JPH07169102A

JPH07169102A - 情報記録担体

Info

Publication number: JPH07169102A
Application number: JP5342982A
Authority: JP
Inventors: Seiji Morita; 成二森田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】トラックに沿って形成するマークの始端とマ
ークの終端との組み合わせにより情報を記録できるよう
にする。【構成】マークの始端及び終端のトラック中心に対す
る位置が合計Ｍ個の位置をとるものとすると、始端位置
と終端位置の組み合わせはＭ×Ｍ＝Ｍ²通りである。従
って、Ｍ²値記録が可能となる。さらに、Ｍ²≧２^Lで
あれば２個Ｌ重記録が可能である。さらにマークをピッ
トとしピット深さをＫ種類とした場合、始端位置と終端
位置の組み合わせはＭ²×Ｋ＝Ｍ²Ｋ通りの組み合わせ
となり、Ｍ²Ｋ値記録が可能となる。前記情報は、例え
ばレーザー光をマークに集光した際の反射光強度を検出
することで再生することが可能となり、こうして本発明
では多値記録、多重記録を可能にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ディスク、光カー
ド、磁気ディスク、磁気カード、磁気テープ等の情報記
録担体に関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、高データ密度化や、高データ転送レート化を実現す
ることができる新しい情報記録担体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高密度データが蓄積でき、高速に情報処
理可能な光ディスク、光カード、磁気ディスク、磁気カ
ード、磁気テープ等の情報記録担体は、コンピュータメ
モリー等として広く使用されている。特に、直径５．２
５インチの光ディスクにおいては、１回のみ情報の書き
込みが可能であるライトワンスタイプのものや、情報の
書換えが可能である光磁気タイプが、また、直径３．５
インチの光ディスクにおいては、光磁気タイプや再生専
用であるＲＯＭタイプ、及び光磁気とＲＯＭの混在して
いるパーシャルＲＯＭタイプがＩＳＯ規格により標準化
されており、今後さらに広く普及するものと予想されて
いる。

【０００３】また、最近ではデジタルオーディオ分野に
おいても光ディスク、光カード、磁気ディスク、磁気カ
ード、磁気テープ等の情報記録担体が応用されている。
例えば、２４〜４８トラックのデジタルマルチトラック
レコーディングにおけるマスターソースとしてライトワ
ンスタイプの光ディスクや光磁気ディスクを使ったプレ
ーヤーが販売されている。

【０００４】このような専門家向け製品以外にも、一般
消費者向け製品としてもＣＤ−Ｒ（ライトワンスタイプ
のコンパクトディスク）やＭＤ（ミニディスク）が登場
しており今後の動向が注目されている。これらの情報記
録担体には何本ものトラックが形成されており、情報は
トラックに沿ってマークの有無により記録される。ＲＯ
Ｍタイプ光ディスクを例にとれば、図５のようにトラッ
ク（１）の中心（２）に沿ってマーク（３）の列が形成
されている。このマーク（３）はある位相深さの窪みで
ありピットと呼ばれる。情報はピットの有無により再生
される。最も簡単な例としてはピットを１とし、ピット
の無い部分を０とし、この１、０によって２値記録がな
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の情報
記録担体をさらに高データ密度化するために、現在、ト
ラックピッチ（トラック中心から隣りのトラック中心ま
での間隔）を狭くすることが研究されている。しかしな
がら、例えば光ディスクの場合には、波長７８０〜８３
０ｎｍの半導体レーザー及び開口数（Ｎ．Ａ．）０．５
〜０．５５の対物レンズを搭載した従来のピックアップ
では、トラックピッチを１．４μｍより小さくすると隣
接したトラックに書き込まれた情報の影響（クロストー
クと呼んでいる。）が極端に大きくなること、また、ト
ラッキングに必要なトラッキング誤差信号が極端に小さ
くなるために正確なトラッキングが行いにくくなる等の
問題が生じていた。この問題の解決のために、波長６７
０〜６９０ｎｍの半導体レーザーが開発されているが、
未だレーザー光の形状や出力等が不十分な状況にある。

