JPH0877607A - 情報記録媒体 - Google Patents
情報記録媒体Info
- Publication number
- JPH0877607A JPH0877607A JP6215137A JP21513794A JPH0877607A JP H0877607 A JPH0877607 A JP H0877607A JP 6215137 A JP6215137 A JP 6215137A JP 21513794 A JP21513794 A JP 21513794A JP H0877607 A JPH0877607 A JP H0877607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- track
- group
- light
- equation
- tracks
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 隣接トラックからの情報の読み出しを抑制
し、対象とするトラックからの情報のみを再生できる情
報記録媒体を提供する。 【構成】 第１グループのトラック３と第２グループの
トラック４が同心円状または螺旋状に設けられ、第１グ
ループのトラック３と第２グループのトラック４とは、
半径方向に交互に段差をつけて設けられ、第１グループ
のトラック３及び第２グループのトラック４には、光の
反射率が周囲と異なる振幅変調型のマークが形成されて
おり、基板１のマークの反射率、隣接するトラック間の
段差、トラックピッチ、マーク幅、半導体レーザ９の波
長λ、対物レンズの開口数ＮＡが式（３２）を満たすよ
うに構成した。
し、対象とするトラックからの情報のみを再生できる情
報記録媒体を提供する。 【構成】 第１グループのトラック３と第２グループの
トラック４が同心円状または螺旋状に設けられ、第１グ
ループのトラック３と第２グループのトラック４とは、
半径方向に交互に段差をつけて設けられ、第１グループ
のトラック３及び第２グループのトラック４には、光の
反射率が周囲と異なる振幅変調型のマークが形成されて
おり、基板１のマークの反射率、隣接するトラック間の
段差、トラックピッチ、マーク幅、半導体レーザ９の波
長λ、対物レンズの開口数ＮＡが式（３２）を満たすよ
うに構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の情報記
録媒体に関するものである。
録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術の例として、相変化型光ディ
スク（以下、ＰＣディスクという）がある。 図５は、
ＰＣディスクの構成を示す図である。図５に示すよう
に、ＰＣディスクは、厚さ1.2mmの透明基板５１に光の
反射率を変化させる振幅変調マーク列５２が螺旋状に形
成されている。これが情報トラックである。そして、デ
ジタル情報を振幅変調マークの位置と長さに対応させる
ことによって、情報が記憶されている。
スク（以下、ＰＣディスクという）がある。 図５は、
ＰＣディスクの構成を示す図である。図５に示すよう
に、ＰＣディスクは、厚さ1.2mmの透明基板５１に光の
反射率を変化させる振幅変調マーク列５２が螺旋状に形
成されている。これが情報トラックである。そして、デ
ジタル情報を振幅変調マークの位置と長さに対応させる
ことによって、情報が記憶されている。
【０００３】記憶されている情報を再生する際は、ま
ず、ＰＣディスクを回転させる。そして、再生ヘッドか
ら照射される光ビームによって、この振幅変調マークの
幅程度の大きさの光スポットが情報トラック上に形成さ
れる。そして、情報トラック上に照射された光スポット
の反射光の回折状態が検出されることによって、情報が
再生される。
ず、ＰＣディスクを回転させる。そして、再生ヘッドか
ら照射される光ビームによって、この振幅変調マークの
幅程度の大きさの光スポットが情報トラック上に形成さ
れる。そして、情報トラック上に照射された光スポット
の反射光の回折状態が検出されることによって、情報が
再生される。
【０００４】光スポットの位置に振幅変調マークがない
場合、情報トラックからの反射光は大部分が再生ヘッド
に戻る。そのため、再生ヘッドに内蔵された情報検出器
は、大きい値を検出する。光スポットの位置に振幅変調
