JPH06215380A - 光メディアのマルチビット・セルラ反射率変調 - Google Patents
光メディアのマルチビット・セルラ反射率変調Info
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- JPH06215380A JPH06215380A JP30838693A JP30838693A JPH06215380A JP H06215380 A JPH06215380 A JP H06215380A JP 30838693 A JP30838693 A JP 30838693A JP 30838693 A JP30838693 A JP 30838693A JP H06215380 A JPH06215380 A JP H06215380A
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- G11B7/2407—Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
- G11B7/24085—Pits
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
- G11B7/005—Reproducing
- G11B7/0051—Reproducing involving phase depth effects
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 より多くのデータを光記憶媒体にコーディン
グする方法を提供する。 【構成】 光記憶媒体は、入射レーザ光を反射する記録
面を有するディスクと、記憶されたデータを表わす複数
のセルから成り、各セルは入射レーザ光に対する２N の
所定有効反射率レベルの１つによって特徴づけられる。
ここでＮ＞１であり、Ｎは１セル当たりの記憶ビット数
を表わす。
グする方法を提供する。 【構成】 光記憶媒体は、入射レーザ光を反射する記録
面を有するディスクと、記憶されたデータを表わす複数
のセルから成り、各セルは入射レーザ光に対する２N の
所定有効反射率レベルの１つによって特徴づけられる。
ここでＮ＞１であり、Ｎは１セル当たりの記憶ビット数
を表わす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には光ディスク
記憶装置に関し、特にＣＤ−ＲＯＭとＷＯＲＭ（Write-
Once-Read-Many）ドライブのマルチビット・セルラ反射
率変調に関する。
記憶装置に関し、特にＣＤ−ＲＯＭとＷＯＲＭ（Write-
Once-Read-Many）ドライブのマルチビット・セルラ反射
率変調に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータのパワーが増大し、コンピ
ュータが大量のデータを簡単に処理するようになると共
に、大量のデータを格納し検索するニーズが業界のニー
ズになっている。デジタル・データを格納する方法とし
て現在知られているもののなかで最も効果的で簡便な方
法は、光学的媒体を使用することである。ただし、光学
式装置は磁気媒体に比べてデータ検索密度が大幅に増加
してはいるが、記憶率とデータ転送速度を上げるため
に、このような媒体上のデータ記憶密度を更に高めるニ
ーズはなお存在する。
ュータが大量のデータを簡単に処理するようになると共
に、大量のデータを格納し検索するニーズが業界のニー
ズになっている。デジタル・データを格納する方法とし
て現在知られているもののなかで最も効果的で簡便な方
法は、光学的媒体を使用することである。ただし、光学
式装置は磁気媒体に比べてデータ検索密度が大幅に増加
してはいるが、記憶率とデータ転送速度を上げるため
に、このような媒体上のデータ記憶密度を更に高めるニ
ーズはなお存在する。
【０００３】ＷＯＲＭとＣＤ−ＲＯＭのドライブは、デ
ィスク表面上のバイナリ・データのグレー・レベルの変
化を表わすためにピットを用いる。ピットを作成する方
法と媒体のフォーマットはＷＯＲＭやＣＤ−ＲＯＭのシ
ステムによって異なる。ただし、いずれの技術のシステ
ムでも、媒体表面に入射レーザ光の反射は、ピットから
と光学式媒体の平坦な面からとでは異なる。普通、ピッ
トはバブルの形かまたはディスク表面の窪みの形であ
る。
ィスク表面上のバイナリ・データのグレー・レベルの変
化を表わすためにピットを用いる。ピットを作成する方
法と媒体のフォーマットはＷＯＲＭやＣＤ−ＲＯＭのシ
ステムによって異なる。ただし、いずれの技術のシステ
ムでも、媒体表面に入射レーザ光の反射は、ピットから
と光学式媒体の平坦な面からとでは異なる。普通、ピッ
トはバブルの形かまたはディスク表面の窪みの形であ
る。
【０００４】ＷＯＲＭとＣＤ−ＲＯＭのディスクの主な
違いは、ＷＯＲＭディスクが１回のみ書込める物質から
作られる点である。つまり、ユーザは最初にＷＯＲＭデ
ィスクをフォーマットし、それからディスク上でフォー
マットされるデータを書込む必要がある。逆に光学式媒
体のＣＤ−ＲＯＭは読取り専用である。ＣＤ−ＲＯＭに
記憶される情報は最初、生産現場でマスタ・ディスクに
コピーされ、次にマスタ・ディスクからＣＤ−ＲＯＭの
複数のコピーが作られ、エンド・ユーザに供給される。
上記のようにＣＤ−ＲＯＭとＷＯＲＭドライブの主な違
いは、ＣＤ−ＲＯＭが書込みのためにはフォーマットさ
れず（すなわち、予めデータでフォーマットされてい
る）、書込みができないのに対しＷＯＲＭディスクには
データを１回書込むことができ、その後何回も読取りが
できるという点である。
違いは、ＷＯＲＭディスクが１回のみ書込める物質から
作られる点である。つまり、ユーザは最初にＷＯＲＭデ
ィスクをフォーマットし、それからディスク上でフォー
マットされるデータを書込む必要がある。逆に光学式媒
体のＣＤ−ＲＯＭは読取り専用である。ＣＤ−ＲＯＭに
記憶される情報は最初、生産現場でマスタ・ディスクに
コピーされ、次にマスタ・ディスクからＣＤ−ＲＯＭの
複数のコピーが作られ、エンド・ユーザに供給される。
上記のようにＣＤ−ＲＯＭとＷＯＲＭドライブの主な違
いは、ＣＤ−ＲＯＭが書込みのためにはフォーマットさ
れず（すなわち、予めデータでフォーマットされてい
る）、書込みができないのに対しＷＯＲＭディスクには
データを１回書込むことができ、その後何回も読取りが
できるという点である。
【０００５】フォーマット済みのＣＤ−ＲＯＭとデータ
が記録されているＷＯＲＭのディスクとは、同じような
ディスク構造にその特徴がある。ディスクは直径約１２
０ｍｍ、厚み１．２ｍｍ、孔の直径は１５ｍｍである。
情報はディスク内の小さいピットまたはバブルによって
形成される螺旋として表わされる。その表面は反射層で
覆われ、反射層は更に保護ラッカで覆われている。従来
のピットは、通常、高さまたは深さが０．１２μｍ、幅
が約０．６μｍである。ピットまたはバブルの螺旋パタ
ーンは１．６μｍの間隔で連続して巻かれる。この間隔
ではトラック密度が１インチ（２５．４ｍｍ）当たり１
６，０００セルになる。各ピットまたはバブルの間はラ
ンドと呼ばれる平坦な領域であり、螺旋内の連続したピ
ットの間の距離は、従来、０．９μｍ乃至３．３μｍの
範囲である。
が記録されているＷＯＲＭのディスクとは、同じような
ディスク構造にその特徴がある。ディスクは直径約１２
０ｍｍ、厚み１．２ｍｍ、孔の直径は１５ｍｍである。
情報はディスク内の小さいピットまたはバブルによって
形成される螺旋として表わされる。その表面は反射層で
覆われ、反射層は更に保護ラッカで覆われている。従来
のピットは、通常、高さまたは深さが０．１２μｍ、幅
が約０．６μｍである。ピットまたはバブルの螺旋パタ
ーンは１．６μｍの間隔で連続して巻かれる。この間隔
ではトラック密度が１インチ（２５．４ｍｍ）当たり１
６，０００セルになる。各ピットまたはバブルの間はラ
ンドと呼ばれる平坦な領域であり、螺旋内の連続したピ
ットの間の距離は、従来、０．９μｍ乃至３．３μｍの
範囲である。
【０００６】ＣＤ−ＲＯＭとＷＯＲＭのドライブ上のデ
ータの記録方式には違いがあるにもかかわらず、ＣＤ−
ＲＯＭやＷＯＲＭディスクのあるセルからのデータの読
取りの方式は同じである。
ータの記録方式には違いがあるにもかかわらず、ＣＤ−
ＲＯＭやＷＯＲＭディスクのあるセルからのデータの読
取りの方式は同じである。
【０００７】ＷＯＲＭドライブまたはＣＤ−ＲＯＭから
データを読取るために、レーザ・ビームがピットまたは
バブルの螺旋トラックに集束し、対物レンズから反射し
て測定される。ピットまたはバブルに当たった光は、レ
ンズに戻る光が極めて少なくなるよう広角に回折する。
しかし、レーザ光が連続したピットの間の平坦なランド
面に集束した時、ほとんどの光は反射して対物レンズに
