JP2006073120A - データ記録再生システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 光記録媒体へのデータの記録容量を大幅に増大させることができるデータ記録再生システムを提供することを目的とする。
【解決手段】 波長λのレーザビームを開口数ＮＡの対物レンズを介して、光記録媒体１に照射することにより、光記録媒体１にデータを記録再生または再生するデータ記録再生システムであって、記録層７と、光吸収層５とが、誘電体層６を挟んで形成された積層体を含み、解像限界以下の記録マークを含む記録マーク列によって記録されたデータを再生可能に構成された光記録媒体１に対し、対物レンズと、光記録媒体１および対物レンズの間に配置された屈折率ｎの固体イマージョンレンズとを介して、レーザビームを照射することにより、光記録媒体１に、λ／（４・ｎ２・ＮＡ）以下の記録マークを含む記録マーク列によってデータを記録再生または再生することを特徴とするデータ記録再生システム。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光記録媒体にデータを記録し、光記録媒体からデータを再生するデータ記録再生システムに関するものであり、さらに詳細には、光記録媒体の記録容量を大幅に増大させることができるデータ記録再生システムに関するものである。
従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、ＣＤやＤＶＤに代表される光記録媒体が広く利用されているが、近年においては、より大容量で、かつ、高いデータ転送レートを有する光記録媒体の開発が盛んに行われている。
こうした光記録媒体においては、データの記録、再生に用いるレーザビームの波長λを小さくするとともに、対物レンズの開口数ＮＡを大きくして、レーザビームのビームスポット径を小さく絞ることにより、光記録媒体の記録容量の増大が図られている（たとえば、特許文献１参照）。
特開平８−２３５６３８号公報
光記録媒体においては、光記録媒体に記録された記録マークの長さ、および、隣り合う記録マーク間の長さ、すなわち、記録マークが形成されていない領域（以下、「ブランク領域」という。）の長さが解像限界未満になると、光記録媒体からデータを再生することが不可能になる。
レーザビームのビームスポット径は、レーザビームの波長λと、レーザビームを集束するための対物レンズの開口数ＮＡによって決定され、λ／ＮＡとなり、このとき、記録マークとブランク領域との繰り返しの周波数、すなわち、空間周波数がλ／２ＮＡ以上の場合に、記録マークおよびブランク領域に記録されたデータの読み取りが可能になる。
したがって、読み取り可能な空間周波数に対応する記録マークおよびブランクの長さは、それぞれ、λ／４ＮＡ以上となり、波長λのレーザビームを、開口数ＮＡの対物レンズによって、光記録媒体の表面に集光させるときは、λ／４ＮＡの長さの記録マークおよびブランク領域が、読み取ることができる最短の記録マークおよびブランク領域となる。
このように、データを再生する場合には、データの再生が可能な解像限界が存在し、再生することができる記録マークの長さおよびブランク領域の長さに制限がある。
したがって、小さな記録マークおよびブランク領域を形成して、データを記録することは可能であっても、記録されたデータを再生することができないので、光記録媒体に、データを記録するときに形成可能な記録マークの長さおよびブランク領域の長さが必然的に制限されてしまい、光記録媒体の記録容量を増大させることが、きわめて困難となっていた。
したがって、本発明の目的は、光記録媒体へのデータの記録容量を大幅に増大させることができるデータ記録再生システムを提供することにある。
本発明のかかる目的は、波長λのレーザビームを開口数ＮＡの対物レンズを介して、光記録媒体に照射することにより、前記光記録媒体にデータを記録再生または再生するデータ記録再生システムであって、記録層と、光吸収層とが、少なくとも誘電体層を挟んで形成された積層体を含み、解像限界以下の記録マークを含む記録マーク列によって記録されたデータを再生可能に構成された光記録媒体に対し、前記対物レンズと、前記光記録媒体および前記対物レンズの間に配置された屈折率ｎの固体イマージョンレンズとを介して、前記レーザビームを照射することにより、前記光記録媒体に、λ／（４・ｎ２・ＮＡ）以下の記録マークを含む記録マーク列によってデータを記録再生または再生することを特徴とするデータ記録再生システムによって達成される。
