JP2002140821A

JP2002140821A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2002140821A
Application number: JP2000334012A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kawasaki; 俊之川崎
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】相変化型の記録層を備えた光ディスクに対し
て正確、かつ定量的にトラッキング信号を取得し、高い
密度でデータを記録でき、記録されたデータを再生でき
る光記録媒体を提供する。【解決手段】相変化型の記録層に形成されるトラッキ
ングマークｍ1と、トラッキングマークｍ1と対をなし、
トラッキングマークｍ1の少なくとも一部と同一のトラ
ック上に重なることなく相変化型記録層に形成されるト
ラッキングマークｍ2と、を備え、トラッキングマーク
ｍ1が光記録媒体のトラック方向に沿う長さが光記録媒
体の径方向に沿う長さに対して一定の割合で変化する形
状を有し、かつ、トラッキングマークｍ2が、トラッキ
ングマークｍ1をトラック方向に反転させて得られる形
状を有する。

Description

【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（Appl
iedPhysicsLetters,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.2078−2080,199
8）。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に示したような検出光強度の
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１．２μ
ｍ、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。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。

【００１６】図３０は、図２７に示したウォブルトラッ
キングマークを近接場光を用いて走査したときに生じる
問題を説明するための図である。また、図３１は、図３
０に示した状態で行われたトラッキングによって得られ
る検出光を説明するための図である。すなわち、近接場
光は、図３０のように、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２７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、かつ定量的にトラッキング信号を取
得することができ、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。

【００１９】また、本発明は、トラッキング信号に基づ
いてビーム光のトラッキングずれ量が検出でき、より詳
細なトラッキングに関する情報が取得できる光記録媒体
を提供することを目的とする。

【００２０】

【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、データが光学的に記録、再生される光記録
媒体であって、相変化型の記録層に形成される第１トラ
ッキングマークと、前記第１トラッキングマークと対を
なし、前記第１トラッキングマークの少なくとも一部と
同一のトラック上に重なることなく前記相変化型記録層
に形成される第２トラッキングマークと、を備え、前記
第１トラッキングマークは、光記録媒体のトラック方向
に沿う長さが光記録媒体の径方向に沿う長さに対して一
定の割合で変化する形状を有し、かつ、前記第２トラッ
キングマークは、前記第１トラッキングマークをトラッ
ク方向に反転させて得られる形状を有することを特徴と
することを特徴とする。

【００２１】この請求項１に記載の発明によれば、トラ
ッキングマーク上に光を一定の速度で走査してトラッキ
ングマークを検出した場合、この検出時間が光のトラッ
キングマーク上における径方向の位置に比例するように
なる。また、このような光ディスクの記録層に相変化材
料を用いることができる。

【００２２】請求項２に記載の発明にかかる光記録媒体
は、前記第１トラッキングマークおよび第２トラッキン
グマークがトラッキングマーク対としてトラック上に離
散的に配置され、かつ、前記第１トラッキングマークと
第２トラッキングマークとの距離が一定で、該距離は、
第１トラッキングマークと、該第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距離に等しいことを特徴とする。

【００２３】この請求項２に記載の発明によれば、トラ
ッキングマークを形成するために必要な光記録媒体径方
向の長さを短縮し、かつ、隣接トラックのトラッキング
マークから得られるトラッキング信号とのクロストーク
を防ぐのに適切な位置にトラッキングマークを配置する
ことができる。

【００２４】請求項３に記載の発明にかかる光記録媒体
は、前記非線形光学層が、光の照射を受ける被照射部分
のみが透明になって光を透過し、透過光を近接場光にす
ることを特徴とする。

【００２５】この請求項３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。

【００２６】請求項４に記載の発明にかかる光記録媒体
は、前記相変化型の記録層が、Ｇｅ ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜で
なることを特徴とする。

【００２７】この請求項４に記載の発明によれば、記録
層にＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜を用いることができる。

【００２８】請求項５に記載の発明にかかる光記録媒体
は、前記相変化型の記録層が、ＡｇＩｎＳｂ薄膜でなる
ことを特徴とする。

【００２９】この請求項５に記載の発明によれば、記録
層にＡｇＩｎＳｂ薄膜を用いることができる。

【００３０】

【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媒体の好適な実施の形態である、実
施の形態１ないし３を詳細に説明する。

