JPH11339270A - 光情報記録媒体の情報再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 再生用レーザ光を高出力の状態で連続出力せ
ずにマスク現象を発現できる温度を連続的に維持できる
光情報記録媒体の情報再生方法を提供する。 【解決手段】 情報を高密度記録した記録層４と、この
記録層をマスクすると共に再生時に照射される再生用レ
ーザ光１０の照射スポット面積を実質的に縮小させるよ
うに温度変化によって光学的変化が生じるマスク層３と
を有する光情報記録媒体に前記マスク層を介して再生用
レーザ光を前記記録層上に照射して記録済み情報を再生
する光情報記録媒体の情報再生装置において、前記再生
用レーザ光は、連続的にレーザ光を照射して照射エリア
を形成する主再生用レーザ光１０Ａと、この照射エリア
と同一エリアを間欠的に照射する補助再生用レーザ光１
０Ｂとを備え、前記主再生用レーザ光と補助再生用レー
ザ光とを重ね合わせて、前記照射エリア内に高温部を形
成し、高密度記録した情報の再生を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に高密度記
録された情報の再生が可能な光情報記録媒体の情報再生
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会の発展に伴って、記録
媒体の大容量化が益々望まれており、これに対応して光
ディスクなどの光情報記録媒体の大容量化が検討され、
種々の提案がなされている。光情報記録媒体の高密度記
録においては、記録時のレーザ光出力をコントロールす
ることによって、光スポット径よりも小さな記録マーク
を形成することは可能であるため、記録時の密度向上に
は原理上限界はない。しかしながら、実際には記録媒体
の分解能や記録媒体の光強度に対する閾値、応答速度に
よって記録限界が左右される。

【０００３】これに対して、再生時においては、再生用
のレーザ光をレンズで絞った時のスポットはある一定値
以下には絞れない限界値を持っており、高密度化は如何
に再生レーザスポットを小さくできるかにかかってい
る。一般的に、再生限界の記録マークの繰り返し波長
（記録波長）はλ／（２ＮＡ）で与えられる。ここでλ
は再生レーザ光の波長、ＮＡはレンズの開口数である。
より短い記録波長の記録マークを識別して再生するため
には、λの短い光で再生するか、ＮＡが大きなレンズを
用いれば良いことがわかる。しかしながら、再生に用い
るレーザ光の短波長化は技術的に困難が多く、またＮＡ
の大きなレンズを光ディスクの再生装置に組み込むこと
も容易ではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上述した方法
とは別に、再生時のスポットを実効的に小さくする方法
が［固体物理］ｖｏｌ．２６３９３（１９９１）に提案
されている。これは、光ディスクにある種のマスク材料
を形成しておいて、これを回転しつつ再生用のレーザ光
を照射すると、光スポット内に低温領域と高温領域が発
生するので、この現象を利用して高温部或いは低温部の
みを読み出し可能とするものである。このようにレーザ
光の照射エリアは広いが、読み出し可能となる領域は、
そのエリア中の一部なので結果として、光スポット面積
を実質的に縮小したと同様な効果が得られることにな
る。この現象を発現する材料をマスク材料と呼ぶ。マス
ク材料として、光、熱によって光学的特性が変化するフ
ォトクロミック材料、サーモクロミック材料など、再生
レーザ光の波長域に吸収域を有する有機色素媒体を用い
ることができる。

【０００５】しかしながら、温度差（温度変化）による
光学的変化を利用したマスク材料はレーザ光の光スポッ
ト内の一部をある温度以上にしなければならないため、
再生用レーザ光の出力はマスク材料抜きの通常の光ディ
スクに比べて高出力の光を照射しなければならない。そ
のため、再生レーザ光による熱がマスク材料に蓄積して
しまってこれを解消できなくなる場合があるためにマス
ク現象は持続せず、そのため繰り返し性能が不十分であ
るという問題があった。また、上述のように再生中、常
に高出力のレーザ光を照射するので比較的耐熱性に劣る
光ディスクの劣化が著しくなるなどの問題もある。更に
は、上述のように高出力レーザ光による温度上昇がある
ので、マスク材の材質が限定されてしまい、熱に弱い例
えば有機材料はマスク材として用いることができない。

