(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
書換型及び追記型のいずれかの光情報媒体の情報記録層にレーザビームを照射して前記情報記録層に存在するピットまたは記録マークを読み出すことにより、記録情報を再生するに際し、
前記レーザビームの波長λが４０５ｎｍであり、開口数ＮＡ＝０．８５である対物レンズを通して前記レーザビームが照射され、前記ピット又は前記記録マークの最小寸法ＰLが０．３１λ／ＮＡ以下０．２１λ／ＮＡ以上であるとき、
前記レーザビームのパワーＰｒを０．４ｍＷ以上として再生を行う光情報媒体の再生方法。
【請求項２】
パワーＰｒを０．５ｍＷ以上として再生を行う請求項１に記載の光情報媒体の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報媒体に記録されている情報を再生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光情報媒体には、コンパクトディスク等の再生専用光ディスク、光磁気記録ディスクや相変化型光記録ディスク等の書き換え可能型光記録ディスク、有機色素を記録材料に用いた追記型光記録ディスクなどがある。
【０００３】
近年、光情報媒体は、画像等の膨大な情報の処理のためにさらに情報密度を高くすることが必要とされている。単位面積あたりの情報密度を高くするためには、トラックピッチを狭める方法と記録マーク間やピット間を縮めて線密度を高くする方法とがある。しかし、再生光のビームスポットに対しトラック密度や線密度が高すぎる場合、Ｃ／Ｎ（carrier to noise ratio）が低くなってしまい、ついには信号再生が不可能となってしまう。信号再生時の分解能はビームスポット径によって決定され、具体的には、再生光の波長をλ、再生装置の光学系の開口数をＮＡとしたとき、一般に空間周波数２ＮＡ／λが解像限界となる。したがって、再生時のＣ／Ｎ向上や分解能向上のために再生光の短波長化やＮＡ増大が有効であり、多くの技術的検討がなされているが、これらを導入するためには様々な技術的課題を解決する必要がある。
【０００４】
このような事情から、光の回折によって決定される解像限界（回折限界）を超えるための様々な方法、すなわち、いわゆる超解像再生方法が提案されている。
【０００５】
最も一般的な超解像再生方法は、記録層に重ねていわゆるマスク層を設ける方法である。この方法では、レーザービームスポットの強度分布がガウス分布であることを利用して、マスク層にビームスポットよりも小さな光学的開口を形成し、これによりビームスポットを回折限界より小さく絞る。この方法は、光学的開口形成のメカニズムの違いにより、ヒートモード方式とフォトンモード方式とに大別される。
【０００６】
ヒートモード方式では、マスク層のビームスポット照射部において、温度が一定値以上となった領域で光学特性が変化する。ヒートモード方式は、例えば特開平５−２０５３１４号公報に記載された光ディスクにおいて利用されている。この光ディスクは、情報信号に応じて光学的に読み出し可能な記録ピットが形成された透明基板上に、温度によって反射率が変化する材料層を有する。すなわち、この材料層がマスク層として働く。同公報において上記材料層を構成する材料として具体的に挙げられている元素はランタノイドであり、実施例ではＴｂを使用している。同公報記載の光ディスクでは、読み出し光が照射されたときに、上記材料層の反射率が読み出し光の走査スポット内で温度分布により変化し、読み出し後、温度が低下した状態で反射率が初期状態に戻り、再生時に上記材料層が溶融することはない。なお、ヒートモード方式としては、例えば特許第２８４４８２４号公報に記載されているように、アモルファス−結晶転移する材料をマスク層に用い、ビームスポット内の高温領域を結晶転移させて反射率を向上させることにより超解像再生を行う媒体も知られている。しかし、この媒体では、再生後にマスク層を再びアモルファスに戻す必要があるので、実用的とはいえない。
【０００７】
ヒートモード方式では、光学的開口の寸法がマスク層の温度分布で一意的に決定されるため、媒体の線速度等の各種条件を考慮して再生光のパワーを厳密に制御する必要がある。そのため、制御系が複雑になり、媒体駆動装置が高価格になってしまう。また、ヒートモード方式では、繰り返し加熱によりマスク層が劣化しやすいので、繰り返し再生により再生特性が劣化しやすい。
【０００８】
