JP2010520570A - 互換性を有する光学記録媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は、互換性を有する光学記録媒体に関し、標準的な再生機や記録機によっても読み出し可能に構成された記録可能な光記録媒体のフォーマットに関する。光記録媒体（１０）は、ランド（５）及びグルーブ（４）からなる構造を備える記録層（２）を有し、当該構造は、記録されたマーク（６）が無い記録層（２）の領域において強いプッシュプル信号を発生し、かつ記録されたマーク（６）が有る記録層（２）の領域において小さいプッシュプル信号を発生する。

Description

本発明は、互換性（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）を有する光学記録媒体に関し、より詳細には、標準的な再生機や記録機によっても読み出し可能に構成された記録可能な光記録媒体のフォーマット（ｆｏｒｍａｔ）に関する。

映画又はソフトウェアの如きデジタルデータの光学記録媒体上での配布は、今日では主要な流通経路として確立されている。しかし、かかる状況は、ストアが大量のタイトルをストックすることで、当該ストアの顧客が要求するほとんどのタイトルを発注することなく提供できるようにすることを意味する。

大量ストックの必要性を減らすためには、オンデマンドによる製造やネットワークを介した配布を行う幾つかの解決策が提案されている。顧客によりタイトルが要求されると即座に光学記憶媒体、例えば、典型的にはＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）に記録がなされる。ストアに備えられる特別な記録機、キオスクタイプの記録端末又はネットワークに接続された特別の家庭用記録機を用いて記録がなされる。これら特別な記録機は、特別にファイナライズ処理をされたＤＶＤであるとしても、ＣＳＳ暗号化されたＤＶＤビデオ（ＲＯＭ）ディスクの外見を有するように当該ＤＶＤにデータ記録を可能とする。光学記録媒体は、光学的ピックアップ装置を当該光学記録媒体に対して導くグルーブ構造を記録のために備えている。

「光学記録（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）」の第７章（１９９０年にアディソン・ウェズリー社により出版されたマーチャント（Ａ． Ｍａｒｃｈａｎｔ）著

上述した解決策をさらなる流通経路として確立するために、記録された光学記憶媒体は、可能な限り多くの標準的な再生機及び記録機と互換性を備えなければならない。かかる状況は再生機では普通問題とはならないが、記録機については状況が異なる。コピー防止機構のように、記録機に用いられる光ピックアップによっては、事実上、記録可能な光学記録媒体であっても読出専用メモリとして表示される光学記憶媒体からデータを検索できるようにしてはいない。かかる非互換性は避けられなければならない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ほとんどの再生機や記録機にとって読出専用光記録媒体の外見を有する記録可能な光学記録媒体を提供することにある。

本発明によれば、かかる目的はランド（ｌａｎｄ）及びグルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）の構造を有する記録層を備える光学記録媒体によって達成され、かかる構造は、記録されたマークが無い記録層の領域において強い（ｓｔｒｏｎｇ）プッシュプル信号を発生し、記録されたマークが有る記録層の領域において小さい（ｓｍａｌｌ）プッシュプル信号を発生する。利点として、強いプッシュプル信号の正規化された絶対値は０．２より大きく、小さいプッシュプル信号の絶対値は０．１より小さい。本発明による解決策は、当該記録層のうちで記録されていない領域がプッシュプル・トラッキングに充分なプッシュプル信号を発生する優位性がある。同時に、当該グルーブ構造から発生するプッシュプル信号が記録可能な光学記録媒体のしるし（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）であることから、当該記録された領域の低減されたプッシュプル信号は、再生機及び記録機との互換性を改善する。当該記録された領域によって発生するプッシュプル信号は、記録可能な光学記録媒体のしるしとして検出されるには単純にあまりに小さい。

優位点として、当該記録されたマークは付加的なプッシュプル信号を発生し、当該信号は、ランド及びグルーブの構造によって生じるプッシュプル信号とは位相がずれている。当該光学記録媒体の層スタック（ｌａｙｅｒ ｓｔａｃｋ）は、書き込まれたマークによって導入される位相シフト量の平均が当該グルーブによって導入される位相シフト量とほぼ同等なように構成されている。マークがランド領域に位置している場合、当該マークは、ランド及びグルーブの構造に対してトラックピッチを半分にすることによってシフトされる回折格子（ｇｒａｔｉｎｇ）を生じる。結果として、当該マークは付加的なプッシュプル信号を生成し、かかる信号はランド及びグルーブの構造によって生じるプッシュプル信号とは、好ましくは１８０±２０度の位相のずれがある。これは総プッシュプル振幅を低減する。

