JP3156418B2 - 光学情報記録媒体及び光学情報記録再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて高密
度に情報を記録・再生する光学情報記録媒体、とりわけ
書換え可能な光ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光の照射により、情報を記録・消
去・再生可能な光ディスクとして、記録薄膜材料にカル
コゲン化物を用いた相変化型の光ディスクが知られてい
る。一般には、記録薄膜材料が結晶状態の場合を未記録
状態とし、レーザ光照射で記録薄膜を溶融・急冷して非
晶質状態にすることで信号を記録する。一方、信号を消
去する場合は、記録時よりも低パワーのレーザ光を照射
して、記録薄膜を昇温して結晶状態とする。記録薄膜材
料としては、例えばＴe，Ｉn，Ｓb，Ｓe等を主成分とす
る非晶質−結晶間で相変化する材料、或は異なる２種類
の結晶構造の間で可逆的に相変化をおこす物質を用いる
ことが一般的である。情報信号の記録密度を向上させる
場合には、記録・再生に用いるレーザ光の波長を短くす
る、或は対物レンズの開口数（Ｎ.Ａ.）を大きくする等
の手段がある。

【０００３】相変化記録のメリットの１つは、記録手段
として単一のレーザビームのみを用い、情報信号をオー
バライトできる点にある。すなわち、レーザー出力を記
録レベルと消去レベルの２レベル間で情報信号に応じて
変調し記録済みの情報トラック上に照射すると、既存の
情報信号を消去しつつ新しい信号を記録することが可能
である（特開昭５６−１４５５３０号公報）。

【０００４】一方、予め情報が記録され、その後のデー
タの書き込みや消去ができない、いわゆるＲＯＭ型光学
情報記録媒体が情報処理や音楽分野で既に実用化されて
いる。この種の光学情報記録媒体は、前記のような記録
層を有さず、記録データを再生するためのピットを予め
プレス等の手段で基板の上に形成し、この上にＡu，Ａ
g，Ｃu，Ａl等の金属膜からなる反射層を形成し、さら
に反射層を保護層で覆ったものである。このＲＯＭ型光
学情報記録媒体の代表的なものにＣＤ（コンハ゜クトテ゛ィス
ク），ＣＤ−Ｉ（対話型コンハ゜クトテ゛ィスク），ＬＤ（レーサ゛テ゛ィス
ク）等があり、いずれも記録・再生の仕様等が細部にわ
たって規格化されている。

【０００５】又、ＣＤ再生装置で再生可能な、追記型光
学情報記録媒体（WORM）が提案されている（例えば特開
平２ー４２６５２号公報）。これは、有機薄膜からなる
記録層を有する記録媒体で、レーザ光照射により情報の
随時書き込み、及び再生が可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】既に広く普及している
ＲＯＭ型の光学情報記録媒体−例えばＣＤ，ＬＤ等−の
再生装置で再生が可能で、かつ、繰り返し書換え可能な
光学情報記録媒体、及び、これに用いる記録・再生装置
が実現できることは非常に好ましい。このような光学情
報記録媒体を相変化型光ディスクで実現することを考え
てみる。通常の書換え可能な相変化型光学情報記録媒体
では、消去状態の反射率が３０％前後と低く、又、再生
信号の変調度も小さいので、そのままでは、これまでに
普及しているＲＯＭ型の再生装置で再生することはでき
ない。この点を解決するには、再生波長７８０nmに対し
て、消去領域の反射率を７０％前後と高く設定し、記録
マークに相当する記録薄膜中の非晶質領域の反射率を１
０％前後と低く設定し、信号変調度を大きくすればよ
い。

【０００７】しかしこの場合、波長７８０nmのレーザ光
を記録・消去ビームとして用いれば、消去部における記
録薄膜の光吸収率は３０％前後と、従来の７０％前後か
ら半減してしまい、低記録感度な記録媒体しか実現でき
ない。このことは記録・消去光用の半導体レーザの性能
を著しく高める必要があることを意味する。

