JPH0132578B2 - - Google Patents

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JPH0132578B2
JPH0132578B2 JP56183266A JP18326681A JPH0132578B2 JP H0132578 B2 JPH0132578 B2 JP H0132578B2 JP 56183266 A JP56183266 A JP 56183266A JP 18326681 A JP18326681 A JP 18326681A JP H0132578 B2 JPH0132578 B2 JP H0132578B2
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JP
Japan
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guide groove
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recording medium
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JP56183266A
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JPS5885936A (ja
Inventor
Teruo Murakami
Isao Hoshino
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP56183266A priority Critical patent/JPS5885936A/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0901Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、レーザ光を用いて情報の記録、再生
を行なう光学的情報記録再生装置に関する。
発明の技術的背景とその問題点 近時、高密度で大容量の情報記録再生装置とし
て光デイスク装置が注目されている。この種の装
置は、例えばレーザ光を直径1μm程度に絞り込
んで記録媒体に照射し、1.5〜2μmのピツチで記
録トラツクを形成して情報をピツト列として記録
し、これをパワーを落した同様のレーザ光を用い
て再生するものである。従つてこの場合0.1〜
0.2μm程度の非常に高いトラツキング精度が要求
される。そこで従来、機械的トラツキング制御の
みに頼ることなく、予め記録媒体の基板上に案内
溝を形成してトラツキングの簡易化を図る方法が
提案されている(例えばIEEE SPECTRUM
AUGUST 1979、P26〜P33)。
第1図はこのような案内溝を備えた光学的記録
媒体の一例で、スタンパー技術等により予め案内
溝2が形成された基板1に記録層3、保護層4が
形成された構造となつている。上記文献によれば
案内溝2の幅は約0.6μm、溝2の内外での光学的
位相差は約mλ/(8・n)(λは使用レーザ光波
長、mは寄数、nはレーザ光入射側材料<第3図
においては基板31>の屈折率)、ピツチは約
1.67μmである。
第2図はこのような案内溝を持つデイスク状の
記録媒体を用いた光デイスク装置の概略構成図で
ある。図において、11は第1図に示した構造の
記録媒体(光デイスク)であり、モータ12によ
つて回転する。記録時には、レーザ発振器13か
らのレーザ光が光変調器14で画像信号、データ
信号等の記録すべき情報信号15により変調さ
れ、レンズ16、偏光ビームスプリツタ17、レ
ンズ18、1/4波長板19、回転ミラー20、集
光レンズ21を経由して記録媒体11に照射され
る。これによつて記録媒体11の記録層に情報が
ピツト列として記録される。
ここで再生情報信号およびトラツキング信号
は、実質的にトラツキング方向(トラツクの接線
方向)に並置された2分割光検出器22から得る
ことができる。即ち光デイスク11に照射された
レーザ光のビーム中心が案内溝の中心と一致して
いる時は、2分割光検出器22の各検出器出力
Ia、Ibは等しくなるが、この位置関係がずれてい
ると、ずれの方向に対応して一方の出力が他方の
出力より大きくなる。そこで2分割光検出器22
の出力差Idef(=Ia−Ib)を差分器23で検出し、
これをトラツキング信号24として回転ミラー2
0の駆動部25に印加してIdefが零となるように
トラツキングを行なえば、案内溝上に情報をピツ
トの形で記録できる。また、案内溝上に形成され
たピツトの有無による反射光強度の変化を2分割
光検出器22の出力和Iadd(=Ia+Ib)として加算
