JPH06290486A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 補助層の光学的特性の変化を利用し、実質的
にスポット光を小さくして高密度な記録再生する場合に
使用される光ディスクを提供する。 【構成】 情報層と、光透過率変化材からなる補助層と
を積層して光ディスクとする。照射されるスポット光の
光径をｘ、補助層により小さくなったスポット光の光径
をｙ、補助層により小さくなるスポット光の光径の割合
をα（α＝ｙ／ｘ）、情報層での最終的なスポット光の
光径をｚ、スポット光を利用して読み出されるピット列
の最短ピット長をｐ、相対的に移動するスポット光とピ
ットとの移動速度をＳ、スポット光の照射により補助層
（光透過率変化材）に所望の光学的特性の変化が生じる
所要時間（反応立上り時間）をtaとしたとき、 ｛ｘ（１＋α）−２ｚ｝／２Ｓ≦ta＜ｘ（１＋α）／２
Ｓとする。 または、ｙ≦ｐでは、ta≦ｘ（１−α）／２Ｓ、 ｙ＞ｐでは、ｘ（１−α）／２Ｓ＜ta＜ｘ（１＋α）／
２Ｓとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク，光カード，
光テープなどのように、スポット光を使用して光学的に
情報の再生または記録再生が行われる光記録媒体に係
り、特に、補助層における光学的特性の変化を利用して
実質的にスポット光を小さくして高密度な記録再生する
場合に際して、補助層として好適な材料を選定した光記
録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体としては例えばＣＤ（コンパ
クトディスク）などが一般的であるが最近ではさらに高
い密度で情報記録を行おうとする試みが盛んに行なわれ
ている。特願平２−９６９２６号公報には、そのような
高密度化を試みた技術が開示されている。これによれ
ば、記録担体の光入射側に非線形光学層（以下、補助層
と称することもある）が設けられる。そして、この非線
形光学層の作用によって入射光（スポット光と称するこ
ともある）のビームスポット径が小さくなり、結果的に
高密度の情報記録や再生を行うことができるようにな
る。

【０００３】非線形光学層としては、光照射により光透
過率が上昇し、光照射を止めるとまたは他の光照射を行
うと光透過率が略もとに戻る光透過率変化材、例えばガ
リウム砒素やインジウムアンチモンなどが用いられる。
光透過率変化材は、入射光強度に対して、例えば図４に
実線ＧＡで示すグラフのような非線形の光透過率特性を
有する。このような光透過率特性は、入射する光ビーム
のスポット径を実質的に縮小する作用を呈する。例え
ば、同図に点線ＧＢで示すグラフのような入射光強度と
光透過率とが比例するような場合、光スポット径は略３
／４程度に縮小される。同図に実線ＧＡのグラフの場合
には光スポット径はさらに縮小し、略３／５程度にな
る。

【０００４】上述した従来技術によれば図５（Ａ）に示
すように、ピット列（あるいは案内溝に相当する凹凸）
が形成された基板１００の主面上にまず光透過率変化材
からなる補助層１０２が形成される。そして、この補助
層１０２上に、反射層１０４，保護層１０６が各々形成
される。このような光ディスクに対して、同図（Ｂ）に
示すようなスポット径ＳＡの光ビームが入射すると、補
助層（光透過率変化材）１０２の作用によってそのスポ
ット径ＳＡ（後述するｘ）が実質的にＳＢ（後述する
ｙ）に縮小され、これがピットに入射することになる。
このため、情報記録の高密度化によってトラック間隔が
狭くなっていても、良好にその情報の読み出しが可能と
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そして、従来から、補
助層である光透過率変化材としては、その変化反応が良
いもの（非線形的光透過率の変化が大きく、かつ、反応
速度が速いもの）が求められていた。しかしながら、光
透過率変化材を使用して光記録媒体を構成する場合で
は、必要以上に変化反応が良いものを求めることは、そ
の実用化を遅らせる原因となり、その改善が求められて
いた。

