JP3835401B2 - Optical disc playback method and optical disc - Google Patents

Description

【００１４】
この表１に示すような場合、低温領域部反射率が２％であり、コントラスト比が７．５倍であるディスクＤ_Ｂの方が好ましい。
【００１５】
しかしながら、光ディスクの初期状態反射率が例えば５％以下程度に小さくなると、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等のサーボ信号が小さくなり、光ディスクの僅かな反射率ムラ等に対して、安定なサーボが困難になる。特に、３スポット法を用いたトラッキングではその傾向が強い。
【００１６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、光ディスクのＳ／Ｎを高くするために、初期状態反射率を５％以下とした場合にも、より安定したトラッキングサーボ及びフォーカシングサーボを実現する光ディスク再生方法、及びこの光ディスク再生方法により再生される光ディスクの提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ディスク再生方法は、位相ピットが形成された透明基板上に屈折率と消衰係数が波長依存性を示す半透明金属膜を形成し、この半透明金属膜上に誘電体膜を介して、溶融後結晶化し得る相変化材料膜を形成してなる光ディスクを再生するための光ディスク再生方法であって、波長λ_１ が７８０ｎｍの再生レーザ光を照射し、その再生レーザ光の走査スポット内で相変化材料膜の反射率を部分的に変化させながら上記位相ピットの読み出しを行うとともに、上記波長λ_１に対する波長の差の絶対値が３０ｎｍ以上である波長λ_２のサーボ用レーザ光を照射し、かつ上記光ディスクの上記半透明金属膜の上記波長λ _１ の再生レーザ光に対する屈折率を１以下、消衰係数を２．５以上５以下とし、当該半透明金属膜を上記透明基板上に５〜２０ｎｍ形成してなる。
【００１８】
本発明に係る光ディスクは、位相ピットが形成された透明基板上に屈折率と消衰係数が波長依存性を示す半透明金属膜が形成され、この半透明金属膜上に誘電体膜を介して、溶融後結晶化し得る相変化材料膜が形成されてなり、上記相変化材料膜は、上記位相ピットの読み出し時に波長λ_１ が７８０ｎｍの再生レーザ光が照射されると、その再生レーザ光の走査スポット内で反射率が部分的に変化するとともに、上記波長λ_１に対する波長の差の絶対値が３０ｎｍ以上である波長λ_２のサーボ用レーザ光が照射されることによってトラッキングがかけられるトラックが形成されてなり、かつ上記半透明金属膜は、波長λ _１ の再生レーザ光に対する屈折率を１以下、消衰係数を２．５以上５以下とし、上記透明基板上に５〜２０ｎｍ形成されてなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ディスク再生方法及び光ディスクの実施の形態を説明する。この実施の形態は、超解像度再生が可能な光ディスクである超解像再生光ディスク（以下、単に光ディスクという。）から情報信号を再生する光ディスク再生装置である。
【００２１】
上記光ディスクは、位相ピットが形成された透明基板上に、溶融後結晶化し得る相変化材料層を形成してなる。特に図１に示す光ディスク１は、いわゆるＲＡＤ（Rear Aperture Detection）タイプとよばれ、その相変化材料層が、その再生レーザ光の走査スポット内での高温領域で部分的に液相化されたとき、その反射率が、低温領域における固相部に比し著しく増加することによってこの高温領域にある位相ピットについてのみ例えば回折による読み出しが可能となるものである。
【００２２】
この光ディスク再生装置は、図１に示すような光ピックアップ２が得た光検出信号をＲＦ処理回路３にてＲＦ処理する共に、光ピックアップ２から得られた光検出信号をサーボ回路５にてトラッキング、フォーカシング、スライド及びスピンドル用等のサーボ信号に変換している。
【００２３】
サーボ回路５は、サーボコントローラ４の制御に応じて光ディスク１を回転するスピンドルモータ６にスピンドルサーボ信号を供給し、スピンドルサーボを行っている。また、サーボ回路５は、サーボコントローラ４の制御に応じて光ピックアップ２をスライドするスライドモータ７にスライドサーボ信号を供給し、スライドサーボを行っている。さらに、サーボ回路５は、サーボコントローラ４の制御に応じて光ピックアップ２の対物レンズ１８にトラッキング信号及びフォーカシング信号を供給し、トラッキングサーボ及びフォーカシングサーボを行っている。
【００２４】
光ピックアップ２は、再生信号を得るために使われる波長λ_１の再生レーザ光を出射する例えばレーザダイオード（以下ＬＤという。）１０と、例えばトラッキングやフォーカシングのためのサーボ信号を得るために使われる波長λ_２のレーザ光を出射する例えばＬＤ１２という２つの光源を有してなる。
【００２５】
ＬＤ１０から出射された再生レーザ光は、コリメータレンズ１１により平行にされ、ダイクロイックビームスプリッタ１５に入射する。また、一方、ＬＤ１２から出射されたサーボ用レーザ光は、コリメータレンズ１３により平行にされ、回折格子１４を介して３ビームに分割され、ダイクロイックビームスプリッタ１５に入射する。
【００２６】
このダイクロイックビームスプリッタ１５は、図２に示すような特性を持つ反射面１５ａ及び１５ｂを備えている。すなわち、このダイクロイックビームスプリッタ１５は、Ｐ波、Ｓ波に無関係に波長λ_１のレーザ光を全て反射し、波長λ_２（λ_１＜λ_２）のレーザ光を１００％透過する。よって、波長λ_１である再生レーザ光は、このダイクロイックビームスプリッタ１５の反射面１５ａ及び反射面１５ｂによりそれぞれ９０度ずつ反射され、ワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に入射する。また、波長λ_２であるサーボ用レーザ光は、このダイクロイックビームスプリッタ１５を透過し、ワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に入射する。
【００２７】
このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６は、図３に示すような特性を持つ反射面１６ａを備えている。すなわち、このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６は、波長に無関係にＰ波を１００％透過する一方、波長λ_２（λ_１＜λ_２）のＳ波をほとんど反射する。よって、このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６にダイクロイックビームスプリッタ１５側から入射した再生レーザ光のＰ波成分とサーボ用レーザ光のＰ波成分は、このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６を透過し、１／４波長板１７及び対物レンズ１８を介して光ディスク１上の図４に示すトラックＴに照射される。
【００２８】
この図４において、光ディスク１は、図中矢印Ｃに示すように回転している。よって、再生信号用レーザスポットＳ_Ｍは３スポット法に用いられるサーボ信号用レーザスポットＳ_ＳにトラックＴ上で追従している。
【００２９】
この光ディスク１上で反射された再生レーザ光とサーボ用レーザ光は、対物レンズ１８及び１／４波長板１７を介してワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に入射する。ここで、１／４波長板１７は、再生用反射レーザ光及びサーボ用反射レーザ光を該１／４波長板１７透過前の再生用レーザ光及びサーボ用レーザ光に対して９０度偏光することになる。すると、１／４波長板１７からワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に向かう波長λ_１の再生用反射レーザ光のＳ波成分と波長λ_２のサーボ用反射レーザ光のＳ波成分は、ワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６の反射面１６ａによりほぼ１００％反射され、ダイクロイックビームスプリッタ１９に入射する。
【００３０】
このダイクロイックビームスプリッタ１９も、図２に示した特性を有するので、波長λ_２のサーボ用反射レーザ光は、反射面１９ａで反射されることなく該ダイクロイックビームスプリッタ１９を透過してフィルタ２０に入射する。一方、波長λ_１の再生用反射レーザ光は、反射面１９ａ及び１９ｂで反射されてフィルタ２４に入射する。
【００３１】
フィルタ２０でフィルタリングされた波長λ_２のサーボ用反射レーザ光は、収束レンズ２０で収束され、マルチレンズ２２を介して例えばフォトダイオード（ＰＤ）のような光検出器（以下、サーボ信号用反射光検出器という。）２３の検出面に照射される。また、フィルタ２４でフィルタリングされた波長λ_１の再生用反射レーザ光は、収束レンズで収束されて例えばＰＤのような光検出器（以下、ＲＦ信号用反射光検出器という。）２６の検出面に照射される。
【００３２】
このサーボ信号用反射検出器２３の検出面の検出パターンを図５の（Ｂ）に示す。また、ＲＦ信号用反射検出器２６の検出面の検出パターンを図５の（Ａ）に示す。
【００３３】
ＲＦ信号用反射検出器２６で検出されたＲＦ信号用光検出信号は、上述したようにＲＦ処理回路３に供給される。また、サーボ信号用反射検出器２３で検出されたサーボ信号用光検出信号は、上述したようにサーボ回路５に供給される。
【００３４】
以上のように、再生レーザ光を出射するＬＤ１０と、サーボ用レーザ光を出射するＬＤ１２とを用意すれば、超解像再生光ディスクのＳ／Ｎを高くするために初期反射率を５％以下とした場合にも、より安定したトラッキングサーボ及びフォーカシングサーボを実現できる。以下に、その理由を説明するために、この光ディスク再生装置のＬＤ１０とＬＤ１２の波長差を変化させ、さらに光ディスク１の構成材料（層構成）を異ならせた場合についてのいくつかの具体例を挙げる。以下では、このいくつかの具体例を上記実施例とは区別した実施例１〜６のように記載して説明する。これら実施例１〜６は、光ディスクと光ディスク再生装置とを、その層構成と出射レーザ光波長とを変化させた場合のシステム的な実施例である。
【００３５】
実施例１
