(57)【要約】【課題】  スポット内に複数のマークを存在させ、マーク数により情報を表す光ディスクにおいて、再生信号がマークの数に対して線形に変化しない。【解決手段】  複数のマークからの回折光が互いに直交するように、マークの光学的特性をそれぞれ異ならせる。【効果】  再生信号とマーク数が線形関係となり、高密度記録が可能になる。【選択図】  図３
2005141822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の深さの溝と、前記第１の深さの溝とは深さの異なる第２の溝が隣接して形成された基板と、
前記基板上に、情報マークが記録される記録膜とを有し、
前記第１の溝及び前記第２の溝の、マークの光学的特性において、
記録マークの相対振幅反射率（基準反射率は未記録部の反射率）をｒ、第１の溝のマークの光学的位相差と、第２の溝のマークの光学的位相差をそれぞれφ１、φ２とすると
２Ｎπ＝φ１＋φ２  （ここでＮは整数）であり、
ｒは  １−２・ｒ・cos(φ１)＋ｒ＾２・cos(2・φ１)＝０、または、
１＋２・ｒ・cos(φ１)＋ｒ＾２・cos(2・φ１)＝０
を満たす媒体に対し、
光を照射することによって、情報を記録または再生することを特徴とする情報記録または再生方法。
【請求項２】
前記媒体に照射された光の光スポット内に、前記マークが複数入っていることを特徴とする請求項１記載の情報記録または再生方法。
【請求項３】
前記記録または再生は、多値情報の記録または再生であることを特徴とする請求項１記載の情報記録または再生方法。
【請求項４】
前記マーク毎に、面積が変化していることを特徴とする請求項１記載の情報記録または再生方法。
【請求項５】
更に、半径方向に隣接するマーク間と、トラック方向に隣接するマーク間共に、直交性が成立していることを特徴とする請求項１記載の情報記録または再生方法。
【請求項６】
第１の深さの溝と、前記第１の深さの溝とは深さの異なる第２の溝が隣接して形成された基板と、
前記基板上に、情報マークが記録される記録膜とを有し、
前記第１の溝及び前記第２の溝に記録された、マークの光学的特性において、
記録マークの振幅反射率をｒ、第一の溝に記録されたマークの光学的位相差と、第２の溝に記録されたマークの光学的位相差をそれぞれφ１、φ２とすると  ２Ｎπ＝φ１＋φ２  （ここでＮは整数）であり、
ｒは  １−２・ｒ・cos(φ１)＋ｒ＾２・cos(2・φ１)＝０、または、
１＋２・ｒ・cos(φ１)＋ｒ＾２・cos(2・φ１)＝０
を満たすことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項７】
複数のトラックを有する情報記録媒体に、光スポットを照射することによって情報を再生する情報再生方法であって、
前記光スポットは、同時に、前記複数のトラックのうちの第１のトラックと前記第１のトラックに隣接する第２のトラックを照射し、
前記第１のトラックに記録された記録マーク深さと、前記第２のトラックに記録された記録マーク深さとは、電気信号に変換したときに互いに直交関係になるようにされていることを特徴とする情報再生方法。
【請求項８】
前記第１のトラックからの再生信号をＳ１、前記第２のトラックからの再生信号をＳ２とし、
前記Ｓ１の搬送波と前記Ｓ２の搬送波の周波数は等しく、位相が９０度ずれており、
前記Ｓ１の情報ビット“１”と情報ビット“０”は、位相が１８０度ずれており、
前記Ｓ２の情報ビット“１”と情報ビット“０”は、位相が１８０度ずれていることを特徴とする請求項７記載の情報再生方法。
【請求項９】
前記第１のトラックと前記第２のトラックのビットパターン位置は、前記搬送波の周期に対応する前記トラック上の長さをＴとすると、４分のＴずれていることを特徴とする請求項８記載の情報再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギービームの照射により情報の再生または記録が可能な情報記録媒体、その媒体を用いた情報再生方法、及び情報記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＯＭ形の光ディスクにおいて記録容量を向上するために、スポット内に複数個のマークを配置し、マークの数によって再生信号レベルを多値レベルに変化させることが提案されている。例えば、オプティカル・データストレージ  ２００３  テクニカル  ダイジェスト  ＴｕＢ１９０ページから９２ページ「Ｔｗｏ―Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｔｏｒａｇｅ」では、真円形状のピットを真中に一つ、その周囲に６個配列する構造を採用している。ユーザデータをマークの個数に変換して記録し、再生時にはマークの個数と反射光量レベルの対応関係を用いてマーク個数を検出し、ユーザデータに戻す。
