JP2707774B2 - 光学情報の記録方法および記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザー光線等を用いて高速かつ高密度に
光学的な情報を記録再生する光ディスクを中心とした光
学情報記録部材への信号の記録方法および記録装置に関
するものである。

従来の技術 レーザー光線を利用して高密度な情報の再生あるいは
記録を行なう技術は公知であり、主に光ディスクとして
実用化されている。光ディスクは再生専用型、追記型、
書き換え型に大別することができる。

再生専用型には音楽情報を記録したコンパクト・ディ
スク（以下CDと記す）、あるいは画像情報を記録したレ
ーザー・ビデオ・ディスク（以下LVDと記す）等があ
る。これらは光ディスク上にあらかじめ信号が記録して
あり、ユーザーは音楽や映像の情報を再生することはで
きるが、信号を記録することはできない。

また、追記型は基板上に記録膜として金属薄膜、Te合
金、有機薄膜等を設け、レーザー光線等の照射により記
録膜に穴を開けたりあるいは凹凸を設ける等なんらかの
変化を生じさせて信号を記録するものである。

さらに書換型はレーザー光線等の照射条件を変えるこ
とにより２つ以上の状態間で可逆的に変化する記録薄膜
を用いるものであり、主なものとして光磁気型と相変化
型がある。光磁気型は記録薄膜として強磁性薄膜を用
い、その磁区の方向を変化させることにより信号を記録
する。相変化型は記録薄膜として主にTe合金やSe合金を
用いて、記録薄膜をアモルファスと結晶との間、あるい
は結晶とさらに異なる構造の結晶との間で状態変化させ
て信号を記録する。

追記型と書換型の記録は、共にレーザー等の照射によ
り記録媒体の昇温を利用するため、ヒートモード記録と
呼ばれる。ヒートモード記録が有する問題点の一つとし
て、記録マーク形状が前後対称でなく涙滴状に歪むとい
うことが挙げられる。

これは、第20図の（ａ）のような信号波形で記録した
場合、記録膜の到達温度が余熱効果で（ｂ）のように先
端で低く終端に近づくにつれて高くなる。結果として、
（ｃ）のような涙滴状の記録マークとなる。

この記録マークの歪は、再生波形歪につながり、ジッ
タ増大の原因となる。そのため発明者らは特願平１−17
0207号において、非常に簡単な装置構造により、この記
録マークの形状歪を低減する記録方法および記録装置を
提案した。

また、光ディスクの開発は、最近では書換型に主眼が
置かれつつあるが、前記相変化型が光磁気型に対して有
するメリットの一つに、一つのレーザースポットにより
記録された記録マークの古い信号を消しながら新しい信
号を記録すること、いわゆる１ビームオーバーライトが
容易に実現できるということがある（特開昭56−145530
号公報）。

これは第21図のように、新しい信号を記録する場合に
レーザーパワーを記録レベルと消去レベルとの２つのパ
ワー間で変調することにより、古い信号を消去しながら
新しい信号を記録するというものである。しかしながら
この方法においても記録マークの涙滴状歪が発生する。

これを解決する手段として特開昭63−266632号公報、
特開昭63−279431号公報、特開平１−150230号公報、特
開平１−253828号公報が提案されている。

特開昭63−266632号公報、特開昭63−279431号公報は
一つの記録マークを形成するための記録波形を同一形状
の短パルスからなるパルス列で構成することによって、
また特開平１−150230号公報は一つの記録マークを形成
するための記録波形を複数パルスからなるパルス列で構
成し、かつそのパルス幅およびパルス間隔を様々に変化
させることによって、さらに特開平１−253828号公報は
記録波形のみならず消去もパルス列状に変調し、かつ照
射光パルスのデューティーを徐々に小さくすることによ
って記録マークの形状歪を低減するということを提案し
ている。

発明が解決しようとする課題 上記の１ブームオーバーライトにおける記録マークの
形状歪を低減する方法は、それぞれ課題を有している。

特開昭63−266632号公報、特開昭63−279431号公報
は、簡単な構造の装置により実現できるものの、形状歪
の改善効果は少ない。また、特開平１−150230号公報、
特開平１−253828号公報は、場合によっては大きな歪低
減効果が期待できるものの、装置構成が非常に複雑にな
ってしまうという欠点がある。すなわち、これまで非常
に簡単な装置構成により、形状歪が小さい記録マークを
形成する１ビームオーバーライトによる記録方法及び記
録装置は存在しなかった。

本発明は上記課題を解決する記録方法及び記録装置を
提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明者らは特願平１−
170207号で提案した光学情報の記録方法及び装置をさら
に改良し、新たに非常に簡単な装置構成により形状歪が
小さい記録マークを形成する１ビームオーバライトによ
る記録方法及び記録装置を開発した。

すなわち、相変化型情報層を備えた光学情報記録媒体
上に、パルス幅変調された信号で駆動したレーザー光線
を照射することにより、前記情報層に記録マークをオー
バーライトする光学情報の記録方法であって、記録マー
クの消去には、前記情報層が結晶状態を形成する消去レ
ベルでレーザーを照射し、記録マークの形成には、始端
部、中間部及び終端部を含むパルス列の照射により行
い、前記中間部は、前記情報層が非結晶状態を形成する
記録レベルと前記記録レベルよりも低いレベルとを交互
に一定周期で切り替えたレーザー光線を照射し、前記始
端部は、前記中間部に含まれる前記記録レベルのパルス
幅以上のパルス幅の前記記録レベルのレーザー光線を照
射し、前記終端部は、前記記録レベルから前記消去レベ
ルより小さいレベルに下げて所定期間保持したレーザー
光線を照射する。なお、本発明においては、消去パワー
レベルをさらにパルス変調してもよい。

