JPS5996546A - 反射型光学記録体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トラフ°り案内液を形成する面に、情報の書
込みによってその宵込み部分のエネルギー反射率が増加
する記録材料を層状に設けた追記可能な反射型光学記録
体に関するものである。

背景技術とその問題点 例えば半導体レーザのような光分からの光を集光させ結
ばせたスポットによって、各種情報（ヒテオあるいはオ
ーディオのアナロク情報、またはディジタル情報〕をい
わゆるビットのかたちで記録再生する追記可能なＩ）Ｉ
もＡＷ（山ｒｅｃＬ　ｒｅＲｄ　ａｆｔｅｒ　Ｗｒｌｌ
ｅ）方式の反射型光学記録体、例えは光テイスク（ｏｐ
Ｈｃａｌ　ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　ｃＨｓｃ）にあっては
、掬込み時（７，）　トラッキングのためのトラック案
内溝は極めで重要なものである。さもなくば、書込み時
のトラッキングが非常に複雑なものとなる。

従来、トラック案内溝を形成する面に層状に設けられる
テルル゛ｖｅ系の薄膜によって、その薄膜に孔を開ける
こ七によりビットを形成して、情報を１込むようなメル
ト系のようなものでは、トラック案内溝の深さをプッシ
ュプル法によるトラッキングザーボを行なう゛ように最
適な、読取り光の波長の１／８ζこ相当するものになっ
ている。なお、光ディスク（］）ｎｏ　は、例えば第１
図に示される如（に構成されており、ガラスオたはアク
リル樹脂力）らなる基板（１）のトラック案内溝（ＰＯ
ｏ）を形成する面（１３〕に、記録材料の薄膜（２）を
層状に蒸着することで設け、更に補助層として蒸着等に
よって形成される樹脂層（３）を設けているものである
。才た、読取り光（ＬＯ）の入反射光は、図示される如
くに基板（１）の他方の面（１ｂ）から入出射するとと
もに、トラック案内溝（ＰＧｏ）を被う媒体になる基＠
（１）を通ることになる。依って、実質の１へラック案
内溝ＣＰＧｏ　）の深さは、基板（１１の屈折率をｎｏ
（Ｌ、するならば、前記読取り光の波長の１／８になる
深さの１／ｎｏ　　になる。

そして、この深さにもとづく回折信号の検出によって、
スポットがトラック上を走るように制御している。

従って、この場合には、読取り光の波長の１／８になる
トラック案内Ｒ（ＰＧｏ）の深さにより、書込みピット
の読取り時のコントラストが少し劣化することとなる。

しかし、記録材料の薄膜（２）に孔を開けることにもと
づく記録材料自体でのコントラストが大きいために、そ
れは問題にはならない。

然るに、最近高速書込みを目的とした例えばアンチモン
セレンｂｂ　２　Ｓｅ　５　、テルル酸化物Ｔｅａｒ　
（ｘ’＝　１　）というような、光熱が与えられること
によってアモルファス状態から結晶状態にイロ転移をし
て、光吸収率が変わることにより、エネルギー反射率を
増加させる記録材料が発表され注目きれている。

しかしながら、この種の記録材料を用いると、−己録拐
判自体でのコントラストが前ｎ己メル１・系の記録＃　
ＰＩ　ｆ用いるものｌこ比べてどうしても悪くなり、所
望の８７Ｎ比の読取り信号が得′Ａｌｉいという問題点
がある。

発明の目的 本発明は、このような問題点に鑑みて発明されたもので
あって、情報の■込みによつでその鵠込み部分のエネル
ギー反射率が増加する記録利刺を用い、記録材料の反射
率の変化とトラック案内溝の深さとの関係ヲ、書込みビ
ットのコントラストという観点で明確化して、８７Ｎ比
の良い読取り信号が得られる反射型光学記録体を提供す
るものである。

