JP4328006B2 - Optical recording medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
データを記録しておく記録媒体の一つに、光を用いてデータを記録すると共に記録されたデータを再生する光記録媒体(光ディスク)がある。代表的な光ディスクの例として、希土類金属と遷移金属とからなるアモルファス合金の薄膜を記録層に用いたものが挙げられる。この光ディスクにデータを記録する場合、光ディスクに磁界をかけながら光を照射し、記録層を局所的に加熱する。記録層の加熱された部分は、キュリー点または補償点以上の温度に昇温し、磁化方向が変化して記録マークとなる。
【0003】
上記した光は、半導体レーザなどから照射されるレーザ光である。レーザ光は、レンズ光学系で集光されてスポット光となって記録層に照射される。レーザ光は、スポット径が小さいほど小さい記録マークが形成できる。このため、光ディスクに対するデータの記録において、レーザ光のスポット径は、光ディスクの記録密度を決定する重要なパラメータとなる。
【0004】
レーザ光のスポット径は、光の回折限界からレーザ光の波長以下にすることが不可能である。レーザ光のスポット径をより小さくして光ディスクの記録密度を高めるため、近年、光ディスクの記録、再生に近接場光が用いられている。光ディスクの記録、再生に近接場光を用いた例として、先端が加工された光ファイバを圧電素子で駆動する精密アクチュエータに搭載し、位置を制御しながら直径60nmの記録マークをプラチナ/コバルトの多層膜上に記録し、この記録マークを再生した実験が報告されている。実験で使用されたプローブは、先端がコーン状に加工され、加工された先端のうちの数十nmの領域を除いて金属で被膜されている(Applied Physics Letters,Vol.62,No.2,pp.142‐144,1992)。
【0005】
また、従来の光ディスクには、記録層よりも基板側に非線形の光学材料でなる非線形光学材料層を備えたものがある。非線形光学材料層を備えた光ディスクは、基板側(非線形光学材料層側)から記録層に光を照射してデータを記録層に記録する。この際、非線形光学材料層は、光が照射された部分だけが光を透過する微小な開口部となる。このため、開口部を通過してきた光は、近接場光となってスポット光の記録層上においてより小さなスポット径を形成することができる(Applied Physics Letters,Vol.73,No.15,pp.2078−2080,1998)。なお、このような構成を、本明細書中では、非線形の光学材料をマスクにするとも表現する。
【0006】
なお、上記した文献に記載された実験は、ポリカーボネード製の光ディスク基板にSiN保護層、Ge2Sb2Te5薄膜の記録層、Sbの保護層を蒸着することによって積層した光ディスクを用いて行われた。この実験により、基板側からレーザ光を照射し、直径が90nmの記録マークが形成できたことが報告されている。
【0007】
また、光ディスクにデータを記録、あるいは光ディスクに記録されたデータを再生する記録再生装置(記録再生装置)は、レーザ光を光ディスクのトラック上に正確に走査するため、レーザ光のスポット径がトラック中心から外れていないかを検出している。検出は、レーザ光を光ディスク上のトラッキングマークに照射し、反射光に基づく信号を検出することによって行われる。レーザ光がトラック中心から外れることをトラッキングエラーといい、トラッキングエラーは、トラッキング信号によって検出される。また、本明細書では、トラッキング信号のうちのトラッキングエラーの発生を示す信号を、特にトラッキングエラー信号と記す。
【0008】
トラッキングエラーを調べる代表的な方式に、サンプルサーボ方式がある。サンプルサーボ方式は、トラック上にサンプルサーボ領域(以下、単にサーボ領域と記す)を離散的に設け、サーボ領域に一対のトラッキングマークを設けた光ディスクに対して適用される方式である。一対のトラックは、トラックセンタに対して光ディスク径方向に互いに等しい距離ずらして形成される。このようなトラッキングマークは、ウォブルトラッキングマークと呼ばれている。
【0009】
ウォブルトラッキングマークに対するトラッキングエラーは、いわゆる作動プッシュプル法(ファーフィールド法)により調べられる。具体的には、ウォブルトラッキングマークをなす2つのトラッキングマークのそれぞれに光を照射し、各トラッキングマークで反射された反射光の光強度の差を求め、求めた値をトラッキング信号とする。また、作動プッシュプル法では、ウォブルトラッキングマークがない領域で得られるトラッキング信号がサンプルホールド回路において0になるようにレーザ光が光ディスクの径方向にサーボされている(光ディスク技術,ラジオ技術社,1990)。
【0010】
図27は、以上述べたトラッキングエラーを検出する方法を説明するための図であって、ウォブルトラッキングマークが形成されたサーボ領域を示している。図27中、ウォブルトラッキングマークのうちのトラッキングマークm1、トラッキングマークm2は、互いにトラックセンタTcから光ディスクの径方向に1/4トラックピッチずれている。
【0011】
図28は、図27に示したウォブルトラッキングマークにレーザ光を照射して検出される反射光(検出光と記す)を示した図で、縦軸に検出光の強度を、横軸に検出光の検出時間を示している。また、図中のP1は、トラッキングマークm1から得られる検出光を示し、P2は、トラッキングマークm2から得られる検出光を示している。レーザ光がトラックセンタTcとずれたコースTc´を通ってトラッキングマークを走査した場合、P1とP2とに図28に示したような光検出強度の相違が生じる。このとき、トラッキング信号は、P1の波形を時間で積分した値とP2の波形を時間で積分した値との差分で表される。
【0012】
また、従来、図29に示すように、1つのグルーブの中に複数の記録マーク列を書き込む場合、実際にデータを書き込むための記録マークよりも大きいウォブルトラッキングマークをマーク列のトラックピッチの分だけずらして設け、サンプルサーボをかけている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ディスクのデータ記録のみならず、近似場光を様々な分野に応用する場合、光ファイバの先端を先鋭化して作製されたプローブを使用する。このようなプローブを用いてデータを記録する場合、光ディスクとプローブとの距離をスキャニング・フォーカス顕微鏡を用いて精密に制御することが必要となる。このため、プローブを使用して光ディスクにデータを記録する従来技術は、光ディスクを高速で回転した場合、光ディスクの偏心によって光ディスクとプローブとの距離が周期的に変動し、制御が困難になるという問題を生じることがあった。
【0014】
さらに、上記した従来技術は、プローブの駆動に精密アクチュエータを用いているため、走査速度や走査範囲に限界があり、高速度でデータを記録、再生することが困難であるという問題がある。
【0015】
また、非線形の光学材料をマスクにして光ディスクにデータを記録、再生する場合には、一般的な記録再生装置が使用できる。この場合、光ディスクには従来と同様のランド・グルーブを設け、微小開口部で生じた近接場光を用いてデータを記録再生している。このため、ディスクの径方向の記録密度を高めることはできるものの、トラック方向の記録密度を高めることが困難である。前述した実験では、トラックピッチが1.2μm、半径方向の記録密度は近接場光を用いない場合と変わらない。
【0016】
また、近接場光を照射できる記録再生装置で図27に示したウォブルトラッキングマークに対してトラッキングエラーを検出する場合、以下のような問題が生じる。すなわち、図30のように、近接場光は、トラックセンタTcとずれたコースTc´を通ってトラッキングマークm1、トラッキングマークm2を走査した場合にも、スポットS’の全域がトラッキングマークm1、トラッキングマークm2に当たることになる。このため、図31に示すように、トラッキングマークm1、トラッキングマークm2から得られる検出光は、レーザ光がトラックセンタTcからずれたコース上を走査しているにも関わらずほぼ同じ検出光強度hを示す。
【0017】
また、検出信号が等しいピーク値をとるようにトラック制御を施した場合、検出信号の強度差が明確でなくなるために正確なトラッキング信号が得られない。また、スポット径が小さいために検出光全体の光量が小さく、ウォブルトラッキングマークが形成されている部分と形成されていない部分との強度差が明確でなくなるという欠点もある。さらに、検出信号の強度差が小さいためにノイズの影響が大きく、誤差が大きくなるという問題もある。
【0018】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、光の近接場効果、あるいは擬似的な近接場効果を用いて光記録媒体に対してデータを記録再生する場合に正確なトラッキング信号を取得することにより、光記録媒体に高い密度でデータを記録し、記録されたデータを再生できる光記録媒体を提供することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1に記載の発明にかかる光記録媒体は、記録層と、前記記録層に設けられる複数のトラックと、前記トラック上において、レーザ光が近接場光で走査するときのスポットを包含する大きさの円形の第1トラッキングマークと、前記第1トラッキングマークから光記録媒体周方向に一定距離隔てて形成される、レーザ光が近接場光で走査するときのスポットを包含する大きさの円形の第2トラッキングマークとを有するトラッキングマーク対と、を備えてなり、前記第1トラッキングマークと前記第2トラッキングマークは、前記トラックからの光記録媒体径方向の距離が等しくなるように前記トラックのトラックセンタ上に位置して、当該トラックセンタに対して互いに光記録媒体径方向における反対方向にずれて配置され、かつ、前記一定距離は、前記第1トラッキングマークと、前記第1トラッキングマークが形成されたトラックに隣接するトラック上の第1トラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しく、かつ、前記第2トラッキングマークと、隣接するトラック上の第2のトラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しいことを特徴とする。
【0028】
この請求項1に記載の発明によれば、光ディスクの記憶容量を高めることができる。
【0029】
請求項2の発明にかかる光記録媒体は、さらに、非線形光学材料層を備え、前記非線形光学層は、光の照射を受ける被照射部分のみが透明になって前記光を透過し、透過光を近接場光にすることを特徴とする。
【0030】
この請求項2に記載の発明によれば、照射されたレーザ光を光記録媒体で近接場光にすることができる。
【0033】
請求項3記載の発明にかかる光記録媒体は、前記記録層が、相変化材料でなることを特徴とする。
【0034】
この請求項3に記載の発明によれば、本発明の光記録媒体に対するデータの記録再生に従来の記録再生装置を使用することができる。また、記録層を、消去可能であって、かつ高感度なものにすることができる。
【0035】
請求項4に記載の発明にかかる光記録媒体は、前記記録層が、Ge2Sb2Te5薄膜でなることを特徴とする。
【0036】
この請求項4に記載の発明によれば、本発明の光記録媒体に対するデータの記録再生に従来の記録再生装置を使用することができる。
【0037】
請求項5に記載の発明にかかる光記録媒体は、前記記録層が、AgInSbTe薄膜でなることを特徴とする。
【0038】
