JP4995281B2 - 適合性のある光学記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、どのような標準プレイヤおよびレコーダによっても読み出し可能な態様に設計された記録可能な光学記録媒体のフォーマットと、この記録可能な光学記録媒体にデータを書き込むのに適合した光学ピックアップユニットとに関する。

光学記録媒体上の映画やソフトウエアなどのデジタルデータの流通は、今日、主な流通経路として確立している。しかしながら、このことは、記憶装置は、たいていの要求されたタイトルを注文することなく瞬時に顧客に提供することができるように、膨大な数のタイトルをストックする必要があることを意味する。
この膨大なストックの必要性を減少させるために、オンデマンドの製造またはネットワークを経由した流通についてのいくらかの解決策が提案されてきた。光学記録媒体、典型的にはＤＶＤ（digital versatile disk）、は、顧客によってタイトルがリクエストされたらすぐに記録（レコーディング）される。記録は、ストアにある特別なレコーダを用いて、キオスク(kiosk)タイプのレコーディング端末を用いて、またはネットワークに接続された特別な顧客レコーダによって実行される。これらの特別なレコーダは、ＤＶＤがCSS暗号化されたDVD Video(ROM)diskの体裁を備えた態様で記録可能なＤＶＤ、すなわち特別にファイナライズされた記録可能なＤＶＤ、にデータを書き込むことを可能にする。記録のために、光学記録媒体は、光学記録媒体に関連した光学ピックアップユニットをガイドするグルーブ構造を備えている。

Ｆａｎｇ他著、「Ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ＡｇＳｂ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８８、２６１９１７（２００６）

上述の解決策を更なる流通経路として確立するために、記録された光学記録媒体は、できるだけ多くの標準的なプレイヤやレコーダと適合性（compatible:互換性）を備えていなければならない。これは、通常、プレイヤについては問題ではないが、レコーダとは場合が異なる。コピープロテクションメカニズムとして、レコーダに使用されているいくらかの光学的ピックアップは、グルーブ構造から、記録可能な光学記録媒体のしるしである、プッシュ−プル信号が発生していることが発見された場合、読み出し専用媒体として光学記録媒体からデータを検索することを許容しない。このような不適合性（incompatibilities：非互換性）は避けられるべきである。

本発明の目的は、ほとんどのプレイヤおよびレコーダに対しては読み出し専用の光学記録媒体の体裁を備える、記録可能な光学記録媒体についてのフォーマットを提供することである。

本発明によれば、上記目的は、第１の波長で記録することに感応性があり、かつ第２の波長で読み出されることに感応性があり、グルーブ構造を有する記録層によって達成される。第１の波長においてグルーブ構造はプッシュ−プル信号を生成するのに十分大きい１次回折光への回折効率を有し、第２の波長においてグルーブ構造はほぼゼロの１次回折光への回折効率を有する。

本発明は、第１の波長、例えば４０５ｎｍ、のレーザシステムで記録され、第２の波長、６５０ｎｍ、で書き込まれるよう意図された、光学記録媒体のフォーマットを提案する。光学記録媒体の記録層の材料は、記録について第１の波長に感応性がある。同時に、記録されたデータが、第２の波長で読み出され得ることが選択される。光学記録媒体は、標準プレイヤまたはレコーダによって読み取りされ得る態様に設計されている。この目的のために、光学記録媒体によって生成されるプッシュ−プル信号は以下の特性を有する。すなわち、
−第１の波長において、プッシュ−プル信号は強力であるが、トラッキングのために必要であるからである。
−第２の波長において、プッシュ−プル信号はほぼゼロであることで、レコーダピックアップとの不適合性を避ける。トラッキングはＤＰＤ（differential phase detection）、またはグルーブ構造を要求しない他のトラッキング方法で実行される。第１の波長における大きな回折効率から第２の波長におけるほぼゼロの回折効率への遷移を可能とするために、第１の波長と第２の波長との間の差異は、少なくとも５０ｎｍが好ましい。本発明に従ったフォーマットは、記録された媒体が読み出し専用媒体と同様であり、ほとんどのプレイヤおよびレコーダと適合性があるという利点がある。

４０５ｎｍの波長が記録に使用され、かつ６５０ｎｍの波長が読み出しに使用される場合、グルーブ構造は、１２０ｎｍ以下のグルーブ幅、および約４０ｎｍのグルーブ深さを好ましく備えている。そのようなグルーブ構造は、４０５ｎｍにおいて、プッシュ−プル信号を生成するのに十分大きい１次回折光になる回折効率を有する一方で、６５０ｎｍにおいて、回折効率はほぼゼロである１次回折光になる。

好都合には、第１の波長において光ビームを生成する光源を用いて、第２の波長および第２の開口数で読み出されるように意図されている光学記録媒体上に記録するレコーディングデバイスの光学ピックアップは、第２の開口数に、第１の波長と第２の波長との比率を掛け合わすことによって与えられる開口数を有する。

この方法において、光学記録媒体上のレーザスポットサイズは、第２の開口数で第２の波長における光学記録媒体を読み出すためのピックアップのレーザスポットと本質的に同じサイズを有する。例えば、４０５ｎｍの記録波長、６５０ｎｍの読み出し波長、および０．６の読み出し開口数では、記録開口数は０．６×４０５ｎｍ＝０．３７４で与えられる。小さいＮＡ（開口数）では光の機械的公差が大きいことが許容されるので、低いＮＡのおかげで、光学ピックアップはとても簡単に作成でき得る。

