JP2002056539A - 光ディスク及びその情報再生装置 - Google Patents

光ディスク及びその情報再生装置

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JP2002056539A
JP2002056539A JP2000244637A JP2000244637A JP2002056539A JP 2002056539 A JP2002056539 A JP 2002056539A JP 2000244637 A JP2000244637 A JP 2000244637A JP 2000244637 A JP2000244637 A JP 2000244637A JP 2002056539 A JP2002056539 A JP 2002056539A
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pit
light
track pitch
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optical disk
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JP2000244637A
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English (en)
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Takamaro Yanagisawa
琢麿 柳澤
Takayuki Nomoto
貴之 野本
Yasumitsu Wada
泰光 和田
Fumihiko Yokogawa
文彦 横川
Seiichi Osawa
誠一 大沢
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2407Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24085Pits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/261Preparing a master, e.g. exposing photoresist, electroforming

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より短波長の再生用光ビームでかつ、より高
い開口数の光学系を用い、従来のDVDに比して高密度
にデータを記録できる次世代の光ディスク及び情報再生
装置を提供する。 【解決手段】 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情報記録層と情報記録層上に形成さ
れた光透過層とを備え、対物レンズによって光透過層を
介して情報記録層に照射される光ビームにより情報の再
生が行われる光ディスクであって、トラックピッチをT
P、最短ピット長をTmin、光ビームの波長をλ、対
物レンズの開口数をNAとしたとき、0.194(λ/
NA)2≦TP×Tmin≦0.264(λ/NA)2
関係を満たし、トラックピッチが0.280〜0.32
5μmの範囲で、ピットの幅が120nm以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報をピットの列
の形態で記録した光ディスク及び光ディスクを装填して
これから光ビームを用いて情報を再生する情報再生装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高密度に情報を記録する光ディス
クとして、DVD(Digital Versatile Disc)が開発さ
れている。このDVDは、波長650nmの光ビームを
開口数NA=0.6の光学系により光ディスクに照射し
て、片面で2.6MBのデータを記録できる。このDV
D片面で約1時間の映像信号を記録することができる。
【0003】ところで、家庭用のビデオテープレコーダ
では基本の録画時間が2時間程度なので、ビデオテープ
レコーダと同様の使い勝手を光ディスク及び演奏装置す
なわち情報再生装置で確保するためには、さらに多くの
データを光ディスクへ記録可能にする必要がある。また
光ディスクの特徴であるランダムアクセス機能等を有効
に利用して編集等の処理を実行可能にするためには、映
像信号を3時間程度記録することが必要になる。
【0004】更に、高密度再生専用光ディスクが市場か
ら要求されつつある。BS(broadcasting satellite)
デジタルテレビ放送で提供されるデジタルHDTV(di
gital high definition television)の転送レートは2
0〜24Mbpsになると予想される。このデジタルH
DTV映像を映画一本分程度(約2時間半=150分)
を記録するためには、(20〜25Mbps)/8(ビ
ット)/1000×150(分)×60(秒)=22.
5〜27GB(ギガバイト)が必要である。基本的に、
情報再生装置の再生能力は、対物レンズのNAと読み取
り光ビームの波長λを用いて、NA/λによって決定さ
れる。従って、NAを大きくし、λを小さくすることで
光ディスクの記録再生密度を向上させることができる。
現在のDVDでは、λ=650nmかつNA=0.6
で、光ディスク表面と反射記録面(情報記録層)との間
の厚さ(以下、光透過層厚と呼ぶ)が0.6mmの光デ
ィスクシステムを用いている。
【0005】例えば、日本国特許第2704107号で
は、再生用光ビームの波長をλ[μm]、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、ピットの幅すな
わち上部幅が(0.3〜0.45)×λ/NA/1.1
4μm、ピットの底部幅すなわち下部幅が(0.2〜
0.25)×λ/NA/1.14μmである光ディスク
を、開示している。かかる光ディスクによって、上記ト
ラックピッチ範囲の下で特定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を抑えている。
【0006】かかる従来技術ではトラックピッチやピッ
ト幅を決定する際に、図1に示すように、単一周波数の
ピットの列を仮定し、再生用光スポットがトラック中心
から一定量変移した位置を走査した時に得られる光検出
器の出力信号の基本周波数成分の信号振幅をクロストー
クとし評価していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】さらにデータを高密度
に記録すべく、例えば、λ=405nmかつNA=0.
