JPH08235593A

JPH08235593A - 光記録媒体並びにその記録・再生方法及び装置

Info

Publication number: JPH08235593A
Application number: JP7300649A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yoshihiro; 昌史吉弘; Toshiaki Yasui; 俊明泰井; Sho Ito; 捷伊藤; Norihito Tamura; 礼仁田村; Hitoshi Watanabe; 均渡辺; Susumu Imai; 奨今井
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】多値情報が記録可能な新規な記録再生方式の
高密度光記録媒体を提供する。【解決手段】トラック上にデータピット４３を有する
光記録媒体であって、データピットがトラック中心から
トラックと直交する方向に偏位され、該ピットのトラッ
ク中心からの偏位量に基づいて３値以上の多値化情報が
記録されている光記録媒体である。トラック上をレーザ
スポット４４で照射し、２分割検出器でトラック中心か
らトラック内周側と外周側から反射信号をそれぞれ検出
して差信号出力を得る。それを３つのスライスレベルＳ
１〜Ｓ３でスライスして２値化信号を得、それらを論理
演算することで多値化情報を再生する。記録信号をパー
シャルレスポンス方式で記録し、ビタビ復号方式を用い
て再生できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高密度記録容量を有
する光記録媒体、その記録・再生方法及び記録・再生装
置に関する。さらに詳細には、トラックと直交する方向
に種々の偏位量でデータピットや記録マークが記録され
る光記録媒体及びかかる光記録媒体に多値化データを記
録し、再生する方法並びに記録・再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理技術の発達に伴い、文書や画像
情報あるいはコンピュータのデータ保存用メディアとし
て、一層大きな記録容量を有する光ディスク等の光メモ
リが要望されている。光ディスクを高密度化する技術と
して、光ディスクに形成されるプリピットや記録マーク
を一層小さくすることによって記録容量を増大すること
が行われてきた。

【０００３】最近では、光ディスクに形成されるピット
の前端と後端位置をトラック方向に８段階に独立に偏位
させることによって一つのピット中に６ビットの情報を
記録できる高密度記録方式が発表されている（Optical
Data Storage 予稿集WC3 −1、130-131 頁（１９９４
年）。この方式はSCIPER（Scanning Carrier Independe
nt Pit Edge Recording）と呼ばれ、トラック上に0.04
μm 単位で長さの異なるプリピットが1.67μm のピッチ
で形成されており、各ピットの前端及び後端をクロック
信号でサンプリングすることにより再生信号がマルチレ
ベルで得られる。この方式を用いることにより従来のコ
ンパクトディスクの２倍の線記録密度を達成できること
が報告されている。

【０００４】ところで、光ディスクをトラッキングする
ための一方式としてサンプルサーボ方式が使用されてい
る。この方式を用いる光ディスクは、トラックに対して
左右に偏位したプリピット（サーボピット）を有する。
しかしながら、これらサーボピットは、光スポットをト
ラッキングするために用いられているにすぎず、情報信
号として用いられていない。さらに、これらのサーボピ
ット対はトラック中に一定の周期で且つトラックと直交
する方向に一定の偏位量で配置されているにすぎない。

【０００５】特開平２−２６３３２６号には、光メモリ
原盤のサーボパターンの記録の際にクロックピットをト
ラック中心からオフセットして形成させることが開示さ
れいる。しかしながら、これはクロック信号の検出感度
を向上させることを目的としており、情報の記録用にピ
ットをオフセットさせることは記載されていない。

【０００６】特開平５−６２２００号は、２つのピット
列によってトラックが形成され、各々の列のピットがト
ラックに垂直な方向において非重複状態で配置された光
ディスクを開示している。特開昭５９−２０７４３３号
及び特開平１−３１９１３９号は同様に２つのピット列
によってトラックを形成し、トラックに垂直な方向にお
いて２つのピットが対称に配置された光ディスクを開示
している。しかしながら、これらの光ディスクでは各ピ
ット列のピットの有無によりデータが記録されているに
すぎない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、一つのデー
タピットや記録マークに３値以上の多値情報を与えるこ
とができる新規な光記録媒体を提供することを目的とす
る。また、本発明は、一つのデータピットや記録マーク
に３値以上の多値情報を与えることによって高密度記録
ができる、光記録媒体の新規な記録・再生方法を提供す
ることを目的とする。さらに、本発明の目的は、本発明
の新規な光記録媒体にデータを記録及び再生するための
記録・再生装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討及び研究した結果、データピ
ットや記録マークを、記録信号に応じてトラック中心か
らトラックと直交する方向に種々の大きさで偏位させて
形成することによって、ピットや記録マークに多値情報
を付与できる新規な記録方式の光記録媒体を開発するこ
とに成功した。再生時には、ピットや記録マークはその
偏位量に応じて異なる強度の反射光信号を発生すること
に基づいて多値信号を再生することができる。

【０００９】すなわち、本発明の第１の態様に従えば、
トラック上にデータマークが記録されるまたは記録され
た光記録媒体であって、該データマークがトラック中心
からトラックと直交する方向に種々の偏位量で偏位して
記録され、該データマークのトラック中心からの偏位量
に基づいて多値情報が再生される上記光記録媒体が提供
される。

【００１０】本明細書において、「データマーク」と
は、光記録媒体のデータ記録領域上にデータ入力のため
に記録されたマークを意味し、光ディスク上に形成され
たデータピットや、相変化型記録媒体の記録マーク、光
磁気記録媒体の記録磁区等の記録の際に記録領域上で物
理的または化学的変化を受けた領域を含む概念である。
また、「トラック中心」とは、トラック幅を２等分する
トラック内の地点を示し、「トラックと直交する方向」
とはトラックの幅方向を意味し、光ディスクの場合、光
ディスクの半径方向と一致する。また、「トラックの内
周側」及び「トラックの外周側」とは、ディスク等のト
ラックをトラック中心により２つの領域に分けたとき
に、それぞれ、ディスク中心に近い領域及びディスク中
心から遠い領域を示す。

【００１１】本発明に従う光記録媒体において、上記デ
ータピットは、トラック中心からトラックの内周側に偏
位したデータマークとトラックの外周側に偏位したデー
タマークの少なくとも一方から構成することができる。
また、上記データマークを、トラック中心からトラック
の内周側に偏位したデータマーク、トラックの外周側に
偏位したデータマーク及びトラック中心に位置するデー
タマークから構成することもできる。これにより、多値
記録のためにトラックを一層有効に使用できる。さら
に、トラック中心から内周側及び外周側にそれぞれ２種
以上の偏位量を有するデータマークを含めて、一層高密
度な記録媒体を提供できる。本発明の一実施例に従え
ば、一のトラック内にトラック中心から内周側及び外周
側にそれぞれ４つの異なる偏位量を有する４種のデータ
マークを存在させ得る。

【００１２】本発明の光記録媒体は、マークポジション
記録方式及びマークエッジ（マーク長）記録方式のいず
れでも記録することができる。いずれの場合も上記トラ
ックと直交する方向におけるデータマーク位置にデータ
信号１（多値情報）が記録され、マークポジション記録
方式ではトラック方向におけるデータマークの中心位置
に、マークエッジ記録方式ではトラック方向におけるデ
ータマークのエッジ位置に、データ信号２が、それぞれ
記録される。従って、本発明の光記録媒体は通常のマー
クポジション記録方式及びマークエッジ記録方式で記録
された光記録媒体に比べて一層記録密度を高くすること
ができる。また、時間位相多値記録方式を用いて、上記
データピットのエッジ位置をトラック方向に多段階に変
調することによりデータ信号１のみならずデータ信号２
も多値記録することができる。

【００１３】本発明の光記録媒体を、クロックピットと
トラックと直交する方向に偏位したサーボピットでトラ
ッキングを行うサンプルサーボ方式の光記録媒体であっ
て、サーボピットと後続のサーボピットの間に設けられ
たデータ記録領域にサーボピットの偏位量以下の大きさ
でトラック中心から偏位したデータマークを有するよう
な光記録媒体として用いるのが好ましい。これにより、
サーボピットとデータピットを形成する記録装置の光学
系を共通化できるので記録装置を簡素化することができ
る。また、再生時においてもセルフクロッキングの性能
が向上するので、データの変調方式としてパーシャルレ
スポンス方式やトレリス符号化変調方式を用いることに
より、一層記録密度を向上させることができる。

【００１４】本発明の光記録媒体は、再生専用の光ディ
スクのみならず、基板上に記録膜を有する追記または書
換え型の光記録媒体、例えば、相変化型記録媒体や光磁
気記録媒体として使用することができる。記録膜として
は、光変調でダイレクトオーバーライトが可能となると
いう理由から相変化型記録材料が好適であり、特に高速
のオーバーライトが可能となるという理由から相変化型
記録材料として結晶化速度が速いＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ
₅系、ＩｎＳｅＸ系（Ｘは例えばＣｏ）、ＧｅＴｅ系
（例えば、ＧｅＴｅ−ＳｂＳｅ系、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｓ
ｅ₃、（ＧｅＴｅ）_1- _x（Ｓｂ₂Ｓｅ₃）_x（Ｘ≦０．
２））、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系（例えば、ＡｇＩｎＳｂ₂
Ｔｅ₅）が好ましい。一方、マークエッジ方式により相
変化記録媒体を記録する場合では、上記記録材料も使用
できるが、エッジ変動が小さいＳｎＳｂＳｅ系（例え
ば、ＳｎＳｂＳｅ₅）が高密度化に有効である。

【００１５】本発明の第２の態様に従えば、トラック上
に、多値データ信号に応じてトラック中心からトラック
と直交する方向に種々の偏位量で偏位されたデータマー
クを有する光記録媒体を再生する方法であって、トラッ
クの中心線上をレーザ光スポットで走査し、トラックの
中心線の内側及び外側領域からの反射光をそれぞれ検出
し、それらの検出信号の和信号及び差信号の少なくとも
一方から多値化された情報を得ることを含む光記録媒体
の再生方法が提供される。この方法により、本発明に従
う光ディスク等の再生専用光記録媒体から多値情報を再
生することができる。

【００１６】本発明の第３の態様に従えば、トラック上
に、多値データ信号に応じてトラック中心からトラック
と直交する方向に種々の偏位量で偏位されたデータマー
クを有する光記録媒体の記録・再生方法であって、光ビ
ームを、多値データ信号に応じた偏位量でトラック中心
からトラックと直交する方向に偏位させて照射すること
により、トラックと直交する方向に多値情報を記録し、
トラックの中心線上をレーザ光スポットで走査し、トラ
ックの中心線の内側及び外側領域からの反射光をそれぞ
れ検出し、それらの検出信号の和信号及び差信号の少な
くとも一方から多値情報を再生することを含む上記光記
録媒体の記録・再生方法が提供される。

【００１７】本発明の方法において多値信号を記録する
際に、上記光ビームを、多値データ信号に応じた偏位量
でトラック中心からトラックと直交する方向に偏位させ
且つ別のデータ信号に応じてトラック方向に変調して照
射することによって、一のデータマークに２種類のデー
タ信号を記録することができる。例えば、偏位データを
アドレス信号等の補助データとし、変調データを記録用
データとして使用することができる。また、多値データ
信号は、パーシャルレスポンス方式を用いて記録するこ
とが好ましく、例えば、３値信号記録にはＰＲ（１，
１）、ＰＲ（１，−１）またはＰＲ（１，０，−１）、
５値信号記録にはＰＲ（１，２，１）、ＰＲ（１，１，
−１，−１）、ＰＲ（１，２，０，−２，−１）または
ＰＲ（１，３，３，１）方式を用いることができる。あ
るいは、本発明の実施例３−４に示したような特定の遷
移規則（トレリス符号化変調方式の遷移規則）の下で入
力データを変換して記録することができる。これらの方
式で記録することにより、データ再生の際に誤り訂正機
能を有するビタビ復号等の最ゆう復号法を用いることが
でき、高密度記録を可能にする。

【００１８】さらに、多値信号を記録する際に、光記録
媒体のデータ記録領域を複数のデータ記録単位に分割
し、記録単位の先頭部分に、多値記録信号に含まれる各
多値信号のスライスレベルを設定するためのテスト信号
を記録しておくのが好ましい。これにより異なる記録媒
体間または同じ記録媒体の内部で同一偏位量のデータマ
ークからの再生信号振幅が変動しても、多値レベルの検
出エラーを防止することができる。また、マークエッジ
方式で記録する場合には、記録単位の先頭部分に、前記
多値記録信号の前後エッジを検出するための基準タイミ
ング信号を発生するテスト信号を記録しておくのが好ま
しい。これにより、スライスレベルの変動によるマーク
エッジ位置の検出誤差を低下することができる。

【００１９】本発明の方法において多値情報を再生する
際に、検出信号の和信号及び差信号の少なくとも一方を
２値化し、それらの２値信号を論理演算することで多値
信号を再生することができる。

【００２０】本発明の第４の態様に従えば、多値データ
信号に応じてトラック中心からトラックと直交する方向
に種々の偏位量で偏位されたデータマークがトラック上
に記録される光記録媒体用の記録装置であって、光ビー
ム発生装置と、光記録媒体及び光記録媒体形成用原盤の
一方を回転する回転装置と、光ビームをトラック中心か
らトラックと直交する方向に種々の偏位量で偏位させて
照射するための光偏位手段と、記録する多値データに応
じて前記光偏位手段を制御して、トラック中心からトラ
ックと直交する方向に所定の偏位量で偏位されたデータ
マークを形成させる制御手段とを備える光記録媒体用の
記録装置が提供される。さらに、光ビームをトラック方
向に変調する変調器を備え、制御手段が、記録する多値
データに応じて前記光偏位手段及び前記変調器を制御し
てトラック中心からトラックと直交する方向に所定の偏
位量で偏位され且つトラック方向に変調されたデータマ
ークを形成させることが好ましい。光偏位手段として、
光偏向器及びマルチビーム型レーザを使用できる。

【００２１】本発明の第５の態様に従えば、多値データ
信号に応じてトラック中心からトラックと直交する方向
に種々の偏位量で偏位されたデータマークがトラック上
に記録される光記録媒体用の記録・再生装置であって、
光ビーム発生装置と、光記録媒体及び光記録媒体形成用
原盤の一方を回転する回転装置と、光ビームをトラック
中心からトラックと直交する方向に種々の偏位量で偏位
させて照射するための光偏位手段と、記録する多値デー
タに応じて前記光偏位手段を制御して、トラック中心か
らトラックと直交する方向に所定の偏位量で偏位された
データマークを形成させる制御手段と、トラックの中心
線の内側及び外側領域からの反射光をそれぞれ独立して
検出する光検出器と、上記光検出器からの検出信号を論
理演算することにより記録された多値情報を再生する演
算手段とを備える光記録媒体の記録・再生装置が提供さ
れる。上記検出器は、２以上に分割された検出部を有
し、各検出部がそれぞれトラック中心の内側及び外側領
域からの反射光を検出する検出器であることが好まし
く、ボール型検出器のような３分割検出器を用い得る。
さらに、再生系において、ビタビ復号器を備えることが
できる。

