(57)【要約】【課題】再生光学系における回折限界よりも小さい記録マーク列の再生が可能な超解像光ディスクにおける記録密度を更に向上させる。【解決手段】超解像型光ディスク１０は、回転方向と直交する方向に、ランドＬとグルーブＧが交互に形成され、且つ、ランドＬにおける記録層１６が、光入射側から、グルーブＧにおける記録層１６よりも遠い位置に設けられていて、記録用レーザ光の波長をλ、この記録用レーザ光を記録層１６に照射させるための記録光学系の開口数をＮＡ、ランドＬ及びグルーブＧの、回転方向と直交方向のランドピッチをＬｐ、ランド幅をＬｗとしたとき、Ｌｐ＜λ／ＮＡ、且つ、Ｌｗ＜０．６７×λ／ＮＡとし、変調コード中最も小さな記録マークの長さＭＭＬが、ＭＭＬ＜λ／（４ＮＡ）となるようにしたものである。【選択図】図２
2007305203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転方向と直交する方向に、ランドとグルーブが交互に形成され、且つ、ランドにおける記録層が、グルーブにおける記録層よりも、光入射側から遠い位置に設けられていて、
記録用レーザ光の波長をλ、この記録用レーザ光を前記記録層に照射させるための記録光学系の対物レンズの開口数をＮＡ、前記ランド及びグルーブにおける前記回転方向と直交方向のランドピッチをＬｐ、ランド幅をＬｗとしたとき、Ｌｐ＜λ／ＮＡ、且つ、Ｌｗ＜０．６７×λ／ＮＡの光ディスクに対して前記記録用レーザ光を前記ランドに集光して、変調コード中、少なくとも最も小さな記録マークの長さＭＭＬがＭＭＬ＜λ／（４ＮＡ）となるように、記録することを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項２】
回転方向と直交する方向に、ランドとグルーブが交互に形成され、且つ、ランドにおける記録層が、グルーブにおける記録層よりも、光入射側から遠い位置に設けられていて、
記録用レーザ光の波長をλ、この記録用レーザ光を前記記録層に照射させるための記録光学系の対物レンズの開口数をＮＡ、前記ランド及びグルーブにおける前記回転方向と直交方向のランドピッチをＬｐ、ランド幅をＬｗとしたとき、Ｌｐ＜λ／ＮＡ、且つ、Ｌｗ＜０．６７×λ／ＮＡとされ、変調コード中、少なくとも最も小さな記録マークの長さＭＭＬがＭＭＬ＜λ／（４ＮＡ）となるようにされた光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生光学系における解像限界以下の小さな記録マークを再生することができる超解像型の光ディスク及びこの光ディスクに情報を記録する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば特許文献１に記載されるように、再生光学系における回折限界よりも小さい記録マーク列の再生が可能な超解像型の光ディスクが提案されている。
【０００３】
この超解像型の光ディスクでは、再生光学系の解像限界を超えた微小記録マーク（超解像記録マーク）の再生が可能であるが、この原理は未だ明確ではない。
【０００４】
一般的に、再生波長λ、対物レンズの開口数ＮＡの光学系を用いた再生系では、ｆＣ＝２ＮＡ／λがカットオフ周波数となり、これ以上高い周波数の周期の読み取りは不可能になる。このことを、長さの次元で言い換えると、再生波長λ、対物レンズの開口数ＮＡの光学系を用いた再生系では、ＤＣ＝１／ｆＣ＝λ／ＮＡ／２よりも短い周期構造を、周期として認識することが出来ないということになる。この値ＤＣを回折限界と呼ぶ。光記録における周期とは、一対のマーク（ピット）とスペースにより定義される。超解像再生とは、このＤＣよりも短い周期構造を形成するマークとスペースの対を分離して再生できる技術である。ここで、マークとスペースの長さが等しいとすると、上記の周期を意味する回折限界は、ＬＣ＝ＤＣ／２＝λ／ＮＡ／４という、マーク（スペース）の長さで表すことができ、概念的に簡便である。このＬＣを解像限界と呼ぶ。
