JP2597491B2

JP2597491B2 - 情報記録媒体および光情報記録方法

Info

Publication number: JP2597491B2
Application number: JP62310285A
Authority: JP
Inventors: 羽田　　典久
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1987-12-07
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPH01150248A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の分野］本発明は、高エネルギー密度のレーザビームを用いて
コンパクトディスク（CD）フォーマット信号を記録およ
び再生するために有利に使用できる情報記録媒体および
CDフォーマット信号を該情報記録媒体に記録する方法に
関するものである。

［発明の技術的背景］近年において、レーザー光等の高エネルギー密度のビ
ームを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されてい
る。この情報記録媒体は光ディスクと称され、ビデオ・
ディスク、オーディオ・ディスク、さらには大容量静止
画像ファイルおよび大容量コンピュータ用ディスク・メ
モリーとして使用されうるものである。これらの情報記
録媒体のうちで、音楽等のオーディオ再生用としてコン
パクトディスク（CD）が広く実用化されている。

コンパクトディスク（CD）は、一般にCDフォーマット
信号等のEFM（Eight to Fourteen Modulation）デジタ
ルオーディオ信号情報を有する孔（ビット）が予め形成
されているプラスチックの円盤状透明基板と、この上に
設けられたアルミニウム等の金属からなる反射性薄膜お
よび保護膜とから構成されている。CDからの情報の読み
取りは、レーザービームを光ディスクに照射することに
より行なわれ、ピットの有無による反射率の変化によっ
てCDフォーマット信号等が読み取られる。

CDは、CD規格に基づいて、CDを1.2〜1.4m/秒の定線速
度で回転させて記録することにより、信号面内径45mmお
よび信号面外径116mmの範囲内で、ピット幅0.8μｍ、ト
ラックピッチ1.6μｍにて最大74分の記録時間を有する
ことが要求されている。従来のオーディオ用CDは、予め
基板にピットが形成された（従って、記録層を有しな
い）再生専用のものであり、情報の記録、編集等ができ
ないとの欠点を有していた。従ってDRAW（Direct Read
After Write、書きい込み可能）型CDの開発が望まれて
いる。

また、文書、データ、静止画像等のファイルにおいて
も、CD−ROM（Read Only Memory）またはCD−Ｉ（Inter
active）用のDRAW型光ディスクが望まれている。

通常のDRAW型の情報記録媒体は、基本構造として、プ
ラスチック、ガラス等からなる円盤状の透明基板と、こ
の上に設けられたBi、Sn、In、Te等の金属または半金属
からなる記録層とを有する。記録媒体への情報の書き込
みは、たとえばレーザービームを記録媒体に照射するこ
とにより行なわれ、記録層の照射部分がその光を吸収し
て局所的に温度上昇する結果、ビット形成等の物理的変
化あるいは相変化等の化学的変化を生じてその光学的特
性を変えることにより情報が記録される。光ディスクか
らの情報の読み取りもまた、レーザービームを光ディス
クに照射することなどにより行なわれ、記録層の光学的
特性の変化に応じた反射光または透過光を検出すること
により情報が再生される。

上記のように光ディスクへの情報の書き込みおよび読
み取りは、通常ディスク表面の所定の位置にレーザビー
ムを照射することにより行なわれている。

一方、光ディスクへの情報記録量の増加が強く望まれ
ているところから、ピットなどの記録部位の密度の増大
が図られている。そして、このような記録部位の密度の
増大により、レーザビームを正しく所定の位置に照射す
ることが困難になるため、最近ではレーザビームを案内
して正確に照射予定位置をたどる（一般にトラッキング
と呼ばれる）ようにするために、トラッキング案内溝
（プレグルーブ）あるいはトラッキング用のマーク（サ
ーボピット）がディスク表面に設けられることが多くな
っている。前者のトラッキング案内溝をディスクに予め
設ける方法を連続溝方式、後者のトラックのところどこ
ろにトラッキング用のマークをつける方法をサンプル・
サーボ方式と言い、特に、最近、光学系や信号処理系が
簡単になる。あるいは焦点信号に案内溝の影響がでない
等の理由からサンプル・サーボ方式が注目されている。

