JPH07210872A - 光ディスクおよび光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生用光ビームのビームスポット径よりトラ
ックピッチやピットピッチを小さく設定しても隣接トラ
ック間のクロストークを実用上問題ない程度まで小さく
でき、飛躍的に高密度・大容量化が可能な光ディスクを
提供する。 【構成】 再生用光ビームの波長をλｎｍ、対物レンズ
の開口数をＮＡとしたとき、トラックピッチが（０．７
２〜０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、ピット１０の
上部幅がＷｍ＝（０．３〜０．４５）×λ／ＮＡ／１．
１４μｍ、ピット１０の下部幅がＷｉ＝（０．２〜０．
２５）×λ／ＮＡ／１．１４μｍであることを特徴とす
る光ディスク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報をピットの形で高
密度に記録した光ディスクおよび該光ディスクと再生光
学系を含む光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像のディジタル信号処理技術
や、ＭＰＥＧ（Moving Picture ExpertsGroup）と呼ば
れる標準化機関などで進められている動画像圧縮技術の
進展により、ＶＴＲやレーザディスクに代わって、ＣＤ
（コンパクトディスク）と同等のサイズで、映画のよう
な動画像情報を２時間再生可能な光ディスクへの期待が
高まっている。２時間の動画像情報をレーザディスクの
ようにＮＴＳＣなどの標準ＴＶ方式のアナログビデオ信
号の形で記録する場合に必要な容量は、音声を含めると
８０Ｇバイトにもなるが、例えばＭＰＥＧ−２と呼ばれ
る標準化方式で規定される動画像圧縮技術を用いれば、
Ｓ−ＶＨＳ（登録商標）のような高画質ＶＴＲと同程度
の画質であっても、必要な容量は４Ｇバイト程度で済む
からである。この４Ｇバイトという容量は、φ３００ｍ
ｍの追記型光ディスクで既に実用化されているが、一般
家庭向けとして今後の普及を考えると、取扱いの簡単な
φ１２０ｍｍというＣＤサイズで同程度の容量を実現す
ることが要求される。

【０００３】現在、音楽用ＣＤあるいはＣＤ−ＲＯＭな
どとして普及しているＣＤフォーマットの容量は、最大
で７９０Ｍバイト（線速が１．２ｍ／ｓの場合）であ
り、この程度の容量ではＭＰＥＧ−２による圧縮動画像
情報を２４分のみしか記憶することができない。このた
め、ＣＤサイズでＭＰＥＧ−２による圧縮動画像情報を
２時間分記憶しようとすると、ＣＤに比較して記録密度
を５倍にも高めなければならない。ちなみに、現行のＣ
Ｄフォーマットでは、基板の厚さが１．２ｍｍ、トラッ
クピッチが１．６μｍであり、ピットピッチは線速（光
ビームとディスクの相対速度＝ディスクの周速）が１．
２ｍ／ｓのとき１．６６μｍ、ピット長は０．５９μ
ｍ、変調方式はＥＦＭ（eight to fourteen modulatio
n）である。一方、再生光学系においては再生用半導体
レーザ（ＬＤ）の波長は７８０ｎｍ、対物レンズのＮＡ
（開口数）は０．４５、ビームスポット径はほぼ１．４
μｍである。ビームスポット径の値は、主として隣接ト
ラック間のクロストークの影響を避けるという観点から
選ばれている。

【０００４】ところで、光ディスクの記録密度を高める
ためには、ディスクに小さなピットを形成する加工技術
と、再生光学系において光ディスク上のビームスポット
サイズを小さくする技術が必要となる。ピットの加工技
術については、例えば波長が３５１ｎｍのＫｒイオンレ
ーザ光（紫外光）を用いた光ディスク原盤記録技術が提
案されており（１９９３年秋、応用物理学会全国大会、
２８−ＳＦ−２）、従来のＡｒイオンレーザに比べてよ
り小さなピットの加工が可能となっている。再生光学系
に関しては、再生用レーザビームの短波長化とＮＡの増
大によりビームスポット径をより小さくすることが可能
である。しかし実際には、従来のＣＤプレーヤなどの手
法では、赤色ＬＤのような短波長光源を用いたとして
も、波長による容量の増大効果は高々１．５倍程度であ
るため、それだけでは２時間分の圧縮動画像情報を記録
するのに必要とされる５倍もの容量アップは望めない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光ディスク技術では隣接トラック間のクロストークの
問題を避けるために、再生光ビームのビームスポット径
に比較してトラックピッチやピットピッチを大きく設定
していたため、再生用光ビームの短波長化と対物レンズ
のＮＡの増大のみでは、例えばＣＤサイズでＭＰＥＧ２
による圧縮動画像情報を２時間分記憶するのに必要な容
量が得られる程度まで記録密度を上げることはできない
という問題があった。

