JPH08180410A - 光学情報記録媒体の記録・再生方法 - Google Patents

光学情報記録媒体の記録・再生方法

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JPH08180410A
JPH08180410A JP6316595A JP31659594A JPH08180410A JP H08180410 A JPH08180410 A JP H08180410A JP 6316595 A JP6316595 A JP 6316595A JP 31659594 A JP31659594 A JP 31659594A JP H08180410 A JPH08180410 A JP H08180410A
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Kenichi Nishiuchi
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信夫 赤平
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は書換え可能な相変化光ディスクに情
報を記録・再生する方法に関するもので、データ部の始
端・終端部における繰り返し記録劣化を抑制する信号記
録方法を提供することを目的とする。 【構成】 VFOの領域に記録するマークのうち少なく
とも前方に記録するマークを形成するためのレーザ光の
照射エネルギーを、データの記録マークの最短マークを
形成するためのレーザ光の照射エネルギーよりも小さく
して記録する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて光デ
ィスク上に、情報を記録・再生する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】信号を記録・再生し、かつ消去すること
ができる光ディスクとして、記録薄膜材料にカルコゲン
化物を用いた相変化型の光ディスクが知られている。一
般には、記録薄膜材料が結晶状態の場合を未記録状態と
し、レーザ光を照射し、記録薄膜材料を溶融・急冷して
非晶質状態とすることにより、信号を記録する。一方、
信号を消去する場合には、記録時よりも低パワーのレー
ザ光を照射することにより、記録薄膜を昇温して結晶状
態とする。結晶状態と非晶質状態では、屈折率nを消衰
係数kとからなる複素屈折率が異なり、この結果生じる
反射率或は透過率の差を利用して信号の再生を行なう。
【0003】記録薄膜材料としては、例えばTe,In,
Sb,Se等を主成分とする非晶質−結晶間で相変化する
材料、或は異なる2種類の結晶構造の間で可逆的に相変
化をおこす物質を用いることが一般的である。
【0004】相変化記録のメリットの1つは、記録手段
として単一のレーザビームのみを用い、情報信号をオー
バライトできる点にある。すなわち、レーザー出力を記
録レベルと消去レベルの2レベル間で情報信号に応じて
変調し記録済みの情報トラック上に照射すると、既存の
情報信号を消去しつつ新しい信号を記録することが可能
である(特開昭56−145530号公報)。この特徴
を生かして、相変化光ディスクは、文書ファイル、画像
ファイル、データファイルとして利用されている。
【0005】一般に情報処理用に利用される光ディスク
・システムでは、情報をセクタと呼ばれている一定の長
さ毎に外部とやりとりする。セクタ・フォーマットの構
造は種々提案されているが、基本的には図2に示すよう
に、アドレス部,データ部とバッファ部より構成されて
いる。アドレス部はセクタの物理的な番地を表わすもの
で、ディスク製造時にプリフォーマットされている。デ
ータ部にはユーザーが情報を記録する領域であるが、デ
ータ部の先頭にはVFOを記録する。これはディスク回
転に変動があっても正確に情報を再生できるようにする
ために設ける連続的な繰り返しデータ・パターンであ
る。ディスクに回転変動があるとVFOのコード・パタ
ーンも同時に変動するので、このパターンにPLLをロ
ックさせてデータを読み出すためのクロックを生成すれ
