【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔発明の利用分野〕
本発明は、ディジタル情報等を光学的に、記録・再生で
きる形態で蓄積する光ディスクに関し、とくに情報を追
加記録するのに適した光ディスクに関する。
〔発明の背景〕
光デイスク装置により、情報の記録・再生を行なうには
、記録すべき情報の他のトラッキング情報が必要である
。すなわち記録すべき情報とトラッキング情報とを多重
化して記録しなければならない。従来の光デイスクシス
テムでは、一時にディスク全面にすべての情報を記録し
てしまい、そ（１）
の後は読出すことのみの用途、すなわち読出し専用記録
装置として用いられてきた。光ビデオディスクやオーデ
ィオディスク等がこれである（例えば、特開昭４９−６
８７０３号公報）。一方時々発生する情報をその都度書
込み、必要に応じて読出す機能は、ファイルシステム等
における基本機能である。この用途に光デイスク装置を
用いるには、書込み時にトラッキングと、所定の書込位
置を決定する機能が必要になる。読出し専用ディスクで
は順次ディスク全面に連続的に書込むから、書込み時の
トラッキング、位置決定機能は不要である。
また再生時には記録された情報をもとにしてトラッキン
グすることができる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、記録媒体として光ディスクを用意し、
これに後から情報を書込んだり、あるいは書き加えてい
くシステムにおいて、トラッキング情報と、書込み情報
とを多重記録でき、かつこれらの情報を容易に分離再生
することを可能とする方式を得ることにある。本発明の
第２の目的は、（２）
上記機能を有する媒体の製造が容易であり、かつ大量安
価に得られるようにすることである。さらに本発明の他
の目的は、用途に応じて種々の形態の書込み情報（たと
えばアナログ、ディジタル、書込単位の大小等）に自由
に対応できるような媒体をうろことである。[Field of Application of the Invention] The present invention relates to an optical disc that stores digital information and the like in a form that can be optically recorded and reproduced, and particularly relates to an optical disc that is suitable for additionally recording information. [Background of the Invention] In order to record and reproduce information using an optical disk device, tracking information other than the information to be recorded is required. That is, the information to be recorded and the tracking information must be multiplexed and recorded. In conventional optical disc systems, all information is recorded on the entire surface of the disc at one time, and after that (1), the system is used only for reading purposes, that is, as a read-only recording device. This includes optical video discs, audio discs, etc. (for example, JP-A-49-6
Publication No. 8703). On the other hand, the function of writing information that occurs from time to time and reading it as necessary is a basic function in file systems and the like. To use an optical disk device for this purpose, tracking during writing and a function to determine a predetermined writing position are required. In a read-only disk, since data is written sequentially and continuously over the entire surface of the disk, there is no need for tracking or positioning functions during writing. Also, during playback, tracking can be performed based on the recorded information. [Object of the invention] The object of the invention is to prepare an optical disc as a recording medium,
To obtain a system that allows tracking information and written information to be multiplexed recorded and to easily separate and reproduce these pieces of information in a system in which information is later written or added to the information. be. A second object of the present invention is (2) to make it possible to easily manufacture a medium having the above-mentioned functions and to obtain it in large quantities at low cost. Another object of the present invention is to provide a medium that can freely accommodate various forms of written information (for example, analog, digital, size of writing unit, etc.) depending on the application.