この実施例１では、ＬＤ１０から出射する再生レーザ光の波長λ_１を７８０ｎｍに固定し、ＬＤ１２から出射するサーボ用レーザ光の波長λ_２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍ及び６３５ｎｍに変化させる。また、対物レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とした。
【００３６】
また、光ディスク１は、基本的に図６に示すように、位相ピットが形成された円盤状のガラス基板、例えばフォトポリマー法により形成された２Ｐ（フォト・ポリマー）基板である透明基板３１上に、溶融後、結晶化し得る相変化材料膜３２を直接的に形成した層構成とする。
【００３７】
また、この光ディスク１は、図７に示すように、透明基板３１上に、溶融後、結晶化し得る相変化材料膜３２を含んだ積層膜３３を形成した層構成としてもよい。この相変化材料膜３２を含む積層膜３３は、透明基板３１側から順に第１の誘電体膜３４、相変化材料膜３２、第２の誘電体膜３５、反射膜３６及び第３の誘電体膜３７が順次積層されて構成されている。この場合、第１及び第２の誘電体膜３４及び３５、反射膜３６によって、この光ディスク１の光学的特性、例えば非晶質部と結晶部の光反射率等の設定が行われる構成となっている。また、第３の誘電体膜３７によって積層膜３３の機械的強度が向上し、繰り返し読み出し耐久性が向上する。さらに、第３の誘電体膜３７の上には、図示しないＵＶによる保護膜を形成してもよい。
【００３８】
ここで、第１の誘電体膜３４は厚さ１３０ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ_２からなり、相変化材料膜３２は厚さ１８ｎｍのＳｂ_２Ｓｅ_３からなる。また、第２の誘電体膜３５は厚さ２０ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ_２からなり、反射膜３６は厚さ１５０ｎｍのＤｙからなる。そして、第３の誘電体膜３７は厚さ４００ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ_２からなる。
【００３９】
また、この実施例１では、トラックピッチを１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。
【００４０】
そして、このように形成された光ディスク１をキセノン（Ｘｅ）ランプ照射により初期化、すなわちディスク全面結晶状態とした。
【００４１】
このように形成された光ディスク１のレーザ光波長の変化に対する初期状態反射率の変化を図１０に示す。レーザ波長を６３５ｎｍ、６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８１０ｎｍ、８３０ｎｍというように変化させ、線速８ｍ／ｓｅｃで回転している光ディスク１に再生パワー１〜３ｍＷで照射すると、図１０からも明かなように、６３５ｎｍ、６８０ｎｍの波長に対しては、５％以上の反射率が得られた。
【００４２】
このような反射率の波長依存性を有する光ディスク１を図１に示した光ディスク再生装置のスピンドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転する。そして、この光ディスク１に対して、波長λ_１を７８０ｎｍとし、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光をＬＤ１０から照射する。また、波長λ_２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍ、６３５ｎｍとし、再生パワーを各３ｍＷとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、図１を用いて説明したようにして得られたＲＦ信号を再生したところ、サーボ信号用レーザ光の波長λ_２が８１０ｎｍあるいは８３０ｎｍの場合は、トラッキングサーボが不安定で再生が困難であった。これに対し、サーボ用レーザ光の波長λ2が６８０ｎｍあるいは６３５ｎｍの場合には、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢとなった。
【００４３】
このように、この実施例１では、再生用レーザ光の波長λ_１との差の絶対値が１００ｎｍ以上であり、波長λ_１に対する光ディスクの反射率より高い反射率を得る波長λ_２のレーザ光をサーボ用に用いるので、波長λ_１の再生レーザ光に対する光ディスクの初期反射率が５％以下でも、ＲＦ信号再生のＣ／Ｎを４０ｄＢとすることができ、安定した超解像再生を実現できる。
【００４４】
実施例２
この実施例２では、ＬＤ１０から出射するＲＦ信号用レーザ光の波長λ_１を７８０ｎｍに固定し、ＬＤ１２から出射するサーボ信号用レーザ光の波長λ_２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ及び６８０ｎｍに変化させる。また、対物レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とした。
【００４５】
また、光ディスク１は、基本的に図８に示すように、位相ピットが形成された円盤状のガラス基板、例えばフォトポリマー法により形成された２Ｐ（フォト・ポリマー）基板である透明基板３１上の位相ピットが形成された側の面上に、半透明金属膜３８を形成し、この半透明金属膜３８上に第１の誘電体膜３４を介して、溶融後、結晶化し得る相変化材料膜３２を形成した層構成とする。
【００４６】
この光ディスク１は、読み出し光照射時に相変化材料膜３２が読み出し光走査スポット内で部分的に液相化して反射率が増加し、読み出し後に固相化する構成とする。
【００４７】
また、この光ディスク１は、図９に示すように、透明基板３１上に、結晶化し得る相変化材料膜３２を含んだ積層膜３９を形成した層構成としてもよい。この相変化材料膜３２を含む積層膜３９は、透明基板３１側から順に半透明金属膜３８、第１の誘電体膜３４、相変化材料膜３２、第２の誘電体膜３５、反射膜３６及び第３の誘電体膜３７が順次積層されて構成されている。この場合、半透明金属膜３８、第１及び第２の誘電体膜３４及び３５、反射膜３６によって、この光ディスク１の光学的特性、例えば非晶質部と結晶部の光反射率等の設定が行われる構成となっている。また、第３の誘電体膜３７によって積層膜３３の機械的強度が向上し、繰り返し読み出し耐久性が向上する。さらに、第３の誘電体膜３７の上には、図示しないＵＶによる保護膜を形成してもよい。
【００４８】
ここで、半透明金属膜３８は厚さ１０ｎｍのＣｕからなる。また、第１の誘電体膜３４は厚さ１３５ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ_２からなり、相変化材料膜３２は厚さ２０ｎｍのＧｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５からなる。また、第２の誘電体膜３５は厚さ７０ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ_２からなり、反射膜３６は厚さ１５０ｎｍのＤｙからなる。そして、第３の誘電体膜３７は厚さ４００ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ_２からなる。
【００４９】
また、この実施例２でも、トラックピッチを１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。
また、この実施例２では、トラックピッチを１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。
【００５０】
そして、このように形成された光ディスク１をキセノン（Ｘｅ）ランプ照射により初期化、すなわちディスク全面結晶状態とした。
【００５１】
このように形成された光ディスク１のレーザ光波長の変化に対する初期状態反射率の変化を図１１に示す。レーザ波長を６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８１０ｎｍ、８３０ｎｍというように変化させ、線速８ｍ／ｓｅｃで回転している光ディスク１に再生パワー１〜３ｍＷで照射すると、図１１からも明かなように、８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの波長に対しては、５％以上の反射率が得られた。
【００５２】
このような反射率の波長依存性を有する光ディスク１を図１に示した光ディスク再生装置のスピンドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転する。そして、この光ディスク１に対して、波長λ_１を７８０ｎｍとし、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光をＬＤ１０から照射する。また、波長λ_２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍとし、再生パワーを各３ｍＷとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、図１を用いて説明したようにして得られたＲＦ信号を再生したところ、サーボ信号用レーザ光の波長λ_２が８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの全ての場合には、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。なお、図１１において、破線はＣｕの屈折率及び消衰係数ｋの波長依存性を考慮しない場合の反射率の理論値で、波長λ2が８１０ｎｍ及び８３０ｎｍの場合は、反射率が５％以下となるのでトラッキングが不安定になると考えられる。
【００５３】
このように、この実施例２では、再生用レーザ光の波長λ_１との差の絶対値を３０ｎｍとすれば、初期反射率が５％以下でも、ＲＦ信号再生のＣ／Ｎを４０ｄＢとすることができ、安定した超解像再生を実現できる。
【００５４】
このＣｕの光学定数の波長依存性について説明しておく。
【００５５】