本発明においては、光記録媒体に記録されたデータを再生するに際して、波長λのレーザビームを、開口数ＮＡの対物レンズおよび屈折率ｎの固体イマージョンレンズを介して、光記録媒体に照射するように構成されている。このようにして、光記録媒体に、レーザビームを照射した場合には、レーザビームのスポット径を小さくすることができ、解像限界をλ／４ＮＡからλ／（４・ｎ２・ＮＡ）に小さくすることが可能となる。したがって、対物レンズのみを介して、レーザビームを照射し、データを再生する場合に比べて、より小さい記録マーク列によって構成されたデータを再生することが可能となる。
さらに、本発明においては、光記録媒体は、記録層と、光吸収層とが、少なくとも誘電体層を挟んで形成された積層体を含むように構成されている。光記録媒体が、かかる構成を有する場合には、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界以下であるときにも、光記録媒体からデータを再生することが可能である。
このように、本発明においては、解像限界が、λ／４ＮＡからλ／（４・ｎ２・ＮＡ）に、小さくされているのに加え、さらに、その小さくされた解像限界λ／（４・ｎ２・ＮＡ）以下の長さを有する記録マーク列によって構成されたデータを再生することができるため、λ／（４・ｎ２・ＮＡ）以下の非常に長さの短い記録マーク列を形成して、データを記録することができるようになり、したがって、光記録媒体の記録容量を大幅に増大させることが可能となる。
本発明において、記録層は、記録パワーに設定されたレーザビームが照射されたときに、レーザビームが照射された領域で、体積変化が生じるように構成されているのが好ましい。記録層の体積変化した領域は、体積変化が生じていない領域と、光学特性が異なるため、記録マークとして利用することができる。
記録層は、貴金属酸化物、あるいは貴金属窒化物を主成分として含むように形成することができる。
ここに、本明細書において、ある層が、元素を主成分として含むとは、その元素の含有率が、その層に含まれる元素のなかで最も大きいことを意味する。
本発明において、記録層が、貴金属酸化物を主成分として含む場合には、レーザビームを光記録媒体に照射して、貴金属酸化物を貴金属と酸素に分解させ、空洞を形成するとともに、貴金属の微粒子を空洞内に析出することにより、記録マークを形成して、データを記録することが好ましい。
また、本発明において、記録層が貴金属酸化物を主成分として含む場合は、貴金属酸化物として、白金酸化物を用いることが好ましい。
白金酸化物は、他の貴金属酸化物に比べて、分解温度が高く、したがって、記録パワーに設定されたレーザビームを照射して、記録マークを形成する際に、レーザビームが照射された領域から、周囲に、熱が拡散しても、レーザビームが照射された領域以外の領域で、白金酸化物の分解反応が生じることが防止されるから、記録層の所望の領域を体積変化させて、記録マークを形成することが可能になる。
また、高い再生パワーのレーザビームが照射されて、データが再生される場合においても、白金酸化物は、他の貴金属酸化物に比べて、分解温度が高いから、白金酸化物が白金と酸素に分解されるおそれがなく、したがって、繰り返し、光記録媒体に記録されたデータを再生しても、記録マークの形状が変化することはなく、また、記録マークが形成された領域以外の領域で、新たに体積変化が生じることもないから、光記録媒体の再生耐久性を向上させることが可能になる。
本発明において、記録層が貴金属窒化物を主成分として含む場合には、記録層を形成するための貴金属窒化物として、窒化白金を用いることが好ましい。
本発明において、誘電体層および光吸収層は、記録層に記録マーク列が形成されるときの記録層の体積変化にともなって、変形するように構成されていることが好ましい。
誘電体層および光吸収層が変形した領域は、誘電体層および光吸収層が変形していない領域と、光学特性が異なるので、より良好な信号特性を有する再生信号を得ることができる。
本発明によれば、光記録媒体の記録容量を大幅に増大させることができるデータ記録再生システムを提供することが可能となる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体の略斜視図であり、図２は、図１のＡで示される部分の略拡大断面図である。