【０００５】
超解像型光ディスクには、ディスク内に解像度を向上させる機能を有する材料を設けることによって、解像限界未満の記録マーク（回折限界未満の信号列）が読み取り可能になる技術が用いられている。この技術を用いることによって、レーザの波長や対物レンズの開口数を変化させることなく、更なる高密度記録再生が可能になる。
【０００６】
このような超解像型光ディスクと現在のＢＤ（ブルーレイディスク：商標）のシステムとの高い互換性を確保するためには、クルーブあるいはランドのどちらか一方にのみ記録マークを形成する必要がある。グルーブあるいはランドのどちらか一方に記録する方法では、記録トラック（グルーブあるいはランド）の幅を狭くすることによって、グルーブとランドの両方に記録する場合と同一の記録密度を実現している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者等は、光ディスクにおいて記録をするトラック幅Ｔｗを、Ｔｗ＜０．６７×λ／ＮＡと設定して、このトラックにおけるランド及びグルーブのうち、光入射側に近いグルーブに超解像記録をすると、その再生時に超解像ＣＮＲ（Ｃarrier  to  Ｎoise  Ｒatio）が著しく劣化すること、及び、この劣化を回避するためにトラック幅Ｔｗ即ちグルーブ幅Ｇｗを変更する場合に、その選択幅が極めて狭いことを見出した。
【０００９】
この発明は、トラックピッチが狭い光ディスクに超解像記録をした場合の、超解像ＣＮＲの劣化が少ない光ディスク記録方法及び光ディスクを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、トラック幅Ｔｗを、０．６７×λ／ＮＡよりも小さくしても、ランドに超解像記録をした場合は、超解像ＣＮＲの劣化が少ないことを見出した。
【００１１】
即ち、以下の各発明により上記課題を解決することができる。
【００１２】
（１）回転方向と直交する方向に、ランドとグルーブが交互に形成され、且つ、ランドにおける記録層が、グルーブにおける記録層よりも、光入射側から遠い位置に設けられていて、記録用レーザ光の波長をλ、この記録用レーザ光を前記記録層に照射させるための記録光学系の対物レンズの開口数をＮＡ、前記ランド及びグルーブにおける前記回転方向と直交方向のランドピッチをＬｐ、ランド幅をＬｗとしたとき、Ｌｐ＜λ／ＮＡ、且つ、Ｌｗ＜０．６７×λ／ＮＡの光ディスクに対して前記記録用レーザ光を前記ランドに集光して、変調コード中、少なくとも最も小さな記録マークの長さＭＭＬがＭＭＬ＜λ／（４ＮＡ）となるように、記録することを特徴とする光ディスク記録方法。
【００１３】
（２）回転方向と直交する方向に、ランドとグルーブが交互に形成され、且つ、ランドにおける記録層が、グルーブにおける記録層よりも、光入射側から遠い位置に設けられていて、記録用レーザ光の波長をλ、この記録用レーザ光を前記記録層に照射させるための記録光学系の対物レンズの開口数をＮＡ、前記ランド及びグルーブにおける前記回転方向と直交方向のランドピッチをＬｐ、ランド幅をＬｗとしたとき、Ｌｐ＜λ／ＮＡ、且つ、Ｌｗ＜０．６７×λ／ＮＡとされ、変調コード中、少なくとも最も小さな記録マークの長さＭＭＬがＭＭＬ＜λ／（４ＮＡ）となるようにされた光ディスク。
【発明の効果】
【００１４】
この発明においては、トラック幅を狭く設定しても、ランドに記録することによって再生時における超解像ＣＮＲの劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明を実施するための最良の形態は、回転方向と直交する方向に、ランドとグルーブが交互に形成され、且つ、ランドにおける記録層が、グルーブにおける記録層よりも、光入射側から遠い位置に設けられていて、記録用レーザ光の波長をλ、この記録用レーザ光を前記記録層に照射させるための記録光学系の対物レンズの開口数をＮＡ、前記ランド及びグルーブの、前記回転方向と直交方向のランドピッチをＬｐ、ランド幅をＬｗとしたとき、Ｌｐ＜λ／ＮＡ、Ｌｗ＜０．６７×λ／ＮＡの光ディスクに対して前記記録用レーザ光を前記ランドに集光して、変調コード中、少なくとも最も小さな記録マークの長さＭＭＬがＭＭＬ＜λ／（４ＮＡ）となるように、記録するものである。