そしてこの記録方法に実現は、相変化型情報層を備え
た光学情報記録媒体上に、パルス幅変調されたデジタル
信号で駆動したレーザー光線を照射することにより、前
記情報層に記録マークをオーバーライトする光学情報の
記録方法であって、マークの消去には、前記情報層が結
晶状態を形成する一定の消去レベルの電流をレーザーに
流す手段を有し、かつ記録マークの形成は一つの記録マ
ークを複数のパルスからなるレーザーパールス列の照射
により行う手段として、入力信号の最長のパルス幅に対
応する記録パルス列のパターンをあらかじめ設定してお
くパターン設定器と、前記入力信号の最長のパルス幅以
下のパルス幅に対応するパルス列を形成するために前記
パターン設定器の設定記録パターンの先頭から必要な長
さを切り出す変調器と、前記変換器からのパルス列化さ
れた信号によってレーザーの駆動電流を変調する手段を
有する記録装置により行なう。

作用 本発明のオーバーライトによる光学情報の記録方法
は、記録マークを充分に消去すると同時に、記録マーク
を形成する場合には、始端付近のパルス幅が広いため
に、記録膜の到達温度が始端でも充分に高く、始端部分
で記録マークが細くなることに起因する涙滴状の歪を低
減することができる。

そして本発明による光学情報の記録装置は、予め設定
した一つあるいは二つの信号パターンから、必要な全て
のパターンを作り出せるため、上記記録方法を非常に簡
単な構成で実現できるものである。

実施例 以下本発明を図面を参照しながら、詳細に説明する。

本発明による光学情報の記録方法の最大の特徴は、記
録マークを消去しながら新しい信号に対応する記録マー
クを形成するときに、例えば第２図（ａ）に示すよう
に、長さが例えば3Tから11Tまで離散的に変化するディ
ジタル信号を記録する場合、同図（ｂ）に示すように整
形し、この波形を基に、レーザー光をさらに例えば第１
図（ｂ）に示すように変調して、光ディスク上に信号を
記録することにある。

最初に、レーザー光を第１図（ｂ）のように変調する
理由について述べる。

同図（ｂ）においてPbは消去パワーレベルであり、レ
ーザーパワーをこのレベルで一定に保つことにより、ア
モルファス部分が結晶化され、つまり記録されていた記
録マークは消去される。

また、新しい信号を記録する場合、つまり新しい記録
マークを形成する場合には、レーザーパワーを記録パワ
ーレベルPpまで高めて、かつパルス変調して行なう。

ヒートモード記録で例えば第21図（ａ）のような信号
を記録する場合、信号波形で直接レーザー光を変調して
オーバーライトすると、同図（ｃ）のような記録マーク
の歪を生ずるため、前述のような様々な記録方法が提案
されてきた。

これらの方法は、レーザー光の照射部分の熱を制御
し、記録マークの全体の到達温度を一定にするための手
段を提案するものであり、記録マークが終端ほど太くな
り涙滴状になる現象を防ごうとしている。

しかし、これら従来提案されている方法によると、実
際には （１）記録マークが涙滴状になるのを防ぐ効果が小さ
い、 （２）記録装置が複雑になる 等の問題があった。

そこで本発明者らは、記録マークの歪を低減し、かつ
装置構成を複雑にしないオーバーライト方法について詳
細に検討した。

その結果、記録マークの涙滴状の歪を防ぐためには、 （１）一つの記録マークを形成するための信号パルスを
複数の短パルスからなるパルス列状に変調し、 （２）そのパルス列の少なくとも始端のパルス幅を、当
該始端のパルスの後に続く中間部のパルスよりも広めて
最適化する。

のが効果的であることがわかった。

次に、簡単な装置構成で上記方法を実現するために
は、 （３）記録時のピークパワーを一定に保ち、達成温度の
制御はパルス幅を変化させて行なう、 （４）信号パルスをパルス列化する場合、信号パルスの
パルス幅とパルス列に含まれるパルス数とが一定の関係
を保つようにする（例えば、信号パルスのパルス幅が一
つ長くなったら、パルス列に含まれる短パルス数を一つ
増やす）、 （５）追加する短パルスのパルス幅は常に一定とする、 ことである。

以上の記録条件（１）〜（５）を満たすような１ビー
ムオーバーライトによる記録方法として、例えば第２図
（ｂ）のような変調方法を提案する。つまり信号機録期
間には常に消去用のバイアスパワーPbを記録トラック上
に照射し続け、記録マークを形成する時には、始端のパ
ルスだけが当該始端のパルスに後続する中間のパルスよ
りパルス幅が広いパルス列とし、かつ中間のパルスは全
てパルス幅が等しく、入力信号のパルス幅がＴだけ長く
なるにつれてパルスを一つ追加し、さらに中間のパルス
の繰返し周期をＴとする変調信号によって、レーザーを
バイアスパワーPbとピークパワーのPpの間で変調して照
射する。

