(57)【要約】【課題】記録エネルギー発生源の駆動を容易とするとともに、記録媒体に十分な冷却時間を確保することによって高精度マークの高速形成を図り、高速かつ大容量の情報記録装置を安価に提供する。【解決手段】情報記録時において、記録符号列中のマーク長を参照して、検出窓幅の自然数k倍長のマークに対してpを整数定数とし、k+pを2以上の整数定数で除した商及び剰余にしたがって該記録符号列を判別し、その判別結果に基づき異なる手順にしたがってエネルギー発生手段を駆動する。【選択図】図1
2007335044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録装置において、
情報を記録符号列に変換する符号化手段と、
該記録符号列中のマーク長を参照し、シンボル長変化の刻み幅Lの自然数k倍長のマークに対して、kを2以上の整数定数nで除した商d及び剰余rにしたがって判別する手段と、
記録に必要なエネルギーを発生するエネルギー発生手段と、
前記判別手段の判別結果にしたがい、マーク形成期間において単位時間当たりの注入エネルギー率の変化点の最短時間間隔がシンボル長L/2に相当する時間よりも長くなるように該エネルギー発生手段を駆動する駆動手段とを有し、
前記符号化手段の変換規則によるマーク長の取り得る範囲をLのa倍以上かつb倍以下、またpを任意の整数定数として、
マーク形成目標長がa*L以上かつ(a+n-1)*L以下のマークに対しては、該マーク長k*L(a≦k≦a+n-1)のk+pをnで除した剰余rに従い、マーク形成先端部分がrで選択される相異なるマーク形成先頭部の波形となるように前記判別手段が前記エネルギー発生手段を制御し、
マーク形成目標長が(a+n)*L以上かつb*L以下のマークに対しては、該マーク長k*L(a+n≦k≦b)のk+pをnで除した商d及び剰余rに従い、rで選択されるn通りの相異なるマーク形成先端部分に引き続き、記録媒体上における長さn*Lに相当する時間周期を有する記録パルスによりd-1回の正パルス繰り返しからなるマーク形成後続部分を有するように前記判別手段が前記エネルギー発生手段を制御し、
マーク形成目標長がa*L以上かつ(a+n-1)*Lの場合と、マーク形成目標長が(a+n)*L以上かつb*L以下の場合とでは、同一の剰余rに対するマーク形成先頭部の波形がそれぞれ相異なること
を特徴とする情報記録装置。
【請求項２】
請求項１記載の情報記録装置において、前記エネルギー発生手段の駆動手段が、前記マーク形成期間において単位時間当たりの注入エネルギー率の変化点の最短時間間隔がシンボル長Lに相当する時間以上となるように駆動することを特徴とする情報記録装置。
【請求項３】
請求項１記載の情報記録装置において、pが-aに等しいことを特徴とする情報記録装置。
【請求項４】
記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録装置において、
情報を記録符号列に変換する符号器と、
前記符号器から出力された記録符号列から記録波形を発生する記録波形発生回路と、
レーザ光源と、
前記記録波形発生回路から出力された記録波形に従って前記レーザ光源を駆動するレーザ駆動回路とを有し、
前記記録波形発生回路は、検出窓幅をTwとするとき、
長さ2Twのマークと長さ3Twのマークに対しては、それぞれのマーク形成期間を互いに形状の異なる１個のパルスによって構成した記録波形を発生し、
長さ4Twのマークと長さ5Twのマークに対しては、それぞれのマーク形成期間を互いに形状の異なる１個の先頭パルスとそれに続く同じ形状の１個のパルスによって構成した記録波形を発生し、
前記長さ2Twのマークのパルスと前記4Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なり、前記長さ3Twのマークのパルスと前記5Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なる
ことを特徴とする情報記録装置。
【請求項５】
請求項４記載の情報記録装置において、前記形状の異なるパルスは、互いにパルスの期間及び／又はエネルギー・レベルが異なることを特徴とする情報記録装置。
【請求項６】
記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録装置において、
情報を記録符号列に変換する符号器と、
前記符号器から出力された記録符号列から記録波形を発生する記録波形発生回路と、
レーザ光源と、
前記記録波形発生回路から出力された記録波形に従って前記レーザ光源を駆動するレーザ駆動回路とを有し、
前記記録波形発生回路は、検出窓幅をTwとするとき、
長さ3Twのマークと長さ4Twのマークと長さ5Twのマークに対しては、それぞれのマーク形成期間を互いに形状の異なる１個のパルスによって構成した記録波形を発生し、
長さ6Twのマークと長さ7Twのマークと長さ8Twのマークに対しては、それぞれのマーク形成期間を互いに形状の異なる１個の先頭パルスとそれに続く同じ形状の１個のパルスによって構成した記録波形を発生し、
前記長さ3Twのマークのパルスと前記長さ6Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なり、前記長さ4Twのマークのパルスと前記長さ7Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なり、前記長さ5Twのマークのパルスと前記長さ8Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なる
ことを特徴とする情報記録装置。
【請求項７】
請求項６記載の情報記録装置において、前記形状の異なるパルスは、互いにパルスの期間及び／又はエネルギー・レベルが異なることを特徴とする情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録装置に関するものであり、特に光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在一般に流通している光ディスクは、主に色素からなる記録膜を加熱することにより局所的な化学的組成ないしは光学的特性を変化させてマークを形成する色素型ディスクと、垂直磁気記録膜を加熱することにより記録膜上に反転磁区によるマークを形成する光磁気ディスクと、加熱時のエネルギー投入量を制御することにより記録膜の加熱時のピーク温度及び冷却速度を変化させ、記録膜上にアモルファス領域によるマークを形成する相変化ディスクとに大別できる。これらの光ディスクにおいて記録再生時の情報転送速度の向上を図るためには、記録線密度を上昇させるか、光スポットによる記録媒体の走査速度を上昇させる方法がある。記録線密度を上昇させるにはマーク、スペース長そのものを縮小する直接的な方法のほかに、シンボル（マーク及びスペース）長の変化の刻みを細かくしてマーク・エッジ位置を検出する時間幅を狭くとる方法等がある。しかし、これらいずれの記録線密度を上昇させる方法においても、再生信号における信号対雑音比の劣化が問題となり、現状技術のままでは記録線密度の改善による情報転送速度の向上は望めない状況にある。
【０００３】
光ディスク上に高精度な微小マークを形成し、記録線密度を改善する目的では、特開平5-298737号公報に記載の第1の従来技術では、マーク形成期間に相当する記録波形を記録符号列のマーク長に対応した一連のパルス列から構成し、各パルスの個数及び振幅を記録符号列の長さに応じて制御する方法が開示されている。マーク形成期間の記録波形は先頭部と後続部分の2つの部分に分けられ、各パルスのパルス高は一般に異なっている。さらに記録波形のマーク非形成期間には、スペース部を前置した後で記録媒体の予熱を行う記録補助パルスを発生する。以上の方法により本第1の従来技術公報においては、スペース長によらず先行するマーク形成部分から直後のマークの前エッジ位置への熱拡散を補償でき、マーク幅及びマーク・エッジ位置が高精度に制御でき、結果として記録線密度が改善できるとしている。ここでマーク形成期間とは記録符号列におけるマークの長さを反映し、図3に示すように、ある単一のマークの形成に必要な記録エネルギーを供給するエネルギー・レベルを有するパルス、すなわち該エネルギー・レベルが発生されなければマークが形成されないエネルギー・レベルを有するパルスの、最初のパルスの立ち上がりから最後のパルスの立ち下がりまでとして定義される。またマーク非形成期間とは記録符号列におけるスペースの長さを反映し、マーク形成期間以外の期間として定義する。以上の定義は本明細書中の記述において共通とする。
【０００４】
また特開平8-7277号公報に記載の第2の従来技術には、個々の記録符号を異なる長さの複数の基本的な要素に分解し、各要素に1つの記録パルスを対応させ、一連の記録マークを各記録パルスによる各々独立した記録マークの連続したものとして形成する方法が開示されている。本第2の従来技術公報においては、本方法により独立したマークを記録してもマーク途中で再生信号レベルの低下を生じることがなく、長いマークを含む変調方式においても安定に記録が行えるとしている。さらに書き換え型記録媒体においては、多数回書き換え後の再生信号のジッタ増大を抑えることが出来、これらの結果として記録線密度が改善できるとしている。
