JPH10302260A

JPH10302260A - 光ディスクの情報記録再生方法及びこれを用いた情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH10302260A
Application number: JP9109193A
Authority: JP
Inventors: Masaki Ito; 雅樹伊藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】記録密度を高めた光ディスクに対して情報の
記録をする場合に、記録情報の信頼性を向上させること
ができる記録方法を提供すること。【解決手段】表面に所定幅の螺旋状の情報記録用トラ
ック１１，１２，１３を有する光ディスク１と、情報記
録用トラック１１，１２，１３に沿って所定の光ビーム
を照射する光源とを備え、この光源を光ディスクの回転
に対応して半径方向の一方側に移動させつつ情報の記録
再生を行う光ディスクの情報記録再生方法において、光
源の光ビームを、各情報記録用トラック１１，１２，１
３の幅方向中心２に対し、移動方向側に所定のオフセッ
ト量Ｄずらした位置に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの情報
記録再生方法にかかり、特にレーザビーム等の光ビーム
を用いて情報の記録再生を行なう大容量ファイル用の光
ディスクの記録再生方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク（或いは光ディスク記録媒
体）は、磁気ディスクとしてのハードディスクと同様
に、大量の情報の蓄積装置として非常に優れた特徴を有
している。特に光ディスクは、情報の記録・再生を記録
媒体と非接触の光ビームで行ない、情報蓄積部のみを持
ち運ぶことができるため（いわゆるリムーバブルメディ
ア）、超大容量を必要とする静止画像或いは動画像デー
タ等のマルチメディア情報データの頒布，運搬用の媒体
として最も適している。

【０００３】現在、光を利用した光ディスクとしては、
ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ等が提供されているが、光ディスク
に上記した大容量の情報を記録するためには、情報記録
密度をさらに向上させる必要がある。光ディスクの情報
記録密度は、情報記録用トラックの間隔及びトラック方
向の情報密度、即ち、情報の線密度の高低で決定され
る。このため、光ディスクの情報記録密度を向上させる
ためには、情報記録用トラックの間隔（ピッチ）を狭く
して、線密度を高くする必要がある。

【０００４】ここで、従来の光ディスクは、円盤状の透
明基板表面に、幅約０．５６μｍ，ピッチ１．１２μｍ
という微小な断面凹状の案内溝を螺旋状に形成してい
る。この案内溝は、光ビームのトラック誤差を検出する
ためのものである。また、基板表面上には、スパッタリ
ング等で、ＧｅＳｂＴｅやＡｇＩｎＳｂＴｅ等の相変化
記録材料や，ＴｂＦｅＣｏＴｉやＴｂＦｅＣｏＴａ等の
光磁気記録材料の薄膜層が形成されている。これらの記
録材料の薄膜層は、透明誘電体等の保護膜層で挟まれて
いる場合が多い。そして、その上に反射膜層が設けられ
る場合も多い。さらにその上に保護膜層が設けられる場
合も多い。これらの各積層物は、透明基板を外側にして
２枚を貼合せる場合が多い。

【０００５】上記したように、光ディスクの高記録密度
化を図るためには、情報記録用トラックの間隔を狭める
こと、即ち、案内溝の幅を現在より更に狭くし、情報記
録用トラックを微細化することが望まれる。しかしなが
ら案内溝の間隔を狭くすると、上記したトラック誤差信
号を検出することが困難になるという不都合がある。ま
た、案内溝の微細化は基板の作製を困難にする。

【０００６】この問題を解決する方法として、案内溝内
及び隣接する２つの案内溝の相互間領域との両方を、情
報記録用トラックとして利用する方式の光ディスクが提
案されている（特開昭５７−５０３３０号公報）。即
ち、当該光ディスクでは、光ディスク上に照射した光ビ
ームが、光ディスク上のトラック上にあるように走査移
動手段を駆動し制御するトラッキング制御手段を有し、
光ディスク上の凹部トラックと凸部トラックの両方に信
号を記録するように構成したものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例では、以下のような不都合を生じていた。即
ち、従来の光ディスク装置では、情報記録用の光ビーム
のスポット径の大きさが微小ではないことから、隣の情
報トラックの情報を書き換えてしまうという問題があっ
た。即ち、光ビームのスポット径は、使用されるレーザ
の波長によってその最小限界値が制限される。これに対
し、情報記録用トラックの幅は、光ビームのスポット径
より狭くすることが技術的に可能である。このため、図
４に示すように、光ビームの照射軌跡６０と、情報記録
用トラック５２の幅方向中心軸５５を一致させると、光
ビームが隣接する情報記録用トラック５１，５３の一部
領域にはみ出して照射される、という不都合を生じてい
た。

