(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長を６３５〜６８０ｎｍとするレーザ光を、開口数ＮＡを０．５２±０．０２とする対物レンズを用いて照射し、
トラックピッチｐを０．９０μｍ以上、１．００μｍ以下とし、ビット長ｂを０．３２６μｍ以上、０．３６２μｍ以下とし、上記トラックピッチｐと上記ビット長ｂとの積が０．３２６μｍ２以下の領域で信号の記録又は再生が行われ、
１トラックにのみ信号を記録したときのランダムジッターが８．４％以下であり、その両側の隣接トラックに信号を記録したときのジッターの増加量が４．９％以下であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】
半径方向のディスクスキューが０．３度以下、周方向のディスクスキューが０．２度以下であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】
情報信号が書き換え可能であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項４】
記録可能な領域に光磁気記録層が形成されていることを特徴とする請求項３記載の光ディスク。
【請求項５】
基板の厚みが１．２±０．０５ｍｍ、屈折率が１．５５±０．０５、基板面に対して垂直方向での複屈折が３００×１０−６以下、面内方向での複屈折が２５×１０−６以下であることを特徴とする請求項４記載の光ディスク。
【請求項６】
ストレートグルーブとウォブルグルーブとが交互に形成されたダブルスパイラル構造を有することを特徴とする請求項４記載の光ディスク。
【請求項７】
ランドデューティが６１〜６９％であることを特徴とする請求項６記載の光ディスク。
【請求項８】
ウォブルグルーブにトラッキングしたときのアドレス信号とストレートグルーブにトラッキングしたときのアドレス信号の比が１０ｄＢ以上であることを特徴とする請求項６記載の光ディスク。
【請求項９】
記録パワーを最適記録パワーＰｗに対して０．８Ｐｗ以上、１．１Ｐｗ以下とし、かつ記録磁界を１２ｋＡ／ｍ以上、２０ｋＡ／ｍ以下としたときに、１トラックにのみ信号を記録したときのランダムジッターが８．４％以下であり、その両側の隣接トラックに信号を記録したときのジッターの増加量が４．９％以下であることを特徴とする請求項４記載の光ディスク。
【請求項１０】
周波数２．２ＭＨｚで単一周波数のキャリア信号を記録したときの搬送波対雑音比が４０ｄＢ以上であることを特徴とする請求項４記載の光ディスク。
【請求項１１】
内周側に再生専用領域を有するとともに、外周側に書き換え可能領域を有し、これら再生専用領域と書き換え可能領域の境界に幅２０μｍ以下のミラー部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項１２】
トラックピッチｐを０．９０μｍ以上、１．００μｍ以下とし、ビット長ｂを０．３２６μｍ以上、０．３６２μｍ以下とし、上記トラックピッチｐと上記ビット長ｂとの積が０．３２６μｍ２以下の領域で信号の記録又は再生が行われ、１トラックにのみ信号を記録したときのランダムジッターが８．４％以下であり、その両側の隣接トラックに信号を記録したときのジッターの増加量が４．９％以下である光ディスクに対し記録光又は再生光を照射する光学系を備え、
上記光学系は、上記光ディスクに対し、波長を６３５〜６８０ｎｍとする記録光又は再生光を照射し、上記記録光又は再生光を上記光ディスクに対し集光して照射するレンズの開口数ＮＡを０．５２±０．０２としていることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小径で大容量を有する新規な光ディスクに関するものであり、さらには、それを用いた光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、静止画や動画等の大容量のデータは、光ディスク等の記録媒体に蓄積され、必要に応じてランダムアクセスして再生される。
【０００３】
光ディスクは、ランダムアクセスが可能であり、いわゆるフロッピーディスク等の磁気記録媒体よりも記録密度が高く、さらに、例えば光磁気ディスクにおいては、書き換えも可能であるので、上述の大容量のデータを蓄積するのに好都合である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中、光ディスクにはより一層の大容量化が求められており、取り扱い性等を考慮して、小径で且つ容量の大きな光ディスクの開発が大きな課題となっている。
【０００５】
小径の光ディスクとしては、直径６４ｍｍの光磁気ディスク，いわゆるミニディスク（ＭＤ）が知られており、デジタル情報信号を記録する，いわゆるＭＤデータも提案されているが、その記録容量は１４０ＭＢ程度にとどまる。
【０００６】
上述の画像情報等を考えたとき、記録容量が１４０ＭＢでは十分とは言えない。
【０００７】
そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであって、従来のＭＤやＭＤデータ等と互換性を保ちながら、これら光ディスクよりも遥かに大きな容量を有する新規な光ディスクを提供することを目的とし、さらには光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ディスクは、記録可能な領域の直径が６５ｍｍ以下であって、ユーザ記録容量を６５０ＭＢ以上を実現するために提案されたものであり、波長を６３５〜６８０ｎｍとするレーザ光を、開口数ＮＡを０．５２±０．０２とする対物レンズを用いて照射し、トラックピッチｐを０．９０μｍ以上、１．００μｍ以下とし、ビット長ｂを０．３２６μｍ以上、０．３６２μｍ以下とし、上記トラックピッチｐと上記ビット長ｂとの積が０．３２６μｍ２以下の領域で信号の記録又は再生が行われ、１トラックにのみ信号を記録したときのランダムジッターが８．４％以下であり、その両側の隣接トラックに信号を記録したときのジッターの増加量が４．９％以下としたものである。
【０００９】
また、本発明に係る光ディスク装置は、トラックピッチｐを０．９０μｍ以上、１．００μｍ以下とし、ビット長ｂを０．３２６μｍ以上、０．３６２μｍ以下とし、上記トラックピッチｐと上記ビット長ｂとの積が０．３２６μｍ２以下の領域で信号の記録又は再生が行われ、１トラックにのみ信号を記録したときのランダムジッターが８．４％以下であり、その両側の隣接トラックに信号を記録したときのジッターの増加量が４．９％以下である光ディスクに対し記録光又は再生光を照射する光学系を備え、上記光学系は、上記光ディスクに対し、波長を６３５〜６８０ｎｍとする記録光又は再生光を照射し、上記記録光又は再生光を上記光ディスクに対し集光して照射するレンズの開口数ＮＡを０．５２±０．０２としている。
【００１１】
本発明は、ＭＤ、ＭＤデータとの互換性を保ちながら，現行の１４０ＭＢに対して６５０ＭＢ以上のユーザ記録容量を有する光ディスクシステムを実現するものである。
【００１２】
６５０ＭＢという容量は、
（ａ）ＣＤ−ＲＯＭと同じ容量で汎用的な応用を誘起することが期待できる。
【００１３】
（ｂ）実用的なＭＰＥＧ２画像に必要な４Ｍｂ／ｓの転送レートで２０分以上の動画を記録でき、デジタルビデオカメラ等に応用が可能である。
【００１４】
ことにより必然性のある容量である．
本発明では、高密度化に伴うスキューの制約を考慮しており、例えば１トラックにのみ信号を記録したときのランダムジッターを８．４％以下、その両側の隣接トラックに信号を記録したときのジッターの増加量を４．９％以下とすることで、半径方向のスキューマージン±０．７度以上、走行方向（周方向）のスキューマージン±０．６度以上が確保される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した光ディスク、光ディスク装置について、図面や具体的実験結果を参照しながら説明する。
【００１６】
記録再生系
図１は、光ディスク装置の構成を示すもので、この光ディスク装置においては、データ変調器１は、所定の入力データを、ディスクに記録する所定の形式の符号に変換し、その符号を記録ヘッド制御回路２に出力する。
【００１７】
記録ヘッド制御回路２は、記録／再生部４の記録再生ヘッド２１（図２）に制御信号を供給し、データ変調器１より供給された符号をディスク１１（光磁気ディスク等の記録媒体）に記録させる。
【００１８】
記録／再生部４は、記録ヘッド制御回路２の制御に応じて、データ（符号）をディスク１１に記録する他、ディスク１１にレーザ光を照射し、その反射光を受光することでディスク１１に記録されているデータ（符号）を読み取り、そのデータ（符号）をデータ復調器８に出力するとともに、受光した反射光からトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、および、アドレス情報を含むウォブル信号を生成し、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号をサーボ回路７に出力し、ウォブル信号をウォブル信号検出回路９（判別手段）に出力する。
【００１９】
ウォブル信号検出回路９は、現在記録または再生を行っているトラックが、奇数番号のトラックであるのか、偶数番号のトラックであるのかを、記録／再生部４より供給されたウォブル信号から判別し、判別結果の信号（トラック判別信号）をアドレスデコーダ５（算出手段）に出力するとともに、記録／再生部４より供給されたウォブル信号を、アドレス情報信号に変換し、アドレスデコーダ５に出力する。
【００２０】
ウォブル信号検出回路９はまた、記録／再生部４より供給されたウォブル信号よりキャリア信号を抽出して、サーボ回路７に出力する。
【００２１】
アドレスデコーダ５は、ウォブル信号検出回路９より供給されるアドレス情報信号およびトラック判別信号からアドレスを算出し、そのアドレスをシステムコントローラ３に出力する。
【００２２】
システムコントローラ３は、アドレスデコーダ５より供給されるアドレスに従って、所定の制御信号をサーボ回路７に出力するとともに、入力装置６より、所定の操作に対応する信号を供給されると、その操作に応じた制御信号をサーボ回路７に出力し、記録／再生部４を制御させるようになされている。
【００２３】