一方、フォトンモード方式では、マスク層のビームスポット照射部において、フォトン量が一定値以上となった領域で光学特性が変化する。フォトンモード方式は、例えば特開平８−９６４１２号公報に記載された情報記録媒体、特開平１１−８６３４２号公報に記載された光記録媒体、および特開平１０−３４０４８２号公報に記載された光情報記録媒体において利用されている。上記特開平８−９６４１２号公報には、マスク層として、フタロシアニンまたはその誘導体を樹脂または無機誘電体に分散させたもの、および、カルコゲナイドからなるものが記載されている。また、上記特開平１１−８６３４２号公報では、上記再生光の照射により励起子のエネルギー準位に電子励起して光吸収特性が変化する禁制帯を有する半導体材料を含有する超解像再生膜をマスク層として用いており、マスク層の具体例としては、ＳｉＯ2母材中にＣｄＳｅ微粒子を分散させたものが挙げられている。また、上記特開平１０−３４０４８２号公報では、照射された光の強度分布と透過した光の強度分布とが非線形に変化するガラス層をマスク層として用いている。
【０００９】
フォトンモード方式の超解像再生媒体では、ヒートモード方式の超解像再生媒体と異なり、繰り返し再生による劣化が比較的生じにくい。
【００１０】
フォトンモード方式において光学特性が変化する領域は、入射フォトン数によって決定される。そして、入射フォトン数は、ビームスポットに対する媒体の線速度に依存する。また、フォトンモード方式でも、光学的開口の寸法は再生光のパワーに依存し、過剰なパワーを与えると光学的開口が過大になってしまうため、超解像再生が不可能となる。したがって、フォトンモード方式においても、線速度に応じて、また、読み取り対象のピットおよび記録マークの寸法に応じて、再生光のパワーを厳密に制御する必要がある。また、フォトンモード方式では、マスク層構成材料を再生光の波長に応じて選択しなければならない、すなわち、多波長再生に適応しにくい、という問題もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
超解像再生が不要な大きな記録マークやピットであっても、その寸法が光の回折によって決定される解像限界に近いと、十分に高いＣ／Ｎが得られなくなる。
【００１２】
本発明の目的は、回折によって決定される解像限界付近の寸法をもつピットや記録マークを再生する際に、高Ｃ／Ｎを得ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）及び（２）の本発明により達成される。
（１）書換型及び追記型のいずれかの光情報媒体の情報記録層にレーザビームを照射して前記情報記録層に存在するピットまたは記録マークを読み出すことにより、記録情報を再生するに際し、前記レーザビームの波長λが４０５ｎｍであり、開口数ＮＡ＝０．８５である対物レンズを通して前記レーザビームが照射され、前記ピット又は前記記録マークの最小寸法ＰLが０．３１λ／ＮＡ以下０．２１λ／ＮＡ以上であるとき、前記レーザビームのパワーＰｒを０．４ｍＷ以上として再生を行う光情報媒体の再生方法。
（２）パワーＰｒを０．５ｍＷ以上として再生を行う（１）に記載の光情報媒体の再生方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明では、本明細書において機能層と呼ぶ特定の層を設けた媒体に対し、再生波長および再生光照射光学系の構成に応じた特定範囲の再生パワーＰｒを設定して、ピットや記録マークを読み出す。これにより、回折によって決定される解像限界を超える超解像再生が可能となる。しかも本発明では、解像限界に近く、かつ解像限界よりやや大きなピットや記録マークを読み出す際に、従来よりも高いＣ／Ｎが得られる。
【００１５】
本発明の第１の態様では、ピットまたは記録マーク（以下、「ピット／マーク」と表示することがある）の読み出しに用いるレーザービームの波長λが４００〜４１０nmであり、このレーザービームを、開口数ＮＡ＝０．７０〜０．８５である対物レンズを通して媒体に照射する。
【００１６】
カットオフ空間周波数は２ＮＡ／λなので、ピット／マークと隣接ピット／マーク間のスペースとが同じ長さであるピット／マーク列は、その空間周波数が２ＮＡ／λ（ラインペア/nm）以下であれば読み取り可能である。この場合、読み取り可能な空間周波数に対応するピット／マーク長（＝スペース長）は、
λ／４ＮＡ＝０．２５λ／ＮＡ
