JP5396160B2 - 光記録媒体 - Google Patents

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Description

本発明は、金属反射膜を有して成る光記録媒体に係わる。
光記録媒体である光ディスク、特に再生専用のROM(Read only Memory)ディスクは、1つのスタンパからプラスチックの射出成形によって短時間で大量のレプリカ基板を安価に製造することが可能である。そのため、パッケージメディアとして広く利用されている。
ところで、例えば、著作権の侵害の防止を目的として、ディスクごとに個々に異なる識別情報を付加することが考えられており、この識別情報を付加する方法として、例えば、金属反射膜に副データを記録することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1の光ディスクでは、金属反射膜として、Ag(銀)合金が使用されている。
Ag合金から成る金属反射膜は、特許文献1に記載されている副データを記録する再生専用型光記録媒体に限らず、一般的な再生専用型光記録媒体に使用することが可能である。
しかしながら、銀合金は、再生専用型光記録媒体の材料としてはやや高価であるため、コストがかかってしまう。
そこで、例えば、Agの代わりに、Al(アルミニウム)を使用することが考えられる。
実際に、波長650nmや波長780nmの光で情報の記録や再生を行う光記録媒体において、金属反射膜にAlやAl合金を使用している(例えば、特許文献2参照)。
特開2007−335003号公報 特開2003−317318号公報
しかしながら、波長405nmの光で情報の記録や再生を行う光記録媒体の金属反射膜に、従来の波長650nmや波長780nmの光で情報の記録や再生を行う光記録媒体で使用されているAlやAl合金をそのまま使用すると、問題を生じる。
即ち、経時変化によって、波長405nmの光に対する反射率が劣化してしまう。
また、金属反射膜に副データを記録して再生する場合に、経時変化によって、再生信号出力が変化してしまう。
上述した問題の解決のために、本発明においては、経時変化による金属反射膜の特性の変化が少なく、耐久性を有する光記録媒体を提供するものである。
上記課題を解決するために、本発明の光記録媒体は、基板と、基板に形成されたピット及びランドの組み合わせにより構成される主データが記録された情報記録面と、情報記録面に形成された主データの特定区間における、特定の位置に対して、記録パワーによるレーザ光照射によるマークを形成することによって副データが書き換え不能に記録される副データ記録区間とを具備する。更に、情報記録面に接して設けられ、Al100−x−zTixFez(x,zは原子%)で表わされ、x=1.5〜3.0であり、z=0.5である、金属反射膜とを含む。
これにより、経時変化による金属反射膜の特性(例えば、上述の波長405nmの光に対する反射率)の変化を少なくすることが可能になる。
上述の本発明によれば、経時変化による金属反射膜の特性の変化を少なくすることが可能になる。
また、本発明によれば、安価な材料で金属反射膜を構成することができる。
従って、本発明により、経時変化による金属反射膜の特性の変化が少なく、耐久性を有する光記録媒体を、安価に実現することができる。
本発明の第1の実施の形態の再生専用型光記録媒体の概略構成図(断面図)である。 Ti−Al系のフェーズダイアグラムである。 本発明の第2の実施の形態の再生専用型光記録媒体の製造方法の一形態を説明する図である。 本発明の第2の実施の形態の再生専用型光記録媒体に対して使用する副データの記録装置の一形態の構成図である。 本発明の第2の実施の形態の再生専用型光記録媒体の副データの記録の説明図である。 本発明の第2の実施の形態の再生専用型光記録媒体に対して使用する副データの再生装置の一形態の構成図である。 本発明の第2の実施の形態の再生専用型光記録媒体の副データの再生の説明図である。 A、B 実施例1、実施例2の再生専用型光記録媒体の加速試験前後の反射率の変化を示した図である。 A、B 比較例1、比較例2の再生専用型光記録媒体の加速試験前後の反射率の変化を示した図である。 実施例3〜実施例7の再生専用型光記録媒体の初期の記録感度を示した図である。 実施例8〜実施例12の再生専用型光記録媒体の初期の記録感度を示した図である。 実施例13〜実施例17の再生専用型光記録媒体の初期の記録感度を示した図である。 実施例3〜実施例7の再生専用型光記録媒体の加速試験前後の副データ再生信号出力の変化を示した図である。 実施例8〜実施例12の再生専用型光記録媒体の加速試験前後の副データ再生信号出力の変化を示した図である。 実施例13〜実施例17の再生専用型光記録媒体の加速試験前後の副データ再生信号出力の変化を示した図である。
以下、発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態とする)について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.変形例
4.実施例
<1.第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態の再生専用型光記録媒体の概略構成図(断面図)を、図1に示す。
この光ディスク100は、基板101上に、金属反射膜102とカバー層103とが積層されてなる。
基板101としては、例えばポリカーボネート等のプラスチック基板を使用することができる。
この基板101の金属反射膜102と接する面には、凹凸の断面形状が与えられている。凹状の断面部はピットPであり、凸状の断面部はランドLである。即ち、カバー層103からレーザ光105が照射され、このレーザ光105の入射側に向って凸状の断面部がランドLである。これらピットPとランドLの組み合わせ、具体的にはピットPとランドLのそれぞれの長さにより、情報の記録がなされている。
このピットPとランドLとが形成された基板101の凹凸面に、金属反射膜102が積層されている。そして、この金属反射膜102上に、さらにカバー層103が積層されている。
カバー層103の材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂フィルムや、紫外線硬化樹脂を所定の厚さでスピンコートした後に紫外線を照射して固体化させたものを使用することができる。