【０００３】
また、特開平８−０３１０１５号には、深さが異なる複数の位相ピットを用い、隣接ピット間に光学的位相差を持たせ、再生信号レベルの非線形性を線形化することが記載され  
【０００４】
【非特許文献１】Optical data storage 2003, technical digest TuB1, PP90-92 two-dimensional optical storage
【特許文献１】特開平８−０３１０１５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記ＲＯＭでは、ピット間隔が従来の２値記録方式に比較して、極端に狭くなることから、ピット間での干渉が非常に強くなり，マークの個数を増やすときに、一つのピットによる変化量が一定ではなく、マーク数が多くなるとその変化量はゼロになる。すなわち、ピットの個数と再生信号レベルの関係が線形でなくなる。線形でなくなると、再生信号レベルからピット個数を検出するのが困難となる。上記一つのピットの変化量が少ないところでの検出エラーが増大してくる。
【０００６】
また、特開平８−０３１０１５号記載の位相ピット深さを、（π／２、３π／２）、（４π／３、８π／３）、（２π／３、４π／３）の組み合わせとするものであるが、高密度に対応できない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、スポット内に複数のピットが存在するとき、ピットの増減にたいして再生信号の変化が略等しくなる光ディスクを使用し、さらに密度を向上させる正確な記録が可能となる情報の記録方法、情報記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、以下の構成とすることによって、達成される。
【０００９】
スポット内のそれぞれのマークからの回折光が対物レンズ面上で干渉しあうことになるので、その干渉をなくせば、それぞれのマークからの回折光の影響のみとでき、マークの増減に対して再生信号レベルを一様に変化させることができる。
【００１０】
具体的には、第１の深さの溝と、前記第１の深さの溝とは深さの異なる第２の溝が隣接して形成された基板と、前記基板上に、情報マークが記録される記録膜とを有し、前記第１の溝及び前記第２の溝に記録された、マークの光学的特性において、記録マークの相対振幅反射率（基準反射率は未記録部分の反射率）をｒ、第一の溝に記録されたマークの光学的位相差と、第２の溝に記録されたマークの光学的位相差をそれぞれφ１、φ２とすると  ２ｎπ＝φ１＋φ２  （ここでｎは整数）であり、
ｒは  １−２・ｒ・cos(φ１)＋ｒ＾２・cos(2・φ１)＝０
を満たす媒体に対し、記録、または再生を行うようにすれば良い。
【００１１】
以下に、上記構成の原理を説明する。まず、光ディスクの再生系において、２つのピットが近接したときの再生信号について述べる。図１は孤立マーク２からの信号を検出する原理を示す図である。スポット１がマーク２に照射され、その回折光が対物レンズ３を通過したときに、対物レンズ面での（ｘ、ｙ）座標におけるマークからの回折光の複素振幅をＡ（ｘ、ｙ）とする。信号は対物レンズを通過する光の強度に比例する。検出を反射形の光ディスクで考えると、信号は図中の式１のように表される。
【００１２】
次に、図２を用いて、２つのマークからの再生信号を検討してみる。ディスク面上に２つのマークがあり、それぞれのマークからの回折光の複素振幅を対物レンズ面上でＡ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ、ｙ）とする。すると、図１と同様に検出信号は対物レンズ面上の光の強度になることから、式２のようになる。
【００１３】
