JPH07105539A

JPH07105539A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JPH07105539A
Application number: JP5273199A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Kasai; 利記河西; Tomonori Ueno; 智憲上野
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1995-04-21
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2778428B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光透過率可変媒体層を設けた光ディスクに情
報を高密度に記録、或いは再生しても正確な再生信号を
得ることが可能な光ディスク装置を提供する。【構成】光ディスク１上の予め定められた位置に試験
信号発生回路２９より発生される試験信号に基づいた記
録マークを記録した後、先に設定した最適再生光強度で
記録マークを再生する。そして、この再生信号をマーク
長−電圧変換回路２４を用いてマーク長に応じた再生信
号電圧Ｅ₁に変換して比較回路２５へ出力させ、更に、
上記記録した試験信号のマーク長に対応した基準信号電
圧Ｅ₂を基準電圧回路２６から比較回路２５に出力させ
る。比較回路２５では、Ｅ₂−Ｅ₁を計算した結果を制
御回路３２に出力する。制御回路３２は、その結果が最
も０に近付くように光強度調整回路２８を用いて記録レ
ーザ光の光強度を調整させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、照射光強度や温度変化
などによって光透過率が変化する光透過率可変媒体から
なるマスク層により照射レーザビームの実効スポット径
を小さくさせる光ディスクに情報を記録又はこの光ディ
スク上に記録された情報を再生する光ディスク装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年光ディスクの大容量化が検討され、
種々の提案がなされている。光ディスクは、一般に記録
時のレーザ光強度を制御することによって光スポット径
よりも小さな記録マークを形成することが可能であるた
め、記録時の密度向上には原理上限界はない。しかし、
レーザ光をレンズで絞ったときの光スポット径は、ある
一定値以下には絞れない限界値をもっており、光ディス
クの高密度化はいかに再生レーザスポットを小さくする
かにかかっている。

【０００３】ここで、再生限界の記録マークの繰り返し
波長（記録波長）は、λ／２ＮＡ（λは光の波長、ＮＡ
はレンズの開口数）で与えられる。この式から、より短
い記録波長の記録マークを識別して再生するためには、
波長λの短い光で再生するか開口数ＮＡの大きなレンズ
を用いれば良いことがわかる。しかしながら再生に用い
る半導体レーザの短波長化は技術的にも困難が多く、ま
た開口数ＮＡの大きなレンズを光ディスク装置に組み込
むことも容易ではない。

【０００４】そこで、光の照射による温度上昇で光の透
過率が高くなる物質を光ディスク内に層状に設け、光デ
ィスクへの情報の記録或いは再生時には光の照射部分の
中央部分のみを光透過性とし、光スポット内の他の部分
をマスクすることにより光ディスク上に高密度記録され
た情報を再生する方法が従来より知られている。

【０００５】このような光ディスクの高密度記録技術の
一つとして、温度依存性のある光透過率可変媒体よりな
るマスク層を、光透過性基板上に設け、光ディスク上の
光スポットにおける光スポット進行方向の後方部分が温
度が高いことを利用して、見かけ上の光スポット径を小
さくする技術が、特開平５−１２６７３号公報により開
示されている。この公報によれば、温度依存性の光透過
率可変媒体の光透過率が低い部分の反射率が、光透過率
が高い部分の反射率に較べて十分に低いことを利用し
て、光ディスクからの反射光をモニターする光検知器の
光量が常に一定になるように出射レーザパワを制御させ
ることにより、光スポット全面積における光透過率の高
い部分の面積比を常に一定になるように制御することが
できる。また、記録に関しても、光透過率可変媒体の形
状変化が起こるよりも低い温度で記録が可能となる記録
層を用いることで高密度な光記録を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術に基づき光ディスクへの高密度記録及び高密度再生の
実験を繰り返すうち、最適な記録光強度で高密度に記録
した領域を最適な再生光強度でマスク効果を発揮させて
再生するためには、反射光量を一定に保つだけでは不十
分であることがわかってきた。それは、高密度な記録媒
体であればあるほど情報信号を形成するマークサイズが
小さくなるために、再生信号の時間軸成分のズレ（いわ
ゆるジッタ成分）が、記録光強度や再生光強度によって
大きく影響をうけるからである。

