JP3249461B2

JP3249461B2 - 光ディスクドライブ

Info

Publication number: JP3249461B2
Application number: JP07168798A
Authority: JP
Inventors: 俊彦永瀬; 勝太郎市原; 秀之西沢; 明子平尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2002-01-21
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: JPH11273081A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ビームを照射して
光ディスクの記録再生を行う光ディスクドライブに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ビームの照射により情報の再生または
記録・再生を行う光ディスクメモリーは、大容量性、高
速アクセス性、媒体可搬性を兼ね備えた記憶媒体として
音声、画像、計算機データなど各種ファイルに実用化さ
れており、今後もその発展が期待されている。光ディス
クの高密度化技術としては、原盤カッティング用ガスレ
ーザーの短波長化、動作光源である半導体レーザーの短
波長化、対物レンズの高開口数化、光ディスクの薄板化
が考えられている。さらに記録可能な光ディスクにおい
ては、マーク長記録、ランド・グルーブ記録など種々の
アプローチがある。

【０００３】また、光ディスクの高密度化の効果が大き
い技術として、媒体膜を利用する超解像再生技術が提案
されている。超解像再生技術は、当初、光磁気ディスク
特有の技術として提案された。その後、ＲＯＭディスク
でも、記録層に対して再生ビームの入射側に再生ビーム
の照射により透過率が変化する超解像膜を設けて超解像
再生する試みが報告されている。このように、超解像再
生技術は光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、Ｗ
ＯＲＭ、相変化光ディスクなど全ての光ディスクに適用
可能なことが明らかになった。

【０００４】上述したように、超解像再生技術では再生
ビームの照射により超解像膜の光学的特性すなわち吸収
率または透過率が変化することを利用する。こうした超
解像膜の特性は、所定の仕様の半導体レーザーから発せ
られる再生ビーム波長（すなわちエネルギー）に合わせ
て調整される。しかし、光ディスクが動作する環境温度
や再生ビームの波長が変化すると、超解像膜の特性も変
動し、調整した通りの吸収率または透過率が得られなく
なる。従来は、これらの変動要因を考慮していないた
め、超解像膜の特性の変動を招き、ひいては再生特性の
変動たとえばノイズの増大を抑制することができなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、環境
温度や入射光の波長の変動による再生特性の変動を抑制
することができ、光ディスクの動作マージンを広く取る
ことができる光ディスクドライブを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクドラ
イブは、記録層とこの記録層の光照射側に設けられ光照
射による電子励起に伴って光学的変化を生ずる超解像膜
とを有する光ディスクを再生する光ディスクドライブで
あって、前記超解像膜に電圧を印加する手段を具備した
ことを特徴とする。

【０００７】環境温度の変化に対応するためには、環境
温度の変化を検知する温度センサーと、環境温度の変化
に応じて超解像膜に印加する電圧を制御する手段とを設
ける。また、再生光源の波長の変化に対応するために
は、再生光源の波長の変化を検知する手段と、再生光源
の波長の変化に応じて超解像膜に印加する電圧を制御す
る手段とを設ける。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明の光ディスクドライブは、光ディスクを構
成する超解像膜に電圧を印加する手段を有する。超解像
膜に電圧を印加するのは、環境温度や入射光の波長の変
動に応じて超解像膜の励起準位間隔を制御するためであ
る。

【０００９】光ディスクの超解像膜に電圧を印加するた
めには、例えば超解像膜を挟むように１対の電極膜を有
する構造の光ディスクを用いる。図１に、このような構
造を有する光ディスクの一例の断面図を示す。ディスク
基板１に、第１の透明電極２、超解像膜３、第２の透明
電極４、第１干渉層５、記録層６、第２干渉層７、およ
び反射層８が形成されている。再生ビームは基板１側か
ら、第１の透明電極２、超解像膜３、第２の透明電極４
および第１干渉層５を通して記録層６に入射する。この
ように、第１の透明電極２と第２の透明電極４の間に挟
まれた超解像膜３は記録層６に対して再生ビームが入射
する側に形成される。記録層６からの反射光は光検出器
により検出され、この光検出器の出力信号が処理されて
再生信号が生成される。図１のような光ディスクを用い
る場合、光ディスクドライブに設けられた電源から、第
１の透明電極２および第２の透明電極４に電圧を印加す
る。