この式と式１を比較するとそれぞれのマークが孤立に存在しているときの再生信号とは異なる成分が存在する。単純な和では表せない。単純な和であらせるということは線形性が成立するということで、線形成分という。その他は線形性を持たないという意味で非線形成分という。この成分の存在が公知例でのＲＯＭピットからの再生信号を歪ませている原因である。マーク間隔がスポット径に比較して離れているときには非線形成分はほとんどない。しかし、マーク間隔が狭くなって、スポット径の半分から４分の１以下になると急激に増加してくる。この成分は式２からマークＡからの回折光とマークＢからの回折光の相互干渉の成分である。これを低減できれば、非線形成分を低減できる。光の干渉を低減する方法としてはそれぞれの回折光の位相が直交するようにしてやればよい。
【００１４】
回折光の位相はマークの形状から決まる項とマーク位置とスポットとの相対距離から決まる項がある。しかし、相対位置関係から決まる項は操作できないので、それぞれのマーク形状から決まる項に着目して、直交関係が成立するようにしてやればよい。
【００１５】
回折光の位相を決めるマーク形状は２次元寸法と光学的位相変化を与える特性である。たとえば、マークの深さ、複素反射率である。いま、マークを長さL、幅Wの矩形とし、光学的位相変化をθ、マークの複素反射率をｒとすると、回折光のマーク形状に関係する位相項は以下に比例する。
（式３）    LW（１−ｒexp(jθ)）
ここで、マークのないところでの振幅反射率を１としている。
【００１６】
式３からまず、分かることは干渉を減少させるためには、LとWで表されている係数を等しくする必要がある。すなわち、各マークの２次元形状を等しくする必要がある。次に式３の後項の複素数を検討する。わかりやすくするために、図３の複素平面で考える。図３は、マークの特性と直交性の条件を示した図である。実数軸を紙面上下方向に、虚数軸を紙面左右方向にとった。前記後項の中の「１」はマークなしの反射面の複素数を表し、実数１をとる。後項の中の「ｒexp(jθ)」はマーク部分の複素振幅をあらわし、回折光成分は上記２つの成分の差となる。それぞれの項と回折光成分を矢印を付けてベクトルのように表している。図中、300は読み出しの未記録面のベクトル、301は記録マーク１のベクトルであり、302は、記録マーク１に隣接する記録マーク２のベクトルである。別のマークについても、回折光を表すベクトルを作成できるが、干渉を無くすためには前記干渉光を表すベクトルと直交することが必要となる。すなわち、それぞれの回折光成分を示すベクトルは点線上に存在することが必要となる。さらに、各マークからの信号強度を等しくするためにはそれぞれの回折光を表すベクトルの大きさを等しくすることも必要となる。図３の円は振幅反射率が等しいベクトルの先端をしめすが、ＲＯＭの場合は１となり、記録形媒体では任意の値をとれる。たとえば、１より大きいときはベクトル１００、１０２のような直交関係を満たす場合もありえる。一般的に直交関係が成立する条件を求めると、２つの回折ベクトルが、100、102の延長線にある点線上にあればよい。
【００１７】
そこで、記録マークの振幅反射率をｒ１、ｒ２、記録マーク１の光学的位相差と、記録マーク２の光学的位相差をそれぞれφ１、φ２とすると、直交条件は
（式４）  １−ｒ１Cos（φ１）−ｒ２Cos(φ２)＋ｒ１・ｒ２Cos（φ１―φ２）＝０
となる。
それぞれの記録マークからの回折光の強度を等しくするためには、ｒ１とｒ２を等しくし、かつ
（式５）      ２ｎπ＝φ１＋φ２  （ここでｎは整数）
であり、
直交関係からｒ（＝ｒ１＝ｒ２）とφ１の間には
（式６）  １−２・ｒ・cos(φ１)＋ｒ＾２・cos(2・φ１)＝０
を満足しなくてはならない。
【００１８】
ここで、直交性が成立すると、線形性が成立することを確認する。マークAのみが存在するとき、マークAの回折光成分による信号成分は図１より、検出信号全体から１を減じたものとなる。マークの２次元形状に関する係数をマークごとにそれぞれ、α、βとすると、マークAからの信号は
（式７）    ―1+(1+α(1―r１Cos[φ1])^2+r１^2α^2Sin[φ1]
また、マークBからの信号は
（式８）    ―1+(1+β(1―r２Cos[φ２])^2+r２^2β^2Sin[φ２]
さらに、マークAとBからの信号は、すなわちマークＡとマークＢの回折光成分による信号成分は図２より、検出信号全体から１を減じたものとなることから、以下の様に表せる。
（式９）  −１＋（１＋α（１−ｒ１Cos（φ1））＋β（１−ｒ２Cos（φ２））＾２＋
