JP2006040445A

JP2006040445A - 光ディスク及び情報再生装置

Info

Publication number: JP2006040445A
Application number: JP2004220741A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Odera; 泰章大寺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-02-09
Also published as: CN1741146A; TW200606934A; KR20060048821A; US20060023623A1; EP1622132A3; EP1622132A2; CN100334620C

Abstract

【課題】高品位な情報記録が可能な光ディスクを提供すること。
【解決手段】この発明の一例の光ディスクは、ディスクの半径方向に対して、グルーブトラックとランドトラックとを交互に備え、前記グルーブトラックのトラック幅の中心から前記ランドトラックのトラック幅の中心までを示すトラックピッチに対して、前記グルーブトラックのトラック幅を６０％〜７０％にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば追記型の光ディスクに関する。また、本発明は、このような追記型の光ディスクに記録された情報を再生する情報再生装置に関する。

近年、種々の光ディスクが登場しており、各種光ディスクの研究開発も盛んになっている。例えば、特許文献１には、追記型光ディスクが開示されている。その追記型光ディスクの基板表面上にはグルーブトラックが形成されており、トラックピッチが０．７３〜０．７５μｍ、グルーブトラックの深さが１５００〜１７００Å、グルーブトラックのトラック幅が０．１８〜０．２７μｍである。

特許文献１に記載の追記型光ディスクでは、ランドプリピットからの信号がグルーブトラックに記録されたデータの再生に影響を与えないよう、グルーブトラックのトラック幅を細く（割合にしてトラックピッチの０.２４〜０．３７倍）規定している。
特開２００４−５８６９号公報

しかし、グルーブトラックのトラック幅を細くすると反射率が下がってしまうデメリットも生じる。特に未記録時に反射率の低いLow-to-Highメディアにおいては、反射率が更に低くなってしまうとアドレスを読むことが困難になってしまう。

本発明の目的は、高品位な情報記録が可能な光ディスクを提供することにある。また、本発明の目的は、高品位な情報記録が可能な光ディスクを再生可能な情報再生装置を提供することになる。

この発明の光ディスク及び情報再生装置は、以下のように構成されている。

（１）この発明の光ディスクは、ディスクの半径方向に対して、グルーブトラックとランドトラックとを交互に複数備え、各グルーブトラックのトラック幅が、ランドトラックを挟んだ二つのグルーブトラックのトラック幅の中心間の距離を示すトラックピッチの６０％〜７０％である。

（２）この発明の情報再生装置は、ディスクの半径方向に対して、グルーブトラックとランドトラックとを交互に複数備え、各グルーブトラックのトラック幅が、ランドトラックを挟んだ二つのグルーブトラックのトラック幅の中心間の距離を示すトラックピッチの６０％〜７０％である光ディスクに、光ビームを照射する照射手段と、前記光ディスクからの反射光を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された反射光に基づき、光ディスクに記録された情報を再生する再生手段とを備えている。

本発明によれば、高品位な情報記録が可能な光ディスクを提供できる。また、本発明によれば、高品位な情報記録が可能な光ディスクを再生可能な情報再生装置を提供できる。

以下、図面を参照しながら本実施例について説明する。

図１は、本発明の一例の追記型光ディスクの断面図であり、図２は、本発明の一例の追記型光ディスクの製造方法の流れを示す図であり、図３は、本発明の一例の追記型光ディスクのグルーブ溝の構造を示す図である。

図１に示すように、追記型の光ディスクは、光ビームの入射面側に位置する成形基板１１と、光ビームの入射面と反対面側に位置する成形基板１５と、成形基板１１及び１５の間に設けられた層であってレーザ光の照射を受けて変質する記録層１２と、この記録層１２の成形基板１５の間に設けられた反射層１３と、この反射層１３と成形基板１５の間に設けられた接着層１４とを備えている。

光入射側の成形基板１１には、トラッキングするための溝（グルーブ）やディスク情報などを記録したプリピットが形成されている。この溝が、所謂、グルーブトラックを形成している。結果的に、ディスクの半径方向に対して、グルーブトラックとランドトラックとが交互に複数形成されることになる。

