JP2633834B2

JP2633834B2 - 光学的情報記録媒体

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Publication number: JP2633834B2
Application number: JP61175295A
Authority: JP
Inventors: 通治安倍
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JPS6332745A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、光学的情報記録媒体に関する。

（従来技術）トラッキング用の案内溝が、平行に、あるいは同心円
状に、あるいはらせん状に形成され、案内溝と案内溝と
の中間区域に設定された情報トラックの少なくとも一部
に、ピットによりアドレス情報等のプリフォーマットが
形成された透明基板の、上記案内溝の形成された面に、
光吸収反射性の記録膜を設けた光学的情報記録媒体とし
て、第５図に示す如きものが意図されている。

「記録膜が光吸収反射性である」とは、記録膜が、こ
れに照射される記録再生用レーザー光の一部を吸収する
とともに、一部を反射する性質を有することをいう。即
ち、情報の記録は記録再生用レーザー光のうち、記録層
に吸収される成分により行われ、情報の再生は上記記録
層に反射される成分により行われるので、情報の記録と
再生を行うには、記録膜が光吸収反射性である必要があ
るのである。

第５図に、符号100をもって示す光学的情報記録媒体
は円板形状であって、その回転軸を含む平面による断面
の、端面の一部が、説明図的に示されている。

第５図において、符号100Aは透明基板を示している。
透明基板100Aの一方の面、第５図で下方の面には、トラ
ッキング用の案内溝Ｇが同心円状に形成されている。

案内溝Ｇの間の、符号Ｌで示される中間区域は情報ト
ラックとして設定されており、その平坦部はランドと呼
ばれる。このランド部には、追加記録が可能である。

情報トラックＬの少くとも一部に、ピットPFのとびと
びの配列（トラック長手方向への配列）によるプリフォ
ーマットが形成されている。プリフォーマットは、例え
ばアドレス情報等であり、その場合には、ピットPFはア
ドレスピットと呼ばれる。

透明基板100Aの、案内溝Ｇを形成された側の面には、
光吸収反射性の記録膜100Bが設けられている。

第５図において、符号Ｈは、光学的情報の記録光また
は再生光を示す。

さて、光学的情報記録媒体に光学的情報を記録する場
合であれ、記録された光学的情報を再生する場合であ
れ、記録光あるいは再生光は、正しく情報トラックに沿
って案内されねばならない。この操作をトラッキング制
御と称する。

光学的情報の再生の場合について、上記トラッキング
制御を説明する。

第４図において、再生用のレーザー光Ｈは、左方から
偏光プリズム50に入射し、同プリズム50により第４図下
方へ反射されると、1/4波長板60を透過して対物レンズ7
0に入射し、同レンズ70の作用にて集束光となり、光学
的情報記録媒体100にその透明基板の側から入射し、記
録膜上に集束する。記録膜による反射光は、対物レンズ
70、1/4波長板60を介して偏光プリズム50へ入射し、同
プリズム50を透過すると２分割受光素子の各受光面80A,
80Bへ入射する。受光面80A,80Bからはそれぞれ、光電変
換信号出力A,Bが出力され、これらはそれぞれ、アナロ
グの加算器90Aおよび減算器90Bに印加される。

従って、加算器90Aからは（Ａ＋Ｂ）なる信号が、ま
た減算器90Bからは（Ａ−Ｂ）なる信号が出力される。

光学的情報記録媒体100は回転する。そして、トラッ
キング制御は上記信号（Ａ−Ｂ）を０にするように操作
することで行われる。このため、信号（Ａ−Ｂ）はトラ
ッキング信号と呼ばれる。

このトラッキング制御により、再生用レーザー光Ｈは
正しく情報トラック上を案内される。このとき、信号
（Ａ＋Ｂ）はRF信号と呼ばれ、再生情報を与える。RF信
号は光学的情報記録媒体100の記録膜100Bに記録された
情報を再生した信号である。

さて、記録膜の形成されている面は、案内溝Ｇやプリ
フォーマットのピットPF等のため凹凸形状を呈し、この
凹凸形状のため、反射レーザー光は、その反射位置に応
じて位相差を生ずる。この位相差は干渉を惹き起こす
が、トラッキング信号を得るにあたっては、この干渉が
有効に利用されている。

