JP3249376B2 - 超解像光記録媒体の再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスク層を有する
超解像光記録媒体の再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光記録において、記録密度は、一般に媒
体に照射されるレーザースポットの大きさによって制限
されるが、近年、光の回折限界によって決定されるレー
ザースポットよりも小さい実効的スポットで、高密度に
記録された情報を再生する超解像技術の研究が盛んに行
われている。

【０００３】超解像技術を用いた高密度記録媒体とし
て、記録層の上に、再生光スポットを実際のレーザース
ポット径よりも小さい実効的スポットとするためのマス
ク層を設けた光記録媒体が知られている。例えば、特開
平７−１６９０５７号公報では、フォトンモードで反応
するフォトクロミック性のマスクを用いた光記録媒体が
開示されている。このような光記録媒体では、着色状態
にあるマスク層が、再生光の照射により、再生光スポッ
トの一部でのみ十分に消色反応を起こし、透過率の高い
部分が形成される。この再生光スポットよりも小さい透
過率の高い部分を実効的な超解像スポットとして再生す
ることにより、超解像効果を得ている。

【０００４】上記の超解像技術においては、フォトクロ
ミック性のマスク層を使用しているため、再生光ビーム
照射により消色反応を起こして再生を行う前に、予め着
色光を照射しマスク層を着色状態にしておく必要があ
る。しかしながら、一旦再生光スポットが走査すると、
マスク層の着色状態は消色状態に変化するため、同じト
ラックを再度再生しようとすると、マスク層が着色状態
でない場合がある。このような問題を解消するため、再
生光スポットに先行して着色光スポットを走査させ、常
に再生光スポットが照射される領域のマスク層を着色状
態としておく方法が考えられる。

【０００５】図４は、このような着色光スポットを再生
光スポットに先行させて光記録媒体上を走査する状態を
示す平面図である。図４を参照して、再生光スポット１
は、矢印Ａ方向に、すなわち図面上方向に向かって走査
されている。再生光スポット１の前後には、トラッキン
グサーボのためのトラッキングサーボ用ビームスポット
２及び３が配置されており、これらのトラッキングサー
ボ用ビームスポット２及び３は、再生光スポット１とと
もに走査されている。トラッキングサーボ用ビームスポ
ット２の前方側には、さらに着色光スポット４が配置さ
れ、再生光スポット１及びトラッキングサーボ用ビーム
スポット２，３とともに走査されている。着色光スポッ
ト４の走査により、マスク層はフォトンモード反応によ
り着色し、着色光スポット４が走査された領域には、着
色領域７が形成される。着色光の光源としては、通常短
波長光（青色光や紫外線）を放射可能な発光ダイオード
や各種レーザー、あるいは水銀ランプ等が使用される。

【０００６】この着色領域７の上を再生光スポット１が
走査することによりマスク層にフォトンモード反応が生
じ着色状態から消色状態に変化する。再生光スポット１
は矢印Ａ方向に走査されているので、図４に示すよう
に、再生光スポット１の後半部分において再生光スポッ
トに対する透過率の高い透過領域５が形成される。この
透過領域５と再生光スポット１との重なり部分５ａが実
効的スポットとなり再生が行われる。すなわち、この重
なり部分５ａにおいてのみ再生光が記録層にまで到達
し、この重なり部分５ａに存在する記録マーク６ｃのみ
が再生される。着色領域にある記録マーク６ａ及び６ｂ
は再生されない。従って、より高密度に記録された情報
の再生が可能となる。

【０００７】図４に示すトラッキングサーボにおいて
は、上述のように、再生光スポット１の走査方向Ａの前
方側及び後方側に、それぞれトラッキングサーボ用ビー
ムスポット２及び３が配置されている。このようなトラ
ッキングサーボ用ビームは、例えば半導体レーザーから
放射されたビームを回折格子等で３分割し、中心のビー
ムを情報の読み出しのための再生光ビームとして用い、
両側の２つのビームをトラッキングサーボ用ビームとす
ることにより与えられる。また、図４に示すように、前
方側及び後方側のトラッキング用ビームは、再生すべき
トラック上で互いに反対側の隣接するトラック側にずれ
た位置に配置されている。このように再生光ビームの
他、２つのトラッキングサーボ用ビームからなる構成に
おけるトラッキングサーボ方法としては、３ビーム法や
差動プッシュプル法等が知られている。

