(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録層と、
前記記録層に設けられる複数のトラックと、
前記トラック上において、レーザ光が近接場光で走査するときのスポットを包含する大きさの円形の第１トラッキングマークと、前記第１トラッキングマークから光記録媒体周方向に一定距離隔てて形成される、レーザ光が近接場光で走査するときのスポットを包含する大きさの円形の第２トラッキングマークとを有するトラッキングマーク対と、を備えてなり、
前記第１トラッキングマークと前記第２トラッキングマークは、前記トラックからの光記録媒体径方向の距離が等しくなるように前記トラックのトラックセンタ上に位置して、当該トラックセンタに対して互いに光記録媒体径方向における反対方向にずれて配置され、かつ、前記一定距離は、前記第１トラッキングマークと、前記第１トラッキングマークが形成されたトラックに隣接するトラック上の第１トラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しく、かつ、前記第２トラッキングマークと、隣接するトラック上の第２のトラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しいことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
さらに、非線形光学材料層を備え、
前記非線形光学層は、光の照射を受ける被照射部分のみが透明になって前記光を透過し、透過光を近接場光にすることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記記録層は、相変化材料でなることを特徴とする請求項１または２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
前記記録層は、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ5薄膜でなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光記録媒体。
【請求項５】
前記記録層は、ＡｇＩｎＳｂＴｅ薄膜でなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データを記録しておく記録媒体の一つに、光を用いてデータを記録すると共に記録されたデータを再生する光記録媒体（光ディスク）がある。代表的な光ディスクの例として、希土類金属と遷移金属とからなるアモルファス合金の薄膜を記録層に用いたものが挙げられる。この光ディスクにデータを記録する場合、光ディスクに磁界をかけながら光を照射し、記録層を局所的に加熱する。記録層の加熱された部分は、キュリー点または補償点以上の温度に昇温し、磁化方向が変化して記録マークとなる。
【０００３】
上記した光は、半導体レーザなどから照射されるレーザ光である。レーザ光は、レンズ光学系で集光されてスポット光となって記録層に照射される。レーザ光は、スポット径が小さいほど小さい記録マークが形成できる。このため、光ディスクに対するデータの記録において、レーザ光のスポット径は、光ディスクの記録密度を決定する重要なパラメータとなる。
【０００４】
レーザ光のスポット径は、光の回折限界からレーザ光の波長以下にすることが不可能である。レーザ光のスポット径をより小さくして光ディスクの記録密度を高めるため、近年、光ディスクの記録、再生に近接場光が用いられている。光ディスクの記録、再生に近接場光を用いた例として、先端が加工された光ファイバを圧電素子で駆動する精密アクチュエータに搭載し、位置を制御しながら直径６０ｎｍの記録マークをプラチナ／コバルトの多層膜上に記録し、この記録マークを再生した実験が報告されている。実験で使用されたプローブは、先端がコーン状に加工され、加工された先端のうちの数十ｎｍの領域を除いて金属で被膜されている（Applied Physics Letters,Vol.62,No.2,pp.142‐144,1992）。
【０００５】
また、従来の光ディスクには、記録層よりも基板側に非線形の光学材料でなる非線形光学材料層を備えたものがある。非線形光学材料層を備えた光ディスクは、基板側（非線形光学材料層側）から記録層に光を照射してデータを記録層に記録する。この際、非線形光学材料層は、光が照射された部分だけが光を透過する微小な開口部となる。このため、開口部を通過してきた光は、近接場光となってスポット光の記録層上においてより小さなスポット径を形成することができる（Applied Physics Letters，Vol.73，No.15，pp.2078−2080,1998）。なお、このような構成を、本明細書中では、非線形の光学材料をマスクにするとも表現する。
【０００６】
なお、上記した文献に記載された実験は、ポリカーボネード製の光ディスク基板にＳｉＮ保護層、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5薄膜の記録層、Ｓｂの保護層を蒸着することによって積層した光ディスクを用いて行われた。この実験により、基板側からレーザ光を照射し、直径が９０ｎｍの記録マークが形成できたことが報告されている。
【０００７】
また、光ディスクにデータを記録、あるいは光ディスクに記録されたデータを再生する記録再生装置（記録再生装置）は、レーザ光を光ディスクのトラック上に正確に走査するため、レーザ光のスポット径がトラック中心から外れていないかを検出している。検出は、レーザ光を光ディスク上のトラッキングマークに照射し、反射光に基づく信号を検出することによって行われる。レーザ光がトラック中心から外れることをトラッキングエラーといい、トラッキングエラーは、トラッキング信号によって検出される。また、本明細書では、トラッキング信号のうちのトラッキングエラーの発生を示す信号を、特にトラッキングエラー信号と記す。
【０００８】
トラッキングエラーを調べる代表的な方式に、サンプルサーボ方式がある。サンプルサーボ方式は、トラック上にサンプルサーボ領域（以下、単にサーボ領域と記す）を離散的に設け、サーボ領域に一対のトラッキングマークを設けた光ディスクに対して適用される方式である。一対のトラックは、トラックセンタに対して光ディスク径方向に互いに等しい距離ずらして形成される。このようなトラッキングマークは、ウォブルトラッキングマークと呼ばれている。
【０００９】
