JPH08315421A - 光記録媒体及びその再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録層とマスク層とを備える超解像効果を利
用した光記録媒体において、さらに超解像効果を高め、
より高い記録密度を得る。 【構成】 マスク層１２として、再生光１５の照射によ
り反応を生じ、再生光スポット１５内のより小さな領域
１２ａで膜厚方向の光路長が変化するマスク層１２を用
い、再生光１５の照射前の状態における再生光１５に対
する反射率が、再生光照射によるマスク層の光路長変化
後の状態における再生光１５に対する反射率よりも低く
なるように設定されていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度記録が可能な光
記録媒体及びその再生方法に関するものである。

【０００２】光記録における記録密度は、一般に光記録
媒体に照射するレーザースポットの大きさによって制限
されるが、近年、光の回折限界によって決定されるレー
ザースポットよりも小さい実効スポットを用いる超解像
技術がより高密度な記録再生を行う方法として検討され
ている。このような超解像技術を利用した光記録再生方
法として、マスク層を記録層に対して光が入射する側に
設け、これに再生光を照射して、そのマスク層の一部を
消色させながら記録層上に記録された情報を読み出す方
法が検討されている。例えば、特開平５−２４２５２４
号公報及び特開平５−２６６４７８号公報においては、
マスク層に逆フォトクロミック性スピロピランを使用し
た例が開示されている。さらにサーモクロミック性色素
や可飽和吸収性色素を用いる技術も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、このよ
うな超解像技術としては、フォトンモード性のフォトク
ロミック材料をマスク層の材料として用い、マスク層の
非線形的な透過率向上により再生光スポットより小さな
領域の実効スポットを実現し、これにより超解像効果を
得る方法を提案している（特願平５−３１６７４４号公
報）。

【０００４】これらの超解像技術を利用した光記録再生
方法により、高密度な記録再生が可能となるが、記録再
生密度はできるだけ高いことが望ましく、より高密度記
録が可能な光記録媒体が求められている。

【０００５】本発明の目的は、このような超解像効果を
さらに高め、より高い記録密度を得ることを可能にする
光記録媒体及びその再生方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体は、
記録層と、該記録層に記録された情報を再生するための
再生光の照射により反応を生じ、再生光スポット内のよ
り小さな領域で膜厚方向の光路長が変化するマスク層と
を備え、再生光照射前の状態における再生光に対する反
射率が、再生光照射によるマスク層の光路長変化後の状
態における再生光に対する反射率よりも低くなるように
設定されていることを特徴としている。

【０００７】一般に光路長は、屈折率×光学的薄膜の膜
厚により求めることができる。本発明に従う好ましい実
施態様においては、マスク層がフォトクロミック性のマ
スク層であり、その再生光に対する透過率が、再生光照
射によるフォトンモード反応で照射光量に対し非線形的
に増大することを特徴としている。すなわち、本発明者
等が提案しているフォトンモード性フォトクロミック材
料をマスク層に用い、このマスク層の膜厚等を制御する
ことにより、フォトンモード反応前の状態における反射
光の反射率を、フォトンモード反応後の状態における反
射光の反射率よりも低くなるように設定する。

【０００８】また、本発明に従うさらに好ましい実施態
様では、再生光照射前の状態において再生光に対する反
射率が極小となるようにマスク層の膜厚を設定する。本
発明の再生方法は、上記本発明の光記録媒体を再生する
方法であり、再生光照射前に再生光に対する反射率の低
い状態にマスク層を設定する工程と、再生光を照射する
ことにより再生光スポット内のより小さな領域で膜厚方
向の光路長の変化を生じさせ再生光に対する反射率を高
めて再生する工程とを備えている。

