JPH03292632A - 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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- JPH03292632A JPH03292632A JP2094452A JP9445290A JPH03292632A JP H03292632 A JPH03292632 A JP H03292632A JP 2094452 A JP2094452 A JP 2094452A JP 9445290 A JP9445290 A JP 9445290A JP H03292632 A JPH03292632 A JP H03292632A
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- reflection factor
- scanning spot
- optical disk
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
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ン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。
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。
〔従来の技術］
例えばデ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において
は、予め情報記録面上に信号に応じて位相ピントを形成
しておき、読み出し光の走査スポットが位相ピントに照
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ントを形成
しておき、読み出し光の走査スポットが位相ピントに照
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、はと
んど再生光学系の光源の波長λと対物レンズの開口数Ｎ
Ａで決まり、空間周波数２Ｎ＾／λが読み取り限界とな
る。
んど再生光学系の光源の波長λと対物レンズの開口数Ｎ
Ａで決まり、空間周波数２Ｎ＾／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。
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。
位相ピットを読み取ることを特徴とするものである。
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。
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。
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。
上述の目的を達成するために、本発明の信号再生方法は
、信号に応じて位相ピットが形成されるとともに温度に
よって反射率が変化する光ディスクに対して読み出し光
を照射し、読み出し光の走査スポット内で反射率を部分
的に変化させながら〔作用〕 信号に応じて位相ピットが形成されるとともに温度によ
って反射率が変化す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で温度分布が
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。
、信号に応じて位相ピットが形成されるとともに温度に
よって反射率が変化する光ディスクに対して読み出し光
を照射し、読み出し光の走査スポット内で反射率を部分
的に変化させながら〔作用〕 信号に応じて位相ピットが形成されるとともに温度によ
って反射率が変化す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で温度分布が
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。
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） （２ａ
） 、 （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） （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。
た位相ピット（２）のうちの複数の位相ピッ） （２ａ
） 、 （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） （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。
〔実施例］
以下、本発明を適用した具体的な実施例についで説明す
る。
る。
１鳥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。
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）＋ ＳｂｇＳｅｓ膜（１３）、第２の窒
化シリコン膜（１４）、 Ａｎ！膜（１５）が順次積層
形成されてなるものである。
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）＋ ＳｂｇＳｅｓ膜（１３）、第２の窒
化シリコン膜（１４）、 Ａｎ！膜（１５）が順次積層
形成されてなるものである。
上記ｓｂオＳｅ３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０例えば、前記第１の窒化シリコン
１！（１２）の膜厚を１０００人、第２の窒化シリコン
膜（１４）の膜厚を５００人とし、５ｂｌＳｅｓ膜（１
３）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５ｂｔＳｅｓ膜（１３）の膜厚を９００
人としたときには、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。
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０例えば、前記第１の窒化シリコン
１！（１２）の膜厚を１０００人、第２の窒化シリコン
膜（１４）の膜厚を５００人とし、５ｂｌＳｅｓ膜（１
３）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５ｂｔＳｅｓ膜（１３）の膜厚を９００
人としたときには、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。
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、５ｂｌＳｅ、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。
晶状態としておき、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。
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、
レーザパワー） （２１）内の光強度は図中破線Ａで示
す如き分布を示し、５ｂｌＳｅ、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ＳｂｇＳｅ、膜（
１３）の融点Ｔ以上の温度となる。
レーザパワー） （２１）内の光強度は図中破線Ａで示
す如き分布を示し、５ｂｌＳｅ、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ＳｂｇＳｅ、膜（
１３）の融点Ｔ以上の温度となる。
この段階で、Ｓｂ！Ｓｅ、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Ｓｂ、Ｓｅｚ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０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。
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Ｓｂ、Ｓｅｚ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０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Ｓｂ、Ｓｅ、膜（１３）の反射率を示
すものである。
点の軌跡に沿ったＳｂ、Ｓｅ、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Ｓｂ！Ｓｅ＝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、Ｓｂ、Ｓｅ３膜（１
３）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Ｓｂ！Ｓｅ＝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、Ｓｂ、Ｓｅ３膜（１
３）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Ｐ、においてのみ位相ピッ） （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往が可能
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Ｐ、においてのみ位相ピッ） （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往が可能
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の太きさは、レー
ザパワーの上下〔すなわち５ｂｚＳｅｘ膜（１３）の温
度の上下〕によって適宜コン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の太きさは、レー
ザパワーの上下〔すなわち５ｂｚＳｅｘ膜（１３）の温
度の上下〕によって適宜コン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
定状態として光デイ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。
定状態として光デイ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、５ｂｔＳｅｓ膜（１３）を融点Ｔ以下
且つ結晶化温度以上に加熱してやれば、５ｂｘＳｅｚ膜
（１３）はアモルファス状態から結晶状態へと移行する
。
ポットを照射し、５ｂｔＳｅｓ膜（１３）を融点Ｔ以下
且つ結晶化温度以上に加熱してやれば、５ｂｘＳｅｚ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５ｂｚＳｅｓに限られるものではなく、例えばＴ
ｅ−Ｇｅ−３ｎ−０系アモルファス材料やＩｎ−５ｅ系
アモルファス材料、Ｉｎ−５ｂ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
ァス材料であうでも良い。
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５ｂｚＳｅｓに限られるものではなく、例えばＴ
ｅ−Ｇｅ−３ｎ−０系アモルファス材料やＩｎ−５ｅ系
アモルファス材料、Ｉｎ−５ｂ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
ァス材料であうでも良い。
１差」ｌ工
本実施例は、干渉フィルターにおける水分咬着による分
光特性の変化を利用したものである。
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（３１
）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１７４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。
ようなもので、位相ピットが形成された透明基板（３１
）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１７４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
（３２） ［屈折率１．３８］とＺｎＳ層（３３） ［
屈折率２．３５３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Ｔｉ１ｔ （屈折率２．７３）やＣｅ
ｎｔ Ｃ屈折率２．３５）等が挙げられる。
（３２） ［屈折率１．３８］とＺｎＳ層（３３） ［
屈折率２．３５３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Ｔｉ１ｔ （屈折率２．７３）やＣｅ
ｎｔ Ｃ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−’Ｔｏｒｒ程度と通常よりも低（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。
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−’Ｔｏｒｒ程度と通常よりも低（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７次に
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ｉで示すように波長λ９を特徴とす
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
の現象は、水分が気化することにより屈折率が大きく変
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。
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ｉで示すように波長λ９を特徴とす
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
の現象は、水分が気化することにより屈折率が大きく変
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λ６．
λ９の中間の波長λ。に選べば、室温時と加熱時でダイ
ナミックに反射率が変化することになる。
λ９の中間の波長λ。に選べば、室温時と加熱時でダイ
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。
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。
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。
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Ｓｂ、
Ｓｅ３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Ｓｂ、
Ｓｅ３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)
- 信号に応じて位相ピットが形成されるとともに温度によ
って反射率が変化する光ディスクに対して読み出し光を
照射し、読み出し光の走査スポット内で反射率を部分的
に変化させながら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 true JPH03292632A (ja) | 1991-12-24 |
| JP2844824B2 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 (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0596501A3 (en) * | 1992-11-04 | 1995-01-04 | Pioneer Electronic Corp | Tracking method for optical disc. |
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| EP1978517A1 (fr) * | 2007-04-06 | 2008-10-08 | Commissariat à l'Energie Atomique | Support d'enregistrement optique en super-resolution |
Families Citing this family (6)
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