JP2002100049A - 光ディスク及び光ディスク原盤作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】光ディスク記録再生装置について、狭トラック
ピッチの光ディスクにおいて、良好な再生信号が得ら
れ、かつ正確にアクセスできるようにする。 【解決手段】トラッキング用のグルーブが形成され、こ
のグルーブの側壁の一方のみが半径方向にウォブルして
いるランド／グルーブ記録方式の光ディスクについて、
前記グルーブを一定周波数で形成されている第１のウォ
ブルと、アドレス情報に応じて形成されている第２のウ
ォブルとから構成し、また、第２のウォブル振幅を第１
のウォブル振幅より大きくした。従って第１のウォブル
信号を所定の周波数になるように制御すればディスクの
回転制御が行える。また第１のウォブル振幅は不必要に
大きくしていないので、ＲＦ信号にウォブル成分が重畳
されることがなく、データ記録後の特性も悪化すること
がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ディスクおよび光
ディスク原盤作製方法に関し、特にグルーブおよびラン
ドをアドレス情報に応じて蛇行（ウォブル）させた光デ
ィスクおよび光ディスク原盤作製方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】光ディスクには、ランドあるいはグルーブ
をウォブルさせて形成したものがある。一定のウォブル
周波数でランドあるいはグルーブを形成したものの場合
は、ディスクからのウォブル信号を検出し、このウォブ
ル信号が所定の周波数になるように光ディスクの回転数
を制御している。また、周波数変調したものの場合は、
光ディスクの回転数制御だけでなく、ウォブル信号から
アドレス情報や時間情報が得られる（例えば、特許２８
５４１８７号公報における光記録媒体及び情報記録再生
装置）。

【０００３】ところで、近年においては光ディスクの高
密度化の技術開発が行われているが、上記の構成では、
トラックピッチを狭くするとトラッキングエラー信号が
小さくなるため、正確なトラッキングができないという
問題がある。また、同時にウォブル信号も小さくなるた
め、正確なディスク回転数制御および正確なアドレス情
報を再生できないという問題もある。

【０００４】そこで、上記特許公報の光ディスクは、ラ
ンド／グルーブ記録方式においてトラックの片側のみを
ウォブルさせる構成とすることで、トラックピッチを狭
くしても隣接トラックのウォブル信号の影響を受けず、
正確なアドレス情報が得られるようにしている。また、
ランド／グルーブ記録方式を採用することによって記録
密度を向上させている。

【０００５】上記特許公報には、片側ウォブルのウォブ
ル信号振幅について、グルーブ幅０．８μｍのときのト
ラッキングエラー信号振幅は、グルーブ幅が０．８μｍ
以上のときのそれと比較して大きくなるため、ウォブル
信号振幅も同様に大きくなる。このため、片側ウォブル
では、従来のウォブル振幅の１．１乃至１．７倍に設定
すれば、従来通りのウォブル信号振幅が得られる旨記載
されている。

【０００６】確かに、溝幅あるいは溝深さによってトラ
ッキングエラー信号振幅が大きくなれば、ウォブル信号
振幅も大きくなる。しかしながら、ウォブル振幅が等し
ければ、トラッキングエラー信号振幅によらず、ウォブ
ル信号のＣ／Ｎはほとんど差がない。したがって、従来
の１．１乃至１．７倍のウォブル振幅では、十分なウォ
ブル信号のＣ／Ｎが得られないために、ウォブル信号か
らアドレス情報を正確に読み出せないという問題があ
る。また、データを記録した後は、記録マークの影響に
よってさらにウォブルＣ／Ｎが低下するため、ますます
アドレス情報を読み取りにくくなる。一方、ウォブル振
幅を大きくしすぎるとＲＦ信号にウォブルの成分が重畳
されるため、データ記録後の特性が悪くなるという問題
がある。

