CN1224966C - 光学信息记录媒体的记录/再生方法 - Google Patents

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Abstract

记录信号时用推挽法或通过机械进给进行跟踪控制，再生时用相位差跟踪法进行跟踪控制，从而可以进行相位差再生、并能实现可重写的相变型光盘。此外，在具有相位差再生结构的相变光盘中，通过使未记录部分的反射率大于记录标记部的反射率，在信号再生时可以稳定地进行伺服控制。

Description

光学信息记录媒体的记录/再生方法
技术领域
本发明涉及采用激光以高记录密度记录和再生信号的方式、及记录和再生时采用的光学信息记录媒体。
背景技术
在采用激光进行信号再生的所谓再生专用光学信息记录媒体中，有被称作压缩光盘(CD)的光盘、被称作激光盘(LD)的光盘、被称作数字视盘(DVD)的光盘等。
现在，在市售的再生专用光学信息记录媒体中，以最高密度记录信号的，目前当属DVD。
这种再生专用DVD，是直径120mm的光盘，每1层记录面的用户容量，最大为4.7GB。衬底主要采用厚0.6mm、直径120mm的聚碳酸酯材料。
信息信号的再生，由波长650nm或635nm(实际上，由于存在误差，所以在630nm以上、670nm以下)的激光照射进行。当对DVD进行再生时，将再生激光保持在记录信号串的中心的所谓跟踪伺服方式，采用相位差跟踪·误差信号(例如，National Technical Report Vol.32 No.4 Aug.1986P72-80)([美国]国家技术报告第32卷第4期1986年8月第72-80页)进行(DVD-ROM的标准书Ver.1)。
另外，作为可采用激光记录和再生信号的光学信息记录媒体，有相变型光盘、磁光式光盘、染料涂层光盘等。其中，对可记录的相变型光盘，作为记录薄膜材料，通常使用硫族化合物。一般，将记录薄膜材料为结晶状态时作为未记录状态，通过照射激光并使记录薄膜材料熔融·急冷而变为非晶质状态，进行信号的记录。而当将信号擦除时，以功率比记录时低的激光照射，使记录薄膜变为结晶状态。
另外，以提高相变光盘的记录密度为目的，提出了一种决定光盘结构的方案(例如，日本专利第2773945号、日本专利第2661293号、特开平6-4900号公报等)，在与再生激光的波长λ对应的分别来自未记录部和记录部的反射光之间产生相位差。与通常的反射率差再生结构相比，上述的相位差再生结构，即使以高密度进行记录，也能获得良好的再生信号质量。
当对可记录光盘进行信号记录和/或再生时，为了得到跟踪误差信号，通常采用在衬底上形成有被称作导向槽的螺旋状或同心圆状沟槽的衬底。具体地说，跟踪误差信号，例如可采用推挽法或三光束法通过照射用于记录和/或再生的激光而获得。此外，也可以采用将被称作微摆(ウオブル)凹坑的凹坑交错排列的衬底，按照记录道微摆(トラツクウオブリング)法进行跟踪伺服(例如，尾上守夫主编“光盘技术”，无线电技术社出版P86-97)。
现在，市场销售中的以最高密度记录信号的光学信息记录媒体.如上所述，是再生专用DVD。但是，在该再生专用DVD上，用户不能记录任意的信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种可记录、且可用再生专用DVD的再生机进行再生的聚焦伺服特性更加稳定的光学信息记录媒体。
对可记录、且可用再生专用DVD的再生机进行再生的光学信息记录媒体所要求的特性如下。
1.能以与再生专用DVD同等的物理记录密度(位长：0.267μm/位、记录道间距：0.74μm、信号调制方式：8/16、RLL(2、10))进行记录。
2.可从记录了信号的光学信息记录媒体获得相位差跟踪误差信号。
3.反射率与再生专用DVD相同。
但是，关于上述第3项的反射率，通过提高DVD再生机的再生增益、或降低电路噪声、或提高再生激光的输出功率等简单的改进，就可以适应于反射率低的记录媒体。
本发明的另一目的是提供一种可以对满足上述特性要求的光学信息记录媒体记录和再生物理密度与再生专用DVD相同的信号的记录/再生方法。
为达到上述目的，本发明具有以下结构。
本发明的光学信息记录媒体的记录/再生方法的第1结构，采用在具有导向槽的圆盘形衬底上至少备有通过激光照射而在非结晶状态和结晶状态之间发生相变的记录薄膜的光学信息记录媒体，该记录/再生方法的特征在于：一面照射基于信息信号的激光并利用从上述衬底的上述导向槽得到的跟踪误差信号进行跟踪伺服，一面在上述记录薄膜上形成记录标记从而记录所需的信号；一面对在记录薄膜上形成了记录标记的光学信息记录媒体照射激光并根据从上述记录标记得到的跟踪误差信号进行跟踪伺服，一面对信号进行再生。
