JPH06309667A - Disk-shaped recording medium - Google Patents
Disk-shaped recording mediumInfo
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- JPH06309667A JPH06309667A JP5097475A JP9747593A JPH06309667A JP H06309667 A JPH06309667 A JP H06309667A JP 5097475 A JP5097475 A JP 5097475A JP 9747593 A JP9747593 A JP 9747593A JP H06309667 A JPH06309667 A JP H06309667A
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- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の照射によっ
て、情報信号の再生又は記録が行われる円盤状記録媒体
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disk-shaped recording medium in which an information signal is reproduced or recorded by irradiating a laser beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、ディジタルオーディオディス
ク、いわゆるコンパクトディスクや、ビデオディスク等
の光ディスクは、予め情報信号に応じて位相ピットが形
成された透明基板上にアルミニウム反射膜を成膜し、こ
のアルミニウム反射膜上に保護膜等を形成することで構
成されている。2. Description of the Related Art For example, an optical disc such as a digital audio disc, a so-called compact disc, or a video disc, has an aluminum reflection film formed on a transparent substrate on which phase pits are formed in advance in accordance with an information signal. It is configured by forming a protective film or the like on the film.
【0003】また、最近では、空間的に再生専用エリア
と記録可能エリアに分離された光ディスクが提案されて
いる。この光ディスクは、透明基板の上記再生専用エリ
アに対応する面のみに上記位相ピットが形成されて構成
されている。Recently, an optical disc has been proposed which is spatially separated into a read-only area and a recordable area. This optical disc is formed by forming the phase pits only on the surface of the transparent substrate corresponding to the reproduction-only area.
【0004】上述のような光ディスクにおいては、位相
ピットに対する信号再生の分解能がほとんど再生光学系
の光源の波長λと対物レンズの開口数NAによって決ま
り、透明基板上に形成された位相ピットの周期が回折限
界(λ/2NA)以上の場合に良好な再生信号が得られ
る。In the above-mentioned optical disc, the resolution of signal reproduction for the phase pits is almost determined by the wavelength λ of the light source of the reproduction optical system and the numerical aperture NA of the objective lens, and the period of the phase pits formed on the transparent substrate is Good reproduction signals can be obtained when the diffraction limit (λ / 2NA) or more is satisfied.
【0005】このため、上記のような光ディスクにおい
て、位相ピットの高密度記録(形成)を図る場合、例え
ば再生光学系の光源である例えば半導体レーザの波長λ
を短くし、対物レンズの開口数NAを大きくすることで
達成できる。Therefore, when high density recording (formation) of phase pits is attempted in the above optical disc, for example, the wavelength λ of a semiconductor laser, which is a light source of a reproducing optical system, is used.
Can be shortened and the numerical aperture NA of the objective lens can be increased.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、空間的に再
生専用エリアと記録可能エリアに分離された光ディスク
においては、各々の記録容量は、せいぜい半分ずつであ
る。このような光ディスクにおいて、例えばモニタに表
示される背景画像に関する映像信号を、再生専用エリア
に位相ピットとして記録しようとすると、記録容量が足
りない場合が生じる。By the way, in an optical disc spatially separated into a read-only area and a recordable area, each recording capacity is at most half. In such an optical disc, if a video signal relating to a background image displayed on a monitor is to be recorded as a phase pit in a reproduction-only area, the recording capacity may be insufficient.
【0007】そこで、再生専用エリアの記録容量を大き
く設定することが考えられるが、この場合、記録可能エ
リアの記録容量が少なくなってしまい、扱える記録デー
タの量が大幅に制限されるという問題が生じる。Therefore, it is conceivable to set the recording capacity of the read-only area to a large value, but in this case, the recording capacity of the recordable area becomes small, and the amount of recordable data that can be handled is greatly limited. Occurs.
【0008】また、他の方法としては、例えば再生専用
エリアの位相ピットの形成ピッチを縮めることにより、
この再生専用エリアの記録容量を高密度にし、短波長レ
ーザで読み出す方法が考えられる。As another method, for example, by reducing the formation pitch of the phase pits in the reproduction-only area,
A method is conceivable in which the recording capacity of the read-only area is made high and the data is read by a short wavelength laser.
【0009】しかし、この場合、短波長レーザとして、
グリーン、ブルー等の短波長レーザを使用することが考
えられるが、これらの短波長レーザは、信号記録を達成
できるほどの出力がなく、現在のところ高速変調を実現
できていないのが現状である。従って、再生専用エリア
に対する信号再生用のレーザ光源(短波長レーザ)と記
録可能エリアに対する信号記録再生用の光源(通常使用
されているレーザ)が必要になり、光学系の構造が複雑
になるという問題がある。However, in this case, as a short wavelength laser,
It is conceivable to use short-wavelength lasers such as green and blue, but these short-wavelength lasers do not have the output enough to achieve signal recording, and currently high-speed modulation cannot be realized. . Therefore, a laser light source for signal reproduction (short wavelength laser) for the reproduction-only area and a light source for signal recording / reproduction (normally used laser) for the recordable area are required, and the structure of the optical system becomes complicated. There's a problem.
【0010】このように、従来の光ディスクにおいて
は、記録可能エリアの記録容量を減らすことなく、再生
専用エリアの記録容量を増加させることができず、再生
専用エリアに映像信号等の大容量のデータを位相ピット
として記録(形成)することができないのが現状であ
り、光ディスクを記録媒体とした情報処理の多機能化を
図ることができず、また使用用途が限られるという問題
があった。As described above, in the conventional optical disc, the recording capacity of the read-only area cannot be increased without reducing the recording capacity of the recordable area, and a large amount of data such as a video signal is recorded in the read-only area. Under the present circumstances, it is not possible to record (form) phase pits as phase pits, and there is a problem that the information processing using an optical disk as a recording medium cannot be made multifunctional and the usage is limited.
【0011】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、記録可能エリアの記録
容量を減らすことなく、再生専用エリアの記録容量を増
加させることができ、しかも光学系の構造を複雑にする
必要がなく、従来の光学系をそのまま使用することがで
きる円盤状記録媒体を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to increase the recording capacity of a read-only area without reducing the recording capacity of a recordable area. An object of the present invention is to provide a disk-shaped recording medium that does not require a complicated structure of the optical system and can use the conventional optical system as it is.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板1上
に位相ピットPが形成された円盤状記録媒体Dにおい
て、空間的に、再生専用エリアZrと記録可能エリアZ
wに分離し、透明基板1の再生専用エリアZrに対応し
た面に位相ピットPを形成し、透明基板1の再生専用エ
リアZrから記録可能エリアZwにわたって連続的に、
溶融後、結晶化し得る相変化材料膜2を形成し、少なく
とも再生専用エリアZrに対する情報信号の読み出し時
に、上記相変化材料膜2が、読み出し光Lの走査スポッ
トSP内で部分的に溶融結晶化領域Cで液相化して、光
反射率が変化し、読み出し後には、結晶状態に戻る構成
とする。この場合、上記相変化材料膜2を、カルコゲナ
イト系の材料にて形成することができる。According to the present invention, in a disk-shaped recording medium D having phase pits P formed on a transparent substrate 1, a read-only area Zr and a recordable area Z are spatially arranged.
w, and the phase pits P are formed on the surface corresponding to the reproduction-only area Zr of the transparent substrate 1, and continuously over the recordable area Zw from the reproduction-only area Zr of the transparent substrate 1.
After melting, the phase change material film 2 that can be crystallized is formed, and at least when the information signal is read to the read-only area Zr, the phase change material film 2 is partially melted and crystallized in the scanning spot SP of the reading light L. A liquid phase is formed in the region C, the light reflectance is changed, and after reading, the crystal state is restored. In this case, the phase change material film 2 can be formed of a chalcogenite-based material.
【0013】[0013]
【作用】一般に、相変化材料膜は、読み出し光Lの出力
(書込み光においては、その出力とパルス幅)によっ
て、以下のような状態変化を行う。即ち、読み出し光L
を照射しても、相変化材料膜2は、溶融せず初期状態を
保持したまま結晶化状態である場合(以下、非溶融状態
と記す)、読み出し光Lを照射している間は、溶融して
液相化状態になっているが、読み出し光Lが通過した
後、その冷却によって固相化したときに再び結晶化状態
に戻る場合(以下、溶融結晶化状態と記す)、及び読み
出し光Lが通過した後、その冷却によって固相に変化し
たときに、非晶質、即ちアモルファス状態に変化する場
合(以下、溶融非晶質化状態と記す)がある。In general, the phase change material film undergoes the following state changes according to the output of the reading light L (the output and the pulse width of the writing light). That is, the reading light L
Even if the phase change material film 2 is not melted and is in a crystallized state while maintaining the initial state (hereinafter, referred to as a non-melted state), the phase change material film 2 is melted while the reading light L is irradiated. When the liquid crystal is in a liquid phase and is in a liquid phase, but the read light L passes through and then returns to a crystallized state when solidified by cooling (hereinafter, referred to as a melt crystallized state), the read light There is a case in which, when L is passed and then changed to a solid phase by cooling, it changes to an amorphous state, that is, an amorphous state (hereinafter, referred to as a molten amorphized state).
