(57)【要約】【課題】  超解像膜を用いて媒体超解像効果を得る光情報記録媒体において、実効スポット径をより効果的に縮小して、記録密度をさらに向上させる。【解決手段】  基板５上の記録面に位相ピットで情報を記録し、この記録面上に、反射膜６、光吸収膜３、温度感応膜２からなる情報層４を形成する。温度感応膜２として、入射光強度に応じて複素屈折率が変化する光透過性に優れた無機超解像膜であるＺｎＯ膜を用いる。光吸収膜３として、入射光を一部吸収して情報層４の温度を上昇させるＳｉ膜を用いる。反射膜６として、Ａｌ膜を用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録された情報を光ビームの照射によって再生するための情報層を有する光情報記録媒体において、
上記情報層は、
上記光ビームに応じて複素屈折率が変化する、室温における複素屈折率の消衰係数が０．２未満の感応膜を含むことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
記録された情報を光ビームの照射によって再生するための情報層を有する光情報記録媒体において、
上記情報層は、
上記光ビームの一部を吸収して当該情報層の温度を上昇させる光吸収膜と、
温度の変化に応じて複素屈折率が変化する感応膜とを含むことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項３】
上記感応膜は、室温における複素屈折率の消衰係数が０．２未満であることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
上記情報層は、
光ビームの照射によって情報が記録され、記録された情報が光ビームの照射によって再生される記録層を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
上記光吸収膜は、上記感応膜と接する位置に、上記光ビームの入射側から感応膜、光吸収膜の順となるように配されていることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
上記情報層は、
上記感応膜および上記光吸収膜を透過した上記光ビームを反射する反射膜を含むことを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
上記情報層は、
上記光吸収膜に対して上記感応膜が形成されている側とは反対の側に配されると共に、上記光吸収膜から上記感応膜とは反対側への熱拡散を抑制するための断熱膜を含むことを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
上記情報層は、
上記光吸収膜と上記反射膜との間に配され、上記光吸収膜から上記反射膜への熱拡散を抑制するための断熱膜を含むことを特徴とする請求項６に記載の光情報記録媒体。
【請求項９】
上記断熱膜は、透明、もしくは光透過性を有することを特徴とする請求項７または８に記載の光情報記録媒体。
【請求項１０】
上記情報層は、上記光吸収膜に対して上記光ビームの入射側とは反対側に配されると共に、当該光吸収膜の劣化を抑制するための保護膜を含むことを特徴とする請求項２のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項１１】
上記感応膜は、Ｚｎを含有する酸化物薄膜からなることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項１２】
上記感応膜は、Ｚｎを含有する硫化物薄膜からなることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項１３】
上記感応膜は、Ｓｉを含有する炭化物薄膜からなることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項１４】
上記感応膜は、Ｃｅを含有する酸化物薄膜からなることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項１５】
上記感応膜は、Ｓｎを含有する酸化物薄膜からなることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項１６】
上記光情報記録媒体に強度を付与するための基板を備え、
上記情報層が、上記基板よりも光入射側に配されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項１７】
上記感応膜は、当該光情報記録媒体における最も光入射側に配されていることを特徴とする請求項１６に記載の光情報記録媒体。
【請求項１８】
上記情報層における光入射側の表面に、上記情報層を保護するための保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項１９】
上記光情報記録媒体に強度を付与するための基板を備え、
上記基板が、上記情報層よりも光入射側に配されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項２０】
上記情報層を、２組以上備えていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項２１】
隣り合う情報層同士の間隔が、２μｍ〜２０μｍであることを特徴とする請求項２０に記載の光情報記録媒体。
【請求項２２】
上記情報層は、
上記光ビームの強度が所定の値以上になると、上記光ビームの強度が所定の値未満の場合に比べて、上記光ビームに対する反射率が４％以上変化することを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項２３】
上記情報層は、
上記感応膜の複素屈折率の変化がない状態における、反射率の波長分布が、上記光ビームの波長において略極小値となることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項２４】
上記記録層は、
上記光ビームの一部を吸収して温度上昇することを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体。
【請求項２５】
記録された情報を光ビームの照射によって再生するための情報層を有する光情報記録媒体において、
上記情報層は、
光ビームの照射によって情報が記録され、記録された情報が光ビームの照射によって再生される記録層であって、上記光ビームの一部を吸収して温度上昇する記録層と、
温度の変化に応じて複素屈折率が変化する感応膜とを含むことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２６】
上記記録層を保護するための保護膜を備えていることを特徴とする請求項２４または２５に記載の光情報記録媒体。
【請求項２７】
上記保護膜は、透明、もしくは光透過性を有することを特徴とする請求項１０、１８、２６のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項２８】
上記情報層は、上記記録層および上記保護膜を除く全ての層が、無機物からなることを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれかに記載の光情報記録媒体に対して光ビームを照射し、上記情報層における複素屈折率を変化させることによって上記情報層における反射率を変化させ、上記光ビームの回折限界よりも短いマーク長の情報を記録または再生することを特徴とする記録再生方法。
【請求項３０】
請求項１〜２８のいずれかに記載の光情報記録媒体に対して光ビームを照射し、上記情報層における複素屈折率を変化させることによって上記情報層における反射率を変化させ、上記光ビームの回折限界よりも短いマーク長の情報を記録または再生することを特徴とする記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて情報の記録及び再生、あるいは再生のみが可能な光情報記録媒体、特に回折限界光スポット径で決まる光学的分解能以下の記録マークを記録または再生可能な超解像媒体技術を用いた光情報記録媒体、および光情報記録媒体の記録再生方法ならびに記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化、情報通信、マルチメディア技術の発展によって、光情報記録媒体の高密度化、大容量化の要求が高まっている。光情報記録媒体の記録密度の上限は、主に情報を記録または再生する光ビームのスポット径によって制限される。光スポット径は、光源の波長をλ、光スポットを形成するための対物レンズの開口数をＮＡとすると、ほぼλ／ＮＡで表される。光スポット径を縮小すれば記録密度の向上も可能である。
【０００３】
しかしながら、光源の波長λの縮小は、光学素子による吸収や検出器の感度特性の制限によって紫外線領域の波長が限界と考えられ、また、ＮＡの向上も、媒体の傾きの許容量によってほぼ制限される。そのため、光スポット径の縮小による記録密度向上には限界がある。
【０００４】
この限界を超える技術として、記録媒体の光学特性を利用して実効的な光スポット径を縮小する超解像媒体技術がある。このような超解像媒体技術では、光スポットによって生じる記録媒体上の温度分布や透過率の変化を利用して、光スポットの一部をマスクする効果を生じさせ、記録再生に寄与する実効的なスポットを縮小し、記録再生密度を向上させる。
【０００５】
図２０は、上記した媒体超解像効果を模式的に表したものである。光スポット１１１が、超解像媒体上を矢印１１３で示される方向に相対的に走査し、記録再生をおこなう。通常再生時、光スポット１１１内に存在する記録マーク１１２すべてが再生信号に寄与するが、超解像媒体の場合、光スポット１１１の光強度の強い中心領域１１１ａ以外はマスクされ、中心領域１１１ａ内の記録マーク１１２ａのみが再生される。このことは、再生に寄与する実効的な光スポット径が縮小したのと同等である。なお、図２０の例とは逆に、中心領域１１１ａがマスクされ、光スポット１１１内の外周領域１１１ｂの記録マーク１１２を検出することも可能である。
【０００６】
このような超解像媒体技術としては、
（１）有機色素を用いたマスクによる超解像読み出し技術
（２）フォトクロミックマスク層による超解像技術
（３）無機酸化物膜を用いた超解像技術
等が従来提案されている。
【０００７】
このうち、有機色素やフォトクロミックを用いた上記の方法（上記（１）および（２））は、有機材料をマスク層として用いるために、熱によって破壊されやすく、読み出し可能回数が１万回以下程度であり、情報再生の信頼度が低いことから実用化には至っていない。また、熱によって破壊されてしまうため、書き換え型ディスクには適用することができない。
【０００８】
これに対し、上記（３）の無機酸化物膜を用いた超解像技術に関しては、非特許文献１に、無機酸化物超解像膜を用いたディスクについて、繰り返し読み出し可能回数が１０万回以上あり、また、この超解像膜を適用した相変化媒体が書き換え可能であると記載されている。これは、超解像膜として無機材料を用いているために、有機色素を用いたマスクやフォトクロミックマスク層等の有機材料に比べて熱によって破壊されにくいことを示している。このことから、上記（３）の無機酸化物超解像膜が、読み出し専用ディスクと書き換え型ディスクの両方に適用可能な超解像材料として期待されている。
【０００９】
また、特許文献１には、このような無機酸化物超解像膜として、Ｃｏ−Ｓｉ−Ｎａ−Ｃａ−Ｏ膜やＣｏ３Ｏ４膜を用い、積層膜の反射率が入射光強度の増加に伴って高くなる構成の光情報記録媒体が示されている。これは、無機酸化物超解像膜の複素屈折率変化によって反射率が低くなる構造では、実効再生スポットが広がり、記録密度向上を可能にする再生信号振幅特性が得られないといった問題に鑑みなされたものである。
【００１０】
また、上記特許文献１には、無機酸化物超解像膜（以下、無機超解像膜と略記する）は、あるしきい値を超える程度のレーザ光が照射されると複素屈折率が変化する性質を有していることが記載されている。そして、この無機超解像膜を光ディスクに適用する場合、無機超解像膜を含む多層膜積層構造とされ、光ディスクを再生した場合に、温度が高くなっている光スポットの中心部で無機超解像膜の複素屈折率が変化し、積層膜の光学多重干渉により複素屈折率変化領域の反射率が変化するので、光スポットの一部分の信号を強調して読み出すことができ、再生に寄与する実行的なスポット径を縮小できることが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−８４６４３号公報（公開日：２００１年３月３０日公開）
【非特許文献１】Toshimichi Shintani, Motoyasu Terao, Hiroki Yamamoto and Takashi Naito、「Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．（ジャパン ジャーナル オブ アプライド フィジックス） Ｖｏｌ３８）」、１９９９年、１６５６頁〜１６６０頁
【非特許文献２】高橋清、浜川圭弘、後川昭雄  編著、「太陽光発電」、第１版第２刷、森北出版、１９８０年１２月１０日発行、ｐ．４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、このような無機超解像膜を用いた積層膜の機能的改善手段としては、積層膜の反射率変化を大きくすることが有効である。そして、積層膜における反射率変化を大きくするためには、積層膜における光学多重干渉を充分に利用することが有効である。
