JPH02185737A - 光学的記録媒体円盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学的記録媒体円盤、特にコンパクト・ディス
クに対して互換性もある追記型の光学的記録媒体円盤に
関する。

（従来の技術） 各種の情報信号を高い記録密度で記録することについて
の要望が高まるのにつれて、近年になって色々な構成原
理や動作原理に基づいて作られた情報記録媒体を用いて
情報信号の高密度記録再生が行われるようになったこと
は周知のとおりであり、例えば、情報記録媒体の信号面
に情報信号に応じた凹凸を形成させて情報信号の記録を
行い、記録された情報信号を光学的な手段によって再生
するようにしたり、あるいは静電容量値の変化の検出に
よって再生するようにした記録再生装置は、映像信号や
音声信号の記録再生用として既に実用されている。

また、各種の技術分野における高密度記録再生の要求に
応じるために、情報記録媒体の記録層に情報信号によっ
て強度変調されたビームを照射することにより、情報記
録媒体における記録層に情報信号に応じた物理変化ある
いは化学変化を生じさせて情報信号の記録が行われるよ
うにした情報記録媒体についても研究が行われるように
なったが、近年、安定な動作を行う半導体レーザが容易
に得られるようになったのに伴い、レーザ光を用いて高
密度記録再生を行うようにした各種の光学的記録媒体（
光ディスク）が既に実用化されたり、あるいは実用化の
ための研究開発が行われている現状にあることは周知の
とおりである。

すなわち、幾何学的−な凹部あるいは凸部として形成さ
れているピットにより情報信号が記録された原盤から大
量に複製された記録済み光ディスク（再生専用の光ディ
スク）が、例えばビデオ・ディスクやコンパクト・ディ
スク等として、一般の家庭にも普及し始めている他、１
回だけユーザが追加して記録できる光ディスク（追記型
光ディスク）や消去可能な光ディスクなどが、例えばオ
フィス用ファイルメモリ、その他の用途での実用化のた
めに盛んに研究開発が行われている。

ところで、情報信号が高密度記録されている情報記録媒
体から情報信号を再生する場合には、トラッキング制御
によって再生素子あるいは再生用のビームを情報信号が
記録されている記録跡に常に正確に辿らせるようにする
ことが行われるのであり、例えば、情報記録媒体におけ
る信号面に対して、微小な径の光のスポットを投射し、
信号面に形成されているピットによって強度変調されて
いる反射光に基づいて情報信号を再生するようにした光
学的情報信号再生装置におけるトラッキング制御に際し
て用いられるトラッキング誤差検出方式としては、情報
記録媒体からの反射光の光の強度分布が、トラッキング
誤差によって偏ることを利用してトラッキング誤差の検
出を行うようにする、いわゆる、プッシュプル法による
トラッキング誤差検出方式が、光学系の構成が単純なも
のとなってコスト的に有利になるために広く使用されて
いる他に、情報記録媒体における信号面に対して信号読
取用の第１の光スポットを投射するとともに前記した第
１の光スポットを含む直線上で、前記の第１の光スポッ
トを対称中心とする対称の位置にトラッキング用の第２
．第３の光スポットを投射して、前記した第２．第３の
光スポットによって情報記録媒体の信号面に生じた反射
光に基づいてトラッキング誤差の検出を行うようにする
トラッキング誤差検出方式も従来から使用されているこ
とは周知のとおりであり、前記した各種形式の情報記録
媒体に高密度に記録された情報信号の再生に当っても、
再生動作はトラッキング制御動作の下に行われるように
されるのが通常である。

さて、情報記録媒体の信号面に情報信号と対応するピッ
トの配列によって、情報信号が高密度記録されている形
態の情報記録媒体の１つとして知られているコンパクト
・ディスクは、７８０ｎｍの光の波長に対して特定な関
係に設定されている深さのピットの配列によって情報信
号が信号面にされていて、波長が７８０ｎｍの光に対し
て信号面におけるランドの部分の反射率が７０％〜９０
％となるように規定されており、情報記録媒体の信号面
からの情報信号の読出しを、波長が７８０ｎｍの光のス
ポットによって行うようにしている。

そして、前記したコンパクト・ディスクからの情報信号
の読出しは、それの信号面におけるピットの部分からの
反射光の光量が、ピットの部分で生じる光の干渉の結果
としてランドの部分からの反射光の光量よりも減少した
状態になることを利用して行われており、また、トラッ
キング誤差情報も記録跡の部分からの反射光の光量と、
ランドの部分からの反射光の光量との差を用いて得るよ
うにされている。

さて、前記したコンパクト・ディスクの普及に伴い、コ
ンパクト・ディスク用の再生機を使用して再生の可能な
コンパクト・ディスクと互換性のある光ディスクとして
１例えば、再生専用の記録済み領域と追記型光ディスク
として使用できる記録領域を設けた構成形態の追記型光
ディスク、あるいは全面が記録領域になされている光デ
ィスクについての諸提案もなされるようになったが、前
記のように記録領域が設けられている構成形態の光ディ
スクでは、記録時にもトラッキング制御が行われうるよ
うに透明基板にトラッキング用の案内溝を設けてあるよ
うな構成となされている。

（発明が解決しようとする課Ｍ） ところで、コンパクト・ディスクとの互換性を備えてい
る光ディスクとしては、当然のことながらコンパクト・
ディスクについて定められている再生に関する諸規格、
すなわち、反射率、高周波信号の変調度、高周波信号の
対称性、トラッキング信号出力、クロストーク、等に関
する規格値を満足するものでなければならないが、コン
パクト・ディスクにおける再生に関する諸規格に対して
満足すべき互換性を備えている追記型の光ディスクを得
ようとする場合−に特に問題になるコンパクト・ディス
クにおける再生に関する諸規格としては、反射率、高周
波信号の変調度、トラッキング信号出力、等が挙げられ
る。

ここで、コンパクト・ディスクと互換性を有する追記型
の光ディスクを構成しようとする場合に、前記したコン
パクト・ディスクについて規定されている反射率、高周
波信号の変調度、トラッキング信号出力、等に関する諸
規格を満たしうる追記型の光ディスクを構成する際に生
じる問題点について説明すると次のとおりである。