以上のような構成を採るDRAW型コンパクトディスク
（光ディスク）においては、記録された情報を正確に且
つ迅速に呼び出す必要から呼び出し（アクセス）情報が
種々な形で記録されている。例えば、このような呼び出
し（アクセス）情報は、コンピュータ用の外部メモリー
や電子ファイルメモリーの場合はセクター構造のヘッド
部分にプレフォーマット信号として、そしてオーディオ
ディスク（コンパクトディスク）の場合はディスクの内
周側にリードイン情報そしてプログラムエリアにはサブ
コード情報として記録されている。前者のメモリー用の
ディスクはデータや文書を記録するためのものであり、
記録した文書を必要に応じてプレフォーマット信号によ
り呼び出すことができる。また後者のオーディオ用のデ
ィスクは既に情報が記録されたものであり、これも聞き
たい音楽等をリードイン情報およびサブコード情報によ
り呼び出せる。

しかしながら、前者のメモリー用のディスクには、音
楽等を記録することはできないので、現在のところ呼び
出しが容易で、音楽等を記録することができる光ディス
クはまだ得られていない。

［発明の目的］本発明は、高エネルギー密度のレーザビームを用いて
音楽等をCDフォーマット信号にて記録して市販のCDプレ
ーヤーにて容易に再生することができる情報記録媒体お
よびその記録方法を提供することを目的とする。

［発明の要旨］本発明は、中心に円形孔部を有する円盤状基板の内周
側のドーナツ状表面に、コンパクトディスク規格に定め
られたリードイン情報が記録されたプレピット部を有
し、そして該プレピット部の外周側の基板表面にトラッ
キング案内溝またはトラッキングのためのウォブルピッ
トが設けられ、さらにその表面に書き込みが可能な記録
層が設けられてなるDRAW型の情報記録媒体；及び上記情
報記録媒体を、1.2〜2.8m/秒の定線速度にて回転させな
がら、該プレピット部の外周側の記録層に光を照射して
CDフォーマット信号を記録することからなる光情報記録
方法にある。

［発明の効果］本発明の情報記録媒体は、上記に示したように、内周
側には上記記録を容易に呼び出すことができるリードイ
ン情報が記録されたプレピット部が設けられ、プレピッ
ト部の外周側には高エネルギー密度のレーザビームを用
いて音楽等をCDフォーマット信号にて記録可能な記録層
が設けられている。上記記録層には、音楽等を高エネル
ギー密度のレーザビームを用いてCDフォーマット信号に
て記録することができる。さらに、これらの記録された
情報（音楽）は、市販のコンパクトディスクプレーヤー
によって再生することが可能である。

従って、本発明の情報記録媒体は、上記のようにリー
ドイン情報が内周部に記録されているので、例えばオー
ディオテープのように予め録音時間（15分、30分、45分
等）の決まったディスクの提供が可能であり、また上記
録音した情報を時間単位（分、秒単位）で呼び出す（ア
クセス）ことができる。

［発明の詳細な記述］本発明の情報記録媒体はたとえば下記の方法により製
造することができる。

本発明において使用する基板は、従来の情報記録媒体
の基板として用いられている各種の材料から任意に選択
することができる。たとえば、ポカーボネート樹脂、ア
クリル系樹脂などのプラスチック材料をモールディング
して製造する方法、プラスチック板、あるいはガラス板
などの平面基板にプレグループを有する樹脂層を積層さ
せる方法などによって製造することができ、これらの方
法は既に一般的に知られている。

本発明の情報記録媒体は、中心に円形孔部を有する円
盤状基板の内周側のドーナツ状表面に、コンパクトディ
スク規格に定められたリードイン情報が記録されたプレ
ピット部を有し、且つプレピット部の外周側の基板の表
面に記録層が設けられている。すなわち、本発明の情報
記録媒体は第１図に示すような模式図で表わされ、その
構成は、円形孔部１、リードイン情報が記録されたプレ
ピット部２、そしてプレピット部の外周側の記録部３か
らなる。

