(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相ピットが形成された透明基板上に屈折率と消衰係数が波長依存性を示す半透明金属膜を形成し、この半透明金属膜上に誘電体膜を介して、溶融後結晶化し得る相変化材料膜を形成してなる光ディスクを再生するための光ディスク再生方法であって、
波長λ１が７８０ｎｍの再生レーザ光を照射し、その再生レーザ光の走査スポット内で相変化材料膜の反射率を部分的に変化させながら上記位相ピットの読み出しを行うとともに、上記波長λ１に対する波長の差の絶対値が３０ｎｍ以上である波長λ２のサーボ用レーザ光を照射し、
かつ上記光ディスクの上記半透明金属膜の上記波長λ１の再生レーザ光に対する屈折率を１以下、消衰係数を２．５以上５以下とし、当該半透明金属膜を上記透明基板上に５〜２０ｎｍ形成してなる
ことを特徴とする光ディスク再生方法。
【請求項２】
位相ピットが形成された透明基板上に屈折率と消衰係数が波長依存性を示す半透明金属膜が形成され、この半透明金属膜上に誘電体膜を介して、溶融後結晶化し得る相変化材料膜が形成されてなり、
上記相変化材料膜は、上記位相ピットの読み出し時に波長λ１が７８０ｎｍの再生レーザ光が照射されると、その再生レーザ光の走査スポット内で反射率が部分的に変化するとともに、
上記波長λ１に対する波長の差の絶対値が３０ｎｍ以上である波長λ２のサーボ用レーザ光が照射されることによってトラッキングがかけられるトラックが形成されてなり、
かつ上記半透明金属膜は、波長λ１の再生レーザ光に対する屈折率を１以下、消衰係数を２．５以上５以下とし、上記透明基板上に５〜２０ｎｍ形成されてなる
ことを特徴とする光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光の照射によって、信号に応じて形成された位相ピットの読み出しを行う光ディスク再生方法及びこの光ディスク再生方法により再生される光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ディジタルオーディオディスク、いわゆるコンパクトディスクや、ビデオディスク等の光ディスクは、予め情報信号に応じて位相ピットが形成された透明基板上にアルミニウム反射膜を成膜し、このアルミニウム反射膜上に保護膜を形成することで構成されている。
【０００３】
このような光ディスクにおいては、位相ピットに対する信号再生の分解能がほとんど再生光学系の光源の波長λと対物レンズの開口数ＮＡによって決まり、透明基板上に形成された位相ピットの周期が回折限界（λ／２ＮＡ）以上の場合に良好な再生信号が得られる。
【０００４】
このため、上記のような光ディスクにおいて、位相ピットの高密度記録（形成）を図る場合、例えば再生光学系の光源である例えば半導体レーザの波長λを短くし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることが行われる。
【０００５】
しかし、光源の波長λや対物レンズの開口数ＮＡの改善には自ずと限界がある。すなわち、例えば光源波長の短波長化をはかったとしても現在の技術では、記録密度は高々４倍にしか上がらない。また、レンズの開口数ＮＡを大きくしようとすると収差の少ないレンズを製造するのが困難であり、またそのようなレンズが得られたとしても、フォーカスのディスク振動、スキューに対する安定性が低下するなどの問題が生じる。このため光ディスクの記録密度を飛躍的に向上させることが難しいのが実情である。
【０００６】
そこで、本出願人は、特願平２−９４４５２号及び特願平３−２４９５１１号の明細書、図面により、上述した波長λや開口数ＮＡによる制限以上の解像度を得ることができる光ディスクを提案した。これらの出願に係る発明は、読み出し光のレーザスポット内の部分的相変化により反射率変化を変化させ超解像度再生を行うようにした光ディスクあるいはその再生方法に関するものである。
【０００７】
このような超解像度再生を行うような光ディスクである超解像再生光ディスク（以下、単に光ディスクという。）は、位相ピットが形成された透明基板上に、溶融後結晶化し得る相変化材料層を形成してなる。そして、この相変化材料層に読み出し用の光が照射されると、例えば該読み出し光のスポット内で部分的に溶融結晶化領域での液相化によって反射率が変化することを利用して超解像を実現している。
【０００８】
この光ディスクでは、スポット内に低温領域部（結晶状態）と高温領域部（液相状態）が存在する。このうち低温領域部で位相ピットを読み出して信号を検出するような光ディスクをいわゆるＦＡＤ（Front Aperture Detection）タイプといい、高温領域部で位相ピットを読み出して信号を検出するような光ディスクをいわゆるＲＡＤ（Rear Aperture Detection）タイプという。
【０００９】
ＦＡＤタイプでは、スポット内の低温領域部の反射率に比して高温領域部の反射率が著しく低下する構成とするが、この場合、その読み出し領域となる低温領域部はトラック幅方向に広がりを有する三日月状をなすことから、１トラック上の記録密度の向上を図ることはできるものの、トラック間間隔を狭めるとクロストークが発生し、トラック密度を高めることができなくなる。
