JP2005174528A - 光ディスク及びその製造方法並びに記録再生装置 - Google Patents

光ディスク及びその製造方法並びに記録再生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 光ディスクの記録領域と未記録領域との反射率の関係に依存せず、コントロールデータ及びユーザーデータを迅速に且つ信頼性高く再生することができる光ディスク及びその記録再生装置を提供する。
【解決手段】 ユーザー情報を記録する第1領域と、光ディスクの半径方向に延在した複数のマークがトラック方向に配列された第2領域とを備え、第2領域に、光ディスクの反射率に関する情報が記録されていることを特徴とする光ディスクであり、第2領域の光ディスクの反射率に関する情報に基づいて再生信号の増幅率の最適化を図る。
【選択図】 図5

Description

本発明は、光ディスク及びその製造方法並びに記録再生装置に関し、より詳細には、反射率の異なる光ディスクに記録された情報の再生を安定して行う光ディスク及びその製造方法並びに記録再生装置に関する。
近年登場したDVDでは、情報再生専用のDVD−ROMやDVD−Videoだけでなく、情報記録が可能なDVD−Rや、情報の書換えが可能なDVD−RAM、DVD−RWなどがラインアップされている。それゆえ、VTRに変わる映像記録再生媒体としてだけでなく、コンピュータ用の大容量媒体として、DVD市場が急速に拡大している。さらに、最近ではデジタル放送の普及に伴い、高精彩画像や長時間録画に対応し得る媒体への要望、及び、日々増大するデジタルデータに対応し得る大容量の格納媒体に対する要望が増している。
従来から、光ディスクの分野では高密度化を図るための様々な技術が提案されている。例えば、より波長の短い青色レーザ(λ=405nm)を用いることによって記録マークの微小化を図る方法や、光ディスクのランドとグルーブの両方に情報を記録することにより高密度化を図る方法などが提案されている。また、フォーマットの観点から、データ記録部のみならず、アドレス情報などを格納するヘッダー部構造を工夫した光ディスクも各種提案されている。例えば、iD−photoでは、案内溝をトラックの半径方向に偏向させて、記録トラックの片側だけにヘッダー部の情報を記録することによって、フォーマット効率を上げ、記録トラックを長く寸断することなく構成することを可能にしている。
情報の書換えが可能な光ディスクの技術に関しては、DVD−RAM、DVD−RW等で採用されている相変化記録方式が一般的である。相変化記録方式の光ディスクでは記録層に相変化材料を用い、基本的に「0」と「1」の情報をそれぞれ相変化材料の結晶状態(未記録状態)とアモルファス状態(記録状態)に対応させて記録している。また、記録層内に形成された結晶状態とアモルファス状態の領域では屈折率が異なるため、結晶状態に変化させた部分とアモルファス状態に変化させた部分との反射率の差が最大になるように、光ディスクを構成する各層の屈折率、膜厚等が設計されている。相変化記録方式の光ディスクでは、この結晶化した部分及びアモルファス化した部分に光ビームを照射し、光ディスクの各部分からの反射光量の違いを検出し、記録層内に記録された「0」と「1」を検出する。
相変化記録方式の光ディスクにおける記録層の所定位置をアモルファス化する(通常、この動作を「記録」と呼ぶ)ためには、比較的高パワーの光ビームを照射して、記録層の照射部分の温度を記録層材料の融点以上に加熱する。一方、記録層の所定位置を結晶化する(通常、この動作を「消去」と呼ぶ)ためには、比較的低パワーの光ビームを照射して、記録層の照射部分の温度が記録層材料の融点以下で且つ結晶化温度付近になるように加熱する。このように、相変化記録方式の光ディスクでは、記録層に照射する光ビームの照射パワーを調節することにより、記録層内の所定部分をアモルファス状態と結晶状態との間で可逆的に変化させることができる。
また、従来の相変化記録方式の光ディスクでは、記録層内のアモルファス状態と結晶状態との反射率差を大きくするだけでなく、両者の反射率の大小関係を調整することにより、光ディスクの各種特性を向上させる試みがなされている。例えば、通常のDVD−RAM、DVD−RWでは、未記録状態に対応する結晶状態の部分の反射率が高くなり、記録状態に対応するアモルファス状態の部分の反射率が低くなるように設定されている。それゆえ、このような光ディスクでは、アドレス情報が未記録状態の領域に記録されているので、高S/Nでアドレス情報が得られ、アドレス情報再生の信頼性が向上するという利点がある。また、このような光ディスクでは、フォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号もまた未記録状態の領域から得られるので、十分な強度のフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号が得られ、トラッキング制御等を安定して行うことができるという利点がある。
一方、情報の記録を一度だけ行うことのできるライトワンス光ディスクの技術に関しては、DVD−R等で採用されているように、有機色素を含有する材料で記録層を形成する方法が一般的である。有機色素を含有する記録層に情報記録を行う場合には、比較的高パワーの光ビームを照射することによって、記録層中の有機色素の光学常数変化、記録層及び記録層に近接する基板や反射層の変形、記録層中や記録層界面に発生する空隙などのうちの少なくともひとつを生じさせて記録層に記録マークを形成する。DVD−RではDVD−RAMやDVD−RWと同様に未記録状態の反射率が高く、記録状態の反射率が低くなるように設定されているため、高S/Nでアドレス情報が得られ、アドレス情報再生の信頼性が向上するという利点がある。また、フォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号もまた未記録状態の領域から得られるので、十分な強度のフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号が得られ、トラッキング制御等を安定して行うことができるという利点がある。
なお、本明細書では、従来のDVD−RAM、DVD−RW、DVD−Rのように、光ビームを照射して情報を記録することにより、光ビームの照射部(記録状態の部分)の反射率が、高い値(High level)から低い値(Low level)に変化するような光ディスクを、High to Lowディスク、あるいは、単にHLディスクと称する。一般に、相変化記録方式のHLディスクは、光ビーム入射側から順に、透過性誘電体からなる保護層、相変化記録層、透過性誘電体からなる中間層及び金属からなる熱拡散層(反射層の機能も有する)を少なくとも備えた構造を有する。また、有機色素を含有する記録層を用いたHLディスクは、一般に、光ビーム入射側から順に、有機色素を含有する記録層及び金属からなる熱拡散層(反射層の機能も有する)を少なくとも備えた構造を有する。
また、従来の相変化記録方式の光ディスクでは、光ディスクの記録層内の未記録状態に対応する結晶状態の領域の反射率が低く、記録状態に対応するアモルファス状態の領域の反射率が高くなるように設定された光ディスクも提案されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に開示された光ディスクでは、古い情報の上に新しい情報を重ね書き(オーバライト)したときに、古い情報の消去比が大きいという利点を有する。
一方、有機色素を含有する記録層を用いた光ディスク(以下、有機色素型の光ディスクという)においても、未記録状態の領域の反射率が低く、記録状態に対応する領域の反射率が高くなるように設定することができる。具体的には、上述した記録マーク形成の際に、記録層、基板及び反射層の変形や、記録層中あるいは記録層界面の空隙の発生を極力避け、記録層中の有機色素の光学常数変化により記録マークを形成することにより、未記録状態の領域の反射率を低くし、記録状態に対応する領域の反射率が高くすることができる。このような光ディスクでは、未記録領域の反射率が低くなるので記録感度が向上するという利点を有する。
なお、本明細書では、特許文献1に開示された光ディスクのように、光ビームを照射して情報を記録することにより、光ビームの照射部(記録状態の部分)の反射率が、低い値(Low level)から高い値(High level)に変化するような光ディスクを、Low to Highディスク、あるいは、単にLHディスクと称する。相変化記録方式のLHディスクは、記録層/誘電体層、記録層/金属反射層、誘電体層/記録層/誘電体層/金属反射層等の多層膜の構造を有し、多層膜を構成する膜間の干渉効果を利用することにより、未記録状態に対応する結晶状態の領域の反射率を低くし、記録状態に対応するアモルファス状態の領域の反射率を高くする。
また、従来、ZnS−SiO/SiO/ZnS−SiO/GeSbTe/ZnS−SiO/Al合金からなる多層膜構造を有する相変化記録方式のLHディスクが提案されている(例えば、非特許文献1を参照)。このLHディスクにおいても、多層膜を構成する各膜間の干渉効果を利用して、未記録状態に対応する結晶状態の領域の反射率を低くし、記録状態に対応するアモルファス状態の領域の反射率を高くしている。
特許2512087号(第4−6頁、第1図) Proc.SPIE vol.3401,p.103,1998