【０００７】一般に情報信号は従来よりあるＣＤ（コン
パクトディスク）の記録方式で知られているように基準
周波数に対してある範囲内で時間的に整数倍の信号の組
み合わせで成り立っている。ＣＤの場合はピット長が３
Ｔから１１Ｔの範囲での情報信号の組み合わせで成り立
っており、３Ｔが最も短いピット長であり、１１Ｔが最
も長いピット長である。高密度光ディスクシステムにお
いてもこのように短いマーク長の記録マークから長いマ
ーク長の記録マークの組み合わせで情報信号を組み立て
ることが、ＣＤ方式との整合性を取るためにも有利であ
る。

【０００８】しかし、上記光透過率可変媒体によるマス
ク層を設けた光記録再生可能な光ディスクに、高密度に
情報を記録する場合、図３に示すように照射する記録レ
ーザ光の光強度によって形成されるマーク長が異なって
くる。ここで、同図に示す１１Ａ〜１１Ｃは、記録レー
ザ光の光強度分布を、１２Ａ〜１２Ｃはそのとき記録層
上に記録される記録マークを示し、１１Ａ，１２Ａは光
強度が小さい記録レーザ光、１１Ｂ，１２Ｂは光強度が
適正な記録レーザ光、１１Ｃ，１２Ｃは光強度が高い光
レーザ光をそれぞれ用いた場合を示している。また、再
生時においても、マスク層によるスポット径を小さくす
る効果が発揮されなければ良好な再生が出来なくなって
しまう。この結果、マスク層を設けることにより、再生
信号は本来出力されるべき時間情報を有した記録マーク
が、そうでない異なった情報として再生されてしまうこ
とになりエラーの増大を引き起こしてしまう。また、再
生光強度が最適化されていないとスポット径を小さくす
る効果が十分発揮されず、再生すべきピットの隣のピッ
トや前後のピットの影響によって正しく再生できなくな
ってしまう。このように高密度に記録をする場合や、照
射スポットの径を小さくすることで再生する場合には、
ピット長の微小変化が大きな影響を及ぼすため、ＣＤ密
度の情報では問題とならなかったことでも高密度情報に
おいては大きな問題となり、記録光強度と再生光強度と
の両方の最適化を図る必要がある。

【０００９】そこで、本発明は上記の点に着目してなさ
れたものであり、光透過率可変媒体層を設けた光ディス
クに情報を高密度に記録、或いは再生しても正確な再生
信号を得ることが可能な光ディスク装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するための手段として、同心円状又はスパイラル状に
案内溝が形成された光透過性基板と、特定波長の光又は
光の熱を吸収することにより光透過率が可逆的に変化す
ることを利用して装置側から照射されるレーザ光の実効
スポット径を小さくさせるマスク層と、光記録再生可能
な情報記録層とが少なくともこの順に積層された光ディ
スク上に、記録信号に応じて長さが異なる記録マークに
より情報を記録し、前記光ディスク上に記録された記録
マークのマーク長を検出することで記録された情報を再
生する光ディスク装置において、前記光ディスクへの記
録動作を行う前に、前記光ディスク上の予め定められた
位置に記録レーザ光を照射して試験的な記録信号を記録
し、この記録信号を再生して得たマーク長と、前記記録
した記録信号が本来有するべきマーク長との差が最も小
さくなるように前記記録レーザ光の照射光強度を設定す
ることを特徴とする光ディスク装置を提供しようとする
ものである。