本发明第2结构的一种光学信息记录媒体的记录/再生方法，采用在具有镜面状记录区域的圆盘形衬底上至少备有通过激光照射而在非结晶状态和结晶状态之间产生相变的记录薄膜的光学信息记录媒体，对用于再生被记录在上述光学信息记录媒体上的信号而照射的激光的波长λ2，来自上述光学信息记录媒体的记录标记的反射光的相位Φ1，和来自非记录标记区域的反射光的相位Φ2的关系为
(2n+0.7)×π＜Φ2-Φ1＜(2n+1.3)×π
式中，n为整数
并且对于波长λ2nm的激光的入射，来自光学信息记录媒体的记录标记的反射光的振幅强度I1，和来自非记录标记区域的反射光的振幅强度I2的关系为
1.3≤I2/I1≤3
该记录/再生方法的特征在于：一面在使衬底旋转的同时移动激光照射部以使记录信号的半径方向的间隔保持一定，一面照射基于信息信号的激光并通过使上述记录薄膜发生相变而形成记录标记从而将所需记录信号记录成一定间隔的螺旋形；并根据从上述记录标记得到的跟踪误差信号进行跟踪伺服，将信号再生。
本发明的光学信息记录媒体的记录/再生方法，通过按如上所述的方式构成，能够记录和再生物理密度与再生专用DVD相同的信号。
本发明的光学信息记录媒体的第1结构，在具有沟槽深度为d(nm)的导向槽的圆盘形衬底上，至少备有通过激光照射而在非结晶状态和结晶状态之间发生相变的记录薄膜，该光学信息记录媒体的特征在于：当在上述记录薄膜上形成基于信息信号的记录标记的激光波长为λ1(nm)、波长λ1的衬底折射率为n1时，上述沟槽深度d与λ1及n1的关系为，
0.05×λ1/n1≤d
当对在记录薄膜上形成的记录标记进行再生的激光波长为λ2(nm)、波长λ2的衬底折射率为n2时，上述沟槽深度d与λ2及n2的关系为，
d≤0.09×λ2/n2
与波长λ2的激光对应的来自记录标记的反射光的相位Φ1与来自非记录标记区域的反射光的相位Φ2之间的关系为，
(2n+0.7)×π＜Φ2-Φ1＜(2n+1.3)×π
(式中，n为整数)
与波长λ2(nm)的激光入射对应的来自上述光学信息记录媒体的记录标记的反射光的振幅强度I1与来自非记录标记区域的反射光的振幅强度I2的关系为，
I1＜I2
本发明的光学信息记录媒体的第2结构，在圆盘形衬底上，至少备有通过激光照射而在非结晶状态和结晶状态之间发生相变的记录薄膜，该光学信息记录媒体的特征在于：与为了对记录在上述光学信息记录媒体上的信号进行再生而照射的激光的波长λ2对应的来自光学信息记录媒体的记录标记的反射光的相位Φ1与来自非记录标记区域的反射光的相位Φ2之间的关系为，
(2n+0.7)×π＜Φ2-Φ1＜(2n+1.3)×π
(式中，n为整数)
与波长λ2(nm)的激光入射对应的来自上述光学信息记录媒体的记录标记的反射光的振幅强度I1与来自非记录标记区域的反射光的振幅强度I2的关系为，
I1＜I2
本发明的光学信息记录媒体，通过按如上所述的方式1构成，可以提供一种能进行密度与再生专用DVD相同的记录、且可以用再生专用DVD的再生机进行再生的聚焦伺服特性更加稳定的光学信息记录媒体。
在上述结构中，构成记录薄膜的主要元素包括Ge和Te，Ge和Te的原子量之比(Ge∶Te)最好在45∶55～55∶45的范围内。
附图说明
图1是简略地表示本发明第1实施形态的光学信息记录媒体的层状结构的半径方的断面图。
图2是简略地表示本发明第2实施形态的光学信息记录媒体的层状结构的半径方的断面图。
图3是表示在本发明的光学信息记录媒体上记录信号时使用的记录机的结构例的图。
图4是表示将GeTe和Sb2Te3两组成结合的组成的与波长650nm对应的光学常数的图。
图5是表示Ge-Te二元系材料中组成接近GeTe时与波长650nm对应的光学常数的图。
图6是表示在本发明的光学信息记录媒体上进行信号记录/再生时使用的记录/再生机的结构例的图。
图7是表示在本发明的实施例中在光盘上记录信息时的记录脉冲调制波形一例的图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的最佳实施形态。
(实施形态1)
图1是简略地表示本发明第1实施形态的光学信息记录媒体(光盘)10的层状结构的半径方向的断面图。在图1中，进行记录和再生的激光从衬底1一侧入射。
衬底1，由聚碳酸酯、PMMA等树脂或玻璃等构成，衬底表面8，由螺旋状或同心圆状的连续沟槽(导向槽、记录道)9覆盖。
保护层2、4的材料，在物理·化学上稳定，即，与后文所述的记录薄膜材料的熔点相比，熔点及软化温度高，且最好不与记录薄膜材料发生相固溶。例如，由Al2O3、SiOx、Ta2O5、MoO3、WO3、ZrO2、ZnS、AlNx、BN、SiNx、TiN、ZrN、PbF2、MgF2等电介质或这些介质的组合构成。但是，保护层2、4也不一定非得是电介质或透明材料，例如也可以由对可见光线及红外线具有光吸收性的ZnTe等形成。此外，保护层2和保护层4如以不同材料形成，则具有在热力学和光学上设计自由度大的优点。当然，用同一材料形成也可以。
