JPH0226295B2 - - Google Patents
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- JPH0226295B2 JPH0226295B2 JP55180685A JP18068580A JPH0226295B2 JP H0226295 B2 JPH0226295 B2 JP H0226295B2 JP 55180685 A JP55180685 A JP 55180685A JP 18068580 A JP18068580 A JP 18068580A JP H0226295 B2 JPH0226295 B2 JP H0226295B2
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- groove
- disk
- laser beam
- light
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/14—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam specially adapted to record on, or to reproduce from, more than one track simultaneously
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
- G11B7/2407—Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
- G11B7/24073—Tracks
- G11B7/24076—Cross sectional shape in the radial direction of a disc, e.g. asymmetrical cross sectional shape
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
- G11B7/2407—Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
- G11B7/24073—Tracks
- G11B7/24079—Width or depth
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光学式の記録媒体（デイスク）の記
録密度を向上させる方法を提供する事を目的とす
る。
録密度を向上させる方法を提供する事を目的とす
る。
レーザー等のコヒーレントな光を微小径のスポ
ツトに絞り、画像や音声等の情報が予め記録され
たデイスク上に照射し、情報の再生を行なう方法
が開発され、既に光学式「ビデオデイスク」とし
て発売されている。それらの情報は平面円盤上に
トラツク列を成す「穴ピツト」として記録されて
おり、ピツト内外で生じる光学的位相差を検出し
て信号としている。
ツトに絞り、画像や音声等の情報が予め記録され
たデイスク上に照射し、情報の再生を行なう方法
が開発され、既に光学式「ビデオデイスク」とし
て発売されている。それらの情報は平面円盤上に
トラツク列を成す「穴ピツト」として記録されて
おり、ピツト内外で生じる光学的位相差を検出し
て信号としている。
又、上記の再生専用デイスクに対し、デイスク
上に感光性記録材料薄膜を設けて、光スポツトの
照射により、望む情報を記録し、更にこれを再生
する方法が研究、開発され、「データフアイル」
や次世代の「記録再生ビデオデイスク」としての
応用が有望である。その様な記録材料薄膜とし
て、Te等の金属薄膜、TeOx（ｏ＜ｘ＜２）等の
低酸化物薄膜、MnBi等の光磁気薄膜などが知ら
れている。これらの薄膜は従来平面円盤上に形成
されている。これらの記録の方法としては、光照
射エネルギーに依る、金属薄膜の局所的な蒸発、
TeOx膜の反射率と透過率の変化、光磁気材料で
は光の偏光角の回転が利用される。
上に感光性記録材料薄膜を設けて、光スポツトの
照射により、望む情報を記録し、更にこれを再生
する方法が研究、開発され、「データフアイル」
や次世代の「記録再生ビデオデイスク」としての
応用が有望である。その様な記録材料薄膜とし
て、Te等の金属薄膜、TeOx（ｏ＜ｘ＜２）等の
低酸化物薄膜、MnBi等の光磁気薄膜などが知ら
れている。これらの薄膜は従来平面円盤上に形成
されている。これらの記録の方法としては、光照
射エネルギーに依る、金属薄膜の局所的な蒸発、
TeOx膜の反射率と透過率の変化、光磁気材料で
は光の偏光角の回転が利用される。
市販されている再生専用の光学式ビデオデイス
クでは、コヒーレントな光源にHeNeレーザーを
用い、情報トラツク間隔が1.67μmであり、直径
30cmのデイスクを毎分1800回転させて、NTSC方
式で30分間の動画を再生できる。
クでは、コヒーレントな光源にHeNeレーザーを
用い、情報トラツク間隔が1.67μmであり、直径
30cmのデイスクを毎分1800回転させて、NTSC方
式で30分間の動画を再生できる。
しかし、実用上、30分の再生時間では不足であ
り、より長時間の再生が望まれていた。この為、
最近では情報トラツクとトラツクの間に、クロス
トークが顕著にならない様な方法で新しいトラツ
クを設け、再生時間を２倍にする工夫がいくつか
提案されている。それらは、となり合つたトラツ
クで情報の穴ピツトの深さを違える方法である。
り、より長時間の再生が望まれていた。この為、
最近では情報トラツクとトラツクの間に、クロス
トークが顕著にならない様な方法で新しいトラツ
クを設け、再生時間を２倍にする工夫がいくつか
提案されている。それらは、となり合つたトラツ
クで情報の穴ピツトの深さを違える方法である。
例えば、特開昭54−12805号では、深さが
1.8μmのピツトのトラツクと2.0μmのピツトのト
ラツクが交互に並び、波長が805nmと900nmの２
つのレーザーをトラツク毎に交互に用いて再生す
る方法を提案している。波長が805nmのレーザで
の再生では深さ2.0μmのピツトは、内外の光の位
相差が波長の整数倍となり平面と同じ働きをし、
深さ1.8μmのピツトの情報だけを読みとる。波長
900nmのレーザーでの再生ではその逆である。こ
の方法ではピツトが深過ぎる為に焦点制御が不安
定になる。更に、フオトレジストにレーザー強度
を変えて照射して、ピツトの深さを変えるのが一
般的であり、高い精度でのデイスクの製造は困難
である。
1.8μmのピツトのトラツクと2.0μmのピツトのト
ラツクが交互に並び、波長が805nmと900nmの２
つのレーザーをトラツク毎に交互に用いて再生す
る方法を提案している。波長が805nmのレーザで
の再生では深さ2.0μmのピツトは、内外の光の位
相差が波長の整数倍となり平面と同じ働きをし、
深さ1.8μmのピツトの情報だけを読みとる。波長
900nmのレーザーでの再生ではその逆である。こ
の方法ではピツトが深過ぎる為に焦点制御が不安
定になる。更に、フオトレジストにレーザー強度
を変えて照射して、ピツトの深さを変えるのが一
般的であり、高い精度でのデイスクの製造は困難
である。
又、特開昭54−136303号では、一つのレーザー
波長λを用い、深さλ／４とλ／８のピツトのト
ラツクを交互に配している。トラツク方向に２分
割された光検出器で反射光を受光し、深さλ／８