ウォブルトラッキングマークに対するトラッキングエラーは、いわゆる作動プッシュプル法（ファーフィールド法）により調べられる。具体的には、ウォブルトラッキングマークをなす２つのトラッキングマークのそれぞれに光を照射し、各トラッキングマークで反射された反射光の光強度の差を求め、求めた値をトラッキング信号とする。また、作動プッシュプル法では、ウォブルトラッキングマークがない領域で得られるトラッキング信号がサンプルホールド回路において０になるようにレーザ光が光ディスクの径方向にサーボされている（光ディスク技術，ラジオ技術社，1990）。
【００１０】
図２７は、以上述べたトラッキングエラーを検出する方法を説明するための図であって、ウォブルトラッキングマークが形成されたサーボ領域を示している。図２７中、ウォブルトラッキングマークのうちのトラッキングマークｍ1、トラッキングマークｍ2は、互いにトラックセンタＴcから光ディスクの径方向に１／４トラックピッチずれている。
【００１１】
図２８は、図２７に示したウォブルトラッキングマークにレーザ光を照射して検出される反射光（検出光と記す）を示した図で、縦軸に検出光の強度を、横軸に検出光の検出時間を示している。また、図中のＰ1は、トラッキングマークｍ1から得られる検出光を示し、Ｐ2は、トラッキングマークｍ2から得られる検出光を示している。レーザ光がトラックセンタＴcとずれたコースＴc´を通ってトラッキングマークを走査した場合、Ｐ1とＰ2とに図２８に示したような光検出強度の相違が生じる。このとき、トラッキング信号は、Ｐ1の波形を時間で積分した値とＰ2の波形を時間で積分した値との差分で表される。
【００１２】
また、従来、図２９に示すように、１つのグルーブの中に複数の記録マーク列を書き込む場合、実際にデータを書き込むための記録マークよりも大きいウォブルトラッキングマークをマーク列のトラックピッチの分だけずらして設け、サンプルサーボをかけている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ディスクのデータ記録のみならず、近似場光を様々な分野に応用する場合、光ファイバの先端を先鋭化して作製されたプローブを使用する。このようなプローブを用いてデータを記録する場合、光ディスクとプローブとの距離をスキャニング・フォーカス顕微鏡を用いて精密に制御することが必要となる。このため、プローブを使用して光ディスクにデータを記録する従来技術は、光ディスクを高速で回転した場合、光ディスクの偏心によって光ディスクとプローブとの距離が周期的に変動し、制御が困難になるという問題を生じることがあった。
【００１４】
さらに、上記した従来技術は、プローブの駆動に精密アクチュエータを用いているため、走査速度や走査範囲に限界があり、高速度でデータを記録、再生することが困難であるという問題がある。
【００１５】
また、非線形の光学材料をマスクにして光ディスクにデータを記録、再生する場合には、一般的な記録再生装置が使用できる。この場合、光ディスクには従来と同様のランド・グルーブを設け、微小開口部で生じた近接場光を用いてデータを記録再生している。このため、ディスクの径方向の記録密度を高めることはできるものの、トラック方向の記録密度を高めることが困難である。前述した実験では、トラックピッチが１．２μｍ、半径方向の記録密度は近接場光を用いない場合と変わらない。
【００１６】
また、近接場光を照射できる記録再生装置で図２７に示したウォブルトラッキングマークに対してトラッキングエラーを検出する場合、以下のような問題が生じる。すなわち、図３０のように、近接場光は、トラックセンタＴcとずれたコースＴc´を通ってトラッキングマークｍ1、トラッキングマークｍ2を走査した場合にも、スポットＳ’の全域がトラッキングマークｍ1、トラッキングマークｍ2に当たることになる。このため、図３１に示すように、トラッキングマークｍ1、トラッキングマークｍ2から得られる検出光は、レーザ光がトラックセンタＴcからずれたコース上を走査しているにも関わらずほぼ同じ検出光強度ｈを示す。
【００１７】
また、検出信号が等しいピーク値をとるようにトラック制御を施した場合、検出信号の強度差が明確でなくなるために正確なトラッキング信号が得られない。また、スポット径が小さいために検出光全体の光量が小さく、ウォブルトラッキングマークが形成されている部分と形成されていない部分との強度差が明確でなくなるという欠点もある。さらに、検出信号の強度差が小さいためにノイズの影響が大きく、誤差が大きくなるという問題もある。
【００１８】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、光の近接場効果、あるいは擬似的な近接場効果を用いて光記録媒体に対してデータを記録再生する場合に正確なトラッキング信号を取得することにより、光記録媒体に高い密度でデータを記録し、記録されたデータを再生できる光記録媒体を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の発明にかかる光記録媒体は、記録層と、前記記録層に設けられる複数のトラックと、前記トラック上において、レーザ光が近接場光で走査するときのスポットを包含する大きさの円形の第１トラッキングマークと、前記第１トラッキングマークから光記録媒体周方向に一定距離隔てて形成される、レーザ光が近接場光で走査するときのスポットを包含する大きさの円形の第２トラッキングマークとを有するトラッキングマーク対と、を備えてなり、前記第１トラッキングマークと前記第２トラッキングマークは、前記トラックからの光記録媒体径方向の距離が等しくなるように前記トラックのトラックセンタ上に位置して、当該トラックセンタに対して互いに光記録媒体径方向における反対方向にずれて配置され、かつ、前記一定距離は、前記第１トラッキングマークと、前記第１トラッキングマークが形成されたトラックに隣接するトラック上の第１トラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しく、かつ、前記第２トラッキングマークと、隣接するトラック上の第２のトラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しいことを特徴とする。
【００２８】
この請求項１に記載の発明によれば、光ディスクの記憶容量を高めることができる。
【００２９】