【発明の概要〕[Summary of the invention]
光学的手段により、ディスク媒体に情報を記録再生する
にはつどのような原理が用いられる。
（１）光の反射：情報に応じて反射（率）を変化（２）
光の透過：情報に応じて透化（率）を変化（３）光の干
渉：情報に応じて読出し光の波長の１／４の深さの穴を
作り干渉に
よる反射光の強弱をうる。
（４）位相変化：情報に応じて読出し光の波長の】／８
の深さの変化を作り、反
射光の位相変化を検出する。
本発明は上記原理のうち、トラッキング情報用として（
４）を用い、書込み情報用として（１）の原理を用いる
ものである。第１図はディスク１（３）
とトラック２との関係を示す。トラックは同心円でも螺
線でもよい。第２図は第１図ＡＯ断面の一部を示す。デ
ィスクは基板材１に１〜ラツク情報として深さ１／８波
長の溝が形成される。溝にはさらに反射膜３がつけられ
る。基板１は透明な材質で作られ、面４側から光を入射
して情報の書込みあるいは読取りを行なう。点状に絞り
込まれた光がトラック情報の１／８波長溝に当ると、溝
中心と光スポットの相対位置により反射光分布が非対称
となる。したがって反射光が対称分布になるように光ス
ポットを制御することでトラッキングができる。一方書
込み情報はトラック上の光スポツト強度を書込み情報に
応じて変調することにより、第２図の反射膜３を強力な
光スポットで部分的に除去することにより行なう。読出
しは弱い光スポットを当て、反射強度により情報を検出
する。すなわち反射膜が除去された部分では反射強度は
弱く、除去されない部分での反射強度は強い。上述の原
理によれば、トラッキング情報と書込み情報とで読取り
の原理が異なり、それぞれに対応した（４）
検出（読取り）手段を用いるから、トラッキングと情報
読取り、書込みとを独立に制御することができる。
〔発明の実施例〕
第３図はこの原理を用いた本発明におけるディスクの実
施例を示す。本発明は上述の原理構成とくらベトラック
溝２が連続的ではなくあらかじめ定めた規則に従って断
続されている点に特徴がある。すなわちトラック溝２は
連続的でなくてもトラッキング制御上は十分であるから
、トラッキング制御上支障ない範囲の幅の断点２０を設
ける。
これにより、トラック検出器出力から断点に応じた信号
が得られる。この信号はあらかじめ定めた断続の規則と
ディスクの回転状態を反映している。
したがってこの信号からディスク回転制御情報をうろこ
ともできるし、タイミング再生の基準、および書込信号
の基準としても利用できる。すなわちインデックス信号
、回転エンコーダ等として機能しうる。
第４図は記録、再生装置の実施例を示すブロン（５）
り図である。第３図のように形成されたディスク１はモ
ータ１０により回転される。ディスク上のトラック情報
はヘッド（ピックアップ）４０により光学的に読取られ
、出力２００上の信号となる。
信号２００の非対称性を表わす信号２０１はトラッキン
グ制御回路２１に入り、ピックアップ駆動手段２２に対
して非対称を減少させる方向への駆動信号を与える。こ
の部分がトラッキング制御機能を遂行する。またトラッ
ク溝の断続に応じた信号は、タイミング再生回路５０へ
基準信号２０２として与える一方、回転状態を示す信号
２０３として回転制御回路１００へ与えられる。以上に
よりディスクを所定の回転数（必ずしも一定でない）で
回転させ、かつトラックを正確に追跡させることができ
る。
上述の状態で書込み回路７０から書込信号４００を与え
ると、ヘッド４０から書込信号で変調された光スポット
がディスクに照射され、第２図の反射膜３が部分的に除
去されて情報の書込みが実行される。
（６）
記録情報の読取りは、ヘッド４０から反射膜３が除去さ
れぬ程度の強度の光スポットを記録部に当て、前述原理
（１）により行なう。読取信号３００は、ヘッド４０で
光電変換され続出回路６０で波形処理（たとえば２値化
、同期信号とデータの分離など）される。８０は使用目
的に合せた信号処理部である。
本実施例によればつぎのような多くの実用上の効果が得
られる。■トラッキング制御と書込情報再生とは異なる
原理を用いており両者の干渉が少なく安定な記録再生が
できる。■ディスク媒体には１７８波長の溝を作るだけ
であり、深さの異なる溝や、他の種類の信号等を含まず
ディスク原盤の作製および処理も容易であり、かつ複製
ディスクの大量生産も容易になり、安価な媒体を得るこ
とができる。■本実施例のディスクは、トラッキング情
報が記録されているのみであるから、書込情報の種類、
性質等に対する自由度が大きい。すなわち、ディジタル
情報では記録フォーマットやデータの長さ、記録変調方
式等任意に選ぶことが（７）
できる。さらにアナログ変調されたビデオ信号等にも利
用できるし、各種の異なるフォーマットや性質の異なる
情報を混在して記録することもできる。たとえば映像あ
るいは画像とデータ、けん索のためのコードや記号など
を同時に記録できる。
■記録情報のアクセスのためには、各々の情報にアドレ
ス等を付ける必要がある。このアドレスをあらかじめ媒
体自体に作りつけておくことも可能であるが、そのため
にはトラック情報と区別できる形で多重化せねばならず
、媒体製造処理が複雑化する。さらに媒体自体にアドレ
ス等を作りつけておく方式の問題点は、光ディスクの原
盤作成プロセスよりも複製ディスク作成プロセスでより
多くのエラの発生原因があることから、あらかじめ記録
しておくアドレス等には十分強力なエラ対策で必要にな
る。−力木方式ではこれらの問題がないうえに、媒体に
欠かんがあった場合には、欠かん部をさけて記録すこと
も可能になる。■トラック溝にあらかじめ定めた規則で
つけられた断点から、ディスクの回転状態、相対位置を
検出でき、（８）
回転制御の基準、あるいはタイミング再生の基準とする
ことができる。
以上はトラック溝があらかじめ断続されている場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず。
濃淡型の部分を設けることもできる。
光ディスクにおいて、従来、情報を追加記録するのにあ
らかじめ光ビームスポットを案内する溝と情報の区切り
を示す部分（この部分にはアドレス情報、制御情報等が
ある。以下この部分をセクタ一部と称す。）を設けてお
く。この案内溝の回転方向の断面を第５図に示す。セク
タ一部５１には種々の情報が深さｈ２で記録されており
、追加記録部２は深さｈｌで記録されている。この深さ
は再生及び追加記録のレーザ波長λに対して、ｈｔはλ
／８．ｈ２はλ／４となっている。このような形態のデ
ィスクをあらかじめ作製しなくてはならない。従来、光
ディスクにおいて深さ方向の変化として情報を記録する
位相型の記録媒体としては、信頼性に優れたホトレジス
トが使用されている。ところが、第５図で示す構造のデ
ィスク（９）
を実現するためには深さを２段階に変えて記録しなくて
はならない。記録される深さはホトレジストの感度と照
射パワーによって決まる。ところがホトレジストの感度
の線形領域は狭く、かつγ特性が１に近いため、照射パ
ワーの設定が非常に困難である。第５図の深さｈ２はホ
トレジストの塗布膜厚のコントロールによっである程度
の許容度で決められるが、探さり、は照射パワーのわず
かの変動によって大きく変化する。なお、ホトレジスト
の感度は現像時の温度、湿度、現像液の疲労度によって
も変わってしまう。従って、実際上、２段階の深さを再
現性よく実現することは難しいそこで本実施例では、案
内溝を１つの深さだけで形成し、その上に金属薄膜を蒸
着し、セクタ一部は後から追加記録するのである。この
場合はセクタ一部と情報信号を同時に記録してもよく、
このようにすることによって、光ディスクの利用者から
みれば、特定の信号形態にとられれることなく、信号を
記録出来るので融通性があり、編集。
合成が容易に行なえ、かつ実効的に記録密度を向（１０
）
上できる。
第６図、第７図を用いて、本実施例につき説明する。第
