(57)【要約】光学記録担体は、略平行なトラック（１１−１６）を有する情報層を有する。情報は、光学的に検出可能なマークのパターンで記録される。トラックは、グループ毎に配置され、各グループは、第１の幅の太いマーク（１８）を有する少なくとも１つの第１のトラック（１１、１３、１５）と、第１の幅より小さい第２の幅の細いマーク（１７）を有する少なくとも１つの第２のトラック（１０、１２、１４、１６）を有する。担体を走査する放射スポット（１９）は、トラック周期より大きい幅を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に検出可能なマークのパターンで情報を記録するための略平行なトラックを有する情報層を有する光学記録担体であって、
前記トラックは、グループで配置され、
各グループは、第１の幅の太いマークを有する少なくとも１つの第１のトラックと、前記第１の幅より小さい第２の幅の細いマークを有する少なくとも１つの第２のトラックとを有することを特徴とする光学記録担体。
【請求項２】
波長λの放射ビームによって走査されるよう適応され、
前記第１の幅は、λ／（１．５ｎ）より大きく、前記第２の幅は、λ／（１．５ｎ）より小さく、ただし、ｎは、前記情報層の放射入射側において、前記情報層に隣接する材料の屈折率である請求項１記載の光学記録担体。
【請求項３】
前記第２の幅は、λ／（３ｎ）より小さい請求項２記載の光学記録担体。
【請求項４】
各グループは、両側に第２のトラックを有する第１のトラックを有する請求項１記載の光学記録担体。
【請求項５】
請求項１に記載する第１のトラック及び第２のトラックを有する情報層を走査し、ある偏光状態を有する放射ビームを生成する放射源と、前記放射ビームを前記情報層上に集中させる対物レンズ系を有する光学走査装置であって、
前記情報層からの放射を、前記太いマークに格納される情報を表す第１の電気信号に変換するよう入射放射の第１の特性に敏感な第１の検出系と、
前記情報層からの放射を、前記細いマークに格納される情報を表す第２の電気信号に変換するよう入射放射の前記第１の特性とは異なる第２の特性に敏感な第２の検出系と、
を有することを特徴とする光学走査装置。
【請求項６】
前記放射ビームは、前記情報層上に、前記第１のトラックのうちの１つ及び前記隣接する第２のトラックのうちの１つの上に延在する１つのスポットを形成する請求項５記載の光学走査装置。
【請求項７】
前記スポットの放射は、前記トラックの方向に対し４５度未満の方向に直線偏光される請求項６記載の光学走査装置。
【請求項８】
前記放射ビームは、前記情報層上に第１のスポット及び第２のスポットを形成し、
前記第１のスポットは、前記第１のトラックのうちの１つの上に延在し、前記第２のスポットは、前記第２のトラックのうちの１つの上に延在する請求項５記載の光学走査装置。
【請求項９】
前記第１のスポットの放射は、前記トラック方向に対し垂直に直線偏光され、前記第２のスポットの放射は、前記トラック方向に対し４５度未満で直線偏光される請求項８記載の光学走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光学的に検出可能なマークのパターンで情報を記録するための略平行なトラックを有する情報層を有する光学記録担体に係る。本発明は、更に、そのような光学記録担体を走査する光学プレーヤに係る。
【０００２】
スカラー回折効果に基づいた従来の光学記録では、光学記録担体の情報密度は、マークアプローチの幅がλ／３となると限界となる。λは、走査に用いる放射ビームの波長である。しかし、いわゆるベクトル回折効果を用いると、λ／３より小さい幅を有するマークも依然として読出し可能となる。
【０００３】
米国特許第５，８８０，８３８号は、マークによって反射された放射の強度と、反射ビームの偏光成分間の位相差を測定することによって、そのような小さなマークの長さ及び深さといった構造的なパラメータを決定する幾つかの方法を開示する。これらの方法の不利点は、隣接トラックからのクロストークを低減しないことである。クロストークが低減されなければ、比較的大きい走査スポットによって、トラックピッチを縮小することが阻まれ、ベクトル回折効果によってもたらされる密度増加は、トラック方向においてのみ得られることとなる。