上述のように、従来、相変化記録方式の光ディスクの分野及び有機色素型の光ディスクの分野では、HLディスク及びLHディスク両方の検討がなされている。これらの光ディスクを従来の記録再生装置に装着して情報の記録及び再生を行う場合、膜構成の違いから、次のような問題が生じる。(1)HLディスクとLHディスクでは未記録状態(相変化の場合には結晶状態)の反射率が異なる。(2)未記録状態の反射率と情報記録後の平均反射率との関係がHLディスクとLHディスクで異なる。すなわち、光ディスクがHLディスクであるかLHディスクであるかによって、未記録状態及び記録状態の領域の反射率の値及び大小関係が異なるので、得られる再生信号のレベルも異なる。それゆえ、同じ記録再生装置でHLディスクとLHディスクの両方を安定して信頼性高く情報再生することはできないという問題が生じる。
上記問題を解決する方法として、例えば、記録再生装置に装着された光ディスクがHLディスク及びLHディスクのいずれであるか(以下、光ディスクの種類ともいう)という情報を光ディスクの物理フォーマット情報を格納するコントロールデータ領域に記録し、その情報に基づいて最適なゲイン調整を行ってからユーザー情報などを再生する方法が考えられる。
一般に、光ディスクのコントロールデータはエンボスピットで形成され、コントロールデータ領域とユーザーデータ領域とはほぼ隣接して形成される。そのため、相変化記録方式の光ディスク及び有機色素型の光ディスクでは、ユーザーデータ領域だけでなくコントロールデータ領域上にも、相変化膜や保護膜、及び有機色素膜等がそれぞれ形成される。このような従来の光ディスクでは、光ディスクの種類に関する情報をコントロールデータ領域に記録しても、光ディスクの種類によりコントロールデータ領域の反射率も変化するので、ゲイン調整をしなければコントロールデータだけでなく光ディスクの種類に関する情報もまた精度良く再生することはできない。それゆえ、コントロールデータ領域に光ディスクの種類に関する情報が記録された光ディスクでは、光ディスクの種類に応じて再生信号のゲイン調整をしながら光ディスクの種類に関する情報及びコントロールデータを再生することが必要になるので、ゲイン調整に時間がかかり、迅速にコントロールデータ及びユーザーデータの再生を行うことができないという問題が生じる。しかしながら、今のところ、この問題を解決する方法はなく、また、光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に応じてゲインを最適化する方法も見当たらない。
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、光ディスクがHLディスク及びLHディスクのいずれであっても、コントロールデータ及びユーザーデータを迅速に且つ信頼性高く再生することができる光ディスク及びその記録再生装置を提供することである。
本発明の第1の態様に従えば、光ディスクであって、ユーザー情報を記録する第1領域と、該光ディスクの半径方向に延在した複数のマークがトラック方向に配列された第2領域とを備え、第2領域に、該光ディスクの反射率に関する情報が記録されていることを特徴とする光ディスクが提供される。
一般のDVD等の光ディスクでは、光ディスクの内周付近の領域にはBCA(Burst Cutting Area)と呼ばれる領域が設けられている。BCAには、光ディスクの半径方向に延在した複数のマークがトラック方向に配列(バーコード状のマーク群)されており、この領域には光ディスクのメディアIDやバージョン情報等のディスクの識別情報が記録されている。このバーコード状のマーク群は半径方向に、例えば、約1mm程度の長さで形成されている。本発明の光ディスクでは、BCAのようなバーコード状のマーク群が形成された領域(第2領域)に、光ディスクの反射率に関する情報が記録されている。なお、以下では、本発明の光ディスクの第1領域をユーザーデータ領域、第2領域をバーコード領域ともいう。
本発明の光ディスクでは、上記光ディスクの反射率に関する情報が、第1領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報であることが好ましい。すなわち、本発明の光ディスクのバーコード領域には、光ディスクがHLディスク及びLHディスクのいずれであるのかを表わす情報が記録されていることが好ましい。また、本発明の光ディスクのバーコード領域には、光ディスクのユーザーデータ領域における記録状態及び未記録状態の具体的な反射率の値が記録されていても良い。
本発明の光ディスクのバーコード領域に形成されたバーコード状のマーク群は半径方向に十分な長さ(例えば、約1mm)で形成されているので、バーコード領域の情報を再生する場合には、光ビームの半径方向の位置制御を厳密に行わなくても容易にバーコード情報を再生することができる。すなわち、バーコード領域の情報は、厳密なトラッキング制御することなく、バーコード領域を光ヘッドでトレースするだけで再生することができる。それゆえ、バーコード領域に記録されている光ディスクの反射率に関する情報が短時間で容易に得られ、このバーコード領域に記録された光ディスクの反射率に関する情報に基づいて迅速に最適な再生信号のゲイン調整を行うことができる。その結果、バーコード領域に続いて光ディスクのコントロールデータ領域及びユーザーデータ領域の情報を再生する際に、光ディスクの種類に応じてゲイン調整する必要がなく、それらの情報を迅速に再生することができる。さらに、コントロールデータ領域及びユーザーデータ領域の情報を再生する前に再生信号の最適な増幅率が得られているので、コントロールデータ領域及びユーザーデータ領域の情報並びにトラッキングのためのサーボ信号が光ディスクの種類に関係無く十分な振幅で得られ、一層信頼性の高い情報再生及びトラッキング制御が可能になる。
本発明の光ディスクでは、第1領域に、同心円状若しくはスパイラル状の案内溝が形成されており、該案内溝を該光ディスクの半径方向に偏向させることによりアドレス情報が記録されていることが好ましい。
本発明の光ディスクでは、上記ユーザー情報が、上記案内溝及び案内溝間の少なくとも一方に記録され、且つ、第1領域のトラックピッチTPと、情報の記録再生に用いる光ビームの波長λと、集光レンズの開口数NAとの間に、
0.35×(λ/NA)≦TP≦0.7×(λ/NA)
の関係が成立することが好ましい。
情報の大容量化を図るためにトラックピッチを狭くすることは有効な方法である。しかしながら、例えば、相変化記録方式の光ディスクでは、非常に狭いトラックに記録マークを記録すると隣接トラックに記録されたマークの一部が結晶化してしまうという現象(いわゆる、クロスイレーズ)がきわめて発生し易くなる。また、有機色素型の光ディスクでは、非常に狭いトラックに記録マークを記録すると、隣接トラックのマークの一部が見えてしまう現象(いわゆる、クロストーク)が発生し易くなる。本発明者らの検証実験によると、レーザ光の波長をλ、レーザ光を集光レンズの開口数をNAとしたときに、トラックピッチTPが0.35×(λ/NA)より小さくなると、例えば、相変化記録方式の光ディスクでは、クロスイレーズが増大し、トラックピッチTPが0.7×(λ/NA)より大きくなると、大容量化を図ることが困難となることが分かった。それゆえ、例えば、相変化記録方式の光ディスクでは、トラックピッチTPを、0.35×(λ/NA)≦TP≦0.7×(λ/NA)の範囲の値になるように設定することにより、狭トラックピッチの場合であっても、クロスイレーズを大幅に低減できることを見出した。また、本発明者らは、有機色素型の光ディスクでは、トラックピッチTPを、0.35×(λ/NA)≦TP≦0.7×(λ/NA)の範囲の値になるように設定することにより、狭トラックピッチの場合であっても、クロストークを抑制することができることを見出した。
本発明の光ディスクでは、上記ユーザー情報が、上記案内溝及び案内溝間の両方に記録されていることが好ましい。情報を案内溝(グルーブ)及び案内溝間(ランド)の両方にユーザー情報を記録することにより記録密度を一層高めることができる。
また、本発明の光ディスクでは、上記光ディスクがBi、Ge及びTeを含む相変化材料で形成された記録層を備え、第1領域及び第2領域に該記録層が設けられていることが好ましい。特に、Bi、Ge、Teの組成比が((GeTe)(BiTe1−x1−yGe(ただし0.3≦x<1、0<y≦0.4)を満足する相変化材料で記録層が形成されていることが好ましい。なお、ユーザーデータ及び光ディスクの反射率に関する情報は、それぞれ第1領域(ユーザーデータ領域)及び第2領域(バーコード領域)上に形成された記録層に記録される。
Bi−Ge−Te系相変化材料で形成された記録層では、従来例(例えば、特開昭62−209741)に開示されているように、実用的な組成範囲はBi、Ge、Teを頂点とする三角組成図のGeTeとBiTeを結ぶ領域に存在する。しかしながら、本発明者らは、検証実験により、GeTeとBiTeを結ぶ線上よりもGeが過剰に添加された領域の相変化材料で記録層を形成することにより、信号品質が良好で、且つ、より優れた繰り返し耐久性を有する光ディスクが得られることを見出した。
この原因に関する本発明者らの仮説は以下の通りである。Bi−Ge−Te系材料には、現在明らかになっている範囲では、GeTe、BiTe、BiGeTe、BiGeTe、BiGeTeの化合物が存在する。Bi−Ge−Te系材料の組成により異なるが、記録層の溶融直後に再結晶化が起こる際、Bi、Ge、Te及び上記化合物のうち融点が高いものから順に溶融領域外縁部から再結晶化するものと考えられる。以下に、これらの物質を融点が高い順に並べると以下のようになる。
Ge:約937℃
GeTe:約725℃
BiGeTe:約650℃
BiTe:約590℃
BiGeTe:約584℃
BiGeTe:約564℃
Te:約450℃
Bi:約271℃
