(57)【要約】【課題】  高速再生を行いながら良好な超解像再生を実現する。【解決手段】  それぞれに対応する所定の温度で屈折率または消衰係数の非線形な変化を生じる複数の超解像層１３，１５を有している。前記複数の超解像層１３，１５のうち少なくとも二つの超解像層のそれぞれについて、前記それぞれの所定の温度に到達させるための記録媒体への前記レーザ光の照射光量は、それぞれ異なっている。前記複数の超解像層のうち少なくとも一層が非線形な光学変化を起こし、かつ残りの少なくとも一層が非線形な光学変化を起こしていない領域を開口とし、光学情報記録媒体の記録情報を再生する。【選択図】  図１
2007135827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の照射により情報の再生が行われる光学情報記録媒体であって、
それぞれに対応する所定の温度で屈折率または消衰係数の非線形な変化を生じる複数の超解像層を有し、
前記複数の超解像層のうち少なくとも二つの超解像層のそれぞれについて、前記それぞれの所定の温度に到達させるための記録媒体への前記レーザ光の照射光量は、それぞれ異なることを特徴とする光学情報記録媒体。
【請求項２】
前記複数の超解像層のうち、少なくとも一つの超解像層の温度が前記対応する所定の温度より高く、かつ他の少なくとも一つの超解像層の温度が前記対応する所定の温度より低い場合の媒体の反射率は、前記複数の超解像層のそれぞれの温度が前記対応する所定の温度より低い場合の媒体の反射率、および前記複数の超解像層のそれぞれの温度が前記対応する所定の温度より高い場合の媒体の反射率より高いことを特徴とする請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項３】
前記複数の超解像層のうち、少なくとも二つの超解像層が同一の材料組成であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学情報記録媒体。
【請求項４】
前記複数の超解像層のそれぞれで吸収される前記レーザ光の光量は互いに異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学情報記録媒体。
【請求項５】
前記複数の超解像層のうち、少なくとも一つの超解像層の前記対応する所定の温度は、それぞれの超解像層の融点であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学情報記録媒体。
【請求項６】
前記少なくとも一つの超解像層の温度がそれぞれの超解像層の前記融点より低い場合、前記超解像層は結晶状態であることを特徴とする請求項５に記載の光学情報記録媒体。
【請求項７】
前記少なくとも一つの超解像層の主成分は、成膜後に結晶状態であり、かつ溶融後に冷却により再び結晶状態に戻る材料である擬二元合金であることを特徴とする請求項５に記載の光学情報記録媒体。
【請求項８】
光学情報記録媒体にレーザ光を照射して情報の再生を行う光学情報再生方法であって、
前記光学情報記録媒体は、それぞれに対応する所定の温度で屈折率または消衰係数の非線形な変化を生じる複数の超解像層を有し、前記複数の超解像層のうち少なくとも二つの超解像層のそれぞれについて、前記それぞれの所定の温度に到達させるための記録媒体への前記レーザ光の照射光量が、それぞれ異なるものであり、
前記複数の超解像層のそれぞれの到達温度が前記対応する所定の温度より高くなるように前記レーザ光の照射光量を設定することを特徴とする光学情報再生方法。
【請求項９】
非線形な光学変化の起きる照射光量閾値が互いに異なる複数層の超解像層うちの少なくとも一層の超解像層に非線形な光学変化を起こさせ、かつ残りの少なくとも一層の超解像層が非線形な光学変化を起こしていない領域を開口とすることを特徴する請求項８に記載の光学情報再生方法。
【請求項１０】
光学情報記録媒体にレーザ光を照射して情報の再生を行う光学情報再生装置であって、
前記光学情報記録媒体は、それぞれに対応する所定の温度で屈折率または消衰係数の非線形な変化を生じる複数の超解像層を有し、前記複数の超解像層のうち少なくとも二つの超解像層のそれぞれについて、前記それぞれの所定の温度に到達させるための記録媒体への前記レーザ光の照射光量が、それぞれ異なるものであり、
前記複数の超解像層のそれぞれの到達温度が前記対応する所定の温度より高くなるように前記レーザ光の照射光量を設定する照射光量設定手段を有することを特徴とする光学情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて情報の再生を行う光学情報記録媒体、光学情報再生方法および光学情報再生装置に関し、特に高密度記録された情報の再生に好適な光学情報記録媒体、光学情報再生方法および光学情報再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて情報の再生を行う光学情報記録媒体の一例として光ディスクがある。光ディスクは大容量という特徴を持ち、画像や音楽あるいはコンピュータの情報を流通・保管するメディアとして広く利用されている。【０００３】
