JP2616596B2 - 光ディスク - Google Patents
光ディスクInfo
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Description
てなる光ディスクに関する。
され、国際標準化作業が進められている。90mm書換
型光ディスクカートリッジのドラフトプロポーザルDP
10090が1990年1月にISO(International
Standard Organization)で作成された。
対象にしており、厚さ1.2mmのポリカーボネート基
材に一層の光磁気記録面を形成したもので、その容量が
128MBの片面ディスクである。
トを可能にする目的と薄くて取扱いに便利なカートッジ
の提供、さらにはドライブの薄型化を狙ったものであ
る。
クが片面であることなどからディスク一枚当たりの容量
が少なく、光ディスクの大容量性を生かせないという課
題があった。
ることが考えられる。しかしながら単に両面にすると従
来のディスクに比べ、厚さが2倍になる。ディスク厚が
2倍になるということは、このディスクを入れたカート
リッジの厚みもまた増えることになり、従来の規格の光
ディスクを対象として作られた従来の記録再生装置に、
装填することすらできなくなる。
ことが考えられる。そのためには絞りレンズとして、高
い開口数NA(Numerical Aperture=h/f,h:レ
ンズの有効像高,f:焦点距離)のものを用いることが
必要である。しかし、ディスクの基材の厚さが、その障
害となる。すなわち、基材の厚みにより、高いNAのレ
ンズを用いることには限界がある。
の光ディスクを用いた光ディスク記録再生装置に比べ
て、3倍以上記録容量の大きい光ディスク記録再生装置
を提供することである。
ク記録再生装置に用いるのに適した光ヘッドを提供する
ことである。
ク記録再生装置に用いるのに適した記録容量の大きい光
ディスクを提供することである。
ジ規格で作られる光ディスク記録再生装置に装填する事
が可能な両面の光ディスクを提供することである。
互換性を持った両面光ディスクが記録再生できる光ヘッ
ドを提供することである。
録再生可能な相変化材料からなる情報層と、略0.6m
mの厚さの第1および第2のディスク基材とを備え、前
記第1のディスク基材と前記第2のディスク基材の間に
前記情報層を挟むように前記第1および第2のディスク
基材を貼り合わせてなるものである。また、例えば、略
0.6mmの厚さの第1および第2のディスク基材を貼
り合わせてなる光ディスクであって、前記第1のディス
ク基材と前記第2のディスク基材の少なくとも一方に情
報を記録再生可能な相変化材料からなる情報層を設けた
ことを特徴とするものである。また、例えば、情報層
と、少なくとも一方が略0.6mmの厚さの第1および
第2のディスク基材とを備え、前記第1のディスク基材
と前記第2のディスク基材の間に前記情報層を挟むよう
に前記第1および第2のディスク基材を貼り合わせてな
る光ディスクであって、前記光ディスクの外形厚を1.