85を想定して、上記の従来光ディスクの特定ピット形
状を単純に換算すると、トラックピッチTP=0.30
1〜0.334μm、ピットの上部幅Wm=125〜1
88nm、ピットの下部幅Wi=80〜100nm、と
なる。このような従来技術で規定された光ディスクを再
生すると、トラックピッチとピット幅の関係が最適値か
らずれるために、RF信号特性の優劣を示すクロストー
ク信号振幅及びメイン信号振幅が実用上問題にならない
−9dBを上回ってしまい、充分なシステムマージンが
確保できない問題がある。
【0008】そこで、本発明は以上の点を考慮してなさ
れたもので、本発明は、より短波長の再生用光ビームで
かつ、より高い開口数の光学系を用い、従来のDVDに
比して高密度にデータを記録できる次世代の光ディスク
及び情報再生装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクは、
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
れた情報記録層と前記情報記録層上に形成された光透過
層とを備え、対物レンズによって前記光透過層を介して
前記情報記録層に照射される光ビームにより情報の再生
が行われる光ディスクであって、前記トラックピッチを
TP、最短ピット長をTmin、前記光ビームの波長を
λ、前記対物レンズの開口数をNAとしたとき、0.1
94(λ/NA)2≦TP×Tmin≦0.264(λ
/NA)2の関係を満たし、前記トラックピッチが0.
280〜0.325μmの範囲で、ピットの幅が120
nm以下であることを特徴とする。
【0010】本発明の光ディスクにおいては、前記ピッ
トの底部幅が40nm以上であることを特徴とする。本
発明の光ディスクにおいては、前記光ビームは波長λ=
400〜415nmであり、前記対物レンズの開口数N
Aは0.78〜0.86であることを特徴とする。
【0011】本発明の光ディスク情報再生装置は、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
情報記録層と前記情報記録層上に形成された光透過層と
を備えた光ディスクを回転自在に支持する手段と、光ビ
ームを射出する光源、光ビームを前記光ディスクの前記
光透過層を介して情報記録層上に向け集光する対物レン
ズ、該光ビームを前記対物レンズに導く照射光学系、並
びに、光検出手段を含み前記対物レンズを介して前記情
報記録層からの反射光を前記光検出手段へ導く検出光学
系、前記光検出手段からの出力に基づき前記光ディスク
に記録されている情報を再生する手段と、を備える情報
再生装置であって、前記光ディスクは、前記トラックピ
ッチをTP、最短ピット長をTmin、前記光ビームの
波長をλ、前記対物レンズの開口数をNAとしたとき、
0.194(λ/NA)2≦TP×Tmin≦0.26
4(λ/NA)2の関係を満たし、前記トラックピッチ
が0.280〜0.325μmの範囲で、ピットの幅が
120nm以下であることを特徴とする。
【0012】本発明の情報再生装置においては、前記ピ
ットの底部幅が40nm以上であることを特徴とする。
本発明の情報再生装置においては、前記光源は波長λ=
400〜415nmの青色半導体レーザであり、前記対
物レンズの開口数NAは0.78〜0.86であること
を特徴とする。
【0013】上記の課題を解決するため、本発明者は、
λ=405nm近傍,NA=0.85近傍のシステムと
して適当な評価方法を考案し、それを用いて光ディスク
システムとしてより安定になるトラックピッチ及びピッ
ト幅の範囲を知見した。その結果、トラックピッチを
0.280〜0.325μmかつピットの幅を120n
m以下にする必要があることが分かった。このような光
ディスクを再生すると、RF信号特性の優劣を示すクロ
ストーク信号振幅/メイン信号振幅の値が実用上問題に
ならない−9dB以下になり、安定したシステムが実現
