JPH0231331A - 光情報記録媒体および光メモリ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報を記録する光情報記録媒体を備え、この
光情報記録媒体に光ビームを投射し、その反射光により
情報の再生を行う光メモリ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の従来の光メモリ装置は、情報が記録される光情
報記録媒体と、光情報記録媒体に記録されている情報を
読み出す光学ヘッドと、光学ヘッドにて読み出された情
報からディジタルの再生信号を得る信号検出回路とを備
えている。そして、光学ヘッドは光情報記録媒体にレー
ザ光を投射すると共に、その反射光を入力して再生信号
を出力し、信号検出回路は上記の再生信号をディジタル
再生信号に変換するようになっている。信号検出回路は
、再生信号における情報パルスのピーク位置を検出する
ピーク位置検出回路、あるいは情報パルスの長さおよび
間隔を検出する振幅検出回路を有しており、これら何れ
かの回路によって上記の再生信号からディジタル再生信
号が得られるようになっている。

即ち、第６図に示すように、光情報記録媒体には、ディ
ジタルデータ（ａ）に対し、記録情報として（ｂ）に示
す記録マークが記録される。そして、この記録マークを
光学ヘッドにて読み取ることにより、再生信号（Ｃ）が
得られる。ここで、信号検出回路がピーク位置検出回路
を存している場合、上記の再生信号（ｃ）を入力した信
号検出回路からは、負方向のピーク位置と立ち上がり部
の一致するディジタル再生信号（ｄ）が得られる一方、
信号検出回路が振幅検出回路を有している場合、信号検
出回路からは負方向のピーク位置に対して所定幅でハイ
レベルとなるディジタル再生信号（ｅ）が得られる。そ
して、これらディジタル再生信号から、再生情報として
のディジタルデータ（ｆ）を得るものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の構成では、光情報記録媒体の記録
密度を高め、記録容量の増大を図ることが困難であると
いう問題点を有している。

即ち、上記の構成の場合、光情報記録媒体の記録密度を
高めるためには記録マークの寸法をさらに小さくしなけ
ればならない。しかしながら、記録マークは小さくなる
程、光情報記録媒体への記録が困難になる。例えば、レ
ーザ光を光情報記録媒体上に集光して記録マークを記録
する場合、レーザビームの絞り込み度、光情報記録媒体
の特性、および周囲温度等により、記録マークは小さく
なるほど適切に形成することが困難となる。これは記録
マークを転写によって形成する場合も同様であり、プラ
スチック成形によって記録マークを転写する場合には特
に困難である。従って、記録マークを小型化することに
より記録密度を高めるのは困難であり、従来の構成は記
録密度を増大させるのに不向きである。尚、説明の便宜
上、記録マークは１個の符号と対応した孤立マークとし
て説明しているが、記録マークを複数個の符号と対応さ
せ、記録マーク以外の部位と同寸法となるように形成し
た場合であっても同様に、記録密度を高める点において
は不十分である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光メモリ装置は、上記の課題を解決するために
、情報としての第１記録マークと第２記録マークとが記
録され、これら両記録マークは、光学ヘッドとの相対移
動方向における端部が第１符号と第２符号との２個の符
号からなるディジタル情報の第２符号に対応すると共に
、光学ヘッドから投射された光ビームが上記の端部に照
射されたときにのみ、光の回折により、光学ヘッドへの
入射光量が減少して光学ヘッドから出力される再生信号
に情報パルスを生じるように形成され、かつ第２記録マ
ークは、両端部間の部位が上記の第２符号に対応すると
共に、光学ヘッドから投射された光ビームが両端部間に
照射されたときに、光の回折により、光学ヘッドへの入
射光量が減少して光学ヘッドから出力される再生信号の
レベルを基準値よりも低下させるように、第１記録マー
クよりも狭い幅に形成されている光情報記録媒体と、上
記の光情報記録媒体における第１記録マークの幅よりも
小さく、かつ第２記録マークの幅よりも大きい径の集光
スポットを有する光ビームを光情報記録媒体に投射し、
その反射光を入力して再生信号を出力する光学ヘッドと
、この光学ヘッドから得られる再生信号の情報パルス、
および基準値以下となるときにおける情報パルス間の部
位を第２符号として検出し、上記の再生信号をディジタ
ル再生信号に変換する信号検出回路とを備えている構成
である。