【０００６】そこで、本発明は再生用光ビームのビーム
スポット径に比較してトラックピッチやピットピッチを
小さく設定しても隣接トラック間のクロストークを実用
上問題ない程度まで小さくでき、従来に比較して飛躍的
に高密度・大容量化が可能な光ディスクおよび光ディス
ク装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明者らは光ディスク上のピット形状をサーカー
スタジアム形で近似して、トラック幅方向（ディスク半
径方向）とトラック方向（接線方向）の最適な形状、つ
まり隣接トラック間のクロストークを実用可能なレベル
まで抑え、かつ再生信号やプッシュプル信号の信号レベ
ルが十分に得られるようなピット形状を見出だした。

【０００８】すなわち、本発明に係る光ディスクでは、
再生用光ビームの波長をλｎｍ、対物レンズの開口数を
ＮＡとしたとき、トラックピッチが（０．７２〜０．
８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、ピットの上部幅が
（０．３〜０．４５）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、ピッ
トの下部幅が（０．２〜０．２５）×λ／ＮＡ／１．１
４μｍであることを特徴とする。なお、λ／ＮＡ／１．
１４μｍは、λ／ＮＡの比をλ＝６８５ｎｍ、ＮＡ＝
０．６で規格化すること意味する。つまり、λ＝６８５
ｎｍ、ＮＡ＝０．６であれば、トラックピッチ、ピット
の上部幅および下部幅は（ ）内に示した通りの値とな
るが、λやＮＡの値が変われば、それに応じて最適なト
ラックピッチ、ピットの上部幅および下部幅も変わるこ
とになる。

【０００９】また、本発明に係る光ディスクは、さらに
光ディスク上のピットの深さをλ／４．５〜λ／６とし
たことを特徴とする。

【００１０】さらに、本発明に係る光ディスク装置は、
このようなトラックピッチおよびピット形状を有する光
ディスクを用い、この光ディスクに対物レンズを介して
光ビームを照射し、その反射光を検出して光ディスクに
記録されている情報を再生するように構成したことを特
徴とする。光ディスクには、好ましくは動画像情報をＭ
ＰＥＧ２に従って圧縮したデータが記録され、光ディス
ク装置はＭＰＥＧ２に対応したデコーダを備え、圧縮さ
れたデータを伸長して元の動画像情報を再生する機能を
有する。

【００１１】

【作用】従来の光ディスク、例えばＣＤなどでは、トラ
ックピッチを再生用光ビームのスポット径より大きく選
んでいた。これに対して、本発明では光ディスクのより
高密度・大容量化のためにトラックピッチを（０．７２
〜０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、つまり再生用光
ビームのスポット径より小さな値とする。そして、この
範囲のトラックピッチの下で、ピットの上部幅を（０．
３〜０．４５）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、ピットの下
部幅を（０．２〜０．２５）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ
の範囲に設定する。このようにピット形状を選ぶことに
より、隣接トラック間のクロストーク量は再生信号から
元の情報を再現するのに必要とされているクロストーク
量（−２０ｄＢ）以下に抑えられ、かつ再生信号レベル
やトラッキングのためのプッシュプル信号のレベルも十
分に確保される。