となる。したがって、長さ０．２５λ／ＮＡ未満のピット／マーク列においてＣ／Ｎが得られれば、超解像再生が可能であるといえる。ただし第１の態様では、解像限界よりやや大きいピット／マークにおいて高Ｃ／Ｎが得られることを特徴とする。したがって、第１の態様においてピット／マークの最小寸法ＰLは、好ましくは０．２５λ／ＮＡ以上である。ただし、ピット／マークの最小寸法ＰLが大きすぎると第１の態様による効果が損なわれるので、ＰLは解像限界よりやや大きい０．３６λ／ＮＡを上限とし、好ましくは０．３１λ／ＮＡ以下とする。
【００１７】
第１の態様において、再生時に照射するレーザービームのパワーＰｒは、０．４mW以上、好ましくは０．４５mW以上、より好ましくは０．５mW以上である。波長λおよび開口数ＮＡが第１の態様における限定範囲内であるときに、そのλおよびＮＡに対応する解像限界に近い上記寸法をもつピット／マークを読み出す場合に、再生パワーＰｒを第１の態様で限定する範囲とすることにより、良好なＣ／Ｎが得られる。
【００１８】
本発明の第２の態様では、ピット／マークの読み出しに用いるレーザービームの波長λが６３０〜６７０nmであり、このレーザービームを、開口数ＮＡ＝０．６０〜０．６５である対物レンズを通して媒体に照射する。
【００１９】
第２の態様も、解像限界よりやや大きいピット／マークにおいて高Ｃ／Ｎが得られることを特徴とする。したがって、第２の態様においてピット／マークの最小寸法ＰLは、好ましくは０．２５λ／ＮＡ以上である。ただし、ピット／マークの最小寸法ＰLが大きすぎると第２の態様による効果が損なわれるので、ＰLは解像限界よりやや大きい０．３６λ／ＮＡを上限とし、好ましくは０．２７λ／ＮＡ以下とする。
【００２０】
第２の態様において、再生時に照射するレーザービームのパワーＰｒは、１．０mW以上、好ましくは１．４mW以上、より好ましくは２．０mW以上、さらに好ましくは２．２mW以上である。波長λおよび開口数ＮＡが第２の態様における限定範囲内であるときに、そのλおよびＮＡに対応する解像限界に近い上記寸法をもつピット／マークを読み出す場合に、再生パワーＰｒを第２の態様で限定する範囲とすることにより、良好なＣ／Ｎが得られる。
【００２１】
なお、第１の態様および第２の態様において、再生パワーＰｒの上限は特になく、一般に再生パワーＰｒが高いほどＣ／Ｎは高くなる。ただし、再生パワーＰｒが高いと、再生またはその繰り返しによって機能層が劣化するおそれがある。また、再生パワーＰｒを高くすると、媒体の反射率によっては媒体再生装置の反射光検出系が飽和して、再生が不可能となることもある。したがって、再生パワーＰｒには、このような制限による実質的な上限が存在する。
【００２２】
本発明において、機能層を設けることによって解像限界付近でＣ／Ｎが著しく向上する理由は明らかではないが、本発明者らは、以下に説明するような機構が関与していると考えている。
【００２３】
まず、ピット／マークにレーザービームを照射すると、図２に示すように、ピット／マークの周囲に電場が生じると考えられる。この電場の強度またはこの電場が影響を及ぼす範囲は、レーザービーム照射面のエネルギー密度、すなわち照射面の単位面積当たりのエネルギーと、照射面の構成材料とに相関すると考えられる。隣接するピット／マーク間の距離が比較的短い場合、隣接するピット／マーク間で互いの電場同士で相互作用を生じ、この相互作用によって、超解像再生が可能になると考えられる。上記電場は、ピットのようにエッジをもつ構造においてエッジ付近に発生しやすいと考えられる。また、相変化型光記録媒体における非晶質記録マークの外縁のように、結晶質と非晶質との境界など、誘電率や電気伝導度が急峻に変化するところでも発生しやすいと考えられる。
【００２４】
上記相互作用はレーザービームのエネルギー密度に依存するため、再生波長λおよび再生光学系の開口数ＮＡが同一であれば、再生パワーＰｒに依存して上記相互作用は強くなり、その結果、再生パワーＰｒが高いほどＣ／Ｎが高くなると考えられる。また、レーザービームスポット径はλ／ＮＡに比例するので、再生パワーＰｒが同一であれば、再生波長λが短いほど、また、開口数ＮＡが大きいほど、Ｃ／Ｎは高くなり、逆に、λ／ＮＡが小さければ、より低い再生パワーＰｒで同等のＣ／Ｎを得ることが可能である。
【００２５】
一方、隣接するピット／マーク間の距離が比較的長い場合には、上記相互作用が生じないか、相互作用が生じたとしても小さくなるか、または、通常再生による信号成分に比べ上記相互作用によって生じる信号成分が小さくなる。そのため、再生パワーＰｒに依存したＣ／Ｎ向上が認められないか、極めて小さくなると考えられる。