図２に示されるように、本実施態様にかかる光記録媒体１は、支持基板２を備え、支持基板２上に、反射層３と、第三の誘電体層４と、光吸収層５と、第二の誘電体層６と、記録層７と、第一の誘電体層８とが、この順に、積層されている。
本実施態様においては、光記録媒体１は、図２に示される矢印の方向から、レーザビームが照射されて、データが記録され、記録されたデータが再生されるように構成されている。
支持基板２は、光記録媒体１に求められる機械的強度を確保するための支持体として、機能する。
支持基板２を形成するための材料は、光記録媒体１の支持体として機能することができれば、とくに限定されるものではない。支持基板２は、たとえば、ガラス、セラミックス、樹脂などによって、形成することができる。これらの中でも、加工性、光学特性などの点から、ポリカーボネート樹脂、オレフィン樹脂がとくに好ましい。
本実施態様においては、支持基板２は、ポリカーボネート樹脂によって形成され、約１．１ｍの厚さを有している。
また、支持基板２の表面には、交互に、グルーブおよびランド（図示せず）が形成されている。支持基板２の表面に形成されたグルーブおよび／またはランドは、データを記録する場合およびデータを再生する場合において、レーザビームのガイドトラックとして、機能する。
反射層３は、第一の誘電体層８側から入射したレーザビームを反射し、再び、第一の誘電体層８から出射させる役割を果たす。
反射層３を形成するための材料は、レーザビームを反射することができれば、とくに限定されるものではなく、反射層３は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ｉｎ、ＳｎおよびＢｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を用いて、形成することができる。
反射層３の厚さは、とくに限定されるものではないが、反射層３は、５ｎｍないし２００ｎｍの厚さを有するように形成されることが好ましい。
第三の誘電体層４は、支持基板２および反射層３を保護するとともに、その上に形成される光吸収層５を、物理的、化学的に保護する機能を有している。
第三の誘電体層４を形成するための誘電体材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの組み合わせからなる誘電体材料によって、第三の誘電体層４を形成することができる。第三の誘電体層４は、好ましくは、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物、あるいは、これらの複合物によって形成される。
第三の誘電体層４は、たとえば、第三の誘電体層４の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、反射層３の表面上に形成することができる。気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
第三の誘電体層４の厚さは、とくに限定されるものではないが、１０ｎｍないし１４０ｎｍが好ましい。
光吸収層５は、光記録媒体１に、記録パワーに設定されたレーザビームが照射されたときに、レーザビームを吸収して、発熱し、生成した熱を、記録層７に伝達する機能を有している。
本実施態様においては、光吸収層５は、光の吸収係数が高く、熱伝導率の低いＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金によって形成されている。
光吸収層５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金としては、（ＳｂａＴｅ１−ａ）１−ｂＭｂ、または｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＸ１−ｄで表わされる組成を有していることがとくに好ましい。ここに、元素Ｍは、ＳｂおよびＴｅを除く元素を表わし、元素Ｘは、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅを除く元素を表わす。
