JPH08167169A - 情報記録媒体及び原盤記録装置及び情報記録装置 - Google Patents

情報記録媒体及び原盤記録装置及び情報記録装置

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JPH08167169A
JPH08167169A JP6331521A JP33152194A JPH08167169A JP H08167169 A JPH08167169 A JP H08167169A JP 6331521 A JP6331521 A JP 6331521A JP 33152194 A JP33152194 A JP 33152194A JP H08167169 A JPH08167169 A JP H08167169A
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JP
Japan
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recording
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signal
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JP6331521A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Nakano
和彦 中野
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Nippon Columbia Co Ltd
Original Assignee
Nippon Columbia Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジッタ及びエラーレートが小さく、かつ回転
制御信号及び時間情報又は位置(アドレス)信号が案内
溝に記録されている情報記録媒体及びその原盤製造装置
並びにその情報記録装置を提供する。 【構成】 情報記録媒体は、その案内溝の形状が回転制
御信号及び時間情報又は位置(アドレス)情報に基づ
き、案内溝の中心線を対称として溝幅が変化している。
案内溝を得るために、その原盤製造装置は回転制御信号
及び時間情報又は位置(アドレス)情報に基づいて記録
ビームのパワーを変調させて露光を行う。その情報記録
装置は、案内溝の幅変化に応じた反射光量を検出するこ
とにより回転制御信号及び時間情報又は位置(アドレ
ス)情報を再生し、情報記録媒体の回転を制御し、記録
ビームの位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ光により情報を記
録・再生する情報記録媒体及びその原盤記録装置及びそ
の情報記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、大容量で、高密度の光ディスクの
実用化が進んでいる。特に再生専用型光ディスクではコ
ンパクトディスク(CD:Compact Disc)、ミニディス
ク(MD:Mini Disc)及びレーザディスク(LD:Las
er Disc)等を中心として広く普及している。また、追
記型及び書換型光ディスクでは、金属記録層をレーザ光
により溶解、昇華させる穿孔型、結晶ー非結晶間の相変
化を利用した相変化型及び磁気光学効果を利用した光磁
気型等、着々と実用化が進んでいる。
【0003】この様な状況の中で、記録・消去が可能で
あること、オーバライトが可能であること及び媒体のコ
ストが比較的安価なこと等から、光磁気型コンパクトデ
ィスク(CDーMO:Compact Disc-Magnetic Optica
l)や光磁気型ミニディスク(MDーMO:Mini Disc-M
agnetic Optical)のような磁気光学効果を利用した書
換可能な光ディスクや、シアニン系色素等を記録膜に用
い、1回だけ記録が行え、CDと互換性を有する追記型
CD(CD−R:Compact Disc-Recordable)が商品化
され、普及しはじめている。
【0004】CD−MO、MD−MO及びCD−Rのい
ずれも、線速度一定(CLV:Constant Liner Velocit
y)で記録・再生が行われる。再生の際には、記録され
