JP2008165860A - 光ディスク、光ディスク再生装置および光ディスク再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術よりも記録ピットの高密度化を図る。
【解決手段】光ディスクは、記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、複数の記録ピットの各々は、記録データに応じた周方向長さを有するものであり、周方向長さが２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔの記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報ピットが形成される光ディスク、この光ディスクに記録された情報を再生するための光ディスク再生装置および光ディスク再生方法に関する。

従来文献（特許文献１：特開２００４−２０６８７４）では、サッカースタジアム形のピット形状で近似したシミュレーション結果では、十分な再生信号マージンが確保される再生専用型媒体が提案されている。しかし、良好な再生信号が得られるピット形状はサッカースタジアム型で近似できる形に限らない。実際の製造ラインで作製されるピット形状は、サッカースタジアム型だけでなく、三角錐型に近いものや、丸底形状など、様々なものが存在する。また、同一タイプ形状のでなく、異なるタイプのピット形状でも良好な再生信号特性が得られる可能性がある。

再生専用型媒体のピット形状はディスク原盤の製作工程(マスタリングプロセス)に依存している。例えば、フォトレジストを感光させた後に現像液で露光部をエッチングする手法においては、ピット形状は基板表面まで現像を進めた場合はサッカースタジアム型に近くなる。更に、実際の生産工程で実用化されるためには、製造性が高い工程（例えば、製作時間が短い、作製ピットの形状分布が一様など）で作製できるピット形状であることが望ましい。しかしながら、上記の従来文献では、サッカースタジアム型に近似できるピットのみを取り扱げており、実際の製造性という観点は考慮に入れていない。

また、上記の従来文献では、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）で用いられているマークエッジ方式の信号処理のみを想定をしていた。一方、最近では、ＨＤＤＶＤ（High Definition DVD）などでＰＲＭＬ（Partial Response and Maximum Likelihood）信号処理を用いて、マークエッジ方式よりも高密度化を可能にした媒体が現れてきた。別の従来文献（特開２００４‐１２７４６８）では、ＰＲＭＬ信号処理を用いる再生専用型基板において、最短ピット長を円錐形状かつピット深さを浅くすることで高密度化を実現する基板が提案されている。この場合、トラックピッチ０.４μｍ、線密度０.１５３μｍ／ｂｉｔで作製された片面１５ＧＢ媒体（ＨＤＤＶＤ‐ＲＯＭ（HD DVD Read Only Memory））０.２０４μｍであった。
特開２００４−２０６８７４号公報 特開２００４−１２７４６８号公報

ＨＤ ＤＶＤ‐ＲＯＭの商品化は２００６年からスタートしているが、更に線密度が小さく高密度化の進んだ媒体の開発が予想される。例えば、Ｂｌｕ‐ｒａｙ規格に存在する片面２７ＧＢ規格では、最短ピット長は０.１３８μｍと規定されているが、製品化までは至っていない。このような高密度媒体基板は、短波長光源露光装置の開発（Ｄｅｅｐ ＵＶ光源や電子ビーム露光）や熱モード記録レジストの開発などのプロセス技術進展により、微小ピットの作製が可能になってきた。従って、上記の別の従来文献（特開２００４‐１２７４６８）よりも高密度化されたＲＯＭ基板自体は様々な製造条件で製造可能になってきた。ただし、単に再生信号のレベルスライスのみでは再生信号の符号化は困難であり、ＨＤＤＶＤのようにＰＲＭＬ信号処理を組み合わせることで、記録情報の復調能力を高め、再生信頼性を高める必要がある。

そこで、本発明では、微小ビットの製作技術の発展に伴い、従来技術よりも高密度化を達成可能な情報ピットが形成された光ディスク、この光ディスクに記録された情報を再生するための光ディスク再生装置および光ディスク再生方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係る光ディスクは、記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、複数の記録ピットの各々は、記録データに応じた周方向長さを有するものであり、周方向長さが２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状であることを特徴とする。

また、本発明に係る光ディスクは、記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、複数の記録ピットの各々は、記録されるデータに応じた周方向長さを有するものであり、周方向長さＬ_ｐが、

または

または

（ρは線密度である）で表される記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状であることを特徴とする。

