JP2006024299A - 光ディスク原盤、光記録媒体および光記録媒体の再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ディスクのデータを多値記録した際、多値数を増やして記録密度を向上させ、また、多値数を増やしてもノイズの影響を受けにくく、多値データを正しく再生できるようにする。
【解決手段】 グルーブまたはピットの深さとウォブルの径方向への変位をそれぞれ複数段階に設定し、深さ多値記録とウォブル多値記録とを併用することにより、多値データの多値数を増すことができ、高密度化が可能となる。また、再生ＲＦ信号レベルと、再生プッシュプル信号レベルとを用いて再生することから、データの多値数を増加してもノイズの影響を受けにくく、確実にデータを再生することができる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、光ディスク原盤、光記録媒体および光記録媒体の再生方法に関するもので、特に、多値のディジタルデータを記録した光ディスク原盤、光記録媒体および光記録媒体の再生方法に関する。

従来の光ディスクは、２値のデータをピットやマークの有無に対応させる２値記録である。ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）は、トラックピッチを小さくすることにより７４分の記録再生時間から８０分の記録再生時間を達成し、８％程度の高密度化を実現した。また、線速度を１．２ｍ／ｓから１．１ｍ／ｓにし、線密度を上げることによっても８％程度の高密度化を図ることが可能であった。しかしながら、このような２値記録では記録密度の向上に限界がある。

そこで、光ディスクの高容量化を可能とする方法として、特許文献１に示されるように、ウォブルグルーブのウォブル極性を複数段階に設定して、多値データを記録再生するようにした光ディスクが提案されている。また、特許文献２に示されるとおり、ピット深さの異なる３値以上のデータが記録された光ディスクにおいて、光ディスクからのＲＦ信号レベルとプッシュプル信号レベルとを検出し、ＲＦ信号レベルと上記プッシュプル信号レベルとから光ディスクの記録データを再生するようにした光ディスクの再生方法が提案されている。

上述した特許文献１、特許文献２の方法を用いることにより、それぞれ２倍程度の高密度化を実現している。
特許２７２０４９４号公報 特開平５−２０５２７６号公報

ところが、上述したウォブル量の多値記録再生や深さの多値記録再生など、単独の記録再生では、２倍程度の高密度化にとどまっていた。

したがって、この発明の目的は、さらに記録密度の向上が図れると共に、多値数を増やしてもノイズの影響を受けにくく、多値データを正しく再生できる光ディスク原盤、光記録媒体および光記録媒体の再生方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明の第１の態様は、多値化信号が記録される光記録媒体の光ディスク原盤において、グルーブまたはピット深さの異なる３値以上のデータと、グルーブまたはピットがディスクの径方向に変位することにより得られる３値以上のデータとに対応する凹凸パターンが形成された光ディスク原盤である。

また、この発明の第２の態様は、多値化信号が記録される光記録媒体において、グルーブまたはピット深さの異なる３値以上のデータと、グルーブまたはピットがディスクの径方向に変位することにより得られる３値以上のデータとに対応する凹凸パターンが形成された光記録媒体である。

さらに、この発明の第３の態様は、グルーブまたはピット深さの異なる３値以上のデータと、グルーブまたはピットがディスクの径方向に変位することによって得られる３値以上のデータとを用いて記録された光記録媒体の再生方法であって、上記光記録媒体を再生し、ＲＦ信号とプッシュプル信号とを出力するステップと、上記ＲＦ信号と上記プッシュプル信号とから上記光記録媒体の記録データを判別するステップからなる光記録媒体の再生方法である。

この発明によれば、ウォブル多値記録と深さ多値記録との併用により、多値データの多値数を増すことができ、高密度化が可能となる。また、再生ＲＦ信号レベルと、再生プッシュプル信号レベルとを用いて再生することから、データの多値数を増加してもノイズの影響を受けにくく、確実にデータを再生することができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示した光学記録装置は、レジスト基板１の上に成膜されたレジスト層２を露光して、レジスト層２にグルーブの潜像を形成するためのものである。