まず、コンパクト・ディスクにおける反射率についての
規格値は、光ディスクの読出し側から波長が７８０ｎｍ
のレーザ光を入射させたときに、光ディスクの読出し側
からみて７０％以上の反射率を有することが求められて
いるが、光ディスクの表面では約８％の反射損失が生じ
るから、この光ディスクの表面での反射損失だけを考慮
しただけでも光ディスクの読出し側における反射率を７
０％以上とするためには、金属の反射膜での反射率は少
なくとも８０％以上が必要とされることになる。

そして、コンパクト・ディスクでは８０％以上の反射率
を示すアルミニウムの反射膜が使用されていて、前記の
反射率の規格値を満足していることは周知のとおりであ
る（前記の反射率はアルミニウム膜の成膜条件によって
変化することはいうまでもない）。

しかし、追記型の光ディスクにおいては、記録膜に記録
が行われるために記録膜へ記録のためのエネルギの吸収
が生じ、また、既述のように追記型の光ディスクでは記
録時におけるトラッキング制御のために、透明基板には
トラッキング制御用の案内溝を設けてあるために、入射
光が前記の案内溝によって回折されることによる光量損
失も加わることにより、光ディスクの読出し側における
反射率をコンパクト・ディスクにおける反射率の規格値
にすることは従来困難とされていた。

また、コンパクト・ディスクと互換性を有する追記型の
光ディスクを構成しようとする場合に、前記したコンパ
クト・ディスクについて規定されている高周波信号の変
調度についての規格を満たしつる追記型の光ディスクを
構成する際には、次のような問題点がある。

すなわち、コンパクト・ディスクではビットによる光の
回折を用いて情報信号の読出しを行うようにしているた
めに、高周波信号の変調度についての規格値を満たすこ
とは容易であるが、従来から提案されている一般的な追
記型の光ディスクでは、記録膜に対する記録の態様が、
例えば孔明け、または相変化によるものであり、記録さ
れている情報信号の読出しが反射率の変化によって行わ
れているものであって、ランドの部分における光の反射
率と孔明け、または、相変化による記録部分（ビットに
対応している）の光の反射率との差、すなわち、高周波
信号の変調度が小さいので、コンパクト・ディスクにつ
いて規定されている高周波信号の変調度についての規格
を満たしつるものではなかった。

高周波信号の変調度についてコンパクト・ディスクの規
格値を満たすようにするためには、追記型の光ディスク
においても、ビットによる光の回折を用いて情報信号の
読出しを行っているコンパクト・ディスクの場合と同様
に１位相構造によって情報信号の読出しが行われるよう
にされることが必要と考えられる。

次に、コンパクト・ディスクと互換性を有する追記型の
光ディスクを構成しようとする場合に。

前記したコンパクト・ディスクについて規定されている
トラッキング信号の出力レベルについての規格を満たし
うる追記型の光ディスクを構成する際には、次のような
問題点がある。

すなわち、光ディスクにおけるトラッキング信号の出力
レベルは、概ね、ビット、あるいは透明基板に設けられ
たトラッキング用の案内溝の形状によって定まる位相端
−造によって決まるが、追記型の光ディスクにおいても
、他の諸特性を満足した上でトラッキング信号の出力レ
ベルが規格値を満足するようにさせることが必要とされ
る。

しかし、従来から提案されている一般的な追記型の光デ
ィスクで、記録膜に対する記録の態様が。

例えば孔明けによって行われているような場合には、孔
によってトラッキング用の案内溝の形状によって定まる
位相構造が乱されてしまうために。

所望の出力レベルを有するトラッキング信号を得ること
が困難である。

これまでの説明からコンパクト・ディスクと互換性を有
する追記型の光ディスクを構成しようとする場合には、
再生時における光の反射率、高周波信号の変調度、トラ
ッキング信号の出力１等の諸特性をコンパクト・ディス
クについて規定されている規格を満たすようにするため
には多くの問題点があり、従来の追記型の光ディスクに
よってはコンパクト・ディスクと互換性を有する追記型
の光ディスクを提供することは困難であった。

（１１１題を解決するための手段） 本発明は、トラッキング用の案内溝を設けてある透明基
板と、前記した透明基板におけるトラッキング用の案内
溝が設けてある方の板面上に、予め定められた波長を有
する記録用のレーザ光が照射されたときに前記のレーザ
光の適量を吸収して屈折率が減少する有機材料膜を付着
させ、また、前記の有機材料膜に光反射用の金属膜を設
けてなる光学的記録媒体円盤、及び、トラッキング用の
案内溝を設けてある透明基板と、前記した透明基板にお
けるトラッキング用の案内溝が設けてある方の板面上に
、予め定められた波長を有する記録用のレーザ光が照射
されたときに前記のレーザ光の適量を吸収して屈折率が
減少する有機材料膜を前記した透明基板におけるトラッ
キング用の案内溝部分の膜厚ｄと、透明基板におけるト
ラッキング用の案内溝以外の部分の膜厚が（ｄ−Δｄ）
となされているようにして付着させ、また、前記の有機
材料膜に光反射用の金属膜を設けた光学的記録媒体にお
いて、前記した透明基板におけるトラッキング用の案内
溝が設けられていない方の板面側から入射させたレーザ
光における前記した透明基板におけるトラッキング用の
案内溝部分と、透明基板におけるトラッキング用の案内
溝以外の部分とにおいて生じる位相差を、前記した有機
材料膜が存在しない状態で得られる位相差に比べて、前
記した有機材料膜の膜厚の差Δｄによる光路長の変化を
用いて減少させて実質的な位相差を透明基板における溝
形状によって定められる位相差の値よりも小さくし、か
つ、記録済み部分における有機材料膜の屈折率の変化に
よって生じる位相の進みを利用して、未記録部分に比べ
て実質的にレーザ光の光学的な位相を進ませるようにし
た光学的記録媒体円盤を提供する。

（作用） トラッキング用の案内溝を設けてある透明基板における
トラッキング用の案内溝が設けてある方の板面上に、予
め定められた波長を有する記録用のレーザ光を照射する
と、前記の透明基板に付着されている有機材料膜が前記
のレーザ光の適量を吸収して屈折率が減少する。