【０００５】
さらに特開平9-134525号公報に記載の第3の従来技術には、先頭加熱パルスと後続する複数個の後部加熱パルスと後部冷却パルス及び最後尾冷却パルスからなるマルチ・パルス記録方式において、記録チャンネル・クロック周期に対する偶数長と奇数長のいずれか一方のマーク長を記録する場合に、後部加熱パルスと後部冷却パルスのパルス幅を記録チャネル・クロック周期と略同一とする方法が開示されている。本第3の従来技術公報においては、本方法により記録媒体の冷却時間が十分に確保でき、正確なエッジ位置の制御が可能になり、結果として線記録密度の改善による記録時の情報記録速度の上昇が可能であるとしている。
【０００６】
また特開平11-175976号広報に記載の第4の従来技術には、記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録装置において、情報を記録符号列に変換する符号化手段と、該記録符号列中のマーク長を参照して検出窓幅の自然数n倍長のマークに対して、nを2以上の整数定数で除算した剰余にしたがって分類する手段と、記録に必要なエネルギーを発生するエネルギー発生手段と、前記記録符号列中のマーク長に応じて該マーク形成期間内の注入エネルギー・パルス数を変化させる該エネルギー発生手段の駆動手段とを有し、該駆動手段は前記分類手段の分類結果に基づき異なる手順にしたがって前記エネルギー発生手段を駆動する手段であることを特徴とした情報記録装置が開示されている。本第4の従来技術によれば、記録媒体の冷却時間が十分確保できるようになり、あるいはレーザ駆動電流の周波数成分が低減されるので、高速な情報記録時でもマークを十分な精度で形成することができ、十分な記録線密度と信頼性を両立することができるとしている。
【０００７】
また特開2001-331936号広報に記載の第5の従来技術には、記録媒体にマーク長変調された情報を複数の記録マーク長により記録するにあたり、(i)記録マークの時間的長さnTを、η1T,α1T,β1T,α2T,β2T,…,αiT,βiT,…、αmT,βmT,η2Tの順に分割し、αiT（1≦i≦m）の時間内においては記録パワーPwiの記録光を照射し、βiT(1≦i≦m)の時間内においては、Pbi＜PwiかつPbi<Pwi+1なるバイアスパワーPbiの記録光を照射するものとし、(ii)上記記録マークの時間的長さnTのnに応じてm,αi,βi,η1,η2,Pwi,Pbiを可変とし、少なくとも一つの記録マークの時間的長さについては上記パルス分割数mを2以上とし、かつ、全ての記録マークの時間的長さについてn/m≧1.25を満たすようにすることを特徴とした情報記録装置が開示されている。本第5の従来技術によれば、高密度記録や高速記録に適した短いクロック周期でのマーク長記録においても、良好な記録が行えるような光記録方法が提供できるとしている。
【０００８】
【特許文献１】特開平5-298737号公報
【特許文献２】特開平8-7277号公報
【特許文献３】特開平9-134525号公報
【特許文献４】特開平11-175976号広報
【特許文献５】特開2001-331936号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記第1の従来技術では、検出窓幅分相当のマーク長の延長に1発の記録パルスが対応している。このため検出窓幅が短縮した場合、記録エネルギー発生源である半導体レーザ・ダイオードを従来以上に高速に駆動する必要が出てくる。例えば一般的な(1,7)変調方式を用いて磁気ディスク装置なみの50MBytes/secのバースト転送速度を実現しようとした場合、再生信号における検出窓幅は約1.67nsとなり、したがって最短の記録電流パルス幅は検出窓幅の約1/2の約0.83nsとなる。しかし半導体レーザの立ち上がりには一般に1ns程度の時間必要であり、第1の従来技術を直接用いたままではこのような高速データ転送速度を実現するための正確な記録光パルスの発生は困難である。また仮に正確な記録光パルスが発生できたとしても、相変化ディスクのように加熱部分の冷却速度によってマークの形成を制御する媒体に対してマルチ・パルス記録を行う場合には、加熱部分が十分に冷却されないうちに次の光パルスが照射されるために、記録媒体が十分な温度まで冷却されないばかりか冷却速度が不足するため、結果として正常なマーク形成が不可能となる。さらに、例えば同様に(1,7)変調方式を用いて50MBytes/secのバースト転送速度を実現しようとした場合、記録媒体の冷却時間も最短の記録電流パルス幅に等しい約0.83nsとなるので、記録媒体の特性によってはマークが全く形成できないという問題が生ずる。また特にマークの消去動作を前置せずにマークの上書きが可能なダイレクト・オーバーライト記録媒体におけるマーク後端部の形成に着目すると、マーク後端部の加熱終了後、マーク後端部から光スポットが十分に離れない状態で次の位置の消去及び予熱用加熱が開始されてしまうため、マーク後端部が消去されてしまうという問題があった。これらの問題は再生信号ジッタの増大を意味し、記録線密度の改善による情報記録時の情報転送速度の上昇を実現し得ないことを意味している。
【００１０】
前記第2の従来技術では、各要素に対応した記録パルス間の熱的なバランスが一切考慮されておらず、記録線密度を上昇させていく場合、マーク・エッジ位置の制御及びマーク幅の制御に問題が生ずる。すなわち1つの記録符号に対応するマークを形成しようとする場合、記録符号先頭部と記録符号後端部では記録膜における熱の蓄積量が異なるために、位置によって記録マーク幅が変動し、正確なエッジ記録が出来なくなる。あるいは1つの符号に対応するマークの記録内で要素となる記録パルスの種類が切り替わる前後において、記録膜の加熱ピーク温度あるいは冷却時間等が不均一となり、結果として記録マーク幅が変動するという問題があった。これらの問題は再生信号ジッタの増大を意味し、記録線密度の改善による情報記録時の情報転送速度の上昇を実現し得ないことを意味している。
【００１１】
前記第3の従来技術では、マーク形成期間の中央部付近で検出窓幅よりも相当短いパルスが記録波形に挿入されるケースが存在し、その近傍における記録媒体の加熱ピーク温度及び冷却時間が前後の部分と大きく異なるため、該当部分におけるマーク幅が他の部分に比べて大きく変動する。あるいはこの部分での正確な光源駆動が困難となり、予期せぬ記録パルスが記録媒体に照射される結果、該当部分におけるマーク幅が他の部分に比べて大きく変動する。本従来技術の説明ではマーク・エッジ記録を行う場合、マークのエッジ位置さえ正確であればマーク中央部分での信号振幅の変動は大きな問題にはならないとしている。しかし再生信号の平均レベルを検出して記録再生条件を決定するような記録再生装置の場合、このような再生信号の歪みは装置の動作に悪影響を与える可能性がある。例えば相変化記録媒体の場合、位相ピット型記録媒体と同様に反射率の変化で信号が検出できる。このため相変化記録媒体では位相ピット型記録媒体と再生装置を共用しやすいという利点を有するが、位相ピット型記録媒体からの再生信号には前述の歪みが存在しないため、位相ピット型記録媒体用と同一の装置による再生が困難となる。また、情報記録装置の記録パワー条件や再生信号の検出時の基準レベルは、再生信号の平均レベルを用いて最適化を行っていることが一般的であるが、このような再生信号の歪みは、再生信号の平均レベルに予期せぬオフセットを与え、結果的に記録線密度の改善を妨げ、情報記録装置の信頼性を損なうといった問題があった。
【００１２】
前記第4の従来技術では、マーク形成期間内の注入エネルギー・パルスにおける任意の立ち上がり及び立ち下がりタイミングの間隔が拡大され、記録用光源の駆動電流の周波数低減と、記録媒体の冷却時間の確保という当初の目的は確かに達成可能である。しかしながら、Twの偶数倍長マーク系列(第4の従来例明細書中の図5(c),(e),(g),(i))及び、Twの奇数倍長マーク系列(第4の従来例明細書中の図5(d),(f),(h))では、各々の系列における共通性から、マーク形成先端部分が同一の記録波形となっている。第4の従来技術においては、Twの偶数倍長マーク系列におけるマーク形成先端部分は2Twに相当する長さのマーク部分を形成し、Twの奇数倍長マーク系列におけるマーク形成先端部分では3Twに相当する長さのマーク部分を形成し、いずれの場合でも引き続きマーク形成中間部分の正パルス1発ごとに2Twに相当する長さのマーク部分を付け加えていくことが、記録波形構成の思想から明らかである。しかしながら同じ偶数倍長マーク系列を取ってみても、最短の2Twマーク形成時とそれ以外では、マーク形成先端部分の記録波形によって形成されたマーク部分に対して支配的な影響を与えるのが、後続のマーク非形成期間なのか(自マークの記録波形にマーク形成中間部分を伴わない場合)、後続のマーク形成中間部分であるか(自マークの記録波形にマーク形成中間部分を伴う場合)、という点で大きく異なる。したがって偶数倍長マーク系列に共通のマーク形成先端部分の記録波形を適用すると、系列内においてマーク長が最短か否かでマーク先端部分の形成時における温度プロファイルが変化する結果としてマーク先端部分の形状が変化してしまう。すなわちマーク先端部分のエッジ・シフトがマーク長に応じて一様でなくなるため、再生信号の前エッジ部分におけるジッタが増大してしまう。このため情報再生時のエラー率が低減できず、記録線密度の改善が難しいという問題があった。
