JPH05258340A

JPH05258340A - 光記録再生方法

Info

Publication number: JPH05258340A
Application number: JP4053594A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Taki; 和也滝
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1993-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】トラック方向に遮光材の設けられた光記録媒
体と超解像とを組み合わせることにより、線記録密度お
よびトラック密度を同時に向上させ、高密度記録を実現
することができる光記録再生方法を提供する。【構成】半導体レーザ１２から出射した光は、遮光帯
１６により中心付近の強度が低下し、対物レンズ２０で
集光されると微小スポット５０が形成される。メインロ
ーブ５１のトラック方向（ｘ方向）のスポット径ｄ_Tは
半径方向（ｙ方向）のスポット径ｄ_Rよりも小さくなる
ため、線記録密度を高めることができる。また、微小ス
ポット５１の半径方向の両端が遮光材３２で遮られ、隣
の記録領域５４ｂ、５４ｃへはみ出さない限り、クロス
トークは増大しないためトラック密度も高めることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光により情報の
記録、再生、消去を行う光記録再生方法に関し、特に高
密度の光記録を実現するのに好適な光記録再生方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光記録媒体の記録密度を高めるた
めに、例えば、文献H. Osterberg andJ. E. Wilkins. J
r., J. Opt. Soc. Am.,39,p.553(1959)に述べられてい
る超解像を適用した光記録再生方法が検討されている。
図１３に超解像による光記録媒体への高密度記録の従来
例を示す。

【０００３】図１３において、半導体レーザ１００から
の出射光はコリメートレンズ１０２で平行光となり、遮
光帯１０４の設けられたマスク１０５を通過後、ビーム
スプリッタ１０６を透過し、集光レンズ１０８で光ディ
スク１１０に微小スポットを結ぶ。光ディスク１１０か
ら反射した光は集光レンズ１０８を透過後、ビームスプ
リッタ１０６で反射され、検出光学系１１２で検出され
る。この検出光学系において、トラッキング信号、フォ
ーカス信号および再生信号が検出される。

