JP3704919B2 - 光記録媒体及び記録再生方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度に情報の記録再生ができる光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量で高速アクセス可能な光記録媒体、特に光ディスクは、コンピュータ・データ用の記憶媒体や音楽・画像の録音・録画用媒体として著しく普及してきた。
光記録媒体としては、光磁気媒体、相変化媒体、色素記録媒体などがあるが、中でも、コンピュータ・データ用の記憶媒体として多く用いられている光磁気ディスクは、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏなどからなるアモルファス磁性膜を有し、その磁化の向きによってデータを記録する。
【０００３】
記録時は、予め一方向に磁化を揃えた磁性膜をレーザ光照射により加熱すると同時に逆向きの記録磁界を印加して、磁化が逆向きのマークを形成する。また、再生時は、磁気カー効果を利用し、直線偏光のレーザビームの偏光面の回転によりデータを再生する。
光磁気ディスクをはじめとするコンピュータ・データの記録・保存用に用いられている光ディスクでは、そのデータの取り扱いの容易さから、スパイラル状あるいは同心円状に形成したトラックを複数のセクターに分割し、セクター単位でデータの処理を行っている。
【０００４】
図２に９０ｍｍ光磁気ディスクのＩＳＯ規格１５０４１に規定されたセクター記録容量２０４８バイトのセクターフォーマットの一例を示す。
９０ｍｍ光磁気ディスクのＩＳＯ規格フォーマットにおいては、螺旋状に溝を形成し該溝に挟まれたランド部が記録トラックとされ、また、ドライブが光磁気ディスクの記録再生を行うために必要なデータを記録した媒体情報管理領域（コントロールトラック、ＳＦＰなどとも呼ばれる）と、ユーザーデータの記録再生を行うデータ記録領域とからなる。記録領域はＭＣＡＶ方式によりゾーン分割されている。
【０００５】
データの変調方式としては、位相変調（Ｐｈａｓｅ Ｅｎｃｏｄｅ）、（１、７）変調、（２、７）変調などがあるが、本規格においては両領域とも、データは（１、７）変調方式のマーク長記録により記録されている。
図２（ａ）はデータ記録領域のセクターフォーマット、図２（ｂ）は媒体情報管理領域のセクターフォーマットである。
【０００６】
本規格の書換え型ディスクにおいてはデータ記録領域と媒体情報管理領域とは全く同じセクターフォーマットを有するが、データ記録領域はヘッダー部がプリピットにより形成され（プリフォーマットされ）、他の部分には光磁気記録によりデータの記録再生を行うことができる。
一方、媒体情報管理領域はヘッダー部および他の部分ともプリピットにより形成される。
【０００７】
なお、データ記録領域のギャップ部には何も記録されないが、媒体情報管理領域のギャップ部にはＶＦＯ３と同じパターンが記録される。また、バッファ部には何も記録されない。
ヘッダー部は、セクターの先頭を表す長ピットで構成されるセクターマーク部（ＳＭ）、データクロックを生成するために用いられる最密パターンが記録されたＶＦＯ部、ＩＤ部の先頭を表すアドレスマーク部（ＡＭ）、トラック番号、セクター番号等のアドレス情報を記録したＩＤ部などから構成される。
【０００８】
図２（ａ）のデータ部には、データとして、１セクターあたり例えば２０４８バイトのユーザーデータと共に例えば４バイトのエラー検出符号（ＣＲＣ）、例えば３２０バイトのエラー訂正符号（ＥＣＣ）、例えば７８バイトのリシンク、例えば８バイトのダミーデータとが記録される。
図２（ｂ）の媒体情報部には、ドライブが光記録媒体の記録再生を行うために必要な情報が記録される。媒体情報部に記録される情報としては、変調方式、サーボ方式、１セクターあたりのユーザーデータのバイト数、エラー訂正符号のインターリーブ長、１トラックあたりのセクター数、反射率、最大再生パワー、媒体種類、データ記録領域や媒体情報領域のトラック番号、記録再生レーザ光波長、記録パワー、消去パワーなどが記録される。
【０００９】