【０００４】
本発明は、トラック方向と、トラック方向を横切る方向の両方において密度増加が得られ、同時に、走査時のトラック間のクロストーク低減を可能にする光学記録担体を提供することを目的とする。本発明は更に、そのような記録担体を走査する走査装置を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明によると、第１の目的は、本発明によると、この記録担体上のトラックが、グループ毎に配置され、各グループは、第１の幅を有する太いマークを有する少なくとも１つの第１のトラックと、第１の幅より小さい第２の幅の細いマークを有する少なくとも１つの第２のトラックとを有すると、達成される。本発明は、マークから反射されるときに、マーク幅は、放射ビームの偏光状態に影響を与えるという事実を利用して、細いマークから反射される放射と、太いマークから反射される放射を区別することができるという見識に基づいている。従って、放射スポットが、太いマークを有するトラックと、狭いマークを有する隣接トラックを同時にカバーすると、反射した放射は、放射の偏光状態によって区別することが可能である。走査装置において、クロストーク低減は、記録担体から来る放射の偏光状態に対し異なる感性を有する２つの検出系によって達成することができる。
【０００６】
第１の幅は、λ／（１．５ｎ）より大きく、第２の幅は、λ／（１．５ｎ）より小さいことが好適である。この場合、太いマークの走査は、実質的なベクトル回折効果を与えず、細いマークの走査は、実質的なベクトル回折効果を与える。細いマークを読出しするのに有用なベクトル回折効果は、そのようなマークからの反射上の放射ビームの偏光状態における変化である。太いマークは、例えば、太いマークから反射した放射ビームの強度変化を測定することによって、従来通りに読出しすることができる。太いマークの読出し中に細いマークからのクロストークを低減するために、太いマークから反射した放射ビームの検出は、放射ビームの偏光状態の変化に鈍感であるようにされることが可能である。細いマークの読出し中に太いマークからのクロストークを低減するために、細いマークから反射した放射の検出は、放射ビームの強度の変化に鈍感であるべきである。
【０００７】
記録担体の別の実施例では、第１の幅は、λ／（２ｎ）より大きく、第２の幅は、λ／（２ｎ）より小さい。この場合、太いマークは、小さいベクトル回折効果を与え、細いマークは、実質的なベクトル回折効果を与える。２つの効果における違いを用いて、太いマークから来る放射と細いマークから来る放射とを区別することができる。
【０００８】
クロストークのより良好な低減は、第２の幅が、λ／（３ｎ）より小さい場合に達成される。
【０００９】
１つの放射スポットで第１のトラック及び第２のトラックを同時に走査するのに適した記録担体の１つの特別な実施例は、１つの第１のトラックと１つの第２のトラックを有するグループを有する。この場合、トラックの配置は、第１、第２、第１、第２等となる。別の特別な実施例は、第２のトラックと、第１のトラックと、もう１つの第２のトラックを有するグループを有し、第２、第１、第２、第２、第１、第２、第２、第１、第２等のトラックの配置を与える。この実施例は、３つのスポットによる走査に適しており、１つのグループのうちの各トラックに１つのスポットが用いられる。
【００１０】
本発明の第２の目的は、第１のトラック及び第２のトラックを有する情報層を走査する光学走査装置が、ある偏光状態を有する放射ビームを生成する放射源と放射ビームを情報層に集中させる対物レンズ系を有し、本発明によって、この装置が、情報層からの放射を、太いマークに格納される情報を表す第１の電気信号に変換するよう入射放射の第１の特性に敏感な第１の検出系と、情報層からの放射を、細いマークに格納される情報を表す第２の電気信号に変換するよう入射放射の第１の特性とは異なる第２の特性に敏感な第２の検出系を有すると、達成される。第１の特性の一例は、放射ビームの強度であり、これは、第１の検出系が、従来通りに太いマークからの放射を検出するのに適しているようにする。第２の特性の一例は、放射ビームの偏光状態であり、これは、第２の検出系が、細いマークからの放射を検出するのに適しているようにする。２つの異なる検出系によって、太いマークに用いる従来の方法と、細いマークに用いるベクトル回折効果を用いたメドウ（meadow）での情報の読出しを可能にする。
