WO2002041311A1

WO2002041311A1 - Support d'enregistrement optique et dispositif de disques optiques

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Publication number: WO2002041311A1
Application number: PCT/JP2001/010124
Authority: WO
Inventors: Isao Ichimura; Kiyoshi Osato; Jun Nakano; Shin Masuhara
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2002-05-23
Also published as: CN1205607C; CA2396246A1; KR100796327B1; EP1341167A4; US6987723B2; AU1522602A; DE60141475D1; KR20020071937A; US20030090986A1; JPWO2002041311A1; US20050163033A1; CN1395729A; HK1054814A1; CA2396246C; ATE459959T1; JP4161716B2; US6987725B2; US6882616B2; TWI272589B; EP1341167B1

Description

明糸田書光学記録媒体および光デイスク装置技術分野

本発明は、光学記録媒体（以下光ディスクとも言う）とこれを再生または記録する光ディスク装置に関し、特に高密度記録が可能な光学記録媒体とこれを再生または記録する光ディスク装置に関する。背景技術

近年、動画、静止画などのビデオデータをデジタルに記録する技術の発展に伴い、大容量のデータが取り扱われるようになり、大容量記録装置として C Dや D V Dなどの光デイスク装置が脚光を浴びており、さらなる大容量化の研究が進められている。

図 1は、 C D— RW (リライ夕ブル) 方式の光ディスクの断面構造および光の照射方法を示す模式図である。

厚さ D 5が約 1 . 2 mmの光透過性のディスク基板 5の一方の表面に、溝 6が設けられており、この面上に、例えば誘電体膜、記録膜、誘電体膜、反射膜などがこの順番で積層された光学記録層 7が形成されている。膜構成および層数は記録材料の種類や設計によつて異なる。

光学記録層 7の上層に保護層 8が形成されている。

上記の C D— R W方式などの光ディスクを記録ある ϋ、は再生する光ディスク装置は、通常の構成において、記録または再生用の波長 λの光を照射する光源と、当該光源の出射する光を光学記録媒体の光学記録層上に集光する開口数 Ν Αの対物レンズ（集光レンズ）を含む光学系と、光学記録層からの反射光を検出する受光素子などを有する。例えば C D— RW方式においては、図 1に示すように、再生用あるいは記録用のレーザビーム L Bが、例えば対物レンズ 5 0により集光されて、光透過性のデイスク基板 5を透過して、上記構造の光デイスクの光学記録層 7に対して照射される。

光ディスクの再生時においては、光学記録層で反射された戾り光が受光素子で受光され、信号処理回路により所定の信号を生成して、再生信号が取り出される

0

上記の光ディスクの再生あるいは記録において、光学記録層上における光のスポツトサイズ øは、一般に下記式（1 ) で与えられる。

Φ = λ /Ν Α ··' ( 1 )

光のスポットサイズ øは光学記録媒体の記録密度に直接影響を与え、スポツトサイズ øが小さいほど高密度記録が可能となり、大容量化ができる。即ち、光の波長 λがより短いほど、また、対物レンズの関口数 Ν Αが大きいほど、スポツトサイズ ¾Mまより小さくなり、高密度記録が可能となることを示す。

例えば、図 1に示すような C D— RW方式においては、光源の波長が近赤外領域（7 8 O n m程度）であり、対物レンズの開口数が 0 . 4 5程度であり、記録層に相変化型記録層を用い、さらに、ディスク基板 5に形成された凹凸に応じて、光学記録層が凹凸形状を有しており、この凹凸形状の光学記録層の内、記録または再生用の光の照射側から近い側である、凹凸形状の凸部に相当する部分の光学記録層のみが記録領域 R Aとして用いられ、記録または再生用の光の照射側から遠い側である、凹凸形状の凹部に相当する部分の光学記録層を記録領域 R Aとして用いない構成において、 1 2 O mm柽の光ディスクの場合に約 7 0 0 M Bの記録容量を実現している。

上記の凸部と凹部については、溝が形成されたディスク基板 5を形成するための原盤を製造する工程における当該原盤の表面においてレーザビームあるいは電子ビームにより露光された領域に相当する部分をグループ Gと呼び、グループ G で挟まれた領域をランド Lと呼ぶことにし、例えば図 1に示す光デイスクの一般的な製法の場合、凹凸形状の凸部がグループ Gに相当し、凹部がランド Lに相当する。

光ディスクのさらなる高密度化の研究が進められており、例え、文献 A 「◦ P t i c a 1 d i sk r e c or d i ng u s i n a G a N h 1 u e— v i o l e t l a s er d i o d ej (I ch imu r aら、 Jpn . J. AP 1. P h y s. , vo l. 39 ( 2000 ) , pp 937-942 ) においては、青紫色半導体レーザと開数 85の 2群対物レンズを用いることで、 DVDサイズの光ディスクに 22Gバイトを越える記憶容量を実現する手法が提案されている。

ところで、対物レンズの開口数が大きくなると、一般に光ディスク装置におけるディスク傾き許容度が減少する。光軸に対する傾き角に対して、発生するコマ収差¹ Wsiは、文献 B 「Ap l ana t i c c ond i t i on r e q u i r e d t o r epr o d u c e j i t t e r—： f r e e s i na l s i n o t i c l d i s k s y s t em」 (Kub o t aら、 App 1. O t. ， v o l. 26 ( 1 987 ) , pp 3961— 3973) によると下記式（2) で与えられ、概ね開口数 NAの 3乗と、光ディスクの保護層（光学記録層の上層に形成された層）の厚さ tに比例する。なお、式（2) 中、 nは保護層の屈折率である。 λ_Λ/ t(n²-1)n² sin0 cos0 -NA³