請求項２の発明にかかる光記録媒体は、さらに、非線形光学材料層を備え、前記非線形光学層は、光の照射を受ける被照射部分のみが透明になって前記光を透過し、透過光を近接場光にすることを特徴とする。
【００３０】
この請求項２に記載の発明によれば、照射されたレーザ光を光記録媒体で近接場光にすることができる。
【００３３】
請求項３記載の発明にかかる光記録媒体は、前記記録層が、相変化材料でなることを特徴とする。
【００３４】
この請求項３に記載の発明によれば、本発明の光記録媒体に対するデータの記録再生に従来の記録再生装置を使用することができる。また、記録層を、消去可能であって、かつ高感度なものにすることができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明にかかる光記録媒体は、前記記録層が、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5薄膜でなることを特徴とする。
【００３６】
この請求項４に記載の発明によれば、本発明の光記録媒体に対するデータの記録再生に従来の記録再生装置を使用することができる。
【００３７】
請求項５に記載の発明にかかる光記録媒体は、前記記録層が、ＡｇＩｎＳｂＴｅ薄膜でなることを特徴とする。
【００３８】
この請求項５記載の発明によれば、本発明の光記録媒体に対するデータの記録再生に従来の記録再生装置を使用することができる。また、記録層を、消去可能であって、かつ高感度なものにすることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光記録再生装置、記録再生方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および光記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
実施の形態１は、本発明の光ディスクの記録再生装置（記録再生装置）を説明するための図である。実施の形態１では、記録再生装置の説明に先立って、記録再生装置で記録、再生される光ディスクを説明する。
【００４１】
図１は、光ディスクを説明するための図であって、光ディスクの層構造を説明するための断面図である。図示した光ディスクは、ポリカーボネード基板１０４と、ＳｉＮ保護層１０１およびＳｉＮ保護層１０３、データ記録層１０２を備えている。ＳｉＮ保護層１０１，１０３の厚さは各々２０ｎｍ、データ記録層１０２の厚さは１５ｎｍである。ＳｉＮ保護層、データ記録層は、いずれも蒸着によって成膜、あるいは積層されている。
【００４２】
後述する本実施の形態の記録再生装置は、先端が先鋭化されたファイバを用いた近接場プローブを備えている。そして、図１に示したデータ記録層１０２側から光ディスクにレーザ光Ｌを近接場光Ｌ’’として入射する。データ記録層１０２は相変化材料でなり、光が照射された部分の光の反射率が変化する。反射率が変化した部分は記録マーク（データビット）１０５となり、データは、照射された光の反射光の強度の相違によって記録マーク１０５が検出されることによって再生される。
【００４３】
このとき、プローブから出射した近接場光Ｌ’’は、光ディスクのＳｉＮ保護層に入射し、データ記録層１０２に達する。そして、データ記録層１０２に記録マーク１０５を形成し、データ記録層１０２を透過した光はポリカーボネード基板１０４から伝搬光Ｌ’’’として光ディスク外部に出る。近接場光Ｌ’’によれば、データ記録層１０２に光の回折限界で制限される以下のサイズの記録マーク１０５が形成できる。
【００４４】
なお、記録マーク１０５を形成するのに必要な情報（アドレス情報）は、データを記録する領域に離散的に記録されている。アドレス情報を記録するために形成されたマークは、回折限界で制限される以上のサイズに形成されている。アドレス情報には、絶対アドレス、相対アドレス、光ディスクにトラックが形成されている場合にはトラックサーボ信号をサンプリングするためのサンプルサーボ情報などがある。
【００４５】
図２は、実施の形態１で用いられた光ディスクのサーボ領域を示した図である。図示したサーボ領域は、トラッキングマークｍ1、ｍ2を一対とするウォブルトラッキングマークとトラッキングマークｍ3、ｍ4を一対とするウォブルトラッキングマークとを備えている。図中にトラックセンタをＴc、トラッキングマークｍ1の中央をマークセンタＭc1、トラッキングマークｍ2の中央をマークセンタＭc2として記す。また、図中に示すＴｐは、トラックピッチを示している。また、トラックセンタＴcには、データビットｄbが形成されている。
【００４６】
トラックセンタに対して対をなすトラッキングマークは、トラックセンタＴcに対して互いに反対方向に、かつ同じ長さだけずれて配置されている。図２に示したウォブルトラッキングマークは、トラッキングマークｍ1とマークセンタＭc1との距離ｄとトラッキングマークｍ2とマークセンタＭc2との距離ｄとが共に１／４トラックピッチとしている。
【００４７】
図３は、以上述べた光ディスクにデータを記録する実施の形態１の記録再生装置を説明するための図である。実施の形態１の記録再生装置は、光ディスクに対してレーザ光Ｌを照射するレーザ半導体などのレーザ光源３０１と、照射されたレーザ光Ｌが光ディスク３０４で反射されて発生する反射光Ｌ´を検出する光検出器３０２と、レーザ光Ｌが検出される検出時間に基づいて誤差信号を取得するサーボ信号検出装置３０３と、を備えている。誤差信号は、トラッキングエラーを示し、トラッキングは、トラッキング信号が０になるように行われる。この誤差信号の値が０でない場合、誤差信号は、トラッキングエラー信号となる。
【００４８】
図４は、サーボ信号検出装置３０３の構成をより詳細に説明するための図である。サーボ信号検出装置３０３は、遅延回路４０１と、パルス幅比較器４０２と、を備えている。
【００４９】
次に、以上述べた記録再生装置の動作について説明する。図５は、トラッキングマークｍ1とトラッキングマークｍ2とを一対とするウォブルトラッキングマークを、レーザ光が近接場光で走査した状態を示している。レーザ光は、光ディスク上でスポット光となる。スポット光のスポットを、スポット５０１として図中に示す。また、図６は、図５に示した状態で行われたトラッキングで得られた検出光を説明するための図である。図６の縦軸は検出光の強度、横軸は時間を示している。
【００５０】
