JP2002319140A

JP2002319140A - 光情報記録媒体及び情報再生装置

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Publication number: JP2002319140A
Application number: JP2001120522A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ishimoto; 努石本; Kimihiro Saito; 公博斉藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-31
Also published as: WO2002086881A1

Abstract

(57)【要約】【課題】反射膜をもたない光情報記録媒体によって情
報の再生を行なう。【解決手段】光ディスク１０７は、透明基板１１２の
表面に情報記録層としての透明な凹凸群（ピットパター
ン）１１２Ａを有し、このピットパターン１１２Ａ上に
保護膜１０６を設けている。すなわち、従来の反射膜は
省略されている。情報再生装置では、光ディスク１０７
に対してＳＩＬ１０８を近接配置し、近接場光を用いて
凹凸群１１２Ａの検出を行なう。光ディスク１０７から
反射膜を削除したことで、製造工程を簡略化することが
でき、製造コストを低減でき、製造タクトタイムを短縮
することが可能となる。また、光ディスク１０７に反射
膜が不要となるので、この反射膜が損傷し、一部が情報
再生装置側に付着することもなくなり、安定した再生動
作を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて各種情
報の記録や再生を行なうための光ディスク等の光情報記
録媒体と、その光情報記録媒体から情報の再生を行なう
情報再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の情報を光学的に記録ま
たは再生する光情報記録媒体として各種の光ディスクが
知られている。この光ディスクでは、例えば再生専用媒
体の場合には、光ディスクの表面にピットという微小な
凹凸群によって情報を形成し、この光ディスクの表面に
光を照射したときの反射光の回折現象を利用して、ピッ
トパターンを読み出し、記録情報を再生している。しか
し、このような回折現象を利用した再生方法の場合に
は、光ディスクが透明体であると、反射光が極めて小さ
い（例えば、ガラスの場合には４％程度である）ため、
読み出し信号の信号／雑音比（Ｓ／Ｎ）が悪くなり、正
確に読み出すのが困難である。そこで、反射光量のＳ／
Ｎを改善するために、ピットパターン上に高反射率を示
す物質（反射膜）を形成し、反射光量を大きくするもの
が実用されている。

【０００３】図７及び図８は、従来の反射膜を有する光
ディスクの製造工程を示す説明図である。以下、従来の
製造工程について説明する。まず、図７（Ａ）では、ガ
ラス原盤１を研磨点洗浄する。次に図７（Ｂ）では、洗
浄したガラス原盤１上にフォトレジスト２を塗布し、図
７（Ｃ）では、記録情報により変調されたレーザー３を
対物レンズ４によりフォトレジスト２上に集光し、情報
を記録する。図７（Ｄ）では、記録が完了したガラス原
盤１を現像処理する。このとき、例えばレーザー光が照
射された部分のレジストのみが現像液により溶け出す。
この結果、ガラス原盤１上には、記録情報に対応したピ
ットパターンのレジストパターンが形成される。

【０００４】次に、図７（Ｅ）では、現像が完了したガ
ラス原盤１上に、ニッケルを蒸着し、ニッケルメッキ層
１７を形成する。そして、蒸着が完了した後にニッケル
メッキ層１７をガラス原盤１から引き離すことで、ガラ
ス原盤１上の凹凸がニッケルメッキ層１７に転写される
（これをスタンパーという）。次に、図７（Ｆ）では、
ガラス２Ｐ法等により、スタンパー１７上のピット情報
を透明樹脂製のディスク基板１４に転写する。そして、
図８（Ｇ）において、ディスク基板１４上に反射膜１５
（例えば、アルミニウム膜）を形成する。そして、図８
（Ｈ）では、反射膜１５上に凹凸を埋めるように保護膜
１６を形成する。以上により、読み出し専用の光ディス
ク７が完成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにピットパターン上に反射膜を設けた光ディスクに
おいては、光ディスクの製造工程において、光ディスク
上に反射膜を形成する工程が必要となり、製造コスト及
び製造タクトタイムが上昇してしまう。また、ピットパ
ターン上に反射膜を形成した光ディスクでは、後述する
ような全反射光を利用したギャップ制御（例えば特願平
１１−２５３２９６号参照）を行なう場合に、近接場状
態でディスクにしみだした近接場光も反射され、ギャッ
プ制御を行なうことが困難となる。さらに、近接場入射
偏光と直行する偏光する光量成分によりギャップ制御を
行なう方法が提案されているが、この方法によれば、ピ
ットパターン上に反射膜を形成した光ディスクでもギャ
ップ制御が可能である。