金属反射膜102は、基板101上に積層されることでピットPとランドLの形状に応じた凹凸の断面形状が与えられている。
また、金属反射膜102は、図1に示すように、対物レンズ104によって集光されたレーザ光105がカバー層103を介して照射される。このとき、凹凸に応じた反射光が得られる。
本実施の形態においては、特に、金属反射膜102を、Al100−x−z(x,zは原子%)のAl合金により形成する。
ここで、XはTi(チタン)を含み、ZはFe(鉄)を含む。
そして、Al合金中のXの組成xとZの組成zを、x=1.0〜3.0、z=0.05〜1.0の範囲内に選定する。
なお、Xは、主成分であるTiの他に、W,Ta,V,Mo,Nb,Zrを含んでいても良い。Zは、主成分であるFeの他に、Co,Niを含んでいても良い。
ここで、Al−Ti系のフェーズダイアグラムを、図2に示す。
AlにTiが完全に固溶するのは、Al98.5%−Ti1.5%(数字は原子%)までであるが、これよりTi濃度が高くても、TiAlの金属間化合物を均一に分散させることにより、あたかも合金になっているように振舞わせることが可能である。
そして、金属反射膜102として充分な均一性を持たせることが可能である範囲は、Al97%−Ti3%(数字は原子%)が上限であると考えられる。
Tiを含むXの含有量xが3.0原子%を超えると、金属反射膜102として充分な均一性を持たせることが困難になる。
また、Tiを含むXの含有量xが1.0原子%未満であったり、Feを含むZの含有量zが0.05原子%未満又は1.0原子%を超えていたりすると、金属反射膜102の耐久性や特性が充分に得られないおそれがある。
金属反射膜102のAl合金は、例えば、蒸着法やスパッタ法により、形成することができる。
スパッタのターゲットとしては、合金と同じ組成のターゲットを使用してもよい。また、それぞれ合金の成分を含む複数種類の組成のターゲットを、同時に組み合わせて使用してもよい。
本実施の形態の光ディスク100は、特に、ピット及びランドの組み合わせにより基板101に記録された情報の読み出しに、波長405nmの光(青色レーザ等)が使われる光ディスクに適用すると好適である。
上述の本実施の形態の光ディスク100によれば、金属反射膜102がAl100−x−zのAl合金であり、XがTiを含み、ZがFeを含み、Xの含有量x(原子%)がx=1.0〜3.0であり、Zの含有量z(原子%)がz=0.05〜1.0である。これにより、経時変化による金属反射膜102の特性(例えば、波長405nmの光等の比較的短い波長の光に対する反射率)の変化を少なくすることができる。
また、Al合金という安価な材料で、金属反射膜102を構成することができる。
従って、本実施の形態により、経時変化による金属反射膜102の特性の変化が少なく、耐久性を有する光ディスク100を、安価に実現することができる。
<2.第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態の再生専用型光記録媒体の構成を説明する。
再生専用型光記録媒体の断面構造は、図1に示した第1の実施の形態の光ディスク100と同様である。
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、金属反射膜102をAl100−x−z(x,zは原子%)のAl合金により形成する。そして、XはTiを含み、ZはFeを含み、Xの含有量x(原子%)がx=1.0〜3.0であり、Zの含有量z(原始%)がz=0.05〜1.0である。
本実施の形態では、さらに、図1に示した光ディスク100の金属反射膜102を、追記記録可能な金属反射膜として、凹凸による主データとは別のデータである、副データをこの金属反射膜102に記録する構成とする。
Tiを含むXの含有量xが3.0原子%を超えると、金属反射膜102として充分な均一性を持たせることが困難になる。
また、Tiを含むXの含有量xが1.0原子%未満であったり、Feを含むZの含有量zが0.05原子%未満では十分な記録感度が得られず、また、zが1.0原子%を超えていたりすると、金属反射膜102の耐久性が充分に得られないおそれがある。特に、本実施の形態では、金属反射膜102に記録した副データの再生信号出力が経時変化により変化したりするおそれがある。
本実施の形態では、光ディスク100の金属反射膜102に副データを記録するので、光ディスク100の製造方法が、副データを記録しない通常の光記録媒体とは異なる。
ここで、本実施の形態の再生専用型光記録媒体の製造方法の一形態を、図3を参照して説明する。
図3に示すように、まず、ユーザデータのフォーマット化工程S11を実行する。このフォーマット化工程S11は、例えばコンピュータ等を用いて行う。
このフォーマット化工程S11では、光ディスク100に対して記録されるべきコンテンツデータ(ユーザデータ)について、所定の規格に応じたフォーマットデータ列が得られるように変換動作を行う。また、実際には、ユーザデータに対する誤り検出符号及び誤り訂正符号の付加、インターリーブ処理等も行う。
次に、可変長変調工程S12を行う。この工程S12では、フォーマット化工程S11により生成されたデータ列に対して、可変長変調処理を施す。
この可変長変調工程S12により得られたデータ列の”0””1”パターンが、実際にディスク100に対して形成されるピットPとランドLのパターンとなる。
このように、ユーザデータについてフォーマット化、可変長変調処理が施されて得られたデータを、ここでは主データと呼称する。
続いて、原盤作製工程S13を行う。原盤作製工程S13は、周知のマスタリング装置を用いて行う。
原盤作製工程S13では、まず、ガラス原盤に対してフォトレジストを形成する。そして、フォトレジストが形成されたガラス原盤を回転駆動した状態で、可変長変調工程S12にて生成した主データに応じて変調したレーザ光を照射して、現像処理することにより、記録トラックに沿った凹凸のパターンを形成する。つまり、ピットPとランドLを形成する。
次に、ピットとランドが形成されたガラス原盤上に電解メッキを施し、これを剥離して金属原盤D14を作製する。
このようにして得た金属原盤D14を用いて、ディスク形成工程S15を行う。