【００２６】
なお、前記したマスク層を有する媒体では、マスク層の動作原理から明らかなように、再生対象であるピットや記録マークが解像限界を超えた小ささである場合にだけ効果を発揮し、再生対象が解像限界よりやや大きい場合には、マスク層をもたない従来の媒体に比べ高いＣ／Ｎは得られない。
【００２７】
本発明は、産業上、極めて有用である。現在実用化されている最も記録密度の高い光ディスクは、ＤＶＤである。書き換え可能なＤＶＤであるＤＶＤ−ＲＷは相変化型記録層を備えるが、この記録層は、上記機能層として機能する。また、ＤＶＤ−ＲＷ再生において、再生波長λおよび開口数ＮＡは本発明の第２の態様を包含される。したがって、ＤＶＤ−ＲＷに対し本発明の第２の態様を適用すれば、超解像が可能となり、また、解像限界付近のＣ／Ｎを著しく向上させることができる。
【００２８】
本発明者らは、市販のＤＶＤ−ＲＷディスク（ティーディーケイ株式会社製）を本発明の第２の態様に適用する実験を行った。この実験では、ＤＶＤ−ＲＷ規格に従い、再生波長λを６５０nmとし、再生光学系の対物レンズの開口数ＮＡを０．６０としてある。結果を図３に示す。図３において、再生パワーＰｒを１mWとしたときには、解像限界（０．２７１μm）付近のマーク長０．２８〜０．３μmにおいて２０〜３０dB程度のＣ／Ｎが得られている。また、図３において再生パワーＰｒを２．４mWとしたときには、解像限界付近のマーク長０．２８〜０．３μmにおいて４０dB程度のＣ／Ｎが得られており、十分に実用的な再生が可能である。すなわち、本発明は、単に再生パワーＰｒを高くするだけで、従来の光ディスクにおいて解像限界付近での著しいＣ／Ｎ向上を実現できる。
【００２９】
なお、本明細書において再生が可能であるとは、２０dB以上のＣ／Ｎが得られる場合である。ただし、実用的には、好ましくは３０dB程度以上、より好ましくは４０dB程度以上のＣ／Ｎが得られる必要がある。
【００３０】
図４は、上記ＤＶＤ−ＲＷディスクについて、さまざまな長さの記録マークを読み出したときの、再生パワーＰｒとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。図４から、解像限界付近において、再生パワーＰｒの上昇に伴ってＣ／Ｎが向上することが明瞭にわかる。
【００３１】
次に、第２の態様を再生専用型（ＲＯＭ）ディスクに適用した場合の実験について説明する。このＲＯＭディスクは、図５に示す長さのピットが配列したピット列を有する樹脂基板上に、反射層を兼ねる機能層として厚さ１５nmのＧｅ層を形成し、その上に、紫外線硬化型樹脂からなる厚さ１０μmの保護層を形成したものである。なお、ピット列において、隣接ピット間のスペースはピットと同じ長さとした。
【００３２】
このＲＯＭディスクに対し、再生波長λを６３５nmとし、再生光学系の対物レンズの開口数ＮＡを０．６０として、Ｃ／Ｎを測定した。結果を図５に示す。この再生条件では、長さ０．３μmのピットは通常再生が可能ではあるが解像限界（０．２６５μm）近傍の寸法であり、長さ０．２５μm以下のピットは通常再生が不可能な寸法である。図５に、再生パワーを１mWまたは５mWとしたときの、ピット長とＣ／Ｎとの関係を示す。図５では、ピット長が０．４μm以上であると、どちらの再生パワーでもＣ／Ｎはほとんど変わらないが、ピット長が０．３μm以下であると、再生パワー上昇に伴ってＣ／Ｎが高くなっている。具体的には、長さ０．２〜０．３μmのピットを再生する場合、再生パワーが１mWであるとＣ／Ｎが４０dB未満であるのに対し、再生パワーを５mWとすると４０dB以上のＣ／Ｎが得られており、十分に実用的な再生が可能であることがわかる。
【００３３】
図６に、ピット長を０．３μm、０．２５μmまたは０．２μmとしたときの、再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示す。図６から、通常再生が可能かつ解像限界近傍の寸法をもつピットを読み出す際に、再生パワーの増大に伴いＣ／Ｎが向上することが明瞭にわかる。
【００３４】
図７および図８に、本発明の第１の態様の効果を実証する実験の結果を示す。この実験では、相変化型記録層を有する光ディスクを用い、再生波長λは４０５nmとし、開口数ＮＡは０．８５とした。
【００３５】