のトラツクの再生には２つの光検出部の信号の差
をとり、深さλ／４のトラツクの影響は無視でき
るが、λ／４のトラツク再生時は信号の和をとる
が、深さλ／８のトラツクからのクロストークは
１割程度も残つてしまう。デイスクの製造に高い
精度が必要であり、困難であるのは前従来例と同
じである。
波長λを用い、深さλ／４とλ／８のピツトのト
ラツクを交互に配している。トラツク方向に２分
割された光検出器で反射光を受光し、深さλ／８
のトラツクの再生には２つの光検出部の信号の差
をとり、深さλ／４のトラツクの影響は無視でき
るが、λ／４のトラツク再生時は信号の和をとる
が、深さλ／８のトラツクからのクロストークは
１割程度も残つてしまう。デイスクの製造に高い
精度が必要であり、困難であるのは前従来例と同
じである。
実時間の記録再生デイスクでは、となり合つた
トラツクで記録の状態を大きく違えるのは不可能
で、望む情報を記録再生できる光デイスクは、現
技術のままでは、直径30cmに30分の動画の録再が
限界である。最近では光源に小型である事や、直
接変調できる事から半導体レーザーが用いられる
様になつてきたが、記録もできる高出力の半導体
レーザーは近赤外の波長であり、HeNeレーザー
（波長0.633μm）程には絞れない。レンズの開口
数（NA）を大きくし、よりレーザーを絞る事も
可能であるが、NAの大きさについても、デイス
ク基材の厚み等に依る収差の影響より限界があ
り、トラツクピツチを1μm以下にする事は不可能
である。従つて、記録再生デイスクの記録密度の
倍増には基本的な改良が必要である。
トラツクで記録の状態を大きく違えるのは不可能
で、望む情報を記録再生できる光デイスクは、現
技術のままでは、直径30cmに30分の動画の録再が
限界である。最近では光源に小型である事や、直
接変調できる事から半導体レーザーが用いられる
様になつてきたが、記録もできる高出力の半導体
レーザーは近赤外の波長であり、HeNeレーザー
（波長0.633μm）程には絞れない。レンズの開口
数（NA）を大きくし、よりレーザーを絞る事も
可能であるが、NAの大きさについても、デイス
ク基材の厚み等に依る収差の影響より限界があ
り、トラツクピツチを1μm以下にする事は不可能
である。従つて、記録再生デイスクの記録密度の
倍増には基本的な改良が必要である。
本発明は、情報信号面として、光デイスクの半
径方向の断面が近似的にＶ字形の溝の斜面を用い
る事で、トラツクピツチを半減化して、記録密度
を向上させ、かつ、となり合つたトラツクからの
クロストークを小さく保つ方保を提供するもので
ある。
径方向の断面が近似的にＶ字形の溝の斜面を用い
る事で、トラツクピツチを半減化して、記録密度
を向上させ、かつ、となり合つたトラツクからの
クロストークを小さく保つ方保を提供するもので
ある。
以下において、前半に記録再生デイスクの記録
密度向上のための構造と製法を、後半に再生デイ
スクのそれを詳細に説明する。
密度向上のための構造と製法を、後半に再生デイ
スクのそれを詳細に説明する。
先ず、記録再生用デイスクについて述べる。第
１図はレーザー光で記録し、次にこの信号を同じ
レーザー光で再生が可能なデイスクの一例を説明
した図である。図において、１はデイスクの基
材、２はその基材の上に設けられたＶ字形の溝を
形成した紫外線硬化樹脂（UV樹脂）層、３は記
録材料薄膜であり、４は３にレーザー光の照射で
書き込まれた信号ピツトである。この部分の屈折
率及び光学濃度が変わつている（特願昭53−
118468号）。
１図はレーザー光で記録し、次にこの信号を同じ
レーザー光で再生が可能なデイスクの一例を説明
した図である。図において、１はデイスクの基
材、２はその基材の上に設けられたＶ字形の溝を
形成した紫外線硬化樹脂（UV樹脂）層、３は記
録材料薄膜であり、４は３にレーザー光の照射で
書き込まれた信号ピツトである。この部分の屈折
率及び光学濃度が変わつている（特願昭53−
118468号）。
以下に述べる実施例は、基材１側よりレーザー
ビームを入射させて情報の記録又は再生を行なう
方法についてである。従つてこの場合、基材１や
UV樹脂２等は透明なものが用いられる。この事
は、本発明を限定するものではなく、基材側と反
対の方向からの記録又は再生も可能である。
ビームを入射させて情報の記録又は再生を行なう
方法についてである。従つてこの場合、基材１や
UV樹脂２等は透明なものが用いられる。この事
は、本発明を限定するものではなく、基材側と反
対の方向からの記録又は再生も可能である。
以上のようなＶ字形の溝が形成されたデイスク
の製法を述べる。アクリル等の光学的に透明な基
材１上に第２図の様な断面が「Ｖ字形」を成す溝
を設ける。その方法として、銅等の金属盤に、先
端が「Ｖ」字の形をしたダイヤモンド針で機械的
カツテイングをし、ニツケルメツキやシリコンゴ
ム硬化法等に依り、第３図の様な溝形状を持つス
タンパが作られる。更に、第３図の様に、スタン
パ５にUV樹脂２をはさんで基材１を押しつけ、
紫外線（UV）を照射してデイスクは作られる
（特願昭55−89995号）。
の製法を述べる。アクリル等の光学的に透明な基
材１上に第２図の様な断面が「Ｖ字形」を成す溝
を設ける。その方法として、銅等の金属盤に、先
端が「Ｖ」字の形をしたダイヤモンド針で機械的
カツテイングをし、ニツケルメツキやシリコンゴ
ム硬化法等に依り、第３図の様な溝形状を持つス
タンパが作られる。更に、第３図の様に、スタン
パ５にUV樹脂２をはさんで基材１を押しつけ、
紫外線（UV）を照射してデイスクは作られる
（特願昭55−89995号）。
次に、記録密度を向上させる方法を詳細に述べ
よう。
よう。
光ビームスポツトをＶ字形の斜面の片方、例え
ば第１図のｃ面に沿つて照射させ、蒸着等の方法
に依つてＶ溝上に設けられた記録材料薄膜３に、
情報ピツト４を記録する。2P（第１図）を従来の
トラツクピツチと等しくしておけば、Ｃ面の再生
時は、従来の再生専用ビデオデイスクに用いられ
る再生光学系に依つても、Ａ面及びＥ面からの信
号の混入（クロストーク）は小さい。しかし、本
発明では記録密度の倍増の為、Ｂ面やＤ面にも情
報が記録されているから、Ｃ面再生時のＢ面やＤ
面からの信号のクロストークが、信号品質を劣化
させない程に小さくなる様に、Ｖ溝の断面形状を
決定し、又、新たな記録及び再生の方法が必要で
あり、以下に詳述する。
ば第１図のｃ面に沿つて照射させ、蒸着等の方法
に依つてＶ溝上に設けられた記録材料薄膜３に、
情報ピツト４を記録する。2P（第１図）を従来の
トラツクピツチと等しくしておけば、Ｃ面の再生
時は、従来の再生専用ビデオデイスクに用いられ
る再生光学系に依つても、Ａ面及びＥ面からの信
号の混入（クロストーク）は小さい。しかし、本
発明では記録密度の倍増の為、Ｂ面やＤ面にも情
報が記録されているから、Ｃ面再生時のＢ面やＤ
面からの信号のクロストークが、信号品質を劣化
させない程に小さくなる様に、Ｖ溝の断面形状を
決定し、又、新たな記録及び再生の方法が必要で
あり、以下に詳述する。
レンズに入射した光ビームは、デイスク上に絞
られ、デイスクは２次元の回折格子として働き、
デイスクからの反射光、或いは透過光は多くの回
折光に分離される。反射光の場合について、第４
図を用いて説明しよう。レンズ７面上において、
デイスクの半径方向にｘ軸をとり、紙面に垂直、
即ち、デイスク円周の接線方向にｙ軸をとる。レ