【００１２】

【実施例】まず、実施例を説明する前に、本発明の基本
的な考え方を説明する。光ディスクの高密度化には、再
生用光ビームのビームスポット径を小さくすることが必
要であり、そのためには再生用ＬＤの短波長化と対物レ
ンズのＮＡの増大が必須である。既に波長が６８５ｎ
ｍ、出力が数ｍＷ程度の低ノイズタイプのＬＤ（セルフ
パルセーション）が実用化されており、波長６５０ｎｍ
のＬＤも実用に近いレベルになってきている。

【００１３】一方、対物レンズのＮＡは、レンズの作り
易さと、レンズ・ディスク間のチルト角によって制限を
受ける。レンズ負荷（光ディスクの基板が薄いほど小さ
い）が小さく、かつＮＡが小さいほど対物レンズは作り
易いが、ＮＡが０．６程度の対物レンズであれば非球面
の単一レンズでも実現できている。しかし、光ディスク
の再生光学系に使用する対物レンズでは、光ディスクの
傾きや対物レンズの光軸の傾きなどにより生じる光ディ
スクと再生用光ビームとの間の傾き（チルト）により、
コマ収差が生じる。

【００１４】すなわち、対物レンズのＮＡを大きくして
再生用光ビームのスポットサイズを小さくしようとする
と、光ディスクと再生用光ビームとのチルトのために対
物レンズの収差が急激に大きくなる。対物レンズの収差
が大きくなれば、当然、隣接トラック間のクロストーク
が増大し、また再生分解能が低下する。このチルトの影
響は、光ディスクの基板が薄いほど小さい。文献：Jpn.
J.Appl.Phsys.Vol.32(1993),pp.5402-5405には、波長６
９０ｎｍ、ＮＡ＝０．６で、基板の厚さがＣＤと同じ
１．２ｍｍのときと、その半分の０．６ｍｍのとき、チ
ルトによって再生用光ビームのビームスポット形状がど
の様に変化するかが示されている。それによれば、基板
厚が１．２ｍｍの場合には５ｍｒａｄのチルトがあると
ビームスポットの中心強度は１０％も低下し、またクロ
ストークの原因となるサイドローブの盛り上がりや収差
が生じている。これに対し、基板厚が０．６ｍｍの場合
には１０ｍｒａｄまでのチルトに耐えられる。

【００１５】図８および図９に、ＮＡをパラメータとし
て、基板厚（ｔ）が１．２ｍｍの場合と０．６ｍｍの場
合についてチルト特性を計算した結果を示す。横軸にチ
ルトの角度、縦軸に再生信号の正規化したピーク強度を
とっている。再生用光ビームの波長（λ）はいずれも６
９０ｎｍとした。基板厚０．６ｍｍ、ＮＡ＝０．６の場
合、再生信号のピーク強度が１０％低下するのはチルト
が９．５ｍｒａｄの時である。これを基板厚が１．２ｍ
ｍについてみると、ＮＡ＝０．４９となる。すなわち、
基板厚を従来のＣＤの１．２ｍｍから０．６ｍｍにする
ことによって、ＮＡを０．４９から０．６に高めること
ができ、面記録密度を約１．５倍高めることができる。
すなわち、スポットサイズはλ／ＮＡに比例し、面記録
密度はスポットサイズの１／２² に比例するので、
（０．６／０．４９）² より面記録密度は約１．５倍高
くなる。

【００１６】しかし、基板厚を単純に薄くすると、温度
や湿度による基板の反りが顕著となる可能性がある。基
板の反りはチルトの大きな要因となる。この対策として
は、レーザディスクと同様に光ディスクを両面化する、
つまり光ディスクを表裏対称構造とすることが最も効果
的である。その場合、表裏両面に情報を記録することも
可能となる。従来のＣＤのような単板構造の光ディスク
では、基板作製時のインジェクション条件や、基板の一
方の面にアルミニウムによる反射膜や保護膜が形成され
るため、基板の吸湿が表裏非対称となり、どうしても反
りが生じ易い。光ディスクを両面化すると、このような
吸湿による基板の歪がキャンセルされ、大きなチルトが
生じないようにすることができる。