【００１０】図２に、超解像膜の一般的な特性を示す。
横軸Ｎｐは超解像膜に照射されるフォトン数、縦軸Ｔｒ
は超解像膜の透過率である。Ｎｐが低い状態ではＴｒは
低く、Ｎｐが高くなるとＴｒは高くなる。このように超
解像膜は、本質的に照射フォトン数Ｎｐに応じて透過率
Ｔｒが変化する特性を有する。図２のように、Ｎｐの増
加に応じてＴｒが増加する特性を有する超解像膜では、
再生ビームスポットの中央部付近のフォトン数が多い領
域で透過率が高く、その周囲では透過率が低くなる。こ
のため、再生ビームスポットよりもサイズの小さい光学
開口が形成される。したがって、記録層に狭ピッチで記
録マーク列を形成した場合でも、符号間干渉の影響なし
に個別の記録マークを分離して識別し、所望の再生動作
が可能になる。

【００１１】なお、超解像膜の材質によっては、図２と
は逆に、Ｎｐが小さい状態でＴｒが高く、Ｎｐが大きく
なるとＴｒが低くなる特性を示す場合もある。本発明に
適用される超解像膜は、光照射により電子励起し、励起
に関与する少なくとも２つの準位に存在する電子密度の
変化によって、その光学的特性が変化する。より詳細に
は、超解像膜に光を照射したときに、電子励起により下
位準位の電子密度が減少し、上位準位の電子密度が増加
する結果、励起確率が大幅に低下して光を吸収しなくな
る。この現象は、吸収飽和と呼ばれ、吸収飽和が起こる
と、透過率が上がる。この現象を利用することにより、
図２を参照して説明したように、超解像再生が可能にな
る。

【００１２】超解像膜を構成する材料としては、励起に
関与する２つの準位間のエネルギー差が、再生光源の波
長とほぼ一致する半導体が最適である。励起に関与する
２つの準位は、価電子帯、不純物準位、励起子準位、伝
導帯のいずれであってもよい。超解像膜としては、準位
間のエネルギー差の制御および脱励起の時定数の制御の
観点から、例えば誘電体母材中に半導体微粒子を分散さ
せた半導体微粒子分散膜を用いることが好ましい。ま
た、例えば２種の半導体層を交互に積層した量子井戸構
造の超格子膜も好適に用いることができる。また、連続
膜状の半導体膜を用いることもできる。

【００１３】次に、電圧の印加による超解像膜の特性変
化について説明する。ここでは、超解像膜が量子井戸構
造の半導体積層膜からなり、価電子帯上端から励起子準
位への励起により吸収飽和が起こる場合を例に挙げる。

【００１４】図３に、量子井戸構造を有する半導体積層
膜（エネルギーギャップＥｇ）からなる超解像膜の吸収
率の分散を示す。実線は電圧を印加していない場合、破
線は電圧を印加した場合である。実線の曲線で示される
ように、吸収端付近で励起子準位による吸収ピークＥex
が見られる。この超解像膜に電圧を印加すると、破線の
曲線で示されるように、励起子準位による吸収ピークは
低エネルギー側へシフトする。この現象は、シュタルク
効果によるものである。このように、超解像膜に電圧を
印加することにより、吸収率の分散を変化させることが
できる。また、電圧を印加する前の励起子準位による吸
収ピーク位置（Ｅex）では、電圧を印加した後の吸収率
が減少している。すなわち、電圧の印加により、吸収ピ
ーク位置（Ｅex）における初期透過率は高くなる。この
ことから、電圧の印加により、再生ビーム強度（フォト
ン数）に対する透過率の変化量が低くなることがわか
る。