マークがある場合、情報トラックからの反射光は振幅変
調マークによって回折される。振幅変調マークの反射率
は周囲の部分に比べて低いので、回折効果と併せて再生
ヘッドに戻る光量が減る。すなわち、光スポットの位置
に振幅変調マークがある場合、再生ヘッドに内蔵された
情報検出器は、小さい値を検出する。
場合、情報トラックからの反射光は大部分が再生ヘッド
に戻る。そのため、再生ヘッドに内蔵された情報検出器
は、大きい値を検出する。光スポットの位置に振幅変調
マークがある場合、情報トラックからの反射光は振幅変
調マークによって回折される。振幅変調マークの反射率
は周囲の部分に比べて低いので、回折効果と併せて再生
ヘッドに戻る光量が減る。すなわち、光スポットの位置
に振幅変調マークがある場合、再生ヘッドに内蔵された
情報検出器は、小さい値を検出する。
【０００５】一般的に、再生ヘッドからの光ビームの半
径は、回折限界までしぼり込むことができる。そのた
め、情報トラックに照射される光スポットの半径を、1
μm以下まで絞り込むことができる。したがって、情報
トラックのピッチを1.6μmとすることができる。
径は、回折限界までしぼり込むことができる。そのた
め、情報トラックに照射される光スポットの半径を、1
μm以下まで絞り込むことができる。したがって、情報
トラックのピッチを1.6μmとすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、情報記録媒
体に、より多くの情報を記憶させたいという潜在的要求
がある。発明者らは、この要求に応えるために、多くの
検討を重ねた。一般的には、再生ビームの波長を短くす
ることによって、再生ビーム径をより小さくし、狭トラ
ックピッチ化することが提案されている。
体に、より多くの情報を記憶させたいという潜在的要求
がある。発明者らは、この要求に応えるために、多くの
検討を重ねた。一般的には、再生ビームの波長を短くす
ることによって、再生ビーム径をより小さくし、狭トラ
ックピッチ化することが提案されている。
【０００７】ところが、再生ヘッドに用いる光源に制約
があり、無限に波長を短くすることは不可能である。一
方、再生ビーム径の大きさを一定にして、狭トラック化
をすると、再生ビームの光スポットが隣接トラックにも
照射されてしまう。その結果、光スポットが隣接トラッ
クの振幅マークにもかかってしまい、隣接トラックの情
報が読み出されてしまうという問題が生じる。
があり、無限に波長を短くすることは不可能である。一
方、再生ビーム径の大きさを一定にして、狭トラック化
をすると、再生ビームの光スポットが隣接トラックにも
照射されてしまう。その結果、光スポットが隣接トラッ
クの振幅マークにもかかってしまい、隣接トラックの情
報が読み出されてしまうという問題が生じる。
【０００８】そこで、本発明は、隣接トラックからの情
報の読み出しを抑制し、対象とするトラックからの情報
のみを再生できる情報記録媒体を提供することを目的と
する。
報の読み出しを抑制し、対象とするトラックからの情報
のみを再生できる情報記録媒体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】上記課題の解決のため、
本発明の情報記録媒体は、第１グループのトラックと第
２グループのトラックが同心円状または螺旋状に設けら
れ、前記第１グループのトラックと前記第２グループの
トラックとは、半径方向に交互に段差をつけて設けら
れ、前記第１グループのトラック及び前記第２グループ
のトラックには、光の反射率が周囲と異なる振幅変調型
のマークが形成されており、これらを構成する要素が、
次の作用の項で述べる式（３４）を満たすこととした。
本発明の情報記録媒体は、第１グループのトラックと第
２グループのトラックが同心円状または螺旋状に設けら
れ、前記第１グループのトラックと前記第２グループの
トラックとは、半径方向に交互に段差をつけて設けら
れ、前記第１グループのトラック及び前記第２グループ
のトラックには、光の反射率が周囲と異なる振幅変調型
のマークが形成されており、これらを構成する要素が、
次の作用の項で述べる式（３４）を満たすこととした。
【００１０】
【作用】今、第１グループのトラックが凸状のトラック
（凸トラック）であり、第２グループのトラックが凹状
のトラック（凹トラック）であるとする。ここで、凹ト