ディスク形成工程S15では、まず金属原盤D14をもとにスタンパを作製する。そして、このスタンパを成型金型内に配置して、射出成型機を用いてポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂により基板101を形成する。この基板101には、先の変調工程S12にて生成された主データに応じたピットとランドのパターンが記録トラックに沿って形成されている。
そして、この基板101に対して、金属反射膜102の成膜用金属合金ターゲットを用いて、金属反射膜102を蒸着、スパッタ等により積層し、さらに、この金属反射膜102上にカバー層103を積層する。これにより、主データのみが記録された光ディスク(主データ記録ディスク)D16を形成する。
続いて、副データ記録工程S17を行う。即ち、上述したピットPとランドLのパターンによって記録される主データ以外に、副データを記録する。副データの記録には、詳細を後述する副データ記録装置50を使用する。
この場合、副データは、そのデータ内容部分となる実データ作製として、主データの記録がなされたディスクD16の個々に、ユニークとなる例えばシリアル番号情報を記録する。即ち、これによって、副データ記録工程S17により作製される各光ディスク100として、それぞれ固有の識別情報(識別番号)が付加される。
また、この副データとしては、実データとしての識別情報に加え、例えばエラー訂正符号も付加するようにされる。このエラー訂正符号が付されることで、再生時に上記識別情報についてのエラー訂正処理を行うことができる。
副データは、ピットPとランドLとによる主データの特定区間における、特定の位置に対して、金属反射膜102に記録パワーによるレーザ光照射によるマークを形成することによって記録する。
副データは、この場合は識別情報とエラー訂正符号を含むものとするが、他のデータを付加することもできる。
(副データ記録装置)
次に、この第2の実施の形態の再生専用型光記録媒体、例えば光ディスクD16に対して上述した副データを記録する副データ記録装置の一形態を説明する。
副データ記録装置の一形態の構成図(ブロック図)を、図4に示す。
副データは、前述したように、そのデータ内容として各光ディスク100に固有の識別情報を記録するものとしているので、この副データ記録装置50は、装填される光ディスク100(D16)ごとに異なるパターンによる副データを記録する。
また、副データは、光ディスクD16上において予めこれを記録する区間が定められ、さらにこの区間内において、それぞれのマークを挿入する位置としても、予め定められている。副データ記録装置50としては、このような予め定められた特定の位置にマークが記録できるように構成されている。
まず、光ディスクD16は、ターンテーブル(図示せず)に載置された状態で、スピンドルモータ51によって所定の回転駆動方式に従って回転駆動される。このように、回転駆動される光ディスクD16に対し、光ピックアップOPが記録信号(主データ)の読み出しを行う。
この光ピックアップOPには、レーザ光源となるレーザダイオードLD、レーザ光を光ディスク100の記録面に集光・照射するための対物レンズ52、光ディスクD16からのレーザ光照射に基づく反射光を検出するフォトディテクタPD等が備えられている。
光ピックアップOP内のフォトディテクタPDによって検出された反射光情報は、I‐V変換回路53にて電気信号に変換された後、マトリクス回路54に供給される。マトリクス回路54は、I‐V変換回路53からの反射光情報に基づいて再生信号RF、トラッキングエラー信号TE、フォーカスエラー信号FEを生成する。
サーボ回路55は、マトリクス回路54からのトラッキングエラー信号TE、フォーカスエラー信号FEに基づき、2軸駆動回路56が出力するトラッキングドライブ信号TDおよびフォーカスドライブ信号FDを制御する。これらトラッキングドライブ信号TD・フォーカスドライブ信号FDは、光ピックアップOP内にて対物レンズ52を保持する2軸機構(図示せず)に対して供給される。そして、これらの信号に基づいて、対物レンズ52がトラッキング方向、フォーカス方向に駆動されるようになっている。
これらサーボ回路55、2軸駆動回路56、2軸機構によるトラッキングサーボ・フォーカスサーボ系において、サーボ回路55が、トラッキングエラー信号TEやフォーカスエラー信号FEに基づく制御を行う。これにより、光ディスクD16に照射されるレーザ光のビームスポットが光ディスクD16に形成されるピット列(記録トラック)をトレースして、かつ適正なフォーカス状態で維持されるように制御が行われる。
また、マトリクス回路54にて生成された再生信号RFは、2値化回路57に供給されて、この2値化回路57で“0”“1”の2値化データに変換される。この2値化データは、同期検出回路58、及びPLL(Phase Locked Loop)回路59に対して供給される。
PLL回路59は、供給される2値化データに同期したクロックCLKを生成し、これを必要な各部の動作クロックとして供給する。特に、このクロックCLKは、2値化回路57、同期検出回路58、アドレス検出回路60、並びに、副データ発生回路61の動作クロックとしても供給される。
同期検出回路58は、供給される2値化データから、フレームごとに挿入されるsyncパターンを検出する。具体的には、この場合のsyncパターンとされる9T区間を検出してフレーム同期検出を行う。
フレーム同期信号は、アドレス検出回路60を始めとした、必要な各部に対して供給される。
アドレス検出回路60は、フレーム同期信号と供給される2値化データとに基づき、アドレス情報の検出を行う。検出されたアドレス情報は、副データ記録装置50の全体制御を行う図示されないコントローラに供給されて、シーク動作等に用いられる。また、このアドレス情報は、副データ発生回路61における記録パルス生成回路63に対しても供給される。
副データ発生回路61は、図示するようにして記録パルス生成回路63、RAM(Random Access Memory)62を備えている。この副データ発生回路61は、入力される副データ、及びアドレス検出回路60から供給されるアドレス情報とPLL回路59から供給されるクロックCLKとに基づいて、記録されるべき副データを記録するための記録パルス信号Wrpを生成する。
