JP3010798U - Optical disc and optical disc device - Google Patents

Optical disc and optical disc device

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JP3010798U
JP3010798U JP1994002934U JP293494U JP3010798U JP 3010798 U JP3010798 U JP 3010798U JP 1994002934 U JP1994002934 U JP 1994002934U JP 293494 U JP293494 U JP 293494U JP 3010798 U JP3010798 U JP 3010798U
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佳典 本宮
寿鴻 菅谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生用光ビームのビームスポット径よりトラ
ックピッチやピットピッチを小さく設定しても隣接トラ
ック間のクロストークを実用上問題ない程度まで小さく
でき、飛躍的に高密度・大容量化が可能な光ディスクを
提供する。 【構成】 再生用光ビームの波長をλnm、対物レンズ
の開口数をNAとしたとき、トラックピッチが(0.7
2〜0.8)×λ/NA/1.14μm、ピット10の
上部幅がWm=(0.3〜0.45)×λ/NA/1.
14μm、ピット内壁11の角度がθ=50°〜70°
であることを特徴とする光ディスク。
(57) [Abstract] [Purpose] Even if the track pitch and pit pitch are set smaller than the beam spot diameter of the reproduction light beam, the crosstalk between adjacent tracks can be reduced to a level where there is no practical problem, and the density is dramatically increased.・ Providing optical discs with high capacity. When the wavelength of the reproducing light beam is λ nm and the numerical aperture of the objective lens is NA, the track pitch is (0.7
2 to 0.8) × λ / NA / 1.14 μm, and the upper width of the pit 10 is Wm = (0.3 to 0.45) × λ / NA / 1.
14 μm, the angle of the pit inner wall 11 is θ = 50 ° to 70 °
An optical disc characterized by:

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、情報をピットの形で高密度に記録した光ディスクおよび該光ディス クと再生光学系を含む光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an optical disc in which information is recorded in high density in the form of pits and an optical disc device including the optical disc and a reproduction optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

近年、画像のディジタル信号処理技術や、MPEG( Moving Picture Image Coding Experts Group)と呼ばれる標準化機関などで進められている動画像圧縮 技術の進展により、VTRやレーザディスクに代わって、CD(コンパクトディ スク)と同等のサイズで、映画のような動画像情報を2時間再生可能な光ディス クへの期待が高まっている。2時間の動画像情報をレーザディスクのようにNT SCなどの標準TV方式のアナログビデオ信号の形で記録する場合に必要な容量 は、音声を含めると80Gバイトにもなるが、例えばMPEG−2と呼ばれる標 準化方式で規定される動画像圧縮技術を用いれば、S−VHSのような高画質V TRと同程度の画質であっても、必要な容量は4Gバイト程度で済むからである 。この4Gバイトという容量は、φ300mmの追記型光ディスクで既に実用化 されているが、一般家庭向けとして今後の普及を考えると、取扱いの簡単なφ1 20mmというCDサイズで同程度の容量を実現することが要求される。 In recent years, due to the progress of digital signal processing technology for images and moving picture compression technology being promoted by standardization organizations called MPEG (Moving Picture Image Coding Experts Group), CDs (compact discs) have been replaced by VTRs and laser discs. ), There is an increasing expectation for an optical disc that is the same size as) and that can reproduce moving image information such as movies for 2 hours. The capacity required for recording 2 hours of moving image information in the form of an analog video signal of a standard TV system such as NTSC such as a laser disc is 80 Gbytes including audio. For example, MPEG-2 This is because, if a moving image compression technique defined by a standardization method called "S" is used, the required capacity is about 4 Gbytes even if the image quality is similar to that of a high quality VTR such as S-VHS. . The capacity of 4 GB has already been put to practical use in a write-once optical disk with a diameter of 300 mm, but in consideration of future popularization for general households, the same capacity can be achieved with a CD size of 120 mm, which is easy to handle. Is required.

【0003】 現在、音楽用CDあるいはCD−ROMなどとして普及しているCDフォーマ ットの容量は、最大で790Mバイト(線速が1.2m/sの場合)であり、こ の程度の容量ではMPEG−2による圧縮動画像情報を24分のみしか記憶する ことができない。このため、CDサイズでMPEG−2による圧縮動画像情報を 2時間分記憶しようとすると、CDに比較して記録密度を5倍にも高めなければ ならない。ちなみに、現行のCDフォーマットでは、基板の厚さが1.2mm、 トラックピッチが1.6μmであり、ピットピッチは線速(光ビームとディスク の相対速度=ディスクの周速)が1.2m/sのとき1.66μm、ピット長は 0.59μm、変調方式はEFM(eight to fourteen modulation)である。一 方、再生光学系においては再生用半導体レーザ(LD)の波長は780nm、対 物レンズのNA(開口数)は0.45、ビームスポット径はほぼ1.4μmであ る。ビームスポット径の値は、主として隣接トラック間のクロストークの影響を 避けるという観点から選ばれている。At present, the capacity of a CD format which is widely used as a music CD or a CD-ROM is 790 MB at the maximum (when the linear velocity is 1.2 m / s), and the capacity is about this. In, it is possible to store the compressed moving image information according to MPEG-2 for only 24 minutes. Therefore, in order to store the compressed moving image information of MPEG-2 for 2 hours in a CD size, it is necessary to increase the recording density to 5 times that of a CD. By the way, in the current CD format, the substrate thickness is 1.2 mm, the track pitch is 1.6 μm, and the pit pitch is a linear velocity (relative velocity between the light beam and the disc = peripheral velocity of the disc) of 1.2 m / When s is 1.66 μm, the pit length is 0.59 μm, and the modulation method is EFM (eight to fourteen modulation). On the other hand, in the reproducing optical system, the wavelength of the reproducing semiconductor laser (LD) is 780 nm, the NA (numerical aperture) of the objective lens is 0.45, and the beam spot diameter is approximately 1.4 μm. The value of the beam spot diameter is selected mainly from the viewpoint of avoiding the influence of crosstalk between adjacent tracks.

【0004】 ところで、光ディスクの記録密度を高めるためには、ディスクに小さなピット を形成する加工技術と、再生光学系において光ディスク上のビームスポットサイ ズを小さくする技術が必要となる。ピットの加工技術については、例えば波長が 351nmのKrイオンレーザ光(紫外光)を用いた光ディスク原盤記録技術が 提案されており(1993年秋、応用物理学会全国大会、28−SF−2)、従 来のArイオンレーザに比べてより小さなピットの加工が可能となっている。再 生光学系に関しては、再生用レーザビームの短波長化とNAの増大によりビーム スポット径をより小さくすることが可能である。しかし実際には、従来のCDプ レーヤなどの手法では、赤色LDのような短波長光源を用いたとしても、波長に よる容量の増大効果は高々1.5倍程度であるため、それだけでは2時間分の圧 縮動画像情報を記録するのに必要とされる5倍もの容量アップは望めない。By the way, in order to increase the recording density of an optical disc, a processing technique for forming small pits on the disc and a technique for reducing the beam spot size on the optical disc in the reproducing optical system are required. As a pit processing technique, for example, an optical disc master recording technique using a Kr ion laser beam (ultraviolet light) having a wavelength of 351 nm has been proposed (Autumn 1993, National Congress of Applied Physics, 28-SF-2). It is possible to process smaller pits than the conventional Ar ion laser. Regarding the reproduction optical system, the beam spot diameter can be made smaller by shortening the wavelength of the reproducing laser beam and increasing the NA. However, in reality, with conventional CD players and other methods, even if a short-wavelength light source such as a red LD is used, the effect of increasing the capacity by wavelength is at most about 1.5 times. It cannot be expected that the capacity will increase five times as much as that required to record the compressed image information for the time.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

上述したように、従来の光ディスク技術では隣接トラック間のクロストークの 問題を避けるために、再生光ビームのビームスポット径に比較してトラックピッ チやピットピッチを大きく設定していたため、再生用光ビームの短波長化と対物 レンズのNAの増大のみでは、例えばCDサイズでMPEG2による圧縮動画像 情報を2時間分記憶するのに必要な容量が得られる程度まで記録密度を上げるこ とはできないという問題があった。 As described above, in the conventional optical disc technology, in order to avoid the problem of crosstalk between adjacent tracks, the track pitch and the pit pitch are set larger than the beam spot diameter of the reproduction light beam. It is said that it is not possible to increase the recording density to such an extent that the capacity required to store, for example, 2 hours of compressed moving image information by MPEG2 in a CD size can be obtained only by shortening the wavelength of the beam and increasing the NA of the objective lens. There was a problem.