サーボ回路７は、記録／再生部４より供給されるフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号に応じて、記録／再生部４の駆動部２２（図２）を制御し、光ヘッド３４の全体や、光ヘッド３４の対物レンズ４５を移動させることにより、データ検出に利用するレーザ光のフォーカスおよびトラッキングを調整する。
【００２４】
また、サーボ回路７は、ウォブル信号検出回路９からの回転情報に従って記録／再生部４のスピンドルモータ３１（図２）を制御して、ディスク１１を所定の速度で回転させるとともに、システムコントローラ３からの制御信号に応じて、記録／再生部４の制御を行う。
【００２５】
図２は、記録／再生部４の一構成例を示している。記録再生ヘッド２１の磁気ヘッド３３と光ヘッド３４は、記録ヘッド制御回路２より供給される制御信号に応じて動作し、それぞれ磁界とレーザ光を発生して、ディスク１１に所定のデータを記録する。
【００２６】
なお、光ヘッド３４は、ディスク１１にレーザ光を照射し、その反射光を受光し、受光した光量に応じた電気信号を信号処理部２３に出力する。
【００２７】
駆動部２２は、ディスク１１を回転させるスピンドルモータ３１、記録再生ヘッド２１を移動させるメカデッキ３２などを有し、サーボ回路７より供給される制御信号に応じて動作する。
【００２８】
信号処理部２３は、記録再生ヘッド２１からの信号を処理し、データ検出信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、および、ウォブル信号を生成し、データ検出信号をデータ復調器８に出力し、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号をサーボ回路７に出力し、ウォブル信号をウォブル信号検出回路９に出力する。
【００２９】
ダブルスパイラル構造
本発明の光ディスク、特に光磁気ディスクにおいては、ダブルスパイラル構造が採用されている。
【００３０】
そこで、このダブルスパイラル構造の光ディスクについて説明する。
【００３１】
図３は、ダブルスパイラル構造の光ディスクを平面から見た構成例を示している。この例においては、トラック（記録エリア）がランドにより構成され、そのアドレスが内周側に隣接するグルーブ（未記録エリア）の左右のエッジにウォブリングにより構成されている。
【００３２】
例えば、トラック（ランド）Ｔ０とその外周側に位置するトラック（ランド）Ｔ１により共有されるアドレス情報は、トラックＴ０とトラックＴ１の間に位置するグルーブ（未記録エリア）の左右のエッジ１５−１，１５−２の形状として保持され、トラック（ランド）Ｔ２とその外周側に位置するトラック（ランド）Ｔ３に共有されるアドレス情報は、トラックＴ２とトラックＴ３の間に位置するグルーブの左右のエッジ１５−３，１５−４の形状として保持されている。
【００３３】
なお、エッジ１５−１，１５−２にトラックＴ１だけのアドレス情報を保持させ、エッジ１５−３，１５−４にトラックＴ３だけのアドレス情報を保持させ、それぞれトラックＴ１，Ｔ３のアドレス情報から、トラックＴ０，Ｔ２のアドレス情報を間接的に算出させることもできる。
【００３４】
また、図３に示す光ディスクにおいては、データを記録または再生するためのレーザ光のスポット１３−１は、トラック（例えばトラックＴ１）の中央に、その中心が配置されるように照射される。また、両側のレーザ光（トラッキングエラー検出用のレーザ光）のスポット１３−２，１３−３は、ＤＰＰ方式によりトラッキングサーボが行われるため、トラックピッチの１／２の幅だけ、ディスク１１の内周側または外周側にずれた位置（トラックＴ０とトラックＴ１の間、またはトラックＴ１とトラックＴ２）に照射される。このとき、スポット１３−２，１３−３が、他のトラックのウォブリングされたエッジ（今の場合、エッジ１５−３など）に重ならないので、クロストークを抑制することができる。
【００３５】
なお、３本のレーザ光のうち、両側の２本のレーザ光を利用して、３スポット方式でトラッキングサーボを行うこともできる。その場合、両側の２本のレーザ光の戻り光の光量の差をトラッキングエラー信号とする。
【００３６】
このように、この光ディスクでは、トラッキングエラー検出用の２本のレーザ光（サイドビーム）のスポット１３−２，１３−３を、データの記録または再生が行われるトラックＴ１と、内周側に隣接するトラックＴ０または外周側に隣接するトラックＴ２の間を中心にして、エッジ１５−１，１５−２およびトラックＴ１とトラックＴ２の間のエッジに照射して、その戻り光をホトダイオード４８Ａで受光し、スポット１３−２によりエッジ１５−１，１５−２の形状を検出することにより、トラックＴ１のアドレス情報を読み取る。
【００３７】
なお、トラックＴ２においてデータの記録または再生が行われる場合、図４に示すように、トラッキングエラー検出用のレーザ光のスポット１３−２と１３−３は、トラックＴ１とトラックＴ２の間と、トラックＴ２とトラックＴ３の間を中心にして、トラックＴ１とトラックＴ２の間のエッジ、およびエッジ１５−３，１５−４に照射される。トラックＴ３と共有されているトラックＴ２のアドレス情報は、トラックＴ２とトラックＴ３の間に照射されたレーザ光のスポット１３−３によってエッジ１５−３，１５−４の形状から読み取られる。
【００３８】
