JPH0528506A - 記録再生システムの設計方法 - Google Patents
記録再生システムの設計方法Info
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- JPH0528506A JPH0528506A JP3178494A JP17849491A JPH0528506A JP H0528506 A JPH0528506 A JP H0528506A JP 3178494 A JP3178494 A JP 3178494A JP 17849491 A JP17849491 A JP 17849491A JP H0528506 A JPH0528506 A JP H0528506A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高密度化の為の記録再生システムの新構築が
容易なものとなる技術を提供する。 【構成】 屈折率ｎの透明基板にトラックピッチＰ、幅
Ｗ、深さＤ、傾きβのグルーブの光記録媒体に波長λの
レーザービームを開口数ηの対物レンズにより焦点面で
光強度が中心の１／ｅ2 になるビーム半径Ｗ0 （Ｗ0 ／
λ＝０．４８／η）に集光し、反射光を対物レンズで集
光し、２分割光検出器で下式のＤ．Ｐ．Ｄ．Ｒの最小値
の差であるＰｕｓｈ−Ｓｉｇｎａｌが０．４〜０．７で
あるトラックピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβ及び開口
数ηを設定する記録再生システムの設計方法。 （ｕは領域Ωでの電界あるいは磁界のｚ成分を代表する
スカラ関数）
容易なものとなる技術を提供する。 【構成】 屈折率ｎの透明基板にトラックピッチＰ、幅
Ｗ、深さＤ、傾きβのグルーブの光記録媒体に波長λの
レーザービームを開口数ηの対物レンズにより焦点面で
光強度が中心の１／ｅ2 になるビーム半径Ｗ0 （Ｗ0 ／
λ＝０．４８／η）に集光し、反射光を対物レンズで集
光し、２分割光検出器で下式のＤ．Ｐ．Ｄ．Ｒの最小値
の差であるＰｕｓｈ−Ｓｉｇｎａｌが０．４〜０．７で
あるトラックピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβ及び開口
数ηを設定する記録再生システムの設計方法。 （ｕは領域Ωでの電界あるいは磁界のｚ成分を代表する
スカラ関数）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の記録媒
体のグルーブ設計に利用される記録再生システムの設計
方法に関するものである。
体のグルーブ設計に利用される記録再生システムの設計
方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】近年、光カード、ビデオディスク、オー
ディオディスク、大容量静止画像ファイル用及び大容量
コンピュータ用ディスクメモリ等に代表される光記録媒
体（光ディスク）が開発され、商品化されている。この
ような光ディスクは、予め記録ピットや案内溝（グルー
ブ）を形成した基板に反射膜または記録膜を形成し、レ
ーザー光を入射させ、反射膜または記録膜による反射光
を受光し、光電変換素子で情報として取り出すものであ
る。
ディオディスク、大容量静止画像ファイル用及び大容量
コンピュータ用ディスクメモリ等に代表される光記録媒
体（光ディスク）が開発され、商品化されている。この
ような光ディスクは、予め記録ピットや案内溝（グルー
ブ）を形成した基板に反射膜または記録膜を形成し、レ
ーザー光を入射させ、反射膜または記録膜による反射光
を受光し、光電変換素子で情報として取り出すものであ
る。
【０００３】ところで、現在の所、トラックピッチは
１．６μｍとして設計されており、今後、トラックピッ
チを小さくして高密度化を図ろうとした場合、光ディス
クのトラックピッチＰを単に小さくすれば良いのみでは
なく、トラックピッチＰの変更に応じて光ディスクのグ
ルーブの幅Ｗ、深さＤ、傾きβや対物レンズの開口数η
についても設計し直さなければならない。しかしなが
ら、トラックピッチＰの変更を行うことは容易ではな
く、記録再生システムを新しく構築することは大変な作
業である。
１．６μｍとして設計されており、今後、トラックピッ
チを小さくして高密度化を図ろうとした場合、光ディス
クのトラックピッチＰを単に小さくすれば良いのみでは
なく、トラックピッチＰの変更に応じて光ディスクのグ
ルーブの幅Ｗ、深さＤ、傾きβや対物レンズの開口数η
についても設計し直さなければならない。しかしなが
ら、トラックピッチＰの変更を行うことは容易ではな
く、記録再生システムを新しく構築することは大変な作
業である。
【０００４】
【発明の開示】本発明の目的は、例えば高密度化の為の
記録再生システムの新構築が容易なものとなる技術を提
供することである。この本発明の目的は、波長に対して
充分大きな厚みを有する屈折率ｎの透明基板にトラック
ピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβのグルーブを有する光
記録媒体に対して、波長λのレーザービームが開口数η
