JP4121245B2

JP4121245B2 - Optical disk recording device

Info

Publication number: JP4121245B2
Application number: JP2000369543A
Authority: JP
Inventors: 清彦石川; 晃司上條; 雅彦岸田
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2020-12-05
Also published as: JP2002170241A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチパルス変調回路を不要にした光ディスク記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化光ディスクは、GeSbTeまたはAgInSbTe記録膜を有し、１００ns以下のレーザを照射することで、アモルファス状態と結晶状態との間で可逆的に相変化を起こさせ、書換え可能の記録を行うことができる。
【０００３】
この種の光ディスクを用いて記録を行うには、レーザ照射によってマークを形成することで行うが、レーザ光による直接記録を行うと、特に、長いマークにおいて蓄熱現象によりその形状が涙状に歪む。これを解消するために、マルチパルスによって変調されたレーザ光を使用する記録も行われている（大野ほか「相変化光ディスクによる書換え型ＤＶＤ」National Technical Report , Vol.４１,No. ６, Dec.1995参照）。
【０００４】
図１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、レーザ光による直接記録の場合の、記録データ、記録レーザ波形、マーク形状、および孤立波再生信号波形をそれぞれ示している。
この直接記録の場合には、図１（ｃ）および（ｄ）に示すように、マーク形状および孤立波再生信号波形が涙状に歪んでいる。
【０００５】
また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、マルチパルスによって変調されたレーザ光を使用した場合の、記録データ、記録レーザ波形、マーク形状、および孤立波再生信号波形をそれぞれ示している。
同図に見られるように、マルチパルスによって変調されたレーザ光を使用した場合には、図２（ｃ）および（ｄ）に示すように、マークの書き終わりエッジの部分に振幅の変化が見られるものの、マーク形状および孤立波再生信号波形はともにおおむね矩形波状になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マルチパルスによって変調されたレーザ光を使用して記録を行う場合には、レーザ光をマルチパルスにより変調するためのマルチパルス変調回路が、記録信号の数倍もの高速動作を必要とし、従って、そのために回路規模が大きくなるだけでなく、消費電力の点でも問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、回路規模が大きくなり、消費電力の点でも問題のあるマルチパルス変調回路を必要としない光ディスク記録装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明光ディスク記録装置は、当該光ディスク記録装置によって記録された信号を再生するに際して、マルチパルスによって変調されていないレーザ光を使用し、かつ、再生信号の出力振幅が最大となる線速度の２倍以上の線速度で信号を相変化光ディスクに記録するように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明光ディスク記録装置は、再生時に、ＰＲ（１，１，１）ＭＬ復号化方式で復号化することを前提に、マルチパルスによって変調されていないレーザ光を使用し、かつ、ＲＬＬ（１，７）符号化方式で符号化した信号を１５ｍ／ｓの線速度で相変化光ディスクに記録するように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、長いマークの記録においてマークの形状が涙状に歪むという相変化光ディスク記録における解決すべき課題を、回路規模が大きく、かつ消費電力も大きい上述したマルチパルス変調回路を必要としないで、すなわち直接記録のままで、解決することができないものかと鋭意検討し、実験を繰り返りた結果、本発明に到達し得たものである。
【００１１】
この検討において、本発明者らは、長いマークにおいてその形状が涙状に歪むのは、レーザパワーの蓄熱現象によるものであるから、マルチパルスとしない直接記録であっても、記録時のレーザ書込みを行う光学ヘッドと光ディスクの相対速度（線速度）を高くすることで達成できる筈であると考えた。また、どれだけ、線速度を高くすればよいかについては、記録レーザスポットが光ディスクの表面を走査する速度がレーザスポットから発生する熱の伝搬する速度よりも高くなれば歪まなくなるであろうとの仮説を構築した。