【００１３】
前記第5の従来技術では、マーク形成先端部分における記録波形が、自マークの記録波形にマーク形成中間部分あるいはマーク形成後端部分を伴うか否か、さらにマーク形成中間部分又はマーク形成後端部分を伴う場合でもマーク形成先端部分における記録波形が、マーク長が検出窓幅Twの偶数倍長の場合と奇数倍長の場合とで相異なっており、前記第4の従来技術において指摘したマーク形成中間部分からの影響の有無がマーク形成先端部分の記録波形設計により補償可能となっている。しかしながら第5の従来技術においては、取り得るマーク長範囲の内、最短マーク長の場合だけがマーク形成中間部分及びマーク形成後端部分に相当する記録波形部分を有さず、そのままマーク非形成期間に続いている。このため記録波形としてマーク形成先端部分に引き続きマーク形成中間部分又はマーク形成後端部分を伴う記録マークの場合には、マーク形成期間内において検出窓幅よりも相当短いパルスが記録波形に挿入されるケースが存在し、その近傍における記録媒体の加熱ピーク温度及び冷却時間が前後の部分と大きく異なるため、該当部分におけるマーク幅が他の部分に比べて大きく変動する。あるいはこの部分での正確な光源駆動が困難となり、予期せぬ記録パルスが記録媒体に照射される結果、該当部分におけるマーク幅が他の部分に比べて大きく変動したり、マーク・エッジ位置そのものが、記録媒体上の所望の位置から大きくずれてしまう。またマーク長変調記録を用いる場合でも、再生信号の平均レベルを検出して記録再生条件を決定するような記録再生装置においては、このような再生信号の歪みは装置の動作に悪影響を与える可能性がある。例えば相変化記録媒体の場合、位相ピット型記録媒体と同様に反射率の変化で信号が検出できる。このため相変化記録媒体では位相ピット型記録媒体と再生装置を共用しやすいという利点を有するが、位相ピット型記録媒体からの再生信号には前述の歪みが存在しないため、位相ピット型記録媒体用と同一の装置による再生が困難となる。また、情報記録装置の記録パワー条件や再生信号の検出時の基準レベルは、再生信号の平均レベルを用いて最適化を行っていることが一般的であるが、このような再生信号の歪みは、再生信号の平均レベルに予期せぬオフセットを与え、結果的に記録線密度の改善を妨げ、情報記録装置の信頼性を損なうといった問題があった。
【００１４】
以上説明した通り、前記の各従来技術では高転送速度時にマークを十分な精度で形成することができず、結果として十分な記録面密度と信頼性を実現することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
マークを安定に形成し信頼性の高い記録再生を行うためには、前記の各問題が生じない記録波形を選択しなければならない。記録波形に要求される条件には、高精度なマーク形成が可能であることに加えて次の2点がある。すなわち第1には光源である半導体レーザが駆動しやすいことであり、第2には記録媒体に十分な冷却時間を確保できることである。
【００１６】
そこで、本発明の情報記録装置は、記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録装置において、情報を記録符号列に変換する符号化手段と、該記録符号列中のマーク長を参照し、シンボル長変化の刻み幅Lの自然数k倍長のマークに対して、kを2以上の整数定数nで除した商d及び剰余rにしたがって判別する手段と、記録に必要なエネルギーを発生するエネルギー発生手段と、判別手段の判別結果にしたがい、マーク形成期間において単位時間当たりの注入エネルギー率の変化点の最短時間間隔がシンボル長L/2に相当する時間よりも長くなるようにエネルギー発生手段を駆動する駆動手段とを有し、符号化手段の変換規則によるマーク長の取り得る範囲をLのa倍以上かつb倍以下、またpを任意の整数定数として、マーク形成目標長がa*L以上かつ(a+n-1)*L以下のマークに対しては、該マーク長k*L(a≦k≦a+n-1)のk+pをnで除した剰余rに従い、マーク形成先端部分がrで選択される相異なるマーク形成先頭部の波形となるように判別手段がエネルギー発生手段を制御し、マーク形成目標長が(a+n)*L以上かつb*L以下のマークに対しては、該マーク長k*L(a+n≦k≦b)のk+pをnで除した商d及び剰余rに従い、rで選択されるn通りの相異なるマーク形成先端部分に引き続き、記録媒体上における長さn*Lに相当する時間周期を有する記録パルスによりd-1回の正パルス繰り返しからなるマーク形成後続部分を有するように判別手段がエネルギー発生手段を制御し、マーク形成目標長がa*L以上かつ(a+n-1)*Lの場合と、マーク形成目標長が(a+n)*L以上かつb*L以下の場合とでは、同一の剰余rに対するマーク形成先頭部の波形がそれぞれ相異なることを特徴とする。
【００１７】
本発明の一態様による情報記録装置は、情報を記録符号列に変換する符号器と、符号器から出力された記録符号列から記録波形を発生する記録波形発生回路と、レーザ光源と、記録波形発生回路から出力された記録波形に従ってレーザ光源を駆動するレーザ駆動回路とを有し、記録波形発生回路は、検出窓幅をTwとするとき、長さ2Twのマークと長さ3Twのマークに対しては、それぞれのマーク形成期間を互いに形状の異なる１個のパルスによって構成した記録波形を発生し、長さ4Twのマークと長さ5Twのマークに対しては、それぞれのマーク形成期間を互いに形状の異なる１個の先頭パルスとそれに続く同じ形状の１個のパルスによって構成した記録波形を発生し、長さ2Twのマークのパルスと4Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なり、長さ3Twのマークのパルスと5Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の他の態様による情報記録装置は、情報を記録符号列に変換する符号器と、符号器から出力された記録符号列から記録波形を発生する記録波形発生回路と、レーザ光源と、記録波形発生回路から出力された記録波形に従ってレーザ光源を駆動するレーザ駆動回路とを有し、記録波形発生回路は、検出窓幅をTwとするとき、長さ3Twのマークと長さ4Twのマークと長さ5Twのマークに対しては、それぞれのマーク形成期間を互いに形状の異なる１個のパルスによって構成した記録波形を発生し、長さ6Twのマークと長さ7Twのマークと長さ8Twのマークに対しては、それぞれのマーク形成期間を互いに形状の異なる１個の先頭パルスとそれに続く同じ形状の１個のパルスによって構成した記録波形を発生し、長さ3Twのマークのパルスと長さ6Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なり、長さ4Twのマークのパルスと長さ7Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なり、長さ5Twのマークのパルスと長さ8Twのマークの先頭パルスとは互いに形状が異なることを特徴とする。
【００１９】
以上により、マーク形成中における記録媒体の冷却時間が十分確保できるようになり、あるいはレーザ駆動電流の周波数成分が低減されるので、高転送速度時でもマークを十分な精度で形成することができ、さらに記録マーク先端部の非一様エッジ・シフトに起因する再生信号ジッタを低減できるため、十分な記録面密度と信頼性を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高速に高精度のマーク形成が可能となる。これにより記録方式として高記録線密度化に有利なマーク・エッジ記録方式を用いることが可能となる。以上により記録／再生動作の高速化,高信頼化が図られ、同時に情報記録装置及び記録媒体の小型化が実現されるので、装置コストの点で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下では記録媒体として光磁気記録媒体を例にとって説明するが、これは記録媒体を特に限定するものではなく、記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する記録媒体（例えば色素型記録媒体や相変化型記録媒体等）にも共通の技術である。
【００２２】
また以下の実施例において、記録エネルギーのレベルとは検出窓幅（記録媒体上における目標マーク長の変化の刻み幅に相当する時間であり、マーク及びスペースの目標エッジ位置の変化単位に相当する時間）の1/2倍程度までの期間にわたる平均エネルギー・レベルを意味し、何らかの理由（例えば記録時のレーザ・ノイズの抑圧のため等）で検出窓幅に相当する周期の周波数よりも十分に高い周波数成分が記録波形に重畳されているような場合には、その周波数成分の周期の整数倍期間にわたる平均エネルギー・レベルを指すものとする。
