JP4171047B2 - ウォブル情報記録方法、情報記録媒体、ならびに情報記録媒体の記録再生方法および記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクのような情報記録媒体のウォブル情報を記録する方法であって、記録方式によらず検出されるウォブル情報の極性が同じとなるようにウォブル情報を記録する方法、および当該方法に従ってウォブル情報を記録した情報記録媒体に関する。さらに、本発明は、その情報記録媒体を用いて、情報を記録再生する方法および装置に関する。

従来、追記型あるいは書き換え型の光ディスクとして、ＣＤ−Ｒ／ＲＷあるいはＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＡＭが用いられ、特に最近では、テレビ放送録画用のＤＶＤレコーダが普及し、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＡＭの需要が急増している。これらの光ディスクは案内溝を有し、また、これらの光ディスクには、記録再生時の線速度を同期させる基準信号と、場合によりアドレス情報を含む信号とが、「ウォブル」信号と呼ばれる案内溝の蛇行によって記録されている。そのような光ディスクの記録再生装置は、ウォブル信号を検出して、線速度調整を行い、アドレス情報が付加されたものについては、アドレスを検出して、情報の記録再生を行っている。上記光ディスクのうち、ＤＶＤ−ＲＡＭは、ランド＆グルーブ方式といわれる、案内溝のグルーブ部（記録再生光に近い側の面）とランド部（記録再生光から遠い側の面）の両方に記録再生を行う方式を採用しており、他の光ディスクは、全てグルーブ記録方式と呼ばれる、案内溝のグルーブ部（記録再生光に近い側の面）にのみ記録再生を行う方式を採用している。

昨今では、ＤＶＤよりもさらに高密度な光ディスクの開発がなされている。通常、光ディスクへの情報の記録および光ディスクからの情報の再生は、基材と呼ばれる透明層を通して記録再生光を入射させて実施する。その記録再生光を通す基材の厚みは、ＤＶＤについては０．６ｍｍである。この基材の厚さをさらに薄い約０．１ｍｍとし、それにより短波長の記録再生光を使用する検討がなされ、その結果、記録型のＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＢＤ）が開発されるに至っている。

Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃのように、基材厚を０．１ｍｍと薄くする場合、０．１ｍｍのシートに案内溝を形成して、その表面に記録層を形成するのが困難となる。そこで、記録再生光を照射しない側（裏面側）に位置することとなる厚み１．１ｍｍの基板に案内溝を形成し、案内溝の上に記録層を形成した後、０．１ｍｍのカバー層を形成することにより、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃを製造する方法が検討されている。この場合、カバー層の側から記録再生光が照射されることとなる。

裏面側の基板表面に、記録材料をスパッタリングする方法によって記録層を形成する場合には、記録再生光を照射するカバー層側から見て、案内溝のグルーブ部（案内溝の頂面）とランド部（案内溝の底面）において、それぞれほぼ同じ厚みで記録層を堆積形成することが可能である。したがって、この場合には、記録再生特性の良いほう、通常はグルーブ部を、記録再生に使うことができる。

また、記録層を形成する方法として、有機色素をスピンコート法により塗布する方法がある。例えば、日本国公開特開２００３−１０９２４６（Ａ）号公報には、裏面側の基板にスピンコートで有機色素を塗布して記録層を形成し、その後、カバー層を形成する追記型光ディスクの作成方法が記述されている。しかし、有機色素を使ったスピンコート法を用いると、色素は基板の溝部（へこんだ部分）に優先的に堆積し、その結果、記録層は、カバー層側から見て、ランド部に厚く形成される。したがって、この場合には、ランド部において容易に記録膜を形成できるので、ランド部を記録再生に使うことが好ましい。

発明の概要

このように、記録膜の形成方法によって、それに応じた適当な記録方式が存在する。しかしながら、例えば、プッシュプル法でトラッキングを行う場合においては、記録層としてグルーブ部を使う場合のトラッキング特性は、ランド部を使う場合のトラッキング特性を反転させた特性を有する。同様に、グルーブ部に記録した場合に再生される信号でのウォブル信号の極性も、ランド部に記録した場合に再生される信号でのウォブル信号の極性を反転させた極性となる。