レーザ光のスポット５０１が図５中に示したトラックセンタＴc上を走査した場合、トラッキングマークｍ1から検出光Ｐ1が先ず検出され、次にトラッキングマークｍ2から検出光Ｐ2が検出される。レーザ光がトラックセンタＴc上を走査する場合、検出光Ｐ1の検出光強度ｈとＰ1と検出光Ｐ2の検出光強度ｈとが等しく、検出光Ｐ1の検出時間幅Ｔ1と検出光Ｐ2の検出時間幅Ｔ2とが等しくなる。この場合、両者の差分が０になり、誤差信号が０となる。
【００５１】
一方、例えば図３０に示したように、レーザ光がトラックセンタＴcからずれたコースＴc’上を走査した場合、図７のように、検出光Ｐ1の検出時間幅Ｔ1と検出光Ｐ2の検出時間幅Ｔ2とが異なることになる。実施の形態１の記録再生装置は、図７に示した検出光のピーク幅の相違からトラッキング信号を得る。
【００５２】
トラッキング信号を得るため、図３に示した記録再生装置は、光検出器３０２で得られた検出光Ｐ1，Ｐ2に基づいて生成した信号ａをサーボ信号検出装置３０３に入力する。信号ａは、図４に示すように、サーボ信号検出装置３０３において分岐される。分岐された信号ａのうち、一方は信号ｄとして遅延回路４０１を介さずにパルス幅比較器４０２に入力し、一方は遅延回路４０１によって遅延され、信号ｂとしてパルス幅比較器４０２に入力する。
【００５３】
図８（ａ）、（ｂ）は、パルス幅比較器４０２においてなされる処理を説明するための図であって、（ａ）は信号ｂの波形を、（ｂ）は信号ｄの波形を示している。（ａ）、（ｂ）は、いずれも縦軸に検出光の強度を、横軸に時間を示している。パルス幅比較器４０２には、先ず、信号ｄが入力する。次に、信号ｂが入力する。パルス幅比較器４０２は、信号ｂの検出光Ｐ1と信号ｄの検出光Ｐ2との検出時間幅の差を、Ｔ1−Ｔ2の式より算出する。
【００５４】
図９は、パルス幅比較器４０２において上記した検出時間幅の差を算出する構成を説明するための図である。また、図１０（ａ）〜（ｄ）は、図９において処理される信号を説明するための図であって、縦軸に検出光の波形を整形して得られる信号の強度を、横軸に時間を示している。図９に示した構成は、波形整形器９０１、波形整形器９０２と、減算器９０３と、積分器９０４と、を備えている。
【００５５】
信号ｂは、遅延回路４０１で遅延されて波形整形器９０１に入力し、波形整形されて図１０（ａ）に示した信号ｅとして減算器９０３に入力する。信号ｅは、検出光Ｐ1の検出時間幅Ｔ1を示している。一方、信号ｄは、波形整形器９０２で波形整形されて図１０（ｂ）に示す信号ｎとなる。信号ｎは、検出光Ｐ2の検出時間幅Ｔ2を示す信号として減算器９０３に入力する。減算器９０３は、信号ｅから信号ｎを差し引き、図１０（ｃ）に示す信号ｆを生成する。信号ｆは、検出時間幅の差分であるＴ1−Ｔ2を表している。
【００５６】
信号ｆは、積分器９０４に入力し、時間積分されて図１０（ｄ）に示す信号ｇとなる。信号ｇは、検出時間幅の差分Ｔ1−Ｔ2に比例した強度を持つ信号となる。この強度が、誤差信号、すなわちトラッキング信号となる。なお、積分器９０４は、信号ｆを時間積分する前に積分定数が０になるように調整（リセット）される。
【００５７】
実施の形態１の記録再生装置は、以上述べたように動作して検出時間幅の差分であるＴ1−Ｔ2に基づくトラッキングエラー信号を検出する。そして、検出したトラッキングエラー信号が０になるようにピックアップアクチュエータなどのプローブの駆動部を制御しながら、光ディスクに対し、データ記録層１０２に記録マーク１０５を記録する。
【００５８】
上記した構成は、レーザ光がトラッキングマークを検出した際の検出光の強度によらずトラッキングエラーを検出することができる。このため、例えば、図５に示したウォブルトラッキングマークに対して径の小さいスポット５０１を走査した場合にも、スポット５０１がトラッキングマークｍ1上を走査する時間（検出時間）とトラッキングマークｍ2上を走査する時間が異なることによって正確にトラッキングエラーを検出することができる。
【００５９】
図１１は、サーボ信号検出装置３０３の他の構成例であるサーボ信号検出装置１１０１について示した図である。また、図１２（ａ）〜（ｄ）は、サーボ信号検出装置１１０１において処理される信号を説明するための図である。なお、図１２に示した信号は、図５に示したトラッキングマークｍ1、トラッキングマークｍ2でなるウォブルトラッキングマークをスポット５０１で走査し、走査時のコースがトラックセンタＴcからずれた場合のものである。図１２の縦軸は、（ａ）において検出光の強度を示し、（ｂ）〜（ｄ）において検出光の波形を整形して得られる信号の強度を示している。また、図１２の横軸は、（ａ）〜（ｄ）のいずれにおいても時間を示している。
【００６０】
図１１のサーボ信号検出装置１１０１は、波形整形器１１０２と、極性切替器１１０３と、積分器１１０４と、スイッチ１１０５とを備えている。レーザ光源３０１から出射されたレーザ光Ｌは、光ディスク３０４に照射され、反射光Ｌ´を発生する。反射光Ｌ´は、光検出器３０２に検出されてサーボ信号検出装置１１０１に信号ａとして入力する。
【００６１】
図１２（ａ）に示す信号ａは、波形整形器１１０２に入力し、（ｂ）に示すように整形されて信号ｉとなる。信号ｉは、極性切替器１１０３の直前で分岐され、一方が極性切替器１１０３に入力し、他方がスイッチ１１０５に向かう。スイッチ１１０５は、信号ｉのうちの検出光Ｐ1が積分器１１０４に入力されるまで端子１１０５ａに接続されている。そして、検出光Ｐ2が積分器１１０４に入力するタイミングで端子１１０５ｂにスイッチングされる。このスイッチングによって、積分器１１０４に入力される信号ｊは、図１２（ｃ）に示しすように検出光Ｐ2に相当する信号だけの極性が反転した状態になる。
【００６２】
信号ｊは、積分器１１０４で時間積分されて図１２（ｄ）に示す信号ｋとなる。信号ｋのうちの検出光Ｐ1に相当する信号の時間幅Ｔ1と検出光Ｐ2に相当する信号の時間幅Ｔ2との差分に相当する信号は、トラッキング信号あるいはトラッキングエラー信号として外部に出力される。
【００６３】
以上述べたサーボ信号検出装置１１０１は、サーボ信号検出装置３０３と同様に、トラッキングマークを検出した際の検出光の強度によらずトラッキングエラーを検出することができる。このため、例えば、図５に示したウォブルトラッキングマークに対して径の小さいスポット５０１を走査した場合にも、スポット５０１がトラッキングマークｍ1上を走査する時間（検出時間）とトラッキングマークｍ2上を走査する時間が異なることによって正確にトラッキングエラーを検出することができる。なお、図１１に示した積分器１１０４も、信号の時間積分を行う前にリセットすることが必要である。