【００１５】図４を参照して、電圧印加による超解像膜
の吸収率の分散の変動をより詳細に議論する。さらに、
環境温度や入射光の波長の変化を、超解像膜に印加する
電圧を制御することにより補償できることを説明する。
図４において、実線は電圧を印加していない場合、破線
は電圧Ｖを印加した場合、一点鎖線は電圧Ｖ＋ΔＶを印
加した場合である。図３で説明したように、電圧の印加
により、吸収端付近における励起子準位による吸収ピー
ク位置が低エネルギー側にシフトしている。いま、超解
像膜に初期バイアス電圧Ｖを印加しているものとする。
励起子準位による吸収ピーク位置は、電圧を印加する前
にはＥexであるのに対し、電圧Ｖの印加後にはＥex−Δ
Ｅとなり、低エネルギー側へシフトしている。再生ビー
ムの波長は、エネルギーＥex−ΔＥに相当する波長であ
るとする。

【００１６】この条件で、光ディスクの動作環境温度が
Ｔ１からＴ２に変化したとする（Ｔ１＜Ｔ２）。温度Δ
Ｔ（＝Ｔ２−Ｔ１）の上昇により、２準位間のエネルギ
ー差はｋΔＴ（ｋはボルツマン定数）だけ小さくなった
ことと等価であるとみなすことができる。つまり、励起
子準位による吸収ピークが低エネルギー側へシフトし
て、Ｅex−ΔＥ−ｋΔＴになったことと等価である。と
ころが、再生ビームの波長は不変であるため、この波長
に相当するエネルギー（Ｅex−ΔＥ）における吸収率は
減少する。この吸収率の減少分だけ、超解像膜の初期透
過率が増加する。この結果、２準位間の遷移によって吸
収飽和が起こったとしても、十分な透過率変化を得るこ
とができない。したがって、光学開口部とその周囲のマ
スク部との透過率に差がなくなり、光学開口部を通して
のみ記録マークを読み出すことが困難になる。

【００１７】上記の温度上昇に対して、初期バイアスと
して印加していた電圧ＶをΔＶだけ減少させると、励起
子準位による吸収ピーク位置は高エネルギー側にシフト
して、再生ビームの波長に相当するエネルギーにおける
吸収率の変化を補正することができる。ここで、印加電
圧の減少量ΔＶによる吸収ピーク位置の高エネルギー側
へのシフト量は、ｋΔＴに相当するエネルギーである。
この結果として、温度がΔＴだけ変化しても、電圧を制
御することにより、再生ビームに対する超解像膜の特性
を維持することができる。つまり、環境温度に対する超
解像膜の特性の変化を、電圧印加により補償することが
できる。

【００１８】このように、超解像膜に初期バイアス電圧
Ｖを印加した状態で、環境温度がΔＴだけ高くなった場
合には電圧をＶ−ΔＶに減少させ、逆にΔＴだけ低くな
った場合には電圧をＶ＋ΔＶに増加させることにより、
環境温度の変化に伴う超解像膜の特性変化を補償するこ
とができる。なお、光ディスクの動作環境温度の仕様値
上限に初期バイアスを対応させる場合には、初期バイア
スは０としてもよい。

【００１９】入射光の波長が変化した場合にも同様に、
超解像膜への印加電圧を制御することにより、超解像膜
の特性を補正することができる。例えば、超解像膜が波
長λの再生ビームに対して最適な動作をするように調整
されていたとする。ここで、光源である半導体レーザー
のばらつきのため、再生ビームの波長がΔλだけ長波長
側にずれていた場合を考える。超解像膜の励起子準位
（Ｅex）は再生ビームの波長λに相当するエネルギーと
等しいエネルギー位置に調整されている。このため、波
長λ＋Δλに相当するエネルギーにおける吸収率は、波
長λに相当するエネルギーにおける吸収率よりも小さ
い。この吸収率の減少分だけ、超解像膜の初期透過率が
増加し、吸収飽和しても十分な透過率変化を得ることが
できない。したがって、この場合にも、光学開口部とそ
の周囲のマスク部との透過率に差がなくなり、光学開口
部を通してのみ記録マークを読み出すことが困難にな
る。ここで、印加電圧をΔＶだけ増加することによっ
て、励起子準位による吸収ピーク位置を低エネルギー側
にシフトさせ、λ＋Δλの波長に相当するエネルギーと
励起子準位による吸収ピーク位置を等しくすることによ
り、再生ビームの波長の変化による超解像膜の特性の変
化を補正することができる。