できる。
【0014】
【発明の実施の形態】まず、本発明の基本的な考え方を
説明する。発明者は、幅の狭いピットを作製するために
電子ビームレコーダー(以下EBRと略す)を利用して
光ディスクを製造した(Y.kojima, H.Kitahara, 0.Kaso
no, M.Katsumura and Y.wada: "HighDensity Mastering
Using Electron Beam", Jpn.J.Appl.Phys.37 (1998) p
2137-2143)。また、光学シミュレーションにより本発
明の光ディスクシステムに最適なトラックピッチ及びピ
ット幅を求めた。
【0015】光ディスクチルトがある場合に発生するコ
マ収差W31は以下の式で与えられる。
【0016】
【数1】 ここで、nは光ディスク基板の屈折率、Dthは光ディ
スク基板の厚さ、NAは開口数、Dtiはディスクチル
ト角、λは光ビームの波長である。従来のDVDでは、
再生用光ビームが透過する基板の厚さが0.6mmであ
ったために光ディスクの光ビームの光軸に対する傾き
(いわゆるチルト)、特にラジアル方向のチルトによっ
て生じるコマ収差がシステムの再生マージンを決定して
いた。ラジアルチルト特性が最も厳しいシステムの場
合、クロストークが充分小さくなるようにトラックピッ
チ及びピット幅を最適化する必要があった。
【0017】本発明の光ディスクシステムで、光ディス
クチルトによって生じるコマ収差を検討すると、図2に
示すように、0.1mmの光透過層厚を用いた場合、今
回の光ディスク(NA,λ)=(0.85,405n
m)と従来のDVD(NA,λ)=(0.60,650
nm)と比較して光ディスクチルトによって生じるコマ
収差W31は小さくなっている。
【0018】一方、デフォーカス時の波面収差W20は以
下の式で与えられる。
【0019】
【数2】 上記式から分かるように同じデフォーカス量Ddefに
対して発生する収差量W20は、今回の光ディスク(N
A,λ)=(0.85,405nm)とすることで、従
来のDVDの(NA,λ)=(0.60,650nm)
の時の約3.8倍になる(図3参照)。つまり、本発明
の光ディスクシステムではデフォーカス特性がシステム
の再生マージンを決定することになる。デフォーカス時
には、クロストークが増加すると共に符号間干渉(接線
方向のクロストークと解釈できる)も増加する。従っ
て、デフォーカス特性が厳しい光ディスクシステムで
は、クロストークと同時に符号間干渉が充分小さくなる
ようにトラックピッチ及びピット幅を最適化する必要が
ある。
【0020】通常、符号間干渉はメイン信号振幅を大き
くすることで抑えることができる。そこで、本発明では
トラックピッチやピット幅を決定する際の計算モデルを
次のように設定した。 (1)トラックピッチTPと最短ピット長Tminとの
積が一定(すなわち記録密度が一定)という条件を付加
する(以下、単にTP×Tminと記述する)。
【0021】(2)トラック中心からトラック間へ変移
した再生用光スポットから得られる信号振幅を評価量と
せずに、評価量をクロストーク信号振幅/メイン信号振
幅とする。 (3)メイン信号を計算する際には、図4に示すよう
に、最短ピット長のピットをトラック上に単一周期で配
置した場合の値を用いる。最も符号間干渉が発生しやす
い厳しい条件であるからである。また、クロストーク信
号を計算する際には、図5に示すように、最長ピット長
のピットをトラック上に単一周期で配置した場合の値を
用いる。最もクロストークが発生しやすい厳しい条件で
あるからである。クロストーク信号振幅はトラック上か
らちょうどトラックピッチだけ離れた位置を再生ビーム
が走査した時の信号振幅とする。なお、ピットの断面形
状はその側面の斜面幅が零、すなわち上面から底面へ傾
斜が90度であるとする。ピットの断面斜面の角度があ
る場合は後述する。
【0022】このモデルを用いて(NA,λ)=(0.