光ディスクの容量は記録されるピットの大きさによって決まり、記録ピットが小さいほど、光ディスクの容量を大きくすることができる。前記記録ピットの大きさは、基本的には情報の再生に用いられるレーザ光の集光スポットサイズに依存している。つまり、スポットサイズが小さいほど、より高密度な情報を誤りなく再生できる。レーザ光を対物レンズによって集光させたスポットは、光の回折効果のため、その焦点においても一点には収束せず有限の大きさをもつ。これを一般に回折限界と呼び、レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）とすると、λ／(４ＮＡ)が再生できるピット長の限界となる。【０００４】
例えば、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光学系では、１１９ｎｍが再生限界の記録ピット長となり、これ以下の長さの記録ピットを正確に読み取ることはできない。光ディスクの容量を上げるためには、レーザ光の波長を短くするか、或いは対物レンズのＮＡを大きくすればよい。【０００５】
しかし、レーザ光の波長を４０５ｎｍより短くするにあたっては、短波長で実用的な透過率をもつ光学部品を製造することが難しいという問題がある。また、対物レンズのＮＡを０．８５より大きくするにあたっては、高ＮＡの特殊な対物レンズを製造することが難しいことに加え、対物レンズとディスク表面との距離が短くなるため、対物レンズと光ディスクとの衝突の可能性が高くなるという安全性の問題がある。【０００６】
回折限界を超えて再生分解能を向上させるための技術として媒体超解像技術が知られている。媒体超解像においては、温度あるいは光強度により光学特性が非線形に変化する超解像膜が用いられる。ここでは、例えば、特許文献１に記載されているような、一定温度以上になると反射率が急峻に変化する超解像膜を用いた場合について、図１４と図１５を用いて説明する。図１４及び図１５では、超解像膜として相変化材料を用い、結晶状態（固相）と融点以上で溶融した状態（液相）との反射率の差を利用している。【０００７】
図１４に示す光ディスク４０では、記録ピットが予め形成された透明基板４１上に超解像膜４２が設けられている。記録ピットの再生にあたっては、光ディスクの回転に伴って光ディスクと読み出しのためのレーザ光との間に生じた相対的移動により、光ディスクにおける集光スポット内に発生する温度分布を利用する。そして、レーザ光の強度を調整することで、その集光スポット内に生じる高温領域の一部が超解像膜４２として用いた相変化材料の融点を超えるようにし、超解像膜４２に部分的に液相状態を発生させる。これによって、例えば液相状態の反射率を固相状態の反射率よりも著しく高くなるようにすることで、集光スポット内の液相状態の領域にある記録ピットのみを読み出すことができる。【０００８】
図１５は、光ディスクの透明基板にスパイラル状のトラックに沿って予め形成された記録ピットのうち、１つのトラックの記録ピットを拡大して取り出したものである。図１５には、説明を簡単にするため記録ピット５３として短ピットのみが書かれている。【０００９】
図１５において、対物レンズを通過したレーザ光は、記録層上に集光スポット５０として照射される。照射されたレーザ光の吸収により、集光スポット５０の近傍では温度上昇が起こり、高温領域が生じる。高温領域のうちで特に融点を超えた溶融領域５１では、超解像膜が固相状態から液相状態に変化することで反射率が上昇する。【００１０】
これに対して、集光スポット５０のうち非溶融領域５２は、固相状態のままで反射率がほとんど変化しないため、溶融領域５１のみが記録ピットを再生する開口（反射率が高くなって反射光で見える部分、すなわち媒体がつくる反射窓としての開口）として機能することになる。この結果、再生に寄与する開口の大きさを回折限界で決まる集光スポットサイズよりも小さくでき、再生限界以下の微小な記録ピット５３の情報を読み取ることができる。【００１１】
図１５に示す例のように、超解像膜の高温領域が反射率の上昇で開口として機能することにより、集光スポットの進行方向後方に開口が形成される超解像再生方式をＲＡＤ（Ｒｅａｒ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式と呼ぶ。【００１２】
集光スポット内の光強度は、中心部をピークとしたガウス分布に近い分布をもっている。このため、超解像再生の際に発生する開口の位置が集光スポットの中心に近いほど、光強度の強い中心付近の領域を超解像再生に用いることができ、集光スポット内の開口以外の領域からの反射光の影響を受けにくくなる。【００１３】
図１４及び図１５に示す例では、超解像膜を一層とした構造であるが、超解像膜を二層構造とした例が、特許文献２及び特許文献３に開示されている。【００１４】
特許文献２には、複数の超解像膜の応答時間の差を利用した光学開口（以下、開口という。）の縮小技術が開示されている。特許文献２によれば、二つの超解像膜に形成された開口の共通部分が媒体の開口となるとされており、特許文献２の図４には、フォトンモード系の超解像膜とヒートモード系の超解像膜を組み合わせた場合の開口が図示されている。また、二つの超解像膜をともにヒートモード系とした場合にも、光吸収率などを変えれば応答時間を異ならせることが可能とされている。【００１５】
特許文献２では、媒体の開口を縮小するためには、二つの超解像膜に形成される開口の位置にずれが生じる必要があるが、このずれが生じるメカニズムは特許文献２に記述されている。すなわち、応答時間の短い超解像膜の開口は、光スポットのほぼ中央部にでき、応答時間の長い超解像膜の開口が形成されるときには、光スポットが進行方向にずれるため、二つの開口にずれが生じるとされている。【００１６】