【０００８】更に重要な課題は、消去領域と記録マーク
のかかれた領域における光吸収率のアンバランスであ
る。消去領域と記録マークのかかれた領域で大きく反射
率が異なるような光学的構造は、とりもなおさず、両領
域での光吸収率が大きく異なることを意味する。即ち、
オーバライト記録を行なった場合、前回、記録マークが
存在した領域と存在しなかった領域で光吸収率が異なる
ので、その上にかかれた新しい記録マークは、前の記録
マークの有無によって形が大きく歪む。すなわち消去特
性が好ましくなく、繰り返し特性にも悪影響を与える。
このように、これまで、記録・消去特性の繰り返し特性
が良好で、かつ、従来のＲＯＭ再生装置で再生が可能な
光学情報記録媒体、及びそれに用いる記録・再生装置の
アイデアはこれまで提案されていない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】ＣＤ，ＬＤ等で用いられ
ている７８０nm近傍の波長よりも短い波長λ₁ のレーザ
光を搭載した記録・再生装置と、この装置で用いる相変
化型の光学情報記録媒体との組合せからなるシステムを
用いる。具体的には、この記録・再生装置で信号を記録
・消去・再生できる光学情報記録媒体であり、記録・再
生装置で書き込まれた記録マークを波長７８０nmで再生
した場合には、従来のＲＯＭ再生装置で再生可能な７０
％前後の高反射率で、ＣＤ規格等に準拠する高変調度の
出力信号が得られるような光学的構造とする。同時に、
この光学情報記録媒体は、消去領域と記録マーク部での
光吸収率差が、波長λ₁ に対する場合の方が７８０nmに
対する場合よりも小さく、かつ、消去部における光吸収
率が、波長λ₁ に対する場合の方が７８０nmに対する場
合よりも大きくなるような光学的構造、すなわち２波長
対応構造とする。記録フォーマットは、所望とするＲＯ
Ｍ型光学情報記録媒体と同一の信号フォーマットとす
る。

【００１０】

【作用】２波長対応構造の光学情報記録媒体に記録した
信号は波長７８０nmで再生すると反射率、変調度が高い
ので、従来から用いられているＲＯＭ再生装置で信号再
生が可能である。又、本発明の記録・再生システムで用
いる記録・再生装置に搭載された記録・消去・再生用の
レーザ光の波長λ₁ に対しては、波長７８０nmに対する
場合と比べて、光吸収率が大きく、かつ、消去領域と記
録マーク領域間の光吸収差が小さいので、良好な記録・
消去の繰り返し特性が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照しな
がら説明する。

【００１２】本発明の記録媒体の代表的な構造例を図１
に示す。記録，再生、及び消去を行うレーザ光は基板１
の側から入射させる。

【００１３】基板１としては、ＰＭＭＡ，ポリカーボネ
ート等の樹脂或はガラス等、表面の平滑なものを用い
る。光ディスクの場合、通常基板平面８はレーザ光を導
くためにスパイラル又は同心円状の連続溝（トラッ
ク）、或はピット列等の凹凸で覆われている。

【００１４】保護層２，４，９の材料は、物理的・化学
的に安定、すなわち記録材料の融点よりも、融点及び軟
化温度が高く、かつ記録材料と相固溶しないことが望ま
しい。例えば、Ａl2Ｏ3，ＳiＯx，Ｔa2Ｏ5，ＭoＯ3，Ｗ
Ｏ3，ＺrＯ2，ＺnＳ，ＡlＮx，ＢＮ，ＳiＮx，ＴiＮ，
ＺrＮ，ＰbＦ2，ＭgＦ2等の誘電体或はこれらの適当な
組み合わせからなる。保護層は誘電体や透明である必要
はない。例えば可視光線及び赤外線に対して光吸収性を
もつＺnＴeで形成してもよい。又、保護層２，４を異な
る材料で形成すると、熱的及び光学的なディスク設計の
自由度が大きくなる利点がある。もちろん同一材料で形
成してもよい。

【００１５】記録薄膜３は、結晶状態と非晶質状態との
間で可逆的に構造変化をおこす物質、例えばＴe又はＩ
n，Ｓe等を主成分とする相変化材料からなる。よく知ら
れた相変化材料の主成分としては、Ｔe-Ｓb-Ｇe，Ｔe-
Ｇe，Ｔe-Ｇe-Ｓn，Ｔe-Ｇe-Ｓn-Ａu，Ｓb-Ｓe，Ｓb-Ｔ
e，Ｓb-Ｓe-Ｔe，Ｉn-Ｔe，Ｉn-Ｓe，Ｉn-Ｓe-Ｔl，Ｉn
-Ｓb,Ｉn-Ｓb-Ｓe，Ｉn-Ｓe-Ｔe等が挙げられる。これ
らの薄膜は通常、非晶質状態で成膜されるが、レーザ光
等のエネルギーを吸収して結晶化し、光学定数（屈折率
ｎ、消衰係数ｋ）が変化する。