この請求項5記載の発明によれば、本発明の光記録媒体に対するデータの記録再生に従来の記録再生装置を使用することができる。また、記録層を、消去可能であって、かつ高感度なものにすることができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光記録再生装置、記録再生方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および光記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0040】
(実施の形態1)
実施の形態1は、本発明の光ディスクの記録再生装置(記録再生装置)を説明するための図である。実施の形態1では、記録再生装置の説明に先立って、記録再生装置で記録、再生される光ディスクを説明する。
【0041】
図1は、光ディスクを説明するための図であって、光ディスクの層構造を説明するための断面図である。図示した光ディスクは、ポリカーボネード基板104と、SiN保護層101およびSiN保護層103、データ記録層102を備えている。SiN保護層101,103の厚さは各々20nm、データ記録層102の厚さは15nmである。SiN保護層、データ記録層は、いずれも蒸着によって成膜、あるいは積層されている。
【0042】
後述する本実施の形態の記録再生装置は、先端が先鋭化されたファイバを用いた近接場プローブを備えている。そして、図1に示したデータ記録層102側から光ディスクにレーザ光Lを近接場光L’’として入射する。データ記録層102は相変化材料でなり、光が照射された部分の光の反射率が変化する。反射率が変化した部分は記録マーク(データビット)105となり、データは、照射された光の反射光の強度の相違によって記録マーク105が検出されることによって再生される。
【0043】
このとき、プローブから出射した近接場光L’’は、光ディスクのSiN保護層に入射し、データ記録層102に達する。そして、データ記録層102に記録マーク105を形成し、データ記録層102を透過した光はポリカーボネード基板104から伝搬光L’’’として光ディスク外部に出る。近接場光L’’によれば、データ記録層102に光の回折限界で制限される以下のサイズの記録マーク105が形成できる。
【0044】
なお、記録マーク105を形成するのに必要な情報(アドレス情報)は、データを記録する領域に離散的に記録されている。アドレス情報を記録するために形成されたマークは、回折限界で制限される以上のサイズに形成されている。アドレス情報には、絶対アドレス、相対アドレス、光ディスクにトラックが形成されている場合にはトラックサーボ信号をサンプリングするためのサンプルサーボ情報などがある。
【0045】
図2は、実施の形態1で用いられた光ディスクのサーボ領域を示した図である。図示したサーボ領域は、トラッキングマークm1、m2を一対とするウォブルトラッキングマークとトラッキングマークm3、m4を一対とするウォブルトラッキングマークとを備えている。図中にトラックセンタをTc、トラッキングマークm1の中央をマークセンタMc1、トラッキングマークm2の中央をマークセンタMc2として記す。また、図中に示すTpは、トラックピッチを示している。また、トラックセンタTcには、データビットdbが形成されている。
【0046】
トラックセンタに対して対をなすトラッキングマークは、トラックセンタTcに対して互いに反対方向に、かつ同じ長さだけずれて配置されている。図2に示したウォブルトラッキングマークは、トラッキングマークm1とマークセンタMc1との距離dとトラッキングマークm2とマークセンタMc2との距離dとが共に1/4トラックピッチとしている。
【0047】
図3は、以上述べた光ディスクにデータを記録する実施の形態1の記録再生装置を説明するための図である。実施の形態1の記録再生装置は、光ディスクに対してレーザ光Lを照射するレーザ半導体などのレーザ光源301と、照射されたレーザ光Lが光ディスク304で反射されて発生する反射光L´を検出する光検出器302と、レーザ光Lが検出される検出時間に基づいて誤差信号を取得するサーボ信号検出装置303と、を備えている。誤差信号は、トラッキングエラーを示し、トラッキングは、トラッキング信号が0になるように行われる。この誤差信号の値が0でない場合、誤差信号は、トラッキングエラー信号となる。
【0048】
図4は、サーボ信号検出装置303の構成をより詳細に説明するための図である。サーボ信号検出装置303は、遅延回路401と、パルス幅比較器402と、を備えている。
【0049】
次に、以上述べた記録再生装置の動作について説明する。図5は、トラッキングマークm1とトラッキングマークm2とを一対とするウォブルトラッキングマークを、レーザ光が近接場光で走査した状態を示している。レーザ光は、光ディスク上でスポット光となる。スポット光のスポットを、スポット501として図中に示す。また、図6は、図5に示した状態で行われたトラッキングで得られた検出光を説明するための図である。図6の縦軸は検出光の強度、横軸は時間を示している。
【0050】
レーザ光のスポット501が図5中に示したトラックセンタTc上を走査した場合、トラッキングマークm1から検出光P1が先ず検出され、次にトラッキングマークm2から検出光P2が検出される。レーザ光がトラックセンタTc上を走査する場合、検出光P1の検出光強度hとP1と検出光P2の検出光強度hとが等しく、検出光P1の検出時間幅T1と検出光P2の検出時間幅T2とが等しくなる。この場合、両者の差分が0になり、誤差信号が0となる。
【0051】
一方、例えば図30に示したように、レーザ光がトラックセンタTcからずれたコースTc’上を走査した場合、図7のように、検出光P1の検出時間幅T1と検出光P2の検出時間幅T2とが異なることになる。実施の形態1の記録再生装置は、図7に示した検出光のピーク幅の相違からトラッキング信号を得る。
【0052】
トラッキング信号を得るため、図3に示した記録再生装置は、光検出器302で得られた検出光P1,P2に基づいて生成した信号aをサーボ信号検出装置303に入力する。信号aは、図4に示すように、サーボ信号検出装置303において分岐される。分岐された信号aのうち、一方は信号dとして遅延回路401を介さずにパルス幅比較器402に入力し、一方は遅延回路401によって遅延され、信号bとしてパルス幅比較器402に入力する。
【0053】
図8(a)、(b)は、パルス幅比較器402においてなされる処理を説明するための図であって、(a)は信号bの波形を、(b)は信号dの波形を示している。(a)、(b)は、いずれも縦軸に検出光の強度を、横軸に時間を示している。パルス幅比較器402には、先ず、信号dが入力する。次に、信号bが入力する。パルス幅比較器402は、信号bの検出光P1と信号dの検出光P2との検出時間幅の差を、T1−T2の式より算出する。
【0054】
図9は、パルス幅比較器402において上記した検出時間幅の差を算出する構成を説明するための図である。また、図10(a)〜(d)は、図9において処理される信号を説明するための図であって、縦軸に検出光の波形を整形して得られる信号の強度を、横軸に時間を示している。図9に示した構成は、波形整形器901、波形整形器902と、減算器903と、積分器904と、を備えている。
【0055】
信号bは、遅延回路401で遅延されて波形整形器901に入力し、波形整形されて図10(a)に示した信号eとして減算器903に入力する。信号eは、検出光P1の検出時間幅T1を示している。一方、信号dは、波形整形器902で波形整形されて図10(b)に示す信号nとなる。信号nは、検出光P2の検出時間幅T2を示す信号として減算器903に入力する。減算器903は、信号eから信号nを差し引き、図10(c)に示す信号fを生成する。信号fは、検出時間幅の差分であるT1−T2を表している。
【0056】
信号fは、積分器904に入力し、時間積分されて図10(d)に示す信号gとなる。信号gは、検出時間幅の差分T1−T2に比例した強度を持つ信号となる。この強度が、誤差信号、すなわちトラッキング信号となる。なお、積分器904は、信号fを時間積分する前に積分定数が0になるように調整(リセット)される。
【0057】
実施の形態1の記録再生装置は、以上述べたように動作して検出時間幅の差分であるT1−T2に基づくトラッキングエラー信号を検出する。そして、検出したトラッキングエラー信号が0になるようにピックアップアクチュエータなどのプローブの駆動部を制御しながら、光ディスクに対し、データ記録層102に記録マーク105を記録する。
【0058】
上記した構成は、レーザ光がトラッキングマークを検出した際の検出光の強度によらずトラッキングエラーを検出することができる。このため、例えば、図5に示したウォブルトラッキングマークに対して径の小さいスポット501を走査した場合にも、スポット501がトラッキングマークm1上を走査する時間(検出時間)とトラッキングマークm2上を走査する時間が異なることによって正確にトラッキングエラーを検出することができる。
【0059】
図11は、サーボ信号検出装置303の他の構成例であるサーボ信号検出装置1101について示した図である。また、図12(a)〜(d)は、サーボ信号検出装置1101において処理される信号を説明するための図である。なお、図12に示した信号は、図5に示したトラッキングマークm1、トラッキングマークm2でなるウォブルトラッキングマークをスポット501で走査し、走査時のコースがトラックセンタTcからずれた場合のものである。図12の縦軸は、(a)において検出光の強度を示し、(b)〜(d)において検出光の波形を整形して得られる信号の強度を示している。また、図12の横軸は、(a)〜(d)のいずれにおいても時間を示している。
【0060】
図11のサーボ信号検出装置1101は、波形整形器1102と、極性切替器1103と、積分器1104と、スイッチ1105とを備えている。レーザ光源301から出射されたレーザ光Lは、光ディスク304に照射され、反射光L´を発生する。反射光L´は、光検出器302に検出されてサーボ信号検出装置1101に信号aとして入力する。
【0061】
図12(a)に示す信号aは、波形整形器1102に入力し、(b)に示すように整形されて信号iとなる。信号iは、極性切替器1103の直前で分岐され、一方が極性切替器1103に入力し、他方がスイッチ1105に向かう。スイッチ1105は、信号iのうちの検出光P1が積分器1104に入力されるまで端子1105aに接続されている。そして、検出光P2が積分器1104に入力するタイミングで端子1105bにスイッチングされる。このスイッチングによって、積分器1104に入力される信号jは、図12(c)に示しすように検出光P2に相当する信号だけの極性が反転した状態になる。
【0062】
信号jは、積分器1104で時間積分されて図12(d)に示す信号kとなる。信号kのうちの検出光P1に相当する信号の時間幅T1と検出光P2に相当する信号の時間幅T2との差分に相当する信号は、トラッキング信号あるいはトラッキングエラー信号として外部に出力される。
【0063】
以上述べたサーボ信号検出装置1101は、サーボ信号検出装置303と同様に、トラッキングマークを検出した際の検出光の強度によらずトラッキングエラーを検出することができる。このため、例えば、図5に示したウォブルトラッキングマークに対して径の小さいスポット501を走査した場合にも、スポット501がトラッキングマークm1上を走査する時間(検出時間)とトラッキングマークm2上を走査する時間が異なることによって正確にトラッキングエラーを検出することができる。なお、図11に示した積分器1104も、信号の時間積分を行う前にリセットすることが必要である。
【0064】
