JP2004288315A - 光ディスク装置、画像形成方法および光ディスク - Google Patents
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Abstract
【課題】光ディスク２００の記録面にピットを形成し、そのピットの回折光を用いて画像を表現する場合に、その表示品位を低下する。
【解決手段】光ディスク２００の基材であって、記録層２０２を保護するための層である透過層２０１に、記録層２０２の記録波長（第１波長）の光と、視認性の高い波長（第２波長、例えば５５０ｎｍ）の光とを選択的に透過させる透過特性を持たせるとともに、ピットの形成間隔を、観察角度と第２波長とを考慮して定める。
【選択図】 図２
【解決手段】光ディスク２００の基材であって、記録層２０２を保護するための層である透過層２０１に、記録層２０２の記録波長（第１波長）の光と、視認性の高い波長（第２波長、例えば５５０ｎｍ）の光とを選択的に透過させる透過特性を持たせるとともに、ピットの形成間隔を、観察角度と第２波長とを考慮して定める。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視認性の優れたホログラムを形成する光ディスク装置、画像形成方法、および、当該ホログラムを有する光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）やＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）などの光ディスクの記録されたデータの内容を肉眼で峻別できないので、記録面だけみて、光ディスクを識別することは困難である。そこで、データが記録された光ディスクを外観的に識別することができるように、光ディスクに文字や、記号、絵写真などの可視画像を、データ記録と同一の光学系を用いて形成する技術が提案されている。さらに、ピットによる回折光を利用して、一種のホログラムを形成する技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１３−１１８２８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ディスクを視認する環境にあっては、回折光のほかに、様々な波長の光が入り交じっているので、観察角度によって回折光の色彩が変化するだけでなく、回折光の強度が相対的に低下する。このため、画像のコントラスト比が低下したり、画像の分離性が悪化したりして、画像の視認性が低下するといった問題があった。この問題は、同時に、画像の品位が低下しないように、回折格子として機能するピットのピッチ（間隔）を設計することが困難であることを示すものでもある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、画像の表示品位が低下することを防止することが可能な光ディスク装置、画像形成方法および光ディスクを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、記録面から入射した第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有する光ディスクを、回転させる回転手段と、前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光を前記記録層に照射する光ピックアップと、前記第２波長域に含まれる波長と、前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにてピットが形成されるように、前記レーザ光の照射を制御する照射制御手段とを具備する光ディスク装置によって達成される。この光ディスク装置によれば、光ディスクの透過層を透過した光がピットにより回折して観察者に視認される。ピットは、透過層を透過する光の波長と、記録面の法線方向および観察方向のなす角度とにより定まる間隔で形成されているので、その角度で記録面を観察したとき、第２波長域の光が効率的に観察される結果、画像の表示品位の低下が防止される。
この光ディスク装置において、前記光ディスクは、前記記録層において螺旋状の案内溝を有し、前記照射制御手段は、前記前記ピットが前記案内溝に沿って形成されるように制御する構成が好ましい。
【０００６】
また、上記目的は、記録面から入射した第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有する光ディスクを、回転させ、前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光を前記記録層に照射するとともに、前記第２波長域に含まれる波長と、前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにてピットで形成されるように、前記レーザ光の照射を制御する画像形成方法によって達成される。この画像形成方法によれば、光ディスクの透過層を透過した光がピットにより回折して観察者に視認される。ピットは、透過層を透過する光の波長と、記録面の法線方向および観察方向のなす角度とにより定まる間隔で形成されているので、その角度で記録面を観察したとき、第２波長域の光が効率的に観察される結果、画像の表示品位の低下が防止される。
【０００７】
上記目的は、第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有し、前記記録層には、ピットが、前記第２波長域に含まれる波長と前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにて、前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光の照射によって形成されるとともに、当該ピットによって画像のドットが表現される光ディスクによって達成される。この光ディスクによれば、透過層を透過した光がピットにより回折して観察者に視認される。ピットは、透過層を透過する光の波長と、記録面の法線方向および観察方向のなす角度とにより定まる間隔で形成されているので、その角度で記録面を観察したとき、第２波長域の光が効率的に観察される。
この光ディスクにおいて、前記第１波長域は、５５０ｎｍ、６５０ｎｍまたは７８０ｎｍのいずれかの波長を含み、前記第２波長域は、５５０ｎｍの波長を含むことが好ましい。
また、この光ディスクにおいて、前記角度をθ、前記ピッチをｄ、前記第２波長域に含まれる波長をλ、任意の整数をｎとしたときに、ｓｉｎθ＝ｎλ／ｄが成立することが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における一実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
＜光ディスク＞
まず、説明の便宜上、ピットにより回折した光の強弱によって画像が表現された光ディスクについて説明する。図２は、この光ディスク２００の構成を示す略断面図である。
この図に示されるように、光ディスク２００は、記録面からみると、透過層２０１と、記録層２０２と、反射層２０３と、保護層２０４とを、この順番に積層した構造となっている。なお、図２は、光ディスク２００の構造を説明するためのものであり、各層の寸法比は図示される通りではない。これら各層のうち、透過層２０１は、光ディスク２００の基材であって、記録層２０２を保護するための層であり、特に本実施形態では、後述するような光透過特性を有するように構成されている。
【００１０】
続いて、光ディスク２００の記録層２０２には、図３に示されるように、グルーブ（案内溝、プリグルーブ）２０２ａが、内周側から外周側に向かって時計回りで螺旋状に形成されている。さらに、グルーブ２０２ａは、細かく見ると図４に示されるように蛇行している。このグルーブ２０２ａにライトレベルのレーザ光が照射されると、記録層２０２が変色してピット２０２ｐが形成される。
なお、グルーブ２０２ａの蛇行状態を復調すると、時間情報（ＡＴＩＰ情報：Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｉｍｅ Ｉｎ Ｐｒｅｇｒｏｏｖｅ）が得られるようになっている。なお、図４は、説明理解のために、図２の天地を逆転するとともに、透過層２０１の図示を省略した斜視図である。
【００１１】
＜ピットによる回折＞
続いて、ピットによる回折現象について説明する。図５は、ピット２０２ｐ−１、２０２ｐ−２が形成されたグルーブ２０２ａの形成方向に沿って、光ディスク２００を切断して示す断面図である。この図に示されるように、ピット２０２ｐ−１、２０２ｐ−２は、その中心間ピッチ（間隔）がｄとなるように形成されている。一方、可視光が光ディスク２００の法線方向から入射する。
ここで、観察者が、当該法線方向に対し角度θ１をもって光ディスク２００の記録面を観察した場合に、ピット２０２ｐ−１から観察者までの光路長とピット２０２ｐ−２から観察者までの光路長との差が観測波長λの整数ｎ倍であるとき、すなわち、
ｓｉｎθ１＝ｎλ／ｄ …（１）