【０００６】また、従来の情報記録担体では原理的に２
値記録が限界であり、３値以上のいわゆる多値記録によ
る高データ密度化ができなかった。さらに２値情報を２
重、３重で記録するといういわゆる多重記録による高デ
ータ密度化も不可能であった。そこでこの発明は、以上
の通りの従来技術の欠点を解消し、情報記録担体の多値
記録、多重記録を可能にし、高データ密度化及び高デー
タ転送レート化を実現することのできる新しい情報記録
担体を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、トラックに沿ってマークを形成
してなる情報記録担体において、マークの始端とマーク
の終端との組み合わせにより情報が記録されていること
を特徴とする情報記録担体を提供する。また、この発明
は、前記マークの始端とマークの終端との組み合わせ
は、マークの始端の形状とマークの終端の形状との組み
合わせ、あるいはマークの始端のトラック中心に対する
位置とマークの終端のトラック中心に対する位置との組
み合わせ、マーク始端部及び終端部における光学的性質
を利用したもの、マーク始端部及び終端部における磁気
光学的性質を利用したもの、マークの始端及び終端の位
置の組み合わせとすることを一つの態様としてもいる。

【０００８】

【作用】この発明の情報記録担体は、マークの始端とマ
ークの終端との組み合わせにより情報を記録するという
点に特徴がある。即ち、マークの始端及び終端のトラッ
ク中心に対する位置が合計Ｍ個の位置をとるものとする
と、始端位置と終端位置の組み合わせはＭ×Ｍ＝Ｍ²通
りである。従って、Ｍ²値記録が可能となる。さらに、
Ｍ²≧２^Lであれば２個Ｌ重記録が可能である。さらに
マークをピットとしピット深さをＫ種類とした場合、始
端位置と終端位置の組み合わせはＭ²×Ｋ＝Ｍ²Ｋ通り
の組み合わせとなり、Ｍ²Ｋ値記録が可能となる。また
Ｍ²Ｋ≧２^Lであれば２値Ｌ重記録が可能である。以上
のような情報は、例えばレーザー光をマークに集光した
際の反射光強度を検出することで再生することが可能と
なる。こうして、この発明では、多値記録、多重記録を
可能にし、高データ密度化及び高データ転送レート化を
実現する。

【０００９】以下図面を参照しながらこの発明に係わる
原理を説明する。すなわち、まず、この発明における情
報記録担体は、マークの有無により情報を記録するとい
う従来の情報記録担体とは、マークの始端とマークの終
端との組み合わせにより情報を記録するという点で異な
っている。この結果、この発明による情報記録担体は多
値記録あるいは多重記録による高データ密度化を実現す
ることができる。

【００１０】マークの始端とマークの終端との組み合わ
せにより情報を記録する方法について説明すると、例え
ばマークの始端及び終端がＮ種類の形状をとることが出
来るとする。このときマーク始端形状とマーク終端形状
の組み合わせはＮ×Ｎ＝Ｎ²通りあることになる。従っ
て、この組み合わせ数を情報に対応させればＮ²値の多
値記録が可能になる。さらにＮ²≧２ⁿであればｎ重の
２値多重記録が可能となる。このようなマークの始端及
び終端形状の例を示したものが図１である。

【００１１】マーク（３）としてトラック（１）の中心
（２）に配設されたものは、その始端（４）及び終端
（５）の形状を多様なものとすることがで、その例とし
ては図１に示すマーク（３）の始端（４）及び終端
（５）の形状のみならず、マーク始端（４）部及び終端
（５）部における反射率、透過率、位相差等の光学的性
質を利用したものでもよいし、あるいは磁化の向きや保
磁力等の磁気学的性質、カー回転角やカー楕円率等の磁
気光学的性質を利用したものでもよい。さらにマークの
始端及び終端の位置であってもよい。

【００１２】マークの始端（４）及び終端（５）のトラ
ック中心（２）に対する位置により情報の多値化、多重
化を行う場合の例を次に説明する。いまマークの始端及
び終端のトラック中心に対する位置は合計Ｍ個の位置を
とるものとすると、始端位置と終端位置の組み合わせは
Ｍ×Ｍ＝Ｍ²通りとなる。従って、Ｍ²値記録が可能と
なる。さらに、Ｍ²≧２^Lであれば２個Ｌ重記録が可能
である。

