JPH0817059A - 光ディスク再生方法、光ディスク再生装置及び光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 光ディスク１は、いわゆるＲＡＤ（Rear Ape
rture Detection）タイプとよばれ、その相変化材料層
が、その再生レーザ光の走査スポット内での高温領域で
部分的に液相化されたとき、その反射率が、低温領域に
おける固相部に比し著しく増加することによってこの高
温領域にある位相ピットについてのみ例えば回折による
読み出しが可能となるものである。この光ディスク１に
対し、ＬＤ１０は再生信号を得るために使われる波長λ
₁の再生レーザ光を出射する。また、この光ディスク１
に対し、ＬＤ１２は例えばトラッキングやフォーカシン
グのためのサーボ信号を得るために使われる波長λ₂の
レーザ光を出射する。 【効果】 光ディスクのＳ／Ｎを高くするために、初期
反射率を５％以下とした場合にも、より安定したトラッ
キングサーボ及びフォーカシングサーボを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の照射によっ
て信号に応じて形成された位相ピットの読み出しを行う
光ディスク再生方法、この光ディスク再生方法により光
ディスクを再生する光ディスク再生装置及び上記光ディ
スク再生方法により再生される光ディスクに関する。

【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を形成することで構成
されている。

【０００３】こ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。

【０００４】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を大きくすることが
行われる。

【０００５】しかし、光源の波長λや対物レンズの開口
数ＮＡの改善には自ずと限界がある。すなわち、例えば
光源波長の短波長化をはかったとしても現在の技術で
は、記録密度は高々４倍にしか上がらない。また、レン
ズの開口数ＮＡを大きくしようとすると収差の少ないレ
ンズを製造するのが困難であり、またそのようなレンズ
が得られたとしても、フォーカスのディスク振動、スキ
ューに対する安定性が低下するなどの問題が生じる。こ
のため光ディスクの記録密度を飛躍的に向上させること
が難しいのが実情である。

【０００６】そこで、本出願人は、特願平２−９４４５
２号及び特願平３−２４９５１１号の明細書、図面によ
り、上述した波長λや開口数ＮＡによる制限以上の解像
度を得ることができる光ディスクを提案した。これらの
出願に係る発明は、読み出し光のレーザスポット内の部
分的相変化により反射率変化を変化させ超解像度再生を
行うようにした光ディスクあるいはその再生方法に関す
るものである。

【０００７】このような超解像度再生を行うような光デ
ィスクである超解像再生光ディスク（以下、単に光ディ
スクという。）は、位相ピットが形成された透明基板上
に、溶融後結晶化し得る相変化材料層を形成してなる。
そして、この相変化材料層に読み出し用の光が照射され
ると、例えば該読み出し光のスポット内で部分的に溶融
結晶化領域での液相化によって反射率が変化することを
利用して超解像を実現している。

【０００８】この光ディスクでは、スポット内に低温領
域部（結晶状態）と高温領域部（液相状態）が存在す
る。このうち低温領域部で位相ピットを読み出して信号
を検出するような光ディスクをいわゆるＦＡＤ（Front
Aperture Detection）タイプといい、高温領域部で位相
ピットを読み出して信号を検出するような光ディスクを
いわゆるＲＡＤ（Rear Aperture Detection）タイプと
いう。

【０００９】ＦＡＤタイプでは、スポット内の低温領域
部の反射率に比して高温領域部の反射率が著しく低下す
る構成とするが、この場合、その読み出し領域となる低
温領域部はトラック幅方向に広がりを有する三日月状を
なすことから、１トラック上の記録密度の向上を図るこ
とはできるものの、トラック間間隔を狭めるとクロスト
ークが発生し、トラック密度を高めることができなくな
る。

【００１０】一方、ＲＡＤタイプは図１７に示すよう
に、その相変化材料層が、その再生光の走査スポットＬ
内での高温領域Ｓ_Hで部分的に液相化されたとき、その
反射率が、低温領域Ｓ_Lにおける固相部に比し著しく増
加することによってこの高温領域Ｓ_Hにある位相ピット
Ｐについてのみ例えば回折による読み出しが可能となる
ものである。この場合、高温領域部は、トラック幅方向
に関する幅もスポット幅に比して狭くなることから、高
温領域部で信号の読み出しを行うＲＡＤタイプは、クロ
ストークの改善によるトラック密度の向上も図ることが
でき、ＦＡＤタイプより更に記録密度の向上を図ること
ができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記光ディ
スクを高Ｓ／Ｎで再生するには、結晶状態にある低温領
域部と液相状態にある高温領域部の反射率のコントラス
トが、例えば好ましくは１０倍以上のように大きいこと
が必要とされる。

【００１２】ＲＡＤタイプの光ディスクでは、低温領域
部すなわち初期結晶状態の反射率を０％に近ずけること
が、コントラスト比を上げ、高Ｓ／Ｎ再生することにな
る。例えば、２つのＲＡＤタイプの光ディスクＤ_A及び
Ｄ_Bが次の表１に示すような低温領域部反射率及び高温
領域部反射率である場合を考慮する。

【００１３】

【表１】

【００１４】この表１に示すような場合、低温領域部反
射率が２％であり、コントラスト比が７．５倍であるデ
ィスクＤ_Bの方が好ましい。

【００１５】しかしながら、光ディスクの初期状態反射
率が例えば５％以下程度に小さくなると、トラッキング
エラー信号やフォーカスエラー信号等のサーボ信号が小
さくなり、光ディスクの僅かな反射率ムラ等に対して、
安定なサーボが困難になる。特に、３スポット法を用い
たトラッキングではその傾向が強い。