図１２及び図１３は、実施例２で用いた光ディスク構成材料の屈折率と消衰係数の波長依存性を測定した結果を示す特性図である。特に、図１２の（Ａ）は、第１の誘電体膜３４及び第２の誘電体膜３５として用いたＺｎＳ／ＳｉＯ_２と、相変化材料膜３２として用いたＧｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５と、反射膜３６として用いたＤｙの屈折率の波長依存性を示す特性図である。また、図１２の（Ｂ）は、上記Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５と、上記Ｄｙの消衰係数の波長依存性を示す特性図である。また、特に、図１３の（Ａ）は、半透明金属膜３８として用いるＣｕと、このＣｕの代わりに用いることのできるＡｕの屈折率の波長依存性を示す特性図である。また、図１３の（Ｂ）は、上記Ｃｕと、上記Ａｕの消衰係数の波長依存性を示す特性図である。この図１２及び図１３から、Ｃｕの場合、他の材料に比べて波長依存性が大きいことが分かる。このため、Ｃｕの反射率は、図１１に破線で示したように波長依存性が大きくなるのである。
【００５６】
実施例３
次に、上記Ａｕを半透明金属膜３８として用いた実施例３を説明する。
【００５７】
この実施例３では、半透明金属膜３８としてＣｕの代わりにＡｕを用いた他は、実施例２と同じである。
【００５８】
光ディスク１を図１に示した光ディスク再生装置のスピンドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転する。そして、この光ディスク１に対して、波長λ_１を７８０ｎｍとし、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光をＬＤ１０から照射する。また、波長λ_２を８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍとし、再生パワーを各３ｍＷとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、図１を用いて説明したようにして得られたＲＦ信号を再生したところ、サーボ用レーザ光の波長λ_２が８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの全ての場合、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。このＡｕも上記Ｃｕと同様、図１３で説明したように、屈折率及び消衰係数の波長依存性が大きいので、反射率の波長依存性も大きくなる。
【００５９】
実施例４
次に、半透明金属膜３８として、Ａｇを用いた実施例４を説明する。
【００６０】
この実施例４では、半透明金属膜３８としてＣｕ、Ａｕの代わりにＡｇを用いた他は、実施例２、実施例３と同じである。
【００６１】
すなわち、波長λ_１を７８０ｎｍに固定し、波長λ_２として、８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの３つの波長を順次用いて、ＲＦ信号用レーザ光のパワーを９ｍＷ、サーボ信号用レーザ光のパワーを３ｍＷ、光ディスクの線速を７ｍ／ｓｅｃに設定し、その再生を行って、そのＲＦ信号部分を再生した結果、波長λ_２がどの場合でも、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。
【００６２】
実施例５
次に、半透明金属膜３８として、Ｐｔを用いた実施例５を説明する。この実施例５でも、半透明金属膜３８としてＣｕ、Ａｕ、Ａｇの代わりにＰｔを用いた他は、実施例２、実施例３、実施例４と同じである。この実施例５でも、ＲＦ信号部分を再生した結果、波長λ_２がどの場合でも、トラッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。
【００６３】
なお、実施例２、実施例３、実施例４及び実施例５では、波長λ_１と波長λ_２の差を３０ｎｍかもしくはそれ以上とするため、波長λ_１を７８０ｎｍ、波長λ_２を８１０ｎｍ〜６８０ｎｍとしたが、３０ｎｍの差を持つような組合せであれば、上記波長に限定されるものではない。
【００６４】
また、上述した光ディスク１においては、透明基板３１、相変化材料膜３２、第１及び第２の誘電体膜３４及び３５、反射膜３６を以下の他の材料によって形成してもよい。
【００６５】
先ず、透明基板３１は、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ガラス等を用いることができる。
また、半透明金属膜３８としては、上述の材料に限らず、波長λ_１に対する複屈折率（ｎ−ｉｋ）において、屈折率ｎが１以下、消衰係数ｋが２．５以上５以下（２．５≦ｋ≦５）の材料であり、その膜厚を５〜２０ｎｍとした構成であればよい。
【００６６】
また、相変化材料膜３２は、カルコゲナイトすなわちカルコゲン化合物あるいは単体のカルコゲンによって構成することができる。例えば、Ｓｅ、Ｔｅの各単体、さらにこれらのカルコゲナイトのＳｂ_２Ｓｅ_３，Ｓｂ_２Ｔｅ_３，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｂｉ_２Ｔｅ_３，ＢｉＳｅ，Ｉｎ−Ｓｅ，Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ｉｎ−ＳｂＳｅ，Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ，Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ，Ｇｅ−Ｔｅ等のカルコゲナイト系材料を用いることができる。ただし、この相変化材料膜３２は線速あるいはレーザパワーの制御により、溶融後にアモルファスと結晶の両者の状態をとれる組成範囲を有することが必要とされる。
【００６７】
また、第１、第２の誘電体膜３４及び３５は、Ａｌ、Ｓｉ等金属及び半導体元素の窒化物、酸化物、硫化物である、例えばＡｌＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４，ＳｉＯ_２ ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｎＳ，ＭｇＦ_２を用いることができる。ただし、半導体レーザ波長領域において吸収の無いものであることが条件となる。
【００６８】
また、反射膜３６は、熱伝導率が０．０００４Ｊ／（ｃｍ・Ｋ・ｓ）から２．２Ｊ／（ｃｍ・Ｋ・ｓ）の値を有する金属元素、半金属元素、半導体元素及びそれらの化合物あるいは混合物が用いられる。
【００６９】
さらに、上述の光ディスク１では、透明基板３１に２Ｐ法よる凹凸の位相ピットを形成しているが、種々の構成による光学的に読み出しが可能な位相ピットとすることもできる。
【００７０】
次に、実施例６について説明する。
【００７１】
実施例６
この実施例６は、トラックピッチを例えば従来の半分程度に狭めた光ディスク１を再生するものである。すなわち、この実施例６の光ディスク再生装置は、図１４に示すように、ピットの深さｄ_１のトラックとピットの深さｄ_２（ｄ_１≠ｄ_２）のトラックとを１トラック置きに並列するような構成の光ディスク１を再生する。ピット深さｄ_１のピットはトラックＴ_１とトラックＴ_３を構成し、ピット深さｄ_２のピットはトラックＴ_２とトラックＴ_４とを構成している。ここで、ピット深さｄ_１とｄ_２は、ｎ＝０、１、２・・・・とするとき、
ｄ_１≠ｎ・λ_１／２
ｄ_２≠ｎ・λ_２／２
であり、ｄ_１≠ｄ_２となる値である必要がある。したがって、ピット深さｄ_１を例えば１２０ｎｍ、ピット深さｄ２を例えば１８０ｎｍとする。
【００７２】
また、トラックピッチを従来の半分の約０．８μｍとし、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。また、この光ディスク１の層構成は、実施例２で用いたものと同様とする。
【００７３】
なお、この光ディスク１を再生する光ディスク再生装置は、基本的に図１に示したの同様の構成を持つ。ただし、ＬＤ１０から出射する再生レーザ光の波長λ_１を７８０ｎｍとし、ＬＤ１２から出射するサーボ用レーザ光の波長λ_２を８３０ｎｍとする。また、対物レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とする。
【００７４】
このように形成された光ディスク１を線速７ｍ／ｓｅｃで回転し、該光ディスク１に対して、波長λ1を７８０ｎｍとし再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光を、ＬＤ１０から照射する。また、波長λ_２を８３０ｎｍとし、再生パワーを３ｍＷとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、トラッキングの極性を図１４に示すように反転させながら、その信号部分を再生したところ、１トラックずつ安定に再生することができ、そのときのＣ／Ｎは４０ｄＢとなった。
【００７５】
ここでいうトラッキングの極性の反転とは、図１４に示すように、トラックＴ1にトラッキングをかけるときは、トラッキングエラー信号のポイントＰ_Ａ点でかけ、次にトラックＴ_２にトラッキングをかけるときは、極性を反転させポイントＰ_Ｂでかけるというようなことである。
なお、比較のため、図１５には、ピット深さｄ_１とピット深さｄ_２が等しい場合についてのトラッキングエラー信号を示す。この場合、スポット内に深さの等しいピットが二つ入ってしまうので、トラッキングエラー信号は出ない。
【００７６】
また、比較のため、図１６には、トラックピッチが１．６μｍで、ピット深さに差がない場合のトラッキングエラー信号を示す。この場合、トラッキングエラー信号の振幅が大きくなっている。
【００７７】
以上の実施例１から実施例６では、透明基板３１側から再生光の照射を行って、図１７を用いて説明したように、そのスポットＬ内の高温領域Ｓ_Ｈで相変化材料膜３２を部分的に溶融液相化させる。このとき、他部すなわちスポットＬ内の低温領域Ｓ_Ｌでは結晶状態にあることから、再生光スポットＬ内といえども領域Ｓ_Ｌでは、領域Ｓ_Ｈの液相状態部に比して充分低い反射率とされていることから、スポットＬ内に複数の位相ピットが存在しても、その読み出しは反射率の高められた液相化された高温領域Ｓ_Ｈのみに限定して位相ピットの読み出しを行うことができる。つまり、上述したＲＡＤタイプによるクロストークの改善が図られ、トラック密度の向上が図られた超解像再生を行うことができる。
【００７８】
なお、上記実施例では、ＲＡＤタイプの光ディスクについて説明したが、ＦＡＤタイプの光ディスクにも、本発明が適用できることはいうまでもない。ただし、このＦＡＤタイプの光ディスクでは、上記ＲＡＤタイプの光ディスク程の効果を上げることはできない。
【００７９】
【発明の効果】
本発明に係る光ディスク再生方法によれば、波長λ_１が７８０ｎｍの再生レーザ光に対する光ディスクの初期反射率が５％以下でも、安定した超解像再生を実現できる。