【００１７】以上の検討結果から、波長６８５ｎｍのＬ
Ｄと、０．６ｍｍ厚の基板と、ＮＡ＝０．６の対物レン
ズの組み合わせを用いるものとすれば、波長が７８０ｎ
ｍから６８５ｎｍに短くなったことと、ＮＡが０．４５
から０．６と大きくなったこととにより、従来のＣＤの
設計手法の下でも従来のＣＤフォーマットに比較して約
２．３倍の記録密度を達成することができる。すなわ
ち、スポットサイズはλ／ＮＡに比例するので、（６８
５／０．６）／（７８０／０．４５）より記録密度は約
２．３倍に上がる。４しかし、前述したようにＣＤサイ
ズでＭＰＥＧ２による圧縮動画像情報を２時間分記録す
るのに必要な容量が得られるようにするには、記録密度
（容量）を従来のＣＤフォーマットの約５倍に上げる必
要があり、これでは不十分である。

【００１８】本発明は、光ディスクのさらなる高密度・
大容量化を達成するため、上記と同じビームスポットサ
イズの下でピット形状を最適化することにより、低クロ
ストーク特性と、再生信号およびプッシュプル信号など
の信号レベルを十分に確保しつつ、トラックピッチをさ
らに小さくできるようにしたものである。以下、本発明
によるピット形状について詳しく説明する。

【００１９】図１は、本発明に係る光ディスクにおける
ピット形状を説明するための図である。同図に示される
ように、ピット１０の形状は台形断面のいわゆるサッカ
ースタジアム形で近似している。ピット１０の周縁１１
は下り勾配の傾斜部となっており、底部１２はほぼ平坦
となっている。１３はピット１０の光ディスク半径方向
（トラック幅方向）の断面、１４は光ディスク円周方向
（トラック方向）の断面であり、Ｗｍはピット１０の上
部のトラック幅方向の寸法（以下、上部幅という）、Ｗ
ｉはピット１０の底部のトラック幅方向の寸法（以下、
底部幅という）、ｈｍはピット１０の深さ、Ｚｍはピッ
ト１０のトラック方向の長さである。

【００２０】図２は、解析に用いた光ディスク装置の再
生光学系のモデルであり、再生用光ビームの入射光分布
２０（Ｖ1(x,y)）、入射光２１、入射光２１と反射光２
６を分離する偏光ビームスプリッタ（またはハーフミラ
ー）２２、開口数ＮＡの対物レンズ２３、対物レンズ２
３による光ディスク記録面（ピット面）での集束光（ビ
ームスポット）の分布２４（Ｖ2(x,y)）、複素反射率ｒ
2(x,y)を有する光ディスク２５、反射光２６、光検出器
上の反射光２６の分布２７（Ｖ3(x,y)）を示している。

【００２１】図３は、再生信号とプッシュプル信号のレ
ベルを計算するための光ディスク上のピット配列を模式
的に示す図であり、トラックピッチ（トラック幅方向に
おけるピットのピッチ）をＰｔとし、ピットピッチ（ト
ラック方向におけるピットのピッチ）をＰｍｙとしてい
る。３０，３１は再生用光ビームのビームスポットであ
り、それぞれピットの中央にあるとき（Ａ）と、ピット
とピットの中間にあるとき（Ｂ）を示している。再生信
号の振幅は、Ｓ（Ａ）−Ｓ（Ｂ）で表される。ただし、
Ｓ（Ｘ）はビームスポットがＸの位置にあるときの光検
出器の出力信号を表す。また、３２，３３はピットがあ
る領域（Ｃ）とピットがない領域（Ｄ）でのプッシュプ
ル信号（分割光検出器のトラック方向に並んだ少なくと
も二つの検出領域の出力信号の差信号）を表す。これら
のプッシュプル信号は、それぞれ領域Ｃ，Ｄでの平均の
ｐ−ｐ値である。

