JP2635317B2

JP2635317B2 - 光デイスク

Info

Publication number: JP2635317B2
Application number: JP61236896A
Authority: JP
Inventors: 珠恵吉沢; 信夫山本; 晃一斉藤; 紘一郎堀野; 司郎長田
Original assignee: KURARE KK
Current assignee: KURARE KK
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPS6391839A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、書き込み可能な光デイスクに関する。更に
詳しくは、書き込み時及び再生時のトラツキング性能が
良好である書き込み可能な光デイスクに関する。

〔従来技術〕

書き込み可能な光デイスクでは、書き込む時のトラツ
キングを容易にするため、スパイラル状もしくは同心円
状の、半径方向に有限の幅と間隔を持つ、情報を記録す
るための他と区別し得る部分（Ａ）を設ける必要があ
る。

通常は、基板表面に一定深さの溝を形成しており、案
内溝またはプリグループと呼ばれている。これは、溝の
深さ及び幅を制御することにより、溝の三次元的な形状
による光の回折及び干渉を利用するものであつて、記録
媒体自身の反射率はデイスク全面にわたつて同一であ
る。即ち、書込前の部分Ａの記録媒体反射率をRA、Ａに
はさまれた部分（Ｂ）の記録媒体反射率をRBとすればRA
＝RBである。但し、RA、RBは、案内溝形状による回折及
び干渉の効果を含まない記録媒体自身の反射率である。

また特公昭60−25278号公報に見られるように、溝を
形成することなく、反射率を変化させる、即ち、RA≠RB
とすることによつてのみトラツキングのための部分Ａを
設けているものもある。

〔本発明の解決しようとする問題点〕

まず、従来の書き込み可能型光デイスクのうち、溝構
造を有し、RA＝RBであるものについて、問題点を説明す
る。

書き込み可能な光ディスクでは、ユーザーがデイスク
面にレーザー光（書き込みビーム）をあてることによ
り、部分Ａに、孔、バブルなどの形成、結晶状態の変化
などによつて反射率の変化した部分（記録ピツト）を生
じさせて情報を記録する。再生時には、該ピツト部分の
反射率（RAP）と書き込みビームの当たらなかつた部分
（未記録部）の反射率（RA）との差を利用して情報を読
み出す。一方、トラツキングに用いられる信号は情報再
生信号の低周波成分だけであるので、再生時には情報記
録後の部分Ａ全体の平均的な反射率がトラツキング特性
に大きな影響を与える。情報記録後の部分Ａにおける記
録ピツトの占める面積割合をｘとすると、情報が記録さ
れた後の部分Ａの平均反射率（RAS）は、 RAS＝xRAP＋（１−ｘ）RA となる。ここで、RA≠RAPのため、RA≠RASとなり、従つ
て、書き込む前にはRA＝RBであるが、書き込み後（再生
時）にはRAS≠RBとなる。但し、RASは、案内溝形状によ
る回折及び干渉の効果を含まない記録後の部分Ａの平均
反射率である。

ところで、トラツキングのための溝構造を有する光デ
イスクにおいて例えばプツシユプル方式でトラツキング
を行う場合、記録後のピツト部分の反射率（RAP）が書
き込み前の部分Ａの反射率RAに比し極端に大きすぎた
り、また小さすぎると記録後の部分Ａの中心部即ちピツ
ト列の中心をうまく追随できなくなるという欠点を生じ
た。

また、スリービーム方式でトラツキングを行う場合、
一般の装置では、部分Ａまたは部分Ｂのうち主ビームの
反射光量が小さくなる方を追随するようになつているも
のが大半である。

半径方向に測定した部分Ａの幅（XA）が同部分Ｂの幅
（XB）より小さい溝構造をしている光デイスクにおい
て、トラツキングは回折及び干渉の効果により部分Ａの
中心部を追随するようになつている。しかし、書き込み
によつて記録後のピツト部分の反射率がある一定値を越
えて増大する場合、部分Ａの記録後の平均反射率RASが
増大するので部分Ａ、即ちピツト列を追随することがで
きなくなる。

この場合と逆に反射光量が大きくなる方を追随するタ
イプのスリービーム方式の装置では、記録後のピツト部
分の反射率RAPが小さくなると、RASが減少するので同様
にピツト列を追随できなくなる。

一方、溝構造を有することなくRA≠RBであるデイスク
については、溝構造による回折及び干渉の効果を利用で
きないので、例えばプツシユプル方式によるトラツキン
グエラー信号の強度が、溝を有する場合に比べて非常に
小さくなり、トラツキング上不利である。