85,405nm)、TP×Tmin=0.044μm
2の場合、トラックピッチ(track pitch)
(μm)及びピット幅(nm)を変化させたときのクロ
ストーク信号振幅/メイン信号心振幅(dB)の変化を
シミュレーションにより求め、評価した。TP×Tmi
n=0.044μm2は(1,7)RLL変調の場合に
は直径12cmの光ディスクに約27GBのデータを記
録することに相当する。これは、前述したようにHDT
V映像を2時間30分記録するのに十分な密度である。
【0023】そのシミュレーション結果を、図6の3次
元グラフに示す。図からトラックピッチ0.24〜0.
36μmでピット幅10〜190nmの範囲でトラック
ピッチ0.3μm及びピット幅10〜40nm近傍で底
値を示す分布が確認できる。同様に、図7にシミュレー
ション結果の等高線グラフを示す。クロストーク信号振
幅/メイン信号振幅が−8〜−9dB(メイン信号に対
してクロストーク信号が約1/3)以下であれば実用上
ほとんど問題が無いと考えられる。一般に広いピット幅
の方がメイン信号の絶対振幅が大きくとれるためにS/
Nの抑制に有利になる。一般に広いトラックピッチの方
がトラッキングサーボにとって有利である。つまり図7
においてクロストーク信号振幅/メイン信号振幅が−9
dB以下で、さらに、できるだけ右上方が望ましい。
【0024】以上のことから、実用上問題が無いと思わ
れるトラックピッチとピット幅を選ぶと図7におけるA
に示す太線内すなわちトラックピッチ0.27〜0.3
25μmとピット幅120μm以下の範囲になる。次
に、TP×Tminの値を大きくした場合(つまり記録
容量を小さくした場合)について確認計算を行った。
【0025】TP×Tminが0.050μm2及び
0.060μm2の場合のシミュレーション結果を、図
8及び図9の3次元グラフに示す。これら3次元グラフ
から、クロストーク信号振幅/メイン信号振幅の値の低
いトラックピッチ及びピット幅の範囲の分布が拡がるこ
とが分かる。同様に、図8及び図9にそれぞれ対応する
図10及び図11の等高線グラフから明らかなように、
TP×Tminを大きくしても、図10及び図11にお
けるAに示す太線内すなわちトラックピッチ0.27〜
0.325μmとピット幅120μm以下の範囲であれ
ばクロストーク信号振幅/メイン信号振幅の値は小さく
維持できることが分かる。つまり、TP×Tmin=
0.044μm2の時(記録容量27GB相当)の選択
範囲に限定しておけば、TP×Tminを大きくした場
合(つまり記録容量を小さくした場合)は全く問題ない
ことが分かる。
【0026】ここで、TP×Tminの値を(λ/N
A)2用いて表すと、TP×Tmin=0.44μm2
0.060μm2の範囲は、0.194(λ/NA)2
0.264(λ/NA)2となる。以上のことから、T
P×Tmin=0.194(λ/NA)2〜0.264
(λ/NA)2の場合には、トラックピッチ範囲が0.