【００１２】
しかしながら、上記した特許文献１で使用されている無機超解像膜は、一例を挙げると膜厚５０ｎｍで、その複素屈折率（＝ｎ−ｋｉ；ｉは虚数単位）は、変化前に屈折率ｎ＝２．４８、消衰係数ｋ＝０．４８であり、入射光が強くなった時、ｎ＝２．４１、ｋ＝０．５７に変化するとされている。しかしながら、このような消衰係数ｋが大きな値をとる構成では、積層膜における反射率変化を効果的に大きくすることはできない。
【００１３】
つまり、消衰係数ｋがこのような大きな値をとる構成では、光が無機超解像膜を透過する際に吸収されるため、無機超解像膜は実際には半透明膜となる。そして、無機超解像膜が半透明膜になると、光学多重干渉を繰り返す間に光が吸収されてしまうので、光学多重干渉を充分に利用することができない。
【００１４】
例えば、上記一例である膜厚５０ｎｍと消衰係数ｋ＝０．４８の無機超解像膜における光の吸収について考える。吸収について考慮するため、簡単のため多重干渉を無視すると、この膜を透過する際の透過光強度は以下の式で表される。
Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−αｘ）
ここでＩ０は入射光強度、Ｉは透過光強度、ｘは膜厚、αは吸収係数であり、
α＝４πｋ／λ
である。λは入射光の波長である。
【００１５】
この式によると、膜厚ｘが厚いほど、また、消衰係数ｋが大きいほど、指数関数的に透過光強度Ｉは減少する。
【００１６】
上記一例での光源波長λは６６０ｎｍなので、この式を利用すると透過率（＝透過光強度／入射光強度）は６３％となる。しかしながら、近年、光情報記録媒体の高密度化のため、光源波長は短波長化の傾向にあり、現在４００ｎｍの青色レーザを用いた光情報記録媒体が実用化を迎えている。上記一例に適用する光源波長を４００ｎｍとした場合、透過率は４７％と減少する。
【００１７】
なお、この計算では吸収について考慮するために多重干渉を無視したが、多重干渉を考慮した場合には光が弱めあうので、透過率は実際にはさらに低い値となる。
【００１８】
したがって、この一例の方式では近年の波長４００ｎｍでの光学系においては、無機超解像膜を透過するだけで光量が入射光の半分以下となり、多重干渉を利用するために充分であるとは言えない。また、光利用効率の点で不利である。
【００１９】
また、無機超解像膜の膜厚を厚くして屈折率変化による効果を大きくすることでも積層膜の反射率変化を大きくできるが、無機超解像膜が半透明膜の場合、膜厚を厚くすると光が透過できなくなるため、無機超解像膜の膜厚を厚くすることもできない。
【００２０】
例えば、上記で示した式を利用すると、膜厚が１００ｎｍと２倍になった場合の透過率は、光源波長６６０ｎｍにおいて６３％から４０％へ、４００ｎｍにおいて４７％から２２％へと激減する。したがって、特に短波長においてその減少が大きく、多重干渉を利用するために充分であるとは言えない。また、光利用効率の点で不利である。
【００２１】
特に、無機超解像膜が半透明膜の場合、無機超解像膜を含む情報層における光利用効率が低くなるため、情報を記録する記録層や、情報を凹凸形状にて記録している記録面を複数積層させるといった記録部多層化構造には対応できない。
【００２２】
なお、無機超解像膜の膜厚を変化させずに反射率変化を大きくするためには、無機超解像膜における複素屈折率の変化量を大きくすることが考えられるが、複素屈折率の変化量は物質特有の性質であるため、この方法では大きな改善は望めない。
【００２３】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、その目的は、超解像膜を用いて媒体超解像効果を得る光情報記録媒体、記録再生方法、記録再生装置において、実効スポット径を効果的に縮小することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の光情報記録媒体は、上記の課題を解決するために、記録された情報を光ビームの照射によって再生するための情報層を有する光情報記録媒体において、上記情報層は、上記光ビームに応じて複素屈折率が変化する、室温における複素屈折率の消衰係数が０．２未満の感応膜を含むことを特徴としている。
【００２５】
ここで、感応膜の光ビームに応じた複素屈折率の変化は、光ビームに応じて直接変化するものであっても、例えば光ビーム照射によって情報層の温度が上昇し、生じた温度変化にて複素屈折率が変化するものであってもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、当該光情報記録媒体に光ビームが照射されると、上記感応膜の複素屈折率が変化する。また、光ビームの照射面である光スポット内では、光ビームの状態（例えば光ビームの強度）に分布が存在するので、光ビームに応じて光スポット内の情報層における光学多重干渉の状態に分布が生じる。このため、光スポット内における情報層の反射率に分布が生じる。これにより、光スポット内の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。その結果、実効再生スポットを効果的に縮小した超解像再生が可能となる。
【００２７】
また、上記の構成によれば、上記感応膜は、室温における複素屈折率の消衰係数が０．２未満であり、非常に透明性が高い。このため、光ビームの光が感応膜内を繰り返し多重反射する間に起こる光吸収が抑えられ、光は幾度となく感応膜内を繰り返し多重反射することとなる。これにより、感応膜内を繰り返し多重反射する光の光量が大きくなるので、光学多重干渉の効果を増大させることができる。したがって、光ビームによる上記情報層の反射率の変化を大きくでき、より効果的に実効再生スポットを縮小することができる。
【００２８】
また、上記感応膜の透明性を高くすることにより、感応膜の膜厚を厚くすることが可能となるので、感応膜内を繰り返し多重反射する光路差を大きくすることができる。その結果、位相差が大きくなり、光ビームの強度に応じた複素屈折率の変化がたとえ小さくとも、光学多重干渉の効果を高めて情報層の反射率の変化を大きくすることができる。したがって、より効果的に実効再生スポットを縮小することができる。
【００２９】
また、上記の構成によれば、情報層における反射率の変化が、光学多重干渉構造の変化に起因するため、従来の再生装置あるいは記録再生装置に大幅な変更を加えることなく、光情報記録媒体における材料調整によって超解像再生が可能となる。すなわち、本発明の光情報記録媒体は、既存の光情報記録媒体との互換性を有する。
【００３０】
本発明の光情報記録媒体は、上記の課題を解決するために、記録された情報を光ビームの照射によって再生するための情報層を有する光情報記録媒体において、上記情報層は、上記光ビームの一部を吸収して当該情報層の温度を上昇させる光吸収膜と、温度の変化に応じて複素屈折率が変化する感応膜とを含むことを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、当該光情報記録媒体に光ビームが照射されると、光吸収膜が光ビームの一部を吸収して情報層の温度を上昇させる。また、光ビームの照射面である光スポット内では、光ビームの強度分布が存在するので、光スポット内において温度分布が生じる。このため、光スポット内の感応膜において温度分布が生じ、その結果、感応膜における複素屈折率が変化し、複素屈折率の分布が生じる。これにより、光スポット内における光ビームの強度に応じた温度分布に対応して光スポット内の反射率が変化する。すなわち、光スポット内の情報層における光学多重干渉の状態に分布が生じるので、情報層における反射率に分布が生じる。このため、光スポット中の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。その結果、実効再生スポットを効果的に縮小した超解像再生が可能となる。
【００３２】
また、上記の構成によれば、情報層における反射率の変化が、光学多重干渉構造の変化に起因するため、従来の再生装置あるいは記録再生装置に大幅な変更を加えることなく、光情報記録媒体における材料調整によって超解像再生が可能となる。
【００３３】
また、上記感応膜は、室温における複素屈折率の消衰係数が０．２未満であることが好ましい。この場合、光ビームの光が感応膜内を繰り返し多重反射する間に起こる光吸収が抑えられ、光は幾度となく感応膜内を繰り返し多重反射することとなる。これにより、感応膜内を繰り返し多重反射する光の光量が大きくなるので、光学多重干渉の効果を増大させることができる。したがって、光ビームによる上記情報層の反射率の変化を大きくでき、より効果的に実効再生スポットを縮小することができる。
【００３４】
また、上記情報層は、光ビームの照射によって情報が記録され、記録された情報が光ビームの照射によって再生される記録層を備えていてもよい。上記の構成によれば、情報の記録および再生が可能な光情報記録媒体を実現できる。なお、このような記録層として、例えば、追記記録膜、光磁気記録膜、相変化記録膜等を用いることができる。
【００３５】
また、上記光吸収膜は、上記感応膜と接する位置に、上記光ビームの入射側から感応膜、光吸収膜の順となるように配されていてもよい。上記の構成によれば、上記感応膜を効率よく温度変化させることができる。
【００３６】
また、上記情報層は、上記感応膜および上記光吸収膜を透過した上記光ビームを反射する反射膜を含んでもよい。この場合、反射膜が設けられているので、感応膜を透過した光ビームを反射して反射率を高くすることができ、光利用効率の向上が可能となる。
【００３７】
また、上記情報層は、上記光吸収膜に対して上記感応膜が形成されている側とは反対の側に配されると共に、上記光吸収膜から上記感応膜とは反対側への熱拡散を抑制するための断熱膜を含んでいてもよい。上記の構成によれば、断熱膜によって光吸収膜から感応膜とは反対の側への熱拡散を防ぐことができ、感応膜を効率よく温度変化させることができる。
【００３８】
また、上記情報層は、上記光吸収膜と上記反射膜との間に配され、上記光吸収膜から上記反射膜への熱拡散を抑制するための断熱膜を含んでもよい。この場合、断熱膜にて光吸収膜から反射膜への熱拡散を防ぐことができ、上記感応膜を効率よく温度変化させることができる。
【００３９】
また、上記断熱膜は、透明、もしくは光透過性を有することが好ましい。上記の構成によれば、上記光ビームの光が上記断熱膜によって光吸収されることを防止できる。このため、光ビームによる上記情報層の反射率の変化を大きくでき、より効果的に実効再生スポットを縮小することができる。
【００４０】
また、上記情報層は、上記光吸収膜に対して上記光ビームの入射側とは反対側に配されると共に、当該光吸収膜の劣化を抑制するための保護膜を含んでいてもよい。光吸収膜は光を吸収して昇温する性質を持つため、高温になり易く、破壊や劣化、あるいは酸化等を伴う場合がある。しかしながら、上記の構成によれば、保護膜が設けられているので、光吸収膜の酸化や変形を防止する効果が得られる。
【００４１】
また、上記感応膜は、Ｚｎを含有する酸化物薄膜からなるものであってもよい。また、上記感応膜は、Ｚｎを含有する硫化物薄膜からなるものであってもよい。また、上記感応膜は、Ｓｉを含有する炭化物薄膜からなるものであってもよい。また、上記感応膜は、Ｃｅを含有する酸化物薄膜からなるものであってもよい。また、上記感応膜は、Ｓｎを含有する酸化物薄膜からなるものであってもよい。
【００４２】
上記いずれかの薄膜からなる感応膜を用いることにより、光学多重干渉の効果を充分に得ることのできる透明性の高い感応膜を実現できる。
【００４３】
また、上記光情報記録媒体に強度を付与するための基板を備え、上記情報層が、上記基板よりも光入射側に配される構成としてもよい。上記の構成によれば、上記情報層が、上記基板よりも光入射側に配される。このため、基板の傾きや複屈折などによって生じる収差などを低減することができ、基板を介して光ビームが入射される構成に比べて、高密度化が可能となる。
【００４４】
また、この場合、上記感応膜は、当該光情報記録媒体における最も光入射側に配されていてもよい。上記の構成によれば、感応膜が情報層における最も光入射側に配される。このため、感応膜が空気と接することとなり、空気が断熱材として作用するので、感応膜から熱が放出されにくく、感応膜を効率よく温度変化させることができる。
【００４５】
また、上記情報層における光入射側の表面に、上記情報層を保護するための保護膜が形成されていてもよい。上記の構成によれば、上記保護膜によって上記情報層を保護することができる。
【００４６】
また、上記光情報記録媒体に強度を付与するための基板を備え、上記基板が、上記情報層よりも光入射側に配されるようにしてもよい。上記の構成によれば、上記基板が、上記情報層よりも光入射側に配されているため、情報層を保護することができ、また、基板に傷がついた場合でも読み取りエラーになりにくい。
【００４７】
また、上記情報層を、２組以上備えていてもよい。この場合、上記情報層が２組以上構成されているため、同じサイズの光情報記録媒体でも上記記録層あるいは記録面を複数積層させることが可能となり、記録容量を大きくすることができる。
【００４８】
また、この場合、隣り合う情報層同士の間隔が、２μｍ〜２０μｍであってもよい。上記の構成によれば、隣り合う情報層の間隔が、２μｍ〜２０μｍの範囲なので、上記情報層の多層化が容易であり、精度も向上し、生産効率が向上する。
【００４９】
また、上記情報層は、上記光ビームの強度が所定の値以上になると、上記光ビームの強度が所定の値未満の場合に比べて、上記光ビームに対する反射率が４％以上変化するようにしてもよい。