【００１６】反射層５は、Ａu，Ａl，Ｃu，Ｎi，Ｆe，
Ｃr等の金属元素、或はこれらの合金からなり、記録薄
膜への光吸収効率を高める働きをする。しかし、例えば
記録薄膜３の膜厚を厚くして光吸収効率を高める工夫を
することによって、反射層６を設けない構成とすること
も可能である。或は、記録薄膜と保護層を交互に複数回
積み重ねた構成とすることにより、記録薄膜１層あたり
の膜厚が薄くても、全体として光吸収効率を高めること
もできる。

【００１７】保護基板７は、樹脂をスピンコートした
り、基板と同様の樹脂板、ガラス板、或は金属板等を接
着剤６を用いて貼り合わせることによって形成する。さ
らには、２組の記録媒体を中間基板或は反射層を内側に
して接着剤を用いて貼り合わせることにより、両面から
記録，再生、消去可能な構造としてもよい。

【００１８】記録薄膜，保護層，結晶化制御層は、通
常、電子ビーム蒸着法，スパタリング法，イオンプレー
ティング法，ＣＶＤ法，レーザスパタリング法等によっ
て形成される。

【００１９】記録薄膜３の厚さは、記録薄膜３が結晶状
態にある時でも入射光線の一部が記録薄膜３を透過可能
な厚さに選ぶ。反射層５で反射されて記録薄膜３中に再
入射する成分が無くなると光の干渉効果が小さくなり、
第２の誘電体薄膜層４ならびに反射層５の膜厚を多少変
化させても媒体全体の光学行路長、反射率、記録薄膜で
の吸収等の制御が困難になる。

【００２０】第１，第２、及び第３の保護層２，９，４
の膜厚は以下のように決定される。まず、各層を構成す
る物質の複素屈折率を通常の方法（例えばガラス板上に
薄膜を形成し、その膜厚と反射率、透過率の測定値を元
に計算する方法、あるいはエリプソメーターを使う方
法）で求める。次に、記録薄膜３および反射層５の厚さ
を固定した上でマトリクス法（例えば久保田広著「波動
光学」岩波書店、１９７１年、第３章を参照）によって
第１，第２、及び第３の保護層の膜厚を計算により求め
る。具体的には、各層の膜厚を仮定して表面を含む全て
の界面に対してエネルギー保存則に基づき光エネルギー
の収支を計算する。即ち、多層媒体での各界面について
このエネルギー収支の方程式をたて、得られた連立方程
式を解くことで、任意の波長の入射光（実際には、情報
を再生するのに用いる波長λ）に対する光学行路長、透
過光の強度、反射光の強度ならびに各層での吸収量を求
めることができる。記録薄膜が結晶状態にある時とアモ
ルファス状態にある時のいずれの場合についても上記計
算を行うことにより、波長λの再生光に対して、未記録
領域（通常結晶状態をあてる）と記録マーク領域（通常
非晶質状態をあてる）の反射光の位相差、両領域間の反
射率変化ΔＲ、記録層における両領域の吸収差等を知る
ことができる。本発明では、２つの波長λ₁，λ₂（λ₂
は７８０nm）、但しλ₁＜λ₂ に対して、以下の光学特
性をいずれも満足するような構造を選ぶ。 １）波長λ₁ に対して未記録部の反射率は２０％以上，
５０％以下。 ２）波長λ₁ に対して未記録部と記録マーク部の反射率
差は１０％以上、３０％以下。 ３）波長λ₂ に対して未記録部の反射率は５５％以上。 ４）波長λ₂ に対して未記録部と記録マーク部の反射率
差は４０％以上。

【００２１】一実施例として、記録薄膜３が、オーバラ
イト記録が可能なＧe₄₃Ｓb₈Ｔe₄₉３元系材料薄膜を用い
た場合について本実施例を説明する。形成法としては、
Ｇe、Ｓb、Ｔeの３つの蒸発源を用いた電子ビーム共蒸
着法を用いた。記録薄膜は非晶質状態で成膜される。石
英ガラス基板上に上記組成の記録薄膜を蒸着し、各波長
での光学定数（複素屈折率）を測定し、さらにこれを不
活性雰囲気中で３００℃で１０分間熱処理して結晶状態
にして各波長で光学定数を測定した。熱処理によって得
られる結晶状態の光学定数は、レーザ光の照射によって
得られる結晶状態の光学定数とほぼ等しいことを確認し
ている。各波長における光学定数の測定結果を（表１）
に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】基材として予め幅１.５μm・深さ６２nmの
溝トラックを形成した暑さ１．２mm・直径１２０mmのＰ
Ｃ（ポリカーボネート樹脂、屈折率１．５８）板上を用
いた。この基板上に保護層２，保護層９，記録層３，保
護層４，反射層５を順次、電子ビーム蒸着法でそれぞれ
成膜し、さらに保護基板７として同じＰＣ円盤を接着剤
６ではりあわせた（図１）構造をもつ光記録媒体を形成
する。保護層２、及び保護層４はともに、ＺnＳ-20mol%
ＳiＯ₂、保護層９はＳiＯ₂、反射層５はＡuでそれぞれ
形成した。各層を形成する薄膜の光学定数を測定したと
ころ（表２）の結果が得られた。