270〜0.325μmでかつピット幅範囲が120n
m以下とすることで、クロストークと符号間干渉とを実
用上問題が無い程度に小さく抑えることができる。
(1,7)RLL変調を用いると、上記範囲は直径12
cmの光ディスクに約27.1〜19.9GBのデータ
を記録することに相当する。
【0027】次に、開口数NA及び光ビーム波長λが変
化した時の影響を検討した。この際、TP×Tminは
前述の検討で最も厳しい条件であった0.194(λ/
NA)2とした。開口数NAが0.78及び0.86の
場合すなわち(NA,λ)=(0.78,405nm)
及び(NA,λ)=(0.86,405nm)の場合の
シミュレーション結果を、図12及び図13の3次元グ
ラフに示す。また、光ビーム波長λが415nm及び4
00nmの場合すなわち(NA,λ)=(0.85,4
15nm)及び(NA,λ)=(0.85,400n
m)の場合のシミュレーション結果を、図14及び図1
5の3次元グラフに示す。これら3次元グラフから、ク
ロストーク信号振幅/メイン信号振幅の値の低いトラッ
クピッチ及びピット幅の範囲の分布が開口数NA及び光
ビーム波長λが変化してもほぼ満たされることが分か
る。同様に、図12〜図15にそれぞれ対応する図16
〜図19の等高線グラフから明らかなように、特に、図
16に示すNA=0.78にした時に、トラックピッチ
の下限を0.27μmから0.28μmへ狭める必要が
あることが分かる。それ以外は前述のトラックピッチ及
びピット幅の範囲で問題ないことが分かる。
【0028】以上の結果をまとめると次のようなことが
分かる。NA=0.78〜0.86でかつλ=400〜
415nmを用いたシステムにおいて、TP×Tmin
=0.194(λ/NA)2〜0.264(λ/NA)2
の範囲では、トラックピッチ=0.280〜0.325
μmでかつピット幅=120nm以下の範囲とすること
で、クロストークと符号間干渉を実用上問題が無い程度
に小さく抑えられる。
【0029】一方、再生専用光ディスク製造において、
そのピットを描画するにはレーザビームレコーダー(以
下LBRと略す)を用いていたが、LBRではピット幅
=200nm程度のピットしか描画できない。しかし、
EBRを用いれば、上記ピット幅を実現することができ
る。EBRを用いて作製したピットはLBRで作製した
ピットよりも、ピット斜面部の幅をかなり狭くすること
ができる。しかしながら、前述の検討で用いたモデルの
ように厳密には、ピットの上部幅(開口幅)と下部幅
(底部幅)を同じにすることはできない。
【0030】そこで、ピットの上部幅を固定した時にピ
ットの下部幅が狭くなってしまうことの影響を検討し
た。図20は、本発明の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。この場合、ピット10の周
縁は下り勾配の傾斜部となっており、底部はほぼ平坦と
なっている。11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、12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
部開口のトラック幅方向の長さ(上部幅)、Wiはピッ
ト10の底部のトラック幅方向の長さ(下部幅)であ
る。(NA,λ)=(0.85,405nm)かつTP
×Tmin=0.194(λ/NA)2とし、図20に
示すように、ピットの上部幅Wmを100nmに固定し
て、ピットの下部幅Wiを0〜100nmに変化させ
た。この光ディスクは、トラックピッチ=0.30μm
かつ最短ピット長=0.147μmの光ディスクが対応
する。
【0031】このシミュレーション結果を、図21のグ
ラフに示す。図から分かるように、ピットの上部幅が固
定されていれば、メイン信号振幅Main(Tmin)及びクロス
トーク信号振幅CrossTalk(Tmax)が同様に変化するの
で、ピットの下部幅が狭くなってもクロストーク信号振
幅/メイン信号振幅の値(CrossTalk/Main)はほとんど
変化しないことが分かる。
【0032】つまり、前述のトラックピッチ及びピット
幅の範囲は、ピットの下部幅の値に依存せずに有効であ
ることが分かる。しかしながら、ピットの下部幅をあま
り狭くすると、再生専用光ディスク製造におけるピット
描画時のバラツキが生じて、再現性のよいピット形状が
得にくくなる。すなわち、原盤作成上凹部側面の傾斜角
度の制御がレジスト材料の種類、膜厚分布、現像条件に
より変化する故に、難しくピット凹部の底部が形成され
ない場合が生じる。
【0033】以下に、ピットの下部幅を狭くすると安定
したピットを形成することが難しい理由を詳述する。E
BRによる光ディスクのマスタリングにおいては、原盤
上にレジストを塗布し、これを回転させ、原盤上に電子
ビームを照射して露光を行い、その後、レジストを現像
することによって露光部にピットに相当する凹部を形成
する。
【0034】図22及び図23の原盤断面の模式図に示
すように、ピット凹部は通常、深さ方向に角度を持って
形成される。この角度はレジストの種類だけでなく露光
強度分布や現像プロセス等によっても変化するため、精
密にコントロールするのが難しく、ある程度のバラツキ
を生じることは避けられない。図22及び図23はいず
れもピット深さ64nmでピットの上部幅は110nm
として凹部側面の傾斜が変化した場合を表している。
【0035】図22は、側面傾斜が角度75度を中心に
±10度変化した様子を示す。ピットの下部幅は側面傾
斜が角度75度のとき76nmであり、65度では50
nm,85度では99nmと傾斜に応じて変化する。一
方、図23は側面傾斜が角度50度を中心に±10度変
化した様子を示す。側面の傾斜角度が50度のときピッ
トの下部幅は2.6nmとほぼ三角形状の断面になるた
め、傾斜角度が60度の場合はピットの下部幅が36n
mとなるが、40度の場合は必要な64nm(λ/6.
