JPH09293274A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のコンパクトディスクの記録容量の約２
倍の記録容量を有する光記録媒体を提供すること。 【解決手段】 スパイラル状に情報トラックが形成され
た光学的に透明な基板から成るディスク上に情報が位相
ピットとして形成されており、前記情報トラックのトラ
ックピッチが略１．１μｍ以上略１．２５μｍ以下に選
定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報が位相ピットか
らなる再生専用光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンパクトディスクはＥＦＭ変調
に従って位相ピットとして記録された再生専用光記録媒
体であってトラックピッチは１．６μｍに設定されてお
り、また最短マーク長である３Ｔピットは０．８３３μ
ｍから０．９７２μｍに設定されている。一般に記録容
量は６５０ＭＢ程度のものが出回っている。最近では再
生専用光記録媒体においても記録容量の拡大に対する要
求が強まるなか、ＤＶＤのような４．７ＧＢという大容
量の規格が提案されている。しかしながら、その実現に
は安価な短波長半導体レーザーおよび開口数０．６０の
対物レンズの確保ならびに安価なデイスク製造プロセス
が不可欠である。また、コンパクトディスクに比較する
とかなり厳しい仕様になっている。例えば、０．６０ｍ
ｍ厚の基板をＵＶ樹脂で張り合わせた構造であって基板
の反りを抑える組立工程が必要で極めて複雑な工程が含
まれており、歩留まりに大きな影響があり、低価格のド
ライブ装置およびデイスクの供給は困難な状況にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のコンパクトディ
スクの略２倍の記録容量を有する光記録媒体の製造にお
いて、現在稼働しているコンパクトディスク製造に用い
られているレーザーカッティング、現像、導電化、電
鋳、研磨工程などのスタンパー製造設備および基板の射
出成形設備で十分に対応でき、従来のコンパクトディス
クの再生に使用されている光ピックアップを略そのまま
利用しても、高品質のＲＦ信号および３スポット法ある
いはヘテロダイン法による安定なトラックエラー信号が
得られるようなデイスク構造を実現することにある。

【０００４】またコンパクトディスク再生用に使用され
ている光ピックアップで再生可能な、情報密度が略２倍
の再生専用記録媒体を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため
に、本発明によればスパイラル状に情報トラックが形成
された光学的に透明な基板から成るディスク上に情報が
位相ピットとして形成されており、前記情報トラックの
トラックピッチが略１．１μｍ以上略１．２５μｍ以下
に選定されている光ディスク媒体を提案する。さらに本
発明によればピットの最短マーク長を略０．６μｍ以上
略０．７μｍ以下のＥＦＭ信号あるいはＥＦＭプラス信
号で記録すると有利である。

【０００６】

【発明の実施形態】図１を用いて本発明の実施形態を説
明する。図１は本発明の一実施例の円盤状の光記録媒体
を半径方向に切断した一部の拡大断面略図である。屈折
率がほぼ１．５８の光学的に透明なポリカーボネイト基
板１に位相ピットを形成する条件として、本発明によれ
ばトラックピッチ６を略１．１μｍ以上略１．２５μｍ
以下になるように選定する。さらに本発明によれば、ピ
ットの３Ｔの最短マーク長１８が略０．６μｍ以上略
０．７μｍ以下になるように形成される。ピット深さは
今回の評価では例えば４．２分の１波長相当の１１７ｎ
ｍと３．５分の１波長相当の１４１ｎｍ厚の二つの場合
に分けてガラス原盤にレジストを塗布し、ベーキング乾
燥したガラス原盤をコンパクトデイスクの製造に使用さ
れているＡｒレーザーカッティング装置を用いてカッテ
ィングし、現像、導電化、電鋳、研磨工程を経てスタン
パを作成した。プッシュプルトラックエラー信号を検出
するためにはもう少しピット深さを浅くしてもよい。ピ
ット開口幅３およびピット底部幅４の調整はレーザーカ
ッティング装置における出射パワーならびに対物レンズ
開口数を調整することにより行うが、ピット開口幅３お
よびピット底部幅４の形状はこのかぎりでない。さらに
前記スタンパーを用い、１．２０ｍｍ厚のポリカーボネ
イト基板１の射出成形を行った。射出成形されたポリカ
ーボネイト基板１において、ピットが形成されている側
に、スパッタ装置によりアルミ反射膜２を成膜した。さ
らに、アルミ反射膜を保護するために保護コート７をス
ピンコーターにより１２μｍ程度の厚さに成膜した。上
述のような工程を経て作製された光記録媒体の信号評価
を行った。表１に、本発明の光記録媒体の実施例のデー
タを示す。λは使用しているレーザー波長である。

