JPH01211247A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速アクセスが可能な大容量の光ディスク装
置に関する。

〔従来の技術〕

情報記録装置として広く使用されている光ディスク装置
の記録媒体である光ディスクには多くの種類があるが、
その一つである光磁気記録方式の光ディスクのサーボ方
式には、サンプルサーボ方式、コンティニュアスサーボ
方式等がある。

第２図は、例えば「光ディスク標準化動向説明会費料Ｊ
　　（１９８２年１２月３日：　１３０ｍ１追記形光デ
ィスクＰａｒｔ　　ＩＶ　（サンプルサーボ）　　；　
ｐｐ、１４３−１５０）に仕様の標準化が示されたサン
プルサーボ方式の光ディスク上に記録されたサンプルサ
ーボ用のサーボバイト部とこれに続いて記録された記録
信号とを模式的に示した図であって、ピント１〜６はス
タンパに刻み込まれ、レプリカディスク作成時にレプリ
カディスクに転写される位相ビットの信号である。各ピ
ントの深さは、照射されたレーザ光の基盤における波長
をλとすると、（２ｍ＋１）λ／４と表される。但し、
ｍはディスク製造上の都合で通常は０であるが、理論上
は０以外の数も可能である。

第２図中、ビン・ト１及び２は、［光メモリシンポジウ
ム”８５論文集Ｊ　　（１９８５年１２月１２−１３日
：コンポジットプリウオブリング方式光ディスクメモリ
；ｐｐ、１８１−１８８　）に報告されたウオブリング
方式の１対のウオーブルピットであって、トラック中心
を介し、トラック中心から少しずれて対称的に記録され
、ピット８は光ビームによりトラック中心に記録された
情報であるが、ディスクの記録膜の種類によってこれら
の記録方法は異なる。また、再生方法は、例えば光磁気
記録方式の場合、直線偏光の光を照射すると、外部磁界
を印加しながら記録した残留磁化の磁化方向に応じて光
の偏波面の方向が回転して記録情報が再生される。また
、情報の記録再生時に、光ビームがトラックの中心を走
査するようにトラッキングサーボを施して制御する。そ
の際、例えばサンプルサーボ方式では、ウオーブルピッ
ト１及び２がトラッキングサーボに使用される。

また、ピット３はフォーカスサーボ用のミラー面であっ
て、記録信号からフォーカスサーボ用の誤差信号を得る
場合は、このピット３を設けないこともある。これらの
サーボ用のピット１，２及び３　（以下サーボバイトと
言う）はディスクのトラックに沿って一定間隔で記録し
である。

ピット４は、これらサーボバイトの位置を示すピット°
であって、トラックの一周に一定間隔で並ぶように記録
しである。ピット５及び６はトラックの番地を示すピッ
トであって、ピット４に対するピット５及び６の相対位
置はトラックの番地によって異なる。従って、ピット４
は記録データの変調、復調に使用するマスタクロック信
号及びウオーブルピット１及び２を抽出させるクロック
信号を発生するための基準位相を与える。各局のサーボ
バイト数は、ディスクの偏心に対して十分な帯域を保っ
てトラッキングサーボを行うのに必要な数を設ければよ
く、通常は１０００〜２０００個設けである。

第３図は、サンプルサーボ方式により得られるトラッキ
ングサーボ信号であって、図中９はピット１から再生し
て得られた再生パルス、また１０はピット２から再生し
て得られた再生パルスを示す。

第３図（ａｌは、光ビームが第２図中の上方向、即ちピ
ット１方向に寄って走査した場合の再生波形図、山）は
光ビームがトラックの中心を走査している場合の再生波
形図、（Ｃ１は光ビームが第２図中の下方向、即ちピッ
ト２方向に寄って走査した場合の再生波形図である。第
３図に示す如く、パルス９の尖頭値とパルス１０の尖頭
値とを比較し、その差分からトラックに対する光ビーム
の相対位置を検出する。