【００１０】
一方、ＲＡＤタイプは図１７に示すように、その相変化材料層が、その再生光の走査スポットＬ内での高温領域ＳＨで部分的に液相化されたとき、その反射率が、低温領域ＳＬにおける固相部に比し著しく増加することによってこの高温領域ＳＨにある位相ピットＰについてのみ例えば回折による読み出しが可能となるものである。この場合、高温領域部は、トラック幅方向に関する幅もスポット幅に比して狭くなることから、高温領域部で信号の読み出しを行うＲＡＤタイプは、クロストークの改善によるトラック密度の向上も図ることができ、ＦＡＤタイプより更に記録密度の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記光ディスクを高Ｓ／Ｎで再生するには、結晶状態にある低温領域部と液相状態にある高温領域部の反射率のコントラストが、例えば好ましくは１０倍以上のように大きいことが必要とされる。
【００１２】
ＲＡＤタイプの光ディスクでは、低温領域部すなわち初期結晶状態の反射率を０％に近ずけることが、コントラスト比を上げ、高Ｓ／Ｎ再生することになる。例えば、２つのＲＡＤタイプの光ディスクＤＡ及びＤＢが次の表１に示すような低温領域部反射率及び高温領域部反射率である場合を考慮する。
【００１３】
【表１】
0003835401.tif 000002
【００１４】
この表１に示すような場合、低温領域部反射率が２％であり、コントラスト比が７．５倍であるディスクＤＢの方が好ましい。
【００１５】
しかしながら、光ディスクの初期状態反射率が例えば５％以下程度に小さくなると、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等のサーボ信号が小さくなり、光ディスクの僅かな反射率ムラ等に対して、安定なサーボが困難になる。特に、３スポット法を用いたトラッキングではその傾向が強い。
【００１６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、光ディスクのＳ／Ｎを高くするために、初期状態反射率を５％以下とした場合にも、より安定したトラッキングサーボ及びフォーカシングサーボを実現する光ディスク再生方法、及びこの光ディスク再生方法により再生される光ディスクの提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ディスク再生方法は、位相ピットが形成された透明基板上に屈折率と消衰係数が波長依存性を示す半透明金属膜を形成し、この半透明金属膜上に誘電体膜を介して、溶融後結晶化し得る相変化材料膜を形成してなる光ディスクを再生するための光ディスク再生方法であって、波長λ１が７８０ｎｍの再生レーザ光を照射し、その再生レーザ光の走査スポット内で相変化材料膜の反射率を部分的に変化させながら上記位相ピットの読み出しを行うとともに、上記波長λ１に対する波長の差の絶対値が３０ｎｍ以上である波長λ２のサーボ用レーザ光を照射し、かつ上記光ディスクの上記半透明金属膜の上記波長λ１の再生レーザ光に対する屈折率を１以下、消衰係数を２．５以上５以下とし、当該半透明金属膜を上記透明基板上に５〜２０ｎｍ形成してなる。
【００１８】
本発明に係る光ディスクは、位相ピットが形成された透明基板上に屈折率と消衰係数が波長依存性を示す半透明金属膜が形成され、この半透明金属膜上に誘電体膜を介して、溶融後結晶化し得る相変化材料膜が形成されてなり、上記相変化材料膜は、上記位相ピットの読み出し時に波長λ１が７８０ｎｍの再生レーザ光が照射されると、その再生レーザ光の走査スポット内で反射率が部分的に変化するとともに、上記波長λ１に対する波長の差の絶対値が３０ｎｍ以上である波長λ２のサーボ用レーザ光が照射されることによってトラッキングがかけられるトラックが形成されてなり、かつ上記半透明金属膜は、波長λ１の再生レーザ光に対する屈折率を１以下、消衰係数を２．５以上５以下とし、上記透明基板上に５〜２０ｎｍ形成されてなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ディスク再生方法及び光ディスクの実施の形態を説明する。この実施の形態は、超解像度再生が可能な光ディスクである超解像再生光ディスク（以下、単に光ディスクという。）から情報信号を再生する光ディスク再生装置である。
【００２１】
上記光ディスクは、位相ピットが形成された透明基板上に、溶融後結晶化し得る相変化材料層を形成してなる。特に図１に示す光ディスク１は、いわゆるＲＡＤ（Rear Aperture Detection）タイプとよばれ、その相変化材料層が、その再生レーザ光の走査スポット内での高温領域で部分的に液相化されたとき、その反射率が、低温領域における固相部に比し著しく増加することによってこの高温領域にある位相ピットについてのみ例えば回折による読み出しが可能となるものである。
【００２２】
この光ディスク再生装置は、図１に示すような光ピックアップ２が得た光検出信号をＲＦ処理回路３にてＲＦ処理する共に、光ピックアップ２から得られた光検出信号をサーボ回路５にてトラッキング、フォーカシング、スライド及びスピンドル用等のサーボ信号に変換している。