ている8ー14変調(EFM:Eight to Fourteen Modu
lation)信号を基にスピンドル制御を行う。
【0005】一方、記録の際には、EFM信号が記録さ
れていないため、CD−MO及びCD−Rでは絶対時間
情報(ATIP:Absolute Time In Pregroove)データ
又はMD−MOではアドレス情報(ADIP:Address
In Pregroove)データと呼ばれる信号を基にスピンドル
制御を行う。これらのデータは透明基板の案内溝の蛇行
周期の周波数変化として記録されており、案内溝は基本
周波数22.05kHzに1kHzで変化する繰り返し
周波数から成る時間情報又はアドレス情報信号が重畳さ
れて成る合成信号により、振幅30nmで揺動(ウォブ
リング)している。
【0006】このウォブリングした案内溝をトラッキン
グすることによって得られるトラッキングエラー信号を
復調し、ATIPデータ又はADIPデータを再生し、
その基本周波数によりスピンドルモータの回転を制御
し、時間情報又はアドレス情報により記録ビームの位置
を検出する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図2は、従来のウォブ
リング案内溝5を有するCD−MO又はMD−MO等の
情報記録媒体1にマーク4を記録した場合の模式図であ
る。このように、CD−MO又はMD−MOでは蛇行し
ているウォブリング案内溝5をトラッキングするため、
一部のマーク4はオフトラックしながら記録され、マー
ク4の一部がウォブリング案内溝5の端部にかかってし
まい、マーク形状が歪み、ジッタ発生の原因となる。
【0008】現在のCD−MO及びMD−MO等のよう
にデジタル信号を記録する用途では、このようなオフト
ラックによって発生するジッタは殆ど影響はない。しか
し、レーザディスク(LD)等のアナログ信号を記録す
る場合、また、デジタル信号記録においても、今後高密
度化が進んだ場合等にこのジッタが信号品質を劣化させ
る大きな要因となる。
【0009】さらに、ウォブリング案内溝5を透明基板
上に形成するためには、光ディスク原盤のカッティング
工程において、例えばMD−MOでは、ADIPデータ
と呼ばれる、基本周波数22.05kHzに1kHzで
変化する周波数が重畳されて成る合成信号で記録レーザ
光を振動させながら案内溝を記録しなくてはならない。
【0010】図3に従来の原盤記録装置の構成を示す。
光源6から出射したレーザ光7はミラー8で反射され、
音響光学型光変調器9に入射し、0次透過光11及び1
次回折光12に分割される。
【0011】ここで、音響光学型光変調器9を駆動する
超音波の周波数を変えることにより、1次回折光12の
角度を調節することができる。従って、音響光学型光変
調器9を駆動する超音波周波数をADIPデータ発生回
路等の合成信号発生回路10からのバイアス電流で駆動
し、1次回折光12を用いて感光剤を塗布した光ディス
ク原盤14を露光し、ウォブリング案内溝5を形成す
る。
【0012】しかし、レーザ光7の音響光学型光変調器
9への入射角度が変わったり、音響光学型光変調器9に
加えるバイアス電流が経時変化等で変動すると、1次回
折光12の出射角度が変化してしまうため、環境温度の
管理及びレーザ光7の音響光学型光変調器9への入射角
度を一定に保つことの調整等が困難であった。
【0013】また、1次回折光12の0次透過光11に
対する効率が低いため、光源6として高出力のレーザを
用いる必要がある。更に、コンパクトディスク(CD)
等の露光に高レーザパワーを要する光ディスクを作製す
る場合には、0次透過光11を用いた方が効率が高いた
め、その都度、光学系を変更するか、又はCD等を作製
するための0次透過光11を用いる光学系と、ウォブリ
ング案内溝5を有するMD−MO等を作製する1次回折
光12を用いる光学系を設置した2系統光学系の原盤記
録装置を設計する必要があり、コストが高くなってしま
っていた。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明にお
いては、透明基板と、透明基板上に情報の記録を行う記
録層と、案内溝とを有し、案内溝が媒体回転制御信号に
時間情報又は位置(アドレス)情報を重畳した合成信号
に基づいて形状が変化されている情報記録媒体におい
て、案内溝の溝幅が合成信号に基づいて案内溝の中心線
