JP4556818B2 - 光記録媒体への情報記録方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆる、超高密度な光記録再生システムにおいて、微細な記録マーク／スペース列を記録する際における光記録媒体への情報記録方法及び装置に関する。

近年、ＢＤ（ブルーレイディスク）やＨＤ−ＤＶＤ（ハイデンシティ−デジタルバーサタイルディスク）システムのように青紫色レーザーを用いた高密度光記録再生媒体が提案され、一部製品化されている。これらは主に、従来の光記録再生システムより記録再生用レーザー光の短波長化、光学系の高ＮＡ（開口数）化により、大容量化を図っているのであるが、変調信号中の最短マーク長をレーザースポット径に対して相対的に、より短くすることにより、記録密度を更に増大させている。これらの例は、最短マーク長がレーザースポット直径に対して相対的に短くなっているとはいえ、光学系の解像限界を超えるものではないが、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）を駆使し、従来媒体において最短マーク長が解像限界とほぼ等しい長さのシステム、あるいは、例えば特許文献１に記載されるように、再生光学系における解像限界を超えた最短マーク長が再生可能な超解像光記録再生媒体及びこれを用いた超解像記録再生システムが提案されている。

上記のような光記録媒体においては、ＰＲＭＬのような先進的な信号処理方法や、記録媒体側の超解像再生能により、微小なマーク／ブランク列を再生することは可能だが、いずれにせよ、再生前に微細なマーク／ブランク列を精密に、時間軸方向や反射レベル方向に正しく記録する必要が生じる。

従来の光記録媒体は、レーザー光が熱に変換されて記録される、いわゆるヒートモード（heat mode）の記録であるため、レーザースポットに対し、最短マーク／ブランクが相対的に小さくなるほど、周囲の熱環境から大きな影響が与えられる。この影響を補償するために、従来より様々な記録方法（Write Strategy）が提案されている。

例えば、ＤＶＤ（ＭＭＬ／ＲＬ＝４００ｎｍ／２７０ｎｍ＝１．４８）では、ＣＤ（コンパクトディスク；ＭＭＬ／ＲＬ＝８４０ｎｍ／４３３ｎｍ＝１．９４）よりも、ＭＭＬ（Minimum Mark Length）とＲＬ（Resolution Limit）が接近しているので、記録補償（適応制御）という手法が採られている。

ここで、前記記録補償とは、等しい長さのＮＲＺＩ（Ｎon Ｒeturm to Ｚero Ｉnverted）データ長であっても、記録マーク直前のブランク長に応じて、その記録マークを記録する際の記録パルス長をきめ細かく制御する方法である。

例えば、最短マークである３Ｔマーク（Ｔはチャネルビット長）の直前のブランク長が３Ｔの場合と６Ｔの場合では、３Ｔマークを記録する際に、前者では、短めに後者では相対的に長めにパルス長を変更する。この手法は、ＢＤ（ＭＭＬ／ＲＬ＝１．２６）でも継承され、さらにスポット長に対して最短マーク長が相対的に短くなっているＨＤ−ＤＶＤ（ＭＭＬ／ＲＬ＝１．１１）では、直前のブランク長の他、直後のブランク長も考慮して、マークを記録する際のパルス形態を変更することが許されている。

しかし、ＭＭＬ／ＲＬがさらに小さくなる系では、もはや従来の記録補償方法では対応が困難になり、ＭＭＬ／ＲＬ＜１の前述の超解像記録再生システムでは、周囲の熱環境の影響がさらに深刻化する。

ここで、最短マーク長（ＭＭＬ）とＲＬ（解像限界）と周囲からの熱的な影響の関係を、７Ｔマークと７Ｔブランクの列と２Ｔマークと２Ｔブランクの列が組み合わさったＮＲＺＩデータ列の場合について、再生時の反射光強度の波形を示す図１１（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。 図１１（Ａ）に、ＭＭＬ＝１５０ｎｍ、ＲＬ＝１１９ｎｍ、チャネルビット長＝７５ｎｍの市販されているＢＤ−ＲＥ（ブルーレイディスク−Rewritable）のＥＱ（Equalizer）回路を通した後の波形を示す。ここで、全ての７Ｔマーク／ブランク、２Ｔマーク／ブランクは同一パルス条件で記録してあり、いわゆる記録補償はされていない。この場合、記録補償が無くとも、２Ｔの欠落等がない良好な波形を示している。

図１１（Ｂ）に、前記と同様のＮＲＺＩデータ列を有する、ＭＭＬ＝７５ｎｍ、ＲＬ＝１１９ｎｍ、チャネルビット長＝３７．５ｎｍの条件での超解像再生が可能な媒体の再生波形を示す。ここでは、ＭＭＬ／ＲＬ＝０．６３となっており、いわゆる超解像再生の条件となっている。記録波形の極性は、Highレベルがマークレベル、LowレベルがブランクレベルのLow-to-Highの設計となっている。全ての７Ｔマーク／ブランクと２Ｔマーク／ブランクを同一条件で記録した場合、最後尾７Ｔスペースの後ろの、１番目の２Ｔマークと２番目の２Ｔマークは他のマークに対して反射レベルが低く、何らかの記録補償が必要なことを示唆している。

図１１（Ｃ）に図１１（Ｂ）と同一の光記録媒体で同一ＮＲＺＩデータパターンを、やはり記録補償なしで２Ｔマークとブランクの記録条件を若干変更して記録した場合の波形を示す。図１１（Ｃ）において、ＵｑはＥＱ回路を通さない場合の波形で、ＷｑはLimit-ＥＱ回路を通した後の波形である。図１１（Ｂ）と同様に７Ｔ後方の１番目及び２番目の２Ｔマークの反射レベルが低く、十分識別できるとは言い難い。