【０００６】そこで、本発明は、光記録媒体を構成する
に際して、適切な補助層（例えば、光透過率変化材）の
特性を明確にして、容易に実現可能で、かつ、効果的な
光記録媒体を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、第１に、相対的に移動するスポット光を利
用して読み書きされるピット列を有する情報層と、照射
されたスポット光の強度に応じて光学的特性が変化する
補助層とからなり、前記補助層により前記情報層での前
記スポット光の実質的な光径が小さくなるように構成さ
れた光記録媒体において、前記補助層は、照射されるス
ポット光の光径をｘ、補助層により小さくなるスポット
光の光径の割合をα、情報層での最終的なスポット光の
光径をｚ、相対的に移動するスポット光とピットとの移
動速度をＳ、スポット光の照射により補助層に所望の光
学的特性の変化が生じる所要時間（反応立上り時間）を
taとしたとき、 ｛ｘ（１＋α）−２ｚ｝／２Ｓ≦ta＜ｘ（１＋α）／２
Ｓ である条件を満たすような材料であることを特徴とする
光記録媒体を提供すると共に、

【０００８】第２に、相対的に移動するスポット光を利
用して読み書きされるピット列を有する情報層と、照射
されたスポット光の強度に応じて光学的特性が変化する
補助層とからなり、前記補助層により前記情報層上で前
記スポット光の実質的な光径が小さくなるように構成さ
れた光記録媒体において、前記補助層は、照射されたス
ポット光の光径をｘ、補助層により小さくなったスポッ
ト光の光径をｙ、補助層により小さくなるスポット光の
光径の割合をα（α＝ｙ／ｘ） 、スポット光を利用し
て読み出されるピット列の最短ピット長をｐ、相対的に
移動するスポット光とピットとの移動速度をＳ、スポ
ット光の照射により補助 層に所望の光学的特性の変化
が生じる所要時間（反応立上り時間）をtaとした と
き、 ｙ≦ｐでは、 ta≦ｘ（１−α）／２Ｓ ｙ＞ｐでは、 ｘ（１−α）／２Ｓ＜ta＜ｘ（１＋α）／２Ｓ である条件を満たすような材料であることを特徴とする
光記録媒体を提供するものである。

【０００９】上記のように構成された光記録媒体に対し
て、スポット光を利用して読み書き（再生または記録再
生）すると、スポット光の強度に応じて光透過率が変化
する。 このとき、諸条件（スポット光の光径ｘ，補助
層により小さくなるスポット光の光径の割合α，情報層
での最終的なスポット光の光径ｚ，相対的に移動するス
ポット光とピットとの移動速度Ｓ，スポット光を利用し
て読み出されるピット列の最短ピット長ｐ）に応じて、
必要、かつ、適切に設定された反応立上り時間ta内で、
スポット光の照射により補助層に光学的特性の変化が生
じて、スポット光の径が実質的に縮小する。すなわち、
第１の光記録媒体では、反応立上り時間taの遅れが適切
な範囲内で許容され、補助層を構成する材料（例えば、
光透過率変化材）の条件が緩やかになる。第２の光記録
媒体では、反応立上り時間taの遅れにより、最終的なス
ポット径ｚが補助層によって縮小された径ｙよりもさら
に小さくなる。

【００１０】

【実施例】本発明になる光記録媒体の一実施例を以下図
面と共に詳細に説明する。 ＜基本な構成＞図２（Ａ）及び（Ｂ）は、光記録媒体
（以下、光ディスクと称する）の側面図および平面図で
ある。同図に示すように、光ディスク１は、ピット列
（あるいは案内溝に相当する凹凸）が円弧状またはスパ
イラル状に形成された基板（情報層）１０からなる回転
式円盤状の光記録媒体である（なお、この基本構造は、
前述した図５の構成と同じである）。基板（情報層）１
０の主面上には、光透過率変化材からなる補助層１２が
形成されている。補助層１２は、照射されたスポット光
の強度に応じて、例えば光透過率が変化する光透過率変
化材である。つまり、光照射をしないかまたは弱い光照
射では光透過率が低く、強い光照射では光透過率が増大
し、光照射を止めると光透過率が略元に戻る材料であ
る。そして、この補助層１２上に、反射層１４，保護層
１６が各々形成されている。ピット列は相対的に移動す
るスポット光を利用して読み書きされる。