【００８０】
本発明に係る光ディスクによれば、安定した超解像再生が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となる光ディスク再生装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した光ディスク再生装置のダイクロイックビームスプリッタの特性図である。
【図３】 図１に示した光ディスク再生装置のワイドバンド偏光ビームスプリッタの特性図である。
【図４】ＲＦ信号用レーザスポット（再生レーザ光スポット）とサーボ信号用レーザスポット（サーボ用レーザ光スポット）のトラック上の照射状態を示す図である。
【図５】ＲＦ信号用反射光検出器とサーボ信号用反射光検出器の検出パターンを示す図である。
【図６】実施例１で用いる光ディスクの基本的な概略断面図である。
【図７】実施例１で用いる光ディスクの概略断面図である。
【図８】実施例２で用いる光ディスクの基本的な概略断面図である。
【図９】実施例２で用いる光ディスクの概略断面図である。
【図１０】レーザ光の波長変化に対する実施例１で用いた光ディスクの初期状態反射率の変化を示す特性図である。
【図１１】レーザ光の波長変化に対する実施例２で用いた光ディスクの初期状態反射率の変化を示す特性図である。
【図１２】実施例２で用いる光ディスクの構成材料のレーザ光波長変化に対する屈折率及び消衰係数の変化を示す図である。
【図１３】実施例２で用いる光ディスクの構成材料のレーザ光波長変化に対する屈折率及び消衰係数の変化を示す図である。
【図１４】実施例６で用いる光ディスクのピット深さとトラッキングエラー信号の関係を説明するための図である。
【図１５】光ディスクのピット深さとトラッキングエラー信号の関係を説明するための図である。
【図１６】光ディスクのピットとトラッキングエラー信号の関係を説明するための図である。
【図１７】光ビームの走査スポットの光強度と温度分布特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク、２ 光ピックアップ、３ ＲＦ処理回路、４ サーボコントロール回路、５ サーボ回路、６ スピンドルモータ、７ スライドモータ、１０ 再生レーザ光出射レーザダイオード（ＬＤ）、１２ サーボ用レーザ光出射レーザダイオード（ＬＤ）、１５ ダイクロイックビームスプリッタ、１６ ワイドバンド偏光ビームスプリッタ、２３ サーボ信号用反射レーザ光検出器、２６ ＲＦ信号反射レーザ光検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disc reproducing method for reading out phase pits formed according to signals by irradiation with laser light, and an optical disc reproduced by the optical disc reproducing method.
[0002]
[Prior art]
For example, in an optical disk such as a digital audio disk, so-called compact disk or video disk, an aluminum reflective film is formed on a transparent substrate on which phase pits are previously formed according to information signals, and a protective film is formed on the aluminum reflective film. It is comprised by forming.
[0003]
In such an optical disc, the signal reproduction resolution for the phase pit is almost determined by the wavelength λ of the light source of the reproduction optical system and the numerical aperture NA of the objective lens, and the period of the phase pit formed on the transparent substrate is the diffraction limit (λ / 2NA) or more, a good reproduction signal can be obtained.
[0004]
For this reason, when high-density recording (formation) of phase pits is performed on the optical disk as described above, for example, the wavelength λ of a semiconductor laser, which is a light source of a reproduction optical system, is shortened and the numerical aperture NA of the objective lens is increased. Is done.
[0005]
However, there is a limit to improving the wavelength λ of the light source and the numerical aperture NA of the objective lens. That is, even if the light source wavelength is shortened, for example, with the current technology, the recording density can be increased only four times. In addition, it is difficult to manufacture a lens with less aberration if an attempt is made to increase the numerical aperture NA of the lens, and even if such a lens is obtained, the stability against focus disk vibration and skew is reduced. Problem arises. For this reason, it is difficult to dramatically improve the recording density of the optical disc.
[0006]
Therefore, the present applicant proposes an optical disc that can obtain resolutions higher than the limitations due to the wavelength λ and the numerical aperture NA described above, based on the specifications and drawings of Japanese Patent Application Nos. 2-94452 and 3-249511. did. The inventions related to these applications relate to an optical disc or a reproducing method thereof in which a change in reflectance is changed by a partial phase change in a laser spot of readout light to perform super-resolution reproduction.
[0007]
A super-resolution reproduction optical disk (hereinafter simply referred to as an optical disk), which is an optical disk that performs such super-resolution reproduction, forms a phase change material layer that can be crystallized after melting on a transparent substrate on which phase pits are formed. Do it. When this phase change material layer is irradiated with readout light, for example, the reflectance changes due to partial liquidation in the melt crystallization region within the spot of the readout light. Resolution is realized.
[0008]
In this optical disc, there are a low temperature region (crystalline state) and a high temperature region (liquid phase state) in the spot. Among these, an optical disk that reads a phase pit in a low temperature region and detects a signal is called a so-called FAD (Front Aperture Detection) type, and an optical disk that reads a phase pit in a high temperature region and detects a signal is a so-called RAD (Front Aperture Detection) type. Rear Aperture Detection) type.
