては、ＣＤ−ＲＷのＰＣＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｒｅａ、テスト記録を行う領域）、ＤＶＤ＋ＲＷのＰＣＡが挙げられる。
テスト記録においては、媒体に記録する速度、即ち照射する光ビームの走査速度を実際に情報を記録する速度に設定するが、本発明の効果を奏するためには、走査速度が１２ｍ／ｓ以上であることが好ましく、更に好ましくは２４ｍ／ｓ以上である。その例としてはコンパクトディスクの１０倍速以上、ＤＶＤの５倍速以上がある。例えば１０ｍ／ｓのように走査速度が遅い場合には、本発明の記録方法では光ビームの照射による記録層材料の熱的ダメージが高くなり、オーバーライト特性を著しく悪くする傾向がある。
【００１９】
テスト記録は任意のパターンで行うことが出来るが、情報記録に用いるのと同じパターンを用いる必要がある。つまり、同一の変調方式で変調された任意の情報をテストパターンとして記録する。
変調方式としては前述のＰＷＭ（ＥＦＭ、ＥＦＭ＋、１−７変調など）を用い、任意の情報として、ランダムパターン、単純増加パターンなどが用いられる。
記録、再生に用いる光学系は、記録密度、記録速度に合わせて任意に設定できる。例としては、ＣＤのＮＡ０．５０、λ＝７８０ｎｍの光学系やＤＶＤのＮＡ０．６０又はＮＡ０．６５、λ＝６８０ｎｍの光学系が挙げられる。
記録の発光パターンは、例えば図３に示したものを用いる。つまり、長さｎ・Ｔｗのマークを形成するに当りｍ個のパルスを用いる方法を採用し、少なくとも長さの異なるｎ１、ｎ２（ただしｎ１＜ｎ２）のマークを、同数のｍ個のパルスを用いて形成する。ｎ１、ｎ２の組み合わせは少なくとも一つ必要である（例えば図４参照）。
【００２０】
基本クロック周期Ｔｗは記録速度に合わせたものを採用できるが、本発明の効果を得るには高い周波数が好ましいので、Ｔｗ＜２４ｎｓ、好ましくはＴｗ＜１４ｎｓとする。これは現在市販されている記録装置に搭載されるレーザーダイオードの発光立上り及び立下り時間がおよそ２〜４ｎｓであることに起因する。
上記のような基本クロック周期に相当する例としては、ＣＤの２０倍速以上、ＤＶＤの５倍速以上が挙げられる。
また、発光パルスの幅及び冷却パルスの幅は任意に設定可能であるが、何れも０．５〜２．０Ｔｗの範囲にあることが好ましく、好ましくは０．７〜１．５Ｔｗである。発光時間が長いと、変調度は確保できるものの、記録層材料への熱的ダメージが大きくなるため、繰り返し記録（オーバーライト）回数が減少してしまう。
【００２１】
テスト記録は記録パワーＰｗを逐次変化させて行う。記録パワーＰｗは予想される設定記録パワーＰｗｏの±１０％以上の範囲で広く変化させることが好ましく、更に好ましくは±３０％以上とする。記録パワーＰｗを変化させる範囲を広げることにより、記録パワー設定の演算の精度を向上することができる。
記録パワーＰｗを変化させる方法としては、連続的に変化させても、段階的に変化させてもよいが、段階的に変化させる方が、テスト記録部を再生しマーク長を測定する際に、記録パワーＰｗとの関係を明確にできるので好ましい。つまりΔＰｗの間隔で記録パワーＰｗを変化させてテスト記録を行うことが好ましい。ΔＰｗとしては記録パワーＰｗの５％以下であることがパワーの精度を確保するために好ましい。
【００２２】
テスト記録信号の再生には記録に用いたのと同じ光学系を採用する。
