JP2007519149A - 最適上書きのための記録装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、放射ビームの手段によって情報層(101)を照射することで、記録キャリア(10)の情報層中に情報を記録するための記録装置及び対応する方法に関する。当該情報層(101)は結晶層とアモルファス層との間で可逆的に変化可能な相を有する。そのような過去に書かれたマークの記録に使用された異なるライターの結果生じたと思われるマーク幅に関係なく、過去に書かれたマークが完全に消去されることを保証するため、提案する記録装置は：書き込み、消去、及び/又は読み出しのための当該放射ビームを放出する放射光源、当該放射ビームの出力の制御を行う制御ユニット、当該情報層中の過去に書き込まれたマークを検出し、過去に書き込まれたマークのマーク幅を決定するための検出ユニットを有する。当該制御ユニットは、過去に書き込まれたマークの幅に基づいた情報を書き込むための書き込みパラメータの制御を行う。

Description

本発明は、放射ビームの手段によって情報層(101)を照射することで、記録キャリア(10)の情報層中の情報を記録するための記録装置及び対応する方法に関する。当該情報層(101)は結晶層とアモルファス層との間で可逆的に変化可能な相を有する。

記録可能なCD、DVD及びBDシステムのような光学記録システムでは、ライトストラテジ、媒体及び書き込み速度ごとの書き込みパワー及び消去パワーのような書き込みパラメータの最適化が非常に重要である。CD-RWのような相変化型再書き込み可能システムでは、過去に書き込まれた信号の特性もまた上書き信号の質に重要な影響を与える可能性がある。たとえばCDs21ソリューションのTWG2において実行されたHS-ICOW（会社間上書き）テストのような互換性テストが行われ、そこでは高速CD-RWメディアが最初にあるドライブによって書き込まれ、それとは別なドライブによって上書きされた。その結果は、相性の良くない書き込み/上書き装置の組み合わせがあることを示した。この相性の悪さを引き起こす原因として考えられるのは、2つのレコーダにおける書き込みパラメータの差異のみならず、2つのレコーダにおける書き込みスポットの差異、特に書き込み出力、書き込み速度、消去出力及び/又はライトストラテジもある。

超高速CD-RWの標準規格（記録可能コンパクトディスクシステム、オレンジブックパートＩＩＩ：CD-RW、第3巻：超高速v1.0及びv1.1）が進化する間、書き込みスポット形状（たとえばトラックに対して動径方向又は斜め方向に配向）との強い相関が観測された。それは、動径方向に配向するスポットで書き込まれた信号を上書きするのは難しくなりがちである、ということである。従って、超高速CD-RWメディアは、高速CD-RWでテストされた相性の悪さにより敏感であることが考えられる。

上書きがより難しくなる信号はむしろ高い変調を示すことには注意すべきである。特に、消去性（DC消去後に残るキャリア信号）は過去に書き込まれた信号の変調に強く依存することを示している。
米国特許公開第5541900号明細書

特許文献1は、異なるスポットサイズの種類のメディアでの光情報を記録及び再生する装置並びに方法について開示している。この発明は、読み込まれる情報記録媒体に適するスポットサイズを認識するためのスポットサイズ認識回路を有する。そして、この発明はスポットサイズ認識回路によって認識されたスポットサイズに基づいてデフォーカス又はオフトラックすることで情報記録媒体の消去、記録及び再生を行う。読み込まれる情報記録媒体に適するスポットサイズは情報記録媒体のカートリッジに取り付けられているタブスイッチの種類又は、情報記録媒体の制御トラック上に記録される管理情報によって認識される。認識されたスポットサイズに基づき、デフォーカスの大きさを計算することで、情報記録媒体の記録面と記録ビームの焦点との差異が示唆され、又、オフトラックの大きさを計算することで、情報記録媒体の記録面上に形成されるトラックの中心と記録ビームの焦点との差異が示唆される。しかし、この解決法は上述の訂正行為（デフォーカス又はオフトラック）を実行するのに別個の消去サイクルを必要とする。従って、この解決法はCD-RW,DVD±RW及びBD-REのような直接上書き(DOW)ベースのシステムでは実装不可能である。

本発明の目的は、上述の相性の問題を解決する記録装置及び方法を提供することである。この方法はDOWベースのシステムにも適用可能である。

この目的は本発明に従って、請求項1に記載の記録装置及び請求項11に記載の対応する記録方法によって達成される。本発明の好適実施例は従属請求項で定義される。

本発明は、過去に書き込まれた信号の特性と最適の上書き条件との間には相互作用が存在するという認識に基づいている。鍵となる因子は過去に書き込まれたマークの幅であることが分かった。高書き込み出力での動径方向に配向するスポットは広い書き込みマークになる傾向がある。もし上書きスポットが比較的小さな出力を有し、場合によっては小さなスポットで高い書き込み速度を有するようなときに、そのような広いマークを完全に消去するのは難しい。このような現象は高い結晶化速度では非常に重要になってくる。よって、本発明の一般的な考えは、上書きライターによって、過去に書き込まれた信号の特性を解析し、そして当該ライターでこの解析結果を利用して、ジッターを最小限に抑えるための上書き条件の最適化を図るということである。