従来、上記の如き光学的情報記録媒体100のトラッキ
ング制御の際、プリフォーマットの形成されている部位
で、とかくトラッキング制御不全が生ずるという問題が
あった。

（目的）本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、プリフォーマットの形成されてい
る部位におけるトラッキング制御不全を解消し、情報ト
ラックの追跡制御を向上させ得る新規な光学的情報記録
媒体の提供にある。

（構成）本発明の、光学的情報記録媒体は、透明基板と、記録
膜とを有する。

透明基板は、その一方の面に、案内溝とプリフォーマ
ットのピットが形成されている。

案内溝は、互いに、平行に、あるいは同心円状に、も
しくはらせん状に形成される。そして、これら案内溝と
案内溝の中間区域が情報トラックとして設定されてい
る。

プリフォーマットのピットは情報トラックの少なくと
も一部に形成され、このピットの配列による情報でプリ
フォーマットが形成される。

記録膜は、透明基板の、上記案内溝の形成されている
面に形成され、光吸収反射性である。この記録膜とし
て、例えば後述の如く「色素塗布膜」を用いることがで
きる。追加記録される光学的情報は、この記録膜に記録
される。

さて、本発明の光学的情報記録媒体において、案内溝
の実効深さは、記録再生用レーザー光、即ち記録あるい
は再生に用いるレーザー光の波長の0.125倍〜0.25倍に
定められる。ここに、記録再生用レーザー光の波長と
は、真空中における波長ではなく、透明基板中における
値である。

また、プリフォーマットを形成するピットの実効深さ
は、上記案内溝の深さの0.5倍以上で且つ１倍未満に定
められる。

ここで、第５図に示す如き、従来意図されている光学
的情報記録媒体において、何故、プリフォーマット部に
おいてトラッキング制御不全が生じ易いかに就いて説明
する。

発明者は、このトラッキング制御不全の問題に就き研
究を重ねた結果、トラッキング信号の極性が、プリフォ
ーマットの、ピットの部分とランド部とで逆転すること
を発見し、これがプリフォーマット部におけるトラッキ
ング制御不全の原因となることをつきとめた。

第５図の左側の図を参照すると、符号P₀で示す長さは
トラッキング用の案内溝Ｇのピッチである。通常、この
ピッチP₀は、記録再生用レーザー光の集束部における1/
e²の強度の直径と同程度とすることにより、トラック密
度の向上を図っており、1.2〜2.5μｍ程度、特に、1.6
μｍ程度が好ましいとされている。

また、案内溝Ｇや、プリフォーマット用のピットPFの
幅（後述する「ダレ」を考慮し、溝やピットの実際の深
さの1/2の深さの部分における幅をいう。この幅を以下
「1/2深さ幅」と言うことにする。）は、トラッキング
信号やプリフォーマット情報信号の出力特性や製造上の
観点から、上記集束部の直径の0.1〜0.5倍とすることが
好ましいとされている。

上記幅、ピッチP₀、記録再生用レーザー光の集束部の
直径の三者間に、上記の如き関係があると、上記集束部
においてレーザー光Ｈは、その視野部分が隣接する２本
の案内溝Ｇを同時に照射するようになり（第５図参
照）、案内溝Ｇの底の部分が一つの「基準面」となる。

このとき、従来の光学的情報記録媒体では、第５図の
左側の図に示すように、プリフォーマット用のピットPF
（例えばアドレスピットである）の深さが、案内溝Ｇの
深さよりも深くなっており、従って、ピットPFの存在す
る部分を記録再生用レーザー光が照射するときの回折パ
ターンは、上記基準面よりピットPFの底部が照射光の側
へ突出しているため、照射光に対して「基準面よりも
凸」の面を照射したパターンになる。

しかるに、情報トラックＬの平坦部、即ちランド部を
照射するときには、第５図の右側の図に示すように、ラ
ンド部は基準面より低いから、照射光Ｈに対して「基準
面よりも凹」の面を照射したときの回折パターンが生ず
る。

このため、プリフォーマット用のピットPFの部位で生
ずる回折パターンと、ランド部で生ずる回折パターンと
が異なり、これら各部で生ずるトラッキング信号の極性
が互いに逆になる。