発明の概要 本発明の反射型光学記録体は、冒頭に記したものにおい
て、 次式 ％式％ （式中のｎはトラック案内溝を被いかつ読取り光の入反
射光が通る媒体の屈折率、ｄはトラック案内溝の実際の
段差、λは読取り光の波長を示す。〕で定められる前記
トラック案内溝の深さφ０を次式 ％式％ （２ （式中のｒ１％’ｒ２は記録材ギ゛１の■込み前後夫々
での複素振巾反射率、ｎｌ、）１．２は記録材料の書込
み前後夫々での複素振巾反射率の絶対値を示す。）で定
められる前記記゛録利料の書込み前後夫々での位相θ１
、θ２との関係で、 （＋＋、θ２−θ１〉０のとき、ｓｉｎφｏ　＜　０に
なるように、才た （ｉ＞、θ２−θ１く０のＬき、ｓｊｎφｏ　＞　Ｄに
なるように選択して、前記トラック案内溝を構成したこ
とを特徴とするものである。

従って、情報の書込みによってその書込み部分つ才り書
込みピットのエネルギー反射率が増加する記録拐料を用
いることにより高速書込みができながら、前記のような
選択によって記録材料の反射率の変化（＋−トラック案
内溝の深さとの関係て■込みビットのコントラストが良
くなることから、Ｓ／Ｎ比の良い読取り信号が得られる
。

実施例 次に、本発明にかかる反射型光学記録体の実施例を説明
するに際して、先に理論的に説明し、続いて具体的実施
例について説明する。

理論的な説明をするに、記録利料の情報の書込み前後夫
々での複素振１」反射率、　　ｌ−ラック案内溝の形状
および詞込みビットの形状が力えられるさきに、対物レ
ンズ面での読取り光における反射光の振ｌＪの計９に、
Ｈ，Ｈ，１ｌｏｐｋｉｎｓ理論を用いた。

また、男込み波長（トラック士での■込み間隔〕になり
、その中央に長ざβ０およびｒｏになる書込みピッＦ　
（１，＋　Ｔｒ）　全位置、させて、巾δ０および深さ
ｅｘｐｉφ０の凹状となるトラック案内溝（ＰＣ）が形
成されるような、第２図へ）側に示される如きの２次元
回折物体（（邊をモデル体として考えた。なお、ｐＯｂ
　Ｑｏ　％β０ｓｒＯおよびδ０　は実際の寸法であり
、φ０は読取り光の波長りの関係で換算されるトラック
案内溝（ＰＧ）の深さである。

そして、この２次元回折物体（（」には、例えば光源と
しての半導体レーザからｉＪ’＜長λになる読取り光が
、第２　ｆＭＩ　（Ａｌにて紙面に垂直な」ニガから、
対物レンズ（図示せず月こよってスポット状に集光すれ
て入射されるとする。また、回折を受は対物レンズ面に
、入射に対して逆にたどるように戻る反射光が１．ｘ方
向をトラック方向Ｊ−する９°（、；　１（１＋に直交
するｘ−ｙ座碩（を考えるならば、レンズの瞳面に正却
、化される（ｍ、１１）次の回折光分布が第３図に示さ
れる如（に形成きれるとする。

しかして、対物レンズａＡｊつまり、ｒ　−ｙ　僧Ｉｔ
面での反射光の振巾分布ａ（＝、ｙ　）は、次式のよう
に表わされる。

×■（”ｓ”）　×ｆ（”　　”Ｖｐｓ！ｌ　　’／ｑ
）　　（１）（ａ（−ｒ、ｙ）　−（位相ずれの′ｇ１
）Ｘ（書込みビット（１”１’　）の形状で定丈る回折
光のフーリエスベクトラノ・の項）×（瞳函数 の項）） なお、第２図（Ａ）　（１３）に示される如くにマ１込
みビット（Ｉ’Ｔ）の形状を矩形、またトラック案内溝
（ｉ’ｕ）の形状も矩形として考える場合には、 １１、（ｍ、　ｒつ−ｒｌ　ｌｌ５１．ＮＣ（ｍ）ＩＩ
ＳＩＮＣ（ｎ）−トｒ　１　・（ｅｘｌ）ｉφｏ　　１
）”δ／ｑ”５ＩＮＣ（ｎす・８１ＮＣ（ｎ−δ／ｑ）
ｘ（ｒ２−ｒｌ）＠ｅｘｐｉφ０・β／ｐ１１ｒ／δｅ
　ＳＩＮＧ（ｍｅβ／ｐ）’Ｓ、ＩＮＣ（ｎ・７’／δ
）ｐ＝ＮＡ／λＱＩ）ｏ　　　　ｒ＝ＮＡ／Ａ　”　Ｔ
Ｏ（’Ｉ　＝ＮＡ／λ”　ｑｏ　　　　ａ　＝ＮＡ、７
；３−　δ。

