JP4381740B2 - 光記録再生装置、光記録再生方法及び光記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対して高密度に情報の記録再生を行う光記録再生装置、光記録再生方法、及びその光記録再生方法を用いて情報の記録再生が行われる光記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像などの膨大な量の情報を処理するために、記録媒体への光記録再生の高密度化がより必要とされてきている。そのため、高密度に記録された信号の読み出しに関する技術的検討が盛んに行われている。
【０００３】
通常、光源としてレーザビームを用いた読み出し（再生）方法では、光の回折限界によって決まる解像限界が存在する。レーザビームの波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、光の回折限界はλ／２ＮＡとなり、解像限界はλ／４ＮＡとなる。
【０００４】
つまり、カットオフ空間周波数は２ＮＡ／λなので、記録マークの長さと、隣接する２つの記録マーク間にあるスペースの長さとが同じである記録マーク列は、その空間周波数が２ＮＡ／λ以下であれば、読み取り可能となる。この場合、読み取り可能な空間周波数に対応するマーク長（スペース長）は、λ／４ＮＡとなる。すなわち、配列ピッチλ／２ＮＡ未満、マーク長λ／４ＮＡ未満の記録マーク列を読み出して再生信号を得ることはできない。
【０００５】
したがって、高密度に記録された信号を読み出すためには、解像限界をより小さくする、つまり、λを小さくする及び／又はＮＡを大きくすることが有効であり、これらに関して多くの技術的検討が行われている。
【０００６】
一方、解像限界をより小さくしようとする検討とは別に、解像限界よりも小さい記録マークを記録して読み出すための技術として、超解像記録再生技術が提案されている。この超解像記録再生技術としては、例えばレーザ照射によって開口等を生じる機能を有する層を媒体内に設け、媒体内で実質的にＮＡを高める技術が提案されている。
【０００７】
その一例として、特許文献１には基板に成膜された記録膜の変形によって、超解像記録再生を行う方法が提案されている。上記公報では、Ｇｅ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ａｓの少なくとも一つの元素を含む合金薄膜層を備えた記録媒体に強い光を照射し、照射部分を変形させて記録を行っている。そして、この変形箇所に弱い光を照射することによって、解像限界以下のサイズの変形によって記録マークを再生している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１８５６４２号公報（平成８年７月１６日公開）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載のような従来例では、再生信号の信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）が低いという問題がある。即ち、解像限界よりも小さなサイズのマークを実用的な光ディスクの線速度で読み出すには、十分に高いＳＮＲを必要とする。それにもかかわらず、超解像記録再生においては、マークのサイズが解像限界よりも小さくなればなるほど、読み出される信号量も次第に減少し、ＳＮＲが不十分となってしまうのである。また、記録されたマークは、信号読み出しのための度重なる光照射によって、劣化してしまい易いという耐久性の面の問題も有している。これらの理由から、上記の従来例ではＳＮＲおよび耐久性の面で実用的な記録再生を行うことができず、結果として超解像記録再生によって高密度の記録再生を行うことが困難である。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、解像限界よりも小さなサイズのマークでも、十分なＳＮＲと耐久性とが得られる光記録再生装置、光記録再生方法、及びその方法を用いて記録再生が行われる光記録媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光記録再生装置は、上記の目的を達成するために、光源からの光を集光手段によって集光した後、金属酸化物層を含む記録媒体に対して照射して情報の記録再生を行う光学系を備えた光記録再生装置において、前記光学系は、第１の照射光を照射することによって前記記録媒体に変形を形成する記録手段と、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに、前記第１の照射光よりも光量の弱い第２の照射光を照射する補助照射手段と、前記第１の照射光よりも光量の弱い第３の照射光を照射することによって前記変形を読み出す再生手段とを備え、前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さは、λ／４ＮＡよりも短く、かつ、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記補助照射手段によって前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によってλ／４ＮＡよりも長さの短い変形が形成されるときの照射時間と同じであることを特徴としている。
【００１２】
上記光記録再生装置は、半導体レーザなどの光源からレーザビーム（照射光）を発する光源と、このレーザビームを集光する対物レンズ等の集光手段とを有する光学系を備え、金属酸化層を含む記録媒体に対して上記光学系から光を照射することによって記録再生を行うものである。上記光学系は、記録手段によって、所定の光量を有する第１の照射光を照射することによって、光ディスク等の記録媒体に対して変形を形成し、情報の記録を行う。即ち、ここで言う「変形」とは、情報が記録された記録マークと言うこともできる。記録手段によって形成された記録マークとしての変形は、再生手段から照射された第３の照射光の反射光又は透過光に基づいて情報信号として読み取られ、再生される。上記再生手段における第３の照射光は、既に形成されている上記記録マークを読み取れるだけの光量であればよいため、上記第１の照射光と比較して弱い光量に設定されている。これにより、読み取り時に上記記録マークを劣化させることなく情報の読み取りを行うことができる。
【００１３】
しかしながら、昨今の光記録の高密度化へ要求を反映して、光の回折限界を超えて記録再生を行うためには、上述のように十分なＳＮＲと耐久性が必要とされる。そこで、本発明の光記録再生装置においては、上記の構成に加え、記録手段が上記第１の照射光を照射して上記変形を形成する直前及び／又は直後に前記第１の照射光よりも光量の弱い第２の照射光を照射する補助照射手段が備えられている。
【００１４】
上記の構成によれば、上記補助照射手段が第２の照射光を記録媒体に照射することによって、変形（即ち、情報として記録されたマーク）の形状を安定化させることができる。これによって、第３の照射光による読み出し時にマークの劣化を防止することができる。そして、その結果として、後述の実施の形態においても示されるように、十分なＳＮＲが得られるとともに上記光記録再生装置を用いて記録再生される記録媒体の耐久性を向上させることができる。
【００１５】
なお、「光量」とは一般に光束の時間積分値のことを意味するが、本明細書においては特に光の照射強度のことを言う。従って、光量が強いあるいは弱いとは、照射光の照射強度が強いあるいは弱いことを意味している。また、ここで「変形を形成する直前及び／又は直後に第２の照射光を照射する」とは、第１の照射光が照射されて変形が形成される直前あるいは直後のどちらか一方において、または、変形が形成される直前及び直後の両方において、第１の照射光と第２の照射光とが連続して照射されることを意味する。即ち、「変形を形成する直前に第２の照射光を照射する」とは、第２の照射光の照射に連続して光量の異なる第１の照射光が照射されて変形が形成されることを意味し、「変形を形成する直後に第２の照射光を照射する」とは、第１の照射光が照射されて変形が形成された直後に引き続き光量の異なる第２の照射光が照射されることを意味する。
【００１６】
また、光の回折限界を超えて記録再生を行うために、上記光記録再生装置においては、前記光源から発せられる光（照射光）の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さが、λ／４ＮＡ（＝λ／（４×ＮＡ））よりも短いことが好ましい。
【００１７】
通常、レーザ光源等の光源の波長がλであり、対物レンズ等の集光手段の開口数がＮＡの光学系の場合、その解像限界はλ／４ＮＡである。しかしながら、本発明の光記録再生装置は、上述の請求項１のような構成によって、記録媒体に対して十分なＳＮＲと耐久性を付与した状態で、解像限界を超えた高密度な変形を形成することができる。
【００１８】
