JPH0855365A - 光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスク装置において、位相ピットからの
再生信号出力が安定して得られるようにする。 【構成】 トラック方向長さが異なる複数種類の位相ピ
ット２３，２４で情報を記録する際、各位相ピットから
の再生信号振幅がほぼ等しくなるように位相ピットの幅
を設定する。位相ピットの幅は、その位相ピットのトラ
ック方向長さによらず同一としてもよいし、各位相ピッ
トのトラック方向長さに応じて異ならせてもよい。ま
た、各位相ピットからの再生信号振幅が最大となるよう
に各位相ピット毎に幅を設定してもよい。 【効果】 再生出力がほぼ一定、あるいは最大となるの
でスライスレベル設定などの信号処理が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ−ＲＯＭ等の再生
専用型光ディスク、あるいは追記型、書換可能型光ディ
スクに関し、その品質向上を意図したものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクには再生専用型、追記型及び
書換可能可能型がある。再生専用型光ディスクとしては
レーザディスク（ＬＤ）やコンパクトディスク（ＣＤ）
があり、現在大量に生産されている。これ以外にも、マ
ルチメディア媒体としてＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｉ，ＤＶ
−Ｉなどがあり、特に電子出版物メディアとして光ディ
スクに対する期待は大きい。追記型光ディスクには、金
属膜や色素を記録膜として利用するものがある。また、
書換可能型光ディスクには光磁気、相変化光ディスクな
どに代表される記録形態がある。

【０００３】これら光ディスクは、位相ピットによって
信号が記録されている領域を有する。位相ピットとは、
その実効的な深さが使用する光の波長のλ／４であるも
のをいう。位相ピットに光スポットを照射すると、光ス
ポットのピット部分からの反射光とそれ以外の部分から
の反射光とが、干渉して暗くなることを利用して明暗信
号を得ることができる。

【０００４】例えば、ＬＤやＣＤ等の再生専用型の光デ
ィスクの場合には、全ての情報が位相ピットによって記
録されているし、追記型や書換型可能型の光ディスクの
場合には、透明なガラスあるいはプラスチックなどの基
板の表面に同心円状あるいはスパイラル状の通常ピッチ
１．６μｍの案内溝に沿って、データの記録番地やタイ
ミング用のクロックを表わすプリフォーマット信号を位
相ピットによって記録した領域（プリピット）を有す
る。

【０００５】これらの光ディスク基板の製造手段は以下
の通りである。例えば、書換可能型の光ディスクを例に
とると、まず、プリピットを有する原盤を次のようにし
て製造する。１０ミリ程度の厚いガラス基板の上に、フ
ォトレジストを回転塗布により約１００ｎｍ厚に塗り、
これに信号変調されたレーザ光で露光するいわゆるカッ
ティングを行なう。カッティングは同心円状あるいはス
パイラル状の通常ピッチ１．６μｍのトラックに沿っ
て、データの記録番地や、タイミング用のクロックを表
わすプリフォーマット信号を原盤のところどころに記録
している。さらに、記録、再生用レーザ光の案内溝を原
盤の使用領域ほぼ全面に記録している。こうしてできあ
がった原盤から電鋳プロセスでニッケルのスタンパを作
り、これを用いて射出成形法で大量に基板を製造する。

【０００６】できあがったプリフォーマットおよび、レ
ーザ光の案内溝の形状には、条件がある。深さに関して
は、光ディスク装置のレーザ光の波長をλ、基板の屈折
率をｎとすると、プリフォーマットの深さは約λ／４
ｎ、案内溝の深さは約λ／８ｎが適当である。案内溝が
λ／８ｎということは塗布されたフォトレジストの厚さ
の中間厚さに設定することになる。また、トラックに垂
直な方向の幅に関しては、光ディスク装置のレーザ光の
スポット径との関連が大きく、スポット径の約半分程度
が適当な大きさである。さらに、トラックピッチは情報
記録密度に関わってくる。隣接するトラック同志の干渉
すなわちクロストークの量によって必然的に決まってく
るものであり、光スポット径が限界となっている。その
スポット径は、光ディスク装置に採用されている集光用
対物レンズの開口数をＮＡとすると、λ／ＮＡである。
このように光ディスク装置においては、光スポット径、
すなわち光の基本性能である波長が制限事項となって、
記録密度限界が決まっている。