【００２２】図４に、再生用レーザビーム波長６７８５
ｎｍ、ＮＡ＝０．６、Ｚｍ＝０．５μｍ、Ｐｍｙ＝１μ
ｍ、Ｐｔ＝０．７２μｍとしたときのピットのトラック
幅方向の大きさと、ピットの深さｈｍをパラメータとし
て、再生信号とプッシュプル信号のレベルを計算した結
果を示す。再生用光ビームのトラック幅方向（Ｘ）およ
びトラック方向（Ｙ）におけるビーム充填率Ａ／Ｗ
（ｘ），Ａ／Ｗ（Ｙ）の値は図中に示す通りである。同
図に示されるように、再生信号およびプッシュプル信号
のレベルは、Ｗｍ＝０．３、Ｗｉ＝０．２の場合を除い
てピットの形状に大きくは依存しない。また、再生信号
とプッシュプル信号のレベルを同時に最大の値とするよ
うなピットの深さは存在しないが、プッシュプル信号の
レベル低下をできるだけ小さくしつつ、最大の再生信号
レベルを得ようとすれば、図４からピットの深さはλ／
５前後、すなわちλ／４．５〜λ／６の範囲が適当であ
ることが分かる。

【００２３】図５は、再生光学系のＭＴＦ（変調伝達関
数）と隣接トラック間のクロストークの評価のために用
いた光ディスク上のピット配列を模式的に示す図であ
る。同図において５０，５１は再生用光ビームのビーム
スポットであり、それぞれピットの中心（Ａ）と、ピッ
トの中心より距離ｔｄだけ離れた位置（Ｂ）を通過した
ときを示している。ＭＴＦは、ビームスポットがピット
の中心を通過したときに得られる光検出器の出力信号の
基本周波数成分のパワーで表される。クロストークは、
ビームスポットが位置Ｂを通過したときに得られる光検
出器の出力信号の基本周波数成分のパワーで表される。

【００２４】図６は、トラックピッチＰｔを０．７２μ
ｍ一定とし、ピット形状つまり上部幅Ｗｍ，底部幅Ｗｉ
を種々変化させた場合のＭＴＦとクロストーク特性の一
例を示す図であり、横軸に空間周波数、縦軸にＭＴＦと
クロストークをそれぞれとっている。再生用光ビームの
トラック幅方向（Ｘ）およびトラック方向（Ｙ）におけ
るビーム充填率Ａ／Ｗ（ｘ），Ａ／Ｗ（Ｙ）、ピットの
深さｈｍの値は図中に示す通りである。同図に示される
ように、ＭＴＦはピット形状によって１〜２ｄＢ程度の
差は生じるが、あまり大きな値ではない。これに対し、
クロストークはピット形状によって大きく変化すること
が分かる。

【００２５】ここで、光ディスク上に記録される情報の
変調方式として、従来のＣＤで使用されているＥＦＭよ
り効率の高い４／９変調方式で、しかも（３，１７）Ｒ
ＬＬ（Run-Length Rimited）方式を採用するものとす
る。この方式は原情報４ビットを９ビットに変換し、か
つ０の連続長を０〜１７個の範囲に制限する符号化方式
であり、ＤＣＣも含めてＥＦＭと比較すると、密度比は
２０％向上する。この場合、最短のピット長を０．４８
μｍとすれば、最長のピット長は２．１６μｍとなる。
従って、最長ピットを検出したときの低周波成分による
クロストークに注意することが必要となる。図６に示し
たトラックピッチが０．７２μｍの場合の例では、Ｗｍ
＝０．５になると低周波でのクロストークが急激に大き
くなる。

【００２６】なお、図６に示すクロストーク特性はチル
トがない場合であるが、実際にはチルトを考慮する必要
がある。図７は、チルトを考慮したときのＭＴＦおよび
クロストーク特性である。同図に示されるように、チル
トを考慮するとＭＴＦはほとんど変化しないが、クロス
トークは増大し、一層厳しくなることが分かる。

【００２７】光ディスク装置のシステム設計では、光デ
ィスク自体の反りによるチルトとして５ｍｒａｄ、装置
に起因するチルトとして３ｍｒａｄを与えるものとすれ
ば、全体で８ｍｒａｄ程度のチルトを許容できるように
する必要がある。図７のシミュレーションによれば、同
じ空間周波数に対して±１０ｍｒａｄのチルトまでクロ
ストークを実用上要求される−２０ｄＢ以下の値に抑え
ることができる。これから、波長６８５ｎｍ、トラック
ピッチ０．７２μｍという値は妥当であることが分か
る。