【００１２】
しかし、線速度を高くすることは、光ディスクの回転速度を高めることにほかならないからでき得れば低いに越したことはない。そこで、本発明者らは、以下に示す実験結果から、どこまで線速度を高めれば、長いマークの記録においてマークの形状が涙状に歪まなくなるかを割り出した。
【００１３】
図３（ａ）〜（ｅ）は、直接記録において、線速度を４ｍ／ｓから８ｍ／ｓまで１ｍ／ｓきざみで変化させたときの孤立波再生信号波形をそれぞれ示している。
図３（ａ）〜（ｅ）においては、孤立波再生信号波形は、線速度が高まるにつれて線速度８ｍ／ｓまでは、パルス状の波形の振幅は高くなるが矩形波とはならず、また、波形の形状も変わらない。
【００１４】
図４（ａ）〜（ｉ）は、直接記録において、線速度を８ｍ／ｓから１６ｍ／ｓまで１ｍ／ｓきざみで変化させたときの孤立波再生信号波形をそれぞれ示している。
図４（ａ）〜（ｉ）においては、線速度を、線速度８ｍ／ｓからさらに高めていくと、今度は、波形の振幅値は変わらず波形が変化して好ましい矩形波に次第に近づいていく。図３および図４を通して振幅値が最も大きくなる線速度が８ｍ／ｓであり、これからさらに線速度を高め、振幅値最大時の線速度の倍、すなわち１６ｍ／ｓのときには、孤立波再生信号波形の形状は、ほぼ矩形波となり、従来のマルチパルス変調回路を具えて構成した光ディスク記録装置によって得られる孤立波再生信号波形よりもむしろ好ましい形状の孤立波再生信号波形が得られた。
【００１５】
以上の実験結果から、本発明光ディスク記録装置に使用する線速度を、再生信号の出力振幅が最大となる線速度の２倍以上の線速度と規定した。
【００１６】
また、マルチパルスによって変調されていない波長６３５ｎｍのレーザ光を使用して信号を相変化光ディスクに記録する場合に、符号化、復号化方式によっては、線速度１５ｍ／ｓであっても、実用上問題のないビット誤り率を得ることが可能であり、特に、ＲＬＬ（１，７）符号化方式およびＰＲ（１，１，１）ＭＬ復号化方式の組み合わせでは、1.E −０５程度の十分低いビット誤り率が得られることが判明した。図５に示す各種ＰＲＭＬ復号化方式についてビット誤り率を測定した結果を参照されたい。
また、より短い波長のレーザ光を使用する場合にはレーザ光のスポットサイズが小さくなるより低い線速度でも実現できる。
【００１７】
なお、ＲＬＬ（１，７）符号化方式とは、ＮＲＺＩ則で最小ランレングスが１、符号化率が２／３の符号化方式の代表例であり、変調後の符号語列において、“１”と“１”の間には必ず１個以上かつ７個以下の“０”が入るようなラン制限の規則（ＲＬＬ）を有するものである。また、ＰＲ（１，１，１）ＭＬ復号化方式とは、ＰＲ（１，１，１）方式とＭＬ（Maximum Likelihood）復号化方式とを組み合せたデジタル信号の等化および復号化方式であり、ＰＲ（１，１，１）方式とは、隣り合う３ビットに対し、それぞれ係数１を与えて相関をもたせ、符号間干渉を与える４値伝送方式をいう。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、光ディスクにディジタル信号を記録する場合に、マルチパルス変調回路を不要にすることにより、低コスト、低消費電力の光ディスク記録装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ光による直接記録の場合の、記録データ、記録レーザ波形、マーク形状、および孤立波再生信号波形をそれぞれ示している。
【図２】マルチパルスによって変調されたレーザ光を使用する場合の、記録データ、記録レーザ波形、マーク形状、および孤立波再生信号波形をそれぞれ示している。
【図３】直接記録において、線速度を４ｍ／ｓから８ｍ／ｓまで１ｍ／ｓきざみで変化させたときの孤立波再生信号波形をそれぞれ示している。
【図４】直接記録において、線速度を８ｍ／ｓから１６ｍ／ｓまで１ｍ／ｓきざみで変化させたときの孤立波再生信号波形をそれぞれ示している。
【図５】各種ＰＲＭＬの復号化方式についてビット誤り率を測定した結果を示している。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disk recording apparatus that eliminates the need for a multi-pulse modulation circuit.
[0002]
[Prior art]
A phase change optical disc has a GeSbTe or AgInSbTe recording film, and can irradiate a laser of 100 ns or less to reversibly cause a phase change between an amorphous state and a crystalline state, thereby performing rewritable recording. it can.