【０００６】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的は再生用レーザ光を高出力の状態で連続出力すること
なくマスク現象を発現できる温度を連続的に維持するこ
とができる光情報記録媒体の情報再生装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、情報を高密度記録した記録層と、この記録層をマス
クすると共に再生時に照射される再生用レーザ光の照射
スポット面積を実質的に縮小させるように温度変化によ
って光学的変化が生じるマスク層とを有する光情報記録
媒体に前記マスク層を介して再生用レーザ光を前記記録
層上に照射して記録済み情報を再生する光情報記録媒体
の情報再生装置において、前記再生用レーザ光は、連続
的にレーザ光を照射して照射エリアを形成する主再生用
レーザ光と、この照射エリアと同一エリアを間欠的に照
射する補助再生用レーザ光とを備え、前記主再生用レー
ザ光と補助再生用レーザ光とを重ね合わせることによ
り、前記照射エリア内に高温部を形成することにより、
この高温部のみでスポット面積を実質的に縮小させるこ
とによって高密度記録した情報の再生を行なうようにし
たものである。

【０００８】これによれば、主再生用レーザ光は連続的
に照射され、補助再生用レーザ光は、間欠的にオン・オ
フされて、マスク現象が発現する温度を維持しつつ投入
する熱エネルギー量をオフされる分だけ少なくできるの
で、過度な温度上昇を防止してマスク効果を持続するこ
とが可能となる。また、請求項２に規定する発明は、情
報を高密度記録した記録層と、この記録層をマスクする
と共に再生時に照射される再生用レーザ光の照射スポッ
ト面積を実質的に縮小させるように温度変化によって光
学的変化が生じるマスク層とを有する光情報記録媒体
に、前記マスク層を介して再生用レーザ光を前記記録層
上に照射して記録済み情報を再生する光情報記録媒体の
情報再生装置において、前記再生用レーザ光の出力を所
定の時間間隔で増減させる手段を備えたことにより、前
記再生用レーザ光の前記マスク層上への照射により形成
される照射エリア内に高温部を形成することにより、こ
の高温部のみでスポット面積を実質的に縮小させること
によって高密度記録した情報の再生を行なうようにした
ものである。

【０００９】この場合には、１つの再生用レーザ光の出
力を、所定の時間間隔で例えばパルス状に増減させるよ
うにしているので、上記した請求項１の発明と全く同様
な作用を行なわせることができる。すなわち、マスク現
象が発現する温度を維持しつつ投入する熱エネルギー量
を、レーザ光の出力を間欠的に弱めた分だけ少なくでき
るので、過度な温度上昇を防止してマスク効果を持続す
ることが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る光情報記録
媒体の情報再生装置の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。図１は本発明装置により情報を再生する時に用
いる光情報記録媒体を示す部分拡大断面図、図２は本発
明装置を説明するための再生用レーザ光とその時の照射
エリアの状態を示す図、図３は照射エリアにおける光強
度を示す図、図４はマスク層の反射率変化を示すグラ
フ、図５は本発明装置のブロック構成図である。図１に
示すように本実施例では光情報記録媒体として光ディス
ク１を用いた場合を例にとって説明する。この光ディス
ク１は、片面にグルーブ６等を形成した例えばポリカー
ボネート製の透明基板２と、グルーブ面側に形成したマ
スク層３と、このマスク層３上に形成した記録層４と、
この記録層４上に形成した保護層５とにより主に形成さ
れる。

【００１１】尚、この光ディスク１の構造は単に一例を
示したに過ぎず、マスク層３を有する光ディスクなら
ば、どのような光ディスクを用いてもよい。マスク層３
は、光、熱によって（温度変化によって）光学的特性が
変化する材料ならばどのようなものでもよく、例えば二
酸化バナジウムを用いることができる。こうしてマスク
層３は後述するように再生用レーザ光の照明スポット面
積を実質的に縮小させる機能を発揮する。また、記録層
４としては、例えば温度により結晶状態と非晶質状態を
可逆的に変化する相変化型の材料を用いることができ
る。記録層４としては、再生すべき情報を高密度記録し
たみのであれば良い。更に、保護層５としては、例えば
紫外線硬化樹脂を用いることができる。