【０００６】しかし、ディスクに保護膜がなく、反射膜
が光ディスクの最上層に配置されている場合、光ディス
ク上の欠陥の影響で、一度、対物レンズ端面と光ディス
クとが衝突した場合、対物レンズの端面に反射膜が付着
し、戻り光量が得られず、以後の記録や再生を行なえな
くなるという恐れがある。このため、ピットパターン上
に反射膜を持たない光ディスクが要望されることにな
る。

【０００７】そこで本発明の目的は、反射膜を設けるこ
となく情報の再生を行なうことができる光情報記録媒
体、及びこの光情報記録媒体の情報を再生できる情報再
生装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、透明基板の表面に情報記録層としての透明な
凹凸群を有し、前記透明基板の表面側から近接場光を照
射することにより、前記情報記録層からの全反射戻り光
量によって情報の再生を行なうことを特徴とする。また
本発明は、光情報記録媒体に対して少なくとも情報の再
生を行なう情報再生装置において、透明基板の表面に情
報記録層としての透明な凹凸群を有する光情報記録媒体
を保持するとともに、前記透明基板の表面側から近接場
光を照射することにより、前記情報記録層からの全反射
戻り光量によって情報の再生を行なうことを特徴とす
る。

【０００９】本発明の光情報記録媒体によれば、透明基
板に設けた透明な凹凸群に対し、近接場光を照射するこ
とにより、その戻り光量を検出して凹凸のパターンによ
る情報の再生を行なうことができる。したがって、光情
報記録媒体に反射膜を設けることなく情報の再生を行な
うことができ、光情報記録媒体の製造作業において、反
射膜の形成工程を省くことができる。この結果、光情報
記録媒体の製造コストを低減でき、製造タクトタイムを
短縮することが可能となる。また、光情報記録媒体に反
射膜が不要となるので、この反射膜が損傷し、一部が情
報再生装置側に付着することもなくなり、安定した再生
動作を確保することが可能となる。したがって、反射膜
の保護膜を設ける必要性も減り、保護膜形成工程を省く
ことも可能となる。

【００１０】また、本発明の情報再生装置によれば、透
明基板に設けた透明な凹凸群を有する光情報記録媒体に
対し、近接場光を照射することにより、その戻り光量を
検出して凹凸のパターンによる情報の再生を行なうこと
ができる。したがって、光情報記録媒体に反射膜を設け
ることなく情報の再生を行なうことができ、光情報記録
媒体の製造作業において、反射膜形成工程や反射膜のた
めの保護膜形成工程を省くことができ、光情報記録媒体
の製造コストを低減でき、製造タクトタイムを短縮する
ことが可能となる。また、光情報記録媒体に反射膜が不
要となるので、この反射膜が損傷し、一部が情報再生装
置側に付着することもなくなり、安定した再生動作を確
保することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による光情報記録媒
体及び情報再生装置の実施の形態について説明する。な
お、以下に説明する実施の形態は、本発明の好適な具体
例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている
が、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明
を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定さ
れないものとする。

【００１２】図１（Ａ）は、本発明の実施の形態による
光情報記録媒体の第１の例を示す断面図である。本例の
光情報記録媒体はＣＤやＤＶＤなどの光ディスクとして
形成されたものである。本例の光ディスク１０７は、樹
脂製の透明基板１１２の表面に情報記録層としての透明
な凹凸群（ピットパターン）１１２Ａを有し、このピッ
トパターン１１２Ａ上に保護膜１０６を設けたものであ
る。すなわち、この光ディスク１０７は、図８（Ｇ）に
示す従来の反射膜１５を省略し、製造工程の簡略化を達
成している。このような反射膜を設けない光ディスク１
０７においても、後述する近接場光を用いた情報再生装
置によって情報の再生が可能となる。

【００１３】また、この光ディスク１０７の保護膜１０
６は、図８（Ｈ）に示す従来の保護膜１６のようにピッ
トパターンの凹凸を埋める状態で設けたものではなく、
ピットパターン１１２Ａの凹凸形状を維持した状態で、
ピットパターン１１２Ａ上に薄膜状に設けられたもので
ある。なお、この保護膜１０６は透明である必要があ
る。この必要性については後述する。これにより、後述
する情報再生装置の対物レンズと光ディスク１０７の表
面との間にピットパターン１１２Ａの凹凸に応じた距離
の差を確保でき、後述する近接場光による情報再生が可
能となる。

