JPH11120621A

JPH11120621A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH11120621A
Application number: JP9277694A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kashiwagi; 俊行柏木; Masanobu Yamamoto; 真伸山本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ光の波長や光学系の開口数といった記
録再生を行う際の規格が更新されても、更新前後のいず
れの規格でも記録再生することができる光記録媒体を提
供する。【解決手段】本発明に係る光記録媒体は、ランド及び
グルーブが形成された基板１上に記録層２を備え、上記
グルーブの深さが４０〜７０ｎｍであり、４００〜６８
０ｎｍの波長のレーザ光を用いてランド及びグルーブに
対して記録再生並びに消去されることを特徴とするもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、様々な波長の光に
より記録再生が可能とされた光記録媒体に関し、例え
ば、非結晶状態と結晶状態とを可逆的に変化する記録層
を有する光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度情報記録媒体として用いられてい
る光記録媒体としては、非結晶状態と結晶状態とを可逆
的に変化する材料を記録層に用いた、いわゆる相変化型
の光ディスクが挙げられる。この相変化型の光ディスク
は、光磁気ディスクと比較して、記録再生装置に磁界発
生手段を要さないことから、記録再生装置を小型化する
ことができる等の数々の利点を有している。

【０００３】この相変化型光ディスクは、初期化状態に
おいて記録層が結晶状態とされている。そして、この相
変化型光ディスクに情報信号を記録する際には、記録層
に対して強いパワーを有するレーザ光を照射する。これ
により、このレーザ光が照射された部分は、記録層を構
成する材料の融点以上に加熱されることとなる。その
後、レーザ光を照射した部分が急冷されることにより、
この部分が非結晶状態となる。このように、相変化型光
ディスクでは、非結晶状態の記録マークを形成すること
により情報信号を記録している。

【０００４】また、この相変化型光ディスクにおいて、
記録層に記録された情報信号を消去する際には、非結晶
状態の記録マークを結晶化することにより行われる。具
体的には、記録時に照射したレーザ光よりも弱いレーザ
光を照射することによって、記録層の温度を融点以下、
結晶化温度以上に昇温する。そして、記録層を徐々に冷
却することにより、このレーザ光が照射された部分は、
前の状態に関係なく結晶状態となる。

【０００５】さらに、この相変化型光ディスクでは、記
録層に記録された情報信号を再生する際、最も弱いレー
ザ光が記録層に照射される。このとき、照射される部分
が結晶状態か非結晶状態かによって、照射されるレーザ
光の反射率が変化する。これは、結晶状態の光学定数と
非結晶状態の光学定数との違いに起因する。そして、こ
の反射率を検出することによって、情報信号を再生する
ことができる。

【０００６】ところで、この相変化型光ディスクは、凹
凸パターンが形成された透明基板上に誘電体層を形成
し、この誘電体層上に上述したような記録層を形成し、
この記録層上に更に誘電体層を形成し、この誘電体層上
に反射層を形成してなるような構成を有している。

【０００７】そして、このように構成された相変化型光
ディスクでは、透明基板側から上述したようなレーザ光
が記録層に対して照射されることによって記録再生が行
われる。このとき、照射されるレーザ光は、所定のスポ
ット径を有してなる。そして、この相変化型光ディスク
では、基板上に形成された凹凸（凸部をランドといい凹
部をグルーブという）がこのスポット径と略々同じ幅と
なっており、これらランド及び／又はグルーブに対して
レーザ光が照射されて記録再生が行われる。

【０００８】このような相変化型光ディスクにおいて、
更なる高密度記録を達成するためには、記録、再生及び
消去に用いられるレーザ光のスポット径を小さくするこ
とが考えられる。すなわち、照射されるレーザ光のスポ
ット径を小さくすることにより、基板上に多くの凹凸を
形成することができ高密度記録が達成される。