【００２２】以下に本発明の基本的な原理を簡単に説明
する。本発明によれば、データピットまたは記録マーク
をトラック中心からトラックと直交する方向に種々の偏
位量で偏位させて形成し、多値情報をかかる偏位量に基
づいて記録及び再生する。再生時には、トラック中心を
光ビームで走査して、プリピットからの反射光強度を測
定する。反射光強度はプリピットの偏位量に応じて異な
るため、反射光強度により記録された多値データを読み
取ることができる。図６に本発明に従う光記録媒体のト
ラック上のピット配置及びピット位置（偏位量）に応じ
て検出される信号強度分布の一例を示す。トラックピッ
チをＰとすると、図６中の斜線のマーク５ｂはトラック
中心１２０から−Ｐ／４だけトラックと直交する方向に
偏位されたデータピットを、斜線マーク５ａはトラック
中心１２０上に位置するデータピットを、斜線マーク５
ｃはトラック中心１２０からＰ／４だけトラックと直交
する方向に偏位されたデータピットを示す。再生光とし
ての光スポット４４でトラック中心線１２０に沿ってト
ラックを走査し、トラック中心１２０から内側（図中、
右側）及び外側（図中、左側）からの反射光をそれぞれ
独立に検出する２つの検出部を備えた検出器で検出す
る。ここで、データピット５ａ、５ｂ及び５ｃからの再
生光を検出して各検出部の和信号出力及び差信号出力を
求めることによって、それらのデータピットを識別する
ことができる。図６の下方に、データピットのトラック
中心からの偏位量に応じて変化する和信号出力及び差信
号出力を示す。図中、トラック中心からの偏位量がＰ／
４の場合（マーク５ｃ）、差信号出力が最大となり、ト
ラック中心からの偏位量が−Ｐ／４の場合（マーク５
ｂ）、差信号出力が最小となる。検出器から得られた和
信号強度Ｉ(Cross-track signal)(x) （以下、Ｉ_CA(x)
と表す）及び差信号強度Ｉ(Push-pull signal)(x) （以
下、Ｉ_PP(x) と表す）は、理論的には、J.Pasmanによ
る"Developments in Optical Desk Mastering", SPIE-5
29, 62, (1984 年) 等を参照して、下記式のように表さ
れる。

【００２３】

【数１】Ｉ_CA(x)=Ａ₀ ² ＋２・Ｓ・Ａ₁ ²＋４・Ｓ・Ａ₀・Ａ₁cosΦ₀₁・cos(２πｘ／Ｐ）・・・（１）Ｉ_PP(x)=４・Ｓ・Ａ₀・Ａ₁・sin Φ₀₁・sin(２πｘ／Ｐ）・・・（２）

【００２４】式中、Ａ₀及びＡ₁はそれぞれ０次回折光
及び１次回折光の振幅の絶対値、Φ₀₁は０次回折光と１
次回折光の位相差、ｘはトラック中心からの偏位したデ
ータピットの中心位置、Ｓは検出部上で０次回折光及び
１次回折光が重なり合う面積を示す。但し、この式では
検出光（反射光）として０次及び１次回折光しか考慮し
ていない。

【００２５】本発明では、図６に示したように、和信号
主力にスライスレベルＳ０、差信号出力にスライスレベ
ルＳ１及びＳ２を設定して、それらのレベルを超える検
出信号に対して、多値データ”０”，”１”，”２”を
割り当てることによってピットのオフセット量に基づく
３値の多値情報を再生することができる。この場合、和
信号と差信号を２値化して演算することにより４値を得
ることもできる。トラックと直交する方向にトラック中
心１２０から種々の偏位量でピットを形成させて、反射
信号にスライスレベルを設定することにより一層多くの
ビットデータを得ることができる。

【００２６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
するが、本発明は特にそれらに限定されるものではな
い。

【００２７】実施例１−１本実施例では、トラック中心からトラックの内周側及び
外周側にそれぞれ同一量だけ偏位したデータピットを有
するサンプルサーボ方式の光ディスクを作製する。最初
に、図１に示した装置を用いて、光ディスク基板製造用
の原盤にデータ信号及びプリフォーマット信号を記録す
る。この装置は、信号記録用のレーザ光源１１、光変調
器１２（または１４）、光偏向器１３（または１５）、
変調及び偏向された光を原盤１８に集光するための集光
レンズ１９、フォーカスサーボ系１１３、並びにビーム
スプリッター１７及び反射鏡１６等の光学系から主に構
成されている。光源から出射したレーザ光は、反射鏡１
６を介して変調器１２（または１４）に入射し、そこで
記録信号、例えば、サーボ信号、クロック信号、データ
信号に応じてパルス状に変調される。変調されたレーザ
光は、偏向器１３（または１５）に入射し、そこで上記
データ信号に同期した偏向信号に応じて所定方向に偏向
された後、集光レンズ１９を通じて原盤１８に照射され
る。原盤１８には、レーザ光により感光するフォトレジ
ストが塗布されている。偏向器１３（または１５）は、
原盤１８上においてその半径方向の光の照射位置、すな
わち原盤のトラック（製造される光ディスクのトラック
に相当）の中心からの偏位量を決定する。レーザ光源１
１として、３５０ｎｍ〜４８８ｎｍの波長範囲において
特定波長のレーザ光を発生するレーザ装置１１（例え
ば、Ｋｒレーザ，ＡｒレーザあるいはＨｅＣｄレーザ）
を用いることができる。光変調器として、音響光学（Ａ
Ｏ）変調器１２または電気光学（ＥＯ）変調器１４を用
いることができ、光偏向器として、音響光学（ＡＯ）偏
向器１３または電気光学（ＥＯ）偏向器１５を用いるこ
とができる。本実施例では、音響光学（ＡＯ）変調器１
２と音響光学（ＡＯ）偏向器１３を直列に配置させ、電
気光学（ＥＯ）変調器１４と電気光学（ＥＯ）偏向器１
５を直列に配置させる。そして、ビームスプリッター１
１７によりいずれかまたは両方の変調器への光路が選択
される。

【００２８】ＡＯ偏向器１３の構成の一例を図２に示
す。ＡＯ素子２１は、ＡＯ偏向周波数切替え回路２２を
介してフォーマッタ２５及びＡＯ偏向器ドライバ２３ａ
〜ｃに接続されている。ＡＯ偏向器ドライバ２３ａ〜ｃ
は、それぞれ、異なる周波数を発生する周波数シンセサ
イザ２４ａ〜ｃと接続され、それらの周波数信号が入力
される。この実施例では、それぞれ、周波数ｆ0 ＝８
０．０ＭＨｚ，ｆ1 ＝７６．７ＭＨｚ及びｆ2 ＝８３．
３ＭＨｚを発生する。記録信号は、フォーマッタ２５中
で、全てのパルスデータについて基準パルス長をＴとし
て０．５Ｔ〜０．９Ｔのパルス長に補正された後、切替
え回路２２に出力される。切替え回路２２では、フォー
マッタからのデータ信号と同期して、データに対応した
周波数が選択され、その周波数の超音波が超音波トラン
スデューサ２６にて発生する。そして、ＡＯ素子から出
射する光の偏向角θは、選択された超音波の周波数ｆに
より下記式に従って変化することになる。

【数２】θ＝λ・ｆ／ｖ（λ：波長、ｆ：超音波の振動周波数、ｖ：偏向素子内
での音速）ここで、任意の偏向用周波数ｆi と中心周波数ｆ0 との
周波数差Δｆ（Δｆ＝ｆi −ｆ0 ）に対する偏向角の変
化Δθは，Δθ＝θi −θ0 ＝Δｆ・λ／ｖで与えら
れ、原盤（及びそれから製造された光ディスク）のトラ
ック中心からの偏位量ΔｄはΔｆにほぼ比例する。

【００２９】図４（ａ）に、ＡＯ偏向器への入力周波数
ｆと光スポット（後の工程で形成されるデータピット）
の偏位量Δｄとの関係を概略的に示す。ｆ0 ＝８０．０
ＭＨｚ（中心周波数）の場合にトラック中心に光スポッ
トが形成され、周波数の変動分に比例して偏位量が変化
する。図２に示したＡＯ偏向器を用いた図１の装置の場
合、データピット偏位量Δｄ（μｍ）＝０．０９・Δｆ
（ＭＨｚ）であった。

【００３０】次に、ＥＯ偏向器１５の構成の一例を図３
に示す。フォーマッタ２５からの記録信号に同期して、
ＥＯ偏向器ドライバ３２からＥＯ素子３１に電圧Ｖ_Eが
印加される。印加する電圧Ｖ_Eを制御することにより、
レーザスポットのトラック中心からの偏位量を所定の値
に変化できる。ＥＯ素子３１への入射光に対する出射光
の偏向角θは下記式に従い、ＥＯ素子３１に印加する電
圧Ｖ_Eに比例して変化し、ＥＯ素子内の電場方向（ｘ方
向）に生じる屈折率勾配（dn/dx ）が高くなる方に光ビ
ームは偏向する。ＥＯ素子３１内部でのＥＯ素子長さ方
向（ｚ方向）での偏向角勾配（ dθ／dz）は下記式によ
り与えられる。

【００３１】

【数３】dθ／dz＝（1/n₀）（dn/dx ）また、出射光の偏向角θは下記式により求められる。

【数４】θ＝Ｋ・（Ｌ/ ａ²）Ｖ_E （Ｋ：ＥＯ素子結晶固有の定数、Ｌ：ＥＯ素子（結晶）
長、ａ：ＥＯ素子のアパーチャ直径、Ｖ_E：ＥＯ素子へ
の印加電圧、ｘ：ＥＯ素子内の電場方向の位置、ｚ：Ｅ
Ｏ素子長さ方向の位置）

【００３２】図４（ｂ）にＥＯ偏向器への印加電圧Ｖ_E
と光スポット（後の工程で形成されるピット）の偏位量
Δｄとの関係を示した。印加電圧が０Ｖのとき、トラッ
ク中心上に光スポットが形成され、電圧Ｖ_Eに比例して
偏位量Δｄは変化する。ここで使用したＥＯ偏向器を用
いた装置の場合、偏位量Δｄ（μｍ）＝５・Ｖ_E（ｋ
Ｖ）であった。

【００３３】上記のようにしてＡＯ偏向器１３またはＥ
Ｏ偏向器１５のいずれかを用いて、原盤１８を光スポッ
トで露光した後、原盤１８を現像して、凹凸表面を有す
る原盤１８を得た。この原盤１８に導電膜を付けた後、
Ｎｉめっきを行ってＮｉスタンパを作製した。このＮｉ
スタンパを加工して射出成形用の金型に取付け、金型の
キャビティ内に溶融したポリカーボネート（ＰＣ）樹脂
を射出し、冷却して硬化させることにより光ディスク基
板を複製した。樹脂としてポリカーボネート（ＰＣ）の
代わりに、アモルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）また
はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用い得る。
得られた基板の信号面に、反射膜として、Ａｌ、Ａｕ等
の金属膜やこれらの合金膜を蒸着法やスパッタ法により
被覆し、反射膜上に紫外線硬化樹脂の保護膜を形成する
ことにより光ディスクを作製した。

【００３４】この光ディスクを図５(a) に示した再生系
を用いて再生した。図示しない光ディスク駆動装置によ
り光ディスク１６４を回転させ、半導体レーザ６１から
の再生レーザ光を、偏光プリズム６２を介して、絞り込
みレンズ６３によりディスク１６４上に光スポットとし
て収束させた。後述するようなサーボ方式により光スポ
ットを光ディスク１６４のトラック中心に沿って追従さ
せた。光ディスク１６４からの反射光は光検出器６４で
検出した。光検出器６４は、図５(b) に示したように、
検出面積の等しい２つの検出部１８０，１８１からなる
２分割検出器であり、トラックからの反射光のうち一次
回折光が各々の検出器１８０，１８１に等しい面積で分
かれて入射するようにトラック中心に対して配置した。
この光検出器６４は、各々の検出器１８０，１８１から
の出力信号Ｄ₁，Ｄ₂のみならず、それらの和信号出力
（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）を発生す
ることができる。

【００３５】図６に、再生用光スポット４４が照射され
ている光ディスク１６４のトラック部分の拡大図並びに
再生光から得られる和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信
号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）を示す。図中のピット５ａ，５ｂ
及び５ｃは前記ＡＯ偏向器で使用した３つの周波数ｆ0
，ｆ1 ，ｆ2 に対応して形成されたピットである。ピ
ット５ｂ及び５ｃのトラック中心１２０からの偏位量は
０．３μｍであり、トラックピッチは１．２μｍであ
る。再生光学系がレーザ波長７８０ｎｍ，レンズ開口数
（ＮＡ）０．５５であれば、トラックピッチ１．２μｍ
でも十分にトラック間のクロストークを小さくできる。
ピット間のクロストークによる再生信号振幅低下に対し
て信号検出マージンを十分に確保するためにはピット長
０．６μｍ以下、ピットピッチ１．２μｍ以上が望まし
いが、短波長の再生レーザ光を用いる等の手法により再
生時の検出窓幅に対するジッタマージンが確保できる範
囲までピット密度を詰められる。

【００３６】図６中、和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差
信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）をピットトラック中心１２０か
らの偏位量で示した。差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）は、偏
位量及び偏位方向（ディスク半径方向内側又は外側）に
より異なる。従って、差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）を検出
することでピットの偏位量を測定することができ、ま
た、和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）からピットの有無を検出
することができる。

【００３７】得られた光ディスクの偏位したピットから
多値情報を再生する方法を図７により説明する。図７
(a) は、光ディスクのトラック上でトラック中心から偏
位したピット列パターンを示し、データ領域のピット４
３はデータピット、サーボ領域のピット４１及びピット
４２はそれぞれサーボピット及びクロックピットを表
す。データ領域のピット列の下方には各データピット４
３に対応する４値コードを示す。破線で示したサークル
４４は再生光のスポットを示す。

【００３８】２分割光検出器６４からの出力の和信号
（Ｄ₁＋Ｄ₂）出力と差信号（Ｄ₁−Ｄ₂）出力は、そ
れぞれ、図７(a) のピット列に対して、図７の(b) 及び
(c) に示したような信号波形となる。図７の(b) の信号
波形の上方には再生クロック出力を同時に示した。（Ｄ
₁＋Ｄ₂）出力に対して、ピットの有無を検出するため
にスライスレベルＳ０を設定し、スライスレベルＳ０に
より２値化信号Ｂ₀を得た。図７の(b) の信号波形の下
方に２値化信号Ｂ₀を示した。差信号出力（Ｄ₁−
Ｄ₂）出力に対して、データピット４３がトラック中心
１２０から外側あるいは内側のいずれに偏位しているか
を検出するためのスライスレベルＳ１及びＳ２を設定
し、スライスレベルＳ１により２値化信号Ｂ₁を、スラ
イスレベルＳ２により２値化信号Ｂ₂をそれぞれ得た。
２値化信号Ｂ₀、Ｂ₁及びＢ₂を用いて下記のような論
理演算することにより２値符号を得、２ビットの４値信
号の下位ビットとした。