ラックは、ビームが照射される側から見たときに、へこ
んでいるトラックであり、凸トラックは、ビームが照射
される側から見たときに、突起しているトラックである
とする。
（凸トラック）であり、第２グループのトラックが凹状
のトラック（凹トラック）であるとする。ここで、凹ト
ラックは、ビームが照射される側から見たときに、へこ
んでいるトラックであり、凸トラックは、ビームが照射
される側から見たときに、突起しているトラックである
とする。
【００１１】凸トラックに信号が記録されておらず（振
幅変調マークがない）、隣接する凹トラックに信号が記
録されている場合（振幅変調マークがある）を考える。
図２は、この状態を示す図である。図２において、再生
ビーム２１は、上方から凸トラック中央に照射されてい
る。いま、図２の振幅変調マークのトラック方向の長さ
が、再生ビームサイズ（スポット径）より十分長いとす
ると、隣接トラックのマークによる戻り光（反射光）の
強度変調量Ｎは、図３（ａ）、（ｂ）の各状態における
戻り光量の差に等しい。
幅変調マークがない）、隣接する凹トラックに信号が記
録されている場合（振幅変調マークがある）を考える。
図２は、この状態を示す図である。図２において、再生
ビーム２１は、上方から凸トラック中央に照射されてい
る。いま、図２の振幅変調マークのトラック方向の長さ
が、再生ビームサイズ（スポット径）より十分長いとす
ると、隣接トラックのマークによる戻り光（反射光）の
強度変調量Ｎは、図３（ａ）、（ｂ）の各状態における
戻り光量の差に等しい。
【００１２】一方、ディスク面で反射、回折した光は再
び対物レンズに戻って、図４に示すような回折パターン
を形成する。図４において、領域４１、４２は、０次回
折光と±１次回折光が干渉する領域である。領域４３
は、０次回折光のみが存在する領域である。戻り光量
は、領域４１、４２と領域４３の光強度を足すことで得
られる。
び対物レンズに戻って、図４に示すような回折パターン
を形成する。図４において、領域４１、４２は、０次回
折光と±１次回折光が干渉する領域である。領域４３
は、０次回折光のみが存在する領域である。戻り光量
は、領域４１、４２と領域４３の光強度を足すことで得
られる。
【００１３】いま、凹凸トラックの段差をｄ、振幅変調
マーク内部の光反射率をｒ、マーク外部の光反射率を１
とする。トラック段差による光の反射時の位相変化δ
は、媒質の屈折率をｎ、光ビームの波長をλとすると、
マーク内部の光反射率をｒ、マーク外部の光反射率を１
とする。トラック段差による光の反射時の位相変化δ
は、媒質の屈折率をｎ、光ビームの波長をλとすると、
【００１４】
【数１２】
【００１５】で与えられる。また、トラックピッチを
p、マーク幅（図３（ｂ）における凹トラック中に刻ま
れた溝の幅）をgとする。このとき、０次回折光振幅
Ｋ0、１次回折光振幅Ｋ1は、物体構造のフーリエ変換よ
り、
p、マーク幅（図３（ｂ）における凹トラック中に刻ま
れた溝の幅）をgとする。このとき、０次回折光振幅
Ｋ0、１次回折光振幅Ｋ1は、物体構造のフーリエ変換よ
り、
【００１６】
【数１３】
【００１７】
【数１４】
【００１８】で与えられる。ただし o(x) はディスク表
面の振幅分布関数で
面の振幅分布関数で
【００１９】
【数１５】
【００２０】である。よって、マークがあるときの図５
の領域４１、４２（０次回折光と±１次回折光が干渉す
る領域）の強度Ｉ1(ψ)は、
の領域４１、４２（０次回折光と±１次回折光が干渉す
る領域）の強度Ｉ1(ψ)は、
【００２１】
【数１６】
【００２２】となり、図４の領域４３（０次回折光のみ
が存在する領域）の強度Ｉ0(ψ)は、
が存在する領域）の強度Ｉ0(ψ)は、
【００２３】
【数１７】
【００２４】となる。ここで
【００２５】
【数１８】
【００２６】
【数１９】
【００２７】
【数２０】
【００２８】
【数２１】
【００２９】
【数２２】
【００３０】また、マークがないときの領域４１、４２
（０次回折光と±１次回折光が干渉する領域）の強度
Ｉ1(０)、領域５３（０次回折光のみが存在する領域）
の強度Ｉ0(０)は、（１６）式、（１７）式においてｒ
＝１とすればよいから、
（０次回折光と±１次回折光が干渉する領域）の強度
Ｉ1(０)、領域５３（０次回折光のみが存在する領域）
の強度Ｉ0(０)は、（１６）式、（１７）式においてｒ