【００１２】このように形成された光ディスク１の記録
層４に記録された情報を再生する場合には、図２及び図
５に示すようにレーザダイオード２０から出射する再生
用レーザ光１０は、コリメータレンズ２１、ビームスプ
リッタ２２、対物レンズ２３を介して、回転する光ディ
スク１の透明基板２（図１参照）側を照射する。ここで
は再生用レーザ光１０としては、図２に示すように主再
生用レーザ光１０Ａと補助再生用レーザ光１０Ｂの２本
のビームを用いるが、図５においては、図示の都合上２
本のビームを１本のビームとして図示している。図５
中、２４はシリンドリカルレンズ、２５はフォトディテ
クターである。また、３０は再生用レーザ光１０を制御
する制御手段である。主再生用レーザ光１０Ａは、例え
ば従来のマスク層３を有さない一般的な光ディスク用の
光ピックアップの再生ビームと同じものを用いて再生時
にはこれを連続的に出力する。これに対して、補助再生
用レーザ光１０Ｂは、再生時には連続的に放射せずに、
所定の時間間隔でオンオフすることにより間欠的に出力
し、非連続光として用いる。このレーザ光１０Ａ、１０
Ｂの出力制御は制御手段３０により行われる。そして、
両レーザ光１０Ａ、１０Ｂは、回転する光ディスク面１
上において同一箇所（同一の照射エリア）１２に照射す
る。両レーザ光１０Ａ、１０Ｂは重ね合わせることによ
って後述する高温部を形成する。この時の照射エリア１
２における照射光強度は図３に示されており、補助再生
用レーザ光１０Ｂのオンオフに対応して所定のパルス幅
Ｔ１及びパルス間隔Ｔ２で光強度に強弱がついて変化す
ることになる。

【００１３】主再生用レーザ光１０Ａの強度は、上述の
ようにマスク層３抜きの通常の光ディスクの再生時と同
低度の低い出力でよく、この主再生用レーザ光１０Ａの
出力のみではマスク層３の光学的変化が生じないような
出力となる。また、補助再生用レーザ光１０Ｂの強度
は、上記主再生用レーザ光１０Ａの出力と併せた時には
じめてマスク層３に光学的特性の変化が生ずるような出
力とする。尚、このような２つのレーザ光１０Ａ、１０
Ｂは、例えば２つの半導体レーザ素子（レーザダイオー
ド）から出力されたレーザ光を、フォーカス及びトラッ
キング制御可能な同一レンズホルダに設けた２つの対物
レンズを通ってディスク面上に集光させるようにした光
ピックアップを用いることにより、実現することができ
る。

【００１４】さて、上述のようなレーザ光１０Ａ、１０
Ｂを用いて光ディスク１から情報を再生する場合には、
主再生用レーザ光１０Ａは常に照射しており、補助再生
用レーザ光１０Ｂは、間欠的に照射しており、両レーザ
光１０Ａ、１０Ｂにより同一径の円形エリアが照射され
る。図２（Ｂ）はこの再生時の照射状態を示しており、
図中大きい円が照射エリア１２を示しており、両レーザ
光１０Ａ、１０Ｂがこの範囲を照射する。図中、斜線の
小さい円が高温部１３を示し、円形の照射エリア１２か
ら高温部１３を除いた部分が低温部１４となっている。
図中、左から右に行くように再生用レーザ光１０がスキ
ャンされているものとし、左右両側の図が、主再生用レ
ーザ光１０Ａと補助再生用レーザ光１０Ｂが共に照射さ
れた状態（図３中のパルス間隔Ｔ１に対応）を示し、中
央の図が補助再生用レーザ光１０Ｂはオフされて主再生
用レーザ光１０Ａのみが照射された状態（図３中のパル
ス間隔Ｔ２に対応）を示している。

