JP4211607B2 - 光学的情報記録再生の方法及び装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、レーザ光などの光を用いて情報の記録・再生がなされる光学的情報記録媒体更にはそれを用いた光学的情報記録再生方法及び光学的情報記録再生装置に関するものであり、特にトラッキング用案内溝を有する基板の表面上に設けられた記録層に対してトラッキング用案内溝内部に対応する部分及び隣接案内溝間部に対応する部分の両方に情報の記録がなされる光学的情報記録媒体並びにそれを用いた光学的情報記録再生の方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
レーザ光照射により情報の記録及び再生を行う光学情報記録媒体として、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＣＤ−Ｒ（追記型コンパクトディスク）、ＣＤ−ＲＷ（書き換え可能型コンパクトディスク）、ＤＶＤ−Ｒ（追記型デジタルビデオディスク）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（書き換え可能型デジタルバーサタイルディスク）、又はＤＶＤ−ＲＷ（書き換え可能型デジタルバーサタイルディスク）等が一般に知られている。光学的情報記録媒体における記録の高密度化のための手段としては、基板面に略円形状に互いに平行に形成されたトラッキング用案内溝の隣接するもの同士の間の平坦部（ランド）および該案内溝の内部（グルーブ）の両方に対応する記録層部分に記録を行う、ランド／グルーブ記録が知られている（特開昭５７−５０３３０号公報、特開平９−７３６６５号公報、特開平９−１９８７１６号公報、特開平１０−６４１２０号公報等）。
また、近年、記録の高密度化の手法として、情報の記録・再生のための装置を構成する光ヘッドの対物レンズのＮＡ（開口数：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）を０．８５程度にまで高める技術が提案されている。ＮＡを高くすることで、レーザ光を集光した際のビーム径を小さくすることができ、より微小なマークを記録・再生することが可能となる。このようにＮＡを高くした場合には、従来のように厚さが０．６〜１．２ｍｍの基板を通じて記録層にレーザ光を照射するのではなく、光学的情報記録媒体の記録層上に厚さが約０．１ｍｍの光透過層を形成し、この光透過層を介して基板上の記録層にレーザ光を照射することにより情報の記録及び再生を行うことができる。
これらの技術を組み合わせること、すなわち、高ＮＡの光ヘッドを用いてランド／グルーブ記録を行うことで、飛躍的に記録密度を増大させることが考えられる。
しかしながら、本願発明者等の知見によると、高ＮＡの光ヘッドを使用してランド／グルーブ記録を行う場合、案内溝間平坦部に対応する記録層部分おける記録と案内溝内部に対応する記録層部分における記録とで光学的な分解能が異なってしまうという問題点がある。具体的には、案内溝間平坦部に対応する記録層部分に記録を行った場合には、案内溝内部に対応する記録層部分に記録を行った場合に比べて、マーク長の減少にともなって信号振幅の低下（長マークの信号振幅を基準）がより顕著となってしまう。
図５は横軸にマーク長をとり、縦軸に信号振幅をとって両者の関係を示すグラフ図である。この図は、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光ヘッドを使用して、相変化型の記録層をもつ光ディスクに対して記録を行った結果を示している。本実験で用いた相変化型光ディスクにおいては、記録前後の反射光の位相差はほぼ０である。符号２７で示す線分が案内溝内部対応部分に記録を行った場合、符号２８で示す線分が案内溝間平坦部対応部分の片端部に記録を行った場合のものである。案内溝間平坦部対応部分の記録で短マークでの信号振幅が著しく低下してしまうと、十分な信号品質が得られないため、高密度記録を行うことができなくなってしまうという問題点が生じる。案内溝内部対応部分及び案内溝間平坦部応部分の双方に記録を行い、かつ、記録密度を高めるためには、案内溝間平坦部応部分に記録を行った場合の光学的分解能を改善する必要がある。
なお、この問題は光透過層を通して記録層に対する情報の記録及び再生を行う場合のみに限らず、従来のＤＶＤと同様に基板裏面からレーザ光を照射して記録層に対する情報の記録及び再生を行う場合であっても、記録密度を高めていくと、即ちディスク上に記録される最短マーク長が短くなっていくと、顕著となる。短マークでの信号振幅低下が顕著となるのは、記録がなされるのが案内溝間平坦部対応部分であるか案内溝内部対応部分であるかによるのではなく、レーザ光の入射方向によっている。即ち、光透過層を通じて記録層にレーザ光を照射する場合には、案内溝間平坦部対応部分において記録された短マークの信号振幅低下が顕著となる。また、基板を通じてレーザ光を照射する場合には、案内溝内部対応部分において記録された短マークの信号振幅低下が顕著となる。
【発明の開示】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、案内溝間平坦部に対応する記録層部分及び案内溝内部に対応する記録層部分の双方に高記録密度で記録を行う場合に、案内溝間平坦部対応部分及び案内溝内部対応部分の記録及び再生特性をほぼ等しくし、これによりトラック密度を高めると同時に、記録線密度を向上させ、高密度で記録を行うことを可能とする光学情報記録媒体を提供することを目的とする。
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
スポット状に光を照射することで情報の記録・再生がなされ、前記スポット状の光のトラッキング用の案内溝を有する基板上に少なくとも記録層及び光透過層がこの順に設けられており、前記光透過層の側から前記記録層に対してスポット状に前記光を照射して、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に記録を行う光学的情報記録媒体であって、以下の特徴を持つものが提供される：
（１）前記記録層は記録を行うことにより反射率が低下し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体；
（２）前記記録層は記録を行うことにより反射率が増加し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
スポット状に光を照射することで情報の記録・再生がなされ、前記スポット状の光のトラッキング用の案内溝を有する基板上に少なくとも記録層が設けられており、前記基板の側から前記記録層に対してスポット状に前記光を照射して、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に記録を行う光学的情報記録媒体であって、以下の特徴を持つものが提供される：
（３）前記記録層は記録を行うことにより反射率が低下し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体；
（４）前記記録層は記録を行うことにより反射率が増加し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、以下の光学的情報記録再生方法が提供される：
上記（１）または（２）の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１と前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ１／ＩＬ２）＜１．３の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（１）または（２）の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１、前記第１の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ１、前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２及び前記第２の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ２が、０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（１）または（３）の光学的情報記録媒体の前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対してスポット状に光を照射し反射率を低下させてマーク長ｎＴ〜ｍＴの記録マークを形成して記録を行い、前記Δφが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（２）または（４）の光学的情報記録媒体の前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対してスポット状に光を照射し反射率を増加させてマーク長ｎＴ〜ｍＴの記録マークを形成して記録を行い、前記Δφが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（３）または（４）の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１と前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ２／ＩＬ１）＜１．３の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（３）または（４）の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１、前記第１の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ１、前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２及び前記第２の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ２が、０．