【００５０】
この場合、上記情報層の光学多重干渉を用いた反射率が、光ビームの強度が所定の値以上になると変化するので、反射率が光ビームの強度に応じてなだらかに変化する場合に比べて、光スポット内でのマスク領域と再生領域との境界である中間遷移領域を狭くすることができる。このため、再生領域の記録ビットをより強調して読み取ることができるので、ノイズを小さくし、信号品質を向上させることができる。
【００５１】
また、上記情報層は、上記感応膜の複素屈折率の変化がない状態における、反射率の波長分布が、上記光ビームの波長において略極小値となる構成としてもよい。
【００５２】
上記の構成によれば、上記情報層の光学多重干渉を用いた反射率が、感応膜の複素屈折率の変化がない状態（すなわち、光情報記録媒体から再生信号が得られるような集束光を当該光情報記録媒体に当てていない状態）で、反射率の波長分布をとった時に、入射光の波長付近において反射率が略極小値となる。このため、上記情報層は、光学多重干渉を用いた反射防止構造となる。したがって、光ビームの照射によって、光スポット中の光スポットよりも小さな領域の反射防止構造が崩れて高い反射率が得られ、その部分のピットを強調して読み出すことができる。これにより、実効再生スポットを縮小して、超解像再生が可能となる。
【００５３】
また、上記記録層は、上記光ビームの一部を吸収して温度上昇するものであってもよい。上記の構成によれば、当該光情報記録媒体に光ビームが照射されると、上記記録層が光ビームの一部を吸収して情報層の温度を上昇させる。これにより、感応膜における複素屈折率の変化を生じさせ、光ビームの強度に応じた温度分布に対応して光スポット内の反射率を変化させることができる。このため、光スポット中の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。その結果、実効再生スポットを効果的に縮小した超解像再生が可能となる。
【００５４】
また、本発明の光情報記録媒体は、記録された情報を光ビームの照射によって再生するための情報層を有する光情報記録媒体において、上記情報層は、光ビームの照射によって情報が記録され、記録された情報が光ビームの照射によって再生される記録層であって、上記光ビームの一部を吸収して温度上昇する記録層と、温度の変化に応じて複素屈折率が変化する感応膜とを含むことを特徴としている。
【００５５】
上記の構成によれば、情報の記録および再生が可能な光情報記録媒体を実現できる。なお、このような記録層として、例えば、追記記録膜、光磁気記録膜、相変化記録膜等を用いることができる。
【００５６】
また、上記の構成によれば、当該光情報記録媒体に光ビームが照射されると、上記記録層が光ビームの一部を吸収して情報層の温度を上昇させる。これにより、感応膜における複素屈折率の変化を生じさせ、光ビームの強度に応じた温度分布に対応して光スポット内の反射率を変化させることができる。このため、光スポット中の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。その結果、実効再生スポットを効果的に縮小した超解像再生が可能となる。
【００５７】
また、上記の構成によれば、上記感応膜を昇温させるための光吸収膜を備える必要がないので、当該光情報記録媒体の構成を簡略化できる。
【００５８】
また、上記記録層を保護するための保護膜を備えていてもよい。この場合、上記保護膜によって上記記録層を保護することができる。
【００５９】
また、上記保護膜は、透明、もしくは光透過性を有することが好ましい。上記の構成によれば、上記光ビームの光が上記保護膜によって光吸収されることを防止できる。このため、光ビームによる上記情報層の反射率の変化を大きくでき、より効果的に実効再生スポットを縮小することができる。
【００６０】
また、上記情報層は、上記記録層および上記保護膜を除く全ての層が、無機物からなるものであってもよい。この場合、熱による破壊を受け難く、繰り返しの再生または記録に対する耐久性を向上させることができる。
【００６１】
本発明の記録再生方法は、上記の課題を解決するために、上記いずれかに記載の光情報記録媒体に対して光ビームを照射し、上記情報層における複素屈折率を変化させることによって上記情報層における反射率を変化させ、上記光ビームの回折限界よりも短いマーク長の情報を記録または再生することを特徴としている。
【００６２】
上記の方法によれば、現行の装置に対して大きな変更を加えることなく、光ビームスポット径よりも短いマーク長の情報を記録または再生することができる。
【００６３】
本発明の記録再生装置は、上記の課題を解決するために、上記いずれかに記載の光情報記録媒体に対して光ビームを照射し、上記情報層における複素屈折率を変化させることによって上記情報層における反射率を変化させ、上記光ビームの回折限界よりも短いマーク長の情報を記録または再生することを特徴としている。
【００６４】
上記の構成によれば、現行の装置に対して大きな変更を加えることなく、光ビームスポット径よりも短いマーク長の情報を記録または再生することができる。
【発明の効果】
【００６５】
以上のように、本発明の光情報記録媒体は、上記情報層が、上記光ビームに応じて複素屈折率が変化する、室温における複素屈折率の消衰係数が０．２未満の感応膜を含む。
【００６６】
それゆえ、光ビームに応じて光スポット内の情報層における光学多重干渉の状態が変化するので、光スポット内の情報層の反射率に分布が生じる。したがって、光スポット内の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。その結果、実効再生スポットを効果的に縮小した超解像再生が可能となる。
【００６７】
また、上記感応膜は、室温における複素屈折率の消衰係数が０．２未満という、非常に高い透明性を有する。このため、光ビームの光が感応膜内を繰り返し多重反射する間に起こる光吸収が抑えられ、光は幾度となく感応膜内を繰り返し多重反射することとなる。これにより、感応膜内を繰り返し多重反射する光の光量が大きくなるので、光学多重干渉の効果を増大させることができる。したがって、光ビームによる上記情報層の反射率の変化を大きくでき、より効果的に実効再生スポットを縮小することができる。
【００６８】
また、本発明の光情報記録媒体は、情報層が、上記光ビームの一部を吸収して当該情報層の温度を上昇させる光吸収膜と、温度の変化に応じて複素屈折率が変化する感応膜とを含む。
【００６９】
それゆえ、光スポット内における光ビームの強度分布に応じて、感応膜に温度分布が生じ、感応膜における複素屈折率の変化が生じる。これにより、光ビームの強度に応じた温度分布に対応して光スポット内の反射率が変化するので、光スポット中の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。その結果、実効再生スポットを効果的に縮小した超解像再生が可能となる。
【００７０】
また、本発明の光情報記録媒体は、上記情報層が、光ビームの照射によって情報が記録され、記録された情報が光ビームの照射によって再生される記録層であって、上記光ビームの一部を吸収して温度上昇する記録層と、温度の変化に応じて複素屈折率が変化する感応膜とを含むものであってもよい。
【００７１】
それゆえ、情報の記録および再生が可能な光情報記録媒体を実現できる。また、上記の構成によれば、当該光情報記録媒体に光ビームが照射されると、上記記録層が光ビームの一部を吸収して情報層の温度を上昇させる。これにより、感応膜における複素屈折率の変化を生じさせ、光ビームの強度に応じた温度分布に対応して光スポット内の反射率を変化させることができる。このため、光スポット中の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。その結果、実効再生スポットを効果的に縮小した超解像再生が可能となる。
【００７２】
また、本発明の記録再生方法は、上記いずれかに記載の光情報記録媒体に対して光ビームを照射し、上記情報層における複素屈折率を変化させることによって上記情報層における反射率を変化させ、上記光ビームの回折限界よりも短いマーク長の情報を記録または再生する。
【００７３】
それゆえ、現行の装置に対して大きな変更を加えることなく、光ビームスポット径よりも短いマーク長の情報を記録または再生することができる。
【００７４】
また、本発明の記録再生装置は、上記いずれかに記載の光情報記録媒体に対して光ビームを照射し、上記情報層における複素屈折率を変化させることによって上記情報層における反射率を変化させ、上記光ビームの回折限界よりも短いマーク長の情報を記録または再生する。
【００７５】
それゆえ、現行の装置に対して大きな変更を加えることなく、光ビームスポット径よりも短いマーク長の情報を記録または再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７６】
本発明の一実施の形態について説明する。
図１９は、本実施の形態にかかる記録再生装置（光情報処理装置）１０の概略構成を示す説明図である。ここで、記録再生装置１０は、超解像媒体技術を採用した本発明の光ディスク（光情報記録媒体）１に対して光ビームを照射することによって情報を記録し、また、光ディスク１に対して光ビームを照射し、その反射光を検出することによって光ディスク１に記録された情報を再生するためのものである。なお、本実施の形態では、光情報記録媒体が円盤状の光ディスクである場合について説明するが、光情報記録媒体は必ずしも円盤状の光ディスクでなくてもよい。
【００７７】
図１９に示すように、記録再生装置１０は、光ディスク１をスピンドルモータ（相対運動手段）２８にて回転駆動し、光ピックアップ装置（光学ヘッド）１２にて、光ディスク１への情報の書き込みまたは読み出しを行う。なお、光ピックアップ装置１２およびスピンドルモータ２８の制御は制御部１３で行われる。制御部１３は、光ピックアップ装置１２から光ディスク１への情報の書き込みまたは読み出しを行うための信号を制御する信号制御部１３ａや、スピンドルモータ２８および光ピックアップ装置１２のサーボ手段等の駆動を制御する駆動制御部１３ｂ等を含む。なお、信号制御部１３ａは、光ディスク１上に設けられたアドレス情報マークを再生することにより得られる電気信号からアドレス情報を検出するアドレス情報検出手段、および、光ディスク１からの反射光より記録情報を再生する再生信号復調手段（再生信号復調回路）としても機能する。
【００７８】
図１８は、記録再生装置１０に搭載される光学ヘッド１２の構成を示す説明図である。この図に示すように、光学ヘッド１２は、半導体レーザ（レーザ光源）２１、コリメートレンズ（集光光学手段）２２、ビーム整形プリズム（集光光学手段、ビームを円形にするプリズム）２３、ビームスプリッタ（集光光学手段、光学系分離手段）２４、対物レンズ（集光光学手段、集光レンズ）２５、検出光学系（光電変換手段、各種信号検出系）２７を備えている。
【００７９】
光学ヘッド１２では、レーザ光源として半導体レーザ２１を用いている。ただし、これに限らず、他の光源を用いてもよい。また、半導体レーザ２１から照射されるレーザ光の波長は４０５ｎｍのものを用いているが、これに限るものではない。
【００８０】
集光光学手段は、光源である半導体レーザ２１から照射されたレーザ光をビーム上にして光ディスク１上に集光するものである。すなわち、半導体レーザ２１からのレーザ光は、コリメートレンズ２２によってほぼ平行光に変換され、ビーム整形プリズム２３によって光強度の分布をほぼ円形に整形される。このほぼ円形の平行光はビームスプリッタ２４を透過した後、対物レンズ２５によって光ビーム（入射光）として光ディスク１に集光される。これにより、光ディスク１に対して情報の記録を行うことができる。なお、対物レンズの開口数（ＮＡ）は０．６５に設定されている。
【００８１】
また、光ディスク１からの反射光は、ビームスプリッタ２４で分岐され、検出光学系（光電変換手段、アドレス情報検出手段、再生信号復調回路）２７に導かれる。検出光学系２７では、光ディスク１からの反射光の偏光方向の変化や反射光強度の変化（反射光レベルの高低）などから記録情報、焦点ずれ信号、トラック位置ずれ信号が識別され、電気信号に変換される。なお、変換された電気信号は、信号制御部１３ａに送られる。
【００８２】
信号制御部（アドレス情報検出手段）１３ａは、光ディスク１上に設けられたアドレス情報マークからの反射光より得られた電気信号、すなわちアドレス情報マークを再生することにより得られた電気信号から、光ディスク１に対する光ビームの照射面である光スポットの光ディスク１に対する焦点ずれ信号とトラック位置ずれ信号とを含むアドレス情報を検出する。そして、検出したアドレス情報を対物レンズ２５の位置にフィードバックすることにより、光スポットの位置ずれを補正する。なお、光学ヘッド１２は、信号制御部１３ａからの信号に応じて対物レンズ２５の位置を補正し、レーザ光のオートフォーカスおよびトラッキングを行うサーボ手段を備えている。
【００８３】
また、信号制御部（再生信号復調回路）１３ａでは、光ディスク１上の記録マークからの反射光より得られた電気信号から記録情報が検出される。すなわち、信号制御部１３ａは、光ディスク１上に記録された記録マークを読み取る。
【００８４】
スピンドルモータ（相対運動手段）１１は、光ディスク１を回転することにより、光スポットを光ディスク１上で走査させる。なお、相対運動手段は、光ディスク１の回転や平行移動、あるいは、上記光ヘッド１２に含まれる集光レンズの光軸に直角な方向への運動などによって、光学ヘッド１２と光ディスク１とを相対運動させるものであればよく、リニアアクチュエータやスイングアームなどで構成されてもよい。