を満たすとき、観測地点では観測光の位相が揃うので、互いに強め合う結果、観察者は、当該波長の光を明るいと視認する。一方、角度θ２をもって光ディスク２００の記録面を観察した場合に、ピット２０２ｐ−１およびピット２０２ｐ−２の光路長差が観測波長λの半分の奇数ｍ倍であるとき、すなわち、
ｓｉｎθ２＝ｍλ／２ｄ …（２）
を満たすとき、観察地点では観測光の位相が１８０度ずれて、互いに打ち消し合うので、観察者は、当該波長の光を暗いと視認する。
【００１２】
すなわち、ピット２０２ｐ−１、２０２ｐ−２がグルーブ２０２ａにおいてピッチｄにて形成されている場合に、これらのピットによって反射した波長λの光は、光ディスク２００の記録面を角度θ１で観察したときには明るいと視認されるが、記録面を角度θ２での観察したときには暗いと視認される。このように光ディスク２００では、ピット２０２ｐ−１、２０２ｐ−２を回折格子として機能させて、観察角度を異ならせたときの明暗差によって画像を表現しようとするものである。
ただし、光ディスク２００への入射光は、おおよそ３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲にわたる可視光（白色光）であるので、角度θ１では、式（１）を満たす波長λが強め合うものの、他の波長の光が存在することによって、波長λの光が特別に明るいとは視認されない。同様に、角度θ２では、式（２）を満たす波長λが弱め合うものの、他の波長の光が存在することによって、波長λの光が特別に暗いとは視認されない。また、条件によっては、角度θ１では、ある波長λが上記（１）式を満たす場合に、その波長λの光が最も暗いと観察される角度θ２において、可視光の波長範囲に含まれる別の波長が上記（１）式を満たしてしまうときがある。
したがって、可視光がピットで反射する構成では、観察角度を異ならせても、明暗差が十分なものとはならない現象（白化現象）が発生して、ピットによる回折光の視認性は低下してしまう。
【００１３】
＜透過層の光透過特性＞
そこで、本実施形態では、光ディスク２００の透過層２０１において、図６に示されるような光透過特性を持たせ、ピットにより回折する光の波長を制限して白化現象を抑えることとした。この図に示されるように、透過層２０１は、波長７８０ｎｍ近傍の光と、波長５５０ｎｍ近傍の光とを選択的に透過させる性質を有している。なお、この図における縦軸の相対透過率とは、最低透過量を０％、最光透過量を１００％として規格化したものである（図１２〜図１４においても同様）。
このような光透過特性は、ポリカーボネードに色素を混入したり、透過層２０１の表面に波長選択用の薄膜を積層したりするなどによって、得ることが可能である。
ここで、波長７８０ｎｍの近傍の光に対する透過性を透過層２０１に持たせた理由は、上述したようにピット２０２ｐについては、レーザ光の照射により形成されるが、後述する光ピックアップにおけるレーザの発振波長が７８０ｎｍであるためであって、この発振波長が温度等によって多少変動するためである。
また、波長５５０ｎｍの近傍の光に対する透過性を透過層２０１に持たせた理由は、明るさの強弱を最も効率良く視認できる波長であるためである。
【００１４】
波長５５０ｎｍの光の視認性について詳述する。視覚系で光を感じとる効率は視感度と呼ばれ、また、ある波長の視感度と最大視感度との比は比視感度と呼ばれる。この比視感度は、多少の個人差があるものの、その標準が国際照明委員会（ＣＩＥ）によって採択されている。図７は、比較的明るい場所（明所視）における比視感度の特性であり、波長によって感度が異なり、波長５５０ｎｍ（黄緑）付近で最大視感度をとることを示している。すなわち、可視光（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）のうち、波長５５０ｎｍ付近の光について、明るさの強弱を最も効率良く視認できることが示されている。
一方、最大視感度は、観察環境における明るさによって左右され、暗い場所（暗所視）における最大視感度は、波長５１０ｎｍ（緑）付近であるとされている（図示省略）。本実施形態においては、ピットの回折光により画像を認識するので、明るい場所において回折光を視認する方が暗い場所において視認するよりも、有利である。そこで、本実施形態では、明所視における最大視感度を考慮して、透過層２０１に対し波長５５０ｎｍ近傍の光を透過させることとした。
【００１５】
光ディスク２００の記録面を観察する場合、記録面の法線方向に対し斜め４５度の方向から観察するのが最も一般的であると考えられる。そこで、θ１＝π／４、λ＝５５０ｎｍとしたときに、上記（１）式を満たすピッチｄを求めると、約７７８ｎｍとなる。また、ｄ＝７７８ｎｍとしたとき、上記（２）式を満たすθ２は、２１度となる。したがって、７７８ｎｍのピッチで形成されたピット２０２ｐの形成領域を、観察角度を徐々に変化させながら観察すると、波長５５０ｎｍの光は、観察角度が４５度であるときに最も明るくなり、観察角度が２１度であるときに最も暗くなる。
しかし、透過層２０１が図６に示されるような光透過特性を有さず、可視光をそのまま透過するような構成では、観察角度が変化しても、波長５５０ｎｍの光の明暗差が視認されにくい。すなわち、図８における特性Ｖで示されるように、観察角度が変化しても、他の波長の光が存在することによって全体としての明暗差は小さくなって、明暗差を利用した画像の視認性・分離性が低下する。
【００１６】
一方、本実施形態では、透過層２０１が、図６に示されるような光透過特性を有するので、波長５５０ｎｍ付近、および波長７８０ｎｍ付近の光しかピット２０２ｐまたは反射層２０３において反射しない。波長７８０ｎｍの光は、観察角度が４５度であるとき、上記式（１）を満たさないので、強め合うこともないし、そもそもほぼ赤外光であり、図７を参照しても判るように明るさの強弱を識別できない。このため、当該ピット２０２ｐの形成領域を、観察角度を変化させながら観察したとき、波長５５０ｎｍ付近の光だけが、図８において特性Ｗで示されるように、観察角度が４５度であるときに最も明るくなり、かつ、観察角度が２１度であるときに最も暗くなるように視認されて、明暗差が確保される。
したがって、画像のドットを、ピッチが７７８ｎｍのピット２０２ｐで表現するときに、観察角度を徐々に変化させると、観察角度が４５度前後のときに最も明るくなり、観察角度が２１度前後のときに最も暗くなるので、明暗差を利用した画像の視認性・分離性が向上する。また、回折格子として機能するピットの間ピッチの設計も容易となる。
なお、図８において、特性Ｗが特性Ｖよりも光強度が下回っているのは、透過層２０１によって、可視光の一部の光しか透過しないためである。
【００１７】
＜光ディスク装置＞
次に、画像のドットに応じて、ピッチｄのピット２０２ｐを形成する光ディスク装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
図１において、主制御部１２０は、光ディスク装置１０の各部を制御するものである。光ディスク２００は、その記録面が光ピックアップ１３０に対向するようにセットされるとともに、クランパ１３２およびターンテーブル１３４によって挟持されて、スピンドルモータ１３６によって回転する。回転検出器１３８は、スピンドルモータ１３６が１回転する期間に例えば８個のパルスを生成し、スピンドルモータ１３６の回転速度を示す信号ＦＧとして出力する。
この光ディスク装置１０は、角速度一定のＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｎｇｕｌａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式で、画像を形成する。このため、スピンドル制御回路１４０は、信号ＦＧで示される回転速度が主制御部１２０から指示された一定の目標値に一致するように、スピンドルモータ１３６をフィードバック制御する。
【００１８】
タイミング制御回路１５０は、光ディスク２００が微少角だけ回転したこと、および、光ディスク２００が１回転したことを、それぞれ信号ＦＧから検出して、画像メモリ１５４の読み出しを制御するものである。詳細には、タイミング制御回路１５０は、信号ＦＧの立ち上がりを８回カウントする毎に、光ディスク２００が１回転したことを検出する。さらに、タイミング制御回路１５０は、信号ＦＧの周波数を逓倍するとともに、その逓倍信号の１周期分の時間が経過したことによって、光ディスク２００が微小角だけ回転したことを検出する。例えば信号ＦＧの逓倍率が「４５０」であれば、その逓倍信号の１周期は、光ディスク２００が０．１度（＝３６０／８／４５０）だけ回転する期間に相当するからである。
【００１９】
光ピックアップ１３０は、詳細については特に説明しないが、主に、レーザ光を照射するレーザ（発振器）と、当該レーザ光が光ディスク２００の反射層によって反射した戻り光の強度を検出するセンサと、当該レーザ光を記録層２０２に集光させる対物レンズを、光ディスク２００に対し接近または離反させる方向に駆動するフォーカスアクチュエータと、レーザ光のトラッキングを操作するトラッキングアクチュエータとを一体化したものであって、ステッピングモータ１４４の送りによって、光ディスク２００の径方向に移動する。