β−ＮＡ、／λ・β０ １１、ｒ２；記録利ｆ’ｌの書込み前後夫々での世素振
中反射率 ＮＡ；対物レンズの開口数 １貫、Ｖ：　男込みビット（ＰＴ）と読取り光の位置ず
れを示す座標 （ＳＩＮｃｘ＝　８ＩＮＣ”／Ｚ　　：シンク関数〕で
ある。

そして、前記（１）式に所定の値を代入して割算ヲし、
更にこの計算結果にもとづいてＰ　−Ｐ　（ｐｅａｋ　
ｔ。

ｐｅａｋ）値になる読取り信号量１１　、、　Ｆ’、を
求めて、この結果をトラック案内溝（Ｐ　（１）の深さ
φ０との関係にてグラフ化すると、第４図に示される如
くになる。なお、読取り信号用：Ｈ’、、Ｆ−（ｐ−ｐ
）は、読取り光のスポットが書込み波長ｐｏの１波長分
だけトラック案内溝（ＰＧ）をトラック方向になぞるこ
とによって得られるものである。次に、第４図を説明す
る。

図中における■乃至Φ）の曲線は、次式％式％ ■′Ｌ１、■（・２；記録月料の書込み前後夫々での複
素振「１〕反射率の絶対値 θ１、θ２；記録月料の書込み前後夫々での位相で定め
られる橢込み前後夫々での複累振ｊ１ｊ反射率ｒ１、ｒ
２が、 １ｒ１１＝０．１ １ｒ２１＝ｏ、ろ （°、’　ｌｒ＋　ｌ　、１ｒ２１　　＊　工不ルキー
反射率〕になるときであって１位相差 θ：θ２−０１ が、０度（−■〕、４５度（−〇）、９［］度（−■）
、１３５度（−Ｇ））、１８０度（−〇）、２２５（−
１３５）度（＝■）、２７０（−９ｒｌ）度（−〇）お
よび３１５（−４５）度（＝（！ｉ）になる夫々の場合
を示している。

そしで、このような夫々の場合において、第５図に示さ
れる如くに波長λの読取り光（１・〕がトラック案内溝
（ＰＧ）８被う屈折率ｎの媒体を通って、実際の段差ｄ
になるトラック案内溝（Ｐ　（，１）に入射されてスポ
ットを結ぶとして、次式 ％式％ で定められるトラック案内溝（ＰＯ）の深さφｏｆ、＋
１８０度から一１８０度才で（→−／２から−λ／２λ まで〕連続的に変化させたものである。

なお、データ条件としては、他に ／’／ｐ＝　０．６ γ／、　＝　０．４ ａ７ｑ＝　ｏ、　ｉ が与えられている。

然るに、このようにして得られた■乃至［有］の曲ｉｌ
ｌ！Ｊを見るき、読取り信号量［１，Ｆ・　（ｐ−ｐ）
が位相差θによりトラック案内溝（Ｐ（１）の深さφ０
のｌ時定な値において夫々最大値を有することがわかる
。

一方、第６図（７！は、第４図での［有］乃至［有］の
夫々の曲線から、読取り信号量Ｉ１．　　Ｆ、　　（ｐ
−ｐ）が最大値になる点をプロットして、トラック案内
溝（Ｐ（ｊ）の深さφ０と読取リイｈ号月、ＩＩ、　　
Ｉ’、　　（ｐ−ｐ）の最大値Ｊこなる位相差θきの関
係をグラフ化したものである。

また、第６図（Ｄｉは、同（マｐにし゛Ｃ１条件がｂ＋
Ｉ　＝　０．１ １ｒ２１　＝　０．２ になるききであって、その他は同じデータ条件の場合を
グラフ化したものである。

