JP2008033981A - 光記録媒体の情報記録方法、光記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度記録に対応した記録方法を提供し、再生品質の向上を図る。
【解決手段】ＰＲＭＬ識別方式による再生系で再生するために、レーザービームの記録パルスを照射して光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、再生レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合の実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）に対して、記録対象となる記録マーク、及びこの記録マークと連続するスペースの合計長が短い場合、この記録マークを単一の記録パルスで記録するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光記録媒体の記録方法及び記録装置に関するものであり、特に、再生時の状態を考慮して、記録時におけるレーザービームの照射をパルス制御する方法等に関する。

従来、利用者によって情報記録可能な光記録媒体としては、ＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等の各種規格が普及している。一方、この種の光記録媒体に要求される記録容量は年々増大してきており、その要求に対応する為に、ブルーレイ・ディスク（ＢＤ）等の新たな規格も提案されている。このブルーレイ・ディスク規格では、光ディスク装置におけるデータの記録・再生用レーザー光のビームスポット径を小さく絞り込んでいる。具体的には、レーザー光を集束する対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくするとともに、レーザー光の波長λを短くする。この結果、ブルーレイ・ディスクの情報記録層には２５ＧＢ程度の情報が記録できる。

情報の書き換えが可能な書換型の光記録媒体の場合、通常、記録膜に相変化材料が用いられる。具体的には、レーザービームの照射によって記録膜を加熱すると共に、その冷却速度を適宜制御することで、アモルファス（非晶質）領域と結晶領域を自在に形成し、これらの反射率の違いによって情報を記録する。この際、レーザーには、最も高いエネルギーを有する記録パワー（Ｐｗ）と、中間エネルギーとなる消去パワー（Ｐｅ）、低いエネルギーとなるバイアスパワー（Ｐｂ）等の条件設定が必要となる。この３種類のパワーを切替ながら、レーザービームをパルス照射することで光記録媒体に情報を記録する。

光記録媒体にマークを形成するには、記録パワーに設定された記録パルスと、バイアスパワーに設定されたバイアスパルスを交互に照射する。記録膜は、記録パルスが照射されることによってこの照射領域が融点以上に加熱される。その後、照射領域にバイアスパルスが照射されると、この照射領域が急冷されて非晶質の記録マークとなる。従って、記録パルスとバイアスパルスの組み合わせの数を増やせば、長い記録マークを形成することが可能となる。

また、光記録媒体に記録されたマークを消去するには、消去パワーに設定された消去パルスを照射する。記録膜は、消去パルスが照射されることでこの照射領域が結晶化温度以上の温度に加熱される。その後、照射領域が自然放熱されることにより、非晶質（マーク）の領域を含む全ての照射領域が結晶化して記録マークが消去される。

従って、マークを形成する領域には、そのマーク長に対応して記録パルスとバイアスパルスを交互に連続照射し、スペースを形成する領域には、そのスペース長に対応して消去パルスを照射して、情報を記録していくことになる。これらのパワーの変調方法は、記録ストラテジと呼ばれている。

記録密度を向上させながらも記録速度を高めようとすると、記録マークにエッジシフト問題が生じる。例えば、６Ｔ等の長い記録マークを複数の記録パルスを用いて形成する場合、記録速度が速すぎると、記録パルス間のバイアスパルスによる冷却時間が十分に確保できない。この結果、マークの一部に冷却不良が生じて再結晶化し、記録品質の劣化要因となる。従って、記録精度を高めるためには、レーザーパルスを高精度に制御する必要があり、様々な開発が為されている。

例えば、特許文献１では、各マークを記録する際に最後に挿入されるバイアスパルスの長さを、マークの長さに応じて変化させることで、再生信号のジッタを低減するようにしている。また、各マークを記録する際に、全てのマークの先頭にバイアスパルスを挿入して、最初の記録パルスの立ち上がりを遅延させるようにしている。また、特許文献２及び特許文献３も同様に、マークの記録開始時に、消去パワーよりも低いパルスを挿入するようにして、マーク前端部の再結晶化を防止するようにしている。

特許文献４では、４Ｔ以上の長さとなるマーク形成時に、バイアスパルスを挿入するようにして、マークの再結晶化を低減するようにしており、特許文献５では、３つ以上の記録パルスによって形成するような長いマークの場合に、先頭の記録パルスの前、又は最後尾の記録パルスの後に、バイアスパルスを挿入するようにして、マークの先端又は後端のエッジを明確にするようにしている。
特開２００５−７１５１６号公報 特開２００５−６３５８６号公報 特開２００２−２８８８３０号公報 特開２００１−２７３６３８号公報 特許２７０７７７４号公報

しかしながら、今後更に記録容量が増大すると、情報記録層の記録密度が増大して再生信号の品質が悪化し、ゼロクロス検出によってビットを判定する事が困難になる。同時に、信号品質を判断する際にも、ジッタを利用することが困難になる。そこで、信号再生にＰＲＭＬ識別方式を採用する必要があるが、その場合、再生光を多値レベルで計測して再生応答（再生波形）を検出し、その再生応答に基づいて最適な理想応答を選択しなければならない。従って、再生波形が歪んでしまうと、誤った理想応答が選択され、再生エラーになってしまうという問題があった。