【０００８】この光記録媒体においては、トラックに沿
ってグルーブ（溝）が形成されており、凸部であるラン
ド部と、凹部であるグルーブ部の両方に記録マークが形
成されている。トラッキングサーボ用ビームスポット２
及び３が、このようなランド部またはグルーブ部からず
れると、トラッキング用ビームの回折条件が変化し、光
検出器に入射する光量が変化する。このような光量変化
からトラッキング用ビームスポットのずれの量を検出
し、ずれが少なくなるように対物レンズ等を駆動してト
ラッキングサーボが行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示すようなビームスポットの配置でトラッキングサーボ
しながら再生する場合、先行して走査される着色光ビー
ムスポット４により形成される着色領域７の存在のた
め、トラッキングサーボが不安定になるという問題を生
じた。すなわち、図４に示すされるように、前方側のト
ラッキングサーボ用ビームスポット２は、マスク層が着
色した反射率の低い領域の上を走査するのに対し、後方
側のトラッキングサーボ用ビームスポット３は、再生光
スポット１の通過により消色状態となった部分を含む反
射率の高い領域の上を走査する。この結果、それぞれの
トラッキングサーボ用ビームスポットから得られる反射
光の強度が大幅に異なり、得られるトラッキングエラー
信号に大きなオフセットが生じて、トラッキングサーボ
が不安定になる。

【００１０】本発明の目的は、上述の従来の問題点を解
消し、マスク層を有する超解像光記録媒体において、安
定にトラッキングサーボを行うことができる再生方法を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の再生方法は、着
色光の照射により再生光に対する透過率が低下した着色
状態となり再生光の照射により着色状態が再生光に対す
る透過率の増大した消色状態となって該再生光の一部を
透過するマスク層を備える超解像光記録媒体に、着色光
のビームを再生光のビームに先行させて走査しながら照
射するとともに、着色光ビームスポット及び再生光ビー
ムスポットのトラックに対する位置制御を行うため再生
光ビームスポットの走査方向の前方側及び後方側にトラ
ッキングサーボ用ビームスポットを配置して走査する再
生方法であり、着色光ビームスポットを、前方側のトラ
ッキングサーボ用ビームスポットと再生光ビームスポッ
トの間に配置することを特徴としている。

【００１２】本発明において、超解像光記録媒体のマス
ク層は、上述のように、着色光ビームの照射により再生
光に対する透過率が低下した着色状態となり、再生光ビ
ームの照射により再生光に対する透過率の増大した消色
状態となるマスク層である。このようなマスク層は、例
えばフォトクロミック性色素を含有させることにより形
成することができる。このようなフォトクロミック性色
素としては、着色光ビームの波長でフォトンモード反応
を生じ着色状態となり、再生光ビームの波長でフォトン
モード反応を生じ消色状態となるものが例えば使用でき
る。また、着色光ビーム照射による温度上昇によって着
色状態となるようなフォトクロミック性色素を用いても
よい。

【００１３】なお、マスク層の光学濃度は高く設定する
ことが好ましく、例えば光学濃度が０．３以上となるよ
うに設定することが好ましい。光学濃度を高くすること
により、マスク層の透過率の変化が非線形的となり、よ
り高い超解像効果を得ることができる。

【００１４】また、本発明におけるトラッキング方法
は、特に限定されるものではなく、再生光の走査方向の
前方側及び後方側にトラッキングサーボ用ビームを配置
するトラッキングサーボ方法であればよく、例えば、３
ビーム法や、差動プッシュプル等のトラッキングサーボ
方式が挙げられる。

【００１５】また本発明の対象となる光記録媒体も特に
限定されるものではなく、ＣＤのような再生専用ディス
クや、光磁気ディスク及び相変化型光ディスクなどの記
録可能型ディスクを含み、サーボトラッキングが行われ
る広い範囲の光記録媒体に適用することができる。ＣＤ
の場合には、トラックにピット列が形成されており、こ
のピット列によって反射されたトラッキング用ビームの
反射光を検出することによりトラッキングサーボが行わ
れる。この場合、トラックがずれると、ピットによる反
射光の回折条件が変化し、トラッキング用ビームの反射
光の光量が変化するので、この光量変化からずれの量を
検出して、ずれを少なくするように対物レンズ等を駆動
してトラッキングサーボが行われる。また、ＣＤのよう
にトラックにピットの凹凸が形成されない場合、例えば
光磁気ディスクや相変化型光ディスクなどの場合は、ト
ラックに沿ってグルーブを形成し、グルーブの凹凸によ
って反射されるトラッキング用ビームの反射光量の変化
を検出することによりトラッキングサーボが行われる。
この場合、図４に示すようにランド部とグルーブ部の双
方に記録マークが形成されたようなタイプでもよいし、
ランド部のみあるいはグルーブ部のみに記録マークが形
成されたようなタイプであってもよい。