すなわち、Geの融点が最も高いので、Bi、Ge、Teを頂点とする三角組成図のGeTeとBiTeを結ぶ線上よりも、Geを過剰に添加したBi−Ge−Te系相変化材料で形成された記録層では、記録層の溶融領域(記録マーク)の外縁部にGeが偏析し易くなるものと考えられる。そして、溶融領域の外縁部にGeが過剰に存在することにより、溶融領域の外縁部の結晶化速度が遅くなり、結果的に外縁部からの再結晶化が抑制され、その結果、多数回書換えによって生じる再結晶化の「帯」の発生を抑制することができるものと考えられる。また、上記現象と同時に、トラック(記録マーク)中心付近では、融点のより低い材料が偏析し易くなるので結晶化速度が高速となり、高速記録時においても良好な消去性能を得ることができる。しかしながら、Geを過剰に添加しすぎると結晶化速度が低下してしまうので適度にGeを添加することが重要である。
また、記録層の形成材料としては、アモルファス状態の記録マークの保存寿命の観点から、アモルファス状態の相が複数存在せず、且つ、記録層材料の結晶化温度が高く、さらにアモルファス部分が結晶化する際の活性化エネルギーが大きいことが重要である。本発明者らは、Bi、Ge及びTeを頂点とする三角組成図のGe50Te50付近の組成で上記条件を満足することを見出した。これは、従来例(例えば、特開昭62−209741)にも開示されているように、GeTeの結晶化温度が200℃程度と高く、組成がBiTeに近づくに従って、結晶化温度が低下することが原因の一つであると考えられる。
また、本発明者らは、検証実験により、Ge50Te50付近では長期保存後においても、アモルファス状態が変化し難く、良好な消去特性が得られることを見出した。しかしながら、GeTe量が多すぎると結晶化速度が低下し、高速記録は不可能となり、BiTe量が多すぎると、結晶化温度が低下するため保存寿命が悪化することを見出した。それゆえ、記録層材料として最適な組成は、Ge50Te50に適当な量のBiTeを添加され、且つ、過剰なGeが存在する領域のBi−Ge−Te系材料を用いることが良いことが分かった。具体的には、本発明者らは、記録層を、Bi、Ge、Teの組成比が、((GeTe)(BiTe1−x1−yGe(ただし0.3≦x<1、0<y≦0.4)を満足する組成の相変化材料を用いて形成すればよいことを見出した。また、記録層に隣接してBiTe,SnTe,PbTe等を含有した核生成層を設けることにより、再結晶化を抑制する効果をさらに向上させることができる。なお、本発明の光ディスクでは、記録層材料が上記組成範囲の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子%が1%以内であれば、本発明の効果は失われない。
また、本発明の光ディスクでは、上記光ディスクが有機色素を含有する記録層を備え、第1領域及び第2領域に該記録層が設けられていることが好ましい。
本発明の第2の態様に従えば、光ディスクの半径方向に延在した複数のマークがトラック方向に配列された領域に該光ディスクの反射率に関する情報が記録されている光ディスクの記録再生装置であって、該光ディスクに光ビームを照射する光ヘッドと、該光ヘッドにより検出された再生信号に基づいて情報再生を行う信号処理回路と、該再生信号の増幅率を調整するゲイン調整回路と、該光ディスクの反射率に関する情報に基づいて、光ディスクの種類を識別する判別回路とを備え、該ゲイン調整回路が、該判別回路の判定結果に基づいて該再生信号の増幅率を調整することを特徴とする記録再生装置が提供される。
本発明の記録再生装置では、上記光ディスクの反射率に関する情報が、上記光ディスク内のユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報であることが好ましい。
本発明の第3の態様に従えば、光ディスクの半径方向に延在した複数のマークがトラック方向に配列された領域に該光ディスクの反射率に関する情報が記録されている光ディスクの再生方法であって、該領域に光ビームを照射する工程と、該領域からの反射光に基づいて該光ディスクの反射率に関する情報を再生する工程と、該再生された光ディスクの反射率に関する情報に基づいて、再生信号の増幅率を決定する工程と、該決定された再生信号の増幅率で、該領域以外の領域に記録された情報を再生する工程とを含む再生方法が提供される。
本発明の再生方法では、上記光ディスクの反射率に関する情報が、上記光ディスク内のユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報であることが好ましい。
本発明の第4の態様に従えば、光ディスクの製造方法であって、該光ディスクに記録膜を設ける工程と、該光ディスクの所定領域の記録膜に光ビームを照射して、半径方向に延在した複数のマークをトラック方向に配列したマーク群を形成する工程とを含み、該マーク群が、該光ディスクの反射率に関する情報として形成されていることを特徴とする製造方法が提供される。
本発明の製造方法では、上記光ディスクの反射率に関する情報が、上記光ディスク内のユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報であることが好ましい。
本発明の製造方法では、上記記録膜が相変化材料で形成され、上記マーク群を形成する工程が、上記ユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係に基づいて上記光ビームの強度を調整することによって上記ユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報を上記マーク群として記録膜に記録することを含むことが好ましい。
相変化材記録方式の光ディスクの所定領域(バーコード領域)の記録膜に光ビームを照射して、半径方向に延在したバーコード状のマーク群を形成する方法としては、バーコード領域の所定部分に、記録すべき情報に応じて高パワーの光ビームを照射して光ディスク上に形成されている記録膜を焼き切る方法や、バーコード領域上に相変化材料で形成された記録膜を設け、情報に応じて光ビームの強度を変調させながら光ビームを記録膜に照射して、バーコード領域の記録膜に結晶状態とアモルファス状態との領域を形成することによりバーコード状のマーク群を記録する方法などがある。本発明の製造方法では、特に、後者の方法でバーコード状のマーク群を形成することが好ましく、以下に後者の方法についてさらに説明する。
相変化材料で形成された記録膜はスパッタ等によって形成され、形成直後の状態はアモルファス状態にある。それゆえ、記録膜の形成直後の状態にバーコード状のマーク群を形成する場合、アモルファス状態(記録状態)はそのまま利用し、情報に応じて所定部分のみを結晶化(未記録状態)させることが好ましい。この形成方法は、光ディスク全面を初期結晶化(単に初期化と呼ばれることもある)する際に用いられる装置で行うこともできる。また、バーコード領域以外の領域を初期化してからバーコード領域にバーコード状のマーク群を記録しても良い。
本発明のバーコード領域の形成方法では、バーコード状のマーク群を形成する際に、光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に応じて光ビームの強度変調パターンを逆パターンにすることにより、光ディスクの種類に関係無く同じ極性の反射率パターンの情報を形成する。
相変化材記録方式の光ディスクにおける本発明のバーコード領域の形成方法の一例を示したのが図3である。例えば、図3(a)に示すような反射率パターンの情報をバーコード領域に記録する際の、HLディスクに照射するレーザ光の強度変調パターンを示したのが図3(c)である。HLディスクでは、図3(c)に示すように、図3(a)中の領域Hのように高反射率にしたい部分(未記録状態の部分)に、結晶化させるような強度(図3(c)では600mW)の光ビームを照射して結晶化し、図3(a)中の領域Lのように低反射率にしたい部分(記録状態の部分)には光ビームを照射しないかあるいは弱い強度(図3(c)では150mW)の光ビームを照射してアモルファス状態を維持する。HLディスクでは、光ビームを、図3(c)に示すような強度変調パターンで照射することにより、図3(a)に示すような反射率パターンに対応するバーコード状のマーク群を形成することができる。
一方、図3(a)に示すような反射率パターンのバーコード情報をLHディスクに記録する際に照射する光ビームの強度変調パターンを示したのが図3(b)である。LHディスクでは、図3(b)に示すように、図3(a)中の領域Hのように高反射率にしたい部分(記録状態の部分)には、光ビームを照射しないかあるいは弱い強度(図3(b)では150mW)の光ビームを照射してアモルファス状態を維持し、図3(a)中の領域Lのように低反射率にしたい部分(未記録状態の部分)には結晶化させるような強度(図3(b)では600mW)の光ビームを照射して結晶化する。LHディスクでは、光ビームを、図3(b)に示すような強度変調パターンで照射することにより、図3(a)に示すような反射率パターンに対応するバーコード状のマーク群を形成することができる。
図3から明らかなように、相変化材料で形成された記録膜にバーコード状のマーク群を形成する際には、図3(b)及び(c)に示すように、HLディスクとLHディスクで光ビームの強度変調のパターンを逆パターンにすることにより、HLディスク、LHディスクとも同じ反射率パターンの情報(図3(a))を形成することができる。このような形成方法で情報が記録されているバーコード領域の情報を再生すると、HLディスク、LHディスクともに同じ反射率範囲の値で再生することができる。それゆえ、バーコード領域の情報を再生する際に、光ディスクの種類に応じてゲイン調整等を行う必要がなくなり、バーコード領域の情報を迅速に且つ信頼性高く再生することができる。