本発明によれば、従来技術よりも高記録密度化を達成可能な情報ピットが形成された光ディスク、この光ディスクに記録された情報を再生するための光ディスク再生装置および光ディスク再生方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

［本実施形態に係る光ディスクの概要］
本実施形態の光ディスクの概要について説明する。本実施形態の光ディスクでは、映像データや音声データなどの様々なデータを記録するために、その記録面上に多数の記録ピットが形成された再生専用のＲＯＭ（Read Only Memory）ディスクである。光ディスクの記録面上には、径方向に一定間隔ごとにトラックがあり、各トラックに沿って溝状の記録ピットが形成されている。ここで、各記録ピットのピット深さおよびピット長（周方向長さ）は、記録データ（１または０）に対応したものとなっている。

本実施形態の光ディスクは、次の形状を有している。すなわち、本実施形態の光ディスクにおいて、ピット長が２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ（Ｔ：基準クロックの周期に対応する長さ）信号の記録ピットの径方向断面は、記録ピットの径方向長さであるピット幅のほぼ中央に最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状である。これにより、２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピットが、円錐穴形状やＶ字溝形状となる。

また、上記の光ディスクの形状は、次のように表現することもできる。すなわち、本実施形態の光ディスクにおいて、ピット長Ｌ_ｐが、次の数式（１）、（２）および（３）



（ρは線密度）で表される記録ピットの径方向断面は、ピット幅のほぼ中央に最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状である。

図１は、上述した記録ピットの形状の模式図である。図１（ａ）は光ディスクの記録面上に形成される記録ピットを見た正面図であり、図１（ｂ）は記録ピットのＡ−Ａ断面図である。図１（ｂ）では、記録ピットの径方向断面はＶ字形状であるが、実際にはより丸みを帯びた形状となっている（図４，図５，図６参照）。なお、以下の説明では、このような記録ピットの形状を、略Ｖ字形状と呼ぶこととする。

発明者の鋭意調査の結果、記録ピットを略Ｖ字形状とすることにより、規格値を満たす再生信号を得ることができると共に、従来の光ディスクよりもディスク周方向のデータ記録密度を向上できることが分かった。特に、光ディスクを高記録密度化した場合には、２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピットは、そのピット幅が再生用レーザースポット直径の６０％より短いものとなるが、このような状況において記録ピットの径方向断面を略Ｖ字形状とすることが好ましい。

上述したとおり、２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピットが円錐穴形状やＶ字溝形状となる一方で、５Ｔ信号以上の記録ピットはサッカースタジアム型の形状となる。図２は、サッカースタジアム型の記録ピットの形状の模式図である。図２（ａ）は光ディスクの記録面上に形成される記録ピットを見た正面図であり、図２（ｂ）は記録ピットのＢ−Ｂ断面図である。サッカースタジアム型の記録ピットでは、記録ピットの底は平面状となっている。本実施形態では、２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピットを円錐穴形状やＶ字溝形状とすると共に、５Ｔ信号以上の記録ピットをサッカースタジアム型の形状とすることで、光ディスクを大量生産に適したものとするとともに、光ディスクから得られる再生信号をＰＲＭＬ方式に適したものとすることができる。

［本実施形態に係る光ディスクの詳細］
本実施形態の光ディスクの詳細について、以下に説明する。

本実施形態の光ディスクを製造するための光ディスク原盤の製造方法について説明する。ガラス板上に感光剤であるレジスト材料を、スピンコート法を用いて所定の厚みに塗布する。原盤露光記録装置でこのレジスト薄膜を感光させて、ピットまたはグルーブの潜像を記録し、アルカリ溶液（例えばＴＭＡＨなど）などの現像液を用いて現像処理を行う。ポジ型レジストであれば感光部が溶出し、ネガ型レジストであれば感光部が溶け残り、ピットまたは溝パターンが作製される。このように製造された光ディスク原盤を用いて、本実施形態の光ディスクは製造される。

本実施形態の光ディスクのような再生専用光ディスクでは、ディスク原盤上に作製されたピット形状がそのまま再生信号の特性を左右する。従って、上述したディスク原盤を作製するマスタリングプロセスが、再生信号の特性をほぼ決定している。なお、上述した光ディスク原盤の製造方法は、ＤＶＤやＣＤなどの従来の光ディスク原盤の製造方法と基本的に同じであるが、以降に説明するように、原盤露光記録装置におけるレジスト材料への露光を適切に調節したり、レジスト材料を適切に選択する点で異なっている。