戻る。光の反射、回折、及び干渉の組合わせにより変調
された信号がディスクに記憶された情報を表わす。反射
した光はレンズに隣接した光検出器によって受光され、
検出器が光の強度に比例した電流を生成する。このよう
に反射した光の信号は、レーザ・ビームがピットからラ
ンドへ、またその逆に移動する毎に変化する。
データを読取るために、レーザ・ビームがピットまたは
バブルの螺旋トラックに集束し、対物レンズから反射し
て測定される。ピットまたはバブルに当たった光は、レ
ンズに戻る光が極めて少なくなるよう広角に回折する。
しかし、レーザ光が連続したピットの間の平坦なランド
面に集束した時、ほとんどの光は反射して対物レンズに
戻る。光の反射、回折、及び干渉の組合わせにより変調
された信号がディスクに記憶された情報を表わす。反射
した光はレンズに隣接した光検出器によって受光され、
検出器が光の強度に比例した電流を生成する。このよう
に反射した光の信号は、レーザ・ビームがピットからラ
ンドへ、またその逆に移動する毎に変化する。
【０００８】全てのデジタル記憶装置の基本的な目的
は、記憶ボリュームすなわち記憶領域に対してデータ密
度すなわち記憶装置の容量を高めることである。従来か
ら知られている通り、データ密度を高めるにはピットま
たはバブルとそれらの間の距離を小さくすればよい。し
かし、読取り時のレーザ光の波長は約０．６ミクロンで
あり、縮小されたピットまたはバブルにビームを集束さ
せる際の制限が大きい。周知のレイリーの原理は、レン
ズの最小分解能を定量化するものであるが、ハイゼンベ
ルグの不確定性原理は、電子のその運動量に対する位置
の不確定性を指摘している。これらの法則に従えば、光
学系の焦点の最小可能分解能は約λ／４πＮとされてい
る。ここで、Ｎはレンズの開口数である。従って、現在
可能なサイズ（λ／２等）よりも小さい光セルを作成す
ることは実質上不可能である。現在の技術よりも高密度
に分布したデータ・セルにレーザ・ビームを集束させる
には量子学的方式がなければならないからである。
は、記憶ボリュームすなわち記憶領域に対してデータ密
度すなわち記憶装置の容量を高めることである。従来か
ら知られている通り、データ密度を高めるにはピットま
たはバブルとそれらの間の距離を小さくすればよい。し
かし、読取り時のレーザ光の波長は約０．６ミクロンで
あり、縮小されたピットまたはバブルにビームを集束さ
せる際の制限が大きい。周知のレイリーの原理は、レン
ズの最小分解能を定量化するものであるが、ハイゼンベ
ルグの不確定性原理は、電子のその運動量に対する位置
の不確定性を指摘している。これらの法則に従えば、光
学系の焦点の最小可能分解能は約λ／４πＮとされてい
る。ここで、Ｎはレンズの開口数である。従って、現在
可能なサイズ（λ／２等）よりも小さい光セルを作成す
ることは実質上不可能である。現在の技術よりも高密度
に分布したデータ・セルにレーザ・ビームを集束させる
には量子学的方式がなければならないからである。
【０００９】そのため、より多くのデータを光記憶媒体
にコーディングするために様々な試みが成されている。
にコーディングするために様々な試みが成されている。
【００１０】例えばＩＢＭの報告書ＲＪ−３２８７、"F
requency Domain Optical Storage（周波数領域の光記
憶装置）" は、空間スポットそれぞれの周波数スペクト
ルに情報を記憶することによって光記録密度を最大にす
る方法について述べている。
requency Domain Optical Storage（周波数領域の光記
憶装置）" は、空間スポットそれぞれの周波数スペクト
ルに情報を記憶することによって光記録密度を最大にす
る方法について述べている。
【００１１】米国特許第４９６３４６４号（Setani）
は、記憶されたデータの２つ以上のビット・ストリーム
のある光媒体を開示している。データのあるビット・ス
トリームは、２つのデータ・ストリームを表わすために
用いられるピットの深さによって別のデータのビット・
ストリームから区別される。従って、螺旋トラック内で
深さが異なるピットをインタリーブすることによって、
２つ以上のデータ・ストリームを同時に記憶することが
できる。しかし、Setaniの特許によると各セルは１ビッ
トのデータを表わす。
は、記憶されたデータの２つ以上のビット・ストリーム
のある光媒体を開示している。データのあるビット・ス
トリームは、２つのデータ・ストリームを表わすために
用いられるピットの深さによって別のデータのビット・
ストリームから区別される。従って、螺旋トラック内で
深さが異なるピットをインタリーブすることによって、
２つ以上のデータ・ストリームを同時に記憶することが
できる。しかし、Setaniの特許によると各セルは１ビッ
トのデータを表わす。
【００１２】米国特許第５０６０２２３号（Segawa）
は、ピットと案内溝の形状が指定された光学式情報記録
媒体を示している。好適な実施例では、ピットの深さが
０．４６λ／ｎ乃至０．５６λ／ｎと変化する。Segawa
のシステムは所定のピッチで同心状または螺旋状に形成
されたトラッキング用の案内溝、及び案内溝のほぼ中間
に予めフォーマットして形成されたピットを提供するも
のである。Setaniの特許と同様、これも各セル位置で１
データ・ビットを表わすというにとどまる。
は、ピットと案内溝の形状が指定された光学式情報記録
媒体を示している。好適な実施例では、ピットの深さが
０．４６λ／ｎ乃至０．５６λ／ｎと変化する。Segawa
のシステムは所定のピッチで同心状または螺旋状に形成
されたトラッキング用の案内溝、及び案内溝のほぼ中間
に予めフォーマットして形成されたピットを提供するも
のである。Setaniの特許と同様、これも各セル位置で１
データ・ビットを表わすというにとどまる。
【００１３】この他の従来技術は、光記憶媒体のピット
深さを変化させた結果を考慮したものである。例えばＩ
ＢＭの報告書ＲＣ−９８６０、"Two Dimensional Model
lingof Optical Disk Read-Out（光ディスクの読出しの
二次元モデリング）"は、読出し信号の質に対するデー
タ密度、位相ピット深さ等の影響を調べるモデルを示し
ている。
深さを変化させた結果を考慮したものである。例えばＩ
ＢＭの報告書ＲＣ−９８６０、"Two Dimensional Model
lingof Optical Disk Read-Out（光ディスクの読出しの
二次元モデリング）"は、読出し信号の質に対するデー
タ密度、位相ピット深さ等の影響を調べるモデルを示し
ている。
【００１４】IBM Technical Disclosure Bulletin、Vo
l．34、No．10b、3/92、"ThreeLevel Mask Method for
Gray Scale Printing （グレー・スケール・プリントの
ための３レベル・マスク法）" は、光電子印刷等のプロ
セスを伴う用途を考慮した「スーパ・ピクセル」内の光
の吸収と反射の９９個の「グレー」レベルを示してい
る。
l．34、No．10b、3/92、"ThreeLevel Mask Method for
Gray Scale Printing （グレー・スケール・プリントの
ための３レベル・マスク法）" は、光電子印刷等のプロ
セスを伴う用途を考慮した「スーパ・ピクセル」内の光
の吸収と反射の９９個の「グレー」レベルを示してい
る。
【００１５】Ohtaらによる米国特許第４８５２０７６号
は、熱によって変化する光特性を有する薄膜を使用した
光情報記録／再生ディスクを示している。ピットの深さ
と幅は通常、±１０％以内であり、ディスクの物質の反
射率はディスク製造時の熱ひずみにより１３％乃至２３
％の範囲で可変という。
は、熱によって変化する光特性を有する薄膜を使用した
光情報記録／再生ディスクを示している。ピットの深さ
と幅は通常、±１０％以内であり、ディスクの物質の反
射率はディスク製造時の熱ひずみにより１３％乃至２３
％の範囲で可変という。
【００１６】米国特許第４５５１８２８号（Chung
）、"Quadrilayer Optical DRAW Medium（光学式４層
ＤＲＡＷ媒体）" はＤＲＡＷ媒体のピットの形成を促進
し、同媒体との接続でピット深さと反射率を変化させる
ために用いられる薄い「トリガ」層を示している。
）、"Quadrilayer Optical DRAW Medium（光学式４層
ＤＲＡＷ媒体）" はＤＲＡＷ媒体のピットの形成を促進
し、同媒体との接続でピット深さと反射率を変化させる
ために用いられる薄い「トリガ」層を示している。
【００１７】米国特許第４９３０１１６号（Dil ）、"R
ecord Carrier ContainingInformation in an Opticall
