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発明の名称 光学的情報記録媒体およびその記録再生方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−44865
公開日 平成7年(1995)2月14日
出願番号 特願平5−191085
出願日 平成5年(1993)8月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 坂上 嘉孝 / 大野 鋭二 / 西内 健一
要約 目的
光ディスクのグルーブ7とランド8の両方に記録する光学的情報記録媒体の記録再生方法において、隣接するトラックの信号記録状態によって反射光の強度分布の非対称性によるトラッキング誤差信号のオフセットが生じるという問題点を解決し、トラッキング制御を安定にし、クロストークが小さい安定した記録再生を実現する。

構成
記録信号とは分離可能な特定信号をグルーブ7またはランド8にオーバーライトすることにより消去する、前記特定信号をセクター間の未記録部分に記録する方法、または信号を記録する以前にランド8とグルーブ7の両方の全ての記録トラックに予め前記特定信号を記録した光学的情報記録媒体により、安定したトラッキング制御を得ることができる。
特許請求の範囲
【請求項1】基板上にガイド溝として設けられた凸部と凹部の両方を記録トラックとし、前記基板上にレーザ光の照射によって光学的に検知し得る変化を生じる記録薄膜層を設けた光学的情報記録媒体の記録再生方法であって、記録信号とは分離可能な特定信号をオーバーライトすることにより、既に記録された信号を消去することを特徴とする光学的情報記録媒体の記録再生方法。
【請求項2】基板上にガイド溝として設けられた凸部と凹部の両方を記録トラックとし、前記基板上にレーザ光の照射によって光学的に検知し得る変化を生じる記録薄膜層を設けた光学的情報記録媒体の記録再生方法であって、記録信号とは分離可能な特定信号をセクター間の書き残し部分に記録することを特徴とする光学的情報記録媒体の記録再生方法。
【請求項3】基板上にガイド溝として設けられた凸部と凹部の両方を記録トラックとし、前記基板上にレーザ光の照射によって光学的に検知し得る変化を生じる記録薄膜層を設けた光学的情報記録媒体の記録再生方法であって、信号を記録する前に、予め記録信号とは分離可能な特定信号を前記凸部と凹部の両方の全ての記録トラックに記録しておくことを特徴とする光学的情報記録媒体の記録再生方法。
【請求項4】基板上にガイド溝として設けられた凸部と凹部の両方を記録トラックとし、前記基板上にレーザ光の照射によって光学的に検知し得る変化を生じる記録薄膜層を設けた光学的情報記録媒体の記録再生方法であって、信号を記録する前に、予め記録信号とは分離可能な特定信号を前記凸部と凹部の両方の全ての記録トラックに記録しておくことを特徴とする光学的情報記録媒体。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光・熱等を用いて高速かつ高密度に情報を記録再生する光学的情報記録媒体の記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、データ、映像、音声などの情報信号を記録再生できる光ディスクの開発が盛んである。
【0003】光ディスクの一つに、レーザ光照射によって記録膜材料の状態および光学定数を変化させて、それにともなう反射率の変化を検出して信号を記録再生する、いわゆる相変化記録媒体がある。相変化記録媒体は、記録膜材料の状態を可逆的に変化させることにより信号の書き換えも可能であるため研究が盛んに行われている。
【0004】相変化記録材料としては、カルコゲン合金がよく知られており、例えばGeSbTe系、InSbTe系、GeSnTe系、InSe系、SbTe系等がある。これらの材料は比較的強いパワーのレーザ光照射によってアモルファス状態になり、比較的弱いパワーのレーザ光照射によってアモルファス領域は結晶化状態となる。アモルファス状態と結晶状態とでは、光学定数が異なるためレーザ照射による反射光量変化として記録信号を再生できる。
【0005】記録が可能な光ディスクでは、予めガイド溝が光ディスクの基板に刻み込まれトラックが形成されている。このトラックの凸部もしくは凹部の平坦部にレーザ光が集光されることにより情報信号の記録もしくは再生が行われる。現在市販されている一般的な光ディスクにおいては、通常凸部もしくは凹部のどちらか一方にのみ情報信号が記録され、他方は隣接するトラックを分離するガードバンドとなっている。また、一般に情報処理用に使用される光ディスクでは情報をデータ領域とアドレス領域からなるセクタと呼ばれるトラック方向の一定の長さのかたまりごとに外部とやりとりする。
【0006】一方、高密度記録を目指した研究開発も進められており、例えば、光ディスクの信号記録用のガイド溝上のみならず、ガイド溝(以下単にグルーブと称す)とガイド溝の間(以下単にランドと称す)にも信号を記録して記録密度を高める方法が提案されている(例えば、特公昭63ー57859号公報)。さらにこの場合、溝深さ、溝幅等の溝形状を限定すれば隣接トラック(信号はグルーブ、ランドの両方に記録するため、両方ともに記録トラックである。)からのクロストークを非常に小さくできることが報告されている(例えば、1992秋季応用物理学会講演会予稿集P.948、講演番号18a−T−3。さらには特願平4ー79483)。ランドとグルーブの両方に信号を記録することにより、従来の技術でも2倍の記録密度向上が達成でき本方法は大変有効な技術であると考えられる。