特に、本発明では、上書き前及び/又は上書き中に、過去に書き込まれたマークが存在するかどうかを検出する工程及び、当該過去に書き込まれたマークのマーク幅を決定する工程が提案される。この検出及び決定結果に基づき、過去に書き込まれたマークが、その幅に関係なく高い確実性で完全に消去されるように書き込みパラメータが調節される。

詳細に制御ユニットを画定する記録装置の好適実施例は請求項2から4で定義される。記録装置が過去に書き込まれた広いマークに対処するための一の方法は、書き込み速度を減少させることである。結晶化速度が重要な場合、低い書き込み速度（つまり低い消去速度）は過去に書き込まれた広いマークを完全に消去するのにより多くの時間を必要とする。過去に書き込まれた広いマークの場合での上書き過程を最適化する別な方法は、消去出力レベルを上げることである。よって、媒体上の広い領域はガラス温度よりも高い温度で加熱され、確実に広いマークは消去される。あるいはその代わりに、書き込み出力レベル、及び/又はライトストラテジを最適化しても良い。

好適にはたとえばマーク幅の増大に対して、消去出力レベルが連続的に増加する、及び/又は、書き込み速度が連続的に減少するようにして、書き込み速度の減少及び/又は消去出力レベルの増加を、検出された過去に書き込まれたマークのマーク幅に依存して制御することが可能である。あるいはその代わりに、書き込み速度の減少及び/又は消去出力レベルの増加は、検出されたマーク幅の異なるレベル又は閾値に依存してなされても良い。過去に書き込まれたマークが、その幅に関係なく完全に消去されるように、書き込み速度及び/又は消去出力レベルを制御するのが好ましい。

検出ユニットの好適実施例は請求項5から7で定義されている。記録装置が過去に書き込まれた信号を解析する一の方法は、マーク幅を量で見ることが可能なHF変調を測定することである。閾値出力を超えると、変調は書き込み出力に対して単調増加し、最終的には飽和する。読み出しスポットは一般に、書き込みマークよりも大きい。よって、アモルファス材料と結晶材料との比はマーク幅の増加に対して増加し、マーク幅が情報層の有効スポットの限界に達すると、変調は飽和する。よって、測定されたHF変調から、過去に書き込まれたマークのマーク幅は決定可能である。

別な方法は、書き込みトラック間の信号測定によるHFクロストークの測定である。ランド上に記録されるときに検出される信号の大きさは、書き込みトラック内のマーク幅及び変調の増加に伴って増加するので、よってHFクロストークの測定によるマーク幅の決定は可能である。

さらに別な方法は、実際の消去過程で過去に書き込まれた信号強度を測定することである。この方法は、リアルタイムで過去に書き込まれたマーク幅をモニタする方法といえる。マーク幅検出の最も容易な方法は変調測定法である。なぜなら、書き込み中の、ランド-グルーブの切り替え及び高速サンプリングを必要としないからである。

図1は、相変化型光記録キャリアの情報層中にマークを記録するのに使用される記録ビームのそれぞれ異なるスポット形状を図示する。相変化型光記録キャリアは光記録キャリアの接線方向tかつ、動径方向rと垂直な方向に配向するトラックTrに沿って設けられている。動径方向に配向し、接線方向tに垂直な長軸を有する楕円形スポットS1、斜め方向に配向し、接線方向tに対して45°の角度をなす長軸を有する楕円形スポットS2及び、接線方向に配向し、接線方向tに平行な長軸を有する楕円形スポットS3が図示されている。そのような異なる種類のスポット形状を有する放射光ビームによって書き込まれた、記録マークM1,M2,M3（長さ4T）の形状が図2に図示されている。

図3は本発明に従った、ディスク形状の記録キャリア10の情報層101中にマークを記録する記録装置の実施例を図示している。情報層101は、所謂相変化型で、つまり結晶相とアモルファス層との間を可逆的に相変化する。記録キャリアはモーター14によって当該キャリア中心を回転する。放射光ビーム12は、たとえばレーザー光源のような放射光源11によって生成され、レンズ13によって情報層101上に集光される。