光吸収層５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、（ＳｂａＴｅ１−ａ）１−ｂＭｂで表される組成を有しているときは、ａおよびｂは、０≦ａ≦１、かつ、０≦ｂ≦０．２５であることが好ましい。ｂが０．２５を越えているときは、光の吸収係数が光吸収層５に要求される値よりも低くなるおそれがあり、また、熱伝導性が光吸収層５に要求される値よりも低くなるおそれがある。
元素Ｍは、とくに限定されるものではないが、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｐ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｎ、Ｏおよび希土類元素（Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を主成分として含むことが好ましい。
一方、光吸収層５に含まれるＳｂおよびＴｅの少なくとも一方を含む合金が、｛（ＧｅＴｅ）ｃ（Ｓｂ２Ｔｅ３）１−ｃ｝ｄＸ１−ｄで表わされる組成を有しているときは、１／３≦ｃ≦２／３、かつ、０．９≦ｄであることが好ましい。
元素Ｘは、とくに限定されるものではないが、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｐ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｎ、Ｏおよび希土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を主成分として含むことが好ましい。
光吸収層５は、光吸収層５の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、第三の誘電体層４の表面上に形成することができ、気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
光吸収層５は、５ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有していることが好ましい。光吸収層５の厚さが、５ｎｍ未満である場合には、光吸収率が低すぎ、一方、光吸収層５の厚さが、１００ｎｍを越えると、後述のように、記録層７に空洞が形成される際に、光吸収層５が変形し難くなるおそれがある。
第二の誘電体層６は、後述する第一の誘電体層８とともに、記録層７を、物理的、化学的に保護する機能を有している。
第二の誘電体層６を形成するための材料は、とくに限定されるものではなく、第二の誘電体層６は、第三の誘電体層４と同様の材料によって、形成することができる。また、第二の誘電体層６は、第三の誘電体層４と同様に、第二の誘電体層６の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって形成することができる。
第二の誘電体層６は、好ましくは、５ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有するように形成される。
記録層７は、データが記録される層であり、データが記録される際には、記録層７に、記録マークが形成される。
本実施態様において、記録層７は、白金酸化物ＰｔＯｘを主成分として含んでいる。
本実施態様において、記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界以下である場合にも、高いＣ／Ｎ比を有する再生信号を得るためには、１．０≦ｘ＜３．０であることがより好ましい。
記録層７は、記録層７に主成分として含まれる構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって、第二の誘電体層６の表面上に形成することができ、気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。
記録層７の厚さは、２ｎｍないし２０ｎｍであることが好ましく、４ｎｍないし２０ｎｍであることが、さらに好ましい。記録層７の厚さが、２ｎｍ未満の場合には、記録層７を連続膜として形成できないことがあり、一方、２０ｎｍを越える場合には、記録層７が変形し難くなり、記録感度が低下するおそれがある。
第一の誘電体層８は、記録層７を物理的、化学的に保護する機能を有している。
第一の誘電体層８を形成するための材料はとくに限定されるものではないが、第一の誘電体層８は、第三の誘電体層４と同様の材料によって、形成することができる。また、第一の誘電体層８は、第三の誘電体層４と同様に、第一の誘電体層８の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法によって形成することができる。
