JPH07169097A

JPH07169097A - 再生専用光ディスク及び再生方法

Info

Publication number: JPH07169097A
Application number: JP5316274A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Furuta; 正寛古田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度に情報を蓄積することを可能とする再生
専用相変化型の光ディスク、及びその再生方法を提供す
る。【構成】記録すべき情報に対応して凹凸が形成された基
板上に、染料を含む形状記憶樹脂からなる再生層を形成
し、その上に、反射膜を形成し、更にその上に、樹脂保
護層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、再生専用光ディスク及
びその再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤやＬＤに代表される現在実用化され
ている再生専用光ディスク、予め信号に応じてピットと
称する凹凸が形成された透明基板上に、アルミニウム反
射膜を形成した構成となっている。このような光ディス
クを再生するには、絞り込んだレーザー光をディスク上
に照射し、反射された情報を含んだビームを電気信号に
変換して再生する方式が採られている。

【０００３】レーザー光を絞り込んでディスク上に照射
するには、レーザー光を対物レンズで絞ることによって
行われ、どこまで絞り込めるかは、レーザー光の波長に
依存し、回折限界を越えて小さくすることはできない。
従って、再生ビーム径には限界があるために、ある大き
さ以下のピットは再生することができなかった。このこ
とがＣＤやＬＤ等の再生専用光ディスクの記録密度に制
限を加えていた。

【０００４】光磁気記録膜を用いた再生専用の光ディス
クでは、回転している光ディスクにレーザー光を照射
し、レーザー光の照射部分の中でも特に高温になる領域
でのみ磁化反転を起こさせる方法である（公開平３−８
８１５６等）。この方法によれば、記録密度を従来の２
〜６倍とすることができるが、反射光量の変化により信
号を再生するのではなく、偏光面の回転を検出する方法
（微小領域の光磁気信号を検出する方法）であるため、
Ｓ／Ｎ比が低いことや、光ピックアップの構造も複雑に
なる等の問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、高い
Ｓ／Ｎ比を維持した高密度記録を実現することは困難が
あった。本発明は、上記問題点の解決を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、光ディスク媒体の反射率変化を信号とする再生を
行うことにより、高密度に記録された情報の再生を、高
いＳＮ比を維持して実現できることを見出し本発明を成
すに至った。従って、本発明は、第１に、「記録すべき
情報に対応して凹凸が形成された基板上に、染料を含む
形状記憶樹脂からなる再生層を形成し、その上に、反射
膜を形成し、更にその上に、樹脂保護層を形成したこと
を特徴とする再生専用光ディスク」を提供し、第２に
「記録すべき情報に対応して形成される凹凸の深さが、
再生に用いるレーザー光の波長λに対してｎ×λ／４
（ｎ：奇数）であることを特徴とする請求項１に記載の
再生専用光ディスク」を提供し、第３に「請求項１、２
に記載された再生専用光ディスクについて、レーザー光
を照射することで高温となった部分の再生層の反射率
が、記録すべき情報に対応して形成された凹凸の凹の部
分でも凸の部分でも一定の値であり、レーザー光を照射
せずに高温となっていない部分においては凹の部分と凸
の部分で反射率が相違し、その反射率の違いを電気信号
に変換することで情報を再生することを特徴とする再生
専用光ディスクの再生方法」を提供する。

【０００７】

【作用】本発明（請求項１）に係る光ディスクの構成を
図１に基づき説明する。１は記録情報に対応した凹凸を
設けたガラス、メタクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂
等の材料による基板である。この凹凸（ピット）の長さ
は、再生のために照射するレーザー光のスポット径の１
／２〜１／４に相当する。因みに、これは従来のＣＤ等
に記録されているピットの約１／２の大きさに相当す
る。ピットの深さは再生のために照射されるレーザー光
の波長をλとしたとき、ｎ×λ／４（ここにｎは奇
数）。奇数倍としているのは、加熱される前の状態を光
の干渉により再生することができるためである（請求項
２）。