（ｒ１αSin（φ1）＋ｒ２βSin（φ２））＾２）
従って、非線形成分は式８から式７，８の項を減じて、
（式１０）    ２αβ（１−ｒ１Cos（φ１）−ｒ２Cos(φ２)＋ｒ１・ｒ２Cos（φ１―φ２））
となる。直交条件である式４を満足すれば、マーク形状に関係なく非線形成分がゼロとなり、線形性が成立することがわかる。また、非線形成分は２つのマーク形状の大きさに比例し、かつ直交条件からのずれに比例することがわかる。
【００１９】
さらに、それぞれの記録マークからの回折光の強度を等しくした場合には、非線形成分は
α＝βとすると、
（式１１）  2α^2(1-2rCos[φ1]+r^2Cos[2φ1])
となり、式６を満足する直交条件を満たせば、非線形成分はゼロとなる。
【００２０】
従来例特開平８−０３１０１５号においても、ROMの位相ピット深さを、（π／２、３π／２）に選択することが提案されているが、『隣り合う位相ピットの最小間隔は光スポット径の略半分であり、位相ピットは深さが異なる複数種類の位相ピットからなり、各位相ピットの深さは前記位相ピットの配列を前記光スポットで走査するとき各ピットに対して得られる信号強度が反射膜からの反射光レベルと遮光レベルの差を１００％とした再生信号レベルの５０％以上となるように設定されていること』を特徴としている。これはピット間隔を大きくとり、ひとつのピットあたりの信号量を大きくすることを目的にしためである。従って、スポットに入るピットの数は最大でも４つ程度に制限される。これに対し、本願ではピットあたりの信号量を小さくし、かつピットの数と信号の変化量の関係を線形にして、線形の範囲を拡大し、その範囲に多くのピット数が入れられるようにしている。
【００２１】
式１１から、直交条件を満足すると、マークの２次元形状の大きさに関係なく線形になることから、ピット径（マーク形状）は任意に選ぶことができる。従来例ではひとつのピットの信号変化量が全反射光量５０％以上でスポットに入る数が４つに限定されていたが、本発明ではマークの信号変化量が全反射光量の５０％以下にし、かつ４つ以上のピット（マーク）がスポットに入るようにする。これにより、多値記録再生において、マーク数と対応できるユーザビットのビット数が増大し、単位面積あたりの容量を向上できる。
【００２２】
さらに、式１０によれば、直交性が満足できれば、マークの２次元形状に関係なく、非線形成分がゼロとなることから、２つのマークの形状を独立に自由に変化させて、それぞれの信号強度を変化させても、２つのマークの信号強度は干渉することなく、２つのマークからの検出信号は単純加算で表される。このことは光ディスクに情報を記録再生する系が線形系になることを示し、従来の情報を通信する系で使われてきた信号伝送の手法を適用することができる。
【００２３】
また、式１０から、直交条件を満足すると、マークの２次元形状の大きさに関係なく線形になることから、ピット径（マーク形状）は任意に選ぶことができる。従来例ではひとつのピットの信号変化量が全反射光量５０％以上でスポットに入る数が４つに限定されていたが、本発明ではマークの信号変化量が全反射光量の５０％以下にし、かつ４つ以上のピット（マーク）がスポットに入るようにする。これにより、多値記録再生において、マーク数と対応できるユーザビットのビット数が増大し、単位面積あたりの容量を向上できる。
【００２４】
なお、上記のように、再生信号が線形になることから、多値記録、再生に応用して適用することもできる。
【発明の効果】
【００２５】
本願発明によれば、ピットの個数と再生信号レベルの関係が線形となり、高密度化に有効で、かつ信頼性の高い再生信号を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本願の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２７】
