JPH0887747A - ディスク及びディスク再生方法 - Google Patents

ディスク及びディスク再生方法

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JPH0887747A
JPH0887747A JP6188270A JP18827094A JPH0887747A JP H0887747 A JPH0887747 A JP H0887747A JP 6188270 A JP6188270 A JP 6188270A JP 18827094 A JP18827094 A JP 18827094A JP H0887747 A JPH0887747 A JP H0887747A
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disc
reproducing method
disk
wavelength
laser
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Application number
JP6188270A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Terasaki
均 寺崎
Yoichi Tsuchiya
洋一 土屋
Shuichi Ichiura
秀一 市浦
Seizo Kato
晴三 加藤
Osamu Ota
修 太田
Toshio Ito
敏男 伊藤
Yasuyuki Kano
康行 加納
Yoshiki Yamaguchi
喜基 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 標準フォーマットより高密度で記録した光デ
ィスクを再生する。 【構成】 635nmの半導体レーザ1より発光したビ
ームを、開口数0.6の対物レンズ7で4倍密度で記録
したディスク8の記録トラックに集光照射し、その反射
光をビームスプリッタ4にて分光し、受講素子12に導
き光電変換した信号を出力する。ディスク8は、トラッ
クピッチが標準の約1/2でピット長が標準の1/2よ
り大きい場合、逆に、トラックピッチが標準の1/2よ
り大きくピット長が標準の約1/2の場合等がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクや光磁気デ
ィスク等のディスクと、これらのディスクを再生する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】標準フォーマットの従来の12cmのコ
ンパクトディスク(CD)は、図2に示すように、EF
M変調の最短ピット長(3Tのピット長)が約0.97
μm(60分再生時)、ピット幅が約0.7μm、トラ
ックピッチが約1.6μmである。この標準フォーマッ
トのCDを再生するプレーヤは、線速度1.2〜1.4
m/秒でCDを回転させ、開口数0.45の対物レンズ
を用い、波長780nmのレーザを集光スポット径が
1.4μmとなるように絞って記録トラックに照射し
て、1.4MHzの転送レートのオーディオデータを再
生している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、短波長レーザの
開発に伴い、トラックピッチを従来ほど大きく設定する
必要がなくなりつつある。また、一方で、ディスクの記
録密度の向上が要請されている。特に、近い将来MPE
G2を用いたディジタルビデオディスク等の場合には、
標準フォーマットの4倍程度の高密度再生が可能になる
ことが望ましい。この再生用のプレ−ヤは、同時に標準
フォーマットのディスクも再生できる互換機であること
が望ましい。
【0004】本発明は、標準フォ−マットより記録密度
の高いディスクと、該ディスクの再生方法の提供を目的
とする。また、標準フォ−マットのディスクと高記録密
度のディスクの両者を再生できる互換装置に用いる再生
方法の提供を目的とする。記録密度を高めるためには、
トラックピッチを狭め、ピット長を短くすることが必要
である。しかし、ピット長をあまりに短くすると、最短
ピット長の再生信号の振幅が低下して、品質が劣化する
という問題が生ずる。例えば、ノイズ成分が大きくなっ
てC/Nが悪化したり、時間軸変動が大きくなってジッ
タが大きくなったりする。本発明は、再生信号の品質を
維持しつつ、高記録密度ディスクを再生可能にすること
を目的とする。また、再生信号の品質を維持できる範囲
で最高の記録密度を達成し、その再生方法を提供するこ
とを目的とする。
【0005】また、記録密度を高めるためには、上述の
ようにトラックピッチを狭めることが必要であるが、ト
ラックピッチを狭め過ぎると、トラッキング信号の振幅
が低下してトラッキングサ−ボが不安定化するという問
題が生ずる。本発明は、トラッキングサ−ボを安定に維
持しつつ、高記録密度ディスクを再生可能にすることを
目的とする。また、トラッキングサ−ボを安定に維持で
きる範囲で最高の記録密度を達成し、その再生方法を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のディスクの再生
方法は、標準フォーマットより小サイズのピットを形成
したディスクを短波長レーザを用いて光学再生すること
を特徴とする。又、本発明のディスクの再生方法は、標
準フォーマットより小サイズのピットを形成したディス
クを、波長610〜665nmのレーザを用いて光学的
に再生することを特徴とする。
【0007】又、本発明のディスクの再生方法は、標準
フォーマットより小サイズのピットを形成したディスク
を、波長635nmのレーザを用いて光学的に再生する
ことを特徴とする。又、本発明のディスクは、標準フォ
ーマットに比し、ピットサイズ及びトラックピッチをそ
れぞれ1/2に設定したことを特徴とする。
【0008】又、本発明のディスクは、最短ピット長を
0.3〜0.6μmとし、トラックピッチを0.6〜
0.9μmとすることを特徴とする。又、本発明のディ
スクは、最短ピット長を0.49μmとし、トラックピ
ッチを0.85μmとすることを特徴とする。又、本発
明のディスク再生方法は、最長ピット長と最短ピット長
の再生振幅が6dB±3dBであることを特徴とする。
【0009】又、本発明のディスク再生方法は、標準フ
ォーマットより小サイズのピットを形成したディスクを
短波長レーザを用いて転送レート50Mbps以下のデ
ータを再生することを特徴とする。又、本発明のディス
ク再生方法は、標準フォーマットより小サイズのピット
を形成したディスクを短波長レーザを用いて転送レート
1.1〜3Mbpsのデータを再生することを特徴とす
る。
【0010】又、本発明のディスク再生方法は、標準フ
ォーマットより小サイズのピットを形成したディスクを
短波長レーザを用いて転送レート2〜15Mbpsのデ
ータを再生することを特徴とする。又、本発明のディス
ク再生方法は、標準フォーマットより小サイズのピット
を形成したディスクを線速度2.4〜2.8m/Sで回
転させ、波長610〜665nmのレーザを用いて転送
レート5.6Mbps又は4.8Mbpsのデータを再
生することを特徴とする。
【0011】又、本発明のディスク再生方法は、標準フ
ォーマットより小サイズのピットを形成したディスクを
波長610〜665nmのレーザを用いて転送レート
1.15Mbpsのデータを再生することを特徴とす
る。又、本発明のディスク再生方法は、標準フォーマッ
トより小サイズのピットを形成したディスクを線速度
0.6〜0.7m/Sで波長635nmのレーザを用い
て転送レート1.15Mbpsのデータを再生すること
を特徴とする。
【0012】又、本発明のディスク再生方法は、ディス
クをスポット径0.7〜1.2μmの光スポットで再生
することを特徴とする。又、本発明のディスク再生方法
は、ディスクをスポット径0.9μmの光スポットで再
生することを特徴とする。又、本発明のディスク再生方
法は、最短ピット長を0.3〜0.6μmとしトラック
ピッチを0.6〜0.9μmとするディスクを、波長6
10〜665nmのレーザで再生することを特徴とす
る。
【0013】又、本発明のディスク再生方法は、最短ピ
ット長を0.49μmとしトラックピッチを0.85μ
mとするディスクを、波長635nmのレーザで再生す
ることを特徴とする。又、本発明のディスク再生方法
は、最短ピット長を0.3〜0.6μm、ピット幅を
0.20〜0.4μm、トラックピッチを0.6〜0.
