JP2006066070A - 光ディスクフォーマットの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】最短ピット長とグルーブ幅との比が０．８０未満となる光ディスクのための光ディスクフォーマットの形成方法を提供すること。
【解決手段】対物レンズを共用する複数の光路を用意し、各々の光路途中の光学素子の構成を変えて対物レンズに入射する光束径を制御し、これにより、実効開口数を変えて最短ピット長（最短ＩＤピット長）とグルーブ幅とが異なるディスクフォーマットに対応する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスクフォーマットの形成方法に係り、特に、ランドおよびグルーブ部の双方に情報信号を記録するようにした光ディスクのためのディスク原盤へのディスクフォーマットの形成技術に関する。

光ディスクの高密度化を図る方法として、グルーブ（Ｇ）とランド（Ｌ）の双方へ記録する方式があり、該記録方式を代表するものとして、ディジタル信号の書き換えが出来るＤＶＤ−ＲＡＭディスクがある。

図５を用いて、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの概要を説明する。ＤＶＤ−ＲＡＭディスク１は、φ１２０ｍｍ×φ１５ｍｍ×ｔ０．６ｍｍの基板を、２枚貼り合わせて両面を記録再生できるようにしたものであり、ディスク一周毎に、グルーブ２からランド３、あるいはランド３からグルーブ２へと記録領域が切り替わる。この記録領域の切り替わり点、および周上の所定の位置には、アドレス情報からなるヘッダ部が設けてあり、該ヘッダ部は、グルーブ２とランド３との境界領域上に、千鳥状に配置して形成される。すなわち、図５に示すように、アドレスａ，ｂはディスク内周側にシフトして配置され、アドレスｃ，ｄはディスク外周側へシフトして配置される。なお、グルーブ２およびランド３の幅は０．７４μｍであり、このグルーブ，ランド幅の０．７４μｍが、トラックピッチＴｐに相当する。

上記アドレスａ，ｂは、後続するランド部への記録再生を行う際のセクタ番号を示し、アドレスｃ，ｄは、後続するグルーブ部への記録再生を行う際のセクタ番号を示す。ここで、ヘッダ部のＩＤピットは、ピット長が約０．６２〜３．０μｍのピット群から構成される。

上述したディスクフォーマットをもつＤＶＤ−ＲＡＭディスクは、ディスク原盤（ガラス基板）から作製されるスタンパを用いて、合成樹脂基板（ディスク基板）を作製した後、この合成樹脂基板上に記録膜や保護膜等を被着することによって作製される。そして、ディスク原盤へのディスクフォーマットの形成に際しては、ディスクフォーマット作製装置を用いて、該装置のビーム変調器およびビーム偏向器に、図６に示す信号を印加して、ディスク原盤上へディスクフォーマットを形成する。

すなわち、図６に示すように、グルーブ２，ランド３，ＩＤピット（前記アドレスａ，ｂ，ｃ，ｄ（ヘッダ部）を構成するＩＤピット）４は、光ビームを変調する音響光学変調器（ＡＯＭ：Acousto-Optic Modulator ）に、図６（ｂ）の信号を印加し、さらに、千鳥状に配置するアドレスａ，ｂとｃ，ｄに対しては、光ビームを偏向する音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto-Optic Deflector ）へ、アドレスを千鳥状に配置するタイミングに合わせ、図６（ｄ）のビーム偏向信号を印加することにより、得ることができる。したがって、ピットおよびグルーブ形成は、１本の光ビームで行うことができる。

一方、上記した光ビーム１本で形成できるグルーブやピットの寸法は、光源波長λと対物レンズの開口数ＮＡとの関係（λ／ＮＡ）で決定される。この寸法は、さらに、音響光学変調器（ＡＯＭ）の電圧特性で調整することができる。図７に、ＡＯＭへの印加電圧とグルーブ幅との関係の１例を示す。図７に示した特性から判るように、光ヘッドからのビーム形状は円であるため、グルーブを形成する条件でピットを形成した場合には、得られる最短ピット長は、所望とする０．６２μｍよりも長い、グルーブ幅と同じ０．７４μｍとなってしまう。