[0009]
In the FAD type, the reflectance of the high temperature region is remarkably reduced as compared with the reflectance of the low temperature region in the spot. In this case, the low temperature region serving as the readout region spreads in the track width direction. Since the crescent shape is provided, the recording density on one track can be improved, but if the inter-track distance is reduced, crosstalk occurs, and the track density cannot be increased.
[0010]
On the other hand, in the RAD type, as shown in FIG._HWhen the liquid phase is partially made into a liquid phase, the reflectance is low temperature region S._LThis high temperature region S is increased by a significant increase compared to the solid phase portion in_HFor example, it is possible to read out only the phase pit P at the position by diffraction. In this case, since the width in the track width direction of the high temperature region is narrower than the spot width, the RAD type that reads signals in the high temperature region can also improve the track density by improving crosstalk. The recording density can be further improved as compared with the FAD type.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to reproduce the optical disk at a high S / N ratio, the contrast of the reflectance between the low temperature region portion in the crystalline state and the high temperature region portion in the liquid phase is preferably as large as 10 times or more, for example. Needed.
[0012]
In the RAD type optical disk, the reflectance in the low temperature region, that is, the initial crystal state is close to 0%, and the contrast ratio is increased and high S / N reproduction is performed. For example, two RAD type optical discs D_AAnd D_BIs a low-temperature region portion reflectance and a high-temperature region portion reflectance as shown in Table 1 below.
[0013]
[Table 1]

[0014]
In the case shown in Table 1, the disk D has a low-temperature region portion reflectance of 2% and a contrast ratio of 7.5._BIs preferred.
[0015]
However, if the initial optical reflectivity of the optical disk is reduced to, for example, about 5% or less, servo signals such as a tracking error signal and a focus error signal are reduced, and it is difficult to perform stable servo with respect to slight uneven reflectance of the optical disk. become. This tendency is particularly strong in tracking using the three-spot method.
[0016]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and realizes more stable tracking servo and focusing servo even when the initial state reflectance is 5% or less in order to increase the S / N of the optical disk. It is an object of the present invention to provide an optical disc reproducing method and an optical disc reproduced by the optical disc reproducing method.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  In the optical disk reproducing method according to the present invention, a translucent metal film whose refractive index and extinction coefficient have wavelength dependence is formed on a transparent substrate on which phase pits are formed, and a dielectric film is formed on the translucent metal film. An optical disk formed with a phase change material film that can be crystallized after meltingAn optical disc reproducing method for reproducingWavelength λ₁ Is 780nmThe phase pit is read while irradiating the reproduction laser beam and partially changing the reflectance of the phase change material film within the scanning spot of the reproduction laser beam, and the wavelength λ₁A wavelength λ whose absolute value of the difference in wavelength with respect to is 30 nm or more₂Irradiate servo laser lightAnd the wavelength λ of the translucent metal film of the optical disc ₁ The semi-transparent metal film is formed on the transparent substrate in a thickness of 5 to 20 nm with a refractive index of 1 or less and a extinction coefficient of 2.5 or more and 5 or less.
[0018]
  In the optical disk according to the present invention, a translucent metal film whose refractive index and extinction coefficient are wavelength-dependent is formed on a transparent substrate on which phase pits are formed, and a dielectric film is interposed on the translucent metal film. A phase change material film that can be crystallized after melting, and the phase change material film has a wavelength λ at the time of reading the phase pits.₁ Is 780nmWhen the reproduction laser beam is irradiated, the reflectance partially changes in the scanning spot of the reproduction laser beam, and the wavelength λ₁A wavelength λ whose absolute value of the difference in wavelength with respect to is 30 nm or more₂The track that can be tracked is formed by irradiating the servo laser light ofAnd the translucent metal film has a wavelength λ ₁ The refractive index of the reproduction laser beam is 1 or less, the extinction coefficient is 2.5 or more and 5 or less, and 5 to 20 nm is formed on the transparent substrate.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical disk reproducing method and an optical disk according to the present invention will be described below. This embodiment is an optical disk reproducing apparatus for reproducing an information signal from a super-resolution reproduction optical disk (hereinafter simply referred to as an optical disk) that is an optical disk capable of super-resolution reproduction.
[0021]
The optical disk is formed by forming a phase change material layer that can be crystallized after melting on a transparent substrate on which phase pits are formed. In particular, the optical disc 1 shown in FIG. 1 is called a so-called RAD (Rear Aperture Detection) type, and its phase change material layer is partially made into a liquid phase in a high temperature region within the scanning spot of the reproduction laser beam. The reflectance increases remarkably as compared with the solid phase portion in the low temperature region, so that only the phase pits in the high temperature region can be read by diffraction, for example.
[0022]
In this optical disk reproducing apparatus, the optical detection signal obtained by the optical pickup 2 as shown in FIG. 1 is RF-processed by the RF processing circuit 3, and the optical detection signal obtained from the optical pickup 2 is tracked by the servo circuit 5. It is converted into servo signals for focusing, slide and spindle.
[0023]
The servo circuit 5 supplies a spindle servo signal to the spindle motor 6 that rotates the optical disc 1 in accordance with the control of the servo controller 4 to perform spindle servo. The servo circuit 5 supplies a slide servo signal to the slide motor 7 that slides the optical pickup 2 in accordance with control of the servo controller 4 to perform slide servo. Further, the servo circuit 5 supplies a tracking signal and a focusing signal to the objective lens 18 of the optical pickup 2 under the control of the servo controller 4 to perform tracking servo and focusing servo.
[0024]
The optical pickup 2 has a wavelength λ used for obtaining a reproduction signal.₁For example, a laser diode (hereinafter referred to as LD) 10 that emits a reproduction laser beam and a wavelength λ used to obtain a servo signal for tracking or focusing, for example.₂For example, it has two light sources called LD12 which emit the laser beam.
[0025]
The reproduction laser light emitted from the LD 10 is collimated by the collimator lens 11 and enters the dichroic beam splitter 15. On the other hand, the servo laser light emitted from the LD 12 is collimated by the collimator lens 13, divided into three beams via the diffraction grating 14, and enters the dichroic beam splitter 15.
[0026]
The dichroic beam splitter 15 includes reflecting surfaces 15a and 15b having characteristics as shown in FIG. That is, the dichroic beam splitter 15 has a wavelength λ irrespective of the P wave and the S wave.₁All of the laser beam of₂(Λ₁<Λ₂) Is transmitted 100%. Therefore, the wavelength λ₁The reproduction laser light is reflected by 90 degrees by the reflecting surface 15 a and the reflecting surface 15 b of the dichroic beam splitter 15 and enters the wideband polarizing beam splitter 16. Wavelength λ₂The servo laser light is transmitted through the dichroic beam splitter 15 and enters the wideband polarization beam splitter 16.
[0027]
The wideband polarization beam splitter 16 includes a reflecting surface 16a having characteristics as shown in FIG. That is, the wideband polarizing beam splitter 16 transmits 100% of the P wave regardless of the wavelength, while the wavelength λ₂(Λ₁<Λ₂) S wave is almost reflected. Therefore, the P wave component of the reproduction laser beam and the P wave component of the servo laser beam incident on the wide band polarization beam splitter 16 from the dichroic beam splitter 15 side are transmitted through the wide band polarization beam splitter 16 and are ¼. The light is irradiated onto the track T shown in FIG. 4 on the optical disc 1 through the wave plate 17 and the objective lens 18.
[0028]
In FIG. 4, the optical disk 1 is rotated as indicated by an arrow C in the figure. Therefore, the reproduction signal laser spot S_MIs a laser spot S for servo signals used in the three-spot method._SIs following the track T.
[0029]
The reproduction laser beam and the servo laser beam reflected on the optical disc 1 enter the wideband polarization beam splitter 16 through the objective lens 18 and the quarter wavelength plate 17. Here, the quarter wavelength plate 17 polarizes the reproduction reflected laser beam and the servo reflected laser beam by 90 degrees with respect to the reproduction laser beam and the servo laser beam before passing through the quarter wavelength plate 17. become. Then, the wavelength λ from the quarter-wave plate 17 toward the wideband polarization beam splitter 16₁S-wave component of reflected laser beam for reproduction and wavelength λ₂The S-wave component of the servo reflected laser beam is reflected almost 100% by the reflecting surface 16 a of the wideband polarizing beam splitter 16 and enters the dichroic beam splitter 19.