本出願時点では未公知となる本発明者らの研究によれば、再生時の実効スポット径に対して、記録マーク／スペースの１周期分が収まるような場合に、再生エラーが顕著に発生しやすい。記録マーク／スペースの１周期分が収まるということは、その実効スポット内にこの記録マーク以外の他のマークが同時に介在し、他のマークの干渉により再生波形を歪ませることが要因であると考えられた。特に、２Ｔマーク、３Ｔマーク、４Ｔマーク等の比較的短いマークでは、再生波形の振幅自体が小さいので、小さな歪みであっても理想応答の選定に悪影響を与えることになる。

一方、上記特許文献１〜５の技術は、全てのマークや比較的長いマークを対象にして詳細にパルス制御を行うものであるため、そのまま適用したのでは上記問題は解決されず、高密度記録に十分に対応できないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高密度記録に適したパルス制御を実行することで、記録精度を高めることを目的としている。

本発明者らは鋭意研究の結果、再生時の状態を予測しながら、記録マークの記録パルスを制御することに想到した。従って、上記目的は下記の手段によって達成される。

（１）ＰＲＭＬ識別方式による再生系で再生するために、レーザービームの記録パルスを照射することで光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、再生レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合の実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）に対して、記録対象となる記録マーク、及び前記記録マークと連続するスペースの合計長が短い場合、前記記録マークを単一の記録パルスで記録することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。

（２）前記スペースが最短スペースである場合に、前記記録マークを単一の記録パルスで記録することを特徴とする上記（１）記載の光記録媒体の情報記録方法。

（３）クロック周期をＴとした場合に、単一の記録パルスで記録する前記記録マークとして、４Ｔ長さの記録マークが含まれることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の光記録媒体の情報記録方法。

（４）クロック周期をＴとした場合に、単一の記録パルスで記録する前記記録マークと、前記記録マークと連続する前記スペースの組合せとして、２Ｔ記録マークと２Ｔスペース、３Ｔ記録マークと２Ｔスペース、及び４Ｔ記録マークと２Ｔスペースを含むことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（５）単一の記録パルスで記録する前記記録マークと、前記記録マークと連続する前記スペースの組合せとして、更に、２Ｔ記録マーク及び３Ｔスペースを含むことを特徴とする上記（４）記載の光記録媒体の情報記録方法。

（６）クロック周期をＴとした場合に、単一の記録パルスで記録する前記記録マークを除いたｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを、ｎ−１記録ストラテジによる記録パルスで記録することを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（７）クロック周期をＴとした場合に、単一の記録パルスで記録する前記記録マークを除いたｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを、ｎ／２記録ストラテジによる記録パルスで記録することを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（８）前記記録マークを単一の記録パルスで記録する際に、前記記録パルスの前に冷却パルスを挿入することを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（９）前記レーザービームの前記波長λが４００〜４１０ｎｍ、前記開口数ＮＡが０．７〜０．９に設定されることを特徴とする上記（１）乃至（８）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（１０）全マークにおける最短マークの長さが１２５ｎｍ以下であることを特徴とする上記（１）乃至（９）のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。

（１１）レーザービームを発生するレーザー光源と、前記レーザービームを集光する対物レンズと、光記録媒体に対して前記レーザービームの記録パルスを照射して情報を記録する照射制御手段と、を備え、再生レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合の実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）に対して、記録対象となる記録マーク、及び前記記録マークと連続するスペースの合計長が短い場合、前記照射制御手段が、単一の記録パルスを前記光記録媒体に照射して前記記録マークを形成することを特徴とする光記録装置。

（１２）前記照射制御手段が、前記記録マークの形成を開始する単一の記録パルスの直前に、冷却パルスを挿入することを特徴とする上記（１１）記載の光記録装置。

本発明によれば、高密度記録の際に、記録精度を高めることができるという優れた効果を奏し得る。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。

図１には、本発明の第１実施形態に係る光記録方法を実現する記録再生装置１００が示されている。この記録再生装置１００は、記録・再生に利用するレーザー光Ｚを発生させるレーザー光源１０２、レーザー光源１０２を制御するレーザーコントローラ（照射制御手段）１０４、レーザー光Ｚを光記録媒体１に導く光学機構１０６、再生時におけるレーザー光Ｚの反射光を検出する光検出装置１０８、この光検出装置１０８の検出情報を、ＰＲＭＬ識別方式で復号するＰＲＭＬ処理装置１１０、光記録媒体１を回転させるスピンドルモータ１１２、スピンドルモータ１１２を回転制御するスピンドルドライバ１１４、特に図示しないＣＰＵ（中央演算装置）との間で復号後の再生データのやり取りを行う信号処理装置１１６、レーザーコントローラ１０４の記録パルスの波形の初期設定を行う記録パルス調整手段１２０を備える。