【０００７】こうしてできた光ディスク基板に光磁気、
相変化などの記録膜あるいは反射膜をつけて、光ディス
クが完成する。また、ＬＤやＣＤ等の再生専用型の光デ
ィスクの場合には、プリフォーマット信号以外の情報も
全て前述のようにカッティングで記録して原盤を作製
し、それからスタンパを作製して、同一の情報を担持す
る光ディスクを大量に製造する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図５は、光ディスクに
記録された従来のプリピットの形状及びそれによる再生
信号を表す。図５（ａ）に示すように、位相ピット５
３，５４は螺旋状の案内溝５１，５２の間の領域に記録
されている。位相ピットはその長さあるいは端部位置に
情報をもたせており、変調方式に従って何種類かの長さ
の位相ピットが存在する。図５には２種類の長さの位相
ピットが示されている。これらの位相ピット５３，５４
のもつ情報は、例えば波長７８０ｎｍ、直径１．４μｍ
のレーザスポット５５で走査することによって得られる
反射光レベルをもとに再生される。

【０００９】再生信号は図５（ｂ）に示すように、位相
ピットの有無によって０レベルと鏡面反射レベルＩ₀ の
間で変動する。適当なレベルにスライスレベルを設定
し、信号強度がそのスライスレベルを超えているか否か
によって位相ピットの有無、すなわちデジタル値０又は
１の判定を行い、情報を再生する。ところが、従来の位
相ピット記録方法では、図示のように短位相ピット５３
による再生信号の振幅Ｉ _VFO と長位相ピット５４による
再生信号の振幅Ｉ_P が大きく異なり、しかも振幅の中心
レベルがずれる（図では、−ΔＶ）現象が生じる。この
様に再生信号の振幅が大きく変動し、その中心レベルが
ずれると、スライスレベルの設定が困難になり、信号の
再生を安定して行うことができない。

【００１０】光ディスク装置の高性能化を実現するに
は、ドライブ装置により情報を記録再生する時、良好な
信号を安定して得ることができるようにすることが重要
である。本発明の目的は、前述したようにプリピット、
特に位相ピットから、そのピットのトラック方向長さが
異なっても、安定した再生信号が得られる光ディスクを
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、トラック方
向長さを異にする複数の位相ピットの組み合わせ、ある
いは個々の位相ピットのトラック方向長さに応じて、位
相ピットの幅を調整することにより、前記目的を達成す
る。具体的には、位相ピットのトラック方向長さにかか
わらず、光ヘッドで位相ピットを再生した時、それぞれ
の位相ピットからの再生信号振幅がほぼ等しい値となる
ように、位相ピットの光ディスク半径方向幅を設定す
る。位相ピットの光ディスク半径方向幅は、位相ピット
の長さ毎に変化させてもよいし、全ての長さの位相ピッ
トに対して同一の幅としてもよい。位相ピットの長さ毎
に半径方向幅を変化させて位相ピットを記録するには、
位相ピットの長さと半径方向の幅の関係を予め求めて記
憶してあるテーブル等を利用すればよい。

【００１２】また、光スポット径よりもトラック方向長
さが長い位相ピットに対しては半径方向幅を狭くし、光
スポット径よりも短い位相ピットに対しては半径方向幅
を広くして、再生時それぞれ最大振幅が得られるように
位相ピット幅を設定してもよい。

【００１３】

【作用】位相ピットのトラック方向長さに応じてその半
径方向幅を変えることにより、あるいはある一定値とす
ることで、それぞれの位相ピットから得られる再生信号
出力をほぼ等しくすると、光ディスク装置内部でのスラ
イスレベル設定などの信号処理が容易になる。位相ピッ
トの幅が一定である場合には記録工程が簡単になり、基
板作製の面でも有利である。

【００１４】また、位相ピットのトラック方向長さに応
じて、その半径方向幅をそれぞれ変えることにより、そ
れぞれの位相ピットから得られる再生信号出力を最大と
した場合にも、大きな信号強度が得られるので信号処理
が容易になる。この場合、位相ピット幅が多少変動して
もその信号出力の変動が少ないという利点もある。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。 〔実施例１〕図１は、光ディスク原盤カッティング装置
における光学系の概念を示す。アルゴンレーザ１（スペ
クトラ・フィジックス社製；波長４５８ｎｍ、出力；１
００ｍＷ）からの光は全反射鏡２によりその進行方向を
９０度変え、半透明鏡３によりほぼ強度の等しい２つの
光に分割される。半透明鏡３により反射された光Ａは強
度変調用のＡＯ（アカスト・オプチックス）変調器４を
通過し、全反射鏡５により進行方向を変え、半透明鏡９
で反射される。一方、半透明鏡３を透過した光Ｂは、全
反射鏡６により反射され、強度変調用のＡＯ変調器７及
び高周波駆動される光偏向器８を通過し、半透明鏡９を
通過して前述の光Ａと合わされる。