【0006】 そこで、本考案は再生用光ビームのビームスポット径に比較してトラックピッ チやピットピッチを小さく設定しても隣接トラック間のクロストークを実用上問 題ない程度まで小さくでき、従来に比較して飛躍的に高密度・大容量化が可能な 光ディスクおよび光ディスク装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention can reduce the crosstalk between adjacent tracks to a practically unproblematic level even if the track pitch and the pit pitch are set smaller than the beam spot diameter of the reproducing light beam. It is an object of the present invention to provide an optical disk and an optical disk device capable of dramatically increasing the density and capacity as compared with the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記の課題を解決するため、本考案者らは光ディスク上のピット形状をサーカ ースタジアム形で近似して、トラック幅方向(ディスク半径方向)とトラック方 向(接線方向)の最適な形状、つまり隣接トラック間のクロストークを実用可能 なレベルまで抑え、かつ再生信号やプッシュプル信号の信号レベルが十分に得ら れるようなピット形状を見出だした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors approximated the pit shape on the optical disk with a circular stadium shape, and optimized the shape in the track width direction (disk radial direction) and the track direction (tangential direction), that is, the adjacent shape. We have found a pit shape that can suppress crosstalk between tracks to a practical level and can obtain a sufficient signal level for playback signals and push-pull signals.

【0008】 すなわち、本考案に係る光ディスクは、再生用光ビームの波長をλnm、対物 レンズの開口数をNAとしたとき、トラックピッチが(0.72〜0.8)×λ /NA/1.14μm、ピットの上部幅が(0.3〜0.45)×λ/NA/1 .14μm、ピットの内壁の角度が50°〜70°であることを特徴とする。な お、λ/NA/1.14μmは、λ/NAの比をλ=685nm、NA=0.6 で規格化すること意味する。つまり、λ=685nm、NA=0.6であれば、 トラックピッチ、ピットの上部幅およびピットの内壁の角度は( )内に示した 通りの値となるが、λやNAの値が変われば、それに応じて最適なトラックピッ チ、ピットの上部幅およびピットの内壁の角度も変わることになる。That is, the optical disc according to the present invention has a track pitch of (0.72 to 0.8) × λ / NA / 1, where λnm is the wavelength of the reproduction light beam and NA is the numerical aperture of the objective lens. .14 μm, the upper width of the pit is (0.3 to 0.45) × λ / NA / 1. The inner wall of the pit has an angle of 50 ° to 70 °. Here, λ / NA / 1.14 μm means that the ratio of λ / NA is standardized at λ = 685 nm and NA = 0.6. In other words, if λ = 685 nm and NA = 0.6, the track pitch, the upper width of the pit, and the angle of the inner wall of the pit are the values shown in (), but if the values of λ and NA change, The optimum track pitch, pit top width and pit inner wall angle will change accordingly.

【0009】 また、本考案に係る光ディスクは、さらに光ディスク上のピットの深さをλ/ 4.5〜λ/6としたことを特徴とする。 さらに、本考案に係る光ディスク装置は、このようなトラックピッチおよびピ ット形状を有する光ディスクを用い、この光ディスクに対物レンズを介して光ビ ームを照射し、その反射光を検出して光ディスクに記録されている情報を再生す るように構成したことを特徴とする。光ディスクには、好ましくは動画像情報を MPEG2に従って圧縮したデータが記録され、光ディスク装置はMPEG2に 対応したデコーダを備え、圧縮されたデータを伸長して元の動画像情報を再生す る機能を有する。The optical disk according to the present invention is further characterized in that the pit depth on the optical disk is λ / 4.5 to λ / 6. Further, the optical disk device according to the present invention uses an optical disk having such a track pitch and a pit shape, irradiates the optical beam with an optical beam through an objective lens, detects the reflected light, and detects the reflected light. It is characterized in that it is configured to reproduce the information recorded in. The optical disc preferably records data obtained by compressing moving image information in accordance with MPEG2, and the optical disc device is provided with a decoder compatible with MPEG2 and has a function of expanding the compressed data to reproduce the original moving image information. .

【0010】[0010]

【作用】 従来の光ディスク、例えばCDなどでは、トラックピッチを再生用光ビームの スポット径より大きく選んでいた。これに対して、本考案では光ディスクのより 高密度・大容量化のためにトラックピッチを(0.72〜0.8)×λ/NA/ 1.14μm、つまり再生用光ビームのスポット径より小さな値とする。そして 、この範囲のトラックピッチの下で、ピットの上部幅を(0.3〜0.45)× λ/NA/1.14μm、ピットの内壁の角度を50°〜70°の範囲に設定し 、さらに好ましくはピットの深さをλ/4.5〜λ/6の範囲に設定する。この ようにピット形状を選ぶことにより、隣接トラック間のクロストーク量は再生信 号から元の情報を再現するのに必要とされているクロストーク量(−20dB) 以下に抑えられ、かつ再生信号レベルやトラッキングのためのプッシュプル信号 のレベルも十分に確保される。In a conventional optical disc, such as a CD, the track pitch is selected to be larger than the spot diameter of the reproduction light beam. On the other hand, in the present invention, the track pitch is (0.72 to 0.8) × λ / NA / 1.14 μm in order to increase the density and capacity of the optical disc, that is, from the spot diameter of the reproducing light beam. Use a small value. Then, under the track pitch in this range, the upper width of the pit is set to (0.3 to 0.45) × λ / NA / 1.14 μm, and the angle of the inner wall of the pit is set to a range of 50 ° to 70 °. More preferably, the pit depth is set in the range of λ / 4.5 to λ / 6. By selecting the pit shape in this way, the crosstalk amount between adjacent tracks can be suppressed to the crosstalk amount (-20 dB) or less required to reproduce the original information from the reproduced signal, and the reproduced signal can be suppressed. The level and push-pull signal level for tracking are sufficiently secured.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

まず、実施例を説明する前に、本考案の基本的な考え方を説明する。 光ディスクの高密度化には、再生用光ビームのビームスポット径を小さくする ことが必要であり、そのためには再生用LDの短波長化と対物レンズのNAの増 大が必須である。既に波長が685nm、出力が数mW程度の低ノイズタイプの LD(セルフパルセーション)が実用化されており、波長650nmのLDも実 用に近いレベルになってきている。 First, before explaining the embodiments, the basic idea of the present invention will be explained. In order to increase the density of optical discs, it is necessary to reduce the beam spot diameter of the reproduction light beam, and for this purpose it is essential to shorten the wavelength of the reproduction LD and increase the NA of the objective lens. A low-noise LD (self-pulsation) with a wavelength of 685 nm and an output of about several mW has already been put to practical use, and an LD with a wavelength of 650 nm is nearing the level of practical use.