本発明をＲＯＭに適用したときの実施例を説明する。従来のＲＯＭ型ディスクは図４のように６角セルがディスク前面に充填されており、６角セルの中心に真丸形状のピットを配置する。スポットの中には７つのセルが存在し、７つのピットの有無により再生信号のレベルを変えることができる。従来のＲＯＭディスクにおいては、各ピットの深さは一定であり、信号強度を大きくとるために、反射形では深さが４分の１波長、光学的な位相変化量で表すと、πの大きさを選んでいる。このときの、ピット増加に対する再生信号の変化を図５にしめす。中心にピットのあるときとないときに分けてある。それぞれの場合において、ピットの増加順番はセル中心２００から始まり時計方向に各セル中心にピットを入れていく。その結果を図５に示す。ピットの増加に対して信号の変化量はピットの数が多くなるにつれて減少し、特に、中心ピットがある場合にはピット数が４、５、６つと変化しても、再生信号は変化しなくなる。再生条件は対物レンズの開口数は０．８５、波長は４０５ｎｍである。
【００２８】
図７において、ROMの場合はマーク部の振幅反射率は１であるから、それぞれ直交する回折光成分は成分３００と３０１となる。すると、直交する回折光から決まる、ピット１とピット２のベクトルはそれぞれピット３０２、３０３となる。ピット１の光学的位相量は２分の３πとなり、ピット２の光学的位相量は２分の１πとなる。振幅反射率は１となる。本発明の実現形態には２通りが考えられる。すなわち、反射型と透過型である。現在の光ディスクでは反射型が主流なので、本実施例では反射型で示す。この場合の反射光の中でのピットから生じる光学的位相差はピットの中を光が一往復するため、ピットの物理的な深さをｈ、ピット内の屈折率をｎとすると、光路長は  ２・ｎ・ｈとなり、位相差は光路長変化において一波長分が位相差２πに相当することから、２・ｎ・ｈ・（２π/λ）（λは波長）となる。すなわち、光学的位相量φと光路長さＬとは
（式１２）  φ＝２π・Ｌ/λ
の関係がある。
【００２９】
本発明では、ROM形ディスクでは図４に示したように、セル中心２００、２０１、２０２に入るピットの深さを光学的位相差２分の１π、その他を２分の３π、反射形ディスクでは物理的なピットの深さを８ｎ分の１波長、８ｎ分の３波長（ここで、ｎはピット内での屈折率）に選んだ。この場合の再生信号を図６に示す。但し、図ではｎ＝１としている。ピット増加に対して、中心ピットの有る無しに分けて見ると、いずれの場合にもマークの増加に対して信号の変化量は等しくなり、線形性が実現できている。中心ピットの有無による差は、スポットの分布が中心強度が大きく、周辺に行くにつれて減少する特性をもつことから、生じるものである。
【実施例２】
【００３０】
実施例１の媒体を実現するためには、異なる深さをもつ２種類のピットを作成する必要がある。製作方法について述べる。ガラス基板１０００の上にレジストを塗布し、レーザを照射してマークを形成したい部分を斜線部分１００１の様に露光し、それ以外の部分１００２を図１１（ａ）のように残す。レジストを現像し、部分１００２を取り去り、露光部分１００１をマスクにして、エッチングを行い、その後露光部分１００１を通常の半導体プロセスと同様に図１１（ｂ）のように残す。
【００３１】
次にその上に相変化膜１００３をスパッタし、特定の部分１００４のみを熱記録し、アモルファス状態に図１１（ｄ）のように変化させる。その後アモルファス以外の結晶を化学処理により取り除き図１１（ｅ）のようにする。アモルファス状態をマスクにして選択性エッチングを行ない、二つの異なる高さを持つ凸部分を図１１（ｆ）のように作成し、アモルファス部分を取り除くと２つの高さが異なる凸部分１００５、１００６が形成される。以上により、原盤が作成されたので、通常のＲＯＭ成型と同様な工程に入れればよい。すなわち、原盤からニッケルメッキをして、スタンパを作成し、これ型にして、プラスティックを成型する。これにより図１１（ｇ）に示した、凸部１００５、１００６に対応したところに深さのことなるピットが形成される。このプロセスではピットの例を示したが、上記凸部がディスク円周方向に連続する、溝形状でも同様に、深さの異なる溝も形成できる。
【実施例３】
【００３２】
次に、記録形の光ディスクの実施例について述べる。図３において、異なるマークの回折光をあらわすベクトルが互いに直交する条件を記録形でも実現ができればよい。記録形の光ディスクは記録スポットをトラックに導けるように、トラックに未記録面とは光学的に異なる構造を設けている。そのひとつとして、トラックを深さ一定の溝で形成することが行われている。この深さと上に記録するマークの光学的特性を組み合わせて、記録マークからの回折光を式４と５で示される直交関係が成立するようにする。
【００３３】
