JPH0210488B2

JPH0210488B2 -

Info

Publication number: JPH0210488B2
Application number: JP61020499A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hanada; Masanao Kasai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-02-01
Filing date: 1986-02-01
Publication date: 1990-03-08
Also published as: JPS61210546A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は記録再生方法、特には記録媒体に高密
度の情報を記録し、又、この媒体から記録された
情報を再生する方法に関する。

〔従来技術〕

情報の記録には、多くの方法が利用されてい
る。その中で、記録が高密度になされた記録媒体
からの記録情報の読み出しには、読み出しエラー
を少なくするために、或いは記録媒体への記録に
は、記録が高密度でなされるように工夫されるの
がよい。このような点から、従来、記録媒体に光
ビームを照射して情報の記録或いは読出しを行な
うとともに、この光ビームを記録媒体の所定位置
に導く、所謂トラツキング方法が種々提案されて
いる。例えば、特開昭49−32603号には、記録媒
体に記録された情報を読出す際のトラツキング方
法が開示されている。このトラツキング方法を第
１１図及び第１２図を用いて説明する。

第１１図及び第１２図において、記録体３２に
はうず巻状に配置された記録溝３４が設けられ
る。この記録溝３４には情報信号が高低域で刻成
されている。記録溝３４は光発生器３６から発生
される例えばレーザ光等の光ビーム３８で照射さ
れる。この光ビーム３８は例えば記録溝３４の溝
幅にほぼ等しく収束され、可動鏡４０を有する光
偏向器４２及び固定鏡４４を通して照射される。
この光偏向器４２は入力信号に応答して可動鏡４
０が回動される。記録溝３４からの光ビーム３８
の反射光は、２つの光電管等の検出器４６，４６
で受光される。この受光は記録溝３４の半径方向
に載断した第１８図の如く、光ビーム３８の反射
光を記録溝３４の方向を堺にして対称で、かつ、
記録溝３４の方向と直交する方向の位置で夫々行
なわれる。したがつて、光ビーム３８が正確に記
録溝３４を照射している場合、各検出器４６，４
６は等しい反射光量を夫々受光する。なお、この
反射光には反射回折光も含まれることもある。

検出器４６，４６によつて反射光は、夫々電気
信号に変換され各出力端子３０，３０に導出され
る。これら出力端子３０，３０は、差動増幅器等
で構成される作動回路４８に接続される。この作
動回路４８によつて検出器４６，４６の２つの電
気信号間の差信号だけが取り出される。この差信
号は前記光偏向器４２に供給され、可動鏡４０が
回動される。また、検出器４６，４６の出力端子
３０，３０は、復調器（図示せず）等に両方又は
一方が接続され、この出力信号が信号処理され再
生が行なわれる。

このような構成で記録体３２は矢印Ａ方向に回
転され、光ビーム３８による照射点が移動を行な
い、記録溝３４が走査される。光ビーム３８が正
確に記録溝３４を照射している場合、各検出器４
６，４６で受光される反射光量は夫々等しく、作
動回路４８は出力を生じない。したがつて、光偏
向器４２の可動鏡４０はその位置で保持される。
しかしながら、光ビーム３８が記録溝３４を少し
ずれると、各検出器４６，４６で受光される反射
光量は異なり、この結果、変換される夫々の電気
信号間の大きさも違つてくる。これらの信号間の
差を表わす信号が作動回路４８で導出され光偏向
器４２に供給される。光偏向器４２では、この差
信号に応じて可動鏡４０を回動し、光ビーム３８
の照射方向を変化させ、記録溝３４を正確に照射
させる。

このようにして、光ビームのトラツキングを行
ないながら、記録溝に記録された情報を読出すこ
とができる。また、記録媒体から情報を読出す際
の上記と同様のトラツキング方法が、米国特許第
3452163号に開示されている。この米国特許に記
載された方法も、媒体に設けられた記録溝に光源
からの光ビームを集光して照射し、この光ビーム
の記録溝による反射光を、記録溝の方向と直交す
る方向に関して異なる位置に配された複数の光検
出器で受光して、これら光検出器に夫々の出力を
比較することによつてトラツキング信号を検出
し、光ビームの記録溝に対する位置の制御を行な
うものである。