25)の深さまでピットが形成されていない。以上か
ら、原盤製造においてピットの下部幅をあまり狭くする
と、必要な深さのピットを安定して作製することが難し
くなる。
【0036】原盤から作製したスタンパを用いて樹脂を
射出成形する工程も、ピット幅が狭くなるに従い難しく
なる。その限界を実験で調べた結果、ピットの深さ60
nm(λ/6.66)で傾斜角度がほぼ90度のとき、
最小幅は40nmであった。従って、ピットの下部幅は
40nm以上で、ピットの上部幅がそれ以上であれば成
形は可能と考えられる。以上より、ピットの下部幅を4
0nmと仮定して原盤断面を考えてみる。この場合は6
1度であり、それを中心に傾斜が士10度ばらついた場
合を想定すると図24のようになる。このようにピット
の下部幅が40nmの場合は製造のバラツキで傾斜が1
0度緩くなっても凹部の底が浅くなることはない。
【0037】以上の実験を繰り返した結果から、光ディ
スクにおけるピットの下部幅は40nm以上が必要があ
ることが分かった。これまでの検討を全てまとめると、
次のようなことが分かる。NA=0.78〜0.86,
λ=400〜415nmを用いたシステムにおいて、T
P×Tmin=0.194(λ/NA)2〜0.264
(λ/NA)2の範囲では、トラックピッチ=0.28
0〜0.325μmかつピットの幅=120nm以下か
つピットの下部幅=40nm以上にすれば、クロストー
クと符号間干渉を実用上問題が無い程度に小さく抑えた
再生専用光ディスクを安定して製造することができる。
ピットの幅はピットの最大幅である。
【0038】図25は、本発明による光ディスク情報再
生装置装置の再生光学系のモデルであり、実施形態の一
例の光ピックアップ装置を備えた光学式記録再生装置の
概略を示す。光ピックアップは、波長が400nm〜4
15nm好ましくは405nm付近の短波長の青を射出
する青色半導体レーザLD1を備えている。光ピックア
ップは、偏光ビームスプリッタ13、コリメータレンズ
14、1/4波長板15及び2群対物レンズユニット1
6を備えている。以上の光照射光学系によって、半導体
レーザLD1からのレーザビームは、コリメータレンズ
14で平行光ビームにされ、偏光ビームスプリッタ13
を経て、1/4波長板15を透過して、対物レンズユニ
ット16によって、その焦点付近に置かれている光ディ
スク5に向けて集光され、光ディスク5の情報記録面の
ピット列上で光スポットを形成する。
【0039】以上の光照射光学系に加えて、光ピックア
ップはさらに検出レンズ17など光検出光学系を有して
おり、対物レンズユニット16、1/4波長板15及び
偏光ビームスプリッタ13は光検出光学系にも利用され
ている。光ディスク5からの反射光は、対物レンズユニ
ット16で集められ1/4波長板15を介して偏光ビー
ムスプリッタ13によって検出用集光レンズ17に向け
られる。検出レンズ17で集光された集束光は、例え
ば、シリンドリカルレンズ、マルチレンズなどの非点収
差発生素子(図示せず)を通過して、光検出器の受光面
19中心付近に光スポットを形成する。
【0040】また、光検出器の受光面19は復調回路3
0及びエラー検出回路31に接続されている。エラー検
出回路31は対物レンズユニットのトラッキング制御及
びフォーカス制御用のアクチュエータ26を含む機構を
駆動する駆動回路33に接続されている。光検出器は、
その受光面19中心付近に結像された光スポット像に応
じた電気信号を復調回路30及びエラー検出回路31に
供給する。復調回路30は、その電気信号に基づいて記
録信号を生成する。エラー検出回路31は、その電気信
号に基づいてフォーカスエラー信号や、トラッキングエ
ラー信号や、その他サーボ信号などを生成し、アクチュ
エータの駆動回路33を介して各駆動信号を各アクチュ
エータに供給し、これらが各駆動信号に応じて対物レン
ズユニット16などをサーボ制御して駆動する。
【0041】次に、本発明による光ディスクの構造につ
いては、上記の如く規定された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
る円形基板の一方の面に、アルミニウムなどの反射膜が
被着され、これらの上に光透過層が0.1mmの厚さで
形成されている。光透過層側から読み取りが行われる。