７＜（ＩＳ２／ＩＬ２）／（ＩＳ１／ＩＬ１）＜１の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（１）〜（４）のいずれかの光学的情報記録媒体を用いて前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対して対物レンズを用いてスポット状に光を照射して記録マークを形成して記録を行い、ここで、前記光の波長をλとし、前記対物レンズの開口数をＮＡとし、前記記録マークの最短マーク長をＭＬとして、０．２５＜ＮＡ・ＭＬ／λ＜０．３８が成り立つようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、上記光学的情報記録媒体の前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対してスポット状に光を照射する光ヘッドを備えていることを特徴とする光学的情報記録再生装置、が提供される。前記光ヘッドは、例えば開口数０．８〜０．９の対物レンズを有する。また、前記光ヘッドは、例えば、波長λの前記光を発する半導体レーザなどのレーザ光源と開口数ＮＡの対物レンズとを有し、ここで、前記光照射により形成される記録マークの最短マーク長をＭＬとして、前記光ヘッドは０．２５＜ＮＡ・ＭＬ／λ＜０．３８が成り立つように前記記録マークを形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明にかかる光学的情報記録媒体の一実施形態を示す部分拡大断面図である。厚さ約１．２ｍｍの円板状の支持基板１の表面（上面）には、基板中心の周りに略円形状に延びたトラッキング用案内溝が形成されており、互いに隣接する案内溝の間には平坦部（ランド）Ｌが形成されている。トラッキング用案内溝の内部（底部）を特にグルーブＧとする。ランドＬに対するグルーブＧの深さ（溝深さ）はＤである。ランドＬの幅とグルーブＧの幅とは典型的にはほぼ同等であり、好ましくは誤差１０％以内である。また、グルーブＧの配列ピッチは、例えば０．５〜１．２μｍである。
基板１の上面上には誘電体層４が形成されており、該誘電体層４上には光学的情報の記録される記録層２が形成されており、該記録層２上には誘電体層５が形成されており、該誘電体層５上には光透過層３が形成されている。光透過層３側からレーザ光ＬＢを照射して、記録層２に対する情報の記録・再生が行われる。基板１には、ポリカーボネート（ＰＣ）やアルミニウム（Ａｌ）などの材料を用いることができる。光透過層３は、厚さ０．１ｍｍ程度であり、ＰＣのフィルムを紫外線硬化樹脂等により接着したものでもよく、また、厚さ０．１ｍｍ程度の紫外線硬化樹脂からなる層でもよい。
記録層２としては、レーザ光照射により光学的な反射率や位相が変化する材料、例えば、ＧｅＳｂＴｅ等の公知の相変化型の記録材料や公知のフォトリフラクティブ材料等を用いることができる。記録層２は基板１の表面のランド−グルーブ形状に対応した凹凸形状を有しており、基板ランドＬに対応する部分（即ち第１の部分）Ｌ’及び基板グルーブＧに対応する部分（即ち第２の部分）Ｇ’が形成されている。記録層２の上面において、ランド対応部分Ｌ’に対するグルーブ対応部分Ｇ’の深さ（溝深さ）はｄである。典型的には、記録層２の厚さはランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’とで同一であり、さらに誘電体層４，５のそれぞれの厚さも同様にランドに対応する部分とグルーブに対応する部分とで同一であるので、上記溝深さｄはほぼＤに等しい。記録層２の厚さは、例えば１０〜３０ｎｍ好ましくは１０〜２０ｎｍである。誘電体層４，５は、保護層としての機能の外に、これらを含めた層構成（誘電体層４，５の厚さを含む）を適宜設定することで、Ｌ−Ｈ（Ｌｏｗ−ｔｏ−ｈｉｇｈ）記録方式（記録後の記録層の反射率が記録前より高くなる記録方式）及びＨ−Ｌ（Ｈｉｇｈ−ｔｏ−ｌｏｗ）記録方式（記録後の記録層の反射率が記録前より低くなる記録方式）の何れかの記録媒体を実現することに資するという機能をも有する。更に、誘電体層４，５は、その厚さや層構成を適宜設定することで後述する本発明の特徴を発揮することに資するという機能をも有する。
必要に応じて、基板１の上面には誘電体層４との間に反射膜としての金属層を付与してもよい。
情報の記録・再生は、記録層２のグルーブ対応部分Ｇ’及びランド対応部分Ｌ’の両方に対して、Ｌ−Ｈ記録方式またはＨ−Ｌ記録方式で行われる。Ｌ−Ｈ記録方式またはＨ−Ｌ記録方式の実現のためには、各層及びそれらの膜厚その他の層構成を公知の設計方法に従って適宜設定する。
図２は、以上のような光学的情報記録媒体に対する情報記録再生の方法及び装置の実施形態の説明のための模式図である。光学的情報記録媒体１０は、その中心を通る上下方向の回転中心の周りで回転する。記録媒体１０の上方には、記録再生装置を構成する光ヘッド２０が配置されている。光ヘッド２０において、光源としての半導体レーザ２１から発せられるレーザ光はコリメートレンズ２２及び対物レンズ２３を経て記録媒体１０の記録層２のグルーブ対応部分Ｇ’またはランド対応部分Ｌ’にスポット状に照射される。記録レーザ光は、記録情報に応じて適宜の変調方式で変調される。記録媒体１０からの反射光は、対物レンズ２３及びビームスプリッタ２４を経て光検出系２５へと到達する。該光検出系２５により再生信号やトラッキング信号などが得られる。該光検出系２５では、記録層２からの反射光の光量または位相を検出して所要の電気信号を得ることができる。半導体レーザ２１から照射されるレーザ光の波長λは、例えば３９０〜６８０ｎｍ、好ましくは３９０〜４４０ｎｍである。対物レンズ２３としては、開口数（ＮＡ）の大きな例えば０．６〜０．９、好ましくは０．８〜０．９のものを使用する。
なお、本発明は、光透過層３の側からレーザ光を照射するものに限定されず、基板１の側からレーザ光を照射するものであってもよい。この場合には、基板１として光透過性のものを用いる。上記のように典型的には誘電体層４の厚さはランドＬに対応する部分とグルーブＧに対応する部分とで同一であるので、記録層２の下面において、グルーブ対応部分Ｇ’に対するランド対応部分Ｌ’の深さ（溝深さ）はほぼＤである。また、反射層を形成する場合には、記録層２の上側に誘電体層５を介して配置される。この場合も、情報の記録・再生は、記録層２のグルーブ対応部分Ｇ’及びランド対応部分Ｌ’の両方に対して、Ｌ−Ｈ記録方式またはＨ−Ｌ記録方式で行われる。
而して、本発明においては、光透過層３側からレーザ光を照射して記録層２に情報を記録・再生する場合は、以下の｛１｝乃至｛４｝のいずれかの特徴を有する。
｛１｝ある変調方式を用いてマーク長ｎＴ〜ｍＴ（Ｔは単位長さ、ｎ，ｍは１以上の整数であってｎ＜ｍ：以下同様）の記録マークが形成される際、ランド対応部分Ｌ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ１とグルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ１／ＩＬ２）＜１．３の関係を満たす。この変調方式は、従来の光学的情報記録媒体に対する情報の記録再生の場合の変調方式と同様のもの例えば（１−７）変調方式であって、従来周知のものであり、本発明はこれらの周知の変調方式のいずれについても適用することができる。
｛２｝ある変調方式を用いてｎＴ〜ｍＴの記録マークが形成される際、ランド対応部分Ｌ’において記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ１及び最短マークｎＴの再生信号振幅ＩＳ１と、グルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ２及び最短マークｎＴの再生信号振幅ＩＳ２とが、０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１の関係を満たす。
｛３｝記録層２は記録を行うことにより反射率が低下し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たす。
｛４｝記録層２は記録を行うことにより反射率が増加し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たす。
本発明者等は、高ＮＡ（例えば０．６〜０．９特に０．８〜０．９）の光ヘッドを使用してランド対応部分Ｌ’に記録を行った場合の光学的な分解能が、ランド対応部分Ｌ’に記録された長マークの再生信号振幅ＩＬ１とグルーブ対応部分Ｇ’に記録された長マークの再生信号振幅ＩＬ２との比によって大きく変化することを見いだした。図３は横軸にＩＬ１／ＩＬ２の比をとり、縦軸に分解能をとって、グルーブ対応部分に記録した場合（符号２９）とランド対応部分Ｌ’に記録した場合（符号３０）とについて、ＩＬ１／ＩＬ２の比と分解能との関係を示すグラフ図である。図３では、図５に示した長さ０．１３μｍのマークに対する再生信号振幅と長さ０．６７μｍのマークに対する再生信号振幅との比として分解能を定義している。図３に示すように、高ＮＡの光ヘッドを使用してランド対応部分Ｌ’に記録を行った場合の光学的な分解能（符号３０）が、ランド対応部分Ｌ’に記録された長マークの再生信号振幅ＩＬ１とグルーブ対応部分Ｇ’に記録された長マークの再生信号振幅ＩＬ２との比ＩＬ１／ＩＬ２によって大きく変化する。これに対して、グルーブ対応部分Ｇ’に記録を行った場合の光学的な分解能（符号２９）はＩＬ１とＩＬ２の比ＩＬ１／ＩＬ２にほとんど依存しない。従って、光学的な分解能をランド対応部分とグルーブ対応部分とでできるだけ良く一致させるためには、ＩＬ１とＩＬ２の比ＩＬ１／ＩＬ２を適宜規制すれば良い。つまり、光学的な分解能をランド対応部分とグルーブ対応部分とで一致させるために、ＩＬ１／ＩＬ２を１よりも大きくする（ＩＬ１がＩＬ２よりも大きくなるようにする）。しかし、ＩＬ２の信号振幅を変化させずにＩＬ１の信号振幅のみ大きくすることは困難であるため、ＩＬ１／ＩＬ２を大きくするためにはＩＬ２を小さくすることが必要となる。このようにＩＬ２を小さくすると、信号品質そのものが低下してしまう。このため、ＩＬ１／ＩＬ２を１．３よりも小さくする。従って、１＜（ＩＬ１／ＩＬ２）＜１．３とする。
また、ランド対応部分Ｌ’において記録される最長マークの再生信号振幅ＩＬ１に対する最短マークの再生信号振幅ＩＳ１の比ＩＳ１／ＩＬ１と、グルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークの再生信号振幅ＩＬ２に対する最短マークの再生信号振幅ＩＳ２の比ＩＳ２／ＩＬ２とが、０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１の関係を満たす場合にも、図３に示す場合と同様に、グルーブ対応部分Ｇ’に記録した場合とランド対応部分Ｌ’に記録した場合とで分解能の差が極めて少なくなる。