【００２３】
サーボ回路５は、サーボコントローラ４の制御に応じて光ディスク１を回転するスピンドルモータ６にスピンドルサーボ信号を供給し、スピンドルサーボを行っている。また、サーボ回路５は、サーボコントローラ４の制御に応じて光ピックアップ２をスライドするスライドモータ７にスライドサーボ信号を供給し、スライドサーボを行っている。さらに、サーボ回路５は、サーボコントローラ４の制御に応じて光ピックアップ２の対物レンズ１８にトラッキング信号及びフォーカシング信号を供給し、トラッキングサーボ及びフォーカシングサーボを行っている。
【００２４】
光ピックアップ２は、再生信号を得るために使われる波長λ１の再生レーザ光を出射する例えばレーザダイオード（以下ＬＤという。）１０と、例えばトラッキングやフォーカシングのためのサーボ信号を得るために使われる波長λ２のレーザ光を出射する例えばＬＤ１２という２つの光源を有してなる。
【００２５】
ＬＤ１０から出射された再生レーザ光は、コリメータレンズ１１により平行にされ、ダイクロイックビームスプリッタ１５に入射する。また、一方、ＬＤ１２から出射されたサーボ用レーザ光は、コリメータレンズ１３により平行にされ、回折格子１４を介して３ビームに分割され、ダイクロイックビームスプリッタ１５に入射する。
【００２６】
このダイクロイックビームスプリッタ１５は、図２に示すような特性を持つ反射面１５ａ及び１５ｂを備えている。すなわち、このダイクロイックビームスプリッタ１５は、Ｐ波、Ｓ波に無関係に波長λ１のレーザ光を全て反射し、波長λ２（λ１＜λ２）のレーザ光を１００％透過する。よって、波長λ１である再生レーザ光は、このダイクロイックビームスプリッタ１５の反射面１５ａ及び反射面１５ｂによりそれぞれ９０度ずつ反射され、ワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に入射する。また、波長λ２であるサーボ用レーザ光は、このダイクロイックビームスプリッタ１５を透過し、ワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に入射する。
【００２７】
このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６は、図３に示すような特性を持つ反射面１６ａを備えている。すなわち、このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６は、波長に無関係にＰ波を１００％透過する一方、波長λ２（λ１＜λ２）のＳ波をほとんど反射する。よって、このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６にダイクロイックビームスプリッタ１５側から入射した再生レーザ光のＰ波成分とサーボ用レーザ光のＰ波成分は、このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６を透過し、１／４波長板１７及び対物レンズ１８を介して光ディスク１上の図４に示すトラックＴに照射される。
【００２８】
この図４において、光ディスク１は、図中矢印Ｃに示すように回転している。よって、再生信号用レーザスポットＳＭは３スポット法に用いられるサーボ信号用レーザスポットＳＳにトラックＴ上で追従している。
【００２９】
この光ディスク１上で反射された再生レーザ光とサーボ用レーザ光は、対物レンズ１８及び１／４波長板１７を介してワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に入射する。ここで、１／４波長板１７は、再生用反射レーザ光及びサーボ用反射レーザ光を該１／４波長板１７透過前の再生用レーザ光及びサーボ用レーザ光に対して９０度偏光することになる。すると、１／４波長板１７からワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に向かう波長λ１の再生用反射レーザ光のＳ波成分と波長λ２のサーボ用反射レーザ光のＳ波成分は、ワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６の反射面１６ａによりほぼ１００％反射され、ダイクロイックビームスプリッタ１９に入射する。
【００３０】
このダイクロイックビームスプリッタ１９も、図２に示した特性を有するので、波長λ２のサーボ用反射レーザ光は、反射面１９ａで反射されることなく該ダイクロイックビームスプリッタ１９を透過してフィルタ２０に入射する。一方、波長λ１の再生用反射レーザ光は、反射面１９ａ及び１９ｂで反射されてフィルタ２４に入射する。
【００３１】
フィルタ２０でフィルタリングされた波長λ２のサーボ用反射レーザ光は、収束レンズ２０で収束され、マルチレンズ２２を介して例えばフォトダイオード（ＰＤ）のような光検出器（以下、サーボ信号用反射光検出器という。）２３の検出面に照射される。また、フィルタ２４でフィルタリングされた波長λ１の再生用反射レーザ光は、収束レンズで収束されて例えばＰＤのような光検出器（以下、ＲＦ信号用反射光検出器という。）２６の検出面に照射される。
【００３２】