放射光ビーム12の出力は、制御ユニット15によって提供される制御信号S_Cによって制御される。ここでは、放射光ビーム12の出力は制御信号S_Cの対応するレベルに比例することを推定している。そのような制御信号S_Cの例を図4b及び4cに示す。制御ユニット15は記録キャリア10の情報層101中に記録されるマークの長さを表すデジタルデータ信号S_Dを対応する制御信号S_Cに変換する。この変換は所謂ライトストラテジに基づく。そのようなデジタルデータ信号S_Dの例についてもまた図4aに示す。

パルス及び制御信号S_C中のパルス間のギャップとのパターンは、検出ユニット16で決定されるマーク幅情報Wに基づく制御ユニット15によって制御される。加えて、回転モーター速度を設定するモーター制御信号S_Mもまた、検出ユニット16で決定されるマーク幅情報Wに基づく制御ユニット15によって制御される。検出ユニット16は新しい情報が書き込まれることになる情報層のトラック中に、過去に書き込まれたマークが存在するかどうかを検出する。さらに、過去に書き込まれたマークが存在する場合、そのような過去に書き込まれたマークの幅をも検出する。

好適実施例では、検出ユニット16はHF変調、特に(A-B)/Aで表されるDC結合のHF信号を測定するために調節される。ここで、Aは長い（たとえばCDでI11；DVDでI14）スペースの最高レベルで、Bは長いマークの最低レベルを表す。

別な好適実施例では、検出ユニット16は書き込みトラック間のHFクロストークを測定する。HFクロストークはランド上を進むHF信号の振幅と情報層中のグルーブ内のHF信号の振幅との比として測定されることが好ましい。

図5は、後2者の実施例における始動書き込み手順のフローチャートを図示する。ここで、書き込み速度は過去に書き込まれた変調又は、クロストークに基づいて最適化される。この手順は書き込み動作が開始される毎に行って良い。

図3で図示されたさらに別な実施例では、書き込み中にビームスプリッタ17によって取り出された反射光を利用することで、検出ユニット16は（ほとんど）リアルタイム測定用として提供される。書き込みパルスによって変調されたこの取り出し信号Rは、上書き過程前及び上書き過程最中での情報層の反射状態に関する情報を有する。よって、記録中での信号振幅によるそのようなリアルタイム測定を可能にするため、反射光の正確で速いサンプリングが求められる。

マーク幅情報Wに基づいて、制御ユニット15は制御信号S_Cを調節する。特に、パルスと制御信号S_C中のパルス間のギャップとのパターン、書き込み速度及び出力レベルが設定される。新しい情報が記録されるときに過去に書き込まれたマークが完全に消去されることを保証するため、マーク幅の増加にともなって、上書き速度の減少、及び/又は、消去パルスの消去出力レベルの増加するのが好ましい。

記録されるデジタルデータ信号S_Dの例が図4aに図示されている。デジタルデータ信号S_Dに関する制御信号S_Cの例は図4b及び4cに図示されている。図4bは情報層にこれまで何もマークが記録されなかった、又は”正常”な幅のマークが書き込まれているときに使用される、第1制御信号S_C1を図示している。図4cは、広いマークが情報層に書き込まれているときに使用される、第2制御信号S_C2を図示している。デジタルデータ信号S_Dは時間の関数として図示されている。信号の値は記録される情報を表す。例では、データ信号S_Dは連続して、3Tスペース、4Tマーク、6Tスペースそして7Tマークを有する。Tは参照クロック/データクロックの周期を表し、これはまたチャネルクロック周期とも呼ばれる。

データは情報層を有する光学再書き込み可能記録キャリア中に書き込まれる。情報層は結晶相とアモルファス層との間で可逆的に変化する相を有する。マークを書き込むため、パルス放射光ビームを情報層に照射することで、データを表すマークは情報層中のトラックに沿って書き込まれる。CW（連続波）放射光ビームを情報層に照射することで、データを表す過去に書き込まれたマークは情報層中のトラックに沿って消去される。直接上書きシステムでは、過去に書き込まれたマークを消去するため、再書き込み中に消去レベルが書き込みパルス間に印加される。図4b及び4cで図示された制御信号はN-1ライトストラテジを使用する。つまり、NTの時間長を有するマークを書き込むための書き込みパルス数は、N-1に等しく、4Tのマークを書き込むために3の書き込みパルスが印加され、7Tのマークを書き込むために6の書き込みパルスが印加され、すべての書き込みパルスは一定の書き込み出力レベルP_wを有する。一定の消去レベルP_e1をレベル23及びレベル24だけ印加することで、スペースを書き込む最中に、過去に書き込まれたマークは消去される。