６図（ａ）は案内溝（ハンチングで示す）６３を上から
みたものであり、ｘ−ｘ’力方向断面図を第６図の（ｂ
）に示す。深さｈはトラッキング信号の検出に好適にな
るようにするため、追加記録レーザ光の波長λの１／８
が良い。
第７図は第６図の案内溝の上に金属薄膜７５を蒸着して
、アドレス等のセクタ一部７１の信号を記録したもので
あり、第７図（ａ）は上面図で、セクタ一部７１は一連
のピット列７４から形成されており、ｘ−ｘ’力方向断
面図を第７図（ｂ）に示し、Ｙ−Ｙ’力方向断面図を第
７図（ｃ）に示す。
第２の実施例はセクタ一部の追加記録を容易にするため
に、あらかじめ、第６図の案内溝の上に金属薄膜を蒸着
する場合に、セクタ一部だけは反射率の異なる金属薄膜
（材質の異なるもので良いが、膜厚を変えても良い。）
を形成する。この方法は通常の蒸着でも、又スパッタリ
ングでもよい。
（１１）
セクタ一部を追加記録するときには、反射信号のレベル
の違いを検出して、セクタ一部の情報を正確に記録する
。また、このような光ディスクではセクタ一部と情報記
録部の区別が明確になるため、情報部の信号が正確に容
易に読み出せる。
第３の実施例につき、第８図を用いて説明する。
前述の実施例ではあらかじめ、セクタ一部を作成してお
いたが、使用者側で情報信号の長短によってセクタ一部
の間隔を変えたい場合が生ずる。この場合は、情報信号
とセクタ一部は同時に記録することになる。ところで、
ディスクの回転には必ず回転ムラが生ずるので、上記の
場合にはディスクの１回転を示す信号が必要とされる。
すなわち、この信号を用いて、回転ムラに応じて、セク
タ及び情報信号を記録するとセクターが回転半径方向に
そろう。すると、１つの案内溝から隣接の案内溝に移っ
た場合に、容易にセクターを捜し出すことが出来、かつ
アクセス時間を短縮出来る。
第８図において、ディスク８６の上に１回転を示す部分
８７を作成する。この方法としては、金（１２）
属薄膜の膜厚を変えるか、その部分の材質を変えること
によって反射率を変える。また、その部分の深さを変え
てもよい。
〔発明の効果〕
以上の如く本発明によれば、単一の深さの溝を形成する
だけであり、ディスクの作製が容易であり、かつ複製デ
ィスクの大量生産も容易になり、安価な媒体を得ること
ができる。Conventional principles are used to record and reproduce information on a disk medium by optical means. (1) Reflection of light: Change reflection (rate) depending on information (2)
Light transmission: Change the transparency (rate) according to the information (3) Light interference: Create a hole with a depth of 1/4 of the wavelength of the reading light according to the information to obtain the intensity of the reflected light due to interference. (4) Phase change: Depending on the information, the wavelength of the readout light /8
This creates a change in the depth of the light and detects the change in the phase of the reflected light. Of the above principles, the present invention applies (
4), and the principle of (1) is used for writing information. FIG. 1 shows the relationship between disk 1 (3) and track 2. The tracks may be concentric circles or spirals. FIG. 2 shows a part of the AO cross section of FIG. 1. In the disk, grooves each having a depth of 1/8 wavelength are formed in the substrate material 1 as 1 to 100% light information. A reflective film 3 is further applied to the groove. The substrate 1 is made of a transparent material, and information is written or read by entering light from the surface 4 side. When the point-shaped light hits the 1/8 wavelength groove of the track information, the reflected light distribution becomes asymmetrical depending on the relative position of the groove center and the light spot. Therefore, tracking can be performed by controlling the light spot so that the reflected light has a symmetrical distribution. On the other hand, writing information is carried out by modulating the intensity of the light spot on the track in accordance with the written information, thereby partially removing the reflective film 3 shown in FIG. 2 with a strong light spot. For reading, a weak light spot is applied and information is detected based on the reflected intensity. That is, the reflection intensity is weak in the portion where the reflective film is removed, and the reflection intensity is strong in the portion where the reflective film is not removed. According to the above-mentioned principle, the principles of reading tracking information and written information are different, and since (4) detection (reading) means corresponding to each are used, tracking, information reading, and writing can be controlled independently. can. [Embodiment of the Invention] FIG. 3 shows an embodiment of a disk