ば、確実にデータを再生できる。
【0006】また、記録方式はマーク間変調方式とマー
ク長変調方式に大別できる。マーク間変調では、再生時
にマークの位置を検出して信号検出するのに対し、マー
ク長変調では、マークの両端を検出して信号検出する。
マーク長変調はマーク間変調と比べて記録密度を上げる
ことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】相変化光ディスクにお
いて、特定のセクタに情報を繰り返し多数回記録する
と、一連の記録領域の始端部(記録開始部)と終端部
(記録終了部)において、記録薄膜の形状が変化し、再
生信号が乱れる現象が見られる。特に、トラックをセク
タに分割して比較的短い一連のデータを記録する場合に
は、この始端・終端部の劣化の影響が大きくなる。繰り
返し記録における始端・終端劣化は、レーザ照射時に、
記録薄膜構成元素が主にディスク周方向にわずかに拡散
移動し、繰り返しレーザ照射によって、記録薄膜構成元
素の拡散移動量が積算されることに起因すると考えられ
る。記録薄膜構成元素の移動はいくつかの要因に起因す
ると考えられている(例えば第2回相変化記録研究会シ
ンポジウム予稿集 8−20頁、第3回相変化記録研究
会シンポジウム予稿集 7−32頁)が、正確なところ
はまだ明らかになっていない。始端部には前述のように
VFOを配置するので、繰り返し回数が多くなると、V
FOが再生できなくなる。この場合は、クロックの生成
ができなくなるので、以下のデータを再生することがで
きない。特に、マーク長変調記録を採用した場合、マー
ク間変調記録を採用した場合と比べて、始端・終端劣化
はより顕著に現われる。
【0008】本発明は、従来技術による前記課題を解決
するため、書換え可能な相変化光ディスクでマーク長変
調記録を採用する場合において、データ部の始端・終端
部における繰り返し記録劣化を抑制する信号記録方法を
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る光学情報記録媒体の記録・再生方法の
第1の構成は、VFOの領域に記録するマークのうち少
なくとも前方に記録するマークを形成するためのレーザ
光の照射エネルギーを、データの記録マークの最短マー
クを形成するためのレーザ光の照射エネルギーよりも小
さくして記録することを特徴とする。
【0010】また、本発明に係る光学情報記録媒体の記
録・再生方法の第2の構成は、VFO、及びVFOに続
くデータをマーク長変調で記録・再生し、かつ、VFO
の領域に記録するマークのうち少なくとも前方に記録す
るマーク列に関して、記録マーク間隔と記録マーク長の
比を1より大きくなるように記録することを特徴とす
る。
【0011】
【作用】本発明の光学情報記録・再生方法の第1の構成
によれば、VFOの領域に記録するマークのうち少なく
とも前方に記録するマークを形成するためのレーザ光の
照射エネルギーを、データの記録マークの最短マークを
形成するためのレーザ光の照射エネルギーよりも小さく
して記録することにより、多数回繰り返し記録を行なっ
た場合にも、VFOを確実に再生できるようになる。
【0012】また、本発明の光学情報記録・再生方法の
第2の構成によれば、VFO、及びVFOに続くデータ
をマーク長変調で記録・再生し、かつ、VFOの領域に
記録するマークのうち少なくとも前方に記録するマーク
列に関して、記録マーク間隔と記録マーク長の比を1よ
り大きくなるように記録することにより、多数回繰り返
し記録を行なった場合にも、VFOを確実に再生できる
ようになる。
【0013】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。
【0014】図1は本発明を説明するための、同一セク
タのデータ部にVFOとデータのマーク列を書き込む際
のレーザ光の照射エネルギー量を表わす模式図である。
図1(a)はVFOに続くデータはマーク長変調で記録
・再生し、かつ、VFOの領域に記録するマークを形成
するためのレーザ光の照射エネルギーを、データの記録
マークの最短マークを形成するためのレーザ光の照射エ