レーザパワー制御部64は、副データ発生回路61から出力される記録パルス信号Wrpに基づいて、光ピックアップOP内のレーザダイオードLDのレーザパワーを制御する。具体的には、レーザパワー制御部64は、記録パルス信号WrpがL(低)レベルのときは、再生パワーによるレーザ出力が得られるように制御する。また、記録パルス信号WrpがH(高)レベルのときは、記録パワーとなるように制御を行う。
このレーザパワー制御部64の制御によって、記録パワーによるレーザ照射が行われることにより、このレーザ照射部分における金属反射膜102にマークが形成されることになる。このように反射膜102に形成されるマークによって、光ディスクD16上に副データが記録される。
また、図5は、図4の副データ発生回路61の動作によって実現しようとする副データの記録について説明するための図である。
この図5では、副データを構成する1ビットの符号として“0”を記録する場合と“1”を記録する場合のそれぞれの例を示している。
先ず、符号の表現方法としては、主データ中に存在する所定長のランドについて、隣接する奇数番目(odd)と偶数番目(even)とを1組として考える。そして、これら所定長のランドの隣接する奇数番目と偶数番目の1組ごとについて、奇数番目に対してマークを記録した場合は符号“0”、偶数番目にマークを記録した場合は“1”と定義付ける。
この図5の例では、所定長ランドとして、5Tのランドに対してマークを記録する例を示している。なお、ここでは所定長のランドに対してマークを形成する例を説明するが、所定長のピットに対して形成することもできる。
そして、この場合は、副データを構成する1ビットの符号の記録に割り当てる区間として、1アドレス単位となる1アドレスユニットを割り当てている。
つまり、この図5に示されるようにして、1アドレスユニット内の隣接する奇数番目と偶数番目の所定長ランドの組ごとに、同一の符号を表現する形態でマークを記録していく。具体的に、符号“0”を記録する場合は、1アドレスユニット内の所定長ランドの奇数番目のみにマークを記録する。また、符号“1”を記録する場合には、1アドレスユニット内の所定長ランドの偶数番目に対してのみマークを記録するようにする。
再生時においては、1アドレスユニット内の所定長ランドの隣接する奇数番目と偶数番目の組ごとに再生信号RFについてサンプリングを行い、奇数番目でサンプリングした再生信号RFの値から偶数番目でサンプリングした再生信号RFの値を減算する。即ち、「odd−even」の演算を行う。
ここで、記録したマークの再生信号レベルがマーク未記録部分での再生信号レベルに比べ高くなる例で考える。
奇数番目にのみマークが記録された符号“0”の場合、このような「odd−even」の演算を行うと、理想的には隣接する所定長ランドごとに正の値が得られる。即ち、このように各隣接する所定長ランドごとに演算された「odd−even」の値を積分すると、確実に正の値が得られこれを検出することができる。
逆に、偶数番目にのみマークが記録される符号“1”の場合、隣接する所定長ランドごとに演算される「odd−even」の値は理想的には負の値となる。従って、これを積分することにより、確実に負の値が得られて、これを検出することが可能となる。
なお、再生信号レベルの変化が低くなってもよく、その場合には、上述した演算の結果において所望の符号が得られるように、記録するマークの奇数/偶数の別や、或いは、演算の順番を変更すればよい。
上述したように、特定の区間にわたって同一の記録パターンを繰り返して記録し、再生時にはこれら複数の同一記録パターンに基づいて1つの値を判定することにより、マーク記録により与える反射率変化は微少なもので足るものとすることができる。
このように、マーク記録に伴う反射率変化を微小なものとできることで、記録されたマークが主データの2値化処理に影響を与えないようにすることができる。
副データを構成する他の符号についても、上述したと同様の手法により、マークを記録していく。
つまりこの場合、副データは、これを構成する符号と同数のアドレスユニットにわたって記録されることになる。
このように副データを記録する区間(以下、副データ記録対象区間とも呼ぶ)は、予め副データ記録装置50と再生装置との間で定められている。従って、副データ記録装置50では、このように予め定められた副データ記録対象区間としての複数のアドレスユニットにわたって上述したマークの記録を実行するように構成されている。
ここで、上述した記録手法において、注意すべきは、所定長ランドに対して記録するマークがエッジ部分に対して記録されてしまった場合には、主データの2値化が適正に行われなくなってしまう可能性があるということである。即ち、このようにして所定長ランドのエッジ部分にマークが記録された場合、マーク記録部分では反射率がその分高くなる傾向となるので、2値化処理において誤ったランド長(又はピット長)が検出されてしまう可能性がある。
そこで、マークとしては、記録対象となるランドの中央部に記録するものとしている。これによれば、エッジ部分は通常通り得ることができるので、この点でも2値化処理に影響を与えないように図られている。
以上のような記録動作が得られるように、図4の副データ発生回路61内の記録パルス生成回路63は、図5中に示されるようなタイミングによる記録パルス信号Wrpを生成する。
つまり、符号“0”に対応しては、奇数番目の所定長ランドにおける中央部のみでHレベルとなる記録パルス信号Wrpを生成する。
また、符号“1”に対応しては、偶数番目の所定長ランドにおける中央部のみでHレベルとなる記録パルス信号Wrpを生成する。
次に、金属反射膜102に対して形成されたマークによって副データが記録された光ディスク100に対する再生を行う再生装置の一形態を説明する。
(再生装置)
図6は、この再生装置1の構成を示すブロック図である。
なお、図6では、主に副データの再生に係る部分のみを抽出して示しており、主データの再生系の構成として特に2値化処理後段の復調系の構成については省略している。また、反転回路15及び判定回路16についても、その説明を省略する。
この再生装置1において、光ディスク100は、ターンテーブル(図示せず)に載置された状態でスピンドルモータ2によって所定の回転駆動方式に従って回転駆動される。この回転駆動される光ディスク100に対し、この場合も図示する光ピックアップOPが記録信号(主データ)の読み出しを行う。