【0007】また、光ディスクに設けられた溝へのトラッキング方式としては、おもにプッシュプル法と3ビーム法がある。
【0008】プッシュプル法は、レーザ光の光ディスクからの反射光を検出する検出器をトラック方向と平行に2分割し、分割された2つの検出器からの出力の差信号を取りこれを制御信号とする。スポットがトラック中心にあるときは反射光量はトラックに対して左右対称のため差信号は0であるが、トラックの中心からはずれると左右対称でなくなるため0でなくなり、従って差信号が常に0になるように制御すればスポットはトラック上を追随する。
【0009】3ビーム法は、レーザビームを3つに分割してそれぞれをディスク上に一列にフォーカスさせる。このときスポット列をトラックにたいしてわずかに傾斜させ、例えば、中央の主スポットをトラックの中心に前方の副スポットを主スポットの右前方でトラックにわずかにかかる程度に、さらに後方の副スポットを主スポットの左後方でトラックにわずかにかかる程度に配置する。そして、主スポットで信号の記録再生を行い、トラッキングは前後の副スポットからの反射光量をそれぞれ検出してその差を0になるように制御することで、主スポットがトラック上を追随することを可能にするものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グルーブとランドの両方に記録する方法では、グルーブのみ、もしくはランドのみに記録する方法に比べて、記録トラック同士の間隔が約半分になるために、レーザスポットは隣接するトラックの信号記録状態によって反射光が影響を受ける。例えばグルーブ上にレーザスポットがある場合に隣接する片方のランドにのみ信号が記録されていると、トラックと垂直な方向における反射光の強度分布の非対称性が生じる。プッシュプル法の場合、この非対称性によりトラッキング誤差信号にオフセットが生じ、また、3ビーム法でも前後のトラッキング用副スポットの反射光量が異なるためにトラッキング誤差信号にオフセットが生じ、いずれの方式においてもトラッキング制御が不安定になったり、もしくは一方の隣接トラックに片寄って記録再生するためクロストークが大きくなってしまうという問題点があった。
【0011】本発明は上記従来の問題点を解決するもので、基板上にガイド溝として設けられた凸部と凹部の両方を記録トラックとした光学的情報記録媒体のトラッキング制御を安定にし、クロストークが小さい安定した記録再生方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法は、既に記録された信号を記録信号とは分離可能な特定信号をオーバーライトすることにより消去する、記録信号とは分離可能な特定信号をセクター間の書き残し部分に記録する、また、信号を記録する以前にランドとグルーブの両方の全ての記録トラックに記録信号とは分離可能な特定信号を予め記録しておくという手段を有している。
【0013】
【作用】この手段によって、隣接するトラックの信号記録状態が対称となることにより、左右の隣接するトラックからの反射光量が対称となり、レーザスポットがトラックの中心を追随することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図1において実施例に用いる光ディスクの一例の記録領域の断面図を示す。基板1上に、第1の誘電体層2、記録層3、第2の誘電体層4、反射層5を順次設ける。さらにその上に透明な密着した保護層6を設ける。記録、再生、消去を行うレーザ光は基板1側から入射させる。また、レーザ光入射方向から見てトラックの凸側がグルーブ7、凹側がランド8である。
【0015】最初にディスクの作成方法を説明する。基板1として凸凹状のガイド溝を持ったφ130mmのポリカーボネート製の基板を用い、その上に第1の誘電体層2としてZnS−SiO2混合膜を厚さ1300Å、記録層3としてGe22Sb22Te56膜を厚さ250Å、第2の誘電体層4としてZnS−SiO2混合膜を厚さ200Å、反射層5としてAl膜を1500Åスパッタリングにより形成した。そしてその上にポリカーボネートの保護層6を設けた。この光ディスク作製直後は記録層3はアモルファス状態である。
【0016】光ディスクの評価条件は、レーザ光の波長が780nm、記録装置の記録再生に用いる光学ヘッドの対物レンズの開口数(NA)を0.55、光ディスクの線速度10m/sec、記録パワー20mW、バイアスパワー10mWで、1ビームオーバーライトにより記録再生を行った。ここで1ビームオーバーライトとは記録信号によりレーザパワーを記録レベルと消去レベルの間で変調して信号トラック上に照射することにより、既に記録されている古い信号を消去しながら新しい信号を記録する方法である。記録レベルで照射された領域は元の状態がアモルファス状態か結晶状態かにかかわらず溶融後冷却されるためアモルファスとなり、消去レベルで照射された領域は結晶化温度以上に昇温するため、元の状態にかかわらず結晶化して新しい信号がオーバーライトされる。またトラッキング制御は、プッシュプル法により行った。
