JPH0721569A - 光ディスク、光ディスク再生装置及び光ディスクの記録再生方法 - Google Patents

光ディスク、光ディスク再生装置及び光ディスクの記録再生方法

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JPH0721569A
JPH0721569A JP5166703A JP16670393A JPH0721569A JP H0721569 A JPH0721569 A JP H0721569A JP 5166703 A JP5166703 A JP 5166703A JP 16670393 A JP16670393 A JP 16670393A JP H0721569 A JPH0721569 A JP H0721569A
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pit
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optical disk
light
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Takayuki Nomoto
貴之 野本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、光ディスク、光ディスク再生装置
及び光ディスクの記録再生方法に関し、高密度記録が可
能な光ディスク、この光ディスクを再生するための光デ
ィスク再生装置、及び、この光ディスクを記録再生する
ための光ディスクの記録再生方法を提供することを目的
とする。 【構成】 照射レーザ光を照射しその反射レーザ光に基
づいて、読取可能な情報が記録された情報担持面を有す
る光ディスクであって、情報が情報担持面上に表面変形
部として記録されており、該表面変形部は、記録される
べき情報に基づいてその形状が相違し、照射レーザ光が
照射された場合に反射レーザ光の偏光特性を相違させる
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク、光ディス
ク再生装置及び光ディスクの記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に示すように、音楽情報や映
像情報を、情報記録面95上における情報ピット91の
ピット長さをパラメータとする信号に変換して記録し、
再生時には、この情報ピット91にレーザ光を所定の直
径を有するビームスポットLSで照射し、その回折反射
光をフォトダオード等から成る光検出器で検出して電気
信号として出力し、この電気信号中から記録されていた
音楽情報や映像情報を、記録時とは逆の信号変換を施し
て抽出し出力する光ディスク92及びこの光ディスク9
2を再生するための光ディスク再生装置が知られてお
り、その例としてコンパクトディスク(CD)やレーザ
ディスク(LD)等が知られている。なお、図3におい
て、93は基板を示し、94は保護層を示している。
【0003】以上のように、現行の光ディスクでは、光
ビームがディスク上を走査した際のピットの有無による
反射光量の変化を用いて信号を読出している。これらの
光ディスクの情報記録密度は、図4に示す情報ピット9
1のピット列の中心線であるトラックどうしの間隔、す
なわちトラックピッチP1 の値によって決まる。従っ
て、現在、より多くの情報をディスクに記録すべく、ト
ラックピッチの値を現状の値よりさらに狭めるための各
種の試みがなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図3及び図4
に示す例のような場合には、問題は生じないが、例え
ば、図5に示すように、トラックピッチを従来の値P1
よりも小さい値P2 (例えばP2 =P1 /2)に設定す
ると、レーザ光のビームスポットLSの範囲内に、読み
とられるべき情報ピット91Aの他に両隣のトラックの
情報ピット91B、91Cが含まれてしまう事になる。
従って、このままではクロストーク量が多くなり、実用
に耐えない。そこで、隣のトラックからの信号の漏れ込
み(クロストローク)を防ぐため、ビームスポットLS
の直径に対して充分にトラックピッチを広げねばなら
ず、これは光ディスクの高密度記録の障害になってい
た。
【0005】そのため、レーザ光のビームスポットLS
の直径をさらに縮小し、高密度記録を行う試みがなされ
ている。一般に、レーザスポットLSの半径Wは以下の
式で表わされる。
【0006】
【数1】 ここで、NAは対物レンズOLの開口数と呼ばれる量で
あり、λはレーザ光の波長を表す。
【0007】従って、レーザビーム直径wを小さくする
ためには、波長λを小さくするか、開口数NAを大きく
すればよい。しかし、波長λは小さくして、現行の1/
2程度であり、NAは1割増し程度で、この方式では、
飛躍的な密度の向上は望めない。
【0008】一方、1つのピットに複数の情報を持たせ
て高密度記録を行う方法がいくつか提案されている(特
願平03−187746)(特願平04−00784