【００８５】
また、光学ヘッド１２の構成は、上記した構成に限らず、例えば、対物レンズ２５や検出光学系２７を光学ヘッド１２とは異なるケースに収めるようにしてもよい。
【００８６】
また、光ディスク１上に集光されるレーザ光と光ディスク１とのなす角度を調節するための手段をさらに備えるようにしてもよい。この場合、収差の発生による光スポットの劣化を防止することができる。
【００８７】
また、記録再生装置１０は、超解像媒体技術を採用した本発明の光ディスク１と、超解像媒体技術を用いない通常の光ディスクとの両方を記録再生できることが望ましい。そこで、記録再生装置１０において、制御部１３によって、本発明の光ディスク１の場合と、通常の光ディスクの場合とで、検出器（検出光学系２７）のゲイン、再生光強度、記録光強度、記録波形、光ディスク１の回転数などをそれぞれ切り換え得るように構成してもよい。ただし、これらは電気的に制御できる範囲であるため、通常媒体のみを記録再生する装置と比べて、光学系に大きな変更を施す必要はない。
【００８８】
次に、超解像媒体技術を用いた、本実施の形態にかかる光ディスク１について説明する。
【００８９】
図１は、本実施の形態にかかる光ディスク１の断面図である。この図に示すように、光ディスク１は、位相ピットで情報が記録された基板５上に、一層以上の薄膜層からなる情報層４を有する。なお、後述する特別な場合を除き、情報層４は複数の薄膜が積層されてなる積層膜となる。
【００９０】
情報層４は、入射光強度に応じて複素屈折率が変化する光透過性に優れた温度感応膜（感応膜）２、及び、入射光を一部吸収して情報層４の温度を上昇させる光吸収膜３、情報層４全体の光の利用効率を上げるための反射膜６を含んでいる。そして、この温度感応膜２の複素屈折率の変化によって、情報層４での光学多重干渉の状態が変化するので、情報層４の反射率が変化する。なお、情報層４は、反射膜６を必ずしも含む必要はない。また、反射膜６に代えて、あるいは反射膜６に加えて、情報層４の機能を補助するための各種機能補助膜を備えてもよい。このような機能補助膜としては、例えば、情報層４を保護する保護膜、光吸収膜からの熱拡散を抑制するための断熱膜などが考えられる。
【００９１】
このような構成からなる情報層４によれば、光ディスク１に光ビーム８が照射されると、光吸収膜３が入射光の一部を吸収することによって情報層４の温度が上昇する。また、光スポット内では、光ビームの強度分布が存在するので、光スポット内の情報層４において温度分布が生じる。このため、光スポット内の温度感応膜２において温度分布が生じ、その結果、温度感応膜２における複素屈折率の変化に分布が生じる。すなわち、光ビームに応じて光スポット内の情報層における光学多重干渉の状態に分布が生じる。これにより、光ビームの強度に応じた温度分布に対応して光スポット内の反射率が変化し、反射率の分布が生じるので、光スポット中の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。より詳細には、光スポット内の温度感応膜２の一部分であって、温度感応膜２の温度が閾値を超える部分に複素屈折率の変化が生じ、この変化に基づいて情報層４における光学多重干渉の状態が変化し、情報層４の反射率が変化する。その結果、実効再生スポットを効果的に縮小した超解像再生が可能となる。
【００９２】
なお、温度感応膜２には、無機半導体薄膜（無機物）が用いられることが好ましい。また、無機半導体の禁制帯幅を下式（１）により波長に換算した値が、再生レーザ光波長近傍の値であることが最も望ましい。例えば、再生レーザ光波長が４０５ｎｍの場合、室温で３５０ｎｍから４００ｎｍ近傍に相当する禁制帯幅を持つ無機半導体材料（例えば、ＺｎＯ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＧａＮ等）を用いれば、温度Ｔの増加により光学的な禁制帯幅が下式（２）に基づいて小さくなる。したがって、高温部における吸収端波長が長波長側にシフトするので、再生光波長付近で吸収係数が増大し、高温部での反射率を下げることが可能となる。
【００９３】
式（１）    Ｅｇ＝ｈｃ／λ
Ｅｇ：禁制帯幅、ｈ：プランク定数、ｃ：光速、λ：波長
式（２）    Ｅｇ（Ｔ）＝Ｅｇ（０）−ａ１Ｔ２／（Ｔ＋ａ２）
Ｅｇ（Ｔ）：温度Ｔでの禁制帯幅、Ｅｇ（０）：温度０Ｋでの禁制帯幅、Ｔ：絶対温度、ａ１，ａ２：物質により決まる定数
（式（１）および（２）の出典；非特許文献２）。
【００９４】
なお、例えばＺｎＯは、常温（３０℃）でのＥｇ＝３．３ｅＶなので、光学的吸収端波長は、式（１）より、３７６ｎｍということになり、理想的な材料であるといえる。また、式（２）により、温度の上昇に伴い光学的な禁制帯幅は、温度の上昇に伴って小さくなることが知られている。
【００９５】
図２にＺｎＯ単膜（膜厚２２０ｎｍ）の３０℃と２００℃における透過率分光スペクトルの実測データを並べて示す。この図に示すように、常温（３０℃）での光学的吸収端波長は３７６ｎｍ付近であるが、高温（２００℃）では３８６ｎｍ付近となっている。したがって、光学的な禁制帯幅は、３．２ｅＶ程度に小さくなっており、式（２）の理論に沿っていることがわかる。すなわち、分光透過率の光吸収端の温度変化（バンドギャップの変化）が、式（２）の理論（温度が上昇すればバンドギャップが小さくなるという理論）に沿っていることがわかる。
【００９６】
したがって、温度Ｔの増加により光学的な禁制帯幅が小さくなり、吸収端波長が長波長側にシフトするので、再生光波長（４０５ｎｍ）付近で吸収係数が増大し、高温部での反射率を下げることが可能となることがわかる。
【００９７】
これにより、入射光強度に応じた温度分布に対応して光スポット内の一部の反射率が変化するので、光スポット中の光スポットよりも小さい領域の記録ビットを強調して読み取ることができる。その結果、実効再生スポットを縮小して、超解像再生が可能となり、記録密度の向上が可能となる。
【００９８】
なお、上記の説明では、入射光を熱に変換する光吸収膜３と、入射光強度に伴う温度変化によって複素屈折率が変化する温度感応膜２とを用いる場合について説明したが、これに限らず、入射光に応じて複素屈折率が直接変化する感応膜を用いてもよい。すなわち、無機超解像膜として機能する感応膜における入射光に応じた複素屈折率の変化は、入射光を熱に変換し、入射光強度に伴う温度変化にて複素屈折率が変化するものであってもよく、あるいは、入射光にて直接変化するものであってもよい。入射光にて複素屈折率が直接変化する感応膜を用いる場合、光吸収膜３を設ける必要がないので、情報層４の構成を簡略化できる。例えば、照射光の波長に応じて複素屈折率が変化する波長感応膜（感応膜）を用いてもよい。このような波長感応膜としては、例えば、照射光の波長に応じて着色や脱色が起こる、ジアリルエテンなどのフォトクロミック膜がある。また、入射光の一部を吸収して温度上昇が生じ、複素屈折率が変化する温度感応膜２を用いてもよい。すなわち、光吸収膜３の機能を兼ね備えた温度吸収膜２を用いてもよい。
【００９９】
感応膜を、温度の変化にて複素屈折率が変化する温度感応膜２とすると、入射光強度に応じた光スポット内の情報層４の温度変化によって情報層４での光学多重干渉を変化させることができるので、温度感応膜２を選択しやすく、かつ、温度にて情報層４における光学多重干渉を制御して反射率を制御できるので、情報層４の設計が容易となる。
【０１００】
また、感応膜として重要なことは、光学多重干渉の効果を充分に得るべく、透明性の高いものを選択することである。感応膜を、透明性の高い複素屈折率変化膜とすることで、感応膜内を繰り返し多重反射する間に起こる光吸収が抑えられ、光は幾度となく感応膜内を繰り返し多重反射することとなり、光学多重干渉の効果が高まる。その結果、入射光強度に応じた複素屈折率の変化がたとえ小さくとも、情報層４の反射率の変化を大きくすることができる。
【０１０１】
つまり、感応膜内を繰り返し多重反射する間に光は、互いの光路の差による位相差をもって干渉し合う（位相が揃えば強め合い、位相が半波長ずれれば打ち消しあって弱め合う）結果、反射率が変化する。透明性が高ければ、複素屈折率変化膜内を繰り返し多重反射する光の光量が大きくなるので、光量が大きい程、強め合うあるいは弱め合うといった光学多重干渉の効果を増大させることができる。したがって、複素屈折率の変化量がたとえ同じか、それ以下の膜であっても、透明性が高ければ、透明性が低い場合に比べて反射率の変化を大きくできる。
【０１０２】
また、透明性を高くすることにより、感応膜の膜厚を厚くすることが可能となるので、感応膜内を繰り返し多重反射する光路差を大きくすることができる。その結果、位相差が大きくなり、入射光強度に応じた複素屈折率の変化がたとえ小さくとも、光学多重干渉の効果を高めて情報層４の反射率の変化を大きくすることができる。また、これによっても光学多重干渉による反射率変化を大きくすることができる。したがって、より効果的に実効再生スポットを縮小することができる。
【０１０３】
なお、感応膜を温度感応膜２とした場合、室温での複素屈折率の消衰係数ｋが０．２以下または０．２未満である温度感応膜２を選択しておくことで、光学多重干渉の効果を充分に得ることのできる透明性の高い温度感応膜２の条件をほぼ満足することができる。
【０１０４】
また、このような高い透明性を有する温度感応膜２としては、複数の化合物を有する元素の組み合わせである酸化物、窒化物、硫化物、弗化物、炭化物、のうちのいずれかからなる薄膜を用いることが可能である。特に、３元素以上を組み合わせた酸化物、窒化物、硫化物、弗化物、炭化物、のうちのいずれかを用いた温度感応膜２は、記録時の高温に耐え、読み出し可能回数も多いという長所がある。
【０１０５】
具体的には、Ｚｎを含有する酸化物薄膜からなるもの、Ｚｎを含有する硫化物薄膜からなるもの、Ｓｉを含有する炭化物薄膜からなるもの、Ｃｅを含有する酸化物薄膜からなるもの、あるいいはＳｎを含有する酸化物薄膜からなるものを用いることができる。より具体的には、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＳｉＣ、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２の薄膜を用いることができる。
【０１０６】
このうち、ＺｎＳに関しては、強度や靭性、隣接して用いられる媒体との兼ね合いを考慮し、ＳｉＯ２と混合されてＺｎＳ−ＳｉＯ２の透明膜として用いてもよい。また、感応膜として温度感応膜２を用い、入射光を一部吸収して情報層４の温度を上昇させる役割を担う光吸収膜３を配することにより、光を効率よく熱に変換することが可能となる。すなわち、同じエネルギーの入射光を照射した場合でも、ビームスポット内の高温部の到達温度を高くすることができ、ビームスポット内の反射率差を大きくすることができる。このため、より小さな信号を拡大して再生することができる。
【０１０７】
光吸収膜３には、反射率は要求されないが、光吸収がある程度あって、光ビームによって昇温する薄膜を用いることが可能である。例えば、Ｓｉ膜，Ｇｅ膜などの半導体や、ホウ素，ケイ素，ゲルマニウム，ヒ素，アンチモン，テルル，ポロニウムなどの価電子体と伝導体とがわずかに重なった物質である半金属を用いてもよい。あるいは、ＧｅＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳｂＴｅ，ＳｂＴｅなどの温度によって結晶質状態と非結晶質状態とに変化する相変化媒体膜や、ＴｂＦｅＣｏ，ＧｄＴｂＦｅ，ＤｙＦｅＣｏ，ＴｂＤｙＦｅＣｏなどのレーザ光が照射されたときに偏波面がカー効果により回転する磁気光学特性を示す物質である光磁気記録膜（磁気光学記録膜）などを用いてもよい。
【０１０８】
そして、このような反射率の変化が光学多重干渉構造の変化に起因する構成では、従来ある再生装置あるいは記録再生装置に大幅な変更を加えることなく、光ディスク１側の材料を調整することによって超解像再生が可能となる。したがって、光ディスク１は、既存の光ディスクとの互換性を有する。
【０１０９】
また、光ディスク１では、入射光強度が所定の値以上となると、情報層４における光学多重干渉を用いた反射率が、変化するように設定されている。これにより、情報層４の光学多重干渉を用いた反射率は、入射光強度が所定の値以上になると変化するので、反射率が入射光強度に応じてなだらかに変化する場合に比べて、光スポット内でのマスク領域と再生領域との境界である中間遷移領域を狭くすることができる。このため、再生領域の記録ビットをより強調して読み取ることができ、結果としてノイズが小さくなり、信号品質が向上する。なお、入射光強度が所定の値以上となると、入射光強度の増加に対する情報層４における光学多重干渉を用いた反射率の変化率が、入射光強度が所定の値未満の場合に比べて−１５〜３５０％の変化率で変化することが好ましい。これにより、光スポット内でのマスク領域と再生領域との境界である中間遷移領域を効果的に狭くすることができるので、再生領域の記録ビットを強調して読み取ることが容易になる。このため、ノイズを小さくし、信号品質を向上させることができる。
【０１１０】
また、光ディスク１では、情報層４における、温度感応膜２の複素屈折率の変化がない状態（すなわち、光情報記録媒体から再生信号が得られるような集束光を光ディスク１に当てない状態）での光学多重干渉を用いた反射率は、入射光の波長付近において極小値、あるいは略極小値となる反射防止構造をとるように設定されている。すなわち、光学多重干渉を用いた反射防止構造となるように設定されている。また、光吸収膜３により入射光を効率よく吸収し情報層４の温度上昇を助ける。これにより、光照射によって、光スポット中の光スポットよりも小さな領域の反射防止構造が崩れて高い反射率が得られ、その部分のピットを強調して読み出すことができ、結果として実効再生スポットを縮小して、超解像再生が可能となる。