次に、実施の形態1の記録再生方法を説明する。図13は、本実施の形態の記録再生方法のうちのトラッキング処理を説明するためのフローチャートである。図示したフローチャートでは、先ず、光検出器が検出光P1を検出する(ステップS1301)。続いて、検出光P2が検出される(ステップS1302)。次に、サーボ信号検出装置は、検出光P1の検出時間幅T1から検出光P2の検出時間幅T2を差し引いてT1−T2を求める(ステップS1303)。そして、求められたT1−T2を時間積分し(ステップS1304)、T1−T2の積分値に基づくトラッキング信号を検出する(ステップS1305)。
【0065】
実施の形態1の記録再生方法によれば、検出したトラッキング信号からトラッキングエラーがあるか否か判断する(ステップS1306)。判断の結果、0でないトラッキング信号が発生した、つまり、トラッキングエラーがあると判断された場合(S1306:Yes)、プローブを駆動するピックアップを調整してトラッキングエラーを修正する(ステップS1307)。また、ステップS1306においてトラッキングエラーがないと判断された場合には(S1306:No)、ステップS1301に戻って検出光P1を検出する。
【0066】
なお、以上述べた光ディスクに対する記録再生方法は、予め用意されたプログラムをパソコンやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現される。このプログラムは、ハードディスク、フロッピーディスク、CD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、上記記録媒体を介して、また伝送媒体として、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。
【0067】
また、以上述べた実施の形態1は、上記した構成に限定されるものではない。すなわち、実施の形態1は、図2に示したウォブルトラッキングマークを備えた光ディスクに対してデータを記録している。しかし、本発明の記録再生装置は、図2の光ディスクにデータを記録するものに限定されるものではない。以下に、実施の形態1の記録再生装置でデータを記録できる光ディスクの他の例を挙げて説明する。
【0068】
図14は、実施の形態1の記録再生装置に適用できる光ディスクの他の例を説明するための図であり、光ディスクのウォブルトラッキングマークを説明するための図である。図14に示したウォブルトラッキングマークは、m1’とm2’とを一対とするトラッキングマーク対と、m3’とm4’とを一対とするトラッキングマーク対とを有している。各トラッキングマーク対は、トラック(トラックセンタTc1のトラック、トラックセンタTc2のトラック)ごとにトラッキングマークをずらして形成されていて、このためにトラックピッチTp´を図2に示したトラックピッチTpよりも狭くすることができる。例えば、ウォブルトラッキングマークの直径を0.8μmとすると、従来、最小のトラックピッチが1.6μmであったのに対し、図14に示した例によれば、例えばトラッキングマークの直径が0.9μmである場合、トラッキングマーク直径に応じた1.8μmのトラックピッチを実現することができる。
【0069】
また、図15は、実施の形態1の記録再生装置に適用できる光ディスクの他の例を説明するための図である。図16(a)、(b)は、図15に示した光ディスクから得られる検出光を説明するための図である。図15に示した光ディスクは、トラッキングマークm8、m9でなるウォブルトラッキングマークが形成されたサーボ領域とは別にクロックトラッキングマーク領域を備えている。クロックトラッキングマーク領域は、トラッキングマークm5〜m7がトラックセンタTcを中心にして形成されている。サーボ領域、クロックトラッキングマーク領域は、いずれもデータ領域の間に設けられている。
【0070】
図16(a)、(b)は、図15に示したトラッキングマークm5〜m9から得られる検出光を説明する図である。図16の縦軸は検出光の強度を示し、横軸は時間を示している。図16(a)は、スポット1501がトラックセンタTcからずれて移動した場合に検出される検出光を示したもので、(b)は、スポット1501がトラックセンタTc上を移動した場合に検出される検出光を示している。
【0071】
図16中の検出光P5はトラッキングマークm5から得られた検出光である。また、検出光P6はトラッキングマークm6から、検出光P7はトラッキングマークm7から、検出光P8はトラッキングマークm8から、検出光P9はトラッキングマークm9からそれぞれ得られたものである。図15に示したクロックトラッキングマーク領域からは、データの書き込みに必要なクロック信号を得ることができる。このため、図15に示したトラッキングマークからは、トラッキング信号とクロック信号の両方を得ることができる。
【0072】
なお、図14に示したウォブルトラッキングマークは、対をなすトラッキングマーク間の光ディスクトラック方向の距離と、隣接するトラック上において隣り合うトラッキングマークとの光ディスクトラック方向の距離とが等しい位置に形成することができる。図18のようにトラッキングマークを配置する光ディスクについては、実施の形態2で詳述するものとする。
【0073】
さらに、実施の形態1の記録再生装置は近接場光を発生するためにファイバの先端を先鋭化したプローブを用いている。しかし、近接場光を発生するための構成として、ヘッドまたはスライダに微小開口部を設け、この微小開口部に光を通すことによって近接場光を発生するものであってもよい。また、実施の形態1ではレーザ光を基板側から光ディスクに入射しているが、基板に対する裏面(光ディスク表面)からレーザ光を入射する構成であってもよい。また、実施の形態1は、レーザ光を近接場光とする構成に限定されるものでなく、一般的なビーム状のレーザ光を用いて光ディスクの記録再生を行う構成についても適用できる。
【0074】
さらに、実施の形態1は、適用される光ディスクのデータ記録層に相変化材料を用いている、しかし、実施の形態1の記録再生装置に適用される光ディスクは、データ記録層に相変化材料を用いたものに限定されるものでなく、レーザ光の照射によって透過光、あるいは反射光にコントラストが生じるものであればよい。なお、ここでいうコントラストは、吸光度や反射率の変化による光強度の差の他、偏光面の回転や複屈折率の変化など、光学的定数の変化によって生じるコントラストも含まれる。データ記録層に用いられる相変化材料以外の材料としては、光磁気材料や電気光学効果を示す材料がある。
【0075】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。なお、実施の形態2は、本発明の光ディスクの一実施の形態である。図示した光ディスクは、前述した実施の形態1の光ディスクとほぼ同様の層構造を有している。
【0076】
図17は、実施の形態2の光ディスクの層構造を説明するための光ディスクの断面図である。実施の形態2の光ディスクは、SiN保護層1701およびSiN保護層1703、データ記録層1702、ポリカーボネード基板1704と、を備えている。上記した各層は、SiN保護層1701、1703が20nm、データ記録層1702が15nm積層されている。積層は、いずれも蒸着によってなされている。なお、図中のLはレーザ光を示し、L’’は、近接場光を示している。なお、実施の形態2のデータ記録層1702は、相変化材料でなる相変化層である。
【0077】
図18は、実施の形態2の光ディスクのトラッキングマークを説明するための図である。実施の形態2の光ディスクは、データ記録層1702のサーボ領域に複数のトラックが形成されている。トラックが光ディスクの周方向に沿って形成されていることから、トラックの方向を光ディスク周方向として光ディスク径方向と共に図中に示す。
【0078】
また、図中、トラックのトラックセンタをTc1、トラックセンタTc1を中心とするトラックに隣接するトラックのトラックセンタTc2を示す。トラックセンタTc1のトラックには第1トラッキングマークであるm1、第2トラッキングマークであるm2が、また、トラックセンタTc2のトラックには第1トラッキングマークであるm3、第2トラッキングマークであるm4が形成されている。
【0079】
トラッキングマークm1、トラッキングマークm2は、光ディスクの周方向に一定の距離d1隔てて形成され、トラッキングマーク対をなしている。また、同様に、隣接するトラックにおいて、トラッキングマークm3、トラッキングマークm4は、トラッキングマーク対をなしている。トラッキングマーク対は、トラッキングマークm1とトラッキングマークm3間の光ディスク周方向の距離d3、トラッキングマークm2とトラッキングマークm4間の光ディスク周方向の距離d2は、いずれも距離d1と等しい。なお、実施の形態2では、図示したように、トラッキングマーク間の距離を、トラッキングマークの中心同士の距離としている。
【0080】
図18のようにウォブルトラッキングマークを形成することにより、実施の形態2の光ディスクは、図14に示したサーボ領域よりもサーボ領域を狭くすることができ、データ記録領域を広くとることができる。このため、実施の形態2は、光ディスクの記憶容量を高めることができるという効果を奏する。
【0081】
なお、実施の形態2の光ディスクのデータ記録層に相変化材料を用いる場合、相変化材料として、例えばGe2Sb2Te5、AgInSbTeを用いることが考えられる。データ記録層にGe2Sb2Te5薄膜を用いた実施の形態2の光ディスクを図19に示し、データ記録層にAgInSbTe薄膜を用いた実施の形態2の光ディスクを図20に示す。図19に示した実施の形態2の光ディスクは、Ge2Sb2Te5薄膜1902に記録マーク2005を形成し、図20に示した実施の形態2の光ディスクは、AgInSbTe薄膜2002に記録マーク2005を形成している。
【0082】
ところで、図18に示したウォブルトラッキングマークは、図21に示すように、各トラックのトラッキングマークがトラック方向(図中rで示す)にずれ、トラッキングマーク全体を記録するサーボ領域を広くとる必要が生じることがある。図18に示した構成によりサーボ領域を広くとる必要をなくすため、実施の形態2は、図22に示すように構成することもできる。
【0083】
図22に示したサーボ領域では、適当な数(図22においては6)のトラックごとに一連のウォブルトラッキングマーク群を形成し、隣接するトラック群M1の先頭トラッキングマークm1と、トラック群M2の先頭となるトラッキングマークm2とを一致させて形成する。このように形成することにより、トラッキングマークが光ディスクの径方向にずれてサーボ領域が広がることを防ぐことができる。
【0084】
また、図22のようにウォブルトラッキングマークを形成した場合、トラックの位置を大まかに検出するときには、各トラック群に含まれる特定のトラッキングマーク(例えば先頭のトラッキングマーク)だけを順次検出すればよい。このため、図22のウォブルトラッキングマークは、ヘッドあるいはスライダを光ディスクの径方向に移動させるときの位置情報を簡易、かつ高速に検出できる。
【0085】
なお、1つのトラック群に含まれるトラックの適切な数は、トラックピッチとウォブルトラッキングマークの直径とによって幾何学的に決まる。トラックピッチの2倍がウォブルトラッキングマークの直径である場合、6以上8以下が1つのトラック群に含まれる適切なトラック数となる。特にトラック数を8に設定した場合、バイナリがコンピュータで扱いやすくなり、過不足なくトラック数とそのアドレスとを設定することができる。
【0086】
(実施の形態3)
