JPH07311981A

JPH07311981A - 光ディスク

Info

Publication number: JPH07311981A
Application number: JP7081806A
Authority: JP
Inventors: Hideji Takeshima; 秀治竹島; Masae Kubo; 正枝久保
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度光ディスクのトラッキング制御におけ
る制御精度を高く且つ高速制御を可能とする。【構成】２分割の光検出部の出力Ｉ₁及びＩ₂をピーク
ホールドして、該ピークホールドされた信号からクロス
トラック信号、クロストラックミニマム信号及びプッシ
ュプル信号を得てトラッキング制御を行なうドライブ装
置に装着する、トラックピッチが１．２μm以下の光デ
ィスクについて、光ディスクの前記各信号に対する鏡面
部の光反射率を基準とする信号特性を、夫々、０．１０
以上、０．１２以上、及び、０．１０以上でその変動幅
が０．６０以下であるように規定する。各形式のドライ
ブ装置に適用でき、トラッキング制御精度が高い光ディ
スクを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクに関し、更
に詳しくは、環状のデータトラックに対応してトラッキ
ング制御のための光学溝が形成された光ディスク媒体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度記録媒体として、書換え可能な光
磁気ディスクや読出し専用光ディスク等を含む光ディス
クが広範囲に利用されるようになっている。例えば光磁
気ディスクには、ユーザが自らデータを記録する書換え
可能な光磁気記録領域と、ディスク製作者により読出し
専用のデータがピットの長短に基づいて記録されたＲＯ
Ｍ領域とを備える形式のものがある。かかる光磁気ディ
スクでは、一般に、トラッキング制御のための環状溝
（光学溝）が形成され、この溝位置に従ってヘッド位置
の制御が行なわれる。

【０００３】図１（ａ）及び（ｂ）は夫々、上記形式の
光磁気ディスクの一般的な構造を示す平面図、及び、そ
のＡ−Ａ矢視図である。光磁気ディスクの記録面１０に
は、光磁気記録領域１２とＲＯＭ領域１４とが設けら
れ、光磁気記録領域１２にはデータが記録される平坦な
ランド部からなる光磁気データトラック１６と、該光磁
気データトラック１６と交互に設けられて記録・再生用
光スポットを光磁気データトラック１６中心に案内する
ための光学溝１８とが形成される。また、ＲＯＭ領域１
４には光スポットで読み出される読出し専用データが記
録される光データトラック２０と、この光スポットを光
データトラック２０中心に案内するための光学溝１８と
が形成される。

【０００４】光データトラック２０は、平坦なランド部
２２とデータ用のピット２４とが交互に形成された構造
を有し、このピット２４の長短によって、トラック番
号、セクタ番号、或いは、その他の読出し専用データが
ディスク製作者により記録される。一般に、ランド部１
６、２２、光学溝１８及びデータピット２４の形状は、
スタンパーに形成された凹凸を射出形成等により基板表
面に転写することにより形成される。転写を可能とする
ことで、データの複製を大量且つ安価に作製することが
出来るので、データをピットとして記録したＲＯＭディ
スクやパーシャルＲＯＭディスク等の光ディスクは、ソ
フトウェア等の画一的なデータを大量に製作・配布する
ために有用である。このように、データを大量且つ安価
に複製できることが光ディスクの大きな特徴の一つとな
っている。

【０００５】光学溝１８の読取りは、ヘッド又はピック
アップと一体的に移動する光スポットの反射光を受光す
る、光ディスクの半径方向に２分割されたサーボ用光検
出器２６により行なわれ、その第１の光検出部２８の出
力Ｉ₁と、第２の光検出部３０の出力Ｉ₂とが図示しない
信号処理回路において演算処理される。光検出器２６の
各光検出部の出力Ｉ₁及びＩ₂の信号波形を図２に示し
た。ヘッドがランド部１６中央にあるときには、出力Ｉ
₁及びＩ₂の出力は高く、溝部にあるときには低い。ま
た、ヘッドがＲＯＭ領域１４にあるときの出力Ｉ₁及び
Ｉ₂には、ピット２４が光スポットを通過する際の高い
周波数の信号成分が含まれる。ここで、ＲＯＭ領域１４
及び光磁気記録領域１２の双方で同様な出力を得るため
に、双方の検出部の出力Ｉ₁及びＩ₂を夫々ローパスフィ
ルタで処理して高周波成分を除く。

【０００６】ローパスフィルタ通過の後に、双方の出力
Ｉ₁及びＩ₂を加え合わせた和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_LPは、例
えば光スポットが通過する溝数のカウントに利用され
る。また、同様にローパスフィルタを通過させた後にこ
れらの差をとった差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）_LPは、その零点を
検出することにより、トラック中心を検出するために利
用される。

【０００７】光磁気ディスク、ＲＯＭディスク及びパー
シャルＲＯＭディスク等、各方式の光ディスク媒体につ
いて、相互に異なるドライブ装置間での互換性を確保す
るため、光ディスクから得られ、一般的にトラッキング
制御に利用される溝信号、即ちクロストラック信号、ク
ロストラック・ミニマム信号、及び、プッシュプル信号
についての特性がＩＳＯ規格において光ディスクに共通
の規格として規定されている。