9μmとし、ピット深さを100〜140nmとするデ
ィスクを、波長610〜665nmのレーザと、開口数
0.4〜0.9の対物レンズを用いて再生することを特
徴とする。
【0014】又、本発明のディスク再生方法は、最短ピ
ット長を0.49μm、ピット幅を0.35μm、トラ
ックピッチを0.85μmとし、ピット深さを120n
mとするディスクを、波長635nmのレーザと、開口
数0.6の対物レンズを用いて再生することを特徴とす
る。又、本発明のディスク再生方法は、標準フォーマッ
トより小サイズのピットを形成したディスクの記録トラ
ックを、短波長レーザと超解像技術を用いて再生するこ
とを特徴とする。
【0015】又、本発明のディスク再生方法は、標準フ
ォーマットより小サイズのピットを形成したディスクの
記録トラックを、波長610〜665nmのレーザと超
解像技術を用いて再生することを特徴とする。又、本発
明のディスク再生方法は、標準フォーマットより小サイ
ズのピットを形成したディスクの記録トラックを、波長
635nmのレーザと超解像技術を用いて再生すること
を特徴とする。
【0016】又、本発明の高密度記録ディスクは、トラ
ックピッチを標準フォーマットの1/2より小さく設定
するとともに、最短ピット長を標準フォーマットの1/
2より大きく設定したことを特徴とする。又、本発明の
高密度記録ディスクは、トラックピッチを標準フォーマ
ットの1/2に設定するとともに、最短ピット長を標準
フォーマットの1/2に設定したことを特徴とする。
【0017】又、本発明のディスク再生方法は、トラッ
クピッチを標準フォーマットの1/2より小さく設定す
るとともに、最短ピット長を標準フォーマットの1/2
より大きく設定した高密度記録ディスクを、波長610
〜665nmのレーザを用いて光学的に再生することを
特徴とする。又、本発明のディスク再生方法は、トラッ
クピッチを標準フォーマットの1/2に設定するととも
に、最短ピット長を標準フォーマットの1/2に設定し
た高密度記録ディスクを、波長610〜665nmのレ
ーザを用いて光学的に再生することを特徴とする。
【0018】又、本発明のディスク再生方法は、トラッ
クピッチを標準フォーマットの1/2より小さく設定す
るとともに、最短ピット長を標準フォーマットの1/2
より大きく設定した高密度記録ディスクを、波長635
nmのレーザを用いて光学的に再生することを特徴とす
る。又、本発明のディスク再生方法は、トラックピッチ
を標準フォーマットの1/2に設定するとともに、最短
ピット長を標準フォーマットの1/2に設定した高密度
記録ディスクを、波長635nmのレーザを用いて光学
的に再生することを特徴とする。
【0019】又、本発明の高密度記録ディスクは、トラ
ックピッチを0.6〜0.9μmに設定し、最短ピット
長を0.3〜0.6μmに設定したことを特徴とする。
又、本発明の高密度記録ディスクは、トラックピッチを
0.85μmに設定し、最短ピット長を0.42μmに
設定したことを特徴とする。又、本発明のディスク再生
方法は、トラックピッチを0.6〜0.9μmに設定
し、最短ピット長を0.3〜0.6μmに設定した高密
度記録ディスクを、レーザ波長610〜665nmで対
物レンズの開口数0.4〜0.9のピックアップを用い
て線速度0.4〜0.8m/Sで再生することを特徴と
する。
【0020】又、本発明のディスク再生方法は、トラッ
クピッチを0.6〜0.9μmに設定し、最短ピット長
を0.3〜0.6μmに設定した高密度記録ディスク
を、レーザ波長635nmで対物レンズの開口数0.6
のピックアップを用いて線速度0.6m/Sで再生する
ことを特徴とする。又、本発明のディスク再生方法は、
最長ピットの再生振幅に対する最短ピットの再生振幅の
比が0.3〜0.5であることを特徴とする。
【0021】又、本発明のディスク再生方法は、最長ピ
ットの再生振幅に対する最短ピットの再生振幅の比が
0.4であることを特徴とする。又、本発明の高密度記
録ディスクは、トラックピッチを標準フォーマットの1
/2より大きく設定すると共に、最短ピット長を標準フ
ォーマットの1/2より小さく設定したことを特徴とす
る。
【0022】又、本発明の高密度記録ディスクは、トラ
ックピッチを標準フォーマットの1/2より大きく設定
すると共に、最短ピット長を標準フォーマットの1/2
に設定したことを特徴とする。又、本発明のディスク再
生方法は、トラックピッチを標準フォーマットの1/2
より大きく設定すると共に、最短ピット長を標準フォー
マットの1/2より小さく設定した高密度記録ディスク
を波長610〜665nmのレーザを用いて光学的に再
生することを特徴とする。
【0023】又、本発明のディスク再生方法は、トラッ
クピッチを標準フォーマットの1/2より大きく設定す
