JP4372776B2 - Optical information recording medium and optical information recording medium reproducing apparatus - Google Patents
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本発明は、情報が光学的に記録され、再生される光情報記録媒体、及び該光情報記録媒体に記録された情報を再生する光情報記録媒体再生装置に関するものである。 The present invention relates to an optical information recording medium on which information is optically recorded and reproduced, and an optical information recording medium reproducing apparatus for reproducing information recorded on the optical information recording medium.
近年、光情報記録媒体においては、画像等の膨大な情報の処理のために、ますます情報記録密度を増加させることが求められている。その解決法の1つとして、再生時における情報処理向上技術の1つである超解像再生技術がある。超解像再生技術とは、再生装置が有する光学的解像限界以下のマーク長(レーザー波長及び光学系の開口数によって決まる)の信号を再生する技術である。このような超解像再生技術を用いることで、より小さなマーク長を使用した記録が可能となり、実質的な記録密度が増加する。このことはつまり、高密度化する際の問題は、記録技術ではなく、再生技術にあることを意味している。 In recent years, in an optical information recording medium, it is required to increase the information recording density more and more in order to process enormous information such as images. As one of the solutions, there is a super-resolution reproduction technique which is one of information processing improvement techniques during reproduction. The super-resolution reproduction technique is a technique for reproducing a signal having a mark length (determined by the laser wavelength and the numerical aperture of the optical system) that is less than or equal to the optical resolution limit of the reproduction apparatus. By using such a super-resolution reproduction technique, recording using a smaller mark length becomes possible, and the substantial recording density increases. This means that the problem in increasing the density is not the recording technique but the reproduction technique.
また、情報記録密度を増加させる別の解決法として、情報記録層を多層化し、それぞれの情報記録層に対して情報を記録/再生する多層光情報記録媒体もある。 As another solution for increasing the information recording density, there is a multilayer optical information recording medium in which information recording layers are multilayered and information is recorded / reproduced on / from each information recording layer.
さらに、これら超解像再生技術と多層光情報記録媒体の技術とを組み合わせることも考えられている。例えば特許文献1には、超解像再生が可能な情報記録層を多層化した積層光情報記録媒体が開示されている。以下、特許文献1を例に超解像再生技術及び多層光情報記録媒体技術について説明する。
Further, it is considered to combine these super-resolution reproduction techniques and multilayer optical information recording medium techniques. For example,
超解像再生技術とは、前述したように、再生装置の有する光学系解像限界以下のマーク長の信号を再生するための技術である。特許文献1の場合、再生レーザー光の強度分布(中心部に近づくに従って強度が増す)に応じて、超解像再生層の一部の光学定数を変化させ、光学マスク或いは光学開口として機能させることで、再生スポットを実質的に小さくし、微小記録マークを高分解能に再生することを可能とするものである。
As described above, the super-resolution reproduction technique is a technique for reproducing a signal having a mark length less than or equal to the optical system resolution limit of the reproduction apparatus. In the case of
超解像再生層の例としては、相変化材料及びフォトンモード型の吸収飽和が起こる半導体材料が開示されている。例えば、相変化材料の場合、結晶状態の相変化により光学定数が変化する材料であり、常温の結晶状態で光透過率が高く(/あるいは低く)、光照射などによる加熱により溶融状態に相変化した時に光透過率が低下(/増加)することで超解像再生を行う。 As examples of the super-resolution reproducing layer, a phase change material and a semiconductor material in which photon mode absorption saturation occurs are disclosed. For example, in the case of a phase change material, the optical constant is changed by the phase change of the crystal state, the light transmittance is high (or low) in the crystal state at room temperature, and the phase change to the molten state by heating due to light irradiation or the like. In this case, super-resolution reproduction is performed by decreasing (/ increasing) the light transmittance.
また、半導体材料の吸収飽和を利用した場合、超解像再生層はSiO2などのガラスマトリクス中に半導体の微粒子が分散された構成である。上記半導体のバンドギャップエネルギーに相当する波長よりも若干短い波長の光を照射することで電子が励起され、吸収飽和が起こって透過率が変化する。この現象は光強度に依存するため(フォトンモード)、光強度に対する超解像再生層の透過率変化を利用して超解像再生を行う。 When the absorption saturation of the semiconductor material is used, the super-resolution reproduction layer has a configuration in which semiconductor fine particles are dispersed in a glass matrix such as SiO 2 . When light having a wavelength slightly shorter than the wavelength corresponding to the band gap energy of the semiconductor is irradiated, electrons are excited, absorption saturation occurs, and transmittance changes. Since this phenomenon depends on the light intensity (photon mode), super-resolution reproduction is performed using the change in the transmittance of the super-resolution reproduction layer with respect to the light intensity.
次に、特許文献1に用いられている多層光情報記録媒体技術について説明する。再生光入射面より、基板上に第1の記録部、第2の記録部という順に情報記録層を設け、主に樹脂からなる中間層により各情報層を分離した構造となっている。このような構造では、再生光入射面から最も遠い情報記録層以外は、再生光が一部透過するような半透明層になっており、再生光入射面から入射した再生光は、各情報記録層にフォーカスされる。したがって、この多層光情報記録媒体は、情報記録層の総数が増えるにしたがって情報記録密度を増加させることができる光情報記録媒体であると言える。
Next, the multilayer optical information recording medium technique used in
このように、光情報記録媒体の高密度化について、上記2手法が、そしてそれらを組み合わせた技術が提案されている。
しかしながら、超解像再生技術を用いた多くの光情報記録媒体(以降、超解像媒体と呼ぶ)では、光学マスク或いは光学開口として機能する層(特許文献1では、超解像再生層)であるマスク層自体が、直接に光又は熱を吸収することによって、光学的に変化するようになっている。そのため、マスク層自体にかかる負担が大きくなりやすく、再生耐久性に乏しいという問題がある。 However, in many optical information recording media using super-resolution reproduction technology (hereinafter referred to as super-resolution media), a layer functioning as an optical mask or an optical aperture (super-resolution reproduction layer in Patent Document 1). A mask layer itself is optically changed by directly absorbing light or heat. Therefore, there is a problem that the burden on the mask layer itself is likely to increase and the reproduction durability is poor.
さらに、通常、超解像媒体に使用される再生膜は、色素や相変化材料などが多く、超解像技術が用いられない通常の光情報記録媒体に使用される膜材料に比べて高価である。したがって、超解像媒体は、情報記録層数を同じとする通常の光情報記録媒体よりも高価になるという問題もある。 Furthermore, the reproduction film used for the super-resolution medium usually has many dyes and phase change materials, and is expensive compared to the film material used for a normal optical information recording medium that does not use the super-resolution technology. is there. Therefore, the super-resolution medium is also more expensive than a normal optical information recording medium having the same number of information recording layers.
特に、特許文献1に記載の超解像再生技術では、超解像再生層として、相変化媒体及び電子励起吸収飽和半導体が用いられているが、相変化媒体の場合、再生の度に相変化すなわち構造変化するため、再生耐久性を低下させる原因となっていた。
In particular, in the super-resolution reproduction technique described in
また、電子励起吸収飽和半導体の場合、光学特性が半導体微粒子の粒径に大きな影響を受けるため、光学特性制御のためには粒径の制御が不可欠であり、作製が困難であった。しかも、均質な微粒子を得るためには成膜条件も限られ、実用化あるいは大量生産には課題があった。また、0.1nm〜50nm程度の微粒子がマトリクス中に分散しているため、微粒子表面積(マトリクスとの界面の表面積)が大きく、再生時の温度上昇に伴い、微粒子表面が酸化されやすく表面安定性が悪く、それに伴う変質などの経時変化が起こりやすく、場合によっては微粒子同士がくっついてしまって所望の特性が得られなくなるなどの課題があった。 Further, in the case of an electronically excited absorption saturated semiconductor, the optical characteristics are greatly affected by the particle diameter of the semiconductor fine particles, so that the control of the particle diameter is indispensable for controlling the optical characteristics, and the production is difficult. In addition, film formation conditions are limited in order to obtain uniform fine particles, and there have been problems in practical use or mass production. In addition, since fine particles of about 0.1 nm to 50 nm are dispersed in the matrix, the surface area of the fine particles (surface area at the interface with the matrix) is large, and the surface of the fine particles is likely to be oxidized as the temperature rises during regeneration. However, there is a problem that a change with the passage of time such as alteration is likely to occur, and in some cases, fine particles adhere to each other and desired characteristics cannot be obtained.
また、特許文献1においては、信号特性の指標として、0.41μm長の単一サイズ記録マークが等間隔に周期配列したパターンのCNRを採用しているが、この評価法について課題が2点ある。
In
ひとつは、このマーク長は、特許文献1に記載の評価光学系の解像限界よりも大きなサイズであり、超解像領域の再生評価としては不充分であるといった点である。光情報記録媒体の再生光学系の解像度は、検出可能な信号の周波数限界の制約を受け、一般的にλ/2N.A.程度と言われている(λ:再生光波長、N.A.:レンズの開口率)。上記は単一サイズの記録マークとスペースの繰り返しからなるパターンの周期サイズの解像限界に相当し、記録マークの長さはその半分のλ/4N.A.程度が解像限界となることが知られている(以下、解像限界をλ/4N.A.とする)。従って、上記マーク長は、特許文献1に記載の評価光学系の解像限界よりも大きなサイズであり、超解像領域の再生評価としては不充分であると言える。
One is that the mark length is larger than the resolution limit of the evaluation optical system described in
もうひとつは、単一サイズ記録マークが等間隔に周期配列したパターンは、あくまで等間隔マークの羅列であり、実質的な記録情報に基づいたマークを評価しているとは言えない点である。実用化されている光情報記録媒体の実際の記録マークは単一サイズが等間隔に並んでいるわけではなく間隔はランダムである。 The other is that a pattern in which single-size recording marks are periodically arranged at equal intervals is an enumeration of equally spaced marks, and it cannot be said that marks based on substantial recording information are evaluated. Actual recording marks of optical information recording media in practical use do not have a single size arranged at regular intervals, but the intervals are random.
さらに、記録方式には大きく分けて2種類ある。ひとつはマークポジション記録であり、もうひとつはマークエッジ記録と呼ばれる。マークポジション記録では、単一サイズ記録マークがランダムに配列しているが、この方式は記録密度が低い。また、マークエッジ記録は、記録すべきデータを変調して長さの異なる記録マークがランダムに配列するものであり、マークポジション記録に比べて記録密度が高くなる。 Furthermore, there are roughly two types of recording methods. One is mark position recording, and the other is called mark edge recording. In mark position recording, single-size recording marks are randomly arranged, but this method has a low recording density. In mark edge recording, data to be recorded is modulated and recording marks having different lengths are randomly arranged, and the recording density is higher than that of mark position recording.
すなわち、記録密度を向上させるためには、マークエッジ記録で記録する必要があり、そのための評価として、長さの異なる記録マークが、ランダムに配列した記録マークパターン(これ以降「ランダムパターン」と表現する)における記録マークの再生特性を評価する必要がある。ランダムパターンによるマークエッジ記録が記録密度的に有利であることは、実用化されている光情報記録媒体はほぼすべてと言っていいほど、ランダムパターンの記録マーク配列(マークエッジ記録)によるデータ記録がなされていることからも明らかである。 That is, in order to improve the recording density, it is necessary to record by mark edge recording. As an evaluation for that, recording marks having different lengths are recorded at random (hereinafter referred to as “random pattern”). It is necessary to evaluate the reproduction characteristics of the recording mark in (Yes). The fact that mark edge recording with random patterns is advantageous in terms of recording density is that almost all optical information recording media in practical use are capable of data recording with random pattern recording mark arrays (mark edge recording). It is clear from what has been done.