【００３１】（実施の形態１）図１は、実施の形態１の
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、データが光学的に記録、再生され
る光ディスクである。そして、ポリカーボネード基板１
０４と、ＳｉＮ保護層１０１およびＳｉＮ保護層１０
３、データ記録層１０２を備えている。ＳｉＮ保護層１
０１，１０３の厚さは各々２０ｎｍ、データ記録層１０
２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。

【００３２】実施の形態１で使用される記録再生装置
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１
０２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、光が照射される
ことによって光が照射された部分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１０５となる。な
お、このような記録再生装置については、後述するもの
とする。

【００３３】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’’
は、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。

【００３４】なお、記録マーク１０５を形成するのに必
要なデータ（アドレス情報）は、光ディスクに記録すべ
きデータを記録する領域内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のサイ
ズは、回折限界で制限される以上のサイズである。アド
レス情報は、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。

【００３５】図２は、実施の形態１の光ディスクのサー
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、データを記録するために形成されたデータビット
ｄbが形成されている。

【００３６】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。

【００３７】第１トラッキングマークm1と対をなす第2
トラッキングマークｍ2は、第１トラッキングマークｍ1
の少なくとも一部と同一のトラック上に重なることなく
形成される。そして、第１トラッキングマークｍ1は、
光ディスクのトラック方向に沿う長さが光記録媒体の径
方向に沿う長さに対して一定の割合で変化する形状を有
し、かつ、第２トラッキングマークｍ2は、第１トラッ
キングマークｍ1をトラック方向に反転させて得られる
形状を有している。このような第1トラッキングマーク
ｍ1の形状は、くさび形ともいわれている。

【００３８】次に、図２に示した光ディスクにデータを
記録あるいは再生する記録再生装置について説明する。
図３は、記録再生装置を説明するための図である。図示
した記録再生装置は、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。

【００３９】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４０
２と、を備えている。

【００４０】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、図示しない光学的な機構によって
ビーム状の光（ビーム光）に整形され、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。

【００４１】図５中に示したように、レーザ光のスポッ
ト５０１が、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。

【００４２】図７は、レーザ光のスポット５０１が、ト
ラックセンタＴcとずれたコースＴc’上を走査した場合
を示した図である。図７のようにレーザ光がトラックセ
ンタＴcからずれたＴｅだけずれたコースＴc’を走査し
た場合、図８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。記録再
生装置は、図８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。

【００４３】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Ｐ
1，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に示したように、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。

【００４４】図９（ａ）、（ｂ）は、パルス幅比較器４
０２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４
０２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。

【００４５】図１０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１１（ａ）〜（ｄ）は、図１０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１０に示した構成は、波形整
形器１００１、波形整形器１００２と、減算器１００３
と、積分器１００４と、を備えている。

【００４６】信号ｂは、遅延回路４０１で遅延されて波
形整形器１００１に入力し、波形整形されて図１１
（ａ）に示した信号ｅとして減算器１００３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１００２で波形整形さ
れて図１１（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１００３
に入力する。減算器１００３は、信号ｅから信号ｎを差
し引き、図１１（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。

【００４７】信号ｆは、積分器１００４に入力し、時間
積分されて図１１（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１００４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。

【００４８】前述したように、実施の形態１のトラッキ
ングマークは、１トラッキングマークｍ1をくさび形に
形成し、第２トラッキングマークｍ2を、第１トラッキ
ングマークｍ1の少なくとも一部と同一のトラック上に
重なることなく、かつ、第１トラッキングマークを光デ
ィスクの径方向に反転させたくさび形に形成している。
このため、図１１（ｃ）に示した信号ｆは、トラッキン
グエラーの度合いに比例して変化することになる。

【００４９】図１２は、信号ｆと、トラッキングエラー
の量（スポット５０１の位置とトラックセンタＴcの位
置との距離）との関係を示した図である。図１２中にＡ
で示した直線は、実施の形態１の光ディスクのトラッキ
ング信号のものであり、Ｂで示した曲線は、図３０に示
した従来のトラッキングマークから得られるトラッキン
グ信号のものである。