【００３９】

【数５】

【００４０】次いで、下記のような演算から得られた２
値符号を上位ビットとした。

【００４１】

【数６】

【００４２】それらの上位ビット及び下位ビットから４
値信号を生成し、記録された４値信号を再生することが
できた。論理演算の結果を図７(d) に示した。

【００４３】この再生プロセスにおいて、トラック中心
１２０から互いに逆方向に偏位した２個のサーボピット
４１の和信号出力を各々ピークホールドし、その差がゼ
ロになるようにトラッキングを行い、次のサーボピット
４１までホールドした。また、データの復調においては
クロックピット４２を用いて再生クロックにＰＬＬ(Pha
se Locked Loop) をかけて、回転ジッタやディスク偏心
の影響を補償した。

【００４４】図７(a) に示したデータ領域のピット列か
ら４値信号を再生する際の信号処理の変形例を図８に示
す。図８(a) 及び図８(b) は図７(a) のピット列及び図
７(b) の（Ｄ₁−Ｄ₂）出力と同様である。この変形例
では、図８(c) 及び(d) にそれぞれ示したように、差信
号出力の代わりにＤ₁、Ｄ₂の各出力を直接用い、それ
ぞれスライスレベルＳ１及びＳ２でスライスして２値化
信号Ｂ₁及びＢ₂を得る。次いで、同図(e) に示したよ
うにＢ₁を下位ビットとし、Ｂ₁とＢ₂の排他的論理和
（ｍｏｄ２加算）を演算することによって上位ビットを
得、それらより記録された４値信号を再生した。

【００４５】本実施例における光信号の流れの概略と、
フォーマッタ２５内での信号処理の概略を図９に示す。
本実施例においては、アナログの画像データ及び音声デ
ータをＡＤ変換してエンコーダによりデータ変換した
後、多重化した。その後、エラー訂正符号を付加して、
多値符号化した。この信号にサーボピット信号、クロッ
クピット信号、アドレス信号等を合成してＡＯ変調器１
２及びＡＯ偏向器１３の駆動用の信号を生成した。以上
の操作をフォーマッタ２５内で行った。

【００４６】本実施例においては、光ビームの変調と偏
向にそれぞれＡＯ変調器１２とＡＯ偏向器１３を用いた
が、ＡＯ偏向器１３の偏向信号強度を変化させることに
より変調器として同時に動作させることもできる。ただ
し、この場合は変調信号と偏向信号を同期させることが
容易だが、ＡＯ素子の変調効率が低下することになる。
また、ＡＯ偏向器１３に印加する周波数を切り替えるた
めに３台の周波数シンセサイザを用いたが、それに代え
てＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator)を用いて周
波数変換することによりＡＯ偏向器１３に印加する周波
数を選択することもできる。この場合、ＶＣＯには多値
信号に対応するアナログ信号が入力される。

【００４７】実施例１−２本実施例では信号の記録再生方式にパーシャルレスポン
ス方式（ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelih
ood ）を用いた以外は、実施例１−１と同様にしてサン
プルサーボ方式の光ディスクを作製した。図１０(a) に
示した回路を有する符号器を用いて、ＰＲ（１，１）方
式で入力２値データを３値化した。入力２値データの変
調操作を図１０(b) に示す。最初に、プリコーダー２０
１を用いて２値入力データ信号に１ビット（１Ｔ）符号
間干渉を与えるＮＲＺＩ（Non Return to Zero Inverte
d ）変換を行う。次いでＰＲ（１，１）相当信号発生器
２０５内でこのＮＲＺＩ変換された信号をシフトレジス
タＴを用いて１ビット（１Ｔ）遅延させた信号を生成す
る。そして、ＮＲＺＩ変換された信号と遅延した信号を
加算器２０３で足し合わせ、３値信号を生成した。その
３値データに基づいて図１のＡＯ偏向器を駆動し、実施
例１−１と同じ方法によりトラック中心からトラックの
内周側及び外周側にそれぞれ同一量だけ偏位させたデー
タピットを有する光ディスクを作製した。得られた光デ
ィスクを図５に示した再生系を用いて再生した。再生方
法を図１１に示す。

【００４８】図１１(a) は、図１０(b) の信号変調操作
を符号で表した図であり、図１１(b) に作製したディス
ク上のピット列を示す。２分割検出器６４により検出さ
れた和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力（Ｄ₁−
Ｄ₂）をそれぞれ図１１(c)及び(d) に示す。また、得
られた差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）から入力データを復号
及び再生するためのブロック図を図１２に示す。差動ア
ンプで得られた差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）を、アナログ
波形等化器を通すことにより光学的な符号間干渉を除去
してＰＲ特性を得、アナログ信号をＡ／Ｄ変換した。そ
の後、デジタルトランスバーサルフィルタで内外周特性
差を吸収して３値を判定した後、ビタビ復号器に供給し
て２値化した。再生クロックは、Ａ／Ｄ変換後の信号に
より生成した。本実施例では、ＰＲ（１，１）のパーシ
ャルレスポンス方式を用いたが、ＰＲ（１，−１）また
はＰＲ（１，０，−１）のパーシャルレスポンス方式を
用いても良い。

【００４９】実施例２−１本実施例では、トラックと直交する方向であって且つト
ラック中心より内周側に異なる大きさで偏位されたデー
タピットを有する光ディスクを作製する。実施例１と同
様に、図１に示した原盤記録装置を用いて原盤１８に記
録を行った。パルス信号（記録データ）は実施例１と同
様に基準パルス長Ｔに対して０．５Ｔ〜０．９Ｔにパル
ス長補正してフォーマッタ２５から出力した。このデー
タ信号に同期して中心周波数ｆ0 を含む４つの周波数ｆ
0 ＝８０．０ＭＨｚ，ｆ1 ＝７６．７ＭＨｚ，ｆ2 ＝７
８．６ＭＨｚ，ｆ3 ＝８３．３ＭＨｚを周波数シンセサ
イザ２４から発生させ、偏向信号ドライバー２３を介し
てＡＯ素子２１に入力した。ここで、ｆ0 及びｆ1 はデ
ータピット形成用のみならず、それぞれクロックピット
形成用及びサーボピット形成用にも使用した。ｆ3 をサ
ーボピット形成専用に用いた。これら４つの周波数各周
波数の偏向信号は切替スイッチ２２によりデータ信号と
同期してデータ信号の大きさに対応した周波数が選択さ
れる。こうして偏向光ビームで原盤を露光することによ
り、ｆ0 ，ｆ1 ，ｆ2 に対応した露光マークとｆ1 ，ｆ
3 に対応したサーボピット形成用露光マークがトラック
中心から所定の偏位量にて形成される。この場合、最大
の偏位量は、実施例１と同様に、サーボピット用の偏位
量である０．３μｍとし、トラックピッチは１．２μｍ
とした。

【００５０】上記のように露光されたフォトレジスト表
面を現像して、凹凸表面を有する原盤を得た。この原盤
を、実施例１と同様にして、スタンパを作製し、スタン
パを備えた金型中で射出成型して光ディスクを作製し
た。

【００５１】得られた光ディスクを、図５に示した再生
系の２分割検出器６４を用いて再生信号を検出した。図
１３に光ディスクのデータ領域のトラック部分の拡大図
及び２分割検出器６４からの和信号出力及び差信号出力
を示す。図１３中、ピット７ａ，７ｂ及び７ｃの偏位量
はそれぞれＡＯ偏向器に入力された周波数ｆ0 ，ｆ1，
ｆ2 に対応する。サークル４４は再生光スポットを示
す。図１３下方にトラック中心１２０からの偏位量に対
する和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力（Ｄ₁−
Ｄ₂）を示す。本実施例においては、２分割光検出器出
力の和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）のみにスライスレベルＳ
０〜Ｓ２を設定して信号再生を行った。図１４に再生方
法の概略を示した。

【００５２】図１４(a) は光ディスクのトラック上のピ
ット列パターンと４値記録コードを示し、図１４(b) に
はそれらのピット列に対応する和信号出力（Ｄ₁＋
Ｄ₂）の信号波形を示す。トラック中心からのピット４
３の偏位量が大きくなるにつれて信号振幅は減少する。
前記式（１）において、ピットの深さがλ／４ｎ
_s（λ：光源波長、ｎ_s: 基板屈折率）の時に、反射回
折光にπの位相差を生じて cosΦ₀₁が最大となるため、
トラック中心からのデータピット４３の偏位に対する信
号振幅変化を最大にすることができる。ピット偏位量を
信号振幅の大きさに基づいて分離するために、スライス
レベルＳ０、Ｓ１、Ｓ２を各振幅の中心に設定し、各々
のスライスレベルから２値化信号Ｂ₀、Ｂ₁及びＢ₂を
得た。次いで、図１４(c) に示したように、Ｂ₁とＢ₂
のｍｏｄ２加算を行った後、Ｂ₀との和を取ることによ
って下位ビットを得、Ｂ₁を上位ビットとして、４値信
号を生成した。

【００５３】さらに、各多値信号レベル間のＳ／Ｎが確
保されれば、ｆn （n ＞４）とすることで５値以上の多
値化も可能である。なお、データの復号は、図１４(c)
に示した方法に限定されず、様々な多値符号に適用可能
である。特に実施例１−２のＰＲＭＬやトレリス符号化
変調方式と、ビタビ復号との組み合わせが有効である。

【００５４】実施例２−２この実施例では、実施例２−１と同様にして得られた光
ディスクから、図５の再生系の２分割光検出器６４から
の差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）のみを用いて信号再生し
た。図１５(a) にトラック上のピット列を示し（図１４
(a) と同じ）、図１５(b) にピット列に対応する（Ｄ₁
−Ｄ₂）出力の信号波形を示す。トラック中心からのデ
ータピット４３の偏位量が大きくなるにつれて信号振幅
は増大する。前記式（２）において、ピットの深さがλ
／８ｎ_sの時に、反射回折光にπ／２の位相差を生じて
sinΦ₀₁が最大となるため、トラック中心からのピット
４３の偏位に対する信号振幅変化を最大にすることがで
きる。ピット偏位量を信号振幅の大きさに基づいて分離
するために、スライスレベルＳ０、Ｓ１、Ｓ２を各振幅
の中心に設定し、各々のスライスから２値化信号Ｂ₀、
Ｂ₁、Ｂ₂を得た。次いで、図１５(c) に示したよう
に、Ｂ₁とＢ₂のｍｏｄ２加算を行った後、Ｂ₀との論
理和を取ることによって下位ビットを得、Ｂ₁を上位ビ
ットとして、４値信号を生成した。この例でも、各多値
信号レベル間のＳ／Ｎが確保されれば、ｆn （ｎ＞４）
とすることで５値以上の多値化も可能である。なお、デ
ータの復号は、図１５に示した単純な２値化に限定され
ず、様々な多値符号に適用可能である。特にＰＲＭＬや
トレリス符号化変調方式とビタビ復号との組み合わせが
有効である。

【００５５】実施例３−１この実施例では、トラック中心から内周側及び外周側に
それぞれ異なる大きさで偏位したデータピット列を有す
る光ディスクを作製する。ＡＯ素子２１用のシンセサイ
ザ２４の周波数を以下のように設定した以外は、実施例
１と同様の光学系を用いて実施例１と同様にフォトレジ
スト原盤を露光した。

【００５６】シンセサイザ設定周波数：ｆ0 ＝８０．０ＭＨｚ（クロックピット形成用）ｆ1 ＝７６．７ＭＨｚ（サーボピット及びデータピッ
ト形成用）ｆ2 ＝７８．４ＭＨｚ（データピット形成用）ｆ3 ＝８１．６ＭＨｚ（データピット形成用）ｆ4 ＝８３．３ＭＨｚ（サーボピット及びデータピッ
ト形成用）

【００５７】上記周波数ｆ2 及びｆ3 により得られるデ
ータピットのトラック中心からの偏位量は、それぞれ周
波数ｆ1 及びｆ4 により得られるデータピットの偏位量
の約４０％であった。露光された原盤から、実施例１と
同様にして、Ｎｉスタンパを作製した後、射出成型して
光ディスクを製造した。

【００５８】得られた光ディスクから、実施例１と同様
に図５に示した再生系を用いて、再生信号を検出した。
図１６に、再生光が照射されている光ディスクのトラッ
ク部分の拡大図並びにトラック中心からの偏位量に対す
る２分割検出器６４からの和信号出力及び差信号出力を
示す。ピット９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ及び９ｅの偏位量
は、それぞれ、原盤露光時にＡＯ素子に入力した周波数
ｆ1 、ｆ2 、ｆ0 、ｆ3 及びｆ4 に対応する。図１７に
この光ディスクの再生方法の概略を示した。図１７(a)
はトラック上のデータ領域のピット列パターンを示し、
クロックピット４２は偏向周波数ｆ0 により、サーボピ
ット４１は偏向周波数ｆ1 及びｆ4 により、データピッ
ト４３はｆ1 〜ｆ4 の偏向周波数により形成されたもの
である。図１７(a) の下方に記録された４値コードを併
せて示した。図１７(b) 及び(c)は、それぞれ、これら
のピット列に対応する２分割光検出器出力の和信号出力
（Ｄ₁＋Ｄ₂）と差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）を示す。図
１７(c) に示すように、トラック中心に位置するピット
からそれぞれの検出部１８０及び１８１に向かう回折光
強度は同一なので（Ｄ₁−Ｄ₂）はゼロになる。一方、
トラック中心から偏位したピットからの回折光強度は２
つの検出部１８０及び１８１において異なるので、ピッ
トの偏位方向と偏位量に従って（Ｄ₁−Ｄ₂）出力は段
階的に変化する。ピット偏位量を信号振幅の大きさに基
づいて分離するために、スライスレベルＳ１、Ｓ２、Ｓ
３を各振幅間の中心に設定し、各スライスから２値化信
号Ｂ₁、Ｂ₂及びＢ₃を得た（図１７(c) ）。図１７(d)
に示すように、Ｂ₂とＢ₃のｍｏｄ２加算を行った
後、Ｂ₁との論理和を取ることによって下位ビットを
得、Ｂ₂を上位ビットとすることによって、４値信号を
再生した。

