JP2006059446A - 光ディスク媒体及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Low to High型媒体と、High to Low型媒体の双方を、記録／再生できる光ディスク装置を提供する。
【解決手段】 光ディスク装置１００は、光ディスク媒体１の記録／再生を行う。光ディスク媒体１は、Low to High型媒体又はHigh to Low型媒体として作製される。光ディスク媒体１は、Low to High型媒体として作製される場合、及び、High to Low型媒体として作製される場合の双方について、記録トラックに光スポットを照射した際の反射の上限値が所定の範囲内に収まるように作製されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光ディスク媒体及び光ディスク装置に関し、更に詳しくは、光学的に情報を記録する光ディスク媒体、及び、そのような光ディスク媒体の記録／再生を行う光ディスク装置に関する。

一般に、光ディスク装置は、光ディスク媒体の記録面上に微小な光スポットを形成して、データの記録／再生を行う。光ディスク媒体には、ＲＯＭ（Read Only Memory）媒体と、書き込み可能な光ディスク媒体とがある。ＲＯＭ媒体は、あらかじめエンボス状のデータピット列が形成されており、再生専用の媒体として構成される。書き込み可能な光ディスク媒体は、記録トラックに記録ピットを形成可能であり、任意のデータを記録することができる。書き込み可能な光ディスク媒体には、相変化型の媒体があり、この形式の媒体には、追記型のＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）やＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc-Recordable）と、書き換え型のＣＤ−ＲＷ（CD-ReWritable）やＤＶＤ−ＲＷ（DVD-ReWritable）とがある。

図５は、書き込み可能な光ディスク媒体の構成を示している。データ記録エリア６は、ユーザデータが記録される領域として構成され、スパイラル状の記録トラック４を有している。記録トラック４には、トラッキングのためのグルーブが形成され、その上には有機材料などによる多層の記録層が形成されている。光ディスク媒体１では、この記録層に高いパワーのレーザ光が集光され、記録層が部分的に変質されることで、記録ピットが形成される。光ディスク媒体１の種類によっては、光ディスク媒体１の内周側にシステム情報記録エリア７が設けられており、そのシステム情報記録エリア７には、光ディスク媒体の種類や特性等があらかじめ記録されている。

例えば、ＤＶＤ−Ｒでは、記録トラック４には、記録後は、エンボス状のデータピット列が形成されたＤＶＤ−ＲＯＭ媒体と同じデータフォーマットで記録ピットが形成される。光ディスク装置では、ＤＶＤ−ＲとＤＶＲ−ＲＯＭとで、ほぼ同じ特性のサーボ信号が得られるため、ＤＶＤ−Ｒは、再生専用の装置でも容易に再生できる利点がある。また、書き換え可能な光ディスク媒体には、ＤＶＤ−ＲＡＭのように、グルーブトラックだけでなく、グルーブの間のランド部分も記録トラックとして利用するランド・グルーブ記録媒体もあり、このような構造は、記録容量を大きく取れる利点がある。

ここで、従来のＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷなどでは、記録ピットの反射率が記録トラックの未記録部分の反射率よりも低くなる高反射率−低反射率（High to Low）型媒体が用いられている。これに対し、近年、例えば特許文献１に記載されるような、記録ピットの反射率が記録トラックの未記録部分の反射率よりも高くなる低反射率−高反射率（Low to High）型媒体が多数開発されており、そのような光ディスク媒体も利用可能な状況となっている。Low to High型媒体では、未記録状態での反射率が低いため、記録ピットの雑音が低くなれば、Ｓ／Ｎ特性が向上する利点がある。
特開２０００−２６００６１号公報

ところで、一般に、光ディスク媒体は、未記録状態の反射率が所定の反射率範囲となるように規定されている。このように規定する場合、High to Low型媒体では、未記録部分の反射率が記録ピット形成位置の反射率に比して高いため、光ディスク装置は、光ディスク媒体の記録トラックから得られる反射光の上限を知ることができる。ところが、Low to High型媒体では、記録ピット形成位置の反射率が、未記録部分の反射率に比して高いため、光ディスク装置は、Low to High型の光ディスク媒体の記録トラックから得られる反射光の上限を知ることはできない。