通常、記録再生装置におけるトラッキングのための回路と、ウォブル信号検出回路は分けられている。そのため、１つの記録再生装置において、グルーブ記録方式とランド記録方式の２種類の光ディスクを許容しようとすれば、記録再生装置は、装填された光ディスクが、記録すべき部分がグルーブ部かランド部か、およびウォブル信号の検出すべき極性はどちらであるかを検出する必要があり、そのためスタートアップに要する時間が長くなるという課題があった。

かかる課題を解決するため、本発明者らは、ウォブル信号を再生した時の極性が、グルーブ記録方式およびランド記録方式のいずれの情報記録媒体においても同じにする、具体的には、一方の記録方式の光ディスク上に形成されたウォブル信号の極性を、他方の記録方式の光ディスク上で左右反転して形成することとした。より具体的には、例えば、ランド方式で記録する場合のウォブルの物理的方向（具体的には、ウォブルの開始方向の左右、即ち、最初のウォブル変位が媒体の内周側に向いているか、媒体の外周側に向いているか）を、グルーブ方式で記録する場合のそれと反対にすることにより、ランド方式で記録する場合のウォブル信号の極性を、グルーブ方式で記録される場合のウォブル信号の極性と同じにする。ここで、「最初のウォブル変位が媒体の内周側に向いている」とは、図６に示すように、ウォブルの開始点がウォブルの振幅が０となる位置に対して最も媒体の内周側（円形のディスクの場合には、ウォブルの中心に近い側）に位置していて、そこから蛇行が開始していることをいう。また、「最初のウォブル変位が媒体の外周側に向いている」とは、図７に示すように、ウォブルの開始点がウォブルの振幅が０となる位置に対して最も媒体の外周側に位置していて、そこから蛇行が開始していることをいう。図６および図７に示すウォブルはいずれもモノトーン・ウォブル（monotone wobble）であり、これに必要に応じてＭＳＫ（Minimum Shift Keying）変調およびＨＭＷ（Harmonic Modulated Wave）変調によるタイミングおよびアドレス情報が組み込まれる。

したがって、本発明は、情報記録媒体の製造方法であって、
ランドトラックと、記録又は再生を行うレーザ光の入射方向に対して、ランドトラックよりも近くに位置するグルーブトラックとを有し、ランドトラックと前記グルーブトラックのいずれか一方に情報が記録され、情報が記録されるトラックは、ウォブルを有する情報記録媒体の製造方法であって、ウォブルは、ウォブルの基準周波数信号に、ＭＳＫ変調およびＨＭＷ変調によってアドレス情報が付加されており、ランドトラックに情報の記録を行う情報記録媒体と、グルーブトラックに情報の記録を行う情報記録媒体とで、トラックのウォブル変位が開始する方向を逆向きに形成することを特徴とする情報記録媒体の製造方法を提供する。この方法は、特に情報を光で記録再生する光ディスクに適用される。
当該方法を採用することにより、グルーブ記録方式である情報記録媒体のウォブル信号の極性と、ランド記録方式である情報記録媒体のウォブル信号の極性を、ともに同じにすることができる。この方法によれば、グルーブ記録方式の情報記録媒体であって、ウォブル情報を有する案内溝において最初のウォブル変位が媒体の内周側に向いて開始する情報記録媒体、およびランド記録方式の情報記録媒体であって、ウォブル情報を有する案内溝において最初のウォブル変位が媒体の外周側に向いて開始する情報記録媒体が得られる。

また、本発明は、ランドトラックと、記録又は再生を行うレーザ光の入射方向に対してランドトラックよりも近くに位置するグルーブトラックを有し、ランドトラックとグルーブトラックのいずれか一方に情報が記録され、情報が記録されるトラックは、ウォブルを有する情報記録媒体の情報再生方法であって、ウォブルは、ウォブルの基準周波数信号に、ＭＳＫ変調およびＨＭＷ変調によってアドレス情報が付加されており、ランドトラックに情報が記録される情報記録媒体と、グルーブトラックに情報が記録される情報記録媒体とは、トラックのウォブル変位が開始する方向が逆向きに形成されており、ランドトラックに情報が記録される情報記録媒体であっても、グルーブトラックに情報が記録される情報記録媒体であっても、それぞれのトラックにトラッキングをかけることによりウォブルの再生信号を同一極性で検出し、アドレス情報を読み取ることを特徴とする情報再生方法を提供する。