ると共に、最短ピット長を標準フォーマットの1/2に
設定した高密度記録ディスクを波長610〜665nm
のレーザを用いて光学的に再生することを特徴とする。
又、本発明のディスク再生方法は、トラックピッチを標
準フォーマットの1/2より大きく設定すると共に、最
短ピット長を標準フォーマットの1/2より小さく設定
した高密度記録ディスクを波長635nmのレーザを用
いて光学的に再生することを特徴とする。
【0024】又、本発明のディスク再生方法は、トラッ
クピッチを標準フォーマットの1/2より大きく設定す
ると共に、最短ピット長を標準フォーマットの1/2に
設定した高密度記録ディスクを波長635nmのレーザ
を用いて光学的に再生することを特徴とする。又、本発
明の高密度記録ディスクは、トラックピッチを0.7μ
mでピット幅を0.25μmに設定したことを特徴とす
る。
【0025】又、本発明のディスク再生方法は、トラッ
クピッチを0.6〜0.9μmでピット幅を0.20〜
0.4μmに設定した高密度記録ディスクを、トラック
に直行する方向でのスポット径が0.6〜1.1μmで
波長が610〜665nmのレーザを用いて再生するこ
とを特徴とする。又、本発明のディスク再生方法は、ト
ラックピッチを0.7μmでピット幅を0.25μmに
設定した高密度記録ディスクを、トラックに直行する方
向でのスポット径が0.6〜1.1μmで波長が635
nmのレーザを用いて再生することを特徴とする。
【0026】又、本発明のディスク再生方法は、標準フ
ォーマットのディスクの40%以上の振幅のトラッキン
グ信号が再生される様にトラックピッチ0.6〜0.9
μmのディスクを再生することを特徴とする。又、本発
明のディスク再生方法は、標準フォーマットのディスク
の40%以上の振幅のトラッキング信号が再生される様
にトラックピッチ0.7μmのディスクを再生すること
を特徴とする。
【0027】又、本発明のディスクは、最短ピット長を
0.416〜0.486μm、トラック幅を0.20〜
0.35μm、トラックピッチを0.8〜0.99μm
とすることを特徴とする。又、本発明のディスク再生方
法は、最短ピット長を0.416〜0.486μm、ト
ラック幅を0.20〜0.35μm、トラックピッチを
0.8〜0.99μmとするディスクを、開口数0.5
0〜0.53の対物レンズと波長590〜650nmの
半導体レーザで再生することを特徴とする。
【0028】また、本発明は、0.8〜0.99μmの
トラックピッチ、0.20〜0.35μmのトラック
幅、0.416〜0.486μmの最短ピット長を有す
るディスクを、波長590〜650nmの半導体レーザ
と、開口数0.54〜0.56の対物レンズを用いて再
生することを特徴とする。
【0029】
【作用】よって、発明によれば、高記録密度のディスク
が短波長レーザにより適宜光学特性を設定すると安定に
再生され、再生データ転送レートが低いと極めて長時間
データ再生が為され、再生データ転送レートが高いと極
めて高品質なデータ再生が為される。
【0030】また、光学系に必要に応じて超解像技術を
用いると再生容量がアップし、更に合わせて記録ピット
列に変更を加えるとその容量は更にアップすることにな
る。
【0031】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例1 図3は、本実施例に係るコンパクトディスクサイズの光
ディスクのピットパターンを示す。上記ディスクのピッ
トパターンは、EFM変調時の最小ピット長を0.49
μm、ピット幅を0.35μm、トラックピッチを0.
85μmと設定している。ここで、上記の各々の寸法に
は、−15%程度の許容幅を持たせても実用上の支障は
ない。とりわけ、最低ピット長については、0.3μm
〜0.6μmの範囲で、また、トラックピッチに付いて
は、0.6μm〜0.9μmの範囲に設定しても図示す
るピットパターンとほぼ同様の再生特性が得られる。
【0032】本発実施例のディスクは、記録線速度を
0.7m/秒に設定して、クリプトンレーザにて、転送
レート1.4Mbpsでデータを標準フォーマットの1
/2で記録したものである。ピットの深さについては、
標準フォーマットと同様にポリカ−ボを材料とすると、
120〜140nm程度でも良いが、短波長レーザで再
生することを考慮すると、100〜120nmでも良
く、中心値として120nmを選んだ。
【0033】また、本実施例で記録するデータは、4倍
の記録密度であるため、MPEG2フォーマットの映像
データを記録するのにも適している。なお、ディスクサ
イズを約1/2(直径約6cm)の光ディスクとした場
合には、記録容量の維持が可能であり、また、プレーヤ
をコンパクト化できるという効果がある。また、記録線
速度については、標準フォーマットの再生線速度が1.