【0017】信号記録の実験は以下のように行った。まず、何も予め記録しない連続するトラック100本(すなわち、グルーブ7が50本、ランド8が50本)と、記録信号とは分離可能な4MHzの特定信号を予め記録した連続するトラック100本(すなわち、グルーブ7が50本、ランド8が50本)とをそれぞれ選ぶ。4MHzの特定信号の記録方法は、選出した100本のトラックのグルーブ7の50本にまず4MHzの特定信号を記録し、続いてランド8の50本に4MHzの特定信号を記録した。それぞれについて、選んだ100本のトラックの中から任意のグルーブ7の1本を選出し5MHzの信号をオーバーライト記録する。それからトラッキングの極性を反転させてランド8上にトラッキングし、任意のランド8の1本を選出し3MHzの信号をオーバーライト記録する。更に、トラッキングの極性を反転させてグルーブ7上にトラッキングし、未記録のグルーブ7のうち任意のグルーブ7の1本を選出し5MHzの信号をオーバーライト記録する。これを繰り返してグルーブ7とランド8に順次信号を記録してゆき、100本のトラック全てにグルーブ7に5MHz、ランド8に3MHzの信号を記録した。
【0018】すなわち、この記録方法によれば、最初に4MHzの特定信号を予め記録してある場合には、オーバーライト記録するトラックの隣接トラックに信号が常に記録されており、最初に4MHzの特定信号を予め記録していない場合には、オーバーライト記録するトラックの隣接トラックに信号が記録されていない場合、両方に記録されている場合、もしくは一方のみに記録されている場合のいろいろな状態における信号の記録がグルーブ記録とランド記録の両方において実現される。このようにして信号が記録されたトラック全てにおいてその隣接トラックからのクロストークを測定した。すなわち、グルーブ7においては隣接したランド8からの3MHzの信号のクロストークを、ランド8においては隣接したグルーブ7からの5MHzの信号のクロストークを測定した。
【0019】その結果、最初に4MHzの特定信号を記録しておいた場合にはそのクロストークはー30dBという値であったが、最初に4MHzの信号を記録していない場合にはそのクロストークはー25dB〜ー32dBとばらついた値が得られた。
【0020】予め4MHzの特定信号を記録しておかなかった場合に特定信号を最初に記録しておいた場合と比べてばらついたり大きなクロストークの値が得られたのは、隣接するトラックの一方のみに信号が記録されている場合には、トラッキングのオフセットが発生して、レーザスポットがトラックの中央に位置していない状態で信号が記録再生されたためと考えられる。
【0021】書き換え可能な光ディスクの実際の使われ方を考えてみると、一度記録された信号をセクタとセクタの間の全部もしくは一部分にわたり消去したり、セクタとセクタの間の一部分にだけ記録を書き込んだりと、信号を記録するトラックの隣接トラックの信号の記録状態は様々であると思われる。隣接するトラックの一方のみに信号が記録されている場合に、トラッキングのオフセットが発生して、レーザスポットがトラックの中央に位置していない状態で信号が記録再生されないために、本実施例のように記録信号とは分離可能な特定信号を予め記録しておくだけでなく、オーバーライト消去する場合にも特定信号をオーバーライトすることにより記録信号を消去する、また、セクタとセクタの信号の書き残し部分に、特定信号を記録しておくと言ったことも有効であると考えられる。
【0022】なお、本実施例においては、基板1としてポリカーボネートとしたが、ガラス、石英、もしくは、ポリメチルメタクリレート等としてもよいし、保護層6としてポリカーボネートとしたが、保護層6は樹脂を溶剤に溶かして塗布・乾燥したものや樹脂板を接着剤で接着したもの等としてもよいし、記録層3としてGeSbTe系材料としたが、記録層3はSbTe系、GeSbTeSe系、GeSbTePd系、TeGeSnAu系、AgSbTe系、GeTe系、GaSb系、InSe系、InSb系、InSbTe系、InSbSe系、InSbTeAg系材料としてもよいし、誘電体層2、4として、ZnS−SiO2混合膜としたが、SiO2、SiO、TiO2、MgO、Ta25、Al23、GeO2、Si34、BN、AlN、SiC、ZnS、ZnSe、ZnTe、PbS等もしくはこれらの混合物としてもよいし、反射層5としてAlとしたが、Au、Cu、Cr、Ni、Ti等の金属材料を主成分とした材料もしくはこれらの混合物、さらには所定の波長における反射率の大きな誘電体多層膜等としてもよいことは言うまでもない。
【0023】なお、本実施例において反射層5や保護層6を有する構造としたが、反射層5や保護層6を設けない構造の記録媒体においても本発明が有効であることは言うまでもない。
【0024】また、本実施例において記録信号と分離可能な特定信号として、4MHzの信号を用いたが、この特定信号としては記録信号と分離可能な信号であればよいのであるから、例えばランド8もしくはグルーブ7幅の半分の幅を一様にアモルファス化する等の特定信号を用いてもよいことは言うまでもない。また、EFM信号で記録再生する場合には、EFM変調方式で使用されていないチャンネルビットパターンのものを特定信号として用いれば記録信号と分離可能である。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明は、記録信号とは分離可能な特定信号をオーバーライトすることにより消去する、前記特定信号をセクター間の未記録部分に記録する、また、信号を記録する以前にランド8とグルーブ7の両方との全ての記録トラックに予め前記特定信号を記録しておくことにより、トラッキング制御を安定にしクロストークが小さい安定した記録再生を実現することができる。




 

 


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