以上の第６図（Ａ）　（Ｉ３１から、記録月相の１１°
込み前後での複素振１ゴ反射率ｒ１、ｒ２の変化におい
で、Ｉも１〈Ｒ２ のとき、すなわち記録材料が４′６報の書込みによって
その書込み部分つ才り書込みビットの複素振巾反射率の
絶対値（エネルギー反射率〕が増加するときには、 θ＝０２−θ１〉Ｏ（位相差が正になり位相が進むとき
〕の場合、 最適トラック案内溝（ＰＯ）の深さφｏ（Ｄになり、丈
た θ−θ２−θ１〈ｏ（位相差が負になり位イｎが遅れる
とき〕の場合、 最適トラック案内溝（Ｐｏ）の深さφＯ＞　０になるこ
とがわかる。

なお、トラック案内溝（Ｐ（りの深さφ０の正負は、第
７図（Ａ）に示される如く読取り党内ｆｕｌｌからトラ
ック案内溝（Ｐ（））を見るに凹状になる場合が負であ
って、第７シ１（０に示される如く読ηｙり光（ＪＩｌ
側から見るに凸状になる場合が正である。世し、これら
は、 一１８０度〈θ＝０２−０１４ｉｇＱ度−１８０度４φ
ｏ４１８０度 になる範囲内のみである。

一方、１φｏｆ＞１８０度の範囲内においては、θ＝θ
２−０１〉０では、ｓｉｎφｏ　＜　０ずた、 θ＝θ２−θ１〈ｏては、ｓｉｎφ［１〉。

ζこなる。なお、これらの関係は、１φｏ１４１８０度
ｌこなる前記のＷＪ、回内においても適用できる。

なお、第８図は、各部分で反射される読取り光の位相関
係を示すものであって、前記のような位相差θとトラッ
ク案内？１ケ（、［’　（＋　）の深さφ０との関係に
あるな、らば、読取・り光のη込みピッＩ−（ＰＴ）か
らの反射光の位相θ２＋φｏｃｔトラック案内溝（ＰＧ
）外の部分からの反射光の位相θ１に近づいて、宵込み
ピット（、Ｔ’　ｉ’　）のコントラスト・が良くなる
。

次に、具体的記録材料にもとづく具体的実施例につき説
明する。

記録旧料としてアンチモンセレン５ｂ２ｓｅｓ　’ａ：
　用い、第９図に示される如くに反射型）′Ｃ；学記録
体の一例である光ティスフ（Ｄ）が（１゛Ｇ成されてい
る。

すなわち、アクリル樹脂からなる基板（１１）のトラッ
ク案内溝（ＰＧ）を形成する面（１１ａ）に、アンチモ
ンセレンＳ　ｂ　２　Ｓ　ｅ　３　　の薄膜（Ｉ２１が
層状に蒸着されることで設けられ、更にその上に補助層
さして蒸着等によって形成されるヒスマスチル層（１３
）が設けられている。そして、読取り光（１））は、図
中に示される如（に基板（ＩＩ）’を介してアンチモン
セレン５ｈ２Ｓｅ３の薄膜（１２１に上方から入射され
ることになり、基板（１１）がトラック案内溝（ＰＧ）
を被いかつ読取り光の入反射光が通る屈折率ｎの媒体に
なっている。

このように構成される光学ディスク（ｊ〕）において、
記録材料になるアンチモンセレンＳ　ｂ　７　Ｓ　ｅ　
ｙ、　　の薄膜（１２の膜厚を種々に変えて、夫々にお
りる情報の書込み前後、言い換えれば情報の書込み部分
つ丈り書込みビットとそれ以外の部分とての夫々のＭ１
折率等を測定して、エネルギー反射率上１１、巨２１さ
位相θ１、θ２とを計４．により得てグラフ化すると、
第１０図に示される如くになる。すなわち、アンチモン
セレンＳｂ２Ｓｅ３の薄膜側の膜厚の変化に対してエネ
ルギー反射率（■＝書込み前のエネルギー反射率１ｒ１
１、■−書込み後のエネルギー反射率１ｒ２１　　）、
Ｔｈ位相（■＝書込み前の位相θ１、■−朝込み後の位
相θ２）とが図示される如くに変化する。