を軸として対称に変化していることを特徴とするもので
ある。
【0015】請求項2に記載の発明においては、感光剤
が塗布された基板上に記録ビームを連続的に照射し案内
溝を記録する原盤記録装置において、原盤回転制御信号
に時間情報又は位置(アドレス)情報を重畳した合成信
号を出力する信号発生手段と、合成信号に従って記録ビ
ームのパワーを制御する記録パワー制御手段とを有し、
記録パワー制御手段によって記録ビームのパワーを制御
することを特徴とするものである。
【0016】請求項3に記載の発明においては、情報記
録媒体の案内溝に予め記録された媒体回転制御信号及び
時間情報又は位置(アドレス)情報を検出するための検
出手段を有し、回転制御信号に基づいて情報記録媒体を
回転させ、時間情報又は位置(アドレス)情報に基づい
て記録ビームの位置を検出しながら情報を記録する情報
記録装置において、検出手段は、記録ビームの情報記録
媒体から反射された反射光量の変化を検出することを特
徴とするものである。
【0017】
【作用】本発明の情報記録媒体は、記録時の媒体の回転
制御を行うために、透明基板上に形成されたトラッキン
グ用の案内溝の幅が、媒体回転制御信号に時間情報又は
位置(アドレス)情報を重畳した合成信号に応じて案内
溝の中心線を軸として対称に変化するようにした。
【0018】したがって、案内溝の中心線が蛇行しない
ため、トラッキングの際のオフトラックが発生しにく
く、ジッタ又はエラーの少ない良好なマーク列を記録す
ることができる。
【0019】本発明の情報記録媒体の原盤記録装置で
は、原盤回転制御信号に時間情報又は位置(アドレス)
信号を重畳した合成信号が記録され、案内溝の中心線を
対称に溝幅が変化した案内溝を形成するために、合成信
号に応じて記録レーザ光のパワーを変調し、案内溝幅の
細い部分は低パワーで、案内溝幅の広い部分は高パワー
で記録を行う。したがって、従来の原盤記録装置のよう
に、記録レーザ光の出射角度を合成信号に応じて変動さ
せるための音響光学型光変調器を用いる必要がないた
め、光学系の調整が容易である。
【0020】また、記録ビームに1次回折光を用いない
ため、1系統の光学系で高パワーが必要な光ディスク原
盤の製造にも対応することができ、装置の構造を単純に
することができる。
【0021】本発明の情報記録媒体の情報記録装置は、
情報記録媒体の案内溝に記録された回転制御信号及び時
間情報又は位置(アドレス)情報を、記録ビームの情報
記録媒体からの反射光量の変化で検出し、記録時の情報
記録媒体の回転制御及び記録ビームの位置の検出をする
ことができる。
【0022】
【実施例】図1は、本発明の情報記録媒体の実施例を示
す例であり、透明基板上に形成した案内溝の中心線を軸
として対称に溝幅が変化する、幅変調型案内溝2を有す
る情報記録媒体1にマーク4を記録した場合の模式図で
ある。このように案内溝の中心線3が蛇行しないため、
記録レーザ光をトラッキングする場合に、オフトラック
が発生しにくく、マーク4は案内溝の中心線3に沿って
記録される。
【0023】図4は、本発明の幅変調型案内溝2を有す
る情報記録媒体1の光ディスク原盤14を製造するため
の原盤記録装置の模式図である。光源6を出射したレー
ザ光7はミラー8で反射され、パワー制御器15に入射
する。合成信号発生回路10から発生されるバイアス電
流でパワー制御器15を駆動することにより、レーザ光
7のパワーは、原盤回転制御信号に時間情報又は位置
(アドレス)情報を重畳した合成信号に応じて制御され
る。制御されたレーザ光7は、対物レンズ13によって
光ディスク原盤14上に集光され、幅変調型案内溝2が
記録される。
【0024】図6には、本発明の原盤記録装置の合成信
号の波形、案内溝記録レーザパワー及び本発明の情報記
録媒体の案内溝形状並びに本発明の情報記録装置におけ
る案内溝の再生信号の関係を示す。図6に示すように、
回転制御信号である基本周波数に時間情報又は位置(ア
ドレス)情報を表す周波数を重畳した合成信号(A)で
パワー制御器15を駆動するため、レーザ光7のレーザ
パワー(B)は、光ディスク原盤14上に塗布された感
光剤が感光する範囲内で合成信号の周波数に応じて変調
され、高いレーザパワーで照射された部分は原盤の半径
方向の幅が広く、低いレーザーパワーで照射された部分
は原盤の半径方向の幅が狭く露光される。