好ましい形態の説明

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）

図１は、本発明の実施の形態１の光ディスクの構造を示す模式図である。光ディスクは、基板１０１、基板１０１の表面に形成された記録膜１０２、記録膜１０２の表面に形成されたオーバーコート層１０３、オーバーコート層１０３の上に接着剤層１０４を介して貼り合わされたシート１０５を有する。基板１０１は、射出成形によって形成された基板であり、記録膜を１０２を形成する表面に、ウォブル情報が記録された案内溝を有する。基板１０１は、略１．１ｍｍの厚さを有する。記録膜１０２は、有機色素を用いて例えばスピンコート法によって形成する。オーバーコート層１０３は、ＵＶ硬化樹脂により形成され、略４μｍの厚さを有する。シート１０５は、略８０μｍの厚みを有するポリカーボネイトシート（ＰＣシート）であり、ＵＶ樹脂から成る接着層１０４によりオーバーコート層１０３に貼り合わされている。

射出成形により基板上に案内溝を付与する（即ち、案内溝の型となる）スタンパは、レーザ原盤記録装置を用いて作製した原盤を使って作製する。

図２は、レーザ原盤記録装置の構成を示す模式図である。光源であるレーザ２０１（波長２４８ｎｍ）を出た光は、ミラー２０７で反射させられ、光レギュレータ２０２で強度調整される。さらにミラー２０８で反射させられた後、偏向器２０３によって偏向される。このとき、記録すべきウォブル信号はフォーマッタ２０９で発生させられ、偏向器２０３に導入されている。偏向器で偏向された光は、ビーム拡大器２０４でその直径の大きさが調整された後、移動光学台２０５に設置された対物レンズ２１０により集光され、原盤２０６に照射される。原盤２０６の光が照射される面には、フォトレジストが塗布されている。また、原盤２０６はスピンドル上で回転する。

フォーマッタ２０９の出力極性を変えることで、原盤２０６上で記録されるウォブルの物理的方向、すなわち最初のウォブル変位の向き（即ち、最初のウォブル変位が媒体の外周側に向いて開始するか、媒体の内周側に向いて開始するかを）を変えることができる。したがって、この原盤記録装置を使用し、製造する光ディスクの記録方式を決定し、当該決定に基づいて、フォーマッタの出力極性を選択して原盤を作成し、さらにこの原盤からスタンパを作製し、このスタンパを用いて基板表面に案内溝を形成することにより、本発明のウォブル情報記録方法を実施することができる。

ウォブル信号には、記録再生装置が線速度を同期するための基準周波数信号に加えて、基準周波数の２倍波を位相を進めてあるいは遅らせて加算した信号（ＳＴＷ）、および基準周波数の１．５倍波の信号（ＭＳＫ）を混ぜることによって、アドレス情報を付加してよい。

通常、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃでは、グルーブ記録方式を採用しており、その場合、最初のウォブル変位は媒体の内周側に向いて開始する、即ち、ウォブルは媒体の内周側から始まる（換言すれば、ウォブルは、ウォブル量（もしくは振幅）が媒体の内周側にて最大となる点で開始する）。そのようなウォブルは図６に示すとおりである。図６に示すように、グルーブ記録方式の場合には、ウォブル開始点は、媒体の内周側に位置することとなる。

本実施の形態１では、ランド記録方式になることを考慮して、最初のウォブル変位は媒体の外周側に向いて開始する、即ち、ウォブルが媒体の外周側から始まるように（即ち、ウォブル量が媒体の外周側にて最大となる点でウォブルが開始するように）、フォーマッタ２０９の出力特性が設定される。ランド記録方式の光ディスクで採用されるウォブルは図７に示すとおりであり、ウォブル開始点は、媒体の外周側に位置することとなる。

