JP2001250274A - 光情報媒体およびその再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回折限界を超える高解像度の再生が可能であ
り、かつ、再生パワーの線速度依存性が低い光情報媒体
と、この光情報媒体に記録されている情報を再生する方
法とを提供する。 【解決手段】 凹凸を有するか、記録マークを形成可能
であるか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可
能である情報記録面を備える光情報媒体であって、機能
層を備え、４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録
マークの最小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長
い波長の再生光を用い、再生光のパワーを、機能層の複
素屈折率が変化しない範囲内に設定し、機能層によって
構成される情報記録面に再生光を照射するか、機能層を
通して情報記録面に再生光を照射するか、情報記録面を
通して機能層に再生光を照射したとき、情報記録面が有
する情報の再生が可能である光情報媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録密度の高い光
情報媒体およびその再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光情報媒体には、コンパクトディスク等
の再生専用光ディスク、光磁気記録ディスクや相変化型
光記録ディスク等の書き換え可能型光記録ディスク、有
機色素を記録材料に用いた追記型光記録ディスクなどが
ある。

【０００３】光情報媒体は磁気記録媒体に比べ一般に情
報密度を高くすることができるが、近年、画像等の膨大
な情報の処理のためにさらに情報密度を高くすることが
必要とされている。単位面積あたりの情報密度を高くす
るためには、トラックピッチを狭める方法と記録マーク
間や位相ピット間を縮めて線密度を高くする方法とがあ
る。しかし、再生光のビームスポットに対しトラック密
度や線密度が高すぎる場合、Ｃ／Ｎ（carrier to noise
ratio）が低くなってしまい、ついには信号再生が不可
能となってしまう。信号再生時の分解能はビームスポッ
ト径によって決定され、具体的には、再生光の波長を
λ、再生装置の光学系の開口数をＮＡとしたとき、一般
に空間周波数２ＮＡ／λが再生限界となる。したがっ
て、再生時のＣ／Ｎ向上や分解能向上のために再生光の
短波長化やＮＡ増大が有効であり、多くの技術的検討が
なされているが、これらを導入するためには様々な技術
的課題を解決する必要がある。

【０００４】このような事情から、光の回折によって決
定される再生限界を超えるための様々な方法、すなわ
ち、いわゆる超解像再生方法が提案されている。

【０００５】最も一般的な超解像再生方法は、記録層に
重ねていわゆるマスク層を設ける方法である。この方法
では、レーザービームスポットの強度分布がガウス分布
であることを利用して、マスク層にビームスポットより
も小さな光学的開口を形成し、これによりビームスポッ
トを回折限界より小さく絞る。この方法は、光学的開口
形成のメカニズムの違いにより、ヒートモード方式とフ
ォトンモード方式とに大別される。

【０００６】ヒートモード方式では、マスク層のビーム
スポット照射部において、温度が一定値以上となった領
域で光学特性が変化する。ヒートモード方式は、例えば
特開平５−２０５３１４号公報に記載された光ディスク
において利用されている。この光ディスクは、情報信号
に応じて光学的に読み出し可能な記録ピットが形成され
た透明基板上に、温度によって反射率が変化する材料層
を有する。すなわち、この材料層がマスク層として働
く。同公報において上記材料層を構成する材料として具
体的に挙げられている元素はランタノイドであり、実施
例ではＴｂを使用している。同公報記載の光ディスクで
は、読み出し光が照射されたときに、上記材料層の反射
率が読み出し光の走査スポット内で温度分布により変化
し、読み出し後、温度が低下した状態で反射率が初期状
態に戻り、再生時に上記材料層が溶融することはない。
なお、ヒートモード方式としては、例えば特許第２８４
４８２４号公報に記載されているように、アモルファス
−結晶転移する材料をマスク層に用い、ビームスポット
内の高温領域を結晶転移させて反射率を向上させること
により超解像再生を行う媒体も知られている。しかし、
この媒体では、再生後にマスク層を再びアモルファスに
戻す必要があるので、実用的とはいえない。

【０００７】ヒートモード方式では、光学的開口の寸法
がマスク層の温度分布で一意的に決定されるため、媒体
の線速度等の各種条件を考慮して再生光のパワーを厳密
に制御する必要がある。そのため、制御系が複雑にな
り、媒体駆動装置が高価格になってしまう。また、ヒー
トモード方式では、繰り返し加熱によりマスク層が劣化
しやすいので、繰り返し再生により再生特性が劣化しや
すい。