【００１６】本発明に従えば、着色光ビームスポット
が、前方側のトラッキングサーボ用ビームスポットと再
生光ビームスポットの間に配置されている。従って、前
方側のトラッキングサーボ用ビームスポットは、着色光
ビームの照射によって形成される着色領域より前方側に
位置しており、図４に示す従来の方法のように着色光ビ
ームによる着色領域の上を走査することがない。従っ
て、前方側のトラッキングサーボ用ビームスポット及び
後方側のトラッキングサーボ用ビームスポットが共に反
射率の高い領域を走査することになり、従来のようにト
ラッキングエラー信号におけるオフセットを生じること
がなく、トラッキングサーボを安定に行うことができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に従う一実施形態
における各ビームスポットの配置状態を示す平面図であ
る。図１を参照して、本実施形態において、再生光ビー
ムスポット１は、矢印Ａ方向にトラック上を走査してお
り、この再生光ビームスポット１の前方側及び後方側
に、それぞれトラッキングサーボ用ビームスポット２及
び３が配置されている。着色光スポット４は、前方側の
トラッキングサーボ用ビームスポット２と、再生光ビー
ムスポット１の間に配置されている。このような配置状
態で、各ビームスポット１〜４が、矢印Ａ方向に走査さ
れている。

【００１８】前方側のトラッキングサーボ用ビームスポ
ット２と、後方側のトラッキングサーボ用ビームスポッ
ト３は、互いに反対側の隣接するトラック側にずれた位
置に配置されている。

【００１９】着色光ビームスポット４が、前方側のトラ
ッキングサーボ用ビームスポット２と、再生光ビームス
ポット１の間に配置されているので、着色光ビームスポ
ット４により着色されるマスク層の着色領域７は、前方
側のトラッキングサーボ用ビームスポット２の後方側に
おいて形成される。従って、前方側のトラッキングサー
ボ用ビームスポット２が照射される位置には、着色領域
が存在せず、高い反射率でトラックからの反射光を得る
ことができる。

【００２０】また、後方側のトラッキングサーボ用ビー
ムスポット３は、再生光ビームスポット１の後方側の位
置しているため、再生光ビームスポット１により消色さ
れた領域を照射することになる。着色領域７が幾分残っ
ているが、非常に僅かな領域であるため、後方側のトラ
ッキングサーボ用ビームスポット３からは、前方側のト
ラッキングサーボ用ビームスポット２と同様に、高い反
射率で反射光を得ることができる。従って、トラッキン
グサーボ用ビームの反射光から検出されるトラッキング
エラー信号に従来のような大きなオフセットが生じるこ
とがなく、安定したトラッキングサーボを行うことがで
きる。

【００２１】また、再生光スポット１の後半部分におい
て再生光スポットに対する透過率の高い透過領域５が形
成される。この透過領域５と再生光スポット１との重な
り部分５ａが実効的スポットとなり再生が行われる。す
なわち、この重なり部分５ａにおいてのみ再生光が記録
層にまで到達し、この重なり部分５ａに存在する記録マ
ーク６ｃのみが再生される。着色領域にある記録マーク
６ａ及び６ｂは再生されない。従って、より高密度に記
録された情報の再生が可能となる。

【００２２】図２は、本発明に従う一実施形態において
用いられる再生装置を示す構成図である。図２を参照し
て、再生光を照射する再生用光源１１の前方側には、ビ
ームを３分割する回折格子からなるビームスプリッター
１２が設けられている。本実施形態においては、再生用
光源１１として、波長６３５ｎｍの赤色半導体レーザー
が用いられている。

【００２３】ビームスプリッター１２により、再生用光
源１１からの出射光が、再生光ビーム、及び２つのトラ
ッキングサーボ用ビームに分割される。従って、トラッ
キングサーボ用ビームは再生光と同一波長を有してい
る。３分割されたビームは、ハーフミラー１３、ダイク
ロックミラー１４を通過し、対物レンズ１５によって超
解像媒体１６上に集光され、各スポットが形成される。