2m/S〜1.4m/secに設定されており、本実施
例の高密記録ディスクも低速側に対応して、0.6m/
秒の設定をすることが出来る。その場合の最短ピッチ波
長は、0.42μmである。
【0034】次に、本実施例の光ディスクを再生するプ
レーヤについて述べる。図1に示す光学系では、波長6
35nmの半導体レーザより成る光源1よりレーザ光を
出射し、これをコリーメタレンズ2に入射して平行光と
し、回折格子板3にて3ビームに変換した後、ビームス
プリッタ4、λ/4板5、さらに、反射ミラー6を介し
て、開口数0.6の対物レンズ7に入射させている。こ
の対物レンズ7より出た光は、光ディスク8(実施例1
及び2の光ディスク)の記録トラックに、0.9μmの
照射スポットとして集光照射されされる。その結果得ら
れる反射光は、上記と逆に、対物レンズ7、反射ミラー
6、1/λ波長板5を介してビームスプリッタ4に戻さ
れ、該ビームスプリッタ4で反射光のみが分光される。
また、分光された反射光は、集光レンズ10とシリンド
リカルレンズ11を介して受光素子12に集光照射され
る。これにより、受光素子12で、光電変換により再生
信号が得られ、これが出力される。
【0035】実施例1では、ディスクモータ9は、光デ
ィスク8の線速度が2.8m/秒になる様に回転制御さ
れている。その結果、実施例1では、標準フォーマット
の4倍の5.6Mbpsの転送レートで約1時間の再生
が可能になる。このため、MPEG2フォーマットの映
像データの1時間再生が可能になる。但し、転送レート
については、MPEG1フォーマットの映像であれば、
1〜3MBPS(標準は1.15MBPS)で十分であ
り、MPEG2であれば、通常2〜15MBPS程度
(標準は4.8Mbpsと5.6Mbps)あれば十分
である。
【0036】しかし、MPEG1については、400b
ps〜100Mbpsの設定が可能であり、MPEG2
に付いても、80MBPSの設定もある。ディスクの場
合、再生可能な最高転送レートは、50MBPS程度で
ある。図4には、実施例1の4倍密度の光ディスクを先
述のプレーヤで再生した場合に於ける各ピット長に対す
る再生出力のC/N特性が黒丸で示されている。図示の
ように、最小ピット周波数に対するC/Nも57.2d
B確保されている。最長ピット周波数と最短ピット周波
数のC/Nは6dB程度(±1dB)に設定されている
が、再生可能な範囲として6dB(±3dB)に設定し
ても支障はない。
【0037】なお、図4の白丸印は、記録速度を0.8
m/秒、トラックピッチを1.0μmとした光ディスク
を、レ−ザ波長が670nmで対物レンズの開口数が
0.55のピックアップを用いて、再生線速度3.2m
/秒で再生した場合のC/N特性を示す。この場合は、
最小ピット周波数に対するC/Nが57.3dB確保さ
れている。
【0038】実施例1では、コンパクトディスクサイズ
の光ディスクを2倍速再生した場合に4倍の周波数で標
準フォーマットの再生時間のデータの再生が可能にな
り、MPEG2の約1時間の再生が可能になる。なお、
実施例1では、開口数0.6の対物レンズを用いてレー
ザビームを絞ったが、集光方法については、超解像原理
等の他の手段を用いてスポットを絞り込んでもよい。ま
た、レーザの波長も望ましくは635nmであるが、そ
れ以外の短波長レーザ、即ち、波長610nm〜655
nmのレーザと適当な集光手段を用いて照射スポットを
小さくすることも当然可能である。なお、この635n
mの波長は、従来の記録密度のディスクの再生も支障無
く行い得る波長である。
【0039】また、本実施例に於て、対物レンズの開口
数の範囲は0.4〜0.9の範囲で設定できるが、開口
数が小さい場合は超解像技術を用いる方が望ましい。 実施例2 次に、図5〜8を参照して、実施例2を説明する。実施
例2では、ピット長や再生線速度を種々変えて再生信号
の振幅の低下度合いを調べている。また、その結果に基
づき、再生信号の品質を維持しつつEFM変調の最短ピ
ット長をどの程度まで短くできるか、或いは、再生線速
度をどの程度まで遅くできるかを求めている。
【0040】また、実施例2では、トラックピッチを種
々変えて3ビ−ムトラッキング信号の振幅の低下度合い
を調べており、その結果に基づき、トラッキングサ−ボ
に支障を生じさせないで、トラックピッチをどの程度ま
で狭め得るかを求めている。図5には、EFM変調の1
1Tに対する振幅比を縦軸にとった特性が、EFM変調
の3T,4T,・・・について示されている。再生レ−
ザ波長は約635nm、対物レンズの開口数は0.6、
再生線速度は約0.6m/秒である。
【0041】図示のように、3T(ピット長が約0.4
3μm)での再生信号の振幅は、11Tの場合の約40
%まで低下している。この40%という値は、低下した
振幅を再生信号処理用の回路構成によって補償できる限
度である。したがって、図示の値(3T=0.43μ
m,0.6m/s)が、再生信号の品質を維持しつつE
FM変調の最短ピット長を短くできる限度となる。
【0042】また、図6には、再生線速度を種々変え
て、EFM変調の3T/11Tの振幅比が示されてい
る。図示のように、線速度0.6m/sで、3Tの11
Tに対する比が、約40%程度である。上記に於いて、
再生信号の振幅低下を補償する回路は、図8のように構
成される。即ち、光ディスクDの記録情報は、光ディス
ク読出部で読み出され、プリアンプで増幅された後、高
記録密度ディスクの場合には、ハイパスフィルタを備え
たイコライザに入力されて、該イコライザにて略3T〜
5Tの範囲の信号を約40%程度アップされる。これに
より、略3T〜5Tの範囲の再生信号の振幅の低下が補
償される。この補償後の再生信号は、後段のCD信号処
理部へ送られ、以下、公知の処理を施される。なお、再
生信号の振幅の低下度合いが先述の40%を越えている
場合には、上記イコライザにより信号をアップさせて
も、ノイズ成分もアップされてしまうため、C/Nが悪
化する。また、プリアンプ出力をイコライザに入力させ
るか、または直ちにCD信号処理部へ送るかは、ディス
クの記録密度に応じて、システムコントロ−ラの指示に
よって切り換えられる。
【0043】図7には、トラックピッチを種々変えて、
トラッキング信号の振幅の低下度合いを調べた特性が示
されている。ピット幅は約0.35μm(もしくは0.
