JPH01151028A - 光記録媒体及び光記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光記録媒体及び光記録方法に関する。

従来の技術 ］ンパクトディスクはＬＰレコードに較べると、音質、
取扱易さ、信転性に優れており、プレーヤーの低価格化
に伴って目ざましい伸びを示している。また、ＣＤの持
つアクセス性能を利用して、これをディジタルデータの
外部メモリーとして利用するＣＤ−ＲＯＭも、大容量性
と経済性、信頬性のゆえに発展が期待されている。とこ
ろで、これらのコンパクトディスクを製造するためには
従来、高価な製造装置を用いてしか製作できないニッケ
ルスタンパ−が各ソフトごとに必要であった（ここでい
うソフトとは音楽用ソフト、ゲームソフト　ビジネスソ
フト全般を指す）。このニッケルスタンパ−の製作に高
額の費用を必要とすることと、製作装置が極めて高精度
で大がかりなものであるため、誰でもが数枚とか数十枚
のディスクを作るというわけには行かなかった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、前記した高価なニッケルスタンパ−およびス
タンパ−製造装置を各ソフトごとに必要としないで、従
来市販のコンパクトディスクプレーヤーで再生できる光
ディスクを簡便に製造可能ならしめようとするものであ
り、これによりソフト生産のフレキシビリティ−が飛躍
的に高まるとともに小量生産時の低コスト化も実現でき
る。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するため本発明の光記録方式におい
ては、あらかじめトラッキングサーボのための案内溝を
形成した透明基板上に、特定の吸収波長域を除いては透
明な光記録層が形成され、その上に透明層が形成され、
さらにその上に反射層が形成された光記録媒体に、前記
光記録層の特定の吸収域に属する波長の記録光を照射し
て光記録層に光学的性質の変化を生ぜしめる信号記録過
程と、前記記録層の吸収波長域には属さない異なった波
長の再生光により光記録層上の前記した光学的性質の変
化として記録された信号を検出する再生過程とから構成
されており、この時用いる光記録媒体は透明基板上に特
定の吸収波長域を除いては透明な光記録層を有し、その
上に透明層を有し、さらにその上に反射層を有する光記
録媒体で、前記光記録層が、前記の特定の吸収帯域に属
する記録光を吸収して光学的性質の変化を生じ、前記の
特定の吸収帯域に属さない波長の再生光に対しても前記
光学的性質の変化を保持することを特徴とするものであ
る。

作用 本発明の光記録媒体の一構成要素である透明基板は表面
にトラッキングサーボのための案内溝が形成されており
、透明基板と光量１３層との界面での記録光の一部の反
射を利用して案内溝でトラッキングしながら信号を記録
していく。記録時に生じた光学的性質の変化はほぼ全波
長領域にわたるものであるため、記録層の吸収波長域に
は属さない再生光にたいしては（すなわち、再生光に対
して記録層は透明である）反射される光量の不連続性と
して信号が検出される。この時、記録にコヒーレントな
光を用い、記録層上での光のスポット径が０．５〜１．
５μｍとなるように光学系を調整することにより、かつ
記録により形成される空隙の幅が１．６μｍを越えない
ように記録条件を設定し、さらに、透明基板側から入射
した再生光の反射率が７０％以上になるようにすること
で従来市販のコンパクトディスクプレーヤーでの再生が
可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例について、具体的に説明する。

第１図および第２図に本発明の実施例を図示した。すな
わち、本発明の光記録媒体は、透明基板１と記録層２．
透明層３１反射層４とからなっている６反射層４の上か
らさらに保護層を形成することも可能である。信号を記
録する前の状態では、記録層２は記録に用いる光を吸収
する性質を持っており、同時に記録光の一部を反射する
性質も有していることが必要である。このような記録層
については記録Ｎ２と透明基板１との界面に光の焦点が
結ばれるので、透明基板ｌ上に形成されたトラッキング
サーボのための案内溝が有効に作用し、記録光は案内溝
に沿って走査される。この時の案内溝の形状は記録光に
依存するが、？ｎ深さは記録光の波長の１７４から１／
８程度であることが好ましい。また溝の幅は、波長と同
じか、その１７２程度までの範囲であることが好ましい
。透明基板の材料としては、記録および再生に用いる光
に対して透明であることが必要で、ガラスやポリカーボ
ネイト、ポリメチルメククリレイトポリイミド。