【００１４】図２は、本例における光ディスク１０７の
製造工程を示す説明図である。まず、図２（Ａ）では、
ガラス原盤１０１を研磨点洗浄する。次に図２（Ｂ）で
は、洗浄したガラス原盤１０１上にフォトレジスト１０
２を塗布し、図２（Ｃ）では、記録情報により変調され
たレーザー１０３を対物レンズ１０４によりフォトレジ
スト１０２上に集光し、情報を記録する。なお、この場
合、レジスト１０２に照射するビームとしては近接場光
を用いることも可能である。次に、図２（Ｄ）では、記
録が完了したガラス原盤１０１を現像処理する。このと
き、例えばレーザ−光が照射された部分のレジストのみ
が現像液により溶け出す。この結果、ガラス原盤１０１
上には、記録情報に対応したピットパターンのレジスト
パターンが形成される。

【００１５】次に、図２（Ｅ）では、現像が完了したガ
ラス原盤１０１上に、ニッケルを蒸着し、ニッケルメッ
キ層１１７を形成する。そして、蒸着が完了した後にニ
ッケルメッキ層１１７をガラス原盤１０１から引き離す
ことで、ガラス原盤１０１上の凹凸がニッケルメッキ層
１１７に転写される（これをスタンパーという）。次
に、図２（Ｆ）では、ガラス２Ｐ法等により、スタンパ
ー１１７上のピット情報を透明樹脂製のディスク基板１
１２に転写する。そして、図２（Ｇ）において、ディス
ク基板１１２上にピットパターン１１２Ａの凹凸を損な
わない状態で薄膜状の透明な保護膜１０６を形成する。
これにより、読み出し専用の光ディスク１０７が完成す
る。そして、本例の光ディスク１０７では、上述のよう
に反射膜を設けないことから、図８（Ｇ）に示す工程が
不要となり、その分、製造工程を簡略化することが可能
となる。

【００１６】なお、図１（Ａ）に示す例では、ピットパ
ターン１１２Ａ形成後、さらに保護膜１０６を設けた
が、反射膜を設けない構成により、図１（Ｂ）に示す第
２の例のように、この保護膜１０６を省略することも可
能である。したがって、この場合には、図８（Ｇ）
（Ｈ）に示す２つの工程が不要となり、製造工程をさら
に簡略化することが可能となる。このため、１工程また
は２工程の省略により、製造のタクトタイムを短縮化で
き、製造コストが低減できる。また、保護膜を設けない
場合には、単に記録レーザー１０３で記録した光ディス
クを複製することで、再生可能な光ディスクを作製する
ことができ、信号品質に影響を与える反射膜の厚さの均
一性を考慮する必要がなくなり、大幅に製造が容易にな
る。

【００１７】次に、本実施の形態における情報再生装置
について説明する。図３は、全反射光を用いたギャップ
制御の概略を示す説明図である。なお、このギャップ制
御は、本件出願人が特願平１１−２５３２９６号におい
て開示したものである。本例の近接場光を用いた情報再
生装置のヘッド部は、例えば固体浸レンズ（ＳＩＬ；So
lid Immersion Lens）を対物レンズとして用いている。
ＳＩＬは、このＳＩＬに光を入射させるための集光レン
ズ（図示せず）との組み合わせ（２群レンズ）で用いら
れるものであり、２群レンズの開口率ＮＡは１を超える
ようにＳＩＬの屈折率が選ばれる。まず、図３（Ａ）
は、非ニアルフィールド領域にある場合の入射光の様子
を示している。この非ニアフィールド領域とは、ＳＩＬ
１０８の端面（ディスク側の面）と光ディスク１０７と
の間の距離が、一般に入力波形の波長λの半分程度、例
えば代表的な値として２００ｎｍを超える距離にある領
域である。この場合、ＳＩＬ１０８に入射された光のう
ち全反射する角度以上で入射した光は、ＳＩＬ１０８の
端面にて全反射され、全光量が戻ってくることになる。

【００１８】一方、図３（Ｂ）は、ニアフィールド領域
にある場合の入射光の様子を示している。このニアフィ
ールド領域とは、ＳＩＬ１０８の端面（ディスク側の
面）と光ディスク１０７との間の距離が、例えば代表的
な値として２００ｎｍ未満の距離にある領域である。こ
の場合、ＳＩＬ１０８に入射された光のうち全反射する
角度以上で入射した光の一部は、ＳＩＬ１０８の端面に
て全反射されず、近接場光１１０としてディスク１０７
にしみだす。ここで、光ディスク１０７が透明である場
合には、しみだした近接場光１１０は、光ディスク１０
７の表面で反射することなく光ディスク１０７の内方に
透過する。したがって、この戻り光量を検出することに
より、ＳＩＬ１０８と光ディスク１０７との間の距離
（ギャップ）を検出することが可能となる。