加えて、特許文献1で行われているような単一サイズマーク列のCNR評価は、あくまで該当サイズの等間隔パターンのみの評価であるため、その特性は他のサイズでのCNR特性とは異なる場合がある。特に超解像再生を行う場合、記録マーク長が変わればCNRの再生パワー依存性や最適パワーが異なる可能性がある。しかしながら実際にランダムパターンを再生するためには、いずれのサイズの記録マークも共通の再生パワーで再生する必要がある。CNR最適になる再生パワーが記録マークのサイズに対してそれぞれ異なる場合には、ランダムパターントータルとしての最適再生パワーを判断するために別の評価指標が必要である。
In addition, since the CNR evaluation of the single size mark row as performed in
つまり、ランダムパターン配列を評価するためには単一サイズの記録マーク列のCNR評価では不充分である。 That is, in order to evaluate a random pattern arrangement, CNR evaluation of a single size recording mark row is not sufficient.
上記のように、特許文献1に代表される従来の光情報記録媒体には、これら材料上の課題、評価指標の課題など、多くの問題があった。
As described above, the conventional optical information recording medium represented by
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、安価であり、再生耐久性に優れた超解像再生技術を用いた、ランダムパターン(マークエッジ記録)のジッター値が良好な多層光情報記録媒体を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a multilayer light that is inexpensive and uses a super-resolution reproduction technique with excellent reproduction durability and has a good jitter value for random patterns (mark edge recording). The object is to provide an information recording medium.
本発明に係る光情報記録媒体は、上記課題を解決するために、再生装置の有する光学系解像限界以下の記録マーク長を含む記録マークパターンにより情報が表される光情報記録媒体であって、再生光の入射側から、透光層と、第1情報記録層と、中間層と、第2情報記録層と、基板とがこの順に積層されると共に、上記記録マークパターンは少なくとも第1情報記録層及び第2情報記録層に形成され、これら第1情報記録層及び第2情報記録層は、再生光を吸収して熱に変換する吸光膜と、該吸光膜の発熱によって加熱され、前記解像限界以下の記録マーク長の信号を再生可能とする再生膜とを含み、上記第1情報記録層の吸光膜がSiの単体もしくはSiを主成分とした合金からなり、上記第2情報記録層の吸光膜がGeの単体もしくはGeを主成分とした合金からなることを特徴としている。 In order to solve the above problems, an optical information recording medium according to the present invention is an optical information recording medium in which information is represented by a recording mark pattern including a recording mark length equal to or less than an optical system resolution limit of a reproducing apparatus. The light transmitting layer, the first information recording layer, the intermediate layer, the second information recording layer, and the substrate are laminated in this order from the reproduction light incident side, and the recording mark pattern includes at least the first information. Formed in the recording layer and the second information recording layer, the first information recording layer and the second information recording layer are heated by the absorption film that absorbs the reproduction light and converts it into heat, and the heat generation of the absorption film, A reproducing film capable of reproducing a signal having a recording mark length equal to or less than a resolution limit, wherein the light absorption film of the first information recording layer is made of a simple substance of Si or an alloy containing Si as a main component. The light absorption film of the layer is simple Ge or G It is characterized by comprising a main component and the alloy.
上記の構成では、第1情報記録層に記録された情報を再生するときには、再生光が透光層から照射されて第1情報記録層にフォーカスされる。第1情報記録層においては、吸光膜が再生光を吸収することで光を熱に変換し、その熱を再生膜に伝達する。再生時、当該媒体が回転しているので、レーザーの温度分布によってビームスポットの後端部の温度が高くなる。すなわち温度が高い位置が中心からずれる。このことにより、高温領域の再生膜の透過率が変化し、第1情報記録層の解像限界以下のマーク長(記録マークがピットである場合はピット長)で記録された情報を読み出すことができる。 In the above configuration, when reproducing the information recorded on the first information recording layer, the reproduction light is irradiated from the light transmitting layer and focused on the first information recording layer. In the first information recording layer, the light absorption film absorbs the reproduction light, thereby converting the light into heat and transferring the heat to the reproduction film. Since the medium rotates during reproduction, the temperature at the rear end of the beam spot increases due to the temperature distribution of the laser. That is, the position where the temperature is high deviates from the center. As a result, the transmittance of the reproducing film in the high temperature region changes, and information recorded with a mark length (pit length when the recording mark is a pit) that is less than the resolution limit of the first information recording layer can be read. it can.
また、第2情報記録層に記録された情報を再生する時には、再生光が、透光層と、第1情報記録層と、中間層とを透過して照射され、第2情報記録層にフォーカスされる。そして、第1情報記録層と同様にして、第2情報記録層の解像限界以下のマーク長で記録された情報を読み出すことができる。これにより、第1及び第2情報記録層ともに、実質的な記録密度(再生可能な記録密度の意)を光学解像限界により規制された記録密度よりも高めることができる。 Further, when reproducing the information recorded on the second information recording layer, the reproduction light is irradiated through the translucent layer, the first information recording layer, and the intermediate layer, and is focused on the second information recording layer. Is done. Then, similarly to the first information recording layer, it is possible to read information recorded with a mark length equal to or less than the resolution limit of the second information recording layer. Thereby, in both the first and second information recording layers, the substantial recording density (meaning the reproducible recording density) can be made higher than the recording density regulated by the optical resolution limit.
このように、第1及び第2情報記録層は、光スポットにおける光強度の高い中心部分のみの温度変化を利用して、超解像再生効果により情報読み取りが可能になる。これにより、第1及び第2情報記録層の記録密度が解像限界以下となるため、製造コストに対して光情報記録媒体の記録容量を向上させることが可能になり、コストパフォーマンスの高い記録媒体を提供することができる。 As described above, the first and second information recording layers can read information by the super-resolution reproduction effect by using the temperature change of only the central portion where the light intensity is high in the light spot. Thereby, since the recording density of the first and second information recording layers is below the resolution limit, the recording capacity of the optical information recording medium can be improved with respect to the manufacturing cost, and the recording medium has high cost performance. Can be provided.
それゆえ、第1及び第2情報記録層を備えることで、同じ記録容量を有する記録媒体を作製する場合、通常の多層光情報記録媒体よりも記録層数を減少させることが可能になる。したがって、製造ラインにおいて、記録層をスパッタリングで形成するための高価な真空装置の台数を削減することができ、記録層を増加させるのに伴う記録媒体の製造コストを大幅に低減させることができる。 Therefore, by providing the first and second information recording layers, when producing a recording medium having the same recording capacity, the number of recording layers can be reduced as compared with a normal multilayer optical information recording medium. Therefore, the number of expensive vacuum devices for forming the recording layer by sputtering in the production line can be reduced, and the production cost of the recording medium accompanying the increase of the recording layer can be greatly reduced.
そして、上記構成では、第1及び第2情報記録層において、再生膜とは別に吸光膜を形成し、再生膜と吸収膜を分離形成している。これにより、再生膜自体が光吸収して分子構造を変化させるなどにより光学特性を変化させることがない。それゆえ、第1及び第2情報記録層における再生膜に多くの負担をかけることなく超解像再生が可能となり、再生耐久性の向上が可能になる。 In the above configuration, in the first and second information recording layers, a light absorbing film is formed separately from the reproducing film, and the reproducing film and the absorbing film are separately formed. As a result, the reproduction film itself does not change the optical characteristics by absorbing light and changing the molecular structure. Therefore, it is possible to perform super-resolution reproduction without imposing much burden on the reproduction film in the first and second information recording layers, and it is possible to improve reproduction durability.
しかも、上記構成では、第1情報記録層の吸光膜をSiの単体もしくはSiを主成分とした合金から形成し、第2情報記録層の吸光膜はGeの単体もしくはGeを主成分とした合金から形成している。 In addition, in the above configuration, the light absorption film of the first information recording layer is formed of Si alone or an alloy containing Si as a main component, and the light absorption film of the second information recording layer is formed of Ge alone or an alloy containing Ge as a main component. Formed from.
Si、Geの単体もしくはそれらを主成分とした合金は、他の金属膜などと比較して、再生光が照射された際に温度が上昇しやすく、発生した熱によって効率よく再生膜を加熱することができる。したがって、これらよりなる吸光膜とすることで、より低い再生パワーにて最適特性を得ることができ、再生感度向上が可能となる。 Compared with other metal films, Si and Ge alone or alloys containing them as a main component, the temperature is likely to rise when irradiated with reproduction light, and the generated film is efficiently heated by the generated heat. be able to. Therefore, by using the light absorption film made of these, it is possible to obtain optimum characteristics with a lower reproduction power and to improve the reproduction sensitivity.
また、Si単体もしくはそれを主成分とした合金は、Ge単体もしくはそれを主成分とした合金と比較して、光利用効率が高い。そのため、Si単体もしくはそれを主成分とした合金を、第1情報記録層の吸光膜に利用することで、比較的低い再生強度にて第2情報記録層への再生光強度を充分に得ることができ、より低い再生パワーにて最適特性を得ることができる。また、光利用効率が高いために、特に多層光情報記録媒体において、再生光を次の情報記録層へと透過させる必要のある情報記録層の吸収膜として望ましく、省電力化も可能となる。光利用効率が高いことで、光学設計の自由度を高くできる。 In addition, Si simple substance or an alloy mainly composed of Si has higher light utilization efficiency than Ge simple substance or an alloy mainly composed of Ge. Therefore, by using Si alone or an alloy containing it as a main component for the light absorption film of the first information recording layer, it is possible to sufficiently obtain the reproduction light intensity to the second information recording layer with a relatively low reproduction intensity. And optimum characteristics can be obtained with lower reproduction power. In addition, since the light utilization efficiency is high, it is desirable as an absorption film for the information recording layer that needs to transmit the reproduction light to the next information recording layer, particularly in a multilayer optical information recording medium, and power saving is also possible. High light utilization efficiency can increase the degree of freedom in optical design.
一方、第2情報記録層の吸光膜には、Si単体もしくはそれを主成分とした合金よりもGe単体もしくはそれを主成分とした合金を用いる方が、より低い再生パワーにて最適特性を得ることを確認している。多層光情報記録媒体においては、再生光を次の情報記録層へと透過させる必要のない情報記録層の吸収膜としては、Ge単体もしくはそれを主成分とした合金を用いることが望ましいと言える。 On the other hand, the light absorption film of the second information recording layer obtains optimum characteristics with lower reproduction power by using Ge alone or an alloy containing it as a main component than Si alone or an alloy containing it as a main component. I have confirmed that. In a multilayer optical information recording medium, it can be said that it is desirable to use Ge alone or an alloy containing it as a main component as the absorption film of the information recording layer that does not require the reproduction light to be transmitted to the next information recording layer.
したがって、このように第1情報記録層の吸光膜をSiの単体もしくはSiを主成分とした合金から形成すると共に、第2情報記録層の吸光膜はGeの単体もしくはGeを主成分とした合金から形成することで、より低い再生パワーにて最適特性を得ることができ、再生感度向上を図れるといった効果を奏する。 Therefore, the light absorbing film of the first information recording layer is formed from Si alone or an alloy containing Si as a main component, and the light absorbing film of the second information recording layer is formed of Ge alone or an alloy containing Ge as a main component. Therefore, the optimum characteristics can be obtained with a lower reproduction power, and the reproduction sensitivity can be improved.
上記光情報記録媒体において、上記記録マークパターンは、記録マークがマークエッジ記録方式に基づいて配置されていることが好ましく、より具体的に言えば、上記記録マークパターンは、記録マークとスペースとからなり、記録マークおよびスペースの読み出し方向の長さの値が、少なくとも2値以上に規格化されていることが好ましい。 In the optical information recording medium, it is preferable that the recording mark pattern is arranged based on a mark edge recording method, and more specifically, the recording mark pattern includes a recording mark and a space. Therefore, it is preferable that the length of the recording mark and the space in the reading direction is normalized to at least two values.
記録マークがマークエッジ記録方式に基づいて位置していれば、マークポジション記録方式に比較して高密度化でき、光情報記録媒体として大容量が達成できる。また、スペースの読み出し方向の長さの値だけでなく、記録マークの同方向の長さも、少なくとも2値以上に規格化されている方が、記録マークの長さが一定である場合に比べて、記録密度を高くすることができ、光情報記録媒体として大容量が達成できる。 If the recording marks are positioned based on the mark edge recording method, the recording density can be increased as compared with the mark position recording method, and a large capacity can be achieved as an optical information recording medium. Further, not only the value of the length in the reading direction of the space but also the length of the recording mark in the same direction is standardized to at least two values as compared with the case where the length of the recording mark is constant. The recording density can be increased, and a large capacity can be achieved as an optical information recording medium.