特許文献３には、同一のサーモクロミック膜を二層用いた超解像媒体が開示されている。特許文献３によれば、サーモクロミック膜を一層用いた場合よりも二層用いた場合に、再生信号のＣ／Ｎ比が高い結果が示されている。
【特許文献１】特開平５−８９５１１号公報
【特許文献２】特開２００１ー０６７７２３
【特許文献３】特開２００２ー２６４５２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１において、集光スポットに対する開口の相対位置は光ディスクの線速により変化するため、高速データ転送を実現しようとして線速を上げると、たとえ再生パワーを適切に設定したとしても、開口の相対位置は、集光スポットの中心から離れ、超解像再生に寄与する領域の光強度は弱くなる。【００１８】
したがって、特許文献１によれば、集光スポット中の開口以外の領域からの反射光の影響を受けて、超解像再生信号のＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の低下、ひいては超解像再生できる最短ピット長の増大、すなわち超解像再生分解能の低下が生じ、所望の超解像性能が得られなくなるという問題がある。【００１９】
また特許文献２では、二つの超解像膜の開口の重なりで媒体の開口が形成されるため、二つの超解像膜にそれぞれ開口を形成する必要があり、集光スポットの進行方向に対する開口幅を狭くするには限界がある。【００２０】
また特許文献３には、サーモクロミック膜を二層用いる目的、一層よりも二層の方がＣ／Ｎ比が高くなるというメカニズムが全く明らかにされておらず、このような効果が得られる理由が解明されない限り、これを技術として用いることは不可能である。【００２１】
確かに、特許文献３には、サーモクロミック膜を二層用いるという発想が示唆されているから、特許文献２と組み合わせることが想定される。【００２２】
しかし、特許文献２では、二層の超解像膜の間に誘電体膜を介装しており、特許文献３では、二層のサーモクロミック膜の間に、誘電体と異なる特性を有する反射膜を介装しているため、特許文献２と３を組み合わせると、特許文献２のいける二層の超解像膜の機能を発揮させることはできず、二つの超解像膜の開口の重なりで媒体の開口を形成するという所期の目的を達成することが不可能となる。【００２３】
本発明の目的は、高速再生を行いながら良好な超解像再生を実現することができる光学情報記録媒体、光学情報再生方法および光学情報再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明においても、特許文献２及び３と同様に、複数の超解像層を用いている。しかし、本発明では、複数の超解像層のうち、一方の超解像膜の開口と他方の超解像膜のマスクの重なりで開口を形成することを特徴とするものである。【００２５】
本発明は、特許文献２のように、応答時間が互いに異なる２種の超解像膜を積層しただけの構成、或いは特許文献３のように二層のサーモクロミック膜の間に反射膜を介装した構成では、構築することは不可能であり、本発明において採用した、一つの超解像層が溶融した時の反射率を他の状態の反射率よりも高く光学設計した媒体構成で初めて実現し得るものである。【００２６】
前記目的を達成するため、本発明に係る光学情報記録媒体は、レーザ光の照射により情報の再生が行われる光学情報記録媒体において、それぞれに対応する所定の温度で屈折率または消衰係数の非線形な変化を生じる複数の超解像層を有し、前記複数の超解像層のうち少なくとも二つの超解像層のそれぞれについて、前記それぞれの所定の温度に到達させるための記録媒体への前記レーザ光の照射光量は、それぞれ異なることを特徴とするものである。【００２７】
本発明によれば、前記複数の超解像層のうち少なくとも一層が非線形な光学変化を起こし、かつ残りの少なくとも一層が非線形な光学変化を起こしていない領域を開口とし、光学情報記録媒体の記録情報を再生する。【００２８】
本発明に係る光学記録情報媒体にレーザ光を照射して情報の再生を行うにあたっては、前記複数の超解像層のそれぞれの到達温度が前記対応する所定の温度より高くなるように前記レーザ光の照射光量を設定することでレーザ照射を行う。【００２９】
本発明に係る光学記録情報媒体にレーザ光を照射して情報の再生を行う光学情報再生装置は、前記複数の超解像層のそれぞれの到達温度が前記対応する所定の温度より高くなるように、照射光量設定手段で前記レーザ光の照射光量を設定する構成として構築する。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明によれば、非線形な光学変化の起きる照射光量閾値が互いに異なる超解像層を複数積層し、このうちの少なくとも一層が非線形な光学変化を起こし、かつ少なくとも一層が非線形な光学変化を起こしていない領域を開口とすることにより、集光スポットの中心付近の媒体上に開口を形成することができ、高速で良好な超解像再生を行うことができる。【００３１】