図３は、作製した光ディスクを記録再生する際の記録再生装置におけるトラッキング信号とウォブル信号検出のブロック図を示す。図３に示すように、光ディスク３０１で反射した光は、対物レンズ３０２で集められ、ミラー３０３で反射した後、２分割されたフォトディテクター３０４へ導かれる。このとき、フォトディテクターの分割線は、光ディスクの半径方向の動きに直交するように配されている。

フォトディテクター３０４の各チャンネルの出力はそれぞれプリアンプ３０５および３０６で増幅され、差動アンプ３０７で差分信号となって、それぞれトラッキング回路３０８、アドレス検出回路３０９へと入力される。

記録再生光の光スポットが案内溝を横断する際の、溝のグルーブ部（Ｇ）とランド部（Ｌ）に対応したプッシュプルトラッキングエラー信号の関係を図４に示す。図４に示すように、トラッキングエラー信号は、案内溝周期に応じて略正弦波状に変化する。そして、溝のグルーブ部とランド部の略中心でゼロとなるが、そのときの傾きは極性が反転している。このとき、ウォブルの再生信号は、意図的にグルーブあるいはランドをずらすことによって発生する信号であり、極性はトラッキングエラー信号と同じとなる。

したがって、通常のグルーブ記録方式の光ディスク用の原盤を使用して、マザーリング等の手法により、ランド部分に所定の情報がウォブルで記録されるように光ディスクを作製して、これをランド記録方式の光ディスクとして使用する場合には、ウォブルの再生信号の極性が反転する。本実施の形態１では、ウォブルの記録時の極性がグルーブ記録方式の媒体におけるウォブルの極性の反対である。そのため、ランド部にトラッキング極性を合わせても、それと反転した極性のウォブル信号が得られ、その結果、実施の形態１の光ディスクから得られるウォブルの再生信号の極性はグルーブ記録方式の場合のそれと一致することとなる。

また、本発明に代えて、ランド記録方式の光ディスクを記録再生するときに、記録再生装置で共通のアンプを使用して、グルーブ記録方式のウォブル信号とトラッキング信号の極性を共に反転させる方法も考えられる。この方法によれば、ランド記録方式のウォブルの形態が、グルーブ記録方式のウォブルの形態を反転させた形態である必要はない。しかし、ウォブル信号の周波数帯域とトラッキングエラー信号の周波数帯域が大きく異なる（数ｋHzと数１０Hz）ため、共通のアンプを使って極性を反転させる構成よりも、各々の回路を専用に設計して個別に対処する構成の方が記録再生装置の性能を維持しやすいという利点がある。以下に、本発明の方法でウォブル情報を記録した光ディスクを記録再生する方法および装置を説明する。

本発明の光ディスクの記録再生装置は、まず、トラッキング極性をいずれか一方、好ましくはグルーブ側に設定して使用される。トラッキング極性をグルーブ側に設定した記録再生装置に、通常のグルーブ記録方式の光ディスクを挿入して適当な機構を用いてトラッキングをかけると、ウォブル信号からウォブル情報が検出される。この際検出するのは、ウォブル情報に含まれるアドレス情報およびその他の光ディスク上での場所が特定できる固有情報であることが望ましい。線速度一定（Constant Linear Velocity；ＣＬＶ）の光ディスクであれば、基準周波数の信号をウォブル情報として検出することも可能である。グルーブ側にトラッキング極性を設定してウォブル情報が検出できれば、挿入した光ディスクはグルーブ記録方式のものであると確認できる。ウォブル情報が確認できなかった場合、トラッキング極性を切り替えて、再度ウォブル情報の検出を行う。切り替え後、ウォブル情報が検出できれば、挿入した光ディスクはランド記録方式のものであると確認できる。