このような変調方法は、後に後述するような本発明の
光学情報の記録装置により容易に実現でき、しかも記録
マークの涙滴状に歪を大きく低減することができる。

また、第２図（ｂ）の変調波形を例えば第３図（ｂ）
または同図（ｃ）のような変調波形としてもよい。つま
り記録マーク形成時にレーザーパワーをピークパワーレ
ベルPpと再生パワーレベルPrあるいはパワーオフレベル
（０レベル）の間で変調する。この場合短パルスで照射
された後急冷されるため、アモルファスの記録マークが
形成し易くなる。また（ｃ）においては消去パワーレベ
ルPbから記録パワーレベルPpに移る場合または逆に記録
パワーレベルPpから消去パワーレベルPbに移る場合に
は、再生パワーレベルPr（パワーオフでもよい）を経て
いる。このため記録マークの始端と終端での温度変化が
急激になり、結晶とアモルファスの境界、すなわち記録
マークのエッジ位置が明確になる。

さらに本発明による異なる態様の記録方式として、第
４図（ｂ）または同図（ｃ）のレーザーパワーの変調方
式を提案する。これらは消去レーザー光も、簡単な装置
構成で実現するという条件の基にパルス変調するもので
ある。

消去レーザー光もパルス変調することのメリットを第
５図を用いて説明する。第５図４（ａ）は消去レーザー
光を変調しない場合、同図（ｃ）は変調する場合の１ビ
ームオーバーライトによる記録方式であり、（ｂ）及び
（ｄ）はそれぞれ記録方式に対応した記録膜の到達温度
を示してある。記録膜は、室温T0より高い結晶化温度Tx
以上に保たれることにより、アモルファス部分が結晶化
し、融点Tm以上に昇温されることにより、溶融後急冷さ
れてアモルファス化する。

この場合重要なことは、 （１）記録マーク形成時及び消去時には、記録膜の到達
温度を一定に保つこと、 （２）記録から消去、及び消去から記録に移る時には、
温度変化を短時間で終了する ことである。

（１）により、記録マークの形成歪を小さくし、かつ
記録マークが消去される割合を一定に保ち、 （２）により、記録マークの始端と終端のエッジ位置を
明確にして、再生波形のジッタを小さくすることができ
る（特に、終端で急冷してエッジを明確にすることが重
要）。

消去レーザ光をパルス変調することにより、消去パワ
ーレベルPbから記録パワーレベルPpに移る場合と、逆に
記録パワーレベルPpから消去パワーレベルPb移る場合に
再生パワーレベルPr（パワーオフでもよい）を容易に設
けることができ、かつ消去時に到達温度が徐々に上昇し
ていくのを小さくすることができる。なお、この記録方
法は第３図（ｃ）の方法よりも記録マークの終端に続く
Prとなる時間を長くできる、すなわち急冷にできるとい
うメリットがある。

これまでに記述した記録方法は、全て簡単な構成の記
録装置によって実現できることを前提にしたものであ
り、以下に本発明による具体的な記録装置の構成につい
て説明する。

第６図に第１図（ｂ）の波形を得るための本発明によ
る光学情報の記録装置のブロック図を示す。信号の記録
期間中、すなわち記録ゲート信号Wgが入力される時に
は、半導体レーザーにバイアスパワー（つまり消去パワ
ー）Pbを得るためのバイアス電流Ibが流れる。

そして記録マークを形成する時には、信号発生器１か
らの記録信号s1を変調器２で加工したs4によりスイッチ
４を作動させて、IbにIaを重畳し、光学ヘッド５に組み
込まれている半導体レーザーを駆動してピークパワーPp
のレーザー光を、スピンドルモーター６により回転して
いる光ディスク７上に照射する。

本装置の最大の特徴は、信号s1をs4に加工する変調方
法にある。

記録する信号s1は、信号発生器１から最初に変調器２
に入力される。この信号はパルス幅変調（PWM）された
デジタル信号であり、従来は一般的にこの信号そのもの
でレーザーを駆動し、記録していた。

しかし、本発明における変調器は、入力信号中の各パ
ルスをさらにパルス列化する。変調方法は、入力信号s1
に含まれる最長のパルス幅に対応する変調パターンを、
パターン設定器３に予め設定しておく。変調器２はs1中
のパルス幅を検知し、その長さに応じてパターン設定器
３の設定パターンの先頭から必要な長さを切り出してパ
ルス列を発生して変調器から出力し、スイッチ４を作動
させる。

従って、入力信号に含まれる異なるパルス幅のパルス
に対して、一つのパターンを設定しておくだけで、全て
のパターンをパルス列化することができる。さらに、設
定するパターンの形状を、再生波形歪が最小になるよう
に最適化することも容易にできる。なお、信号発生器か
らの入力信号のエッジ位置がパルス列に変調されること
によって変動しないように、入力信号の発生器、変調
器、パターン設定器を同一のクロックC1（入力信号のク
ロックの整数倍の周波数のクロックが良い）で同期させ
て、記録信号のジッタと抑えるのがよい。

第６図における変調器２とパターン設定器３は、以後
簡単のためにマルチパルス回路（MP回路と記す）と呼
ぶ。

第６図における基準電圧設定回路９は、記録ゲート信
号Wgが入力されたときIbとIaを得るのに必要な電圧を発
生するものである。また、Wgがオフの時は、半導体レー
ザーは再生パワーPrで発光しており、この時電流Irが流
れている。