〔作　用〕

上記の構成によれば、光情報記録媒体の第１記録マーク
と第２記録マークとは、光学ヘッドとの相対移動方向に
おける端部がディジタル情報の一方の符号である第２符
号に対応すると共に、光学ヘッドから投射された光ビー
ムが上記の端部に照射されたときにのみ、光学ヘッドか
ら出力される再生信号に情報パルスを生じるように形成
され、かつ第２記録マークは、両端部間の部位がディジ
タル情報の第２符号に対応すると共に、光学ヘッドから
投射された光ビームが両端部間に照射されたときに、光
学ヘッドから出力される再生信号のレベルを基準値より
も低下させるように、第１記録マークよりも狭い幅に形
成されている。このように第１と第２の記録マークが形
成されることにより、個々の記録マークに多数の情報を
含ませることができるので、記録密度を高めることが可
能となる。具体的には、例えば両記録マークが光ビーム
の入射方向に向かって凸状に形成される場合、第１記録
マークを小さく突出させ、光ビームにおける集光スポッ
トの直径よりも長くて広い幅に形成し、第２記録マーク
を小さく突出させ、かつ上記の集光スポットの直径より
も長く形成すると上記の情報パルスが発生し易い。また
、このように記録マークを形成すると、記録マークを適
切な形状に形成するのが容易となる。従って、例えばプ
ラスチック成形等においても記録マークの転写が容易に
なる。

一方、光学ヘッドは光情報記録媒体における第１記録マ
ークの幅よりも小さく、かつ第２記録マークの幅よりも
大きい径の集光スポットを有する光ビームを光情報記録
媒体に投射し、その反射光を入力して再生信号を出力す
る。そして、信号検出回路は光学ヘッドから得られる再
生信号の情報パルス、および情報パルス間の基準値以下
となる部位を第２符号として検出し、上記の再生信号を
ディジタル再生信号に変換する。これによって情報の再
生が可能となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づいて以下
に説明する。

本発明に係る光メモリ装置は、第１図に示すように、光
情報記録媒体としての光ディスク１と、光学ヘッド２と
、信号検出回路３とを備えている。

上記の光ディスク１は光学ヘッド２に対して移動可能と
なっている。光ディスク１には、第２図に示すように、
ディジタル情報としてのディジタルデータ（ｈ）に対し
て、（ｉ）に示す情報としての第１記録マークである記
録マークＡ、および第２記録マークである記録マークＢ
が記録される。記録マークＡは、光学ヘッド２との相対
移動方向における端部、即ちエツジ部が、Ｏに囲まれた
１個の１に対応している。尚、０は第１符号を成し、１
は第２符号を成している。一方、記録マークＢは、エツ
ジ部およびエツジ部間の部位が１と対応しており、記録
マークＢ全体として１１１１と対応している。これに対
し、記録マークＡにおけるエツジ部間の部位、および記
録マークＡ−Ｂ以外の部位である非マーク部が０と対応
している。

そして、記録マークＡ−Ｂは光学ヘッド２から投射され
た光ビームとしてのレーザ光が上記のエツジ部に照射さ
れたときにのみ、光の回折により、光学ヘッド２への入
射光量が減少して光学ヘッド２から出力される再生信号
に情報パルスを生じるように形成されている。さらに、
記録マークＢは光学ヘッド２から投射された光ビームが
両エツジ部間に照射されたときに、光の回折により、光
学ヘッド２への入射光量が減少して光学ヘッド２から出
力される再生信号のレベルを基準値よりも低下させるよ
うに、記録マークＡよりも狭い幅に形成されている。即
ち、記録マークＡ−Ｂが光学ヘッド２からのレーザ光の
入射方向に突出したいわゆるピットである場合、例えば
記録マークＡ・Ｂのエツジ部に投射されたレーザ光に対
して、記録マークＡ−Ｂのエツジ部と非マーク部とにお
ける光の回折が生じ、光学ヘッド２への入射光量が減少
して、光学ヘッド２の出力に負方向の情報パルスが生じ
ることになる。

光学ヘッド２は、光ディスク１における記録マ−クＡの
幅よりも小さく、かつ記録マークＢの幅よりも大きい径
の集光スポット４を有するレーザ光を光ディスク１に投
射し、その反射光を入力して上記の再生信号を出力する
ようになっている。

光学ヘッド２は入射光を電気信号に変換する光検出器（
図示せず）を有しており、上記の反射光の光量に応じた
レベルの再生信号を出力するようになっている。

信号検出回路３は、光学ヘッド２から入力された再生信
号の情報パルス、および情報パルス間の基準値以下とな
る部位を第２符号である１として検出し、再生信号をデ
ィジタル再生信号に変換する。即ち、信号検出回路３は
、再生信号における情報パルスのピーク位置を検出する
ピーク位置検出回路、および基準値以下の情報パルスの
長さおよび間隔を検出する振幅検出回路を有しており、
これら両回路によって上記の再生信号からディジタル再
生信号が得られるようになっている。

上記の構成において、光学ヘッド２から投射されたレー
ザ光が光ディスク１における記録マークＡ−Ｂ以外の非
マーク部に入射すると、この光はほぼそのまま反射して
光学ヘッド２に入射する。

