JPH11288517A - 光ディスクおよびその指示マ―クを読み出す方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 読み出し専用デバイス、例えばＣＤ−ＲＯＭ
やＤＶＤ−ＲＯＭ読み出し装置がディスクに永久的なマ
ークを付け、該ディスクが以前にアクセスされたもので
あるかどうかを後で決定出来る光ディスクおよびその信
号を検出する方法を提供する。 【解決手段】 光ディスク１０が、情報マークを記録す
るための少なくとも一枚の透明層２２と、透明層２２の
上に重ねられ、少なくとも一個の開口１４を備えた反射
層１２、およびレーザでマーキング可能の材料、例え
ば、「書き込み一回限り」型相変化合金層２４を備える。
再生用のレーザ光で合金層２４にマークし、アクセスが
あったことを示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクが以前
にアクセスされたかどうかに関する情報を提供する指示
マークが付いた光ディスクとこのようなディスクを読み
出す方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭのような
読み出し専用の光ディスクは、ソフトウェアやオーディ
オを普及、配布するのに使用され、最近では動画記録に
も用いられている。これらの情報タイプについては、そ
れぞれ情報の不法コピーという懸念がついてまわる。情
報記録業界では、データ認識、データ認証、データ暗号
化の方法を多種多様に用いて、不法コピーの防止を図っ
ている。

【０００３】光ディスク上の情報が以前にアクセスされ
たかどうかを決定するという一般問題がある。多くの場
合、情報への最初のアクセスは、二度目以降のアクセス
とは異なって取り扱われるべきである。特定のディスク
に以前にアクセスがあったかかどうかを決定するには、
最初のアクセスの際に、以前にアクセスがあったかどう
かを示す情報をディスクに記録しなければならない。こ
れは、オーディオＣＤのようなＲＯＭディスクでは不可
能である。更に、光ディスクの読み出し専用デバイス、
例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライ
ブ、またはＣＤ、ＤＶＤ、およびＬＤ（レーザディス
ク）ビデオプレーヤーは、レーザ出力を十分に高くして
光ディスクにマーキングしたり、レーザ出力を変調した
りする能力、つまり、光ディスクに情報を記録するのに
使用する方法を備えていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、読み
出しチャンネル仕様に適合し、読み出し専用装置でマー
キングできるマーキング可能の光ディスクを提供するこ
とであり、前記マーキング可能の光ディスクが最初にア
クセスされた時に、読み出しドライブでマークを書き込
み、それ以降のアクセスの時に、前記マークを読み込ん
で、ディスクが以前にアクセスされたのかどうかを決定
することが可能となる。

【０００５】本発明のもう一つの目的は、レーザ出力が
限定されていたり、レーザ出力を変調する能力がない光
ディスク再生装置（つまり、ディスク読み出し装置）で
前記マーキング可能の光ディスクにマーキングできるよ
うにすることである。こうすると、ディスク読み出し装
置が、マーキング可能の光ディスクが以前にマーキング
されたかどうかを決定することが可能となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ディス
ク読み出し装置のマーキングプロセスによって、前記マ
ーキング可能の光ディスク上に指示マークを書き込む方
法を提供することによって達成される。この場合、前記
マーキング可能の光ディスクは、情報マークを書き込む
ための少なくとも一枚の透明層と、透明層の上に重ねら
れ、少なくとも一個の開口を有する反射層と、レーザで
マーキング可能の記録材料を含む層を備える。このレー
ザマーキング可能記録材は、読み出し用レーザービーム
が上記透明層と、反射層にある開口とを通過した時に指
示マークを書き込み、光ディスクがマークされたことを
示すのに適合したものである。この方法は、具体的には
ａ）光ディスクを回転し、ｂ）上記透明層を透過してレ
ーザ連続光を入射して情報マークを読み出す読み出しプ
ロセスを実行し、ｃ）上記開口を通過してレーザ連続光
を入射してレーザマーキング可能材料の光学的性質（例
えば、反射率）を変えて指示マークを形成し、一方では
反射層の光学的性質は実質的に変質させないマーキング
プロセスを実行する。

【０００７】ＣＤーＲＯＭやＤＶＤーＲＯＭのような光デ
ィスクは、アルミニウムのような反射層で大部分が被覆
されている。本発明では、反射層を被覆する工程でディ
スクの選択された領域をマスキングしておき、反射層に
一個以上の開口を形成させると、ここにレーザマーキン
グ可能な特に鋭敏な材料、例えば、「書き込み一回限り
（write once）」型相変化合金の薄膜を被覆することが
でき、再生装置のレーザビームでマークを検査すること
が可能となる。