図３は、光記録媒体１にデータを記録し、光記録媒体１からデータを再生するためのデータ記録再生装置の概略構成を示すブロックダイアグラムである。
図３に示されるように、本実施態様にかかるデータ記録再生装置２０は、光記録媒体１を回転させるためのスピンドルモータ２２と、光記録媒体１に向けて、レーザビームを発するとともに、光記録媒体１によって、反射されたレーザビームを受光する光ヘッド２３と、スピンドルモータ２２および光ヘッド２３の動作を制御するとともに、外部から入力されるデータあるいは光記録媒体１から再生されたデータに、所定の信号処理を施すコントローラ２４と、光ヘッド２３に、レーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路２５とを備えている。
図３に示されるように、コントローラ２４は、光記録媒体１から読み出されるフォーカスエラー信号に基づいて、フォーカス制御信号を生成するフォーカスサーボ回路３１と、光記録媒体１および光ヘッド２３間の距離を測定するギャップ測定回路３２と、光記録媒体１から読み出されるトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御信号を生成するトラッキングサーボ回路３３と、コントローラ２４全体の動作を制御する制御回路３４と、メモリ３５と、データ処理回路３６と、ライトストラテジ回路３７とを備えている。
メモリ３５は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ、あるいはフラッシュメモリなどによって構成され、データ記録再生装置２０全体を制御するためのプログラムデータやコントローラ２４内部での処理に用いる各種データを記憶する。
制御回路３４は、コントローラ２４全体の動作を制御するものであり、ユーザーのキー入力、あるいは、ボタン入力に対応したコマンドデータにしたがって、データ記録再生装置２０内部の各回路に制御信号を出力し、各回路の動作を制御する。
データ処理回路３６は、光記録媒体１にデータを記録するときには、外部から入力されるユーザデータに、符号化処理を施す符号器として機能するとともに、光記録媒体１からデータを再生するときには、光記録媒体１から再生された再生信号に、復号化処理を施す復号器として機能する。
ライトストラテジ回路３７は、データ処理回路３６で符号化処理の施されたデータに基づいて、レーザビームのパワーを変調するためのレーザパワー制御信号を生成する。
図４は、光ヘッド２３の概略構成を示すブロックダイアグラムである。
図４に示されるように、光ヘッド２３は、レーザビームを出射するレーザダイオード４１と、レーザダイオード４１から出射されたレーザビームを平行光に変換するコリメータレンズ４２と、コリメータレンズ４２を介して入射されたレーザビームを透過する一方で、光記録媒体１によって反射されたレーザビームを反射して、後述する光検出器４７に導く偏光ビームスプリッタ４３と、偏光ビームスプリッタ４３を介して入射される直線偏光のレーザビームを円偏光に変換するとともに、光記録媒体１によって反射された円偏光のレーザビームを直線偏光に変換する１／４波長板４４と、１／４波長板４４を介して入射されたレーザビームを収束して、光記録媒体１に出射するレンズユニット４５と、偏光ビームスプリッタ４３を介して入射されたレーザビームを集光する集光レンズ４６と、集光レンズ４６によって集光されたレーザビームの強度を検出する光検出器４７とを備えている。
図５は、レンズユニット４５の概略構成を示す略断面図である。
図５に示されるように、レンズユニット４５は、対物レンズ５１と、対物レンズ５１と光記録媒体１の光入射面との間に配置される固体イマージョンレンズ（SIL:Solid Immersion Lens）５２と、対物レンズ５１および固体イマージョンレンズ５２を保持するヘッドスライダー５３と、ヘッドスライダー５３に取り付けられたサスペンション５４とを備えている。
対物レンズ５１は、１／４波長板４４を介して入射されたレーザビームを収束し、固体イマージョンレンズ５２に入射させるレンズであり、光の入射側および出射側の双方の面が、球面によって構成されている。また、対物レンズ５１の開口数ＮＡは、とくに限定されるものではなく、本実施態様においては、対物レンズ５１は、０．４ないし０．６の開口数ＮＡを有している。