【００２３】
図1は、本発明による情報記録装置の全体構成の一例を説明する図である。記録されるユーザ・データ115はコントローラ118によって管理され、所定の量に達するまでバッファ114に一旦蓄えられる。所定量に達し、バッファ114から送り出された記録データ127は、符号器113において光磁気記録媒体117上に形成されるマーク（図示せず）配置に対応する記録符号列126に変換される。記録符号列126は記録波形発生回路112に伝達され、ここで記録波形に対応したレベル発生信号125に変換される。符号器113,記録波形発生回路112は基準時間発生器119の発生する基準時間信号128に同期して動作する。レーザ駆動回路111はレベル発生信号125を参照してレーザ駆動電流124を発生し、記録エネルギー源であるレーザ110を所定の記録波形にしたがって発光させる。レーザ110から放出されたレーザ光123はコリメート・レンズ109,ハーフ・ミラー108,対物レンズ116を経由して光磁気記録媒体117上に集光され、記録膜（図示せず）を加熱してマークを形成する。
【００２４】
情報の再生時には、マークを破壊しない程度に低いエネルギー・レベルのレーザ光123で光磁気記録媒体117上のマーク配列を走査する。光磁気記録媒体117からの反射光は対物レンズ116,ハーフ・ミラー108を経由し、偏光分離素子107に入射される。偏光分離素子107では、マークの磁化方向に応じて偏光面が回転した反射光を互いに直交する偏光に分離し、各々は検出レンズ106を通じて光検出器100上に導かれる。光検出器100は互いに直交する偏光の強度を、それらに比例した電気信号に変換する。該電気信号は各々の光検出器100に設けられた前置増幅器101によって増幅された後、差動増幅器102に伝達される。差動増幅器102は入力信号間の差を演算し、光磁気記録媒体117上の走査位置におけるマークの有無に対応した光磁気再生信号120を生成する。光磁気再生信号120は波形等化器103によって波形等化処理を受け、さらに2値化器104において2値化再生信号121に変換される。さらに復号器105はこの2値化再生信号121に対して符号器113の逆変換を施して再生データ122をバッファ114に蓄える。バッファ114中の再生データ122はコントローラ118によって管理され、所定の量に達すると最終的に再生されたユーザ・データ115として装置外部に出力される。
【００２５】
図2は、図1における記録処理系129の構成の一例を詳細に説明する図である。記録データ127は、符号器113においてマーク長及びスペース長及びその先頭位置の情報である記録符号列126に変換される。記録符号列126はマーク長判別器201及び記録波形テーブル202に伝達される。マーク長判別器201では記録符号列126のマーク長(シンボル長変化の刻み幅単位で表されるものとする)に所定の整数定数pを加算した値を2以上の所定整数定数nで除算し、その商d及び剰余rをマーク長判別信号204として記録波形テーブル202に入力する。一方カウンタ200は記録符号列126を参照し、基準時間信号128を単位としてマーク先頭位置からの時間を計時し、カウント信号205を生成する。記録波形テーブルは記録符号列126,マーク長判別信号204,カウント信号205にしたがって、所定の記録波形を反映したレベル発生信号125(P0発生信号,P1発生信号,P0t発生信号,P1t発生信号,Pm発生信号,Pa発生信号,Pb発生信号)をレーザ駆動回路111に伝える。レーザ駆動回路111はこれらのレベル発生信号125を参照してレーザ駆動電流124を合成し、記録エネルギー源であるレーザ110を駆動する。
【実施例１】
【００２６】
図3(a)〜(g)は、従来装置及び本発明装置における記録符号列のマーク,スペースと、それを記録する記録波形発生動作の一例を用いて、本発明及び従来技術による記録処理系の動作を説明する図である。なお以降の記録波形の説明は、自己のマーク長のみでマーク形成期間内の記録波形が決定される場合の記録波形を比較しているものである。すなわち以降の記録波形の説明は、前後の記録パターン等を参照して記録波形の一部の期間の長さ又はレベルを微調整するような追加技術を用いない場合か、あるいは形成するマークの前後十分長い距離にわたって記録パターンが同一である場合の記録波形を比較したものである。ここで十分長い距離とは、検出窓幅程度の期間にわたる記録エネルギーの注入によって影響を受ける媒体上の距離よりも十分に長い距離を意味する。
【００２７】
図3(a)は記録動作の時間基準となる基準時間信号128を表す図であり、その周期はTwであるものとする。図3(b)は、記録データを符号器113で変換した結果の記録符号列126を表している。ここでTwは検出窓幅であり、記録符号列126におけるマーク長及びスペース長の変化量の最小単位、すなわちシンボル長変化の刻み幅に相当する時間である。本例においては、シンボル長の取りうる範囲は、後述する通り、2Tw相当以上8Tw相当以下であるものとする。図3(c)は記録媒体上のマーク配列のイメージを示したもので、記録再生用のレーザ光スポットは図3(c)中を左から右へ走査する。マーク301は記録符号列126中の"1"レベルに1対1で対応しており、その期間に比例した長さを目標として形成される。
【００２８】
図3(d)は本発明装置におけるマーク長判別信号204であり、この場合のマーク長判別信号204は検出窓幅Tw単位で表したマーク長に整数定数p(p=-2)を加算後、整数定数n(n=2)で除算した商d及び除算の剰余rから構成されている。ここでnは装置設計時に決定されるべきパラメータであり、記録媒体の冷却時間及びレーザ駆動電流波形の周波数帯域低減率を支配する。ただし、ここではn=2としているが、これはマーク長の判別基準となる除数を限定するものではなく、2以上の他の整数除数を用いても差し支えない。pはマーク形成後続部分における正パルス数を調整するためのパラメータであり、こちらは記録媒体の特性,記録密度等に応じて適宜選択されるべきものである。以上のパラメータにより、本例においてはマーク長を2Tw単位で判別するとともに、マーク長をTwの奇数倍長と偶数倍長の場合に判別している。図3(e)は本発明におけるカウント信号205であり、マーク301又はスペース302の先頭からの時間をTw単位で計時する。
【００２９】
図3(f),(g)は、おのおの図3(b)の記録符号列126に対応した従来装置及び本発明装置における記録波形の一例である。これらの記録波形303,304はカウント信号205,記録符号列126を参照して生成される。また本発明装置では前記の各信号に加えてマーク長判別信号204も参照する。すなわち、従来装置における記録波形の例303では、マーク形成期間の先頭部分407に注入エネルギー・レベルPt,長さ1Twの先端部分パルスが発生され、長さmTw(m≧3)のマークに関しては、その直後の後続部分408に注入エネルギー・レベルPb,長さ0.5Twの期間と、注入エネルギー・レベルPm,長さ0.5Twの期間からなるパルスがm-2回繰り返し発生される。マーク形成期間305の終了直後には、注入エネルギー・レベルPb,長さ1Twの期間を前置し、次のマーク形成期間開始まで注入エネルギー・レベルPaの期間が継続される。
【００３０】
なお、本明細書におけるマーク形成先端部分とは、1つのマーク形成期間内においてマークの先端部分を形成するエネルギーを注入する部分である。マーク形成後続部分とは、マーク形成期間からマーク形成先端部分を除いた部分であり、一般にマーク長を反映して一定周期,一定振幅のパルスの繰り返しによって構成され、マークの先端部分よりも後の部分を形成するためのエネルギーを記録媒体に注入する部分である。記録波形は一般にマーク形成先端部分,マーク形成後続部分から構成される。本例の従来装置における記録波形では、マーク形成期間先端部のパルス長及びパルス幅はマーク長の如何にかかわらず共通となっている。
【００３１】
これに対して、本発明装置における記録波形の例304では、マーク形成期間の先端部分におけるパルスは、整数定数pを-2として、以下の要領によって発生される。
(1)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=0の場合
(1a)剰余r=0の場合…注入エネルギー・レベル=P0,期間=1Tw
(1b)剰余r=1の場合…注入エネルギー・レベル=P1,期間=1Tw
(2)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=1以上の場合
(2a)剰余r=0の場合…注入エネルギー・レベル=P0t,期間=1Tw
(2b)剰余r=1の場合…注入エネルギー・レベル=P1t,期間=2Tw
【００３２】
d=0の場合とそれ以外の場合では、マーク形成先端部分における記録波形が切り換えられているが、これは前述した通り、マーク形成先端部分に対して直後に連続する記録波形が与える影響が、マーク形成後続部分のパルスの有無によって異なり、これを補償するためである。