4μm〜0.20μm程度)であり、トラックを横切る
方向でのビ−ムスポット径は約0.95±0.25μm
である。また、レ−ザ波長は約635nm、対物レンズ
の開口数は0.6である。
【0044】図示のように、トラックピッチが0.7μ
mで、トラックピッチ1.6μmに対するトラッキング
信号の比は約40%である。この40%という値は、ト
ラッキングサ−ボを安定に行い得る限度である。つま
り、トラックピッチ0.7μmが、トラッキングサ−ボ
を安定に行い得る限度となる。但し、現行のディスク作
成プロセスでは、原盤ディスクカッティング時のピッチ
むらや、ディスクプレス時の歪等により、±0.1μm
程度の誤差が生ずるため、上記の如く0.7μmを限度
としたい場合には、0.8μm程度のトラックピッチと
して作成するのがよい。なお、ディスク作成プロセスが
改良されて、誤差を小さくできるようになった場合は、
当然、トラックピッチを0.7μmに近づけることが可
能になる。
【0045】本発明によれば、記録ピットを小サイズ化
して短波長レーザで再生することにより記録密度の高い
ディスクが提供できる。また、ピット長と記録トラック
ピッチをそれぞれ約1/2にした場合、ビームの照射ス
ポットも約1/2にするだけで再生が可能になり、プレ
ーヤは再生線速度を2倍にすれば4倍の再生周波数が確
保され、MPEG2データの再生が可能になる。
【0046】また、本発明によると、トラックピッチを
標準フォーマットの約1/2で最短ピット長を標準フォ
−マットの1/2より大きくしたディスクでは、再生信
号の振幅の低下の度合いが、回路構成で補償できる程度
であるため、ディスク記録密度を高めるのによい設定方
式である。また、本発明によると、トラックピッチを標
準フォーマットの1/2より大きく最短ピット長を標準
フォ−マットの約1/2にしたディスクでは、トラッキ
ング信号の振幅の低下度合いが、トラッキングサ−ボを
安定に維持できる範囲であるため、ディスク記録密度を
高めるのによい設定方式である。
【0047】尚、本発明によれば、ピックアップのトラ
ッキング制御が困難であったり、超解像の利用によりト
ラック方向に照射スポットを絞った場合には、トラック
ピッチを標準フォーマットの1/2より大きく設定し、
最小ピット長を1/2より小さく設定すれば、所定再生
時間を確保できる。また、再生信号の高域が余分に減衰
したり、超解像によりトラック幅方向に照射スポットを
絞った場合には、トラックピッチを標準フォーマットの
1/2より小さく設定し、逆に最小ピット長を1/2よ
り大きく設定すれば、所定再生時間を確保できる。
【0048】以下、更に本発明における最適再生条件に
ついて図9〜図13に従い説明する。図9と図10は、
ピット長や再生速度を種々変更して再生信号の振幅の低
下度合いを調べ、その結果に基づき、再生信号の品質を
維持しつつEFM変調の最短ピット長をどの程度まで短
くできるか、または、再生線速度をどの程度まで遅くで
きるかを求めたグラフである。
【0049】また、図11は、トラックピッチを種々変
更して3ビームトラッキング信号の低下の度合いを調
べ、その結果に基づき、トラッキングサーボに支障を生
じさせないで、トラックピッチをどの程度迄狭められる
かを求めたグラフである。更に、図12は、コンパクト
ディスク上に照射されるスポット径を変えて、上述の実
施例の4倍密コンパクトディスクが良好に再生できるス
ポット径の範囲を求めたグラフである。
【0050】更に、13図は、レーザビームの波長を変
えて、上述の実施例のコンパクトディスクのみならず標
準フォーマットのコンパクトディスクも再生できる波長
の範囲を求めたグラフである。図9では、EFM変調の
11Tの振幅に対する振幅比を縦軸に示し、横軸にピッ
ト長を示す。このとき、レーザビームの波長は、約63
5nmとし、対物レンズの開口数は0.6、0.55、
及び0.5とし、再生線速度は約0.6m/秒とした。
なお、参考の為、レーザビームの波長が780nmで、
対物レンズの開口数0.45の場合を示す。
【0051】図示のように、ピットが短くなるにつれ、
振幅は小さくなるが、低下した振幅は図8のイコライザ
等によって補償できる。しかし、イコライザにより信号
をエンファサイズする場合には、ノイズ成分も同時にエ
ンファサイズされてしまうため、C/Nはイコライズ前
後で変わらない。短いピットを再生する場合、振幅が小
さくなる(Cが小さくなる)ため、C/Nは劣化し、図
4に示すような傾向を示す。C/Nが劣化すると、再生
時の誤り率が増加する。誤り率が十分低い状態で再生す
るためには、一般に48dB以上のC/Nを確保する必
要がある。図4に黒丸で示すような特性を持つ4倍密度
ディスクの場合、11TのC/Nとして63dBが得ら
れていることから、3T〜11Tの全ての再生信号で4
8dB以上のC/Nが得られるためには、11T信号再
生時の再生振幅に対して、18%以上の再生振幅が必要
となる。第9図より、18%以上の相対振幅を得るため
には、波長635nmのレーザ光と0.5以上の開口数
を持つ対物レンズを使用した場合、3T信号に0.41
6μm以上のピットを割り当てる必要がある。一方、最
短ピット長の上限は記録密度に依存する。4倍密度のコ
ンパクトディスクの場合には、0.49μmである。但
し、最短ピット長の正確な理論値は、0.486であ
る。このことから、この発明の光ディスクの最短ピット
長は、0.42(正確には0.416)μm〜0.49
(正確には0.486)μmの範囲が適当である。尚、
第9図に於て開口数0.5の対物レンズを用いてピット
長4.16μmのピットを再生する場合の相対振幅は1
8.18%である。
【0052】また、図10には、再生線速度を種々変え
て、EFM変調の3T/11Tの振幅比が示されてお
り、開口数0.52以上ならば、再生線速度が0.6m
/s以上で振幅比18%以上を確保することができる。
図11には、トラックピッチを種々変えて、トラッキン
グ信号の振幅比が示されている。ピット幅は0.20〜
0.35μmである。また、レーザ波長は約635nm
である。図示のように、対物レンズの開口数が0.6の
場合、トラックピッチが0.7μmで、トラックピッチ
1.6μmの場合に対するトラッキング信号の大きさの
比は約40%である。また、対物レンズの開口数が0.