【０００８】クロストラック信号は、ヘッドがランド部
１６、２２にあるときに得られた和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）
_LPOLから、ヘッドが溝部１８にあるときに得られた和信
号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_LPOGを引いた差出力に比例する信号とし
て表わされ、一般に、実質的に平坦な鏡面部の反射率
（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aを基準として表現される。クロストラッ
ク・ミニマム信号は、ヘッドが溝部にあるときに得られ
た前記和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_LPOGに比例する信号として表
わされ、また、プッシュプル信号は、フィルタ回路を通
過した後の双方の光検出部の出力差に比例する信号とし
て表わされ、夫々、実質的に平坦な鏡面部の反射率を基
準として表現される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】近年、光ディスクの記
録容量を増加させるため、溝の間隔（即ち、トラックピ
ッチ）のみならずトラック内でのピット間隔も次第に狭
められてディスクの高密度化が図られている。かかる高
密度化に伴い、従来のＩＳＯ規格による光ディスクの規
定方法では、特にＲＯＭ領域の溝においてトラッキング
制御のために必要な精度の信号が得られないという問題
がある。この問題を解決するため、ドライブ装置では、
ＲＯＭ領域の溝信号の再生の際にピークホールド回路を
用いることが提案されている。

【００１０】上記提案された方法では、図２の出力Ｉ₁
とＩ₂とを夫々ピークホールド回路を通過させ、それら
の上側包らく線（Ｉ₁）_PH及び（Ｉ₂）_PHを抽出する（図
３（ａ））。その後に双方の包絡線を加え合わせた和信
号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_PH、及び、双方の差をとった差信号（Ｉ
₁−Ｉ₂）_PHを求める（図３（ｂ）及び（ｃ））。これら
の信号は、前述のローパスフィルタを通過させた後に得
られた従来の和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_LH及び差信号（Ｉ₁−
Ｉ₂）_LHと同様にヘッド位置の制御等に利用できるもの
である。

【００１１】上記提案された方法によると、和信号（Ｉ
₁＋Ｉ₂）_PHの振幅が従来の和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_LPの振幅
よりも充分に大きいので、その極大又は極小に達したこ
とをもってヘッドが横断するトラック数がカウントされ
る際に、そのカウント誤りの発生率が小さく抑えられ
る。また、この方法による差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）_PHは、従
来の差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）_LPに比して零点附近の直線性が
良好で傾斜も高いので、ヘッドがトラック中心に位置す
るように制御する際に、その制御精度が高くなるという
利点を有する。

【００１２】ところで、上記提案された方法を採用する
ドライブ装置に適した高密度光ディスクの構造について
は未だ知られていない。そこで、本発明は、上記提案さ
れた方法を採用するドライブ装置に特に適した高密度光
ディスクであって、光学溝から得られる再生信号の信号
特性が良好なため、ヘッド位置制御が高速に行なわれ且
つその制御精度が高い光ディスクを提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光ディスクは、平坦なランド部を少なくと
も有しトラックピッチが１．２μm以下となるように配
設された環状のデータトラックと、該データトラックに
対応して配設される環状溝とをデータ記録面に備えてお
り、前記データ記録面の半径方向に相互に隣接して前記
データトラック及び環状溝から光学信号を検出する第１
及び第２の光検出部の出力を夫々ピークホールドし、該
ピークホールドされた信号に基づいてクロストラック信
号、クロストラック・ミニマム信号及びプッシュプル信
号を生成してトラッキング制御を行なう形式のドライブ
装置に装着可能な光ディスクであって、鏡面部の光反射
率を夫々基準として、前記クロストラック信号及びクロ
ストラック・ミニマム信号に対する信号特性が夫々０．
１０以上及び０．１２以上であり、且つ、前記プッシュ
プル信号に対する信号特性が０．１０以上で且つその変
動幅が０．６０以下であることを特徴とする。

【００１４】更に、本発明の光ディスクは、前記基準に
代えて、ランド部中央での反射率を基準として採用する
ことができ、この場合、前記クロストラック信号及びク
ロストラック・ミニマム信号に対する信号特性が夫々
０．１５以上及び０．２０以上であり、且つ、前記プッ
シュプル信号に対する信号特性が０．１５以上で且つそ
の変動幅が０．６５以下である。

【００１５】ディスク駆動装置の信号処理回路では、一
般に、各光検出部の出力Ｉ₁及びＩ₂をピークホールドし
て得られた、出力Ｉ₁及びＩ₂の各包絡線の和及び差をと
って得られる和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_PH及び差信号（Ｉ₁−
Ｉ₂）_PHから、クロストラック信号、クロストラック・
ミニマム信号及びプッシュプル信号を得ている。しか
し、例えばディスクの回転数が３０００ｒｐｍの場合、
光ディスクにおける一般的なデータの記録周波数が１〜
１４ＭＨz以上と極めて高い周波数範囲にあり、且つ、
ディスク駆動装置におけるピークホールドのための周波
数が７ｋＨ_a程度とかなり低い周波数範囲にあることを
考慮すると、上記に代えて、まず出力Ｉ₁及びＩ₂の和信
号（Ｉ₁＋Ｉ₂）及び差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）を得た後に、こ
れら和信号及び差信号を夫々ピークホールドして得られ
た各包絡線（Ｉ₁＋Ｉ₂）_ENV、（Ｉ₁−Ｉ₂）_ENVを得て
も、その結果は夫々、先に示した和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_PH
及び（Ｉ₁−Ｉ₂）_PHと、実質的に差はない。即ち、出力
Ｉ₁及びＩ₂のピークホールド値の和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_PH
及び差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）_PHと、出力Ｉ₁及びＩ₂の和信号
及び差信号の包絡線（Ｉ₁＋Ｉ₂）_ENV及び（Ｉ₁−Ｉ₂）
_ENVとは等価である。従って、本発明において各溝信号
の特性について使用する用語、「クロストラック信
号」、「クロストラック・ミニマム信号」及び「プッシ
ュプル信号」は、駆動装置の信号処理回路で一般的に作
られる各溝信号に限らず、これらと実質的に等価な信号
一般を指称するものである。更に、これらの信号は、Ｉ
₁及びＩ₂双方の光検出部の出力を電気信号に変換した後
に加え合わせたものに限らず、それらと等価な光検出部
の出力を電気信号に変換した後に加え合わせたものや、
光信号のまま加えられたものでもよく、或いは、別の信
号に変換した後に加え合わせたものでもよい。