次に、図３に示すように、トラックを構成しないグルーブの左右のエッジが、１トラックおきにアドレス情報に対応してウォブリングされているディスク１１に対して記録再生を行う記録再生装置のウォブル信号検出回路９について、図５を参照して説明する。
【００３９】
図５において、ＢＰＦ１０１は、信号処理部２３の演算回路７１より供給された信号（Ｅ＋ＦまたはＥ−Ｆ）における、ウォブリングされたエッジを作成するときのキャリア信号の周波数を中心にした所定の帯域の周波数成分だけを抽出し、不要な信号成分を除去した信号を、加算器１０２およびレベル検出比較器１０３に出力するようになされている。
【００４０】
ＢＰＦ１０４は、信号処理部２３の演算回路７３より供給された信号（Ｇ＋ＨまたはＧ−Ｈ）における、ウオブリングされたエッジを作成するときのキャリア信号の周波数を中心にした所定の帯域の周波数成分だけを抽出し、不要な信号成分を除去した信号を、加算器１０２およびレベル検出比較器１０３に出力する。
【００４１】
加算器１０２は、ＢＰＦ１０１からの出力とＢＰＦ１０４からの出力の和を計算し、ＦＭ検波回路１０５に出力する。
【００４２】
ＦＭ検波回路１０５は、加算器１０２からの信号を、ＦＭ検波し、バイフェーズ信号を検出し、バイフェーズデコーダ１０６に出力するとともに、加算器１０２より供給される信号からキャリア信号を抽出し、サーボ信号７に出力する。
【００４３】
バイフェーズデコーダ１０６は、ＦＭ検波回路１０５からのバイフェーズ信号を、アドレス情報信号にデコードし、そのアドレス情報信号をエラー訂正回路１０７に出力する。
【００４４】
エラー訂正回路１０７は、バイフェーズデコーダ１０６より供給されたアドレス情報信号のエラー訂正を行い、エラー訂正後のアドレス情報信号をアドレスデコーダ５に出力する。
【００４５】
レベル検出比較器１０３は、ＢＰＦ１０１からの出力の信号の振幅とＢＰＦ１０４からの信号の振幅を比較し、トラックの判別を行う。
【００４６】
例えば、図３に示すように、レーザ光を照射して、データの記録または再生を行っている場合、ウォブリングされたエッジ１５−１，１５−２に照射されたレーザ光を受光して得られる信号Ｅ＋Ｆ（またはＥ−Ｆ）は、キャリア信号の周波数付近の周波数を有するので、ＢＰＦ１０１からの出力の信号の振幅は、所定の値を示す。
【００４７】
一方、ウォブリングされていないエッジ（トラックＴ１とトラックＴ２の間のエッジ）に照射されたレーザ光を受光して得られる信号Ｇ＋Ｈ（またはＧ−Ｈ）は、直流成分しか含まないので、ＢＰＦ１０４からの出力の信号の振幅は、ほとんどゼロになる。従って、ＢＰＦ１０１の出力とＢＰＦ１０４の出力を比較することで、現在記録または再生を行っているトラックが奇数番号のトラックであるのか、偶数番号のトラックであるのかを判別することができる。
【００４８】
以上のようにして、１トラックおきに、トラックを構成しないグルーブの左右のエッジ１５−１乃至１５−４が、アドレス情報に対応してウォブリングされているディスク１１から、トラックの判別を行いながらアドレス情報を読み出す。
【００４９】
トラックピッチ，ビット長の範囲の検討
現行の１４０ＭＢに対して４．６倍容量である６５０ＭＢを達成するには，波長λの短い光源を用いることと、レンズの開口数ＮＡを上げることで光学系の解像度を上げることが必要である。また、効率の高いエラー訂正方式を用いて、冗長度を下げることも同時に行う必要がある。そのためにプロダクトコードを用いれば，従来の効率５３．７％に対して、効率を８０．３％とすることができる。効率８０．３％として、６５０ＭＢ以上の容量のために必要な面密度は、トラックピッチｐとビット長ｂの積としてｐｂ≦０．３２６μｍ2となる。
【００５０】
現行ＭＤやＭＤデータは、ｐ＝１．６μｍ、ｂ＝０．５５５μｍであるので，ｐとｂを均等に小さくして６５０ＭＢを実現する条件は、ｐ＝０．９６μｍ、ｂ＝０．３４μｍとなる。
【００５１】
上記の面密度がシステム的に成り立つための指標は、半径方向のスキューマージン±０．７度以上，走行方向のスキューマージン±０．６度以上が確保されることである。光学的な解像度は（ＮＡ／λ）にしたがって向上するが、レンズおよびディスクのスキューに対する許容度は、λ／ｄ（ＮＡ）3に比例するので、ＮＡは解像度とスキューマージンのバランスを見て選ぶ必要がある。
【００５２】
現行との互換性を考えると基板厚みｄ＝１．２ｍｍは変えることができないのでこれは固定し、実用的な短波長光源としてλ＝６６０ｎｍとして、詳細な検討の結果、ＮＡ＝０．５２が最適であることを見出した。
【００５３】
ここでは、上記光学系を用いて以下のような基板に光磁気記録膜を製膜し、評価した。
【００５４】
基板直径：６４．８ｍｍ
溝構造：ダブルスパイラル間欠ウォブル
ウォブル振幅：２０ｎｍ
グルーブ深さ：７０ｎｍ
トラックピッチ：０．９０μｍ、０．９５μｍ、１．００μｍ３種類
基板の厚みは１．１８ｍｍ、屈折率１．５７のポリカーボネート基板、ディスク偏心は２０μｍ、垂直方向複屈折２５０×１０-6、面内複屈折１５×１０-6、カー楕円率ηｋ，カー回転角θｋとしたときのtan-1(ηｋ／θｋ)＝１０deg．である。
【００５５】
ここで、面内複屈折とは基板面内で半径方向と光ピックアップ走行方向の屈折率差を意味し、垂直の複屈折とは面内屈折率の平均値と基板厚み方向屈折率との差を意味している。