【００５９】なお、データの記録の際に特定の４値記録
用符号化方法（トレリス符号化変調方式）で入力２値信
号を４値化しておき、再生の際にビタビ復号を用いて復
号することもできる。図１８に入力２値信号を４値化す
る場合の遷移規則の一例を示す。この遷移規則では、あ
る時刻の４値符号と入力される２値符号により次の時刻
の４値符号が一義的に決まり、且つ２値符号が０のとき
に取り得る４値符号と２値符号が１のときに取り得る４
値符号との差の絶対値が２になるようにする。すなわ
ち、ある時刻の４値符号（２ビットの２値符号で表し
て）が００であり且つ入力２値符号が０である場合に、
次の時刻の４値符号は００となる遷移のみが許され、あ
る時刻の４値符号が００であり且つ入力２値符号が１で
ある場合に、次の時刻の４値符号は１０となる遷移のみ
が許容される。ある時刻の４値符号が０１であり且つ入
力２値符号が１である場合に、次の時刻の４値符号は０
０となる遷移のみが許され、ある時刻の４値符号が０１
であり且つ入力２値符号が１０ある場合に、次の時刻の
４値符号は１０となる遷移のみが許容される。ある時刻
の４値符号が１０であり且つ入力２値符号が０である場
合に、次の時刻の４値符号は０１となる遷移のみが許さ
れ、ある時刻の４値符号が１０であり且つ入力２値符号
が１である場合に、次の時刻の４値符号は１１となる遷
移のみが許容される。ある時刻の４値符号が１１であり
且つ入力２値符号が１である場合に、次の時刻の４値符
号は０１となる遷移のみが許され、ある時刻の４値符号
が１１であり且つ入力２値符号が０である場合に、次の
時刻の４値符号は１１となる遷移のみが許容される。

【００６０】上記の遷移規則は、図１９に示した符号化
器を用いることによって実行することができる。同図
中、Input bit は入力２値符号であり、Output bitのう
ちＭＳＢ及びＬＳＢはそれぞれ４値信号を構成する上位
ビット及び下位ビットである。上記のように４値記録の
符号化規則を定めることにより、記録された信号を再生
する際にビタビ復号方式を用いることができ、それによ
って信号エラーの発生率を低下させることができる。ビ
タビ復号では、トレリス線図を作成して、再生時に得た
各時刻の多値符号を用いてパスメトリックを内部状態毎
に計算し、生き残りパスを得ることで尤度を最大にする
復号を行う。図１８に示したような規則の下で４値符号
化を実行することによって、符号化の際に、図１９の符
号化器のシフトレジスタＴに内在する値により一意に定
まる内部状態が４値符号と一致するために、ビタビ復号
における処理が簡単になるという効果がある。また、Ｐ
ＲＭＬとビタビ復号との組み合わせも有効である。

【００６１】実施例３−２実施例３−１において、シンセサイザ用周波数ｆ4 をサ
ーボピット形成専用に用い、未記録レベル（データピッ
トなし）を上記４つのビットデータの１つに対応させた
以外は、実施例３−１と同様に原盤を得、スタンパを作
製して光ディスクを製造した。図２０に、再生光が照射
されている光ディスクのトラック部分の拡大図並びにト
ラック中心からの偏位量に対する２分割検出器６４から
の和信号出力及び差信号出力を示す。

【００６２】図２１にこの光ディスクの再生方法の概略
を示した。図２１(a) はトラック上のピット列を示し、
サーボ領域においてクロックピット４２は偏向周波数ｆ
0 により、サーボピット４１は偏向周波数ｆ1 及びｆ4
により、データ領域のデータピット４３はｆ1 〜ｆ3 の
偏向周波数により形成されたものである。図２１(a)の
下方に記録された４値コードを併せて示した。図２１
(b) 及び(c) は、それぞれ、２分割光検出器からの和信
号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）と差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）を示
す。ピット偏位量を信号振幅の大きさに基づいて分離す
るために、図２１(c) に示したように、差信号出力（Ｄ
₁−Ｄ₂）にスライスレベルＳ１、Ｓ２、Ｓ３を設定
し、各スライスレベルから２値化信号Ｂ₁、Ｂ₂及びＢ
₃を得た。図２１(d) に示すような論理演算を行うこと
により下位ビット及び上位ビットを得、４値信号を生成
した。このデータピットパターンは、ｆ4 に対応するデ
ータピットがないために実施例３−１に比べてトラック
間のクロストークを一層少なくすることができる。

【００６３】実施例３−３実施例３−１において中心周波数ｆ0 ＝８０．０ＭＨｚ
をクロックピットのみならずデータピット形成用として
用い且つ信号の記録再生にＰＲ（１，２，１）方式及び
ビタビ復号を用いた以外は、実施例３−１同様にして原
盤を形成し、そのスタンパから光ディスクを製造した。
図２２に、再生光が照射されている光ディスクのトラッ
ク部分の拡大図並びにトラック中心１２０からの偏位量
に対する２分割検出器６４からの和信号出力及び差信号
出力を示す。差信号出力について図２２に示したように
スライスレベル（Ｓ１〜Ｓ４）を設定し、トラック中心
１２０にあるデータピットにもビットデータを割り当て
ることにより、５値記録を可能にした。

【００６４】入力２値信号を５値信号として記録する際
に、図２３(a) に示した回路を有する符号器を用いて、
ＰＲ（１，２，１）方式で信号変調を行った。図２３
(b) に、この回路を用いて入力２値信号を５値信号に変
調する操作を示す。最初に、プリコーダ２０２を用いて
２値入力データ信号に２Ｔの符号間干渉を与えるインタ
ーリーブドＮＲＺＩ変換を行う。このインターリーブド
ＮＲＺＩ変換された信号を、ＰＲ（１，２，１）相当信
号発生器２０６のシフトレジスタＴを用いてそれぞれ１
ビット（１Ｔ）及び２ビット（２Ｔ）遅延させた信号を
生成する。そして、インターリーブドＮＲＺＩ変換され
た信号と遅延した信号を加算器２０４で足し合わせて５
値信号を生成した。

【００６５】図２４(a) に、図２３(b) に示したＰＲ
（１，２，１）方式の信号処理を２値及び５値符号で示
す。また、ＰＲ（１，２，１）方式でプリコードされた
５値信号が記録されたトラック上のピット列パターンを
図２４(b) に示す。かかるピット列が形成された光ディ
スクを図５の再生系で再生した。２分割検出器６４から
検出された和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力
（Ｄ₁−Ｄ₂）の波形をそれぞれ図２４(c) 及び(d) に
示す。差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）を、図２５に示した再
生装置のブロック図に従って復号及び再生した。差動ア
ンプで生成した（Ｄ₁−Ｄ₂）を、アナログ波形等化器
を通すことにより光学的な符号間干渉を除去してＰＲ特
性を得、アナログ信号をＡ／Ｄ変換した。その後、デジ
タルトランスバーサルフィルタで内外周特性差を吸収し
て５値を判定した後、ビタビ復号器に供給して２値化し
た。再生クロックは、Ａ／Ｄ変換後の信号により生成し
た。

【００６６】実施例３−４この実施例では、実施例３−１の場合よりもさらに多種
の偏位量を有するデータピットをトラック中心から内周
側及び外周側に形成した光ディスクを作製する。偏向器
として図３に示したＥＯ偏向器を用い且つトラック中心
から４種類のオフセット量を内周側と外周側にそれぞれ
有するピットが形成されるようにＥＯ偏向器に電圧Ｖ0
〜Ｖ8 を印加した以外は、実施例３−１と同様にしてス
タンパを作製し、それにより光ディスクを製造した。図
２６に、再生光が照射されている光ディスクのトラック
部分の拡大図並びにトラック中心１２０からの偏位量に
対する２分割検出器６４からの和信号出力及び差信号出
力を示す。差信号出力について図２６に示したようにス
ライスレベル（Ｓ１〜Ｓ７）を設定し、トラック中心に
あるデータピットにもビットデータを割り当てることに
より８値記録を可能にした。

【００６７】図２７にこの光ディスクから８値信号の再
生方法を示す。図２７(a) は、光ディスク上のトラック
上にピット列パターンを示し、図２７(b) 及び(c) は、
図５の再生系の２分割検出器６４で検出された和信号出
力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）の波形
をそれぞれ示す。図２７(b) 及び(c) に示した各スライ
スレベルＳ０〜Ｓ７から２値化信号Ｂ0 〜Ｂ7 を求め、
それらを図２７(d) に示した論理演算を行って３ビット
の信号を得、それを単純に合成して８値に対応させた。

【００６８】この実施例において、信号の記録再生の変
形例として特定の８値記録の際の遷移規則を定めること
によってビタビ復号を用いることができる。図２８にこ
の遷移規則の例を示す。ある時刻の３ビットの信号から
次の時刻の３ビットの信号に遷移する際に、当該ある時
刻の３ビットの信号と入力される２ビットの信号により
図２８に示されたような遷移のみが許されるようにす
る。この遷移は、図２９に示したような符号器を用いて
実行することができる。こうして得られた８値信号を再
生する際にビタビ復号を用いてエラーの少ない信号が得
られる。

【００６９】図２９の符号化器に入力される信号は４値
信号であるが、入力信号が２値信号である場合には、例
えば、図３０に示したような操作により２値信号を４値
化することができる。図３０に示したように、最初に２
値データ信号(2) とクロック信号(1) 及び逆極性のクロ
ック信号との論理積をそれぞれ求めることによって奇数
データ(3) 及び偶数データ(4) を生成する。(3) を(1)
の２倍のクロック周波数で動作するシフトレジスタに入
力し、１ビットシフト信号と２ビットシフト信号を取り
出し、その論理和を作って４値信号の下位信号(5) を生
成する。(4) を(3) と同様に(1) の２倍のクロック周波
数で動作するシフトレジスタに入力し、１ビットシフト
信号と(4) の論理和を作って４値信号の上位信号(6) を
生成する。

【００７０】この実施例のように偏位量が多い場合、複
数の信号制御が必要となるので、偏向器として図３に示
すＥＯ偏向器を用いて偏位量を制御した方が、フォーマ
ッタ２５の偏向信号制御回路の構成が簡略化でき、偏位
に要する時間も速くできるため高密度化への対処が容易
である。

【００７１】実施例３−５この実施例では、実施例３−２に比べてデータピットが
トラック方向に一層短い間隔で形成された光ディスクを
作製し、そこから多値化された信号を再生する。実施例
３−２と同様にして各周波数をトラック中心から所定の
偏位量を有するデータピット形成用に用いたが、フォー
マッタ２５からの記録データ信号パルスは実施例３−２
で用いた基準パルス長Ｔの半分であるＴ／２とした。こ
うして得られた光ディスクから多値信号を再生する方法
を図３１に示す。図３１(a) は、光ディスク上のトラッ
ク上のピット列を示し、各データピット４３は実施例３
−２（図２１(a) ）の場合に比べてトラック方向に密に
配列している。図３１(b)及び(c) は、図５の再生系を
用いてトラックから得られた２分割検出器６４で検出さ
れた和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力（Ｄ₁−
Ｄ₂）の波形をそれぞれ示す。図３１(b) 及び(c) に示
した各スライスレベルＳ０〜Ｓ３から２値化信号Ｂ0 〜
Ｂ3 を求め、それらを図３１(d) に示した論理演算を行
って下位ビット及び上位ビットの信号を得、それらから
４値信号を生成した。

【００７２】実施例３−２（図２１）において、ピット
間隔を短くしても和信号出力はピット間のクロストーク
によって検出できない部分がある。しかしながら、本実
施例の差信号出力では明確に各信号レベルが区別されて
いる。この例からコンパクトディスク等の長短ピットの
エッジ位置に情報を付与したマークエッジ記録方式を、
本発明のトラックと直交する方向に偏位した連続ピット
パターンに適用可能であることがわかる。後述するよう
にマークエッジ記録方式を本発明の光ディスクに適用す
るとさらに線密度を向上することができる。例えば、図
２２（実施例３−３）に示したような５値記録の偏位レ
ベルを設定し、トラックピッチ１．６μｍのＣＤ−ＲＯ
Ｍにマークエッジ方式を適用した場合、約２倍の高密度
化が可能となる。

【００７３】実施例４この実施例では、トラック中心の両側に同時に同一の大
きさで偏位されたデータピットを有する光ディスクを作
製する。トラック中心の両側に同時に同一の大きさで偏
位されたデータピット対を１つの光ビームでピットを偏
位させて形成する場合、原盤が一周する間に原盤の半径
方向のみならず、接線方向にも光ビームを高速に偏位さ
せねばならない。これを実行するには一本の光路上に、
各々の偏向する方向が直交する２個の偏向器を直列に並
べなければならなくなるので、光学系の調整が困難とな
る。さらに、所定のピット対を得るための信号の位相調
整、接線方向の光ビーム移動を一時的に止めるための偏
位量調整、ピットを形成するための変調器のタイミング
調整など非常に困難な点が多い。別の方法として、記録
レンズと原盤の相対移動速度を所定の半分とし、２回転
で１トラック分記録することが考えられる。この方法で
は光学系の調整は容易になるが、一周目と２周目のタイ
ミング調整は困難となるという問題がある。さらに別の
方法として、図１に示した原盤記録装置において、ＡＯ
偏向器１３に入力する偏向周波数を固定し、また、ＥＯ
偏向器１５の偏向電圧も固定して、各々の角度をずらす
ことによってトラック中心の両側に同時に同一の大きさ
で偏位されたデータピットを形成することが考えられ
る。しかしながら、この方法ではピット対のタイミング
調整やトラック中心に対する対称性の調整がやや困難と
なる。

【００７４】本実施例では、図１の原盤記録装置を使用
して、実施例３−１で用いたｆ2 ＝７８．４ＭＨｚとｆ
3 ＝８１．６ＭＨｚの偏向周波数信号をクロック信号に
同期させて、片方だけあるいは両方同時にＡＯ偏向器１
３に入力した。そして偏向信号と同様に、クロックと同
期したピット形成用データ信号を、ＡＯ変調器１２に入
力する。変調信号（Ms) 及び偏向信号(f2,f3) をクロッ
ク信号(Cs)とともに図３２(a) に示した。この際、ｆ2
とｆ3 の両方の偏向信号が入力された場合、出射光は、
ｆ2 あるいはｆ3 の一方の信号だけ入力した場合の約５
０％の強度の２つのビームに分かれる。この場合、露光
用の光スポットサイズは小さくなるため、トラック中心
を隔てて対向するピット対のピットサイズは、図３２
(b) に示したように、トラック中心から一方の側に偏位
して単独に存在するピットのサイズに比べて小さくな
る。原盤露光後、得られた原盤から実施例３−１と同様
にしてＮｉスタンパを作製し、それより複製ディスクを
作製した。

【００７５】図３２(c) 及び(d) は、図５の再生系の２
分割検出器６４で検出された和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）
及び差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）の波形をそれぞれ示す。
図３２(c) 及び(d) に示した各スライスレベルＳ０〜Ｓ
２から２値化信号Ｂ0 〜Ｂ2を求め、それらを図３２(e)
に示した論理演算を行って下位ビット及び上位ビット
の信号を得、それらから４値信号を生成した。