【００１６】

【作用】本発明の光ディスクは、前記構成を採用するこ
とにより、ヘッド位置制御が高く行なわれ、また、ヘッ
ドの高速移動・位置決めが可能となる。以下、この点に
ついて説明する。

【００１７】前記ピークホールド回路を用いて得られる
和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_PH及び差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）_PHは、上
記の通り、出力Ｉ₁及びＩ₂をそのまま用いて、これらを
加え合わせて得られた和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）及びその差を
とって得られた差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）の夫々の包絡線（Ｉ
₁＋Ｉ₂）_ENV及び（Ｉ₁−Ｉ₂）_ENV（図４）に対応する。
これらの信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_ENV及び（Ｉ₁−Ｉ₂）_ENVは夫
々、図４に示すように、従来の和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_LP及
び差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）_LPよりもその振幅が大きい。従っ
て、上記提案されたピークホールド回路を採用するドラ
イブ装置で溝信号が再生される光ディスク媒体について
も、上記和信号及び差信号の包絡線（以下、夫々、和信
号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_ENV及び差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）_ENVと呼ぶ）
から得られる信号を用いて、その構造を特定することが
便宜である。

【００１８】ここで、本発明に係る光ディスクの構造を
特定するために採用するクロストラック信号及びクロス
トラック・ミニマム信号の元となる前記和信号（Ｉ₁＋
Ｉ₂）_ENVは、光ディスクの記録面の反射光量に依存する
ので、光ディスクのクロストラック信号特性は、ランド
部と溝部の幅比率、溝深さ及び表面反射率を選定するこ
とで調整できる。例えば、溝深さが大きくなるほど、ク
ロストラック信号特性は大きくなる。クロストラック・
ミニマム信号特性は、溝深さを大きく選定すると小さく
なる。また、これらの信号振幅は、光磁気記録領域とＲ
ＯＭ領域とで変動する。

【００１９】差信号（プッシュプル信号）（Ｉ₁−Ｉ₂）
_ENVは、２分割の光検出部の出力Ｉ₁及びＩ₂の差を表わ
す信号であるから、その振幅（Ｉ₁−Ｉ₂）_ENVPPは、溝
部で回折される反射光量に依存する。一般に、プッシュ
プル信号は溝深さが特定の値で極大となり、溝の幅比率
が大きくなるほど大きくなる。また、光磁気記録領域と
ＲＯＭ領域とでその振幅が変動する。

【００２０】ドライブ装置で必要な溝信号としては、ク
ロストラック信号、クロストラック・ミニマム信号及び
プッシュプル信号が挙げられる。クロストラック信号
は、一般に、ドライブ装置のヘッド又はピックアップと
一体的に移動する記録・再生用光スポットのトラック間
の移動時に形成される和信号（溝横断信号（Ｉ₁＋
Ｉ₂））の振幅を表し、主として光スポットが横断する
溝数をカウントするために用いられる。従って、クロス
トラック信号が小さいと光スポットが横断する溝数を誤
ってカウントする可能性が高くなる。

【００２１】一方、クロストラック・ミニマム信号は、
一般に、記録・再生用光スポットの移動時に形成される
溝横断信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）の最小レベルを表し、また、プ
ッシュプル（Ｉ₁−Ｉ₂）信号は、記録・再生用光スポッ
トの溝と溝の間の中心（即ち、トラック中央）からのず
れを表している。従って、トラック中央近傍では、記録
・再生スポットのトラック中央からのずれ量に対してプ
ッシュプル信号の直線性及び傾斜が確保されていること
が重要である。

【００２２】ここで、本発明の光ディスクにおけるクロ
ストラック信号特性は、光ディスクのランド部で得られ
た和信号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_ENVOLから、溝部で得られた和信
号（Ｉ₁＋Ｉ₂）_ENVOGを引いた差出力に比例する信号の
大きさとして表わされ、例えば実質的に平坦な鏡面部の
反射率を基準として表現される。即ち、上記差出力を仮
想的な鏡面部からの戻り光量（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aで割った値
として定義される。

【００２３】また、本発明の光ディスクにおけるクロス
トラック・ミニマム信号特性は、溝部で得られた和信号
（Ｉ₁＋Ｉ₂）_ENVOGに比例する信号として表わされ、更
に、プッシュプル信号特性は、差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）_ENV
の振幅の大きさ（Ｉ₁−Ｉ₂）_ENVPPに比例する信号とし
て表わされ、何れも実質的に平坦な鏡面部の反射率を基
準として定義される。