【００３３】
さらに、本発明装置における記録波形の例304では、マーク形成期間305内のマーク形成後続部分408におけるパルスは、以下の要領によって発生される。
(1)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=0の場合…発生しない
(2)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=1以上の場合…注入エネルギー・レベル=Pa,期間=1Twと、注入エネルギー・レベル=Pm,期間=1Twとの組をd回繰り返し
【００３４】
上記により、注入エネルギー・レベル=Pa,期間=1Twと、注入エネルギー・レベル=Pm,期間=1Twとの組からなるマーク形成後続部分における記録波形の1周期は、1周期あたりマーク長を2Tw相当分だけ延伸していく。マーク形成期間終了直後には、注入エネルギー・レベルPb,長さ1Twの期間を前置し、次のマーク形成期間の開始までは注入エネルギー・レベルPaの期間が継続される。
【００３５】
以上によって、従来装置における記録波形パルスの最短周期はTwであるのに対し本発明装置では2Twとなっており、本発明装置による記録波形の例304における最短冷却時間(記録波形の立ち下がり後、次に立ち上がるまでの最短時間)及び最短正パルス時間幅(記録波形の立ち上がり後、次に立ち下がるまでの最短時間)は、従来装置による記録波形の例303の約2倍確保されている。すなわち本発明による情報記録装置では、エネルギー発生手段であるレーザ110に対するレーザ駆動電流124の周波数帯域が1/2程度までに抑えられており、レーザ駆動電流124の周波数帯域(単位時間あたりの駆動電流の変化率)を同一であると仮定すると、従来装置の2倍程度の記録線速度まで高精度のマーク形成が可能となる。これにより記録方式として高記録線密度化に有利なマーク・エッジ記録方式を用いることが可能となる。このことにより記録／再生動作の高速化,高信頼化が図られ、同時に情報記録装置及び記録媒体の小型化が実現されるので、装置コストの点で有利となる。
【００３６】
次に、図4(a)〜(i)を用いて、再度従来装置における記録波形の例400〜406を示す。図4(a)〜(i)で例示される記録波形の例は、図3(f)の従来装置における記録波形の例303をマーク長ごとに整理してまとめたものである。例として符号器113による符号化規則を、(1,7)符号変調後にNRZI変調を施すものであると仮定する。したがって、シンボル長は必ず2Tw以上8Tw以下となる。
【００３７】
図4(a)は基準時間信号128を示したものであり、記録処理系129の各要素はこれにしたがって動作する。図4(b)はカウント信号であり、マーク先頭からの時間を検出窓幅Tw単位で計時する。カウント信号が0に移行するタイミングはマークもしくはスペースの先頭に対応する。図4(c)は2Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1Tw,レベルPtのパルスから構成される。マーク非形成期間は先頭に1Tw幅,レベルPbの期間を置き、その後次のマーク形成期間までPaレベルを維持する。図4(d)は3Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は図4(c)と同じく長さ1Tw,レベルPtのパルスに引き続き、長さ0.5Tw,レベルPbの期間,長さ0.5Tw,レベルPmの期間が続く。図4(e)〜(i)はおのおの4Tw〜8Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク長1Twあたり長さ0.5Tw,レベルPbの期間,長さ0.5Tw,レベルPmの期間がマーク形成部の後端に順に繰り返し付加される。マーク非形成期間はスペース長によらず、先頭に長さ1Tw,レベルPbの期間を置き、その後次のマーク形成期間までPaレベルを維持する。本記録波形例では、マーク形成期間305における最短冷却期間は0.5Twとなっている。
【００３８】
次に、図2中の記録波形発生回路112の動作を説明するために、図5(a)〜(i)を用いて本発明装置における記録波形の一例500〜506を示す。図5(a)〜(i)で例示される記録波形の例は、図3(g)の本発明装置における記録波形の例304をマーク長ごとに整理してまとめたものである。
【００３９】
符号器113の符号化規則は図4(a)〜(i)と同じく(1,7)符号変調後にNRZI変調を施すものであるとする。したがって、シンボル長は必ず2Tw以上8Tw以下となる。しかしこのことは符号器113の符号化規則に限定を加えるものではなく、任意の符号化規則（例えばEight-to-FourteenModulation,8-16変調等）を有する符号器113にも本発明は適用可能である。また本例では図2中のマーク長判別器201の動作は定除数n=2による除算（商及び剰余の演算）であるとし、マーク長判別信号は検出窓幅Tw単位で表したマーク長に整数定数p(p=-2)を加算後、定除数n=2で割った商d(図示せず)及び剰余r(図示せず)から構成されている。すなわち本例においては、マーク長を2Tw単位で判別するとともに、マーク長をTwの奇数倍長と偶数倍長の場合に判別している。ただし、ここでは簡単のために除数は定数n=2としているが、これはマーク長の判別基準となる除数を限定するものではなく、n=3以上の他の整数除数を用いても差し支えない。またこのことは整数定数pに関しても同様である。
【００４０】
図5(b)はカウンタ200によって発生されるカウント信号205であり、マーク先頭からの時間を検出窓幅Tw単位で計時する。カウント信号が0に移行するタイミングはマークもしくはスペースの先頭に対応する。図5(c)は2Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1Tw,レベルP0のパルスから構成される。図5(e)は4Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1Tw,レベルP0tのパルスに引き続き、長さ1Tw,レベルPaの期間,長さ1Tw,レベルPmの期間が続く。以降、図5(g),(i)に図示する通り、検出窓幅Twの偶数倍長マークの場合には、マーク長2Twあたり長さ1Tw,レベルPaの期間,長さ1Tw,レベルPmの期間がマーク形成部の後端に順に付加される。
【００４１】
図5(d)は3Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1Tw,レベルP1のパルスから構成される。図5(f)は5Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1Tw,レベルP1tのパルスに引き続き、長さ1Tw,レベルPaの期間,長さ1Tw,レベルPmの期間が続く。以降、図5(h)に図示する通り、検出窓幅Twの奇数倍長マークの場合には、マーク長2Twあたり長さ1Tw,レベルPaの期間,長さ1Tw,レベルPmの期間がマーク形成部の後端に繰り返し付加される。マーク非形成期間はスペース長によらず、先頭に長さ1Tw,レベルPbの期間を置き、その後次のマーク形成期間までPaレベルを維持する。本記録波形例では、マーク形成期間305における最短冷却期間は1Twとなっている。
【００４２】
以上を再度整理すると、図5における本発明装置における記録波形の例500〜506では、マーク形成期間の先端部分におけるパルスは、整数定数pを0として、以下の要領によって発生される。
(1)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=0の場合
(1a)剰余r=0の場合…注入エネルギー・レベル=P0,期間=1Tw
(1b)剰余r=1の場合…注入エネルギー・レベル=P1,期間=1Tw
(2)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=1以上の場合
(2a)剰余r=0の場合…注入エネルギー・レベル=P0t,期間=1Tw
(2b)剰余r=1の場合…注入エネルギー・レベル=P1t,期間=2Tw
【００４３】
d=0の場合とそれ以外の場合では、マーク形成先端部分における記録波形が切り換えられているが、これは前述した通り、マーク形成先端部分に対して直後の記録波形が与える影響が、マーク形成後続部分のパルスの有無によって異なり、これを補償するためである。さらに、本発明装置における記録波形の例304では、マーク形成期間305内のマーク形成後続部分508におけるパルスは、以下の要領によって発生される。
【００４４】
(1)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=0の場合…発生しない
(2)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=1以上の場合…注入エネルギー・レベル=Pa,期間=1Twと、注入エネルギー・レベル=Pm,期間=1Twとの組をd回繰り返し
【００４５】