[0030]
The dichroic beam splitter 19 also has the characteristics shown in FIG.₂The reflected laser beam for servo passes through the dichroic beam splitter 19 and is incident on the filter 20 without being reflected by the reflecting surface 19a. On the other hand, wavelength λ₁The reproduction laser beam for reproduction is reflected by the reflecting surfaces 19 a and 19 b and enters the filter 24.
[0031]
Wavelength λ filtered by filter 20₂The reflected laser beam for servo is converged by the converging lens 20, and is detected by a photodetector 23 (hereinafter referred to as a reflected light detector for servo signal) 23 such as a photodiode (PD) through a multi lens 22. Is irradiated. Further, the wavelength λ filtered by the filter 24₁The reflected laser beam for reproduction is converged by a converging lens and irradiated on a detection surface of a photodetector (hereinafter referred to as an RF signal reflected light detector) 26 such as a PD.
[0032]
The detection pattern on the detection surface of the servo signal reflection detector 23 is shown in FIG. FIG. 5A shows a detection pattern on the detection surface of the RF signal reflection detector 26.
[0033]
The RF signal photodetection signal detected by the RF signal reflection detector 26 is supplied to the RF processing circuit 3 as described above. The servo signal light detection signal detected by the servo signal reflection detector 23 is supplied to the servo circuit 5 as described above.
[0034]
As described above, if the LD 10 that emits the reproduction laser beam and the LD 12 that emits the servo laser beam are prepared, the initial reflectance is set to 5% or less in order to increase the S / N of the super-resolution reproduction optical disc. In this case, more stable tracking servo and focusing servo can be realized. In the following, in order to explain the reason, some specific examples in the case where the wavelength difference between the LD 10 and the LD 12 of the optical disc reproducing apparatus is changed and the constituent materials (layer configurations) of the optical disc 1 are made different will be given. . Hereinafter, several specific examples will be described and described as Examples 1 to 6 which are distinguished from the above-described examples. The first to sixth embodiments are systematic embodiments in the case where the layer configuration and the emission laser light wavelength of the optical disc and the optical disc reproducing apparatus are changed.
[0035]
Example 1
In Example 1, the wavelength λ of the reproduction laser light emitted from the LD 10₁Is fixed at 780 nm and the wavelength λ of the servo laser beam emitted from the LD 12₂Are changed to 810 nm, 830 nm, 680 nm and 635 nm. The numerical aperture NA of the objective lens 18 was 0.5.
[0036]
As shown in FIG. 6, the optical disk 1 is basically formed on a transparent substrate 31 which is a disk-shaped glass substrate on which phase pits are formed, for example, a 2P (photo polymer) substrate formed by a photopolymer method. A layer structure in which the phase change material film 32 that can be crystallized after melting is directly formed.
[0037]
Further, as shown in FIG. 7, the optical disc 1 may have a layer structure in which a laminated film 33 including a phase change material film 32 that can be crystallized after melting is formed on a transparent substrate 31. The laminated film 33 including the phase change material film 32 includes a first dielectric film 34, a phase change material film 32, a second dielectric film 35, a reflective film 36, and a third dielectric in order from the transparent substrate 31 side. The film 37 is formed by sequentially laminating. In this case, the first and second dielectric films 34 and 35 and the reflection film 36 are used to set the optical characteristics of the optical disc 1, such as the light reflectance of the amorphous part and the crystal part. ing. Further, the third dielectric film 37 improves the mechanical strength of the laminated film 33 and improves the repeated read durability. Further, a UV protective film (not shown) may be formed on the third dielectric film 37.
[0038]
Here, the first dielectric film 34 is ZnS / SiO having a thickness of 130 nm.₂The phase change material film 32 is made of Sb with a thickness of 18 nm.₂Se₃Consists of. The second dielectric film 35 is ZnS / SiO with a thickness of 20 nm.₂The reflective film 36 is made of Dy having a thickness of 150 nm. The third dielectric film 37 is ZnS / SiO having a thickness of 400 nm.₂Consists of.
[0039]
In Example 1, the track pitch was 1.6 μm, the pit depth was 120 nm, the pit length was 0.3 μm, and the pit repetition period was 0.6 μm.
[0040]
The optical disk 1 formed in this way was initialized by irradiation with a xenon (Xe) lamp, that is, the entire surface of the disk was crystallized.
[0041]
FIG. 10 shows changes in the initial state reflectance with respect to changes in the laser light wavelength of the optical disk 1 formed in this way. When the laser wavelength is changed to 635 nm, 680 nm, 780 nm, 810 nm, and 830 nm and the optical disk 1 rotating at a linear velocity of 8 m / sec is irradiated with a reproduction power of 1 to 3 mW, as apparent from FIG. 10, 635 nm. For a wavelength of 680 nm, a reflectance of 5% or more was obtained.
[0042]
The optical disk 1 having such wavelength dependency of the reflectance is rotated at a linear speed of 7 m / sec by the spindle motor 6 of the optical disk reproducing apparatus shown in FIG. And for this optical disc 1, the wavelength λ₁Is irradiated from the LD 10 with a reproduction laser beam having a reproduction power of 9 mW. Wavelength λ₂Are 810 nm, 830 nm, 680 nm, and 635 nm, and a laser beam for servo with a reproduction power of 3 mW is irradiated from the LD 12. Then, when the RF signal obtained as described with reference to FIG. 1 is reproduced, the wavelength λ of the laser light for servo signal is obtained.₂Is 810 nm or 830 nm, the tracking servo is unstable and reproduction is difficult. On the other hand, when the wavelength λ2 of the servo laser light is 680 nm or 635 nm, tracking and focusing are stably performed, and the C / N for reproducing the RF signal is 40 dB.
[0043]
Thus, in Example 1, the wavelength λ of the reproduction laser beam is₁And the absolute value of the difference between the₁Wavelength λ to obtain a higher reflectivity than the optical disc reflectivity for₂Wavelength is used for servo.₁Even when the initial reflectivity of the optical disk with respect to the reproduction laser beam is 5% or less, the C / N of RF signal reproduction can be set to 40 dB, and stable super-resolution reproduction can be realized.
[0044]
Example 2
In the second embodiment, the wavelength λ of the RF signal laser beam emitted from the LD 10₁Is fixed at 780 nm, and the wavelength λ of the laser light for servo signal emitted from the LD 12₂Is changed to 810 nm, 830 nm and 680 nm. The numerical aperture NA of the objective lens 18 was 0.5.
[0045]
As shown in FIG. 8, the optical disk 1 is basically a disk-shaped glass substrate on which phase pits are formed, for example, a transparent substrate 31 that is a 2P (photo polymer) substrate formed by a photopolymer method. A phase change material film that can be crystallized after melting by forming a translucent metal film 38 on the surface on which the phase pits are formed, and via the first dielectric film 34 on the translucent metal film 38. 32 is formed.
[0046]
The optical disk 1 is configured such that the phase change material film 32 partially becomes liquid phase in the reading light scanning spot when the reading light is irradiated, the reflectance increases, and is solidified after reading.
[0047]
Further, as shown in FIG. 9, the optical disc 1 may have a layer structure in which a laminated film 39 including a phase change material film 32 that can be crystallized is formed on a transparent substrate 31. The laminated film 39 including the phase change material film 32 includes a semitransparent metal film 38, a first dielectric film 34, a phase change material film 32, a second dielectric film 35, and a reflective film 36 in order from the transparent substrate 31 side. The third dielectric film 37 is sequentially laminated. In this case, the optical characteristics of the optical disc 1, for example, the light reflectance of the amorphous part and the crystal part, etc. are set by the translucent metal film 38, the first and second dielectric films 34 and 35, and the reflective film 36. Is configured to be performed. Further, the third dielectric film 37 improves the mechanical strength of the laminated film 33 and improves the repeated read durability. Further, a UV protective film (not shown) may be formed on the third dielectric film 37.