本実施の形態１の光ディスクでは、後者のプロシージャ（procedure）によって、ランド記録方式と確認される。

このように、光ディスクのウォブル極性がいつも同じ極性で検出できるようにしておくことで、記録再生装置において、トラッキング極性とウォブル極性の組み合わせを減らすことができ、光ディスク挿入時のスタートアップ時間を短縮できる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２の光ディスクの構造を示す模式図である。この光ディスクは、２つの記録膜を有する。レーザ光から遠い側に位置する第２の記録膜５０２は、実施の形態１と同様に作製した基板５０１上に、有機色素を用いてスピンコート法によって形成される。次いで、表面に案内溝を有する中間層５０３を積層する。中間層５０３に形成される案内溝は、レーザ光に近い側に位置する第１の記録膜５０４に情報を記録し再生するために用いられ、これも原盤を用いて作製されたスタンパにより付与される。中間層５０３の表面に、Ｔｅ酸化膜を主成分とする第１の記録膜５０４を、スパッタリング法によって形成する。第２の記録膜５０４の表面には、厚みが略６５μｍであるポリカーボネイトシート（ＰＣシート）５０６が、ＵＶ硬化性樹脂層５０５で貼り合わされている。なお、中間層５０３の積層方法については、日本国特許公開２００３−２０３４０２（Ａ）号公報にその方法の１つが記載されており、この引用によりその内容は本明細書に組み込まれる。

この光ディスクにおいて、第２の記録膜５０２への記録方式はランド記録方式とし、第１の記録膜５０４への記録方式はグルーブ記録方式としている。そのため、実施の形態１と同様、第２の記録膜５０２を形成する基板５０１には、最初のウォブル変位が媒体の外周側に向いて開始する、即ち、ウォブルが媒体の外周側から始まるウォブル案内溝を形成し、第１の記録膜５０４用の中間層５０３には、最初のウォブル変位が媒体の内周側に向いて開始する、即ち、媒体の内周側からウォブルが始まるウォブル案内溝を形成する。各記録層についての案内溝もまた、それぞれの案内溝の形状を決定する原盤をレーザ原盤記録装置を用いてそれぞれ記録作製する際、所定のようにウォブル情報を記録し、これらの原盤を用いて形成したスタンパを使用して基板５０１および中間層５０３を作製することにより形成される。

この構成により、両方の記録層のトラッキング極性は互いに異なるが、両方の記録層のウォブルの検出極性は同じである２層光ディスクが得られる。

この光ディスクにおいてもまた、上記の記録再生装置を用いて、実施の形態１において説明したようにグルーブ記録方式とランド記録方式の光ディスクを識別するプロシージャに従って、１枚の光ディスク内の各記録層のトラッキング極性を容易に判別することができる。したがって、この光ディスクと、各記録層をトラッキングする機構を備えた記録再生装置を用いることにより、スタートアップ時間を短縮できる。

本実施の形態２では、記録方式が互いに異なる２層の記録層を有する２層光ディスクを説明した。同様の構成は、第１の記録層および第２の記録層の記録方式が同じである光ディスクにも当然に適用できる。例えば、第１の記録層および第２の記録層の記録方式がともにグルーブ記録方式である場合、両方の記録層について、最初のウォブル変位は媒体の内周側の方に向いて開始するように、基板および中間層に案内溝が形成される。また、同様の構成は、更に層数を増やした多層光ディスク（例えば、記録層を４つ有する光ディスク）にも適用可能である。記録層を４つ有する光ディスクは、各記録層においてグルーブ部またはランド部のいずれかが記録のために使用される４つの記録層の組み合わせを有し、その組み合わせとして、具体的には、例えば、レーザ光に近い側から順に、グルーブ−グルーブ−グルーブ−グルーブ記録方式である構成、またはグルーブ−グルーブ−グルーブ−ランド記録方式である構成が挙げられる。

本発明の実施の形態１および２では、光ディスク上でのウォブルの物理的な極性を反転させた。別法として、再生されるウォブル信号の極性は、案内溝の深さを変化させることによっても、反転させることが可能である。そのためには、グルーブ部からの反射光の光路長とランド部からの反射光の光路長の差が位相に換算してλ／２以上（λは記録再生光の波長）でλ以下となるように、案内溝の深さ又は記録層の材料の屈折率を調整すればよい。

以上記述したように、本発明に従ってウォブル情報を記録することにより、光ディスクの記録方式の検出（即ち、グルーブ記録方式であるか、ランド記録方式であるかの検出）が容易になり、記録再生装置へ光ディスクが挿入された際のスタートアップ時間を短縮できるという利点がある。本発明は、種々多様の記録可能なディスク、例えば、ＢＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＥ、ＤＶＤ−Ｒ、およびＤＶＤ−ＲＷに適用でき、特に好ましくは、記録再生に用いるレーザ光の波長が青紫領域にある（具体的には、約４０５ｎｍである）、ＢＤ−Ｒに適用される。