そして、この第１０図から、最適のアンチモンセレン５
ｂ２Ｓｅ５の薄膜（１２１の膜厚は、４００乃至５００
Ａに選ばれる。

この様な膜厚のときには、情報の■込み前後夫夫でのエ
ネルギー反射率は、 ｂｔ１２：　ｏ、　１ １ｒ２１−０．３ となっており、才た書込み前後の位相差は、θ−ｑ２−
θ１ユ８゛０度 の正になっており、・位相が進んでいる。

次に、アンチモンセレン５ｂ２Ｓｅ５の薄膜（１２の膜
厚を４０ＯＡ（＝＜−ａ＞）、４５０Ａ（−〇））およ
び５００Ａ（−４）））にして、トラック案内溝（、Ｉ
ＪＪ（Ｊ　）の深さφｏＷ□変えて得られるｌ１７Ｌ取
り信号量Ｈ，Ｆ。

（ｐ−ｐ）をグラフ化すれば、第１１図に示される如く
になる。

そして、読取り信号…″ＩＩ、　　Ｆ、　　（ｐ−１）
）が４大になる最適のトラック案内溝（ｉ’ｃｉ）の深
さφｏさしては、記録材料にアンチモンセレン５ｂ２Ｓ
ｅ５７！：用いる場合、 φｏ！；−９０Ｋ になることがわかる。

なお、本発明における反射型光学記録体としては、光デ
ィスクの他に光カード、光シート等であってもよい。ま
た、記録材料は、トラック案内溝を形成する面の全体に
層状に設ける必要はなく、。

読取り光が当たる面に少なくとも設けられておればよい
。更に、読取り光は、基板等を介さずに空気中等から直
接に記録材料に入射するように構成してもよい。

また、本発明における記録材料の岩込み前後とは、実施
例中にも述べたように具体的には層状の記録月料に情報
が宵込才れていない部分と４ｈ報が書込まれた書込み部
分つ才り書込みビット、２いうことである。