【００２０】このように、超解像膜に初期バイアス電圧
Ｖを印加した状態で、再生ビームの波長がΔλだけ長波
長側にずれた場合には電圧をＶ＋ΔＶに増加させ、逆に
Δλだけ短波長側にずれた場合には電圧をＶ−ΔＶに減
少させることにより、再生ビームの波長の変化に伴う超
解像膜の特性変化を補償することができる。なお、光デ
ィスクの再生ビームの波長の仕様値下限に初期バイアス
を対応させる場合には、初期バイアスＶは０としてもよ
い。

【００２１】以上述べたように、超解像膜への印加電圧
を制御することにより、環境温度の変化や再生ビームの
波長の変化に対して超解像膜の特性を一定に保つことが
できる。

【００２２】次に、本発明の光ディスクドライブにおい
て、超解像膜へ電圧を印加するために手段について説明
する。図１に示したように超解像膜３を１対の透明電極
２、４で挟んだ構造の光ディスクでは、たとえば図５に
示すように光ディスクの内周に第１の透明電極２の電極
端子２ａ、外周に第２の透明電極４の電極端子４ａを形
成する。このような断面構造は、成膜時に適当なマスク
を使用することにより形成することができる。一方、ド
ライブには、ディスク押えの部分に電極端子２ａに接触
する端子を設けてディスク押えの上面に取り出すととも
に、ディスク押え上面の端子部および電極端子４ａに対
してそれぞれ擦り接触子を設け、これらの擦り接触子を
電源に接続する。

【００２３】また、光ディスクとして、超解像膜を、光
照射によりキャリヤーを発生するキャリヤー発生材から
なる１対の膜で挟んだ積層構造を有するものを用いても
よい。超解像膜を挟む１対の膜を構成するキャリヤー発
生材としては、一方が光照射により電子を発生する材
料、他方が光照射により正孔を発生する材料であること
が好ましい。一方、光ディスクドライブには、キャリヤ
ー発生材膜に光を照射して超解像膜への印加電圧を制御
するための光源を設ける。同様に、超解像膜を、キャリ
ヤー発生材からなる膜と透明膜とで挟んだ構造にしても
よい。この場合、キャリヤー発生材は光照射により電
子、正孔のいずれを発生するものでもよい。具体的なキ
ャリヤー発生材としては、ａ−Ｓｅ、ａ−Ｓｅ−Ｔｅ、
ａ−Ｓｅ−Ａｓ、ａ−Ａｓ₂ Ｓｅ₃ 、セレン合金などの
アモルファスカルコゲナイト系材料、ＺｎＯ、ＣｄＳ、
またはこれらの樹脂分散系、アモルファスシリコン系の
無機材料が挙げられる。また、金属フタロシアニン、無
金属フタロシアニンなど有機光導電性材料を用いること
もできる。これらの材料のうち、光ディスクの動作波長
において量子効率の良好なものを選択する。

【００２４】また、コロナ放電を利用して、ディスク全
体に電圧を印加することにより超解像膜に電圧を印加し
てもよい。この場合、光ディスクドライブの内部に、デ
ィスク表面に接触しないようにコロナワイヤを配置す
る。そして、ディスク表面を帯電させて、超解像膜に電
圧を印加する。

【００２５】次に、本発明の光ディスクドライブにおい
て、環境温度の変化や入射光の波長の変化に応じて、超
解像膜への印加電圧を制御するための手段について説明
する。

【００２６】図６に、環境温度の変化による超解像膜の
特性の変動を補償できる光ディスクドライブの構成の一
例を示す。光ディスク１０としては、図１に示した構造
のものを用いる。記録・消去は、半導体レーザー１１か
ら記録・消去パワーのレーザービームをハーフミラー１
２および焦点レンズ１３を通して光ディスク１０に照射
することにより行なわれる。再生は、半導体レーザー１
１から再生パワーのレーザービームをハーフミラー１２
および焦点レンズ１３を通して光ディスク１０に照射
し、光ディスク１０からの反射光を焦点レンズ１３およ
びハーフミラー１２を経由して光検出器１４で検出し、
その出力信号を処理することにより行なわれる。これら
の記録・再生系の構成は通常の光ディスクドライブと同
様である。