記録したマークの長さＴ１、Ｔ２の測定には、市販のタイムインターバル測定回路を使用できる。Ｔ１、Ｔ２は記録パワーの関数Ｔ１（Ｐｗ）、Ｔ２（Ｐｗ）として求められる。Ｔ１（Ｐｗ）、Ｔ２（Ｐｗ）の理論的長さからのズレ量Ｄ１（Ｐｗ）、Ｄ２（Ｐｗ）は次式により算出される。
Ｄ１（Ｐｗ）＝Ｔ１（Ｐｗ）−ｎ１・Ｔｗ、及び、
Ｄ２（Ｐｗ）＝Ｔ２（Ｐｗ）−ｎ２・Ｔｗ
Ｄ１（Ｐｗ）、Ｄ２（Ｐｗ）が０に近付くほど、再生信号の品質は良好となる。理想的にはＤ１（Ｐｗ）、Ｄ２（Ｐｗ）が略０になるＰｗを記録パワーＰｗｏとして設定することが好ましい。
【００２３】
媒体の特性にバラツキがある場合（例えば媒体の記録層膜厚のバラツキや記録層材料の原子組成のバラツキ等がある場合）、同一の発光波形であっても、Ｄ１（Ｐｗ）、Ｄ２（Ｐｗ）がそれぞれ略０になる点が無い場合がある。そのような場合にはＤ１（Ｐｗ）＝Ｄ２（Ｐｗ）となるＰｗを記録パワーＰｗｏとして設定することが好ましい。
更に、Ｄ１（Ｐｗ）＝Ｄ２（Ｐｗ）となるＰｗを見出すことが不可能な場合はＴｗで規格化された次式で定義されるパラメータ「ｇ（Ｐｗ）」を評価することにより記録パワーＰｗｏを設定する。
ｇ（Ｐｗ）＝〔Ｄ２（Ｐｗ）−Ｄ１（Ｐｗ）〕／Ｔｗ
即ち、このパラメータが目標とするｇ（Ｐｗ）＝ｇαとなるＰｗを記録パワーＰｗｏとして設定する。換言すれば、ｇ（Ｐｗｏ）＝ｇαとなるＰｗｏを記録パワーとして設定する。ここで、ｇαは媒体毎に設定される定数であり、０＜ｇα≦０．１の範囲であることが好ましい。ｇ（Ｐｗ）は規格化された時間であるから一般的な定数として指定でき、記録速度や基本クロック周期に依らず定義することが可能である。
ｇαを何らかの方法で事前に媒体に記録しておけば、光情報記録装置はパラメータｇαを読み取り、それを基に記録パワーＰｗｏを設定することが出来る。
【００２４】
このｇαを用いて記録パワーＰｗｏを設定した場合は、Ｄ１（Ｐｗｏ）≠Ｄ２（Ｐｗｏ）である。そこで設定されたＰｗｏに対してＤ１（Ｐｗｏ）とＤ２（Ｐｗｏ）の差を減少するために発光波形を補正することが好ましい。
補正の方法としては発光パルスの幅を変更することが好ましく、例えば第１パルス幅を調整する方法がある。調整は図３（ｄ）に示す第１パルスの幅Ｔｆｐを補正することにより行う。補正方法はｎ１のマーク書き込み発光波形のＴｆｐをＤ２（Ｐｗｏ）−Ｄ１（Ｐｗｏ）だけ長くすればよい。この補正を加えることによりｎ１及びｎ２のマークの長さの理論的長さからのズレ量を補正することが可能となる。
また、別の補正の方法としては、発光パルスの最終パルス幅を調整する方法がある。調整は図３（ｄ）に示すＴｌｐを補正することにより行う。補正は、ｎ１のＴｌｐのみを、Ｄ２（Ｐｗｏ）−Ｄ１（Ｐｗｏ）だけ長くすればよい。
【００２５】
前述のパラメータｇ（Ｐｗ）を用いて記録パワーＰｗｏを設定する方法を採用した場合、ｇ（Ｐｗ）のパワー依存性の高い場所を用いることで記録パワーＰｗｏの精度を高めることができる。
即ち、図６（ｃ）から、記録パワーＰｗが小さい方が、記録パワーＰｗの変化に対してｇ（Ｐｗ）は大きく変動することが分る。従って、Ｐｗが小さい領域を記録パワーＰｗｏの設定に用いることが好ましい。
ｇ（Ｐｗ）を高精度で測定するためには、ｇ（Ｐｗ）が基本クロック周期Ｔｗの１／２程度、即ち、０．４〜０．６程度であることが好ましい。そこで、ｇβを０．４〜０．６の範囲とすれば、ｇ（Ｐｗｔ）＝ｇβとなるＰｗｔを高精度で決定できる。しかし、Ｐｗｔを高精度で決定できる反面、Ｐｗｏ＝Ｐｗｔの場合には、Ｄ２（Ｐｗ）−Ｄ１（Ｐｗ）が大きい領域で情報を記録することになるため、好ましくは、Ｐｗｔに定数ρを乗じた値ρ・ＰｗｔをＰｗｏとする。そして、Ｐｗｏ≧Ｐｗｔであるから、ρは１．０以上としなければ意味が無く、また、ρが大きくなるとＰｗｔの設定誤差も大きくなる（例えばρ＝２の場合はＰｗｔの設定誤差も２倍になってしまう）ため１．２以下とすることが好ましい。