図１１（Ｄ）に、図１１（Ｃ）と全く同一条件で、７Ｔ列後ろの最初の２Ｔマークのみ記録パルス長の立ち上がり位置を前方にずらし、パルス長を長めにとったいわゆる従来の記録補償方法の場合の波形を示す。先頭の２Ｔマークの反射レベルはほぼ３番目以降の２Ｔマークレベルと差異がなく、改善されておりこれ以上記録パルスを長くすることは許されないが、なおかつ２番目の２Ｔマークはやはり未だに識別しがたい。これは７Ｔスペースの影響が、１番目の２Ｔマークと２番目の２Ｔマーク双方に及び、従来の直前までのブランクのみを参照した記録補償方法では、高密度記録に対応できないことを示している。

ここでは、超解像記録再生媒体を例に挙げたが、従来媒体とＰＲＭＬ再生技術の組み合わせを用いた場合でも、変調信号中の最短マーク／スペースがＲＬに対して、従来より相対的に短くなる場合でも、全く同じことが確認できている。

ここで、従来の記録補償方法の延長として、目標データ（マーク）を記録する際に、直前直後のブランクの他、さらにその先のマークをも参照する方法も考えられるが、組み合わせ数が増大するため、非常に大きなバッファメモリが必要でかつ、大規模な処理回路も必要となり、処理速度的、コスト的に非常に不利となる。またそれぞれの組み合わせに対して個別に最適化を図らねばならないことから、非常に煩雑な方法となり、様々な外乱に対して即応できないという問題点がある。

特開２００３−６８７２号公報

この発明は、光スポット径、あるいは解像限界に対して、最短マーク／ブランク長がかなり小さくなってきて、従来の記録補償方法ではもはや対応できない場合、前後方のデータ列から生じる熱的影響を、前後方のデータ列からの信号を処理するための大規模なバッファメモリや処理回路を備えることなく、簡単に補償することができるようにし、微小なデータ列を精密に記録することを可能とした光記録媒体への情報記録方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意研究の結果、レーザビームを、記録すべき目標データ（ＮＲＺＩデータレベルが反転してから再度反転するまでを目標データ範囲とする）長に応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して記録マークを形成する方法において、非常に高密度な記録マーク／ブランク列を形成する際に、その前方と後方のＮＲＺＩデータ列あるいは記録パルス列を参照しながら当該記録マークの記録パルス形態を変更することによって、最短マーク長と解像限界との比が１．１を下回る、さらには１を下回る超解像光記録媒体の場合でさえ、前後の記録マークの記録時に発生した熱の影響を簡単に補償することができることを見出した。

即ち、以下の各実施例により上記課題を解決することができる。

（１）レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録方法であって、前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、一定長のデータ列を参照データ列とし、該参照データ列内において、
ｉ，ｐ，ｑ：チャネルビット単位の目標データに近い位置ほど小さい距離指数
ａ：チャネルビット毎のデータレベルのゼロを除く２値化値
ｂ：チャネルビット毎に割り当てられる重み指数
ｆ：ａ、ｂを変数とする２変数関数
としたときに、｜ｆ（ａ_ｐ，ｂ_ｐ）｜≧｜ｆ（ａ_ｑ，ｂ_ｑ）｜、ｐ＜ｑ、を満たすようなΣｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）である総和を参照して、前記目標データに対応する目標記録パルス形態を補正することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
（２）レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録方法であって、
前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、前記目標データの長さとの和が一定長のデータ列を参照データ列とし、該参照データ列内において、
ｉ，ｐ，ｑ：チャネルビット単位の目標データに近い位置ほど小さい距離指数
ａ：チャネルビット毎のデータレベルのゼロを除く２値化値
ｂ：チャネルビット毎に割り当てられる重み指数
ｆ：ａ、ｂを変数とする２変数関数
としたときに、｜ｆ（ａ _ｐ ，ｂ _ｐ ）｜≧｜ｆ（ａ _ｑ ，ｂ _ｑ ）｜、ｐ＜ｑ、を満たすようなΣｆ（ａ _ｉ ，ｂ _ｉ ）である総和を参照して、前記目標データに対応する目標記録パルス形態を補正することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。

ここで、参照データ列のチャネルビット毎にデータレベルを求め、２値化するとは、参照データ列内のＮＲＺＩレベルのHigh（１）とLow（０）とに応じて、ゼロ以外の２値に割り当てることである。ここで本願では，ＮＲＺＩのHigh レベルとは記録動作の結果、媒体中で記録パワーが照射された・される記録部（マーク）として定義し、Lowレベルとは、記録動作の結果、記録パワーが照射されなかった・されない非記録部（スペースあるいはブランク）として定義する。ＮＲＺＩを２値に割り当てる具体例として、Highレベルを＋１、Lowレベルを−１とすることできる。

チャネルビット毎に割り当てる重み指数は、目標データからの距離に着目して、熱的な影響度を考慮して割り当てる。目標データからの距離と重み指数との関係は、媒体の記録原理や熱伝導性、光学特性、再生光学系、後述する関数ｆ等に依存するため、これらに応じて適宜設定すればよい。