记录薄膜3，只要是通过用于记录的激光的照射可以在结晶状态和非晶质状态之间引起可逆的结构变化的物质即可，例如，可以举出以Te、In、或Se等为主要成分的相变材料。作为熟知的相变材料的主要成分，可以列举出Te-Sb-Ge、Te-Ge、Te-Ge-Sn、Te-Ge-Sn-Au、Sb-Se、Sb-Te、Sb-Se-Te、In-Te、In-Se、In-Se-Tl、In-Sb、In-Sb-Se、In-Se-Te等。这些材料的薄膜，以非晶质状态成膜，但在吸收激光等的能量后结晶化，而且，光学常数(折射率n、消光系数k)将发生变化。
反射层5，由Au、Al、Ni、Fe、Cr等金属元素、或这些元素的合金构成，起着提高记录薄膜的光吸收效率的作用。
保护衬底7，例如通过将旋转涂敷的树脂、与衬底相同的树脂片、玻璃片、或金属片等用粘结剂6贴合而形成。进一步，在结构上，也可以将2组记录媒体用粘结剂贴合在中间衬底或反射层的内侧，从而可以从两面进行记录、再生、擦除。
作为记录薄膜、保护层、反射层等各层的形成方法，通常，可采用电子束蒸镀法、溅射法、离子镀敷法、CVD法、激光溅射法等。
通过适当地设定保护层2、4的膜厚及记录薄膜3的膜厚，相对于用于对光学信息记录媒体进行再生的激光波长，可以使未记录区域(通常为结晶状态)与记录标记区域(通常为非晶质状态)的反射光的相位差为(2n+1)×π(n为整数)、或接近(2n+1)×π(例如，日本专利第2068311号、特开平6-4900号公报等)。这种所谓的相位差再生结构的相变光盘，与通常的反射率差再生型相变光盘相比，更适用于以高密度记录的信号的再生。此外，由于可以对所记录的信息信号进行相位差再生，所以能检测相位差跟踪误差信号。即从原理上可以进行相位差跟踪伺服。
在没有导向槽，或沟槽深度较浅等情况下不考虑所谓导向槽的影响时，对于相位差再生来说，相位差最好是(2n+1)×π(n为整数)。实际上，如假定所用的激光波长为λ2，则当沟槽深度d在d≤0.09×λ2/n2的范围内时，与波长λ2的激光入射对应的来自非晶质状态的记录薄膜区域的反射光的相位Φ1与来自结晶状态的记录薄膜区域的反射光的相位Φ2之间的关系、及来自非晶质状态的记录薄膜区域的反射光的振幅强度I1与来自结晶状态的记录薄膜区域的反射光的振幅强度I2之间的关系只要满足
(2n+0.7)×π＜Φ2-Φ1＜(2n+1.3)×π
(式中，n为整数)
I2/I1＜3、最好是I2/I1＜2
则可以获得60％以上的理想状态的再生信号振幅及良好的相位差跟踪误差信号。
但是，在导向槽的沟槽深度d基本满足d＝0.07×λ2/n2的情况下，在沟槽上进行记录时的理想相位差为，
Φ2-Φ1＝(2n-0.9)×π(式中，n为整数)在沟槽间进行记录时的理想相位差为，
Φ2-Φ1＝(2n+0.9)×π(式中，n为整数)
振幅强度最好比I2/I1小一些的原因，在上述特开平6-4900号公报中有详细的说明。
但是，实际上，当想要在相变光盘中实现相位差再生结构时，特别是对于650nm的再生光波长(在DVD标准中规定的再生光波长)，很难得到高反射率的结构。如后文所述，即使采用目前已知的硫族材料制成反射率尽可能高的相位差再生媒体，其反射率最高也就是10％左右。在这种情况下，除非采用理想的再生驱动装置(使电路噪声及再生光噪声得到充分抑制的驱动装置)，否则将引起聚焦伺服的不稳定性等，或因在再生信号上叠加了电路噪声而发生再生抖动值恶化的现象，因而不能发挥该光盘本身具有的特性。因此，当不是采用上述理想的再生驱动装置进行再生时(例如，采用了伺服特性比理想状态差了很多的再生驱动装置、电路噪声比理想状态高的再生驱动装置、或价格低的再生驱动装置时)，即使使其他特性多少有一些牺牲，也要设计出使平均反射率提高的光盘光学特性，从而获得良好的再生特性。如果要提高平均反射率，则在结构上使记录标记以外的反射率提高即可，但在这种情况下，必然使记录标记的反射率变低。即，在相位差再生结构的设计中，相对于再生光的波长加大振幅强度比I2/I1，可以扩大对再生驱动装置的伺服特性的容许度。与I2＝I1相比，为改善再生时的伺服特性，振幅强度比I2/I1显然至少应大于1.3。
可是，即使是相位差再生结构的相变光盘，在未记录的状态下，当然也得不到相位差跟踪误差信号。因此，在对未记录区域的光盘进行记录的情况下，对用导向槽使用推挽跟踪法进行了研讨。
当使用推挽跟踪法进行跟踪伺服并记录时，如导向槽的沟槽深度d(nm)相对于记录用激光的波长λ1(nm)为，
d＝0.125×λ1/n1(式中，n1为衬底的折射率)
则可以得到最大的跟踪误差信号(例如，尾上守夫主编“光盘技术”，无线电技术社出版P87)。为此，对于通常的相变光盘，应将沟槽深度d选择为接近0.125×λ1/n1的值。
但是，像本发明这样，在记录时用导向槽以推挽法进行跟踪伺服、再生时用从所记录的信号得到的相位差跟踪误差信号进行跟踪伺服的情况下，还必须从其他观点对导向槽的沟槽深度d进行仔细的研究。
例如，当导向槽的沟槽深度为0.125×λ2/n2(其中，λ2为再生用激光的波长，n2为与λ2对应的衬底的折射率。以下同)时，如进行再生，则会发生异常。其原因是，在相位差再生的情况下，导向槽的深度越浅，再生信号质量越高，相反，在接近d＝0.125×λ2/n2时，在原理上，再生信号极小。
