JPH02113442A - 光情報記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、高エネルギー密度の光を用いて情報記録媒体
に情報を記録する方法に関するものである。

［発明の技術的背景］ 近年において、レーザー光等の高エネルギー密度のビー
ムを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されている
。この情報記録媒体は光ディスクと称され、ビデオ・デ
ィスク、オーディオ・ディスク、さらには大容量静止画
像ファイルおよび大容量コンピュータ用ディスク・メモ
リーとして使用されうるちのである。これらの情報記録
媒体のうちで、音楽等のオーディオ再生用としてコンパ
クトディスク（ＣＤ）が広く実用化されている。

従来のオーディオ用ＣＤは、予め基板にピットが形成さ
れた（従って、記録層を有しない）再生専用のものであ
り、情報の記録、編集等ができないとの欠点を有してい
た。従ってＤ　ＲＡ　Ｗ　（Ｈｉｒｅ−ｃｔ　Ｒｅａｄ
　Ａｆｔｅｒ　１ｌｒｉｔｅ、書き込み可能）型光ディ
スクの開発が望まれている。

また、文書、データ、静止画像等のファイルにおいても
、ＣＤ　−ＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒ
ｙ）またはＣＤ　−Ｉ　（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　）
と同一のフォーマットのＤＲＡＷ型光ディスクが、さら
に将来的には書き換え可能型の光ディスクが望まれてい
る。

通常のＤＲＡＷ型の情報記録媒体は、基本構造として、
プラスチック、ガラス等からなる円盤状の透明基板と、
この上に設けられたＢ１、Ｓｎ、Ｉ　ｎ、Ｔｅ、Ｇｅ等
の金属または半金属からなる記録層とを有する。記録媒
体への情報の書き込みは、たとえばレーザー光を記録媒
体に照射することにより行なわれ、記録層の照射部分が
その光を吸収して局所的に温度上昇する結果、ピット形
成等の物理的変化あるいは相変化等の化学的変化を生じ
てその光学的特性を変えることにより情報が記録される
。光ディスクからの情報の読み取りもまた、レーザ光を
光ディスクに照射することなどにより行なわれ、記録層
の光学的特性の変化に応じた反射光または透過光を検出
することにより情報が再生される。

前記情報の記録方法には未だ種々問題があるが、特にピ
ット形成時に次のようなの問題がある０例えば、レーザ
光により金ａｙｓ等を熔融することによってピットを生
成させる記録方式では、ピットの生成を正確にかつ効率
良く行なうためレンズと記録層との距離を一定に保つよ
うに、すなわちジャストフォーカス点を常に保持するた
めにフォーカシングサーボが利用されている。しかしな
がら、このような制御を行なっても必ずしも記録層上に
形成されるピットの形状が一定なものが得られず、また
その形状も整ったものであるとはいえない、このような
形状のピットでは、当然のことながら再生時に種々問題
を起こすこととなる０例えば、記録信号のピークシフト
やジッターが大きくなったり、クロストークし易くなる
ため、信号の読み誤り等再生不良を起こす場合がある。

［発明の目的１ 本発明は、高エネルギー密度の光を用いて情報記録媒体
に情報を記録するための新規な方法を提供する。

さらに、ジッター、ピークシフトおよびクロストークが
小さく、従ってデータの記録や再生において信頼性の高
い情報の記録方法を提供する。

［発明の要旨］ 本発明は、回転する情報記録媒体の記Ｒ層に、記録すべ
き情報信号で変調された信号記録用の光を、その反射光
を利用して該光が該記録層上で対物レンズを上下に移動
させることによりジャストフォーカス点を保持するよう
に機能するフォーカシングサーボの制御下で照射してピ
ットを形成させ、 該ピット形成と共に生ずる該反射光の減衰を検知して、
該減衰までの時間が最小になるように該対物レンズ？上
下に移動させて該減衰までの時間が最小となる該ジャス
トフォーカス点からの移動距離を検出し、次いで、 該ジャストフォーカス点に該移動距離が重畳されたフォ
ーカシングサーボの制御下でピットを形成することによ
り情報の記録を行なう、ことを特徴とする光情報記録方
法にある。

上記本発明の光情報記録方法の好ましい態様は下記の通
りである。

ｌ）該ジャストフォーカス点の位置の移動距離の検出が
、該情報記録媒体の内周側または外周側のマニファクチ
ャーズエリアで行なわれることを特徴とする上記光情報
記録方法。