【０００７】他方、アドレス情報をピットとして形成す
る光ディスクも発明されている（特開平９−１７０２９
号公報）が、ランドトラックではアドレス情報（トラッ
キングエラー信号）が発生しないため、グルーブ記録方
式になり、記録容量を上げることができない。仮に、ラ
ンドトラックのアドレス情報を新たにピットとして形成
すると、その分記録容量が減少することになる。

【０００８】

【解決しようとする課題】そこで本発明は、下記の光デ
ィスク、光ディスク原盤作製方法および光ディスク記録
再生装置について、次のことをその課題とするものであ
る。 （１）課題１（請求項１に係る発明乃至請求項４に係る
発明の課題） 狭トラックピッチの光ディスクにおいても、良好な再生
信号が得られ、かつ正確にアクセスできるようにするこ
と。 （２）課題２（請求項５に係る発明の課題） 請求項１乃至請求項４の光ディスクについて、安定にか
つ短時間で情報の記録再生を行えるようにすること。 （３）課題３（請求項６に係る発明の課題） 請求項１乃至請求項５の光ディスクについて、安定した
再生信号およびトラッキングエラー信号が得られるよう
にすること。 （４）課題４（請求項７に係る発明の課題） 請求項５の光ディスクを作製するのに好適な光ディスク
原盤作製方法を工夫すること。 （５）課題５（請求項８に係る発明の課題） 請求項１乃至請求項６の光ディスクに記録再生する光デ
ィスク記録再生装置を工夫すること。

【０００９】

【課題解決のために講じた手段】（１）解決手段１（課
題１の解決手段であって請求項１に対応） 上記課題１を解決するために講じた手段は、トラッキン
グ用のグルーブが形成され、このグルーブの側壁の一方
のみが半径方向にウォブルしているランド／グルーブ記
録方式の光ディスクについて、前記グルーブを一定周波
数で形成されている第１のウォブルと、アドレス情報に
応じて形成されている第２のウォブルとから構成したこ
とである。

【作用】ディスク回転制御用の第１のウォブル信号とア
ドレス情報用の第２のウォブル信号とを別体に形成した
ので、第１のウォブル部にて得られたウォブル信号を所
定の周波数になるように制御すればディスクの回転制御
が行えるとともに、第２のウォブル部にて得られたウォ
ブル信号からは確実にアドレス情報を得ることができ
る。

【実施態様１】（請求項２に対応）実施態様１は、第２
のウォブル振幅を第１のウォブル振幅より大きくしたこ
とである。

【作用】第２のウォブル振幅を第１のウォブル振幅より
大きくしたので、正確かつ確実にアドレス情報を得るこ
とができるとともに、第１のウォブル振幅は不必要に大
きくしていないので、ＲＦ信号にウォブル成分が重畳さ
れることがなく、データ記録後の特性も悪化することが
ない。

【実施態様２】（請求項３に対応）実施態様２は、上記
トラッキング用のグルーブのトラックピッチを０．４λ
／ＮＡ近傍にし、第１のウォブル振幅をトラックピッチ
の３〜９％にしたことである。ただし、λ：記録再生光
の波長、ＮＡ：記録再生装置の対物レンズの開口数。

【作用】狭トラックピッチの光ディスクにおいて第１の
ウォブル振幅を適正な値にしたので、ディスク回転数制
御に必要なウォブル信号のＣ／Ｎを得られるとともに、
ジッタを充分に抑えることが可能となる。

【実施態様３】（請求項４に対応）実施態様３は、上記
トラックピッチを０．４λ／ＮＡ近傍にし、第２のウォ
ブル振幅をトラックピッチの１５〜２０％にしたことで
ある。

【作用】狭トラックピッチの光ディスクにおいて、第２
のウォブル振幅を適正な値にしたので、アドレスエラー
率を抑え所望のトラックへ正確にアクセスできるととも
に、ＰＩエラーも実用上使用できる程度に減らすことが
できる。 （２）解決手段２（課題１の解決手段であって請求項５
に対応） 上記課題２を解決するために講じた手段は、解決手段１
の光ディスクについて、１スパイラルランド／グルーブ
記録方式としたことである。

