JP3536579B2 - 遮光マーク，フィルム，光ディスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスクに対
して低密度情報を記録するための遮光マーク，フィル
ム，光ディスク，低密度情報を読み出すための情報読出
装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術】光ディスクの情報記録面上に、光ディスク
本来の記録密度よりも低密度の情報を記録し、これを利
用して機密保持や課金などを行うシステムが提案されて
いる。例えば、米国特許第５４００３１９号には、光デ
ィスクを作製した後に、その光ディスク上に強力なレー
ザ光線などを照射させ、光ディスク基板や基板上の反射
膜を永久変形させて低密度情報を記録する方法が開示さ
れている。光ディスクの反射膜を強力なレーザ光線を用
いて焼き切ることにより、その部分における光の反射率
が低下する。この低下した部分における光信号の時間的
変化によって、低密度情報が記録される。

【０００３】このような手法によれば、同一情報を大量
複製できる光ディスクの一枚毎に異なる情報を記録する
ことが可能となる。そして、このディスク毎の情報と、
光ディスク上の本来の記録情報の内容とを組み合わせる
ことで、光ディスクに機密性を持たせたり、課金シ
ステムと組み合わせて光ディスク自身は無料とし、光デ
ィスク内の情報のみに課金するなどの様々な用途が考案
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような背景技術では、低密度情報が光ディスク上に永久
変形の形で記録されてしまう。このため、光ディスクを
レンタル用として使用したり、個人の機密性を付与する
鍵として利用する場合など、そのときどきに応じて低密
度情報を書き換える必要がある場合には、全く対応でき
ず、はなはだ不都合である。

【０００５】本発明は、かかる点に着目したもので、低
密度情報の書き換えを簡便に行って多様な用途に利用す
ることができる利便性の高い情報フィルム，光ディス
ク，情報読出方法及びその装置を提供することを、その
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の遮光マークは、光ディスクの再生読出面
に、所望の情報に対応して除去可能に設けられており、
光ディスクに記録されている情報を読み出すための光を
遮光するとともに、低密度情報を記録するための遮光マ
ークであって、該遮光マークは、光ディスクの内周に位
置し、かつ、該遮光マークは線状又は円弧状の形状であ
って、再生用光ヘッドの走査軌跡に対して直交するよう
に配置されており、遮光マークの遮光部分の線幅は、情
報を読み出す光束の半径ＲSに対して、０．４ＲS以上か
つ０．５ｍｍ以下であり、線間隔は２ＲS以上であるこ
とを特徴とする。本発明のフィルムは、前記遮光マーク
が形成されており、光ディスクの再生読出面に対して剥
離可能に貼り付けられることを特徴とする。本発明の光
ディスクは、前記遮光マークが形成されるか、もしく
は、前記フィルムが貼り付けられたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明のフィルムは、前記遮光マー
クを、光ディスクの再生読出面に対して剥離可能に形成
することを特徴とする。本発明の光ディスクは、前記遮
光マーク又は前記フィルムが形成されたことを特徴とす
る。

【０００８】この発明の前記及び他の目的，特徴，利点
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、実施例を参照しながら詳細に説明する。

【基本的な実施形態】最初に、基本的な実施形態につい
て説明する。図１には、基本的な実施形態の様子が示さ
れている。同図に示すように、フィルム１０には、遮光
マーク１２によって適宜の情報が記録されている。ま
た、フィルム１０の一方の面には、接着剤１４が塗布さ
れており、これによって光ディスク１６の例えば内周側
に接着される。

【００１０】光ヘッド（図示せず）から出力された光の
光ディスク１６による光の戻り率，すなわち戻り光量を
前記背景技術のように低下させるためには、例えば遮光
性塗料を光ディスク再生面に塗布することで十分にその
目的を達成することが判明している。しかしながら、こ
の手法では、記録した情報を簡便に書き換えるには適し
ていない。そこで、本実施例では、遮光マーク１２を形
成したフィルム１０を光ディスク１６に貼り付けること
としている。この方法によれば、フィルム１０を着脱す
ることで、情報の内容を自由に書き換えることができ
る。

