(57)【要約】【課題】高密度光ディスクにおいても，再生信号とクロック信号の位相誤差に基づく記録パルスパラメータの調整を適用できるようにする。【解決手段】試し書き時のチャネルビット長をユーザデータ記録時より大きくなるようにする。そして，試し書きによって調整された記録パルスパラメータをユーザデータ記録時にそのまま，又は所定の補正を加えて適用する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体にパルス状に変調されたレーザ光を照射してマーク及びマーク間部を形成することにより情報を記録する情報記録方法において，
前記情報記録媒体の試し書き領域に記録パルスのパラメータを変えて試し書きを行い，再生用のレーザ光を照射して再生した再生信号のエッジシフトが最小となるように前記パラメータを調整する試し書き工程と，
前記試し書き工程で調整された記録パルスのパラメータを用いて前記情報記録媒体のユーザデータ記録領域にユーザデータを記録するユーザデータ記録工程とを有し，
前記試し書き工程では，情報１ビットあたりのマーク及びマーク間部の長さ（チャネルビット長）を前記ユーザデータ記録工程の時より大きくすることを特徴とする情報記録方法。
【請求項２】
請求項１記載の情報記録方法において，前記チャネルビット長を大きくするにあたり，記録クロック周波数を変化させずに線速度を大きくすることを特徴とする情報記録方法。
【請求項３】
請求項１記載の情報記録方法において，前記チャネルビット長を大きくするにあたり，線速度を変化させずにデータ転送速度を小さくすることを特徴とする情報記録方法。
【請求項４】
請求項１記載の情報記録方法において，前記試し書き工程のチャネルビット長を，前記再生用のレーザ光によって最短マークと最短スペースの繰り返しパターンが光学的に解像可能となるように大きくすることを特徴とする情報記録方法。
【請求項５】
請求項１記載の情報記録方法において，前記ユーザデータ記録工程では，前記試し書き工程で調整された記録パルスのパラメータに所定の補正を加えて用いることを特徴とする情報記録方法。
【請求項６】
レーザ光源と，
前記レーザ光源から出射されるレーザ光をパルス状に変調するためのレーザ駆動回路と，
情報記録媒体を回転駆動するスピンドルモータと，
装置各部を制御する制御部とを備え，
前記情報記録媒体に前記レーザ光源から記録パルスを照射してマーク及びマーク間部を形成することで情報を記録し，また前記情報記録媒体に前記レーザ光源から再生光を照射して検出された再生信号から情報を再生する情報記録再生装置において，
前記制御部は，前記記録パルスのパラメータを変えて前記情報記録媒体に試し書きすることによって記録パルスのパラメータを最適調整する機能を有し，前記試し書き時には，情報１ビットあたりの長さ（チャネルビット長）がユーザデータ記録時のチャネルビット長より大きくなるように，前記スピンドルモータの回転速度又は記録クロック周波数を制御し，当該試し書きによって調整された前記記録パルスのパラメータを用いてユーザデータを記録することを特徴とする情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，情報記録媒体にパルス状に変調された光を照射してマーク及びマーク間部を形成することにより情報を記録する情報記録方法及び情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録型光ディスクでは，ディスクの情報記録面にレーザ光を集光して照射し，マーク及びマーク間部を形成することにより情報を記録する。情報の記録にはパルス状に変調されたレーザ光が用いられるが，ユーザデータを記録する前に試し書きを行うことによって，媒体の記録特性に応じて記録パルスのパワーやパルス幅が調整される。試し書きは，通常，ユーザデータ記録領域とは別に設けられた試し書き専用の領域で行われる。試し書き領域は，Blu-ray Discのように，ディスク上のユーザ領域の内周側に設けられることが多い。
【０００３】
現行のほぼ全ての光ディスクではマークの両端（エッジ）に情報を持たせる「マークエッジ記録方式」が用いられているため，微小なマークを安定して形成するにはマークエッジ位置を高精度に制御する必要がある。マークエッジ位置の制御が必要な理由に，マーク間の熱干渉がある。これは記録時の熱的な符号間干渉であり，あるマークを形成するために媒体に投入した熱が次のマークを形成する際に与える影響のことである。熱干渉の大きさはマークに隣接するスペース（マーク間部）の長さによって異なるため，例えば特許文献１に記載されるように隣接スペースの長さ毎に記録パルスのタイミングを微調整し，マークエッジ位置のずれを補正する方法が用いられる。