そのため上記のように、第１の照射光によって記録媒体に記録される変形の最小の長さをλ／４ＮＡよりも短くすれば、より高密度の光記録を適切に行うことができる。なお、解像限界を超えた高密度の変形を記録する方法は、例えば、特許文献１に記載の方法などを用いればいよい。また、上記変形の読み出しには、λ／４ＮＡよりも短い変形の読み出しが可能な再生手段を用いることが望ましいのは言うまでもない。なお、ここで言う「変形の長さ」とは、通常円形の記録媒体上に形成された変形の周方向の長さのことを意味する。そして、本明細書においては、「変形の大きさ」という表現についても、上記「変形の長さ」と同様の意味で用いられる。また、照射光が「照射される時間」とは、照射光の照射が開始されてから終了されるまでの時間のことである。
【００１９】
上記の光記録再生装置において、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記補助照射手段によって前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によって前記の最小の長さの変形が形成されるときの照射時間と同じであることが好ましい。
【００２０】
これによって、上記変形が形成された領域周辺の温度が過度に上昇することを避けることができ、上記変形が必要以上に大きくなることによって、情報の読み出しに悪影響を及ぼすことを防止することが可能となる。
【００２１】
上記の光記録再生装置において、前記第１の照射光の光量をＰ１、前記第２の照射光の光量をＰ２、前記第３の照射光の光量をＰ３とすると、各光量の強度の関係は、Ｐ１＞Ｐ２≧Ｐ３となることが好ましい。即ち、上記第２の照射光の光量Ｐ２は、上記第１の照射光の光量Ｐ１よりも弱く、かつ、上記第３の照射光の光量Ｐ３以上となる（Ｐ１＞Ｐ２≧Ｐ３の関係が成立する）ように、上記各照射光の光量が設定されていることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、先ず、上記第１の照射光の光量よりも上記第２の照射光の光量が弱いことによって、上記第１の照射光によって形成された変形の周辺の領域に不必要な変形を形成してしまうことを防止することができる。さらに、上記第２の光量は、上記第３の光量以上であることによって、上記再生手段による情報（即ち、変形）の読み出し時に、該第３の照射光によって上記変形が劣化するのを防止することができる。それゆえ、上記補助照射手段によって、上記変形をより安定化させることができ、記録媒体の耐久性の向上により貢献する。
【００２３】
上記の光記録再生装置において、前記第１の照射光によって形成された第１の変形と、この第１の変形と隣接して形成された第２の変形との間隔がλ／４ＮＡよりも短い場合は、当該間隔において、前記補助照射手段は、第２の照射光の照射を行わないか、あるいは、前記第２の照射光よりも光量の弱い照射光を照射するという構成であってもよい。
【００２４】
ここで、上記「第１の変形と第２の変形との間隔」とは、隣接しあう２つの変形の間の変形領域を含まない部分の長さのことを意味する。上記の構成によれば、ある１つの変形と、それに隣接する変形との間隔がλ／４ＮＡよりも小さい（即ち、解像限界よりも狭い）場合に、余分な過熱を抑えることができる。それゆえ、光の回折限界を超えた高密度の光記録をより適切に行うことができる。
【００２５】
また、前記記録媒体に含まれる金属酸化物層は、貴金属酸化物を含んで形成されることが好ましい。すなわち、前記金属酸化物層には、貴金属酸化物が含まれていることが好ましい。これにより、上記金属酸化物層に変形を形成するための空洞やガス球の発生が容易に行われ、より高いＳＮＲが得られるとともに耐久性も向上する。
【００２６】
本発明の光記録再生方法は、金属酸化物層を含む記録媒体に光を照射して情報を記録再生する光記録再生方法であって、光源からの照射光を集光手段によって集光する光学系を使用し、前記記録媒体に第１の照射光を照射して変形を形成する工程と、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに、前記第１の照射光よりも光量の弱い第２の照射光を照射する工程と、前記第１の照射光よりも光量の弱い第３の照射光を照射することによって前記変形を読み出す工程とからなり、前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さは、λ／４ＮＡよりも短く、かつ、前記の第２の照射光を照射する工程において、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によってλ／４ＮＡよりも長さの短い変形が形成されるときの照射時間と同じであることを特徴としている。
【００２７】
上記の構成によれば、上記第１の照射光を照射することによって形成された変形が、上記補助照射手段での第２の照射光の照射によって安定化される。そのため、第３の照射光による上記変形の読み出し時に、該第３の照射光によって上記の変形が劣化するのを防止することができ、十分なＳＮＲと耐久性を有する記録再生を実現することが可能となる。
【００２８】
上記の光記録再生方法において、前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さは、λ／４ＮＡよりも短いことが好ましい。
【００２９】
通常、レーザ光源等の光源の波長がλであり、対物レンズ等の集光手段の開口数がＮＡの光学系の場合、その解像限界はλ／４ＮＡである。しかしながら、本発明の光記録再生方法は、上述のような構成によって、記録媒体に対して十分なＳＮＲと耐久性を備えた状態で、解像限界を超えた高密度な変形を形成することができる。
【００３０】
そのため上記のように、第１の照射光によって記録媒体に記録される変形の最小の長さをλ／４ＮＡよりも短くすることによって、より高密度の光記録をおこなうことができる。
【００３１】
また、上記の光記録再生方法は、前記の第２の照射光を照射する工程において、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によって前記の最小の長さの変形が形成されるときの照射時間と同じであることが好ましい。
【００３２】
また、本発明には上記の光記録再生方法を用いて記録再生が行われる光記録媒体であって、前記変形の最小の長さが、λ／４ＮＡよりも短くなっている光記録媒体も含まれる。上記光記録媒体として具体的には、光ディスクを挙げることができる。
【００３３】
上記の光記録媒体は、上記の光記録再生方法によって記録再生が行われるため、実用上、十分なＳＮＲと耐久性を有することが可能である。
【００３４】
さらに、本発明の光記録再生装置は、光源からの光を集光手段によって集光した後、金属酸化物層を含む記録媒体に対して照射して情報の記録再生を行う光学系を備えた光記録再生装置において、前記光学系は、第４の照射光、第５の照射光、および、第６の照射光という光量の異なる照射光をそれぞれ断続的に照射することによって前記記録媒体に変形を形成する記録手段と、長さの異なる変形を記録するために、記録情報を符号化する符号化手段とを備え、前記第４の照射光の光量をＰ４、前記第５の照射光の光量をＰ５、および、前記第６の照射光の光量をＰ６とすると、Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６となるとともに、前記光源から発せられる照射光の波長をλとし、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記長さの異なる変形のうち、最短の長さの変形を記録する場合は、前記第５の照射光のみを使用して上記変形を形成し、前記最短の長さ以外であり、かつ、λ／４ＮＡ以下の長さの変形を記録する場合は、前記第４の照射光及び前記第５の照射光を使用して上記変形を形成し、λ／４ＮＡよりも大きい長さの変形を記録する場合は、前記第４の照射光、前記第５の照射光、及び、前記第６の照射光を使用して上記変形を形成することを特徴としている。
【００３５】
また、本発明の光記録再生装置は、上記の構成に加えて、前記のλ／４ＮＡよりも大きい長さの変形のうち、λ／（４×ＮＡ）からλ／（２．５×ＮＡ）の範囲内の長さの変形を形成するときには、それ以上の長さの変形を形成するときよりも前記第５の照射光の照射時間を長くすることが好ましい。
【００３６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１について、図１ないし図４に基づいて以下に説明する。なお、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００３７】
本発明者等は、光記録媒体に情報信号の記録再生を行う場合に、記録時の照射光の照射方法を工夫することによって、形成された変形の劣化が防止できることを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、上記照射方法とは、情報の記録時に照射される第１の照射光が照射される直前及び／又は直後に、第２の照射光を照射するという方法である。
【００３８】