この光学記録装置は、参照符号５で示されるレーザ（露光光源）と、参照符号２０で示される変調光学系（ＯＭ：Optical Modulator）と、参照符号２２で示される光学移動テーブルと、参照符号３で示されるターンテーブルと、参照符号４で示されるスピンドルサーボとからなる。

レーザ４としては任意のものが使用可能であるが、短波長のレーザ光を出射するものが好ましい。具体的には、例えば、波長λが４１３ｎｍのレーザ光を出射するＫｒレーザなどが好適である。

変調光学系２０は、音響光学変調器（ＡＯＭ：Acousto Optical Modulator）７と、集光レンズＬ１と、レンズＬ２とで構成されている。音響光学変調器９はレーザによって出射された強度の異なった露光ビームをさらに強度変調するものであり、これによって８段階に深さが異なるグルーブを露光することが可能となる。

光学移動テーブル２２は、主に偏向光学系（ＯＤ：Optical Deflector）２1と偏光ビームスプリッタＰＢＳと対物レンズＬ４から構成されている。

偏向光学系２１は、ウォブルグルーブのウォブルに対応するように、露光ビームに対して光学偏向を施すためのものである。偏向光学系２１は音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto Optical Deflector）１２と、ウェッジプリズム１１とからなる。

音響光学偏向器１２は、入射したレーザビームを所望する露光パターンに対応するように光学偏向を施すものである。ここで、音響光学偏向器１２に使用される音響光学素子としては、例えば、酸化テルル（ＴｅＯ_２）が好適である。

音響光学偏向器１２には、この音響光学偏向器１２を駆動するための駆動用ドライバ１３が取り付けられている。この駆動用ドライバ１３には、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）１４からの高周波信号が、複数段階矩形ウォブルさせた制御信号により変調され、供給される。そして、レジスト層２の露光時には、所望の露光パターンに応じた信号が、電圧制御発振器１４から駆動用ドライバ１３に入力され、当該信号に応じて駆動用ドライバ１３によって音響光学偏向器１２が駆動される。これにより、露光ビームに対して光学偏向が施される。

ウェッジプリズム１１は、音響光学偏向器１２の音響光学素子の格子面に対してブラッグ条件を満たすように露光ビームが入射するようにするとともに、音響光学偏向器１２によって露光ビームに対して光学偏向を施しても、ビーム水平高さが変わらないようにするためのものである。換言すれば、ウェッジプリズム１１、音響光学偏向器１２およびウェッジプリズム１１は、音響光学偏向器１２の音響光学素子の格子面が第２の露光ビームに対してブラッグ条件を満たし、且つ、偏向光学系２１から出射される露光ビームのビーム水平高さが変わらないように配置される。

ターンテーブル３は、レジスト層２に露光する際、レジスト基板１をターンテーブル３上に取り付け、レジスト層２の全面にわたって所望のパターンでの露光がなされるようにレジスト基板１を回転させると共に、径方向に移動させるものである。

上述した光学記録装置を用いて、レジスト基板の表面にピットまたはグルーブに対応した凹凸パターンを露光し、光ディスクを作製する。

最初に、表面が十分に平滑化されたガラス原盤１上に、スパッタリングによりレジスト層を成膜する。

ここで、グルーブ深さを複数段階変える方法として、７層のフォトレジストを用い、レーザ光をＡＯＭにより８値の強度に変調し、８段階に深さが異なる断面形状が台形なグルーブを露光する。

グルーブ深さは露光ビームのパワーと、７層のフォトレジストの各層の膜厚を変えることにより可能である。各層の膜厚は位相深さであり、レーザ光源の波長をλ、レジスト層材料の屈折率をｎとすると、第１層から第７層はそれぞれ以下のように表すことができる。また、λは後に使用する光ピックアップの波長λ＝７８５ｎｍ、ｎはディスク基板の材料として用いるポリカーボネートの屈折率ｎ＝１．５８を用いた。