【０００４】ここで、遮光帯１０４は図１４（ａ）のよ
うに光ディスク１１０の半径方向に対応するｙ方向に平
行に設けられており、同図（ｂ）のようにマスク１０５
を通過する光の中心の部分約２０％が遮光される。この
ような強度分布をもつ光を集光レンズ１０８で集光した
ときの光ディスク１１０面上における微小スポットの強
度分布は同図（ｃ）の実線で示したようになり、点線で
示した遮光帯１０４がない場合と比較してｘ方向すなわ
ちトラック方向のスポット径を約２０％小さくすること
ができる。すなわち、図１５に模式的に示すように、光
ディスク１１０面上の微小スポット１２０はメインロー
ブ１２２とサイドローブ１２３ａ、１２３ｂから成り、
メインローブ１２２のトラック方向（ｘ方向）のスポッ
ト径ｄ_Tは半径方向（ｙ方向）のスポット径ｄ_Rよりも小
さくすることができる。このため、線記録密度を高くす
ることができ、高記録密度化が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな超解像を用いてトラック方向のスポット径ｄ_Tを小
さくすることにより、線記録密度は高めることができる
が、図１５のように、半径方向のスポット径ｄ_Rは従来
と同じであるため、トラック密度を高くすることができ
ないという問題があった。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、トラ
ック方向に遮光材の設けられた光記録媒体と超解像とを
組み合わせることにより、線記録密度およびトラック密
度を同時に向上させ、高密度記録を実現することができ
る光記録再生方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光記録再生方法では、少なくとも基板および
記録層を有し、基板と記録層との間にトラック方向に遮
光材が設けられた光記録媒体に対し、光源からの出射光
を光強度分布変換手段により、光ビーム断面内で少なく
ともトラック方向に対応する光強度分布の中心付近の光
強度が減少するように変換した後、集光レンズで微小ス
ポットに集光して光記録媒体に照射し、微小スポットの
一部を遮光材の設けられていない部分を通して記録層に
照射して記録、再生の一方あるいは両方を行う。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の光記録再生方法で
は、光強度分布変換手段により、光源と集光レンズとの
間における光ビーム断面内で少なくともトラック方向に
対応する光強度分布の中心付近の光強度を減少させる。
この結果、集光レンズで光記録媒体上に集光された微小
スポットは、超解像によりトラック方向のスポット径が
小さくなる。これにより線記録密度を高めることができ
る。さらに、光記録媒体には、基板と記録層との間にト
ラック方向に遮光材が設けられており、光記録媒体上に
集光された微小スポットのトラックの中心から離れた部
分は遮光材で遮られ、記録層には達しない。すなわち、
集光された微小スポットのうち、トラックの中心付近の
遮光材の設けられていない部分のみ、記録層に照射さ
れ、記録、再生、あるいは消去が行なわれる。このた
め、トラックピッチを狭くしても、微小スポットの両側
がトラックの両側に設けられている遮光材からはみ出さ
ない限りクロストークは増大しないため、トラック密度
を高くすることができる。このように、トラック方向に
遮光材が設けられた光記録媒体に対し、超解像によりト
ラック方向のスポット径を小さくした微小スポットを用
いて記録、再生あるいは消去を行うことにより、トラッ
ク密度および線記録密度を高めることができ、従来の光
記録媒体と比べて高密度記録を実現することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１０】本発明を好適に適用した光記録再生方法に
用いられる光記録再生装置１０は、図１に示すように、
例えば、基板３０の上に遮光材３２、干渉層３４、記録
層３６、保護層３８、反射層４０が積層されて構成され
ている光記録媒体４２に、記録、再生あるいは消去を行
うものであり、次のように構成されている。すなわち、
半導体レーザ１２から出射した光はコリメータレンズ１
４で平行光となり、遮光帯１６の設けられたマスク１
７、ビームスプリッタ１８を透過し、対物レンズ２０で
集光され、光記録媒体４２上に微小スポットとして照射
される。光記録媒体４２から反射した光はビームスプリ
ッタ１８で反射された後、レンズ２２で集光され、スリ
ット２４を透過後、偏光ビームスプリッタ２５で互いに
垂直な偏光成分に分離され光検出器２６、２７で検出さ
れる。なお、図１では本発明に関わる主要部を示したた
め、サーボ信号検出系等、従来の装置と共通の部分は省
略した。

【００１１】光記録媒体４２の基板３０には例えばガラ
ス等の透明誘電体が、遮光材３２には例えばTa等の金属
が、干渉層３４、保護層３８には例えばＳｉＮ、ＳｉＡ
ｌＯＮ等の誘電体が、記録層３６には例えばＴｂＦｅＣ
ｏ等の光磁気記録材料が、反射層４０には例えばＡｌ等
の金属が用いられる。遮光材３２はスパッタリング法、
真空蒸着法等のよく知られている薄膜形成手段で、基板
３０上に薄膜を形成した後、よく知られているフォトリ
ソグラフィーを用いて所定の形状、例えば、渦巻状、同
心円状等に沿った帯状に加工される。また、干渉層３
４、記録層３６、保護層３８、反射層４０もスパッタリ
ング法、真空蒸着法等のよく知られている薄膜形成手段
で順次作製される。

【００１２】また、遮光帯１６は例えば、Ａｌ等の金属
やそれを黒染めしたもの等が用いられ、図２に示すよう
に、光記録媒体４２の半径方向に対応するｙ方向に平行
に設けられている。このため、図１４で説明したよう
に、集光レンズ２０で光記録媒体４２上に形成された微
小スポット５０は超解像により、図３の基板３０側から
みた平面図に模式的に示したような形状となる。微小ス
ポット５０はメインローブ５１とサイドローブ５２ａ、
５２ｂとから成りメインローブ５１のトラック方向（ｘ
方向）のスポット径ｄ_Tは半径方向（ｙ方向）のスポッ
ト径ｄ_Rよりも小さくなる。このため、トラック方向の
長さがより短いマークを記録層３６に形成することがで
き、線記録密度を高めることができる。