【００５６】
次に、以下の条件で(1,7)RLLランダムデータを本トラックに磁界変調記録した．
線速度：２．００ｍ／ｓ
トラックピッチ：０．９５μｍ
ビット長：０．３４μｍ
レーザ光波長：６６０ｎｍ
レンズＮＡ＝０．５２
記録パワー：７．７ｍＷ
パルス光デューティ：４７％
記録磁界：１２ｋＡ／ｍ
再生光パワー：０．８ｍＷ
隣接トラックにも記録された状態で、本トラックに記録された信号を半径方向にディスクスキューを与えながら再生し、図６のようにクロストークがある状態でのランダムジッターＪctを測定した。ディスクスキューを与えるとジッターは悪化するが、システムが破綻する指標は、ジッターの標準偏差をクロックで規格化したときの値として１５％である。ジッターがこの値以下に収まるスキューの範囲をスキューマージンとして、図６から±０．７６度を得た。
【００５７】
同様に、走行方向にスキューを与えながらジッターを測定し、走行方向のスキューマージンとして±０．６５度を得た。
【００５８】
これらはディスクおよび光学系にスキューがあったときにシステムが安定動作するために十分な余裕である。
【００５９】
次に以下の条件で(1,7)RLLランダムデータを隣接トラックにも磁界変調記録した。
【００６０】
線速度：２．００ｍ／ｓ
レーザ光波長：６６０ｎｍ
レンズＮＡ＝０．５２
記録パワー：７．７ｍＷ
パルス光デューティ：４７％
記録磁界：１２ｋＡ／ｍ
再生光パワー：０．８ｍＷ
ビット長は６５０ＭＢ以上の容量が得られる面密度を一定に保つように、トラックピッチ０．９０μｍ、０．９５μｍ、１．００μｍのときそれぞれ０．３５μｍ、０．３３μｍ、０．３１５μｍとした。
【００６１】
隣接トラックにも記録された状態で、本トラックに記録された信号を半径方向および走行方向にディスクスキューを与えながら再生し、ランダムジッターを測定し、図７の結果を得た。
【００６２】
これより、トラックピッチ０．９５μｍ、ビット長０．３３μｍのときにはシステムから要求される半径方向のスキューマージン±０．７度以上、走行方向のスキューマージン±０．６度以上が余裕を持って確保されている。
【００６３】
トラックピッチ０．９０μｍ、ビット長０．３５μｍのときには、走行方向のスキューマージン±０．６度以上は余裕を持って実現されているが、半径方向のスキューマージンは±０．７度ぎりぎりであり、これ以上トラックピッチを小さくしてはシステムが成り立たない。トラックピッチ１．００μｍ、ビット長０．３１５μｍのときには、走行方向のスキューマージンが±０．６度以下となり、システムが成り立たない。
【００６４】
以上から、６５０ＭＢ以上の容量を有し、ディスクスキューに対してシステムが成り立つための条件は
ｐｂ＝０．３２６μｍ2
０．９０μｍ≦ｐ≦１．００μｍ
０．３２６μｍ≦ｂ≦０．３６２μｍ
で囲まれた領域である。
【００６５】
スキューマージンを確保するＪ0，ΔＪの範囲
システムから要求される半径方向のスキューマージン±０．７度以上、走行方向のスキューマージン±０．６度以上を確実に保証するためには、スキューマージンを直接支配する物理量を知り、必要な範囲内に抑えることが有効である。
【００６６】
本発明者等は、多くの物理量とスキューマージンとの関係を詳細に検討した結果、１トラックのみ記録したときのランダムジッターおよび両隣のトラックにも記録したときのジッター増加量が両スキューマージンに直接関係していることを見出した。以下、先ずそれらの定義と測定法について説明する。
【００６７】
図６の結果を得たディスクを用い、スキューは与えない状態でまず隣接トラックは消去状態にしておき、１トラックのみ記録したときのジッターＪ0 を測定したところ、８．０％であった。
【００６８】
次に隣接トラックにもランダムデータを記録して最初の本トラックを再生したときのジッターＪctは８．３％であった。
【００６９】
この差は隣接トラックからのクロストークに起因するので、その寄与分のジッター増加量ΔJをＪct2＝Ｊ02＋ΔＪ2で定義して求めると２．０％であった。
【００７０】
この例のようにＪ0,ΔＪが小さい値のときは、先に述べたように半径方向のスキューマージンとして±０．７６度、走行方向のスキューマージンとして±０．６５度が得られ、要求を十分満足する。また、このディスクにおいて周波数２．２ＭＨｚで単一周波数のキャリアを記録したときの搬送波対雑音比（ＣＮＲ）は４２ｄＢ(RBW=30 kHz)であった。
【００７１】
次に、システムの要求を満たす限界のＪ0,ΔJを求めるために以下のような基板に光磁気記録膜を製膜し、評価した。
【００７２】
基板直径：６４．８ｍｍ
溝構造：ダブルスパイラル間欠ウォブル
ウォブル振幅：２０ｎｍ
グルーブ深さ：７０ｎｍ
ランドデューティ：６５％
トラックピッチ：０．９５μｍ
基板の厚みは１．１８ｍｍ、屈折率１．５７のポリカーボネート材料で、材質およびアニール条件を変えて種種の基板に対して測定を行った。
【００７３】
以下の条件で(1,7)RLLランダムデータを磁界変調記録した。
【００７４】
線速度：２．００ｍ／ｓ
レーザ光波長：６６０ｎｍ
レンズＮＡ＝０．５２
ビット長：０．３４μｍ
記録パワー：７．７ｍＷ
パルス光デューティ：４７％
記録磁界：１２ｋＡ／ｍ
