JPH0954959A - 光ディスク及び光ディスクのアクセス方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作製が容易で情報の読み誤りの少ない光ディ
スクを実現する。 【解決手段】 情報再生用の光源の波長λに対して、グ
ルーブ４の光学的深さがλ／７〜λ／５の範囲内である
基板２を作製する。これで、隣接するランド３とグルー
ブ４との間のクロストークを小さくすることができる。
基板２の上に、下地層５、記録層６、層５と同様の保護
層を成膜する。そして、ランド３又はグルーブ４上の一
方の記録層６のみにヘッダー情報を相変化記録すること
により、ヘッダー情報用のプリピットを基板２に設ける
必要がなくなる。また、ヘッダー情報がないトラック上
の領域をアクセスする場合には、隣接するトラックのヘ
ッダー情報に基づいてアクセスする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相変化光ディスク
あるいは光磁気ディスク等の光ディスクと、この光ディ
スクのアクセス方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高密度、大容量、高いアクセス速
度、並びに高い記録及び再生速度を含めた種々の要求を
満足する光学的記録再生方法、それに使用される記録装
置、再生装置及び記録媒体を開発しようとする努力が成
されている。広範囲な光学的記録再生方法の中でも、光
磁気記録再生方法や、相変化記録再生方法は、記録した
情報を書換えることが繰り返し可能であるというユニー
クな利点のために、最も大きな魅力に満ちている。

【０００３】ここで、光磁気ディスクを例にとり光ディ
スクの製造工程を図３を用いて簡単に説明する。図３に
おいて、２０はプラスチック等からなる基板、２３は基
板２０の凸部となるランド部、２４は凹部となる案内溝
（又はグルーブ部）である。まず、図３（ａ）に示すよ
うに、表面にフォトレジスト２１を塗布したガラス原盤
２２を準備し、レーザー光を用いてレジスト２１のグル
ーブ部２４に相当する部分をカッティングする。そし
て、図３（ｂ）のように現像を行った後に、レジスト２
１をマスクとしてエッチングを行うことにより、図３
（ｃ）のような原盤２２（マスター）が得られる。続い
て、この原盤２２にニッケル電鋳を行うことにより、図
３（ｄ）のようなニッケルスタンパ２６が得られ、この
スタンパ２６を用いて射出成形を行うことにより、図３
（ｅ）のような案内溝付き基板２０が得られる。最後
に、この基板２０上にＴｂＦｅＣｏ等の図示しない記録
層を形成することにより、光磁気ディスクの製造が完了
する。

【０００４】このような光ディスクでは、各々のトラッ
クがセクタと呼ばれる単位に区切られ、各セクタにはデ
ィスク上の位置情報を含むヘッダー情報が記録される。
ヘッダー情報の記録方法には、製造工程で案内溝付き基
板にヘッダー情報を示す幾何学的な凸凹（以下、プリピ
ットと呼ぶ）を形成する方法（プリフォーマット）と、
ディスクの作製後にヘッダー情報を記録層に書き込む方
法（ソフトフォーマット）がある。そして、現在市販さ
れている光磁気ディスクの大部分は、２つの方法のうち
プリフォーマット法を採用している。

【０００５】一方、光ディスクにおいて、さらなる容量
の向上を目的にランド・グルーブ記録が注目されてい
る。これは、ランド部とグルーブ部の両方を記録トラッ
クとして用いる記録方法である。しかし、ランド・グル
ーブ記録では、両方を記録トラックとするため、ランド
部とグルーブ部の各々にプリピットを形成しなければな
らない。ランド・グルーブ記録用でない従来のディスク
では、ランド部及びグルーブ部の形成と、その一方に設
けるプリピットの形成とを同時に行うことができたが、
ランド・グルーブ記録用のディスクでは、これらを同時
に行うことはできない。よって、例えばいったんグルー
ブ部を形成した後に、プリピットの形成を行うなどの別
工程を設ける必要があり、マスター作製時に非常に手間
がかかる。