4mm以下とすることを特徴とするものである。また、
例えば、少なくとも一方が略0.6mmの厚さの第1お
よび第2のディスク基材を貼り合わせてなる光ディスク
であって、前記第1のディスク基材と前記第2のディス
ク基材の少なくとも一方に情報層を設け、前記光ディス
クの外形厚を1.4mm以下とすることを特徴とするも
のである。
NA化した場合でもディスクの傾きの影響を小さく抑え
ることができ、また、機械的な強度も十分で、ゴミの影
響も小さく、従来ディスクと互換性のある光ディスクを
提供できる。
置について、図面を参照しながら説明する。
るカートリッジ、2は信号を記録再生する光ディスク、
8は信号を記録再生するトラックを形成した記録面、2
3はカートリッジ1のディスク基材厚を識別するための
識別穴である。6はコリメート光16を出射する固定光
学部、7はコリメート光16を光ディスク2の記録面8
のトラックに絞る可動光学部、9は半導体レーザ、10
はレーザ9の出射光を平行光に整形するコリメートレン
ズ、11は光ディスク2からの反射光をレーザ9に実質
的に戻すことなくフォトディテクタ14側に反射して信
号を検出するための偏光ビームスプリッタ、12はλ/
4板、13は非点収差を発生させるシリンドリカルレン
ズ、14は光ディスク2からの反射光を受光してサーボ
信号や再生信号を検出するフォトディテクタ、15はコ
リメートレンズ10をフォーカシングやトラッキングす
るために動かすアクチュエータ、16はコリメート光、
17は全反射ミラー、18はコリメート光16を光ディ
スク2の記録面8に集光する絞りレンズ、19は平行平
板、20は平行平板19の交換機構、38はディスク基
材厚み差によるディスククランプ位置の変化を補正する
ために絞りレンズ18をフォーカス方向に移動するアク
チュエータである。
ら、収納された光ディスク2の基材厚みを判別するため
の識別穴検出素子、4は光ディスク2を回転させるモー
タ、5は光ディスク2を固定してモータ4で回転させる
回転軸、21は可動光学部7を目的トラックに移送する
リニアモータ、22は可動光学部7を案内するレール、
24は光ディスク2の識別信号である。
生装置について以下説明する。図1において光ヘッド
は、固定光学部6と可動光学部7に分割され、可動光学
部7は回転する光ディスク2の径方向にリニアモータ2
1でレール22に沿って目的トラックに移送される。
9のコリメート光16は全反射ミラー17で反射され
て、絞りレンズ18で光ディスク2の記録面8にほぼ垂
直に集光される。光ディスク2からの反射光は、λ/4
板12の作用で偏光ビームスプリッタ11でほぼ全反射
され、シリンドリカルレンズ13を介してフォトディテ
クタ14に入射する。フォトディテクタ14は、シリン
ドリカルレンズ13の非点収差でフォーカス誤差信号
を、またファーフィールド・プッシュプル法でトラッキ
ング誤差信号を検出する。光ディスク2の面振れによっ
て生ずる絞りレンズ18のフォーカスずれは、コリメー
トレンズ10をアクチュエータ15で駆動することによ
って合焦点状態にする。
で強度変調すると対応したトラックにデータが記録され
る。
本発明の両面光ディスク26は同じディスク外形厚tを
有している。
リカーボネートなどの透明樹脂の基材、28は記録面に
設けられた案内溝などを形成したトラックで、記録薄膜
34として光磁気記録薄膜或いは相変化記録薄膜が形成
されている。29は紫外線硬化樹脂などからなる保護層
である。
27と同じポリカーボネートなどの透明樹脂やガラスか
らなる厚さt2 の基材である。32、33は記録面で、
案内溝を形成したトラックに記録薄膜35、36として
は相変化記録薄膜が形成されている。これら記録面3
2、33は、接着層37で張り合わせてある。t3 は、
平行平板19の厚みである。
=1.2mm、t2 =0.6mmである。
光磁気薄膜の場合は、予め消去動作で磁化方向を一様に
そろえたトラック28に、絞りレンズ18で1μm以下
に絞った強度変調されたレーザ光を基材27側から照射
し、照射ピットをキューリー温度以上に昇温させ、バイ
アス磁界で磁化を反転して記録を行う。読み出しは、ト
ラック28のピットの磁化方向によって照射レーザ光の
反射光の偏光が、カー効果で変化する状態を検出して行
う。
記録膜が相変化媒体の場合は、基材30側或いは基材3
1側からレーザ光を記録面のトラック32、33に対し
て照射し、レーザ光の照射条件に応じて結晶状態とアモ
ルファス状態、またはアモルファス状態と別のアモルフ
ァス状態の可逆的相変化現象を生じる相変化記録が行わ
れ、再生は微弱なレーザ光をトラックに照射してその反
射光の強度変化で行われる。すなわち、レーザ光は記録
パワー、消去パワー、再生パワーの3レベルで変調さ
れ、記録膜上で記録パワーが照射された部分は融点以上
に加熱された後、急冷されてアモルファス状態になり信
号が記録される。消去パワーが照射された部分は結晶化
温度以上で融点以下の温度に加熱され、結晶状態となる
(すなわち消去される)。このように相変化記録では、
トラック32あるいはトラック33に、依然に記録され
た信号を消去しながら同時に新しい信号を記録する、い
わゆるダイレクトオーバライトが可能である。
磁気ディスク25で行うためにバイアス磁界を信号で変
調しながら一定強度のレーザ光を照射する磁界変調記録
がある。図2(a)の光磁気ディスク25は、この磁界
変調記録が可能なように0.2mm程度の厚さの保護層
29と光磁気媒体を形成したトラックを有する厚さ1.