さらに、記録媒体の線速によらず、集光スポットの中心付近の媒体上に開口を形成でき、高速データ転送のために高速再生をする場合にも、良好な超解像再生を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図３に示すように、本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体は基本的構成として、それぞれに対応する所定の温度で屈折率または消衰係数の非線形な変化を生じる複数の超解像層（１３，１５）を有し、前記複数の超解像層のうち少なくとも二つの超解像層のそれぞれについて、前記それぞれの所定の温度に到達させるための記録媒体への前記レーザ光の照射光量は、それぞれ異なることを特徴とするものである。【００３３】
そして、複数層の超解像層うちの少なくとも一層の超解像層（１３）に非線形な光学変化を起こさせ、かつ残りの少なくとも一層の超解像層（１５）が非線形な光学変化を起こしていない領域を開口（２２）を形成する。【００３４】
次に、具体例を用いて説明する。本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体１０は図１に示すように、記録ピットが予め形成された透明基板１１上に第１の誘電体膜１２を介して第１の超解像膜１３を積層し、前記第１の超解像膜１３上にさらに第２の誘電体膜１４を介して第２の超解像膜１５と第３の誘電体膜１６を積層した積層構造に形成したものである。そして、前記第１の超解像膜１３と１５とは、非線形な光学変化の起きる照射光量閾値が互いに異なっている。【００３５】
なお、図１では、超解像膜１３と１５を二層積層した構造を示しているが、超解像膜１３と１５は二層以上に積層形成してもよいものである。【００３６】
本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体に用いた超解像膜１３と１５とは、非線形な光学変化の起きる照射光量閾値が互いに異なっており、前記照射光量閾値の違いによる媒体の典型的な反射特性を図２に示す。図２では、説明を簡単にするため、二つの超解像膜１３，１５は同じ温度で変化するものとする。図２に示す特性図の横軸は超解像膜の加熱温度を示しており、縦軸は媒体の反射率を示している。【００３７】
図２に示すように、本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体１０は、超解像膜１３，１５の温度がＴ１より低い場合に媒体１０の反射率は低く、超解像膜を加熱する温度をＴ１を超えるまで上昇させると、第１の超解像膜１３が溶融して光学変化を起こし、媒体１０の反射率は高くなる。さらに、超解像膜を加熱する温度をＴ１を超えて上昇させて、その温度がＴ２を超えると、第２の超解像膜１５が溶融して、媒体の反射率は再び低くなる。【００３８】
次に、本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体１０の超解像膜１３，１５の、非線形な光学変化の起きる照射光量閾値が互いに異なっていることに起因して、加熱温度により媒体１０の反射率が変化することに伴う、光学情報記録媒体１０上の集光点における集光スポットと開口の位置関係を図３に基づいて説明する。図３において、記録ピット２４としては簡単のため短ピットのみを描いている。【００３９】
図２のような反射率特性を有する光学情報記録媒体１０を回転させて、集光したレーザ光を光学情報記録媒体１０に入射すると、媒体１０上に生じた温度分布により図３に示す円弧状の開口２２が形成される。
すなわち図３に示すように、温度がＴ１以下の媒体１０の領域２３と、温度がＴ２以上の媒体１０の領域２１は反射率の低い光学マスクとなり、温度がＴ１以上かつＴ２以下の反射率の高い媒体１０の領域と集光スポット２０が重なる部分が開口２２となる。【００４０】
したがって、集光スポット２０よりも小さな開口２２で記録データの再生を行うことができるため、記録密度を高めることができる。さらに、集光スポット２０の進行方向に対する開口幅を特に狭くすることができるため、光学情報記録媒体１０の半径方向に比べてトラック方向の記録密度をより顕著に高めることができる。【００４１】
次に、本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体１０の線速を変化させたときの最短ピットに相当する単一周波数信号の典型的なＣＮＲの変化を図４に示す。図４において、実線は本発明の実施形態例におけるＣＮＲの変化の一例であり、破線は特許文献１に記載されているような一層の超解像膜を用いた場合のＣＮＲの変化の一例を比較例として示したものである。【００４２】
図３に示す集光スポット２０内での開口２２の位置は温度分布によって変化するため、光学記録媒体１０への照射光量を変えることで動かすことができる。このため、光学情報記録媒体１０の線速が変わって集光スポット２０に対する開口２２の位置が変化しても、前記照射光量を適切に調整することで、開口２２の位置を常に集光スポット２０の中心付近にもってくることができる。【００４３】
したがって、光学情報記録媒体１０の線速を高くしていっても、光強度の強い領域を利用して超解像再生をすることができ、図４に示すような所望の超解像性能を得ることができる。これにより、高速データ転送のための高速での超解像再生が可能となる。【００４４】
このように本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体１０では、集光スポット２０の中心付近に開口２２を形成できることから、この超解像再生方式をＣＡＤ（Ｃｅｎｔｅｒ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式と呼ぶ。【００４５】