【００２７】この光ディスクドライブでは、環境温度を
検知する熱電対などの温度センサー２１により環境温度
に変化を検知し、温度の変化量と電圧の印加によるエネ
ルギーシフト量との関係を記録したデータユニット２２
を介して、演算回路２３により印加すべき電圧を演算
し、電源２４を制御して所定の電圧を光ディスクドライ
ブ１０へ印加する。

【００２８】なお、予め動作環境温度と再生特性との関
係を求めてこのデータをたとえばＲＯＭに格納し、超解
像膜に一定電圧Ｖを印加しながら予備的に再生を行い、
この予備再生データ系列とＲＯＭに格納されたデータか
ら環境温度の変化に応じた印加電圧を決定し、この印加
電圧を印加しながら本再生を行ってもよい。

【００２９】図７に、再生ビームの波長の変化による超
解像膜の特性の変動を補償できる光ディスクドライブの
構成の一例を示す。この光ディスクドライブも、半導体
レーザー１１、ハーフミラー１２、焦点レンズ１３およ
び光検出器１４を用いて記録・再生を行う。また、この
光ディスクドライブでは、半導体レーザー１１とハーフ
ミラー１２との間に、ビームスプリッター３１を設け、
半導体レーザー１１からのレーザービームを第２の光検
出器３２で検出して再生ビームの波長を求める。第２の
光検出器３２としては、分光感度特性が予めわかってい
るフォトダイオードなどを用い、出力される電圧、電流
から、再生ビームの波長を正確に知ることができる。さ
らに、再生ビームの波長の変化量と電圧の印加によるエ
ネルギーシフト量との関係を記録したデータユニット３
３を介して、演算回路３４により印加すべき電圧を演算
し、電源３５を制御して所定の電圧を光ディスクドライ
ブ１０へ印加する。

【００３０】なお、予め再生ビームの波長と再生特性と
の関係を求めてこのデータをたとえばＲＯＭに格納し、
超解像膜に一定電圧Ｖを印加しながら予備的に再生を行
い、この予備再生データ系列とＲＯＭに格納されたデー
タから再生ビームの波長の変化に応じた印加電圧を決定
し、この印加電圧を印加しながら本再生を行ってもよ
い。

【００３１】さらに、本発明の光ディスクドライブで
は、環境温度の変化に対する補償手段および再生ビーム
の波長の変化に対する補償手段の両方を設けてもよい。
なお、本発明は、相変化光ディスクだけでなく、光磁気
ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＷＯＲＭなどの超
解像再生にも適用できる。

【００３２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。実施例１図１に本実施例で用いた相変化光ディスクの断面図を示
す。ポリカーボネートからなるディスク基板１に、厚さ
１００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎ₂ Ｏ₃ −１０ａｔ％ＳｎＯ
₂ ）からなる第１の透明電極２、全厚さが１００ｎｍの
ＧａＩｎＡｓＰ／ＧａＡｓの半導体積層膜からなる量子
井戸構造を有する超解像膜３、厚さ１００ｎｍのＩＴＯ
（Ｉｎ₂ Ｏ₃ −１０ａｔ％ＳｎＯ₂ ）からなる第２の透
明電極４、厚さ１５０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂ からなる
第１干渉層５、厚さ１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅからなる相
変化記録層６、厚さ２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂ からな
る第２干渉層７、および厚さ１００ｎｍのＡｌ−Ｍｏか
らなる反射層８が形成されている。また、Ａｌ−Ｍｏ反
射層８上に接着剤により対向基板（図示せず）が接着さ
れている。光ディスクを作製した後、通常の方法に従っ
て初期化を行い、相変化記録層を結晶化させた。

【００３３】光ディスクの構造は図１に示したものに限
らず、第２透明電極と第１干渉層との間に半透明膜を挿
入したり、反射層の代わりに半透明膜を用いて、吸収率
を調整する構造にしてもよい。

【００３４】量子井戸構造を有するＧａＩｎＡｓＰ／Ｇ
ａＡｓ半導体積層膜からなる超解像膜は、２０℃におい
て初期バイアス１Ｖを印加した状態で、波長６５０ｎｍ
の光を吸収して励起し、電子が価電子帯上部から伝導帯
下部の励起子準位へ遷移し、吸収飽和により光透過率が
変化するように調整されている。照射する光の強度が高
いと、励起により欠陥準位の電子数が減少して吸収率が
低下し、透過率が上がる。記録・消去時には、再生時に
比較して光強度が非常に高く、ビームスポットのほとん
どの部分で透過率が高くなるため、超解像膜は存在しな
いのと等価である。