なお、媒体毎に設定されるｇβとρの数値を予め媒体に記録しておけば、光情報記録装置はこれらの情報を読み取り、その情報を基に記録パワーＰｗｏを算出する。
【００２６】
上記の光情報記録方法を実施する光情報記録装置の一例を図７に示す。
記録パワー設定回路で記録パワーＰｗが設定される。ここで設定される記録パワーＰｗは逐次変化するテスト記録用の記録パワーである。その設定された記録パワーＰｗでレーザー駆動回路が動作し、設定された記録パワーＰｗｏで光ピックアップからパルス発光が行われる。記録パワー設定回路で設定された記録パワーＰｗｏの情報は、同時にデビエーション演算回路にフィードバックされる。
光ピックアップはテスト記録パターンを再生し、再生信号が記録マーク長モニタ回路に入力される。そこで記録マーク長が測定され測定結果がデビエーション演算回路に入力される。
デビエーション演算回路では、記録パワーＰｗとＤ１（Ｐｗ）、Ｄ２（Ｐｗ）の演算が行われて記録パワーＰｗｏが設定され、更に発光波形の補正の必要性が判断され、必要な場合には記録パルス補正回路により記録発光パルスが補正され、その情報が記録コントロール部にフィードバックされる。
【００２７】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２８】
実施例１
連続グルーブを転写したポリカーボネート製ＣＤ−ＲＷディスクに、下部保護層、記録層、上部保護層、反射層、オーバーコート層を順次積層し、ＣＤ−ＲＷディスクを作成した。
下部保護層、上部保護層にはＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物（モル比８：２）を用い、膜厚は下部保護層８０ｎｍ、上部保護層１５ｎｍとした。成膜は真空気相成膜法の一種であるＲＦマグネトロンスパッタリング法を用いて行った。
記録層には相変化材料であるＡｇ_１Ｉｎ_３Ｓｂ_７７Ｔｅ_１９に微量のＧｅを添加したものを用い、膜厚は１５ｎｍとした。
反射層にはＡｌに微量のＴｉを添加した合金を用い、膜厚は１５０ｎｍとした。
オーバーコート層には市販の光ディスク用の紫外線硬化樹脂を用いた。成膜はスピンコーティング法を用い窒素雰囲気中で紫外線を照射して硬化した。
作製したディスクを市販の相変化ディスク用初期化装置で全面結晶化した。
得られた光ディスク（以下、サンプルＡという）は、未記録状態でＣＤ−ＲＷの標準規格であるオレンジブックパートIIIの仕様を満足する良好なものであった。
サンプルＡにテストパターンを記録し設定すべき記録パワーＰｗｏを算出する実験を行った。記録装置にはＣＤ−Ｒ／ＲＷ記録・再生信号評価装置ＤＤＵ１０００を使用した。その光ピックアップの仕様はＮＡ０．５０、λ＝７８９ｎｍ、最高射出パワー３５ｍＷであった。
図４に示した記録発光パルスを用い、ＥＦＭ変調されたランダム情報をテスト記録パターンとした。変調方式にＥＦＭを採用したのでｎ＝１４のパターンは使用していない。基本クロック周期Ｔｗはコンパクトディスクの２４倍速に相当する９．６４ｎｓとした。
ディスクはコンパクトディスクの２４倍速相当である２８．８ｍ／ｓの線速度で回転し、光ビームを走査した。