【００７６】実施例５−１本実施例では、光磁気ディスクのトラック中心からピッ
ト及び記録マークを偏位させて多値化情報を記録する例
を示す。図３３に本実施例に係る光磁気ディスクの断面
構造を示す。この光磁気ディスクは、片面に所望のプリ
フォーマットパターンが形成された透明基板３３１上
に、第１エンハンス膜３３３、垂直磁化膜３３４、第２
エンハンス膜３３５、反射膜３３６及び保護膜３３７
が、順次積層されてなる。第２エンハンス膜３３５と反
射膜３３６は必要に応じて形成される任意層である。第
１エンハンス膜３３３としては膜厚約１００ｎｍのＳｉ
Ｎ誘電体膜を、垂直磁化膜３３４としては膜厚約２０ｎ
ｍのＴｂ₂₉Ｆｅ₅₈Ｃｏ₁₃非晶質磁化膜を、第２エンハン
ス膜３３５としては膜厚約３０ｎｍのＳｉＮ誘電体膜
を、反射膜３３６としては膜厚約７５ｎｍのＡｌ金属膜
をそれぞれマグネトロンスパッタリング法により真空中
で成膜した。保護膜３３７は、紫外線硬化樹脂を塗布し
て硬化させた。

【００７７】こうして得られた光磁気ディスクに、図３
４に示した記録装置を用いてトラック中心からトラック
の内周側及び外周側に同一量だけ偏位したマークを記録
した。記録用光源として、マークをトラックと直交する
方向に偏位させるためにマルチレーザヘッドの光源１１
１を用いた。この光源は４つのレーザヘッドを備え、各
レーザからのビームがトラック中心から４種の偏位量で
トラックを照射する。記録の際に、磁気コイル（図示し
ない）を用いて記録信号に応じて磁界を発生させた。ま
た、この光磁気ディスク１６５の基板のプリフォーマッ
トパターンは、実施例１〜３に示したような方法でトラ
ック中心から種々の偏位量で形成されたプリピットから
なる。得られた光磁気ディスク上のプリピットエリア及
び記録マーク（磁区）エリアを図３６(a) に示す。

【００７８】光磁気ディスクに記録された記録マーク
は、極カー効果、すなわち、磁性膜の磁化の方向によっ
て再生用入射光の偏光面が光磁気ディスクからの出射時
に回転する現象を利用して再生される。この光磁気ディ
スク１６５を図３５に示した再生系を用いて再生した。
光磁気ディスク１６５を図示しない駆動系により回転さ
せながら、半導体レーザ６１から出射したレーザ光を、
偏光プリズム６２を経て絞り込みレンズ６３によりディ
スク１６５上に収束させた。この際、サーボ用のプリピ
ットを使ってレーザ光をトラック中心に沿って追従させ
た。ディスク１６５からの反射光は、１／２波長板６６
により偏光面を４５度傾けた後、偏光プリズム６７によ
り光量を２分割し、２個の光検出器６５、６８に入射さ
せた。光検出器６５、６８は実施例１で用いた検出器と
同様の２分割検出器であり、トラック中心からの一次回
折光が各々の検出部１８２，１８３（または検出部１８
４，１８５）に均等に分かれて入射するようにそれぞれ
配置した。トラック中心からの記録マークの偏位量に応
じて、各々の一次回折光強度は逆位相で増減する。従っ
て、検出部１８２と検出部１８３の出力の差、即ち、
（Ｄ₁−Ｄ₂）及び検出部１８４と検出部１８５の出力
の差、即ち、（Ｄ₃−Ｄ₄）を求めることにより記録マ
ーク及びプリピットの偏位量を検出することができる。
また、Ｄ₁とＤ₂の和及びＤ₃とＤ₄の和を求めること
によって記録マークの有無を検出することができる。一
方、通常の光磁気ディスク再生系においては、偏光プリ
ズム６７で２分された光の和でプリピットを、差で光磁
気信号を検出する（但し、検出器は単一の検出部を有す
る）。従って、プリピット信号の有無は（Ｄ₁＋Ｄ₂）
＋（Ｄ₃＋Ｄ₄）出力、プリピットの偏位は（Ｄ₁−Ｄ
₂）＋（Ｄ₃−Ｄ₄）出力、記録マーク（磁区）の有無
は（Ｄ₁＋Ｄ₂）−（Ｄ₃＋Ｄ₄）出力、記録マークの
偏位は（Ｄ₁−Ｄ₂）−（Ｄ₃−Ｄ₄）出力で検出でき
る。

【００７９】図３６(b) 〜(e) に上記の４つの信号出力
の例を示す。この場合、（Ｄ₁−Ｄ₂）＋（Ｄ₃−
Ｄ₄）出力によるピットの偏位信号と、（Ｄ₁−Ｄ₂）
−（Ｄ₃−Ｄ₄）出力による記録磁区の偏位信号をゲイ
ンを合わせて合成し、共通のスライスレベルＳ１、Ｓ
２、Ｓ３により２値化して４値を検出することができ
る。

【００８０】また、光磁気ディスクに多値記録する別の
例として、記録用光源として２つのレーザダイオードを
用いて、実施例４と同様な、トラック中心の両側に同時
に同一の大きさで偏位されたマークを光磁気ディスクに
記録した。記録の際の２つのレーザダイオードの発光パ
ターン、記録された磁区パターン、２分割検出器からの
和信号及び差信号出力並びに４値信号を再生するための
演算法を図３７(a) 〜(e) に示す。

【００８１】上記実施例で示したように、アドレス情報
等のプリピット信号と記録マーク（記録磁区）とを同じ
方式で再生することができるので、再生装置の信号処理
回路を簡略化できる。データの復号は、単純な２値化に
限定されず、様々な多値符号に適用可能である。特にＰ
ＲＭＬや特定の遷移規則によるトレリス符号化変調方式
とビタビ復号との組み合わせが高密度化に有効である。

【００８２】実施例５−２本実施例では、トラック中心から記録マークを偏位させ
て多値化情報を記録する方式を相変化型の光ディスクに
応用した例を示す。データ情報以外のアドレス等の情報
をプリピットの形で含む基板を射出成型によって作製
し、以下のようにして相変化型記録膜を基板上に積層し
て、図３８(a) に示したような断面構造の相変化型の光
ディスク製造する。射出成形基板３３１上に第１透明誘
電体膜３４０としてのＳｉＯ₂を１６０ｎｍ、相変化型
記録膜３４１としてＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅を３０ｎｍ、第
２透明誘電体膜３４２としてのＳｉＯ₂を５０ｎｍ、反
射膜３４３としてのＡｌを８０ｎｍ、順次スパッタリン
グにより積層した。反射膜３４３上に、保護膜３４４と
して紫外線硬化樹脂を塗布して硬化させた。第１及び第
２透明誘電体膜としてＺｎＳ−ＳｉＯ₂を、反射膜とし
てＡｕを使用してもよい。

【００８３】また、図３８(a) の変形例として、図３８
(b) に示したように、透明基板３３１と第１透明誘電体
膜３４０との間に金属干渉膜３４５を積層した。この場
合、透明基板上に金属干渉膜３４５としてＡｕを８ｎ
ｍ、第１透明誘電体膜３４０としてのＳｉＯ₂を４０ｎ
ｍ、相変化型記録膜３４１としてＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅を
１０ｎｍ、第２透明誘電体膜３４２としてのＳｉＯ₂を
１５ｎｍ、反射膜３４３としてのＡｕを５０ｎｍ、順次
スパッタリングにより積層した。

【００８４】こうして得られた相変化型光ディスクに、
図３９に示したような３つの独立に変調できるレーザ光
源ＬＤ０、ＬＤ１及びＬＤ２を備えた記録装置を用いて
記録マークを記録した。かかるレーザ光源ＬＤ０、ＬＤ
１及びＬＤ２の発光パターン及びそれにより記録された
記録パターンをそれぞれ図４０(a) 及び(b) に示す。Ｌ
Ｄ０はトラック中心を、ＬＤ１及びＬＤ２はトラック中
心からオフセットした位置にそれぞれ記録マークを形成
する。こうして相変化光ディスクに記録された多値信号
を、図５の再生系を用いて再生した。信号の復調は、図
４０(c) 及び(d) に示したように２分割検出器６４から
の和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力（Ｄ₁−Ｄ
₂）を検出し、それらにスライスレベルＳ０〜Ｓ２を設
定して２値信号Ｂ₀〜Ｂ₂を求め、それらを図４０(e)
に示したような論理演算を行うことによって実行するこ
とができる。

【００８５】記録用光源としてレーザダイオードＬＤ０
及びＬＤ１からなる２ビーム光源を用いた以外は上記の
例と同様にして、相変化型光ディスクに４値信号を記録
した。ＬＤ０及びＬＤ１をトラック中心から偏位した記
録マークを形成するために用い、トラック中心には記録
マークを形成しなかった。レーザ光源ＬＤ０及びＬＤ１
の発光パターン、それにより記録された記録パターン、
和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力（Ｄ₁−
Ｄ₂）並びに４値信号再生のための演算方法を、図４１
(a) 〜(e) に示す。このように２ビーム光源でも４値記
録が可能となる。

【００８６】ここで、記録膜として用いたＧｅ₂Ｓｂ₂
Ｔｅ₅は、記録（光照射）によって結晶状態から非晶質
状態に変化する。波長７８０ｎｍにおけるＧｅ₂Ｓｂ₂
Ｔｅ₅の結晶状態における屈折率ｎ_cは、ｎ_c＝５．４
−６．６ｉであり、非晶質状態における屈折率ｎ_aは、
ｎ_a＝４．５−４．３ｉである。なお、屈折率の虚数部
は消衰率である。図４２に、入射光のＰ偏光に対して記
録部及び未記録部から反射されたＰ偏光の位相の相違を
示す。図中、Ｅ_Pは入射光のＰ偏光の振幅の変化を、Ｅ
_PWは記録部から反射されたＰ偏光の振幅の変化を、Ｅ_PO
は未記録部から反射されたＰ偏光の振幅の変化をそれぞ
れ示す。同図に示した記録部及び未記録部からの反射光
強度を表す式より、特定のｎ，ｋ変化を生じる材料を選
定することによって、それぞれの反射光のＰ偏光成分の
Ｓ偏光成分に対する位相差δO ，δW が、δO ＝δW ＋
（２Ｎ＋１）πを満たすときに記録部及び未記録部から
の反射光強度の差を最大にすることができる。これは、
信号間のコントラストを最大にして検出感度を向上でき
ることを意味する。

【００８７】実施例６−１この実施例ではトラックと直交する方向にピットを種々
の偏位量で偏位させて記録を行う多値記録に、時間位相
多値記録を組み合わせた２次元多値記録方法を示す。時
間位相多値記録は、各ピットのエッジ位置をトラック方
向に微少量変化させてエッジ位置に時間方向の多値情報
を記録する方式（ＳＣＩＰＥＲ）である。

【００８８】実施例３−１と同様にしてＡＯ偏向器に偏
向用周波数ｆ1 ＝７６．７ＭＨｚ、ｆ2 ＝７８．４ＭＨ
ｚ、ｆ3 ＝８１．６ＭＨｚ、ｆ4 ＝８３．３ＭＨｚ及び
中心周波数ｆ0 ＝８０．０ＭＨｚを入力して原盤にピッ
ト形成用パターンを露光した。ここで、ｆ1 〜ｆ4 はデ
ータピット形成用の周波数であり、このうち、ｆ1 及び
ｆ4 はサーボピット形成用としても用いられる。ｆ0 は
クロックピット形成用の偏向周波数である。ＡＯ偏向器
の代わりにＥＯ偏向器を用いてｆ0 〜ｆ4 に対応するＶ
0 〜Ｖ4 の印加電圧で偏位量を制御できることはいうま
でもない。

【００８９】データピット形成用パターンを露光する際
に、以下のようにして時間位相多値記録を適用した。図
９に示したフォーマッタ２５の信号合成部に変更を加
え、ピットの記録周期（ピット中心から次のピット中心
まで）を一定の値Ｔに固定し、ピットの前縁あるいは後
縁の位置または前縁及び後縁の両方の位置を、時間位相
多値用の多値レベルに応じて記録周期よりも十分に小さ
な範囲で２段階以上に段階的に変化させた。これらの段
階的なエッジ位置の間隔Δｔはクロック周期の整数分の
一になるよう設定した。このように設定されたフォーマ
ッタ２５と図１の原盤記録装置を用いて原盤を露光し
た。得られた原盤から実施例１と同様にしてＮｉスタン
パを作製した後、射出成型により光ディスクを製造し
た。

【００９０】上記のようにして２次元多値記録方法でデ
ータが記録された光ディスクのトラック上のデータピッ
ト列を図４３(a) に示す。図中、ピットの破線部は時間
位相多値記録により形成され得るピットの前縁及び後縁
位置を示し、それぞれ、入力データに応じて８通り（３
ビット）の縁部位置を取り得る。ピットの実線部は実際
に記録により形成されたピットの前縁部と後縁部とを示
す。図４３(a) の下方には、各ピットに記録されたトラ
ックと直交する方向の偏位量による多値情報（偏位多値
情報）と時間位相多値情報とを示した。この光ディスク
を図５に示す再生系を用いて再生した。２分割検出器か
らの和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力（Ｄ₁−
Ｄ₂）をそれぞれ図４３(b) 及び(c) に示す。差信号出
力（Ｄ₁−Ｄ₂）にスライスレベルＳ１〜Ｓ３を設定
し、前述の実施例で用いた演算処理を行うことにより偏
位多値信号を再生することができる。一方、和信号出力
（Ｄ₁＋Ｄ₂）にスライスレベルＳ０を設定し前縁及び
後縁位置を検出することにより時間位相多値信号を得る
ことができる。この際、図４４に示す回路を用いて、
（Ｄ₁＋Ｄ₂）信号をピークホールドした後、ゲイン及
びオフセットを調整することによって２値化スライスレ
ベルＳ０が各波形の振幅の中心に追従するようにスライ
スし、それによって振幅変動によるエッジシフトを抑制
した。本実施例においては、偏位多値に２ビット、時間
位相多値として前縁と後縁に各々３ビット割り当て、１
つのピットで１バイトの記録を実現することができた。

【００９１】なお、時間位相多値記録の際に、ピット前
縁と後縁のデータを等しくすると、１ピットあたりの情
報量は減少するが、再生信号の周波数スペクトルの帯域
幅が狭帯域化するのでＳ／Ｎの点で有利になり、ピット
の周期Ｔの値を小さくすることができるという利点があ
る。