書き込み用光デイスクにおいて再生時の信号強度を大
きくするためにはRAPがRAに比し十分に大きいか又は十
分に小さいのが良い。一方、前述したとおりトラツキン
グを考慮した場合RAPにはプツシユプル再生方式におい
ては、ある一定の上限又は下限が存在する。またスリー
ビーム方式による再生においては記録媒体の種類によつ
てはトラツキングが行えなくなることがある。

本発明の第１の目的は、書き込みによつて反射率が変
化した後もトラツキングがうまく行える光デイスクを提
供することにある。本発明の他の目的は記録後の記録ピ
ツト部分の反射率が著しく増大又は減少するタイプの記
録媒体においてもプツシユプル方式によるトラツキング
がうまく行える光デイスクを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］そこで本発明者らは、溝構造を有するデイスクについ
て、書き込みによる記録媒体の反射率変化の予測に基づ
いて、溝構造による回折及び干渉の効果を含まない記録
媒体自身の反射率RA及びRBをあらかじめ異なる値に設定
しておけば、上記のような不都合は避けられることを見
出し、本発明に到達した。

本発明によれば、上記目的は、書き込み可能な光デイ
スクにおいて半径方向に対して有限の幅及び間隔を持つ
スパイラル状または同心円状の情報を記録するための部
分Ａと、Ａにはさまれた部分Ｂを設け、部分Ａと部分Ｂ
のいずれかを溝構造とし、Ａにおける記録媒体の反射率
RAと、Ｂにおける記録媒体の反射率RBを、あらかじめ異
なる値にしておくことにより達成される。

半径方向に測定した部分Ａの幅（XA）は通常0.3ない
し1.6μｍ、ピツチ（YA）は１ないし２μｍであつて、X
A＜YAである。XAと部分Ｂの幅（XB）の比は、通常1:4か
ら4:1の範囲にある。部分Ａまたは部分Ｂは溝構造をし
ており、その深さ（ｄ）は記録・再生用レーザの波長
（λ）に対して通常（ｎは基板の屈折率）の範囲にあり、λ/8nであること
が好ましい。第７図に示すように、例えばプツシユプル
方式によるトラツキングエラー信号の強度は、同じRB/R
Aで比較すると、深さがλ/8nの場合に最も大きくなり、
トラツキング上有利となるからである。また、部分Ａ
は、アドレス情報などのプリフオーマツトのために不連
続になつていてもよい。

RAとRBの比は記録媒体の種類により異なるが、１＜RB
/RA≦1.5または、0.6≦RB/RA＜１の範囲にあることが好
ましい。RB/RA＞1.5またはRB/RA＜0.6になると、例えば
プツシユプル方式で記録する場合、第１図及び第２図に
示すようなトラツキングエラー信号の部分的な極性反転
が起こり、記録時のトラツキング特性が悪化するからで
ある。ここで第１図及び第２図は、本発明に適用される
光デイスクの代表的な例示として部分Ａが溝構造をして
おり、その深さがλ/8n（ｎは基板の屈折率：λはビー
ムの波長）、半径方向に測定した幅（XA）が0.65μｍで
あり、且つピツチ（YA）が1.6μｍのデイスクにおい
て、RA（又はRAS）とRBの比をパラメータとするトラツ
キングエラー信号と部分Ａの中心からの距離の関係の計
算例を示す図である。

本発明において更に好ましくは、書き込みによる反射
率変化の予測に基づいて、RAとRBを設定するのがよい。
一般に記録媒体の種類により、RAを決定すれば最も良好
な信号を与える書き込み条件におけるRAPがほぼ定まる
ので、RBとRASの取り得る比の範囲を予測することがで
きる。

例えばプツシユプル方式で再生することを前提とした
用途向けのデイスクでは、前述の第１図及び第２図より
RBのRASに対する比を記録密度最大の場合にも0.6≦RB/R
AS≦1.5の範囲となるように設定するのが望ましい。