【0012】 一方、対物レンズのNAは、レンズの作り易さと、レンズ・ディスク間のチル ト角によって制限を受ける。レンズ負荷(光ディスクの基板が薄いほど小さい) が小さく、かつNAが小さいほど対物レンズは作り易いが、NAが0.6程度の 対物レンズであれば非球面の単一レンズでも実現できている。しかし、光ディス クの再生光学系に使用する対物レンズでは、光ディスクの傾きや対物レンズの光 軸の傾きなどにより生じる光ディスクと再生用光ビームとの間の傾き(チルト) により、コマ収差が生じる。On the other hand, the NA of the objective lens is limited by the ease of making the lens and the tilt angle between the lens and the disk. The smaller the lens load (the smaller the optical disk substrate is) and the smaller the NA, the easier it is to make an objective lens, but any objective lens with an NA of about 0.6 can be realized with a single aspherical lens. However, in the objective lens used for the reproduction optical system of the optical disc, coma aberration occurs due to the inclination (tilt) between the optical disk and the reproduction light beam caused by the inclination of the optical disk or the inclination of the optical axis of the objective lens. .

【0013】 すなわち、対物レンズのNAを大きくして再生用光ビームのスポットサイズを 小さくしようとすると、光ディスクと再生用光ビームとのチルトのために対物レ ンズの収差が急激に大きくなる。対物レンズの収差が大きくなれば、当然、隣接 トラック間のクロストーク量が増大し、また再生分解能が低下する。このチルト の影響は、光ディスクの基板が薄いほど小さい。文献:Jpn.J.Appl.Phsys.Vol.3 2(1993),pp.5402-5405には、波長690nm、NA=0.6で、基板の厚さがC Dと同じ1.2mmのときと、その半分の0.6mmのとき、チルトによって再 生用光ビームのビームスポット形状がどの様に変化するかが示されている。それ によれば、基板厚が1.2mmの場合には5mradのチルトがあるとビームス ポットの中心強度は10%も低下し、またクロストークの原因となるサイドロー ブの盛り上がりや収差が生じている。これに対し、基板厚が0.6mmの場合に は10mradまでのチルトに耐えられる。That is, when the NA of the objective lens is increased to reduce the spot size of the reproduction light beam, the aberration of the objective lens sharply increases due to the tilt between the optical disc and the reproduction light beam. As the aberration of the objective lens increases, the amount of crosstalk between adjacent tracks naturally increases, and the reproduction resolution also decreases. The influence of this tilt is smaller as the substrate of the optical disc is thinner. Reference: Jpn.J.Appl.Phsys.Vol.32 (1993), pp.5402-5405, wavelength 690 nm, NA = 0.6, and substrate thickness 1.2 mm, which is the same as CD. It is shown how the beam spot shape of the reproduction light beam changes due to the tilt when the half of the value is 0.6 mm. According to this, when the substrate thickness is 1.2 mm, the tilt of 5 mrad reduces the center intensity of the beam spot by 10%, and the side lobe swelling and the aberration causing the crosstalk occur. . On the other hand, when the substrate thickness is 0.6 mm, it can withstand a tilt of up to 10 mrad.

【0014】 図9および図10に、NAをパラメータとして、基板厚(t)が1.2mmの 場合と0.6mmの場合についてチルト特性を計算した結果を示す。横軸にチル トの角度、縦軸に再生信号の正規化したピーク強度をとっている。再生用光ビー ムの波長(λ)はいずれも690nmとした。基板厚0.6mm、NA=0.6 の場合、再生信号のピーク強度が10%低下するのはチルトが9.5mradの 時である。これを基板厚が1.2mmについてみると、NA=0.49となる。 すなわち、基板厚を従来のCDの1.2mmから0.6mmにすることによって 、NAを0.49から0.6に高めることができ、面記録密度を約1.5倍高め ることができる。すなわち、スポットサイズはλ/NAに比例し、面記録密度は スポットサイズの1/22 に比例するので、(0.6/0.49)2 より面記録 密度は約1.5倍高くなる。FIG. 9 and FIG. 10 show the results of calculating the tilt characteristics when the substrate thickness (t) is 1.2 mm and 0.6 mm with NA as a parameter. The horizontal axis shows the tilt angle, and the vertical axis shows the normalized peak intensity of the reproduced signal. The wavelength (λ) of the reproducing light beam was set to 690 nm. When the substrate thickness is 0.6 mm and NA = 0.6, the peak intensity of the reproduced signal decreases by 10% when the tilt is 9.5 mrad. When this is observed for a substrate thickness of 1.2 mm, NA = 0.49. That is, the NA can be increased from 0.49 to 0.6 by increasing the substrate thickness from 1.2 mm of the conventional CD to 0.6 mm, and the areal recording density can be increased by about 1.5 times. . That is, since the spot size is proportional to λ / NA and the areal recording density is proportional to 1/2 2 of the spot size, the areal recording density is about 1.5 times higher than (0.6 / 0.49) 2. .

【0015】 しかし、基板厚を単純に薄くすると、温度や湿度による基板の反りが顕著とな る可能性がある。基板の反りはチルトの大きな要因となる。この対策としては、 レーザディスクと同様に光ディスクを両面化する、つまり光ディスクを表裏対称 構造とすることが最も効果的である。その場合、表裏両面に情報を記録すること も可能となる。従来のCDのような単板構造の光ディスクでは、基板作製時のイ ンジェクション条件や、基板の一方の面にアルミニウムによる反射膜や保護膜が 形成されるため、基板の吸湿が表裏非対称となり、どうしても反りが生じ易い。 光ディスクを両面化すると、このような吸湿による基板の歪がキャンセルされ、 大きなチルトが生じないようにすることができる。However, if the thickness of the substrate is simply reduced, the warpage of the substrate due to temperature and humidity may become significant. The warp of the substrate is a major factor in tilt. The most effective way to deal with this is to double-side the optical disk as with the laser disk, that is, to make the optical disk have a symmetrical structure. In that case, information can be recorded on both the front and back sides. In a conventional single-disc optical disc such as a CD, the injection conditions at the time of manufacturing a substrate and the reflection film and the protective film made of aluminum are formed on one surface of the substrate, so that the moisture absorption of the substrate becomes asymmetrical. Warping is apt to occur. When the optical disc is double-sided, the distortion of the substrate due to such moisture absorption can be canceled and a large tilt can be prevented.

【0016】 以上の検討結果から、波長685nmのLDと、0.6mm厚の基板と、NA =0.6の対物レンズの組み合わせを用いるものとすれば、波長が780nmか ら685nmに短くなったことと、NAが0.45から0.6と大きくなったこ ととにより、従来のCDの設計手法の下でも従来のCDフォーマットに比較して 約2.3倍の記録密度を達成することができる。すなわち、スポットサイズはλ /NAに比例するので、(685/0.6)/(780/0.45)より記録密 度は約2.3倍に上がる。しかし、前述したようにCDサイズでMPEG2によ る圧縮動画像情報を2時間分記録するのに必要な容量が得られるようにするには 、記録密度(容量)を従来のCDフォーマットの約5倍に上げる必要があり、こ れでは不十分である。From the above examination results, if a combination of an LD having a wavelength of 685 nm, a substrate having a thickness of 0.6 mm, and an objective lens having NA = 0.6 is used, the wavelength is shortened from 780 nm to 685 nm. Due to the fact that the NA is increased from 0.45 to 0.6, it is possible to achieve a recording density about 2.3 times that of the conventional CD format even under the conventional CD design method. it can. That is, since the spot size is proportional to λ / NA, the recording density is about 2.3 times higher than (685 / 0.6) / (780 / 0.45). However, as described above, in order to obtain the capacity required to record the compressed moving image information by MPEG2 for 2 hours in the CD size, the recording density (capacity) should be about 5 times that of the conventional CD format. It needs to be doubled, which is not enough.