【０００９】ここで、スポット系ｄは、レーザ光の波長
をλとし、用いられるレンズの開口数をＮＡとしたとき
に、ｄ＝Ｋ・λ／ＮＡ（Ｋは比例定数）と表せる。した
がって、スポット径ｄを小さくするためには、用いられ
るレーザ光の波長を短波長化するか、又は、用いられる
レンズの開口数を大きくすればよいことがわかる。

【００１０】具体的に、レーザ光の短波長化は、用いら
れる材料物性を主要素として検討され、波長λが４００
〜６００ｎｍ程度を実用化させる方向に進んでいる。ま
た、開口数ＮＡを大きくするためには、例えば、２群レ
ンズを用いる等の手法を用いる。このように、レーザ光
の短波長化及び開口数ＮＡの向上により、光ディスクの
分野において、高密度記録化が推し進められている。

【００１１】具体的に現在、実用化されている光ディス
ク、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）ディスクの一
例としてＤＶＤ（Digital Video Disk）では、波長λが
６５０ｎｍであり、開口数ＮＡが０．６であるような光
学系を用いて再生されており、この場合、記録容量は、
冗長度の削減も含めて４．７ＧＢとなっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
では、レーザ光の波長λや開口数ＮＡ等を所定の値に規
定することにより記録再生の規格が決められている。こ
の規格は、高密度記録化が推進されることによって、更
新されることになる。すなわち、高密度記録化が推進さ
れると、レーザ光の波長λは短くなり、また、開口数Ｎ
Ａは大きくなるように規格が更新される。

【００１３】このように、規格が更新されると用いられ
るレーザ光の波長が異なるため、更新前の規格で更新後
の光ディスクを記録再生できないといった問題点があっ
た。また、逆に、更新後の規格で更新前の光ディスクを
記録再生することもできないといった問題点があった。

【００１４】そこで、本発明は、レーザ光の波長や光学
系の開口数といった記録再生を行う際の規格が更新され
ても、更新前後のいずれの規格でも記録再生することが
できる光記録媒体を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成した
本発明に係る光記録媒体は、ランド及びグルーブが形成
された基板上に記録層を備え、上記グルーブの深さが４
０〜７０ｎｍであり、４００〜６８０ｎｍの波長のレー
ザ光を用いてランド及びグルーブに対して記録再生並び
に消去されることを特徴とするものである。

【００１６】以上のように構成された本発明に係る光記
録媒体は、グルーブの深さを４０〜７０ｎｍとすること
により、４００ｎｍ〜６８０ｎｍの波長のレーザ光であ
ればいずれのレーザ光を用いても良好に記録再生され
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光記録媒体の
実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。な
お、ここでは本発明に係る光記録媒体の一例としてディ
スク状の記録媒体である光ディスクに適用した例を示す
が、本発明はこのような構造に限定されるものではな
く、カード状、シート状といった記録媒体にも適用可能
である。

【００１８】本例に示す光ディスクは、図１に示すよう
に、基板１の一主面１ａ上に、反射膜２、第１の誘電体
膜３、記録膜４、第２の誘電体膜５、光透過膜６が順次
積層形成されてなるものである。また、この基板１は、
図２に示すように、反射膜２が形成される一主面１ａに
凹凸パターンが形成されてなる。この凹凸パターンは、
同心円又はスパイラル状に形成されてなる。ここで、こ
の凹凸パターンにより形成された凸部をランド７と呼
び、隣合うランド７により形成される凹部をグルーブ８
と呼ぶ。

【００１９】この光ディスクにおいて、基板１は、例え
ば、ポリカーボネイト等の合成樹脂を成形することによ
り得られるものであって、この成形により一主面に凹凸
パターンが形成されてなる。また、この基板１は、例え
ば、直径１２ｃｍで厚みが０．３〜１．２ｍｍとされ
る。そして、この光ディスクでは、図２中ｈで示すよう
な、基板１の一主面１ａ上に形成されたグルーブの深さ
ｈが、４０〜７０ｎｍとなっている。