同様に、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃを変化させることによっても、ＩＬ１／ＩＬ２の値を変化させることが可能である。記録層２が記録を行うことにより反射率が低下する材料である場合、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすと、図３に示す場合と同様に、グルーブ対応部分Ｇ’に記録した場合とランド対応部分Ｌ’に記録した場合とで分解能の差が極めて少なくなる。
更に、記録層２が記録を行うことにより反射率が増加する材料の場合、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすと、図３に示す場合と同様に、グルーブ対応部分Ｇ’に記録した場合とランド対応部分Ｌ’に記録した場合とで分解能の差が極めて少なくなる。
従って、光透過層３側から記録層２にレーザ光ＬＢを照射して情報の記録・再生を行う場合には、上記｛１｝乃至｛４｝のいずれかの条件を満たす場合に、グルーブ対応部分Ｇ’に記録した場合とランド対応部分Ｌ’に記録した場合とで分解能の差が極めて少なくなる。
一方、図１とは異なり基板１の裏面（下面）からレーザ光を照射して情報の記録・再生を行う場合には、図５とは逆に、グルーブ対応部分Ｇ’において短マークの再生信号振幅の低下が顕著となるので、本発明においては、以下の｛５｝乃至｛８｝のいずれかの特徴を有する。
｛５｝ある変調方式を用いてｎＴ〜ｍＴの記録マークが形成される際、ランド対応部分Ｌ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ１とグルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ２／ＩＬ１）＜１．３の関係を満たす。
｛６｝ある変調方式を用いてｎＴ〜ｍＴの記録マークが形成される際、ランド対応部分Ｌ’において記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ１及び最短マークｎＴの再生信号振幅ＩＳ１と、グルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ２及び最短マークｎＴの再生信号振幅ＩＳ２とが、０．７＜（ＩＳ２／ＩＬ２）／（ＩＳ１／ＩＬ１）＜１の関係を満たす。
｛７｝記録層２は記録を行うことにより反射率が低下し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たす。
｛８｝記録層２は記録を行うことにより反射率が増加し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとのΔφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たす。
光透過層３側から記録層２にレーザ光を入射する場合にはランド対応部分Ｌ’で、また、基板１側から記録層２にレーザ光を入射する場合にはグルーブ対応部分Ｇ’において、ＩＬ１／ＩＬ２の値に依存して分解能が急激に変化する現象は、記録前後の反射光の光学的な位相差によってのみ決まる現象である。すなわち、記録層２の組成や膜厚、誘電体層の種類や膜厚などの異なる光ディスクであっても、ＩＬ１／ＩＬ２が所望の値に設計されていれば良好な分解能を実現できることとなる。
以下、本発明の実施例を本発明の範囲外の比較例と共に示して、本発明の効果についてさらに説明する。
（実施例１）
基板として厚さが１．１ｍｍのディスク状ＰＣ基板を使用し、この基板のランド／グルーブ形成表面上に、厚さが１００ｎｍのＡｌ反射膜、厚さが１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層、厚さが４０〜８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層をスパッタリングにより積層形成した。その上に、光透過層としての厚さ０．１ｍｍのＰＣフィルムを紫外線硬化樹脂により接着した。
上記ディスク（記録媒体）を初期化した（結晶化させた）後、線速５．１ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光ヘッドを使用して、光透過層側からレーザ光を照射して、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’の双方に０．１１６μｍ／ｂｉｔの線密度条件で記録を行って、再生特性を測定した。変調方式として（１−７）変調を使用したので、最長マークのマーク長が８Ｔ、最短マークのマーク長が２Ｔであった。ＩＬ１及びＩＬ２は８Ｔ再生信号の振幅、ＩＳ１及びＩＳ２は２Ｔ再生信号の振幅に相当する。
表１は、記録層上のＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層の膜厚を変化させたときの、光学特性及び記録再生特性の関係を示す。記録層は、記録前は結晶状態であり、記録後は非晶質状態となるので、φａは記録層が非晶質状態にあるときの反射光の位相、φｃは記録層が結晶状態にあるときの反射光の位相に相当する。
なお、記録パワはランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’それぞれにおいて、８Ｔ再生信号の２次高調波歪みが最小となるパワに設定したが、表１に示すように、ランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’とで記録パワはほぼ等しくその差は５％以下であった。
【表１】
記録によって反射率が低下する記録層の場合には、０°＜Δφ≦１５°、１＜ＩＬ１／ＩＬ２＜１．３、及び０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１．０のうち、いずれか一つの条件を満足するとき、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’でほぼ等しいジッタ特性が得られることが分かる。特に、１．１＜ＩＬ１／ＩＬ２＜１．３において、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’のジッタ特性に差が少なく、ジッタのバランスがとれている。
（実施例２）
基板として厚さが１．１ｍｍのディスク状ＰＣ基板を使用し、この基板のランド／グルーブ形成表面上に、厚さが１００ｎｍのＡｌ反射膜、厚さが２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層、厚さが２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが３０ｎｍのＳｉＯ2誘電体層及び厚さが５０〜７５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層を順次スパッタリングにより積層形成し、その上に光透過層としての厚さ０．１ｍｍのＰＣフィルムを紫外線硬化樹脂により接着した。
上記ディスクを初期化した（結晶化させた）後、線速５．１ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光ヘッドを用いて、光透過層側からレーザ光を照射して、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’の双方に０．１１６μｍ／ｂｉｔの線密度条件で記録を行って再生特性を測定した。変調方式として（１−７）変調を使用したので、最長マークのマーク長が８Ｔ、最短マークのマーク長が２Ｔであった。ＩＬ１及びＩＬ２は８Ｔ再生信号の振幅、ＩＳ１及びＩＳ２は２Ｔ再生信号の振幅に相当する。
表２は、最上層のＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層の膜厚を変化させたときの、光学特性及び記録再生特性の関係を示す。記録層は、記録前は結晶状態であり、記録後は非晶質状態となるので、φａは記録層が非晶質状態にあるときの反射光の位相、φｃは記録層が結晶状態にあるときの反射光の位相に相当する。
なお、本実施例では記録パワはランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’それぞれにおいて、ランダム信号を記録した際のアイパタンの対称性（シンメトリ）が最良となるパワに設定したが、表２に示すように、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’記録パワはほぼ等しくその差は５％以下であった。
【表２】
記録によって反射率が増加する場合には、−１５°≦Δφ＜０°、１＜ＩＬ１／ＩＬ２＜１．３、及び０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１．０のうち一つの条件を満足するとき、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’でほぼ等しいジッタ特性が得られることが分かる。特に、１．１＜ＩＬ１／ＩＬ２＜１．３において、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’のジッタ特性の間の差が少なく、ジッタのバランスがとれている。
（実施例３）
基板として厚さが０．６ｍｍのディスク状ＰＣ基板を使用し、この基板のランド／グルーブ形成表面上に、この基板上に厚さが４０〜８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層、厚さが１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１００ｎｍのＡｌ反射膜を順次スパッタリングにより積層形成した。その上に厚さが０．６ｍｍのガラス基板を、紫外線硬化樹脂により貼りあわせた。