次に、実施の形態3の光ディスクについて説明する。実施の形態3の光ディスクは、実施の形態2の光ディスクと同様の層構造を有している。このため、実施の形態3において実施の形態2の光ディスクと同様の構成については図示および説明を省くものとする。
【0087】
図23は、実施の形態3の光ディスクを説明するための図である。図示した光ディスクは、一定数のトラックごとにグルーブGを備え、グルーブGのランドRにウォブルトラッキングマークが形成された領域、つまりサーボ領域を備えている。実施の形態3の光ディスクは、記録再生装置に設けられた2分割フォトダイオードによってグルーブGで発生する回折光を検出し、フォトダイオードの出力差によりトラッキングエラーを検出することができる。このような実施の形態3によれば、トラッキングマークをサンプルサーボして得られる信号に加えてグルーブからもプッシュプル信号を得ることができる。したがって、例えば実施の形態2の光ディスクのようにウォブルトラッキングマークだけを使ってトラッキングエラーを検出するよりも確実にトラッキングエラーを検出することができる。
【0088】
(実施の形態4)
次に、実施の形態4の光ディスクを説明する。なお、実施の形態4の光ディスクは、実施の形態1で説明した光ディスク、実施の形態2の光ディスク、実施の形態3の光ディスクのトラッキングマークのいずれを適用するものであってもよい。このため、実施の形態4では、実施の形態4の光ディスクの層構造についてのみ記し、トラッキングマークの説明は略すものとする。
【0089】
図24は、実施の形態4の光ディスクを説明するための図である。図示した光ディスクは、前述した実施の形態2、実施の形態3の光ディスクに対し、さらに、非線形光学材料層を備え、非線形光学層は、光の照射を受ける被照射部分のみが透明になってレーザ光Lを透過し、透過項を近接場光にするものである。
【0090】
すなわち、図24に示した光ディスクは、ポリカーボネード基板2401と、SiN保護層2402、SiN保護層2404、SiN保護層2406、データ記録層2405、さらに、非線形光学材料層であるSbマスク層2403を備えている。なお、実施の形態4のデータ記録層2405は、相変化材料でなる相変化層である。Sbマスク層2403は、光の照射を受ける被照射部分のみが透明になって集光レンズ2407によって集光されたレーザ光Lを透過し、透過項を近接場光L’’にするものである。上記した各層は、SiN保護層2404、2406が20nm、データ記録層2405が15nm、Sbマスク層2403が15nm、SiN保護層2402が17nm積層されている。なお、積層は、いずれも蒸着によってなされている。
【0091】
実施の形態4の光ディスクは、記録時、ポリカーボネード基板2401側から集光レンズ2407によって集光されたレーザ光Lを入射する。レーザ光Lは、Sbマスク層2403に焦点を結び、レーザ光Lのパワーに応じた領域を透明にする。透明になった部分は、微小開口部となり、レーザ光Lを透過する。透過したレーザ光Lは、近接場光L’’となってデータ記録層2405に染み出し、光の回折限界よりも小さな記録マーク2408を形成する。
【0092】
以上述べた実施の形態4は、記録再生装置が照射したレーザ光を光ディスク側で近接場光にすることができる。このため、実施の形態4の光ディスクは、近接場光を発生する構成がない記録再生装置を使ってレーザ光の回折限界以下のサイズの記録マークを形成することができる。
【0093】
なお、実施の形態4の光ディスクのデータ記録層としては、例えば、Ge2Sb2Te5薄膜、あるいはAgInSbTe薄膜を用いることができる。図25は、データ記録層をGe2Sb2Te5薄膜2505とし、記録マーク2508を形成した例を示した図である。また、図26は、データ記録層をAgInSbTe薄膜2605とし、記録マーク2608を形成した例を示した図である。
【0098】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明は、サーボ領域を狭くすることができ、データ記録領域を広くとることができる。このために光記録媒体の記録密度をより高めることができる。また、トラッキングマーク対の第1トラッキングマークと第2トラッキングマークは、トラックからの光記録媒体径方向の距離が等しくなるようにトラックのトラックセンタ上に位置して、当該トラックセンタに対して互いに光記録媒体径方向における反対方向にずれて配置され、かつ、トラッキングマーク対を構成する第1トラッキングマークと第2トラッキングマーク間の一定距離は、第1トラッキングマークと、第1トラッキングマークが形成されたトラックに隣接するトラック上の第1トラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しく、かつ、第2トラッキングマークと、隣接するトラック上の第2のトラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しいことで、トラッキングマーク対からの反射光が検出されている時間幅によってトラッキング信号を得ることにより、光の近接場効果、あるいは擬似的な近接場効果を用いて光記録媒体に対してデータを記録再生する場合に正確なトラッキング信号を取得することができるとともに、トラッキングを行うためのトラッキングマーク対の間隔を短くしながらクロストークを防ぐことができるので、光記録媒体に高い密度でデータを記録し、記録されたデータを再生できる。また、光記録媒体の記録密度を高めることによって光記録媒体に対するアクセスを高速化し、高記録密度、高速アクセスが可能な光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【0099】
請求項2に記載の発明は、照射されたレーザ光を光記録媒体で近接場光にすることができる。このため、近接場光を生成することができない記録再生装置を用いても近接場光によって光の回折限界以下のサイズのマークを形成し、光記録媒体におけるデータの記録密度を高めることができる光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【0101】
請求項3に記載の発明は、既存の光学系を備えた記録再生装置を用いながら、より高い精度でトラックの位置決めができ、高い密度でデータを記録、消去することができる光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【0102】
請求項4に記載の発明は、既存の光学系を備えた記録再生装置を用いながら、より高い精度でトラックの位置決めができ、高い密度でデータを記録できる光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【0103】
請求項5に記載の発明は、既存の光学系を備えた記録再生装置を用いながら、より高い精度でトラックの位置決めができ、高い密度でデータを記録、追記、あるいは描きかえることができる。また、データ記録層の感度を高め、マークの記録や消去が確実にできる。さらに、記録マークと未記録の部分との境界でシャープな信号を得ることができる光記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の記録再生装置に適用される光ディスクの層構造を説明するための断面図である。
【図2】図1に示した光ディスクのサーボ領域を示した図である
【図3】本発明の実施の形態1の記録再生装置を説明するための図である。
【図4】図3に示したサーボ信号検出装置の構成をより詳細に説明するための図である。
【図5】ウォブルトラッキングマークを、レーザ光が近接場光で走査した状態を示した図である。
【図6】図5に示した状態で行われたトラッキングで得られた検出光を説明するための図である。
【図7】トラッキング信号が取得できるピーク幅の相違を説明するための図である。
【図8】パルス幅比較器においてなされる処理を説明するための図である。
【図9】パルス比較器において検出時間幅の差を算出する構成を説明するための図である。
【図10】図9において処理される信号を説明するための図である。
【図11】図3におけるサーボ信号検出回路の他の構成例を説明するための図である。
【図12】図11におけるサーボ信号検出回路において処理される信号を説明するための図である。
【図13】本発明実施の形態1の記録再生方法のうちのトラッキング処理を説明するためのフローチャートである。
【図14】本発明の実施の形態1の記録再生装置に適用できる光ディスクの他の例を説明するための図である。
【図15】本発明の実施の形態1の記録再生装置に適用できる光ディスクの他の例を説明するための図である。
【図16】図15に示した光ディスクから得られる検出光を説明するための図である。
【図17】本発明の実施の形態2の光ディスクの層構造を説明するための図である。
【図18】本発明の実施の形態2の光ディスクのトラッキングマークを説明するための図である。
【図19】本発明の実施の形態2の光ディスクの他の構成例を説明するための図である。
【図20】本発明の実施の形態2の光ディスクの他の構成例を説明するための図である。
【図21】図18に示したウォブルトラッキングマークの改善すべき点を説明するための図である。
【図22】実施の形態2の光ディスクのサーボ領域の構成例を説明するための図である。
【図23】本発明の実施の形態3の光ディスクを説明するための図である。
【図24】本発明の実施の形態4の光ディスクを説明するための図である。
【図25】本発明の実施の形態4の光ディスクの他の構成を説明するための図である。
【図26】本発明の実施の形態4の光ディスクの他の構成を説明するための図である。
【図27】従来のトラッキングエラーを検出する方法を説明するための図である。
【図28】図27に示したウォブルトラッキングマークにレーザ光を照射して得られる検出光を説明するための図である。
【図29】従来のウォブルトラッキングマークを説明するための図である。
【図30】図29に示したウォブルトラッキングマークからトラッキングエラーを検出する場合の不具合について説明するための図である。
【図31】図29に示したウォブルトラッキングマークからトラッキングエラーを検出する場合の不具合について説明するための他の図である。
【符号の説明】
101,103,1701,1703,2402,2404 2406, SiN保護層
102,1702,2405 データ記録層
104,1704,2401 ポリカーボネード基板
1902,2505 Ge2Sb2Te5薄膜
2002,2605 AgInSbTe薄膜
2403 Sbマスク層
2407 集光レンズ
301 レーザ光源
302 光検出器
303,1101 サーボ信号検出装置
304 光ディスク
401 遅延回路
402 パルス幅比較器
901,902,1102 波形整形器
903 減算器
904,1104 積分器
1101 サーボ信号検出装置
1103 極性切替器
1105 スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention,lightThe present invention relates to a recording medium.
[0002]
[Prior art]