光学記録媒体のランド及びグルーブが同じ幅を有する場合、マークがランドに記録されるとき当該マークの幅は優位点として当該グルーブの幅の８０％乃至１００％内にある。マークがグルーブに記録されるとき当該マークの幅は優位点としてランドの幅の８０％乃至１００％内にある。かかる態様は、ランド及びグルーブの構造の対称性が壊れ、より高次への回折が増大するという優位性を有する。かかる態様は、プッシュプル信号に寄与する±１次への回折を低くする。その結果、プッシュプル振幅が低減される。マークの幅がグルーブ／ランドの幅の１００％であるとき、当該ランド及びグルーブの構造によって生じる回折格子は平均しては残存しない。

２つのトラックタイプ（ｔｒａｃｋ ｔｙｐｅ）の幅が異なる場合、すなわちグルーブ及びランドが同じ幅を有しない場合、マークはより大きいトラックタイプ内に書かれ、当該マークの幅は、好ましくはより小さいトラックタイプの幅の８０％乃至１２０％内にある。かかる態様は、光学記録媒体のトラックピッチが除数２で減少するという優位性がある。より小さいトラックピッチはより大きい回折角度を生じる。結局、かかる態様は、±１次の回折が当該光学記録媒体によって反射された光線を集光する対物レンズの瞳孔にもはや到達しないことから、当該プッシュプル信号が零の近くにあることを意味する。

優位点として、マークによって導入される位相シフト量は、当該マークがランドに記録されるとき、当該ランドを基準として当該グルーブによって導入される位相シフト量の１．５倍乃至２倍の間にあり、当該マークがグルーブに記録されるとき、当該グルーブを基準として当該ランドによって導入される位相シフト量の１．５倍乃至２倍の間にある。

１つの記録された光学記録媒体において、トラックに沿った利用可能なスペースの平均５０％だけは、記録されるマークがスペースと交互するように記録される。位相シフトされた回折格子によってプッシュプル信号をキャンセルするために、当該信号の平均振幅がランド及びグルーブの構造からの振幅とほぼ同等であることを必要とする。かかる態様は、乗数１．５〜２によって各マークの回折振幅を増やすことによって好ましくは達成される。位相シフト量が小さい値の場合（＜π／８）、かかる態様は当該マークの位相シフト量を乗数１．５〜２によって増やすことと相当する。データ周波数（＞１０ＭＨｚ）に比較してプッシュプル信号が低周波信号（＜５ｋＨｚ）であることから、マークパターンを変化せしめることに起因する変動は何ら影響を与えない。

記録されていない領域によって発生するプッシュプル信号は、一部の再生機または記録機との互換性問題に繋がる場合がある。本発明による光学記録媒体の記録方法によって、かかる問題は好ましく克服され、当該光学記録媒体は、記録層のうち記録されていない領域にマークを書き込むことによってファイナライズ処理（ｆｉｎａｌｉｚｅ）される。これら記録されていない領域にマークを常に書くようにすることが、記録ソフトウェアを修正するのに十分である。

より良い理解のために、本発明が引き続く記載において図を参照して更に詳細に説明される。本発明は、かかる例示的な実施形態に限られないことが理解され、指定された形態は、本発明の範囲から逸脱することなく、適宜結合されるか及び／または修正され得る。

本発明に係る光学記録媒体の概括的な構造図である。 本発明に係る光学記録媒体の実施例１を説明するための図で、書き込まれたマークを有する光学記録媒体を示す図である。 書き込まれたマークが如何にして付加的なグルーブによって表されるかを示す図である。 図２の光学記録媒体の非記録状態における構造シミュレーションを示す図である。 図４の位相シフト量分布から生じる対物レンズの瞳孔内強度分布を示す図である。 図２の光学記録媒体の記録状態における構造シミュレーションを示す図である。 図６の位相シフト量分布から生じる対物レンズの瞳孔内強度分布を示す図である。 本発明による光学記録媒体の実施例２を説明するための図で、書き込まれたマークを有する光学記録媒体を示す図である。 書き込まれたマークが基のグルーブの２倍の深さを有する付加的なグルーブによって如何に表されるかを示す図である。 基のグルーブと付加的なグルーブとが平均して如何にほぼ同等であるかを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
以下において、本発明がＤＶＤのような光学記録媒体を参照して説明され、かかる媒体は、波長略６５０ｎｍを用いて読まれる。もちろん、本発明の概括的な概念は他のタイプの光学記録媒体にも適用され得る。