【0025】続いて、露光された光ディスク原盤14を
現像処理すると、基本周波数に時間情報又は位置(アド
レス)情報を表す周波数を重畳した合成信号に基づい
て、溝幅が案内溝の中心線を軸として対称に変化した案
内溝が凹状に得られる。この光ディスク原盤14からス
タンパを作製し、このスタンパを用いてポリカーボネー
ト等の樹脂を成型することにより、凹状の幅変調型案内
溝2(C)を有する透明基板が得られる。
【0026】次に、幅変調型案内溝2を有する透明基板
上にテルビウムー鉄ーコバルト(TbFeCo)膜等か
ら成る光磁気記録膜や、シアニン系色素膜をスパッタリ
ング法又はスピンコート法等によって形成し、必要であ
れば、保護層及び反射層を設け、情報記録媒体1を作製
する。
【0027】情報の記録時は、透明基板に形成された幅
変調型案内溝2に記録された合成信号は、記録ビームの
情報記録媒体1からの反射光量の変化(D)として得ら
れる。幅変調型案内溝2の幅の最も狭い部分では反射光
量が最も低くなり、幅の最も広い部分では反射光量が最
も高くなり、案内溝の幅に応じた反射光量の連続的な変
化を検出することにより、合成信号が再生され、基本周
波数で情報記録媒体1の回転を制御することができ、時
間情報又は位置(アドレス)情報を表す周波数をコード
化することによって、記録ビームの位置を知ることがで
きる。
【0028】また、従来のCDーMO、MD−MO又は
CD−R等の記録装置では、媒体回転制御信号及び時間
情報又は位置(アドレス)情報を、4分割ディテクタの
左右(又は上下)の光量の差{(A+B)−(C+
D)}信号であるトラッキングエラー信号中から分離・
検出していた。ここでA,B,C,Dは4分割ディテク
タの各検出素子を表し、図7に示す本発明の情報記録装
置の一例のような配置とする。
【0029】それに対し、本発明の情報記録装置では、
媒体回転制御信号及び時間情報又は位置(アドレス)情
報を、4分割ディテクタの総光量の和{(A+B)+
(C+D)}信号から検出する。したがって、従来の記
録装置よりも、高いSN比で信号が得られ、より高い精
度で原盤の回転数を制御でき、記録ビームの時間又は位
置(アドレス)情報を得ることができる。
【0030】さらに、本発明の情報記録媒体がMD−M
O等の光磁気記録媒体の場合、マークによって記録され
たオーディオデータ等の再生信号は、4分割ディテクタ
の総光量の和{(A+D)+(B+C)}信号を偏光ビ
ームスプリッタでP偏光とS偏光に分割し、その差信号
を検出することによって得られる。
【0031】また、本発明の情報記録媒体がCD−R等
の媒体である場合は、マークによって記録されたオーデ
ィオデータ等の再生信号は、4分割ディテクタの総光量
の和{(A+D)+(B+C)}信号で得られる。
【0032】上記いずれの情報記録媒体を用いた場合
も、オーディオデータ等の再生信号は、幅変調型案内溝
2に起因する光量変化の影響を受けるが、ハイパスフィ
ルタ等を用いることによって、再生信号から、媒体回転
制御信号に時間情報又は位置(アドレス)情報を重畳し
た合成信号の成分を簡単に除去することができる。以下
に、本発明の実施例をさらに詳細に説明する。
【0033】(実施例)直径200mm、厚さ6mmの
平滑なガラス原盤上に、酢酸セロソルブで10%に希釈
したフォトレジストをスピンコータにより160rpm
で回転塗布し、膜厚0.12μmのフォトレジスト層を
形成し、光ディスク原盤14を作製した。
【0034】図4に示すように、この光ディスク原盤1
4を本発明の原盤記録装置に取り付け、線速度1.2m
/sで回転させる。光源1としてArイオンレーザを用
いた。合成信号発生回路10からはMD−MOにおける
ADIPデータと同様の基本周波数22.05kHzに
1kHzで変化する周波数を重畳した合成信号を発生さ
せ、パワー制御器15を駆動し、レーザ光7を1.0m
Wから1.5mWの範囲でパワーを制御して、ガラス原
盤上に塗布されたフォトレジスト層の直径20mmから
60mmの範囲を、トラックピッチ1.6μmでスパイ
ラル状に露光した。そして、現像液で現像し、凹状の案
内溝を光ディスク原盤14上に形成した。
【0035】次に、光ディスク原盤14のフォトレジス
ト層表面にスパッタリング法によりニッケル導電膜を7
0nmの膜厚で形成し、ニッケル層の電鋳を行って、
0.5mm厚のスタンパを得た。