マスタリングプロセスの中で、作製されるピット形状に影響を与える条件は、主に次の２点であり、これらの２点を適切に調節することが、本実施形態の光ディスクを製造するために重要となる。
１．原盤露光装置（露光波長および記録光量）
２．レジスト材料特性（感光感度および形成パターンの解像度）
ちなみに、半導体リソグラフィー分野でも同様の条件が重要であり、これが、レジスト表面での集光強度プロファイルやレジストの現像速度解析およびそのシミュレーション計算などが盛んに行われている由縁である。

また、本実施形態の光ディスクに形成される記録ピットは、そのピット幅がレーザー露光装置のビームの集光スポットよりも小さいことを考慮する必要がある。すなわち、レジスト表面での露光ビームスポット径は、次の数式（４）で表される。

ここで、λは波長であり、ＮＡは開口数である。例えば、広くマスタリング用途の露光機光源として普及しているＫｒ+レーザー（λ＝３５１ｎｍ）では、これをＮ.Ａ.＝０.９の対物レンズで集光した場合、上記の数式（４）からビームスポット径は３９０ｎｍ程度が推定される。ＤＶＤ‐ＲＯＭの２Ｔ信号ピット長は０.４μｍであり、ほぼビームスポット径と等しい。単層容量で１５ＧＢと更に高密度化が進んだＨＤＤＶＤ‐ＲＯＭでは記録線密度が０.１５３μｍ/ｂｉｔであり、２Ｔピット長が０.２０４μｍと、このスポット径のおよそ半分である。最近普及が進み出しているＤｅｅｐＵＶ光源の露光装置での露光波長（２３０−２７０ｎｍ）でも、同じく対物レンズの開口数を０.９とするとビームスポット径は２５５−３００ｎｍであり、２Ｔ信号ピット長より大きくなる。従って、本実施形態のようにＨＤＤＶＤ‐ＲＯＭよりも線密度を小さくした光ディスクを作製するには、上記のレーザー露光装置を用いた場合、集光スポット径よりも小さな微小ピットを作製しなければならない。

ＨＤ ＤＶＤ‐ＲＯＭよりも高記録密度化された光ディスクでは、前後の符号間干渉を加味したＰＲＭＬ方式を用いた信号処理を併用することで、各ピットからの信号が明確に区別できるほど再生信号振幅が十分に大きくなくとも信号の復調が行えるため、記録線密度を大きくすることができ、記録情報の大容量化が実現されている。ＰＲＭＬ方式では、再生信号波形を、最も近い再生波形に復調させるため、直接レベルスライスを行う必要がない。ピットからの再生信号の振幅を最大にするよりは、再生信号波形が、想定されるピット列からの再生信号に近いことが重要である。すなわち、ＰＲＭＬを用いた高密度再生専用型ディスク媒体では、ピット形状はサッカースタジアム型に限られず、ＰＲＭＬ処理に適した再生信号が得られるピット形状であればよく、本実施形態では略Ｖ字形状の断面を有するピット形状としている。

なお、参考までに説明すると、ＣＤやＤＶＤなど従来の再生専用型ディスク基板上のピット形状は、図２に示すようなサッカースタジアム型で近似され、従来文献（特許文献１：特開平２００４‐２０６８７４）の範囲のピット形状が適用可能であった。これらの再生専用型ディスクでは、記録信号の符号化はマークエッジ方式が用いられるため、反射信号のレベルスライスが必要となる。従って、ピット部とスペース部の信号レベル差が明確である方が望ましく、ピットのアシンメトリが若干大きくなっても、再生信号振幅が大きなサッカースタジアム型のようなピット形状が望ましかった。

