JP2697829B2 - 光学的に読取り可能な記録キャリヤ - Google Patents

光学的に読取り可能な記録キャリヤ

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JP2697829B2
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フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はディスク状基板上に記録層を含み、かつ、う
ず巻（スパイラル）状あるいは同心円状トラックパター
ンにしたがって配置した情報記録領域を具え、放射ビー
ムにより周期的トラック変調を呈する情報記録領域内に
情報の記録もしくは再生を行いうるようにした光学的に
読取り可能な記録キャリヤに関するものである。 従来技術 この種記録キャリヤおよびこの種装置に関しては、出
願人による西独国公開特許第3100421号（特願昭56−128
3号（特開昭56−105343号）に対応）に記載されており
公知である。 上述の既知の記録キャリヤは一定周波数のトラック変
調を呈するうず巻状トラックを有する。このトラックは
読取りもしくは記録期間中、放射ビームにより走査され
るので、このトラック変調は放射ビームの変調を生ず
る。この変調は検出され、かくして検出した変調から記
録もしくは読取りプロセスを制御するためのクロック信
号を抽出する。 さらに、うず巻状トラックは、その間に同期領域が介
挿された情報記録領域を有する。情報記録領域は情報を
記録するためのものである、同期領域は隣接する情報記
録領域のアドレスの形状での位置情報を含む。同期領域
内の位置情報は、走査期間中に記録キャリヤのどの部分
が反射された放射ビームにより走査されているかを決定
することを可能にする。これはディスクの特定部分を迅
速かつ正確に探知することを可能にする。 しかしながら、この既知の記録キャリヤは情報記録領
域が絶えず同期領域により分断されるという欠陥を有す
る。このことは、特に、記録キャリヤにEFM符号化情報
を記録しようとするとき１つの欠点となる。これは、こ
のような記録方法は分断されることのない情報記録領域
を必要とすることによる。 発明の目的 本発明の目的はEFM符号化信号を記録することを可能
にし、走査される部分の位置（アドレス）についての情
報と、走査する速度の制御のために適するクロック信号
とを利用でき、走査期間中に記録キャリヤにより反射さ
れた光ビームによってディスクのどの部分が走査されて
いるかを決定することが可能な光学的に読取り可能な記
録キャリヤを提供しようとするものである。 目的を達成するための手段 本発明による光学的に読取り可能な記録キャリヤはう
ず巻状あるいは同心円状のトラックパターンに従って配
置された一定幅の連続したトラックを具えると共に照射
ビームにより前記トラック内に情報を記録するための記
録層を具えるディスク状の基板を有してなる光学的に読
取り可能な記録キャリアであって、前記トラックは周期
的な径方向の揺動（ウォブリング）を呈し、前記トラッ
クの前記揺動の周波数はデジタル位置情報信号により変
調されており、該デジタル位置情報信号は前記トラック
の走査速度を制御するための制御手段の周波数帯域内に
は実質的に周波数成分を含まないような信号であり、前
記制御手段は前記揺動の検出結果に基づいて前記走査速
度を制御するものであることを特徴とする。 本発明の好適な実施例においては、前記位置情報信号
は、前記トラックを基準速度で走査した場合に、前記ト
ラックパターンの始点から当該位置情報信号が存在する
位置までの距離を走査するに要する時間を示しているこ
とを特徴とする。 上記トラックを突起部によって構成するのが好適であ
る。 またこの突起部の幅を中間にある溝部の平均幅より大
きくするのがよい。 本発明の基本的な着想はトラックを走査する速度の制
御と位置情報の再生とのため周波数変調を使用すること
にある。この速度の制御には一定周波数が必要であり、
周波数変調には周波数を変化させることが必要であるか
ら、速度の制御と位置情報の再生とは両立し得ないよう