固体イマージョンレンズ５２は、対物レンズ５１によって収束されたレーザビームを、さらに収束するためのレンズであり、光の入射側の面が、球面によって構成されているのに対し、光の出射側の面が、平面によって構成されている。また、固体イマージョンレンズ５２は、１．５ないし２．５の屈折率ｎを有しており、空気中の屈折率ｎ０（ｎ０＝１）よりも高い屈折率を有している。この固体イマージョンレンズ５２を介して、レーザビームを光記録媒体１に照射した場合には、レーザビームのスポット径がλ／（ｎ２・ＮＡ）となり、対物レンズ５１のみを介して、レーザビームを照射した場合のビームスポット径λ／ＮＡに比べて、ビームスポット径を小さくすることができる。ここに、λ、ｎ、ＮＡは、それぞれ、レーザビームの波長、固体イマージョンレンズ５２の屈折率、対物レンズ５１の開口数である。
ヘッドスライダー５３は、対物レンズ５１および固体イマージョンレンズ５２を支持するためのものであり、光記録媒体１が回転されるときに生じる空気流により、浮上力を得て、浮上するように構成されている。
また、ヘッドスライダー５３は、底面の一部が導体によって構成され、光記録媒体１との間で、一種のキャパシタを構成している。このため、ヘッドスライダー５３の底面と、光記録媒体１の表面との距離が変わった場合には、キャパシタのキャパシタンスが変化する。したがって、このキャパシタンスの変化を、上述したギャップ測定回路３２で測定することにより、固体イマージョンレンズ５２の表面と光記録媒体１の表面との間隙の距離を測定することができる。
サスペンション５４は、ヘッドスライダー５３を支持するとともに、ヘッドスライダー５３と光記録媒体１の表面との距離を調整するためのものである。サスペンション５４は、ヘッドスライダー５３が浮上したときに、ヘッドスライダー５３と光記録媒体１の表面との距離が、５０ｎｍないし１００ｎｍ程度となるように、弾性力が調整されている。
以上のような構成を有するデータ記録再生装置２０は、次のようにして、光記録媒体１に、データを記録する。
まず、光記録媒体１が、データ記録再生装置２０にセットされると、コントローラ２４は、スピンドルモータ２２を駆動し、光記録媒体１を回転させる。光記録媒体１が回転されると、光ヘッド２３が、浮上力を得て、浮上し、光記録媒体１の表面との距離を５０ｎｍないし１００ｎｍ程度に保ちながら、走行する。
次いで、コントローラ２４は、レーザ駆動回路２５を介して、レーザ駆動信号を光ヘッド２３に出力し、レーザダイオード４１から再生用のパワーを有するレーザビームを出射させる。出射されたレーザビームは、コリメータレンズ４２によって平行光に変換された後に、偏光ビームスプリッタ４３を通過し、１／４波長板４４およびレンズユニット４５を介して、光記録媒体１に照射される。
その結果、レーザビームは、光記録媒体１によって反射され、トラッキング制御用、フォーカス制御用の光検出器（図示せず）に入射される。次いで、光検出器から出力される検出信号に、所定の演算処理が施されて、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号が生成され、フォーカスサーボ回路３１およびトラッキングサーボ回路３３に出力される。
また、このとき、ギャップ測定回路３２によって、固体イマージョンレンズ５２の表面と光記録媒体１の表面との距離が測定され、フォーカスサーボ回路３１に出力される。
トラッキングサーボ回路３３は、トラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御信号を生成し、フォーカスサーボ回路３１は、ギャップ測定回路３２の出力およびフォーカスエラー信号に基づいて、フォーカス制御信号を生成し、それぞれ、光ヘッド２３に出力する。
その結果、光記録媒体１のトラックに、レーザビームが自動追従するように、光ヘッド２３の位置が制御されるとともに、光記録媒体１に、レーザビームがフォーカスされるように、光ヘッド２３の浮上量が微調整される。
次いで、データ記録再生装置２０に、ユーザデータが入力され、データ処理回路３６によって、入力されたユーザデータに、エラー訂正用のパリティデータが付与されるとともに、所定の変調処理が施されて符号化される。