【０００８】本発明の利点の一つは、プレ記録されたデ
ィスクにアクセスの時点でマーキングする際に、再生装
置の方では、情報マークを書き込むのに普通求められる
変調や高出力を必要とするレーザビームを必要としない
でマーク書き込みができることである。

【０００９】本発明の別の利点は、使用されるマーキン
グ可能光ディスクが、既存の読み出しチャンネル仕様に
適合しているので、このマーキング可能光ディスクは、
通常の書き込みを行わない既存の再生装置で用いること
ができることである。

【００１０】本発明の機能の一つは、上記マーキング可
能光ディスクが、共同出願のベーンＶ バシック（Bane
V. Vasic）らの１９９７年１０月２８日出願の米国特
許出願第０８／９６２，９４０（７５６３５）号に記載
のコピーカウント法、および光ディスクが以前に読まれ
たかどうかを再生装置で決定する必要があるシナリオに
用いることができることである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、情報マークが以前に記
録された光ディスク、特に、トラックに配列された情報
マークを書き込んだＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、Ｄ
ＶＤ−ビデオ、並びにトラックを規定する溝に沿って高
出力変調レーザを移動させて形成した記録可能情報マー
クを有するプレ記憶ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒに用いるのに
特に好適である。このような記録可能情報マークは、記
録層、つまり相変化結晶層のアモルファスゾーン、相変
化アモルファス層の結晶ゾーンまたは染料層の変化ゾー
ンでの変質部分とすることができる。

【００１２】本発明は、光で記録するディスクと、ディ
スクにマーキングする方法と、マーキングしたディスク
を検査する方法とを含む。光ディスク１０（図１を参
照）は、透明基板と選択的な半透明記録層とから構成さ
れる透明層２２を備え（図４を参照）、透明層２２に
は、情報マーク２０が書き込まれ、記録された記録トラ
ックが引かれている（図３を参照）。情報マークが書き
込まれた透明層の表面は、アルミニウムのような反射層
１２で大部分が被覆されるが、反射層に形成される一個
以上の開口１４は、被覆しないでおく（図２と図３を参
照）。これらの開口は、レーザでマーキングが可能な材
料、例えば、「書き込み一回限り（write once）」型相
変化記録材の層２４で被覆される（図４を参照）。

【００１３】検査プロセスは、ディスク読み出し装置４
６（図６）で実行される。先ず、読み出し用レーザビー
ム２６（低出力であることと出力変調能力を備えていな
いのが特徴）が記録トラック１８を走査する時、該レー
ザービームが一個以上の開口１４に次々と当たり（図３
を参照）、情報マーク２０の回折と反射で変調された再
生（読み戻し）信号が得られる。読み出し用レーザビー
ム２６で走査されつつあるトラックが、反射層の中の開
口１４に次々と当たる時、図５に示されるマーク無しト
ラックの再生信号３４は、情報マークによって変調され
た高周波と包絡線低周波とを有する。この低周波の振
幅、強度は、図４に示される反射層１２とレーザマーキ
ング可能材料２４との反射率がそれぞれ異なることに起
因し、その周波数は、記録トラック１８に平行な方向の
開口１４の幅と間隔とによって定められる。マーク無し
トラックのＡＣ信号３６（図５を参照）は、その振幅が
反射層１２とレーザマーキング可能材料２４との間の反
射率の差に比例するので、適当なバンドパスフィルタ４
４を用いて再生信号から抽出することができる。なお、
バンドパスフィルタ４４はディスク読み出し装置４６の
再生チャンネルに組み込まれる（図６を参照）。

【００１４】反射層中の開口１４を縦断するトラックを
露光すると、レーザマーキング可能材料２４（図４を参
照）の光学的性質が変わり、前記材料の反射率も変わ
る。この「マーキングプロセス」によって、指示マーク１
６が形成され、マーク無しトラックがマーク有りトラッ
クに変換される。図５を参照すれば、マーク有りトラッ
クの再生信号３８は、マーク無しトラックの再生信号３
４とは、包絡線低周波の振幅、強度が変化を受けたこと
を除けば、等しい。この結果、マーク有りトラックのＡ
Ｃ信号４０は、マーク無しトラックのＡＣ信号３６とは
異なる振幅となる。このようにして、本検査プロセスを
用いてトラックのＡＣ信号（３６または４０）を得、信
号の振幅を利用して、トラックがマーキングを受けたか
どうかを決定することができる。