【0014】ここで、上記3種類の状態変化に対応する
読み出し光Lの出力の範囲(領域)を以下のように定義
する。まず、相変化材料膜2が非溶融状態となる読み出
し光Lの出力の範囲を非溶融領域A、相変化材料膜2が
溶融結晶化状態となる読み出し光Lの出力の範囲を溶融
結晶化領域B、及び相変化材料膜2が溶融非晶質化状態
となる読み出し光Lの出力の範囲を溶融結晶化領域Cと
定義する。Here, the range (area) of the output of the reading light L corresponding to the above-mentioned three kinds of state changes is defined as follows. First, the output range of the reading light L in which the phase change material film 2 is in a non-melting state is the non-melting region A, and the output range of the reading light L in which the phase change material film 2 is in the melting and crystallization state is the melting and crystallization region. The range of the output of the read light L in which B and the phase change material film 2 are in the molten amorphous state is defined as the molten crystallization region C.
【0015】そして、本発明に係る円盤状記録媒体Dに
おいては、透明基板1の再生専用エリアZrから記録可
能エリアZwにわたって連続的に、溶融後、結晶化し得
る相変化材料膜2を形成していることから、例えば再生
専用エリアZrに対する情報信号の読み出しは、以下の
ように行われる。In the disk-shaped recording medium D according to the present invention, the phase change material film 2 which can be crystallized after melting is continuously formed from the read-only area Zr of the transparent substrate 1 to the recordable area Zw. Therefore, for example, the reading of the information signal from the reproduction-only area Zr is performed as follows.
【0016】まず、この再生専用エリアZrに対する読
み出し光Lの出力は、例えば上記溶融結晶化領域Bの範
囲に設定される。そして、読み出し光Lの走査スポット
SP内での光強度は、図6に示すように、ほぼガウス分
布に準じた強度分布になる(破線A参照)。また、上記
読み出し光Lの照射による相変化材料膜2の温度分布
は、走査スポットSPの中心から、読み出し光Lの走査
速度に対応した距離分、走査方向に対して遅れた位置に
ピークを有する分布となる(実線B参照)。First, the output of the read light L to the reproduction-only area Zr is set in the range of the above-mentioned melt crystallization area B, for example. Then, the light intensity of the reading light L within the scanning spot SP has an intensity distribution substantially conforming to the Gaussian distribution as shown in FIG. 6 (see the broken line A). Further, the temperature distribution of the phase change material film 2 due to the irradiation of the reading light L has a peak at a position delayed from the center of the scanning spot SP by a distance corresponding to the scanning speed of the reading light L in the scanning direction. Distribution (see solid line B).
【0017】いま、走査スポットSP内に例えば2つの
位相ピットPが含まれる程度に位相ピットP間のピッチ
が狭いとする。また、走査されるスポットSPに最初に
進入する位相ピットPを先頭ピットPa、次に進入する
位相ピットPを次段ピットPbとして定義する。そし
て、走査スポットSPが先頭ピットPa上を動くとき、
その先頭ピットPa上の相変化材料膜2は、次第に温度
が上昇するが、その相変化材料膜2が液相化する温度に
到達する前にその先頭ピットPaが光学的に読み出され
る。Now, it is assumed that the pitch between the phase pits P is so narrow that two phase pits P are included in the scanning spot SP. Further, the phase pit P that first enters the scanned spot SP is defined as a head pit Pa, and the phase pit P that next enters is defined as a next-stage pit Pb. Then, when the scanning spot SP moves on the leading pit Pa,
The temperature of the phase change material film 2 on the leading pit Pa gradually rises, but the leading pit Pa is optically read out before the temperature at which the phase change material film 2 becomes liquid phase is reached.
【0018】その後、走査スポットSPがその走査によ
って次段ピットPbにかかると、その次段ピットPb上
の相変化材料膜2の温度が上昇する。しかし、その温度
上昇は、次段ピットPb上の相変化材料膜2が液相化す
るまでには至らない。一方、同一走査スポットSP内に
ある先頭ピットPaは、その上の相変化材料膜2が走査
スポットSPによる光照射が続いていることから、その
温度が更に上昇し、その相変化材料膜2が液相化するこ
とになる。After that, when the scanning spot SP is applied to the next stage pit Pb by the scanning, the temperature of the phase change material film 2 on the next stage pit Pb rises. However, the temperature rise does not reach the phase of the phase change material film 2 on the next-stage pit Pb becoming liquid phase. On the other hand, since the phase change material film 2 on the leading pit Pa in the same scanning spot SP is continuously irradiated with light by the scanning spot SP, its temperature further rises, and the phase change material film 2 is It will become a liquid phase.
【0019】従って、この場合、先頭ピットPa上の相
変化材料膜2は、その液相化によって例えば光反射率が
低下し、走査スポットSPによる先頭ピットPaの光学
的な読み出しが不可能となり、この走査スポットSPに
よる光学的読出しは、次段ピットPbに対してのみ可能
となる。Therefore, in this case, for example, the phase change material film 2 on the leading pit Pa is lowered in light reflectivity due to its liquid phase, and optical reading of the leading pit Pa by the scanning spot SP becomes impossible. Optical reading by this scanning spot SP is possible only for the next-stage pit Pb.
【0020】即ち、この再生専用エリアZrに対する情
報信号の読み出しにあたっては、その読み出し光Lの円
盤状記録媒体Dとの相対移動による円盤状記録媒体Dに
おける走査スポットSP内での温度分布を利用して、そ
のスポットSP内に生じる高温領域Pxで部分的に相変
化材料膜2に液相状態を発生させ、これにより、例えば
その部分Pxの光反射率を低下させて、例えば液相状態
部分Px内にある位相ピットPに対しての光学的読み出
しを不能にする。That is, in reading the information signal from the reproduction-only area Zr, the temperature distribution in the scanning spot SP on the disk-shaped recording medium D due to the relative movement of the read light L with respect to the disk-shaped recording medium D is used. Then, the liquid phase state is partially generated in the phase change material film 2 in the high temperature region Px generated in the spot SP, thereby lowering the light reflectance of the portion Px, for example, the liquid state portion Px. Optical reading is disabled for the phase pit P inside.
【0021】つまり、走査スポットSP内の一部に、位
相ピットPを光学的に消滅させる領域Pxを形成して、
等価的に走査スポットSPの有効領域Pzの面積を小さ
くする。その結果、位相ピットPの配列ピッチを走査ス
ポットSPの径よりも小さくすることが可能となり、位
相ピットPの高密度形成が達成でき、再生専用エリアZ
rの記録容量を大幅に増大させることができる。なお、
この走査スポットSPが通過した後、先頭ピットPa及
び次段ピットPb上の相変化材料膜2は、その通過後の
冷却によって結晶化状態に戻ることになる。That is, a region Px for optically extinguishing the phase pit P is formed in a part of the scanning spot SP,
Equivalently, the area of the effective area Pz of the scanning spot SP is reduced. As a result, the arrangement pitch of the phase pits P can be made smaller than the diameter of the scanning spot SP, high density formation of the phase pits P can be achieved, and the read-only area Z can be achieved.
The recording capacity of r can be greatly increased. In addition,
After the scanning spot SP has passed, the phase change material film 2 on the leading pit Pa and the next pit Pb returns to the crystallized state by cooling after passing.
【0022】一方、記録可能エリアZwに対する情報信
号の書込みは、以下のようにして行われる。即ち、上述
したように、相変化材料膜2は、書込み光Lの出力とパ
ルス幅によって、非溶融状態、溶融結晶化状態及び溶融
非晶質化状態に変化する。従って、この書込み動作にお
いては、書込み光Lの出力及びパルス幅を、上記の例で
いえば、溶融非晶質化領域Cの範囲に設定して、書き込
みを行う。このとき、上記溶融非晶質化領域Cの範囲に
設定された書込み光Lが照射された部分が非晶質化し、
光学的にピット情報が新たに書き込まれたかたちとな
る。On the other hand, writing of the information signal in the recordable area Zw is performed as follows. That is, as described above, the phase change material film 2 changes to the non-melting state, the melting crystallization state, and the melting amorphization state depending on the output of the writing light L and the pulse width. Therefore, in this writing operation, writing is performed with the output and pulse width of the writing light L set in the range of the molten amorphized region C in the above example. At this time, the portion irradiated with the writing light L set in the range of the molten amorphized region C is amorphized,
The pit information is optically newly written.
【0023】次に、記録可能エリアZwに対して情報信
号の読み出しを行う場合は、上記読み出し光Lの出力
を、上記の例でいえば、非溶融領域Aの範囲に設定し
て、読み出しを行う。この読み出し動作においては、記
録可能エリアZw上の相変化材料膜2の結晶化部分にお
ける光反射と非晶質化部分(ピット情報)における光反
射の違いによって、記録されているピット情報を光学的
に読み出す。この場合、読み出し光の出力が、上記非溶
融領域の範囲に設定されていることから、読み出し時に
非晶質化部分を消去、即ち結晶化することがない。Next, when reading the information signal from the recordable area Zw, the output of the reading light L is set to the range of the non-melting area A in the above example, and the reading is performed. To do. In this read operation, the recorded pit information is optically changed due to the difference between the light reflection in the crystallized portion and the light reflection in the amorphized portion (pit information) of the phase change material film 2 on the recordable area Zw. Read to. In this case, since the output of the reading light is set in the range of the non-melting region, the amorphized portion is not erased, that is, crystallized, at the time of reading.