このサーボ信号用反射検出器２３の検出面の検出パターンを図５の（Ｂ）に示す。また、ＲＦ信号用反射検出器２６の検出面の検出パターンを図５の（Ａ）に示す。
【００３３】
ＲＦ信号用反射検出器２６で検出されたＲＦ信号用光検出信号は、上述したようにＲＦ処理回路３に供給される。また、サーボ信号用反射検出器２３で検出されたサーボ信号用光検出信号は、上述したようにサーボ回路５に供給される。
【００３４】
以上のように、再生レーザ光を出射するＬＤ１０と、サーボ用レーザ光を出射するＬＤ１２とを用意すれば、超解像再生光ディスクのＳ／Ｎを高くするために初期反射率を５％以下とした場合にも、より安定したトラッキングサーボ及びフォーカシングサーボを実現できる。以下に、その理由を説明するために、この光ディスク再生装置のＬＤ１０とＬＤ１２の波長差を変化させ、さらに光ディスク１の構成材料（層構成）を異ならせた場合についてのいくつかの具体例を挙げる。以下では、このいくつかの具体例を上記実施例とは区別した実施例１〜６のように記載して説明する。これら実施例１〜６は、光ディスクと光ディスク再生装置とを、その層構成と出射レーザ光波長とを変化させた場合のシステム的な実施例である。
【００３５】
実施例１
この実施例１では、ＬＤ１０から出射する再生レーザ光の波長λ１を７８０ｎｍに固定し、ＬＤ１２から出射するサーボ用レーザ光の波長λ２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍ及び６３５ｎｍに変化させる。また、対物レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とした。
【００３６】
また、光ディスク１は、基本的に図６に示すように、位相ピットが形成された円盤状のガラス基板、例えばフォトポリマー法により形成された２Ｐ（フォト・ポリマー）基板である透明基板３１上に、溶融後、結晶化し得る相変化材料膜３２を直接的に形成した層構成とする。
【００３７】
また、この光ディスク１は、図７に示すように、透明基板３１上に、溶融後、結晶化し得る相変化材料膜３２を含んだ積層膜３３を形成した層構成としてもよい。この相変化材料膜３２を含む積層膜３３は、透明基板３１側から順に第１の誘電体膜３４、相変化材料膜３２、第２の誘電体膜３５、反射膜３６及び第３の誘電体膜３７が順次積層されて構成されている。この場合、第１及び第２の誘電体膜３４及び３５、反射膜３６によって、この光ディスク１の光学的特性、例えば非晶質部と結晶部の光反射率等の設定が行われる構成となっている。また、第３の誘電体膜３７によって積層膜３３の機械的強度が向上し、繰り返し読み出し耐久性が向上する。さらに、第３の誘電体膜３７の上には、図示しないＵＶによる保護膜を形成してもよい。
【００３８】
ここで、第１の誘電体膜３４は厚さ１３０ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ２からなり、相変化材料膜３２は厚さ１８ｎｍのＳｂ２Ｓｅ３からなる。また、第２の誘電体膜３５は厚さ２０ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ２からなり、反射膜３６は厚さ１５０ｎｍのＤｙからなる。そして、第３の誘電体膜３７は厚さ４００ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ２からなる。
【００３９】
また、この実施例１では、トラックピッチを１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。
【００４０】
そして、このように形成された光ディスク１をキセノン（Ｘｅ）ランプ照射により初期化、すなわちディスク全面結晶状態とした。
【００４１】
このように形成された光ディスク１のレーザ光波長の変化に対する初期状態反射率の変化を図１０に示す。レーザ波長を６３５ｎｍ、６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８１０ｎｍ、８３０ｎｍというように変化させ、線速８ｍ／ｓｅｃで回転している光ディスク１に再生パワー１〜３ｍＷで照射すると、図１０からも明かなように、６３５ｎｍ、６８０ｎｍの波長に対しては、５％以上の反射率が得られた。
【００４２】
このような反射率の波長依存性を有する光ディスク１を図１に示した光ディスク再生装置のスピンドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転する。そして、この光ディスク１に対して、波長λ１を７８０ｎｍとし、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光をＬＤ１０から照射する。また、波長λ２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍ、６３５ｎｍとし、再生パワーを各３ｍＷとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、図１を用いて説明したようにして得られたＲＦ信号を再生したところ、サーボ信号用レーザ光の波長λ２が８１０ｎｍあるいは８３０ｎｍの場合は、トラッキングサーボが不安定で再生が困難であった。これに対し、サーボ用レーザ光の波長λ2が６８０ｎｍあるいは６３５ｎｍの場合には、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢとなった。