【０１１１】
光学多重干渉を用いた反射率がこのように設定される情報層４では、複素屈折率変化膜（感応膜）以外の薄膜として、情報層４全体の光の利用効率を上げるための機能補助膜である反射膜６や、感応膜の入射光強度に応じた複素屈折率変化を補助するための機能補助膜、情報層４を保護する保護膜などの機能補助膜など、各種機能補助膜を含むことができる。
【０１１２】
なお、図１では、積層膜４を構成する薄膜が３層構成であるが、上述したように、温度感応膜２と光吸収膜３のみでもよく、また、温度感応膜２と光吸収膜３以外に何層かの薄膜（機能補助膜）を有していてもよい。
【０１１３】
反射膜６は、温度感応膜２や光吸収膜３を透過した光ビーム８の光を反射して、再び温度感応膜２及び光吸収膜３へと戻すことで、情報層４全体として光利用効率を向上させるためのものである。反射膜６としては、Ａｌ膜、Ａｇ膜、Ａｕ膜や、これらを母体とした合金、これらに他の金属を添加した合金や、また、他の金属の純金属、あるいは合金からなる薄膜を用いることができる。本発明の目的から反射率の高い薄膜が望ましい。
【０１１４】
また、機能補助膜として、例えば、光吸収膜３によって光を熱に変え、これによって得られる温度変化にて複素屈折率が変化する温度感応膜２を感応膜として用いる場合、光吸収膜３において生じた熱が温度感応膜２以外の薄膜に拡散することを抑制する断熱膜を用いてもよい。
【０１１５】
また、機能補助膜として、例えば、光吸収膜３（情報層４）を保護する保護膜を設けてもよい。光吸収膜３は光を吸収して昇温する性質を持つため、高温になり易く、光吸収膜３が直接基板５上に形成されていると、破壊や劣化、あるいは酸化等を伴う場合がある。このため、光吸収膜３用の保護膜を設けることが好ましい。
【０１１６】
なお、このような保護膜は、基板５と光吸収膜３との間、反射膜６と光吸収膜３との間等に設けることが望ましい。また、光吸収膜３を保護するためには保護膜は光吸収膜３に隣接することが望ましい。
【０１１７】
このように保護膜を設けることにより、光吸収膜３の酸化や変形を防止する効果が得られ、さらに熱伝導によって基板５が温度上昇することによる基板５の変形等を防ぐといった基板５を保護する効果も得られる。
【０１１８】
また、光ディスク１において、基板５上に形成された凹凸形状のピット（位相ピット）によって情報が記録されている場合は、この限りではないが、光ディスク１が、情報を記録するための記録層を有する構成である場合は、記録層も情報層４の一部となるように設ける。記録層としては追記記録膜、光磁気記録膜、相変化記録膜等を用いることができる。
【０１１９】
特に、情報層４にこのような記録膜（記録層）を含む構成の場合、再生時または記録時に光を吸収して温度上昇する記録層を用いてもよく、この場合には記録層に光吸収膜３の役割を兼ねさせることができる。また、この場合、温度感応膜２を昇温させるための光吸収膜３を備えない構成としてもよく、温度感応膜２と記録膜とからなる最小構成で本発明の所望する目的を達することができる。また、記録層を有する場合、情報層４に、記録層（情報層４）を保護するための保護膜を設けてもよい。
【０１２０】
また、情報層４の構成膜として記録層を含み、さらに記録層を保護するための樹脂層（保護膜）を設ける場合、記録層と保護膜とを除く全ての薄膜が、無機物より構成されていることが好ましい。これにより、熱による破壊を受け難く、繰り返しの再生、記録再生に対する耐久性が向上する。
【０１２１】
また、上記した情報層４が単膜となる特別な場合とは、基板５上に情報が予め凹凸形状として記録されており、その上に、情報層４として感応膜のみが設けられている場合である。
【０１２２】
また、基板５上に設ける情報層４は、一組に限るものではなく、基板５上に複数組が積層して設けられていてもよい。このように、反射率を入射光強度に応じて変化させ得る情報層４を多層積層させて複数組形成することで、同じサイズの光ディスクでも記録層あるいは凹凸形状にて情報が記録されている記録面を複数積層させた、記録部多層構造とでき、記録容量を大きくすることができる。
【０１２３】
この場合、隣り合う情報層４・４同士の間隔は、２μｍ〜２０μｍとすることが好ましく、１０μｍ〜２０μｍとすることがより好ましい。このような間隔とすることで、記録層あるいは記録面の多層化が容易であり、精度も向上し、生産効率が向上する。
【０１２４】
また、図１では、光ディスク１は、情報層４が基板５よりも光入射側に配されており、情報層４側より光ビーム８が照射される構成を例示しているが、情報層４に対して基板５側より光が入射する構成としてもよい。
【０１２５】
前者の構成では、情報層４が、基板５よりも光入射側に配されているため、基板５の傾きや複屈折などによって生じる収差などを低減することができ、基板５を介して光が入射される構成に比べて高密度化が可能となる。
【０１２６】
後者の構成では、基板５が、情報層４よりも光入射側に配されているため、情報層４を保護することができ、また、基板５に傷がついた場合でも読み取りエラーになりにくいといった利点がある。
【０１２７】
基板５としては、光ディスク１に適当な強度を付与し得るものであることが必要である。また、情報層４側から光ビーム８が照射される構成では、光学的特性は特に限定されるものではなく、透明でも不透明でもよいが、基板５側から光ビームが照射される構成では、透明性が高い程好ましい。
【０１２８】
基板５を構成する材料としては、ポリカーボネートや、ガラス、アモルファスポリオレフィン、熱可塑型ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ等の熱可塑性透明樹脂、熱硬化型ポリイミド、紫外線硬化型アクリル樹脂等の熱硬化性透明樹脂、金属等、及びそれらの組み合わせを用いることができる。
【０１２９】
また、情報層４側より光が入射する構成で、かつ、感応膜が温度感応膜２である場合は、情報層４の最も光入射側に温度感応膜２を配することで、温度感応膜２が空気と接することとなり、空気が断熱材として作用し、温度感応膜２から熱が放出されにくく、温度感応膜２を効率よく温度変化させることができる。
【０１３０】
以下、実施例を例示しながら、本発明の光情報記録媒体についてさらに詳細に説明する。
【０１３１】
〔実施例１〕
図３は、本発明の一実施例である実施例１にかかる光ディスク（光情報記録媒体）１ａの断面図である。この光ディスク１ａは、再生専用の光ディスクである。この図に示すように、光ディスク１ａは、基板５と、反射膜６、光吸収膜３、温度感応膜２からなる積層膜である情報層４とを含む。
【０１３２】
ここで、光ディスク１ａの製造方法について説明する。基板５には、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート製基板を用い、この基板５の一方の面５ａに、あらかじめ位相ピットで情報を記録した。なお、この面５ａが光ディスク１ａにおける記録面となる。
【０１３３】
次いで、基板５における記録面５ａ上に、マグネトロンスパッタリング法にて、反射膜６としてのＡｌ膜を３０ｎｍで形成した。そして、その上に光吸収膜３としてのＳｉ膜を５０ｎｍで形成し、その上に温度感応膜２としてのＺｎＯ膜を１２０ｎｍで形成した。これにより、光ビーム８が照射される光入射側から順に、温度感応膜２、光吸収膜３、反射膜６の３層構造となる積層膜（情報層）４を基板５上に形成した。
【０１３４】
上述したように、本発明では、無機超解像膜である温度感応膜２を含む情報層４における光学多重干渉を利用するため、情報層４を構成する温度感応膜２、光吸収膜３、及び反射膜６の各複素屈折率と各膜厚の調整が重要になる。各膜厚の複素屈折率と膜厚の調整は、以下のように行った。
【０１３５】
まず、予めこれら各膜２，３，６の光学特性を単膜状態でエリプソメータにて測定した。温度感応膜２を成すＺｎＯ膜の複素屈折率（＝ｎ−ｋｉ；ｉは虚数単位）は、室温（３０℃）から２００℃に温度上昇させた時、室温でのｎ（屈折率）＝２．１６、ｋ（消衰係数）＝０．００から、２００℃ではｎ＝２．３２、ｋ＝０．０７に変化した。一方、光吸収膜３を成すＳｉ膜は、室温及び２００℃共にｎ＝４．６６、ｋ＝１．６７であり、複素屈折率の温度による変化はなかった。同様に反射膜６を成すＡｌ膜も、室温及び２００℃共にｎ＝０．４１、ｋ＝４．０６であり、複素屈折率の温度による変化はなかった。
【０１３６】
なお、上述した図２より、温度感応膜２を成すＺｎＯ膜は、温度の変化に伴って、複素屈折率が変化して透過率スペクトルが測定波長に対してシフトすることがわかる。また、ある波長（例えば３８０ｎｍ）に着目すると、ＺｎＯ膜（単膜）の光学多重干渉の条件となる複素屈折率が温度に応じて変化し、結果として透過率が変化していることがわかる。
【０１３７】
図４に、図３の情報層４、すなわち、ＺｎＯ膜（温度感応膜２；膜厚１２０ｎｍ）／Ｓｉ膜（光吸収膜３；膜厚５０ｎｍ）／Ａｌ膜（反射膜６；膜厚３０ｎｍ）、の３０℃と２００℃の反射率のスペクトル、すなわち分光器における分光反射率特性の測定結果を示す。すなわち、図４は、３０℃と２００℃とにおける、実施例１にかかる光ディスク１ａの反射率の入射光波長依存性を示している。なお、分光器の単色光強度は１μＷ程度である。情報層４におけるＺｎＯ膜の場合、具体的には図４中に矢印で示したように、波長４０５ｎｍ近傍にて、温度の変化による大きな透過率変化が得られている。このことから、入射光強度の変化による情報層４の温度変化によって大きな透過率変化が得られことがわかる。この透過率変化はＺｎＯ膜（単膜）の光学多重干渉の条件となる複素屈折率の変化によって得られるものである。また、光ディスクにおいてよく応用されているように、ＺｎＯ膜の膜厚を変えて光学多重干渉の条件を変えることによって、変化する前の初期透過率も所望の値にある程度調整することができる。このことから、温度感応膜２を成すＺｎＯ膜の膜厚の制御によって、所望の波長における透過率変化を制御できることがわかる。
【０１３８】
なお、温度変化に対するＺｎＯ膜の複素屈折率変化すなわち透過率変化は可逆的であり、繰り返し温度変化させても劣化せず、もとの値に戻ることを確認した。
【０１３９】
実施例１にかかる光ディスク１ａは、温度感応膜２側から光ビーム８を入射するタイプの光ディスク（光情報記録媒体）であるので、情報層４を構成する３種の薄膜が、入射側から、温度感応膜２、光吸収膜３、反射膜６の順に設置されており、光はこの順に各膜２，３，６に到達する。
【０１４０】
図４からわかるように、実施例１にかかる光ディスク１ａの反射率は、波長に対して波型の依存性を持っている。この依存性は、温度感応膜２を成すＺｎＯ膜を光が透過したことにより、情報層４において光学多重干渉が生じたことによるものであると考えられる。
【０１４１】
そして、実施例１にかかる光ディスク１ａでは、室温である３０℃において、記録再生装置の測定光である波長４０５ｎｍ付近で、温度感応膜２の複素屈折率が変化しない状態となり、積層膜４で生じる光学多重干渉が谷の状態（極小値、反射率が略ゼロとなる状態）となるように、各膜２，３，６の各複素屈折率及び膜厚が調整されている。つまり、室温において、波長４０５ｎｍの入射光に対して情報層４が反射防止構造になるように、情報層４を構成する各膜２，３，６の各複素屈折率及び膜厚が調整されている。
【０１４２】
また、室温から２００℃に温度上昇した場合、反射率スペクトルが長波長側にシフトし、前記測定波長４０５ｎｍに着目すると、光学多重干渉が谷の状態から外れ、反射率が高くなるようになっている。具体的には、３０℃では反射率が２％であるのに対し、２００℃では７％になっており、反射率が２５０％変化するようになっている。
【０１４３】
すなわち、温度感応膜２を成すＺｎＯ膜の複素屈折率が温度にて変化し、複素屈折率の変化によって情報層４の光学多重干渉状態が変化し、結果として情報層４が反射防止構造からずれて反射率が上昇するようになっている。なお、この時もＺｎＯ単膜の透過率と同様、情報層４は温度変化に対して反射率が可逆的に変化し、繰り返し温度変化させても劣化せず、元の値に戻ることを確認している。
【０１４４】
次に、温度感応膜２と光吸収膜３の膜厚を調整する方法について、もう少し詳細に述べる。すなわち、温度感応膜２と光吸収膜３の膜厚は、以下の３点を考慮して設計する。
（１）入射光は、温度感応膜２を透過し、光吸収膜３にて光吸収される。
（２）光吸収によって光吸収膜３にて発生した熱により、温度感応膜２の温度上昇が生じる。
（３）温度感応膜２の温度が上昇することで温度感応膜２の複素屈折率が変化し、情報層４での光学多重干渉の状態が変化し、情報層４の光学多重干渉による反射率が変化する。
【０１４５】
図５に、実施例１にかかる光ディスク１ａにおいて、温度感応膜２であるＺｎＯ膜の膜厚を変えたとき、すなわち、光学多重干渉の条件を変化させたときの、反射率スペクトルを示す。すなわち、光ディスク１ａにおいて、温度感応膜２であるＺｎＯ膜の膜厚を変えたときの、分光器における分光反射率特性の測定結果を示す。なお、分光器の単色光強度は１μＷ程度である。
【０１４６】
これによると、ＺｎＯの膜厚により、光学干渉の谷の位置（反射率が極小値となる位置）を自由に設計できることがわかる。すなわち、温度感応膜２の膜厚によって光干渉変化の状態を変化させられることがわかる。なお、図５に示したデータは常温での測定結果であり、温度が変化すれば、各膜厚における反射率は変化する。