【００１１】上記ように構成された光ディスク１は、図
示しないスポット光照射手段からのスポット光を利用し
て再生または記録再生される。すなわち、スポット光照
射手段から照射された光スポットは情報層１０から光透
過率変化材である補助層１２側へ入射して再生、記録再
生動作がなされる。情報層１０へ入射した光は、その反
射光（または透過光）が読取られて再生される。また、
光スポットにより記録層１０が固定的（不可逆的に）変
化して情報が記録される。

【００１２】このスポット光の照射時、光透過率変化材
である補助層１２は、前述した図４と同様な光強度と光
透過率との光学的特性を持つので、再生・記録に用いら
れる光スポット径は、実質的には縮小することとなる。
すなわち、前述した図５（Ｂ）と同様なスポット光Ｘ
（光径ｘ）が光透過率変化材である補助層１２に入射す
ると、後述する図１（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、強度
の大きい中央部分では、強度の小さい周辺部分と比較し
て光透過率が大きいのでより多くの光が通過透過して、
強度の小さい周辺部分では、強度の大きい中央部分と比
較して光透過率が小さいので光の通過透過がより少なく
なり、補助層１２で光スポット径の小さいシャープな光
スポットＹ（光径ｙ）となる。この結果、実質的に小さ
な径ｙの光スポットＹにより、高密度な読み書き（再
生、記録再生）がなされることとなるが（前述した図５
（Ｂ）参照）、最終的に読み書きに寄与するスポット光
は、スポット光Ｘと補助層１２の光透過率変化材より縮
小される径ｙとが重複した部分ｚとなる。この点につい
ては、図１（Ｄ）を参照して、後に詳述する。

【００１３】＜光透過率変化材である補助層＞次に、本
願発明の要部である補助層１２を構成する光透過率変化
材の反応立上り時間ta及び反応立下がり時間tbについて
説明する。図１（Ａ）〜（Ｆ）は、光透過率変化材の反
応立上り時間taの大小により、情報層１０での読み出し
状態の推移を説明する図である。なお、同図において、
ｘ〜ｔｂは、以下の通りである。 ｘ：照射されたスポット光Ｘの光径、 ｙ：補助層によりスポット光が小さくなったスポット光
Ｙの光径（仮想的な範囲の径）、 α：補助層により小さくなるスポット光の割合 （α＝ｙ／ｘ、０＜α＜１）、 ｚ：情報層での最終的なスポット光Ｚの光径、 ｐ：スポット光を利用して再生されるピット列の最短ピ
ット長、 Ｓ：相対的に移動するスポット光とピットとの移動速
度、 ta：スポット光の照射により補助層に光学的特性の変化
が生じる反応所要時間（反応立上り時間）、 tb：スポット光の照射がなくなり、補助層の光学的特性
の変化がなくなってもとにもどるまでの反応所要時間
（反応立下がり時間）。

【００１４】同図（Ａ）は反応立上り時間taが０の時の
状態である。同図（Ｂ）〜（Ｅ）は反応立上り時間があ
り（反応の遅れがあり）、相対的に移動するスポットと
ピットとの関係から、照射されたスポット光Ｘと補助層
１２により小さくなったスポット光Ｙとの中心位置がず
れている状態を示している。（Ｂ），…，（Ｅ）の順
で、反応立上り時間taが大きくなっている。また、同図
（Ａ）〜（Ｃ）においては、補助層１２により小さくな
る部分Ｙの径ｙと情報層１０での最終的なスポット光Ｚ
の光径ｚとが略等しい。これに対して、同図（Ｄ）で
は、反応立上り時間taの遅れにより最終的なスポット光
（図中、点で示す部分）の光径ｚがより小さくなってい
る。これは、最終的に読み書きに寄与するスポット光
は、スポット光Ｘと補助層１２の光透過率変化材より縮
小される径ｙとが重複した部分となるからである。一
方、同図（Ｅ）及び（Ｆ）では、情報層１０での最終的
なスポット光がなく、読み書き不能な状態を示してい
る。以上の前提をもとに、具体的な光記録媒体の構成に
ついて詳述する。

