JP2835321B2 - 光ディスクおよび光ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報をピットの形
で高密度に記録した光ディスクおよび該光ディスクと再
生光学系を含む光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像のディジタル信号処理技術
や、ＭＰＥＧ（Moving Picture ExpertsGroup）と呼ば
れる標準化機関などで進められている動画像圧縮技術の
進展により、ＶＴＲやレーザディスクに代わって、ＣＤ
（コンパクトディスク）と同等のサイズで、映画のよう
な動画像情報を２時間再生可能な光ディスクへの期待が
高まっている。２時間の動画像情報をレーザディスクの
ようにＮＴＳＣなどの標準ＴＶ方式のアナログビデオ信
号の形で記録する場合に必要な容量は、音声を含めると
８０Ｇバイトにもなるが、例えばＭＰＥＧ−２と呼ばれ
る標準化方式で規定される動画像圧縮技術を用いれば、
Ｓ−ＶＨＳのような高画質ＶＴＲと同程度の画質であっ
ても、必要な容量は４Ｇバイト程度で済むからである。
この４Ｇバイトという容量は、φ３００ｍｍの追記型光
ディスクで既に実用化されているが、一般家庭向けとし
て今後の普及を考えると、取扱いの簡単なφ１２０ｍｍ
というＣＤサイズで同程度の容量を実現することが要求
される。

【０００３】現在、音楽用ＣＤあるいはＣＤ−ＲＯＭな
どとして普及しているＣＤフォーマットの容量は、最大
で７９０Ｍバイト（線速が１．２ｍ／ｓの場合）であ
り、この程度の容量ではＭＰＥＧ−２による圧縮動画像
情報を２４分のみしか記憶することができない。このた
め、ＣＤサイズでＭＰＥＧ−２による圧縮動画像情報を
２時間分記憶しようとすると、ＣＤに比較して記録密度
を５倍にも高めなければならない。ちなみに、現行のＣ
Ｄフォーマットでは、基板の厚さが１．２ｍｍ、トラッ
クピッチが１．６μｍであり、ピットピッチは線速（光
ビームとディスクの相対速度＝ディスクの周速）が１．
２ｍ／ｓのとき１．６６μｍ、ピット長は０．５９μ
ｍ、変調方式はＥＦＭ（eight to fourteen modulatio
n）である。一方、再生光学系においては再生用半導体
レーザ（ＬＤ）の波長は７８０ｎｍ、対物レンズのＮＡ
（開口数）は０．４５、ビームスポット径はほぼ１．４
μｍである。ビームスポット径の値は、主として隣接ト
ラック間のクロストークの影響を避けるという観点から
選ばれている。

【０００４】ところで、光ディスクの記録密度を高める
ためには、ディスクに小さなピットを形成する加工技術
と、再生光学系において光ディスク上のビームスポット
サイズを小さくする技術が必要となる。ピットの加工技
術については、例えば波長が３５１ｎｍのＫｒイオンレ
ーザ光（紫外光）を用いた光ディスク原盤記録技術が提
案されており（１９９３年秋、応用物理学会全国大会、
２８−ＳＦ−２）、従来のＡｒイオンレーザに比べてよ
り小さなピットの加工が可能となっている。再生光学系
に関しては、再生用レーザビームの短波長化とＮＡの増
大によりビームスポット径をより小さくすることが可能
である。しかし実際には、従来のＣＤプレーヤなどの手
法では、赤色ＬＤのような短波長光源を用いたとして
も、波長による容量の増大効果は高々１．５倍程度であ
るため、それだけでは２時間分の圧縮動画像情報を記録
するのに必要とされる５倍もの容量アップは望めない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光ディスク技術では隣接トラック間のクロストークの
問題を避けるために、再生光ビームのビームスポット径
に比較してトラックピッチやピットピッチを大きく設定
していたため、再生用光ビームの短波長化と対物レンズ
のＮＡの増大のみでは、例えばＣＤサイズでＭＰＥＧ２
による圧縮動画像情報を２時間分記憶するのに必要な容
量が得られる程度まで記録密度を上げることはできない
という問題があった。

【０００６】そこで、本発明は再生用光ビームのビーム
スポット径に比較してトラックピッチやピットピッチを
小さく設定しても隣接トラック間のクロストークを実用
上問題ない程度まで小さくでき、従来に比較して飛躍的
に高密度・大容量化が可能な光ディスクおよび光ディス
ク装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は情報が複数のピットをそれぞれ有する複数
のピット列として所定のトラックピッチで記録された基
板と、この基板上に形成された反射膜とを有し、対物レ
ンズを介して光ビームが照射されることにより情報の再
生が行われる光ディスクにおいて、光ビームの波長をλ
ｎｍ、前記対物レンズの開口数をＮＡとしたとき、トラ
ックピッチが（０．７２〜０．８）×λ／ＮＡ／１．１
４μｍであり、さらに光ディスクと光ビームとの間のチ
ルトが９．５ｍｒａｄ以下、基板の厚さが０．６ｍｍ、
基板の直径が１２０ｍｍであることを特徴とする。