前記した有機材料膜は、前記した透明基板におけるトラ
ッキング用の案内溝部分の膜厚がｄで、透明基板におけ
るトラッキング用の案内溝以外の部分の膜厚が（ｄ−Δ
ｄ）となされており、また。

前記の有機材料膜には光反射用の金属膜が付着されてい
る。

そして、前記した透明基板におけるトラッキング用の案
内溝が設けられていない方の板面側から入射させたレー
ザ光における前記した透明基板におけるトラッキング用
の案内溝部分と、透明基板におけるトラッキング用の案
内溝以外の部分とにおいて生じる位相差が、前記した有
機材料膜が存在しない状態で得られる位相差に比べて、
前記した有機材料膜の膜厚の差Δｄによる光路長の変化
により減少し、レーザ光の実質的な位相差が透明基板に
おける溝形状によって定められる位相差の値よりも小さ
くなされ、かつ、記録済み部分における有機材料膜の屈
折率の変化によって生じる位相の進みにより、前記した
記録済部分におけるレーザ光の光学的な位相が未記録部
分に比べて実質的に進むようになされる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら本発明の光学的記録媒体
円盤について、その詳細な内容を具体的に説明する。

第１図は本発明の光学的記録媒体円盤の一例構成の概略
構成を示す側断面図、第２Ｗｉ及び第３図は本発明の光
学的記録媒体円盤の構成原理及び動作原理の説明に使用
される側断面図、第４図は本発明の光学的記録媒体円盤
の説明に使用される特性曲線側図、第５図は案内溝付き
の基板に付着される記録膜の厚さを説明するための側断
面図、第６図は案内溝付きの基板の案内溝の具体例を示
している斜視図、第７図は案内溝付きの基板の案内溝に
よる位相構造の作用を説明するための特性曲線側図であ
る。

第１図に示されている本発明の光学的記録媒体円盤の一
例構成の概略構成を示す側断面図において、１は透明基
板であり、この透明基板１には深さがＨｌのトラッキン
グ用の案内溝Ｇ、Ｇ・・・が設けられている。

前記したトラッキング用の案内溝付きの透明基板１は、
例えばポリカーボネート樹脂によって作られる。２は前
記した透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ、
Ｇ・・・が設けてある方の板面上に付着された有機材料
膜（記録層、記録膜）であり、前記の有機材料Ｍ２は、
予め定められた波長（例えば、７８０ｎｍ）を有する記
録用のレーザ光が照射されたときに前記のレーザ光の適
量を吸収して屈折率が減少するような有機材料膜であり
、この有機材料膜２は透明基板１におけるトラッキング
用の案内溝Ｇ、Ｇ・・・が設けてある方の板面上にスピ
ンコード法を適用して付着形成されるのである。

前記した有機材料膜２は、例えば有機色素あるいは有機
材料中に有機色素を分散させた材料を用いたヒートモー
ド光記録材料、有機色素あるいは有機材料中に有機色素
を分散させた材料を用いたフォトンモード光記録材料、
もしくはヒートモードとフォトンモードとの両モードで
動作する有機色素あるいは有機材料中に有機色素を分散
させた材料を用いた光記録材料の内から選択された光記
録材料を使用して本発明の光学的記録媒体円盤の実施に
適する有機材料膜２が構成されるようになされるのであ
る。

そして前記の有機材料膜２は、透明基板１におけるトラ
ッキング用の案内溝Ｇ部分の膜厚がｄで、透明基板にお
けるトラッキング用の案内溝Ｇ以外の部分の膜厚が（ｄ
−Δｄ）となされており、前記した透明基板におけるト
ラッキング用の案内溝Ｇが設けられていない方の板面側
から入射させたレーザ光における前記した透明基板１に
おけるトラッキング用の案内溝Ｇの部分と、透明基板１
におけるトラッキング用の案内溝Ｇ以外の部分とにおい
て生じる位相差を、前記した有機材料膜２が存在しない
状態で得られる位相差に比べて、前記した有機材料膜２
の膜厚の差Δｄによる光路長の変化を用いて減少させて
実質的な位相差を透明基板１におけるトラッキング用の
案内溝Ｇの形状によって定められる位相差の値よりも小
さくシ、かつ、記録済み部分における有機材料膜２の屈
折率の変化によって生じる位相の進みを利用して、未記
録部分に比べて実質的にレーザ光の光学的な位相を進ま
せるように構成されているのである。

すなわち、第１図示の本発明の光学的記録媒体円盤（光
ディスク）では、トラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・・・
を備えている透明基板１上に、予め定められた波長を有
する記録用のレーザ光が照射されたときに前記のレーザ
光の適量を吸収して屈折率が減少する光透過性の有機材
料膜２と光反射用の金属膜３とを積層させた構成にする
ことにより、光ディスクの再生メカニズムが実質的に位
相構造によって行われるようにして、コンパクト・ディ
スクについて規定されている反射率、高周波信号の変調
度、トラッキング信号出力、等に関する諸規格を満たし
うる追記型の光ディスクが容易に得られるようにしたの
である。

次に、第１図を参照して説明した本発明の光学的記録媒
体円盤（光ディスク）の構成とすることにより、コンパ
クト・ディスクについて規定されている反射率、高周波
信号の変調度、トラッキング信号出力１等に関する諸規
格を満たして、コンパクト・ディスクと互換性を有する
追記型の光ディスクが容易に得ることができる理由を第
２図以下の各図を参照して詳細に説明する。

既述した第１図示の本発明の光学的記録媒体円盤（光デ
ィスク）、すなわち、トラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・
・・を設けた透明基板１におけるトラッキング用の案内
溝Ｇが設けてある方の板面上に、予め定められた波長を
有する記録用のレーザ光が照射されたときに前記のレー
ザ光の適量を吸収して屈折率が減少する有機材料膜２を
付着させ、また前記の有機材料膜に光反射用の金属膜３
を設けた構成の光学的記録媒体円盤が、コンパクト・デ
ィスクについて規定されている反射率、高周波信号の変
調度、トラッキング信号出力、等に関する諸規格を満た
しているものであるとすると、第１図示の本発明の光学
的記録媒体円盤（光ディスク）における有機材料膜２が
後述のようにして記録済みの状態にされた上で、透明基
板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇが設けられてい
ない方の板面１ａ側から集光レンズによって案内溝Ｇに
集光される再生用のレーザ光を入射させた時には、有機
材料膜２に記録されている情報に基づいて得られる再生
信号は、コンパクト・ディスクからの情報信号の再生時
と同様な出力レベルで、かつ、コンパクト・ディスクか
らの情報信号の再生時と同様な変調度を有する高周波信
号が得られるとともに、コンパクト・ディスクからの情
報信号の再生時と同様な大きさのトラッキング信号出力
が得られることになる。