関数ｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）とは、前記２値化値と重み指数の２変数の関数であり、その絶対値は、目標ビットからある距離離れたチャネルビットｉ部に、記録パワーが照射された・される、あるいはされなかった・されないことが、目標ビットを記録するときに与える熱的な影響の大小を表す。目標データに近いチャネルビット位置ほどその熱的影響が大きくなるので、目標データに近い位置のｆ（ａ_ｐ，ｂ _ｐ ）の絶対値が，遠い位置のｆ（ａ _ｑ ，ｂ_ｑ）の絶対値以上という条件を満たす必要がある（ｐ＜ｑ）。例えば、そのような関数ｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）として、ｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）＝ａ_ｉ＊ｂ_ｉやｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）＝ａ_ｉ＊ｅｘｐ（ｂ_ｉ）の様に与えられたときには、重み指数ｂ_ｉは、ｉが小さいほど、即ち目標ビットに近いチャネルビットほど、大きな絶対値を割り当てられる。逆に、関数ｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）として、ｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）＝ａ_ｉ／ｂ_ｉやｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）＝ａ_ｉ＊ｅｘｐ（−ｂ_ｉ）のように与えられたときには、重み指数ｂ_ｉは、ｉが小さいほど、即ち目標ビットに近いチャネルビットほど，小さな絶対値を割り当てられる。ｉ、ｐ、ｑは、チャネルビット長を単位とする自然数で、目標データからの距離を示す指数である。目標データに隣接する最初のチャネルビット長さの範囲を＋１、次のチャネルビット長範囲を＋２と指数付けしていく。

（３）前記総和に応じた目標データの記録パルス形態の補正を、記録パルスのパワーと時間の積分値の増減により行うことを特徴とする（１）または（２）に記載の情報記録方法。

参照データ列における前記総和の値は、目標データからの距離と目標データに及ぼす熱量の影響が加味された情報を有している。この情報をもとに目標データに加えられる熱量をコントロールする。目標データに与えられる熱量とは、記録光が発光している時間とパワーの積分値で与えられる。このため、前記総和値に応じて、目標データ中の記録パルス長とパワーの双方を補正して記録を行う。

（４）前記総和に基づいて、前記目標データの記録パルス長への修正値を決定し、前記目標データの記録パルスの長さを増減することを特徴とする（３）に記載の情報記録方法。

前記総和に応じた目標データの熱量コントロール方法として、パルス長の増減を行う。

（５）前記総和に基づいて、前記目標データの記録パワーへの修正値を決定し、前記目標データの記録パワーを増減することを特徴とする（３）に記載の光記録媒体への情報記録方法。

前記総和に応じた目標データの熱量コントロール方法として、記録パワーの増減を行う。

目標データに対して、従来の前後のスペース長やマーク長を単位とする記録補償方法より、チャネルビット長を単位とし、一定の長さを参照データ列長さとすることにより、計算処理負担が飛躍的に減少する。参照データ列長そのものが一定長であっても、目標データ長と参照データ長の和が一定であっても構わない。

（６）前記参照データ列の長さをチャネルビット長以上、記録膜面におけるレーザースポット直径以下とすることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の光記録媒体への情報記録方法。

前記記録すべき目標データの前方及び後方において抜き出される参照データ列の長さは、その光学系の解像限界長さと記録密度の関係を鑑みて決定される。高密度になればなるほど、補償能力を高めるために、拘束チャネルビット数を大きく設定する必要があるが、逆に大きくなるほど、システムのメモリ量や計算量の増大を招く。これらの関係は、システムの変調方式、記録媒体の記録原理や熱伝導性、光学特性等の影響を受け、一概に記せないが、記録膜面上におけるレーザースポット直径以上からの影響はほぼ無視でき、処理負担も少なく、バランスする。ここでレーザースポット直径とは、記録波長をλ（ｎｍ）、対物レンズの開口数をＮＡとした際、λ／ＮＡと定義される。

（７）前記目標データの長さをｍＴ（ｍは自然数、Ｔはチャネルビット長）としたときに、前記ｍＴ毎に、目標データにおける記録パルス長の初期値を設定すると共に、目標データの前方参照データ列分の前記総和値、及び／又は後方参照データ列分の前記総和値に応じた、前方分修正パルス長、及び／又は後方分修正パルス長を予め設定しておき、前記目標データにおける最先端及び／又は最後端の記録パルスを、前記総和値に対応する前方分修正パルス長分だけ、前記初期値から前方又は後方へ、立上り位置を移動させ、及び／又は、前記後方分修正パルス長分だけ、初期値から前方又は後方へ、立下り位置を移動させることを特徴とする（１）乃至（４）、（６）のいずれかに記載の、光記録媒体への情報記録方法。

（８）前記目標データの長さをｍＴ（ｍは自然数、Ｔはチャネルビット長）としたときに、前記ｍＴ毎に、目標データにおける記録パワーの初期値を設定すると共に、目標データの前方参照データ列分の前記総和値、及び／又は後方参照データ列分の前記総和値に応じた、前方分修正パワー、及び／又は後方分修正パワーを予め設定しておき、前記目標データにおける最先端及び／又は最後端の記録パルスの初期パワー値を、前記総和値に対応する前方分修正パワー分だけ、前記初期値から増減し、及び／又は、前記後方分修正パワー分だけ、初期値から増減させることを特徴とする（１）乃至（３）、（５）、（６）のいずれかに記載の、光記録媒体への情報記録方法。

（９）レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録方法であって、前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、一定長のデータ列を参照データ列とし、前記参照データ列をチャネルビット長以下の長さに等間隔で分割し、分割した最小単位ごとに設定されたあるいはされる記録パワーから割り当てられるパワーレベルｄ _j と前記最小単位ごとに設定される重み指数ｅ _j とが、関数ｆで関係づけられるf（ｄ _j ，ｅ _j ）の総和Σｆ（ｄ _j ，ｅ _j ）を参照して、前記目標データに対応する目標記録パルス形態を補正することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
（１０）レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録方法であって、前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、前記目標データの長さとの和が一定長のデータ列を参照データ列とし、前記参照データ列をチャネルビット長以下の長さに等間隔で分割し、分割した最小単位ごとに設定されたあるいはされる記録パワーから割り当てられるパワーレベルｄ_jと前記最小単位ごとに設定される重み指数ｅ_jとが、関数ｆで関係づけられるf（ｄ_j，ｅ_j）の総和Σｆ（ｄ_j，ｅ_j）を参照して、前記目標データに対応する目標記録パルス形態を補正することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。