W₃1 = -(2)

2(n² - sin^{2 5/2} 従って、許容されるコマ収差 W₃₁の値を λ/4とすると、開口数 0. 85まで高めた光ディスク装置において、 D V D再生装置と同等のデイスク傾き許容度を確保するためには、光ディスクの保護層の厚さを 0. 1 mm程度に薄くすることが必要となる。図 2は、上記の文献 Aにおいて報告された手法により形成された光ディスクの断面構造および光の照射方法を示す模式図である。

厚さ D 1が 1 . 1〜〗. 2 mmのディスク基板 1の一方の表面に、溝 2が設けられており、この面上に、例えば反射膜、誘電体膜、記録膜、誘電体膜などがこの順番で積層された厚さ D 3の光学記録層 3が形成されている。膜構成および層数は記録材料の種類や設計によつて異なる。

光学記録層 3の上層に厚さ D 4が 0 . 〗 mm程度の光透過性の保護層 4が形成されている。

上記の方式においては、図 2に示すように、再生用あるいは記録用のレーザピーム L Bが、例えば第 1のレンズ（先玉レンズ） 1 2および第 2のレンズ（後玉レンズ） 1 4からなる 2群レンズにより集光されて、光透過性の保護層 4を透過して、上記構造の光ディスクの光学記録層 3に対して照射される。

再生時においては、光学記録層で反射された戻り光が受光素子で受光され、信号処理回路により所定の信号を生成して、再生信号が取り出される。

上記の光デイスクの製造方法は、表面に溝を有するディスク原盤などからの転写により表面に溝を有するスタンパを形成し、ス夕ンパから表面形状を転写して表面に溝 2を有するディスク基板 1を形成し、例えば反射膜、誘電体膜、光学記録層、誘電体膜の積層体からなる光学記録層 3をこの成膜順序で成膜する。これは通常とは逆の順である。最後に、誘電体膜の上層に光透過性の保護層 4を形成する。この手法により、 0 . 1 mmの厚さの保護層を有する光ディスクを形成することができる。

上記の方式においては、面記録密度を向上させるため、溝構造の深さ D 2を λ / 6 n (ス：光ディスク装置の光源の波長、 n ：光透過性の保護層の屈折率）程度とし、溝構造に応じて光学記録層が凹凸形状を有しており、この凹凸形状の光学記録層の内、記録または再生用の光の照射側から近い側であるランドしと、記録または再生用の光の照射側から遠い側であるグループ Gの両領域を記録領域 R Aとして用いるランド ·グループ記録方式が採用されている。

ランド ·グループ記録方式においては、トラックピッチ TPはランド Lの中央位置とグループ Gの中央位置の距離に相当し、具体的には約 0. 程度に設定されている。

ランド 'グループ記録方式に関しては文献 C 「Land nd gr o ov e r e c o r d i ng f or i h tr a ck d ens i t y o n pha s e-change o t i c a l d i s k s J (M i y a g a waら、 Jpn. J. AP P 1. P h y s. , vo l. 32 ( 1 993 ) , p p 5324-5328) などに詳細に記載されている。

この方式においては、ランド部とグループ部の信号振幅を均等にするべく、光学記録層の成膜後のランド部とグループ部の幅の比（d u t y比）が約 1 ： 1となるように、ディスク基板の溝が形成される。例えば、ディスク基板に形成される溝の幅を溝のピッチの 60%程度とし、溝の内壁を被覆して全面に、誘電体膜、記録膜、誘電体膜、反射膜を積層させたときに、ランド部とグループ部に相当する記録膜の幅が均等となるように、溝の幅が決定される。

また、溝干渉を利用して、隣接トラックからの反射光量、すなわちクロストーク成分を低減させるために、溝の深さを; 1/6 nとしている。

しかしながら、上記のランド，グループ記録方式を採用した場合、一般に、記録または再生用の光の照射側から違 L、側であるグループ部に信号を記録する際に、予め手前側のランド部に記録されている信号マークを消去する現象（クロスラィト）が発生しやすい傾向がある。

これは、対物レンズの開口数が大きく、溝が深めであることからグループ部に電磁波が伝播しにくく、グループ部での照射出力を高めることから、記録時の最適照射出力が必ずしも均等にならないことが原因となっている。

さらに、ランド部とグループ部の再生信号の品質を均質化するのが難しいという面を持っている。従って、ランド ·グループ方式の特徴である隣接トラックからのクロストークをキャンセルする効果を十分に活かしたトラック密度を実現するには至っていない ₀

また、ランド部とグループ部の両者を記録領域として用いているために、ピツトにより情報を記録する再生専用（ROM； Read on l y memory ) ディスクとの互換性を確保するためには工夫が必要であった。発明の開示