今、第１図示の本発明の光学的記録媒体円盤（光ディス
ク）における透明基板１に設けられている深さ（高さと
してもよいが、この明細書中では深さと記載する）がＨ
ｌのトラッキング用の案内溝Ｇ。

Ｇ・・・を、解説が容易となるように第６図に示されて
いるような断面形状が矩形の連続的な溝形状のものであ
るとしく製作された際に実際に透明基板１に形成される
案内溝Ｇ、Ｇ・・・は、周知のように第１図中に示され
ている案内溝Ｇ、Ｇ・・・のように。

断面形状が台形状のものとなる。なお、第２図及び、第
３図においても説明を簡単にするために。

トラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・・・は、断面形状が矩
形の溝形状であるとしている）、また、透明基板１の屈
折率をｎｌとし、さらに有機材料膜２の未記録状態にお
ける屈折率をｎ２．有機材料膜２の記録状態における屈
折率をｎ２ｒとし、さらにまた、透明基板１におけるト
ラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・・・の部分における有機
材料膜２の厚さをｄ、透明基板１におけるトラッキング
用の案内溝Ｇ。

Ｇ・・・の部分以外の部分における有機材料膜２の厚さ
を（ｄ−Δｄ）として、透明基板１におけるトラッキン
グ用の案内溝Ｇが設けられていない方の板面１ａ側から
集光レンズによって案内溝Ｇに集光される再生用のレー
ザ光を入射させた場合について説明することにするが、
前記のように透明基板１におけるトラッキング用の案内
溝Ｇ、Ｇ・・・の部分における有機材料膜２の厚さと、
透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・・
・の部分以外の部分における有機材料膜２の厚さとを、
それぞれｄと（ｄ−Δｄ）というようにそれぞれ異なる
所定の厚さに設定することは、既述のように、有機材料
膜２は透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ、
Ｇ・・・が設けてある方の板面上にスピンコード法を適
用して付着形成させているから、有機材料の粘度や透明
基板１の回転数などを変化させることにより極めて容易
に実現され得る。

第５図は透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ
、Ｇ・・・の部分における有機材料膜２の厚さと、透明
基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・・・の
部分以外の部分における有機材料膜２の厚さとが、第２
図（第３図でも同じ）に示されているように、それぞれ
ｄと（ｄ−Δｄ）というような異なる厚さになることの
説明に使用される図であって、第５図の（ａ）は透明基
板１の一部の縦断面図であり、また、第５図の（ｂ）は
透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・・
・の部分における有機材料膜２の厚さと、透明基板１に
おけるトラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ、Ｇｏ・・・の部
分以外の部分における有機材料膜２の厚さとが等しくｄ
ｏである場合を参考的に示した図であり、さらに第５図
の（Ｑ）は透明基板１におけるトラッキング用の案内溝
Ｇ、Ｇ・・・の部分における有機材料膜２の厚さがｄで
、透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・
・・の部分以外の部分における有機材料膜２の厚さが（
ｄ−Δｄ）の場合を透明基板１におけるトラッキング用
の案内溝Ｇの断面形状が第２図及び第３図と対応させて
矩形であるとして示したときの図であり、さらにまた、
第５図の（ｄ）は透明基板１におけるトラッキング用の
案内溝Ｇ、Ｇ・・・の部分における有機材料！［１２の
厚さがｄで、透明基板１におけるトラッキング用の案内
溝Ｇ、Ｇ・・・の部分以外の部分における有機材料膜２
の厚さが（ｄ−Δｄ）の場合を、第１図示の透明基板１
におけるトラッキング用の案内溝Ｇのように、断面形状
が台形状であるとして示したときの図である。

第５図の（Ｃ）（及び第２図）において点線で示されて
いる位置は、第５図の（ｂ）において透明基板１におけ
るトラッキング用の案内溝Ｇ、Ｇ・・・の部分における
有機材料膜２の上面の位置であり、したがって、この第
５図の（Ｃ）（及び第２図）において点線で示されてい
る位置と透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ
の底との距離は、第５図の（ｂ）における有機材料膜２
の厚さｄＯと同じである。

第５図の（Ｃ）（及び第２図）に示されている透明基板
１のトラッキング用の案内溝Ｇの深さＨｌと、透明基板
１におけるトラッキング用の案内溝Ｇの部分における有
機材料膜２の厚さｄと、第５図の（Ｃ）（及び第２図）
において点線で示されている位置と透明基板１における
トラッキング用の案内溝Ｇの底との距離ｄｏ（透明基板
１におけるトラッキング用の案内溝Ｇのない部分の厚さ
ｄｏと等しい）と、前記したトラッキング用の案内溝Ｇ
の部分における有機材料膜２自体の溝の深さＨｌと、前
記したｄとｄｏとの差Δｄとの間の関係は、Ｈ１＋ｄ　
ｏ＝ｄ＋Ｈ２＝ｄ　ｏ＋Δｄ＋Ｈ２上式のとおりである
から、透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ″
のない部分における有機材料膜２の厚さｄＯは、 ｄ　ｏ　−ｄ−Δｄ として示されるものになる。

さて、透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇの
深さＨｌは、光ディスクに入射されるし−ザ光の波長を
λとすると、透明基板１の屈折率がｎｌのときには、概
ね次式 で求められる値よりも小さい範囲で任意の値にすること
ができる（Ｈｌが上式で示される　λ／４ｎ１の値より
も大きくてもよいが、式λ／４ｎ１　で定まる値よりも
小さくなされた方が望ましい）。

