JP2004086972A - 光学式情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】信号の再現特性が良い光学式情報記録媒体を提供する。
【解決手段】基板と反射層と保護層とを有し、信号再生用レーザビームを保護層から入射せしめて再生を行う光学式情報記録媒体であって、基板には情報を担う位相ピット列が設けられている。位相ピット列の各位相ピットが、信号再生用レーザビームの入射側から見て陥没した窪みとなるように形成される。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等の光学式情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来技術】
光学式情報記録媒体として、ＣＤ及びＤＶＤ等の光ディスクが知られている。図１に示す如く、光ディスク１は、情報を担う位相ピット列（図示せず）が設けられた記録面３を有する基板２を含んでいる。記録面３には、Ａｌ等からなる反射層４が積層されている。反射層４には、反射層を保護する樹脂からなる保護層５が積層されている。光ディスク１の中心部には、ディスクを貫通する中心孔６が設けられている。
【０００３】
光ディスク１は、中心孔６に嵌合する部材が設けられた回転自在なターンテーブル（図示せず）に載置されて回転されつつ、そのピット列に担われている情報が光ピックアップ７によって読み取られる。光ピックアップ７は、コヒーレントなレーザビーム８を発射する半導体レーザ９を含む。レーザビーム８は、コリメータレンズ１０、ビームスプリッタ１１、対物レンズ１２の順に透過する。対物レンズ１２によって集光されたレーザビーム８は、光ディスク１の基板側から入射する。基板２から入射したレーザビーム８は反射層４にて反射し、入射方向とは逆方向に進行する。この反射レーザビームは対物レンズ１２、ビームスプリッタ１１を進行し、ビームスプリッタ１１によりレーザ光軸に対して垂直方向へと進行方向を変更され、集光レンズ１３を介して検出器１４にて受光される。検出器１４は受光されたレーザビームを電気信号に変換する。該電気信号は信号処理回路（図示せず）にて信号処理されて、ピット列によって担われている情報が再生される。
【０００４】
周知の如く、ＤＶＤやＣＤの如き光ディスクは、光ディスク原盤表面上に蒸着した金属層上に更にメッキを施すことによって得られるスタンパーを用いてポリカーボネート等の熱可塑性ポリマーをモールド成形することによって得られる。このモールド成形においては、溶融したポリマーをモールド型内に流し込む際、空気が型内に残らないようにするように、スタンパ上のピットはスタンパの基準表面に対して凸状となっている。
【０００５】
従って、図１に示した従来の光ディスクにおいては、図２の拡大斜視図からも明らかな如く、熱可塑性ポリマーからなる基板２の記録面３の位相ピット１５は、記録面３の基準平面からは凹となっており、これを基板２を透過する読取ビーム８によって読み取る場合、位相ピット１５は読取ビーム入射側から見て凸状となっていることが明らかである。
【０００６】
この様子は、図１の光ディスク１の断面を示す図３からも明らかである。換言すれば、位相ピット１５は、基板２の記録面３の基準面に対する窪みとして形成されている。記録面３と反射層４との境界面にて反射したレーザビームのうち、位相ピット１５において反射したレーザビームは、回折を生じる。その結果、位相ピット１５が設けられていない部分で反射した反射光に比べて、位相ピット１５で反射した反射光の方が小となる。かかる反射光量の変化が検出器１４からの信号出力となる。この信号が信号処理回路（図示せず）によって処理され、原情報が再生されるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
読取ビーム入射側から見て凸状となっている位相ピットが設けられた光ディスクを開口数の低い対物レンズを用いた再生装置において再生する場合、位相ピットの大小に拘らず、位相ピットに担われた情報と情報再生装置にて再生された情報とが一致する。しかしながら、光ディスクの容量をより大とすることを目的として、高開口数の対物レンズを有する再生装置を用いた場合、小なる大きさの位相ピットに担われた情報と該位相ピットから再生装置にて再生された情報とが一致しなくなる。
【０００８】
その一例を図４に示す。図４は、トラックピッチ３２０ｎｍ、最短ピット長１４９ｎｍの１−７変調の凸状ピット列を、開口数０．８５の対物レンズと波長４０５ｎｍの読取レーザビームとを用いて再生したときの再生波形を示している。この再生信号波形例によれば、２Ｔのピット長を有するピットに対するアイパターン（太線で表示）の中心レベルＬ_０が、その他の長さのピットに対するアイパターンの中心レベルに比べて低くなっていることが判る。このレベルの低下は、対物レンズの開口数が大きくなったことによって増大した偏光の影響によるものである。かかる影響によって、位相ピットが実際よりも大きく検出され、しかもその誤検出はピット長が短くなればなる程顕著に発生する。