【0024】このように、本発明に係る円盤状記録媒体
においては、位相ピットPが形成された再生専用エリア
Zrから記録可能エリアZwにわたって相変化材料膜2
を形成しているため、記録可能エリアZwの記録容量を
減らすことなく、再生専用エリアZrの記録容量を増加
させることができる。また、読み出し光L及び書き込み
光Lの発生源である光源15を従来と同じに1つの光源
で構成することができるため、光学系の構造を複雑にす
る必要がなく、従来の光学系をそのまま使用することが
できる。As described above, in the disc-shaped recording medium according to the present invention, the phase change material film 2 extends from the read-only area Zr where the phase pits P are formed to the recordable area Zw.
Therefore, the recording capacity of the read-only area Zr can be increased without reducing the recording capacity of the recordable area Zw. Further, since the light source 15 that is the source of the read light L and the write light L can be configured by one light source as in the conventional case, it is not necessary to complicate the structure of the optical system, and the conventional optical system can be used as it is. Can be used.
【0025】[0025]
【実施例】以下、本発明に係る円盤状記録媒体を、情報
信号を光学的にアクセスするタイプの光ディスクに適用
した実施例(以下、単に実施例に係る光ディスクと記
す)を図1〜図6を参照しながら説明する。1 to 6 show an embodiment (hereinafter, simply referred to as an optical disk according to an embodiment) in which the disc-shaped recording medium according to the present invention is applied to an optical disk of a type for optically accessing an information signal. Will be described with reference to.
【0026】この実施例に係る光ディスクDは、図1に
示すように、外周側に再生専用エリアZr、内周側に記
録可能エリアZwが空間的に割り当てられ、この例で
は、更に最内周側にTOCエリアZtが割り当てられて
いる。As shown in FIG. 1, the optical disc D according to this embodiment has a reproduction-only area Zr spatially allocated on the outer peripheral side and a recordable area Zw on the inner peripheral side. The TOC area Zt is assigned to the side.
【0027】構造的には、図2に示すように、一主面に
位相ピットPが部分的に形成された円盤状のガラス基板
あるいはポリカーボネート基板等からなる透明基板1上
に、溶融後、結晶化し得る相変化材料膜2を含む積層膜
3が形成されて構成されている。Structurally, as shown in FIG. 2, after melting and crystallizing on a transparent substrate 1 made of a disk-shaped glass substrate or a polycarbonate substrate having phase pits P partially formed on one main surface, A laminated film 3 including a phase-change material film 2 that can be turned is formed and configured.
【0028】詳しくは、透明基板1の上記再生専用エリ
アZrに対応した面及びTOCエリアZtに対応した面
に位相ピットPが形成され、再生専用エリアZr、記録
可能エリアZw及びTOCエリアZtにわたって連続的
に、相変化材料膜2を含む積層膜3が形成されている。More specifically, the phase pits P are formed on the surface of the transparent substrate 1 corresponding to the reproduction-only area Zr and the surface corresponding to the TOC area Zt, and the phase-pits P are continuously formed over the reproduction-only area Zr, the recordable area Zw, and the TOC area Zt. Specifically, the laminated film 3 including the phase change material film 2 is formed.
【0029】この相変化材料膜2を含む積層膜3は、透
明基板側から順に第1の誘電体膜4、相変化材料膜2、
第2の誘電体膜5、光反射膜6及び第3の誘電体膜7が
順次積層されて構成され、第1、第2及び第3の誘電体
膜4、5及び7によって、この光ディスクDの光学的特
性、例えば光反射率等の設定が行われる構成となってい
る。また、透明基板1の記録可能エリアZwに対応する
面には、記録トラックに沿って、トラッキング制御用の
案内溝(図示せず)が形成されている。The laminated film 3 including the phase change material film 2 comprises a first dielectric film 4, a phase change material film 2 and a phase change material film 2 in this order from the transparent substrate side.
The second dielectric film 5, the light reflecting film 6 and the third dielectric film 7 are sequentially laminated and configured, and the optical disc D is formed by the first, second and third dielectric films 4, 5 and 7. The optical characteristics, such as the light reflectance, are set. A guide groove (not shown) for tracking control is formed along the recording track on the surface of the transparent substrate 1 corresponding to the recordable area Zw.
【0030】上記相変化材料膜2は、Sb2Se3,Sb
2Te3,Se,Te,BiTe,BiSe,In−S
e,In−Sb−Te,In−SbSe,In−Se−
Tl,Ge−Te−Sb,Ge−Teから選ばれる少な
くとも1種であり、この実施例では、上記相変化材料膜
2として、厚さ20nmのGe−Te−Sbを被着形成
した。The phase change material film 2 is made of Sb 2 Se 3 , Sb.
2 Te 3 , Se, Te, BiTe, BiSe, In-S
e, In-Sb-Te, In-SbSe, In-Se-
It is at least one selected from Tl, Ge-Te-Sb, and Ge-Te. In this example, as the phase change material film 2, Ge-Te-Sb having a thickness of 20 nm was deposited.
【0031】上記第1、第2及び第3の誘電体膜4、5
及び7は、AlN,Si3N4,SiO2 ,Al2O3,Z
nS,MgF2 から選ばれる膜であり、この実施例で
は、第1の誘電体膜4として、厚さ100nmのZnS
/SiO2 を被着形成し、第2の誘電体膜5として、厚
さ70nmのZnS/SiO2 を被着形成し、第3の誘
電体膜7として、厚さ400nmのZnS/SiO2 を
被着形成した。The above-mentioned first, second and third dielectric films 4, 5
And 7 are AlN, Si 3 N 4 , SiO 2 , Al 2 O 3 and Z.
It is a film selected from nS and MgF 2 , and in this embodiment, as the first dielectric film 4, ZnS having a thickness of 100 nm is used.
/ SiO 2 is deposited and formed as the second dielectric film 5, a ZnS / SiO 2 with a thickness of 70nm was deposited and formed, as the third dielectric film 7, the thickness of 400 nm ZnS / SiO 2 Adhered and formed.
【0032】一方、位相ピットPは、再生専用エリアZ
r及びTOCエリアZt共に、トラックピッチが1.6
μm、ピット深さが約120nm、ピット長が0.3μ
mの設定条件で形成してある。また、記録可能エリアZ
wの相変化膜に形成される記録ピットのピット長は、
0.83μmであり、上記再生専用エリアZr及びTO
CエリアZtにおける位相ピットPのピット長よりも大
きく設定されている。On the other hand, the phase pit P is the reproduction-only area Z.
Track pitch is 1.6 for both r and TOC area Zt
μm, pit depth is about 120 nm, pit length is 0.3 μm
It is formed under the setting condition of m. In addition, the recordable area Z
The pit length of the recording pit formed on the w phase change film is
It is 0.83 μm, and the reproduction-only areas Zr and TO
It is set larger than the pit length of the phase pit P in the C area Zt.
【0033】ここで、読み出し光である光ビームのスポ
ット径と比較した場合、再生専用エリアZr及びTOC
エリアZtにおいては、スポット内に位相ピットPが2
つ入る程度に高密度に形成され、記録可能エリアZwに
おいては、スポット内に記録ピットが1つ入る程度とな
っている。従って、この光ディスクDは、再生専用エリ
アZrにおける記録容量が大幅に増大されたものとなっ
ている。Here, when compared with the spot diameter of the light beam which is the reading light, the read-only areas Zr and TOC
In area Zt, there are 2 phase pits P in the spot.
The recording area is formed with a high density so that one recording pit is included in the spot. Therefore, the optical disc D has a significantly increased recording capacity in the read-only area Zr.
【0034】次に、この実施例に係る光ディスクDに対
して情報信号の記録再生を行うディスク記録再生装置の
概略構成を図3〜図6に基づいて説明する。Next, a schematic structure of a disc recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information signals on / from the optical disc D according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
【0035】この記録再生装置は、図3に示すように、
光ディスクDを回転駆動するスピンドルモータ11と、
光ディスクDに対して情報信号の記録再生を光学的に行
う光ヘッド12とを有する。This recording / reproducing apparatus, as shown in FIG.
A spindle motor 11 for rotating the optical disc D,
It has an optical head 12 that optically records and reproduces information signals on and from the optical disc D.