【００１６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、光ディスクのＳ／Ｎを高くするために、初期状
態反射率を５％以下とした場合にも、より安定したトラ
ッキングサーボ及びフォーカシングサーボを実現する光
ディスク再生方法、光ディスク再生装置及びこの光ディ
スク再生方法により再生される光ディスクの提供を目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光ディスク
再生方法は、照射した再生レーザ光の走査スポット内で
反射率を部分的に変化させながら信号に応じて形成され
た位相ピットの読み出しを行う光ディスク再生方法にお
いて、上記再生レーザ光の波長λ₁と異なる波長λ₂のレ
ーザ光をサーボ用に用いることにより上記課題を解決す
る。

【００１８】この場合、ＲＡＤ（Rear Aperture Detect
ion）タイプの光ディスクから上記位相ピットを走査ス
ポット内の高温領域部で読み出すようにしてもよいし、
ＦＡＤ（Front Aperture Detection）タイプの光ディス
クから上記位相ピットを低温領域部で読み出すようにし
てもよい。

【００１９】また、上記光ディスク再生方法は、上記再
生レーザ光に対する初期反射率が５％以下である光ディ
スクに対し、波長λ₂と波長λ₁の差の絶対値が１００ｎ
ｍ以上である上記再生レーザ光と上記サーボ用レーザ光
とを照射する。

【００２０】また、上記光ディスク再生方法は、波長λ
₁の再生レーザ光に対する屈折率が１以下、消衰係数が
２．５以上５以下である半透明金属膜を透明基板上に５
〜２０ｎｍ形成してなる光ディスクに対し、波長λ₂と
波長λ₁の差の絶対値が３０ｎｍ以上である上記再生レ
ーザ光と上記サーボ用レーザ光とを照射する。

【００２１】また、本発明に係る光ディスク再生装置
は、照射した再生レーザ光の走査スポット内で反射率を
部分的に変化させながら信号に応じて形成された位相ピ
ットの読み出しを行うに際し、上記再生レーザ光の波長
λ₁と異なる波長λ₂のレーザ光をサーボ用に用いる光デ
ィスク再生方法により光ディスクを再生する光ディスク
再生装置であって、波長λ₁の再生レーザ光を発生する
再生レーザ光発生手段と、波長λ₂のサーボ用レーザ光
を発生するサーボ用レーザ光発生手段と、上記光ディス
クで反射された再生レーザ光から再生信号を検出する再
生信号検出手段と、上記光ディスクで反射されたサーボ
用レーザ光からサーボ信号を検出するサーボ信号検出手
段とを有する。

【００２２】この場合、上記サーボ用レーザ光は、トラ
ックサーボ及びフォーカスサーボのために用いられる。

【００２３】さらに、本発明に係る光ディスクは、照射
した再生レーザ光の走査スポット内で反射率を部分的に
変化させながら信号に応じて形成された位相ピットの読
み出しを行う際に、上記再生レーザ光の波長λ₁と異な
る波長λ₂のレーザ光をサーボ用に用いる光ディスク再
生方法により再生される光ディスクであって、ピット深
さｄ₁のトラックとピット深さｄ₂のトラックを１トラッ
クおきに並列して配置する。

【００２４】ここで、上記光ディスクは、波長のわずか
な違いにより光学定数が大きく異なる半透明金属膜を透
明基板上に形成してなる。

【００２５】また、上記半透明金属膜は、Ｃｕ、Ａｕ又
はＡｇで形成される。また、光ディスクは、ピット深さ
ｄ₁のトラックとピット深さｄ₂のトラックを１トラック
おきに並列して配置してもよい。

【００２６】

【作用】再生レーザ光の波長λ₁と異なる波長λ₂のレー
ザ光をサーボ用に用いるので、光ディスクのＳ／Ｎを高
くするために初期反射率を５％以下とした場合にも、よ
り安定したトラックサーボ及びフォーカスサーボを実現
できる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る光ディスク再生方法、光
ディスク再生装置及び光ディスクの実施例を説明する。

【００２８】この実施例は、超解像度再生が可能な光デ
ィスクである超解像再生光ディスク（以下、単に光ディ
スクという。）から情報信号を再生する光ディスク再生
装置である。

【００２９】上記光ディスクは、位相ピットが形成され
た透明基板上に、溶融後結晶化し得る相変化材料層を形
成してなる。特に図１に示す光ディスク１は、いわゆる
ＲＡＤ（Rear Aperture Detection）タイプとよばれ、
その相変化材料層が、その再生レーザ光の走査スポット
内での高温領域で部分的に液相化されたとき、その反射
率が、低温領域における固相部に比し著しく増加するこ
とによってこの高温領域にある位相ピットについてのみ
例えば回折による読み出しが可能となるものである。

【００３０】この光ディスク再生装置は、図１に示すよ
うな光ピックアップ２が得た光検出信号をＲＦ処理回路
３にてＲＦ処理する共に、光ピックアップ２から得られ
た光検出信号をサーボ回路５にてトラッキング、フォー
カシング、スライド及びスピンドル用等のサーボ信号に
変換している。

【００３１】サーボ回路５は、サーボコントローラ４の
制御に応じて光ディスク１を回転するスピンドルモータ
６にスピンドルサーボ信号を供給し、スピンドルサーボ
を行っている。また、サーボ回路５は、サーボコントロ
ーラ４の制御に応じて光ピックアップ２をスライドする
スライドモータ７にスライドサーボ信号を供給し、スラ
イドサーボを行っている。さらに、サーボ信号は、サー
ボコントローラ４の制御に応じて光ピックアップ２の対
物レンズ１８にトラッキング信号及びフォーカシング信
号を供給し、トラッキングサーボ及びフォーカシングサ
ーボを行っている。