また、実際の製品化という観点から、生産に適した方式であることが、製品歩留まり、信頼性、低コストと言った観点から望ましくなる。露光装置の方式としては、これまで、広くレーザーを用いた露光方式が生産現場では用いられている。一方、微小ピットを形成する手法としては、電子ビーム露光も挙げられる。電子ビームによる露光は、非常に微小なピットを作製できる能力は有するが、真空チャンバー中での露光方式など、生産用としては適していないため、スループットが要求される再生専用型ディスクの場合、生産設備として用いられることは現段階では困難である。これに対して、レーザー光を用いた露光は、上述したようにビームスポット系に限界があるものの、これまでに生産で用いられてきた高い実績がある。従って、本実施形態の光ディスクの原盤を製造するためには、レーザー露光装置を用いた製造性の高い手法を採用することが好ましく、この製造手法を採用することにより、ＰＲＭＬによる高密度信号処理に適したピット形状配列を形成することができる。但し、電子ビーム露光によって、光ディスクの原盤を製造してもよい。

（記録ピット形状のシミュレーション）
レーザー露光装置を用いて作製可能なピット形状は、露光強度プロファイルと現像エッチングプロファイルを考慮したシミュレーションにより説明できる。ディスク原盤露光装置では、ピット長に相当するパルス幅の変調信号をＡＯＭ（Acousto Optic Modulator）やＥＯＭ（Electro Optic Modulator）などの光強度変調用素子に入力し、強度変調された露光ビームを得る。従って、ピットの潜像記録時のレジスト表面での露光強度プロファイルは、この電気パルス変調信号に集光スポットの露光強度プロファイルを重畳することでシミュレーションすることができる。集光スポットの強度プロファイルはフラウンフォーハー回折像を仮定し、対物レンズの開口数０.９として計算を行った。ただし、入力パルス変調信号の波高値は同じと仮定した。

図３には、露光波長３５１ｎｍ、８/１２変調、線密度０.１５３μｍ/ｂｉｔを条件として記録ピット形成した場合の露光強度プロファイルのシミュレーション結果が示されており、特に、露光強度プロファイル（intensity）の光ディスク周方向（tangentialdirection）の変化が示されている。２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピット（ピット長０.２０４μｍ、０.３μｍおよび０．４μｍ）では、露光強度の断面プロファイルは三角波に近くなるが、５Ｔピット以降のピット記録時では台形波となる。従って、露光波長よりも短いピット長を記録する場合は、レジスト表面の露光強度プロファイルは円錐形に近い強度プロファイルとなる。

そこで、上記のピット記録の露光強度プロファイルを基にして、現像時のエッチングプロファイルシミュレータを作製し、レーザー露光装置を用いて作製可能なピット形状の検証と解析を行った。現像による溶解エッチング行程はCell removal model（文献: IEEE Trans. Computer-Aided Design, Vol.10,No.6, 802（1991）.）を改良したモデルを用いて計算し、現像速度Ｒを表す次の数式（５）を用いた。

ここで、Ｒ_ｎは任意の現像速度定数、Ｉ_ｎは露光強度、Ｒ_ｍｉｎは膜減り速度である。

現像時間を３０秒と仮定し、記録光量を変化させた３種類のピット（２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ）の形状シミュレーションを行い、このシミュレーションにより得られたディスク径方向の断面プロファイルが、図４、図５および図６に示されている。また、ディスク周方向の断面プロファイルの模式図が、図７に示されている。図４〜図７では、現像時間の経過に応じた複数の断面プロファイルが示されている。現像が基板まで進まないうちはピット形状は略Ｖ字形状であるが、現像が基板まで進むとピット形状は台形形状となる。本実施形態の光ディスクに形成される２Ｔ（ピット長０.２μｍ）、３Ｔ（ピット長０.３μｍ）、および４Ｔ（ピット長０.４μｍ）信号の記録ピットの実際の製造時には、現像が基板まで進まずに、記録ピットが略Ｖ字形状の状態で現像が終了するように現像時間が調節される。

なお、上記のシミュレーションにおいて、初期レジスト膜厚は８０ｎｍとした。再生信号のＳ/Ｎ向上には十分な信号変調度が必要である。再生信号変調度は、ピットの深さに依存する。再生専用型光ディスクでは、矩形ピットを仮定した場合、次の数式（６）の深さの基板が最も再生信号変調度が大きくなる。なお、次の数式（６）において、λはレーザーの波長であり、ｎはレジスト材料の屈折率である。