【０００９】
上記現象を解決するには、位相ピットを小さく形成することが有効であるが、例えば２Ｔピット等の１４９ｎｍと十分短い最短ピットを更に小さく形成するのはディスク作成上困難である。
本発明が解決しようとする課題には、上述した問題が１例として挙げられる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光学式情報記録媒体は、情報を担う位相ピット列が設けられた記録面を有する基板と、前記記録面上に形成された反射層と、前記反射層上に形成された保護層と、を有する光学式情報記録媒体であって、前記位相ピット列の各位相ピットが読取レーザビームの入射側から見て陥没した窪みであることを特徴とする。
【００１１】
また請求項９に記載の光学式情報記録媒体は、情報を担う位相ピット列が設けられた記録面を有する基板と前記記録面上に形成された反射層と前記反射層上に形成された保護層とを有し、高開口数の光学系を介して出射される短波長レーザビームの読取ビームによって再生される光学式情報記録媒体であって、前記位相ピット列の各位相ピットが前記短波長レーザビームの入射側から見て陥没した窪みであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図５に示す如く、本発明による光ディスク１Ａは、情報を担う位相ピット１５Ａの列が設けられた記録面３を有する基板２を含む。位相ピット列の各位相ピット１５Ａは、レーザビーム８の入射側から見て陥没した窪みとなっている。
【００１３】
記録面３の上に、レーザビーム８を反射させる反射層４Ａが設けられている。反射層４Ａの上に、樹脂からなる保護層５が設けられる。保護層５の厚さは、好ましくは０．１±０．０３ｍｍである。
本発明による光ディスク１Ａの記録情報を再生する場合、保護層５を介して反射層４Ａの表面へレーザビーム８を入射させて反射層４Ａにおいて反射されたレーザビームを光ピックアップ（図示せず）によって検出することによって、記録面３の位相ピット列に担われた情報を読み取ることが出来る。
【００１４】
図６に示す如く、位相ピット１５Ａは、レーザビーム８の入射側から見て基板２が陥没した窪みである。そしてレーザビーム８は反射層４Ａにおいて反射されるのであり、反射層４Ａの断面形状が位相ピット１５Ａの断面形状と同一でなければ正しい情報の再生が出来ない。そこで、反射層４Ａの厚さは、位相ピット１５Ａの凹部の内側面において他部におけるより薄くするのが好ましい。例えば位相ピット１５Ａの内側面における厚さＴ_ａと位相ピット１５Ａの底部における厚さＴ_ｂとを比較すると、底部における厚さＴ_ｂの方が大である（Ｔ_ａ＜Ｔ_ｂ）。位相ピット１５Ａの凹部の内側面における厚さを他部における厚さより薄くすることによって、反射層４Ａの読取レーザビーム８が入射する反射層４Ａの表面の凹凸形状が記録面３の凹凸形状と等しくすることが出来る。
【００１５】
換言すれば、反射層４Ａは、基板２の主面に垂直な方向において略同一の厚さを有することが望ましい。つまり、位相ピット１５Ａの内壁面での主面に垂直な方向における厚さ（Ｔ_ｃ）及び位相ピット１５Ａの底面での主面に垂直な方向における厚さ（Ｔ_ｂ）は、略同一（Ｔ_ｃ≒Ｔ_ｂ）にされ得る。
上記の如き位相ピット列の凹部の内側面において他部よりも薄くなっている反射層を形成するには、例えばスパッタリング法が使用され得る。
【００１６】
スパッタリング法を用いて反射層を形成する場合、図７に示す如きスパッタ装置が使用され得る。スパッタ装置１６は、基板２よりも小なる大きさのターゲット１７と基板２との間を３０ｍｍ以上（例えば１００ｍｍ）の距離だけ離し、基板２の主面に垂直な中心軸（ＣＡ_ｓ）に対してターゲット１７の中心軸（ＣＡ_ｔ）を偏倚させ、記録面３とターゲット１７とを対向させる。次いで、回転装置（図示せず）を用いて基板２の中心軸（ＣＡ_ｓ）の回りに基板２を回転させつつターゲット１７をスパッタリングさせると、スパッタされたターゲット材が、プラズマ１８から基板の中心軸ＣＡ_ｓにほぼ平行な状態で（基板の主面に対してほぼ垂直に）飛来する。故に、基板の中心軸（ＣＡ_ｓ）方向において略同一の厚さの反射層４Ａを形成することが出来る。
【００１７】
なお反射層４Ａに使用される材料は、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ及びＳｉのうち少なくとも１つを含むＡｌを主成分とする合金が使用され得る。該合金を用いた場合、反射層４Ａは、基板２の主面に垂直な方向において１４ｎｍ未満の厚さを有することが好ましい。