一方、記録媒体に情報を記録する際のトラツキ
ング方法に関しては、特開昭49−113601号に開示
されている。ここでは、記録媒体に予め案内トラ
ツクを設け、書き込みビームとは別個のビームを
用いてトラツキング信号を検出し、トラツキング
をとりながら書き込みビームで情報を記録してい
る。この例を以下に第１３図を用いて説明する。

第１３図において、５１は円板状記録媒体（以
下デイスクと記す）で、この記録面には予め案内
トラツクが形成されている。レーザー光源のよう
な光源５５から発したビーム７０は、変調器５６
を通過して端子５７，５７′に入力する情報に応
じて変調を受け、半透鏡５９で反射されて、回折
格子６１によつて３つのビームａ，ｂ，ｃに分割
される。ここでａは書き込みビームで、ｂ，ｃは
トラツキング信号を検出する為のサブビームであ
る。これらのビームは半透鏡６３を通り、トラツ
キングミラー６４で反射されてデイスク５１に向
かい、夫々書き込みビームａが案内トラツクの中
心に、サブビームｂ，ｃが案内トラツクの縁部に
光点を形成するように照射される。

前記デイスク５１で反射されたビームａ，ｂ，
ｃはトラツキングミラー６４及び半透鏡６３で反
射されて夫々検出器６７，６９，６８で受光され
る。ここで、ビームａによる光点が案内トラツク
の中心からずれると、ビームｂ，ｃの反射光のバ
ランスがくずれ、検出器６８及び６９の出力を比
較することによりトラツキング信号が得られる。
従つて、このトラツキング信号に応じてトラツキ
ングミラー６４を回動することにより、書き込み
ビームａを案内トラツクに正確に追従させなが
ら、この案内トラツク内に情報を記録することが
出来る。尚、図において６０は読み取りビーム７
１を発する光源で、記録時には有孔平板６６の穴
を閉じることによつてこのビーム７１が遮断され
る。また、検出器６７は再生時にビーム７１の反
射光からデイスク５１に記録された情報を読み取
る為のものである。再生時には、光源６０を用
い、夫々読み取りビームａが上記の如く記録され
た情報トラツクの中心に、サブビームｂ，ｃが情
報トラツクの縁部に光点を形成するように照射さ
れる。

しかしながら、第１３図で説明したような従来
のトラツキング方法においては、情報の記録とト
ラツキング信号の検出とを別々のビームで行つて
いる為、これらのビームによる光点の相互位置を
厳密に設定せねばならず、装置の組立・調整が非
常に大変であつた。また、ビームを複数に分割す
るため、高出力の光源が必要であるといつた問題
も有していた。

〔発明の概要〕

本発明は、前述のような従来技術を更に改良
し、トラツキングを行ないながら、高密度に記録
エラー、読出しエラーのない記録及び再生を行な
う点で、最も効果的な工夫がなされた記録再生方
法を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、ガイド溝が形成された基
板上に、このガイド溝が埋まらない様な状態に、
光ビームで記録の直後にただちに再生可能な材料
から成る記録層を形成した記録媒体を用い、前記
ガイド溝にスポツトと、このスポツトより拡がる
すそを有する記録用レーザービームを集光して照
射し、このスポツトによつて前記記録層に情報を
記録すると同時に、前記ビームのすその部分がガ
イド溝の土手部で反射されて生ずる反射光量の変
化を検知することにより前記ビームとガイド溝と
の位置ずれを検知し、これをフイードバツクする
ことにより前記スポツトのガイド溝に対するトラ
ツキングを行ない、また、前記の如く記録された
情報を、前記ガイド溝に読み出し光ビームを照射
することによつて再生すると同時に、この読み出
し光ビームのガイド溝の側面からの反射光量の変
化を検知することにより、読み出し光ビームのガ
イド溝に対するトラツキングを行なう記録再生方
法によつて達成される。即ち、本発明はトラツキ
ング信号の検出と情報の記録とを単一のビームで
行なうことによつて、従来技術における複数のビ
ーム間の位置調整の煩雑さを解消したものであ
る。また、本発明は記録に寄与しない記録ビーム
のすそを、トラツキングに用いることによつて、
必要以上に光源の出力を高める必要がない。