の対物レンズにより焦点面で光強度が中心の１／ｅ2 に
なるビーム半径Ｗ0 （Ｗ0 ／λ＝０．４８／η）となる
よう集光され、そして反射された光が前記対物レンズに
より集光され、ビームスプリッターで分けられて２分割
光検出器による下記の式で表されるＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ
Ｓｉｇｎａｌが０．４〜０．７の値であるようトラッ
クピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβ及び開口数ηが設定
されることを特徴とする記録再生システムの設計方法に
よって達成される。
記録再生システムの新構築が容易なものとなる技術を提
供することである。この本発明の目的は、波長に対して
充分大きな厚みを有する屈折率ｎの透明基板にトラック
ピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβのグルーブを有する光
記録媒体に対して、波長λのレーザービームが開口数η
の対物レンズにより焦点面で光強度が中心の１／ｅ2 に
なるビーム半径Ｗ0 （Ｗ0 ／λ＝０．４８／η）となる
よう集光され、そして反射された光が前記対物レンズに
より集光され、ビームスプリッターで分けられて２分割
光検出器による下記の式で表されるＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ
Ｓｉｇｎａｌが０．４〜０．７の値であるようトラッ
クピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβ及び開口数ηが設定
されることを特徴とする記録再生システムの設計方法に
よって達成される。
【０００５】Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｄ．
Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最大値 −Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最小値
Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最大値 −Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最小値
【０００６】
【数３】
【０００７】（但し、ｕは領域Ωでの電界あるいは磁界
のｚ成分を代表するスカラ関数）又、波長に対して充分
大きな厚みを有する屈折率ｎの透明基板にトラックピッ
チＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβのグルーブを有する光記録
媒体に対して、波長λのレーザービームが開口数ηの対
物レンズにより焦点面で光強度が中心の１／ｅ2 になる
ビーム半径Ｗ0 （Ｗ0 ／λ＝０．４８／η）となるよう
集光され、そして反射された光が前記対物レンズにより
集光され、ビームスプリッターで分けられて２分割光検
出器による下記の式で表されるＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓ
ｉｇｎａｌが０．４〜０．７の値であるよう、かつ、Ｔ
ｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａｌが０．２〜０．６
の値であるようトラックピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾き
β及び開口数ηが設定されることを特徴とする記録再生
システムの設計方法によって達成される。
のｚ成分を代表するスカラ関数）又、波長に対して充分
大きな厚みを有する屈折率ｎの透明基板にトラックピッ
チＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβのグルーブを有する光記録
媒体に対して、波長λのレーザービームが開口数ηの対
物レンズにより焦点面で光強度が中心の１／ｅ2 になる
ビーム半径Ｗ0 （Ｗ0 ／λ＝０．４８／η）となるよう
集光され、そして反射された光が前記対物レンズにより
集光され、ビームスプリッターで分けられて２分割光検
出器による下記の式で表されるＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓ
ｉｇｎａｌが０．４〜０．７の値であるよう、かつ、Ｔ
ｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａｌが０．２〜０．６
の値であるようトラックピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾き
β及び開口数ηが設定されることを特徴とする記録再生
システムの設計方法によって達成される。
【０００８】Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｄ．
Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最大値 −Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最小値 Ｔｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｓ．Ａ．Ｄ．
Ｒ．の最大値 −Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．の最小値
Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最大値 −Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最小値 Ｔｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｓ．Ａ．Ｄ．
Ｒ．の最大値 −Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．の最小値
【０００９】
【数４】
【００１０】（但し、ｕは領域Ωでの電界あるいは磁界
のｚ成分を代表するスカラ関数）尚、本発明において、
Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌが０．４〜０．７の
値であり、かつ、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌの
変動が少ない領域においてトラックピッチＰ、幅Ｗ、深
さＤ、傾きβ及び開口数ηが設定されることが好まし
い。すなわち、このような決定によれば、例えば光ディ
スクの製造工程においてグルーブの幅Ｗなどにバラツキ
が有ったとしても、このバラツキによる悪影響が小さい
からである。
のｚ成分を代表するスカラ関数）尚、本発明において、
Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌが０．４〜０．７の
値であり、かつ、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌの
変動が少ない領域においてトラックピッチＰ、幅Ｗ、深
さＤ、傾きβ及び開口数ηが設定されることが好まし
い。すなわち、このような決定によれば、例えば光ディ
スクの製造工程においてグルーブの幅Ｗなどにバラツキ
が有ったとしても、このバラツキによる悪影響が小さい
からである。
【００１１】以下、本発明を詳しく説明する。図１に示
す如く、ｘ＝−∞からｘ＝＋∞まで無限に広がる完全導
体平面上のｘ＝０付近に任意形状の凹凸が設けられてい
るものとする。入射波はｙ＞０なる領域から入射するも
のと仮定し、最初、入射ビームを記述する為の座標系を
（ｘ1 ，ｙ1 ）とし、その原点はｘ＝ｘ0 ，ｙ＝ｙ0 に
位置し、ｙ1 軸はｙ軸とφ0 なる角をなす。入射波とし
ては、紙面に垂直で表から裏に向くｚ方向のみの電界成
分を有するＥ波及びｚ方向のみの磁界成分を有するＨ波
を考える。いま、ｕを考える領域Ωでの電界あるいは磁
界のｚ成分を代表するスカラ関数とすると、Ωにおいて
成立するヘルムホルツ方程式にグリーンの定理を適用す
ることによって次式のような積分表現式が得られる。
す如く、ｘ＝−∞からｘ＝＋∞まで無限に広がる完全導
体平面上のｘ＝０付近に任意形状の凹凸が設けられてい
るものとする。入射波はｙ＞０なる領域から入射するも
のと仮定し、最初、入射ビームを記述する為の座標系を
（ｘ1 ，ｙ1 ）とし、その原点はｘ＝ｘ0 ，ｙ＝ｙ0 に
位置し、ｙ1 軸はｙ軸とφ0 なる角をなす。入射波とし
ては、紙面に垂直で表から裏に向くｚ方向のみの電界成
分を有するＥ波及びｚ方向のみの磁界成分を有するＨ波
を考える。いま、ｕを考える領域Ωでの電界あるいは磁
界のｚ成分を代表するスカラ関数とすると、Ωにおいて
成立するヘルムホルツ方程式にグリーンの定理を適用す
ることによって次式のような積分表現式が得られる。
【００１２】
【数５】
【００１３】ここでｒ1 は領域Ω内の任意の観測点ｉの
位置ベクトル、ｒC は散乱体表面上の任意の点の位置ベ
クトルであり、ｕi は点ｉにおけるｕの値を意味する。
又、∂／∂ｎは外向き法線方向微分を表わしている。Γ
は境界面上の積分路を表し、Ｇ（ｒC ，ｒi ）はグリー
ン関数であり、２次元の場合Ｇ（ｒC ，ｒi ）とその法
線微分値∂Ｇ（ｒC ，ｒi ）／∂ｎは次式で与えられ
る。
位置ベクトル、ｒC は散乱体表面上の任意の点の位置ベ
クトルであり、ｕi は点ｉにおけるｕの値を意味する。
又、∂／∂ｎは外向き法線方向微分を表わしている。Γ
は境界面上の積分路を表し、Ｇ（ｒC ，ｒi ）はグリー
ン関数であり、２次元の場合Ｇ（ｒC ，ｒi ）とその法
線微分値∂Ｇ（ｒC ，ｒi ）／∂ｎは次式で与えられ
る。
【００１４】
【数６】
【００１５】但し、Ｈ0 (2) ，ＨI (2) は各々、零次、
１次の第２種ハンケル関数であり、ψはｒC −ｒi と単
位法線ベクトルｎのなす角である。さて、式（１）はΩ
内の任意の点で成立するが、点ｉが限りなく境界Γに近
づいた時には、グリーン関数の特異性を考慮すると、式
（１）は
１次の第２種ハンケル関数であり、ψはｒC −ｒi と単
位法線ベクトルｎのなす角である。さて、式（１）はΩ