【００９２】実施例６−２ピットの後縁と次のピットの前縁の時間位相多値データ
を一致させるように時間位相多値データを記録した以外
は、実施例６−１と同様にして光ディスクを製造し、２
次元多値情報を記録した。得られた光ディスクのトラッ
ク上のピットパターンを、記録された偏位多値情報及び
時間位相多値情報とともに図４５(a) に示す。図５に示
した再生系を用いて検出した和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）
及び差信号出力（Ｄ₁−Ｄ₂）をそれぞれ図４５(b) 及
び(c) に示す。図４５(c) に示した（Ｄ₁−Ｄ₂）信号
にスライスレベルＳ１〜５を設定することにより時間位
相多値データの検出が可能である。このとき、ピットの
後縁と次のピットの前縁の距離は、トラック方向におい
て、一定の距離ｄだけ離れるように配置する。むろんｄ
＝０でもよいが、ｄの値を有効再生スポット径の１／２
程度に設定すると再生波形のエッジの傾きが最大とな
り、最も良いＳ／Ｎが得られた。時間位相多値信号のス
ライスは、多値レベルの遷移の仕方に基づいて、その遷
移を横切るスライスレベルをＳ１〜Ｓ５のいずれかから
選択することによって実行することができる。この場
合、先頭ピットの前縁および最終ピットの後縁の時間位
相多値データの読み取りができないので、それらの前後
に信号レベルを補償するために、図４５(a) に示したよ
うに補償ピット４００を形成して、先頭ピットの前縁お
よび最終ピットの後縁の時間位相多値データの読みとり
を可能にした。補償ピット４００を設ける代わりに、先
頭ピットの前縁及び最終ピットの後縁に時間位相多値デ
ータを付加しない方法も可能である。

【００９３】実施例７−１この実施例では、本発明をマークポジション記録方式に
適用して２種類のデータ信号を記録する。実施例１で用
いた原盤記録装置を用いて露光パターンを形成する際
に、データ信号１を（２−７）変調してピット変調デー
タを生成した。さらにデータ信号２をピット変調データ
に同期させつつ４値化変調して各ピットをトラックと直
交する方向へ偏位させる偏位データを作成した。ＡＯ変
調器１２にピット変調データを、ＡＯ偏向器１３のドラ
イバに偏位データをそれぞれ入力して、原盤上に露光パ
ターンを形成した。こうして得られた原盤上の露光パタ
ーンを現像し、スタンパを作製してそれより光ディスク
を得た。図４６(a) に２−７変調前後のデータ信号１、
４値化変調前後のデータ信号２及びそれらの信号により
形成されたトラック上のピットパターンを示す。なお、
４値化変調には、実施例３−４で用いたような変調方法
（図３０）を用いた。

【００９４】上記のようにして記録された光ディスクを
図５に示した再生系を用いて再生した。２分割検出器か
ら得られた和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）及び差信号出力
（Ｄ₁−Ｄ₂）をそれぞれ図４６(b) 及び(d) に示す。
マークポジション記録された（２−７）変調データは、
（Ｄ₁＋Ｄ₂）信号の微分信号を用いて微分検出した
（図４６(c) ）。その後、（２−７）デコーダを用いて
データ信号１に復調した。一方、偏位データの方は（Ｄ
₁−Ｄ₂）信号を用いて、実施例３−１と同じ方法によ
り４値データを検出し、その後、データ信号２に復調し
た。

【００９５】本発明を通常のマークポジション記録方式
の記録媒体に適用することにより、マークポジション記
録データ（データ信号１）と独立に多値記録データ（デ
ータ信号２）を重畳できるので通常のマークポジション
記録と比べて記録密度を著しく向上することができる。
この場合、例えば、データ信号１を記録信号として、デ
ータ信号２をアドレス信号として使用することができ
る。また、データ信号１を音声信号として、データ信号
２を画像信号として使用することも考えられる。なお、
マークポジション記録コードとしては、２−７変調に限
らず、１−７変調等その他のＲＬＬ（Run Length Limit
ed code ）も適用可能である。その他、ブロック符号に
も適用可能である。特に、ブロック当たりのピット数が
一定のコードを用いれば、多値変調データの密度が一定
になるので検出が容易になる。

【００９６】実施例７−２この実施例では、本発明の記録方法をマークエッジ記録
方式に応用する。実施例７−１と同様の方法で、データ
信号１をピット変調データとし、データ信号２をピット
偏位データとして記録して光ディスクを製造した。ただ
し、データ信号１は、２−７変調した後、ＮＲＺＩ変換
してＡＯ変調器１２にピット変調データとして入力し
た。図４７(a) に、データ信号１、２−７変調後のデー
タ信号１及びさらにＮＲＺＩ変換されたデータ信号１並
びに４値化変調前後のデータ信号２を示す。図４７(a)
下方に形成されたピット列も示す。この光ディスクを、
図５の信号再生系を用いて再生した。２分割検出器で検
出された和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）信号及び差信号出力
（Ｄ₁−Ｄ₂）を図４７(b) 及び(c) にそれぞれ示す。
マークポジション記録された（２−７）変調データは、
和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）をスライス化することによっ
て検出した。その際、実施例６−１で用いた追従スライ
ス回路（図４４）を用いて、和信号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）
をピークホールドした後ゲイン及びオフセットを調整
し、２値化スライスレベルＳ０を各波形の振幅の中心に
追従させるように設定することによって振幅変動による
エッジシフトを抑制した。次いで、ピットのエッジに付
与されたデータを（２−７）デコーダを用いてデータ信
号１に復調した。一方、偏位データの方は、差信号出力
（Ｄ₁−Ｄ₂）を用いて、実施例３−１と同じ方法によ
り、スライスレベルＳ１〜３を設定して４値データを得
た後、データ信号２に復調した。

【００９７】実施例８この実施例では、実施例１で製造した光ディスクを、実
施例１で用いた２分割検出器６４と異なる検出器を用い
て４値信号を再生する。この実施例で用いた検出系及び
３分割検出器（ボール型光検出器７０）を図４８に示
す。３分割検出器の中央の受光素子（検出部）１８６は
ディスク反射光のうち０次回折光のみを受光し、外側の
受光素子１８７及び１８８は１次回折光のみを受光し０
次回折光をできるだけ受光しないように配置されてい
る。各受光素子からの出力信号Ｄ₀、Ｄ₁、Ｄ₂を実施
例１で得られたピットパターン（図７(a) （図４９(a)
））と対応させて図４９中の(b) 〜(d) に示す。これ
らの信号に対して２値化スライスレベルＳ０〜Ｓ２を設
定して各スライスレベルにより２値化信号Ｂ₀〜Ｂ₂を
得た。次いで、図４９(e) に示すように、Ｂ₁を下位ビ
ットとし、Ｂ₁とＢ₂のｍｏｄ２加算したものを上位ビ
ットとして４値信号を生成した。

【００９８】一方、各受光素子からの出力信号を加算し
たＤ₀＋Ｄ₁＋Ｄ₂は、図５の２分割検出器からの和信
号出力（Ｄ₁＋Ｄ₂）とほぼ同一の信号が得られる。ま
た、この実施例で用いた検出器からの差信号出力（Ｄ₁
−Ｄ₂）は、図５中の２分割検出器６４からの差信号出
力（Ｄ₁−Ｄ₂）に比べて、０次回折光成分が少ないの
で、高Ｓ／Ｎを得ることができ、それによって一層高精
度な多値記録信号検出系を構築することができる。な
お、この３分割検出器は本実施例に限定されず、前述の
ピットまたは記録マークの偏位量により多値記録するす
べての方法に利用することができる。

【００９９】実施例９−１本実施例では、多値の信号レベルを正確に判定するた
め、多値信号を識別するスライスレベルを設定するため
のテスト信号を記録した光ディスクを製造する。本発明
では検出信号にスライスレベルを設定することによって
多値信号を識別しているが、光ディスク等の媒体間や媒
体内の信号レベルの振幅のバラツキがあると、多値信号
の識別エラーが生じる可能性がある。そこで、光ディス
ク等の媒体に予めスライスレベル設定用のテスト信号を
記録することとした。このために、ユーザがアクセスし
て信号の記録、再生、消去等を行うユーザ領域以外の領
域に、最適な記録条件を検出するためのテスト領域を別
途設けた。

【０１００】図５０に、ＣＡＶ（角速度一定）方式の光
ディスクにテスト領域を設けた例を示す。ユーザ領域２
１１を介してディスクの最内周部及び最外周部に、テス
ト領域２１２を設けた。なお、テスト領域２１２は、デ
ィスクの最内周部又は最外周部のいずれか一方にのみ設
けることもできる。また、図５１に、ＺＣＡＶ（Zoned
−ＣＡＶ）方式の光ディスクにテスト領域を設けた例を
示す。ゾーン境界部の近傍にテスト領域２１２が設けら
れている。なお、ＺＣＡＶ方式の光ディスクにおいて
も、ＣＡＶ方式の光ディスクと同様に、ディスクの最内
周部及び最外周部にテスト領域２１２を設けることもで
きる。

【０１０１】光ディスクのテスト領域には図５２に示す
ようなテストピットパターンを形成した。この光ディス
クに記録される多値データは、このテストピットのいず
れかに対応することになる。信号長は、必要に応じて任
意に設定できるが、多値の信号レベルを正確に判定する
ため、再生用レーザビームのスポット径４４よりも長く
することが特に好ましい。再生用レーザビームのスポッ
ト径よりも長くすることによって、各信号のスライスレ
ベルを設定するためのテスト信号の各レベルにおいて、
前後の信号レベルを光学的な干渉によるレベルシフトを
生じない領域とすることができる。

【０１０２】テストパターンの多値記録信号の再生に当
っては、図５中に示した２分割検出器６４を用いて差信
号出力を検出した。得られた差信号出力（テスト信号）
を図５２の中段に示す。図５３に示す回路を用いて、テ
スト信号の再生時に多値信号レベルの１〜ｎのレベルを
各々サンプルホールドし、信号レベルｋとｋ＋１のサン
プルホールドレベルＶk とＶk+1 から信号レベルｋとｋ
＋１を弁別するためのスライスレベル( Ｖk ＋Ｖk+1)／
２を生成した。発生させたサンプルホールドパルスを図
５２下段に示す。

【０１０３】なお、前記テスト信号は、例えば、図５４
に示したように、前記データ記録単位の先頭部分に記録
することもできるし、データ記録単位中に一定間隔ごと
に設けることもできる。また、前記データ記録単位は、
セクタ構造を有する媒体の場合にはセクタ全体でも良い
し、クロックの同期を取るための信号に挾まれた領域で
も良い。さらには、データの変復調のブロックであって
も良いし、任意のバイト数ごとに挿入しても良い。さら
に、各トラックの先頭部であっても良い。

【０１０４】上記テスト信号から発生したスライスレベ
ルは光ディスクドライブ等の再生装置に出力されて、デ
ータピットまたは記録マークからの検出光を再生するた
めのスライスレベルの基準となる。

【０１０５】実施例９−２本実施例では、マークエッジ記録方式を用いた光記録媒
体のピット（記録マーク）のエッジを検出するタイミン
グを正確に判定するためのテスト信号を光ディスクに予
め記録する。実施例９−１と同様に、ユーザがアクセス
して信号の記録、再生、消去等を行うユーザ領域以外の
領域に、最適な記録条件を検出するためのテスト領域を
設けた。媒体のフォーマットとしては、実施例９−１と
同様に図５０及び図５１に示すフォーマットを有するも
のが用いられる。

【０１０６】図５５の上段に示すように、記録される複
数のレベルの多値信号に対して各レベルの信号を表すピ
ットが少なくとも１つ存在するようにテストピットパタ
ーンをテスト領域に形成した。ピット（信号）長は、必
要に応じて任意に設定できるが、各多値信号レベルの長
さの光学的な位相シフトを防止するため、再生用レーザ
ビームのスポット径の１／２よりも長くすることが特に
好ましい。図５に示した再生系で多値記録信号が再生さ
れる際、最初に、テスト領域のテストピットパターンが
再生される。テスト信号は差信号出力から再生する。こ
の際、各多値信号レベルを示すピットについて、図５５
に示すように、ピット前縁及び後縁を独立に検出し、そ
れらの検出信号からデータピットのエッジ検出信号の基
準タイミング（タイミング検出信号）を生成する。そし
て、データ信号再生時には、データ信号の各多値信号レ
ベルの前縁及び後縁を独立に検出し、図５６に示すよう
な回路を用いて、テスト信号から得られた基準タイミン
グに基づいて各エッジからの検出信号を合成する（論理
和を求める）。

【０１０７】テスト領域に記録されたテスト信号からエ
ッジ検出用基準タイミングを発生させ、そのタイミング
に基づいてピットエッジに付与されたデータ信号を再生
する原理を、図５７（参考図）を用いて一層わかり易く
説明する。図５７は、マークエッジ方式で記録された２
値信号を、テスト領域に記録された３Ｔの長さのピット
を用いて正確に検出する例を示す。通常の２値化信号の
検出では２値化スライスのためのレベルが再生信号の中
心からずれた場合、同図(a) のようにピット長もギャッ
プ長も所定の値ずれるため、ウインドマージンが狭くな
る。一方、同図(b) 及び(c) は、それぞれテスト信号の
各エッジを基準にして立ち上がりエッジ（ピット前縁に
相当）と立ち下がりエッジ（ピット後縁）を独立に検出
した波形である。このように前及び後エッジを独立に検
出すると、あるピット（マーク）と次のピット（マー
ク）の前エッジ間の間隔または後エッジ間の間隔自体は
維持されるため、ウインドマージンが広くなる。しか
も、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのタイミング
の間隔はテスト信号のピット長（３Ｔ）を示すため、そ
れらのずれを補正して、前エッジ及び後エッジからの２
値化データの論理和を取ることによって同図(f) に示し
たように元の信号を容易に復元できる。図５７中、(d)
は(b) の２値化符号を示し、(e) は(c) の２値化符号を
示す。なお、ここでは説明を簡単にするために、マーク
エッジ方式で記録された２値信号（トラック中心からの
偏位なし）で説明したが、かかる原理の下で、図５５に
示した多値信号が再生される。

【０１０８】この実施例においても、前記テスト信号
は、図５８に示すように、前記データ記録単位の先頭部
分に記録することもできるし、データ記録単位中に一定
間隔ごとに設けることもできる。また、前記データ記録
単位は、セクタ構造を有する媒体の場合にはセクタ全体
でも良いし、クロックの同期をとるための信号に挾まれ
た領域でも良い。さらには、データの変復調のブロック
であっても良いし、任意のバイト数ごとに挿入しても良
い。

【０１０９】実施例９−３本実施例では、実施例９−１及び実施例９−２のテスト
信号を備えた、マークエッジ方式を用いて多値記録され
た光ディスクを製造する。媒体のフォーマットとして
は、図５０又は図５１に示すフォーマットを有するもの
が用いられる。スライスレベル設定用及び基準タイミン
グ発生用の各テスト信号のデータパターン並びに多値記
録信号の再生方法については、実施例９−１及び実施例
９−２と同様である（図５２及び図５５参照）。この光
ディスクを図５に示した再生系で多値記録信号を再生す
る際、テスト領域に予め記録されたスライスレベル設定
用テスト信号並びに基準タイミング発生用テスト信号を
再生することによって、スライスレベルを設定し且つエ
ッジ検出用の基準タイミングを発生した。それらのスラ
イスレベル及び基準タイミングに基づいてマークエッジ
方式で光ディスクの多値信号を再生した。