本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、光透過性の保護層の厚さを 0. 1mm程度に薄くして、光源の波長の短波長化および対物レンズの高開口数化による高密度記録に対応した光学記録媒体（光ディスク）において、クロスライトの防止や再生信号の均質化を実現し、容易に再生専用ディスクとの互換性を確保できる光学記録媒体と、これを記録 ·再生するための光ディスク装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の光学記録媒体は、開口数が 0. 85± 0. 1であるレンズにより集光され、波長が 405 ±5 nmである光が照射されて記録または再生がなされる光学記録媒体であつて、表面に溝が形成された基板と、上記溝形成面における上記基板上に形成され、上記溝に応じて凹凸形状を有する光学記録層と、上記光学記録層上に形成された光透過性の保護膜とを有し、上記保護膜側から上記光学記録層に記録または再生用の光が照射されて用いられ、上記凹凸形状の光学記録層の内、上記記録または再生用の光の照射側から遠い側である上記凹凸形状の凹部に相当する部分と、上記記録または再生用の光の照射側から近い側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分の内のいずれか一方の上記光学記録層のみが記録領域として用いられ、上記記録領域として用いられる凸部または凹部のピッチ（トラックピッチ）が 0. 32±0. O l mであり、上記凸部に対する凹部の深さが 19〜24 nmの範囲である。上記の本発明の光学記録媒体は、開口数が 0. 85±0. 1であるレンズにより集光され、波長が 405 ±5 nmである光が照射されて記録または再生がなされる光学記録媒体であって、凹凸形状を有する光学記録層の内、記録または再生用の光の照射側から近、側である凸部と、記録または再生用の光の照射側から遠、側である凹部の内の t、ずれか一方の上記光学記録層のみが記録領域として用いられるので、凹部と凸部の間のクロスライトの防止と、再生信号の均質化を実現し、さらに再生専用ディスクとの互換性の確保が容易である。

閧口数が 85±0. 】であるレンズにより、波長が 405±5nmである光を集光すると、光学記録層上での光のスポジトサイズから、記録領域として用いる凸部または凹部のピッチ（トラックピッチ）を 0. 32±0. O l mに設定するのが最適となり、得られる信号品質とサーボ特性を満たすためには、凸部に対する凹部の深さを 1 9〜24 ηηιの範囲に設定することが必要となる。上記の本発明の光学記録媒体は、好適には、上記溝に振幅が ±8~1 2η であるゥォブルが形成されている。

凸部に対する凹部の深さを上記の範囲に設定すると、ァドレス情報をピットとして形成する場合にピツト信号の変調度が不十分となるため、溝にゥォプルを形成して、これにアドレス情報を組み込むことが好ましい。この場合、ゥォプル信号の CZN比と、隣接トラックからのゥォブルの漏れ込み量との条件を満たすために、ゥ才プルの振幅を ± 8〜； I 2 nmの範囲に設定する。

また、凹部と凸部の内の一方しか記録領域として用いないので記録密度の面で不利となる場合があるが、ァドレスなどをゥォプル信号から得ることなどにより、記録密度の向上が可能である。

上記の本発明の光学記録媒体は、好適には、上記凹凸形状の光学記録層の内、上記記録または再生用の光の照射側から近い側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分の上記光学記録層のみが記録領域として用いられる。

記録または再生用の光の照射側から近 L、側である凸部と、記録または再生用の光の照射側から遠い側である凹部を比較した場合、クロスライト特性の実験結果から凸部を記録領域として採用することが好ましい。

上記の本発明の光学記録媒体は、好適には、上記記録または再生用の光の照射側から近い側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分が、上記溝が形成された基板を形成するための原盤を製造する工程における当該原盤の表面においてレーザビームあるいは電子ビームにより露光された領域に相当する。

上記の構成の光学記録媒体では、製法上、原盤作成時にレーザビームなどの露光がなされた領域は幅が一定となることから、この領域を記録領域として用いることが好ましい。

従つて凸部と凹部の内、原盤作成時に露光がなされた領域が凸部となるようにすることが好ましい。即ち、露光された領域に相当する部分をグループと呼ぶ場合、凸部がグループとなるように製造することが好ましい。

また、上記の目的を達成するために、本発明の光ディスク装置は、表面に溝が形成された基板と、上記溝形成面における上記基板上に形成され、上記溝に応じて凹凸形状を有する光学記録層と、上記光学記録層上に形成された光透過性の保護膜とを有する光学記録媒体を回転駆動する回転駆動手段と、上記光学記録層に対して、波長が 4 0 5 ± 5 n mの記録または再生用の光を出射する光源と、上記光を上記保護膜側から上記光学記録層に集光して照射するための開口数が 0 . 8 5 ± 0 . 1であるレンズを含む光学系と、上記光学記録層で反射された戻り光を受光する受光素子と、上記受光素子により受光された戻り光に基づ L、て所定の信号を生成する信号処理回路とを有し、上記光学記録媒体として、上記記録または再生用の光の照射側から違い側である上記凹凸形状の凹部に相当する部分と、上記記録または再生用の光の照射側から近い側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分の内のいずれか一方の上記光学記録層のみを記録領域として用い、上記光学記録媒体として、上記記録領域として用いられる凸部または凹部のピッチ（トラックピッチ）が 0 . 3 2 ± 0 . 0 1 i mであり、上記凸部に対する凹部の深さが 1 9〜2 4 II mの範囲である光学記録媒体を用いる。

上記の本発明の光ディスク装置は、好適には、上記光学記録媒体として、上記溝に振幅が土 8 ~ 1 2 n mであるゥォブルが形成されている光学記録媒体を用いる o

上記の本発明の光ディスク装置は、好適には、上記光学記録媒体として、上記凹凸形状の光学記録層の内、上記記録または再生用の光の照射側から近い側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分の上記光学記録層のみを記録領域として用いる。