図１は、本発明に係る光学記録媒体の概括的な構造図である。光学記録媒体１０は、ランド５及びグルーブ４からなる構造を有する記録層２を備えている。被覆層１は記録層２を保護し、記録層２は反射基板３の上に位置する。記録層２は、波長略６５０ｎｍでの記録に感応し、かつ波長略６５０ｎｍでの読み出しを可能とするような色素材料、無機材料または相変化材料から成る。もちろん、記録層２は、異なる記録波長、例えば４０５ｎｍに感応する同様のものであってもよい。記録層２はグルーブ４及びランド５からなる構造を有する。対物レンズ８によって集束するレーザー光線７で生成及び記録されたマーク６は、複数のグルーブ４の間に位置する。

光学記録媒体１０は、標準的などのＤＶＤ再生機又は記録機によって読出し可能に構成される。かかる構成では、記録前ではトラッキングに必要なことから光学記録媒体１０のプッシュプル信号が強いことが求められる。しかし、記録後では何らかの光学ピックアップ、特に、記録機ピックアップのコピー防止形態がプッシュプル信号によって光学記録媒体からのビデオ内容再生を許可しないことから、当該プッシュプル信号はほぼ零である必要はある。これらの場合のトラッキングは、位相差検出法（ＤＰＤ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を用いてなされる。

光学記録媒体１０のランド及びグルーブ構造は、回折格子を構成し、当該回折格子は、集束されたレーザビームを、当該回折格子の異なる回折次数に各々対応する幾つかのビームに回折する。戻り経路上において、異なる回折次数が対物レンズ８によって分光され、２つの感応領域Ａ及びＢを備える分岐検出器上へ送られる。当該光学記録媒体１０の横方向の位置に依存して、回折次数間で相対的な位相が変化する。建設的な干渉が一方の感応領域上の強度を増やすと共に、破壊的な干渉が他方の感応領域を暗くする。Ａ及びＢの信号との差を求めることによって、プッシュプル・トラッキング信号ＰＰ＝Ａ−Ｂが得られる。当該プッシュプル信号ＰＰに加えて、正規化されたプッシュプル信号ＮＰＰが導出され、これはＮＰＰ＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）として定義される。更なる詳細については、非特許文献１を参照されたい。

好ましくは、光学記録媒体１０は、記録されていない状態で０．２より大きい絶対値を有する正規化されたプッシュプル信号を有し、記録されている状態で０．１より小さい絶対値を有する正規化されたプッシュプル信号を有する。換言すれば、当該記録された状態のプッシュプル振幅は、記録されていない状態のプッシュプル振幅と比較して除数２で低減される。

プッシュプル信号の上述した挙動は、書き込まれたマーク６によって導入される位相シフト量がグルーブ４によって導入される位相シフト量とほぼ同等であるように、光学記録媒体１０の層スタックを構成することによって成し遂げられる。もしマーク６がランドの領域５に位置している場合、マーク６は、ランド−グルーブ構造に対する当該トラックピッチを半分にすることによってシフトされる回折格子を生む。従って、マーク６は付加的なプッシュプル信号を生成し、当該信号は当該ランド及びグルーブ構造からのプッシュプル信号とは位相が１８０度（π）ずれている。かかる態様は総プッシュプル振幅を低減する。

図２は、本発明に係る光学記録媒体の実施例１を説明するための図で、書き込まれたマークを有する光学記録媒体を示す図である。本実施例１において、ランド５及びグルーブ４は同じ幅を有する。この対称性に起因して、矢印によって示される入射の比較的大部分は、グルーブ４によって導入される位相シフト量φｉに依存して±１次で回折され、より高い次数では回折されない。この結果、大きいプッシュプル信号を生じる。もしマーク６が光学記録媒体１０のランド５に書き込まれた場合、マーク６は位相シフト量φ₂を導入する。結果として、対称性は崩れ、より高次への回折が増加する。これは、プッシュプル信号に寄与する±１次の回折に低減される。結果として、プッシュプル振幅が低減される。

図３は、書き込まれたマークが如何にして付加的なグルーブによって表されるかを示す図である。図３に図示されるように、マーク６によって導入される位相シフト量φ₂は、また、書き込まれたマーク６と同じ幅を有する付加的なグルーブ６’によっても表され得るものであり、すなわち、これら付加的なグルーブ６’によって生じる位相シフト量φ'₂がマーク６によって生じる位相シフト量φ₂とほぼ同等であるならば、マーク６によって導入される位相シフト量φ₂は付加的なグルーブ６’によっても表され得る。

図４乃至図７は、上述した光学記録媒体のシミュレーション結果を示す図である。図４は、図２の光学記録媒体の非記録状態における構造シミュレーションを示す図で、図５は、図４の位相シフト量分布から生じる対物レンズの瞳孔内強度分布を示す図で、図６は、図２の光学記録媒体の記録状態における構造シミュレーションを示す図で、図７は、図６の位相シフト量分布から生じる対物レンズの瞳孔内強度分布を示す図である。