【０００７】

【表１】

【０００８】評価に用いた光ピックアップはコンパクト
ディスクに使用されている７８０ｎｍの半導体レーザー
と開口数０．４５の有限系対物レンズを組み合わせたも
のであるが、略０．４５以上略０．４７以下であればよ
い。トラックエラー信号の発生は３スポット法およびヘ
テロダイン法あるいはプッシュプル法を利用できる。本
発明の光記録媒体にピット信号はＥＦＭ変調あるいはＥ
ＦＭプラス変調に従って記録される。１１Ｔの信号振幅
に対する３Ｔの信号振幅は、本実施形態で作製したいず
れの光記録媒体も通常のコンパクトディスクの半分以下
に減少している。しかし、いずれの光記録媒体も安価な
振幅等化回路（ＳＳＩ社製プログラマブルフィルター）
を付加することにより３Ｔの振幅を増大させ、ピット間
干渉の影響を十分に抑圧できるので、容易にコンパクト
ディスクの規格（ブロックエラーレイト３％以下）を満
足する信号品質が得られる。表２にその結果を示す。Ｂ
ＬＥＲはブロックエラーレイトの略号であって、７３５
０ブロック中のエラーとなったブロック数を百分率表示
したものである。さらに、ジッターについても測定し
た。平均ジッターではなく最も厳しい最短マークである
３Ｔ信号について調べた。本測定では３Ｔ信号を７２０
ｋＨｚに設定した場合のジッター値（標準偏差）であ
る。すなわち、３Ｔのピットとスペースの時間幅は約６
９４ｎｓｅｃでウインドウ幅Ｔｗは約２３１ｎｓｅｃで
ある。ここでジッターパーセントはジッター値のウイン
ドウ幅に対する百分率で表示してある。何れのディスク
においても相当の余裕をもってＢＬＥＲは３％以下、ジ
ッターは３０ｎｓｅｃ以下を達成している。

【０００９】

【表２】

【００１０】また、現在ＣＤコンパクトデイスクの再生
に使用されている光ピックアップのほとんどが３スポッ
ト法を採用しているため、３スポット法によるトラック
エラー信号についても評価した。図２に回折格子により
生成された３スポットとトラック（ピット列）との位置
関係を示す。図２（ａ）は本発明によるＣＤの略２倍容
量のトラックピッチが略１．１μｍ以上略１．２５μｍ
以下の例えば１．１５μｍトラックピッチ６のデイスク
におけるピット８に対する＋１次光９、０次光１０およ
び−１次光１１の位置関係を示している。ＣＤ用のピッ
クアップでは１．６０μｍトラックピッチに回折格子の
回転角が最適化されているので、＋１次光とー１次光か
らのクロストラック信号の位相差は１８０度からずれて
トラックエラー信号は大幅に減少してしまう。しかし、
ピックアップの回折格子角度を１．１５μｍトラックピ
ッチに最適化させると＋１次光と−１次光からのクロス
トラック信号の位相差は略１８０度になっているのでト
ラックエラー信号の振幅は最大となる。