【０００４】
マークエッジ位置のずれを検出する方法としては，再生データ信号と，再生データ信号からＰＬＬ（Phase Locked Loop）が生成したクロック信号との間の位相差の統計平均（エッジシフト）を，マーク長／スペース長の組み合わせ毎に計測する方法が容易である。
【０００５】
図５は，従来の試し書きの標準的な手順を示す図である。最初に，記録パルス波形の初期値を設定し，記録パワーを仮調整する（Ｓ１１）。ここで，記録パワー調整は試し書きで行う。次に，マークエッジ検出が可能かどうか判定し（Ｓ１２），可能であれば，続いてステップ１３の記録パルス調整に移る。チャネルビット長が小さく光学分解能不足によりマークエッジ検出ができない場合には，記録パルス調整はできない。ステップ１３における記録パルス調整の主な調整パラメータは，パルス幅，先頭パルスの前エッジのタイミング及び最終パルスの後ろエッジのタイミングである。これらのパラメータを，再生信号ジッタが最小に近づくように調整する。記録パルスのパラメータ調整が終わると，再度記録パワーを調整してユーザデータ記録時の記録パワーを決定し（Ｓ１４），試し書きを終了する。
【特許文献１】特開平５−１３５３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで，光ディスクではこれまで，光源の短波長化及び対物レンズの高開口数化によって光スポットを微小化することで，情報記録層１層あたりに記録するデータ量（記録密度）を向上させてきた。波長４０５ｎｍの青色半導体レーザと開口数０．８５の対物レンズを用いる方式が実用化され，光スポットの微小化としてはほぼ限界に達したとされるが，ＰＲＭＬ等の再生信号処理技術の進歩により，更に記録密度を増大させる試みは続いている。例えば，ディスク１枚で１００ＧＢの記録容量を得るためには，記録密度が２５ＧＢ／層の場合は４層必要になるが，３３ＧＢ／層の場合は３層でよい。必要な記録層数の低減は，媒体の製造コストの点などで有利となる。
【０００７】
しかしながら，記録密度が増大して情報１ビットあたりのマーク又はスペースの長さ（チャネルビット長）が縮小していくと，光スポットの光学解像度の不足により再生信号のＳ／Ｎ比が低下する。そうすると，マークエッジ位置の検出精度が低下するため，再生信号とクロック信号との位相誤差を計測する従来法による記録パルス調整が困難になる。特に，再生時の光スポットが最短マークと最短スペースの繰り返しパターンを光学的に解像できなくなるまでチャネルビット長が小さくなると，そのパターンの再生信号振幅はゼロとなり，マークエッジは完全に検出不能となる。
【０００８】
図１は，光学回折シミュレータを用いて，Blu-ray Discの条件（波長４０５ｎｍ，開口数０．８５）でチャネルビット長を変えながら最短の２Ｔ−２Ｔパターン（Ｔはチャネルビット長）の再生信号振幅を計算した結果である。２Ｔ−２Ｔ信号振幅は，長マークと長スペースの繰り返しパターンの信号振幅で規格化されている。この結果から，チャネルビット長を約６０ｎｍまで減少させると，２Ｔ−２Ｔの信号振幅はゼロとなり，光学的に解像できなくなることが分かる。このチャネルビット長は記録密度としては約３１ＧＢ／層に相当する。実用的には，記録密度が２７ＧＢ／層（チャネルビット長６９ｎｍ）程度を超えると，再生信号とクロック信号との位相誤差を計測する従来の記録パルス調整方法を適用することが困難になる。
【０００９】
本発明の目的は，光ディスクに情報を高密度で記録するときにも，記録マークエッジの位置を精度よく制御可能な試し書き方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では次の手段を用いる。
（１）チャネルビット長を，試し書き時とユーザデータ記録時とで変化させる。ここで，試し書きとは，ユーザデータ記録の前に行われる，記録パルスのパラメータの最適調整のことである。記録パルスのパラメータとしては，パワー，パルス幅あるいはパルスの立ち上がり又は立ち下がりのタイミング等がある。試し書きは，光ディスクに，ユーザデータ記録領域とは別に設けられた試し書き専用の領域で行われる。
【００１１】
（２）チャネルビット長を試し書き時とユーザデータ記録時とで変化させる一つの方法として，記録クロック周波数を変化させずに線速度を変化させる方法を用いることができる。記録パルスのタイミングの基準となる記録クロック信号は，ディスクに予め刻まれているウォブルやプリピットの周期信号を周波数逓倍して生成される。この場合，試し書き時の線速度を変化させるため，通常の記録クロック信号を用いることはできないが，代わりに別途生成された固定周波数の記録クロックを利用すればよい。