参照データ列を分割する単位は、小さい程精度が向上するが、計算量が増大する。記録するべき媒体により一概に決定することはできないが、レーザー発光の立ち上がり、立下りの時間分解能以上や、レーザー発光を指示するＩＣの時間分解能以上とし、チャネルビット長以下としたほうがよい。

その後、先の分割した単位毎に設定されたあるいはされる記録パワーをパワーレベルとし、割り当てる。従来、記録パワーは、２値から４値になっている。例えば記録パワーが２値で、１０ｍＷと０．５ｍＷの場合、パワーの高い方から＋２０、＋１というように、元来の記録パワーの割合が維持されるように、ゼロを除く２値で割り当てるのが好ましい。３値の場合、例えば、記録パワーが１０ｍＷ、３ｍＷ、０．５ｍＷの場合でもやはり、高い方より、＋２０、＋６、＋１、と記録パワーの割合が維持されるようにパワーレベルを３値で割り当てるのが好ましい。重み指数および関数ｆについては、前記（１）と同様で、パワーレベルと重み指数との積を求める関数をｆとした方が好ましい。そして、分割単位毎に算出された積を参照データ列内で総和し、その総和値を参照して、前記目標データにおける記録パルス形態を補正する。

その他は、前記（１）から（９）に準じてよい。また、（１０）のように、参照データ列をチャネルビット毎でなく、ある最小単位として分割し、重み指数とパワーレベルの関数の総和を参照する方法をとった場合でも、以下、（１１）〜（１４）のようにしても良い。

（１１）前記総和に応じた目標データの記録パルス形態補正方法を、記録パルスのパワーと時間の積分値の増減により行うことを特徴とする（９）または（１０）に記載の光記録媒体への情報記録方法。

（１２）前記参照データ列の長さを最短チャネルビット長以上、前記記録膜面におけるレーザースポット直径以下とすることを特徴とする（９）乃至（１１）のいずれかに記載の光記録媒体への情報記録方法。

（１３）レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録装置であって、前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、一定長のデータ列を参照データ列として取り込むバッファメモリを備え、チャネルビット長をＴとしたとき、Ｔの整数倍ｍＴ毎に初期パルス形態が設定されていて、（１）乃至（１２）のいずれかに記載の方法を用いて、前記前方および後方データ列内の前記総和に応じたパルス形態修正値を演算するパルス形態修正演算部を有し、演算された修正値により初期パルス形態を修正することを特徴とする光記録媒体への情報記録装置。
（１４）レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録装置であって、前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、前記目標データの長さとの和が一定長のデータ列を参照データ列として取り込むバッファメモリを備え、チャネルビット長をＴとしたとき、Ｔの整数倍ｍＴ毎に初期パルス形態が設定されていて、（１）乃至（１２）のいずれかに記載の方法を用いて、前記前方および後方データ列内の前記総和に応じたパルス形態修正値を演算するパルス形態修正演算部を有し、演算された修正値により初期パルス形態を修正することを特徴とする光記録媒体への情報記録装置。

また、少なくとも重み指数自体や、チャネルビット毎のデータレベルあるいは、チャネルビット長以下に分割された最小単位毎のパワーレベルと、重み指数との積の総和値に応じたパルス修正値は、光記録媒体や記録装置ごとに若干異なるため、あらかじめ光記録媒体ごとにプリデータの形として、あるいは記録装置内のメモリ内に記載しておくのが好ましい。上記までの情報記録方法を備えた装置は、まず媒体や装置内に予めもっていた初期値に基づき、あるパターンをもって試し記録を行い、ジッター（Jitter）等の値を取得したのちに、重み指数をある範囲で変更し、最適なジッター等を得られるまで、トライ＆エラーを繰り返す論理機能を有した方が、好ましい。

この発明においては、従来より、線方向に記録密度が大きくなるような光記録媒体への記録条件に対して、その前方と後方のデータ列の一方又は双方の参照データ列から、目標データからの距離と熱的な影響を加味した影響度を効率的に求めることにより、目標データに対する周囲からの熱的な影響を、処理負担を増すことなく、効果的に精密に補償することができる。

最良の形態に係る、光記録媒体への情報記録方法は、記録データ長さをｍＴ（ｍは自然数、Ｔはチャネルビット長）としたときに、前記ｍＴ毎に、目標データにおける記録パルス形態の初期値を設定しておく。

前記記録すべきデータの前方及び後方、一定チャネルビット長分におけるデータ列のチャネルビット長毎にデータのレベルを求め、High（１）の場合は＋１、Low（０）の場合は−１と２値化し、目標データに近いほど大きくなるようチャネルビット毎に割りあてた重み指数と先のチャネルビット毎の２値化した値との積を求めた後、前方データ列及び後方データ列における積の総和を求める。

事前に、前記ｍＴ毎に、前方、後方データ列の前記総和に対する、前方分修正値および後方分修正値のテーブルを設定しておく。

テーブルの修正値は、前記総和値に応じて目標データに与えられる熱量が増減するように設定される。熱量が増減すれば良いので、記録パワーで修正しても、記録パルス長で修正しても、その双方でもよいが、現状の機器で制御しやすい記録パルス長での修正方法に関して説明する。