【００６４】
次に、実施の形態１の記録再生方法を説明する。図１３は、本実施の形態の記録再生方法のうちのトラッキング処理を説明するためのフローチャートである。図示したフローチャートでは、先ず、光検出器が検出光Ｐ1を検出する（ステップＳ１３０１）。続いて、検出光Ｐ2が検出される（ステップＳ1３０２）。次に、サーボ信号検出装置は、検出光Ｐ1の検出時間幅Ｔ1から検出光Ｐ2の検出時間幅Ｔ2を差し引いてＴ1−Ｔ2を求める（ステップＳ1３０３）。そして、求められたＴ1−Ｔ2を時間積分し（ステップＳ１３０４）、Ｔ1−Ｔ2の積分値に基づくトラッキング信号を検出する（ステップＳ１３０５）。
【００６５】
実施の形態１の記録再生方法によれば、検出したトラッキング信号からトラッキングエラーがあるか否か判断する（ステップＳ１３０６）。判断の結果、０でないトラッキング信号が発生した、つまり、トラッキングエラーがあると判断された場合（Ｓ１３０６：Ｙｅｓ）、プローブを駆動するピックアップを調整してトラッキングエラーを修正する（ステップＳ１３０７）。また、ステップＳ１３０６においてトラッキングエラーがないと判断された場合には（Ｓ１３０６：Ｎｏ）、ステップＳ１３０１に戻って検出光Ｐ1を検出する。
【００６６】
なお、以上述べた光ディスクに対する記録再生方法は、予め用意されたプログラムをパソコンやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現される。このプログラムは、ハードディスク、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、上記記録媒体を介して、また伝送媒体として、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。
【００６７】
また、以上述べた実施の形態１は、上記した構成に限定されるものではない。すなわち、実施の形態１は、図２に示したウォブルトラッキングマークを備えた光ディスクに対してデータを記録している。しかし、本発明の記録再生装置は、図２の光ディスクにデータを記録するものに限定されるものではない。以下に、実施の形態１の記録再生装置でデータを記録できる光ディスクの他の例を挙げて説明する。
【００６８】
図１４は、実施の形態１の記録再生装置に適用できる光ディスクの他の例を説明するための図であり、光ディスクのウォブルトラッキングマークを説明するための図である。図１４に示したウォブルトラッキングマークは、ｍ1’とｍ2’とを一対とするトラッキングマーク対と、ｍ3’とｍ4’とを一対とするトラッキングマーク対とを有している。各トラッキングマーク対は、トラック（トラックセンタＴc1のトラック、トラックセンタＴc2のトラック）ごとにトラッキングマークをずらして形成されていて、このためにトラックピッチＴｐ´を図２に示したトラックピッチＴｐよりも狭くすることができる。例えば、ウォブルトラッキングマークの直径を０．８μｍとすると、従来、最小のトラックピッチが１．６μｍであったのに対し、図１４に示した例によれば、例えばトラッキングマークの直径が０．９μｍである場合、トラッキングマーク直径に応じた１．８μｍのトラックピッチを実現することができる。
【００６９】
また、図１５は、実施の形態１の記録再生装置に適用できる光ディスクの他の例を説明するための図である。図１６（ａ）、（ｂ）は、図１５に示した光ディスクから得られる検出光を説明するための図である。図１５に示した光ディスクは、トラッキングマークｍ8、ｍ9でなるウォブルトラッキングマークが形成されたサーボ領域とは別にクロックトラッキングマーク領域を備えている。クロックトラッキングマーク領域は、トラッキングマークｍ5〜ｍ7がトラックセンタＴcを中心にして形成されている。サーボ領域、クロックトラッキングマーク領域は、いずれもデータ領域の間に設けられている。
【００７０】
図１６（ａ）、（ｂ）は、図１５に示したトラッキングマークｍ5〜ｍ9から得られる検出光を説明する図である。図１６の縦軸は検出光の強度を示し、横軸は時間を示している。図１６（ａ）は、スポット１５０１がトラックセンタＴcからずれて移動した場合に検出される検出光を示したもので、（ｂ）は、スポット１５０１がトラックセンタＴc上を移動した場合に検出される検出光を示している。
【００７１】
図１６中の検出光Ｐ5はトラッキングマークｍ5から得られた検出光である。また、検出光Ｐ6はトラッキングマークｍ6から、検出光Ｐ7はトラッキングマークｍ7から、検出光Ｐ8はトラッキングマークｍ8から、検出光Ｐ9はトラッキングマークｍ9からそれぞれ得られたものである。図１５に示したクロックトラッキングマーク領域からは、データの書き込みに必要なクロック信号を得ることができる。このため、図１５に示したトラッキングマークからは、トラッキング信号とクロック信号の両方を得ることができる。
【００７２】
なお、図１４に示したウォブルトラッキングマークは、対をなすトラッキングマーク間の光ディスクトラック方向の距離と、隣接するトラック上において隣り合うトラッキングマークとの光ディスクトラック方向の距離とが等しい位置に形成することができる。図１８のようにトラッキングマークを配置する光ディスクについては、実施の形態２で詳述するものとする。
【００７３】
さらに、実施の形態１の記録再生装置は近接場光を発生するためにファイバの先端を先鋭化したプローブを用いている。しかし、近接場光を発生するための構成として、ヘッドまたはスライダに微小開口部を設け、この微小開口部に光を通すことによって近接場光を発生するものであってもよい。また、実施の形態１ではレーザ光を基板側から光ディスクに入射しているが、基板に対する裏面（光ディスク表面）からレーザ光を入射する構成であってもよい。また、実施の形態１は、レーザ光を近接場光とする構成に限定されるものでなく、一般的なビーム状のレーザ光を用いて光ディスクの記録再生を行う構成についても適用できる。
【００７４】
さらに、実施の形態１は、適用される光ディスクのデータ記録層に相変化材料を用いている、しかし、実施の形態１の記録再生装置に適用される光ディスクは、データ記録層に相変化材料を用いたものに限定されるものでなく、レーザ光の照射によって透過光、あるいは反射光にコントラストが生じるものであればよい。なお、ここでいうコントラストは、吸光度や反射率の変化による光強度の差の他、偏光面の回転や複屈折率の変化など、光学的定数の変化によって生じるコントラストも含まれる。データ記録層に用いられる相変化材料以外の材料としては、光磁気材料や電気光学効果を示す材料がある。