【０１４７】
谷の位置と膜厚との関係は、表１のとおりである。なお、Ａｌ反射膜３４の膜厚は、全てのサンプルで２０ｎｍとした。
【０１４８】
【表１】
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【０１４９】
図６に、それらの媒体（上記各サンプル）のミラー部分（凹凸や溝形状のない平面部分）の入射光強度に対する反射光強度を、評価装置にて測定した反射率測定結果を示す。なお、入射光波長は４０５ｎｍである。
この図に示すように、ＺｎＯ膜の膜厚により、光学多重干渉の谷の位置が変化したことに対応し、反射率の絶対値が変化している。また、谷の位置が３８０ｎｍおよび４７０ｎｍのサンプル（ＺｎＯ膜の膜厚が１２０ｎｍおよび１６５ｎｍのサンプル）では入射光強度が増加すると反射率が下降し、谷の位置が４１８ｎｍおよび４４０ｎｍのサンプル（ＺｎＯ膜の膜厚が１４０ｎｍおよび１５０ｎｍのサンプル）では入射光強度が増加すると反射率が上昇することがわかる。これは、反射光強度が大きくなるにつれて媒体温度（温度感応膜２の温度）も上昇するので、図５に示した反射率の波形が、右側にシフトするためであると考えられる。なお、温度感応膜２の温度と反射率との関係については、後で図８〜図１１を用いて詳しく説明する。
【０１５０】
図７に、ＲＯＭピット付きディスクの０．１４μｍピット長のピット列を、光学ピックアップ（４０５ｎｍ波長、対物レンズ開口度０．６５、回折限界０．１６μｍ）で再生した時の、再生レーザパワーに対するキャリア対雑音比（ＣＮ比）を示す。この図に示すように、信号の立ち上がりは、３８０ｎｍ谷（ｂｏｔｔｏｍ）のサンプル（ＺｎＯ膜の膜厚が１２０ｎｍのサンプル）が、最も低パワーで立ち上がり感度が良いと思われるが、４０ｄＢを超える高信号品質領域では４４０ｎｍ谷のサンプル（ＺｎＯ膜の膜厚が１５０ｎｍのサンプル）で最もＣＮ比が高い結果が得られている。これらのことから、求める記録密度（ピット長）に応じた光学的多重干渉を利用することにより、高感度設計にするか高信号品質設計にするかを選択することができるということが言える。
【０１５１】
なお、ＣＮ比の測定条件は、線速３．０ｍ／ｓ、スペクトルアナライザＲＢＷ３０ｋＨｚである。すべてのサンプルにおいて、光学的回折限界である０．１６μｍより小さいＲＯＭピット長さ０．１４μｍでＣＮ比が大きく得られているので、各サンプルは、いわゆる光学的超解像媒体であると言える。また、上記各サンプルと同一の基板５を用いて、温度感応膜２を含まずＡｌ反射膜６のみを成膜した光ディスクでは、０．１６μｍでＣＮ比は、ほぼ０であった。
【０１５２】
上記した図５における、各ＺｎＯ膜厚の違いによる反射率の温度依存性を図８，９，１０，１１にそれぞれ示す。すなわち、図８は、ＺｎＯ膜（温度感応膜２）の膜厚が１２０ｎｍ、室温における光学干渉の谷の位置（反射率が極小となる位置）が３８０ｎｍの場合の反射率の温度依存性を示している。また、図９は、ＺｎＯ膜の膜厚が１４０ｎｍ、室温における光学干渉の谷の位置が４１８ｎｍの場合の反射率の温度依存性を示している。また、図１０は、ＺｎＯ膜の膜厚が１５０ｎｍ、室温における光学干渉の谷の位置が４４０ｎｍの場合の反射率の温度依存性を示している。また、図１１は、ＺｎＯ膜の膜厚が１６５ｎｍ、室温における光学干渉の谷の位置が４７０ｎｍの場合の反射率の温度依存性を示している。
【０１５３】
図８〜図１１では、３０℃と２００℃での反射率変化を示している。図８〜図１１に示すように、反射率は、図８では約１５％（２０％から１７％）、図９では約１１０％（４％から８．５％）、図１０では約１０％（２０％から２２％）、図１１では約４％（４２％から４４％）の割合で変化する。しかしながら、実際の再生では図６のように反射率が変化している。例えば、図６において谷の位置が４１８ｎｍ（ＺｎＯ膜の膜厚が１４０ｎｍ）の場合では、入射光強度１．０ｍＷでは反射率が８％であったものが、入射光強度４．０ｍＷでは反射率が１３％程度まで上昇している。このため、温度上限は２００℃を超えている可能性がある。
【０１５４】
なお、図６において谷の位置が４１８ｎｍ（ＺｎＯ膜の膜厚が１４０ｎｍ）の場合では、入射光強度が１．０ｍＷから４．０ｍＷに増加する際、反射率が、１．６７％／ｍＷの割合で増加している。このように、入射光強度に応じて反射率が変化する情報層４を用いることにより、反射率が入射光強度に応じてなだらかに変化する場合に比べて、光スポット内でのマスク領域と再生領域との境界である中間遷移領域を狭くすることができる。このため、再生領域の記録ビットをより強調して読み取ることができ、結果としてノイズが小さくなり、信号品質が向上する。
【０１５５】
温度上限が２００℃を超えている場合、図８〜図１１における反射率スペクトルの波形は、２００℃の場合よりもさらに長波長側にシフトする。このため、図９および図１０では、図中に示した２００℃の場合以上の反射率上昇が考えられる。すなわち、図９および図１０では、反射率スペクトルの波形が長波長側にシフトするので、入射光の波長である４０５ｎｍにおける反射率がさらに大きくなる。一方、図８および図１１では、温度上限が２００℃を超えている場合、反射率スペクトルの波形が２００℃の場合よりもさらに長波長側にシフトし、図中に示した２００℃の場合よりも反射率が低下する。
【０１５６】
なお、記録密度をさらに高めるためには、温度感応膜２を成すＺｎＯ膜として、光スポットによって生じる温度分布のピーク温度の６０％から８５％の間の値をしきい値として、複素屈折率変化が急峻に変化するような組成を有するものを用いることが好ましい。これにより、反射率変化を起こす領域が光スポットの中心部のみに限定され、より実効再生スポットを縮小することができ、記録密度をさらに高めることができる。
【０１５７】
このような調整は、上記のように温度感応膜２の組成による光学特性調整でも対応可能であるが、情報層４における干渉構造の調整でも対応が可能である。具体的には図８において、再生光波長４０５ｎｍは、３０℃での反射率の谷の位置（反射率が極小値となる位置）である３８０ｎｍよりも右側に位置しているが、必ずしもこの位置に限定されるものではなく、再生光波長４０５ｎｍは、谷の底に位置していても、谷の左側に位置していても構わない。
【０１５８】
また、図９のように、再生波長４０５ｎｍにおける３０℃での反射率が、谷の位置よりも左側に位置している構成の場合、温度上昇を始めて谷が右に移動することにより、再生波長４０５ｎｍにおける反射率は上昇していく。したがって、ビームスポット内の高温部分の反射率を上昇させることができ、ビームスポット内の高温部分でのみ再生することが可能となるので、実効再生スポットをより縮小することができる。
【０１５９】
また、図８のように、再生波長４０５ｎｍにおける３０℃での反射率が、谷の位置よりも右側に位置している構成の場合、温度上昇を始めて谷が右に移動することにより、再生波長４０５ｎｍにおける反射率は低下していく。これにより、ビームスポット内の高温部分の反射率を低下させ、ビームスポット内の低温部分でのみ再生することが可能となる。このように、ビームスポット内の低温部分でのみ再生する構成でも、実効再生スポットをより縮小することができる。
【０１６０】
なお、実施例１の光ディスク１ａでは、光ビーム８が入射する光入射側から順に、温度感応膜２、光吸収膜３、反射膜６が積層されてなる情報層４を例示したが、本発明の光情報記録媒体の構成はこれに限るものではない。以下に他の膜構成の例について説明する。
【０１６１】
〔実施例２〕
図１２は、実施例２の光ディスク（光情報記録媒体）１ｂの断面図である。この図に示すように、光ディスク１ｂは、光入射側から、温度感応膜２、光吸収膜３がこの順に積層された２層構成の積層膜（情報層）４を有する。なお、実施例２の光ディスク１ｂは、実施例１の光ディスク１ａと同様に、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板からなる基板５を有し、その記録面５ａにはあらかじめ位相ピットで情報が記録されている。そして、この情報が記録された記録面５ａ上に、実施例１の光ディスク１ａと同じマグネトロンスパッタリング法を用い、同じスパッタ条件で、光吸収膜３としてのＳｉ膜が５０ｎｍで形成され、その上に同様に温度感応膜２としてのＺｎＯ膜が１２０ｎｍで形成されている。つまり、実施例２の光ディスク１ｂは、実施例１の光ディスク１ａにおいて、光吸収膜３と基板５との間の反射膜６を除いた構成である。
【０１６２】
このような構成からなる光ディスク１ｂにおいても、実施例１にかかる光ディスク１ａと同様、実効スポット径を効果的に縮小することができる。
【０１６３】
〔実施例３〕
図１３は、実施例３の光ディスク（光情報記録媒体）１ｃの断面図である。この図に示すように、光ディスク１ｃは、光入射側から、温度感応膜２、光吸収膜３、及び透明膜（保護膜、断熱膜）３５がこの順に積層された３層構成の積層膜（情報層）４を有する。
【０１６４】
なお、実施例３の光ディスク１ｃは、実施例１の光ディスク１ａと同様に、直径１２ｃｍ、厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板からなる基板５を有し、その記録面５ａにはあらかじめ位相ピットで情報が記録されている。また、実施例３の光ディスク１ｃは、情報が記録された記録面５ａ上に、ＳｉＮ膜よりなる透明膜３５がマグネトロンスパッタリング法によって膜厚２０ｎｍで形成され、その上に実施例１と同様にＳｉ膜よりなる光吸収膜３が５０ｎｍで形成され、さらにその上にＺｎＯ膜よりなる温度感応膜２が１２０ｎｍでそれぞれ形成されてなる。つまり、実施例３の光ディスク１ｃは、実施例１の光ディスク１ａにおける光吸収膜３と基板５との間のＡｌ膜からなる反射膜６に代えて、ＳｉＮよりなる透明膜３５が形成されている構成であり、換言すれば、実施例２の光ディスク１ｂにおける光吸収膜３と基板５との間に透明膜３５を設けた構成である。
【０１６５】
ここで、透明膜３５は、光吸収膜３を保護する保護膜、および、光吸収膜３から基板５、すなわち光吸収膜３から温度感応膜２とは反対側への熱拡散を抑制する断熱膜として機能する。
【０１６６】
このような構成からなる光ディスク１ｃによれば、実効スポット径をより効果的に縮小することができる。なお、本実施例では、透明膜３５が保護膜および断熱膜の機能を兼ねる構成としたが、これに限らず、例えば保護膜と断熱膜とを別々に設けるようにしてもよい。また、保護膜または断熱膜のいずれかのみを備える構成としてもよい。また、透明膜３５の材質は、上記したＳｉＮ膜に限らず、用途に応じて適宜変更してもよい。
【０１６７】
〔実施例４〕
図１４は、実施例４の光ディスク（光情報記録媒体）１ｄの断面図である。この図に示すように、光ディスク１ｄは、光入射側から、温度感応膜２、光吸収膜３、透明膜３５、反射膜６が順に積層された４層構成の積層膜（情報層）４を有する。なお、光ディスク１ｄは、実施例１の光ディスク１ａと同様に、基板５上の情報が記録された面である記録面５ａ上に、実施例１と同じマグネトロンスパッタリング法を用いて、Ａｌ膜よりなる反射膜６が３０ｎｍで形成され、その上にＳｉＮ膜よりなる透明膜３５が２０ｎｍで形成され、その上にＳｉ膜よりなる光吸収膜３が５０ｎｍで形成され、さらにその上にＺｎＯ膜よりなる無機超解像膜としての温度感応膜２が１２０ｎｍで形成されている。つまり、実施例４の光ディスク１ｄは、実施例１の光ディスク１ａにおける光吸収膜３と反射膜６との間にさらに透明膜３５が形成されている構成であり、換言すれば、実施例３の光ディスク１ｃに反射膜６を設けた構成である。
【０１６８】
このような構成からなる光ディスク１ｄによれば、透明膜（保護膜）３５によって光吸収膜３の保護を行うことができる。また、透明膜（断熱膜）３５によって、光吸収膜３から反射膜６、すなわち光吸収膜３から温度感応膜２とは反対側への熱拡散を抑制することができる。このため、温度感応膜２の温度をより効果的に上昇させることができ、光利用効率を向上させることができる。
【０１６９】
また、反射膜６を備えることにより、温度感応膜２、光吸収膜３、透明膜３５を透過した光ビーム８の光を反射して、再び温度感応膜２及び光吸収膜３へと戻すことで、情報層４全体として光利用効率を向上させることができる。
【０１７０】
したがって、光ディスク１ｄによれば、実効スポット径をより効果的に縮小することができる。
【０１７１】
〔実施例５〕
実施例１〜４にかかる光ディスク１ａ〜１ｄではそれぞれ、温度感応膜２が情報層４の表面に位置し、空気と接する構成となっていたが、情報層４の表面に保護膜を設けてもよい。このような保護膜としては、例えば、紫外線硬化樹脂膜を用いることができる。
【０１７２】
図１５（ａ）に、一例として、実施例１の光ディスク１ａにおける再生専用の情報ピット（位相ピット）を持つＲＯＭ基板５の上に情報層４及び紫外線硬化樹脂膜３６が形成されている構成の光ディスク１ｅの断面図を示す。この図に示すように、光ディスク１ｅは、基板５における記録面５ａ上に反射膜６、光吸収膜３、温度感応膜２からなる情報層４と、紫外線硬化樹脂膜３６とがこの順序で成膜されている。このように、情報層４の最表面に紫外線硬化樹脂膜３６を設けた構成では、光ヘッド１２などとの衝突によって積層膜（情報層４）が破壊されることを防ぐことができる。また、紫外線硬化樹脂膜３６は、光透過性に優れている。このため、光ビーム８は紫外線硬化樹脂膜３６を通して情報層４に到達するので、実施例１にかかる光ディスク１ａと略同様の効果を得ることができる。
【０１７３】