ポリメチルペンテンなどの各種透明プラスティックを用
いることができる。透明基板として透明プラスティック
を使用する場合には、記録膜形成時の基板の損傷を防ぐ
ため透明保護層を透明基板１と記録１２の間に形成して
もよい、また透明基板表面の案内溝は射出成形法で作っ
てもよいし、光硬化樹脂を用いて作ってもよい。透明基
板１上への記録層２の形成方法としては、記録層の材料
によって、真空蒸着法、溶液塗布法が選ばれる。溶液塗
布法の中では、回転塗布、浸漬塗布、ウェッブコート等
が適している。記録層２上への透明層３の形成について
も記録層の形成に用いたと同一の方法が利用できる。光
記録材料としては、特定の波長帯にのみ吸収を存するｋ
ｍ色素系材料が適している。具体的には、シアニン色素
、スクアリリウム色素、フタロシアニン色素、コリン類
、ビリリジウム色素。金属錯化合物等のうちから選択で
きる。これらの有機色素系材料は、単独で記録層として
用いてもよいし、透明な樹脂などのバインダー中に分散
して用いてもよい。記録層２上に積層される透明層３ば
、形成時に記録層を侵食せぬことが必要であり、溶液塗
布の場合には、アルコール、ヘキサン、水等の有機色素
材料を溶解せぬ溶剤に可溶な有機材料の中から選択され
る。具体的には、ポリビニルアルコール、ポリビニルピ
ロリドン、ポリアミド、セルロース類のうち一種もしく
はそれらの混合物が適している。透明Ｎ３の上に反射層
４を形成する。反射層４自体は再生光を８０％以上反射
することが必要で、金、白金。

銀２アルミニウム、インジウム、銅の中から一種もしく
はそれらの合金を真空蒸着もしくはスバ。

タリングして形成するのがよい。透明層３と反射Ｎ４と
の界面の凹凸が再生光の波長の１ノ３以上あると再生時
のトラッキングに不都合が生じやす（なるので、１／３
以下とせねばならない。光記録媒体を構成する各層の厚
さについては次に記す。まず、記録層２の厚さは２０ナ
ノメーター（ｎｍ）から４００ｎｍが適しており、この
範囲以下では信号の検出が困難であり、この範囲を越え
るとクロストークが大きくなってしまう。次に、透明Ｎ
３の厚さは１）０００ｎ以下でなければならず、これを
越えると記録された信号と反射層とが離れすぎてしまい
再生時のトラッキング性が悪くなる。なお、反射Ｎ４の
厚さは用いる材料により異なるが、反射率８０％となる
ような膜厚があればよい。

次に、本発明の記録媒体の記録と再生の機構について説
明する。本発明の光記録媒体は、記録時には記録層２と
透明基板１との界面で光が反射するため透明基板１上に
形成された案内溝に沿って記録光が走査される。記録光
が照射された部分では記録層が光を吸収して発熱し、こ
の結果分解が生じる。この発熱分解により記録層２と透
明層３の一部を含む領域に空隙６が形成される。一方、
再生に用いる光に対して、記録層２は透明なので再生光
は殆どすべて反射層４で反射する。この状態は第３図に
モデル的に示すように、反射層４から僅かに浮き上がっ
た状態で空隙６が形成されたようになっている。ここに
再生光７が照射されると、再生光７にとってはほぼ均質
な屈折率の媒体の中で、屈折率の不連続な部分として空
隙６が検出されることになる。つまり、反射される光量
が空隙部では減少する結果となる。このため再生光７は
記録された空隙６に沿ってトラッキングできるようにな
り、記録された信号が再生できる。こうして全体として
再生光の７０％以上が反射されるという高い反射率をも
つ信号記録板が完成される。さて、ここで再生に用いる
レーザーに、市販のコンバク［ディスクプレーヤーに使
われている半導体レーザーと同じ波長、すなわち７７０
ｎｍから８４０ｎｍを用い、一方、記録には上記波長に
属さない波長のレーザーを用いると、ＣＤとの互換性が
得られる。記録によって形成される空隙の大きさは、各
構成層の厚さによって決められる以外に、記録条件にも
依存する。記録条件は記録層の物理的性質に依存するた
め一意的には決められない。本発明の目的とするＣＤと
の互換性確保のためには、記録されて形成される空隙の
大きさは０．３μｍ以上１．６μｍ以下であることが必
要である。

実施例１ 幅０．６μｍ、深さ７０ｎｍのトラッキングサーボ用の
溝が１．６μｍピッチでスパイラル状に表面に形成され
た直径１２■、ｙｊ−さ１８２龍のガラス板上に、色素
（１）のクロロホルム溶液を２０００ｍの厚さに塗布し
た。

λｍａｘ　　＝６２７ｎｍ ・・・・・・（１） この上に、ポリビニルピロリドンの水溶液を用いて、１
）００ｎの厚さの透明層を形成し、さらにその上にアル
ミニウムを５０ｎｍ真空蒸着した。