２）該情報の記録がユーザエリアで行なわれることを特
徴とする上記光情報記録方法。

尚、上記ジャストフォーカス点とは、焦点位置が焦点深
度の範囲内にあることを意味する。

［発明の効果］ 上記のように、ジャストフォーカス点を１反射光の減衰
するまでの時間が最小になるような位置に調整すること
により、ピットの端部が明瞭となりまたその形も揃った
ものとなる。

これにより、ジッター、ピークシフトおよびクコストー
クを小さくすることができ、なかでもジッターは最小と
なり、従って情報の記録および再生において信頼性を格
段に向上させることを可能にしている。

［発明の詳細な記述］ 本発明の光情報記録方法は、例えば以下のように行なわ
れる。

基本構造として、プラスチック、ガラス等からなる円盤
状の透明基板の上に設けられたＢｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｅ
、Ｇｅ等の金属または半金属からなる記録層を有する情
報記録媒体に、レーザ光を照射することにより情報の記
録を行なう、この照射された記録層の照射部分がその光
を吸収して局所的に温度上昇する結果、ピット形成等の
物理的変化あるいは相変化等の化学的変化を生じてその
光学的特性を変えることにより情報が記録される。特に
本発明はレーザー光の照射によりピットが形成されるこ
とにより情報の記録が行なわれる。このピットの形成に
ついて述べれば、通常は、入力信号の波形がパルスに変
調され、このパルス変調されたレーザ光が情報記録媒体
に照射されることによってピットが形成される。その際
、ピットの生成を正確に、かつ効率良く行なうためレン
ズと記録層との距離を一定に保つように、すなわちジャ
ストフォーカス点を常に保持するためにフォーカシング
サーボが利用されている。しかしながら、このような制
御を行なっても必ずしも記録層上に形成されるピットの
形状が一定なものが得られず、またその形状も整ったも
のであるとはいえない０本発明のピットの形成方法によ
れば、このような問題を解決することが可能である。

本発明は、ジャストフォーカス点が、情報記録媒体に光
照射したときにピット形成と共に生ずる該反射光の減衰
までの時間が最小になるような位置に調整されたフォー
カシングサーボの制御下にて、ピットを形成することに
より情報の記録を行なう。

すなわち、本発明は、まず回転する情報記録媒体の記録
層に、記録すべき情報信号で変調された信号記録用の光
を、その反射光を利用して該尤のジャストフォーカス点
を保持するように機を針するフォーカシングサーボの制
御下で照射してピットを形成させる。その制御は対物レ
ンズを上下に移動させることにより行なわれる。その時
、ピット形成と共に生ずる該反射光の減衰を検知して、
該減衰までの時間が最小になるように該対物レンズを−
Ｌ下に移動させることにより、該減衰までの時間が最小
となる該ジャストフォーカス点からの移動距ｒａ（すな
わちオフセット量）を検出する。その後、該ジャストフ
ォーカス点に該移動距離が重畳されたフォーカシングサ
ーボの制御下でピットを形成することにより情報の記録
を行なうことを特徴とする。

このように、ジャストフォーカス点を、反射光の減衰ま
での時間が最小になるような位ｔに調整することにより
、ピットの端部が明瞭となりまたその形も揃ったものと
なる。これにより、ジッター、ピークシフトおよびクロ
ストークを小さくすることができ、なかでもジッターは
最小となり、従って極めて正確に情報を記録することが
でき、またその再生において信頼性を格段に向−Ｆさせ
ることができる。

Ｅ記情報の記録方法を添付した第１図および第２図を参
照しながら詳しく説明する。

第１図は本発明の光による情報の記録方法の概略を示す
ブロック図の一例である。半導体レーザーｌから放射さ
れたレーザー光は対物レンズ２、そして対物レンズ３を
通過して集光され、情報記録媒体４の基板５を通過して
記録層６にフォーカシングされる。記録層６で反射され
たレーザー光は、再び対物レンズ３を通過して偏光ビー
ムスプリッタ−７で偏光され、レーザー光は直角に曲げ
られる。そして、曲げられたレーザー光は半透明鏡８で
二つに分割され、直角に曲げられたレーザー光はフォー
カシングサーボのための処理系に、直進したレーザー光
はピット形成と共に生ずる反射光の減衰の検知にそれぞ
れ利用される。

上記半透明鏡８で直角に曲げられたレーザー光は、シリ
ンドリカルレンズ１３を通過することにより横方向のみ
の集光が少し行なわれ、続いて対物レンズを通って４分
割ディテクター１５に集光されフォーカシング状態が検
出され、ジャストフォーカシングとのズレを調整するよ
うに、ボイスコイル磁石１６に電圧が付与され、対物レ
ンズ３の位置が修正される。このようにしてフォーカシ
ングサーボが働く。