【作用】ランドおよびグルーブトラックとを連続して形
成したので、トラックジャンプすることなく、連続して
データの記録再生が可能となり、記録時間およびアクセ
ス時間を短縮できる。

【実施態様４】（請求項６に対応）実施態様４は、解決
手段１、上記実施態様１乃至実施態様３、または解決手
段２の光ディスクについて、そのグルーブ深さをλ／１
４ｎ乃至λ／１２ｎにしたことである。ただし、ｎ：光
ディスク基板の屈折率。

【作用】グルーブ深さを適正な値にしたので、再生信号
及びトラッキングエラー信号は必要十分な振幅が得ら
れ、安定したデータの記録再生が可能となる。

【実施態様５】（請求項７に対応）実施態様５は、解決
手段２の光ディスク原盤の作製方法について、１本の露
光レーザビームで露光することである。

【作用】上記方法によれば、１本のレーザビームで１ス
パイラルランド／グルーブ方式の片側ウォブルグルーブ
を形成できるようにしたので、簡略化された光学系を有
する光ディスク原盤露光機を利用できる。

【実施態様６】（請求項８に対応）解決手段１の光ディ
スクにデータを記録再生する光ディスク記録再生装置に
ついて、ウォブル信号から第１のウォブル信号成分を抽
出し、抽出した第１のウォブル信号を用いて光ディスク
の回転数を制御する手段と、ウォブル信号から第２のウ
ォブル信号を抽出し、抽出した第２のウォブル信号から
アドレス情報を読み取る手段とを備えたことである。

【作用】上記装置によれば、第１のウォブル信号を抽出
するディスク回転数制御手段と、第２のウォブル信号を
抽出するアドレス読み取り手段を備えたので、トラッキ
ング信号から第１のウォブル信号と第２のウォブル信号
が得られ、容易にディスクの回転数制御が行えるととも
に確実にアドレス情報を取得でき、信頼性の高いトラッ
クアクセスを達成できる。

【００１０】

【実施の形態】本発明の光ディスクでは，片側ウォブル
方式において、ウォブル振幅をディスク回転数制御用と
アドレス情報用とに分けて形成した。アドレス情報用の
ウォブル振幅は、ディスク回転制御用のそれより大きく
設定することで、データ記録後においてもアドレス情報
を正確に読み出せるようにしている。また、ディスク回
転制御用のウォブル振幅は、データ記録後の再生信号に
影響せず、かつディスク回転数を正確に制御できる振幅
に設定している。

【００１１】

【実施例１】実験として図３に示すグルーブピッチ０．
８μｍ，深さ３０ｎｍ、グルーブのトラックピッチ幅
０．４μｍの片側ウォブルしたグルーブのウォブル振幅
ａを変化させた相変化型光ディスクを形成し、ウォブル
振幅と各信号特性の関係を調べた。記録再生装置の波長
は６５０ｎｍ，ＮＡ＝０．６である。

【００１２】ウォブル振幅と記録後のウォブルＣ／Ｎお
よびデータ記録後のジッタとの関係を図１に示してい
る。ディスク回転数を制御するのに必要なウォブルＣ／
Ｎは３５ｄＢ以上であり、ジッタは８％以下にする必要
がある。これより、ディスク回転数制御用のウォブル振
幅としては、１０乃至３０ｎｍが適正であることがわか
る。

【００１３】ウォブル振幅とデータ記録後のアドレス読
み誤り率およびＰＩエラーとの関係を図２に示してい
る。正確に所望のトラックにアクセスするためには、デ
ータ記録後のアドレスエラー率を５％以下にする必要が
あり、ウォブル振幅を大きくした方が良好であるが、他
方で、ウォブル振幅が大きくなるとＰＩエラーが増加す
る。ＰＩエラーは、ＤＶＤ規格では２８０個以下である
が、実際使用する上では１００個以下が望ましい。した
がって、適正な第２のウォブル振幅としては６０乃至８
０ｎｍとなる。