【０００８】２は基板の上に形成された再生層である。
その材料は、染料が混合された形状記憶樹脂で、この再
生層の厚さは基板の凹凸の分だけ異なる２種類の値を持
つ。なお、この再生層を構成している形状記憶樹脂は、
結晶部分とアモルファス部分の二層構造をもつ三次元網
目ブロック共重合体であり、この再生層にレーザー光を
照射した場合、その熱による熱膨張で、再生層がドーム
状に盛り上がるような形状変化を起こす。この熱膨張は
７０℃〜１００℃で起こり、一定レベルに達した後はそ
れ以上の変化はしない。この変化により、再生層の厚さ
は、当初の約４／３になる。

【０００９】再生層の厚さは、加熱前は、基板凸部で
は、再生層内の光の干渉により強め合い、基板凹部で
は、弱め合うのに対し、熱膨張した後は、凹凸に関係な
く光が強め合うような値になっている。例えば、基板凸
部が 600nm、凹部が 750nmとなるような厚さに形成す
る。この時、膜厚差は、150nm であり、膜厚による位相
差は３λ／４となり（光路差は、λ／２）、加熱される
前の基板凹部においてのみ、光の干渉により反射光は弱
くなることになる。

【００１０】この上に、金属等による反射層３が、更
に、その上に、紫外線硬化樹脂等による樹脂保護層が形
成されている。次に、再生の原理を説明する。図１に示
した光ディスクを回転させながら、絞られたレーザー光
を光ディスクの表面に照射する。レーザー光の照射され
た部分は温度が上昇するが、この際、温度上昇には、時
間的な遅れがあるので、レーザー光の照射領域のうち、
後方の部分に、より高温の領域（以下、単に高温領域と
いう）が出現する。この高温領域は、照射されるレーザ
ー光の強度と光ディスクの回転速度により変化する。

【００１１】高温領域では、再生層が熱膨張により厚さ
が厚くなるように変化するので、再生層内において、基
板凹部と基板凸部の光路差に変化が起こる。即ち、再生
層表面と反射層間の位相差が共に０となり、反射光量が
基板凹部と凸部で同じになるため（図２ａ、ｂでは、反
射光は共に光の干渉により強められる）、基板の凹凸情
報が打ち消されることになる。

【００１２】レーザー光が照射されていない部分、即
ち、高温になっていない部分では、基板凹部では、再生
層表面と反射層間の位相差が０であるため干渉により強
め合い（図２ｃ）、凸部は、再生層表面と反射層間で３
λ／４の位相差（光路差ではλ／２）があるため干渉に
より弱め合う（図２ｄ）ので、基板の凹凸情報を反射光
量の違いにより識別できる。

【００１３】図３、図４に基づき、より具体的に説明す
る。高温領域では、基板凹部、凸部共に光の干渉によ
り、強め合うため反射率は、大となるのに対し、高温と
なっていない領域では、凸部は強め合い反射率が大とな
るが、凹部では、弱め合い反射率が低くなる。従って、
高温領域に情報に対応する凹凸があっても、その情報は
再生されない（図３）。

【００１４】従って、レーザー光の照射部分のうち、高
温領域でない部分にピット（凹部）があるときのみ情報
を読み出すことができる（図４）。レーザー光のスポッ
ト径に比べて再生層が変化する領域は小さいので、レー
ザー光のスポット径よりも小さいピットが再生すること
ができる訳である。尚、上記のように形状変化した再生
層は、ガラス転移点以上に加熱することにより形状が回
復し、元の平面状態に戻る。

【００１５】形状記憶樹脂を再生層に用いる代わりに、
光の強度により屈折率が変化する材料（例えば、フォト
ポリマー、フォトリフラクティブ結晶）を用いても、形
状記憶樹脂を用いたものと同様な高密度な光ディスクを
作製することができる。このようなタイプの光ディスク
では、高温領域が屈折率変化領域に相当し、再生光学系
はレーザー光の照射パワー等が異なる以外は、形状記憶
樹脂を用いたタイプの再生光学系と同様である。