【実施例１】
【００１６】
次に、図１を参照して、本発明の実施例１に係る光ディスク１０について説明する。
【００１７】
図１に示されるように、実施例１に係る超解像型の光ディスク１０は、基板１２上に、反射膜１３、第１の誘電体層１４、超解像層１６、第２の誘電体層１８、記録層２０、第３の誘電体層２２及び光透過層２４をこの順で積層した構成とされている。この光ディスク１０には、光透過層２４側からレーザ光が入射するように構成されている。
【００１８】
基板１２は、例えばポリカーボネートから形成されている。又、反射膜１３は、例えばＡｇ98Ｐｄ1Ｃｕ1合金から構成され、第１の誘電体層１４、第２の誘電体層１８、及び、第３の誘電体層２２は、（ＺｎＳ）85（ＳｉＯ2）15、ＺｎＳ、ＺｎＯ等の、半導体や金属の酸化物、硫化物等から構成されている。
【００１９】
又、記録層２０は、ＰｔＯｘ等の、白金と酸素に熱分解した結果、その部分の光学定数が変化する材料から構成されているが、ＰｔＯｘに限定されるものでなく、記録用レーザ光の照射によって、光学定数が変化し、且つ、記録層２０への再生用レーザ光の照射において、記録層２０に形成された記録マークが消失しない材料であればよい。
【００２０】
超解像層１６は、λ／４ＮＡ以下の長さの記録マークを再生可能とする、超解像能を有する材料からなり、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅのいずれかの単体、あるいは、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉのいずれかの化合物、たとえば、前記いずれかの単体を一方に含むＳｂ−Ｚｎ又はＴｅ−Ｇｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｂｉ、Ｂｉ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｂｉ−Ｔｅのいずれかの化合物、のうち一つの材料から構成されている。更に、超解像層１６の材料として、上記の材料に、Ａｇ、Ｉｎの少なくとも一方が含まれているものであってもよい。
【００２１】
この実施例１では、基板１２上に形成した第１、第２、第３の誘電体層１４、１８、２２の材料を、例えば、それぞれ（ＺｎＳ）85（ＳｉＯ2）15とし、更に、記録層２０をＰｔＯｘとし、超解像層１６を、Ｓｂ75Ｔｅ25として、超解像型の光ディスク１０を構成した。
【００２２】
図２に拡大して示されるように、光ディスク１０の、回転方向と直交する方向に交互にランドＬとグルーブＧとが形成されている。ランドＬはトラックを形成し、トラック幅は、ランド幅Ｌｗとなり、且つ、グルーブ幅Ｇｗとほぼ同一である。又、ランドピッチをＬｐ、記録用レーザ光の波長λ、記録用レーザ光の光学系の対物レンズ（図示省略）の開口数をＮＡとしたときに、Ｌｐ＜λ／ＮＡ、Ｌｗ＜０．６７×λ／ＮＡとされ、更に、０．３×Ｌｐ＜Ｌｗとされている。なお、従来からのＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）の規格においては、グルーブＧに記録する場合、０．３×Ｔｐ（トラックピッチ）＜Ｇｗ（グルーブ幅）＜０．７×Ｔｐとされていて、その結果、Ｌｗは上記のような範囲となる。
【００２３】
一般的に、トラックサーボは、トラックサーボのオフセット量の大小によって変化する。ランドとグルーブの光路差による反射率差や、記録光学系から照射されるメインビームとサブビームの和信号の光量を基準にしてサーボ位置を決定するが、Ｌｗが０．３×Ｌｐよりも狭くなると、トラックサーボのオフセット量によるこれらの量の変化が小さくなり、トラックサーボが困難になってしまう。従って、Ｌｗはトラックサーボの安定性・制御性の観点から、上記のように０．３×Ｌｐ＜Ｌｗであることが望ましい。