【0017】 本考案は、光ディスクのさらなる高密度・大容量化を達成するため、上記と同 じビームスポットサイズの下でピット形状を最適化することにより、低クロスト ーク特性と、再生信号およびプッシュプル信号などの信号レベルを十分に確保し つつ、トラックピッチをさらに小さくできるようにしたものである。以下、本考 案によるピット形状について詳しく説明する。The present invention optimizes the pit shape under the same beam spot size as described above in order to achieve higher density and larger capacity of the optical disc, thereby achieving a low crosstalk characteristic and a reproduction signal and The track pitch can be further reduced while ensuring sufficient signal levels such as push-pull signals. Hereinafter, the pit shape according to the present proposal will be described in detail.

【0018】 図1は、本考案に係る光ディスクにおけるピット形状を説明するための図であ る。同図に示されるように、ピット10の形状は台形断面のいわゆるサッカース タジアム形で近似している。ピット10の内壁11は下り勾配の傾斜部となって おり、底部12はほぼ平坦となっている。13はピット10の光ディスク半径方 向(トラック幅方向)の断面、14は光ディスク円周方向(トラック方向)の断 面であり、Wmはピット10の上部のトラック幅方向の寸法(以下、上部幅とい う)、Wiはピット10の底部のトラック幅方向の寸法(以下、底部幅という) 、hmはピット10の深さ、Zmはピット10のトラック方向の長さ、そしてθ はピット10の内壁11の角度(内壁11が光ディスク表面に対してなす角度) である。FIG. 1 is a diagram for explaining a pit shape in an optical disc according to the present invention. As shown in the figure, the shape of the pit 10 approximates a so-called soccer stadium shape with a trapezoidal cross section. The inner wall 11 of the pit 10 is a downward slope, and the bottom 12 is substantially flat. 13 is a cross section of the pit 10 in the radial direction of the optical disc (track width direction), 14 is a cross section in the circumferential direction of the optical disc (track direction), and Wm is the dimension of the upper part of the pit 10 in the track width direction (hereinafter referred to as upper width). Wi is the dimension of the bottom of the pit 10 in the track width direction (hereinafter referred to as the bottom width), hm is the depth of the pit 10, Zm is the length of the pit 10 in the track direction, and θ is the inner wall of the pit 10. 11 (angle formed by the inner wall 11 with respect to the surface of the optical disk).

【0019】 図2は、解析に用いた光ディスク装置の再生光学系のモデルであり、再生用光 ビームの入射光分布20(V1(x,y))、入射光21、入射光21と反射光26を 分離する偏光ビームスプリッタ(またはハーフミラー)22、開口数NAの対物 レンズ23、対物レンズ23による光ディスク記録面(ピット面)での集束光( ビームスポット)の分布24(V2(x,y))、複素反射率r2(x,y)を有する光ディ スク25、反射光26、光検出器上の反射光26の分布27(V3(x,y))を示し ている。FIG. 2 is a model of the reproduction optical system of the optical disk device used for the analysis. The reproduction light beam has an incident light distribution 20 (V1 (x, y)), an incident light 21, an incident light 21, and a reflected light. 26, a polarizing beam splitter (or half mirror) 22, an objective lens 23 with a numerical aperture NA, and a distribution 24 (V2 (x, y) of focused light (beam spot) on the optical disk recording surface (pit surface) by the objective lens 23. )), The optical disk 25 having the complex reflectance r2 (x, y), the reflected light 26, and the distribution 27 (V3 (x, y)) of the reflected light 26 on the photodetector.

【0020】 図3は、再生信号とプッシュプル信号のレベルを計算するための光ディスク上 のピット配列を模式的に示す図であり、トラックピッチ(トラック幅方向におけ るピットのピッチ)をPtとし、ピットピッチ(トラック方向におけるピットの ピッチ)をPmyとしている。30,31は再生用光ビームのビームスポットで あり、それぞれピットの中央にあるとき(A)と、ピットとピットの中間にある とき(B)を示している。再生信号の振幅は、S(A)−S(B)で表される。 ただし、S(X)はビームスポットがXの位置にあるときの光検出器の出力信号 を表す。また、32,33はピットがある領域(C)とピットがない領域(D) でのプッシュプル信号(分割光検出器のトラック方向に並んだ少なくとも二つの 検出領域の出力信号の差信号)を表す。これらのプッシュプル信号は、それぞれ 領域C,Dでの平均のp−p値である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a pit arrangement on the optical disc for calculating the levels of the reproduction signal and the push-pull signal, where Pt is the track pitch (pit pitch in the track width direction). , The pit pitch (pit pitch in the track direction) is Pmy. Numerals 30 and 31 are beam spots of the reproducing light beam, which are respectively shown at the center of the pit (A) and at the middle of the pit (B). The amplitude of the reproduction signal is represented by S (A) -S (B). However, S (X) represents the output signal of the photodetector when the beam spot is at the X position. Also, 32 and 33 are push-pull signals (difference signal between output signals of at least two detection areas arranged in the track direction of the split photodetector) in the area (C) with pits and the area (D) without pits. Represent These push-pull signals are average pp values in the areas C and D, respectively.

【0021】 図4に、再生用レーザビーム波長6785nm、NA=0.6、Zm=0.5 μm、Pmy=1μm、Pt=0.72μmとしたときのピットのトラック幅方 向の大きさと、ピットの深さhmをパラメータとして、再生信号とプッシュプル 信号のレベルを計算した結果を示す。再生用光ビームのトラック幅方向(X)お よびトラック方向(Y)におけるビーム充填率A/W(X),A/W(Y)の値 は図中に示す通りである。同図に示されるように、再生信号およびプッシュプル 信号のレベルは、Wm=0.3、Wi=0.2の場合を除いてピットの形状に大 きくは依存しない。また、再生信号とプッシュプル信号のレベルを同時に最大の 値とするようなピットの深さは存在しないが、プッシュプル信号のレベル低下を できるだけ小さくしつつ、最大の再生信号レベルを得ようとすれば、図4からピ ットの深さはλ/5前後、好ましくはλ/4.5〜λ/6の範囲が適当であるこ とが分かる。FIG. 4 shows the size of the pit in the track width direction when the reproducing laser beam wavelength is 6785 nm, NA = 0.6, Zm = 0.5 μm, Pmy = 1 μm, and Pt = 0.72 μm. The results of calculating the levels of the reproduction signal and the push-pull signal using the pit depth hm as a parameter are shown. The values of the beam filling rates A / W (X) and A / W (Y) in the track width direction (X) and the track direction (Y) of the reproducing light beam are as shown in the figure. As shown in the figure, the levels of the reproduction signal and the push-pull signal do not largely depend on the pit shape except when Wm = 0.3 and Wi = 0.2. Also, there is no pit depth that maximizes the levels of the playback signal and push-pull signal at the same time, but trying to obtain the maximum playback signal level while minimizing the level drop of the push-pull signal. For example, it can be seen from FIG. 4 that the depth of the pit is preferably around λ / 5, preferably in the range of λ / 4.5 to λ / 6.