【００２８】以上の結果から、トラック幅方向における
ピット形状は、波長６８５ｎｍ、ＮＡ＝０．６で規格化
すると（λ／ＮＡ＝１．１４）、概ね上部幅Ｗｍが
（０．３〜０．４５）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、下部
幅Ｗｉが（０．２〜０．２５）×λ／ＮＡ／１．１４μ
ｍの範囲が望ましいことが分かる。すなわち、トラック
ピッチＰｔを（０．７２〜０．８）×λ／ＮＡ／１．１
４μｍの範囲に選んで、再生用光ビームのビームスポッ
ト径に比較してトラックピッチを小さくした場合、ピッ
トの上部幅Ｗｍと下部幅Ｗｉを上記の範囲に選ぶことに
より、実際の光ディスク装置で想定される±１０ｍｒａ
ｄのチルトまで、クロストークを−２０ｄＢ以下の値に
抑えることができ、記録密度の飛躍的な向上を達成する
ことが可能となる。この結果、これらのトラックピッチ
およびピット形状と、前述した例えば波長６８５ｎｍの
ＬＤと、０．６ｍｍ厚の基板と、ＮＡ＝０．６の対物レ
ンズとの組み合わせにより、ＣＤサイズでＭＰＥＧ２に
よる圧縮動画像情報を２時間分記録するという当初の課
題を容易に達成することが可能となる。

【００２９】次に、本発明による光ディスクの構造につ
いて説明する。図１０（ａ）（ｂ）は、両面化した光デ
ィスク１００の斜視図と断面図であり、エンボスピット
を有するポリカーボネイトやアクリルなどの透光性の樹
脂からなる透明基板１０１，１０２の一方の面に、アル
ミニウムなどの反射膜１０３，１０４が被着され、これ
らの上に保護膜１０５，１０６が形成されている。透明
基板１０１，１０２の厚さは、０．６ｍｍである。そし
て、透明基板１０１，１０２を保護膜１０５，１０６側
を対向させて、熱硬化型の接着剤からなる数１０μｍ厚
の接着層１０７により貼り合わせている。光ディスク１
００の中央にはクランピングのための穴１０８が開けら
れており、その周囲にクランピングゾーン１０９が設け
られている。そして、図示しないＬＤから出射され再生
光学系を経て入射する再生用光ビーム１１０は、対物レ
ンズ１１１を介して光ディスク１００に透明基板１０
１，１０２側から入射し、反射膜１０３，１０４上に微
小なビームスポットとして集束される。

【００３０】図１１に、上述した光ディスク１００を用
いて圧縮動画像情報の再生を行う光ディスク装置の実施
例を示す。図１１において、光ディスク１００は、０．
６ｍｍ厚という薄い基板１０１，１０２を用いているこ
とから、１．２ｍｍ厚の基板を用い練るＣＤに比較して
表面に付着したゴミや汚れに弱くなるため、カートリッ
ジ２００に収容されている。光ディスク１００をカート
リッジ２００に収容することにより、ＣＤのようにディ
スクの持ち方や、ゴミ、指紋などに気を使わなくて住む
ようになるし、ハンドリング、持ち運びの面でも有利と
なる。ＣＤのようにディスクが露出している場合は、傷
などの不測の事態も考えてエラー訂正能力を決める必要
があるが、カートリッジ２００を用いればそのような考
慮は不要である。従って、録再型の光ディスクで用いて
いるようなセクタ単位で、ＬＤＣリードソロモンエラー
訂正方式を用いることができる。これにより、例えば２
ｋ〜４ｋバイト単位で光ディスクのフォーマッティング
を行った場合、ＣＤに比べ１０％以上、記録効率をアッ
プすることができる。

