JP4597240B2 - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP4597240B2
JP4597240B2 JP2008532007A JP2008532007A JP4597240B2 JP 4597240 B2 JP4597240 B2 JP 4597240B2 JP 2008532007 A JP2008532007 A JP 2008532007A JP 2008532007 A JP2008532007 A JP 2008532007A JP 4597240 B2 JP4597240 B2 JP 4597240B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
information recording
recording medium
thin film
optical information
reproduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008532007A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2008026426A1 (ja
Inventor
博久 山田
真樹 山本
康弘 原田
豪 森
秀春 田島
信之 高森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of JPWO2008026426A1 publication Critical patent/JPWO2008026426A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4597240B2 publication Critical patent/JP4597240B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24065—Layers assisting in recording or reproduction below the optical diffraction limit, e.g. non-linear optical layers or structures
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B7/2433—Metals or elements of Groups 13, 14, 15 or 16 of the Periodic Table, e.g. B, Si, Ge, As, Sb, Bi, Se or Te
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B7/2437—Non-metallic elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B7/2578—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24304—Metals or metalloids group 2 or 12 elements (e.g. Be, Ca, Mg, Zn, Cd)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24318—Non-metallic elements
    • G11B2007/2432—Oxygen
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/2571—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing group 14 elements except carbon (Si, Ge, Sn, Pb)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

本発明は、光を用いて情報の記録および再生、あるいは、再生のみが可能な光情報記録媒体に関する。特に、回折限界光スポット径で決まる光学的分解能以下の記録マークを再生可能な超解像媒体技術を用いた光情報記録媒体に関する。
近年、高度情報化、情報通信およびマルチメディア技術の発展によって、光情報記録媒体の高密度化、大容量化の要求が高まっている。
光情報記録媒体の記録密度の上限は、主に情報を記録または再生する光ビームのスポット径によって制限される。これは、光情報記録媒体の記録マーク径を縮小して高密度化するにつれて、スポット領域内に複数のマークが含まれるようになり、各マークを検知することができないためである。
ところで、光ビームのスポット径は、光源の波長をλ、光スポットを形成するための対物レンズの開口数をＮＡとすると、ほぼλ／ＮＡで表される。従って、光情報記録媒体は、光源の波長λを短くすると共に対物レンズの開口数を増加させて、光ビームのスポット径を縮小することにより、記録密度の向上が行われてきた。
しかしながら、光源の波長λは、光学素子の吸収や検出器の感度特性の制限によって紫外線領域の波長が限界と考えられる。また、対物レンズの開口数ＮＡの向上も、光情報記録媒体の傾きの許容量によってほぼ制限される。そのため、光ビームのスポット径を縮小することによって、記録密度向上を図るには限界がある。
そこで、再生光学系の回折限界以下（以降、光回折限界以下と呼ぶ）の長さのマークを再生可能な技術である超解像技術を用いた光情報記録媒体の開発がなされてきた。なお、以降、この技術を用いた光情報記録媒体を超解像光情報記録媒体と呼び、この技術を用いて光回折限界以下のマーク長の記録ピットを再生することを超解像再生と呼ぶ。また、光回折限界値は、再生光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、理論上では、λ／(２・２・ＮＡ)となることが知られている。実際の場合、この光回折限界値はある程度の幅を含むものとなる。
この限界を超え、超解像再生を可能とする技術として、特許文献１〜３に示されるような超解像技術がある。
具体的には、特許文献１では、入射光強度に応じて薄膜部の反射率が変化するとともに、該薄膜部の室温時における反射率の波長分布が、再生用の入射光の波長±８０ｎｍの範囲内にて極小値をとるように、光学多重干渉膜の組成および膜厚が設定されることにより、実効的な光ビームのスポット径が縮小され、超解像再生が可能となる光情報記録媒体が開示されている。
また、特許文献２では、光ビーム照射による温度の上昇に応じて、光ビームの光学特性が変化する温度感応層を有する光情報記録媒体が開示されている。この温度感応層は、該温度感応層の光学吸収端波長をλａ（ｎｍ）、光ビームの波長をλｒ（ｎｍ）としたとき、λｒ−１００＜λａ＜λｒの関係が成立するように、該温度感応層の材料が選択および／または膜厚が設定されることにより、実効的な光ビームのスポット径が縮小され、超解像再生が可能となる光情報記録媒体が開示されている。
さらに、特許文献３では、詳細な再生原理は不明であるが、凹凸を有する情報記録面に金属、半導体等の単体からなる機能層を備えることにより、超解像再生が可能となる光情報記録媒体が開示されている。
また、特許文献１〜３に記載の光情報記録媒体では、共通して、光回折限界以下の同一形状のマークを信号再生する方向に配置する方式が採用されている。また、これらの光情報記録媒体は、単一周波数繰り返し位相ピット（マーク・スペース比１：１、以降、モノトーンパターン方式と呼ぶ）を再生するものであり、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise ratio、搬送波雑音比）を用いて評価されている。この評価によって、記録密度の向上ができ、超解像再生ができることが記載されている。
しかしながら、一般に、再生ビーム走査方向に、最も短いマーク長となる最小長さのプリピットと、その長さを基準に数種類の長さのプリピットとが規格によって定められ、これら長さの異なるプリピットを、規格によって定められた規則にしたがって、信号再生する方向に順に配置された方式が採用されている（以降、ランダムパターン方式と呼ぶ）。
これにより、光学回折限界以下で同一長のマークを用いて情報を記録する場合と比べ、該光学回折限界以下の長さであるマークを最小マークの基準とした、ランダムパターン方式を用いて情報を記録するほうが、より高密度に情報を記録することできる。
なお、このランダムパターン方式には、数多くの実用化例がある。例えば、ＣＤの場合、ＥＦＭ（８−１４）変調方式（Eight to Fourteen Modulation）が採用されている。また、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ＲａｙＤｉｓｃ（ＢＤ；登録商標）およびＨＤ−ＤＶＤの場合、変調方式がＣＤの場合とは異なり、ＤＶＤではＥＦＭＰｌｕｓ（８−１６）変調方式、ＢＤでは１−７ＰＰ変調方式、ＨＤ−ＤＶＤではＥＴＭ（８−１２）変調方式がそれぞれ採用されている。すなわち、多くの光情報記録媒体において、記録密度の向上が可能なランダムパターン方式が採用されている。
このように、一般的な記録方式であるランダムパターン方式の場合、評価指標としてジッタが重要となる。以下、ジッタについて述べる。
光情報記録媒体を再生する場合、再生光ビームが、情報が記録されたマークに照射されると、その反射光量（反射強度）の変化をディテクターが検知することによって信号が生成される。実際には、この過程において、信号の変換点位置誤差、すなわちジッタが生じてしまう。ジッタは、さまざまな要因に起因するが、雑音（レーザによる雑音、または、隣接トラックからの反射回折光に起因したクロストーク、メディア欠陥による雑音等）によって生じる場合がある。ジッタが大きくなると、再生系における読み出し誤りが生じてしまい、安定した再生が困難となる。そのため、安定した超解像再生を可能とし、かつ超解像光情報記媒体の高密度化の実現のためには、ジッタの低減が必要不可欠である。
ところで、光回折限界より大きいマーク長のみからなる光情報記録媒体を再生する場合、Ｃ／Ｎが向上すると、ジッタも低減する。従って、Ｃ／Ｎとジッタとの間には相関関係が成立するため、Ｃ／Ｎのみを評価し、該Ｃ／Ｎの向上のみを図ればよかった。
しかしながら、詳細は後で示すが、我々は、光回折限界以下の長さのマークを含むランダムパターン（記録情報に応じて複数の長さの凸および／または凹が配列され、かつ、光回折限界以下の長さの凸および／または凹が含まれる）方式で情報が記録された光情報記録媒体を再生する場合、前述のような相関関係が必ずしも成立しないことを見出した。すなわち、光回折限界以下の長さの記録マークを含むランダムパターン方式で情報が記録された光情報記録媒体の場合、Ｃ／Ｎの向上だけでは、必ずしもジッタの低減にはつながらないことがわかった。
つまり、光回折限界以下のマーク長を有し、同一形状のマークが等間隔に配置されたモノトーンパターン方式で情報が記録された基板から構成され、超解像再生が可能となる光情報記録媒体において、良好なＣ／Ｎが得られるということは、光回折限界以下の同一のマークのみにより情報が記録された、超解像再生が可能となる光情報記録媒体の再生特性を保障していることを示している。しかしながら、光回折限界以下の長さのマークを含み、より高密度に記録可能であるランダムパターン方式で情報が記録されている、超解像再生が可能となる光記録情報媒体の再生特性に対しては、何ら保障していないことになる。
従って、ランダムパターン方式の超解像再生が可能となる光情報記録媒体では、Ｃ／Ｎとジッタとの間の相関関係が必ずしも成立するとは限らないため、Ｃ／Ｎの向上を図るとともに、ジッタを低減させることも考慮する必要がある。つまり、より高記録密度なランダムパターン方式に対応した超解像媒体の実現化のためには、ジッタの低減が重要となる。
さらに、一般的に、超解像技術を利用した光情報記録媒体は、再生耐久性が十分でない場合が多く、再生時に照射する光ビームのパワーが高く、駆動装置の消費電力が高くなるという問題もある。