【0036】スピンドルモータ11は、その回転軸11
aの先端に、光ディスクDの中央部が装着されるターン
テーブル13が設けられている。光ヘッド12は、スピ
ンドルモータ11の設置位置からターンテーブル13に
装着される光ディスクDを隔てた反対の位置に設置され
ており、例えばリニアモータ及びガイド軸を主体とする
図示しない既知のスライド機構によって、光ディスクD
の径方向に移動自在とされている。また、このスライド
機構には、光ヘッド12の位置を電気的に検出するスラ
イドエンコーダ14が設けられている。The spindle motor 11 has its rotating shaft 11
A turntable 13 to which the central portion of the optical disc D is mounted is provided at the tip of a. The optical head 12 is installed at a position opposite to the position where the spindle motor 11 is installed and the optical disc D mounted on the turntable 13 is separated. For example, a known slide mechanism (not shown) mainly including a linear motor and a guide shaft is used. , Optical disc D
It is supposed to be movable in the radial direction. The slide mechanism is also provided with a slide encoder 14 that electrically detects the position of the optical head 12.
【0037】この光ヘッド12には、レーザ光源15か
らの光ビームLを光ディスクD上に集光する対物レンズ
16が配設されている。この対物レンズ16は、二次元
アクチュエータ17によって、光ディスクDの接離方向
及び光ディスクDの径方向にそれぞれ僅かに移動する。
この二次元アクチュエータ17は、図示しないが例えば
フォーカス・コイル、トラッキング・コイル及びマグネ
ットからなる磁気回路を有する。The optical head 12 is provided with an objective lens 16 for focusing the light beam L from the laser light source 15 on the optical disc D. The objective lens 16 is slightly moved in the contact / separation direction of the optical disc D and the radial direction of the optical disc D by the two-dimensional actuator 17.
Although not shown, the two-dimensional actuator 17 has a magnetic circuit including, for example, a focus coil, a tracking coil and a magnet.
【0038】また、このディスク記録再生装置の回路系
は、少なくとも、モータ駆動制御回路21、信号選別回
路22、復調回路23、レーザ駆動制御回路24、フォ
ーカスサーボ回路25、トラッキングサーボ回路26及
びこれら各種回路を制御するシステムコントローラ27
を有して構成されている。The circuit system of this disk recording / reproducing apparatus has at least a motor drive control circuit 21, a signal selection circuit 22, a demodulation circuit 23, a laser drive control circuit 24, a focus servo circuit 25, a tracking servo circuit 26, and various types thereof. System controller 27 that controls the circuit
Is configured.
【0039】モータ駆動制御回路21は、システムコン
トローラ27からの駆動制御信号Smに基づいてスピン
ドルモータ11を駆動して、光ディスクDをCLV(線
速度一定)方式又はCAV(角速度一定)方式で回転駆
動させる回路である。The motor drive control circuit 21 drives the spindle motor 11 based on the drive control signal Sm from the system controller 27 to rotate the optical disc D in the CLV (constant linear velocity) system or the CAV (constant angular velocity) system. It is a circuit to make.
【0040】信号選別回路22は、光ヘッド12の光検
出手段28からの検出信号Sから、アドレス情報を含む
再生情報信号Sr、フォーカシングエラー信号Sf及び
トラッキングエラー信号Stを選別する回路である。こ
の信号選別回路22にて選別された信号中、再生情報信
号Srは復調回路23に供給され、フォーカシングエラ
ー信号Sfはフォーカスサーボ回路25に供給され、ト
ラッキングエラー信号Stはトラッキングサーボ回路2
6にそれぞれ供給される。The signal selection circuit 22 is a circuit for selecting the reproduction information signal Sr including address information, the focusing error signal Sf and the tracking error signal St from the detection signal S from the light detection means 28 of the optical head 12. Of the signals selected by the signal selection circuit 22, the reproduction information signal Sr is supplied to the demodulation circuit 23, the focusing error signal Sf is supplied to the focus servo circuit 25, and the tracking error signal St is supplied to the tracking servo circuit 2.
6 respectively.
【0041】復調回路23は、信号選別回路22からの
再生情報信号Srをディジタルデータに変換し、更にこ
の変換したディジタルデータに付加されているエラー訂
正等の符号化処理を復号化処理して再生情報データDr
として出力する回路である。この復調回路23からの再
生情報データDrは、システムコントローラ27に供給
されると共に、インターフェイス回路41及びインター
フェイスバス(例えばSCSIバス)42を介してこの
記録再生装置に接続されているコンピュータ(図示せ
ず)に供給される。The demodulation circuit 23 converts the reproduction information signal Sr from the signal selection circuit 22 into digital data, decodes the encoding processing such as error correction added to the converted digital data, and reproduces it. Information data Dr
Is a circuit that outputs as. The reproduction information data Dr from this demodulation circuit 23 is supplied to the system controller 27, and is also connected to this recording / reproducing apparatus via an interface circuit 41 and an interface bus (for example, a SCSI bus) 42 (not shown). ) Is supplied to.
【0042】レーザ駆動制御回路24は、システムコン
トローラ27からの駆動制御信号Scに基づいて光ヘッ
ド12内に設置されているレーザ光源15を駆動し、か
つ上記駆動制御信号Scの信号レベル等に基づいて、こ
のレーザ光源15から出射される光ビームLの出力(パ
ワー)及びパルス幅を制御する回路である。The laser drive control circuit 24 drives the laser light source 15 installed in the optical head 12 based on the drive control signal Sc from the system controller 27, and based on the signal level of the drive control signal Sc and the like. And a circuit for controlling the output (power) and pulse width of the light beam L emitted from the laser light source 15.
【0043】フォーカスサーボ回路25は、信号選別回
路22からのフォーカシングエラー信号Sfに基づいて
光ヘッド12の上記二次元アクチュエータ17を駆動・
制御することにより、対物レンズ16を光ディスクDの
接離方向に移動させてその焦点調整を行う回路である。
トラッキングサーボ回路26は、信号選別回路22から
のトラッキングエラー信号Stに基づいて光ヘッド12
の二次元アクチュエータ17を駆動・制御することによ
り、対物レンズ16を光ディスクDの径方向に移動させ
てそのトラッキング調整を行う回路である。The focus servo circuit 25 drives the two-dimensional actuator 17 of the optical head 12 based on the focusing error signal Sf from the signal selection circuit 22.
It is a circuit that controls and moves the objective lens 16 in the contact and separation direction of the optical disc D to adjust its focus.
The tracking servo circuit 26, based on the tracking error signal St from the signal selection circuit 22,
This is a circuit for driving and controlling the two-dimensional actuator 17 to move the objective lens 16 in the radial direction of the optical disc D to perform tracking adjustment thereof.
【0044】システムコントローラ27は、その内部に
メモリが組み込まれており、このメモリには、TOCエ
リアZtに記録されている再生専用エリアZrと記録可
能エリアZwの範囲を示す情報(以下、単にエリア範囲
情報と記す)が格納される配列変数領域が論理的に割り
付けられている。The system controller 27 has a built-in memory therein, and this memory has information (hereinafter, simply referred to as area) indicating the range of the read-only area Zr and the recordable area Zw recorded in the TOC area Zt. An array variable area for storing range information) is logically allocated.
【0045】即ち、システムコントローラ27は、再生
されたTOCエリアZtからの再生データのうち、上記
エリア範囲情報を上記配列変数領域に格納し、光ヘッド
12による再生専用エリアZr又は記録可能エリアZw
へのアクセス時に、スライドエンコーダ14からの光ヘ
ッド12の位置検出データDpを上記エリア範囲情報と
比較して、現在どのエリアに光ヘッド12がいるかを判
別する。That is, the system controller 27 stores the area range information in the array variable area of the reproduced data from the reproduced TOC area Zt, and the reproduction-only area Zr or the recordable area Zw by the optical head 12 is stored.
At the time of accessing, the position detection data Dp of the optical head 12 from the slide encoder 14 is compared with the area range information to determine in which area the optical head 12 is currently located.
【0046】光ヘッド12は、図4の拡大図に示すよう
に、光ビームLの光源である半導体レーザからなる上記
レーザ光源15、光ビームLを光ディスクD上に集光さ
せる上記対物レンズ16及び光ディスクD上で反射した
戻り光ビームLrを検出して、その光量に応じた電流レ
ベル又は電圧レベルの電気信号(検出信号S)に変換す
るう光検出手段73等を含む光学系の全体が、1個のユ
ニットとして構成され、既知の移動手段(例えばリニア
モータ等)によって光ディスクDの径方向に沿って移動
するようになっている。As shown in the enlarged view of FIG. 4, the optical head 12 includes the laser light source 15 made of a semiconductor laser which is a light source of the light beam L, the objective lens 16 for focusing the light beam L on the optical disc D, and The entire optical system including the light detection means 73 for detecting the return light beam Lr reflected on the optical disc D and converting it into an electric signal (detection signal S) of a current level or a voltage level according to the amount of light is It is configured as one unit, and is moved along the radial direction of the optical disc D by a known moving means (for example, a linear motor or the like).