プリフォーマット部では、ピットPFが断続的に配列す
るから、ピットPFとランド部とが交互に続くことにな
り、プリフォーマット部では上記トラッキング信号の極
性が交互に逆転して相互に打消し合うため、平均的にト
ラッキング信号が小さくなり、光学的情報記録媒体の反
り等にもとづく外乱により、トラッキング制御が不安定
になり、トラッキング制御不全が生ずるものである。

そこで本発明では、前述の如く、プリフォーマットの
ピットの深さを、案内溝の深さの0.5倍以上で且つ１倍
未満とした。このようにすると、プリフォーマットのあ
る部分も無い部分も共に、基準面（案内溝Ｇの底の部
分）に対して同じ側にあるから、プリフォーマットのあ
る部分と無い部分とで回折光のパターンには大きな変化
がない。従って、回折光のパターンの大きな変化に起因
する前述のトラッキング信号の極性の反転を生じない。
また案内溝の深さは、トラッキング信号を発生する必要
上、レーザー波長λの1/4以下であることが必要であ
り、本発明では、0.125λ〜0.25λとしている。

なお、ここで言う、プリフォーマットのピットの深
さ、案内溝の深さとは「実効深さ」を言い、実効深さと
は、案内溝やピットの断面形状（第５図に即して説明し
たような断面における断面形状を言う。以下同じ）に、
「ダレ」がある場合は、その補正を行った深さをいう。
例えば、上記断面形状がＶ字形であるときは、実効深さ
がλ/4であれば、物理的な深さ、即ち、ランド面から案
内溝もしくはピットの底部に至る深さは、その約1.4倍
となる。

なお、トラッキング用の案内溝のピッチは従来通り、
1.2〜2.5μｍ、特に約1.6μｍ程度（集束したレーザー
光の1/e²強度の直径程度）が好ましく、溝幅（前述の1/
2深さ幅）は、集束したレーザー光の1/e²強度直径の0.1
〜0.5倍が好ましい。

第１図は、本発明の光学的情報記録媒体の１例を示し
ている。図中G,L,PFは第５図におけると同じく、それぞ
れトラッキング用の案内溝、情報トラック、プリフォー
マットのピットを示す。この点については、後述する第
２図及び第３図に示す例でも同様である。また長さＰは
案内溝Ｇのピッチを示している。

第１図において符号10Aは透明器板、符号10Bは光吸収
反射性の記録膜を、それぞれ示す。第１図の例では、案
内溝Ｇ、ピットPFとも、断面形状は矩形形状で断面形状
にダレは生じていない。

第２図に示す例では、透明基板11Aに形成された案内
溝Ｇの断面形状は矩形形状であるが、プリフォーマット
のピットPFの断面形状はダレを生じて「楕円を短軸で切
断したような形状」となっている。

記録膜11Bを色素塗布膜で形成すると、第２図に示す
如くに、凹部をおいて厚く付着する傾向がある。

第３図に示す例では、透明基板12Aに形成された案内
溝Ｇ、ピットPFともにダレを生じ、案内溝Ｇの方は断面
形状が「台形形状」となり、ピットPFの方は断面形状が
「Ｖ字形状」となっている。記録膜12は色素塗布膜であ
る。通常の製法で作製すると、本発明の光学的情報記録
媒体は第３図の如きものとなることが多い。

以下、具体的な実施例につき説明する。

各実施例および比較例において、透明基板としては厚
さ1.15mmのPMMAを用い、案内溝およびプリフォーマット
のピットはフォトポリマ法による転写で形成した。ま
た、案内溝のピッチは1.6μｍである。

記録膜はシアニン色素による塗布膜であり、塗布形成
され、平均の膜厚は500Åである。なお、シアニン色素
は第６図に示す如き構造式を有する。

色素の塗布は、上記シアニン色素をジクロルエタンに
溶かしてスピンナーにより塗布することにより行った。

またプリフォーマットはアドレス情報とした。従っ
て、プリフォーマットのピットは各実施例および各比較
例においてアドレスピットであり、プリフォーマットの
ピットと言う代わりにアドレスピットと表示されてい
る。

また、実施例、比較例とも、ディスク状の光学的情報
記録媒体に記録したデータを第４図の如き光ピックアッ
プで読出すことで評価されており、データ信号は前述の
RF信号を意味する。記録再生用レーザー光Ｈ（第４図）
の光源としては、波長790nmのレーザー光を発する半導
体レーザーが用いられ、対物レンズ70としては開口数0.
47のものを用いた。