日本国公開特許公報「特開２００５−１８９６４号公報（公開日：２００５年１月２０日）」 日本国公開特許公報「特開２００６−７３１６９号公報（公開日：２００６年３月１６日）」 日本国公開特許公報「特開２００１−２５０２７４号公報（公開日：２００１年９月１４日）」
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定した超解像再生を効率的に行え、かつ、より記録密度の向上を図ることが可能となる光回折限界以下の長さのマークを含むランダムパターン方式で情報が記録された光情報記録媒体を実現させることにある。
本発明に係る第１の光情報記録媒体は、上記課題を解決するため、再生光の入射側より、透光層と、光学多重干渉の状態の変化に基づいて反射率が変化する薄膜部と、記録情報に対応し、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された基板とが順に積層された光情報記録媒体であって、上記薄膜部は、再生光の入射側より順に、温度が上昇することによって、再生光の波長における光学定数である、屈折率および消衰係数を変化させることに伴って、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、入射される再生光の一部を吸収して熱に変換することにより、上記再生層の温度を上昇させる光吸収層とを有し、上記薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立する。
従来からある超解像技術を利用し作製された光回折限界以下の長さの記録マークを含む、ランダムパターン方式の光情報記録媒体では、Ｃ／Ｎが向上した場合であっても、ジッタが低減するとは限らない。このため、ジッタを低減させることは、安定した超解像再生を行う上で重要である。
上記構成によれば、再生光が入射される側から透光層と、薄膜部と、基板とが順に積層されており、該薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、該薄膜部が形成されている。
この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率は、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、同様に長波長側にシフトする。薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとするとき、λｍｉｎが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける該薄膜部の反射率は、高温になると低下する（図１参照）。さらに、再生層の消衰係数が増加することに伴い、該再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数は、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率および消衰係数それぞれの変化が、共に薄膜部の反射率低下を増強させている。
従って、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率および消衰係数は共に薄膜部の反射率を低下させるように働き、反射率変化が増強されるため、効率的にジッタの低減を図ることが可能となると考えられる。すなわち、再生系における読み出し誤りが生じにくくなり、安定した超解像再生を効率的に行うことができ、光情報記録媒体の再生感度を向上させることが可能となる。
また、薄膜部の反射率の波長分布は、該薄膜部の膜厚に依存する。このため、薄膜部の室温における反射率の波長分布において、λｍａｘ≦λｒ≦λｍｉｎの関係が成立するように、再生層の膜厚を設定することによって、該薄膜部を形成することも可能である。この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率ｎは、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、長波長側にシフトする（図５参照）。すなわち、λｍａｘが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける薄膜部の反射率は、高温になると増加することとなる。しかしながら、このとき、再生層の消衰係数ｋは増加するため、再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数ｋは、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率ｎおよび消衰係数ｋそれぞれの変化が、薄膜部の反射率変化を増強させることはない。従って、薄膜部は、本発明に係る構成からなることが好ましい。
さらに、薄膜部の反射率の波長分布が薄膜部の膜厚に依存するため、光情報記録媒体の反射率制御を容易に行うことができ、該光情報記録媒体の生産コストを減少させることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、薄膜部において、温度上昇によって、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、再生層の温度を上昇させる光吸収層とが、分離形成されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
本発明に係る第２の光情報記録媒体は、上記課題を解決するため、再生光の入射側より、記録情報に対応して、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された基板と、光学多重干渉の状態の変化に基づいて反射率が変化する薄膜部とが積層された光情報記録媒体であって、上記薄膜部は、再生光の入射側より順に、温度が上昇することによって、再生光の波長における光学定数である、屈折率および消衰係数を変化させることに伴って、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、入射される再生光の一部を吸収して熱に変換することにより、上記再生層の温度を上昇させる光吸収層とを有し、上記薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立する。
上記構成によれば、再生光が入射される側から基板と、薄膜部とが順に積層されており、薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、薄膜部が形成されている。
この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率は、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、同様に長波長側にシフトする。薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとするとき、λｍｉｎが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける該薄膜部の反射率は、高温になると低下する（図１参照）。さらに、再生層の消衰係数が増加することに伴い、該再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数は、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率および消衰係数それぞれの変化が、共に薄膜部の反射率低下を増強させている。
従って、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率および消衰係数は共に薄膜部の反射率を低下させるように働き、反射率変化が増強されるため、効率的にジッタの低減を図ることが可能となると考えられる。すなわち、再生系における読み出し誤りが生じにくくなり、安定した超解像再生を効率的に行うことができ、光情報記録媒体の再生感度を向上させることが可能となる。
また、薄膜部の反射率の波長分布が薄膜部の膜厚に依存するため、光情報記録媒体の反射率制御を容易に行うことができ、該光情報記録媒体の生産コストを減少させることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、薄膜部において、温度上昇によって、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、再生層の温度を上昇させる光吸収層とが、分離形成されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
本発明に係る第３の光情報記録媒体は、上記課題を解決するため、再生光の入射側より、透光層と、金属酸化物、または該金属酸化物を主成分とした混合物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層と、記録情報に応じた、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された基板とが順に積層された光情報記録媒体であって、上記金属酸化物層および薄膜層からなる薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立する。
上記構成によれば、光情報記録媒体は、主に金属酸化物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層を有しており、上記金属酸化物層および薄膜層によって薄膜部が構成されている。
また、薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、薄膜部が形成されている。
この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率は、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、同様に長波長側にシフトする。薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとするとき、λｍｉｎが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける該薄膜部の反射率は、高温になると低下する（図１参照）。さらに、再生層の消衰係数は増加することに伴い、該再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数は、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率および消衰係数それぞれの変化が、共に薄膜部の反射率低下を増強させている。
従って、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率および消衰係数は共に薄膜部の反射率を低下させるように働き、反射率変化が増強されるため、効率的にジッタの低減を図ることが可能となると考えられる。すなわち、再生系における読み出し誤りが生じにくくなり、安定した超解像再生を効率的に行うことができ、光情報記録媒体の再生感度を向上させることが可能となる。
また、薄膜部の反射率の波長分布が薄膜部の膜厚に依存するため、光情報記録媒体の反射率制御を容易に行うことができ、該光情報記録媒体の生産コストを減少させることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、薄膜部において、温度上昇によって、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、再生層の温度を上昇させる光吸収層とが、分離形成されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