5の場合には、トラックピッチが0.85(許容範囲±
0.05)μmで同様に約40%となる。この40%と
いう値は、サーボ回路によってトラッキングサーボを安
定に行い得る限度である。光ディスクの記録密度を4倍
にするためには、トラックピッチを0.7μm以上に設
定する必要がある。一方トラックピッチの上限は、記録
密度に依存し、4倍密コンパクトディスクの場合には
0.85である。但し、先の説明のより明らかな様にF
IG2に示す4倍密コンパクトディスクの最短トラック
長を0.486μmから0.416μmに縮めるなら
ば、逆にトラックピッチを0.85μmから0.99μ
mに拡大しても、図2に示す4倍密コンパクトディスク
と同じ記録密度を確保できることから、トラックピッチ
の上限を0.99μmとすることもできる。
【0053】また、現行のディスク作製プロセスでは、
原盤ディスクカッティング時のピッチむらや、ディスク
プレス時の歪み等により、±0.1μm程度の誤差が生
ずるため、上記のように0.7μmを限度としたい場合
には、0.8μm程度のトラックピッチとして作製する
のがよい。なお、ディスク作製プロセスが改良されて、
誤差を小さくできるようになった場合は、当然、トラッ
クピッチを0.7μmに近づけることが可能になる。
【0054】図12はコンパクトディスク上に照射され
るレーザビームのスポット径に対する再生信号の振幅比
(3T/11T)を示すグラフである。波長635nm
のレーザビームを開口数0.6の対物レンズで集光する
場合には、0.85μm以下のスポット径を得るのは困
難である。従って、この場合、この発明の再生装置のス
ポット径は、0.90±0.05μm(0.85〜0.
95μm)であることが理解されよう。さらに、開口数
0.5の対物レンズを使用した場合には、1.02μm
以上のスポット径を得るのは難しく、また3T/11T
として前述のように18%以上が必要であるため、第9
図から、この場合の再生装置のスポット径としては、
1.02〜1.18μmが適当である。
【0055】図13には、黒丸で、標準フォーマットの
コンパクトディスクにおけるレーザビーム波長に対する
振幅比(11T/Top)が示され、また白丸で、開口
数0.6の対物レンズを用いた場合の再生信号の振幅比
(3T/11T)が示され、更に白三角で開講数0.5
の対物レンズを用いた場合の再生信号の振幅比(3T/
11T)が示されている。なお、Topは光ピックアッ
プにコンパクトディスクからの反射光がない場合の振幅
と11Tを再生したときの最大光量の差を意味する。
【0056】図より明らかな様に、波長が短くなると標
準フォーマットのコンパクトディスクの再生波長からの
ずれが大きくなる。従って、標準フォーマットで11T
/Topが0.6(現行の規格)以上になるためには、
図から、波長590nm以上である必要がある。また、
開口数0.6の対物レンズにより収束されるレーザビー
ムスポット径は、レーザ波長が長くなるに従って大きく
なり、振幅比が減小する。従って、再生振幅を前述する
様に0.18以上に保つ為には、波長が760nm以下
とする必要がある。従って、図13から、対物レンズの
開口数が0.6ならレーザビーム波長を、590〜77
0nmとし、対物レンズの開口数が0.5ならレーザビ
ーム波長を、590〜635(許容範囲+15)nmと
する必要がある。
【0057】一方、レーザビーム波長を上限の許容範囲
を含め590〜650nmに設定して対物レンズの開口
数を0.50として、規格で許容される範囲の反りを有
する標準規格のコンパクトディスクを再生する場合、デ
ィスクの反りに対応してピックアップの光軸を変更する
チルト機構が不要となることが判明した。このチルト機
構は、ディスク再生装置の構造を複雑にするばかりか、
動作の安定性や確実性の大きな障害となり、チルト機構
が不要となることは再生装置にとって大きなメリットと
なる。このチルト機構が不要となる対物レンズの開口数
の上限を求めるとほぼ0.53になった。
【0058】従って、開口数0.50〜0.53の対物
レンズを用て再生をする場合、ピックアップのレーザビ
ーム波長を許容範囲を含めて590〜650nmに設定
し、ディスクのトラックピッチを許容範囲を含めて0.
8〜0.99μmとし、ディスクの最短ピット長を0.