【０００６】加えて、ランド部とグルーブ部を両方とも
記録トラックとして用いると、トラック間の信号のクロ
ストークが大きくなるので、ランド・グルーブ記録用の
ディスクでは、隣合ったランド部とグループ部に設けら
れたプリピット間の信号クロストークが大きくなり、情
報の読み誤りが起きる。このクロストークを小さくする
には、プリピットの高さまで制御せねばならず、マスタ
ーの作製が更に困難になる。

【０００７】また、以上のプリフォーマット法の代わり
にソフトフォーマット法を採用すれば、プリピットが不
要なので、マスターの作製は比較的容易となる。しか
し、ランド・グルーブ記録用のディスクとして使用する
ためには、全てのトラック（すなわち、ランドとグルー
ブの両方）の全セクタにヘッダー情報を記録しなければ
ならず、フォーマット作業に非常に時間がかかる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
光ディスクにおいてランド・グルーブ記録を行おうとす
ると、ランド部とグルーブ部の両方にプリピットを形成
しなければならないために、マスターの作製が困難にな
るという問題点があった。また、ランド部とグルーブ部
の両方を記録トラックとして用いるために、ヘッダー領
域、データ領域共にトラック間のクロストークが大きく
なって信号の読み誤りが発生し、ヘッダー情報のクロス
トークを小さくしようとすると、マスターの作製が更に
困難になるという問題点があった。また、プリフォーマ
ット法の代わりにソフトフォーマット法を採用すると、
フォーマット作業に非常に時間がかかってしまうという
問題点があった。本発明は、上記課題を解決するために
なされたもので、作製が容易で情報の読み誤りの少ない
光ディスクと、この光ディスクのアクセス方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクは、
請求項１に記載のように、情報再生用光源の波長λに対
して、グルーブの光学的深さがλ／７〜λ／５の範囲内
となっている基板の上に記録層が形成され、凹凸パター
ンの形成によらない光記録により、ディスク上の位置を
示すヘッダー情報がランドあるいはグルーブ上の一方の
記録層のみに書き込まれたものである。グルーブの光学
的深さがλ／７〜λ／５の範囲内となっている基板を用
いることにより、隣接トラック（例えば再生対象のトラ
ックがランドの場合は隣接したグルーブ、グルーブの場
合は隣接したランド）からのクロストークを小さくする
ことができる。さらに、光記録（ソフトフォーマット）
によってヘッダー情報をランドあるいはグルーブ上の一
方の記録層のみに書き込むので、プリピットが不要とな
り、ヘッダー情報の書き込みが容易となる。

【００１０】また、本発明のアクセス方法は、請求項２
に記載のように、第１のトラック上の領域をアクセスす
る場合には、この第１のトラックに記録されたヘッダー
情報を検出してアクセスし、第２のトラック上の領域を
アクセスする場合には、この第２のトラックに隣接する
第１のトラックに記録されたヘッダー情報を検出し、検
出したヘッダー情報に基づいてアクセスするようにした
ものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１（ａ）は本発明の１実施の形態を示
す相変化光ディスクの外観図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線で
切断した図１（ａ）の相変化光ディスクの１部分Ｂを斜
め上方から見た拡大図である。１は相変化光ディスク、
２はレーザー光の入射に対して反対の側（図１上側）か
ら見て凸部となるランド部３、凹部となるグルーブ部４
を有する案内溝付き基板、５は基板２上に形成されたＺ
ｎＳ−ＳｉＯ2 からなる下地層、６は下地層５上に形成
されたＧｅＳｂＴｅからなる記録層である。

【００１２】次に、このような相変化光ディスク１の製
造方法を説明する。まず、厚さが１．２ｍｍ、直径が１
３０ｍｍの円板状で、トラックピッチＰが２μｍ、幅Ｗ
が１μｍ、深さＤが８５ｎｍのグルーブ部４（案内溝）
が設けられたプラスチック製の案内溝付き基板２を図３
と同様の方法で作製する。