according to the present invention using this principle. The present invention is characterized by the above-mentioned basic structure and the point that the beam track grooves 2 are not continuous but are interrupted according to a predetermined rule. That is, since the track groove 2 is sufficient for tracking control even if it is not continuous, the break point 20 is provided with a width within a range that does not cause any problem in tracking control. Thereby, a signal corresponding to the break point can be obtained from the output of the track detector. This signal reflects the predetermined gating rules and the rotational state of the disk. Therefore, it is possible to obtain disk rotation control information from this signal, and it can also be used as a reference for timing reproduction and a reference for a write signal. That is, it can function as an index signal, rotational encoder, etc. FIG. 4 is a block diagram (5) showing an embodiment of the recording and reproducing apparatus. A disk 1 formed as shown in FIG. 3 is rotated by a motor 10. Track information on the disk is optically read by a head (pickup) 40 and becomes a signal on output 200. A signal 201 representing the asymmetry of the signal 200 enters the tracking control circuit 21 and provides a drive signal to the pickup drive means 22 in the direction of reducing the asymmetry. This part performs the tracking control function. Further, a signal corresponding to the discontinuation of the track groove is provided to the timing reproducing circuit 50 as a reference signal 202, and is also provided to the rotation control circuit 100 as a signal 203 indicating the rotation state. As described above, it is possible to rotate the disk at a predetermined number of rotations (not necessarily constant) and to accurately track the track. When a write signal 400 is applied from the write circuit 70 in the above state, a light spot modulated by the write signal is irradiated from the head 40 onto the disk, partially removing the reflective film 3 in FIG. Writing is executed. (6) Recorded information is read by applying a light spot from the head 40 to the recording section with an intensity that does not remove the reflective film 3, and according to the above-mentioned principle (1). The read signal 300 is photoelectrically converted by the head 40 and subjected to waveform processing (for example, binarization, separation of synchronization signal and data, etc.) by the output circuit 60. Reference numeral 80 represents a signal processing unit suitable for the purpose of use. According to this embodiment, many practical effects can be obtained as follows. - Tracking control and written information reproduction use different principles, allowing stable recording and reproduction with little interference between the two. ■Only 178 wavelength grooves are created on the disk medium, and it does not include grooves of different depths or other types of signals, making it easy to create and process master disks, and also to mass-produce duplicate disks. This makes it possible to obtain inexpensive media. ■Since the disc of this embodiment only records tracking information, the type of written information,
