JPH03116442A - 光ディスク装置および光ディスク - 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ｉ！　　レーザー光線等を用いて高速かつ高密度
に光学的な情報を再生　あるいは記法　消去する光ディ
スク装置および光ディスクに関するものであａ 従来の技術 レーザー光線を利用して高密度な情報の再生あるいは記
録を行なう技術は公知であり、主に光ディスクとして実
用化されていも　光ディスクは再生専用虱　追記乳　書
き換え型に大別することができも　再生専用型には例え
ば音楽情報を記録したコンパクト・ディスク（以下ＣＤ
と記す）があ４　　ＣＤは光ディスク上に８−１４変換
（ＥＦＭ）された音楽情報がパルス幅変調（ＰＷＭ）方
式であらかじめ記録しである。ＰＷＭ記録方式は記録マ
ークの長さと間隔を変化させて記録マークのエツジ位置
に情報を持たせるものである。また　追記型および消去
型は基板上に記録膜として金属薄風Ｔｅ合板　有機薄風
　強磁性薄膜等を設（す、レーザー光線の照射により記
録膜になんらかの変化を生じさせて信号を記録するもの
であり、これらの方法はレーザー光等の照射による記録
媒体の昇温を利用するた八　ヒートモードと呼ばれる。

ヒートモード記録の有する問題点の一つとして、記録マ
ーク形状が前後対称でなく先端近傍が細く終端近傍が太
くなって涙滴状に歪むという現象があり、これは記録マ
ークのエツジ位置のずれを起こし再生波形のジッタ増大
の原因となる。この現象は特に低線速度において大きい
た＆　　ＣＤフォーマットのＥＦＭ信号をＣＤなみの線
速度で追記型あるいは書き換え型光ディスクに記録する
場合に４１記録マークの歪を低減するために特開昭６３
−１６００１７号公報　特開昭６３−２６６６３３号公
報のような提案がなされていも　これらの方法は一つの
記録マークを形成するための記録波形を複数のパルスで
構成し　パルス幅を変化させることにより光ディスクに
照射される”熱”をコントロールして記録マークの歪を
低減するものであへ　まな　光ディスク装置はコンピュ
ータ用のデータレコーダとしても用いられていも　この
場合光ディスクはカートリッジに納められていも　そし
て光ディスクの種別や記録再生に必要な諸条件番よ　一
般にカートリッジに設けられたセンサーホール東　光デ
ィスク上のコントロールトラックに記録される。コント
ロールトラックには　例えば変調万人　光ディスクの回
転数　記録再生パワーの大きさ等が記録されており、こ
れを再生することにより光ディスク装置の内部条件を設
定すム　（例えば特開昭６４−１４７３１）発明が解決
しようとする課題 ＣＤ等の光ディスク装置に望まれる条件の一つく　構成
が簡単で低価格であることが上げられこれは記録あるい
は書き換え機能が付加されても同様である。この観点か
ら特開昭６３−１６００１７号公報特開昭６３−２６６
６３３号公報に示された方法（瓜　記録波形を複雑に成
形するため記録装置が複雑になるという欠点がある。ま
たＰＷＭ記録自体　記録パワーの変動で記録マーク長が
変化するので記録パワーマージンが狭いという課題を有
していも　また従来のデータレコーダ用光ディスク装置
で用いられている光ディスクの判別方法や記録再生のた
めの諸条件の設定方法をＣＤ等の光ディスク装置に採用
することにも問題がある。それはＣＤ等の光ディスクに
はカートリッジがないためセンサーホールが設けられな
いこと、コントロールトラックに記録再生の諸条件を記
録しそれを再生して、その情報に基づき光ディスク装置
の内部条件を設定する方法ζよ　光ディスク装置の構成
を複雑にししいては装置価格を高くずも　さらに光ディ
スクにコントロールトラックが存在するため録音時間が
短くなる。すなわ板　従来には簡単な構成で光ディスク
の種類を判定して光ディスク装置の内部条件を設定し　
かつ光学ヘッドの構成が簡単であり、　さらに記録ある
いは書き換え時におけるパワーマージンが広いといった
よう杖　音楽情報が記録・再生できる安価な光ディスク
装置はなかった課題を解決するための手段 上記課題を解決するたべ　スピンドルモーターに設置さ
れた光ディスクが再生専用型か、　追記型かあるいは書
き換え型かを判定する手段と、前記判定結果によってフ
ォーカスゲイン、　トラッキングゲインおよび信号処理
回路への信号振幅を調整する手段と、前記光ディスクが
再生専用型であれば再生信号パルス幅変調信号として二
値化処理ま追記型あるいは書き換え型であれば再生信号
をパルス位置変調信号として二値化処理する手段と、さ
らに信号を記録する場合にはパルス位置変調で記録する
手段を有する光ディスク装置を提案する。