【００７５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２は、本発明の光ディスクの一実施の形態である。図示した光ディスクは、前述した実施の形態１の光ディスクとほぼ同様の層構造を有している。
【００７６】
図１７は、実施の形態２の光ディスクの層構造を説明するための光ディスクの断面図である。実施の形態２の光ディスクは、ＳｉＮ保護層１７０１およびＳｉＮ保護層１７０３、データ記録層１７０２、ポリカーボネード基板１７０４と、を備えている。上記した各層は、ＳｉＮ保護層１７０１、１７０３が２０ｎｍ、データ記録層１７０２が１５ｎｍ積層されている。積層は、いずれも蒸着によってなされている。なお、図中のＬはレーザ光を示し、Ｌ’’は、近接場光を示している。なお、実施の形態２のデータ記録層１７０２は、相変化材料でなる相変化層である。
【００７７】
図１８は、実施の形態２の光ディスクのトラッキングマークを説明するための図である。実施の形態２の光ディスクは、データ記録層１７０２のサーボ領域に複数のトラックが形成されている。トラックが光ディスクの周方向に沿って形成されていることから、トラックの方向を光ディスク周方向として光ディスク径方向と共に図中に示す。
【００７８】
また、図中、トラックのトラックセンタをＴc1、トラックセンタＴc1を中心とするトラックに隣接するトラックのトラックセンタＴc2を示す。トラックセンタＴc1のトラックには第１トラッキングマークであるｍ1、第２トラッキングマークであるｍ2が、また、トラックセンタＴc2のトラックには第１トラッキングマークであるｍ3、第２トラッキングマークであるｍ4が形成されている。
【００７９】
トラッキングマークｍ１、トラッキングマークｍ２は、光ディスクの周方向に一定の距離ｄ1隔てて形成され、トラッキングマーク対をなしている。また、同様に、隣接するトラックにおいて、トラッキングマークｍ３、トラッキングマークｍ４は、トラッキングマーク対をなしている。トラッキングマーク対は、トラッキングマークｍ１とトラッキングマークｍ３間の光ディスク周方向の距離ｄ３、トラッキングマークｍ２とトラッキングマークｍ４間の光ディスク周方向の距離ｄ２は、いずれも距離ｄ１と等しい。なお、実施の形態２では、図示したように、トラッキングマーク間の距離を、トラッキングマークの中心同士の距離としている。
【００８０】
図１８のようにウォブルトラッキングマークを形成することにより、実施の形態２の光ディスクは、図１４に示したサーボ領域よりもサーボ領域を狭くすることができ、データ記録領域を広くとることができる。このため、実施の形態２は、光ディスクの記憶容量を高めることができるという効果を奏する。
【００８１】
なお、実施の形態２の光ディスクのデータ記録層に相変化材料を用いる場合、相変化材料として、例えばＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5、ＡｇＩｎＳｂＴｅを用いることが考えられる。データ記録層にＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5薄膜を用いた実施の形態２の光ディスクを図１９に示し、データ記録層にＡｇＩｎＳｂＴｅ薄膜を用いた実施の形態２の光ディスクを図２０に示す。図１９に示した実施の形態２の光ディスクは、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5薄膜１９０２に記録マーク２００５を形成し、図２０に示した実施の形態２の光ディスクは、ＡｇＩｎＳｂＴｅ薄膜２００２に記録マーク２００５を形成している。
【００８２】
ところで、図１８に示したウォブルトラッキングマークは、図２１に示すように、各トラックのトラッキングマークがトラック方向（図中ｒで示す）にずれ、トラッキングマーク全体を記録するサーボ領域を広くとる必要が生じることがある。図１８に示した構成によりサーボ領域を広くとる必要をなくすため、実施の形態２は、図２２に示すように構成することもできる。
【００８３】
図２２に示したサーボ領域では、適当な数（図２２においては６）のトラックごとに一連のウォブルトラッキングマーク群を形成し、隣接するトラック群Ｍ1の先頭トラッキングマークｍ1と、トラック群Ｍ2の先頭となるトラッキングマークｍ2とを一致させて形成する。このように形成することにより、トラッキングマークが光ディスクの径方向にずれてサーボ領域が広がることを防ぐことができる。
【００８４】
また、図２２のようにウォブルトラッキングマークを形成した場合、トラックの位置を大まかに検出するときには、各トラック群に含まれる特定のトラッキングマーク（例えば先頭のトラッキングマーク）だけを順次検出すればよい。このため、図２２のウォブルトラッキングマークは、ヘッドあるいはスライダを光ディスクの径方向に移動させるときの位置情報を簡易、かつ高速に検出できる。
【００８５】
なお、１つのトラック群に含まれるトラックの適切な数は、トラックピッチとウォブルトラッキングマークの直径とによって幾何学的に決まる。トラックピッチの２倍がウォブルトラッキングマークの直径である場合、６以上８以下が１つのトラック群に含まれる適切なトラック数となる。特にトラック数を８に設定した場合、バイナリがコンピュータで扱いやすくなり、過不足なくトラック数とそのアドレスとを設定することができる。
【００８６】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３の光ディスクについて説明する。実施の形態３の光ディスクは、実施の形態２の光ディスクと同様の層構造を有している。このため、実施の形態３において実施の形態２の光ディスクと同様の構成については図示および説明を省くものとする。
【００８７】
図２３は、実施の形態３の光ディスクを説明するための図である。図示した光ディスクは、一定数のトラックごとにグルーブＧを備え、グルーブＧのランドＲにウォブルトラッキングマークが形成された領域、つまりサーボ領域を備えている。実施の形態３の光ディスクは、記録再生装置に設けられた２分割フォトダイオードによってグルーブＧで発生する回折光を検出し、フォトダイオードの出力差によりトラッキングエラーを検出することができる。このような実施の形態３によれば、トラッキングマークをサンプルサーボして得られる信号に加えてグルーブからもプッシュプル信号を得ることができる。したがって、例えば実施の形態２の光ディスクのようにウォブルトラッキングマークだけを使ってトラッキングエラーを検出するよりも確実にトラッキングエラーを検出することができる。