＝１とすればよいから、
【００３１】
【数２３】
【００３２】
【数２４】
【００３３】となる。さて、ここで、図４の領域４１、
４２の面積をα、領域４３の面積をβとすると、図４
（ａ）（ｂ）の各状態における戻り光の差Nは、
４２の面積をα、領域４３の面積をβとすると、図４
（ａ）（ｂ）の各状態における戻り光の差Nは、
【００３４】
【数２５】
【００３５】となる。（２５）式でNは明らかに隣接す
る凹トラックからのクロストークレベルを表している。
したがって（２５）式において、N=0 とおけば、クロス
トークフリーの条件式が得られる。ここまでは隣接する
凹トラックから凸トラックへ混入するクロストークを考
えたが、つぎに自トラック、すなわちレーザスポットが
存在する凸トラックに振幅変調マークがある場合を考え
る。この場合、図４の領域４１、４２における光強度Ｊ
1(ψ)、および領域４３における光強度Ｊ0(ψ)は
る凹トラックからのクロストークレベルを表している。
したがって（２５）式において、N=0 とおけば、クロス
トークフリーの条件式が得られる。ここまでは隣接する
凹トラックから凸トラックへ混入するクロストークを考
えたが、つぎに自トラック、すなわちレーザスポットが
存在する凸トラックに振幅変調マークがある場合を考え
る。この場合、図４の領域４１、４２における光強度Ｊ
1(ψ)、および領域４３における光強度Ｊ0(ψ)は
【００３６】
【数２６】
【００３７】
【数２７】
【００３８】で与えられ、信号レベルSは
【００３９】
【数２８】
【００４０】で与えられる。ただし
【００４１】
【数２９】
【００４２】
【数３０】
【００４３】
【数３１】
【００４４】（２５）式と（２８）式を用いて、比N/S
を求めると、これが相対的なクロストークを与える。一
般にこの相対的なクロストーク量は-20dB以下になるこ
とが望ましく、そのためには
を求めると、これが相対的なクロストークを与える。一
般にこの相対的なクロストーク量は-20dB以下になるこ
とが望ましく、そのためには
【００４５】
【数３２】
【００４６】を満たすことが望ましい。以上の議論で、
ガウスビームの効果は考慮していない。また、±１次回
折光が互いに干渉する効果も考慮していない。しかし、
これらの考慮をしなくとも、（２５）式および（２８）
式は、十分精度良く信号およびクロストークレベルを与
える。
ガウスビームの効果は考慮していない。また、±１次回
折光が互いに干渉する効果も考慮していない。しかし、
これらの考慮をしなくとも、（２５）式および（２８）
式は、十分精度良く信号およびクロストークレベルを与
える。
【００４７】また、再生ビームがトラックオフセットを
生じていなければ、図４の領域４１と領域４２の強度は
同一となる。したがって、−１次回折光について別に考
慮する必要はない。 以上は、凸トラックから見た場合
のクロストークについてである。凹トラックから見た場
合のクロストークを考えると、隣接トラックとの凸凹関
係が逆転するためδの符号が反転する。しかし（２
５）、（２８）式において変数δはcosδの形でしか現
われないので、δの符号が反転しても（３２）式のクロ
ストークフリー条件は変わらない。したがって式（３
２）の解は、凸トラックにおけるクロストークと凹トラ
ックにおけるクロストークを同時に最小とすることがで
きる。
生じていなければ、図４の領域４１と領域４２の強度は
同一となる。したがって、−１次回折光について別に考
慮する必要はない。 以上は、凸トラックから見た場合
のクロストークについてである。凹トラックから見た場
合のクロストークを考えると、隣接トラックとの凸凹関
係が逆転するためδの符号が反転する。しかし（２
５）、（２８）式において変数δはcosδの形でしか現
われないので、δの符号が反転しても（３２）式のクロ
ストークフリー条件は変わらない。したがって式（３
２）の解は、凸トラックにおけるクロストークと凹トラ
ックにおけるクロストークを同時に最小とすることがで
きる。
【００４８】なお、ここまでは振幅変調型の光ディスク
を念頭において議論してきたが、本発明の効果は極カー
効果を用いた光磁気ディスクでも有効である。複素カー
回転角を θ＝θr＋iχとすると、φ＝arctan ( χ／θ
r ) なる位相差をもつ位相板を再生光学系に挿入するこ