【００１３】さらに、微小スポット５０のうち遮光材３
２に照射された部分は、遮光材３２で遮られ記録層３６
には到達しない。すなわち、記録層３６には遮光材３２
の設けられていない部分すなわち、記録領域５４ａのみ
を通して光が照射され、記録、再生あるいは消去が行わ
れる。ここで、記録層３６に連続的に光を照射し、記録
層３６を加熱し、図示されない電磁石により一定方向の
磁界を印加することにより、記録層３６の磁化方向が一
定方向に揃えられ消去が行われる。次に、磁界の方向を
反転し、信号で変調された光を照射し、記録層３６を加
熱することで、光の照射された部分の磁化のみが反転
し、反転磁区すなわちマークが形成され記録が行われ
る。さらに、記録、消去時よりも十分弱い光を照射し、
磁化の方向に依存するカー回転角の変化を、検出器２
６、２７の差動出力の変化として読み出すことにより再
生が行われる。

【００１４】このとき、記録されるマークの幅はほぼ記
録領域５４ａの幅と等しくなる。また、熱拡散等により
記録領域５４ａの幅より広がっても、広がった部分は遮
光材３２でマスクされる。このため、微小スポット５１
の半径方向の両端が隣の記録領域５４ｂ、５４ｃへはみ
出さない限り、トラックピッチｗ_Pを狭くしてもクロス
トークは増大しない。すなわち、図３において、遮光材
３２の幅をｗ_Gとすると、ｄ_R ≦ Ｗ_P ＋Ｗ_G （１）であれば、クロストークの増大を抑制したままトラック
ピッチｗ_Pを半径方向のスポット径ｄ_Rよりも小さくで
き、トラック密度を高めることができる。

【００１５】このように、光記録媒体４２に遮光材３２
を設けると共に、超解像によりトラック方向のスポット
径を小さくすることにより、トラック密度および線記録
密度をともに高くすることができる。

【００１６】なお、スリット２４は例えば、図４に示す
ように中央部５８のみ光を透過させる形状となってい
る。レンズ２２により光記録媒体４２上に形成された微
小スポット５０と相似の像５９ａ、５９ｂ、５９ｃをス
リット２４面上に形成し、メインローブである５９ａす
なわちメインローブ５１に対応する成分のみ透過させ、
これを検出することによりサイドローブ５２ａ、５２ｂ
の影響を受けず高Ｓ／Ｎで安定した再生を行うことがで
きる。

【００１７】以上、本発明の一実施例を図１から図４に
基づいて詳細に説明したが、本発明は他の様態で実施す
ることができる。

【００１８】例えば、マスク１７の遮光帯１６の形状に
ついては、図３において、微小スポット５０のメインロ
ーブ５１において少なくともトラック方向のスポット径
が小さくなれば特に限定されない。例えば、図５に示す
ように、マスク６０に設けられた遮光帯６１の形状を十
字形にしてもよい。この場合、光記録媒体上に形成され
る微小スポット６２は基板３０側からみた平面図である
図６に示すようにメインローブ６４とサイドローブ６５
ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄから成る。このとき、点線
で示した超解像を用いないときのスポット６６と比較し
て、トラック方向のスポット径ｄ_Tだけでなく、半径方
向のスポット径ｄ_Rも小さくなる。従って、トラックピ
ッチｗ_P自体も図３で示した実施例よりもさらに小さく
でき、よりいっそうの高密度化を実現することができ
る。

【００１９】また、半導体レーザ１２と集光レンズ２０
との間の光の強度分布を中心付近の強度が小さくなるよ
うに変換する光強度変換手段は、遮光帯１６の設けられ
たマスク１７に限定されない。例えば、プリズム等を用
いてもよく、図７で示した形状のプリズム７０を用いて
中心付近の強度分布が小さくなるようにしてもよい。こ
れにより、遮光帯による光量損失を防ぐことができ、光
の利用効率を高めることができる。