７層のレジストの各層の膜厚は、最上層を第１層、最下層を第７層とし、第１層３２ｎｍ、第２層３３ｎｍ、第３層３４ｎｍ、第４層３５ｎｍ、第５層３６ｎｍ、第６層３７ｎｍ、第７層３８ｎｍである。第１層目までの深さ３２ｎｍ（λ／１６ｎ）、第２層目までの深さ６５ｎｍ（λ／８ｎ）、第３層目までの深さ９９ｎｍ（３λ／１６ｎ）、第４層目までの深さ１３４ｎｍ（λ／４ｎ）、第５層目までの深さ１７０ｎｍ（５λ／１６ｎ）、第６層目までの深さ２０７ｎｍ（３λ／８ｎ）、第７層目までの深さ２４５ｎｍ（７λ／８ｎ）とした。

なお、グルーブがテーパー状となっており、実際の深さよりも浅く検出してしまうため、各層は実際にλ＝７８５、ｎ＝１．５８として求めた値よりも大きくし、所定の信号が得られるようにしてある。また、グルーブが深くなるほどテーパー部の影響が大きくなるため、レジストの下層になるほど膜厚を大きくしてある。

また、グルーブを複数段階にウォブルさせる、ウォブル振幅量を変化させるには、複数段階矩形ウォブル制御信号の振幅量を変化させる。

まず、レジスト層の成膜が終了したレジスト基板を、図１に示される光学記録装置のターンテーブル３にレジスト層２が上側になるようセットする。

Ｋｒレーザ光源５より出射された露光ビームは、平行ビームのまま直進して、電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro Optical Modulator）６により強度変調され、検光子を通過したあと、一部が光路分離用ビームスプリッタＢＳ１を通過し、他の一部がビームスプリッタＢＳ１によって反射される。

ビームスプリッタＢＳ１の透過光は、光検出器（ＰＤ：Photo Detector）７により電気信号に変換されて光出力制御部（ＡＰＣ：Auto Power Controller）８に供給される。光出力制御部８は、光検出器より供給される信号に基づいて制御信号を生成し、この制御信号を電気光学変調器６に供給する。電気光学変調器６は、光出力制御部８から供給される制御信号の信号電界に応じて、光源から出射されるレーザ光の強度変調を行う。

このように、レーザ光の一部を光検出器により検出し、これに基づいて光出力制御部８により電気光学変調器６に対してフィードバック制御を行うことにより、電気光学変調器６を透過するレーザ光の光出力を安定させるようになされている。さらに、回転数一定（ＣＡＶ：Constant Angular Velocity）の記録の場合、半径により線速度が異なるため、線速度が変化しても単位面積あたりの露光量を一定にする必要がある。光出力制御部８により電気光学変調器６に対してフィードバック制御を行う際、半径方向の線速度の変化に対応して線形に電気光学変調器６を透過するレーザ光の光出力を変化させ、単位面積あたりの露光量が一定とされる。このため、光出力制御部８に対して線速度の変化を補正するための制御信号が端子から供給される。このように、半径による線速度の変化に対応してレーザ光の強度を変化するので、単位面積あたりの露光量を一定にしながら記録できる。

ビームスプリッタＢＳ１を透過した露光ビームは、変調光学系２０に導かれる。変調光学系２０では、集光レンズＬ１を用いてレーザ光をＡＯＭ９に集光し、このＡＯＭ９により強度変調される。その後発散したレーザ光は、レンズＬ２によって平行ビームになる。そして、変調光学系２０から出射された露光ビームは、ミラーＭ１によって反射され、移動光学テーブル２２上に水平且つ平行に導かれる。

移動光学テーブル２２内の偏向光学系２１に入射した露光ビームは、ウェッジプリズム１１を介して音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto Optical Deflector）１２に入射し、この音響光学偏向器１２によって、所望する露光パターンに対応するように光学偏向が施される。

具体的には、例えば、線速度ｖ＝１．２０ｍ／ｓ、周波数（３Ｔ；７２０ｋＨｚ，４Ｔ；５４０ｋＨｚまたは５Ｔ；４３２ｋＨｚ）にてグルーブを複数段階、例えば２段階の矩形ウォブルさせる。グルーブにクロック情報を付加するような場合には、例えば中心周波数が２２４ＭＨｚの高周波信号を周波数（３Ｔ；７２０ｋＨｚ，４Ｔ；５４０ｋＨｚまたは５Ｔ；４３２ｋＨｚ）の制御信号を、電圧制御発振器１２から駆動用ドライバ１３に供給する。そして、この信号に応じて、駆動用ドライバ１３によって音響光学偏向器１２を駆動し、当該音響光学偏向器１２の音響光学素子のブラッグ角を変化させ、これにより、周波数（３Ｔ；７２０ｋＨｚ，４Ｔ；５４０ｋＨｚまたは５Ｔ；４３２ｋＨｚ）のウォブルに対応するように、露光ビームに対して光学偏向を施す。