【０００８】また、本発明は情報が複数のピットをそれ
ぞれ有する複数のピット列として所定のトラックピッチ
でそれぞれ記録され、互いに対向して配置された第１お
よび第２の基板と、これら第１および第２の基板の互い
に対向する面上にそれぞれ形成された第１および第２の
反射膜とを有し、対物レンズを介して光ビームが照射さ
れることにより情報の再生が行われる光ディスクにおい
て、光ビームの波長をλｎｍ、対物レンズの開口数をＮ
Ａとしたとき、トラックピッチが（０．７２〜０．８）
×λ／ＮＡ／１．１４μｍであり、さらに光ディスクと
光ビームとの間のチルトが９．５ｍｒａｄ以下、基板の
厚さが０．６ｍｍ、基板の直径が１２０ｍｍであること
を特徴とする。

【０００９】この光ディスクにおいては、第１および第
２の反射膜上にそれぞれ形成されたた一対の保護膜をさ
らに有していてもよく、また一対の保護膜を互いに接着
するための接着層をさらに有していてもよい。

【００１０】本発明に係る光ディスク装置は、情報が複
数のピットをそれぞれ有する複数のピット列として所定
のトラックピッチで記録された基板および該基板上に形
成された反射膜を有する光ディスクと、この光ディスク
に対向して配置された対物レンズと、この対物レンズを
介して光ディスクに光ビームを照射する光ビーム照射手
段と、この手段により光ディスクに照射された光ビーム
の反射光を検出して前記光ディスクに記録されている情
報を再生する再生手段とを具備し、光ビームの波長をλ
ｎｍ、対物レンズの開口数をＮＡとしたとき、トラック
ピッチが（０．７２〜０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μ
ｍであり、さらに前記光ディスクと光ビームとの間のチ
ルトが９．５ｍｒａｄ以下、基板の厚さが０．６ｍｍ、
基板の直径が１２０ｍｍであることを特徴とする。

【００１１】ここで再生手段は、より具体的には情報の
再生信号と光ディスク上のトラック方向の少なくとも二
つの領域からの反射光の検出信号の差を表すプッシュプ
ル信号を生成する。この場合、ピットは再生信号および
プッシュプル信号のレベルが共に大きな値を示すように
設定された深さを有することが好ましい。

【００１２】また、再生手段は、例えばＭＰＥＧ２規格
に従って圧縮されて光ディスクに記録された情報をＭＰ
ＥＧ２規格に従って伸長して再生する機能を有する。さ
らに、本発明に係る光ディスク装置は、情報が複数のピ
ットをそれぞれ有する複数のピット列として所定のトラ
ックピッチでそれぞれ記録され、対物レンズを介して光
ビームが照射されることにより情報の再生が行われる、
互いに対向して配置された一対の基板と、これら一対の
基板の互いに対向する面上にそれぞれ形成された一対の
反射膜と、これら一対の反射膜上にそれぞれ形成された
一対の保護膜とを有し、光ビームの波長をλｎｍ、対物
レンズの開口数をＮＡとしたとき、トラックピッチが
（０．７２〜０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍであ
り、さらに光ディスクと光ビームとの間のチルトが９．
５ｍｒａｄ以下、基板の厚さが０．６ｍｍ、基板の直径
が１２０ｍｍであることを特徴とする。

【００１３】なお、λ／ＮＡ／１．１４μｍは、λ／Ｎ
Ａの比をλ＝６８５ｎｍ、ＮＡ＝０．６で規格化するこ
と意味する。つまり、λ＝６８５ｎｍ、ＮＡ＝０．６で
あれば、トラックピッチ、ピットの上部幅および下部幅
は（ ）内に示した通りの値となるが、λやＮＡの値が
変われば、それに応じて最適なトラックピッチ、ピット
の上部幅および下部幅も変わることになる。

【００１４】従来の光ディスク、例えばＣＤなどでは、
トラックピッチを再生用光ビームのスポット径より大き
く選んでいた。これに対して、本発明では光ディスクの
より高密度・大容量化のためにトラックピッチを（０．
７２〜０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、つまり再生
用光ビームのスポット径より小さな値とする。