【００１５】さて、ディスク読み出し装置４６が示され
る図６を参照する。ディスク読み出し装置４６に光ディ
スク１０が載せられ、モータ６４の軸で回転される。レ
ーザ４８がレーザビーム光を発生し、レーザビーム光が
ビームスプリッタ５０へ送られる。ビームの一部は直接
ビームスプリッタ５０と対物レンズ６０を通過し、読み
出し用レーザビーム２６となり、光ディスク１０を照射
する。光ディスク１０から反射された光は、ビームスプ
リッタ５０によって検出器５２へ入射される。検出器５
２が送る電気信号は信号処理装置５６へ入力される。信
号処理装置５６は、データを抽出する他に、トラッキン
グ、フォーカス、および軸の制御信号を出し、これらの
信号をディスク読み出し装置制御システム５８へ入力す
る。検出器で発生される信号の一つは、再生信号（３４
または３８）であり、バンドパスフィルタへ送られ、ト
ラックのＡＣ信号（３６または４０）を発生する。 Ａ
Ｃ信号（３６または４０）は、指示マーク管理・制御装
置５４へ入力され、指示マーク管理・制御装置５４は、
本検査プロセスの結果として、指示マーク１６の存在を
検出し、前記マーキングプロセスの際に指示マークが書
き込まれたかどうかをモニタする。信号処理装置５６か
らのデータおよび制御信号は勿論のこと、指示マークの
状態は、すべてディスク読み出し装置制御システム５８
へ送られる。ディスク読み出し装置制御システム５８
は、レーザ４８の出力、モータ６４の回転速度、および
対物レンズ６０の位置決めを行って読み出し用レーザビ
ーム２６の位置を決めるトラッキング／フォーカスサー
ボ機構を制御する役目を有する。

【００１６】光ディスク１０上の開口１４の幅と間隔
（図２を参照）の選定基準は、ＡＣ信号（３６または４
０）に用いられるバンドパスフィルタ４４が、バーコー
ドのような他のオン・ディスク(on-disk)機能を抽出す
るのに用いられるバンドパスフィルタと同一か同じアー
キテクチャであるということである。他の配列では、バ
ーコードをディスク内径近くに配置し、開口１４をディ
スク外径近くに配置することになる。このような機能レ
イアウトを行うと、ディスクを角速度一定モードで操作
する時、製造しやすい大径の開口を用いても、小さなバ
ーコードマークと同じ周波数を得ることができるという
利点が加わる。

【００１７】反射層１２にある開口１４（図２を参照）
は、選択的には、特定の情報マークに関して位置合わせ
し、記録トラック１８がマーキングされていることを示
すＡＣ信号（３６か４０）の検出を容易にすることがで
きる。反射層１２に開口１４を配列させるこのような位
置合わせは、情報マーク２０に記録されたデータに関す
る既知のセクターアドレスに開口１４を配置させるよう
に行われる。こうすると、ディスク読み出し装置４６が
読み出しチャンネル中の回路要素と同期することが可能
となり、マーキングされたトラックを示すＡＣ信号４０
の検出が容易になる。

【００１８】

【実施例１】直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカ
ーボネート製透明層または基板２２に記録マークを打ち
込む。記録マークは、ＤＶＤ規格の情報を有するトラッ
クに配列される。透明層２２に、１０個の一連の開口の
所を除き、アルミニウム反射層１２（反射率＝９０％）
を被覆する。上記開口は、幅が１ｍｍで、間隔が中心間
で２ｍｍで、ディスク半径５８ｍｍの所で始まり６０ｍ
ｍのディスク外端まで延びる外周トラックに沿って配置
されている。開口１４は、Ｓｂ、ＩｎおよびＳｎアモル
ファス合金（反射率＝４０％）を含む厚さ６０ｎｍの書
き込み一回限り型相変化合金記録層で被覆される。図４
を参照すると、この第一記録層２８は、第二記録層３０
へ積層されている。両記録層間には、接着層３２が挟ま
れ、典型的な両面ＤＶＤパッケージが製造される。