ここで、（３Ｔ；７２０ｋＨｚ）は、径方向に７２０ｋＨｚの周波数でウォブリングさせることを意味し、その場合に半周期分の長さが３Ｔをなることを意味する。

そして、音響光学偏向器１２によって光学偏向が施された露光ビームは、ウェッジプリズム１１を介して偏向光学系２１から出射される。

そして、音響光学変調器９により８値の強度変調が施され、偏向光学系２１によってグルーブを複数段階にウォブルさせた露光ビームは、ミラーＭ２によって反射されて進行方向が９０°曲げられた上で、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１５に入射する。露光ビームはＰＢＳ１５によって反射される。ここで、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過するようになされている。

そして、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１５から出射した露光ビームは、拡大レンズＬ３によって所定のビーム径とされた上でミラーＭ５によって反射される。その後露光ビームは対物レンズＬ４へと導かれ、当該対物レンズＬ４によって７層のフォトレジスト２上に集光される。これにより、７層のレジスト２が露光され、潜像が形成される。このとき、７層のレジスト２が塗布されているガラス原盤１は、上述したように、７層のレジスト２の全面にわたって所望のパターンでの露光がなされるように、ターンテーブル３によって回転駆動されるとともに、移動光学テーブル２２によって平行移動される。この結果、露光ビームの照射軌跡に応じた潜像が、７層のレジスト２の全面にわたって形成される。

一例として、対物レンズの開口数ＮＡを０．９とする。ＡＯＭおよびＡＯＤの音響光学素子は酸化テルル（ＴｅＯ_２）が用いられる。

次に、レジスト基板の現像を行う。図示しない現像機を用い、レジスト基板をレジスト層が上部になるように現像機のターンテーブルに載置して、当該レジスト基板を水平面に対して回転させる。この後、レジスト層上に現像液を滴下して、当該レジストを現像処理する。これにより、レジスト基板の信号形成面に記録信号に基づく凹凸パターンが形成される。

ここで、現像液としては酸またはアルカリ等の液体を用い、現像に用いられるアルカリ溶液としてはテトラメチルアンモニウム水酸化溶液、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｎａ₂ＣＯ₃等があり、酸性溶液としては塩酸、硝酸、硫酸、燐酸等が挙げられる。これらの中から任意のものを使用すればよい。

次に、レジスト基板の凹凸パターン上に無電界メッキ法等により、ニッケル皮膜でなる導電化膜層を形成する。導電化膜層が形成されたレジスト基板を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜層上に３００±５〔μｍ〕程度の厚さになるようにニッケルメッキ層を形成する。

続いて、ニッケルメッキ層が形成されたレジスト基板からニッケルメッキ層をカッター等で剥離し、そのニッケルメッキ層信号形成面に付着したレジストを、アセトン等を用いて洗浄し、３種類のスタンパＡ、スタンパＢ、スタンパＣを作製する。

次に、３種類のスタンパを用いて、ポリカーボネート（ＰＣ）の透明樹脂を射出成型し、信号に相当するピットやグルーブパタ−ンに対応する微小な凹凸が転写された３種類のディスク基板Ａ，Ｂ，Ｃを作製する。

次に、図２に示すように、光ディスク原盤の表面形状が転写されてなるディスク基板３１上に記録層３２および保護層３３を形成する。まず、ディスク基板３１の凹凸パターンが形成された面上に、Ａｌ等からなる光反射膜、第１の誘電体膜、相変化記録膜、第２の誘電体膜からなる記録層３２を形成する。その後、上記記録層３２上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法により塗布し、当該紫外線硬化樹脂に対して紫外線を照射し硬化させることにより、保護層３３を形成する。