ネルギーよりも小さくして記録する様子を示す。このよ
うな記録を行なうと、繰り返し記録される場合、VFO
の領域での記録による温度上昇履歴は、データ部で温度
上昇履歴に比べて小さいので、繰り返し記録における始
端劣化、この場合、VFOにおける再生信号の劣化、が
抑制される。
【0015】図1(b)はVFO、及びVFOに続くデ
ータをマーク長変調で記録・再生し、かつ、VFOの領
域に記録するマークのうち少なくとも前方に記録するマ
ーク列に関して、記録マーク間隔と記録マーク長の比を
1より大きくなるように記録する様子を示す。このよう
な記録の場合でも、繰り返し記録される場合、VFOの
領域での記録による温度上昇履歴は、マーク間隔をつめ
てVFOのマークを記録した場合の温度上昇履歴に比べ
て小さいので、繰り返し記録における始端劣化が抑制さ
れる。
【0016】終端部の劣化の影響をなくすためには、デ
ータの記録終了後に、続けてダミー・データを記録し、
ダミー・データ部は再生しないようにすればよい。ダミ
ー・データの長さは、想定されるディスク使用形態によ
って異なる。すなわち、多数の繰り返しが想定される場
合には、それに応じて十分の長さのダミー・データを必
要とし、また、ほとんど繰り返し記録を行わないような
場合には、ダミー・データを設ける必要がない。
【0017】図3は本発明を説明するための、同一セク
タのデータ部における記録フォーマットを示す模式図で
ある。すなわち、VFOとデータ領域の境で温度上昇の
熱履歴不均一性に起因する繰り返し記録による再生波形
の劣化の影響を除くために、VFOの後ろ、すなわちデ
ータの先頭にダーミー・データを記録する様子を示す。
ダミー・データは真のデータと同じ変調方式でマークを
記録すればよい。ダミー・データが繰り返し記録によっ
て再生できなくても、真のデータが再生できれば問題は
ない。真のデータの先頭にはデータの先頭情報を記録す
るようにする。ダミー・データの長さは、想定されるデ
ィスク使用形態によって異なる。
【0018】図1(c)は、VFOとデータ領域の境で
熱履歴不均一性に起因する繰り返し記録による再生波形
の劣化の影響を除く他の記録方法を示す図である。すな
わち、VFOはマーク間変調で記録・再生し、VFOに
続くデータはマーク長変調で記録・再生し、かつ、VF
Oの領域前方に記録するマークを形成するためのレーザ
光の照射エネルギーを、VFOの領域後方に記録するマ
ークを形成するためのレーザ光の照射エネルギーよりも
小さくして記録する様子を示す図である。このように記
録すると、VFOとデータ領域の境で急激な熱履歴の付
近性が生じなくなり、繰り返し記録による再生波形の劣
化が大幅に抑制されるので、VFOとデータの間にダミ
ー・データを記録しなくてもよい、或はダミー・データ
の領域を非常に短くすることができる。この場合は、V
FOを形成するマークの長さが変わっても、VFOを再
生した場合に、一定周波数のクロックを生成できるよう
に記録・再生時の工夫が必要である。その第1の記録・
再生方法は、VFOのマークの中心が一定の周期で並ぶ
ように記録し、再生時はマーク中心のみを検出する方法
である。第2の方法は、VFOのマークの前端が一定の
周期で並ぶように記録し、再生時はマーク前端のみを検
出する方法である。第3の方法は、VFOのマークの後
端が一定の周期で並ぶように記録し、再生時はマーク後
端のみを検出する方法である。
【0019】さらに、繰り返し記録による再生波形の劣
化を防ぐために、特開平2−94113で開示されてい
るように、VFO及びデータの記録開始点と、光学情報
記録媒体の相対的な位置関係を、繰り返し記録毎に変化
させて記録する方法を併用すると、より良好な繰り返し
記録特性が得られる。
【0020】図4は本方式を用いた光ディスク記録装置
の一例を示す構成図である。本装置は、回転する光ディ
スクA、レーザ光を光ディスクA上に集光するための光
学系B、レーザ光の変調を行なうための情報記録部C、
光ディスクAから情報を再生し、かつ光スポットの制御
を行なうための再生制御部Dから構成される。
【0021】光ディスクAは、基板1と、基板1上の記
録薄膜2から構成されている。基板1としては、PMM