【0022】 図5は、再生光学系のMTF(変調伝達関数)と隣接トラック間のクロストー クの評価のために用いた光ディスク上のピット配列を模式的に示す図である。同 図において50,51は再生用光ビームのビームスポットであり、それぞれピッ トの中心(A)と、ピットの中心より距離tdだけ離れた位置(B)を通過した ときを示している。MTFは、ビームスポットがピットの中心を通過したときに 得られる光検出器の出力信号の基本周波数成分のパワーで表される。クロストー クは、ビームスポットが位置Bを通過したときに得られる光検出器の出力信号の 基本周波数成分のパワーで表される。FIG. 5 is a diagram schematically showing the MTF (modulation transfer function) of the reproduction optical system and the pit arrangement on the optical disc used for evaluation of the crosstalk between adjacent tracks. In the figure, reference numerals 50 and 51 denote beam spots of the reproducing light beam, respectively, when passing through the center (A) of the pit and the position (B) separated by a distance td from the center of the pit. The MTF is represented by the power of the fundamental frequency component of the output signal of the photodetector obtained when the beam spot passes through the center of the pit. The crosstalk is represented by the power of the fundamental frequency component of the output signal of the photodetector obtained when the beam spot passes the position B.

【0023】 図6は、トラックピッチPtを0.72μm一定とし、ピット10の深さhm を0.2μm一定として、ピット10の上部幅Wmおよびピット10の内壁11 の角度θを種々変化させた場合のMTFとクロストーク特性を示す図であり、横 軸に空間周波数、縦軸にMTFとクロストークをそれぞれとっている。再生用光 ビームのトラック幅方向(X)およびトラック方向(Y)におけるビーム充填率 A/W(X),A/W(Y)の値は図中に示す通りである。In FIG. 6, the track pitch Pt is kept constant at 0.72 μm, the depth hm of the pit 10 is kept constant at 0.2 μm, and the upper width Wm of the pit 10 and the angle θ of the inner wall 11 of the pit 10 are variously changed. FIG. 6 is a diagram showing MTF and crosstalk characteristics in the case, where the horizontal axis represents the spatial frequency and the vertical axis represents the MTF and crosstalk. The values of the beam filling rates A / W (X) and A / W (Y) in the track width direction (X) and the track direction (Y) of the reproducing light beam are as shown in the figure.

【0024】 また、図7は図6と同じ条件でピット10の上部幅Wmを0.35μm一定と して、ピット10の内壁11の角度θのみを種々変化させた場合のMTFとクロ ストーク特性を示す図である。Further, FIG. 7 shows the MTF and crosstalk characteristics when the upper width Wm of the pit 10 is kept constant at 0.35 μm under the same conditions as in FIG. 6 and only the angle θ of the inner wall 11 of the pit 10 is variously changed. FIG.

【0025】 ここで、光ディスク上に記録される情報の変調方式として、従来のCDで使用 されているEFMより効率の高い4/9変調方式で、しかも(3,17)RLL (Run-Length Rimited)方式を採用するものとする。この方式は原情報4ビット を9ビットに変換し、かつ0の連続長を3〜17個の範囲に制限する符号化方式 であり、DCCも含めてEFMと比較すると、密度比は20%向上する。この場 合、最短のピット長を0.48μmとすれば、最長のピット長は2.16μmと なる。従って、最長ピットを検出したときの低周波成分によるクロストークに注 意することが必要となる。Here, as a modulation method of information recorded on the optical disc, a 4/9 modulation method, which is more efficient than the EFM used in the conventional CD, and (3,17) RLL (Run-Length Rimited) is used. ) Method shall be adopted. This method is an encoding method that converts 4 bits of original information into 9 bits and limits the continuous length of 0 to a range of 3 to 17, and the density ratio is improved by 20% when compared with EFM including DCC. To do. In this case, if the shortest pit length is 0.48 μm, the longest pit length is 2.16 μm. Therefore, it is necessary to pay attention to the crosstalk due to the low frequency component when the longest pit is detected.

【0026】 なお、図6および図7に示すクロストーク特性はチルトがない場合であるが、 実際にはチルトを考慮する必要がある。図8は、チルトを考慮したときのMTF およびクロストーク特性である。同図に示されるように、チルトを考慮するとM TFはほとんど変化しないが、クロストーク量は増大し、一層厳しくなることが 分かる。The crosstalk characteristics shown in FIGS. 6 and 7 are for the case where there is no tilt, but in practice it is necessary to consider tilt. FIG. 8 shows MTF and crosstalk characteristics when tilt is taken into consideration. As shown in the figure, it can be seen that the MTF hardly changes in consideration of the tilt, but the crosstalk amount increases and becomes more severe.

【0027】 光ディスク装置のシステム設計では、光ディスク自体の反りによるチルトとし て5mrad、装置に起因するチルトとして3mradを与えるものとすれば、 全体で8mrad程度のチルトを許容できるようにする必要がある。図8のシミ ュレーションによれば、同じ空間周波数に対して±10mradのチルトまでク ロストーク量を実用上要求される−20dB以下の値に抑えることができる。こ れから、波長685nm、トラックピッチ0.72μmという値は妥当であるこ とが分かる。In the system design of the optical disc device, if the tilt caused by the warp of the optical disc itself is 5 mrad and the tilt caused by the device is 3 mrad, it is necessary to allow a tilt of about 8 mrad as a whole. According to the simulation of FIG. 8, the crosstalk amount can be suppressed to a value of −20 dB or less required for practical use up to a tilt of ± 10 mrad with respect to the same spatial frequency. From this, it can be seen that the values of the wavelength of 685 nm and the track pitch of 0.72 μm are appropriate.

【0028】 以上の観点から図6および図7の特性を検討すると、まず図6に示したトラッ クピッチPtが0.72μmの場合の例では、Wm=0.45μmまではクロス トーク量(MTF特性とクロストーク特性とのMTF値の差)は−20dB以下 となる。これに対し、Wm=0.5μmになると低周波でのクロストーク量が急 激に大きくなり、−20dBを超えてしまう。また、MTF特性はWm=0.3 μmまでは比較的良好な特性が得られるが、Wmが0.3μm未満になると急激 に劣化する。従って、Wm=0.3μm〜0.45μmが適正な範囲であるとい える。Considering the characteristics of FIGS. 6 and 7 from the above viewpoints, first, in the example in which the track pitch Pt is 0.72 μm shown in FIG. 6, the crosstalk amount (MTF characteristic) is up to Wm = 0.45 μm. And the MTF value difference between the crosstalk characteristic) is −20 dB or less. On the other hand, when Wm = 0.5 μm, the amount of crosstalk at a low frequency suddenly increases and exceeds −20 dB. In addition, the MTF characteristics are relatively good up to Wm = 0.3 μm, but deteriorate rapidly when Wm is less than 0.3 μm. Therefore, it can be said that Wm = 0.3 μm to 0.45 μm is an appropriate range.

【0029】 一方、ピット10の内壁11の角度θに関しては、図7に示されるようにθ= 80°以上ではクロストーク量が−20dBを超えてしまい、θ=40°以下で はMTF特性が急激に劣化する。従って、θ=50℃〜70℃が適正な範囲であ るといえる。On the other hand, regarding the angle θ of the inner wall 11 of the pit 10, as shown in FIG. 7, when θ = 80 ° or more, the crosstalk amount exceeds −20 dB, and when θ = 40 ° or less, the MTF characteristic is It deteriorates rapidly. Therefore, it can be said that θ = 50 ° C. to 70 ° C. is an appropriate range.

