(57)【要約】【課題】開口数１以上の集光レンズを用いたニアフィールド光再生方式に好適な光記録媒体及びその光記録再生方法を提供する。【解決手段】記録再生が光照射によってなされ、光照射が開口数１以上の集光レンズを通じてなされ、記録ピットが記録される光記録媒体であって、光照射側から、少なくともシリコン層３、シリコン酸化物層２がこの順に形成される構成とする。【選択図】        図１
2004319049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録再生が光照射によってなされ、該光照射が開口数１以上の集光レンズを通じてなされ、記録ピットが記録される光記録媒体であって、
光照射側から、少なくともシリコン層、シリコン酸化物層がこの順に形成されて成ることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
上記記録ピットは、上記シリコン層がシリコン酸化物に変化されて記録されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】
上記シリコン層の上に、上記集光レンズの開口数より屈折率が大なる保護膜が形成されて成ることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項４】
上記シリコン層の上に、上記集光レンズの開口数より屈折率が大なる保護膜が形成されて成ることを特徴とする請求項２記載の光記録媒体。
【請求項５】
記録再生が光照射によってなされ、該光照射が開口数１以上の集光レンズを通じてなされ、記録ピットが記録される光記録媒体を用いる光記録再生方法であって、
該光記録媒体は、光照射側から、少なくともシリコン層、シリコン酸化物層がこの順に形成されて成り、
上記光記録媒体の上記シリコン層をシリコン酸化物に変化させることにより上記記録ピットを形成することを特徴とする光記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開口数が１以上の集光レンズを用いてニアフィールド光記録再生を行う光記録媒体及びこれを用いた光記録再生方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）に代表される各種光記録媒体は、音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の格納媒体として広く利用されている。しかしながら、更なる音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の高音質化、高画質化、長時間化、大容量化により、更に大容量の光記録媒体、及びこれを記録再生する光記録再生装置が望まれている。
【０００３】
そこで、これらに対応するため、各種光記録再生装置において、その光源、例えば半導体レーザの短波長化や集光レンズの開口数の増大化が図られ、集光レンズを介して収束する光スポットの小径化が図られている。
例えば、半導体レーザに関しては、発振波長が従来の赤色レーザの６３５ｎｍから４００ｎｍ帯に短波長化されたＧａＮ半導体レーザが実用化されつつあり、これにより光スポットの小径化が図られつつある。
【０００４】
また、例えば、ＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ）に代表される開口数が大なる光学レンズを使用して例えば開口数が１以上となる集光レンズを構成するとともに、この集光レンズの対物面と光記録媒体との間隔を、光源の波長程度もしくはその１０分の１程度まで近接させることにより再生を行う、いわゆるニアフィールド光再生方式が検討されている。
このニアフィールド光再生方式は、例えば図１６に示すように、光記録媒体１０側から順に配置された例えば高屈折率材料より成り超半球状等に加工された第１の光学レンズ２１と、凸レンズ等より成る第２の光学レンズ２２とで構成された集光レンズ２３を用いることによって実現される（例えば非特許文献１参照。）。
【０００５】
ところで、このニアフィールド光再生方式における高密度化を実現するためには、従来の光再生方式と同様に、その光源の出射波長の短波長化や、集光レンズの開口数の増大により、その集光スポットを縮小させる必要がある。
ここで集光スポットの面積は、集光レンズの開口数の２乗に反比例するので、ニアフィールド光再生方式における高密度化を実現するためには、集光レンズの開口数を増大させることが有効である。
【０００６】