レーザー光源１０２は半導体レーザーであり、レーザーコントローラ１０４によって制御されてレーザー光Ｚを発生させる。光学機構１０６は、対物レンズ１０６Ａや偏光ビームスプリッタ１０６Ｂを備え、レーザー光Ｚの焦点を情報記録層に適宜合わせることが可能となっている。なお、偏光ビームスプリッタ１０６Ｂは、情報記録層の反射光を取り出して光検出装置１０８に導く。光検出装置１０８はフォトディテクタであり、レーザー光Ｚの反射光を受光して、この受光を電気信号に変換して再生信号としてＰＲＭＬ処理装置１１０に出力する。ＰＲＭＬ処理装置１１０では、この再生信号を復号化し、復号化された２値のデジタル信号を再生データとして信号処理装置１１６に出力する。

更にこの記録再生装置１００では、レーザー光Ｚの波長λが４００〜４１０ｎｍ、具体的には４０５ｎｍに設定されており、またレーザー光Ｚの初期再生パワーが０．３５ｍＷに設定されている。また、光学機構１０６における対物レンズ１０６Ｂの開口数ＮＡは０．７〜０．９、具体的には０．８５に設定されている。従って、再生時におけるレーザー光Ｚの実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）は、３９１ｎｍとなっている。なお、この実効再生スポット径は、ガウシアンビームにおける光軸上の中心強度の１／ｅ^２となる径を意味している。

光記録媒体１の情報を再生するには、再生パワーによってレーザー光源１０２からレーザー光Ｚを発生させ、このレーザー光Ｚを光記録媒体１の情報記録層に照射して再生を開始する。レーザー光Ｚは情報記録層で反射され、光学機構１０６を介して取り出されて光検出装置１０８で電気信号となる。この電気信号はＰＲＭＬ処理装置１１０及び信号処理装置１１６経てデジタル信号となり、ＣＰＵに提供される。

次に、この記録再生装置１００の再生に用いられる光記録媒体１について説明する。図２（Ａ）に示されるように、この光記録媒体１は外径が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍとなる円盤状の媒体である。図２（Ｂ）に拡大して示されるように、光記録媒体１は、基板１０と、情報記録層２０と、カバー層３０と、ハードコート層３５がこの順に積層されて構成される。

カバー層３０及びハードコート層３５は光透過性を有しており、外部から入射されるレーザー光Ｚを透過するようになっている。従って、光入射面３５Ａから入射されるレーザー光Ｚは、ハードコート層３５とカバー層３０をこの順に透過して情報記録層２０に到達し、情報記録層２０に対する情報の記録・再生を行う。

基板１０は、厚さ約１．１ｍｍのとなる円盤状の部材であり、その素材としてガラス、セラミックス、樹脂等の種々の材料を用いることができるが、ここではポリカーボネート樹脂を用いている。なお、樹脂としてはポリカーボネート樹脂以外にも、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等を採用することも出来る。中でも加工や成型の容易性から、ポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂が好ましい。また、基板１０における情報記録層側の面には、用途に応じて、グルーブ、ランド、ピット列等が形成される。

カバー層３０の材料は様々なものを用いることが出来るが、既に述べたように、レーザー光Ｚを透過させる為に光透過性材料を用いる必要がある。例えば、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることも好ましい。又この光記録媒体１では、カバー層３０の厚みが９８μｍに設定され、ハードコート層３５の厚みが２μｍに設定されている。従って、光入射面３５Ａから情報記録層２０までの距離が約１００μｍとなっている。光記録媒体１は、記録容量（本出願時の現状は２５ＧＢ）を除いて、現状のブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）の規格に整合していることになる。

情報記録層２０はデータを保持する層であるが、利用者によるデータ書き込みが可能な記録型となっている。また、データの保持形態としては、一旦データを書き込んだエリアに再度データの書き込みが出来ない追記型と、データを書き込んだエリアに対してデータを消去し、再度書き込みが可能な書換型がある。本実施形態では、書換型を採用している。

また情報記録層２０には、図３に示されるように、基板１０の表面に螺旋状のグルーブ４２（ランド４４）が形成される。この情報記録層２０には、レーザー光Ｚのエネルギーによって記録マーク４６を形成可能な記録膜が形成される。グルーブ４２は、データ記録時におけるレーザー光Ｚのガイドトラックとしての役割を果たし、このグルーブ４２に沿ってレーザー光Ｚを進行させ、レーザー光Ｚのエネルギー強度（パワー）を変調させる事で、グルーブ４２上の情報記録層２０に記録マーク４６を形成する。ここでは、データ保持態様が書換型であるので、記録マーク４６が可逆的に形成されており、消去及び再形成可能となっている。なお、ここではグルーブ４２上に記録マーク４６を形成する場合を示したが、ランド４４上に形成しても良く、グルーブ４２とランド４４の双方に形成することも可能である。

情報記録層２０の記録容量は、記録領域（面積）の大きさと、記録密度の組み合わせによって決定される。記録領域には物理的な限界があるので、本実施形態では、図３に示されるように、各記録マーク４６の線密度、即ち単位記録マーク４６の螺旋方向長さを小さくすることによって記録密度を大きくする。ここではクロック周期をＴとした場合に、最短記録マーク長（及び最短スペース長）が２Ｔ相当長さとなるように制御される。なお、２Ｔ相当長さとは、レーザー光Ｚのビームスポットが２Ｔの間に光記録媒体１上を移動する距離を意味していることになる。なお、記録トラック（ここではグルーブ４２）間のトラックピッチＴｐを小さくすることでも記録密度を高めることが可能であり、本実施形態ではグルーブ４２間のトラックピッチＴｐを０．３２μｍに設定している。