【００１６】その後、光Ａと光Ｂはほぼ同一光軸上を通
り、全反射鏡１０で方向を変えられた後、光集光用のレ
ンズ１１を通過して、その焦点近傍に配置された原盤１
５の表面に各々ほぼ０．３μｍのスポット径に絞りこま
れる。ＡＯ変調器４，７にはフォーマット回路１０から
所望の信号に変調された電気信号を送り、これに従いレ
ーザ光をスイッチングして所定の位相ピット及び案内溝
が記録された原盤を得る。案内溝は光Ａにより記録さ
れ、位相ピットは光Ｂにより記録される。案内溝の存在
によって位相ピットからの再生信号が低減するのを防ぐ
ために、案内溝は、位相ピットの形成されていない領域
のみに記録するようにしてもよい。原盤１５は厚さ１０
ミリのガラス基板１６の上に、ポジ型ホトレジスト１７
（シップレー社；ＡＺ１３５０など）を１４０ｎｍの厚
さに回転塗布したものである。この原盤は回転モータ１
８により６００ｒｐｍの速度で回転している。このよう
にしてトラックピッチ１．３５μｍのパターンを露光、
現像して完成した原盤から通常プロセスでスタンパ、レ
プリカを作製する。

【００１７】図２に、レプリカ基板表面の案内溝および
位相ピットを示す。案内溝２１は光ヘッドをガイドする
ためのものであり、その配列ピッチは１．３５μｍであ
る。波長７８０ｎｍの半導体レーザを用いた場合、光ス
ポット２２は直径１．４μｍであり、短位相ピット２３
の長さは０．７５μｍであって光スポット２２の中に入
ってしまう。また、長位相ピット２４の長さは、図の例
では長さ２μｍであり、光スポット２２の直径よりも長
い。

【００１８】図３に、図２に示したように案内溝２１及
び位相ピット２３，２４がある場合の再生信号出力のシ
ミュレーション結果を示す。長さ２μｍの長位相ピット
からの再生信号出力相対値は、その幅が０．５５μｍの
時に最大値となる。また、長さ０．７５μｍの短位相ピ
ットからの再生信号出力相対値はその幅が０．７μｍの
時に最大値となる。また、位相ピット幅が０．８５μｍ
の時に長短両位相ピットからの再生信号出力はほぼ同じ
値となる。

【００１９】本実施例では、高周波駆動される光偏向器
８により、位相ピット記録する光スポットを基板半径方
向にわずかに振動させ、短位相ピット２３も長位相ピッ
ト２４も半径方向幅を一定幅、すなわち０．８５μｍと
した。このように、位相ピットの幅を設定することによ
り、位相ピットのトラック方向長さによらず、ほぼ同じ
値の再生信号出力が得られた。その結果、光ディスク装
置内部でのスライスレベル設定などの信号処理が容易に
なった。さらに、位相ピットの幅が一定であることは、
基板作製の上でも有利である。

【００２０】ここでは、位相ピットの長さが２種類の場
合について述べたが、本発明はこれに限定されることは
なく、位相ピットの長さが３種類以上ある場合にも適用
可能である。３種類以上の長さの位相ピットを用いる場
合には、長さが最短の位相ピットと最長の位相ピットか
らの再生信号出力がほぼ同じ値となるように全ての位相
ピットの半径方向幅を設定すればよい。その場合にも、
一定幅の位相ピットを用いながら、全ての位相ピットか
らの再生信号出力をほぼ同じ値にすることができる。

【００２１】〔実施例２〕実施例１と同じ光ディスク原
盤カッティング装置を用いて原盤１５に案内溝、短位相
ピット、長位相ピットのカッティングを行った。図４
に、レプリカ基板表面の案内溝および位相ピットを示
す。案内溝２１の配列ピッチは１．３５μｍである。再
生光として波長７８０ｎｍ、光スポット２２の直径１．
４μｍの半導体レーザを用いた。短位相ピット４３のト
ラック方向長さは０．７５μｍ、長位相ピット４４のト
ラック方向長さは２μｍとした。各位相ピットの幅は位
相ピット長さに応じて変化させ、各位相ピットからの再
生信号出力がほぼ等しくなるようにした。位相ピットの
幅の調整は、高周波駆動される光偏向器８による光スポ
ットの半径方向振動幅を制御することにより行った。

