JPH08306079A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安定なランド・グルーブ記録方式が実現できる
光記録媒体を提供する。 【構成】ヘッダー領域の中心がランドトラック中心とグ
ルーブトラック中心の間にある光記録媒体にサーボ領域
を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光記録媒体に関するもの
であり、特にランドとグルーブの両方に記録を行うラン
ド・グルーブ記録方式の光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度に情報を蓄積することができる光
記録媒体は、大容量外部メモリーとしてその市場拡大が
期待されている。例えば、光ディスクは高速に再生する
ことが可能であるということでコンピュータの外部メモ
リーとして注目されており、情報の蓄積方法や大きさが
異なる数々の種類の光記録媒体が提案されている。例え
ば、直径5.25インチのサイズでは、１回のみ情報の書き
込みが可能であるライトワンスタイプ及び情報の書換え
が可能である光磁気タイプが、また、直径3.5 インチの
サイズでは、再生専用である ROMタイプと光磁気タイプ
及び光磁気と ROMの混在しているパーシャル ROMタイプ
が ISO規格により標準化されており、今後更に広く普及
するものと予想されている。また、最近では、CD-ROMや
MD（ミニディスク）が急速に普及してきており、今後の
動向が注目されている。

【０００３】これらの光ディスクは、記録再生装置の光
ピックアップからのレーザービームにより記録を行う。
記録された部分はマークといい、このマークを連続して
並べる領域をトラックという。記録密度を高くするため
には、このトラックを整然と並べる必要があり、そのた
めには、レーザービームをトラックに沿ってガイドする
必要がある。即ち、トラッキングのためのガイドが必要
であり、このガイドは一般に、凹または凸の溝の形で、
ディスクの内周から外周へ向けてスパイラル状に形成さ
れている。この溝のことをガイド溝と呼ぶ。

【０００４】更に、ガイド溝について詳しく説明する
と、ISO 規格においても定義されているように、光ピッ
クアップから見た場合に凹になる部分、つまり遠方にな
る部分はランドと呼ばれ、ピックアップから見た場合に
凸になる部分、つまり近くになる部分はグルーブと呼ば
れる。情報はランドまたはグルーブのどちらかに記録さ
れる。ランドに記録される場合はランド記録方式と呼ば
れ、グルーブに記録される場合はグルーブ記録方式と呼
ばれる。情報を記録する経路をトラックという。トラッ
ク中心から隣りのトラック中心までを、トラックピッチ
と呼んでいる。

【０００５】グルーブの幅は、グルーブの上部における
幅をＷtop 、グルーブの底部における幅をＷbottomとし
て、Ｗ＝（Ｗtop ＋Ｗbottom）／２と定義する。また、
グルーブの底部よりグルーブの上部までの高さをグルー
ブ深さと呼ぶ。現在市場に出ている光ディスクでは、ラ
ンド記録方式のものはグルーブ幅が 0.3〜0.6 μm であ
り、グルーブ深さは、記録及び再生用レーザーの波長を
λ、光記録媒体基板の屈折率をｎとすると、λ／（４・
ｎ）〜λ／（８・ｎ）である。また、トラックピッチは
1.6μm である。最近ではさらに高密度の情報を記録す
るためトラックピッチを狭めた報告がなされており、ト
ラックピッチが 1.4μm 、 1.2μm や1.0 μm 等の例が
ある。

【０００６】光記録媒体はランドあるいはグルーブのど
ちらか一方に情報を記録する。情報記録領域は、ユーザ
ーが情報を記録するデータ領域と、トラック番号やセク
ター番号等のようにユーザーが直接は使用せず光記録媒
体に記録再生装置が情報を管理するために用いるアドレ
ス情報を記録したヘッダー領域とに分けられる。これら
の情報はマーク列やピット列として記録される。

【０００７】データ領域は一般に光記録媒体毎に内容は
異なる。これに対してヘッダー領域は一般に全ての光記
録媒体で同じ内容である。従って、大量生産の為に、ヘ
ッダー領域は光記録媒体の基板を製造する段階でピット
列の形態で設けるのが一般的である。この場合、ヘッダ
ー領域のことをプリフォーマット領域と呼ぶことがあ
る。プリフォーマット領域はピックアップから見た場合
に凸となるピット列となるようスタンパーから転写され
る。