以上の工程により、ウォブル多値深さ多値記録の光ディスクＡ、光ディスクＢ、光ディスクＣが完成する。光ディスクＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれグルーブのウォブル状態が異なっているものとする。

［評価用ディスクの評価結果］
作製した光ディスクＡ、光ディスクＢ、光ディスクＣについて、ＣＤの評価機（レーザ波長λ：７８５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ：０．４５）の光ピックアップを用いて、ウォブル多値深さ多値記録の再生を行った。

この発明が適用された光ディスク再生装置における光ディスクＡ、Ｂ、Ｃには、図３に示すように、トラック中心に対して交互にウォブルすることで＋または−の変位を持ち、８種類の異なる深さに対応して８値のデータが記録される。８値のデータは、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７で表される。Ｄ０の深さは例えば０であり、Ｄ１の深さは例えばλ／１６ｎであり、Ｄ２の深さは例えばλ／８ｎであり、Ｄ３の深さは例えば３λ／１６ｎであり、Ｄ４の深さは例えばλ／４ｎであり、Ｄ５の部分の深さは５λ／１６ｎであり、Ｄ６の部分の深さは３λ／８ｎであり、Ｄ７の部分の深さは７λ／１６ｎである。

このように多値記録されたデータは、ＲＦ信号とプッシュプル信号とを用いて再生される。従来の多値記録の光ディスクは、再生ＲＦ信号レベルだけを用いて再生を行っていたが、この発明の一実施例では、再生ＲＦ信号と再生プッシュプル信号とを用いて多値データを再生している。このため、多値数を増やしてもデータを誤りなく再生できる。

図４は、＋側にウォブルした場合のグルーブの深さと再生ＲＦ信号レベルの関係、およびグルーブの深さと再生プッシュプル信号レベルとの関係を示すものである。ここでいう深さとは、位相深さのことである。再生ＲＦ信号レベルは、図４中のＲＦで示すように、グルーブの深さが０およびλ／２の時に略０となり、グルーブの深さがλ／４の時にピーク値Ｒ４を有する。また、再生ＲＦ信号レベルの極性は一定である。

これに対して、再生プッシュプル信号レベルは、グルーブの深さがλ／４以下の時極性は正となり、グルーブの深さがλ／８で正のピーク値Ｐ＋２となる。そして、グルーブの深さがλ／４からλ／２の時には、極性は負となり、グルーブの深さが３λ／８の時に負のピーク値Ｐ−２となる。

例えば、グルーブの深さがλ／８の時と、３λ／８の時とでは、再生ＲＦ信号レベルは同じである。したがって、再生ＲＦ信号レベルだけでは、グルーブの深さがλ／８の信号と、深さが３λ／８の信号とが区別できない。ところが、グルーブの深さがλ／８の時には再生プッシュプル信号レベルが正であり、グルーブの深さが３λ／８の時には再生プッシュプル信号レベルが負となるので、再生ＲＦ信号レベルと共に再生プッシュプル信号レベルの符号を検出すれば、グルーブの深さがλ／８の時の信号であるか、グルーブの深さが３λ／８の時の信号であるかが判断できる。

図５は、−側にウォブルした場合のグルーブの深さと再生ＲＦ信号レベルの関係、およびグルーブの深さと再生プッシュプル信号レベルとの関係を示すものである。再生ＲＦ信号レベルは、図５中のＲＦで示すように、グルーブの深さが０およびλ／２の時に略０となり、グルーブの深さがλ／４の時にピーク値Ｒ４となる。そして、再生ＲＦ信号レベルの極性は一定である。

＋側にウォブルした場合の再生プッシュプル信号レベルとは逆に、−側にウォブルした場合の再生プッシュプル信号レベルは、グルーブの深さがλ／４以下なら極性は負となり、グルーブの深さがλ／８で負のピーク値Ｐ−２となる。そして、グルーブの深さがλ／４からλ／２の時には、極性は正となり、グルーブの深さが３λ／８の時にピーク値Ｐ＋２となる。