成形基板１１の溝には記録層１２が設けられている。この記録層１２は、光を当てると変質する有機色素の層であり、この変質により周囲の溝が変形しマークを形成して情報を記録する。記録層１２の材料には、ジアゾ系、シアニン系、スチリル系、フタロシアニン系の有機色素材料もしくはその混合物が用いられる。記録層１２の上には、例えばＡｌやＡｇを用いた反射層１３がスパッタリングなどにより形成される。このようにして作成された成形基板１１は接着層１４を介してもう１枚の成形基板１５と貼り合わされて、１枚の光ディスクが形成される。

本実施形態のディスクは、例えば、直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ（０．６ｍｍのポリカーボネート成形基板２枚の貼り合せ）であり、かつ追記型の光ディスクであるとする。勿論、本発明のディスクは、これら数値に限定されるものではない。また、この実施形態のディスクに対して照射される記録再生光としては例えば波長４００ｎｍの記録再生光を用い、この記録再生光を処理する光学系の対物レンズには例えばＮＡ０．６５のレンズを用いる。また、この実施形態のディスクにおける、グルーブ間のトラックピッチを４００ｎｍとする。しかし、本発明のディスクは、これら数値に限定されるものではない。なお、トラックピッチとは、ランドトラックを挟んだ二つのグルーブトラックのトラック幅の中心間の距離を示す。

続いて、図２を参照して、上記した追記型光ディスクの作製方法について説明する。原盤としては表面を研磨洗浄したガラスを用いる（ＳＴ１）。その原盤の表面にフォトレジストを塗布し（ＳＴ２）、フォトレジストの表面をレーザ光などで露光することにより情報を記録する（ＳＴ３）。

次に露光した原盤を現像し、ピットやグルーブ溝の凹凸を形成する（ＳＴ４）。その後、その原盤をメッキ処理することでスタンパ（材料は一般にニッケル）を作成する（ＳＴ５）。そのスタンパを型として射出成形により樹脂（材料は一般にポリカーボネート）の成形基板１１を作成する（ＳＴ６）。

こうして作られた成形基板１１上に記録層１２として有機色素をスピンコートにより塗布する（ＳＴ７）。そしてその有機色素の記録層１２上に反射層１３を形成する。成形基板１５を用意して、接着層１４を介して、反射層１３と成形基板１５とを貼り合せる事で、追記型光ディスクが完成する(ＳＴ８)。

有機色素による追記型光ディスクの記録原理を以下に説明する。例えば、波長４００ｎｍの記録レーザ光を成形基板の溝に埋った有機色素に照射する。すると化学反応をおこした有機色素の屈折率が変化すると共に、有機色素の反応熱により隣接する周囲の成形基板を変形させて記録マークを作る。これが通常の追記型光ディスクの記録原理である。このとき、有機色素の屈折率と膜厚及び溝の深さによっては、記録前後で反射率が高反射率から低反射率になる(H-L: High to Low)記録層と、逆に低反射率から高反射率になる(L-H: Low to High)記録層とを作り分けることが可能である。

本実施形態では、例えばLow to Highメディアを対象とする。Low to Highメディアの記録層を構成する色素には、例えば特開２００２−７４７４０，特開２００２−２０６０６１に挙げられたものなどがある。

また、記録層を有機色素でなく無機材料で作製しても良い。この場合、無機材料を記録レーザー光の熱により非結晶から結晶へ、またその逆へと相変化させることで記録を行う。無機材料の場合についても、記録前後で反射率が高反射率から低反射率になる(H-L: High to Low)記録層と、逆に低反射率から高反射率になる(L-H: Low to High)記録層とを作り分けることが可能である。

ここでディスク上のグルーブトラックのトラック幅と記録特性との関係について説明する。図３は、ディスクの半径方向に対して交互に配置されるグルーブトラックとランドトラックの概略構造を示す図である。なお、記録マークは、グルーブトラック内に形成される。また、グルーブトラックは、再生制御情報（アドレス情報など）に対応してウォブルしたトラックである。