[0048]
Here, the translucent metal film 38 is made of Cu having a thickness of 10 nm. The first dielectric film 34 has a thickness of 135 nm ZnS / SiO.₂The phase change material film 32 is made of Ge with a thickness of 20 nm.₂Sb₂Te₅Consists of. The second dielectric film 35 has a ZnS / SiO thickness of 70 nm.₂The reflective film 36 is made of Dy having a thickness of 150 nm. The third dielectric film 37 is ZnS / SiO having a thickness of 400 nm.₂Consists of.
[0049]
Also in Example 2, the track pitch was 1.6 μm, the pit depth was 120 nm, the pit length was 0.3 μm, and the pit repetition period was 0.6 μm.
In Example 2, the track pitch was 1.6 μm, the pit depth was 120 nm, the pit length was 0.3 μm, and the pit repetition period was 0.6 μm.
[0050]
The optical disk 1 formed in this way was initialized by irradiation with a xenon (Xe) lamp, that is, the entire surface of the disk was crystallized.
[0051]
FIG. 11 shows changes in the initial state reflectance with respect to changes in the laser light wavelength of the optical disk 1 formed in this way. When the laser wavelength is changed to 680 nm, 780 nm, 810 nm, and 830 nm and the optical disk 1 rotating at a linear velocity of 8 m / sec is irradiated with a reproduction power of 1 to 3 mW, as is apparent from FIG. 11, 810 nm and 830 nm. For a wavelength of 680 nm, a reflectance of 5% or more was obtained.
[0052]
The optical disk 1 having such wavelength dependency of the reflectance is rotated at a linear speed of 7 m / sec by the spindle motor 6 of the optical disk reproducing apparatus shown in FIG. And for this optical disc 1, the wavelength λ₁Is irradiated from the LD 10 with a reproduction laser beam having a reproduction power of 9 mW. Wavelength λ₂Are 810 nm, 830 nm, and 680 nm, and a laser beam for servo with a reproduction power of 3 mW is irradiated from the LD 12. Then, when the RF signal obtained as described with reference to FIG. 1 is reproduced, the wavelength λ of the laser light for servo signal is obtained.₂In all cases of 810 nm, 830 nm, and 680 nm, tracking and focusing were stably performed, and the C / N of reproduction of the RF signal was 40 dB or more. In FIG. 11, the broken line is the theoretical value of the reflectance when the wavelength dependency of the refractive index of Cu and the extinction coefficient k is not taken into account. When the wavelengths λ2 are 810 nm and 830 nm, the reflectance is 5% or less. Therefore, it is considered that tracking becomes unstable.
[0053]
Thus, in Example 2, the wavelength λ of the reproduction laser beam is₁If the absolute value of the difference is 30 nm, the C / N for RF signal reproduction can be 40 dB even when the initial reflectance is 5% or less, and stable super-resolution reproduction can be realized.
[0054]
The wavelength dependence of the optical constant of Cu will be described.
[0055]
12 and 13 are characteristic diagrams showing the results of measuring the wavelength dependence of the refractive index and extinction coefficient of the optical disk constituent material used in Example 2. FIG. In particular, FIG. 12A shows the ZnS / SiO 2 used as the first dielectric film 34 and the second dielectric film 35.₂And Ge used as the phase change material film 32₂Sb₂Te₅FIG. 6 is a characteristic diagram showing the wavelength dependence of the refractive index of Dy used as the reflective film 36. FIG. 12B shows the above Ge.₂Sb₂Te₅And is a characteristic diagram showing the wavelength dependence of the extinction coefficient of Dy. In particular, FIG. 13A is a characteristic diagram showing the wavelength dependence of the refractive index of Cu used as the translucent metal film 38 and Au that can be used in place of this Cu. FIG. 13B is a characteristic diagram showing the wavelength dependence of the extinction coefficients of Cu and Au. From FIG. 12 and FIG. 13, it can be seen that in the case of Cu, the wavelength dependency is large compared to other materials. For this reason, the reflectance of Cu increases in wavelength dependency as shown by a broken line in FIG.
[0056]
Example 3
Next, Example 3 using the Au as the translucent metal film 38 will be described.
[0057]
Example 3 is the same as Example 2 except that Au is used instead of Cu as the semitransparent metal film 38.
[0058]
The optical disk 1 is rotated at a linear speed of 7 m / sec by the spindle motor 6 of the optical disk reproducing apparatus shown in FIG. And for this optical disc 1, the wavelength λ₁Is irradiated from the LD 10 with a reproduction laser beam having a reproduction power of 9 mW. Wavelength λ₂Are 810 nm, 830 nm, and 680 nm, and a laser beam for servo with a reproduction power of 3 mW is irradiated from the LD 12. Then, when the RF signal obtained as described with reference to FIG. 1 is reproduced, the wavelength λ of the servo laser beam is obtained.₂In all cases of 810 nm, 830 nm, and 680 nm, tracking and focusing were stably performed, and the C / N of reproduction of the RF signal was 40 dB or more. As described above with reference to FIG. 13, this Au also has a large wavelength dependency of the refractive index and the extinction coefficient, and thus the wavelength dependency of the reflectance also increases.
[0059]
Example 4
Next, Example 4 using Ag as the translucent metal film 38 will be described.
[0060]
Example 4 is the same as Example 2 and Example 3 except that Ag is used instead of Cu and Au as the translucent metal film 38.
[0061]
That is, the wavelength λ₁Is fixed at 780 nm and the wavelength λ₂The three wavelengths of 810 nm, 830 nm, and 680 nm are sequentially used, the power of the laser beam for RF signal is set to 9 mW, the power of the laser beam for servo signal is set to 3 mW, and the linear velocity of the optical disk is set to 7 m / sec. To reproduce the RF signal portion, the wavelength λ₂In any case, tracking and focusing are stable, and the C / N of the RF signal reproduction is 40 dB or more.
[0062]
Example 5
Next, Example 5 using Pt as the translucent metal film 38 will be described. This Example 5 is the same as Example 2, Example 3, and Example 4 except that Pt is used instead of Cu, Au, and Ag as the translucent metal film 38. Also in this Example 5, as a result of reproducing the RF signal portion, the wavelength λ₂In any case, tracking and focusing are stable, and the C / N of the RF signal reproduction is 40 dB or more.
[0063]
In Example 2, Example 3, Example 4, and Example 5, the wavelength λ₁And wavelength λ₂To make the difference of 30 nm or more, the wavelength λ₁780 nm, wavelength λ₂Is 810 nm to 680 nm, but is not limited to the above wavelength as long as the combination has a difference of 30 nm.
[0064]
In the optical disc 1 described above, the transparent substrate 31, the phase change material film 32, the first and second dielectric films 34 and 35, and the reflective film 36 may be formed of the following other materials.
[0065]
First, the transparent substrate 31 can use acrylic resin, polyolefin resin, glass, or the like.
Further, the translucent metal film 38 is not limited to the above-described material, but has a wavelength λ.₁Is a material having a refractive index n of 1 or less and an extinction coefficient k of 2.5 or more and 5 or less (2.5 ≦ k ≦ 5), and a film thickness of 5 to 20 nm. Any configuration can be used.
[0066]
The phase change material film 32 can be made of chalcogenite, that is, a chalcogen compound or a single chalcogen. For example, each of Se and Te, and Sb of these chalcogenites₂Se₃, Sb₂Te₃, Se, Te, Bi₂Te₃, BiSe, In—Se, In—Sb—Te, In—SbSe, In—Se—Tl, Ge—Te—Sb, Ge—Te, and other chalcogenite-based materials can be used. However, the phase change material film 32 is required to have a composition range in which both the amorphous state and the crystalline state can be obtained after melting by controlling the linear velocity or the laser power.
[0067]
The first and second dielectric films 34 and 35 are nitrides, oxides, and sulfides of metals and semiconductor elements such as Al and Si. For example, AlN, Si₃N₄, SiO₂ , Al₂O₃, ZnS, MgF₂Can be used. However, the condition is that there is no absorption in the semiconductor laser wavelength region.