さらに、変調器２の具体的構成を第７図に示す。立ち
上がり検出器は入力信号s1のパルスの立ち上がりのエッ
ジ位置を検出し、パターン発生器12に起動信号を送る。
パターン発生器は、この起動信号によりパターン設定器
３に設定されてパルス列状のパターンを呼び出した後、
先頭から１ステップづつ変調信号として送出を開始す
る。

その後、立ち上がり検出器10により入力信号s1のパル
スの立ち下がりのエッジ位置を検出し、停止信号をパタ
ーン発生器３に送る。パターン発生器はこの停止信号に
より設定パターン、つまり変調信号の発送を中止し、次
の入力信号パルスを待つ。従って、入力パルス幅に応じ
た長さのパルス状変調信号s4が、パターン発生器から常
に送出される。

この場合、立ち上がり検出器10、立ち下がり検出器1
1、パターン発生器12は全てクロックC1に同期して作動
するため、記録する変調信号のジッタを抑えることがで
きる。

次に本発明の具体的実施例を記す。

（実施例１） 第８図に本実施例に用いたMP回路のブロック図を示
す。入力信号s5としては、音楽再生用のCDに用いられて
いるEFM（８−14変調）信号を使用した。EFMは3Tから11
Tまでのパルス幅の異なる９種類のパルスにより構成さ
れたPWM信号である。ここでＴは、クロックの周期であ
り、Ｔ＝230nsecである。変調されたパルス例信号s12
は、第６図と同様にスイッチ14を作動させてレーザーを
駆動し、光ディスクに信号が書き込まれる。

光ディスクは、第９図の構造の書換可能な層変化型を
用いた。光ディスク基板21は、予め信号記録トラックを
形成した５″のポリカーボネイト基板を使用した。記録
膜23は、TeGeSb系材料で、膜厚は400Åとした。また、
記録膜の上下にZnSからなる保護膜22を設け、さらにレ
ーザー光の入射と反対側にAuの反射膜24を設けてある。
そしてこれらの薄膜を保護するためのバックカバー26を
設けた。

信号の記録状態と消去状態は、記録膜のアモルファス
状態と結晶状態にそれぞれ対応する。信号の記録実験で
は、記録トラックに予め信号を記録しておき、その上に
１ビームオーバーライトにより、予め記録した記録マー
クを消去しながら、新しい信号を記録した。また、光デ
ィスクと収束されたレーザー光の記録スポットとの相対
速度は1.25m/secとした。

記録された信号の評価は、再生した信号のジッタを測
定することにより行なった。ジッタは、再生波形のゼロ
クロスを判定レベルとして、あるゼロクロスから次のゼ
ロクロスまでの時間を、パルス幅の異なる９種類のパル
ス毎に繰り返し測定し、その標準偏差をもって定義し
た。

ここで第８図のMP回路の動作原理を、第10図のタイミ
ング図を参照しながら説明する。

この回路は、最長のパルス幅11Tに対応し、44の領域
からなるパルス列を予めパターン設定器18に設定してお
き、入力される3Tから11Tのパルスのパルス幅に対応し
て、設定されたパターンの先頭から必要な長さのパルス
列を作り出し、レーザー駆動回路へ送出するものであ
る。つまり、EFM信号s5のクロック周期Ｔを４分割したT
/4が、この回路系のクロックC2である。なお、第10図の
タイミング図は、4Tのパルスをパルス列化する場合につ
いて示している。

まず、EFM信号s5が入力されると、データフリップフ
ロップのDFF13とDFF14及びNAND15により起動信号s9が作
られ、パラレルイン／シリアルアウトシフトレジスタ:P
S/SR17が始動する。PS/SR17は、パターン設定器18から
設定パターンを呼び出し、クロックC2に同期して１ステ
ップづつ送り出す。パターンの設定方法としては、最長
のパルス幅11Tに対応する44ステップのそれぞれに対し
て、スイッチSW1〜SW44を設けることにより行い、その
ため各スイッチのオン・オフにより任意パターンの設定
が可能である。

次に、DFF13、DFF14、NAND16により停止信号s10が作
られるが、4Tのパルスの場合16番目のクロックに同期し
た停止信号s10が出力される。この停止信号によりPS/SR
17からの17ステップ移行の出力は停止し、結局s12のよ
うなパルス列が得られる。なお、DFF20はパルス列とク
ロックとを再び同期させてジッタを低減させた後、パル
ス列をレーザー駆動回路へ送出するものである。このよ
うにして、3T〜11Tの全てのパルスを設定パターンの形
状でパルス列化することができる。

この装置により、設定パターンとして第２図（ｂ）の
11Tの場合の変調波形を用い、EFM信号をこのパターンに
したがってパルス列化しレーザーを変調駆動して、信号
をオーバーライトした後、再生して再生信号のジッタを
測定した、オーバーライトのバイアスパワーPbは4mWと
した。

第11図に記録パワーPp（光ディスクの盤面上での値）
とジッタとの関係を示す。第11図には、従来の一般的記
録方法であるEFM信号で、直接レーザーを変調駆動して
信号をオーバーライトした場合のジッタの測定結果も、
比較のために示した。

第11図から明らかなように、本発明による記録方法及
び記録装置によれば、記録マークの波形歪が小さくなる
ため、再生波形のジッタも小さくなり、従って再生信号
のエラーレートを低減できるとともに、記録密度の向上
が図れる。