【０００８】ところで、記録密度をより高めることは、
光記録媒体としての長所を更に増大させることから、こ
のための種々のアプローチがなされている。例えば、上
述したようにトラックピッチを狭める方法が提案され研
究がなされている。しかし、波長 780〜830nm の半導体
レーザー光を、開口数（ＮＡ）0.5 〜0.6 の対物レンズ
で集光させた場合、トラックピッチを 1.4μm より小さ
くすると、再生時に隣接したトラックに記録されている
情報の漏れ込み（クロストークという）が顕著に大きく
なること、トラッキング動作に必要なトラッキング誤差
信号が顕著に小さくなりトラッキング精度が落ちること
等の問題が生じていた。これらの問題を避けるために波
長 630〜690nm の半導体レーザーが開発されているが、
出力が小さく価格も高いので実用性に問題があった。

【０００９】そこで、高密度化への別なアプローチとし
てランド・グルーブ記録が提案された。これは、従来ラ
ンドあるいはグルーブのどちらかにしかデータを記録し
なかったものを、ランドとグルーブの両方に記録するこ
とで記録容量を増す方式である。本方式では、ランドに
書き込まれたデータとグルーブに書き込まれたデータを
同程度のＣ／Ｎ値で読み取るために、ランド幅とグルー
ブ幅は同じにする。即ち、トラックピッチ 1.4μm の場
合、ランド幅もグルーブ幅も共に 0.7μm にする。この
方式は、グルーブの深さを適当に選択することで、隣接
したグルーブとランドと間でのクロストークを極小にす
ること（クロストークフリー）ができ、高密度化に非常
に有効である。

【００１０】ランド・グルーブ記録方式において、クロ
ストークフリーとなるグルーブ深さに関する初めての文
献は特開昭 57-138065（対応米国特許 4,423,502）であ
る。この文献には、再生レーザ光の波長をλ、光ディス
ク基板の屈折率をｎとしたとき、グルーブ深さをλ／
（６ｎ）程度とすれば、クロストークが小さくなること
が記載されている。しかし、クロストークフリーとなる
グルーブ深さについての光学的な解析は充分に記載され
ておらず、また、その後発行された複数の文献にも特開
昭57-138065 と同様の記載しか見られない。

【００１１】そして、ROM データやプリフォーマット領
域を形成するピットについては、1995年電子情報通信学
会総合大会で、山田らによりランドとグルーブの中間に
アドレス（即ち、ヘッダー領域）を形成した光ディスク
が報告された。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この光ディス
クでは、ヘッダー領域がトラック中心から偏っているた
め、トラッキングしながら光ビームがデータ領域からヘ
ッダー領域に移動した直後には、トラッキングがヘッダ
ー領域のマークの中心側にオフセットして、ヘッダー情
報の再生に支障をきたす等の問題があった。

【００１３】本発明はかかる問題点を解決し、安定なラ
ンド・グルーブ記録方式が実現できる光記録媒体を提供
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点の解決のため
に本発明者らは、ヘッダー領域の中心がランドトラック
中心とグルーブトラック中心の間にある光記録媒体に、
サーボ領域を設けることで、ランド・グルーブ記録方式
におけるヘッダー領域の再生を確実に行えることを見出
し、本発明をなすに至った。

【００１５】従って、本発明は第１に「ヘッダー領域の
中心がランドトラック中心とグルーブトラック中心の間
にあり、かつ、サーボ領域を有することを特徴とする光
記録媒体」を提供し、第２に「ヘッダー領域の中心がラ
ンドトラック中心とグルーブトラック中心の中間に位置
し、かつ、サーボ領域を有することを特徴とする光記録
媒体」を提供し、第３に「サーボ領域はウォブルマーク
により構成されたことを特徴とする請求項１及び請求項
２に記載の光記録媒体」を提供し、第４に「サーボ領域
はピットまたはヒルにより構成されたことを特徴とする
請求項１、請求項２、及び請求項３に記載の光記録媒
体」を提供する。