【００１１】フィルム１０の材料としては、例えば、Ｐ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＥ（ポリエチ
レン），ＰＳ（ポリスチレン），ＰＶＣ（ポリ塩化ビニ
ル），ＰＶＤ（ポリ塩化ビニリデン），ＰＣ（ポリカー
ボネート）が使用される。フィルム１０の記録情報は、
その表面の遮光マーク１２による光の戻り光量を基準と
して読み出される。従って、遮光マーク１２によって十
分な光量変化が生ずればよい。一方、フィルム１０を光
ディスク１６に貼り付けると、見かけ上ディスク基板の
厚さが増大することになる。しかし、フィルム１０の厚
さは、光ヘッドの焦点がコマ収差の増加で光ディスク１
６の信号記録面上に合わなくなって反射光量が減少する
まで厚くすることができる。具体的には、数１０μm程
度の厚さとすることができ、十分に作業性に優れたフィ
ルムを使用することができる。フィルム１０は、単層で
もよいが、多数のシートの積層構造としてもよい。

【００１２】遮光マーク１２としては、光吸収性や光散
乱性を有する物質ないしは表面状態によって得ることが
でき、例えば遮光性の塗料やインクなどが用いられる。
例えば、バインダと屈折率が異なる微粒子をバインダ中
に分散させた乳白色状の遮光性塗料が使用される。マジ
ックインキのようなものでも十分である。他に、フィル
ム１０の表面に微細な凹凸（キズ）を形成することによ
って遮光性を付与してもよい。面粗さ（Ｒmax)がおおむ
ね１μｍ以上あれば、十分な遮光性を得ることができ
る。遮光マーク１２は、フィルム１０の表裏いずれの面
に形成してもよいが、フィルム中に形成してもよい。こ
れは、フィルム１０を積層構造とすることで簡単に可能
である。また、フィルム１０を基材として糊と遮光塗料
のみを光ディスク１６に貼り付け、後でフィルム１０を
剥すタイプとしてもよい。このタイプでは、糊と遮光塗
料のみが光ディスク１６上に残ることとなる。

【００１３】フィルム１０を光ディスク１６に貼り付る
接着剤１４としては、一般的に用いられているゴム糊，
例えば酢酸ビニル樹脂，酢酸ビニルとビニルアルコール
又はエチレンとの共重合体などの着脱可能なものが用い
られる。感熱圧着糊のように、熱などで化学反応し、貼
付後に一旦剥したら再び貼り付かないようなものを用い
てもよい。遮光塗料自体が接着性を有する場合には、遮
光塗料が接着剤を兼用するようにしてもよい。接着剤
は、フィルム１０の表裏いずれの面に塗布してもよい。
遮光マーク１２形成面側に塗布して光ディスク１６に貼
り付ければ、遮光マーク１２をフィルム１０で保護する
ことができる。

【００１４】このようにしてフィルム１０が貼り付けら
れた光ディスク１６は、例えば次のような動作によって
再生が行われる。 光ディスク１６の本来の記録領域内に「低密度の情報
記録領域が存在する」旨の情報を記録しておく。 再生時には、まず前記の存在情報を読み取る。そし
て、フィルム１０に光ヘッドが移動するとともに、光デ
ィスク１６の回転数を低密度情報の再生に適した回転数
に制御する。例えば、低密度情報を本来の情報に匹敵す
る周波数信号として検出できるように、ディスクの回転
数を上げる。 そして、光ディスク１６のフィルム１０表面に記録さ
れている低密度情報を、光ヘッドを用いて読み出す。 読み出された低密度情報の内容に沿った動作を行う。

【００１５】フィルム及び光ディスクの試作例を示す
と、以下の通りである。光ディスクの情報信号面内の正
規の情報領域内に「ディスクの内周に低密度記録領域が
ある」旨の情報を記録し、且つ、「再生される日付が、
低密度記録領域に記録されている日付を過ぎていたなら
ば、再生動作をしない」旨記録する。一方、厚さ３０μ
ｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に、黒
色のマジックインキを用いて線幅２００μｍで長さ５ミ
リの線を図１のように引いて遮光マークを形成する。そ
して、フィルム裏面に厚さ１０μｍで酢酸ビニル樹脂を
塗布して、光ディスクの内周に貼り付ける。

【００１６】このような光ディスクを、上述した順序に
従って再生したところ、フィルム上に記録された日付を
経過した時点で再生ができなくなった。次に、このフィ
ルムを剥離し、更に先の日付を記録した新たなフィルム
に貼り付けたところ、正しく再生が行われるようになっ
た。

【００１７】

【遮光マーク線幅と光量】次に、遮光マークの線幅とこ
れによる遮光光量の関係について説明する。最初に、低
密度情報の読取りの様子を、図２を参照して説明する。
上述した背景技術では、低密度情報が光ディスクの反射
膜を永久変形させることで記録される。従って、図２
（B）に示すように、光ディスク１６のピット列１８と
低密度記録領域２０とは、光ヘッド２２からみて同一位
置となる。このため、低密度情報は、ピット列１８によ
る通常の情報と同様にフォーカスを合わせてその読み出
しが行われる。

【００１８】これに対し、本実施例では、図２（A）に
示すように、低密度記録領域２０が光ディスク１６の表
面に位置する。すなわち、光ディスク１６の表面に上述
したフィルム１０が貼り付けられており、これが低密度
記録領域２０となっている。一方、光ヘッド２２のフォ
ーカスはピット列１８の位置に合っているため、低密度
情報はデフォーカスの状態で読み出されることになる。

【００１９】同図（C）に（A）の光ディスク１６を光ヘ
ッド２２側から見た様子を示すように、フィルム１０の
遮光マーク１２によって遮光される光量は、光ディスク
表面における光束径Ｄに対する線幅Ｗの比率で決まる。
また、光ディスク表面における光束径Ｄは、光ヘッド２
２の対物レンズのＮＡ（開口数），光ディスク基板の厚
さｔ，光ディスク基板の屈折率ｎで決まり、光束の半径
ＲSは下記の式で表される。 ＲS＝ｔ・ＮＡ／√（ｎ²−ＮＡ²） ………………（1）

【００２０】光ディスク基板表面の遮光マーク１２を信
号として捉えるためには、遮光される光量をある程度以
上にすることが必要であり、遮光マーク１２の線幅は一
定以上の太さが必要である。

【００２１】ここで、光ディスク基板表面の光束半径を
「１」として、遮光マーク１２の線幅Ｗを変化させたと
きの光ヘッド再生信号である戻り光光量は、例えば図３
に示すようになる。このグラフは、光ディスク１６の信
号面がピット無し全反射，瞳内で光強度が一定，遮光マ
ーク１２の光透過率が０％とし、隣合う遮光マークが干
渉しないようにマーク間隔Ｑ（図２（C）参照）が光束
径Ｄよりも大きいとして、シミュレーションにより得た
ものである。

【００２２】図３中、縦軸は、全反射の場合を「１」と
したときの遮光マーク１２による戻り光量である。横軸
は、遮光マーク１２に対する光束の相対的な位置であ
り、光束半径を「１」としたときの光束中心と遮光マー
ク１２中心との差を表わす。例えば、横軸の「０」は、
光束中心とマーク中心が一致する位置を示す。横軸の
「１」は、マーク中心が光束のちょうどエッジにかかる
位置を示す。また、パラメータは、光束半径を「１」と
したときの遮光マーク１２の線幅である。例えば、パラ
メータ「１」は、遮光マーク１２の線幅が光束半径と一
致していることを示す。すなわち、図３のグラフは、色
々な線幅の遮光マークと光束を相対的に走査したときの
戻り光量の変化を示すものである。

【００２３】このグラフに示すように、線幅が大きいほ
ど戻り光量の変化も大きい。また、遮光マーク１２の中
心が光束の中心を通るときに戻り光量が極大値をとる。
しかし、遮光マーク１２の線幅が光束半径の２倍（光束
の直径）よりも大きいと、戻り光量の極大値は生じな
い。また、極大値は、遮光マーク１２の線幅を小さくす
ると大きくなる。

【００２４】戻り光量の極大値を除去するためのしきい
値を全反射時の７５％とすると、光束半径ＲSに対して
0.4・ＲS以上の遮光マーク線幅が必要である。また、し
きい値を５５％とすると、0.6・ＲS以上の遮光マーク線
幅が必要である。なお、これらは、遮光マーク１２の透
過率を０％とした場合であるが、遮光物質の透過率によ
って再生信号の変化の度合いは変わるので、それに応じ
た設計を行う。

【００２５】また、遮光マーク１２の線幅は、太いほど
信号検出が容易であるが、あまり太くするとフォーカス
・トラッキングサーボに影響を与える。例えばフォーカ
スサーボに対しては、遮光マーク１２を横切る間はエラ
ー信号が乱れることになるので、フォーカスサーボが影
響されない程度の線幅にしておく。一般的には、フォー
カスサーボのゲイン交点ｆ（Ｈz），光ディスク１６の
線速度Ｖ（m/s)のとき、遮光マーク１２の線幅Ｗ（m)
は、 Ｗ＜Ｖ／ｆ ………………………………………（2） とするのが好ましい。例えば、ゲイン交点３ｋＨz，線
速度３m/sのとき、前記（2）式によれば、線幅Ｗは１mm
以下であるとよい。