上記ディスク（記録媒体）を初期化した（結晶化させた）後、線速３．５ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５の光ヘッドを使用して、ＰＣ基板裏面からレーザ光を照射して、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’の双方に０．１６μｍ／ｂｉｔの線密度条件で記録を行って、再生特性を測定した。変調方式として（１−７）変調を使用したので、最長マークのマーク長が８Ｔ、最短マークのマーク長が２Ｔであった。ＩＬ１及びＩＬ２は８Ｔ再生信号の振幅、ＩＳ１及びＩＳ２は２Ｔ再生信号の振幅に相当する。
表３は、ＰＣ基板上のＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層の膜厚を変化させたときの、光学特性及び記録再生特性の関係を示す。記録層は、記録前は結晶状態であり、記録後は非晶質状態となるので、φａは記録層が非晶質状態にあるときの反射光の位相、φｃは記録層が結晶状態にあるときの反射光の位相に相当する。
なお、記録パワはランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’それぞれにおいて、８Ｔ再生信号の２次高調波歪みが最小となるパワに設定したが、表３に示すように、ランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’とで記録パワはほぼ等しくその差は５％以下であった。
【表３】
記録によって反射率が低下する場合には、０°＜Δφ≦１５°、１＜ＩＬ２／ＩＬ１＜１．３、及び０．７＜（ＩＳ２／ＩＬ２）／（ＩＳ１／ＩＬ１）＜１．０のうち、いずれか一つの条件を満足するとき、ランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’とでほぼ等しいジッタ特性が得られることが分かる。特に、１．１＜ＩＬ２／ＩＬ１＜１．３においてランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’とのジッタ特性の間の差が少なく、ジッタのバランスがとれている。
（実施例４）
基板として厚さが０．６ｍｍのディスク状ＰＣ基板を使用し、この基板のランド／グルーブ形成表面上に、厚さが５０〜７５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが３０ｎｍのＳｉＯ2誘電体層、厚さが２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層、厚さが２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１００ｎｍのＡｌ反射膜を順次スパッタリングにより積層形成し、その上に厚さ０．６ｍｍのガラス基板を、紫外線硬化樹脂により貼りあわせた。
上記ディスクを初期化した（結晶化させた）後、線速３．５ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５の光ヘッドを使用して、ＰＣ基板裏面からレーザ光を照射して、ランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’との双方に０．１６μｍ／ｂｉｔの線密度条件で記録を行って再生特性を測定した。変調方式として（１−７）変調を使用したので、最長マークのマーク長が８Ｔ、最短マークのマーク長が２Ｔであった。ＩＬ１及びＩＬ２は８Ｔ再生信号の振幅、ＩＳ１及びＩＳ２は２Ｔ再生信号の振幅に相当する。
表４は、基板のすぐ上のＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層の膜厚を変化させたときの、光学特性及び記録再生特性の関係を示す。記録層は、記録前は結晶状態であり、記録後は非晶質状態となるので、φａは記録層が非晶質状態にあるときの反射光の位相、φｃは記録層が結晶状態にあるときの反射光の位相に相当する。
なお、本実施例では記録パワはランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’それぞれにおいて、ランダム信号を記録した際のアイパタンの対称性（シンメトリ）が最良となるパワに設定したが、表４に示すように、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’で記録パワはほぼ等しくその差は５％以下であった。
【表４】
記録によって反射率が増加する場合には、−１５°≦Δφ＜０°、１＜ＩＬ２／ＩＬ１＜１．３、及び０．７＜（ＩＳ２／ＩＬ２）（ＩＳ１／ＩＬ１）＜１．０のうち一つの条件を満足するとき、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’でほぼ等しいジッタ特性が得られることが分かる。特に、１．１＜ＩＬ２／ＩＬ１＜１．３においてランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’のジッタ特性の間に差が少なく、ジッタのバランスがとれている。
図４に表１から表４までの結果をまとめて示す。図４において、横軸は光透過層側から記録層にレーザ光を入射した場合（実施例１及び実施例２に相当）にはＩＬ１／ＩＬ２を、ＰＣ基板側から記録層にレーザ光を入射した場合（実施例３及び実施例４に相当）にはＩＬ２／ＩＬ１を、それぞれ表している。また、図４の縦軸は、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’のジッタの差の絶対値Δσを示している。図４から分かるように、記録によって反射率が低下するか増加するかに関わらず、光透過層側から記録層にレーザ光を入射した場合には、１＜ＩＬ１／ＩＬ２＜１．３、特に、１．１＜ＩＬ１／ＩＬ２＜１．３の場合に、また、ＰＣ基板側から記録層にレーザ光を入射した場合には、１＜ＩＬ２／ＩＬ１＜１．３、特に、１．１＜ＩＬ２／ＩＬ１＜１．３の場合に、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’のジッタのバランスが非常に良く取れていることが分かる。
図５から分るように、位相差がほぼ０の光ディスクを用いても、記録線密度が低ければランド及びグルーブの対応部分で分解能はほぼ同じであるので、低い密度で記録再生を行う場合には、本発明を用いても大きな効果は得られない。位相差がほぼ０の光ディスクに対して、ランド及びグルーブの対応部分で分解能が３ｄＢ以上異なる記録マークの長さは、例えばλ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光ヘッドを用いた場合には、図５から分かるように０．１８μｍ以下である。光ヘッドのビーム径が、λ／ＮＡに比例することを考えると、光ディスク上に形成される最短のマーク長をＭＬとして、ＭＬとλ／ＮＡとの比ａ＝ＮＡ・ＭＬ／λが記録密度の指標となる。この指標で図５を見直すと、分解能が３ｄＢ以上異なる記録密度では、ａ＝０．３８以下となる。ａが０．２５以下では光学的な回折限界を越えることになり信号そのものが得られなくなる。従って、本発明にかかる光学的情報記録媒体を用いることによって特性向上の効果が得られる記録密度は０．２５＜ａ＜０．３８の範囲に相当する。なお、図５には示していないが、ＮＡ＝０．６５の光ヘッドを用いた場合にも、分解能が３ｄＢ以上異なるのはａが０．３８以下の場合であった。分解能が３ｄＢ異なる条件は、ＩＳ１／ＩＬ１とＩＳ２／ＩＬ２との比が０．７となる条件と同一であり、本明細書で説明したように、ランド及びグルーブの対応部分で良好な特性が得られる条件に相当する。
【産業上の利用可能性】
以上説明したように、本発明によれば、記録層のランド対応部分及びグルーブ対応部分の双方に高い記録密度で記録を行うことが可能となるので、大容量の光学的情報記録媒体を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明にかかる光学的情報記録媒体の部分拡大断面図である。
図２は、本発明にかかる光学的情報記録媒体に対する情報記録再生の方法及び装置の説明のための模式図である。
図３は、ＩＬ１／ＩＬ２と光学的な分解能との関係を説明する図である。
図４は、ＩＬ１／ＩＬ２又はＩＬ２／ＩＬ１とランド対応部分又はグルーブ対応部分のジッタとの関係を説明する図である。
図５は、従来の光学的情報記録媒体におけるマーク長と信号振幅との関係を示す図である。
本発明は、レーザ光などの光を用いて情報の記録・再生がなされる光学的情報記録媒体更にはそれを用いた光学的情報記録再生方法及び光学的情報記録再生装置に関するものであり、特にトラッキング用案内溝を有する基板の表面上に設けられた記録層に対してトラッキング用案内溝内部に対応する部分及び隣接案内溝間部に対応する部分の両方に情報の記録がなされる光学的情報記録媒体並びにそれを用いた光学的情報記録再生の方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
レーザ光照射により情報の記録及び再生を行う光学情報記録媒体として、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＣＤ−Ｒ（追記型コンパクトディスク）、ＣＤ−ＲＷ（書き換え可能型コンパクトディスク）、ＤＶＤ−Ｒ（追記型デジタルビデオディスク）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（書き換え可能型デジタルバーサタイルディスク）、又はＤＶＤ−ＲＷ（書き換え可能型デジタルバーサタイルディスク）等が一般に知られている。光学的情報記録媒体における記録の高密度化のための手段としては、基板面に略円形状に互いに平行に形成されたトラッキング用案内溝の隣接するもの同士の間の平坦部（ランド）および該案内溝の内部（グルーブ）の両方に対応する記録層部分に記録を行う、ランド／グルーブ記録が知られている（特開昭５７−５０３３０号公報、特開平９−７３６６５号公報、特開平９−１９８７１６号公報、特開平１０−６４１２０号公報等）。
また、近年、記録の高密度化の手法として、情報の記録・再生のための装置を構成する光ヘッドの対物レンズのＮＡ（開口数：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）を０．８５程度にまで高める技術が提案されている。ＮＡを高くすることで、レーザ光を集光した際のビーム径を小さくすることができ、より微小なマークを記録・再生することが可能となる。このようにＮＡを高くした場合には、従来のように厚さが０．６〜１．２ｍｍの基板を通じて記録層にレーザ光を照射するのではなく、光学的情報記録媒体の記録層上に厚さが約０．１ｍｍの光透過層を形成し、この光透過層を介して基板上の記録層にレーザ光を照射することにより情報の記録及び再生を行うことができる。