符号化処理の施されたデータは、ライトストラテジ回路３７に出力され、ライトストラテジ回路３７は、符号化処理が施されたデータに基づいて、レーザダイオード４１の出力を変調するためのレーザパワー制御信号を生成する。
ライトストラテジ回路３７によって生成されたレーザビームパワー制御信号は、レーザ駆動回路２５に出力され、光ヘッド２３から発せられるレーザビームのパワーが記録用のパワーに変調され、光記録媒体１に照射される。
図６（ａ）は、データが記録される前の光記録媒体１の一部拡大略断面図であり、図６（ｂ）は、データが記録された後の光記録媒体１の一部拡大略断面図である。
光記録媒体１に、記録用のパワーに変調されたレーザビームが照射されると、レーザビームが照射された光吸収層５の領域が加熱される。光吸収層５で生成された熱は、記録層７に伝達され、記録層７の温度が上昇する。
記録層７に主成分として含まれる白金酸化物は、レーザビームに対する透過性が高いため、レーザビームが照射されても、記録層７自体は発熱し難く、記録層７の温度を、白金酸化物の分解温度以上に上昇させることは困難であるが、本実施態様においては、光吸収層５が設けられているから、光吸収層５が発熱し、光吸収層５で生成された熱が、記録層７に伝達され、記録層７の温度が上昇する。
こうして、記録層７が、白金酸化物の分解温度以上に加熱され、記録層７に主成分として含まれている白金酸化物が、白金と酸素に分解される。
その結果、図６（ｂ）に示されるように、白金酸化物が分解して、生成された酸素ガスによって、記録層７中に、空洞７ａが形成され、白金の微粒子７ｂが空洞７ａ内に析出する。
同時に、図６（ｂ）に示されるように、酸素ガスの圧力によって、光吸収層５および第二の誘電体層６とともに、記録層７が変形する。
こうして、空洞７ａが形成され、光吸収層５、第二の誘電体層６および記録層７が変形した領域は、他の領域とは異なる光学特性を有するため、空洞７ａが形成され、光吸収層５、第二の誘電体層６および記録層７が変形した領域によって、記録マークが形成される。
こうして形成される記録マークおよび隣り合った記録マーク間のブランク領域の中には、解像限界よりも長さが短いものが含まれ、解像限界以下の記録マーク列が形成される。
本実施態様においては、記録層７が、分解温度が高い白金酸化物を主成分として含んでいるから、記録用のパワーに設定されたレーザビームを照射して、記録マークを形成する際に、レーザビームが照射された領域から、熱が周囲の記録層７に拡散した場合にも、レーザビームが照射された領域以外の領域で、白金酸化物の分解反応が生じることが防止され、したがって、記録層７の所望の領域に、空洞７ａを形成して、記録マークを形成することが可能になる。
一方、光記録媒体１に記録されたデータは、データ記録再生装置２０によって、以下のようにして、再生される。
データ記録再生装置２０に、光記録媒体１がセットされると、まず、コントローラ２４によって、フォーカス制御およびトラッキング制御が実行されるとともに、コントローラ２４によって、アドレスデータが生成される。
次いで、コントローラ２４は、再生すべきデータが記録されているアドレスに、光ヘッド２３を移動させ、対物レンズ５１および固体イマージョンレンズ５２を介して出射されたレーザビームを、光記録媒体１に形成されている記録マーク列に照射させる。
その後、レーザビームは、光記録媒体１によって反射され、固体イマージョンレンズ５２、対物レンズ５１、１／４波長板４４、偏光ビームスプリッタ４３および集光レンズ４６を介して、光検出器４７に入射される。こうして、光検出器４７によって、レーザビームの強度が検出されて、再生信号が生成される。
本実施態様においては、レーザビームを、対物レンズ５１および固体イマージョンレンズ５２を介して、光記録媒体１に照射するように構成されているので、レーザビームのスポット径を小さくすることができ、解像限界をλ／４ＮＡからλ／（４・ｎ２・ＮＡ）に小さくすることが可能となる。したがって、対物レンズ５１のみを介して、レーザビームを照射し、データを再生する場合に比べて、より小さい記録マーク列によって構成されたデータを再生することが可能となる。
さらに、本実施態様においては、図６（ｂ）に示されるように、記録層７に空洞７ａが形成されるとともに、白金の微粒子７ｂが空洞７ａ内に析出して、記録マークが形成され、データが記録されている。こうした場合には、記録マーク列を構成する記録マークの長さや、隣り合う記録マーク間のブランク領域の長さが、解像限界以下であるときにも、データを再生することが可能である。