内の任意の点で成立するが、点ｉが限りなく境界Γに近
づいた時には、グリーン関数の特異性を考慮すると、式
（１）は
【００１６】
【数７】
【００１７】ここでｒi ’は点ｉがΓに近づいた極限で
の位置ベクトル、θはｒi ’を散乱体の角に選んだとき
の開き角である。次に、スカラ関数ｕi を入射波成分ｕ
i I と散乱波成分ｕi s に分解し、ハンケル関数の引数
が十分大きい場合の漸近式及びゾンマーフェルトの放射
条件を用いて、境界条件を導入する。
の位置ベクトル、θはｒi ’を散乱体の角に選んだとき
の開き角である。次に、スカラ関数ｕi を入射波成分ｕ
i I と散乱波成分ｕi s に分解し、ハンケル関数の引数
が十分大きい場合の漸近式及びゾンマーフェルトの放射
条件を用いて、境界条件を導入する。
【００１８】［Ｅ波入射］境界条件は境界上においてｕ
（ｒC ）＝０であるから、
（ｒC ）＝０であるから、
【００１９】
【数８】
【００２０】式（８）においてｕi I ( ｒC ）は既知の
量として与えられるから、これにより境界上のｑ
（ｒC ）を求めることができ、それを用いて式（７）に
より散乱界ｕi S ( ｒi ）が求まる。ここで境界上のｑ
（ｒC ）はｚ方向の面電流密度に比例する量を表わす。 ［Ｈ波入射］境界条件は境界上においてｑ（ｒC ）＝０
であるから、
量として与えられるから、これにより境界上のｑ
（ｒC ）を求めることができ、それを用いて式（７）に
より散乱界ｕi S ( ｒi ）が求まる。ここで境界上のｑ
（ｒC ）はｚ方向の面電流密度に比例する量を表わす。 ［Ｈ波入射］境界条件は境界上においてｑ（ｒC ）＝０
であるから、
【００２１】
【数９】
【００２２】ここで境界上のｕ（ｒC ）はｚ軸に垂直な
方向の面電流密度を表わす。さて、実際に式（７）〜
（１０）の積分を実行し、解を求める為には積分の離散
化が必要である。最終的に解くべき行列方程式として次
式が得られる。
方向の面電流密度を表わす。さて、実際に式（７）〜
（１０）の積分を実行し、解を求める為には積分の離散
化が必要である。最終的に解くべき行列方程式として次
式が得られる。
【００２３】
【数１０】
【００２４】但し、Ｎを節点数とすれば、ｕ，ｑ，ｕI
はＮ×１の列ベクトルであり、各要素はそれぞれ境界上
に配置した節点でのｕ，ｑ及びｕの入射成分ｕI であ
る。又、Ｇ，ＨはＮ×Ｎの行列であり、その各要素は、
グリーン関数であるハンケル関数と、ｕ，ｑの補間関数
の数値積分から得られるものであり、ここでは線形補間
関数を採用する。
はＮ×１の列ベクトルであり、各要素はそれぞれ境界上
に配置した節点でのｕ，ｑ及びｕの入射成分ｕI であ
る。又、Ｇ，ＨはＮ×Ｎの行列であり、その各要素は、
グリーン関数であるハンケル関数と、ｕ，ｑの補間関数
の数値積分から得られるものであり、ここでは線形補間
関数を採用する。
【００２５】このようにして境界上のｕまたはｑが決定
されれば、式（７）及び（９）によって領域Ω内の点ｉ
での散乱界が求まる。最終的にｕi S の散乱パターンを
知る為には遠方界の角度依存項が必要となるので、ハン
ケル関数の漸近式を用いると、それらは次式のように定
義される。
されれば、式（７）及び（９）によって領域Ω内の点ｉ
での散乱界が求まる。最終的にｕi S の散乱パターンを
知る為には遠方界の角度依存項が必要となるので、ハン
ケル関数の漸近式を用いると、それらは次式のように定
義される。
【００２６】
【数１１】
【００２７】ここでｒi ＝｜ｒi ｜，ｒC ＝｜ｒC ｜，
θはｘ軸とｒC のなす角、θi は観測角である。これら
の積分を同様に離散化することによって、容易に遠方界
を計算することができる。さらに、散乱パターンとして
パターン関数ＰS （θi ）を次式で定義する。
θはｘ軸とｒC のなす角、θi は観測角である。これら
の積分を同様に離散化することによって、容易に遠方界
を計算することができる。さらに、散乱パターンとして
パターン関数ＰS （θi ）を次式で定義する。
【００２８】
【数１２】
【００２９】ここでＦo （θi ）は完全導体平面からの
遠方散乱界を表わす。入射ビーム波は（ｘ1 ，ｙ1 ）座
標系で次式のように表わされる。
遠方散乱界を表わす。入射ビーム波は（ｘ1 ，ｙ1 ）座
標系で次式のように表わされる。
【００３０】
【数１３】
【００３１】ここでＷo はビームウェスト（ｙ1 ＝０）
におけるスポットサイズである。式（１６）を座標変換
によって（ｘ，ｙ）座標で表わすことによって、式
（８）及び式（１０）の右辺を既知量として与えること
ができる。又、境界要素への分割については、要素長が
波長λの１／１０程度以下になるように分割数を選び、
角点に節点を配置する場合には、その前後に１／１００
波長程度の要素を配置し、急激な関数値の変化に備え
る。
におけるスポットサイズである。式（１６）を座標変換
によって（ｘ，ｙ）座標で表わすことによって、式
（８）及び式（１０）の右辺を既知量として与えること
ができる。又、境界要素への分割については、要素長が
波長λの１／１０程度以下になるように分割数を選び、
角点に節点を配置する場合には、その前後に１／１００
波長程度の要素を配置し、急激な関数値の変化に備え