【００１４】上記実施例１、ＣＤ−Ｒについての関係を
下表に示している。

【００１５】再生光スポット半径ｒは、対物レンズのＮ
Ａ、再生光の波長λで決まり、ｒ＝０．４λ／ＮＡで表
される。ＣＤ−Ｒは両側ウォブルであるから、片側ウォ
ブルで同等の特性を得ようとすると、ウォブル振幅は表
中の数値の２倍が必要になる。上表から、ディスク回転
数制御用およびアドレス情報用のウォブル振幅として
は、トラックピッチの３乃至８％および１６乃至２２％
で適正であると類推される。

【００１６】グルーブの深さとしては、記録再生波長６
５０ｎｍでは２９乃至３４ｎｍ、すなわちλ／１４ｎ乃
至λ／１２ｎであると、再生信号およびトラッキングエ
ラー信号は必要十分な振幅が得られ、安定してデータを
記録再生することができた。

【００１７】

【実施例２】次いで光ディスクの製造工程について説明
する。まず、研磨、洗浄したガラス基板上にフォトレジ
ストをスピンコート法により塗布後、クリーンオーブン
内でフォトレジストを乾燥させる。乾燥後のフォトレジ
スト膜厚は約３０ｎｍであり、グルーブ深さはフォトレ
ジスト膜厚で設定している。このガラス原盤を光ディス
ク原盤露光機を使って露光する。

【００１８】次に、露光した原盤を現像によって露光部
分のフォトレジストを除去し、グルーブを形成する。そ
の後、原盤上に導線性の薄膜をスパッタリング法等によ
って形成し、これを電鋳する。ガラス基板と電鋳により
形成された金属板を剥離、洗浄、研磨することによって
スタンパが完成する。

【００１９】このスタンパを用いて、射出成形法等によ
りポリカーボネート等からなる透明な光ディスク基板を
作る。この光ディスク基板上に、誘電体層、相変化型記
録層、誘電体層、反射層、保護層を順次形成して相変化
型光ディスクを完成する。相変化型記録層としては、Ｇ
ｅＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳｂＴｅなどの材料からなってい
る。

【００２０】上記の構成において記録を行う場合、高パ
ワーレーザ光を照射して記録層を非晶質状態にし、低パ
ワーレーザ光を照射して記録層を結晶状態にすることに
より記録を行う。

【００２１】本発明に適用した光ディスク原盤露光機の
構成を図４に示している。レーザチューブ１から出射さ
れたレーザビーム光２は、光変調器３を通過後、図示し
ないビームエキスパンダによりビーム径が広げられ、光
偏向器４を通過後、ミラー５によって光ヘッド６（対物
レンズＮＡ＝０．９）に入射し、光ディスク原盤上に集
光する。集光面でのスポット径は約０．４μｍである。
光変調器３では集光面でのレーザ光強度を設定するとと
もに、フォーマット信号源からのパルスに応じてレーザ
光をＯＮ／ＯＦＦする。光偏向器４は、ガラス原盤上の
光スポットを半径方向に移動させるのに用いる。ターン
テーブル７上のガラス原盤８を回転させながら、１回転
毎に光ヘッドを含む光学移動台９をトラックピッチだけ
移動させることによって、ガラス原盤上にトラックピッ
チのグルーブの潜像を形成する。

【００２２】片側ウォブルのグルーブを１ビームで形成
する方法について図５を用いて説明する。奇数トラック
では、露光スポットを光偏向器によりトラック中心から
内周側にずらした位置に集光させ、フォーマッタからの
信号により光スポットをウォブルさせて露光する。露光
スポットをずらす量は、露光スポット径、形成する溝幅
に応じて設定すればよい。次に偶数トラックでは、光ス
ポットをトラックピッチだけ内周側に移動させて露光す
る。これを現像すれば、片側ウォブルのグルーブを１ビ
ームで形成できる。