本発明に係る第４の光情報記録媒体は、上記課題を解決するため、再生光の入射側より、記録情報に応じた、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された基板と、金属酸化物、または該金属酸化物を主成分とした混合物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層とが順に積層された光情報記録媒体であって、上記金属酸化物層および薄膜層からなる薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立する。
上記構成によれば、光情報記録媒体は、主に金属酸化物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層を有しており、上記金属酸化物層および薄膜層によって薄膜部が構成されている。
また、薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、薄膜部が形成されている。
この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率は、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、同様に長波長側にシフトする。薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとするとき、λｍｉｎが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける該薄膜部の反射率は、高温になると低下する（図１参照）。さらに、再生層の消衰係数は増加することに伴い、該再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数は、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率および消衰係数それぞれの変化が、共に薄膜部の反射率低下を増強させている。
従って、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率および消衰係数は共に薄膜部の反射率を低下させるように働き、反射率変化が増強されるため、効率的にジッタの低減を図ることが可能となると考えられる。すなわち、再生系における読み出し誤りが生じにくくなり、安定した超解像再生を効率的に行うことができ、光情報記録媒体の再生感度を向上させることが可能となる。
また、薄膜部の反射率の波長分布が薄膜部の膜厚に依存するため、光情報記録媒体の反射率制御を容易に行うことができ、該光情報記録媒体の生産コストを減少させることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、薄膜部において、温度上昇によって、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、再生層の温度を上昇させる光吸収層とが、分離形成されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明によって明白になるであろう。
本発明の一実施形態を示すものであり、光情報記録媒体の反射率の測定波長に対する分光スペクトルを示す図である。 本発明の光情報記録媒体を用いて情報の記録再生可能な記録再生装置の光学系の模式図である。 本発明の実施形態１を示すものであり、光情報記録媒体の概略構成を示す断面図である。 図３に示される光情報記録媒体を形成する基板に設けられたプリピットの概略構成を示す図である。 λｍａｘ≦λｒ≦λｍｉｎの関係にある場合の、光情報記録媒体の反射率の測定波長に対する分光スペクトルを示す図である。 図３に示される光情報記録媒体の実施例１を示すものであり、再生層の膜厚が１１１ｎｍに設定された光情報記録媒体の概略構成を示す断面図である。 図６に示される光情報記録媒体の比較例１を示すものであり、再生層の膜厚が１４４ｎｍに設定された光情報記録媒体の概略構成を示す断面図である。 図６に示される光情報記録媒体の比較例２を示すものであり、超解像媒体技術を用いない光情報記録媒体の概略構成を示す断面図である。 図６に示される光情報記録媒体の比較例３を示すものであり、薄膜層状部が膜厚５０ｎｍのＧｅからなる光情報記録媒体の概略構成を示す断面図である。 図６〜図９にそれぞれ示される光情報記録媒体の、再生光レーザパワーに対するジッタの変化を示す図である。 図６に示される光情報記録媒体の光吸収層の膜厚に対するジッタの変化を示す図である。 本発明の実施形態２を示すものであり、再生光が基板側から入射する場合の光情報記録媒体の概略構成を示す断面図である。
符号の説明
１、２、６ 光情報記録媒体
１０ 透光層
２０ 薄膜部
２１ 再生層
２２ 光吸収層
３０ 基板
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１ないし図１２に基づいて説明すると以下の通りである。
まず、本発明の光情報記録媒体に対して情報の記録再生を行うことが可能な記録再生装置について、その主な構成を説明する。
記録再生装置は、レーザ光源と、集光光学手段と、相対運動手段と、光電変換手段と、サーボ手段と、アドレス情報検出手段と、再生信号復調回路とを有する。
レーザ光源としては、例えば波長４０６ｎｍの光を発する半導体レーザ等を用いることができる。
集光光学手段は、レーザ装置から発生されたレーザ光をビーム状にして光情報記録媒体上に集光するもので、集光レンズ、ビームスプリッタ等の光学部品を含んでいる。
相対運動手段は、集光光学手段と光情報記録媒体とを相対運動させるもので、リニアアクチュエータやスイングアーム等からなる。その運動は、光情報記録媒体が回転または平行移動する運動と、上記集光光学手段に含まれる集光レンズが、その光軸に直角方向に移動する運動との少なくとも一方を含む。
光電変換手段は、光情報記録媒体からの反射光レベルの高低を電気信号に変換するもので、サーボ手段は、レーザ光のオートフォーカス及びトラッキングを行うものである。
アドレス情報検出手段は、光情報記録媒体上に設けられたアドレス情報マークを再生することにより得られる電気信号から、アドレス情報を検出するもので、再生信号復調回路は、光情報記録媒体の反射光より記録情報を再生するものである。
これら構成部材のうち、レーザ光源、集光光学手段、光電変換手段、および、サーボ手段は、上記相対運動手段によって光情報記録媒体と相対運動を行う光学ヘッド内に収納されている。レーザ光源と光電変換手段とを、集光光学手段とは別のケースに収めることも可能である。
また、記録再生装置においては、集光されるレーザ光と光情報記録媒体とのなす角度を調節するための手段をさらに備えておくことが好ましく、これによれば、収差の発生による光スポットの劣化をも防止することができる。
図２は、このような記録再生装置に光学ヘッドとして搭載される、光情報記録媒体が円盤状の光ディスクである場合の一般的な光学系の構成図を示す。光学系は、半導体レーザ６１、コリメートレンズ６２、ビーム整形プリズム６３、ビームスプリッタ６４、対物レンズ６５、及び検出光学系６７を備えている。
光源である半導体レーザ６１からのレーザ光は、コリメートレンズ６２によってほぼ平行光に変換され、ビーム整形プリズム６３によって光強度の分布をほぼ円形に整形される。このほぼ円形の平行光はビームスプリッタ６４を透過した後、対物レンズ６５によって光情報記録媒体６６に集光される。この反射光はビームスプリッタ６４で分岐され、検出光学系６７に導かれる。
スピンドルモータ６８は、光情報記録媒体６６を回転させることにより、光スポットを光情報記録媒体６６上で走査させる。検出光学系６７は、反射光の偏光方向の変化や反射光強度の変化などから信号を識別し、光情報記録媒体６６上に記録された記録マークを読み取るのと同時に、光スポットの光情報記録媒体６６に対しての焦点ずれ信号とトラック位置ずれ信号とを検出し、対物レンズ６５の駆動系にフィードバックすることにより光スポットの位置ずれを補正する。対物レンズの開口数（ＮＡ）は、例えば０．８５に設定する。
このような光情報記録再生装置においては、光情報記録媒体６６として、超解像媒体技術を採用した本発明に係る光情報記録媒体と、超解像媒体技術を用いない通常の光情報記録媒体との両方を記録再生できることが望ましい。そこで、上記光情報記録再生装置では、本発明に係る光情報記録媒体の場合と、通常の光情報記録媒体の場合とで、検出器のゲイン、再生光強度、記録光強度、記録波形、光情報記録媒体の回転数などをそれぞれ切り換えることができるように構成されている。但し、これらは電気的に制御できる範囲であるため、通常媒体のみを記録再生する装置と比べて、光学系に大きな変更を施す必要はない。
次に、本発明に係る超解像媒体技術を用いた光情報記録媒体について説明する。図３は、本実施形態に係る光情報記録媒体１の概略構成を示す断面図である。
光情報記録媒体１は、図３に示されるように、透光層１０と、薄膜部２０と、基板３０とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。
透光層１０は、再生光が充分に透過できる材料であればよく、例えば、ポリカーボネートフィルム、紫外線硬化樹脂等から形成される。これにより、外的要因による薄膜部２０の破壊を防ぐことが可能となる。
基板３０は、図４に示されるように、記録情報に対応した凹凸形状のプリピット（ピット）３１が、同心円状、または、スパイラル状に形成されている。基板３０を構成する材料の光学的特性は、特に限定されるものではなく、透明でも不透明であってもよい。基板３０を構成する材料としては、例えば、ガラス、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、熱可塑型ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ等の熱可塑性透明樹脂、熱硬化型ポリイミド、紫外線硬化型アクリル樹脂等の熱硬化性透明樹脂、金属等、およびそれらの組合せが挙げられる。
薄膜部２０は、再生層２１と、光吸収層２２とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。なお、薄膜部２０は、再生層２１と、光吸収層２２とによって形成されているが、これらの他にも、例えば、光吸収層２２と基板３０との間に、再生光を反射する反射層を備えていてもよい。
再生層２１は、温度が上昇すると、再生光の波長における光学定数である、屈折率ｎおよび消衰係数ｋを変化させ、光学多重干渉を生じさせる。光吸収層２２は、再生光の一部を吸収して熱に変換することで、再生層２１の温度を上昇させる。
具体的には、光吸収層２２は、光情報記録媒体１に再生光が入射されると、再生光の一部を吸収し、熱に変換する。この熱は、再生層２１に供給されると、該再生層２１上の再生光の光スポット領域内に、高温領域と低温領域とを生じさせる。この温度分布に対応して、高温領域では、再生層２１の光学定数である、屈折率ｎおよび消衰係数ｋがそれぞれ変化することによって、複素屈折率が変化する。これに伴い、再生層２１での光学多重干渉の状態が変化し、その結果、再生層２１の反射率が変化する。
従って、再生光の入射強度に応じて光スポット内の一部の反射率が変化することによって、光スポット領域内にあり、光スポットよりも小さい記録マークを強調して読み取ることができる。結果として、実効再生スポットを縮小できるため、超解像再生が可能になるとともに、記録密度を向上させることが可能となると考えられる。
また、再生層２１を構成する材料としては、温度変化によって化学的な構造変化が繰り返された場合であっても、組成または形状が変化しにくく、耐久性に優れていることから、金属酸化物が挙げられる。具体的には、例えば、酸化亜鉛、酸化すず、酸化インジウム、酸化ニッケル、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化コバルト、酸化タンタル等が挙げられる。これらのうちでも、安価であり、環境に対して負荷の少ない酸化亜鉛が特に好ましい。また、これらを主成分とした混合物でも良い。