この記録部は高エネルギー密度のレーザビームを用い
て音楽等をCDフォーマット信号にて記録することができ
る記録層部分であり、上記内周側のプレピット部には上
記記録を容易に呼び出すことができるリードイン情報が
記録されている。例えば、コンパクトディスクの場合
は、ほぼ外径:120mm、内径:15mm程度の円盤状の基板
で、上記リードイン情報は、内径44〜48mmから外径48〜
52mmの範囲のドーナツ部に記録されており、そしてその
外周部に音楽等をCDフォーマット信号にて記録すること
ができる記録部が設けられている。

本発明においては、リードイン情報は、上記記録部
（トラッキング案内溝またはトラッキングのためのウォ
ブルピットが設けられた領域）が、大きくトラックに割
り振られ、更にそれぞれのトラックが複数のインデック
スにより振り分けられるものであるとの情報を有してい
る。

上記リードイン情報は、１〜ｎの番号を有するトラッ
クと当該トラックに対応したm₁〜m_nの番号を有するイン
デックスとから成り、且つｎが99以下の整数であり、そ
してm₁〜m_nのそれぞれが99以下の整数のインデックス数
を有することが一般的である。そしてｎが10で割りきれ
る99以下の整数であり、且つm₁〜m_nのそれぞれのインデ
ックス数が全て60であることが好ましい。特に、ｎが1
0、50、60または90であることが好ましい。

本発明においては、上記記録部（記録可能領域）は、
リードイン情報に従って記録時に、ｎ個のトラック領域
と、それぞれのトラックについて複数（一般に99以下）
の領域にインデックス（各領域間に設けられる）により
振り分けられ、そのトラックとインデックスを示す信号
も同時に記録される。上記トラックとインデックスは、
例えば、トラック数を60、各インデックスを60としトラ
ック長を１分とした場合、インデックスのインターバル
を１秒となりインデックスのインターバルが１秒とな
り、音楽再生の上で便利な分け方といえる。

このような光ディスクに情報を記録した後、再生装置
にかけて再生すると、このリードイン情報が先に読み込
まれるため、トラック数とインデックス数を指定するこ
とにより所望の音楽等の情報を容易に再生することがで
きる。例えば、トラック長を１分とし、それを構成する
インデックスのインターバルを１秒とした場合に、イン
デックスを５、インデックスを30と指定してアクセスす
るとの５分30秒の位置から再生を行なうことができる。

また、上記リードイン情報による呼び出しを正確に且
つ迅速に行なうために、該プレピット部の外周側の基板
の表面には、トラッキング案内溝を有するか、またはサ
ンプルサーボ方式のウォブルピット等を有している。そ
して上記基板に記録層が設けられた後、記録は、トラッ
キング案内溝の場合は溝上（溝内）または溝間、またウ
ォブルピットの場合はそのプレーン面になされることが
好ましい。特に溝上に記録されることが、良好なトラッ
キング性が得られる点から好ましい。

上記本発明の記録層には、音楽等を高エネルギー密度
のレーザビームを用いてCDフォーマット信号にて記録す
ることができる。さらに、これらの情報（音楽）は、市
販のコンパクトディスクプレーヤーによって再生するこ
とが可能である。