【０１１０】なお、この実施例においても、前記テスト
信号は、図５９に示すように、前記データ記録単位の先
頭部分に記録することもできるし、データ記録単位中に
一定間隔ごとに設けることもできる。また、前記データ
記録単位は、セクタ構造を有する媒体の場合にはセクタ
全体でも良いし、クロックの同期をとるための信号に挾
まれた領域でも良い。さらには、データの変復調のブロ
ックであっても良いし、任意のバイト数ごとに挿入して
も良い。

【０１１１】実施例１０この実施例では、本発明の多値記録方法を他の多値記録
方法と組み合わせた例を示す。偏位ピットとして、実施
例３−１に示したような、トラック中心から内周側及び
外周側に、それぞれ異なる大きさで偏位したデータピッ
ト群を形成し、それらにトラックアドレス、セクタアド
レス等のＩＤ信号を多値信号で記録した。実施例３−１
と同じ方法で、原盤を作製し、得られた原盤からＮｉス
タンパを作製し、それよりディスクを複製した。得られ
たディスクを基板として、記録膜を積層して光磁気ディ
スクを作製した。記録膜として本出願人らが特願平６−
９６６９０号に示したような２種類の記録膜から構成さ
れた多値記録膜を形成した。こうして得られた光磁気デ
ィスクの構造を図６０に示す。また、図６１(a) にこの
媒体中の第１記録膜及び第２記録膜のとり得る４種の記
録状態を希土類元素と遷移元素の副格子磁気モーメント
の配向状態として示した。図６１(b) には、印加外部磁
界に対する上記４種の記録状態に対応する信号出力を示
す。この記録媒体を用いて、外部磁界を調整することに
より４種の記録信号を記録することができる。

【０１１２】この光磁気ディスクを図３５に示した再生
系を用いて再生した。ＩＤ信号であるプリピットの偏位
は（Ｄ₁−Ｄ₂）＋（Ｄ₃−Ｄ₄）出力、多値記録磁気
信号は（Ｄ₁＋Ｄ₂）−（Ｄ₃＋Ｄ₄）を用いて再生し
た。図６２中、(a) はＩＤピット及び多値記録磁区のパ
ターン例を示し、(b) 〜(d) は２分割検出器からの出力
波形を示す。（Ｄ₁−Ｄ₂）＋（Ｄ₃−Ｄ₄）出力によ
るピット信号の偏位信号と（Ｄ₁＋Ｄ₂）−（Ｄ₃＋Ｄ
₄）出力による多値記録磁区信号の二つをゲインを合わ
せて合成し、共通のスライスレベルＳ１、Ｓ２、Ｓ３に
より２値化して４値を検出した。このように、ＩＤ信号
とデータ信号を同一の復号器で２値化できるので再生系
が簡略化できる。

【０１１３】前記実施例において、ＡＯ偏向器またはＥ
Ｏ偏向器を用いて光ビームを偏向して記録マークやピッ
ト形成スポットを偏位させたが、図６３に示すようなマ
ルチビームレーザを持つ光ヘッドを用い、各レーザを交
互に変調することによって光ビームを所定のオフセット
量で偏位することもできる。また、図３９に示したよう
に（実施例５−２）複数のレーザを有する光ヘッドを持
つ記録再生装置を用いても良い。

【０１１４】前記の各実施例において２分割式（または
３分割式）の検出器を用いてＤ₁及びＤ₂信号を特定の
演算処理で多値化してきたが、特にそれらの処理方法に
限定されず、和信号または差信号を単独で処理してよ
く、また、和信号とＤ₁またはＤ₂を演算処理したり和
信号と差信号を演算処理することもできる。また、多値
化に必要な複数信号レベルを得るためにスライスレベル
も任意に設定できる。

【０１１５】ここまで、主にプリピットによるＲＯＭの
場合について説明したが、例えば、図５の再生装置の記
録レンズの手前に光偏向器を配置し、実施例１で述べた
ようにして記録ビームスポットを偏向すれば、偏位量を
差信号で検出する多値記録型の追記または書替媒体とな
る記録・再生システムを構成することができる。更に、
多層膜を用いた多値記録媒体においてその管理情報と番
地情報等のＩＤとを本発明を用いて記録すると、追記部
と線記録密度の等しい媒体・システムを構築できる。

【０１１６】

【発明の効果】本発明の光記録媒体は、一つのデータピ
ットや記録マークに３値以上の多値情報を記録すること
ができるため、高密度記録を達成することができる。本
発明の光記録媒体の記録・再生方法は、データピットや
記録マークをトラックと直交する方向に偏位して記録す
ることにより、偏位量に応じた多値記録を可能とする。
本発明の記録・再生方法を、従来のマークエッジ記録方
式やマークポジション記録方式と組み合わせることによ
り一層記録密度を向上することができ、２種類のデータ
を同時に記録することもできる。さらに、パーシャルレ
スポンス方式やトレリス符号化変調方式を用いて記録信
号を変調して記録し、ビタビ復号方式により復号するこ
とによりエラーの少ない信号再生が可能となる。また、
予めスライスレベル設定用のテスト信号や検出基準タイ
ミング発生用のテスト信号をデータ記録単位の先頭部分
等に記録させておくことにより、良好なＳ／Ｎを維持す
ることができる。本発明の光記録媒体用の記録装置及び
記録再生装置は、多値記録用の光記録媒体を効率良くか
つ正確に記録及び再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体の記録を行うための原盤記
録装置の概略構成図である。

【図２】図１の原盤記録装置に用いられる音響光学（Ａ
０）偏向器の構成及び光ビームの偏向方向を示す図であ
る。

【図３】図１の原盤記録装置に用いられる電気光学（Ｅ
Ｏ）偏向器の構成及び光ビームの偏向方向を示す図であ
る。

【図４】ＡＯ偏向器及びＥＯ偏向器におけるそれぞれ周
波数−偏位置（図４(a) ）及び印加電圧−偏位値（図４
(b) ）との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の光記録媒体の再生方法に用いる再生装
置（図５(a) ）及び２分割検出器（図５(b) ）の構成を
示す概略図である。

【図６】実施例１−１で製造された光ディスクのトラッ
ク表面上での再生光スポットと偏位したプリピットとの
配置並びに偏位量に対する和信号及び差信号の変化を示
す図である。

【図７】実施例１−１で得られた光ディスクのピットパ
ターン及び２分割検出器からの和信号及び差信号出力並
びにそれらの演算処理方法を示す図である。

【図８】実施例１−１で得られた光ディスクのピットパ
ターン及び２分割検出器からの和信号及びＤ₁，Ｄ₂単
独信号並びにそれらの演算処理方法を示す図である。

【図９】実施例１−１で原盤にデータ信号を記録すると
きのフォーマッタ内の信号処理とデータ信号の流れを示
すブロック図である。

【図１０】記録信号をＰＲ（１，１）方式により変調す
るための符号器（図１０(a) ）及び符号器による変調操
作（図１０(b) ）を説明する図である。

【図１１】実施例１−２で得られた光ディスクに入力さ
れた信号の変調操作、光ディスク上のピットパターン、
２分割検出器からの和信号及び差信号出力並びにそれら
の演算処理方法を示す図である。

【図１２】実施例１−２で得られた光ディスクを再生す
るための再生装置における再生操作を示すブロック図で
ある。

【図１３】実施例２−１で製造された光ディスクのトラ
ック表面上での再生光スポットと偏位したプリピットと
の配置並びに偏位量に対する和信号及び差信号の変化を
示す図である。

【図１４】実施例２−１で得られた光ディスクのピット
パターン、２分割検出器からの和信号出力並びにそれら
の演算処理方法を示す図である。

【図１５】実施例２−２で得られた光ディスクのピット
パターン、２分割検出器からの差信号出力並びにそれら
の演算処理方法を示す図である。

【図１６】実施例３−１で製造された光ディスクのトラ
ック表面上での再生光スポットと偏位したプリピットの
配置並びに偏位量に対する和信号及び差信号の変化を示
す図である。

【図１７】実施例３−１で製造された光ディスクのピッ
トパターン、２分割検出器からの和信号及び差信号並び
にそれらの演算処理方法を示す図である。

【図１８】実施例３−１においてデータ記録の際に用い
た４値信号の遷移規則を示す図である。

【図１９】図１８の遷移規則を実行するための符号化器
の回路を示す図である。

【図２０】実施例３−２においてトラック表面上での再
生光スポットと偏位したプリピットの配置及び偏位量に
対する和信号及び差信号の変化を示す図である。

【図２１】実施例３−２で製造された光ディスクのピッ
トパターン、２分割検出器からの和信号及び差信号並び
にそれらの演算処理方法を示す図である。

【図２２】実施例３−３で製造された光ディスクのトラ
ック表面上での再生光スポットと偏位したプリピットの
配置並びに偏位量に対する和信号及び差信号の変化を示
す図である。

【図２３】記録信号をＰＲ（１，２，１）方式により変
調するための符号器（図２３(a)）及び符号器による変
調操作（図２３(b) ）を説明する図である。

【図２４】実施例３−３で製造された光ディスクのピッ
トパターン、２分割検出器からの和信号及び差信号出力
並びにそれらの演算処理方法を示す図である。

【図２５】実施例３−３で製造された光ディスクの再生
装置における多値情報の再生操作を説明するブロック図
である。

【図２６】実施例３−４で製造された光ディスクのトラ
ック表面上での再生光スポットと偏位したプリピットの
配置並びに偏位量に対する和信号及び差信号出力の変化
を示す図である。

【図２７】実施例３−４で製造された光ディスクのピッ
トパターン、２分割検出器からの和信号及び差信号出力
並びにそれらの演算処理方法を示す図である。

【図２８】実施例３−４の変形例においてデータ記録の
際に用いた８値信号の遷移規則を示す図である。

【図２９】図２８の遷移規則を実行するための符号化器
の回路を示す図である。

【図３０】実施例３−４の変形例において、２値データ
を４値化するための変調操作を示す図である。

【図３１】実施例３−５で製造された光ディスクのピッ
トパターン、２分割検出器からの和信号及び差信号出力
並びにそれらの演算処理方法を示す図である。

【図３２】実施例４において、データ記録のための変調
及び偏向信号、製造された光ディスクのピットパター
ン、２分割検出器からの和信号及び差信号出力並びにそ
れらの演算処理方法を示す図である。

【図３３】実施例５−１で製造した光磁気ディスクの断
面構造を示す図である。

【図３４】実施例５−１で製造した光磁気ディスクに多
値情報を記録するための記録装置の構成を示す概略図で
ある。

【図３５】実施例５−１で製造した光磁気ディスクを再
生するための再生装置の構成を示す概略図である。

【図３６】実施例５−１で製造した光磁気ディスクに記
録されたピット及び記録磁区パターン並びに、プリピッ
トエリア及び記録磁区エリアから２分割検出器により検
出された信号波形を示す図である。

【図３７】実施例５−１において、ＬＤの記録パルス、
製造した光磁気ディスクにおけるプリピット及び記録磁
区のパターン、２分割検出器により検出された信号波形
並びに検出信号から４値信号を再生するための演算方法
を示す図である。

【図３８】実施例５−２で製造した２種類の相変化型光
ディスクの断面構造を示す図である。

【図３９】実施例５−２で製造した相変化型光ディスク
を記録するための、独立に変調可能な３ヘッド型レーザ
光源を有する記録装置の構成を示す図である。

【図４０】実施例５−２におけるＬＤ発光信号、得られ
た光ディスク上のピットパターン、２分割検出器からの
和信号及び差信号出力並びにそれらの演算処理方法を示
す図である。

【図４１】実施例５−２の変形例におけるＬＤ発光信
号、得られた光ディスク上のピットパターン、２分割検
出器からの和信号及び差信号出力並びにそれらの演算処
理方法を示す図である。

【図４２】実施例５−２の相変化型光ディスクの記録マ
ークからの反射の前後における光の位相の変化を説明す
る図である。

【図４３】実施例６−１で製造された光ディスク上のピ
ットパターン並びに光ディスクからの和信号及び差信号
出力を示す図である。

【図４４】実施例６−１において時間位相多値信号を再
生する際に用いた追従スライス信号を発生するための回
路である。

【図４５】実施例６−２で製造された光ディスク上のピ
ットパターン及び２分割検出器からの和信号及び差信号
出力を示す図である。

【図４６】実施例７−１における変調前後のデータ信
号、光ディスク上のピットパターン、２分割検出器から
の和信号及びその微分信号、並びに差信号出力を示す図
である。

【図４７】実施例７−２における変調前後のデータ信
号、光ディスク上のピットパターン、並びに２分割検出
器からの和信号及び差信号出力を示す図である。

【図４８】実施例８で用いた検出系及び３分割検出器の
構成の概略を示す図である。

【図４９】実施例８において実施例１で得られた光ディ
スクのピットパターン、３分割検出器の各検出部からの
検出信号、並びそれらの信号を演算処理する方法を示す
図である。

【図５０】ＣＡＶ方式の光ディスクに設けられるテスト
領域を示す図である。

【図５１】ＺＣＡＶ方式の光ディスクに設けられるテス
ト領域を示す図である。

【図５２】実施例９−１において記録されたスライスレ
ベル設定用のテストピットパターン、そこから得られた
テスト信号及びサンプルホールドパルスを示す図であ
る。

【図５３】図５３のテスト信号から、多値情報を再生す
るのに必要なスライスレベルを設定するための回路を示
す図である。

【図５４】実施例９−１においてテスト信号が記録され
たテスト領域の配置の一例を示す図である。

【図５５】実施例９−２において記録された基準タイミ
ング信号発生用のテストピットパターン、そこから得ら
れたテスト信号及びタイミング検出信号を示す図であ
る。

【図５６】図５５のテストピットから発生した基準タイ
ミングに基づいて記録信号を再生するための回路を示す
図である。

【図５７】実施例９−２における基準タイミング信号発
生用のテストピットパターンを用いた再生方法の原理
を、２値テスト信号及び２値記録信号を例にして説明し
た図である。

【図５８】実施例９−２におけるテスト信号が記録され
たテスト領域の配置の一例を示す図である。

【図５９】実施例９−３におけるテスト信号が記録され
たテスト領域の配置の一例を示す図である。

【図６０】実施例１０において製造された光磁気ディス
クの構造を示す図である。

【図６１】実施例１０において製造された光磁気ディス
クの第１記録膜及び第２記録膜のとり得る４種の記録状
態（図６１(a) ）及び印加外部磁界に対する上記４種の
記録状態に対応する信号出力（図６１(b) ）を示す図で
ある。