また、周波数２．２ＭＨｚで単一周波数のキャリアを記録したときの搬送波対雑音比（ＣＮＲ）を線速度２．００ｍ／ｓ、記録パワー７．７ｍＷ、パルス光デューティ４７％、記録磁界１２ｋＡ／ｍ、ＲＢＷ３０ｋＨｚの条件で測定した。
【００７５】
各種のディスクに対してＪ0,ΔJ,ＣＮＲ、半径方向および走行方向のスキューマージンを測定した。
【００７６】
先ずＣＮＲ３８ｄＢ、ΔＪ＝１．７％のディスクでは、半径方向のスキューマージンは±０．６７度であった。ΔＪが小さくてもＣＮＲが低いとスキューマージンが満足されないことがわかったので、ＣＮＲ４０ｄＢ以上得られているディスクに限定して、ΔＪと半径方向のスキューマージンとの関係を求めると、図８のようになった。この図からスキューマージンが±０．７度以上となるためにはΔＪ≦４．９％が必要であることがわかった。
【００７７】
また、ΔＪと垂直複屈折の関係を求めると、図９のように、ΔＪ≦４．９％のためには垂直方向複屈折が３００×１０-6以下である必要がある。
【００７８】
次にΔＪ≦４．９％を満足するディスクを選別し、半径方向のスキューマージンとＣＮＲの関係を求めると図１０のようになり、スキューマージンが±０．７度以上となるためにはＣＮＲ≧４０ｄＢが必要である。
【００７９】
また、Ｊ0とＣＮＲの関係を求めると、図１１のように、ＣＮＲ≧４０ｄＢ、等価的に半径方向のキューマージンが±０．７度以上となるためには、Ｊ0≦８．４％が必要であることがわかった。
【００８０】
これらが満足されているとき、同時に走行方向のスキューマージンが±０．６度以上得られることは別途測定の上、確認した。
【００８１】
以上から半径方向のスキューマージン±０．７度以上、走行方向のスキューマージン±０．６度以上を確保するためには、１トラックのみ記録したときのランダムジッターＪ0≦８．４％、両隣のトラックにも記録したときのジッター増加量ΔＪ≦４．９％となるディスクを選べば良い。
【００８２】
さらに、Ｊ0≦８．４％のためにはＣＮＲ≧４０ｄＢ、ΔＪ≦４．９％のためには垂直方向複屈折が３００×１０-6以下である必要がある。
【００８３】
なお、面内複屈折およびカー楕円率はクロストークに悪影響を与えるので、絶対値として面内複屈折は２５×１０-6以下、tan-1(ηｋ／θｋ)は１５deg以下が良い。
【００８４】
以上の特性を満足するディスクを用いることにより、半径方向のスキューマージン±０．７度以上、走行方向のスキューマージン±０．６度以上が確保される。これによりシステム設計を行うと、半径方向のディスクスキューとして０．３度、半径方向の光学ピックアップのスキューとして０．４度、走行方向（周方向）のディスクスキューとして０．２度、走行方向の光学ピックアップのスキューとして０．４度を許すことにすると余裕のある設計ができる。従って、ディスクの半径方向のスキューは０．３度以下、走行方向のスキューは０．２度以下にすることが好ましいと言える。
【００８５】
記録パワーマージン，記録磁界マージンの規定方法
先ず、以下のような基板に光磁気記録膜を製膜した。
【００８６】
基板直径：６４．８ｍｍ
溝構造：ダブルスパイラル間欠ウォブル
ウォブル振幅：２０ｎｍ
グルーブ深さ：７０ｎｍ
ランドデューティ：６５％
トラックピッチ：０．９５μｍ
基板の厚みは１．１８ｍｍ、屈折率１．５７のポリカーボネート基板、垂直方向複屈折２５０×１０-6、面内複屈折１５×１０-6である。
【００８７】
次に以下の条件で(1,7)RLLランダムデータを磁界変調記録した。
【００８８】
線速度：２．００ｍ／ｓ
レーザ光波長：６６０ｎｍ
レンズＮＡ＝０．５２
ビット長：０．３４μｍ
パルス光デューティ：４７％
記録磁界：１２ｋＡ／ｍ
先ず、１トラックのみ記録パワーを変えながら記録したときのジッターは図１２に示したような結果であった。
【００８９】
次いで、隣接トラックの記録パワーを変えながら本トラックのジッターＪ0 を測定すると図１３のようになり、高パワーで隣接トラックからのクロストークによるジッターＪctの悪化が見られる。さらに、図１３でジッターが劣化しはじめるパワー８．５ｍＷで本トラックを記録しておき、続いて記録パワーを下げながらオーバーライトしていくと、図１４のように低パワーにおいてオーバーライト時の消し残りによるジッターの劣化が見られる。このように一連の測定によって記録パワーの上限、下限が決まる。最適記録パワーとしてＰｗ＝７．７ｍＷとしたとき、０．８Ｐｗ＝６．２ｍＷ以上、１．１Ｐｗ＝８．５ｍＷ以下の任意の記録パワーに対して、Ｊ0≦８．４％、ΔＪ≦４．９％が満足されており、先の実験結果からこの記録パワー範囲にてシステム上十分なスキューマージンが得られることが保証される。
【００９０】
さらに、記録磁界２０ｋＡ／ｍ，記録パワー７．７ｍＷで同様な測定を行い、Ｊ0＝７．５％、ΔＪ＝２．０％を得た。
【００９１】
以上より、最適記録パワーＰｗ＝７．７ｍＷとして、０．８Ｐｗ以上、１．１Ｐｗ以下、記録磁界１２ｋＡ／ｍ以上、２０ｋＡ／ｍ以下の領域でＪ0≦８．４％、ΔＪ≦４．９％が満足されている。
【００９２】
また、これに対応して記録パワー６．５ｍＷ、８．５ｍＷ、記録磁界１２〜２０ｋＡ／ｍで半径方向および走行方向のスキューマージンを測定した結果、図１５を得た。測定した範囲内の全てで必要なスキューマージンが十分得られていることがわかる。