【００１３】このとき、案内溝４の深さＤは次式の関係
を満たしている。 ＤＬ＝Ｄ×ｎ＝λ／７〜λ／５ ・・・（１） 式（１）において、ｎは基板２の屈折率（本実施の形態
では１．５）、λは情報再生用の光源の波長、ＤＬは屈
折率ｎを考慮した案内溝４の光学的深さである。つま
り、案内溝４の光学的深さＤＬが式（１）を満たすよう
に、物理的な深さＤを決定することになる。

【００１４】ここで、相変化光ディスクは、情報として
記録された記録膜の相変化を反射光の強度変化として読
み出すものであり、反射光の位相はほとんど変調を受け
ず反射光の強度が変調されるので、振幅変調記録と呼ぶ
ことができる。上記のように案内溝４の光学的深さＤＬ
を決めるのは、振幅変調記録型の光ディスクにおいて深
さＤＬをλ／６近傍に選ぶと、ディスク１上の隣合った
ランド部３とグルーブ部４間の信号クロストークを非常
に小さくできることが知られているからである。

【００１５】こうして作製した案内溝付き基板２の上
に、スパッタリング装置を用いてＺｎＳ−ＳｉＯ2 から
なる下地層５、ＧｅＳｂＴｅからなる記録層６、図示し
ないＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる保護層、図示しないＡｌ
からなる反射層を順次成膜することにより、相変化光デ
ィスク１の製造が完了する。

【００１６】次に、レーザー光を光強度変調させながら
照射して記録層６の相（結晶状態かアモルファス状態）
を変える相変化記録により、相変化光ディスク１に情報
を記録しクロストーク量の評価を行う。この相変化光デ
ィスク１は、ランド・グルーブ記録用のものなので、ラ
ンド部３とグルーブ部４上の両方の記録層６に情報が記
録されるが、ここではクロストーク評価のために、一方
のトラックのみに長さ３μｍのマーク（情報）を記録し
た。

【００１７】続いて、この相変化光ディスク１にレーザ
ー光を照射し、相による反射率の違いを反射光の強度変
化として検出し再生を行う。そして、隣接トラック（記
録トラックがランド部３の場合は隣接したグルーブ部
４、同様にグルーブ部４の場合は隣接したランド部３）
を再生したときの信号振幅Ｒと、記録トラックを再生し
たときの信号振幅Ｓの比Ｒ／Ｓをクロストーク量として
評価した。なお、隣接トラックには情報が記録されてい
ないので、隣接トラックを読むときには記録トラックか
らの漏れを読んでいることになる。

【００１８】記録再生に使用した光源の波長λは７８０
ｎｍである。記録トラックであるランド部３から隣接す
るグルーブ部４へのクロストーク量は−４０ｄＢ、同様
にグルーブ部４から隣接するランド部３へのクロストー
ク量は−３８ｄＢであった。信号クロストークは−３０
ｄＢ以下であれば問題ないと言われており、前記の信号
クロストークの値は実用上全く問題とならないレベルで
ある。

【００１９】このようなことから、ランド部３とグルー
ブ部４の両トラックに情報を記録しても、隣接トラック
からのクロストークの影響は殆ど無視することができ
る。また、以上のようなクロストークの低減効果は、基
板２の形状に由来するものなので、ヘッダー情報を記録
するヘッダー領域及びデータを記録するデータ領域に関
係なく全領域で成立する。これにより、ヘッダー領域、
データ領域共に信号の読み誤りが少ないランド・グルー
ブ記録用の光ディスクを実現することができる。

【００２０】次に、本実施の形態では、このような相変
化光ディスク１にソフトフォーマットを施すが、このと
きヘッダー情報をランド部３あるいはグルーブ部４上の
一方の記録層６のみに相変化記録する。このようなフォ
ーマットによれば、ランド部３及びグルーブ部４の両方
にフォーマットする従来のソフトフォーマットと比べ
て、フォーマット作業に要する時間が半分となり、フォ
ーマット作業の効率が向上する。