因此，对推挽法的沟槽深度与跟踪误差信号振幅之间的关系进行了研讨。其结果是，可以看到，在沟槽深度以外的其他参数相同时，当沟槽深度为0.05×λ1/n1时，跟踪误差信号振幅为理想状态(沟槽深度约为0.125×λ1/n1)时的约50％，可知为用于跟踪伺服所需的最低限。即，若从记录时的跟踪伺服考虑，则较理想的是沟槽深度在0.05×λ1/n1以上。
下面，研究一下将记录了信号的光盘进行相位差再生时沟槽深度与再生信号振幅、及相位差跟踪误差信号振幅的关系。其结果，在沟槽深度以外的参数相同时，如果沟槽深度比0.09×λ2/n2深，则再生信号质量、跟踪误差信号的质量都将大幅度降低，因而实际使用是很困难的。因此，如从再生时的跟踪伺服特性的观点考虑，则沟槽深度最好小于0.09×λ2/n2。
如λ1与λ2的大小关系为λ1＜λ2，则满足上述关系式的沟槽深度的范围加宽。此外，当以高密度记录信号时，从扩大记录的功率容限的观点出发，使记录用激光的波长比再生用激光的波长短，要比相反的情况更理想。因此，λ1与λ2的大小关系，为λ1≤λ2。
将信号记录在导向槽上或记录在导向槽之间的选择，可以根据与再生用激光的入射对应的来自记录标记的反射光的相位Φ1与来自记录标记和记录标记间的非记录标记区域的反射光的相位Φ2之间的关系唯一地决定。即，当满足下式时，将信号记录在衬底的沟槽之间，
(2n+0.5)×π＜Φ2-Φ1＜(2n+1)×π
(式中，n为整数)
当满足下式时，将信号记录在衬底的沟槽部。
(2n+1)×π＜Φ2-Φ1＜(2n+1.5)×π
(式中，n为整数)
如将上述选择弄反时，所得到的再生信号振幅将比正确选择时小。这是由于受到因导向槽的存在而产生的相位差的影响而造成的。
到此为止所说明的发明的第1实施形态，使记录标记为记录薄膜的非晶质区域、未记录部(也称非记录标记)为结晶区域，但相反也可以使记录标记为记录薄膜的结晶区域、而使未记录部(非记录标记)为非晶质区域。在这种情况下，当然不需要进行光盘的初始化(记录区域的全面结晶化)作业。
另外，记录机与再生机本来是集中在一起的装置，特别是，使光盘旋转的机构最好是通用的装置，但即使作为独立的装置使用，也没有任何障碍。实际的对应例子，例如采用市售的DVD再生装置、或对市售DVD再生装置进行了简单改进(例如提高再生增益、提高再生光强度等用于适应低反射率光学信息记录媒体的改进)后的再生机。
记录时的跟踪，并不限于推挽法，采用使用从导向槽得到的跟踪误差信号的其他方式、例如三光束法，也可以取得同样的效果。作为本发明的应用领域之一，也可以考虑DVD的创作工具。
(实施形态2)
以下，说明本发明的第2实施形态。
图2是简略地表示本发明第2实施形态的光学信息记录媒体(光盘)20的层状结构的半径方的断面图。与图1的光盘的根本区别在于，在衬底11上，不形成导向槽，而是以光学方式按镜面状形成作为记录区域的衬底表面18。其他结构(例如相位差再生结构等)与图1所示相同。即，衬底11、保护层12、记录薄膜13、保护层14、反射层15、粘结剂16、保护衬底17，按顺序分别与第1实施形态的衬底1、保护层2、记录薄膜3、保护层4、反射层5、粘结剂6、保护衬底7相对应，其详细的说明省略。
但是，在本实施形态中，由于在衬底上没有导向槽，所以，在信号再生中，当来自非晶质状态的记录薄膜区域的反射光的相位Φ1与来自结晶状态的记录薄膜区域的反射光的相位Φ2之间的关系满足下式时，可以得到最良好的相位信号。
Φ2-Φ1＝(2n±1)×π(式中，n为整数)
实际上，与波长λ2的激光入射对应的来自非晶质状态的记录薄膜区域的反射光的相位Φ1与来自结晶状态的记录薄膜区域的反射光的相位Φ2之间的关系、及来自非晶质状态的记录薄膜区域的反射光的振幅强度I1与来自结晶状态的记录薄膜区域的反射光的振幅强度I2之间的关系只要分别满足
(2n+0.7)×π＜Φ2-Φ1＜(2n+1.3)×π
(式中，n为整数)
I2/I1＜3
则可以获得60％以上的理想状态的再生信号振幅及良好的相位差跟踪误差信号。而振幅强度比I1/I2大一些最好的原因，在上述特开平6-4900号公报中作了说明。
但是，实际上，当想要在相变光盘中实现相位差再生结构时，特别是对于650nm的再生光波长(在DVD标准中规定的再生光波长)，很难得到高反射率的结构。如后文所述，即使采用目前已知的硫族材料制成反射率尽可能高的相位差再生媒体，其反射率最高也就是10％左右。在这种情况下，除非采用理想的再生驱动装置(使电路噪声及再生光噪声得到充分抑制的驱动装置)，否则将引起聚焦伺服的不稳定性等，或因在再生信号上叠加了电路噪声而发生再生抖动值恶化的现象，因而不能发挥该光盘本身具有的特性。因此，当不是采用上述理想的再生驱动装置进行再生时(例如，采用了伺服特性比理想状态差了很多的再生驱动装置、电路噪声比理想状态高的再生驱动装置、或价格低的再生驱动装置时)，即使使其他特性多少有一些牺牲，也要设计出使平均反射率提高的光盘光学特性，从而获得良好的再生特性。如果要提高平均反射率，则在结构上使记录标记以外的反射率提高即可，但在这种情况下，必然使记录标记的反射率变低。即，在相位差再生结构的设计中，相对于再生光的波长加大振幅强度比I2/I1，可以扩大对再生驱动装置的伺服特性的容许度。与I2＝I1相比，为改善再生时的伺服特性，振幅强度比I2/I1显然至少应大于1.3。