ひとつの例として、図８のようにそれぞれの溝のベクトルをベクトル８００と８０１に選ぶ。ベクトルの大きさは等しく、かつ溝からの回折光のベクトル８０６と８０７の大きさも等しくなるようにする。このときの、溝の位相差をそれぞれ、φ１、φ２と選び、式４を満たすようにしてやればよい。記録膜を溝の上に設け、記録によって記録マークの相対振幅反射率ｒを図のように未記録部分より大きく選び、かつ式５を満たすようにする。一方、他の記録型光ディスクの回折光ベクトルについて、図９に示す。図９は、回折光ベクトルが、紙面上側に向くものである。
【００３４】
図８の条件を満たす、相対振幅反射率ｒと位相差φ１の関係を図１０に示す。ここで点線の条件は図８に示す回折光ベクトルが紙面下側に向く条件ではなく、図９に示す紙面上側に向く条件を示す。図１３に具体的な例を示す。溝１３０９、１３０８の位相差をφ１、溝１３０７と１３１０の位相差をφ２とする。溝の上に記録するマーク１３１２、１３１１の反射率をｒとする。溝中心１３０３、１３０４の間隔ｐは読み出しスポット１３０６の約半分になっているため、スポットは２つのトラックに同時に照射するため、溝１３０８、１３０７の上に記録された情報を同時に読み出すことになる。前述のように位相差と反射率を選択すると、読み出しスポット１３０６の検出信号は溝１３０８、１３０７に記録された信号の和となることから、実施例４のROM型ディスクで述べるように、溝１３０８と１３０７に記録する信号の位相間に直交関係を持たせれば、それぞれの溝に記録した信号を分離して検出することができる。
【００３５】
さらに、別の書き換え形光ディスクの実施例を図１６を用いて説明する。記録媒体として相変化媒体を用いると、記録マークの光学的特性である、反射率と位相を自由に変えることができる。隣接し合うトラック１，２の位相差をそれぞれ、φ１、φ２とすると、そのトラックを表すベクトルはベクトル１６００、ベクトル１６０１となる。それぞれのトラックの回折光ベクトルはそれぞれ、ベクトル１６０７、ベクトル１６０６となる。その溝にマークを記録し、そのマークの位相差をΔφとすると、記録マークのベクトルはトラック１においては１６０１から１６０３となり、トラック２においてはベクトル１６００からベクトル１６０２となる。位相差はそれぞれ、φ１＋Δφ、φ２＋Δφとなる。
【００３６】
そこで、φ１＋Δφ＝φ１、φ２＋Δφ＝φ２として、前記記録マークの位相差、反射率が直交条件式５と式６を満たすような位相差、反射率満足するようにしてやると、隣接トラック間で記録したマークの回折光ベクトルはそれぞれ、ベクトル１６０４、１６０５のように直交し、線形性が成立する。記録マークからの回折光を等しくする条件と、直交条件からΔφはπＮ（Ｎは奇数）であること必要となる。本実施例において線形性を実現する条件を式６を変形して、まとめると、トラック１とトラック２の位相差φ１とφ２、及び記録マークの相対反射率ｒは以下の関係を満足する必要がある。
（式１３）    φ１＋φ２＝２πＭ（Ｍは整数）
（式１４）  Δφ＝πＮ（Ｎは奇数）
（式１５）  １＋２・ｒ・cos(φ１)＋ｒ＾２・cos(2・φ１)＝０
となる。
【実施例４】
【００３７】
次に、ROM型光ディスクにおいて線形性の特性を用いた、大容量化を実現できる例をしめす。図１２において、情報マークはディスク面上にトラック１２０１、１２０２の円周方向に沿って並べられている。トラック１２０１と１２０２の情報マークの凹凸深さはそれぞれ、光学的位相差４分のλと４分の３λ（ここでλは光源の波長を示す。）である。再生スポット１２００の中にトラック１２０１と１２０２が同時に位置するようにトラックピッチｐが設定されている。トラックピッチはスポット径よりも小さい。従来の光ディスクではトラックピッチはクロストーク影響を避けるために、隣接トラックにスポットがかからない様に、かつ、できる限りトラック密度を詰めるために、ほぼスポット径程度に選ばざるを得なかった。しかし、本実施例ではトラックピッチをスポット径よりも小さくし、一度に２つのトラックを同時に読み出す。トラック１２０１と１２０２の情報マーク１２０３、１２０４の凹凸深さはそれぞれ、光学的位相差４分のλと４分の３λ（ここでλは光源の波長を示す。）であることから、トラック１２０１と１２０２の情報マークからの回折光は互いに直交し、対物レンズを通過した光を光検出器にて受光し、電気信号に変換すると、その電気信号ではトラック１２０１からの信号S1とトラック１２０２からの信号S2の単純加算となる。信号S１と信号S2が足し合わせになった検出信号から信号S1と信号S2を独立に取り出せるようにするために、あらかじめ、信号S1と信号S2が電気信号上で直交関係になるようにしておく。