媒体情報管理領域は複数トラックからなり、通常、ディスクの内周部に１６トラック程度設けられる。
近年、光磁気ディスク媒体の記録容量の増大のため、磁気超解像現象を利用したデータ再生が試みられている（特開平３−９３０５８）。
これは、少なくとも磁気的に結合される再生層と記録保持層とから成る多層膜を記録層とする光磁気記録媒体を用いて、再生層の磁化の向きを揃えた後、再生層にレーザ光を照射し再生層を昇温させ、記録保持層に記録された磁気信号を再生層に転写しながら再生することにより、記録再生ビームのスポット径を微小化せずに、読み取り可能な線記録密度およびトラック密度を上げようとするものである。
【００１０】
この試みは、この他に、少なくとも磁気的に結合される再生層と記録保持層とから成る多層膜を記録層とする光磁気記録媒体を用いて、再生層にレーザ光を照射し再生層を昇温させ、記録保持層と再生層の磁気的結合を消滅させ、その磁気的結合消滅領域を除くレーザ光照射領域において記録保持層に保持されたデータを再生層から読み出すことによっても可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
さて、このような光磁気ディスクでは、媒体情報部でのピットの再生信号が小さくなってしまう。すなわち、媒体情報部ではピットの凹凸による反射光量の差により情報の再生を行うが、溝の存在により全体として反射光量が低下し、再生のために十分な光量が得られなくなるのである。こうなると、そのディスクに適した記録再生条件を得られず、ディスクを使用することができなくなる。
【００１２】
特に、前述のような超解像現象などを利用してトラックピッチを狭くしたディスクにおいては、ランド部に対する溝部の比率が増すため、より大きな問題となる。
また、トラックピッチが狭くなると、溝の影響でピットパターンを読み誤るという問題が生じることも分かった。
【００１３】
図３は、プリフォーマットパターンと溝形状の説明図である。複数の溝１のあいだにプリピット１２、１３、１４、１５などのプリピットパターンが形成されている。
プリフォーマットは通常、ガラス原盤等にフォトレジストを塗布し、レーザ露光して溝およびプリピットを潜像として記録後、現像してパターンを形成することによって行われる。
【００１４】
本記録過程には光反応のほかに熱反応が関係するため、様々な長さのピットが存在する場合、長ピット１２、１５に隣接する溝１は幅がやや広めに形成されてしまうという問題がある。長ピットの露光にはレーザ光を長時間照射するため、周辺に熱が蓄積し、溝を形成する際にフォトレジストの熱反応が促進されてしまうのである。
【００１５】
このような溝幅の変動は再生時に反射率変動となって悪影響をおよぼすが、特に、隣接トラックの短ピット１３、１４の長さやその間のスペースの長さを読み誤らせやすいのである。
異なるプリフォーマットパターンが隣接する場合、溝を挟んで長ピットと短ピットが隣り合わせる可能性は非常に高く、このことは重大な問題である。
【００１６】
本発明は、以上のような媒体情報管理領域における再生信号の低下やピットの読み誤りといった問題点を解決しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の要旨は、螺旋状または同心円状に溝を形成し該溝に挟まれたランド部を記録トラックとしたデータ記録領域と、螺旋状または同心円状のプリピット列トラックのみからなり該データ記録領域と同じ変調方式で記録された媒体情報管理領域とを有する光記録媒体に対する記録再生方法であって、該光記録媒体のトラックピッチを再生ビーム径の１倍以下とし、該媒体情報管理領域においては、隣接する２本以上のトラックに同一データが記録されるようにするか、又は、隣接トラックとのピットずれを、最短マークと最短スペースの小さい方の２分の１以下とし、該媒体情報管理領域においては、隣接するプリピット列のあいだにトラッキングをかけて再生することを特徴とする記録再生方法に存する。
【００１８】