【００１５】そして、この範囲のトラックピッチの下
で、光ディスクと光ビームとの間のチルトを９．５ｍｒ
ａｄ以下、基板の厚さを０．６ｍｍ、直径を１２０ｍｍ
とすることにより、隣接トラック間のクロストーク量は
再生信号から元の情報を再現するのに必要とされている
クロストーク量（−２０ｄＢ）以下に抑えられ、かつ再
生信号レベルやトラッキングのためのプッシュプル信号
のレベルも十分に確保される。

【００１６】

【発明の実施の形態】まず、実施の形態を説明する前
に、本発明の基本的な考え方を説明する。光ディスクの
高密度化には、再生用光ビームのビームスポット径を小
さくすることが必要であり、そのためには再生用ＬＤの
短波長化と対物レンズのＮＡの増大が必須である。既に
波長が６８５ｎｍ、出力が数ｍＷ程度の低ノイズタイプ
のＬＤ（セルフパルセーション）が実用化されており、
波長６５０ｎｍのＬＤも実用に近いレベルになってきて
いる。

【００１７】一方、対物レンズのＮＡは、レンズの作り
易さと、レンズ・ディスク間のチルト角によって制限を
受ける。レンズ負荷（光ディスクの基板が薄いほど小さ
い）が小さく、かつＮＡが小さいほど対物レンズは作り
易いが、ＮＡが０．６程度の対物レンズであれば非球面
の単一レンズでも実現できている。しかし、光ディスク
の再生光学系に使用する対物レンズでは、光ディスクの
傾きや対物レンズの光軸の傾きなどにより生じる光ディ
スクと再生用光ビームとの間の傾き（チルト）により、
コマ収差が生じる。

【００１８】すなわち、対物レンズのＮＡを大きくして
再生用光ビームのスポットサイズを小さくしようとする
と、光ディスクと再生用光ビームとのチルトのために対
物レンズの収差が急激に大きくなる。対物レンズの収差
が大きくなれば、当然、隣接トラック間のクロストーク
が増大し、また再生分解能が低下する。このチルトの影
響は、光ディスクの基板が薄いほど小さい。文献：Jpn.
J.Appl.Phsys.Vol.32(1993),pp.5402-5405には、波長６
９０ｎｍ、ＮＡ＝０．６で、基板の厚さがＣＤと同じ
１．２ｍｍのときと、その半分の０．６ｍｍのとき、チ
ルトによって再生用光ビームのビームスポット形状がど
の様に変化するかが示されている。それによれば、基板
厚が１．２ｍｍの場合には５ｍｒａｄのチルトがあると
ビームスポットの中心強度は１０％も低下し、またクロ
ストークの原因となるサイドローブの盛り上がりや収差
が生じている。これに対し、基板厚が０．６ｍｍの場合
には１０ｍｒａｄまでのチルトに耐えられる。

【００１９】図８および図９に、ＮＡをパラメータとし
て、基板厚（ｔ）が１．２ｍｍの場合と０．６ｍｍの場
合についてチルト特性を計算した結果を示す。横軸にチ
ルトの角度、縦軸に再生信号の正規化したピーク強度を
とっている。再生用光ビームの波長（λ）はいずれも６
９０ｎｍとした。基板厚０．６ｍｍ、ＮＡ＝０．６の場
合、再生信号のピーク強度が１０％低下するのはチルト
が９．５ｍｒａｄの時である。これを基板厚が１．２ｍ
ｍについてみると、ＮＡ＝０．４９となる。すなわち、
基板厚を従来のＣＤの１．２ｍｍから０．６ｍｍにする
ことによって、ＮＡを０．４９から０．６に高めること
ができ、面記録密度を約１．５倍高めることができる。
すなわち、スポットサイズはλ／ＮＡに比例し、面記録
密度はスポットサイズの１／２² に比例するので、
（０．６／０．４９）² より面記録密度は約１．５倍高
くなる。

【００２０】しかし、基板厚を単純に薄くすると、温度
や湿度による基板の反りが顕著となる可能性がある。基
板の反りはチルトの大きな要因となる。この対策として
は、レーザディスクと同様に光ディスクを両面化する、
つまり光ディスクを表裏対称構造とすることが最も効果
的である。その場合、表裏両面に情報を記録することも
可能となる。従来のＣＤのような単板構造の光ディスク
では、基板作製時のインジェクション条件や、基板の一
方の面にアルミニウムによる反射膜や保護膜が形成され
るため、基板の吸湿が表裏非対称となり、どうしても反
りが生じ易い。光ディスクを両面化すると、このような
吸湿による基板の歪がキャンセルされ、大きなチルトが
生じないようにすることができる。