本発明の情報記録媒体は、内周側のプレピット部には
上記記録を容易に呼び出すことができるリードイン情報
が記録されている。このリードイン情報が上記のように
トラックおよびインデックスの形で内周側に記録されて
いるので、これらの数値を任意に設定することにより、
オーディオテープのように予じめ録音時間（15分、30
分、45分等）の決まったディスクの提供が可能である。
また、リードイン情報は曲の番号や順序、曲の始まりと
終わり、および曲の時間等が記録されており、そして録
音および再生を行なう際は、先に内周側にあるリードイ
ン情報を読み取ってから行なわれるので、録音した情報
を時間単位（分、秒単位）で呼び出す（アクセス）こと
ができる。本発明の記録層が設けられる側の基板表面に
は、平面性の改善、接着力の向上および記録層の変質の
防止の目的で、下塗層が設けられていてもよい。下塗層
の材料としては、たとえば、ポリメチルメタクリレー
ト、アクリル酸・メタクリル酸共重合体、ニトロセルロ
ース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネー
ト等の高分子物質；シランカップリング剤などの有機物
質；および無機酸化物（SiO₂、Al₂O₃等）、無機弗化物
（MgF₂）などの無機物質を挙げることができる。

ガラス基板の場合は、基板から遊離するアルカリ金属
イオンおよびアルカリ土類金属イオンによる記録層への
悪影響を防止するために、スチレン・無水マレイン酸共
重合体などの親水性基および／または無水マレイン酸基
を有するポリマーからなる下塗層が設けられているのが
望ましい。

下塗層は、たとえば上記物質を適当な溶剤に溶解また
は分散したのち、この塗布液をスピンコート、ディップ
コート、エクストルージョンコートなどの塗布法により
基板表面に塗布することにより形成することができる。

本発明の基板上にはトラッキング用溝の目的でプレグ
ルーブ（トラッキング案内溝）が基板表面に成型により
設けられても良いし、下記の方法にてプレグルーブ層が
設けられても良い。プレグルーブ等の層の材料として
は、アクリル酸のモノエステル、ジエステル、トリエス
テルおよびテトラエステルのうちの少なくとも一種のモ
ノマー（またはオリゴマー）と光重合開始剤との混合物
を用いることができる。プレグルーブ等の層の層厚は、
一般に0.05〜100μｍの範囲にあり、好ましくは0.1〜50
μｍの範囲にある。

プレピットを有する基板表面（または下塗り層表面）
には中間塗布層が形成されていても良い。基板表面への
中間塗布層の形成は、公知の塗布法により行なうことが
できる。公知の塗布法の例としてはスピンコート法、デ
ィップコート法などを挙げることができる。

なお、塗布法により形成される中間層の例としては、
接着層、断熱層、反射層、感度強化層（ガス発生層）な
どを挙げることができる。

中間塗布層が断熱層である場合には、例えばポリメチ
ルメタクリレート、アクリル酸・メタクリル酸共重合
体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、ポリビニルア
ルコール、Ｎ−メチロール・アクリルアミド共重合体、
スチレン・スルホン酸共重合体、スチレン・ビニルトル
エン共重合体、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン化
ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、ポ
リエステル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重
合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの高分子物質を
溶剤に溶解させた塗布液を用いて形成することができ
る。

好ましくは、塩素化ポリエチレンもしくはニトロセル
ロースを用いた塗布液であり、特に好ましくは、塩素化
ポリエチレンである。

中間塗布層の層厚（平均層厚）は、中間層に要求され
る特性を考慮して決定されている。中間塗布層の層厚は
通常は100〜1000オングストロームの範囲にある。

上記基板上（所望により下塗り層、中間層、プレグル
ーブ層を介して）には記録層が設けられる。

記録層に用いられる材料の例としては、Te、Zn、In、
Sn、Zr、Al、Cu、Ge等の金属;Bi、As、Sb等の半金属;G
e、Si等の半導体；およびこれらの合金またはこれらの
組合せを挙げることができる、また、これらの金属また
は半金属の硫化物、酸化物、ホウ化物、ケイ素化合物、
炭化物および窒化物等の化合物；およびこれらの化合物
と金属との混合物も記録層に用いることができる。

記録層は、上記の記録材料を蒸着、スパッタリング、
イオンプレーティングなどの方法によって中間塗布層上
に形成することができる。記録層は単層または重層でも
よいが、その層厚は光情報記録に要求される光学濃度の
点から一般に100乃至5500オングストロームの範囲であ
る。