【００１６】

【作用】データ領域に関してクロストークフリーとなる
条件式は次の通りである。 （１−γ）・｛Ｐ・ cos（４πｎｄg ／λ）−Ｑ｝＝０ (a) ただし、ｄg はグルーブ深さ、ｎは光記録媒体基板の屈
折率、Ｐ及びＱはトラックピッチｐ、再生レーザービー
ムの波長λ、対物レンズのNA、及びデータ領域のマーク
幅Ｗm の関数、γは光記録媒体により決まる記録マーク
の振幅反射率（マークの無い部分の反射率を１とした場
合のマークの有る部分の反射率。γ≠１）である。１−
γ≠０ なので(a) 式の両辺を（１−γ）で割れば、 cos（４πｎｄg ／λ）＝Ｑ／Ｐ (b) 即ち、グルーブ深さｄg は、 ｄg ＝｛λ／（４πｎ）｝・ cos^-1（Ｑ／Ｐ） となる。従って、ｄg はおよそλ／７〜λ／５ｎとな
る。

【００１７】また、プリフォーマット信号に関してクロ
ストークフリーとなる条件式は次の通りである。 ピットがランド上にある場合 Ｐ’・〔 cos（４πｎｄg ／λ）｛１− cos（４πｎｄp ／λ）｝ − sin（４πｎｄg ／λ）・ sin（４πｎｄp ／λ）〕 ＋Ｑ’・｛１− cos（４πｎｄp ／λ）｝＝０ (1) ピットがグルーブ上にある場合 Ｐ’・〔 cos（４πｎｄg ／λ）｛１− cos（４πｎｄp ／λ）｝ − sin｛４πｎ（−ｄg ）／λ｝・ sin（４πｎｄp ／λ）〕 ＋Ｑ’・｛１− cos（４πｎｄp ／λ）｝＝０ (2) ただし、ｄg はグルーブ深さ、ｄp はピット深さ、ｎは
光記録媒体基板の屈折率、Ｐ’及びＱ’はトラックピッ
チｐ、再生レーザービームの波長λ、対物レンズのNA、
及びピット幅Ｗp の関数である。

【００１８】上記(1) 式及び(2) 式を満足するように、
ピット深さｄp 、ピット幅Ｗp を決定し、(b) 式、(1)
式、及び(2) 式を満足するように、グルーブ深さｄg を
決定すればよい。ところで、ピットがランド上にあって
もグルーブ上にあってもクロストークフリーとなるに
は、(1) 式＝(2) 式を満たす必要がある。そのためには
２つの場合がある。第１はピット深さｄp ＝λ／（４
ｎ）の場合である。この場合、 sin（４πｎｄp ／λ）＝０ となり(1) 式＝(2) 式となる。第２はランドとグルーブ
のプリフォーマット信号の凹凸を反転させる方法であ
る。つまり、ランド上のプリフォーマット信号をピット
とし、グルーブ上のプリフォーマット信号をヒルとする
か、あるいはグルーブ上のプリフォーマット信号をピッ
トとしランド上のプリフォーマット信号をヒルとする。
こうすれば(2) 式で、 sin（４πｎｄp ／λ）＝ sin｛４πｎ（−ｄp ）／
λ｝ となるため(1) 式＝(2) 式を満足する。

【００１９】ランド・グルーブ記録方式の光記録媒体
は、ランドにもグルーブにもヘッダー領域をプリフォー
マットにより設けることが好ましいが、そのためには、
上述したように、(b) 式を満たし、かつ、(1) 式＝(2)
式の条件を満足するマーク幅Ｗm 、グルーブ深さｄg 、
ピット深さｄp ＝λ／（４ｎ）またはヒル高さｄh（＝
ピット深さｄp ）、ピット幅Ｗp のランド、グルーブ、
ピット、及びヒルの形状のパターンが形成された光記録
媒体を作成する必要がある。