[0003]
Recording using this type of optical disk is performed by forming a mark by laser irradiation. However, when direct recording is performed by laser light, the shape of the long mark is distorted in a tear-like shape due to a heat storage phenomenon. In order to solve this problem, recording using laser light modulated by multi-pulses is also performed (Ono et al., “Rewritable DVD with Phase Change Optical Disk” National Technical Report, Vol. 41, No. 6, Dec. 1995).
[0004]
1A, 1B, 1C, and 1D respectively show recording data, a recording laser waveform, a mark shape, and an isolated wave reproduction signal waveform in the case of direct recording by laser light.
In the case of this direct recording, as shown in FIGS. 1C and 1D, the mark shape and the solitary wave reproduction signal waveform are distorted like a tear.
[0005]
2A, 2B, 2C, and 2D show recording data, a recording laser waveform, a mark shape, and a solitary wave reproduction signal when a laser beam modulated by a multi-pulse is used. Each waveform is shown.
As shown in the figure, when laser light modulated by multi-pulses is used, as shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), a change in amplitude is observed at the mark writing end edge portion. However, both the mark shape and the solitary wave reproduction signal waveform are generally rectangular waves.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when recording is performed using laser light modulated by a multi-pulse, a multi-pulse modulation circuit for modulating the laser light by a multi-pulse requires a high-speed operation several times the recording signal. For this reason, not only the circuit scale is increased, but also there is a problem in terms of power consumption.
[0007]
An object of the present invention is to provide an optical disc recording apparatus that does not require a multi-pulse modulation circuit that has a large circuit scale and is problematic in terms of power consumption.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the optical disk recording apparatus of the present invention uses a laser beam that is not modulated by a multi-pulse when reproducing a signal recorded by the optical disk recording apparatus, and the output amplitude of the reproduction signal is The present invention is characterized in that a signal is recorded on a phase change optical disc at a linear velocity that is twice or more the maximum linear velocity.
[0009]
Further, the optical disk recording apparatus of the present invention uses laser light that is not modulated by multipulses on the premise that decoding is performed by the PR (1, 1, 1) ML decoding method at the time of reproduction, and RLL ( 1,7) A signal encoded by the encoding method is recorded on a phase change optical disk at a linear velocity of 15 m / s.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings.
The inventors of the present invention need to solve the problem to be solved in phase change optical disk recording in which the shape of the mark is distorted like a tear when recording a long mark. In other words, the present invention has been achieved as a result of intensive studies on whether or not the problem cannot be solved by recording directly, and the experiment was repeated.
[0011]
In this study, the present inventors distorted the shape of a long mark into a tear-like shape due to the heat accumulation phenomenon of laser power. We thought that this should be achieved by increasing the relative velocity (linear velocity) between the optical head and the optical disc. Also, as to how much the linear velocity should be increased, the hypothesis that the recording laser spot will not distort if the speed at which the recording laser spot scans the surface of the optical disk becomes higher than the speed at which the heat generated from the laser spot propagates. Built.
[0012]
However, increasing the linear velocity is nothing but increasing the rotational speed of the optical disk, so it can be as low as possible. Therefore, the present inventors have determined, from the experimental results shown below, how much the linear velocity should be increased to prevent the shape of the mark from being distorted into a teardrop shape when recording a long mark.
[0013]
FIGS. 3A to 3E show the solitary wave reproduction signal waveforms when the linear velocity is changed from 4 m / s to 8 m / s in 1 m / s increments in direct recording, respectively.
3A to 3E, the solitary wave reproduction signal waveform does not become a rectangular wave, although the amplitude of the pulse-like waveform increases as the linear velocity increases up to a linear velocity of 8 m / s. The shape of the waveform does not change.
[0014]
FIGS. 4A to 4I show the solitary wave reproduction signal waveforms when the linear velocity is changed in steps of 1 m / s from 8 m / s to 16 m / s in direct recording, respectively.