なお、図示は省略したが、この場合の光ピックアップOPにおいても、レーザ光源となるレーザダイオード、レーザ光を光ディスク100の記録面に集光・照射するための対物レンズを備えている。また、対物レンズをトラッキング方向及びフォーカス方向に変位可能に保持する2軸機構、光ディスク100からの上記レーザ光照射に基づく反射光を検出するフォトディテクタ等を備えている。
また、再生装置1において、光ディスク100に照射するレーザ光は、再生パワーによるものである。
光ピックアップOP内のフォトディテクタによって検出された反射光情報は、I‐V変換回路3にて電気信号に変換された後、マトリクス回路4に供給される。マトリクス回路4は、I‐V変換回路3からの反射光情報に基づいて再生信号RFを生成する。
また、図示はしていないが、このマトリクス回路4にて生成される信号としてはトラッキングエラー信号TE、フォーカスエラー信号FEもある。これらは、図示しないサーボ回路に供給されて、それぞれトラッキングサーボ、フォーカスサーボ制御動作に用いられる。
マトリクス回路4にて生成された再生信号RFは、2値化回路5に供給されると共に、後述するA/Dコンバータ11に対しても分岐して供給される。
2値化回路5は、供給される再生信号RFを“0”“1”の2値化データに変換する。
そして、この2値化データをPLL回路8、同期検出回路9、アドレス検出回路10に対して供給する。
また、2値化データは、後述する検出パルス生成部12内の検出パルス生成回路12aに対しても供給される。
PLL回路8は、供給される2値化データに同期したクロックCLKを生成し、これを必要な各部の動作クロックとして供給する。特に、この場合のクロックCLKは、図示しないが、検出パルス生成回路12aに対しても供給される。
同期検出回路9は、供給される2値化データから、フレームごとに挿入されるsync部分を検出する。具体的には、この場合のsyncパターンとされる9T区間を検出してフレーム同期検出を行う。
フレーム同期信号は、アドレス検出回路10を始めとした、必要な各部に供給される。
アドレス検出回路10は、上記フレーム同期信号に基づき、供給される2値化データからアドレス情報の検出を行う。検出されたアドレス情報は、当該再生装置1の全体制御を行う図示されないコントローラに供給されてシーク動作等に用いられる。また、このアドレス情報は、検出パルス生成部12内の検出パルス生成回路12aに対しても供給される。
なお、これまでに説明した光ピックアップOP、I‐V変換回路3、マトリクス回路4、2値化回路5、PLL回路8、同期検出回路9、アドレス検出回路10は、光ディスク100に対して記録された主データについての再生時にも用いられる部分である。
つまり、これらの各部は、副データの再生にあたり主データの再生系の構成を共用している部分である。
検出パルス生成部12は、副データとしての識別情報の再生にあたり、先の副データ記録装置50との間で共通となるようにして定められたマークの記録方法に応じた検出ポイントを示す検出パルス信号Dpを生成する。
この検出パルス生成部12内には、検出パルス生成回路12aとRAM12bとが備えられる。検出パルス生成回路12aは、RAM12bに格納した情報に基づいて検出パルスDpを生成する。そして、生成した検出パルス信号DpをA/Dコンバータ11に対して供給する。
A/Dコンバータ11には、マトリクス回路4からの再生信号RFが供給されている。このA/Dコンバータ11は、供給される再生信号RFを検出パルス信号Dpによって指示されるタイミングでサンプリングし、その値を副データ検出回路13に供給する。副データ検出回路13は、A/Dコンバータ11から供給される値について所定演算を行って副データの各値を検出する。つまり、例えばこの場合は、先に述べた「odd−even」に対応する演算を行った結果に基づいて、副データの各値を検出する。
副データ検出回路13にて検出された副データの値は、ECC(Error Correcting Code)回路14に供給される。
この場合の副データとしては、識別情報とエラー訂正符号を含むものである。このECC回路14では、副データ中の上記エラー訂正符号に基づきエラー訂正処理を行うことによって、識別情報を再生する。
再生された識別情報は、図示するホストコンピュータ6に供給される。
ホストコンピュータ6は、再生装置1の全体制御を行う図示されないコントローラに対してコマンドの送出を行って、各種の動作を指示する。例えば、光ディスク100に記録される主データの再生を指示するコマンドの送出を行う。これに応じて、光ディスク100から再生された主データは、2値化回路5にて2値化された後に、図示されていない復調系にて復調(RLL1−7PP復調)やエラー訂正処理等がなされ、このホストコンピュータ6に供給される。
また、このホストコンピュータ6に対しては、所要のネットワークを介したデータ通信を行うためのネットワークインタフェース7が備えられている。これにより、ホストコンピュータ6は、例えばインターネット等の所定のネットワークを介した外部機器、特に図示する管理サーバ70との間でデータ通信が可能とされている。
上記構成による再生装置1において行われる副データの値の検出(再生)の動作について、図7を参照して説明する。
図7では、光ディスク100上の1アドレスユニットに対し、副データの1ビットの値としてそれぞれ“0”が割り当てられた場合と“1”が割り当てられた場合とでのマークの記録状態を示している。なお、この図7では説明のため、主データとしてのピットとランドが同じパターンで形成された場合を示している。
まず、前述したように、副データとしては、光ディスク100上の所定の副データ記録対象区間において、各アドレスユニットにそれぞれ1ビットの情報を割り当てるようにして記録される。
また、符号の表現方法としては、この場合、所定長のランドのうち奇数番目にマークを記録した場合は“0”を定義し、偶数番目にマークを記録した場合は”1”を定義している。つまり、図7に示すように、符号“0”のときは、そのアドレスユニット内では所定長のランドのうちの奇数番目にのみマークが記録される。また、符号“1”のとき、そのアドレスユニット内では所定長のランドのうちの偶数番目にのみマークが記録されたものとなる。
ここで、マークが記録された部分は、例えば反射率が微少に増加する部分となる。このことから再生信号RFの波形としては、図示するようにして、マークの記録された部分でそのレベルが増加することになる。