また、例えば溝構造による回折及び干渉の効果により
主ビームの反射光量が小さくなる部分を追随するタイプ
のスリービーム方式で再生することを前提とした用途向
けのデイスクでは、例えば部分Ａが溝構造をしており、
その深さがλ/8n（ｎ及びλは前述と同じ）、半径方向
に測定した幅（XA）が0.65μｍであり、且つピツチ（Y
A）が1.6μｍのデイスクにおいて、部分Ａの中心からの
距離に対する反射光量及びトラツキングエラー信号の関
係はRA＝RBの場合はそれぞれ第３図及び第５図に示され
るように、主ビームスポットが部分Ａにある時には、溝
形状による回折及び干渉の効果によって、光ディスクで
反射されて検出器に戻る光量（反射光量）が小さくなる
ため、未記録部については部分Ａを追随することができ
る。しかし、書き込みによつてRAS＞RBとなる場合に
は、例えばRB/RASの比が0.7の場合には第４図に例示す
るように再生ビームが部分Ａにある時の反射光量が大き
くなるため、部分Ａの記録ピツト列を追随することがで
きなくなる。この場合のトラツキングエラー信号は、第
６図に例示するように部分Ａ中心における傾きが第５図
の場合とは逆になつているため、書き込み前後において
トラツキングサーボ機構が逆に作動してしまうのであ
る。それ故、溝構造による回折及び干渉の効果により主
ビームの反射光量が小さくなる部分を追随するタイプで
は、記録密度最大の場合にも１≦RB/RASとなるように設
定するのが好ましい。

同様に溝構造による回折及び干渉の効果により主ビー
ムの反射光量が大きくなる部分を追随するタイプでは、
記録密度最大の場合にも１≧RB/RASとなるように設定す
るのが好ましい。

反射率変化の予測に基づいてRB/RAの比を設定する方
法の例を次に説明する。

例えば反射率増加型の記録媒体では、RA＝RBのデイス
クではRB＜RASとなるため、先に述べたように現在市場
に出回つているタイプのスリービーム方式の装置（溝構
造による回折及び干渉の効果により主ビームの反射光量
が小さくなる部分を追随するタイプ）では追随できなく
なるが、１＜RB/RA≦1.5好ましくは1.1≦RB/RA≦1.5、
かつ１≦RB/RAS（max）となるように設定しておけば、
該装置で再生することが可能である。ここでRAS（max）
とは記録密度最大の場合の予測平均反射率である。

また、信号コントラストの高い反射率増加型記録媒体
で、RA＝RBでは記録後RB/RAS＜0.6となつてプツシユプ
ル方式ではトラツキング不良となる場合には、１＜RB/R
A≦1.5好ましくは1.1≦RB/RA≦1.5、かつ0.6≦RB/RAS
（max）＜1.5となるように設定しておけば信号コントラ
ストを損なうことなくプツシユプル方式で安定にトラツ
キングすることができる。

一方、反射率低下タイプの記録媒体の場合、溝構造に
よる回折及び干渉の効果により主ビームの反射光量が大
きくなる部分を追随するタイプのスリービーム方式の装
置では前述のように追随できなくなるので、0.6≦RB/RA
＜１好ましくは0.6≦RB/RA≦0.9、かつRB/RAS（max）≦
１となるように設定しておけば、該装置で再生すること
が可能である。

更に、信号コントラストの高い反射率低下型の記録媒
体で、RA＝RBでは記録後RB/RAS＞1.5となつてプツシユ
プル方式では安定に追随できなくなるという場合、0.6
≦RB/RA＜１、好ましくは0.6≦RB/RA≦0.9、かつ0.6＜R
B/RAS（max）≦1.5となるように設定しておけば、信号
コントラストを損なうことなく、プツシユプル方式で安
定にトラツキングすることができる。

本発明において用いられる記録媒体の種類は特に限定
されない。レーザ光をあてることにより、部分Ａ又は部
分Ｂに孔、バブルなどの形成、結晶状態の変化などによ
つて反射率の変化した部分（記録ピツト）を形成できる
ものなら何でもよい。

RAとRBが異なるデイスクは、例えば次のようにして作
ることができる。

デイスクの平均表面レベルに対して横方向（ディスク
の半径方向）に測定した規則的な周期が、記録・再生用
レーザの波長以下であつて、その深さが１μｍ以下であ
るような規則的な微細な凹凸構造を有し、該構造上に金
属薄膜を有するような記録媒体においては、記録媒体の
反射率は金属薄膜の種類及び厚さ等が一定の場合には凹
凸構造の深さに依存する。従つて、部分Ａと部分Ｂにお
いて該凹凸構造の深さを異なる値にすることにより、RA
とRBの異なるデイスクを得ることができる。