【００１１】
尚、米国特許第５，８８０，８３８号に開示される走査装置の１つの実施例は、２つの検出系を有する。検出系の２つの出力信号は、細いピットから反射した放射の２つの特性を表し、これらの特性は、長さ又は深さといったピットの構造上のパラメータを導き出すために用いられる。２つの信号は、異なる幅を有するマークを有する記録担体の２つの異なるトラックに格納される情報を表すのではなく、その代わりに、１つのトラックのマークに格納される情報を表す。
【００１２】
走査装置の１つの特別な実施例では、放射ビームは、情報層上に、第１のトラックの１つと隣接する第２のトラックの１つの上を延在する１つのスポットを形成する。２つの隣接するトラックにある太いマークと細いマークは、同時に読出しされる。情報層から来る放射ビームは、光学的に２つのビームに分割され、１つのビームは、第１の検出系に案内され、もう１つのビームは、第２の検出系に案内される。
【００１３】
この実施例において、スポットの放射は、トラック方向に対し４５度未満の方向に直線偏光されることが好適である。４５度は、細いマークを読出しするときに偏光状態の変化を決定するのに適している。同じ偏光状態を、太いマークを読出しするのに用いることができる。クロストークを低減するために、第１の検出系は、情報層から来る放射ビームから、トラック方向に対し０度又は９０度未満の直線偏光を光学的に取り除くことが好適である。
【００１４】
別の実施例において、放射ビームは、情報層上に、第１のスポット及び第２のスポットを形成し、第１のスポットは、第１のトラックのうちの１つの上に延在し、第２のスポットは、第２のトラックのうちの１つの上に延在する。このことは、各スポットの放射は、マークの幅に適応した偏光状態が与えられることを可能にする。最適な検出のためには、第１のスポットの放射は、トラック方向に垂直に直線偏光されることが好適であり、第２のスポットの放射は、トラック方向に対し４５度未満で直線偏光されることが好適である。
【００１５】
本発明を、添付図面を参照しながら、例示的に、以下に詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の光学記録担体の情報層の一部を示す。図１は、各トラックの中心破線によって示される７つのトラック（１０−１６）を示す。トラックは、第１の幅と、第１の幅より大きい第２の幅をそれぞれ有するピット形式の太いマーク（１７）と細いマーク（１８）を有する。１つのトラックにおいて、幅は一定であり、隣接トラックの幅は、異なる。マークとマーク間のスペースの様々な長さは、記録情報を表し、これは、従来のＣＤ−ＲＯＭディスク上に情報が記録される方法と類似する。走査スポット１９が、トラック１３を追跡する。その幅は、トラックピッチより大きく、それにより、スポットは、第１のトラックと第２のトラックの両方をカバーする。
【００１７】
トラックは、２つの隣接するトラック、即ち、第１のトラック１１、１３、１５と、第２のトラック１０、１２、１４、１６のグループで配置される。トラックピッチは、３７０ｎｍである。第１のトラック上の太いマークの幅は、２５０ｎｍであり、第２のトラック上の細いマークの幅は、１２０ｎｍである。ピットの深さは、４分の１波長である。記録担体は、６５０ｎｍの波長と、０．６０の開口数を有する放射ビームによって読出しされるよう設計される。情報層の放射入射側は、１．５８の屈折率と、０．６ｍｍの厚さを有するポリカーボネートからなる透明層で覆われる。
【００１８】
マーク幅が、波長の一部分である場合、マークの位相深さは、トラック方向に垂直な放射の偏光方向（ＴＥと示す）と、トラック方向に沿った偏光方向（ＴＭと示す）について異なる。計算された位相深さは、前出の米国特許第５，８８０，８３８号から公知であり、図２に示す。隣接するトラックのマーク幅、及び、走査ビームの偏光状態の違いの適切な選択のために、反射光は、例えば、１つのトラックについては回転された直線偏光状態を、隣接するトラックについては円偏光状態をといったように、別個の偏光特性が与えられることが可能である。これらの２つの偏光状態は、独立した読出しチャネルとして考えられる。
【００１９】
走査装置において放射を２つのチャンネルに分離することは、ラジアルトラッキングエラー信号の生成を容易にする。各チャンネルは、トラックの半分しか見ない、即ち、７４０ｎｍの見かけ上の周期を有するトラックを観察するので、情報層によって反射されたビームの第１回折次数は、少なくとも部分的に対物レンズ系を通る。光学系における反射ビームの第０回折次数と第１回折次数の相互作用は、例えば、周知のプッシュ−プル方法を用いて、ラジアルトラッキングエラー信号を生成するのに用いることができる。
【００２０】
図３に、光学記録担体３０を示す。記録担体は、透明層３１を有し、この透明層を、走査放射ビームが通り、情報層３２にアクセスする。情報層は、層３３によって、環境の影響から保護される。記録担体は、光学走査装置３４によって走査される。装置は、例えば、半導体レーザである放射源３５を有し、発散ビーム３６を形成する。コリメータレンズ３７は、放射ビーム３６を平行ビーム３９に変換する。ビームスプリッタ４０を通過した後、ビームは、光学変換器４１に入射する。変換器は、放射ビーム３９を、情報層３２を走査するのに適した放射ビーム４２に適応する。変換器は、回折格子によって、１つのビーム３９を、メインビームと２つのサブビームに変化させ得る。変換器は更に、例えば、４分の１λ波長板によって、放射ビーム３９の偏光状態も変化させ得る。変換器は、放射源３５と、ビームスプリッタ４０の間に配置されてもよい。対物レンズ系４３は、平行ビーム４２を収束ビーム４４に集中させ、収束ビームは、情報層３２上にスポット４５を形成する。対物レンズ系は、１つのレンズとして示すが、２つ以上のレンズ及び／又は回折素子を有してもよい。
【００２１】
情報層３２を反射した放射は、前進ビームの一部に沿って戻る。反射した放射は、対物レンズ系４３を通過した後、平行ビーム４６を形成し、変換器４１を通りビームスプリッタ４０によって反射された後、平行ビーム４７となる。偏光に敏感で有り得るビームスプリッタ４８は、放射ビーム４７の一部を、第１の検出系４９に案内する。この検出系は、検出系に入射する放射の第１の特性に敏感であり、検出系を記録担体上の太いマークからの放射に反応させるようにする第１の光学フィルタ５０を有する。光学フィルタとしては、偏光子、４分の１λ板、又は、偏光に敏感なビームスプリッタが挙げられる。光学フィルタから来るビームは、２つ以上のサブビームを有し得、そして、検出器５２に入射する。検出器は、幾つかの検出器素子を有してもよく、これらの検出器素子は、適切な場合に、放射ビーム５１のサブビームをインターセプトするよう配置される。第１の検出系４９の電気出力信号Ｓ１は、第１のトラックにおける太いマークから読出しされた情報を表し、また、更に、第１のトラックからのフォーカス及びラジアルトラッキングエラー信号も表し得る。
【００２２】
平行放射ビーム４７の一部は、ビームスプリッタ４８によって透過され、第２の検出系５３に入射する。この検出系は、検出系に入射する放射の第２の特性に敏感であり、検出系を記録担体上の細いマークからの放射に反応させるようにする第２の光学フィルタ５４を有する。第２の光学フィルタ５４は、検出器５６に入射する放射ビーム５３を形成する。第２の検出系５３の電気出力信号Ｓ２は、第２のトラックにおける細いマークから読出しされた情報を表し、また、更に、第２のトラックからのフォーカス及びラジアルトラッキングエラー信号も表し得る。
【００２３】
太いマークから反射される放射は、図平面に対し４５度未満で直線偏光され、且つ、細いマークから反射される放射は、円偏光される走査装置の１つの実施例において、ビームスプリッタ４０及び４８は、非偏光型である。読出しの際に、例えば、トラック方向に対し４５度の角度で入射する放射ビームの直線偏光の方向を選択することによって、ＴＥ及びＴＭ偏光放射フィールドの両方があるべきである。その場合、ＴＥ及びＴＭフィールドは、同等の大きさ及び位相を有する。
【００２４】
第１の光学フィルタ５０は、偏光ビームスプリッタを含み、ビーム分割面上への法線は、図平面と４５度の角度を形成する。この偏光ビームスプリッタによって形成される２つのサブビームは、２つの検出器素子に入射し、検出器素子の電気出力信号は、差し引かれる。出力信号Ｓ１は、直線偏光放射ビームの強度に関連する。第１の検出系４９に入射する円偏光は、２つの検出器素子の同等の信号を結果としてもたらし、従って、出力信号Ｓ１に影響を与えない。
【００２５】
この実施例における第２の光学フィルタ５４は、４分の１λ板と、４文の１λ板の後に偏光ビームスプリッタを有する。ビーム分割面上への法線は、図平面と４５度の角度を形成する。この偏光ビームスプリッタによって形成される２つのサブビームは、２つの検出器素子に入射し、検出器素子からの電気出力信号は、差し引かれる。出力信号Ｓ２は、円偏光放射ビームの強度に関連する。第２の検出系５３に入射する直線偏光放射は、２つの検出器素子の同等の信号を結果としてもたらし、従って、信号Ｓ２に影響を与えない。
【００２６】
図２に示すように、例えば、０．４μｍと０．１５μｍのマークの位相深さの違いは、上に与えた要件に既にかなり近い。幅の最適な選択は、ピットの深さと、例えば、薄膜金属層であるピットを覆う反射層に依存する。ＴＥ及びＴＭモードの位相及び振幅は、反射層の放射入射側に誘電体層を配置することによって最適化することができる。入射放射の偏光状態と、２つの検出系において検出される特定の偏光状態について、他の選択も可能である。
【００２７】
従来のＲＯＭディスクでは、トラック幅は、一般的に、スポットサイズに匹敵する。そのようなディスクでは、トラック幅をスポットサイズの半分まで小さくすることは実現可能ではない。何故なら、反射ビームの第１回折次数が、検出アパーチャ外となるからである。本発明によると、トラック密度は、隣接トラックからの反射放射の偏光状態の演繹的知識によって、基本的に、２倍高くなることが可能である。
【００２８】
ラジアルトラッキングエラーは、スプリット検出器を用い、１次回折された放射の対称性を検出することによって、略従来通りに生成することができる。主な違いは、これらのパターンは、１つのトラック幅に対しては第１の検出系において検出され、他のマーク幅については第２の検出系において検出される点である。走査装置は、４つの（スプリット）検出器を有する必要がない。２つの（スプリット）検出器を有する従来のＭＯ検出器構成を、走査装置の４分の１波長板を機械的に導入する又は取り外すメカニズムが組込まれる場合に、用いることができる。
【００２９】
スポットサイズよりかなり小さい細い幅を有するマークからの信号は、従来のＲＯＭ系における直接的な強度管理の代わりに、差異に基づく検出方法が適用されるという事実によって十分なＳＮＲを有する。例えば、レーザ強度ノイズは、もはやＳＮＲを制限せず、何故なら、それは、差分検出器において相殺されるからである。更に、提案するＲＯＭ記録担体における偏光の効果は、ＭＯ媒体の小さいカー回転より大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の記録担体を示す図である。
【図２】４分の１波長の深さを有するビットの幅の関数としてのピットの位相深さを示す表である。
【図３】本発明の走査装置を示す図である。
【図２】
2005505881.tif 000002
【国際公開パンフレット】
2005505881.tif 000003
2005505881.tif 000004
2005505881.tif 000005
2005505881.tif 000006
2005505881.tif 000007
2005505881.tif 000008
2005505881.tif 000009
2005505881.tif 000010
2005505881.tif 000011
2005505881.tif 000012
2005505881.tif 000013
2005505881.tif 000014
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005505881.tif 000015
【国際調査報告】
2005505881.tif 000016
2005505881.tif 000017