【００２０】また、遮光帯１６が再生時のみ現われるよ
うにして、再生時のみ超解像を用いてもよい。このた
め、例えば、図８に示すようにガラス等の基板７２の上
に、透明電極７４、液晶７５、カバー７６、透明電極７
７を作製し、透明電極７７を遮光帯１６の形状で形成し
てもよい。このとき、透明電極７７に電圧が印加されて
いない場合は液晶７５は透明であり、透明電極７７に電
圧を印加すると透明電極７７の真下の部分の液晶７５が
不透明になり、遮光帯１６として用いることができる。
ここで、電圧を印加しないで記録、消去を行うことによ
り、光量損失なく効率のよい記録、消去が行われる。た
だし、記録時には半導体レーザ１２の出力を小さくす
る、あるいは記録パルスを短くする等の制御を行うこと
により記録マークのトラック方向の長さを短くでき、高
密度記録を行うことができる。このようなトラック方向
の長さが短いマークはトラック方向のスポット径が大き
い場合は再生できない。そこで、透明電極７７に電圧を
印加することにより、透明電極７７の真下の部分の液晶
７５が不透明になり、この不透明部分が遮光帯１６とし
て動作するため、超解像により記録媒体４２上の微小ス
ポット５０のトラック方向のスポット径が小さくなり、
記録マークを再生することができる。このとき、再生に
必要な光強度は記録あるいは消去時と比べて小さくてよ
いため、図１に示した実施例と比べて、出力の小さなレ
ーザを用いても、不透明部分における光量損失による光
強度の低下を容易に補うことができる。なお、電極７７
は液晶７５と接するカバー７６の内側に作製してもよ
い。また、電極７７の真下の部分のみ液晶７５を設けて
もよい。また、不透明部分の形状も超解像が生じる限り
特に限定されない。

【００２１】また、記録、消去時にはマスク１７を光源
１２から出射した光の光路からはずしておき、再生時の
みマスク１７を図１のように光路上に機械的に挿入する
ようにしてもよく同様の効果が得られる。

【００２２】また、光記録媒体４２において、各層の材
料については特に限定されず、基板３０の材料としてガ
ラス以外に、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ア
モルファスポリオレフィン樹脂等を用いてもよい。ま
た、記録層３６もTbFeCo以外の希土類遷移金属合金、Pt
CoやPdCoの多層膜、希土類鉄ガーネット等の酸化物磁性
体およびこれらを組み合わせた光磁気材料だけでなく、
TeO_x、GeSbTe等の相変化形材料、Te等の追記型記録材
料、色素等の有機材料等を用いてもよい。また、干渉層
３４、保護層３８は、光が透過する材料であればよい。
また、反射層４０も光を反射する材料であればよい。ま
た、干渉層３４、保護層３８、反射層４０は必ずしも必
要ではなく、それぞれ設けられていなくてもよい。

【００２３】また、記録層３６、保護層３８および、遮
光材３２の膜厚については特に限定されない。例えば、
遮光材３２が薄い場合は、記録層３６に生じる凹凸も小
さくなるため、記録層３６の段差部分からの劣化の抑制
効果が大きくなる。

【００２４】また、図９のように、遮光材３２と基板３
０の間にエンハンス層８０を設けてもよい。このエンハ
ンス層８０は、例えば干渉層３４と屈折率が等しい材料
で作製され、エンハンス層８０と干渉層３４の膜厚の和
をλ/(4n')とすることにより、さらに大きなカー効果エ
ンハンスメントが生じ、再生C/Nが高くなる。ただし、
λをレーザ光の波長、n'を干渉層３４およびエンハンス
層８０の屈折率とする。このとき、干渉層３４およびエ
ンハンス層８０の屈折率は基板３０の屈折率よりも高い
ほうが、カー効果エンハンスメントが大きくなり望まし
い。なお、干渉層３４およびエンハンス層８０の屈折率
は必ずしも等しい必要はない。

【００２５】また、干渉層３４の材料は特に限定され
ず、また、複数の材料を用いた多層膜で構成されていて
もよい。また、干渉層３４の膜厚は特に限定されず、ト
ラッキングに用いられるプッシュプル信号等が実用的に
十分な強度で得られれば、任意の値でよい。