とで反射光は直線偏光となり、このとき対称差動法を仮
定すれば検光子通過後に光磁気マークは次の式で与えら
れる振幅変調マークとして扱える。
を念頭において議論してきたが、本発明の効果は極カー
効果を用いた光磁気ディスクでも有効である。複素カー
回転角を θ＝θr＋iχとすると、φ＝arctan ( χ／θ
r ) なる位相差をもつ位相板を再生光学系に挿入するこ
とで反射光は直線偏光となり、このとき対称差動法を仮
定すれば検光子通過後に光磁気マークは次の式で与えら
れる振幅変調マークとして扱える。
【００４９】
【数３３】
【００５０】
【実施例】図１は、本発明の第１の実施例による情報記
録媒体の構成を示す図である。図１において、基板１
は、ポリカーボネイトあるいはアクリル等からなる。基
板１の表面には、凹トラック３及び凸トラック４が交互
に形成されている。この２種類のトラックは、それぞれ
が螺旋状に形成されている。同心円状に形成されていて
もよい。基板１の表面２には、結晶状態とアモルファス
状態の両方に変化することができる相変化薄膜からなる
記録層が形成されている。
録媒体の構成を示す図である。図１において、基板１
は、ポリカーボネイトあるいはアクリル等からなる。基
板１の表面には、凹トラック３及び凸トラック４が交互
に形成されている。この２種類のトラックは、それぞれ
が螺旋状に形成されている。同心円状に形成されていて
もよい。基板１の表面２には、結晶状態とアモルファス
状態の両方に変化することができる相変化薄膜からなる
記録層が形成されている。
【００５１】凸トラック及び凹トラックには、光の反射
率を変化させるマーク（振幅変調マーク）が形成されて
いるが、これは記録層が結晶状態にある場合とアモルフ
ァス状態にある場合で光の反射率が異なることによって
得られる。媒体に記録された情報を再生するためのヘッ
ド８は、以下のような構成である。半導体レーザ９から
照射される光ビームは、ビームスプリッタ１０を通っ
て、対物レンズ１１によってトラック面２に収束され
る。トラック面２で反射した反射光（戻り光）は、再び
対物レンズを通り、ビームスプリッタ１０で反射し、光
電変換器（たとえばフォトダイオード）１２に入射す
る。光電変換器１２によって、光電変換された電気信号
のレベルの大きさによって、情報を再生することができ
る。図１の基板１においてマークの反射率、隣接するト
ラック間の段差、トラックピッチ、マーク幅、および半
導体レーザ９の波長λ、対物レンズ１１の開口数NAは式
（３２）をみたすようにさだめられており、それゆえク
ロストークの少ない良好な信号再生が可能になる。
率を変化させるマーク（振幅変調マーク）が形成されて
いるが、これは記録層が結晶状態にある場合とアモルフ
ァス状態にある場合で光の反射率が異なることによって
得られる。媒体に記録された情報を再生するためのヘッ
ド８は、以下のような構成である。半導体レーザ９から
照射される光ビームは、ビームスプリッタ１０を通っ
て、対物レンズ１１によってトラック面２に収束され
る。トラック面２で反射した反射光（戻り光）は、再び
対物レンズを通り、ビームスプリッタ１０で反射し、光
電変換器（たとえばフォトダイオード）１２に入射す
る。光電変換器１２によって、光電変換された電気信号
のレベルの大きさによって、情報を再生することができ
る。図１の基板１においてマークの反射率、隣接するト
ラック間の段差、トラックピッチ、マーク幅、および半
導体レーザ９の波長λ、対物レンズ１１の開口数NAは式
（３２）をみたすようにさだめられており、それゆえク
ロストークの少ない良好な信号再生が可能になる。
【００５２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、隣接トラ
ックからの情報読み出しを抑制できるので、トラックピ
ッチを実質的に従来の半分にすることができる。したが
って、従来の記録媒体とくらべて、２倍の情報を記録す
ることができる。再生ヘッドをほとんど変更することな
く、記録密度を２倍にできる画期的なもの。
ックからの情報読み出しを抑制できるので、トラックピ
ッチを実質的に従来の半分にすることができる。したが
って、従来の記録媒体とくらべて、２倍の情報を記録す
ることができる。再生ヘッドをほとんど変更することな
く、記録密度を２倍にできる画期的なもの。
【図１】は、本発明の第１の実施例による情報記録媒体