ンズ７に入射する光ビームI0の電場の分布をＡ
（ｘ、ｙ）とする。但し、入射光ビームの拡がり
の半径はＷであり、x2＋y2W2である。ｘ及び
ｙ軸に平行にデイスク面上にξ及びη軸をとる。
レンズ７によりデイスク面上（ξη平面上）で焦
点を結ぶ場合、デイスク面上での絞り光電場分布
Ｂ（ξ、η）は、比例定数を除いて、次式で表わ
される。
られ、デイスクは２次元の回折格子として働き、
デイスクからの反射光、或いは透過光は多くの回
折光に分離される。反射光の場合について、第４
図を用いて説明しよう。レンズ７面上において、
デイスクの半径方向にｘ軸をとり、紙面に垂直、
即ち、デイスク円周の接線方向にｙ軸をとる。レ
ンズ７に入射する光ビームI0の電場の分布をＡ
（ｘ、ｙ）とする。但し、入射光ビームの拡がり
の半径はＷであり、x2＋y2W2である。ｘ及び
ｙ軸に平行にデイスク面上にξ及びη軸をとる。
レンズ７によりデイスク面上（ξη平面上）で焦
点を結ぶ場合、デイスク面上での絞り光電場分布
Ｂ（ξ、η）は、比例定数を除いて、次式で表わ
される。
Ｂ（ξ、η）＝∫∫〓Ａ（ｘ、ｙ）exp
｛−ｉｋ／ｆ（ξx＋ηy）｝dx・dy
即ち、Ｂ（ξ、η）はxy平面の入射光の存在部
分（Σ）を積分領域とするフーリエ変換である。
ｆはレンズ７の焦点距離、ｋは波数で、λをレー
ザー波長とすれば、ｋ＝2π／λである。
分（Σ）を積分領域とするフーリエ変換である。
ｆはレンズ７の焦点距離、ｋは波数で、λをレー
ザー波長とすれば、ｋ＝2π／λである。
デイスク面の光電場振幅に対する複素反射率の
分布をＲ（ξ、η）とする。レンズ７面上におけ
る反射光に対する座標系として、ｘ軸及びｙ軸に
各々一致させてｕ軸及びｖ軸を設定する。uv面
での反射光の電場分布Ｕ（ｕ、ｖ）も、デイスク
面上の反射光電場のフーリエ変換で表わされ、比
例定数を除いて、 Ｕ（ｕ、ｖ）＝∫∫∞ -∞Ｂ（ξ、η）Ｒ（ξ、η）e
xp ｛−ｉｋ／ｆ（uξ＋vη）｝dξdη と表わされる。ここでの積分領域は無限のξη平
面である。本発明での溝形状は第１図の様に周期
2Pを持ち、従つて、複素反射率分布Ｒ（ξ、η）
がξ軸方向に周期的（周期2P）であり、フーリ
エ級数展開 Ｒ（ξ、η）＝ 〓l Rlexp（2πiｌ／2Pξ） を用いて計算すれば、Ｕ（ｕ、ｖ）は次の様にな
る。
分布をＲ（ξ、η）とする。レンズ７面上におけ
る反射光に対する座標系として、ｘ軸及びｙ軸に
各々一致させてｕ軸及びｖ軸を設定する。uv面
での反射光の電場分布Ｕ（ｕ、ｖ）も、デイスク
面上の反射光電場のフーリエ変換で表わされ、比
例定数を除いて、 Ｕ（ｕ、ｖ）＝∫∫∞ -∞Ｂ（ξ、η）Ｒ（ξ、η）e
xp ｛−ｉｋ／ｆ（uξ＋vη）｝dξdη と表わされる。ここでの積分領域は無限のξη平
面である。本発明での溝形状は第１図の様に周期
2Pを持ち、従つて、複素反射率分布Ｒ（ξ、η）
がξ軸方向に周期的（周期2P）であり、フーリ
エ級数展開 Ｒ（ξ、η）＝ 〓l Rlexp（2πiｌ／2Pξ） を用いて計算すれば、Ｕ（ｕ、ｖ）は次の様にな
る。
（(1)式の導出は、座標系の設定は異なるが、次の
文献に等しい。J.Opt.Soc.Am.Vol.69、No.１、
P.4） (1)式より、一般に次の事が分る。反射光は多く
の回折光に分離され、El（ｌ＝０、±１、±２、…
…）はuv平面でのｌ次の回折光電場である。全
ての回折光電場Elは、入射光電場Ａ（ｘ、ｙ）と
は同じ拡がり半径Ｗを持ち、又、相似的な強度分
布を持つ。各々の回折光のuv面上での隔たりは
λf／2Pであり、第５図にその様子を示している。
文献に等しい。J.Opt.Soc.Am.Vol.69、No.１、
P.4） (1)式より、一般に次の事が分る。反射光は多く
の回折光に分離され、El（ｌ＝０、±１、±２、…
…）はuv平面でのｌ次の回折光電場である。全
ての回折光電場Elは、入射光電場Ａ（ｘ、ｙ）と
は同じ拡がり半径Ｗを持ち、又、相似的な強度分
布を持つ。各々の回折光のuv面上での隔たりは
λf／2Pであり、第５図にその様子を示している。
又、各々の反射光回折光Elの振幅と位相は、複素
係数Rlに依り決まる。一般に、複素反射率分布Ｒ
（ξ、η）はη軸方向にも周期構造をもち、回折
光や複素係数も２次元で扱い、添字も２種類が必
要となる（例えば、Elｍ、Rlｍ）。しかし、溝の
断面形状を決めると云う本発明の当面の目的で
は、η軸方向は均一としてもよく、ξ軸方向のみ
の一次元的扱いで十分である。
係数Rlに依り決まる。一般に、複素反射率分布Ｒ
（ξ、η）はη軸方向にも周期構造をもち、回折
光や複素係数も２次元で扱い、添字も２種類が必
要となる（例えば、Elｍ、Rlｍ）。しかし、溝の
断面形状を決めると云う本発明の当面の目的で
は、η軸方向は均一としてもよく、ξ軸方向のみ
の一次元的扱いで十分である。
反射率分布Ｒ（ξ、η）として、第４図の「Ｖ
溝」を考える。トラツク斜面の傾斜角がθで、ト
ラツクピツチがＰである。又、斜面Ｃの光強度に
対する反射率がr1 2で、斜面ＢとＤの反射率がr2 2
とする。光電場振幅に対する反射率は、各々r1と
r2である。即ち、反射率がr1 2の斜面とr2 2の斜面
が交互に周期的に並んでいる。実際には、斜面Ｂ
やＤには異なる情報が入つている。しかし、トラ
ツク斜面Ｃの情報の再生において、他の斜面、特
に斜面ＢとＤの情報のクロストークを最小にする
事を考える為、斜面ＢとＤの反射率を同じとし
て、r2の影響を最小となる条件を探せば十分であ
る。ここでは、情報の記録ピツトは、その反射率
変化だけが反射光に影響する場合を考察する。
TeOx（Ｏ＜ｘ＜２）を用いた薄膜では、膜厚の
適当な選択により記録ピツトの内外での位相差を
小さくして、かつ、十分な反射率変化を得る事が
できる（特願昭53−118468号）。デイスクが回転
し、光ビームスポツト点での反射率が記録された
情報に従つて時間変化するから、r1及びr2は時間
ｔの関数である。
溝」を考える。トラツク斜面の傾斜角がθで、ト
ラツクピツチがＰである。又、斜面Ｃの光強度に
対する反射率がr1 2で、斜面ＢとＤの反射率がr2 2
とする。光電場振幅に対する反射率は、各々r1と
r2である。即ち、反射率がr1 2の斜面とr2 2の斜面
が交互に周期的に並んでいる。実際には、斜面Ｂ
やＤには異なる情報が入つている。しかし、トラ
ツク斜面Ｃの情報の再生において、他の斜面、特
に斜面ＢとＤの情報のクロストークを最小にする
事を考える為、斜面ＢとＤの反射率を同じとし
て、r2の影響を最小となる条件を探せば十分であ
る。ここでは、情報の記録ピツトは、その反射率
変化だけが反射光に影響する場合を考察する。
TeOx（Ｏ＜ｘ＜２）を用いた薄膜では、膜厚の
適当な選択により記録ピツトの内外での位相差を
小さくして、かつ、十分な反射率変化を得る事が
できる（特願昭53−118468号）。デイスクが回転
し、光ビームスポツト点での反射率が記録された
情報に従つて時間変化するから、r1及びr2は時間
ｔの関数である。
光電場に対する反射率Ｒ（ξ、η）は、ηに依
存せず、次式で表わされる ｎは「Ｖ溝」が接する、レーザー（波長λ）入射
側の媒質の屈折率である。このＲ（ξ、η）のフ
ーリエ展開の係数は Rl＝（−１）lexp（ｉ・ｌπ／２） ×〔r1／２exp｛ik（ｄ＋λ・ｌ／４）｝Sinc｛ik（
ｄ ＋λ・ｌ／４）｝ ＋r2／２exp｛ik（ｄ−λ・ｌ／４｝Sinc｛ik（ｄ −λ・ｌ／４）｝〕 となる。但し、ｄ＝nptanθであり、Ｖ溝の光学