また例えば図１６において説明した例のように、第１の光学レンズ２１が超半球光学レンズの場合のニアフィールド集光レンズの開口数ＮＡは、第１の光学レンズの屈折率をｎＬ１、この第１の光学レンズに対する入射光の空気中の入射角度をθＡＩＲとすると、
ＮＡ＝ｎＬ１×ｎＬ１×ｓｉｎθＡＩＲ
で表される（例えば非特許文献１参照。）。
したがって、集光レンズの開口数を増大させるためには、第１の光学レンズの屈折率を大とすることが必要となる。
しかしながら、第１の光学レンズの屈折率を増加させ、集光レンズの開口数ＮＡを増大させても、良好な再生特性が得られず、結果的に高密度化、大容量化をはかることが現状では難しい。
【０００７】
また同時に、光記録媒体と集光レンズとを、数十ｎｍ程度まで近接させるニアフィールド光記録再生方式では、光記録媒体表面が清浄で、且つ非常に平坦な特性を備えていなくてはならない。特に、ニアフィールド光記録を行う場合、光照射による記録ピットの形成後に、その光記録媒体表面の凸変形や、光記録媒体の表面物質が蒸発して集光レンズ表面に付着するなどのことがあってはならない。
【０００８】
また、集光レンズで集光されたビームスポット径が非常に小さいことから、光記録媒体表面の極度の温度上昇にも耐久性のある材料であることが要求される。
【０００９】
更にまた、記録型の媒体の例えばＭＤやＤＶＤなどは、近年のパーソナルコンピュータの普及と共に一般消費者が大量に消費し、廃棄することから、その自然環境付加を考慮して次世代の光記録媒体は、環境に対して危険有害物ではない材料を利用する自然環境に対する負荷の小さい、いわゆるリサイクル可能な材料より成る光記録媒体が求められている。
【００１０】
【非特許文献１】
Ｔ．Ｄ．Ｍｉｌｓｔｅｒ，”Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｍａｒｃｈ  １９９９，Ｖｏｌ．３８，Ｐａｒｔ  １，Ｎｏ．３Ｂ，ｐｐ．１７７７−１７７９，
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況に鑑みて、本発明は、集光レンズの開口数ＮＡの性能を十分に発揮させることが可能であって、高開口数を有する集光レンズを用いて、ニアフィールド光記録再生方式に好適な光記録媒体であって、また自然環境に対する負荷の小さい光記録媒体を提供し、またこれを用いることにより高密度化、大容量化に対応できる光記録媒体及び光記録再生方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による光記録媒体は、記録再生が光照射によってなされ、この光照射が開口数１以上の集光レンズを通じてなされ、記録ピットが記録される光記録媒体であって、光照射側から、少なくともシリコン層、シリコン酸化物層をこの順に形成される構成とする。
【００１３】
また本発明による光記録再生方法は、上述の本発明構成による光記録媒体を用いて記録再生を行うものである。すなわち、記録再生が光照射によってなされ、この光照射が開口数１以上の集光レンズを通じてなされ、記録ピットが記録される光記録媒体を用いる光記録再生方法であって、光記録媒体を、光照射側から、少なくともシリコン層、シリコン酸化物層をこの順に形成して構成し、光記録媒体のシリコン層をシリコン酸化物に変化させることにより記録ピットを形成する。
【００１４】
上述したように本発明による光記録媒体及び光記録再生方法においては、記録再生が光照射によってなされ、この光照射が開口数１以上の集光レンズを通じてなされて記録ピットが記録され、この記録ピットに対しいわゆるニアフィールド再生がなされる光記録媒体であって、光入射側から、シリコン層、シリコン酸化物層がこの順に形成される構成とするものである。
【００１５】
このような構成とすることによって、後段の発明の実施の形態において詳細に説明するように、シリコン層に対し光照射して適切な屈折率変化を生じさせることができ、良好な再生特性をもって、確実にニアフィールド光記録再生を行うことができた。これにより、実用的な高記録密度、大容量の光記録媒体及び光記録再生方法を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の各例について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による光記録媒体の一例の要部の略線的拡大断面図であり、基体１上に順次シリコン酸化物層２，シリコン層３が積層形成され、すなわち光照射側からシリコン層３、シリコン酸化物層２を設ける構成とする。
【００１７】