器26で加算することで、再生情報信号27が得
られる。
この場合、記録媒体11の基板に形成される案
内溝の形状としては、大きなトラツキング信号が
安定に得られ、かつ再生情報信号に与える影響の
小さい形状であることが望まれる。
案内溝を持つ基板は、一般にビデオ・デイスク
の製造工程と同様の工程で作製される。即ちまず
ガラス基板上にスピナー等でフオト・レジストを
塗布し、該レジスト上に第2図で示した光デイス
ク装置と同様の構成の原盤作製装置でレーザ光を
照射して案内溝のパターンを露光し、これをエツ
チングすることで所定の形状の案内溝を持つ原盤
を作製する。次にこの原盤から銀鍍金、ニツケル
鍍金等によりマスター盤、マザー盤、スタンパー
盤等を順次作製し、スタンパー盤より注型法ある
いはインジエクシヨン法等を用いて、案内溝を持
つ基板を大量に複製する。
しかしながらこの方法を実施する場合、案内溝
のピツチが約1.67μmと小さい関係から、原盤作
製時のモータの回転ムラ、半径方向への送りムラ
に対して厳しい精度が要求される。即ち回転ムラ
あるいは送りムラは案内溝のピツチムラとなり、
隣接トラツク及び隣接トラツク上のピツトがクロ
ストーク・ノイズとして検出されるのみでなく、
最悪の場合には隣接トラツクが接触するおそれも
ある。また溝幅が0.6μmと狭いために、スタンパ
ー盤の溝中への基板材料であるプラスチツクの流
れ込みが制限され、転写性を悪くする原因ともな
つている。
この様に従来では、案内溝付き基板を有する記
録媒体を安価に歩留りよく作製することが難しい
という問題があつた。
発明の目的 本発明の目的は、案内溝のピツチムラの影響が
少なく、記録媒体を安価に歩留りよく作製するこ
とができ、さらに再生画像信号に与える影響が少
さく、かつ安定なトラツキング信号が得られる光
学的情報記録再生装置を提供するにある。
発明の概要 本発明は、光検出器を記録媒体の結像位置に配
置するとともに、案内溝の幅および案内溝相互間
の幅を記録層上でのレーザ光のビーム直径(強度
が中心の1/e2となる位置の直径)より大きく
し、情報を記録層の案内溝エツジ上又は案内溝エ
ツジ上および案内溝内と案内溝相互間の両平坦部
上に記録するようにしたことを特徴としている。
発明の実施例 第3図は本発明による案内溝を持つ記録媒体と
記録層上でのレーザ光のビーム直径との関係を示
すものである。記録媒体は例えば前述の方法で案
内溝32が形成された透明プラスチツク等からな
る基板31上に、例えばテルルあるいはその化合
物からなる記録層33、保護層34を順次形成し
たものである。レーザ光35はこの記録媒体に基
板31側から入射し、集光レンズ36により記録
層33上に集光する。この時、レーザ光の強度分
布は一般に曲線37の如くガウス分布をなしてい
るので、そのビーム直径は強度が中心の1/e2
なる点の直径wで与えられる。ここで案内溝32
の幅をA、ピツチをPで表わすと、w<A、w<
(P−A)に選定される。(P−A)は案内溝32
相互間の幅に相当する。
なお、案内溝32の深さは、一般にλ/8程度
に設定される。レーザ光の波長が例えば0.8μm程
度であるとすれば、案内溝32の深さは0.1μm程
度のものとなる。一方、レーザビームの直径は
1μm程度が予想されるから、その焦点深度はほ
ぼ1〜2μmであり、これは案内溝32の深さ0.1μ
mを十分にカバーし得る程大きい。このため、記
録時にビーム光が案内溝32のエツジ上に合焦さ
れた場合でも、第5図に示すようにエツジ部の段
差が存在しない場合と殆ど同様の記録ピツト38
が記録層33に形成されることになる。従つて、
再生時においても、エツジ部の段差は事実上無視
でき、従来と同様の方法でピツトを検出すること
が可能である。
さて、いま第6図に示すような光学系を考え、
記録媒体上のトラツキング方向の座標をx、フラ
ウンホツフアー領域(フアーフイールド)のフー
リエ変換面のトラツキング方向の座標をξ、結像
面のトラツキング方向の座標をXとすると、フア
ーフイールド面上の反射回折光複素幅分布は、記
録媒体上の複素振幅分布のフーリエ変換R(ξ)
として(1)式にて求められる。
R(ξ)=∫ -∞υ(x)・exp[−jk2T(x-Δx)] ・exp[−j2πξx]dx (1) k=2π/λ(λ:レーザ波長) (2) υ(x)=(2/π)1/4・(1/W)1/2・exp[−(x/W)2] (3) :入射ビームの振幅分布 W:光デイスク上での集束ビーム半径(1/
e2) T(x):案内溝の位相分布 Δx:トラツキング誤差 次に対物レンズのNA(開口数)に相当する空
間周波数帯或を(−ξ1、ξ1)とし、(1)式で与えら
れる空間周波数成分のうち|ξ|≦|ξ1|成分の
みを考えると、空間周波数ξは次式で表わされ