的深さを表わし、又、Sinc（ｘ）＝Sin（ｘ）／ｘであ る。第４図の、「Ｖ溝」の傾斜角θと、トラツク
ピツチＰ、及びレーザー波長λの関係が tanθ＝λ／4Pn (2) を満たす時、各Rl（ｌ＝０、±１、±２……）は R0＝ｉ／π（r1＋r2）、 R1＝−ｉ／２r2、R-1＝ｉ／２r1、 R2＝ｉ／π（r2−１／３r1）、R-2＝ｉ／π（r1−１
／３r2）、 〓 (3) と表わされる。従つて、斜面Ｃに沿つた再生時に
は、（−１）次反射回折光E-1はＣ面の反射率r1だ
けの情報を含み、Ｂ及びＤ面の反射率r2には依存
しない。０次回折光はr1及びr2の両方に同程度影
響され、（−２）次回折光もr1とr2の両方に依存
するが、r2の影響は小さい。又、（−１）次回折
光は０次回折光と同位相であり、（＋１）次回折
光は０次回折光と位相が180度異なつていて、こ
れらの各回折光が互いに干渉し合つて、uv面で
の反射光強度分布は形成される。uv面での各点
の反射光電場Ｕ（ｕ、ｖ）は、(1)式と(3)式より、
一般に、αr1＋βr2と表わされ、又、各点の光強度
は Xr1 2＋Yr1r2＋Zr2 2 (4) と表わされる。ここで、α、βは複素数で、Ｘ、
Ｙ、Ｚは実数で、共にｕ、ｖの関数である。この
光強度の適当な領域での積分値が受光量となる。
第４図には、均一反射率（r1＝r2）での、各回折
光（実線）とレンズを通過する反射光の強度分布
の概形（破線）を示している。
存せず、次式で表わされる ｎは「Ｖ溝」が接する、レーザー（波長λ）入射
側の媒質の屈折率である。このＲ（ξ、η）のフ
ーリエ展開の係数は Rl＝（−１）lexp（ｉ・ｌπ／２） ×〔r1／２exp｛ik（ｄ＋λ・ｌ／４）｝Sinc｛ik（
ｄ ＋λ・ｌ／４）｝ ＋r2／２exp｛ik（ｄ−λ・ｌ／４｝Sinc｛ik（ｄ −λ・ｌ／４）｝〕 となる。但し、ｄ＝nptanθであり、Ｖ溝の光学
的深さを表わし、又、Sinc（ｘ）＝Sin（ｘ）／ｘであ る。第４図の、「Ｖ溝」の傾斜角θと、トラツク
ピツチＰ、及びレーザー波長λの関係が tanθ＝λ／4Pn (2) を満たす時、各Rl（ｌ＝０、±１、±２……）は R0＝ｉ／π（r1＋r2）、 R1＝−ｉ／２r2、R-1＝ｉ／２r1、 R2＝ｉ／π（r2−１／３r1）、R-2＝ｉ／π（r1−１
／３r2）、 〓 (3) と表わされる。従つて、斜面Ｃに沿つた再生時に
は、（−１）次反射回折光E-1はＣ面の反射率r1だ
けの情報を含み、Ｂ及びＤ面の反射率r2には依存
しない。０次回折光はr1及びr2の両方に同程度影
響され、（−２）次回折光もr1とr2の両方に依存
するが、r2の影響は小さい。又、（−１）次回折
光は０次回折光と同位相であり、（＋１）次回折
光は０次回折光と位相が180度異なつていて、こ
れらの各回折光が互いに干渉し合つて、uv面で
の反射光強度分布は形成される。uv面での各点
の反射光電場Ｕ（ｕ、ｖ）は、(1)式と(3)式より、
一般に、αr1＋βr2と表わされ、又、各点の光強度
は Xr1 2＋Yr1r2＋Zr2 2 (4) と表わされる。ここで、α、βは複素数で、Ｘ、
Ｙ、Ｚは実数で、共にｕ、ｖの関数である。この
光強度の適当な領域での積分値が受光量となる。
第４図には、均一反射率（r1＝r2）での、各回折
光（実線）とレンズを通過する反射光の強度分布
の概形（破線）を示している。
以上の事から、（−１）次回折光は斜面Ｃの情
報のみを含み、斜面Ｃの再生には（−１）次回折
光を中心に受光すれば、Ｂ面及びＤ面からのクロ
ストークを低下できる事が分る。
報のみを含み、斜面Ｃの再生には（−１）次回折
光を中心に受光すれば、Ｂ面及びＤ面からのクロ
ストークを低下できる事が分る。
よりクロストークの低下を計る為には、０次回
折光がＢ面やＤ面の情報を含んでいるので、（−
１）次回折光を中心に受光する際に、（−１）次
回折光と０次回折光を干渉させない方がよい。レ
ンズ７の全面に入射光I0が入射すると、各次の反
射光の拡がりは入射光と同じであるから、レンズ
を通過する反射回折光は全て０次反射光と干渉し
てしまう。従つて、入射光I0をレンズ外周部には
入射させなければ、０次反射光はその外周部を通
過せず、そのレンズ外周部を反射してくる回折光
を受光すれば良い。第４，５図はその様な場合を
示している。第４図のＦ、Ｇ部、即ち、入射光が
存在しない部分の反射光には、（−２）次回折光
の中のわずかのクロストーク成分を含むだけであ
る。
折光がＢ面やＤ面の情報を含んでいるので、（−
１）次回折光を中心に受光する際に、（−１）次
回折光と０次回折光を干渉させない方がよい。レ
ンズ７の全面に入射光I0が入射すると、各次の反
射光の拡がりは入射光と同じであるから、レンズ
を通過する反射回折光は全て０次反射光と干渉し
てしまう。従つて、入射光I0をレンズ外周部には
入射させなければ、０次反射光はその外周部を通
過せず、そのレンズ外周部を反射してくる回折光
を受光すれば良い。第４，５図はその様な場合を
示している。第４図のＦ、Ｇ部、即ち、入射光が
存在しない部分の反射光には、（−２）次回折光
の中のわずかのクロストーク成分を含むだけであ
る。
（−１）次回折光を中心に受光するための具体
的な例としては、第６図で示した様な、少なくと
も２つの部分ＭとＮに分割された光検出器を反射
光路中に、ｕ軸の光検出器面上への投影軸に平行
に、かつ、レンズ７の光検出器面上への投影像
（第６図の破線）の中心Ｏに対称に設置する。し
かもこの時、レンズ投影像のうち外周部、即ち前
述のわずから（±２）次回折光を含む（±１）次
回折光のみが、前述の光検出器Ｍ或いはＮへ入射
する様に反射光路の倍率を設定する。このような
構成のみによりクロストークの低下を図れること
はもちろんであるが、さらに上記のように、レン
ズへの入射光を制限する構成を併用すれば、大幅
なクロストーク低下が実現できる。
的な例としては、第６図で示した様な、少なくと
も２つの部分ＭとＮに分割された光検出器を反射
光路中に、ｕ軸の光検出器面上への投影軸に平行
に、かつ、レンズ７の光検出器面上への投影像
（第６図の破線）の中心Ｏに対称に設置する。し
かもこの時、レンズ投影像のうち外周部、即ち前
述のわずから（±２）次回折光を含む（±１）次
回折光のみが、前述の光検出器Ｍ或いはＮへ入射
する様に反射光路の倍率を設定する。このような
構成のみによりクロストークの低下を図れること
はもちろんであるが、さらに上記のように、レン
ズへの入射光を制限する構成を併用すれば、大幅
なクロストーク低下が実現できる。
トラツクピツチＰは従来の半分に選んでいる。
光ビームの絞りスポツト径はλ／NAに比例する。
光ビームの絞りスポツト径はλ／NAに比例する。
従来より、トラツクピツチをつめる努力がなされ
ているが、クロストークを十分満足できる程に小
さくするにはトラツクピツチには限界があり、そ
れは絞りスポツト径に比例する。従つて、従来の
市販の光学式ビデオデイスクのトラツクピツチ
2Pも、又、本発明のＶ溝のトラツクピツチＰも、
レーザーの波長λとレンズの絞りに有効なNAに
依存して決定される。現在、実用できるレーザー
の波長は0.63μmから0.85μm位の範囲であり、レ
ンズの有効NAも0.40よりは大きくしたいが、0.6
が上限であろう。それ以上高いNAになると基材
厚みムラによるレンズの収差が大きくなる。従来
の方法によるトラツクピツチ1.67μmの動画は、