副データの再生では、このようなマーク記録部分での微少な反射率の増加に基づいて、各値を判定する動作を行うことになる。
なお、前述したように、ランドの中央部にマークが記録されることにより、図7の再生信号RFの波形からわかるように、マークが記録されるランドではその中央部のみでレベルが増加して、エッジ部分の波形は通常通り得られる。これにより、前述したようにして、主データの2値化に影響を与えないようにすることができる。
ここで、上述した説明によれば、符号“0”のときは、奇数番目の所定長ランドでのみ再生信号RFの値が微少に増加することになる。また、符号“1”のときは、偶数番目の所定長ランドでのみ再生信号RFの値が微少に増加する。
従って、この場合、各アドレスユニットに割り与えられた副データの各値を判定するにあたっては、そのアドレスユニット内の所定長ランドについて奇数番目と偶数番目のどちらが再生信号RFの値が増加しているかを検出すればよいことになる。
マーク記録部分での再生信号RFの値の増加は、例えば、マーク未記録部分での再生信号RFの値からの差を求めることによって検出できる。
この際、上述のように、符号“0”のときは奇数番目のみに、符号“1”のときは偶数番目のみに、マークが記録されるということは、換言すれば、符号“0”のときは必ず偶数番目が未記録部分となり、符号“1”のときは奇数番目が必ず未記録部分となる。
このことから、隣り合う奇数番目(odd)と偶数番目(even)について、「odd−even」による演算を行うことにより、oddとevenのどちらが再生信号RFの値が増加している(マークが記録されている)かを、調べることができる。
具体的に、この「odd−even」が正の値であれば、奇数番目での再生信号RFの値が増加しているものであり、よって奇数番目にマークが記録されていることがわかる。逆に、「odd−even」が負の値であれば、偶数番目の再生信号の値が増加しているものであり、偶数番目にマークが記録されていることがわかる。
ただし、実際において、再生信号RFにはノイズ成分が重畳される。マーク記録部分での再生信号RFの値の低下は微少なものであり、このようなノイズ成分に埋もれる可能性もある。従って、所定長ランドの隣り合う偶数番目の1組についてのみ、「odd−even」による検出を行ったのでは、確実に値を判定することが困難となる。
このため、副データの再生動作としては、上記のように隣り合う奇数番目と偶数番目の組ごとに算出した「odd−even」の値を積分し、この積分値に基づいて、そのアドレスユニットに割り当てられた1ビットの値を判定するものとしている。この積分値は副データの再生信号出力に比例した値として取り扱うことができ、「Amp値」という言葉で表すこともある。このようにすることで、副データの値をより確実に検出することができる。
ところで、「odd−even」の算出のためには、oddとeven、即ち、奇数番目と偶数番目の双方の所定長ランドの中央部分で得られる再生信号RFの値をサンプリングする必要がある。この「odd−even」算出のためのサンプリングタイミングを指示するための信号として、図6に示した検出パルス生成部12は、図中検出パルス信号Dpを生成する。
ここで、上記のような「odd−even」算出のための検出パルス信号Dpとしては、図6を参照してわかるように、主データ中に得られる所定長ランドの中央部でのみHレベルとなる信号を生成すればよい。
そして、この検出パルス信号Dpの生成にあたっては、先の副データ記録装置50の場合での記録パルス信号Wrpの生成と同様に、光ディスク100上の副データ記録対象区間において記録される主データの内容から、該当するタイミングを生成すればよい。
ただし、再生装置1としては、副データ記録装置50の場合のように光ディスク製造側で使用されるものではないことから、光ディスク100に記録されている内容を予め装置内部に格納するということはできない。
そこで、再生装置1としては、装填された光ディスク100から副データ記録対象区間の主データを読み出し、これを装置内部に格納して上記検出パルス信号Dpの生成に用いるようにしている。
このように読み出された副データ記録対象区間の主データを格納するためのメモリとして、再生装置1では、図6に示した検出パルス生成部12内のRAM12bを設けている。そのデータ構造は、各アドレス対応に読み出された主データが格納されるものとなる。
検出パルス生成回路12aでは、RAM12bに格納される記録対象区間内の主データの内容に基づいて、記録パルス信号Wrp生成の場合と同様に、該当するタイミングでのみ“1”となり、それ以外が全て“0”となるデータ列を生成する。そして、このように生成したデータ列に基づく検出パルス信号Dpを生成して、これをA/Dコンバータ11に供給する。この検出パルス信号Dpにより指示されるタイミングでA/Dコンバータ11が再生信号RFの値をサンプリングすることで、図7に示したような適切なタイミングで再生信号RFの値をサンプリングすることができる。
本実施の形態の光ディスク100は、特に、金属反射膜102への副データの記録と、記録された主データ及び副データの読み出しに、波長405nmの光(青色レーザ等)が使われる光ディスクに適用すると、好適である。
上述の本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の範囲内に金属反射膜102の組成を規定しているので、経時変化による金属反射膜102の特性(例えば、波長405nmの光等の比較的短い波長の光に対する反射率)の変化を少なくすることができる。
また、Al合金という安価な材料で、金属反射膜102を構成することができる。
従って、本実施の形態により、経時変化による金属反射膜102の特性の変化が少なく、耐久性を有する光ディスク100を、安価に実現することができる。
また、本実施の形態では、金属反射膜102に副データを記録するが、金属反射膜102の組成を第1の実施の形態と同様の範囲内に規定したことにより、副データについての特性の経時変化による劣化も抑制することができる。例えば、副データの再生信号出力の経時変化による劣化を抑制することができる。
さらにまた、前記特許文献1のようなAg合金を金属反射膜に使用した場合と比較して、副データの記録に対する記録感度を大きくすることが可能になる。