【００２１】以上の検討結果から、波長６８５ｎｍのＬ
Ｄと、０．６ｍｍ厚の基板と、ＮＡ＝０．６の対物レン
ズの組み合わせを用いるものとすれば、波長が７８０ｎ
ｍから６８５ｎｍに短くなったことと、ＮＡが０．４５
から０．６と大きくなったこととにより、従来のＣＤの
設計手法の下でも従来のＣＤフォーマットに比較して約
２．３倍の記録密度を達成することができる。すなわ
ち、スポットサイズはλ／ＮＡに比例するので、（６８
５／０．６）／（７８０／０．４５）より記録密度は約
２．３倍に上がる。しかし、前述したようにＣＤサイズ
でＭＰＥＧ２による圧縮動画像情報を２時間分記録する
のに必要な容量が得られるようにするには、記録密度
（容量）を従来のＣＤフォーマットの約５倍に上げる必
要があり、これでは不十分である。

【００２２】本発明は、光ディスクのさらなる高密度・
大容量化を達成するため、上記と同じビームスポットサ
イズの下でピット形状を最適化することにより、低クロ
ストーク特性と、再生信号およびプッシュプル信号など
の信号レベルを十分に確保しつつ、トラックピッチをさ
らに小さくできるようにしたものである。以下、本発明
によるピット形状について詳しく説明する。

【００２３】図１は、本発明に係る光ディスクにおける
ピット形状を説明するための図である。同図に示される
ように、ピット１０の形状は台形断面のいわゆるサッカ
ースタジアム形で近似している。ピット１０の周縁１１
は下り勾配の傾斜部となっており、底部１２はほぼ平坦
となっている。１３はピット１０の光ディスク半径方向
（トラック幅方向）の断面、１４は光ディスク円周方向
（トラック方向）の断面であり、Ｗｍはピット１０の上
部のトラック幅方向の寸法（以下、上部幅という）、Ｗ
ｉはピット１０の底部のトラック幅方向の寸法（以下、
底部幅という）、ｈｍはピット１０の深さ、Ｚｍはピッ
ト１０のトラック方向の長さである。

【００２４】図２は、解析に用いた光ディスク装置の再
生光学系のモデルであり、再生用光ビームの入射光分布
２０（Ｖ1(x,y)）、入射光２１、入射光２１と反射光２
６を分離する偏光ビームスプリッタ（またはハーフミラ
ー）２２、開口数ＮＡの対物レンズ２３、対物レンズ２
３による光ディスク記録面（ピット面）での集束光（ビ
ームスポット）の分布２４（Ｖ2(x,y)）、複素反射率ｒ
2(x,y)を有する光ディスク２５、反射光２６、光検出器
上の反射光２６の分布２７（Ｖ3(x,y)）を示している。

【００２５】図３は、再生信号とプッシュプル信号のレ
ベルを計算するための光ディスク上のピット配列を模式
的に示す図であり、トラックピッチ（トラック幅方向に
おけるピットのピッチ）をＰｔとし、ピットピッチ（ト
ラック方向におけるピットのピッチ）をＰｍｙとしてい
る。３０，３１は再生用光ビームのビームスポットであ
り、それぞれピットの中央にあるとき（Ａ）と、ピット
とピットの中間にあるとき（Ｂ）を示している。再生信
号の振幅は、Ｓ（Ａ）−Ｓ（Ｂ）で表される。ただし、
Ｓ（Ｘ）はビームスポットがＸの位置にあるときの光検
出器の出力信号を表す。また、３２，３３はピットがあ
る領域（Ｃ）とピットがない領域（Ｄ）でのプッシュプ
ル信号（分割光検出器のトラック方向に並んだ少なくと
も二つの検出領域の出力信号の差信号）を表す。これら
のプッシュプル信号は、それぞれ領域Ｃ，Ｄでの平均の
ｐ−ｐ値である。

【００２６】図４に、再生用レーザビーム波長６８５ｎ
ｍ、ＮＡ＝０．６、Ｚｍ＝０．５μｍ、Ｐｍｙ＝１μ
ｍ、Ｐｔ＝０．７２μｍとしたときのピットのトラック
幅方向の大きさと、ピットの深さｈｍをパラメータとし
て、再生信号とプッシュプル信号のレベルを計算した結
果を示す。再生用光ビームのトラック幅方向（Ｘ）およ
びトラック方向（Ｙ）におけるビーム充填率Ａ／Ｗ
（ｘ），Ａ／Ｗ（Ｙ）の値は図中に示す通りである。同
図に示されるように、再生信号およびプッシュプル信号
のレベルは、Ｗｍ＝０．３、Ｗｉ＝０．２の場合を除い
てピットの形状に大きくは依存しない。また、再生信号
とプッシュプル信号のレベルを同時に最大の値とするよ
うなピットの深さは存在しないが、プッシュプル信号の
レベル低下をできるだけ小さくしつつ、最大の再生信号
レベルを得ようとすれば、図４からピットの深さはλ／
５前後、すなわちλ／４．５〜λ／６の範囲が適当であ
ることが分かる。