【００２０】この基板１の一主面１ａ上に形成される反
射膜２は、例えば、Ａｌを主成分とする金属材料からな
り、基板１上にスパッタリング法或いはイオンビームス
パッタリング法等の薄膜形成法により形成される。ま
た、この光ディスクにおいて、第１の誘電体膜３及び第
２の誘電体膜５は、例えば、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂等の材料
からなり、スパッタリング法等の薄膜形成法により形成
される。

【００２１】また、この光ディスクにおいて、記録膜４
は、例えば、カルコゲン化合物或いは単体のカルコゲン
よりなり、スパッタリング法等の薄膜形成法により形成
される。

【００２２】さらに、この光ディスクにおいて、第２の
誘電体膜５上に形成される光透過膜６は、この種の光記
録媒体の光透過層と同様に形成すれば良い。また、この
光透過層６を構成する材料としては、透過率が９０％以
上であることが好ましく、例えば、ＵＶレジンやポリカ
ーボネイト等を用いることができる。ただし、この光デ
ィスクにおいては、光透過層６の厚さをｔ、光透過層６
の厚さのばらつきをΔｔとしたときに、下記式（１）及
び式（２）を満足するように光透過層６が形成されてい
る。

【００２３】１０（μｍ）≦ｔ≦１７７（μｍ）・・・式（１） Δｔ≦±５．２６（λ／ＮＡ⁴ ）・・・式（２）以上のように構成された光ディスクは、記録層に対して
所定のレーザ光を照射することによって、情報信号を記
録再生並びに消去することができる。

【００２４】この光ディスクは、初期化状態として、記
録層４が結晶化状態とされてなる。具体的には、記録層
４に対して強いレーザ光が照射される。これにより、記
録層４では、照射された部分において、レーザパワーが
熱エネルギに変換され昇温される。このとき、照射され
た部分は、融点以下、結晶化点以上に昇温される。そし
て、記録層４を徐々に冷却することによって、記録層４
は結晶状態となる。

【００２５】そして、この相変化型光ディスクに情報信
号を記録する際には、記録層４に対して、更に強いパワ
ーを有するレーザ光を照射する。これにより、このレー
ザ光が照射された部分は、記録層４を構成する材料の融
点以上に加熱されることとなる。その後、レーザ光を照
射した部分が急冷されることにより、この部分が非結晶
状態となる。このように、相変化型光ディスクでは、結
晶状態とされた記録層４に、非結晶状態の記録マークを
形成することにより情報信号を記録している。

【００２６】また、この相変化型光ディスクにおいて、
記録層４に記録された情報信号を消去する際には、非結
晶状態の記録マークを結晶化することにより行われる。
具体的には、記録層４を初期化したときに用いたレーザ
光、すなわち、記録時に照射したレーザ光よりも弱いレ
ーザ光を照射することによって、記録層４の温度を融点
以下、結晶化温度以上に昇温する。そして、記録層４を
徐々に冷却することにより、このレーザ光が照射された
部分は、前の状態に関係なく結晶状態となる。

【００２７】さらに、この相変化型光ディスクでは、記
録層４に記録された情報信号を再生する際、最も弱いレ
ーザ光が記録層４に照射される。このとき、照射される
部分が結晶状態か非結晶状態かによって、照射されるレ
ーザ光の反射率が変化する。これは、結晶状態の光学定
数と非結晶状態の光学定数との違いに起因する。そし
て、この反射率を検出することによって、情報信号を再
生することができる。

【００２８】一方、この光ディスクに求められる特性と
しては、いわゆるトラッキングサーボを正確に行えるこ
とが挙げられる。このトラッキングサーボを行うときに
は、プッシュプル法や３スポット法（スリービーム法と
もいう。）が用いられる。

【００２９】ここで、プッシュプル法とは、グルーブや
ランドに照射したレーザ光の反射光を２分割受光素子で
受光し、それぞれの受光素子で得られる受光量に基づい
た信号を出力し、これら信号の出力差に基づいてトラッ
キングエラーを検出する方法である。すなわち、レーザ
光が正確にトラック上にあるときは、２つの受光素子か
ら出力される信号は同レベルとなり出力差はない。これ
に対して、レーザ光がトラックからずれた位置にあると
きは、２つの受光素子から出力される信号レベルが異な
り出力差を生ずる。