【００２１】ただし、こうしてフォーマットした相変化
光ディスク１はランド・グルーブ記録用のものであるの
で、例えばランド部３のみにヘッダー情報を記録した場
合にグルーブ部４をアクセスするためには従来とは異な
る方法が必要となる。そこで、次に本発明のアクセス方
法について説明する。

【００２２】図２は図１の相変化光ディスク１の１部分
Ｃにおける記録再生用トラックの様子を示す図である。
４n はグルーブ部、３n はグルーブ部４n の内周側に隣
接するランド部である。以下、同様にランド部３n の内
周側にグルーブ部４n+1 、ランド部３n+1 が配置されて
いる。また、１１i 、１１i+1 は元信号を再現するため
の同期情報とディスク上の位置を示す位置情報（アドレ
ス）とを含むヘッダー情報を記録するためのヘッダー領
域、１２i 、１２i+1 はデータを記録するためのデータ
領域である。

【００２３】ヘッダー情報が記録されているトラック
（ランド部）３n+1 のセクタ１０i 又は１０i+1 をアク
セスすることは周知の技術によって可能であるので、こ
こでは説明を省略し、トラック（グルーブ部）４n+1 の
セクタ１０j をアクセスする方法を説明する。

【００２４】セクタ１０j は、セクタ１０i と対をなす
セクタであり、セクタ１０i のアドレスがトラック番号
ｎ＋１、セクタ番号ｉであるのに対し、セクタ１０j の
アドレスはトラック番号ｎ＋１、セクタ番号ｊとなる。
このとき、ｉ＝ｊであってもよいし、ｉ≠ｊであっても
よい。また、トラック番号は同じであるが、これも同じ
にする必要はない。

【００２５】このようにヘッダー領域が記録されたトラ
ックのセクタと、それに隣接するヘッダー領域が記録さ
れていないトラックのセクタとが一対となってアドレス
管理が行われるが、これらのアドレスの対応関係は管理
の形態に応じて任意に設定すればよい。

【００２６】この相変化光ディスク１に記録再生を行う
図示しない記録再生装置は、上記のようなアドレスの対
応関係を記憶しており、セクタ１０j をアクセスする場
合、最初に対をなすセクタ１０i をアクセスする。そし
て、ヘッダー領域１１i からセクタ１０i のアドレスを
読み出した後に、光ヘッドのレーザービームをトラック
３n+1 に追従させるトラッキング・サーボをオフにし
て、トラッキング・エラーの検出極性を反転させる。

【００２７】ここで、上記検出極性を反転させるのは以
下のような理由による。トラッキング・エラーは、周知
のトラッキング・エラー検出法であるプッシュプル法に
よって検出される。プッシュプル法は、相変化光ディス
ク１からの反射光を受光する光ヘッド内の２つの受光部
の出力差をトラッキング・エラー信号として取り出すの
で、レーザービームがトラックを正確に追跡していると
きにトラッキング・エラー信号は０となる。

【００２８】そして、グルーブ部４からランド部３へ移
動するときと、ランド部３からグルーブ部４へ移動する
ときでは、トラッキング・エラー信号の極性（＋／−）
が異なる。これにより本実施の形態では、トラック３n+
1 を追跡してからトラック４n+1 に移動するので、トラ
ッキング・エラーを正しく検出するために、上記検出極
性を反転させることが必要となる。

【００２９】続いて、記録再生装置は、１トラック外周
側へレーザービームを移動させて、トラック４n+1 に達
したらトラッキング・サーボを再び投入する。このと
き、トラッキング・サーボの投入から安定な追従動作に
移るまでに一定の時間が必要なので、投入から一定時間
が経過して整定した後に、光ヘッドで得られた信号の処
理を開始して再生出力を得る（つまり、これ以前に光ヘ
ッドで出力が得られても再生しない）。