y Readable Information Structure（光学的に読取り可
能な情報構造のレコード・キャリアを含む情報）" は、
ピット壁の形状が光ディスクに対するデータの格納と検
索にほとんど影響を与えないとしている。
ecord Carrier ContainingInformation in an Opticall
y Readable Information Structure（光学的に読取り可
能な情報構造のレコード・キャリアを含む情報）" は、
ピット壁の形状が光ディスクに対するデータの格納と検
索にほとんど影響を与えないとしている。
【００１８】
【００１９】
【課題を解決するための手段及び作用】従来技術では、
レーザの出力または強度を変化させることによって、高
さが異なるピットまたはバブルを光ディスク内に形成で
きることが知られている。また、ある高さのピットまた
はバブルは、高さが異なるピットに対して、光読取りヘ
ッドの対物レンズに反射する光の量が異なることも知ら
れている。深さまたは高さが異なるピットによって反射
光の量が異なる理由は、反射された光の散乱、及び入射
レーザ光と同位相である反射光と位相特性がずれたピッ
トからの反射光の干渉が、ピットの深さに依存すること
にある。
レーザの出力または強度を変化させることによって、高
さが異なるピットまたはバブルを光ディスク内に形成で
きることが知られている。また、ある高さのピットまた
はバブルは、高さが異なるピットに対して、光読取りヘ
ッドの対物レンズに反射する光の量が異なることも知ら
れている。深さまたは高さが異なるピットによって反射
光の量が異なる理由は、反射された光の散乱、及び入射
レーザ光と同位相である反射光と位相特性がずれたピッ
トからの反射光の干渉が、ピットの深さに依存すること
にある。
【００２０】マルチビット・データは、本発明によれば
ピットまたはバブルの深さと特定のマルチビット・シー
ケンスを関連づけることによって、光記憶媒体にコーデ
ィングできることが分かっている。
ピットまたはバブルの深さと特定のマルチビット・シー
ケンスを関連づけることによって、光記憶媒体にコーデ
ィングできることが分かっている。
【００２１】本発明のさまざまな態様は次のように定義
される。光記憶装置は、入射レーザ光を反射する記録面
を有するディスクと、記憶されたデータを表わす複数の
セルとから成り、該セルは各々、該レーザ光に対する有
効反射率を示す２N の所定レベルのいずれかによって特
徴づけられる。Ｎは１より大きく、１セル当たりの格納
ビット数を表わす。
される。光記憶装置は、入射レーザ光を反射する記録面
を有するディスクと、記憶されたデータを表わす複数の
セルとから成り、該セルは各々、該レーザ光に対する有
効反射率を示す２N の所定レベルのいずれかによって特
徴づけられる。Ｎは１より大きく、１セル当たりの格納
ビット数を表わす。
【００２２】波長λのレーザ・ビームを利用してＷＯＲ
Ｍディスクにデータをコーディングする方法は次のステ
ップから成る。 ａ）上記ディスクをフォーマットするステップ、 ｂ）２ビットのデータを、セル・タイプ１、セル・タイ
プ２、セル・タイプ３、セル・タイプ４の４つのセル・
タイプにマッピングするステップ。セル・タイプ１は、
上記レーザ・ビームの第１の所定量を反射する第１の有
効反射率レベルを特徴とし、セル・タイプ２は、該第１
の所定量よりも小さい該レーザ・ビームの第２の所定量
を反射する第２の有効反射率レベルを特徴とし、セル・
タイプ３は、該第２の所定量よりも小さい該レーザ・ビ
ームの第３の所定量を反射する第３の有効反射率レベル
を特徴とし、セル・タイプ４は、該第３の所定量よりも
小さい該レーザ・ビームの第４の所定量を反射する第４
の有効反射率レベルを特徴とするステップ、 ｃ）上記第４の有効反射率レベルのセルを作成するため
に必要な出力の１／３に上記レーザ光をセットするステ
ップ、 ｄ）同時に上記ディスクを第１の回転で回転させ、上記
レーザ光を所定回数パルスして、上記第４の有効反射率
レベルのセルを作成するために必要な出力の１／３で該
レーザ光をセル・タイプ２、セル・タイプ３、及びセル
・タイプ４に照射するステップ、 ｅ）上記ディスクを追加回転させ、セル・タイプ２、セ
ル・タイプ３、及びセル・タイプ４を読取り、しきい値
を超えるセル・タイプ２、セル・タイプ３またはセル・
タイプ４を識別するステップ、 ｆ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｅ）でしきい値を超え
ると識別されたセル・タイプ２、セル・タイプ３、セル
・タイプ４のうち所定のセルを照射するステップ、 ｇ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、上記第４の有効反射率レベルの
セルを作成するために必要な出力の１／３で該レーザ光
をセル・タイプ３とセル・タイプ４に照射するステッ
プ、 ｈ）上記ディスクを追加回転させセル・タイプ３とセル
・タイプ４を読取り、しきい値を超える該セル・タイプ
３またはセル・タイプ４を識別するステップ、 ｉ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｈ）でしきい値を超え
ると識別されたセル・タイプ３とセル・タイプ４のうち
所定のセルを照射するステップ、 ｊ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、上記第４の有効反射率レベルの
セルを作成するために必要な出力の１／３で該レーザ光
をセル・タイプ４に照射するステップ、 ｋ）上記ディスクを追加回転させ、セル・タイプ４を読
取り、しきい値を超える該セル・タイプ４を識別するス
テップ、 ｌ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｋ）でしきい値を超え
ると識別されたセル・タイプ４のうち所定のセルを照射
するステップ。
Ｍディスクにデータをコーディングする方法は次のステ
ップから成る。 ａ）上記ディスクをフォーマットするステップ、 ｂ）２ビットのデータを、セル・タイプ１、セル・タイ
プ２、セル・タイプ３、セル・タイプ４の４つのセル・
タイプにマッピングするステップ。セル・タイプ１は、
上記レーザ・ビームの第１の所定量を反射する第１の有
効反射率レベルを特徴とし、セル・タイプ２は、該第１
の所定量よりも小さい該レーザ・ビームの第２の所定量
を反射する第２の有効反射率レベルを特徴とし、セル・
タイプ３は、該第２の所定量よりも小さい該レーザ・ビ
ームの第３の所定量を反射する第３の有効反射率レベル
を特徴とし、セル・タイプ４は、該第３の所定量よりも
小さい該レーザ・ビームの第４の所定量を反射する第４
の有効反射率レベルを特徴とするステップ、 ｃ）上記第４の有効反射率レベルのセルを作成するため
に必要な出力の１／３に上記レーザ光をセットするステ
ップ、 ｄ）同時に上記ディスクを第１の回転で回転させ、上記
レーザ光を所定回数パルスして、上記第４の有効反射率
レベルのセルを作成するために必要な出力の１／３で該
レーザ光をセル・タイプ２、セル・タイプ３、及びセル
・タイプ４に照射するステップ、 ｅ）上記ディスクを追加回転させ、セル・タイプ２、セ
ル・タイプ３、及びセル・タイプ４を読取り、しきい値
を超えるセル・タイプ２、セル・タイプ３またはセル・
タイプ４を識別するステップ、 ｆ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｅ）でしきい値を超え
ると識別されたセル・タイプ２、セル・タイプ３、セル
・タイプ４のうち所定のセルを照射するステップ、 ｇ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、上記第４の有効反射率レベルの
セルを作成するために必要な出力の１／３で該レーザ光
をセル・タイプ３とセル・タイプ４に照射するステッ
プ、 ｈ）上記ディスクを追加回転させセル・タイプ３とセル
・タイプ４を読取り、しきい値を超える該セル・タイプ
３またはセル・タイプ４を識別するステップ、 ｉ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｈ）でしきい値を超え
ると識別されたセル・タイプ３とセル・タイプ４のうち
所定のセルを照射するステップ、 ｊ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、上記第４の有効反射率レベルの
セルを作成するために必要な出力の１／３で該レーザ光
をセル・タイプ４に照射するステップ、 ｋ）上記ディスクを追加回転させ、セル・タイプ４を読
取り、しきい値を超える該セル・タイプ４を識別するス