【0047】この光学系には、上記光学部品のほかに、
レーザ光源15から出射された光ビームLを平行光にす
るコリメータレンズ31と、光ビームLを少なくとも3
本の光束成分に分離する位相回折格子32と、レーザ光
源15からの光ビームLと光ディスクDからの戻り光ビ
ームLrとを分離する偏光ビームスプリッタ33と1/
4波長板34からなる光アイソレータ35とが配設さ
れ、また、戻り光ビームLrの光路中において、偏光ビ
ームスプリッタ33と光検出手段28との間に、戻り光
ビームLrの焦点距離の調整と非点収差を発生させるた
めのシリンドリカル・レンズ及び凹レンズで構成される
マルチレンズ36と、戻り光ビームLrを光検出手段2
8上に収束する結像レンズ37とが配設されている。In this optical system, in addition to the above optical components,
The collimator lens 31 that collimates the light beam L emitted from the laser light source 15 and the light beam L is at least three.
The phase diffraction grating 32 for separating the light beam component of the book, the polarization beam splitter 33 for separating the light beam L from the laser light source 15 and the return light beam Lr from the optical disc D, and 1 /
An optical isolator 35 including a four-wave plate 34 is provided, and the focal length of the return light beam Lr is adjusted between the polarization beam splitter 33 and the light detecting means 28 in the optical path of the return light beam Lr. The multi-lens 36 including a cylindrical lens and a concave lens for generating astigmatism, and the return light beam Lr are detected by the light detecting means 2.
And an image forming lens 37 that converges on the upper surface.
【0048】次に、上記光ヘッド12の動作について説
明する。まず、レーザ光源15から出射された光ビーム
Lは、コリメータレンズ31により平行光とされ、位相
回折格子32に入射される。この位相回折格子32によ
って、少なくとも3本の光束成分(0次光、+1次光及
び−1次光)に分離された光ビームLは、偏光ビームス
プリッタ33によりP成分のみの直線偏光、即ちP偏光
のみが通過する。Next, the operation of the optical head 12 will be described. First, the light beam L emitted from the laser light source 15 is collimated by the collimator lens 31 and is incident on the phase diffraction grating 32. The light beam L separated into at least three luminous flux components (0th order light, + 1st order light and −1st order light) by the phase diffraction grating 32 is linearly polarized with only the P component by the polarization beam splitter 33, that is, P Only polarized light passes through.
【0049】この偏光ビームスプリッタ33を通過した
P偏光は、1/4波長板34を通過することによって、
位相差がπ/2となり、例えば右回りの円偏光となる。
対物レンズ16にて光ディスクDに集光された右回りの
円偏光は、光ディスクD面で反射され、回転方向が逆の
左回りの円偏光となる。The P-polarized light that has passed through the polarization beam splitter 33 passes through the quarter-wave plate 34,
The phase difference becomes π / 2, and, for example, clockwise circularly polarized light.
The clockwise circularly polarized light focused on the optical disc D by the objective lens 16 is reflected by the surface of the optical disc D to become counterclockwise circularly polarized light whose rotation direction is opposite.
【0050】このとき、3本の光ビームL(円偏光)の
うち、中央の1本(0次光)は光ディスクD上の記録ト
ラックの中央を照射し、残りの2本の光ビームL(±1
次光)は、記録可能エリアZwにおいては、案内溝を照
射する。従って、記録トラックの中央を照射する光ビー
ムLは、その照射した位置が再生専用エリアZrである
場合、記録トラックに沿って形成されている位相ピット
Pに対応した変調を受ける。また、上記光ビームLの照
射位置が記録可能エリアZwである場合、案内溝に照射
されている光ビームLは、案内溝のエッジに対応する変
調を受ける。At this time, of the three light beams L (circularly polarized light), the central one (0th order light) illuminates the center of the recording track on the optical disc D, and the remaining two light beams L ( ± 1
Next light) illuminates the guide groove in the recordable area Zw. Therefore, when the irradiated position is the reproduction-only area Zr, the light beam L irradiating the center of the recording track is subjected to modulation corresponding to the phase pits P formed along the recording track. When the irradiation position of the light beam L is the recordable area Zw, the light beam L applied to the guide groove is subjected to modulation corresponding to the edge of the guide groove.
【0051】上記変調を受けた左回りの円偏光は、再び
対物レンズ16を通過して1/4波長板34を通過す
る。この1/4波長板34では、更に位相差がπ/2と
なることから入射した左回りの円偏光は、S成分のみの
直線偏光、即ちS偏光になる。このS偏光は、偏光ビー
ムスプリッタ33の境界面33aにて反射される。The counterclockwise circularly polarized light which has been subjected to the above-mentioned modulation passes through the objective lens 16 again and the quarter wavelength plate 34. In the quarter-wave plate 34, since the phase difference is further π / 2, the incident left-handed circularly polarized light becomes linearly polarized light having only the S component, that is, S polarized light. This S-polarized light is reflected by the boundary surface 33 a of the polarization beam splitter 33.
【0052】この偏光ビームスプリッタ33の境界面3
3aにて反射された3本の戻り光ビームLrは、マルチ
レンズ36及び結像レンズ37を介して光検出手段28
上に入射される。この光検出手段28においては、入射
された3本の戻り光ビームLrを光電変換して、それぞ
れ検出信号Sに変換し、図3で示す信号選別回路22に
供給する。Boundary 3 of this polarization beam splitter 33
The three return light beams Lr reflected by 3 a pass through the multi-lens 36 and the imaging lens 37, and the photo-detecting means 28.
Is incident on. In the photo-detecting means 28, the three incident return light beams Lr are photoelectrically converted into conversion signals S, which are supplied to the signal selection circuit 22 shown in FIG.
【0053】ところで、相変化材料膜2は、一般に、照
射される光ビームLの出力とそのパルス幅によって、以
下に示すような状態変化を行う(図5参照)。即ち、光
ビームLを照射しても、相変化材料膜2は、溶融せず初
期状態を保持したまま結晶化状態である場合(以下、非
溶融状態と記す)、光ビームLを照射している間は、溶
融して液相化状態になっているが、光ビームLが通過し
た後、その冷却によって固相化したときに再び結晶化状
態に戻る場合(以下、溶融結晶化状態と記す)、及び光
ビームLが通過した後、その冷却によって固相に変化し
たときに、非晶質、即ちアモルファス状態に変化する場
合(以下、溶融非晶質化状態と記す)がある。By the way, the phase change material film 2 generally undergoes the following state changes according to the output of the irradiated light beam L and its pulse width (see FIG. 5). That is, even if the phase change material film 2 is not melted but is in a crystallized state while maintaining the initial state even when irradiated with the light beam L (hereinafter, referred to as a non-melted state), the phase change material film 2 is irradiated with the light beam L. While it is in a liquid phase while being melted while it is in a liquid phase, it returns to a crystallization state when it is solidified by cooling after passing through the light beam L (hereinafter referred to as a melt crystallization state). ), And after passing through the light beam L, when it changes to a solid phase by cooling, it may change to an amorphous state, that is, an amorphous state (hereinafter, referred to as a molten amorphized state).
【0054】ここで、説明の便宜上、上記3種類の状態
変化に対応する光ビームLの出力とパルス幅の範囲(領
域)を以下のように定義する。まず、相変化材料膜2が
非溶融状態となる光ビームLの出力とパルス幅の範囲を
非溶融領域A、相変化材料膜2が溶融結晶化状態となる
光ビームLの出力とパルス幅の範囲を溶融結晶化領域
B、及び相変化材料膜2が溶融非晶質化状態となる光ビ
ームLの出力とパルス幅の範囲を溶融結晶化領域Cとす
る。Here, for convenience of explanation, the range (area) of the output and pulse width of the light beam L corresponding to the above-mentioned three kinds of state changes is defined as follows. First, the range of the output and pulse width of the light beam L in which the phase change material film 2 is in the non-melting state is the non-melting region A, and the output of the light beam L in which the phase change material film 2 is in the melt crystallization state and the pulse width are The range is defined as a melt crystallization region B, and the range of the output and pulse width of the light beam L in which the phase change material film 2 is in a melt amorphized state is defined as a melt crystallization region C.
【0055】通常、記録媒体に対するデータアクセスに
おいては、データの読み出しとデータの書き込みの2挙
動があり、この光ディスクDに関しては、TOCエリア
Zt、再生専用エリアZr及び記録可能エリアZwに対
してデータの読み出しが行われ、データの書き込みは、
記録可能エリアZwに対してのみ行われる。Normally, in data access to a recording medium, there are two behaviors of reading data and writing data. For this optical disc D, data is written to the TOC area Zt, the read-only area Zr and the recordable area Zw. Read-out is performed and data writing is
It is performed only for the recordable area Zw.
【0056】具体的に、上記ディスク記録再生装置に
て、光ディスクDに対してデータの記録再生を行う場合
について説明する。Concretely, the case where the above-mentioned disc recording / reproducing apparatus records / reproduces data on / from the optical disc D will be described.