【００１９】図４は、ＳＩＬ１０８とディスク１０７と
の間の距離と全反射戻り光量１０９との関係を示す説明
図であり、横軸がＳＩＬ−ディスク間距離を示し、縦軸
が戻り光レベルを示している。なお、横軸と縦軸の単位
（Ａ．Ｕ．）は任意に選択できることを示すものであ
る。ＳＩＬ１０８と光ディスク１０７との間の距離がニ
アフィールド領域になったところで、入射光の全反射成
分１０９の一部が光ディスク１０７側に透過し、ＳＩＬ
１０８の端面が光ディスク１０７に接触したところで
は、全反射光１０９の全量がディスク１０７側に透過す
る。つまり、全反射戻り光量はゼロとなる。また、この
ような近接場光を用いた光ディスクの再生動作では、Ｓ
ＩＬ１０８の端面と光ディスク１０７との間の距離を、
上述のような近接場光１１０が生じる距離に一定に保持
する必要がある。そこで、図４において、ＳＩＬ１０８
と光ディスク７との間の距離と全反射戻り光量１０９と
の関係が線形を示す領域１１１を用いて、全反射戻り光
量１０９を被制御量としてギャップ制御を行う。

【００２０】図５は、光ディスク１０７の表面に情報が
ピットパターンとして記録されている場合のギャップ制
御の様子を示す説明図である。この光ディスク１０７を
ＳＩＬ１０８が走査すると、ランド部１１３のところで
は、ＳＩＬ１０８と光ディスク１０７との間の距離が狭
まり、ピット部１１４ではＳＩＬ１０８と光ディスク１
０７との間の距離は拡がる。しかし、ピットパターンの
繰り返し周波数（一般に数ＭＨｚ）は、ギャップ制御帯
域（一般に数ｋＨｚ）と比較して十分高いので、ギャッ
プ制御がピットパターンに追従することはなく、ＳＩＬ
１０８と光ディスク１０７との間の距離は、ランド部１
１３とピット部１１４とＳＩＬ１０８の端面との距離の
平均高さ１１５から一定の距離（ＳＩＬ端面制御レベ
ル）１１６に保持されることになる。

【００２１】図６は、ランド部１１３とピット部１１４
における全反射戻り光レベルを示を示す説明図であり、
横軸がＳＩＬ−ディスク間距離を示し、縦軸が戻り光レ
ベルを示している。図示のように、ランド部１１３とピ
ット部１１４における各信号レベルの差からピットパタ
ーンとして記録された情報を再生することができる。そ
して、光ディスク１０７が透明であり、ピットパターン
も透明である場合には、常に図４の関係が成立するの
で、安定してギャップ制御を行なうことも可能であり、
かつ、ピットパターンとして記録された情報が再生可能
である。また、透明なピットパターンによる回折光では
なく、光全反射戻り光量の変化を再生信号として読み出
すので、回折光を読み出す場合と比較して、光ディスク
が透明であってもＳ／Ｎは問題ない。

【００２２】なお、図３に示すように、ギャップ制御及
び情報の記録や再生は、ＳＩＬの端面とディスク間距離
により行われるので、保護膜１０６を形成する場合に
は、ピットパターンを失わない形状である必要がある。
また、近接場光１１０がディスク１０７を透過する必要
があるので、保護膜１０６も透明である必要がある。ま
た、光ディスク１０７の表面には従来のような反射膜が
なく、また透明であるので、保護膜１０６がない場合で
も、ＳＩＬ１０８の端面と光ディスク１０７が衝突した
場合に、一般的に硬度が低いアルミニウム等の反射膜が
ＳＩＬ１０８の端面に付着し、ギャップ制御が破綻する
こともない。また、保護層１０６を設ける場合も、硬度
が高い保護膜材を用いれば、同様に保護膜１０６がＳＩ
Ｌ１０８の端面に付着し、ギャップ制御が破綻すること
を防止できる。

【００２３】なお、以上の例では、情報再生装置につい
て説明したが、本発明は必ずしも再生専用の装置に限定
されるものではなく、上述した再生機能とは別の手段に
よる記録機能を具備した装置に搭載することも可能であ
る。また、以上の例では、ヘッド部の光学手段としてＳ
ＩＬを用いた例について説明したが、同様にＳＩＭ（So
lid Immersion Mirror）を用いてもよい。また、以上の
例では、本発明の光情報記録媒体を光ディスクに適用し
た場合について説明したが、本発明はディスク状の媒体
に限らず、例えばカード状の光媒体にも同様に適用し得
るものである。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光情報記録
媒体によれば、透明基板に設けた透明な凹凸群に対し、
近接場光を照射することにより、その戻り光量を検出し
て凹凸のパターンによる情報の再生を行なうことができ
る。したがって、光情報記録媒体に反射膜を設けること
なく情報の再生を行なうことができ、光情報記録媒体の
製造作業において、反射膜の形成工程を省くことができ
る。この結果、光情報記録媒体の製造コストを低減で
き、製造タクトタイムを短縮することが可能となる。ま
た、光情報記録媒体に反射膜が不要となるので、この反
射膜が損傷し、一部が情報再生装置側に付着することも
なくなり、安定した再生動作を確保することが可能とな
る。したがって、反射膜の保護膜を設ける必要性も減
り、保護膜形成工程を省くことも可能となる。