テップ、 ｌ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｋ）でしきい値を超え
ると識別されたセル・タイプ４のうち所定のセルを照射
するステップ。
【００２３】波長λの低出力レーザ・ビームを使用して
１セル当たり複数のビットの情報を光ディスクから読取
る方法では、該情報が該ディスク内で、セル・タイプ
１、セル・タイプ２、セル・タイプ３、セル・タイプ４
の４つのセル・タイプとしてコーディングされる。セル
・タイプ１は、上記レーザ・ビームの第１の所定量を反
射する第１の有効反射率レベルを特徴とし、セル・タイ
プ２は、該第１の所定量よりも小さい該レーザ・ビーム
の第２の所定量を反射する第２の有効反射率レベルを特
徴とし、セル・タイプ３は、該第２の所定量よりも小さ
い該レーザ・ビームの第３の所定量を反射する第３の有
効反射率レベルを特徴とし、セル・タイプ４は、該第３
の所定量よりも小さい該レーザ・ビームの第４の所定量
を反射する第４の有効反射率レベルを特徴とする。この
方法は次のステップから成る。 ａ）同時に上記ディスクを回転させて、該ディスクに上
記低出力レーザ・ビームを照射し、該ディスクからの光
の量を変調させる。 ｂ）上記ディスクからの光を検出し、上記セル・タイプ
のそれぞれを表わす４つの２ビット・コードの１つをし
きい値とすることによって該光を変換する。
１セル当たり複数のビットの情報を光ディスクから読取
る方法では、該情報が該ディスク内で、セル・タイプ
１、セル・タイプ２、セル・タイプ３、セル・タイプ４
の４つのセル・タイプとしてコーディングされる。セル
・タイプ１は、上記レーザ・ビームの第１の所定量を反
射する第１の有効反射率レベルを特徴とし、セル・タイ
プ２は、該第１の所定量よりも小さい該レーザ・ビーム
の第２の所定量を反射する第２の有効反射率レベルを特
徴とし、セル・タイプ３は、該第２の所定量よりも小さ
い該レーザ・ビームの第３の所定量を反射する第３の有
効反射率レベルを特徴とし、セル・タイプ４は、該第３
の所定量よりも小さい該レーザ・ビームの第４の所定量
を反射する第４の有効反射率レベルを特徴とする。この
方法は次のステップから成る。 ａ）同時に上記ディスクを回転させて、該ディスクに上
記低出力レーザ・ビームを照射し、該ディスクからの光
の量を変調させる。 ｂ）上記ディスクからの光を検出し、上記セル・タイプ
のそれぞれを表わす４つの２ビット・コードの１つをし
きい値とすることによって該光を変換する。
【００２４】本発明の原理は、ＣＤ−ＲＯＭシステムや
ＷＯＲＭドライブを含めて、あらゆる光記憶システムに
応用できると考えられる。しかし後述するように、本発
明の好適な実施例はＷＯＲＭドライブを採用した例であ
る。
ＷＯＲＭドライブを含めて、あらゆる光記憶システムに
応用できると考えられる。しかし後述するように、本発
明の好適な実施例はＷＯＲＭドライブを採用した例であ
る。
【００２５】
【実施例】上述のように、本発明に従ったシステムは、
光記憶装置にデータ・セルを作成し、各セルが複数のビ
ットの密度によって特徴づけられる。各セルのビット値
を上げることによって、データ密度と読取り率の両方が
Ｎ倍増加する。Ｎは各セル内のビット数である。
光記憶装置にデータ・セルを作成し、各セルが複数のビ
ットの密度によって特徴づけられる。各セルのビット値
を上げることによって、データ密度と読取り率の両方が
Ｎ倍増加する。Ｎは各セル内のビット数である。
【００２６】本発明の好適な実施例に従った場合、従来
の技術とは対照的に、各セルについて所定の最小値と最
大値の間の特定の反射係数範囲が得られるように、各セ
ルの有効反射率を変化させることによって、１セル当た
り２ビット以上のデータがコーディングされる。本発明
の明細書中では、有効反射率とは、反射率、散乱、干
渉、及び回折の累積的影響をいう。反射率という用語自
体と、物質の反射率という用語は平坦面を想定した場合
に反射される光の量のみを表わす。例えば典型的な光デ
ィスクは、反射率の最大値が約０．６、最小可能反射率
が約０である。従って、各セル・タイプに異なる有効反
射率を割当てることによって、さまざまな複数ビット・
データ・シーケンスを有効反射率の異なるセルに関連づ
けることができる。詳しくは後述するが、割当てられた
セル・タイプは、一定の値ではなく、有効反射率のある
範囲に一致し、プロセスの変動や不正確さの要因にな
る。しかしながら、セルの有効反射率が、最小値と最大
値の間の所定の範囲に一致する場合は、１つのセルを利
用して、複数ビットのデータの正確な記録と再生が可能
となる。
の技術とは対照的に、各セルについて所定の最小値と最
大値の間の特定の反射係数範囲が得られるように、各セ
ルの有効反射率を変化させることによって、１セル当た
り２ビット以上のデータがコーディングされる。本発明
の明細書中では、有効反射率とは、反射率、散乱、干
渉、及び回折の累積的影響をいう。反射率という用語自
体と、物質の反射率という用語は平坦面を想定した場合
に反射される光の量のみを表わす。例えば典型的な光デ
ィスクは、反射率の最大値が約０．６、最小可能反射率
が約０である。従って、各セル・タイプに異なる有効反
射率を割当てることによって、さまざまな複数ビット・
データ・シーケンスを有効反射率の異なるセルに関連づ
けることができる。詳しくは後述するが、割当てられた
セル・タイプは、一定の値ではなく、有効反射率のある
範囲に一致し、プロセスの変動や不正確さの要因にな
る。しかしながら、セルの有効反射率が、最小値と最大
値の間の所定の範囲に一致する場合は、１つのセルを利
用して、複数ビットのデータの正確な記録と再生が可能
となる。
【００２７】図１は本発明に従った光ディスク構造であ
る（ＣＤ−ＲＯＭまたはＷＯＲＭ）。光ディスクは保護
層２に重なるラベル１と、プラスチック・ポリカーボネ
ート層４に埋め込まれた信号記録面３から成る。
る（ＣＤ−ＲＯＭまたはＷＯＲＭ）。光ディスクは保護
層２に重なるラベル１と、プラスチック・ポリカーボネ
ート層４に埋め込まれた信号記録面３から成る。
【００２８】複数ビット・データは、本発明の重要な態
様に従い、光ディスクの反射面の各セルについて異なる
ピット深さに割当てられている。従って、１セル当たり
２ビットの構造（図１）では、セル・タイプ１（参照符
号８）は、約０の深さによって特徴づけられ、セル・タ
イプ２（参照符号６）は１／３（λ／４）のセル深さ、
セル・タイプ３（参照符号５）は約２／３（λ／４）の
セル深さ、セル・タイプ４（参照符号７）は約λ／４の
セル深さによってそれぞれ特徴づけられる。ここでλは
入射レーザの読取りビームの波長である。
様に従い、光ディスクの反射面の各セルについて異なる
ピット深さに割当てられている。従って、１セル当たり
２ビットの構造（図１）では、セル・タイプ１（参照符
号８）は、約０の深さによって特徴づけられ、セル・タ
イプ２（参照符号６）は１／３（λ／４）のセル深さ、
セル・タイプ３（参照符号５）は約２／３（λ／４）の
セル深さ、セル・タイプ４（参照符号７）は約λ／４の
セル深さによってそれぞれ特徴づけられる。ここでλは
入射レーザの読取りビームの波長である。
【００２９】図２に示すように、ピットを形成する技術
ではなくバブルを形成する媒体を利用することができ
る。バブルを形成する技術は現在の主流であり、一般に
利用しやすく低コストと考えられるからである。ピット
の形成が実現される場合、本発明はバブル形成法ではな
くピット溶融法に通じる媒体のみを使用する。
ではなくバブルを形成する媒体を利用することができ
る。バブルを形成する技術は現在の主流であり、一般に
利用しやすく低コストと考えられるからである。ピット
の形成が実現される場合、本発明はバブル形成法ではな
くピット溶融法に通じる媒体のみを使用する。
【００３０】図２の好適な実施例によれば有効反射率の
変化は、入射レーザがバブル面に当たった時の散乱効果
によって生じる。逆にピットの場合、優勢な影響は入射
波と反射波の干渉である。図２でセル・タイプ１は参照
符号８' 、セル・タイプ２は符号６'、セル・タイプ３
は符号５'、セル・タイプ４は７' でそれぞれ示した。
変化は、入射レーザがバブル面に当たった時の散乱効果
によって生じる。逆にピットの場合、優勢な影響は入射
波と反射波の干渉である。図２でセル・タイプ１は参照
符号８' 、セル・タイプ２は符号６'、セル・タイプ３
は符号５'、セル・タイプ４は７' でそれぞれ示した。
【００３１】複数ビット値は、本発明の原理に従ってそ
れぞれのセルに割当てることができる。すなわちセル・
タイプ１をビット００、セル・タイプ２をビット０１、
セル・タイプ３をビット１１、及びセル・タイプ４をビ
ット１０で表わすグレー・コードのコーディング方式を
設定することができる。或いはまた、各種の複数ビット
・セル・タイプを使用して、複数ビット・データの値変