図７は、本発明の第１の態様にしたがって再生パワーＰｒを０．５mWとしたときと、本発明範囲を外れる０．３mWとしたときとについて、マーク長とＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。また、図８は、さまざまな長さの記録マークを読み出したときの、再生パワーＰｒとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。図７および図８から、本発明の効果が明らかであり、また、解像限界（０．１１９μm）付近において再生パワーＰｒの上昇に伴ってＣ／Ｎが向上することが明らかである。
【００３６】
なお、図７および図８に結果を示す実験に用いた光ディスクは、支持基体上に、反射層、第２誘電体層、記録層、第１誘電体層、光透過層をこの順で設けたものであり、記録／再生光は光透過層を通って入射する。支持基体には、射出成形によりグルーブを同時形成した直径１２０mm、厚さ１．２mmのディスク状ポリカーボネートを用いた。反射層は、厚さ１００nmとし、Ａｇ98Ｐｄ1Ｃｕ1から構成した。第２誘電体層は、厚さ２０nmとし、Ａｌ2Ｏ3から構成した。記録層は、厚さ１２nmとし、組成（原子比）は
Ｉｎ1.1Ｓｂ74.6Ｔｅ18.6Ｇｅ5.7
とした。第１誘電体層は、厚さ１３０nmとし、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ2（２０モル％）から構成した。光透過層は、厚さ１００μmとし、紫外線硬化型樹脂をスピンコートして紫外線硬化することにより形成した。
【００３７】
なお、λ／ＮＡの大きな再生光学系を使用する第２の態様において、記録媒体のみならず再生専用型媒体でも本発明の効果が実現したように、λ／ＮＡの小さな再生光学系を使用する第１の態様においても、再生専用型媒体で本発明の効果は実現する。
【００３８】
以下、本発明の詳細について説明する。
【００３９】
本発明の光情報媒体は、情報記録層を有する。本明細書において情報記録層とは、ピットおよび／またはグルーブからなる凹凸を有するか、記録マークを形成可能であるか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可能である層を意味する。すなわち、本発明は、再生専用媒体および光記録媒体（追記型または書き換え可能型の媒体）のいずれにも適用できる。再生専用媒体では、基板表面に設けられたピットを被覆する反射層（金属、半金属、化合物などから構成される）が情報記録層を構成し、光記録媒体では、記録層が情報記録層を構成する。記録層は、相変化型のもの、有機色素を主体とするもの、そのほかの有機材料や無機材料を主体とするものなどのいずれであってもよい。記録マークは、周囲に対し反射率等の光学定数が異なるもの、凹状のもの、凸状のもの等のいずれであってもよい。
【００４０】
本発明者らは、特定の材料から構成され、かつ前記特定の材料のそれぞれに対応した特定の厚さをもつ層を、光情報媒体に設けることにより、従来とは全く異なるメカニズムの超解像再生が可能になること、および、解像限界よりやや大きなピットや記録マークを読み出す際に、従来よりも著しく高いＣ／Ｎが得られることを見いだした。本発明では、前記特定の材料として、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｔｅ、ＺｎおよびＢｉから選択される少なくとも１種の元素を含む単体もしくは合金またはその化合物を用い、好ましくは単体またはその化合物を用いる。本発明では、超解像再生を可能とする前記層を、機能層と呼ぶ。この機能層を設けることにより、光の回折によって決定される解像限界を下回る寸法のピット、グルーブ、記録マークが検出可能となる。前記したように、情報記録層を本発明における機能層として利用することが可能である。
【００４１】
図１に示す媒体構造への適用
光情報媒体の構成例を、図１に示す。図１に示す光情報媒体１は、再生専用媒体であり、透光性を有する基体２の表面にピット２１を有し、ピット形成面に密着して層１０を有する。再生光は、図中下側から入射する。層１０は、特定の組成かつ特定の厚さをもつときに前記機能層として働く。
【００４２】
層１０を単体または合金から構成した場合