本実施の形態１においては、本発明に係る光記録再生装置として、記録媒体である光ディスク１にいわゆるマークポジション記録によって情報の記録を行う光ディスク装置を例に挙げて説明する。
【００３９】
図２のブロック図には、上記光ディスク１に対して、情報の記録再生を行う光記録再生装置の主要部を示す。図２に示すように、上記光記録再生装置には、光学ピックアップ３、アンプ４、再生回路５、トラッキング回路６、レーザドライバ７、及び記録回路８等が備えられている。
【００４０】
情報の記録時には、記録回路８から記録情報が出力され、レーザドライバ７に送られる。レーザドライバ７は、記録情報に応じた駆動電流を光学ピックアップ３（光学系：図２においては「光ピックアップ」と示す）内の半導体レーザ（光源：不図示）へと送る。半導体レーザより出射されるレーザビーム２（照射光）は記録情報によって強度変調され、光ディスク１（記録媒体）に集光されることで、記録が行われる。
【００４１】
一方、記録された情報の再生時には、レーザドライバ７は、記録回路８にて制御され、レーザビーム２の光量が記録時よりも弱くなるように、記録時よりも弱い一定の駆動電流を光学ピックアップ３内の半導体レーザに送る。光学ピックアップ３内の半導体レーザからは、この駆動電流に応じたレーザビーム２が光ディスク１に照射され、その反射光が、光学ピックアップ３内の検出器（不図示）で電気信号に変換された後、アンプ４によって増幅される。
【００４２】
増幅された信号は、トラッキング回路６と再生回路５とに出力され、トラッキング回路６では、増幅された信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、これに基づいてレーザビーム２を所望のトラックに追従させる。また、再生回路５では、増幅された信号に基づいて記録された情報の再生を行う。
【００４３】
記録回路８は、本光記録再生装置の制御中枢としての役割を担い、かつ、上述したように、レーザドライバ７へ制御信号を出力して、光学ピックアップ３へと出力する半導体レーザを駆動するための駆動電流を調整するものである。記録回路８は、レーザドライバ７の駆動を制御することで、半導体レーザから出射されるレーザパワー（光量あるいは照射光強度とも称する）が、記録時には記録動作に応じたパワーに、再生時には再生動作に応じたパワーに、さらに、後述する補助照射時にはそれに応じたパワーになるように制御している。光学ピックアップ３は上記レーザドライバ７から出力された信号に基づき、場合に応じて種々の強度を有する照射光を光ディスク１に照射することができる。そのため、本光記録再生装置の光学ピックアップ３は、種々の強度を有する照射光を発する記録手段、補助照射手段、再生手段の機能を兼ね備えていると言える。
【００４４】
続いて、上記光記録再生装置を用いて光ディスク１に情報信号としての記録マークである変形が形成される方法、および、形成された変形が読み出される方法について説明する。
【００４５】
この変形の形成方法等の説明に先立って、先ず、上記光記録再生装置を用いて情報の記録再生が行われる記録媒体としての光ディスク１の構造について図３及び図４を用いて説明する。図３は、光ディスク１における径方向（図２においてｙ方向）の断面構造を示す断面図であり、図４は、光ディスク１における周方向（図２においてｘ方向）の断面構造を示す断面図である。
【００４６】
該光ディスク１には、図３及び図４に示すように、基板１４上に、第１誘電体層１５、金属酸化物層１６、第２誘電体層１７、光吸収層１８、及び第３誘電体層１９がこの順に形成されている。第１誘電体層１５、金属酸化物層１６、第２誘電体層１７、光吸収層１８、及び第３誘電体層１９にて、光記録媒体が構成される。なお、光ディスク１の構造は、これに限定されるものではない。
【００４７】
光ディスク１における各々の厚さと材料は、基板１４が０．６ｍｍのポリカーボネート、第１誘電体層１５が１３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２、金属酸化物層１６が４ｎｍの酸化白金、第２誘電体層１７が４０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２、光吸収層１８が６０ｎｍのＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、第３誘電体層１９が１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２である。上記金属酸化物層１６の材料は、一般に金属酸化物に分類されるものを含んでいれば、特に限定されるものではないが、より高いＣＮＲを得るためには、酸化白金や酸化銀などの貴金属酸化物であることが好ましい。
【００４８】
また、光ディスク１には、図３に示すようなグルーブ２１・２１・２１…と、ランド２２・２２・２２…とが同心円状に順次形成されている。ランド２２とグルーブ２２の幅は、どちらも０．６〜０．７μｍである。グルーブ２１は、基板１４において溝となる部分であり、ランド２２は、溝と溝との間の部分である。
【００４９】
上述のような構造を有する光ディスク１に、波長λの光を発する半導体レーザ（光源）と開口数がＮＡの対物レンズ（集光手段）とを備える光学ピックアップ３（光学系）から、強い第１のレーザビーム２（第１の照射光）を集光して照射する。すると、金属酸化物層１６の照射部位に爆発が起こり、「変形」が形成される。即ち、この「変形」は、強い第１のレーザビーム２を照射することによって、金属酸化物層１６の照射部位が貴金属と酸素とに分解したことによる圧力が生じた結果形成された、空洞あるいはガス球によるものである。この空洞あるいはガス球によって金属酸化物層１６が変形し、爆発後もその変形が元に戻らず保持されるために、変形部位が情報の記録マークとなる。上述の方法を用いれば、光学ピックアップ３に備えられた半導体レーザの波長をλ、対物レンズ１１の開口数をＮＡとした場合、λ／（４×ＮＡ）で表される解像限界より小さい記録寸法で上記の変形を形成することができる。なお、ここで「記録寸法」とは、上記変形の光ディスク１の周方向（ｘ方向）の長さを意味する。また、「変形の大きさが大きい、あるいは小さい」とは、上記記録寸法がそれぞれ長い、あるいは、短いことを意味する。
【００５０】
上記第１のレーザビーム２の照射によって形成された上記変形は、弱い第３のレーザビーム２（第３の照射光）を照射し、その反射光又は透過光から解像限界であるλ／４ＮＡ（以下、実施の形態では、λ／（４×ＮＡ）と記載する）よりも小さい変形を読み出すことができる。通常、上記第３のレーザビーム２を照射し続けると、変形が次第に劣化し情報が破壊されてしまうという問題が発生する。そこで、上記光記録再生装置においては、待機時あるいはアクセス時に、さらに弱い微弱なレーザビーム２を照射することによって、第３のレーザビーム２の照射による変形の劣化の時間を短く抑えることができる。また、上記微弱なレーザビーム２は、上記変形を含むトラックをトラッキングするのに十分な光量で提供することができる。
【００５１】
しかしながら、このようにして変形の劣化の時間を短く抑えても、度重なる再生動作が繰り返されると、第３のレーザビーム２の照射によっていずれは変形が劣化する。これを防ぐために、本発明者等は、上記第３のレーザビーム２の照射に耐え得る変形を形成することを試みた。
【００５２】
その結果、記録時のレーザビームの照射方法を工夫することによって、変形の劣化が防止できることを見出した。この方法が、本発明に係る光記録再生方法であり、また、本発明の光記録再生装置に用いられるものである。その具体的な方法とは、第１のレーザビーム２が照射される直前及び／又は直後に、第１のレーザビーム２よりも光量の弱い第２のレーザビーム２（第２の照射光）によって補助照射が行われるというものである。
【００５３】
これによって、再生時に第３のレーザビーム２を照射しても、変形の形状が劣化しないことが確認された。記録回路８では、上記変形が劣化することを防止するために、第１のレーザビーム２が照射される直前及び／又は直後に、第２のレーザビーム２の補助照射を行うための記録波形を形成する。この記録波形に基づいて、レーザドライバ７はレーザビームの強度変調を行う。上記記録波形の詳細については、後述する通りである。また、本実施の形態においては、上述の第１から第３のレーザビーム、および上記微弱なレーザビームは、光学ピックアップ３内の同一の半導体レーザから光量を異ならせて出射される。
【００５４】
上述のような構造を有する光ディスク１に対して、本発明者等は、波長λ＝６３５ｎｍの半導体レーザと開口数ＮＡ＝０．６の対物レンズ１１とを用いて、情報の記録再生、即ち、上記変形の形成及び読み出しを試みた。なお、記録時のレーザパワー（記録パワー）は８〜１２ｍＷ、線速度は６ｍ／ｓ、記録周波数は１５ＭＨｚとした。
【００５５】