【００２７】図５は、再生光学系のＭＴＦ（変調伝達関
数）と隣接トラック間のクロストークの評価のために用
いた光ディスク上のピット配列を模式的に示す図であ
る。同図において５０，５１は再生用光ビームのビーム
スポットであり、それぞれピットの中心（Ａ）と、ピッ
トの中心より距離ｔｄだけ離れた位置（Ｂ）を通過した
ときを示している。ＭＴＦは、ビームスポットがピット
の中心を通過したときに得られる光検出器の出力信号の
基本周波数成分のパワーで表される。クロストークは、
ビームスポットが位置Ｂを通過したときに得られる光検
出器の出力信号の基本周波数成分のパワーで表される。

【００２８】図６は、トラックピッチＰｔを０．７２μ
ｍ一定とし、ピット形状つまり上部幅Ｗｍ，底部幅Ｗｉ
を種々変化させた場合のＭＴＦとクロストーク特性の一
例を示す図であり、横軸に空間周波数、縦軸にＭＴＦと
クロストークをそれぞれとっている。再生用光ビームの
トラック幅方向（Ｘ）およびトラック方向（Ｙ）におけ
るビーム充填率Ａ／Ｗ（ｘ），Ａ／Ｗ（Ｙ）、ピットの
深さｈｍの値は図中に示す通りである。同図に示される
ように、ＭＴＦはピット形状によって１〜２ｄＢ程度の
差は生じるが、あまり大きな値ではない。これに対し、
クロストークはピット形状によって大きく変化すること
が分かる。

【００２９】ここで、光ディスク上に記録される情報の
変調方式として、従来のＣＤで使用されているＥＦＭよ
り効率の高い４／９変調方式で、しかも（３，１７）Ｒ
ＬＬ（Run-Length Rimited）方式を採用するものとす
る。この方式は原情報４ビットを９ビットに変換し、か
つ０の連続長を０〜１７個の範囲に制限する符号化方式
であり、ＤＣＣも含めてＥＦＭと比較すると、密度比は
２０％向上する。この場合、最短のピット長を０．４８
μｍとすれば、最長のピット長は２．１６μｍとなる。
従って、最長ピットを検出したときの低周波成分による
クロストークに注意することが必要となる。図６に示し
たトラックピッチが０．７２μｍの場合の例では、Ｗｍ
＝０．５になると低周波でのクロストークが急激に大き
くなる。

【００３０】なお、図６に示すクロストーク特性はチル
トがない場合であるが、実際にはチルトを考慮する必要
がある。図７は、チルトを考慮したときのＭＴＦおよび
クロストーク特性である。同図に示されるように、チル
トを考慮するとＭＴＦはほとんど変化しないが、クロス
トークは増大し、一層厳しくなることが分かる。

【００３１】光ディスク装置のシステム設計では、光デ
ィスク自体の反りによるチルトとして５ｍｒａｄ、装置
に起因するチルトとして３ｍｒａｄを与えるものとすれ
ば、全体で８ｍｒａｄ程度のチルトを許容できるように
する必要がある。図７のシミュレーションによれば、同
じ空間周波数に対して±１０ｍｒａｄのチルトまでクロ
ストークを実用上要求される−２０ｄＢ以下の値に抑え
ることができる。これから、波長６８５ｎｍ、トラック
ピッチ０．７２μｍという値は妥当であることが分か
る。