また、本発明では、記録及び再生におけるトラ
ツキングを同一の方法で行つている為、これらに
用いる光学系を単一のものとすることが可能であ
る。この場合、記録と再生は光ビームの強度を変
化させるだけで、瞬時に切り換えられる。従つ
て、この方法を本発明のように記録後ただちに再
生可能な媒体と組み合せて、情報を記録した後、
すぐに光ビームの強度を下げ、直前に記録した情
報を再生すれば、正しい記録がなされたかどうか
を確認することが出来る。

〔実施例〕

本発明に係る記録再生方法に於いては、ガイド
溝の形状に沿つて設けられた記録層を有する記録
媒体を使用する。本発明の記録再生方法に用いら
れる記録媒体の最も一般的な一例は、第１図に示
される。記録媒体はガイド溝が形成されている基
板１と記録層３とから構成されている。基板１に
はガイド溝を形成するための土手部２があり、そ
れに伴つて、記録層にも土手部４が形成されてい
る。通常、記録は土手部と土手部の間のガイド溝
になされる。情報の記録は、レーザービームによ
つてなされる。レーザービームによりガイド溝に
記録がされる際、土手部はガイド溝に高い精度を
もつて記録がされるようにガイドの機能を果す。
第１図に示す記録媒体を用いての記録の一例は第
２図に示される。第１図において、Ａ，A′の断
面が第２図に示されている。即ち、記録媒体の断
面から見た構成は基板１、記録層３および土手部
４から成つている。記録情報を有するレーザービ
ーム６は光学系５で集光されたビーム６′となり、
記録層に照射される。記録層では、レーザービー
ムを吸収し、そのときの熱的作用で記録層の照射
部が、融解変形、溶融、蒸発等を生じて記録がさ
れる。第２図の場合においては、このようにし
て、照射部において凹部７が形成された状態を示
す。第３図は記録後の記録媒体の一部分を示す。
記録は凹部７によつてなされている。記録情報の
種類に応じて、凹部の面積、深さおよび間隔の少
なくとも１つが変わる。

基板は、金属、ガラス、樹脂、セラミツクスな
どの任意の材料をもつて形成される。例えば、ポ
リ塩化ビニル、アクリルなどの高分子を原板の間
に流し込ませ重合させてガイド溝をもつ基板が形
成される。

記録層は、Bi、Sn、In、Al、Pb、Au、Cu、
Cr、Niなどの金属から形成されてよいし、非金
属材料が用いられてもよい。光による熱的作用に
よつて記録をする場合には、光吸収性で且つ熱伝
導率の小さい非金属材料がよい。このような非金
属材料の代表的なものとしてカルコゲンガラス、
即ち、Ｓ、Seおよび／またはTeを含むガラス状
物質が挙げられる。例えば、As₂S₃、GeS、
As₂Se₃、As₂Te₃、Ge₂S₃、Ge₂S₂、Ｓ、Seなどで
ある。特に実用性の点ではGe−Ｓ系のカルコゲ
ンガラスが推奨される。カルコゲンガラスには、
必要に応じて、In、Sn、Cu、Agなどの金属を添
加してもよい。更にSnO₂、In₂O₃、TiO₂、V₂O₃
などの金属酸化物も記録層として利用できる。
又、Si、Ge等の半導体材料を使用してもよい。
記録層は、金属層と非金属層との積層から形成さ
れてもよい。例えば、上記のような非金属層と金
属層との積層は、金属層のみの場合よりも記録密
度および表面強度を高めることができる。

基板は、プレーヤーにかけて再生するためのデ
イスクとしては３mm以下が望ましい。場合により
１mm以下のシート状を用いる事もある。

記録層は、通常、5μ〜0.003μの範囲の厚さに設
定される。基板へのガイド溝の形成は任意の手段
によつてなされる。例えば、基板材料表面を、ガ
イド溝が形成されるようにエツチングしてもよい
し、型でプレス加工してもよいし、あるいは、モ
ールドで形成してもよい。また、基板上に記録層
を形成する場合、記録層によつて、基板上に形成
されているガイド溝が埋まらないように記録層を
形成する必要がある。このために、記録層を、蒸
着またはスパツタリングにより形成することは、
記録層の形成手段として最も有効な方法の１つで
ある。