【００１５】（実施例１）この実施例は、情報層１０で
の最終的なスポット光の光径ｚの面から、すなわち、最
終的なスポット光Ｚの光径ｚを得るに必要な反応立上り
時間taを、光透過率変化材の反応割合（照射されたスポ
ット光Ｘの光径ｘと補助層により小さくなったスポット
光の光径ｙの割合α）と、相対的に移動するスポット光
とピットとの移動速度Ｓとの関係とから明確にして、補
助層１２に必要とされる光透過率変化材を限定するもの
である。

【００１６】まず、図１（Ｅ）から明らかなように、最
終的なスポット光Ｚを得るには、 ta＜（ｘ＋ｙ）／２Ｓ である必要がある。これ以上遅いと、最終的なスポット
光Ｚが生じなくなる。しかし、図１（Ｄ）及び（Ｅ）に
示す（ｘ＋ｙ）／２とｚとの関係から明らかなように、
最終的なスポット光Ｚの光径ｚを得るには、 （ｘ＋ｙ−２ｚ）／２Ｓ≦ta であれば十分であり、必要以上に速い反応立上り不要で
ある。特に、ｙ＝ｚの時（図１（Ｃ）の時）は、 （ｘ−ｙ）／２Ｓ≦ta＜（ｘ＋ｙ）／２Ｓ であればよい。

【００１７】さらに、α＝ｙ／ｘであるから、 ｛ｘ（１＋α）−２ｚ｝／２Ｓ≦ta＜ｘ（１＋α）／２
Ｓ である反応立上り時間taを満たすような光透過率変化材
で、補助層１２を構成して光記録媒体とすれば、最終的
なスポット光の光径がｚに縮小される。よって、上記条
件を満たすように、照射するスポット光Ｘの光径ｘ，補
助層（光透過率変化材）１２により小さくなるスポット
光の割合α，相対的に移動するスポットとピットとの移
動速度Ｓを適宜設定すれば良く、不要に反応立上り時間
が速い光透過率変化材を用いる必要がない。

【００１８】（実施例２）この実施例は、補助層１２に
より小さくなったスポット光の光径ｙとスポット光を利
用して再生されるピットの最短ピットｐとの面から、す
なわち、補助層（光透過率変化材）により小さくなった
スポット光の光径ｙよりもピットの最短ピットｐが小さ
い場合に必要な反応立上り時間taを、照射されたスポッ
ト光Ｘの光径ｘ，光透過率変化材の反応割合（照射され
たスポット光の光径ｘと補助層により小さくなる部分の
径ｙの割合α），相対的に移動するスポットとピットと
の移動速度Ｓとの関係で明確にして、補助層１２に必要
とされる光透過率変化材（反応立上り時間ta）を限定す
るものである。

【００１９】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、補助層１２によ
り小さくなったスポット光の光径（または、小さくなる
部分の径）ｙとスポット光を利用して再生されるピット
列（図中、斜線で示すＰａ，Ｐｂ）の最短ピットｐ（ｐ
ａ，ｐｂ）との関係を示す図である。同図（Ａ）に対し
て同図（Ｂ）は、より小さなピットを読み出しの対象と
している（ｐａ＞ｐｂ）。