【００１５】再生時には、主再生用レーザ光１０Ａは常
に照射されており、補助用レーザ光１０Ｂが照射されて
いる間（パルス間隔Ｔ１）は、高出力エネルギーで加熱
状態になってレーザスポットである照射エリア１２内の
再生光スキャン方向に対して前方部に局在的に高温部１
３が発生し（図２（Ｂ）中の左右の図）、この高温部１
３がマスク部分となる。マスク層３（図１参照）の材料
の光学的特性が変化する温度より高い温度にあれば、こ
の媒体は光学的に変化する。図２（Ｂ）中の中央の図の
ように補助用レーザ光１０Ｂがオフされて非連続となっ
た時（パルス間隔Ｔ１）に、上記高温部１３の周辺部の
温度は放熱のために僅かに低下して高温部１３の直径は
僅かに小さくなるが（図２（Ｂ）の中央において元の高
温部１３の大きさを破線で示している）、相変わらず高
温部１３の大部分は維持される。すなわち、補助再生用
レーザ光１０Ｂがパルス間隔Ｔ２（図３参照）だけオフ
されてもマスク材料はこれが光学的変化を生ずる温度を
超えて高温状態に維持されるので、見かけ上、常に照射
エリア内に直径の小さな高温部１３が連続的に存在する
状態を形成することができる。従って、高出力のレーザ
光を連続的に出力しなくても、直径の小さな高温部１３
を連続的に維持することができ、しかも、投入する光エ
ネルギーの量が少なくて済むのでマスク層３を過剰に加
熱することがなく、マスク現象を連続的に発現すること
が可能となる。

【００１６】尚、補助再生用レーザ光１０Ｂが遮断され
た後に次に補助再生用レーザ光１０Ｂが照射されるまで
の間（図２（Ｂ）中の中央に相当）に高温部１３の外周
部温度がマスク材料の閾温度を下回って高温部１３の直
径が僅かに小さくなるが、この量はディスクの偏芯やデ
ィスク回転による振動などの要因に比べて誤差範囲内の
僅かな減少量であり、再生に悪影響を与えることはな
い。このように本件は高密度情報再生環境を更に向上さ
せるものである。ここでは、再生用レーザ光１０として
主再生用レーザ光１０Ａと補助再生用レーザ光１０Ｂの
２本のレーザ光を用いたが、これに代えて、１本のみの
高出力可能な再生用レーザ光を用い、この出力を制御手
段３０による制御により図３に示すようにパルス状に増
減するようにしても上述したと同様な作用効果を得るこ
とができる。この場合には、半導体レーザ素子を１つだ
け設ければよいので、装置構成を簡単化することができ
る。

【００１７】次に、実際に本発明装置を具体的に実施し
たのでその結果について説明する。まず、マスク材料と
して、二酸化バナジウムを反応性ＤＣスパッタリング法
によりポリカーボネート製の透明基板２上に成膜してマ
スク層３を作成した。二酸化バナジウムはその反射率が
低温時に高反射率のものが７８℃付近を境に高温時に反
射率が低くなる特徴を有する媒体である。このマスク材
料の場合、マスク現象は光スポット内の後方部が開口す
る。二酸化バナジウム薄膜よりなるマスク層３を形成し
た基板に主再生用レーザ光１０Ａ及び補助再生用レーザ
光１０Ｂとしてそれぞれ波長が６８０ｎｍの半導体レー
ザ光を照射した。主再生用レーザ光１０Ａのみを照射し
た後、補助再生用レーザ光１０Ｂを１×１０^-6ｓｅｃ
（Ｔ１に相当）照射し、照射後の反射率変化を測定し
た。この時の結果を図４に示す。