0.63μmの波長とNA0.40のレンズの組合せでは十
分満足して再生できる。従つて、基準として2P
＝1.67μm、λ＝0.63μm、NA＝0.40を採り、 2P＝1.06λ／NA の関係式が導びかれる。Ｖ溝が接するレーザー入
射側の媒質は一般に樹脂であり、屈折率ｎは1.5
である。従つて、第４図のＶ溝の斜面の傾斜角θ
は、(2)式より tanθ＝0.31NA と表わされる。前述の如き、NAの値として、
0.40から0.60を考えれば、θの範囲は 7.1゜＜θ＜10.5゜ (5) である。Ｖ溝のＶ字形を成す２つの斜面が作る角
度は 159゜＜＜166゜ (5)′ となる。
ているが、クロストークを十分満足できる程に小
さくするにはトラツクピツチには限界があり、そ
れは絞りスポツト径に比例する。従つて、従来の
市販の光学式ビデオデイスクのトラツクピツチ
2Pも、又、本発明のＶ溝のトラツクピツチＰも、
レーザーの波長λとレンズの絞りに有効なNAに
依存して決定される。現在、実用できるレーザー
の波長は0.63μmから0.85μm位の範囲であり、レ
ンズの有効NAも0.40よりは大きくしたいが、0.6
が上限であろう。それ以上高いNAになると基材
厚みムラによるレンズの収差が大きくなる。従来
の方法によるトラツクピツチ1.67μmの動画は、
0.63μmの波長とNA0.40のレンズの組合せでは十
分満足して再生できる。従つて、基準として2P
＝1.67μm、λ＝0.63μm、NA＝0.40を採り、 2P＝1.06λ／NA の関係式が導びかれる。Ｖ溝が接するレーザー入
射側の媒質は一般に樹脂であり、屈折率ｎは1.5
である。従つて、第４図のＶ溝の斜面の傾斜角θ
は、(2)式より tanθ＝0.31NA と表わされる。前述の如き、NAの値として、
0.40から0.60を考えれば、θの範囲は 7.1゜＜θ＜10.5゜ (5) である。Ｖ溝のＶ字形を成す２つの斜面が作る角
度は 159゜＜＜166゜ (5)′ となる。
具体例を考えてみよう。NA0.6のレンズを用
い、波長0.78μmの半導体レーザーを光源とし、
ガウス分布した光ビームの、光強度が中心の１／
ｅ以上の光束をNA0.5に相当するレンズ中心部の
みに入射させ、反射光は第６図のレンズ投影像の
半径をＲとして、ａ＝Ｒ、ｂ＝ｃ＝0.75Rの様に
配置された光検出部Ｍで再生する。λ＝0.78μm、
NA＝0.5では、前述した事から従来の方法でも満
足に再生できるトラツクピツチ2Pは1.65μmであ
る。従つて、本発明でのトラツクピツチＰは約
0.83μmであり、斜面の傾斜角θは(2)式より8.9゜と
する事ができる。この時、再生信号Ｓは、第６図
の領域Ｍのレンズ内での(4)式の積分値であり、具
体的な数値計算よりＳは次式に比例する。
い、波長0.78μmの半導体レーザーを光源とし、
ガウス分布した光ビームの、光強度が中心の１／
ｅ以上の光束をNA0.5に相当するレンズ中心部の
みに入射させ、反射光は第６図のレンズ投影像の
半径をＲとして、ａ＝Ｒ、ｂ＝ｃ＝0.75Rの様に
配置された光検出部Ｍで再生する。λ＝0.78μm、
NA＝0.5では、前述した事から従来の方法でも満
足に再生できるトラツクピツチ2Pは1.65μmであ
る。従つて、本発明でのトラツクピツチＰは約
0.83μmであり、斜面の傾斜角θは(2)式より8.9゜と
する事ができる。この時、再生信号Ｓは、第６図
の領域Ｍのレンズ内での(4)式の積分値であり、具
体的な数値計算よりＳは次式に比例する。
Ｓ＝r1 2−0.05r1r2＋0.02r2 2 (6)
今、１例として未記録部の光強度に対する反射
率を1.0、記録部の反射率を1.5とする。即ち、r1 2
もr2 2も時間的に1.0と1.5の値をとつて変化する。
第７図に再生光強度の様子を示す。実線はＢ面及
びＤ面が記録されていない時のＣ面の再生で、破
線はＢ及びＤ面にＣ面と全く同じ情報が記録され
ている時の再生光強度である。第７図から分る様
にクロストーク成分は非常に小さい。
率を1.0、記録部の反射率を1.5とする。即ち、r1 2
もr2 2も時間的に1.0と1.5の値をとつて変化する。
第７図に再生光強度の様子を示す。実線はＢ面及
びＤ面が記録されていない時のＣ面の再生で、破
線はＢ及びＤ面にＣ面と全く同じ情報が記録され
ている時の再生光強度である。第７図から分る様
にクロストーク成分は非常に小さい。
前述の事を簡単に理解する為に、第８図を用い
て幾何光学的に考える。レンズ７の中心を通る光
線ａに沿つて入射する光は、傾斜角θの斜面Ｃで
光線ａとは角度2θを成す反射光ｂとなる。更に、
屈折率ｎの基材の表面では光線b′へと屈折され、
uv面のＺに到達する。即ち、斜面Ｃの情報は点
Ｚへの反射光に含まれると考えられる。長さ
は、基材の屈折率ｎが1.5の時、基材厚の1/3であ
り、レンズの焦点距離ｆ（＝）に比べて小さ
い。例えば、基材厚を1.2mmとして、＝0.4mm
であり、一般的な焦点距離ｆ＝４〜５mmの約１割
程度である。従つて、近似的に＝・
tanθ′＝fθ′と表わされ、屈折の法則よりθ′＝ｎ・
2θであるから、＝2fnθとなる。従つて、前述
の（−１）次回折光の中心位置が点Ｚとなる時、
即ち、第５図の様に＝λf／2Pの時、θ＝λ／4Pnと なり(2)式と一致する。斜面ＢやＤに入射する光
は、反射されて点Ｏに対して点Ｚとは対称な点付
近に到達する。従つて、(2)式の条件の時に、（−
１）次回折光の中心Ｚに斜面Ｃの情報が伝達され
る。次に斜面ＡやＥについても考えなければなら
ない。第８図には、デイスク面のＶ溝の大きさと
対応して、デイスク上への光ビームの絞り光強度
分布を示している。この図からも明らかに、斜面
ＡやＥへは弱い光しか入射せず、斜面ＡやＥの情
報は無視できる。この事が、従来の平面のデイク
スならば、トラツクピツチが2Pでクロストーク
を十分小さくできる事を表わしている。
て幾何光学的に考える。レンズ７の中心を通る光
線ａに沿つて入射する光は、傾斜角θの斜面Ｃで
光線ａとは角度2θを成す反射光ｂとなる。更に、
屈折率ｎの基材の表面では光線b′へと屈折され、
uv面のＺに到達する。即ち、斜面Ｃの情報は点
Ｚへの反射光に含まれると考えられる。長さ
は、基材の屈折率ｎが1.5の時、基材厚の1/3であ
り、レンズの焦点距離ｆ（＝）に比べて小さ
い。例えば、基材厚を1.2mmとして、＝0.4mm
であり、一般的な焦点距離ｆ＝４〜５mmの約１割
程度である。従つて、近似的に＝・
tanθ′＝fθ′と表わされ、屈折の法則よりθ′＝ｎ・
2θであるから、＝2fnθとなる。従つて、前述
の（−１）次回折光の中心位置が点Ｚとなる時、
即ち、第５図の様に＝λf／2Pの時、θ＝λ／4Pnと なり(2)式と一致する。斜面ＢやＤに入射する光
は、反射されて点Ｏに対して点Ｚとは対称な点付
近に到達する。従つて、(2)式の条件の時に、（−
１）次回折光の中心Ｚに斜面Ｃの情報が伝達され
る。次に斜面ＡやＥについても考えなければなら
ない。第８図には、デイスク面のＶ溝の大きさと
対応して、デイスク上への光ビームの絞り光強度
分布を示している。この図からも明らかに、斜面
ＡやＥへは弱い光しか入射せず、斜面ＡやＥの情
報は無視できる。この事が、従来の平面のデイク
スならば、トラツクピツチが2Pでクロストーク
を十分小さくできる事を表わしている。
今迄は解析の簡素化の為にも、トラツク斜面の
全巾の反射率が変化するとして考えてきた。しか