【００１６】以下、実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれに限られるものではない。

【００１７】

【実施例】記録情報に対応した凹凸を設けたポリカーボ
ネイト基板を用意した。この凹凸（ピット）の長さは、
0.4 μｍであり、深さは 150nmである。次に、ポリウレ
タン系形状記憶樹脂（三洋化成工業（株）、サンプレ
ン）に染料としてバナジルナフタロシアニンを溶解した
溶液を作り、これを基板上にスピンコート法で塗布し、
屈折率４の再生層を形成した。スピンコートにより塗布
することで表面は平坦になっている。なお、この再生層
を構成している形状記憶樹脂は、結晶部分とアモルファ
ス部分の二層構造をもつ三次元網目ブロック共重合体で
あり、この再生層にレーザー光を照射した場合、その熱
による熱膨張で、再生層がドーム状に盛り上がるという
形状変化を起こす。この熱膨張は７０℃〜１００℃で起
こり、一定レベルに達した後は、それ以上の変化はしな
い。これにより、再生層の厚さは、当初の約４／３にな
る。

【００１８】再生層の厚さは、基板凸部が 600nm、凹部
が 750nmとなるような厚さに形成すした。更に、この上
に、Ａｕターゲット用い、スパッタ装置のチャンバー内
を一旦、1 ×10^-6Torr以下の真空度まで排気した後、Ａ
ｒガスを導入し、チャンバー内の真空度を5 ×10^-3Torr
として、スパッタリングを行い、Ａｕ層を厚さ 100nm形
成し、更に、この上に、紫外線硬化樹脂で保護層を形成
した。

【００１９】このようにして作製した光ディスクを回転
させながら、波長λ＝780nm の半導体レーザ光源、開口
数（ＮＡ）＝0.55の再生光学系により、8mW の強度でレ
ーザー光を照射して再生を行った。この時のスポット径
は 1.4μｍであった。光ディスクからの反射光をディテ
クタを通じて電気信号に変換したところ、充分なＳ／Ｎ
比の信号として再生できた。

【００２０】

【発明の効果】以上より、本発明の再生専用光ディスク
によれば、従来、再生が不可能であた小さいピットを再
生することができ、記録密度を大きくできると同時に、
Ｓ／Ｎ比が高く、クロストークの少ない再生信号を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスクの断面構造を説明する概
念図である。

【図２】本発明の再生方法の原理を説明する概念図で
ある。

【図３】凹凸情報が再生されない状態を示した概念図
である。

【図４】凹凸情報が再生される状態を示した概念図で
ある。

【符号の説明】

１・・・基板２・・・再生層３・・・反射層４・・・保護層以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録すべき情報に対応して凹凸が形成さ
れた基板上に、染料を含む形状記憶樹脂からなる再生層
を形成し、その上に、反射膜を形成し、更にその上に、
樹脂保護層を形成したことを特徴とする再生専用光ディ
スク。
【請求項２】記録すべき情報に対応して形成される凹
凸の深さが、再生に用いるレーザー光の波長λに対して
ｎ×λ／４（ｎ：奇数）であることを特徴とする請求項
１に記載の再生専用光ディスク。
【請求項３】請求項１、２に記載された再生専用光デ
ィスクについて、レーザー光を照射することで高温とな
った部分の再生層の反射率が、記録すべき情報に対応し
て形成された凹凸の凹の部分でも凸の部分でも一定の値
であり、レーザー光を照射せずに高温となっていない部
分においては凹の部分と凸の部分で反射率が相違し、そ
の反射率の違いを電気信号に変換することで情報を再生
することを特徴とする再生専用光ディスクの再生方法。