【0030】 以上の結果から、トラック幅方向におけるピット形状は、波長685nm、N A=0.6で規格化すると(すなわち、λ/NA=1.14)、上部幅Wmが( 0.3〜0.45)×λ/NA/1.14μm、内壁の角度θが50°〜70° の範囲が望ましいことが分かる。すなわち、トラックピッチPtを(0.72〜 0.8)×λ/NA/1.14μmの範囲に選んで、再生用光ビームのビームス ポット径に比較してトラックピッチを小さくした場合、ピットの上部幅Wmと内 壁の角度θを上記の範囲に選ぶことにより、実際の光ディスク装置で想定される ±10mradのチルトまで、クロストーク量を実用上要求される−20dB以 下という値に抑えることができ、記録密度の飛躍的な向上を達成することが可能 となる。この結果、これらのトラックピッチおよびピット形状と、前述した例え ば波長685nmのLDと、0.6mm厚の基板と、NA=0.6の対物レンズ との組み合わせにより、CDサイズでMPEG2による圧縮動画像情報を2時間 分記録するという当初の課題を容易に達成することが可能となる。From the above results, the pit shape in the track width direction is normalized with a wavelength of 685 nm and NA = 0.6 (that is, λ / NA = 1.14), and the upper width Wm is (0.3 to It is understood that 0.45) × λ / NA / 1.14 μm, and the angle θ of the inner wall is preferably in the range of 50 ° to 70 °. That is, when the track pitch Pt is selected in the range of (0.72 to 0.8) × λ / NA / 1.14 μm and the track pitch is made smaller than the beam spot diameter of the reproduction light beam, By selecting the upper width Wm and the angle θ of the inner wall within the above range, the crosstalk amount can be suppressed to a value of −20 dB or less required for practical use up to a tilt of ± 10 mrad expected in an actual optical disk device. Therefore, it is possible to achieve a dramatic improvement in recording density. As a result, by combining these track pitches and pit shapes, the LD with a wavelength of 685 nm, the substrate with a thickness of 0.6 mm, and the objective lens with NA = 0.6, for example, a compressed video by MPEG2 with a CD size is obtained. The original task of recording image information for 2 hours can be easily achieved.

【0031】 次に、本考案による光ディスクの構造について説明する。図11(a)(b) は、両面化した光ディスク100の斜視図と断面図であり、エンボスピットを有 するポリカーボネイトやアクリルなどの透光性の樹脂からなる透明基板101, 102の一方の面に、アルミニウムなどの反射膜103,104が被着され、こ れらの上に保護膜105,106が形成されている。透明基板101,102の 厚さは、0.6mmである。そして、透明基板101,102を保護膜105, 106側を対向させて、熱硬化型の接着剤からなる数10μm厚の接着層107 により貼り合わせている。光ディスク100の中央にはクランピングのための穴 108が開けられており、その周囲にクランピングゾーン109が設けられてい る。そして、図示しないLDから出射され再生光学系を経て入射する再生用光ビ ーム110は、対物レンズ111を介して光ディスク100に透明基板101, 102側から入射し、反射膜103,104上に微小なビームスポットとして集 束される。Next, the structure of the optical disc according to the present invention will be described. 11A and 11B are a perspective view and a cross-sectional view of the double-sided optical disc 100, showing one side of transparent substrates 101 and 102 made of a translucent resin such as polycarbonate or acrylic having embossed pits. Reflective films 103 and 104 made of aluminum or the like are deposited on the surfaces, and protective films 105 and 106 are formed thereon. The transparent substrates 101 and 102 have a thickness of 0.6 mm. Then, the transparent substrates 101 and 102 are bonded to each other with the protective films 105 and 106 facing each other, and an adhesive layer 107 made of a thermosetting adhesive and having a thickness of several tens of μm. A hole 108 for clamping is formed in the center of the optical disc 100, and a clamping zone 109 is provided around the hole 108. Then, the reproducing optical beam 110 emitted from the LD (not shown) and incident through the reproducing optical system is incident on the optical disc 100 from the transparent substrate 101, 102 side via the objective lens 111, and then on the reflecting films 103, 104. It is focused as a minute beam spot.

【0032】 図12に、上述した光ディスク100を用いて圧縮動画像情報の再生を行う光 ディスク装置の実施例を示す。図12において、光ディスク100は、0.6m m厚という薄い基板101,102を用いていることから、1.2mm厚の基板 を用いるCDに比較して表面に付着したゴミや汚れに弱くなるため、カートリッ ジ200に収容されている。光ディスク100をカートリッジ200に収容する ことにより、CDのようにディスクの持ち方や、ゴミ、指紋などに気を使わなく て住むようになるし、ハンドリング、持ち運びの面でも有利となる。CDのよう にディスクが露出している場合は、傷などの不測の事態も考えてエラー訂正能力 を決める必要があるが、カートリッジ200を用いればそのような考慮は不要で ある。従って、録再型の光ディスクで用いているようなセクタ単位で、LDCリ ードソロモンエラー訂正方式を用いることができる。これにより、例えば2k〜 4kバイト単位で光ディスクのフォーマッティングを行った場合、CDに比べ1 0%以上、記録効率をアップすることができる。FIG. 12 shows an embodiment of an optical disk device for reproducing compressed moving image information using the above-mentioned optical disk 100. In FIG. 12, the optical disc 100 uses thin substrates 101 and 102 having a thickness of 0.6 mm, and thus is more susceptible to dust and dirt attached to the surface than a CD using a substrate having a thickness of 1.2 mm. , Cartridge 200. By housing the optical disc 100 in the cartridge 200, it becomes possible to live without worrying about how to hold the disc, dust, fingerprints, etc. like a CD, and it is advantageous in terms of handling and carrying. When a disc such as a CD is exposed, it is necessary to determine the error correction capability in consideration of an unexpected situation such as a scratch, but if the cartridge 200 is used, such consideration is unnecessary. Therefore, the LDC Read Solomon error correction method can be used in units of sectors as used in the recording / reproducing optical disc. As a result, when the optical disc is formatted in units of 2 k to 4 k bytes, the recording efficiency can be improved by 10% or more as compared with the CD.

【0033】 光ディスク100に記録する情報の変調方式として、前述したように4/9変 調方式を用い、光ディスク100上のトラックピッチを0.72μm、ピットピ ッチを0.96μmとすれば、従来のCDフォーマットに比較してピットの密度 比で3.84倍、変調方式で20%、フォーマット効率で10%のアップが期待 されるから、トータルで約5.1倍の容量アップが望めることになる。前述のよ うに、映画などの動画像情報をS−VHS並みの高画質で再生する場合、音声も 含めて4.5Mbpsのレートとなるので、2時間の再生に必要な容量は4Gバ イトである。上述した5.1倍の容量アップにより、この4Gバイトという容量 をディスク片面で実現できることになる。さらに、図11に示したように光ディ スクを両面化すれば、一枚の光ディスクで最大4時間の記録が可能となる。As described above, if the 4/9 modulation method is used as the modulation method of the information recorded on the optical disc 100, and the track pitch on the optical disc 100 is 0.72 μm and the pit pitch is 0.96 μm, the conventional method is used. It is expected that the pit density ratio will increase by 3.84 times, the modulation method will increase by 20%, and the format efficiency will increase by 10% compared to the CD format of the above, so that a total capacity increase of about 5.1 times can be expected. Become. As mentioned above, when playing back moving image information such as movies with high image quality equivalent to S-VHS, the rate including the audio is 4.5 Mbps, so the capacity required for 2 hours of playback is 4G bytes. is there. By increasing the capacity by 5.1 times as described above, this capacity of 4 GB can be realized on one side of the disk. Furthermore, if the optical disc is double-sided as shown in FIG. 11, recording can be performed for up to 4 hours on a single optical disc.