【００２３】第１および第２のウォブル周波数は、トラ
ッキングサーボ系の追従周波数より高く、記録周波数よ
り低く設定している。図６に第１および第２のウォブル
と、ランドおよびグルーブとの相対的位置を概念的に示
す。

【００２４】グルーブに記録再生用光スポットを追従さ
せると、ウォブル周波数が追従周波数より高いので、ト
ラッキングエラー信号から図７のようなウォブル信号が
得られる。トラッキングエラー信号から第１、第２のウ
ォブル信号を抽出するためのシステムのブロック図を図
８に示しているが、このシステムでは、トラッキングエ
ラー信号１１からウォブル信号検出回路によりウォブル
信号を検出し、これをもとに同期信号生成回路１３で同
期信号を生成し、スピンドルモータ制御回路１４へ出力
する（第１のウォブル信号成分）。一方、ウォブル信号
検出回路１２から出力される信号と同期信号生成回路１
３から出力される信号とを、ＡＭ（振幅変調）復調回路
１５に入力する。ＡＭ復調回路は振幅変調されて再生さ
れる第２のウォブル信号を同期信号を用いて復調し、ア
ドレス読取回路１６は復調信号からアドレス情報を読み
取り、その結果を横送り制御回路１７に出力する。

【００２５】トラッキングの極性を反転させれば、グル
ーブトラックと同様にしてランドトラックにおいても、
ディスク回転数の制御およびアドレス情報の読み取りが
可能になるので、ランドおよびグルーブトラックとのア
ドレスの共有化が可能となり、記録容量を増加すること
ができる。

【００２６】さらに、ランドおよびグルーブトラックと
を連続して形成した１スパイラルのランド／グルーブに
すれば、トラックジャンプすることなく、連続してデー
タの記録再生が可能となり、記録時間およびアクセス時
間を短縮できる。

【００２７】

【発明の効果】この発明の効果を各請求項に係る発明毎
に纏めれば次のとおりである。 （１）請求項１に係る発明の効果 請求項１の発明は、ディスク回転制御用のウォブル信号
とアドレス情報用のウォブル信号とを設定、形成してい
るので、正確にアドレス情報を読み取ることができ、か
つ良好な再生信号が得られる。 （２）請求項２に係る発明の効果 請求項２の発明は、アドレス情報用のウォブル振幅を回
転制御用のウォブル振幅より大きく形成しているので、
正確にアドレス情報を読み取ることができ、かつ良好な
再生信号が得られる。 （３）請求項３に係る発明の効果 請求項３の発明は、回転制御用のウォブル振幅をトラッ
クピッチの３乃至９％に設定しているので、データ記録
後の特性に影響することなく、安定したディスク回転数
の制御を行える。 （４）請求項４に係る発明の効果 請求項４の発明は、アドレス情報用のウォブル振幅をト
ラックピッチ１５乃至２０％設定しているので、正確に
アドレス情報を読み取ることができる。 （５）請求項５に係る発明の効果 請求項５の発明は、ランドトラックとグルーブトラック
を交互に形成しているので、トラックジャンプすること
なく、ランドおよびグルーブトラックへ連続記録再生が
可能となり、記録時間およびアクセス時間を短縮でき
る。 （６）請求項６に係る発明の効果 請求項６の発明は、必要十分な再生信号およびトラッキ
ング信号が得られるグルーブ深さに設定しているので、
安定した記録再生特性が得られる。 （７）請求項７に係る発明の効果 請求項７の発明（光ディスク原盤作製方法）は、１ビー
ムで１スパイラルランド／グルーブ方式の片側ウォブル
グルーブを形成できるので、光ディスク原盤露光機にお
ける光学系の構成を簡素化できる。 （８）請求項８に係る発明の効果 請求項８の発明（光ディスク記録再生装置）は、トラッ
キングエラー信号から第１および第２ウォブル信号が得
られるので、容易にディスク回転数の制御およびアドレ
ス情報の読み出しを行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、ウォブル振幅と記録後のウォブルＣ／Ｎお
よびデータ記録後のジッタとの関係を示すグラフであ
る。