【００２６】実際には、遮光マーク１２は連続して存在
し、これによって遮光されることで光ヘッド２２のゲイ
ンも低下するので、更にその半分以下の線幅Ｗに設定す
る。あるいは、前記（2）式から、Ｖ＞ｆ・Ｗであるか
ら、線幅Ｗを優先させ、低密度記録領域２０の再生時の
み光ディスク１６の線速度をｆ・Ｗよりも速くするよう
にしてもよい。また、前記条件を満たした上で、遮光マ
ーク１２の線幅と間隔に対応して検出される再生信号で
低密度情報の処理に同期をかけるようにすれば、遮光マ
ーク１２の線幅は、ある程度の範囲で任意に選択するこ
とが可能となる。遮光マーク１２及びその読出装置にお
いては、以上のような性質が考慮される。

【００２７】

【低密度情報読出装置】次に、上述した低密度情報の読
出装置の実施例について説明する。最初に、図４の実施
例から説明する。上述したように、低密度情報の記録密
度を上げるために遮光マーク１２の線幅を細くしていく
と、極大値部分でしきい値を越えて誤検出となる可能性
がある。これを避けるため、図４の実施例では、しきい
値にヒステリシス特性を持たせることで極大値部分を無
視できる構成となっている。

【００２８】図４（A）において、光ヘッド１０の再生
信号出力はアンプ４０によって増幅された後、シュミッ
トトリガ回路４２に入力される。シュミットトリガ回路
４２には、しきい値Ａ，Ｂが設定されており、しきい値
Ａで論理値の「Ｌ」から「Ｈ」に切り換わり、逆にしき
い値Ｂで論理値の「Ｈ」から「Ｌ」に切り換わる。光ヘ
ッド２２の再生信号は、図３に詳細を示したように中心
で極大値を示すが、これに対してしきい値Ａ，Ｂを図４
（B-1）に示すように設定すると、シュミットトリガ回
路４２の出力は図４（B-2）に示すようになり、極大部
分による誤検出が防止される。このような信号が、複数
の遮光マーク１２についてそれぞれ得られる。これによ
り、遮光マーク１２の線幅及び間隔が検出され、更には
それらに含まれている低密度情報が検出される。

【００２９】次に、図５の実施例について説明する。こ
の実施例は、再生信号の極大部分を無視するための検出
窓を設けるようにした例である。図５（A）において、
光ヘッド２２の再生信号出力はアンプ４０によって増幅
された後、２値化回路５０に供給される。２値化回路５
０では、例えば図５（B-1）に示すようなしきい値で２
値化が行われる。同図（B-2）に示す２値化信号は、Ａ
ＮＤ回路５２及びモノマルチバイブレータ５４にそれぞ
れ供給される。モノマルチバイブレータ５４では、入力
信号に基づいて同図（B-3）に示す検出窓が生成され、
これがアンド回路５２に供給される。ＡＮＤ回路５２で
は、検出窓が論理値の「Ｌ」の期間の信号出力が阻止さ
れる。このため、ＡＮＤ回路５２の出力は同図（B-4）
に示すようになり、再生信号の極大部分が無視された再
生信号が得られる。

【００３０】次に、図６の実施例について説明する。前
記実施例では、いずれも、遮光マーク１２の線幅及び間
隔が情報として検出される。しかし、遮光マーク１２の
中心が光ディスク基板表面における光束の中心を通ると
きに再生信号が極大値になることを利用して、遮光マー
ク１２の中心位置を検出するようにしてもよい。この場
合には、遮光マーク１２の線幅に対する要求精度を落と
すことができる。図６は、このような原理を利用した実
施例である。

【００３１】同図（A）において、光ヘッド２２の再生
信号出力はアンプ４０によって増幅された後、微分回路
６０，２値化回路６２にそれぞれ供給される。微分回路
６０では、同図（B-1）の再生信号が微分され、同図（B
-2）に示す微分信号が得られる。この微分信号は、ゼロ
クロス検出回路６４に供給され、ここで同図（B-3）に
示すようにゼロクロス信号が得られる。一方、２値化回
路６２では、同図（B-1）に示す所定のしきい値により
同図（B-4）に示す２値化信号が得られる。

【００３２】２値化回路６２及びゼロクロス検出回路６
４の出力は、ＡＮＤ回路６６に供給され、ここで両者の
ＡＮＤの演算が行われる。同図（B-5）に示す演算後の
信号は立上り検出回路６８に供給され、ここで同図（B-
6）に示すように立上りを示す位置信号が得られる。