記録媒体は、第１図に示す外、他の構成を適宜
とり得る。第４図に示される記録媒体は、そのよ
うな他の構成の１例であり、基板１、記録層３お
よび保護層１０から成る記録媒体である。この記
録媒体には、基板の土手部２に対応した記録層お
よび保護層の土手部４および１１がある。この記
録媒体に第２図と同じ手法で記録を行つた結果は
第５図に示される。第４図において、線Ｃ，C′の
断面方向から見た、記録後の記録媒体が第５図に
示されている。記録層３のレーザービーム照射部
においては空間部となつている凹部７が形成され
ている。保護層はレーザーの照射によつて変化を
受けないように設定されてもよいし、レーザーの
照射強度を高めて、或いは、使用するレーザーに
対する吸収率が高く、且つ融点の低い材料をもつ
て保護層を形成することによつて、レーザービー
ムの照射部における記録層と保護層の両者を変形
させて凹部を形成させてもよい。また、保護層
は、記録媒体として予め付設されていてもよい
が、記録後付設されてもよい。例えば、第３図に
示される記録後の記録媒体の表面に保護層を付設
することによつて第６図に示されるような形状の
記録媒体になる。第６図においては、記録部は表
面上凹部を形成している。保護層の付設の第１の
効能は、記録面の汚損からの保護である。また、
記録の際記録層の材料が周辺に飛散して表面につ
き、それがノイズになる事を防止する作用もあ
る。また、さらには、光学的読出しにより再生す
る場合に、保護層の厚さを10μ程度以上に厚くす
れば、保護層表面に付着したゴミや保護層表面に
できた傷はボケの為に影響が無視できるようにな
り、ドロツプアウトやノイズを低減させる作用も
なす。

また、保護層の光学特性によつては、反射防止
層として機能し、記録層の記録感度を向上させる
こともできる。保護層は、通常0.1μ〜20μに設定
される。保護層を形成する材料としてはスチレン
系、アクリル系、ビニル系等の各種樹脂、SiO、
SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂などの金属酸化物、MgF₂、
CaF₂などの金属フツ化物が特に有効である。

本発明に係る記録再生方法に使用される記録媒
体の代表的な構成については、第１図および第４
図等によつて説明されるが、さらに他の構成も採
用されてよい。例えば、記録はガイド溝にされる
のを通常の態様とするが、必要ならば、記録は記
録媒体の土手部にされてもよいことは言うまでも
ない。記録手段はレーザービーム、電子ビーム、
各種高強度光のようなエネルギービームによる記
録の他、通常光を用いての記録などによつてなさ
れてもよい。この場合必要に応じて、記録層とし
ては、各種の感光材料、磁性材料などが用いられ
る。記録情報の読出しは、記録層が感光して生じ
た光学特性の変化、例えば光学濃度、反射光、屈
曲率、散乱係数などを利用して光学的に行なわれ
る。

記録媒体のガイド溝として、種々の形状のもの
を採用することができる。これらの内、最も代表
的ないくつかは第７図〜第１０図に示される。第
７図〜第１０図は、記録部材の断面を示した図で
あり、図面において、１８，２０，２２および２
４は各々土手部であり、１９，２１，２３および
２５は各々ガイド溝である。第７図に示される形
状は土手部とガイド溝が明確に区別されている例
であり、第９図および第１０図に示される形状は
土手部とガイド溝との境界が連続している例であ
る。また第８図に示される形状は、第７図と第１
０図に示される形状の中間的な形状の例である。

以上の図示したガイド溝の形状例は最も基本的
なものであり、これに基いた他の各種の形状のガ
イド溝が本発明において適宜採用されるものであ
る。高密度記録におけるガイド溝のピツチ（第７
図〜第１０図に示される記録媒体においては各々
G.P.で表わされる距離として例示される）は、通
常２〜20μｍ、特には４〜8μｍに設定されるもの
が良好である。また、第７図および第８図に示さ
れる記録媒体のように、頂上平坦部を有する土手
部を持つ記録媒体にあつては、頂上平坦部は5μ
ｍ以下、特には1μｍ以下が良好である。また、
ガイド溝の深さは0.3〜3μｍ、特には0.5〜1μｍに
設定されるのが好適である。