【００１２】
（３）チャネルビット長を試し書き時とユーザデータ記録時とで変化させる別の方法として，線速度を変化させずに記録クロック周波数を小さくする方法を用いることができる。これは，ウォブルやプリピットの周期信号から記録クロックを生成する際の分周比を変化させることで可能となる。
【００１３】
（４）より具体的には，試し書き時のチャネルビット長の方がユーザデータ記録時のチャネルビット長より大きくなるように定める。通常，チャネルビット長はディスクの規格で規定されており，ユーザデータは指定されたチャネルビット長で記録しなければならない。このため，従来の試し書き方法において，ユーザデータ記録時と同じチャネルビット長で試し書きを行うことは自然なことである。しかしながら，従来の試し書き方法では，チャネルビット長が小さい（記録密度が大きい）場合には，光スポットの光学解像度の不足によりマークエッジ位置の検出精度が低下し，記録パルスの調整が困難となる。そこで本発明では，試し書き時のみチャネルビット長を大きくすることでマークエッジ位置の検出精度を高め，記録パルスの調整を精密に行えるようにする。試し書き時にチャネルビット長を大きくするには，上記（２）又は（３）のいずれかの手段を用いる。
【００１４】
（５）また，試し書き時のチャネルビット長の方がユーザデータ記録時のチャネルビット長より大きく，かつ最短マークと最短スペースの繰り返し信号が再生光の光スポットによって光学的に解像可能であるように定める。これは上記（４）における試し書き時のチャネルビット長を限定するものである。
最短マークと最短スペースの繰り返しパターンが解像できなくてもＰＲＭＬ等の最尤復号方式を用いればデータを再生することはできる。本発明によれば，再生信号とクロック信号の位相差を検出する従来の記録パルス調整方法を用いて精度良くマークのエッジ位置を制御することが可能になる。
【００１５】
（６）上記（１）〜（５）のいずれかの方法で試し書きを行って決定した記録パルスのパラメータを，ユーザデータを記録する際にそのまま，又は所定の補正を加えて適用する。ここで，記録パルスのパラメータには，パワーは含まれない。線速度や記録クロックを変化させると媒体のパワー感度が変化して最適記録パワーが変化するからである。これにより，試し書きの際に最短マーク／最短スペース信号のＳ／Ｎ比が向上し，エッジ検出精度が向上するため，記録パルスパラメータの調整を安定して行うことができる。
【００１６】
記録パルスのパラメータはチャネルビット周期の整数分の１を単位とした時間で設定されるため，試し書き時のチャネルビット長を変化させるために上記（２）又は（３）のいずれの手段を用いたとしても，試し書きで調整された記録パルスのパラメータをユーザデータ記録時にそのまま適用すればよい。但し，試し書きを行い調整した記録パルスパラメータをユーザデータ記録時にそのまま適用しただけでは十分な再生信号品質が得られない場合も想定される。その場合は，パラメータへの補正量を予め学習しておき，試し書きの後に補正を加えればよい。パラメータへの補正量は，例えば，ユーザデータ記録時の実際の最適パラメータと試し書きで導出したパラメータとの差分とすればよい。
【００１７】
ここで，チャネルビット長を変化させて試し書きを行い調整した記録パルスパラメータを，ユーザデータ記録時に適用可能な理由について説明する。熱干渉の大きさは，あるマークを形成するために熱を投入してから次のマークを形成するために熱を投入するまでの時間間隔と，媒体の面内方向の熱伝導速度によって特徴づけられる。媒体の熱伝導速度は線速度によらず一定とみなせるから，記録クロック周波数が一定であれば，熱干渉の大きさもほぼ等しいと考えられる。このため，記録クロック周波数を一定にして線速度を大きくし，記録密度を小さくした条件で試し書きを行って決定した波形パラメータを，もとの線速度で記録するときに近似的に適用できる。このことは，線速度を大きくする代わりに記録クロック周波数を小さくしてチャネルビット長を小さくした場合も同様である。試し書き時に記録密度を小さくした効果で，最短マーク／最短スペース信号のＳ／Ｎ比が向上し，エッジ検出精度が向上するため，マークエッジを適切な位置に制御することが容易になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば，試し書き時にマークエッジ検出による記録パルス調整が可能となるため，大容量光ディスクに対応し，かつ高い信頼性でデータの記録再生が可能なドライブ装置を低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下，本発明の実施の形態を，図面を参照して説明する。