【００２４】

【表２】

【００２５】（表１）、（表２）のデータから各層の膜
厚を変化させた時に、記録媒体全体の反射率、光吸収率
を計算することにより、最適な膜厚構成を求めることが
できる。計算には各層の複素屈折率を膜厚からマトリク
ス法を用いた。又、基板１と保護基板７は無限大の膜厚
をもつものとして（基板−空気界面、及び保護基板−空
気界面の効果を無視）、反射率Ｒは基板側から入射した
光の強度と反射して基板中に出射してくる光の強度との
比率として求めた。又、光吸収率は各界面での光のエネ
ルギー収支より求めることができる。

【００２６】ここで、２つの波長λ₁，λ₂（λ₂は７８
０nm）、但しλ₁＜λ₂ に対して、以下の光学特性をい
ずれも満足するような構造を探した。 １）波長λ₁ に対して未記録部の反射率は２０％以上，
５０％以下。 ２）波長λ₁ に対して未記録部と記録マーク部の反射率
差は１０％以上、３０％以下。 ３）波長λ₂ に対して未記録部の反射率は５５％以上。 ４）波長λ₂ に対して未記録部と記録マーク部の反射率
差は４０％以上。

【００２７】波長λ₁ として６８０nmを想定し、又、波
長λ₂ に７８０nmをあてて最適構造を探索の結果、解の
１つとして、保護層２，保護層９，記録層３，保護層
４，反射層５の膜厚がそれぞれ９３nm，１２０nm，１
７．５nm，１２nm，５０nmとなる場合が得られた（構造
１）。上記構造の記録媒体において、保護層２の膜厚の
みを変化させた場合の、保護層２の膜厚と非晶質、及び
結晶状態における光反射率の関係を図２に示す。図２よ
り、保護層２の膜厚がおよそ９０nmの時に先に示した４
条件をすべて満たすことがわかる。この計算に基づいて
サンプルを作製し、分光光度計を用いて各波長における
光学特性を実測した。その測定結果を（表３）に示す。
但し、結晶状態は不活性雰囲気中で３００℃で１０分間
熱処理して得た。又、基板界面での反射率分は差し引い
ている。（表３）から、ほぼ設計どおりの記録媒体がで
きていることがわかる。

【００２８】

【表３】

【００２９】この記録媒体を線速度６ｍ／ｓで回転さ
せ、波長６８０nmの半導体レーザ光を開口数０．４５の
レンズ系で絞って、溝トラックにトラッキング制御をか
けながら照射した。焦点は、記録薄膜から故意に１μm
ずらした。まず、記録薄膜面上で６．５ｍＷの連続出力
でレーザ光を照射し、トラック上の記録薄膜を一様に結
晶化させた。このトラック上にレーザ光出力を１１ｍＷ
と５ｍＷの間で３．３ＭＨzで変調させながら照射して
記記録薄膜を部分的に非晶質化させてマークを形成し記
録を行なった。さらに１ｍＷの連続出力（再生パワー）
を照射してその反射光をフォトディテクターで検出し、
得られた再生信号をスペクトラムアナライザーで測定し
たところＣＮ比５３dB（周波数分解能３０kＨz、以下同
様）が得られた。このトラックにさらに同じパワーで
０．９２ＭＨzに変調した信号を記録し、新たな信号を
オーバライトした。この状態で再生信号を測定したとこ
ろ、３．３MＨzにおけるＣＮ比２２dBが得られた。記録
状態の再生信号のＣＮ比と消去状態の消し残り再生信号
の差を消去率と定義するとこの場合の消去率は−２５dB
となる。両周波数を交互に繰返して記録した場合のＣＮ
比、及び消去率を測定したが１０００回の繰り返し記録
での変化は、それぞれ２dB以下にとどまった。次に線速
６ｍ／ｓ、波長６８０nm、記録周波数３．３MＨzで記録
したトラックを線速度１．３ｍ／ｓにおとして、波長７
８０nm、開口数０．４５の光ピックアップを用いて、ジ
ャストフォーカスで再生した。線速度１．３ｍ／ｓはＣ
Ｄの規格内の線速度で、この時、先に記録した記録マー
クの間隔は１．８μm、周波数にすると０．７２MＨz
（ＣＤ規格における３Ｔ信号の周波数と同等）となる。
周波数０．７２MＨzでのＣＮ比は５２dBであった。