A,ポリカーボネート等の樹脂或はガラス等、表面の平
滑なものを用いる。光ディスクの場合、通常基板平面3
はレーザ光を導くためにスパイラル又は同心円状のトラ
ックで覆われている。レーザ光の照射によって相変化を
生じて信号を記録する記録薄膜材料は、結晶状態と非晶
質状態との間で可逆的に構造変化をおこす物質、例えば
Te又はIn,Se等を主成分とする相変化材料からな
る。よく知られた相変化材料の主成分としては、Te-S
b-Ge,Te-Ge,Te-Ge-Sn,Te-Ge-Sn-Au,Sb-
Te,Sb-Se-Te,In-Te,In-Se,In-Se-Tl,
In-Sb,In-Sb-Se,In-Se-Te等が挙げられる。
【0022】アドレス部に続くデータ部には、まず、V
FO発生部4に格納されたVFOのパターン列が、記録
ゲート発生部5が出力するゲート信号に同期して読みだ
され、駆動回路6によって前記VFOのパターン列に対
応した波形のパルスを発生する。続いて、バッファメモ
リ7に一時記憶されたデータ信号が、記録ゲート発生部
5が出力するゲート信号に同期して読みだされ、変調回
路8によって例えば2−7変調され、駆動回路6によっ
て前記2−7変調データに対応した波形のパルスを発生
する。VFOのパターン列とデータの間、或は、データ
の後ろにダミー・データを配置する場合には、ダミー・
データ発生部9にそれぞれのダミー・データを格納して
おくおこで、対応できる。VFOのパターンを1つのV
FOの領域内で変化させる場合にも、その情報をVFO
発生部4に格納しておけばよい。
【0023】光学系Bにおいて、半導体レーザ10の光
はコリメータレンズ11により平行光となり、偏光ビー
ムスプリッター12、1/4波長板13を透過し、対物
レンズ14によって光ディスクAの記録薄膜2の上に集
光される。集光された光は記録薄膜2において反射し、
再び対物レンズ14、1/4波長板13を経て、偏光ビ
ームスプリッター12によって反射され、光検出器15
で受光される。光検出器15によって光電変換された信
号は、再生制御部Dのプリアンプ16によって増幅され
る。
【0024】再生制御部Dは、フォーカス・トラッキン
グ制御部17により、プリアンプ16からの信号の低周
波成分を用いて制御信号に変換し、前記対物レンズ14
を支持するボイスコイル18を駆動し、光ディスク上の
光スポットのフォーカシング、及びトラッキングを行な
う。一方、復調回路19では、プリアンプ16からの信
号の高周波成分を用いて光ディスクA上に形成されたマ
ーク列からの信号を復調する。これにより復調された再
生データはバッファメモリ20により一時記憶される。
このバッファメモリ20に格納されたデータを読み出す
ことにより、光ディスクに記録されたデータの再生が行
なわれる。
【0025】以下に、具体的実施例を挙げて本発明の効
果を説明する。光ディスクAを用意し、記録部における
線速度が10m/sとなるような速度で回転させて、信
号を記録した。光ディスクAは、基板の表面にアドレス
領域、及びトラッキング用のガイド溝を設けたポリカー
ボネート樹脂、Ge2Te2Sb5記録薄膜、さらに記録薄膜
の両側にZnSからなる保護層、及びアルミ反射層を設
けた構成とした。記録に用いたデータは、2−7RLL
コードのマーク長変調記録及びEFMを用い、最短マー
ク長及び最短マーク間隔を0.8μmとした。信号の誤り
訂正方式にはリードソロモン符号を用いた。また、VF
Oの領域は長さ50μm とした。光ディスクへの記録
は、波長780nmの半導体レーザのパワーをデータ信
号に応じて、記録パワーと消去パワーの間で変調するこ
とによって行なわれる。ここでは、データの記録パワー
を13mW、消去パワーを6mW、再生パワーを1mW
とした。記録パワー及び消去パワーは、5万回の繰り返
し記録によって、データ部中央において再生信号エラー
が発生しないパワーである。VFOの記録パワーは、必
要に応じて変化させた。VFOのマーク形成のためのレ
ーザ光照射条件は、VFO発生に格納するデータを書き
換えることによって自由に設定できるようにしてある。
【0026】記録部を全く同じレーザ光照射条件とし、