当在本发明的光学信息记录媒体上记录信号时，例如，采用如图3所示的记录机进行信号记录。具有相位差再生结构的相变光盘21，固定在主轴电动机22上，一面进行旋转控制一面旋转。从激光源24发射的根据来自信号发生电路23的信号调制后的激光，由安装在进给机构25上的反射镜26折射后，通过物镜27聚焦在记录薄膜上，进行信息的记录。这时，进给机构25的移动速度，控制为使所记录的信号串的间隔保持一定。例如，当记录与再生专用DVD密度相同的信号时，进行半径方向的进给控制，以使信号串的间隔大约为0.74μm。这时，用于记录的激光源24，既可采用Ar等气体激光器，也可以采用半导体激光器。聚焦伺服28，也可以用He-Ne激光器等进行。
按如上方式记录了信号的光盘，可以通过照射再生用激光获得相位差跟踪误差信号。通过用该跟踪误差信号进行跟踪伺服，即可检测相位差再生信号。
另外，当以高密度记录信号时，从扩大记录的功率容限的观点出发，使记录用激光的波长比再生用激光的波长短，要比其相反的情况理想。因此，λ1与λ2的大小关系，为λ1≤λ2。
其次，说明当在相变光盘中得到相位差再生结构时对作为记录薄膜的理想材料的研讨结果。
作为可记录和擦除的相变光盘的记录薄膜材料，一般为Ge-Sb-Te的三元素组成。在该三元组成中，结晶速度较快的组成范围，以将GeTe和Sb2Te3两组成结合的组成为中心扩展。并且，在其组成范围内，以往存在着已实用化的相变光盘的记录薄膜组成。
因此，在图4中示出在将GeTe和Sb2Te3两组成结合的组成中对非晶质状态和结晶状态的波长为650nm时的光学常数的检查结果。在图4中，纵轴的n为折射率、k为消光系数。从图4可以看出，组成越接近GeTe，光学常数的变化越大。当想要在相变光盘中得到相位差再生结构时，非晶质状态和结晶状态的光学常数的变化越大，越是能够选择出反射率高的结构。
当使衬底为聚碳酸酯、记录薄膜10nm、衬底侧保护层和反射层侧保护层均为折射率2.1的透明电介质(假定为ZnS-20mol％SiO2)、反射层为Au50nm时，通过光学计算探索了在与波长650nm的入射光对应的来自非晶质的反射光与来自结晶的反射光的相位差为π的结构中两者的反射率相等且达到最大值的结构。结果示于表1。
                                      表1
Ge浓度(at％ ) 15  20  25  30  35  40  45  50
反射率(％) 3  4  5  6  7  9  10  11
从表1可以看出，记录薄膜组成越接近GeTe，所得到的反射率越高。即使记录薄膜的膜厚变化，这种趋势也不改变。但是，当记录薄膜的膜厚比5nm薄时，及比20nm厚时，相位差为π的反射率变得极低、或不存在，因而实用化很困难。
在本实施形态的光盘的情况下，反射率越高越好。这是因为接近再生专用光盘的反射率。因此，接着，对Ge-Te二元素组成中接近GeTe的组成进行了研讨。其结果示于图5。在图5中，纵轴的n为折射率、k为消光系数。从图5可以看出，在接近Ge53Te47的组成(组成比以原子量之比表示)中，光学常数的变化最大。
当使衬底为聚碳酸酯、记录薄膜10nm、衬底侧保护层和反射层侧保护层均为折射率2.1的透明电介质(假定为ZnS-20mol％SiO2)、反射层为Au50nm时，通过光学计算探索了在与波长650nm的入射光对应的来自非晶质的反射光与来自结晶的反射光的相位差为π的结构中两者的反射率相等且达到最大值的结构。结果示于表2。
                                         表2
Ge浓度(at％) 42.5  45.0  47.5  50.0  52.5  55.0  57.5
反射率(％) 6  9  10  11  12  10  7
从表2可以看出，在记录薄膜组成接近Ge53Te47的组成(组成比以原子量之比表示)中，得到最高反射率。另外，如果Ge浓度为45at％～55at％(原子百分数)，则可以得到与再生光波长650nm对应的相位差再生结构。即使记录薄膜的膜厚变化，这种趋势也不改变。但是，当记录薄膜的膜厚比5nm薄时，及比20nm厚时，相位差为π的反射率变得极低、或不存在，因而实用化很困难。
如上所述，构成记录薄膜的主要元素是Ge和Te，Ge和Te的原子量比最好为45∶55～55∶45的范围。这里，主要元素，意味着构成记录薄膜的原子量之比相对地较高的元素，主要元素为Ge和Te，意味着构成记录薄膜的原子量之比高的元素中的头2个元素是Ge和Te。