【００３０】次に、未記録のトラックに波長７８０nmの
レーザを用いて、線速度、記録パワー等を変えて１．８
μm周期の信号を記録して、その記録・消去・繰り返し
特性を調べた。その結果、最高の記録・消去特性を示し
た場合でも、最初の１回目の記録マークのＣＮ比は５３
dBを越えたが、１回目の消去率は１８dBしかなかった。
又、１００回の繰り返し記録で、１．８μm周期の信号
のＣＮ比の低下を３dB以下の減少にとどめおくような記
録条件（線速度、パワー、レーザ光の焦点位置等）は存
在しなかった。これでは繰り返し記録可能な記録媒体と
しては用をなさない。 このことは、 １）波長６８０nmでは、非晶質−結晶間の反射率差が小
さい（実測で２６％）、すなわち記録薄膜での光吸収率
差が小さい（実測、及び計算結果から類推すると２６
％）ので、良好な消去・繰り返し特性が得られる、 ２）波長７８０nmでは、非晶質−結晶間の反射率差が大
きい（実測で４９％）、すなわち記録薄膜での光吸収率
差が大きい（実測、及び計算結果から類推すると４９
％）ので、良好な消去・繰り返し特性が得られない、と
して説明ができる。実際には、このように、記録薄膜が
非晶質と結晶の場合の光吸収率の差を議論すべきである
が、記録薄膜での光吸収率を実測するのは困難である。
但し、記録媒体の透過率が小さく、反射層における光吸
収率が小さい場合には、各状態の記録薄膜における光吸
収率は、およそ （１００−反射率）％ で表現できるので、光吸収率の差を、反射率の差と置き
換えることは妥当である。

【００３１】ここで、波長６８０nmで記録・消去する場
合にレーザ光の焦点を記録薄膜上に合わせずに若干故意
にずらす理由について説明する。波長６８０nmでジャス
トフォーカスで記録すると記録マーク幅が狭くなり、波
長７８０nmで再生した場合に十分な振幅変調度がとれず
に、信号再生のエラーが著しく増加するからである。波
長λ₁ （ここでは６８０nm）で記録しても幅広の記録マ
ークを形成することを検討した結果、レーザ光の焦点を
電気的に手段を用いてずらす、或は、開口率の小さい
（４．５より小）対物レンズを用いる、或は、対物レン
ズの開口制限を行なって実質的な開口数を低下させる方
法、或はこれらの組合せが効果的であった。このとき、
７８０nm、開口数４．５でジャストフォーカスで記録さ
せた場合と同等、あるいはそれ以上の幅で記録マークが
形成できれば望ましい。

【００３２】次に音楽情報をＣＤエンコーダーを用い
て、ＣＤフォーマットとなるように波長６８０nmで上記
記録媒体に記録した。これを種々の市販のＣＤ再生装置
で再生することを試みた。その結果、約６割のＣＤ再生
装置では音楽情報を再生できたが、残りの装置では再生
が困難であった。これは、ＣＤ規格で定められた反射率
７０％〜９０％に達していないからと考えられる。しか
し、とりあえずは、市販のＣＤ再生装置で再生が可能
な、しかも別の波長を用いれば繰り返し記録も可能な光
学情報記録媒体ができることは確認できた。

【００３３】そこで、更に反射率の高い相変化型光学情
報記録媒体の設計を行なった。波長λ₁ として６３０nm
を想定し、又、波長λ₂ に７８０nmをあてて最適構造を
探索の結果、解の１つとして、保護層２，保護層９，記
録層３，保護層４，反射層５の膜厚がそれぞれ１００n
m，１２０nm，２５nm，１２nm，５０nmとなる場合が得
られた（構造２）。上記構造の記録媒体において、保護
層２の膜厚のみを変化させた場合、保護層２の膜厚と非
晶質、及び結晶状態における光反射率の関係を図３に示
す。図３より、保護層２の膜厚がおよそ１００nmの時に
先に示した４条件をすべて満たすことがわかる。この計
算に基づいてサンプルを作製し、分光光度計を用いて各
波長における光学特性を実測した。その測定結果を（表
４）に示す。但し、結晶状態は不活性雰囲気中で３００
℃で１０分間熱処理して得た。又、基板界面での反射率
分は差し引いている。（表４）から、ほぼ設計どおりの
記録媒体ができていることがわかる。