その結果、金属酸化物層１６には、記録パワーのレーザビームの照射位置に対応して、空洞或いはガス球よりなる変形（記録マーク）２０が形成された。透過型電子顕微鏡にて観察を行った結果、上記変形の長さは記録パワーがオンされた長さに一致しており（即ち、記録パワーのレーザビームの照射時間に対応しており）、２００ｎｍであった。図４には、この変形２０が形成された光ディスク１の周方向（図２においてｘ方向）の断面構造を示す。図４に示すように、金属酸化物層１６に変形２０が形成されることによって、他の層１７・１８・１９にも変形が生じた。なお、ここで用いた半導体レーザの波長λと対物レンズの開口数ＮＡとより、回折限界による変形２０の解像限界（λ／（４×ＮＡ））は２６０ｎｍとなる。従って、ここで形成された変形２０は、解像限界以下の寸法であることがわかる。なお、説明の便宜上、図４には一つの変形２０のみ図示したが、記録周波数１５ＭＨｚの信号により記録すると、図示してはいないが、変形を伴わないスペースを挟んで変形２０が繰り返し記録される。
【００５６】
次に、上記半導体レーザのパワーを４ｍＷ（再生パワー）にして、金属酸化物層１６に形成した変形２０の再生を試みた。その結果、この変形２０は解像限界以下の記録ピッチであるにもかかわらず、４０ｄＢもの高いＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）が得られ、実用上、十分なＳＮＲを得られることが確認された。また、レーザパワー４ｍＷにて連続再生を行うと、１万回前後の繰り返し再生が可能であることが確認された。
【００５７】
さらに、金属酸化物層１６に使用した材料を酸化白金から同じく貴金属酸化物である酸化銀に代えた光ディスク１を作成し、同様に記録再生を試みた。その結果、酸化白金を用いたときと同様に変形２０が形成され、高いＣＮＲが得られた。しかしながら、金属酸化物層１６を酸化銀により形成した光ディスク１では、金属酸化物層１６に酸化白金を用いた上記光ディスク１に比べて、再生信号の劣化の速度、つまり、変形２０に再生のために照射されるレーザビームにて、変形２０にて記録された情報が劣化する速度が速いことが確認された。従って、上記金属酸化物層１６には、酸化銀よりも酸化白金を使用する方がより好ましく、これによって、より高いＳＮＲと耐久性が得られることが確認された。
【００５８】
なお、記録時のレーザパワーが上述の８〜１２ｍＷの範囲よりも低い場合、上述のような変形２０の形成は見られない。そして、このようなレーザパワーで記録が行われた場合に、その光ディスクを再生時のレーザパワーで読み出すと、３０〜４０ｄＢのＣＮＲが得られるが、数分で信号が劣化してしまった。即ち、実用に耐え得るマークを記録することができなかった。これについて、本発明者等は、特開２０００−３４８３７７号公報（平成１２年１２月１５日公開）に酸化銀における結果を開示している。この条件では、変形の形成は起こらなかったが、上述のように、記録レーザパワーを適切な値に調整することによって、上記変形を記録することができることが確認された。しかも、酸化銀に比べて酸化白金の方がはるかに耐久性が優れていることも確認された。
【００５９】
しかしながら、上述のような１万回前後という再生限度では、情報の保存などに用途が限定され、使用範囲が狭められてしまい、繰り返して何回も情報を再生して利用する用途に使用することができない。そこで、本発明においては、記録時のレーザパルスの波形（記録波形）に工夫を施すことによって、さらに再生回数を増加させ、実用上十分な耐久性が得られるようにしている。本光記録再生装置において用いられる上記の記録時のレーザパルスの波形について、図１を用いて以下に説明する。
【００６０】
図１において、Ｍ１からＭ６は、光ディスク１上に形成された記録マークとしての個々の変形２０を示し、Ｓ１からＳ７は、この記録マークに挟まれたスペースを示している。また、図１において、上記記録マークＭ１〜Ｍ６及び、スペースＳ１〜Ｓ７の下側には、それぞれの記録マークおよびスペースを形成するときの各光量（レーザパワー）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を模式的に波形として示している。なお、上記の波形では、各光量Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の強度の差をその高さによって表している。また、上記波形の横方向の長さは、光ディスク１の周方向（図２に示すｘ方向）の長さを表しており、この長さは各レーザパワーでの照射時間に比例する。
【００６１】
図１に示すように、記録マークＭ１〜Ｍ６を記録するときには、光学ピックアップ３から照射されるレーザビームは、強い第１のレーザビーム２であり、その光量はＰ１である。スペースＳ１〜Ｓ７を置くときには、光学ピックアップ３から照射されるレーザビームは、弱い第３のレーザビーム２であり、その光量はＰ３である。さらに、上記記録マークＭ１〜Ｍ６形成の直前および直後には、光量がＰ２の第２のレーザビーム２の補助照射が行われる。この補助照射によって、記録マークとしての変形２０の形状が安定化し、光量がＰ３である第３のレーザビーム２による読み出し時に上記記録マークＭ１〜Ｍ６が劣化することを防止することができる。このように、記録マークの形状が安定すれば、読み出し時に十分なＳＮＲを得ることができるとともに、繰り返し再生における耐久性を向上させることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、上記スペースＳ１〜Ｓ７を置くときの光量Ｐ３を読み出し時の光量と同じにしているが、本発明は必ずしもこれに限定されることはなく、Ｐ３よりも低くしても構わない。
【００６３】
上記第２のレーザビームによって補助照射が行われる時間は、解像限界（λ／（４×ＮＡ））よりも長さの短い変形が形成されるときの照射時間に設定することが好ましく、本実施の形態においては、上述の最短マークの長さ（２００ｎｍ）が形成される時の照射時間と同じ時間とした。これによって、記録マークＭ１〜Ｍ６周辺の温度が過度に上昇するのを避けることができ、変形領域である記録マークが必要以上に大きくなってしまうことを防止することができた。
【００６４】
また、本実施の形態においては、第１、第２、第３のレーザビーム２の各光量の適切な値は、Ｐ１＝８〜１２ｍＷ、Ｐ２＝６〜８ｍＷ、Ｐ３＝１〜４ｍＷであった。即ち、上記各光量の大きさは、Ｐ１＞Ｐ２≧Ｐ３となることが好ましい。これによって、光量Ｐ２である第２のレーザビーム２による補助照射が適切に行われ、耐久性をより向上させることができる。
【００６５】
さらに、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６のように、上記スペースの長さ（即ち、隣接する記録マークの間隔）が解像限界（λ／（４×ＮＡ））よりも短い場合は、補助照射を行わず、光量をＰ３（あるいは光量＝０）とすると、再生時に高いＳＮＲを得ることができた。即ち、図１に示すように、Ｔ１〜Ｔ６においては補助照射（光量＝Ｐ２）を行い、Ｔ７〜Ｔ９においては補助照射を行わない（即ち、光量＝Ｐ３）ようにすると、再生時に高いＳＮＲを得られることが確認された。これによって、隣接する２つの記録マークの間隔が、λ／（４×ＮＡ）よりも短い場合の余分な過熱を抑えることができ、より適切な記録マークの形成を実現することができる。
【００６６】
また、本発明は、上述のような記録方法を用いる光記録再生装置に限定されるものではなく、この記録方法によって適切な記録がなされる光ディスクなどの光記録媒体も含まれる。
【００６７】
また、本発明の補助照射によれば、耐久性だけではなく、マーク（変形）を均一に記録できることが実験によって判った。たとえば、図１においてマークＭ２を記録する場合に、直前のスペースＳ２が長いため、マークＭ１を記録したときの熱拡散の影響を受けにくい。直後のスペースＳ３は短いため、マークＭ３を記録したときの熱拡散の影響を受けやすい。したがって、マークＭ２を記録する場合はマークＭ３を記録したときの熱拡散の影響だけを受け、その分だけ温度が上がりやすい。
【００６８】
マークＭ４を記録する場合は、逆に直前のスペースＳ４が短く、直後のスペースＳ５が長い。したがって、マークＭ４を記録する場合はマークＭ３を記録したときの熱拡散の影響だけを受け、その分だけ温度が上がりやすい。
【００６９】
しかし、マークＭ３を記録する場合は、直前のスペースＳ３も、直後のスペースＳ４も短い。したがって、マークＭ３を記録する場合はマークＭ２とマークＭ３を記録したときの両方の熱拡散の影響を受け、マークＭ２やマークＭ４を記録する場合よりも、さらに温度が上がりやすい。
【００７０】
つまり、マークＭ２やマークＭ４に比べてマークＭ３が大きく変形しやすい。しかしながら、本発明によれば、補助照射Ｔ３とＴ４によって、マークＭ２やマークＭ４を記録する場合の熱を補えるため、マークＭ３と同一の変形を記録できる。
【００７１】
また、本発明においては、上記金属酸化物層１６が貴金属酸化物である場合に補助照射の効果が大きかった。特に、上記貴金属酸化物層１６が酸化銀あるいは酸化白金の場合に補助照射の効果がより大きかった。
【００７２】
〔実施の形態２〕