【００３８】
たとえば、信号S1の搬送波と信号S2の搬送波の周波数は等しくし、位相が互いに９０度だけずれているとし、信号S1の情報ビット“１”と情報ビット“０”は互いに位相が１８０度ずれており、信号S2の情報ビット“１”と情報ビット“０”もまた、互いに位相が１８０度ずれている。このようにすると、信号S1と信号S2が加算されていても、搬送波と周波数が等しく、それぞれ信号S1と位相が０度または１８０度同期した信号で同期検波をすると信号S1のみを取り出すことができる。また、信号S2と位相が０度または１８０度同期した信号で同期検波をすると信号S1のみを取り出すことができる。具体的な情報マークの配列を図１２に示した。四角の点線は情報マークの存在する場所を表し、情報ビットと情報マークの対応表は図１２右側に示す。搬送波の周期に対応するディスク上の長さをTとすると、トラック１２０１と１２０２では情報マークの存在する場所は４分のTだけずれている。
【実施例５】
【００３９】
さらに、ROM型光ディスクの実施例について図１４を用いて説明する。本実施例ではピットはトラックピッチｐのトラック上に周期ｑの格子点状に置かれている。ただし、隣接トラック１４０５、１４０６のピットが置かれている格子点は周期ｑの半分だけ互いにずれている。読み出しスポット１４０６は２つのトラック間の中線１４０１、１４０２、１４０３を移動し、周期ｑの半周期ごとの格子点１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４において信号を読み出す。すると、各読み出し点では読み出しスポット１４０６内に３つのピットが存在する。ここで、各ピットの面積をピット幅を固定して、ピットの長さを変化させることにより変化させ、３つのスポットの面積の変化の組み合わせにより、スポット１４０６が検出する信号を変化させる。実施例１ではピットの形状を固定し、スポット内に入る個数により、スポットが検出する信号レベルを変化させたが、本実施例ではピットの個数を固定し、それぞれのピットの面積を変化させる。本実施例でもスポット１４０６に入るピットの位相差が等しいと、ピット形状の変化とスポットが検出する信号レベルの間に線形性がなくなる。そこで、トラック中心１４０４上のピット列の位相深さをφ１、トラック中心１４０５上のピット列の位相深さをφ２とすると、各検出格子点でスポット１４０６が検出信号と各ピットの面積との間に線形性が成り立つようになる。本実施例では各ピットはエッジごとに３つの長さが変化し、ひとつのピットでは９通りの面積が変わる。３つのピットがあると２７通りのピット面積の組み合わせがあるが、３つのピットを合わせて取りうる多値レベルは重複を考慮すると、９つとなる。
【００４０】
本実施例ではひとつのスポット１４０６内に３つのマークを入れて、ピット周期の半周期ごとに読み出したが、図１７のようにトラック１４０４、１４０５のピットを配置する格子点をトラック円周方向に一致させ、読み出し格子点１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６で信号を検出する。すると、スポット内に４つのピットが入る場合と２つ入る場合が存在するが、線形性を使用すれば、２つの場合、例えば１７０６点で検出した信号を使って、４つの場合、例えば１７０２点で検出した信号から残りの２つのピットからの信号を求めることができる。すなわち、２つの場合の信号にスポット強度分を補正する係数をかけて４つの場合の検出信号から引けばよい。この方式では検出時の隣接し合うピットがすべて完全な直交関係を実現できるため、トラックピッチ、マークピッチが狭くなり、スポット内に多くのピットが入るようになっても線形性が維持される。
【実施例６】
【００４１】
さらに、図１５を用いて、別のＲＯＭ型ディスクについて説明する。この実施例は従来の光ディスク、すなわち、スポット１５００内にひとつのトラック１５０２があり、隣接トラック１５０１と１５０３にはスポット１５００がほとんどかからないトラックピッチｐを選んでいる、従来光ディスク読み出し方法の場合に本発明を適用したものである。ここでは隣合うピット同士の位相差をφ１、φ２と変化させている。すなわち、ピット１５０４とピット１５０５のベクトルはそれぞれ図７で示したベクトル３０２、３０３となっている。このようにすると、ピット１５０４とピット１５０５の回折光ベクトル３００と３０１が振幅は等しく、かつ直交することからピットからの再生信号振幅が等しく、かつ線形性が成り立つことから、等化等の通常の信号処理を容易に行うことができる。さらに、従来用いられていた、ピットのエッジ位置を再生信号のスライスにより検出する方法も適用できる。