これらの技術を組み合わせること、すなわち、高ＮＡの光ヘッドを用いてランド／グルーブ記録を行うことで、飛躍的に記録密度を増大させることが考えられる。
しかしながら、本願発明者等の知見によると、高ＮＡの光ヘッドを使用してランド／グルーブ記録を行う場合、案内溝間平坦部に対応する記録層部分おける記録と案内溝内部に対応する記録層部分における記録とで光学的な分解能が異なってしまうという問題点がある。具体的には、案内溝間平坦部に対応する記録層部分に記録を行った場合には、案内溝内部に対応する記録層部分に記録を行った場合に比べて、マーク長の減少にともなって信号振幅の低下（長マークの信号振幅を基準）がより顕著となってしまう。
図５は横軸にマーク長をとり、縦軸に信号振幅をとって両者の関係を示すグラフ図である。この図は、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光ヘッドを使用して、相変化型の記録層をもつ光ディスクに対して記録を行った結果を示している。本実験で用いた相変化型光ディスクにおいては、記録前後の反射光の位相差はほぼ０である。符号２７で示す線分が案内溝内部対応部分に記録を行った場合、符号２８で示す線分が案内溝間平坦部対応部分の片端部に記録を行った場合のものである。案内溝間平坦部対応部分の記録で短マークでの信号振幅が著しく低下してしまうと、十分な信号品質が得られないため、高密度記録を行うことができなくなってしまうという問題点が生じる。案内溝内部対応部分及び案内溝間平坦部応部分の双方に記録を行い、かつ、記録密度を高めるためには、案内溝間平坦部応部分に記録を行った場合の光学的分解能を改善する必要がある。
なお、この問題は光透過層を通して記録層に対する情報の記録及び再生を行う場合のみに限らず、従来のＤＶＤと同様に基板裏面からレーザ光を照射して記録層に対する情報の記録及び再生を行う場合であっても、記録密度を高めていくと、即ちディスク上に記録される最短マーク長が短くなっていくと、顕著となる。短マークでの信号振幅低下が顕著となるのは、記録がなされるのが案内溝間平坦部対応部分であるか案内溝内部対応部分であるかによるのではなく、レーザ光の入射方向によっている。即ち、光透過層を通じて記録層にレーザ光を照射する場合には、案内溝間平坦部対応部分において記録された短マークの信号振幅低下が顕著となる。また、基板を通じてレーザ光を照射する場合には、案内溝内部対応部分において記録された短マークの信号振幅低下が顕著となる。
【発明の開示】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、案内溝間平坦部に対応する記録層部分及び案内溝内部に対応する記録層部分の双方に高記録密度で記録を行う場合に、案内溝間平坦部対応部分及び案内溝内部対応部分の記録及び再生特性をほぼ等しくし、これによりトラック密度を高めると同時に、記録線密度を向上させ、高密度で記録を行うことを可能とする光学情報記録媒体を提供することを目的とする。
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
スポット状に光を照射することで情報の記録・再生がなされ、前記スポット状の光のトラッキング用の案内溝を有する基板上に少なくとも記録層及び光透過層がこの順に設けられており、前記光透過層の側から前記記録層に対してスポット状に前記光を照射して、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に記録を行う光学的情報記録媒体であって、以下の特徴を持つものが提供される：
（１）前記記録層は記録を行うことにより反射率が低下し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体；
（２）前記記録層は記録を行うことにより反射率が増加し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
スポット状に光を照射することで情報の記録・再生がなされ、前記スポット状の光のトラッキング用の案内溝を有する基板上に少なくとも記録層が設けられており、前記基板の側から前記記録層に対してスポット状に前記光を照射して、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に記録を行う光学的情報記録媒体であって、以下の特徴を持つものが提供される：
（３）前記記録層は記録を行うことにより反射率が低下し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体；
（４）前記記録層は記録を行うことにより反射率が増加し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、以下の光学的情報記録再生方法が提供される：
上記（１）または（２）の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１と前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ１／ＩＬ２）＜１．３の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（１）または（２）の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１、前記第１の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ１、前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２及び前記第２の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ２が、０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（１）または（３）の光学的情報記録媒体の前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対してスポット状に光を照射し反射率を低下させてマーク長ｎＴ〜ｍＴの記録マークを形成して記録を行い、前記Δφが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（２）または（４）の光学的情報記録媒体の前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対してスポット状に光を照射し反射率を増加させてマーク長ｎＴ〜ｍＴの記録マークを形成して記録を行い、前記Δφが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（３）または（４）の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１と前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ２／ＩＬ１）＜１．３の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（３）または（４）の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１、前記第１の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ１、前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２及び前記第２の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ２が、０．７＜（ＩＳ２／ＩＬ２）／（ＩＳ１／ＩＬ１）＜１の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法；
上記（１）〜（４）のいずれかの光学的情報記録媒体を用いて前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対して対物レンズを用いてスポット状に光を照射して記録マークを形成して記録を行い、ここで、前記光の波長をλとし、前記対物レンズの開口数をＮＡとし、前記記録マークの最短マーク長をＭＬとして、０．２５＜ＮＡ・ＭＬ／λ＜０．３８が成り立つようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、上記光学的情報記録媒体の前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対してスポット状に光を照射する光ヘッドを備えていることを特徴とする光学的情報記録再生装置、が提供される。前記光ヘッドは、例えば開口数０．８〜０．９の対物レンズを有する。また、前記光ヘッドは、例えば、波長λの前記光を発する半導体レーザなどのレーザ光源と開口数ＮＡの対物レンズとを有し、ここで、前記光照射により形成される記録マークの最短マーク長をＭＬとして、前記光ヘッドは０．２５＜ＮＡ・ＭＬ／λ＜０．３８が成り立つように前記記録マークを形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明にかかる光学的情報記録媒体の一実施形態を示す部分拡大断面図である。厚さ約１．２ｍｍの円板状の支持基板１の表面（上面）には、基板中心の周りに略円形状に延びたトラッキング用案内溝が形成されており、互いに隣接する案内溝の間には平坦部（ランド）Ｌが形成されている。トラッキング用案内溝の内部（底部）を特にグルーブＧとする。ランドＬに対するグルーブＧの深さ（溝深さ）はＤである。ランドＬの幅とグルーブＧの幅とは典型的にはほぼ同等であり、好ましくは誤差１０％以内である。また、グルーブＧの配列ピッチは、例えば０．５〜１．２μｍである。
基板１の上面上には誘電体層４が形成されており、該誘電体層４上には光学的情報の記録される記録層２が形成されており、該記録層２上には誘電体層５が形成されており、該誘電体層５上には光透過層３が形成されている。光透過層３側からレーザ光ＬＢを照射して、記録層２に対する情報の記録・再生が行われる。基板１には、ポリカーボネート（ＰＣ）やアルミニウム（Ａｌ）などの材料を用いることができる。光透過層３は、厚さ０．１ｍｍ程度であり、ＰＣのフィルムを紫外線硬化樹脂等により接着したものでもよく、また、厚さ０．１ｍｍ程度の紫外線硬化樹脂からなる層でもよい。