【００１３】さらにマークをピットとしピット深さをＫ
種類とすればＭ²×Ｋ＝Ｍ²Ｋ通りの組み合わせが可能
となるのでＭ²Ｋ値記録が可能となる。またＭ²Ｋ≧２
^Lであれば２値Ｌ重記録が可能である。Ｍ＝３、Ｋ＝２
の例を以下に示す。図２に示したように、いま、マーク
の始端及び終端のトラック中心（２）に対する位置は、
トラック中心（２）位置、トラック中心に対し右側
（６）位置、トラック中心に対し左側（７）位置の合計
３つの位置をとるものとする。始端位置と終端位置の組
み合わせは３×３＝９通りである。従って、９値記録が
可能となる。また、９≧２³なので２値３重記録が可能
である。さらにマークをピットとしピット深さを２種類
とすれば９×２＝１８通りの組み合わせとなるので１８
値記録が可能となる。また１８≧２⁴なので２値４重記
録が可能である。

【００１４】以上のような情報を再生するには、例えば
レーザー光をマークに集光した際の反射光強度を検出す
ることで可能となる。マークの始端部と終端部の検出は
光検出器の信号（光検出器が多分割センサーの場合は各
分割光検出部の信号の総和すなわちトータル信号）が増
加あるいが減少する点つまり微分信号が正または負の極
値となる点を検知することにより可能となる。

【００１５】マークの始端と終端の形状、位置、光学的
性質、磁気的性質、磁気光学的性質等の検出は例えば光
検出器の受光量の違いすなわち信号レベルの差により区
別できる。特にマークの始端と終端の形状の場合は光検
出器を例えばトラック前後に２分割した構成とし２つの
分割光検出部の差信号レベルにより区別することもでき
る。またマークの始端と終端の位置の場合は光検出器を
例えばトラック左右に２分割した構成とし２つの分割光
検出部の差信号レベルにより区別することもできる。

【００１６】マークを数種類の深さのピットとした場
合、その深さの違いを判断するにも光検出器の受光量の
違いすなわち信号レベルの差を利用できる。特にピット
深さを２種類とした場合は例えば入射レーザー光をトラ
ック方向と４５°の角度を成す直線偏光とし反射光を２
分の１波長板及び偏光ビームスプリッターによりトラッ
クと平行方向の偏光成分とトラックと垂直方向の偏光成
分の２つに分割して各々光検出器で光量を検出すること
によって、あるいは２つの光検出器の差信号を検出する
ことによっても深さの判別は可能である。この場合はピ
ットの一方をトラックと平行方向の偏光に対し回折効率
の大きい深さ（再生光の波長をλ、情報記録担体基板の
屈折率をｎとすればλ／３ｎ〜λ／４ｎ程度）に選択
し、ピットのもう一方をトラックと垂直方向の偏光に対
し回折効率の大きい深さ（λ／４ｎ〜λ／５ｎ程度）に
選択しておくと好適である。

【００１７】以下にマークの始端及び終端のトラック中
心に対する位置の場合の検出方法の１例を示す。いまマ
ークの始端及び終端のトラック中心に対する位置は、図
２に示すように、トラック中心（２）位置、トラック中
心に対し右側（６）位置、トラック中心に対し左側
（７）位置の合計３つの位置をとるものとする。光検出
器をトラック左右に２分割した構成とし、２つの分割光
検出部よりの光出力をそれぞれＩ₁、Ｉ₂とする。この
とき２つの分割光検出部の和信号すなわち（Ｉ₁＋
Ｉ₂）が増加あるいは減少する点つまり（Ｉ₁＋Ｉ₂）
の微分信号が正または負の極値となる点よりマークの始
端部と終端部を検知することができる。さらにそのとき
２つの分割光検出部の差信号すなわち（Ｉ₁−Ｉ₂）が
０または正の値または負の値となることからマークの始
端部及び終端部のトラック中心に対する位置がトラック
中心位置、トラック中心に対し右側位置、トラック中心
に対し左側位置のいずれであるかが判別できる。差信号
（Ｉ₁−Ｉ₂）ではなく差信号を和信号で除した信号す
なわち（Ｉ₁−Ｉ₂）／（Ｉ₁＋Ｉ₂）が０または正の
値または負の値となることよりマークの始端部及び終端
部のトラック中心に対する位置を判別することも可能で
ある。また総合的に（Ｉ₁＋Ｉ₂）の微分信号ｄ（Ｉ₁
＋Ｉ₂）／ｄｔと差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）の積信号を利用
してもよい。