【００３２】光ピックアップ２は、再生信号を得るため
に使われる波長λ₁の再生レーザ光を出射する例えばレ
ーザダイオード（以下ＬＤという。）１０と、例えばト
ラッキングやフォーカシングのためのサーボ信号を得る
ために使われる波長λ₂のレーザ光を出射する例えばＬ
Ｄ１２という２つの光源を有してなる。

【００３３】ＬＤ１０から出射された再生レーザ光は、
コリメータレンズ１１により平行にされ、ダイクロイッ
クビームスプリッタ１５に入射する。また、一方、ＬＤ
１２から出射されたサーボ用レーザ光は、コリメータレ
ンズ１３により平行にされ、回折格子１４を介して３ビ
ームに分割され、ダイクロイックビームスプリッタ１５
に入射する。

【００３４】このダイクロイックビームスプリッタ１５
は、図２に示すような特性を持つ反射面１５ａ及び１５
ｂを備えている。すなわち、このダイクロイックビーム
スプリッタ１５は、Ｐ波、Ｓ波に無関係に波長λ₁のレ
ーザ光を全て反射し、波長λ₂（λ₁＜λ₂）のレーザ光
を１００％透過する。よって、波長λ₁である再生レー
ザ光は、このダイクロイックビームスプリッタ１５の反
射面１５ａ及び反射面１５ｂによりそれぞれ９０度ずつ
反射され、ワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に入
射する。また、波長λ₂であるサーボ用レーザ光は、こ
のダイクロイックビームスプリッタ１５を透過し、ワイ
ドバンド偏光ビームスプリッタ１６に入射する。

【００３５】このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１
６は、図３に示すような特性を持つ反射面１６ａを備え
ている。すなわち、このワイドバンド偏光ビームスプリ
ッタ１６は、波長に無関係にＰ波を１００％透過する一
方、波長λ₂（λ₁＜λ₂）のＳ波をほとんど反射する。
よって、このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に
ダイクロイックビームスプリッタ１５側から入射した再
生レーザ光のＰ波成分とサーボ用レーザ光のＰ波成分
は、このワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６を透過
し、１／４波長板１７及び対物レンズ１８を介して光デ
ィスク１上の図４に示すトラックＴに照射される。

【００３６】この図４において、光ディスク１は、図中
矢印Ｃに示すように回転している。よって、再生信号用
レーザスポットＳ_Mは３スポット法に用いられるサーボ
信号用レーザスポットＳ_SにトラックＴ上で追従してい
る。

【００３７】この光ディスク１上で反射された再生レー
ザ光とサーボ用レーザ光は、対物レンズ１８及び１／４
波長板１７を介してワイドバンド偏光ビームスプリッタ
１６に入射する。ここで、１／４波長板１７は、再生用
反射レーザ光及びサーボ用反射レーザ光を該１／４波長
板１７透過前の再生用レーザ光及びサーボ用レーザ光に
対して９０度偏光することになる。すると、１／４波長
板１７からワイドバンド偏光ビームスプリッタ１６に向
かう波長λ₁の再生用反射レーザ光のＳ波成分と波長λ₂
のサーボ用反射レーザ光のＳ波成分は、ワイドバンド偏
光ビームスプリッタ１６の反射面１６ａによりほぼ１０
０％反射され、ダイクロイックビームスプリッタ１９に
入射する。

【００３８】このダイクロイックビームスプリッタ１９
も、図２に示した特性を有するので、波長λ₂のサーボ
用反射レーザ光は、反射面１９ａで反射されることなく
該ダイクロイックビームスプリッタ１９を透過してフィ
ルタ２０に入射する。一方、波長λ₁の再生用反射レー
ザ光は、反射面１９ａ及び１９ｂで反射されてフィルタ
２４に入射する。

【００３９】フィルタ２０でフィルタリングされた波長
λ₂のサーボ用反射レーザ光は、収束レンズ２０で収束
され、マルチレンズ２２を介して例えばフォトダイオー
ド（ＰＤ）のような光検出器（以下、サーボ信号用反射
光検出器という。）２３の検出面に照射される。また、
フィルタ２４でフィルタリングされた波長λ₁の再生用
反射レーザ光は、収束レンズで収束されて例えばＰＤの
ような光検出器（以下、ＲＦ信号用反射光検出器とい
う。）２６の検出面に照射される。

【００４０】このサーボ信号用反射検出器２３の検出面
の検出パターンを図４の（Ｂ）に示す。また、ＲＦ信号
用反射検出器２６の検出面の検出パターンを図４の
（Ａ）に示す。

【００４１】ＲＦ信号用反射検出器２６で検出されたＲ
Ｆ信号用光検出信号は、上述したようにＲＦ処理回路３
に供給される。また、サーボ信号用反射検出器２３で検
出されたサーボ信号用光検出信号は、上述したようにサ
ーボ回路５に供給される。