【００３４】

【表４】

【００３５】この（構造２）の記録媒体は、前述の（構
造１）に比べて、波長７８０nmに対する未記録部（記録
薄膜が結晶状態の領域）の反射率がさらに大きく、ほと
んど７０％に近い値となっているので、（構造１）に比
べて、さらにＣＤの再生装置等、市販のＲＯＭ再生装置
での再生互換のとれる割合が増加するであろうことが予
想される。この場合、波長６８０nmでは、未記録部にお
ける記録薄膜の光吸収率が５０％以下となっているの
で、媒体の感度不足のため、現有の評価装置では、十分
な記録・消去特性の測定ができなかった。しかし、半導
体レーザの出力向上は日進月歩であるので、近い将来、
克服できる問題であり、原理的な障害となるものではな
い。或は波長λ₁ に６３０nmを選べばより光吸収率が高
いので、６８０nmの半導体レーザを用いるよりも小さい
出力で記録が可能であることが予想される。ここでは、
（構造２）の記録媒体に直接波長７８０nm、開口率４．
５のピックアップを用いて、ジャストフォーカスで、線
速度６．０ｍ／ｓで、ＣＤフォーマット信号を記録して
みた。最適記録パワーで記録した信号は、ほとんどの市
販のＣＤ再生装置で再生が可能であった。ただし、この
場合は、消去特性は好ましくない。これは、波長７８０
nmでは、非晶質−結晶間の反射率差が大きい（実測で４
５％）、すなわち記録薄膜での光吸収率差が大きい（実
測、及び計算結果から類推すると４５％）ので、良好な
消去・繰り返し特性が得られない、として説明ができ
る。波長６８０nm、この場合、より好ましくは波長６３
０nmで記録・消去した場合には、より良好な記録・消去
の繰り返し特性が得られることが容易に予想される。

【００３６】このように、基本的に波長７８０nmで再生
できる程度の密度で、より波長の短かい信号を記録・再
生するのだから、波長λ₁ のレーザの収差、ノイズ等へ
の要求はさほど大きくなく、又、対物レンズの開口率も
小さくてよいので、安価に光学系を組み立てることがで
きるという利点がある。

【００３７】これまで、説明してきた光学情報記録媒体
の構造、各層の材料組成、記録・消去のための波長λ
₁ 、記録方法等は、あくまでも一実施例にすぎない。光
学特性さえ所望の値が得られるならば、記録薄膜と基板
の間の保護層を１層ですましてもよいし、或は３層以上
の複数層で構成しても何等問題はない。記録薄膜と反射
層の間の保護層についても同じことが言える。記録薄膜
の材料組成に要求されるのは、良好な記録・消去の繰り
返し特性等である。波長λ₁ は適当に選んでよいし、
又、記録線速度も、光学情報記録媒体に最も適した値を
選択すればよい。ＲＯＭ再生装置との互換性を高めるに
は、波長λ₂ における未記録部の反射率をできるだけ高
く、又、反射率差ができるだけ大きくなるような構造に
すれはよい。種々検討した結果、波長λ₂ における未記
録部の反射率が５８％以上、反射率差が４０％以上あれ
ば、概ね現在市販されているＣＤ再生装置の半数以上で
再生が可能であったし、７０％以上の反射率、５０％以
上の反射率差であればほとんどのＣＤ再生装置で再生が
可能であった。又、波長λ1 における未記録部の反射率
が２０％以上、反射率差が１５％以上あれば、十分な再
生信号が得られた。しかし、未記録部の反射率が大きす
ぎると記録感度が落ちるので、少なくとも５０％以下の
反射率（５０％以上の吸収率）、望むらくは４０％以下
の反射率であればよい。又、反射率差も大きすぎる（す
なわち、記録薄膜での光吸収差が大きすぎる）と消去特
性が劣化するので、反射率差は３０％以下であることが
望ましいこともわかった。

【００３８】又、記録フォーマットは、ＣＤフォーマッ
トに限らず、ＬＤフォーマット等、各種ＲＯＭの記録情
報媒体に合わせることが可能である。これは、すでに市
販、或は実用化されているＲＯＭの記録情報媒体に限定
することはなく、将来実用化されるＲＯＭの光学情報記
録媒体のフォーマットでもかまわない。当然、その場
合、波長λ₂ は７８０nmに限定されるとは限らない。