【0036】スタンパの内外周を所定の大きさに加工し
て射出成形機に取り付け、射出成形を行うことにより直
径64mm、内径15mm、厚さ1.2mmのポリカー
ボイト樹脂の透明基板16を得た。
【0037】この透明基板16に形成された幅変調型案
内溝2の形状を原子間力顕微鏡を用いて測定したとこ
ろ、深さ120nm、幅は最も広い部分で1.1μm、
最も狭い部分で0.9μmであった。
【0038】図5には、本実施例で作製した光磁気記録
媒体34の断面構造図を示した。透明基板16上に、ス
パッタリング法により、干渉層17として膜厚50nm
でSi23膜を積層し、その上に光磁気記録層18とし
て膜厚120nmでTbFeCo膜を積層し、さらにそ
の上に干渉層17としてSi23膜を膜厚50nm、反
射層19としてAl膜を膜厚60nmで順に積層した。
そして、反射膜19の上にスピンコータを用いて、紫外
線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射することによって
硬化させ、膜厚10μmの保護層20を形成した。
【0039】以上のようにして作製した光磁気記録媒体
34に、EFM変調した音楽信号を磁界変調方式で記録
した。図7に示す情報記録装置の一例の模式図を用いて
説明する。半導体レーザ26から4.5mWの出力で連
続的に出射したレーザ光は光磁気記録媒体34の透明基
板16側から入射する。また、同時に光磁気記録媒体3
4の保護層20に接触させた磁気ヘッド21は、EFM
変調回路23及び磁界変調回路22と接続され、EFM
変調された磁界を発生し、光磁気記録媒体34に情報を
記録する。
【0040】このとき、記録マークのディスク半径方向
の幅が幅変調型案内溝の幅よりも小さくなるように、記
録パワーを通常よりもアンダーパワーとし、磁界のデュ
ーティーをマーク部:ランド部=55:45とアンダー
デューティとした。また、磁界をEFM信号に応じたパ
ルス列としてもよい。
【0041】このとき、光磁気記録媒体34から反射さ
れた記録レーザの反射光は、ビームスプリッタ25で反
射され、4分割ディテクタ27に入射する。この反射光
は、光磁気記録媒体34のADIPデータを基にした幅
変調型案内溝2の幅の変化に応じて反射光量が変化す
る。この反射光量の変化は、4分割ディテクタ27の出
力信号をA,B,C,Dとすると、加算回路28により
{(A+D)+(B+C)}で表される信号に演算さ
れ、波形整形回路29に供給される。
【0042】また、図示はしないが、フォーカスエラー
信号は{(A+D)−(B+C)}で、トラッキングエ
ラー信号は{(A+B)−(C+D)}で得られる。さ
らに、マークによって記録されたオーディオデータ等の
再生信号は{(A+D)+(B+C)}を偏光ビームス
プリッタでP偏光とS偏光に分割し、その差信号を検出
することによって得られる。
【0043】波形整形回路29によって、ADIPデー
タで変調されたパルス列が得られる。このパルス列が復
調回路30へ供給され、復調回路30において、パルス
列がデータビットに復調される。復調回路30から得ら
れるデータビットがコントローラ31に供給され、AD
IPデータの基本周波数22.05kHzに従って、ス
ピンドルモータ32を線速度1.2m/sで回転制御す
る。
【0044】以上のようにして音楽信号を記録した光磁
気記録媒体34を再生し、3Tジッタ及びブロックエラ
ーレート(BLER:BLock Error Rate)を測定した結
果を以下に示す。このとき、幅変調型案内溝2の反射率
変化の影響を除去するために、100kHz以下の帯域
をカットするハイパスフィルタを用いて測定した。比較
のために、比較例として市販のMD−MOディスクを市
販のMDプレーヤで記録再生した結果を示す。
【0045】ここで、3Tジッタとは、EFM変調で記
録したマークを再生した場合、最短マーク長である3T
マークの、再生信号と原信号との時間軸上のゼロ・クロ
ス点の位置誤差を測定したものである。また、BLER
とは、CDやMD等に用いられている誤り訂正コード
(CIRC:Cross Interleve Read-solomon Code)に
よる、1秒間(7350ブロック)当たりの訂正実行回
数である。
【0046】
【0047】このように、本実施例による光磁気記録媒
体34の3Tジッタ及びBLERは、従来のMD−MO