に考えられる。しかし、本発明においては、「ウォブリ
ングの周波数の平均値が一定であり、この周波数を周波
数変調する位置情報信号が速度制御システムの帯域幅内
の周波数に相当する低周波数成分を有しない場合には、
ウォブリングの周波数の平均値に対応する一定速度で走
査速度を制御し得る。」という着想に基づいて速度の制
御と位置情報の再生とを両立し得たのである。 本発明記録キャリヤは次のような利点を有する。 1.記録のための連続する記録区域が得られる。これによ
り、CD（コンパクトディスク）標準に従って符号化され
た情報の記録に本発明記録キャリヤを特に適するものに
することができる。 2.トラックの走査中に位置情報を発生することができ
る。 3.位置情報信号が低周波成分を有しないから、周期的な
トラックの変調の周波数の平均値が一定である。従っ
て、ローパス周波数特性を有する通常の制御ループによ
り、トラック変調の平均周波数に基づいて記録速度を制
御することができる。 4.この型式の記録キャリヤのためのマスターディスクの
製造が非常に簡単である。一定強さのビームによってデ
ィスクを走査することによって一定幅のトラックがマス
ターディスク上に簡単に得られる。しかも制御可能な偏
向装置を使用して、トラックの径方向の揺動が得られ
る。 5.トラックの幅を変調させる場合に比較し、又はトラッ
クの深さを変調させるため走査ビームの強さを制御する
場合に比較し、トラックを径方向に揺動させるため径方
向反射装置を制御することが非常に簡単である。本発明
と異なり走査ビームの強さを制御する時、ホトレジスト
の感度は非常に微妙に影響するため制御が困難である。 実施例 以下図面により本発明を説明する。 第１図は本発明に係る記録キャリヤ製造装置を示す。
装置１は駆動手段３により回転するターンテーブル２を
含む。前記ターンテーブル２の上には、例えば、フォト
レジスト形状の感光層５を有する平板状ガラスのような
ディスク状基板４を配置する。 レーザ６は感光層５に投射される光ビーム７を発生す
る。光ビーム７は最初に偏向装置10を通る。前記偏向装
置10は光ビームを狭い範囲内できわめて正確に偏向させ
うるような形式とする。ここに記載する装置では、音響
光学的偏向装置を使用することが適当であるが、例え
ば、小さな角度にわたって枢回可能なミラーあるいは電
子光学的偏向装置のような他の偏向装置を使用すること
もできる。第１図において破線は偏向範囲の限界を示
す。偏光装置10により偏光された光ビーム７は光学ヘッ
ド16に指向する。光学ヘッド16はミラー17および感光層
５上に光ビームを集束させる対物レンズ18を含む。ま
た、前記光学ヘッドはアクチュエータ装置19により回転
基板４に関して径方向に動きうるよう構成する。 光ビーム７は上述の光学系により、感光層５上の走査
ポイント20に集束する。この場合、この走査ポイント20
の位置は偏向装置10による光ビーム７の偏向の度合いと
光学ヘッド16の基板４に対する径方向位置により決めら
れる。図示の光学ヘッド16の位置では、偏向装置10はB1
で示す範囲内で走査ポイント20を偏向させることができ
る。また、この偏向範囲対し、走査ポイント20は光学ヘ
ッド16によりB2で示す範囲にわたって移動可能である。 さらに、装置１は電圧制御発振器30を含む。前記発振
器30は音響変調器10用の制御信号を発生する。音響変調
器10は、電圧制御発振器30により供給される制御信号の
周波数により決められる角度にわたって光ビームを偏向
させる通例の形式とするを可とする。例えば、電圧制御
発振器により形成するを可とする周波数変調器32は、そ
の周波数fc′が制御装置21により生成される位置情報信
号Ipで変調された信号を発生する。制御装置21は、さら
に、放射ビーム７が一定速度でうず巻状トラックに沿っ
て感光層を走査するような方法で駆動手段３の速度とア
クチュエーティング装置19の速度を制御する。この制御
システムは本発明の主要部分でないので、ここではその
詳細は省略することにする。 位置情報信号Ipは理論値“1"または“0"を有するビッ
トセルのシーケンスよりなる２進信号により形成する。