【００１１】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。最初に、本発明の実施例の光ディスク装
置に使用される光ディスクに付いて説明する。図１は、
本発明の実施例の光ディスク装置に使用される光ディス
クの構造を示す図であり、同図（Ａ）は、光ディスクの
信号記録領域の構成を示す図であり、同図（Ｂ）は、光
ディスクの半径方向の断面の構造を示す図である。同図
（Ａ）に示すように、光ディスク１の最内周部分には記
録後にリードイン信号領域となる領域４があり、最外周
部分には同じくリードアウト信号領域となる領域５があ
る。ここで、最内周部分の更に内周部分の一部分６が本
実施例において予備記録領域６として用いられる部分で
ある。上記リードイン信号領域４や予備記録領域６は最
内周に設けられることは必ずしも必要ではないが、現行
の光ディスクシステムにおいては、これらが最内周に設
けられているため、将来的に現行システムとの互換性等
を考慮した場合、光ディスク上で最初に再生される場
所、即ち、最内周に設けられている方が好ましい。

【００１２】また、同図（Ｂ）に示すように、光ディス
ク１は、記録可能型の光ディスクであり、光透過性基板
２上にはトラッキング用のグルーブ３が微少な凹凸とし
て光ディスク１上に同心円状、或いはスパイラル状に連
続的に設けられている。そして、上記基板２上には特定
波長の光を吸収することにより光透過率が可逆的に変化
するマスク層７が形成され、このマスク層７上には、装
置側より照射されるレーザー光の適量を吸収して幾何学
的変化または光学的変化を起こすことで光学的に記録が
可能な記録層８が設けられ、この記録層８上には反射層
９、及び保護層１０が順次積層された構造となってい
る。

【００１３】上記光ディスク１の光透過性基板としては
既によく知られているように、種々のものを用いること
ができ、ガラス、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、非晶質ポリオレフ
ィン樹脂などいずれも良好な透明性があれば用いること
が可能である。ここで、基板２上へのトラッキング用グ
ルーブの形成方法については特に限定はない。研磨した
ガラス原盤上にフォトレジストを塗布し、記録用レーザ
によって連続溝であるグルーブを記録し、現像、導電化
皮膜の形成後メッキによってスタムパを作製し、射出成
形によって基板２を得る方法や、エッチングによる方
法、いわゆる２Ｐ法と呼ばれる紫外線硬化樹脂による型
押し方法等のいずれの方法を用いることも可能である。

【００１４】又、基板２の上には光透過率可変媒体であ
るマスク層７が積層されるが、このマスク層７は、例え
ば特願平４−３３１０４９号公報により開示されている
ような光依存性の光透過率可変媒体や、スピロピラン、
ラクトン、フルオラン系色素などの温度依存性の光透過
率可変媒体が使用され、例えば真空蒸着法、スピンコー
ト法などの適当な薄膜形成手段を用いて形成される。こ
こで、これらの光透過率可変媒体は、図２（Ａ）に示す
光透過率特性を有し、基板２を通して照射されるレーザ
光の強度が飽和光強度以上になると光透過率が急激に高
くなり、同図（Ｂ）で示すとおりに、照射されるレーザ
光の実効スポット径を小さくすることが可能となる。ま
た、これらの物質は室温で特定の波長領域に吸収があ
り、温度上昇や、照射光強度にともなって吸収波長が異
なるので記録再生に使用するレーザ光波長に応じて適当
な物質を選択すれば良い。

【００１５】又、前記マスク層７上に形成される記録層
８は、通常用いられている光記録再生可能物質であれば
特に物質としての制約はないが、記録レーザ光の照射に
よりマスク層が変形してしまうことを防ぐため、光透過
率可変媒体の形状変化が起こるよりも低い温度で記録が
可能となるものが使用される。そして、この記録層８
は、孔開け方式、相変化方式、光磁気方式、形状変化方
式等に使用される記録可能物質を、スパッタリング、真
空蒸着、スピンコート法等の適当な薄膜形成手段を用い
て形成される。

【００１６】また、上記記録層８上には、アルミニウム
等による反射層９が真空蒸着やスパッタリング等の手段
によって設けられ、更にその上には、紫外線硬化樹脂等
による保護膜が積層される。即ち、上記光ディスク１は
反射型の光ディスクであり、現行光ディスクシステムと
の互換を図りやすくなっている。