【００３１】光ディスク１００に記録する情報の変調方
式として、前述したように４／９変調方式を用い、光デ
ィスク１００上のトラックピッチを０．７２μｍ、ピッ
トピッチを０．９６μｍとすれば、従来のＣＤフォーマ
ットに比較してピットの密度比で３．８４倍、変調方式
で２０％、フォーマット効率で１０％のアップが期待さ
れるから、トータルで約５．１倍の容量アップが望める
ことになる。前述のように、映画などの動画像情報をＳ
−ＶＨＳ並みの高画質で再生する場合、音声も含めて
４．５Ｍｂｐｓのレートとなるので、２時間の再生に必
要な容量は４Ｇバイトである。上述した５．１倍の容量
アップにより、この４Ｇバイトという容量をディスク片
面で実現できることになる。さらに、図１０に示したよ
うに光ディスクを両面化すれば、一枚の光ディスクで最
大４時間の記録が可能となる。

【００３２】図１１に説明を戻すと、光ディスク１００
はテーパコーン２２０にチャッキングされ、スピンドル
モータ２０１により回転される。スピンドルモータ２０
１はスピンドルモータ駆動回路２０２により駆動され
る。一方、再生光学系は次のように構成される。

【００３３】光ディスク１００に対向して対物レンズ２
０３が配置されており、この対物レンズ２０３はフォー
カスコイル２０４により光軸方向に、またトラッキング
コイル２０５によりトラック幅方向に移動可能となって
いる。ＬＤドライバ２０６により駆動されるＬＤ（半導
体レーザ）２０７の発振波長は６８５ｎｍであり、この
ＬＤ２０７から出射される光ビームはコリメートレンズ
２０８で平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタ２
０９に入射する。ＬＤ２０７から出射される光ビームは
一般に楕円のファーフィールドパターンを有しているの
で、円形のパターンが必要な場合はコリメートレンズ２
０８の後にビーム整形プリズムを配置すればよい。偏光
ビームスプリッタ２０９を通過した光ビームは対物レン
ズ２０３により絞られ、光ディスク１００に入射する。

【００３４】光ディスク１００の反射膜で反射された光
は、対物レンズ２０３を入射光ビームと逆方向に戻り、
偏光ビームスプリッタ２０９で反射され、集光レンズ２
１０およびシリンドリカルレンズ２１１などの検出光学
系を経て光検出器２１２に入射する。光検出器２１２は
例えば４分割光検出器であり、その４つの検出出力はア
ンプと加減算器を含むアンプアレー２１３に入力され、
ここでフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号およ
び再生信号が生成される。なお、トラッキング誤差信号
は、例えばプッシュプル法と呼ばれる手法により、前述
したプッシュプル信号として得られる。フォーカス誤差
信号およびトラッキング誤差信号は、サーボコントロー
ラ２１４を経由してフォーカスコイル２０４およびトラ
ッキングコイル２０５にそれぞれ供給される。これによ
り、対物レンズ２０３が光軸方向およびトラック幅方向
に移動され、光ディスク１００の記録面である反射膜の
表面に対する光ビームのフォーカシングと、目標トラッ
クに対するトラッキングが行われる。

【００３５】アンプアレー２１３からの再生信号は信号
処理回路２１５に入力され、ここで２値化された後、デ
ータパルスの検出が行われる。検出されたデータパルス
はディスクコントローラ２１６に入力され、フォーマッ
トの解読、エラー訂正などが行われた後、動画像情報の
ビットストリームとしてＭＰＥＧ２デコーダ／コントロ
ーラ２１７に入力される。光ディスク１００には、ＭＰ
ＥＧ２の規格に従って動画像情報を圧縮（符号化）した
データが記録されている。そこで、ＭＰＥＧ２デコーダ
／コントローラ２１７は入力されたビットストリームを
伸長（復号化）して、元の動画像情報を再生する。再生
された動画像情報はビデオ信号発生回路２１８に入力さ
れ、ブランキング信号などが付加されて所定のテレビジ
ョンフォーマットのビデオ信号となる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光デ
ィスクは、トラックピッチを再生用光ビームのスポット
径より小さな値に設定しつつ、隣接トラックのクロスト
ークを実用上要求されるレベルまで低減できるような最
適なピット形状を有するため、従来のＣＤに比較してト
ラック密度を約１．５倍も高めることができ、また再生
信号やトラッキングに用いられるプッシュプル信号のレ
ベルも十分に確保することができる。