従って、青色レーザーを用いた大容量光ディスクでは、読み取りレーザーの波長λ＝４０５ｎｍ、ポリカーボネートの屈折率１.６とすると、６３ｎｍ程度のピット深さが望ましい。ところが、実際には、上述したようにピット断面は三角形か台形であり、ピット長はその半値全幅である。ピット長が矩形と同じになるためには、少し深さを大きくする必要性があるため、実際の再生専用型ディスクのピット深さは７０〜８０ｎｍに調整しており、上記のシミュレーションではそのレジスト膜厚を用いた。

上記のシミュレーション結果から、ピット形成の製造マージンを得るためには、２つの方法があることが理解できる。一つは、ピット深さを基板底まで到達させずに止める手法である。もう一つは、基板底まで到達するようにする手法である。従来のＤＶＤなどでは、全てのピットの深さを基板まで到達させ、記録光量でピット長を調整しており、サッカースタジアム型のピット形状となっている。品質の良好な再生専用型ディスクを作製するためには、ディスク全面で均一なピット形状分布にしなければならない。原盤記録中にピット形状に最も影響を与えるのは、記録光量のばらつきである。これは、光源のふらつきや面ぶれなどによるフォーカスのばらつきなどが原因となっているが、数％の光量ふらつきは許容せざるを得ない。

（光ディスクの試作）
もし、現像がちょうど基板に到達するような状態だとすると、例えば２Ｔ信号ピットだと光量が減ると断面が三角形に、増えると台形となり急激に形状が変化する。このとき、ピットの半値全幅は大きく変わってしまうため、ピット形状ばらつきが非常に大きくなる原因となる。従って、光量がふらついてもある程度ピット形状断面が三角形なら三角形、台形なら台形で存在できるような光量で記録する必要がある。尚且つ半値全幅がピット長に相当するような解像度のレジストが望ましい。更に、各ピットからの再生信号振幅のバランスが取れた状態、アシンメトリがそろった状態であることができるだけ望ましい。各ピットの深さが基板底まで至るような場合と、基板底まで到達しない場合のどちらに該当するかは、この各ピットのアシンメトリのバランスで決定される。本実施形態の光ディスクから読み出された再生信号を処理する手法であるＰＲＭＬでは、理想的な信号波形（アシンメトリが０の状態）が想定されているため、個々の再生信号振幅よりも、全体の再生信号波形が想定していたものに近ければ、記録情報を安定して復調することができる。

そこで、トラックピッチ０.４μｍとして、８/１２変調のランダムピット信号を、線密度を０.１５３μｍ/ｂｉｔ、０.１３５μｍ/ｂｉｔ、０.１２７μｍ/ｂｉｔの３条件で原盤記録を行い、この光ディスク原盤から再生専用型ディスクを試作した。それぞれ、記録密度としては、１５、１７、１８ＧＢ／面となる。再生専用型光ディスクはＤＶＤやＨＤＤＶＤと同じく、厚み０.６ｔの成形基板を張り合わせて作製した。信号の再生評価にはパルステック社のODU1000（λ＝４０５ｎｍ, Ｎ.Ａ.０.６５）を用いて 、ジッタ値およびＰＲＭＬ信号処理での再生信号指標であるＰＲＳＮＲ（PartialResponse Signal to Noise Ratio）、ＳｂＥＲ（Simulated bit Error Rate）を測定した。記録情報の再生には、ＰＲＳＮＲは１５ｄＢ以上、ＳｂＥＲは１.０×１０-５以下であることが、規格上で必要不可欠である。図１１の表１に試作媒体の評価結果を示した。ジッタ値は線密度の増加に従って低下しているが、ＳｂＥＲおよびＰＲＳＮＲは十分上記の必要条件をクリアしている。特に、線密度０.１３５μｍ/ｂｉｔ（１７ＧＢ/面）では、線密度０.１５３μｍ/ｂｉｔ（１５ＧＢ/面）に対して、ジッタ値は悪化するが、ＰＲＳＮＲはほぼ同等である。

この場合の作製した基板のピット形状を原子間力顕微鏡（Atomic ForceMicroscope：AFM）で観察し、ピット形状の分布を調査した結果のグラフが図８に示されている。図８のピット長と深さの分布から、どの媒体でも２Ｔおよび３Ｔ信号記録ピットの深さが浅くなっていることがわかる。従って、記録線密度０.１５３ｍｍ/ｂｉｔが小さくなる場合、２Ｔ記録ピットだけでなく、３Ｔ信号記録ピットも深さが長ピットよりも浅くなることが示された。台形形状の記録ピットの深さに対して、特に２Ｔ記録ピットの深さは、５７％〜７１％に分布し、３Ｔ信号記録ピットは、７４％〜９１％に分布している。