【0034】 図12に説明を戻すと、光ディスク100はテーパコーン220にチャッキン グされ、スピンドルモータ201により回転される。スピンドルモータ201は スピンドルモータ駆動回路202により駆動される。一方、再生光学系は次のよ うに構成される。Returning to FIG. 12, the optical disc 100 is chucked by the taper cone 220 and rotated by the spindle motor 201. The spindle motor 201 is driven by a spindle motor drive circuit 202. On the other hand, the reproduction optical system is constructed as follows.

【0035】 光ディスク100に対向して対物レンズ203が配置されており、この対物レ ンズ203はフォーカスコイル204により光軸方向に、またトラッキングコイ ル205によりトラック幅方向に移動可能となっている。LDドライバ206に より駆動されるLD(半導体レーザ)207の発振波長は685nmであり、こ のLD207から出射される光ビームはコリメートレンズ208で平行光束とさ れた後、偏光ビームスプリッタ209に入射する。LD207から出射される光 ビームは一般に楕円のファーフィールドパターンを有しているので、円形のパタ ーンが必要な場合はコリメートレンズ208の後にビーム整形プリズムを配置す ればよい。偏光ビームスプリッタ209を通過した光ビームは対物レンズ203 により絞られ、光ディスク100に入射する。An objective lens 203 is arranged so as to face the optical disc 100, and the objective lens 203 can be moved in the optical axis direction by a focus coil 204 and in the track width direction by a tracking coil 205. The oscillation wavelength of the LD (semiconductor laser) 207 driven by the LD driver 206 is 685 nm, and the light beam emitted from this LD 207 is collimated by the collimator lens 208 and then incident on the polarization beam splitter 209. To do. Since the light beam emitted from the LD 207 generally has an elliptic far-field pattern, if a circular pattern is required, a beam shaping prism may be arranged after the collimating lens 208. The light beam that has passed through the polarization beam splitter 209 is focused by the objective lens 203 and enters the optical disc 100.

【0036】 光ディスク100の反射膜で反射された光は、対物レンズ203を入射光ビー ムと逆方向に戻り、偏光ビームスプリッタ209で反射され、集光レンズ210 およびシリンドリカルレンズ211などの検出光学系を経て光検出器212に入 射する。光検出器212は例えば4分割光検出器であり、その4つの検出出力は アンプと加減算器を含むアンプアレー213に入力され、ここでフォーカス誤差 信号、トラッキング誤差信号および再生信号が生成される。なお、トラッキング 誤差信号は、例えばプッシュプル法と呼ばれる手法により、前述したプッシュプ ル信号として得られる。フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号は、サ ーボコントローラ214を経由してフォーカスコイル204およびトラッキング コイル205にそれぞれ供給される。これにより、対物レンズ203が光軸方向 およびトラック幅方向に移動され、光ディスク100の記録面である反射膜の表 面に対する光ビームのフォーカシングと、目標トラックに対するトラッキングが 行われる。The light reflected by the reflection film of the optical disc 100 returns to the objective lens 203 in the opposite direction to the incident light beam, is reflected by the polarization beam splitter 209, and is detected by the detection optical system such as the condenser lens 210 and the cylindrical lens 211. Then, the light is incident on the photodetector 212. The photodetector 212 is, for example, a 4-division photodetector, and its four detection outputs are input to an amplifier array 213 including an amplifier and an adder / subtractor, where a focus error signal, a tracking error signal and a reproduction signal are generated. The tracking error signal is obtained as the push-pull signal described above by a method called the push-pull method, for example. The focus error signal and the tracking error signal are supplied to the focus coil 204 and the tracking coil 205 via the servo controller 214, respectively. As a result, the objective lens 203 is moved in the optical axis direction and the track width direction, and the focusing of the light beam on the surface of the reflection film which is the recording surface of the optical disc 100 and the tracking on the target track are performed.

【0037】 アンプアレー213からの再生信号は信号処理回路215に入力され、ここで 2値化された後、データパルスの検出が行われる。検出されたデータパルスはデ ィスクコントローラ216に入力され、フォーマットの解読、エラー訂正などが 行われた後、動画像情報のビットストリームとしてMPEG2デコーダ/コント ローラ217に入力される。光ディスク100には、MPEG2の規格に従って 動画像情報を圧縮(符号化)したデータが記録されている。そこで、MPEG2 デコーダ/コントローラ217は入力されたビットストリームを伸長(復号化) して、元の動画像情報を再生する。再生された動画像情報はビデオ信号発生回路 218に入力され、ブランキング信号などが付加されて所定のテレビジョンフォ ーマットのビデオ信号となる。The reproduced signal from the amplifier array 213 is input to the signal processing circuit 215, where it is binarized, and then the data pulse is detected. The detected data pulse is input to the disk controller 216, subjected to format decoding and error correction, and then input to the MPEG2 decoder / controller 217 as a bit stream of moving image information. Data obtained by compressing (encoding) moving image information in accordance with the MPEG2 standard is recorded on the optical disc 100. Therefore, the MPEG2 decoder / controller 217 decompresses (decodes) the input bit stream to reproduce the original moving image information. The reproduced moving image information is input to the video signal generation circuit 218, and a blanking signal or the like is added to form a video signal of a predetermined television format.

【0038】[0038]

【考案の効果】[Effect of device]

以上説明したように、本考案による光ディスクは、トラックピッチを再生用光 ビームのスポット径より小さな値に設定しつつ、隣接トラックのクロストークを 実用上要求されるレベルまで低減できるような最適なピット形状(ピットの上部 幅およびピット内壁の角度)を有するため、従来のCDに比較してトラック密度 を約1.5倍も高めることができ、また再生信号やトラッキングに用いられるプ ッシュプル信号のレベルも十分に確保することができる。 As described above, the optical disc according to the present invention is an optimum pit that can reduce the crosstalk between adjacent tracks to a level that is practically required while setting the track pitch to a value smaller than the spot diameter of the reproducing light beam. Since it has a shape (pit upper width and pit inner wall angle), the track density can be increased by about 1.5 times compared to conventional CDs, and the level of the push-pull signal used for playback and tracking can be increased. Can be sufficiently secured.

【0039】 この結果、本考案によれば前述した実施例に示されるように例えばCDサイズ でも従来のCDの約5倍の容量を実現することができ、音声も含めて4Mbps に圧縮した高画質VTR並みの品質の動画像情報を2時間分蓄えることも可能と なり、その実用的効果は極めて大きい。As a result, according to the present invention, as shown in the above-described embodiment, it is possible to realize a capacity of about 5 times that of a conventional CD even with a CD size, for example, and a high image quality of 4 Mbps including audio is compressed. It is possible to store moving image information of VTR quality for two hours, and its practical effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例に係る光ディスク上のピット
形状を説明するための模式図
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a pit shape on an optical disc according to an embodiment of the present invention.

【図2】光ディスク装置における再生光学系の概略を示
す模式図
FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of a reproduction optical system in an optical disc device.