上記光情報記録媒体において、上記記録マークパターンを例えばプリピットとスペースにて形成することができ、その場合、当該媒体は再生専用媒体となる。 In the optical information recording medium, the recording mark pattern can be formed by, for example, prepits and spaces, and in this case, the medium is a read-only medium.
上記光情報記録媒体において、第1情報記録層或いは第2情報記録層における再生膜が、金属酸化物を主成分とすることが好ましい。 In the optical information recording medium, it is preferable that the reproduction film in the first information recording layer or the second information recording layer contains a metal oxide as a main component.
金属酸化膜は、熱によるバンドギャップ変化により光学特性が変化する特性を有するので、このような金属酸化膜を再生膜として用いることにより、通常の組成変化や相変化などの構造変化によって光学特性が変化する色素や相変化材料を用いた再生膜を用いた光情報記録媒体と比較して、再生耐久性をより向上させることができる。 Since the metal oxide film has the characteristic that the optical characteristics change due to the band gap change due to heat, the optical characteristics are changed by the structural change such as the normal composition change and phase change by using such a metal oxide film as the reproduction film. The reproduction durability can be further improved as compared with an optical information recording medium using a reproduction film using a changing dye or a phase change material.
上記光情報記録媒体において、上記再生膜の金属酸化物が酸化亜鉛からなる、または酸化亜鉛を含むことが好ましい。 In the optical information recording medium, it is preferable that the metal oxide of the reproducing film is made of zinc oxide or contains zinc oxide.
これにより、光情報記録媒体のコストを低減でき、さらに、酸化亜鉛からなる、または酸化亜鉛を含むことにより、他の金属酸化膜を用いるよりも高い超解像特性を得ることができるため、光情報記録媒体の記録容量を向上させることが可能になる。また、特許文献1に開示されている電子励起吸収飽和半導体の微粒子分散のような粒径の制御も不要なため、作製が容易で大量生産が可能である。加えて、微粒子粒界の変質などの経時変化も起こりにくく、再生耐久性が向上する。
As a result, the cost of the optical information recording medium can be reduced, and further, by including zinc oxide, it is possible to obtain higher super-resolution characteristics than using other metal oxide films. It becomes possible to improve the recording capacity of the information recording medium. Moreover, since it is not necessary to control the particle size as in the fine particle dispersion of the electron excited absorption saturated semiconductor disclosed in
本発明に係る光情報記録媒体再生装置は、上記の課題を解決するために、上記のいずれかの光情報記録媒体を再生可能であるレーザーパワーのレーザー光を上記第1或いは第2情報記録層に照射し、上記光情報記録媒体からの反射光を読み取る光学読取手段を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, an optical information recording medium reproducing apparatus according to the present invention applies laser light having a laser power capable of reproducing any of the above optical information recording media to the first or second information recording layer. And an optical reading means for reading the reflected light from the optical information recording medium.
この光情報記録媒体再生装置は、光学読取手段によって、光情報記録媒体を再生可能なレーザーパワーのレーザー光を照射することで光情報記録媒体からの反射光を読み取るので、より高密度に記録された光情報記録媒体からの安定した情報再生が可能となる。このような光情報記録媒体を再生可能とするには、レーザーパワーが従来のレーザーパワーより高い値に設定される。 In this optical information recording medium reproducing device, the reflected light from the optical information recording medium is read by irradiating laser light of a laser power capable of reproducing the optical information recording medium by the optical reading means, so that it is recorded at a higher density. Stable information reproduction from an optical information recording medium is possible. In order to reproduce such an optical information recording medium, the laser power is set to a higher value than the conventional laser power.
このようにして、光情報記録媒体の再生が可能となれば、2層超解像媒体での再生が可能となる。例えば、同じ記録容量で3層以上必要となる通常媒体を再生する場合に比較して層数が減少するので、フォーカスしなければならない情報記録層の数も減少する。層数が減少することにより製造コストが低くなる。また、フォーカス層数も減少するので光学読取装置(光ピックアップ)のフォーカス制御が簡素になるので、光学読取装置のコスト上昇が抑制されると共に、フォーカスに要する時間が短縮されるので、再生命令に対する反応が向上する。したがって、より低コストで高性能な再生装置を提供することができる。 If the optical information recording medium can be reproduced in this way, it can be reproduced on a double-layer super-resolution medium. For example, since the number of layers is reduced as compared with the case of reproducing a normal medium that requires three or more layers with the same recording capacity, the number of information recording layers to be focused is also reduced. The manufacturing cost is reduced by reducing the number of layers. Further, since the number of focus layers is reduced, the focus control of the optical reading device (optical pickup) is simplified, so that an increase in the cost of the optical reading device is suppressed and the time required for focusing is shortened. Response is improved. Therefore, it is possible to provide a high-performance playback device at a lower cost.
以上のように、本発明の光情報記録媒体は、再生装置の有する光学系解像限界以下の記録マーク長を含む記録マークパターンにより情報が表される光情報記録媒体であって、再生光の入射側から、透光層と、第1情報記録層と、中間層と、第2情報記録層と、基板とがこの順に積層されると共に、上記記録マークパターンは少なくとも第1情報記録層及び第2情報記録層に形成され、これら第1情報記録層及び第2情報記録層は、再生光を吸収して熱に変換する吸光膜と、該吸光膜の発熱によって加熱され、前記解像限界以下の記録マーク長の信号を再生可能とする再生膜とを含み、上記第1情報記録層の吸光膜がSiの単体もしくはSiを主成分とした合金からなり、上記第2情報記録層の吸光膜がGeの単体もしくはGeを主成分とした合金からなる構成である。 As described above, the optical information recording medium of the present invention is an optical information recording medium in which information is represented by a recording mark pattern including a recording mark length that is less than or equal to the optical system resolution limit of the reproducing apparatus. The light transmitting layer, the first information recording layer, the intermediate layer, the second information recording layer, and the substrate are laminated in this order from the incident side, and the recording mark pattern includes at least the first information recording layer and the first information recording layer. 2 formed on the information recording layer, and the first information recording layer and the second information recording layer are absorbed by the reproducing light and converted into heat, heated by the heat generated by the light absorbing film, and below the resolution limit. And the light absorption film of the first information recording layer is made of a simple substance of Si or an alloy containing Si as a main component, and the light absorption film of the second information recording layer. Is composed of Ge alone or Ge as the main component It is a configuration made of gold.
これにより、同じ記録容量を有する記録媒体を作製するとした場合、各情報記録層の記録密度が解像限界により規制された記録密度である通常の多層光情報記録媒体と比べると、より記録層数を減少させることが可能になる。したがって、コストに対して光情報記録媒体の記録容量を向上させることが可能になるという効果を奏する。 As a result, when producing a recording medium having the same recording capacity, the number of recording layers is larger than that of a normal multilayer optical information recording medium in which the recording density of each information recording layer is a recording density regulated by the resolution limit. Can be reduced. Therefore, the recording capacity of the optical information recording medium can be improved with respect to cost.
また、吸光膜と再生膜とが分離して形成されているので、再生膜自体に多くの負担をかけることなく超解像再生が可能となり、従来の超解像多層超解像媒体では達成できない再生耐久性が得られるという効果も奏する。 In addition, since the light absorption film and the reproduction film are formed separately, super-resolution reproduction can be performed without imposing much burden on the reproduction film itself, which cannot be achieved with the conventional super-resolution multilayer super-resolution medium. The effect that reproduction durability is acquired is also produced.
さらに、第1情報記録層の吸光膜をSiの単体もしくはその合金から形成すると共に、第2情報記録層の吸光膜をGeの単体もしくはその合金から形成することで、第1、第2の情報記録層が、他の金属膜よりなる構成や、第2情報記録層の吸光膜がSiの単体もしくはその合金からなり、第1情報記録層の吸光膜がGeの単体もしくはその合金からなる構成に比して、再生感度向上と共に省電力化が図れ、光学設計の自由度も高くなるといった効果を奏する。 Further, the light absorbing film of the first information recording layer is formed from a simple substance of Si or an alloy thereof, and the light absorbing film of the second information recording layer is formed from a simple substance of Ge or an alloy thereof, whereby the first and second information are recorded. The recording layer is made of another metal film, the light absorbing film of the second information recording layer is made of Si alone or an alloy thereof, and the light absorbing film of the first information recording layer is made of Ge alone or an alloy thereof. In comparison, the reproduction sensitivity can be improved and the power can be saved, and the degree of freedom in optical design is increased.
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1ないし図6に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、本実施の形態では、第1及び第2情報記録層において情報は、プリピットによる凹凸形状にて記録されている構成を例示する。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 as follows. In the present embodiment, information is recorded in the first and second information recording layers in a concavo-convex shape by prepits.