最も効果的な方法は、目標データにおける最先端記録パルスを、算出された前方分総和値に対応する前方分修正パルス長分だけ、初期値から前方又は後方へ、立上り位置を移動させ、目標データにおける最後端記録パルスを後方分総和値に対応する後方分修正パルス長分だけ、初期値から前方又は後方へ、立下り位置を移動させる。

まず本発明の実施例１に係る光記録媒体への情報記録方法を実施するための情報記録装置１０について図１〜図７を参照して詳細に説明する。

前記情報記録装置１０としては、例えばパルテック社製ＤＤＵ−１０００を用いた。記録のためのレーザー光の波長は４０５ｎｍ、光学系のＮＡは０．８５である。

前記情報記録装置１０は、光記録媒体１１を回転させるためのスピンドルモータ１２、レーザービームを前記光記録媒体１１に照射するためのヘッド１４、このヘッド１４及び前記スピンドルモータ１２を制御するためのコントローラ１６、前記ヘッド１４からのレーザービームを、複数のパワーレベルとパルス列に変調制御するためのレーザー駆動信号を供給するレーザー駆動回路１８と、前記ヘッド１４にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路２０と、を備えて構成されている。

前記コントローラ１６には、フォーカスサーボ追従回路１６Ａ、トラッキングサーボ追従回路１６Ｂ及びレーザーコントロール回路１６Ｃ、任意波形発生装置１６Ｄ、パルス長修正値演算部１６Ｅ、バッファメモリ１６Ｆ、及びデータ列／記録パルス列変換部１６Ｇが含まれている。

前記レーザーコントロール回路１６Ｃは、レーザー駆動回路１８により供給されるレーザー駆動信号を生成する回路であり、レーザーコントロール回路１６Ｃへの入力信号は、例えばソニーテクトロニクス社製任意波形発生装置ＡＷＧ７１０からなる前記任意波形発生装置１６Ｄにより形成されるようになっている。

本実施例のような記録補償を行わない場合、入力ＮＲＺＩデータから初期記録パルス信号への変換は、データ列／記録パルス列変換部１６Ｇにおいてソフトウェアを用いて行い、その初期記録パルス信号を任意波形発生装置１６Ｄへ入力している。

また、本実施例の記録補償方法を行う場合、詳細は後述されるが、目標データに対する前方及び後方のデータ列の、チャネルビット毎の２値化値と重み指数の積の総和から求められるパルス修正値がパルス長修正値演算部１６Ｅでソフトウェアを用いてあらかじめ計算、加味され、入力ＮＲＺＩデータ列から、前記データ列／記録パルス列変換部１６Ｇを経て入力された前記初期記録パルス信号が任意波形発生装置１６Ｄにおいてパルス長修正値演算部１６Ｅで算出された修正値により修正されて記録補償済み記録パルス列とされ、レーザーコントロール回路１６Ｃに入力されるようになっている。

詳細には、この実施例１に係る光記録媒体への情報記録方法は、チャネルビット長をＴとしたとき、Ｔの整数倍ｎＴ、例えば図２の上段に示される、５Ｔマーク（点線から点線までの距離の２倍が１チャネルビット長）の記録時においては、入力されたＮＲＺＩデータに対して、基本的なパルス形態である初期パルス長を、図２の下段に示されるように（ｎ−１）Ｔ＝４Ｔ分として設定し、その立上り及び立下りを前方の一定長参照データ列及び後方の一定長参照データ列を参照データとして、前方分修正値及び後方分修正値を算出し、前記立上り位置及び立下り位置を前方又は後方に移動させるものである。

一定長参照データ列の長さは、記録媒体の特性や、システムの変調方式とスポット直径と線記録密度を鑑みて決定されるものであるが、ここでは、（１，７）ＲＬＬ（（１，７) Run Length Limited）の符号化方法を用いて、チャネルビット長３７．５ｎｍとするものとし、参照データ列長を８Ｔ分（＝３００ｎｍ）とする。この参照データ列長は、記録膜面におけるレーザースポット直径（４０５／０．８５＝４７６ｎｍ）よりも小さい。

具体的には、入力ＮＲＺＩデータ列から参照する前後方ＮＲＺＩデータ列をバッファメモリ１６Ｆに取り込み、このデータ列を参照データ列として、前記パルス長修正値演算部１６Ｅにおいて、本実施例の方法に基づくパルス長修正値を計算する。

図３に、５Ｔマークの目標記録パルスに対応した目標データ及びその前後それぞれ８Ｔ分の参照データを含むＮＲＺＩデータ列を示す。

図３（Ａ）〜（Ｂ）において、参照データとなる前方及び後方のデータ列には、チャネルビット長毎に、データが、Highレベル（１）の部分を正（＋１）、Lowレベル（０）の部分を負(−１)とし、これをlevelとして、＋１又は−１で示している。又、重み指数として、前方の４Ｔ分（チャネルビット＋１〜＋４）は１．０、更にその前方の４Ｔクロック分（チャネルビット＋５〜＋８）及び後方の４Ｔクロック分（チャネルビット＋１〜＋４）は０．５、更にその後方の４Ｔクロック分（チャネルビット＋５〜＋８）は０．２５がそれぞれ設定されている。

前記パルス長修正値演算部１６Ｅは、予め、前記重み指数が設定されると共に、この重み指数と前記levelとの積を、前記参照データとなる前後それぞれ８Ｔ分のデータ列におけるチャネルビット毎に算出するように設定されると共に、前記算出された前方のデータ列における重み指数とlevelの積の総和と、後方のデータ列における重み指数とlevelの積の総和をそれぞれ算出し、且つ、これら総和の数値に基づいて、前方分修正値及び後方分修正値を算出するようにされている。