上記により、注入エネルギー・レベル=Pa,期間=1Twと、注入エネルギー・レベル=Pm,期間=1Twとの組からなるマーク形成後続部分における記録波形の1周期は、1周期あたりマーク長を2Tw相当分だけ延伸していく。マーク形成期間終了直後には、注入エネルギー・レベルPb,長さ1Twの期間を前置し、次のマーク形成期間の開始までは注入エネルギー・レベルPaの期間が継続される。
【００４６】
以上によって、従来装置における記録波形パルスの最短周期はTwであるのに対し本発明装置では2Twとなっており、本発明装置による記録波形の例304における最短冷却時間及び最短正パルス時間幅は従来装置による記録波形の例303の約2倍確保されている。すなわち本発明による情報記録装置では、エネルギー発生手段であるレーザ110に対するレーザ駆動電流124の周波数帯域が1/2程度までに抑えられており、レーザ駆動電流124の周波数帯域(単位時間あたりの駆動電流の変化率)を同一であると仮定すると、従来装置の2倍程度の記録線速度まで高精度のマーク形成が可能となることは前述した通りである。
【００４７】
また、本発明装置による記録波形の例500〜506においては、マーク形成期間305内においてマーク形成先端部分507の直後にマーク形成後続部分508を伴わないd=0の場合を特別な場合として扱い、マーク長に応じてP0あるいはP1の注入エネルギー・レベルのパルスを切り換えて発生している。さらにマーク形成期間305終了直後における記録媒体へのエネルギー注入の影響が、マーク形成先端部分507の記録パルスによって形成されたマーク先端部分に直接影響を与えず、すなわちマーク形成先端部分507の記録パルスによって形成されたマーク先端部分に直接影響を与えるのがマーク形成後続部分508における記録パルスとなるd≧1の場合は、マーク形成先端部分507の記録パルスとして、マーク長に応じてP0t(P0t≠P0)あるいはP1t(P1t≠P1)の注入エネルギー・レベルのパルスを発生し、高精度なマーク・エッジ位置の制御を可能としている。
【００４８】
以上の通り、本発明による情報記録装置では、高速記録時にも高精度のマーク形成が可能となる。これにより記録方式として高記録線密度化に有利なマーク・エッジ記録方式を用いることが可能となる。このことにより記録／再生動作の高速化,高信頼化が図られ、同時に情報記録装置及び記録媒体の小型化が実現されるので、装置コストの点で有利となる。
【実施例２】
【００４９】
次にまた、図2中の記録波形発生回路112の動作を説明するために、図6(a)〜(h)を用いて本発明装置における記録波形の他の例600〜605を示す。図6(a)〜(h)で例示される記録波形の例は、本発明装置における記録波形を、図5と同様にマーク長ごとに整理してまとめたものである。
【００５０】
符号器113の符号化規則により決定されるマーク長は3Tw以上であるものとする。また、図2中のマーク長判別器201の動作は定除数n=3による除算であるとし、マーク長判別信号は検出窓幅Tw単位で表したマーク長に整数定数p(p=-3)を加算後、整数定数n(n=3)で割った商d及び剰余rから構成されている。ここでn=3は装置設計時に決定されるべきパラメータであり、記録媒体の冷却時間及びレーザ駆動電流波形の周波数帯域低減率を支配することは前述した通りである。ただし、ここではn=3としているが、これはマーク長の判別基準となる除数を限定するものではなく、2以上の他の整数除数を用いても差し支えない。またpはマーク形成後続部分における正パルス数を調整するためのパラメータであり、こちらは記録媒体の特性,記録密度等に応じて適宜選択されるべきものであることも前述の通りである。以上のパラメータにより、本例においてはマーク長を3Tw単位で判別するとともに、Tw単位で表したマーク長の3の剰余系,すなわち0,1,2の場合を判別している。
【００５１】
図6(b)はカウンタ200によって発生されるカウント信号610であり、マーク先頭からの時間を検出窓幅Tw単位で計時する。カウント信号が0に移行するタイミングはマークもしくはスペースの先頭に対応する。図6(c)は3Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1.5Tw,注入エネルギー・レベルP0の正パルスから構成される。図6(d)は4Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1.5Tw,レベルP1(P2≠P0)の正パルスから構成される。図6(e)は5Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ2Tw,レベルP2(一般にP2≠P1,P2≠P0)の正パルスから構成される。
【００５２】
図6(f)は、6Tw,9Tw,12Tw長(すなわちmを自然数として、一般に3mTw長)マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1.5Tw,レベルP0tの正パルスに引き続き、長さ1.5Tw,レベルPaの負パルス期間と長さ1.5Tw,レベルPmの正パルス期間の組の繰り返しがd回続く。図6(g)は7Tw,10Tw,13Tw長(すなわちmを自然数として、一般に(3m+1)Tw長)マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ2Tw,レベルP1t(一般にP1t≠P0t)の正パルスに引き続き、長さ1.5Tw,レベルPaの負パルス期間と長さ1.5Tw,レベルPmの正パルス期間の組の繰り返しがd回続く。図6(h)は8Tw,11Tw,14Tw長(すなわちmを自然数として、一般に(3m+2)Tw長)マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ3.5Tw,レベルP2t(一般にP2t≠P1t,P2t≠P0t)の正パルスに引き続き、長さ1.5Tw,レベルPaの負パルス期間と長さ1.5Tw,レベルPmの正パルス期間の組の繰り返しがd回続く。マーク非形成期間はスペース長によらず、先頭に長さ1.5Tw,レベルPbの負パルス期間を置き、その後次のマーク形成期間までPaレベルを維持する。本記録波形例では、マーク形成期間305における最短冷却期間は1.5Twとなっている。
【００５３】
以上を再度整理すると、図6における本発明装置における記録波形の例600〜605では、マーク形成期間の先端部分におけるパルスは、整数定数pをp=-3として、以下の要領によって発生される。
(1)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-3を加算した値をn=3によって除算した商d=0の場合
(1a)剰余r=0の場合…注入エネルギー・レベル=P0,期間=1.5Tw
(1b)剰余r=1の場合…注入エネルギー・レベル=P1,期間=1.5Tw
(1c)剰余r=2の場合…注入エネルギー・レベル=P2,期間=2Tw
(2)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-3を加算した値をn=3によって除算した商d=1以上の場合
(2a)剰余r=0の場合…注入エネルギー・レベル=P0t,期間=1.5Tw
(2b)剰余r=1の場合…注入エネルギー・レベル=P1t,期間=2Tw
(2b)剰余r=2の場合…注入エネルギー・レベル=P2t,期間=3.5Tw
【００５４】
d=0の場合とそれ以外の場合では、マーク形成先端部分507における記録波形が切り換えられているが、これは前述した通り、マーク形成先端部分507に対して直後の記録波形が与える影響が、マーク形成後続部分508の有無によって異なり、これを補償するためである。さらに本発明装置における記録波形の例600〜605では、マーク形成後続部分508におけるパルスは以下の要領によって発生される。
【００５５】
(1)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-3を加算した値をn=3によって除算した商d=0の場合…発生しない
(2)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-3を加算した値をn=3によって除算した商d=1以上の場合…注入エネルギー・レベル=Pa,期間=1.5Twと、注入エネルギー・レベル=Pm,期間=1.5Twとの組をd回繰り返し
【００５６】
上記により、注入エネルギー・レベル=Pa,期間=1.5Twと、注入エネルギー・レベル=Pm,期間=1.5Twとの組からなるマーク形成後続部分における記録波形の1周期は、1周期あたりマーク長を3Tw相当分だけ延伸していく。マーク形成期間終了直後には、注入エネルギー・レベルPb,長さ1.5Twの期間を前置し、次のマーク形成期間の開始までは注入エネルギー・レベルPaの期間が継続される。
【００５７】
以上によって、従来装置における記録波形パルスの最短周期はTwであるのに対し本発明装置では3Twとなっており、本発明装置による記録波形の例304における最短冷却時間及び最短正パルス時間幅は従来装置による記録波形の例303の約3倍確保されている。すなわち本発明による情報記録装置では、エネルギー発生手段であるレーザ110に対するレーザ駆動電流124の周波数帯域が1/3程度までに抑えられており、レーザ駆動電流124の周波数帯域を同一であると仮定すると、従来装置の3倍程度の記録線速度まで高精度のマーク形成が可能となることは前述した通りである。