−側にウォブルした場合のグルーブの深さがλ／８の時と、３λ／８の時とでは、同様に再生ＲＦ信号レベルは同じである。したがって、再生ＲＦ信号レベルだけでは、グルーブの深さがλ／８の信号と、深さが３λ／８の信号とが区別できない。逆に、グルーブの深さがλ／８の時には再生プッシュプル信号レベルが負であり、グルーブの深さが３λ／８の時には再生プッシュプル信号レベルが正となるので、再生ＲＦ信号レベルと共に再生プッシュプル信号レベルの符号を検出すれば、グルーブの深さがλ／８の時の信号であるか、グルーブの深さが３λ／８の時の信号であるかが判断できる。

以下、光ディスクＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれについて説明する。

図６に示す光ディスクＡでは、グルーブの深さがＤ７，Ｄ４，Ｄ２，Ｄ５，Ｄ３，Ｄ１，・・・Ｄ０，Ｄ３に変化し、ウォブルの極性が＋側と−側に交互に繰り返している場合を考える。再生プッシュプル信号レベルは、図４、図５から、Ｐ−１，Ｐ０，Ｐ＋２，Ｐ＋１，Ｐ＋１，Ｐ−１，・・・Ｐ０，Ｐ−１、再生ＲＦ信号レベルは、Ｒ１，Ｒ４，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ３，Ｒ１，・・・Ｒ０，Ｒ３のレベルとなる。

このとき、プッシュプル信号レベルＰ−１、ＲＦ信号レベルＲ１は、＋側ウォブルの場合、図４に示すように、グルーブの深さがＤ７なる。また、プッシュプル信号レベルＰ０、ＲＦ信号レベルＲ４は、−側ウォブルの場合、図５に示すように、グルーブの深さがＤ４となる。

つまり、再生ＲＦ信号レベルがＲ１なら、深さλ／１６のＤ１か、または深さ７λ／１６のＤ７が再生されており、ウォブルの極性が＋側の時には、再生プッシュプル信号レベルが正（Ｐ＋１）ならλ／１６のＤ１が再生されていると判断でき、再生プッシュプル信号レベルが負（Ｐ−１）なら７λ／１６のＤ７が再生されていると判断できる。逆に、ウォブルの極性が−側の時には、再生プッシュプル信号レベルが負（Ｐ−１）ならλ／１６のＤ１が再生されていると判断でき、再生プッシュプル信号レベルが正（Ｐ＋１）なら７λ／１６のＤ７が再生されていると判断できる。

再生ＲＦ信号レベルがＲ２なら、深さがλ／８のＤ２が再生されているか、または深さが３λ／８のＤ６が再生されていると判断できる。ウォブルの極性が＋側の時には、再生プッシュプル信号レベルが正（Ｐ＋２）ならλ／８のＤ２が再生されていると判断でき、再生プッシュプル信号レベルが負（Ｐ−２）なら３λ／８のＤ６が再生されていると判断できる。逆に、ウォブルの極性が−側の時には、再生プッシュプル信号レベルが負（Ｐ−２）ならλ／８のＤ２が再生されていると判断でき、再生プッシュプル信号レベルが正（Ｐ＋２）なら３λ／８のＤ６が再生されていると判断できる。

再生ＲＦ信号レベルがＲ３なら、深さが３λ／１６のＤ３が再生されているか、または深さが５λ／１６のＤ５が再生されていると判断できる。ウォブルの極性が＋側の時には、再生プッシュプル信号レベルが正（Ｐ＋１）なら３λ／１６のＤ３が再生されていると判断でき、再生プッシュプル信号レベルが負（Ｐ−１）なら５λ／１６のＤ５が再生されていると判断できる。逆に、ウォブルの極性が−側の時には、再生プッシュプル信号レベルが負（Ｐ−１）なら３λ／１６のＤ３が再生されていると判断でき、再生プッシュプル信号レベルが正（Ｐ＋１）なら５λ／１６のＤ５が再生されていると判断できる。

再生ＲＦ信号レベルがＲ４で、再生プッシュプル信号レベルが０なら、深さがλ／４のＤ４が再生されていると判断でき、再生ＲＦ信号レベルがＲ０で、再生プッシュプル信号レベルが０なら、深さが０のＤ０が再生されていると判断できる。