ディスクよりも小さい値を示した。
【0048】
【発明の効果】本発明の情報記録媒体は、透明基板上に
形成されたトラッキング用の案内溝の幅が、媒体回転制
御信号に時間情報又は位置(アドレス)情報を重畳した
合成信号に応じて案内溝の中心線を対称として溝幅が変
化するようにしたため、案内溝の中心線がうねらず、ト
ラッキングの際のオフトラックが発生し難く、ジッタ又
はエラーの少ない良好なマーク列を記録することができ
る。
【0049】また、本発明の情報記録媒体の原盤記録装
置では、案内溝の中心線を対称として溝幅が変化した案
内溝を形成するために、原盤回転制御信号に時間情報又
は位置(アドレス)情報が重畳されて成る合成信号に応
じて記録レーザ光のパワーを変調し、案内溝幅の細い部
分は低パワーで、案内溝幅の広い部分は高パワーで記録
を行うため、従来の原盤記録装置のように、記録レーザ
光の出射角度を合成信号に応じて変動させるための音響
光学型光変調器を用いる必要がなく、光学系の調整や環
境管理を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の情報記録媒体の案内溝形状と記録状態
を示す模式図。
【図2】従来の情報記録媒体の案内溝形状と記録状態を
示す模式図。
【図3】従来の原盤記録装置の構成図。
【図4】本発明の原盤記録装置の構成図。
【図5】本発明の実施例で用いた情報記録媒体の積層構
造を示す模式図。
【図6】本発明の原盤記録装置の合成信号の波形、案内
溝記録レーザパワー及び本発明の情報記録媒体の案内溝
形状並びに本発明の情報記録装置における案内溝の再生
信号の関係を示す図。
【図7】本発明の記録装置の構成図。
【符号の説明】
1 情報記録媒体 2 幅変調型案内溝 3 案内溝の中心線 4 マーク 5 ウォブリング案内溝 6 光源 7 レーザ光 8 ミラー 9 音響光学型光変調器 10 合成信号発生回路 11 0次透過光 12 1次回折光 13 対物レンズ 14 光ディスク原盤 15 パワー制御器 16 透明基板 17 干渉層 18 光磁気記録層 19 反射層 20 保護層 21 磁気ヘッド 22 磁界変調回路 23 EFM変調器 24 対物レンズ 25 ビームスプリッタ 26 半導体レーザ 27 4分割ディテクタ 28 加算回路 29 波形整形回路 30 復調回路 31 コントローラ 32 スピンドルモータ 33 時間情報又は位置(アドレス)情報 34 光磁気記録媒体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板と、該透明基板上に情報の記録を
    行う記録層と、案内溝とを有し、該案内溝の形状が媒体
    回転制御信号に時間情報又は位置(アドレス)情報を重
    畳した合成信号に基づいて変化している情報記録媒体に
    おいて、前記案内溝の溝幅が前記合成信号に基づいて前
    記案内溝の中心線を軸として対称に変化していることを
    特徴とする情報記録媒体。
  2. 【請求項2】感光剤が塗布された基板上に記録ビームを
    連続的に照射し案内溝を記録する原盤記録装置におい
    て、原盤回転制御信号に時間情報又は位置(アドレス)
    情報を重畳した合成信号を出力する信号発生手段と、前
    記合成信号に従って前記記録ビームの照射パワーを制御
    する記録パワー制御手段とを有し、該記録パワー制御手
    段によって前記記録ビームのパワーを制御することを特
    徴とする原盤記録装置。
  3. 【請求項3】情報記録媒体の案内溝に予め記録された媒
    体回転制御信号及び時間情報又は位置(アドレス)情報
    を検出するための検出手段を有し、前記回転制御信号に
    基づいて前記情報記録媒体を回転させ、前記時間情報又
    は位置(アドレス)情報に基づいて記録ビームの位置を
    検出しながら情報を記録する情報記録装置において、前
    記検出手段は、前記記録ビームの前記情報記録媒体から
    反射された反射光量の変化を検出することを特徴とする
    情報記録装置。
JP6331521A 1994-12-09 1994-12-09 情報記録媒体及び原盤記録装置及び情報記録装置 Pending JPH08167169A (ja)

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