【0057】まず、光ディスクDのターンテーブル13
への装着完了に基づいて、システムコントローラ27
は、モータ駆動制御回路21に駆動制御信号Smを出力
する。このモータ駆動制御回路21は、システムコント
ローラ27からの駆動制御信号Smに基づいて、スピン
ドルモータ11をCAV方式又はCLV方式で回転駆動
させる。この実施例では、CLV方式で光ディスクDを
回転し、その線速度は7m/sに設定してある。First, the turntable 13 of the optical disc D
Based on the completion of mounting to the system controller 27
Outputs a drive control signal Sm to the motor drive control circuit 21. The motor drive control circuit 21 drives the spindle motor 11 to rotate by the CAV method or the CLV method based on the drive control signal Sm from the system controller 27. In this embodiment, the optical disc D is rotated by the CLV method, and its linear velocity is set to 7 m / s.
【0058】次に、システムコントローラ27は、光ヘ
ッド12用の図示しない既知のスライド機構に駆動信号
を供給する。このスライド機構は、上記システムコント
ローラ27からの駆動信号に基づいて、光ヘッド12を
光ディスクDの径方向に移動させる。そして、光ヘッド
12を光ディスクDの最内周側、即ちTOCエリアZt
に位置させ、このTOCエリアZtから上記エリア範囲
情報を含むTOCデータを読み出す。この読み出したエ
リア範囲情報を含むTOCデータは、システムコントロ
ーラ27内に組み込まれているメモリの所定の配列変数
領域に格納される。Next, the system controller 27 supplies a drive signal to a known slide mechanism (not shown) for the optical head 12. This slide mechanism moves the optical head 12 in the radial direction of the optical disc D based on the drive signal from the system controller 27. Then, the optical head 12 is moved to the innermost side of the optical disc D, that is, the TOC area Zt.
And the TOC data including the area range information is read from the TOC area Zt. The TOC data including the read area range information is stored in a predetermined array variable area of the memory incorporated in the system controller 27.
【0059】このTOCデータの具体的読み出しは、以
下で示す再生専用エリアZrに対するデータの読み出し
の説明において一括して説明する。The specific reading of the TOC data will be collectively described in the following description of reading the data from the reproduction-only area Zr.
【0060】即ち、光ディスクDのTOCエリアZt及
び再生専用エリアZrに対するデータの読み出しについ
ては、光ビームLの出力が溶融結晶化領域Bの範囲に設
定され、かつ光ディスクDに対して連続照射されること
によってTOCエリアZt及び再生専用エリアZr上の
ピット情報を読み出す。この光ビームLの出力は、シス
テムコントローラ27からレーザ駆動制御回路24に供
給される駆動制御信号Scに基づいて設定される。That is, regarding the reading of data from the TOC area Zt and the read-only area Zr of the optical disc D, the output of the light beam L is set in the range of the melt crystallization region B, and the optical disc D is continuously irradiated. Thus, the pit information on the TOC area Zt and the reproduction-only area Zr is read. The output of the light beam L is set based on the drive control signal Sc supplied from the system controller 27 to the laser drive control circuit 24.
【0061】即ち、システムコントローラ27におい
て、スライドエンコーダ14から供給される位置検出デ
ータDpとメモリ内に格納されているエリア範囲情報と
に基づいて、現在、光ビームLの照射位置が再生専用エ
リアZrであることが判別されると、システムコントロ
ーラ27は、レーザ駆動制御回路24に対して、溶融結
晶化領域Bの範囲を示す信号レベルの駆動制御信号Sc
を出力する。レーザ駆動制御回路24は、システムコン
トローラ27からの駆動制御信号Scの信号レベルに応
じてレーザ光源15を駆動・制御する。この場合、光ビ
ームLの出力は、溶融結晶化領域Bの範囲(この実施例
においては、出力=10mW)に設定されることにな
る。なお、この読み出し動作においては、光ビームLが
連続照射されるため、上記溶融結晶化領域Bの範囲を決
定するパルス幅は、光ビームLのスポット径/線速度に
て換算することよって求めることができる。That is, in the system controller 27, based on the position detection data Dp supplied from the slide encoder 14 and the area range information stored in the memory, the irradiation position of the light beam L is currently the reproduction-only area Zr. If the system controller 27 determines that the drive control signal Sc has a signal level indicating the range of the melt crystallization region B, the system controller 27 instructs the laser drive control circuit 24.
Is output. The laser drive control circuit 24 drives and controls the laser light source 15 according to the signal level of the drive control signal Sc from the system controller 27. In this case, the output of the light beam L is set within the range of the melt crystallization region B (output = 10 mW in this embodiment). Since the light beam L is continuously irradiated in this reading operation, the pulse width that determines the range of the melt crystallization region B is obtained by converting the spot diameter / linear velocity of the light beam L. You can
【0062】このとき、光ビームLの走査スポットSP
内での光強度は、図6の破線Aに示すように、ほぼガウ
ス分布に準じた強度分布になる。また、上記光ビームL
の照射による相変化材料膜2の温度分布は、実線Bに示
すように、走査スポットSPの中心から、光ビームLの
走査速度に対応した距離分、走査方向に対して遅れた位
置にピークを有する分布となる。At this time, the scanning spot SP of the light beam L
The light intensity inside has an intensity distribution substantially conforming to a Gaussian distribution, as indicated by the broken line A in FIG. In addition, the light beam L
As shown by the solid line B, the temperature distribution of the phase-change material film 2 due to the irradiation of 1) has a peak at a position delayed from the center of the scanning spot SP by a distance corresponding to the scanning speed of the light beam L in the scanning direction. It will have a distribution.
【0063】いま、走査スポットSP内に例えば2つの
位相ピットPが含まれる程度に位相ピットP間のピッチ
が狭いとする。また、走査されるスポットSPに最初に
進入する位相ピットを先頭ピットPa、次に進入する位
相ピットを次段ピットPbとして定義する。そして、走
査スポットSPが先頭ピットPa上を動くとき、その先
頭ピットPa上の相変化材料膜2は、次第に温度が上昇
するが、その相変化材料膜が液相化する温度に到達する
前にその先頭ピットPaが光学的に読み出される。Now, it is assumed that the pitch between the phase pits P is so narrow that two phase pits P are included in the scanning spot SP. A phase pit that first enters the scanned spot SP is defined as a head pit Pa, and a phase pit that next enters is defined as a next-stage pit Pb. Then, when the scanning spot SP moves on the head pit Pa, the temperature of the phase change material film 2 on the head pit Pa gradually rises, but before the temperature of the phase change material film becomes liquid phase is reached. The leading pit Pa is optically read.
【0064】その後、走査スポットSPがその走査によ
って次段ピットPbにかかると、その次段ピットPb上
の相変化材料膜2の温度が上昇する。しかし、その温度
上昇は、次段ピットPb上の相変化材料膜2が液相化す
るまでには至らない。一方、同一走査スポットSP内に
ある先頭ピットPaは、その上の相変化材料膜2が走査
スポットSPによる光照射が続いていることから、その
温度が溶融温度MTより更に上昇し、その相変化材料膜
2が液相化することになる。After that, when the scanning spot SP is applied to the next-stage pit Pb by the scanning, the temperature of the phase change material film 2 on the next-stage pit Pb rises. However, the temperature rise does not reach the phase of the phase change material film 2 on the next-stage pit Pb becoming liquid phase. On the other hand, since the phase change material film 2 on the leading pit Pa in the same scanning spot SP continues to be irradiated with light by the scanning spot SP, its temperature further rises above the melting temperature MT and its phase change occurs. The material film 2 becomes a liquid phase.
【0065】従って、この場合、先頭ピットPa上の相
変化材料膜2は、その液相化によって例えば光反射率が
低下し、走査スポットSPによる先頭ピットPaの光学
的な読み出しが不可能となり、この走査スポットSPに
よる光学的読出しは、次段ピットPbに対してのみ可能
となる。Therefore, in this case, for example, the phase change material film 2 on the leading pit Pa has a lowered liquid reflectivity due to its liquid phase, and it becomes impossible to optically read the leading pit Pa by the scanning spot SP. Optical reading by this scanning spot SP is possible only for the next-stage pit Pb.
【0066】即ち、このTOCエリアZt及び再生専用
エリアZrに対するデータの読み出しにあたっては、そ
の光ビームLの光ディスクDとの相対移動による光ディ
スクDにおける走査スポットSP内での温度分布を利用
して、その走査スポットSP内に生じる高温領域Pxで
部分的に相変化材料膜2に液相状態を発生させ、これに
より、例えばその部分の光反射率を低下させて、例えば
液相状態部分Px内にある位相ピットPaに対しての光
学的読み出しを不能にする。That is, when reading data from the TOC area Zt and the read-only area Zr, the temperature distribution within the scanning spot SP on the optical disc D due to the relative movement of the light beam L with respect to the optical disc D is utilized. A liquid phase state is partially generated in the phase change material film 2 in the high temperature region Px generated in the scanning spot SP, whereby, for example, the light reflectance of that portion is lowered, and the liquid state is in the liquid state portion Px, for example. Optical reading is disabled for the phase pit Pa.