このため、上記の不都合を回避する手法として、上記図７の特性を利用し、グルーブを形成する時の印加電圧と、ピットを形成する時との印加電圧とを異ならせて、ディスクフォーマットを形成するようにしている。

しかしながら、ＡＯＭの電圧特性を利用した場合のピット幅調整範囲にも限界があって、実用上での最短ピット長Ｌｐとグルーブ幅Ｗｇとの比（最小ピット長Ｌｐ／グルーブ幅Ｗｇ）の限界は約０．８０であった。すなわち、現状のＤＶＤ−ＲＡＭよりさらに高密度化するために、１本光ビーム方式でのディスクフォーマット形成手法によって、最短ピット長Ｌｐとグルーブ幅Ｗｇとの比を０．８よりさらに小さくしようとしても、これはピット深さが浅くなって実用上使用できない領域となっていた。
よって、上述した従来技術においては、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクよりも、さらに高密度化を図り得るディスクフォーマットの形成が困難なものとなっていた。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、最短ピット長とグルーブ幅との比が０．８０未満となる光ディスクのための光ディスクフォーマットの形成方法を提供することにある。

本発明は上記した目的を達成するため、対物レンズを共用する複数の光路を用意し、各々の光路途中の光学素子の構成を変えて対物レンズに入射する光束径を制御し、これにより、実効開口数を変えて最短ピット長（最短ＩＤピット長）とグルーブ幅とが異なるディスクフォーマットに対応する。

本発明によれば、最短ピット長（最短ＩＤピット長）Ｌｐとグルーブ幅Ｗｇとの寸法比を０．８未満とした、高密度化ディスクフォーマットを得ることが可能となる。さらに、ＩＤピットとグルーブとを形成するビームを分離したことにより、ＡＯＤのビーム偏向の応答速度に左右されることが無くなり、ディスクフォーマット設計時の制限枠が大幅に緩和される。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る光ディスクにおけるディスクフォーマットを示す図である。本実施形態の光ディスク１は、図５に示した前記光ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ）と同様に、グルーブ（Ｇ）２とランド（Ｌ）３に情報信号を記録するようにしたＬ／Ｇ記録方式をとる（グルーブとランドを共にＲＡＭ領域とした）光ディスクであり、ディスク一周毎に、グルーブ２からランド３、あるいはランド３からグルーブ２へと記録領域が切り替わる。また、グルーブ２とランド３との境界領域上に、アドレス情報を含む４つのアドレスからなるヘッダ部（すなわち、ＲＯＭ領域）が設けてあり、ヘッダ部のアドレスａ，ｂとアドレスｃ，ｄとが千鳥状に配置されていて、アドレスａ，ｂがランドへの記録再生を行う際のセクタを示し、アドレスヘｃ，ｄがグルーブへの記録再生を行う際のセクタを示すことも、図５に示した前記光ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ）と同様である。

ここで、本実施形態の光ディスクは、記録容量が前記したＤＶＤ−ＲＡＭの１．５倍となる高密度化ディスクへの適用例であり、光ディスクのＲＡＭ領域のトラックピッチＴｐ、すなわち、グルーブ幅Ｗｇとランド幅Ｗｌを約０．６０μｍに設定し、ＲＯＭ領域の最短ピット長（最短ＩＤピット長）を約０．４０μｍに設定してある。したがって、前記した最短ピット長Ｌｐとグルーブ幅Ｗｇとの比（最小ピット長Ｌｐ／グルーブ幅Ｗｇ）は、約０．６７となっている。