【００８８】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４の光ディスクを説明する。なお、実施の形態４の光ディスクは、実施の形態１で説明した光ディスク、実施の形態２の光ディスク、実施の形態３の光ディスクのトラッキングマークのいずれを適用するものであってもよい。このため、実施の形態４では、実施の形態４の光ディスクの層構造についてのみ記し、トラッキングマークの説明は略すものとする。
【００８９】
図２４は、実施の形態４の光ディスクを説明するための図である。図示した光ディスクは、前述した実施の形態２、実施の形態３の光ディスクに対し、さらに、非線形光学材料層を備え、非線形光学層は、光の照射を受ける被照射部分のみが透明になってレーザ光Ｌを透過し、透過項を近接場光にするものである。
【００９０】
すなわち、図２４に示した光ディスクは、ポリカーボネード基板２４０１と、ＳｉＮ保護層２４０２、ＳｉＮ保護層２４０４、ＳｉＮ保護層２４０６、データ記録層２４０５、さらに、非線形光学材料層であるＳｂマスク層２４０３を備えている。なお、実施の形態４のデータ記録層２４０５は、相変化材料でなる相変化層である。Ｓｂマスク層２４０３は、光の照射を受ける被照射部分のみが透明になって集光レンズ２４０７によって集光されたレーザ光Ｌを透過し、透過項を近接場光Ｌ’’にするものである。上記した各層は、ＳｉＮ保護層２４０４、２４０６が２０ｎｍ、データ記録層２４０５が１５ｎｍ、Ｓｂマスク層２４０３が１５ｎｍ、ＳｉＮ保護層２４０２が１７ｎｍ積層されている。なお、積層は、いずれも蒸着によってなされている。
【００９１】
実施の形態４の光ディスクは、記録時、ポリカーボネード基板２４０１側から集光レンズ２４０７によって集光されたレーザ光Ｌを入射する。レーザ光Ｌは、Ｓｂマスク層２４０３に焦点を結び、レーザ光Ｌのパワーに応じた領域を透明にする。透明になった部分は、微小開口部となり、レーザ光Ｌを透過する。透過したレーザ光Ｌは、近接場光Ｌ’’となってデータ記録層２４０５に染み出し、光の回折限界よりも小さな記録マーク２４０８を形成する。
【００９２】
以上述べた実施の形態４は、記録再生装置が照射したレーザ光を光ディスク側で近接場光にすることができる。このため、実施の形態４の光ディスクは、近接場光を発生する構成がない記録再生装置を使ってレーザ光の回折限界以下のサイズの記録マークを形成することができる。
【００９３】
なお、実施の形態４の光ディスクのデータ記録層としては、例えば、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5薄膜、あるいはＡｇＩｎＳｂＴｅ薄膜を用いることができる。図２５は、データ記録層をＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5薄膜２５０５とし、記録マーク２５０８を形成した例を示した図である。また、図２６は、データ記録層をＡｇＩｎＳｂＴｅ薄膜２６０５とし、記録マーク２６０８を形成した例を示した図である。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明は、サーボ領域を狭くすることができ、データ記録領域を広くとることができる。このために光記録媒体の記録密度をより高めることができる。また、トラッキングマーク対の第１トラッキングマークと第２トラッキングマークは、トラックからの光記録媒体径方向の距離が等しくなるようにトラックのトラックセンタ上に位置して、当該トラックセンタに対して互いに光記録媒体径方向における反対方向にずれて配置され、かつ、トラッキングマーク対を構成する第１トラッキングマークと第２トラッキングマーク間の一定距離は、第１トラッキングマークと、第１トラッキングマークが形成されたトラックに隣接するトラック上の第１トラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しく、かつ、第２トラッキングマークと、隣接するトラック上の第２のトラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しいことで、トラッキングマーク対からの反射光が検出されている時間幅によってトラッキング信号を得ることにより、光の近接場効果、あるいは擬似的な近接場効果を用いて光記録媒体に対してデータを記録再生する場合に正確なトラッキング信号を取得することができるとともに、トラッキングを行うためのトラッキングマーク対の間隔を短くしながらクロストークを防ぐことができるので、光記録媒体に高い密度でデータを記録し、記録されたデータを再生できる。また、光記録媒体の記録密度を高めることによって光記録媒体に対するアクセスを高速化し、高記録密度、高速アクセスが可能な光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【００９９】
請求項２に記載の発明は、照射されたレーザ光を光記録媒体で近接場光にすることができる。このため、近接場光を生成することができない記録再生装置を用いても近接場光によって光の回折限界以下のサイズのマークを形成し、光記録媒体におけるデータの記録密度を高めることができる光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【０１０１】
請求項３に記載の発明は、既存の光学系を備えた記録再生装置を用いながら、より高い精度でトラックの位置決めができ、高い密度でデータを記録、消去することができる光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【０１０２】
請求項４に記載の発明は、既存の光学系を備えた記録再生装置を用いながら、より高い精度でトラックの位置決めができ、高い密度でデータを記録できる光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【０１０３】