記録トラックから得られる反射光の上限は、信号系の飽和現象を起こすことなく動作するために、また、Ｓ／Ｎ比が良好な信号レベルで回路動作するために、光ディスク装置にとっては重要な特性の１つである。しかしながら、従来は、Low to High型媒体では、記録トラックから得られる反射光の上限を知ることができず、High to Low型媒体とLow to High型媒体の双方を、同じ光ディスク装置を用いて記録／再生することは困難であった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、Low to High型媒体と、High to Low型媒体の双方を、記録／再生できる光ディスク装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、High to Low型媒体を記録／再生する光ディスク装置と同じ光ディスク装置を用いて記録／再生できるLow to High型の光ディスク媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のスパイラル状の記録トラックを有する書き込み可能な光ディスク媒体を記録または再生する光ディスク装置において、２種類の光ディスク媒体であって、共通の特定のフォーマットと記録データ密度とを有し、記録ピットの反射率が未記録部分よりも高くなる低反射率−高反射率（Low to High）型媒体と、記録ピットの反射率が未記録部分よりも低くなる高反射率−低反射率（High to Low）型媒体とを含み、双方の記録トラックを再生したときの反射率の高い部分の反射率が、該２種類の光ディスク媒体で共通の反射率範囲にある２種類の光ディスク媒体を記録または再生することを特徴とする。

本発明の光ディスク装置では、記録／再生の対象となる光ディスク媒体の記録トラックを再生した際の反射率が高いレベルが、High to Low型媒体とLow to High型媒体とで共通の所定反射率範囲に設定されているため、信号再生回路のレベル設定を、媒体の型に依存せずに行うことができる。これにより、同じ光ディスク装置を用いて、双方の型の媒体を記録／再生できる。

本発明の光ディスク装置では、対物レンズの開口数をＮＡ、光源の波長をλとしたとき、記録トラック上の最小ピット長Ｌが、Ｌ＜０．３４×λ／ＮＡを満たす構成を採用できる。

本発明の光ディスク装置では、前記反射率範囲の最大値が、該反射率範囲の最小値の２倍から３倍までの間にあることが好ましい。この場合、回路でのばらつきの吸収と、光ディスク媒体の製造マージンの双方を最適配分することができる。

本発明の光ディスク媒体は、スパイラル状の記録トラックを有する書き込み可能な光ディスク媒体において、前記光ディスク媒体が、記録ピットの反射率が未記録部分よりも高くなる低反射率−高反射率（Low to High）型媒体であり、記録トラックを再生したときの反射率の高い部分の反射率が、予め設定された所定の反射率範囲になるように作製されることを特徴とする。

一般に、光ディスク媒体は、未記録部分の反射率が所定の反射率範囲に収まるように作製される。この場合、Low to High型媒体では、記録トラックを再生したときの反射率が高い部分の反射率を知ることができない。本発明の光ディスク媒体は、例えば実際に記録ピットを形成し、その記録ピットの反射率が所定の反射率範囲になるようにして、記録トラックを再生したときの反射率の高い部分の反射率が、あらかじめ設定された所定の反射率範囲になるように作製される。これにより、記録トラックを再生したときの反射率が高い部分の反射率を知ることができ、光ディスク媒体の記録／再生を良好に行うことができるようになる。

本発明の光ディスク媒体では、前記所定の反射率範囲は、記録ピットの反射率が未記録部分よりも低くなる高反射率−低反射率（High to Low）型媒体であって、未記録部分の反射率が所定範囲になるように作製されている媒体の該所定範囲と実質的に同じであることが好ましい。この場合、記録トラックを再生した際の反射率の高いレベルが、High to Low型媒体とLow to High型媒体とで同じレベルとなり、双方の型の光ディスク媒体を、同じ光ディスク装置を用いて記録／再生できるようになる。

本発明の光ディスク媒体では、前記光ディスク媒体が、Low to High型媒体とHigh to Low型媒体とを識別するための情報を有することが好ましい。この場合、光ディスク装置は、光ディスク媒体の型を認識することができ、サーボ特性等を、記録／再生の対象となる光ディスク媒体の型に応じて設定することができる。