本実施形態の光ディスクを作製するためのディスク原盤を製作するに際して、本発明によるディスクフォーマットの形成手法では、上記したようなＲＯＭ領域の最短ピット長（約０．４０μｍ）およびＲＡＭ領域のグルーブ幅（約０．６０μｍ）を得るため、ＲＡＭ領域を形成する光路Ａでは実効開口数を約０．６とし、ＲＯＭ領域を形成する光路Ｂでは実効開口数を約０．９とした２本の光路を用意し、光源には波長が３５１ｎｍのＡｒレーザを用いるようにした。そして、２本の光路Ａ，Ｂの光軸中心を、予めトラックピッチＴｐの１／２ずらして位置調整しておき、光ヘッドの送りピッチはディスクを一周する毎に、トラックピッチＴｐ分だけ移動するように設定して、ディスク原盤へのディスクフォーマットの形成を行うようにした。

図２は、上記したディスクフォーマット形成において用いる（本発明の光ディスクフォーマット形成方法の一実施形態において用いる）、ディスクフォーマット作製装置の光ヘッドの概略構成を示す図である。同図において、１１はＡｒレーザよりなるレーザ光源、１２，２２はビームスプリッタ、１３，１５，１８，２０はレンズ、１６，１７はミラー、１４，１９は音響光学変調器（ＡＯＭ）、２１は音響光学偏向器（ＡＯＤ）、２３は対物レンズである。

レーザ光源１１からのレーザ光は、ビームスプリッタ１２によって光路Ａと光路Ｂとに分岐され、光路Ａのレーザ光（光ビーム）は、レンズ１３，ＡＯＭ１４，レンズ１５，ミラー１６，ビームスプリッタ２２を経て、対物レンズ２３を介してディスク原盤上に照射され、また、光路Ｂのレーザ光（光ビーム）は、ミラー１７，レンズ１８，ＡＯＭ１９，レンズ２０，ＡＯＤ２１，ビームスプリッタ２２を経て、対物レンズ２３を介してディスク原盤上に照射されるようになっている。ここで、光路Ａの光ビームの光軸中心と光路Ｂの光ビームの光軸中心は、対物レンズ２３の光軸中心に対して、それぞれ反対側にトラックピッチＴｐの１／４だけずれるように設定されており、上述したように、光路Ａの光ビームはＲＡＭ領域を形成するために用いられ、光路Ｂの光ビームは、ＲＯＭ領域を形成するために用いられるようになっている。

図３に、高密度化したディスクフォーマットによるＲＡＭ，ＲＯＭ領域を形成するための、上記した光路Ａ，Ｂ中の音響光学変調器（ＡＯＭ）１４，１９への印加信号を示す。なお、図３においては、ディスク内周側を図面の上側としてある。

本実施形態の光ディスクでは、ディスク一周毎にランド記録からグルーブ記録、あるいは、グルーブ記録からランド記録へと記録領域が切り替わるため、以下の２つのケースに応じて、各ＡＯＭへの印加信号を変えることが必要である。
（１）グルーブ２からヘッダ部（ＩＤピット領域）を経てランド３をフォーマットする場合（図３（ａ）の場合）。
（２）ランド３’からヘッダ部（ＩＤピット領域）を経てグルーブ２’をフォーマットする場合（図３（ｅ）の場合）。

上記した（１）の場合、グルーブ幅Ｗｇに調整された光路Ａにおいては、図３（ｃ）の信号をＡＯＭ１４に入力し、ＲＡＭ領域形成予定領域にグルーブ２とランド３を形成する。また、ピット幅Ｗｐが最短ピット長Ｌｐに調整された光路Ｂにおいては、図３（ｂ）の信号をＡＯＭ１９に入力し、ＲＯＭ領域形成予定領域にヘッダ用のＩＤピット４（前記したアドレスａ，ｂを構成するＩＤピット４）を形成する。