従来の追記型光ディスク(H-L: High to Low)では、グルーブトラック幅を細くして記録マークを細いトラック内に閉じ込めたほうが、隣接クロストークなどの影響を低減でき良い特性が得られた。

しかし本発明の光ディスク、つまり Low to High メディアにおいては、未記録時の反射率が極めて低い。このためアドレス情報を読み取るためには少しでも反射率を稼ぐ必要がある。そこでグルーブ幅を広くして反射率を稼ぎ、グルーブトラックのウォブルからアドレス情報を読み取りやすくする。グルーブトラックのトラック幅を広くすると記録マークの反射率（Highレベルの反射率）も上昇するため、記録信号の品質も向上する。但し、トラック幅の拡大に伴ない記録マークの幅も太くなり、隣接クロストークが増してしまう。このために、トラック幅の最適値が存在する。

トラックピッチＴ（本実施例では４００ｎｍ）、グルーブトラックのトラック幅Ｇと定義する。本発明の光ディスクは、グルーブトラックの深さが６０ｎｍ〜７０ｎｍ、トラック幅Ｇ＝トラックピッチＴ×（０．６〜０．７）で構成される。つまり、各グルーブトラックのトラック幅Ｇが、ランドトラックを挟んだ二つのグルーブトラックのトラック幅の中心間の距離を示すトラックピッチの６０％〜７０％となる。より具体的には、図４に示すように、本発明の光ディスクは、例えば、グルーブトラックの深さが６３ｎｍ、トラック幅Ｇが２５５ｎｍで構成される。或いは、図５に示すように、本発明の光ディスクは、例えば、グルーブトラックの深さが６５ｎｍ、トラック幅Ｇが２５５ｎｍで構成される。或いは、図６に示すように、本発明の光ディスクは、例えば、グルーブトラックの深さが６７ｎｍ、トラック幅Ｇが２７５ｎｍで構成される。

以上の構成により、本発明の光ディスクに記録された記録マークの反射率（Highレベルの反射率）は、１８％以上となる。結果的に、本発明の光ディスクから読み取られる信号のエラーレートを低減できる。つまり、本発明の光ディスクから読み取られる信号品質の低下を防止できる。

ちなみに、グルーブトラックのトラック幅Ｇを、トラックピッチＴの０．４５倍程度にすると、記録マークの反射率（Highレベルの反射率）は１６．１％程度に落ち込んでしまう。

トラックピッチに対してグルーブトラックのトラック幅の割合を高くすると（トラック幅を広くすると）、当然相対的にランドトラックが狭くなる。よって、アドレス情報などの再生制御情報はランドプリピットなどではなく、グルーブトラックのウォブルに反映させて記録することが望ましくなる。

以上説明したように、記録マークの反射率が未記録部より上昇するLow to High メディアにおいて、グルーブトラックのトラック幅がトラックピッチの０．６倍〜０．７倍である時、最もエラーレートが低く信号品質が良い。これはグルーブトラックのトラック幅が最適化され、反射率の高さとマークの太さのバランスが取れているためである。記録マークの反射率（Highレベルの反射率）は１８％以上確保でき、これも信号品質の向上に貢献している。また、アドレス情報などの再生制御情報は、グルーブトラックのウォブルに反映させて記録することで、グルーブトラックのトラック幅を広くし相対的にランドトラックのトラック幅が狭くなったことによる弊害（ランドプリピットが好適に形成できない）も回避できる。

本発明の光ディスク構造は、有機材料を用いた追記型光ディスク、無機材料を用いた追記型光ディスクの両方に適用可能である。

更に、本発明の光ディスク構造は、片面２層の追記型光ディスクや、Blu-Rayディスクのようなカバー層方式のディスクにも適用可能である。但し、この場合には、上記説明中のグルーブトラックとは、記録マークを形成する側のトラックの事を示す（グルーブトラックではなく凸状のランドトラックのトラック幅を広げることもあり得る）。