【図3】光ディスクから検出される再生信号およびプッ
シュプル信号レベルを計算するための光ディスク上のピ
ット配列を示す模式図
FIG. 3 is a schematic diagram showing a pit arrangement on an optical disc for calculating a reproduction signal level and a push-pull signal level detected from the optical disc.

【図4】ピットのトラック幅方向の大きさとピットの深
さをパラメータとして再生信号とプッシュプル信号のレ
ベルを計算した結果を示す図
FIG. 4 is a diagram showing the results of calculating the levels of a reproduction signal and a push-pull signal using the size of the pit in the track width direction and the depth of the pit as parameters.

【図5】再生光学系のMTFと隣接トラック間のクロス
トークの評価のために用いた光ディスク上のピット配列
を示す模式図
FIG. 5 is a schematic diagram showing a pit arrangement on an optical disc used for evaluation of MTF of a reproduction optical system and crosstalk between adjacent tracks.

【図6】再生光学系のMTFと隣接トラック間のクロス
トーク特性のピット形状依存性を示す図
FIG. 6 is a diagram showing pit shape dependence of crosstalk characteristics between an MTF of a reproduction optical system and an adjacent track.

【図7】再生光学系のMTFと隣接トラック間のクロス
トーク特性のピット形状依存性を示す図
FIG. 7 is a diagram showing pit shape dependence of crosstalk characteristics between the MTF of the reproduction optical system and adjacent tracks.

【図8】再生光学系のMTFと隣接トラック間のクロス
トーク特性のチルト依存性を示す図
FIG. 8 is a diagram showing tilt dependence of crosstalk characteristics between the MTF of the reproducing optical system and adjacent tracks.

【図9】基板厚1.2mmの光ディスクを用いた場合の
対物レンズのNAによるチルト依存性を示す図
FIG. 9 is a diagram showing tilt dependence due to NA of an objective lens when an optical disc having a substrate thickness of 1.2 mm is used.

【図10】基板厚0.6mmの光ディスクを用いた場合
の対物レンズのNAによるチルト依存性を示す図
FIG. 10 is a diagram showing tilt dependence due to NA of an objective lens when an optical disc having a substrate thickness of 0.6 mm is used.

【図11】本考案の一実施例に係る光ディスクの構造を
示す斜視図および断面図
FIG. 11 is a perspective view and a sectional view showing the structure of an optical disc according to an embodiment of the present invention.

【図12】本考案の一実施例に係る光ディスク装置の構
成を示すブロック図
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an optical disc device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ピット 11…ピット内壁 12…ピット底部 Wm…ピット上部幅 θ…ピット内壁の角度 Zm…ピット長 hm…ピット深さ 10 ... Pit 11 ... Pit inner wall 12 ... Pit bottom Wm ... Pit upper width θ ... Pit inner wall angle Zm ... Pit length hm ... Pit depth

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】基板上に情報が所定のトラックピッチでピ
ットの列として記録され、対物レンズを介して光ビーム
が照射されることにより情報の再生が行われる光ディス
クにおいて、 前記光ビームの波長をλnm、前記対物レンズの開口数
をNAとしたとき、前記トラックピッチが(0.72〜
0.8)×λ/NA/1.14μm、前記ピットの上部
幅が(0.3〜0.45)×λ/NA/1.14μm、
前記ピットの内壁の角度が50°〜70°であることを
特徴とする光ディスク。
1. An optical disc in which information is recorded on a substrate as a row of pits at a predetermined track pitch, and information is reproduced by irradiating a light beam through an objective lens. When the numerical aperture of the objective lens is NA and the track pitch is (0.72
0.8) × λ / NA / 1.14 μm, the upper width of the pit is (0.3 to 0.45) × λ / NA / 1.14 μm,
An optical disc, wherein the angle of the inner wall of the pit is 50 ° to 70 °.
【請求項2】基板上に情報が所定のトラックピッチでピ
ットの列として記録され、対物レンズを介して光ビーム
が照射されることにより情報の再生が行われる光ディス
クにおいて、 前記光ビームの波長をλnm、前記対物レンズの開口数
をNAとしたとき、前記トラックピッチが(0.72〜
0.8)×λ/NA/1.14μm、前記ピットの上部
幅が(0.3〜0.45)×λ/NA/1.14μm、
前記ピットの内壁の角度が50°〜70°、前記ピット
の深さがλ/4.5〜λ/6であることを特徴とする光
ディスク。
2. An optical disc in which information is recorded on a substrate as a row of pits at a predetermined track pitch, and information is reproduced by irradiating a light beam through an objective lens. When the numerical aperture of the objective lens is NA and the track pitch is (0.72
0.8) × λ / NA / 1.14 μm, the upper width of the pit is (0.3 to 0.45) × λ / NA / 1.14 μm,
An optical disk characterized in that an angle of an inner wall of the pit is 50 ° to 70 ° and a depth of the pit is λ / 4.5 to λ / 6.
【請求項3】基板上に情報が所定のトラックピッチでピ
ットの列として記録された光ディスクと、 この光ディスクに対物レンズを介して光ビームを照射す
る手段と、 この手段により前記光ディスクに照射された光ビームの
反射光を検出して前記光ディスクに記録されている情報
を再生する手段とを具備し、 前記光ディスクは、前記光ビームの波長をλnm、前記
対物レンズの開口数をNAとしたとき、前記トラックピ
ッチが(0.72〜0.8)×λ/NA/1.14μ
m、前記ピットの上部幅が(0.3〜0.45)×λ/
NA/1.14μm、前記ピットの内壁の角度が50°
〜70°であることを特徴とする光ディスク装置。
3. An optical disc having information recorded on a substrate as a row of pits at a predetermined track pitch, a means for irradiating the optical disc with a light beam through an objective lens, and the optical disc irradiated by the means. A means for reproducing information recorded on the optical disc by detecting reflected light of the light beam, wherein the optical disc has a wavelength of the light beam of λ nm and a numerical aperture of the objective lens of NA, The track pitch is (0.72 to 0.8) × λ / NA / 1.14μ
m, the upper width of the pit is (0.3 to 0.45) × λ /
NA / 1.14 μm, the angle of the inner wall of the pit is 50 °
An optical disk device characterized by an angle of up to 70 °.
【請求項4】基板上に情報が所定のトラックピッチでピ
ットの列として記録された光ディスクと、 この光ディスクに対物レンズを介して光ビームを照射す
る手段と、 この手段により前記光ディスクに照射された光ビームの
反射光を検出して前記光ディスクに記録されている情報
を再生する手段とを具備し、 前記光ディスクは、前記光ビームの波長をλnm、前記
対物レンズの開口数をNAとしたとき、前記トラックピ
ッチが(0.72〜0.8)×λ/NA/1.14μ
m、前記ピットの上部幅が(0.3〜0.45)×λ/
NA/1.14μm、前記ピットの内壁の角度が50°
〜70°、前記ピットの深さがλ/4.5〜λ/6であ
ることを特徴とする光ディスク装置。
4. An optical disk having information recorded on a substrate as a row of pits at a predetermined track pitch, a means for irradiating the optical disk with a light beam through an objective lens, and the optical disk irradiated by the means. A means for reproducing information recorded on the optical disc by detecting reflected light of the light beam, wherein the optical disc has a wavelength of the light beam of λ nm and a numerical aperture of the objective lens of NA, The track pitch is (0.72 to 0.8) × λ / NA / 1.14μ
m, the upper width of the pit is (0.3 to 0.45) × λ /
NA / 1.14 μm, the angle of the inner wall of the pit is 50 °
˜70 °, and the depth of the pit is λ / 4.5 to λ / 6.
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