【００３２】以上の結果から、トラック幅方向における
ピット形状は、波長６８５ｎｍ（λ＝０．６８５μ
ｍ）、ＮＡ＝０．６で規格化すると（λ／ＮＡ＝１．１
４）、概ね上部幅Ｗｍが（０．３〜０．４５）×λ／Ｎ
Ａ／１．１４μｍ、下部幅Ｗｉが（０．２〜０．２５）
×λ／ＮＡ／１．１４μｍの範囲が望ましいことが分か
る。すなわち、トラックピッチＰｔを（０．７２〜０．
８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍの範囲に選んで、再生用
光ビームのビームスポット径に比較してトラックピッチ
を小さくした場合、ピットの上部幅Ｗｍと下部幅Ｗｉを
上記の範囲に選ぶことにより、実際の光ディスク装置で
想定される±１０ｍｒａｄのチルトまで、クロストーク
を−２０ｄＢ以下の値に抑えることができ、記録密度の
飛躍的な向上を達成することが可能となる。この結果、
これらのトラックピッチおよびピット形状と、前述した
例えば波長６８５ｎｍのＬＤと、０．６ｍｍ厚の基板
と、ＮＡ＝０．６の対物レンズとの組み合わせにより、
ＣＤサイズでＭＰＥＧ２による圧縮動画像情報を２時間
分記録するという当初の課題を容易に達成することが可
能となる。

【００３３】次に、本発明による光ディスクの構造につ
いて説明する。図１０（ａ）（ｂ）は、両面化した光デ
ィスク１００の斜視図と断面図であり、エンボスピット
を有するポリカーボネイトやアクリルなどの透光性の樹
脂からなる透明基板１０１，１０２の一方の面に、アル
ミニウムなどの反射膜１０３，１０４が被着され、これ
らの上に保護膜１０５，１０６が形成されている。透明
基板１０１，１０２の厚さは、０．６ｍｍである。そし
て、透明基板１０１，１０２を保護膜１０５，１０６側
を対向させて、熱硬化型の接着剤からなる数１０μｍ厚
の接着層１０７により貼り合わせている。光ディスク１
００の中央にはクランピングのための穴１０８が開けら
れており、その周囲にクランピングゾーン１０９が設け
られている。そして、図示しないＬＤから出射され再生
光学系を経て入射する再生用光ビーム１１０は、対物レ
ンズ１１１を介して光ディスク１００に透明基板１０
１，１０２側から入射し、反射膜１０３，１０４上に微
小なビームスポットとして集束される。

【００３４】図１１に、上述した光ディスク１００を用
いて圧縮動画像情報の再生を行う光ディスク装置の実施
形態を示す。図１１において、光ディスク１００は、
０．６ｍｍ厚という薄い基板１０１，１０２を用いてい
ることから、１．２ｍｍ厚の基板を用いるＣＤに比較し
て表面に付着したゴミや汚れに弱くなるため、カートリ
ッジ２００に収容されている。光ディスク１００をカー
トリッジ２００に収容することにより、ＣＤのようにデ
ィスクの持ち方や、ゴミ、指紋などに気を使わなくて済
むようになるし、ハンドリング、持ち運びの面でも有利
となる。ＣＤのようにディスクが露出している場合は、
傷などの不測の事態も考えてエラー訂正能力を決める必
要があるが、カートリッジ２００を用いればそのような
考慮は不要である。従って、録再型の光ディスクで用い
ているようなセクタ単位で、ＬＤＣリードソロモンエラ
ー訂正方式を用いることができる。これにより、例えば
２ｋ〜４ｋバイト単位で光ディスクのフォーマッティン
グを行った場合、ＣＤに比べ１０％以上、記録効率をア
ップすることができる。

【００３５】光ディスク１００に記録する情報の変調方
式として、前述したように４／９変調方式を用い、光デ
ィスク１００上のトラックピッチを０．７２μｍ、ピッ
トピッチを０．９６μｍとすれば、従来のＣＤフォーマ
ットに比較してピットの密度比で３．８４倍、変調方式
で２０％、フォーマット効率で１０％のアップが期待さ
れるから、トータルで約５．１倍の容量アップが望める
ことになる。前述のように、映画などの動画像情報をＳ
−ＶＨＳ並みの高画質で再生する場合、音声も含めて
４．５Ｍｂｐｓのレートとなるので、２時間の再生に必
要な容量は４Ｇバイトである。上述した５．１倍の容量
アップにより、この４Ｇバイトという容量をディスク片
面で実現できることになる。さらに、図１０に示したよ
うに光ディスクを両面化すれば、一枚の光ディスクで最
大４時間の記録が可能となる。

【００３６】図１１に説明を戻すと、光ディスク１００
はテーパコーン２２０にチャッキングされ、スピンドル
モータ２０１により回転される。スピンドルモータ２０
１はスピンドルモータ駆動回路２０２により駆動され
る。一方、再生光学系は次のように構成される。

【００３７】光ディスク１００に対向して対物レンズ２
０３が配置されており、この対物レンズ２０３はフォー
カスコイル２０４により光軸方向に、またトラッキング
コイル２０５によりトラック幅方向に移動可能となって
いる。ＬＤドライバ２０６により駆動されるＬＤ（半導
体レーザ）２０７の発振波長は６８５ｎｍであり、この
ＬＤ２０７から出射される光ビームはコリメートレンズ
２０８で平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタ２
０９に入射する。ＬＤ２０７から出射される光ビームは
一般に楕円のファーフィールドパターンを有しているの
で、円形のパターンが必要な場合はコリメートレンズ２
０８の後にビーム整形プリズムを配置すればよい。偏光
ビームスプリッタ２０９を通過した光ビームは対物レン
ズ２０３により絞られ、光ディスク１００に入射する。

【００３８】光ディスク１００の反射膜で反射された光
は、対物レンズ２０３を入射光ビームと逆方向に戻り、
偏光ビームスプリッタ２０９で反射され、集光レンズ２
１０およびシリンドリカルレンズ２１１などの検出光学
系を経て光検出器２１２に入射する。光検出器２１２は
例えば４分割光検出器であり、その４つの検出出力はア
ンプと加減算器を含むアンプアレー２１３に入力され、
ここでフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号およ
び再生信号が生成される。なお、トラッキング誤差信号
は、例えばプッシュプル法と呼ばれる手法により、前述
したプッシュプル信号として得られる。フォーカス誤差
信号およびトラッキング誤差信号は、サーボコントロー
ラ２１４を経由してフォーカスコイル２０４およびトラ
ッキングコイル２０５にそれぞれ供給される。これによ
り、対物レンズ２０３が光軸方向およびトラック幅方向
に移動され、光ディスク１００の記録面である反射膜の
表面に対する光ビームのフォーカシングと、目標トラッ
クに対するトラッキングが行われる。

【００３９】アンプアレー２１３からの再生信号は信号
処理回路２１５に入力され、ここで２値化された後、デ
ータパルスの検出が行われる。検出されたデータパルス
はディスクコントローラ２１６に入力され、フォーマッ
トの解読、エラー訂正などが行われた後、動画像情報の
ビットストリームとしてＭＰＥＧ２デコーダ／コントロ
ーラ２１７に入力される。光ディスク１００には、ＭＰ
ＥＧ２の規格に従って動画像情報を圧縮（符号化）した
データが記録されている。そこで、ＭＰＥＧ２デコーダ
／コントローラ２１７は入力されたビットストリームを
伸長（復号化）して、元の動画像情報を再生する。再生
された動画像情報はビデオ信号発生回路２１８に入力さ
れ、ブランキング信号などが付加されて所定のテレビジ
ョンフォーマットのビデオ信号となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光デ
ィスクは、トラックピッチを再生用光ビームのスポット
径より小さな値に設定しつつ、隣接トラックのクロスト
ークを実用上要求されるレベルまで低減できるため、従
来のＣＤに比較してトラック密度を顕著に高めることが
でき、また再生信号やトラッキングに用いられるプッシ
ュプル信号のレベルも十分に確保することができる。

【００４１】この結果、本発明によれば前述した実施形
態に示されるように、例えばＣＤサイズでも従来のＣＤ
の約５倍の容量を実現することができ、音声も含めて４
Ｍｂｐｓに圧縮した高画質ＶＴＲ並みの品質の動画像情
報を２時間分蓄えることも可能となり、その実用的効果
は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る光ディスク上のピッ
ト形状を説明するための模式図

【図２】光ディスク装置における再生光学系の概略を示
す模式図

【図３】光ディスクから検出される再生信号およびプッ
シュプル信号レベルを計算するための光ディスク上のピ
ット配列を示す模式図

【図４】ピットのトラック幅方向の大きさとピットの深
さをパラメータとして再生信号とプッシュプル信号のレ
ベルを計算した結果を示す図

【図５】再生光学系のＭＴＦと隣接トラック間のクロス
トークの評価のために用いた光ディスク上のピット配列
を示す模式図

【図６】再生光学系のＭＴＦと隣接トラック間のクロス
トーク特性のピット形状依存性を示す図

【図７】再生光学系のＭＴＦと隣接トラック間のクロス
トーク特性のチルト依存性を示す図

【図８】基板厚１．２ｍｍの光ディスクを用いた場合の
対物レンズのＮＡによるチルト依存性を示す図

【図９】基板厚０．６ｍｍの光ディスクを用いた場合の
対物レンズのＮＡによるチルト依存性を示す図

【図１０】本発明の一実施形態に係る光ディスクの構造
を示す斜視図および断面図

【図１１】本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の
構成を示すブロック図

【符号の説明】

１０…ピット １１…ピット周縁 １２…ピット底部 Ｗｍ…ピット上部幅 Ｗｉ…ピット下部幅 Ｚｍ…ピット長 ｈｍ…ピット深さ １００…光ディスク １０１，１０２…透明基板 １０３，１０４…反射膜 １０５，１０６…保護膜 １０７…接着層 １１０…再生用光ビーム １１１…対物レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/24 561 - 565