記録層２としては、レーザ光照射により光学的な反射率や位相が変化する材料、例えば、ＧｅＳｂＴｅ等の公知の相変化型の記録材料や公知のフォトリフラクティブ材料等を用いることができる。記録層２は基板１の表面のランド−グルーブ形状に対応した凹凸形状を有しており、基板ランドＬに対応する部分（即ち第１の部分）Ｌ’及び基板グルーブＧに対応する部分（即ち第２の部分）Ｇ’が形成されている。記録層２の上面において、ランド対応部分Ｌ’に対するグルーブ対応部分Ｇ’の深さ（溝深さ）はｄである。典型的には、記録層２の厚さはランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’とで同一であり、さらに誘電体層４，５のそれぞれの厚さも同様にランドに対応する部分とグルーブに対応する部分とで同一であるので、上記溝深さｄはほぼＤに等しい。記録層２の厚さは、例えば１０〜３０ｎｍ好ましくは１０〜２０ｎｍである。誘電体層４，５は、保護層としての機能の外に、これらを含めた層構成（誘電体層４，５の厚さを含む）を適宜設定することで、Ｌ−Ｈ（Ｌｏｗ−ｔｏ−ｈｉｇｈ）記録方式（記録後の記録層の反射率が記録前より高くなる記録方式）及びＨ−Ｌ（Ｈｉｇｈ−ｔｏ−ｌｏｗ）記録方式（記録後の記録層の反射率が記録前より低くなる記録方式）の何れかの記録媒体を実現することに資するという機能をも有する。更に、誘電体層４，５は、その厚さや層構成を適宜設定することで後述する本発明の特徴を発揮することに資するという機能をも有する。
必要に応じて、基板１の上面には誘電体層４との間に反射膜としての金属層を付与してもよい。
情報の記録・再生は、記録層２のグルーブ対応部分Ｇ’及びランド対応部分Ｌ’の両方に対して、Ｌ−Ｈ記録方式またはＨ−Ｌ記録方式で行われる。Ｌ−Ｈ記録方式またはＨ−Ｌ記録方式の実現のためには、各層及びそれらの膜厚その他の層構成を公知の設計方法に従って適宜設定する。
図２は、以上のような光学的情報記録媒体に対する情報記録再生の方法及び装置の実施形態の説明のための模式図である。光学的情報記録媒体１０は、その中心を通る上下方向の回転中心の周りで回転する。記録媒体１０の上方には、記録再生装置を構成する光ヘッド２０が配置されている。光ヘッド２０において、光源としての半導体レーザ２１から発せられるレーザ光はコリメートレンズ２２及び対物レンズ２３を経て記録媒体１０の記録層２のグルーブ対応部分Ｇ’またはランド対応部分Ｌ’にスポット状に照射される。記録レーザ光は、記録情報に応じて適宜の変調方式で変調される。記録媒体１０からの反射光は、対物レンズ２３及びビームスプリッタ２４を経て光検出系２５へと到達する。該光検出系２５により再生信号やトラッキング信号などが得られる。該光検出系２５では、記録層２からの反射光の光量または位相を検出して所要の電気信号を得ることができる。半導体レーザ２１から照射されるレーザ光の波長λは、例えば３９０〜６８０ｎｍ、好ましくは３９０〜４４０ｎｍである。対物レンズ２３としては、開口数（ＮＡ）の大きな例えば０．６〜０．９、好ましくは０．８〜０．９のものを使用する。
なお、本発明は、光透過層３の側からレーザ光を照射するものに限定されず、基板１の側からレーザ光を照射するものであってもよい。この場合には、基板１として光透過性のものを用いる。上記のように典型的には誘電体層４の厚さはランドＬに対応する部分とグルーブＧに対応する部分とで同一であるので、記録層２の下面において、グルーブ対応部分Ｇ’に対するランド対応部分Ｌ’の深さ（溝深さ）はほぼＤである。また、反射層を形成する場合には、記録層２の上側に誘電体層５を介して配置される。この場合も、情報の記録・再生は、記録層２のグルーブ対応部分Ｇ’及びランド対応部分Ｌ’の両方に対して、Ｌ−Ｈ記録方式またはＨ−Ｌ記録方式で行われる。
而して、本発明においては、光透過層３側からレーザ光を照射して記録層２に情報を記録・再生する場合は、以下の｛１｝乃至｛４｝のいずれかの特徴を有する。
｛１｝ある変調方式を用いてマーク長ｎＴ〜ｍＴ（Ｔは単位長さ、ｎ，ｍは１以上の整数であってｎ＜ｍ：以下同様）の記録マークが形成される際、ランド対応部分Ｌ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ１とグルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ１／ＩＬ２）＜１．３の関係を満たす。この変調方式は、従来の光学的情報記録媒体に対する情報の記録再生の場合の変調方式と同様のもの例えば（１−７）変調方式であって、従来周知のものであり、本発明はこれらの周知の変調方式のいずれについても適用することができる。
｛２｝ある変調方式を用いてｎＴ〜ｍＴの記録マークが形成される際、ランド対応部分Ｌ’において記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ１及び最短マークｎＴの再生信号振幅ＩＳ１と、グルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ２及び最短マークｎＴの再生信号振幅ＩＳ２とが、０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１の関係を満たす。
｛３｝記録層２は記録を行うことにより反射率が低下し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たす。
｛４｝記録層２は記録を行うことにより反射率が増加し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たす。
本発明者等は、高ＮＡ（例えば０．６〜０．９特に０．８〜０．９）の光ヘッドを使用してランド対応部分Ｌ’に記録を行った場合の光学的な分解能が、ランド対応部分Ｌ’に記録された長マークの再生信号振幅ＩＬ１とグルーブ対応部分Ｇ’に記録された長マークの再生信号振幅ＩＬ２との比によって大きく変化することを見いだした。図３は横軸にＩＬ１／ＩＬ２の比をとり、縦軸に分解能をとって、グルーブ対応部分に記録した場合（符号２９）とランド対応部分Ｌ’に記録した場合（符号３０）とについて、ＩＬ１／ＩＬ２の比と分解能との関係を示すグラフ図である。図３では、図５に示した長さ０．１３μｍのマークに対する再生信号振幅と長さ０．６７μｍのマークに対する再生信号振幅との比として分解能を定義している。図３に示すように、高ＮＡの光ヘッドを使用してランド対応部分Ｌ’に記録を行った場合の光学的な分解能（符号３０）が、ランド対応部分Ｌ’に記録された長マークの再生信号振幅ＩＬ１とグルーブ対応部分Ｇ’に記録された長マークの再生信号振幅ＩＬ２との比ＩＬ１／ＩＬ２によって大きく変化する。これに対して、グルーブ対応部分Ｇ’に記録を行った場合の光学的な分解能（符号２９）はＩＬ１とＩＬ２の比ＩＬ１／ＩＬ２にほとんど依存しない。従って、光学的な分解能をランド対応部分とグルーブ対応部分とでできるだけ良く一致させるためには、ＩＬ１とＩＬ２の比ＩＬ１／ＩＬ２を適宜規制すれば良い。つまり、光学的な分解能をランド対応部分とグルーブ対応部分とで一致させるために、ＩＬ１／ＩＬ２を１よりも大きくする（ＩＬ１がＩＬ２よりも大きくなるようにする）。しかし、ＩＬ２の信号振幅を変化させずにＩＬ１の信号振幅のみ大きくすることは困難であるため、ＩＬ１／ＩＬ２を大きくするためにはＩＬ２を小さくすることが必要となる。このようにＩＬ２を小さくすると、信号品質そのものが低下してしまう。このため、ＩＬ１／ＩＬ２を１．３よりも小さくする。従って、１＜（ＩＬ１／ＩＬ２）＜１．３とする。
また、ランド対応部分Ｌ’において記録される最長マークの再生信号振幅ＩＬ１に対する最短マークの再生信号振幅ＩＳ１の比ＩＳ１／ＩＬ１と、グルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークの再生信号振幅ＩＬ２に対する最短マークの再生信号振幅ＩＳ２の比ＩＳ２／ＩＬ２とが、０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１の関係を満たす場合にも、図３に示す場合と同様に、グルーブ対応部分Ｇ’に記録した場合とランド対応部分Ｌ’に記録した場合とで分解能の差が極めて少なくなる。
同様に、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃを変化させることによっても、ＩＬ１／ＩＬ２の値を変化させることが可能である。記録層２が記録を行うことにより反射率が低下する材料である場合、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすと、図３に示す場合と同様に、グルーブ対応部分Ｇ’に記録した場合とランド対応部分Ｌ’に記録した場合とで分解能の差が極めて少なくなる。
更に、記録層２が記録を行うことにより反射率が増加する材料の場合、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすと、図３に示す場合と同様に、グルーブ対応部分Ｇ’に記録した場合とランド対応部分Ｌ’に記録した場合とで分解能の差が極めて少なくなる。
従って、光透過層３側から記録層２にレーザ光ＬＢを照射して情報の記録・再生を行う場合には、上記｛１｝乃至｛４｝のいずれかの条件を満たす場合に、グルーブ対応部分Ｇ’に記録した場合とランド対応部分Ｌ’に記録した場合とで分解能の差が極めて少なくなる。
一方、図１とは異なり基板１の裏面（下面）からレーザ光を照射して情報の記録・再生を行う場合には、図５とは逆に、グルーブ対応部分Ｇ’において短マークの再生信号振幅の低下が顕著となるので、本発明においては、以下の｛５｝乃至｛８｝のいずれかの特徴を有する。
｛５｝ある変調方式を用いてｎＴ〜ｍＴの記録マークが形成される際、ランド対応部分Ｌ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ１とグルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ２／ＩＬ１）＜１．３の関係を満たす。