这样，如果在光学上将Ge浓度在45at％～55at％范围内的Ge-Te、最好是接近Ge53Te47的组成作为记录薄膜材料，则可以获得反射率更高的相位差再生媒体。
但是，当决定记录薄膜材料时，除光学特性以外，具有与记录线速度对应的结晶速度也是重要的。在此次的研讨结果中，在记录线速度为2.6m/s～8m/s的范围内，当Ge浓度为52％～55at％、或45～48at％时，可以形成良好的记录标记。
进一步，为了通过提高记录薄膜的结晶温度而改善再生光的恶化特性，对在Ge-Te二元合金中添加其他元素进行了研讨。其结果是，通过适量添加从稀有气体元素及(B、C、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Ni、Se、Nb、Sb、Ta、W、Au、Pb、Bi)选择的至少一种元素，可以观察到特性改善的效果。
但是，当上述元素中除Ge和Te以外的元素的原子量相对于Ge和Te的原子量之和大于10％时，有时存在着光学特性的变化量减小、因而不能提高反射率的倾向。因此，这些元素的添加量，相对于Ge和Te的原子量之和，最好在10％以下。
如上所述的记录薄膜的组成，同样也适用于本发明第1实施形态的光学信息记录媒体。
到此为止所说明的发明的第2实施形态，使记录标记为记录薄膜的非晶质区域、未记录部(非记录标记)为结晶区域，但相反也完全可以使记录标记为记录薄膜的结晶区域、而使未记录部(非记录标记)为非晶质区域。在这种情况下，当然不需要进行光盘的初始化(记录区域的全面结晶化)作业。
另外，记录机与再生机本来是集中在一起的装置，特别是，使光盘旋转的机构最好是通用的装置，但即使作为独立的装置使用，也没有任何障碍。实际的对应例子，例如采用市售的DVD再生装置、或对市售DVD再生装置进行了简单改进(例如提高再生增益、提高再生光强度等用于适应低反射率光学信息记录媒体的改进)后的再生机。作为本发明的应用领域之一，也可以考虑DVD的创作工具。当然，本发明，不只限定于再生专用DVD，即使是密度更高的记录格式，也是有用的记录/再生方法及光学信息记录媒体。
以下，根据具体例，更详细地说明本发明。
(实施例1)
将表面覆有间距0.74μm、沟槽深度26nm的凹凸导向槽的半径120mm、厚0.6mm的聚碳酸酯作为衬底，用磁控管溅射法按70～140nm、10nm、39nm、50nm的厚度在其上依次分别形成ZnS-SiO2、Ge53Te47、ZnS-SiO2、Au。用紫外线固化树脂将形状相同的聚碳酸酯衬底作为后盖板(保护衬底)粘贴在成膜后的光盘上。聚碳酸酯衬底的折射率，在650nm的波长下为1.59。该光盘的与波长650nm对应的光学特性实测值(为消除由沟槽引起的衍射的影响，采用无导向槽的镜面衬底测定了光学特性)，当衬底侧ZnS-SiO2层的厚度为104nm时，记录薄膜的非晶质状态的反射率及记录薄膜的结晶状态的反射率均为10％。衬底侧ZnS-SiO2层的厚度比104nm越薄，结晶状态的反射率越高，相反，非晶质状态的反射率越低。但是，无论哪一种盘片，结晶的反射光与非晶质的反射光的相位差都是0.9π。这是因为相位差主要取决于反射层侧的ZnS-SiO2膜厚。结晶的反射光与非晶质的反射光的相位差，是用干涉显微镜实测的。对这些光盘进行初始化处理，将记录层的结晶状态用作未记录状态、将记录层的非晶质状态用作记录标记。
对这些光盘，用图6所示的记录/再生机进行了记录/再生。将光盘29固定在主轴电动机30上，一面进行旋转控制一面旋转。信号的记录，通过由物镜32将从激光源31发射的激光聚焦在记录薄膜上进行。信号的再生，通过使从激光源31发射的激光经由物镜32及半透反射镜33并由光检测器34检测进行。图中，符号35表示跟踪伺服，符号36表示聚焦伺服。
用于记录和再生的激光源31，为波长650nm的半导体激光器，物镜32的NA(数值孔径)为0.6。在记录过程中，跟踪采用推挽法，在导向槽的沟槽间进行记录。
在图7中示出记录脉冲的调制波形。记录信息，是以8/16、RLL(2、10)调制方式进行调制后记录的。这时，记录线速度设定为3.5m/s，记录信号的线密度设定为0.267μm/位。当记录脉冲占空度为30％时，在使峰值功率为7.1mW的情况下，就可以进行信号的记录。当对所记录的信号进行再生时，检测相位差跟踪误差信号并进行跟踪伺服。再生光的功率设定为0.8mW。
在表3中列出切换两种驱动状态时的各盘片的再生抖动。第1驱动状态，是尽可能减小再生系统的电路噪声的状态，第2驱动状态，是特意对再生系统的电路施加噪声的状态。
                          表3
反射率比I2/I1 状态1(电路噪声：低) 状态2(电路噪声：高)
再生抖动 再生波形包络 再抖动 再生波形包络
4.0 ＞25％ 良好 ＞25％ 良好
3.0 14％ 良好 16％ 良好