【００９３】
Ａ，Ｂトラック判別
ダブルスパイラル構造の光ディスクでは、信号を記録するトラックは２種類あり、図３に示されるように，内周側のストレートグルーブと外周側のウォブルグルーブに挟まれたＡトラック，および内周側のウォブルグルーブと外周側のストレートグルーブに挟まれたＢトラックに分類される。
【００９４】
ウォブルグルーブに入っているアドレス情報を３スポット法で読み取ることで，同時にＡ，Ｂトラックの判別も行うことができる。すなわち、図３において、アドレス情報はメインスポットで再生しつつ、外周側のサイドスポットで再生されるアドレスキャリア信号Ｃoutと内周側のサイドスポットで再生されるアドレスキャリア信号Ｃinを比較し、ＣoutがＣinより十分大きいならば、Ａトラックを走行していると判定できる。
【００９５】
ところで、プレーヤーやディスク製造上の誤差により、サイドスポットがグルーブ中心からそれぞれ位相差±４５度（距離にするとｐ／８、トラックピッチｐが０．９５μｍのときは±０．１２μｍ）だけずれることを許容する必要がある。両サイドスポットの相対的ずれとして最大９０度（０．２４μｍ）を許容することになるので、このときでも十分な半径方向のスキューマージンがあることが必要である。
【００９６】
そこで、以下の基板に光磁気記録膜を製膜し、下記のような評価を行った。
【００９７】
基板直径：６４．８ｍｍ
溝構造：ダブルスパイラル間欠ウォブル
ウォブル振幅：２０ｎｍ
グルーブ深さ：７０ｎｍ
ランドデューティ：６５％
トラックピッチ：０．９５μｍ
基板の厚みは１．１８ｍｍ、屈折率１．５７のポリカーボネート基板である。
【００９８】
両サイドスポットのずれを意図的には発生させていないときのＣout／Ｃinを Ｃw／Ｃsとし、Ｃw／Ｃsをパラメータとして、両サイドスポットの相対的ずれが９０度のときのトラック判別誤り頻度をレーザ光波長６６０ｎｍ、レンズＮＡ＝０．５２の光学系で測定した。
【００９９】
結果は図１６のようになり、十分なスキューマージンをもってトラックを判別するためにはＣw／Ｃs≧１０ｄＢが必要であることがわかる。
【０１００】
ランドデューティの検討
グルーブ深さは６０〜８０ｎｍ、ウォブルグルーブのウォブル振幅は１５〜２５ｎｍ、プッシュプル信号は０．０４と０．０８の間の値であるときに最適である。プッシュプル信号は２分割光検出器の差信号を低周波数和信号で規格化した値で定義している。
【０１０１】
グルーブ幅を振って変化させたスタンパーを作成し、そのグルーブ幅を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定した。ランドとグルーブの境界には傾斜部分があるので、グルーブ幅として傾斜部分を含まない幅Ｗ１と、両サイドの傾斜部分を含んだ幅Ｗ２が測定される。ランドデューティＤをＤ＝１−（Ｗ１＋Ｗ２）／２ｐで定義した。ここでｐはトラックピッチである。
【０１０２】
定義したランドデューティがいろいろ異なる基板に光磁気記録膜を製膜し、下記のような評価を行った。
【０１０３】
基板直径：６４．８ｍｍ
溝構造：ダブルスパイラル間欠ウォブル
ウォブル振幅：２０ｎｍ
グルーブ深さ：７０ｎｍ
トラックピッチ：０．９５μｍ
基板の厚みは１．１８ｍｍ、屈折率１．５７のポリカーボネート基板、ディスク偏心は２０μｍ、垂直方向複屈折２５０×１０-6、面内複屈折１５×１０-6、カー楕円率ηｋ，カー回転角θｋとしたときのtan-1(ηｋ／θｋ)＝１０deg．である。
【０１０４】
以下の条件で(1,7)RLLランダムデータを磁界変調記録した。
【０１０５】
線速度：２．００ｍ／ｓ
レーザ光波長：６６０ｎｍ
レンズＮＡ＝０．５２
ビット長：０．３４μｍ
パルス光デューティ：４７％
記録磁界：１２ｋＡ／ｍ
測定したΔＪをランドデューティに対して示すと、図１７のようになった。ランドデューティが小さ過ぎても大きすぎてもΔＪが大きくなってしまう。ΔＪ≦４．９％とするためには、ランドデューティ６１〜６９％の範囲が適当である。
【０１０６】
アドレスキャリア信号(84.672 kHz)の対雑音比
以下の基板に光磁気記録膜を製膜した。
【０１０７】
基板直径：６４．８ｍｍ
溝構造：ダブルスパイラル間欠ウォブル
ウォブル振幅：２０ｎｍ
グルーブ深さ：７０ｎｍ
ランドデューティ：６５％
トラックピッチ：０．９５μｍ
基板の厚みは１．１８ｍｍ、屈折率１．５７のポリカーボネート基板である。
【０１０８】
ウォブル振幅を変えて、アドレスキャリア信号(84.672 kHz)の対雑音比が３０、３３、３６ｄＢ(RBW3 kHz)のゾーンを持つ基板を用意した。
【０１０９】
ウォブル信号をレーザ光波長６６０ｎｍ、レンズＮＡ＝０．５２の光学系で再生し、アドレス情報を読み出したときのエラーレートＡＤＥＲ（Address  Error Rate）を半径方向にスキューを与えながら測定すると、図１８のような結果を得た。これより、ＡＤＥＲの許容限界値０．１％以下のスキューマージンが±０．７度以上確保されるためには、アドレスキャリア信号(84.672 kHz)の対雑音比が３３ｄＢ以上(RBW3 kHz)必要であることがわかる。
【０１１０】
再生専用光ディスク
以下のような条件で再生専用光ディスクを作成した。
【０１１１】
基板直径：６４．０ｍｍ
ピット深さ：７０ｎｍ