次に、図７を参照して、上記した光ディスクに対してレーザ光を照射し、これら光ディスクに対して情報を記録したり、これら光ディスクに記録された情報を再生したりする情報記録再生装置について説明する。図７は、この発明の一例に係る光ディスク装置（情報記録再生装置）の概略構成を示すブロック図である。

図７に示すように、光ディスク装置は、光ピックアップ１１０、変調回路１２１、記録再生制御部１２２、レーザ制御回路１２３、信号処理回路１２４、復調回路１２５、アクチュエータ１２６、フォーカストラッキング制御部１３０を備えている。

また、光ピックアップ１１０は、レーザ１１１、コリメートレンズ１１２、偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳ）１１３、４分の１波長板１１４、対物レンズ１１５、集光レンズ１１６、光検出器１１７を備えている。

また、フォーカストラッキング制御部１３０は、フォーカスエラー信号生成回路１３１、フォーカス制御回路１３２、トラッキングエラー信号生成回路１３３、トラッキング制御回路１３４を備えている。

まず、この光ディスク装置による光ディスクＤに対する情報の記録について説明する。変調回路１２１は、所定の変調方式に従ってホストから提供される記録情報（データシンボル）をチャネルビット系列に変調する。記録情報に対応したチャネルビット系列は、記録再生制御部１２２に入力される。さらに、この記録再生制御部１２２には、ホストからの記録再生指示（この場合、記録指示）が入力される。記録再生制御部１２２は、アクチュエータ１２６に制御信号を出力し、目的の記録位置に光ビームが適切に集光されるように光ピックアップを駆動させる。さらに、記録再生制御部１２２は、チャネルビット系列をレーザ制御回路１２３に供給する。レーザ制御回路１２３は、チャネルビット系列をレーザ駆動波形に変換し、レーザ１１１を駆動させる。つまり、レーザ制御回路１２３は、レーザ１１１をパルス駆動させる。これに伴い、レーザ１１１は、所望のビット系列に対応した記録用の光ビームを照射する。

レーザ１１１から照射された記録用の光ビームは、コリメートレンズ１１２で平行光となり、ＰＢＳ１１３に入射し、透過する。ＰＢＳ１１３を透過したビームは、４分の１波長板１１４を透過し、対物レンズ１１５により光ディスクＤの情報記録面に集光される。集光された記録用の光ビームは、フォーカス制御回路１３２並びにアクチュエータ１２６によるフォーカス制御、及びにトラッキング制御回路１３４並びにアクチュエータ１２６によるトラッキング制御により、記録面上（記録層１２又は１５）に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。

続いて、この光ディスク装置による光ディスクＤからのデータの再生について説明する。記録再生制御部１２２には、ホストからの記録再生指示（この場合、再生指示）が入力される。記録再生制御部１２２は、ホストからの再生指示に従い、レーザ制御回路１２３に再生制御信号を出力する。レーザ制御回路１２３は、再生制御信号に基づきレーザ１１１を駆動させる。これに伴いレーザ１１１は、再生用の光ビームを照射する。

レーザ１１１から照射された再生用の光ビームは、コリメートレンズ１１２で平行光となり、ＰＢＳ１１３に入射し、透過する。ＰＢＳ１１３を透過した光ビームは４分の１波長板１１４を透過し、対物レンズ１１５により光ディスクＤの情報記録面（例えばグルーブトラック）に集光される。集光された再生用の光ビームは、フォーカス制御回路１３２並びにアクチュエータ１２６によるフォーカス制御、及びトラッキング制御回路１３４並びにアクチュエータ１２６によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。このとき、光ディスクＤ上に照射された再生用の光ビームは、反射層により反射される。反射光は対物レンズ１１５を逆方向に透過し、再度平行光となる。反射光は４分の１波長板１１４を透過し、入射光に対して垂直な偏光を持ち、ＰＢＳ１１３では反射される。ＰＢＳ１１３で反射されたビームは集光レンズ１１６により収束光となり、光検出器１１７に入射される。光検出器１１７は、例えば、４分割のフォトディテクタから構成されている。光検出器１１７に入射した光束は光電変換されて電気信号となり増幅される。増幅された信号は信号処理回路１２４にて等化され２値化され、復調回路１２５に送られる。復調回路１２５では所定変調方式に対応した復調動作が施されて、再生データが出力される。