【００２４】また、上記の基準に代えて、ピットが形成
されない光磁気記録領域のランド部中央での反射率を基
準として上記各信号を表現することもでき、この場合、
前記差出力、溝部での和信号及びプッシュプル信号は夫
々、ランド部中央からの戻り光量（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OLで割っ
た値として定義される。

【００２５】一般的に、ドライブ装置では、記録・再生
用光スポットは、各光検出部の出力の差（Ｉ₁−Ｉ₂）を
その和（Ｉ₁＋Ｉ₂）で除算した信号に基づいて、ヘッド
がトラック中央に常に位置するように制御される。従っ
て、クロストラック・ミニマム信号が小さいと、この除
算を行なう除算回路の設計が難しくなる。プッシュプル
信号も、ＳＮ比（Ｓ／Ｎ）を確保するため、及び、記録
・再生用光スポットのトラック中央からのずれ量に対す
る直線性を確保するために、ある程度の振幅を確保する
ことが好ましい。

【００２６】また、ドライブ装置によっては、プッシュ
プル信号をクロストラック信号の代わりに使用して、記
録・再生ヘッドの移動時に、光スポットが横断する溝の
数をカウントするために用いる場合もある。このため、
互換性を確保するためには、プッシュプル信号にもある
程度の信号振幅を確保することが好ましい。

【００２７】更に、ほば全面が光磁気記録領域を成す書
換え型光磁気ディスクと、ＲＯＭ領域を全面にあるいは
一部に持つＲＯＭディスクやパーシャルＲＯＭディスク
とを共通のドライブ装置で記録・再生することを考える
と、前記各溝信号についての特性が、光磁気記録領域と
ＲＯＭ領域とで大きく相違しないことが望ましい。

【００２８】本発明に係る光ディスクを規定するため
の、光磁気記録領域における各溝信号特性、即ちクロス
トラック信号、クロストラック・ミニマム信号及びプッ
シュプル信号特性は、鏡面部の戻り光量（Ｉ₁＋Ｉ₂）_a
を基準とした場合には、下記式で表わされる。

【数１】

【００２９】また、上記光磁気記録領域の各溝信号特性
は、光磁気記録領域のトラック中央での戻り光量（Ｉ₁
＋Ｉ₂）_OLを基準とした場合には、下記式で表わされ
る。

【数２】

【００３０】一方、ＲＯＭ領域における上記各溝信号特
性は、鏡面部の戻り光量（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aを基準として下
記式のように定義される。

【００３１】

【数３】

【００３２】また、ＲＯＭ領域における各溝信号特性
は、光磁気記録領域のトラック中央での戻り光量（Ｉ₁
＋Ｉ₂）_OLを基準とする場合には、下記式のように定義
される。

【数４】

【００３３】ところで、上記のような定義により各溝信
号特性を規定した場合において、光ディスクの記録容量
が増加し、溝の間隔（トラックピッチ）及びトラック内
でのピット間隔が狭められると、光ディスクから得られ
る溝信号について、以下に示すような問題点が生ずる。
これを、図５〜図７を参照して説明する。なお、かかる
問題は、例えば、トラックピッチが従来の１．３５μm
から１．２μm程度以下になり、これに伴ってビームス
ポット径が従来の１．３７μmから１．２０μm程度以下
になると特に顕在化する。

【００３４】図５及び図７は、光ディスクのレプリカを
製作する際の現象を説明するためにスタンパー及びレプ
リカを示す一般的な断面図で、図１のＡ−Ａ部の断面と
して示してある。また、図６は、一般的なクロストラッ
ク信号（（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OL−（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OG）及びプッシ
ュプル信号の振幅（Ｉ₁−Ｉ₂）_PPの溝深さ依存性を示す
グラフである。

【００３５】溝間隔及びピット間隔が狭まると、溝及び
ピットが凹凸として形成されたスタンパー３２を用いて
樹脂基板あるいは光硬化性樹脂とガラス基板等から成る
レプリカ３４を形成する際に、図５に示すように、樹脂
がスタンパー３２の凹凸面に充分に密着せず、ランド部
２２が充分に充填されないことが予想される。この場
合、ＲＯＭ領域１４のピット２４が存在する近傍の溝１
８Ａの溝深さｄ₂は、ピットが全く存在しない光磁気記
録領域１２の溝１８Ｂの溝深さｄ₁よりも浅くなる。

【００３６】一般に、光磁気記録領域１４の溝深さｄ₁
は、図６に示すように、ほぼプッシュプル信号の振幅
（Ｉ₁−Ｉ₂）_PPが最大となるように選定されているた
め、ＲＯＭ領域１４では小さな溝深さｄ₂により、クロ
ストラック信号（（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OL−（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OG）も
プッシュプル信号の振幅（Ｉ₁−Ｉ₂）_PPも、大きな溝深
さｄ₁を有する光磁気記録領域１２に比して小さくな
る。ドライブ装置において溝信号の大きさが、光磁気記
録領域１２とＲＯＭ領域１４とでこのように大きく異な
ることは、トラッキング制御の上から好ましくない。