さらに、再生層２１の膜厚は、実験および理論値より、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であることが好ましい。なお、再生層２１の膜厚については、後で詳しく述べる。
また、光吸収層２２を構成する材料としては、光吸収がある程度あって、再生層２１の温度を効果的に上昇させるものであればよく、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体または半金属、相変化材料、有機色素等が挙げられる。特に、有機色素は高価であり、相変化材料は管理が難しいため、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体または半金属がよく、その中でも安価な、ＳｉもしくはＧｅ、または、ＳｉもしくはＧｅを主成分とした混合物が好ましい。
さらに、光吸収層２２は、プリピット３１の凹凸が反映された状態となるように、基板３０上に形成される。光吸収層２２は、通常、マグネトロンスパッタ法によって形成されるが、スパッタによって蒸発した光吸収層２２を形成する原子は、基板３０上に対して、完全に垂直に入射するとは限らない。このため、光吸収層２２の膜厚を５００ｎｍより厚くすると、プリピット３１の凹凸を、正確に反映できなくなってしまう虞がある。従って、光吸収層２２の膜厚は、５００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、光吸収層２２の膜厚については、後で詳しく述べる。
再生層２１の膜厚が、上述のように、８０ｎｍ以上１２０未満に設定されていることによって、室温時（３０℃）における該薄膜部２０の反射率の波長分布は、図１に示されるように、隣り合う極小値および極大値をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘとなる。
この場合、薄膜部２０を形成する再生層２１の屈折率ｎは、高温になるほど増加する。これに伴い、高温時（２００℃）における薄膜部２０の反射率の波長分布は、図１に示されるように、室温時の波長分布に比べ、長波長側にシフトされる。このため、再生光の波長λｒにおいて、高温時における薄膜部２０の反射率は、室温時の反射率に比べて低下している。さらに、再生層２１の消衰係数ｋは、高温になるほど増加するため、これに伴い、該再生層２１の透過率を減少させる。このため、再生光の波長λｒにおいて、薄膜部２０の反射率を低下させるように働く。従って、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布がλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘとなっている場合には、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率ｎおよび消衰係数ｋは、ともに該薄膜部２０の反射率の変化を増強させるように働く。
なお、再生層２１の膜厚は、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満に設定されていることが好ましいが、８０ｎｍ未満、または、１２０ｎｍ以上に設定されることによっても、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布を、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘとなるようにすることが可能である。
しかしながら、再生層２１の膜厚が８０ｎｍ未満となった場合には、光学多重干渉の効果を充分に得ることができないため、安定した超解像再生を行うことができない虞がある。また、再生層２１の膜厚が１２０ｎｍ以上となった場合には、薄膜部２０の反射率の波長依存性において、該反射率の極小値が４００ｎｍ付近になる虞がある。このとき、例えば、Blu-ray光学系を使用した場合、再生光の波長と、反射率の極小値をとる波長とが近い値となる。このため、光情報記録媒体を再生するときに、必要とされる反射光を充分に得られなくなり、フォーカスがかかりにくくなってしまう。さらに、光情報記録媒体の再生するときに、光吸収層２２から供給される熱を充分に得られなくなるため、再生感度が低下する虞がある。
従って、再生層２１の膜厚は、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満に設定されることが好ましい。
一方、図５は、再生層２１の膜厚が１４４ｎｍである場合の、室温時（３０℃）における該薄膜部２０の反射率の波長分布を示している。図５に示されるように、波長分布の隣り合う極小値λｍｉｎおよび極大値λｍａｘと、再生光の波長λｒとの関係は、λｍａｘ≦λｒ≦λｍｉｎとなる。
この場合も、薄膜部２０を形成する再生層２１の屈折率ｎは、高温になるほど増加する。これに伴い、高温時（２００℃）における薄膜部２０の反射率の波長分布は、図５に示されるように、室温時の波長分布に比べ、長波長側にシフトされる。このため、再生光の波長λｒにおいて、高温時における薄膜部２０の反射率は、室温時の反射率に比べて増加している。一方、再生層２１の消衰係数ｋは、高温になるほど増加するため、これに伴い、該再生層２１の透過率を減少させる。このため、再生光の波長λｒにおいて、薄膜部２０の反射率を低下させるように働く。従って、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布がλｍａｘ≦λｒ≦λｍｉｎとなっている場合には、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率ｎおよび消衰係数ｋは、薄膜部２０の反射率の変化を増強させていないことがわかる。
上述のように、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布がλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘとなっている場合、上記屈折率ｎおよび消衰係数ｋは、薄膜部２０の反射率の低下を増強させるように働くため、ジッタを低減させることが可能となる。すなわち、光情報記録媒体１は、安定した超解像再生を効率的に行うことができるため、該光情報記録媒体１の再生感度を向上させることが可能となる。
また、光情報記録媒体１の薄膜部２０は、再生層２１と光吸収層２２とに分離形成されている。これにより、薄膜部２０内において役割が分担されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
さらに、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布は、再生層２１の膜厚によって適宜変更することが可能である。従って、光情報記録媒体１の反射率制御を容易に行うことができるため、該光情報記録媒体１の生産コストを減少させることが可能となる。
なお、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布がλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘとなるように再生層２１の膜厚を設定することによって、ジッタが低減されることに関して、以下に、実施例を示すことにより詳細に説明する。
（実施例）
光情報記録媒体２は、図６に示されるように、光情報記録媒体１の実施例１であり、該光情報記録媒体１のもっとも好適な例である。光情報記録媒体２は、透光層１０と、薄膜部２０と、基板３０とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。
透光層１０は、ポリカーボネートフィルム１１（膜厚：８０μｍ）と、透明粘着層１２（膜厚：２０μｍ）とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。薄膜部２０は、酸化亜鉛からなる再生層２１（膜厚：１１１ｎｍ）と、Ｇｅからなる光吸収層２２（膜厚：５０ｎｍ）とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。基板３０は、ポリオレフィン系樹脂で形成されている。
なお、上記構成において、実施例１における光情報記録媒体２の薄膜部２０の膜厚は、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成り立つように設定されている。
また、光情報記録媒体３は、図７に示されるように、光情報記録媒体１の比較例１であり、透光層１０と、薄膜部２０と、基板３０とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。
透光層１０は、ポリカーボネートフィルム１１（膜厚：８０μｍ）と、透明粘着層１２（膜厚：２０μｍ）とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。薄膜部２０は、酸化亜鉛からなる再生層２１（膜厚：１４４ｎｍ）と、Ｇｅからなる光吸収層２２（膜厚：５０ｎｍ）とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。基板３０は、ポリオレフィン系樹脂で形成されている。すなわち、光情報記録媒体３の再生層２１の膜厚は、光情報記録媒体２の再生層２１の膜厚よりも厚く、１２０ｎｍ以上に設定されている。なお、上記構成において、比較例１における光情報記録媒体３の薄膜部２０の膜厚は、λｍａｘ≦λｒ≦λｍｉｎの関係が成り立つように設定されている。
ここで、光情報記録媒体２および３は、例えば、以下の方法により作製される。
まず、５×１０−４（Ｐａ）以下まで排気されたスパッタ装置内において、０．０５ｍｍ厚のポリオレフィン系樹脂からなる基板３０上に、直径３インチのＧｅをターゲットとして配置した後、スパッタ装置内にアルゴンガスを送り込み、高周波電力２００Ｗを供給する。これにより、基板３０上に、Ｇｅからなる膜厚５０ｎｍの光吸収層２２が形成される。
次に、スパッタ装置内に酸化亜鉛をターゲットとして配置した後、アルゴンおよび酸素（アルゴン流量：酸素流量＝１６：１）の混合ガスを送り込み、高周波電力２００Ｗを供給する。これにより、光吸収層２２上に、酸化亜鉛からなる膜厚１１１ｎｍ（または、１４４ｎｍ）の再生層２１が形成され、結果、基板３０上に薄膜部２０が形成される。
その後、基板３０上に薄膜部２０が形成されたディスクを大気中に取り出し、該薄膜部２０上には、膜厚８０ｎｍのポリカーボネートフィルム１１を、膜厚２０ｎｍの透明粘着層１２を用いて貼り合わせる。これにより、薄膜部２０上に透光層１０が形成される。このようにして、光情報記録媒体２および３が作製される。
また、光情報記録媒体４は、図８に示されるように、光情報記録媒体２に対する比較例２であり、超解像媒体技術を用いない通常の光情報記録媒体を示している。
光情報記録媒体４は、透光層１０と、薄膜層状部４０と、基板３０とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。
透光層１０は、ポリカーボネートフィルム１１（膜厚：８０μｍ）と、透明粘着層１２（膜厚：２０μｍ）とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。Ａｕからなる薄膜層状部４０の膜厚は、５０ｎｍである。また、基板３０は、ポリオレフィン系樹脂で形成されている。
さらに、光情報記録媒体５は、図９に示されるように、光情報記録媒体２に対する比較例３であり、特許文献３に記載の超解像光情報記録媒体を示している。