なお、第８図でのパターン設定はスイッチSW1〜SW4の
オン・オフにより行なったが、例えばパターン設定器と
して予め設定パターンを記録したROM（再生専用メモ
リ）としてもよい。ROMを使用すれば、この回路は遅延
素子等を含んでいないため、集積化することだでき、装
置の小型化が可能となる。

（実施例２） 次に、実施例１で示した装置を用いて、パターン設定
部に設定する波形を種々変化させて、設定パターンとジ
ッタとの関係を求めた。入力信号、光ディスク、光ディ
スクと記録スポットとの相対速度、バイアスパワー、ジ
ッタの測定方法は、実施例１と同じである。測定したパ
ターンの形状を第12図に、またそれぞれの波形で記録し
た後再生した信号において測定したジッタの値を第１表
に示す。ジッタは記録ピークパワーを変化させた時の最
小値であり、その時の記録ピークパワーも第１表に示
す。

第１表から分かるように、パターン（ｈ），（ｋ），
（ｌ）を除いて、ジッタは100nsec以下と小さくなって
いる。パターン（ｈ），（ｋ）と（ｌ）は、本発明に対
する比較例である。パターン（ｌ）は、EFM信号そのも
のでレーザーを駆動する方法と等価であり、大きなジッ
タを示している。また、パターン（ｋ）は、パルス幅の
等しい短パルスを等間隔で並べてパルス列で記録するも
のであり、パターン（１）の場合よりジッタは改善され
てはいるものの、大きなジッタを持つ。これは始端部分
において温度が急激に立ち上がっていないため、記録マ
ークの始端部分が細くなっているためと考えられる。ま
た、パターン（ｈ）においてもジッタが大きくなってい
る。

何れにしても、記録された記録マークの消去はレーザ
ーパワーを消去パワーレベルで一定に保って照射し、記
録マークの形成は一つの記録マークを形成するための記
録波形を複数のパルスからなる記録パルス列にした後レ
ーザーパワーを変調して行い、当該記録パルス列の少な
くとも始端のパルスのパルス幅を当該始端に後続する中
間部のパルスのパルス幅より大きくし、記録する記録マ
ーク長にかかわらず中間部のパルス幅を一定とし、中間
部のパルス列中の各パルス幅とパルス周期とはそれぞれ
等しく、長さがｎ番目の記録マークを形成する場合の中
間部のパルス中のパルス数をna＋ｂ（ａ及びｂは定数で
あり、ａは正の整数でｂは整数）個とする条件を満たせ
ば、ジッタを小さく抑えられることが分かる。

特に、パターンが、（ａ），（ｆ），（ｇ），
（ｊ），（ｍ），（ｎ），（ｏ）である時、ジッタは50
nsec以下となる。これらの特徴は、始端もしくは始端に
次の２番目のパルス幅を大きくし、後続する中間パルス
が同じパルス幅・同じパルス間隔であり、かつ記録マー
ク長が一つ長くなればパルスが一つ追加されるように中
間パルスの周期をＴとしていることである。なお、
（ａ），（ｆ），（ｇ），（ｊ），（ｍ），（ｎ），
（ｏ）の各パターンは上述の中間部のパルス数と個数と
の関係式において、（ａ），（ｊ）:a＝1,b＝０、
（ｆ），（ｇ），（ｍ），（ｎ），（ｏ）:a＝1,b＝−
１としたときである。

また、パターン（ｎ），（ｏ）の場合に見られるよう
に中間パルスがパルス幅が短くなると、各パルスで照射
後の冷却速度が大きくなり、ジッタが小さくなる。

本実験で用いたMP回路は11Tの信号パルスを44分割し
ているが、さらに細かく88分割すれば始端パルスに後続
する中間パルスのパルス幅をT/8にできる。しかしそれ
以上細かく分割しようとすると、MP回路のクロック周波
数が高くなりすぎ、回路設計が困難になる。

つまり第１表の結果及び回路設計の容易さを考慮すれ
ば、中間パルスのパルス幅はT/8以上T/2以下にするのが
良いと考えられる。

（実施例３） さらに、実施例１及び２と同じ装置で、パターン設定
部に実施例２の（ｄ）及び（ｇ）のパターンを設定し、
光ディスクと記録スポットとの相対速度を変化させなが
らジッタの血を求めた。入力信号、光ディスク、ジッタ
の測定方法は実施例１と同じである。

再生した信号において測定したジッタの値と相対速度
との関係を第13図に示す。

ジッタは記録ピークパワー及びバイアスパワーを変化
させて最小値を求め、その値を記した。パターン
（ｇ），（ｄ）共に相対速度が速いところでジッタが増
大した。ジッタの増大はパターン（ｄ）より（ｇ）の方
が相対速度の遅いところで発生しており、その点は中間
パルスの繰り返し周期（パターン（ｇ）ではＴ＝230nse
c、（ｄ）ではT/2＝115nsec）がλ/L（λはレーザーの
波長で本実施例では0.83μｍ、Ｌは相対速度）より大き
くなる辺りと一致する。

これは、レーザー光を間欠的に照射することによる記
録マークに生じる歪が、レーザー光の波長オーダーの大
きさとなり、光学的に再生されるため、結果として再生
波形の歪を生じ、ジッタが増大するものと考えられる。