図２は，本発明による情報記録装置の基本的な構成例を示した図である。レーザダイオード１０１から出射したレーザ光１０２は，対物レンズ１０３によって光ディスク１１０の情報記録面１１１に集光される。集光されたレーザ光によって情報の記録又は再生が行われる。情報記録面１１１で反射したレーザ光は光検出器１０５で受光される。光検出器は受光した光のパワーに比例した電流を出力する。出力された電流は再生信号生成回路１０６によって再生信号に変換される。光ディスク１１０はスピンドルモータ１０９に固定され，回転駆動される。スピンドルモータ１０９はパルス信号で駆動され，回転速度はパルス信号の周波数によって制御される。レーザ駆動回路１０４は，レーザダイオード１０１の発光を制御する。発光のタイミングや発光時間はレーザ駆動回路１０４に予め設定され，記録クロック信号とそれに同期した記録データ信号に従って電流を制御する。スピンドルモータ１０９の回転速度は，制御部１１２が生成する回転制御信号によって制御される。
【００２０】
図３は，記録クロック信号生成回路のブロック図である。ウォブル信号又はプリピット信号は，帯域フィルタ３０１によって不要な雑音成分を除去され，二値化器３０２によって二値信号に変換される。二値信号は周波数逓倍器３０３に入力され，記録クロックに変換される。周波数逓倍器３０３における逓倍数は制御部３０４によって設定され，記録クロック周波数が可変的に制御される。
【００２１】
図４は，試し書きのためのマークエッジ検出回路のブロック図である。図２における再生信号生成回路１０６から出力された再生信号は，等化器２０１によって高周波雑音が除去され，また所定の周波数特性になるように波形等化される。次に，二値化器２０２で二値データ信号（０又は１）に復号される。ここで二値化器２０２はオートスライサであり，復号化時の二値判定レベルは，復号後のマーク部（１）とスペース部（０）のデューティ比が等しくなるように自動調整される。また，クロック生成器２０３は，二値化再生信号からクロック信号を生成する。位相比較器２０４は，二値化再生信号とクロック信号の間の位相差（信号エッジのタイミングの時間差）に等しい幅のパルス，または位相差に比例した個数の一定幅パルスを出力する。
【００２２】
本発明による試し書き手順の例を，図６のフローチャートを用いて説明する。
最初に，チャネルビット長がユーザデータ記録時より大きい所定の大きさになるように，スピンドルモータの駆動信号の周波数を制御し，線速度を変更する（Ｓ２１）。次に，記録パルス調整の前に仮にパワーを調整する（Ｓ２２）。ここで，仮のパワー調整である理由は，線速度がユーザデータ記録時と異なるために，媒体のパワー感度が異なり，最適記録パワーが異なるためである。次に，再生信号とクロック信号の位相誤差検出による記録パルスのパラメータ調整を行う（Ｓ２３）。ここで調整するのは，記録パルスのパルス幅又はタイミングである。位相誤差は，エッジに隣接するマーク長とスペース長の組み合わせ毎に分類して計測する。計測された位相誤差が小さくなるようにパラメータを調整し，レーザ駆動回路に設定する。次に，必要であれば，ステップ２３で調整したパルスパラメータに所定の補正を加える（Ｓ２４）。
【００２３】
続いて，チャネルビット長がユーザデータ記録時と同じになるようにスピンドルモータの回転速度を制御する（Ｓ２５）。次に，再び記録パワーを調整する（Ｓ２６）。先のステップ２２では仮にパワーを決定したが，ここでチャネルビット長をユーザデータ記録時と同じにしたため，改めてパワーを決定し直す。次に，データを記録して再生し，エラーレートを計測して記録品質を確認する（Ｓ２７）。ここで，チャネルビット長は小さく，マークエッジ検出方式で再生して信号品質を評価することはできないため，ドライブ装置が備える通常のＰＲＭＬ等の復号方式で再生する。これで，試し書きを終了する。
【００２４】
ユーザデータを記録する際には，上記の手順で調整された記録パルスパラメータを用いて行う。なお，ステップ２７のエラーレート測定で所望の記録品質が得られなかった場合には，ステップ２３に戻って調整をやり直すようにしてもよい。
【００２５】