光情報記録媒体５は、透光層１０と、薄膜層状部５０と、基板３０とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。
透光層１０は、ポリカーボネートフィルム１１（膜厚：８０μｍ）と、透明粘着層１２（膜厚：２０μｍ）とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。Ｇｅからなる薄膜層状部５０の膜厚は、５０ｎｍである。また、基板３０は、ポリオレフィン系樹脂で形成されている。
また、光情報記録媒体２、３、４および５を形成する基板３０には、図４に示されるように、光回折限界以下であるマーク長０．１２μｍからなる、モノトーンパターン方式が採用されており、単一周波数繰り返し位相ピット（マーク・スペース比１：１）が記録されている。
さらに、本実施例では、ランダムパターン方式に従い、光学回折限界以下の長さで、最も短いマーク（０．１２μｍ）となる最小長さのプリピットと、その長さを基準に、数種類の長さをもつプリピットが、規格によって定められた規則にしたがって、信号再生する方向に順に配置されている。つまり、本実施例では、最も短いマーク長（０．１２μｍ）を基準に数種類の長さを持つプリピットを規格に準じて配置するため、光回折限界以下のマーク長となるプリピットと、光回折限界より長いマーク長を持つプリピットが混在する。すなわち、再生装置の光学系解像限界以下の記録マーク長を含むプリピットと、再生装置の光学系解像限界より長い記録マーク長からなるプリピットとが混在し、これらプリピットがランダムパターン方式にて情報が記録されている。
まず、実施例１、比較例２および比較例３の光情報記録媒体において、再生信号のＣ／Ｎを測定した結果を示す。このとき、それぞれの光情報記録媒体に記録されたプリピットであり、光回折限界以下のマークで長さが０．１２μｍであるモノトーンパターン方式のプリピットを再生した場合のＣ／Ｎを測定した。また、測定は、波長４０６ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ０．８５、再生光レーザパワーの上限が２．０ｍＷの光ディスク評価器で行った。
再生光レーザパワーが増加し、飽和するときのＣ／Ｎを表す到達Ｃ／Ｎは、実施例１では４２ｄＢ、比較例２では１０ｄＢ、比較例３では３９ｄＢであった。一般に、到達Ｃ／Ｎが３０ｄＢ以上あれば、光情報記録媒体の実用化が可能であると言われている。従って、比較例２は、超解像媒体技術を用いない通常の光情報記録媒体であるため、光限界以下のマーク長の再生ができていない一方、実施例１および比較例３では、超解像再生が可能であることがわかる。
次に、上記ディスク評価器において、実施例１、および比較例１ないし３のジッタを測定した結果を示す。このとき最小長さのプリピット（マーク長０．１２μｍ）を基準として、数種類のプリピットが形成されている、ランダムパターン方式のプリピットを再生した場合のジッタを測定した。
図１０は、実施例１、および比較例１ないし３の、再生光レーザパワーに対するジッタの変化を示している。
まず、実施例１と比較例２とを比較する。実施例１のジッタ底値は、比較例２のジッタ底値より約７％低減されている。すなわち、光回折限界以下の長さのマークをもつランダムパターン方式の光情報記録媒体２は、比較例２よりも、安定した超解像再生を効率的に行うことが可能であることがわかる。
次に、実施例１と比較例１とを比較する。上記のように、実施例１および、比較例１ともに、ジッタ底値はほとんど変わらない。しかしながら、ジッタが底値となるのは、実施例１では、再生レーザパワーが０．５ｍＷのときであり、比較例１では、該再生光レーザパワーが１．６ｍＷのときである。すなわち、実施例１での再生光レーザパワーは、比較例１での再生光レーザパワーの１／３以下で、ジッタ底値となっていることがわかる。従って、実施例１の光情報記録媒体２は、比較例１の光情報記録媒体３と比べ、低電力で安定した超解像再生を可能とする。
さらに、実施例１と比較例３とを比較する。実施例１と比較例３とは、モノトーンパターン方式で記録され、光回折限界以下の長さのプリピットを再生した場合のＣ／Ｎは、良好なＣ／Ｎ値が得られており、超解像再生が可能であることがわかった。
しかしながら、比較例３は、超解像再生ができない比較例２と比較して、図１０に示されるように、光回折限界以下の長さのマークをもつランダムパターン方式では、ジッタが低減されていないことがわかる。すなわち、比較例３では、光回折限界以下の長さであるマークの単一周波数繰り返し位相ピット（モノトーンパターン方式）の再生において、良好なＣ／Ｎが得られたとしても、光回折限界以下の長さと、光回折限界以上の長さのマークを持つランダムパターン方式ではジッタが低減されていない。これより、光回折限界以下の長さのマークと光回折限界以上の長さのマークが混在するランダムパターン方式にて情報が記録された光情報記録媒体では、Ｃ／Ｎとジッタとの間に必ずしも相関関係が成立するとは限らないと言える。
つまり、光回折限界以下の長さのマークで良好なＣ／Ｎが得られるということは、光回折限界以下の長さの同一のマークのみにより情報が記録された超解像媒体の再生特性を保障しているが、より高密度に記録可能であるランダムパターン方式で情報が記録されている超解像媒体の再生特性に対しては何ら保障していないことになる。このことは、記録密度がより高密度なランダムパターン方式に対応した超解像光情報記録媒体において、光回折限界以下の長さの記録マークと、光回折限界以上の長さの記録マークとを再生評価する場合には、ジッタによる評価が重要であることを示している。
実施例１に係る光情報記録媒体２は、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布がλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘになるように設計されているため、良好なＣ／Ｎであるとともに、ジッタも低減されている。すなわち、実施例１は、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布がλｍａｘ≦λｒ≦λｍｉｎとなるように設計されている、比較例１に係る光情報記録媒体３よりも、安定した超解像再生を効率的に行うことが可能であることがわかる。
次に、実施例１の光吸収層２２の膜厚を変更した光情報記録媒体を作製し、上記ディスク評価器を用いて、各光情報記録媒体のジッタを測定した。光吸収層２２の膜厚は、図１１に示されるように、該膜厚が増加するにつれて、ジッタも減少していることがわかる。
なお、光吸収層２２の膜厚が５ｎｍ未満の場合、該膜厚が薄すぎるために、再生光入射時の再生耐久性が確保できない。従って、光吸収層２２の膜厚は、５ｎｍ以上であることが好ましい。
また、図１１に示されるように、光吸収層２２の膜厚が５ｎｍ以上の場合には、ジッタの低減がみられるものの、該膜厚が５０ｎｍ以上になると、ジッタの値がほとんど変わらなくなるため、ジッタの更なる低減がみられなくなる。従って、ジッタを確実に低減させた状態にするためには、光吸収層の膜厚を５０ｎｍ以上にすることが好ましい。
しかしながら、上述のように、スパッタ法にて光吸収層２２を形成する場合、該光吸収層２２の膜厚が５００ｎｍより厚くなると、基板３０上のプリピット３１の凹凸を、正確に反映できなくなってしまうと考えられる。従って、光吸収層２２の膜厚は、５００ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、光吸収層２２の膜厚を適宜設定することによって、ジッタを低減させることが可能となり、すなわち、安定した超解像再生を効率的に行うことが可能となる。さらに、光吸収層２２の膜厚を、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に設定すると、ジッタを確実に低減させた状態にすることが可能となる。
なお、光情報記録媒体１と、その実施例である光情報記録媒体２とでは、透光層１０と、薄膜部２０と、基板３０とが、再生光入射面からこの順に形成されているが、この膜形成に限定されるものではない。
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下の通りである。なお、実施形態１と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、その説明は省略する。
図１２は、本実施形態の光情報記録媒体６の概略構成を示す断面図である。なお、光情報記録媒体１および２と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、その説明は省略する。
光情報記録媒体６は、図１２に示されるように、基板３０と、薄膜部２０とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。また、薄膜部２０には、再生層２１と、光吸収層２２とを備え、再生光入射面からこの順に形成されている。すなわち、光情報記録媒体６は、光情報記録媒体１および２と、保護膜として機能する透光層１０が形成されていない点で異なる。
なお、光情報記録媒体６は、上記構成に限定されるものではなく、例えば、さらに、透明樹脂からなる中間層（図示しない）と、情報の記録および／または再生するための情報記録層（図示しない）と、基板３０とを有する構成であってもよい。この構成は、ＤＶＤ（ＨＤ−ＤＶＤ）の規格に適合するものである。
光情報記録媒体６においても、室温時における薄膜部２０の反射率の波長分布がλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘとなるように、再生層２１の膜厚を適切な範囲に設定することが可能である。上記波長分布λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘとなっている場合、再生層２１の屈折率ｎおよび消衰係数ｋは、高温になった場合に、薄膜部２０の反射率の低下を増強させるように働くため、ジッタを低減させることが可能である。すなわち、光情報記録媒体６は、安定した超解像再生を効率的に行うことが可能となる。
また、光情報記録媒体６の薄膜部２０は、光情報記録媒体１および２と同様、再生層２１と光吸収層２２とに分離形成されている。これにより、薄膜部２０内において役割が分担されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。加えて、光情報記録媒体６では、基板３０を通して光読み出しを行うため、該基板３０の再生光入射面に傷がついた場合であっても、読み取り誤りが生じにくい。
従って、本実施形態に係る光情報記録媒体は、再生光が入射される側に基板が位置するため、該基板が保護膜として機能し、別途、保護膜等を設ける必要がない。従って、保護膜等が別途設けられている光情報記録媒体に比べ、安価な光情報記録媒体を提供することが可能となる。加えて、基板を通して光読み出しを行うため、再生光の入射側である基板上に傷がついた場合であっても、読み取り誤りを防ぐことが可能となる。
なお、光情報記録媒体１、２および６は、再生専用基板から構成した再生専用光情報記録媒体であってもよいし、情報の記録ができる記録膜を有した情報記録可能な光情報記録媒体であってもよい。
具体的には、光情報記録媒体１、２および６は、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disk Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ(Compact Disk Recordable)、ＣＤ−ＲＷ(Compact Disk Rewritable)、ＤＶＤ−ＲＯＭ(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、ＤＶＤ−ＲＷ(Digital Versatile Disk Rewritable)、ＢＤ（Blu-ray Disc）、ＢＤ−ＲＯＭ等の光学読取式のディスク、光磁気ディスク、相変化型ディスク等の光ディスクを適応できるものである。また、本発明は、記録の方式、および、光情報記録媒体の大きさに限定されるものではない。