VFOの部分でマーク周期を同じにした場合には、VF
Oのマークを形成するためのレーザ光の照射エネルギー
を下げるに従って、VFOの先頭における、繰り返し劣
化は低減した。エネルギーを下げる方法としては、記録
パワーを下げる、或は記録パワーの照射時間を短くす
る、或はその2つを組み合わせ等を実験したが、いずれ
も効果があった。表1には、実験結果の1つとして、マ
ーク周期1.6μmでduty50%のマーク(データに
おける最短マーク長に相当)で周期的なマーク列のVF
Oを記録する場合の、VFOマーク形成のための記録パ
ワーとVFOの先頭における5万回記録後の再生波形劣
化領域の長さを示す。変調方式は2−7RLLコードの
マーク長変調記録である。波形劣化領域の長さは、信号
を誤って再生した領域の長さで定義した。また、この場
合は、VFOにおけるマーク形成のための記録パワー保
持時間はデータにおける最短マーク形成のための記録パ
ワー保持時間と等しくした。表1より、VFOにおける
マーク形成のための記録パワーを下げると、VFO先頭
部における波形劣化の領域の長さが短くなり、正確にV
FOを再生できるようになることがわかる。ただし、記
録パワーを下げすぎると、再生波形の振幅が小さくなっ
て、正しく再生できない。
【0027】
【表1】
【0028】ここで、VFOの領域が終了して、データ
のマーク列が始まる境の部分に注目すると、10μm 程
度の波形歪が見られた。これは、VFOの領域における
平均光照射パワーが、次に続くデータ部における平均光
照射パワーよりも小さく、温度上昇の熱履歴に不均一な
境が生じるからと考えられる。この点を考慮して、VF
Oにおけるマークを形成するためのレーザ光の照射エネ
ルギーをVFOの領域内で次第に大きくして、データで
の平均レーザ光照射エネルギーに近づけることによっ
て、VFOとデータ間での再生波形の歪が抑制できるこ
とを確認した。
【0029】次に、VFO及びデータのマークをどちら
も同じ変調方式、同じ記録パワー、同じ記録パワー照射
dutyとした場合、VFOのマーク間隔/マーク長の
比をそれぞれの変調方式で許される範囲で検討した。そ
の結果、マーク間隔/マーク長の比を1より大きくした
場合、周期データでVFOを記録すると、VFOの先頭
部における繰り返し記録による波形劣化の長さが短いこ
とがわかった。さらに詳しく調べると、マーク間隔/マ
ーク長の比を1.5より大きくした場合に、その効果が
著しいことがわかった。すなわち、同比が1の時に比べ
て、VFO先頭部の劣化長は6割以下になることを確認
した。また、前述したVFOの領域が終了して、データ
のマーク列が始まる境に見られる再生波形の歪を低減す
るためには、VFOの領域において、マーク間隔/マー
ク長の比を後ろの方で、1に近づける、すなわち、同比
を後ろで小さくすることが有効であることを確認した。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
VFOの領域に記録するマークのうち少なくとも前方に
記録するマークを形成するためのレーザ光の照射エネル
ギーを、データの記録マークの最短マークを形成するた
めのレーザ光の照射エネルギーよりも小さくして記録す
ることにより、多数回繰り返し記録を行なった場合に
も、VFOを確実に再生できるようになる。
【0031】また、VFO、及びVFOに続くデータを
マーク長変調で記録・再生し、かつ、VFOの領域に記
録するマークのうち少なくとも前方に記録するマーク列
に関して、記録マーク間隔と記録マーク長の比を1より
大きくなるように記録することによっても、多数回繰り
返し記録を行なった場合にも、VFOを確実に再生でき
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施例における記録方法の
1例を示す図 (b)は同、他の記録方法を示す図 (c)は同、さらに他の記録方法を示す図
【図2】光ディスクにおけるセクタ・フォーマットの構
成を示す図
【図3】本発明の一実施例において同一セクタのデータ
部における記録フォーマットを示す図
【図4】本発明に係る光学情報記録・再生装置の一実施