【００３３】このように、本実施例によれば、ディスク
毎に固有な情報が記録された剥離可能なフィルムが光デ
ィスクに貼り付けられる。フィルム上の情報は、再生時
に読み込まれて利用される。フィルムを貼り変えて情報
を変更することで、例えば、光ディスクをレンタル用と
して使用したり、個人の機密性を付与する鍵として利用
するなど、光ディスクに本来記録されている情報をより
多様に利用できる。

【００３４】

【他の実施例】この発明には数多くの実施の形態があ
り、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能で
ある。例えば、次のようなものも含まれる。 （1）前記実施例では、遮光マークの光透過率を０％と
した場合について述べたが、遮光マークは光ヘッドから
出力される光の波長に対して十分な遮光性があればよ
い。例えば、遮光塗料を使用するような場合、その単位
厚さ当たりの遮光率が十分あればその塗料は薄く塗布し
てよく、反対に単位厚さ当たりの遮光率が十分でなけれ
ばその塗料は厚く塗ればよい。遮光塗料の当該波長に対
する光透過率は、７５％以下であれば十分信号として識
別されるが、余裕を見ると５０％以下，更には３０％以
下であると、情報を読み出すときの誤りがなく望まし
い。

【００３５】（2）前記実施例では、線状の遮光マーク
としたが、光ヘッドから出力された光によって情報を読
み取ることができれば、どのような形状としてもよい。
例えば、図７（A）に示す例は、線状の遮光マーク７０
を光ヘッドの走査軌跡７２に対して垂直となるように放
射状に配置したものである。同図（B）の例は、円弧状
の遮光マーク７４としたものである。同図（C）の例
は、ランド状の遮光マーク７６としたものである。同図
（D）の例は、粒状の遮光マーク７８とした例である。
いずれも、（A）に示すような配置としてよい。

【００３６】（3）図６の実施例では戻り光量の極大値
を検出することとしたが、逆に極小値を検出するように
してもよい。 （4）前記実施例では、遮光マークを形成したフィルム
を剥すことで、低密度情報を変更できるようにしたが、
フィルム自体を溶剤などで溶かして除去するようにして
もよい。また、遮光マークを光ディスク上に直接形成
し、これを溶剤などで除去するようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 （1）光ディスクに対して除去可能に遮光マークを形成
することとしたので、遮光マークによる情報を簡便に変
更して書き換えることができ、多様な用途に利用するこ
とが可能となって利便性の向上を図ることができる。 （2）遮光マークの再生信号における極値の影響を考慮
することにより、良好に遮光マークの情報を読み取るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な形態を示す図である。

【図２】低密度情報の読出しの様子を示す図である。

【図３】遮光マークの線幅を変化させたときの戻り光量
変化を示すグラフである。

【図４】低密度情報読出装置の一例を示す図である。

【図５】低密度情報読出装置の一例を示す図である。

【図６】低密度情報読出装置の一例を示す図である。

【図７】遮光マークの他の例を示す図である。

【符号の説明】

１０…フィルム １２，７０，７４，７６，７８…遮光マーク １４…接着剤 １６…光ディスク １８…ピット ２０…低密度記録領域 ２２…光ヘッド ４０…アンプ ４２…シュミットトリガ回路 ５０，６２…２値化回路 ５２，６６…ＡＮＤ回路 ５４…モノマルチバイブレータ ６０…微分回路 ６４…ゼロクロス検出回路 ６８…立上り検出回路 ７２…走査軌跡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−36350（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−120621（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−306078（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−44897（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−8139（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−241210（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの再生読出面に、所望の情報
   に対応して除去可能に設けられており、光ディスクに記
   録されている情報を読み出すための光を遮光するととも
   に、低密度情報を記録するための遮光マークであって、 該遮光マークは、光ディスクの内周に位置し、かつ、該
   遮光マークは線状又は円弧状の形状であって、再生用光
   ヘッドの走査軌跡に対して直交するように配置されてお
   り、遮光マークの遮光部分の線幅は、情報を読み出す光
   束の半径ＲSに対して、０．４ＲS以上かつ０．５ｍｍ以
   下であり、線間隔は２ＲS以上であることを特徴とする
   遮光マーク。
2. 【請求項２】 請求項１記載の遮光マークが形成されて
   おり、光ディスクの再生読出面に対して剥離可能に貼り
   付けられることを特徴とするフィルム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の遮光マークが形成される
   か、もしくは、請求項２記載のフィルムが貼り付けられ
   たことを特徴とする光ディスク。