2mmの基材で構成され、保護層29側に磁気ヘッドを
配置可能なように考慮されている。
のような比較的厚い基材を張り合わせた両面ディスク構
造では、磁界ビームの広がりで記録周波数特性が悪く、
かつ磁界強度の減衰から磁気ヘッド変調電力が大きくな
るので使用が困難である。
ズ18は、基材厚t1の光ディスクを想定したレンズで
あって、両面光ディスク26の基材厚t2では大きな収
差を生じる。そこで、平行平板19を挿入して基材厚に
よる光路程(=屈折率×厚さ)の差を補正する。基材の
屈折率を考慮すると、平行平板27の厚みt3 は、(n
1t1−n2t2)/n3である。ここで、n1、n2、n3
はそれぞれ基材27、30(31)および平行平板19
の屈折率である。例えば、n1、n2、n3が同じ値(例
えば、1.5)で、t1 =1.2mm、t2 =0.6m
mであれば、t3 は0.6mmである。
に対し、平行平板を1枚設ける構成に付いて説明した
が、一般的にはm種類の光ディスクに対し、平行平板
は、装着する光ディスクの基材の厚みの種類に応じて複
数枚設けられる。
・・・tm各光ディスクの屈折率をn1、n2、 ・・・n
m平行平板の厚みと屈折率をT1、T2、・・・Tm;N
1、N2、・・・Nmとすると n1t1+N1T1=n2t2+N2T2=・・・=nmtm+TmNm=一定 の関係になるように、T1、T2、・・・Tm;N1、N
2、・・・Nmは選ばれる。
m種類なくてもよい。例えば、図2(b)の例では、T
1=0,T2=t3,N2=n3であるように平行平板を挿
入しない状態を基準とすることにより、m−1種類でよ
い。また複数の平行平板を組み合わせることにより、よ
り少ない種類で構成することが、光ディスクの基材の厚
みの種類によっては可能である。例えば、N1T1+N2
T2=TmNmの関係が成立するときには、2枚の平行平
板で代用することが出来る。
両面光ディスク26が、図1の光ディスク記録再生装置
にローディングされたときの光ヘッドの動作について以
下説明する。
着されると、識別穴検出素子3はカートリッジ1の識別
穴23を検出して、装着された光ディスク2の基材厚を
示す識別信号24を出力する。制御CPU(図示せず)
は、識別信号24をもとに絞りレンズ18の出射面への
平行平板19の脱着を交換機構20に指示する。
2が単板ディスク25(基材厚t1 =1.2mm)の場
合は、平行平板19は装着されない。ローディングされ
た光ディスク2が両面光ディスク26の場合には、平行
平板19が装着される。コリメートレンズ10で集光さ
れたレーザ9のコリメート光16は全反射ミラー17で
反射されて、絞りレンズ18で光ディスク2の記録面8
にほぼ垂直に集光し、フォーカスされる。なお、基材厚
が異なると、光ディスクをモータ回転テーブルに固定す
るクランプ基準面と記録薄膜34と35(36)との距
離が変化するが、これは絞りレンズ18を駆動するアク
チュエータ38によって絞りレンズ位置を移動すること
で補正される。また図1では光ヘッドの実施例として分
離光学系を示したが、通常の一体型光ヘッドでは、フォ
ーカスアクチュエータでこれを兼ねることができること
は言うまでもない。
異を平行平板19で補正することによって、収差の少な
い良好な集光結果を得ることができる。
の異なる光ディスクを一つの光ディスク記録再生装置で
記録再生でき、単板ディスクのカートリッジと同じ厚み
のカートリッジで両面光ディスクを取り扱える。このこ
とは、光ディスク記録容量を2倍にできるとともに、単
板光ディスク、両面光ディスクの互換性を持った光ディ
スク記録再生装置を可能にする。
いるのに最適な光ディスクの実施例について説明する。
りレンズの開口数をNAとしてD∝(NA/λ)2 で与
えられる。光波長λの短波長化は、半導体レーザ技術の
進歩を待たねばならない。現在、630nm〜670n
mの半導体レーザの開発が急がれているが、これ以下の