さらに好適には、上記光学記録媒体として、上記記録または再生用の光の照射側から近、側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分が、上記溝が形成された基板を形成するための原盤を製造する工程における当該原盤の表面においてレーザビームあるいは電子ビームにより露光された領域に相当する光学記録¹媒体を用いる。

上記の本発明の光ディスク装置は、クロスライ卜の防止や再生信号の均質化を実現し、容易に再生専用ディスクとの互換性を確保できる上記の本発明の光学記録媒体を用いて、これを記録 ·再生するための光ディスク装置を構成することができる。図面の簡単な説明

図 1は、第 1従来例に係る C D— RW (リライ夕プル）方式の光ディスクの断面構造および光の照射方法を示す模式図である。

図 2は、第 2従来例に係る光ディスクの断面構造および光の照射方法を示す模式図である。

図 3は、実施形態に係る光ディスクの断面構造および光の照射方法を示す模式図である。

図 4 Aおよび図 4 Bは、実施形態に係る光ディスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。

図 5 Aおよび図 5 Bは、実施形態に係る光ディスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。

図 6 Aおよび図 6 Bは、実施形態に係る光ディスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。

図 7 Aおよび図 7 Bは、実施形態に係る光ディスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。

図 8は、実施形態の光ディスクの要部を示す斜視図である。

図 9は、実施例 1でのジッターとプッシュプル信号の測定結果を示す図である図 1 0は、実施例 2でのゥォプルの一例を示す平面図である。

図】 1は、実施例 3でのゥォプル振幅を変えたときのゥォプル信号の C ZN比を示す図である。

図 1 2は、実施例 4でのジッターの測定結果を示す図である。

図 1 3は、実施形態に係る光ディスク装置の光学ピックアップ（へツド）用 2 群レンズの構成を示す模式断面図である。

図 1 4は、実施形態に係る光ディスク装置の光学ピックアップ（へツド）の構成を示す模式図である。

図 1 5は、実施形態に係る受光素子の構成を示す平面図である。

図】 6は、実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の好適実施の形態を添付図面を参照して述ぺる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用、て詳しく説明する。

本実施の形態は、光学記録媒体である光ディスクと、これに対するデータの記録および/または再生を行う記録および/または再生装置（以下、光ディスク装置という）に適用したものである。

図 3は、本実施形態に係る光ディスクの断面構造および光の照射方法を示す模式図である。

厚さ D 1が 1 . 1〜 1 . 2 mmのディスク基板 1の一方の表面に、溝 2が設けられており、この面上に、例えば反射膜、誘電体膜、記録膜、誘電体膜などがこの順番で積層された厚さ D 3の光学記録層 3が形成されている。膜構成および層数は記録材料の種類や設計によって異なる。

光学記録層 3の上層に厚さ D 4が 0 . 1 mm程度の光透過' f生の保護層 4が形成されている。

本実施形態においては、図 3に示すように、再生用あるいは記録用のレーザビーム L Bが、例えば第 1のレンズ（先玉レンズ） 1 2および第 2のレンズ（後玉レンズ） 1 4からなる 2群レンズにより集光されて、光透過性の保護層 4を透過して、上記構造の光デイスクの光学記録層 3に对して照射される。

開口数が 0 . 8 5 ± 0 . 1であるレンズを用いるため、上記のような 2群レンズを使用する。

また、用いるレーザビーム L Bの波長は 4 0 5 ± 5 n mである。

上記の光デイスクにおいて、溝 2に応じて光学記録層は凹凸形伏となつており

、記録または再生用の光の照射側から近い側である凸部と、記録または再生用の光の照射側から遠い側である凹部の内、いずれか一方が記録領域 R Aとして用いられる。

本実施形態の光ディスクは、凸部と凹部の内のいずれか一方が記録領域 R Aとして用いられるので、凹部と凸部の間のクロスライトの防止と、再生信号の均質化を実現し、さらに再生専用ディスクとの互換性の確保が容易である。

上記の凸部と凹部については、上記の溝が形成されたディスク基板 1を形成するための原盤を製造する工程における当該原盤の表面において、レーザビームあるいは電子ビームにより露光された領域に相当する部分をグループ Gと呼び、グループ Gで挟まれた領域をランド Lと呼ぶことにする。

本実施形態においては、下記の製造方法において説明されるように、記録または再生用の光の瞌射側から近い側である凸部がグループ G、記録または再生用の光の照射側から遠い側である凹部がランド Lとなるように製造する。

本実施形態の光ディスクにおいては、トラックピッチ T Pは、記録領域として用いる凸部または凹部のピッチ、即ち、ある凸部の中央位置とその隣の凸部の中央位置の距離、あるいは、ある凹部の中央位置とその隣の凹部の中央位置の距離に相当し、開口数が 0. 8 5 ± 0. 1であるレンズにより、波長が 4 0 5 ± 5 ιι mである光を集光すると、光学記録層上での光のスポットサイズから、上記のトラックピッチを 0 . 3 2 ± 0 . 0 1 i mに設定するのが最適となる。

また、満足な信号品質を得るためには、凸部に対する凹部の深さを 2 4 n m以下に設定することが必要であり、一方、満足なサーボ特性を得るためには、この深さを 1 9 n m以上に設定することが必要となる。

