JPH087882B2

JPH087882B2 - 光情報記録媒体および光メモリ装置

Info

Publication number: JPH087882B2
Application number: JP63180709A
Authority: JP
Inventors: 寛藤; 敏久出口; 邦男小嶋; 毅山口; 重男寺島
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH0231331A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光ビームが照射され、その反射光から情報
の再生が行われる光情報記録媒体と、それを用いる光メ
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
路を有している場合、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。

本発明の目的は、成型時の転写が容易で、かつ高密度
化が可能な光情報記録媒体およびそれを用いる光メモリ
装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の発明に係る光情報記録媒体は、光学ヘッド
から投射された光ビームの記録マークでの回折による上
記光学ヘッドへの入射光量の増減によって、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を表す
ようにした光情報記録媒体において、上記光ビームの集
光スポットよりも幅の広い第１記録マークと、幅の狭い
第２記録マークとを備え、上記第１記録マークは、上記
光ビームが照射されると、該第１記録マークの端部にお
いて光の回折によって上記第２符号に対応した情報パル
スを再生信号に生じ、上記端部以外の部分においては上
記第１符号に対応した再生信号を生じ、上記第２記録マ
ークは、上記光ビームが照射されると、光の回折によっ
て上記第２符号に対応した再生信号を生じ、上記第１お
よび第２記録マークが形成されていない未記録部は、上
記光ビームが照射されると、上記第１符号に対応した再
生信号を生じることを特徴とする。

また請求項２の発明に係る光メモリ装置は、光学ヘッ
ドから投射された光ビームが光情報記録媒体上の記録マ
ークに照射され、該記録マークでの光の回折によって上
記光学ヘッドへの入射光量が増減することによって、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
報を記録および／または再生する光メモリ装置におい
て、上記光情報記録媒体は、第１記録マークと、該第１
記録マークよりも幅の狭い第２記録マークとを備え、上
記第１記録マークは、上記光ビームが照射されると、該
第１記録マークの端部において光の回折によって上記第
２符号に対応した情報パルスを再生信号に生じ、上記端
部以外の部分においては上記第１符号に対応した再生信
号を生じ、上記第２記録マークは、上記光ビームが照射
されると、光の回折によって上記第２符号に対応した再
生信号を生じ、上記第１および第２記録マークが形成さ
れていない未記録部は、上記光ビームが照射されると、
上記第１符号に対応した再生信号を生じ、上記第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
も大きい径で上記光ビームの集光スポットを照射する光
学ヘッドと、上記光学ヘッドから得られる再生信号を基
準値と比較して、第１記録マークの端部と第２記録マー
クとを第２符号として検出し、第１記録マークの端部以
外の部分と未記録部とを第１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
とを含むことを特徴とする。

〔作用〕

請求項１の発明に従えば、光学ヘッドから投射された
光ビームを反射し、その反射光の上記光学ヘッドへの入
射光量の増減から、第１符号、例えば「０」と、第２符
号、即ち「１」との２個の符号からなるディジタル情報
を表すようにした光情報記録媒体において、上記光ビー
ムの集光スポットよりも幅の広い第１記録マークと、幅
の狭い第２記録マークとの２種類の記録マークを形成す
る。

具体的には、例えば両記録マークが光ビームに入射方
向に向かって凸状に形成される場合、第１記録マークを
光ビームの集光スポットの直径よりも長く、かつ広い幅
に形成し、これに対して第２記録マークを集光スポット
の直径よりも長く、かつ狭い幅に形成する。

上記光ビームが照射されると、上記第１記録マークに
おいて、その端部では、光の回折によって再生信号レベ
ルが低下し、上記第２符号に対応した情報パルスを再生
信号に生じるようになり、また上記端部以外の部分で
は、上記第１符号に対応した再生信号を生じるようにな
る。さらにまた、上記光ビームの照射によって、第２記
録マークでは、光の回折によって再生信号レベルが低下
し、上記第２符号に対応した再生信号を生じるようにな
り、上記第１および第２記録マークが形成されていない
未記録部では、上記第１符号に対応した再生信号を生じ
るようになる。

したがって、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。また、上述のように記録マークを形成することによ
って、同一の記録密度であるときには、従来技術に比べ
て記録マークを成型に適した形状とすることが容易にな
り、プラスチック成型等においても記録マークの転写を
容易に行うことができる。

また請求項２の発明に従えば、光学ヘッドから投射さ
れた光ビームを反射し、その反射光の上記光学ヘッドへ
の入射光量の増減から、第１符号、例えば「０」と、第
２符号、即ち「１」との２個の符号からなるディジタル
情報を表すようにした光情報記録媒体を用いる光メモリ
装置において、上記光情報記録媒体には、上記光ビーム
の集光スポットよりも幅の広い第１記録マークと、幅の
狭い第２記録マークとの２種類の記録マークを形成す
る。