さらには光ディスクの内周あるいは外周の一周に沿って
反射率もしくは透過率が異なる繰り返しパターンの領域
を設けも 作用 本発明による光ディスク装置および光ディスクによれば
　光ディスクの種類を判定して光ディスク装置の内部条
件を自動的に設定し　かつ記録あるいは書き換え時にお
けるパワーマージンが広いためパワー制御が簡単といっ
たような　音楽情報が記録・再生できる安価な光ディス
ク装置を提供することができも 実施例 以下図面を参照にしながら本発明の詳細な説明する。光
ディスクは現在様々な用途に使われており、その一つに
ＣＤがあ４　　ＣＤは再生専用型であるたべ　さらに記
録や書き換えができるような付加機能を設けようとする
試みがなされている。

しかしなが収　これまでに音楽情報が記録や書き換えが
でき＆　構成が簡単で安価な光ディスク装置は提案され
ていなかっ九　そこで発明者らはこれを実現する方法に
ついて詳細に検討し九　つまり以下の１）、　２）、３
）を満たす必要があもｌ）光学ヘッドは光ディスクが再
生専用凰　追記型　書き換え型にかかわらず同一であり
、使用する光源は単一の半導体レーザーであること、さ
らにＣＤの場合信号の再生方式は記録マークの有１１（
（に対応した反射光量の変化を検知して行なうた数　追
記諷　書き換え型も再生に関しては同様に反射光量の変
化を検知して行なうものである必要がある。

２）設置された光ディスクの種類を簡単な構成で判定す
も　この場合従来のセンサーホールを設ける方法はカー
トリッジを必要とするため不適当であり、またコントロ
ールトラックを設ける方法は装置構成を複雑にするのみ
ならず、コントロールトラックが存在するために録音時
間が短くなる、現行のＣＤにはコントロールトラックは
無く適用できない等の理由により不適当であム ３）信号を記録する場合や書き換える場合のパワーマー
ジンを広くしてパワー制御を容易にするために（よ　追
記型あるいは書き換え型の場合にはパルス位置変調（Ｐ
ＰＭ）記録方式を用いる。上記ｌ）、２）、３）を満た
す光ディスク装置として例えば第１図のブロック図のよ
うな光ディスク装置を提案すも　スピンドルモーター１
に設置される光ディスク２　Ｃ１再生専用概　追記監　
書き換え型のいずれかであり、追記型はアモルファス−
結晶間の状態変化を起こす相変化型あるいは記録膜にレ
ーザー照射で穴を空ける穴開は型等を用１、Ｘ、書き換
え型は相変化型を用いる。この光ディスクの種類の判定
は反射率の大きさで行なう。すなわち光学ヘッド３に組
み込まれた半導体レーザーの波長７８０ｎｍにおいて、
再生専用型光ディスクすなわちＣＤの反射率は７０％以
上であり、また追記型は１０〜２５鳳　　書き換え型は
２５〜４０％となるように光ディスクの記録膜厚および
構造を設計する。

光ディスクの具体的構成としては例えば　追記型として
はポリカーボネイト基板上にＴｅＰｄ０記録膜やＴｅＳ
　ｂＧｅ記録膜等を設けて作製でき、書き換え型として
はポリカーボネイト基板上に上下を保護膜ＺｎＳで挟ん
だＴｅＧｅ５ｎＡｕ記録膜あるいはＴｅ５ｅＧｅＳｂ記
録膜等を設けたのち記録膜を結晶化処理することにより
作製でき、これらの光ディスクは上記反射率範囲を満た
すことができる。ここで光ディスク２の反射率を反射率
モニター４で測定し　制御回路５により反射率が５０％
以上であれば再生専用風２５％以上５０％以下であれば
書き換え監２５％以下であれば追記型上判定する。スピ
ンドルモーターｌの回転数、　トラッキングゲイン、フ
ォーカスゲインはディスクの種類により必要に応じて調
整される。信号を再生する場合にζよ　その判定結果よ
りプリアンプ６の増幅率を調整し　二値化回路７への人
力信号の信幅を略一定とする。また二値化回路は光ディ
スクが再生専用型であれば再生信号をＰＷＭ信号として
処理し　追記型および書き換え型であればＰＰＭ信号と
して処理されるようにスイッチ９により切り替えられも
　二値化された信号＋ｉＰＷＭ信号はそのまま、ＰＰＭ
信号はフリップフロップ８を経てＰＷＭ信号に変換され
たのちＥＦＭ復調回路１０へ送られ　遂次音楽信号に変
換される。追記型光ディスクに信号を記録する場合には
ＥＦＭ変調回路１１からのＰＰＭ信号波形で半導体レー
ザーを直接駆動することにより行なう。