図1は、実施の形態に係る光情報記録媒体と60の断面構造を示している。図1に示すように、光情報記録媒体60は、透光層10と、第1情報記録層20と、中間層30と、第2情報記録層40と、基板50とを備え、光入射面からこの順に積層されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an optical
透光層10は、再生光を十分に透過すればよく、透明な樹脂によって形成されており、紫外線硬化樹脂などを用いることもできる。透光層10に用いることのできる樹脂材料としては、例えば、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、フッ素化アクリル樹脂、エポキシ樹脂等がある。透光層10は1層構成に限られるものではなく、ポリカーボネートフィルム等の透明樹脂フィルムと透明粘着樹脂層の2層構成とすることもできる。また、透光層10の光入射面に、ハードコート層を設けてもよい。
The
中間層30は、第1情報記録層20と第2情報記録層40との間に設けられた透光性を有する樹脂層であり、例えば、透明紫外線硬化樹脂等の樹脂を用いることができる。中間層30に用いることのできる樹脂材料としては、例えば、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、フッ素化アクリル樹脂、エポキシ樹脂等がある。
The
基板50は、ポリオレフィン系樹脂等の樹脂によって形成されている。基板50には、その他、ポリカーボネート樹脂や、圧縮成型可能な他の樹脂、或いはガラスを用いることもできる。また、基板50は透明である必要はないので、金属等を用いることもできる。
The
中間層30における第1情報記録層20と接する側の面には、図2(a)の拡大斜視図に示すように、情報が記録されているプリピット31が形成されている。また、基板50における第2情報記録層40と接する側の面には、図2(b)の拡大斜視図に示すように、情報が記録されているプリピット51が形成されている。
そして、これら中間層30及び基板50における、プリピット31、プリピット51が形成されている各面に、第1情報記録層20及び第2情報記録層40がそれぞれ成膜されることにより、第1情報記録層20及び第2情報記録層40には、プリピット31、プリピット51が凹凸形状としてそれぞれ転写された状態となっている。
Then, the first
従って、光情報記録媒体60は、第1及び第2情報記録層20・40が、凹凸形状としての情報を記録している状態であり、いわゆる再生専用光情報記録媒体として形成されている。
Accordingly, the optical
第1情報記録層20は、第1再生膜21(再生膜)及びSiの単体もしくはSiを主成分とした合金からなる第1吸光膜22(吸光膜)を含んでいる。第1吸光膜22は、再生光を吸収して、光を、第1再生膜21を加熱しうる熱に変換する。第1再生膜21は、第1吸光膜22で生じる熱によって加熱されると、自身の光学定数が変化することによって、再生装置の有する光学系解像限界以下のマーク(ピット)長の信号を再生可能にする。
The first
第2情報記録層40は、第2再生膜41(再生膜)及びGeの単体もしくはGeを主成分とした合金からなる第2吸光膜42(吸光膜)を含んでいる。第2吸光膜42は、再生光を吸収して、光を、第2再生膜41を加熱しうる熱に変換する。第2再生膜41は、第2吸光膜42で生じる熱によって加熱されると、自身の光学定数が変化することによって、再生装置の有する光学系解像限界以下のマーク(ピット)長の信号を再生可能にする。
The second
上記第1及び第2再生膜21・41、並びに第1及び第2吸光膜22・42は、真空装置においてスパッタリングによって形成されている。
The first and second reproducing
第1及び2の再生膜21・41は、熱によるバンドギャップ変化により光学特性が変化するという特性を有する金属酸化膜からなることが好ましい。これにより、通常の組成変化や相変化などの構造変化によって光学特性が変化する色素や相変化材料を用いた従来の記録媒体における再生膜と比較して、第1及び第2再生膜21・41の再生耐久性を向上させることができる。また、金属酸化膜は一般に透明であるため、第1及び第2の各吸光膜22・42への透過性がよく吸光膜22・42がより効率的に作用するという利点もある。
The first and
金属酸化膜の中でも、特に比較的安価で豊富な酸化亜鉛が好ましく、上記第1及び第2再生膜21・41は、酸化亜鉛からなる、または酸化亜鉛を含むことが好ましい。これにより、光情報記録媒体60のコストを低減できる。さらに、酸化亜鉛、または酸化亜鉛を含む材料からなることで、他の金属酸化膜を用いるよりも高い超解像特性を得ることができるため、光情報記録媒体60の記録容量を向上させることが可能になる。また、特許文献1に開示されている電子励起吸収飽和半導体の微粒子分散のような粒径の制御も不要なため、作製が容易で大量生産が可能である。加えて、微粒子粒界で発生する変質などの経時変化も起こりにくく、再生耐久性が向上する。
Among metal oxide films, zinc oxide that is relatively inexpensive and abundant is particularly preferable, and the first and
また、酸化亜鉛以外の他の金属酸化物、例えばTiO2,CeO2からなる材料や、これら金属酸化物を主とした材料にて、上記第1及び第2再生膜21・41を形成することも可能であり、その場合も、酸化亜鉛やそれを含む材料と同等の再生耐久性を有するが、現時点では、酸化亜鉛以上の超解像特性は得られていない。
Further, the first and
なお、第1及び2の再生膜21・41の材料として、色素等の有機材料や、相変化材料や、他の金属酸化物(例えばTiO2,CeO2)からなる材料や、主に金属酸化物からなる材料等を用いてもよい。例えば、色素等の有機材料や、相変化材料の場合は、実施の形態1の光情報記録媒体には耐久性が及ばないものの、少なくとも吸光膜が分離しているため、再生膜材料自体で再生光を吸収する従来の超解像膜構造に比較して再生耐久性が高いことが容易に予想できる。また、第1及び2の再生膜21・41に透明膜を用いた場合、吸光膜への透過性がよく吸光膜がより効率的に作用するという利点もある。
As the material of the first and
以上のように、光情報記録媒体60は、第1及び第2情報記録層20・40において、再生光を吸収して発熱する第1及び第2吸光膜22・42と、第1及び第2吸光膜22・42のそれぞれによる加熱で加熱部分の光学定数を変化させる第1及び第2再生膜21・41を備えている。
As described above, the optical
これにより、第1及び第2情報記録層20・40ともに、実質的な記録密度(再生可能な記録密度の意)を、解像限界により規制された記録密度よりも高められる。それゆえ、同じ記録容量を有する記録媒体を作製する場合、各情報記録層が解像限界により規制された記録密度である通常の多層光情報記録媒体よりも、積層される情報記録層の数を減少させることが可能になる。したがって、製造ラインにおいて、情報記録層をスパッタリングで形成するための高価な真空装置の台数を削減することができ、情報記録層を増加させるのに伴う記録媒体の製造コストを大幅に低減させることができる。 Thereby, in both the first and second information recording layers 20 and 40, the substantial recording density (reproducible recording density) can be made higher than the recording density regulated by the resolution limit. Therefore, when producing a recording medium having the same recording capacity, the number of information recording layers to be stacked is smaller than that of a normal multilayer optical information recording medium in which each information recording layer has a recording density regulated by the resolution limit. It becomes possible to decrease. Therefore, in the production line, the number of expensive vacuum apparatuses for forming the information recording layer by sputtering can be reduced, and the production cost of the recording medium accompanying the increase of the information recording layer can be greatly reduced. it can.
上記の構成では、第1情報記録層20に記録された情報を再生するときには、再生光が透光層10から照射されて第1情報記録層20にフォーカスされる。第1情報記録層20においては、吸光膜22が再生光を吸収することで光を熱に変換し、その熱を再生膜21に伝達する。ただし、光情報記録媒体60は、再生時、回転しているので、レーザーの温度分布によってビームスポットの後端部の温度が高くなる。すなわち温度が高い位置が中心からずれる。このことにより、高温領域の再生膜21の透過率が変化し、第1情報記録層20の解像限界以下のマーク(ピット)長で記録された情報を読み出すことができると考えられる。
In the above configuration, when reproducing the information recorded on the first
また、第2情報記録層40に記録された情報を再生する時には、再生光が、透光層10と、第1情報記録層20と、中間層30とを透過して照射され、第2情報記録層40にフォーカスされる。そして、第1情報記録層20と同様にして、第2情報記録層40の解像限界以下のマーク(ピット)長で記録された情報を読み出すことができる。これにより、第1及び第2情報記録層20・40ともに、実質的な記録密度(再生可能な記録密度の意)を光学解像限界により規制された記録密度よりも高めることができる。
Further, when reproducing the information recorded on the second
このように、第1及び第2情報記録層20・40は、光スポットにおける光強度の高い中心部分のみの温度変化を利用して、超解像再生効果により情報読み取りが可能になる。これにより、第1及び第2情報記録層20・40の最小記録マーク(ピット)のサイズを解像限界以下にできるため、記録密度が向上し、製造コストに対して光情報記録媒体の記録容量を向上させることが可能になり、コストパフォーマンスの高い記録媒体を提供することができる。 As described above, the first and second information recording layers 20 and 40 can read information by the super-resolution reproduction effect by using the temperature change of only the central portion where the light intensity is high in the light spot. Thereby, the size of the minimum recording marks (pits) of the first and second information recording layers 20 and 40 can be reduced below the resolution limit, so that the recording density is improved and the recording capacity of the optical information recording medium with respect to the manufacturing cost Can be improved, and a recording medium with high cost performance can be provided.
それゆえ、第1及び第2情報記録層20・40を備えることで、同じ記録容量を有する記録媒体を作製する場合、通常の多層光情報記録媒体よりも積層する情報記録層の数を減少させることが可能になる。したがって、製造ラインにおいて、情報記録層をスパッタリングで形成するための高価な真空装置の台数を削減することができ、情報記録層を増加させるのに伴う記録媒体の製造コストを大幅に低減させることができる。 Therefore, by providing the first and second information recording layers 20 and 40, when producing a recording medium having the same recording capacity, the number of information recording layers to be stacked is reduced as compared with a normal multilayer optical information recording medium. It becomes possible. Therefore, in the production line, the number of expensive vacuum apparatuses for forming the information recording layer by sputtering can be reduced, and the production cost of the recording medium accompanying the increase of the information recording layer can be greatly reduced. it can.
しかも、光情報記録媒体60では、第1及び第2再生膜21・41とは別に第1及び第2吸光膜22・42をそれぞれ形成し、再生膜と吸収膜とを分離形成しているので、第1及び第2再生膜21・41自体が光吸収して分子構造を変化させるなどにより光学特性を変化させることがない。それゆえ、第1及び第2情報記録層20・40における第1及び第2再生膜21・41に多くの負担をかけることなく超解像再生が可能となり、再生耐久性の向上が可能になる。
Moreover, in the optical
さらに、光情報記録媒体60では、第1情報記録層20の吸光膜22をSiの単体もしくはSiを主成分とした合金から形成し、第2情報記録層40の吸光膜42をGeの単体もしくはGeを主成分とした合金から形成している。
Further, in the optical
再生光が入射する面に近い側の第1情報記録層20における第1吸光膜22がSiの単体もしくはSiを主成分とした合金からなることで、第1吸光膜22が他の金属膜などよりなる構成と比較して、再生光が照射された際に温度が上昇しやすく、発生した熱によって効率よく第1再生膜22を加熱することができ、より低い再生パワーにて最適特性を得ることができる。すなわち再生感度の向上が可能となる。また、Siの単体もしくはSiを主成分とした合金は、Geの単体もしくはGeを主成分とした合金よりも光利用効率が高いので、比較的低い再生強度にて第2情報記録層40への再生光強度を充分に得ることができ、特に多層光情報記録媒体として望ましく、また省電力化が可能となる。また、光利用効率が高いため、光学設計の自由度が高くなるといった作用もある。
The first light-absorbing
一方、再生光が入射する面に遠い側の第2情報記録層40の第2吸光膜42には、Geの単体もしくはGeを主成分とした合金を用いることで、他の金属膜を用いた場合よりも、再生光が照射された際に温度が上昇しやすく、発生した熱によって効率よく第2再生膜41を加熱することができる。そして、Siの単体もしくはSiの合金を第2吸光膜42に用いた場合よりも低い再生パワーにて最適特性を得ることができ、再生感度向上が可能となる。
On the other hand, for the second light-absorbing
ここで、図1に示す実施の形態に係る光情報記録媒体60の構成を有する実施例について説明する。実施例の光情報記録媒体60は、透光層10としての、光入射側からポリカーボネートフィルム(膜厚:55μm)及び透明粘着樹脂層、膜厚:20μm)と、第1情報記録層20としての、酸化亜鉛よりなる第1再生膜21(膜厚:125nm)及びSiよりなる第1吸光膜22(膜厚:7.5nm)と、中間層30としての透明紫外線硬化樹脂(膜厚:25μm)と、第2情報記録層40としての、酸化亜鉛よりなる第2再生膜41(膜厚:157nm)及びGeよりなる第2吸光膜42(膜厚:50nm)と、基板50としてのポリオレフィン系樹脂基板とを備え、光入射面よりこの順に積層された構造となっている。この構成を実施例1とする。
Here, an example having the configuration of the optical
なお、ここで、上記透光層10を構成する2層のうち、ポリカーボネートフィルムと第1再生膜21の間に位置する透明粘着樹脂層は、両者を接着している。
Here, of the two layers constituting the
実施例1の作製方法としては例えば次のようである。プリピット51が設けられた基板50にスパッタリングにより第2吸光膜42、第2再生膜41が順に形成され、成膜後に液状の中間層30が塗布される。そして、塗布した中間層30の表面に、透明樹脂からなるスタンパを用いて2P転写によってプリピット31を転写し、その状態のまま紫外線照射されることで、中間層30はプリピット31を表面に有する固形樹脂となる。
For example, the manufacturing method of Example 1 is as follows. A second light-absorbing
スタンパ剥離後、スパッタリングにより第1吸光膜22、第1再生膜21が順に形成され、最後に透光層10(具体的にはポリカーボネートフィルムと透明粘着樹脂層からなる積層構造)が第1再生膜21に接着されて完成する。上記スパッタリングのターゲットとしては、酸化亜鉛として純度99.99%のZnO焼結ターゲット、純度99.99%のGeターゲット、単結晶Siターゲットを用い、これらのターゲットをRFマグネトロンスパッタして成膜を行った。ただし、本実施例1においては上記材料・ターゲットを用いたが、実際はこれに限るものではなく、本願における技術思想、機能を満たすものであれば材料を限定するものではない。
After the stamper is peeled off, the first
これに対し、図3に、本実施例1の光情報記録媒体60に対する比較例1として、情報記録層を2層有する従来構成の光情報記録媒体70の断面構造を示す。なお、本比較例1において、実施例1の光情報記録媒体60における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記する。
On the other hand, FIG. 3 shows a cross-sectional structure of an optical
図3に示すように、比較例1の光情報記録媒体70は、透光層10としてのポリカーボネートフィルム11(膜厚55μm)及び透明粘着樹脂層12(膜厚20μm)と、第1情報記録層80としての半透明反射膜81(Au,膜厚15nm)と、中間層30としての透明紫外線硬化樹脂層(膜厚25μm)と、第2情報記録層90としての反射膜91(Au,膜厚50nm)と、基板50としてのポリオレフィン系樹脂基板とを備え、光入射面より、この順に積層された構造となっている。
As shown in FIG. 3, the optical
なお、半透明反射膜81の膜厚は、比較例1の第1情報記録層80が、実施例1の第1情報記録層20の反射率(約30%)と同じ反射率となるよう設定した。本願で示す反射率、透過率などの数値は、特に示さない限り、該当の膜構成(この場合は第1情報記録層20のみ)を透光性ガラス基板上に形成した試料について、分光光度計にて波長405nmにおいて測定した透過率、反射率の値を示したものである。この波長405nmは、後ほど説明するディスク信号評価光学系の再生波長である。
The film thickness of the translucent
実施例1の第1情報記録層20の場合、透過率42.8%、反射率29.1%、比較例1の第1情報記録層80の場合、透過率33.5%、反射率30.4%であった。実施例1の方が、透過率が約10%程度高いことが分かる。実施例1と比較例1の各第1情報記録層20・80の反射率が同様で、透過率が約10%程度高いことから、実施例1の方が比較例1よりも光利用効率が高いと言える。
In the case of the first
また、比較例1の第1及び第2情報記録層80・90は、中間層30及び基板50における、情報が記録されているプリピット31・51の形成面に成膜されているので、本実施例の光情報記録媒体60と同様に、比較例の光情報記録媒体70においても、第1及び第2情報記録層80・90は、対応するプリピット31・51の凹凸が転写された状態となっている。つまり、光情報記録媒体70も光情報記録媒体60と同様に、いわゆる再生専用光情報記録媒体として形成されている。
In addition, the first and second information recording layers 80 and 90 of Comparative Example 1 are formed on the formation surface of the
続いて、実施例1の光情報記録媒体60と比較例1の光情報記録媒体70との各種特性の比較について説明する。
Next, comparison of various characteristics between the optical
再生測定は波長405nm半導体レーザーと、N.A.(開口率)0.85の光学系を有するディスク測定器(パルステック社製DDU1000)にて行った。また、〔発明が解決しようとする課題〕の項で述べたように、光情報記録媒体の実用化検討のためには、記録すべきデータを変調してランダムな記録マークパターン(「ランダムパターン」と表現する)として記録し、その超解像再生特性を評価する必要がある。 Reproduction measurement was performed with a disk measuring instrument (DDU1000 manufactured by Pulstec Corp.) having an optical system with a wavelength of 405 nm semiconductor laser and NA (aperture ratio) of 0.85. In addition, as described in the section of [Problems to be Solved by the Invention], in order to study practical application of an optical information recording medium, data to be recorded is modulated to generate a random recording mark pattern ("random pattern"). It is necessary to evaluate the super-resolution reproduction characteristics.
