JPH10188286A - 相変化ディスクの記録再生装置におけるレーザの消去パワー設定方法及び相変化ディスクの記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相変化ディスクの消去パワー設定の方法を提
供すること。 【解決手段】 ディスク上の或トラックにテスト信号を
記録し、そのトラック上をパワーＰｅのＤＣ発光レーザ
でトレースし、再生した信号のマーク部分の消去の様子
を調べ、最適消去パワーの点に消去パワーを設定するよ
うにする。このため、上記トレースに使うパワーＰｅ
を、記録された信号が消えない小さな値の初期値から、
徐々に増加してゆき、予め定められた閾値を越えた点と
その後再び閾値を下回った点のパワーＰｅを記憶してお
いて、それらに基いて最適消去パワーを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相変化型ディスク
の記録再生装置に関し、特に、その種の記録再生装置に
おけるレーザの消去パワー設定方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光学的記録再生装置における記録方式
は、使用するディスクの記録膜（記録媒体）の種類に応
じて、追記型記録と書換型記録の２つに分けることがで
き、書換型記録は更に光磁気記録と相変化記録に分ける
ことができる。

【０００３】本発明が適用される光学的記録再生装置
は、相変化記録方式による記録再生を行うもので、記録
膜が結晶状態にあるか非晶（アモルファス）状態にある
かによって、反射率が変化することを利用している。

【０００４】この種の記録再生装置を用いてディスク上
に信号を記録する場合には、図１０のような記録系の回
路が使われる。この回路は、データビット列を符号器１
１で符号化し、駆動アンプ１２で増幅した後、光学ヘッ
ド１３に供給して、光（レーザ）に変換し、ディスク上
に投射するようになっている。

【０００５】ディスク上に記録された信号を再生する場
合には、図１１に示すような再生系の回路が使われる。
この回路は、読み取り用のレーザ光をディスク面に投射
し、ディスク面で記録された信号によって変調された信
号を光学ヘッド２１で受光し、復号して出力する回路で
ある。

【０００６】光学ヘッド２１は受光した光信号を電気信
号に変換してアンプ２２に送る。アンプ２２は光学ヘッ
ド２１から送られてくる弱い信号を増幅して波形等化器
２３に送る。波形等化器２３は再生信号の符号間干渉を
除いて波形整形器２４に出力する。波形整形器２４で整
形された信号が弁別器２６に送られ、ここで弁別された
２値（マーク・スペース）信号が復号器２７に送られ、
復号された信号を出力する。

【０００７】以上、光学的記録再生装置における信号記
録と再生について簡単に説明したが、この光学的記録再
生装置のシステム構成自体は本発明と直接の関係はない
ので詳しい説明は省略して、次に、この種の記録再生装
置における信号の記録と消去について簡単に説明する。

【０００８】ディスク上の記録膜の相変化（転移）を利
用した記録は、まず、記録膜全面を加熱して充分結晶化
させておき、レーザ光を照射することにより、その熱で
記録膜をアモルファス化することで記録する。この結晶
化の温度は例えば４００℃であり、アモルファス化の温
度は例えば６００℃である。結晶状態をスペース（論理
「０」）、アモルファス状態をマーク（論理「１」）に
対応付けておけば、ディスクの記録膜にレーザ光を照射
することにより相変化を起こさせ信号を記録することが
できる。

【０００９】図６はレーザの発光波形を示す。同図にお
いて、（ａ）はクロック信号で、繰り返し周期がＴであ
る。（ｂ）はディスク上に記録するテスト信号で、マー
クの長さが８Ｔのデータ信号である。（ｃ）は、記録の
ときのレーザ発光波形である。また、（ｄ）はレーザダ
イオード（レーザ光源）の出力パワーＰｅとしてＤＣ発
光させた時のレーザ発光波形である。

【００１０】図７はパワーＰｅを徐々に上げたときの再
生波形を示すもので、同図中に記入された信号Ｌａは記
録膜がアモルファス状態となる信号レベル、Ｌｔは再生
信号を弁別回路におけるコンパレータで閾値と比較する
ときの閾値、Ｌｃは記録膜が結晶状態となる信号レベル
を表す。

【００１１】同図において、（ａ）は図１を参照して後
述する弁別回路で弁別したマーク・スペース信号をラッ
チするためにシステム制御回路からラッチ回路に送るラ
ッチパルスである。（ｂ）は８Ｔマークが記録された直
後の再生信号波形で、図示のとおり、マークはアモルフ
ァス状態の信号レベルＬａにあり、スペースは結晶状態
の信号レベルＬｃにある。この状態では再生信号を弁別
回路のコンパレータで閾値Ｌｔと比較したとき、マーク
（ハイレベルＨ）とスペース（ローレベルＬ）ははっき
りと区別でき、正確な読み取りができる。

【００１２】パワーＰｅを少し上げてマーク信号の消去
をすると、（ｃ）に示すとおり、８Ｔマークが半分消え
て、マークのレベルがコンパレータの閾値Ｌｔより低く
なり、弁別回路の出力にマークの信号が検出されなくな
る。更に、パワーＰｅを増すと、（ｄ）に示すようにマ
ークが完全に消えてしまい、記録した信号が失われてし
まう。

【００１３】パワーＰｅを更に上げていくと、同図
（ｅ）に示すとおり、ディスクの記録媒体が結晶状態か
らアモルファス化し始め、その値は弁別回路中のコンパ
レータの閾値Ｌｔに近づいていく。パワーＰｅを更に増
加すると、トレースした所が完全にアモルファス化して
しまい、（ｆ）に示すように、コンパレータで閾値Ｌｔ
と比較した時に全体がマークの信号になってしまう。

【００１４】上記の説明から明らかなとおり、ディスク
上の信号を消去するための消去パワーは小さ過ぎてもい
けないが大き過ぎてもいけない。記録されている信号が
完全に消える状態にするために必要なパワーを測定し
て、そのパワーに消去パワーを設定する必要がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】近年、記録波長の短波
長化に伴い、記録時に周囲環境温度やディスクの感度む
らの影響を受けやすくなっている。相変化ディスクのド
ライブや光磁気（ＭＯ）ディスクのドライブにはレーザ
による熱記録が用いられているから、周囲環境温度やデ
ィスクの感度にかかわらず記録パワーを固定した記録方
法では最適記録が出来なくなることがある。

【００１６】これに対する一つの対策として、記録に先
だって、その記録しようとするディスクに試し書きをす
ることにより最適記録パワーの設定を行う方法があり、
ＭＯディスクの記録において行われている。しかし、こ
れを相変化ディスクに適用するには、記録パワーＰｗだ
けでなく消去パワーＰｅも最適化する必要がある。

【００１７】何故ならば、ＭＯディスクの消去比は、図
８に示すように、消去パワーに対して単調増加するが、
相変化ディスクは図９に示すように消去パワーに対して
上に凸の特性を示すからである。

【００１８】ここで図８を参照してこの様子を更に詳し
く説明すると、同図に示すとおり、ＭＯ（光磁気）ディ
スクの消去比は、消去パワーＰｅをゼロから増加してい
くと或点から消去が始まり消去比は対数的に増加する。
この場合、消去比が４０ｄＢ以上になる点を実用上問題
のない点として選んでいる。

【００１９】それに比べて、一般に相変化ディスクの消
去比は図９のようになり、消去パワーＰｅをゼロから増
加していくと、消去比は或点から急激に増加し、その後
一定になり、更に消去パワーＰｅを増加すると消去比は
急激に低下する。そこで、消去比が２５ｄＢ以上になる
範囲を実用上問題がない範囲として選び、消去パワーＰ
ｅをこの範囲内の値に設定する。

【００２０】上記は、ディスク上に記録されたデータ信
号をＤＣ（直流）発光させたレーザでトレースして、そ
のデータ信号を消去し、消去後、新たに信号を書き込む
場合の説明であるが、この方法では、消去のための操作
と記録のための操作が必要である。

【００２１】これに対して下記に説明する記録方法は、
ディスク上に記録された古いデータ信号の上に新しいデ
ータ信号を重ね書きすることにより、古い信号を消去し
て新しい信号を書き込むことができる。

【００２２】図５において、（ａ）は周期Ｔのクロック
パルス、（ｂ）は２Ｔのマークとスペースから成るテス
ト用記録信号、（ｃ）は２Ｔデータ記録時のレーザ発光
波形を示す。このレーザ波形において、Ｐｗは相変化デ
ィスクをアモルファス化するパワー、即ち、記録パワー
を表し、Ｐｅは相変化ディスクを結晶化するパワー、即
ち、消去パワーを表している。

【００２３】（ｄ）は７Ｔのマークとスペースの繰り返
しから成るテスト用記録信号、（ｅ）は７Ｔデータ記録
時のレーザ発光波形を示している。このレーザ発光波形
においても同様にＰｗは相変化ディスクをアモルファス
化するパワー、Ｐｅは相変化ディスクを結晶化するパワ
ーである。

【００２４】図５の（ｃ）及び（ｅ）において、レーザ
の発光波形は、点線で示す０ｍＷに対して消去パワーＰ
ｅがあり、その上にＰｅとＰｗの間で変化する２値信号
が重畳されたかたちになっている。

【００２５】（ｃ）の発光波形と（ｅ）の発光波形を比
較すると、レーザの発光波形は２Ｔのマーク・スペース
のデータ信号の場合と、７Ｔのマーク・スペースのデー
タ信号の場合とでは異なった波形になっている。記録信
号に応じて、このように異なった波形で発光することに
より、相変化ディスクに対してダイレクトオーバライト
（直接重ね書き）ができる。

【００２６】この場合、相変化ディスクに対する記録
は、次の手順で行われる。 １，上記（ｂ）に示すような２Ｔのマーク・スペースの
繰り返し信号を記録する。 ２，その２Ｔのマーク・スペースの繰り返し信号のキャ
リアレベルを測定する。 ３，次に、上記２Ｔのマーク・スペースの信号が記録さ
れた上に７Ｔのマーク・スペースの繰り返し信号を記録
する。 ４，２Ｔのマーク・スペースの繰り返し信号のキャリア
レベルを測定する。 ５，上記２と４の項目で測定したキャリアレベル差によ
り、２Ｔのマーク・スペースの繰り返し信号の消去比を
求める。

【００２７】以上の項目１〜５を、Ｐｅを０から消去比
が悪化するパワーまで変化させて繰り返し行う。一般に
相変化ディスクの消去比は図９のようになり、消去パワ
ーＰｅをゼロから増加していくと、消去比は或点から急
激に増加し、その後一定になり、更に消去パワーＰｅを
増加すると消去比は急激に低下する。そこで、消去比が
２５ｄＢ以上になる範囲を実用上問題がない範囲として
選び、消去パワーＰｅをこの範囲内の値に設定する。

【００２８】以上の方法では、１つの測定点について、
記録動作が２回必要になる。即ち、２Ｔのマーク・スペ
ース繰り返し信号の記録と７Ｔのマーク・スペース繰り
返し信号の記録である。

【００２９】本発明は、上記従来の測定方法による記録
再生装置の欠点を克服して、一回の記録動作で済み、か
つ、記録パターンも１種類で済む測定方法を用いて１つ
の測定点について１回の消去動作で済む記録再生装置を
提供することを課題とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、その一観点に従えば、下記のステップ
を含む消去パワー設定方法を提供する。即ち、ディスク
上の或トラックにテスト信号を記録する第１ステップ
と、上記記録されたテスト信号が消えない大きさの予め
定められたレーザ出力パワーＰｅを初期値として設定す
る第２ステップと、上記パワーＰｅでレーザをＤＣ発光
させて上記トラックをトレースし、上記トラックから信
号を再生し、該再生した信号のマークレベルを所定の閾
値レベルと比較する第３ステップと、該マークレベルが
閾値レベルを越えていなければ、パワーＰｅを微小量増
加して上記第３ステップを繰り返す第４ステップと、上
記マークレベルが閾値を越えた時、その時のパワーＰｅ
を第１の記憶値として記憶する第５ステップと、上記パ
ワーＰｅを微小量増加し、該増加したパワーＰｅでレー
ザをＤＣ発光させて上記トラックをトレースして該トラ
ックから信号を再生し、再生した信号のマークレベルを
所定の閾値レベルと比較する第６ステップと、上記マー
クレベルが閾値レベルを越えていれば、上記第６ステッ
プを繰り返す第７ステップと、上記マークレベルが閾値
レベルを越えていなければ、その時のパワーＰｅを第２
の記憶値として記憶し、上記第１及び第２の記憶値に基
いて消去パワーの設定を行う第８ステップと、を含む相
変化ディスクの消去パワー設定方法を提供する。

【００３１】上記の方法において、上記第１と第２の記
憶値に基いて消去パワーの設定を行う第８のステップ
が、第１と第２の記憶値の単純加算平均を計算すること
によって消去パワーを決めるステップとすることができ
る。

【００３２】また、上記の方法において、上記第１と第
２の記憶値に基いて消去パワーの設定を行う第８のステ
ップが、第１と第２の記憶値の加重平均を計算すること
によって消去パワーを決めるステップとすることができ
る。

【００３３】本発明は、その第二の観点によれば、下記
の記録再生装置を提供する。即ち、ディスク上の記録媒
体に信号を記録し、かつ、記録された信号を読み取るこ
とのできる光学ヘッドと、読み取った信号のマークレベ
ルを所定の閾値と比較して該マークレベルが閾値よりも
高いか低いかを弁別する弁別回路と、該弁別回路の出力
に基いて上記光学ヘッドに送るパワー制御信号を生成す
る回路を有するシステム制御回路とを備えた相変化ディ
スクの記録再生装置であって、上記システム制御回路
が、上記パワーＰｅの初期値として、記録されたテスト
信号が消えない大きさの予め定められた値を設定し、再
生信号のマークレベルが閾値レベルを越えない間は、パ
ワーＰｅを微小量増加して上記光学ヘッドへ送り、上記
マークレベルが閾値を越えると、その時のパワーＰｅを
第１の記憶値として記憶し、更に上記パワーＰｅを微小
量増加し、該増加したパワーＰｅを上記光学ヘッドへ送
り、上記マークレベルが閾値レベルより低くなったと
き、その時のパワーＰｅを第２の記憶値として記憶し、
上記第１及び第２の記憶値に基いて消去パワーの設定を
行うようになった相変化ディスクの記録再生装置を提供
する。

【００３４】上記の装置において、上記第１と第２の記
憶値に基いて消去パワーの設定を行う手段が、第１と第
２の記憶値の単純加算平均または加重平均を計算する回
路を含むことができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の相変化
ディスク記録再生装置の一実施の形態の説明をする。同
図は、再生系の回路のみを示したもので、光学ヘッド
１、再生アンプ２、弁別回路３、ラッチ回路４及びシス
テム制御回路を含む。

【００３６】ディスク上に記録されたデータ信号を光学
ヘッド１で読み取り、読み取った信号を再生アンプ２で
増幅し、弁別回路３のコンパレータで基準値と比較して
その信号の状態がマークかスペースかを決める。弁別回
路３の出力はラッチ回路４にラッチされ、その信号のレ
ベルがＨ（ハイ）かＬ（ロー）かをシステム制御回路５
に伝える。この時、ラッチ回路にラッチされる値はシス
テム制御回路５から送られてくるラッチ制御信号に基い
てラッチされる。

【００３７】システム制御回路５は、ラッチ回路４から
送られてきた信号の状態を調べて光学ヘッドに対するレ
ーザパワー制御信号を出す。次に、この再生系の回路の
動作を、図２を参照して、説明する。

【００３８】ステップＳ０において動作開始し、ステッ
プＳ１において、或１つのトラックａに８Ｔ程度のマー
クを記録する。この際、マークの長さの条件はラッチの
タイミングが厳しくならないものなら何でもよい。この
ままトラックａを読むとコンパレータの出力はＨとな
る。