【００３７】また、一般に、スタンパー３２の作製は、
光感光性樹脂を塗布したガラス原盤をレーザで露光する
ことにより行われる。その際、ガラス原盤は溝加工の光
スポット及びピット加工の光スポットの２本の光ビーム
により同時に露光される。このため、ピット露光時に
は、特に隣接する溝露光部にも光が漏れこみ、その結
果、図７に示すように、スタンパー３２Ａではピット２
４に隣接する溝１８Ｃがより深く且つ幅広に形成される
可能性がある。このようなスタンパー３２Ａを用いて形
成したレプリカ３４Ａでは、ＲＯＭ領域１４のピット２
４に隣接する溝１８Ｃの溝深さｄ₂は、ピットに隣接し
ないＲＯＭ領域１４の溝及びピットが存在しない光磁気
記録領域１２の溝１８Ｄの溝深さｄ₁よりも、深く且つ
幅広に形成される。従って、ＲＯＭ領域１４の一部では
クロストラック信号が光磁気記録領域１２に比べ大きく
なり、好ましくない。

【００３８】クロストラック・ミニマム信号特性の数値
は、記録・再生ビームの位置制御に用いる（Ｉ₁−Ｉ₂）
／（Ｉ₁＋Ｉ₂）を求める除算器（回路）の分母（Ｉ₁＋
Ｉ₂）の最小値に相当する。従って、この値が低いと、
除算器の精度の低下及び帯域幅の減少を引き起こすこと
になる。すなわち、記録・再生特性を損うことにつなが
る、記録・再生ビームの位置制御誤差の増大及び記録・
再生ビームの高速移動・位置決め性能の低下を引き起こ
すこととなる。また、クロストラック信号のＳ／Ｎを確
保するためには、クロストラック信号の最小値が鏡面部
の戻り光量に対して一定以上必要である。

【００３９】本発明は、光ディスク媒体に対するドライ
ブ装置からの上記要求特性に鑑み、光ディスクの各溝信
号特性の数値を規定することでその構造を規定する。ト
ラック間隔が１．２μm程度以下の高密度光ディスクに
おいて、記録・再生ビームの偏光方向が溝に平行である
ドライブ装置及び垂直であるドライブ装置の双方で溝信
号を再生する場合を考えると、ＲＯＭ領域での光ディス
クの溝信号特性が、平行及び垂直の双方の偏光方向で下
記表１あるいは表２で示した数値を満足することが必要
である。

【００４０】表１は、溝信号を鏡面部の反射率を基準と
して、表２は溝信号を光磁気記録領域のランド部中央の
反射率を基準として夫々表わしたときに、本発明に従っ
て、光ディスクが満たすべき信号特性を示す。なお、以
下に示す各表と共に、クロストラック信号、クロストラ
ック・ミニマム信号及びプッシュプル信号は夫々、ＣＴ
信号、ＣＴＭ信号及びＰ−Ｐ信号と略記した。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】表１に示されるように、鏡面部の戻り光量
（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aを基準とした場合には、光ディスクの信
号特性は、クロストラック信号が０．１０以上、クロス
トラック・ミニマム信号が０．１２以上であり、且つ、
プッシュプル信号は０．１０以上で且つその変動幅が
０．６０以下となる数値範囲を同時に平行及び垂直の双
方の偏光方向で満足することが必要である。

【００４４】また、一般に（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OL／（Ｉ₁＋
Ｉ₂）_aが０．６０〜０．９０であると考えると、表２に
示されるように、光磁気記録領域のトラック中央での戻
り光量（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OLを基準とした場合には、光ディス
クの信号特性は、クロストラック信号が０．１５以上、
クロストラック・ミニマム信号が０．２０以上であり、
プッシュプル信号は０．１５以上で且つその変動幅が
０．６５以下となる数値範囲を同時に平行及び垂直の双
方の偏光方向で満足することが必要である。

【００４５】クロストラック・ミニマム信号特性の数値
が上表に示した値よりも低いと、除算器の精度の低下及
び帯域幅の減少を引き起こし、記録・再生ビームの位置
制御誤差の増大及び記録・再生ビームの高速移動・位置
決め性能の低下を引き起こすこととなる。

【００４６】

【好適な実施の態様】本発明に係る光ディスクの溝信号
特性として、更に好ましい数値を表３及び表４に、夫
々、表１及び表２と同様に示した。

【００４７】

【表３】

【表４】

【００４８】表３に示したように、鏡面部の戻り光量
（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aを基準とした場合には、溝信号特性とし
ては、クロストラック信号が０．２０以上、クロストラ
ック・ミニマム信号が０．１５以上であり、プッシュプ
ル信号は０．１５以上でその変動幅が０．４５以下であ
ることを同時に満足することが望ましい。また、光磁気
記録領域のトラック中央での戻り光量（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OLを
基準とした場合には、前述のごとく（Ｉ₁＋Ｉ₂）_OL／
（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aが０．６０〜０．９０と考え、表４に示
したように、クロストラック信号は０．３０以上、クロ
ストラック・ミニマム信号は０．２５以上であり、プッ
シュプル信号は０．２５以上で且つその変動幅は０．５
０以下であることを同時に満足することが望ましい。

【００４９】一般に除算器の精度及び帯域幅を確保する
ためには、その分母は少なくとも最大入力レベル（Ｉ₁
＋Ｉ₂）_aの０．１倍は必要であり、好ましくは０．１２
倍以上、さらに好ましくは０．１５倍以上必要である。
従って、クストラック・ミニマム信号は、好ましくは
（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aの０．１２倍以上、さらに好ましくは
０．１５倍以上とする。