上記半透明鏡８で直進したレーザー光は、対物レンズ９
で集光され、集光されたレーザー光はディテクターｌＯ
で光量が検出され、アンプ１１で増幅されたのち、デル
タ・タウ検出器１２で反射光の減衰するまでの時間が測
定される。該減衰までの時間を最小にするために、ボイ
スコイル磁石１６に電圧を付与することによって電気的
にレンズと情報記録媒体との距離を変化させることがで
きる。

本発明のジャストフォーカス点を、反射光の減衰するま
での時間が最小になるような位置に調整する方法は、下
記のように行なわれる０反射光をＥ記４分割ディテクタ
ー１５で検知することにより機能するフォーカシングサ
ーボの制御下で、ピット形成と共に生ずる該反射光の減
衰をディテクターｌＯで検知して、該減衰までの時間を
タウ検出器１２により測定する。そして該減衰までの時
間を最小にするために、上記フォーカシングサーボのジ
ャストフォカシング点にするための電圧に、さらに正ま
たは負の電圧を加えた電圧量を付与してボイスコイル磁
石１６を作動させ、電気的にレンズと情報記録媒体との
距離を変化させる。そして該減衰までの時間が最小とす
るためのそのレンズの移動距離（オフセット量）、すな
わちその距離を移動させるために必要なオフセット電圧
（上記付与された電圧）が測定される。

該反射光の減衰までの時間を説明するために、反射光の
エネルギー変化を表わした第２図を示す、第２図の反射
光のエネルギーの立ち上がった位置がレーザー光を照射
した瞬間を示し、時間で経過後、情報記録媒体上にピッ
トの形成が開始されたため反射光のエネルギーが急に減
衰し、その後の一定の反射光エネルギーがピット形成を
示し、そして反射光エネルギーが無くなりレーザー光の
照射が停止された状態が示されている０時間で経過後か
らレーザー光の照射が停止の間に形成されたピット２１
が反射光のエネルギー変化のグラフの下に示されている
０本発明は上記時間τを最小にするように上記移動距離
の制御を行なう。

このような減衰までの時間が最小となる上記ジャストフ
ォーカス点の位置の移動距離の検出は、該情報記録媒体
の内周側または外周側のマニファクチャーズエリアで行
なわれ、具体的には５．２５インチ光デイスクの場合、
情報記録媒体の中心から２９．７〜３０．０ｍｍの範囲
内または６０．０〜６０．５ｍｍの範囲内で行なわれる
ことが好ましい。

その後、情報の記録は、該フォーカシングサーボにより
制御されたジャストフォーカス点を該移動距離が重畳さ
れた位置になるように、上記オフセット電圧をフォーカ
シングサーボのドライブアンプ等に重畳してボイスコイ
ル磁石１６を作動させてピットを形成することにより情
報の記録を行なう。上記情報の記録では、該移動距離を
検出する必要がないので、上記半透明鏡８で直進したレ
ーザー光を利用するブロックは使用されない。

すなわち、上記情報の記録は、ジャストフォーカス点を
該移動距離が重畳された位置になるように調整された光
情報記録装置であれば、公知の光情報記録装置によって
本発明の記録方法により情報の記録を行なうことができ
る。従って、該情報の記録がユーザエリアで行なわれ、
具体的には５．２５インチ光デイスクの場合、情報記録
媒体の中心から３０．０ｍｍを超えて６０．０ｍｍ未満
の範囲内で行なわれることが好ましい。

本発明の記録方法によれば、情報記録媒体のトラッキン
グのための溝の形状やピットの形状、あるいは記録層の
種類１層厚等が異なっても、それぞれの情報記録媒体に
対して上記調整を行なうことができるので、情報の記録
や再生が極めて正確に行なえる方法であるといえる。

また本発明の記録方法は、光情報記録装置を上記ジャス
トフォーカス点を該移動距離（オフセット電圧）が重畳
された位置になるように調整するという、任意の情報記
録媒体に合わせた光情報記録装置の調整方法にも利用す
ることができる。

本発明の記録方法は、ピット間記録でもピット長記録で
も有効であるが、特に、ＣＤフォーマット信号をＤＲＡ
Ｗ型の情報記録媒体に光記録する方法に対しては、記録
時の定線速度が１．２〜１．４ｍ／秒と遅く熱エネルギ
ーの利用の面で有利なことから本発明の記録方法が極め
て有効であると言える。