以上のように、本発明の係る第１の光情報記録媒体は、上記課題を解決するため、再生光の入射側より、透光層と、光学多重干渉の状態の変化に基づいて反射率が変化する薄膜部と、記録情報に対応し、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された基板とが順に積層された光情報記録媒体であって、上記薄膜部は、再生光の入射側より順に、温度が上昇することによって、再生光の波長における光学定数である、屈折率および消衰係数を変化させることに伴って、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、入射される再生光の一部を吸収して熱に変換することにより、上記再生層の温度を上昇させる光吸収層とを有し、上記薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立する。
従来からある超解像技術を利用し作製された光回折限界以下の長さの記録マークを含む、ランダムパターン方式の光情報記録媒体では、Ｃ／Ｎが向上した場合であっても、ジッタが低減するとは限らない。このため、ジッタを低減させることは、安定した超解像再生を行う上で重要である。
上記構成によれば、再生光が入射される側から透光層と、薄膜部と、基板とが順に積層されており、該薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、該薄膜部が形成されている。
この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率は、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、同様に長波長側にシフトする。薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとするとき、λｍｉｎが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける該薄膜部の反射率は、高温になると低下する（図１参照）。さらに、再生層の消衰係数が増加することに伴い、該再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数は、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率および消衰係数それぞれの変化が、共に薄膜部の反射率低下を増強させている。
従って、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率および消衰係数は共に薄膜部の反射率を低下させるように働き、反射率変化が増強されるため、効率的にジッタの低減を図ることが可能となると考えられる。すなわち、再生系における読み出し誤りが生じにくくなり、安定した超解像再生を効率的に行うことができ、光情報記録媒体の再生感度を向上させることが可能となる。
また、薄膜部の反射率の波長分布は、該薄膜部の膜厚に依存する。このため、薄膜部の室温における反射率の波長分布において、λｍａｘ≦λｒ≦λｍｉｎの関係が成立するように、再生層の膜厚を設定することによって、該薄膜部を形成することも可能である。この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率ｎは、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、長波長側にシフトする（図５参照）。すなわち、λｍａｘが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける薄膜部の反射率は、高温になると増加することとなる。しかしながら、このとき、再生層の消衰係数ｋは増加するため、再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数ｋは、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率ｎおよび消衰係数ｋそれぞれの変化が、薄膜部の反射率変化を増強させることはない。従って、薄膜部は、本発明に係る構成からなることが好ましい。
さらに、薄膜部の反射率の波長分布が薄膜部の膜厚に依存するため、光情報記録媒体の反射率制御を容易に行うことができ、該光情報記録媒体の生産コストを減少させることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、薄膜部において、温度上昇によって、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、再生層の温度を上昇させる光吸収層とが、分離形成されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
本発明に係る第２の光情報記録媒体は、上記課題を解決するため、再生光の入射側より、記録情報に対応して、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された基板と、光学多重干渉の状態の変化に基づいて反射率が変化する薄膜部とが積層された光情報記録媒体であって、上記薄膜部は、再生光の入射側より順に、温度が上昇することによって、再生光の波長における光学定数である、屈折率および消衰係数を変化させることに伴って、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、入射される再生光の一部を吸収して熱に変換することにより、上記再生層の温度を上昇させる光吸収層とを有し、上記薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立する。
上記構成によれば、再生光が入射される側から基板と、薄膜部とが順に積層されており、薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、薄膜部が形成されている。
この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率は、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、同様に長波長側にシフトする。薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとするとき、λｍｉｎが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける該薄膜部の反射率は、高温になると低下する（図１参照）。さらに、再生層の消衰係数が増加することに伴い、該再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数は、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率および消衰係数それぞれの変化が、共に薄膜部の反射率低下を増強させている。
従って、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率および消衰係数は共に薄膜部の反射率を低下させるように働き、反射率変化が増強されるため、効率的にジッタの低減を図ることが可能となると考えられる。すなわち、再生系における読み出し誤りが生じにくくなり、安定した超解像再生を効率的に行うことができ、光情報記録媒体の再生感度を向上させることが可能となる。
また、薄膜部の反射率の波長分布が薄膜部の膜厚に依存するため、光情報記録媒体の反射率制御を容易に行うことができ、該光情報記録媒体の生産コストを減少させることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、薄膜部において、温度上昇によって、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、再生層の温度を上昇させる光吸収層とが、分離形成されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
上記した本発明の第１、第２の光情報記録媒体においては、上記光吸収層は、ＳｉもしくはＧｅ、または、どちらかを主成分とした混合物からなることが好ましい。これによれば、再生層の温度を効果的に上昇させるとともに、有機色素、半導体、半金属等よりも安価で、相変化材料より管理が容易であるため、安価な光情報記録媒体を提供することができる。
上記した本発明の第１、第２の光情報記録媒体においては、上記再生層は、金属酸化物、または、該金属酸化物を主成分とした混合物からなることが好ましい。これによれば、金属酸化物は、化学的に安定であるため、再生光の入射に伴う破壊を受けにくい。このため、光情報記録媒体の再生耐久性の向上を図ることが可能となる。また、金属酸化物は、還元処理により金属として回収が可能であるため、光情報記録媒体のリサイクル効率を向上させることが可能となる。
上記した本発明の第１、第２の光情報記録媒体においては、上記金属酸化物は、酸化亜鉛、または該酸化亜鉛を主成分とした混合物であることが好ましい。これによれば、酸化亜鉛は、金属酸化物の中でも、特に化学的に安定した物質であるため、再生光が入射されることによって融解することがない。このため、酸化亜鉛は、薄膜部に他の金属酸化物を使用した場合よりも、再生光の入射に伴う破壊を受けにくい。このため、光情報記録媒体の再生耐久性をさらに向上させることが可能となる。また、酸化亜鉛は、金属酸化物の中でも安価であり、環境に負荷が少ない物質である。そのため、生産コストが抑えられ、環境調和型の光情報記録媒体を提供することができる。
本発明に係る第３の光情報記録媒体は、上記課題を解決するため、再生光の入射側より、透光層と、金属酸化物、または該金属酸化物を主成分とした混合物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層と、記録情報に応じた、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された基板とが順に積層された光情報記録媒体であって、上記金属酸化物層および薄膜層からなる薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立する。
上記構成によれば、光情報記録媒体は、主に金属酸化物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層を有しており、上記金属酸化物層および薄膜層によって薄膜部が構成されている。
また、薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、薄膜部が形成されている。
この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率は、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、同様に長波長側にシフトする。薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとするとき、λｍｉｎが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける該薄膜部の反射率は、高温になると低下する（図１参照）。さらに、再生層の消衰係数は増加することに伴い、該再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数は、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率および消衰係数それぞれの変化が、共に薄膜部の反射率低下を増強させている。