記録層は、上記の記録層材料を用いて蒸着、スパッタ
リング、イオンプレーティングなどの公知の方法により
基板上（または下塗り層上）形成される。ただし、所望
により、下塗り層と記録層との間に中間層を介在させて
もよい。記録層は単層または重層でもよい。

記録層の上には保護層が設けられることが好ましい。
保護層としては、軟質樹脂材料からなる軟質保護層と硬
質樹脂材料からなる硬質保護層との積層体が好ましい。
この積層体は、軟質保護層側を記録層側にして、記録層
上に積層する。軟質樹脂材料の例としては、ポリウレタ
ン、ポリ塩化ビニリデン、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、シリコンゴム、スチレン・ブタジエン・ゴム、ポリ
塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステルを挙げること
ができる。通常、これらは、溶液塗布、ラテックス塗
布、熔融塗布などの方法により記録層上に塗布され、必
要により乾燥、加熱などの処理を行なって軟質保護層と
される。軟質保護層の層厚は通常100Å〜５μｍの範囲
にあり、好ましくは0.3〜３μｍの範囲にある。硬質樹
脂材料の例としては、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂など
が挙げられる。通常、これらは、溶液塗布などの方法に
より軟質保護層上に塗布され、必要により紫外線照射、
加熱などの処理を行なって硬質保護層とされる。硬質保
護層の層厚は通常0.1〜10μｍの範囲にあり、好ましく
は１〜３μｍの範囲にある。

基板の記録層が設けられる側とは反対側の表面には、
耐傷性、防湿性などを高めるために、たとえば二酸化ケ
イ素、酸化スズ、弗化マグネシウムなどの無機物質、あ
るいは熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂などの高分子物質か
らなる薄膜が、真空蒸着、スパッタリングまたは塗布等
の方法により設けられていてもよい。

貼り合わせタイプの情報記録媒体においては、上記構
成を有する二枚の基板を接着剤等を用いて接合すること
により製造することができる。エアーサンドイッチタイ
プの記録媒体においては、二枚の円盤状基板のうちの少
なくとも一方が上記構成を有する基板を、リング状の外
側スペーサと内側スペーサとを介して、あるいはいずれ
か一方もしくは双方の基板に設けられた突起を介して接
合することにより製造することができる。

次に、本発明の光情報記録方法について説明する。

本発明の光情報記録方法は、前記リードイン情報が記
録されたプレピット部の外周側に記録層が設けられた情
報記録媒体を、1.2〜2.8m/秒の定線速度にて回転させな
がら、そのプレピット部の外周側の記録層に光を照射し
てCDフォーマット信号を記録することを特徴としてい
る。一般に、記録光としては750〜850nmの範囲の発振波
長を有する半導体レーザービームが用いられる。

本発明の情報記録媒体では、10mW以下のレーザーパワ
ーで記録することができる。

また、上記記録層に上述のような記録を行なうため
に、該プレピット部の外周側の基板の表面には、トラッ
キング案内溝を有するか、またはサンプルサーボ方式の
ウォブルピット等を有することが好ましく、これによっ
てトラッキング制御が行なわれることが好ましい。そし
て上記基板に記録層が設けられた後、記録は、トラッキ
ング案内溝の場合は溝上または溝間、またウォブルピッ
トの場合はそのプレーン面になされることが好ましい。
特に溝上に記録されることが、良好なトラッキング性が
得られる点から好ましい。

情報の再生は、記録媒体を上記と同一の定線速度で回
転させながら半導体レーザー光を基板側から照射して、
その反射光を検出することにより行なうことができる。
本発明においては、記録層がプレーンな平面で60％以上
の高い反射率を有するために、市販のCDプレーヤーを用
いて充分に読み取りを行なうことができる。