第４図はこのようなサンプルサーボ方式のトラッキング
サーボ回路図であって、入力端子１工には、図示省略し
た光ヘッドにより検出された光ディスクからの反射光の
強度を表す強度再生信号が入力される。原信号発生部１
２は入力した強度再生信号に位相同期して働く発ＷＲ器
であって、ピット４を抽出して、それに位相同期し、し
かもサーボバイトの整数倍の周波数で発振し、この信号
を論理回路１３に送出する。論理回路１３は原信号発生
部１２の出力信号から所要信号を作成し、ピット１の再
生タイミングに同期したサンプルパルス１４及びピット
２の再生タイミングに同期したサンプルパルス１５を作
成する。スイッチ１６はサンプルパルス１５で、またス
イッチ１７はサンプルパルス１４で駆動する常開スイッ
チである。従って、トラッキングサーボ時には、コンデ
ンサ１８及び１９にそれぞれパルス９及び１０の尖頭値
が蓄積される。電圧比較器２０はコンデンサ１８及び１
９の電圧を比較し、これらの差分、即ちトラッキング誤
差信号を補償器２１へ出力する。

補償器２１はサーボ回路の特性を改善すべく、入力信号
を波形整形してドライバ２２へ出力し、ドライバ２２は
この信号を増幅してアクチュエータ２３へ出力し、アク
チュエータ２３は与えられた信号に基づき、光ビームが
トラックの略中心を走査すべき位置へ光ヘッドの対物レ
ンズを移動する。

このようなサンプルサーボ方式はコンティニュアスサー
ボ方式と異なり、トラック−周に一定間隔で記録された
サーボバイトを定期的に検出してトラッキングサーボを
行う方式であるためヘッドの傾きにも影響されにくく、
トラッキングサーボが安定す葛。

また、第５図は高速アクセスを行うための分離ヘッドの
模式図であって、通常時は一体である光へラドが、光デ
ィスク２９に光ビーム２８を照射する際に、可動部３０
と固定部３１とに分離された状態を示しており、固定部
３１と可動部３０とは平行な光ビーム３２で光学的に結
ばれ、可動部３０は図示省略した駆動用コイルにより光
ディスク２９の径方向に駆動され、アクセスした所要ト
ラックで信号を記録再生する。このような分離ヘッドを
採用した場合、分離した可動部３０の角度を正確に水平
に保つことが難しく、ディスクの傾きに強いサンプルサ
ーボ方式が良好な結果をもたらす。

光磁気記録方式には光変調方式と磁界変調方式とがある
が、第６図は光磁気記録方式における光変調方式の原理
を示す図である。図中２４はディスクの断面を示してお
り、記録膜である磁性層２５と基盤２６とからなる。レ
ーザ光は対物レンズ２７で集光されて磁性層２５に照射
する光ビーム２８となり、またコイル２９は磁性層２５
に外部磁界を印加し、例えば消去の際は上向きの磁界を
、記録の際は下向きの磁界を発生する。光変調方式では
、データを記録する際、記録すべき部分を一旦消去状態
にする。即ち、上向きの外部磁界を印加しながら、光ビ
ニム２８を連続的に磁性層２５に照射して所要記録域を
一旦上向きに磁化し、記録の際は下向きの磁界を印加し
、例えば“１”を記録すべき部分に光ビームが達したと
きに光ビーム２８を磁性層２５に照射して磁性膜をキュ
ーり点以上の温度に高め、その部分を下向きに磁化して
データを記録する。

さらに、光ディスクの容量を増大するためにトラックピ
ッチを削減することが考えられるが、トラックピンチを
減少すると、クロストークが発生し易くなってくる。即
ち、あるトラックで何回も消去、記録を繰り返すと、隣
接するトラックに記録した磁化が減少し、隣接するトラ
ックでの再生信号のレベルが減少するとともに、その再
生信号の信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）が劣化する。このよう
なりロストークは、あるトラックで消去する際に、隣接
するトラックにその熱が伝わり、高温化したところへ消
去用に上向きの磁界が印加され、隣接するトラックのデ
ータも消去されてしまうが、隣接するトラックの温度は
消去に最適な温度よりは低いために十分に消去されず、
単に再生信号レベルが減少するだけとなり、また、ある
トラックに記録する場合は、隣接するトラックにも等測
的に記録され、隣接するトラックの再生信号中の雑音が
増大することにより発生する。