【００３０】また、ここで、３スポット法とは、回折格
子により形成された０次光、±１次光からなる３つのレ
ーザ光を、０次光に対して±１次光がΔｖだけトラック
方向から直角方向にずれるように照射し、±１次光の反
射光を検出し、これら反射光に基づく信号出力の差を検
出することによりトラッキングエラーを検出する方法で
ある。すなわち、０次光がトラック上の正確な位置にあ
るときは、±１次光の反射光に基づく信号出力に差がな
い。これに対して、０次光がトラックからずれた位置に
あるときは、±１次光の反射光に基づく信号出力に差が
生じる。

【００３１】さらに、光ディスクでは、いわゆるクロス
トラック信号を正確に検出することが必要とされる。こ
のクロストラック信号とは、照射されたレーザ光が横切
ったトラック数を検出するためのものであり、照射され
たレーザ光の反射光を検出することにより行われる。す
なわち、グルーブに照射された場合の反射光とランドに
照射された場合の反射光とで変調度が異なるため、照射
されたレーザ光の反射光を検出することにより横切った
トラック数を検出することができる。

【００３２】上述したように、光ディスクは、プッシュ
プル法又は３スポット法のいずれが採用された場合で
も、出力される信号のレベルが高いことが望ましく、ま
た、クロストラック信号が高いことが望ましい。この光
ディスクにおいて、光透過層６の屈折率をＮとし、照射
されるレーザ光の波長をλとしたときに、グルーブの深
さｈをλ／８／Ｎ付近にすることにより、プッシュプル
法で出力される信号のレベルが高いものとなる。また、
同様に、グルーブの深さｈをλ／４／Ｎ付近とすること
により、反射光の変調度を高感度に検出することができ
クロストラック信号を高レベルで検出することができ
る。

【００３３】具体的に、波長が６８０ｎｍであるような
レーザ光を照射した場合、グルーブの深さｈを４０〜１
１３ｎｍとすることにより、プッシュプル法及び３スポ
ット信号において高レベルの信号を出力することがで
き、また、高レベルのクロストラック信号も出力される
こととなる。また、波長が４００ｎｍであるようなレー
ザ光を照射した場合、グルーブの深さｈが３３〜７０ｎ
ｍであると、プッシュプル信号及び３スポット信号にお
いて高レベルの信号を出力することができ、また、高レ
ベルのクロストラック信号を出力することができる。

【００３４】このため、この光ディスクでは、グルーブ
の深さｈを４０〜７０ｎｍとすることにより、４００〜
６８０ｎｍの波長のレーザ光うちいずれのレーザ光を用
いても、プッシュプル法及び３スポット法によりトラッ
キングエラーを高精度に検出することができるととも
に、クロストラック信号を高精度に検出することができ
る。

【００３５】なお、このような光ディスクでは、ランド
７の幅、すなわちトラックピッチが０．３０〜０．４９
μｍであることが好ましい。トラックピッチをこの範囲
とすることにより、上述した信号をより高精度に検出す
ることができる。

【００３６】ここで、具体的に、様々なスポット径のレ
ーザ光を用いて、光ディスクに記録再生した場合を説明
する。

【００３７】光ディスクに対して記録再生を行う規格と
して、波長が６５０ｎｍであるレーザ光を用い、開口数
ＮＡが０．８５であるような光学系を用いるものを、
「第１世代」規格とする。また、記録再生を行う規格と
して、波長が５００ｎｍであるレーザ光を用い、開口数
ＮＡが０．８５であるような光学系を用いるものを、
「第２世代」規格とする。さらに、記録再生を行う規格
として、波長が４００ｎｍであるレーザ光を用い、開口
数ＮＡが０．８５であるような光学系を用いるものを、
「第３世代」規格とする。このように第１世代、第２世
代及び第３世代という順で波長が短くなると、それに応
じてレーザ光のスポット径が小さくなる。