これらシリコン酸化物層２及びシリコン層３は、ポリカーボネート等の樹脂、またはガラス、シリコン、アルミニウムなどより成る基体１上に積層して形成することができる。そして、開口数１以上の集光レンズ４と、所定の距離ａをもって相対向するようにして、記録再生用の光が照射される。尚、図示しないが、基体１の表面には、記録トラックに沿ってフォーカス用、またトラッキング用のピットや案内溝が設けられていてもよい。
【００１８】
光記録媒体の記録部を構成するシリコン層３とシリコン酸化物層２は、例えば周知のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）技術を用いることにより、例えば絶縁基板上に、その膜厚を精度よく制御して構成することが可能である。またこの周知のＳＯＩ技術を利用することにより、シリコン層３及びシリコン酸化物層２に任意の添加物を所望の比率を持って添加することが可能である。
またこのＳＯＩ基板作成技術においては、最表面のシリコン層表面上に任意の保護膜を成膜することが可能である。
【００１９】
そして本発明においては、この光記録媒体に対し、開口数ＮＡが１以上の集光レンズにより、シリコン層３側に、記録再生用の光を照射する。この集光レンズ４は、ＳＩＬを用いる場合は、例えば前述の図１６において説明した例に示すように、第１の光学レンズ２１及び第２の光学レンズ２２より成る集光レンズとすることができる。
【００２０】
このような開口数ＮＡが１以上の集光レンズ４を用いて本発明構成の光記録媒体のシリコン層３に記録用光を照射することによって、図２にその一例の要部の略線的拡大断面構成を示すように、シリコン層３に記録ピット５を形成することができる。
【００２１】
シリコンの屈折率は、特に波長３００ｎｍから５００ｎｍ程度の波長範囲において、２．０以上の高い値を示す。本発明者らは、開口数が１以上の集光レンズを用いていわゆるニアフィールド再生を行う場合に、良好な特性をもって高密度記録を実現するためには、特に光記録媒体の最表面部の屈折率の大きさが重要であることを発見した。
すなわち、上述の本発明構成とすることにより、従来の光記録媒体、すなわち記録部もしくは最表面部の屈折率が集光レンズの開口数ＮＡより小とされる光記録媒体ではできなかった、実効的により大なる開口数の記録再生を実現できることがわかった。
【００２２】
これについて説明すると、図３（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ従来構成の光記録媒体の場合と本発明構成による光記録媒体の場合とを模式的に比較して示すように、従来構成の光記録媒体の場合は、光記録媒体の記録部又は最表面部の屈折率ｎと集光レンズの開口数ＮＡとの関係がｎ＜ＮＡとされるが、このとき入射光の照射領域３０に対し、戻り光の観察される領域３１は小さくなる。
しかしながら、図３（Ｂ）に示すように、本発明構成の光記録媒体の場合は、最表面に設ける記録部の屈折率ｎを、容易にｎ≧ＮＡの関係とすることができて、入射光の照射領域３０と戻り光の観察される領域３１とをほぼ同じ大きさとできることがわかった。すなわち、本発明による場合は、従来の光記録媒体と比較して、実効的な開口数を増大化することができることがわかる。
【００２３】
また本発明においては、この光記録媒体において、シリコン層３、もしくはシリコン酸化物層２、もしくはその両方に添加物を添加する構成とすることもできる。
このように、シリコン層３、シリコン酸化物層２に添加物を混入させることによって、熱伝導度を調整することが可能となる。また、各層の膜厚を適切に選定することによって、光源の波長、パワーなどの仕様に合わせて熱記録感度を調整することができる。
【００２４】
また更に、本発明による光記録媒体においては、図４にその一例の要部の略線的拡大断面図を示すように、シリコン層３の上層に、第１の光学レンズ２１の開口数ＮＡより大なる屈折率を有する材料より成る保護層６を設ける構成としてもよい。
この場合には、シリコン層３の表面を保護することによって、例えば塵埃等の付着とか、第１の光学レンズ２１との接触などに起因するシリコン層３表面の損傷を回避することができ、集光レンズ及び光記録媒体の耐久性の向上を図ることができる。
【００２５】
このように、保護層として集光レンズの開口数より大なる屈折率を有する材料を用いることによって、良好な記録再生特性を保持することができる。
なお、集光レンズの開口数より大なる屈折率を有する保護層材料としては、その屈折率が比較的大きいＨｆＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｒＴｉＯ３、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ボロン、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボンなどを適用することができる。