記録パワーを２８ｍＷから３５ｍＷまで１ｍＷ刻みで変化させてテスト記録を行った。テスト記録パターンを同一装置で再生し、タイムインターバルアナライザを用いて記録パワーに対するマーク長を計測し、オシロスコープを用いて変調度の測定を行った。
図８に各マーク長について測定したマーク長の論理的長さからのデビエーション（ズレ量）Ｄの測定結果を示す。本実施例の発光パルスはｎ１＝２ｍ、ｎ２＝２ｍ＋１であることから、偶数×Ｔｗのマークが低パワーの時に短くなっている。そのため、２８ｍＷでは偶数と奇数のＤの差が大きくなっているが、記録パワー３４ｍＷではほぼ同じ値となっている。
図９に、ｎ１＝４、ｎ２＝５としたときのＤ１、Ｄ２の記録パワー依存性を示す。記録パワー３４ｍＷでＤ１＝Ｄ２となっている。従って、ｎ１＝４、ｎ２＝５の場合はＤ１＝Ｄ２となる点を求めることで、記録パワーＰｗｏ＝３４ｍＷを得ることができる。
【００２９】
実施例２
図１０に、サンプルＡに対し、ｎ１＝６、ｎ２＝７としたときのＤの記録パワー依存性を示す。
この場合にはＤ１＝Ｄ２となるＰｗが求められないため、パラメータｇ（Ｐｗ）を用いて求めることになる。
図１１にパラメータｇ（Ｐｗ）の記録パワー依存性を示す。
ｇα＝０．０５に設定し、ｇ（Ｐｗ）＝ｇαとなる点を算出すれば記録パワーＰｗｏ＝３４ｍＷを得ることができる。
【００３０】
実施例３
記録層の膜厚を１７ｎｍとした点以外は実施例１と全く同様にして光ディスク（サンプルＢ）を作成し、実施例１と全く同様の評価を行った。
図１２に、ｎ１＝４、ｎ２＝５としたときの、Ｄ１、Ｄ２の記録パワー依存性を示す。この図では、Ｐｗ＝３４ｍＷでほぼＤ１＝Ｄ２となっている。従ってｎ１＝４、ｎ２＝５としたときの記録パワーＰｗｏ＝３４ｍＷとなる。
記録層膜厚の違いによりＤ１、Ｄ２のパワー依存性はサンプルＡの場合と異なっているが、ほぼ同等の記録パワーＰｗｏを設定することができる。
【００３１】
実施例４
サンプルＢについて、実施例２と同様の方法による評価を行った。即ち図１３に、ｎ１＝６、ｎ２＝７としたときのＤ１、Ｄ２の記録パワー依存性を示す。
サンプルＡと同様の記録パワー依存性を示すが、その絶対値は異なっている。サンプルＡの場合と同様にＤ１＝Ｄ２とならないため、パラメータｇ（Ｐｗ）を用いて記録パワーＰｗｏの算出を行う。
図１４にパラメータｇ（Ｐｗ）の記録パワー依存性の測定結果を示す。
サンプルＡとサンプルＢをディスクの固体バラツキの範囲と仮定すると、同様のパラメータで記録パワーＰｗｏを求められることが好ましい。そこで、実施例２と同様のパラメータｇα＝０．０５として記録パワーＰｗｏを算出した。その結果、実施例２と同一の記録パワーＰｗｏを設定することが出来た。
【００３２】
比較例１
従来の記録パワーＰｗｏの設定方法である、変調度の評価による方法を検討した。
図１５にサンプルＡとサンプルＢの変調度の記録パワー依存性を示す。サンプルＡとサンプルＢとでは変調度のカーブが異なっており、特に低いパワー領域と高いパワー領域とでは変調度の関係が逆転している。そのため、同一の評価手段では正しい記録パワーＰｗｏを算出することが困難である。
【００３３】
比較例２
ＣＤ−ＲＷで採用しているγ法を用いて、γパラメータを採用した。
図１６に、γパラメータの記録パワー依存性を示す。変調度以上にγの方に差が顕著に表されているため、やはり同一のパラメータによって記録パワーＰｗｏを設定することは困難であると言える。
【００３４】
【発明の効果】