従って、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率および消衰係数は共に薄膜部の反射率を低下させるように働き、反射率変化が増強されるため、効率的にジッタの低減を図ることが可能となると考えられる。すなわち、再生系における読み出し誤りが生じにくくなり、安定した超解像再生を効率的に行うことができ、光情報記録媒体の再生感度を向上させることが可能となる。
また、薄膜部の反射率の波長分布が薄膜部の膜厚に依存するため、光情報記録媒体の反射率制御を容易に行うことができ、該光情報記録媒体の生産コストを減少させることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、薄膜部において、温度上昇によって、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、再生層の温度を上昇させる光吸収層とが、分離形成されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
本発明に係る第４の光情報記録媒体は、上記課題を解決するため、再生光の入射側より、記録情報に応じた、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された基板と、金属酸化物、または該金属酸化物を主成分とした混合物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層とが順に積層された光情報記録媒体であって、上記金属酸化物層および薄膜層からなる薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立する。
上記構成によれば、光情報記録媒体は、主に金属酸化物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層を有しており、上記金属酸化物層および薄膜層によって薄膜部が構成されている。
また、薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、薄膜部が形成されている。
この場合、薄膜部を構成する再生層の高温時における屈折率は、室温時におけるそれと比較して増加する。これに伴い、薄膜部の高温時における反射率の波長分布は、室温時のそれと比べ、同様に長波長側にシフトする。薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとするとき、λｍｉｎが再生光の波長λｒに近づくので、再生光の波長λｒにおける該薄膜部の反射率は、高温になると低下する（図１参照）。さらに、再生層の消衰係数は増加することに伴い、該再生層の透過率は減少する。結果として、再生層の消衰係数は、薄膜部の反射率を低下させるように働く。このように、屈折率および消衰係数それぞれの変化が、共に薄膜部の反射率低下を増強させている。
従って、再生光の光スポットの高温領域において、屈折率および消衰係数は共に薄膜部の反射率を低下させるように働き、反射率変化が増強されるため、効率的にジッタの低減を図ることが可能となると考えられる。すなわち、再生系における読み出し誤りが生じにくくなり、安定した超解像再生を効率的に行うことができ、光情報記録媒体の再生感度を向上させることが可能となる。
また、薄膜部の反射率の波長分布が薄膜部の膜厚に依存するため、光情報記録媒体の反射率制御を容易に行うことができ、該光情報記録媒体の生産コストを減少させることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、薄膜部において、温度上昇によって、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、再生層の温度を上昇させる光吸収層とが、分離形成されているため、再生耐久性を向上させることが可能となる。
上記した本発明の第３、第４の光情報記録媒体においては、上記金属酸化物層は、酸化亜鉛、または該酸化亜鉛を主成分とした混合物からなることが好ましい。これによれば、酸化亜鉛は、金属酸化物の中でも、特に化学的に安定した物質であるため、再生光が入射されることによって融解することがない。このため、酸化亜鉛は、薄膜部に他の金属酸化物を使用した場合よりも、再生光の入射に伴う破壊を受けにくい。このため、光情報記録媒体の再生耐久性をさらに向上させることが可能となる。また、酸化亜鉛は、金属酸化物の中でも安価であり、環境に負荷が少ない物質である。そのため、生産コストが抑えられ、環境調和型の光情報記録媒体を提供することができる。
上記再生層の膜厚は、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であることが好ましい。再生層の膜厚が８０ｎｍ未満の場合、光学多重干渉の効果を充分に得ることができないと考えられ、安定した超解像再生を行うことができない虞がある。また、再生層の膜厚が１２０ｎｍ以上の場合、薄膜部の反射率の波長依存性において、極小値となる波長が４００ｎｍ付近となるような、再生層の膜厚が存在する。この場合、例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ光学系において光情報記録媒体を再生するときに、再生層は、反射光を充分に得ることができない虞がある。このため、フォーカスがかかりにくくなると考えられる。また、再生層の膜厚がさらに増加すると、薄膜部の反射率は、光情報記録媒体を再生するときに、光吸収層から供給される熱が十分ではなくなるため、再生感度が低下すると考えられる。
上記構成によれば、上記問題点を回避することができるため、確実にλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立するように、光情報記録媒体を設計することができるため、効率的なジッタの低減を図ることが可能となる。すなわち、安定した超解像再生を効率的に行うことが可能となる。
加えて、再生層の膜厚を上記８０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満とすることによって、ジッタの低減が図れ、かつ必要な再生光レーザパワーの消費電力を削減することができる。これにより、ドライブの低電力化、再生光部素子の劣化を防ぐことが可能となり、再生光レーザの照射による光情報記録媒体の劣化を防ぐことができる。
上記光吸収層の膜厚は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。５ｎｍ未満の膜厚では、該膜厚が薄すぎるために、再生耐久性が確保できないと考えられる。また、光吸収層の膜厚を５００ｎｍより厚くすると、例えば、マグネトロンスパッタ法で光吸収層を形成する場合、スパッタによって蒸発した光吸収層を形成する原子は、基板上に対して、完全に垂直に入射するとは限らない。このため、基板上の凹凸形状のピットを正確に反映することが困難となる。従って、光吸収層の膜厚を５ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすることにより、再生耐久性を向上させることができるとともに、凹凸形状のピットを正確に反映することが可能となる。また、上記構成により、効率的にジッタが低減され、安定した再生ができるようになる。
上記光吸収層の膜厚が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。光吸収層の膜厚が増加するとともに、ジッタが低減されるが、該光吸収層の膜厚が５０ｎｍより増加すると、ジッタ低減がほぼ同程度となる。従って、光吸収層の膜厚を５０ｎｍ以上に設定することにより、ジッタを確実に低減させることが可能となる。
なお、本願の光情報記録媒体は再生専用基板から構成した再生専用光情報記録媒体であってもよいし、情報の記録ができる記録膜を有した情報記録可能な光情報記録媒体であってもよい。
本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、光学多重干渉の状態の変化に基づいて反射率が変化する薄膜部を有し、上記薄膜部は、再生光の入射側より順に、温度が上昇することによって、再生光の波長における光学定数である、屈折率および消衰係数を変化させることに伴って、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、入射される再生光の一部を吸収して熱に変換し、上記再生層の温度を上昇させる光吸収層とを有している。
また、本発明に係る光情報記録媒体は、以上のように、金属酸化物、または該金属酸化物を主成分とした混合物からなる金属酸化物層と、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層とを有し、上記金属酸化物および薄膜層からなる薄膜部を有している。
上記薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立することで、記録情報に対応し、凸および／または凹からなるランダムパターン方式により情報が記録された光情報記録媒体においても、効率的にジッタの低減され、安定した超解像再生を効率的に行うことが可能となる。これにより、記録密度がより向上した光情報記録媒体を提供できるとういう効果を奏する。
さらに、本発明に係る光情報記録媒体は、記録情報に対応し、凸および／または凹からなるランダムパターンで情報が記録された基板上に順に、少なくとも、再生光の一部を吸収して熱に変換する光吸収層と、該光吸収層の発熱により加熱され、再生光波長における屈折率ｎおよび消衰係数ｋが増加し、かつ光学多重干渉を生じる再生層と、さらに、透光層が積層され、該透光層表面から再生光が入射される光情報記録媒体であって、該光吸収層と該再生層からなる薄膜部の室温における反射率の波長分布において、隣り合う極小値、極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎ、λｍａｘとしたとき、再生光波長λｒがλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘであるように設定されている。また、上記光吸収層がＳｉまたはＧｅ、または、どちらかを主成分とした混合物からなる。さらに、上記再生層が主に金属酸化物からなり、金属酸化物層が主に酸化亜鉛からなる。
また、記録情報に応じた凸および／または凹からなるランダムパターンで情報が記録された基板上に順に、光学多重干渉が生じ、かつ温度上昇により再生光波長における屈折率ｎおよび消衰係数ｋが増加する再生層と、再生光の一部を吸収して熱に変換し、該再生層に熱を供給する光吸収層が積層され、基板表面から再生光が入射される光情報記録媒体であって、該再生層と該光吸収層からなる薄膜部の室温における反射率の波長分布において、隣り合う極小値、極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎ、λｍａｘとしたとき、再生光波長λｒがλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘであるようにであるように設定されている。また、上記光吸収層がＳｉまたはＧｅ、または、どちらかを主成分とした混合物からなる。さらに、上記再生層が主に金属酸化物からなる。さらに、上記金属酸化物層が主に酸化亜鉛からなる。
また、記録情報に応じた凸および／または凹からなるランダムパターンで情報が記録された基板上に順に、少なくとも、ＳｉまたはＧｅ、または、どちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層と、主に金属酸化物からなる金属酸化物層と、さらに、透光層が積層され、該透光層表面から再生光が入射される光情報記録媒体であって、該薄膜層と該金属酸化物層からなる薄膜部の室温における反射率の波長分布において、隣り合う極小値、極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎ、λｍａｘとしたとき、再生光波長λｒがλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘであるように設定されている。また、上記金属酸化物層が主に酸化亜鉛からなる。