【００３５】上記の光ディスクについて、図６の光ディ
スクドライブを用いて、環境温度の変化に対する記録再
生特性を評価した。この光ディスクドライブは、波長６
５０ｎｍの半導体レーザ、ＮＡ０．６の対物レンズを備
えている。この光ディスクドライブに光ディスクをセッ
トし、ディスク線速を１０ｍ／ｓ、記録パワーレベルを
１２ｍＷ、消去パワーレベルを６ｍＷにそれぞれ設定
し、オーバーライトモードでマーク長が０．３μｍの記
録マークをマークピッチを変化させながら単一周波数で
記録した。この際、熱干渉の影響を防ぐ目的で、記録パ
ルスを分割する記録補償を適用した。

【００３６】上記のようにして記録した光ディスクにつ
いて再生を行った。ここでは、マークピッチ（ＭＰ）
０．２μｍで形成されたマーク列について、再生パワー
を変えながら再生を行った結果について説明する。図８
に、再生パワー（Ｐｒ）と再生信号雑音比（ＣＮＲ）と
の関係を示す。

【００３７】図８の実線は２０℃の温度下において再生
したときの結果を示す。再生パワーが０．７ｍＷ未満で
あると、超解像膜が吸収飽和せず透過率が低い状態のま
まであるため、信号が得られない。再生パワーが０．７
ｍＷ以上になると励起子準位への遷移による吸収飽和が
徐々に起こり透過率が増加し、ＣＮＲが向上している。
再生パワーが約１．３ｍＷになると十分に吸収飽和が起
こって透過率が非常に高くなる結果、十分に高いＣＮＲ
を示す。再生パワーが約２．２ｍＷまでは、高いＣＮＲ
が維持される。しかし、再生パワーをさらに増加する
と、超解像膜中に形成される光学開口が過大になるた
め、マーク列を個別に識別できなくなり、徐々にＣＮＲ
が低下して、最終的には超解像膜を設けていない光ディ
スクと同等のレベルになっている。

【００３８】図８の破線は６０℃の温度下において再生
したときの結果を示す。再生パワーが０．７ｍＷ未満で
あると、２０℃の場合と同様に超解像膜は吸収飽和しな
いが、初期透過率が高く（吸収率が低く）なっているた
め、信号が得られる。しかし、０．２μｍピッチで形成
されたマーク列を個別に識別して再生することは不可能
であり、符号間干渉の影響から再生信号強度は極めて低
いレベルである。再生パワーが０．７ｍＷ以上になると
励起子準位への遷移による吸収飽和が徐々に起こり透過
率が増加し、ＣＮＲが向上している。再生パワーが約
１．３ｍＷになると十分に吸収飽和が起こって透過率が
高くなるが、光学開口部以外の初期透過率が高いため、
光学開口部との間で十分な透過率の差が得られず、ＣＮ
Ｒは２０℃の場合ほど高くならない。再生パワーが約
２．２ｍＷまでは、ＣＮＲが維持される。しかし、再生
パワーをさらに増加すると、超解像膜中に形成される光
学開口が過大になるため、記録マークを個別に識別でき
なくなり、徐々にＣＮＲが低下して、最終的には超解像
膜を設けていない光ディスクと同等のレベルになってい
る。

【００３９】図８の一点鎖線は６０℃の温度下で初期バ
イアスを除去して再生したときの結果を示す。再生パワ
ーとＣＮＲとの関係は、２０℃で再生した場合と同様の
結果を示し、再生パワーが１．３〜２．２ｍＷの範囲で
高いＣＮＲが得られる。このように、超解像膜に印加す
る電圧を調整することにより、超解像膜の透過率特性を
調整できることがわかった。

【００４０】実施例２超解像膜として、全厚さが１００ｎｍの量子井戸構造を
有するＡｇＧａＡｓ／ＧａＡｓ半導体積層膜からなるも
のを用いた以外は、図１と同様の構成を有する光ディス
クを作製した。光ディスクを作製した後、通常の方法に
従って初期化を行い、相変化記録層を結晶化させた。