【００３９】さらに、本発明の光学情報記録媒体と、そ
の記録・消去・再生装置の組合せにおいて、高密度記録
モード、低密度記録モードを併せ持った構成にすること
も可能である。これは、低密度記録モードで記録する場
合は、所望のＲＯＭ記録情報媒体再生装置で再生可能な
フォーマットで記録し、高密度記録モードでは、λ₁＜
λ₂ を利用して、より高密度に記録を行なうという方法
である。この場合、高密度記録・消去・再生用の記録媒
体と、従来のＲＯＭ規格に準拠した記録の低密度記録・
消去・再生専用の記録媒体の２種類を用意するのではな
く、同一の媒体で、２つのモードの記録・消去・再生に
対応することができる。相対的に低密度で記録するモー
ドの場合には、レーザ光の焦点を電気的に手段を用いて
ずらす、或は、より開口率の小さい（４．５より小）対
物レンズに切り替える、或は、対物レンズの開口制限を
行なって実質的な開口数を低下させる方法、或はこれら
の組合せが効果的である。低密度記録モードの場合、７
８０nm、開口数４．５でジャストフォーカスで記録させ
た場合と同等、あるいはそれ以上の幅で記録マークが形
成できるように記録するとよい。

【００４０】

【発明の効果】２波長対応構造の光学情報記録媒体に記
録した信号は波長７８０nmで再生すると反射率、変調度
が高いので、従来から用いられているＲＯＭ再生装置で
信号再生が可能である。又、本発明の記録・再生システ
ムで用いる記録・再生装置に搭載された記録・消去・再
生用のレーザ光の波長λ₁ に対しては、波長７８０nmに
対する場合と比べて、光吸収率が大きく、かつ、消去領
域と記録マーク領域間の光吸収差が小さいので、良好な
記録・消去の繰り返し特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の記録媒体の構造を示す断面図