化を示すこともできる。例えばセル・タイプ１で複数ビ
ット・データに変化がないことを表わし、セル・タイプ
２で最下位ビットだけを補数化することを、セル・タイ
プ３でデータの両ビットを補数化することを、更にセル
・タイプ４で最上位ビットだけを補数化することを表わ
すことができる。
れぞれのセルに割当てることができる。すなわちセル・
タイプ１をビット００、セル・タイプ２をビット０１、
セル・タイプ３をビット１１、及びセル・タイプ４をビ
ット１０で表わすグレー・コードのコーディング方式を
設定することができる。或いはまた、各種の複数ビット
・セル・タイプを使用して、複数ビット・データの値変
化を示すこともできる。例えばセル・タイプ１で複数ビ
ット・データに変化がないことを表わし、セル・タイプ
２で最下位ビットだけを補数化することを、セル・タイ
プ３でデータの両ビットを補数化することを、更にセル
・タイプ４で最上位ビットだけを補数化することを表わ
すことができる。
【００３２】図１、図２の１セル当たり２ビットの構造
では、光記憶媒体の読取り率とデータ密度は２倍大きく
なる。
では、光記憶媒体の読取り率とデータ密度は２倍大きく
なる。
【００３３】図１、図２に示した光ディスク構造の特性
は、セル深さを変える他にも従来技術と一致している。
例えばセル箇所は約０．６ミクロンの大きさであり、セ
ルの中心間距離は約０．９ミクロンである。トラックの
間隔は約１．６ミクロンであり、データのトラッキング
に従来の標準的なシステムが利用される。
は、セル深さを変える他にも従来技術と一致している。
例えばセル箇所は約０．６ミクロンの大きさであり、セ
ルの中心間距離は約０．９ミクロンである。トラックの
間隔は約１．６ミクロンであり、データのトラッキング
に従来の標準的なシステムが利用される。
【００３４】図３は、図１、図２の構造に従った異なる
セル・タイプの干渉パターンを示す。有効反射率０．５
の表面について、回折の影響と集束誤差による非効率は
２０％と推定される。
セル・タイプの干渉パターンを示す。有効反射率０．５
の表面について、回折の影響と集束誤差による非効率は
２０％と推定される。
【００３５】図４は、図１、図２のいずれかの１セル当
たり２ビットの実施例の各セル・タイプの有効反射率
を、エラー・フリーの複数ビット・デコーディングにつ
いて許容できる反射率の最大範囲と共に示す。セル・タ
イプ１は、有効反射率が約０．５００±０．０６２５、
セル・タイプ２は約０．３７５±０．０６２５、セル・
タイプ３は約０．２５０±０．０６２５、セル・タイプ
４は約０．１２５±０．０６２５とそれぞれ特徴づけら
れる。
たり２ビットの実施例の各セル・タイプの有効反射率
を、エラー・フリーの複数ビット・デコーディングにつ
いて許容できる反射率の最大範囲と共に示す。セル・タ
イプ１は、有効反射率が約０．５００±０．０６２５、
セル・タイプ２は約０．３７５±０．０６２５、セル・
タイプ３は約０．２５０±０．０６２５、セル・タイプ
４は約０．１２５±０．０６２５とそれぞれ特徴づけら
れる。
【００３６】本発明の態様に従った方法は、バブルを成
長させる段階的アプローチを通して複数ビット・データ
をＷＯＲＭディスクにコーディングし、深さが異なるセ
ルを特徴づける。ＷＯＲＭの書込みレーザは図示してい
ないが、好適には集束レンズの開口数が０．６のレーザ
・ダイオード光源である。書込みレーザは、好適には周
知の技術により、記録媒体の特性に応じたレーザ出力の
光を生成する。
長させる段階的アプローチを通して複数ビット・データ
をＷＯＲＭディスクにコーディングし、深さが異なるセ
ルを特徴づける。ＷＯＲＭの書込みレーザは図示してい
ないが、好適には集束レンズの開口数が０．６のレーザ
・ダイオード光源である。書込みレーザは、好適には周
知の技術により、記録媒体の特性に応じたレーザ出力の
光を生成する。
【００３７】図５は、１セル当たり複数のビットのデー
タをＷＯＲＭディスクに書込むプロセスを示す。ステッ
プ１では、標準的な方法でＷＯＲＭディスクがフォーマ
ットされる。
タをＷＯＲＭディスクに書込むプロセスを示す。ステッ
プ１では、標準的な方法でＷＯＲＭディスクがフォーマ
ットされる。
【００３８】ステップ２では、ＷＯＲＭドライブが接続
されたコンピュータ上で動作するソフトウェアが、デジ
タル・データを各種セル・タイプ（１、２、３、及び
４）にマッピングする。
されたコンピュータ上で動作するソフトウェアが、デジ
タル・データを各種セル・タイプ（１、２、３、及び
４）にマッピングする。
【００３９】ステップ３では、書込みレーザ出力が所要
出力の１／３にセットされ、１セル当たり１ビットの標
準ＷＯＲＭドライブ上に完全なバブル／ピットを形成す
る。ディスクは１回転させられ、書込みレーザが適当な
回数パルスされ、セル・タイプ２、３、４が１／３のレ
ーザ出力で照射される。
出力の１／３にセットされ、１セル当たり１ビットの標
準ＷＯＲＭドライブ上に完全なバブル／ピットを形成す
る。ディスクは１回転させられ、書込みレーザが適当な
回数パルスされ、セル・タイプ２、３、４が１／３のレ
ーザ出力で照射される。
【００４０】ステップ４で、書込みヘッドがセル２、
３、４の全てを読取り、しきい値を超えたセルを識別す
る。
３、４の全てを読取り、しきい値を超えたセルを識別す
る。
【００４１】ステップ５では、完全なバブル／ピットを
形成すべくレーザ出力が所要出力の１／８にセットされ
て、ステップ４でしきい値を超えると識別された全ての
セルが１／８のレーザ出力光で照射される。
形成すべくレーザ出力が所要出力の１／８にセットされ
て、ステップ４でしきい値を超えると識別された全ての
セルが１／８のレーザ出力光で照射される。
【００４２】ステップ６では、タイプ３、４の全てのセ
ルが１／３出力のレーザ光で照射される。これらのセル
は次に読取られ、しきい値を超えたタイプ３または４の
セルが識別される。
ルが１／３出力のレーザ光で照射される。これらのセル
は次に読取られ、しきい値を超えたタイプ３または４の
セルが識別される。
【００４３】ステップ８では、４回目の書込みパスとし
て、しきい値を超えたと識別されたタイプ３または４の
全てのセルが再び１／８のレーザ出力で照射される。
て、しきい値を超えたと識別されたタイプ３または４の
全てのセルが再び１／８のレーザ出力で照射される。
【００４４】同様の処理がステップ９、１０、１１で行
なわれ、タイプ４のセルが形成される。
なわれ、タイプ４のセルが形成される。
【００４５】ステップ１２に示す通り、ステップ１１の
後、ＷＯＲＭドライブへのデータの書込みが完了する。
後、ＷＯＲＭドライブへのデータの書込みが完了する。
【００４６】バブルとピットを形成する代表的な書込み
出力は９ミリワットのオーダである。通常、入射光の周
波数範囲は７００ナノメートル乃至９００ナノメートル
である。従って上述の方法により、０、１／３（λ／
４）、２／３（λ／４）、及びλ／４のオーダの深さの
ピットが形成される。これに代えて、図２に示すよう
に、同様の有効反射率レベルのバブルを形成することも
できる。
出力は９ミリワットのオーダである。通常、入射光の周
波数範囲は７００ナノメートル乃至９００ナノメートル
である。従って上述の方法により、０、１／３（λ／
４）、２／３（λ／４）、及びλ／４のオーダの深さの
ピットが形成される。これに代えて、図２に示すよう
に、同様の有効反射率レベルのバブルを形成することも
できる。
【００４７】ピットの場合（図１）、ピットの大きさを
慎重に選択することで、ピットの内側から読取りヘッド
の光検出器に反射する光の量を、ピットの外側から光検
出器に反射した光の量に可能な限り一致させることがで
きる。λ／４ではｄ／ｂ＝０．６である。ここでｄはセ
ルの大きさ（記録されたピットの直径）、ｂはレーザ・
ビームの直径の全長乃至１／２（最大）である。ピット
の大きさが最適化されているとすると、干渉はλ／４で
最大になり、光検出器に返る光はなくなる一方、平坦面
によって複合構造干渉（superpositional constructive
interference）が生じ、光検出器に反射される光が最
大になる。図４について説明した通り、大きさが０乃至
λ／４のピットは、出力が最大値と最小値の間の光量を
返す。
慎重に選択することで、ピットの内側から読取りヘッド
の光検出器に反射する光の量を、ピットの外側から光検
出器に反射した光の量に可能な限り一致させることがで
きる。λ／４ではｄ／ｂ＝０．６である。ここでｄはセ
ルの大きさ（記録されたピットの直径）、ｂはレーザ・
ビームの直径の全長乃至１／２（最大）である。ピット
の大きさが最適化されているとすると、干渉はλ／４で
最大になり、光検出器に返る光はなくなる一方、平坦面
によって複合構造干渉（superpositional constructive