【００２２】短位相ピット４３の長さが０．７５μｍ、
長位相ピット４４の長さが２μｍの場合、図３から分か
るように、例えば短位相ピット４３の半径方向幅を最大
出力が得られる０．７μｍとし、長位相ピット４４の半
径方向幅を０．８３μｍとすることにより、ほぼ等しい
再生信号出力が得られる。位相ピットの長さが３種類以
上ある場合にも、位相ピットのトラック方向長さに応じ
て半径方向幅を設定することにより、位相ピットの種類
によらず全ての位相ピットからほぼ同じ値の再生信号出
力を得ることができる。その結果、光ディスク装置内部
でのスライスレベル設定などの信号処理が容易になり、
安定した再生信号を得ることができる。

【００２３】〔実施例３〕実施例１と同じ光ディスク原
盤カッティング装置を用いてカッティングを行い、図４
に示すような案内溝および位相ピットを記録した。案内
溝２１の配列ピッチは１．３５μｍであり、再生光の波
長は７８０ｎｍ、光スポット２２は直径１．４μｍであ
る。短位相ピット４３のトラック方向長さは０．７５μ
ｍ、長位相ピット４４のトラック方向長さは２μｍであ
る。各位相ピットの幅は位相ピット長さに応じて変化さ
せ、各位相ピットからの再生信号出力が各々最大になる
ようにした。位相ピットの半径方向幅の調整は、高周波
駆動される光偏向器８による光スポットの半径方向振動
幅を制御することにより行った。

【００２４】長さ２μｍの長位相ピットの幅は０．５５
μｍに設定し、長さ０．７５μｍの短位相ピットの幅は
０．７μｍに設定した。この位相ピット幅設定により、
図３から明らかなように、各々の位相ピットから得られ
る再生信号出力は最大となる。

【００２５】このように、位相ピットのトラック方向長
さによって、そのピットの半径方向幅を変えてやること
により、再生信号出力は最大値を引き出すことができ
る。ここでは、トラック方向長さが２種類の位相ピット
を例にとって述べたが、トラック方向長さが３種類以上
であっても、各位相ピットの長さに応じて幅を設定する
ことにより各々最大の再生信号出力を得ることができ
る。本実施例によると、各位相ピットからそれぞれ最大
再生出力が得られるため、光ディスク装置での信号処理
が容易となる。

【００２６】

【発明の効果】トラック方向長さを異にする複数の位相
ピットの組み合わせ、あるいは個々の位相ピットのトラ
ック方向長さに応じて、位相ピットの半径方向幅を制御
したため、再生装置のスライスレベル設定などの信号処
理が容易になり、安定した再生信号を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ディスク原盤カッティング装置における光学
系の概念図。

【図２】光ディスクレプリカ基板表面上の案内溝及び位
相ピット例。

【図３】位相ピット幅と相対信号出力の関係を説明する
図。

【図４】光ディスクレプリカ基板表面上の案内溝及び位
相ピットの他の例。

【図５】従来のプリピットから得られる再生信号の説明
図。

【符号の説明】

１…アルゴンレーザ ２，５，６，１０…全反射鏡 ３，９…半透明鏡 ４，７…ＡＯ変調器 ８…光偏向器 １１…レンズ １５…原盤 １６…基板 １７…レジスト １８…回転モータ １９…フォーマット回路 ２１，５１，５２ 案内溝 ２２，５５…光スポット ２３，４３，５３…短位相ピット ２４，４４，５４…長位相ピット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 久貴 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 佐々木 寿枝 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラック方向長さが異なる複数種類の位
   相ピットで情報を記録した領域を有する光ディスクにお
   いて、 位相ピットのトラック方向長さにかかわらず前記各位相
   ピットからの再生信号振幅がほぼ等しくなるように前記
   位相ピットの幅が設定されていることを特徴とする光デ
   ィスク。
2. 【請求項２】 前記位相ピットの幅はその位相ピットの
   トラック方向長さによらず同一であることを特徴とする
   請求項１記載の光ディスク。
3. 【請求項３】 前記位相ピットの幅は各位相ピットのト
   ラック方向長さに応じて異なっていることを特徴とする
   請求項１記載の光ディスク。
4. 【請求項４】 トラック方向長さが異なる複数種類の位
   相ピットで情報を記録した領域を有する光ディスクにお
   いて、 各位相ピットは、その位相ピットからの再生信号振幅が
   最大となるように幅が設定されていることを特徴とする
   光ディスク。
5. 【請求項５】 トラック方向長さが異なる複数種類の位
   相ピットで情報を記録した領域を有する光ディスクにお
   いて、 前記位相ピットは、トラック方向の長さが再生光スポッ
   トの直径よりも短い位相ピットの幅がトラック方向の長
   さが再生光スポットの直径よりも長い位相ピットの幅よ
   りも広いことを特徴とする光ディスク。
6. 【請求項６】 少なくとも一部に案内溝が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の
   光ディスク。