【００２４】
ここで、ランドＬは記録層１６が光入射側、即ち図１において光透過層２４から遠く、又、グルーブＧは、ランドＬにおけるよりも光入射側に近い記録層の場合をいう。なお、図２において、ランドとグルーブの高さの差とランド幅、グルーブ幅との比は、実際よりも強調して示されている。
【００２５】
上記のような光ディスク１０に対しては、図３に示されるような情報記録／再生装置３０により、情報の記録及び再生を行う。
【００２６】
情報記録／再生装置３０は、超解像型光ディスク１０を回転させるためのスピンドルモータ３２、レーザビームを前記光記録媒体１０に照射するためのヘッド３４、このヘッド３４及び前記スピンドルモータ３２を制御するためのコントローラ３６、前記ヘッド３４からのレーザビームを、パルス列に変調制御するためのレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路３８と、前記ヘッド３４にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路４０と、を備えて構成されている。
【００２７】
コントローラ３６は、フォーカスサーボ追従回路３６Ａ、トラッキングサーボ追従回路３６Ｂ及びレーザコントロール回路３６Ｃが含まれている。
【００２８】
レーザコントロール回路３６Ｃは、レーザ駆動回路３８により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、データの記録時においては、対象となる超解像光記録媒体に記録されている記録条件設定情報に基づいて適切なレーザ駆動信号の生成を行ない、データの再生時においては、対象となる光記録媒体の種類に応じ、レーザビームのパワーが予め定められたパワーとなるように、レーザ駆動信号の生成を行うようにされている。
【００２９】
又、このレーザ駆動信号生成のための変調コードは、記録すべき信号に応じて記録マークの長さが変化するようにされ、且つ、変調コード中、少なくとも最も小さな記録マークの長さＭＭＬが、ＭＭＬ＜λ／（４ＮＡ）となるようにされている。
【００３０】
前記ヘッド３４は、光ディスク１０に対して記録用レーザ光を照射するための記録光学系（図示省略）を備えていて、ランドＬの部分に記録用レーザ光を照射するように設定されている。この記録光学系における対物レンズ（図示省略）の開口数ＮＡ＝０．８５、記録用レーザ光の波長λ＝４０５ｎｍとされている。
【００３１】
この実施例１では、反射膜１３の厚さを４０ｎｍ、第１の誘電体層１４の厚さを２０ｎｍ、超解像層１６の厚さを１０ｎｍ、第２の誘電体層１８の厚さを４０ｎｍ、記録層２０の厚さを４ｎｍ、第３の誘電体層２２の厚さを８０ｎｍとし、更に、ランドピッチＬｐを３２０ｎｍ、Ｌｗ＝１５１ｎｍ（Ｇｗ＝１６９ｎｍ）として、ブルーレイディスクの規格による波長λ＝４０５ｎｍの記録用レーザ光、及び、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．８５の記録光学系を用いて、前記ランドＬに対して変調コード中、少なくとも最も小さなマークＭＭＬが、ＭＭＬ＜λ／（４ＮＡ）となるように超解像条件で記録（ランド記録）したときの超解像記録マークの再生時におけるＣＮＲ値は、図４において符号ＬＡで示される線図のようになった。
【００３２】
比較のため、図４には、符号ＧＲで示されるグルーブ記録（グルーブＧにレーザ光を照射して記録）の場合の、記録マークの再生時におけるＣＮＲ値を示す。ＧＲで示されるグルーブ記録は前記ランド記録の場合と同一条件で、グルーブＧに記録用レーザ光を照射して記録した場合のものである。
【００３３】
図４から明らかなように、再生用レーザ光のパワーが２．２ｍＷより大きいときに、ランド記録において、より高いＣＮＲ値が得られた。