2.0 12％ 良好 13％ 良好
1.3 10％ 良好 14％ 良好
1.0 9％ 良好 20％ 紊乱
在表3中，反射率之比高的的盘片，意味着初始反射率、及记录后的平均再生反射率高。当反射率之比高时，根据即使是噪声高的再生系统也能获得稳定的聚焦伺服动作等原因，可以得到正常的再生抖动。但是，如果反射率之比过高(超过3时)，则在再生稳定之前，因相位差再生的信号质量恶化，所以再生抖动恶化。
试验性地将信号记录在导向槽上后发现，无论在怎样的记录条件下进行记录，与在导向槽间进行记录时测得的再生抖动相比，只能得到更大的再生抖动值。
这里，使初始状态(未记录状态)为记录薄膜的结晶状态，但即使不进行结晶处理而将非晶质状态作为未记录状态并通过结晶化进行记录时，也能取得与表3同样的结果。
(实施例2)
将表面覆有间距0.74μm、沟槽深度26nm的凹凸导向槽的半径120mm、厚0.6mm的聚碳酸酯作为衬底，用磁控管溅射法按70～140nm、10nm、48nm、50nm的厚度在其上依次分别形成ZnS-SiO2、Ge53Te47、ZnS-SiO2、Au。用紫外线固化树脂将形状相同的聚碳酸酯衬底作为后盖板(保护衬底)粘贴在成膜后的光盘上。聚碳酸酯衬底的折射率，在650nm的波长下为1.59。该光盘的与波长650nm对应的光学特性实测值(为消除由沟槽引起的衍射的影响，采用无导向槽的镜面衬底测定了光学特性)，当衬底侧ZnS-SiO2层的厚度为104nm时，记录薄膜的非晶质状态的反射率及记录薄膜的结晶状态的反射率均为10％。衬底侧ZnS-SiO2层的厚度比104nm越薄，结晶状态的反射率越高，相反，非晶质状态的反射率越低。但是，无论哪一种盘片，结晶的反射光与非晶质的反射光的相位差都是1.1π(如用另一种表示方法，则为(2-0.9)×π)。这是因为相位差主要取决于反射层侧的ZnS-SiO2膜厚。结晶的反射光与非晶质的反射光的相位差，是用干涉显微镜实测的。对这些光盘进行初始化处理，将记录层的结晶状态用作未记录状态、将记录层的非晶质状态用作记录标记。
对这些光盘，用图6所示的记录/再生机进行了记录/再生。用于记录和再生的激光源，为波长650nm的半导体激光器，物镜的NA(数值孔径)为0.6。在记录过程中，跟踪采用推挽法，在导向槽的沟槽上进行记录。
在图7中示出记录脉冲的调制波形。记录信息，是以8/16、RLL(2、10)调制方式进行调制后记录的。这时，记录线速度设定为3.5m/s，记录信号的线密度为0.267μm/位。当记录脉冲占空度为30％时，在使峰值功率为7.1mW的情况下，进行了信号的记录。当对所记录的信号进行再生时，检测相位差跟踪误差信号并进行跟踪伺服。再生光的功率设定为0.8mW。
在表4中列出切换两种驱动状态时的各盘片的再生抖动。第1驱动状态，是尽可能减小再生系统的电路噪声的状态，第2驱动状态，是特意对再生系统的电路施加噪声的状态。
                          表4
反射率比I2/I1 状态1(电路噪声：低) 状态2(电路噪声：高)
再生抖动 再生波形包络 再生抖动 再生波形包络
4.0 ＞25％ 良好 ＞25％ 良好
3.0 15％ 良好 16％ 良好
2.0 12％ 良好 13％ 良好
1.3 10％ 良好 13％ 良好
1.0 9％ 良好 22％ 紊乱
在表4中，反射率之比高的的盘片，意味着初始反射率、及记录后的平均再生反射发射率高。当反射率之比高时，根据即使是噪声高的再生系统也能获得稳定的聚焦伺服动作等原因，可以得到正常的再生抖动。但是，如果反射率之比过高(超过3时)，则在再生稳定之前，因相位差再生的信号质量恶化，所以再生抖动恶化。
试验性地将信号记录在导向槽间后发现，无论在怎样的记录条件下进行记录，与在导向槽上进行记录时测得的抖动相比，只能得到更大的再生抖动值。
这里，使初始状态(未记录状态)为记录薄膜的结晶状态，但即使不进行结晶处理而将非晶质状态作为未记录状态并通过结晶化进行记录时，也能取得与表4同样的结果。
(实施例3)
以记录区域的衬底表面为镜面的半径120mm、厚0.6mm的镜面状的聚碳酸酯作为衬底，用磁控管溅射法按70～140nm、10nm、44nm、50nm的厚度在其上依次分别形成ZnS-SiO2、Ge53Te47、ZnS-SiO2、Au。用紫外线固化树脂将形状相同的聚碳酸酯衬底作为后盖板(保护衬底)粘贴在成膜后的光盘上。该光盘的与波长650nm对应的光学特性实测值，当衬底侧ZnS-SiO2层的厚度为104nm时，非晶质状态的反射率及结晶状态的反射率均为10％。衬底侧ZnS-SiO2层的厚度比104nm越薄，结晶状态的反射率越高，相反，非晶质状态的反射率越低。但是，无论哪一种盘片，结晶的反射光与非晶质的反射光的相位差都是1.0π。这是因为相位差主要取决于反射层侧的ZnS-SiO2膜厚。结晶的反射光与非晶质的反射光的相位差，是用干涉显微镜实测的。对这些光盘进行初始化处理，将记录层的结晶状态用作未记录状态、将记录层的非晶质状态用作记录标记。