【００４３】
このように、この実施例１では、再生用レーザ光の波長λ１との差の絶対値が１００ｎｍ以上であり、波長λ１に対する光ディスクの反射率より高い反射率を得る波長λ２のレーザ光をサーボ用に用いるので、波長λ１の再生レーザ光に対する光ディスクの初期反射率が５％以下でも、ＲＦ信号再生のＣ／Ｎを４０ｄＢとすることができ、安定した超解像再生を実現できる。
【００４４】
実施例２
この実施例２では、ＬＤ１０から出射するＲＦ信号用レーザ光の波長λ１を７８０ｎｍに固定し、ＬＤ１２から出射するサーボ信号用レーザ光の波長λ２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ及び６８０ｎｍに変化させる。また、対物レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とした。
【００４５】
また、光ディスク１は、基本的に図８に示すように、位相ピットが形成された円盤状のガラス基板、例えばフォトポリマー法により形成された２Ｐ（フォト・ポリマー）基板である透明基板３１上の位相ピットが形成された側の面上に、半透明金属膜３８を形成し、この半透明金属膜３８上に第１の誘電体膜３４を介して、溶融後、結晶化し得る相変化材料膜３２を形成した層構成とする。
【００４６】
この光ディスク１は、読み出し光照射時に相変化材料膜３２が読み出し光走査スポット内で部分的に液相化して反射率が増加し、読み出し後に固相化する構成とする。
【００４７】
また、この光ディスク１は、図９に示すように、透明基板３１上に、結晶化し得る相変化材料膜３２を含んだ積層膜３９を形成した層構成としてもよい。この相変化材料膜３２を含む積層膜３９は、透明基板３１側から順に半透明金属膜３８、第１の誘電体膜３４、相変化材料膜３２、第２の誘電体膜３５、反射膜３６及び第３の誘電体膜３７が順次積層されて構成されている。この場合、半透明金属膜３８、第１及び第２の誘電体膜３４及び３５、反射膜３６によって、この光ディスク１の光学的特性、例えば非晶質部と結晶部の光反射率等の設定が行われる構成となっている。また、第３の誘電体膜３７によって積層膜３３の機械的強度が向上し、繰り返し読み出し耐久性が向上する。さらに、第３の誘電体膜３７の上には、図示しないＵＶによる保護膜を形成してもよい。
【００４８】
ここで、半透明金属膜３８は厚さ１０ｎｍのＣｕからなる。また、第１の誘電体膜３４は厚さ１３５ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ２からなり、相変化材料膜３２は厚さ２０ｎｍのＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５からなる。また、第２の誘電体膜３５は厚さ７０ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ２からなり、反射膜３６は厚さ１５０ｎｍのＤｙからなる。そして、第３の誘電体膜３７は厚さ４００ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ２からなる。
【００４９】
また、この実施例２でも、トラックピッチを１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。
また、この実施例２では、トラックピッチを１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。
【００５０】
そして、このように形成された光ディスク１をキセノン（Ｘｅ）ランプ照射により初期化、すなわちディスク全面結晶状態とした。
【００５１】
このように形成された光ディスク１のレーザ光波長の変化に対する初期状態反射率の変化を図１１に示す。レーザ波長を６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８１０ｎｍ、８３０ｎｍというように変化させ、線速８ｍ／ｓｅｃで回転している光ディスク１に再生パワー１〜３ｍＷで照射すると、図１１からも明かなように、８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの波長に対しては、５％以上の反射率が得られた。
【００５２】