【０００９】再生光照射前の状態にマスク層を設定する
方法としては、光記録媒体に特定波長の光を照射した
り、あるいは加熱したりすることにより、再生光に対す
る反射率の低い状態に設定する方法がある。また、再生
光スポットの走査に先行させて、特定波長のビームスポ
ットを走査して、再生光に対する反射率の低い状態に設
定してもよい。マスク層が、再生光に対する透過率の低
い着色状態と、再生光に対する透過率の高い消色状態を
実現するフォトクロミック性マスク層である場合には、
消色光となる再生光スポットに先行させて、マスク層を
着色する着色スポットを走査し、再生光照射前に再生光
に対する反射率の低い状態を設定してもよい。

【００１０】

【作用】図２は、本発明の光記録媒体における再生光の
反射状態を説明するための断面図である。図２に示され
るように、一般に光学的薄膜を形成した場合、その薄膜
の屈折率がその上下の層の屈折率と異なるときには、そ
れらの層の界面で光の一部が反射する。図２において
は、層１と層２の界面、及び層２と層３の界面で光の一
部が反射する。このような多重反射によって光路長の異
なる光が重ね合わせられて干渉し、その結果光学的薄膜
の膜厚方向の光路長に依存してその層からの反射光の強
度が変化する。図２において、例えば層２の厚みｄを調
整することにより、反射光の強度を調整することができ
る。膜厚ｄを調整し、例えば反射光が極小になるよう条
件を設定することができる。また、適当な屈折率及び膜
厚を選択することができれば、反射率がほぼ０であるよ
うな条件を設定することも可能である。

【００１１】本発明では、再生光照射前の状態におい
て、再生光に対する反射率が再生光照射によるマスク層
の光路長変化後の状態よりも低くなるように設定する。
好ましくは再生光照射前の状態において反射率が極小と
なるように設定する。そして、再生光の照射によりマス
ク層に反応を生じさせ、膜厚方向の光路長を変化させる
ことにより、このような反射率の低い条件から、より反
射率の高い条件に変化させる。膜厚方向の光路長の変化
は、マスク層の屈折率や膜厚が変化することにより実現
される。反射率が高められた領域においては、記録層か
らの反射光の量が高まり、記録層に記録された情報を再
生することができる。

【００１２】本発明の光記録媒体のマスク層は、再生光
照射により反応を生じ膜厚方向の光路長が変化する。再
生光の照射により生じる反応としては、例えば再生光の
フォトンの吸収により生じるフォトンモード反応があ
る。このようなフォトンモード反応では、再生光の照射
光量に応じて光路長変化の度合いが変化するマスク層を
用いることにより、再生光スポット内のより小さな領域
で膜厚方向の光路長を変化させることができる。すなわ
ち、再生光スポット内で照射光量の差が生じるので、相
対的に照射光量の多い領域において光路長が変化し、再
生光スポット内のより小さな領域内で再生光に対する反
射率が高くなり、このようにして形成された実効スポッ
ト領域内で再生を行うことができ、超解像効果を得るこ
とができる。

【００１３】また再生光照射により光路長が変化する反
応として熱反応が挙げられる。このような場合、再生光
照射により加熱されたマスク層に温度上昇が生じるが、
再生光がマスク層上を走査しているので、再生光スポッ
ト内の相対的に後側の部分で、より温度の高い領域が形
成される。従って、このような相対的に温度の高い領域
で光路長が変化する。従って、このようにして形成され
た実効スポットにより再生を行うことにより、超解像効
果を得ることができる。

【００１４】また再生光照射により光路長が変化する反
応としては、温度上昇によって促進されるフォトンモー
ド反応であってもよい。このような場合、反応自体はフ
ォトンモードで進行するが、その反応が温度上昇により
促進されるので、再生光スポット内の相対的に温度の高
い領域で光路長変化が生じ、この結果形成される実効ス
ポット領域により再生を行うことができ、超解像効果を
得ることができる。

【００１５】また、再生光照射により光路長変化を生じ
る反応として、過飽和吸収性の反応であってもよい。こ
のような場合、再生光の光強度に応じて反応が進行する
ので、再生光スポット内の光強度の高い部分において光
路長変化が生じ実効スポットが形成される。このように
して形成された実効スポット領域内で再生することによ
り、超解像効果を得ることができる。