上記のような微細な凹凸構造を有するデイスクは、例
えばガラス基板上にフオトレジストを用いて凹凸構造及
び溝構造を形成し、このマスター盤からNi電鋳により作
つたスタンパを用いて、プラスチツク基板に該凹凸構造
及び溝構造を転写することにより作られる。フオトレジ
ストで凹凸構造及び溝構造を形成するためには、凹凸構
造を形成するためのフオトレジスト全面にわたる干渉露
光（光量０〜E1）と溝構造を形成するための部分Ａまた
は部分Ｂに対する選択的な露光（光量E2）が必要であ
る。例えばノボラツク−キノンジアジドタイプのポジ型
フオトレジスト及びアルカリ性現像液とからなる系のう
ち広い光量範囲にわたつて、露光量と現像後の残存レジ
スト膜厚が直線的な関係を示す組み合せを用いた場合に
は、部分Ａ、Ｂとも同じ深さの凹凸構造となるが、光量
範囲が０からE1にある時とE2からE1＋E2にある時とで露
光量と残存レジスト膜厚の関係が異なるような非線形の
組み合せを用いれば、部分Ａと部分Ｂで凹凸構造の深さ
の異なるデイスクが得られる。

また、蒸着等の手段で溝構造を有する基板上に記録媒
体を全面均一に成膜した後で、部分Ａまたは部分Ｂのい
ずれかを例えばレーザ加工することにより、その部分の
反射率だけを選択的に変化させて、RAとRBが異なるデイ
スクを得ることもできる。

［実施例］以下、本実施例により本発明を具体的に説明するが、
本発明は実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１デイスクの平均表面レベルに対して横方向（ディスク
の半径方向）に測定した凹凸の周期が約0.3μｍであつ
て、その深さが0.5μｍ以下であるような規則的な凹凸
構造を有し、更にスパイラル状の溝構造が形成されてい
て、溝部分（部分Ａ）の凹凸構造の深さが部分Ｂの凹凸
構造の深さより深く、部分Ｂは平坦に近いプラスチツク
基板上に金属薄膜を付与して、１＜RB/RA≦1.5のデイス
クを得た。ここで、部分Ａの幅４は0.65μｍ、ピツチは
1.6μｍ、部分Ａの平均的な表面レベルの位置を、部分
Ｂの平均的な表面レベルの位置を基準としてデイスクの
厚さ方向に測定した深さは約70nmである。これに、デユ
ーテイ比50％でプツシユプル方式でトラツキングしなが
らテスト信号を記録し、一般に用いられる溝構造による
回折及び干渉の効果により主ビームの反射光量が小さく
なる部分を追随するようなスリービーム方式の装置で再
生したところ、トラツキングは可能であつてRB≧RASで
あることがわかつた。また、このデイスクを反射型光学
顕微鏡で観察すると、ピツト部は未記録部に比べて明か
るくなつており、ピツト列は部分Ａに整然と書き込まれ
ていた。溝構造による回折及び干渉の効果により第３図
の場合と同様、再生ビームが部分Ａにある時の方が反射
光量が小さくなるため、トラツキングが可能になつてい
るものと考えられる。また、この記録済みのデイスクを
プツシユプル方式で再生したところ、やはり良好なトラ
ツキング特性を示した。

比較例１部分Ａと部分Ｂにおける凹凸構造の深さが同一であつ
て、RA＝RBであることの他は実施例１と同じ光デイスク
に、実施例１と同じ信号を記録し、実施例１と同じスリ
ービーム方式の装置で再生しようとしたところ、トラツ
キング不可能であつた。RAS＞RBとなり、第４図の場合
と同様に、再生ビームが部分Ｂにある時の方が反射光量
が小さくなるためであると考えられる。

実施例２深さ約70nmのスパイラル状の溝を有するプラスチツク
基板上に、Te、炭素、水素からなる反射率50％の非晶質
の膜を形成し、溝部分（部分Ａ）を選択的にレーザ加工
して結晶化させることによりRA＝80％として、RB/RA＝
0.625のデイスクを得た。溝の幅は0.65μｍ、ピツチは
1.6μｍである。このデイスクにプツシユプル方式でト
ラツキングしながらデユーティ比50％のテスト信号を記
録し、プツシユプル方式の装置で再生したところ、トラ
ツキング良好であつた。記録面を反射型光学顕微鏡で観
察すると孔が形成されており、該孔は未記録部より暗か
つた。また、ピツト列は部分Ａに整然と書き込まれてい
た。RAP＜RB＜RAであるため、0.6＜RB/RAS≦1.5になつ
ているものと考えられる。