上記の本実施形態の光ディスクほ、溝 2に振幅が ± 8〜】 2 n mであるゥ才ブルが形成されていることが好ましい。

凸部に対する凹部の深さを上記の範囲に設定すると、アドレス情報をピッ卜として形成する場合にピツト信号の変調度が不十分となるが、溝にゥォプルを形成することで、これにアドレス情報を組み込むことができるからである。この場合、ゥ才ブル信号の CZN比と、隣接トラックからのゥォプルの漏れ込み量との条件を満たすために、ゥォプルの振幅を ± 8〜1 2 n mの範囲に設定する。

また、凹部と凸部の内の一方しか記録領域として用いないので記録密度の面で不利となる場合があるが、アドレスなどをゥォブル信号から得ることなどにより

、記録密度の向上が可能となり、この点からも好ましい。

上記の本実施形態の光ディスクは、記録または再生用の光の照射側から近い側である凸部（グループ G ) と、記録または再生用の光の照射側から違い側である凹部（ランド）を比較した場合、クロスライト特性の実験結果から、図 1に示すように凸部（グループ G ) を記録領域 R Aとして採用することが好ましい。さらに、本実施形態の光ディスクの製造方法において、ディスク原盤の作成時にレーザビームなどの露光がなされた領域は幅が一定となることから、この領域を記録領域として用いることが好ましい。

この理由により、記録領域として用いる凸部が、ディスク原盤作成工程における露光領域に相当するように、即ち、凸部がグループとなるように製造することが好ましい。

トラックピッチが 0 . 3 2 であり、例えば 1一 7 R P P変調方式を採用し、光ディスク装置側の性能で決定される最短マク長を 0 . 1 6 y mとすると、 C Dサイズの光ディスクで、約 2 3 . 3 Gパイ卜の記録容量を実現できる。ここで、上記の最短マーク長を 0 . 1 6 とするのは、光ディスク装置のチヤンネルクロック Tが 0 . 0 8 w mであるとして、 2 T信号を最短マークとして想定している。

将来、チャンネルクロックがさらに短くなると、さらなる容量の増大が可能である 0

上記の本実施形態の光デイスクの製造方法につ、て説明する。

まず、図 4 Aに示すように、ガラス基板 a上にレジスト膜 bが成膜されたディスク原盤を準備する。

次に、図 4 Bに示すように、レーザビームあるいは電子ビームなどにより、例えばディスク基板の溝となる領域を感光させるパターンでレジスト膜 bの露光を行い、現像処理を施して、ディスク基板の溝となる領域を開口するパターンのレジスト膜 b ' とする。

ここで、原盤作成工程においてガラス基板 aの表面が露出した部分（図中の X で示した部分）が上記の露光領域に相当し、最終的に形成される光ディスクにおけるグループとなるが、本実施形態においては、このグループが製造する光ディスクにおいて記録または再生用の光の照射側から近 L、側である凸部となるようにする。

次に、図 5 Aに示すように、例えば銀メツキ処理やその他の成膜処理などを用いて、上記ガラス基板 a上のレジスト膜 b' を有するディスク原盤上にメタルマス夕 cを形成する。メタルマスタ cの表面には、ガラス基板 aおよびレジスト膜 ' により構成されるパターンの凹凸と逆パターンの凹凸が転写される。

次に、図 5 Bに示すように、上記メタルマスタ c上にマザースタンパ dを形成する。マザースタンパ dの表面には、メタルマスタ cの表面の凹凸と逆パターンの凹凸が転写される。図面上、メタルマスタ cを下方とし、図 5 Aに対して上下を逆転して描いている。

次に、図 6Aに示すように、例えば圧縮成形法、射出成形法あるいは 2P (P 0 t 0 P o l yma r i za t i on)法などにより、上記マザースタンパ dの凹凸パターン上に、ポリカーボネートなどの樹脂製基板であるディスク基板 e (1) を形成する。ディスク基板 e (1) には、マザースタンパ dの表面の凹凸と逆パターンの凹凸となる溝 f (2)が転写される。図面上、マザースタンパ dを下方とし、図 5 Bに対して上下を逆転して描いている。

次に、図 6 Bに示すように、マザースタンパ dから離型して、ディスク基板 e (1) を得る。

得られたディスク基板 e (1) では、基板表面から突き出た凸部が、図 4Bに示す露光領域: に相当し、即ち、凸部がグループ Gとなり、その間の凹部がランド Lとなる。

次に、図 7Aに示すように、例えばスパッタリング法などにより、例えば反射膜，誘電体膜、記録層、誘電体膜の積層体を有する光学記録層 g (3) をこの成膜順序で成膜する。これは通常とは逆の順である。.

次に、図 7 Bに示すように、光学記録層 g (3) の上層に光透過性の保護層 h ( 4 ) を形成する。

光透過性の保護層 h ( 4 ) は、例えば紫外線硬化樹脂をスピン塗布などで塗布し、硬化せしめる方法や、ポリカーボネートなどの樹脂シートを貼り合わせることで形成できる。

この手法により、図 3に示す構造の 0 . 1 mmの厚さの保護層を有する光ディスクを形成することができる。

従来より広く用いられている光ディスクの製造方法では、マザースタンパから凹凸を反転させてサンスタンパをさらに形成し、射出成形法などによりサンス夕ンパの表面の凹凸と反転させてディスク基板を形成しているが、この方法では、ディスク原盤作成工程における露光領域は、記録または再生用の光の照射側から遠い側である凹部となる。