【００１８】図３は、図２に示した各マークを再生した
際の和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）及び和信号の微分信号ｄ（Ｉ
₁＋Ｉ₂）／ｄｔ及び差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）と９値記録
の際対応させる値の例及び２値３重記録の際対応させる
値の例を示したものである。２種類のピット深さを判別
するには例えば入射レーザー光をトラック方向と４５°
の角度を成す直線偏光とし反射光を２分の１波長板及び
偏光ビームスピリッターによりトラック方向の偏光成分
とトラックと垂直方向の偏光成分の２つに分割して検出
することにより可能である。

【００１９】

【実施例】

〔光ディスクの実施例〕光ディスクに記録する情報は１
８値のデータとした。つまり、これらのデータは図２に
示すような９種類の形状のピットを２種類のピット深さ
として、２×９＝１８種類のピットとして記録した。

【００２０】この実施例では以下に記載するような方法
で光ディスクを製造した。まず、外径２２０ｍｍ、内径
１０ｍｍ、板厚６ｍｍ、表面粗度Ｒａ１０以下の合成石
英原盤を液温６０℃の硫酸と過酸化水素水の混合液中で
洗浄した後、弱アルカリ洗剤で洗浄し、次いで超純水で
超音波洗浄して高速スピン乾燥法で乾燥させた。次にこ
の原盤表面にプライマー（トランシル社製アンカーコー
ト）をスピンコートした後、ポジ型フォトレジスト（ヘ
キスト製ＡＺ１３５０）をスピンコートした。

【００２１】次いでレーザーカッティングマシン（波長
４５７．９ｎｍ、ＮＡ０．９３）でデータを原盤表面に
記録した。９種類の形状のピット形成は、従来のカッテ
ィングマシン光学系のＥＯ変調器の後に新たにＥＯ偏向
器を追加し、信号変調されたレーザー光をウォーブリン
グさせ、レーザー光の集光ポイントをトラック中心位
置、トラック中心に対し右側位置、トラック中心に対し
左側位置の３位置にすることで行った。２種類の深さの
ピット形成はＥＯ変調器によりレーザーパワーを変調し
て行った。

【００２２】カッティング時の線速度は１．４ｍ／ｓで
あり、トラックピッチは１．２μｍ、形成するピットの
長さは約０．８μｍ、ピットとピットの間隔は約０．８
μｍ、ピット始端及び終端のウォーブリング層はトラッ
ク中心に対し右側及び左側とも約０．０４μｍである。
その後現象処理を行い原盤表面にピットパターンを形成
した。

【００２３】このようにして作製したレジスト原盤パタ
ーン表面に膜厚５００Åのニッケル導電層をスパッタリ
ングにより形成した後、スルファミン酸ニッケル浴中に
おいて電鋳を行い厚さ３００μｍのニッケルメッキ層を
形成した。さらにニッケルメッキ面の研磨を行った後、
外径１８０ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚１０ｍｍのステン
レス製プレートをエポキシ接着剤でニッケルメッキ面に
接着した。接着剤硬化後、石英原盤とプレート接着済み
のニッケルメッキを剥離し、パターン表面の残留フォト
レジストを酸素アッシングで除去しスタンパーを作製し
た。スタンパーのピット深さは１０００Åと１３００Å
であり、ピット幅は約０．３〜０．４μｍであった。

【００２４】以上のようにして得たスタンパーからいわ
ゆる２Ｐ法により外径１２０ｍｍ、内径１５ｍｍ、板厚
１．２ｍｍのガラス基板表面にピットパターンを複製し
た。次にパターン複製面にアルミニウム層をスパッタリ
ングし、有機保護膜をスピンコートして、光ディスクを
得た。このようにして作製した光ディスクを評価用ドラ
イブにて再生した。評価ドライブのピックアップ光学系
を例示したものが図４である。