図９は、ＨＤ ＤＶＤ規格で用いられているような８/１２変調で線密度を上げた場合の２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ信号のピット長をプロットしたグラフである。図９において、２Ｔ記録ピットのピット長Ｌ_２Ｔ（ｎｍ）は、次の数式（７）で表現できる。

また、３Ｔ信号記録ピットのピット長Ｌ_３Ｔ（ｎｍ）は、次の数式（８）で表現できる。

また、４Ｔ信号記録ピットのピット長Ｌ_４Ｔ（ｎｍ）は、次の数式（９）で表現できる。

なお、数式（７）〜（９）において、ρは線密度（μｍ/ｂｉｔ）である。

図１２の表２には、数式（７）〜（９）を用いて算出される８/１２変調での各線密度における短ピットの長さが示されている。例えば、線密度０.１５３μｍ/ｂｉｔは、トラックピッチ０.４μｍを採用するＨＤＤＶＤの単層記録容量１５ＧＢの規格に相当する。図８で示したように、線密度０.１５３μｍ/ｂｉｔの２Ｔ信号ピット長では、長ピットの深さに対し深さが５７％〜７１％であった。このようにピット深さを浅くすることで、ＰＲＭＬでの信号処理結果を良好なものにすることができる。このような効果を奏するか否かは、変調方式によるものではなく、単純に再生光学系およびピット長によるため、ＨＤＤＶＤ規格と同様に、１−７変調を用いるＢｌｕ‐ｒａｙ規格の光ディスクでも効果を奏する。

（ａ）２Ｔ信号記録ピット
上述した結果より特定される、本実施形態における２Ｔ信号記録ピットの好適な形状について説明する。現実的に製造できる２Ｔピット長には下限値が存在する。ここで、２Ｔ信号ピット長の下限値は、ピット長の製造技術を進歩を考慮しても、０.１μｍを下回ることはないと予想される。よって、本実施形態では、２Ｔ信号ピット長の下限値を０．１μｍとしている。なお、現在のＨＤ ＤＶＤ規格やＢｌｕ‐ｒａｙ規格などを考慮しても、２Ｔ信号ピット長の下限値を０.１μｍとすることは妥当である。

また、本実施形態の記録ピットのＰＲＭＬ信号処理特性が良好であることは、図１１の表１に示されるように、線密度０.１５３μｍ/ｂｉｔ以下で確認されている。このため、線密度０.１５３μｍ/ｂｉｔ以下に対応して、２Ｔ信号ピット長が０.２０４μｍ以下であればＰＲＭＬ信号処理特性が良好である。よって、２Ｔピット長の下限値を０.１μｍであり上限値は０.２μｍであるため、２Ｔ信号ピット長Ｌ_２Ｔについて次の数式（１０）を得る。

上記の数式（１０）は、２Ｔ信号記録ピットのピット長が、図９のハッチング（ドット）の範囲にある場合である。また別の観点から考えれば、２Ｔ信号記録ピットの深さＤ_２Ｔが、台形形状の記録ピットの深さをＤ_０として、次の数式（１１）で表すことができる場合に、ＰＲＭＬによる信号処理特性を高めることができる。

（ｂ）３Ｔ信号記録ピット
また、本実施形態における３Ｔ信号記録ピットの好適な形状について説明する。現実的に製造できる３Ｔピット長には下限値が存在する。ここで、３Ｔ信号ピット長の下限値は、ピット長の製造技術を進歩を考慮しても、０．１５μｍを下回ることはないと予想される。よって、本実施形態では、３Ｔ信号ピット長の下限値を０．１５μｍとしている。

また、本実施形態の記録ピットのＰＲＭＬ信号処理特性が良好であることは、図１１の表１に示されるように、線密度０.１５３μｍ/ｂｉｔ以下で確認されている。このため、線密度０.１５３μｍ/ｂｉｔ以下に対応して、３Ｔ信号ピット長が０.３００μｍ以下であればＰＲＭＬ信号処理特性が良好である。よって、３Ｔ信号ピット長の下限値を０.１５μｍであり上限値は０.３μｍであるため、３Ｔ信号ピット長Ｌ_３Ｔについて次の数式（１２）を得る。