【００２０】まず、図３（Ａ）に示すように、ｙ≦ｐの
ときでは、補助層１２により小さくなったスポット光Ｙ
で読み書き可能である。そして、図１（Ａ）〜（Ｃ）か
ら明らかなように、スポット光Ｙの光径ｙの全体を最終
的なスポット光とした方が光量が多く、信号のＳＮ比が
よい。つまり、 ｙ≦ｐでは、 ta≦（ｘ−ｙ）／２Ｓ これに対して、図３（Ｂ）に示すように、ｙ＞ｐのとき
では、補助層１２により小さくなったスポット光の光径
（正確には、小さくなる部分の径）ｙをさらに絞って、
読み書きする必要がある。すなわち、図１（Ｄ）及び図
３（Ｂ）に示すように、情報層１０での最終的なスポッ
ト光Ｚの光径ｚを最短ピットｐよりも小さくする必要が
ある。つまり、 ｙ＞ｐでは、 （ｘ−ｙ）／２Ｓ≦ta＜（ｘ＋ｙ）／２Ｓ なお、右辺は実施例１の限定と同様である。

【００２１】さらに、α＝ｙ／ｘであり、したがって、 ｙ≦ｐでは、 ta≦ｘ（１−α）／２Ｓ ｙ＞ｐでは、 ｘ（１−α）／２Ｓ≦ta＜ｘ（１＋α）／２Ｓ である条件を満たすような光透過率変化材で補助層を構
成して、光記録媒体とすれば、最短ピット長ｐのピット
列を、最短ピット長に応じて効率良く読み出すことがで
きることになる。

【００２２】（実施例３）この実施例は、特に回転式の
円盤状光記録媒体（情報層のピット列が円弧状またはス
パイラル状に形成された光ディスク）において、半径方
向の読み出し位置Ｒ，半径方向のトラックピッチなどの
面から、必要な反応立下がり時間tbを、明確にして、補
助層１２に必要とされる光透過率変化材を限定するもの
である。

【００２３】前述したように、図２（Ｂ）は、回転式の
円盤状に形成された光記録媒体の平面図であり、情報層
１０のピット列が円弧状またはスパイラル状に形成され
た光ディスク１である。このような光ディスク１では、
１回転ごとに隣接したトラックが順次読み出される。こ
の場合、１回転する間に補助層１２の光学的特性な変化
がなくならないと、隣のトラックのピットを読んでしま
うことになる。

【００２４】したがって、反応立下がり時間tbは、 tb≦２πＲ／Ｓ 条件を満たす光透過率変化材で補助層を構成すれば良い
ことになる。なお、ｒをＲで規定されたトラックの隣の
トラックまでの半径とし、トラックピッチをＴとすれ
ば、Ｔ＝Ｒ−ｒであるので、 tb≦π（Ｒ−ｒ）（Ｒ＋ｒ）／ＴＳ とも表わせる。

【００２５】この実施例３では、回転式の円盤状に形成
された光記録媒体の半径方向に着目して、反応立下がり
時間tbを限定したが、接線方向については、前述した実
施例１，２と同様な反応立上がり時間taの限定が必要で
ある。

【００２６】また、照射されたスポット光の強度に応じ
て光学的特性が変化する補助層としては、光透過率変化
材を例としたが、屈折率，反射率などが変化する材料で
も良い。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明になる光記
録媒体によれば、反応立上り時間の遅れが適切な範囲内
で許容され、補助層を構成する材料（例えば、光透過率
変化材）の条件が緩やかになる。さらに、反応立上り時
間の遅れを利用して、最終的なスポット径を補助層によ
って縮小された径よりも一層小さくできる。また、適切
な反応立下り時間を有する光記録媒体が提供され、回転
式円盤状の光記録媒体として使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる光記録媒体の一実施例を示す図
で、光透過率変化材の反応立上り時間の大小により、情
報層での読み出し状態の推移を説明する図である。

【図２】本発明になる光記録媒体の構造図である。

【図３】本発明になる光記録媒体の補助層により小さく
なったスポット光の光径（または、小さくなる部分の
径）とスポット光を利用して再生されるピット列の最短
ピットとの関係を示す図である。