一方、本実施形態の光ディスクの製造方法では、上記のマザースタンパから直接ディスク基板を形成しており、上記の従来の方法と比べると反転工程を 1回省略してことになる。このため、ディスク原盤作成工程における露光領域（図 4 A の領域 X ) が、最終的な光ディスクにおいて記録または再生用の光の照射側から近い側である凸部となる。即ち、記録または再生用の光の照射側から近い側である凸部がグループ G、記録または再生用の光の照射側から遠 t、側である凹部がランド Lとなる。

上記の本実施形態の光デイスクの製造方法において、ディスク原盤の作成工程における露光領域（図 4 Bの領域 X ) の幅は、レーザビームあるいは電子ビームのスポット径に相当し、一定値を確保することができ、即ち、グループの幅は一定となる。

一方、グループとグループの間隔、即ちランド部の幅は、原盤作成装置におけるレーザビームあるいは電子ビームのディスク半径方向の送り精度に依存し、一定とすることが困難となっている。

即ち、記録領域としてランドを用いる場合、再生信号やトラッキング誤差信号の振幅が、トラック毎に異なることを意味し、高いトラック密度が要求される光ディスクにおいてはより顕著な影響が現れる。

このことから、ランドよりもグループを記録領域として用いることが好ましい一方で、本実施形態においては、上述のように凹部よりも凸部を記録領域として用いることが好ましい。

従つて凸部がグループとなるように製造することが好ましく、これを実現するために、上記の製造方法においては従来の方法よりも反転工程を 1回省略し、デイスク原盤作成工程における露光領域がデイスク基板における凸部に相当するように製造する。

図 8は、本実施形態の光ディスクの要部を示す斜視図である。

ディスク基板】の表面に、溝 2が設けられており、この面上に、光学記録層 3 が形成され、その上層に光透過'【生の保護層 4が形成されている。

ランド Lとグループ Gの内、いずれか一方、例えば図示のようにグループ Gのみが記録領域 R Aとして用いられ、記録スポツト R Sが形成される。

破線で囲んだ部分がレーザビームのスポツト Sである。

図 8に示すように、溝構造をディスク半径方向に一定周期で蛇行させてゥ才ブル W Bを形成することが好ましい。ゥォプル W Bによりゥォブル信号が生成され、この信号に基づいて、ディスク回転に同期したクロック信号の検出やアドレス信号の検出などがなされる。

上記のように溝構造にゥォプル W Bを形成する塌合、ゥォブルの位相はァドレスなどで決定され、隣り合うグループ同士で位相は一致しないので、グループとグループの間の距離に相当するランドの幅は一定とならなくなる。

上記の理由からも、再生信号やトラッキング誤差信号の振幅を一定にするために、ランド Lよりもグループ Gを記録領域 R Aとして用いることが好ましい。情報ピツトを再生する再生専用（R O M) ディスクとのトラッキング誤差信号の共逋性を確保するため、光ディスク上の記録領域幅を 5 0 %未満とし、同一の信号極性を得ることも好ましく行うことができる。

(実施例 1 ')

トラックピッチを 0 . 3 2 とした上記の本実施形態の光ディスクにおいて、変調方式として 1一 7 R P P方式を採用し、最短マーク長を 0 . 1 6 inとし、測定対象トラックにおいて 1 0 0回オーバーライトを行い、続けて隣接トラツクに 1 0 0回オーバーライトを行ったときの測定対象トラックのジッターとプッシュプル信号を測定し、これらの測定値がデイスク基板の凸部に対する凹部の深さを変えたときにどう変化するか調べた。

図 9は上記の測定結果であり、図中黒丸（暴）はジッターの値を、白丸（〇）はプツシュプル信号の値を示す。

安定したトラッキングを保っためには、プッシュプル信号は 0 . 2 5以上とすることが必要であり、これを満たすためにはディスク基板の凸部に対する凹部の深さが 1 9 以上であることが必要である。

一方、システムマージンにとってジッターは 8 . 5 %以下とすることが必要であり、これを満たすためにはディスク基板の凸部に対する凹部の深さが 2 4 n m 以下であることが必要である。

この結果から、ディスク基板の凸部に対する凹部の深さは 1 9 ~ 2 4 η ΐΉの範囲とする。

(実施例 2 )

図 1 0は、上記の本実施形態の光ディスクにおけるゥォプルの一例を示す平面図である。

ディスク基板の凸部に対する凹部の深さを実施例 1で決められた範囲に設定すると、ァドレス情報をピットとして形成する場合にピツト信号の変調度が 2 0 % 以下となり、不十分となるので、溝にゥ才プルを形成してアドレス情報を組み込む。グループ Gとグループ Gの間がランド Lとなり、グループ Gにゥォブル¹ WBが形成されており、このためにランド Lの幅を一定とならない様子を示している。光ディスク装置のチャンネルクロック Tを単位として、ゥォブル WBの一周期分の長さ L_WBを 69 Tと設定し、 T= 0. 08 のとき、 L_WBは 5. b 2 urn となる。

(実施例 3 )

ゥォプル信号は、その振幅によって決まり、図 1 0に示すように、ゥォブル¹ Bの振幅 A_WBは、ゥ才プルが無いとした場合のグループ Gの中央位置と、一方向に最大に振れたときのグループの中央位置との差となる。

図 1 1はゥ才プル振幅を変えたときのゥォプル信号の C/N比を示す図である。一般に、ゥォブル信号の C/N比は 40 d B以上必要であるので、ゥォブルの振幅は士 8 nm以上必要となる。