し、現在市販されている「光学式ビデオデイス
ク」の穴ピツトの巾は約0.4μmである。又、前述
してきた感光性記録材料は光照射による昇温と云
う熱的過程を経て記録は行なわれ、光スポツトの
光強度分布と関連して光照射パワーの適切な選択
により、例えば記録情報ピツトの巾を約0.6μmに
する事は困難ではない。即ち、実際の記録では第
１図で既に示した様に、斜面の巾の中央部だけが
反射率が変化し、溝の山や谷の頂点には情報は記
録されない。斜面の傾斜角は重要であるが、溝の
山や谷の頂点の局部的形状は重要ではない。従つ
て、山や谷の形は理想的な「Ｖ字」を成さなくて
もよく、山や谷が少し曲率を持つ様な「略Ｖ字
形」（第９図）でもよい。
全巾の反射率が変化するとして考えてきた。しか
し、現在市販されている「光学式ビデオデイス
ク」の穴ピツトの巾は約0.4μmである。又、前述
してきた感光性記録材料は光照射による昇温と云
う熱的過程を経て記録は行なわれ、光スポツトの
光強度分布と関連して光照射パワーの適切な選択
により、例えば記録情報ピツトの巾を約0.6μmに
する事は困難ではない。即ち、実際の記録では第
１図で既に示した様に、斜面の巾の中央部だけが
反射率が変化し、溝の山や谷の頂点には情報は記
録されない。斜面の傾斜角は重要であるが、溝の
山や谷の頂点の局部的形状は重要ではない。従つ
て、山や谷の形は理想的な「Ｖ字」を成さなくて
もよく、山や谷が少し曲率を持つ様な「略Ｖ字
形」（第９図）でもよい。
金属薄膜に光照射して局所的に蒸発させて、穴
ピツトを作つて記録する事でも同様の事が云え
る。その様子を第１０図で説明する。光スポツト
は斜面Ｃに沿つているとして、第４図と同様に周
期的デイスク構造を考える。金属薄膜の厚さは全
ての斜面で一般に一様で、従つて、記録の穴ピツ
トの深さも全ての斜面で同じである。しかし、ク
ロストークを考えてゆく便宜上、第１０図の様
に、斜面Ｃの穴ピツトの深さをδ1とし、斜面Ｂと
Ｄの穴ピツトの深さをδ2とする。穴ピツトの内外
で生じる位相差は φi＝2kδi（ｉ＝１、２） で、穴ピツトの巾はγとする。又、反射率は全斜
面で均一で1.0とする。この周期的な反射率分布
もフーリエ級数展開し、(2)式と同じ条件で（−
１）次回折光の振幅や位相を表わす係数R1は、
次式のように再生したい情報（φ1）を多く含み、
クロストーク成分（φ2）は小さい。
ピツトを作つて記録する事でも同様の事が云え
る。その様子を第１０図で説明する。光スポツト
は斜面Ｃに沿つているとして、第４図と同様に周
期的デイスク構造を考える。金属薄膜の厚さは全
ての斜面で一般に一様で、従つて、記録の穴ピツ
トの深さも全ての斜面で同じである。しかし、ク
ロストークを考えてゆく便宜上、第１０図の様
に、斜面Ｃの穴ピツトの深さをδ1とし、斜面Ｂと
Ｄの穴ピツトの深さをδ2とする。穴ピツトの内外
で生じる位相差は φi＝2kδi（ｉ＝１、２） で、穴ピツトの巾はγとする。又、反射率は全斜
面で均一で1.0とする。この周期的な反射率分布
もフーリエ級数展開し、(2)式と同じ条件で（−
１）次回折光の振幅や位相を表わす係数R1は、
次式のように再生したい情報（φ1）を多く含み、
クロストーク成分（φ2）は小さい。
R1＝σ・exp（iφ1）
＋（１／4π）exp（iφ2）sin（2πσ）
＋（φ1、φ2に関係ない項）
ただし、σ＝γ／Ｐである。従つて、第１０図
の様な金属薄膜の局所的蒸発を利用した記録再生
デイスクでも、トラツクピツチを半減化して記録
密度を倍増できる。
の様な金属薄膜の局所的蒸発を利用した記録再生
デイスクでも、トラツクピツチを半減化して記録
密度を倍増できる。
従つて、ここで、再生専用デイスクの記録密度
の向上について述べる事ができる。第１１図の様
に斜面に穴ピツト８を持ち、更に反射膜９を設け
た光デイスクの再生についても、第１０図の場合
と同様である。違いは、穴ピツトが生じる光学的
位相差φiの符号だけである。即ち、光学式ビデオ
デイスクの長時間化が可能となり、直径30cmの光
デイスクで、トリツク再生が可能な等角速度回転
で裏表両面で２時間、等線速度回転では両面４時
間の動画再生が可能となる。
の向上について述べる事ができる。第１１図の様
に斜面に穴ピツト８を持ち、更に反射膜９を設け
た光デイスクの再生についても、第１０図の場合
と同様である。違いは、穴ピツトが生じる光学的
位相差φiの符号だけである。即ち、光学式ビデオ
デイスクの長時間化が可能となり、直径30cmの光
デイスクで、トリツク再生が可能な等角速度回転
で裏表両面で２時間、等線速度回転では両面４時
間の動画再生が可能となる。
第１１図の様なデイスクの作り方を考えよう。
第１図の様なＶ溝又は逆梯形溝を設けたデイスク
の製造法は前述した。第１図の記録材料薄膜３と
して、As−Te系非晶質薄膜やSe−Ge系薄膜等を
設ける。絞られるレーザーを照射して、As−Te
系では局所的蒸発（第26回応用物理学関係連合講
演会予講集、1979年）、Se−Ge系ではフオトエッ
チング（Appl.Phys.Lett.29巻、877頁、1976年）
に依り、情報を予め記録した第１０図の様な原盤
デイスクを作る。ついで、Niメツキ等でこの原
盤デイスクからスタンパが作られる。第３図と同
様に原盤デイスクを作り、Al等をスパツタリング
や蒸着して反射層９を設ければ第１１図の予め情
報が記録された再生専用の光デイスクは作る事が
できる。
第１図の様なＶ溝又は逆梯形溝を設けたデイスク
の製造法は前述した。第１図の記録材料薄膜３と
して、As−Te系非晶質薄膜やSe−Ge系薄膜等を
設ける。絞られるレーザーを照射して、As−Te
系では局所的蒸発（第26回応用物理学関係連合講
演会予講集、1979年）、Se−Ge系ではフオトエッ
チング（Appl.Phys.Lett.29巻、877頁、1976年）
に依り、情報を予め記録した第１０図の様な原盤
デイスクを作る。ついで、Niメツキ等でこの原
盤デイスクからスタンパが作られる。第３図と同
様に原盤デイスクを作り、Al等をスパツタリング
や蒸着して反射層９を設ければ第１１図の予め情
報が記録された再生専用の光デイスクは作る事が
できる。
以上に述べてきた前提には、Ｖ溝の片斜面に光
ビームスポツトを沿わせて照射する、即ち、トラ
ツキングが可能でなければならない。
ビームスポツトを沿わせて照射する、即ち、トラ
ツキングが可能でなければならない。
第４図におけるＶ溝の谷Ｓ、或いは山Ｔに沿つ
てトラツキングをかけ、記録、及び、再生する事
はできる（第１２図）。例えば、レンズ面上での
反射光強度分布がトラツクの方向に対して対称で
ある様に制御して行なえ、遠視野（Far−Field）
によるトラツキングとして公知である。Ｖ溝の片
斜面へのトラツキングも、谷Ｓへのトラツキング
制御から故意にずらす事によつて制御可能であ
る。しかし、第１３図の様にＢ面が記録済みのと
ころへＣ面へトラツキングしようとすれば、Ｂ面
が未記録の時とは反射光強度分布が変わり、Ｃ面
の中心にはトラツキングできない。Ｃ面への記録
再生のトラツキングが、Ｂ面やＤ面の記録状態に
大きく依存し、トラツキング制御は不安定とな
る。各斜面の記録状態に依らずトラツキングがで
きる様に、記録情報の周波数とは異なる周波数
を、予めＶ溝に入れておき、反射光量変化の中か
ら、トラツキング周波数成分を抜き出す。その為
に、となり合つた溝毎に、２種類の周波数で交互
に、溝の深さを微かに（例えば0.01μm）変化さ