また、本発明の製造方法では、上記記録層が有機色素を含有し、上記マーク群を形成する工程が、上記ユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係に基づいて上記光ビームの強度を調整することによって上記ユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報を上記マーク群として記録膜に記録することを含むことが好ましい。
有機色素型の光ディスクの所定領域(バーコード領域)の記録膜に光ビームを照射して、半径方向に延在したバーコード状のマーク群を形成する方法としては、相変化記録方式の光ディスクと同様に、バーコード領域の所定部分に記録すべき情報に応じて高パワーの光ビームを照射して光ディスク上に形成されている記録膜を焼き切る方法や、バーコード領域上に有機色素を含有する記録膜を設け、情報に応じて光ビームの強度を変調させながら光ビームを記録膜に照射して、バーコード領域の記録膜に記録を行うことによりバーコード状のマーク群を記録する方法などがある。本発明の製造方法では、有機色素型の光ディスクを製造する場合、特に、後者の方法でバーコード状のマーク群を形成することが好ましく、以下に後者の方法についてさらに説明する。
有機色素を含有する記録膜はスピンコート等によって形成され、形成直後の状態が未記録状態に対応している。それゆえ、記録膜の形成直後の状態にバーコード状のマーク群を形成する場合、情報に応じて所定部分のみ記録を行い、記録状態にさせることが好ましい。
本発明のバーコード領域の形成方法では、バーコード状のマーク群を形成する際に、光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に応じて光ビームの強度変調パターンを逆パターンにすることにより、光ディスクの種類に関係無く同じ極性の反射率パターンの情報を形成する。
有機色素型の光ディスクにおける本発明のバーコード領域の形成方法の一例を示したのが図6である。例えば、図6(a)に示すような反射率パターンの情報をバーコード領域に記録する際の、HLディスクに照射するレーザ光の強度変調パターンを示したのが図6(b)である。HLディスクでは、図6(b)に示すように、図6(a)中の領域Hのように高反射率にしたい部分(未記録状態の部分)には、光ビームを照射しないか、記録膜に変化が生じないような弱い強度(図6(b)では0.5mW)の光ビームを照射して未記録状態を維持し、図6(a)中の領域Lのように低反射率にしたい部分(記録状態の部分)には記録が行われる強度(図6(b)では10mW)の光ビームを照射して記録状態に変化させる。HLディスクでは、光ビームを、図6(b)に示すような強度変調パターンで照射することにより、図6(a)に示すような反射率パターンに対応するバーコード状のマーク群を形成することができる。
一方、図6(a)に示すような反射率パターンのバーコード情報をLHディスクに記録する際に照射する光ビームの強度変調パターンを示したのが図6(c)である。LHディスクでは、図6(c)に示すように、図6(a)中の領域Hのように高反射率にしたい部分(記録状態の部分)には、記録が行われる強度(図6(c)では10mW)の光ビームを照射して記録状態とし、図6(a)中の領域Lのように低反射率にしたい部分(未記録状態の部分)には、光ビームを照射しないか、記録膜に変化が生じないような弱い強度(図6(c)では0.5mW)の光ビームを照射して未記録状態を維持する。LHディスクでは、光ビームを、図6(c)に示すような強度変調パターンで照射することにより、図6(a)に示すような反射率パターンに対応するバーコード状のマーク群を形成することができる。
図6から明らかなように、有機色素を含有する記録膜にバーコード状のマーク群を形成する際には、図6(b)及び(c)に示すように、HLディスクとLHディスクで光ビームの強度変調のパターンを逆パターンにすることにより、HLディスク、LHディスクとも同じ反射率パターンの情報(図6(a))を形成することができる。このような形成方法で情報が記録されているバーコード領域の情報を再生すると、HLディスク、LHディスクともにほぼ同じ反射率範囲の値で再生することができる。それゆえ、バーコード領域の情報を再生する際に、光ディスクの種類に応じてゲイン調整等を行う必要がなくなり、バーコード領域の情報を迅速に且つ信頼性高く再生することができる。
本発明の光ディスクによれば、バーコード領域に光ディスクの反射率に関する情報が記録されているので、これらの情報が厳密なトラッキング制御及びゲイン調整なしに容易に得られ、これにより、迅速に最適な再生信号のゲイン調整を行うことができる。それゆえ、光ディスクのコントロールデータ領域及びユーザーデータ領域の情報並びにトラッキングのためのサーボ信号を検出する際に、光ディスクの種類に関係無く迅速に再生することが可能になり、且つ、十分な振幅の再生信号で検出することができるので、一層信頼性高く情報再生することができる。
本発明の記録再生装置及び再生方法によれば、光ディスクのバーコード領域に記録された光ディスクの反射率の情報を厳密なトラッキング制御及びゲイン調整なしに検出し、その情報に基づいて光ディスクの種類を判別して再生信号の最適な増幅率を決定する。それゆえ、光ディスクのコントロールデータ領域及びユーザーデータ領域の情報並びにトラッキングのためのサーボ信号を検出する際に、光ディスクの種類に関係無く迅速に再生することが可能になり、且つ、十分な振幅の再生信号で検出することができるので、一層信頼性高く情報再生することができる。
また、本発明の光ディスクの製造方法によれば、相変化材料で形成された記録層にバーコード状のマークを形成する際、あるいは、有機色素を含有する記録層にバーコード状のマークを形成する際に、図3あるいは図6に示すように、光ディスクの種類に応じて、光ビームの強度変調のパターンを逆パターンにすることによって、HLディスク、LHディスクとも同じ反射率パターンの情報を形成することができる。それゆえ、本発明の製造方法で作製された光ディスクでバーコード領域の情報を再生すると、光ディスクの種類(HLディスク又はLHディスク)に関係無く、ほぼ同じ反射率範囲の値で情報を再生することができる。その結果、バーコード領域の情報を再生する際に、光ディスクの種類に応じてゲイン調整等を行う必要がなくなり、迅速に且つ信頼性高くバーコード領域の情報を再生することが可能な光ディスクが得られる。
以下、本発明の光ディスク及び記録再生装置の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。
[光ディスクの構造]
実施例1では光ディスクとして相変化記録方式のHLディスクを作製した。この例で作製した光ディスクの概略平面図を図1に示した。この例の光ディスク10上には、図1に示すように、外周側からユーザーデータを記録するためのユーザーデータ領域A、光ディスク10の物理フォーマット情報を記録するためのコントロールデータ領域B、及び、半径方向に延在した複数のマークをトラック方向に配列して形成したバーコード状のマーク群(バーコード情報ともいう)により情報が記録されるバーコード領域Cが順次設けられている。
ユーザーデータ領域Aは、光ディスク10の半径約23.8mmから58.5mmの領域に設けられ、ユーザーデータ領域Aには、トラックピッチ0.68μm、深さ45nmの溝がスパイラル状に形成されている。また、ユーザーデータ領域Aには、溝を径方向に偏向させることによって、アドレス情報を含むヘッダー記録部(不図示)を形成した。
コントロールデータ領域Bは、光ディスク10の半径23.3mmから約23.8mmの領域に設けられ、光ディスク10の物理フォーマット情報は、トラックピッチ0.68μm、最短マーク長0.4μmの1−7変調のピット列で形成した。また、ユーザーデータ領域Aとコントロールデータ領域Bとの間には、約10μmのコネクション領域(不図示)を設けた。
バーコード領域Cは、光ディスク10の半径22.2mmから23.2mmの領域に設けられ、バーコード領域Cには、メディアIDやバージョン情報等のディスクの識別情報だけでなく、光ディスク10のユーザーデータ領域Aにおける未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報を記録した。具体的には、この例で作製した光ディスク10はHLディスクであるので、記録することによって反射率が低下するという情報をバーコード領域Cの所定位置に記録した。なお、バーコード領域Cには、光ディスクの反射率に関する情報として、ユーザーデータ領域Aにおける未記録状態の反射率及び記録状態の反射率の値を記録しても良い。バーコード領域Cへの情報の記録方法については後述する。
[光ディスクの製造方法]
この例で作製した光ディスクの概略断面図を図2に示した。この例で作製した光ディスク10は、図2に示すように、基板1上に、保護層2、第1熱安定化層3、記録層4、第2熱安定化層5、中間層6、熱拡散層7、UV樹脂層8及び透明基板9を順次積層した構造を有する。なお、この例では、光ディスク10のユーザーデータ領域A、コントロールデータ領域B及びバーコードC上に上記各層を形成した。次に、この例の光ディスクの作製方法を説明する。
まず、スタンパを用いて射出成型により、ポリカーボネート製の直径120mm、厚さ0.6mmの基板1を作製した。この際、ユーザーデータ領域Aにはトラックピッチ0.68μm、深さ45nmのスパイラル状の溝(グルーブ)を形成し、コントロールデータ領域Bには、トラックピッチ0.68μm、最短マーク長0.4μmのピット列を形成した。