この場合、この信号はディジタル時間情報コードのシー
ケンスを表わす。これらの時間情報ワードは常に走査作
動が始まって以来終了するまでの時間を示す。第2b図は
このような信号Ipの例を示し、第2a図は信号Ipにより表
示される時間情報ワードの一部を示す。位置情報信号Ip
は“２相”変調を呈する。この場合、供給されたディジ
タル信号は供給されるディジタル信号の“1"に対して、
時間間隔T/2の間正であり、次の時間間隔T/2の間負であ
るような２進信号に変換される。ここで、Ｔは供給され
るディジタル信号のビット周期である。これに対して、
理論値“0"に関しては反対の２進信号、すなわち、時間
間隔T/2の間は負で、次の時間間隔T/2の間は正であるよ
うな２進信号を生ずる。このような２相変調された２進
信号は、第３図に示すような電力分布周波数スペクトラ
ムを有する。第３図において周波数f0は1/Tに等しい。 第３図から明らかなように、このような“２相”変調
信号は低い周波数レンジにおいて強い周波数成分を有し
ない。この利点については以下に詳述することとする。 感光層５は第１図示装置によりうず巻状通路に沿って
走査される。さらに、走査ポイント20は、周波数変調器
32の出力信号の周波数fc′に等しい周波数で、レンジB1
内を小さい距離にわたってあちこち移動する。その結果
として、感光層５上の走査ポイント20により描かれるう
ず巻状通路はその周波数が時間情報信号Ipで変調された
径方向偏移運動を与える。次に、このようにして走査さ
れたフォトレジストよりなる感光層５を現象して、光ビ
ームｂにより走査された放射感知層の部分を取除き、径
方向周波数変調偏移運動（揺動またはウォブリング）を
有するうず巻状溝部が形成されたマスターディスク（親
ディスク）を生成する。次いで、このマスターディスク
の複製（レプリカ）を作成する。この場合、前記レプリ
カは放射感知情報層を具える。第４図は上述のようにし
て製造した本発明記録キャリヤ40を示す。 第4a図は記録キャリヤ40の平面図である。記録キャリ
ヤ40は径方向の揺動を有する一定幅のうず巻状溝部41を
含むトラックパターンを呈する。図においては、図示を
明瞭にするため、うず巻のピッチおよび径方向揺動を誇
張して示しているが、実際には、うず巻状通路の連続的
ターンのピッチは一般に１ないし２μｍのオーダーであ
る。また、実際上は、その周期を適当に選定して、記録
キャリヤに記録された情報信号を読出している間に径方
向揺動により読取り信号内に生ずる周波数成分が、記録
しもしくは読出そうとする情報信号の周波数スペクトル
の充分外側に位置するようにする。通例の“コンパクト
ディスク”標準にしたがってEFM符号化信号を記録する
場合は、上記径方向揺動が、位置情報信号により1.5KHz
幅の周波数遷移量で周波数変調された22KHzで近傍の中
心周波数を持つような揺動であれば適当であることが分
かる。この場合には、記録されたEFM符号化信号と径方
向の揺動はほとんど相互に影響しない。 第4b図は記録キャリヤ40の線Ｉ−Ｉによる断面図で、
前記キャリヤ40は基板42、放射感知情報層43および透明
被覆44を含む。 第４図に示す記録キャリヤは一定の幅のうず巻状溝部
により構成されたトラックパターンを有している。この
ような情報キャリヤにおいては、記録しようとする情報
は溝部に供給しているが、実際には、一定の幅のうず巻
状または同心円状リッジ（突起部）よりなるトラックパ
ターンを有する記録キャリヤを使用し、前記リッジ上に
情報を記録する場合は、より良好な信号対雑音比が得ら
れることが分かっていた。このような記録キャリヤ80を
第7aおよび第7b図に示す。第7a図は領域82に関してリッ
ジ81の形状の情報トラックを示したもので、第7b図は領
域82の拡大図である。また、第８図は基板83、放射感知
層84および透明被覆85を含む記録キャリヤ80の領域82内
の線VIII−VIIIによる断面図である。 記録キャリヤ80においては、リッジ81の間にある溝部
86の幅は、リッジ81の周波数変調による径方向の揺動の
ため一定とはならず、したがって、その製造方法は第１
図に関して前述した一定幅の溝部を含むトラックパター