【００２４】着色光を出射する着色用光源１７の前方側
には、コリメーターレンズ１８が設けられている。本実
施形態では、着色用光源１７として、ＨｅＣｄレーザー
を用い、このレーザーから出射される紫外線レーザー光
を着色光として用いている。コリメーターレンズ１８を
通過した着色光は、光ファイバー１９及びコリメーター
レンズ２０を通り、ダイクロックミラー１４によって反
射され、対物レンズ１５で超解像媒体１６上に集光され
る。なおこの際、再生光ビームと、前方側のトラッキン
グサーボ用ビームの間に着色光ビームが配置されるよう
に照射される。このような着色光ビームの照射位置の制
御は、種々の方法を採用することができるが、本実施形
態では、コリメーターレンズ２０の位置を移動させるこ
とによるダイクロックミラー１４に対する着色光の入射
角度、及びダイクロックミラー１４の傾斜角度を調整す
ることにより制御されている。

【００２５】このように着色光ビームの照射位置を制御
することにより、例えば、図１に示すような配置で、着
色光ビームスポット及び他のビームスポットの位置が制
御される。

【００２６】超解像媒体１６で反射された再生光及びト
ラッキングサーボ用ビーム光は、対物レンズ１５及びダ
イクロックミラー１４を通り、ハーフミラー１３で反射
されて光検出器２１に送られる。ここで、フォーカスサ
ーボ信号、トラッキングサーボ信号及び再生信号が検出
される。フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ
信号は、対物レンズ１５を駆動する装置に送られ、フォ
ーカスサーボ及びトラッキングサーボが行われる。本実
施形態では、トラッキングサーボ系として３ビーム法を
採用し、フォーカスサーボ系として、非点収差方式を採
用している。また、各種サーボ系回路には、反射光の大
小に応じてサーボゲインを自動調節する回路も含んでい
る。

【００２７】図３に示すような、マスク層を有する再生
専用ディスクを、図２に示す再生装置で再生した。図３
に示す超解像光ディスクでは、ポリカーボネートからな
る透明基板３０の下面に、トラックピッチ０．８２ミク
ロン、最短ピット（３Ｔ信号）０．４ミクロンのＥＦＭ
信号でピットが形成されており、この透明基板３０の上
にスパッタリング法により膜厚０．０４ミクロンのＡｌ
Ｎ膜３１が形成されている。このＡｌＮ膜３１の上に、
マスク層３２として、下記構造式（化１）のスピロベン
ゾピラン系フォトクロミック材料を真空蒸着法で膜厚
０．３ミクロンとなるように蒸着している。さらに、こ
のマスク層３２の上に、Ａｇ膜を真空蒸着法で膜厚０．
２ミクロンとなるように形成し反射膜３３としている。
さらに、この上に紫外線硬化樹脂からなる保護膜３４を
形成している。

【００２８】

【化１】

【００２９】上記フォトクロミック材料は、紫外線の光
照射により着色し赤色波長域での吸収が増大する。また
赤色光照射により消色し、元の状態に戻る。従って、こ
のフォトクロミック材料をマスク層として用いた場合に
は、着色光として紫外線レーザー光を用いることがで
き、マスク層を消色し情報を再生するための再生光とし
て、波長６３０〜６８０ｎｍの半導体レーザーのレーザ
ー光を用いることができる。

【００３０】本実施形態の再生装置では、上述のよう
に、再生光として波長６３５ｎｍのレーザー光を用い、
着色光として紫外線レーザー光を用いている。着色光パ
ワーを３ｍＷとし、再生光パワーを１ｍＷとし、それぞ
れのビームの相対速度を１．４ｍ／秒とし、着色光ビー
ムの位置を図１に示すように前方側のトラッキングサー
ボ用ビームと再生光ビームの間に配置した状態で、上記
の再生専用ディスクを再生した。この結果、安定にトラ
ッキングサーボを行うことができ、また最短ピットに対
する出力が約５０％向上し、超解像再生の効果が確認さ
れた。

【００３１】比較として、図２に示す装置で、コリメー
ターレンズ２０による着色光の出射角度の調整及びダイ
クロックミラー１４の傾斜角度の調整によって、着色光
ビームが、前方側のトラッキングサーボ用ビームよりも
前方側に位置するよう配置させた、図４に示すような状
態とし、上記再生専用ディスクを再生した。この結果、
オシロスコープで確認したトラッキングサーボの信号に
は歪みが存在しており、トラッキングサーボが不安定
で、安定な超解像再生を行うことができなかった。