次に、基板1上に、保護層2として(ZnS)80(SiO20を、スパッタリングにより58nmの膜厚で形成した。次いで、保護層2上に、第1熱安定化層3としてGeCr−N(相対比表示)を、スパッタリングにより1nmの膜厚で形成した。さらに、第1熱安定化層3上に、記録層4としてBiGe47Te50を、スパッタリングにより13nmの膜厚で形成した。次いで、記録層4上に、第2熱安定化層5としてGeCr−N(相対比表示)をスパッタリングにより1nmの膜厚で形成した。次いで、第2熱安定化層5上に、中間層6として(ZnS)50(SiO50をスパッタリングにより48nmの膜厚で形成した。そして、中間層6上に、熱拡散層7としてAl99Tiをスパッタリングにより150nmの膜厚で形成した。
次に、熱拡散層7上に、UV樹脂層8として紫外線硬化樹脂を塗布し、その上にさらに厚さ0.6mmのポリカーボネート製の透明基板9を載置した。次いで、透明基板9越しに紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させることにより透明基板9をUV樹脂層8上に貼り付けた。以上の製造方法により、図2に示した相変化記録方式の光ディスク10を得た。
なお、この例で作製した光ディスク10では、未記録状態(結晶状態)の部分の反射率が18%であり、記録状態(アモルファス状態)の部分、即ち、記録マーク部の反射率が5%であった。
[バーコード領域Cの形成方法]
この例で作製した光ディスクでは、上述のように、光ディスクの半径22.2mmから23.2mmまでの幅1mmの領域にバーコード領域Cを形成した。バーコード領域C内に形成されるバーコード状のマーク群は、初期化装置(不図示)を用いて、以下のようにして形成した。ただし、この例では、光ディスク全面を初期化(結晶化)する前に、バーコード領域C内にバーコード状のマーク群を形成した。なお、ユーザーデータ領域A及びコントロールデータ領域Bのみを初期化した後に、バーコード領域Cにバーコード状のマーク群を記録しても良い。
この例で作製した光ディスクを初期化装置内に装着し、光ディスクを2400rpmで回転させ、波長810nmのレーザ光を光ディスクに照射した。この際、レーザ光のスポットを、光ディスクの半径方向の長さが約50μm、トラック方向の長さ(幅)が約1μmの形状になるように絞込み、バーコード領域Cに記録する情報に応じて、バーコード領域C上の所定位置にレーザ光を照射した。ただし、光ディスクに照射したレーザ光のパワーは、600mWと150mWとの間で変調させた。
バーコード領域Cにバーコード状のマーク群を形成する際の、レーザ光の強度変調のパターンを図3に示した。図3では、図3(a)に示すような反射率パターンのバーコード情報を記録する際のレーザ光の強度変調の様子を図3(b)及び(c)に示した。図3(b)は、LHディスクにおけるレーザ光の強度変調パターンを示した図であり、図3(c)は、HLディスクにおけるレーザ光の強度変調パターンを示した図である。この例で作製した光ディスクはHLディスクであるので、図3(c)に示すようなレーザ光の強度変調を行いバーコード情報を記録した。なお、バーコード領域Cに情報を記録する直前は、光ディスクの記録層全面がスパッタリング直後の状態、すなわち、アモルファス状態である。それゆえ、この例では、高いレーザパワー(600mW)を照射した領域が加熱され結晶状態に変化し、その部分の反射率が変化することによってバーコード情報が記録される。
HLディスクでは、図3(c)に示すように、図3(a)中の領域Hのように高反射率にしたい部分(未記録状態の部分)には結晶化させるような強度(図3(c)では600mW)の光ビームを照射して結晶化し、図3(a)中の領域Lのように低反射率にしたい部分(記録状態の部分)には弱い強度(図3(c)では150mW)の光ビームを照射してアモルファス状態を維持した。このように光ビーム強度を変調することにより、図3(a)に示すような反射率パターンに対応するバーコード状のマーク群を形成した。
次に、レーザ光スポットの長手方向とディスクの半径方向をほぼ一致させながら、レーザ光スポットを光ディスクの1回転毎に半径方向の外側へ移動させた。この際、1回転あたりのレーザ光スポットの送り量を36μmとした。また、図1中のバーコード領域Cに示すように、バーコード状のマーク群を形成する各記録マークが光ディスクの中心に対して同じ幅で放射状に形成されるように、レーザ光変調のパターン(レーザ光照射のタイミング)をディスク1回転ごとに、記録すべき情報に同期させた。この例では、光ディスクを約30回転させて半径方向の長さが約1mm、トラック方向の幅が約1μmの記録マークをトラック方向に複数配列して、図1に示すようなバーコード領域Cのバーコード状のマーク群を形成した。
実施例2では、光ディスクとして相変化記録方式のLHディスクを作製した。この例で作製した光ディスクの概略平面図は、図1と同様であり、バーコード領域Cには、メディアIDやバージョン情報等の光ディスクの識別情報だけでなく、光ディスクのユーザーデータ領域Aにおける未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報を記録した。具体的には、この例で作製した光ディスクはLHディスクであるので、記録することによって反射率が上昇するという情報をバーコード領域Cの所定位置に記録した。なお、バーコード領域Cには、ディスクの反射率に関する情報として、ユーザーデータ領域Aにおける未記録状態の反射率及び記録状態の反射率の値を記録しても良い。バーコード領域Cへの情報の記録方法については後述する。
[光ディスクの製造方法]
この例で作製した光ディスクの概略断面図を図4に示した。この例で作製した光ディスク20は、図4に示すように、基板1上に、第1保護層21、第2保護層22、第3保護層23、第1熱安定化層3、記録層4、第2熱安定化層5、中間層6、熱拡散層7、UV樹脂層8及び透明基板9を順次積層した構造を有する。なお、この例では、光ディスク20のユーザーデータ領域A、コントロールデータ領域B及びバーコードC上に各層を形成した。次に、この例の光ディスクの作製方法を説明する。ただし、基板1は実施例1と同様にして作製した。
まず、基板1上に、第1保護層21として(ZnS)80(SiO20をスパッタリングにより50nmの膜厚で形成した。次いで、第1保護層21上に、第2保護層22としてAlをスパッタリングにより40nmの膜厚で形成した。次いで、第2保護層22上に、第3保護層23として(ZnS)80(SiO20をスパッタリングにより20nmの膜厚で形成した。すなわち、この例の光ディスクでは、保護層を3層構造とした。この例では、保護層を3層構造にすることにより各層間の干渉効果を利用して、未記録状態に対応する結晶状態の領域の反射率を低くし、記録状態に対応するアモルファス状態の領域の反射率を高くした。
次に、第3保護層23上に、第1熱安定化層3としてGeCr−N(相対比表示)をスパッタリングにより2nmの膜厚で形成した。次いで、第1熱安定化層3上に、記録層4としてBiGe47Te50をスパッタリングにより10nmの膜厚で形成した。さらに、記録層4上に、第2熱安定化層5としてGeCr−N(相対比表示)をスパッタリングにより2nmの膜厚で形成した。次いで、第2熱安定化層5上に、中間層6として(ZnS)50(SiO50をスパッタリングにより35nmの膜厚で形成した。そして、中間層6上に、熱拡散層7としてAl99Tiをスパッタリングにより150nmの膜厚で形成した。
次に、熱拡散層7上に、UV樹脂層8として紫外線硬化樹脂を塗布し、その上にさらに厚さ0.6mmのポリカーボネート製の透明基板9を載置した。次いで、透明基板9越しに紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させることにより透明基板9をUV樹脂層8上に貼り付けた。以上の製造方法により、図4に示した相変化記録方式の光ディスク20を得た。
なお、この例で作製した光ディスク20では、未記録状態(結晶状態)の部分の反射率が5%であり、記録状態(アモルファス状態)の部分、即ち、記録マーク部の反射率が16%であった。
[バーコード領域Cの形成方法]
この例で作製した光ディスクでは、バーコード領域Cにバーコード状のマーク群を形成する際のレーザ光の強度変調のパターンを変えた以外は、実施例1と同様にしてバーコード領域Cを形成した。以下に、この例で作製した光ディスクにおけるバーコード領域Cの形成方法を説明する。
この例でも、実施例1と同様に、図3(a)に示すような反射率パターンのバーコード情報を記録する際のレーザ光の強度変調を考える。この例で作製した光ディスクはLHディスクであるので、図3(b)に示すようなレーザ光の強度変調を行い、バーコード情報を記録した。なお、バーコード領域Cに情報を記録する直前は、光ディスクの記録層全面がスパッタリング直後の状態、すなわち、アモルファス状態である。それゆえ、この例では、高いレーザパワー(600mW)を照射した領域が加熱され結晶状態に変化し、その部分の反射率が変化することによって情報が記録される。
LHディスクでは、図3(b)に示すように、図3(a)中の領域Hのように高反射率にしたい部分(記録状態の部分)には弱い強度(図3(b)では150mW)のレーザ光を照射してアモルファス状態を維持し、図3(a)中の領域Lのように低反射率にしたい部分(未記録状態の部分)には結晶化させるような強度(図3(b)では600mW)のレーザ光を照射して結晶化した。このようにレーザ光強度を変調することにより、LHディスクにおいてもHLディスク同様、図3(a)に示すような反射率パターンに対応するバーコード状のマーク群を形成した。