従って、クロック周期Ｔを小さくすれば、情報記録層２０に形成する記録マーク４６の螺旋方向長さが短くなり、記録容量が増大する。本実施形態では、最短マーク長２Ｔが約１３６ｎｍ〜約１０６ｎｍとなるように設定しており、具体的には１１１．９ｎｍに設定している。なお、最短マーク長２Ｔを１３６ｎｍにした場合には、情報記録層２０に２７．３ＧＢの情報を記録することが可能となり、同最短マーク長２Ｔを１２４ｎｍにした場合には、情報記録層２０に３０ＧＢの情報を記録することが可能となり、最短マーク長２Ｔを１１３ｎｍにした場合には、情報記録層２０に３３ＧＢの情報を記録することができ、更に最短マーク長２Ｔを１０６ｎｍにした場合には、情報記録層２０に３５ＧＢの情報を記録することができる。既に示したように、レーザービームの実効再生スポット径は３９１ｎｍ以下になることから、図４に示されるように、記録密度に応じて、２Ｔマーク／２Ｔスペース、３Ｔマーク／２Ｔスペース、４Ｔマーク／２Ｔスペースがこの実効再生スポット内に収まることになる（図中の太枠エリアＷ参照）。特に、２９ＧＢ以上の記録容量を求める場合、４Ｔマーク／２Ｔスペースがスポット内に必ず収まるようになる。

従って、実効再生スポットに対して、１つの記録マーク全体に加えて、隣接する他の記録マークの一部が介入してしまうことになり、従来の記録ストラテジのままでは記録マークの再生波形が歪んでしまう。

次に、ＰＲＭＬ処理装置１１０におけるＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）識別方式について説明する。このＰＲＭＬ識別方式は、光検出装置１０８で検出された電気的なアナログ信号に基づいて、情報記録層２０に記録されている２値データを推測するものである。このＰＲＭＬ識別方式では、再生特性に応じたＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の参照クラス特性を適宜選択する必要があるが、ここではＰＲの参照クラス特性として拘束長５（１，２，２，２，１）特性を選択している。拘束長５（１，２，２，２，１）の特性とは、符号ビット「１」に対する再生応答が５ビットを拘束すると共に、この再生応答波形が系列「１２２２１」で表現できることを意味している。実際に記録されている各種符号ビットの再生応答は、この系列「１２２２１」の畳込み演算によって形成されると推定する。例えば、符号ビット系列００１０００００に対する応答は００１２２２１０となる。同様に符号ビット系列０００１００００に対する応答は０００１２２２１となる。従って、符号ビット系列００１１００００の応答は、上記２つの応答の畳み込み演算となり、００１３４４３１となる。符号ビット系列００１１１００００の応答は００１３５６５３１となる。従って、畳み込み演算では、ビット毎にスライスレベルを判定するのではなく、隣接するビットの相関を考慮して、再生信号を復号化しなければならない。

なお、このＰＲのクラス特性によって得られる応答は理想的な状態を仮定したものである。この意味で上記応答は理想応答と呼ばれている。勿論、実際の応答には雑音が含まれたり、歪んだりしているので、この理想応答に対してずれが生じる。従って、雑音等を含む実際の応答と、予め想定されている理想応答を比較して、その差（距離）が最も小さくなるような理想応答を選択し、これを復号化信号とする。これをＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）識別という。記録されている符合ビット「１」を再生すると「１２２２１」に近似するような再生信号が得られる場合、拘束長５（１，２，２，２，１）のＰＲＭＬ識別処理を行えば、再生信号→理想応答「１２２２１」→復号後信号「１」として再生できることになる。

ＭＬ識別では、理想応答と実際の応答の差を算出するものとしてユークリッド距離を用いる。例えば、実際の再生応答系列Ａ（＝Ａ０，Ａ１，・・・，Ａｎ）と理想応答系列Ｂ（＝Ｂ０，Ｂ１，・・・，Ｂｎ）間のユークリッド距離Ｅは、Ｅ ＝ √｛Σ（Ａｉ − Ｂｉ）^２｝で定義される。従って、実際の応答と、予め想定された複数種類の理想応答を、このユークリッド距離を用いて比較して順位付けし、最も小さいユークリッド距離となる理想応答（最尤理想応答）を選択して復号化を行う。

信号の品質は、ＰＲＭＬ処理装置１１０におけるＰＲＭＬ識別方式の復号過程のデータを受け取り、このデータを利用してエラーレートやＳＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍａｒｇｉｎ）値を検出することで評価する。ここでＳＡＭ値とは、最尤理想応答のユークリッド距離と、その次の順位となる第２理想応答のユークリッド距離の差である。従って、エラーレートやＳＡＭ値を利用した評価結果が一定の基準を満たしているか否か、又は訂正不能エラーが発生したか否かによって再生データの品質を判定することができる。なお、ここでは基準値としてエラーレートやＳＡＭ値を例示したが他の手法を用いて信号品質を判断しても良い。