従って、 τ≦λ/L τ：中間パルスの繰り返し周期 λ：レーザーの波長 L :光ディスクと記録スポットの相対速度 を満たすように、中間パルスの繰り返し周期を設定した
方がよい。

上記実施例１〜３では、パルス列は第１図（ｂ）のよ
うにバイアスパワーレベルPbとピークパワーレベルPpと
の間で変調したが、次に第３図（ｂ），（ｃ）のように
ピークパワーレベルと再生パワーレベルPrとの間で変調
する記録装置について説明する。

第14図にその構成を示す。信号発生器１からEFM信号s
5は、第５図と同様のMP回路21に入力され、パルス列状
に変調されて信号s12として出力され、スイッチ24を作
動させる。同時に第８図におけるDFF14のＱから信号s13
を取り出し、DFF22で位相の調整を行なった後、インバ
ーター23を介して信号s14を作り、スイッチ25を作動さ
せる。これにより入力信号s5が第15図（ａ）のような波
形の場合、s12、s14はそれぞれ（ｂ）、（ｃ）のように
なる。

すなわち、記録マークを形成するときにはバイアス電
流Ibは流れないため、半導体レーザーはピークパワーPp
と再生パワーPrとの間で変調される。また、消去領域で
は、バイアスパワーPbに保たれるため、既に記録されて
いる記録マークは結晶化される。なお、記録ゲート信号
Wgが入力されて時にはIrが流れないように基準電圧設定
回路26を設定しておけば、記録パルス例はピークパワー
Ppとパワーオフとの間で変調される。

次に、この記録装置を用いた詳細な実施例を示す。

（実施例４） 設定記録パターンとして第12図の（ａ），（ｆ），
（ｍ）を用いた。入力信号、光ディスク、光ディスクと
記録スポットとの相対速度、バイアスパワー、ジッタの
測定方法は、実施例２と同じである。それぞれの波形で
記録した後再生した信号において測定したジッタの値を
第２表に示す。ジッタは記録ピークパワーを変化させた
時の最小値であり、その時の記録ピークパワーも第２表
に示す。

この結果は、第１表におけるそれぞれの波形に対応す
るジッタよりも小さい。これは、記録マーク形成の時、
短パルス照射後の冷却速度が大きいためアモルファス化
し易く、大きな記録マークが得られているためと考えら
れる。特に、波形（ｍ）の場合においてジッタの低減効
果が大きい。これはバイアスパワーPbからピークパワー
Ppに移る場合と逆にピークパワーPpからバイアスパワー
Pbに移る場合に一旦再生パワーレベルPrを経るため、記
録マークの前後において記録膜の温度変化が急峻にな
り、記録マークのエッジ位置が明確になったためと考え
られる。

実施例１〜４では、消去は一定のバイアスパワーで照
射して行なう記録方法及び装置について説明したが、次
に消去パワーも第４図（ｂ），（ｃ）のようにパルス変
調する場合について説明する。

第16図に第４図（ｂ）のような波形を得るための記録
装置を構成を示す。信号発生器１からのEFM信号s5は、
第８図と同様のMP回路A27に入力され、パルス列状に変
調されて信号s12として出力され、スイッチ30を作動さ
せる。同時に信号s5はインバータ29を介してMP回路B28
にも入力される。

MP回路Ｂは、MP回路Ａと全く同じであり、これは消去
レーザー光をパルス変調するためのものである。MP回路
Ｂのパターン設定器に例えば第17図（ａ）の波形を設定
して同図の（ｂ）のような信号を入力したとき、MP回路
Ａからは記録マークを形成するための同図の（Ｃ）のパ
ルス列が出力され、同時にMP回路Ｂからは、消去パワー
を変調するための同図の（ｄ）のパルス列が出力され
る。

従って、半導体レーザーの出力は、第４図（ｂ）のよ
うに、記録マークを形成するときにはPrとPpとの間で変
調され、消去の時にはPrとPbとの間で変調されることに
なる。なお、記録ゲート信号Wgが入力されたときにはIr
が流れないように基準電圧設定回路32を設定しておけ
ば、記録パルス列はPpとパワーオフとの間で、また消去
パルス列はPbとパワーオフとの間でそれぞれ変調され
る。

次に、この記録装置を用いた詳細な実施例を示す。

（実施例５） 設定記録パターンとして第12図の（ａ），（ｆ），
（ｍ）を用いた。入力信号、光ディスク、光ディスクと
記録スポットとの相対速度、ジッタの測定方法は、実施
例２と同じである。また、消去パルス列のパワーPbは4.
5mWとした。それぞれの波形で記録した後再生した信号
において測定したジッタの値を第３表に示す。ジッタは
記録ピークパワーを変化させた時の最小値であり、その
時の記録ピークパワーも第３表に示す。

この結果は、第２表におけるそれぞれの波形に対応す
るジッタよりも小さい。これは、消去レーザー光をパル
ス変調したことにより、 （１）消去部分の到達温度が一定になり、既に記録され
ている記録マークが均質に結晶化したこと、 （２）記録パルス列から消去パルス列に移る場合に一旦
再生パワーレベルPrを経るため、記録マークの終端にお
いて記録膜が急冷され、記録マークの終端エッジ位置が
明確になった、 ことが原因と考えられる。