本発明の第２の要旨は、螺旋状または同心円状に溝を形成し該溝に挟まれたランド部を記録トラックとしたデータ記録領域と、螺旋状または同心円状のプリピット列トラックのみからなりかつ該データ記録領域と同じ変調方式で記録された媒体情報管理領域とを有する光記録媒体に対する記録再生方法であって、該光記録媒体のトラックピッチを再生ビーム径の１倍以下とし、該媒体情報管理領域においては、隣接する２本以上のトラックに同一データが記録されるようにし、又は、隣接トラックとのピットずれを、最短マークと最短スペースの小さい方の２分の１以下とし、光記録媒体の偏心により再生ビームが該媒体情報管理領域から外れることがないようにして、該媒体情報管理領域においては、トラッキングをかけずに再生することを特徴とする記録再生方法に存する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき詳細に説明する。
光磁気記録媒体や相変化記録媒体などの記録可能な媒体においては、一般にランド記録が行われるが、データ記録領域で適正な再生信号が得られるように溝形状を最適化すると、前述のように、プリピット列を有する領域ではピットによる反射率低下のために十分な再生信号が得られなくなってしまう。
【００２１】
また、データ記録領域はヘッダー部を除いては溝のみが形成されるのに対し、媒体情報管理領域などプリピット列を有する領域では、プリピットの存在による溝幅変動が生じてしまい、ピットの読み誤りが起こりやすい。
そこで、本発明においては、前述のような、螺旋状または同心円状に溝を形成し該溝に挟まれたランド部を記録トラックとしたデータ記録領域と、該データ記録領域と同じ変調方式で記録された媒体情報管理領域とを有する光記録媒体に対して、その媒体情報管理領域に実質的に溝を設けず、螺旋状または同心円状のプリピット列トラックのみとすることで、上記再生信号の低下を抑え、ピットの読み誤りを低減させる。
【００２２】
なお、実質的に溝がないとは、溝を全く形成しないことのほか、微小な溝が形成されていても光学的に影響がほとんど無視できる場合を含む。
第２の発明においては、このような媒体情報管理領域に対して、隣接するプリピット列のあいだにトラッキングをかけて再生する。
媒体情報管理領域に対して、プリピット列そのものにトラッキングをかけても再生可能であるが、この場合、データ記録領域とはトラッキング極性を逆にする必要があり、記録再生装置においては新たな電気回路、制御プログラム、調整等が必要となり製造コストの上昇につながるという問題がある。
【００２３】
一方、隣接するプリピット列のあいだにトラッキングをかければ、データ記録領域と同じトラッキング極性のままで再生が可能である。
前述のＩＳＯ規格１５０４１に規定されるような媒体情報管理領域は、各トラックに同じ情報を記録するため、アドレス情報などのヘッダー部を除いて同じピットパターンを有する。従って、隣接するプリピット列のあいだにトラッキングをかけ、両プリピット列からのクロストークを検出することで、媒体管理情報の再生が可能となる。
【００２４】
このとき、両プリピット列のピットパターンが異なると、クロストークにより再生波形が乱れ、再生エラーが起こる可能性がある。従って、隣接する２本以上のトラックに同一のアドレス情報を記録し、全ピットパターンを同一にしておく。全トラックのアドレスを同一としてもよい。
このようにすることにより理想的には隣接トラックにおいてもピットパターンが完全に揃うことになるが、実際には、原盤記録装置の回転ジッターや記録データ発生器の持つジッターにより、多少のずれを生じ、クロストークの原因となる。
【００２５】
従って、このずれは、最短マークと最短スペースの小さい方の２分の１以下に抑える。
また、トラックピッチが再生ビーム径の１倍以下であると、トラッキング信号やクロストークが得られやすい。好ましくは再生ビーム径の０．８５倍以下である。
【００２６】
さらに、プリピットの光学的深さはλ／９からλ／５とするのが好ましい（ただし、λは再生光ビームの波長とする）。このとき、プリピット列のあいだにトラッキングをかけた場合にトラッキング信号が得られやすく、またプリピット列からのクロストークも検出しやすい。
第３の発明においては、このような媒体情報管理領域に対しては、トラッキングを全くかけずに再生する。
【００２７】