【００５０】図示したように、直線Ａは、実施の形態１
の光ディスクから得られる信号ｆが、トラッキングエラ
ーの量に比例していることを示している。また、曲線Ｂ
によれば、従来の光ディスクから得られる信号ｆは、ト
ラッキングエラーの量が大きくなった場合に急激に変化
することが分かる。信号Ｂのこのような変化は、トラッ
キングマークから外れたスポット光は、円形の１対のト
ラッキングマークのうちのいずれかの外周部分に近づく
ために起る。

【００５１】図１２に示した結果から、実施の形態１の
光ディスクに形成されるくさび形のトラッキングマーク
は、従来の円形のトラッキングマークよりもトラックず
れに対して安定で、信頼性の高いトラッキングエラー信
号を発生することができるものといえる。また、トラッ
キングエラーの量に応じたトラッキングエラー信号を発
生できる実施の形態１の光ディスクは、トラッキングエ
ラーを定量的に検出することができる。そして、この検
出結果に基づいてトラッキングすることにより、比較的
簡易な構成である線形回路だけを用いて正確に、かつ安
定にスポットがトラックセンタＴc上を移動するように
制御することができる。

【００５２】また、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。

【００５３】図１３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１３０１について示
した図である。また、図１４（ａ）〜（ｄ）は、サーボ
信号検出装置１３０１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１４に示した信号は、図７
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５０
１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１４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１４の横軸は、（ａ）〜（ｄ）のいずれにおい
ても時間を示している。

【００５４】図１３のサーボ信号検出装置１３０１は、
波形整形器１３０２と、極性切替器１３０３と、積分器
１３０４と、スイッチ１３０５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３
０４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１
３０１に信号ａとして入力する。

【００５５】図１４（ａ）に示す信号ａは、波形整形器
１３０２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１３０３の直前で分岐
され、一方が極性切替器１３０３に入力し、他方がスイ
ッチ１３０５に向かう。スイッチ１３０５は、信号ｉの
うちの検出光Ｐ1が積分器１３０４に入力されるまで端
子１３０５ａに接続されている。そして、検出光Ｐ2が
積分器１３０４に入力するタイミングで端子１３０５ｂ
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１３０４に入力される信号ｊは、図１４（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。

【００５６】信号ｊは、積分器１３０４で時間積分され
て図１４（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。

【００５７】以上述べたサーボ信号検出装置１３０１
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７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５
０１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１３に示した積分器１３０４
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。

【００５８】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。以下に、実施の形態
１の光ディスクの他の例を挙げて説明する。図１５は、
実施の形態１の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１５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Ｔ
ｐ’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。

【００５９】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１５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。

【００６０】また、図１６は、実施の形態１の光ディス
クの他の例を説明するための図である。図１７（ａ）、
（ｂ）は、図１６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１６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。

【００６１】図１７（ａ）、（ｂ）は、図１６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１７（ａ）は、スポット１６
０１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１
５０１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。

【００６２】図１７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１６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。

【００６３】なお、図１６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１
６のようにトラッキングマークを配置することにより、
トラッキングマーク間の距離は、隣接するトラック間の
トラッキング信号のクロストークを防ぐために適切なも
のとなる。なお、このようなトラッキングマークを有す
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。

【００６４】また、実施の形態１の光ディスクの相変化
データ記録層としては、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜、あるい
はＡｇＩｎＳｂ薄膜を用いることができる。図１８は、
図１に示した光ディスクのデータ記録層１０２をＧｅ₂
Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜１８０２とした光ディスクの断面を示す
図である。図１８に示した光ディスクによれば、Ｓ／Ｎ
比が高く、また、正確なトラッキングエラー信号を得る
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。また、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。

【００６５】また、図１９は、図１に示した光ディスク
のデータ記録層１０２をＡｇＩｎＳｂ薄膜１９０２とし
た光ディスクの断面を示す図である。図１９に示した光
ディスクによれば、Ｓ／Ｎ比が高く、また、正確なトラ
ッキングエラー信号を得ることができる。そして、この
ために光りの回折限界で制限されるサイズ以下のサイズ
の記録マークを正確に形成することができる。

【００６６】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２の光ディスクについて説明する。なお、実施の形態
２の光ディスクは、図１で説明した実施の形態１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２では、光ディスクの層構造についての説明を略す
ものとする。

【００６７】図２０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。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。