図１に示す構造の光ディスクサンプルを、以下の手順で作製した。基体２には、射出成形により位相ピットを同時形成した直径１２０mm、厚さ０．６mmのディスク状ポリカーボネート（屈折率ｎ＝１．５８）を用いた。この基体２は、螺旋状トラックをもつ環状のピット形成領域を同心円状に複数設け、それぞれのピット形成領域内でピット長を一定としたバンディッドタイプのものである。すなわち、１枚の基体に、異なる長さの位相ピットを形成したものである。各ピット形成領域におけるピット長（pit length）は２５０nmとし、隣接ピット間のスペースはピットと同じ長さとした。層１０は、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｂｉ、ＡｕおよびＡｇのいずれかから構成し、その厚さは５〜１００nmとした。層１０は、スパッタ法により形成した。
【００４３】
これらのサンプルについて、光ディスク評価装置（レーザー波長６３５nm、開口数０．６０）を用い、線速度を１１m/s、再生パワーを１〜７mWの範囲で変えて、Ｃ／Ｎを測定した。なお、この光ディスク評価装置におけるカットオフ空間周波数２ＮＡ／λは、
２ＮＡ／λ＝１．８９×１０3（ラインペア/mm）
なので、ピットと隣接ピット間のスペースとが同じ長さであるピット列は、その空間周波数が１．８９×１０3（ラインペア/mm）以下であれば読み取り可能である。この場合、読み取り可能な空間周波数に対応するピット長（＝スペース長）ＰLは、
ＰL≧λ／４ＮＡ＝２６５（nm）
となる。したがって、ピット長２６５nm未満のピット列においてＣ／Ｎが得られれば、超解像再生が可能であるといえる。
【００４４】
表１〜表４に、層１０の厚さとＣ／Ｎとの関係とを示す。なお、表１〜表４には、層１０の各厚さにおいて再生パワーを１〜７mWの間で変えたときに得られた最も高いＣ／Ｎを、層１０の構成材料別に表示してあり、表１には最大Ｃ／Ｎが４０dB以上となったものを、表２には最大Ｃ／Ｎが３０dB以上４０dB未満となったものを、表３には最大Ｃ／Ｎが２０dB以上３０dB未満となったものを、表４には最大Ｃ／Ｎが２０dB未満となったものを、それぞれ分類して示してある。
【００４５】
【表１】
0004814476.tif 000002
【００４６】
【表２】
0004814476.tif 000003
【００４７】
【表３】
0004814476.tif 000004
【００４８】
【表４】
0004814476.tif 000005
【００４９】
表１〜表４から、超解像再生を可能とするためには、構成元素に応じて層１０の厚さを最適化する必要があることがわかる。例えば、表２に示されるように、層１０がＡｌ層であって、かつ厚さが１５nmである場合は超解像再生が可能であるが、Ａｌ層の厚さが１００nmになると、すなわち、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの通常のＲＯＭディスクにおける反射層と同程度になると、通常のＲＯＭディスクと同様に超解像再生ができなくなることがわかる。
【００５０】
図９〜図１２に、上記各サンプルのうち最大Ｃ／Ｎが得られたものについて、再生パワーＰｒとＣ／Ｎとの関係を示す。なお、図９〜図１２に示すサンプルは、それぞれ表１〜表４に対応している。Ｃ／Ｎは、ピット長２５０nmのピット列について測定した。測定には上記光ディスク評価装置を用い、測定時の線速度は１１m/sとした。図９〜図１２から、大部分のサンプルでは、再生パワー増大に伴ってＣ／Ｎが増大する傾向があることがわかる。これらの図には再生出力は示していないが、再生出力もＣ／Ｎと同様な挙動を示した。なお、図９〜図１２において高Ｐｒ側のデータが存在しないものは、そのＰｒにおいて層１０が劣化して再生信号が得られなかったものか、評価装置の反射光検出系の飽和によりデータが得られなかったものである。
【００５１】
また、層１０をＷとＭｏとの合金とし、かつ、層１０の厚さを１５nmとしたサンプルについて、上記光ディスク評価装置を用い、線速度を１１m/sとして、ピット長２５０nmのピット列のＣ／Ｎを測定した。結果を図１３に示す。図１３から、合金を用いた場合でも超解像再生が可能であることがわかる。
【００５２】
なお、上記実験では、解像限界より小さいピット列をもつ媒体についてＣ／Ｎを評価したが、解像限界以上かつ０．３１λ／ＮＡ以下の寸法のピット列を有する媒体についても同様な効果が得られた。すなわち、層１０の厚さをその構成材料に応じて適宜設定することにより、１００nm厚のＡｌ層を有する媒体に比べＣ／Ｎ向上が認められた。
【００５３】
層１０を化合物から構成した場合