まず、ここでランダムパターンについて詳しく説明する。ピットの配列(記録マークパターン)は以下の3種類に分類することができる。単一サイズ記録マーク(ピット)が等間隔周期的に配列している「モノトーンパターン」、単一サイズ記録マーク(ピット)が何種類かの間隔でランダムに配列している「マークポジション記録方式」、記録すべきデータを変調して異なる長さの記録マーク(ピット)としてランダムに配列する「マークエッジ記録方式」である。 First, the random pattern will be described in detail here. The pit arrangement (record mark pattern) can be classified into the following three types. "Monotone pattern" in which single size recording marks (pits) are periodically arranged at regular intervals, "Mark position recording method" in which single size recording marks (pits) are randomly arranged at several intervals This is a “mark edge recording method” in which data to be recorded is modulated and randomly arranged as recording marks (pits) of different lengths.
本実施の形態で採用したランダムパターン(ランダムな記録マークパターン)とは、記録マーク(ピット)のサイズも配置間隔も単一ではない構成であり、マークエッジ記録方式に基づいて配列している。マークエッジ記録は、記録すべきデータを変調して長さの異なる記録マークがランダムに配列するものであり、モノトーンパターン、マークポジション記録に比べて記録密度が高くなる。すなわち、実用化に有利な方式であり、数多くの実用化例がある。 The random pattern (random recording mark pattern) employed in the present embodiment is a configuration in which the recording marks (pits) have neither a single size nor an arrangement interval, and are arranged based on the mark edge recording method. In mark edge recording, data to be recorded is modulated and recording marks of different lengths are randomly arranged, and the recording density is higher than that of monotone pattern and mark position recording. In other words, this is an advantageous system for practical use, and there are many practical examples.
例えば、CDにおいては、ピットとランド(スペースとも言う)の境界を「1」、それ以外を「0」と定義する。すなわちマークのエッジを1としたマークエッジ記録である。ただし本来のデータをそのままマークエッジに記録しようとすると、1のチャネルが連続する場合にCDの再生光学系の解像限界より小さな記録マーク(ピット)となって通常は検出できない。従って、この問題を回避するために、実際には1のデータが連続するパターンを、0を含むパターンに変換して記録する。 For example, in a CD, the boundary between pits and lands (also referred to as spaces) is defined as “1”, and the others are defined as “0”. That is, mark edge recording with the mark edge set to 1. However, if the original data is recorded on the mark edge as it is, when one channel continues, it becomes a recording mark (pit) smaller than the resolution limit of the CD reproducing optical system and cannot normally be detected. Therefore, in order to avoid this problem, a pattern in which 1 data is continuous is actually converted into a pattern including 0 and recorded.
CDの場合はこの変換にEFM(8−14)変調方式(Eight to Fourteen Modulation)を採用し、8bitのデータを14bitのデータに変換している。なお、DVD、Blu−RayDisc(BD)、HD DVDでは変調方式がそれぞれCDとは異なり、DVDではEFMPlus(8−16)変調、BDでは1−7PP変調、HD DVDではETM(8−12)変調がそれぞれ採用されているが、いずれもマークエッジ記録である。 In the case of a CD, an EFM (8-14) modulation method (Eight to Fourteen Modulation) is adopted for this conversion, and 8-bit data is converted into 14-bit data. Note that DVD, Blu-Ray Disc (BD), and HD DVD use different modulation methods from CD. DVD is EFMPlus (8-16) modulation, BD is 1-7PP modulation, and HD DVD is ETM (8-12) modulation. Are employed, but both are mark edge recording.
この中でDVDを例に取ると、EFMPlus(8−16)RLL(2,10)変調を採用しているため、記録マークのエッジの間に0が最小2個、最大10個入ることになる。従って記録マークの長さは、エッジ間の距離なので基準クロック時間をTとして3T〜11Tの9種類となる。なお、記録マーク同士の間のスペースの長さについてもエッジ間の距離であるから同様に9種類である。他のマークエッジ記録の変調方式においても、同様に記録マークの長さ、記録マーク間のスペースの長さが数種類の値に規格化されている。つまり、実用化のための評価としては、長さの異なる記録マークがランダムに配列したランダムパターン記録マークの再生特性を評価する必要がある。 Taking DVD as an example, since EFMPlus (8-16) RLL (2, 10) modulation is employed, a minimum of two and a maximum of ten zeros are inserted between the edges of recording marks. . Accordingly, since the length of the recording mark is the distance between the edges, there are nine types of 3T to 11T, where T is the reference clock time. The length of the space between the recording marks is also the distance between the edges, so that there are nine types. In other mark edge recording modulation systems, the length of the recording mark and the length of the space between the recording marks are similarly standardized to several values. That is, as an evaluation for practical use, it is necessary to evaluate the reproduction characteristics of random pattern recording marks in which recording marks having different lengths are randomly arranged.
上述のプリピット31・51は、最短マーク(ピット)の長さが0.12μmのランダムパターンとして基板(中間層30或いは基板50)に設けられている。0.12μmのプリピットは上述の本実施形態の評価光学系の解像限界(λ/4N.A.)程度のサイズであり、通常の光情報記録媒体ではこのサイズのピット及びスペースが隣接したパターンは光学系として検出できず、再生不可能なサイズである。なお、このランダムパターンのうち、0.12μm長の最短マークのみが評価光学系の解像限界程度のサイズであり、最短マーク以外のプリピットはすべて光学系の解像限界よりも大きなサイズであった。
The above-mentioned
本実施の形態では、実施例1と比較例1に共通のプリピット31・51を用いたため、このランダムパターンの再生評価結果を比較することにより、両媒体の超解像再生効果を比較することができる。 In this embodiment, since the pre-pits 31 and 51 common to Example 1 and Comparative Example 1 are used, the super-resolution reproduction effect of both media can be compared by comparing the reproduction evaluation results of this random pattern. it can.
本実施の形態ではジッターを信号評価指標とした。基板に記録されている本来のパターンに対して、実際に光ピックアップによるディスク再生で得られた信号の、時間軸方向のゆらぎがジッターであり、具体的には標準偏差の値を基準クロック時間で割ったものを%単位で表し、この値が小さければ小さいほど望ましい。 In this embodiment, jitter is used as a signal evaluation index. Fluctuation in the time axis direction of the signal actually obtained by disk reproduction by the optical pickup is jitter with respect to the original pattern recorded on the substrate. Specifically, the value of the standard deviation is the reference clock time. The divided value is expressed in%, and the smaller this value, the better.
このジッター値は、光情報記録媒体におけるランダムパターンの信号品質の評価指標として一般的に用いられており、この値が大きくなると、ノイズや音とびが生ずるなど、光情報記録媒体としての品質が劣化する。本実施の形態では、実施例1と比較例1に共通のプリピット31・51を用いたため、ジッター値の比較は、各媒体における第1情報記録層20・80と第2情報記録層40・90とをそれぞれ比較することに相当する。なお、ジッター測定は、線速度約4m/sにて行った。 This jitter value is generally used as an evaluation index of the signal quality of a random pattern in an optical information recording medium. When this value increases, the quality of the optical information recording medium deteriorates, such as noise and skipping. To do. In this embodiment, since the prepits 31 and 51 common to the first embodiment and the first comparative example are used, the jitter values are compared by comparing the first information recording layers 20 and 80 and the second information recording layers 40 and 90 in each medium. It is equivalent to comparing with each other. Jitter measurement was performed at a linear velocity of about 4 m / s.
図4(a)及び図4(b)は、上述のディスク測定器にて、上記実施例1及び比較例1のそれぞれにおける、第1情報記録層20・80、及び第2情報記録層40・90のジッターの再生パワーPr依存性を測定した結果である。
4 (a) and 4 (b) show the first information recording layers 20 and 80 and the second
図4(a)は実施例1及び比較例1それぞれの第1情報記録層20及び80の結果を、図4(b)は同じく第2情報記録層40及び90の結果を示す。なお、ジッター値があまりにも大きくなった場合や、信号品質が悪く測定が良好に行えなかった結果に関してはプロットしていない。 4A shows the results of the first information recording layers 20 and 80 of Example 1 and Comparative Example 1, respectively, and FIG. 4B shows the results of the second information recording layers 40 and 90, respectively. It should be noted that no plot is made for the case where the jitter value becomes too large, or the result that the signal quality is poor and the measurement cannot be performed well.
図4(a)及び図4(b)より明らかなように、実施例1は第1及び第2情報記録層20・40の両方において、比較例1の第1及び第2情報記録層80・90に比べて、それぞれ同再生パワーにおけるジッター値が低くなり、ランダムパターンの再生特性、つまり検出能力が向上している。 As is clear from FIGS. 4A and 4B, Example 1 includes both the first and second information recording layers 80 and 40 of Comparative Example 1 in both the first and second information recording layers 20 and 40. Compared to 90, the jitter value at the same reproduction power is lower, and the reproduction characteristic of the random pattern, that is, the detection capability is improved.