【００６８】トラッキングマークｍ1、トラッキングマ
ークｍ2は、光ディスクの径方向に一定の距離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、光ディスク
上に離散的に配置され、かつ、トラッキングマークｍ1
とトラッキングマークｍ3間の光ディスク径方向の距離
ｄ3、トラッキングマークｍ2とトラッキングマークｍ4
間の光ディスク径方向の距離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
ッキングマークのピッチの長さを、トラッキングマーク
間の距離というものにした。

【００６９】図２０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、互いに隣接するトラック間のトラッキング信号のク
ロストークを防ぐことができる。また、図１５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。

【００７０】ところで、図２０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２０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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】（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。なお、実施の形態３の光デ
ィスクは、実施の形態１、または実施の形態２と同様の
トラッキングマークを備えている。このため、実施の形
態３では、光ディスクのトラッキングマークについての
説明を略すものとする。

【００７５】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。実施の形態３の光ディスクは、
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光を透過し、透過
光を近接場光にするものである。

【００７６】すなわち、実施の形態３の光ディスクは、
図２３に示したように、ポリカーボネード基板２３０１
と、ＳｉＮ保護層２３０２、ＳｉＮ保護層２３０４、Ｓ
ｉＮ保護層２３０６、データ記録層２３０５、さらに、
非線形光学材料層であるＳｂマスク層２３０３を備えて
いる。なお、実施の形態３のデータ記録層２３０５は、
相変化材料でなる相変化層である。Ｓｂマスク層２３０
３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２３０７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２３０４、２３０６が２０ｎ
ｍ、データ記録層２３０５が１５ｎｍ、Ｓｂマスク層２
３０３が１５ｎｍ、ＳｉＮ保護層２３０２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。

【００７７】実施の形態３の光ディスクは、記録時、ポ
リカーボネード基板２３０１側から集光レンズ２３０７
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２３０３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
２３０５に染み出し、光の回折限界よりも小さな記録マ
ーク２３０８を形成する。

【００７８】以上述べた実施の形態３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３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。

【００７９】また、実施の形態３の光ディスクの相変化
データ記録層としては、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜、あるい
はＡｇＩｎＳｂ薄膜を用いることができる。図２４は、
図２３に示した光ディスクのデータ記録層２３０５をＧ
ｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜２４０５とした光ディスクの断面を
示す図である。図中、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜２４０５に
形成された記録マークを２４０８として示す。図２４に
示した光ディスクによれば、Ｓ／Ｎ比が高く、また、正
確なトラッキングエラー信号を得ることができる。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。また、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。

【００８０】また、図２５は、図２３に示した光ディス
クのデータ記録層２３０５をＡｇＩｎＳｂ薄膜２５０５
とした光ディスクの断面を示す図である。図中、ＡｇＩ
ｎＳｂ薄膜２５０５に形成された記録マークを２５０８
として示す。図２５に示した光ディスクによれば、Ｓ／
Ｎ比が高く、また、正確なトラッキングエラー信号を得
ることができる。そして、このために光りの回折限界で
制限されるサイズ以下のサイズの記録マークを正確に形
成することができる。

【００８１】（実施の形態４）次に、実施の形態４の光
ディスクについて説明する。実施の形態４の光ディスク
は、実施の形態１２、あるいは実施の形態３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
４において光ディスクの層構造の図示および説明を省く
ものとする。

【００８２】図２６は、実施の形態４の光ディスクを説
明するための模式図である。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４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１、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。

【００８３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、光の近接場効
果、あるいは擬似的な近接場効果を用いた場合にも、ト
ラッキングマークの検出時間から正確、かつ定量的なト
ラッキング信号を取得することができる。このため、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ができるという効果を奏す
る。

【００８４】請求項２に記載の発明は、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、かつ
クロストークを防ぐことができる。そして、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、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。

【００８５】請求項３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。

【００８６】請求項４に記載の発明は、光の近接場効
果、あるいは擬似的な近接場効果を用いた場合にも、ト
ラッキングマークの検出時間から正確、かつ定量的なト
ラッキング信号を取得することができる。このため、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
る記録再生装置を提供することができるという効果を奏
する。