interference）が生じ、光検出器に反射される光が最
大になる。図４について説明した通り、大きさが０乃至
λ／４のピットは、出力が最大値と最小値の間の光量を
返す。
【００４８】ディスクは書込みサイクルの間に９回循環
するので、本発明に従ってデータをコーディングする書
込みサイクルは、通常のＷＯＲＭプロセスよりも遅い。
上述の通り、データがディスクに書込まれる時のパスは
６回なので、ピットを形成する全出力の１／３と１／８
のレーザ出力が用いられる。それぞれのパスで更にセル
構造が更新される。従って、データが正しく読取られた
かを検査する３回の読取りパスでは合計９パスになる。
書込みパスが６回で、読取りパスが３回の時、各タイプ
のセルに２回の書込みパスと１回の読取りパスが可能で
あり、セルは４タイプあって、うち１つが平坦であるか
ら、実際に媒体に記録する必要があるセルは３タイプだ
けである。６回の書込みパスを可能にすれば、（３×
ｎ）−２回のパスの後に正しく形成されないセル（すな
わち正しい有効反射率レベルによって特徴づけられなか
ったセル）は、３×ｎパスの後に形成する必要がある。
読込みパスはパス（３×ｎ）−１で生じる。
するので、本発明に従ってデータをコーディングする書
込みサイクルは、通常のＷＯＲＭプロセスよりも遅い。
上述の通り、データがディスクに書込まれる時のパスは
６回なので、ピットを形成する全出力の１／３と１／８
のレーザ出力が用いられる。それぞれのパスで更にセル
構造が更新される。従って、データが正しく読取られた
かを検査する３回の読取りパスでは合計９パスになる。
書込みパスが６回で、読取りパスが３回の時、各タイプ
のセルに２回の書込みパスと１回の読取りパスが可能で
あり、セルは４タイプあって、うち１つが平坦であるか
ら、実際に媒体に記録する必要があるセルは３タイプだ
けである。６回の書込みパスを可能にすれば、（３×
ｎ）−２回のパスの後に正しく形成されないセル（すな
わち正しい有効反射率レベルによって特徴づけられなか
ったセル）は、３×ｎパスの後に形成する必要がある。
読込みパスはパス（３×ｎ）−１で生じる。
【００４９】上記のように、ＷＯＲＭディスクのピット
や孔に複数ビット・データをコーディングする方法の変
形として、ＣＭＯＳ ＶＬＳＩ回路の形成に用いられる
ようなマスキング技術を利用して、或いはＧａＡｓ Ｍ
ＥＳＦＥＴ ＶＬＳＩ回路の形成に用いられような電子
ビームによるナノ・リソグラフィを利用して、ＣＤ−Ｒ
ＯＭに複数ビット・データを形成することが考えられ
る。
や孔に複数ビット・データをコーディングする方法の変
形として、ＣＭＯＳ ＶＬＳＩ回路の形成に用いられる
ようなマスキング技術を利用して、或いはＧａＡｓ Ｍ
ＥＳＦＥＴ ＶＬＳＩ回路の形成に用いられような電子
ビームによるナノ・リソグラフィを利用して、ＣＤ−Ｒ
ＯＭに複数ビット・データを形成することが考えられ
る。
【００５０】ＣＭＯＳ ＶＬＳＩ設計の場合、周知の通
り、素子は層またはアスペクトを０．０５ミクロンの精
度で最小にして形成される（ポリシリコンの間隔をとる
ための薄い酸化物の基準等）。同様に電子ビームによる
ナノ・リソグラフィによって形成された素子のフィーチ
ャ・サイズは、ＣＭＯＳ ＶＬＳＩ用に形成された同様
の素子のサイズの約１／１０である。本発明の実現に
は、λ／４のオーダの寸法精度（０．６ミクロン等）が
必要なので、適切な寸法のピットが形成可能なことは明
らかである。
り、素子は層またはアスペクトを０．０５ミクロンの精
度で最小にして形成される（ポリシリコンの間隔をとる
ための薄い酸化物の基準等）。同様に電子ビームによる
ナノ・リソグラフィによって形成された素子のフィーチ
ャ・サイズは、ＣＭＯＳ ＶＬＳＩ用に形成された同様
の素子のサイズの約１／１０である。本発明の実現に
は、λ／４のオーダの寸法精度（０．６ミクロン等）が
必要なので、適切な寸法のピットが形成可能なことは明
らかである。
【００５１】図６は、本発明の原理に従って、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ＷＯＲＭ等の光媒体から１セル当たり複数のビッ
トを読取るプロセスを示す流れ図である。図６について
説明する読取りプロセスは、バブルが形成された光媒体
とピットが形成された光媒体の両方に有効である。
ＯＭ、ＷＯＲＭ等の光媒体から１セル当たり複数のビッ
トを読取るプロセスを示す流れ図である。図６について
説明する読取りプロセスは、バブルが形成された光媒体
とピットが形成された光媒体の両方に有効である。
【００５２】ステップ１で、低出力の読取りレーザ・ビ
ームが、回転する光ディスクの表面に入射する。上述の
ように、この表面にはセルが含まれ、各セルの深さの特
性により複数ビット・データが表現される。セルはディ
スクが回転中に、標準的な光学的手法によりトラック状
にされる。セルの垂直特性が異なることにより、読取り
ヘッドに返る光の量が変化する。
ームが、回転する光ディスクの表面に入射する。上述の
ように、この表面にはセルが含まれ、各セルの深さの特
性により複数ビット・データが表現される。セルはディ
スクが回転中に、標準的な光学的手法によりトラック状
にされる。セルの垂直特性が異なることにより、読取り
ヘッドに返る光の量が変化する。
【００５３】好適な実施例では、各セルに２ビットのデ
ータがコーディングされる。一般に、光ディスク上のセ
ル・タイプの数は２N である。Ｎは各セル内のビット数
である。１セル当たり２ビットの方法では、４タイプの
セルが可能である（平坦なセルを含む）。各セル・タイ
プは読取りヘッドの光検出器に、所定の許容差範囲内の
特定の量の出力を返す。
ータがコーディングされる。一般に、光ディスク上のセ
ル・タイプの数は２N である。Ｎは各セル内のビット数
である。１セル当たり２ビットの方法では、４タイプの
セルが可能である（平坦なセルを含む）。各セル・タイ
プは読取りヘッドの光検出器に、所定の許容差範囲内の
特定の量の出力を返す。
【００５４】ステップ２で、返った光が読取りヘッドの
光検出器によって検出され、しきい値によって、従来の
ような１ビット・コードではなく２ビット・コードに変
換される。このしきい値法はエレクトロニクス分野では
これまでの標準的な方式である。検出された信号は５ボ
ルトの信号に圧縮される（最大信号強度が５ボルト、最
小信号強度が０ボルトで表わされるように）。デコーデ
ィングは信号の電圧範囲を決定する手段によって行なわ
れる（０ボルト乃至１．２５ボルト、１．２６ボルト乃
至２．５ボルト、２．５１ボルト乃至３．７５ボルト、
３．７６ボルト乃至５．０ボルト等）。次に検出された
信号に応じた２ビット・コードが割当てられる。
光検出器によって検出され、しきい値によって、従来の
ような１ビット・コードではなく２ビット・コードに変
換される。このしきい値法はエレクトロニクス分野では
これまでの標準的な方式である。検出された信号は５ボ
ルトの信号に圧縮される（最大信号強度が５ボルト、最
小信号強度が０ボルトで表わされるように）。デコーデ
ィングは信号の電圧範囲を決定する手段によって行なわ
れる（０ボルト乃至１．２５ボルト、１．２６ボルト乃
至２．５ボルト、２．５１ボルト乃至３．７５ボルト、
３．７６ボルト乃至５．０ボルト等）。次に検出された
信号に応じた２ビット・コードが割当てられる。
【００５５】コードは好適な実施例に従って、表１に示
すように、エラー訂正を促進するために、ベースの５ボ
ルトにグレー・コード化される（１２ボルトなど適当な
ベースが使用可能）。
すように、エラー訂正を促進するために、ベースの５ボ
ルトにグレー・コード化される（１２ボルトなど適当な
ベースが使用可能）。
【表１】 電圧 ビット・コード ０．００−１．２５ ００ １．２６−２．５０ ０１ ２．５１−３．７５ １１ ３．７６−５．００ １０
【００５６】図７は、ピーク時の読出しコントラストと
位相ピット深さを示す実験結果である。ここでｄ／ｂ＝
０．６、ｓ／ｂ＝１．５、ｄは記録されたピット直径、
ｂはビーム直径、ｓはセル間距離を示す。
位相ピット深さを示す実験結果である。ここでｄ／ｂ＝
０．６、ｓ／ｂ＝１．５、ｄは記録されたピット直径、
ｂはビーム直径、ｓはセル間距離を示す。
【００５７】実験からピットまたはバブルで生じる入射
レーザの非集束効果は、しきい値変位が波長の２倍のオ
ーダでなければ有効反射率に大きな影響は与えないこと
がわかっている。本発明の場合、ピットやバブルの高さ
による変動は常に波長の１／２よりも小さく、よって信
号コントラストを劣化させることはない。
レーザの非集束効果は、しきい値変位が波長の２倍のオ
ーダでなければ有効反射率に大きな影響は与えないこと
がわかっている。本発明の場合、ピットやバブルの高さ
による変動は常に波長の１／２よりも小さく、よって信