【００５０】クロストラック信号のＳ／Ｎを確保するた
めには、クロストラック信号の最小値が、クロストラッ
ク信号を生成する回路、すなわち（Ｉ₁＋Ｉ₂）を扱う回
路の最大入力レベルである鏡面部の戻り光量（Ｉ₁＋
Ｉ₂）_aの１／１０以上であることが好ましく、さらに好
ましくはその１／５以上である。即ち、クロストラック
信号特性は、（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aの０．１０倍以上が好まし
く、さらに好ましくは、（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aの０．２０倍以
上とする。光ディスクのクロストラック信号特性がこの
規定値を下回ると、光スポットが横断する溝の数を誤っ
てカウントする可能性が高くなり、ヘッドの高速移動・
位置決め性能の低下を引き起こす。

【００５１】プッシュプル信号は、そのＳ／Ｎの観点か
ら（Ｉ₁＋Ｉ₂）_aの０．１０倍以上の振幅、さらに好ま
しくは、０．１５以上の振幅を有することが望ましい。
また、その変動範囲は、記録・再生スポットのトラック
中央への位置制御に重要な差信号（Ｉ₁−Ｉ₂）を取り扱
う回路の直線性を確保するため、最小値０．１０の６倍
以下、すなわち０．６０以下に、さらに好ましくは、最
小値０．１５の３倍以下、すなわち、０．４５以下にす
る。

【００５２】また、ほぼ全面が光磁気記録領域である書
換え型光磁気ディスクと、ＲＯＭ領域を全面或いは一部
に持つＲＯＭディスクやパーシャルＲＯＭディスクとを
同一ドライブ装置で記録・再生することを考えると、こ
れらの溝信号特性が光磁気記録領域とＲＯＭ領域とで大
きく相違しないことが望ましい。従って、ＲＯＭ領域と
光磁気記録領域とにおける溝信号特性の比は、好ましく
は０．５０〜１．５０の範囲に、さらに好ましくは０．
７０〜１．３０の範囲に入ることが好ましい。

【００５３】光ディスクの信号特性を上記のように構成
することにより、ドライブ装置では、記録・再生ビーム
のトラック中央への位置制御の精度を高く行うことが出
来るようになると同時に、記録・再生ビームの高速移動
・位置決めを良好に行うことが出来る。

【００５４】なお、上記溝特性を備える光ディスクの構
造は、単純にランド幅及び溝幅を特定することで特定で
きるものではないが、ピットの幅、深さ及び長さ、溝幅
とランド部幅の比率、溝深さ等を調整して、光ディスク
の反射回折光強度を選定し、容易に上記数値に選定でき
る。以下、本発明の実施例について説明する。

【００５５】実施例１トラックピッチが１．１５μm
となるように溝が配設されたポリカーボネート基板上に
ＴaＯ膜（７５ｎｍ）、ＴbＦeＣo光磁気記録膜（２８ｎ
ｍ）、ＳiＮ膜（２２ｎｍ）及びＡl合金膜（４５ｎｍ）
から成る積層膜を成膜した後に、ＵＶ硬化樹脂保護膜を
形成した高密度光磁気ディスク媒体を多数試作し、その
光磁気（ＭＯ）領域を、波長６８０ｎｍ、レンズ開口率
０．５５の光ディスク評価装置を用い、図４に示した出
力Ｉ₁、Ｉ₂の和信号及び差信号の包絡線を用いる方法で
評価することとした。測定光には、平行偏光及び垂直偏
光の双方を用い、測定結果は鏡面部及びランド部中央の
各反射率を基準として表わした。

【００５６】各ディスクの溝深さを、夫々、６６、７
８、９１、９６、１１５、１３３ｎｍの６段階と選定し
たところ、これに伴って、その溝幅が、０．４２、０．
４３、０．４３、０．４６、０．４７、０．４９μmと
変動した。ここで、溝の形状の測定は、回折光を利用し
た光学的測定を用いた近似法で行なった。

【００５７】まず、平行偏光を用い、鏡面部の反射率を
基準として表わした各溝信号である、クロストラック信
号、クロストラック・ミニマム信号及びプッシュプル信
号について各ディスクで得られた信号特性を、図８
（ａ）〜（ｃ）に示した。また、溝深さと溝幅の関係を
同図（ｄ）に示した。

【００５８】図８（ａ）〜（ｃ）の各図から、ＭＯ領域
では、溝深さが約６６ｎｍ以上で１２３ｎｍ以下であれ
ば、表１で示した、０．１０以上のクロストラック信
号、０．１５以上のクロストラック・ミニマム信号、
０．１５〜０．７５の範囲のプッシュプル信号が得られ
ることが理解できる。更に、この溝深さの範囲では、表
３に示した好ましい各溝信号の数値範囲である、０．２
０以上、０．１５以上、及び、０．１５〜０．６０も得
られている。

【００５９】図９（ａ）〜（ｃ）の各図は、平行偏光で
同様に各ディスクの溝信号を測定し、これらをランド部
中央の反射率を基準として表わした結果を示している。
同図から、ＭＯ領域では溝深さが６６ｎｍ以上で１１７
ｎｍ以下であれば、表２に示した数値の溝信号が得られ
ることが理解できる。また、この溝深さの範囲では、表
４に示す好ましい数値範囲も得られている。

【００６０】図１０（ａ）〜（ｃ）の各図は、垂直偏光
で各ディスクの溝信号を測定した結果を、図８各図と同
様に鏡面部の反射率を基準として示している。同図か
ら、ＭＯ領域では、溝深さが６６ｎｍ以上で１２５ｎｍ
以下であれば、表１に示した数値範囲が得られることが
理解できる。また、溝深さが６６ｎｍ以上で１１５ｎｍ
であれば、表３に示した好ましい数値範囲が得られる。