本発明の記録再生方法においては、ガイド溝に
沿つてレーザービームを走らせて記録をする場合
に、ガイド溝の底からの反射光と土手部からの反
射光との反射の相違を検知して、レーザービーム
がガイド溝からはずれそうになるのを検知して常
にガイドに沿うように制御することにより、正確
なトラツキング、即ち、ガイド溝に沿つてレーザ
ービームを走らせることが容易にされる。また、
ガイド溝は予め基板に形成されており、記録時に
同時にガイド溝を形成するような困難性は排除さ
れる。また、記録がレーザービームによる為、実
時間記録が可能である。また、さらには、記録媒
体の記録容量が許す範囲内で追加情報を追加記録
させることもできる。

また、本発明においては、スポツトのすそを用
いてトラツキングエラーの検知を行なう為に、後
述するような理由でガイドの機能を果たす部分に
記録がなされることがない。この為、本発明を用
いると、後に情報を再生する際に読み出しエラー
が少なくなるような記録を行なうことができる。

上記理由を説明するならば、一般的に、集光さ
れたレーザービームの強度分布は、文献（例え
ば、1974年発行のレーザーフオーカス、第55〜56
頁）等で良く知られているように、ビームスポツ
トの中心部で高く、周辺部ですそを引いたように
低下している。このスポツトのすそをガイド溝の
土手部にかかるようにすると、すその光強度が低
い上に、土手部の斜面は光ビームの入射方向に対
し傾いている為、この部分の記録層に与えられる
面積当たりのエネルギーは小さく、情報は記録さ
れずにトラツキングエラーの検知のみが可能であ
る。そして、強度の高いスポツトの中心部によつ
て、情報を書き込むべき位置にのみ記録が行なわ
れる。又光ビームを用いて再生を行なう場合に
も、ガイド溝の側面からの反射光の方向性を利用
して、読出し光のトラツキングが行なわれる。

実施例１レコード盤を作るときと同じように、金属の親
型を用いる常道の方法によつて、ポリ塩化ビニル
の直径30cm厚さ1.5mmの板を親型に密接させ加熱
加圧して、第８図のようなガイド溝のピツチが
4.03μの基板を作成した。

この基板上に真空蒸着により300ｍμの厚さの
GeS層を形成した。更にその上にデイツビング塗
布によつて3μの厚さのポリエステル層を形成し
た。

この記録媒体を、波長4579Åの出力800ｍＷア
ルゴンレーザービームを用いたレーザー記録装置
にかけて記録を行なつた。記録媒体はターンテー
ブルに真空吸着され、1500rpmで回転された。信
号はテレビジヨンに用いられるビデオ信号によ
り、電気光学変調素子を用いて、レーザービーム
を強度変調した。

集光は100倍の対物レンズを用いて0.7μ×2μの
スポツトにした。2μはガイド溝の方向と直角の
方向のスポツトの長さであるが、光ビームとして
は当然2μ以上に広がるすそを引いており、この
部分がガイド溝の底および土手部の斜面から反射
光を生ずる。スポツトがガイド溝の中心から位置
ずれを生ずる場合土手部から底にまたは底から土
手部に移るすそ部の反射光束の反射角度が変るの
で、所定位置におかれた光検知器への入射光量が
変化する。そしてこの入射光量の変化を検知する
ことにより上記位置ずれを検知し、これをフイー
ドバツクしてスポツトのガイド溝に対するトラツ
キングを行なうことができる。