これに対応して、光学ヘッドは、上記第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上記光情報記録
媒体に照射する。またこの光学ヘッドは、上記光情報記
録媒体からの反射光から再生信号を生成し、信号検出回
路へ出力する。上記信号検出回路は、上記再生信号を基
準値と比較して、上記回折によって再生信号レベルの低
下している第１記録マークの端部と第２記録マークとを
第２符号として検出し、上記回折による再生信号レベル
の低下が発生していない第１記録マークの端部以外の部
分と未記録部とを第１符号として検出することによっ
て、再生信号をディジタル再生信号に変換して出力す
る。こうして、上記のような形状に形成される光情報記
録媒体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、即ちエッジ部が、０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、エッジ部およびエッジ部間の部位が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におけるエッジ部間の部位、およ
び記録マークＡ・Ｂ以外の未記録部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ッジ部に照射
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
ムが両エッジ部間に照射されたときにも、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、記録マークＡのエッジ部に投射されたレーザ光に対
して、該エッ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。ま
た、記録マークＢでは、そのエッジ部で上記記録マーク
Ａのエッジ部と同様の回折が生じると共に、エッジ部間
でも上記非マーク部との間で回折が生じ、光学ヘッド２
の出力は該記録マークＢの全長に亘って負レベルとな
る。

光学ヘッド２は、光ディスク１における記録マーク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、光学ヘッド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Ａのエッ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、上記のエッジ部における回折
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のエッ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のエッジ部に照射される
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のエッ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）の基準値
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、エッジ部
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の長軸方向であり、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0.5
5、集光スポット４を形成するレーザ光の波長は0.78μ
ｍ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
で規格化してある。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
ッジ部の湾曲部の半径の２倍の寸法）を、0.4μｍ、0.6
μｍ、0.8μｍ、1.0μｍ、1.4μｍ、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
のエッ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、ｎ×ｄ×２＝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のエッジ部におけ
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（エッジ部の湾曲部の半径
の２倍の寸法）については、Ｗ＝1.8μｍおよび1.4μｍ
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、エッ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（ｌ）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）・（ｌ）
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〕

請求項１の発明に係る光情報記録媒体は、以上のよう
に、光ビームの集光スポットよりも幅の広い第１記録マ
ークと、幅の狭い第２記録マークとの２種類の記録マー
クを有し、光ビームの照射に対して、上記第１記録マー
クの端部および第２記録マークでは光の回折による再生
信号レベルの低下によって第２符号を再生信号に生じさ
せ、また上記第１記録マークの端部以外の部分ならびに
上記第１および第２記録マークが形成されていない未記
録部では上記回析が小さく第１符号に対応した再生信号
を生じさせる。

それゆえ、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。

また請求項２の発明に係る光メモリ装置は、以上のよ
うに、光情報記録媒体には、光ビームの集光スポットよ
りも幅の広い第１記録マークと、幅の狭い第２記録マー
クとの２種類の記録マークを形成し、これに対応して、
光学ヘッドは、上記第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上記光情報記録媒体に照射し、また
この光学ヘッドからの再生信号は信号検出回路で基準値
と比較され、上記回折によって再生信号レベルの低下し
ている第１記録マークの端部と第２記録マークとが第２
符号として検出され、上記回折による再生信号レベルの
低下が発生していない第１記録マークの端部以外の部分
と未記録部とが第１符号として検出される。

それゆえ、上記のような形状に形成される光情報記録
媒体の再生が可能となる。

【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0.13μ
ｍ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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口毅大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者寺島重男大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学ヘッドから投射された光ビームの記録
マークでの回折による上記光学ヘッドへの入射光量の増
減によって、第１符号と第２符号との２個の符号からな
るディジタル情報を表すようにした光情報記録媒体にお
いて、上記光ビームの集光スポットよりも幅の広い第１記録マ
ークと、幅の狭い第２記録マークとを備え、上記第１記録マークは、上記光ビームが照射されると、
該第１記録マークの端部において光の回折によって上記
第２符号に対応した情報パルスを再生信号に生じ、上記
端部以外の部分においては上記第１符号に対応した再生
信号を生じ、上記第２記録マークは、上記光ビームが照射されると、
光の回折によって上記第２符号に対応した再生信号を生
じ、上記第１および第２記録マークが形成されていない未記
録部は、上記光ビームが照射されると、上記第１符号に
対応した再生信号を生じることを特徴とする光情報記録
媒体。
【請求項２】光学ヘッドから投射された光ビームが光情
報記録媒体上の記録マークに照射され、該記録マークで
の光の回折によって上記光学ヘッドへの入射光量が増減
することによって、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を記録および／または再生する
光メモリ装置において、上記光情報記録媒体は、第１記録マークと、該第１記録
マークよりも幅の狭い第２記録マークとを備え、上記第１記録マークは、上記光ビームが照射されると、
該第１記録マークの端部において光の回折によって上記
第２符号に対応した情報パルスを再生信号に生じ、上記
端部以外の部分においては上記第１符号に対応した再生
信号を生じ、上記第２記録マークは、上記光ビームが照射されると、
光の回折によって上記第２符号に対応した再生信号を生
じ、上記第１および第２記録マークが形成されていない未記
録部は、上記光ビームが照射されると、上記第１符号に
対応した再生信号を生じ、上記第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で上記光ビームの集光スポット
を照射する光学ヘッドと、上記光学ヘッドから得られる再生信号を基準値と比較し
て、第１記録マークの端部と第２記録マークとを第２符
号として検出し、第１記録マークの端部以外の部分と未
記録部とを第１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含むこと
を特徴とする光メモリ装置。