以上説明した本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体１０における超解像膜１３，１５の材料としては、望ましくは溶融前の状態が結晶状態であり、かつ溶融後に融点より温度が低下したときに再び結晶状態に戻る材料がよい。これは、光学情報記録媒体の繰り返し再生回数を増やすことができるためである。【００４６】
さらに本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体１０における超解像膜１３，１５の材料としては、望ましくは成膜後の初期状態で結晶状態である材料がよい。これは、光学情報記録媒体１０を加熱して超解像膜１３，１５を結晶状態にする初期化とよばれる処置が省略でき、光学情報記録媒体の製造プロセスを簡易化できるためである。【００４７】
また溶融によって光学変化が起きる超解像膜１３，１５の材料としては、カルコゲン化合物をはじめとする相変化材料などを用いることができる。この中でも、特に成膜後に結晶状態であり、かつ溶融後に冷却により再び結晶状態に戻る材料として、ＧｅＴｅとＢｉ２Ｔｅ３からなる擬二元合金などが好ましい。【００４８】
一例として、ＧｅＴｅとＢｉ２Ｔｅ３からなる擬二元合金のうち二種類の異なる組成の合金を超解像膜として用いた場合の光学情報記録媒体の構成例を示す。ポリカーボネートを用いた透明基板１１上に、トラックピッチ４００ｎｍ、ピット深さ７０ｎｍ、ピット幅１００ｎｍ、ピット長５０〜５００ｎｍの記録ピットを形成した。【００４９】
次に、透明基板１１上に、厚さ３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる第１の誘電体膜１２を介して、厚さ１０ｎｍのＧｅＢｉ４Ｔｅ７からなる第１の超解像膜１３を形成した。【００５０】
さらに第１の超解像膜１３上に、さらに厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる第２の誘電体膜１４を介して、厚さ１０ｎｍのＧｅ１５Ｂｉ２Ｔｅ１８からなる第２の超解像膜１５と厚さ９０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる第３の誘電体膜１６を形成した。【００５１】
第１の超解像膜１３に用いたＧｅＢｉ４Ｔｅ７（融点５７３℃）の光学定数（複素屈折率ｎ＋ｉｋ）の温度変化を図５に示す。第２の超解像膜１５に用いたＧｅ１５Ｂｉ２Ｔｅ１８（融点６６８℃）の光学定数の温度変化を図６に示す。上記光学情報記録媒体１０の反射率の温度変化を図７に示す。【００５２】
超解像膜１３，１５にそれぞれ用いたＧｅＢｉ４Ｔｅ７とＧｅ１５Ｂｉ２Ｔｅ１８は図５と図６から明らかなように、溶融に伴う固相から液相への相状態の変化により、融点付近で光学定数の急峻な変化が起こる。この二つの急峻な光学変化を多層膜の光学干渉効果を利用して組み合わせることで、図７に示すように、温度上昇に伴って、先ずＧｅＢｉ４Ｔｅ７からなる第１の超解像膜１３の溶融により、媒体１０の反射率が増加し、その後Ｇｅ１５Ｂｉ２Ｔｅ１８からなる第２の超解像膜１５の溶融により、媒体１０の反射率が減少する特性を作り出すことができる。【００５３】
このとき、光学情報記録媒体１０上の温度でおおよそ５７０℃以上６７０℃以下の領域が図３に示す開口２２となり、それ以外の領域は光学マスクとして機能する。【００５４】
以上のように形成された光学情報記録媒体１０に対して、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５の光学系（再生限界ピット長１５６ｎｍ）を用い、光学情報記録媒体１０の線速を１３．２ｍ／ｓ、再生パワーを６ｍＷとし、各記録ピット長に相当する単一周波数信号のＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を測定した。この結果を図８に実線で示す。【００５５】
また、比較例として、同じ記録ピットが形成された透明基板上に厚さ５０ｎｍのＡｌからなる反射膜のみを形成した光学情報記録媒体を同じ再生条件で再生した。各記録ピット長に相当する単一周波数信号のＣＮＲを図８に破線で示す。【００５６】
図８から明らかなように、反射膜のみを形成した比較例に係る光学情報記録媒体では、１５６ｎｍより短い記録ピットから信号が検出されないのに対し、本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体では、１５６ｎｍを大幅に下回る８０ｎｍの長さの記録ピットからＣＮＲが４０ｄＢを超える信号が得られており、良好な超解像再生ができていることが確認できた。【００５７】
また、以上の実施形態例においては、超解像膜１３，１５の融点が互いに異なる場合を例として説明したが、超解像膜１３，１５の融点は同じ、すなわち超解像膜１３，１５は同一の材質であってもよい。一例として、ＧｅＢｉ２Ｔｅ４（融点５８３℃）を２つの超解像膜１３，１５に用いた場合の光学情報記録媒体１０の構成例を示す。【００５８】
前述の構成例と同じ記録ピットを形成したポリカーボネートからなる透明基板１１上に厚さ３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる第１の誘電体膜１２を介して、厚さ１０ｎｍのＧｅＢｉ２Ｔｅ４からなる第１の超解像膜１３を形成した。さらに第１の超解像膜１３上にさらに厚さ１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる第２の誘電体膜１４を介して、厚さ１０ｎｍのＧｅＢｉ２Ｔｅ４からなる第２の超解像膜１５と厚さ９０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる第３の誘電体膜１６を形成した。【００５９】