One recording medium for recording data is an optical recording medium (optical disk) that records data using light and reproduces the recorded data. As an example of a typical optical disk, an optical disk using a thin film of an amorphous alloy made of a rare earth metal and a transition metal as a recording layer can be cited. When data is recorded on this optical disc, light is applied to the optical disc while applying a magnetic field to locally heat the recording layer. The heated portion of the recording layer is heated to a temperature equal to or higher than the Curie point or the compensation point, and the magnetization direction changes to become a recording mark.
[0003]
The above-described light is laser light emitted from a semiconductor laser or the like. The laser light is condensed by the lens optical system and is irradiated as a spot light onto the recording layer. The laser beam can form a smaller recording mark as the spot diameter is smaller. For this reason, in recording data on the optical disc, the spot diameter of the laser beam is an important parameter for determining the recording density of the optical disc.
[0004]
The spot diameter of the laser beam cannot be made less than the wavelength of the laser beam because of the diffraction limit of the light. In recent years, near-field light has been used for recording and reproduction of optical disks in order to reduce the spot diameter of laser light and increase the recording density of optical disks. As an example of using near-field light for recording and reproduction of an optical disc, an optical fiber whose tip is processed is mounted on a precision actuator that is driven by a piezoelectric element, and a recording mark with a diameter of 60 nm is formed on a multilayer of platinum / cobalt while controlling the position. There have been reports of experiments on recording on a film and reproducing the recorded mark. In the probe used in the experiment, the tip was processed into a cone shape and coated with metal except for a region of several tens of nanometers in the processed tip (Applied Physics Letters, Vol. 62, No. 2, pp. 142-144, 1992).
[0005]
Some conventional optical discs include a nonlinear optical material layer made of a nonlinear optical material on the substrate side of the recording layer. An optical disc including a nonlinear optical material layer records data on the recording layer by irradiating the recording layer with light from the substrate side (nonlinear optical material layer side). At this time, in the nonlinear optical material layer, only a portion irradiated with light becomes a minute opening that transmits light. For this reason, the light that has passed through the aperture becomes near-field light and can form a smaller spot diameter on the recording layer of the spot light (Applied Physics Letters, Vol. 73, No. 15, pp. 2078-2080, 1998). Note that such a configuration is also expressed as a mask using a non-linear optical material in this specification.
[0006]
In the experiment described in the above-mentioned document, an SiN protective layer, a GeN layer, and an optical disk substrate made of polycarbonate are used.2Sb2TeFiveThis was carried out using an optical disk laminated by depositing a thin recording layer and a protective layer of Sb. According to this experiment, it has been reported that a recording mark having a diameter of 90 nm can be formed by irradiating a laser beam from the substrate side.
[0007]
In addition, a recording / reproducing apparatus (recording / reproducing apparatus) that records data on an optical disc or reproduces data recorded on an optical disc accurately scans a laser beam on a track of the optical disc. It is detected whether it is not off. The detection is performed by irradiating a tracking mark on the optical disc with a laser beam and detecting a signal based on the reflected light. The fact that the laser beam deviates from the track center is called a tracking error, and the tracking error is detected by a tracking signal. In this specification, a signal indicating the occurrence of a tracking error in the tracking signal is particularly referred to as a tracking error signal.
[0008]
There is a sample servo method as a typical method for examining a tracking error. The sample servo system is a system applied to an optical disc in which sample servo areas (hereinafter simply referred to as servo areas) are discretely provided on a track and a pair of tracking marks are provided in the servo area. The pair of tracks are formed with an equal distance from each other in the radial direction of the optical disc with respect to the track center. Such a tracking mark is called a wobble tracking mark.
[0009]
The tracking error for the wobble tracking mark is examined by a so-called operation push-pull method (far field method). Specifically, each of the two tracking marks constituting the wobble tracking mark is irradiated with light, a difference in light intensity of reflected light reflected by each tracking mark is obtained, and the obtained value is used as a tracking signal. In the operation push-pull method, the laser beam is servoed in the radial direction of the optical disc so that the tracking signal obtained in the region where there is no wobble tracking mark becomes 0 in the sample-and-hold circuit (optical disc technology, radio technology company, 1990). ).