【図２】本発明の実施例の（構造１）の記録媒体におい
て、記録媒体を構成する第１の保護層の膜厚と記録媒体
の反射率の関係を示す特性図

【図３】本発明の実施例の（構造２）の記録媒体におい
て、記録媒体を構成する第１の保護層の膜厚と記録媒体
の反射率の関係を示す特性図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 第１の保護層 ３ 記録薄膜 ４ 第３の保護層 ５ 反射層 ６ 接着層 ７ 保護基板 ８ 基板平面 ９ 第２の保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−292630（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−109113（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−120727（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/24 G11B 7/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の波長λ₁ のレーザ光の照射によって
   情報を記録・再生する装置に用いる光学情報記録媒体で
   あって、 前記光学情報記録媒体は、基板と、基板上に少なくとも
   保護層と、レーザ光の照射によって相変化を生じて光学
   定数（複素屈折率）の異なる状態へと移り得る記録薄膜
   とを設えてなり、 前記光学情報記録媒体の、波長λ₁ に対する未記録部の
   反射率Ｒ₁₀と、レーザ光の照射によって形成された記録
   マークの波長λ₁ に対する反射率Ｒ₁₁が、それぞれ、 ２０％≦Ｒ₁₀≦５０％、 １５％≦（Ｒ₁₀−Ｒ₁₁）≦３
   ０％、 であり、かつ波長λ₁ よりも長い波長λ₂ に対する未記
   録部の反射率Ｒ₂₀と、レーザ光の照射によって形成され
   た記録マークの波長λ₂ に対する反射率Ｒ₂₁が、それぞ
   れ、 ５８％≦Ｒ₂₀、 ４０％≦（Ｒ₂₀−Ｒ₂₁） であることを特徴とする光学情報記録媒体。
2. 【請求項２】波長λ₂ が７８０nmであることを特徴とす
   る請求項１記載の光学情報記録媒体。
3. 【請求項３】７０％≦Ｒ₂₀、 ５０％≦（Ｒ₂₀−Ｒ₂₁）
   であることを特徴とする請求項１記載の光学情報記録媒
   体。
4. 【請求項４】基板と、基板上に少なくとも保護層と、レ
   ーザ光の照射によって相変化を生じて光学定数（複素屈
   折率）の異なる状態へと移り得る記録薄膜とを設えてな
   る光学情報記録媒体に、波長λ₁ のレーザ光を対物レン
   ズを通して照射することによって記録薄膜を部分的に変
   化させて情報の記録を行い、変化量を光学的に検知して
   情報の再生を行なう光学情報記録再生方法において、 前記光学情報記録媒体が、波長λ₁ に対する未記録部の
   反射率Ｒ₁₀と、レーザ光の照射によって形成された記録
   マークの波長λ₁ に対する反射率Ｒ₁₁が、それぞれ、 ２０％≦Ｒ₁₀≦５０％、 １５％≦（Ｒ₁₀−Ｒ₁₁）≦３
   ０％、 であり、かつ波長λ₁ よりも長い波長λ₂ に対する未記
   録部の反射率Ｒ₂₀と、レーザ光の照射によって形成され
   た記録マークの波長λ₂ に対する反射率Ｒ₂₁が、それぞ
   れ、 ５８％≦Ｒ₂₀、 ４０％≦（Ｒ₂₀−Ｒ₂₁） であり、 情報の記録時に、記録薄膜上のレーザ光の有効ビーム径
   が、レーザ波長λ₁ と前記対物レンズの開口数から一義
   的に決まる最小ビーム径よりも大きくなるようにレーザ
   光を照射することを特徴とする光学情報記録再生方法。
5. 【請求項５】基板と、基板上に少なくとも保護層と、レ
   ーザ光の照射によって相変化を生じて光学定数（複素屈
   折率）の異なる状態へと移り得る記録薄膜とを設えてな
   る光学情報記録媒体に、波長λ₁ のレーザ光を対物レン
   ズを通して照射することによって記録薄膜を部分的に変
   化させて情報の記録を行い、変化量を光学的に検知して
   情報の再生を行なう光学情報記録再生方法において、 前記光学情報記録媒体が、波長λ₁ に対する未記録部の
   反射率Ｒ₁₀と、レーザ光の照射によって形成された記録
   マークの波長λ₁ に対する反射率Ｒ₁₁が、それぞれ、 ２０％≦Ｒ₁₀≦５０％、 １５％≦（Ｒ₁₀−Ｒ₁₁）≦３
   ０％、 であり、かつ波長λ₁ よりも長い波長λ₂ に対する未記
   録部の反射率Ｒ₂₀と、レーザ光の照射によって形成され
   た記録マークの波長λ₂ に対する反射率Ｒ₂₁が、それぞ
   れ、 ５８％≦Ｒ₂₀、 ４０％≦（Ｒ₂₀−Ｒ₂₁） であって、 上記、対物レンズの開口数が４．５よりも小さいことを
   特徴とする光学情報記録再生方法。
6. 【請求項６】波長λ₂ が７８０nmであることを特徴とす
   る請求項４または５記載の光学情報記録再生方法。
7. 【請求項７】コンパクトディスクと同等の記録フォーマ
   ットで情報を記録することを特徴とする請求項４または
   ５記載の光学情報記録再生方法。
8. 【請求項８】基板と、基板上に少なくとも保護層と、レ
   ーザ光の照射によって相変化を生じて光学定数（複素屈
   折率）の異なる状態へと移り得る記録薄膜とを設えてな
   る光学情報記録媒体に、波長λ₁ のレーザ光を対物レン
   ズを通して照射することによって記録薄膜を部分的に変
   化させて情報の記録を行い、変化量を光学的に検知して
   情報の再生を行なう光学情報記録再生方法において、 前記光学情報記録媒体が、波長λ₁ に対する未記録部の
   反射率Ｒ₁₀と、レーザ光の照射によって形成された記録
   マークの波長λ₁ に対する反射率Ｒ₁₁が、それぞれ、 ２０％≦Ｒ₁₀≦５０％、 １５％≦（Ｒ₁₀−Ｒ₁₁）≦３
   ０％、 であり、かつ波長λ₁ よりも長い波長λ₂ に対する未記
   録部の反射率Ｒ₂₀と、レーザ光の照射によって形成され
   た記録マークの波長λ₂ に対する反射率Ｒ₂₁が、それぞ
   れ、 ５８％≦Ｒ₂₀、 ４０％≦（Ｒ₂₀−Ｒ₂₁） であって、 上記、対物レンズの開口数を実質的に大小２段階に切り
   替える手段をもち、実質開口数を大きくした場合には相
   対的に高密度で信号を記録し、開口数を小さくした場合
   には相対的に低密度で信号を記録することを特徴とする
   光学情報記録再生方法。
9. 【請求項９】波長λ₂ が７８０nmで、相対的に低密度記
   録する場合にはコンパクトディスクと同等の記録フォー
   マットで情報を記録することを特徴とする請求項８記載
   の光学情報記録再生方法。