また、基板側を対向させて、熱硬化型など接着層により
貼り合わせ両面ディスクとすることもできる。光ディス
クの中央にはクランピングのための芯孔が開けられてお
り、その周囲にクランピングゾーンが設けられている。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光デ
ィスクは、再生されるRF信号特性の優劣を示すクロス
トーク信号振幅/メイン信号振幅が実用上問題にならな
い−9dB以下に低減できるようなトラックピッチ及び
幅の最適なピット形状を有するため、充分なシステムマ
ージンが確保でき、DVDに比較して情報記録密度を飛
躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術にける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。
【図2】 光ディスクチルトによって生じるコマ収差係
数の変化を示すグラフ。
【図3】 光ディスクにおけるデフォーカス量に依存す
る波面収差係数の変化を示すグラフ。
【図4】 本発明によるクロストーク信号振幅/メイン
信号振幅の評価量におけるメイン信号を計算するために
用いた光ディスク上のピット配列を示す模式図。
【図5】 本発明によるクロストーク信号振幅/メイン
信号振幅の評価量におけるクロストーク信号を計算する
ために用いた光ディスク上のピット配列を示す模式図。
【図6】 トラックピッチTPと最短ピット長Tmin
との積が0.044μm2の場合におけるトラックピッ
チ及びピット幅を変化させたときのクロストーク信号振
幅/メイン信号心振幅の値の変化を示す3次元グラフ。
【図7】 図6に対応する2次元グラフ。
【図8】 トラックピッチTPと最短ピット長Tmin
との積が0.050μm2の場合におけるトラックピッ
チ及びピット幅を変化させたときのクロストーク信号振
幅/メイン信号心振幅の値の変化を示す3次元グラフ。
【図9】 トラックピッチTPと最短ピット長Tmin
との積が0.060μm2の場合におけるトラックピッ
チ及びピット幅を変化させたときのクロストーク信号振
幅/メイン信号心振幅の値の変化を示す3次元グラフ。
【図10】 図8に対応する2次元グラフ。
【図11】 図9に対応する2次元グラフ。
【図12】 トラックピッチTPと最短ピット長Tmi
nとの積が0.194(λ/NA)2の場合における開
口数を0.78としたときのクロストーク信号振幅/メ
イン信号心振幅の値の変化を示す3次元グラフ。
【図13】 トラックピッチTPと最短ピット長Tmi
nとの積が0.194(λ/NA)2の場合における開
口数を0.86としたときのクロストーク信号振幅/メ
イン信号心振幅の値の変化を示す3次元グラフ。
【図14】 トラックピッチTPと最短ピット長Tmi
nとの積が0.194(λ/NA)2の場合における光
ビーム波長を415nmとしたときのクロストーク信号
振幅/メイン信号心振幅の値の変化を示す3次元グラ
フ。
【図15】 トラックピッチTPと最短ピット長Tmi
nとの積が0.194(λ/NA)2の場合における光
ビーム波長を400nmとしたときのクロストーク信号
振幅/メイン信号心振幅の値の変化を示す3次元グラ
フ。
【図16】 図12に対応する2次元グラフ。
【図17】 図13に対応する2次元グラフ。
【図18】 図14に対応する2次元グラフ。
【図19】 図15に対応する2次元グラフ。
【図20】 本発明の一実施例の光ディスク上のピット
形状を説明するための模式図。
【図21】 本発明の一実施例の光ディスクにおいてピ
ットの上部幅を100nmに固定して、ピットの下部幅
を0〜100nmに変化させた場合における、メイン信
号振幅Main(Tmin)、クロストーク信号振幅CrossTalk(Tm
ax)及びクロストーク信号振幅/メイン信号振幅の値(C
rossTalk/Main)の変化を示すグラフ。
【図22】 本発明の一実施例の光ディスクの原盤断面
の模式図。
【図23】 本発明の一実施例の光ディスクの原盤断面
の模式図。
【図24】 本発明の一実施例の光ディスクの原盤断面
の模式図。
【図25】 光ディスク情報再生装置装置の再生光学系
のモデルであり、実施形態の一例の光ピックアップ装置