せて溝を形成する。溝の深さの微かの変化が反射
回折光の位相に微かの変化を与え、反射光強度を
も微かに変化させる。トラツキング用の２種の周
波数は、共に、情報の周波数より低くしておく。
てトラツキングをかけ、記録、及び、再生する事
はできる（第１２図）。例えば、レンズ面上での
反射光強度分布がトラツクの方向に対して対称で
ある様に制御して行なえ、遠視野（Far−Field）
によるトラツキングとして公知である。Ｖ溝の片
斜面へのトラツキングも、谷Ｓへのトラツキング
制御から故意にずらす事によつて制御可能であ
る。しかし、第１３図の様にＢ面が記録済みのと
ころへＣ面へトラツキングしようとすれば、Ｂ面
が未記録の時とは反射光強度分布が変わり、Ｃ面
の中心にはトラツキングできない。Ｃ面への記録
再生のトラツキングが、Ｂ面やＤ面の記録状態に
大きく依存し、トラツキング制御は不安定とな
る。各斜面の記録状態に依らずトラツキングがで
きる様に、記録情報の周波数とは異なる周波数
を、予めＶ溝に入れておき、反射光量変化の中か
ら、トラツキング周波数成分を抜き出す。その為
に、となり合つた溝毎に、２種類の周波数で交互
に、溝の深さを微かに（例えば0.01μm）変化さ
せて溝を形成する。溝の深さの微かの変化が反射
回折光の位相に微かの変化を与え、反射光強度を
も微かに変化させる。トラツキング用の２種の周
波数は、共に、情報の周波数より低くしておく。
第１４図には、Ｖ溝の深さが周波数1と2で交
互に変化する場合、即ち、谷S1と谷S3の深さが周
波数1で、又、谷S2と谷S4の深さは2で変化する
場合を例示している。第１４図の様にＣ面にトラ
ツキングする場合について述べる。今迄述べてき
た事から分る様に光検出部Ｍには、主として周波
数2で光量が変化する反射光が入射し、光検出部
Ｎには周波数1と2が混ざり合つて光量が変化す
る反射光が入射する。光検出部Ｍへの入射光量の
時間変化の例を第１５図に示す。さて、ＭとＮに
入射する光量変化の周波数2成分だけを取り出す
と、Ｍ部の方がＮ部より光量変化の振幅が大き
い。周波数2成分の光量変化振幅の、Ｎ部の増幅
率をＭ部の増幅率よりも大きくし、各々の増幅後
の信号でトラツキング信号を作る。即ち、光検出
部Ｍ及びＮの増幅後の振幅が等しくなる様にトラ
ツキング制御するのであり、逆に、制御により光
スポツトがＣ面の中心に沿う様に、Ｍ及びＮの各
部の増幅率を決定するのである。又、その増幅率
は、Ｖ溝の形状や光学系の構成は勿論、特定の周
波数成分を抜き出すフイルター回路にも依存す
る。
互に変化する場合、即ち、谷S1と谷S3の深さが周
波数1で、又、谷S2と谷S4の深さは2で変化する
場合を例示している。第１４図の様にＣ面にトラ
ツキングする場合について述べる。今迄述べてき
た事から分る様に光検出部Ｍには、主として周波
数2で光量が変化する反射光が入射し、光検出部
Ｎには周波数1と2が混ざり合つて光量が変化す
る反射光が入射する。光検出部Ｍへの入射光量の
時間変化の例を第１５図に示す。さて、ＭとＮに
入射する光量変化の周波数2成分だけを取り出す
と、Ｍ部の方がＮ部より光量変化の振幅が大き
い。周波数2成分の光量変化振幅の、Ｎ部の増幅
率をＭ部の増幅率よりも大きくし、各々の増幅後
の信号でトラツキング信号を作る。即ち、光検出
部Ｍ及びＮの増幅後の振幅が等しくなる様にトラ
ツキング制御するのであり、逆に、制御により光
スポツトがＣ面の中心に沿う様に、Ｍ及びＮの各
部の増幅率を決定するのである。又、その増幅率
は、Ｖ溝の形状や光学系の構成は勿論、特定の周
波数成分を抜き出すフイルター回路にも依存す
る。
Ｃ面にトラツキングしながら、デイスクが一回
転すると、光スポツトはＥ面に沿つてしまい、Ｄ
面には沿わない。第１６図にその様子を示してあ
る。従つて、光デイスクの回転にともなう光スポ
ツトＳのデイスク半径方向の移動方向Ｑとは逆の
方向に、一回転毎に光スポツトＳをトラツクピツ
チＰだけ移動させる。Ｄ面では、周波数1成分を
取り出し、Ｍ部の増幅率をＮ部の増幅率より大き
くする。
転すると、光スポツトはＥ面に沿つてしまい、Ｄ
面には沿わない。第１６図にその様子を示してあ
る。従つて、光デイスクの回転にともなう光スポ
ツトＳのデイスク半径方向の移動方向Ｑとは逆の
方向に、一回転毎に光スポツトＳをトラツクピツ
チＰだけ移動させる。Ｄ面では、周波数1成分を
取り出し、Ｍ部の増幅率をＮ部の増幅率より大き
くする。
２種類の周波数（1及び2）を抜き出す２通り
の方法、及び、光検出部ＭとＮの増幅率の大小関
係の２通りの方法（Ｍの増幅率＞Ｎの増幅率、及
びその逆）の組合せで、全部で４通りのトラツキ
ングの仕方ができる。一回転毎に光スポツトをト
ラツクピツチＰだけ移動させて、４通りのトラツ
キング方法をくり返し変更してゆく事で、Ｖ溝の
斜面にＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅと順番にトラツキング
してゆく事ができる。
の方法、及び、光検出部ＭとＮの増幅率の大小関
係の２通りの方法（Ｍの増幅率＞Ｎの増幅率、及
びその逆）の組合せで、全部で４通りのトラツキ
ングの仕方ができる。一回転毎に光スポツトをト
ラツクピツチＰだけ移動させて、４通りのトラツ
キング方法をくり返し変更してゆく事で、Ｖ溝の
斜面にＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅと順番にトラツキング
してゆく事ができる。
以上の様にして、光デイスクの半径方向の断面
がＶ字形をした溝の斜面に光ビームスポツトを沿
わせて、情報の記録及び再生を行なう事で、光デ
イスクの従来の記録密度を倍増する事ができる方
法を提供できた。
がＶ字形をした溝の斜面に光ビームスポツトを沿
わせて、情報の記録及び再生を行なう事で、光デ
イスクの従来の記録密度を倍増する事ができる方
法を提供できた。
第１図及び第２図はＶ溝を設けた光デイスクの
構造を示す切欠斜視図、第３図はその光デイスク
の作り方を示す断面図、第４図はＶ溝からの反射
光の様子を示す図、第５図はレンズ面上での反射
回折光の様子を示す図、第６図には光検出器の一
例を示す平面図、第７図は第６図の光検出部Ｍで
の再生信号の一例を示す波形図、第８図は第４図
の幾何光学的説明図、第９図は略Ｖ字形溝の例を
表わす図、第１０図は金属薄膜の蒸発により記録
するデイスクの記録状態を示す断面図、第１１図
は穴ピツトにより予め情報が記録された光デイス
クの断面図、第１２図および第１３図はＶ溝への
記録の様子を示す斜視図、第１４図はＶ溝へのト
ラツキングの動作説明図、第１５図は同動作説明
波形図、第１６図はデイスク上の記録トラツクを
示す図である。 １……基材、２……紫外線硬化樹脂、３……感
光性記録材料、４……記録ピツト、５，６……ス
タンパ、７……レンズ、８……穴ピツト、９……
反射膜。
構造を示す切欠斜視図、第３図はその光デイスク
の作り方を示す断面図、第４図はＶ溝からの反射
光の様子を示す図、第５図はレンズ面上での反射
回折光の様子を示す図、第６図には光検出器の一
例を示す平面図、第７図は第６図の光検出部Ｍで
の再生信号の一例を示す波形図、第８図は第４図
の幾何光学的説明図、第９図は略Ｖ字形溝の例を
表わす図、第１０図は金属薄膜の蒸発により記録
するデイスクの記録状態を示す断面図、第１１図
は穴ピツトにより予め情報が記録された光デイス
クの断面図、第１２図および第１３図はＶ溝への