書き換え型光ディスクで古い信号を消しながら新しい信
号を記録する場合には　半導体レーザーを消去パワーと
さらに強い記録パワー間で変調することにより重ね書き
を行なう。相変化型光ディスクでは信号は結晶状態のト
ラック上にアモルファスのマークとして記録される力交
　弱めの消去パワーでアモルファスの記録マークを結晶
化させ、強めの記録パワーで記録膜を一旦溶かした後冷
却してアモルファスの記録マークを形成することができ
る。すなわちＥＦＭ変調回路１０からのＰＰＭ信号波形
で、半導体レーザーを記録パワーと消去パワーの２つの
レベルで変調することにより、　レーザースポットがト
ラック上を一回通るだけで古い・信号の消去と新しい信
号の記録が可能となる。この場合も信号の記録はＰＰＭ
方式で行なう。すなわち追記凰　書き換え型ともに記録
はＰＰＭ方式のた＆　　ＰＷＭ方式に比べて記録パワー
マージンが広く、光ディスク装置のパワー設定が非常に
容易になる。本装置では光ディスクの種類の判定方法と
して反射率の大きさの違いを利用した力（以下に示す本
発明による光ディスクを用いれば　フォーカスを入れる
前に光ディスクの内周または外周位置に設置した光セン
サーにおける出力変化で光ディスクの種類を判定し　光
ディスク装置の内部条件を設定することも可能であａ　
本発明による光ディスクの一例を第２図に示す。光ディ
スク１３の信号記録領域１４よりもさらに内周部の一周
に沿って反射率の異なる繰り返しパターン１５が設けで
ある。この反射率の異なる繰り返しパターンの形成方法
として（よ　例えば記録膜がアモルファス−結晶間で状
態変化を起こす相変化材料の場合、光ディスクの内周の
一周に沿ってレーザー光照射によって予め結晶領域とア
モルファス領域を設けて実現することができも　この方
法では結晶領域とアモルファス領域の反射率の大きさも
予め知ることができるた敢　信号を記録した場合の信号
振幅の大きさも推測でき、プリアンプ６の増幅率の設定
等の光ディスク装置の内部条件を設定するのに都合がよ
（℃　また　前記繰り返しパターン（友記録膜を一周に
沿って部分的に欠如させて、記録膜の有無により形成し
てもよ（〜　これは真空蒸着法やスパッタリング法によ
る記録膜形成時に光ディスク基板上にマスキングをする
ことにより容易に実現できる。さらには記録膜と加えて
反射膜を有する構造の光ディスクの場合に（友　記録膜
を形成する領域と反射膜を形成する領域を異ならせて、
繰り返しパターンを形成することも可能であａ例えば真
空蒸着法やスパッタリング法による記録膜形成時へ　光
ディスク基板上にマスキングをすることにより記録膜を
一周に沿って部分的に欠如させた後、全面に反射膜を形
成して、記録膜と反射膜の繰り返しによるパターンを形
成することができる。このような繰り返しパターンを有
する光ディスクの利用法として、例えば第３図に示すよ
うな光センサ−１６を内周部に設置した光ディスク装置
により、光ディスク１３を回転した後フォーカスを入れ
る前にこの繰り返しパターン１５の情報を読み取り、こ
れにより光ディスク装置の内部条件を設定ずａ　繰り返
しパターンには少なくとも光ディスクの種類を判別でき
る情報が記録され゛例えば追記型か書き換え型かあるい
は再生専用型かが判定される。なお再生専用型光ディス
クとして現行のＣＤを用いる場合（よ　繰り返しパター
ンは設けてないので反射率変化が検出されない場合を再
生専用型と判定する。以上のような光ディスク装置およ
び光ディスクを使用すれば　光ディスクの種類を簡単な
手段で判別して光ディスク装置の内部条件を設定するこ
とができも　まな　音楽信号を記録・再生するという観
点からすれは　録音時間はＣＤ並みの長さの６０分が必
要であも　現行のＣＤでは最長で７５分程度であるバ　
これはＰＷＭ方式で記録しであるためでありＰＰＭ方式
で記録した場合には約半分の３８分程度となる。しかし
ＰＷＭ記録は記録マークのエツジ位置を正確に検出する
必要があるた八　クロストークはおよそ一３５ｄＢ以上
必要である力（ＰＰＭでは記録マークの有無のみを検出
するためクロストークは一２６ｄＢ程度でよ（Ｘｏシた
がってトラックピッチを現行のＣＤＩ。