案内溝でトラッキングサーボをかけながら６３３ｎｍの
Ｈｅ−Ｎｅガスレーザーを色素上に照射して、案内溝中
に周波数５００ＫＨｚの単一信号と変調信号とを記録し
た。記録は透明基板側からの光照射によって行い、記録
条件は、出力３ｍＷ、線速１．３１ｗ／ｓで、ＮＡｏ、
５の対物レンズを使用し、また周波数のデユーティ比は
５０１５０とした。

記録後の信号面の反射率は７８０ｎｍから８３０ｎｍで
は８０％以上であった。記録した信号にトラッキングサ
ーボをかけながら７８０ｎｍの半導体レーザーで再生し
た時の再生Ｃ／Ｎは４５ｄＢであった。また、こうして
製作した光ディスクは市販のコンパクトディスクプレー
ヤーで再生することができた。

実施例２ 幅０．６μｍ、深さ９０ｎｍのトラッキングサーボ用の
溝が１．６μｍピッチでスパイラル状に表面に形成され
た直径１２ｃｍ、厚さ１．２鰭のポリカーボネイト板上
に、５ｉｎ２を２０ｎｍ真空蒸着し、この後ヴイクトリ
アブルーのクロロホルム溶液を用い１０００ｍの厚さに
塗布した。

この上にポリビニルピロリドンとヒドロキシエチルセル
ロースの２対１混合物の水溶液を用いて、１０００ｍの
厚さの透明層を形成し、さらにその上にアルミニウムを
５０ｎｍ真空蒸着した。案内ｉｆｌでトラッキングサー
ボをかけながら６３３ｎｍのＨｅＮｅガスレーザーを色
素上に照射して、周波数５００　Ｋ　ｆｉｚの単一信号
と変調信号とを案内洛中に記録した。記録は透明基板側
からの光照射によって行い、記録条件は、出力３ｍＷ、
線速１．３ｍ／ｓで、ＮＡｏ、５の対物レンズを使用し
、また周波数のデユーティ比は５０１５０とした。この
ディスクの透明基板側からの８３０ｎｍの波長での光の
反射率は８０％以上であった。記録した５００Ｋｔｔｚ
の単一信号のを８３０ｎｍの半導体レーザーで再生した
ところ再生ＣＮとして４５ｄＢが得られた。また、こう
して製作した光ディスクはいずれも市販のコンパクトデ
ィスクプレーヤーで再生することができた。

実施例３ 幅０．６μｍ、深さ９０ｎｍのトラッキングサーボ用の
溝が１．６μｍピッチでスパイラル状に表面に形成され
た直径１２ｃｍ、厚さ１．２顛のポリカーボネイト板上
に、ＳｉＯ□を２０ｎｍ真空蒸着し、この後シアニン色
素（日本怒光色素■製　ＮＫ−１５１））のクロロホル
ム溶液を用い１０００ｍの厚さに塗布した。

この上に、ポリビニルピロリドンとヒドロキシエチルセ
ルロースの２対ｌ混合物の水溶液を用いて、１０００ｍ
の厚さの透明層を形成し、さらにその上に、アルミニウ
ムを５’　Ｏｎ　ｍ真空薄着した。

案内？ｔ４でトラッキングサーボをかけながら７５０ｎ
ｍの半導体レーザーを色素上に照射して、周波数５００
ＫＩＩｚの単一信号と変調信号とを案内溝中に記録した
。記録は透明基板側−からの光照射によって行い、記録
条件は、出力３ｍＷ、線速１．３ｍ八で、ＮＡｏ、５の
対物レンズを使用し、また周波数のデユーティ比は５０
１５０とした。このディスクの透明基板側からの８３０
ｎｍの波長での光の反射率は８０％以上であった。記録
した５００Ｋ）Ｉｚの単一信号のを８３０ｎｍの半導体
レーザーで再生したところ再生ＣＮとして４６ｄＢが得
られた。

また、こうして製作した光ディスクはいずれも市販のコ
ンパクトディスクプレーヤーで再生することができた。

比較例１ 実施例２で用いたＳｉＯ２層つきのポリカーボネイト基
板上に同じ〈実施例２で用いたヴイクトリアブルーを４
００ｎｍの厚さに塗布し、この上に、ポリビニルピロリ
ドンとヒドロキシエチルセルロースの２対１混合物の水
溶液を用いて、１５０ｎｍの厚さの透明層を形成し、さ
らにその上にアルミニウムを５０ｎｍ真空蒸着した。案
内溝でトラッキングサーボをかけながら６３３ｎｍのＨ
ｅ−Ｎｅガスレーザーを色素上に照射して、周波数５０
０ＫＨｚの単一信号と変調信号とを案内溝中に記録した
。記録は透明基板側からの光照射によって行い、記録条
件は、出力８ｍＷ、線速１．３ｍ／ｓで、ＮＡｏ、５の
対物レンズを使用し、また周波数のデユーティ比は５０
１５０とした。透明基板側からの７８０１ｍから８３０
　ｎｍの波長での光の反射率は６３％であった。記録し
た５００ＫＨｚの単一信号および変調信号のいずれにつ
いてもトラッキングサーボをかけることができず、した
がって信号の再生もできなかった。これは、記録により
形成された空隙が大きくなりすぎたためである。