号コントラストを劣化させることはない。
【００５８】上述のように、本発明の原理は２ビットに
限定されるものではない。ピット／バブルの高さ範囲を
分けて、複数ビット値をそれに割当てることにより、１
セル当たり３、４、５、．．．ビットが実現可能であ
る。１セル当たりビット数の最大可能値は、許容誤差内
の有効反射率の各範囲をサポートする現在の技術の能力
に依存する。
限定されるものではない。ピット／バブルの高さ範囲を
分けて、複数ビット値をそれに割当てることにより、１
セル当たり３、４、５、．．．ビットが実現可能であ
る。１セル当たりビット数の最大可能値は、許容誤差内
の有効反射率の各範囲をサポートする現在の技術の能力
に依存する。
【００５９】好適な実施例では、１セル当たり複数のビ
ットのコーディングを行なうために、ＷＯＲＭドライブ
でデータが書込まれるが、ＣＤ−ＲＯＭのマスタリング
では、より正確なピット形成方法が得られ、このような
方法によってＣＤ−ＲＯＭドライブに用いられるコーデ
ィングされた複数のセルを生成することができる。
ットのコーディングを行なうために、ＷＯＲＭドライブ
でデータが書込まれるが、ＣＤ−ＲＯＭのマスタリング
では、より正確なピット形成方法が得られ、このような
方法によってＣＤ−ＲＯＭドライブに用いられるコーデ
ィングされた複数のセルを生成することができる。
【００６０】本発明には様々な変更、変形が可能であ
る。例えば図５について述べた書込みプロセスの変形例
として、１／８の出力のレーザ照射の１パスか２パスを
ディスク全体が書込まれた後に、１／８の出力の各書込
みパスの前の１パスに換えることができる。これにより
パスは９回から５回または７回に減少する。
る。例えば図５について述べた書込みプロセスの変形例
として、１／８の出力のレーザ照射の１パスか２パスを
ディスク全体が書込まれた後に、１／８の出力の各書込
みパスの前の１パスに換えることができる。これにより
パスは９回から５回または７回に減少する。
【００６１】充分な正確さと速度の書込みサイクル時に
レーザ出力が変調されると、セルは照射箇所（すなわち
セル）に想定されたデータに従ってセットされる１／
３、２／３、３／３のレーザ出力を使用して１パスで形
成される。この後、読取りと書込みのサイクルを続けて
精度を保つことができる。この変形例に従った場合、可
能なパス数を９回から３回または５回に減らすことがで
きる。
レーザ出力が変調されると、セルは照射箇所（すなわち
セル）に想定されたデータに従ってセットされる１／
３、２／３、３／３のレーザ出力を使用して１パスで形
成される。この後、読取りと書込みのサイクルを続けて
精度を保つことができる。この変形例に従った場合、可
能なパス数を９回から３回または５回に減らすことがで
きる。
【００６２】図６で示したピットの読取りプロセスを考
える。ピット深さは、１セル当たり２ビットの好適な実
施例について、０、１／３（λ／４）、２／３（λ／
４）、λ／４として示した。λ／４より大きい深さの利
用も考えられる。例えば０、λ／４＋１／３（λ／
４）、λ／４＋２／３（λ／４）、及びλ／４のピット
深さが使用できる。ここで図８を参照されたい。またピ
ットの深さは、好適な実施例で述べたグレー・コード値
に限定することはできない。コードをビットの深さや高
さに割当てる唯一の条件は、特定のセル・タイプから返
った読取り信号強度が、しきい値動作の後に読取り器に
よって認識可能でなければならないということである。
従って読取り器が、出力のしきい値の後に有効反射率を
通してそれらを識別できるのであれば、ピット反射率を
どのように組合わせてもよい。
える。ピット深さは、１セル当たり２ビットの好適な実
施例について、０、１／３（λ／４）、２／３（λ／
４）、λ／４として示した。λ／４より大きい深さの利
用も考えられる。例えば０、λ／４＋１／３（λ／
４）、λ／４＋２／３（λ／４）、及びλ／４のピット
深さが使用できる。ここで図８を参照されたい。またピ
ットの深さは、好適な実施例で述べたグレー・コード値
に限定することはできない。コードをビットの深さや高
さに割当てる唯一の条件は、特定のセル・タイプから返
った読取り信号強度が、しきい値動作の後に読取り器に
よって認識可能でなければならないということである。
従って読取り器が、出力のしきい値の後に有効反射率を
通してそれらを識別できるのであれば、ピット反射率を
どのように組合わせてもよい。
【００６３】更にまた、ＷＯＲＭドライブに対する本発
明の方式の応用は、好適な実施例で述べた物質に限定さ
れるものではなく、ＤＲＡＷ媒体に適した任意の物質、
或いは１回でセルを形成する場合に使用できる任意の物
質が利用できる。
明の方式の応用は、好適な実施例で述べた物質に限定さ
れるものではなく、ＤＲＡＷ媒体に適した任意の物質、
或いは１回でセルを形成する場合に使用できる任意の物
質が利用できる。
【００６４】本方式はまた、ダイ・ポリマや位相変化媒
体にも応用できる。例えばダイ・ポリマ・ディスクに
は、書込みと消去のレーザ光を照射時間を変化させて照
射することで、有効反射率の中間レベルをつくることが
できる。同様に再書込み可能な位相変化ディスクには、
熱エネルギのレベルを変化させて加えることで、有効反
射率の中間レベルによって特徴づけられる中間状態（す
なわち非晶質と結晶質の間の状態）をつくることができ
る。
体にも応用できる。例えばダイ・ポリマ・ディスクに
は、書込みと消去のレーザ光を照射時間を変化させて照
射することで、有効反射率の中間レベルをつくることが
できる。同様に再書込み可能な位相変化ディスクには、
熱エネルギのレベルを変化させて加えることで、有効反
射率の中間レベルによって特徴づけられる中間状態（す
なわち非晶質と結晶質の間の状態）をつくることができ
る。
【００６５】
【発明の効果】上述のように、本発明に従ったシステム
は、光記憶装置にデータ・セルを作成し、各セルが複数
のビットの密度によって特徴づけられる。各セルのビッ
ト値を上げることによって、データ密度と読取り率の両
方がＮ倍増加する。Ｎは各セル内のビット数である。
は、光記憶装置にデータ・セルを作成し、各セルが複数
のビットの密度によって特徴づけられる。各セルのビッ
ト値を上げることによって、データ密度と読取り率の両
方がＮ倍増加する。Ｎは各セル内のビット数である。
【図１】本発明の第１実施例に従って、４つのセル・タ
イプを特徴とするピットがコーディングされた光記録媒
体の構造を表わす断面図である。
イプを特徴とするピットがコーディングされた光記録媒
体の構造を表わす断面図である。
【図２】本発明の好適な実施例に従って、高さが異なる
バブルがコーディングされた光記憶装置の断面図であ
る。
バブルがコーディングされた光記憶装置の断面図であ
る。
【図３】図１、図２のセルの干渉パターンを示す図であ
る。
る。
【図４】図１、図２の構造に示した４つのセル・タイプ
の有効反射率の範囲を示す図である。
の有効反射率の範囲を示す図である。
【図５】本発明の好適な実施例に従って、１セル当たり
複数のビットのデータの情報を光ディスクに書込むステ
ップを示す流れ図である。
複数のビットのデータの情報を光ディスクに書込むステ
ップを示す流れ図である。
【図６】本発明の好適な実施例に従って、１セル当たり
複数のビットのデータを光ディスクから読取るプロセス
のステップを示す流れ図である。
複数のビットのデータを光ディスクから読取るプロセス
のステップを示す流れ図である。
【図７】図１、図２に示した４つのセル・タイプについ
てピーク時の読出しのコントラストと位相ピット深さを
示す図である。
てピーク時の読出しのコントラストと位相ピット深さを
示す図である。
【図８】ピットがλ／４よりも深い異なるセル・タイプ
について干渉パターンを示す図である。
について干渉パターンを示す図である。
１ ラベル ２ 保護層 ３ 信号記録面 ４ プラスチック・ポリカーボネート
Claims (2)
- 【請求項１】入射レーザ光を反射する記録面を有するデ
ィスクと、記憶されたデータを表わす複数のセルとを含
み、Ｎ＞１であり、Ｎが１セル当たりの記憶ビット数を
表わす時、該セルがそれぞれ該レーザ光に対する２N の
所定有効反射率レベルの１つによって特徴づけられる、
光記憶装置。 - 【請求項２】波長λのレーザ・ビームを利用してＷＯＲ
Ｍディスクにデータをコーディングする方法であって、 ａ）上記ディスクをフォーマットするステップと、 ｂ）セル・タイプ１が、上記レーザ・ビームの第１の所
定量を反射する第１の有効反射率レベルによって特徴づ
けられ、セル・タイプ２が、該第１の所定量よりも少な
い該レーザ光の第２の所定量を反射する第２の有効反射
率レベルによって特徴づけられ、セル・タイプ３が、該
第２の所定量よりも少ない該レーザ光の第３の所定量を
反射する第３の有効反射率レベルによって特徴づけら