一方、ゥォプル振幅の上限は、隣接トラックからのゥォプルの漏れ込み量によつて決まり、実験では士 12 を越えるとァドレスエラーが発生した。

上記の結果から、ゥォプルの振幅 A_WBを ±8~1 2 nmの範囲に設定する。 (実施例 4 )

トラックピッチを 0. 32 wrnとした上記の本実施形態の光ディスクにおいて、変調方式として 1一 7RPP方式を採用し、最短マーク長を 0. 1 とし、測定対象トラックにおいて 1 00回オーバーライトを行い、続けて隣接トラックに 1 00回オーバーライトを行ったときの測定対象トラックのジッターを測定した。このとき、ディスク基板の凸部に相当する部分に記録した場合と、デイスク基板の凹部に相当する部分に記録した場合の両方において、最適記録パワーを 0としたときに、 1 0%および 20%増したパワーにおいてジッターの値がどう変化するか調べた。

図 12は上記の測定結果であり、図中白丸（O)は凸部に記録した場合の値を、黒丸（拳）は凹部に記録した場合の値を示す。

凸部、凹部共に、記録パワーを増やすにつれてジッターが悪化する傾向にあるが、凸部よりも凹部のほうがより悪化している。これは、隣接トラックに書き込んだときにデータを消してしまうクロスライトが、凹部のほうが発生しやすいことを示している。

この結果から、凸部と凹部を比較した場合、凸部を記録領域として採用することが好ましい 0

以下に、本実施形態の光デイスクを用 t、て記録再生する光ディスク装置について説明する。

図 1 3は、本実施形態に係る光ディスク装置の光学ピックアップ（へツド）用群レンズの構成を示す模式断面図である。

径の異なる 2つの第 1のレンズ（先玉レンズ） 1 2および第 2のレンズ（後玉レンズ） 1 4が、同一光軸上に配置されてレンズホルダ 1 3に支持され、これが電磁ァクチユエ一夕 1 5上に搭載されている。

これら 2枚のレンズは、開口数 0 . 8 5の 2群対物レンズとして機能し、光源からのレーザビーム L Bを光ディスク 1 1の光学記録層上に集光する。

図 1 4は、本実施形態に係る光ディスク装置の光学ピックアップ（へッド） 1 0の構成を示す模式図である。

半導体レーザ】 6から出射されたレーザビーム L Bは、コリメ一夕レンズ 1 7 、 1 / 2波長板 1 8、回折格子 1 9を通過して、偏光ビームスプリクタ 2 0に入射する。

レーザビーム L Bの一部は、偏光ビームスプリ 'クタ 2 0において反射し、集光レンズ 2 1により発光出力検出用受光素子 2 2へと導かれる。

一方、偏光ビームスプリクタ 2 0を通過したレーザビ ""ム L Bは、 1 / 4波長板 2 3、 2枚のレンズの間隔 d _{e K}が可変となっているエキスパンダレンズュニツト 2 4、後玉レンズ 1 4および先玉レンズ 1 2を通過して光ディスク 1 1の光学記録層上に照射される。

また、光ディスク 1 1からの反射光（戻り光）は、偏光ビームスプリツタ 20 で反射し、検出光路へと導かれ、集光レンズ 25およびマルチレンズ 26を通つて、サーボ誤差信号および RF信号を検出するための受光素子 27へと入射し、光電変換により電気信号に変換される。

図 1 5は、上記のサーボ誤差信号および RF信号を検出するための受光素子 2 7の構成を示す平面図である。

受光素子 27は、図示のように 8分割光検出素子（A， B， C, D， E， F, G， H)から構成される。

受光素子 27に入射する光は、光検出素子（A， B， C， D)上に 1つのメインスポット MSとして、光検出素子（E， F) および光検出素子（G， H)上に、それぞれ回折格子 1 9により生成された 2つのサイドスポット（SS 1， SS 2) として入射する。

上記の 8分割光検出素子（A, B， C, D, E， F, G， H)からの出力値から、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、ゥォプル誤差信号、 RF信号が演算される。

図 1 6は、本実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。光学ピックアップ（へツド） 1 0からのレーザビーム LBが、モータ 43により回転駆動される光ディスク 1 1の光学記録層上に照射され、その反射光（戻り光）を検出して得た再生信号は、へッドアンプ 31に入力される。

ヘッドアンプ 31からの再生信号は、 RFイコライザアンプ 32、フォ^-カスマトリクス回路 34、トラッキングマトリクス回路 37およびゥォプルマトリクス回路 44に入力される。

RFイコライザアンプ 32において演算された RF信号（RF) は、信号復調回路 33に入力され、光ディスク 1 1上に記録された情報の再生信号として信号処理がなされる。

フォーカスマトリクス回路 3 4およびトラッキングマトリクス回路 3 7のそれぞれにおいて演算されたフォーカス誤差信号（F E ) およびトラッキング誤差信号（T E ) は、位相補償回路（3 5 , 3 8 ) により位相が補償され、アンプ（3 6 , 3 9 ) により増幅されて駆動用ァクチユエ一夕 4 5に入力される。

ゥ才ブルマトリクス回路 4 4において演算されたゥォブル信号 W Sは、ァドレス検出回路 4 6やクロック検出回路 4 7などに入力される。

駆動用ァクチユエ一夕 4 5中のフォーカスァクチユエ一夕は、フォーカス誤差信号 F Eに基づいてへツド 1 0の位置を光軸方向に移動させ、フォ^"カスサーボが実現され、一方、トラッキング誤差信号 T Eに基づいてへツド 1 0の位置を光ディスク 1 1の径方向に移動させ、トラッキングサーボが実現される。