本発明の光ディスク装置は、High to Low型媒体とLow to High型媒体とで、再生信号の振幅が実質的に同じになるため、同じ光ディスク装置を用いて、双方の型の媒体を記録／再生できる。

また、本発明の光ディスク媒体は、記録トラックを再生したときの反射率が高い部分の反射率を知ることができ、光ディスク媒体の記録／再生を良好に行うことができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を示している。光ディスク装置１００は、スピンドル２、光ヘッド３、信号検出回路８、情報再生回路９、サーボ制御回路１０、光ヘッド駆動回路１１、及び、記録信号生成回路１２を備える。光ディスク装置１００は、光ディスク媒体１からデータを読み込み、或いは、光ディスク媒体１にデータを書き込む。

光ディスク媒体１は、相変化型の書き込み可能な光ディスク媒体として構成され、Low to High型媒体又はHigh to Low型媒体として作製される。光ディスク媒体１は、Low to High型媒体として作製される場合、及び、High to Low型媒体として作製される場合の双方について、記録トラックに光スポットを照射した際の反射の上限値が所定の範囲内に収まるように作製されている。

光ディスク媒体１は、スピンドル２にセットされ、スピンドル２は、光ディスク媒体１を回転させる。光ヘッド３は、光ディスク媒体１の記録面に光スポットを照射して、データの記録又は再生を行う。信号検出回路８は、光ヘッド３から再生信号を入力して、情報信号と、スポットの位置ずれを検出するサーボ信号とを検出する。情報再生回路９は、信号検出回路８から情報信号を入力して、エラー訂正等を行い、再生データを出力する。

光ヘッド駆動回路１１は、光ヘッド３の位置制御や、光ディスク媒体１に照射する照射するレーザ光の出力の制御等を行う。サーボ制御回路１０は、信号検出回路８からサーボ信号を入力し、そのサーボ信号に基づいて、光ヘッド駆動回路１１を制御する。記録信号生成回路１２は、光ディスク媒体１にデータを記録する際には、外部から記録データを入力し、その記録データを、光ディスク媒体１上への記録フォーマット信号に変換する。光ヘッド３は、記録信号生成回路１２から入力する記録フォーマット信号に基づいて、レーザ出力を制御して、データの記録を行う。

図２（ａ）は、記録ピットのパターンを示し、同図（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれHigh to Low型媒体及びLow to High型媒体における反射率の変化の様子を示している。光ディスク媒体１の記録トラック４に、同図（ａ）に示すような記録ピット５が形成されているとき、その記録トラック４に沿って、光ヘッド３から光スポットを照射してその反射率を計測すると、High to Low型媒体では、同図（ｂ）に示ように、記録ピット５が形成されない位置、つまりは未記録部分で計測される反射率が高くなり、記録ピット形成位置で計測される反射率は低くなる。これとは逆に、Low to High型媒体では、同図（ｂ）に示すように、未記録部分で計測される反射率は低くなり、記録ピット形成位置で計測される反射率は高くなる。

図３は、再生信号のアイパターンを示している。実際の記録条件においては、記録ピット長が小さな領域まで利用されるため、図２に示すように、未記録部と記録ピット部の反射率がピット長によらず一定値となることは少なく、図３に示すように、短い周期の記録ピットでは小さな振幅となり、長い周期の記録ピットでは大きな振幅となる。

光ディスク装置１００では、光ディスク媒体１を記録／再生する際には、最も高い反射率にあわせて、信号検出回路８の特性を適切に設定する必要がある。これは、仮に、信号検出回路８の入力の上限値が低すぎる場合に、高い反射率の入力があると、飽和によって波形が歪み、再生信号の品質が低下するおそれがあるためである。また、入力上限値が高すぎると、小さな入力信号に対して、雑音レベルが無視できないレベルとなって、再生信号の品質が低下するおそれがあるためである。