【００４２】以上のように、再生レーザ光を出射するＬ
Ｄ１０と、サーボ用レーザ光を出射するＬＤ１２とを用
意すれば、超解像再生光ディスクのＳ／Ｎを高くするた
めに初期反射率を５％以下とした場合にも、より安定し
たトラッキングサーボ及びフォーカシングサーボを実現
できる。以下に、その理由を説明するために、この光デ
ィスク再生装置のＬＤ１０とＬＤ１２の波長差を変化さ
せ、さらに光ディスク１の構成材料（層構成）を異なら
せた場合についてのいくつかの具体例を挙げる。以下で
は、このいくつかの具体例を上記実施例とは区別した実
施例１〜６のように記載して説明する。これら実施例１
〜６は、光ディスクと光ディスク再生装置とを、その層
構成と出射レーザ光波長とを変化させた場合のシステム
的な実施例である。

【００４３】実施例１ この実施例１では、ＬＤ１０から出射する再生レーザ光
の波長λ１を７８０ｎｍに固定し、ＬＤ１２から出射す
るサーボ用レーザ光の波長λ₂を８１０ｎｍ、８３０ｎ
ｍ、６８０ｎｍ及び６３５ｎｍに変化させる。また、対
物レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とした。

【００４４】また、光ディスク１は、基本的に図６に示
すように、位相ピットが形成された円盤状のガラス基
板、例えばフォトポリマー法により形成された２Ｐ（フ
ォト・ポリマー）基板である透明基板３１上に、溶融
後、結晶化し得る相変化材料膜３２を直接的に形成した
層構成とする。

【００４５】また、この光ディスク１は、図７に示すよ
うに、透明基板３１上に、溶融後、結晶化し得る相変化
材料膜３２を含んだ積層膜３３を形成した層構成として
もよい。この相変化材料膜３２を含む積層膜３３は、透
明基板３１側から順に第１の誘電体膜３４、相変化材料
膜３２、第２の誘電体膜３５、反射膜３６及び第３の誘
電体膜３７が順次積層されて構成されている。この場
合、第１及び第２の誘電体膜３４及び３５、反射膜３６
によって、この光ディスク１の光学的特性、例えば非晶
質部と結晶部の光反射率等の設定が行われる構成となっ
ている。また、第３の誘電体膜３７によって積層膜３３
の機械的強度が向上し、繰り返し読み出し耐久性が向上
する。さらに、第３の誘電体膜３７の上には、図示しな
いＵＶによる保護膜を形成してもよい。

【００４６】ここで、第１の誘電体膜３４は厚さ１３０
ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ₂からなり、相変化材料膜３２は
厚さ１８ｎｍのＳｂ₂Ｓｅ₃からなる。また、第２の誘電
体膜３５は厚さ２０ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ₂からなり、
反射膜３６は厚さ１５０ｎｍのＤｙからなる。そして、
第３の誘電体膜３７は厚さ４００ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ
₂からなる。

【００４７】また、この実施例１では、トラックピッチ
を１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を
０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。

【００４８】そして、このように形成された光ディスク
１をキセノン（Ｘｅ）ランプ照射により初期化、すなわ
ちディスク全面結晶状態とした。

【００４９】このように形成された光ディスク１のレー
ザ光波長の変化に対する初期状態反射率の変化を図１０
に示す。レーザ波長を６３５ｎｍ、６８０ｎｍ、７８０
ｎｍ、８１０ｎｍ、８３０ｎｍというように変化させ、
線速８ｍ／ｓｅｃで回転している光ディスク１に再生パ
ワー１〜３ｍＷで照射すると、図１０からも明かなよう
に、６８０ｎｍ、６８０ｎｍの波長に対しては、５％以
上の反射率が得られた。

【００５０】このような反射率の波長依存性を有する光
ディスク１を図１に示した光ディスク再生装置のスピン
ドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転する。そして、
この光ディスク１に対して、波長λ₁を７８０ｎｍと
し、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光をＬＤ１０
から照射する。また、波長λ₂を８１０ｎｍ、８３０ｎ
ｍ、６８０ｎｍ、６３５ｎｍとし、再生パワーを各３ｍ
Ｗとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そ
して、図１を用いて説明したようにして得られたＲＦ信
号を再生したところ、サーボ信号用レーザ光の波長λ₂
が８１０ｎｍあるいは８３０ｎｍの場合は、トラッキン
グサーボが不安定で再生が困難であった。これに対し、
サーボ用レーザ光の波長λ₂が６８０ｎｍあるいは６３
５ｎｍの場合には、トラッキング及びフォーカシングが
安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢとな
った。

【００５１】このように、この実施例１では、波長λ₁
と波長λ₂との差を１００ｎｍ以上とすれば、初期反射
率が５％以下でも、ＲＦ信号再生のＣ／Ｎを４０ｄＢと
することができ、安定した超解像再生を実現できる。

【００５２】実施例２ この実施例２では、ＬＤ１０から出射するＲＦ信号用レ
ーザ光の波長λ１を７８０ｎｍに固定し、ＬＤ１２から
出射するサーボ信号用レーザ光の波長λ₂を８１０ｎ
ｍ、８３０ｎｍ及び６８０ｎｍに変化させる。また、対
物レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とした。

【００５３】また、光ディスク１は、基本的に図８に示
すように、位相ピットが形成された円盤状のガラス基
板、例えばフォトポリマー法により形成された２Ｐ（フ
ォト・ポリマー）基板である透明基板３１上の位相ピッ
トが形成された側の面上に、半透明金属膜３８を形成
し、この半透明金属膜３８上に第１の誘電体膜３４を介
して、溶融後、結晶化し得る相変化材料膜３２を形成し
た層構成とする。

【００５４】この光ディスク１は、読み出し光照射時に
相変化材料膜３２が読み出し光走査スポット内で部分的
に液相化して反射率が増加し、読み出し後に固相化する
構成とする。