波長のレーザを可能にする結晶材料はまだ実用に耐える
ものがなく、絞りレンズのNAを上げるのが現実的であ
る。
記録層に照射して信号を記録再生するディスク構造で
は、ディスク基材の厚みや、ディスク傾きによって生じ
るコマ収差と非点収差から、絞りレンズのNAが制限さ
れる。
0.5゜以下であって、この程度では非点収差の影響は
少なくコマ収差が支配的である。このコマ収差は光ビー
ムの強度ピーク値すなわち、記録レーザピークパワーを
低下させ、良好な信号記録を妨げる。さらに、再生時に
は、クロストークが増え、信号のC/Nが低下する。
%以下に抑えるためには、1.2mm基材ではディスク
傾きが0.3度以下で、NAが0.5〜0.55以下の
レンズが使用されるのが現状である。
0nmのときのディスクの基材厚t=1.2mm、0.
6mm、0.3mmに対する光ビーム強度ピーク値を求
めたグラフである。
ーム強度ピーク値は約99%であるが、NA=0.85
では強度ピーク値は約56%と大きく下がる。
程度の約97%以内の低下に抑え、かつ、NA=0.6
5にするためには、基材厚t=0.6mm以下でなけれ
ばならない。また、NA=0.75にするためには基材
厚t=0.3mm以下でなければならない。
クからの転写性、レプリカの機械的な強度などの観点か
ら、基材厚は、0.6mm以上が望ましく、また厚けれ
ば口述するようにゴミの影響が少ない。
ったレンズを使用し、かつ十分な強度を保つためには、
ディスク基材は0.6mmが望ましい。。
が薄くなるにつれて顕著になる。これは、基材表面のレ
ーザ光の照射面積が低下するためであり、この影響は、
P.W.Bogels :"System coding parameters, mechanics a
nd electro-mechanics of the reflective video disc
player", IEEE Trans.on Consumer Electronics)p309-
317(Nov.,1976)(Fig.19参照)に報告されている。
ゴミに対して0.6mm以上の厚みでは信号の劣化がな
く、また20μm程度の小さなゴミなら0.3mm程度
まで信号の劣化がないことが述べられている。光ディス
クがカートリッジに入っていることを考慮すると、比較
的小さなゴミを対象にすればよく、0.3mm程度の基
板でも交換可能な媒体として使える。
振幅への影響は従来の厚い基板に比較して大きくなるの
で、記録薄膜としては、0.2度程度の偏波面の回転で
信号を検出する光磁気材料よりも、20〜30%の反射
率変化で信号を検出する相変化材料が望ましい。
準化案では、基材厚みは1.4mm以下と規定され、デ
ィスクを収納するカートリッジの厚みは6mmである。
標準化では単板ディスク構造で容量は片面分の128M
Bである。しかしながら、上記の基材厚を0.6mm以
下とした両面光ディスク構造にすれば、同じ6mm厚の
カートリッジを使用して、単板ディスクと互換性を持っ
た2倍容量の光ディスクが実現できる。
りレンズのNAが高められ、例えばNA=0.65にす
れば、光ディスク一枚当たりの容量は、(0.65/
0.53)2×2面=3倍となり、容量は384MBと
なる。
スクと同じ厚みのカートリッジでディスク記録容量を3
倍に大容量化した両面光ディスクが可能になる。
光路中にビームスプリッタ11とλ/4板12を配置し
た固定光学系6を示したが、レーザ9の直後にコリメー
トレンズ10を配してコリメート光16をビームスプリ
ッタ11とλ/4板12に入射する光学系でもよい。
明に必要な最低限の構成要素を示したに過ぎず、たとえ
ばサーボ・変復調信号処理・エラー訂正回路など、光デ
ィスク記録再生装置を構成するのに必要な公知の手段が
必要に応じて使用されることはいうまでもない。
ば、絞りレンズの高NA化で情報の高密度化を可能にす
る。
の主要部の構成図
ィスクの構造図 (b)は本発明の実施例である2面の記録面が形成され