一方、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１５２は、ホストコンピュータとの接続を図るものであり、本実施形態では、後述するように光ディスク２００に形成すべきドットを規定するドットデータを入力する。画像メモリ１５４には、当該ドットデータが一時的に記憶される一方、タイミング制御回路１５０によって指定されたドットデータが読み出される。
【００２０】
ここで、本実施形態において、画像のドットの配列は、図９に示されるように、光ディスク２００の円周方向を、内周から外周に向かって順番に１行、２行、３行、…、ｐ行とし、光ディスク２００の径方向を、回転によって走査される順番に、１列、２列、３列、…、ｑ列とした座標系によって規定される。すなわち、画像が、ｐ行ｑ列のドットマトリクスによって構成される。なお、座標系を判りやすくするために、図９では、ドットサイズを拡大しているが、画像の解像度が例えば２５０ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）である場合、１ドットの大きさは約０．１ｍｍ角となる。ＣＤ−Ｒであれば、グルーブ２０２ａの間隔（トラック間隔）は１．６μｍであるので、１個のドットは、複数トラックにまたがることになる。
ドットデータは「０」または「１」であり、前者の「０」は、ピット２０２ｐの領域を形成しないことを指示し、後者の「１」は、ピット２０２ｐの領域を形成することを指示する。
【００２１】
なお、ピット２０２ｐが形成されるグルーブ２０２ａは、同心円ではなく、図３に示されるような螺旋状であるので、厳密に言えば、同一行において１列目と最終ｑ列目のドット同士は、グルーブ２０２ａのピッチ（トラック間距離）分だけ径方向にズレることになる。ただし、このトラック間距離は、ＣＤ−Ｒであれば上述したように１．６μｍであり、１ドットの大きさが約０．１ｍｍ角であれば、１ドットのズレは無視できる。
また、図９における基準線とは、マトリクスの基準となるべき仮想線であり、光ディスク２００が１回転したとき、信号ＦＧに含まれる８個のパルスのうち、ある１つのパルスについて着目して、その着目パルスが立ち上がるタイミングにてレーザ光が照射される点を径方向に結んだ仮想的な直線である。
【００２２】
次に、書込信号作成器１５６は、タイミング制御回路１５０によって画像メモリ１５４から読み出されたドットデータにしたがって、レーザ光をライトレベルで照射させるか、サーボレベルで照射させるかを指示する信号をパワー制御回路１６０に供給する。詳細には、書込信号作成器１５６は、読み出された画像データのうち、ドットデータが「１」であれば、ピット２０２ｐが７７８ｎｍのピッチで形成されるように、ライト／サーボレベルでの発光を指示する信号を交互に出力する一方、ドットデータが「０」であれば、サーボレベルのみの発光を指示する信号を出力する。
ここで、ライトレベルとは、そのレベルでレーザ光を照射すると、記録層２０２が変色して、ピット２０２ｐが形成されるレベルをいい、サーボレベルとは、このレベルでレーザ光を照射しても、記録層２０２が変色しない程度のレベルをいう。
パワー制御回路１６０は、書込信号作成器１５６によって供給されたサーボレベルまたはライトレベルの発光を指示する信号から、その発光に対応した目標値を演算するとともに、その目標値と光ピックアップ１３０のセンサによって検出されたレーザ光の戻り光強度とが一致するように、光ピックアップ１３０のレーザ（発振器）への駆動電流を増減する。
【００２３】
なお、光ディスク装置１０は、上述したように角速度一定のＣＡＶ方式であり、光ディスク２００の外側に向かうにつれて線速度が速くなるので、外側に向かうにつれてライト／サーボレベルの繰り返し周期を狭める必要がある。このため、書込信号作成器１５６は、レーザ光の照射地点が外側に向かうにつれて、ライト／サーボレベルの繰り返し周期を狭めるように補正する。また、光ディスク２００の外側に向かうにつれて線速度が速くなると、ピット２０２ｐを形成するのに必要な光強度も高くなる。このため、パワー制御回路１６０は、レーザ光の照射地点が外側に向かうにつれて、ライトレベルの目標値が高くなるように補正する。
【００２４】
ピックアップ制御回路１７０は、光ピックアップ１３０のセンサによって検出された戻り光の強度を信号に基づいて、光ピックアップ１３０によるフォーカス制御およびトラッキング制御をするものである。詳細には、ピックアップ制御回路１７０は、第１に、上記対物レンズが光ディスク２００の表面に対して一定の距離を保って、記録層２０２に焦点を結ぶようにフォーカスアクチュエータを操作し（フォーカス制御）、第２に、レーザ光の焦点部分が回転する光ディスク２００のグルーブ２０２ａに追従するように、トラッキングアクチュエータを操作する（トラッキング制御）。
【００２５】
また、主制御部１２０は、ピックアップ制御回路１７０を介して供給された戻り光の強度を示す信号から、グルーブ２０２ａの蛇行状態を復調して、時間情報を取得するとともに、当該時間情報に対応する地点に光ピックアップ１３０が位置するように、ステッピングモータ１４４を回転させる。
なお、取得した時間情報は、レーザ光の照射地点を示す情報としてそのまま用いることができる。このため、主制御部１２０は、取得した時間情報を、上述した補正のために書込信号作成器１５６およびパワー制御回路１６０にも供給する。
【００２６】
＜画像形成＞
次に、光ディスク２００に画像を形成する場合の動作について説明する。
主制御部１２０は、第１に、ステッピングモータ１４４を回転させて、光ピックアップ１３０を光ディスク２００の１行目に相当する地点に移動させる。主制御部１２０は、第２に、スピンドル制御回路１４０に対し、１行目に相当する地点の回転速度の目標値を指示する。これにより、スピンドルモータ１３６が、スピンドル制御回路１４０によって当該目標値となるようにフィードバック制御される。
さらに、主制御部１２０は、ピックアップ制御回路１７０に対し、上述したようなトラッキング制御、フォーカス制御を開始させる。一方で、ホストコンピュータからは、１行１列からｐ行ｑ列までのドットデータが供給されて、画像メモリ１５４に蓄積される。
【００２７】
ここで、タイミング制御回路１５０は、回転する光ディスク２００が基準線を通過したことを、信号ＦＧにおける着目パルスの立ち上がりによって検出すると、１行１列のドットデータを画像メモリ１５４から読み出して、書込信号作成器１５６に供給する。書込信号作成器１５６は、供給されたドットデータが「０」であれば、サーボレベルでの発光を指示する信号を出力する一方、供給されたドットデータが「１」であれば、ライトレベル、サーボレベルでの切り替わり周期が１行目に相当する地点の線速度においてピッチ７７８ｎｍに対応する周期となるような信号を出力する。パワー制御回路１６０は、書込信号作成器１５６によって供給されたサーボレベルまたはライトレベルの発光を指示する信号から、その発光に対応した目標値を、１行目に相当する地点の線速度を考慮して演算するとともに、光ピックアップ１３０のセンサによって検出されたレーザ光の戻り光強度が演算した目標値に一致するように、光ピックアップ１３０のレーザへの駆動電流を制御する。
したがって、光ディスク２００では、画像メモリ１５４から読み出されたドットデータが「０」であれば、ピット２０２ｐが形成されない一方、ドットデータが「１」であれば、ピット２０２ｐがグルーブ２０２ａに沿ってピッチ７７８ｎｍで形成される。これにより、複数トラックにまたがる１行１列のドットに対して、最初の１トラック目に対する書き込みが行われることになる。
【００２８】
次に、タイミング制御回路１５０は、光ディスク２００が１列分に相当する角度だけ回転したことを、検出信号ＦＧの逓倍信号の立ち上がりによって検出すると、１行２列のドットデータを画像メモリ１５４から読み出して、書込信号作成器１５６に供給する。書込信号作成器１５６は、供給されたドットデータの「０」、「１」に応じて、発光を指示する信号をパワー制御回路１６０に供給し、これにより、１行２列のドットに対して、最初の１トラック目に対する書き込みが行われることになる。
以降同様に１行３列から１行ｑ列のドットまで、ドットデータに応じた書き込みが１列分に相当する角度だけ回転する毎に行われる。この結果、１行目に位置するドットに対して最初の１トラック目に対する書き込みが行われることになる。
【００２９】
続いて、タイミング制御回路１５０は、光ディスク２００の回転により基準線が通過したことを、信号ＦＧにおける着目パルスの立ち上がりによって検出すると、１行１列のドットデータを画像メモリ１５４から再び読み出して、書込信号作成器１５６に供給し、書込信号作成器１５６は、供給されたドットデータの「０」、「１」に応じて、発光を指示する信号をパワー制御回路１６０に供給する。これにより、１行１列のドットに対して、２トラック目に対する書き込みが行われることになる。以降同様に１行２列から１行ｑ列のドットまで、ドットデータに応じた書き込みが１列分に相当する角度だけ回転する毎に行われる結果、１行目に位置するドットに対して２トラック目の書き込みが行われることになる。
【００３０】
こうして１行目のドットに対して、予め定められた複数トラック分（１ドットがまたがるトラック数分）の書き込みが行われた時点で、１行分のドットに対する書き込みが終了する。