ンを有する記録キャリヤの製造方法とは異なったものと
なる。 一定幅のリッジのトラックパターンは第１図に関して
前述した方法と類似した方法を用いて得ることができ
る。しかし、この場合は感光層５を陽性のフォトレジス
トでなく陰性（ネガ）のフォトレジストにより形成する
必要がある。したがって、このようなネガのフォトレジ
ストよりなる層を現像するときは、一般の陽性フォトレ
ジストの場合のように、フォトレジストの露出部分でな
く非露出部分が除去されて、所望するリッジトラックパ
ターンを与えるマスターディスクを得ることができ、さ
らに一般の方法でその複製を作ることができる。 しかし、一般の陽性フォトレジストよりなる感光層５
を有する基板４を使用し、現像中に感光層の露出部分を
除去するようにした場合は、一定幅のリッジのトラック
パターンを有する記録キャリヤを得ることも可能であ
る。その場合には、基板４は、所望する一定幅のリッジ
のトラックパターンの相補物である一定幅の溝部または
トラックパターンを与える。このような溝部の相補物ト
ラックパターンの巻き方向は所望のトラックパターンの
巻き方向の反対である。したがって、相補的トラックパ
ターンを有する基板を得るためには、基板４の走査期間
中の回転方向を記録キャリヤ80の読出し中に所望される
回転方向の反対となるよう選定するだけでよい。かくし
て、基板４の走査プロセスは第１図に関して記述したと
同じ方法で制御することができる。 感光層５を走査した後の現像期間中には、層の走査さ
れた部分が再度除去され、相補トラックパターンを有す
るマスターディスクが生成される。かくして得られたマ
スターディスクおよびその任意の複製は、一定幅のリッ
ジを含むトラックパターンを有する記録キャリヤ80を製
造するためのネガ（原板）として使用することができ
る。 最後に述べたリッジのトラックパターンを有する記録
キャリヤの製造方法においては、このように製造された
記録キャリヤのリッジの上側部はマスターディスクの溝
部の底部に対応する、溝部の底部は通常ガラスにより形
成した基板４のきわめて平滑な面により形成されてい
る。その結果、完成された記録キャリヤの対応する上側
部もきわめて平滑で、きわめて高い反射をもたらし、高
い信号レベルを生ずるので、読出し期間中満足な信号対
雑音比を与えることができる。 記録キャリヤの一定幅のリッジをそれらの中間にある
溝部の幅より広くした場合は、さらに良好な信号対雑音
比を得ることができる。この場合には、読取り期間中に
付加的雑音を応ずる可能性のある如何なる不規則に形成
されたリッジの縁部の影響をも最小とすることができ
る。 第５図は記録キャリヤ40に情報信号Viを記録するため
の本発明装置50を示す。前記装置50はターンテーブル51
上に配置した記録キャリヤ50を回転させるための駆動手
段52を含む。放射源53は溝部41を走査する放射ビーム54
を発生する。次いで、放射ビーム54は変調装置55および
半透明ミラー56を介して記録キャリヤ40に指向させる。
放射ビーム54の強さは変調装置55で記録されるべき情報
信号Viにより変調可能とし、情報層43の溝部41の場所に
光学的に検出可能な情報パターンが形成されるようにす
る。この場合、変調ビーム54は情報層43により一部反射
され、反射されたビームは検出回路57により検出され
る。前記検出回路57は径方向の揺動により生成される周
波数成分を含む出力信号を発生する。この出力信号は、
主として径方向の揺動により生成される周波数成分を伝
送させる帯域フィルタ58により濾波するよようにする。
この出力信号は、その周波数が第２図に示すような２値
レベル位置情報信号に従って所定周波数幅で変化するFM
信号であるが、その瞬時周波数fsは、ビーム54により記
録キャリヤを走査する速度（走査速度）に対する測定信
号として使用する。帯域フィルタ58のこの出力信号は駆
動手段52用の制御信号を生成するため制御回路59に供給
する。制御回路59は駆動手段52を介して記録キャリヤ40
の回転速度を制御し、瞬時周波数fsを基準周波数frefに
ほぼ等しく保持するようにする。かくして形成される記