る。
【００３２】さて、積分領域の打ち切りについては面電
流密度の減衰状態により決められるが、ここでは面電流
密度の最大値の１０-3倍を目安として積分の打ち切りを
行う。Ｅ波の場合には、±１０λ程度の領域をとれば面
電流は十分減衰するが、Ｈ波の場合には、Ｅ波の場合と
同様の積分範囲ではほとんどの凹凸に対して十分な面電
流の減衰が得られない。従って、このような状況で散乱
パターンの計算を行うと、例えば垂直入射の場合には、
垂直方向への散乱界にはそれほど大きな誤差を含まない
が、垂直方向から離れるに従って誤差は増大し、散乱パ
ターンは振動的に変化する。
流密度の減衰状態により決められるが、ここでは面電流
密度の最大値の１０-3倍を目安として積分の打ち切りを
行う。Ｅ波の場合には、±１０λ程度の領域をとれば面
電流は十分減衰するが、Ｈ波の場合には、Ｅ波の場合と
同様の積分範囲ではほとんどの凹凸に対して十分な面電
流の減衰が得られない。従って、このような状況で散乱
パターンの計算を行うと、例えば垂直入射の場合には、
垂直方向への散乱界にはそれほど大きな誤差を含まない
が、垂直方向から離れるに従って誤差は増大し、散乱パ
ターンは振動的に変化する。
【００３３】光ディスクの信号検出系を考えたならば、
垂直方向だけの散乱界では不十分であり、対物レンズの
開口数ηに対応した範囲へ散乱される界が必要である。
以上の理由により、Ｈ波入射に対する積分範囲は十分広
くとる必要がある。いま、Ｈ波の場合には、面電流は、
凹凸から十分離れた点では、
垂直方向だけの散乱界では不十分であり、対物レンズの
開口数ηに対応した範囲へ散乱される界が必要である。
以上の理由により、Ｈ波入射に対する積分範囲は十分広
くとる必要がある。いま、Ｈ波の場合には、面電流は、
凹凸から十分離れた点では、
【００３４】
【数１４】
【００３５】なる形で変化するものと考えることができ
る。ここで、Ｃは定数である。式（１８）によれば、±
１０００λ程度の積分範囲をとると、電流値はほぼ満足
のいく減衰が得られるものと予想される。しかしなが
ら、実際問題としてこのような広範囲にわたる積分を離
散化し、計算することは、通常の場合ほとんど不可能で
ある。そこで、次のような方法をとる。すなわち、まず
±１０λまでの積分範囲では通常の離散化手法によって
電流値を計算し、それより外側の範囲では面電流は式
（１８）の形で変化するものとし、未知数Ｃは±１０λ
での離散化電流値に一致するように定める。このように
して求めた電流値ｕを用いて、遠方界を式（１４）に基
づいて計算する。その際、±１０λまでの積分は、離散
化された電流値を用いて、離散化方程式を解く際に利用
したのと同様のルーチンで計算する。又、それより外側
の±１０００λまでの積分は式（１８）のｕを用いて適
当な数値積分ルーチン（例えば、ニュートン・コーツ５
点則による適応型自動積分を用いる）で計算する。但
し、ｕは振動関数であるから、計算誤差を防ぐため積分
範囲をいくつかの小さな区間に区切って（例えば、５λ
程度）数値積分ルーチンを用いる。
る。ここで、Ｃは定数である。式（１８）によれば、±
１０００λ程度の積分範囲をとると、電流値はほぼ満足
のいく減衰が得られるものと予想される。しかしなが
ら、実際問題としてこのような広範囲にわたる積分を離
散化し、計算することは、通常の場合ほとんど不可能で
ある。そこで、次のような方法をとる。すなわち、まず
±１０λまでの積分範囲では通常の離散化手法によって
電流値を計算し、それより外側の範囲では面電流は式
（１８）の形で変化するものとし、未知数Ｃは±１０λ
での離散化電流値に一致するように定める。このように
して求めた電流値ｕを用いて、遠方界を式（１４）に基
づいて計算する。その際、±１０λまでの積分は、離散
化された電流値を用いて、離散化方程式を解く際に利用
したのと同様のルーチンで計算する。又、それより外側
の±１０００λまでの積分は式（１８）のｕを用いて適
当な数値積分ルーチン（例えば、ニュートン・コーツ５
点則による適応型自動積分を用いる）で計算する。但
し、ｕは振動関数であるから、計算誤差を防ぐため積分
範囲をいくつかの小さな区間に区切って（例えば、５λ
程度）数値積分ルーチンを用いる。
【００３６】次に、図２に示す如くのグルーブ（トラッ
クピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβ）によって散乱され
た光ビームの検出器を想定し、その信号出力特性を評価
する。検出器は２分割型であり、各信号出力の和による
再生和信号（Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．）及び差によるトラッキ
ング誤差信号（Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ）を求める。対物レンズ
は散乱体のサイズ、ビームサイズに比べて十分大きく、
その開口面は遠方領域にあるとする。又、検出器の出力
特性には、散乱波のうちレンズ光軸からα＝±Ｓｉｎ-1
η（η：開口数）までの角度範囲内に入るものだけが関
与し、それ以外の成分による影響はないものとする。
Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．及びＤ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の式は次の通り
である。
クピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβ）によって散乱され
た光ビームの検出器を想定し、その信号出力特性を評価
する。検出器は２分割型であり、各信号出力の和による
再生和信号（Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．）及び差によるトラッキ
ング誤差信号（Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ）を求める。対物レンズ
は散乱体のサイズ、ビームサイズに比べて十分大きく、
その開口面は遠方領域にあるとする。又、検出器の出力
特性には、散乱波のうちレンズ光軸からα＝±Ｓｉｎ-1
η（η：開口数）までの角度範囲内に入るものだけが関
与し、それ以外の成分による影響はないものとする。
Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．及びＤ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の式は次の通り
である。
【００３７】
【数１５】
【００３８】但し、Ιinc は導体平面にガウスビームが
入射したときに検出される再生和信号である。そして、
Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．
の最大値−Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最小値が０．４〜０．７
の値である場合、光ディスクのサーボシステムが良好に
作動し、再生が良好に行われるのである。
入射したときに検出される再生和信号である。そして、
Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．
の最大値−Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最小値が０．４〜０．７
の値である場合、光ディスクのサーボシステムが良好に
作動し、再生が良好に行われるのである。
【００３９】尚、光ディスクが直径１３０ｍｍ程度の場
合には、Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の変調出力が０．４〜０．６
５の値であることがより好ましく、光ディスクが直径９
０ｍｍ程度の場合には、Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の変調出力が
０．５〜０．７の値であることがより好ましい。又、さ
らにはＴｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｓ．
Ａ．Ｄ．Ｒ．の最大値−Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．の最小値が
０．２〜０．６の値である場合、光ディスクのサーボシ
ステムがより良好に作動し、再生が一層良好に行われ
る。
合には、Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の変調出力が０．４〜０．６
５の値であることがより好ましく、光ディスクが直径９
０ｍｍ程度の場合には、Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の変調出力が
０．５〜０．７の値であることがより好ましい。又、さ
らにはＴｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｓ．
Ａ．Ｄ．Ｒ．の最大値−Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．の最小値が
０．２〜０．６の値である場合、光ディスクのサーボシ
ステムがより良好に作動し、再生が一層良好に行われ
る。
【００４０】以下、本発明について具体的に説明する
【００４１】
【実施例】トラックピッチＰ／λ＝２．０、Ｅ波入射、
ビームスポット半径Ｗ0 ／λ＝１．０、基板の屈折率ｎ
＝１．０、グルーブの傾きβ＝９０°と仮定し、トラッ
クピッチに対するグルーブの幅Ｗ／Ｐと深さＤｎ／λを
変化させ、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌを求め
た。
ビームスポット半径Ｗ0 ／λ＝１．０、基板の屈折率ｎ
＝１．０、グルーブの傾きβ＝９０°と仮定し、トラッ
クピッチに対するグルーブの幅Ｗ／Ｐと深さＤｎ／λを
変化させ、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌを求め
た。
【００４２】この結果は、図３に示す通りであり、この
グラフにおいて０．４〜０．７の値となるグルーブの幅
Ｗ及び深さＤを選定すれば良い。ところで、グルーブの