図５〜図１２に、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｒＴｉＯ３、窒化シリコン、窒化アルミニウム、ダイヤモンドの屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す。各図ともに、実線が屈折率、破線が消衰係数を示す。これら図５〜図１２からわかるように、上記材料は、開口数１以上の集光レンズを用いる高密度記録の光記録媒体において想定される波長帯域、例えば波長３００ｎｍから８００ｎｍの広い範囲で十分高い屈折率を示す。
更に、シリコン層またはこの保護層の上に、光学的には影響しない範囲の膜厚で、集光レンズと光記録媒体の潤滑・磨耗防止のために、潤滑膜を成膜することも可能である。
【００２６】
上述の各実施の形態の各構成において、第１の光学レンズ２１としては、例えば図５〜図７に示す各種形状のレンズを用いることができる。以下これを説明する。
図５は、第１の光学レンズ２１の一例の略線的拡大断面図を示す。この場合断面半球状とするもので、図５においてｒは半球の半径を示す。光記録媒体と対向する対物面２１Ａはほぼ円形の平面状とされる。この対物面２１Ａの周側面は、この第１の光学レンズ２１を保持し、光記録媒体の表面との間隔を調節する２軸アクチュエータ、もしくはスライダなどの支持体の固着面としてもよい。
【００２７】
または、図６にその一例の略線的拡大断面図を示すように、超半球形状の光学レンズを用いることもできる。
また、ニアフィールド光記録再生方式においては、光記録媒体１１と第１の光学レンズ２１の距離が数十ｎｍ程度と非常に近接していることから、光記録媒体１１、もしくは第１の光学レンズ２１の傾きに対する許容度を拡大するため、図７、もしくは、図８に示すような第１の光学レンズ２１の対物面を円錐状に加工した形状の光学レンズでもよい。
【００２８】
ところで、第１の光学レンズ２１は、その屈折率ができるだけ大なるものの方が、その光学レンズの開口数を大きくすることが可能である。そこで、望ましくは、高屈折率ガラス、もしくは主成分を高屈折率ガラスとする材料、ＺｒＯ２、もしくは主成分をＺｒＯ２とする材料、ＳｒＴｉＯ３、もしくは主成分をＳｒＴｉＯ３とする材料、Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２、もしくはＢｉ４Ｇｅ３Ｏ１２を主成分とする材料などとする。
【００２９】
このように高屈折率ガラス、ＺｒＯ２、ＳｒＴｉＯ３、Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２などとする光学レンズ材料は、波長３００ｎｍから８００ｎｍの波長域で屈折率が高く、たとえば、ＧａＮ半導体レーザの発振波長である３９０ｎｍから４２０ｎｍに対して、屈折率２．０以上を有している。
したがって、光源にＧａＮ半導体レーザを使用し、その光学レンズ材料として高屈折率ガラス、ＺｒＯ２、ＳｒＴｉＯ３、Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２を用いた光学レンズは、ニアフィールド光記録再生方式にとって、光源の短波長化と集光レンズの高開口数化に対して非常に有効な手段であり、光記録媒体の高密度化高容量化に寄与することができる。
【００３０】
次に、本発明構成による光記録媒体を用いた光学ピックアップ装置又は光記録再生装置の各例について説明する。
各例共に、前述の図１６に示したように、対物側から順に配置された第１の光学レンズと第２の光学レンズで構成された集光レンズを有するＳＩＬ型の、いわゆるニアフィールド光再生方式を採用した場合を示す。
以下、本発明を適用した実施の形態例について図９から図１２を参照して説明する。
【００３１】
図９は、本発明の実施の形態例による光記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
たとえば光記録媒体がディスク状であれば、図示しないスピンドルモータに装着され、所定の回転数で回転される。
光源、たとえば半導体レーザから出射された往路光はコリメータレンズ（図示せず）により平行光に変換され、第１のビームスプリッタ３３を透過し、集光レンズ４を介して光記録媒体１０の最表面の記録部に集光される。集光レンズ４は、ＳＩＬ型構成の場合、光記録媒体側から順に第１の光学レンズ２１と第２の光学レンズ２２で構成される。
【００３２】
情報再生面で反射された復路光は集光レンズ４を透過し、第１のビームスプリッタ３３で反射されて第２のビームスプリッタ３４に入射する。第２のビームスプリッタ３４を通過した復路光はフォーカシング用光検出器（図示せず）に集光され、フォーカスシングエラー信号および再生ピット信号等が検出される。