これにより、比較的小さいパワーで副データの記録を行うことができる。そのため、副データの記録に要する時間を短縮することや、副データの記録の際の熱の発生を低減して基板101やカバー層103の変化を抑制することや、副データの記録装置の構成の簡略化や消費電力の低減等の作用効果が期待できる。
また、第1の実施の形態とも共通であるが、Al合金は、Ag合金と比較して膜厚が薄くても、波長405nmの光等比較的短波長の光に対する反射率が高い。これにより、同じ反射率を実現するための膜厚がAg合金よりも薄くなるので、成膜時間の短縮や材料費の低減を図ることができる。
<3.変形例>
上述の各実施の形態では、ピットによりデータ(第2の実施の形態の場合は主データ)が記録された情報記録面が1つのみであり、情報記録面に対して金属反射膜102が1層形成された場合であった。
本発明は、情報記録面が2つ以上あって、それぞれの情報記録面に対して金属反射膜が設けられた再生専用型光記録媒体にも適用することができる。
情報記録面が2つ以上の再生専用型光記録媒体を作成する方法において、情報記録面間のスペーサ層を紫外線硬化樹脂で形成する方法がある。この際に紫外線を照射する方向は、製法によって様々に考えられるが、基板側から紫外線を照射する場合には基板上に形成された金属反射膜を透過させた紫外線を用いることになるため、金属反射膜の紫外線透過率がある程度以上必要である。
本発明の金属反射膜の組成範囲内でも、添加する元素(TiやFe)の添加量が比較的少ない組成で、ある程度以上の紫外線透過率を実現することが可能である。
本発明の金属反射膜では記録感度を大きくして弱いパワーでも副データを記録することができるので、2つ以上の情報記録面を有する場合にも使用することが可能になる。
また、本発明の再生専用型光記録媒体は、情報記録面と情報記録面に接する金属反射膜とを有する構成であれば、通常のディスク状の再生専用型光記録媒体に限らず、カード状やスティック状等、その他の形状とすることも可能である。
<4.実施例>
本発明の再生専用型光記録媒体を実際に作製して、特性を調べた。
[実験1.反射率の経時変化の比較]
再生専用型光記録媒体の寿命を推定するため、加速試験による金属反射膜の反射率の経時変化の比較を行った。
(実施例1)
ポリカーボネート樹脂から成り、主データによるピットPとランドLの凹凸パターンが表面に形成された、直径120mmのディスク状の基板101を用意した。
この基板101上に、スパッタ法により、AlにTiが2%含まれ、Feが0.5%含まれた(数字は原子%)金属反射膜102を形成した。スパッタ法の条件は、3.5kW、1.2秒間の成膜時間とした。
次に、金属反射膜102の上に、紫外線硬化樹脂から成るカバー層103を形成した。このようにして、光ディスク100を作製して、実施例1の試料とした。
(実施例2)
金属反射膜102を形成するスパッタ法の条件を5.0kW、1.2秒間の成膜時間として、その他は実施例1と同様にして光ディスク100を作製して、実施例2の試料とした。スパッタ法の条件を5.0kWとしたことにより、実施例1の試料と比較して、金属反射膜102がやや厚く形成された。
(比較例1)
金属反射膜102を市販のディジタルバーサタイルディスク(DVD)で用いられているものと同等のAl合金膜として、その他は実施例1と同様にして光ディスク100を作製して、比較例1の試料とした。
(比較例2)
金属反射膜102を市販のディジタルバーサタイルディスク(DVD)で用いられているものと同等のAl合金膜として、その他は実施例2と同様にして光ディスク100を作製して、比較例2の試料とした。
(反射率の測定)
実施例1〜実施例2及び比較例1〜比較例2の各試料の光ディスク100に対して、金属反射膜102の反射率の測定を行った。
信号評価装置を使用して、波長405nmの光に対する、金属反射膜102の反射率を測定した。反射率は、光ディスク100の中心からの距離が異なる5つの領域について、同じ領域内で数箇所測定を行った。
(加速試験)
続いて、各試料の光ディスク100に対して、経時変化を調べるために加速試験を行った。加速試験は、温度80℃、湿度85%RHの条件で、240時間行った。
加速試験後の各試料について、加速試験前と同様に、金属反射膜102の反射率を測定した。
測定結果として、加速試験前後の各試料の反射率の変化を、図8及び図9に示す。図8Aは実施例1の試料、図8Bは実施例2の試料、図9Aは比較例1の試料、図9Bは比較例2の試料の、各結果を示している。図8及び図9の各図において、横軸は光ディスク100の半径即ち中心からの距離(mm)を示しており、縦軸は反射率を示している。
図9Aより、比較例1の試料では、加速試験前の45%程度の反射率から、加速試験後の反射率が10%程度も低下している。
図9Bより、比較例2の試料では、加速試験前の57%程度の反射率から、加速試験後の反射率が10%程度も低下している。
図8Aより、実施例1の試料では、加速試験前の45%程度の反射率から、加速試験後の反射率の低下が3〜5%に抑えられている。
図8Bより、実施例2の試料では、加速試験前の57%程度の反射率から、加速試験後の反射率の低下が1〜2%に抑えられている。
従って、実施例1及び実施例2のように本発明の再生専用型光記録媒体の構成とすることにより、反射率の経時変化を抑制することができることがわかる。
[実験2.副データ再生信号の加速試験後の信号出力変化]
次に、光に対する金属反射膜の副データの記録感度と副データ再生信号の経時変化の比較を行った。
(実施例3)
スパッタ法の条件を4.0kWとして、AlにTiが1.5%含まれ、Feが0.5%含まれた金属反射膜102を形成し、その他は実施例1と同様にして光ディスク100を作製して、実施例3の試料とした。
(実施例4)
スパッタ法の条件を4.5kWとして、その他は実施例3と同様にして光ディスク100を作製して、実施例4の試料とした。
(実施例5)
スパッタ法の条件を5.0kWとして、その他は実施例3と同様にして光ディスク100を作製して、実施例5の試料とした。
(実施例6)
スパッタ法の条件を5.5kWとして、その他は実施例3と同様にして光ディスク100を作製して、実施例6の試料とした。
(実施例7)
スパッタ法の条件を6.0kWとして、その他は実施例3と同様にして光ディスク100を作製して、実施例7の試料とした。