このような反射率の波長依存性を有する光ディスク１を図１に示した光ディスク再生装置のスピンドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転する。そして、この光ディスク１に対して、波長λ１を７８０ｎｍとし、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光をＬＤ１０から照射する。また、波長λ２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍとし、再生パワーを各３ｍＷとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、図１を用いて説明したようにして得られたＲＦ信号を再生したところ、サーボ信号用レーザ光の波長λ２が８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの全ての場合には、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。なお、図１１において、破線はＣｕの屈折率及び消衰係数ｋの波長依存性を考慮しない場合の反射率の理論値で、波長λ2が８１０ｎｍ及び８３０ｎｍの場合は、反射率が５％以下となるのでトラッキングが不安定になると考えられる。
【００５３】
このように、この実施例２では、再生用レーザ光の波長λ１との差の絶対値を３０ｎｍとすれば、初期反射率が５％以下でも、ＲＦ信号再生のＣ／Ｎを４０ｄＢとすることができ、安定した超解像再生を実現できる。
【００５４】
このＣｕの光学定数の波長依存性について説明しておく。
【００５５】
図１２及び図１３は、実施例２で用いた光ディスク構成材料の屈折率と消衰係数の波長依存性を測定した結果を示す特性図である。特に、図１２の（Ａ）は、第１の誘電体膜３４及び第２の誘電体膜３５として用いたＺｎＳ／ＳｉＯ２と、相変化材料膜３２として用いたＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５と、反射膜３６として用いたＤｙの屈折率の波長依存性を示す特性図である。また、図１２の（Ｂ）は、上記Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５と、上記Ｄｙの消衰係数の波長依存性を示す特性図である。また、特に、図１３の（Ａ）は、半透明金属膜３８として用いるＣｕと、このＣｕの代わりに用いることのできるＡｕの屈折率の波長依存性を示す特性図である。また、図１３の（Ｂ）は、上記Ｃｕと、上記Ａｕの消衰係数の波長依存性を示す特性図である。この図１２及び図１３から、Ｃｕの場合、他の材料に比べて波長依存性が大きいことが分かる。このため、Ｃｕの反射率は、図１１に破線で示したように波長依存性が大きくなるのである。
【００５６】
実施例３
次に、上記Ａｕを半透明金属膜３８として用いた実施例３を説明する。
【００５７】
この実施例３では、半透明金属膜３８としてＣｕの代わりにＡｕを用いた他は、実施例２と同じである。
【００５８】
光ディスク１を図１に示した光ディスク再生装置のスピンドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転する。そして、この光ディスク１に対して、波長λ１を７８０ｎｍとし、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光をＬＤ１０から照射する。また、波長λ２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍとし、再生パワーを各３ｍＷとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、図１を用いて説明したようにして得られたＲＦ信号を再生したところ、サーボ用レーザ光の波長λ２が８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの全ての場合、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。このＡｕも上記Ｃｕと同様、図１３で説明したように、屈折率及び消衰係数の波長依存性が大きいので、反射率の波長依存性も大きくなる。
【００５９】
実施例４
次に、半透明金属膜３８として、Ａｇを用いた実施例４を説明する。
【００６０】
この実施例４では、半透明金属膜３８としてＣｕ、Ａｕの代わりにＡｇを用いた他は、実施例２、実施例３と同じである。
【００６１】
すなわち、波長λ１を７８０ｎｍに固定し、波長λ２として、８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの３つの波長を順次用いて、ＲＦ信号用レーザ光のパワーを９ｍＷ、サーボ信号用レーザ光のパワーを３ｍＷ、光ディスクの線速を７ｍ／ｓｅｃに設定し、その再生を行って、そのＲＦ信号部分を再生した結果、波長λ２がどの場合でも、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。
【００６２】
実施例５
次に、半透明金属膜３８として、Ｐｔを用いた実施例５を説明する。この実施例５でも、半透明金属膜３８としてＣｕ、Ａｕ、Ａｇの代わりにＰｔを用いた他は、実施例２、実施例３、実施例４と同じである。この実施例５でも、ＲＦ信号部分を再生した結果、波長λ２がどの場合でも、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。
【００６３】
なお、実施例２、実施例３、実施例４及び実施例５では、波長λ１と波長λ２の差を３０ｎｍかもしくはそれ以上とするため、波長λ１を７８０ｎｍ、波長λ２を８１０ｎｍ〜６８０ｎｍとしたが、３０ｎｍの差を持つような組合せであれば、上記波長に限定されるものではない。