れ、セル・タイプ４が、該第３の所定量よりも少ない該
レーザ光の第４の所定量を反射する第４の有効反射率レ
ベルによって特徴づけられる、セル・タイプ１、セル・
タイプ２、セル・タイプ３、セル・タイプ４の４つのセ
ル・タイプに、２ビット・データをマッピングするステ
ップと、 ｃ）上記レーザ光を上記第４の有効反射率レベルのセル
を形成するために必要な出力の１／３にセットするステ
ップと、 ｄ）同時に上記ディスクを第１の回転として回転させ、
上記レーザ光を所定回数パルスして、該レーザ光を上記
第４の有効反射率レベルのセルを形成するために必要な
出力の１／３でセル・タイプ２、セル・タイプ３、及び
セル・タイプ４に照射するステップと、 ｅ）上記ディスクを追加回転させ、セル・タイプ２、セ
ル・タイプ３、及びセル・タイプ４を読取り、しきい値
を超えたセル・タイプ２、セル・タイプ３またはセル・
タイプ４を識別するステップと、 ｆ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｅ）でしきい値を超え
ると識別されたセル・タイプ２、セル・タイプ３、及び
セル・タイプ４の所定のセルを照射するステップと、 ｇ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、上記第４の有効反射率レベルの
セルを形成するのに必要な出力の１／３でセル・タイプ
３とセル・タイプ４を照射するステップと、 ｈ）上記ディスクを追加回転させ、セル・タイプ３とセ
ル・タイプ４を読取り、しきい値を超える該セル・タイ
プ３またはセル・タイプ４を識別するステップと、 ｉ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｈ）でしきい値を超え
ると識別されたセル・タイプ３とセル・タイプ４の所定
のセルを照射するステップと、 ｊ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、上記第４の有効反射率レベルの
セルを形成するのに必要な出力の１／３で該レーザ光を
セル・タイプ４に照射するステップと、 ｋ）上記ディスクを追加回転させ、セル・タイプ４を読
取り、しきい値を超える該セル・タイプ４を識別するス
テップと、 ｌ）同時に上記ディスクを追加回転させ、上記レーザ光
を所定回数パルスして、ステップｋ）でしきい値を超え
ると識別上記されたセル・タイプ４の所定のセルを照射
するステップと、 を含むデータ・コーディング方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2085974 CA2085974A1 (en) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Multi-bit cellular reflectivity modulation for optical media |
| CA2085974 | 1992-12-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215380A true JPH06215380A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=4150886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30838693A Pending JPH06215380A (ja) | 1992-12-21 | 1993-12-08 | 光メディアのマルチビット・セルラ反射率変調 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06215380A (ja) |
| CA (1) | CA2085974A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6760299B1 (en) | 1999-06-30 | 2004-07-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical disc having pits of different depth formed therein, optical disc device for reproducing the same, and method of reproduction |
| US7050383B2 (en) | 2000-04-04 | 2006-05-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical recording medium recorded with information in depth direction, and method and apparatus of reproduction therefrom |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03141032A (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-17 | Brother Ind Ltd | 光記録媒体の情報記録方式 |
| JPH0444645A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-14 | Omron Corp | 光学素子 |
-
1992
- 1992-12-21 CA CA 2085974 patent/CA2085974A1/en not_active Abandoned
-
1993
- 1993-12-08 JP JP30838693A patent/JPH06215380A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03141032A (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-17 | Brother Ind Ltd | 光記録媒体の情報記録方式 |
| JPH0444645A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-14 | Omron Corp | 光学素子 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6760299B1 (en) | 1999-06-30 | 2004-07-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical disc having pits of different depth formed therein, optical disc device for reproducing the same, and method of reproduction |
| US7072251B2 (en) | 1999-06-30 | 2006-07-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical disc having pits of different depth formed therein, optical disc device for reproducing the same, and method of reproduction |
| US7050383B2 (en) | 2000-04-04 | 2006-05-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical recording medium recorded with information in depth direction, and method and apparatus of reproduction therefrom |
| US7580329B2 (en) | 2000-04-04 | 2009-08-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical recording medium recorded with information in depth direction, and method and apparatus of reproduction therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2085974A1 (en) | 1994-06-22 |
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