[0068]
In addition, the reflective film 36 has a metal element, a semi-metal element, a semiconductor element, and their elements having a thermal conductivity of 0.0004 J / (cm · K · s) to 2.2 J / (cm · K · s). A compound or mixture is used.
[0069]
Further, in the optical disc 1 described above, uneven phase pits are formed on the transparent substrate 31 by the 2P method. However, optically readable phase pits with various configurations may be used.
[0070]
Next, Example 6 will be described.
[0071]
Example 6
In the sixth embodiment, the optical disk 1 with a track pitch narrowed to, for example, about half of the conventional one is reproduced. That is, the optical disk reproducing apparatus of the sixth embodiment has a pit depth d as shown in FIG.₁Track and pit depth d₂(D₁≠ d₂) Of the optical disk 1 configured to be arranged in parallel every other track. Pit depth d₁Pit is track T₁And track T₃Pit depth d₂Pit is track T₂And track T₄And make up. Where pit depth d₁And d₂When n = 0, 1, 2,...,
d₁≠ n ・ λ₁/ 2
d₂≠ n ・ λ₂/ 2
And d₁≠ d₂The value must be Therefore, pit depth d₁For example, 120 nm, and the pit depth d2 is, for example, 180 nm.
[0072]
The track pitch was about 0.8 μm, half the conventional pitch, the pit length was 0.3 μm, and the pit repetition period was 0.6 μm. The layer structure of the optical disc 1 is the same as that used in the second embodiment.
[0073]
Note that an optical disk reproducing apparatus for reproducing the optical disk 1 basically has the same configuration as shown in FIG. However, the wavelength λ of the reproduction laser beam emitted from the LD 10₁Is 780 nm, and the wavelength λ of the servo laser light emitted from the LD 12₂Is 830 nm. The numerical aperture NA of the objective lens 18 is 0.5.
[0074]
The thus-formed optical disk 1 is rotated at a linear velocity of 7 m / sec, and the optical disk 1 is irradiated with reproduction laser light having a wavelength λ 1 of 780 nm and a reproduction power of 9 mW from the LD 10. Wavelength λ₂Is irradiated from the LD 12 with a servo laser beam having a reproduction power of 3 mW. Then, the signal portion was reproduced while reversing the tracking polarity as shown in FIG. 14. As a result, it was possible to reproduce each track stably, and the C / N at that time was 40 dB.
[0075]
As shown in FIG. 14, the reversal of the polarity of tracking here refers to the point P of the tracking error signal when tracking is applied to the track T1._APoint and then track T₂When applying tracking to the P_BIt's like going out.
For comparison, FIG. 15 shows the pit depth d.₁And pit depth d₂The tracking error signal for the case where is equal. In this case, since two pits having the same depth enter the spot, no tracking error signal is output.
[0076]
For comparison, FIG. 16 shows a tracking error signal when the track pitch is 1.6 μm and there is no difference in the pit depth. In this case, the amplitude of the tracking error signal is large.
[0077]
In the first to sixth embodiments described above, the reproduction light is irradiated from the transparent substrate 31 side, and the high temperature region S in the spot L as described with reference to FIG._HThe phase change material film 32 is partially melted into a liquid phase. At this time, the other portion, that is, the low temperature region S in the spot L_LThen, since it is in a crystalline state, even in the reproduction light spot L, the region S_LThen, region S_HTherefore, even if there are a plurality of phase pits in the spot L, the readout is a liquid phase high temperature region with an increased reflectivity. S_HThe phase pit can be read out only by using only the above. That is, the above-described RAD type crosstalk can be improved, and super-resolution reproduction with improved track density can be performed.
[0078]
Although the RAD type optical disc has been described in the above embodiments, it goes without saying that the present invention can also be applied to an FAD type optical disc. However, this FAD type optical disk cannot achieve the same effect as the RAD type optical disk.
[0079]
【The invention's effect】
  According to the optical disk reproducing method of the present invention, the wavelength λ₁Even when the initial reflectivity of the optical disk with respect to a reproducing laser beam of 780 nm is 5% or less, stable super-resolution reproduction can be realized.
[0080]
  With the optical disc according to the present invention, stable super-resolution reproduction is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical disc reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram of the dichroic beam splitter of the optical disk reproducing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram of a wideband polarization beam splitter of the optical disk reproducing apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an irradiation state on tracks of an RF signal laser spot (reproduction laser beam spot) and a servo signal laser spot (servo laser beam spot).
FIG. 5 is a diagram showing detection patterns of a reflected light detector for RF signals and a reflected light detector for servo signals.
6 is a basic schematic cross-sectional view of an optical disc used in Example 1. FIG.
7 is a schematic cross-sectional view of an optical disc used in Example 1. FIG.
8 is a basic schematic cross-sectional view of an optical disk used in Example 2. FIG.
9 is a schematic cross-sectional view of an optical disk used in Example 2. FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing changes in the initial state reflectance of the optical disc used in Example 1 with respect to changes in the wavelength of laser light.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing changes in the initial state reflectance of the optical disc used in Example 2 with respect to changes in the wavelength of laser light.
12 is a graph showing changes in refractive index and extinction coefficient with respect to changes in the wavelength of a laser beam of the constituent material of the optical disk used in Example 2. FIG.
13 is a diagram showing changes in refractive index and extinction coefficient with respect to changes in laser light wavelength of the constituent material of the optical disk used in Example 2. FIG.
FIG. 14 is a diagram for explaining a relationship between a pit depth of an optical disc used in Example 6 and a tracking error signal.
FIG. 15 is a diagram for explaining a relationship between a pit depth of an optical disc and a tracking error signal.
FIG. 16 is a diagram for explaining the relationship between a pit of an optical disc and a tracking error signal.
FIG. 17 is a diagram illustrating light intensity and temperature distribution characteristics of a scanning spot of a light beam.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical disk, 2 Optical pick-up, 3 RF processing circuit, 4 Servo control circuit, 5 Servo circuit, 6 Spindle motor, 7 Slide motor, 10 Reproducing laser beam emitting laser diode (LD), 12 Servo laser beam emitting laser diode (LD) ), 15 Dichroic beam splitter, 16 Wideband polarization beam splitter, 23 Reflected laser light detector for servo signal, 26 RF signal reflected laser light detector

Claims (2)

A phase that can be crystallized after melting by forming a translucent metal film whose refractive index and extinction coefficient are wavelength-dependent on a transparent substrate on which phase pits are formed, and a dielectric film on the translucent metal film. An optical disc reproducing method for reproducing an optical disc formed with a changeable material film ,
The phase pit is read while irradiating a reproduction laser beam having a wavelength λ ₁ of 780 nm, and partially changing the reflectance of the phase change material film within the scanning spot of the reproduction laser beam, and for the wavelength λ ₁ Irradiate servo laser light of wavelength λ ₂ whose absolute value of wavelength difference is 30 nm or more ,
The refractive index of the semi-transparent metal film of the optical disc with respect to the reproduction laser beam having the wavelength λ ₁ is 1 or less, the extinction coefficient is 2.5 or more and 5 or less, and the semi-transparent metal film is formed on the transparent substrate. An optical disk reproducing method characterized by forming 20 nm . A translucent metal film whose refractive index and extinction coefficient are wavelength-dependent is formed on a transparent substrate on which phase pits are formed, and a phase that can be crystallized after melting via a dielectric film on the translucent metal film. A change material film is formed,
The phase change material film, the wavelength lambda ₁ when reading the phase pits 780nm of the reproduction laser light is irradiated, together with its reflectance within a scanning spot of the readout laser beam is partially changed,
Ri Na and tracks the absolute value of the difference between the wavelength for the wavelength lambda ₁ is the wavelength lambda ₂ of the servo laser beam is 30nm or more tracking is applied by being irradiated is formed,
And said semi-transparent metal film, a less refractive index with respect to the reproducing laser beam having a wavelength lambda _1, the extinction coefficient of 2.5 to 5, and characterized in that is 5~20nm formed on the transparent substrate Optical disc to play.

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