これにより、第２図に示すように、光学へラド２から出
力される再生信号（ｊ）はハイレベルとなる。また、上
記のレーザ光が光ディスク１における記録マークへのエ
ツジ部に照射されると、記録マークＡと非マーク部とか
らの反射光が干渉し、光の回折が生じる。従って、光学
ヘッド２に入射する反射光の光量は少なくなり、再生信
号（ｊ）には負方向の情報パルスが生じる。これは、上
記のエツジ部における回折効率が他の部分よりも大きい
ためである。さらに、レーザ光が記録マークＡのエツジ
部間に照射されると、反射光の回折はほとんど無く、再
生信号（ｊ）はハイレベルとなる。

一方、光学ヘッド２から投射されたレーザ光が光ディス
ク１における記録マークＢのエツジ部に照射されると、
上記の記録マークＡの場合と同様、再生信号（ｊ）には
負方向の情報パルスが生じる。また、上記のレーザ光が
記録マークＢのエツジ部間に照射されると、レーザ光の
集光スポット４の径が記録マークＢの幅よりも大きいの
で、反射光の回折が生じ、再生信号（ｊ）は基準値より
も低いレベルとなる。

ここで、第３図ないし第５図により、再生信号について
の計算機シミュレーションの結果の一例を示す。

第３図は第４図および第５図の再生信号についての計算
機シミュレーションにおける記録マークＣと集光スポッ
ト４との関係を示す説明図である。同図において、例え
ば記録マークＣは、長さが４μｍ、幅がＷ、エツジ部の
湾曲部が半径Ｗ／２の半円であり、紙面垂直方向の深さ
または高さがＤである。集光スポット４はガウシアンビ
ームであり、その半径（ビーム中心強度の１／ｅ２倍に
なる円における半径）は、０．６５μｍである。集光ス
ポット４の走行方向は、記録マークＣの長袖方向であり
、記録マークＣ中央と集光スポット４の中心距離を同図
の上部に示す。また、記録マークＣを形成した光ディス
ク１の基板の屈折率は１．５、紙面縦方向における隣接
トラックとのピッチは１．６μｍであり、対物レンズの
開口率は０．５５、集光スポット４を形成するレーザ光
の波長は０．７８μｍである。

第４図は記録マークＣの深さまたは高さＤが、Ｄ＝０．
１３μｍであるときのシミュレーション結果を示してい
る。同図のグラフにおいて、横軸が集光スポット４の走
査方向であり、記録マークＣ中央と集光スポット４の中
心との距離を示す。縦軸は光検出器へ入射する再生光の
強度を示す。但し、光の干渉が生じていないときの光量
で規格化しである。光検出器におては、これに相当する
再生信号が得られる。そして、記録マークＣの幅Ｗ（エ
ツジ部の湾曲部の半径の２倍の寸法）を、０゜４　ａｍ
、　０．６　ａｍ、　０．８　μｍ、　１．０　μｍ、
　１．４　ｐｍ、１．８μｍとし、これら７種について
再生波形をシミュレーションした。その結果、Ｗ＝１．
４μｍおよび１．８μｍのとき、記録マークＣのエツジ
部にてパルスが顕著であった。

また、第５図は、記録マークＣの深さまたは高さＤが、
Ｄ＝０．０６５μｍであるときのシミュレーション結果
を示している。同図を前記の第４図と比較すると、全体
的に信号振幅は小さくなっているものの、全体的な傾向
は第４図と同様である。

上記のシミュレーションの結果よれば、記録マークＣの
深さまたは高さＤについては、約０．１３μｍのときに
情報パルスを大きくすることができる。これは、回折の
効果を最大にするときの方程式、 ｎＸｄＸ２＝λ／２ 但し、ｎ：基板の屈折率 ｄ：記録マークＣの深さまたは高さ λ：レーザ光の波長 により得られる値であり、記録マークＣの深さまたは高
さＤ＝０．１３μｍのとき、記録マークＣのエツジ部に
おける情報パルスが最大であることを示している。

また、記録マークＣの幅Ｗ（エツジ部の湾曲部の半径の
２倍の寸法）にっていは、Ｗ＝１．８μｍおよび１．４
μｍのとき、情報パルスが顕著であり、Ｗ＝１．０μｍ
および０．８μｍのときも、エツジ部でのパルスはまだ
残っており、記録マークＣの中央部でのレベルが徐々に
下がっていることが分かる。

また、このシミュレーションは、上記のような条件下に
て行ったものであるが、これ以外に例えばガラス基板の
屈折率、レーザ光の波長λ、あるいは対物レンズの開口
率等の条件が変われば、当然これに応じて、最適な記録
マークＣの幅、および深さまたは高さも変化する。