【００５８】
また、本発明装置による記録波形の例600〜605においては、マーク形成期間305内においてマーク形成先端部分507の直後にマーク形成後続部分508を伴わないd=0の場合を特別な場合として扱い、マーク長に応じてP0,P1あるいはP2の注入エネルギー・レベルのパルスを切り換えて発生している。さらにマーク形成期間305終了直後における記録媒体へのエネルギー注入の影響が、マーク形成先端部分507の記録パルスによって形成されたマーク先端部分に直接影響を与えず、すなわちマーク形成先端部分507の記録パルスによって形成されたマーク先端部分に直接影響を与えるのがマーク形成後続部分508における記録パルスとなるd≧1の場合は、マーク形成先端部分507の記録パルスとして、マーク長に応じてP0t(P0t≠P0),P1t(P1t≠P1)あるいはP2t(P2t≠P2)の注入エネルギー・レベルのパルスを発生し、高精度なマーク・エッジ位置の制御を可能としている。
【００５９】
以上の通り、本発明による情報記録装置では、高速記録時にも高精度のマーク形成が可能となる。これにより記録方式として高記録線密度化に有利なマーク・エッジ記録方式を用いることが可能となる。このことにより記録／再生動作の高速化,高信頼化が図られ、同時に情報記録装置及び記録媒体の小型化が実現されるので、装置コストの点で有利となる。
【実施例３】
【００６０】
次に、また図2中の記録波形発生回路112の動作を説明するために、図7(a)〜(i)を用いて本発明装置における記録波形の他の例700〜706を示す。図7(a)〜(i)で例示される記録波形の例は、本発明装置における記録波形を図5と同様にマーク長ごとに整理してまとめたものである。
【００６１】
符号器113の符号化規則により決定されるマーク長は2Tw以上8Tw以下であるものとする。また、図2中のマーク長判別器201の動作は定除数n=2による除算であるとし、マーク長判別信号は検出窓幅Tw単位で表したマーク長に整数定数p(p=-2)を加算後、整数定数n(n=2)で割った商d及び剰余rから構成されている。ここでn=2は装置設計時に決定されるべきパラメータであり、記録媒体の冷却時間及びレーザ駆動電流波形の周波数帯域低減率を支配することは前述した通りである。ただしここではn=2としているが、これはマーク長の判別基準となる除数を限定するものではなく、n=2以上の他の整数除数を用いても差し支えない。またpはマーク形成後続部分における正パルス数を調整するためのパラメータであり、こちらは記録媒体の特性,記録密度等に応じて適宜選択されるべきものであることも前述の通りである。以上のパラメータにより、本例においてはマーク長を2Tw単位で判別するとともに、Tw単位で表したマーク長の2の剰余系,すなわち0あるいは1の場合を判別している。
【００６２】
図7(b)はカウンタ200によって発生されるカウント信号710であり、マーク先頭からの時間を検出窓幅Tw単位で計時する。カウント信号が0に移行するタイミングはマークもしくはスペースの先頭に対応する。図7(c)は2Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1Tw,注入エネルギー・レベルPwの正パルスから構成される。図7(d)は3Tw長マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1.5Tw,レベルPwの正パルスから構成される。
【００６３】
図7(e),(g),(i)は、4Tw,6Tw,8Tw長(すなわちmを2以上の整数として、一般に2mTw長)マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は、長さ1.25Tw,レベルPwの正パルス及びそれに引き続く長さ0.75Tw,レベルPbの負パルスからなるマーク形成先端部分707に引き続き、長さ1Tw,レベルPbの負パルス期間に隔てられた長さ1Tw,レベルPwの正パルスm-1発からなるマーク形成後続部分708から構成される。
【００６４】
図7(f),(h)は5Tw,7Tw長(すなわちmを2以上の整数として、一般に(2m+1)Tw長)マーク形成時の記録波形であり、マーク形成期間305は長さ1.75Tw,レベルPwの正パルス及びそれに引き続く長さ1Tw,レベルPbの負パルスからなるマーク形成先端部分707に引き続き、長さ1Tw,レベルPbの負パルス期間によって隔てられた長さ1Tw,レベルPwの正パルスm-1発が続く。マーク非形成期間はスペース長によらず、先頭に長さ1.5Tw,レベルPbの負パルス期間を置き、その後次のマーク形成期間までPaレベルを維持する。本記録波形例では、マーク形成期間305における最短冷却期間は0.75Twとなっている。
【００６５】
以上を再度整理すると、図7における本発明装置における記録波形の例700〜706では、マーク形成期間の先端部分におけるパルスは、整数定数pをp=-2として、以下の要領によって発生される。
(1)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=0の場合
(1a)剰余r=0の場合…注入エネルギー・レベル=Pw,期間=1Tw
(1b)剰余r=1の場合…注入エネルギー・レベル=Pw,期間=1.5Tw
(2)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=1以上の場合
(2a)剰余r=0の場合…注入エネルギー・レベル=Pw,期間=1.25Twの直後にレベル=Pb,期間=0.75Tw
(2b)剰余r=1の場合…注入エネルギー・レベル=Pw,期間=1.75Twの直後にレベル=Pb,期間=1Tw
【００６６】
d=0の場合とそれ以外の場合では、マーク形成先端部分507における記録波形が切り換えられているが、これは前述した通り、マーク形成先端部分507に対して直後の記録波形が与える影響が、マーク形成後続部分508の有無によって異なり、これを補償するためである。
【００６７】
さらに、本発明装置における記録波形の例700〜706では、マーク形成後続部分508におけるパルスは以下の要領によって発生される。
(1)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=0の場合…発生しない
(2)シンボル長変化の刻み幅単位で表したマーク長にp=-2を加算した値をn=2によって除算した商d=1以上の場合…注入エネルギー・レベル=Pw,期間=1Twの正パルスを、レベル=Pb,期間=1Twの負パルスを隔ててd回繰り返し
【００６８】
上記により、注入エネルギー・レベル=Pb,期間=1Twの負パルスによってそれぞれが隔てられた注入エネルギー・レベル=Pw,期間=1Twの正パルスからなるマーク形成後続部分508における記録波形の1周期は、1周期あたりマーク長を2Tw相当分だけ延伸していく。マーク形成期間305終了直後には、注入エネルギー・レベルPb,長さ1.5Twの期間を前置し、次のマーク形成期間の開始までは注入エネルギー・レベルPaの期間が継続される。
【００６９】
以上によって、従来発明装置における記録波形パルスの正パルス又は負パルスの最短長は0.5Twであるのに対し本発明装置では0.75Twとなっており、本発明装置による記録波形の例700〜706における最短冷却時間及び最短正パルス時間幅は、従来発明装置による記録波形の例400〜406の約1.5倍確保されている。すなわち本発明による情報記録装置では、エネルギー発生手段であるレーザ110に対するレーザ駆動電流124の周波数帯域が2/3程度までに抑えられており、レーザ駆動電流124の周波数帯域を同一であると仮定すると、従来装置の1.5倍程度の記録線速度まで高精度のマーク形成が可能となることは前述した通りである。
【００７０】
また、本発明装置による記録波形の例700〜706においては、マーク形成期間305内においてマーク形成先端部分507の直後にマーク形成後続部分508を伴わないd=0の場合を特別な場合として扱い、マーク長に応じて注入エネルギー・レベルPw,期間1Twあるいは1.5Twのパルスを切り換えて発生している。さらにマーク形成期間305終了直後における記録媒体へのエネルギー注入の影響が、マーク形成先端部分507の記録パルスによって形成されたマーク先端部分に直接影響を与えず、すなわちマーク形成先端部分507の記録パルスによって形成されたマーク先端部分に直接影響を与えるのがマーク形成後続部分508における記録パルスとなるd≧1の場合は、マーク形成先端部分507の記録パルスとして、マーク長に応じて注入エネルギー・レベルPw,期間1.25Twあるいは1.75Twのパルスを発生し、高精度なマーク・エッジ位置の制御を可能としている。
【００７１】