【図２】は、ウォブル振幅とデータ記録後のアドレス読
み誤り率およびＰＩエラーとの関係を示すグラフであ
る。

【図３】は、実施例における相変化型光ディスクの片側
ウォブルしたグルーブの模式的な平面図である。

【図４】は、光ディスク原盤露光機の実施例の模式図で
ある。

【図５】は、片側ウォブルのグルーブを１ビームで形成
する方法についての実施例の模式図である。

【図６】は、第１および第２のウォブル周波数を、トラ
ッキングサーボ系の追従周波数より高く、記録周波数よ
り低く設定した場合の、グルーブ及びランドとの関係概
念図である。

【図７】は、グルーブに記録再生用光スポットを追従さ
せ、ウォブル周波数が追従周波数より高い場合の、トラ
ッキングエラー信号から得られるウォブル信号とグルー
ブとの相関を模式的に示す図である。

【図８】は、トラッキングエラー信号から第１、第２の
ウォブル信号を抽出するためのシステムのブロック図で
ある。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・レーザチューブ ２・・・・・・・・・レーザビーム ３・・・・・・・・・光変調器 ４・・・・・・・・・光偏向器 ５・・・・・・・・・ミラー ６・・・・・・・・・光ヘッド ７・・・・・・・・・ターンテーブル ８・・・・・・・・・ガラス原盤 ９・・・・・・・・・光学移動台 １１・・・・・・・・トラッキングエラー信号 １２・・・・・・・・ウォブル信号検出回路 １３・・・・・・・・同期信号生成回路 １４・・・・・・・・スピンドルモータ制御回路 １５・・・・・・・・ＡＭ復調回路 １６・・・・・・・・アドレス読取回路 １７・・・・・・・・横送り制御回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラッキング用のグルーブが形成され、こ
   のグルーブの側壁の一方のみが半径方向にウォブルして
   いるランド／グルーブ記録方式の光ディスクにおいて、 上記グルーブが一定周波数で形成されている第１のウォ
   ブルと、アドレス情報に応じて形成されている第２のウ
   ォブルとからなることを特徴とする光ディスク。
2. 【請求項２】請求項１の光ディスクにおいて、 第２のウォブル振幅を第１のウォブル振幅より大きくし
   たことを特徴とする光ディスク。
3. 【請求項３】請求項１の光ディスクにおいて、 グルーブのトラックピッチが０．４λ／ＮＡ近傍であ
   り、第１のウォブル振幅がグルーブのトラックピッチの
   ３〜９％であることを特徴とする光ディスク。ただし、
   λ：記録再生光の波長、ＮＡ：記録再生装置の対物レン
   ズの開口数。
4. 【請求項４】請求項１の光ディスクにおいて、 グルーブのトラックピッチが０．４λ／ＮＡ近傍であ
   り、第２のウォブル振幅がグルーブのトラックピッチの
   １５〜２０％であることを特徴とする光ディスク。
5. 【請求項５】請求項１の光ディスクにおいて、 １スパイラルランド／グルーブ記録方式であることを特
   徴とする光ディスク。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５の光ディスクのいず
   れかにおいて、 グルーブ深さがλ／１４ｎ乃至λ／１２ｎであることを
   特徴とする光ディスク。ただし、ｎ：光ディスク基板の
   屈折率。
7. 【請求項７】請求項５の光ディスクにおける原盤作製方
   法において、 １本の露光レーザビームで露光することを特徴とする請
   求項１の光ディスク原盤作製方法。
8. 【請求項８】請求項１の光ディスクにデータを記録再生
   する光ディスク記録再生装置において、 ウォブル信号から第１のウォブル信号成分を抽出し、抽
   出した第１のウォブル信号を用いて光ディスクの回転数
   を制御する手段と、ウォブル信号から第２のウォブル信
   号を抽出し、抽出した第２のウォブル信号からアドレス
   情報を読み取る手段とを備えたことを特徴とする光ディ
   スク記録再生装置。