図３（Ａ）の場合、前方データ列における重み指数とlevelの積の総和が−１となる。そして、この総和値−１に相当する長さ分のみ、目標データを記録するパルスの立ち上がり位置を移動させる。同様にして、後方データ列では、重み指数とlevelの積の総和が−３であるので、それに応じて目標データの記録パルスの立下り位置を移動させる。

これら前方分総和値及び後方分総和値に対応する、具体的な前方分修正値（修正パルス長）及び後方分修正値（修正パルス長）は例えば表１に示されるように、予め、設定してテーブルとされていて、パルス長修正値演算部１６Ｅに格納されている。

このテーブルにおいて、前方分及び後方分総和値と前方分及び後方分修正値（修正パルス長）との関係は、後者が前者の約１／１６となっている。

表１から、前記前方分総和値−１に基づく前方分修正パルス長は０．０６Ｔとなり、又後方分総和値−３に基づく後方分修正パルス長は、０．１９Ｔとなる。

図２下段及び図４（Ａ）に示される基本パルス形態（初期パルス長＝４Ｔ）に対して、図４（Ｂ）に示されるように、パルスの立上り位置を、前記前方分修正パルス長０．０６Ｔだけ前方へ移動し、且つ、パルスの立下り位置を、後方分修正パルス長０．１９Ｔだけ後方に移動して、パルス長の記録補償がなされる。図４（Ｃ）は前方分修正パルス長が−０．２５Ｔ、後方分修正パルス長が−０．２Ｔの場合を示す。

前記図３（Ａ）〜（Ｂ）に示される重み指数は、前方データ列においては、チャネルビット＋１〜＋４の範囲では１．０、チャネルビット＋５〜＋８の範囲では０．５、後方データ列においては、チャネルビット＋１〜＋４Ｔの範囲ではチャネルビット０．５、＋５〜＋８の範囲では０．２５としている。

図３（Ｃ）〜（Ｆ）は、前記図３（Ａ）〜（Ｂ）の場合と同様に、記録すべきデータに対応して記録すべきマーク長が、５Ｔの場合で、前方８Ｔ分のデータ列及び後方８Ｔ分のデータ列をそれぞれ参照した場合であって、前方及び後方における重み指数の配分が、図３（Ａ）〜（Ｂ）の場合と異なる例を示している。

同様に、図５（Ａ）〜（Ｆ）は、３Ｔマークを記録する場合についての異なる重み指数の配分例を示すものである。又、この場合も、前方８Ｔ分及び後方８Ｔ分のデータ列を参照している。

更に又、図６（Ａ）〜（Ｆ）は、２Ｔマークを記録する際における前方８Ｔクロック分のデータ列及び後方８Ｔ分のデータ列を参照するものであって、異なる重み指数の配分例を示すものである。

この実施例においては、前後８Ｔ分のデータ列に、重み指数を変えて、且つ、＋１又は−１のlevelとの積の総和から、目標記録パルスの前方及び後方における記録時の熱量の情報を前方分修正パルス長及び後方分修正パルス長に換算して、これから目標記録パルスの立上り及び立下り位置をずらして、パルス長を精密に記録補償することができる。

なお、上記実施例において、目標記録パルスの前方８Ｔ分のデータ列及び後方８Ｔ分のデータ列を参照して目標記録パルスのパルス長を記録補償しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、処理計算量と符号化方法や媒体の記録原理や熱伝導性、光学特性を鑑みながら、レーザースポット直径以下の範囲で参照長を変えても構わない。

更に、上記実施例において、マークを記録する際の基本的なパルス形態は、図４に示されるように、同一パルスの１パルスで記録マークを形成するようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図７（Ａ）に示される５Ｔ記録マークのＮＲＺＩデータを記録する場合に、図７（Ｂ）〜（Ｅ）に示されるように、各種のパルス形態をとる場合にも本発明を適用することができる。

いずれのパルス形態においても、各Ｔマーク毎に基本的なパルス形態（初期値）を与え、重み指数とＮＲＺＩlevelから算出される前記前方分修正パルス長及び後方分修正パルス長で初期値からの修正を行う。

前記図７（Ｂ）〜（Ｅ）に示されるように、パルス分割されているパルス形態の補正の場合は、前方修正分は先頭パルスの立上り位置を修正し、又先頭パルスを短くするあるいは長くする形で、後方修正分は最後尾パルスだけを変更するようにしてもよい。

又、上記実施例において、参照すべきデータ列は、前方及び後方の両方であるが、前方のみであってもよく、更に又、前方のデータ列と後方のデータ列の参照データ列長は同一でなくてもよい。

実施例１と同様の装置を用い、光記録媒体として超解像の再生が可能な光記録媒体を用いた。入力するＮＲＺＩデータ列は、７Ｔマークと７Ｔブランクの組が１０個（７Ｔ列）、それに続いて２Ｔマークと２Ｔブランクの組が１０個（２Ｔ列）の繰り返し信号である。チャネルビット長（＝Ｔ）は、３７．５ｎｍ、２Ｔは７５ｎｍとなる。光学系のＲＬは１１９ｎｍである。このため、２Ｔマークを最短マークとしたときにＭＭＬ／ＲＬ＝０．６３となる超高密度記録条件である。ちなみに変調方式は８Ｔを最長マークとしたＲＬＬ（１,７）を想定している。記録極性は、Low-to-Highで信号波形のHighレベルがマークレベルにあたる。この際、前方８Ｔ分のチャネルビット長を前方参照分として、入力ＮＲＺＩデータ列中の前記７Ｔ列に続く２Ｔの部分に着目し評価した。２Ｔマークは１つのパワーレベルかつ１パルスで記録し、初期値のパルス長を１．４３Ｔとした。このマーク長さは、９ｍＷのパワーにおいて、２Ｔ単一マーク／スペース列におけるＣＮＲがほぼ最大となる２Ｔパルス長さである。