【００３９】マークの記録を行った後ステップＳ２に進
み、消去パワーＰｅの初期値設定を行う。この初期値設
定は、前もって実験により検討しておいた大体の値Ｐ１
を使い、この値をＰｅに代入する。Ｐ１の値は記録され
た信号が消えないであろう値ならばどんな値でもよい。

【００４０】ステップＳ３に進んで、レーザを上記の消
去パワーＰｅでＤＣ発光させ、このレーザ光を使ってト
ラックａをトレースする。ステップＳ４に進み、トラッ
クａから信号を再生し、弁別回路のコンパレータで基準
値と比較し、その比較結果をラッチ回路４にラッチし、
そのラッチした値をシステム制御回路に送る。

【００４１】ステップＳ５に進み、システム制御回路５
はラッチ回路４から送られてきたコンパレータの出力が
Ｈ（ハイレベル）かＬ（ローレベル）かの判定を行い、
ＬであればステップＳ６に進み、消去パワーＰｅを微小
量ΔＰだけ増加してステップＳ３に戻る。

【００４２】コンパレータの出力がＬの間は、上記ステ
ップＳ３〜Ｓ６の動作を繰り返し行うが、コンパレータ
出力がＨになると、ステップＳ７に進み、その時の消去
パワーＰｅをＰｅ（ｌｏｗ）として記憶する。

【００４３】ステップＳ８に進み、消去パワーＰｅをΔ
Ｐだけ増加する。再びレーザをパワーＰｅでＤＣ発光さ
せてトラックａをトレースする。ステップＳ１０に進
み、トラックａから信号を再生し、ステップＳ１１でコ
ンパレータの出力を判定し、もし、その出力がＨなら
ば、ステップＳ８に戻り、ステップＳ８〜Ｓ１１を繰り
返してパワーＰｅを更に増加させる。

【００４４】ステップＳ１１でコンパレータからの出力
を判定した結果がＬになるとステップＳ１２に進み、そ
の時のＰｅをＰｅ（ｈｉｇｈ）として記憶する。ステッ
プＳ１３に進んで設定するＰｅを計算する。この計算は
Ｐｅ（ｌｏｗ）とＰｅ（ｈｉｇｈ）の単純加算平均値、
即ち、 Ｐｅ＝（Ｐｅ（ｈｉｇｈ）＋Ｐｅ（ｌｏｗ））／２ で与えられる。

【００４５】上記消去パワーの設定における、Ｐｅ（ｈ
ｉｇｈ）とＰｅ（ｌｏｗ）との関係は図３、図４に示す
ようになっている。前述のとおり、Ｐｅ（ｌｏｗ）はコ
ンパレータの出力がＬからＨに変わった点のパワーＰｅ
の値であり、Ｐｅ（ｈｉｇｈ）はパワーＰｅを増加して
いった結果消去しなくなった時のパワーＰｅの値であ
る。

【００４６】消去パワーはＰｅ（ｌｏｗ）とＰｅ（ｈｉ
ｇｈ）との中間の値に選ばれ、図３は単純に加算平均値
をとることによって決定される場合を示す。また、図４
はＰｅ（ｌｏｗ）とＰｅ（ｈｉｇｈ）の間をα対βに分
割する点に選ぶ場合を示す。この場合、αとβによる加
重平均値は ｛β＊Ｐｅ（ｌｏｗ）＋α＊Ｐｅ（ｈｉｇｈ）｝／（α
＋β） で与えられる。ここでαとβの値を適正に選ぶことによ
り消去パワーとして最適な値を設定することができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の記録再生装置は上記の消去パワ
ー設定回路を備えているので、消去パワーの設定が容易
であり、システム制御回路によりレーザパワーの最適化
も容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録再生装置再生系回路の概略ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の記録再生装置の消去パワー設定動作フ
ローチャートである。