録キャリヤの走査速度を制御する制御ループは限定され
たバンド幅を有するので、この限定バンド幅の外側の周
波数成分を有する瞬時周波数fsの急速な周波数変化が制
御プロセスに悪影響を与えることはない。また、前述の
ように、記録キャリヤを製造する装置１においては、径
方向揺動の周波数を、低周波数レンジにおいて強い周波
数成分を有しない位置情報信号Ipで変調するようにして
いる。走査速度制御用に使用する周波数バンドと位置情
報信号の周波数スペクトラムが相互に適当な値を有し、
この周波数スペクトラムの如何なる周波数成分も前記周
波数バンド内に位置することがないように選定した場合
は、付与された径方向揺動のFM変調が制御される走査速
度に悪影響を与えることはない。 CD（コンパクトディスク）標準にしたがってEFM符号
化信号を記録する場合には、frefが約22KHz、位置情報
信号のビット周波数が約3000ビット／秒、速度制御バン
ド幅が約100Hzにおいて満足な結果が得られている。 位置情報信号Ipはフィルタ58の出力信号からFM復調回
路60により再生される。この位置情報信号Ipはプレーイ
ング時間（走査作動時間）で表される溝部41の始めに対
する溝部41の走査部分の位置を示す。この位置情報信号
Ipは記録しようとする情報信号が記憶されるべきトラッ
ク部分の位置を探知するのに使用される。このトラック
部分を探し出すことについては、本発明の範囲外である
ので、ここでは詳細な説明は省略する。 第６図は記録キャリヤ40に記録された情報信号Viを読
取るための本発明による装置70を示す。図においては、
第５図示装置50の構成素子に対応する素子に関し同一符
号数字を用いて表示してある。装置70においては、情報
信号Viを記録する記録キャリヤ40は放射源53aより発出
する放射ビーム54aにより走査される。この場合、放射
源ビーム54aの強度は情報層43の光学的特性に変化を生
じさせる程高くないので、既に形成された情報パターン
の上に書込みが行われることはない。径方向揺動を有す
るうず巻状溝部内の情報パターンは、放射ビーム54aを
変調し、ついで反射させる。反射され、変調された放射
ビーム54aはこれを検出装置57aにより検出する。検出装
置57aは径方向揺動により生ずる光ビームの変調に対し
て高い感度を有する第１セクションと情報パターンによ
り生成される変調に対して高い感度を有する第２セクシ
ョンを含む。このような検出装置の詳細に関しては前述
の西独国公開特許第3100421号に記載されている。検出
装置57aの第２セクションにより生成される信号は、径
方向揺動および速度制御により生ずる周波数成分を除去
するためのフィルタ71に供給する。かくして、フィルタ
71の出力には情報信号Viが導出される。また、第５図に
関し前述したと同じように、走査速度は制御回路59によ
り制御され、位置情報信号IpはFM復調回路60により再生
されるようにする。信号Ipは、例えば、記録キャリヤの
特定部分の位置を探し出すため、あるいは記録された情
報の読取り期間中のプレーイング時間（作動時間）を表
示するために使用する。 以上、情報を記録する装置と記録情報を読取る装置に
関し、２つの別の装置として説明してきたが、２つの装
置を組合わせて記録および読取りの双方を行う１つの装
置を形成することも容易である。 また、以上の記述では、読取りおよび記録装置におけ
る走査速度を制御するため径方向揺動の形のトラック変
調を使用しているが、例えば、西独国公開特許第310027
8号（特願昭56−1284号（特開昭56−137,531号）に対
応）および第3100421号に記載されているような他のト
ラック変調をこの目的に使用することも可能であること
明らかである。この場合、適当なトラック変調を得るた
めには、トラック変調により生成される走査ビーム変調
が情報信号Viにより生ずる走査ビーム変調と区別でき、
これらの走査ビーム変調の周波数成分が走査速度制御の
ために使用する周波数バンドの外側に位置することに注
意をはらうことが必要である。
【図面の簡単な説明】 第１図は記録キャリヤを製造するための本発明装置のブ