図８（Ｃ）は、２Ｔ列先頭の２Ｔマークを目標マークとした時の前方８Ｔ分のＮＲＺＩデータ列、同様に、図８（Ｂ）は２Ｔ列、２番目の２Ｔマークを目標マークとした際の前方８Ｔ分のＮＲＺＩデータ列、図８（Ａ）は２Ｔ列、三番目の２Ｔマークを目標マークとした際の前方８Ｔ分のＮＲＺＩデータ列である。

重み指数は、目標マークからの距離が遠くなるほど小さくなるように設定した。重み指数とLevelの積の総和値と２Ｔパルス長への修正値の関係として、８Ｔスペースが前方にきた際に２Ｔパルス長さが、２Ｔ−ＮＲＺＩ長さとほぼ等しくなるように設定した。これを表２に示す。

これらの設定値に基づいて設定される２Ｔマークのパルス長は、１番目の２Ｔマークで１．９５Ｔ、２番目の２Ｔマークで１．６５Ｔ、３番目の２Ｔマークで１．５５Ｔである。

記録補償した実際の再生信号波形ＨｆとＬｉｍｉｔ−ＥＱを通した後の波形Ｅｑを図９（Ａ）、記録補償をしない波形を図９（Ｂ）に示す。図９（Ｂ）では、先頭及び、２番目の２Ｔマークの反射レベルが低く、分離しがたいことに対して、図９（Ａ）ではかなりの改善が認められる。

また、従来の記録補償方法の延長であるｍＴ毎に初期パルス形態とｍ種類の一つ前方のスペース長、ｍ種類の一つ前方のマーク長、ｍ種類の二つ前方のスペース長、ｍ種類の二つ前方のマーク長のそれぞれの組み合わせに応じて修正する、情報記録方法でも同様の効果が得られるが、記録条件情報を納めたファイル容量は、本願の実施例２で用いたような記録補償方法の記録条件情報を収めたファイル容量の５０倍となり、本願の情報記録方法では非常に簡単に補償ができることがわかった。

前記各実施例において、参照データ列内におけるＮＲＺＩデータ列の２値化から定められるデータのレベルを使用しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図１０に示されるように、前記記録すべき目標データの前方及び後方の少なくとも一方のデータ列を、一定の長さに区切り、これをチャネルビット長以下の長さに等間隔で分割し、分割した最小単位毎に設定されたあるいはされる記録パワーレベルを使用しても良い。

図１０においては、３値のパワーを用いて記録をしている例で、最も高いパワーが１０ｍＷ、中間パワーが３ｍＷ、最も低いパワーが０．５ｍＷとなっている。８Ｔ分のチャネルビット長を参照データ長さとし、チャネルビット長をさらに４分割し、これを最小単位（＝０．２５Ｔ）として、単位毎に重み指数とレーザーパワーの比を維持した３値のパワーレベル（＋２０、＋６、＋１）を割り当てている。最も好ましい方法は、最小単位毎の３値化したパワーレベルと重み指数の積を算出し、参照データ列内での総和を求め、予め総和値と修正パルス長さの関係を用意しておくことにより目標データを記録する記録パルス形態を変更し、記録補償する方法である。

この場合、分割する単位は、小さい程、補正の精度が向上するが、計算量が増大する。記録するべき光記録媒体により一概に決定することはできないが、レーザー発光の立ち上がり、立下りの時間分解能以上や、レーザー発光を指示するＩＣの時間分解能以上とし、チャネルビット長以下としたほうがよい。

本発明の実施例に係る光記録媒体への情報記録方法を実施するための光記録装置を模式的に示すブロック図 実施例１において、５Ｔマークを記録する際の５ＴＮＲＺＩデータと記録パルスの基本形態の例を示す線図 同実施例１における５Ｔマークの記録の際のパルス長の記録補償をする際に参照する前方及び後方データ列及びその重み指数を示す線図 上記データ列を参照して算出した前方及び後方修正パルス長を、基本パルス形態に修正を加えた状態を示す線図 目標記録パルスによって記録される記録マークが３Ｔの場合のデータ列と重み指数の配分との関係を示す線図 同２Ｔマークを記録する場合の図５と同様の線図 マークを記録する際における基本的なパルス形態の異なる例を示す線図 本発明の実施例２において、２Ｔマークを記録する場合の図５と同様の線図 同実施例２において、記録補償した場合の再生波形を記録補償しない場合と比較して示す線図 本発明の実施例３において、２Ｔマークを記録する場合の図６（Ａ）と同様の線図 従来の記録補償がなされた記録マークの再生時の反射光強度の波形を示す線図

符号の説明

１０…情報記録装置
１６…コントローラ
１６Ｃ…レーザーコントロール回路
１６Ｄ…任意波形発生装置
１６Ｅ…パルス長修正値演算部
１６Ｆ…バッファメモリ
１６Ｇ…データ列／記録パルス列変換部
１８…レーザー駆動回路

Claims (14)

1. レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録方法であって、
   前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、一定長のデータ列を参照データ列とし、該参照データ列内において、
   ｉ，ｐ，ｑ：チャネルビット単位の目標データに近い位置ほど小さい距離指数
   ａ：チャネルビット毎のデータレベルのゼロを除く２値化値
   ｂ：チャネルビット毎に割り当てられる重み指数
   ｆ：ａ、ｂを変数とする２変数関数
   としたときに、｜ｆ（ａ_ｐ，ｂ_ｐ）｜≧｜ｆ（ａ_ｑ，ｂ_ｑ）｜、ｐ＜ｑ、を満たすようなΣｆ（ａ_ｉ，ｂ_ｉ）である総和を参照して、前記目標データに対応する目標記録パルス形態を補正することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
2. レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録方法であって、
   前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、前記目標データの長さとの和が一定長のデータ列を参照データ列とし、該参照データ列内において、
   ｉ，ｐ，ｑ：チャネルビット単位の目標データに近い位置ほど小さい距離指数
   ａ：チャネルビット毎のデータレベルのゼロを除く２値化値
   ｂ：チャネルビット毎に割り当てられる重み指数
   ｆ：ａ、ｂを変数とする２変数関数
   としたときに、｜ｆ（ａ _ｐ ，ｂ _ｐ ）｜≧｜ｆ（ａ _ｑ ，ｂ _ｑ ）｜、ｐ＜ｑ、を満たすようなΣｆ（ａ _ｉ ，ｂ _ｉ ）である総和を参照して、前記目標データに対応する目標記録パルス形態を補正することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
3. 請求項１または２において、前記総和に応じた目標データの記録パルス形態の補正を、記録パルスのパワーと時間の積分値の増減により行うことを特徴とする情報記録方法。
4. 請求項３において、
   前記総和に基づいて、前記目標データの記録パルス長への修正値を決定し、前記目標データの記録パルスの長さを増減することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
5. 請求項３において、
   前記総和に基づいて、前記目標データの記録パワーへの修正値を決定し、前記目標データの記録パワーを増減することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記参照データ列の長さをチャネルビット長以上、記録膜面におけるレーザースポット直径以下とすることを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
7. 請求項１乃至４、６のいずれかにおいて、
   前記目標データの長さをｍＴ（ｍは自然数、Ｔはチャネルビット長）としたときに、前記ｍＴ毎に、目標データにおける記録パルス長の初期値を設定すると共に、目標データの前方参照データ列分の前記総和値、及び／又は後方参照データ列分の前記総和値に応じた、前方分修正パルス長、及び／又は後方分修正パルス長を予め設定しておき、前記目標データにおける最先端及び／又は最後端の記録パルスを、前記総和値に対応する前方分修正パルス長分だけ、前記初期値から前方又は後方へ、立上り位置を移動させ、及び／又は、前記後方分修正パルス長分だけ、初期値から前方又は後方へ、立下り位置を移動させることを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
8. 請求項１乃至３、５、６のいずれかにおいて、
   前記目標データの長さをｍＴ（ｍは自然数、Ｔはチャネルビット長）としたときに、前記ｍＴ毎に、目標データにおける記録パワーの初期値を設定すると共に、目標データの前方参照データ列分の前記総和値、及び／又は後方参照データ列分の前記総和値に応じた、前方分修正パワー、及び／又は後方分修正パワーを予め設定しておき、前記目標データにおける最先端及び／又は最後端の記録パルスの初期パワー値を、前記総和値に対応する前方分修正パワー分だけ、前記初期値から増減し、及び／又は、前記後方分修正パワー分だけ、初期値から増減させることを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
9. レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録方法であって、
   前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、一定長のデータ列を参照データ列とし、
   前記参照データ列をチャネルビット長以下の長さに等間隔で分割し、分割した最小単位ごとに設定されたあるいはされる記録パワーから割り当てられるパワーレベルｄ _j と前記最小単位ごとに設定される重み指数ｅ _j とが、関数ｆで関係づけられるf（ｄ _j ，ｅ _j ）の総和Σｆ（ｄ _j ，ｅ _j ）を参照して、前記目標データに対応する目標記録パルス形態を補正することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
10. レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録方法であって、
    前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、前記目標データの長さとの和が一定長のデータ列を参照データ列とし、
    前記参照データ列をチャネルビット長以下の長さに等間隔で分割し、分割した最小単位ごとに設定されたあるいはされる記録パワーから割り当てられるパワーレベルｄ_jと前記
    最小単位ごとに設定される重み指数ｅ_jとが、関数ｆで関係づけられるf（ｄ_j，ｅ_j）の総和Σｆ（ｄ_j，ｅ_j）を参照して、前記目標データに対応する目標記録パルス形態を補正することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
11. 請求項９または１０において、前記総和に応じた目標データの記録パルス形態補正方法を、記録パルスのパワーと時間の積分値の増減により行うことを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
12. 請求項９乃至１１のいずれかにおいて、
    前記参照データ列の長さをチャネルビット長以上、記録膜面におけるレーザースポット直径以下とすることを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
13. レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録装置であって、
    前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、一定長のデータ列を参照データ列として取り込むバッファメモリを備え、チャネルビット長をＴとしたとき、Ｔの整数倍ｍＴ毎に初期パルス形態が設定されていて、請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法を用いて、前記前方および後方データ列内の前記総和に応じたパルス形態修正値を演算するパルス形態修正演算部を有し、演算された修正値により初期パルス形態を修正することを特徴とする光記録媒体への情報記録装置。
14. レーザビームを、記録すべき目標データに応じて、１又は複数の記録パワーの、１または複数の記録パルスに変調して光記録媒体の記録層に照射することにより解像限界未満の記録マークを含む記録マーク／スペース列を形成する光記録媒体への情報記録装置であって、
    前記目標データの前方及び後方の少なくとも一方の、前記目標データの長さとの和が一定長のデータ列を参照データ列として取り込むバッファメモリを備え、チャネルビット長をＴとしたとき、Ｔの整数倍ｍＴ毎に初期パルス形態が設定されていて、請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法を用いて、前記前方および後方データ列内の前記総和に応じたパルス形態修正値を演算するパルス形態修正演算部を有し、演算された修正値により初期パルス形態を修正することを特徴とする光記録媒体への情報記録装置。

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