続いて光ディスク２００の回転により基準線が通過したことが検出されると、今度は、２行目のドットに移行して、同様な書き込みが複数トラック分だけ実行される。
そして、このような書き込みが、最終のｐ行目のドットまで繰り返し実行されると、光ディスク２００に対するｐ行ｑ列分の画像形成が終了することになる。
【００３１】
ここで、光ディスク２００において、図１０（ａ）に示されるように「Ａ」という文字が画像として形成される場合、その画像のドットは、図１０（ｂ）に示されるように、グルーブ２０２ａ上であってピッチｄ（＝７７８ｎｍ）にて沿って形成されたピット２０２ｐの集合体となる。
上述したように、透過層２０１は、波長が５５０ｎｍ近傍である光（黄緑）に対して、光透過特性を有するので、ピット２０２ｐによる回折光は、観察角度が４５度であるときに最も強くなり、観察角度が２１度であるときに最も弱くなる。したがって、「Ａ」という文字は、透過層２０１を透過して反射層２０３の反射光を背景として、観察角度が４５度であるときにおいて黄緑色が最も明るくなる形で視認される一方、観察角度が２１度であるときにおいて黄緑色が最も暗くなる形で視認されることになるので、白化現象により「Ａ」という文字が視認されにくくなることが防止される。
なお、図１０（ｂ）においては、螺旋状のグループ２０２を直線状に展開して示している。また、グルーブの走査方向とは、図３に示されるように光ディスク２００が回転したときに、レーザ光の照射点の相対移動方向を示している。
【００３２】
また、光ディスク本実施形態ではデータ再生機能について特に説明はしなかったが、レーザ光の戻り光量を示す信号を、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）復調して、当該復調データを、インターフェース１５２を介してホストコンピュータに供給する構成によって実現される。
反対に、データを光ディスク２００に記録する場合には、記録すべきデータをホストコンピュータからインターフェース１５２を介して受信し、ＥＦＭ変調するとともに、当該変調データを、図示せぬストラテジを介してパワー制御回路１６０に、ライトレベル／サーボレベルの発光を指示する信号として供給する構成によって実現される。
このため、図示は省略するが、光ディスク装置１０に簡単な構成を付加するだけで、画像形成機能のほかに、一般的なデータ再生・記録機能が加わることになる。
【００３３】
＜応用例＞
本発明は、上述した光ディスク２００や光ディスク装置１０に限られず、種々の応用・変形が可能である。
【００３４】
＜観察角度の設定＞
上述した実施形態では、ピット２０２ｐをグルーブ２０２ａに沿って７７８ｎｍのピッチで形成するとしたが、本発明はこれに限られず、上述したようにピッチｄは、透過層２０１の透過波長λ、観察角度θ、および場合によって整数ｎによって定まるものである。このため、ホストコンピュータ等によって指定された観察角度θ（および、透過層２０１の透過波長λ）で定まるピッチでピット２０２ｐを形成するようにしても良い。このためには、例えばホストコンピュータ等によって、「１」のドットデータに観察角度θを指定する角度データを予め含ませるとともに、画像メモリ１５４から読み出されたドットデータが「１」であれば、書込信号作成器１５６が、角度データで示される観察角度θおよびλ＝５５０ｎｍを上記（１）式又は（２）式に代入し、当該式を満たすピットｄを算出して、そのピッチｄでピット２０２ｐが形成されるように、ライト／サーボレベルでの発光を指示する信号を交互に出力する構成とすれば良い。このような構成とすれば、指定した観察角度で画像が明るく又は暗く視認される画像を光ディスク２００に形成することが可能となる。
【００３５】
＜光透過特性の別例＞
例えば、上述した光ディスク２００はＣＤ−Ｒとして説明したが、例えば図１１に示されるようなＤＶＤ−Ｒを用いても良い。光ディスク２００をＤＶＤ−Ｒとする場合、透過層２０１の光透過特性は、図１２に示されるようなものとなる。すなわち、ＤＶＤの透過層２０１は、ＤＶＤ−Ｒの記録波長である６５０ｎｍ近傍の光と、視認性の良いために回折光として５５０ｎｍ近傍の光とを選択的に透過させる性質を有している。
透過層２０１が、可視光の範囲において異なる２つの波長域の光透過特性を有する場合、これら２つの波長の光をピット２０２ｐの回折光として用いることができるので、上記（１）、（２）式を満たす観察角度θ、ピッチｄを選択する際の自由度が向上する。
また、光ディスク２００として、次世代タイプを用いる場合、記録波長である４０５ｎｍ近傍の光（青紫）と、５５０ｎｍ近傍とを選択的に透過させる性質を透過層に持たせれば良い。
さらに、記録波長と回折光として用いる波長とは必ずしも異ならせる必要はなく、図１３に示されるように、記録波長として５５０ｎｍを用いるとともに、ピット２０２ｐによる回折光の波長としても良い。
【００３６】
＜複数の回折条件＞
また、ピッチｄをより狭くすると、可視光の範囲において上記（１）式または（２）式を満たす観察角度が２以上となる場合がある。例えば、ｓｉｎθｎ＝ｎλ／ｄ、ｓｉｎθｎ＋１＝（ｎ＋１）／ｄを満たす場合、１種類のピッチｄにてピット２０２ｐが形成されているときであっても、図１４に示されるように、回折光の強度は、観察角度θｎ、θｎ＋１にて２つのピーク点を持つことになる。また例えば、ｓｉｎθｍ＝ｍλ／２ｄ、ｓｉｎθｍ＋２＝（ｍ＋２）λ／２ｄを満たす場合、回折光の強度は、観察角度θｍ、θｍ＋１にてボトム点を持つことになる。
また、ピッチｄを異ならせてピット２０２ｐを形成しても、同様な効果を得ることができる。
【００３７】
＜階調表示＞
なお、上述した光ディスク装置１０では、ドットデータを「０」または「１」とするとともに、「０」であれば、ピット２０２ｐを形成しない一方、「１」であれば、当該ドットの領域において、ピッチｄのピット２０２ｐを形成する、という２値的なドットであったが、例えば書込信号作成器１５６が、１ドットの領域にてピット２０２ｐの占める割合を、１ドットの階調を指示する階調データにしたがって変化させると、ドットの階調表現も可能となる。
【００３８】
＜重畳表示＞
また、上述した光ディスク装置１０では、ある１つのドット領域については、１種類のピット２０２ｐが形成されるようにしたが、異なるピッチのピットを併存させて形成しても良い。
すなわち、例えば図１５（ｃ）に示されるように、「Ａ」の文字を構成するドットをピッチｄ１のピットで表現し、「Ｉ」の文字を構成するドットをピッチｄ２のピットで表現する場合に、両者のドットが一部重なったとしても、ピットが重ならなければ良いのである。ここで、例えばλ＝５５０ｎｍとして、ｓｉｎθ１＝ｎλ／ｄ１、およびｓｉｎθ２＝ｎλ／ｄ２を満たす場合、光ディスク２００を角度θ１で観察すると、図１５（ａ）に示されるように「Ａ」の文字が明るく視認され、別の角度θ２で観察すると、今度は図１５（ｂ）に示されるように、同一領域において「Ｉ」の文字が明るく視認されることになる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、透過層を透過した光がピットにより回折して視認されるので、画像の表示品位が低下することを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】光ディスクの構成を示す図である。
【図３】光ディスクの記録面を示す図である。
【図４】光ディスクに形成されるピットを示す図である。
【図５】光ディスクにおける回折現象を説明するための図である。
【図６】光ディスクにおける透過層の光透過特性を示す図である。
【図７】比視感度の特性を示す図である。
【図８】透過層における選択性の有無による効果の差を示す図である。
【図９】光ディスクのドットマトリクスを説明するための図である。
【図１０】光ディスクに形成された画像例を示す図である。
【図１１】適用される光ディスクの別構成を示す図である。
【図１２】透過層の光透過特性の一例を示す図である。
【図１３】透過層の光透過特性の一例を示す図である。
【図１４】回折条件を２とした場合の光透過特性の一例を示す図である。
【図１５】光ディスクに形成された画像例を示す図である。
【符号の説明】
１０…光ディスク装置、１２０…主制御部、１３０…光ピックアップ、１３６…スピンドルモータ（回転手段）、１６０…パワー制御回路（照射制御手段）、１７０…ピックアップ制御回路、２００…光ディスク、２０１…透過層、２０２…記録層、２０２ａ…グルーブ、２０２ｐ…ピット
【発明の属する技術分野】