本発明１では、ｎ１＜ｎ２の関係にあるマークをｍ個のパルス発光で記録するときに、記録パワーＰｗを逐次変化させてテスト記録を行い、そのテスト記録部分を再生する。更にその再生した信号のマークの長さＴ１、Ｔ２を測定し、その論理的長さからのズレ量Ｄ１、Ｄ２を演算し、このＤ１、Ｄ２をモニタすることにより記録パワーＰｗｏを決定する。その結果、マーク長のパワー依存性の差を最小限に抑えた記録パワー領域を設定することが可能になると同時に少ないパルス数で記録できるため、高変調度かつ低エラーレートで情報を記録することが可能となる。更に媒体のバラツキに影響されることなく記録パワーＰｗｏを設定することが可能となる。
本発明２によれば、異なるマークでの論理的長さからのズレ量を最小限に抑えることができる記録パワーを設定することが可能となるため、本発明１のパルス数の少ない発光波形による記録でも記録パワーＰｗｏを設定することが可能となる。
本発明３によれば、本発明２の条件を満足できない場合に記録パワーＰｗｏを効果的に設定することができる。
本発明４〜６によれば、Ｄ１＝Ｄ２とならない場合でも発光パルス幅を調整することにより、記録パワーＰｗｏでの記録が可能であると同時に、Ｄ１とＤ２の差を更に低く抑えることが可能となる。
本発明７〜８によれば、本発明１〜６の光情報記録方法を実施できる光情報記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の記録方法では、パルス発光における立上り・立下りの効果が大きくなり、実効的な照射光エネルギーが低くなってしまうことを説明する図。
（ａ） 実際の発光波形は矩形にはならないことを示す図。
（ｂ） 更に基本クロックが高くなると、ＰｗはΔＰｗだけ低くなり、ＰｂはΔＰｂだけ高くなってしまうことを示す図。
（ｃ） ２個のパルスで記録する技術を示す図。
【図２】相変化型光情報記録媒体の構成の一例を示す図。
【図３】マーク形成時の発光パターンの一例を示す図。
（ａ） ６Ｔｗの記録マーク
（ｂ） ６Ｔｗのクロック周期
（ｃ） ６Ｔｗのマークを形成するために５個のパルスを用いた場合
（ｄ） ６Ｔｗのマークを形成するために３個のパルスを用いた場合
（ｅ） ６Ｔｗのマークを形成するために２個のパルスを用いた場合
【図４】異なる長さのマークを同数のｍ個のパルスで記録する例を示す図。
【図５】図３に例示した発光パルスで記録した場合の再生信号振幅である変調度の記録パワー依存性を模式的に示す図。
【図６】記録パワーの設定に用いられる特性値の記録パワー依存性を示す図。
（ａ） 変調度の記録パワー依存性を示す。
（ｂ） ｍ＝（ｎ−１）のパルス発光で記録した場合のＤ（Ｐｗ）の記録パワー依存性を示す。
（ｃ） Ｄ１（Ｐｗ）とＤ２（Ｐｗ）の記録パワー依存性を示す。
【図７】本発明の光情報記録装置の一例を示す図。
【図８】サンプルＡのマーク長の論理的長さからのズレ量Ｄの測定結果を示す図。
【図９】サンプルＡに対し、ｎ１＝４、ｎ２＝５としたときのＤ１、Ｄ２の記録パワー依存性を示す図。
【図１０】サンプルＡに対し、ｎ１＝６、ｎ２＝７としたときのＤの記録パワー依存性を示す図。
【図１１】サンプルＡのパラメータｇ（Ｐｗ）の記録パワー依存性を示す図。
【図１２】サンプルＢに対し、ｎ１＝４、ｎ２＝５としたときのＤ１、Ｄ２の記録パワー依存性を示す図。
【図１３】サンプルＢに対し、ｎ１＝６、ｎ２＝７としたときのＤ１、Ｄ２の記録パワー依存性を示す図。
【図１４】サンプルＢのパラメータｇ（Ｐｗ）の記録パワー依存性を示す図。