た両面記録再生可能な両面光ディスクの構造図である。
ズで記録層に集光された光ビームのピーク強度と絞りレ
ンズのNAとの関係を示すグラフである。
Claims (9)
- 【請求項1】 情報を記録再生可能な相変化材料からな
る情報層と、略0.6mmの厚さの第1および第2のデ
ィスク基材とを備え、前記第1のディスク基材と前記第
2のディスク基材の間に前記情報層を挟むように前記第
1および第2のディスク基材を貼り合わせてなる光ディ
スク。 - 【請求項2】 情報を記録再生可能な相変化材料からな
る情報層と、0.3mm〜0.6mmの厚さの第1およ
び第2のディスク基材とを備え、前記第1のディスク基
材と第2のディスク基材の間に前記情報層を挟むように
前記第1および第2のディスク基材を貼り合わせてなる
光ディスク。 - 【請求項3】 略0.6mmの厚さの第1および第2の
ディスク基材を貼り合わせてなる光ディスクであって、
前記第1のディスク基材と前記第2のディスク基材の少
なくとも一方に情報を記録再生可能な相変化材料からな
る情報層を設けたことを特徴とする光ディスク。 - 【請求項4】 0.3mm〜0.6mmの厚さの第1お
よび第2のディスク基材を貼り合わせてなる光ディスク
であって、前記第1のディスク基材と前記第2のディス
ク基材の少なくとも一方に情報を記録再生可能な相変化
材料からなる情報層を設けたことを特徴とする光ディス
ク。 - 【請求項5】 情報層が複数の状態間を可逆的または非
可逆的に変化することを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の光ディスク。 - 【請求項6】 情報層と、少なくとも一方が略0.6m
mの厚さの第1および第2のディスク基材とを備え、前
記第1のディスク基材と前記第2のディスク基材の間に
前記情報層を挟むように前記第1および第2のディスク
基材を貼り合わせてなる光ディスクであって、前記光デ
ィスクの外形厚を1.4mm以下とすることを特徴とす
る光ディスク。 - 【請求項7】 情報層と、少なくとも一方が0.3mm
〜0.6mmの厚さの第1および第2のディスク基材と
を備え、前記第1のディスク基材と第2のディスク基材
の間に前記情報層を挟むように前記第1および第2のデ
ィスク基材を貼り合わせてなる光ディスクであって、前
記光ディスクの外形厚を1.4mm以下とすることを特
徴とする光ディスク。 - 【請求項8】 少なくとも一方が略0.6mmの厚さの
第1および第2のディスク基材を貼り合わせてなる光デ
ィスクであって、前記第1のディスク基材と前記第2の
ディスク基材の少なくとも一方に情報層を設け、前記光
ディスクの外形厚を1.4mm以下とすることを特徴と
する光ディスク。 - 【請求項9】 少なくとも一方が0.3mm〜0.6m
mの厚さの第1および第2のディスク基材を貼り合わせ
てなる光ディスクであって、前記第1のディスク基材と
前記第2のディスク基材の少なくとも一方に情報層を設
け、前記光ディスクの外形厚を1.4mm以下とするこ
とを特徴とする光ディスク。
Priority Applications (1)
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JP2-106157 | 1990-04-20 | ||
JP2-328715 | 1990-11-27 | ||
JP32871590 | 1990-11-27 | ||
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- 1991-04-19 JP JP3088487A patent/JP2616596B2/ja not_active Expired - Lifetime
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