光ディスク媒体１は、記録ピットが長い周期の信号の振幅の上側を、反射率の高いレベルとして、その反射率の高いレベルが、所定の反射率範囲に収まるように作製される。High to Low型の光ディスク媒体１では、図３に示す反射率の高いレベルが、未記録状態の記録トラックの反射率にほぼ等しくなる。High to Low型の光ディスク媒体１は、記録トラックの未記録部分の反射率を測定して、その反射率が所定の反射率範囲となるように作製される。

これに対し、Low to High型の光ディスク媒体１では、記録ピット部分の反射率が必要となるので、実際に、適切な記録ピットを形成してこのレベルを測定することが必要となる。Low to High型の光ディスク媒体１は、記録トラックに、記録トラックに照射される光スポットの径よりも長い記録ピットを形成して、その記録ピットの反射率を測定して、その反射率が所定の反射率範囲となるように作製される。

反射率の絶対値は、反射率が測定された参照ミラー媒体の再生信号レベルをあらかじめ求めておき、その再生信号レベルと測定したい再生信号レベルとを比べることで、算出できる。光ディスク媒体１の反射率が高いレベルの所定範囲は、例えば、直接に何％から何％までの範囲と直接に規定することができ、或いは、ミラー面などの測定しやすい部分の反射率を何％から何％までの範囲と規定し、そのミラー面との再生信号レベルの比として求めることができる。

ここで、光ディスク媒体１の反射率が高いレベルの反射率は、その範囲が狭いほど回路特性が安定する。しかし、実際には、光ディスク媒体の特性にはばらつきがあるため、それを考慮すると、最小反射率に対して２〜３倍程度の最大反射率の範囲に設定するのが適当である。この範囲であれば、回路でのばらつきの吸収と、光ディスク媒体の製造マージンの双方を最適配分することができる。例えば、波長が４０５ｎｍ程度の青色を光源とする光ディスク媒体の場合、反射率が高いレベルの所定範囲は、書き換え型の光ディスク媒体では５〜１５％程度の範囲に設定され、一度だけ記録する光ディスク媒体では１０〜３０％程度の範囲に設定される。

本実施形態では、光ディスク媒体１は、High to Low型媒体であるか、Low to High型媒体であるかに関係なく、記録トラックの反射率が高い部分の反射率が所定の範囲内の値となるように作製されている。このため、光ディスク装置１００では、信号検出回路８の特性を固定したまま、High to Low型の光ディスク媒体１と、Low to High型の光ディスク媒体１とを、良好に記録／再生することができる。従って、本実施形態では、同じ光ディスク装置１００を用いて、High to Low型媒体とLow to High型媒体の双方を良好に記録／再生できる。

図４は、最小記録ピット長と再生エラーレートとの関係を示している。同図では、最小記録ピット長を、光源の波長λをレンズの開口数ＮＡで割った値で規格化している。ＣＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷなどでは、再生信号に適当な波形等化を行い、その後、単純な２値化を行なって、「１」，「０」を判定する２値検出を行う。このような２値検出では、再生信号振幅の低下によって、０．３６×λ／ＮＡぐらいのピット長から、再生エラーレートが悪化し、図４に示すように、ピット長が０．３４×λ／ＮＡぐらいで許容限界のエラーレートを超える。

次世代の光ディスクでは、２値検出に代えて、ＰＲＭＬ（partial response maximum likelihood）と呼ばれる検出方式が用いられる。ＰＲＭＬ方式では、再生信号を単純な２値でなく多値で検出し、検出した多値レベルの時間変化から最も確からしい２値の再生信号系列を得る。この方式では、図４に示すように、２値検出に比して、ピット長が短い記録ピットまで再生することができ、記録密度を向上させることができる利点がある。

しかしながら、ＰＲＭＬでは多値での信号の再生が必要となるので、信号検出回路８には従来に比して、高いＳ／Ｎ比での信号再生が要求される。本実施形態では、High to Low型媒体と、Low to High型媒体の双方について、記録トラックの反射率の高いレベルが同じ範囲の値に設定されているため、双方の型の媒体について、高いＳ／Ｎ特性を確保できる。このため、２値検出では許容エラーレートを超えた０．３４×λ／ＮＡより小さな最小記録ピット長の信号を正しく再生することができる。