ロック図、 第２図は第１図示装置内で生成される信号Ipの波形図、 第３図は第２図示信号Ipの周波数スペクトラムを示す
図、 第４図は本発明記録キャリヤを示す図、 第５図は情報信号を記録するための本発明装置のブロッ
ク図、 第６図は情報信号を読出すための本発明装置のブロック
図、 第7a図、第7b図および第８図は本発明記録キャリヤの他
の実施例を示す図である。 １……記録キャリヤ製造装置 2,51……ターンテーブル 3,52……駆動手段 4,42,83……基板 ５……感光層 ６……レーザ ７……光ビーム 10……偏向装置 16……光学ヘッド 17……ミラー 18……対物レンズ 19……アクチュエータ装置 20……走査ポイント 21……制御装置 30……電圧制御発振器 32……周波数変調器 40,80……記録キャリヤ 41,86……溝部 43,84……放射感知層 44,85……透明被覆 50……情報信号記録装置 53,53a……放射源 54,54a……放射線 55……変調装置 56……半透明ミラー 57,57a……検出回路 58……帯域フィルタ 59……制御回路 60……FM復調器 70……情報信号読取装置 71……フィルタ 81……リッジ 82……領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランシスカス・ランベルタス・ヨハネ ス・マリア・クエイペルス オランダ国5621 ベーアー アインドー フェンフルーネバウツウェッハ１ (72)発明者 アールテイエ・ウイレミナ・フェーニス オランダ国5621 ベーアー アインドー フェンフルーネバウツウェッハ１ (72)発明者 ヨハネス・ヘルマヌス・テオドルス・パ スマン オランダ国5621 ベーアー アインドー フェンフルーネバウツウェッハ１ (72)発明者 ヘンドリクス・アントニウス・マリア・ ムルデル オランダ国5621 ベーアー アインドー フェンフルーネバウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 昭60−22738（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−55569（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．うず巻状あるいは同心円状のトラックパターンに従
    って配置された一定幅の連続したトラックを具えると共
    に照射ビームにより前記トラック内に情報を記録するた
    めの記録層を具えるディスク状の基板を有してなる光学
    的に読取り可能な記録キャリヤであって、前記トラック
    は周期的な径方向の揺動（ウォブリング）を呈し、前記
    トラックの前記揺動の周波数はデジタル位置情報信号に
    より変調されており、該デジタル位置情報信号は前記ト
    ラックの走査速度を制御するための制御手段の周波数帯
    域内には実質的に周波数成分を含まないような信号であ
    り、前記制御手段は前記揺動の検出結果に基づいて前記
    走査速度を制御するものであることを特徴とする光学的
    に読取り可能な記録キャリヤ。 ２．前記位置情報信号は、前記トラックを基準速度で走
    査した場合に、前記トラックパターンの始点から当該位
    置情報信号が存在する位置までの距離を走査するに要す
    る時間を示していることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の光学的に読取り可能な記録キャリヤ。 ３．前記トラックを前記基板上の突起部によって構成し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学
    的に読取り可能な記録キャリヤ。 ４．前記突起部の幅を中間にある溝部の平均幅より大き
    くしたことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
    光学的に読取り可能な記録キャリヤ。
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