【００５５】また、この光ディスク１は、図９に示すよ
うに、透明基板３１上に、結晶化し得る相変化材料膜３
２を含んだ積層膜３９を形成した層構成としてもよい。
この相変化材料膜３２を含む積層膜３９は、透明基板３
１側から順に半透明金属膜３８、第１の誘電体膜３４、
相変化材料膜３２、第２の誘電体膜３５、反射膜３６及
び第３の誘電体膜３７が順次積層されて構成されてい
る。この場合、半透明金属膜３８、第１及び第２の誘電
体膜３４及び３５、反射膜３６によって、この光ディス
ク１の光学的特性、例えば非晶質部と結晶部の光反射率
等の設定が行われる構成となっている。また、第３の誘
電体膜３７によって積層膜３３の機械的強度が向上し、
繰り返し読み出し耐久性が向上する。さらに、第３の誘
電体膜３７の上には、図示しないＵＶによる保護膜を形
成してもよい。

【００５６】ここで、半透明金属膜３８は厚さ１０ｎｍ
のＣｕからなる。また、第１の誘電体膜３４は厚さ１３
５ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ₂からなり、相変化材料膜３２
は厚さ２０ｎｍのＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅からなる。また、第
２の誘電体膜３５は厚さ７０ｎｍのＺｎＳ／ＳｉＯ₂か
らなり、反射膜３６は厚さ１５０ｎｍのＤｙからなる。
そして、第３の誘電体膜３７は厚さ４００ｎｍのＺｎＳ
／ＳｉＯ₂からなる。

【００５７】また、この実施例２でも、トラックピッチ
を１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を
０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。

【００５８】また、この実施例２では、トラックピッチ
を１．６μｍ、ピット深さを１２０ｎｍ、ピット長を
０．３μｍ、ピット繰り返し周期を０．６μｍとした。

【００５９】そして、このように形成された光ディスク
１をキセノン（Ｘｅ）ランプ照射により初期化、すなわ
ちディスク全面結晶状態とした。

【００６０】このように形成された光ディスク１のレー
ザ光波長の変化に対する初期状態反射率の変化を図１１
に示す。レーザ波長を６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８１０
ｎｍ、８３０ｎｍというように変化させ、線速８ｍ／ｓ
ｅｃで回転している光ディスク１に再生パワー１〜３ｍ
Ｗで照射すると、図１１からも明かなように、８１０ｎ
ｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの波長に対しては、５％以
上の反射率が得られた。

【００６１】このような反射率の波長依存性を有する光
ディスク１を図１に示した光ディスク再生装置のスピン
ドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転する。そして、
この光ディスク１に対して、波長λ₁を７８０ｎｍと
し、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ光をＬＤ１０
から照射する。また、波長λ₂を８１０ｎｍ、８３０ｎ
ｍ、６８０ｎｍとし、再生パワーを各３ｍＷとしたサー
ボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そして、図１を
用いて説明したようにして得られたＲＦ信号を再生した
ところ、サーボ信号用レーザ光の波長λ₂が８１０ｎ
ｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの全ての場合には、トラッ
キング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号の
再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。なお、図１１に
おいて、破線はＣｕの屈折率及び消衰係数ｋの波長依存
性を考慮しない場合の反射率の理論値で、波長λ₂が８
１０ｎｍ及び８３０ｎｍの場合は、反射率が５％以下と
なるのでトラッキングが不安定になると考えられる。

【００６２】このように、この実施例２では、波長λ₁
と波長λ₂との差を３０ｎｍとすれば、初期反射率が５
％以下でも、ＲＦ信号再生のＣ／Ｎを４０ｄＢ以上とす
ることができ、安定した超解像再生を実現できる。

【００６３】このＣｕの光学定数の波長依存性について
説明しておく。図１２及び図１３は、実施例２で用いた
光ディスク構成材料の屈折率と消衰係数の波長依存性を
測定した結果を示す特性図である。特に、図１２の
（Ａ）は、第１の誘電体膜３４及び第２の誘電体膜３５
として用いたＺｎＳ／ＳｉＯ₂と、相変化材料膜３２と
して用いたＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅と、反射膜３６として用い
たＤｙの屈折率の波長依存性を示す特性図である。ま
た、図１２の（Ｂ）は、上記Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅と、上記
Ｄｙの消衰係数の波長依存性を示す特性図である。ま
た、特に、図１３の（Ａ）は、半透明金属膜３８として
用いるＣｕと、このＣｕの代わりに用いることのできる
Ａｕの屈折率の波長依存性を示す特性図である。また、
図１３の（Ｂ）は、上記Ｃｕと、上記Ａｕの消衰係数の
波長依存性を示す特性図である。この図１２及び図１３
から、Ｃｕの場合、他の材料に比べて波長依存性が大き
いことが分かる。このため、Ｃｕの反射率は、図１１に
破線で示したように波長依存性が大きくなるのである。

【００６４】実施例３ 次に、上記Ａｕを半透明金属膜３８として用いた実施例
３を説明する。この実施例３では、半透明金属膜３８と
してＣｕの代わりにＡｕを用いた他は、実施例２と同じ
である。

【００６５】光ディスク１を図１に示した光ディスク再
生装置のスピンドルモータ６で線速７ｍ／ｓｅｃで回転
する。そして、この光ディスク１に対して、波長λ₁を
７８０ｎｍとし、再生パワーを９ｍＷとした再生レーザ
光をＬＤ１０から照射する。また、波長λ₂を８１０ｎ
ｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍとし、再生パワーを各３ｍ
Ｗとしたサーボ用レーザ光をＬＤ１２から照射する。そ
して、図１を用いて説明したようにして得られたＲＦ信
号を再生したところ、サーボ用レーザ光の波長λ₂が８
１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０ｎｍの全ての場合、トラ
ッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号
の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。このＡｕも上
記Ｃｕと同様、図１３で説明したように、屈折率及び消
衰係数の波長依存性が大きいので、反射率の波長依存性
も大きくなる。