比較例２ 実施例２で用いたＳｉＯ２層つきのポリカーボネイト基
板上に同じ〈実施例で用いたヴイクトリアブルーを１５
０ｎｍの厚さに塗布し、この上に、ポリビニルピロリド
ンとヒドロキシエチルセルロースの２対１混合物の水溶
液を用いて、１５００　ｎ　ｍの厚さの透明層を形成し
、さらにその上にアルミニウムを５Ｑｎｍ真空蒸着した
。案内溝でトラッキングサーボをかけながら６３３ｎｍ
のＨｅ−Ｎｅガスレーザーを色素上に照射して、周波数
５００ＫＨｚの単一信号と変調信号とを案内溝中に記録
した。記録は透明基板側からの光照射によって行い、記
録条件は、出力３ｍＷ、線速１．３ｍ／　ｓで、ＮＡｏ
、５の対物レンズを使用し、また周波数のデユーティ比
は５０１５０とした。このディスクの透明基板側からの
７８０ｎｍから８３０ｎｍの波長での光の反射率は８０
％以上であった。記録した５００Ｋｌｌｚの単一信号お
よび変調信号のいずれについてもトラッキングサーボを
かけることができず、したがって信号の再生もできなか
った。

これは、記録により形成された空隙が反射層から遠く離
れすぎたためトラッキングサーボがかからなかったため
である。

以上、本発明をコンパクトディスクに適用して説明して
きたが、本発明はコンパクトディスクに限られるもので
はなく、基板や記録条件を調整することで、画像情報の
記録再生にも適用できる。

発明の効果 以上の実施例で説明したように、本発明により、ＣＤの
製作においてこれまで不可欠であった高価なスタンパ−
製作工程が不要となるため、同一のソフトのＣＤやＣＤ
−ＲＯＭなどの小量生産が安価にかつ手軽にできる。ま
た、あらかしめ反射膜を形成しである光記録媒体上に再
生とは異なった波長のレーザーで記録する方式であるた
め、記録すれば特別な操作なく、すぐに再生できるとい
う簡便さを持っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光記録媒体の構造を説明する断面図、
第２図は本発明の光記録媒体の斜視図、第３図は本発明
の光記録媒体の再生過程を説明する媒体断面図である。 １・・・・・・透明基板、２・・・・・・記録層、３・
・・・・・透明層、４・・・・・・反射層、５・・・・
・・案内溝、６・・・・・・記録による空隙。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上に特定の吸収波長域を除いては透明な
   光記録層を有し、その上に透明層を有し、さらにその上
   に反射層を有する光記録媒体で、前記光記録層が、前記
   の特定の吸収帯域に属する記録光を吸収して光学的性質
   の変化を生じ、前記の特定の吸収帯域に属さない波長の
   再生光に対しても前記光学的性質の変化を保持すること
   を特徴とする光記録媒体。
2. （２）光記録層が記録光を吸収して生じる光学的性質の
   変化が、空隙の形成であることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の光記録媒体。
3. （３）透明基板が、表面にトラッキングサーボのための
   案内溝を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の光記録媒体。
4. （４）あらかじめトラッキングサーボのための案内溝を
   形成した透明基板上に、特定の吸収波長域を除いては透
   明な光記録層が形成され、その上に透明層を形成され、
   さらにその上に反射層が形成された光記録媒体に、前記
   光記録層の特定の吸収域に属する波長の記録光を照射し
   て光記録層に光学的性質の変化を生ぜしめる信号記録過
   程と、前記記録層の吸収波長域には属さない異なった波
   長の再生光により光記録層上の前記した光学的性質の変
   化として記録された信号を検出する再生過程とからなる
   光記録方法。
5. （５）光学的性質の変化が記録光の照射により、透明基
   板と反射層との間に形成される空隙による屈折率の不連
   続性であることを特徴とする特許請求の範囲第（４）項
   記載の光記録方法。
6. （６）光記録過程が透明基板上に形成されたトラッキン
   グサーボのための案内溝に沿って記録光が光記録層と透
   明基板との界面を走査しながら記録されることを特徴と
   する特許請求の範囲第（４）項記載の光記録方法。
7. （７）再生がレーザ光によって行なわれることを特徴と
   する特許請求の範囲第（４）項記載の光記録方法。
8. （８）再生過程が、透明基板と反射層との間に生じた空
   隙による屈折率の不連続性を利用し反射光量の差として
   信号を検出することを特徴とする特許請求の範囲第（４
   ）項記載の光記録方法。