【００１７】以上のように構成された光ディスク１は、
記録の際には、図２（Ａ）の領域Ａを用いてマスク層７
で透過率が高くなった部分、つまり、マスク効果により
小さくされたスポットを用いて高密度記録することもで
きるし、同図の領域Ｂを用いてマスク効果を用いること
無しに記録することもできる。しかし、いづれの場合も
光強度を最適化することが非常に重要であり、適正光強
度で記録しなければ、正確な記録再生ができなくなって
しまう。そこで、再生光強度と記録光強度とを予備記録
再生領域６で調整しておくことが必要になってくるので
ある。以下、この光ディスク１の光ディスク装置につい
て説明する。

【００１８】図４は、本発明の一実施例の光ディスク装
置の概略構成図である。同図に示す光ディスク装置２１
は、上記光ディスク１上に記録又は再生用のレーザビー
ムを照射する光ヘッド２２と、この光ヘッド２２により
再生された再生信号を増幅するための増幅回路２３と、
この増幅回路２３から出力された再生信号をマーク長に
応じた電圧に変換するマーク長−電圧変換回路２４と、
このマーク長−電圧変換回路２４から出力される電圧値
と基準信号電圧発生回路２６から発生される電圧値とを
比較してその比較結果に応じた出力信号を発生する比較
回路２５と、記録マークのマーク長に応じた基準電圧値
が記憶された上記基準電圧発生回路２６と、上記増幅回
路２３から出力された再生信号の振幅を検出してその結
果に応じて信号を出力する振幅検出回路２７と、記録信
号又は試験信号発生回路２９の出力信号を光変調した記
録レーザ光を光強度調整回路２８により調整された光強
度で上記光ヘッド２２から照射させるレーザドライバ３
０と、上記光ヘッド２２を光ディスク１の半径方向へ移
動させると共に照射レーザ光のフォーカスを行う光ヘッ
ド駆動手段３１と、光ディスク装置２１の動作制御を行
う制御回路３２と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓ
ｓＭｅｍｏｒｙ）等で構成されたメモリ３３とを備え
ている。

【００１９】次に、上記光ディスク装置２１の動作を図
５及び図６に示すフローチャートを用いて説明する。図
５は、上記光ディスク装置２１の最適再生光強度を求め
る動作を示すフローチャートである。また、図６は、上
記光ディスク装置２１の最適記録光強度を求める動作を
示すフローチャートである。光ディスク装置２１におい
て、光ディスク１が装着されると図示されない光ディス
ク検出手段から光ディスク検出信号が制御回路３２に入
力される。この光ディスク検出信号が入力されると制御
回路３２は、光ヘッド駆動手段３１に駆動信号４０を出
力して光ヘッド２２を予備記録再生領域６に移動させ
（Ｐ１）、フォーカスサーボを掛けた（Ｐ２）後、予備
記録領域６を再生する（Ｐ３）。光ディスク１が装着さ
れて最初に予備記録再生領域６が再生される時は、トラ
ッキングサーボがかかっていない状態であり、その再生
信号はトラッキングエラー溝跨ぎ信号であるので、この
トラッキングエラー溝跨ぎ信号を用いて最適再生光強度
を設定する。

【００２０】最初にフォーカスサーボを掛けた状態にお
いては、再生レーザ光の光強度が最適値よりも高い状態
にあるので、制御回路３２は、再生光強度を少し小さく
した（Ｐ４）後、振幅検出回路２７に駆動信号４１を出
力して溝跨ぎ信号の信号振幅を検出させ、トラッキング
エラー溝跨ぎ信号の信号振幅が増加したかを検出する
（Ｐ５）。このＰ４，Ｐ５の動作は、トラッキングエラ
ー信号振幅が増加しなくなるまで行う。Ｐ５において、
トラッキングエラー信号振幅が増加しなくなったことが
検出されると、今度は、再生光強度を少し大きくした
（Ｐ６）後、再び、トラッキングエラー溝跨ぎ信号の信
号振幅が増加したかを検出する（Ｐ７）。そして、この
Ｐ７において、トラッキングエラー信号振幅が増加しな
くなったときの再生光強度が最適再生光強度となる。そ
して、設定された最適再生光強度をメモリ３３に記憶す
る（Ｐ８）。光ディスク１上に記録された記録マークを
再生する際には、この最適再生光強度に設定された再生
レーザ光を用いて行われる。