【００３７】この結果、本発明によれば前述した実施例
に示されるように例えばＣＤサイズでも従来のＣＤの約
５倍の容量を実現することができ、音声も含めて４Ｍｂ
ｐｓに圧縮した高画質ＶＴＲ並みの品質の動画像情報を
２時間分蓄えることも可能となり、その実用的効果は極
めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光ディスク上のピット
形状を説明するための模式図

【図２】光ディスク装置における再生光学系の概略を示
す模式図

【図３】光ディスクから検出される再生信号およびプッ
シュプル信号レベルを計算するための光ディスク上のピ
ット配列を示す模式図

【図４】ピットのトラック幅方向の大きさとピットの深
さをパラメータとして再生信号とプッシュプル信号のレ
ベルを計算した結果を示す図

【図５】再生光学系のＭＴＦと隣接トラック間のクロス
トークの評価のために用いた光ディスク上のピット配列
を示す模式図

【図６】再生光学系のＭＴＦと隣接トラック間のクロス
トーク特性のピット形状依存性を示す図

【図７】再生光学系のＭＴＦと隣接トラック間のクロス
トーク特性のチルト依存性を示す図

【図８】基板厚１．２ｍｍの光ディスクを用いた場合の
対物レンズのＮＡによるチルト依存性を示す図

【図９】基板厚０．６ｍｍの光ディスクを用いた場合の
対物レンズのＮＡによるチルト依存性を示す図

【図１０】本発明の一実施例に係る光ディスクの構造を
示す斜視図および断面図

【図１１】本発明の一実施例に係る光ディスク装置の構
成を示すブロック図

【符号の説明】

１０…ピット １１…ピット周縁 １２…ピット底部 Ｗｍ…ピット上部幅 Ｗｉ…ピット下部幅 Ｚｍ…ピット長 ｈｍ…ピット深さ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に情報が所定のトラックピッチ
   でピットの列として記録され、対物レンズを介して光ビ
   ームが照射されることにより情報の再生が行われる光デ
   ィスクにおいて、 前記光ビームの波長をλｎｍ、前記対物レンズの開口数
   をＮＡとしたとき、前記トラックピッチが（０．７２〜
   ０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、前記ピットの上部
   幅が（０．３〜０．４５）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、
   前記ピットの下部幅が（０．２〜０．２５）×λ／ＮＡ
   ／１．１４μｍであることを特徴とする光ディスク。
2. 【請求項２】透明基板上に情報が所定のトラックピッチ
   でピットの列として記録され、対物レンズを介して光ビ
   ームが照射されることにより情報の再生が行われる光デ
   ィスクにおいて、 前記光ビームの波長をλｎｍ、前記対物レンズの開口数
   をＮＡとしたとき、前記トラックピッチが（０．７２〜
   ０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、前記ピットの上部
   幅が（０．３〜０．４５）×λ／ＮＡ／１．１４μｍ、
   前記ピットの下部幅が（０．２〜０．２５）×λ／ＮＡ
   ／１．１４μｍ、前記ピットの深さがλ／４．５〜λ／
   ６であることを特徴とする光ディスク。
3. 【請求項３】透明基板上に情報が所定のトラックピッチ
   でピットの列として記録された光ディスクと、 この光ディスクに対物レンズを介して光ビームを照射す
   る手段と、 この手段により前記光ディスクに照射された光ビームの
   反射光を検出して前記光ディスクに記録されている情報
   を再生する手段とを具備し、 前記光ディスクは、前記光ビームの波長をλｎｍ、前記
   対物レンズの開口数をＮＡとしたとき、前記トラックピ
   ッチが（０．７２〜０．８）×λ／ＮＡ／１．１４μ
   ｍ、前記ピットの上部幅が（０．３〜０．４５）×λ／
   ＮＡ／１．１４μｍ、前記ピットの下部幅が（０．２〜
   ０．２５）×λ／ＮＡ／１．１４μｍであることを特徴
   とする光ディスク装置。