本発明の光情報媒体では、層１０を窒化物、酸化物、フッ化物、硫化物、炭化物等の各種化合物から構成した場合でも、超解像再生、および、解像限界よりやや大きい再生対象に対するＣ／Ｎ向上が可能であり、かつ、その場合に特有の効果が得られる。なお、この場合の化合物とは、化学量論組成の化合物に限らず、金属または半金属に対し窒素、酸素等を化学量論組成未満の比率で混入させたものも包含する。すなわち本発明は、層１０が、単体または合金で超解像再生が可能な前記金属または半金属を含み、さらに、それ以外の元素、好ましくは窒素、酸素、フッ素、硫黄および炭素から選択される少なくとも１種の元素、を含む場合を包含する。このような化合物から層１０を構成することにより、再生パワーマージンを広げることができ、Ｃ／Ｎ向上も可能となる。また、繰り返し再生に伴うＣ／Ｎ劣化を抑制することができる。以下、層１０を化合物から構成した場合についての作用効果を説明する。
【００５４】
まず、化合物化による化学的安定性の向上およびそれによる作用効果について説明する。Ａｕ等の貴金属を除く金属または半金属は、自然界では酸化物、硫化物等の化合物の形で産出することが一般的である。このことは、金属または半金属が、通常環境下では単体として存在するよりも化合物として存在するほうが安定であることを示している。すなわち、金属または半金属は、化合物化により化学的安定性が大幅に向上する。一方、高パワー再生および繰り返し再生による層１０の劣化は、層１０の温度上昇に伴う化学変化（酸化等）によるものと考えられる。層１０は空気と接しているため、再生パワー照射時の加熱によって劣化しやすいが、層１０を化合物から構成すれば層１０の化学的変化が抑制されるので、より高いパワーでの再生が可能となって最大Ｃ／Ｎが向上し、また、繰り返し再生によるＣ／Ｎ劣化が抑制されたと考えられる。したがって、層１０の化合物化は、比較的低い再生パワーで劣化が生じる材料を用いる場合に、極めて有効である。
【００５５】
次に、化合物化による透明性の増大およびそれによる作用効果について説明する。化合物化により層１０の透明性が増大するので、光反射率は低下する。層１０の光反射率が低下すると、反射光検出系の飽和が生じにくくなる。その結果、使用可能な再生パワーが増大して最大Ｃ／Ｎが向上したと考えられる。また、化合物化により層１０の単位厚さあたりの透明度が向上するので、化合物化すれば、層１０をより厚くしても反射光検出系の飽和が生じにくくなる。そのため、超解像再生が可能な層１０厚さの範囲が著しく拡張される。したがって、層１０の化合物化は、比較的低い再生パワーで反射光検出系の飽和が生じてしまう材料を用いる場合に、極めて有効である。
【００５６】
なお、層１０を化合物化するためには、窒素や酸素等の反応性ガスを用いる反応性スパッタ法、または化合物ターゲットを用いるスパッタ法を利用することが好ましいが、これらのほか、例えばＣＶＤ法も利用することができる。
【００５７】
層１０の厚さ
上記した各実験の結果から、金属または半金属の単体から構成した場合の層１０の好ましい厚さは、構成元素別に、
Ｎｂ：１００nm以下、
Ｍｏ：７０nm以下、特に４５nm以下、
Ｗ：７０nm以下、特に４０nm以下、
Ｍｎ：１００nm以下、特に７０nm以下、
Ｐｔ：４０nm以下、特に３０nm以下、
Ｃ：１００nm以下、
Ｓｉ：１００nm以下、
Ｇｅ：１００nm以下、
Ｔｉ：１００nm以下、
Ｚｒ：１００nm以下、特に２５〜１００nm、
Ｖ：１００nm以下、
Ｃｒ：３０nm以下、特に１５nm未満、
Ｆｅ：８０nm以下、特に５０nm以下、
Ｃｏ：７０nm以下、特に４５nm以下、
Ｎｉ：７０nm以下、特に５０nm以下、
Ｐｄ：４０nm以下、特に３０nm以下、
Ｓｂ：１００nm以下、特に６０nm以下、
Ｔａ：１００nm以下、特に６０nm以下、
Ａｌ：２０nm以下、特に１５nm未満、
Ｉｎ：１００nm以下、特に１０nm未満、
Ｃｕ：１０nm以下、
Ｓｎ：４０nm以下、
Ｔｅ：７０nm以下、
Ｚｎ：４０〜９０nm、
Ｂｉ：２５〜７０nm
であることがわかる。なお、厚さ１００nmでも十分に高いＣ／Ｎが得られているものは、特性の点では厚さの上限を１００nmに設定する必要性はないが、生産性の低下を防ぐために、通常は厚さ１００nm以下とすることが好ましい。また、いずれの元素から構成した場合でも、層１０の厚さは２nm以上であることが好ましい。層１０が薄すぎると、反射率が低くなってトラッキングサーボがかかりにくくなるほか、十分なＣ／Ｎが得られにくくなる。
【００５８】
また、層１０を化合物化した場合には、前記したように、層１０の好ましい厚さ範囲が拡張される。
【００５９】