図3から明らかなように、光ディスクがこの例のようにLHディスクである場合、そのレーザ光の強度変調パターン(図3(b))を、HLディスク(実施例1)のレーザ光の強度変調パターン(図3(c))と逆パターンにすることにより、同じ反射率パターンの情報(図3(a))を形成することができる。このような方法で情報が記録されているバーコード領域の情報を再生すると、光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に関係無く、同じ反射率範囲の値で情報を再生することができる。それゆえ、バーコード領域Cの情報を再生する際に、光ディスクの種類に応じてゲイン調整等を行う必要がなくなり、迅速に且つ信頼性高くバーコード領域Cの情報を再生することができる。
[光ディスクの構造]
実施例3では光ディスクとして有機色素記録膜を有するHLディスクを作製した。この例で作製した光ディスクの概略平面図は実施例1及び2と同様であり、図1に示すように、外周側からユーザーデータを記録するためのユーザーデータ領域A、光ディスクの物理フォーマット情報を記録するためのコントロールデータ領域B、及び、半径方向に延在した複数のマークをトラック方向に配列して形成したバーコード状のマーク群(バーコード情報ともいう)により情報が記録されるバーコード領域Cが順次設けられている。
ユーザーデータ領域Aは、光ディスクの半径約23.8mmから58.5mmの領域に設けられ、ユーザーデータ領域Aには、トラックピッチ0.4μm、深さ80nmの溝がスパイラル状に形成されている。また、ユーザーデータ領域Aには、溝を径方向に偏向させることによって、アドレス情報を含むヘッダー記録部(不図示)を形成した。
コントロールデータ領域Bは、光ディスクの半径23.3mmから約23.8mmの領域に設けられ、光ディスクの物理フォーマット情報は、トラックピッチ0.68μm、最短マーク長0.4μmの1−7変調のピット列で形成した。また、ユーザーデータ領域Aとコントロールデータ領域Bとの間には、約10μmのコネクション領域(不図示)を設けた。
バーコード領域Cは、光ディスクの半径22.2mmから23.2mmの領域に設けられ、バーコード領域Cには、メディアIDやバージョン情報等のディスクの識別情報だけでなく、光ディスクのユーザーデータ領域Aにおける未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報を記録した。具体的には、この例で作製した光ディスクはHLディスクであるので、記録することによって反射率が低下するという情報をバーコード領域Cの所定位置に記録した。なお、バーコード領域Cには、光ディスクの反射率に関する情報として、ユーザーデータ領域Aにおける未記録状態の反射率及び記録状態の反射率の値を記録しても良い。バーコード領域Cへの情報の記録方法については後述する。
[光ディスクの製造方法]
この例で作製した有機色素型の光ディスクの概略断面図を図7に示した。この例で作製した光ディスク30は、図7に示すように、基板1上に、下地層32、有機色素記録層34、熱拡散層7、UV樹脂層8及び透明基板9を順次積層した構造を有する。なお、この例では、光ディスク30のユーザーデータ領域A、コントロールデータ領域B及びバーコードC上に上記各層を形成した。次に、この例の光ディスクの作製方法を説明する。
まず、スタンパを用いて射出成型により、ポリカーボネート製の直径120mm、厚さ0.6mmの基板1を作製した。この際、ユーザーデータ領域Aにはトラックピッチ0.4μm、深さ80nmのスパイラル状の溝(グルーブ)を形成し、コントロールデータ領域Bには、トラックピッチ0.68μm、最短マーク長0.4μmのピット列を形成した。
次に、基板1上に、下地層32として(ZnS)80(SiO20を、スパッタリングにより20nmの膜厚で形成した。次いで、下地層32上に、カルボスチリル系化合物の中、下記化学式(1)で表される有機色素を含む有機色素記録層34を形成した。具体的には、下記化学式(1)で表される有機色素0.5gをオクタフルオロペンタノール40gに溶解し、これを40℃で30分間超音波分散した後、0.2μmのフィルターでろ過した。次いで、ろ過液を基板1上に回転数1300rpmでスピンコートし、80℃のオーブンで30分乾燥して有機色素記録層34を形成した。有機色素記録層34の膜厚は80nmであった。次いで、有機色素記録層34上に、熱拡散層7としてAg97RuCuをスパッタリングにより150nmの膜厚で形成した。
Figure 2005174528
次に、熱拡散層7上に、UV樹脂層8として紫外線硬化樹脂を塗布し、その上にさらに厚さ0.6mmのポリカーボネート製の透明基板9を載置した。次いで、透明基板9越しに紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させることにより透明基板9をUV樹脂層8上に貼り付けた。以上の製造方法により、図7に示した有機色素型の光ディスク30を得た。
なお、この例で作製した光ディスクでは、溝およびピットのないミラー領域における未記録状態の部分の反射率が40%であり、記録状態の部分、即ち、記録マーク部の反射率が10%であった。
[バーコード領域Cの形成方法]
この例で作製した光ディスクでは、上述のように、光ディスクの半径22.2mmから23.2mmまでの幅1mmの領域にバーコード領域Cを形成した。バーコード領域C内に形成されるバーコード状のマーク群は、405nmの波長のレーザを有するバーコード形成装置(不図示)を用いて、以下のようにして形成した。
この例で作製した光ディスクをバーコード形成装置内に装着し、光ディスクを2400rpmで回転させ、波長405nmのレーザ光を光ディスクに照射した。この際、レーザ光のスポットを、光ディスクの半径方向の長さ、トラック方向の長さ(幅)とも約0.6μmの形状になるように絞込み、バーコード領域Cに記録する情報に応じて、バーコード領域C上の所定位置にレーザ光を照射した。ただし、光ディスクに照射したレーザ光のパワーは、10mWと0.5mWとの間で変調させた。
バーコード領域Cにバーコード状のマーク群を形成する際の、レーザ光の強度変調のパターンを図6に示した。図6では、図6(a)に示すような反射率パターンのバーコード情報を記録する際のレーザ光の強度変調の様子を図6(b)及び(c)に示した。図6(b)は、HLディスクにおけるレーザ光の強度変調パターンを示した図であり、図6(c)は、LHディスクにおけるレーザ光の強度変調パターンを示した図である。この例で作製した光ディスクはHLディスクであるので、図6(b)に示すようなレーザ光の強度変調を行いバーコード情報を記録した。なお、バーコード領域Cに情報を記録する直前は、光ディスクの記録層全面が未記録状態である。それゆえ、この例では、高いレーザパワー(10mW)を照射した領域が加熱され記録状態に変化し、その部分の反射率が変化することによってバーコード情報が記録される。
HLディスクでは、図6(b)に示すように、図6(a)中の領域Hのように高反射率にしたい部分(未記録状態の部分)には弱い強度(図6(b)では0.5mW)の光ビームを照射して未記録状態を維持し、図6(a)中の領域Lのように低反射率にしたい部分(記録状態の部分)には記録が行われる強度(図6(b)では10mW)の光ビームを照射して記録状態とした。このように光ビーム強度を変調することにより、図6(a)に示すような反射率パターンに対応するバーコード状のマーク群を形成した。
次に、レーザ光スポットの長手方向とディスクの半径方向をほぼ一致させながら、レーザ光スポットを光ディスクの1回転毎に半径方向の外側へ移動させた。この際、1回転あたりのレーザ光スポットの送り量を0.6μm以下とした。また、図1中のバーコード領域Cに示すように、バーコード状のマーク群を形成する各記録マークが光ディスクの中心に対して同じ幅で放射状に形成されるように、レーザ光変調のパターン(レーザ光照射のタイミング)をディスク1回転ごとに、記録すべき情報に同期させた。この例では、光ディスクを約1700回転させて半径方向の長さが約1mm、トラック方向の幅が約1μmの記録マークをトラック方向に複数配列して、図1に示すようなバーコード領域Cのバーコード状のマーク群を形成した。
実施例4では、光ディスクとして有機色素記録層を有するLHディスクを作製した。この例で作製した光ディスクの概略平面図は実施例3すなわち図1と同様であり、バーコード領域Cには、メディアIDやバージョン情報等の光ディスクの識別情報だけでなく、光ディスクのユーザーデータ領域Aにおける未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報を記録した。具体的には、この例で作製した光ディスクはLHディスクであるので、記録することによって反射率が上昇するという情報をバーコード領域Cの所定位置に記録した。なお、バーコード領域Cには、ディスクの反射率に関する情報として、ユーザーデータ領域Aにおける未記録状態の反射率及び記録状態の反射率の値を記録しても良い。バーコード領域Cへの情報の記録方法については後述する。
[光ディスクの製造方法]
この例で作製した光ディスクの概略断面図を図8に示した。この例で作製した光ディスク40は、図8に示すように、基板1上に、有機色素記録層44、熱拡散層7、UV樹脂層8及び透明基板9を順次積層した構造を有する。なお、この例では、光ディスクのユーザーデータ領域A、コントロールデータ領域B及びバーコードC上に各層を形成した。次に、この例の光ディスクの作製方法を説明する。ただし、基板1は実施例3と同様にして作製した。
まず、基板1上に、カルボスチリル系化合物の中、実施例3と同様に上記化学式(1)で表される有機色素を含む有機色素記録層44を形成した。具体的には、上記化学式(1)で表される有機色素0.5gをオクタフルオロペンタノール40gに溶解し、これを40℃で30分間超音波分散した後、0.2μmのフィルターでろ過した。次いで、ろ液を基板1上に回転数1000rpmでスピンコートし、80℃のオーブンで30分乾燥して有機色素記録層44を形成した。有機色素記録層44の膜厚は150nmであった。次いで、有機色素記録層44上に、熱拡散層7としてAg97RuCuをスパッタリングにより150nmの膜厚で形成した。