幅Ｗ及び深さＤはＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌが
０．４〜０．７の値となる任意の値を選定すれば良いの
であるが、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌに変動の
少ない領域の値を選定することが好ましい。例えば、グ
ルーブの深さＤｎ／λとして１／１６〜４／１６の間い
ずれの値を選定しても、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎ
ａｌが０．４〜０．７の範囲のものを得ることが出来る
が、例えばグルーブの深さＤｎ／λとして約２／１６〜
３／１６の間の値を選べば、図３からも判る通り、Ｐｕ
ｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌはグルーブの深さＤｎ／
λの値の変動によらずほぼ一定である。従って、例えば
光ディスクの製造工程においてグルーブの深さＤの加工
にバラツキが起きたとしても、このバラツキによる悪影
響は小さく、好ましいことになる。
グラフにおいて０．４〜０．７の値となるグルーブの幅
Ｗ及び深さＤを選定すれば良い。ところで、グルーブの
幅Ｗ及び深さＤはＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌが
０．４〜０．７の値となる任意の値を選定すれば良いの
であるが、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌに変動の
少ない領域の値を選定することが好ましい。例えば、グ
ルーブの深さＤｎ／λとして１／１６〜４／１６の間い
ずれの値を選定しても、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎ
ａｌが０．４〜０．７の範囲のものを得ることが出来る
が、例えばグルーブの深さＤｎ／λとして約２／１６〜
３／１６の間の値を選べば、図３からも判る通り、Ｐｕ
ｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌはグルーブの深さＤｎ／
λの値の変動によらずほぼ一定である。従って、例えば
光ディスクの製造工程においてグルーブの深さＤの加工
にバラツキが起きたとしても、このバラツキによる悪影
響は小さく、好ましいことになる。
【００４３】又、Ｔｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａ
ｌを求めたので、その結果を図４に示す。これによれ
ば、グルーブの深さＤｎ／λとして約３／１６〜５／１
６の値を選んだ場合には、Ｔｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓ
ｉｇｎａｌが０．２〜０．６になるものを選ぶことが出
来る。そして、上記のようなグルーブの深さＤｎ／λの
決定方法と同様にして、すなわちトラックピッチＰ／λ
＝２．０、ビームスポット半径Ｗ0 ／λ＝１．０、基板
の屈折率ｎ＝１．０、グルーブの深さＤｎ／λ＝３／１
６と仮定し、トラックピッチに対するグルーブの幅Ｗ／
Ｐと傾きβを変化させ、Ｐｕｓｈ−ＰｕｌｌＳｉｇｎａ
ｌが０．４〜０．７の値となる傾きβの値を決定する。
ｌを求めたので、その結果を図４に示す。これによれ
ば、グルーブの深さＤｎ／λとして約３／１６〜５／１
６の値を選んだ場合には、Ｔｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓ
ｉｇｎａｌが０．２〜０．６になるものを選ぶことが出
来る。そして、上記のようなグルーブの深さＤｎ／λの
決定方法と同様にして、すなわちトラックピッチＰ／λ
＝２．０、ビームスポット半径Ｗ0 ／λ＝１．０、基板
の屈折率ｎ＝１．０、グルーブの深さＤｎ／λ＝３／１
６と仮定し、トラックピッチに対するグルーブの幅Ｗ／
Ｐと傾きβを変化させ、Ｐｕｓｈ−ＰｕｌｌＳｉｇｎａ
ｌが０．４〜０．７の値となる傾きβの値を決定する。
【００４４】又、同様にしてトラックピッチＰ、幅Ｗや
開口数ηを決定する。
開口数ηを決定する。
【００４５】
【効果】例えば、高密度化の為の記録再生システムの新
構築が容易なものとなる。
構築が容易なものとなる。
【図１】二次元ガウスビームの座標系である。
【図２】光検出系の概略図である。
【図３】Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌのグラフで
ある。
ある。
【図４】Ｔｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａｌのグラ
フである。
フである。
Claims (3)
- 【請求項１】 波長に対して充分大きな厚みを有する屈
折率ｎの透明基板にトラックピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、
傾きβのグルーブを有する光記録媒体に対して、波長λ
のレーザービームが開口数ηの対物レンズにより焦点面
で光強度が中心の１／ｅ2 になるビーム半径Ｗ0 （Ｗ0