このとき、波長４０５ｎｍの光に対する超解像膜１３，１５の吸収率（光学情報記録媒体への入射光に対する各超解像膜で吸収される光量の割合）は第１の超解像膜１３が５９％、第２の超解像膜１５が２１％となった。【００６０】
このように、形成された光学情報記録媒体１０に対して、前述の光学系を用い、光学情報記録媒体１０の線速を１３．２ｍ／ｓとして、再生パワーを変化させたときの、第１および第２の超解像膜１３，１５の温度変化と光学情報記録媒体上で温度が最も高い領域の反射率変化を図９に示す。【００６１】
図９から明らかなように、再生パワーを４．２ｍＷに変化させたときに第１の超解像膜１３の溶融が始まって媒体１０の反射率が上昇し、再生パワーを５．４ｍＷに変化させたときに第２の超解像膜１５の溶融が始まって反射率が低下することが確認できた。【００６２】
再生パワーを６ｍＷとし、各記録ピット長に相当する単一周波数信号のＣＮＲを測定した結果を図１０に示す。図１０から明らかなように、この場合も長さ８０ｎｍの記録ピットに対し、ＣＮＲが４０ｄＢを超える良好な超解像再生ができている。【００６３】
このように２つの超解像膜１３，１５の融点が同じであっても、各々の超解像膜１３，１５が照射光を吸収する割合が異なるようにすることで、各々の超解像膜１３，１５の位置での温度分布を異なるものとすることができる。この結果、融点が互いに異なる場合と同じように各々の超解像膜１３，１５における溶融する領域の大きさに差をつけることができるので、狙いとする開口２２を形成できる。【００６４】
超解像膜１３，１５の材質を同じにすることができれば、光学情報記録媒体１０の製造に必要な成膜材料の数を少なくすることができ、媒体製造装置の簡易化や製造コストの低減、光製造時間の短縮に貢献できるという利点がある。【００６５】
また、以上の実施形態においては、光学情報記録媒体１０の構成として誘電体膜１２，１４，１６と超解像膜１３，１５を交互に積層する場合を例として説明したが、光学情報記録媒体１０の構成はこれに限定されるものではなく、超解像膜の溶融の有無によって反射率が変化する構成であればどんなものでもよい。例えば、第２の超解像膜１５より上方に反射膜を設けてもよい。また、透明基板１１と第１の超解像膜１３との間に屈折率の異なる複数の誘電体膜あるいは半透明の金属膜を設けてもよい。これらにより、溶融の有無における反射率の比（コントラスト）をより大きくすることで、集光スポット２０の中の開口２２以外の領域からの反射光の影響を低減でき、ＣＮＲを改善して再生信号品質を高める、若しくは分解能を向上させて、記録密度を増加させることができる。さらには、超解像膜が他の超解像膜との界面において溶融による膜の流動などを起こさない場合には、誘電体膜をなくして超解像膜１３，１５のみの構成にしてもよい。これにより、光学情報記録媒体の構成を簡単にできる。【００６６】
また、以上の実施形態においては、超解像膜１３，１５の光学定数の変化が超解像膜１３，１５の溶融によって起きる場合を例として説明したが、超解像膜１３，１５の光学定数の変化は、これに限定されるものではなく、集光スポット２０で発生する熱によって引き起こされる光学定数の変化であればどんなものでもよい。【００６７】
次に、本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体を用いて記録情報の再生を行うための光学情報再生装置の一例を図１１に基づいて説明する。【００６８】
本発明の実施形態に係る光学情報再生装置は図１１に示すように、光ヘッド部３１と、再生回路３２と、アシンメトリ検出部３３と、レーザパワー調整部３４と、レーザ駆動回路３５を有している。ここに、アシンメトリ検出部３３と、レーザパワー調整部３４と、レーザ駆動回路３５により、複数の超解像層１３，１５のそれぞれの到達温度が対応する所定の温度より高くなるように光ヘッド部３１によるレーザ光の照射光量を設定する照射光量設定手段を構成している。【００６９】
光ヘッド部３１は、光学情報記録媒体１０に記録された情報を、照射するレーザ光の反射光強度変化として検出する機能を有している。再生回路３２は、光ヘッド部３１からの記録情報を再生信号として読み取る機能を有している。アシンメトリ検出部３３は再生回路３２で読み出された再生信号からアシンメトリ情報を抽出する機能を有している。レーザパワー調整部３４は、アシンメトリ検出部３３で抽出されたアシンメトリ情報をもとにレーザ駆動回路３５に与えるレーザ光強度の指令値を制御する機能を有している。レーザ駆動回路３５は、レーザパワー調整部３４から与えられたレーザ光強度の指令値に応じて光ヘッド部３１の内部に備えられたレーザを光強度が指令値になるように駆動する機能を有している。【００７０】
次に、図１１に示す本発明の実施形態に係る光学情報再生装置を用いて、図１に示す光学情報記録媒体１０から記録情報を再生する場合の動作について説明する。【００７１】