なお、光ディスク媒体１のシステム情報記録エリア７（図５参照）には、媒体がHigh to Low型媒体であるか、或いは、Low to High型媒体であるかを示す情報を記録させることができる。光ディスク装置１００では、未記録状態での反射率の違いに応じて、サーボ利得等をそれぞれの媒体の型に合わせて設定する必要がある。光ディスク媒体１に媒体の型を示す情報を記憶させることで、光ディスク装置１００は、記録／再生に先立って、光ディスク媒体１が何れの型であるのかを認識することができ、サーボ特性等をその型にあわせた特性に設定することができる。

光ディスク媒体１は、一度だけ記録可能な媒体として構成でき、或いは、何回も書き換えが可能な媒体として構成できる。光ディスク媒体１の種類が何れであっても、上記実施形態で説明した効果が得られる。また、光ディスク媒体１の記録層は、１層のものには限定されず、２層以上の多層構造であってもよい。この場合、複数の記録層のうちの一部をHigh to Low型として、その他をLow to High型とすることもできる。

例えば、再生専用の光ディスク媒体について、High to Low型媒体と、Low to High型媒体とで記録トラックの反射率が高いレベルを所定の反射率範囲とする場合には、光ディスク媒体が何れの型であっても、記録トラックから得られる信号の振幅範囲は同じ範囲となり、回路設定として区別をせずに再生できる利点がある。このように、記録トラックの反射率が高いレベルを所定の反射率範囲に設定することは、光ディスク媒体の規格そのものとしても有効である。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光ディスク媒体及び光ディスク装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図。 （ａ）は、記録ピットのパターンを示す模式図、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれHigh to Low型媒体及びLow to High型媒体における反射率の変化の様子を示すグラフ。 再生信号のアイパターンを示すグラフ。 最小記録ピット長と再生エラーレートとの関係を示すグラフ。 書き込み可能な光ディスク媒体の構成を示す外観図。

符号の説明

１：光ディスク媒体
２：スピンドル
３：光ヘッド
４：記録トラック
５：記録ピット
６：データ記録エリア
７：システム情報記録エリア
８：信号検出回路
９：情報再生回路
１０：サーボ制御回路
１１：光ヘッド駆動回路
１２：記録信号生成回路

Claims (6)

1. スパイラル状の記録トラックを有する書き込み可能な光ディスク媒体を記録または再生する光ディスク装置において、
   ２種類の光ディスク媒体であって、共通の特定のフォーマットと記録データ密度とを有し、記録ピットの反射率が未記録部分よりも高くなる低反射率−高反射率（Low to High）型媒体と、記録ピットの反射率が未記録部分よりも低くなる高反射率−低反射率（High to Low）型媒体とを含み、双方の記録トラックを再生したときの反射率の高い部分の反射率が、該２種類の光ディスク媒体で共通の反射率範囲にある２種類の光ディスク媒体を記録または再生することを特徴とする光ディスク装置。
2. 対物レンズの開口数をＮＡ、光源の波長をλとしたとき、記録トラック上の最小ピット長Ｌが、Ｌ＜０．３４×λ／ＮＡを満たすことを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記反射率範囲の最大値が、該反射率範囲の最小値の２倍から３倍までの間にあることを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク装置。
4. スパイラル状の記録トラックを有する書き込み可能な光ディスク媒体において、
   前記光ディスク媒体が、記録ピットの反射率が未記録部分よりも高くなる低反射率−高反射率（Low to High）型媒体であり、記録トラックを再生したときの反射率の高い部分の反射率が、予め設定された所定の反射率範囲になるように作製されることを特徴とする光ディスク媒体。
5. 前記所定の反射率範囲は、記録ピットの反射率が未記録部分よりも低くなる高反射率−低反射率（High to Low）型媒体であって、未記録部分の反射率が所定範囲になるように作製されている媒体の該所定範囲と実質的に同じであることを特徴とする、請求項４に記載の光ディスク媒体。
6. 前記光ディスク媒体は、Low to High型媒体とHigh to Low型媒体とを識別するための情報を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の光ディスク媒体。

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