発明の効果 本発明は、次のような利点を有するものである。

トラック案内溝の深さφ０を、記録月利の書込み前後の
位相との関係で、 θ２−０１〉０になり位相が進むきき、ｐｉｎφｏ　＜
　０になるように、才た θ２−θ１〈０になり位相が遅れるとき、ｓｉｎφｏ　
＞　０になるように選択すれば、情報のＹ５込みによっ
てその書込み部分つまり書込みビットのエネルギー反射
率が増加する記録材料を用いることにより高速書込みが
できながら、読取り光の省込みビットからの反射光の位
相がトラック案内溝外の部分からの反射光の位相に近づ
いで、記＠利料の反射率の変化とトラック案内溝の深さ
との関係で書込みビットのコントラス・トが良くなるこ
とから、Ｓ／Ｎ比の良い読取り信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光ディスクの部分断面斜視図、第２図乃至第１
１図は本発明にかかる反射型、光学記録体を説明するた
めの図面であって、第２図（Ａ）　（Ｑ夫々は対物レン
ズ面での反射光の振＋ｊＪ分布を得るにモデル体として
の２次元回折物体の正面図および第２図（へのＢ−Ｂ線
断面図、第３図口ま対物レンズ面での反射光による回折
光分布図、第４図はトラック案内溝の深さφ０き記録材
料の書込み前後の各所定位相差θにおけるＰ−Ｐ値にな
る読取信号惜Ｈ。 Ｆ−Ｌの関係を示す図％第５　［Ｙ＜１オ１・ラック案
内Ｒνの深さφ０の式を導き出すに駅間するだめの図、
第６図（Ａ＋　（ｒａ夫々は第４図における各酒定位ａ
差θの読取り信号量）１．　　Ｐ、　　（ｒ）−ｐ）の
最大値をプロットして読取り信号量１１．　　ｌ＝’、
　　（ｒ）−１’））の最大値になるトラック案内溝の
深さφ０と記録月料の１１込み前後の位相差θとの関係
を示ず図およびデータ条件が異なる同様の図、第７図（
Ａ）　（、Ｂ）夫々はトラック案内溝の深さφ０が正負
になるときのトラック案内溝の形状を説明するための図
、第８図は各部分で反射する読取り光の位相関係を説明
するための図、第９図は光ディスクの構成を示すトラッ
ク案内溝方向に直交する方向での部分断面図、第１０図
はアンチモンセレンの薄膜の膜厚とアンチモンセレンの
薄膜の書込み前後夫々でのエネルギー反射率ｌｒ＋Ｉ　
、１ｒ２１　　および位相θ１．０２との関係を示″ｉ
ｌ−図、第１１図はトラック案内溝の深さφ０と藺取り
信号量ＩＬ　　Ｆ、　　（ｐ−ｐ）との関係を示す図で
ある。 なお、図面に用いられている符号において、（１υ・・
・・・・・・・・・・・・・基板（１２１・・・・・・
・・・・・・・・・Ｔンチモンセ１／ンの薄Ｍ’Ｋ（Ｄ
）・・・・・・・・・・・・・・・光ディスク（１，’
Ｏ）・・・・・・・・・・・・トラック案内溝φ０・・
・・・・・・・・・・・・・トラック案内溝の深さであ
る。 代理人　土用　肋 〃　　　　　　常　　包　　芳　　男 〃　　杉浦俊貴 第１４図 第２図 、ヨ　　　　　ｅＸＰｉｐｇ ；“３二１図 シ （自発）手続補正書 昭和５７年１２月２４Ｆ、１ 特許庁長官殿 １、事イ１１の表示 昭和５７　’Ｉ　Ｑｈ　；ｔ′ｒ　ｉｆ＋　ｍ　２　Ｕ
　６４９４　”ｊ２、　Ｑ　”ＪＪ　４７）３　反射型
光学記録体３、　袖ｊＥをする者 事ｆ’ｌとの関係　　特ｒ＋’ｌ出願人（２１８）ソニ
ーｔ１３式会社 ６、補正により増加する発明の数 （１）、明細書第７頁第１２行のｒ　ＨＪｌ、Ｈｏｌ−
１ｋｉｎｓ　　理論音用いた。Ｊ　ｆ　［Ｈ，Ｈ，Ｈｏ
ｐｋｉｎｓ理論（Ｊｏｕｒｎａｌ可０ｐｔｉｃａｌ　５
ｏｃｉｅｔｙ　　ｏｆ　ＡＪｎｅｒｉｃａ　、　　Ｖｏ
ｌ、　６９　、ＡＩ　、　Ｊａｎ、　１９７９゜Ｄｉｆ
ｆｒａｃｔｉｏｎ　　ｔｈｅｏｒｙ　　ｏｆ　　１ａｓ
ｅｒ　　ｒｅａｄ−ｏｕｔ　　ｓｙｓｔｅｍｓ　　ｆｏ
ｒｏｐｔｉｃａｌ　ｖｉｃｌｅｏ　ｄｉｓｃｓ　）　ｆ
用いた。」と補正する。 （２）、叩第９頁第１６行の［５ＩＮ（Ｊ、ｚ　＝ＳＬ
ＮＯｘ／ｘ　Ｊ　ｆ［５ＩＮＯｘ　＝　ＳＩＮ　π”／
ｌｒｘ　Ｊ　　と補正する。 （３）、同第１１頁第１９行のｌ’−Ｕ、ＩＪ全１０．
４Ｊと補正する。 −以上一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トラック案内溝を形成する面に、情報の書込みによって
   その書込み部分のエネルギー反射率が増加する記録材料
   を層状に設けた追記可能な反射型光学記録体において、 （式中のｎはトランク案内溝を被いかつ読取り光の入反
   射光が通る媒体の屈折率　ｄ７オトラツク案内溝の実際
   の段差、λは読取り光の波長を示す。）で定められる前
   記トラック案内溝の深さφｏｆ次式 ％式％ （式中のｒｌ、ｒ２は記録材料の書込み前後夫々での複
   素振巾反射率、Ｒ１、Ｒ２は記録材料の書込み前後夫々
   での複素振巾反射率の絶対値を示す。〕で定められる前
   記記録材料の宵込み前後夫々での位相０１、Ｒ２きの関
   係で、 Ｕ＋、Ｒ２−６１〉０のとき、ｓｉｎφｏ＜０になるよ
   うに、また ＋ｉ＋、θ２−θ１〈Ｏのとき、ｓｉｎφｏ　＞　０に
   なるように選択して、前記トラック案内溝を構成したこ
   とを特徴とする反射型光学記録体。