トラッキング制御はアナログ減算基90Bから、（Ａ−
Ｂ）として得られるトラッキング信号が０となるよう
に、図示されないアクチュエーターにより、対物レンズ
70を光軸に直交する方向へ変位させることにより行っ
た。

また、案内溝およびピットの深さ（最大深さ）は、上
記レーザー光の透明基板内に於ける波長λ（真空中の波
長λ_０を透明基板の屈折率ｎで割った値λ₀/n）を用い
て表してある。「トラッキング可能な傾き角」は、アド
レス信号出力が、正規信号の（√２）/2倍になるディス
クの傾き角をいい、信号出力は、ミラー面からの反射レ
ベルを100％としたときのＰ−Ｐ振幅を％表示して示し
ている。

実施例を６例と比較例を２例、次表に示す。表中にお
いて、最大深さの単位は前述のλ（＝λ₀/n）であり、
Ｗは、案内溝およびアドレスピットの1/2深さ幅を表
し、単位はμｍである。

光学的情報記録媒体に記録された情報の再生において
は、実用的見地からして、アドレス信号出力は30％以
上、データ信号出力は40％以上が必要であるが、実施例
１〜６、比較例1,2とも、これらアドレス信号出力およ
びデータ信号出力レベルは十分である。

表における各例の評価で重要なのは「トラッキング可
能な傾き角」である。光学的情報記録媒体の反り等によ
り、光学的情報の記録・再生の際に、正規の記録面の状
態からの傾き角が存在する。この傾き角は光学的情報の
記録・再生の際に外乱となるものであり、傾き角が大き
くなるとトラッキングに支障を来す。トラッキングが可
能な傾き角が大きいほど、傾き角という外乱に対して強
いことになる。

比較例１ではトラッキング可能な傾き角は0.7度、比
較例２では0.4度と小さいが、実施例１〜６では、いず
れも比較例より大きい0.8〜1.2度が得られており、外乱
に強いことを示している。

（効果）以上、本発明によれば新規な光学的情報記録媒体を提
供できる。この光学的情報記録媒体は上記の如き構成と
なっているから、プリフォーマット部でのピットとラン
ド部でのトラッキング信号の極性の逆転がなく、従っ
て、プリフォーマット部においても良好なトラッキング
制御が可能となり、媒体の傾きに強くなる。上記のよう
にトラッキング可能な傾き角が大きくなるので、トラッ
キング制御の安定性が向上し、トラッキング制御不全に
より隣接するトラックに対して光学的情報の再生を行う
クロストークが減少する。

また、線速度2.4m/sec、再生パワー0.3mWで、同一ト
ラックを繰返し再生したところ、再生可能な回数は、比
較例２において80万回、実施例４において200万回であ
った。これは、本発明の光学的情報記録媒体では、案内
溝およびプリフォーマットのピットの構造上、記録膜が
均一に付着して、その耐久性が向上することを意味して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す説明図的一部断面斜視
図、第２図は本発明の別の実施例を説明するための説明
図的断面図、第３図は本発明の他の実施例を説明するた
めの説明図的断面図、第４図は光学的情報記録媒体に記
録された情報の再生を説明するための図、第５図は従来
技術とその問題点を説明するための図、第６図は光吸収
反射性の記録膜の材料であるシアニン色素の構造式であ
る。 10……光学的情報記録媒体、10A……透明基板、10B……
記録膜、Ｇ……トラッキング用の案内溝、PF……プリフ
ォーマットを形成するピット。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トラッキング用の案内溝が、平行もしくは
同心円またはらせん状に形成され、上記案内溝と案内溝
との中間区域に設定された情報トラックの少くとも一部
に、ピットによるプリフォーマットが形成された透明基
板の、上記案内溝の形成された面に光吸収反射性の記録
膜を設けてなり、光により上記記録膜に対して情報の記
録・再生を行なう光学的情報記録媒体であって、上記案内溝の実効深さが、上記透明基板中における記録
再生用レーザー光の波長の0.125〜0.25倍であり、プリフォーマットのピットの実効深さが、上記案内溝の
深さの0.5倍以上で且つ１倍未満であること、を特徴と
する光学的情報記録媒体。