例を示す図
【符号の説明】 1 基板 2 記録薄膜 3 基板表面 10 半導体レーザ 11 コリメータレンズ 12 偏光ビームスプリッター 13 1/4波長板 14 対物レンズ 15 光検出器 18 ボイスコイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤平 信夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に、レーザ光の照射によって相変化
    を生じて光学定数の異なる状態へ可逆的に移行し得る記
    録薄膜を備えた光学情報記録媒体に、所定の波長のレー
    ザ光の照射によって、トラックを分割したセクタのデー
    タ部に連続して情報を記録・再生する方法であって、前
    記データ部の先頭にVFOを記録し、続いてデータを記
    録し、かつ、VFOに続くデータはマーク長変調で記録
    ・再生し、かつ、VFOの領域に記録するマークのうち
    少なくとも前方に記録するマークを形成するためのレー
    ザ光の照射エネルギーを、データの記録マークの最短マ
    ークを形成するためのレーザ光の照射エネルギーよりも
    小さくして記録することを特徴とする光学情報記録媒体
    の記録・再生方法。
  2. 【請求項2】基板上に、レーザ光の照射によって相変化
    を生じて光学定数の異なる状態へ可逆的に移行し得る記
    録薄膜を備えた光学情報記録媒体に、所定の波長のレー
    ザ光の照射によって、トラックを分割したセクタのデー
    タ部に連続して情報を記録・再生する方法であって、前
    記データ部の先頭にVFOを記録し、続いてデータを記
    録し、かつ、VFO、及びVFOに続くデータをマーク
    長変調で記録・再生し、かつ、VFOの領域に記録する
    マークのうち少なくとも前方に記録するマーク列に関し
    て、記録マーク間隔と記録マーク長の比を1より大きく
    なるように記録することを特徴とする光学情報記録媒体
    の記録・再生方法。
  3. 【請求項3】VFOの領域に記録するマークのうち少な
    くとも前方に記録するマーク列に関して、記録マーク間
    隔と記録マーク長の比を1.5より大きくなるように記
    録することを特徴とする請求項2記載の光学情報記録媒
    体の記録・再生方法。
  4. 【請求項4】VFOの領域前方に記録するマークを形成
    するためのレーザ光の照射エネルギーを、VFOの領域
    後方に記録するマークを形成するためのレーザ光の照射
    エネルギーよりも小さくして記録することを特徴とする
    請求項1記載の光学情報記録媒体の記録・再生方法。
  5. 【請求項5】データの記録終了後に、続けてダミー・デ
    ータを記録することを特徴とする請求項1または2記載
    の光学情報記録媒体の記録・再生方法。
  6. 【請求項6】VFOとデータの間に、ダミー・データを
    記録することを特徴とする請求項1または2記載の光学
    情報記録媒体の記録・再生方法。
  7. 【請求項7】VFOはマークの前端間隔が等間隔になる
    ように記録し、VFOの再生はマークの前端検出によっ
    て行い、VFOに続くデータはマーク長変調で記録・再
    生することを特徴とする請求項2または4記載の光学情
    報記録媒体の記録・再生方法。
  8. 【請求項8】VFOはマークの後端間隔が等間隔になる
    ように記録し、VFOの再生はマークの後端検出によっ
    て行い、VFOに続くデータはマーク長変調で記録・再
    生することを特徴とする請求項2または4記載の光学情
    報記録媒体の記録・再生方法。
  9. 【請求項9】VFO及びデータの記録開始点と、光学情
    報記録媒体の相対的な位置関係を、繰り返し記録毎に変
    化させて記録することを特徴とする請求項1または2記
    載の光学情報記録媒体の記録・再生方法。
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