本発明は、視認性の優れたホログラムを形成する光ディスク装置、画像形成方法、および、当該ホログラムを有する光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）やＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）などの光ディスクの記録されたデータの内容を肉眼で峻別できないので、記録面だけみて、光ディスクを識別することは困難である。そこで、データが記録された光ディスクを外観的に識別することができるように、光ディスクに文字や、記号、絵写真などの可視画像を、データ記録と同一の光学系を用いて形成する技術が提案されている。さらに、ピットによる回折光を利用して、一種のホログラムを形成する技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１３−１１８２８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ディスクを視認する環境にあっては、回折光のほかに、様々な波長の光が入り交じっているので、観察角度によって回折光の色彩が変化するだけでなく、回折光の強度が相対的に低下する。このため、画像のコントラスト比が低下したり、画像の分離性が悪化したりして、画像の視認性が低下するといった問題があった。この問題は、同時に、画像の品位が低下しないように、回折格子として機能するピットのピッチ（間隔）を設計することが困難であることを示すものでもある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、画像の表示品位が低下することを防止することが可能な光ディスク装置、画像形成方法および光ディスクを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、記録面から入射した第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有する光ディスクを、回転させる回転手段と、前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光を前記記録層に照射する光ピックアップと、前記第２波長域に含まれる波長と、前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにてピットが形成されるように、前記レーザ光の照射を制御する照射制御手段とを具備する光ディスク装置によって達成される。この光ディスク装置によれば、光ディスクの透過層を透過した光がピットにより回折して観察者に視認される。ピットは、透過層を透過する光の波長と、記録面の法線方向および観察方向のなす角度とにより定まる間隔で形成されているので、その角度で記録面を観察したとき、第２波長域の光が効率的に観察される結果、画像の表示品位の低下が防止される。
この光ディスク装置において、前記光ディスクは、前記記録層において螺旋状の案内溝を有し、前記照射制御手段は、前記前記ピットが前記案内溝に沿って形成されるように制御する構成が好ましい。
【０００６】
また、上記目的は、記録面から入射した第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有する光ディスクを、回転させ、前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光を前記記録層に照射するとともに、前記第２波長域に含まれる波長と、前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにてピットで形成されるように、前記レーザ光の照射を制御する画像形成方法によって達成される。この画像形成方法によれば、光ディスクの透過層を透過した光がピットにより回折して観察者に視認される。ピットは、透過層を透過する光の波長と、記録面の法線方向および観察方向のなす角度とにより定まる間隔で形成されているので、その角度で記録面を観察したとき、第２波長域の光が効率的に観察される結果、画像の表示品位の低下が防止される。
【０００７】
上記目的は、第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有し、前記記録層には、ピットが、前記第２波長域に含まれる波長と前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにて、前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光の照射によって形成されるとともに、当該ピットによって画像のドットが表現される光ディスクによって達成される。この光ディスクによれば、透過層を透過した光がピットにより回折して観察者に視認される。ピットは、透過層を透過する光の波長と、記録面の法線方向および観察方向のなす角度とにより定まる間隔で形成されているので、その角度で記録面を観察したとき、第２波長域の光が効率的に観察される。
この光ディスクにおいて、前記第１波長域は、５５０ｎｍ、６５０ｎｍまたは７８０ｎｍのいずれかの波長を含み、前記第２波長域は、５５０ｎｍの波長を含むことが好ましい。
また、この光ディスクにおいて、前記角度をθ、前記ピッチをｄ、前記第２波長域に含まれる波長をλ、任意の整数をｎとしたときに、ｓｉｎθ＝ｎλ／ｄが成立することが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における一実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
＜光ディスク＞
まず、説明の便宜上、ピットにより回折した光の強弱によって画像が表現された光ディスクについて説明する。図２は、この光ディスク２００の構成を示す略断面図である。
この図に示されるように、光ディスク２００は、記録面からみると、透過層２０１と、記録層２０２と、反射層２０３と、保護層２０４とを、この順番に積層した構造となっている。なお、図２は、光ディスク２００の構造を説明するためのものであり、各層の寸法比は図示される通りではない。これら各層のうち、透過層２０１は、光ディスク２００の基材であって、記録層２０２を保護するための層であり、特に本実施形態では、後述するような光透過特性を有するように構成されている。
【００１０】
続いて、光ディスク２００の記録層２０２には、図３に示されるように、グルーブ（案内溝、プリグルーブ）２０２ａが、内周側から外周側に向かって時計回りで螺旋状に形成されている。さらに、グルーブ２０２ａは、細かく見ると図４に示されるように蛇行している。このグルーブ２０２ａにライトレベルのレーザ光が照射されると、記録層２０２が変色してピット２０２ｐが形成される。
なお、グルーブ２０２ａの蛇行状態を復調すると、時間情報（ＡＴＩＰ情報：Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｉｍｅ Ｉｎ Ｐｒｅｇｒｏｏｖｅ）が得られるようになっている。なお、図４は、説明理解のために、図２の天地を逆転するとともに、透過層２０１の図示を省略した斜視図である。
【００１１】
＜ピットによる回折＞
続いて、ピットによる回折現象について説明する。図５は、ピット２０２ｐ−１、２０２ｐ−２が形成されたグルーブ２０２ａの形成方向に沿って、光ディスク２００を切断して示す断面図である。この図に示されるように、ピット２０２ｐ−１、２０２ｐ−２は、その中心間ピッチ（間隔）がｄとなるように形成されている。一方、可視光が光ディスク２００の法線方向から入射する。
ここで、観察者が、当該法線方向に対し角度θ１をもって光ディスク２００の記録面を観察した場合に、ピット２０２ｐ−１から観察者までの光路長とピット２０２ｐ−２から観察者までの光路長との差が観測波長λの整数ｎ倍であるとき、すなわち、
ｓｉｎθ１＝ｎλ／ｄ …（１）
を満たすとき、観測地点では観測光の位相が揃うので、互いに強め合う結果、観察者は、当該波長の光を明るいと視認する。一方、角度θ２をもって光ディスク２００の記録面を観察した場合に、ピット２０２ｐ−１およびピット２０２ｐ−２の光路長差が観測波長λの半分の奇数ｍ倍であるとき、すなわち、
ｓｉｎθ２＝ｍλ／２ｄ …（２）
を満たすとき、観察地点では観測光の位相が１８０度ずれて、互いに打ち消し合うので、観察者は、当該波長の光を暗いと視認する。
【００１２】
すなわち、ピット２０２ｐ−１、２０２ｐ−２がグルーブ２０２ａにおいてピッチｄにて形成されている場合に、これらのピットによって反射した波長λの光は、光ディスク２００の記録面を角度θ１で観察したときには明るいと視認されるが、記録面を角度θ２での観察したときには暗いと視認される。このように光ディスク２００では、ピット２０２ｐ−１、２０２ｐ−２を回折格子として機能させて、観察角度を異ならせたときの明暗差によって画像を表現しようとするものである。
ただし、光ディスク２００への入射光は、おおよそ３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲にわたる可視光（白色光）であるので、角度θ１では、式（１）を満たす波長λが強め合うものの、他の波長の光が存在することによって、波長λの光が特別に明るいとは視認されない。同様に、角度θ２では、式（２）を満たす波長λが弱め合うものの、他の波長の光が存在することによって、波長λの光が特別に暗いとは視認されない。また、条件によっては、角度θ１では、ある波長λが上記（１）式を満たす場合に、その波長λの光が最も暗いと観察される角度θ２において、可視光の波長範囲に含まれる別の波長が上記（１）式を満たしてしまうときがある。
したがって、可視光がピットで反射する構成では、観察角度を異ならせても、明暗差が十分なものとはならない現象（白化現象）が発生して、ピットによる回折光の視認性は低下してしまう。
【００１３】