る。
ξ=sinφ/λ (4) ここで、 σ=sinφ (5) とおいて(1)式に代入すると、 B(σ)=R(ξ)=R(σ/λ)=∫ -∞υ(x) ・exp[−jk2T(x−Δx)] ・exp[−jkσx]dx (6) また、対物レンズのNAをζ、伝搬物質の屈折
率をnとすると、大気中では、n=1で、 ζ=n・sinφ=sinφ (7) となり、 ξ1=sinφ/λ=ζ/λ (8) でξ1を対物レンズのNAで表わすことができる。
結像面での複素振素幅分布U(X)は、(6)式よ
り対物レンズのNAで制限される空間周波数成分
の波の逆フーリエ変換として(9)式で計算できる。
U(X)=∫〓1 -1B(σ)exp[jkσX]dξ=1
/λ∫〓-〓{∫ -∞(x)・exp[−jk(2T(x−Δx
) +σ(x−X))]dx}dσ (9) 以上のことから、結像論上の2分割光検出器2
2の出力差Idefは、 Idef=∫0 -D|U(X)|2dX−∫D 0|U(X)|2dX(10
) となる。なお、2Dは光検出器の大きさで、結像
ビームサイズに比べて十分大きいものとする。こ
こで、 U(X)=(1/λ)・{K1(X) −[1−exp(-jk2H)]・K2(X)} (11) H:溝の深さ よつて、Idefは、 Idef=4(1/λ)2[1−cos(2kH)] ・∫ 0(K1−2K3)・K4dX (16) となる。
本発明者は計算機シミユレーシヨンにより、上
記(16)式を解析した。その結果、溝幅Aとビー
ム系wとの間にA>wの関係がある場合、ビーム
中心位置に対するIdefの波形が第4図に示すよう
な波形となることを確認することができた。
第4図は第3図に示した記録媒体において、w
=1.0μm、A=2.0μm、P=4.0μmとし、第2図
の2分割光検出器を記録媒体のほぼ結像位置に配
置した時の、トラツキング方向におけるレーザ光
35のビーム中心位置と案内溝の32との位置関
係に対するトラツキング信号(Idef)出力の変化
の様子を数値積分により計算した結果を表わした
ものである。
このように光検出器が記録媒体のほぼ結像位置
にある時は、レーザ光35のビーム中心位置が案
内溝32のエツジ部41,42および案内溝32
内と案内溝32相互間の平坦部43,44のほぼ
中央上に位置する時、トラツキング信号Idefは零
となる。従つて第2図で説明したトラツキング方
式に従がいレーザ光35を41,42の位置にト
ラツキングさせて、情報の記録、再生を行なうこ
とができる。
この場合、案内溝32の幅AおよびピツチPは
従来の約2倍となつているが、従来では情報を案
内溝1本当り1列のピツト列として記録していた
のに対し、この実施例では案内溝1本当り2列の
ピツト列として記録することになるため、記録密
度はほとんど損なわれない。
一方、レーザ光のビーム直径w=1.0μm、案内
溝31の幅A=3.0μm、ピツチP=6.0μmとし、
光検出器を記録媒体のほぼ結像位置に配置した場
合には、第4図の41,42および43,44の
両方の位置に情報を隣接トラツクのピツトと重な
ることなく記録することができる。この場合は、
A,Pの値がさらに大きくなつているが、情報を
案内溝1本当り4列のピツト列として記録するこ
とになるため、やはり記録密度の点で問題はな
い。
発明の効果 本発明によれば、案内溝の幅およびピツチを従
来方式に比べ2倍以上とすることができる。これ
により原盤作製時の回転ムラおよび半径方向への
送りムラの制御が容易となり、かつピツチムラの
影響が軽減される。また、案内溝の幅が広いため
にスタンパー盤からの転写性も良好となる。従つ
て、記録媒体を安価に歩留りよく作製することが
できる。
また、案内溝の幅および案内溝相互間の幅を記
録層上でのレーザ光のビーム直径に対して十分大
きくすることができるので、これらの幅変化の影
響をあまり受けることなく安定したトラツキング
信号および再生情報信号を得ることが可能とな
る。
なお、第3図、第4図に示した案内溝の断面形
状はいずれも矩形状であるが、第7図に示す如
く、案内溝付基板作製プロセス中に案内溝のエツ
ジ部にテーパ61が生じることがある。しかし、
テーパ角θが45゜以内なら先の実施例と同じ結果
が得られることが実験的に確かめられている。
また、記録媒体へのレーザ光の入射方向は保護
層側からでも同様な結果が得られる。
また、光検出器は記録媒体の透過光を検出して
もよい。
更に、光学系についても第2図に示したものに
限られるものでないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は案内溝を備えた記録媒体の断面図、第
2図は光デイスク装置の概略構成図、第3図は本
発明の一実施例の要部構成図、第4図は光検出器