【０００８】図５は上記した従来の方法で情報が記録さ
れた場合の情報記録用トラックを示している。ここで
は、情報記録用トラック螺旋状に形成されているので、
図面中で上下方向に移動しながら、情報記録用トラック
５１，５２，５３の順に記録されていくものとして説明
する。各情報記録用トラック５１，５２，５３への情報
の記録は、上記したように、情報記録用トラック５１，
５２，５３の中心と光ビームの中心６０とを一致させて
行なわれる。このとき、高記録密度の光ディスクでは、
情報記録用トラック５１，５２，５３の間隔が狭く形成
されている。このため、情報記録用の光ビームのスポッ
ト径に比較して各情報記録用トラック５１，５２，５３
の間隔が狭い場合には、トラック５１に記録された非晶
質マークＸ，Ｙは、その時点では隣接する情報記録用ト
ラック５２にはみ出してしまう。

【０００９】そして、光ディスクが一周した後に、次
に、情報記録用トラック５２に情報を記録する場合に、
情報記録用トラック５１の記録マークＸ，Ｙがトラック
５２にはみ出した部分は結晶質となるため問題とならな
い。しかしながら、情報記録用トラック５２に記録され
た非晶質記録マークＺはトラック５１に少しはみ出だす
（図５参照）。この状態は、情報記録用トラック５１に
情報を記録した状態とは異なるので、結果として、情報
記録用トラック５１に記録された情報を再生する場合の
信号品質を劣化させてしまう、という不都合を生じてい
た。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、上記した従来例の有する不都
合を改善し、特に記録密度を高めた光ディスクに対して
情報の記録をする場合に、記録情報の信頼性を向上させ
ることができる記録方法を提供することを、その目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明では、表面に所定幅の螺旋
状の情報記録用トラックを有する光ディスクと、情報記
録用トラックに沿って所定の光ビームを照射する光源と
を備え、この光源を光ディスクの回転に対応して半径方
向の一方側に移動させつつ情報の記録再生を行う光ディ
スクの情報記録再生方法において、光源の光ビームを、
各情報記録用トラックの幅方向中心に対し、移動方向側
に所定のオフセット量ずらした位置に照射する、という
構成を採っている。

【００１２】以上のように構成されたことにより、１本
の情報記録用トラックに光ビームを照射して記録マーク
を形成した後、隣接する次の情報記録用トラックに情報
を記録する場合には、光ビームが前回情報を記録した情
報記録用トラック側にははみ出さない。このため、既に
情報の記録が行われた情報記録用トラックには、後の記
録行程による影響が及ばない。

【００１３】また、請求項２記載の発明では、オフセッ
ト量を情報記録用トラック幅の５％乃至２０％とすると
いう構成を採り、その他の構成は請求項１記載の発明と
同様である。以上のように構成されたことにより、順々
に隣接する情報記録用トラックに情報を記録すると、一
本前の情報記録用トラックの記録の際にはみ出した記録
マークは、その後の記録行程で上書きされて消去され
る。そして、再生の際にも、オフセット量が５％乃至２
０％程度であれば、記録されている情報を適切に検出で
きる。

【００１４】請求項３記載の発明では、螺旋状の情報記
録用トラックとして、光ディスクの半径方向に向かって
平坦トラック及び凹溝トラックを交互に形成するという
構成を採り、その他の構成は請求項１又は２記載の発明
と同様である。以上のように構成されたことにより、平
坦トラックと凹溝トラックから反射される光を検出する
ことで、光ビームのトラッキングずれを確実に検出で
き、これに伴いトラッキングずれ補正をすることができ
る。

【００１５】請求項４記載の発明では、光ディスクの情
報の再生の際に、光源の光ビームを情報記録用トラック
の幅方向の中心に照射するという構成を採り、その他の
構成は請求項１，２又は３記載の発明と同様である。以
上のように構成されたことにより、再生の際は各情報記
録用トラックに対して充分に光ビームが照射され、その
反射光の光度レベルも高くなる。このため、情報の再生
の信頼性が向上する。