以上の通り、本発明による情報記録装置では、高速記録時にも高精度のマーク形成が可能となる。これにより記録方式として高記録線密度化に有利なマーク・エッジ記録方式を用いることが可能となる。このことにより記録／再生動作の高速化,高信頼化が図られ、同時に情報記録装置及び記録媒体の小型化が実現されるので、装置コストの点で有利となる。
【００７２】
次に、本発明による記録処理系の記録波形によるマーク形成の高精度化の効果を示すために、図8に、本発明による記録処理系の記録波形による再生信号ジッタの抑制効果の例を示す。本比較実験においては、記録媒体をGeSbTe系材料による相変化型光記録媒体、記録線速度を29m/s、検出窓幅をTw=3.8nsとし、シンボル長の取り得る範囲は2Tw相当以上8Tw相当以下、光源であるレーザ・ダイオードの駆動電流の立ち上がり,立ち下がり時間(孤立ステップ・エッジにおける電流変化範囲の10%から90%に要する期間)を2.6nsとした。またレーザ・ダイオードの発振波長は405nm、レーザ光を記録媒体上に絞り込む対物レンズの開口数はNA=0.85とした。
【００７３】
図8のプロット(a)は、図7を用いて説明した本発明による記録波形を用いた場合において、再生信号ジッタのボトム条件からPbを除く各記録パワー・レベルを比例的に変化させた場合の検出窓幅に対する再生信号ジッタ(全エッジ位置に基づいてPhaseLockedLoop回路を動作させて抽出したタイミング・クロックに対して、全エッジ位置がその理想タイミングからどれだけ偏差しているかを全マーク長について重ね合わせた分布の標準偏差)の割合であり、プロット(d)は図4を用いて説明した従来技術による記録波形を用いた場合の再生信号ジッタである。また、図8のプロット(b)は、図7(c)のエネルギー・レベルPw期間だけを、図7(e),(g),(i)の先頭パルスと同じく、1.25Twとした記録波形によるもの(その他は図7と共通)であり、図8のプロット(c)は、図7(d)のエネルギー・レベルPw期間だけを、図7(f),(h)の先頭パルスと同じく、1.75Twとしたもの(その他は図7と共通)である。
【００７４】
図8のプロット(d)に示した、図4を用いて説明した従来技術による記録処理系の記録波形では、各記録パワー・レベルの最適化の結果、基準の記録パワー・レベルはPt=Pm=6.80mW,Pa=1.90mW,Pb=0.10mWとなった。この場合、再生信号ジッタの最良値は約6.3%程度までしか低減できなかった。これは検出窓幅すなわち記録パルスの繰り返し周期Twが3.8nsの記録条件に比して、レーザ・ダイオードの駆動電流の立ち上がり,立ち下がりが2.6ns程度ときわめて遅く、所望する記録波形(記録媒体に対する記録エネルギー注入の時間変化)が実現できていないことによるものである。また本結果においては、各マークの前エッジに最大の影響を与えるパワー・レベルが、自マークを形成するマーク形成後続部分408におけるPmレベルを有するパルス部分か(マーク形成後続部分408を有するマーク長の場合)、自マークの直後のPaレベルを有する予熱/消去部分か(マーク形成後続部分408を有さないマーク長の場合)の違いにより、前エッジの形成条件が大きく異なるため、マーク形成後続部分408の有無によって本来異なるべき先頭パルス部分のパワー・レベルないしはパルス幅がそれぞれの最適値から異なっている。この結果、後述する本発明による記録処理系の記録波形を用いた場合に比して、全体的な再生信号ジッタの値が大きく劣化している。
【００７５】
図8のプロット(b),(c)の場合、各記録パワー・レベルの最適化の結果、基準の記録パワー・レベルは、図8のプロット(b)の場合、Pw=6.75mW,Pa=2.00mW,Pb=0.10mW、図8のプロット(c)の場合、Pw=6.70mW,Pa=1.95mW,Pb=0.10mWとなった。この場合、再生信号ジッタの最良値は約5.1%と、図8のプロット(d)の場合に比して一定の改善効果が認められた。図8のプロット(b),(c)の場合には、前述の図8のプロット(d)の場合に比べれば、再生信号ジッタの値及び記録パワー・マージンが相当改善されているが、後述する本発明による記録処理系の記録波形を用いた場合に比すると、改善の効果はまだ劣っている。これは前述の通り、各マークの前エッジに最大の影響を与えるパワー・レベルが、自マークを形成するマーク形成後続部分508におけるPwレベルを有するパルス部分か(マーク形成後続部分508を有するマーク長の場合)、自マークの直後のPaレベルを有する予熱/消去部分か(マーク形成後続部分508を有さないマーク長の場合)の違いにより、前エッジの形成条件が大きく異なるため、マーク形成後続部分508の有無によって本来異なるべき先頭パルス部分のパワー・レベルないしはパルス幅がそれぞれの最適値から異なっている。この結果、後述する本発明による記録処理系の記録波形を用いた場合に比して、全体的な再生信号ジッタの値が劣化している。
【００７６】
これらの従来技術による結果に対して、図8のプロット(a)に示した、図7を用いて説明した本発明による記録処理系の記録波形では、各記録パワー・レベルの最適化の結果、基準の記録パワー・レベルはPw=7.30mW,Pa=2.05mW,Pb=0.10mWとなった。この場合、再生信号ジッタは約4.7%まで大幅に改善された。これは前述の通り、各マークの前エッジに最大の影響を与えるパワー・レベルが、自マークを形成するマーク形成後続部分508におけるPwレベルを有するパルス部分か(マーク形成後続部分508を有するマーク長の場合)、自マークの直後のPaレベルを有する予熱/消去部分か(マーク形成後続部分508を有さないマーク長の場合)の違いに応じて、マーク形成先端部分の記録波形を切り替えることにより前エッジの形成条件を補償するため、いかなるマーク長の場合でも、前エッジが所望の位置に高精度に形成できる。この結果、前述した従来技術による結果を用いた場合に比して、全体的な再生信号ジッタの値が大きく改善され、記録パワー・マージンも大きく拡大される。
【００７７】
最後に、本発明による記録処理系の記録波形によるマーク形成の高精度化の効果を別の観点から示すため、図9に本発明による記録処理系の記録波形による記録パワー・マージンの拡大効果の例を示す。記録パワー・マージンは、各記録波形における各記録・パワー・レベルの最適化後、Pbを除く各記録パワー・レベルを比例的に変化させた場合に、再生信号ジッタが8%以下となる相対記録パワーのpeak-to-peak値として定義した。
【００７８】
図8のプロット(d)に示した、図4を用いて説明した従来技術による記録処理系の記録波形を用いた場合には、記録パワー・マージンはわずか13%p-p程度しかなく、このレベルでは十分に信頼性を有する情報記録再生装置を実現することは困難である。これに対して図8のプロット(b),(c)に示した、第5の従来技術の思想に基づく記録波形では、記録パワー・マージンは18〜20%p-p程度まで拡大され、一定の改善効果が認められる。さらに図8のプロット(a)に示した、図7を用いて説明した本発明による記録処理系の記録波形を用いた場合には、記録パワー・マージンは25%p-p程度まで大幅に拡大され、実用的な信頼性を有する情報記録再生装置を実現することが可能となった。
以上の通り、本発明による情報記録装置では、高速記録時にも高精度のマーク形成が可能となり、記録／再生動作の高速化,高信頼化が図られ、同時に情報記録装置及び記録媒体の小型化が実現されるので、装置コストの点で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明による情報記録装置の全体構成を説明する図。
【図２】本発明における記録処理系の構成を説明する図。
【図３】本発明及び従来技術による記録処理系の動作を説明する図。
【図４】従来技術による記録処理系の記録波形の例を説明する図。
【図５】本発明による記録処理系の記録波形の例を説明する図。
【図６】本発明による記録処理系の記録波形の他の例を説明する図。
【図７】本発明による記録処理系の記録波形のさらに他の例を説明する図。
【図８】本発明による記録処理系の記録波形による再生信号ジッタの抑制効果の例を説明する図。
【図９】本発明による記録処理系の記録波形による記録パワー・マージンの拡大効果の例を説明する図。
【符号の説明】
【００８０】
110…レーザ
111…レーザ駆動回路
112…記録波形発生回路
113…符号器
115…ユーザ・データ
117…光磁気記録媒体
119…基準時間発生器
120…光磁気再生信号
122…再生データ
124…レーザ駆動電流
125…レベル発生信号
126…記録符号列
127…記録データ
128…基準時間信号
129…記録処理系
200…カウンタ
201…マーク長判別器
202…記録波形テーブル
204…マーク長判別信号
205…カウント信号
305…マーク形成期間
306…マーク非形成期間
407…先頭部分
408…後続部分
507…マーク形成先端部分
508…マーク形成後続部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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