なお、図１５（ａ）に示した光ディスク１ｅにおいては、実施例１の光ディスク１ａとは膜構成が異なり、各膜の熱伝導に伴って熱構造が変化する。温度感応膜２の動作は、光ディスクの温度状態に敏感であるため、各膜の膜厚や材料の最適化が必要となる。
【０１７４】
また、上記した光ディスク１ａ〜１ｅでは、あらかじめ記録マークが基板５上に位相ピットとして記録された読み出し専用ディスクについて記述してあるが、本発明を基板５上にデータを記録するための記録層を有する、ライトワンス型の光ディスク（光情報記録媒体）や、相変化型の光ディスク、光磁気型の光ディスクに適用することにより、光ディスク１ａ〜１ｅと略同様の効果が期待できる。
【０１７５】
図１５（ｂ）に、データを記録するための記録層を有する構成の一例である光ディスク（光情報記録媒体）１ｆを示す。すなわち、図１５（ｂ）は、記録再生用案内溝（図示せず）を有する基板５上に情報を記録するための記録層である記録再生積層膜（記録層）５９、反射膜６、光吸収膜３、温度感応膜２を含む積層膜（情報層）４と紫外線硬化樹脂膜３６とがこの順に形成されている構成の光ディスク１ｆの断面図を示している。なお、記録再生情報層５９は、無機材料や有機材料を用いた追記型記録膜でもよく、あるいは相変化記録膜や光磁気記録膜であってもよい。
【０１７６】
このような構成からなる光ディスク１ｆによれば、情報を記録するための記録層を有する構成において、再生時の実効スポット径をより効果的に縮小することができ、さらに、記録密度をさらに向上させることができる。また、光ディスク１ｆにおける表面に、紫外線硬化樹脂膜３６を備えることにより、光ヘッド１２などとの衝突によって積層膜（情報層４）が破壊されることを防ぐことができる。
【０１７７】
なお、図１５（ｂ）に示した光ディスク１ｆにおいては、実施例１の光ディスク１ａとは膜構成が異なり、各膜の熱伝導に伴って熱構造が変化するので、各膜の膜厚や材料の最適化が必要となる。また、図１５（ｂ）の構成に限らず、例えば、追記型あるいは書き換え型などの記録層を有する光ディスクにおいて、温度感応膜２を利用して、入射光強度が強くなった時に反射率が高くなる積層膜（情報層４）を実現するには、記録層や、熱的特性を制御する膜を含めた多層膜構造での反射率変化を計算して設計する必要がある。
【０１７８】
ところで、入射光強度が強くなった時に反射率が高くなる構造にすると、記録時には、再生時に対して３〜１０倍の強度の光パルスが照射されるため、光ディスクの反射率が高くなるのに伴って、光吸収が減少し、記録マークがうまく形成されないことがけ考えられる。
【０１７９】
しかしながら、６．０ｍＷ以上では入射光強度に対する反射光強度の変化は比例関係を示す直線上にのることが確認されており、温度感応膜２の複素屈折率変化は、パワーが強くなるのに伴って際限なく変化していくのではなく、６．０ｍＷ以上の光を照射すると複素屈折率の変化は飽和する。すなわち、図６の再生パワー（入射光強度）と反射率の関係において、入射光強度６．０ｍＷ以上では反射率が一定になり、それ以上入射光強度を強くしても反射率が変化しない。光ディスクの積層膜（情報層４）の構造によらず、ほとんどの無機超解像膜を用いた光ディスクの反射率変化が、６．０ｍＷ〜８．０ｍＷあたりで飽和する性質を示す。
【０１８０】
したがって、記録時には従来と同様に記録を行い、再生時のみ超解像効果により超解像再生を行うことが可能である。
【０１８１】
なお、実施例１〜４の光ディスク１ａ〜１ｄのように、温度感応膜２が情報層４の表面に位置し、一方の面が光吸収膜３に接し、他方の面が空気と接している構成の場合、温度感応膜２が基板５やその他の無機材料膜（反射膜６や透明膜３５）あるいは紫外線硬化樹脂膜３６に接している場合と比べて、温度感応膜２からの放熱を抑えられる。したがって低い再生パワーで温度上昇を得られるので、再生パワー感度が良好になる。また、温度感応膜２の代わりに、光にて直接複素屈折率が変化する複素屈折率変化膜（感応膜、例えば波長感応膜など）が、最も光入射側に配されている場合であっても、入射光を最大に利用できるので、感応膜における複素屈折率を変化させるためにはより有効である。
【０１８２】
〔実施例６〕
実施例１〜５にかかる光ディスク１ａ〜１ｆでは、情報層４が基板５の光入射側に設けられているが、この位置関係を逆転させ、入射光が基板５を通して情報層４に到達する構成とすることもできる。
【０１８３】
図１６（ａ）に、入射される光ビーム８が基板５を通して積層膜（情報層）４に到達する構成の光ディスク（光情報記録媒体）１ｇの断面図を示す。光ディスク１ｇは、実施例１の光情報記録媒体１ａとは成膜順序が逆であり、基板５における記録面５ａ上に温度感応膜２、光吸収膜３、反射膜６の順序で成膜されている。なお、図１６（ａ）では、情報層４の表面（情報層４における基板５とは反対側の表面）に、情報層４の保護膜としての紫外線硬化樹脂膜３６が形成されている。
【０１８４】
また、図１６（ｂ）に、記録再生用案内溝（図示せず）を有する基板５上に、温度感応膜２、光吸収膜３、反射膜６、情報を記録するための記録層である記録再生積層膜（記録層）５９、を含む積層膜（情報層）４と、紫外線硬化樹脂膜３６とがこの順に形成されている構成の光ディスク１ｈを示す。なお、この構成では、図１５（ａ）に示した光ディスク１ｇと同様、基板５側から光ビーム８が入射される。また、記録再生積層膜５９は、無機材料や有機材料を用いた追記型記録膜でもよいし相変化記録膜や光磁気記録膜であってもよい。
【０１８５】
光ディスク１ｇまたは１ｈの構成では、基板５を通して光読み出しを行うため、光ディスク１ｇまたは１ｈの読み取り面（基板表面）に傷がついた場合でも読み取りエラーになりにくい。
【０１８６】
ただし、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）の光ディスク１ｇ，１ｈにおいては、実施例１の光ディスク１ａとは膜構成が異なり、各膜の熱伝導に伴って熱構造が変化する。温度感応膜２の動作は、光ディスクの温度状態に敏感であるため、各膜の膜厚や材料の最適化が必要となる。
【０１８７】
〔実施例７〕
実施例１〜６にかかる光ディスク１ａ〜１ｈでは、情報層４が１層のみ形成されている構成について説明した。しかしながら、本発明の光ディスク（光情報記録媒体）の構成はこれに限らず、記録面あるいは記録層を多層に形成することにより記録容量を向上させた記録部多層構造の光ディスク（記録媒体）としてもよい。
【０１８８】
１枚の光ディスクにおいて、記録面あるいは記録層を多層に形成した記録部多層構造の光ディスクに、上記した各実施例１〜６の光ディスク１ａ〜１ｈにおける、入射光に応じて反射率が高くなる構造を組み合わせると、超解像効果による各記録層の記録密度向上効果が得られるだけでなく、各記録層に焦点が合ったときにだけ反射率が高くなり、オートフォーカスやトラッキングが安定するという大きな効果がある。
【０１８９】
図１７（ａ）に、２層の記録面（記録部）を有する、記録部多層構造の光ディスク（光情報記録媒体）１ｉの断面図を示す。なお、光ディスク１ｉは、すでにＢｌｕ−rａｙ Ｄｉｓｃなどで提案されている、あらかじめ位相ピットで情報が記録された構成に、本発明を適用したものである。
【０１９０】
図１７（ａ）に示すように、光ディスク１ｉは、基板５における記録面５ａ上に、反射膜６、光吸収膜３、温度感応膜２、紫外線硬化樹脂膜３６、透明膜３５、光吸収膜３、温度感応膜２が形成されてなる。なお、紫外線硬化樹脂膜３６の光入射側の表面、すなわち透明膜３５側の表面は、あらかじめ位相ピットで情報が記録された記録面３６ａとなっている。
【０１９１】
すなわち、光ディスク１ｉは、紫外線硬化樹脂膜３６と紫外線硬化樹脂膜３６における記録面３６ａ上に形成された透明膜３５、光吸収膜３、温度感応膜２からなる第１（第１層目）の情報層４とを含む第１の記録部、および、基板５と基板５における記録面５ａ上に形成された反射膜６、光吸収膜３、温度感応膜２からなる第２（第２層目）の情報層４とを含む第２の記録部の、２層の記録部が積層されてなる。
【０１９２】
第１の情報層４は、厚さ２０μｍの紫外線硬化樹脂膜３６における記録面３６ａ上に、膜厚約２０ｎｍのＳｉＮ膜からなる透明膜３５、膜厚約３０ｎｍのＳｉ膜からなる光吸収膜３、膜厚約１２０ｎｍのＺｎＯ膜からなる温度感応膜２が積層されてなる。
【０１９３】
そして、紫外線硬化樹脂膜３６を挟んで基板５側に形成される第２の情報層４は、基板５における記録面５ａ上に、膜厚約１００ｎｍのＡｌ膜からなる反射膜６、膜厚約３０ｎｍのＳｉ膜からなる光吸収膜３、膜厚約１２０ｎｍのＺｎＯ膜からなる温度感応膜２が積層されてなる。なお、第２の情報層４における温度感応膜２上に紫外線硬化樹脂膜３６が形成され、その上に第１の情報層４が形成されている。
【０１９４】
ここで、光ディスク１ｉの製造方法について説明する。まず、基板５に予め位相ピットで凹凸形状にて情報を記録しておき、この基板５における記録面５ａ上に、上記した反射膜６、光吸収膜３、温度感応膜２をそれぞれマグネトロンスパッタリング法で上記膜厚となるように形成し、その後、紫外線硬化樹脂膜３６を塗布する。次いで、紫外線硬化樹脂膜３６上に、紫外線透過性の転写型スタンパによって基板５上の記録面５ａと同様、凹凸の形の位相ピットで情報を記録する。さらに、転写型スタンパを紫外線硬化樹脂膜３６上に取り付けた状態で、紫外線硬化樹脂膜３６に対してスタンパ側から紫外線照射することにより紫外線硬化樹脂膜３６を紫外線硬化させ、その後、転写型スタンパを取り外す。これにより、紫外線硬化樹脂膜３６上に、記録面３６ａが形成される。その後、紫外線硬化樹脂膜３６の記録面３６ａ上に、上記した透明膜３５、光吸収膜３、温度感応膜２を、マグネトロンスパッタリング法で上記膜厚となるように形成する。なお、第１の情報層４は実施例３の光ディスク１ｃにおける情報層４と同様の膜構成であり、第２の情報層４は実施例１の光ディスク１ａにおける情報層４と同様の膜構成である。このため、第１の情報層４および第２の情報層４は、光ディスク１ｃおよび光ディスク１ａとそれぞれ略同様の効果を奏する。ただし、温度構造が異なるため膜厚は適宜変更してもよい。
【０１９５】
このように形成した光ディスク１ｉの再生は、第１層目の情報層４の温度感応膜２側から再生光を入射して行う。
【０１９６】
ここで、光入射側に近い第１の情報層４において全ての光が反射されないように、第１の情報層４における透明膜３５としては、第２の情報層４における反射膜６に比べて、光透過性の高い光透過膜を用いることが好ましい。また、透明膜３５は、光吸収膜３の保護および断熱と、第２の情報層４へと光を通過させる光透過の役割を同時に果たすことができる。すなわち、透明膜３５は、光吸収層３の保護、第１の情報層４の再生パワー感度の向上、多層化に有利な構成となっている。
【０１９７】
なお、従来、記録部を２層有する光情報記録媒体では、第１層目の積層膜（情報層）の反射率が低くなるため、オートフォーカスやトラッキングが安定せず、再生時の外乱に弱いという問題があった。これに対して、本実施例にかかる光ディスク１ｉでは、第１及び第２の情報層４の反射率は、入射光強度を強くすると反射率が高くなる性質を示し、かつ、この反射率が高くなる性質は、再生光の焦点深度内に温度感応膜２が存在する時のみ生じる。
【０１９８】
つまり、第１の情報層４を用いて記録面３６ａを再生する時は、第１の情報層４を有する第１の記録部に合焦し、第１の情報層４の反射率が増加するが、第２の情報層４の超解像層とは焦点の位置が大きく外れているために反射率が高くなる効果は第２の情報層４には生じず、第１の記録部の再生に悪影響を及ぼさない。一方、第２の情報層４を有する第２の記録部を再生する時は、第２の記録部に合焦し、第２の情報層４の反射率が増加するが、第１の情報層４の超解像層とは焦点の位置が大きく外れているために反射率が高くなる効果は第１の情報層４には生じず、第２の記録部の再生に悪影響を及ぼさない。このため、光ディスク１ｉでは、オートフォーカスやトラッキングが安定する。
【０１９９】
また、隣り合う第１の記録部と第２の記録部との間隔を、通常の記録部多層構造の記録媒体よりも狭くすることができる。通常の記録部多層構造の記録媒体では、第１の記録部と第２の記録部との間隔は２０μｍ〜５０μｍとされるのが一般的であった。これに対して、本発明では２μｍ〜２０μｍと短くすることが可能である。なお、隣り合う第１の記録部と第２の記録部との間隔は、両記録部間に形成される紫外線硬化樹脂膜３６の厚さを調整することによって狭くすることができる。
【０２００】
また、第１の記録部（光入射側に近い方）、第２の記録部（光入射側から遠い方。光入射側から見て、第１の記録部の次の記録部）ともに、複素屈折率変化が起こる膜と組み合わせて反射率が高くなる構造にしてもよいが、第２の記録部の次には記録部が存在しないので、温度感応膜２と組み合わせずにもともとの反射率を高くしておいても構わない。光入射側の第１の記録部だけ、もともとの反射率を低く設定しておいて、第１の記録部にスポットがフォーカスされたときにだけ反射率が高くなるように、上記実施例１〜４にある温度感応膜２と同様な材料の膜と組み合わせて反射率が高くなる構造にしてもよい。第１の記録部に温度感応膜２を適用することにより、反射率設計の困難さが低減され、記録部を２層有する記録部多層構造の光ディスクの実現性が高くなる。
【０２０１】
また、記録部の層数によらず、読み出し時には上記のように反射率が高くなって相対的に吸収率が低くなるが、記録時の非常に強いレーザパワーが照射された時には反射率が低くなるように各層の膜厚を決めれば、記録感度を低くせずに読み出し光によるデータ破壊を防ぐことができる。
【０２０２】
また、無機超解像膜からなる温度感応膜として、上記で述べたＺｎＯ膜以外に、複数の化合物を有する元素の組み合わせである酸化物、窒化物、硫化物、弗化物、炭化物、のうちのいずれかを用いた温度感応膜が使用可能である。