【００１６】更に、請求項５記載の発明では、光ディス
クの情報記録再生装置として、表面に所定幅の螺旋状の
情報記録用トラックを有する光ディスクと、情報記録用
トラックに沿って所定の光ビームを照射する光源と、こ
の光源を光ディスクの回転に対応して半径方向に移動さ
せるトラックサーボ機構と、このトラックサーボ機構の
動作を制御する主制御部とを備え、主制御部は、情報記
録の際に光ビームの照射位置を情報記録用トラックの幅
方向中心に対して光源の移動方向に所定のオフセット量
ずらすと共に、情報の再生の際にはオフセット量を零に
する、光ビームオフセット調整機能を有するという構成
を採っている。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１は、本発明の光ディスク記録方法を説
明するための光ディスク１の一部を示す概略平面図であ
る。当該図１においては、各情報記録用トラック１１，
１２，１３が３本直線状に記載されているが、これは情
報記録用トラックの一部を拡大したものであり、実際に
は螺旋状となっているので、各情報記録用トラック１
１，１２，１３は、光ディスク１の円周方向に沿って僅
かに曲線状となっている。また、左右両方向には図示し
ないより多くの情報記録用トラックが形成されている。

【００１９】また、相互に隣接する情報記録用トラック
１１，１２，１３は、一方が平坦トラックである場合に
は、他方が凹溝トラックである。即ち、光ディスク１の
半径方向に向かって各情報記録用トラック１１，１２，
１３が凹凸を形成している。尚、図１においては、情報
の記録再生は右側の情報記録用トラック１１から左側の
情報記録用トラック１３に向かって順々に行なわれる。

【００２０】光ディスク１の具体的構成としては、透明
基板に螺旋状の凹溝トラックを兼ねる案内溝を設けてい
る。そして、この案内溝内と案内溝間とが上記した情報
記録用トラック１１，１２，１３として機能する。案内
溝の深さとしてはプッシュプル法によるトラック誤差信
号がある程度の強度で得られるように、λ／８の近傍の
値あるいは３λ／８の近傍の値に設定されている。ここ
でのλは、透明基板の中での情報記録再生用の光ビーム
の波長を表わす。

【００２１】ここでの具体的実験例では、空気中波長６
４０ｎｍの記録再生用のレーザを想定し、案内溝の深さ
がおよそ５０ｎｍに設定されたポリカーボネイト製透明
ディスク基板を用いた。案内溝の幅すなわち凹溝トラッ
クの幅はおよそ０．５６μｍとし、案内溝の間隔を１．
１２μｍとして平坦トラックの幅をおよそ０．５６μｍ
とした。

【００２２】このようなディスク基板の上に、ＺｎＳと
ＳｉＯ₂ との混合物からなる干渉層を１６０ｎｍ，Ｇｅ
ＳｂＴｅからなる相変化記録層を１０ｎｍ，ＺｎＳとＳ
ｉＯ₂ との混合物からなる干渉層を３０ｎｍ，ＡｌＴｉ
からなる反射層を５０ｎｍ，ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合
物からなる保護層を６０ｎｍそれぞれ積層し、その上に
有機物の保護層を形成する。そして、以上のように構成
されたディスク基板２枚を、透明基板側が外側になるよ
うにＵＶ硬化樹脂で貼合せて、光ディスク１として構成
される。

【００２３】情報の記録に際しては、一般的に光ディス
ク１を所定の角速度で回転させ、透明基板を通して光ビ
ームを照射し、１本の情報記録用トラック（例えば情報
記録用トラック３１のみ）上に位置するように、トラッ
クサーボ機構でトラックサーボを行ないながら、光ビー
ムの強度を、記録する情報に応じて相変化記録層の非晶
質化レベルと結晶化レベルの間で強弱に変調して行う。

【００２４】例えば、情報記録用トラック１１，１２，
１３の一部が非晶質状態となるように記録する場合に
は、相変化記録層が溶融する程度の光量の光ビームを照
射して、非晶質状態のマークＡ，Ｂ，Ｃを形成する（図
２参照）。そして、記録マークＡ，Ｂ，Ｃ以外の部分
は、層変化記録層が溶融しない程度の光量の光ビームを
照射して結晶化する（図２中の斜線領域）。従って、記
録マークＡ，Ｂ，Ｃ以外の部分は、光ビームを照射する
前の状態が非晶質であるか結晶質であるかに拘わらず、
光ビームの作用によって結晶状態となる。こんため、情
報が既に記録されている場所であってもオーバーライト
（重ね書き）されることとなる。

【００２５】次に、本発明の光ディスク１の情報記録再
生方法について、図１及び図２に基づいて具体的に説明
する。情報の記録が行われる際には、先ず、光源の光ビ
ームが一本の情報記録用トラック１１に沿って照射され
る。実際には、光ディスク１自体が回転するので、回転
に伴って情報記録用トラック１１が移動する（図の上下
方向）こととなる。図２においては、先ず光ビームが情
報記録用トラック１１に照射され、所定箇所に記録マー
クＡ，Ｂを形成する。このとき、本発明では図１に示す
ように、情報記録用トラック１１の中心２に対して光ビ
ーム中心の移動軌跡３を、次の情報記録用トラック１２
側の所定のオフセット量ずらせて記録を行なう。