C P U (中央演算ュニット） 4 0は、上記のサーボ機構の他、エキスパンダ制御回路 4 1を通じた光学ピックアップ（へクド） 1 0中のエキスパンダレンズュニットの 2枚のレンズの間隔 d _{B κ}の調整による球面収差の補正や、スピンドルサーボ回路 4 2を通じた回転駆動の制御など、光ディスク装置全体の動作の制御を仃ぅ。

上記の光ディスク装置は、クロスライ卜の防止や再生信号の均質化を実現し、容易に再生専用デイスクとの互換性を確保できる上記の本実施形態の光デイスクを用いて、これを記録 ·再生するための光デイスク装置を構成することができる

産業上の利用可能性

本発明の光学記録媒体およびこれを用いた光ディスク装置によれば、凹凸形状を有する光学記録層の内、記録または再生用の光の照射側から近、側であるランドと、記録または再生用の光の照射側から違 (<、側であるダルーブの内の、ずれか一方の上記光学記録層のみが記録領域として用いられるので、ランドとグループ間のクロスライトの防止と、再生信号の均質化を実現し、さらに再生専用ディスクとの互換性の確保が容易である。

本発明は、上記の実施の形態に限定されない。

例えば、光学記録層の層構成は、実施形態で説明した構成に限らず、記録膜の材料などに応じて種々の構造とすることができる。

また、相変化型の光学記録媒体の他、光磁気記録媒体や、有機色素材料を用いた光ディスク媒体にも適用可能である。

その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更をすることができる。

Claims

請求の範囲

1. 開口数が 0. 85 ± 0. 1であるレンズにより集光され、波長が 405 ± 5 n mである光が照射されて記録または再生がなされる光学記録媒体であつて表面に溝が形成された基板と、

上記溝形成面における上記基板上に形成され、上記溝に応じて凹凸形状を有する光学記録層と、

上記光学記録層上に形成された光透過性の保護膜と

を有し、

上記保護膜側から上記光学記録層に記録または再生用の光が照射されて用いられ、

上記凹凸形状の光学記録層の内、上記記録または再生用の光の照射側から遠 t、側である上記凹凸形状の凹部に相当する部分と、上記記録または再生用の光の照射側から近い側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分の内のいずれか一方の上記光学記録層のみが記録領域として用いられ、

上記記録領域として用いられる凸部または凹部のピッチ（トラックピッチ）が 0. 32 ± 0. 0 1 であり、

上記凸部に対する凹部の深さが 1 9~24 nmの範囲である

光学記録媒体。

2. 上記溝に振幅が ±8〜1 2 nmであるゥォプルが形成されている

請求項〗に記載の光学記録媒体。

3. 上記凹凸形状の光学記録層の内、上記記録または再生用の光の照射側から近い側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分の上記光学記録層のみが記録領域として用いられる

請求項 1に記載の光学記録媒体。

4 . 上記記録または再生用の光の照射側から近 t、側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分が、上記溝が形成された基板を形成するための原盤を製造する工程における当該原盤の表面においてレーザビームあるいは電子ビームにより露光された領域に相当する

請求項 3に記載の光学記録媒体。

5 . 表面に溝が形成された基板と、上記溝形成面における上記基板上に形成され、上記溝に応じて凹凸形状を有する光学記録層と、上記光学記録層上に形成された光透過性の保護膜とを有する光学記録媒体を回転駆動する回転駆動手段と上記光学記録層に対して、波長が 4 0 5土 5 n mの記録または再生用の光を出射する光源と、

上記光を上記保護膜側から上記光学記録層に集光して照射するための開口数が 0 . 8 5 ± 0 . 1であるレンズを含む光学系と、

上記光学記録層で反射された戻り光を受光する受光素子と、

上記受光素子により受光された戻り光に基づ、て所定の信号を生成する信号処理回路と

を有し、

上記光学記録媒体として、上記記録または再生用の光の照射側から遠い側である上記凹凸形状の凹部に相当する部分と、上記記録または再生用の光の照射側から近い側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分の内のいずれか一方の上記光学記録層のみを記録領域として用い、

上記光学記録媒体として、上記記録領域として用いられる凸部または凹部のピッチ（トラックピッチ）が 0 . 3 2 ± 0 . 0 1 mであり、上記凸部に対する凹部の深さが 1 9〜2 4 n mの範囲である光学記録媒体を用いる

光ディスク装置。

6 . 上記光学記録媒体として、上記溝に振幅が ± 8〜1 2 n mであるゥォブルが形成されている光学記録媒体を用いる

請求項 5に記載の光デイスク装置。

7 . 上記光学記録媒体として、上記凹凸形状の光学記録層の内、上記記録または再生用の光の照射側から近、側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分の上記光学記録層のみを記録領域として用いる

請求項 5に記載の光デイスク装置。

8 . 上記光学記録媒体として、上記記録または再生用の光の照射側から近、側である上記凹凸形状の凸部に相当する部分が、上記溝が形成された基板を形成するための原盤を製造する工程における当該原盤の表面においてレーザビームあるいは電子ビームにより露光された領域に相当する光学記録媒体を用いる

請求項 7に記載の光デイスク装置。