【０２０３】
また、上述した各実施例にかかる光ディスクのうち、積層膜（情報層）側より光照射する構成において、同じ構造のもう一枚の光ディスクと、基板同士を接着剤を介して貼り合わせてもよい。この場合、光ディスクとしての強度を保ち、光ディスクの両面に情報を記録することができる。
【０２０４】
また、多層の記録層（記録部）からなる記録部多層構造の光ディスクとしてもよい。図１７（ｂ）に、２層の記録層を有する記録部多層構造の光ディスクの一例である、光ディスク１ｊの断面図示す。なお、光ディスク１ｊは、記録再生型の光ディスクである。
【０２０５】
図１７（ｂ）に示すように、光ディスク１ｊは、基板５上に、記録再生積層膜（記録層）５９、光吸収膜３、温度感応膜２、紫外線硬化樹脂膜３６、記録再生積層膜５９、透明膜３５、光吸収膜３、温度感応膜２が形成されてなる。
【０２０６】
すなわち、光ディスク１ｊは、紫外線硬化樹脂膜３６と、紫外線硬化樹脂膜３６上に形成された記録再生積層膜５９、透明膜３５、光吸収膜３、温度感応膜２からなる第１（第１層目）の情報層４とを含む第１の記録部、および、基板５と、基板５上に形成された記録再生積層膜５９、反射膜６、光吸収膜３、温度感応膜２からなる第２（第２層目）の情報層４とを含む第２の記録部の、２層の記録部が積層されてなる。
【０２０７】
第１の記録部は、厚さ２０μｍの紫外線硬化樹脂膜３６上に、記録再生積層膜５９、膜厚約２０ｎｍのＳｉＮ膜からなる透明膜３５、膜厚約３０ｎｍのＳｉ膜からなる光吸収膜３、膜厚約１２０ｎｍのＺｎＯ膜からなる温度感応膜２が積層されてなる。なお、第１の記録部における記録再生積層膜５９は、紫外線効果樹脂膜３６側から順に、膜厚１９ｎｍのＴｉＯ２膜、膜厚１０ｎｍのＡｇ合金反射膜、膜厚３０ｎｍのＺｎＳ・ＳｉＯ２膜、膜厚６ｎｍのＧｅＳｎＳｂＴｅ膜、膜厚３０ｎｍのＺｎＳ・ＳｉＯ２膜が積層されてなる、相変化型の記録再生積層膜５９である。
【０２０８】
そして、紫外線硬化樹脂膜３６を挟んで基板５側に形成される第２の記録部は、基板５上に記録再生積層膜５９、膜厚約３０ｎｍのＳｉ膜からなる光吸収膜３、膜厚約１２０ｎｍのＺｎＯ膜からなる温度感応膜２が積層されてなる。なお、第２の情報層４における温度感応膜２上に紫外線硬化樹脂膜３６が形成され、さらにその上に第１の記録部が形成されている。ここで、第２の記録部における記録再生積層膜５９は、基板５側から順に、膜厚８０ｎｍのＡｇ合金反射膜、膜厚３０ｎｍのＺｎＳ・ＳｉＯ２膜、膜厚１０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ膜、膜厚３０ｎｍのＺｎＳ・ＳｉＯ２膜が形成されてなる、相変化型の記録再生積層膜５９である。
【０２０９】
このように、多層の記録層からなる記録部多層構造の光ディスク１ｊにおいても、図１７（ａ）に記載した光ディスク１ｉと略同様の効果を得ることができる。
【０２１０】
なお、第１の記録部および第２の記録部における記録再生積層膜５９は、上記した構成に限るものではない。例えば、無機膜または有機膜を用いた追記型記録膜でも相変化型または光磁気型の書き換え型記録膜などを用いてもよい。
【０２１１】
また、記録部多層構造の光ディスクの場合、光入射側の各記録部（記録層を含む積層膜（情報層）、あるいは記録面とこれに接する積層膜（情報層））での反射率が高いと、その次にある記録部に光が到達しなくなり、記録再生が不可能となる。このため、光入射側の各記録部の反射率を低く抑え、各記録部の記録再生が可能となるように設計する必要がある。しかし、一方では、反射率が低いとオートフォーカスやトラッキングが安定しないという問題があるので、各積層膜（情報層）の反射率の設定は、両者を考慮して行う必要がある。
【０２１２】
また、上記各実施例において入射光強度を強くしたときに反射率が変化する効果（図６の結果）は、ジャストフォーカスの位置から、焦点の位置を２μｍ（焦点深度の２倍程度の量）ずらすと生じない。つまり、この効果は、光のパワー密度が十分に強いときに生じる効果である。
【０２１３】
通常、記録部多層構造の記録媒体における各記録部の間隔は２０μｍ〜５０μｍである。上記実施例１〜６で示した、温度感応膜２の複素屈折率変化によって反射率が高くなる情報層４の構造を、記録部多層構造の光ディスクにおける各記録部に組み合わせる場合、ひとつの記録部にジャストフォーカスされているときには、その前後の記録部との距離は焦点深度よりも十分に大きいため、その前後の記録部の積層膜内の温度感応膜２における複素屈折率変化による反射率変化は生じない。
【０２１４】
このため、焦点位置以外にある時の反射率を低く抑え、かつ、焦点を合わせた時の反射率を十分に得られるので、オートフォーカスやトラッキングが安定する。また、このことを利用して逆に記録部多層構造の記録媒体における各記録部の間隔を２μｍ〜２０μｍと短くすることも可能である。
【０２１５】
ただし、記録部多層構造の記録媒体において、記録部の数を増やしていくと、球面収差によるスポットの劣化が生じるため、記録部を２層としたものが現実的である。
【０２１６】
なお、本発明は、積層膜（情報層）に記録層を有するタイプであれば、例えば、情報記録可能なライトワンス型光ディスク、相変化光ディスク、光磁気ディスク、具体的にはＭＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＷ、ＢＤ−Ｒなどに適用できる。また、予め情報が記録されている記録面を有するタイプであれば、再生専用ディスク、具体的にはＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−ＲＯＭなどに適用できる。
【０２１７】
また、情報層４における感応膜として、温度に応じて複素屈折率が変化する感応膜を用いることにより、光ビームの強度に応じた光スポット内の情報層の温度変化によって、情報層での光学多重干渉を変化させることができる。このように、温度を介して複素屈折率が変化する感応膜は、選択が比較的容易である。また、温度にて薄膜部（情報層）における光学多重干渉を制御して反射率を制御できるので、情報層の設計が容易である。
【０２１８】
また、本発明の目的は、繰り返しの再生にも耐久性のある無機超解像膜を用いて媒体超解像効果を得るために、無機超解像膜を含む情報層の反射率変化を大きくすることで、より効果的に実効スポット径を縮小し、記録密度のさらなる向上を可能とすると共に、記録層あるいは記録面の多層化に適した光情報記録媒体、及びそれを用いた光情報再生方法（記録再生方法）、光情報処理装置（記録再生装置）を提供することにある、と表現することもできる。
【０２１９】
また、本発明の光情報記録媒体は、基板上に一層以上の薄膜からなる情報層を有する光情報記録媒体であって、上記情報層の薄膜には、入射光強度に応じて複素屈折率が変化する光透過性に優れた温度感応膜が少なくとも含まれると共に、上記情報層の薄膜は無機物により構成されている、あるいは上記情報層の薄膜が情報を記録するための記録層を含む場合は、該記録層を除く薄膜が無機物により構成されており、上記温度感応膜の複素屈折率の変化による上記情報層での光学多重干渉の変化に基づいて上記情報層の反射率が変化することを特徴としている、と表現することもできる。
【０２２０】
また、本発明の光情報記録媒体は、基板と、少なくとも光吸収層を有する積層膜（情報層）とからなる光情報記録媒体であって、前記情報層は２層以上の薄膜からなり、前記情報層のそれぞれの層が無機物により構成され、前記情報層の光学多重干渉の変化にもとづいて前記情報層の反射率が変化することを特徴としている、と表現することもできる。
【０２２１】
また、本発明の光情報記録媒体は、基板と、少なくとも記録層と光吸収層を有する積層膜（情報層）とからなる光情報記録媒体であって、前記情報層は２層以上の薄膜からなり、前記情報層の記録層を除く各層が無機物により構成され、前記情報層の光学多重干渉の変化にもとづいて前記情報層の反射率が変化することを特徴としている、と表現することもできる。
【０２２２】
また、本発明の光情報記録媒体は、上記した各光情報記録媒体において、前記積層膜（情報層）の光学多重干渉の変化に伴い変化する反射率が、入射光強度を所定の値以上に強くしたときに大きく変化することを特徴としている、と表現することもできる。
【０２２３】
また、本発明の光情報記録媒体は、前記積層膜（情報層）のうちの少なくとも１層が入射光を透過する光透過膜であり、前記入射光の波長付近において前記情報層は、光学多重干渉を用いた反射防止構造又は反射防止状態に近い構造であることを特徴としている、と表現することもできる。
【０２２４】
また、前記光透過膜は、入射光強度に伴う前記情報層の温度の変化にもとづいて、複素屈折率の変化する温度感応膜であってもよい。
【０２２５】
また、本発明の記録再生装置は、本発明の光情報記録媒体を用いることにより、記録再生装置の有する光学系解像限界より短いマーク長の信号を記録再生することを特徴としている、と表現することもできる。
【０２２６】
また、本発明の再生装置（記録再生装置）は、本発明の光情報記録媒体を用いることにより、再生装置の有する光学系解像限界より短いマーク長の信号を再生することを特徴としている、と表現することもできる。
【０２２７】
本発明は上述した実施形態あるいは各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２２８】
本発明は、例えば、情報記録可能なライトワンス型光ディスク、相変化光ディスク、光磁気ディスク、具体的にはＭＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＷ、ＢＤ−Ｒ、あるいは、再生専用ディスク、具体的にはＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−ＲＯＭなどの光情報記録媒体、およびそれらを記録再生するための光情報記録再生方法および光情報記録再生装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２２９】
【図１】本発明にかかる温度感応膜を用いた媒体超解像効果を奏する光情報記録媒体の構造を概念的に示す断面図である。
【図２】本発明にかかる、温度感応膜であるＺｎＯ単膜の透過率の分光スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる光ディスクの構造を示す断面図である。
【図４】図３に示した光ディスクにおける反射率の測定波長に対する分光スペクトルを示す図である。
【図５】温度感応膜であるＺｎＯ膜の膜厚を変えたときの分光反射率スペクトルを示す図である。
【図６】温度感応膜であるＺｎＯ膜の膜厚を変えたときの評価機で測定した反射率の再生レーザパワー依存性を示す図である。
【図７】温度感応膜であるＺｎＯ膜の膜厚を変えたときの評価機で測定したＣ／Ｎ比の再生レーザパワー依存性を示す図である。
【図８】温度感応膜であるＺｎＯ膜の膜厚が１２０ｎｍのときの分光反射率スペクトルを示す図である。
【図９】温度感応膜であるＺｎＯ膜の膜厚が１４９ｎｍのときの分光反射率スペクトルを示す図である。
【図１０】温度感応膜であるＺｎＯ膜の膜厚が１５０ｎｍのときの分光反射率スペクトルを示す図である。
【図１１】温度感応膜であるＺｎＯ膜の膜厚が１６５ｎｍのときの分光反射率スペクトルを示す図である。
【図１２】本発明の他の実施例にかかる光ディスクの構造を示す断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施例にかかる光ディスクの構造を示す断面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施例にかかる光ディスクの構造を示す断面図である。
【図１５】（ａ）は、本発明のさらに他の実施例にかかる光ディスクの構造を示す断面図である。（ｂ）は、（ａ）にかかる光ディスクの変形例の構造を示す断面図である。
【図１６】（ａ）は、本発明のさらに他の実施例にかかる光ディスクの構造を示す断面図である。（ｂ）は、（ａ）にかかる光ディスクの変形例の構造を示す断面図である。
【図１７】（ａ）は、本発明のさらに他の実施例にかかる光ディスクの構造を示す断面図である。（ｂ）は、（ａ）にかかる光ディスクの変形例の構造を示す断面図である。
【図１８】本発明の光ディスクを用いて情報の記録再生可能な記録再生装置における光学系の概略構成を示す模式図である。
【図１９】本発明の光ディスクを用いて情報の記録再生可能な記録再生装置の概略構成を示す模式図である。
【図２０】超解像媒体技術による実効再生スポット縮小効果を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０２３０】
１，１ａ〜１ｊ  光ディスク（光情報記録媒体）
２  温度感応膜（感応膜）
３  光吸収膜
４  情報層
５  基板
６  反射膜
８  光ビーム
２１  半導体レーザ
２２  コリメートレンズ
２３  ビーム整形プリズム
２４  ビームスプリッタ
２５  対物レンズ
２７  検出光学系
２８  スピンドルモータ
３５  透明膜
３６  紫外線硬化樹脂膜（保護膜）
５９  記録再生積層膜
【図１】
2005302275.tif 000004
【図２】
2005302275.tif 000005
【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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