次に本発明の実施例を記載する。ただし、これらの各
例は本発明を制限するものではない。

［実施例］内径46mmから外径50mmの範囲のドーナツ状の部分にリ
ードイン情報としてプレピットが刻まれ、そして内径45
mm〜外径116mmの範囲に深さ0.07μｍ、幅0.8μｍ、ピッ
チ1.6μｍの溝がスパイラル状に設けられた円盤状のポ
リカーボネート基板（外径:120mm、内径:15mm、厚さ:1.
2mm）の上に、In:GeS:Au＝66:22:12（重量比）の比率で
共蒸着して記録層を設けた。上記リードイン情報はトラ
ック長が１分でトラック数が90、各インデックスがそれ
ぞれ60のインデックス数をもつ。

続いて、次のような時間プログラムで音の情報を記録
した。

１）鳥（ヒバリ）の鳴き声 00:00〜05:12 ２）波の音 06:00〜09:52 ３）車の排気音 10:00〜15:32 ４）人の話し声 16:00〜45:21 ５）基準信号（2kHzの正弦波） 46:00〜50:00 上記の記録を行なった光ディスクをCDプレーヤー（テ
クニクスSL−XP7、松下電器産業（株））を使用して情
報の再生を行なった。

トラック５、インデックス59をアクセスしたところ、
１秒後に波の音が再生された。

また、トラック15、インデックス59をアクセスしたと
ころ、１秒後に人の話し声が再生された。

本実施例で示されるように本発明の情報記録媒体を用
いることにより任意に記録された情報を時間単位（秒単
位）でアクセスすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の情報記録媒体の模式図である。 1:円形孔部、2:プレピット部、 3:記録部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中心に円形孔部を有する円盤状基板の内周
側のドーナツ状表面に、コンパクトディスク規格に定め
られたリードイン情報が記録されたプレピット部を有
し、そして該プレピット部の外周側の基板表面にトラッ
キング案内溝またはトラッキングのためのウォブルピッ
トが設けられ、さらにその表面に書き込みが可能な記録
層が設けられてなるDRAW型の情報記録媒体。
【請求項２】該リードイン情報が、トラッキング案内溝
またはトラッキングのためのウォブルピットが設けられ
た領域は、該領域をｎ個に分割した１〜ｎの番号を有す
るトラックと、当該トラックを当該トラックに対応した
m₁〜m_n個に分割したm₁〜m_nの番号を有するインデックス
（但し、ｎが99以下の整数であり、そしてm₁〜m_nのそれ
ぞれが99以下の整数である）とからなるとの情報を有す
る特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。
【請求項３】上記ｎが10で割りきれる99以下の整数であ
り、且つm₁〜m_nのそれぞれのインデックス数が全て60で
ある特許請求の範囲第２項記載の情報記録媒体。
【請求項４】中心に円形孔部を有する円盤状基板の内周
側のドーナツ状表面に、コンパクトディスク規格に定め
られたリードイン情報が記録されたプレピット部を有
し、そして該プレピット部の外周側の基板表面にトラッ
キング案内溝またはトラッキングのためのウォブルピッ
トが設けられ、さらにその表面に書き込みが可能な記録
層が設けられてなるDRAW型の情報記録媒体を、1.2〜2.8
m/秒の定線速度にて回転させながら、該プレピット部の
外周側の記録層に光を照射してCDフオーマット信号を記
録することからなる光情報記録方法。
【請求項５】該リードイン情報が、トラッキング案内溝
またはトラッキングのためのウォブルピットが設けられ
た領域は、該領域をｎ個に分割した１〜ｎの番号を有す
るトラックと、当該トラックを当該トラックに対応した
m₁〜m_n個に分割したm₁〜m_nの番号を有するインデックス
（但し、ｎが99以下の整数であり、そしてm₁〜m_nのそれ
ぞれが99以下の整数である）とからなるとの情報を有す
る特許請求の範囲第４項記載の光情報記録方法。
【請求項６】上記ｎが10で割りきれる99以下の整数であ
り、且つm₁〜m_nのそれぞれのインデックス数が全て60で
ある特許請求の範囲第５項記載の光情報記録方法。