過去に書き込まれたマークが検出され、マーク幅が広い場合に使用される第2制御信号S_C2が図示されている。図から分かるように、この実施例では、消去パルス33及び消去パルス34の消去出力レベルP_e2は第1制御信号S_c1の出力P_e1と比較して増加している。同時に、クロック周期Tが増加するように書き込み速度を減少させても良い。よって、過去に書き込まれたマークは完全に消去されることが保証できる。

本発明は、図示の実施例及び上述の説明に限定されない。特に、他のライトストラテジ（たとえば2Tタイプのライトストラテジ）でも同様に適用可能である。たとえばパルス放射光ビームの使用は必ずしも必要ない。さらに、測定されたマスク幅を評価する方法及び、ライトストラテジを最適化する方法は他にもあり、これらは本発明に網羅されるだろう。

最後に、本発明が光ディスクを参照して説明されたとしても、本発明はたとえば、磁気光学ディスクのような他の種類の情報キャリアにも適用可能である。

マーク書き込みに使用される放射光ビームのそれぞれ異なるスポット形状を図示している。 図1で図示されたスポット形状を有する放射光ビームによって書き込まれたそれぞれ異なるマーク幅を図示する。 本発明に従った記録装置のブロックダイアグラムを図示する。 本発明に従った、記録中に放射光ビームの出力レベルを制御するデータ信号及び制御信号を図示する。 本発明に従った、記録中に放射光ビームの出力レベルを制御するデータ信号及び制御信号を図示する。 本発明に従った、記録中に放射光ビームの出力レベルを制御するデータ信号及び制御信号を図示する。 過去に書き込まれた信号の特性に基づく書き込み速度の最適化による、始動書き込み手順のフローチャートである。

Claims (11)

1. 放射光ビームの手段によって記録キャリアの情報層を照射することで、前記情報層中に情報を記録する記録装置であって：
   情報の書き込み、消去及び/又は読み出しのための前記放射光ビームを放出する放射光源；
   前記放射光ビームの出力を制御する制御ユニット；
   前記情報層中の過去に書き込まれたマークを検出し、過去に書き込まれたマークの幅を決定する検出ユニット；
   を有し、
   前記制御ユニットは過去に書き込まれたマークの幅に基づいて情報を書き込むための書き込みパラメータを制御するように調節する、
   ことを特徴とする記録装置。
2. 請求項1に記載の記録装置であって、検出された過去に書き込まれたマークの幅が増加している場合に、前記制御ユニットは、書き込み速度を減少、及び/又は、前記放射光ビームの消去出力レベルを増加させることを特徴とする記録装置。
3. 請求項1に記載の記録装置であって、検出された過去に書き込まれたマークの幅が所定の閾値を超える場合に、前記制御ユニットは、前記書き込み速度を減少、及び/又は、前記放射光ビームの前記消去出力レベルを増加させることを特徴とする記録装置。
4. 請求項2又は3に記載の記録装置であって、過去に書き込まれたマークが完全に消去されるように、前記制御ユニットは書き込み速度及び/又は、前記放射光ビームの消去出力レベルを設定することを特徴とする記録装置。
5. 請求項1に記載の記録装置であって、前記検出ユニットは、過去に書き込まれたマークのHF変調を測定することを特徴とする記録装置。
6. 請求項1に記載の記録装置であって、前記検出ユニットは、隣接トラック間のHFクロストークを測定することを特徴とする記録装置。
7. 請求項1に記載の記録装置であって、前記検出ユニットは、情報を書き込んでいる最中に、過去に書き込まれた信号の信号強度を測定することを特徴とする記録装置。
8. 請求項1に記載の記録装置であって、検出された過去に書き込まれたマークの幅が多数の閾値レベルにおける所定の閾値を超える場合に、前記制御ユニットは、前記書き込み速度を漸進的に減少させる、及び/又は、前記放射光ビームの前記消去出力レベルを漸進的に増加させることを特徴とする記録装置。
9. 請求項1に記載の記録装置であって、特に記録行為が開始されるとき、前記制御ユニットは前記過去に書き込まれたHF変調又はHFクロストークに基づいて前記書き込み速度を設定することを特徴とする記録装置。
10. 結晶相とアモルファス層との間に可逆的に変化可能な相を有する情報層に情報を記録する、請求項1に記載の記録装置。
11. 放射光ビームの手段によって記録キャリアの情報層を照射することによって前記情報層に情報を記録する、特に請求項1に記載の記録装置において使用される記録方法であって：
    前記情報層に情報を書き込むために放射光ビームを放出する工程；
    前記情報層中の過去に書きこまれたマークを検出する工程；
    過去に書き込まれたマークのマーク幅を決定する工程；及び、
    上書きされる前記過去に書き込まれたマークの幅に基づいて、前記放射光ビームの出力及び、情報を書き込むための前記書き込みパラメータを制御する工程；
    を有する方法。

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