上記材料の他に、反射層４ＡにはＴｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｓｉ及びＳｎのうち少なくとも１つを含むＡｇを主成分とする合金が使用され得る。この場合、反射層４Ａは、基板２の主面に垂直な方向において２０ｎｍ未満の厚さを有することが好ましい。
【００１８】
本発明による光ディスクは、高開口数の光学系を介して短波長レーザビームを読取ビームとして出射する再生装置にて再生され得る。高開口数の光学系は、例えば開口数が０．８０以上の対物レンズを含む。短波長レーザビームは、例えば波長４０５±５ｎｍのレーザビームである。
図８は、波長４０５ｎｍのレーザビームを開口数０．８５の対物レンズを介して読取ビームを出射する再生装置によって、２Ｔから８Ｔのピット長（２Ｔピット長は１４９ｎｍ）を有するピットが設けられた本発明による光ディスクを演奏した場合に得られる再生信号波形の測定例を示すグラフである。２Ｔのピット長のピットに対するアイパターン（太線）の中心レベルＬ_０が、他のピット長のピットに対するアイパターンの中心にほぼ一致する。つまり、位相ピットを読取ビーム側から見て凹状にすることによって、位相ピットの大小に拘らず位相ピット列の凹凸形状が正しく検出されるので、正しい情報を担う再生信号が得られる。
【００１９】
図９は、光源側から見て凹状に位相ピットを設けた光ディスク及び凸状に設けた光ディスクの各光ディスクにおいて、最短ピット長を０．１５９μｍ、トラックピッチを０．３０μｍとしてピット列を設け、開口数０．８５の対物レンズと波長４０５±５μｍのレーザ光源を有する再生装置にて再生して得られた再生信号の再生ジッターの測定例を示している。光源側から見て凹状に位相ピットを設けた光ディスクは、位相ピットを凸状に設けた光ディスクに比べてジッターが低くなった。つまり、位相ピットを光源側から見て凹状にすることによって、高開口数の光学系と短波長のレーザ光源を有する再生装置を使用しても、再生時における信号再生能力の低下が発生し難くなる。
【００２０】
反射層４Ａの材料として、ＡｌＴｉ（Ａｌ：Ｔｉ＝９９：１）を使用し、基板２の主面に垂直な方向における厚さを８ｎｍとした光ディスク（最短ピット長：１４９ｎｍ、トラックピッチ：３２０ｎｍ）の評価を行った。該光ディスクにおいて、反射率は１８．６％であった。また該光ディスクの再生ジッターは、７．５％であった。
【００２１】
変形例として反射層４Ａの材料をＡｇＰｄＣｕ（Ａｇ：Ｐｄ：Ｃｕ＝９８．１：０．９：１．０）とし、基板２の主面に垂直な方向における厚さを１７ｎｍとして光ディスクを形成した。該光ディスクにおいて、反射率は１７．８％であった。また該光ディスクの再生ジッターは、７．１％であった。
なお、本発明の光ディスク１Ａにおける読取レーザビームの反射率が、信号再生時に位相ピットによって変調を受けた場合に、１０％以上２５％以下の範囲内に最大値を有することが望ましい。そうすれば、追記型光ディスク及び書換型光ディスクについて推奨されている反射率の範囲に一致し、既存の光ディスクとのコンパチビリティが得られる。
【００２２】
情報を担う位相ピット列が設けられた記録面を有する基板と、前記記録面上に形成された反射層と、前記反射層上に形成された保護層と、を有する光学式情報記録媒体であって、前記位相ピット列の各位相ピットが読取レーザビームの入射側から見て陥没した窪みであることを特徴とする光学式情報記録媒体を高開口数の対物レンズを経た読取ビームによって情報を読み取る場合であっても、光ディスクに設けられた位相ピット列によって記録された情報が正しく検出できる。
【００２３】
また、情報を担う位相ピット列が設けられた記録面を有する基板と前記記録面上に形成された反射層と前記反射層上に形成された保護層とを有し、高開口数の光学系を介して出射される短波長レーザビームの読取ビームによって再生される光学式情報記録媒体であって、前記位相ピット列の各位相ピットが前記短波長レーザビームの入射側から見て陥没した窪みであることを特徴とする光学式情報記録媒体によれば、高開口数の光学系及び短波長の光源を有する再生装置においても記録情報の再現特性が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ディスク及び光ピックアップを示した側面図である。
【図２】従来の光ディスクの拡大部分斜視図である。
【図３】従来の光ディスクの拡大部分断面図である。
【図４】従来の光ディスクの再生信号波形を示すグラフである。
【図５】本発明による光ディスクの拡大部分斜視図である。
【図６】本発明による光ディスクの拡大部分断面図である。
【図７】本発明による光ディスクのスパッタリング方法を示す断面図である。
【図８】本発明による光ディスクの再生信号波形を示すグラフである。
【図９】従来の光ディスクと本発明による光ディスクの再生ジッターを示すグラフである。