このように光ディスクＡでは、再生ＲＦ信号レベル＆再生プッシュプル信号レベル、ウォブルの極性から、グルーブの深さ多値（Ｄ０，Ｄ１，・・・Ｄ７）の再生が可能である。

多値記録での密度増加率は、改善前の２値記録と比較して使用するクロックと線速度の比が変わらず、また、現在の状態とその他の状態で制約がない時には、Ｎ値記録のとき、従来の２値記録に比べて容量は以下のように示される。

密度増加率＝ＬｏｇＮ／Ｌｏｇ２

光ディスクＡは、ウォブルの極性が＋側と−側に交互に繰り返している。ある＋側に変位したウォブルを基準にすると、次のウォブルは−側に変位すると決まっている。最初の状態で可能な状態数は１４通り（深さ７段階×ウォブル２段階）となるが、それ以降はウォブルの極性が決まっていることからとり得る状態数は７通り（深さ７段階）となる。このため、基本的には７値記録と考えることができる。

光ディスクＡのような７値記録の場合、密度増加率はＬｏｇ７／Ｌｏｇ２＝２．８０７・・・より、２値記録と比較して最大で２.８倍程度の高密度化が可能である。

図７に示すような光ディスクＢは、ウォブルは３段階（＋側、０、−側）、深さは、７段階（８段階）である。

ここで、通常の光ディスク再生装置では、ジャストトラック（ウォブル０）では、プッシュプル信号レベルが０となるため、再生ＲＦ信号レベルと再生プッシュプル信号レベルとを用いて多値データを再生するのは困難である。そこで、ＲＦ信号を得るためのスポットとプッシュプル信号を得るためのスポットの、２つの読み取りスポットをディスクに照射し、プッシュプル信号を得るためのスポットをトラックセンタからずらすようにして、ＲＦ信号とプッシュプル信号とが得られるようにしている。

光ディスクＢでは、深さ方向の７値記録については同じ深さが続くことに特に制約を課していないが、ウォブル方向の３値記録については同じ状態を繰り返すことができないように制約を課している。

７値記録と３値記録を併用した場合、最初の状態で可能な状態数は２１通り（深さ７段階×ウォブル３段階）となるが、それ以降はウォブルが同じ状態を繰り返すことができないため、１４通り（深さ７段階×ウォブル２段階）となる。このため、基本的には、１４値記録と考えることができる。

光ディスクＢのような１４値記録の場合の密度増加率を、上述した式を用いて計算すると、Ｌｏｇ１４／Ｌｏｇ２＝３．８０７・・・より、２値記録と比較して最大で３．８倍程度の高密度化が可能である。

図８に示すような光ディスクＣは、ウォブルは３段階（＋側、０、−側）、深さは、７段階（８段階）である。

光ディスクＣでは７値記録と３値記録にそれぞれ制約を課さず、同じ状態を繰り返すことができるようにしている。このため、７値記録と３値記録を併用することにより、常に２１通り（深さ７段階×ウォブル３段階）の状態をとることができ、２１値記録となる。

このため、光ディスクＣのような２１値記録の場合の密度増加率を、上述した式を用いて計算すると、Ｌｏｇ２１／Ｌｏｇ２＝４．３９２・・・より、２値記録と比較して最大で４．４倍程度の密度を得ることができる。

ここで、コンピューター上のデータは、２のべき乗を単位に扱われるため、上記の倍率と比較して若干マイナスとなる。また、ウォブルの極性の総和が０（ウォブルの極性のＤｕｔｙ Ｆｒｅｅ）となること、ウォブルの極性の連続使用制限（３回まで）を考慮すると、さらにマイナスとなる。したがって、図８に示すような光ディスクＣは、ウォブルは３段階、深さは、７段階（８段階）であり、４．３倍程度の高密度化が可能である。

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、この発明を適用できる光ディスクは特に限定されるものでなく、ディスク基板側から読み取るＣＤのようなタイプや基板を張り合わせたＤＶＤのようなタイプ、カバー層側から読み取るＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃのようなタイプなど、種々のディスクに適用可能である。