つまり、図４及び図６は、記録されていない状態の光学記録媒体１０の構造と、書き込まれたマークで記録された状態の光学記録媒体１０の構造とを各々示している。また、図５及び図７は、対物レンズ８の瞳孔内に、すなわち検出器上に結果として生じる強度分布ＩＸｍａｘを、最大プッシュプル振幅の場合について示している。図５及び図７においてＩＸｍａｘの各々につき異なる尺度が使われている点に注意されたい。図５の上部の強度ピーク９はプッシュプル信号に対応する。残りのピークは特別な意義を有しない。

当該シミュレーションに用いられた光学記録媒体１０の構造は、以下の層を有する。
１．屈折率ｎ＝１．６を有するプラスチック基板
２．ｎ＝２．３を有する５０ｎｍ厚のＺｎＳ−ＳｉＯ₂誘電体層
３．ｎ＝４．６＋ｉ＊４．２を有する３０ｎｍ厚のＧｅＳｂＴｅ記録層
４．ｎ＝２．３を有する５０ｎｍ厚のＺｎＳ−ＳｉＯ₂誘電体層
５．ｎ＝０．５＋ｉ＊３．８１を有する２００ｎｍ厚のアルミニウム反射層

グルーブ４及びランド５の双方は、幅３７０ｎｍを有し、トラックピッチ７４０ｎｍを与える。グルーブ４は深さ２６ｎｍを有する。０．６５の開口数ＮＡと波長６５０ｎｍとが光学記録媒体１０の読み出しに用いられる。書き込まれた（非晶質の）ＧｅＳｂＴｅからなるマーク６の屈折率はｎ＝４．２＋ｉ＊１．９である。書き込まれたマーク６は、長さ３９０ｎｍ及び幅３２０ｎｍを有する。ＧｅＳｂＴｅ相変化層の代替として、当該記録層は無機質の記録層、例えば、Ｃｕ／Ｓｉ二分子層であってもよい。

ＭＭリサーチ社によるソフトウェア「ディフラクト（Ｄｉｆｆｒａｃｔ）」を用いたシミュレーション結果では、図４に示される記録されていない状態の場合で、−０．２１４の正規化されたプッシュプル信号を与える。図６に示される記録された状態の場合で、正規化されたプッシュプル信号は、当該レーザスポットがビット上にあるとき＋０．０４９であり、当該レーザスポットが２つのピット間にあるとき−０．２０５である。当該トラックの５０％がマークで覆われていると仮定すると、平均のプッシュプル信号は−０．０７８である。グルーブ４の深さを最適化することによって、記録された状態でのプッシュプル信号をさらに低減することが可能である。

図８は、本発明による光学記録媒体の実施例２を説明するための図で、書き込まれたマークを有する光学記録媒体を示す図である。本実施例２において、書き込まれたマーク６の幅はグルーブ４の幅とほぼ同等であり、マーク６によって導入される位相シフト量φ₂は、グルーブ４によって導入される位相シフト量の略２倍である。結果として、プッシュプル信号は記録された状態で零近くにある。

上述したように、書き込まれたマーク６によって導入される位相シフト量φ₂は、書き込まれたマーク６と同じ幅を有する付加的なグルーブ６’によって表され得る。

図９は、書き込まれたマークが基のグルーブの２倍の深さを有する付加的なグルーブによって如何に表されるかを示す図である。これら付加的なグルーブは、図９において破線表示されたグルーブである。

図１０は、基のグルーブと付加的なグルーブとが平均して如何にほぼ同等であるかを示す図である。理想的には、マーク６によって導入される位相シフト量は、図１０に示されるように、グルーブ４の１つとほぼ同等であるべきである。しかし、マーク６が記録されていないスペースと交互することから、マーク６はランド５の長さの５０％に沿って存在するだけである。かかる態様を補償するために、マーク６の位相シフト量または等価的には付加的なグルーブ６’の深さが実際のグルーブ４の深さの略２倍であるべきである。したがって、平均して基のグルーブ４と付加的なグルーブ６’とはほぼ同等である。かかる態様は、図１０に示されている。もちろん、マーク６がランドの長さの５０％以上又は以下で存在するとき、これに従ってマーク６の位相シフト量が適応されなければならない。換言すると、マーク６及びスペースからなるシーケンスよって生じる平均位相シフト量は、グルーブ４によって生じる位相シフト量とほぼ同等でなければならない。図８と比較して、光学記録媒体１０のトラックピッチは除数２で低減される。より小さいトラックピッチはより大きい回折角を生じる。結局、かかる態様は、±１次の回折が対物レンズ８の瞳孔にこれ以上到達しないことから、当該プッシュプル信号が零近くにあることを意味する。