続いて、本発明の実施の形態２について、図５ないし図１４に基づいて以下に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【００７３】
上述の実施の形態１では、いわゆるマークポジション記録における光ディスク装置について説明したが、本実施の形態２では、本発明の光記録再生装置の一例として、いわゆるマークエッジ記録における光ディスク装置について説明する。
【００７４】
なお、本実施の形態２に係る光ディスク装置は、記録回路８の内部の構成が、実施の形態１に係る光ディスク装置とは異なっており、それ以外の構成については、上述の実施の形態１において説明した光ディスク装置（図２参照）と同じである。そこで、本実施の形態２に係る光ディスク装置においては、実施の形態１に係る光ディスク装置と便宜上同じ部材番号を付すとともに、その説明を省略する。
【００７５】
上記光ディスク装置を用いて光ディスク１に情報信号としての記録マークである変形が形成される方法、および、形成された変形が読み出される方法について説明する。ここで、情報の記録および再生が行われる光ディスク１についても、上記の実施の形態１において説明したものと同じものを用いることができる。
【００７６】
波長λの光を発する半導体レーザ（光源）と開口数がＮＡの対物レンズ（集光手段）とを備える光学ピックアップ３（光学系）から、強い第４のレーザビーム２（第４の照射光）、上記第４のレーザビームよりも光量の弱い第５のレーザビーム（第５の照射光）、上記第５のレーザビームよりも光量の弱い第６のレーザビーム（第６の照射光）を、上記光ディスク１（記録媒体）に集光して照射する。すると、光ディスク１の金属酸化物層１６の照射部位に爆発が起こり、「変形」形成される。
【００７７】
この「変形」は、実施の形態１で説明したように、金属酸化物層１６の照射部位が貴金属と酸素とに分解したことによる圧力が生じた結果形成された、空洞あるいはガス球によるものであり、この空洞あるいはガス球によって金属酸化物層１６が変形し、爆発後もその変形が元に戻らず保持されるために、変形部位が情報の記録マークとなる。
【００７８】
このように、本実施の形態に係る光ディスク装置の光学ピックアップ３内には、光量の異なる上記第４から第６のレーザビームを出射することのできる半導体レーザと、記録回路８内にはこの半導体レーザに上記第４から第６のレーザビームに対応した駆動信号を出力する記録手段が備えられている。さらに、上記記録回路８内には、マークエッジ記録を行うために、記録情報を符号化する符号化手段と、上記第６のレーザビームよりもさらに光量の弱い第７のレーザビーム（第７の照射光）を照射することによって、変形を読み出す再生手段とが備えられている。
【００７９】
ここで、上記第４、第５、第６、第７のレーザビームの光量をそれぞれ、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７（Ｐread）とすると、これらの光量の間には、Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６＞Ｐ７（Ｐread）の関係が成り立つ。
【００８０】
続いて、上記光ディスク装置において、マークエッジ記録によって記録されるマークの長さについて、図５を用いて説明する。例えば、符号化方式としてよく知られている（１，７）ＲＬＬコードを使用してマークエッジ記録を行うと、図５に示すように、長さ２Ｔ〜８Ｔの各記録マーク５２〜５８がそれぞれ記録される。図５には、説明の便宜上、長さの短い順に左からマークを並べた例を示す。
【００８１】
ここで、この長さ２Ｔ〜８Ｔの各マークを記録する場合のマークエッジ記録の記録波形の第１の例として、２Ｔの長さが２００ｎｍの場合について説明する。２Ｔの長さが２００ｎｍの場合は、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔの長さは、それぞれ３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、となる。ここで、照射されるレーザ光の波長λが６３５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡが０．６の場合、解像限界をλ／（４×ＮＡ）とすると、その数値は２６５ｎｍとなる。従って、２Ｔの長さのマークは解像限界以下となり、それ以外の長さのマークは解像限界よりも長くなる。
【００８２】
本実施の形態２の光ディスク装置においては、記録のためのレーザ光量である第４、第５および第６のレーザビームの光量の相対関係は、Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６である。また、最短の長さの変形である２Ｔの長さの記録マークについては、第５のレーザビームのみを照射することによって記録する。そして、それ以外の長さの変形である３Ｔ〜８Ｔの長さの記録マークについては、少なくとも第４のレーザビームを照射するとともに、記録マークの長さに応じて第５および第６のレーザビームを適宜断続的に照射して記録する。
【００８３】
このときの各記録マークの記録波形の第１の例を図６、７に示す。なお、図６、７においては、縦に引いた破線の各間隔をＴとする。この第１の例においては、第４、第５および第６のレーザビームの具体的な光量は、Ｐ４＝１２．５ｍＷ、Ｐ５＝１０ｍＷ、Ｐ６＝８ｍＷである。最短マークである２Ｔの長さのマークは、レーザ光量のうちＰ５のみを使用して記録する。
【００８４】
すなわち、この第１の例では、解像限界以下の長さのマークを記録する場合はＰ５を使用する。それ以外の長さである、長さ３Ｔ〜８Ｔの記録マークは、主にＰ４を断続的に使用して記録する（図６、７参照）。光量Ｐ４の第４のレーザビームは、最も大きい光量であるため、記録中に過度の温度が上がらないように、マークの長さに応じて断続的に光量Ｐ６を挿入する。光量Ｐ６の挿入の量や箇所は、記録媒体１の感度や記録線速度に応じて調整すればよい。
【００８５】
また、場合によっては、光量Ｐ５をさらに挿入することによって、微調整を行ってもよい。この微調整は、記録マークの長さが解像限界に近いほど、たとえば長さ３Ｔや４Ｔの場合に、実施されることが好ましい。この場合の記録マークの長さは、およそ２６５ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲であり、λ／（４×ＮＡ）〜λ／（２．５×ＮＡ）の範囲に相当する。また、長さ２Ｔ以上の記録マークについては、記録波形の最初のＴ〜２Ｔの長さはＰ４の光量とし、その後に光量Ｐ６を挿入する傾向にある。特に、λ／（２．５×ＮＡ）以上の長さである６Ｔ〜８Ｔではこの傾向が強い。なお、これらの微調整Ｐ６は記録媒体の感度、線速度、光量が上記の条件から大きくずれる場合は、不要となる場合もある。
【００８６】
例えば、最短のマークの長さ２Ｔが２００ｎｍであり、次の長さが３Ｔではなく、６Ｔ＝６００ｎｍとなるような符号化方式を採用した場合は、図６および図８からわかるように、光量Ｐ６による微調整は不要である。また、符号化方式の符号化方法を工夫することによって、（具体的な方法は省略するが）最短のマークとその次の第２番目に短いマークの長さが回折限界以下（＜２６５ｎｍ）となり、さらに第３番目に短いマークの長さが６００ｎｍ以上とすることも可能である。この場合は、最短マークだけでなく、解像限界以下のマークは光量Ｐ４とし、解像限界を超える長さのマークでは光量Ｐ４とＰ５によって記録することになる。しかし、通常では上記のような複雑な符号化規則を使う可能性は低く、最短マークだけが回折限界以下となるような符号化方式を使う場合が多い。
【００８７】
つまり、解像限界付近の領域、それよりも短い超解像領域と、逆に長い通常解像領域の３つに分けると、解像限界付近ではＰ６を使用した微調整を行うことが好ましい。これは、解像限界付近の領域は通常解像領域から超解像領域へ遷移する領域であり、通常解像領域で使用する光量やレーザパルス波形と、超解像領域で使用する光量やレーザパルスの両方を複雑に混合した記録が必要になるためである。
【００８８】
図１２には、第１の例として示した記録波形を使用して、線速度６ｍ／ｓにて２Ｔ〜８Ｔの長さのマークおよびスペースを記録した後、再生光量４ｍＷにて読み出したときのアイパターンを示す。この場合、図１２に示すようにアイが開いており、全ての長さのマークにて良好な記録を行うことができることが確認された。
【００８９】
次に、記録マークの記録波形の第２の例として、記録密度を上げて、２Ｔ〜８Ｔのマークの長さを短くした場合の記録波形を、図８および図９に示す。なお、図８、９において、縦に引いた破線の各間隔をＴとする。この第２の例では、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔの長さは、それぞれ１７０ｎｍ、２５５ｎｍ、３４０ｎｍ、４２５ｎｍ、５１０ｎｍ、５９５ｎｍ、６８０ｎｍ、となる。第１の例と同様に、照射されるレーザ光の波長λは６３５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．６であり、解像限界は２６５ｎｍとなる。従って、２Ｔおよび３Ｔの長さのマークは解像限界以下となり、それ以外の長さのマークは解像限界よりも長くなる。