【００３２】以上の結果から明らかなように、本発明に
従い着色光ビームを前方側のトラッキングサーボ用ビー
ムと再生光ビームの間に位置させることにより、安定な
トラッキングサーボを行うことができる。

【００３３】上記実施形態においては、トラッキングサ
ーボ方式として３ビーム法を採用しているが、本発明は
これに限定されるものでなはく、差動プッシュプル法等
の複数のビームを用いる他のトラッキングサーボ方式に
も適用することができる。

【００３４】また、本発明において、再生光及び着色光
の波長、マスク層に用いる材料等は上記の実施形態に限
定されるものではない。また上記実施形態では、超解像
光記録媒体として、ＣＤのような再生専用ディスクを例
にして示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、光磁気媒体や相変化型媒体等の記録可能型光ディス
クに対しても適用されるものである。

【００３５】また、マスク層の着色光ビーム光源として
は、上述のＨｅＣｄレーザーに限定されるものではな
く、マスク層材料の吸収特性に応じた紫外線・青色半導
体レーザーや発光ダイオード等も使用することができ
る。また、紫外線・青色光源を再生用の光源として用
い、より長波長の赤色・近赤外の半導体レーザー等を着
色用光源として用いることも可能である。

【００３６】上記実施形態では、再生用ビーム及び着色
用ビームを同一の対物レンズで集光しているが、本発明
はこれに限定されるものではなく、別々の光学系によっ
て媒体上に集光することも可能である。

【００３７】本発明に係る光記録媒体は、記録層（記録
面）に対して再生光入射側にマスク層を設ける構成の光
記録媒体以外に、再生光入射側から見て記録層の裏側に
マスク層、反射層をこの順序で備えるような反射型光記
録媒体であってもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明に従えば、着色光ビームスポット
を、前方側のトラッキングサーボ用ビームスポットと再
生光ビームスポットの間に配置することにより、前方側
のトラッキングサーボ用ビームに対する、着色光ビーム
による着色領域の影響を低減させている。従って、本発
明に従えば、より安定にトラッキングサーボを行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う一実施形態における着色光ビーム
スポットと、トラッキングサーボ用ビームスポット及び
再生光ビームスポットの位置関係を示す平面図。

【図２】本発明に従う一実施形態において用いられる再
生装置を示す構成図。

【図３】本発明の一実施形態において用いた超解像光記
録媒体を示す断面図。

【図４】超解像光記録媒体を再生する際の、着色光ビー
ムスポット、再生光ビームスポット、及びトラッキング
サーボ用ビームスポットの従来の位置関係を示す平面
図。

【符号の説明】

１…再生光ビームスポット ２，３…トラッキングサーボ用ビームスポット ４…着色光ビームスポット ５…再生光ビームスポット中の透過領域（実効的スポッ
ト） ６ａ，６ｂ，６ｃ…記録ピット ７…マスク層の着色領域 １１…再生用光源 １２…ビームスプリッター １３…ハーフミラー １４…ダイクロックミラー １５…対物レンズ １６…超解像媒体 １７…着色用光源 １８…コリメーターレンズ １９…光ファイバー ２０…コリメーターレンズ ２１…光検出器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−7283（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−17059（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−337496（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−266478（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−28498（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−73962（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013 G11B 7/09 - 7/095 G11B 7/135

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色光の照射により再生光に対する透過
   率が低下した着色状態となり、再生光の照射により前記
   着色状態が再生光に対する透過率の増大した消色状態と
   なって該再生光の一部を透過するマスク層を備える超解
   像光記録媒体に、前記着色光のビームを前記再生光のビ
   ームに先行させて走査しながら照射するとともに、前記
   着色光ビームスポット及び前記再生光ビームスポットの
   トラックに対する位置制御を行うため、前記再生光ビー
   ムスポットの走査方向の前方側及び後方側にトラッキン
   グサーボ用ビームスポットを配置して走査する超解像光
   記録媒体の再生方法において、 前記着色光ビームスポットを、前記前方側のトラッキン
   グサーボ用ビームスポットと前記再生光ビームスポット
   の間に配置することを特徴とする超解像光記録媒体の再
   生方法。
2. 【請求項２】 前記トラッキング用ビームが前記再生光
   と同一波長からなる光であることを特徴とする請求項１
   に記載の超解像光記録媒体の再生方法。