【００３８】したがって、各世代の光ディスクは、スポ
ット径に応じたグルーブ幅及びランド幅を有するものと
なる。このため、グルーブ及びランドは、第１世代、第
２世代及び第３世代という順で幅狭なものとなる。

【００３９】具体的には、第１世代の光ディスクは、ト
ラックピッチが０．４９μｍであり、線密度が０．２１
μｍ／ｂｉｔでり、このため、冗長度２５％としたとき
に８．０ＧＢの記録容量となっている。また、第２世代
の光ディスクは、トラックピッチが０．３８μｍであ
り、線密度が０．１６μｍ／ｂｉｔでり、このため、冗
長度２５％としたときに１３．５ＧＢの記録容量となっ
ている。第３世代の光ディスクは、トラックピッチが
０．３０μｍであり、線密度が０．１３μｍ／ｂｉｔで
り、このため、冗長度２５％としたときに２１．１ＧＢ
の記録容量となっている。

【００４０】なお、ここで、冗長度とは、実際のデータ
に付加されるエラー訂正コード等のデータが、データ全
体に占める割合のこととする。

【００４１】これら第１世代の光ディスク、第２世代光
ディスク及び第３世代の光ディスクにおいて、グルーブ
の深さを４０〜７０ｎｍとすることにより、これらいず
れの波長でも、記録再生並びに消去することができる。

【００４２】例えば、第１世代の光ディスクを第２世代
の規格にて記録再生した場合、トラックピッチは０．４
９μｍであり、線密度は０．１６μｍであるため、記録
容量は１０．５ＧＢとなる。また、第１世代の光ディス
クを第３世代の規格にて記録再生した場合、トラックピ
ッチは０．４９μｍであり、線密度は０．１３μｍであ
るため、記録容量は１２．９ＧＢとなる。

【００４３】このように、本発明に係る光ディスクは、
グルーブの深さｈを４０〜７０ｎｍとすることにより、
波長が４００〜６８０ｎｍの範囲のレーザ光であればい
かなるレーザ光でも記録再生することができる。すなわ
ち、この光ディスクは、上位互換を有するものとなる。
言い換えれば、高密度記録を目標として規格が更新され
た際、更新前の規格に対応した光ディスクであっても、
更新後の規格で記録再生することができることになる。

【００４４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る光ディスクは、グルーブの深さを４０〜７０ｎｍと
することにより、波長が４００〜６８０ｎｍであるよう
なレーザ光であれば、いかなる波長のレーザ光であって
も記録再生並びに消去され得るものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスクの一例を示す要部縦断
面図である。

【図２】この光ディスクの基板を示す要部斜視図であ
る。

【符号の説明】

１基板、２反射層、３第１の誘電体層、４記録
層、５第２の誘電体層、６光透過層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ランド及びグルーブが形成された基板上
に記録層を備え、上記グルーブの深さは４０〜７０ｎｍであり、４００〜
６８０ｎｍの波長のレーザ光を用いてランド及びグルー
ブに対して記録再生並びに消去されることを特徴とする
光記録媒体。
【請求項２】トラックピッチが０．３〜０．５μｍで
あることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】上記記録層の一主面に光透過層を有し、この光透過層側から照射されるレーザ光の波長をλと
し、このレーザ光が開口数をＮＡとする光学系により該
記録層を記録再生並びに消去する場合、上記光透過層の
厚みが３〜１７７μｍであり、この光透過層の厚みむら
が±５．２６λ／ＮＡ⁴であることを特徴とする請求項
１記載の光記録媒体。
【請求項４】上記開口数がＮＡ≧０．７であることを
特徴とする請求項３記載の光記録媒体。
【請求項５】上記光学系は、２群レンズであることを
特徴とする請求項３記載の光記録媒体。
【請求項６】上記記録層は、非結晶状態と結晶状態と
を可逆的に変化する材料からなることを特徴とする請求
項１記載の光記録媒体。