[0010]
FIG. 27 is a diagram for explaining the method for detecting the tracking error described above, and shows a servo region in which a wobble tracking mark is formed. In FIG. 27, the tracking marks m1 and m2 of the wobble tracking marks are shifted from each other by a quarter track pitch from the track center Tc in the radial direction of the optical disc.
[0011]
FIG. 28 is a diagram showing reflected light (denoted as detection light) detected by irradiating the wobble tracking mark shown in FIG. 27 with laser light. The vertical axis indicates the intensity of the detection light, and the horizontal axis indicates the detection light. The detection time is shown. In the figure, P1 indicates detection light obtained from the tracking mark m1, and P2 indicates detection light obtained from the tracking mark m2. When the laser beam scans the tracking mark through the course Tc ′ shifted from the track center Tc, the difference in the light detection intensity as shown in FIG. 28 occurs between P1 and P2. At this time, the tracking signal is represented by a difference between a value obtained by integrating the waveform of P1 with time and a value obtained by integrating the waveform of P2 with time.
[0012]
Conventionally, as shown in FIG. 29, when a plurality of recording mark rows are written in one groove, wobble tracking marks larger than the recording marks for actually writing data are provided by the track pitch of the mark row. A sample servo is applied.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, not only data recording on an optical disk but also near field light is applied to various fields, a probe produced by sharpening the tip of an optical fiber is used. When recording data using such a probe, it is necessary to precisely control the distance between the optical disk and the probe using a scanning focus microscope. For this reason, the conventional technique of recording data on an optical disk using a probe has a problem that when the optical disk is rotated at a high speed, the distance between the optical disk and the probe varies periodically due to the eccentricity of the optical disk, which makes control difficult. May occur.
[0014]
Furthermore, since the above-described prior art uses a precision actuator for driving the probe, there is a limit to the scanning speed and scanning range, and there is a problem that it is difficult to record and reproduce data at a high speed.
[0015]
In addition, when recording and reproducing data on an optical disk using a nonlinear optical material as a mask, a general recording / reproducing apparatus can be used. In this case, the conventional land / groove is provided on the optical disc, and data is recorded / reproduced by using near-field light generated in a minute opening. For this reason, although the recording density in the radial direction of the disk can be increased, it is difficult to increase the recording density in the track direction. In the above-described experiment, the track pitch is 1.2 μm and the recording density in the radial direction is the same as when no near-field light is used.
[0016]
Further, when a tracking error is detected with respect to the wobble tracking mark shown in FIG. 27 by a recording / reproducing apparatus that can irradiate near-field light, the following problems occur. That is, as shown in FIG. 30, when the tracking mark m1 and the tracking mark m2 are scanned through the course Tc ′ shifted from the track center Tc, the entire area of the spot S ′ is the tracking mark m1 and tracking. It will hit mark m2. Therefore, as shown in FIG. 31, the detection light obtained from the tracking mark m1 and the tracking mark m2 has substantially the same detection light intensity h even though the laser beam scans on the course shifted from the track center Tc. Indicates.
[0017]
Further, when the track control is performed so that the detection signals have the same peak value, the intensity difference between the detection signals is not clear, so that an accurate tracking signal cannot be obtained. In addition, since the spot diameter is small, the amount of light of the entire detection light is small, and there is a disadvantage that the intensity difference between the portion where the wobble tracking mark is formed and the portion where the wobble tracking mark is not formed becomes unclear. Furthermore, since the difference in the intensity of the detection signals is small, there is a problem that the influence of noise is large and the error becomes large.
[0018]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. Accurate tracking is performed when data is recorded / reproduced with respect to an optical recording medium using the optical near-field effect or the pseudo near-field effect. An optical recording medium capable of recording data at a high density on an optical recording medium and reproducing the recorded data by acquiring a signalBodyThe purpose is to provide.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical recording medium according to the first aspect of the present invention includes a recording layer, a plurality of tracks provided in the recording layer, and laser light on the tracks. With near-field lightscanningA first tracking mark having a size including a spot when the laser beam is formed, and a laser beam formed from the first tracking mark at a certain distance in the circumferential direction of the optical recording medium.scanningA tracking mark pair having a circular second tracking mark having a size including a spot when the first tracking mark and the second tracking mark have a diameter of the optical recording medium from the track. The track so that the distance in direction is equalLocated on the track center of the optical disc and shifted in opposite directions in the radial direction of the optical recording medium with respect to the track center.The fixed distance is equal to a distance in the circumferential direction of the optical recording medium between the first tracking mark and a first tracking mark on a track adjacent to the track on which the first tracking mark is formed.And the distance between the second tracking mark and the second tracking mark on the adjacent track in the circumferential direction of the optical recording mediumIt is characterized by that.
[0028]
According to the invention described in
[0029]
The optical recording medium according to a second aspect of the present invention further includes a nonlinear optical material layer, and the nonlinear optical layer transmits only the light by transmitting only the irradiated portion so that the irradiated portion is transparent.lightIs a near-field light.
[0030]
This claim2According to the invention described in (1), the irradiated laser light can be converted into near-field light by the optical recording medium.
[0033]
Claim3The optical recording medium according to the described invention is characterized in that the recording layer is made of a phase change material.
[0034]
This claim3According to the invention described in the above, a conventional recording / reproducing apparatus can be used for recording / reproducing data on / from the optical recording medium of the present invention. Further, the recording layer can be erased and can have high sensitivity.
[0035]
Claim4In the optical recording medium according to the invention, the recording layer is made of Ge.2Sb2TeFiveIt is a thin film.
[0036]
This claim4According to the invention described in the above, a conventional recording / reproducing apparatus can be used for recording / reproducing data on / from the optical recording medium of the present invention.
[0037]
Claim5The optical recording medium according to the invention is characterized in that the recording layer is an AgInSbTe thin film.
[0038]
This claim5According to the described invention, a conventional recording / reproducing apparatus can be used for recording / reproducing data with respect to the optical recording medium of the present invention. Further, the recording layer can be erased and can have high sensitivity.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of an optical recording / reproducing apparatus, a recording / reproducing method, a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the method, and an optical recording medium according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. This will be described in detail.
[0040]
(Embodiment 1)
[0041]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an optical disc and for explaining a layer structure of the optical disc. The illustrated optical disc includes a
[0042]
A recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, which will be described later, includes a near-field probe using a fiber with a sharpened tip. Then, the laser light L is incident on the optical disk from the
[0043]
At this time, the near-field light L ″ emitted from the probe enters the SiN protective layer of the optical disk and reaches the
[0044]
Note that information (address information) necessary for forming the
[0045]
FIG. 2 is a diagram showing a servo area of the optical disk used in the first embodiment. The illustrated servo area includes a wobble tracking mark having a pair of tracking marks m1 and m2 and a wobble tracking mark having a pair of tracking marks m3 and m4. In the figure, the track center is denoted by Tc, the center of the tracking mark m1 is denoted by the mark center Mc1, and the center of the tracking mark m2 is denoted by the mark center Mc2. Further, Tp shown in the figure indicates a track pitch. A data bit db is formed at the track center Tc.
[0046]
The tracking marks that make a pair with respect to the track center are arranged in opposite directions with respect to the track center Tc and shifted by the same length. In the wobble tracking mark shown in FIG. 2, the distance d between the tracking mark m1 and the mark center Mc1 and the distance d between the tracking mark m2 and the mark center Mc2 are both ¼ track pitch.
[0047]
FIG. 3 is a diagram for explaining the recording / reproducing apparatus according to
[0048]
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the servo
[0049]
Next, the operation of the recording / reproducing apparatus described above will be described. FIG. 5 shows a state in which a laser beam is scanned with near-field light on a wobble tracking mark in which the tracking mark m1 and the tracking mark m2 are paired. The laser light becomes spot light on the optical disk. A spot of spot light is shown in the figure as a
[0050]
When the
[0051]
On the other hand, for example, as shown in FIG. 30, when the laser beam scans on the course Tc ′ shifted from the track center Tc, the detection time width T1 of the detection light P1 and the detection time of the detection light P2 as shown in FIG. The width T2 is different. The recording / reproducing apparatus of
[0052]
In order to obtain the tracking signal, the recording / reproducing apparatus shown in FIG. 3 inputs a signal a generated based on the
[0053]
8A and 8B are diagrams for explaining processing performed in the
[0054]
FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration for calculating the difference between the detection time widths described above in the
[0055]
The signal b is delayed by the
[0056]
The signal f is input to the
[0057]
The recording / reproducing apparatus of the first embodiment operates as described above and detects a tracking error signal based on T1−T2 which is a difference in detection time width. Then, a
[0058]
The configuration described above can detect a tracking error regardless of the intensity of the detection light when the laser light detects the tracking mark. For this reason, for example, even when the
[0059]
FIG. 11 is a diagram illustrating a servo
[0060]
A servo
[0061]
The signal a shown in FIG. 12A is input to the
[0062]
The signal j is time-integrated by the
[0063]
The servo
[0064]
Next, the recording / reproducing method of
[0065]
According to the recording / reproducing method of
[0066]
The recording / reproducing method for the optical disc described above is realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, floppy disk, CD-ROM, MO, or DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer. The program can be distributed via the recording medium and as a transmission medium via a network such as the Internet.