次に、機能層を合金から構成する場合について説明する。なお、以下の説明における機能元素とは、それ単体で機能層を構成し得る元素を意味する。
【００６０】
前記したＷ−Ｍｏ合金のように、単純固溶型の２元系合金から機能層を構成する場合であって、両元素共に機能元素である場合、図１３に示すように合金層は機能層として働く。
【００６１】
単純固溶型の合金層では、構成元素の少なくとも１種、好ましくはすべてが機能元素であることが望ましい。構成元素全体に占める機能元素のモル比は、好ましくは５０％以上である。
【００６２】
光磁気記録材料層のような非晶質合金層においても、単純固溶型の合金層と同様に、構成元素の少なくとも１種、好ましくはすべてが機能元素であることが望ましい。構成元素全体に占める機能元素のモル比は、好ましくは５０％以上である。
【００６３】
Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系の相変化材料は、結晶化したときにＳｂ相と他の相とが分離する相分離型合金であるが、このような相分離型合金では、構成相の少なくとも１種、好ましくは全部が、単独で機能層を構成し得るものであることが望ましい。例えば結晶化したＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金におけるＳｂ相は、単独で機能層として働く。
【００６４】
単体層と同様に、合金層においても機能層として働くためには厚さの制限がある。例えば単純固溶型の合金層では、図１３に示すように、各機能元素の単体層が機能層として働く厚さに合金層の厚さを設定すればよいと考えられる。
【００６５】
ただし、合金層の具体的な組成および厚さは、それぞれの組成および厚さにおいて合金層が機能層として働くかどうかを実際に検証して決定することが好ましい。例えば、前記したＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5からなる相変化材料のような金属間化合物は、一般に、その構成元素のそれぞれ単体からは類推できない挙動を示すことが多い。
【００６６】
再生方法
本発明の媒体では、層１０の構成材料および媒体構造に応じて、使用可能な再生パワーに上限が存在する。したがって、これらの条件に応じた最適再生パワーを本発明の媒体にあらかじめ記録しておき、再生前に前記最適再生パワーを読み出して、この最適パワーで再生を行うことが好ましい。また、必要に応じ、試し再生を行って最適再生パワーを決定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光情報媒体の構成例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の作用を模式的に説明する図である。
【図３】マーク長とＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図４】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図５】ピット長とＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図６】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図７】マーク長とＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図８】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図９】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図１０】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図１１】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図１２】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図１３】Ｍｏ−Ｗ合金におけるＷの含有量とＣ／Ｎとの関係とを示すグラフである。
【符号の説明】
２  基体
２１  ピット
１０  層
【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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