在该光盘上，用图3所示的记录机进行了信号记录。用于记录的激光源，为波长650nm的半导体激光器，物镜的NA(数值孔径)为0.6。在记录过程中，对物镜的半径方向的进给速度进行了控制，以使所记录的信号串的间隔为0.74μm的恒定值。在图7中示出记录脉冲的调制波形。记录信息，是以8/16、RLL(2、10)调制方式进行调制后记录的。这时，记录线速度设定为3.5m/s，记录信号的线密度设定为0.267μm/位。当记录脉占空度为30％时，在使峰值功率为6.9mW的情况下，可以进行信号的记录。
当对所记录的信号进行再生时，使用图6所示的记录/再生机。激光源为波长650nm的半导体激光器，物镜的NA(数值孔径)为0.6。检测相位差跟踪误差信号并进行跟踪伺服。再生光的功率设定为0.8mW。这里，在尽可能减小再生系统的电路噪声及特意对再生驱动装置的电路施加噪声的状态下，对各盘片的再生特性进行了比较。其结果是，相对于再生光的波长(650nm)，当反射率之比I2/I1为1.3以上时，再生时的稳定性、特别是聚焦伺服的稳定性提高，并得到正常的抖动。但是，对于反射率之比I2/I1超过3的盘片，虽然能稳定地进行聚焦伺服，但观察到最为紧要的相位差再生信号的质量恶化。
(实施例4)
对与实施例3所示光盘结构相同的光盘，用图3所示的记录机进行了信号记录。用于记录的激光源，为波长458nm的Ar激光器，物镜的NA(数值孔径)为0.55。在记录过程中，对物镜的半径方向的进给速度进行了控制，以使所记录的信号串的间隔为0.74μm的恒定值。在图7中示出记录脉冲的调制波形。记录信息，是以8/16、RLL(2、10)调制方式进行调制后记录的。这时，记录线速度设定为3.5m/s，记录信号的线密度设定为0.267μm/位。当记录脉冲占空度为30％时，在使峰值功率为7.3mW的情况下，进行了信号的记录。
当对所记录的信号进行再生时，使用图6所示的记录/再生机。激光源为波长650nm的半导体激光器，物镜的NA(数值孔径)为0.6。检测相位差跟踪误差信号并进行跟踪伺服。再生光的功率设定为0.8mW。
再生信号的抖动，当与实施例3相比时，在同一盘片上可以得到1～2％的正常抖动。此外，与实施例3一样，再生光650nm的反射率I2/I1为1.3以上时，再生时的稳定性、特别是聚焦伺服的稳定性提高，并得到正常的抖动。但是，对于反射率之比I2/I1超过3的盘片，虽然能稳定地进行聚焦伺服，但观察到最为紧要的相位差再生信号的质量恶化。
如上所述的实施形态和实施例，意图在于阐明本发明的技术内容，但不应解释为本发明只限定于上述具体例，在不脱离本发明的宗旨和权利要求范围所述的范围内，可以实施各种各样的变更，对本发明应广义地进行解释。
产业上的可应用性
本发明，可以应用于相变光盘、磁光盘、染料涂层光盘等、或在这些光盘上记录/再生信息的装置。

Claims (4)

1.一种光学信息记录媒体的记录/再生方法，采用在具有镜面状记录区域的圆盘形衬底上至少备有通过激光照射而在非结晶状态和结晶状态之间产生相变的记录薄膜的光学信息记录媒体，对用于再生被记录在上述光学信息记录媒体上的信号而照射的激光的波长λ2，来自上述光学信息记录媒体的记录标记的反射光的相位Φ1，和来自非记录标记区域的反射光的相位Φ2的关系为
(2n+0.7)×π＜Φ2-Φ1＜(2n+1.3)×π
                                       式中，n为整数并且对于波长λ2nm的激光的入射，来自光学信息记录媒体的记录标记的反射光的振幅强度I1，和来自非记录标记区域的反射光的振幅强度I2的关系为
                  1.3≤I2/I1≤3该记录/再生方法的特征在于：一面在使衬底旋转的同时移动激光照射部以使记录信号的半径方向的间隔保持一定，一面照射基于信息信号的激光并通过使上述记录薄膜发生相变而形成记录标记从而将所需记录信号记录成一定间隔的螺旋形；并根据从上述记录标记得到的跟踪误差信号进行跟踪伺服，将信号再生。
2.根据权利要求1所述的光学信息记录媒体的记录/再生方法，其特征在于：对记录在记录薄膜上的信号进行再生时的跟踪伺服，为相位差跟踪法。
3.根据权利要求1所述的光学信息记录媒体的记录/再生方法，其特征在于：对记录在记录薄膜上的信号进行再生时采用的激光的波长为630nm以上、670nm以下，记录信号串的半径方向的间隔为0.74μm，记录信号的线密度为0.276μm/位，信号调制方式为8/16、RLL(2、10)。
4.根据权利要求1所述的光学信息记录媒体的记录/再生方法，其特征在于：当在记录薄膜上形成基于信息信号的记录标记时，至少预先使形成上述记录标记的上述记录薄膜结晶化，然后，照射激光，以形成由非晶质构成的记录标记。
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