【００１８】この図４に示すグラフによれば、始めに５
％だった反射率は数秒間その反射率を維持し、２０％に
上昇した。これにより補助再生用レーザ光１０Ｂの遮断
後、二酸化バナジウムは光学的性質が変化する閾温度を
超えてしばらく存在することを確認した。従って、高温
状態の維持可能時間以内に再び補助再生用レーザ光１０
Ｂを照射し、これを繰り返せば高出力レーザ光を連続照
射しなくてもマスク現象を発現できる温度を連続的に維
持することができ、しかも、投入する光エネルギー（熱
エネルギー）は、補助再生用レーザ光を遮断する分だけ
少なくて済む。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光情報記
録媒体の情報再生装置によれば、次のように優れた作用
効果を発揮することができる。再生用レーザ光を主再生
用レーザ光と補助再生用レーザ光とで構成し、このうち
の補助再生用レーザ光のみを間欠的に照射することによ
り、或いは主再生用レーザ光の出力を所定の時間間隔で
増減することにより、その分、常時高出力レーザ光を照
射する場合と比較して投入される光エネルギーを少なく
して蓄積される熱が少なくなるので、マスク効果をより
持続させることができる。また、投入する光エネルギー
を少なく出来る分だけ、光情報記録媒体の温度を低くで
きるので、再生レーザ光照射による光情報記録媒体の劣
化が抑制できる。更に、高出力連続レーザ光照射による
再生では、マスク材料として使うことができない有機材
料のような熱的弱点を持つマスク材でも使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置により情報を再生する時に用いる光
情報記録媒体を示す部分拡大断面図である。

【図２】本発明装置を説明するための再生用レーザ光と
その時の照射エリアの状態を示す図である。

【図３】照射エリアにおける光強度を示す図である。

【図４】補助再生用レーザ光の照射を遮断した後におけ
るマスク層の反射率変化を示すグラフである。

【図５】本発明装置のブロック構成図である。

【符号の説明】

１…光ディスク（光情報記録媒体）、２…透明基板、３
…マスク層、４…記録層、１０…再生用レーザ光、１０
Ａ…主再生用レーザ光、１０Ｂ…補助再生用レーザ光、
１２…照射エリア、１３…高温部、１４…低温部、２０
…レーザダイオード、２１…コリメータレンズ、２２…
ビームスプリッタ、２３…対物レンズ、２４…シリンド
リカルレンズ、２５…フォトディテクター、３０…制御
手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報を高密度記録した記録層と、この記
   録層をマスクすると共に再生時に照射される再生用レー
   ザ光の照射スポット面積を実質的に縮小させるように温
   度変化によって光学的変化が生じるマスク層とを有する
   光情報記録媒体に前記マスク層を介して再生用レーザ光
   を前記記録層上に照射して記録済み情報を再生する光情
   報記録媒体の情報再生装置において、前記再生用レーザ
   光は、連続的にレーザ光を照射して照射エリアを形成す
   る主再生用レーザ光と、この照射エリアと同一エリアを
   間欠的に照射する補助再生用レーザ光とを備え、前記主
   再生用レーザ光と補助再生用レーザ光とを重ね合わせる
   ことにより、前記照射エリア内に高温部を形成すること
   により、この高温部のみでスポット面積を実質的に縮小
   させることによって高密度記録した情報の再生を行なう
   ようにしたことを特徴とする光情報記録媒体の情報再生
   装置。
2. 【請求項２】 情報を高密度記録した記録層と、この記
   録層をマスクすると共に再生時に照射される再生用レー
   ザ光の照射スポット面積を実質的に縮小させるように温
   度変化によって光学的変化が生じるマスク層とを有する
   光情報記録媒体に、前記マスク層を介して再生用レーザ
   光を前記記録層上に照射して記録済み情報を再生する光
   情報記録媒体の情報再生装置において、前記再生用レー
   ザ光の出力を所定の時間間隔で増減させる手段を備えた
   ことにより、前記再生用レーザ光の前記マスク層上への
   照射により形成される照射エリア内に高温部を形成する
   ことにより、この高温部のみでスポット面積を実質的に
   縮小させることによって高密度記録した情報の再生を行
   なうようにしたことを特徴とする光情報記録媒体の情報
   再生装置。