【００９０】
この第２の例においては、第４、第５および第６のレーザビームの具体的な光量は、Ｐ４＝１２．５ｍＷ、Ｐ５＝１１．５ｍＷ、Ｐ６＝１０．５ｍＷである。この時の記録波形も、上記第１の例と同様の傾向がある。つまり、最短マークである２Ｔの長さのマークは、各レーザ光量のうちＰ５のみを使用して記録する。
【００９１】
また、３Ｔの長さのマークについてもＰ５を一部使用するが、主にＰ４を断続的に照射し、Ｐ５は調整のために使用している。このマークの長さは、ちょうど解像限界付近にあり、Ｐ４あるいはＰ５のどちらを主に使用しても構わないが、本第２の例ではＰ４を主に使用している。すなわち、最短マークではＰ５を使用し、それ以外（最短の長さ以外）の解像限界（λ／（４×ＮＡ））以下の長さのマークを記録する場合は、Ｐ４およびＰ５を使用する。このような微調整をすることによって、最短ではないが解像限界以下の記録マークについても、正確に記録することができる。
【００９２】
解像限界より大きな長さ４Ｔ〜８Ｔのマークは、主にＰ４を使用し、マークの長さに応じて断続的に光量Ｐ５やＰ６を挿入する。挿入の量や箇所は、記録媒体の感度や記録線速度に応じて調整される。また、光量Ｐ５の第５のレーザビームによって微調整を行うことができるが、マークの長さが解像限界に近い３Ｔ、４Ｔ、５Ｔの長さでは、それ以上の長さの記録マークを記録する場合よりも、この第５のレーザビームを多く（長時間）使用して微調整を行うことが好ましい。この場合の記録マークの長さは、およそ２６５ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲であり、λ／（４×ＮＡ）〜λ／（２．５×ＮＡ）の範囲に相当する。
【００９３】
λ／（２．５×ＮＡ）以上の長さである６Ｔ〜８Ｔでは、記録波形の最初の２Ｔの長さについてはＰ４の光量を使用し、その後に光量Ｐ６を挿入する傾向にある。なお、これらの微調整は記録媒体の感度、線速度、光量が上記の条件から大きくずれる場合は、不要となる場合もある。
【００９４】
図１３には、第２の例として示した記録波形を使用して、線速度６ｍ／ｓにて２Ｔ〜８Ｔの長さのマークおよびスペースを記録した後、再生光量４ｍＷにて読み出したときのアイパターンを示す。この場合も第１の例と同様にアイが開いており、全ての長さのマークにて良好な記録を行うことができることが確認された。
【００９５】
次に、記録マークの記録波形の第３の例として、記録密度をさらに上げて、２Ｔ〜８Ｔのマークの長さをさらに短くした場合の記録波形を、図１０および図１１に示す。なお、図１０、１１において、縦に引いた破線の各間隔をＴとする。この第３の例では、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔの長さは、それぞれ１５０ｎｍ、２２５ｎｍ、３００ｎｍ、３７５ｎｍ、４５０ｎｍ、５２５ｎｍ、６００ｎｍ、となる。第１の例と同様に、照射されるレーザ光の波長λは６３５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．６であり、解像限界は２６５ｎｍとなる。従って、２Ｔおよび３Ｔの長さのマークは解像限界以下となり、それ以外の長さのマークは解像限界よりも長くなる。
【００９６】
この第３の例においては、第４、第５および第６のレーザビームの具体的な光量は、Ｐ４＝１４ｍＷ、Ｐ５＝１２ｍＷ、Ｐ６＝９ｍＷである。なお、以上の第１〜第３の例では、光量Ｐ４とＰ６は、Ｐ５に対してそれぞれ上下におよそ１０〜３０％の範囲となる傾向にある。この時の記録波形も、上記第１、第２の例と同様の傾向がある。つまり、最短マークである２Ｔの長さのマークは、各レーザ光量のうちＰ５のみを使用して記録する。
【００９７】
また、３Ｔの長さのマークについてもＰ５を一部使用するが、主にＰ４を断続的に照射し、Ｐ５は調整のために使用している。このマークの長さも、上記第２の例の３Ｔと同じようにちょうど解像限界に近く、Ｐ４あるいはＰ５のどちらを主に使用しても構わないが、本第３の例ではＰ４を主に使用している。すなわち、最短マークではＰ５を使用し、それ以外（最短の長さ以外）の解像限界（λ／（４×ＮＡ））以下の長さのマークを記録する場合は、Ｐ４およびＰ５を使用する。このような微調整をすることによって、最短ではないが解像限界以下の記録マークについても、正確に記録することができる。
【００９８】
解像限界より大きな長さ４Ｔ〜８Ｔのマークは、主にＰ４を使用し、マークの長さに応じて断続的に光量Ｐ５やＰ６を挿入する。挿入の量や箇所は、記録媒体の感度や記録線速度に応じて調整される。また、光量Ｐ５の第５のレーザビームによって微調整を行うことができるが、マークの長さが解像限界に近い３Ｔ、４Ｔ、５Ｔの長さでは、それ以上の長さの記録マークを記録する場合よりも、この第５のレーザビームを多く（長時間）使用して微調整を行うことが好ましい。また、４Ｔ、５Ｔの長さでは、Ｐ５を使用した微調整を複数箇所で行っている。この場合の記録マークの長さは、およそ２６５ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲であり、λ／（４×ＮＡ）〜λ／（２．５×ＮＡ）の範囲に相当する。
【００９９】
λ／（２．５×ＮＡ）以上の長さである６Ｔ〜８Ｔでは、記録波形の最初の２Ｔの長さについてはＰ４の光量を使用し、その後に光量Ｐ６を挿入する傾向にある。なお、これらの微調整は記録媒体の感度、線速度、光量が上記の条件から大きくずれる場合は、不要となる場合もある。
【０１００】
図１４には、第３の例として示した記録波形を使用して、線速度６ｍ／ｓにて２Ｔ〜８Ｔの長さのマークおよびスペースを記録した後、再生光量４ｍＷにて読み出したときのアイパターンを示す。この場合も第１、第２の例と同様にアイが開いており、全ての長さのマークにて良好な記録を行うことができることが確認された。
【０１０１】
このように、上述の第１から第３の例において示した記録波形を用いれば、解像限界よりも小さい、最短の長さ（２Ｔ）のマーク、さらには最短ではないが解像限界よりも小さな長さのマークについても、マーク（変形）の形状を安定化し、マークの劣化を防止することができる。
【０１０２】
以上の例における、記録波形の光量について言い換えると、最短マークから最長マークまでの様々なマークにおいて、マークの長さに関係なく、そのマークの先頭から解像限界以下の長さにおける前半部分と、同じマークのそれ以後のマークの後尾までの後半部分とに分けると、前半部分の平均光量をＰｍｆ、後半部分の平均光量をＰｍｒとおくと、Ｐｍｆ＞Ｐｍｒの関係がある。したがって、上述の実施例では、レーザパルスの並べ方でこの関係を満たす記録波形を示したが、これに限らずこの関係を満たす記録波形であっても構わない。
【０１０３】
なお、ここでは、記録波形の具体的な例として第１〜第３の例を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内で、各光量の第４、第５、第６のレーザビームを用いて記録波形を種々に変更することができ、これによって記録マークの長さに応じて最適な記録波形を得ることができる。
【０１０４】
そして、上記光ディスク装置において、記録媒体１上に記録された変形を読み出す場合には、Ｐ６よりもさらに弱い光量Ｐreadが記録媒体１上に照射されるため、読み取り時にも記録マークを劣化させることなく情報の読み取りを行うことができる。それゆえ、本実施の形態２にかかる光記録再生装置によれば、記録媒体に対して十分なＳＮＲと耐久性を付与した状態で、解像限界を超えた高密度な情報の記録と、その情報の再生とが実現できる。
【０１０５】
さらに、上記の光記録再生装置は、光源からの光を集光手段によって集光した後、金属酸化物層を含む記録媒体に対して照射して情報の記録再生を行う光学系を備えた光記録再生装置において、前記光学系は、第４の照射光、第５の照射光という光量の異なる照射光をそれぞれ断続的に照射することによって前記記録媒体に変形を形成する記録手段と、長さの異なる変形を記録するために、記録情報を符号化する符号化手段とを備え、前記第４の照射光の光量をＰ４、前記第５の照射光の光量をＰ５とすると、Ｐ４＞Ｐ５となるとともに、前記長さの異なる変形のうち、最短の長さの変形を記録する場合は、前記第５の照射光のみを照射し、前記最短の長さ以外の長さの変形を記録する場合は、前記第４の照射光を少なくとも照射するものであってもよい。
【０１０６】
なお、ここで言う「変形の長さ」とは、通常円形の記録媒体上に形成された変形の周方向の長さのことを意味する。
【０１０７】
上記の構成によれば、記録マークである変形を正確に記録するための記録波形を得ることができるとともに、複数の長さの記録マークごとに最適な記録波形を得ることができる。そして、この記録波形によって記録されたマークを再生するとアイパターンが得られ、良好なデータの記録再生を行うことができる。さらに、上記の構成によれば、最短の長さの変形が解像限界よりも小さなサイズのマークである場合にも、第４の照射光よりも光量の小さい第５の照射光のみを利用して変形を形成するため、変形の形状を安定化させることができる。これによって、情報の再生時（すなわち、変形の読み出し時）に変形の劣化を防止することができる。