There is a large degree of freedom regarding properties, etc. In other words, for digital information, the recording format, data length, recording modulation method, etc. can be arbitrarily selected (7). Furthermore, it can be used for analog modulated video signals, etc., and it is also possible to record a mixture of information in various different formats and with different properties. For example, video or images and data, such as codes and symbols for search, can be recorded simultaneously. ■In order to access recorded information, it is necessary to attach an address, etc. to each piece of information. Although it is possible to create this address in advance on the medium itself, this requires multiplexing it in a form that can be distinguished from the track information, which complicates the medium manufacturing process. Furthermore, the problem with the method of creating addresses, etc. on the medium itself is that there are more causes of errors in the process of creating a duplicate disc than in the process of creating a master optical disc, so the addresses, etc. recorded in advance are Necessary for sufficiently powerful error countermeasures. - In addition to eliminating these problems with the power-grip method, if there is a hole in the medium, it is also possible to record by avoiding the hole. (8) The rotational state and relative position of the disk can be detected from the dots placed in the track groove according to predetermined rules, and (8) can be used as a reference for rotational control or timing playback. Although the case where the track grooves are interrupted in advance has been described above, the present invention is not limited to this. It is also possible to provide a shaded portion. Conventionally, in order to record additional information on an optical disc, a groove that guides the light beam spot and a part that indicates the division of information (this part contains address information, control information, etc.) are called sector parts hereafter. .). A cross section of this guide groove in the direction of rotation is shown in FIG. Various pieces of information are recorded in the sector part 51 at a depth h2, and in the additional recording section 2 are recorded at a depth hl. This depth is determined by the laser wavelength λ for reproduction and additional recording, and ht is λ
/8. h2 is λ/4. A disk of this type must be manufactured in advance. Conventionally, highly reliable photoresists have been used as phase-type recording media for recording information as changes in the depth direction on optical discs. However, in order to realize the disk (9) having the structure shown in FIG. 5, it is necessary to record at two different depths. The recorded depth is determined by the sensitivity of the photoresist and the irradiation power. However, since the linear sensitivity range of photoresist is narrow and the γ characteristic is close to 1, it is very difficult to set the irradiation power. The depth h2 in FIG. 5 is determined with a certain degree of tolerance by controlling the thickness of the photoresist coating, but the depth h2 varies greatly with slight variations in the irradiation power. Note that the sensitivity of photoresist also changes depending on the temperature and humidity during development and the degree of fatigue of the developer. Therefore, in practice, it is difficult to realize two levels of depth with good reproducibility. Therefore, in this example, the guide groove is formed with only one depth, a thin metal film is deposited on it, and some sectors are Additional records will be added later. In this case, part of the sector and the information signal may be recorded at the same time.