【００１９】上記の開口シーケンスを走行する記録トラ
ック１８を読み出すと（検査プロセス）、マーク無しト
ラックの典型的再生信号３４と、これに対応するＡＣ信
号３６とが得られる。ＡＣ信号の振幅が、予め定義され
た閾値以上であると、トラックが「マーク無し」である
ことをディスク読み出し装置制御システム５８に伝え
る。書き込み一回限り型相変化合金層は、通常の再生デ
ィスク回転量ではマークを付けないから、上記の検査プ
ロセスでは、トラックに「マーク」は付かない。ディス
クにマークを付けるには、回転速度を半分にし、レーザ
マーキング可能材料が、読み出し用レーザビーム２６か
らのレーザ光に曝露される時間を倍増し、書き込み一回
限り型相変化合金を結晶化させ、その反射率を４０％か
ら６０％へ増加させる。こうすると、１０個の開口各々
の露光されたトラックに指示マーク１６が形成される。
一連の指示マークが形成されることを、「マーキングプ
ロセス」と称する。さて、今度は、相変化記録材料とア
ルミニウム反射材との間の反射の差が小さくなったの
で、再生信号３８の包絡線が変化し、トラック１８のＡ
Ｃ信号の振幅が格段に減少するとする。ＡＣ信号の振幅
は今度は予め定義された閾値以下である。すると、指示
マーク管理・制御装置５４は、トラックが「マーク有
り」であることを認識する。光ディスク１０の回転の角
速度は、読み出しプロセスの際よりもマーキングプロセ
スの際の方が小さいことが明らかなことに留意された
い。

【００２０】

【実施例２】実施例１に記載の記録エレメントを実施例
１の検査プロセスで分析する。本検査プロセスでは、ト
ラックにマークを付けることはない。書き込み一回限り
型相変化記録層は、通常の再生ディスク回転量ではマー
クが付かないからである。ディスクにマークを付けるに
は、読み出し用レーザビーム出力を２倍に増加して、レ
ーザマーキング可能材料の露光エネルギーを倍増し、書
き込み一回限り型相変化合金を結晶化させ、その反射率
を４０％から６０％へ増加させる。マーキングプロセス
が完了した後では、検査プロセスは、今度はトラックが
「マーク有り」と決定する。マーキングプロセスは、読
み出しプロセスよりも高いレーザ出力で行われるという
ことが明らかなことに留意されたい。

【００２１】

【実施例３】実施例１に記載の記録エレメントを実施例
１または実施例２に記載のマーキングプロセスでマーク
を付ける。相変化材料中の指示マーク１６の幅は、読み
出し用レーザビーム２６自体よりも狭い。読み出し用レ
ーザビーム２６がガウス正規出力分布に近いのと、その
出力が低いからである。読み出し用レーザビームへトラ
ックを露光するに当たっては、マーキングを３回行う。
更に、普通ディスク読み出し装置制御システム５８から
発生され、対物レンズ６０の位置を制御し、レーザ読み
出し用ビーム２６を記録トラック１８の中心に一致させ
るトラッキング制御信号を各回ごとに変え、読み出し用
レーザビーム２６の露光が、各回毎に記録トラック１８
の中心より少し異なる領域に行われるようにする。こう
すると、指示マーク１６の幅が増し、実施例１と実施例
２に記載のマーキングプロセスよりもＡＣ信号の変化が
大きくなる。

【００２２】

【実施例４】実施例１の記録エレメントを、実施例３に
記載のマーキングプロセスでマークを付ける。本レーザ
マーキング可能合金は、露光量が環境因子によって影響
を受けるという応答特性がある。マーキングプロセスの
際に周囲温度が低いと、トラックへのマーク付けが不完
全になる恐れがある。この点では、「完全マークのトラ
ック」の検出は、以前の回転から得られたＡＣ信号を現
在の回転から得られたＡＣ信号と比較して行われる。異
なる回転間の信号変化が、前もって定義された閾値より
も小さい場合は、マーキングプロセスは完了である。こ
のマーキングプロセスは、実施例３に記載のプロセスよ
りも強固である。

【００２３】

【実施例５】実施例１の記録エレメントを実施例４に記
載のマーキングプロセスでマークを付けるものとする。
後で行われるマーキング操作の結果としてＡＣ信号に
「変化がない」ことに注目して完全マークのトラック状
態を確かめる方法は、比較の間に読み出しを多数回行っ
た信号と、マーキングを多数回行った信号とを共に平均
することによって改良することができる。この場合、
「ｒ−ｒ−ｍ− ｍ−ｍ−ｍ−ｍ−ｒ−ｒ」（「ｒ」は
読み出しパスで、「ｍ」はマーキンングパスである）シ
ーケンスを一回以上実行し、最初の２回連続した読み出
しと、最後の２回連続した読み出しのＡＣ信号平均の差
が、予め定義した閾値よりも小さくなるまで行う。この
マーキングプロセスは、実施例４に記載のプロセスより
も強固である。