【００２６】具体的には、情報記録用トラック１１の幅
及び照射する光ビームのスポット径との関係でオフセッ
ト量が決定される。一例として、情報記録用トラックと
スポット径の差を算出し、この算出値の半分程度をオフ
セット量として設定する。そして、光ビームの中心３を
情報記録用トラック１１の幅方向の中心２から、次に記
録するトラック１２側へオフセットさせる。図１及び図
２においては情報記録用トラック１１から情報記録用ト
ラック１３側へ向かう方向へ僅かにずらしている。

【００２７】このように所定のオフセット量を与える
と、トラック１１に記録された非晶質記録マークＡ，Ｂ
は、その時点では隣接する情報記録用トラック１２に一
部がはみ出している。但しここで重要なことは、記録進
行方向（図中の左方）にオフセットさせることにより、
進行方向側の情報記録用トラック１２に記録マークＡ，
Ｂははみ出しても、進行方向と逆側（図中の右側）には
記録マークＡ，Ｂがはみ出さないようになることであ
る。

【００２８】このようにオフセット量を適切に設定する
ことにより、光ディスク１がー周した後に隣接する情報
記録用トラック３２に情報を記録すると、情報記録用ト
ラック３１の記録マークＡ，Ｂが、トラック１２にはみ
出した部分Ａ１，Ｂ１は、光ビームの作用によって結晶
質となるため問題とならない。また、情報記録用トラッ
ク１２に記録された非晶質マークＣは、情報記録用トラ
ック１１側にはみ出さないので、前回に記録をした情報
記録用トラック１１に悪影響を与えない。

【００２９】情報記録用トラック１１，１２，１３の幅
との関係での、具体的なオフセット量としては、情報記
録用トラック間隔の５％乃至２０％であることが記録再
生両面から総合的に望ましい。このオフセット量は、光
ディスク１の熱拡散係数や記録時の光ビームの照射波形
に大きく依存するものであるが、本発明のように、進行
方向と逆側には記録マークの一部がはみ出さないように
設定することで、一意的に決定できる。

【００３０】一方、以上のような方法で情報が記録され
た光ディスク１において、情報の再生は各情報記録用ト
ラック１１，１２，１３の中心２と光ビームの軌跡中心
２とを一致させて行うことが好適である。この光ディス
ク１に記録されている情報を再生する原理としては、各
情報記録用トラック１１，１２，１３における相変化記
録相の非晶質状態と結晶状態とで、光ビームの反射率，
位相差が異なることを利用して行なう。

【００３１】例えば、出力レベルが一定の弱い光ビーム
を情報記録用トラック１１，１２，１３に照射し、光デ
ィスク１からの反射光を光検出器（図示略）で受光し
て、反射光量の変化を検出して、情報の再生を行なう。
空気中波長６４０ｎｍの半導体レーザを用いた開口数
０．６の光ヘッドを使用し、上述の光ディスク１に線速
度６．６ｍ／ｓｅｃで９．７ＭＨｚの信号の記録再生を
行なった。その結果、良好な記録再生信号が得られるこ
とが判った。

【００３２】また、以上は光ディスク１に何ら情報が記
録されていない場合について説明した。しかし、既に所
定の情報が記録された光ディスクに対し、追加書換記録
を行なう場合には、最後のトラックの進行方向隣のトラ
ックには既記録情報がないようにデータ管理を行なう。
すなわち、書換情報容量に加えて１トラック分の情報容
量の空きトラック（あるいは書換許可トラック）がある
場合に、その場所に書換を行なうことにより、記録時オ
フセットによる最終トラックの隣のトラックへの悪影響
を防止できる。

【００３３】以上のような情報記録再生方法を用いた光
ディスク記録再生装置は、図３に示すように、表面に所
定幅の螺旋状の情報記録用トラックを有する光ディスク
と、情報記録用トラックに沿って所定の光ビームを照射
する光源と、この光源を光ディスクの回転に対応して半
径方向に移動させるトラックサーボ機構と、このトラッ
クサーボ機構の動作を制御する主制御部とを備えてい
る。そして、主制御部は、情報記録の際に光ビームの照
射位置を情報記録用トラックの幅方向中心に対して光源
の移動方向に所定のオフセット量ずらすと共に、情報の
再生の際にはオフセット量を零にする、光ビームオフセ
ット調整機能を有している。

【００３４】また、上記光ディスクの情報記録再生装置
に使用する光ビームとしては、記録用光ビームの光源
と、再生用光ビームの光源をそれぞれ別個に有していて
もさしつかえないが、光ディスク情報記録再生装置を安
価に作製する場合には、これらを兼用することが望まし
い。この場合には、主制御部が記録あるいは再生指令に
基づいて、トラックサーボ機構に働きかけて、トラック
サーボ機構に設定するオフセット量を切換えればよい。
また、照射する光ビームの出力レベルも、記録時より再
生時の方を低下させる等の制御が行われる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク情報記録再生方法およびその記録再生装置によれば、
光ビームの照射位置を情報記録用トラックに対して僅か
にずらすようにした。このため、情報記録用トラックの
間隔或いは幅を狭く設定して高記録密度化を図った場合
でも、各情報記録用トラックに適切な記録を行うことが
でき、信号品質の良好な記録再生を行なうことができ
る、という優れた効果を生じる。

【００３６】また、光ビームの情報記録用トラックに対
するオフセット量を、情報記録用トラック幅の５％乃至
２０％とした。これにより、現在での光ビームの最小ス
ポット径及び情報記録用トラックの最小幅との関係で
は、最も信頼性の高い再生信号を得ることができる、と
いう優れた効果を生じる。

【００３７】また、情報記録用トラックは凹溝トラック
と平坦トラックが交互に設定されているので、この凹溝
トラックと平坦トラックとの段差を利用して、トラック
ずれの確実な検出及びこれに対するトラックずれ補正を
行うことができる、という優れた効果を生じる。

【００３８】また、情報再生の際には、光ビームの中心
を情報記録用トラックの幅方向の中心と一致させるの
で、隣接する情報記録用トラックの影響を受けることな
く、確実に目的の情報記録用トラックから所望の情報を
再生することができる、という優れた効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報の記録再生方法を説明するための
光ディスクの情報記録用トラックを示す概略平面であ
る。

【図２】図１に開示した情報記録用トラックに記録マー
クを形成した状態を説明する概略平面図である。

【図３】本発明の光ディスクの情報記録再生方法を用い
た情報記録再生装置を示すブロック図である。

【図４】従来の情報の記録再生方法を説明するための光
ディスクの情報記録用トラックを示す概略平面である。

【図５】図４に開示した情報記録用トラックに記録マー
クを形成した状態を説明する概略平面図である。

【符号の説明】

１光ディスク２情報記録用トラックの中心３光ビーム中心の移動軌跡１１、１２，１３情報記録用トラックＡ，Ｂ，Ｃ記録マークＤオフセット量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に所定幅の螺旋状の情報記録用トラ
ックを有する光ディスクと、前記情報記録用トラックに
沿って所定の光ビームを照射する光源とを備え、この光
源を光ディスクの回転に対応して半径方向の一方側に移
動させつつ情報の記録再生を行う光ディスクの情報記録
再生方法において、前記光源の光ビームを、前記各情報記録用トラックの幅
方向中心に対し、前記移動方向側に所定のオフセット量
ずらした位置に照射することを特徴とした光ディスクの
情報記録再生方法。
【請求項２】前記オフセット量を、前記情報記録用ト
ラック幅の５％乃至２０％としたことを特徴とする請求
項１記載の光ディスクの情報記録再生方法。
【請求項３】前記螺旋状の情報記録用トラックとし
て、光ディスクの半径方向に向かって平坦トラック及び
凹溝トラックを交互に形成したことを特徴とする請求項
１又は２記載の光ディスクの情報記録再生方法。
【請求項４】光ディスクの情報の再生の際に、前記光
源の光ビームを情報記録用トラックの幅方向の中心に照
射することを特徴とする請求項１，２又は３に記載の光
ディスクの情報記録再生方法。
【請求項５】表面に所定幅の螺旋状の情報記録用トラ
ックを有する光ディスクと、前記情報記録用トラックに
沿って所定の光ビームを照射する光源と、この光源を光
ディスクの回転に対応して半径方向に移動させるトラッ
クサーボ機構と、このトラックサーボ機構の動作を制御
する主制御部とを備えた光ディスクの情報記録再生装置
において、前記主制御部は、情報記録の際に前記光ビームの照射位
置を情報記録用トラックの幅方向中心に対して光源の移
動方向に所定のオフセット量ずらすと共に、情報の再生
の際には前記オフセット量を零にする、光ビームオフセ
ット調整機能を有することを特徴とする光ディスクの情
報記録再生装置。