0)。この方法では、ビームスポットの縮小化による高
密度化の効果も併せて考えることができ、光ディスクの
高密度記録をより向上させることが可能になる。
【0009】しかしながら、上記の方法は、光の回折現
像を用いてピットの形状をパターン認識するものであ
り、この方法では、隣のピットによる影響及びビームス
ポットの相対位置ずれによる影響が大きく、充分に記録
密度を向上させることができなかった。
【0010】そこで、本発明は、高密度記録が可能な光
ディスク、この光ディスクを再生するための光ディスク
再生装置、及び、この光ディスクを記録再生するための
光ディスクの記録再生方法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光ディスク
は、照射レーザ光を照射しその反射レーザ光に基づい
て、読取可能な情報が記録された情報担持面を有する光
ディスクであって、前記情報は、情報担持面上に表面変
形部として記録されており、該表面変形部は、記録され
るべき情報に基づいてその形状が相違し、照射レーザ光
が照射された場合に反射レーザ光の偏光特性を相違させ
るように構成されていることを特徴とする。
【0012】本発明に係る光ディスク再生装置は、請求
項1,2,又は3記載の光ディスクから情報を再生する
光ディスク再生装置であって、光ディスクの情報担持面
に照射レーザ光を照射する光ビーム照射手段と、前記情
報担持面からの反射レーザ光の偏光の互いに直交する第
1成分及び第2成分を検出する光検出手段と、該光検出
手段からの第1成分及び第2成分に基づいて情報担持面
上の情報を求める演算手段と、を含むことを特徴とす
る。
【0013】本発明に係る光ディスクの記録再生方法
は、照射レーザ光を反射してその反射レーザ光に基づい
て読取可能な情報が記録された情報担持面を有する光デ
ィスク情報を記録する場合には、前記情報を情報担持面
上に表面変形部として記録して、該表面変形部を、記録
されるべき情報に基づいてその形状を相違させ、照射レ
ーザ光が照射された場合に反射レーザ光の偏光特性を相
異させるように構成し、光ディスクから情報を再生する
場合には、光ディスクの情報担持面に照射レーザを照射
し、前記情報担持面からの反射レーザ光の偏光の互いに
直交する第1成分及び第2成分を検出し、前記第1成分
及び第2成分に基づいて情報担持面上の情報を求めるこ
とを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明では、表面変形部(例えばピット)の形
状により反射光の偏光特性が変化することを利用してピ
ットの検出を行なっており、以下、詳述する。
【0015】文献“Zero-reflectivity high spatial-f
requency rectangular-groove dielectric surface-rel
ief gratings”(APPLIED OPTICS vo1.25 no.24 86-12-1
5 )に示されるように、波長と同程度もしくはそれ以下
の周期を持つ回折格子に読取りレーザビームを照射した
とき、そのグルーブ形状によりp偏光及びs偏光の反射
光量が変化する。
【0016】本発明は、この特性を利用したものであ
る。すなわち、周期的に並んでいるピット列は2次元グ
ループ列とみなすことができるのでピット各々に異なる
形状を持たせ、ピットの形状を反射光の偏光特性により
検出するものである。
【0017】なお、ピットの形状としては、記録される
べき情報に基づいて、その深さが相違してもよいし、あ
るいは、そのディスク円周方向長さが及びディスク半径
方向長さが相違してもよい。
【0018】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。図1には、本発明による光ディスクのピッ
ト列が示されている。
【0019】図1(A)には、記録されるべき情報に基
づいてピットの深さが相違する例を示している。図1
(A)において、ピットは、ほぼ等間隔で並んで
おり、また、ピットのトラックピッチもこのピッ
ト間間隔とほぼ同様であると考える。
【0020】ピットの形状について説明すると、
ピットは、その平面的形状は同様であるが、その
深さdは相違しており、すなわち、ピットはその深
さがd1 であり、ピットはその深さがd2 である(d
1 <d2 )。なお、はピットの形成されていない部分
を示し、その深さはd3 =0である。
【0021】以上のピットに円偏光の入射ビー
ム光10を照射すると、ピットの深さに基づいて反射光
12の偏光特性が変化する。すなわち、深さがd1 であ
る浅いピットについては、反射光12は、ディスク
円周方向に長い楕円偏光になり、深さがd2 であるピッ
トについては、反射光12は、ディスク半径方向に長
い楕円偏光になる。なお、ピットの形成されていない部
分については、反射光12は、入射光10とほぼ同様
の円偏光になる。
【0022】そして、互いに直交する2つの偏光成分を
検出し、偏光のX軸成分及びY軸成分を信号S1 ,S2
とすると、信号S1 ,S2 の信号分布は、ピット形状に
よって一意的に決まることが分かる。従って、この信号