さらに、この再生パワー範囲においては、実施例1においてジッターが最も小さくなる値(以降「ジッター底値」と称する)は、比較例1では達成できない値である。たとえば第1情報記録層20・80について、実施例1がジッター底値をとる最適再生パワー0.7mWで比較すると、実施例1は比較例1に対してジッターが2.6%低減している。第2情報記録層40・90については、同様に実施例1がジッター底値をとる最適再生パワー3.0mWで比較すると、ジッターが4.6%低減している。 Further, in this reproduction power range, the value at which the jitter becomes the smallest in Example 1 (hereinafter referred to as “jitter bottom value”) cannot be achieved by Comparative Example 1. For example, when the first information recording layers 20 and 80 are compared at an optimum reproduction power of 0.7 mW at which Example 1 takes the jitter bottom value, the jitter of Example 1 is 2.6% lower than that of Comparative Example 1. Similarly, in the second information recording layers 40 and 90, the jitter is reduced by 4.6% when compared with the optimum reproduction power of 3.0 mW at which the first embodiment takes the jitter bottom value.
なお、以降、上記のようにジッター底値をとる時の再生パワーを最適再生パワーと表現することとし、最適再生パワーが複数存在する場合(複数の再生パワーにて同じジッター底値をとる場合)は、そのうち最低の再生パワーを最適再生パワーと表現することとする。 In the following, the reproduction power when taking the jitter bottom as described above will be expressed as the optimum reproduction power, and when there are a plurality of optimum reproduction powers (when the same jitter bottom is obtained with a plurality of reproduction powers), Of these, the lowest playback power is expressed as the optimum playback power.
この理由は次のように考えられる。比較例1ではマーク(ピット)長0.12μmの最短ピットが再生光学系の解像限界付近で信号検出できないのに対し、実施例1では0.12μmの最短ピットの信号検出が可能であったためと考えられる。すなわち、比較例1では再生不可能であった解像限界付近のマーク(ピット)長の信号が、実施例1では再生可能であることを示しており、従来よりもランダムパターンを良好に再生することが可能であると言える。なお、上記の比較で見られたように、実施例1では解像限界付近のマーク(ピット)長信号の再生能力が改善できた。言い方を変えれば、本発明の構成により実質的に解像限界をより小さくできたと言える。つまり、従来通常の媒体では検出できなかった再生光学系の解像限界付近だけでなく、解像限界よりある程度は短いマーク(ピット)長の信号でさえも検出・再生が可能になることを示している。 The reason is considered as follows. In Comparative Example 1, the shortest pit having a mark (pit) length of 0.12 μm cannot be detected near the resolution limit of the reproducing optical system, whereas in Example 1, the signal of the shortest pit of 0.12 μm can be detected. it is conceivable that. That is, a signal having a mark (pit) length near the resolution limit that cannot be reproduced in Comparative Example 1 indicates that the signal can be reproduced in Example 1, and a random pattern is reproduced better than in the past. It can be said that it is possible. As seen from the above comparison, in Example 1, the reproduction capability of the mark (pit) length signal near the resolution limit could be improved. In other words, it can be said that the resolution limit can be substantially reduced by the configuration of the present invention. In other words, it is possible to detect and reproduce not only the vicinity of the resolution limit of a reproduction optical system that could not be detected by conventional media but also a signal with a mark (pit) length that is somewhat shorter than the resolution limit. ing.
次に、評価指標としてのジッターとCNRとの違いについて具体的に説明する。両指標の比較のため検証用の光情報記録媒体についてジッターとCNRの評価を行った。 Next, the difference between jitter and CNR as an evaluation index will be specifically described. For comparison of both indices, the jitter and CNR of the optical information recording medium for verification were evaluated.
作成、評価した媒体は、図5に示すように、実施例1の構成に対してプリピット31及び第1情報記録層20を設けない構成の検証用光情報記録媒体71である。それ以外の構成については同様である。
As shown in FIG. 5, the created and evaluated medium is a verification optical
すなわち、入射光側より、透光層10としての、ポリカーボネートフィルム(膜厚:55μm)及び透明粘着樹脂層(膜厚:20μm)と、中間層30としての透明紫外線硬化樹脂(膜厚:25μm)と、第2情報記録層40としての、酸化亜鉛よりなる第2再生膜41(膜厚:157nm)及びGeよりなる第2吸光膜42(膜厚:50nm)と、基板50としてのポリオレフィン系樹脂基板とが順に形成されている構成である。この光情報記録媒体71を比較例2とし、その断面図を図5に示す。
That is, from the incident light side, a polycarbonate film (film thickness: 55 μm) and a transparent adhesive resin layer (film thickness: 20 μm) as the
この比較例2について第2情報記録層40の評価を行った。なお、比較例2は実施例1に比べると、プリピット31及び第1情報記録層20が設けられていないため、再生パワーが同じでも第2情報記録層40への到達光量が多くなる。そのため、再生パワー感度が良好となるが、ジッターとCNR評価の比較という意味では、実施例1と同じ傾向を示すと考えてよい。
In Comparative Example 2, the second
第2情報記録層40のジッターとCNR評価のために、プリピット51には以下の2種類のパターンピットを設けた。ひとつには、実施例1と同様のランダムパターン、もうひとつはマーク(ピット)長0.12μmの単一サイズピット列が等間隔に周期配列したパターン、具体的には0.12μmピット、0.12μmスペース、0.12μmピット、0.12μmスペース・・・という配列となっている。0.12μm長ピットは、評価光学系の光学解像限界付近のサイズのピットであり、実施例1と同様のランダムパターンにおける最短ピット0.12μmと同じ大きさであることから、最短ピットの信号特性が確認できると考えてよい。
In order to evaluate jitter and CNR of the second
このような比較例2の構成において、ランダムパターンのジッター評価及び、単一サイズピットパターンのCNR評価を行った結果を図6に示す。なお、CNR評価時の線速度は3m/sとした。 FIG. 6 shows the result of performing jitter evaluation of a random pattern and CNR evaluation of a single size pit pattern in the configuration of Comparative Example 2 as described above. The linear velocity at the time of CNR evaluation was 3 m / s.
図6は、上記比較例2の第2情報記録層40について、ランダムパターンのジッター及び0.12μm単一サイズピット列のCNRについて、再生パワー依存性を表したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the reproduction power dependency for the second
図6によると、この再生パワー範囲において、CNRは再生パワー1.75mWの時に最も高いCNR値を取り、信号品質として最も良好となる。これに比べジッターは再生パワー1.4〜1.5mWの時に最も低いジッター底値を取り、信号品質として最も良好となる。最適再生パワーは1.4mWである。従って、CNR、ジッターの各評価指標が最適となる再生パワーは必ずしも一致しないことが分かる。 According to FIG. 6, in this reproduction power range, the CNR takes the highest CNR value when the reproduction power is 1.75 mW, and the signal quality is the best. In contrast, the jitter takes the lowest jitter bottom when the reproduction power is 1.4 to 1.5 mW, and the signal quality is the best. The optimum reproduction power is 1.4 mW. Therefore, it can be seen that the reproduction powers at which the CNR and jitter evaluation indices are optimal do not always match.
このことは次のように説明できる。単一サイズピット列のCNR評価は、あくまで該当サイズパターンのみの評価であるため、その特性は他のサイズのCNR特性と共通であるとは限らない。特に超解像再生を行う場合は、ピット長が変わればCNRの再生パワー依存性が異なる可能性がある。すなわち、CNRが最適となる再生パワーは、ピットのサイズによってそれぞれ異なることが多い。 This can be explained as follows. Since the CNR evaluation of a single size pit row is only an evaluation of the corresponding size pattern, its characteristics are not necessarily common to CNR characteristics of other sizes. In particular, when super-resolution reproduction is performed, there is a possibility that the dependency of CNR on reproduction power is different if the pit length is changed. That is, the reproduction power at which the CNR is optimal is often different depending on the pit size.
一方、ランダムパターン中には規格化された様々なサイズのピットが含まれる。そのランダムパターンを再生する時には、一定の再生パワーにて様々なサイズのピットを再生する必要がある。従って、ランダムパターントータルとしての最適再生パワーを決定する、CNRとは別の評価指標(ジッターなど)が必要である。 On the other hand, the random pattern includes pits of various standardized sizes. When reproducing the random pattern, it is necessary to reproduce pits of various sizes with a constant reproduction power. Therefore, an evaluation index (such as jitter) different from the CNR for determining the optimum reproduction power as the random pattern total is required.
本実施の形態でジッター評価に用いたランダムパターンは、単一サイズピット列よりも光情報記録媒体の実用化により近い形であり、実際に使用が想定される数種のマーク長のピット及びスペースからなる。すなわち超解像再生特性のピット長依存性を含めたトータルでの最適状態を評価することが可能である。単一サイズピット列のCNR評価よりもランダムパターンのジッター評価の方が、より光情報記録媒体の再生特性を評価できる。従って本願ではランダムパターンのジッター評価を評価指標として採用している。 The random pattern used for jitter evaluation in the present embodiment is closer to the practical use of the optical information recording medium than the single size pit row, and pits and spaces of several mark lengths that are actually expected to be used. Consists of. That is, it is possible to evaluate the total optimum state including the pit length dependency of the super-resolution reproduction characteristics. Random pattern jitter evaluation can evaluate the reproduction characteristics of the optical information recording medium more than CNR evaluation of a single size pit row. Therefore, in this application, jitter evaluation of a random pattern is adopted as an evaluation index.
次に、実施例1の再生耐久性について説明する。実施例1における第1再生膜21及び第2再生膜41はいずれも酸化亜鉛からなる。また、第1吸光膜22はSiから、第2吸光膜42はGeからなる。これらの材料は無機物からなり、融点が1000℃以上と高く安定な材料である。
Next, the reproduction durability of Example 1 will be described. Both the
特許文献1などで提案されている相変化材料や、マトリクス中に分散された半導体微粒子材料に比べると、前者のような構造変化を伴わず、後者のような作製条件複雑性や材料不安定性もなく比較的安定な材料である。そのため、数万回の連続再生によっても変質せず安定な再生が実現できると考えられる。
Compared to the phase change material proposed in
以上のように、実施例1は、通常の超解像光情報媒体では得られない再生耐久性を有し、従来の2層構成の光情報記録媒体とほぼ同様の作製プロセスにて生産可能であることが示された。 As described above, Example 1 has reproduction durability that cannot be obtained with a normal super-resolution optical information medium, and can be produced by a manufacturing process almost similar to that of a conventional two-layer optical information recording medium. It has been shown.