また、第２のビームスプリッタ３４で反射された復路光はトラッキング用光検出器（図示せず）に集光され、トラッキングエラー信号が検出される。
【００３３】
また、集光レンズ４は、図１０にその一例の構成例を示すように、２軸アクチュエータ４０に保持されている。２軸アクチュエータ４０は、たとえばフォーカシングコイル４１、およびトラッキングコイル４２を含み、集光レンズ４をフォーカシング方向、およびトラッキング方向に制御駆動する。
この２軸アクチュエータ４０は、光記録媒体１０と第１の光学レンズ２１との距離を、たとえば戻り光量をモニタし、その距離情報をフィードバックすることにより、一定に保つことが可能であり、かつ第１の光学レンズ２１と光記録媒体１０の衝突を避けることが可能である。
また、この２軸アクチュエータ４０は、トラッキング方向に戻り光量をモニタし、その位置情報をフィードバックすることにより、集光スポットを所望の再生トラックに移動させることが可能である。
【００３４】
他の構成例としては、例えば図１１に示すように、集光レンズ４を、たとえばトラッキング方向に制御駆動されるスライダ５１に保持する構成とすることもできる。このスライダ５１は、たとえば光記録媒体１０の面触れ方向にのみ弾性を有するジンバル５２等の弾性体を介し、たとえば光学ピックアップ装置を構成してトラッキング方向に移動する可動光学部に支持されている。
この可動光学部は、リニアモータ等で構成された制御駆動手段によりトラッキング方向に制御駆動される。そして、光記録媒体１０の回転に伴い発生する気体流が光記録媒体１０とスライダ５１との間に流れ込むとともに、弾性体の光再生媒体側への押圧力と釣り合う気体薄膜が形成され、スライダが光記録媒体に対して一定の距離、たとえば５０ｎｍの距離を保ちつつ浮上するように構成されている。
すなわち、光記録媒体を所定の回転数で回転させて光記録媒体からの情報の再生時において、集光レンズ４を構成する第１の光学レンズ２１と光記録媒体１０との距離はスライダ５１によりほぼ一定距離に保たれた状態となっている。
【００３５】
なお、必要に応じてこの光学ピックアップ装置には、光記録媒体１０の面振れに対して、前述の集光レンズ４を制御する２軸アクチュエータ４０、もしくはスライダ５１が追従した残りのフォーカスエラー成分および集光レンズ４の組み立て工程時に発生した誤差成分を補正し、２枚のレンズの間隔を変えることで、補正することができるリレーレンズを第１のビームスプリッタ３３と第２の光学レンズ２２の間に挿入し構成してもよい。
また、第１の光学レンズ２１と第２の光学レンズ２２がスライダ５１に保持されている場合、スライダ５１が追従した残りのフォーカスエラー成分および集光レンズの組み立て工程時に発生した誤差成分を補正する手段として、集光レンズ４を構成する第１の光学レンズ２１をスライダ５１に固定し、第２の光学レンズ２２を例えば圧電素子等により光軸方向に可動するように構成してもよい。
【００３６】
また、スピンドルモータが複数の光記録媒体を装着する手段を有する光再生装置の場合には、図１２に概略構成を示すように、光軸をほぼ９０度曲げるミラー５３をスライダ５１に設ける構成が有効である。
このような構成の光記録再生装置は光記録媒体間の間隔を小とすることができるので、複数の光記録媒体を装着する構成の装置の小型化、薄型化を図ることができる。
【００３７】
【実施例】
次に、具体的な材料を用いた実施例について説明する。
この例においては、ＳＯＩ基板を用いて基体１上にシリコン酸化物層２及びシリコン層３を積層形成して、光記録媒体を構成した。
このシリコン及びシリコン酸化物の屈折率と消光係数を図１３及び１４に示す。これら屈折率と消光係数との測定には、ジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製分光エリプソメータＶＡＳＥを用いた。
【００３８】
図１３において、実線ａは屈折率、破線ｂは消衰係数である。この図１３からわかるように、シリコンは、波長３８０ｎｍから１０００ｎｍまでの波長範囲で比較的大きな屈折率を有しており、例えば波長４００ｎｍ付近で３．０以上と高い値を示す。３．０を越える屈折率は、集光レンズの開口数に対して十分に大きなものであるので、上述したように開口数以上の屈折率をもって記録部を構成してニアフィールド光記録再生方式を実現する上で好適な材料であることがわかる。
また、シリコンは、適切なパワーの光照射を行うことにより、記録ピットを形成する際にも、吸収係数が適度であるので、十分に光を吸収し熱を発生することで、シリコンをシリコン酸化物に参加させることが可能となる。