本発明による試し書き手順のもう一つの例を，図７のフローチャートを用いて説明する。基本的な手順は図６の場合と同様であり，チャネルビット長をユーザデータ記録時より大きくする点も共通であるが，チャネルビット長を変化させる手段が異なる。
【００２６】
最初に，チャネルビット長がユーザデータ記録時より大きい所定の大きさになるように記録クロック周波数を制御する（Ｓ３１）。記録クロック周波数の制御は，記録クロック生成回路における分周数設定を調整することによって行う。次に，記録パルス調整の前に，仮にパワーを調整する（Ｓ３２）。ここで，仮のパワー調整である理由は，クロック周波数がユーザデータ記録時と異なるために，媒体のパワー感度が異なり，最適記録パワーが異なるためである。次に，再生信号とクロック信号の位相誤差検出による記録パルスのパラメータ調整を行う（Ｓ３３）。ここで調整するのは記録パルスのパルス幅又はタイミングである。位相誤差は，エッジに隣接するマーク長とスペース長の組み合わせ毎に分類して計測する。計測された位相誤差が小さくなるようにパラメータを調整し，レーザ駆動回路に設定する。また，必要であれば，調整したパルスパラメータに所定の補正を加える（Ｓ３４）。
【００２７】
続いて，チャネルビット長がユーザデータ記録時と同じになるように記録クロック周波数を制御する（Ｓ３５）。次に，記録パワーを調整する（Ｓ３６）。ステップ３２では仮にパワーを決定したが，ここでチャネルビット長をユーザデータ記録時と同じにしたため，改めてパワーを決定し直す。次に，データを記録して再生し，エラーレートを計測して記録品質を確認する（Ｓ３７）。ここで，チャネルビット長は小さく，マークエッジ検出方式で再生して信号品質を評価することはできないため，ドライブ装置が備える通常のＰＲＭＬ等の復号方式で再生する。これで，試し書きを終了する。
【００２８】
ユーザデータを記録する際には，上記の手順で調整された記録パルスパラメータを用いて行う。なお，ステップ３７のエラーレート測定で所望の記録品質が得られなかった場合には，ステップ３３に戻って調整をやり直すようにしてもよい。
【００２９】
図８は，本発明の線速度を変更する試し書き方法を適用して，チャネルビット長を５３．５〜７４．５ｎｍの間で変化ながら記録し，記録されたトラックにおけるビットエラーレートを測定した実験結果である。この実験において，試し書きはチャネルビット長７４．５ｎｍで行い，調整された記録パルスパラメータを他のチャネルビット長に適用した。また，再生データの復号方式として拘束長４Ｔおよび５Ｔ（Ｔはチャネルビット長）のＰＲＭＬを用い，プリイコライザのタップ係数およびＰＲＭＬのターゲットレベルは再生信号に応じて適応的に調整した。この実験結果が示すように，拘束長４ＴのＰＲＭＬではチャネルビット長６４．５ｎｍ（Blu-ray Disc記録密度２８．９ＧＢ／層），拘束長５ＴのＰＲＭＬではチャネルビット長５６ｎｍ（Blu-ray Disc記録密度３３．３ＧＢ／層）まで，１０-5以下の実用的なビットエラーレートが得られ，本発明の試し書き方法の効果が実証された。なお，図８には線速度を変更した場合の実験結果を示したが，記録クロック周波数を変更した場合にも同様の結果が得られた。
【００３０】
以上に記載した実施形態は本発明の好適な具体例であるが，本発明の範囲はこれらの形態に限られたものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】チャネルビット長と２Ｔ信号振幅の関係を示した図（計算結果）。
【図２】本発明による情報記録再生装置の構成例を示す摸式図。
【図３】記録クロック生成回路のブロック図。
【図４】マークエッジ検出回路のブロック図。
【図５】従来の試し書き方法の手順を示した図。
【図６】本発明の試し書き方法の手順を示した図。
【図７】本発明の試し書き方法の手順を示した図。
【図８】本発明を適用して記録したトラックにおける記録密度とエラーレートの関係を示した図。
【符号の説明】
【００３２】
１０１：レーザダイオード，１０２：レーザ光，０３：対物レンズ，１０４：レーザ駆動回路，１０５：光検出器，１０６：再生信号生成回路，１０９：スピンドルモータ，１１０：光ディスク，１１１：情報記録面，１１２：制御部，２０１：等化器，２０２：二値化器（オートスライサ），２０３：クロック生成器（ＰＬＬ），２０４：位相比較器，３０１：帯域フィルタ，３０２：二値化器，３０３：周波数逓倍器，３０４：制御部
【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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