【図４】一般的な光記録媒体における補助層（光透過率
変化材）の特性を示す図である。

【図５】（Ａ）は補助層を有する一般的な光記録媒体を
示す図で、（Ｂ）は光記録媒体面での光スポット強度分
布の例である。

【符号の説明】

１ 光ディスク（光記録媒体）、 １０ 情報層、 １２ 補助層（光透過率変化材） １４ 反射層 １６ 保護層 ｘ 照射されたスポット光Ｘの光径、 ｙ 補助層によりスポット光が小さくなったスポット光
Ｙの光径（小さくなる仮想的な範囲の径）、 α 補助層により小さくなるスポット光の光径の割合 ｚ 情報層での最終的なスポット光Ｚの光径、 ｐ スポット光を利用して再生されるピット列の最短ピ
ット長、 Ｘ 照射されたスポット光 Ｙ 補助層により縮小されるスポット光（小さくなる仮
想的な範囲） Ｚ 最終的なスポット光 Ｓ 相対的に移動するスポットとピットとの移動速度、 Ｐ ピット（列） ta スポット光の照射により補助層に光学的特性の変化
が生じる反応所要時間（反応立上り時間）、 tb スポット光の照射がなくなり、補助層の光学的特性
な変化がなくなるまでの反応所要時間（反応立下がり時
間）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対的に移動するスポット光を利用して読
   み書きされるピット列を有する情報層と、照射されたス
   ポット光の強度に応じて光学的特性が変化する補助層と
   からなり、前記補助層により前記情報層での前記スポッ
   ト光の実質的な光径が小さくなるように構成された光記
   録媒体において、 前記補助層は、 照射されるスポット光の光径をｘ、補助層により小さく
   なるスポット光の光径の割合をα、情報層での最終的な
   スポット光の光径をｚ、相対的に移動するスポット光と
   ピットとの移動速度をＳ、スポット光の照射により補助
   層に所望の光学的特性の変化が生じる所要時間（反応立
   上り時間）をtaとしたとき、 ｛ｘ（１＋α）−２ｚ｝／２Ｓ≦ta＜ｘ（１＋α）／２
   Ｓ である条件を満たすような材料であることを特徴とする
   光記録媒体。
2. 【請求項２】相対的に移動するスポット光を利用して読
   み書きされるピット列を有する情報層と、照射されたス
   ポット光の強度に応じて光学的特性が変化する補助層と
   からなり、前記補助層により前記情報層上で前記スポッ
   ト光の実質的な光径が小さくなるように構成された光記
   録媒体において、 前記補助層は、 照射されたスポット光の光径をｘ、補助層により小さく
   なったスポット光の光径をｙ、補助層により小さくなる
   スポット光の光径の割合をα（α＝ｙ／ｘ） 、スポッ
   ト光を利用して読み出されるピット列の最短ピット長を
   ｐ、相対的に 移動するスポット光とピットとの移動速
   度をＳ、スポット光の照射により補助 層に所望の光学
   的特性の変化が生じる所要時間（反応立上り時間）をta
   とした とき、 ｙ≦ｐでは、 ta≦ｘ（１−α）／２Ｓ ｙ＞ｐでは、 ｘ（１−α）／２Ｓ＜ta＜ｘ（１＋α）／２Ｓ である条件を満たすような材料であることを特徴とする
   光記録媒体。
3. 【請求項３】相対的に移動するスポット光を利用して読
   み書きされるピット列が円弧状またはスパイラル状に形
   成された情報層と、照射されたスポット光の強度に応じ
   て光学的特性が変化する補助層とからなり、前記補助層
   により前記情報層上で前記スポット光の実質的な光径が
   小さくなるように構成された回転式円盤状の光記録媒体
   であって、 前記補助層は、 回転中心から任意のピット列までの半径をＲ、相対的に
   移動するスポット光とピットとの移動速度をＳ、スポッ
   ト光の照射がなくなってから補助層での所望の光学的特
   性の変化がなくなるまでの所要時間（反応立下り時間）
   をtbとしたとき、 tb≦２πＲ／Ｓ である条件を満たすような材料であることを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の光記録媒体。