次に、再生信号（ｊ）は信号検出回路３に入力され、ピ
ーク位置検出回路からは、再生信号（ｊ）の情報パルス
における負方向のピーク位置に対して立ち上がり部の一
致するディジタル再生信号（ｋ）が得られる。一方、振
幅検出回路からは、再生信号（ｊ）の情報パルスにおけ
る負方向のピーク位置、および基準値よりも低いレベル
の部位に対して所定幅でハイレベルとなるディジタル再
生信号（ｆｆｉ）が得られる。そして、これらディジタ
ル再生信号（ｋ）　　　（ｌのパルスはディジタルデー
タ（ｈ）の１と対応しているので、両信号（ｋ）　　・
　（２）から再生情報としてのディジタルデータ（ｍ）
が得られる。

〔発明の効果〕

本発明に係る光メモリ装置は、以上のように、情報とし
ての第１記録マークと第２記録マークとが記録され、こ
れら両記録マークは、光学ヘッドとの相対移動方向にお
ける端部が第１符号と第２符号との２個の符号からなる
ディジタル情報の第２符号に対応すると共に、光学ヘッ
ドから投射された光ビームが上記の端部に照射されたと
きにのみ、光の回折により、光学ヘッドへの入射光量が
減少して光学ヘッドから出力される再生信号に情報パル
スを生じるように形成され、かつ第２記録マークは、両
端部間の部位が上記の第２符号に対応すると共に、光学
ヘッドから投射された光ビームが両端部間に照射された
ときに、光の回折により、光学ヘッドへの入射光量が減
少して光学ヘッドから出力される再生信号のレベルを基
準値よりも低下させるように、第１記録マークよりも狭
い幅に形成されている光情報記録媒体と、上記の光情報
記録媒体における第１記録マークの幅よりも小さく、か
つ第２記録マークの幅よりも大きい径の集光スポットを
有する光ビームを光情報記録媒体に投射し、その反射光
を入力して再生信号を出力する光学ヘッドと、この光学
ヘッドから得られる再生信号の情報パルス、および基準
値以下となるときにおける情報パルス間の部位を第２符
号として検出し、上記の再生信号をディジタル再生信号
に変換する信号検出回路とを備えている構成である。

それゆえ、第１・第２記録マークの端部、および第２記
録マークの幅が情報と対応し、１個の記録マークに多数
の情報を含ませることができるので、光情報記録媒体に
おける記録密度を高めることが可能となり、記録容量の
増大を図ることができる。また、単に記録マークを小型
化することによって記録密度を高めるものではないから
、記録マークを大きく形成することが可能である。従っ
て、記録マークを適切な形状に形成するのが容易となり
、例えば、プラスチック成形等においても記録マークの
転写が容易となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図は光メモリ装置の主要部を示すブロック図
、第２図は記録マークと光メモリ装置の各部における信
号波形との関係を示す説明図、第３図は第４図および第
５図に示した再生信号についての計算機シミュレーショ
ンにおける記録マークと集光スポットとの関係を示す説
明図、第４図は記録マークの深さまたは高さを０．１３
μｍとしたときにおける計算機シミュレーションの結果
を示すグラフ、第５図は記録マークの深さまたは高さを
０．０６５μｍとしたときにおける計算機シミュレーシ
ョンの結果を示すグラフ、第６図は従来例を示すもので
あって、記録マークと光メモリ装置の各部における信号
波形との関係を示す説明図である。 １は光ディスク（光情報記録媒体）、２は光学ヘッド、 ３は信号検出回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報としての第１記録マークと第２記録マークとが
   記録され、これら両記録マークは、光学ヘッドとの相対
   移動方向における端部が第１符号と第２符号との２個の
   符号からなるディジタル情報の第２符号に対応すると共
   に、光学ヘッドから投射された光ビームが上記の端部に
   照射されたときにのみ、光の回折により、光学ヘッドへ
   の入射光量が減少して光学ヘッドから出力される再生信
   号に情報パルスを生じるように形成され、かつ第２記録
   マークは、両端部間の部位が上記の第２符号に対応する
   と共に、光学ヘッドから投射された光ビームが両端部間
   に照射されたときに、光の回折により、光学ヘッドへの
   入射光量が減少して光学ヘッドから出力される再生信号
   のレベルを基準値よりも低下させるように、第１記録マ
   ークよりも狭い幅に形成されている光情報記録媒体と、
   上記の光情報記録媒体における第１記録マークの幅より
   も小さく、かつ第２記録マークの幅よりも大きい径の集
   光スポットを有する光ビームを光情報記録媒体に投射し
   、その反射光を入力して再生信号を出力する光学ヘッド
   と、 この光学ヘッドから得られる再生信号の情報パルス、お
   よび基準値以下となるときにおける情報パルス間の部位
   を第２符号として検出し、上記の再生信号をディジタル
   再生信号に変換する信号検出回路とを備えていることを
   特徴とする光メモリ装置。