【０１０８】
その結果、十分なＳＮＲが得られるとともに上記光記録再生装置を用いて記録再生される記録媒体の耐久性を向上させることができる。
【０１０９】
また、上記の光記録再生装置は、光源からの光を集光手段によって集光した後、金属酸化物層を含む記録媒体に対して照射して情報の記録再生を行う光学系を備えた光記録再生装置において、前記光学系は、第４の照射光、第５の照射光という光量の異なる照射光をそれぞれ断続的に照射することによって前記記録媒体に変形を形成する記録手段と、長さの異なる変形を記録するために、記録情報を符号化する符号化手段とを備え、前記第４の照射光の光量をＰ４、前記第５の照射光の光量をＰ５とすると、Ｐ４＞Ｐ５となるとともに、前記光源から発せられる照射光の波長をλとし、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記長さの異なる変形のうち、λ／４ＮＡ以下の長さの変形を記録する場合は、前記第５の照射光のみを照射し、前記λ／４ＮＡ以下の長さ以外の長さの変形を記録する場合は、前記第４の照射光を少なくとも照射するものであってもよい。
【０１１０】
上記の構成によれば、記録マークである変形を正確に記録するための記録波形を得ることができ、記録されたマークを再生するとアイパターンが得られ、良好なデータの記録再生を行うことができる。また、第４の照射光と第５の照射光を使用して記録波形を微調整することによって、解像限界以下の記録マークであるλ／４ＮＡ以下の長さの変形を正確に記録することができるため、記録マークである変形の長さに応じて、最適な記録波形を得ることができる。
【０１１１】
また、上記の光記録再生装置では、前記光学系は、さらに第６の照射光を照射する記録手段を備え、前記第６の照射光の光量をＰ６とすると、Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６となるとともに、前記λ／４ＮＡ以下の長さ以外の長さの変形を記録する場合は、前記第４の照射光と第６の照射光を照射することが好ましい。
【０１１２】
上記の構成によれば、第４の照射光と第５の照射光に加えてさらに第６の照射光を使用して、記録波形をさらに微調整することによって、記録マークである変形を正確に記録することができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光記録再生装置は、光源からの光を集光手段によって集光した後、金属酸化物層を含む記録媒体に対して照射して情報の記録再生を行う光学系を備えた光記録再生装置において、前記光学系は、第１の照射光を照射することによって前記記録媒体に変形を形成する記録手段と、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに、前記第１の照射光よりも光量の弱い第２の照射光を照射する補助照射手段と、前記第１の照射光よりも光量の弱い第３の照射光を照射することによって前記変形を読み出す再生手段とを備ええ、前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さは、λ／４ＮＡよりも短く、かつ、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記補助照射手段によって前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によってλ／４ＮＡよりも長さの短い変形が形成されるときの照射時間と同じであるという構成である。
【０１１４】
上記の構成によれば、上記補助照射手段が第２の照射光を記録媒体に照射することによって、変形（即ち、情報として記録されたマーク）の形状を安定化させることができる。第３の照射光による読み出し時にマークの劣化を防止することができる。そして、その結果として、後述の実施の形態においても示されるように、十分ＳＮＲが得られるとともに上記光記録再生装置を用いて記録再生される記録媒体の耐久性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１１５】
上記光記録再生装置においては、前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さが、λ／４ＮＡよりも短いことが好ましい。
【０１１６】
上記の構成によれば、第１の照射光によって記録媒体に記録される変形の最小の長さをλ／４ＮＡよりも短くすることによって、より高密度の光記録をおこなうことができる。また、上記変形の読み出しには、λ／４ＮＡよりも短い変形の読み出しが可能な再生手段を用いることが望ましいのは言うまでもない。
【０１１７】
上記の光記録再生装置において、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記補助照射手段によって前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によって前記の最小の長さの変形が形成されるときの照射時間と同じであることが好ましい。
【０１１８】
これによって、上記変形が形成された領域周辺の温度が過度に上昇することを避けることができ、上記変形が必要以上に大きくなることによって、情報の読み出しに悪影響を及ぼすことを防止することができるという効果を奏する。
【０１１９】
上記の光記録再生装置において、前記第１の照射光の光量をＰ１、前記第２の照射光の光量をＰ２、前記第３の照射光の光量をＰ３とすると、各光量の強度の関係は、Ｐ１＞Ｐ２≧Ｐ３となることが好ましい。即ち、上記第２の照射光の光量は、上記第１の照射光の光量よりも弱く、かつ、上記第３の照射光の光量以上であることが好ましい。
【０１２０】
上記の構成によれば、先ず、上記第１の照射光の光量よりも上記第２の照射光の光量が弱いことによって、上記第１の照射こうによって形成された変形の周辺の領域に不必要な変形を形成してしまうことを防止することができる。さらに、上記第２の光量は、上記第３の光量以上であることによって、上記再生手段による情報（即ち、変形）の読み出し時に、該第３の照射光によって上記変形が劣化するのを防止することができる。それゆえ、上記補助照射手段によって、上記変形をより安定化させることができ、記録媒体の耐久性の向上により貢献する。
【０１２１】
上記の光記録再生装置において、前記第１の照射光によって形成された第１の変形と、この第１の変形と隣接して形成された第２の変形との間隔がλ／４ＮＡよりも短い場合は、当該間隔において、前記補助照射手段は、第２の照射光の照射を行わないか、あるいは、前記第２の照射光よりも光量の弱い照射光を照射するという構成であってもよい。
【０１２２】
上記の構成によれば、ある１つの変形と、それに隣接する変形との間隔がλ／４ＮＡよりも小さい（即ち、解像限界よりも狭い）場合に、余分な過熱を抑えることができる。それゆえ、光の回折限界を超えた高密度の光記録をより適切に行うことができる。
【０１２３】
前記記録媒体に含まれる前記金属酸化物層は、貴金属酸化物を含んで形成されることが好ましい。これにより、上記金属酸化物層に変形を形成するための空洞やガス球の発生が容易に行われ、より高いＳＮＲが得られるとともに耐久性も向上するという効果を奏する。
【０１２４】
また、本発明の光記録再生方法は、金属酸化物層を含む記録媒体に光を照射して情報を記録再生する光記録再生方法であって、光源からの照射光を集光手段によって集光する光学系を使用し、前記記録媒体に第１の照射光を照射して変形を形成する工程と、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに、前記第１の照射光よりも光量の弱い第２の照射光を照射する工程と、前記第１の照射光よりも光量の弱い第３の照射光を照射することによって前記変形を読み出す工程とからなり、前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さは、λ／４ＮＡよりも短く、かつ、前記の第２の照射光を照射する工程において、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によってλ／４ＮＡよりも長さの短い変形が形成されるときの照射時間と同じであることを特徴としている。
【０１２５】
そして、上記の光記録再生方法において、前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さは、λ／４ＮＡよりも短いことが好ましい。
【０１２６】
上記の構成によれば、上記第１の照射光を照射することによって形成された変形が、上記補助照射手段での第２の照射光の照射によって安定化される。そのため、第３の照射光による上記変形の読み出し時に、該第３の照射光によって上記の変形が劣化するのを防止することができ、十分なＳＮＲと耐久性を有する記録再生を実現することができるという効果を奏する。