【符号の説明】
１、１Ａ　光ディスク
２　基板
３　記録面
４、４Ａ　反射層
５　保護層
１５、１５Ａ　位相ピット
１７　ターゲット
ＣＡ_ｓ　基板の中心軸
ＣＡ_ｔ　ターゲットの中心軸

Claims (17)

1. 情報を担う位相ピット列が設けられた記録面を有する基板と、前記記録面上に形成された反射層と、前記反射層上に形成された保護層と、を有する光学式情報記録媒体であって、
   前記位相ピット列の各位相ピットが読取レーザビームの入射側から見て陥没した窪みであることを特徴とする光学式情報記録媒体。
2. 前記反射層の厚さが前記位相ピット列の各位相ピットの凹部の内側面において他部におけるより薄くなっていることを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録媒体。
3. 前記反射層は、前記記録面に亘って前記基板の主面に垂直な方向において略同一の厚みを有することを特徴とする請求項２記載の光学式情報記録媒体。
4. 前記保護層の厚さが０．１±０．０３ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録媒体。
5. 前記読取レーザビームが、０．８０以上の開口数を有する対物レンズを経た波長４０５±５ｎｍのレーザビームであることを特徴とする請求項１記載の光学式記録媒体。
6. 前記位相ピットによって変調を受けた前記読取レーザビームについての前記反射層の反射率の最大値が１０％以上２５％以下の範囲内にあることを特徴とする請求項５記載の光学式情報記録媒体。
7. 前記反射層はＴｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ及びＳｉのうち少なくとも１つを含むＡｌを主成分とする合金からなり、前記反射層の厚さは前記基板の主面に垂直な方向において１４ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録媒体。
8. 前記反射層はＰｄ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｓｉ及びＳｎのうち少なくとも１つを含むＡｇを主成分とする合金からなり、前記反射層の厚さは前記基板の主面に垂直な方向において２０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録媒体。
9. 情報を担う位相ピット列が設けられた記録面を有する基板と前記記録面上に形成された反射層と前記反射層上に形成された保護層とを有し、高開口数の光学系を介して出射される短波長レーザビームの読取ビームによって再生される光学式情報記録媒体であって、
   前記位相ピット列の各位相ピットが前記短波長レーザビームの入射側から見て陥没した窪みであることを特徴とする光学式情報記録媒体。
10. 前記光学系の開口数は０．８０以上であることを特徴とする請求項９記載の光学式情報記録媒体。
11. 前記短波長レーザビームは４０５±５ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項９記載の光学式情報記録媒体。
12. 前記反射層の厚さが前記位相ピット列の各位相ピットの凹部の内側面において他部におけるより薄くなっていることを特徴とする請求項９記載の光学式情報記録媒体。
13. 前記反射層は、前記記録面に亘って前記基板の主面に垂直な方向において略同一の厚みを有することを特徴とする請求項１２記載の光学式情報記録媒体。
14. 前記保護層の厚さが０．１±０．０３ｍｍであることを特徴とする請求項９記載の光学式情報記録媒体。
15. 前記位相ピットによって変調を受けた前記短波長レーザビームについての前記反射層の反射率の最大値が１０％以上２５％以下の範囲内にあることを特徴とする請求項９記載の光学式情報記録媒体。
16. 前記反射層はＴｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ及びＳｉのうち少なくとも１つを含むＡｌを主成分とする合金からなり、前記反射層の厚さは前記基板の主面に垂直な方向において１４ｎｍ未満であることを特徴とする請求項９記載の光学式情報記録媒体。
17. 前記反射層はＰｄ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｓｉ及びＳｎのうち少なくとも１つを含むＡｇを主成分とする合金からなり、前記反射層の厚さは前記基板の主面に垂直な方向において２０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項９記載の光学式情報記録媒体。

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