(実施例8)
スパッタ法の条件を4.0kWとして、AlにTiが2.0%含まれ、Feが0.5%含まれた金属反射膜102を形成し、その他は実施例1と同様にして光ディスク100を作製して、実施例8の試料とした。
(実施例9)
スパッタ法の条件を4.5kWとして、その他は実施例8と同様にして光ディスク100を作製して、実施例9の試料とした。
(実施例10)
スパッタ法の条件を5.0kWとして、その他は実施例8と同様にして光ディスク100を作製して、実施例10の試料とした。
(実施例11)
スパッタ法の条件を5.5kWとして、その他は実施例8と同様にして光ディスク100を作製して、実施例11の試料とした。
(実施例12)
スパッタ法の条件を6.0kWとして、その他は実施例8と同様にして光ディスク100を作製して、実施例12の試料とした。
(実施例13)
スパッタ法の条件を4.0kWとして、AlにTiが3.0%含まれ、Feが0.5%含まれた金属反射膜102を形成し、その他は実施例1と同様にして光ディスク100を作製して、実施例13の試料とした。
(実施例14)
スパッタ法の条件を4.5kWとして、その他は実施例13と同様にして光ディスク100を作製して、実施例14の試料とした。
(実施例15)
スパッタ法の条件を5.0kWとして、その他は実施例13と同様にして光ディスク100を作製して、実施例15の試料とした。
(実施例16)
スパッタ法の条件を5.5kWとして、その他は実施例13と同様にして光ディスク100を作製して、実施例16の試料とした。
(実施例17)
スパッタ法の条件を6.0kWとして、その他は実施例13と同様にして光ディスク100を作製して、実施例17の試料とした。
(記録感度及び加速試験前後の副データ再生信号の測定)
実施例3〜実施例17の各試料について、副データ信号の記録感度の測定を行った。
具体的には、副データ記録装置50において、開口数N.A.=0.85、レーザ波長λ=405nm、記録線速度=4.9m/s、マーク記録パルス=30ns、の条件で、副データのマークを金属反射膜102に記録した。そして、レーザ光のパワー(レーザ出力)を20,22,24,26,28,30,32(単位はmW)と変えて、それぞれ同じ試料の光ディスク100の別の箇所に副データのマークを記録した。
副データを記録した光ディスク100について、副データの再生(読み出し)を行って、再生信号の出力を調べた。
次に、各試料の再生専用型光記録媒体に対して、実験1と同じ条件で、加速試験を行った。
そして、加速試験後の各試料について、加速試験前に記録した副データに対して加速試験前の測定と同様にして、副データの再生(読み出し)を行って、再生信号出力の測定を行った。測定結果を、図10〜図15に示す。
これら図10〜図15の各図において、横軸はレーザ光のパワー(単位はmW)を示し、縦軸はAmp値(相対値)を示している。
Amp(Amplitude)値は、先に説明したように再生信号RFの値として、マークの記録部分から未記録部分を減算した値を積分した値を示している。つまり、この値が大きいほどマークの記録部分での再生信号出力の値が大きいことを示している。
図10〜図12は、実施例3〜実施例17の各試料の副データの記録パワーに対するAmp値即ち副データ再生信号出力を示す図であり、加速試験前の記録感度を示している。そして、図13〜図15は、実施例3〜実施例17の各試料へ記録された副データに対応して加速試験前(Before)と加速試験後(After)のAmp値即ち副データ再生信号出力を示す図である。
図10〜図15の結果から、いずれの実施例も、加速試験前後のAmp値の変化が2000〜3000以下に抑えられており、副データ再生信号の経時変化に対する耐久性を有していることがわかる。
従って、実施例3〜実施例17のように本発明の再生専用型光記録媒体の構成とすることにより、副データ再生信号の経時変化を抑制することができることがわかる。
また、Tiの含有量が増えるほど、小さい記録パワーで副データを記録することができ、記録感度が向上することがわかる。
なお、前述した比較例1や比較例2の試料で同様の測定を行うと、Amp値の経時変化による変化量が5000を超え、副データ再生信号出力の経時変化が大きくなる、即ち、副データ再生信号出力の経時変化に対する耐久性を有していない。
また、Ag合金を金属反射膜に使用した場合に同様の測定を行うと、Amp値の変化は小さく副データ再生信号の経時変化は小さい。しかし、Ag合金の場合、本発明の実施例のAl合金と比較すると、記録感度が小さく、より大きいパワーを必要とする。
本発明は、上述の実施の形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
1 再生装置、2 スピンドルモータ、3 I−V変換回路、4 マトリクス回路、5 2値化回路、6 ホストコンピュータ、7 ネットワークインタフェース、8 PLL回路、9 同期検出回路、10 アドレス検出回路、11 A/Dコンバータ、12 検出パルス生成部、13 副データ検出回路、14 ECC回路、15 反転回路、50 副データ記録装置、61 副データ発生回路、70 管理サーバ、100 光ディスク、101 基板、102 金属反射膜、103 カバー層、104 対物レンズ、105 レーザ光

Claims (3)

  1. 基板と、
    前記基板に形成されたピット及びランドの組み合わせにより構成される主データが記録された情報記録面と、
    前記情報記録面に形成された前記主データの特定区間における、特定の位置に対して、記録パワーによるレーザ光照射によるマークを形成することによって副データが書き換え不能に記録される副データ記録区間と、
    前記情報記録面に接して設けられ、Al100−x−z Ti Fe (x,zは原子%)で表わされx=1.5〜3.0であり、z=0.5である、金属反射膜と
    を含む、光記録媒体
  2. 記録された前記情報の読み出しが、波長405nmの光を照射することによって行われる請求項1に記載の光記録媒体
  3. 前記副データの記録と、前記主データ及び前記副データの記録されたデータの読み出しが、波長405nmの光を照射することによって行われる請求項に記載の光記録媒体
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