先ず、レーザパワー調整部３４から与えられるレーザ光強度の初期指令値に応じて、レーザ駆動回路３５は、光ヘッド部３１の内部に備えられたレーザを駆動する。光学情報記録媒体１０に記録された情報は、照射されるレーザ光の反射光強度変化として光ヘッド部３１で検出され、再生回路３２を経て再生信号として読み取られ、アシンメトリ検出部３３でアシンメトリ情報が抽出される。【００７２】
レーザ光強度の初期指令値としては、予めレーザパワー調整部３４に当該種類の光学情報記録媒体１０におけるレーザ光強度として登録されている値Ｐｏを用いる。このとき、図３に示す開口２２は集光スポット２０の中心付近に形成され、超解像再生信号のビットエラーレートは図１２の実線に示すように、極小値ＢＥＲｏとなる。【００７３】
しかし、ビットエラーレートが最小となるレーザ光強度は、光学情報記録媒体１０毎の光学特性や熱特性のばらつき、あるいは環境温度の変化などによって変化するため、予め登録されているレーザ光強度からずれる場合がある。この場合、レーザ光強度が予め登録されている値のままでは、超解像再生に寄与する開口２２の位置は集光スポット２０の中心からはずれ、適切な超解像効果を維持できなくなる。例えば、環境温度が上昇して、レーザ光強度とビットエラーレートとの関係を示す曲線が図１２の実線から点線のように低強度側にシフトした場合、レーザ光強度がＰｏのままでは、開口２２は集光スポット２０の中心付近から離れたところに形成され、この結果ビットエラーレートは極小値よりも大きいＢＥＲ１に増加してしまう。【００７４】
そこで、本実施形態では、開口２２の位置によって変化するアシンメトリの情報を用いて、超解像再生に適したレーザ光強度の調整を行う。レーザ光強度とアシンメトリは、図１３に示すような関係にある。【００７５】
したがって、アシンメトリ検出部３３で抽出されたアシンメトリ情報に基づいて、アシンメトリが最適値Ａｏとなるようにレーザパワー調整部３４においてレーザ駆動回路３５へのレーザ光強度の指令値を調整する。具体的にはアシンメトリがＡ１のように最適値Ａｏよりも小さい場合には、レーザ光強度をマイナス方向に変化させる。また、逆にアシンメトリが最適値Ａｏよりも大きい場合には、レーザ光強度をプラス方向に変化させる。このようにして、アシンメトリが最適値Ａｏとなるようレーザ光強度を常に制御することで、レーザ光強度はビットエラーレートを極小とする新たな最適値Ｐｏ’となり、このとき再生信号のビットエラーレートも極小値ＢＥＲｏとなる。【００７６】
この結果、光学情報記録媒体１０の熱特性、光学特性のばらつきや環境温度などの外的変動要因がある場合でも、超解像再生に寄与する開口の位置を常に望ましい位置に維持することができ、安定した超解像再生ができる。【００７７】
ビットエラーレートが極小となるアシンメトリの最適値としては、予めレーザパワー調整部３４に当該種類の光学情報記録媒体１０におけるアシンメトリ最適値として登録されている値を用いてもよい。また、光学情報記録媒体１０の所定の領域に当該の光学情報記録媒体１０のアシンメトリ最適値として記録されている値を用いてもよい。さらに、アシンメトリ最適値が０であるように光学情報記録媒体１０への情報記録がなされていれば、アシンメトリ最適値のレーザパワー調整部３４への事前登録や光学情報記録媒体１０への事前記録を省くことができる。【００７８】
さらに望ましくは、個々の光ヘッド部３１と光学情報記録媒体１０の組み合わせにおいて、ビットエラーレートが極小となるアシンメトリの最適値をキャリブレーションするのがよい。キャリブレーションは、例えば光学情報記録媒体１０の内周部あるいは外周部などユーザ情報が記録されていない領域に適宜設けられたテストエリアにおいて、ビットエラーレート計測用に予め記録されたテストパターンを用いて行うことができる。【００７９】
以上の実施形態においては、アシンメトリに基づいてレーザ光強度を調整したが、レーザ光強度の調整方法は、これに限定されるものではなく、再生信号の状態を表す他の指標を用いて行うことも可能である。例えば、アシンメトリの代わりに受光量あるいは再生信号振幅あるいは長さの異なる複数種類のピットからの再生信号の振幅の比を用いる方法がある。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように本発明によれば、非線形な光学変化の起きる照射光量閾値が互いに異なる超解像層を複数積層し、このうちの少なくとも一層が非線形な光学変化を起こし、かつ少なくとも一層が非線形な光学変化を起こしていない領域を開口とすることにより、集光スポットの中心付近の媒体上に開口を形成することができ、高速で良好な超解像再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体の反射率の温度変化を表す特性図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体上の集光点における集光スポットと開口の位置関係を表す概念図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体の線速を変化させたときの最短ピットに相当する信号のＣＮＲの変化を表す特性図である。
【図５】超解像膜を構成するＧｅＢｉ４Ｔｅ７の光学定数の温度変化を表す特性図である。
【図６】超解像膜を構成するＧｅ１５Ｂｉ２Ｔｅ１８の光学定数の温度変化を表す特性図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体の反射率の温度変化を表す特性図である。
【図８】各ピット長に相当する信号のＣＮＲを表す特性図である。