なお、消去パルス列の設定パターン第17図（ａ）に、
さらに破線のような短パルスＰを先頭部分に付加し、同
図（ｄ）に示す消去パルス列の先頭部分にパルスを追加
したジッタの測定をしたところ、例えばパターン（ｆ）
では、第３表に示した短パルスＰを付加しない場合の25
nsecのジッタ値が30nsecと悪化したことから、記録マー
クの終端に消去パルスを付加し徐冷する構成よりも、記
録マークの終端において急冷することがジッタ低減に効
果的であることが分かった。

また、消去パルス周期を記録パルス列中の中間パルス
のパルス周期と同じにしておけば、本実施例のようにMP
回路ＡとMP回路Ｂとを同じ構成にでき都合がよい。

次に、第18図に第４図（ｃ）のような波形を得るため
の記録装置の構成を示す。信号発生器１からのEFM信号s
5は、第８図と同様のMP回路A27に入力され、パルス列状
に変調されて信号s12として出力され、スイッチ30を作
動させる。同時に信号s5はインバータ29を介してMP回路
B28に入力された後、再びインバーター33を経て信号s16
となり、スイッチ31を作動させる。

MP回路Ｂは、MP回路Ａと全く同じであり、これは消去
レーザー光をパルス変調するためのものである。MP回路
Ｂのパターン設定器に例えば第19図（ａ）の波形を設定
して同図の（ｂ）のような信号を入力したとき、MP回路
Ａからは記録マークを形成するための第17図の（ｃ）の
パルス列が出力され、同時にMP回路Ｂからは、消去パワ
ーを変調するための第19図の（ｃ）のパルス列が出力さ
れる。

従って、半導体レーザーの出力は、第４図（ｃ）のよ
うに、記録マークを形成するときにはPbとPpとの間で変
調され、消去の時にはPrとPbとの間で変調されることに
なる。なお、記録ゲート信号Wgが入力されたときにはIr
が流れないように基準電圧設定回路34を設定しておけ
ば、消去パルス列はPbとパワーオフとの間で変調され
る。

次に、この記録装置を用いた詳細な実施例を示す。

（実施例６） 設定記録パターンとして第12図の（ａ）、（ｆ），
（ｍ）を用いた。入力信号、光ディスク、光ディスクと
記録スポットとの相対速度、ジッタの測定方法は、実施
例２と同じである。また、消去パルス列のパワーPbは4.
5mWとした。それぞれの波形で記録した後再生した信号
において測定したジッタの値を第４表に示す。ジッタは
記録ピークパワーを変化させた時の最小値であり、その
時の記録ピークパワーも第４表に示す。

この結果は、第３表に比較しジッタが若干大きくなる
が、記録ピークパワーを小さく抑えることができる。こ
れは記録パルス列にバイアスパワーPbが存在するためで
ある。