【００２０】しかし、ピットとヒルを同時に形成するこ
とは実質的に困難であるという理由でグルーブとランド
のヘッダー領域を共にピットで形成すると、(1) 式＝
(2) 式の条件を満足しないため、クロストークフリーと
はならず、隣接ランドまたはグルーブのヘッダー信号が
漏れ込み、データ読み誤り等の原因となる。この問題を
回避するために、ランドまたはグルーブのどちらか一方
にヘッダー領域を設けると、例えばランドのみにヘッダ
ーを設けた場合には、グルーブ上のデータ領域のアドレ
スを知りたい場合でも、一旦ランドのヘッダー領域を読
み込まないと知ることができず、余分な時間がかかると
いう問題が生ずる。

【００２１】そこで、ヘッダー領域の中心がランドトラ
ック中心とグルーブトラック中心の間にあるようにする
と、ランドトラックに記録や再生する場合でも、グルー
ブトラックに記録や再生する場合でも、ヘッダー領域を
兼用することができ、そのままヘッダー領域を読み込む
ことができる。ヘッダー領域の形成についても、上述し
たような問題がなく容易である。ヘッダー領域にはグル
ーブを形成してもよいし、形成しなくてもよい。ヘッダ
ー領域は、データ領域と同じ形態の記録マーク（例え
ば、光磁気記録媒体であれば光磁気マーク、相変化記録
媒体であれば相変化マーク）で形成してもよいが、大量
生産やヘッダー領域の信頼性を考えるとピットやヒルの
形にする方が圧倒的に有利である。この場合、スタンパ
ー製作方法から考えて、ヘッダー領域にグルーブを設け
ることは非常に困難である。

【００２２】ところが、ヘッダー領域にグルーブを設け
ずに、かつ、ヘッダー領域をピットまたはヒルで構成す
る場合、上述したようにトラッキングがヘッダー領域の
マークの中心側にオフセットして、ヘッダー情報の再生
に支障をきたす等の問題が発生する恐れがある。このよ
うな問題を解決するには、トラッキングエラー信号をサ
ンプリングするためのサーボ領域を設けてサンプルサー
ボを行うようにすることが好ましい。サーボ領域はグル
ーブの存在する領域であればどこでも設けることができ
る。また、ウォブルマークやウォブルピットでサーボ領
域を構成してもよい。

【００２３】以上は、ヘッダー領域をピットまたはヒル
で構成する場合について説明したものであるが、ヘッダ
ー領域はデータ領域と同じ形態のマークで構成してもよ
い。以下、実施例により本発明をより具体的に説明する
が、本発明はこれに限られるものではない。

【００２４】

【実施例１】本実施例は、本発明の請求項１に係る光記
録媒体に関するものであり、その構成を図１に示す。図
１から明らかなように、グルーブのトラック中心とラン
ドのトラック中心の間にヘッダー領域の中心が来るよう
に設け、これをグルーブトラックとランドトラックで兼
用する。ヘッダー領域は、ピットやヒルによるプリフォ
ーマットとなっており、その前方にはピットやヒルによ
るサーボ領域がある。

【００２５】

【実施例２】本実施例も、本発明の請求項１に係る光記
録媒体であり、その構成を図２に示す。図２から明らか
なように、本実施例は実施例１のサーボ領域にグルーブ
ないしランドが存在するタイプのものである。以上どち
らの実施例でもランダムアクセステストの結果、ランド
及びグルーブともにヘッダー領域の再生及びデータ領域
の記録、再生、及び消去が問題無く実施できた。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
ッダー領域の中心がランドトラック中心とグルーブトラ
ック中心の間にある光記録媒体にサーボ領域を設けるこ
とで、安定なランド・グルーブ記録方式が実現できる光
記録媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の請求項１に係る光記録媒体の説明図
である。

【図２】 本発明の請求項１に係る別の光記録媒体の説
明図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッダー領域の中心がランドトラック中心
   とグルーブトラック中心の間にあり、かつ、サーボ領域
   を有することを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】ヘッダー領域の中心がランドトラック中心
   とグルーブトラック中心の中間に位置し、かつ、サーボ
   領域を有することを特徴とする光記録媒体。
3. 【請求項３】サーボ領域はウォブルマークにより構成さ
   れたことを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の光
   記録媒体。
4. 【請求項４】サーボ領域はピットまたはヒルにより構成
   されたことを特徴とする請求項１、請求項２、及び請求
   項３に記載の光記録媒体。