416〜0.486μmとし、ディスクのトラック幅を
0.20〜0.35μmとすれば、現行ディスク規格の
範囲でディスクに反りが生じてもチルト機構のいらない
再生装置が実現できる。
【0059】また、ディスクの反りの許容範囲を、現行
ディスク規格よりある程度狭く制限するならば、対物レ
ンズの開口数を、0.54〜0.56に設定しても、チ
ルト機構を不要とすることが出来る。例えば、対物レン
ズの開口数を0.55とすると、開口数が0.6の対物
レンズと比べ、傾斜方向の許容誤差は約30%拡大さ
れ、再生特性に対しての特性変化の大きいトラック方向
の傾き許容角度は、約1度まで増加する。
【0060】一方、ディスクの厚み方向の許容誤差につ
いては、対物レンズの開口数を0.55とする場合、開
口数が0.6の対物レンズに比べ、約40%も改善され
る。NA0.55の場合、厚み誤差の計算値は±45n
mであり、現行のディスク製造技術で十分クリア可能な
許容誤差となる。
【0061】
【発明の効果】よって、本発明によれば、高密度ディス
クを短波長レーザによって、良好な再生が出来、また、
必要となれば再生限界の50Mbpsのデータを再生す
ることが出来、映像の再生に際しても画質を問わなけれ
ば、MPEG1の十分な長時間再生が出来、また、再現
性に優れたMPEG2の再生も可能となるばかりか、照
射スポットが絞れなくとも、超解像技術を用いれば十分
な再生特性が得られる。更に照射スポットを絞る方向に
データ記録密度をアップすれば、再生時間も確保出来る
等本発明の効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のディスクプレーヤの光学系の説明図。
【図2】従来のピットサイズとトラックピッチの説明
図。
【図3】実施例1のピットサイズとトラックピッチの説
明図。
【図4】実施例1のC/N特性図。
【図5】実施例2で再生信号の振幅をピット長11Tに
比較して示す特性図。
【図6】実施例2でピット長3Tのピット長11Tに対
する再生信号の振幅の比を再生線速度を変えて示す特性
図。
【図7】実施例2でトラックピッチを変えた場合のトラ
ッキング信号の振幅比をトラックピッチ1.6μmに対
して示す特性図。
【図8】実施例のディスクプレ−ヤの回路構成の一部を
示すブロック図。
【図9】4種類の開口数について、ピットサイズを変更
した場合の再生信号の振幅比を示すグラフ。
【図10】4種類の開口数について、再生速度を変更し
た場合の再生信号の振幅比を示すグラフ。
【図11】4種類の開口数について、トラックピッチを
変更した場合の再生信号の振幅比を示すグラフ。
【図12】2種類のピット長についてスポットサイズを
変更した場合の再生信号の振幅比を示すグラフ。
【図13】4倍密度コンパクトディスクの再生信号の振
幅比および標準フォーマットのコンパクトディスクの再
生信号の振幅比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 レーザ 7 対物レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 11/10 576 Z 9296−5D 20/12 9295−5D (31)優先権主張番号 特願平6−171427 (32)優先日 平6(1994)7月22日 (33)優先権主張国 日本(JP) 特許法第30条第1項適用申請有り 1993年9月5日〜9 月8日、社団法人電子情報通信学会主催の「1993年電子 情報通信学会秋季大会」において文書をもって発表 (72)発明者 加藤 晴三 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 太田 修 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 伊藤 敏男 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 加納 康行 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 山口 喜基 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 標準フォーマットより小サイズのピット
    を形成したディスクを短波長レーザを用いて光学的に再
    生することを特徴とするディスク再生方法。
  2. 【請求項2】 請求項1のディスク再生方法に於て、波
    長610〜665nmのレーザを用いて光学的に再生す
    ることを特徴とするディスク再生方法。
  3. 【請求項3】 請求項2のディスク再生方法に於て、波
    長635nmのレーザを用いて光学的に再生することを
    特徴とするディスク再生方法。
  4. 【請求項4】 標準フォーマットに比し、ピットサイズ
    及びトラックピッチをそれぞれ1/2に設定したディス
    ク。
  5. 【請求項5】 最短ピット長を0.3〜0.6μmと
    し、トラックピッチを0.6〜0.9μmとするディス
    ク。
  6. 【請求項6】 請求項5のディスクに於て、最短ピット
    長を0.49μmとし、トラックピッチを0.85μm
    とするディスク。
  7. 【請求項7】 最長ピット長と最短ピット長の再生振幅
    が6dB±3dBであることを特徴とするディスク再生
    方法。
  8. 【請求項8】 標準フォーマットより小サイズのピット
    を形成したディスクを短波長レーザを用いて転送レート
    50Mbps以下のデータを再生するディスク再生方
    法。
  9. 【請求項9】 請求項8のディスク再生方法に於て、転
    送レート1.1〜3Mbpsのデータを再生するディス
    ク再生方法。
  10. 【請求項10】 請求項8のディスク再生方法に於て、
    転送レート2〜15Mbpsのデータを再生するディス
    ク再生方法。
  11. 【請求項11】 請求項8又は請求項10のディスク再
    生方法に於て、線速度2.4〜2.8m/Sで回転さ
    せ、波長610〜665nmのレーザを用いて転送レー
    ト5.6Mbps又は4.8Mbpsのデータを再生す
    るディスク再生方法。
  12. 【請求項12】 請求項8又は請求項9のディスク再生
    方法に於て、波長610〜665nmのレーザを用いて
    転送レート1.15Mbpsのデータを再生するディス
    ク再生方法。
  13. 【請求項13】 請求項8又は請求項9のディスク再生
    方法に於て、線速度0.6〜0.7m/Sで波長635
    nmのレーザを用いて転送レート1.15Mbpsのデ
    ータを再生するディスク再生方法。
  14. 【請求項14】 ディスクをスポット径0.7〜1.2
    μmの光スポットで再生することを特徴とするディスク
    再生方法。
  15. 【請求項15】 請求項14のディスク再生方法に於
    て、ディスクをスポット径0.9μmの光スポットで再
    生することを特徴とするディスク再生方法。
  16. 【請求項16】 請求項5のディスクを、波長610〜
    665nmのレーザで再生することを特徴とするディス
    ク再生方法。
  17. 【請求項17】 請求項16のディスク再生方法に於
    て、最短ピット長を0.49μmとしトラックピッチを
    0.85μmとするディスクを、波長635nmのレー