【００６１】図１１（ａ）〜（ｃ）の各図は、垂直偏光
で各ディスクの溝信号を測定し、これらをランド部中央
の反射率を基準として表わした結果を示している。ＭＯ
領域では、溝深さが６６ｎｍ以上で１１０ｎｍ以下であ
れば、表２に示した数値範囲が得られることが理解でき
る。また、溝深さが６６ｎｍ以上で１０４ｎｍ以下であ
れば、表４に示す好ましい数値範囲も得られる。

【００６２】以上により、ＭＯ領域では、溝深さが６６
ｎｍ以上で１１０ｎｍ以下であれば、本発明に従って光
ディスクが満たすべき溝信号特性が得られることが理解
できる。また、溝深さが６６ｎｍ以上で１０３ｎｍ以下
の範囲であれば、好ましい溝信号特性が得られることも
理解できる。

【００６３】実施例２トラックピッチが１．１５μm
となるように溝が配設されたポリカーボネート基板上
に、ＴaＯ膜（７５ｎｍ）、ＴbＦeＣo光磁気記録膜（２
８ｎｍ）、ＳiＮ膜（２２ｎｍ）及びＡl合金膜（４５ｎ
ｍ）から成る積層膜を成膜した後に、ＵＶ硬化樹脂保護
膜を形成した高密度光磁気ディスク媒体を試作し、その
ＭＯ領域及びＲＯＭ領域を、同様に波長６８０ｎｍ、レ
ンズ開口率０．５５の光ディスク評価装置を用いて評価
することとした。測定光には平行偏光及び垂直偏光を用
い、各領域において夫々、図４に示したＩ1及びＩ2の和
信号及び差信号の各包絡線を用いる方法で、クロストラ
ック信号、クロストラック・ミニマム信号及びプッシュ
プル信号を測定し、同時に、ピットの信号についても測
定した。

【００６４】この光ディスクには、半径２９．７mmら３
０．１mmまで、３６．０mmから４２．０mmまで、４８．
０mmから５４．０mmまでの各部分にＭＯ領域があり、半
径３０．１から３６．０mmまで、４２．０mmから４８．
０mmまで、５４．０mmから６０．０mmまでの各部分にＲ
ＯＭ領域が形成されている。また、ＲＯＭ領域には、半
径３３．１mmから３４．０mmまで及び４２．０mmから４
３．０mmまでにはランダムパターンが、半径３５．０mm
から３６．０mmまで及び４７．０mmから４８．０mmまで
の範囲に、最小長さのピットを最小ピット周期で形成し
た単一パターンが夫々形成されている。

【００６５】上記ピットの記録及び変調等の方式は、Ｉ
ＳＯ（International Standard Organization）／ＩＥ
Ｃ（International Electrotechnical Committee）＿Ｊ
ＴＣ（Joint Technical Committee）＿１／ＳＣ（Sub C
ommitte）＿２３／ＷＧ（Working Group）＿２＿Ｎ＿６
５７に示された方式に従っている。記録方式としては、
トラックの円周方向を区切るセクタの数を内周から外周
に至るにつれて増やしたＭＣＡＶ（Modified Constant
Angular Volocity）方式を採用し、また、変調方式とし
ては、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式を採用し
た。ＰＷＭ方式は、ディスクに記録される「０」と
「１」とで表現された情報ビット列の例えばビット
「１」にプリピットの前縁又は後縁を対応させる方式で
ある。符号変換方式としては、（１，７）ＲＬＬ（Run
Length Limited）を採用した。ピットの最小周期は１．
３４μmである。

【００６６】測定された溝深さは８６ｎｍ、溝幅は０．
４５μm、ピット深さは１３５ｎｍであった。溝形状の
測定には、回折光を利用した光学的測定を用いた近似方
法を採用し、ピット深さの測定には、走査型トンネル顕
微鏡を用いた。ピットの平面形状にはＡ及びＢの２種類
があり、平面形状Ａ及びＢの各ピットの幅は夫々、０．
２３及び０．２５μm、最小ピットのピット長さは夫
々、ピット最小周期に対する比率で０．２６及び０．３
０である。ピットの幅及び長さは電子顕微鏡写真で求め
た。平面形状Ａのピットは半径２９．７mmから３９．０
mmまでの、また、平面形状Ｂのピットは半径４０．０mm
から５１．０mmまでの、夫々のエリアに形成されている
アドレス情報のためのヘッダ領域のデータピットを構成
し、或いは、ＲＯＭ領域のデータピットを構成してい
る。

【００６７】上記ピットの信号は、平面形状Ａ及びＢの
ピットで、ランド部中央の反射率を基準としたピットの
最小信号振幅が、平行偏光で夫々０．３９及び０．３
７、垂直偏光で夫々０．３９及び０．３８である。ま
た、最大振幅中心レベルと最小振幅中心レベルのずれ
は、最大信号振幅を基準として、平行偏光で０．０５及
び０．０９、垂直偏光で０．０２及び０．１０であっ
た。ドライブ装置で光ディスクの信号を読み取るために
は、ランド部中央の反射率を基準としたピットの最小信
号振幅が０．２０以上、また、最大振幅中心レベルと最
小振幅中心レベルのずれが最大信号振幅を基準として０
±０．１０、夫々必要であるとされているが、上記光デ
ィスクのピット信号はこの条件を満足している。