【００１６】以上、再生光照射により光路長変化を生じ
る反応を種々説明したが、再生光照射によりマスク層に
生じる反応は、上記の反応に限定されるのではなく、再
生光照射により再生光スポット内のより小さな領域で光
路長が変化するマスク層であれば、特に限定されるもの
ではない。

【００１７】図３は、マスク層の膜厚ｄを変化させて、
再生光照射前の状態の反射率と、再生光照射により光路
長変化を生じた後の状態の反射率を示している。Ａは再
生光照射前の状態を示しており、Ｂは再生光照射による
光路長変化後の状態を示している。Ａの極小値を示す膜
厚に設定することにより、再生光照射によりＡからＢの
状態に変化し、反射率が著しく増大する。従って、膜厚
ｄをこのような大きな変化を生じる厚みに設定すること
により、反射率の大きな変化を得ることができる。

【００１８】本発明における好ましい実施態様において
は、マスク層がフォトクロミック性マスク層であり、そ
の再生光に対する透過率が、再生光照射によるフォトン
モード反応で非線形的に増大する。すなわち、再生光照
射前は再生光に対し着色状態であり、このような着色状
態のマスク層に再生光を照射することにより、再生光ス
ポットの一部に再生光に対する透過率の高い消色部分を
形成し、これによって超解像効果を得ることができる。

【００１９】図１は、このようなフォトクロミック性マ
スク層を用いた光記録媒体を示している。図１を参照し
て、基板１０の上に、誘電体層１１、マスク層１２、記
録層１３、及び保護層１４が順次形成され、光記録媒体
が構成されている。マスク層１２は、フォトクロミック
性色素が含有されたフォトクロミック性マスク層であ
る。マスク層１２は、再生光ビーム１５の照射前は、着
色状態、すなわち再生光に対する透過率の低い状態とな
るように設定されている。このようなマスク層１２に再
生光ビーム１５が照射されると、再生光ビームスポット
１５ａ内の照射光量の多い領域で、消色反応が生じ、消
色領域１２ａが形成される。このような消色領域１２ａ
を通り再生光ビーム１５が記録層１３に到達する。従っ
て、消色領域１２ａが実効スポットとなる。

【００２０】本発明に従えば、このようなマスク層１２
は、再生光照射前において再生光に対する反射率が低い
ように設定されている。従って、マスク層１２は着色状
態の領域において再生光ビーム１５をマスクするととも
に、再生光に対し低い反射率となっている。また消色領
域１２ａにおいては、マスク層１２の透過率が高くなる
とともに、この領域において膜厚方向の光路長が変化
し、反射率が相対的に高くなっている。従って、マスク
層１２の消色領域１２ａを通り記録層１３との界面で反
射された反射光は、より高い反射率で反射されることと
なり、着色及び消色による超解像効果に加えて、光路長
変化による超解像効果を得ることができる。従って、さ
らに高い超解像効果が発揮され、より高い記録密度が可
能となる。

【００２１】図１に示すように、マスク層の下に直接記
録層が設けられ、マスク層と記録層との界面で反射され
た光により再生される場合には、マスク層の膜厚を調整
することにより、反射率の条件を調整することができ
る。記録層の下に反射層を設け、記録層を通過した光を
反射する場合には、マスク層の膜厚及び記録層の膜厚等
を調整して、再生光に対する反射率を調整する。

【００２２】

【実施例】マスク層の材料として、以下の示す（化１）
の構造を有するフォトクロミック性色素を用いた。フォ
トクロミック性色素は、一般に光反応（フォトンモード
反応）によって分子構造が変化し、それに伴って吸収ス
ペクトルや屈折率も変化することが知られている。従っ
て、上述のように、本発明のマスク層に用いる材料の一
つとして、好適なものである。