上記の数式（１２）は、３Ｔ信号記録ピットのピット長が、図９のハッチング（斜線）の範囲にある場合である。また別の観点から考えれば、３Ｔ信号記録ピットの深さＤ_３Ｔが、台形形状の記録ピットの深さをＤ_０として、次の数式（１３）で表すことができる場合に、ＰＲＭＬによる信号処理特性を高めることができる。

（ｃ）４Ｔ信号記録ピット
また、３番目に短い４Ｔ信号記録ピットについても、線密度が０.１１４μｍ/ｂｉｔ以下であればハッチング（斜線）範囲内にあるため、４Ｔ信号ピット長Ｌ_４Ｔが上記の数式（１２）を満たし、ＰＲＭＬによる信号処理特性を高めることができる。

更には、２Ｔ信号記録ピットおよび３Ｔ信号記録ピットが、同時に上述した形状となることにより、ＰＲＭＬ信号処理特性を更に向上することができる。さらには、２Ｔ信号記録ピット、３Ｔ信号記録ピットおよび４Ｔ信号記録ピットが、同時に上述した形状となることにより、ＰＲＭＬ信号処理特性を更に向上することができる。

［光ディスク再生装置］
次に、上記したような形状のピットが形成された光ディスクを用いて情報の記録再生を行う光ディスク装置について説明する。図１０は本実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

光ディスク６１は読出し専用の光ディスクあるいはユーザデータを記録可能な光ディスクである。ディスク６１はスピンドルモータ６３によって回転駆動される。光ディスク６１に対する情報の記録、再生は、光ピックアップヘッド（以下ＰＵＨと記載）６５によって行われる。ＰＵＨ６５は、スレッドモータ６６とギアを介して連結されており、このスレッドモータ６６はスレッドモータ制御回路６８により制御される。

スレッドモータ制御回路６８には、ＣＰＵ９０からＰＵＨ６５のシーク先アドレスが入力され、このアドレスに基づいてスレッドモータ制御回路６８はスレッドモータ６６を制御する。スレッドモータ６６内部に永久磁石が固定されており、駆動コイル６７がスレッドモータ制御回路６８によって励磁されることにより、ＰＵＨ６５が光ディスク６１の半径方向に移動する。

ＰＵＨ６５には、図示しないワイヤ或いは板バネによって支持された対物レンズ７０が設けられる。対物レンズ７０は駆動コイル７２の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能であると共に、駆動コイル７１の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。

レーザ制御回路内のレーザ駆動回路７５により、半導体レーザ７９からレーザ光が発せられる。半導体レーザ７９から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ８０、ハーフプリズム８１、対物レンズ７０を介して光ディスク６１上に照射される。光ディスク６１からの反射光は、対物レンズ７０、ハーフプリズム８１、集光レンズ８２、およびシリンドリカルレンズ８３を介して、光検出器８４に導かれる。

光検出器８４は、例えば４分割の光検出セルから成り、分割された各光検出セルの検知信号はＲＦアンプ８５に出力される。ＲＦアンプ８５は光検知セルからの信号を合成し、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号ＦＥ、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号ＴＥ、及び光検知セル信号の全加算信号であるＲＦ信号を生成する。

フォーカスエラー信号ＦＥはフォーカシング制御回路８７に供給される。フォーカシング制御回路８７はフォーカスエラー信号ＦＥに応じてフォーカス制御信号ＦＣを生成する。フォーカス制御信号ＦＣはフォーカシング方向の駆動コイル７２に供給され、レーザ光が光ディスク６１の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなるフォーカスサーボが行われる。

トラッキングエラー信号ＴＥはトラッキング制御回路８８に供給される。トラッキング制御回路８８はトラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラッキング制御信号ＴＣを生成する。トラッキング制御信号ＴＣはトラッキング方向の駆動コイル７２に供給され、レーザ光が光ディスク６１上に形成されたトラック上を常にトレースするトラッキングサーボが行われる。