更に本実施形態では、実効再生スポット径３９１ｎｍに対して、対象となる記録マーク、及びこの記録マークと連続するスペースの合計長が短くなる場合、この記録マークを単一の記録パルスで記録するようにする。特に第１実施形態では、対象となる記録マークに対して連続するスペースを加えた合計長さが、実効再生スポット径よりも短い場合に単一記録パルスを採用する。

本記録再生装置１００では、光記録媒体１の記録容量が２９ＧＢ以上となる３３．３ＧＢに設定され、最短マーク／スペース長となる２Ｔ長さが１３６ｎｍ以下の１１１．９ｎｍに設定されている。従って、４Ｔマーク／２Ｔスペースの組み合わせの合計長は３９１ｎｍ以下となる３３５．７ｎｍに設定されるので、これらが実効再生スポット径の中に収まる。このような場合、図５に示されるように、２Ｔ〜４Ｔマークについて単一の記録パルスで記録する。詳細は後述するが、２Ｔ〜４Ｔマークを単一の記録パルスで記録することで、エラーレートを低減させることが可能となる。

一方、本実施形態において、上記マーク／スペースの合計長さが実効再生スポット径よりも大きくなる場合については、その記録マークに対してｎ−１記録ストラテジを採用する。このｎ−１記録ストラテジとは、ｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを記録する際に、ｎ−１個の記録パルスで記録する手法である。例えば、図５の５Ｔマーク以降いついて示されるように、５Ｔマークは４つの記録パルス波形で記録を行い、６Ｔマークは５つの記録パルス波形によって記録を行い、７Ｔマークは６つの記録パルス波形によって記録を行う。これらの記録パルスのパワーは記録パワーＰｗに設定されるが、１つの記録マーク中の記録パルス以外の領域は、冷却目的としてバイアスパワーＰｂに設定されたバイアスパルスを照射する。また、マーク以外のスペース領域には、消去パワーＰｅに設定された消去パルスを照射する。

既に示したように、この実効再生スポット径は、４Ｔマーク／２Ｔスペースの合計長、即ち６Ｔ相当長さよりも大きくなっている。従って、２Ｔマーク〜４Ｔマークを再生する場合、実効再生スポットのエリア内に、再生対象のマークの全体に加えて、少なくとも２Ｔ相当以上の領域が存在している。例えば後続するスペースが２Ｔスペースである場合、対象となる２Ｔ〜４Ｔマークを再生している最中に、後続する２Ｔスペースに加えて、更に後続する他のマークが実効再生スポット内に介入してくることになる。例えば、３ＴマークＡ、２ＴスペースＢ、２ＴマークＣというパターンを再生する場合、図６に示されるように、最初の３ＴマークＡの再生中に、２ＴスペースＢの全部と、後続する２ＴマークＣの約半分が実効再生スポット内に含まれてしまうので、３ＴマークＡの再生波形が歪んでしまう。従って、この３ＴマークＡを予め単一の記録パルスで記録しておくことで、再生時において後続する２ＴマークＣが介在することを予め考慮できるので、再生波形の歪を低減することが可能となり、記録精度を向上させることが可能となる。

また、例えば図７に示されるように、４ＴマークＡ、２ＴスペースＢ、３ＴマークＣというパターンを再生する場合、最初の４ＴマークＡの再生中に、この４ＴマークＡの全部と、２ＴスペースＢの全部と、後続する３ＴマークＣの先頭側領域が実効再生スポット内に含まれてしまう。従って、４ＴマークＡを（複数ではなく）単一の記録パルスで記録しておくことで、再生時の干渉を考慮した記録作業を行う事ができるので、再生波形を理想波形に近づけることが可能となる。特に、２Ｔ〜４Ｔマークは、それ以上の長さのマークと比較して面積が小さいことから、再生波形における歪の影響（割合）が大きくなるので、レベル変動が発生しやすく、再生エラーが生じやすい。従って、これらの２Ｔ〜４Ｔマークの記録に対して、状況に応じて単一パルスを利用することで、高密度記録に対応可能とする。

なお、本発明では、４Ｔマークを必ずしも単一の記録パルスで記録する場合に限定されない。例えば、実効再生スポット径が更に小さく設定されることで、４Ｔマーク／２Ｔスペースが実効再生スポット内に収まらない場合は、４Ｔマークを複数の記録パルスで記録する。

更に、本実施形態では、２Ｔ、３Ｔ及び４Ｔマークについて、後続するスペースが２Ｔ（最短）である場合に限って単一の記録パルスで記録し、後続するスペースが２Ｔスペースでない場合は、ｎ−１記録ストラテジ（２Ｔマークは１つの記録パルス、３Ｔマークは２つの記録パルス、４Ｔマークは３つの記録パルス）で記録する。しかし本発明はそれに限定されない。例えば２Ｔマーク／３Ｔスペースの組み合わせや、３Ｔマーク／３Ｔスペースの組み合わせ、２Ｔマーク／４Ｔスペースの組み合わせも実効再生スポット内に収まる場合があるので、最短となる２Ｔスペースの場合と比較して影響は小さいが、マーク間の再生波形の干渉が発生し得る。従って、マークに後続するスペース長が３Ｔ以上であっても、マーク／スペースの合計長が実効再生スポット径よりも短い場合、単一の記録パルスによる記録を採用して、再生エラーを低減させることが望ましい。