【００６４】
また、上述した光ディスク１においては、透明基板３１、相変化材料膜３２、第１及び第２の誘電体膜３４及び３５、反射膜３６を以下の他の材料によって形成してもよい。
【００６５】
先ず、透明基板３１は、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ガラス等を用いることができる。
また、半透明金属膜３８としては、上述の材料に限らず、波長λ１に対する複屈折率（ｎ−ｉｋ）において、屈折率ｎが１以下、消衰係数ｋが２．５以上５以下（２．５≦ｋ≦５）の材料であり、その膜厚を５〜２０ｎｍとした構成であればよい。
【００６６】
また、相変化材料膜３２は、カルコゲナイトすなわちカルコゲン化合物あるいは単体のカルコゲンによって構成することができる。例えば、Ｓｅ、Ｔｅの各単体、さらにこれらのカルコゲナイトのＳｂ２Ｓｅ３，Ｓｂ２Ｔｅ３，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｂｉ２Ｔｅ３，ＢｉＳｅ，Ｉｎ−Ｓｅ，Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ｉｎ−ＳｂＳｅ，Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ，Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ，Ｇｅ−Ｔｅ等のカルコゲナイト系材料を用いることができる。ただし、この相変化材料膜３２は線速あるいはレーザパワーの制御により、溶融後にアモルファスと結晶の両者の状態をとれる組成範囲を有することが必要とされる。
【００６７】
また、第１、第２の誘電体膜３４及び３５は、Ａｌ、Ｓｉ等金属及び半導体元素の窒化物、酸化物、硫化物である、例えばＡｌＮ，Ｓｉ３Ｎ４，ＳｉＯ２ ，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＳ，ＭｇＦ２を用いることができる。ただし、半導体レーザ波長領域において吸収の無いものであることが条件となる。
【００６８】
また、反射膜３６は、熱伝導率が０．０００４Ｊ／（ｃｍ・Ｋ・ｓ）から２．２Ｊ／（ｃｍ・Ｋ・ｓ）の値を有する金属元素、半金属元素、半導体元素及びそれらの化合物あるいは混合物が用いられる。
【００６９】
さらに、上述の光ディスク１では、透明基板３１に２Ｐ法よる凹凸の位相ピットを形成しているが、種々の構成による光学的に読み出しが可能な位相ピットとすることもできる。
【００７０】
次に、実施例６について説明する。
【００７１】
実施例６
この実施例６は、トラックピッチを例えば従来の半分程度に狭めた光ディスク１を再生するものである。すなわち、この実施例６の光ディスク再生装置は、図１４に示すように、ピットの深さｄ１のトラックとピットの深さｄ２（ｄ１≠ｄ２）のトラックとを１トラック置きに並列するような構成の光ディスク１を再生する。ピット深さｄ１のピットはトラックＴ１とトラックＴ３を構成し、ピット深さｄ２のピットはトラックＴ２とトラックＴ４とを構成している。ここで、ピット深さｄ１とｄ２は、ｎ＝０、１、２・・・・とするとき、
ｄ１≠ｎ・λ１／２
ｄ２≠ｎ・λ２／２
であり、ｄ１≠ｄ２となる値である必要がある。したがって、ピット深さｄ１を例えば１２０ｎｍ、ピット深さｄ２を例えば１８０ｎｍとする。
【００７２】
また、トラックピッチを従来の半分の約０．８μｍとし、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。また、この光ディスク１の層構成は、実施例２で用いたものと同様とする。
【００７３】
なお、この光ディスク１を再生する光ディスク再生装置は、基本的に図１に示したの同様の構成を持つ。ただし、ＬＤ１０から出射する再生レーザ光の波長λ１を７８０ｎｍとし、ＬＤ１２から出射するサーボ用レーザ光の波長λ２を８３０ｎｍとする。また、対物レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とする。
【００７４】
このように形成された光ディスク１を線速７ｍ／ｓｅｃで回転し、該光ディスク１に対して、波長λ1を７８０ｎｍとし再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光を、ＬＤ１０から照射する。また、波長λ２を８３０ｎｍとし、再生パワーを３ｍＷとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、トラッキングの極性を図１４に示すように反転させながら、その信号部分を再生したところ、１トラックずつ安定に再生することができ、そのときのＣ／Ｎは４０ｄＢとなった。
【００７５】
ここでいうトラッキングの極性の反転とは、図１４に示すように、トラックＴ1にトラッキングをかけるときは、トラッキングエラー信号のポイントＰＡ点でかけ、次にトラックＴ２にトラッキングをかけるときは、極性を反転させポイントＰＢでかけるというようなことである。