一般に、溝が設けられている板上へスピンコード法を適
用して被膜が行われた場合に、板上に形成される被膜の
厚さは、溝の部分における被膜の厚さの方が、溝の無い
部分における被膜の厚さよりも大になるが、このことは
表面張力の働きを考えれば理解できる。

そして、第５図の（Ｃ）（及び第２図）に示されている
透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇの部分に
おける有機材料膜２の厚さｄと、第２図（第５図の（、
）でも同じ）におけるトラッキング用の透明基板１にお
けるトラッキング用の案内溝Ｇのない部分の厚さｄｏ（
またはΔｄ）とを、それぞれ所定の厚さに設定すること
は、スピンコードに使用される有機材料の粘度と、透明
基板１の回転数との設定によって独立に制御することが
可能である（有機材料の粘度の調整は溶剤の量を加減す
ることにより所望の値に設定できる）。

さて透明基板１に設けられるべきトラッキング用の案内
溝Ｇは、それの断面形状が矩形状のものを製作しようと
しても、実際に製作されるものは第１図に例示されてい
る光学的記録媒体円盤（光ディスク）における透明基板
１のトラッキング用の案内溝Ｇの断面形状のように台形
状になり、また、透明基板１上にスピンコードによって
被着される有機材料膜２の溝巾は、透明基板ｌのトラッ
キング用の案内溝Ｇの溝巾よりも狭くなるものであるが
、この第１図−に−示されているような断面形状の光デ
ィスクについて解析を行う場合には解析が非常に複雑化
する−ので、既述もしたように、解析の簡単化のために
以下の解説においては、第２図及び第３図に示ｔように
透明基板１に設けられべきトラッキング用゛の案内溝Ｇ
の断面形状が矩形状であるとし、また、透明基板１上に
スピンコードによって被着される有機材料膜２の溝巾も
透明基板１のトラッキング用の案内溝Ｇの溝巾と等しい
ものとされている光ディスクが解析の対象にされる。

なお、光ディスクが前記のように第２図及び第３図に示
されるような断面形状を備えているものであるとして解
析を行った場合と、第１図示の断面形状を備えている光
ディスクに対して解析を行った場合との解析結果には当
然のことながらずれが生じるが、そのずれは多くのパラ
メータを少し変えることにより補正できるので、第２図
及び第３図に例示されているようなモデルによって第１
図示の光ディスクに対する解析が行われても差支えない
。

既述のように本発明の光ディスクは、コンパクト・ディ
スクについて規定されている反射率、高周波信号の変調
度、トラッキング信号出力、等に関する諸規格を満たし
て、コンパクト・ディスクと互換性を有する追記型の光
ディスクを得ようとしているものであるから、ここで、
ビットが設けられている透明基板におけるビットが設け
られている方の面に光の反射膜を被着して構成されてい
るコンパクト・ディスクにおける高周波信号の変調度、
トラッキング信号出力、等の諸特性について言及する。

第７図はコンパクト・ディスクにおけるトラッキング信
号出力と反射光レベルとがビットの深さに対してどのよ
うに変化するのかを示したものであり、横軸はビットの
深さである。なお、ｎｌは透明基板の屈折率であり、横
軸のＣＤはコンパクト・ディスクにおけるビットの深さ
を示す。

高周波信号の変調度は、ビットの部分とビットの無い部
分とにおける反射光レベルの差によって表されるもので
あるから、コンパクト・ディスクにおける高周波信号の
変調度は第７図における反射光レベルの図表における０
の位置における反射光レベルと、横軸のＣＤの位置にお
ける反射光レベルとの差として得られる。

また、コンパクト・ディスクにおけるトラッキング信号
出力は第７図におけるトラッキング信号出力の図表にお
ける横軸のＣＤの位置におけるトラッキング信号出力の
略々１／２の大きさのものとなる（第７図はビットの部
分についてのものであるから、実際のコンパクト・ディ
スクのようにビットの部分とビットの無い部分とが略々
１／２ずつ存在している場合には、第７図におけるトラ
ッキング信号出力の図表における大きさの略々半分にな
る）、なお、トラッキング信号の最大値はビットの部分
からの反射光とビットの無い部分からの反射光との位相
差がπ／２のときに得られる。

コンパクト・ディスクにおいて、透明基板の屈折率をｎ
ｌとし、透明基板に設けられているビットの深さをＨｌ
とすると、透明基板におけるビットが設けられている面
とは反対の面側からレーザ光を入射させると、ビットの
部分からの反射光とビットの無い部分からの反射光との
位相差は、周知のように２Ｈｎｌとなる。前記した位相
差がπラジアンの場合には光の干渉効果によって戻り光
量は最小になり変調度は最大になる。

コンパクト・ディスクではビットの部分からの戻り光量
が非常に小さくなるように規定されているが、このよう
な規定に合うようにするためにはビットの部分における
光の位相の進んでいる部分と、ビットが無い部分におけ
る光との干渉効果によって反射光量の低下が得られる位
相構造が必要とされる。

通常のコンパクト・ディスクでは、前記したトラッキン
グ信号出力と高周波信号の変調度とは規格によって定め
られており、その規格の範囲の中心が第７図中のＣＤで
示されている。

さて、既述のようにトラッキング用の案内溝を設けてあ
る透明基板と、前記した透明基板におけるトラッキング
用の案内溝が設けてある方の板面上に、予め定められた
波長を有する記録用のレーザ光が照射されたときに前記
のし・−ザ光の適量を吸収して屈折率が減少する有機材
料膜を付着させ。

また、前記の有機材料膜に光反射用の金属膜を設けてな
る本発明の光ディスクの解析を行うために使用する第２
図及び第３図において、透明基板１の屈折率をｎｌとし
、透明基板１に設けられているトラッキング用の案内溝
Ｇの深さをＨｌとし、また、有機材料膜の未記録状態で
の屈折率をｎｌ（有機材料膜は光を吸収するために、そ
れの屈折率は複素数となるが、本発明に使用される有機
材料膜では屈折率の実数部が光の位相の変化に大きく寄
与するので、以下の解析では有機材料膜の屈折率は実数
部だけであるものとしている。なお、有機材料膜の屈折
率を実数部だけであるとして行った解析結果と、実際と
のずれの補正は有機材料膜の製造時に行うことができる
。