一方、コンティニュアスサーボ方式は、サーボバイトか
らトラッキング誤差信号を得る代わりに、ディスク製造
時に形成した案内溝からの反射光からトラッキング誤差
信号を得てトラッキングを行う。第７図はコンティニュ
アスサーボ方式を説明する模式図であって、図中２４は
光ディスクの径方向断面である。光ディスク２４には同
心円状のスパイラルな案内溝２４ａが刻み込まれており
、光ビーム５２はこの案内溝２４ａに沿って光ディスク
２４の盤面を走査し、案内溝２４ａと案内溝２４ａとの
間で情報を記録再生する。案内溝２４ａの深さは、λを
基盤中のレーザ光の波長、ｎを０以上の任意の整数とす
ると、はぼ（２ｎ＋１）λ／８である。しかしｎは、デ
ィスク製造条件から通常は０であってその深さには限度
があり、しかもトラッキングサーボ特性を良好にするた
めに溝の形状に制約が大きい。

また、コンティニュアスサーボ方式を採るディスクの情
報記録部分は案内溝中の場合と、案内溝と案内溝との中
間の場合とがあるが、以下に溝と溝との間に記録する方
法（以下ランド記録方法と省略する）を例に挙げて説明
する。光ディスク２４からの反射光５２は対物レンズ２
７を通って平行光５３になり、平行光５３はハーフミラ
−３３を通って２個の光検知器３４及び３５に到達する
。光ビームが案内溝２４ａの中央を走査している場合は
、２個の光検知器３４及び３５に入力する光量は同じで
あるが、中央を外れて走査している場合は、２個の光検
知器３４及び３５に入力する光量が等量でなくなり、２
（ＩＩの光検知器の出力の差分からトラッキング誤差量
が検出できる。

第８図はこのようなコンティニュアスサーボ方式の回路
図であって、２個の光検知器３４及び３５は、それぞれ
の前置増幅器３６及び３７へ信号を出力して信号が増幅
され、増幅された信号は電圧比較器２０へ出力され、電
圧比較器２０が入力した信号の電圧を比較し、比較の結
果得られたトラッキング誤差信号は補償器２１へ出力さ
れて波形整形され、波形整形された信号をドライバ２２
が増幅し、増幅した信号をアクチエエータ２３へ出力し
てアクチュエータ２３を駆動し、アクチュエータ２３は
与えられたトラッキング誤差信号に基づき、光ビームが
トラックの略中央を走査するように、光ヘッドの対物レ
ンズを移動させる。

ところが、以上のようなコンティニュアスサーボ方式で
はディスクの面が集光ビームに対して直角でない場合は
、たとえ光ビームの発射位置が正規の位置であっても２
個の光検知器に入力する反射光量に差が生じ、差が生じ
るとトラッキングサーボがこれを補正しようとして作用
するため、かえって光ビームが正規の位置からずれる。

従ってこのような欠点を除去するために、案内溝の一部
を切断してウオーブルビットを設け、傾きを補正する方
法がある。

第９図はこのような傾きを補正する方法を採用した光デ
ィスクの構造を示す図であって、案内溝４５の一部を切
断してトラック中心から対称的に少しずれた２個の傾き
補正用ウオーブルビット４６及び４７が設けられ、案内
溝の中間に情報ビット８が記録されている。傾き補正用
ウオーブルピット４６及び４７の数は、通常１セクタに
１対、トラック１周当たりでは１５〜３５対設けである
。

第１０図はこのような傾き補正用ウオーブルピットを設
けたコンティニュアスサーボ方式の回路図であって、第
４図に示したサンプルサーボ方式の回路図及び第８図に
示したコンティニュアスサーボ方式の回路図と同一番号
は同一部分を示している。傾き補正用のウオーブルピン
トを設けた方式では、差動増幅器４８がウォーブルピト
４６及び４７から得た補正用電圧を、コンデンサ１８及
び１９の電圧を比較して得たトラッキング誤差信号に逆
極性で加算し、アクチュエータ２３の駆動出力を得る。

以上の如く、コンティニュアスサーボでは案内溝が設け
られるため、隣接するトラックの記録部間の距離がサン
プルサーボ方式に比べて長く、従ってクロストークの発
生もサンプルサーボ方式より少ないが、コンティニュア
スサーボ方式の案内溝の断面形状はサーボ特性を良好に
保つために制約が多く、任意の位置を切断してウオーブ
ルビットを設けることが難しく、またトラックピッチを
削減すると隣接する案内溝からの反射光間上が干渉して
サーボ特性が劣化するため、容量の増大が難しい。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の如く、従来の光ディスクは、コンティニュアスサ
ーボ方式では、アクセス時間を短縮すべく分離ヘッドを
採用するには機械的精度への要求が厳しくなり、またサ
ンプルサーボ方式では、機械的精度への要求は緩くなる
が、トラックピッチを削減するとクロストークが発生す
るため記録容量の増加に限界があり、一方コンティニュ
アスサーボ方式では、案内溝を設けるためにクロストー
クの発生は抑えられるがサーボ特性を良好に保つために
溝の形状に制約が多く、トラックピッチの浄１減にも限
界がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
であって、記録容量の大容量化を実現し、所要トラック
に高速にアクセスし得る光ディスク装置の提供を目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光ディスク装置は、使用するサンプルサーボ方
式の光ディスクの情報を記録する記録トラックと記録ト
ラックとの間に溝を形成してなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の光ディスク装置は、光ディスクに形成した溝の
凹面によって記録トラックと記録トラックとの間の実質
的な距離をトラックピンチ以上に延長し、情報の記録消
去時等における隣接トラックへの熱の伝播を短いトラッ
クピッチで防止する。

（実施例〕 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき詳述する
。第１図は、本発明に係るサンプルサーボ方式の光ディ
スク上に記録されたサンプルサーボ用のサーボバイト部
と、これに続いて記録された記録信号とを模式的に示し
た図であって、ピント１〜６はスタンパに刻み込まれ、
レプリカディスク作成時にレプリカディスクに転写され
る位相ピットの信号である。各ピットの深さは、照射さ
れたレーザ光の基盤における波長をλとすると、（２ｍ
＋１）λ／４と表される。但し、ｍはディスク製造上の
都合で通常は０であるが、理論上は０以外の数も可能で
ある。

図中、ピット１及び２はトラック中心を介し、トラック
中心から少しずれて対称的に記録されている１対のウオ
ーブルビット、ピント８は光ビームによりトラック中心
に記録された情報であるが、ディスクの記録膜の種類に
よってこれらの記録方法は異なる。また、再生方法は、
例えば光磁気記録方式の場合、直線偏光の光を照射する
と、外部磁界を印加しながら記録した残留磁化の磁化方
向に応じて光の偏波面の方向が回転して記録情報が再生
される。また、情報の記録再生時に、光ビームがトラッ
クの中心を走査するようにトラッキングサーボを施して
制御する。その際、ウオーブルピット１及び２がトラッ
キングサーボに使用される。

また、ピント３はフォーカスサーボ用のミラー面であっ
て、記録信号からフォーカスサーボ用の誤差信号を得る
場合は、このピット３を設けないこともある。これらの
サーボバイト１．２及び３はディスクのトラックに沿っ
て一定間隔で記録しである。

ピント４は、これらサーボバイトの位置を示すピットで
あって、トラックの一周に一定間隔で並ぶように記録し
である。ピット５及び６はトラックの番地を示すピント
であって、ピット４に対するピット５及び６の相対位置
はトラックの番地によって異なる。従って、ピット４は
記録データの変調、復調に使用するマスタクロック信号
及びウオーブルピット１及び２を抽出させるクロック信
号を発生するための基準位相を与え菰。各局のサーボバ
イト数は、ディスクの偏心に対して十分な帯域を保）で
トラッキングサーボを行うのに必要な数を設ければよく
、通常は１０００〜２０００個設けである。

また、図中７は各トラックに沿って隣接するトラック間
を熱的に遮断すべく設けられた絶縁溝であって、該絶縁
溝７の幅は、記録密度の向上のためにできるだけ短い方
が望ましく、またその深さは、トラックトラックとの実
質的な距離を増すためにできるだけ深い方が望ましい、
絶縁溝７はトラッキングサーボ用ではないので、コンテ
ィニュアスサーボ方式の案内溝のように特別望ましい値
はなく、その深さはディスク製造時に光ビームの制御が
容易な値等の適当な深さに定めればよい。

第１１図は、本発明に係る光ディスクの製造工程の一例
を示す図であって、ガラス原盤３８の上に、例えば厚さ
（２ｍ＋１）λ／４のフォトレジスト３９を塗布し、図
示省略したディスクカッティングマシンのレーザ光によ
りフォトレジストを露光状態とし、その後現像を行うこ
とにより、絶縁溝７となるべき深さ（２ｍ＋１）λ／４
のピット４ｏを作成する（第１１図（ａｌ）、ピット４
０を作成した原盤４２にニッケルメッキを施し、そのメ
ツキ部分を剥がすと第１１図山）に示すようにファザー
４３が作成される。同様にしてファザー４３にニッケル
メッキを施し、このメツキ部分を剥がすとスタンパ４４
が作成される（第３図（Ｃ１）、さらに、スタンパ４４
をインジェクション成型機に装着し、ポリカーボネイト
等の剛性樹脂を押し付けてレプリカディスクを作成する
。

第１２図は、光磁気記録方式の内、磁界変調方式におけ
るトラックオフセットによる消し残り雑音発生の原理を
説明する図である。磁界変調方式は第６図に示した前述
の光変調方式と異なり、コイル２９に信号電流を供給し
、供給された信号電流に従って磁界を変調するが、光ビ
ーム２８は一定の強度で照射する。第１２図中、４９は
当初記録されていた情報のトラックであって、これらの
情報の上に磁界変調方式で重ね書きした情報のトラック
５０に沿って、その周方向に当初のトラック４９の情報
の消し残り部分５１が発生している。

ところで、磁界変調方式では、当初記録した情報のトラ
ック４９に完全に一致して次の情報を重ね書きすること
は工学的に不可能であって、通常は何等かのトラッキン
グのずれが生じ、第１２図に示すような消し残り部分５
１が発生する。従って、重ね書きした情報を再生すると
きに、光ビームが当初のトラック４９をトレースすると
、消し残り部分５１を再生するので、消し残り雑音が発
生する。

第１３図は、絶縁溝７を形成した光ディスクの断面図で
あって、この絶縁溝７を深くすれば、絶縁溝７内側の傾
斜面５２．５２が長くなり、絶縁溝７，７間の距離、即
ちトラック幅を短くした場合、前述の如く発生した消し
残り部分５１がこの傾斜面５２に乗れば、対物レンズ２
７に再生時の反射光が戻らない。

なお、本発明では光磁気記録方式につき詳述したが、こ
れに限らず相変化方式、有機色素方式等の他の書換え可
能な光ディスクであっても同様の効果が得られる。

即ち、本発明に係る光ディスクは、絶縁溝７は幅を狭く
してトラックピッチを削減する一方、深さを増して絶縁
溝７の凹面を含む実質的なトラック間距離をトラックピ
ッチ以上に延長し、情報の記録再生時に発生する隣接ト
ラックへの熱の伝播によるクロストークを減少させる。

〔発明の効果〕

本発明の光ディスク装置は、トラック１周に所定間隔で
設けたサーボバイトを検出してトラッキングサーボを行
うサンプルサーボ方式とすることにより、高速にアクセ
スする分離ヘッドの採用を容易にし、さらに、トラック
間に任意の深さの絶縁溝を設けてトラック間に展延する
、絶縁溝の凹面を含むトラック間の実質的な距離をトラ
ックピンチ以上に延長し、情報の記録、消去の際に隣接
するトラックへの熱の伝播によるクロストークを減少し
、また絶縁溝の幅を最小に抑えてトラックピッチの削減
による記録容量の増大を実現するという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ディスクの記録状態を示す模式
図、第２図は従来のサンプルサーボ方式における記録状
態の模式図、第３図はサンプルサーボ方式によるトラッ
キング誤差信号検出の原理図、第４図はトラッキング誤
差信号の検出回路図、第５図は分離ヘッドの模式図、第
６図は光磁気記録方式の原理図、第７図はコンティニュ
アスサーボ方式の原理図、第８図はその回路図、第９図
は傾き補正用のウオーブルピットを設けたコンティニュ
アスサーボ方式の記録状態の模式図、第１θ図はその回
路図、第１１図は本発明に係る光ディスクの製造工程図
、第１２図は磁界変調方式のトラックオフセットによる
消し残り雑音発生の原理図、第１３図は本発明に係る光
ディスクの断面図である。 １．２−・・ウオーブルピント　７・・・絶縁溝８・・
・情報ビット なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報を記録する記録トラック各周にトラッキングサ
   ーボ用のサーボバイトを所定間隔で記録しておき、該サ
   ーボバイトのみでトラッキングサーボを掛けるサンプル
   サーボ方式の光ディスクを使用する装置において、 光ディスクの記録トラックと記録トラック との間に溝を形成してなることを特徴とする光ディスク
   装置。