／λ＝０．４８／η）となるよう集光され、そして反射
された光が前記対物レンズにより集光され、ビームスプ
リッターで分けられて２分割光検出器による下記の式で
表されるＰｕｓｈ−ＰｕｌｌＳｉｇｎａｌが０．４〜
０．７の値であるようトラックピッチＰ、幅Ｗ、深さ
Ｄ、傾きβ及び開口数ηが設定されることを特徴とする
記録再生システムの設計方法。 Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．
の最大値 −Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最小値 【数１】 （但し、ｕは領域Ωでの電界あるいは磁界のｚ成分を代
表するスカラ関数） - 【請求項２】 波長に対して充分大きな厚みを有する屈
折率ｎの透明基板にトラックピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、
傾きβのグルーブを有する光記録媒体に対して、波長λ
のレーザービームが開口数ηの対物レンズにより焦点面
で光強度が中心の１／ｅ2 になるビーム半径Ｗ0 （Ｗ0
／λ＝０．４８／η）となるよう集光され、そして反射
された光が前記対物レンズにより集光され、ビームスプ
リッターで分けられて２分割光検出器による下記の式で
表されるＰｕｓｈ−ＰｕｌｌＳｉｇｎａｌが０．４〜
０．７の値であるよう、かつ、Ｔｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ
Ｓｉｇｎａｌが０．２〜０．６の値であるようトラック
ピッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβ及び開口数ηが設定さ
れることを特徴とする記録再生システムの設計方法。 Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．
の最大値 −Ｄ．Ｐ．Ｄ．Ｒ．の最小値 Ｔｒａｃｋ Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｇｎａｌ＝Ｓ．Ａ．Ｄ．
Ｒ．の最大値 −Ｓ．Ａ．Ｄ．Ｒ．の最小値 【数２】 （但し、ｕは領域Ωでの電界あるいは磁界のｚ成分を代
表するスカラ関数） - 【請求項３】 Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｓｉｇｎａｌが
０．４〜０．７の値であり、かつ、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ
Ｓｉｇｎａｌの変動が少ない領域においてトラックピ
ッチＰ、幅Ｗ、深さＤ、傾きβ及び開口数ηが設定され
ることを特徴とする請求項１及び請求項２の記録再生シ
ステムの設計方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3178494A JPH0528506A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 記録再生システムの設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3178494A JPH0528506A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 記録再生システムの設計方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528506A true JPH0528506A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16049436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3178494A Pending JPH0528506A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 記録再生システムの設計方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0528506A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6379864B1 (en) | 1992-05-15 | 2002-04-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing an optical disk |
-
1991
- 1991-07-18 JP JP3178494A patent/JPH0528506A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6379864B1 (en) | 1992-05-15 | 2002-04-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing an optical disk |
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