上記フォーカスサーボおよびトラッキングサーボがなされることで、光検出器８４の各光検出セルの出力信号の全加算信号ＲＦには、光ディスク６１のトラック上に形成されたピットなどからの反射光の変化が反映される。この信号は、データ再生回路７８に供給される。データ再生回路７８は、ＰＬＬ回路７６からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。

上記トラッキング制御回路８８によって対物レンズ７０が制御されているとき、スレッドモータ制御回路６８により、対物レンズ７０がＰＵＨ６５内の所定位置近傍に位置するようスレッドモータ６６つまりＰＵＨ６５が制御される。

モータ制御回路６４、スレッドモータ制御回路６８、レーザ制御回路７３、ＰＬＬ回路７６、データ再生回路７８、フォーカシング制御回路８７、トラッキング制御回路８８、エラー訂正回路６２等は、バス８９を介してＣＰＵ９０によって制御される。ＣＰＵ９０はインターフェース回路９３を介してホスト装置９４から提供される動作コマンドに従って、この記録再生装置を総合的に制御する。又ＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９１を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ９２に記録されたプログラムに従って所定の動作を行う。

データ再生回路７８は、取り込んだＲＦ信号をＰＲＭＬ方式により処理して情報再生を行い、再生された映像信号や音声信号を外部に出力する。

本実施形態の光ディスクにおける記録ピットの形状の第１の模式図である。 本実施形態の光ディスクにおける記録ピットの形状の第２の模式図である。 露光強度プロファイルのシミュレーション結果を示すグラフである。 ディスク径方向の断面プロファイルのシミュレーション結果（２Ｔ信号ピット）を示すグラフである。 ディスク径方向の断面プロファイルのシミュレーション結果（３Ｔ信号ピット）を示すグラフである。 ディスク径方向の断面プロファイルのシミュレーション結果（４Ｔ信号ピット）を示すグラフである。 ディスク周方向の断面プロファイルの模式図である。 ピット長に対するピット深さの分布を示すグラフである。 線密度に対するピット長をプロットしたグラフである。 光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 光ディスクの再生信号特性を示す一覧表である。 光ディスクに形成される記録ピットの長さを示す一覧表である。

符号の説明

６…光ディスク、６５…光ピックアップヘッド、７８…データ再生回路。

Claims (8)

1. 記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、
   前記複数の記録ピットの各々は、記録データに応じた周方向長さを有するものであり、
   周方向長さが２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状であることを特徴とする光ディスク。
2. 前記２Ｔ信号の記録ピットの周方向長さＬ_２Ｔは、
   
   を満たし、
   前記３Ｔ信号の記録ピットの周方向長さＬ_３Ｔは、
   
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
3. ＰＲＭＬ（Partial Response and MaximumLikelihood）方式により記録データが再生されることを特徴とする請求項１または２に記載の光ディスク。
4. 記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、
   前記複数の記録ピットの各々は、記録されるデータに応じた周方向長さを有するものであり、
   周方向長さＬ_ｐが、
   
   または
   
   または
   
   （ρは線密度）で表される記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状であることを特徴とする光ディスク。
5. 記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、前記複数の記録ピットの各々は、記録データに応じた周方向長さを有するものであり、周方向長さが２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状である光ディスクからデータを読み出すことを特徴とする光ディスク再生装置。
6. 記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、前記複数の記録ピットの各々は、記録されるデータに応じた周方向長さを有するものであり、周方向長さＬ_ｐが、
   
   または
   
   または
   
   （ρは線密度である）で表される記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状である光ディスクからデータを読み出すことを特徴とする光ディスク再生装置。
7. 記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、前記複数の記録ピットの各々は、記録データに応じた周方向長さを有するものであり、周方向長さが２Ｔ、３Ｔおよび４Ｔ信号の記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状である光ディスクからデータを読み出すステップと、
   読み出されたデータを再生するステップと、
   を含む光ディスク再生方法。
8. 記録面上に複数の記録ピットが形成された光ディスクであって、前記複数の記録ピットの各々は、記録されるデータに応じた周方向長さを有するものであり、周方向長さＬ_ｐが、
   
   または
   
   または
   
   （ρは線密度である）で表される記録ピットの径方向断面は、その径方向断面における最深点を有し、その最深点から径方向ずれ量に応じて浅くなる溝状である光ディスクからデータを読み出すステップと、
   読み出されたデータを再生するステップと、
   を含む光ディスク再生方法。