上記した（２）の場合、グルーブ幅Ｗｇに調整された光路Ａにおいては、図３（ｇ）の信号をＡＯＭ１４に入力し、ＲＡＭ領域形成予定領域にランド３’とグーブ２’を形成する。また、ピット幅Ｗｐが最短ピット長Ｌｐに調整された光路Ｂにおいては、図３（ｆ）の信号をＡＯＭ１９に入力し、ＲＯＭ領域形成予定領域にヘッダ用のＩＤピット４（前記したアドレスｃ，ｄを構成するＩＤピット４）を形成する。

本発明ではかようなディスクフォーマットの形成手法をとることにより、前述した従来の１本光ビーム方式でのディスクフォーマット形成手法では達成し得ない、最短ピット長Ｌｐとグルーブ幅Ｗｇとの比を０．８未満とした、高密度化ディスクフォーマットを得ることが可能となる。さらに、ＩＤピットとグルーブを形成する光ビームを分離したことにより、従来の１本光ビーム方式でのディスクフォーマット形成手法のように、ＡＯＤのビーム偏向の応答速度に左右されることがなくなる。

なお、本発明は、アドレスａ，ｂとｃ，ｄを千鳥状に配置したディスクフォーマットをもつ光ディスクのみではなく、図４に示すように、ヘッダがグルーブ２やランド３と同一線上に位置するディスクフォーマットをもつ光ディスクに対しても有効であることは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る光ディスクにおけるディスクフォーマットを示す説明図である。 本発明の光ディスクフォーマット形成方法の一実施形態において用いる、ディスクフォーマット作製装置の光ヘッドの概略構成図である。 本発明の光ディスクフォーマット形成方法の一実施形態における、ＡＯＭへの印加信号などを示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係る光ディスクにおけるディスクフォーマットを示す説明図である。 従来の光ディスクにおけるディスクフォーマットを示す説明図である。 従来技術によるディスクフォーマット形成方法を示す説明図である。 ＡＯＭへの印加電圧とグルーブ幅との関係の１例を示す特性グラフ図である。

符号の説明

１ 光ディスク
２ グルーブ
３ ランド
４ ＩＤピット
１１ レーザ光源
１４，１９ 音響光学変調器（ＡＯＭ）
２３ 対物レンズ

Claims (2)

1. ディスク基板上に形成されたグルーブトラック、ランドトラックおよびピット列を有し、上記グルーブトラック、ランドトラックの形成部は情報信号を記録再生するＲＡＭ領域とされ、上記ピット列の形成部はアドレス情報を含む情報信号の再生専用のＲＯＭ領域とされ、上記ピット列の中心は上記グルーブトラックまたはランドトラックのトラック中心に対しトラックピッチＴｐの１／２だけずれて配置される光ディスクを、作製するためのディスク原盤への光ディスクフォーマットの形成方法であって、
   第１の光路を経て照射される第１のビームと、第２の光路を経て照射される第２のビームと、を上記ディスク原盤に照射可能であり、上記第１のビームが照射される上記ディスク原盤の位置と上記第２のビームが照射される上記ディスク原盤の位置とはトラックピッチＴｐの１／２だけずれるよう位置調整されており、
   上記グルーブトラックを形成するための光ビームの実効開口数と上記ピット列を形成するための光ビームの実効開口数とを異なるものに制御し、
   上記グルーブトラックの幅Ｗｇと上記ＲＯＭ領域における最短ピット長Ｌｐとの関係が、（Ｌｐ／Ｗｇ）＝約０．６７となるように上記グルーブトラックと上記ピット列をそれぞれ形成するようにしたことを特徴とする光ディスクフォーマットの形成方法。
2. 請求項１記載において、
   前記グルーブトラックおよび前記ピット列を形成するための光学ヘッドは、対物レンズを共用し、この対物レンズに入射する光束径が、前記グルーブトラックの形成時と前記ピット列の形成時とで異なるように、切り替えるようにしたことを特徴とする光ディスクフォーマットの形成方法。

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