｛６｝ある変調方式を用いてｎＴ〜ｍＴの記録マークが形成される際、ランド対応部分Ｌ’において記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ１及び最短マークｎＴの再生信号振幅ＩＳ１と、グルーブ対応部分Ｇ’に記録される最長マークｍＴの再生信号振幅ＩＬ２及び最短マークｎＴの再生信号振幅ＩＳ２とが、０．７＜（ＩＳ２／ＩＬ２）／（ＩＳ１／ＩＬ１）＜１の関係を満たす。
｛７｝記録層２は記録を行うことにより反射率が低下し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たす。
｛８｝記録層２は記録を行うことにより反射率が増加し、かつ、記録後の反射光の位相φａと記録前の反射光の位相φｃとのΔφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たす。
光透過層３側から記録層２にレーザ光を入射する場合にはランド対応部分Ｌ’で、また、基板１側から記録層２にレーザ光を入射する場合にはグルーブ対応部分Ｇ’において、ＩＬ１／ＩＬ２の値に依存して分解能が急激に変化する現象は、記録前後の反射光の光学的な位相差によってのみ決まる現象である。すなわち、記録層２の組成や膜厚、誘電体層の種類や膜厚などの異なる光ディスクであっても、ＩＬ１／ＩＬ２が所望の値に設計されていれば良好な分解能を実現できることとなる。
以下、本発明の実施例を本発明の範囲外の比較例と共に示して、本発明の効果についてさらに説明する。
（実施例１）
基板として厚さが１．１ｍｍのディスク状ＰＣ基板を使用し、この基板のランド／グルーブ形成表面上に、厚さが１００ｎｍのＡｌ反射膜、厚さが１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層、厚さが４０〜８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層をスパッタリングにより積層形成した。その上に、光透過層としての厚さ０．１ｍｍのＰＣフィルムを紫外線硬化樹脂により接着した。
上記ディスク（記録媒体）を初期化した（結晶化させた）後、線速５．１ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光ヘッドを使用して、光透過層側からレーザ光を照射して、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’の双方に０．１１６μｍ／ｂｉｔの線密度条件で記録を行って、再生特性を測定した。変調方式として（１−７）変調を使用したので、最長マークのマーク長が８Ｔ、最短マークのマーク長が２Ｔであった。ＩＬ１及びＩＬ２は８Ｔ再生信号の振幅、ＩＳ１及びＩＳ２は２Ｔ再生信号の振幅に相当する。
表１は、記録層上のＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層の膜厚を変化させたときの、光学特性及び記録再生特性の関係を示す。記録層は、記録前は結晶状態であり、記録後は非晶質状態となるので、φａは記録層が非晶質状態にあるときの反射光の位相、φｃは記録層が結晶状態にあるときの反射光の位相に相当する。
なお、記録パワはランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’それぞれにおいて、８Ｔ再生信号の２次高調波歪みが最小となるパワに設定したが、表１に示すように、ランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’とで記録パワはほぼ等しくその差は５％以下であった。
【表１】
（実施例２）
基板として厚さが１．１ｍｍのディスク状ＰＣ基板を使用し、この基板のランド／グルーブ形成表面上に、厚さが１００ｎｍのＡｌ反射膜、厚さが２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層、厚さが２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが３０ｎｍのＳｉＯ2誘電体層及び厚さが５０〜７５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層を順次スパッタリングにより積層形成し、その上に光透過層としての厚さ０．１ｍｍのＰＣフィルムを紫外線硬化樹脂により接着した。
上記ディスクを初期化した（結晶化させた）後、線速５．１ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光ヘッドを用いて、光透過層側からレーザ光を照射して、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’の双方に０．１１６μｍ／ｂｉｔの線密度条件で記録を行って再生特性を測定した。変調方式として（１−７）変調を使用したので、最長マークのマーク長が８Ｔ、最短マークのマーク長が２Ｔであった。ＩＬ１及びＩＬ２は８Ｔ再生信号の振幅、ＩＳ１及びＩＳ２は２Ｔ再生信号の振幅に相当する。
表２は、最上層のＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層の膜厚を変化させたときの、光学特性及び記録再生特性の関係を示す。記録層は、記録前は結晶状態であり、記録後は非晶質状態となるので、φａは記録層が非晶質状態にあるときの反射光の位相、φｃは記録層が結晶状態にあるときの反射光の位相に相当する。
なお、本実施例では記録パワはランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’それぞれにおいて、ランダム信号を記録した際のアイパタンの対称性（シンメトリ）が最良となるパワに設定したが、表２に示すように、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’記録パワはほぼ等しくその差は５％以下であった。
【表２】
（実施例３）
基板として厚さが０．６ｍｍのディスク状ＰＣ基板を使用し、この基板のランド／グルーブ形成表面上に、この基板上に厚さが４０〜８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層、厚さが１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１００ｎｍのＡｌ反射膜を順次スパッタリングにより積層形成した。その上に厚さが０．６ｍｍのガラス基板を、紫外線硬化樹脂により貼りあわせた。
上記ディスク（記録媒体）を初期化した（結晶化させた）後、線速３．５ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５の光ヘッドを使用して、ＰＣ基板裏面からレーザ光を照射して、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’の双方に０．１６μｍ／ｂｉｔの線密度条件で記録を行って、再生特性を測定した。変調方式として（１−７）変調を使用したので、最長マークのマーク長が８Ｔ、最短マークのマーク長が２Ｔであった。ＩＬ１及びＩＬ２は８Ｔ再生信号の振幅、ＩＳ１及びＩＳ２は２Ｔ再生信号の振幅に相当する。
表３は、ＰＣ基板上のＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層の膜厚を変化させたときの、光学特性及び記録再生特性の関係を示す。記録層は、記録前は結晶状態であり、記録後は非晶質状態となるので、φａは記録層が非晶質状態にあるときの反射光の位相、φｃは記録層が結晶状態にあるときの反射光の位相に相当する。
なお、記録パワはランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’それぞれにおいて、８Ｔ再生信号の２次高調波歪みが最小となるパワに設定したが、表３に示すように、ランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’とで記録パワはほぼ等しくその差は５％以下であった。
【表３】
（実施例４）
基板として厚さが０．６ｍｍのディスク状ＰＣ基板を使用し、この基板のランド／グルーブ形成表面上に、厚さが５０〜７５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが３０ｎｍのＳｉＯ2誘電体層、厚さが２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層、厚さが２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層、厚さが１００ｎｍのＡｌ反射膜を順次スパッタリングにより積層形成し、その上に厚さ０．６ｍｍのガラス基板を、紫外線硬化樹脂により貼りあわせた。
上記ディスクを初期化した（結晶化させた）後、線速３．５ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５の光ヘッドを使用して、ＰＣ基板裏面からレーザ光を照射して、ランド対応部分Ｌ’とグルーブ対応部分Ｇ’との双方に０．１６μｍ／ｂｉｔの線密度条件で記録を行って再生特性を測定した。変調方式として（１−７）変調を使用したので、最長マークのマーク長が８Ｔ、最短マークのマーク長が２Ｔであった。ＩＬ１及びＩＬ２は８Ｔ再生信号の振幅、ＩＳ１及びＩＳ２は２Ｔ再生信号の振幅に相当する。
表４は、基板のすぐ上のＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層の膜厚を変化させたときの、光学特性及び記録再生特性の関係を示す。記録層は、記録前は結晶状態であり、記録後は非晶質状態となるので、φａは記録層が非晶質状態にあるときの反射光の位相、φｃは記録層が結晶状態にあるときの反射光の位相に相当する。
なお、本実施例では記録パワはランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’それぞれにおいて、ランダム信号を記録した際のアイパタンの対称性（シンメトリ）が最良となるパワに設定したが、表４に示すように、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’で記録パワはほぼ等しくその差は５％以下であった。
【表４】