ピット幅：０．３７μｍ
トラック構造：シングルスパイラル
トラックピッチ：０．９５μｍ
基板の厚み：１．１８ｍｍ基板屈折率：１．５７（ポリカーボネート基板）
面内複屈折：２０×１０−６
(1,7)RLL変調ビット長：０．３４μｍ
反射膜：Ａｌ
次に上記のディスクを以下の条件で再生した。
【０１１２】
線速度：２．００ｍ／ｓ
レーザ光波長：６６０ｎｍ
レンズＮＡ＝０．５２
再生光パワー：０．８ｍＷ
プッシュプル信号は０．０３であり、十分なトラッキング特性が得られた。また、データとクロック間のジッターの標準偏差は、クロック１１３nsで規格化して８％であり、ジッター１５％で切ったときの半径方向のスキューマージンは±０．８０度、走行方向のスキューマージンは±０．６５度であった。種種のディスクを測定した結果、半径方向のスキューマージン０．７５度以上、走行方向のスキューマージン０．６０度以上を確保するためのジッター値は、８．４％以下であった。
【０１１３】
ハイブリッド光ディスク
直径６４．８ｍｍ、厚み１．１８ｍｍ、屈折率１．５７、面内の複屈折２０×１０-6のポリカーボネート基板を用い、直径４５ｍｍ以下の領域は再生専用光ディスク構造、直径４５ｍｍ以上の領域は書き換え型光磁気ディスク構造とされたハイブリッド光ディスクを作成した。
【０１１４】
このディスクの再生専用光ディスク構造は以下の通りである。
【０１１５】
ピット深さ：７０ｎｍ
ピット幅：０．３７μｍ
トラック構造：シングルスパイラル
トラックピッチ：０．９５μｍ
(1,7)RLL変調ビット長：０．３４μｍ
また、書き換え型光磁気ディスク構造は以下の通りである。
【０１１６】
溝構造：ダブルスパイラル間欠ウォブル
ウォブル振幅：２０ｎｍ
グルーブ深さ：７０ｎｍ
トラックピッチ：０．９５μｍ
全面に光磁気ディスク用の膜を製膜し、線速度２．００ｍ／ｓ、レーザ光波長６６０ｎｍ、レンズＮＡ＝０．５２、再生光パワー０．８ｍＷにて再生専用部分を再生したところ、プッシュプル信号は０．０３であり、十分なトラッキング特性が得られた。
【０１１７】
また、データとクロック間のジッターの標準偏差は、クロック１１３nsで規格化して８．５％であり、ジッター１５％で切ったときの半径方向のスキューマージンは±０．７６度、走行方向のスキューマージンは±０．６３度であった。
【０１１８】
また、書き換え型光磁気ディスク構造部分に、以下の条件で(1,7)RLLランダムデータを磁界変調記録した。
【０１１９】
線速度：２．００ｍ／ｓ
レーザ光波長：６６０ｎｍ
レンズＮＡ＝０．５２
ビット長：０．３４μｍ
記録パワー：７．７ｍＷ
パルス光デューティ：４７％
記録磁界：１２ｋＡ／ｍ
スキューマージンを測定したところ、半径方向で±０．７５度、走行方向のスキューマージンは±０．６４度が得られ、システムに必要な値以上であった。
【０１２０】
以上から、内周部に再生専用光ディスク構造部分，外周部に書き換え型光磁気ディスク構造部分をもつハイブリッド光ディスクは、それぞれシステム的に成り立つことが示され、応用面からの有為性を持っていると言える。
【０１２１】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、これまでにない大容量の光ディスク及び光ディスク装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスク装置における記録再生系の構成例を示すブロック図である。
【図２】記録／再生部の構成例を示すブロック図である。
【図３】ダブルスパイラル構造の光ディスクの一例を示す模式図である。
【図４】スポットの位置の一例を示す模式図である。
【図５】ウォブル信号検出回路の構成例を示すブロック図である。
【図６】ディスクスキューとジッターとの関係を示す特性図である。
【図７】トラックピッチ及びピット長とスキューマージンとの関係を示す特性図である。
【図８】ジッター増加量と半径方向スキューマージンとの関係を示す特性図である。
【図９】垂直複屈折とジッター増加量との関係を示す特性図である。
【図１０】半径方向のスキューマージンとＣＮＲとの関係を示す特性図である。
【図１１】Ｊ0とＣＮＲの関係を示す特性図である。
【図１２】１トラックのみ記録パワーを変えながら記録したときのジッターと記録パワーとの関係を示す特性図である。
【図１３】隣接トラックの記録パワーを変えながら本トラックのジッターＪ0 を測定したときのジッターと記録パワーとの関係を示す特性図である。
【図１４】パワー８．５ｍＷで本トラックを記録しておき、続いて記録パワーを下げながらオーバーライトしていった際のジッターと記録パワーとの関係を示す特性図である。
【図１５】記録磁界とスキューマージンとの関係を示す特性図である。
【図１６】サイドスポットのすれが９０度のときのラジアルスキューとトラック判別誤り頻度との関係を示す特性図である。
【図１７】ランドデューティとジッター増量との関係を示す特性図である。
【図１８】半径方向スキューとエラーレートＡＤＥＲとの関係を示す特性図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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