1 ,S2 の信号分布から3通りのピット形状を
検出することができる。
【0023】ここでは、ピットの深さが3種類の場合に
ついて説明したが、4種類以上の場合でもできることは
もちろんである。次に、図1(B)には、記録されるべ
き情報に基づいてピットのディスク円周方向の長さ及び
ディスク半径方向の長さが相違する列が示されている。
【0024】図1(B)において、ピットは、ほ
ぼ等間隔で並んでおり、また、ピットのトラック
ピッチもこのピット間間隔とほぼ同様であると考える。
ピットの形状について説明すると、ピット
はその深さが同様であるが、その平面的形状が相違して
いる。すなわち、ピットはディスク円周方向に長く、
ピットはディスク半径方向に長くピットはディスク
円周方向及びディスク半径方向に長さが等しい。なお、
はピットの形成されていない部分を示す。
【0025】以上のピットに円偏光の入射ビーム
光10を照射すると、ピットの平面的形状に基づいて反
射光12の偏光特性が変化する。すなわち、ディスク円
周方向に長いピットについては、反射光12は、ディ
スク円周方向に長い楕円偏光になり、ディスク半径方向
に長いピットについては、反射光12は、ディスク半
径方向に長い楕円偏光になり、ディスク円周方向及びデ
ィスク半径方向に長さが等しいピットについては、反
射光12は入射光10より小さい円偏光になる。なお、
ピットの形成されていない部分については、反射光1
2には、入射光10とほぼ同様の円偏光になる。
【0026】そして、互いに直交する2つの偏光成分を
検出し、偏光のX軸成分及びY軸成分を信号S1 ,S2
とすると、信号S1 ,S2 の信号分布は、ピット形状に
よって一意的に決まることが分かる。従って、この信号
1 ,S2 の信号分布から4通りのピット形状
を検出することができる。それゆえ、前記図1(A)の
3通りと比較して、ピット間距離が同様であるならば、
記録密度が高い。
【0027】なお、図1(B)において、信号を010
010のようなデジタル信号と想定した場合、しきい値
以上、以下をそれぞれ1.0とすると、ピット
は、それぞれ信号(1.0),(0.1),(1.
1),(0.0)になる。従って、1つのピットから2
ビットの信号を得ることができる。
【0028】ここでは、ディスクの円周方向に対して平
行又は垂直な方向に細長いピットを形成しているが、デ
ィスクの円周方向に対して、±45゜の方向に細長いピ
ットを形成することもできる。
【0029】以上、図1(A)及び(B)において、深
さの異なる又は形状の異なるピット(基板に対して凹凸
のあるもの)について説明したが、これらのピットを光
磁気ディスクの磁気的に記録された部分の形状とするこ
ともできる。すなわち、光磁気ディスクでは、磁気的に
記録された部分のカー回転角の変化(偏光特性の変化)
を用いて信号を読み出しているが、磁気的な記録部分の
平面形状を例えば図1(A)又は(B)のように変化さ
せて記録し、偏光特性変化により情報を読み出すことが
できる。更に、磁気的記録部分の物質を反射光の偏光特
性が種々変化するように選択することもできる。
【0030】次に、図2には、光ディスク再生装置が示
され、(A)はその光学系を示し、(B)は(A)の要
部を示す。前記図1(A),(B)に示される反射光の
偏光特性は、この図2の光ディスク再生装置により検出
され、すなわち、光ディスク再生装置は、反射光の偏光
特性を互いに直交する2つの偏光成分で検出している。
なお、図2の光ディスク再生装置は、光磁気ディスクの
信号検出系とほぼ同様な検出系を使用しており、詳細に
ついては、文献「光磁気ディスクの基本構成と原理」電
子材料1988年7月、P28〜33を参照されたい。
【0031】図2(A)において、半導体レーザ20か
ら入射レーザ光はコリメータレンズ22で平行ビームに
された後、1/4波長板32により円偏光され、ビーム
スプリッタ24のハーフミラー面24aを透過し、反射
ミラー26で反射され、対物レンズ28で光ディスク3
0の情報担持面上に集光される。この光ディスク30の
情報担持面で反射された反射レーザ光は、対物レンズ2
8を通り、反射ミラー26で反射され、ビームスプリッ
タ24のハーフミラー面24aで反射されて光路を直角
に曲げられる。このビームスプリッタ24のハーフミラ
ー面24aで反射された反射レーザ光は、図2(B)に
示されるように、偏光ビームスプリッタ34に到達し、
反射レーザ光の任意の偏光成分は、偏光ビームスプリッ
タ34の偏光面34aを透過して第1光検出器36で検
出され、一方、反射レーザ光の前述の偏光成分と垂直な
方向の偏光成分は、偏光ビームスプリッタ34の偏光面
34aで反射して第2光検出器38で検出される。
【0032】そして、上記図2の光ディスク再生装置に
おいては、第1光検出器36及び第2光検出器38によ
り、反射ビーム光の偏光特性(図1参照)を互いに直交
する2つの偏光成分より検出することができる。
【0033】次に、前記図1(A),(B)のピットを
モデルにして計算を行なったところ、以下の時検出が可