図４に表１から表４までの結果をまとめて示す。図４において、横軸は光透過層側から記録層にレーザ光を入射した場合（実施例１及び実施例２に相当）にはＩＬ１／ＩＬ２を、ＰＣ基板側から記録層にレーザ光を入射した場合（実施例３及び実施例４に相当）にはＩＬ２／ＩＬ１を、それぞれ表している。また、図４の縦軸は、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’のジッタの差の絶対値Δσを示している。図４から分かるように、記録によって反射率が低下するか増加するかに関わらず、光透過層側から記録層にレーザ光を入射した場合には、１＜ＩＬ１／ＩＬ２＜１．３、特に、１．１＜ＩＬ１／ＩＬ２＜１．３の場合に、また、ＰＣ基板側から記録層にレーザ光を入射した場合には、１＜ＩＬ２／ＩＬ１＜１．３、特に、１．１＜ＩＬ２／ＩＬ１＜１．３の場合に、ランド対応部分Ｌ’及びグルーブ対応部分Ｇ’のジッタのバランスが非常に良く取れていることが分かる。
図５から分るように、位相差がほぼ０の光ディスクを用いても、記録線密度が低ければランド及びグルーブの対応部分で分解能はほぼ同じであるので、低い密度で記録再生を行う場合には、本発明を用いても大きな効果は得られない。位相差がほぼ０の光ディスクに対して、ランド及びグルーブの対応部分で分解能が３ｄＢ以上異なる記録マークの長さは、例えばλ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光ヘッドを用いた場合には、図５から分かるように０．１８μｍ以下である。光ヘッドのビーム径が、λ／ＮＡに比例することを考えると、光ディスク上に形成される最短のマーク長をＭＬとして、ＭＬとλ／ＮＡとの比ａ＝ＮＡ・ＭＬ／λが記録密度の指標となる。この指標で図５を見直すと、分解能が３ｄＢ以上異なる記録密度では、ａ＝０．３８以下となる。ａが０．２５以下では光学的な回折限界を越えることになり信号そのものが得られなくなる。従って、本発明にかかる光学的情報記録媒体を用いることによって特性向上の効果が得られる記録密度は０．２５＜ａ＜０．３８の範囲に相当する。なお、図５には示していないが、ＮＡ＝０．６５の光ヘッドを用いた場合にも、分解能が３ｄＢ以上異なるのはａが０．３８以下の場合であった。分解能が３ｄＢ異なる条件は、ＩＳ１／ＩＬ１とＩＳ２／ＩＬ２との比が０．７となる条件と同一であり、本明細書で説明したように、ランド及びグルーブの対応部分で良好な特性が得られる条件に相当する。
【産業上の利用可能性】
以上説明したように、本発明によれば、記録層のランド対応部分及びグルーブ対応部分の双方に高い記録密度で記録を行うことが可能となるので、大容量の光学的情報記録媒体を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明にかかる光学的情報記録媒体の部分拡大断面図である。
図２は、本発明にかかる光学的情報記録媒体に対する情報記録再生の方法及び装置の説明のための模式図である。
図３は、ＩＬ１／ＩＬ２と光学的な分解能との関係を説明する図である。
図４は、ＩＬ１／ＩＬ２又はＩＬ２／ＩＬ１とランド対応部分又はグルーブ対応部分のジッタとの関係を説明する図である。
図５は、従来の光学的情報記録媒体におけるマーク長と信号振幅との関係を示す図である。
Claims (11)
- 波長３９０−４４０ｎｍのレーザ光をスポット状に光を照射することで情報の記録・再生がなされ、前記スポット状の光のトラッキング用の案内溝を有する基板上に少なくとも記録層及び光透過層がこの順に設けられており、前記光透過層の側から前記記録層に対してスポット状に前記光を照射して、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に記録を行う光学的情報記録媒体であって、
前記記録層は記録を行うことにより前記波長を有するレーザ光に対する反射率が低下し、かつ、前記波長を有するレーザ光に対する記録後の反射光の位相φａと前記波長を有するレーザ光に対する記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。 - 波長３９０−４４０ｎｍのレーザ光をスポット状に光を照射することで情報の記録・再生がなされ、前記スポット状の光のトラッキング用の案内溝を有する基板上に少なくとも記録層及び光透過層がこの順に設けられており、前記光透過層の側から前記記録層に対してスポット状に前記光を照射して、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に記録を行う光学的情報記録媒体であって、
前記記録層は記録を行うことにより前記波長を有するレーザ光に対する反射率が増加し、かつ、前記波長を有するレーザ光に対する記録後の反射光の位相φａと前記波長を有するレーザ光に対する記録前の前記波長を有するレーザ光に対する反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。 - 波長３９０−４４０ｎｍのレーザ光をスポット状に光を照射することで情報の記録・再生がなされ、前記スポット状の光のトラッキング用の案内溝を有する基板上に少なくとも記録層が設けられており、前記基板の側から前記記録層に対してスポット状に前記光を照射して、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に記録を行う光学的情報記録媒体であって、
前記記録層は記録を行うことにより前記波長を有するレーザ光に対する反射率が低下し、かつ、前記波長を有するレーザ光に対する記録後の反射光の位相φａと前記波長を有するレーザ光に対する記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。 - 波長３９０−４４０ｎｍのレーザ光をスポット状に光を照射することで情報の記録・再生がなされ、前記スポット状の光のトラッキング用の案内溝を有する基板上に少なくとも記録層が設けられており、前記基板の側から前記記録層に対してスポット状に前記光を照射して、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に記録を行う光学的情報記録媒体であって、
前記記録層は記録を行うことにより前記波長を有するレーザ光に対する反射率が増加し、かつ、前記波長を有するレーザ光に対する記録後の反射光の位相φａと前記波長を有するレーザ光に対する記録前の反射光の位相φｃとの差Δφ＝φａ−φｃが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。 - 請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１と前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ１／ＩＬ２）＜１．３の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
- 請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１、前記第１の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ１、前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２及び前記第２の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ２が、０．７＜（ＩＳ１／ＩＬ１）／（ＩＳ２／ＩＬ２）＜１の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
- 請求項１または３に記載の光学的情報記録媒体の前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対してスポット状に光を照射し反射率を低下させてマーク長ｎＴ〜ｍＴの記録マークを形成して記録を行い、前記Δφが０°＜Δφ≦１５°の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
- 請求項２または４に記載の光学的情報記録媒体の前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対してスポット状に光を照射し反射率を増加させてマーク長ｎＴ〜ｍＴの記録マークを形成して記録を行い、前記Δφが−１５°≦Δφ＜０°の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
- 請求項３または４に記載の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１と前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２とが１＜（ＩＬ２／ＩＬ１）＜１．３の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
- 請求項３または４に記載の光学的情報記録媒体の、互いに隣接する前記案内溝間の平坦部に対応する前記記録層の第１の部分及び前記案内溝の内部に対応する前記記録層の第２の部分の両方に対して、スポット状に光を照射してマーク長ｎＴ〜ｍＴ（ここで、Ｔは単位長さであり、ｎ，ｍは１以上の整数であり、ｎ＜ｍである）の記録マークを形成して記録を行い、前記第１の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ１、前記第１の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ１、前記第２の部分に記録されるマーク長ｍＴの最長記録マークからの再生信号の振幅ＩＬ２及び前記第２の部分に記録されるマーク長ｎＴの最短記録マークからの再生信号の振幅ＩＳ２が、０．７＜（ＩＳ２／ＩＬ２）／（ＩＳ１／ＩＬ１）＜１の関係を満たすようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の光学的情報記録媒体を用いて前記記録層の第１の部分及び第２の部分の両方に対して対物レンズを用いてスポット状に光を照射して記録マークを形成して記録を行い、ここで、前記光の波長をλとし、前記対物レンズの開口数をＮＡとし、前記記録マークの最短マーク長をＭＬとして、０．２５＜ＮＡ・ＭＬ／λ＜０．３８が成り立つようにすることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
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