【図６２】実施例１０において製造された光磁気ディス
クのトラック上のピット及び記録磁区パターン、２分割
検出器からの出力波形を示す図である。

【図６３】マルチビームレーザを備えた光ヘッドを用い
た記録再生装置の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１１レーザ光源１２ＡＯ変調器１３ＡＯ偏向器１４ＥＯ変調器１５ＥＯ偏向器１６ミラー１７偏向ビームスプリッター１８原盤２１ＡＯ素子結晶２２切替回路２３ＡＯ偏向器ドライバ２４シンセサイザ２５フォーマッタ２６超音波トランスデューサ２７ＡＯ変調器ドライバ３１ＥＯ素子３２ＥＯドライバ４１サーボピット４２埋め込みクロックピット４３データピット４４再生光スポット６０再生装置６１レーザダイオード６２偏光プリズム６３絞り込みレンズ６４光信号検出器６５２分割検出器（透過側）６６１／２波長版６７偏向プリズム６８２分割検出器（反射側）６９波長分離フィルタ７０３分割検出器（ボール型検出器）１１１マルチビームレーザダイオード１６４ディスク２０１ユーザ領域２０２テスト領域３３１透明基板３３３第１エンハンス膜３３４垂直磁化膜（光磁気記録膜）３３５第２エンハンス膜３３６反射膜３３７保護膜３４０第１透明誘電体膜３４１相変化記録膜３４２第２透明誘電体膜３４３反射膜３４４保護膜３４５金属干渉膜４００補償ピット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 11/10 ５８６ 9296−5ＤＧ１１Ｂ 11/10 ５８６Ｃ (72)発明者田村礼仁大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者渡辺均大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者今井奨大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トラック上にデータマークが記録される
または記録された光記録媒体であって、該データマークがトラック中心からトラックと直交する
方向に種々の偏位量で偏位して記録され、該データマー
クのトラック中心からの偏位量に基づいて多値情報が再
生される上記光記録媒体。
【請求項２】上記データマークが、トラック中心から
トラックの内周側に偏位したマーク、トラックの外周側
に偏位したマーク及びトラック中心に位置するマークか
ら構成されることを特徴とする請求項１に記載の光記録
媒体。
【請求項３】上記データマークが、トラック中心から
内周側及び外周側にそれぞれ２種以上の偏位量を有する
データマークから構成されることを特徴とする請求項１
または２に記載の光記録媒体。
【請求項４】上記データマークが、トラック中心から
トラックピッチの１／４の幅内に形成されていることを
特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光記録
媒体。
【請求項５】上記データマークを有するトラックが光
スポットで走査されて、トラックの中心線の内側及び外
側領域からの反射光がそれぞれ検出され、それらの検出
信号の和信号及び差信号の少なくとも一方から多値化さ
れた情報が再生されることを特徴とする請求項１〜４の
いずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項６】上記データマークが、トラック中心から
の偏位量に基づいて３値以上の多値情報を提供すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項の光記録媒
体。
【請求項７】上記トラックと直交する方向におけるデ
ータマーク位置に多値情報が記録され且つマークエッジ
記録方式によりトラック方向におけるデータマークのエ
ッジ位置にも情報が記録されていることを特徴とする請
求項１〜６のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項８】上記トラックと直交する方向におけるデ
ータマーク位置に多値情報が記録され且つマークポジシ
ョン方式によりトラック方向におけるデータマークの中
心位置にも情報が記録されていることを特徴とする請求
項１〜６のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項９】上記トラックと直交する方向におけるデ
ータマーク位置に多値情報が記録され且つ時間位相多値
記録方式によりトラック方向におけるデータマークのエ
ッジ位置にも多値情報が記録されていることを特徴とす
る請求項１〜６のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項１０】上記データマークに記録される多値情
報が、パーシャルレスポンス方式により記録されている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の
光記録媒体。
【請求項１１】上記データマークに記録される多値情
報が、ＰＲ（１，１）、ＰＲ（１，−１）、ＰＲ（１，
０，−１）から選択されるいずれかのパーシャルレスポ
ンス方式を用いて記録される３値情報であることを特徴
とする請求項１０に記載の光記録媒体。
【請求項１２】上記データマークに記録される多値情
報が、ＰＲ（１，２，１）、ＰＲ（１，１，−１，−
１）、ＰＲ（１，２，０，−２，−１）、ＰＲ（１，
３，３，１）から選択されるいずれかのパーシャルレス
ポンス方式を用いて記録される５値情報であることを特
徴とする請求項１０に記載の光記録媒体。
【請求項１３】上記データマークに記録される多値情
報が、トレリス符号化変調方式の遷移を用いて記録され
る４値以上の多値情報であることを特徴とする請求項１
〜９のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項１４】光記録媒体のデータ記録領域が複数の
データ記録単位に分割され、各データ記録単位の先頭部
分に、当該データ記録単位に記録される多値記録信号に
含まれる各信号のスライスレベルを設定するためのテス
ト信号が、前記多値記録信号に含まれる各信号レベルに
ついて少なくとも１つずつ記録されていることを特徴と
する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光記録媒
体。
【請求項１５】光記録媒体のデータ記録領域が複数の
データ記録単位に分割され、各データ記録単位の先頭部
分に、当該データ記録単位に記録される多値記録信号の
前後エッジ位置を検出するための基準タイミング信号を
発生するテスト信号が、多値記録信号に含まれる各信号
レベルの前後エッジについてそれぞれ少なくとも１つず
つ記録されていることを特徴とする請求項１〜７及び９
〜１３のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項１６】上記光記録媒体がセクタ構造を有し、
上記データ記録単位がセクタであることを特徴とする請
求項１４または１５に記載の光記録媒体。
【請求項１７】上記光記録媒体がトラックと直交する
方向にトラック中心から偏位したサーボピットとクロッ
クピットによりトラッキングを行うサンプルサーボ方式
の光記録媒体であって、サーボピットと後続のサーボピ
ットの間に設けられたデータ記録領域にサーボピットの
偏位量以下の大きさでトラック中心から偏位したデータ
マークを有することを特徴とする請求項１〜１６のいず
れか一項に記載の光記録媒体。
【請求項１８】上記光記録媒体が光ディスクであり、
上記データマークがデータピットであることを特徴とす
る請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項１９】上記光記録媒体が、基板と基板上に形
成された垂直磁気記録膜とを含み且つ該記録膜のデータ
記録領域に外部磁界を印加しつつ光照射することにより
情報が記録される光磁気記録媒体であり、上記データマ
ークが記録磁区であることを特徴とする請求項１〜１７
のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項２０】上記光記録媒体が、基板と基板上に形
成された相変化型記録膜を含む相変化型記録媒体であ
り、上記データマークが記録マークであることを特徴と
する請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光記録媒
体。
【請求項２１】上記相変化型記録膜が、ＧｅＳｂＴｅ
系、ＩｎＳｂＴｅ系、ＧｅＴｅ系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ
系、及びＳｎＳｂＳｅ系からなる群から選ばれる一種か
ら構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の
光記録媒体。
【請求項２２】トラック上に、多値データ信号に応じ
てトラック中心からトラックと直交する方向に種々の偏
位量で偏位されたデータマークを有する光記録媒体を再
生する方法であって、トラックの中心線上をレーザ光スポットで走査し、トラックの中心線の内側及び外側領域からの反射光をそ
れぞれ検出し、それらの検出信号の和信号及び差信号の
少なくとも一方から多値化された情報を得ることを含む
光記録媒体の再生方法。
【請求項２３】光記録媒体に多値情報を記録・再生す
る方法であって、光ビームを、多値データ信号に応じた
偏位量でトラック中心からトラックと直交する方向に偏
位させて照射することにより、トラックと直交する方向
に多値情報を記録し、トラックの中心線上をレーザ光スポットで走査し、トラックの中心線の内側及び外側領域からの反射光をそ
れぞれ検出し、それらの検出信号の和信号及び差信号の
少なくとも一方から多値情報を再生することを含む上記
光記録媒体の記録・再生方法。
【請求項２４】上記光記録媒体が光ディスクであり、
多値データ信号に応じた偏位量で光ディスク製造用の原
盤のトラック中心からトラックと直交する方向に光ビー
ムを偏位させて該原盤を照射することにより、トラック
と直交する方向に多値情報を記録することを特徴とする
請求項２３に記載の光記録媒体の記録・再生方法。
【請求項２５】上記光ビームを、多値データ信号に応
じた偏位量でトラック中心からトラックと直交する方向
に偏位させ且つ別のデータ信号に応じてトラック方向に
変調して照射することによって、一のデータマークに２
種類のデータ信号を記録することを特徴とする請求項２
３または２４に記載の光記録媒体の記録・再生方法。
【請求項２６】光偏向器及びマルチビーム型レーザの
いずれかを用いてトラック中心からトラックと直交する
方向の偏位した種々の位置に光ビームを照射することを
特徴とする請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の光
記録媒体の記録再生・方法。
【請求項２７】上記検出信号の和信号及び差信号の少
なくとも一方を２値化し、さらに論理演算することより
多値化された情報を得ることを特徴とする請求項２３〜
２６のいずれか一項に記載の光記録媒体の記録・再生方
法。
【請求項２８】マークエッジ記録方式で光記録媒体を
記録することを特徴とする請求項２３〜２７のいずれか
一項に記載の光記録媒体の記録・再生方法。
【請求項２９】パーシャルレスポンス方式を用いて多
値データ信号を記録することを特徴とする請求項２３〜
２８のいずれか一項に記載の光記録媒体の記録・再生方
法。
【請求項３０】ＰＲ（１，１）、ＰＲ（１，−１）及
びＰＲ（１，０，−１）から選択されるパーシャルレス
ポンス方式により３値信号を記録することを特徴とする
請求項２９に記載の光記録媒体の記録・再生方法。
【請求項３１】ＰＲ（１，２，１）、ＰＲ（１，１，
−１，−１）、ＰＲ（１，２，０，−２，−１）及びＰ
Ｒ（１，３，３，１）から選択されるパーシャルレスポ
ンス方式により５値信号を記録することを特徴とする請
求項２９に記載の光記録媒体の記録・再生方法。
【請求項３２】記録された多値記録信号を再生する際
に、最ゆう復号法を用いることを特徴とする請求項２３
〜３１のいずれか一項に記載の光記録媒体の記録・再生
方法。
【請求項３３】光記録媒体のデータ記録領域を複数の
データ記録単位に分割し、当該データ記録単位ごとに多
値記録信号の記録再生を行うことを特徴とする請求項２
３〜３２のいずれか一項に記載の光記録媒体の記録・再
生方法。
【請求項３４】上記データ記録単位の先頭部分あるい
は一定間隔ごとに、前記多値記録信号に含まれる各多値
信号のスライスレベルを設定するためのテスト信号を前
記多値記録信号に含まれる各多値信号について少なくと
も１つずつ記録しておき、前記データ記録単位からの多値記録信号を再生する際
に、当該データ記録単位の先頭部分から前記テスト信号
を読み出して、前記多値記録信号に含まれる各信号に対
応するスライスレベルの設定を行い、これらの各スライスレベルにて当該データ記録単位から
の読出し信号をスライスして、前記多値記録信号を再生
することを特徴とする請求項３３に記載の光記録媒体の
記録・再生方法。
【請求項３５】上記データ記録単位の先頭部分あるい
は一定間隔ごとに、前記多値記録信号の前後エッジを検
出するための基準タイミング信号を発生するテスト信号
を多値記録信号に含まれる各信号レベルの前後のエッジ
について少なくとも１つずつ記録しておき、前記データ記録単位からの多値記録信号を再生するに際
しては、当該データ記録単位の先頭部分から前記テスト
信号を読み出して、前記多値記録信号に含まれる各信号
のエッジ検出の基準タイミングを発生させ、これらの各
基準タイミングにて当該データ記録単位からの読出し信
号に含まれる各信号の前及び後エッジを独立に検出した
後、前記エッジ検出の基準タイミングを基準にして各エ
ッジ検出信号を合成して前記多値記録信号を再生するこ
とを特徴とする請求項３３または３４に記載の光記録媒
体の記録・再生方法。
【請求項３６】多値データ信号に応じてトラック中心
からトラックと直交する方向に種々の偏位量で偏位され
たデータマークがトラック上に記録される光記録媒体用
の記録装置であって、光ビーム発生装置と、光記録媒体及び光記録媒体形成用原盤の一方を回転する
回転装置と、光ビームをトラック中心からトラックと直交する方向に
種々の偏位量で偏位させて照射するための光偏位手段
と、記録する多値データに応じて前記光偏位手段を制御し
て、トラック中心からトラックと直交する方向に所定の
偏位量で偏位されたデータマークを形成させる制御手段
とを備える光記録媒体用の記録装置。
【請求項３７】光ビームをトラック方向に変調する変
調器をさらに備え、上記制御手段が、記録する多値データに応じて前記光偏
位手段及び前記変調器を制御して、トラック中心からト
ラックと直交する方向に所定の偏位量で偏位され且つト
ラック方向に変調されたデータマークを形成させること
を特徴とする請求項３６に記載の光記録媒体の記録装
置。
【請求項３８】上記光偏位手段が、光偏向器及びマル
チビーム型レーザの一方であることを特徴とする請求項
３６または３７に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項３９】上記光偏向器が、音響光学素子及び電
気光学素子の一方を含むことを特徴とする請求項３８の
光記録媒体の記録装置。
【請求項４０】上記制御手段が、フォーマッタである
ことを特徴とする請求項３６〜３９のいずれか一項に記
載の光記録媒体の記録装置。
【請求項４１】多値データ信号に応じて、トラック上
に、トラック中心からトラックと直交する方向に種々の
偏位量で偏位されたデータマークが記録される光記録媒
体のための記録・再生装置であって、光ビーム発生装置と、光記録媒体及び光記録媒体形成用原盤の一方を回転する
回転装置と、光ビームをトラック中心からトラックと直交する方向に
種々の偏位量で偏位させて照射するための光偏位手段
と、記録する多値データに応じて前記光偏位手段を制御し
て、トラック中心からトラックと直交する方向に所定の
偏位量で偏位されたデータマークを形成させる制御手段
と、トラックの中心線の内側及び外側領域からの反射光をそ
れぞれ独立に検出する光検出器と、上記光検出器からの検出信号を論理演算することにより
記録された多値情報を再生する演算手段とを備える光記
録媒体の記録・再生装置。
【請求項４２】上記検出器が、２以上に分割された検
出部を有し且つ各検出部がそれぞれトラック中心の内側
及び外側領域からの反射光を検出する検出器であること
を特徴とする請求項４１に記載の光記録媒体の記録・再
生装置。
【請求項４３】さらにビタビ復号器を備える請求項４
１または４２に記載の光記録媒体の記録・再生装置。