【００３０】そして、セクタ１０j の先頭に記録された
データ領域の開始位置を示すためのＳＹＮＣパターンを
検出すると、目的のセクタ１０j であると判断し、デー
タを読み出す。これで、セクタ１０j に記録されたデー
タを再生することができる。また、セクタ１０j に記録
する場合には、上記トラッキング・サーボの再投入から
一定時間が経過した後に記録を開始すればよい。こうし
て、セクタ１０j をアクセスすることができる。

【００３１】以上のように、ヘッダー領域をランド部３
あるいはグルーブ部４のどちらか一方のみに設けるた
め、ヘッダー領域がない側では、従来ヘッダー領域であ
った部分にもデータを記録することができ、記録容量を
増やすことができる。また、従来ヘッダー領域であった
部分に記録されたデータと隣接トラックのヘッダー情報
が隣合ったとしても、上述したクロストークの低減効果
により、信号の読み誤りが発生することはない。

【００３２】また、相変化記録によってヘッダー情報を
書き込むため、プリピットを設ける必要がなくなり、マ
スター作製時にはグルーブ部４の深さの制御のみに注意
すればよく、マスター及びスタンパの作製が容易にな
る。なお、本実施の形態では、トラック３n+1 のセクタ
と対をなすセクタを外周側のトラック４n+1 にあるセク
タとしたが、内周側のトラックとしてもよい。

【００３３】また、本実施の形態では、１ビームの光ヘ
ッドを用いてアクセスする場合について説明したが、２
ビームの光ヘッドを用いてもよい。この場合には、第１
のレーザービームにヘッダー情報が記録された第１のト
ラックを追跡させて、第２のビームにヘッダー情報が記
録されていない第２のトラックを追跡させるようにすれ
ばよい。このとき、周方向（トラック方向）に関して、
第１のビームが第２のビームよりも先行するように配置
し、第１のトラックのヘッダー情報を先行して読み出せ
るようにしてやれば、第１のトラックのヘッダー情報を
読み出してから第２のトラックをアクセスするまでの時
間を短縮することができる。

【００３４】実施の形態２．実施の形態１は振幅変調記
録の１例である相変化光ディスクの例であるが、光磁気
ディスクにおいてもディスクの有するカー楕円率が０に
近い場合には、振幅変調記録と同等の扱いができること
が知られている（参考文献：福本、増原、荒谷、「光磁
気ディスクのランド・グルーブ記録における再生クロス
トークの解析」、電気学会研究会資料、MAG-94-235〜23
8、 １９９４年１２月）。

【００３５】そこで、本実施の形態においても式（１）
の関係を満たすように、厚さが１．２ｍｍ、直径が３０
０ｍｍの円板状で、トラックピッチが１．６μｍ、幅が
０．８μｍ、深さが７５ｎｍのグルーブ部が設けられた
ガラス製の案内溝付き基板を実施の形態１と同様に作製
する。そして、作製した基板の上に、スパッタリング装
置を用いてＳｉＮからなる下地層、ＴｂＦｅＣｏからな
る記録層、ＳｉＮからなる保護層を順次成膜することに
より、光磁気ディスクの製造が完了する。

【００３６】このとき、この光磁気ディスクのカー楕円
率を０に近くするには、例えば下地層の厚みや屈折率を
調整すればよい。なお、このときのカー楕円率は±０．
２°以下が望ましく、±０．１°以下がより望ましい。
次に、レーザービームを照射して記録層を熱しながら外
部磁界を加えることにより記録層の磁化の向きを反転さ
せる光磁気記録によって、光磁気ディスクに情報を記録
し、実施の形態１と同様にクロストーク量の評価を行
う。

【００３７】記録再生に使用した光源の波長λは６８０
ｎｍである。記録トラックであるランド部から隣接する
グルーブ部へのクロストーク量は−３５ｄＢ、同様にグ
ルーブ部から隣接するランド部へのクロストーク量は−
３６ｄＢであり、実用上全く問題とならないレベルであ
った。そして、この光磁気ディスクにフォーマットを施
すときに、ヘッダー情報をランド部あるいはグルーブ部
上の一方の記録層のみに光磁気記録することで、実施の
形態１と全く同様の効果を得ることができる。また、こ
の光磁気ディスクのアクセス方法も、実施の形態１と同
様の方法でよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、グルーブの光学的深さ
がλ／７〜λ／５の範囲内となっている基板を用いるこ
とにより、隣接トラック（例えば再生対象のトラックが
ランドの場合は隣接したグルーブ、グルーブの場合は隣
接したランド）からのクロストークを小さくすることが
でき、ヘッダー領域、データ領域共に信号の読み誤りが
少ないランド・グルーブ記録用の光ディスクを実現する
ことができる。また、光記録によってヘッダー情報をラ
ンドあるいはグルーブ上の一方の記録層のみに書き込む
ので、プリピットが不要となってマスターの作製が容易
となり、従来のソフトフォーマットと比べてフォーマッ
ト作業に要する時間を短縮することができる。

【００３９】また、第１のトラックの領域をアクセスす
る場合には、このトラックのヘッダー情報を検出してア
クセスし、第２のトラックの領域をアクセスする場合に
は、このトラックに隣接する第１のトラックのヘッダー
情報に基づいてアクセスすることにより、ヘッダー情報
が第１のトラックのみに記録された光ディスクにおいて
第１、第２の両トラックをアクセスすることができ、ラ
ンドとグルーブを両方とも記録再生用トラックとして利
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施の形態を示す相変化光ディス
クの外観図及び相変化光ディスクの１部分を斜め上方か
ら見た拡大図である。

【図２】 図１の相変化光ディスクの１部分における記
録再生用トラックの様子を示す図である。

【図３】 従来の光ディスクの製造方法を説明するため
の工程断面図である。

【符号の説明】

１…相変化光ディスク、２…案内溝付き基板、３…ラン
ド部、４…グルーブ部、５…下地層、６…記録層、３n
、３n+1 …ランド部の記録再生用トラック、４n 、４n
+1 …グルーブ部の記録再生用トラック、１０i 、１０i
+1 、１０j …セクタ、１１i 、１１i+1 …ヘッダー領
域、１２i 、１２i+1 …データ領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凸部であるランドと案内溝であるグルー
   ブを有する案内溝付き基板を用いた、ランドとグルーブ
   の両方を記録再生用トラックとする光ディスクであっ
   て、 この光ディスクは、情報再生用光源の波長λに対して、
   グルーブの光学的深さがλ／７〜λ／５の範囲内となっ
   ている前記基板の上に記録層が形成され、凹凸パターン
   の形成によらない光記録により、ディスク上の位置を示
   すヘッダー情報がランドあるいはグルーブ上の一方の記
   録層のみに書き込まれたものであることを特徴とする光
   ディスク。
2. 【請求項２】 情報再生用光源の波長λに対してグルー
   ブの光学的深さがλ／７〜λ／５の範囲内となっている
   案内溝付き基板の上に記録層が形成され、ディスク上の
   位置を示すヘッダー情報がランドあるいはグルーブの２
   種類のトラックのうち第１のトラックのみに光記録され
   た光ディスクに関し、このディスク上の領域をアクセス
   する光ディスクのアクセス方法であって、 前記第１のトラック上の領域をアクセスする場合には、
   この第１のトラックに記録された前記ヘッダー情報を検
   出してアクセスし、 前記第２のトラック上の領域をアクセスする場合には、
   この第２のトラックに隣接する第１のトラックに記録さ
   れたヘッダー情報を検出し、検出したヘッダー情報に基
   づいてアクセスすることを特徴とする光ディスクのアク
   セス方法。