を備えた情報記録再生装置の概略を示す模式図。
【符号の説明】
LD1 半導体レーザ 5 光ディスク 10 ピット 13 偏光ビームスプリッタ 14 コリメータレンズ 15 1/4波長板 16 2群対物レンズユニット 17 検出レンズ 19 光検出器の受光面 30 復調回路 31 エラー検出回路 33 駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/24 563 G11B 7/24 563G 563A 563C (72)発明者 和田 泰光 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 横川 文彦 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 大沢 誠一 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 5D029 WB12 WB13 WB17 WC01 WC03 WC05 WC06 WD10 5D090 AA01 BB02 DD01 EE13 FF11 FF45 5D119 AA22 BA01 BB01 BB11 EC01 FA05 JA09 JA43 JB02 JB10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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情報記録層と前記情報記録層上に形
    成された光透過層とを備え、対物レンズによって前記光
    透過層を介して前記情報記録層に照射される光ビームに
    より情報の再生が行われる光ディスクであって、前記ト
    ラックピッチをTP、最短ピット長をTmin、前記光
    ビームの波長をλ、前記対物レンズの開口数をNAとし
    たとき、0.194(λ/NA)2≦TP×Tmin≦
    0.264(λ/NA)2の関係を満たし、前記トラッ
    クピッチが0.280〜0.325μmの範囲で、ピッ
    トの幅が120nm以下であることを特徴とする光ディ
    スク。
  2. 【請求項2】 前記ピットの底部幅が40nm以上であ
    ることを特徴とする請求項1記載の光ディスク。
  3. 【請求項3】 前記光ビームは波長λ=400〜415
    nmであり、前記対物レンズの開口数NAは0.78〜
    0.86であることを特徴とする請求項1又は2記載の
    光ディスク。
  4. 【請求項4】 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情報記録層と前記情報記録層上に形
    成された光透過層とを備えた光ディスクを回転自在に支
    持する手段と、 光ビームを射出する光源、光ビームを前記光ディスクの
    前記光透過層を介して情報記録層上に向け集光する対物
    レンズ、該光ビームを前記対物レンズに導く照射光学
    系、並びに、光検出手段を含み前記対物レンズを介して
    前記情報記録層からの反射光を前記光検出手段へ導く検
    出光学系、前記光検出手段からの出力に基づき前記光デ
    ィスクに記録されている情報を再生する手段と、を備え
    る情報再生装置であって、 前記光ディスクは、前記トラックピッチをTP、最短ピ
    ット長をTmin、前記光ビームの波長をλ、前記対物
    レンズの開口数をNAとしたとき、0.194(λ/N
    A)2≦TP×Tmin≦0.264(λ/NA)2の関
    係を満たし、前記トラックピッチが0.280〜0.3
    25μmの範囲で、ピットの幅が120nm以下である
    ことを特徴とする情報再生装置。
  5. 【請求項5】 前記ピットの底部幅が40nm以上であ
    ることを特徴とする請求項4記載の情報再生装置。
  6. 【請求項6】 前記光源は波長λ=400〜415nm
    の青色半導体レーザであり、前記対物レンズの開口数N
    Aは0.78〜0.86であることを特徴とする請求項
    4又は6記載の情報再生装置。
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