【００３９】
一方、シリコン酸化物の屈折率は、図１４において実線ｃで示すように、波長３８０ｎｍから１０００ｎｍまでの波長範囲で比較的小さな屈折率を有しており、その値は波長４００ｎｍ付近で１．５程度である。この比較的小さな１．５程度の屈折率は、シリコンと比較して十分に小さい値であるので、光学的な干渉効果を得られやすく、ニアフィールド記録再生方式を実現する上で好適な材料である。また、シリコン酸化物は、波長３８０ｎｍから１０００ｎｍの範囲で図１４において破線ｄで示すように消衰係数はほぼゼロであってすなわち透明であり、余分な光吸収による温度上昇を回避することができ、更にニアフィールド光記録再生方式を実現する上で好適な材料である。
【００４０】
以上から明らかなように、ニアフィールド光記録再生方式における光記録媒体として、シリコン及びシリコン酸化物を用いて作製した本発明構成の光記録媒体は、従来と比較してより確実に開口数１以上の集光レンズを有する光学系に適用して好適であることがわかる。
【００４１】
したがって、この材料で作製された光記録媒体を用いて、開口数１以上の集光レンズでニアフィールド光記録再生を良好に行うことができ、この場合の集光された光スポット面積は開口数の２乗に反比例して縮小できるので、例えばＤＶＤの集光レンズの開口数０．６に比べて、約１０倍も高密度な光記録媒体の記録再生が可能となる光ピックアップ装置、光記録再生装置を提供することが可能となる。
【００４２】
次に、このようにして作製した光記録媒体に対し、集光レンズの開口数が１．８６による光ピックアップ装置、及び光記録再生装置を使用し、光記録媒体のシリコン層４の屈折率変化による再生信号評価を行った。
信号記録は、波長４０５ｎｍの光源を用いて、（１，７）ＲＬＬ変調されたビット長１００ｎｍのランダム信号を記録した。
【００４３】
その後、この光記録媒体の記録ピット信号の再生を、上述の光学系を有する光記録再生装置で再生した。このときの信号波形は、非常に明瞭な信号パターンが観察された。
更に、光記録媒体のシリコン層３を微分干渉顕微鏡により観察したところ、図１５に模式的に示すように、屈折率の変化している記録ピット５を明瞭に観察することができた。
この場合、シリコン層３の記録ピット５はシリコン酸化物に変化して形成されており、十分な屈折率変化が得られたものと思われる。
【００４４】
以上の実施例の結果から、本発明構成による光記録媒体は、従来は実現できなかった実効的な開口数の増大化をはかり、より良好な再生特性をもって記録することができ、特にシリコン酸化物層２を設けることによって、光を吸収し熱を発生させるシリコン層３が、断熱効果の高いシリコン酸化物層２に接することから、いわばこのシリコン酸化物層２が記録感度調整膜の役割を果たすことによって、良好な特性をもって記録ピットが形成され、これにより、良好な再生パターンが得られるものと考えられる。
【００４５】
従って、本発明構成とすることによって、集光レンズの開口数が制限されることなく、より良好な記録再生特性をもって記録ピットを再生することが可能な、確実に高密度化、大容量化を図り得る光記録媒体及び光記録再生方法を提供することができる。
【００４６】
また同時に、光記録媒体と集光レンズとを、数十ｎｍ程度まで近接させるニアフィールド光記録再生方式で良好な再生特性が得られたことから、本発明による光記録媒体は、その表面が清浄で、且つ非常に平坦な特性を備えており、また光照射による記録ピットの形成後に、その光記録媒体表面の凸変形や、光記録媒体の表面物質が蒸発して集光レンズ表面に付着するなどの不都合を回避できたことがわかる。
【００４７】
更にまた、上述のニアフィールド光記録再生方式では、集光レンズで集光されたビームスポット径が非常に小さいものであるにもかかわらず、良好な再生パターンが得られたことから、光記録媒体表面の極度の温度上昇にも耐久性のある材料であることは明らかである。
【００４８】
更にまた本発明による光記録媒体は、シリコン及びシリコン酸化物により構成することから、環境に対して危険有害物ではない材料であり自然環境に対する負荷の小さい、いわゆるリサイクル可能な材料より構成することができる。すなわち、近年のパーソナルコンピュータの普及と共に一般消費者が大量に消費し、廃棄する場合においても、その自然環境付加を最大限に抑制することが可能である。
【００４９】
更に本発明において、集光レンズと光記録媒体との間の空気層の厚さ、即ち図１においてａで示す集光レンズと光記録媒体表面の間隔を５０ｎｍとすることにより、開口数１以上の集光レンズにより実現される光束の径を小とすることが可能になるとともに、光記録媒体の高密度化大容量化に伴い開発が予想される波長２００ｎｍから５００ｎｍの光源に対応して確実にニアフィールド再生を行うことができて、確実に高密度化、大容量化の可能な光記録媒体及び光記録再生方法、これを用いた光学ピックアップ装置および光再生装置の実現が可能となる。
【００５０】
尚、本発明による光記録媒体は、上述の実施例において説明した例に限定されることなく、本発明構成を逸脱しない範囲において、その他種々の変形、変更が可能であることは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による光記録媒体及び光記録再生方法によれば、開口数ＮＡが１以上である集光レンズに対し、少なくとも光記録媒体の最表面に設ける記録部の屈折率ｎを、集光レンズの開口数ＮＡ以上とすることによって、従来の光記録媒体では限界であった開口数を実現することが可能となり、集光レンズにより実現される光束の径を小としても良好な記録再生特性の得られる光記録媒体及び光記録再生方法を提供することができる。
【００５２】
更に本発明において、シリコン層に記録される記録ピットがシリコン酸化物に変化して形成されることにより、ニアフィールド光記録再生方式において確実に良好な再生特性の得られる光記録媒体を提供することができる。
更に、シリコン層の上に、集光レンズの開口数よりも大なる屈折率の材料より成る保護層を設けることによって、集光レンズ及び光記録媒体の損傷を抑制し、耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光記録媒体の一例の要部の略線的拡大断面図である。
【図２】光記録媒体の一例の要部の略線的拡大断面図である。
【図３】集光レンズの開口数ＮＡと光記録媒体の屈折率ｎとの関係を示す説明図である。
【図４】光記録媒体の一例の要部の略線的拡大断面図である。
【図５】ＨｆＯ２の屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す図である。
【図６】ＺｒＯ２の屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す図である。
【図７】ＴｉＯ２の屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す図である。
【図８】Ｔａ２Ｏ５の屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す図である。
【図９】ＳｒＴｉＯ３の屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す図である。
【図１０】窒化シリコンの屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す図である。
【図１１】窒化アルミニウムの屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す図である。
【図１２】ダイヤモンドの屈折率及び消衰係数の波長依存性を示す図である。
【図１３】集光レンズの一例の概略断面図である。
【図１４】集光レンズの一例の概略断面図である。
【図１５】集光レンズの一例の概略断面図である。
【図１６】集光レンズの一例の概略断面図である。
【図１７】光記録再生装置の一例の要部の概略構成図である。
【図１８】光記録再生装置の一例の要部の概略構成図である。
【図１９】光記録再生装置の一例の要部の概略構成図である。
【図２０】光記録再生装置の一例の要部の概略構成図である。
【図２１】シリコンの屈折率の波長依存性を示す図である。
【図２２】シリコン酸化物の屈折率の波長依存性を示す図である。
【図２３】光記録媒体の実施例の記録ピットの模式的な説明図である。
【図２４】ニアフィールド光再生方式の光学系の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  基体、２  シリコン酸化物層、３  シリコン層、４  集光レンズ、５  記録ピット、６  保護層、２１  第１の光学レンズ、２２  第２の光学レンズ、３０光照射領域、３１  戻り光観察領域、３３  第１のビームスプリッタ、３４  第２のビームスプリッタ、４０  ２軸アクチュエータ、４１  フォーカシング用コイル、４２  トラッキング用コイル、５１  スライダ、５２  ジンバル
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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