【００２６】また、図１０のように、干渉層３４の代わ
りに、有機色素や磁性ガーネット等の透光性の記録材料
８２を用い、その上に反射層８３を設けてもよい。

【００２７】また、図１１のように、干渉層８５をスピ
ンコーティング等で作製し、その表面を平坦にしてもよ
い。このとき、記録層３６、保護層３８、反射層４０も
平坦となる。すなわち、記録層３６にノイズや欠陥発生
の原因となる段差部が生じないため、信頼性が向上す
る。

【００２８】また、遮光材３２の材料についても金属で
ある必要はなく、特に限定されない。また、遮光材３２
に吸収の大きな材料を用いてもよい。これにより、遮光
材３２における反射が減少し、これに伴いノイズも減少
するため、C/Nが改善される。また、遮光材３２の形
状についても特に限定されない。例えば、図１２のよう
に、遮光材３２が帯状に形成されており、情報が記録さ
れるユーザ部８６の他にプリフォーマット信号を発生す
るピット８７が設けられているインデックス部８８を形
成してもよい。

【００２９】また、本発明の光記録方式に用いられる光
記録媒体はディスク状である必要はなく、その形状につ
いて特に限定されない。例えば、カード状であってもよ
い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の光記録再生方法によれば、トラック方向に遮光
材が設けられた光記録媒体に対し、超解像によりトラッ
ク方向のスポット径を小さくした微小スポットを用いて
記録、再生あるいは消去を行うため、トラック密度およ
び線記録密度を共に高めることができ、従来の光記録媒
体と比べて高密度記録を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録再生方法に用いられる光記録媒
体および光記録再生装置の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】超解像に用いられるマスクを示す平面図であ
る。

【図３】本発明の光記録再生方法の原理を説明する基板
側からみた光記録媒体の平面図である。

【図４】超解像における再生に用いられるスリットを示
す平面図である。

【図５】本発明の光記録再生方法に用いられるマスクの
他の実施例を示す平面図である。

【図６】図５のマスクを用いた本発明の光記録再生方法
の他の実施例の原理を説明する基板側からみた光記録媒
体の平面図である。

【図７】本発明の光記録再生方法に用いられる光強度変
換手段の他の実施例を示す構成図である。

【図８】本発明の光記録再生方法に用いられる光強度変
換手段の他の実施例を示す構成図である。

【図９】本発明の光記録再生方法の他の実施例に用いら
れる光記録媒体を示す要部断面図である。

【図１０】本発明の光記録再生方法の他の実施例に用い
られる光記録媒体を示す要部断面図である。

【図１１】本発明の光記録再生方法の他の実施例に用い
られる光記録媒体を示す要部断面図である。

【図１２】本発明の光記録再生方法の他の実施例に用い
られる光記録媒体を示す要部断面図である。

【図１３】超解像を用いた従来の光記録再生装置の構成
図である。

【図１４】（ａ）は超解像に用いられるマスクの構成図
である。（ｂ）はマスクを透過した光の強度分布を示す
説明図である。（ｃ）は光記録媒体上の光の強度分布を
示す説明図である。

【図１５】超解像による光のスポット形状を示す説明図
である。

【符号の説明】

１２レーザ（光源）１７マスク（光強度分布変換手段）２０集光レンズ３０基板３２遮光材３６記録層４２光記録媒体５０微小スポット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも基板および記録層を有し、前
記基板と前記記録層との間にトラック方向に遮光材が設
けられた光記録媒体に対し、光源からの出射光を光強度
分布変換手段により、光ビーム断面内で少なくとも前記
トラック方向に対応する光強度分布の中心付近の光強度
が減少するように変換した後、集光レンズで微小スポッ
トに集光して前記光記録媒体に照射し、前記微小スポッ
トの一部を前記遮光材の設けられていない部分を通して
前記記録層に照射して記録、再生の一方あるいは両方を
行うようにしたことを特徴とする光記録再生方法。