例えば２ＴマークＡ、５ＴスペースＢ、３ＴマークＣ、３ＴスペースＤ、３ＴマークＥというパターンを再生する場合、最初の２ＴマークＡを再生している段階は、図８（Ａ）に示されるように、５ＴスペースＢの影響で、後続する３ＴマークＣが実効再生スポット内に入らない。従って、最初の２ＴマークＡは２個の記録パルスで予め記録しておく。一方、後続する３ＴマークＣを再生している段階では、図８（Ｂ）に示されるように、連続する３ＴスペースＤの影響で、更に後続する３ＴマークＥの先端領域が実効再生スポットの範囲内に入ってくる。従って、この３ＴマークＣについては、先の２ＴマークＡと異なり、単一の記録パルスを照射して予め記録を行うようにする。これにより、３ＴマークＣの再生時に、後続する３ＴマークＥの干渉があっても、再生波形の歪を小さくすることが可能となり、再生エラーを低減することができる。

以上のことからも分かるように、特に、スペースが最短長（ここでは２Ｔ）となる場合は、このスペースの両側に存在するマーク間の波形干渉が大きくなるので、単一の記録パルスを採用することが好ましい。

次に、第２実施形態の光記録方法について説明する。なお、この光記録方法で用いる記録再生装置は、第１実施形態と同様であるので、説明及び図示は省略する。第２実施形態の光記録方法では、単一パルスによる記録対象とならないマークについてはｎ／２記録ストラテジが採用されている。このｎ／２記録ストラテジとは、ｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを記録する際に、ｍ＝ｎ／２（ｍは整数：小数点以下は切り捨て）個の記録パルスで記録する手法である。例えば図９の５Ｔマーク以降に示されるように、５Ｔマークは２つの記録パルス波形（始端記録パルスと後端記録パルス）で記録を行い、６Ｔマークと７Ｔマークは３つの記録パルス波形（始端記録パルスと中間記録パルスと後端記録パルス）によって記録を行い、８Ｔマークと９Ｔマークは４つの記録パルス波形によって記録される。

また本第２実施形態では、実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）に対して、再生対象となる記録マークと、この記録マークの前側及び後側に連続するスペースの一方とを組み合わせた合計長が短くなる場合、この記録マークを単一の記録パルスで記録するようにする。つまり、記録マークと、その前側に連続するスペースの合計長が実効再生スポットよりも短くなる場合も、記録マークを単一の記録パルスで予め記録する。勿論、対象となる記録マークとその後側に連続するスペースの合計長さが、実効再生スポット径よりも短い場合も単一記録パルスを採用する。

例えば５ＴマークＡ、２ＴスペースＢ、３ＴマークＣ、４ＴスペースＤ、３ＴマークＥ、２ＴスペースＦ、３ＴマークＧというパターンを再生する場合、最初の５ＴマークＡを再生している段階は、図１０（Ａ）に示されるように、５ＴマークＡが長いため、後続する３ＴマークＣが実効再生スポット内に入らない。従って、最初の５ＴマークＡは２個の記録パルスで予め記録しておく。一方、３ＴマークＣを再生している段階では、図１０（Ｂ）に示されるように、前側に連続する２ＴスペースＢの影響で、更にその前に連続する５ＴマークＡの後端領域が実効再生スポットの範囲内に残っているので、再生波形が歪んでしまう。従って、この３ＴマークＣについては、先の５ＴマークＡと異なり、単一の記録パルスを照射して予め記録を行うようにする。これにより、３ＴマークＣの再生時に、残存する５ＴマークＡの干渉があっても、再生波形の歪を小さくすることが可能となり、再生エラーを低減することができる。なお、３ＴマークＣに関しては、後ろ側に連続する４ＴスペースＤが長いため、その後に続く３ＴマークＥとの波形干渉は生じない。次に、図１０（Ｃ）に示されるように、この３ＴマークＥを再生する場合は、後ろ側に連続する２ＴスペースＦが短いため、その後に続く３ＴマークＧが実効再生スポット内に介入するので、再生波形が歪むので、この３ＴマークＥについては予め単一の記録パルスで記録しておくようにする。

このように、再生対象となる記録マークの前後のスペースの双方を考慮して、この記録マークの記録ストラテジを適宜選定することで、再生エラーを一層低減することが可能となる。

次に、第３実施形態の光記録方法について説明する。なお、この光記録方法で用いる記録再生装置は、後述する冷却パルスの挿入を除いては、第１実施形態と同様であるので、説明及び図示は省略する。第３実施形態の光記録方法では、図１１に示されるように、単一の記録マークで予め記録するべき記録マークに対して、その単一の記録パルスＫＳの直前に冷却パルスＲを挿入する。なお、冷却パルスＲの冷却パワーＰｃは、消去パワーＰｅよりも低い値に設定されるが、ここではバイアスパワーＰｂと同じ値に設定しており、２Ｔ〜４Ｔマークについて単一の記録パルスで記録する場合を例示している。