【００２３】

【化１】

【００２４】上記フォトクロミック性色素は、紫外線照
射によって波長６００ｎｍから７００ｎｍ付近の吸収が
増大して着色状態に変化し、６００ｎｍから７００ｎｍ
の波長域の光照射によって元の消色状態に変化する。こ
のフォトクロミック性色素を用いたマスク層において
は、着色状態から消色状態へと変化するときに、膜厚は
変化せずに、屈折率が減少する。従って、このようなフ
ォトクロミック性色素を用いてマスク層を作製した光記
録媒体において、着色状態で反射率が極小となるように
マスク層の膜厚等を設定しておくことにより、消色反応
により光路長が短くなり、反射率が極小となる干渉条件
が破壊されて、再生光に対する反射率が増加することに
なる。また、この際、上述のように、マスク層における
再生光の吸収低下、すなわち透過率増大が光路長の変化
と同時におきるので、これらが相剰的に作用し、より大
きな反射率の非線形的変化を得ることができる。ここで
用いているマスク層は、マスク層の光路長変化を生じる
とともに、再生光に対する透過率が照射光量に対し非線
形的に増大するマスク層であり、より大きな超解像効果
が得られるが、本発明のマスク層は、このようなフォト
クロミック性のマスク層に限定されるものではなく、再
生光の照射により再生光スポット内のより小さな領域で
光路長が変化することにより、この実効スポット領域内
で再生光に対する反射率が増加し、超解像効果が得られ
るものであればよい。

【００２５】上記フォトクロミック性色素を用いて、図
４に示すような光記録媒体を作製した。トラッキング用
グルーブが形成されたポリカーボネートからなるディス
ク基板２０の上に、ＴｉＮからなる誘電体膜２１をスパ
ッタリングにより膜厚１０００Åとなるように形成す
る。上記フォトクロミック性色素材料をシクロヘキサノ
ンに溶解して、スピンコート法により、誘電体膜２１の
上に塗布し、マスク層２２を形成する。このマスク層の
膜厚としては、後述するように、種々の膜厚に変化させ
たものを作製する。次に、このマスク層２２の上にＴｂ
ＦｅＣｏからなる光磁気記録層をスパッタリング法によ
り膜厚３００Åとなるように形成する。この記録層２３
の上に、Ａｌをスパッタリングにより膜厚１０００Åと
なるように形成し、反射層２４とする。この反射層２４
の上に、紫外線硬化樹脂からなる保護層２５を形成す
る。

【００２６】マスク層の膜厚について検討するため、別
途同じ材質であるポリカーボネートからなる基板でグル
ーブを設けていない基板の上に、上記光記録媒体と同様
の構成で各マスク層の膜厚だけを変化させて媒体サンプ
ルを作製し、その反射率を測定した。図５は、マスク層
の膜厚と反射率の関係を示す図である。図５から明らか
なように、マスク層の膜厚が５００Åの場合に反射率が
極小となることがわかった。従って、実施例の光学記録
媒体においては、マスク層の膜厚を５００Åに設定し
た。また、比較例として、マスク層の膜厚３００Å（比
較例１）、膜厚７００Å（比較例２）、膜厚９００Å
（比較例３）の各サンプルを作製した。なお図５から明
らかなように、実施例のディスクサンプルと比較例３の
ディスクサンプルはマスク層の膜厚が異なるが、ほぼ同
じ反射率を有しているものである。

【００２７】図５から明らかなように、実施例のマスク
層膜厚では、マスク層膜厚が大きくなると反射率が高く
なるような膜厚に設定されている。比較例１、比較例
２、及び比較例３においては、マスク層の膜厚が厚くな
ると、反射率が低下するような膜厚に設定されている。