【００８７】請求項５に記載の発明は、近接場光を用い
て光記録媒体にデータを記録する記録再生装置において
トラック間隔が狭い光ディスクに対しても高精度でトラ
ック位置決めができ、光ディスクに高い密度でデータを
記録することができる記録再生装置を提供することがで
きるという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の光ディスクの層構造を
説明するための図である。

【図２】図１に示した実施の形態１の光ディスクのサー
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】本発明の実施の形態１の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】レーザ光のスポットが、トラックセンタとずれ
たコース上を走査した場合を示した図である。

【図８】図７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９】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１０】図９に示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。

【図１１】図１０において処理される信号を説明するた
めの図である。

【図１２】図１１に示した信号ｆと、トラッキングエラ
ーの量との関係を示した図である。

【図１３】サーボ信号検出装置の他の構成例を示した図
である。

【図１４】図１３に示したサーボ信号検出装置において
処理される信号を説明するための図である。

【図１５】実施の形態１の光ディスクの他の例を説明す
るための図である。

【図１６】実施の形態１の光ディスクのさらに他の例を
説明するための図である。

【図１７】図１６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ための図である。

【図１８】実施の形態１の光ディスクにおいてデータ記
録層をＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜とした構成を説明するため
の図である。

【図１９】実施の形態１の光ディスクにおいてデータ記
録層をＡｇＩｎＳｂ薄膜とした構成を説明するための図
である。

【図２０】本発明の実施の形態２の光ディスクのトラッ
キングマークを説明するための図である。

【図２１】図２０に示したトラッキングマークの改善す
べき点について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】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】実施の形態３の光ディスクにおいてデータ記
録層をＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜とした構成を説明するため
の図である。

【図２５】実施の形態３の光ディスクにおいてデータ記
録層をＡｇＩｎＳｂ薄膜とした構成を説明するための図
である。

【図２６】実施の形態４の光ディスクを説明するための
模式的な図である。

【図２７】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検出される検出光を示した図であ
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２７に示したウォブルトラッキングマーク
を近接場光を用いて走査したときに生じる問題を説明す
るための図である。

【図３１】図３０に示した状態で行われたトラッキング
によって得られる検出光を説明するための図である。

【符号の説明】

１０１，１０３，１８０２，１９０２，２３０２，２３
０４，２３０６，ＳｉＮ保護層１０２，１７０２，２３０５データ記録層１０４，２３０１ポリカーボネード基板１０５，２３０８，記録マーク３０１レーザ光源３０２光検出器３０３，１３０１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１００１，１００２，１３０２波形整形器１００３減算器１００４，１３０４積分器１３０３極性切替器１３０５スイッチ５０１，１５０１，１６０１スポット２３０３マスク層２３０７集光レンズ１８０２，２４０５Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅薄膜１９０２，２５０５ＡｇＩｎＳｂ薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３８Ｇ１１Ｂ 7/24 ５６３Ｍ５６３５６５Ｆ５６５Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｘ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データが光学的に記録、再生される光記
録媒体であって、相変化型の記録層に形成される第１トラッキングマーク
と、前記第１トラッキングマークと対をなし、前記第１トラ
ッキングマークの少なくとも一部と同一のトラック上に
重なることなく前記相変化型記録層に形成される第２ト
ラッキングマークと、を備え、前記第１トラッキングマークは、光記録媒体のトラック
方向に沿う長さが光記録媒体の径方向に沿う長さに対し
て一定の割合で変化する形状を有し、かつ、前記第２ト
ラッキングマークは、前記第１トラッキングマークをト
ラック方向に反転させて得られる形状を有することを特
徴とする光記録媒体。
【請求項２】前記第１トラッキングマークおよび第２
トラッキングマークがトラッキングマーク対としてトラ
ック上に離散的に配置され、かつ、前記第１トラッキン
グマークと第２トラッキングマークとの距離が一定で、
該距離は、第１トラッキングマークと、該第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距離に等しいことを特徴
とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】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または２に光記録媒体。
【請求項４】前記相変化型の記録層が、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔ
ｅ₅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】前記相変化型の記録層が、ＡｇＩｎＳｂ
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６】さらに、一定の数のトラックごとに設け
られるグルーブ領域を備え、前記グルーブ領域のランド
部分にサンプルサーボ領域を備えることを特徴とする請
求項１〜５のいずれか一つに記載の光記録媒体。