【００６８】表５及び表６に、上記光ディスクについ
て、クロストラック信号、クロストラック・ミニマム信
号及びプッシュプル信号の測定をＭＯ領域及びＲＯＭ領
域の夫々について行なった結果を示す。表５は、平行偏
光及び垂直偏光で各溝信号を測定し、これらを鏡面部の
反射率を基準とした結果を、表６は、同様に測定した溝
信号を、ランド部中央の反射率を基準とした結果を夫々
示している。

【００６９】

【表５】

【００７０】

【表６】

【００７１】上記結果から、本実施例の光ディスクで
は、ピットデータが記録されない書換え可能なＭＯ領域
から、ランダムなピットデータ記録されるＲＯＭ領域ま
で、或いは、更に条件が厳しい単一のピットデータ記録
されるＲＯＭ領域までの何れにおいても、良好なトラッ
キング制御のために必要な溝信号が得られ、また、その
好ましい数値範囲も得られる。

【００７２】以上、本発明の光ディスクを、主として光
磁気ディスクに基づいて説明したが、本発明の光ディス
クは、光磁気ディスクのみに限定されるものではなく、
ランド部及び溝部を有して光スポットによりトラッキン
グ制御を行なう、一般にＲＯＭディスク或いはパーシャ
ルＲＯＭディスク等と呼ばれる光ディスク、或いは他の
形式の光ディスク一般を含むものである。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
クは、上記の如く溝信号特性を規定したことにより、構
成が異なる種々のディスクドライブ装置に装着でき、狭
いトラックピッチの高密度ディスクについても、高い精
度でのヘッドの位置制御及びヘッドの高速移動・位置決
めを可能とするので、本発明は、種々のドライブ装置に
共通に適用可能な高密度光ディスクを提供した顕著な効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は夫々、本発明及び従来の一
般的な光ディスクの構造を例示する平面図、及び、断面
図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は夫々、図１の光ディスクの
ＲＯＭ領域及び光磁気記録領域における各光検出部の出
力Ｉ₁、Ｉ₂の波形図。

【図３】図２の出力Ｉ₁及びＩ₂をピークホールドして得
られる信号の波形図。

【図４】図２の出力Ｉ₁及びＩ₂の和信号及び差信号の各
包絡線を示す波形図。

【図５】光ディスクの製造の際に生ずる問題を説明する
ために示すスタンパー及びレプリカの断面図。

【図６】溝信号の溝深さ依存性を示すグラフ。

【図７】光ディスクの製造の際に生ずる別の問題を説明
するための図５と同様な断面図。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は夫々、平行偏光で測定した実
施例１の光ディスクの溝信号特性を鏡面部の反射率を基
準として示すグラフ、（ｄ）はこの実施例の溝深さと溝
幅の関係を示すグラフ。

【図９】（ａ）〜（ｃ）は夫々、平行偏光で測定した実
施例１の光ディスクの溝信号特性をランド部中央の反射
率を基準として示すグラフ。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は夫々、垂直偏光で測定した
実施例１の光ディスクの溝信号特性を鏡面部の反射率を
基準として示すグラフ。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）は夫々、垂直偏光で測定した
実施例１の光ディスクの溝信号特性をランド部中央の反
射率を基準として示すグラフ。

【符号の説明】

１０記録面１２光磁気記録領域１４ＲＯＭ領域１６ランド部１８溝２０ＲＯＭ領域の読出し専用データトラック２２ランド部２４ピット２６光学検出器２８、３０光検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平坦なランド部を少なくとも有しトラッ
クピッチが１．２μm以下となるように配設された環状
のデータトラックと、該データトラックに対応して配設
される環状溝とをデータ記録面に備えており、前記データ記録面の半径方向に相互に隣接して前記デー
タトラック及び環状溝から光学信号を検出する第１及び
第２の光検出部の出力を夫々ピークホールドし、該ピー
クホールドされた信号に基づいてクロストラック信号、
クロストラック・ミニマム信号及びプッシュプル信号を
生成してトラッキング制御を行なう形式のドライブ装置
に装着可能な光ディスクであって、鏡面部の光反射率を夫々基準として、前記クロストラッ
ク信号及びクロストラック・ミニマム信号に対する信号
特性が夫々０．１０以上及び０．１２以上であり、且
つ、前記プッシュプル信号に対する信号特性が０．１０
以上で且つその変動幅が０．６０以下であることを特徴
とする光ディスク。
【請求項２】平坦なランド部を少なくとも有しトラッ
クピッチが１．２μm以下となるように配設された環状
のデータトラックと、該データトラックに対応して配設
される環状溝とをデータ記録面に備えており、前記データ記録面の半径方向に相互に隣接して前記デー
タトラック及び環状溝から光学信号を検出する第１及び
第２の光検出部の出力を夫々ピークホールドし、該ピー
クホールドされた信号に基づいてクロストラック信号、
クロストラック・ミニマム信号及びプッシュプル信号を
生成してトラッキング制御を行なう形式のドライブ装置
に装着可能な光ディスクであって、前記ランド部中央での光反射率を夫々基準として、前記
クロストラック信号及びクロストラック・ミニマム信号
に対する信号特性が夫々０．１５以上及び０．２０以上
であり、且つ、前記プッシュプル信号に対する信号特性
が０．１５以上で且つその変動幅が０．６５以下である
ことを特徴とする光ディスク。