【００３４】
ランドに記録すると特性が向上する理由は必ずしも明らかではないが、図２を用いて以下のように推定できる。
【００３５】
本実施例の光ディスク１０では、酸化物である記録層２０が分解する反応により記録マークが形成されるが、記録層２０の吸収係数は小さいので、記録層２０自体がレーザ光を吸収し加熱して分解するのではなく、その熱によって記録層２０が分解反応を起こし、記録がなされると考えられる。なお、各誘電体層は吸収係数が０に近いため記録には直接寄与しない。
【００３６】
図２を見ると、グルーブＧに記録しようと仮定した場合、グルーブＧに積層されている記録層２０へ熱を伝搬することができる層は、第２の誘電体層１８を経て上方に存在する同じグルーブＧ上に積層されている超解像層１６のみである。一方、ランドＬに記録しようと仮定した場合、ランドＬに積層されている記録層２０に熱を伝搬することのできる層は、第２の誘電体層１８を経て上方に存在する同じランドＬ上に積層されている超解像層１６に加え、その両側に隣接したグルーブＧ上に積層された超解像層１６も挙げられる。
【００３７】
隣接したグルーブＧ上に積層された超解像層１６も記録に寄与する理由は、記録用のレーザ光の直径がλ／ＮＡで表わされ、ランドＬの幅Ｌｗはλ／ＮＡ（Ｌｗ＜０．６７×λ／ＮＡ）よりも狭いため、ランドＬに記録しようとした場合、レーザ光がグルーブＧの領域にもはみ出すためである。
【００３８】
更に、そのメカニズムは明らかではないが、超解像層１６は超解像再生の機能を有する層であり、記録層２０に記録されたマークは、ランド記録の場合はグルーブ記録の場合と比較すると、上記と同様により多くの超解像層１６が超解像再生に寄与することになる。
【００３９】
以上のように、ランド記録の場合は、超解像層１６が記録と再生の両面で記録層２０に寄与する割合が高いために特性が向上するものと考えられる。
【実施例２】
【００４０】
実施例１に対して、ランド幅Ｌｗ＝１０５ｎｍとした点においてのみ相違させたものであって、他の条件は同一として、ランド記録及びグルーブ記録により超解像記録マークを形成した後に、再生用レーザ光を照射して再生時におけるＣＮＲを測定したところ、図５に示されるようになった。
【００４１】
図５からは、再生用レーザ光のパワーが２．６ｍＷ以上の場合に、より高いＣＮＲ値を得られることが分かる。
【００４２】
又、本発明者の実験によれば、ランド幅Ｌｗが、０．３×Ｌｐ＜Ｌｗ＜０．７×Ｌｐの範囲では、再生用レーザ光のパワーが一定以上であれば、グルーブ記録と比較してより高いＣＮＲ値を得られることが確認された。
【００４３】
更に、この再生用レーザ光のパワーは、超解像記録マークを再生するために必要な再生用レーザ光のパワーと一致している。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例に係る超解像型光ディスクを模式的に示す断面図
【図２】同光ディスクの要部を模式的に拡大して示す断面図
【図３】同光ディスクに情報を記録し又は記録を再生するための情報記録再生装置を示すブロック図
【図４】本発明の実施例１に係る光ディスクにランド記録及びグルーブ記録をした超解像記録マークの、再生時におけるＣＮＲ値を再生用レーザ光のパワーとの関係において示す線図
【図５】本発明の実施例２に係る光ディスクの超解像記録マークを再生した際の、ＣＮＲ値を再生用レーザ光のパワーとの関係において示す線図
【符号の説明】
【００４５】
１０…光ディスク
１２…基板
１６…超解像層
２０…記録層
３０…情報記録／再生装置
３４…ヘッド
Ｌｐ…ランドピッチ
Ｌｗ…ランド幅
【図１】
2007305203.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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