次に、熱拡散層7上に、UV樹脂層8として紫外線硬化樹脂を塗布し、その上にさらに厚さ0.6mmのポリカーボネート製の透明基板9を載置した。次いで、透明基板9越しに紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させることにより透明基板9をUV樹脂層8上に貼り付けた。以上の製造方法により、図8に示した有機色素記録型の光ディスク40を得た。
なお、この例で作製した光ディスクでは、未記録状態の部分の反射率が16%であり、記録状態の部分、即ち、記録マーク部の反射率が32%であった。
[バーコード領域Cの形成方法]
この例で作製した光ディスクでは、バーコード領域Cにバーコード状のマーク群を形成する際のレーザ光の強度変調のパターンを変えた以外は、実施例3と同様にしてバーコード領域Cを形成した。以下に、この例で作製した光ディスクにおけるバーコード領域Cの形成方法を説明する。
この例でも、実施例3と同様に、図6(a)に示すような反射率パターンのバーコード情報を記録する際のレーザ光の強度変調を考える。この例で作製した光ディスクはLHディスクであるので、図6(c)に示すようなレーザ光の強度変調を行い、バーコード情報を記録した。なお、バーコード領域Cに情報を記録する直前は、光ディスクの記録層全面が未記録の状態である。それゆえ、この例では、高いレーザパワー(10mW)を照射した領域が記録状態に変化し、その部分の反射率が変化することによって情報が記録される。
LHディスクでは、図6(c)に示すように、図6(a)中の領域Hのように高反射率にしたい部分(記録状態の部分)には記録が行われる強度(図6(c)では10mW)のレーザ光を照射して記録状態にし、図6(a)中の領域Lのように低反射率にしたい部分(未記録状態の部分)には弱い強度(図6(c)では0.5mW)のレーザ光を照射して未記録状態を維持した。このようにレーザ光強度を変調することにより、LHディスクにおいてもHLディスク同様、図6(a)に示すような反射率パターンに対応するバーコード状のマーク群を形成した。
図6から明らかなように、光ディスクがこの例のようにLHディスクである場合、そのレーザ光の強度変調パターン(図6(c))を、HLディスク(実施例3)のレーザ光の強度変調パターン(図6(b))と逆パターンにすることにより、同じ反射率パターンの情報(図6(a))を形成することができる。このような方法で情報が記録されているバーコード領域の情報を再生すると、有機色素型の光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に関係無く、ほぼ同じ反射率範囲の値で情報を再生することができる。それゆえ、バーコード領域Cの情報を再生する際に、光ディスクの種類に応じてゲイン調整等を行う必要がなくなり、迅速に且つ信頼性高くバーコード領域Cの情報を再生することができる。
[記録再生装置]
上記実施例1〜4で作製した光ディスクに対して情報記録及び情報再生するための記録再生装置を図5に示した。この例の記録再生装置100は、図5に示すように、主に、実施例1〜4で作製した光ディスク50を回転させるためのモーター12と、光ディスク50にレーザ光を照射する光ヘッド13と、再生信号の増幅率を調整するゲイン調整回路14と、トラッキング制御のためのサーボ回路15と、光ディスク50の種類(HLディスクまたはLHディスク)を判別するためのLH/HL判定回路16と、再生信号に基づいて情報再生を行う再生信号処理回路17とから構成される。なお、図5に示した記録再生装置100では、情報再生部のみを記載した。記録再生装置500内の情報記録部は従来の光ディスクの記録再生装置と同様の構成であるので、図5では省略した。
再生信号処理回路17は、図5に示すように、主に、データ復調器18及びアドレス復調器19を備える。データ復調器18は、光ヘッド13からゲイン調整回路14を介して入力されたバーコード情報、コントロールデータ及びユーザーデータの再生信号に基づいて情報再生を行い、再生結果を再生情報処理系(不図示)に出力する。また、アドレス復調器19は、光ヘッド13からゲイン調整回路14を介して入力されたアドレス情報の再生信号に基づいて情報再生を行い、再生結果を再生情報処理系に出力する。
光ヘッド13は、波長405nmのレーザ光源と、開口数0.65の対物レンズとを備える。レーザ光を光ヘッド13から光ディスク50に照射する際には、光ディスク50面上に集光されたレーザ光の光ディスク50面上における強度が0.5mWとなるようレーザ光強度を調整した。なお、この例では、情報の記録再生を行う際の回転制御方法として、記録再生を行うゾーン毎に光ディスク50の回転数を変化させるZCLV方式を採用した。
図5に示した記録再生装置100における、情報の記録及び再生手順は以下の通りである。まず、光ディスク50を記録再生装置100に装着した後、モーター12により所定の回転数で光ディスク50を回転させる。次いで、回転された光ディスク50のバーコード領域Cに、光ヘッド13からレーザ光を照射して、バーコード領域Cの情報を再生した。この際、レーザ光の焦点位置が常にディスク面上に来るようにフォーカス調整を行った。
この際、バーコード領域Cの情報は、半径方向に十分な長さ(約1mm)を有するバーコード状のマーク群で形成されているので、レーザ光の半径方向の位置制御を厳密に行わなくても、すなわち、厳密なトラッキング制御しなくても容易に情報再生を行うことができる。また、バーコード領域Cに記録する情報を一周にわたって繰返し記録しておけば、バーコード領域Cの情報再生の信頼性がさらに向上する。また、上述のバーコード領域Cの形成方法で説明したように、光ディスク50のバーコード領域Cには、光ディスク50の種類(HLディスクまたはLHディスク)に関係無く、バーコード状のマーク群の反射率の範囲が同じ値になるように形成されているので、バーコード領域Cの情報再生においては、光ディスク50の種類に応じてゲイン調整することなく迅速に且つ信頼性高く再生
することができる。
次に、バーコード領域Cから検出された再生信号のうち、光ディスク50がHLディスクであるかLHディスクであるかを示す情報、すなわち、光ディスク50の反射率に関する情報が、ゲイン調整回路14を介してLH/HL判定回路16に入力される。
LH/HL判定回路16では、入力された光ディスク50の反射率に関する情報に基づいて、光ディスク50がHLディスクであるかLHディスクであるかを判定する。次いで、その判定結果がゲイン調整回路14に送られ、ゲイン調整回路14は、その判定結果に基づいて、光ヘッド13から入力される再生信号の最適な増幅率を決定する。
次に、光ヘッド13をコントロールデータ領域Bに移動させ、トラッキング制御を行いコントロールデータを再生した。コントロールデータ領域Bに予め記録されているピット列から、ディスクの物理フォーマット(記録極性、反射率など)や記録条件(記録線速度、記録パワー、記録パルス幅など)関する情報を読み出して、記録再生装置内の記録制御部(不図示)に記憶した。
次いで、光ヘッド13をユーザーデータ領域Aの所定のアドレス領域に移動させ、再生されたコントロールデータ領域Bの情報に基づいてデータ記録を行った。
ユーザーデータ領域Aに記録された情報の再生手順は、次の通りである。光ヘッド13をユーザーデータ領域Aの所定のアドレス領域に移動させてレーザ光を照射し、光ディスク50からの反射光信号(再生信号)を光ヘッド13で検出した。光ヘッド13で検出された再生信号はゲイン調整回路14で最適な増幅率で増幅され、データ復調器18に送られる。データ復調器18では、増幅された再生信号からユーザー情報を再生して、再生情報処理系に出力した。
上述の記録再生装置では、コントロールデータ領域Bとユーザーデータ領域Aの情報を再生する前に、バーコード領域Cに記録された光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に関する情報に基づいて、最適な再生信号の増幅率を決定することができる。それゆえ、コントロールデータ領域Bとユーザーデータ領域Aの情報を再生する際に、光ディスクの種類に応じてゲイン調整することなく最適な振幅の再生信号が得られる。それゆえ、光ディスクに記録された情報を一層迅速に且つ信頼性高く再生することが可能になる。また、光ディスクのトラッキングのためのサーボ信号を検出する際にも、光ディスクの種類に関係無く最適な振幅で信号を検出することができるので、一層信頼性高く情報再生することができる。
上述の記録再生装置に実施例1〜4で作製した光ディスクをそれぞえ装着して情報の記録及び再生を行ったところ、相変化記録型及び有機色素型の光ディスクがHLディスクであるかLHディスクであるかに関係無く、ユーザー情報をゲイン調整なしで信頼性高く再生することができた。
上記実施例1及び2では、図3に示すように、光ディスクのバーコード領域Cのバーコード状のマーク群を形成する際、アモルファス状態に保つ領域には、弱い強度(150mW)のレーザ光を照射したが、本発明はこれに限定されず、アモルファス状態に保つ領域にレーザ光を照射しなくても良い。
上記実施例1〜4では、図1中のバーコード領域Cに情報を光ディスク1周に渡って記録したが、本発明はこれに限定されず、バーコード領域Cの一部にバーコード状のマーク群を形成しても良い。また、バーコード領域Cに記録すべき1セットの情報(光ディスクの識別情報、光ディスクの反射率に関する情報等)を繰返し記録しても良い。バーコード領域Cに繰返し情報を記録することにより、バーコード領域Cの情報の信頼度がさらに向上する。