発明の効果 本発明の光学情報の記録方法及び記録装置によれば、
非常に簡単な装置構成により、オーバーライトの得に既
に記録された記録マークの信号を消去しながら、新しい
記録をジッタを抑えながら記録することができる。これ
は光ディスクのエーラーレートの低減につながり、ひい
ては光ディスクの記録容量の拡大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図は本発明の説明のため
の記録波形図、第５図は記録波形と記録膜の到達温度と
の関係図、第６図、第７図、第８図、第14図、第16図、
第18図は本発明による光学情報の記録装置の構成図、第
９図は信号を記録した光ディスクの断面図、第10図は第
８図の回路における信号の流れを説明するためのタイミ
ング図、第11図はジッタと記録ピークパワーとの関係
図、第12図はパターン設定器に設定された記録パターン
図、第13図はジッタと相対速度との関係図、第15図、第
17図、第19図はそれぞれ第14図、第16図、第18図の回路
の機能の説明図、第20図、第21図は従来例による記録方
法の説明図である。 １……信号発生器、２……変調器、３……パターン設定
器、５……光学ヘッド、６……スピンドルモーター、７
……光ディスク、13,14,20,22……データフリップフロ
ップ、19,23,29,33……インバーター、15,16……NAND回
路、17……パラレルインシリアルアウトシフトレジス
タ、18……パターン設定器、21,27,28……マルチパルス
回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 昇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (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 (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相変化型情報層を備えた光学情報記録媒体
   上に、パルス幅変調されたデジタル信号で駆動したレー
   ザー光線を照射することにより、前記情報層に記録マー
   クをオーバーライトする光学情報の記録方法であって、 記録マークの消去には、前記情報層が結晶状態を形成す
   る消去レベルでレーザーを照射し、 記録マークの形成には、始端部、中間部及び終端部を含
   むパルス列の照射により行い、 前記中間部は、前記情報層が非結晶状態を形成する記録
   レベルと前記記録レベルよりも低いレベルとを交互に一
   定周期で切り替えたレーザー光線を照射し、 前記始端部は、前記中間部に含まれる前記記録レベルの
   パルス幅以上のパルス幅の前記記録レベルのレーザー光
   線を照射し、 前記終端部は、前記記録レベルから前記消去レベルより
   小さいレベルに下げて所定期間保持した前記消去レベル
   より小さいレベルのレーザー光線を照射することを特徴
   とする光学情報の記録方法。
2. 【請求項２】相変化型情報層を備えた光学情報記録媒体
   上に、パルス幅変調されたデジタル信号で駆動したレー
   ザー光線を照射することにより、前記情報層に記録マー
   クをオーバーライトする光学情報の記録方法であって、 記録マークの消去には、前記情報層が結晶状態を形成す
   る消去レベルと前記消去レベルよりも低いベルとを交互
   に切り替えた消去パルス列のレーザー光線を照射し、 記録マークの形成には、始端部、中間部及び終端部を含
   むパルス列の照射により行い、 前記中間部は、記録レベルと前記記録レベルよりも低い
   レベルとを交互に一定周期で切り替えたレーザー光線を
   照射し、 前記始端部は、前記中間部に含まれる前記記録レベルの
   パルス幅以上のパルス幅の前記記録レベルのレーザー光
   線を照射し、 前記終端部は、前記消去レベルより小さいレベルのレー
   ザー光線を照射することを特徴とする光学情報の記録方
   法。
3. 【請求項３】記録パルス列の変調は、再生レベル、消去
   レベルまたはパワーオフレベルの何れかと記録レベルと
   の間で行うことを特徴とする請求項１または２何れかに
   記載の光学情報の記録方法。
4. 【請求項４】消去レベルから記録レベルに移るときに、
   一旦消去レベルよりも低いレベルを経ることを特徴とす
   る請求項１または２何れかに記載の光学情報の記録方
   法。
5. 【請求項５】中間部のパルス列中のパルスのパルス幅
   が、中間部のパルスの繰返し周期の1/8以上1/2以下であ
   ることを特徴とする請求項１または２何れかに記載の光
   学情報の記録方法。
6. 【請求項６】中間部のパルス列中の繰返し周期τが τ≦λ/L ただしλ：記録用光源の波長 L:光ディスクと記録スポットの相対速度 を満たすことを特徴とする請求項１または２何れかに記
   載の光学情報の記録方法。
7. 【請求項７】消去パルス列中のパルス周期が、中間部の
   パルス列中のパルス周期と同じであることを特徴とする
   請求項２記載の光学情報の記録方法。
8. 【請求項８】相変化型情報層を備えた光学情報記録媒体
   上に、パルス幅変調されたデジタル信号で駆動したレー
   ザー光線を照射することにより、前記情報層に記録マー
   クをオーバーライトする光学情報の記録装置であって、 マークの消去には、前記情報層が結晶状態を形成する一
   定の消去レベルの電流をレーザーに流す手段を有し、か
   つ記録マークの形成は一つの記録マークを複数のパルス
   からなるレーザーパルス列の照射により行う手段とし
   て、入力信号の最長のパルス幅に対応する記録パルス列
   のパターンをあらかじめ設定しておくパターン設定器
   と、前記入力信号の最長のパルス幅以下のパルス幅に対
   応するパルス列を形成するために前記パターン設定器の
   設定記録パターンの先頭から必要な長さを切り出す変調
   器と、前記変調器からののパルス列化された信号によっ
   てレーザーの駆動電流を変調する手段を有することを特
   徴とする光学情報の記録装置。
9. 【請求項９】相変化型情報層を備えた光学情報記録媒体
   上に、パルス幅変調されたデジタル信号で駆動したレー
   ザー光線を照射することにより、前記情報層に記録マー
   クをオーバーライトする光学情報の記録装置であって、 マークの消去には、前記情報層が結晶状態を形成する消
   去レベルと前記消去レベルよりも低いレベルとを交互に
   切り替えた消去パルス列によりレーザーを変調する手段
   を有し、かつ記録マークの形成は一つの記録マークを複
   数のパルスからなるレーザーパルス列の照射により行う
   手段として、入力信号の最長のパルス幅に対応する記録
   パルス列のパターンをあらかじめ設定しておくパターン
   設定器と、前記入力信号の最長のパルス幅以下のパルス
   幅に対応するパルス列を形成するために前記パターン設
   定器の設定記録パターンの先頭から必要な長さを切り出
   す変調器と、前記変調器からのパルス列化された信号に
   よってレーザーの駆動電流を変調する手段を有すること
   を特徴とする光学情報の記録装置。
10. 【請求項１０】入力信号のパルスの立ち上がりを検出し
    て設定記録パターンの発生を開始し、立ち下がりを検出
    して前記設定記録パターンの発生を終了させることによ
    り、記録パルス列を作り出すことを特徴とする請求項８
    または９何れかに記載の光学情報の記録装置。
11. 【請求項１１】消去パルス列を作り出す手段が、入力信
    号の最長のパルス間隔に対応する消去パルス列のパター
    ンをあらかじめ設定しておくパターン設定器と、前記入
    力信号の最長のパルス幅以下のパルス間隔に対応する消
    去パルス列を形成するために前記パターン設定器の設定
    消去パターンの先頭から必要な長さを切り出す変調器で
    構成されることを特徴とする請求項９記載の光学情報の
    記録装置。
12. 【請求項１２】入力信号のパルスの立ち下がりを検出し
    て設定消去パターンの発生を開始し、次の入力信号パル
    スの立ち上がりを検出して前記設定消去パターンの発生
    を終了させることにより、消去パルス列を作り出すこと
    を特徴とする請求項11記載の光学情報の記録装置。
13. 【請求項１３】変調器およびパターン発生器は信号発生
    器と同一のクロック信号により作動を制御されることを
    特徴とする請求項８または９何れかに記載の光学情報の
    記録装置。