【００２５】レーザー（８）からの光路に、コリメータ
ーレンズ（９）、ビーム整形プリズム（１０）、ビーム
スプリッター（１１）、対物レンズ（１２）を配置し、
レーザー光が情報記録担体（２０）に照光されるように
している。さらにヒックアップ光学系には、集光レンズ
（１３）、シリンドリカルレンズ（１４）、トラッキン
グ及びフォーカシング用光検出器（１５）、２分の１波
長板（１６）、偏光ビームスプリッター（１７）、２分
割光検出器１（１８）、２分割光検出器２（１９）を備
えている。

【００２６】レーザー（８）の波長は６８０ｎｍ、対物
レンズ（１２）のＮＡは０．５５である。またトラッキ
ングはプッシュプル法、フォーカシングは非点収差法で
ある。光ディスクに入射するレーザー光はトラック方向
と４５°の角度を成す直線偏光である。２分の１波長板
（１６）及び偏光ビームスプリッター（１７）により光
ディスクよりの反射光は２つに分けられ、トラック左右
方向に２分割された光検出器１（１８）、光検出器２
（１９）により受光される。光検出器１（１８）の各チ
ャンネル出力をＩ₁、Ｉ₂とし光検出器２（１９）の各
チャンネル出力をＩ₃、Ｉ₄とすると、ピット始端部及
び終端部の検出とピット始端及びピット終端の位置の検
出は［（Ｉ₁＋Ｉ₂）＋（Ｉ₃＋Ｉ₄）］×［（Ｉ₁−
Ｉ₂）＋（Ｉ₃−Ｉ₄）］信号により行い、ピットの深
さの検出は［（Ｉ₁＋Ｉ₂）−（Ｉ₃＋Ｉ₄）］信号に
より行うことができる。実際にも光ディスクの再生の結
果、なんら問題もなく、１８値データの判別ができるこ
とを確認した。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、この発明によ
れば、マークの始端とマークの終端との組み合わせによ
り情報を記録することによって情報記録担体の多値記
録、多重記録が可能になり高データ密度化及び高データ
転送レート化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の情報記録担体のマークの１例を示す
拡大平面図である。

【図２】この発明の情報記録担体のマークの１例を示す
拡大平面図である。

【図３】この発明の情報記録担体よりの再生信号及びデ
ータの１例を表す時間相関図である。

【図４】この発明の情報記録担体を再生する光学系の１
例を表す構成図である。

【図５】従来の情報記録担体のマークを示す拡大平面図
である。

【符号の説明】

１トラック２トラック中心３マーク４マークの始端５マークの終端６トラック中心に対し右側７トラック中心に対し左側８レーザー９コリメーターレンズ１０ビーム整形プリズム１１ビームスプリッター１２対物レンズ１３集光レンズ１４シリンドリカルレンズ１５トラッキング及びフォーカシング用光検出器１６２分の１波長板１７偏光ビームスプリッター１８２分割光検出器１１９２分割光検出器２２０情報記録担体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トラックに沿ってマークを形成してなる
情報記録担体において、マークの始端とマークの終端と
の組み合わせにより情報が記録されていることを特徴と
する情報記録担体。
【請求項２】マークの始端の形状とマークの終端の形
状とが組み合わされている請求項１の情報記録担体。
【請求項３】マークの始端のトラック中心に対する位
置とマークの終端のトラック中心に対する位置とが組み
合わされている請求項１の情報記録担体。
【請求項４】マークが位相構造とされている請求項３
の情報記録担体。
【請求項５】マークが２種類の深さを有する位相構造
とされている請求項４の情報記録担体。
【請求項６】マークの始端とマークの終端との組み合
わせでは、マーク始端部及び終端部における光学的性質
が利用されている請求項１の情報記録担体。
【請求項７】マークの始端とマークの終端との組み合
わせでは、マーク始端部及び終端部における磁気光学的
性質が利用されている請求項１の情報記録担体。
【請求項８】マークの始端とマークの終端との組み合
わせでは、マーク始端部及び終端部における磁気的性質
が利用されている請求項１の情報記録担体。
【請求項９】マークの始端の位置と終端の位置が組み
合わされている請求項１の情報記録担体。