本発明の光ディスクによれば、バーコード領域に光ディスクの反射率に関する情報が記録されているので、これらの情報が厳密なトラッキング制御及びゲイン調整なしに容易に得られる。この結果、迅速に最適な再生信号のゲイン調整を行うことができる。それゆえ、本発明の光ディスクは、光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に関係無く、迅速に且つ信頼性高くコントロールデータ領域及びユーザーデータ領域の情報並びにトラッキングのためのサーボ信号を再生すことが可能な光ディスクとして好適である。
本発明の記録再生装置及び再生方法によれば、光ディスクのバーコード領域に記録された光ディスクの反射率の情報を厳密なトラッキング制御及びゲイン調整なしに検出し、その情報に基づいて光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)を判別して再生信号の最適な増幅率を決定する。それゆえ、本発明の記録再生装置及び再生方法は、光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に関係無く、迅速に且つ信頼性高くコントロールデータ領域及びユーザーデータ領域の情報並びにトラッキングのためのサーボ信号を再生するための記録再生装置及び再生方法として好適である。
また、本発明の光ディスクの製造方法によれば、相変化材料で形成された記録層にバーコード状のマークを形成する際に、光ディスクの種類に応じて、図3に示すように、光ビームの強度変調のパターンを逆にすることによって、HLディスク、LHディスクとも同じ反射率パターンの情報を形成することができる。また、有機色素材料で形成された記録層にバーコード状のマークを形成する際に、光ディスクの種類に応じて、図6に示すように、光ビームの強度変調のパターンを逆にすることによって、HLディスク、LHディスクとも同じ反射率パターンの情報を形成することができる。その結果、本発明の製造方法で作製された光ディスクでは、バーコード領域の情報を再生する際に、光ディスクの種類(HLディスクまたはLHディスク)に関係無く同じ反射率範囲の値で再生することができる。それゆえ、本発明の製造方法は、光ディスクの種類に応じてゲイン調整等を行わずに、迅速且つ信頼性高くバーコード領域の情報を再生することが可能な光ディスクを製造するための製造方法として好適である。
図1は、実施例1で作製した光ディスクの概略平面図である。 図2は、実施例1で作製した光ディスクの概略断面図である。 図3は、実施例1及び2で作製した光ディスクにおけるバーコード領域Cにおける情報の反射率パターンとそのパターンを形成するためのレーザ光の強度変調の様子を表わした図であり、図3(a)は反射率パターンであり、図3(b)は相変化記録膜を用いたLHディスクにおけるレーザ光の強度変調パターンであり、図3(c)は相変化記録膜を用いたHLディスクにおけるレーザ光の強度変調パターンである。 図4は、実施例2で作製した光ディスクの概略断面図である。 図5は、本発明の記録再生装置の概略構成図である。 図6は、実施例3及び4で作製した光ディスクにおけるバーコード領域Cにおける情報の反射率パターンとそのパターンを形成するためのレーザ光の強度変調の様子を表わした図であり、図6(a)は反射率パターンであり、図6(b)は有機色素記録膜を用いたHLディスクにおけるレーザ光の強度変調パターンであり、図3(c)は有機色素記録膜を用いたLHディスクにおけるレーザ光の強度変調パターンである。 図7は、実施例3で作製した光ディスクの概略断面図である。 図8は、実施例4で作製した光ディスクの概略断面図である。
符号の説明
1 基板
2 保護層
3 第1熱安定化層
4 記録層
5 第2熱安定化層
6 中間層
7 熱拡散層
8 UV樹脂層
9 透明基板
10,20,30,40,50 光ディスク
12 モーター
13 光ヘッド
14 ゲイン調整回路
15 サーボ回路
16 LH/HL判定回路
17 再生信号処理回路
18 データ復調器
19 アドレス復調器
21 第1保護層
22 第2保護層
23 第3保護層
32 下地層
34,44 有機色素記録層
100 記録再生装置

Claims (15)

  1. 光ディスクであって、
    ユーザー情報を記録する第1領域と、
    該光ディスクの半径方向に延在した複数のマークがトラック方向に配列された第2領域とを備え、
    第2領域に、該光ディスクの反射率に関する情報が記録されていることを特徴とする光ディスク。
  2. 上記光ディスクの反射率に関する情報が、第1領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報であることを特徴とする請求項1に記載の光ディスク。
  3. 第1領域に、同心円状若しくはスパイラル状の案内溝が形成されており、該案内溝を該光ディスクの半径方向に偏向させることによりアドレス情報が記録されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光ディスク。
  4. 上記ユーザー情報が、上記案内溝及び案内溝間の少なくとも一方に記録され、且つ、第1領域のトラックピッチTPと、情報の記録再生に用いる光ビームの波長λと、集光レンズの開口数NAとの間に、
    0.35×(λ/NA)≦TP≦0.7×(λ/NA)
    の関係が成立することを特徴とする請求項3に記載の光ディスク。
  5. 上記ユーザー情報が、上記案内溝及び案内溝間の両方に記録されていることを特徴とする請求項4に記載の光ディスク。
  6. 上記光ディスクがBi、Ge及びTeを含む相変化材料で形成された記録層を備え、第1領域及び第2領域に該記録層が設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光ディスク。
  7. 上記光ディスクが有機色素を含有する記録層を備え、第1領域及び第2領域に該記録層が設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光ディスク。
  8. 光ディスクの半径方向に延在した複数のマークがトラック方向に配列された領域に該光ディスクの反射率に関する情報が記録されている光ディスクの記録再生装置であって、
    該光ディスクに光ビームを照射する光ヘッドと、
    該光ヘッドにより検出された再生信号に基づいて情報再生を行う信号処理回路と、
    該再生信号の増幅率を調整するゲイン調整回路と、
    該光ディスクの反射率に関する情報に基づいて、光ディスクの種類を識別する判別回路とを備え、
    該ゲイン調整回路が、該判別回路の判定結果に基づいて該再生信号の増幅率を調整することを特徴とする記録再生装置。
  9. 上記光ディスクの反射率に関する情報が、上記光ディスク内のユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報であることを特徴とする請求項8に記載の記録再生装置。
  10. 光ディスクの半径方向に延在した複数のマークがトラック方向に配列された領域に該光ディスクの反射率に関する情報が記録されている光ディスクの再生方法であって、
    該領域に光ビームを照射する工程と、
    該領域からの反射光に基づいて該光ディスクの反射率に関する情報を再生する工程と、
    該再生された光ディスクの反射率に関する情報に基づいて、再生信号の増幅率を決定する工程と、
    該決定された再生信号の増幅率で、該領域以外の領域に記録された情報を再生する工程とを含む再生方法。
  11. 上記光ディスクの反射率に関する情報が、上記光ディスク内のユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報であることを特徴とする請求項10に記載の再生方法。
  12. 光ディスクの製造方法であって、
    該光ディスクに記録膜を設ける工程と、
    該光ディスクの所定領域の記録膜に光ビームを照射して、半径方向に延在した複数のマークをトラック方向に配列したマーク群を形成する工程とを含み、
    該マーク群が、該光ディスクの反射率に関する情報として形成されていることを特徴とする製造方法。
  13. 上記光ディスクの反射率に関する情報が、上記光ディスク内のユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報であることを特徴とする請求項12に記載の製造方法。
  14. 上記記録膜が相変化材料で形成され、上記マーク群を形成する工程が、上記ユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係に基づいて上記光ビームの強度を調整することによって上記ユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報を上記マーク群として記録膜に記録することを含むことを特徴とする請求項13に記載の製造方法。
  15. 上記記録層が有機色素を含有し、上記マーク群を形成する工程が、上記ユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係に基づいて上記光ビームの強度を調整することによって上記ユーザー情報領域における未記録状態の反射率と記録状態の反射率との関係を表わす情報を上記マーク群として記録膜に記録することを含むことを特徴とする請求項13に記載の製造方法。
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