このとき、媒体情報管理領域の幅が５０μｍ以上であれば、ディスクの偏心により再生ビームが該領域から外れることがなくなる。
ただし、媒体情報管理領域を不必要に増やすことは、媒体の大容量化という目的に反するため、幅は１０００μｍとするのが好ましい。
【００２８】
【実施例】
実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
基板上に、前述した超解像現象を利用しデータを再生するタイプの光磁気記録膜を有する光磁気ディスクを作製した。
【００２９】
基板には、９０ｍｍ光磁気ディスクのＩＳＯ規格１５０４１に準じ、プリフォーマットによりデータ記録領域および媒体情報管理領域が形成されており、スパイラル状の溝の間に形成されたトラックに情報が記録される。
図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれデータ記録領域と媒体情報管理領域のプリフォーマットパターンを示す模式図である。
【００３０】
図１（ａ）のデータ記録領域は螺旋状に設けられた溝１とその間に形成されたランド２からなり、ランド２を記録トラックとする。データ記録領域はセクター構造を有し、セクター６は、プリピットにより形成されたヘッダー部４と、データ部５からなる。
一方、図１（ｂ）の媒体情報管理領域は螺旋状に設けられたピット３の列からなる。媒体情報管理領域はセクター構造を有し、セクター６は、プリピットにより形成されたヘッダー部４と、データ部５からなる。
【００３１】
トラックピッチは０．８５μｍ、ピット深さはλ／６．３（λは再生ビーム波長）とした。
ヘッダー部には、セクターマーク、ＶＦＯ、トラック番号、セクター番号等のアドレス情報を記録するＩＤ部、ＩＤ部の先頭を表すアドレスマーク（ＡＭ）などが記録されるが、各トラックのアドレス情報は全て同一とした。
【００３２】
また、媒体情報管理領域は幅１８７．７５μｍ（２２１トラック）とした。
本媒体の媒体情報管理領域を波長６８０ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．５５、ビーム径１．１５μｍの再生ビームを用い、図１（ｂ）の再生ビームの軌跡７に示すように隣接するプリピット列のあいだにトラッキングをかけて再生したところ、最短マーク変調度は０．２０、最短マーク信号振幅／最長マーク信号振幅は０．３４の良好な再生信号が得られた。なお、トラックピッチは再生ビーム径の１．０倍以下である。
【００３３】
ここで、最短マーク信号振幅は最短マーク、例えば２Ｔマークと最短スペース、例えば２Ｔスペースとを交互に設けた部分での信号振幅で、最短マーク変調度はこれを鏡面反射率で規格化した値である。また、最長マーク信号振幅は最長マーク、例えば８Ｔマークと最長スペース、例えば８Ｔスペースとを交互に設けた部分での信号振幅であって、最短マーク信号振幅／最長マーク信号振幅は分解能を示す値である。
【００３４】
一方、プリピット列上にトラッキングをかけて再生したところ、鏡面反射率で規格化した最短マーク変調度は０．２０、最短マーク信号振幅／最長マーク信号振幅は０．３０となった。したがって、隣接するプリピット列のあいだにトラッキングをかけて再生したときでも、プリピット列上にトラッキングをかけて再生したときと、ほとんど変わらない良好な信号特性が得られることが確認された。また、トラッキングを外したときのディバイディド・プッシュ・プル信号振幅は０．１８であった。
【００３５】
これは現在審議中の８倍密度光磁気ディスクのＩＳＯ規格案で提案されている０．１２から０．４０の範囲に入っており、充分にトラッキング可能な振幅といえる。
次に、同じ再生ビームを用い、図１（ｂ）の再生ビームの軌跡８に模式的に示すようにトラッキングをかけずに再生したところ、隣接するプリピット列のあいだにトラッキングをかけて再生した場合とプリピット列上にトラッキングをかけて再生した場合に得られる上記の変調度、分解能の範囲で振れるだけであり、充分な変調度、分解能が得られた。
【００３６】