【図１５】サンプルＡとサンプルＢの変調度の記録パワー依存性を示す図。
【図１６】γパラメータの記録パワー依存性を示す図。
【符号の説明】
１ 基板
２ 下部保護層
３ 記録層
４ 上部保護層
５ 反射層
６ 樹脂層
Ｐｗ 記録パワー
Ｐｗｏ 設定された記録パワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ バイアスパワー
ΔＰｗ 記録（ピーク）パワーの減少分
ΔＰｂ バイアス（ボトム）パワーの上昇分
Ｔｗ 基本クロック周期
Ｔｆｐ 第１パルスの幅
Ｔｌｐ 最終パルスの幅
ｍ パルス数
ｎ マーク長ｎ・Ｔｗを示す自然数
Ｄ（Ｐｗ） ズレ量（デビエーション）
Ｄ１（Ｐｗ） ズレ量（デビエーション）
Ｄ２（Ｐｗ） ズレ量（デビエーション）
ｇ（Ｐｗ） パラメータ

Claims (8)

1. 記録マークと未記録部（記録マーク間のスペース）の長さを変調したＰＷＭ方式で情報を記録する光情報記録媒体の記録方法において、その長さの最小単位（基本クロック周期）をＴｗとし、ｎ１、ｎ２をｎ１＜ｎ２である自然数とするとき、ｎ１・Ｔｗとｎ２・Ｔｗという異なる長さの記録マークを、何れもｍ個（ｍはｍ＜ｎ１の自然数）のパルスで強度変調させた光により記録し、その記録信号パルスのパワーの最大値Ｐｗを逐次変化させてテスト記録を行い、テスト記録したパターンを再生して測定した記録マークの長さＴ１（Ｐｗ）又はＴ２（Ｐｗ）と、理論的長さｎ１・Ｔｗ又はｎ２・Ｔｗの差（ズレ量）である、
   Ｄ１（Ｐｗ）＝Ｔ１（Ｐｗ）−ｎ１・Ｔｗ、及び、
   Ｄ２（Ｐｗ）＝Ｔ２（Ｐｗ）−ｎ２・Ｔｗ
   を評価することにより記録パワーＰｗｏを設定することを特徴とする光情報記録方法。
2. Ｄ１（Ｐｗ）＝Ｄ２（Ｐｗ）となるＰｗを記録パワーＰｗｏとして設定することを特徴とする請求項１記載の光情報記録方法。
3. 次式に従って規格化されたパラメータｇ（Ｐｗ）を求め、
   ｇ（Ｐｗ）＝〔Ｄ２（Ｐｗ）−Ｄ１（Ｐｗ）〕／Ｔｗ
   ｇ（Ｐｗ）＝ｇα
   （但し、ｇαは、０＜ｇα≦０．１の範囲にある媒体固有の値）
   となるＰｗを記録パワーＰｗｏとして設定することを特徴とする請求項１記載の光情報記録方法。
4. 記録パワーＰｗｏにおける、ｎ１・Ｔｗの記録パルスの第１パルス幅を、Ｄ２（Ｐｗｏ）−Ｄ１（Ｐｗｏ）だけ長く設定することを特徴とする請求項３記載の光情報記録方法。
5. 記録パワーＰｗｏにおける、ｎ１・Ｔｗの記録パルスの最終パルス幅を、Ｄ２（Ｐｗｏ）−Ｄ１（Ｐｗｏ）だけ長く設定することを特徴とする請求項３記載の光情報記録方法。
6. 請求項３記載の規格化されたパラメータｇ（Ｐｗ）＝ｇβ、但し、０．４≦ｇβ≦０．６、として求められるＰｗｔに１．０〜１．２の範囲にある定数ρを乗じて求めたＰｗ＝ρ・Ｐｗｔを記録パワーＰｗｏとして設定することを特徴とする光情報記録方法。
7. テスト記録を行いテスト記録部の情報を再生する光ピックアップ部、テスト記録時の光照射パワーを制御するパワー制御部、再生信号から記録マークの長さを測定するマーク長測定部を有し、請求項１〜６の何れかに記載の光情報記録方法により記録を行うことができるように設定されていることを特徴とする光情報記録装置。
8. 請求項３記載の規格化されたパラメータｇ（Ｐｗ）を演算する演算部を有することを特徴とする請求項７記載の光情報記録装置。

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