【００６６】実施例４ 次に、半透明金属膜３８として、Ａｇを用いた実施例４
を説明する。この実施例４では、半透明金属膜３８とし
てＣｕ、Ａｕの代わりにＡｇを用いた他は、実施例２、
実施例３と同じである。

【００６７】すなわち、波長λ₁を７８０ｎｍに固定
し、波長λ₂として、８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、６８０
ｎｍの３つの波長を順次用いて、ＲＦ信号用レーザ光の
パワーを９ｍＷ、サーボ信号用レーザ光のパワーを３ｍ
Ｗ、光ディスクの線速を７ｍ／ｓｅｃに設定し、その再
生を行って、そのＲＦ信号部分を再生した結果、波長λ
₂がどの場合でも、トラッキング及びフォーカシングが
安定にかかり、ＲＦ信号の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上
となった。

【００６８】実施例５ 次に、半透明金属膜３８として、Ｐｔを用いた実施例５
を説明する。この実施例５でも、半透明金属膜３８とし
てＣｕ、Ａｕ、Ａｇを用いた他は、実施例２、実施例
３、実施例４と同じである。この実施例５でも、ＲＦ信
号部分を再生した結果、波長λ₂がどの場合でも、トラ
ッキング及びフォーカシングが安定にかかり、ＲＦ信号
の再生のＣ／Ｎは４０ｄＢ以上となった。

【００６９】なお、実施例２、実施例３、実施例４及び
実施例５では、波長λ₁と波長λ₂の差を３０ｎｍかもし
くはそれ以上とするため、波長λ₁を７８０ｎｍ、波長
λ₂を８１０ｎｍ〜６８０ｎｍとしたが、３０ｎｍの差
を持つような組合せであれば、上記波長に限定されるも
のではない。

【００７０】また、上述した光ディスク１においては、
透明基板３１、相変化材料膜３２、第１及び第２の誘電
体膜３４及び３５、反射膜３６を以下の他の材料によっ
て形成してもよい。

【００７１】先ず、透明基板３１は、アクリル系樹脂、
ポリオレフィン系樹脂、ガラス等を用いることができ
る。

【００７２】また、半透明金属膜３８としては、上述の
材料に限らず、波長λ₁に対する複屈折率（ｎ−ｉｋ）
において、屈折率ｎが１以下、消衰係数ｋが２．５以上
５以下（２．５≦ｋ≦５）の材料であり、その膜厚を５
〜２０ｎｍとした構成であればよい。

【００７３】また、相変化材料膜３２は、カルコゲナイ
トすなわちカルコゲン化合物あるいは単体のカルコゲン
によって構成することができる。例えば、Ｓｅ、Ｔｅの
各単体、さらにこれらのカルコゲナイトのＳｂ₂Ｓｅ₃，
Ｓｂ₂Ｔｅ₃，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｂｉ₂Ｔｅ₃，ＢｉＳｅ，Ｉｎ
−Ｓｅ，Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ｉｎ−ＳｂＳｅ，Ｉｎ−Ｓ
ｅ−Ｔｌ，Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ，Ｇｅ−Ｔｅ等のカルコゲ
ナイト系材料を用いることができる。ただし、この相変
化材料膜３２は線速あるいはレーザパワーの制御によ
り、溶融後にアモルファスと結晶の両者の状態をとれる
組成範囲を有することが必要とされる。

【００７４】また、第１、第２の誘電体膜３４及び３５
は、Ａｌ、Ｓｉ等金属及び半導体元素の窒化物、酸化
物、硫化物である、例えばＡｌＮ，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＳｉＯ
₂ ，Ａｌ ₂Ｏ₃，ＺｎＳ，ＭｇＦ₂ を用いることができ
る。ただし、半導体レーザ波長領域において吸収の無い
ものであることが条件となる。

【００７５】また、反射膜３６は、熱伝導率が０．００
０４Ｊ／（ｃｍ・Ｋ・ｓ）から２．２Ｊ／（ｃｍ・Ｋ・
ｓ）の値を有する金属元素、半金属元素、半導体元素及
びそれらの化合物あるいは混合物が用いられる。

【００７６】さらに、上述の光ディスク１では、透明基
板３１に２Ｐ法よる凹凸の位相ピットを形成している
が、種々の構成による光学的に読み出しが可能な位相ピ
ットとすることもできる。

【００７７】次に、実施例６について説明する。実施例６ この実施例６は、トラックピッチを例えば従来の半分程
度に狭めた光ディスク１を再生するものである。すなわ
ち、この実施例６の光ディスク再生装置は、図１４に示
すように、ピットの深さｄ₁のトラックとピットの深さ
ｄ₂（ｄ₁≠ｄ₂）のトラックとを１トラック置きに並列
するような構成の光ディスク１を再生する。ピット深さ
ｄ₁のピットはトラックＴ₁とトラックＴ₃を構成し、ピ
ット深さｄ₂のピットはトラックＴ₂とトラックＴ₄とを
構成している。ここで、ピット深さｄ ₁とｄ₂は、ｎ＝
０、１、２・・・・とするとき、 ｄ₁＝ｎ・λ₁／２ ｄ₂＝ｎ・λ₂／２ であり、ｄ₁≠ｄ₂となる値である必要がある。したがっ
て、ピット深さｄ₁を例えば１２０ｎｍ、ピット深さｄ₂
を例えば１８０ｎｍとする。