【0067】つまり、走査スポットSP内の一部に、位
相ピットPを光学的に消滅させる領域Pxを形成して、
等価的に走査スポットSPの有効領域Pzの面積を小さ
くする。その結果、位相ピットPの配列ピッチを走査ス
ポットSPの径よりも小さくすることが可能となり、位
相ピットPを高密度形成しても、レンズ系の開口数N
A、光ビームの波長λに制限されることなく、高解像度
をもってその読み出しを行うことができ、実質的に、再
生専用エリアの記録容量を大幅に増大させることができ
る。なお、この走査スポットSPが通過した後、先頭ピ
ットPa及び次段ピットPb上の相変化材料膜2は、そ
の通過後の冷却によって結晶化状態に戻ることになる。That is, a region Px for optically extinguishing the phase pit P is formed in a part of the scanning spot SP,
Equivalently, the area of the effective area Pz of the scanning spot SP is reduced. As a result, the array pitch of the phase pits P can be made smaller than the diameter of the scanning spot SP, and even if the phase pits P are formed with high density, the numerical aperture N of the lens system is N.
A, the reading can be performed with high resolution without being limited by the wavelength λ of the light beam, and the recording capacity of the read-only area can be substantially increased. After passing through the scanning spot SP, the phase change material film 2 on the leading pit Pa and the next pit Pb returns to the crystallized state by cooling after passing.
【0068】このTOCエリアZt及び再生専用エリア
Zrに対するデータの読み出しにおいては、上記のよう
に、光ビームLの出力を10mW、線速度を7m/Sと
した場合において、位相ピット(ピット長=0.3μ
m)を再生したときのC/Nは51dBであり、高C/
N(S/N)で位相ピットを光学的に読み出すことがで
きる。In reading data from the TOC area Zt and the read-only area Zr, phase pits (pit length = 0 when the output of the light beam L is 10 mW and the linear velocity is 7 m / S as described above). .3μ
C / N when reproducing m) is 51 dB, and high C / N
The phase pit can be optically read out with N (S / N).
【0069】次に、記録可能エリアZwに対してデータ
の書き込みを行う場合について説明する。この書込み動
作は、インターフェイスバス64に接続されている例え
ばコンピュータ等から送られて来る記録データがシステ
ムコントローラ27に供給されることによって行われ
る。Next, the case where data is written in the recordable area Zw will be described. This writing operation is performed by supplying the recording data sent from a computer or the like connected to the interface bus 64 to the system controller 27.
【0070】上述したように、相変化材料膜2は、光ビ
ームLの出力とパルス幅によって、非溶融状態、溶融結
晶化状態及び溶融非晶質化状態に変化する。従って、こ
の書込み動作においては、光ビームLの出力及びパルス
幅を、溶融非晶質化領域Cの範囲に設定して、データ
(ピット)の書き込みを行う。この光ビームLの出力設
定及びパルス幅設定は、以下のようにして行われる。As described above, the phase change material film 2 changes to the non-melting state, the melting crystallization state and the melting amorphization state depending on the output of the light beam L and the pulse width. Therefore, in this writing operation, the output of the light beam L and the pulse width are set within the range of the molten amorphized region C, and the data (pit) is written. The output setting and the pulse width setting of the light beam L are performed as follows.
【0071】即ち、システムコントローラ27は、レー
ザ駆動制御回路24に対して、溶融非晶質化領域Cの範
囲を示す信号レベルで、かつ記録データに応じてオンオ
フ制御された駆動制御信号Scを出力する。レーザ駆動
制御回路Scは、システムコントローラ27からの駆動
制御信号Scの信号レベル及びそのオンオフ・タイミン
グに応じてレーザ光源15を駆動・制御する。この場
合、光ビームLは、その出力が、溶融非晶質化領域Cの
範囲(この実施例においては、出力=10mW、パルス
幅=118ns(デューティー50%))に設定され、
レーザ駆動制御回路によるオンオフ制御によって、部分
的に照射が行われるパルスレーザ(パルス幅=118n
s)として出力される。That is, the system controller 27 outputs the drive control signal Sc to the laser drive control circuit 24, which has a signal level indicating the range of the molten amorphous region C and is on / off controlled according to the recording data. To do. The laser drive control circuit Sc drives / controls the laser light source 15 according to the signal level of the drive control signal Sc from the system controller 27 and its on / off timing. In this case, the output of the light beam L is set in the range of the molten amorphized region C (output = 10 mW, pulse width = 118 ns (duty 50%) in this embodiment),
A pulse laser (pulse width = 118n) that is partially irradiated by on / off control by a laser drive control circuit
s) is output.
【0072】そして、上記のように、上記溶融非晶質化
領域Cの範囲に設定された光ビームLが部分的に照射さ
れることによって、その照射された部分が非晶質化し、
光学的にピット情報が新たに書き込まれたかたちとな
る。このときの記録ピットのピット長は0.83μmと
なる。Then, as described above, by partially irradiating the light beam L set in the range of the molten amorphized region C, the irradiated portion becomes amorphous,
The pit information is optically newly written. The pit length of the recording pit at this time is 0.83 μm.
【0073】次に、記録可能エリアZwに対してデータ
の読み出しを行う場合は、上記光ビームLの出力を、非
溶融領域Aの範囲に設定して、読み出しを行う。即ち、
システムコントローラ27において、スライドエンコー
ダ14から供給される位置検出データDpとシステムコ
ントローラ27のメモリ内に格納されているエリア範囲
情報とに基づいて、現在、光ビームLの照射位置が記録
可能エリアZwであることが判別されると、システムコ
ントローラ27は、レーザ駆動制御回路24に対して、
非溶融領域Aの範囲を示す信号レベルの駆動制御信号S
cを出力する。Next, when reading data from the recordable area Zw, the output of the light beam L is set within the range of the non-melting area A and reading is performed. That is,
In the system controller 27, based on the position detection data Dp supplied from the slide encoder 14 and the area range information stored in the memory of the system controller 27, the irradiation position of the light beam L is currently in the recordable area Zw. When it is determined that the laser drive control circuit 24 is present, the system controller 27
A drive control signal S having a signal level indicating the range of the non-melting region A
Output c.
【0074】レーザ駆動制御回路24は、システムコン
トローラ27からの駆動制御信号Scの信号レベルに応
じてレーザ光源15を駆動・制御する。この場合、光ビ
ームLの出力は、非溶融領域Aの範囲(この実施例にお
いては、出力=1mW)に設定されることになる。な
お、この記録可能エリアZwに対する読み出し動作にお
いても、光ビームLが連続照射されるため、上記非溶融
領域Aの範囲を決定するパルス幅は、光ビームLのスポ
ット径/線速度にて換算することよって求めることがで
きる。The laser drive control circuit 24 drives and controls the laser light source 15 according to the signal level of the drive control signal Sc from the system controller 27. In this case, the output of the light beam L is set within the range of the non-melting region A (output = 1 mW in this embodiment). Since the light beam L is continuously irradiated also in the read operation for the recordable area Zw, the pulse width that determines the range of the non-melting area A is converted by the spot diameter / linear velocity of the light beam L. You can ask for it.
【0075】そして、記録可能エリアZw上の相変化材
料膜2の結晶化部分における光反射と非晶質化部分(ピ
ット情報)における光反射の違いによって、記録されて
いるピット情報を光学的に読み出す。この場合、光ビー
ムLの出力が、上記非溶融領域Aの範囲に設定されてい
ることから、読み出し時に非晶質化部分(ピット情報)
を消去、即ち結晶化することがない。The recorded pit information is optically converted by the difference between the light reflection in the crystallized portion of the phase change material film 2 on the recordable area Zw and the light reflection in the amorphized portion (pit information). read out. In this case, since the output of the light beam L is set within the range of the non-melting region A, the amorphized portion (pit information) at the time of reading
Is not erased, that is, is not crystallized.
【0076】この記録可能エリアZwに対するデータの
読み出しにおいては、上記のように、光ビームLの出力
を1mW、線速度を7m/Sとした場合において、記録
ピット(ピット長=0.83μm)を再生したときのC
/Nは45dBであり、高C/N(S/N)で記録ピッ
トを光学的に読み出すことができる。In reading data from the recordable area Zw, when the output of the light beam L is 1 mW and the linear velocity is 7 m / S as described above, recording pits (pit length = 0.83 μm) are formed. C when played
/ N is 45 dB, and the recording pit can be optically read with a high C / N (S / N).
【0077】このように、本実施例に係る光ディスクに
おいては、位相ピットPが形成されたTOCエリアZt
及び再生専用エリアZrから記録可能エリアZwにわた
って相変化材料膜2を形成しているため、記録可能エリ
アZwの記録容量を減らすことなく、再生専用エリアZ
rの記録容量を増加させることができる。As described above, in the optical disc according to this embodiment, the TOC area Zt in which the phase pit P is formed is formed.
Since the phase change material film 2 is formed from the read-only area Zr to the recordable area Zw, the read-only area Zw can be formed without reducing the recording capacity of the recordable area Zw.
The recording capacity of r can be increased.
【0078】また、TOCエリアZt及び再生専用エリ
アZrに対するデータの読み出し、記録可能エリアZw
に対するデータの読み出し、及び記録可能エリアZwに
対するデータの書き込みにおいて、光ビームLの出力を
可変するだけでよいため、光ビームLの発生源であるレ
ーザ光源15を従来と同じに1つの光源で構成すること
ができる。その結果、光学系の構造を複雑にする必要が
なく、従来の光学系をそのまま使用することができると
いう利点がある。Data can be read and recorded in the TOC area Zt and the reproduction-only area Zr.