本発明の光情報記録方法は、これ迄主に書き込み可能型
（Ｄ　ＲＡＮタイプ）のピット形成タイプについて述べ
てきたが、書き換え可能型で記録層の層変化を利用した
タイプや、光磁気ディスクに対しても利用することが可
能である。これらは全て反射光の減衰を検知して減衰ま
での時間を最小にすることによりジッターを最小するこ
とができるので、本発明の方法を適用することができる
。

本発明の光情報記録方法に用いられる情報記録媒体は、
たとえば以下のような方法により製造することができる
。

本発明において使用する基板は、従来の情報記録媒体の
基板として用いられている各種の材料から任意に選択す
ることができる。基板の光学的特性、平面性、加工性、
取扱い性、経時安定性および製造コストなどの点から、
基板材料の例としてはソーダ石灰ガラス等のガラス：セ
ルキャストポリメチルメタクリレート、射出成形ポリメ
チルメタクリレート等のアクリル樹脂：ポリ塩化ビニル
、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂：エポキシ
樹脂；およびポリカーボネート：非晶質ポリオレフィン
を挙げることができる。これらのうちで、好ましいもの
はポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、エポ
キシ樹脂、非晶質ポリオレフィンおよびガラスである。

記録層が設けられる側の基板表面には、平面性の改善、
接着力の向上および記録層の変質の防止の目的で、下塗
層が設けられていてもよい、下塗層の材料としては、た
とえば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタ
クリル酸共重合体、ニトロセルロース、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリカーボネート等の高分子物質；シ
ランカップリング剤などの有機物層；および無機酸化物
（Ｓｉ０２、ＡｆＬ２０コ等）、無機弗化物（Ｍｇｐ２
）などの無機物質を挙げることができる。

ガラス基板の場合は、基板から遊離するアルカリ金属イ
オンおよびアルカリ土類金属イオンによる記録層への悪
影響を防止するために、スチレン・無水マレイン酸共重
合体などの親木性基および／または無水マレイン酸基を
有するポリマーからなる下塗層が設けられているのが望
ましい。

下塗層は、たとえば上記物質を適当な溶剤に溶解または
分散したのち、この塗布液をスピンコード、デイツプコ
ート、エクストルージョンコートなどの塗布法により基
板表面に塗布することにより形成することができる。

また、基板上にはトラッキング用溝またはアドレス信号
等の情報を表わす凹凸の形成の目的で、プレグルーブ層
が設けられてもよい、プレグルーブ層の材料としては、
アクリル酸のモノエステル、ジエステル、トリエステル
およびテトラエステルのうちの少なくとも一種のモノマ
ー（またはオリゴマー）と光重合開始剤との混合物を用
いることができる。プレグルーブ層の層厚は、一般に０
．０５〜１００ｇ、ｍの範囲にあり、好ましくは０．１
〜５０ＪＬｍの範囲にある。また、プラスチック基板の
場合は直接基板表面にプレグルーブを形成してもよい。

本発明の情報記録媒体の基板の上には（所望によりプレ
グルーブ層、下塗り層を介して）塩素化ポリオレフィン
層、有機物層等の中間層が設けられる。これにより、レ
ーザービームの照射による熱エネルギーが記録層から基
板へ熱伝導によって損失するのを低減することができ、
かつバブルの形成が容易となり、従って記録感度を高め
るとともに読取誤差（ピットエラーレート）を低減する
ことができる。

塗布方法としては、スプレー法、スピンコード法、デイ
ツプ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクター
ロール法、スクリーン印刷法などを用いることができる
。中間層の層厚は、一般にｌＯ〜１００ＯＸの範囲にり
、好ましくは１００〜５００又の範囲にある。

記録層の材料としては、低融点のインジウムと、金属硫
化物、金属弗化物および金属酸化物からなる群より選ば
れる少なくとも一種の金属化合物との組成物が用いられ
る。

金属化合物としては、たとえばＣｒＳ、Ｃｒ２５．Ｃｒ
２５．、ＭｏＳ　２．ＭｎＳ、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、Ｃｏ
Ｓ、Ｃｏ２５３．ＮｉＳ、Ｎ１２Ｓ、ＰｂＳ、Ｃｕ２Ｓ
、Ａｇ２Ｓ、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、Ｉｎ２５２、Ｇｅ５
１　（０，５＜Ｘ≦２．０）、ＳｎＳ、５ｎＳ２、Ａｓ
２Ｓ３゜５ｂ２ｓ、およびＢｉ２５３などの金属硫化物
；ＭｇＦ２、ＣａＦ２およびＲｈＦ、などの金属弗化物
：およびＭ　ｏ　０１Ｉｎ２０．Ｉｎ２Ｏ３、ＧｅＯお
よびＰｂＯなどの金属酸化物を挙げることができる。