【０１２７】
また、本発明には上記の光記録再生方法を用いて記録再生が行われる光記録媒体も含まれる。上記の光記録媒体は、上記の光記録再生方法によって記録再生が行われるため、実用上、十分なＳＮＲと耐久性を有することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態１に係る光記録再生装置における記録時のレーザパルス波形を示す模式図である。
【図２】 本実施の形態１、２に係る光記録再生装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図３】 図２に示す光記録再生装置に使用される光ディスクの径方向の断面構造を示す模式図である。
【図４】 図２に示す光記録再生装置に使用される光ディスクの周方向の断面構造を示す模式図である。
【図５】 本実施の形態２にかかる光ディスク装置において、マークエッジ記録されるマークの長さを示す模式図である。
【図６】 本実施の形態２において、２Ｔ〜５Ｔの長さのマークを記録する際のマークエッジ記録の記録波形の第１の例を示す模式図である。
【図７】 本実施の形態２において、６Ｔ〜８Ｔの長さのマークを記録する際のマークエッジ記録の記録波形の第１の例を示す模式図である。
【図８】 本実施の形態２において、２Ｔ〜５Ｔの長さのマークを記録する際のマークエッジ記録の記録波形の第２の例を示す模式図である。
【図９】 本実施の形態２において、６Ｔ〜８Ｔの長さのマークを記録する際のマークエッジ記録の記録波形の第２の例を示す模式図である。
【図１０】 本実施の形態２において、２Ｔ〜５Ｔの長さのマークを記録する際のマークエッジ記録の記録波形の第３の例を示す模式図である。
【図１１】 本実施の形態２において、６Ｔ〜８Ｔの長さのマークを記録する際のマークエッジ記録の記録波形の第３の例を示す模式図である。
【図１２】 図６および図７の記録波形を用いて記録した場合のアイパターンを示す模式図である。
【図１３】 図８および図９の記録波形を用いて記録した場合のアイパターンを示す模式図である。
【図１４】 図１０および図１１の記録波形を用いて記録した場合のアイパターンを示す模式図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク（記録媒体）
２ レーザビーム（照射光、第１の照射光、第２の照射光、第３の照射光）
３ 光学ピックアップ（光学系）
４ アンプ
５ 再生回路
６ トラッキング回路
７ レーザドライバ
８ 記録回路
１１ 対物レンズ
Ｍ１〜Ｍ６ 記録マーク（変形）
Ｓ１〜Ｓ７ スペース
５２〜５８ 記録マーク（変形）
２Ｔ〜８Ｔ マーク（変形）の長さ
Ｐ１ 記録光量（第１の照射光の光量）
Ｐ２ 補助光量（第２の照射光の光量）
Ｐ３ 再生光量（第３の照射光の光量）
Ｐ４ 第４の照射光の光量
Ｐ５ 第５の照射光の光量
Ｐ６ 第６の照射光の光量
Ｐread 第７の照射光の光量

Claims (10)

1. 光源からの光を集光手段によって集光した後、金属酸化物層を含む記録媒体に対して照射して情報の記録再生を行う光学系を備えた光記録再生装置において、
   前記光学系は、第１の照射光を照射することによって前記記録媒体に変形を形成する記録手段と、
   前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに、前記第１の照射光よりも光量の弱い第２の照射光を照射する補助照射手段と、
   前記第１の照射光よりも光量の弱い第３の照射光を照射することによって前記変形を読み出す再生手段とを備え、
   前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さは、λ／４ＮＡよりも短く、かつ、
   前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記補助照射手段によって前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によってλ／４ＮＡよりも長さの短い変形が形成されるときの照射時間と同じであることを特徴とする光記録再生装置。
2. 前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記補助照射手段によって前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によって前記の最小の長さの変形が形成されるときの照射時間と同じであることを特徴とする請求項１に記載の光記録再生装置。
3. 前記第１の照射光の光量をＰ１、前記第２の照射光の光量をＰ２、前記第３の照射光の光量をＰ３とすると、
   Ｐ１＞Ｐ２≧Ｐ３となることを特徴とする請求項１または２に記載の光記録再生装置。
4. 前記第１の照射光によって形成された第１の変形と、この第１の変形と隣接して形成された第２の変形との間隔がλ／４ＮＡよりも短い場合は、
   当該間隔において、前記補助照射手段は、第２の照射光の照射を行わないか、あるいは、前記第２の照射光よりも光量の弱い照射光を照射することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の光記録再生装置。
5. 上記の光記録再生装置において、前記金属酸化物層は、貴金属酸化物を含んで形成されることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の光記録再生装置。
6. 金属酸化物層を含む記録媒体に光を照射して情報を記録再生する光記録再生方法であって、
   光源からの照射光を集光手段によって集光する光学系を使用し、前記記録媒体に第１の照射光を照射して変形を形成する工程と、
   前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに、前記第１の照射光よりも光量の弱い第２の照射光を照射する工程と、
   前記第１の照射光よりも光量の弱い第３の照射光を照射することによって前記変形を読み出す工程とからなり、
   前記光源から発せられる光の波長をλ、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、前記第１の照射光によって記録媒体に記録される前記変形の最小の長さは、λ／４ＮＡよりも短く、かつ、
   前記の第２の照射光を照射する工程において、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によってλ／４ＮＡよりも長さの短い変形が形成されるときの照射時間と同じであることを特徴とする光記録再生方法。
7. 前記の第２の照射光を照射する工程において、前記第１の照射光を照射する直前及び直後の少なくとも何れかに前記第２の照射光が照射される時間は、前記第１の照射光によって前記の最小の長さの変形が形成されるときの照射時間と同じであることを特徴とする請求項６に記載の光記録再生方法。
8. 請求項６または７に記載の光記録再生方法を用いて記録再生が行われる光記録媒体であって、
   前記変形の最小の長さが、λ／４ＮＡよりも短くなっている光記録媒体。
9. 光源からの光を集光手段によって集光した後、金属酸化物層を含む記録媒体に対して照射して情報の記録再生を行う光学系を備えた光記録再生装置において、
   前記光学系は、第４の照射光、第５の照射光、および、第６の照射光という光量の異なる照射光をそれぞれ断続的に照射することによって前記記録媒体に変形を形成する記録手段と、
   長さの異なる変形を記録するために、記録情報を符号化する符号化手段とを備え、
   前記第４の照射光の光量をＰ４、前記第５の照射光の光量をＰ５、および、前記第６の照射光の光量をＰ６とすると、Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６となるとともに、
   前記光源から発せられる照射光の波長をλとし、前記集光手段の開口数をＮＡとすると、
   前記長さの異なる変形のうち、最短の長さの変形を記録する場合は、前記第５の照射光のみを使用して前記変形を形成し、
   前記最短の長さ以外であり、かつ、λ／４ＮＡ以下の長さの変形を記録する場合は、前記第４の照射光及び前記第５の照射光を使用して前記変形を形成し、
   λ／４ＮＡよりも大きい長さの変形を記録する場合は、前記第４の照射光、前記第５の照射光、及び、前記第６の照射光を使用して前記変形を形成することを特徴とする光記録再生装置。
10. 前記のλ／４ＮＡよりも大きい長さの変形のうち、λ／（４×ＮＡ）からλ／（２．５×ＮＡ）の範囲内の長さの変形を形成するときには、それ以上の長さの変形を形成するときよりも前記第５の照射光の照射時間を長くすることを特徴とする請求項９に記載の光記録再生装置。

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