＜透過層の光透過特性＞
そこで、本実施形態では、光ディスク２００の透過層２０１において、図６に示されるような光透過特性を持たせ、ピットにより回折する光の波長を制限して白化現象を抑えることとした。この図に示されるように、透過層２０１は、波長７８０ｎｍ近傍の光と、波長５５０ｎｍ近傍の光とを選択的に透過させる性質を有している。なお、この図における縦軸の相対透過率とは、最低透過量を０％、最光透過量を１００％として規格化したものである（図１２〜図１４においても同様）。
このような光透過特性は、ポリカーボネードに色素を混入したり、透過層２０１の表面に波長選択用の薄膜を積層したりするなどによって、得ることが可能である。
ここで、波長７８０ｎｍの近傍の光に対する透過性を透過層２０１に持たせた理由は、上述したようにピット２０２ｐについては、レーザ光の照射により形成されるが、後述する光ピックアップにおけるレーザの発振波長が７８０ｎｍであるためであって、この発振波長が温度等によって多少変動するためである。
また、波長５５０ｎｍの近傍の光に対する透過性を透過層２０１に持たせた理由は、明るさの強弱を最も効率良く視認できる波長であるためである。
【００１４】
波長５５０ｎｍの光の視認性について詳述する。視覚系で光を感じとる効率は視感度と呼ばれ、また、ある波長の視感度と最大視感度との比は比視感度と呼ばれる。この比視感度は、多少の個人差があるものの、その標準が国際照明委員会（ＣＩＥ）によって採択されている。図７は、比較的明るい場所（明所視）における比視感度の特性であり、波長によって感度が異なり、波長５５０ｎｍ（黄緑）付近で最大視感度をとることを示している。すなわち、可視光（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）のうち、波長５５０ｎｍ付近の光について、明るさの強弱を最も効率良く視認できることが示されている。
一方、最大視感度は、観察環境における明るさによって左右され、暗い場所（暗所視）における最大視感度は、波長５１０ｎｍ（緑）付近であるとされている（図示省略）。本実施形態においては、ピットの回折光により画像を認識するので、明るい場所において回折光を視認する方が暗い場所において視認するよりも、有利である。そこで、本実施形態では、明所視における最大視感度を考慮して、透過層２０１に対し波長５５０ｎｍ近傍の光を透過させることとした。
【００１５】
光ディスク２００の記録面を観察する場合、記録面の法線方向に対し斜め４５度の方向から観察するのが最も一般的であると考えられる。そこで、θ１＝π／４、λ＝５５０ｎｍとしたときに、上記（１）式を満たすピッチｄを求めると、約７７８ｎｍとなる。また、ｄ＝７７８ｎｍとしたとき、上記（２）式を満たすθ２は、２１度となる。したがって、７７８ｎｍのピッチで形成されたピット２０２ｐの形成領域を、観察角度を徐々に変化させながら観察すると、波長５５０ｎｍの光は、観察角度が４５度であるときに最も明るくなり、観察角度が２１度であるときに最も暗くなる。
しかし、透過層２０１が図６に示されるような光透過特性を有さず、可視光をそのまま透過するような構成では、観察角度が変化しても、波長５５０ｎｍの光の明暗差が視認されにくい。すなわち、図８における特性Ｖで示されるように、観察角度が変化しても、他の波長の光が存在することによって全体としての明暗差は小さくなって、明暗差を利用した画像の視認性・分離性が低下する。
【００１６】
一方、本実施形態では、透過層２０１が、図６に示されるような光透過特性を有するので、波長５５０ｎｍ付近、および波長７８０ｎｍ付近の光しかピット２０２ｐまたは反射層２０３において反射しない。波長７８０ｎｍの光は、観察角度が４５度であるとき、上記式（１）を満たさないので、強め合うこともないし、そもそもほぼ赤外光であり、図７を参照しても判るように明るさの強弱を識別できない。このため、当該ピット２０２ｐの形成領域を、観察角度を変化させながら観察したとき、波長５５０ｎｍ付近の光だけが、図８において特性Ｗで示されるように、観察角度が４５度であるときに最も明るくなり、かつ、観察角度が２１度であるときに最も暗くなるように視認されて、明暗差が確保される。
したがって、画像のドットを、ピッチが７７８ｎｍのピット２０２ｐで表現するときに、観察角度を徐々に変化させると、観察角度が４５度前後のときに最も明るくなり、観察角度が２１度前後のときに最も暗くなるので、明暗差を利用した画像の視認性・分離性が向上する。また、回折格子として機能するピットの間ピッチの設計も容易となる。
なお、図８において、特性Ｗが特性Ｖよりも光強度が下回っているのは、透過層２０１によって、可視光の一部の光しか透過しないためである。
【００１７】
＜光ディスク装置＞
次に、画像のドットに応じて、ピッチｄのピット２０２ｐを形成する光ディスク装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
図１において、主制御部１２０は、光ディスク装置１０の各部を制御するものである。光ディスク２００は、その記録面が光ピックアップ１３０に対向するようにセットされるとともに、クランパ１３２およびターンテーブル１３４によって挟持されて、スピンドルモータ１３６によって回転する。回転検出器１３８は、スピンドルモータ１３６が１回転する期間に例えば８個のパルスを生成し、スピンドルモータ１３６の回転速度を示す信号ＦＧとして出力する。
この光ディスク装置１０は、角速度一定のＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｎｇｕｌａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式で、画像を形成する。このため、スピンドル制御回路１４０は、信号ＦＧで示される回転速度が主制御部１２０から指示された一定の目標値に一致するように、スピンドルモータ１３６をフィードバック制御する。
【００１８】
タイミング制御回路１５０は、光ディスク２００が微少角だけ回転したこと、および、光ディスク２００が１回転したことを、それぞれ信号ＦＧから検出して、画像メモリ１５４の読み出しを制御するものである。詳細には、タイミング制御回路１５０は、信号ＦＧの立ち上がりを８回カウントする毎に、光ディスク２００が１回転したことを検出する。さらに、タイミング制御回路１５０は、信号ＦＧの周波数を逓倍するとともに、その逓倍信号の１周期分の時間が経過したことによって、光ディスク２００が微小角だけ回転したことを検出する。例えば信号ＦＧの逓倍率が「４５０」であれば、その逓倍信号の１周期は、光ディスク２００が０．１度（＝３６０／８／４５０）だけ回転する期間に相当するからである。
【００１９】
光ピックアップ１３０は、詳細については特に説明しないが、主に、レーザ光を照射するレーザ（発振器）と、当該レーザ光が光ディスク２００の反射層によって反射した戻り光の強度を検出するセンサと、当該レーザ光を記録層２０２に集光させる対物レンズを、光ディスク２００に対し接近または離反させる方向に駆動するフォーカスアクチュエータと、レーザ光のトラッキングを操作するトラッキングアクチュエータとを一体化したものであって、ステッピングモータ１４４の送りによって、光ディスク２００の径方向に移動する。
一方、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１５２は、ホストコンピュータとの接続を図るものであり、本実施形態では、後述するように光ディスク２００に形成すべきドットを規定するドットデータを入力する。画像メモリ１５４には、当該ドットデータが一時的に記憶される一方、タイミング制御回路１５０によって指定されたドットデータが読み出される。
【００２０】
ここで、本実施形態において、画像のドットの配列は、図９に示されるように、光ディスク２００の円周方向を、内周から外周に向かって順番に１行、２行、３行、…、ｐ行とし、光ディスク２００の径方向を、回転によって走査される順番に、１列、２列、３列、…、ｑ列とした座標系によって規定される。すなわち、画像が、ｐ行ｑ列のドットマトリクスによって構成される。なお、座標系を判りやすくするために、図９では、ドットサイズを拡大しているが、画像の解像度が例えば２５０ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）である場合、１ドットの大きさは約０．１ｍｍ角となる。ＣＤ−Ｒであれば、グルーブ２０２ａの間隔（トラック間隔）は１．６μｍであるので、１個のドットは、複数トラックにまたがることになる。
ドットデータは「０」または「１」であり、前者の「０」は、ピット２０２ｐの領域を形成しないことを指示し、後者の「１」は、ピット２０２ｐの領域を形成することを指示する。
【００２１】
なお、ピット２０２ｐが形成されるグルーブ２０２ａは、同心円ではなく、図３に示されるような螺旋状であるので、厳密に言えば、同一行において１列目と最終ｑ列目のドット同士は、グルーブ２０２ａのピッチ（トラック間距離）分だけ径方向にズレることになる。ただし、このトラック間距離は、ＣＤ−Ｒであれば上述したように１．６μｍであり、１ドットの大きさが約０．１ｍｍ角であれば、１ドットのズレは無視できる。