【００２４】

【実施例６】実施例１の記録エレメントを実施例５に記
載のマーキングプロセスでマークを付ける。本検査プロ
セスでは、今度は、マークされていると思われるトラッ
クのＡＣ信号（３６または４０）の振幅を参照トラック
のＡＣ信号と比較することによって記録エレメントの状
態が決定される。この際、参照トラックは、既知の位置
にあり、ディスク読み出し装置が適切に作動していれば
意図的にマークされることはない。上記二つのトラック
の間のＡＣ信号の振幅の差が、予め定義された閾値より
も大きい場合は、ディスクはマーク有りということにな
る。この特定の検出法は、実施例５に記載のマーキング
プロセスが繰り返しの最大回数で終了してしまい、マー
ク有りトラックのＡＣ信号振幅に適切な変化があること
が保証されない場合、またはディスク読み出し装置４６
が、始めに記録エレメントをマークした装置と同じでな
く、ＡＣ信号の振幅がドライブの変化に影響を受ける場
合に有用である。参照トラックを用いると、ドライブの
変化、メディアの変化、環境の変化の影響が最小限に抑
えられる。何故ならば、トラックは全てこのような変化
に対して同じように影響されるからである。

【００２５】本発明の記載は、好ましい態様を参照して
詳細に行われた。しかし、当業者は、本発明の精神と範
囲から逸脱せずに多くの変形や部分的改変を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ディスク、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ
またはＤＶＤ−ＲＯＭを示す図である。

【図２】 反射層に開口を配置させ得る方法の一つを示
す図である。

【図３】 図２に示されるような反射層を用いるディス
クの詳細図であり、打ち出され、記録されたデータトラ
ックと、トラック方向に平行に配置された開口のシーケ
ンスを示す図である。

【図４】 図３のディスクの断面図であり、両面光ディ
スクの異なる層を示す図である。

【図５】 マーク無しトラックおよびマーク有りトラッ
クの開口を読み出し用レーザビームで走査することによ
って影響される再生信号を示す図である。

【図６】 図５に示される信号を抽出するように設計さ
れた再生装置のブロックダイアグラム図である。

【符号の説明】

１０ 光ディスク、１２ 反射層、１４ 開口（反射層
中の）、１６ 指示マーク、１８ 記録トラック、２０
情報マーク、２２ 透明層、２４ レーザでマーク可
能な材料、２６ レーザ読み出し用ビーム、２８ 第一
記録層、３０第二記録層、３２ 接着層、３４ マーク
無しトラックの再生信号、３６ マーク無しトラックの
ＡＣ信号、３８ マーク有りトラックの再生信号、４０
マーク有りトラックのＡＣ信号、４２ 軸制御サーボ
機構、４４ バンドパスフィルタ、４６ ディスク読み
出し装置、４８ レーザ、５０ ビームスプリッタ、５
２ 検出器、５４ 指示マーク管理・制御装置、５６
信号処理装置、５８ ディスク読み出し装置制御システ
ム、６０ 対物レンズ、６２ トラッキングおよびフォ
ーカスサーボ機構、６４ モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤン シェン ティアン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウエブ スター オールド ウッズ ロード 613

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク読み出し装置のマーキングプロ
   セスの際に光ディスク上に指示マークを書き込む方法に
   おいて、前記光ディスクが、情報マークを書き込むため
   の少なくとも一枚の透明層と、前記透明層の上に重ねら
   れ、少なくとも一個の開口を有する反射層と、レーザで
   マーキング可能の記録材料を含む層とを備え、前記レー
   ザマーキング可能な記録材料が、読み出し用レーザービ
   ームが前記透明層と反射層にある開口とを通過した時に
   指示マークを書き込み、光ディスクがマークされたこと
   を示すのに適合したものであって、前記方法が、 光ディスクを回転するステップと、 前記透明層を透過してレーザ連続光を入射して情報マー
   クを読み出す読み出しプロセスを実行するステップと、 前記開口を通過してレーザ連続光を入射してレーザマー
   キング可能材料の光学的性質を変えて指示マークを形成
   し、一方では前記反射層の光学的性質は実質的に変質さ
   せないマーキングプロセスを実行するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 光ディスクであって、 情報マークを含む少なくとも一枚の透明層と、 前記透明層の上に重ねられ、少なくとも一個の開口を有
   する反射層と、 レーザでマーキング可能の材料を含む層であって、マー
   キングプロセスの実行の結果として指示マークを書き込
   むのに適合したレーザマーキング可能材料を含む層と、 を備えることを特徴とする光ディスク。
3. 【請求項３】 光ディスクであって、 書き込まれた情報マークを含む記録トラックを有する少
   なくとも一枚の透明層と、 前記透明層の上に重ねられ、記録トラックの一部分に少
   なくとも一個の開口を有する反射層と、 レーザでマーキング可能の材料を含む層であって、マー
   キングプロセスの実行の結果として記録トラックに指示
   マークを書き込むのに適合したレーザマーキング可能材
   料を含む層と、 を備えることを特徴とする光ディスク。