が結像位置にあるときのレーザ光ビーム中心位置
に対するトラツキング信号の変化を示す図、第5
図は本発明によりエツジ部に記録されるピツトを
示す図、第6図は本発明の原理を説明するための
図、第7図は本発明の他の実施例の要部構成図で
ある。 1,31……基板、2,32……案内溝、3,
33……記録層、4,34……保護層、11……
記録媒体(光デイスク)、12……モータ、13
……レーザ発振器、14……光変調器、15……
記録すべき情報信号、16……レンズ、17……
偏光ビームスプリツタ、18……レンズ、19…
…1/4波長板、20……回転ミラー、21……集
光レンズ、22……2分割光検出器、23……差
分器、24(Idef)……トラツキング信号、25
……回転ミラー駆動部、26……加算器、27
(Iadd)……再生情報信号、35……レーザ光、
36……集光レンズ、41,42……案内溝エツ
ジ部、43……案内溝内の平坦部、44……案内
溝相互間の平坦部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 案内溝を有する基板上に記録層を形成した記
    録媒体にレーザ光を照射し、記録媒体を反射また
    は透過した光を光検出器で検出してトラツキング
    を行ないながら、情報を光学的に記録層に記録し
    再生する装置において、 前記光検出器を記録媒体の結像位置に配置する
    とともに、 案内溝の幅および案内溝相互間の幅を記録層上
    でのレーザ光のビーム直径より大きくし、 情報を記録層の案内溝エツジ上又は案内溝エツ
    ジ上および案内溝内と案内溝相互間の両平坦部上
    に記録するようにしたことを特徴とする光学的情
    報記録再生装置。 2 光検出器を実質的にトラツキング方向に並置
    された2分割光検出器で構成し、これら両検出器
    の出力の差が零となるようにトラツキングを行な
    うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    光学的情報記録再生装置。
JP56183266A 1981-11-16 1981-11-16 光学的情報記録再生装置 Granted JPS5885936A (ja)

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JP56183266A JPS5885936A (ja) 1981-11-16 1981-11-16 光学的情報記録再生装置

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JP63291957A Division JPH01194139A (ja) 1988-11-18 1988-11-18 光学的情報記録再生装置

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Publication Number Publication Date
JPS5885936A JPS5885936A (ja) 1983-05-23
JPH0132578B2 true JPH0132578B2 (ja) 1989-07-06

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60131652A (ja) * 1983-12-20 1985-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 信号記録スタンパ−
JPS6278726A (ja) * 1985-10-02 1987-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 平板状情報記録担体の記録・再生方法および平板状情報記録担体

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5750330A (en) * 1980-09-11 1982-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical recording and reproducing device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5750330A (en) * 1980-09-11 1982-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical recording and reproducing device

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