【００２８】以上のようにして得られた光ディスクサン
プルに対して、波長６８０ｎｍの半導体レーザーを用い
て、相対速度１．４ｍ／ｓ、記録パワー４ｍＷ、再生パ
ワー１ｍＷでそれぞれ種々の周波数を磁界変調方式によ
って記録し、再生した。再生の際の周波数３００ｋＨｚ
の出力を基準とし、この基準の出力から６ｄＢ低下する
ときの記録波長を比較することによって線記録密度の比
較検討を行った。この結果、実施例においては、比較例
１に比べ約１．２倍、比較例２に比べ約１．３倍の高い
記録密度が得られることがわかった。また、反射率が等
しい比較例３に比べ、約１．２５倍の高い記録密度が得
られることがわかった。

【００２９】次に、隣接トラックに異なる周波数を記録
・再生することよりトラック間のクロストークを測定し
た。この結果、線記録密度と同様に、本発明に従う実施
例のサンプルが他の比較例のサンプルよりも、より低い
クロストークを達成できることがわかった。

【００３０】以上のことから明らかなように、本発明に
従う実施例の光記録媒体は、線記録密度及びトラック密
度を共に向上させることができ、より高い記録密度を達
成できることがわかる。上記実施例では、マスク層とし
てフォトクロミック性マスク層を用いたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、再生光照射により膜厚方
向の光路長が変化するものであればよい。このようなマ
スク層としては、上記実施例で用いたフォトクロミック
性マスク層の他に、可飽和吸収性色素マスク層や、サー
モクロミック性色素マスク層などが挙げられる。また本
発明において用いられるマスク層は、再生光に対する透
過率が再生光照射によりほとんど変化しないようなマス
ク層であってもよく、マスク層の光路長変化のみが生じ
再生光に対する反射率が再生光スポット内のより小さな
領域で変化するようなマスク層であってもよい。

【００３１】また、上記実施例においては、光磁気記録
層を記録層として用いているが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、相変化型光記録媒体や再生専用の光
記録媒体、追記型の光記録媒体等の光記録媒体にも容易
に適用することができる。さらにコンパクトディスクの
ように記録層として凹凸の記録ピットが形成された光記
録媒体にも応用することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に従えば、従来の超解像光記録媒
体において、さらに超解像効果を高めることができ、よ
り高い記録密度を得ることが可能となる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う光記録媒体の作用効果を説明する
ための断面図。

【図２】多重反射による干渉効果で反射率が膜厚に応じ
て周期的に変化する現象を説明するための断面図。

【図３】マスク層の膜厚と反射率との関係を示す図。

【図４】本発明に従う実施例の光記録媒体の構造を示す
断面図。

【図５】マスク層の膜厚と反射率との関係を示す図。

【符号の説明】

１０…基板 １１…誘電体層 １２…マスク層 １２ａ…消色部分 １３…記録層 １４…保護層 １５…再生光ビーム １５ａ…再生光ビームスポット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録層と、該記録層に記録された情報を
   再生するための再生光の照射により反応を生じ再生光ス
   ポット内のより小さな領域で膜厚方向の光路長が変化す
   るマスク層とを備え、 前記再生光照射前の状態における再生光に対する反射率
   が、再生光照射による前記マスク層の光路長変化後の状
   態における再生光に対する反射率よりも低くなるように
   設定されている光記録媒体。
2. 【請求項２】 前記マスク層がフォトクロミック性のマ
   スク層であり、その再生光に対する透過率が、再生光照
   射によるフォトンモード反応で照射光量に対し非線形的
   に増大することを特徴とする請求項１に記載の光記録媒
   体。
3. 【請求項３】 前記再生光照射前の状態において再生光
   に対する反射率が極小となるように前記マスク層の膜厚
   が設定されている請求項１または２に記載の光記録媒
   体。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光
   記録媒体を再生する方法であって、 再生光照射前に再生光に対する反射率の低い状態に前記
   マスク層を設定する工程と、 再生光を照射することにより再生光スポット内のより小
   さな領域で膜厚方向の光路長の変化を生じさせ再生光に
   対する反射率を高めて再生する工程とを備える光記録媒
   体の再生方法。