第１４図を用いて、上記の光ビームの位置ずれ
検知の原理を説明する。第１４図ａ，ｂは夫々ガ
イド溝の一方の側端部の略断面図である。まず、
ａの如く光ビームのすそ部Ｌが入射した場合、そ
の一部は土手部の斜面８２で斜め方向に反射され
て反射光束R₂となり、残りの部分は底８１で反
射されて入射方向に戻る反射光束R₁となる。こ
こで、、ｂのように光ビームのすそ部Ｌが移動す
ると、いままで底８１で反射されていたすそ部光
束の一部分が土手部の斜面８２に移り、その反射
角度が変化する。その為、入射方向に戻る反射光
束R₁の光量が減少し、その分だけ斜め方向への
反射光束R₂の光量が増加する（実際には、入射
光ビームは平行光束ではなくて集束光束として入
射するので、反射光束も平行光束ではなくて或る
角度範囲を持つた光束となる。）。従つて、このよ
うな反射光束を受光する任意所定の位置に光検出
器を配置すれば、その受光光量の変化により光ビ
ームの位置ずれを検知することができる。また、
実際にはガイド溝に照射される光ビームの強度分
布は一様ではなく、中心部で高く周辺部ですそを
引いたように低くなつているので、光ビームのす
そ部のどの部分が底で、またどの部分が土手部で
反射されるのかによつても反射光量は異なり、上
記位置ずれによる光検出器の受光光量の変化は更
に強調されることになる。

上記説明においては、ガイド溝の形状として第
７図示にものを例にとつたが、他の形状のガイド
溝においても同様の光ビームの位置ずれを検知す
ることが可能である。例えば、第８図及び第１０
図に示す例ではガイド溝の底と土手部とがなめら
かに連続している。その為、反射光束の反射角度
は光ビームの移動に従つて徐々に変化する。従つ
て、この反射光束を受光する任意所定の位置に光
検出器を配置しておけば、その受光光量は、上記
反射角度の変化に応じて増減し、これから光ビー
ムの位置ずれを検知できる。また、第９図の例で
は、ガイド溝がＶ字型に形成されている。この場
合も、光ビームの移動に伴ない溝の中央部を境と
して一方の側と他方の側とでは光束の反射される
方向が変化する。従つて、この反射光束の受光す
る任意所定の位置に光検出器を配置しておくこと
によつて、やはり光ビームの位置ずれを受光光量
の変化として検知することが可能である。

このようにして最小記録波長2.51μ、最大記録
波長7.77μの凹部の形成による記録を行なう事が
できた。

実施例２基板としてアクリル板上に5000ÅのAl層を形
成したものを用い、記録層としてGeS₂の5000Å
の層を用いた。

絶縁層としたブチラール層をアルコールを溶剤
として2μの厚さにデイツピング塗布し記録媒体
を形成した。この媒体に対して実施例１と同じ記
録装置により記録を行つた。但し回転速度は
450rpmで、最小記録波長0.64μｍ、最大記録波長
1.59μｍ、ガイド溝のピツチは6.35μｍ、断面形状
は第１０図の形状であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録再生方法に使用する記録
媒体の１態様を示す図。第２図は本発明の記録再
生方法の１態様を示す図。第３図は本発明により
記録された記録媒体の記録後の１態様を示す図。
第４図は本発明の記録再生方法に使用する記録媒
体の他の１態様を示す図。第５図および第６図は
本発明により記録された記録媒体の記録後の各々
他の１態様を示す図。第７図、第８図、第９図お
よび第１０図は本発明の記録再生方法に使用する
記録媒体の各々他の１態様を示す図。第１１図、
第１２図および第１３図は従来の再生及び記録方
法を説明する概略図。第１４図は本発明における
記録およびトラツキングの原理を説明する概略図
である。１は基板、２は基板の土手部、３は記録層、４
は記録層の土手部、５は光学系、６，６′はレー
ザービーム、７は凹部である。

Claims

【特許請求の範囲】１ガイド溝が形成された基板上に、このガイド
溝が埋まらない様な状態に、光ビームで記録の直
後にただちに再生可能な材料から成る記録層を形
成した記録媒体を用い、前記ガイド溝に、スポツトとこのスポツトより
拡がるすそを有する記録用レーザービームを集光
して照射し、このスポツトによつて前記記録層に
情報を記録すると同時に、前記ビームのすその部
分がガイド溝の土手部で反射されて生ずる反射光
量の変化を検知することにより前記ビームとガイ
ド溝との位置ずれを検知し、これをフイードバツ
クすることにより前記スポツトのガイド溝に対す
るトラツキングを行ない、また、前記の如く記録
された情報を前記ガイド溝に読み出し光ビームを
照射することによつて再生すると同時に、この読
み出し光ビームのガイド溝の側面からの反射光量
の変化を検知することにより、読み出し光ビーム
のガイド溝に対するトラツキングを行なう記録再
生方法。