６μｍよりも狭くすることが可能となも　実験により求
めたクロストークとトラックピッチの関係を第４図に示
した　第４図よりトラックピッチを１゜２５μｍ程度ま
で挟めてもクロストークは一２８ｄＢ以上得られるたべ
　記録時間は３８ｘ　１，６／１．２５＝４８分となる
。さらに記録密度を高めるためには半導体レーザーの短
波長化を図ればよしも　記録波長を短くすることにより
トラックピッチ、記録マーク間隔共に狭くでき葛た八　
記録密度は記録波長の２乗に反比例ずム　現行のＣＤに
使用されている半導体レーザーの波長は７８０ｎｍであ
るかＬＰＰＭＰＰ上り６０分の記録時間を実現するため
には波長７００ｎｍ程度以下の半導体レーザーを用いれ
ばよｔ〜発明の効果 以上述べてきたよう艮　本発明による光ディスク装置お
よび光ディスクによれば　光ディスクが再生専用型か、
　追記型か、　書き換え型かを容易な手段で判定して光
ディスク装置の内部条件を自動的に設定し　簡単な光学
ヘッド構成で信号の再生、記扶　あるいは書き換えが可
能であり、かつ記録あるいは書き換え時におけるパワー
マージンが広いためパワー制御が簡単といったよう頓　
音楽情報が記録・再生できる安価な光ディスク装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ディスク装置の一例を示すブロ
ック医　第２図は本発明による光ディスクの一例を示す
諷　第３図は第１図とは異なる態様の本発明による光デ
ィスク装置の一例を示す諷第４図はクロストークとトラ
ックピッチの関係を示す図である。 ｌ・・・・スピンドルモーター　２．１３・・・・光デ
ィス久　３・・・・光学ヘラＫ　４・・・・反射率モニ
ター５・・・・制御回路　〇・・・・ブリアンス　７・
・・・二値化同格　８・・・・フリップフロップ、　９
・・・・スイッチ、ｌＯ・・・・ＥＦＭ復調回泳１ｌ・
・・・ＥＦＭ変調回ｉｉ＆１２・・・・レーザー駆動回
ｉ　　１４・・・・信号記録領域１５・・・・繰り返し
パターン、　１６・・・・光センサ−。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）スピンドルモーターに設置された光ディスクが再
   生専用型か、追記型かあるいは書き換え型かを判定する
   手段と、前記判定結果によってフォーカスゲイン、トラ
   ッキングゲインおよび信号処理回路への信号振幅を調整
   する手段と、前記光ディスクが再生専用型であれば再生
   信号をパルス幅変調信号として二値化処理し、追記型あ
   るいは書き換え型であれば再生信号をパルス位置変調信
   号として二値化処理する手段と、さらに信号を記録する
   場合には、パルス位置変調で記録する手段とを備えたこ
   とを特徴とする光ディスク装置。
2. （２）光ディスクの種類の判定を光ディスクからの反射
   率の大きさの違いで行なうことを特徴とする請求項１記
   載の光ディスク装置。
3. （３）光ディスクからの反射率があらかじめ設定された
   値よりも大きければ前記光ディスクを再生専用型と判定
   し、小さければ追記型かあるいは書き換え型と判定処理
   することを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
4. （４）光ディスクを回転させて、フォーカスを入れる前
   に光ディスクの内周または外周位置に設置した光センサ
   ーにおける出力変化で光ディスクの種類を判定すること
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
5. （５）光源が波長７００ｎｍ以下の半導体レーザーであ
   ることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
6. （６）内周あるいは外周の一周に沿って反射率もしくは
   透過率が異なる繰り返しパターンの領域を設けてあるこ
   とを特徴とする光ディスク。
7. （７）記録膜がアモルファス−結晶間で状態変化を起こ
   す相変化材料であり、前記繰り返しパターンの反射率の
   小さい領域あるいは透過率の大きい領域をアモルファス
   状態とし、反射率の大きい領域あるいは透過率の小さい
   領域を結晶状態とすることを特徴とする請求項６記載の
   光ディスク。
8. （８）記録膜を一周に沿って部分的に欠如させて前記繰
   り返しパターンを設けてあることを特徴とする請求項６
   記載の光ディスク。
9. （９）記録膜とさらに少なくとも反射膜を有する光ディ
   スクにおいて、記録膜を作製する領域と反射膜を作成す
   る領域を異ならせて、前記繰り返しパターンを設けてあ
   ることを特徴とする請求項６記載の光ディスク。