請求項５に記載の発明は、既存の光学系を備えた記録再生装置を用いながら、より高い精度でトラックの位置決めができ、高い密度でデータを記録、追記、あるいは描きかえることができる。また、データ記録層の感度を高め、マークの記録や消去が確実にできる。さらに、記録マークと未記録の部分との境界でシャープな信号を得ることができる光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の記録再生装置に適用される光ディスクの層構造を説明するための断面図である。
【図２】図１に示した光ディスクのサーボ領域を示した図である
【図３】本発明の実施の形態１の記録再生装置を説明するための図である。
【図４】図３に示したサーボ信号検出装置の構成をより詳細に説明するための図である。
【図５】ウォブルトラッキングマークを、レーザ光が近接場光で走査した状態を示した図である。
【図６】図５に示した状態で行われたトラッキングで得られた検出光を説明するための図である。
【図７】トラッキング信号が取得できるピーク幅の相違を説明するための図である。
【図８】パルス幅比較器においてなされる処理を説明するための図である。
【図９】パルス比較器において検出時間幅の差を算出する構成を説明するための図である。
【図１０】図９において処理される信号を説明するための図である。
【図１１】図３におけるサーボ信号検出回路の他の構成例を説明するための図である。
【図１２】図１１におけるサーボ信号検出回路において処理される信号を説明するための図である。
【図１３】本発明実施の形態１の記録再生方法のうちのトラッキング処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態１の記録再生装置に適用できる光ディスクの他の例を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の記録再生装置に適用できる光ディスクの他の例を説明するための図である。
【図１６】図１５に示した光ディスクから得られる検出光を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態２の光ディスクの層構造を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施の形態２の光ディスクのトラッキングマークを説明するための図である。
【図１９】本発明の実施の形態２の光ディスクの他の構成例を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施の形態２の光ディスクの他の構成例を説明するための図である。
【図２１】図１８に示したウォブルトラッキングマークの改善すべき点を説明するための図である。
【図２２】実施の形態２の光ディスクのサーボ領域の構成例を説明するための図である。
【図２３】本発明の実施の形態３の光ディスクを説明するための図である。
【図２４】本発明の実施の形態４の光ディスクを説明するための図である。
【図２５】本発明の実施の形態４の光ディスクの他の構成を説明するための図である。
【図２６】本発明の実施の形態４の光ディスクの他の構成を説明するための図である。
【図２７】従来のトラッキングエラーを検出する方法を説明するための図である。
【図２８】図２７に示したウォブルトラッキングマークにレーザ光を照射して得られる検出光を説明するための図である。
【図２９】従来のウォブルトラッキングマークを説明するための図である。
【図３０】図２９に示したウォブルトラッキングマークからトラッキングエラーを検出する場合の不具合について説明するための図である。
【図３１】図２９に示したウォブルトラッキングマークからトラッキングエラーを検出する場合の不具合について説明するための他の図である。
【符号の説明】
１０１，１０３，１７０１，１７０３，２４０２，２４０４  ２４０６，  ＳｉＮ保護層
１０２，１７０２，２４０５  データ記録層
１０４，１７０４，２４０１  ポリカーボネード基板
１９０２，２５０５  Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5薄膜
２００２，２６０５  ＡｇＩｎＳｂＴｅ薄膜
２４０３  Ｓｂマスク層
２４０７  集光レンズ
３０１  レーザ光源
３０２  光検出器
３０３，１１０１  サーボ信号検出装置
３０４  光ディスク
４０１  遅延回路
４０２  パルス幅比較器
９０１，９０２，１１０２  波形整形器
９０３  減算器
９０４，１１０４  積分器
１１０１  サーボ信号検出装置
１１０３  極性切替器
１１０５  スイッチ
【図１】
0004328006.tif 000002
【図２】
0004328006.tif 000003
【図３】
0004328006.tif 000004
【図４】
0004328006.tif 000005
【図５】
0004328006.tif 000006
【図６】
0004328006.tif 000007
【図７】
0004328006.tif 000008
【図８】
0004328006.tif 000009
【図９】
0004328006.tif 000010
【図１０】
0004328006.tif 000011
【図１１】
0004328006.tif 000012
【図１２】
0004328006.tif 000013
【図１３】
0004328006.tif 000014
【図１４】
0004328006.tif 000015
【図１５】
0004328006.tif 000016
【図１６】
0004328006.tif 000017
【図１７】
0004328006.tif 000018
【図１８】
0004328006.tif 000019
【図１９】
0004328006.tif 000020
【図２０】
0004328006.tif 000021
【図２１】
0004328006.tif 000022
【図２２】
0004328006.tif 000023
【図２３】
0004328006.tif 000024
【図２４】
0004328006.tif 000025
【図２５】
0004328006.tif 000026
【図２６】
0004328006.tif 000027
【図２７】
0004328006.tif 000028
【図２８】
0004328006.tif 000029
【図２９】
0004328006.tif 000030
【図３０】
0004328006.tif 000031
【図３１】
0004328006.tif 000032