【００１１】また、図２（ｂ）は従来のＣＤディスクの
トラックピッチが１．６０μｍ、３Ｔの最小マーク長が
０．８３３μｍから０．９７２μｍのピット８に対する
＋１次光、０次光および−１次光の位置関係を示してい
る。従来のＣＤヘッドでは回折格子の回転角が１．６０
μｍトラックピッチに最適化されてるので最大振幅のト
ラックエラー信号が得られる。一方光ヘッドの回折格子
回転角がが本発明による略２倍容量のトラックピッチが
略１．１μｍ以上略１．２５μｍ以下のディスク例えば
１．１５μｍトラックピッチに最適化された場合、１．
６０μｍトラックピッチのＣＤデイスクのトラックエラ
ー信号振幅は僅かに減少するだけで、１．１５μｍトラ
ックピッチのディスクに対しては＋１次光と−１次光か
らのクロストラック信号の位相差は正確に１８０度にな
るのでトラックエラー信号の振幅は最大になり、従来の
ＣＤディスクのトラック追従性能を劣化させることなく
略２倍密度のディスクのトラック追従性能が大幅に改善
できる。図３に３スポット法によるトラックエラー信号
の発生回路の略図を示す。４分割フォトディテクター１
２からＲＦ出力（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を得る。フォーカス
エラー信号は同じく４分割フォトダイオード１２により
（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の変化を利用した非点収差法を
用いて発生させる。一般には斜めに傾いたハーフミラー
あるいはシリンドリカルレンズを用いて非点収差を積極
的に利用する。フォトディテクター１３が発生する＋１
次光のクロストラック信号１５およびフォトディテクタ
ー１４が発生する−１次光のクロストラック信号１６を
それぞれ差動アンプに入力し、トラックエラー信号ＴＥ
Ｓを得る。クロストラック信号１５および１６の位相差
が１８０度の時ＴＥＳは最大振幅を与えることが分か
る。また、１ビームによるヘテロダイン法を用いた場合
のトラックエラー信号についても調べた。図４を用いて
ヘテロダイン法の動作について説明する。フォーカスエ
ラー信号は３スポット法と同様に、４分割フォトダイオ
ード１７により（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の変化による非
点収差法を用いて発生させる。４分割フォトダイオード
１７からＳ１出力（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）とＳ２出力
（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を得る。Ｓ１出力は上述の如くフォ
ーカスエラー信号と兼用である。対物レンズの焦点と光
記録媒体の記録面が一致している時、Ｓ１出力はスポッ
トがピットの中心で零、中心からずれると増加し、ずれ
る方向によって位相が異なる。また、Ｓ２出力はピット
により発生するＲＦ信号で、信号振幅はスポットがピッ
トの中心で最大になり、中心からずれると単調に減少す
る。Ｓ２を立ち下がりパルス発生回路ＦＰＧおよび立ち
上がりパルス発生回路ＲＰＧに入力することによりＳ３
およびＳ４パルスを得る。Ｓ３およびＳ４はサンプリン
グパルスとして機能し、Ｓ３によりゲートＧ１を通った
Ｓ１は、ホールド回路Ｈ１によりＳ５発生する。同様に
Ｓ４によりＧ２を通ったＳ１は、ホールド回路Ｈ２によ
りＳ６を発生する。Ｓ５およびＳ６はこの時点でＲＦ帯
域からトラックエラー信号帯域に変換されている。さら
に、Ｓ５とＳ６の差動信号を取ることにより直流成分の
ないトラックエラー信号ＴＥＳが得られる。表１に示す
いずれのデイスクも、従来の１．６０μｍトラックピッ
チに比べると信号振幅は減少しているが、従来の５０％
以上の信号振幅が得られ安定なトラッキング制御ができ
る。表１に示したディスクについてのトラックエラー信
号に関する結果を表３に示す。３スポット法およびヘテ
ロダイン法によるトラッキング方式において、１．６０
μｍトラックピッチのディスクで得られる最大振幅に対
する百分率表示である。

【００１２】

【表３】

【００１３】

【発明の効果】本発明の光記録媒体を用いることによ
り、従来のコンパクトデイスクを製造する設備を有効に
利用でき、従来のコンパクトデイスクの略２倍の記録容
量を有する低コストの光記録媒体を供給できる。また、
従来のコンパクトディスク再生用に使用されている光ピ
ックアップを用いても、安定なトラックエラー信号が得
られ、再生装置に安価な振幅等化回路を付加するという
簡単な方法により高品質のＲＦ信号を得ることができ、
１２０分以上の楽音あるいは１２０分以上のＭＰＥＧ１
対応のビデオ再生を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体を半径方向に切断した部分
拡大略断面略図である。

【図２】ピット列と回折格子により生成された＋／−１
次光と０次光の位置関係を示す図である。

【図３】３スポットトラッキング法の発生原理を説明す
るブロック図である。

【図４】ヘテロダイントラッキング法の発生原理を説明
するブロック図である。

【符号の説明】

１ ポリカーボネイト基板、 ２ アルミ反射膜、
３ ピット開口幅、 ４ ピット底部幅、 ５
ピット深さ、 ６ トラックピッチ、７ 保護コー
ト、 ８ ピット、 ９ ＋１次光、 １０ ０
次光、１１ −１次光、 １２ ４分割フォトディテク
ター、 １３ フォトディテクター、 １４ フォ
トディテクター、 １５ クロストラック信号、１６
クロストラック信号、 １７ ４分割フォトダイオ
ード、 １８ ピットの最短マークの長さ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパイラル状に情報トラックが形成され
   た光学的に透明な基板から成るディスク上に情報が位相
   ピットとして形成されており、前記情報トラックのトラ
   ックピッチが略１．１μｍ以上略１．２５μｍ以下に選
   定されていることを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 前記情報トラックのピットの最短マーク
   長が略０．６μｍ以上略０．７μｍ以下のＥＦＭ信号あ
   るいはＥＦＭプラス信号で記録されていることを特徴と
   する請求項１記載の光記録媒体。