【００２５】また、本発明の情報再生装置によれば、透
明基板に設けた透明な凹凸群を有する光情報記録媒体に
対し、近接場光を照射することにより、その戻り光量を
検出して凹凸のパターンによる情報の再生を行なうこと
ができる。したがって、光情報記録媒体に反射膜を設け
ることなく情報の再生を行なうことができ、光情報記録
媒体の製造作業において、反射膜形成工程や反射膜のた
めの保護膜形成工程を省くことができ、光情報記録媒体
の製造コストを低減でき、製造タクトタイムを短縮する
ことが可能となる。また、光情報記録媒体に反射膜が不
要となるので、この反射膜が損傷し、一部が情報再生装
置側に付着することもなくなり、安定した再生動作を確
保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による光情報記録媒体（光
ディスク）の具体例を示す断面図である。

【図２】図１に示す光ディスクの製造工程を示す説明図
である。

【図３】図１に示す光ディスクにを用いた情報再生装置
の情報再生動作における全反射光を用いたギャップ制御
の概略を示す説明図である。

【図４】図３に示す光ディスクを用いた情報再生動作に
おけるＳＩＬとディスクとの間の距離と全反射戻り光量
との関係を示す説明図である。

【図５】図３に示すギャップ制御において光ディスクの
表面に情報がピットパターンとして記録されている場合
のギャップ制御の様子を示す説明図である。

【図６】図３に示す光ディスクを用いた情報再生動作に
おけるランド部とピット部での全反射戻り光レベルを示
を示す説明図である。

【図７】従来の反射膜を有する光ディスクの製造工程を
示す説明図である。

【図８】従来の反射膜を有する光ディスクの製造工程を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０１……ガラス原盤、１０２……レジスト、１０３…
レーザー、１０４……対物レンズ、１０６……保護膜、
１０７……光ディスク、１０８……ＳＩＬ、１０９……
入射光（全反射成分）、１１０……近接場光、１１２…
…透明ディスク基板、１１２Ａ……凹凸群（ピットパタ
ーン）、１１３……ランド部、１１４……ピット部、１
１７……スタンパー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D029 KB02 LB20 5D090 AA01 AA03 BB02 BB03 BB04 CC01 CC04 CC14 CC16 DD01 FF11 LL08 5D119 AA11 BA01 BA02 BB01 DA05 EB02 JA43 JA48 JB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の表面に情報記録層としての透
明な凹凸群を有し、前記透明基板の表面側から近接場光
を照射することにより、前記情報記録層からの全反射戻
り光量によって情報の再生を行なう、ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】前記情報記録層の上面に前記凹凸群の形
状を維持した状態で凹凸群の表面を保護する保護膜を形
成したことを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒
体。
【請求項３】前記情報記録層に入射した光の一部が透
明基板を透過することを特徴とする請求項１記載の光情
報記録媒体。
【請求項４】前記情報記録層に近接場光を照射する開
口率が１を超える光学手段を備えた情報再生装置によっ
て情報の再生を行なうことを特徴とする請求項１記載の
光情報記録媒体。
【請求項５】光情報記録媒体に対して少なくとも情報
の再生を行なう情報再生装置において、透明基板の表面に情報記録層としての透明な凹凸群を有
する光情報記録媒体を保持するとともに、前記透明基板
の表面側から近接場光を照射することにより、前記情報
記録層からの全反射戻り光量によって情報の再生を行な
う、ことを特徴とする情報再生装置。
【請求項６】前記情報記録層に近接場光を照射する開
口率が１を超える光学手段を備えたことを特徴とする請
求項５記載の情報再生装置。
【請求項７】前記光学手段は、ＳＩＬ（Solid Immers
ion Lens）を含むことを特徴とする請求項６記載の情報
再生装置。
【請求項８】前記光学手段は、ＳＩＭ（Solid Immers
ion Mirror）を含むことを特徴とする請求項６記載の情
報再生装置。