また、図９に示すように、ウォブルグルーブに限らずウォブルピットを用いた深さ多値記録再生でも良い。

また、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

また、図９に示すように、ウォブルグルーブに限らずウォブルピットの深さ多値記録再生でも良い。

この発明を適用できる光学記録装置を示す模式図である。 この発明で用いた光ディスクの構造を示す模式図である。 この発明を適用できるウォブルと深さの多値記録フォーマットの構造を示す模式図である。 グルーブが＋側にウォブルしている際に得られる、グルーブ深さと再生ＲＦ信号、再生Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ信号の関係を表す略線図である。 グルーブが−側にウォブルしている際に得られる、グルーブ深さと再生ＲＦ信号、再生Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ信号の関係を表す略線図である。 この発明を適用できる多値記録フォーマットの構造と、得られる再生ＲＦ信号、再生Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ信号を表す略線図である。 この発明を適用できる多値記録フォーマットの構造と、得られる再生ＲＦ信号、再生Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ信号を表す略線図である。 この発明を適用できる多値記録フォーマットの構造と、得られる再生ＲＦ信号、再生Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ信号を表す略線図である。 この発明を適用できる多値記録フォーマットの構造と、得られる再生ＲＦ信号、再生Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ信号を表す略線図である。

符号の説明

１・・・ガラス原盤
２・・・レジスト層
３・・・ターンテーブル
５・・・レーザ光源
９・・・音響光学変調器（ＡＯＭ）
１１・・・ウェッジプリズム
１２・・・音響光学偏向器（ＡＯＤ）
１０、１３・・・ドライバ
１４・・・電圧周波数制御器（ＶＣＯ）
１５・・・偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
２０・・・変調光学系（ＯＭ）
２１・・・偏向光学系（ＯＤ）
２２・・・移動光学テーブル
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・・ミラー
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４・・・レンズ
３１・・・ディスク基板
３２・・・記録層
３３・・・保護層

Claims (7)

1. 多値化信号が記録される光記録媒体の光ディスク原盤において、
   グルーブまたはピット深さの異なる３値以上のデータと、
   グルーブまたはピットがディスクの径方向に変位することにより得られる３値以上のデータとに対応する凹凸パターンが形成された光ディスク原盤。
2. 請求項１に記載の光ディスク原盤において、
   上記深さの異なる３値以上のデータは、各データに対応した深さに設定されると共に、グルーブまたはピットが深いほど設定値より深くなるようになされた光ディスク原盤。
3. 請求項１に記載の光ディスク原盤において、
   上記ディスクの径方向に変位することによって得られる３値以上のデータは、トラックセンタ上に位置するグルーブまたはピットと、トラックセンタより半径方向に対して外側に位置するグルーブまたはピットと、トラックセンタより半径方向に対して内側に位置するグルーブまたはピットからなる光ディスク原盤。
4. 多値化信号が記録される光記録媒体において、
   グルーブまたはピット深さの異なる３値以上のデータと、
   グルーブまたはピットがディスクの径方向に変位することにより得られる３値以上のデータとに対応する凹凸パターンが形成された光記録媒体。
5. 請求項４に記載の光記録媒体において、
   上記深さの異なる３値以上のデータは、各データに対応した深さに設定されると共に、グルーブまたはピットが深いほど設定値より深くなるようになされた光記録媒体。
6. 請求項４に記載の光記録媒体において、
   上記ディスクの径方向に変位することによって得られる３値以上のデータは、トラックセンタ上に位置するグルーブまたはピットと、トラックセンタより半径方向に対して外側に位置するグルーブまたはピットと、トラックセンタより半径方向に対して内側に位置するグルーブまたはピットからなる光記録媒体。
7. グルーブまたはピット深さの異なる３値以上のデータと、
   グルーブまたはピットがディスクの径方向に変位することによって得られる３値以上のデータとを用いて記録された光記録媒体の再生方法であって、
   上記光記録媒体を再生し、ＲＦ信号とプッシュプル信号とを出力するステップと、
   上記ＲＦ信号と上記プッシュプル信号とから上記光記録媒体の記録データを判別するステップからなる光記録媒体の再生方法。

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