【図９】本発明の実施形態に係る光学情報記録媒体に用いる超解像膜の温度の再生パワーによる変化と記録媒体上で温度が最も高い領域の反射率の再生パワーによる変化を表す特性図である。
【図１０】各ピット長に相当する信号のＣＮＲを表す特性図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る光学情報再生装置の一例を説明する全体構成図である。
【図１２】超解像再生におけるレーザ光強度とビットエラーレートの関係を説明する図である。
【図１３】超解像再生におけるレーザ光強度とビットエラーレートおよびアシンメトリの関係を説明する図である。
【図１４】従来例に係る光ディスクを示す断面図である。
【図１５】媒体超解像における超解像再生の原理を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  光学情報記録媒体
１１  透明基板
１２  第１の誘電体膜
１３  第１の超解像膜
１４  第２の誘電体膜
１５  第２の超解像膜
１６  第３の誘電体膜
２０  集光スポット
２１  温度がＴ２以上の領域
２２  開口
２３  温度がＴ１以下の領域
２４  記録ピット
３１  光ヘッド部
３２  再生回路
３３  アシンメトリ検出部
３４  レーザパワー調整部
３５  レーザ駆動部
４０  光ディスク
４１  透明基板
４２  超解像膜
５０  集光スポット
５１  溶融領域
５２  非溶融領域
５３  記録ピット
【図１】
2007135827.tif 000003
【図２】
2007135827.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007135827.tif 000007
【図６】
2007135827.tif 000008
【図７】
2007135827.tif 000009
【図８】
2007135827.tif 000010
【図９】
2007135827.tif 000011
【図１０】
2007135827.tif 000012
【図１１】
2007135827.tif 000013
【図１２】
2007135827.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月18日(2008.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の照射により情報の再生が行われる光学情報記録媒体であって、
それぞれに対応する所定の温度で屈折率または消衰係数の非線形な変化を生じる複数の超解像層を有し、
前記複数の超解像層のうち少なくとも二つの超解像層のそれぞれについて、前記それぞれの所定の温度に到達させるための記録媒体への前記レーザ光の照射光量は、それぞれ異なっており、
前記複数の超解像層のうち、少なくとも一つの超解像層の温度が前記対応する所定の温度より高く、かつ他の少なくとも一つの超解像層の温度が前記対応する所定の温度より低い場合の媒体の反射率は、前記複数の超解像層のそれぞれの温度が前記対応する所定の温度より低い場合の媒体の反射率、および前記複数の超解像層のそれぞれの温度が前記対応する所定の温度より高い場合の媒体の反射率より高いことを特徴とする光学情報記録媒体。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記複数の超解像層のうち、少なくとも二つの超解像層が同一の材料組成であることを特徴とする請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項４】
前記複数の超解像層のそれぞれで吸収される前記レーザ光の光量は互いに異なることを特徴とする請求項１又は３に記載の光学情報記録媒体。
【請求項５】
前記複数の超解像層のうち、少なくとも一つの超解像層の前記対応する所定の温度は、それぞれの超解像層の融点であることを特徴とする請求項１、３又は４のいずれか一項に記載の光学情報記録媒体。
【請求項６】
前記少なくとも一つの超解像層の温度がそれぞれの超解像層の前記融点より低い場合、前記超解像層は結晶状態であることを特徴とする請求項５に記載の光学情報記録媒体。
【請求項７】
前記少なくとも一つの超解像層の主成分は、成膜後に結晶状態であり、かつ溶融後に冷却により再び結晶状態に戻る材料である擬二元合金であることを特徴とする請求項５に記載の光学情報記録媒体。
【請求項８】
光学情報記録媒体にレーザ光を照射して情報の再生を行う光学情報再生方法であって、
前記光学情報記録媒体は、それぞれに対応する所定の温度で屈折率または消衰係数の非線形な変化を生じる複数の超解像層を有し、前記複数の超解像層のうち少なくとも二つの超解像層のそれぞれについて、前記それぞれの所定の温度に到達させるための記録媒体への前記レーザ光の照射光量が、それぞれ異なるものであり、
前記複数の超解像層のそれぞれの到達温度が前記対応する所定の温度より高くなるように前記レーザ光の照射光量を設定し、
非線形な光学変化の起きる照射光量閾値が互いに異なる複数層の超解像層うちの少なくとも一層の超解像層に非線形な光学変化を起こさせ、かつ残りの少なくとも一層の超解像層が非線形な光学変化を起こしていない領域を開口とすることを特徴する光学情報再生方法。
【国際調査報告】
2007135827.tif 000018
2007135827.tif 000019