第３実施形態の光記録方法によれば、マークの記録を開始する始端側の記録パルスＫＳの直前に冷却パルスＲが挿入されるので、直前のスペースに対する消去パルスの熱が、このマーク側に影響を与える事を抑制できる。従って、過剰な加熱を防止することができるので、隣り合う他の記録マークとの再生時の干渉を、抑制することが可能になる。

（実施例１及び比較例１）

記録再生波長λが４０５ｎｍ、開口数ＮＡが０．８５、実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）が３９１ｎｍとなる本実施形態の記録再生装置１００を利用して、２Ｘの記録スピード対応の光記録媒体に対して記録実験を行った。記録条件として、クロック周期Ｔを１５．１５ｎｓｅｃ、記録スピードを４．１ｍ／ｓｅｃに設定することで、３０ＧＢの記録容量を達成した。この光記録媒体に対してランダムパターン列の記録を行い、記録精度を評価するために、この記録パターンの再生品質をＰＲＳＮＲとＳｂＥＲの双方で評価した。ＰＲＳＮＲ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｓｉｇａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）とは、再生信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）及び実際の再生信号と理想応答の線形性を同時に表現できる評価手法であり、値が大きいほど優れた信号品質となる。ここではパルステック工業株式会社のＰＲＳＮＲ計測ボード等を用いて評価した。ＳｂＥＲ（Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）とは、複数の再生信号に関してこのＳＡＭ値を算出し、この複数のＳＡＭ値から得られる正規分布の平均及び標準偏差に基づいて誤認識の発生確率を評価するものであり、値が小さいほど優れた信号品質となる。ここではパルステック工業株式会社のＳｂＥＲ測定ユニットを利用した。

記録ストラテジとしては、実効再生スポット径に対して、隣接する記録マーク／スペースの全体が収まってしまう場合、即ち２Ｔ記録マーク及び２Ｔスペース、３Ｔ記録マーク及び２Ｔスペース、４Ｔ記録マーク及び２Ｔスペースの組み合わせの場合は、これらの各記録マークを単一記録パルスで記録し、他の記録マークは通常のｎ−１記録ストラテジによる記録パルスにて記録を行った。なお、参考として３Ｔマークに対するパルス波形を図１２（Ａ）に示す。３Ｔマークを記録する場合には、単一の記録パルスＫを採用すると共に、この記録パルスの直前に冷却パルスＲを挿入する。また、後方のバイアスパルスＢは、形成する３Ｔマークの後端よりも更に後方側に延長しており、出来る限り長く冷却するようにした。このようにすることで、冷却不足を回避することが可能になる。

また、比較例１として、全てのランダムパターンに対して通常のｎ−１記録ストラテジを採用して記録を行い、再生信号品質を評価した。比較例１における３Ｔマークに対するパルス波形は、図１２（Ｂ）に示されるように、３Ｔマークに対して２個の記録パルスＫ１、Ｋ２と２個のバイアスパルスＢ１、Ｂ２を用いた。なお、始端側の記録パルスＫ１のパルス幅を様々に変化させる事で、出来る限り高精度となるように検証し、その結果を実施例１と比較するようにした。

比較例１におけるＰＲＳＮＲとＳｂＥＲのそれぞれの最高品質となる数値と、実施例１となる品質の数値を図１３に示す。図１３に示されるように、ＳｂＥＲに関しては、比較例１の最高品質値（最低値）が３．４Ｅ−０６となるのに対して、実施例１では５．５Ｅ−０７と低減しており、実施例１は比較例１よりも信号品質が向上することが分かった。また、ＰＲＳＮＲに関しても、比較例１の最高値が１５．８となるのに対して、実施例１では１６．８となり、同様に信号品質が向上した。従って、ＳｂＥＲとＰＲＳＮＲの双方で判断しても、実施例１の記録精度が高い事が明らかとなった。

（比較例２）

更に比較例２として、記録再生波長λが４０５ｎｍ、開口数ＮＡが０．８５、実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）が３９１ｎｍとなる本実施形態の記録再生装置１００を利用し、１Ｔ相当長さを７４．５ｎｍに設定することで２５ＧＢの記録容量を達成した状態で、光記録媒体に対してランダムパターンの記録実験を行った。ここでは記録ストラテジとして、上記実施例１相当の記録ストラテジによる記録と、上記比較例１相当の記録ストラテジによる記録を採用した。この記録精度を評価した結果を図１４に示す。ＳｂＥＲに関しては、比較例１相当の記録ストラテジによる記録データの再生品質（最低値）が４．６Ｅ−０８であるのに対し、実施例１相当の記録ストラテジでは再生品質が３．９Ｅ−０８となり、実施例１の再生品質の方が多少向上した。一方、ＰＲＳＮＲに関しては、比較例１相当の最高再生品質（最高値）が２３．０となるのに対して、実施例１相当では品質が２２．３となっており、比較例１相当の記録ストラテジの方が、信号品質が向上した。