なお、酸化亜鉛等の金属酸化物による第1再生膜21及び第2再生膜41は、それぞれ第1吸光膜22及び第2吸光膜42で生じる熱によって加熱されると、第1再生膜21及び第2再生膜41の光学定数が変化することによって、再生装置の有する光学系解像限界以下のマーク(ピット)長の信号を再生可能にすると考えられる。
When the
次に、実施例1の構成を基本とし、第2吸光膜42の材料依存性について検討を行った結果について説明する。ただし、第2情報記録層40の特性だけを比較するためには、第1情報記録層20は必ずしも必要ではなく、逆に、各光情報記録媒体それぞれの第1情報記録層20の特性がもし異なっていたら、第2情報記録層40の比較に悪影響を与える。
Next, the results of studying the material dependence of the second light-absorbing
そこで、第2情報記録層40の比較を行うために、第1情報記録層20を除去した単層光情報記録媒体の特性確認を行った。具体的には、実施例1に対して、図5に示す検証用光情報記録媒体71である比較例2は、第2情報記録層40が共通であり、第1情報記録層20(及びプリピット31)が存在するかしないかの関係である。これらの光情報記録媒体について、第2情報記録層40のジッター評価結果を図7に示す。
Therefore, in order to compare the second
図7によると、比較例2の第2情報記録層40のジッター評価結果として、最適再生パワーは1.4mWであり、実施例1の評価結果は3.0mWであった。また、比較例2及び実施例1での第2情報記録層40のそれぞれのジッター底値はほぼ同じ程度であった。
According to FIG. 7, as a jitter evaluation result of the second
これらの結果から次のことが言える。比較例2の最適再生パワーに比べ、実施例1の最適再生パワーは2倍以上大きい。これは実施例1には、第1情報記録層20(及びプリピット31)が存在し、第1情報記録層20における反射、吸収、散乱によって光が失われ、一部透過した光のみが第2情報記録層40に到達し、再生に利用されるためである。
The following can be said from these results. Compared to the optimum reproduction power of Comparative Example 2, the optimum reproduction power of Example 1 is twice or more larger. This is because the first information recording layer 20 (and the pre-pit 31) is present in Example 1, and light is lost due to reflection, absorption, and scattering in the first
すなわち、同様の超解像再生を実現するためには、比較例2の場合と同等の光を第2情報記録層40に到達させる必要があるため、第1情報記録層20で失われる分も含めて大きな再生パワーが必要となるのである。ただし、再生パワーを大きくしてやれば、得られるジッター底値はほぼ同程度の値が得られていることから、第1情報記録層20が有ることによって第2情報記録層40の信号品質が低下するものではないことが分かる。
That is, in order to realize the same super-resolution reproduction, it is necessary to make the light equivalent to the case of Comparative Example 2 reach the second
以上のことから、再生パワー依存性を除けば、第2情報記録層40の信号特性は第1情報記録層20の有無に影響を受けないと考えることができる。すなわち、第2情報記録層40の特性を比較検討するにおいては、第1情報記録層20の無い構成において比較を行っても、本質を損なうものではない。それだけでなく、第1情報記録層20の影響を受けることなく第2情報記録層40だけを純粋に比較することができ、また、第1情報記録層20で起こる光損失もなく、比較的低い再生パワーにて検討が可能であるという利点もある。
From the above, it can be considered that the signal characteristics of the second
以上を受けて、まず、第1情報記録層20が存在しない構成において、第2吸光膜42の材料依存性を確認するため、第2情報記録層40のジッターについて、前述の比較例2と、新たな比較例3とを作成し、比較を行った。
In response to the above, first, in order to confirm the material dependency of the second
比較例2は、既に説明したように、実施例1において、第1情報記録層20(及びプリピット31)を除いた構成であり、第2再生膜41は、酸化亜鉛よりなり、膜厚:157nmで、第2吸光膜42はGeよりなり、膜厚:50nmである。
As described above, Comparative Example 2 has a configuration in which the first information recording layer 20 (and the prepit 31) is removed from Example 1, and the
一方、比較例3は、比較例2と共通の構成で、第2再生膜41は酸化亜鉛よりなる膜厚が:170nmで、第2吸光膜42はSiよりなり、膜厚:50nmである。
On the other hand, Comparative Example 3 has the same configuration as Comparative Example 2, and the
比較例2及び比較例3において第2情報記録層40のジッターについて評価を行った結果を図8(a)に示す。なお、比較のために、比較例2と共通の構成で、第2情報記録層40の代わりにAu50nmを設けた構成の評価結果も併せてグラフ化した。
FIG. 8A shows the result of evaluating the jitter of the second
図8(a)より以下のことが言える。1つは、比較例2、比較例3とも通常媒体であるAu50nmに比べてジッター底値が低くて良好である。すなわち、いずれも超解像再生が実現できている。2つめには、比較例2の最適再生パワー(1.4mW)の方が比較例3の最適再生パワー(1.8mW)よりも小さくて、より低い再生パワーにてジッター底値をとる。すなわち再生パワー感度が良好である。さらに、それぞれ最適再生パワーで再生する時のジッター底値も比較例2の方が比較例3より低く良好である。
The following can be said from FIG. One is that both Comparative Example 2 and Comparative Example 3 have a low jitter bottom value as compared with
以上のことから、比較例2、比較例3の比較により、第2吸光膜42の材料がSiよりもGeの方が最適再生パワーも低く、ジッター底値も低く、より望ましいと言える。なお、比較例2と比較例3で第2再生膜41の膜厚が同一ではないが、膜厚差は10nm程度であり、再生波長において同様の光干渉状態を実現するための微調整であり、ジッター値や最適再生パワーに影響を与えない程度の差であり、実質的には第2再生膜41は共通と考えてよい。従って、ジッターの評価結果の差は、第2吸光膜の材料がSiとGeの違いによるものと考えてよい。従って、第2吸光膜42はGeからなることが望ましい。
From the above, it can be said from the comparison between Comparative Example 2 and Comparative Example 3 that the material of the second light-absorbing
次に、比較例2、比較例3の評価結果をもとに、第1情報記録層20が存在する光情報記録媒体において比較を行った。
Next, based on the evaluation results of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, comparison was performed on an optical information recording medium having the first
比較例4は、実施例1と共通の構成で、第2情報記録層40における第2再生膜41が酸化亜鉛よりなり、膜厚:170nmで、第2吸光膜42がGeに代えてSiよりなり、膜厚:50nmである。別の表現をすれば、比較例3に実施例1の第1情報記録層20(及びプリピット31)を設けた構成を、比較例4とした。
Comparative Example 4 has the same configuration as that of Example 1, and the second reproducing
同様に別の表現をすれば、実施例1は比較例2に実施例1の第1情報記録層20(及びプリピット31)を設けた構成と表現することができる。すなわち、実施例1と比較例4を比較すれば、比較例2と比較例3で得られた結果が、情報記録層を2層有する光情報記録媒体60においても妥当であるか検証することができる。
Similarly, in another expression, Example 1 can be expressed as a configuration in which the first information recording layer 20 (and the prepit 31) of Example 1 is provided in Comparative Example 2. That is, if Example 1 and Comparative Example 4 are compared, it can be verified that the results obtained in Comparative Example 2 and Comparative Example 3 are also valid in the optical
図8(b)に、上記実施例1、比較例4及び比較のために比較例1の第2情報記録層40、90におけるジッター評価結果を示した。 FIG. 8B shows the jitter evaluation results in the second information recording layers 40 and 90 of the first example, the comparative example 4, and the comparative example 1 for comparison.
図8(b)より以下のことが言える。1つは、実施例1、比較例4とも通常媒体である比較例1に比べてジッター底値が低くて良好である。すなわち、いずれも超解像再生が実現できている。2つめには、実施例1の最適再生パワー(3.0mW)の方が比較例4の最適再生パワー(4.0mW以上)よりも小さくて、より低い再生パワーにてジッター底値をとる。すなわち再生パワー感度が良好である。さらに、それぞれ最適再生パワーで再生する時のジッター底値も実施例1の方が比較例4より低く良好である。 The following can be said from FIG. One is that both Example 1 and Comparative Example 4 have a low jitter bottom value as compared with Comparative Example 1 which is a normal medium. That is, super-resolution reproduction can be realized in any case. Second, the optimum reproduction power (3.0 mW) of Example 1 is smaller than the optimum reproduction power (4.0 mW or more) of Comparative Example 4, and the jitter bottom is obtained at a lower reproduction power. That is, the reproduction power sensitivity is good. Furthermore, the jitter bottom value at the time of reproduction at the optimum reproduction power is better in Example 1 than in Comparative Example 4.
以上のことから、実施例1、比較例4の比較により、情報記録層を2層有する光情報記録媒体においても、第2吸光膜の材料がSiよりもGeの方が最適再生パワーも低く、ジッター底値も低く、より望ましいと言える。なお、実施例1と比較例4で第2再生膜41の膜厚が同一ではないが、膜厚差は10nm程度であり、再生波長において同様の光干渉状態を実現するための微調整であり、ジッター値や最適再生パワーに影響を与えない程度の差であり、実質的には第2再生膜41は共通と考えてよい。従って、ジッターの評価結果の差は、第2吸光膜の材料がSiとGeの違いによるものと考えてよい。従って、第2吸光膜42はGeからなることが望ましい。
From the above, according to the comparison between Example 1 and Comparative Example 4, even in the optical information recording medium having two information recording layers, the material of the second light absorbing film is lower in Ge than in Si, and the optimum reproduction power is lower. The bottom of the jitter is low, which is more desirable. Although the film thickness of the
第2吸光膜の材料がGeの方が望ましい理由は、以下のように考えることができる。キッテル著の「キッテル固体物理学入門(上)」(,第6版,丸善株式会社,p.117)によると、バルク材料の熱伝導率が紹介されており、Siが1.48、Geが0.60(ともに単位はW/(cm・K))とGeがSiの半分以下となっている。一般的に薄膜状態はバルク材料の物性値をそのまま反映するとは言えないが、傾向としては薄膜においてもGeの熱伝導率はSiに比べて小さいことが推測される。すなわち、Geの熱伝導率がSiよりも低いため、照射光を吸収することで発生した熱が拡散しにくく、第2再生膜41の温度が上がりやすいためと考えられる。
The reason why Ge is preferable as the material of the second light-absorbing film can be considered as follows. According to Kittel's “Introduction to Kittel Solid Physics (Part 1)” (6th edition, Maruzen Co., Ltd., p.117), the thermal conductivity of bulk materials is introduced. 0.60 (both units are W / (cm · K)) and Ge is less than half of Si. In general, it cannot be said that the thin film state directly reflects the physical property value of the bulk material, but it is presumed that the thermal conductivity of Ge is smaller than that of Si even in the thin film. That is, it is considered that because the thermal conductivity of Ge is lower than that of Si, the heat generated by absorbing the irradiation light is difficult to diffuse and the temperature of the
続いて、第1情報記録層20の第1吸光膜の材料依存性について検討を行った結果を説明する。比較を行ったのは実施例1及び比較例5である。比較例5は、実施例1と共通の構成で、第1情報記録層20における第1再生膜21が酸化亜鉛よりなり、膜厚:125nm程度で、第1吸光膜22がSiに代えてGeよりなり、膜厚:7.5nmである。すなわち、第1吸光膜22がSiの代わりにGeからなること以外、実施例1と共通の構成である。
Subsequently, the result of studying the material dependence of the first light-absorbing film of the first
実施例1と比較例5の第1情報記録層20の透過率、反射率について測定を行った。実際には、該当の膜構成(この場合は第1情報記録層20のみ)を透光性ガラス基板上に形成した試料について、分光光度計にてディスク信号評価光学系の再生波長405nmにおいて測定した。その結果、実施例1の第1情報記録層20の場合、透過率42.8%、反射率29.1%、比較例5の第1情報記録層20の場合、透過率30.2%、反射率29.0%であった。なお実際には、比較のために第1再生層21をなす酸化亜鉛の膜厚を微調整することで、比較例5の光干渉状態及び反射率を実施例1と同様の値に調整した。
The transmittance and reflectance of the first
これらの結果から、実施例1と比較例5の第1情報記録層20の反射率が同様で、実施例1の透過率が10%以上高いことから、光利用効率が高いと言える。この結果は、第1吸光膜22がGeに対してSiであることによって得られたものと考えてよい。従って、第1吸光膜22はSiからなることが望ましい。
From these results, it can be said that the light utilization efficiency is high because the reflectance of the first
さらに詳しく説明する。第1吸光膜22は第2吸光膜42に比べ、厳しい条件が要求される。その理由を以下に示す。1つには、第2情報記録層40を再生するためにある程度の再生光を透過しなければならず、第1吸光膜22が半透過膜でなければならないこと。2つめには、そのために第1吸光膜22が数nm〜30nm程度と薄くする必要があり、薄い膜厚でも高い耐久性を確保しなければならないこと、3つめには上記2点を満たした上で良好な信号特性・超解像再生特性を得る必要があることである。従って第1吸光膜22は、Geに比べて、第1情報記録層20の透過率、反射率を、さらには光利用効率を大きくとることができるSiからなることがより望ましい。
This will be described in more detail. The first
また、これまで説明してきた実施例の構造で、第1及び第2情報記録層20・40に他の膜等を追加した場合でも、上記に示したような特性が大きく失われることはない。 In addition, even when other films are added to the first and second information recording layers 20 and 40 in the structure of the embodiment described so far, the characteristics as described above are not greatly lost.
さらに、コストと記録容量のバランスがとれるならば、本願技術の情報記録層を3層以上有する多層光情報記録媒体に適応することも可能である。 Furthermore, if a balance between cost and recording capacity can be achieved, the present invention can be applied to a multilayer optical information recording medium having three or more information recording layers.