また、図９における基準線とは、マトリクスの基準となるべき仮想線であり、光ディスク２００が１回転したとき、信号ＦＧに含まれる８個のパルスのうち、ある１つのパルスについて着目して、その着目パルスが立ち上がるタイミングにてレーザ光が照射される点を径方向に結んだ仮想的な直線である。
【００２２】
次に、書込信号作成器１５６は、タイミング制御回路１５０によって画像メモリ１５４から読み出されたドットデータにしたがって、レーザ光をライトレベルで照射させるか、サーボレベルで照射させるかを指示する信号をパワー制御回路１６０に供給する。詳細には、書込信号作成器１５６は、読み出された画像データのうち、ドットデータが「１」であれば、ピット２０２ｐが７７８ｎｍのピッチで形成されるように、ライト／サーボレベルでの発光を指示する信号を交互に出力する一方、ドットデータが「０」であれば、サーボレベルのみの発光を指示する信号を出力する。
ここで、ライトレベルとは、そのレベルでレーザ光を照射すると、記録層２０２が変色して、ピット２０２ｐが形成されるレベルをいい、サーボレベルとは、このレベルでレーザ光を照射しても、記録層２０２が変色しない程度のレベルをいう。
パワー制御回路１６０は、書込信号作成器１５６によって供給されたサーボレベルまたはライトレベルの発光を指示する信号から、その発光に対応した目標値を演算するとともに、その目標値と光ピックアップ１３０のセンサによって検出されたレーザ光の戻り光強度とが一致するように、光ピックアップ１３０のレーザ（発振器）への駆動電流を増減する。
【００２３】
なお、光ディスク装置１０は、上述したように角速度一定のＣＡＶ方式であり、光ディスク２００の外側に向かうにつれて線速度が速くなるので、外側に向かうにつれてライト／サーボレベルの繰り返し周期を狭める必要がある。このため、書込信号作成器１５６は、レーザ光の照射地点が外側に向かうにつれて、ライト／サーボレベルの繰り返し周期を狭めるように補正する。また、光ディスク２００の外側に向かうにつれて線速度が速くなると、ピット２０２ｐを形成するのに必要な光強度も高くなる。このため、パワー制御回路１６０は、レーザ光の照射地点が外側に向かうにつれて、ライトレベルの目標値が高くなるように補正する。
【００２４】
ピックアップ制御回路１７０は、光ピックアップ１３０のセンサによって検出された戻り光の強度を信号に基づいて、光ピックアップ１３０によるフォーカス制御およびトラッキング制御をするものである。詳細には、ピックアップ制御回路１７０は、第１に、上記対物レンズが光ディスク２００の表面に対して一定の距離を保って、記録層２０２に焦点を結ぶようにフォーカスアクチュエータを操作し（フォーカス制御）、第２に、レーザ光の焦点部分が回転する光ディスク２００のグルーブ２０２ａに追従するように、トラッキングアクチュエータを操作する（トラッキング制御）。
【００２５】
また、主制御部１２０は、ピックアップ制御回路１７０を介して供給された戻り光の強度を示す信号から、グルーブ２０２ａの蛇行状態を復調して、時間情報を取得するとともに、当該時間情報に対応する地点に光ピックアップ１３０が位置するように、ステッピングモータ１４４を回転させる。
なお、取得した時間情報は、レーザ光の照射地点を示す情報としてそのまま用いることができる。このため、主制御部１２０は、取得した時間情報を、上述した補正のために書込信号作成器１５６およびパワー制御回路１６０にも供給する。
【００２６】
＜画像形成＞
次に、光ディスク２００に画像を形成する場合の動作について説明する。
主制御部１２０は、第１に、ステッピングモータ１４４を回転させて、光ピックアップ１３０を光ディスク２００の１行目に相当する地点に移動させる。主制御部１２０は、第２に、スピンドル制御回路１４０に対し、１行目に相当する地点の回転速度の目標値を指示する。これにより、スピンドルモータ１３６が、スピンドル制御回路１４０によって当該目標値となるようにフィードバック制御される。
さらに、主制御部１２０は、ピックアップ制御回路１７０に対し、上述したようなトラッキング制御、フォーカス制御を開始させる。一方で、ホストコンピュータからは、１行１列からｐ行ｑ列までのドットデータが供給されて、画像メモリ１５４に蓄積される。
【００２７】
ここで、タイミング制御回路１５０は、回転する光ディスク２００が基準線を通過したことを、信号ＦＧにおける着目パルスの立ち上がりによって検出すると、１行１列のドットデータを画像メモリ１５４から読み出して、書込信号作成器１５６に供給する。書込信号作成器１５６は、供給されたドットデータが「０」であれば、サーボレベルでの発光を指示する信号を出力する一方、供給されたドットデータが「１」であれば、ライトレベル、サーボレベルでの切り替わり周期が１行目に相当する地点の線速度においてピッチ７７８ｎｍに対応する周期となるような信号を出力する。パワー制御回路１６０は、書込信号作成器１５６によって供給されたサーボレベルまたはライトレベルの発光を指示する信号から、その発光に対応した目標値を、１行目に相当する地点の線速度を考慮して演算するとともに、光ピックアップ１３０のセンサによって検出されたレーザ光の戻り光強度が演算した目標値に一致するように、光ピックアップ１３０のレーザへの駆動電流を制御する。
したがって、光ディスク２００では、画像メモリ１５４から読み出されたドットデータが「０」であれば、ピット２０２ｐが形成されない一方、ドットデータが「１」であれば、ピット２０２ｐがグルーブ２０２ａに沿ってピッチ７７８ｎｍで形成される。これにより、複数トラックにまたがる１行１列のドットに対して、最初の１トラック目に対する書き込みが行われることになる。
【００２８】
次に、タイミング制御回路１５０は、光ディスク２００が１列分に相当する角度だけ回転したことを、検出信号ＦＧの逓倍信号の立ち上がりによって検出すると、１行２列のドットデータを画像メモリ１５４から読み出して、書込信号作成器１５６に供給する。書込信号作成器１５６は、供給されたドットデータの「０」、「１」に応じて、発光を指示する信号をパワー制御回路１６０に供給し、これにより、１行２列のドットに対して、最初の１トラック目に対する書き込みが行われることになる。
以降同様に１行３列から１行ｑ列のドットまで、ドットデータに応じた書き込みが１列分に相当する角度だけ回転する毎に行われる。この結果、１行目に位置するドットに対して最初の１トラック目に対する書き込みが行われることになる。
【００２９】
続いて、タイミング制御回路１５０は、光ディスク２００の回転により基準線が通過したことを、信号ＦＧにおける着目パルスの立ち上がりによって検出すると、１行１列のドットデータを画像メモリ１５４から再び読み出して、書込信号作成器１５６に供給し、書込信号作成器１５６は、供給されたドットデータの「０」、「１」に応じて、発光を指示する信号をパワー制御回路１６０に供給する。これにより、１行１列のドットに対して、２トラック目に対する書き込みが行われることになる。以降同様に１行２列から１行ｑ列のドットまで、ドットデータに応じた書き込みが１列分に相当する角度だけ回転する毎に行われる結果、１行目に位置するドットに対して２トラック目の書き込みが行われることになる。
【００３０】
こうして１行目のドットに対して、予め定められた複数トラック分（１ドットがまたがるトラック数分）の書き込みが行われた時点で、１行分のドットに対する書き込みが終了する。
続いて光ディスク２００の回転により基準線が通過したことが検出されると、今度は、２行目のドットに移行して、同様な書き込みが複数トラック分だけ実行される。
そして、このような書き込みが、最終のｐ行目のドットまで繰り返し実行されると、光ディスク２００に対するｐ行ｑ列分の画像形成が終了することになる。
【００３１】
ここで、光ディスク２００において、図１０（ａ）に示されるように「Ａ」という文字が画像として形成される場合、その画像のドットは、図１０（ｂ）に示されるように、グルーブ２０２ａ上であってピッチｄ（＝７７８ｎｍ）にて沿って形成されたピット２０２ｐの集合体となる。
上述したように、透過層２０１は、波長が５５０ｎｍ近傍である光（黄緑）に対して、光透過特性を有するので、ピット２０２ｐによる回折光は、観察角度が４５度であるときに最も強くなり、観察角度が２１度であるときに最も弱くなる。したがって、「Ａ」という文字は、透過層２０１を透過して反射層２０３の反射光を背景として、観察角度が４５度であるときにおいて黄緑色が最も明るくなる形で視認される一方、観察角度が２１度であるときにおいて黄緑色が最も暗くなる形で視認されることになるので、白化現象により「Ａ」という文字が視認されにくくなることが防止される。
なお、図１０（ｂ）においては、螺旋状のグループ２０２を直線状に展開して示している。また、グルーブの走査方向とは、図３に示されるように光ディスク２００が回転したときに、レーザ光の照射点の相対移動方向を示している。
【００３２】
また、光ディスク本実施形態ではデータ再生機能について特に説明はしなかったが、レーザ光の戻り光量を示す信号を、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）復調して、当該復調データを、インターフェース１５２を介してホストコンピュータに供給する構成によって実現される。