上述した例示的な実施例において、ランド５内に書き込まれるマーク６によって導入される位相シフト量がグルーブ４によって生じる位相シフト量と同一の正負符号を有すると仮定されている。換言すると、ランド５が基準として用いられる。もしマーク６によって導入される位相シフト量が反対方向にある場合、マーク６は好ましくはグルーブ４に書き込まれる。この場合、マーク６の位相シフト量はランド５によって生じる位相シフト量とほぼ同等でなければならず、すなわち、グルーブ４が基準として働くことになる。換言するとランド５及びグルーブ４の役割が交替される。

Claims (15)

1. ランド及びグルーブからなる構造を有する記録層を備え、
   前記構造は、記録されたマークが無い前記記録層の領域において強いプッシュプル信号を発生し、かつ記録されたマークが有る前記記録層の領域において小さいプッシュプル信号を発生し、
   前記記録されたマークは、前記ランド及び前記グルーブからなる構造によって発生されたプッシュプル信号とは位相がずれた付加的なプッシュプル信号を発生することを特徴とする光記録媒体。
2. 前記強いプッシュプル信号の正規化された絶対値が０．２より高く、前記小さいプッシュプル信号の正規化された絶対値が０．１よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の光学記録媒体。
3. 前記記録されたマークによって発生された付加的なプッシュプル信号は、前記ランド及び前記グルーブからなる構造によって発生されたプッシュプル信号と１８０±２０度の位相のずれがあることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学記録媒体。
4. 前記ランド及び前記グルーブは、同一幅を有することを特徴とする請求項１，２又は３に記載の光学記録媒体。
5. 前記マークが前記ランドに記録される場合に、前記マークの幅は前記グルーブの幅の８０％乃至１００％内であり、前記マークが前記グルーブに記録される場合に、前記マークの幅は前記ランドの幅の８０％乃至１００％内であることを特徴とする請求項４に記載の光学記録媒体。
6. 前記グルーブの幅は前記ランドの幅とは異なり、前記グルーブの幅が前記ランドの幅より小さい場合に、前記マークの幅は前記グルーブの幅の８０％乃至１２０％内であり、前記ランドの幅が前記グルーブの幅より小さい場合に、前記マークの幅は前記ランドの幅の８０％乃至１２０％内であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の光学記録媒体。
7. 前記マークと前記マーク間のスペースとによって導入される平均位相シフト量は、前記マークがランドに記録される場合には、前記ランドを基準として前記グルーブによって導入される位相シフト量とほぼ同等であり、前記マークがグルーブに記録される場合には、前記グルーブを基準として前記ランドによって導入される位相シフト量とほぼ同等であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光学記録媒体。
8. 前記マークによって導入される位相シフト量は、前記マークがランドに記録される場合には、前記ランドを基準として前記グルーブによって導入される位相シフト量の１．５倍乃至２倍の間にあり、前記マークがグルーブに記録される場合には、前記グルーブを基準として前記ランドによって導入される位相シフト量の１．５倍乃至２倍の間にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光学記録媒体。
9. 前記記録層は、相変化層又は無機記録層であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光学記録媒体。
10. 前記記録層は、ＧｅＳｂＴｅ層又はＣｕ／Ｓｉ二分子層であることを特徴とする請求項９に記載の光学記録媒体。
11. 前記強いプッシュプル信号は第１の波長で得られ、前記小さいプッシュプル信号は第２の波長で得られることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の光学記録媒体。
12. 前記第１の波長は略４０５ｎｍであり、前記第２の波長は略６５０ｎｍであることを特徴とする請求項１１に記載の光学記録媒体。
13. ランド及びグルーブからなる構造を有する記録層を備えた光記録媒体であって、
    前記ランドと前記グルーブとの間の相対的な位相シフト量が、前記記録層に記録された、前記マーク及びスペースとからなるシーケンスから生じる位相シフト量とほぼ同等であることを特徴とする光記録媒体。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の光記録媒体に記録する記録方法であって、前記記録層の非記録領域内にマークを書くことによって、前記光学記録媒体をファイナライズ処理するステップを含むことを特徴とする記録方法。
15. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の光記録媒体に書込みを行う書き込み装置であって、前記記録層の非記録領域内にマークを書くことによって、前記光学記録媒体をファイナライズ処理するように構成されたことを特徴とする書き込み装置。

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