なお、光情報記録媒体としては、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、BD−ROM(Blu-ray Disc Read Only Memory)、HD DVD−ROM(High Definition Digital Versatile Disc Read Only Memory)、等の光学読取式のディスク等、種々の光ディスクを適応する光情報記録媒体の形式として挙げることができる。 As optical information recording media, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), BD-ROM (Blu-ray Disc Read Only Memory), HD DVD-ROM ( High definition digital versatile disc read only memory) can be cited as a format of an optical information recording medium to which various optical discs such as an optical reading disc can be applied.
なお、本発明は、記録の方式や大きさを問うものではない。また、以上に述べたことから明らかなように、本光情報記録媒体60を用いて、情報の再生を行うことにより、より高密度に記録された光情報記録媒体からの安定した情報再生が可能となることがわかる。
The present invention does not ask the recording method or size. Further, as is clear from the above description, by reproducing information using the present optical
〔実施の形態2〕
本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施の形態の光情報記録媒体61は、図9に示すように、透明な樹脂よりなる透光層10に代えて、透明基板11を備えている。なお、透光層10に、透明基板11が含まれている構成であってもよい。
As shown in FIG. 9, the optical
このような透明基板11を用いる構造では、中間層30に設けていたプリピット31を上記透明基板11上に設けることが可能となる。ここでは、透明基板11に、プリピットが設けられており、中間層31における第1情報記録層20側の面には、プリピットは形成されていない。なお、透明基板11上のプリピットの向きは、前記プリピット31とは向きが逆になる。
In such a structure using the
このような光情報記録媒体61は、例えば、上記プリピットが形成された上記透明基板11の上に第1情報記録層20をなす第1再生膜21及び第1吸光膜22が順に形成され、あらかじめ第2情報記録層40をなす第2吸収膜42及び第2再生膜41が形成された基板50と上記透明基板11とが、中間層31によって第1情報記録層20の面と第2情報記録層40の面とが貼り合わされる。
In such an optical
このような構成では、単に2枚の基板11・50を貼り合わせるだけで良いので、実施の形態1のように、複雑な工程を要する2P転写を用いて中間層30にプリピット31を形成する必要がなく、より安価に光情報記録媒体を製造することができる。
In such a configuration, since it is only necessary to bond the two
また、この構造は、DVDの規格に適合しているので、安価に高密度のDVD(HD−DVD)を提供することができる。 Further, since this structure conforms to the DVD standard, a high-density DVD (HD-DVD) can be provided at low cost.
〔実施の形態3〕
本発明のその他の実施の形態について図10及び図11に基づいて説明すると、以下の通りである。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS.
本実施の形態では、実施の形態1、2で説明した光情報記録媒体60・61を再生するための光情報記録媒体再生装置について説明する。図10は、その光情報記録媒体再生装置100の概略構成を示す図である。
In the present embodiment, an optical information recording medium reproducing device for reproducing the optical
図10に示すように、本光情報記録媒体再生装置100は、前述の光情報記録媒体60(61)に対して光ビームを照射し、その反射光を検出することによって光情報記録媒体60に記録された情報を再生するための装置である。なお、本実施の形態では、光情報記録媒体60が円盤状の光ディスクである場合について説明するが、光情報記録媒体60は必ずしも円盤状の光ディスクでなくてもよい。
As shown in FIG. 10, the optical information recording
図10に示すように、光情報記録媒体再生装置100は、光情報記録媒体60をスピンドルモータ101にて回転駆動し、光ピックアップ装置102にて、光情報記録媒体60からの情報の読み出しを行う。また、光ピックアップ装置102及びスピンドルモータ101の制御は制御部103で行われる。
As shown in FIG. 10, the optical information recording
スピンドルモータ101は、光情報記録媒体60を回転することにより、光スポットを光情報記録媒体60上で走査させる。制御部103は、信号処理部103a、駆動制御部103b等を含む。
The
信号処理部103aは、光情報記録媒体60上の記録マークからの反射光より得られた光ピックアップ装置102からの電気信号に基づいて記録情報を検出することにより、光情報記録媒体60上に記録マークによって記録された情報を読み取る。また、信号処理部103aは、光情報記録媒体60上の記録マークからの反射光より得られた光ピックアップ装置102からの電気信号に基づいて、後述のフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成する。
The
駆動制御部103bは、光ピックアップ装置102から読み出されて信号処理部103aで生成された電気信号や外部からの指示に基づいて、スピンドルモータ101及び光ピックアップ装置102の駆動を制御するめにサーボ回路を有している。特に、駆動制御部103bは、信号処理部103aからのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ102eの位置を補正し、レーザー光のオートフォーカス及びトラッキングを行うためのサーボ回路を上記のサーボ回路として含んでいる。
The
図11は、光ピックアップ装置102の構成を示す。図11に示すように、光ピックアップ装置102は、半導体レーザー102a、コリメートレンズ102b、ビーム整形プリズム(ビームを円形にするプリズム)102c、ビームスプリッタ102d、対物レンズ102e、レンズアクチュエータ102f、及び検出光学系102gを備えている。
FIG. 11 shows a configuration of the
また、光ピックアップ装置102は、光源である半導体レーザー102aから照射されたレーザー光をビーム状に整形して光情報記録媒体60上に集光する装置である。この光ピックアップ装置102では、レーザー光源として半導体レーザー102aを用いている。ただし、これに限らず、他の光源を用いてもよい。
The
また、半導体レーザー102aのレーザーパワーは、超解像特性を発現させるために従来のレーザーパワーより高く設定することが可能であり、従来のレーザーパワーとの切り替えも可能である。これにより、情報記録層を2層有する超解像媒体での再生が可能となるため、同じ記録容量で、情報記録層が3層以上必要となる通常媒体より低コストの2層超解像媒体を用いた再生が可能になる。
In addition, the laser power of the
また、同じ記録容量で3層以上必要となる通常媒体を再生する場合に比較して、層数が少なくなることから、各層へのフォーカス回数が減少する。それゆえ、フォーカスに要する時間が短縮されるので、再生命令に対する反応が向上する。 In addition, since the number of layers is reduced as compared with the case of reproducing a normal medium that requires three or more layers with the same recording capacity, the number of times of focusing on each layer is reduced. Therefore, since the time required for focusing is shortened, the response to the reproduction command is improved.
半導体レーザー102aからのレーザー光は、コリメートレンズ102bによってほぼ平行光に変換され、ビーム整形プリズム102cによって光強度の分布がほぼ円形となるように整形される。このほぼ円形の平行光は、ビームスプリッタ102dを透過した後、対物レンズ102eによって光ビーム(入射光)として光情報記録媒体60に集光される。なお、対物レンズ102eの開口数(N.A.)は0.65又は0.85に設定されている。
Laser light from the
また、光情報記録媒体60からの反射光は、ビームスプリッタ102dで分岐され、検出光学系102gに導かれる。検出光学系102gでは、光情報記録媒体60からの反射光の偏光方向の変化や反射光強度の変化(反射光レベルの高低)等から記録情報、焦点ずれ情報及びトラック位置ずれ情報が識別され、これらの情報が電気信号に変換される。なお、変換された電気信号は、信号処理部103aに送られる。
The reflected light from the optical
上記の反射光には、光情報記録媒体60上に設けられたプリピット31,51の一部によって構成されるアドレス情報マークからの反射光も含まれている。検出光学系102gは、その反射光から得られた電気信号、すなわちアドレス情報マークを再生することにより得られた電気信号から、光情報記録媒体60における光ビーム照射面に形成される光スポット(光ビームの集光部)の光情報記録媒体60に対するフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とを検出する。
The reflected light includes reflected light from an address information mark constituted by a part of the
レンズアクチュエータ102fは、上記のフォーカスエラー信号がフィードバックされることにより、光スポットの光軸方向の位置ずれを補正する。これにより、光ピックアップ装置102は、光情報記録媒体60における所望の第1情報記録層20又は第2情報記録層40に光スポットを形成できる。また、レンズアクチュエータ102fは、トラッキングエラー信号がフィードバックされることにより、光スポットのトラック幅方向の位置ずれを補正する。これにより、光ピックアップ装置102は、光情報記録媒体60における目標のトラックに光スポットを追従させることができる。
The
従来の多層光情報記録媒体再生装置では、多くの記録層に再生光をフォーカスして情報を再生するために、コストアップの伴うピックアップの性能を向上させる必要がある。これに対し、本光情報記録媒体再生装置100においては、実施の形態1、2の光情報記録媒体60・61を用いて再生を行うので、フォーカスさせる情報記録層数が通常媒体のみを再生する従来装置に比べて減少することから、ピックアップ装置102のコストアップを抑制することができる。すなわち、より低コストの再生装置が実現できる。また、本光情報記録媒体再生装置100は、高密度に記録された光情報記録媒体60・61を用いることにより、安定した情報再生を行うことができる。
In the conventional multilayer optical information recording medium reproducing apparatus, it is necessary to improve the pickup performance accompanied by an increase in cost in order to reproduce information by focusing reproducing light on many recording layers. On the other hand, in this optical information recording
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明の光情報記録媒体は、情報記録層において、再生光を収集して熱に変換する吸光膜と、その熱で加熱された部分の光透過率を変化させる再生膜とを設けることによって、製造コストの低減、情報記録密度の向上及び情報記録層の再生耐久性の向上を図ることができるので、光密度記録へ好適に利用できる。 In the optical information recording medium of the present invention, in the information recording layer, by providing a light absorption film that collects the reproduction light and converts it into heat, and a reproduction film that changes the light transmittance of the portion heated by the heat, Since the manufacturing cost can be reduced, the information recording density can be improved, and the reproduction durability of the information recording layer can be improved, it can be suitably used for optical density recording.
10 透光層
20 第1情報記録層
21 第1再生膜(再生膜)
22 第1吸光膜(吸光膜)
30 中間層
31 プリピット
40 第2情報記録層
41 第2再生膜(再生膜)
42 第2吸光膜(吸光膜)
50 基板
51 プリピット
60 光情報記録媒体
100 光情報記録媒体再生装置
102 光ピックアップ装置(光学読取手段)
10
22 1st light absorption film (light absorption film)
30
42 Second light absorption film (light absorption film)
50
Claims (7)
再生光の入射側から、透光層と、第1情報記録層と、中間層と、第2情報記録層と、基板とがこの順に積層されると共に、
上記記録マークパターンは少なくとも第1情報記録層及び第2情報記録層に形成され、
これら第1情報記録層及び第2情報記録層は、
再生光を吸収して熱に変換する吸光膜と、
該吸光膜の発熱によって加熱され、前記解像限界以下の記録マーク長の信号を再生可能とする再生膜とを含み、
上記第1情報記録層の吸光膜がSiの単体もしくはSiを主成分とした合金からなり、
上記第2情報記録層の吸光膜がGeの単体もしくはGeを主成分とした合金からなり、
上記第1情報記録層の吸光膜の膜厚は、上記第2情報記録層の吸光膜の膜厚よりも薄いことを特徴とする光情報記録媒体。 An optical information recording medium in which information is represented by a recording mark pattern including a recording mark length that is less than or equal to the optical system resolution limit of the reproducing apparatus,
From the incident side of the reproduction light, a translucent layer, a first information recording layer, an intermediate layer, a second information recording layer, and a substrate are laminated in this order,
The recording mark pattern is formed on at least the first information recording layer and the second information recording layer,
These first information recording layer and second information recording layer are:
An absorption film that absorbs the regenerated light and converts it into heat;
A reproducing film that is heated by the heat generation of the light-absorbing film and that can reproduce a signal having a recording mark length equal to or less than the resolution limit;
The light-absorbing film of the first information recording layer is made of Si alone or an alloy containing Si as a main component,
Ri Do from absorption film of the second information recording layer has a main component alone or Ge of Ge alloys,
An optical information recording medium, wherein the light absorption film of the first information recording layer is thinner than the light absorption film of the second information recording layer .
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