【００２１】最適再生光強度が決定したら次に最適記録
光強度を設定する。図６において、制御回路３２は、ト
ラッキングサーボをかけた後（Ｐ９）、試験信号発生回
路２９に駆動信号４３を出力して、光ディスク１の予備
記録領域６に試験的な記録マークを記録するための試験
信号（記録信号）を発生させる（Ｐ１０）。レーザドラ
イバ３０では、試験信号発生回路２９から発生された試
験信号を光変調し、この試験信号に応じた記録マークが
予備記録領域６に記録されることになる（Ｐ１１）。

【００２２】予備記録領域６に上記試験信号に応じた記
録マークを記録した後、制御回路３２は、先に設定した
最適再生光強度をメモリ３３より読み出して光強度調整
回路２８を駆動させてレーザ光強度を設定し、この最適
再生光強度で上記予備記録領域６に記録した記録マーク
を再生する（Ｐ１２）。そして、この再生信号を２値化
した後、駆動信号４４によってマーク長−電圧変換回路
２４を動作させてマーク長に応じた再生信号電圧Ｅ₁に
変換して比較回路２５へ出力させる。更に、制御回路３
２は、駆動信号４５を基準電圧発生回路４５に出力し、
上記試験信号発生回路２９で発生した試験信号のマーク
長に対応した基準信号電圧Ｅ₂を比較回路２５に出力さ
せるようにする。再生信号電圧Ｅ₁と、基準信号電圧Ｅ
₂とが入力された比較回路２５では、Ｅ₂−Ｅ₁を計算
し、その結果を制御回路３２へ出力する（Ｐ１３）。

【００２３】制御回路３２では、再生信号電圧が基準信
号電圧よりも大きい場合、即ち、Ｅ₂−Ｅ₁が負であっ
た場合には、記録光強度過多であるので、光強度調整回
路２８を用いて記録光強度を少し小さくさせる（Ｐ１
４）。逆に、再生信号電圧が基準信号電圧よりも小さい
場合、即ち、Ｅ₂−Ｅ₁が正であった場合には、記録光
強度不足であるので、光強度調整回路２８を用いて記録
光強度を少し大きくさせる（Ｐ１５）。そして、光強度
調整回路２８により設定された光強度の記録レーザ光で
予備記録領域６に、再び上記記録マークと同じ記録マー
クを記録する（Ｐ１１）。そして、比較回路２５での計
算結果が最も０に近付くようになるまで上記Ｐ１１〜Ｐ
１５までの動作を繰り返す。

【００２４】上述のＰ１１〜Ｐ１５までの動作により、
Ｅ₂−Ｅ₁が最も小さい値を取るようになった時の記録
光強度を最適記録光強度としてメモリ３３に記憶する
（Ｐ１６）。そして、光ディスク１上への情報の記録
は、この最適記録光強度のレーザ光を用いて行われる。