【００４１】上記の超解像膜は、波長７８０ｎｍの光を
吸収して励起し、電子が価電子帯上部の欠陥準位から伝
導帯下部の励起子準位へ遷移し、吸収飽和により光透過
率が変化するように調整されている。

【００４２】光ディスクを波長６５０ｎｍの半導体レー
ザ、ＮＡ０．６の対物レンズを備えた光ディスクドライ
ブにセットし、ディスク線速を１０ｍ／ｓ、記録パワー
レベルを１２ｍＷ、消去パワーレベルを６ｍＷにそれぞ
れ設定し、オーバーライトモードでマーク長が０．３μ
ｍの記録マークをマークピッチを変化させながら単一周
波数で記録した。この際、熱干渉の影響を防ぐ目的で、
記録パルスを分割する記録補償を適用した。

【００４３】上記のようにして記録した光ディスクにつ
いて、図７の光ディスクドライブを用いて、入射光の波
長の変化に対する再生特性を評価した。ここでは、マー
クピッチ（ＭＰ）０．２μｍで形成されたマーク列につ
いて、再生パワーを変えながら再生を行った結果につい
て説明する。このとき、再生ビームの波長として、７８
０ｎｍおよび７９０ｎｍの２通りの波長を用いた。図９
に、再生パワー（Ｐｒ）と再生信号雑音比（ＣＮＲ）と
の関係を示す。

【００４４】図９の実線は波長７８０ｎｍの再生ビーム
を用いて再生したときの結果を示す。再生パワーが０．
７ｍＷ未満であると、超解像膜が吸収飽和せず透過率が
低い状態のままであるため、信号が得られない。再生パ
ワーが０．７ｍＷ以上になると励起子準位への遷移によ
る吸収飽和が徐々に起こり透過率が増加し、ＣＮＲが向
上している。再生パワーが約１．３ｍＷになると十分に
吸収飽和が起こって透過率が非常に高くなる結果、十分
に高いＣＮＲを示す。再生パワーが約２．２ｍＷまで
は、高いＣＮＲが維持される。しかし、再生パワーをさ
らに増加すると、超解像膜中に形成される光学開口が過
大になるため、マーク列を個別に識別できなくなり、徐
々にＣＮＲが低下して、最終的には超解像膜を設けてい
ない光ディスクと同等のレベルになっている。

【００４５】図９の破線は波長７９０ｎｍの再生ビーム
を用いて再生したときの結果を示す。再生パワーが０．
７ｍＷ未満であると、波長７８０ｎｍの再生ビームを用
いた場合と同様に超解像膜は吸収飽和しないが、初期透
過率が高く（吸収率が低く）なっているため、信号が得
られる。しかし、０．２μｍピッチで形成されたマーク
列を個別に識別して再生することは不可能であり、符号
間干渉の影響から再生信号強度は極めて低いレベルであ
る。再生パワーが０．７ｍＷ以上になると励起子準位へ
の遷移による吸収飽和が徐々に起こり透過率が増加し、
ＣＮＲが向上している。再生パワーが約１．３ｍＷにな
ると十分に吸収飽和が起こって透過率が高くなるが、光
学開口部以外の初期透過率が高いため、光学開口部との
間で十分な透過率の差が得られず、ＣＮＲは波長７８０
ｎｍの再生ビームを用いた場合ほど高くならない。再生
パワーが約２．２ｍＷまでは、ＣＮＲが維持される。し
かし、再生パワーをさらに増加すると、超解像膜中に形
成される光学開口が過大になるため、記録マークを個別
に識別できなくなり、徐々にＣＮＲが低下して、最終的
には超解像膜を設けていない光ディスクと同等のレベル
になっている。

【００４６】図９の一点鎖線は波長７９０ｎｍの再生ビ
ームを用い１．５Ｖの電圧を印加して再生したときの結
果を示す。再生パワーとＣＮＲとの関係は、波長７８０
ｎｍの再生ビームを用いた場合と同様の結果を示し、再
生パワーが１．３〜２．２ｍＷの範囲で高いＣＮＲが得
られる。このように、超解像膜への電圧印加により、超
解像膜の透過率特性を調整できることがわかった。