光の反射膜３はコンパクト・ディスクで情報信号の読取
りに使用される光の波長（７８０ｎ　ｍ）において高い
反射率を示す金属材料を真空蒸着法あるいはスパッタリ
ング法によって成膜したものが用いられる。コンパクト
・ディスクで情報信号の読取りに使用される光の波長（
７８０ｎｍ）において高９５％以上の反射率を示す金の
膜が反射１１ｉ３として使用されることは望ましい実施
の態様である。

第２図において、透明基板１におけるトラッキング信号
用の案内溝Ｇが設けられている面とは反対の面側から波
長がλのレーザ光を入射させたときに、案内溝Ｇの巾方
向の中心部分からの反射光と、案内溝Ｇが無い部分から
の反射光との位相差Δθは、前記したトラッキング用の
案内溝Ｇの部分にお４ける有機材料Ｗ！Ａ２自体の厚さ
をｄとし、また、透明基板１におけるトラッキング信号
用の案内溝Ｇの底面を含む面を基準面にして、案内溝Ｇ
の部分における前記した基準面から有機材料１ＩＩ２の
底面までの光距離をＬｌ、案内溝Ｇがない部分における
前記した基準面から有機材料ａ２の底面までの光距離を
Ｌｌとすると、前記した反射光の位相差Δθは前記した
光距離Ｌ２の往復の光路長２Ｌ２と、前記した光距離Ｌ
１の往復の光路長２Ｌ１との差２Ｌ２−２Ｌｌから次の
ようにして求められる。

２Ｌ１＝２（２π／λ）ｄ−ｎｌ　　　−（１）２Ｌ２
＝２（２ｇ／λ）（ｎｌ（Ｈ２＋ｄ−Ｈｌ）＋ｎ１−Ｈ
１・・・（２） Δθ−２Ｌｌ　−２Ｌｌ　＝（４ｘ　／λ）（ｎ　２（
Ｈ２−Ｈｌ、）＋ｎｌ・Ｈｌ） ＝（４ｘ／λ）（ｎｌ・Ｈ１＋ｎ２（Ｈｌ−Ｈｌ））−
（３）なお、（３）式中におけるＨｌは第２図及び第５
図に示されているようにＨｌ−Δｄである。

今、（３）式における中括弧内の第１項に示されている
ｎｌ−Ｈｌｔｉ−Ａとおき、また、（３）式における中
括弧内の第２項に示されているｎ２（Ｈｌ−Ｈｌ）をＢ
とおくと、前記したＡ（４π／λ）はコンパクト・ディ
スクの構成と同様に、トラッキン用の案内溝Ｇを設けた
透明基板１におけるトラッキン用の案内溝Ｇを設けた面
に直接に反射膜３を構成させたときに得られる位相差特
性と同一の位相差特性を示している。

また、トラッキン用の案内溝Ｇを設けた透明基、板１に
おけるトラッキン用の案内溝Ｇを設けた面に有機材料膜
２が被着されていても、ΔｄがＯの場合には、Ｈｌ−Ｈ
１＝Ｏとなるから、この場合における反射光の位相差へ
〇はＡ（４π／λ）となるが、既述のように本発明の光
ディスクではΔｄは０ではないから、Ｂ（４π／λ）に
よって位相の減少が生じることになる。

そして、前記した（３）式から判かるように、透明基板
１におけるトラッキング信号用の案内溝Ｇの部分からの
反射光の位相は、透明基板１におけるトラッキング信号
用の案内溝Ｇが無い部分からの反射光の位相よりも遅れ
ることになる。透明基板１上に有機材料膜２が被着され
ていない場合の反射光の位相は、（３）式におけるＡ（
４π／λ）であるために第４図中の７点で示されるもの
であるが、透明基板１におけるトラッキング信号用の案
内溝Ｇの部分からの反射光の位相は有機材料膜２の効果
によって（３）式におけるＢ（４π／λ）だけ位相が遅
れるから、第４図中の７点で示される位相からＢだけ遅
れたＷ点の位相になる。

前記のように透明基板１におけるトラッキング信号用の
案内溝Ｇの部分からの反射光の位相が、透明基板１にお
けるトラッキング信号用の案内溝Ｇが無い部分からの反
射光の位相よりも遅れることは次のような利点を生じる
。

（１）透明基板１に設けるべきトラッキング信号用の案
内溝Ｇの深さを製作の容易な比較的に深いものにしてお
き、有機材料ｌＩ２の効果によって光学的な案内溝の深
さを実質的に浅くできることを利用して、第４図につい
て後述されてい、るように未記録部における光の反射率
を上げるとともに、トラッキング信号出力レベルをコン
パクト・ディスクにおける規格値に設定することを容易
にする。

（２）透明基板１に設けるべきトラッキング信号用の案
内溝Ｇの深さＨｌを、スピンコードによって生じるΔｄ
との関係で自由に設定することが可能になる。

（３）記録済み部分（ＲＯＭ）とランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）の部分とを混在させた光ディスクとする場
合には、透明基板１に設けるべきトラッキング信号用の
案内溝Ｇの深さＨｌを通常のコンパクト・ディスクにお
けるビットの深さと同一にすることができる。

次に、第３図を参照して本発明の光ディスクに記録が行
われる場合について述べる０本発明の光ディスクにおけ
るトラッキング用の案内溝Ｇを設′けである透明基板１
におけるトラッキング用の案内溝Ｇが設けてある方の板
面上に、予め定められた波長を有する記録用のレーザ光
をが照射すると、有機材料膜２は前記のレーザ光の適量
を吸収して屈折率がｎ２からｎ２）ｎ２ｒの関係にある
屈折率ｎ２ｒに変化する。

それで、記録が行われた有機材料膜２を有する案内溝Ｇ
の巾方向の中心部分からの反射光と、案内溝Ｇが無い部
分からの反射光との位相差Δθｒは、透明基板１におけ
るトラッキング信号用の案内溝Ｇの底面を含む面を基準
面にして、案内溝Ｇの部分における前記した基準面から
有機材料膜２の底面までの往復の光路長を２Ｌ３、案内
溝Ｇがない部分における前記した基準面から有機材料膜
２の底面までの光距離をＬ２とすると、前記した反射光
の位相差Δθは前記した光距離Ｌ２の往復の光路長２Ｌ
２と、前記した光路長２Ｌ３との差２Ｌ２−２Ｌ３から
次のようにして求められる。