図４に、トラッキングをかけずに再生したときの再生信号を模式的に示す。プリピット列間に再生ビームがある場合、プリピット列上にビームがある場合と比べてピットによる反射率の変動がやや小さくなるため、再生信号の上側エンベローブ１６と下側エンベロープ１７との差、すなわち信号振幅はプリピット列間のほうが小さい傾向がある。ただし、最短マークと最短スペースが連なるＶＦＯ部などでは両者の信号振幅はほとんど同じとなる。
【００３７】
ところで、図４に示すように再生信号の上側エンベローブ１６、下側エンベロープ１７が変動する場合、再生信号を２値化する閾値を一定にして再生するとデータの読み誤りが起こりやすくなる。従って、再生信号のエンベロープに追従した閾値１８を設定して、これにより再生信号を２値化するのが好ましい。
エンベロープに追従した閾値は、例えば、図５に示すような回路によって得ることができる。図５においては、再生信号の上側エンベロープ検出回路１９と下側エンベロープ検出回路２０とにより両エンベロープを検出し、それらの２つのレベルを可変抵抗２１で設定される比で内分したレベルに閾置が設定される。
【００３８】
以上のように、いずれの再生方法においても、データの読み誤り率は非常に低く抑えられた。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、媒体情報管理領域に実質的に溝を設けず、螺旋状または同心円状のプリピット列トラックのみとすることで、再生信号の低下を抑え、ピットの読み誤りを低減させることができ、媒体情報管理情報およびユーザーデータを良好に記録再生できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光記録媒体のプリフォーマットパターンを示す模式図である。
【図２】光記録媒体のセクターフォーマットの一例を示す図である。
【図３】プリフォーマット部の説明図である。
【図４】トラッキングをかけずに再生したときの再生信号を示す模式図である。
【図５】エンベロープに追従した閾値の出力を得る回路のブロック図の一例である。
【符号の説明】
１ 溝
２ ランド
３ ピット
４ ヘッダー部
５ データ部
６ セクター
７、８ 再生ビームの軌跡
１２、１３、１４、１５ ピット
１６ 再生信号の上側エンベローブ
１７ 再生信号の下側エンベローブ
１８ エンベロープに追従した閾値
１９ 上側エンベロープ検出回路
２０ 下側エンベロープ検出回路
２１ 可変抵抗

Claims (3)

1. 螺旋状または同心円状に溝を形成し該溝に挟まれたランド部を記録トラックとしたデータ記録領域と、螺旋状または同心円状のプリピット列トラックのみからなり該データ記録領域と同じ変調方式で記録された媒体情報管理領域とを有する光記録媒体に対する記録再生方法であって、
   該光記録媒体のトラックピッチを再生ビーム径の１倍以下とし、
   該媒体情報管理領域においては、隣接する２本以上のトラックに同一データが記録されるようにするか、又は、隣接トラックとのピットずれを、最短マークと最短スペースの小さい方の２分の１以下とし、
   該媒体情報管理領域においては、隣接するプリピット列のあいだにトラッキングをかけて再生することを特徴とする記録再生方法。
2. 螺旋状または同心円状に溝を形成し該溝に挟まれたランド部を記録トラックとしたデータ記録領域と、螺旋状または同心円状のプリピット列トラックのみからなりかつ該データ記録領域と同じ変調方式で記録された媒体情報管理領域とを有する光記録媒体に対する記録再生方法であって、
   該光記録媒体のトラックピッチを再生ビーム径の１倍以下とし、
   該媒体情報管理領域においては、隣接する２本以上のトラックに同一データが記録されるようにし、又は、隣接トラックとのピットずれを、最短マークと最短スペースの小さい方の２分の１以下とし、
   光記録媒体の偏心により再生ビームが該媒体情報管理領域から外れることがないようにして、該媒体情報管理領域においては、トラッキングをかけずに再生することを特徴とする記録再生方法。
3. 再生信号のエンベロープに追従した閾値により再生信号を２値化する請求項１又は２に記載の記録再生方法。

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