[0067]
Further, the first embodiment described above is not limited to the configuration described above. That is, in the first embodiment, data is recorded on the optical disc provided with the wobble tracking mark shown in FIG. However, the recording / reproducing apparatus of the present invention is not limited to recording data on the optical disk of FIG. Hereinafter, another example of an optical disk that can record data with the recording / reproducing apparatus of the first embodiment will be described.
[0068]
FIG. 14 is a diagram for explaining another example of the optical disc applicable to the recording / reproducing apparatus of the first embodiment, and is a diagram for explaining a wobble tracking mark of the optical disc. The wobble tracking mark shown in FIG. 14 has a tracking mark pair in which m1 'and m2' are paired and a tracking mark pair in which m3 'and m4' are paired. Each tracking mark pair is formed by shifting the tracking mark for each track (track of the track center Tc1, track of the track center Tc2). For this reason, the track pitch Tp 'is set to be larger than the track pitch Tp shown in FIG. Can be narrowed. For example, when the diameter of the wobble tracking mark is 0.8 μm, the minimum track pitch has been 1.6 μm in the past, whereas according to the example shown in FIG. In this case, a track pitch of 1.8 μm corresponding to the tracking mark diameter can be realized.
[0069]
FIG. 15 is a diagram for explaining another example of the optical disc applicable to the recording / reproducing apparatus of the first embodiment. FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining detection light obtained from the optical disc shown in FIG. The optical disk shown in FIG. 15 has a clock tracking mark area separately from a servo area in which wobble tracking marks made up of tracking marks m8 and m9 are formed. In the clock tracking mark region, tracking marks m5 to m7 are formed with the track center Tc as the center. Both the servo area and the clock tracking mark area are provided between the data areas.
[0070]
FIGS. 16A and 16B are diagrams illustrating detection light obtained from the tracking marks m5 to m9 shown in FIG. The vertical axis in FIG. 16 indicates the intensity of the detection light, and the horizontal axis indicates time. FIG. 16A shows detection light detected when the
[0071]
The detection light P5 in FIG. 16 is detection light obtained from the tracking mark m5. The detection light P6 is obtained from the tracking mark m6, the detection light P7 is obtained from the tracking mark m7, the detection light P8 is obtained from the tracking mark m8, and the detection light P9 is obtained from the tracking mark m9. From the clock tracking mark area shown in FIG. 15, a clock signal necessary for writing data can be obtained. Therefore, both the tracking signal and the clock signal can be obtained from the tracking mark shown in FIG.
[0072]
In addition,FIG.The wobble tracking mark shown in (2) can be formed at a position where the distance between the paired tracking marks in the optical disc track direction and the distance between the adjacent tracking marks on the adjacent tracks in the optical disc track direction are equal.FIG.Place the tracking mark asLightThe disk will be described in detail in the second embodiment.
[0073]
Furthermore, the recording / reproducing apparatus of the first embodiment uses a probe with a sharpened tip of the fiber to generate near-field light. However, as a configuration for generating near-field light, a head or slider may be provided with a minute opening, and the near-field light may be generated by passing light through the minute opening. In the first embodiment, the laser light is incident on the optical disk from the substrate side. However, the laser light may be incident on the back surface (optical disk surface) with respect to the substrate. The first embodiment is not limited to the configuration in which laser light is used as near-field light, but can also be applied to a configuration in which recording and reproduction of an optical disk is performed using general beam-shaped laser light.
[0074]
Further, the first embodiment uses a phase change material for the data recording layer of the applied optical disc. However, the optical disc applied to the recording / reproducing apparatus of the first embodiment uses a phase change material for the data recording layer. It is not limited to what was used, What is necessary is just to produce a contrast in transmitted light or reflected light by irradiation of laser light. In addition, the contrast here includes a contrast caused by a change in optical constant such as a rotation of a polarization plane or a change in birefringence in addition to a difference in light intensity due to a change in absorbance or reflectance. As materials other than the phase change material used for the data recording layer, there are a magneto-optical material and a material exhibiting an electro-optic effect.
[0075]
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Embodiment 2 is an embodiment of the optical disc of the present invention. The optical disk shown in the figure has almost the same layer structure as the optical disk of the first embodiment described above.
[0076]
FIG. 17 is a cross-sectional view of an optical disc for explaining the layer structure of the optical disc of the second embodiment. The optical disc according to the second embodiment includes a SiN
[0077]
FIG. 18 is a diagram for explaining the tracking marks of the optical disc according to the second embodiment. In the optical disc according to the second embodiment, a plurality of tracks are formed in the servo area of the
[0078]
In the drawing, the track center of the track is Tc1, and the track center Tc2 of the track adjacent to the track centered on the track center Tc1 is shown. The first tracking mark m1 and the second tracking mark m2 are formed on the track of the track center Tc1, and the first tracking mark m3 and the second tracking mark m4 are formed on the track center Tc2. Has been.
[0079]
The tracking mark m1 and the tracking mark m2 are formed at a certain distance d1 in the circumferential direction of the optical disc, and form a tracking mark pair. Similarly, in adjacent tracks, the tracking mark m3 and the tracking mark m4 form a tracking mark pair. Tracking mark pairTheOptical disc between racking mark m1 and tracking mark m3ZhouDirection distance d3, optical disc between tracking mark m2 and tracking mark m4ZhouThe direction distance d2 is equal to the distance d1. In the second embodiment, as shown in the figure, the distance between the tracking marks is the distance between the centers of the tracking marks.
[0080]
By forming a wobble tracking mark as shown in FIG.The figureThe servo area can be made narrower than the servo area shown in FIG. 14, and the data recording area can be made wider. Therefore, the second embodiment has an effect that the storage capacity of the optical disk can be increased.
[0081]
When a phase change material is used for the data recording layer of the optical disc according to the second embodiment, the phase change material is, for example, Ge.2Sb2TeFiveIt is conceivable to use AgInSbTe. Ge for data recording layer2Sb2TeFiveFIG. 19 shows the optical disk of the second embodiment using a thin film, and FIG. 20 shows the optical disk of the second embodiment using an AgInSbTe thin film as a data recording layer. The optical disk of Embodiment 2 shown in FIG.2Sb2TeFive
[0082]
Incidentally, the wobble tracking mark shown in FIG. 18 needs to have a wide servo area for recording the entire tracking mark because the tracking mark of each track is shifted in the track direction (indicated by r in the figure) as shown in FIG. May occur. In order to eliminate the need for a wide servo area with the configuration shown in FIG. 18, the second embodiment can also be configured as shown in FIG.
[0083]
In the servo area shown in FIG. 22, a series of wobble tracking mark groups is formed for every appropriate number of tracks (6 in FIG. 22), the head tracking mark m1 of the adjacent track group M1, and the head of the track group M2. The tracking mark m2 is formed so as to match. By forming in this way, it is possible to prevent the tracking mark from being shifted in the radial direction of the optical disc and the servo area from being widened.
[0084]
In the case where the wobble tracking mark is formed as shown in FIG. 22, when the position of the track is roughly detected, only a specific tracking mark (for example, the first tracking mark) included in each track group may be sequentially detected. For this reason, the wobble tracking mark in FIG. 22 can easily and rapidly detect position information when the head or slider is moved in the radial direction of the optical disk.
[0085]
An appropriate number of tracks included in one track group is geometrically determined by the track pitch and the diameter of the wobble tracking mark. When twice the track pitch is the diameter of the wobble tracking mark, 6 to 8 is the appropriate number of tracks included in one track group. In particular, when the number of tracks is set to 8, binaries can be easily handled by a computer, and the number of tracks and their addresses can be set without excess or deficiency.
[0086]
(Embodiment 3)
Next, the optical disk of Embodiment 3 will be described. The optical disc of the third embodiment has the same layer structure as the optical disc of the second embodiment. For this reason, in the third embodiment, illustration and description of the same configuration as the optical disk of the second embodiment are omitted.
[0087]
FIG. 23 is a diagram for explaining the optical disc of the third embodiment. The illustrated optical disc includes a groove G for each predetermined number of tracks, and includes an area where a wobble tracking mark is formed on a land R of the groove G, that is, a servo area. In the optical disk according to the third embodiment, the diffracted light generated in the groove G can be detected by the two-divided photodiode provided in the recording / reproducing apparatus, and the tracking error can be detected by the output difference of the photodiode. According to the third embodiment, a push-pull signal can be obtained from a groove in addition to a signal obtained by sample-serving a tracking mark. Therefore, for example, the tracking error can be detected more reliably than when the tracking error is detected using only the wobble tracking mark as in the optical disc of the second embodiment.
[0088]
(Embodiment 4)
Next, the optical disk of Embodiment 4 will be described. The optical disk according to the fourth embodiment may be applied to any of the tracking marks of the optical disk described in the first embodiment, the optical disk according to the second embodiment, and the optical disk according to the third embodiment. For this reason, in the fourth embodiment, only the layer structure of the optical disk of the fourth embodiment will be described, and the description of the tracking marks will be omitted.