【００７８】また、トラックピッチを従来の半分の約
０．８μｍとし、ピット長を０．３μｍ、ピット繰り返
し周期を０．６μｍとした。また、この光ディスク１の
層構成は、実施例２で用いたものと同様とする。

【００７９】なお、この光ディスク１を再生する光ディ
スク再生装置は、基本的に図１に示したの同様の構成を
持つ。ただし、ＬＤ１０から出射する再生レーザ光の波
長λ１を７８０ｎｍとし、ＬＤ１２から出射するサーボ
用レーザ光の波長λ₂を８３０ｎｍとする。また、対物
レンズ１８の開口数ＮＡは０．５とする。

【００８０】このように形成された光ディスク１を線速
７ｍ／ｓｅｃで回転し、該光ディスク１に対して、波長
λ₁を７８０ｎｍとし再生パワーを９ｍＷとした再生レ
ーザ光を、ＬＤ１０から照射する。また、波長λ₂を８
３０ｎｍとし、再生パワーを３ｍＷとしたサーボ用レー
ザ光をＬＤ１２から照射する。そして、トラッキングの
極性を図１４に示すように反転させながら、その信号部
分を再生したところ、１トラックずつ安定に再生するこ
とができ、そのときのＣ／Ｎは４０ｄＢとなった。

【００８１】ここでいうトラッキングの極性の反転と
は、図１４に示すように、トラックＴ ₁にトラッキング
をかけるときは、トラッキングエラー信号のポイントＰ
_A点でかけ、次にトラックＴ₂にトラッキングをかけると
きは、極性を反転させポイントＰ_Bでかけるというよう
なことである。

【００８２】なお、比較のため、図１５には、ピット深
さｄ₁とピット深さｄ₂が等しい場合についてのトラッキ
ングエラー信号を示す。この場合、スポット内に深さの
等しいピットが二つ入ってしまうので、トラッキングエ
ラー信号は出ない。

【００８３】また、比較のため、図１６には、トラック
ピッチが１．６μｍで、ピット深さに差がない場合のト
ラッキングエラー信号を示す。この場合、トラッキング
エラー信号の振幅が大きくなっている。

【００８４】以上の実施例１から実施例６までにより、
本発明の光ディスク及び光ディスク再生装置は、透明基
板３１側から再生光の照射を行って、図１７を用いて説
明したように、そのスポットＬ内の高温領域Ｓ_Hで相変
化材料膜３２を部分的に溶融液相化させる。このとき、
他部すなわちスポットＬ内の低温領域Ｓ_Lでは結晶状態
にあることから、再生光スポットＬ内といえども領域Ｓ
_Lでは、領域Ｓ_Hの液相状態部に比して充分低い反射率と
されていることから、スポットＬ内に複数の位相ピット
が存在しても、その読み出しは反射率の高められた液相
化された高温領域Ｓ_Hのみに限定して位相ピットの読み
出しを行うことができる。つまり、上述したＲＡＤタイ
プによるクロストークの改善が図られ、トラック密度の
向上が図られた超解像再生を行うことができる。

【００８５】なお、上記実施例では、ＲＡＤタイプの光
ディスクについて説明したが、ＦＡＤタイプの光ディス
クにも、本発明が適用できることはいうまでもない。た
だし、このＦＡＤタイプの光ディスクでは、上記ＲＡＤ
タイプの光ディスク程の効果を上げることはできない。

【００８６】

【発明の効果】本発明に係る光ディスク再生方法は、照
射した再生レーザ光の走査スポット内で反射率を部分的
に変化させながら信号に応じて形成された位相ピットの
読み出しを行う光ディスク再生方法において、上記再生
レーザ光の波長λ₁と異なる波長λ₂のレーザ光をサーボ
用に用いるので、光ディスクのＳ／Ｎを高くするため
に、初期反射率を５％以下とした場合にも、より安定し
たトラッキングサーボ及びフォーカシングサーボを実現
する。また、高いＳ／Ｎをもって超解像再生を行うの
で、クロストークの改善を図り、かつトラック密度の向
上を図ることができる。

【００８７】また、この光ディスク再生装置は、照射し
た再生レーザ光の走査スポット内で反射率を部分的に変
化させながら信号に応じて形成された位相ピットの読み
出しを行う際に、上記再生レーザ光の波長λ₁と異なる
波長λ₂のレーザ光をサーボ用に用いる光ディスク再生
方法により光ディスクを再生する光ディスク再生装置で
あって、波長λ₁の再生レーザ光を発生する再生レーザ
光発生手段と、波長λ₂のサーボ用レーザ光を発生する
サーボ用レーザ光発生手段と、上記光ディスクで反射さ
れた再生レーザ光から再生信号を検出する再生信号検出
手段と、上記光ディスクで反射されたサーボ用レーザ光
からサーボ信号を検出するサーボ信号検出手段とを有す
るので、光ディスクのＳ／Ｎを高くするために、初期反
射率を５％以下とした場合にも、より安定したトラッキ
ングサーボ及びフォーカシングサーボを実現する。

【００８８】さらに、本発明に係る光ディスクは、照射
した再生レーザ光の走査スポット内で反射率を部分的に
変化させながら信号に応じて形成された位相ピットの読
み出しを行う際に、上記再生レーザ光の波長λ₁と異な
る波長λ₂のレーザ光をサーボ用に用いる光ディスク再
生方法により再生される光ディスクであって、ピット深
さｄ₁のトラックとピット深さｄ₂のトラックを１トラッ
クおきに並列して配置するので、トラックピッチを例え
ば従来の半分程度に狭めた場合でも、光ディスク再生装
置に安定に再生を行わせることができる。