By doing this, from the point of view of the user of the optical disc, the signal can be recorded without being restricted to a specific signal format, providing flexibility and editing. It is easy to synthesize and can effectively increase recording density (10
) can be improved. This embodiment will be explained using FIGS. 6 and 7. FIG. 6(a) shows the guide groove (indicated by hunting) 63 seen from above, and the sectional view in the x-x' force direction is shown in FIG. 6(b).
). The depth h is 1/8 of the wavelength λ of the additional recording laser beam in order to be suitable for tracking signal detection.
is good. FIG. 7 shows a state in which a thin metal film 75 is deposited on the guide groove shown in FIG. 6, and signals of a sector part 71 such as an address are recorded. FIG. The portion 71 is formed of a series of pit rows 74, and a cross-sectional view along the line XX' force direction is shown in FIG. 7(b), and a cross-sectional view along the Y-Y' force direction is shown in FIG. 7(c). In the second embodiment, in order to facilitate additional recording of a part of the sector, when a metal thin film is deposited on the guide groove shown in FIG. 6 in advance, only a part of the sector is covered with a metal thin film ( It can be made of different materials, but the film thickness can also be changed.)
form. This method may be conventional vapor deposition or sputtering. (11) When additionally recording a part of the sector, detect the difference in the level of the reflected signal and accurately record the information of the part of the sector. Further, in such an optical disc, since a part of the sector and the information recording section are clearly distinguished, the signal of the information section can be read accurately and easily. The third embodiment will be explained using FIG. 8. In the embodiments described above, some sectors are created in advance, but there may be cases where the user wants to change the interval between some sectors depending on the length of the information signal. In this case, the information signal and part of the sector will be recorded simultaneously. by the way,
Since rotational unevenness always occurs when the disk rotates, a signal indicating one rotation of the disk is required in the above case. That is, if sectors and information signals are recorded using this signal in accordance with rotational unevenness, the sectors will be aligned in the rotational radial direction. Then, when moving from one guide groove to an adjacent guide groove, the sector can be easily found and the access time can be shortened. In FIG. 8, a portion 87 representing one revolution is created on the disk 86. In this method, the reflectance is changed by changing the thickness of the gold(12) metal thin film or by changing the material of that part. Further, the depth of that portion may be changed. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, only grooves of a single depth are formed, making it easy to manufacture a disk, mass-producing duplicate disks, and producing an inexpensive medium. can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は、ディスクとトラックとの関係を示す図、第２
図は、第１図の断面の一部を示す図、第３図は、本発明
の一実施例の構成を示す図、第４図は、記録、再生装置
の構成を示す図、第５図は、従来の案内溝の説明図、第
６図は１本発明の一実施例の案内溝の構造図、第７図は
、本発明の他の実施例を示す図、第８図は、本発明の他
の実施例の説明図である。
１・・・ディスク、２・・・案内溝、３・・・反射膜、
２０・・・（１３）
第 １ 図
箔２図
「Ｙ。
第 ６ 図
−２７５−
第 ３ 品
国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番
地株式会社日立製作所中央研究
所内
０発 明 者 米沢酸二
国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番
地株式会社日立製作所中央研究
所内
２７６一Figure 1 is a diagram showing the relationship between discs and tracks;
3 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a recording and reproducing apparatus. FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional guide groove, FIG. 6 is a structural diagram of a guide groove according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of another embodiment of the invention. 1... Disk, 2... Guide groove, 3... Reflective film,
20...(13) Fig. 1 Foil Fig. 2 "Y." 276-1, Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory, 280-chome