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報が複数のピットをそれぞれ有する複数
   のピット列として所定のトラックピッチで記録された基
   板と、 この基板上に形成された反射膜とを有し、 対物レンズを介して光ビームが照射されることにより情
   報の再生が行われる光ディスクにおいて、 前記光ビームの波長をλｎｍ、前記対物レンズの開口数
   をＮＡとしたとき、前記トラックピッチが（０．７２〜
   ０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍであり、さらに前記
   光ディスクと前記光ビームとの間のチルトが９．５ｍｒ
   ａｄ以下、前記基板の厚さが０．６ｍｍ、前記基板の直
   径が１２０ｍｍであることを特徴とする光ディスク。
2. 【請求項２】情報が複数のピットをそれぞれ有する複数
   のピット列として所定のトラックピッチでそれぞれ記録
   され、互いに対向して配置された第１および第２の基板
   と、 これら第１および第２の基板の互いに対向する面上にそ
   れぞれ形成された第１および第２の反射膜とを有し、 対物レンズを介して光ビームが照射されることにより情
   報の再生が行われる光ディスクにおいて、 前記光ビームの波長をλｎｍ、前記対物レンズの開口数
   をＮＡとしたとき、前記トラックピッチが（０．７２〜
   ０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍであり、さらに前記
   光ディスクと前記光ビームとの間のチルトが９．５ｍｒ
   ａｄ以下、前記基板の厚さが０．６ｍｍ、前記基板の直
   径が１２０ｍｍであることを特徴とする光ディスク。
3. 【請求項３】前記第１および第２の反射膜上にそれぞれ
   形成されたた一対の保護膜をさらに有することを特徴と
   する請求項２に記載の光ディスク。
4. 【請求項４】前記一対の保護膜を互いに接着するための
   接着層をさらに有することを特徴とする請求項３に記載
   の光ディスク。
5. 【請求項５】情報が複数のピットをそれぞれ有する複数
   のピット列として所定のトラックピッチで記録された基
   板および該基板上に形成された反射膜を有する光ディス
   クと、 この光ディスクに対向して配置された対物レンズと、 この対物レンズを介して前記光ディスクに光ビームを照
   射する光ビーム照射手段と、 この手段により前記光ディスクに照射された光ビームの
   反射光を検出して前記光ディスクに記録されている情報
   を再生する再生手段とを具備し、 前記光ビームの波長をλｎｍ、前記対物レンズの開口数
   をＮＡとしたとき、前記トラックピッチが（０．７２〜
   ０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍであり、さらに前記
   光ディスクと前記光ビームとの間のチルトが９．５ｍｒ
   ａｄ以下、前記基板の厚さが０．６ｍｍ、前記基板の直
   径が１２０ｍｍであることを特徴とする光ディスク装
   置。
6. 【請求項６】前記再生手段は、前記情報の再生信号と、
   前記光ディスク上のトラック方向の少なくとも二つの領
   域からの反射光の検出信号の差を表すプッシュプル信号
   を生成し、 前記ピットは、前記再生信号および前記プッシュプル信
   号のレベルが共に大きな値を示すように設定された深さ
   を有することを特徴とする請求項５に記載の光ディスク
   装置。
7. 【請求項７】前記再生手段は、ＭＰＥＧ２規格に従って
   圧縮されて前記光ディスクに記録された情報をＭＰＥＧ
   ２規格に従って伸長して再生する機能を有することを特
   徴とする請求項６に記載の光ディスク装置。
8. 【請求項８】情報が複数のピットをそれぞれ有する複数
   のピット列として所定のトラックピッチでそれぞれ記録
   され、対物レンズを介して光ビームが照射されることに
   より情報の再生が行われる、互いに対向して配置された
   一対の基板と、 これら一対の基板の互いに対向する面上にそれぞれ形成
   された一対の反射膜と、 これら一対の反射膜上にそれぞれ形成された一対の保護
   膜とを有し、 前記光ビームの波長をλｎｍ、前記対物レンズの開口数
   をＮＡとしたとき、前記トラックピッチが（０．７２〜
   ０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍであり、さらに前記
   光ディスクと前記光ビームとの間のチルトが９．５ｍｒ
   ａｄ以下、前記基板の厚さが０．６ｍｍ、前記基板の直
   径が１２０ｍｍであることを特徴とする光ディスク装
   置。