これにより、光ディスクのグルーブトラックのウォブルに反映された再生制御情報が読み取られる。また、グルーブトラックの反射率より、このグルーブトラックに記録される記録マークの反射率が高くなるような記録特性（Low-to-High）により情報記録されていることに基づき、光ディスクのグルーブトラックに記録された記録マークが読み取られる。

また、光検出器１１７から出力される電気信号の一部に基づき、フォーカスエラー信号生成回路１３１によりフォーカスエラー信号が生成される。同様に、光検出器１１７から出力される電気信号の一部に基づき、トラッキングエラー信号生成回路１３３によりトラッキングエラー信号が生成される。フォーカス制御回路１３２は、フォーカスエラー信号に基づきアクチュエータ１２８を制御し、ビームスポットのフォーカスを制御する。トラッキング制御回路１３４は、トラッキングエラー信号に基づきアクチュエータ１２８を制御し、ビームスポットのトラッキングを制御する。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一例の追記型光ディスクの断面図である。本発明の一例の追記型光ディスクの製造方法の流れを示す図である。本発明の一例の追記型光ディスクのグルーブ溝の構造を示す図である。本発明の光ディスクのグルーブトラックの深さ及びトラック幅の第１例を示す図である。本発明の光ディスクのグルーブトラックの深さ及びトラック幅の第２例を示す図である。本発明の光ディスクのグルーブトラックの深さ及びトラック幅の第３例を示す図である。この発明の一例に係る光ディスク装置（情報記録再生装置）の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１…成形基板、１２…記録層、１３…反射層、１４…接着層、１５…成形基板、１１０…光ピックアップ、１１１…レーザ、１１２…コリメートレンズ、１１３…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、１１４…４分の１波長板、１１５…対物レンズ、１１６…集光レンズ、１１７…光検出器、１２１…変調回路、１２２…記録再生制御部、１２３…レーザ制御回路、１２４…信号処理回路、１２５…復調回路、１２６…アクチュエータ、１３０…フォーカストラッキング制御部、１３１…フォーカスエラー信号生成回路、１３２…フォーカス制御回路、１３３…トラッキングエラー信号生成回路、１３３…トラッキング制御回路

Claims

情報記録可能な光ディスクであって、
ディスクの半径方向に対して、グルーブトラックとランドトラックとを交互に複数備え、
各グルーブトラックのトラック幅が、ランドトラックを挟んだ二つのグルーブトラックのトラック幅の中心間の距離を示すトラックピッチの６０％〜７０％であることを特徴とする光ディスク。
前記グルーブトラックの深さが、６０ｎｍ〜７０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
前記トラックピッチが、４００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
前記グルーブトラックは、制御情報に対応してウォブルしたトラックであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
前記グルーブトラックの反射率より、このグルーブトラックに記録される記録マークの反射率が高くなるような記録特性により情報記録可能なことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
グルーブトラックに記録される記録マークの反射率が１８％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
光ディスクに記録された情報を再生する情報再生装置であって、
ディスクの半径方向に対して、グルーブトラックとランドトラックとを交互に複数備え、各グルーブトラックのトラック幅が、ランドトラックを挟んだ二つのグルーブトラックのトラック幅の中心間の距離を示すトラックピッチの６０％〜７０％である光ディスクに、光ビームを照射する照射手段と、
前記光ディスクからの反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された反射光に基づき、光ディスクに記録された情報を再生する再生手段と、
を備えたことを特徴とする情報再生装置。
前記再生手段は、前記グルーブトラックの反射率より、このグルーブトラックに記録される記録マークの反射率が高くなるような記録特性により情報記録されていることに基づき、光ディスクに記録された情報を再生することを特徴とする請求項７に記載の情報再生装置。
前記再生手段は、前記グルーブトラックのウォブルに反映された制御情報を再生することを特徴とする請求項７に記載の情報再生装置。