２　Ｌ３＝２（２ｘ／λ）ｄ−ｎ２ｒ　　−（４）２　
Ｌ２＝２（２ｇ　／λ）（ｎ２（Ｈ２＋ｄ−Ｈｌ）＋ｎ
ｌ・Ｈ１・・・（２） Δθｒ＝　２　Ｌ２−２　Ｌ３＝（４ｙｃ／λ）（ｎｌ
（Ｈ２＋ｄ　−Ｈｌ）＋　ｎｌ・Ｈｌ　−ｄ−ｎ　ｒ）
）＝（４ｚ／λ）（ｎｌ（Ｈ２−Ｈｌ）＋ｎｌ・Ｈ１＋
ｄ　（ｎ　２−　ｎ　２ｒ））　　　　−（５）今、（
５）式における中括弧内の第１項に示されているｎｌ（
Ｈ２−Ｈｌ）＋ｎｌ・ＨｌをＣとおき、また。

（５）式における中括弧内の第３項に示されている（ｎ
ｌ−ｎ２ｒ）ｄをＤとおくと、前記した０は（１）式を
示しているので、記録による位相変化を示しているのは
（５）式における中括弧内の第３項に示されている（ｎ
ｌ−ｎ２ｒ）ｄ　＝Ｄである。　有機材料膜２は前記の
レーザ光の適量を吸収して屈折率がｎｌからｎｌ）ｎ２
ｒの関係にある屈折率ｎ２ｒに変化するから、記録部分
からの反射光の位相は未記録部分からの反射光の位相よ
りも進んでいるものになる。

このことは、コンパクト・ディスクにおいてビットの部
分における位相がランドの部分の位相に比べて進んでい
る状態に対応しており、本発明の光ディスクにおいて記
録部分における反射光の位相は第４図中でＤだけ位相が
進んでＸ点になるが。

本発明の光ディスクにおける高周波信号の変調度は、前
記したＸ点における位相によって決まる高い変調度の値
が容易に得られることになる。

また１本発明の光ディスクからのトラッキング信号出力
は、連続したトラッキング信号用の案内溝に基づいて発
生されるために、トラッキング信号出力の信号レベルは
記録部分と未記録部分とにおける信号レベルの平均値と
なる。そして、前記したＸ点がコンパクト・ディスクの
規格内に納まっていることは第４図からも明らかである
。

トラッキング信号は第４図に示されているように２ｇを
周期とする奇関数（正弦関数）となるので。

第４図中のＷ点の位相をΔφとするときに、Ｘ点の位相
が（π−φ）になるようにすれば、記録の前後において
トラッキング信号出力が等しくできるために、記録再生
装置に設けられるべきトラッキング制御系の構成上にお
いて都合がよい。

次に、記録再生類例の全面に記録できるような光ディス
クとして本発明の光ディスクを構成する場合の構成例に
ついて説明する。

有機材料ＩＩ２として、記録前の屈折率ｎ２が２で、記
録後の屈折率が１．７のものを用い、屈折率が１．５８
の透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇの深さ
Ｈｌ　を約４０ｎｍ（この深さは一例である）とし、レ
ーザ光の波長が７８０ｎｍとして、既述した反射光の位
相差を示す（３）式１式％）（３） における（４π／λ）ｎｉ・Ｈｌの値は０．３２πとし
て求められる。

ここで、有機材料膜を既述したＨ２が０．６５Ｈ１とな
るように透明基板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇ
が設けられている方の面に被着させた場合には、前記し
た（３）式における（４π／λ）ｎｌ（Ｈ２−Ｈｌ）の
値は０．１４πとなるから、この場合に（３）式で求め
られる位相差Δθは０．１８πとなる。

このように、透明基板１におけるトラッキング用の案内
溝Ｇが設けられている方の面に有機材料膜２が被着され
ている状態においてｏ、１８πの位相差Δθを生じさせ
る光ディスクは、透明基板１にトラッキング用の案内ｎ
Ｇが設けられていても有機材料ｌｌ１２の存在によって
、第４図中のＷ点に示されているところから明らかなよ
うに、高い反射率と、大きなトラッキング信号出力を生
じさせうるちのになっていることが判かる。

今、記録によりトラッキング信号が記録前と同一状態に
なされる条件では、既述した（５）式１式％ 式における（４π／λ）　（ｎ　２−　ｎ　２ｒ）　＝
π−２Δθ（＝４５（ｎｌ−ｎ２ｒ）ｄ／λ）となるの
で、透明基板１におけるトラッキング用の案内ＩＩＯ，
（３・・・の部分における有機材料膜２の厚さｄは４１
８ｎｍとなる。

そして、この構成例における光ディスクで生じる位相差
Δθｒはｏ、８２πとなり、充分に高い変調度を示すと
ともに、充分に大きなトラッキング出力を生じ得る。

このような構成例の本発明の光ディスクは、コンパクト
・ディスクについて規定されている反射率、高周波信号
の変調度、トラッキング信号出力、等に関する諸規格を
満たして、コンパクト・ディスクと互換性を有する追記
型の光ディスクとなされている。

次に、光ディスクの内周の記録再生領域に通常のコンパ
クト・ディスクと同一の時性を有する記録済み部（ＲＯ
Ｍ）を構成し、前記の記録済み部の外周部に追記用の記
録領域を設けるようにして本発明の光ディスクを構成す
る場合には、光ディスクにおける前記の記録済み部の外
周部にだけ有材材料を塗布して有機材料膜２を形成させ
て追記用の記録領域を構成する。

それは、有機材料の盤面への滴下開始位置を調整するこ
とによって容易にできる。この場合には光ディスクの内
周部の記録済み部における再生特性をコンパクト・ディ
スクの再生特性と同一の再生特性にするために、透明基
板１におけるトラッキング用の案内溝Ｇの深さはコンパ
クト・ディスクにおけるピットの深さと同一になされる
ために、既述した構成例の場合の案内溝Ｇの深さよりも
深くなる。