比較例２部分Ａの選択的なレーザ加工をしなかつたためにRA＝
RBであることの他は実施例２と同じ光デイスクに実施例
２と同様に信号を記録し、プツシユプル方式の装置で再
生しようとしたところ、トラツキング不安定で、良好な
再生信号が得られなかつた。RB/RAS＞1.5になつたもの
と考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、波長λを持つ再生ビームの位置
とその時得られるプツシユプル方式によるトラツキング
エラー信号の関係の計算例を示す図であり、第１図はRA
またはRASに対するRBの比が１以上の場合、第２図はそ
の比が１以下の場合を示す。第３図及び第４図は、波長λを持つ再生ビームの位置と
その時の反射光量との関係の計算例を示す図であり、第
５図及び第６図は、同位置とその時得られるスリービー
ム方式によるトラツキングエラー信号との関係の計算例
を示す図である。第３図及び第５図はRAまたはRASとRB
が等しい場合、第４図及び第６図はRAまたはRASに対す
るRBの比が１より小さい場合（RB/RAまたはRB/RASが0.7
の場合）である。第７図は、第２図の中で、RAまたはRASに対するRBの比
が0.71の場合を例にとり、波長λを持つ再生ビームの位
置とその時得られるプツシユプル方式によるトラツキン
グエラー信号の関係を溝の深さをパラメータとした図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長田司郎岡山県倉敷市酒津青江山2045番地の１株式会社クラレ内審査官中野浩昌 (56)参考文献特開昭62−172542（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半径方向に対して有限の幅及び間隔をも
つ、スパイラル状または同心円状の情報を記録するため
の部分（Ａ）と、部分（Ａ）にはさまれた部分（Ｂ）と
からなり、部分（Ａ）または部分（Ｂ）を溝構造をして
おり、記録方式が反射率増加タイプの光ディスクであっ
て、溝構造による回折及び干渉の効果を含まない部分
（Ａ）における記録媒体自身の反射率RAと、部分（Ｂ）
における記録媒体自身の反射率RBとが、１＜RB/RA≦1.5
なる関係を満足する書き込み可能な光ディスク。
【請求項２】再生時のトラッキング方式が、溝構造によ
る回折および干渉の効果により主ビームの反射光量が小
さくなる部分を追随するタイプのスリービーム方式であ
ることを前提とする用途向けであって、記録後の部分
（Ａ）の溝構造による回折及び干渉の効果を含まない予
測される平均反射率RASに対して記録密度最大の場合に
も１＜RB/RASとなるようにRB/RAを設定した特許請求の
範囲第１項記載の光ディスク。
【請求項３】再生時のトラッキング方式がプッシュプル
方式であることを前提とする用途向けであって、記録後
の部分（Ａ）の予測される平均反射率RASに対して記録
密度最大の場合にも、0.6≦RB/RAS＜1.5となるようにRB
/RAを設定した特許請求の範囲第１項記載の光ディス
ク。
【請求項４】半径方向に対して有限の幅及び間隔をも
つ、スパイラル状または同心円状の情報を記録するため
の部分（Ａ）と、部分（Ａ）にはさまれた部分（Ｂ）と
からなり、部分（Ａ）または部分（Ｂ）は溝構造をして
おり、記録方式が反射率低下タイプの光ディスクであっ
て、溝構造による回折及び干渉の効果を含まない部分
（Ａ）における記録媒体自身の反射率RAと、部分（Ｂ）
における記録媒体自身の反射率RBとが、0.6≦RB/RA＜１
なる関係を満足する書き込み可能な光ディスク。
【請求項５】再生時のトラッキング方式が、溝構造によ
る回折及び干渉の効果により主ビームの反射光量が大き
くなる部分を追随するタイプのスリービーム方式である
ことを前提とする用途向けであって、記録後の部分
（Ａ）の溝構造による回折及び干渉の効果を含まない予
測される平均反射率RASに対して記録密度最大の場合に
もRB/RAS≦１となるようにRB/RAを設定した特許請求の
範囲第４項記載の光ディスク。
【請求項６】再生時のトラッキング方式がプッシュプル
方式であることを前提とする用途向けであって、溝構造
による記録後の部分（Ａ）の予測される平均反射率RAS
に対して記録密度最大の場合にも、0.6＜RB/RAS≦1.5と
なるようにRB/RAを設定した特許請求の範囲第４項記載
の光ディスク。