In FIGS. 4A to 4I, when the linear velocity is further increased from the linear velocity of 8 m / s, this time, the amplitude value of the waveform does not change and the waveform changes and gradually approaches a preferred rectangular wave. Go. The linear velocity at which the amplitude value becomes the largest through FIGS. 3 and 4 is 8 m / s, and when the linear velocity is further increased and is double the linear velocity at the maximum amplitude value, that is, 16 m / s, the solitary wave reproduction signal waveform The shape of the waveform was almost a rectangular wave, and a solitary wave reproduction signal waveform having a preferable shape was obtained rather than the solitary wave reproduction signal waveform obtained by an optical disk recording apparatus having a conventional multi-pulse modulation circuit.
[0015]
From the above experimental results, the linear velocity used in the optical disk recording apparatus of the present invention was defined as a linear velocity that is at least twice the linear velocity at which the output amplitude of the reproduction signal is maximized.
[0016]
Further, when a signal is recorded on a phase change optical disk using a laser beam having a wavelength of 635 nm that is not modulated by a multi-pulse, even if the linear velocity is 15 m / s, it is practically used depending on the encoding and decoding method. It is possible to obtain a problem-free bit error rate. In particular, the combination of the RLL (1, 7) encoding method and the PR (1, 1, 1) ML decoding method is sufficient to be about 1.E-05. It has been found that a low bit error rate can be obtained. Refer to the results of measuring the bit error rate for the various PRML decoding schemes shown in FIG.
In addition, when a laser beam having a shorter wavelength is used, the laser beam spot size can be reduced and the linear velocity can be reduced.
[0017]
The RLL (1, 7) coding scheme is a representative example of a coding scheme in which the minimum run length is 1 and the coding rate is 2/3 according to the NRZI rule. A run restriction rule (RLL) in which one or more and seven or less “0” s are always included between “and“ 1 ”. The PR (1,1,1) ML decoding method is a digital signal equalization and decoding method that combines the PR (1,1,1) method and the ML (Maximum Likelihood) decoding method. The PR (1, 1, 1) scheme is a quaternary transmission scheme in which a coefficient 1 is given to adjacent three bits to give a correlation and intersymbol interference is given.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a digital signal is recorded on an optical disk, an optical disk recording apparatus with low cost and low power consumption can be realized by eliminating the need for a multi-pulse modulation circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows recording data, a recording laser waveform, a mark shape, and an isolated wave reproduction signal waveform in the case of direct recording with a laser beam.
FIG. 2 shows recording data, a recording laser waveform, a mark shape, and a solitary wave reproduction signal waveform when laser light modulated by multi-pulses is used.
FIG. 3 shows a solitary wave reproduction signal waveform when the linear velocity is changed from 4 m / s to 8 m / s in steps of 1 m / s in direct recording.
FIG. 4 shows isolated wave reproduction signal waveforms when the linear velocity is changed from 8 m / s to 16 m / s in steps of 1 m / s in direct recording.
FIG. 5 shows measurement results of bit error rates for various PRML decoding methods.

Claims

当該光ディスク記録装置によって記録された信号を再生するに際して、マルチパルスによって変調されていないレーザ光を使用し、かつ、再生信号の出力振幅が最大となる線速度の２倍以上の線速度で信号を相変化光ディスクに記録するように構成したことを特徴とする光ディスク記録装置。When reproducing a signal recorded by the optical disk recording apparatus, a laser beam that is not modulated by a multi-pulse is used, and the signal is output at a linear velocity that is at least twice the linear velocity at which the output amplitude of the reproduced signal is maximized. An optical disc recording apparatus configured to record on a phase change optical disc.

再生時に、ＰＲ（１，１，１）ＭＬ復号化方式で復号化することを前提に、マルチパルスによって変調されていないレーザ光を使用し、かつ、ＲＬＬ（１，７）符号化方式で符号化した信号を１５ｍ／ｓの線速度で相変化光ディスクに記録するように構成したことを特徴とする光ディスク記録装置。Assuming that the PR (1,1,1) ML decoding method is used for reproduction, laser light that is not modulated by the multi-pulse is used and the RLL (1,7) encoding method is used. An optical disc recording apparatus configured to record a converted signal on a phase change optical disc at a linear velocity of 15 m / s.