また、記録情報に応じた凸および／または凹からなるランダムパターンで情報が記録された基板上に順に、主に金属酸化物からなる金属酸化物層と、ＳｉまたはＧｅ、または、どちらかを主成分とした混合物からなる薄膜層が積層され、基板表面から再生光が入射される光情報記録媒体であって、該金属酸化物層と該薄膜層からなる薄膜部の室温における反射率の波長分布において、隣り合う極小値、極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎ、λｍａｘとしたとき、再生光波長λｒがλｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘであるように設定されている。また、上記金属酸化物層が主に酸化亜鉛からなる。さらに、上記再生層の膜厚が８０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満である。
また、本発明に係る光情報記録媒体は、上記光吸収層の膜厚が５ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。さらに、上記光吸収層の膜厚が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内において、いろいろと変更して実施することができるものである。
本発明に係る光情報記録媒体は、予め情報が記録された、凹凸形状の記録面を有する再生専用タイプにも、情報を記録することが可能な記録膜を有するタイプにも適用することが可能である。

Claims (8)

  1. 再生光の入射側より、透光層と、光学多重干渉の状態の変化に基づいて反射率が変化する薄膜部と、記録情報に対応して、再生装置が有する光学系解像限界以下の記録マークを含む複数の記録マークが、所定の規格に従って、当該規格によって定められた異なる長さの凸および／または凹として設けられた基板とが順に積層された光情報記録媒体であって、
    上記薄膜部は、再生光の入射側より順に、温度が上昇することによって、再生光の波長における光学定数である、屈折率および消衰係数を変化させることに伴って、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、入射される再生光の一部を吸収して熱に変換することにより、上記再生層の温度を上昇させる光吸収層とを有し、
    上記薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立することを特徴とする光情報記録媒体。
  2. 上記光吸収層は、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光情報記録媒体。
  3. 上記再生層は、金属酸化物、または該金属酸化物を主成分とした混合物からなることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の光情報記録媒体。
  4. 上記金属酸化物は、酸化亜鉛であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光情報記録媒体。
  5. 再生光の入射側より、記録情報に対応して、再生装置が有する光学系解像限界以下の記録マークを含む複数の記録マークが、所定の規格に従って、当該規格によって定められた異なる長さの凸および／または凹として設けられた基板と、光学多重干渉の状態の変化に基づいて反射率が変化する薄膜部とが積層された光情報記録媒体であって、
    上記薄膜部は、再生光の入射側より順に、温度が上昇することによって、再生光の波長における光学定数である、屈折率および消衰係数を変化させることに伴って、光学多重干渉の状態を変化させる再生層と、
    入射される再生光の一部を吸収して熱に変換することにより、上記再生層の温度を上昇させる光吸収層とを有し、
    上記薄膜部の室温時における反射率の波長分布において、隣り合う極小値および極大値となる波長をそれぞれ、λｍｉｎおよびλｍａｘとし、再生光の波長をλｒとしたとき、λｍｉｎ＜λｒ＜λｍａｘの関係が成立することを特徴とする光情報記録媒体。
  6. 上記光吸収層は、ＳｉもしくはＧｅ、またはどちらかを主成分とした混合物からなることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光情報記録媒体。
  7. 上記再生層は、金属酸化物、または該金属酸化物を主成分とした混合物からなることを特徴とする請求の範囲第５項または第６項に記載の光情報記録媒体。
  8. 上記金属酸化物は、酸化亜鉛、または該酸化亜鉛を主成分とした混合物であることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の光情報記録媒体。
JP2008532007A 2006-08-28 2007-08-06 光情報記録媒体 Expired - Fee Related JP4597240B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006230999 2006-08-28
JP2006230999 2006-08-28
PCT/JP2007/065356 WO2008026426A1 (fr) 2006-08-28 2007-08-06 Support d'enregistrement d'information optique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008026426A1 JPWO2008026426A1 (ja) 2010-01-14
JP4597240B2 true JP4597240B2 (ja) 2010-12-15

Family

ID=39135712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008532007A Expired - Fee Related JP4597240B2 (ja) 2006-08-28 2007-08-06 光情報記録媒体

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4597240B2 (ja)
WO (1) WO2008026426A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003075268A1 (fr) * 2002-03-05 2003-09-12 Sharp Kabushiki Kaisha Support d'enregistrement d'informations optiques
JP2006134519A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Sharp Corp 光情報記録媒体および光情報再生装置
JP2006269040A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Sharp Corp 光情報記録媒体、及び光情報記録媒体再生装置
JP2006277918A (ja) * 2005-03-03 2006-10-12 Sharp Corp 光情報記録媒体、並びにそれを用いた再生方法及び光情報処理装置
JP2006302494A (ja) * 2005-03-24 2006-11-02 Sharp Corp 光情報記録媒体、及び光情報記録媒体再生装置
JP2007012146A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 Sharp Corp 光情報記録媒体及び光情報処理装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003075268A1 (fr) * 2002-03-05 2003-09-12 Sharp Kabushiki Kaisha Support d'enregistrement d'informations optiques
JP2006134519A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Sharp Corp 光情報記録媒体および光情報再生装置
JP2006269040A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Sharp Corp 光情報記録媒体、及び光情報記録媒体再生装置
JP2006277918A (ja) * 2005-03-03 2006-10-12 Sharp Corp 光情報記録媒体、並びにそれを用いた再生方法及び光情報処理装置
JP2006302494A (ja) * 2005-03-24 2006-11-02 Sharp Corp 光情報記録媒体、及び光情報記録媒体再生装置
JP2007012146A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 Sharp Corp 光情報記録媒体及び光情報処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008026426A1 (fr) 2008-03-06
JPWO2008026426A1 (ja) 2010-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7221642B2 (en) Optical data storage medium and use of such medium
JP2001084643A (ja) 光ディスク媒体
JP5422009B2 (ja) 光情報記録媒体
JP4298667B2 (ja) 光情報記録媒体、並びにそれを用いた再生方法および光情報処理装置
US7651832B2 (en) Optical information recording medium, recording/reproducing method, and recording/reproducing device
JP2010192109A (ja) 再生装置、記録装置
JP2005018964A (ja) 光情報記録媒体、及びそれを用いた再生方法、光情報処理装置
JP4298374B2 (ja) 光情報記録媒体、並びに、それを用いた記録方法、再生方法、光情報記録装置、および光情報再生装置
JP2006269040A (ja) 光情報記録媒体、及び光情報記録媒体再生装置
JP4837415B2 (ja) 光情報記録媒体、及び光情報記録媒体再生装置
JP4209416B2 (ja) 光情報記録媒体、及び光情報記録媒体再生装置
JP4597240B2 (ja) 光情報記録媒体
JP4252482B2 (ja) 読み出し専用型多層型光情報記録媒体及びその製造方法
JP4685166B2 (ja) 光情報記録媒体再生装置、および光情報記録媒体再生方法
JP2005339795A (ja) 光情報記録媒体、光情報記録媒体の再生方法および光情報再生装置
JP4372776B2 (ja) 光情報記録媒体及び光情報記録媒体再生装置
JP2008257860A (ja) 光情報記録媒体とその再生方法
JP2008257861A (ja) 光情報記録媒体とその再生方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100824

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100921

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees