JP2844824B2 - 光ディスクの信号再生方法 - Google Patents
光ディスクの信号再生方法Info
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- JP2844824B2 JP2844824B2 JP2094452A JP9445290A JP2844824B2 JP 2844824 B2 JP2844824 B2 JP 2844824B2 JP 2094452 A JP2094452 A JP 2094452A JP 9445290 A JP9445290 A JP 9445290A JP 2844824 B2 JP2844824 B2 JP 2844824B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報信号に応じて位相ピットが形成されて
なる光ディスクの信号再生方法に関するものである。
なる光ディスクの信号再生方法に関するものである。
本発明は、信号に応じて位相ピットが形成されてなる
光ディスクの反射率（分光特性）が温度によって変化す
るようになし、読み出し光の走査スポット内で反射率を
部分的に変化させることにより、高密度情報の再生を可
能とするものである。
光ディスクの反射率（分光特性）が温度によって変化す
るようになし、読み出し光の走査スポット内で反射率を
部分的に変化させることにより、高密度情報の再生を可
能とするものである。
例えばデジタルオーディオディスク（いわゆるコパク
トディスク）やビデオディスク等の光ディスクにおいて
は、予め情報記録面上に信号に応じて位相ピットを形成
しておき、読み出し光の走査スポットが位相ピットに照
射されたときに回折により反射光量が大幅に減少するこ
とを利用し、この反射光量の減少を光検出器で検出する
ことによって信号が再生される。
トディスク）やビデオディスク等の光ディスクにおいて
は、予め情報記録面上に信号に応じて位相ピットを形成
しておき、読み出し光の走査スポットが位相ピットに照
射されたときに回折により反射光量が大幅に減少するこ
とを利用し、この反射光量の減少を光検出器で検出する
ことによって信号が再生される。
ところで、光ディスクにおける信号再生分解能は、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で決まり、空間周波数2NA/λが読み取り限界となる。
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で決まり、空間周波数2NA/λが読み取り限界となる。
したがって、光ディスクにおいて高密度化を実現する
ためには、再生光学系の光源（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を大きくする必
要がある。
ためには、再生光学系の光源（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を大きくする必
要がある。
しかしながら、光源の波長や対物レンズの開口数の改
善には自ずと限度があり、これによって記録密度を飛躍
的に高めることは難しいのが実情である。
善には自ずと限度があり、これによって記録密度を飛躍
的に高めることは難しいのが実情である。
そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案
されたものであって、光源の波長や対物レンズの開口数
による読み取り限界以上の高密度位相ピット情報の再生
を可能とする光ディスクの信号再生方法を提供すること
を目的とする。
されたものであって、光源の波長や対物レンズの開口数
による読み取り限界以上の高密度位相ピット情報の再生
を可能とする光ディスクの信号再生方法を提供すること
を目的とする。
本発明の信号再生方法では、信号に応じた位相ピット
が形成された記録面上に温度によって反射率が変化する
薄膜層が形成されてなる光ディスクに対して読み出し光
を照射する。そして、読み出し光を光ディスクに照射す
ることによって生じる温度上昇により、読み出し光の走
査スポット内において薄膜層の反射率を部分的に変化さ
せる。そして、読み出し光の走査スポット内において薄
膜層の反射率を部分的に変化させた状態で、走査スポッ
ト内の位相ピットを読み取る。
が形成された記録面上に温度によって反射率が変化する
薄膜層が形成されてなる光ディスクに対して読み出し光
を照射する。そして、読み出し光を光ディスクに照射す
ることによって生じる温度上昇により、読み出し光の走
査スポット内において薄膜層の反射率を部分的に変化さ
せる。そして、読み出し光の走査スポット内において薄
膜層の反射率を部分的に変化させた状態で、走査スポッ
ト内の位相ピットを読み取る。
信号に応じた位相ピットが形成された記録面上に温度
によって反射率が変化する薄膜層が形成されてなる光デ
ィスクに対して読み出し光を照射すると、読み出し光の
走査スポット内において温度分布が生じ、例えば、ある
温度以上となった部分の反射率が向上する。
によって反射率が変化する薄膜層が形成されてなる光デ
ィスクに対して読み出し光を照射すると、読み出し光の
走査スポット内において温度分布が生じ、例えば、ある
温度以上となった部分の反射率が向上する。
その結果、走査スポットの残りの部分がいわばマスク
された形となり、前記反射率が向上した部分の位相ピッ
トのみが読み取られる。
された形となり、前記反射率が向上した部分の位相ピッ
トのみが読み取られる。
すなわち、第１図に示すように、信号に応じて形成さ
れた位相ピット（２）のうちの複数の位相ピット（2
a），（2b）が読み出し光の走査スポット（１）内に入
った場合に、温度上昇によって反射率が向上した高反射
率領域（３）内の位相ピット（2a）のみが検出される。
これに対して、前記高反射率領域（３）以外の領域（図
中斜線領域）では、位相ピット（２）の有無にかかわら
ず反射率が低く、たとえ位相ピット（2b）が走査スポッ
ト（１）内に入ったとしても、これによる走査スポット
（１）内の反射率変化は僅かであり、信号として検出さ
れることはない。
れた位相ピット（２）のうちの複数の位相ピット（2
a），（2b）が読み出し光の走査スポット（１）内に入
った場合に、温度上昇によって反射率が向上した高反射
率領域（３）内の位相ピット（2a）のみが検出される。
これに対して、前記高反射率領域（３）以外の領域（図
中斜線領域）では、位相ピット（２）の有無にかかわら
ず反射率が低く、たとえ位相ピット（2b）が走査スポッ
ト（１）内に入ったとしても、これによる走査スポット
（１）内の反射率変化は僅かであり、信号として検出さ
れることはない。
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明
する。
する。
実施例１ 本実施例は、相変化により反射率が変わる光ディスク
を用いた例である。
を用いた例である。
第２図は、本実施例で用いた光ディスクの構成を示す
ものであり、この光ディスクは、情報信号に応じて位相
ピットが形成された透明基板（11）上に第１の窒化シリ
コン膜（12）,Sb2Se3膜（13），第２の窒化シリコン膜
（14）,Al膜（15）が順次積層形成されてなるものであ
る。
ものであり、この光ディスクは、情報信号に応じて位相
ピットが形成された透明基板（11）上に第１の窒化シリ
コン膜（12）,Sb2Se3膜（13），第２の窒化シリコン膜
（14）,Al膜（15）が順次積層形成されてなるものであ
る。
上記Sb2Se3膜（13）は、カルコゲン系のアモルファス
材料であって、アモルファス状態と結晶状態で反射率が
大きく異なる。例えば、前記第１の窒化シリコン膜（1
2）の膜厚を1000Å、第２の窒化シリコン膜（14）の膜
厚を500Åとし、Sb2Se3膜（13）の膜厚を変えてアモル
ファス状態と結晶状態における反射率（半導体レーザ波
長における反射率）を測定すると、第３図に示すように
アモルファス状態の方が反射率が高く、特にSb2Se3膜
（13）の膜厚を900Åとしたときには、アモルファス状
態で反射率約60％、結晶状態で反射率１％以下となる。
材料であって、アモルファス状態と結晶状態で反射率が
大きく異なる。例えば、前記第１の窒化シリコン膜（1
2）の膜厚を1000Å、第２の窒化シリコン膜（14）の膜
厚を500Åとし、Sb2Se3膜（13）の膜厚を変えてアモル
ファス状態と結晶状態における反射率（半導体レーザ波
長における反射率）を測定すると、第３図に示すように
アモルファス状態の方が反射率が高く、特にSb2Se3膜
（13）の膜厚を900Åとしたときには、アモルファス状
態で反射率約60％、結晶状態で反射率１％以下となる。
そこで本実施例では、このアモルファス状態と結晶状
態の反射率の差を利用して高密度再生を行う。以下、本
実施例の再生方法について説明する。
態の反射率の差を利用して高密度再生を行う。以下、本
実施例の再生方法について説明する。
前述の光ディスクは、Sb2Se3膜（13）を全面結晶状態
としておき、これを初期化状態とする。
としておき、これを初期化状態とする。
この初期化状態の光ディスクに対して読み出し光とし
てレーザビームを照射すると、レーザスポット内の一部
がアモルファス化して反射率が上がる。この様子を第４
図に示す。
てレーザビームを照射すると、レーザスポット内の一部
がアモルファス化して反射率が上がる。この様子を第４
図に示す。
光ディスクにレーザスポット（21）が照射されると、
レーザスポット（21）内の光強度は図中破線Ａで示す如
き分布を示し、Sb2Se3膜（13）の温度分布は、レーザス
ポット（21）の走査速度に対応してわずかに遅れたもの
となる。（第４図中曲線Ｂ） ここで、レーザスポット（21）が第４図中矢印Ｘ方向
に走査されているとすると、レーザスポット（21）の走
行方向先端側から次第に温度が上昇し、遂にはSb2Se3膜
（13）の融点Ｔ以上の温度となる。この段階で、Sb2Se3
膜（13）は結晶状態から液体状態へと移行する。そし
て、レーザスポット（21）が通過すると、Al膜（15）に
よる冷却効果により上記Sb2Se3膜（13）の温度が急激に
下がり、融点Ｔを超えた部分のみが液体状態からアモル
ファス状態へと移行して反射率が大幅に上昇する。以上
によってアモルファス化した領域を図中領域Ｐで示す。
また、第４図中線Ｃは、レーザスポット（21）の中心点
の軌跡に沿ったSb2Se3膜（13）の反射率を示すものであ
る。
レーザスポット（21）内の光強度は図中破線Ａで示す如
き分布を示し、Sb2Se3膜（13）の温度分布は、レーザス
ポット（21）の走査速度に対応してわずかに遅れたもの
となる。（第４図中曲線Ｂ） ここで、レーザスポット（21）が第４図中矢印Ｘ方向
に走査されているとすると、レーザスポット（21）の走
行方向先端側から次第に温度が上昇し、遂にはSb2Se3膜
（13）の融点Ｔ以上の温度となる。この段階で、Sb2Se3
膜（13）は結晶状態から液体状態へと移行する。そし
て、レーザスポット（21）が通過すると、Al膜（15）に
よる冷却効果により上記Sb2Se3膜（13）の温度が急激に
下がり、融点Ｔを超えた部分のみが液体状態からアモル
ファス状態へと移行して反射率が大幅に上昇する。以上
によってアモルファス化した領域を図中領域Ｐで示す。
また、第４図中線Ｃは、レーザスポット（21）の中心点
の軌跡に沿ったSb2Se3膜（13）の反射率を示すものであ
る。
レーザスポット（21）の照射により融点Ｔまで加熱さ
れる前のSb2Se3膜（13）は、結晶状態であるために反射
率が極めて低く、この領域に位相ピット（22）が存在し
たとしても、その有無による反射率変化は僅かであり、
信号として取り出されることはない。一方、レーザスポ
ット（21）の照射により融点Ｔまで加熱されアモルファ
ス化した領域Ｐでは、Sb2Se3膜（13）は高い反射率を示
し、位相ピット（22）の有無による反射率変化が信号と
して取り出される。
れる前のSb2Se3膜（13）は、結晶状態であるために反射
率が極めて低く、この領域に位相ピット（22）が存在し
たとしても、その有無による反射率変化は僅かであり、
信号として取り出されることはない。一方、レーザスポ
ット（21）の照射により融点Ｔまで加熱されアモルファ
ス化した領域Ｐでは、Sb2Se3膜（13）は高い反射率を示
し、位相ピット（22）の有無による反射率変化が信号と
して取り出される。
すなわち、レーザスポット（21）内で見たときには、
融点Ｔまで加熱される前の部分は実質的に信号の再生に
は関与しなくなり、図中斜線領域で示すアモルファス化
した領域PXにおいてのみ位相ピット（22）が検出され
る。したがって、レーザスポット（21）の一部がマスク
され、レーザスポット（21）内にいわば窓が開けられレ
ーザスポット（21）径が等価的に縮小した形となって、
対物レンズの開口数や半導体レーザの波長によって決ま
る検出限界を大きく上回る高密度再生が可能となる。
融点Ｔまで加熱される前の部分は実質的に信号の再生に
は関与しなくなり、図中斜線領域で示すアモルファス化
した領域PXにおいてのみ位相ピット（22）が検出され
る。したがって、レーザスポット（21）の一部がマスク
され、レーザスポット（21）内にいわば窓が開けられレ
ーザスポット（21）径が等価的に縮小した形となって、
対物レンズの開口数や半導体レーザの波長によって決ま
る検出限界を大きく上回る高密度再生が可能となる。
なお、実際に位相ピット（22）による信号を読み出す
領域（アモルファス化した領域）PXの大きさは、レーザ
パワーの上下〔すなわちSb2Se3膜（13）の温度上下〕に
よって適宜コトロールすることが可能である。
領域（アモルファス化した領域）PXの大きさは、レーザ
パワーの上下〔すなわちSb2Se3膜（13）の温度上下〕に
よって適宜コトロールすることが可能である。
また、以上の方法によった場合、アモルファス状態が
安定状態として光ディスク上に残存することになるの
で、なんらかの手法によってエネルギーを与え、再生後
にはこのアモルファス状態を元の結晶状態に戻す消去操
作を行うことが好ましい。例えば、再生のためのレーザ
スポットの後に長円形のスポットを照射し、Sb2Se3膜
（13）を融点Ｔ以下且つ結晶且温度以上に加熱してやれ
ば、Sb2Se3膜（13）はアモルファス状態から結晶状態へ
と移行する。
安定状態として光ディスク上に残存することになるの
で、なんらかの手法によってエネルギーを与え、再生後
にはこのアモルファス状態を元の結晶状態に戻す消去操
作を行うことが好ましい。例えば、再生のためのレーザ
スポットの後に長円形のスポットを照射し、Sb2Se3膜
（13）を融点Ｔ以下且つ結晶且温度以上に加熱してやれ
ば、Sb2Se3膜（13）はアモルファス状態から結晶状態へ
と移行する。
以上、カルコゲン系アモルファス材料を用い、相変化
による反射率変化を利用して高密度再生を行う実施例に
ついて説明したが、カルコゲン系アモルファス材料とし
ては前記Sb2Se3に限られるものではなく、後えばTe−Ge
−Sn−Ｏ系アモルファス材料やIn−Se系アモルファス材
料、In−Sb系アモルファス材料等も使用可能であり、さ
らにはカルコゲン系以外のアモルファス材料であっても
良い。
による反射率変化を利用して高密度再生を行う実施例に
ついて説明したが、カルコゲン系アモルファス材料とし
ては前記Sb2Se3に限られるものではなく、後えばTe−Ge
−Sn−Ｏ系アモルファス材料やIn−Se系アモルファス材
料、In−Sb系アモルファス材料等も使用可能であり、さ
らにはカルコゲン系以外のアモルファス材料であっても
良い。
実施例２ 本実施例は、干渉フィルターにおける水分吸着による
分光特性の変化を利用したものである。
分光特性の変化を利用したものである。
本実施例で使用した光ディスクの構造は、第５図に示
すようなもので、位相ピットが形成された透明基板（3
1）上に、屈折率の大きく異なる材料をそれぞれ厚さが
再生光の波長の1/4となるように繰り返し成膜すること
により、干渉フィルターが形成されてなるものである。
本例では、屈折率の大きく異なる材料として、MgF層（3
2）〔屈折率1.38〕とZnS層（33）〔屈折率2.35〕を採用
した。勿論、これに限らず屈折率の大きく異なる材料の
組み合わせであれば如何なるものであってもよく、例え
ば屈折率の小さな材料としてはSiO〔屈折率1.5〕等が挙
げられ、また屈折率の大きな材料としてはTiO2〔屈折率
2.73〕やCeO2〔屈折率2.35〕等が挙げられる。
すようなもので、位相ピットが形成された透明基板（3
1）上に、屈折率の大きく異なる材料をそれぞれ厚さが
再生光の波長の1/4となるように繰り返し成膜すること
により、干渉フィルターが形成されてなるものである。
本例では、屈折率の大きく異なる材料として、MgF層（3
2）〔屈折率1.38〕とZnS層（33）〔屈折率2.35〕を採用
した。勿論、これに限らず屈折率の大きく異なる材料の
組み合わせであれば如何なるものであってもよく、例え
ば屈折率の小さな材料としてはSiO〔屈折率1.5〕等が挙
げられ、また屈折率の大きな材料としてはTiO2〔屈折率
2.73〕やCeO2〔屈折率2.35〕等が挙げられる。
上述のMgF層（32）やZnS層（33）は蒸着形成される
が、これらを蒸着形成する際に到達真空度を例えば10-4
Torr程度と通常よりも低く設定すると、膜構造がいわゆ
るポーラスなものとなり、そこに水分が残留する。そし
て、この水分が残留した膜からなる干渉フィルターにお
いては、室温と水の沸点近くまで温度を上げた時とで、
例えば第６図に示すように、反射率分光特性が大きく異
なる。すなわち、室温では図中曲線ｉで示すように波長
λＲに変曲点とする特性を示すのに対して、沸点近くま
で温度を上げると図中曲線iiで示すように波長λＨを変
曲点とする特性になり、温度が下がると再び曲線ｉで示
す特性に戻るというように、急峻な波長シフトが観察さ
れる。この現像は、水分が気化することにより屈析率が
大きく変わり、この影響で分光特性が変化することによ
るものと考えられる。
が、これらを蒸着形成する際に到達真空度を例えば10-4
Torr程度と通常よりも低く設定すると、膜構造がいわゆ
るポーラスなものとなり、そこに水分が残留する。そし
て、この水分が残留した膜からなる干渉フィルターにお
いては、室温と水の沸点近くまで温度を上げた時とで、
例えば第６図に示すように、反射率分光特性が大きく異
なる。すなわち、室温では図中曲線ｉで示すように波長
λＲに変曲点とする特性を示すのに対して、沸点近くま
で温度を上げると図中曲線iiで示すように波長λＨを変
曲点とする特性になり、温度が下がると再び曲線ｉで示
す特性に戻るというように、急峻な波長シフトが観察さ
れる。この現像は、水分が気化することにより屈析率が
大きく変わり、この影響で分光特性が変化することによ
るものと考えられる。
したがって、再生光の光源の波長をこれら変曲点λR,
λＨの中間の波長λ０に選べば、室温時と加熱時でタイ
ナミックに反射率が変化することになる。
λＨの中間の波長λ０に選べば、室温時と加熱時でタイ
ナミックに反射率が変化することになる。
本実施例では、この反射率変化を利用して高密度再生
を行う。高密度再生が可能となる原理は、先の第１図に
示す通りで、この場合には水分が気化して波長シフトが
起こった領域が高反射率領域（３）に相当し、温度が上
昇していない部分がマスクされた形となる。ただし、本
例では温度が下がると反射率特性が元の状態に戻るの
で、特別な消去操作は必要ない。
を行う。高密度再生が可能となる原理は、先の第１図に
示す通りで、この場合には水分が気化して波長シフトが
起こった領域が高反射率領域（３）に相当し、温度が上
昇していない部分がマスクされた形となる。ただし、本
例では温度が下がると反射率特性が元の状態に戻るの
で、特別な消去操作は必要ない。
以上、本発明の具体的な実施例について説明したが、
本発明がこれら実施例に限定されるものではなく、反射
率変化は如何なる現象を利用したものであってもよい。
また、再生に際しては、パルス光源を利用すれば鋭い温
度変化を与えることができ、反射率が変化する部分をよ
りシャープなものとすることができる。
本発明がこれら実施例に限定されるものではなく、反射
率変化は如何なる現象を利用したものであってもよい。
また、再生に際しては、パルス光源を利用すれば鋭い温
度変化を与えることができ、反射率が変化する部分をよ
りシャープなものとすることができる。
以上の説明からも明らかなように、本発明において
は、光ディスクの反射率（分光特性）が温度によって変
化するようになし、読み出し光の走査スポット内で反射
率を部分的に変化させているので、走査スポットの一部
をマスクして走査スポット径を等価的に縮小した形とす
ることができ、対物レンズの開口数や半導体レーザの波
長によって決まる検出限界を大きく上回る高密度再生が
可能となる。
は、光ディスクの反射率（分光特性）が温度によって変
化するようになし、読み出し光の走査スポット内で反射
率を部分的に変化させているので、走査スポットの一部
をマスクして走査スポット径を等価的に縮小した形とす
ることができ、対物レンズの開口数や半導体レーザの波
長によって決まる検出限界を大きく上回る高密度再生が
可能となる。
第１図は本発明における再生原理を説明する模式図であ
る。 第２図は相変化による反射率変化を利用した光ディスク
の構成例を示す要部概略断面図であり、第３図はSb2Se3
のアモルファス状態と結晶状態での反射率の膜厚依存性
を示す特性図、第４図はレーザスポットの走査による相
変化並びに反射率変化の様子をレーザスポットの温度分
布と共に示す模式図である。 第５図は水分を含んだ干渉フィルターにおける反射率分
光特性の変化を利用した光ディスクの構成例を示す要部
概略断面図であり、第６図は干渉フィルターにおける温
度による反射率分光特性の変化の様子を示す特性図であ
る。
る。 第２図は相変化による反射率変化を利用した光ディスク
の構成例を示す要部概略断面図であり、第３図はSb2Se3
のアモルファス状態と結晶状態での反射率の膜厚依存性
を示す特性図、第４図はレーザスポットの走査による相
変化並びに反射率変化の様子をレーザスポットの温度分
布と共に示す模式図である。 第５図は水分を含んだ干渉フィルターにおける反射率分
光特性の変化を利用した光ディスクの構成例を示す要部
概略断面図であり、第６図は干渉フィルターにおける温
度による反射率分光特性の変化の様子を示す特性図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】信号に応じた位相ピットが形成された記録
面上に温度によって反射率が変化する薄膜層が形成され
てなる光ディスクに対して読み出し光を照射し、 読み出し光を光ディスクに照射することによって生じる
温度上昇により、読み出し光の走査スポット内において
薄膜層の反射率を部分的に変化させ、 読み出し光の走査スポット内において薄膜層の反射率を
部分的に変化させた状態で、走査スポット内の位相ピッ
トを読み取ること を特徴とする光ディスクの信号再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2094452A JP2844824B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 光ディスクの信号再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2094452A JP2844824B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 光ディスクの信号再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03292632A JPH03292632A (ja) | 1991-12-24 |
| JP2844824B2 true JP2844824B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=14110659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2094452A Expired - Fee Related JP2844824B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 光ディスクの信号再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2844824B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6965556B1 (en) | 1999-07-02 | 2005-11-15 | Tdk Corporation | Optical information medium having high resolution beyond a diffraction limit and reading method |
| US7016290B2 (en) | 2001-10-15 | 2006-03-21 | Tdk Corporation | Readout method and apparatus for optical information medium |
| US7496019B2 (en) | 2001-04-20 | 2009-02-24 | Tdk Corporation | Information readout method for non mask layer type optical information medium |
Families Citing this family (10)
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Also Published As
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| JPH03292632A (ja) | 1991-12-24 |
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