能であった。 <使用ビームパラメータ> 波長:0.63μm、 NA:0.53、 円偏光 (ビーム径 CDの1/1.47) <ディスク> アルミ反射膜、ピット間距離:0.5μm ピット形状 (1)3段階深さ(図1(A)の場合) …(0.4×0.2)μm(縦横比) 深さ0.2及び0.1μmの2通り (2)縦横比検出(図1(B)の場合) …(0.4×0.2)、(0.2×0.4)、(0.3
×0.3)μmの3通り、深さ0.1μm 記録密度(現行CDは1.0Mbits/mm2 ) (1)3段階深さ(図1(A)の場合)…6.34Mbit
s/mm2 (2)縦横比検出(図1(B)の場合)…8Mbits/mm2 なお、以上はビーム径縮小化による結果の2.2倍程度
を加えた結果である。もし、ビーム径がCDの半分とな
るならば、記録密度はCDの10倍以上が期待できる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のおいて
は、表面変形部の形状により反射光の偏光特性が変化す
ることを利用して表面変形部の検出を行なっている。こ
の方式によれば、表面変形部は、その形状により2通り
以上の情報を表すことができるので、トラックピッチを
狭めなくとも、高密度記録が可能である。そして、トラ
ックピッチを狭める必要がないので、クロストロークの
影響が小さい。
【0035】また、位置ずれの影響が小さいので、サー
ボが容易である。また、ピット作成が容易であり、すな
わち、ピットサイズが波長の半分程度のオーダーである
ので、現在の技術で作成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による光ディスクのピッ
ト列を示し、(A)は、記録されるべき情報に基づいて
ピットの深さが相違する例を示し、(B)は、記録され
るべき情報に基づいてピットのディスク円周方向の長さ
及びディスク半径方向の長さが相違する例を示す。
【図2】光ディスク再生装置を示し、(A)はその光学
系を示し、(B)は(A)の要部を示す。
【図3】従来の光ディスクの斜視図である。
【図4】従来の光ディスクのトラックピッチを示す図で
ある。
【図5】従来の光ディスクにおいて、単にトラックピッ
チを1/2にした場合を示す図である。
【符号の説明】
10…入射光 12…反射光 30…光ディスク 32…1/4波長板 34…偏光ビームスプリッタ 36…第1光検出器 38…第2光検出器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照射レーザ光を照射しその反射レーザ光
    に基づいて、読取可能な情報が記録された情報担持面を
    有する光ディスクであって、 前記情報は、情報担持面上に表面変形部として記録され
    ており、該表面変形部は、記録されるべき情報に基づい
    てその形状が相違し、照射レーザ光が照射された場合に
    反射レーザ光の偏光特性を相違させるように構成されて
    いることを特徴とする光ディスク。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光ディスクにおいて、前
    記表面変形部は、記録されるべき情報に基づいてその深
    さが相異することを特徴とする光ディスク。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の光ディスクにおいて、前
    記表面変形部は、記録されるべき情報に基づいてそのデ
    ィスク円周方向長さ及びディスク半径方向長さが相異す
    ることを特徴とする光ディスク。
  4. 【請求項4】 請求項1,2,又は3記載の光ディスク
    から情報を再生する光ディスク再生装置であって、 光ディスクの情報担持面に照射レーザ光を照射する光ビ
    ーム照射手段と、 前記情報担持面からの反射レーザ光の偏光の互いに直交
    する第1成分及び第2成分を検出する光検出手段と、 該光検出手段からの第1成分及び第2成分に基づいて情
    報担持面上の情報を求める演算手段と、 を含むことを特徴とする光ディスク再生装置。
  5. 【請求項5】 照射レーザ光を反射してその反射レーザ
    光に基づいて読取可能な情報が記録された情報担持面を
    有する光ディスクに情報を記録する場合には、 前記情
    報を情報担持面上に表面変形部として記録して、該表面
    変形部を、記録されるべき情報に基づいてその形状を相
    違させ、照射レーザ光が照射された場合に反射レーザ光
    の偏光特性を相異させるように構成し、 光ディスクから情報を再生する場合には、光ディスクの
    情報担持面に照射レーザ光を照射し、前記情報担持面か
    らの反射レーザ光の偏光の互いに直交する第1成分及び
    第2成分を検出し、 前記第1成分及び第2成分に基づいて情報担持面上の情
    報を求めることを特徴とする光ディスクの記録再生方
    法。
JP5166703A 1993-07-06 1993-07-06 光ディスク、光ディスク再生装置及び光ディスクの記録再生方法 Pending JPH0721569A (ja)

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