以上、本実施形態では、光記録媒体における情報記録層が単層の場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、多層構造にも適用可能である。特に多層構造の場合、各情報記録層において、本発明の記録方法を選択的に採用することが好ましい。具体的には、レーザーに近い側の記録層に対しては、本発明の記録方法を採用し、レーザーから最も遠い記録層に対しては、放熱効果も高いので、他の記録方法等を採用することが望ましい。

なお、本発明の記録方法は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明によれば、光記録媒体の記録容量又は記録密度を増大させても、最適な記録条件を設定することが可能となり、再生品質を向上させる事が可能となる。

本発明の第１実施形態の例に係る光記録媒体の記録再生装置を示すブロック図 同光記録媒体の構造を示す斜視図及び拡大断面図 同光記録媒体の情報記録層におけるデータ保持形態を示す拡大斜視図 記録密度と記録ストラテジの関係を示す表図 同記録再生装置による記録ストラテジに基づくパルス波形を示すタイミングチャート 記録時のビームスポットの状態を示す拡大図 記録時のビームスポットの状態を示す拡大図 記録時のビームスポットの状態を示す拡大図 第２実施形態の記録ストラテジに基づくパルス波形を示すタイミングチャート 記録時のビームスポットの状態を示す拡大図 第３実施形態の記録ストラテジに基づくパルス波形を示すタイミングチャート 実施例１及び比較例１のパルス波形を示すタイミングチャート 実施例１及び比較例１の記録品質の評価結果を示す表図 比較例２の記録品質の評価結果を示す表図

符号の説明

１ ・・・ 光記録媒体
１０ ・・・ 基板
２０ ・・・ 情報記録層
３０ ・・・ カバー層
３５ ・・・ ハードコート層
３５Ａ ・・・ 光入射面
１００ ・・・ 再生装置
１０２ ・・・ レーザー光源
１０４ ・・・ レーザーコントローラ
１０６ ・・・ 光学機構
１０８ ・・・ 光検出装置
１１０ ・・・ ＰＲＭＬ処理装置
１１２ ・・・ スピンドルモータ
１１４ ・・・ スピンドルドライバ
１１６ ・・・ 信号処理装置
１２０ ・・・ 記録パルス調整手段

Claims (12)

1. ＰＲＭＬ識別方式による再生系で再生するために、レーザービームの記録パルスを照射することで光記録媒体に情報を記録する光情報記録方法であって、
   再生レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合の実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）に対して、記録対象となる記録マーク、及び前記記録マークと連続するスペースの合計長が短い場合、前記記録マークを単一の記録パルスで記録することを特徴とする光記録媒体の情報記録方法。
2. 前記スペースが最短スペースである場合に、前記記録マークを単一の記録パルスで記録することを特徴とする請求項１記載の光記録媒体の情報記録方法。
3. クロック周期をＴとした場合に、単一の記録パルスで記録する前記記録マークとして、４Ｔ長さの記録マークが含まれることを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体の情報記録方法。
4. クロック周期をＴとした場合に、単一の記録パルスで記録する前記記録マークと、前記記録マークと連続する前記スペースの組合せとして、２Ｔ記録マークと２Ｔスペース、３Ｔ記録マークと２Ｔスペース、及び４Ｔ記録マークと２Ｔスペースを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
5. 単一の記録パルスで記録する前記記録マークと、前記記録マークと連続する前記スペースの組合せとして、更に、２Ｔ記録マーク及び３Ｔスペースを含むことを特徴とする請求項４記載の光記録媒体の情報記録方法。
6. クロック周期をＴとした場合に、単一の記録パルスで記録する前記記録マークを除いたｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを、ｎ−１記録ストラテジによる記録パルスで記録することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
7. クロック周期をＴとした場合に、単一の記録パルスで記録する前記記録マークを除いたｎＴ相当長さ（ｎ：自然数）のｎＴマークを、ｎ／２記録ストラテジによる記録パルスで記録することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
8. 前記記録マークを単一の記録パルスで記録する際に、前記記録パルスの前に冷却パルスを挿入することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
9. 前記レーザービームの前記波長λが４００〜４１０ｎｍ、前記開口数ＮＡが０．７〜０．９に設定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
10. 全マークにおける最短マークの長さが１２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の光記録媒体の情報記録方法。
11. レーザービームを発生するレーザー光源と、
    前記レーザービームを集光する対物レンズと、
    光記録媒体に対して前記レーザービームの記録パルスを照射して情報を記録する照射制御手段と、を備え、
    再生レーザービームの波長をλ、開口数をＮＡとした場合の実効再生スポット径０．８２×（λ／ＮＡ）に対して、記録対象となる記録マーク、及び前記記録マークと連続するスペースの合計長が短い場合、前記照射制御手段が、単一の記録パルスを前記光記録媒体に照射して前記記録マークを形成することを特徴とする光記録装置。
12. 前記照射制御手段が、前記記録マークの形成を開始する単一の記録パルスの直前に、冷却パルスを挿入することを特徴とする請求項１１記載の光記録装置。

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