本発明のウォブル情報記録方法は、グルーブ記録方式であるかランド記録方式であるかによらず、ウォブル情報の極性を同一にすることを特徴とし、したがって、両方の記録方式が規格等で許容される（即ち、混在する）ＢＤ−Ｒ等の情報記録媒体に特に有利に適用される。

また、本発明の情報記録媒体を使用する本発明の記録再生方法および記録再生装置は、特定のプロシージャを導入することによって、情報記録媒体の記録方式を認識するまでに記録再生装置に課される負担を軽減することを可能とし、その結果、スタートアップに要する時間が削減された記録再生方法および記録再生装置を与える。

本発明の実施の形態１の光ディスクの模式図である。 本発明の実施の形態１の光ディスクの原盤を製造するレーザ原盤記録装置の模式図である。 本発明の実施の形態１の光ディスクの信号再生回路のブロック図である。 本発明の実施の形態１の光ディスクの溝極性とトラッキング信号の極性を説明する模式図である。 本発明の実施の形態２の光ディスクの模式図である。 本発明のウォブル情報記録方法に従って、グルーブ記録方式の情報記録媒体に形成される案内溝のウォブルの一例を示す模式図である。 本発明のウォブル情報記録方法に従って、ランド記録方式の情報記録媒体に形成される案内溝のウォブルの一例を示す模式図である。

符号の説明

１０１ 基板
１０２ 記録膜
１０３ オーバーコート
１０４ UV硬化樹脂層
１０５ ＰＣシート
２０１ レーザ
２０２ 光レギュレータ
２０３ 偏向器
２０４ ビーム拡大器
２０５ 移動光学台
２０６ 原盤
２０７、２０８ ミラー
２０９ フォーマッタ
２１０ 対物レンズ
３０１ 光ディスク
３０２ 対物レンズ
３０３ ミラー
３０４ フォトディテクター
３０５、３０６ プリアンプ
３０７ 差動アンプ
３０８ トラッキング回路
３０９ ウォブル検出回路
５０１ 基板
５０２ 第２の記録膜
５０３ 中間層
５０４ 第１の記録膜
５０５ ＵＶ硬化樹脂層
５０６ ＰＣシート

Claims (2)

1. ランドトラックと、記録又は再生を行うレーザ光の入射方向に対して、前記ランドトラックよりも近くに位置するグルーブトラックとを有し、前記ランドトラックと前記グルーブトラックのいずれか一方に情報が記録され、前記情報が記録されるトラックは、ウォブルを有する情報記録媒体の製造方法であって、
   前記ウォブルは、前記ウォブルの基準周波数信号に、ＭＳＫ変調およびＨＭＷ変調によってアドレス情報が付加されており、
   前記ランドトラックに情報の記録を行う情報記録媒体と、前記グルーブトラックに情報の記録を行う情報記録媒体とで、前記トラックのウォブル変位が開始する方向を逆向きに形成することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
2. ランドトラックと、記録又は再生を行うレーザ光の入射方向に対して前記ランドトラックよりも近くに位置するグルーブトラックを有し、前記ランドトラックと前記グルーブトラックのいずれか一方に情報が記録され、前記情報が記録されるトラックは、ウォブルを有する情報記録媒体の情報再生方法であって、
   前記ウォブルは、前記ウォブルの基準周波数信号に、ＭＳＫ変調およびＨＭＷ変調によってアドレス情報が付加されており、
   前記ランドトラックに情報が記録される情報記録媒体と、前記グルーブトラックに情報が記録される情報記録媒体とは、前記トラックのウォブル変位が開始する方向が逆向きに形成されており、
   前記ランドトラックに情報が記録される情報記録媒体であっても、前記グルーブトラックに情報が記録される情報記録媒体であっても、それぞれのトラックにトラッキングをかけることにより前記ウォブルの再生信号を同一極性で検出し、前記アドレス情報を読み取ることを特徴とする情報再生方法。

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