Since the output of the light beam L only needs to be varied in reading data from and writing data to the recordable area Zw, the laser light source 15 that is the generation source of the light beam L is composed of one light source as in the conventional case. can do. As a result, there is an advantage that the conventional optical system can be used as it is without having to complicate the structure of the optical system.
【0079】また、予め位相ピットPが形成された再生
専用エリアZr(及びTOCエリアZt)から記録可能
エリアZwにわたって相変化材料膜2を含む積層膜3を
形成する構造で済むため、再生専用エリアZrと記録可
能エリアZwが同一平面上に形成された光ディスクDを
簡単な製造工程にて製造することができ、製造コスト的
にも有利になる。Further, since the laminated film 3 including the phase change material film 2 is formed from the read-only area Zr (and the TOC area Zt) where the phase pits P are formed in advance to the recordable area Zw, the read-only area can be formed. The optical disk D in which Zr and the recordable area Zw are formed on the same plane can be manufactured by a simple manufacturing process, which is advantageous in manufacturing cost.
【0080】上記例での相変化材料膜2は、光ビームL
の照射による温度上昇によって、その光反射率が低下す
る特性の膜を用いたが、その他、この逆の特性を有する
相変化材料膜を用いてもよい。The phase change material film 2 in the above example is formed by the light beam L
Although the film having the characteristic that the light reflectance thereof is lowered by the temperature rise due to the irradiation of is used, a phase change material film having the opposite characteristic may be used.
【0081】また、上記例では、レーザ光源から出射さ
れる光ビームを、その出力を溶融結晶化領域B又は非溶
融領域Aに設定して、光ディスクに連続照射することに
より、光ディスクに対する情報信号の読み出しを行うよ
うにしたが、その他、上記光ビームを、その出力及びパ
ルス幅を溶融結晶化領域B又は非溶融領域Aに設定し
て、光ディスクにパルス照射することにより、光ディス
クに対する情報信号の読み出しを行うようにしてもよ
い。Further, in the above example, the output of the light beam emitted from the laser light source is set in the melting and crystallization area B or the non-melting area A, and the optical disk is continuously irradiated, so that the information signal for the optical disk is changed. Although the reading is performed, in addition, by setting the output and pulse width of the light beam in the melting crystallization area B or the non-melting area A and irradiating the optical disk with pulses, the reading of the information signal from the optical disk is performed. May be performed.
【0082】[0082]
【発明の効果】上述のように、本発明に係る円盤状記録
媒体によれば、透明基板上に位相ピットが形成された円
盤状記録媒体において、空間的に、再生専用エリアと記
録可能エリアに分離し、透明基板の再生専用エリアに対
応した面に位相ピットを形成し、透明基板の再生専用エ
リアから記録可能エリアにわたって連続的に、溶融後、
結晶化し得る相変化材料膜を形成し、少なくとも再生専
用エリアに対する情報信号の読み出し時に、上記相変化
材料膜が、読み出し光の走査スポット内で部分的に溶融
結晶化領域で液相化して、光反射率が変化し、読み出し
後には、結晶状態に戻る構成としたので、記録可能エリ
アの記録容量を減らすことなく、再生専用エリアの記録
容量を増加させることができ、しかも光学系の構造を複
雑にする必要がなく、従来の光学系をそのまま使用する
ことができる。As described above, according to the disc-shaped recording medium of the present invention, a disc-shaped recording medium having phase pits formed on a transparent substrate is spatially divided into a read-only area and a recordable area. Separate, form phase pits on the surface corresponding to the reproduction-only area of the transparent substrate, continuously melt from the reproduction-only area of the transparent substrate to the recordable area, after melting,
When a phase-change material film that can be crystallized is formed, and at least when the information signal is read to the read-only area, the phase-change material film is partially liquefied in the melting crystallization region within the scanning spot of the reading light, Since the reflectivity changes and it returns to the crystalline state after reading, the recording capacity of the read-only area can be increased without reducing the recording capacity of the recordable area, and the structure of the optical system is complicated. Therefore, the conventional optical system can be used as it is.
【図1】本発明に係る円盤状記録媒体を、情報信号を光
学的にアクセスするタイプの光ディスクに適用した実施
例(以下、単に実施例に係る光ディスクと記す)を示す
平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment (hereinafter simply referred to as an optical disk according to an embodiment) in which a disc-shaped recording medium according to the present invention is applied to an optical disk of a type for optically accessing an information signal.
【図2】本実施例に係る光ディスクを示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an optical disc in the example.
【図3】本実施例に係る光ディスクに対して情報信号の
記録再生を行うディスク記録再生装置の概略構成を示す
ブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a disc recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information signals on / from the optical disc according to the present embodiment.
【図4】本実施例に係る光ディスクに対して情報信号の
記録再生を行う光ヘッドの光学系を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an optical system of an optical head for recording / reproducing information signals on / from the optical disc according to the present embodiment.
【図5】相変化材料膜の、光ビームの出力及びパルス幅
に対応した状態変化(相変化状態)を示す特性図であ
る。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a state change (phase change state) of the phase change material film corresponding to the output of the light beam and the pulse width.
【図6】光ビームの走査スポットの光強度と温度分布を
示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing light intensity and temperature distribution of a scanning spot of a light beam.
D 光ディスク Zr 再生専用エリア Zw 記録可能エリア Zt TOCエリア 1 透明基板 2 相変化材料膜 3 積層膜 4 第1の誘電体膜 5 第2の誘電体膜 6 光反射膜 7 第3の誘電体膜 P 位相ピット 11 スピンドルモータ 12 光ヘッド 13 ターンテーブル 14 スライドエンコーダ 15 レーザ光源 16 対物レンズ 17 二次元アクチュエータ 21 モータ駆動制御回路 22 信号選別回路 23 復調回路 24 レーザ駆動制御回路 27 システムコントローラ D Optical disk Zr Reproduction-only area Zw Recordable area Zt TOC area 1 Transparent substrate 2 Phase change material film 3 Laminated film 4 First dielectric film 5 Second dielectric film 6 Light reflection film 7 Third dielectric film P Phase pit 11 Spindle motor 12 Optical head 13 Turntable 14 Slide encoder 15 Laser light source 16 Objective lens 17 Two-dimensional actuator 21 Motor drive control circuit 22 Signal selection circuit 23 Demodulation circuit 24 Laser drive control circuit 27 System controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠見 裕 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Kasami 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation
Claims (2)
盤状記録媒体において、 空間的に、再生専用エリアと記録可能エリアに分離さ
れ、 上記透明基板の上記再生専用エリアに対応した面に上記
位相ピットが形成され、 上記透明基板の上記再生専用エリアから上記記録可能エ
リアにわたって連続的に、溶融後、結晶化し得る相変化
材料膜が形成され、 少なくとも再生専用エリアに対する情報信号の読み出し
時に、上記相変化材料膜が、読み出し光の走査スポット
内で部分的に溶融結晶化領域で液相化して、光反射率が
変化し、読み出し後には、結晶状態に戻る構成としたこ
とを特徴とする円盤状記録媒体。1. A disk-shaped recording medium having phase pits formed on a transparent substrate, which is spatially divided into a read-only area and a recordable area, and the transparent substrate is provided on a surface corresponding to the read-only area. Phase pits are formed, and a phase change material film that can be crystallized after melting is formed continuously from the read-only area of the transparent substrate to the recordable area, and at least when the information signal is read to the read-only area. A disk characterized in that the phase-change material film is partly liquid-phased in the melting and crystallization region within the scanning spot of the reading light, the light reflectance changes, and returns to the crystalline state after reading. Recording medium.
の材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載
の円盤状記録媒体。2. The disc-shaped recording medium according to claim 1, wherein the phase change material film is formed of a chalcogenite-based material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09747593A JP3239526B2 (en) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Disc-shaped recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06309667A true JPH06309667A (en) | 1994-11-04 |
JP3239526B2 JP3239526B2 (en) | 2001-12-17 |
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ID=14193323
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JP (1) | JP3239526B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06223405A (en) * | 1992-12-03 | 1994-08-12 | Hitachi Ltd | Information recording medium and information recording and reproducing system using this recording medium |
EP0768652A2 (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-16 | Nec Corporation | Single-substrate multi-layer optical disk for read-only storage and phase change rewritable storage |
JP2010514075A (en) * | 2006-12-15 | 2010-04-30 | トムソン ライセンシング | Optical recording medium and respective device for recording and / or reading data |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP09747593A patent/JP3239526B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0768652A3 (en) * | 1995-10-13 | 1997-05-28 | Nec Corporation | Single-substrate multi-layer optical disk for read-only storage and phase change rewritable storage |
JP2010514075A (en) * | 2006-12-15 | 2010-04-30 | トムソン ライセンシング | Optical recording medium and respective device for recording and / or reading data |
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JP3239526B2 (en) | 2001-12-17 |
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