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】は、情報記録媒体表面を示す図である。
【図３】は、簡素化した情報記録媒体表面のモデルを示
す図である。
す図である。
【図４】は、記録媒体表面からの戻り光の回折パターン
を示す図である。
を示す図である。
【図５】は、従来技術に係る相変化型光ディスクの構成
そ示す図である。
そ示す図である。
１・・・・基板 ２・・・・基板表面 ３・・・・凹トラック ４・・・・凸トラック ５、６・・振幅マーク ７・・・・保護層 ８・・・・再生ヘッド ９・・・・半導体レーザ １０・・・ビームスプリッタ １１・・・対物レンズ １２・・・光電変換器 以上
Claims (1)
- 【請求項１】第１グループのトラックと第２グループの
トラックが同心円状または螺旋状に設けられ、 前記第１グループのトラックと前記第２グループのトラ
ックとは、半径方向に交互に段差をつけて設けられ、 前記第１グループのトラック及び前記第２グループのト
ラックには、光の反射率が周囲と異なる振幅変調マーク
が形成されており、 前記振幅変調ピットをレーザスポットで照明した場合、
前記マーク内で反射した光の振幅反射係数をｒ、前記マ
ーク外で反射した光の振幅反射係数を１とし、 前記第１のグループのトラックのマークのない部分で反
射した光と前記第２のグループのトラックのマークのな
い部分で反射した光の位相差をδとし、 またマーク幅を g、トラックピッチ（前記第１グループ
のトラック間隔）をp、円周率をπとしたとき量N, S を
次の式で定義し、 【数１】 【数２】 ただし α；前記第１グループあるいは第２グループに照射され
た光ビームの反射光のファーフィールド回折パターンに
おいて０次回折光と±１次回折光が干渉する領域の面積 β；前記第１グループあるいは第２グループに照射され
た光ビームの反射光のファーフィールド回折パターンに
おいて０次回折光のみが存在する領域の面積 【数３】 【数４】 【数５】 【数６】 【数７】 【数８】 【数９】 【数１０】 とするとき 【数１１】 が成り立つようにしたことを特徴とする情報記録媒体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215137A JPH0877607A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 情報記録媒体 |
| US08/513,652 US5602824A (en) | 1994-08-12 | 1995-08-10 | Optical disk capable of recording information on both land and groove tracks |
| EP95112710A EP0696795A1 (en) | 1994-08-12 | 1995-08-11 | Optical disk memory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215137A JPH0877607A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 情報記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0877607A true JPH0877607A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16667319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6215137A Pending JPH0877607A (ja) | 1994-08-12 | 1994-09-09 | 情報記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0877607A (ja) |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP6215137A patent/JPH0877607A/ja active Pending
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