記録層にはさらに、Ｔｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ等の低融点
金属、およびＡｇ、Ａｎ、Ｃｕ、Ｇａ、Ａｕ、　　Ｇｏ
、　　Ｍｏ、　　Ｎｉ、　　Ｓｉ、　　Ｂｅ、　　Ｃｒ
。

Ｖ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｚｎ等の表面張力
の高い金属などが含有されていてもよい。

記録層は、上記の記録層材料を用いて蒸着、スパッタリ
ング、イオンブレーティングなどの公知の方法により塩
素化ポリオレフィン層に形成される。

記録層は単層または重層でもよいが、全体の層厚は光情
報記録に要求される光学濃度の点から３００．１以上で
なければならない、また、実用上の観点から、層厚は２
０００又以下であることが好ましい、特に好ましい層厚
は７００〜１５００λの範囲にある。

記録層の上には保護層が設けられることが好ましい、保
護層としては、軟質樹１脂材料からなる軟質保護層と硬
質樹脂材料からなる硬質保護層との積層体が好ましい、
この積層体は、軟質保護層側を記録層側にして、記録層
上に積層する。軟質樹脂材料の例としては、ポリウレタ
ン、ポリ塩化ビニリデン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、シリコンゴム、スチレン・ブタジェン・ゴム、ポリ
塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステルを挙げること
ができる６通常、これらは、溶液塗布、ラテックス塗布
、熔融塗布などの方法により記録層上に塗布され、必要
により乾燥、加熱などの処理を行なって軟質保護層とさ
れる。軟質保護層の層厚は通常１００又〜５ｐｍの範囲
にあり、好ましくは０．３〜３ｇｍの範囲にある。硬質
樹脂材料の例としては、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂な
どが挙げられる０通常、これらは、溶液塗布などの方法
により軟質保護層りに塗布され、必要により紫外線照射
、加熱などの処理を行なって硬質保護層とされる。硬質
保Ｍ層の層厚は通常０．１〜１０ｇｍの範囲にあり、好
ましくは１〜３μｍの範囲にある。

基板の記録層が設けられる側とは反対側の表面には、耐
傷性、防湿性などを高めるために、たとえば二酸化ケイ
素、酸化スズ、弗化マグネシウムなどの無機物質、ある
いは熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂などの高分子物質から
なる薄膜が、真空蒸着、スパッタリングまたは塗布等の
方法により設けられていてもよい。

貼り合わせタイプの情報記録媒体においては、上記構成
を有する二枚の基板を接着剤等を用いて接合することに
より製造することができる。エアーサンドイッチタイプ
の記録媒体においては、二枚の円盤状基板のうちの少な
くとも一方が上記構成を有する基板を、リング状の外側
スペーサと内側スペーサとを介して、あるいはいずれか
一方もしくは双方の基板に設けられた突起を介して接合
することにより製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光による情報の記録を表わすブロック
図の一例である。 第２図に、情報記録媒体に照射された光の反射光のエネ
ルギー変化を示す。 １：半導体レーザー ２．３．９．１４：対物レンズ ４：情報記録媒体 ５：基板 ６：記録層 ７：偏光ビームスプリッタ− ８：半透明鏡 １０：ディテクター １１：アンプ １２：タウ検出器 １３ニジリントリカルレンズ １５：４分割ディテクター １６：ボイスコイル磁石 ２１：ピット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転する情報記録媒体の記録層に、記録すべき情報
   信号で変調された信号記録用の光を、その反射光を利用
   して該光が該記録層上で対物レンズを上下に移動させる
   ことによりジャストフォーカス点を保持するように機能
   するフォーカシングサーボの制御下で照射してピットを
   形成させ、該ピット形成と共に生ずる該反射光の減衰を
   検知して、該減衰までの時間が最小になるように該対物
   レンズを上下に移動させて該減衰までの時間が最小とな
   る該ジャストフォーカス点からの移動距離を検出し、次
   いで、 該ジャストフォーカス点に該移動距離が重畳されたフォ
   ーカシングサーボの制御下でピットを形成することによ
   り情報の記録を行なう、 ことを特徴とする光情報記録方法。