なお、比較のため、図１５には、ピット深さｄ１とピット深さｄ２が等しい場合についてのトラッキングエラー信号を示す。この場合、スポット内に深さの等しいピットが二つ入ってしまうので、トラッキングエラー信号は出ない。
【００７６】
また、比較のため、図１６には、トラックピッチが１．６μｍで、ピット深さに差がない場合のトラッキングエラー信号を示す。この場合、トラッキングエラー信号の振幅が大きくなっている。
【００７７】
以上の実施例１から実施例６では、透明基板３１側から再生光の照射を行って、図１７を用いて説明したように、そのスポットＬ内の高温領域ＳＨで相変化材料膜３２を部分的に溶融液相化させる。このとき、他部すなわちスポットＬ内の低温領域ＳＬでは結晶状態にあることから、再生光スポットＬ内といえども領域ＳＬでは、領域ＳＨの液相状態部に比して充分低い反射率とされていることから、スポットＬ内に複数の位相ピットが存在しても、その読み出しは反射率の高められた液相化された高温領域ＳＨのみに限定して位相ピットの読み出しを行うことができる。つまり、上述したＲＡＤタイプによるクロストークの改善が図られ、トラック密度の向上が図られた超解像再生を行うことができる。
【００７８】
なお、上記実施例では、ＲＡＤタイプの光ディスクについて説明したが、ＦＡＤタイプの光ディスクにも、本発明が適用できることはいうまでもない。ただし、このＦＡＤタイプの光ディスクでは、上記ＲＡＤタイプの光ディスク程の効果を上げることはできない。
【００７９】
【発明の効果】
本発明に係る光ディスク再生方法によれば、波長λ１が７８０ｎｍの再生レーザ光に対する光ディスクの初期反射率が５％以下でも、安定した超解像再生を実現できる。
【００８０】
本発明に係る光ディスクによれば、安定した超解像再生が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となる光ディスク再生装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した光ディスク再生装置のダイクロイックビームスプリッタの特性図である。
【図３】  図１に示した光ディスク再生装置のワイドバンド偏光ビームスプリッタの特性図である。
【図４】ＲＦ信号用レーザスポット（再生レーザ光スポット）とサーボ信号用レーザスポット（サーボ用レーザ光スポット）のトラック上の照射状態を示す図である。
【図５】ＲＦ信号用反射光検出器とサーボ信号用反射光検出器の検出パターンを示す図である。
【図６】実施例１で用いる光ディスクの基本的な概略断面図である。
【図７】実施例１で用いる光ディスクの概略断面図である。
【図８】実施例２で用いる光ディスクの基本的な概略断面図である。
【図９】実施例２で用いる光ディスクの概略断面図である。
【図１０】レーザ光の波長変化に対する実施例１で用いた光ディスクの初期状態反射率の変化を示す特性図である。
【図１１】レーザ光の波長変化に対する実施例２で用いた光ディスクの初期状態反射率の変化を示す特性図である。
【図１２】実施例２で用いる光ディスクの構成材料のレーザ光波長変化に対する屈折率及び消衰係数の変化を示す図である。
【図１３】実施例２で用いる光ディスクの構成材料のレーザ光波長変化に対する屈折率及び消衰係数の変化を示す図である。
【図１４】実施例６で用いる光ディスクのピット深さとトラッキングエラー信号の関係を説明するための図である。
【図１５】光ディスクのピット深さとトラッキングエラー信号の関係を説明するための図である。
【図１６】光ディスクのピットとトラッキングエラー信号の関係を説明するための図である。
【図１７】光ビームの走査スポットの光強度と温度分布特性を示す図である。
【符号の説明】
１  光ディスク、２  光ピックアップ、３  ＲＦ処理回路、４  サーボコントロール回路、５  サーボ回路、６  スピンドルモータ、７  スライドモータ、１０  再生レーザ光出射レーザダイオード（ＬＤ）、１２  サーボ用レーザ光出射レーザダイオード（ＬＤ）、１５  ダイクロイックビームスプリッタ、１６  ワイドバンド偏光ビームスプリッタ、２３  サーボ信号用反射レーザ光検出器、２６  ＲＦ信号反射レーザ光検出器
【図１】
0003835401.tif 000003
【図２】
0003835401.tif 000004
【図３】
0003835401.tif 000005
【図４】
0003835401.tif 000006
【図５】
0003835401.tif 000007
【図６】
0003835401.tif 000008
【図７】
0003835401.tif 000009
【図８】
0003835401.tif 000010
【図９】
0003835401.tif 000011
【図１０】
0003835401.tif 000012
【図１１】
0003835401.tif 000013
【図１２】
0003835401.tif 000014
【図１３】
0003835401.tif 000015
【図１４】
0003835401.tif 000016
【図１５】
0003835401.tif 000017
【図１６】
0003835401.tif 000018
【図１７】
0003835401.tif 000019