代替的に、レーザスポットサイズはビームクオリティのファクタＭ²を減少させることによって、またはフォーカス外で動作することによって、適合される。

よりよく理解するために、発明は、図面を参照して以下の詳細な説明においてより詳しく説明されることになろう。発明は、この例示的な実施形態に限定されないことと、特別な特徴は本発明の範囲から逸脱しない範囲で、便宜的に組み合わされかつ／または修正され得る。

本発明に従った光学記録媒体の構造を示す図である。 ６５０ｎｍの波長において、本発明に従った光学記録媒体の回折効率のシミュレーション結果を表す図である。 ４５０ｎｍの波長において、光学記録媒体の回折効率のシミュレーションの結果を示す図である。

以下、約６５０ｎｍの波長で読み出される、ＤＶＤなどの光学記録媒体に関して本発明を説明する。もちろん、本発明の典型的なアイデアは、光学記録媒体の他のタイプにも適用可能である。

図１に本発明に従った光学記録媒体の構造が、図１に概略的に示されている。ポリカーボネートカバー層１は、読み出し層２を保護する。読み出し層２は、約４０５ｎｍでの読み出しに感応性があり、波長約６５０ｎｍで読み出すことを許容する、ダイ、無機材料または相転移材料（phase change material）からなる。これらの材料の例示としては、非特許文献１で開示された、ＡｇＳｂがある。この材料の反射率は、４００ｎｍから８００ｎｍの間でわずかに変化する。記録層２の下方に位置するのは、グルーブ構造４を伴った反射アルミニウム層３である。４０５ｎｍで対物レンズによってフォーカスされたレーザビームによって生成される、記録されたマーク５は、グルーブ４の間に位置している。グルーブ４は、例えば１００ｎｍというＤＶＤについての特に小さな幅と、例えば４０ｎｍというわずかな深さとを備えている。このことは、光学ピックアップによって獲得されたこのプッシュ−プル信号が４０５ｎｍで強力になり、６５０ｎｍで弱くなることを確実なものとする。

光学記録媒体上に記録するために、４０５ｎｍの波長で動作する光学ピックアップユニットが使用される。光学ピックアップユニットは、ＮＡ＝０．３７４の開口数で設計されている。これは、光学記録媒体上におけるレーザスポットサイズが、６０５ｎｍの波長および、０．３７４＝０．６×４０５ｎｍ／６０５ｎｍであるので、ＮＡ＝０．６の開口数を有する標準ＤＶＤレコーダのレーザスポットサイズと類似している。小さいＮＡでは光の機械的公差が大きいことが許容されるので、低いＮＡのおかげで、特別な光学ピックアップユニットは、非常に簡単に製造することができる。

図２は、６５０ｎｍの波長における本発明に従った光学記録媒体の回折効率のシミュレーション結果を示している。シミュレーションは、ＴＥまたはＴＭの極性のいずれかである標準の入射角における平面波という仮定条件に基づいている。光学記録媒体は、７４０ｎｍのトラックピッチと、４０ｎｍのグルーブ深さとを備えている。光学記録媒体は、記録層２が存在しないこと以外は、図１で示されたものと類似している。プッシュ−プル信号強度は、１次および−１次の回折光へと回折された放射の強度に主に依存し、０次回折光は１次回折光のより強いことが推定される。１００ｎｍのグルーブ幅について、６５０ｎｍにおける１次回折光への回折効率は、ＴＥおよびＴＭ両方について２％以下である。これは、プッシュ−プル信号がかなり小さいことを意味する。

図３は、４０５ｎｍの波長における光学記録媒体の回折効率のシミュレーションの結果を示している。シミュレーションは、図２のシミュレーションと同じ仮定条件に基づいている。明らかなことには、６５０ｎｍにおける結果と対照的に、４０５ｎｍにおける１次回折光への回折効率は、ＴＭについて１６％であり、このことは、プッシュ−プル信号が強いことを意味する。プッシュ−プル信号の信号強度は、プッシュ−プル信号を生成するために使用されるディテクタの前において極性フィルタを使用することによって、さらに増強することができ、光のＴＥ部分をブロックする。

Claims (7)

1. グルーブ構造を有する記録層を備えた光学記録媒体であって、
   前記記録層は、第１の波長で記録することに感応性があり、第２の波長で読み出されることに感応性があり、第１の波長において、グルーブ構造は、プッシュ−プル信号を生成するのに十分大きい１次回折光への回折効率を有し、第２の波長において、ほぼゼロの１次回折光への回折効率を有することを特徴とする光学記録媒体。
2. 前記第１の波長と前記第２の波長との間の差は、５０ｎｍより大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学記録媒体。
3. 第１の波長は約４０５ｎｍであり、第２の波長は約６５０ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の光学記録媒体。
4. 前記グルーブ構造は、１２０ｎｍ以下のグルーブ幅と、約４０ｎｍのグルーブ深度とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学記録媒体。
5. 請求項１または２に記載された光学記録媒体と、該光学記録媒体上に記録するための光学ピックアップとを含むシステムであって、
   前記光学記録媒体は、第２の波長において第２の開口数で読み出されるよう意図され、前記光学ピックアップは、第１の波長において記録用光ビームを生成する光源を有し、記録用光ビームの開口数は、第２の開口数に、（第１の波長）／（第２の波長）を掛け合わすことによって与えられることを特徴とするシステム。
6. 第１の波長および第２の波長の間の差は５０ｎｍより大きいことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. 第１の波長は４０５ｎｍであり、第２の波長は約６５０ｎｍであり、記録用光ビームの開口数は約０．３７４であることを特徴とする請求項５または６に記載のシステム。

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