【図３】相変化記録媒体の消去特性図である。

【図４】相変化記録媒体の消去特性図である。

【図５】テスト用記録波形の波形図である。

【図６】テスト用記録波形の波形図である。

【図７】相変化ディスクの記録と消去の説明図である。

【図８】ＭＯディスクの消去比を示す特性図である。

【図９】相変化ディスクの消去特性を示す特性図であ
る。

【図１０】相変化ディスク記録再生装置の記録系回路ブ
ロック図である。

【図１１】相変化ディスク記録再生装置の再生系回路ブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 光学ヘッド、２ 再生アンプ、３ 弁別回路（コン
パレータ）、４ ラッチ回路、５ システム制御回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク上の或トラックにテスト信号を
   記録する第１ステップと、 上記記録されたテスト信号が消えない大きさの予め定め
   られたレーザパワーＰｅを初期値として設定する第２ス
   テップと、 上記パワーＰｅでレーザをＤＣ発光させて上記トラック
   をトレースし、上記トラックから信号を再生し、該再生
   した信号のマークレベルを所定の閾値レベルと比較する
   第３ステップと、 該マークレベルが閾値レベルを越えていなければ、パワ
   ーＰｅを微小量増加して上記第３ステップを繰り返す第
   ４ステップと、 上記マークレベルが閾値を越えた時、その時のパワーＰ
   ｅを第１の記憶値として記憶する第５ステップと、 上記パワーＰｅを微小量増加し、該増加したパワーＰｅ
   でレーザをＤＣ発光させて上記トラックをトレースして
   該トラックから信号を再生し、再生した信号のマークレ
   ベルを上記所定の閾値レベルと比較する第６ステップ
   と、 上記マークレベルが閾値レベルを越えていれば、上記第
   ６ステップを繰り返す第７ステップと、 上記マークレベルが閾値レベルを越えていなければ、そ
   の時のパワーＰｅを第２の記憶値として記憶し、上記第
   １及び第２の記憶値に基いて消去パワーの設定を行う第
   ８ステップと、を含む相変化ディスクの消去パワー設定
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記第
   １と第２の記憶値に基いて消去パワーの設定を行う第８
   のステップが、第１と第２の記憶値の単純加算平均を計
   算することによって消去パワーを決めるステップである
   相変化ディスクの消去パワー設定方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、前記第
   １と第２の記憶値に基いて消去パワーの設定を行う第８
   のステップが、第１と第２の記憶値の加重平均を計算す
   ることによって消去パワーを決めるステップである相変
   化ディスクの消去パワー設定方法。
4. 【請求項４】 ディスク上の記録媒体に信号を記録し、
   かつ、記録された信号を読み取ることのできる光学ヘッ
   ドと、読み取った信号のマークレベルを所定の閾値と比
   較して該マークレベルが閾値よりも高いか低いかを弁別
   する弁別回路と、該弁別回路の出力に基いて上記光学ヘ
   ッドに送るパワー制御信号を生成する回路を有するシス
   テム制御回路とを備えた相変化ディスクの記録再生装置
   であって、 上記システム制御回路が、 上記光学ヘッドから出るレーザパワーＰｅの初期値とし
   て、記録されたテスト信号が消えない大きさの予め定め
   られた値を設定し、再生信号のマークレーザが閾値レベ
   ルを越えない間は、上記パワーＰｅを微小量増加した制
   御信号を上記光学ヘッドへ送り、上記マークレーザが閾
   値を越えると、その時のパワーＰｅを第１の記憶値とし
   て記憶し、更に上記パワーＰｅを微小量増加し、該増加
   したパワーの制御信号を上記光学ヘッドへ送り、上記マ
   ークレベルが閾値レベルより低くなったとき、その時の
   パワーＰｅを第２の記憶値として記憶し、上記第１及び
   第２の記憶値に基いて消去パワーの設定を行うようにな
   った相変化ディスクの記録再生装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の装置において、前記第
   １と第２の記憶値に基いて消去パワーの設定を行う手段
   が、第１と第２の記憶値の単純加算平均または加重平均
   を計算する回路を含む相変化ディスクの記録再生装置。