【００２５】なお、上記Ｐ１１〜Ｐ１５までの動作を行
って、Ｅ₂−Ｅ₁が０となるように制御することが望ま
しいが、現実問題として難しく、また、最適記録光強度
設定までに時間が掛かるので、許容範囲Ａ（Ａは正の実
数）を設定しておき、Ｅ₂−Ｅ₁が、−Ａ＜Ｅ₂−Ｅ₁
＜Ａとなるように制御するようにしても良い。又、上記
Ｐ１０において試験信号発生回路２９から発生される試
験信号は、マスク層７の影響を最も受けやすい記録マー
ク（例えば、最もマーク長が短いもの）の記録信号であ
れば良いが、光ディスク１上に記録される全ての種類の
記録マークの記録信号（例えば、現行のＣＤのように、
記録マークが３Ｔ〜１１Ｔのように基準周波数に対して
ある範囲内で時間的に整数倍の信号の組み合わせで成り
立っていれば、マーク長３Ｔ〜１１Ｔの全ての種類の記
録マークの記録信号）であっても良い。その場合には、
上記Ｐ１０〜Ｐ１５の動作を、それぞれの記録信号毎に
行ってそれぞれの最適記録光強度を求め、これらの平均
値を記憶するようにする。更に、又、上記光ディスク装
置２１は記録と再生との両方を行う記録再生装置だけで
なく、記録のみを行う記録装置においても使用可能であ
ることは勿論のことである。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ディスク
装置によれば、マスク層を設けることで変動する記録マ
ークのマーク長を適性に保つことができ、再生の際のエ
ラーを減少させることができ、高密度記録再生を円滑か
つ正確に行うことが可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光ディスク装置に使用され
る光ディスクの構造を示す図である。

【図２】光透過率可変媒体の光透過率特性を示す図であ
る。

【図３】記録レーザ光の光強度により記録マーク長が異
なる様子を示す図である。

【図４】本発明の一実施例の光ディスク装置の概略構成
図である。

【図５】図４に示した光ディスク装置の動作の一部を示
すフローチャートである。

【図６】図４に示した光ディスク装置の動作の一部を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１光ディスク２基板３グルーブ（案内溝）４リードイン領域５リードアウト領域６予備記録領域７マスク層（光透過率可変媒体）８記録層９反射層２１光ディスク装置２２光ヘッド２４マーク長−電圧変換回路２５比較回路２６基準電圧発生回路２７振幅検出回路２８光強度調整回路２９試験信号発生回路３０レーザドライバ３２制御回路３３メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同心円状又はスパイラル状に案内溝が形成
された光透過性基板と、特定波長の光又は光の熱を吸収
することにより光透過率が可逆的に変化することを利用
して装置側から照射されるレーザ光の実効スポット径を
小さくさせるマスク層と、光記録再生可能な情報記録層
とが少なくともこの順に積層された光ディスク上に、記
録信号に応じて長さが異なる記録マークにより情報を記
録し、前記光ディスク上に記録された記録マークのマー
ク長を検出することで記録された情報を再生する光ディ
スク装置において、前記光ディスクへの記録動作を行う前に、前記光ディス
ク上の予め定められた位置に記録レーザ光を照射して試
験的な記録信号を記録し、この記録信号を再生して得た
マーク長と、前記記録した記録信号が本来有するべきマ
ーク長との差が最も小さくなるように前記記録レーザ光
の照射光強度を設定することを特徴とする光ディスク装
置。
【請求項２】請求項１記載の光ディスク装置において、前記光ディスク上に前記レーザ光を照射して情報を記録
すると共に光ディスク上に記録された記録信号を再生し
て再生信号を出力する光ヘッドと、前記光ヘッドから前記光ディスク上に照射されるレーザ
光の光強度を調整する光強度調整回路と、前記光ディスクへの記録動作を行う前に、試験的な記録
信号を発生する試験信号発生回路と、前記光ヘッドから出力される再生信号のマーク長を検出
し、この検出結果に応じて電圧に変換し、この変換した
電圧を再生信号電圧として出力する電圧変換回路と、前記試験的な記録信号のマーク長に応じた電圧を基準電
圧として出力する基準電圧発生回路と、前記電圧変換回路から出力される再生信号電圧と、前記
基準電圧発生回路から出力される基準電圧とを比較する
比較回路と、前記比較回路の比較結果に基づき光強度調整回路を用い
て記録レーザ光の光強度調整を行う制御回路とを備える
ことを特徴とする光ディスク装置。