【００８９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例となる光ディスク再生装置の概
略構成を示す図である。

【図２】図１に示した光ディスク再生装置のダイクロイ
ックビームスプリッタの特性図である。

【図３】図１に示した光ディスク再生装置のワイドバン
ド偏光ビームスプリッタの特性図である。

【図４】ＲＦ信号用レーザスポット（再生レーザ光スポ
ット）とサーボ信号用レーザスポット（サーボ用レーザ
光スポット）のトラック上の照射状態を示す図である。

【図５】ＲＦ信号用反射光検出器とサーボ信号用反射光
検出器の検出パターンを示す図である。

【図６】実施例１で用いる光ディスクの基本的な概略断
面図である。

【図７】実施例１で用いる光ディスクの概略断面図であ
る。

【図８】実施例２で用いる光ディスクの基本的な概略断
面図である。

【図９】実施例２で用いる光ディスクの概略断面図であ
る。

【図１０】レーザ光の波長変化に対する実施例１で用い
た光ディスクの初期状態反射率の変化を示す特性図であ
る。

【図１１】レーザ光の波長変化に対する実施例２で用い
た光ディスクの初期状態反射率の変化を示す特性図であ
る。

【図１２】実施例２で用いる光ディスクの構成材料のレ
ーザ光波長変化に対する屈折率及び消衰係数の変化を示
す図である。

【図１３】実施例２で用いる光ディスクの構成材料のレ
ーザ光波長変化に対する屈折率及び消衰係数の変化を示
す図である。

【図１４】実施例６で用いる光ディスクのピット深さと
トラッキングエラー信号の関係を説明するための図であ
る。

【図１５】光ディスクのピット深さとトラッキングエラ
ー信号の関係を説明するための図である。

【図１６】光ディスクのピットとトラッキングエラー信
号の関係を説明するための図である。

【図１７】光ビームの走査スポットの光強度と温度分布
特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ 光ピックアップ ３ ＲＦ処理回路 ４ サーボコントロール回路 ５ サーボ回路 ６ スピンドルモータ ７ スライドモータ １０ 再生レーザ光出射レーザダイオード（ＬＤ） １２ サーボ用レーザ光出射レーザダイオード（ＬＤ） １５ ダイクロイックビームスプリッタ １６ ワイドバンド偏光ビームスプリッタ ２３ サーボ信号用反射レーザ光検出器 ２６ ＲＦ信号反射レーザ光検出器

フロントページの続き (72)発明者 小野 真澄 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照射した再生レーザ光の走査スポット内
   で反射率を部分的に変化させながら信号に応じて形成さ
   れた位相ピットの読み出しを行う光ディスク再生方法に
   おいて、 上記再生レーザ光の波長λ₁と異なる波長λ₂のレーザ光
   をサーボ用に用いることを特徴とする光ディスク再生方
   法。
2. 【請求項２】 上記位相ピットを上記走査スポット内の
   高温領域部で読み出すことを特徴とする請求項１記載の
   光ディスク再生方法。
3. 【請求項３】 上記位相ピットを上記走査スポット内の
   低温領域部で読み出すことを特徴とする請求項１記載の
   光ディスク再生方法。
4. 【請求項４】 上記再生レーザ光に対する初期反射率が
   ５％以下である光ディスクに対し、波長λ₂と波長λ₁の
   差の絶対値が１００ｎｍ以上である上記再生レーザ光と
   上記サーボ用レーザ光とを照射することを特徴とする請
   求項１記載の光ディスク再生方法。
5. 【請求項５】 波長λ₁の再生レーザ光に対する屈折率
   が１以下、消衰係数が２．５以上５以下である半透明金
   属膜を透明基板上に５〜２０ｎｍ形成してなる光ディス
   クに対し、波長λ₂と波長λ₁の差の絶対値が３０ｎｍ以
   上である上記再生レーザ光と上記サーボ用レーザ光とを
   照射することを特徴とする請求項１記載の光ディスク再
   生方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載の光ディスク再生方法によ
   り光ディスクを再生する光ディスク再生装置であって、 波長λ₁の再生レーザ光を発生する再生レーザ光発生手
   段と、 波長λ₂のサーボ用レーザ光を発生するサーボ用レーザ
   光発生手段と、 上記光ディスクで反射された再生レーザ光から再生信号
   を検出する再生信号検出手段と、 上記光ディスクで反射されたサーボ用レーザ光からサー
   ボ信号を検出するサーボ信号検出手段とを有することを
   特徴とする光ディスク再生装置。
7. 【請求項７】 上記サーボ用レーザ光は、トラックサー
   ボ及びフォーカスサーボのために用いられることを特徴
   とする請求項６記載の光ディスク再生装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の光ディスク再生方法によ
   り再生される光ディスクであって、 ピット深さｄ₁のトラックとピット深さｄ₂のトラックを
   １トラックおきに並列して配置することを特徴とする光
   ディスク。
9. 【請求項９】 波長のわずかな違いにより光学定数が大
   きく異なる半透明金属膜を透明基板上に形成してなるこ
   とを特徴とする請求項８記載の光ディスク。
10. 【請求項１０】 上記半透明金属膜は、Ｃｕ、Ａｕ又は
    Ａｇで形成されることを特徴とする請求項９記載の光デ
    ィスク。