それで、この場合には前記した深い案内溝Ｇによって生
じる位相差を打消すために、既述した（３）式における
（４π／λ）ｎ２（Ｈ２−）（１）の値を大にして所定
の位相差が得られるようにする。なお、この構成例の場
合においても、透明基板１におけるトラッキング用の案
内溝Ｇ、Ｇ・・・の部分における有機材料膜２°の厚さ
ｄは、既述した構成例の場合と同一でよい。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように１本発
明のトラッキング用の案内溝を設けてある透明基板と、
前記−した透明基板におけるトラッキング用の案内溝が
設けてある方の板面上に、予め定められた波長を有する
記録用のレーザ光が照射されたときに前記のレーザ光の
適量を吸収して屈折率が減少する有機材料膜を付着させ
、また、前記の有機材料膜に光反射用の金属膜を設けて
なる光学的記録媒体円盤、及び、トラッキング用の案内
溝を設けてある透明基板と、前記した透明基板における
トラッキング用の案内溝が設けてある方の板面上に、予
め定められた波長を有する記録用のレーザ光が照射され
たときに前記のレーザ光の適量を吸収して屈折率が減少
する有機材料膜を前記した透明基板におけるトラッキン
グ用の案内溝部分の膜厚ｄと、透明基板におけるトラッ
キング用の案内溝以外の部分の膜厚が（ｄ−Δｄ）とな
されているようにして付着させ、また、前記の有機材料
膜に光反射用の金属膜を設けた光学的記録媒体において
、前記した透明基板におけるトラッキング用の案内溝が
設けられていない方の板面側から入射させたレーザ光に
おける前記した透明基板におけるトラッキング用の案内
溝部分と、透明基板におけるトラッキング用の案内溝以
外の部分とにおいて生じる位相差を、前記した有機材料
膜が存在しない状態で得られる位相差に比べて、前記し
た有機材料膜の膜厚の差Δｄによる光路長の変化を用い
て減少させて実質的な位相差を透明基板における溝形状
によって定められる位相差の値よりも小さくし、かつ、
記録済み部分における有機材料膜の屈折率の変化によっ
て生じる位相の進みを利用して、未記録部分に比べて実
質的にレーザ光の光学的な位相を進ませるようにした光
学的記録媒体円盤であって、この本発明の光学的記録媒
体では、コンパクト・ディスクにおける反射率。

高周波信号の変調度、トラッキング信号出力、等の諸規
格を満たしうる追記型の光ディスクを容易に提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明゛の光学的記録媒体円盤の一例構成の概
略構成を示す側断面図、第２図及び第３図は本発明の光
学的記録媒体円盤の構成原理及び動作原理の説明に使用
される側断面図、第４図は本発明の光学的記録媒体円盤
の説明に使用される特性曲線側図、第５図は案内溝付き
の基板に付着される記録膜の厚さを説明するための側断
面図、第６図は案内溝付きの基板の案内溝の具体例を示
している斜視図、第７図は案内溝付きの基板の案内溝に
よる位相構造の作用を説明するための特性曲線側図であ
る。 １・・・透明基板、２・・・有機材料膜（記録層、記録
膜）、３・・・光反射用の金属膜、Ｇ、・・・トラッキ
ング用の案内溝。 特許出願人　　日本ビクター株式会社 ゝぜ（１゜゛ンニン′ ”−ＩＮ’に＋−に４２０？” 一整返剖−′（− 手続補正書（帥） ■、事件の表示 平成１年特許願第４０４４号 ２、発明の名称 光学的記録媒体円盤 ３゜ 補正を、する者 事件との関係　　　　特　許　出願大 佐　所　神奈川県横浜市神奈用区守屋町３丁目１２番地
名称（４３２）　　日本ビクター株式会社４、代理人 ５、補正命令の日付（自 発） （２）明細書第３３頁第１０行「できる、」を「できる
、）」に補正する。 （３）明細書第４０頁第２０行「頭側の」をＦ領域の」
に補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トラッキング用の案内溝を設けてある透明基板と、
   前記した透明基板におけるトラッキング用の案内溝が設
   けてある方の板面上に、予め定められた波長を有する記
   録用のレーザ光が照射されたときに前記のレーザ光の適
   量を吸収して屈折率が減少する有機材料膜を付着させ、
   また、前記の有機材料膜に光反射用の金属膜を設けてな
   る光学的記録媒体円盤 ２、予め定められた波長を有する記録用のレーザ光が照
   射されたときに前記のレーザ光の適量を吸収して屈折率
   が減少する有機材料膜は、透明基板におけるトラッキン
   グ用の案内溝部分の膜厚ｄと、透明基板におけるトラッ
   キング用の案内溝以外の部分の膜厚が（ｄ−Δｄ）とな
   されている請求項１に記載の光学的記録媒体円盤 ３、トラッキング用の案内溝を設けてある透明基板と、
   前記した透明基板におけるトラッキング用の案内溝が設
   けてある方の板面上に、予め定められた波長を有する記
   録用のレーザ光が照射されたときに前記のレーザ光の適
   量を吸収して屈折率が減少する有機材料膜を前記した透
   明基板におけるトラッキング用の案内溝部分の膜厚ｄと
   、透明基板におけるトラッキング用の案内溝以外の部分
   の膜厚が（ｄ−Δｄ）となされているようにして付着さ
   せ、また、前記の有機材料膜に光反射用の金属膜を設け
   た光学的記録媒体において、前記した透明基板における
   トラッキング用の案内溝が設けられていない方の板面側
   から入射させたレーザ光における前記した透明基板にお
   けるトラッキング用の案内溝部分と、透明基板における
   トラッキング用の案内溝以外の部分とにおいて生じる位
   相差を、前記した有機材料膜が存在しない状態で得られ
   る位相差に比べて、前記した有機材料膜の膜厚の差Δｄ
   による光路長の変化を用いて減少させて実質的な位相差
   を透明基板における溝形状によって定められる位相差の
   値よりも小さくし、かつ、記録済み部分における有機材
   料膜の屈折率の変化によって生じる位相の進みを利用し
   て、未記録部分に比べて実質的にレーザ光の光学的な位
   相を進ませるようにした光学的記録媒体円盤