[0089]
FIG. 24 is a diagram for explaining the optical disc of the fourth embodiment. The illustrated optical disc further includes a nonlinear optical material layer in addition to the optical discs of the second and third embodiments described above, and the nonlinear optical layer is a laser in which only the irradiated portion that is irradiated with light is transparent. The light L is transmitted and the transmission term is changed to near-field light.
[0090]
That is, the optical disc shown in FIG. 24 includes a
[0091]
In the optical disk of Embodiment 4, the laser beam L collected by the
[0092]
In the fourth embodiment described above, the laser light emitted from the recording / reproducing apparatus can be converted into near-field light on the optical disc side. For this reason, the optical disc of Embodiment 4 can form a recording mark having a size smaller than the diffraction limit of the laser beam by using a recording / reproducing apparatus that is not configured to generate near-field light.
[0093]
In addition, as a data recording layer of the optical disk of Embodiment 4, for example, Ge2Sb2TeFiveA thin film or an AgInSbTe thin film can be used. FIG. 25 shows that the data recording layer is formed of Ge.2Sb2TeFiveIt is a diagram showing an example in which a
[0098]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the servo area can be narrowed and the data recording area can be widened. For this reason, the recording density of the optical recording medium can be further increased. Also, the first tracking mark of the tracking mark pairAnd secondTwo tracking marks are used so that the distance from the track in the radial direction of the optical recording medium is equal.Located on the track center of the optical disc and shifted in opposite directions in the radial direction of the optical recording medium with respect to the track center.PlacedIn addition, the fixed distance between the first tracking mark and the second tracking mark constituting the tracking mark pair is the first tracking mark and the first tracking mark on the track adjacent to the track on which the first tracking mark is formed. Equal to the distance in the circumferential direction of the optical recording medium and equal to the distance in the circumferential direction of the second tracking mark and the second tracking mark on the adjacent track.Thus, by obtaining a tracking signal according to the time width during which reflected light from the tracking mark pair is detected, data is recorded on the optical recording medium using the near-field effect of light or the pseudo near-field effect. Accurate tracking signal can be obtained during playbackAt the same time, it is possible to prevent crosstalk while shortening the distance between tracking mark pairs for tracking.Therefore, data can be recorded on the optical recording medium at a high density, and the recorded data can be reproduced. In addition, the recording density of the optical recording medium can be increased to speed up access to the optical recording medium, and an optical recording medium capable of high recording density and high speed access can be provided.
[0099]
Claim2In the invention described in (1), the irradiated laser light can be converted into near-field light by an optical recording medium. For this reason, even if a recording / reproducing apparatus that cannot generate near-field light is used, a mark having a size smaller than the diffraction limit of light can be formed by the near-field light to increase the data recording density on the optical recording medium. The recording medium can be provided.
[0101]
Claim3The present invention provides an optical recording medium capable of positioning a track with higher accuracy and recording and erasing data at a high density while using a recording / reproducing apparatus equipped with an existing optical system. There is an effect that can be done.
[0102]
Claim4The invention described in 1) provides an effect that it is possible to provide an optical recording medium capable of positioning a track with higher accuracy and recording data at a high density while using a recording / reproducing apparatus having an existing optical system. .
[0103]
Claim5The invention described in (1) can position a track with higher accuracy while using a recording / reproducing apparatus having an existing optical system, and can record, append, or redraw data at a high density. In addition, the sensitivity of the data recording layer can be increased, and marks can be recorded and erased reliably. Furthermore, there is an effect that it is possible to provide an optical recording medium capable of obtaining a sharp signal at the boundary between a recording mark and an unrecorded portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a layer structure of an optical disc applied to a recording / reproducing apparatus according to
FIG. 2 is a diagram showing a servo area of the optical disc shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining a recording / reproducing apparatus according to
4 is a diagram for explaining in more detail the configuration of the servo signal detection device shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a state where a laser beam is scanned with near-field light on a wobble tracking mark.
6 is a diagram for explaining detection light obtained by tracking performed in the state shown in FIG. 5; FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining a difference in peak width from which a tracking signal can be acquired.
FIG. 8 is a diagram for explaining processing performed in a pulse width comparator;
FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration for calculating a difference in detection time width in a pulse comparator.
FIG. 10 is a diagram for explaining signals processed in FIG. 9;
11 is a diagram for explaining another configuration example of the servo signal detection circuit in FIG. 3; FIG.
12 is a diagram for explaining signals processed in a servo signal detection circuit in FIG. 11; FIG.
FIG. 13 is a flowchart for explaining tracking processing in the recording / reproducing method according to
FIG. 14 is a diagram for explaining another example of an optical disc that can be applied to the recording / reproducing apparatus in the first embodiment of the invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining another example of an optical disc that can be applied to the recording / reproducing apparatus in the first embodiment of the invention;
16 is a diagram for explaining detection light obtained from the optical disk shown in FIG. 15;
FIG. 17 is a diagram for explaining a layer structure of an optical disc according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram for explaining tracking marks of the optical disc according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram for explaining another configuration example of the optical disc according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a diagram for explaining another configuration example of the optical disc according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram for explaining points to be improved in the wobble tracking mark shown in FIG. 18;
FIG. 22 is a diagram for explaining a configuration example of a servo area of the optical disc according to the second embodiment.
FIG. 23 is a diagram for explaining an optical disc according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a diagram for explaining an optical disc according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a diagram for explaining another configuration of the optical disc according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram for explaining another configuration of the optical disc according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a diagram for explaining a conventional method for detecting a tracking error.
FIG. 28 is a view for explaining detection light obtained by irradiating the wobble tracking mark shown in FIG. 27 with laser light.
FIG. 29 is a diagram for explaining a conventional wobble tracking mark.
FIG. 30 is a diagram for explaining a problem when a tracking error is detected from the wobble tracking mark shown in FIG. 29;
FIG. 31 is another diagram for explaining a problem when a tracking error is detected from the wobble tracking mark shown in FIG. 29;
[Explanation of symbols]
101, 103, 1701, 1703, 2402, 2404 2406, SiN protective layer
102, 1702, 2405 Data recording layer
104, 1704, 2401 Polycarbonate board
1902, 2505 Ge2Sb2TeFiveThin film
2002, 2605 AgInSbTe thin film
2403 Sb mask layer
2407 Condensing lens
301 Laser light source
302 Photodetector
303, 1101 Servo signal detection device
304 optical disc
401 delay circuit
402 Pulse width comparator
901, 902, 1102 Waveform shaper
903 subtractor
904, 1104 integrator
1101 Servo signal detection device
1103 Polarity switch
1105 switch
Claims (5)
前記記録層に設けられる複数のトラックと、
前記トラック上において、レーザ光が近接場光で走査するときのスポットを包含する大きさの円形の第1トラッキングマークと、前記第1トラッキングマークから光記録媒体周方向に一定距離隔てて形成される、レーザ光が近接場光で走査するときのスポットを包含する大きさの円形の第2トラッキングマークとを有するトラッキングマーク対と、を備えてなり、
前記第1トラッキングマークと前記第2トラッキングマークは、前記トラックからの光記録媒体径方向の距離が等しくなるように前記トラックのトラックセンタ上に位置して、当該トラックセンタに対して互いに光記録媒体径方向における反対方向にずれて配置され、かつ、前記一定距離は、前記第1トラッキングマークと、前記第1トラッキングマークが形成されたトラックに隣接するトラック上の第1トラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しく、かつ、前記第2トラッキングマークと、隣接するトラック上の第2のトラッキングマークとの光記録媒体周方向の距離に等しいことを特徴とする光記録媒体。A recording layer;
A plurality of tracks provided in the recording layer;
On the track, a circular first tracking mark having a size including a spot when the laser beam is scanned with near-field light, and a predetermined distance from the first tracking mark in the circumferential direction of the optical recording medium. And a tracking mark pair having a circular second tracking mark having a size including a spot when the laser beam is scanned with near-field light,
The first tracking mark and the second tracking mark are positioned on the track center of the track so that the distances in the radial direction of the optical recording medium from the track are equal to each other, and the optical recording medium with respect to the track center. An optical recording medium that is arranged to be shifted in the opposite direction in the radial direction and that has the constant distance between the first tracking mark and the first tracking mark on the track adjacent to the track on which the first tracking mark is formed. rather equal to the circumferential direction of the distance, and the second tracking marks, characterized in that equal to the distance of the optical recording medium circumferential direction of the second tracking marks on the adjacent tracks optical recording medium.
前記非線形光学層は、光の照射を受ける被照射部分のみが透明になって前記光を透過し、透過光を近接場光にすることを特徴とする請求項1に記載の光記録媒体。Furthermore, a nonlinear optical material layer is provided,
2. The optical recording medium according to claim 1, wherein the nonlinear optical layer is transparent only at a portion to be irradiated that is irradiated with light , transmits the light, and converts the transmitted light into near-field light.
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