【００４７】実施例３超解像膜として半導体微粒子分散膜を用いた以外は実施
例１と同様の構造を有する光ディスクを作製した。この
超解像膜は、ＳｉＯ₂ 母材中にＺｎＴｅ（バルクのＺｎ
Ｔｅのバンドギャップは波長５５０ｎｍの光エネルギー
に相当する）の微粒子を一様に分散させたものである。
この超解像膜は、２０℃において波長６５０ｎｍの光を
吸収して励起し、電子が価電子帯付近に形成された欠陥
準位から伝導帯下部の励起子準位へ遷移し、吸収飽和に
より光透過率が変化するように調整されている。

【００４８】この光ディスクについて、図６の光ディス
クドライブを用い、実施例１と同様にして再生を行っ
た。図８と同様な結果が得られ、電圧を調整することに
より、環境温度の変化による再生信号の変動を補償でき
ることがわかった。

【００４９】実施例４超解像膜として半導体微粒子分散膜を用いた以外は実施
例１と同様の構造を有する光ディスクを作製した。この
超解像膜は、ＳｉＯ₂ 母材中にＣｄＳｅの微粒子を一様
に分散させたものである。ＣｄＳｅにおける励起子準位
への遷移エネルギーは波長６８０ｎｍの光エネルギーに
相当するが、微粒子化によって、波長６５０ｎｍの光で
電子が価電子帯から伝導帯下部の励起子準位へ遷移し、
吸収飽和により光透過率が変化するように調整されてい
る。

【００５０】この光ディスクについて、図７と同様な構
成を有する光ディスクドライブを用い、波長６５０ｎ
ｍ、６５５ｎｍの再生ビームで実施例２と同様にして再
生を行った。図９と同様な結果が得られ、超解像膜に印
加する電圧を調整することにより、入射光の波長の変化
による再生信号の変動を補償できることがわかった。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の光ディスク
ドライブを用いれば、環境温度や入射光の波長の変動に
よる再生特性の変動を抑制することができ、光ディスク
の動作マージンを広く取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスクの一例を示す断面図。

【図２】本発明に係る光ディスクに用いられる超解像膜
について、フォトン数と透過率との関係を示す図。

【図３】量子井戸構造を有する半導体積層膜の吸収率の
分散を示す図。

【図４】量子井戸構造を有する半導体積層膜の電圧印加
時の吸収率の分散を示す図。

【図５】図１の光ディスクにおける電極端子の配置を示
す図。

【図６】本発明の光ディスクドライブの一例の構成を示
す図。

【図７】本発明の光ディスクドライブの他の例の構成を
示す図。

【図８】図６の光ディスクドライブを用いて光ディスク
を再生したときの、再生パワーとＣＮＲとの関係を示す
図。

【図９】図７の光ディスクドライブを用いて光ディスク
を再生したときの、再生パワーとＣＮＲとの関係を示す
図。

【符号の説明】

１…ディスク基板２…第１の透明電極３…超解像膜４…第２の透明電極５…第１干渉層６…相変化記録層７…第２干渉層８…反射層１０…光ディスク１１…半導体レーザー１２…ハーフミラー１３…焦点レンズ１４…光検出器２１…温度センサー２２…データユニット２３…演算回路２４…電源３１…ビームスプリッター３２…第２の光検出器３３…データユニット３４…演算回路３５…電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平尾明子神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献特開昭60−236119（ＪＰ，Ａ) 特開平２−306443（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−118695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013 G11B 7/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録層とこの記録層の光照射側に設けら
れ光照射による電子励起に伴って光学的変化を生ずる超
解像膜とを有する光ディスクを再生する光ディスクドラ
イブであって、前記超解像膜に電圧を印加する手段を具
備したことを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項２】さらに、環境温度の変化を検知する温度
センサーと、環境温度の変化に応じて超解像膜に印加す
る電圧を制御する手段とを具備したことを特徴とする請
求項１記載の光ディスクドライブ。
【請求項３】さらに、再生光源の波長の変化を検知す
る手段と、再生光源の波長の変化に応じて超解像膜に印
加する電圧を制御する手段とを具備したことを特徴とす
る請求項１記載の光ディスクドライブ。