    ザで再生することを特徴とするディスク再生方法。
  18. 【請求項18】 最短ピット長を0.3〜0.6μm、
    ピット幅を0.20〜0.4μm、トラックピッチを
    0.6〜0.9μmとし、ピット深さを100〜140
    nmとするディスクを、波長610〜665nmのレー
    ザと、開口数0.4〜0.9の対物レンズを用いて再生
    することを特徴とするディスク再生方法。
  19. 【請求項19】 請求項18のディスク再生方法に於
    て、最短ピット長を0.49μm、ピット幅を0.35
    μm、トラックピッチを0.85μmとし、ピット深さ
    を120nmとするディスクを、波長635nmのレー
    ザと、開口数0.6の対物レンズを用いて再生すること
    を特徴とするディスク再生方法。
  20. 【請求項20】 標準フォーマットより小サイズのピッ
    トを形成したディスクの記録トラックを、短波長レーザ
    と超解像技術を用いて再生することを特徴とするディス
    ク再生方法。
  21. 【請求項21】 標準フォーマットより小サイズのピッ
    トを形成したディスクの記録トラックを、波長610〜
    665nmのレーザと超解像技術を用いて再生すること
    を特徴とするディスク再生方法。
  22. 【請求項22】 請求項21のディスク再生方法に於
    て、標準フォーマットより小サイズのピットを形成した
    ディスクの記録トラックを、波長635nmのレーザー
    と超解像技術を用いて再生することを特徴とするディス
    ク再生方法。
  23. 【請求項23】 トラックピッチを標準フォーマットの
    1/2より小さく設定するとともに、最短ピット長を標
    準フォーマットの1/2より大きく設定した高密度記録
    ディスク。
  24. 【請求項24】 トラックピッチを標準フォーマットの
    1/2に設定するとともに、最短ピット長を標準フォー
    マットの1/2に設定した高密度記録ディスク。
  25. 【請求項25】 請求項22又は請求項23のディスク
    を、波長610〜665nmのレーザを用いて光学的に
    再生することを特徴とするディスク再生方法。
  26. 【請求項26】 請求項22又は請求項23のディスク
    を、波長635nmのレーザを用いて光学的に再生する
    ことを特徴とするディスク再生方法。
  27. 【請求項27】 トラックピッチを0.6〜0.9μm
    に設定し、最短ピット長を0.3〜0.6μmに設定し
    た高密度記録ディスク。
  28. 【請求項28】 請求項27の高密度記録ディスクに於
    て、トラックピッチを0.85μmに設定し、最短ピッ
    ト長を0.42μmに設定した高密度記録ディスク。
  29. 【請求項29】 トラックピッチを0.6〜0.9μm
    に設定し、最短ピット長を0.3〜0.6μmに設定し
    た高密度記録ディスクを、レーザ波長610〜665n
    mで対物レンズの開口数0.4〜0.9のピックアップ
    を用いて線速度0.4〜0.8m/Sで再生することを
    特徴とするディスク再生方法。
  30. 【請求項30】 トラックピッチを0.6〜0.9μm
    に設定し、最短ピット長を0.3〜0.6μmに設定し
    た高密度記録ディスクを、レーザ波長635nmで対物
    レンズの開口数0.6のピックアップを用いて線速度
    0.6m/Sで再生することを特徴とするディスク再生
    方法。
  31. 【請求項31】 最長ピットの再生振幅に対する最短ピ
    ットの再生振幅の比が0.3〜0.5であることを特徴
    とするディスク再生方法。
  32. 【請求項32】 請求項31のディスク再生方法に於
    て、最長ピットの再生振幅に対する最短ピットの再生振
    幅の比が0.4であることを特徴とするディスク再生方
    法。
  33. 【請求項33】 トラックピッチを標準フォーマットの
    1/2より大きく設定すると共に、最短ピット長を標準
    フォーマットの1/2より小さく設定した高密度記録デ
    ィスク。
  34. 【請求項34】 請求項33の高密度記録ディスクに於
    て、トラックピッチを標準フォーマットの1/2より大
    きく設定すると共に、最短ピット長を標準フォーマット
    の1/2に設定した高密度記録ディスク。
  35. 【請求項35】 請求項33又は請求項34の高密度記
    録ディスクを、波長610〜665nmのレーザを用い
    て光学的に再生することを特徴とするディスク再生方
    法。
  36. 【請求項36】 請求項33又は請求項34の高密度記
    録ディスクを、波長波長635nmのレーザを用いて光
    学的に再生することを特徴とするディスク再生方法。
  37. 【請求項37】 トラックピッチを0.7μmでピット
    幅を0.25μmに設定した高密度記録ディスク。
  38. 【請求項38】 トラックピッチを0.6〜0.9μm
    でピット幅を0.2〜0.4μmに設定した高密度記録
    ディスクを、トラックに直行する方向でのスポット径が
    0.6〜1.1μmで波長が610〜665nmのレー
    ザを用いて再生することを特徴とするディスク再生方
    法。
  39. 【請求項39】 請求項38のディスク再生方法に於
    て、トラックピッチを0.7μmでピット幅を0.25
    μmで波長が635nmのレーザを用いて再生すること
    を特徴とするディスク再生方法。
  40. 【請求項40】 標準フォーマットのディスクの40%
    以上の振幅のトラッキング信号が再生される様にトラッ
    クピッチ0.6〜0.9μmのディスクを再生すること
    を特徴とするディスク再生方法。
  41. 【請求項41】 請求項40のディスク再生方法に於
    て、トラックピッチ0.7μmのディスクを再生するこ
    とを特徴とするディスク再生方法。
  42. 【請求項42】 0.8〜0.99μmのトラックピッ
    チ、0.20〜0.35μmのトラック幅、0.416
    〜0.486μmの最短ピット長を有するディスク。
  43. 【請求項43】 請求項42のディスクに於て、トラッ
    クピッチを0.85μmとすることを特徴とするディス
    ク。
  44. 【請求項44】 0.8〜0.99μmのトラックピッ
    チ、0.20〜0.35μmのトラック幅、0.416
    〜0.486μmの最短ピット長を有するディスクを、
    波長590〜650nmの半導体レーザと、開口数0.
    50〜0.53の対物レンズを用いて再生することを特
    徴とするディスク再生方法。
  45. 【請求項45】 請求項44のディスク再生方法に於
    て、レーザ波長を635nmとすることを特徴とするデ
    ィスク再生方法。
  46. 【請求項46】 0.8〜0.99μmのトラックピッ
    チ、0.20〜0.35μmのトラック幅、0.416
    〜0.486μmの最短ピット長を有するディスクを、
    波長590〜650nmの半導体レーザと、開口数0.
    54〜0.56の対物レンズを用いて再生することを特
    徴とするディスク再生方法。
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