このように、本実施態様においては、解像限界が、λ／４ＮＡからλ／（４・ｎ２・ＮＡ）に、小さくされているのに加え、さらに、その小さくされた解像限界λ／（４・ｎ２・ＮＡ）以下の長さを有する記録マーク列によって構成されたデータを再生することができるため、λ／（４・ｎ２・ＮＡ）以下の非常に長さの短い記録マーク列を形成して、データを記録することができるようになり、したがって、光記録媒体の記録容量を大幅に増大させることが可能となる。
光検出器４７によって、生成された再生信号は、波形整形およびビタビ復号処理が施されて、データ処理回路３６に出力され、データ処理回路３６によって、エラー訂正処理および復号化処理が施される。
こうして、ユーザデータが再生され、再生されたユーザデータは、外部に出力されるか、あるいは、メモリ３５に、再生データとして、格納される。
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
たとえば、図１および図２に示された光記録媒体１においては、レーザビームの光入射面から、記録層７と、第二の誘電体層６と、光吸収層５とが順に積層されているが、本発明は、これに限られるものではく、たとえば、レーザビームの光入射面の反対側から、記録層７と、第二の誘電体層６と、光吸収層５とが順に積層されてもよく、あるいは、レーザビームの光入射面から、光吸収層と、誘電体層と、記録層と、誘電体層と、光吸収層とが順に積層されてもよい。すなわち、本発明においては、光記録媒体が、記録層と、光吸収層とが、少なくとも誘電体層を挟んで形成された積層体を有していればよい。
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体の略斜視図である。 図２は、図１のＡで示される部分の略拡大断面図である。 図３は、本発明の好ましい実施態様にかかるデータ記録再生装置の概略構成を示すブロックダイアグラムである。 図４は、光ヘッドの概略構成を示すブロックダイアグラムである。 図５は、レンズユニットの概略構成を示す略断面図である。 図６（ａ）は、データが記録される前の光記録媒体の一部拡大略断面図であり、図６（ｂ）は、データが記録された後の光記録媒体の一部拡大略断面図である。
符号の説明
１ 光記録媒体
２ 支持基板
３ 反射層
４ 第三の誘電体層
５ 光吸収層
６ 第二の誘電体層
７ 記録層
７ａ 空洞
７ｂ 白金の微粒子
８ 第一の誘電体層
２０ データ記録再生装置
４１ レーザダイオード
４２ コリメータレンズ
４３ 偏光ビームスプリッタ
４４ １／４波長板
４５ レンズユニット
４６ 集光レンズ
４７ 光検出器
５１ 対物レンズ
５２ 固体イマージョンレンズ
５３ ヘッドスライダー
５４ サスペンション

Claims (4)

  1. 波長λのレーザビームを開口数ＮＡの対物レンズを介して、光記録媒体に照射することにより、前記光記録媒体にデータを記録再生または再生するデータ記録再生システムであって、
    記録層と、光吸収層とが、少なくとも誘電体層を挟んで形成された積層体を含み、解像限界以下の記録マークを含む記録マーク列によって記録されたデータを再生可能に構成された光記録媒体に対し、
    前記対物レンズと、前記光記録媒体および前記対物レンズの間に配置された屈折率ｎの固体イマージョンレンズとを介して、前記レーザビームを照射することにより、前記光記録媒体に、λ／（４・ｎ２・ＮＡ）以下の記録マークを含む記録マーク列によってデータを記録再生または再生することを特徴とするデータ記録再生システム。
  2. 前記光記録媒体の前記記録層が、貴金属酸化物を主成分として含んでいることを特徴とする請求項１に記載のデータ記録再生システム。
  3. 前記記録層に主成分として含まれる前記貴金属酸化物が、白金酸化物によって構成され、前記レーザビームが照射されたときに、白金と酸素に分解されることを特徴とする請求項２に記載のデータ記録再生システム。
  4. 前記誘電体層および前記光吸収層が、前記記録層に前記記録マーク列が形成されるときの前記記録層の体積変化にともなって、変形するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデータ記録再生システム。
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