【実施例７】
【００４２】
さらに、別の書き換え形光ディスクの実施例を図１８を用いて説明する。トラックセンタ１８０７をもつトラックの深さ方向の断面図を図１８（ａ）に示す。位相差φ１とφ２に対応する深さ１８０３、深さ１８０４の凹部凸部の周期構造を持つ。この上に相対反射率ｒのシェブロン形のマーク１８０９を凹部、凸部に同期して記録していく。これをスポット１８０８で読み出す。この実施例ではスポット内には略ひとつのトラックが存在する形態とする。マークエッジ記録方式で記録すると凹部、または凸部の長さを変調符号の検出窓幅の物理的な長さに設定しておくのが好適である。シェブロンマーク１８０９の曲率はスポット１８０１の強度分布１８００の傾きが急峻な直径１８１０の形状できまる。このときの記録媒体にはオーバーライトが可能な媒体を選択する。好適には相変化媒体がよい。マークと凹凸深さが式１３、１４，１５を満たすと、記録マークは線形特性をしめし、マーク長さが変化しても、検出窓幅ごとの応答がマーク長さに依存せず等しくできる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願は、特に高密度記録に好適な、情報記録媒体、情報再生方法、及び情報記録方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】光ディスクの孤立マークからの再生動作を説明する図。
【図２】光ディスクの２つのマークからの再生動作を説明する図。
【図３】マークからの回折光が互いに直交化する条件を示す図。
【図４】ＲＯＭ型ディスクの構成を示す図。
【図５】従来型のＲＯＭディスクからの再生信号を説明する図。
【図６】本発明のＲＯＭディスクからの再生信号を説明する図。
【図７】ＲＯＭ型ディスクのピットからの回折光ベクトルを説明する図。
【図８】記録形光ディスクの記録マークからの回折光ベクトルを説明する図。
【図９】もう一つの記録形光ディスクの記録マークからの回折光ベクトルを説明する図
【図１０】振幅反射率と位相差φ１の関係を示す図。
【図１１】ＲＯＭ形光ディスクを作成図。
【図１２】ROM型光ディスクの実施例を示す図。
【図１３】記録形の光ディスクの実施例を示す図。
【図１４】ROM型光ディスクの実施例を示す図。
【図１５】ROM型光ディスクの実施例を示す図。
【図１６】書き換え形光ディスクの実施例を示す図。
【図１７】ROM型光ディスクの別の実施例を示す図。
【図１８】書き換え形光ディスクの別の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１：スポット、２：マーク、３：レンズ、
１００，１０２：ベクトル
３００：読み出しの未記録面のベクトル、３０１：記録マーク１のベクトル、３０２：記録マーク２のベクトル、
２００、２０１、２０２：セル中心。
【図１】
2005141822.tif 000003
【図２】
2005141822.tif 000004
【図３】
2005141822.tif 000005
【図４】
2005141822.tif 000006
【図５】
2005141822.tif 000007
【図６】
2005141822.tif 000008
【図７】
2005141822.tif 000009
【図８】
2005141822.tif 000010
【図９】
2005141822.tif 000011
【図１０】
2005141822.tif 000012
【図１１】
2005141822.tif 000013
【図１２】
2005141822.tif 000014
【図１３】
2005141822.tif 000015
【図１４】
2005141822.tif 000016
【図１５】
2005141822.tif 000017
【図１６】
2005141822.tif 000018
【図１７】
2005141822.tif 000019
【図１８】
2005141822.tif 000020