記録の様子を示す斜視図、第１４図はＶ溝へのト
ラツキングの動作説明図、第１５図は同動作説明
波形図、第１６図はデイスク上の記録トラツクを
示す図である。 １……基材、２……紫外線硬化樹脂、３……感
光性記録材料、４……記録ピツト、５，６……ス
タンパ、７……レンズ、８……穴ピツト、９……
反射膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光デイスク上に、その半径方向の断面がＶ字
形である溝を設け、前記溝のＶ字形を成す傾斜面
にレーザービームを照射することで、情報の記録
または再生を行なう光デイスク記録再生方式にお
いて、前記Ｖ字形溝の底と底の間隔を2P、前記
レーザービームの波長をλ、前記レーザービーム
の入射部の媒質の屈折率をｎとするとき、前記溝
の傾斜角θを、略々 tanθ＝λ／（4Pn） に設定することを特徴とする光デイスク記録再生
方式。 ２ Ｖ字形溝のレーザービーム入射側に接する媒
質の屈折率ｎが約1.5の時は、前記溝の両傾斜面
が成す角度が159度以上、166度以下である事を特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光デイス
ク記録再生方式。 ３ Ｖ字形溝のレーザービーム入射側に接する媒
質の屈折率ｎが約1.0の時は、前記溝の両傾斜面
が成す角度が149度以上、156度以下である事を特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光デイス
ク記録再生方式。 ４ 光デイスク上にレーザービームを絞るレンズ
の焦点距離をｆとした時に、そのレンズを通つて
くる反射光のうち、レンズ中心から光デイスク半
径方向にλf／2P離れた位置を中心とする反射光
を受光して情報を再生することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光デイスク記録再生方
式。 ５ デイスク上にレーザービームを絞つて照射す
るレンズに対してそのレンズ径より小さい径のレ
ーザービームを入射させることにより、前記レン
ズの外縁部にはレーザービームを入射させずに、
前記レンズの外縁部を通過してくる反射光を中心
として受光して情報の再生を行なう特許請求の範
囲第４項記載の光デイスク記録再生方式。 ６ 少なくとも２つの光検出部に分割された光検
出器を前記デイスクからの反射光路中に設置し、
前記デイスク上にレーザービームを絞つて照射す
るレンズの前記光検出器面への投影像の中心に対
称で、かつ、前記レンズ投影像の外縁部を含む様
に、前記２分割光検出部を配置して、前記デイス
クからの反射光を受光して信号再生することを特
徴とする特許請求の範囲第４項または５項記載の
光デイスク記録再生方式。 ７ Ｖ字形溝をスパイラル状に設け、光デイスク
上に絞られたレーザースポツトを前記スパイラル
溝に沿わせることによりデイスク回転と共に半径
方向に移動させるとともに、前記光デイスクの１
回転毎に、前記スポツトを前記移動の向きとは逆
の向きに、前記Ｖ溝の底と底の間隔の半分だけ移
動させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光デイスク記録再生方式。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55180685A JPS57105828A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Optical disk recording and reproducing system |
| US06/331,840 US4569038A (en) | 1980-12-19 | 1981-12-17 | Optical disk, high density optical disk system, and high density recording/reproducing method using the optical disk |
| CA000392640A CA1179059A (en) | 1980-12-19 | 1981-12-18 | Optical disks and recording and reproducing system using the same |
| EP81110606A EP0055439B1 (en) | 1980-12-19 | 1981-12-18 | Optical disks and recording and reproducing system using the same |
| DE8181110606T DE3175616D1 (en) | 1980-12-19 | 1981-12-18 | Optical disks and recording and reproducing system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55180685A JPS57105828A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Optical disk recording and reproducing system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57105828A JPS57105828A (en) | 1982-07-01 |
| JPH0226295B2 true JPH0226295B2 (ja) | 1990-06-08 |
Family
ID=16087509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55180685A Granted JPS57105828A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Optical disk recording and reproducing system |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4569038A (ja) |
| EP (1) | EP0055439B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57105828A (ja) |
| CA (1) | CA1179059A (ja) |
| DE (1) | DE3175616D1 (ja) |
Families Citing this family (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4534021A (en) * | 1981-12-10 | 1985-08-06 | Discovision Associates | Angularly multiplexed optical recording medium |
| JPS5936335A (ja) * | 1982-08-24 | 1984-02-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光デイスク記録再生方法および光デイスク |
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