反対に、データを光ディスク２００に記録する場合には、記録すべきデータをホストコンピュータからインターフェース１５２を介して受信し、ＥＦＭ変調するとともに、当該変調データを、図示せぬストラテジを介してパワー制御回路１６０に、ライトレベル／サーボレベルの発光を指示する信号として供給する構成によって実現される。
このため、図示は省略するが、光ディスク装置１０に簡単な構成を付加するだけで、画像形成機能のほかに、一般的なデータ再生・記録機能が加わることになる。
【００３３】
＜応用例＞
本発明は、上述した光ディスク２００や光ディスク装置１０に限られず、種々の応用・変形が可能である。
【００３４】
＜観察角度の設定＞
上述した実施形態では、ピット２０２ｐをグルーブ２０２ａに沿って７７８ｎｍのピッチで形成するとしたが、本発明はこれに限られず、上述したようにピッチｄは、透過層２０１の透過波長λ、観察角度θ、および場合によって整数ｎによって定まるものである。このため、ホストコンピュータ等によって指定された観察角度θ（および、透過層２０１の透過波長λ）で定まるピッチでピット２０２ｐを形成するようにしても良い。このためには、例えばホストコンピュータ等によって、「１」のドットデータに観察角度θを指定する角度データを予め含ませるとともに、画像メモリ１５４から読み出されたドットデータが「１」であれば、書込信号作成器１５６が、角度データで示される観察角度θおよびλ＝５５０ｎｍを上記（１）式又は（２）式に代入し、当該式を満たすピットｄを算出して、そのピッチｄでピット２０２ｐが形成されるように、ライト／サーボレベルでの発光を指示する信号を交互に出力する構成とすれば良い。このような構成とすれば、指定した観察角度で画像が明るく又は暗く視認される画像を光ディスク２００に形成することが可能となる。
【００３５】
＜光透過特性の別例＞
例えば、上述した光ディスク２００はＣＤ−Ｒとして説明したが、例えば図１１に示されるようなＤＶＤ−Ｒを用いても良い。光ディスク２００をＤＶＤ−Ｒとする場合、透過層２０１の光透過特性は、図１２に示されるようなものとなる。すなわち、ＤＶＤの透過層２０１は、ＤＶＤ−Ｒの記録波長である６５０ｎｍ近傍の光と、視認性の良いために回折光として５５０ｎｍ近傍の光とを選択的に透過させる性質を有している。
透過層２０１が、可視光の範囲において異なる２つの波長域の光透過特性を有する場合、これら２つの波長の光をピット２０２ｐの回折光として用いることができるので、上記（１）、（２）式を満たす観察角度θ、ピッチｄを選択する際の自由度が向上する。
また、光ディスク２００として、次世代タイプを用いる場合、記録波長である４０５ｎｍ近傍の光（青紫）と、５５０ｎｍ近傍とを選択的に透過させる性質を透過層に持たせれば良い。
さらに、記録波長と回折光として用いる波長とは必ずしも異ならせる必要はなく、図１３に示されるように、記録波長として５５０ｎｍを用いるとともに、ピット２０２ｐによる回折光の波長としても良い。
【００３６】
＜複数の回折条件＞
また、ピッチｄをより狭くすると、可視光の範囲において上記（１）式または（２）式を満たす観察角度が２以上となる場合がある。例えば、ｓｉｎθｎ＝ｎλ／ｄ、ｓｉｎθｎ＋１＝（ｎ＋１）／ｄを満たす場合、１種類のピッチｄにてピット２０２ｐが形成されているときであっても、図１４に示されるように、回折光の強度は、観察角度θｎ、θｎ＋１にて２つのピーク点を持つことになる。また例えば、ｓｉｎθｍ＝ｍλ／２ｄ、ｓｉｎθｍ＋２＝（ｍ＋２）λ／２ｄを満たす場合、回折光の強度は、観察角度θｍ、θｍ＋１にてボトム点を持つことになる。
また、ピッチｄを異ならせてピット２０２ｐを形成しても、同様な効果を得ることができる。
【００３７】
＜階調表示＞
なお、上述した光ディスク装置１０では、ドットデータを「０」または「１」とするとともに、「０」であれば、ピット２０２ｐを形成しない一方、「１」であれば、当該ドットの領域において、ピッチｄのピット２０２ｐを形成する、という２値的なドットであったが、例えば書込信号作成器１５６が、１ドットの領域にてピット２０２ｐの占める割合を、１ドットの階調を指示する階調データにしたがって変化させると、ドットの階調表現も可能となる。
【００３８】
＜重畳表示＞
また、上述した光ディスク装置１０では、ある１つのドット領域については、１種類のピット２０２ｐが形成されるようにしたが、異なるピッチのピットを併存させて形成しても良い。
すなわち、例えば図１５（ｃ）に示されるように、「Ａ」の文字を構成するドットをピッチｄ１のピットで表現し、「Ｉ」の文字を構成するドットをピッチｄ２のピットで表現する場合に、両者のドットが一部重なったとしても、ピットが重ならなければ良いのである。ここで、例えばλ＝５５０ｎｍとして、ｓｉｎθ１＝ｎλ／ｄ１、およびｓｉｎθ２＝ｎλ／ｄ２を満たす場合、光ディスク２００を角度θ１で観察すると、図１５（ａ）に示されるように「Ａ」の文字が明るく視認され、別の角度θ２で観察すると、今度は図１５（ｂ）に示されるように、同一領域において「Ｉ」の文字が明るく視認されることになる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、透過層を透過した光がピットにより回折して視認されるので、画像の表示品位が低下することを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】光ディスクの構成を示す図である。
【図３】光ディスクの記録面を示す図である。
【図４】光ディスクに形成されるピットを示す図である。
【図５】光ディスクにおける回折現象を説明するための図である。
【図６】光ディスクにおける透過層の光透過特性を示す図である。
【図７】比視感度の特性を示す図である。
【図８】透過層における選択性の有無による効果の差を示す図である。
【図９】光ディスクのドットマトリクスを説明するための図である。
【図１０】光ディスクに形成された画像例を示す図である。
【図１１】適用される光ディスクの別構成を示す図である。
【図１２】透過層の光透過特性の一例を示す図である。
【図１３】透過層の光透過特性の一例を示す図である。
【図１４】回折条件を２とした場合の光透過特性の一例を示す図である。
【図１５】光ディスクに形成された画像例を示す図である。
【符号の説明】
１０…光ディスク装置、１２０…主制御部、１３０…光ピックアップ、１３６…スピンドルモータ（回転手段）、１６０…パワー制御回路（照射制御手段）、１７０…ピックアップ制御回路、２００…光ディスク、２０１…透過層、２０２…記録層、２０２ａ…グルーブ、２０２ｐ…ピット
Claims (6)
- 記録面から入射した第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有する光ディスクを、回転させる回転手段と、
前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光を前記記録層に照射する光ピックアップと、
前記第２波長域に含まれる波長と、前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにてピットが形成されるように、前記レーザ光の照射を制御する照射制御手段と
を具備することを特徴とする光ディスク装置。 - 前記光ディスクは、前記記録層において螺旋状の案内溝を有し、
前記照射制御手段は、前記前記ピットが前記案内溝に沿って形成されるように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。 - 記録面から入射した第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有する光ディスクを、回転させ、
前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光を前記記録層に照射するとともに、前記第２波長域に含まれる波長と、前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにてピットで形成されるように、前記レーザ光の照射を制御する
ことを特徴とする画像形成方法。 - 第１および第２波長域の光を選択的に透過する透過層と、
前記透過層の下層に設けられ、前記第１波長域の光に感光性を有する記録層とを有し、
前記記録層には、ピットが、前記第２波長域に含まれる波長と前記記録面の法線方向および観察方向のなす角度とで定まるピッチにて、前記第１波長域に含まれる波長のレーザ光の照射によって形成されるとともに、当該ピットによって画像のドットが表現される
ことを特徴とする光ディスク。 - 前記第１波長域は、５５０ｎｍ、６５０ｎｍまたは７８０ｎｍのいずれかの波長を含み、前記第２波長域は、５５０ｎｍの波長を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の光ディスク。 - 前記角度をθ、前記ピッチをｄ、前記第２波長域に含まれる波長をλ、任意の整数をｎとしたときに、
ｓｉｎθ＝ｎλ／ｄ
が成立することを特徴とする請求項４に記載の光ディスク。
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