【０００８】一方、フォトンモード方式では、マスク層
のビームスポット照射部において、フォトン量が一定値
以上となった領域で光学特性が変化する。フォトンモー
ド方式は、例えば特開平８−９６４１２号公報に記載さ
れた情報記録媒体、特開平１１−８６３４２号公報に記
載された光記録媒体、および特開平１０−３４０４８２
号公報に記載された光情報記録媒体において利用されて
いる。上記特開平８−９６４１２号公報には、マスク層
として、フタロシアニンまたはその誘導体を樹脂または
無機誘電体に分散させたもの、および、カルコゲナイド
からなるものが記載されている。また、上記特開平１１
−８６３４２号公報では、上記再生光の照射により励起
子のエネルギー準位に電子励起して光吸収特性が変化す
る禁制帯を有する半導体材料を含有する超解像再生膜を
マスク層として用いており、マスク層の具体例として
は、ＳｉＯ₂母材中にＣｄＳｅ微粒子を分散させたもの
が挙げられている。また、上記特開平１０−３４０４８
２号公報では、照射された光の強度分布と透過した光の
強度分布とが非線形に変化するガラス層をマスク層とし
て用いている。

【０００９】フォトンモード方式の超解像再生媒体で
は、ヒートモード方式の超解像再生媒体と異なり、繰り
返し再生による劣化が比較的生じにくい。

【００１０】フォトンモード方式において光学特性が変
化する領域は、入射フォトン数によって決定される。そ
して、入射フォトン数は、ビームスポットに対する媒体
の線速度に依存する。また、フォトンモード方式でも、
光学的開口の寸法は再生光のパワーに依存し、過剰なパ
ワーを与えると光学的開口が過大になってしまうため、
超解像再生が不可能となる。したがって、フォトンモー
ド方式においても、線速度に応じて、また、読み取り対
象のピットおよび記録マークの寸法に応じて、再生光の
パワーを厳密に制御する必要がある。また、フォトンモ
ード方式では、マスク層構成材料を再生光の波長に応じ
て選択しなければならない、すなわち、多波長再生に適
応しにくい、という問題もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、回折
限界を超える高解像度の再生が可能であり、かつ、再生
パワーの線速度依存性が低い光情報媒体と、この光情報
媒体に記録されている情報を再生する方法とを提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１５）の本発明により達成される。 （１） 凹凸を有するか、記録マークを形成可能である
か、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可能であ
る情報記録面を備える光情報媒体であって、空間分解能
を向上させる機能を有する機能層を備える光情報媒体。 （２） 凹凸を有するか、記録マークを形成可能である
か、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可能であ
る情報記録面を備える光情報媒体であって、機能層を備
え、４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録マーク
の最小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長い波長
の再生光を用い、前記再生光のパワーを、前記機能層の
複素屈折率が変化しない範囲内に設定し、前記機能層に
よって構成される前記情報記録面に前記再生光を照射す
るか、前記機能層を通して前記情報記録面に前記再生光
を照射するか、前記情報記録面を通して前記機能層に前
記再生光を照射したとき、前記情報記録面が有する情報
の再生が可能である光情報媒体。 （３） 凹凸を有するか、記録マークを形成可能である
か、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可能であ
る情報記録面を備える光情報媒体であって、機能層を備
え、４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録マーク
の最小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長い波長
の再生光を用い、前記再生光のパワーを、前記再生光の
パワー変化に対応して前記機能層からの反射光量が線形
的に変化する範囲内に設定し、前記機能層によって構成
される前記情報記録面に前記再生光を照射するか、前記
機能層を通して前記情報記録面に前記再生光を照射する
か、前記情報記録面を通して前記機能層に前記再生光を
照射したとき、前記情報記録面が有する情報の再生が可
能である光情報媒体。 （４） 再生光の最適パワーがあらかじめ記録されてい
る上記（１）〜（３）のいずれかの光情報媒体。 （５） 情報を保持するピットが設けられた基体を有
し、この基体のピット形成面上に機能層を有し、この機
能層の存在により、下記現象（Ａ）および（Ｂ）が実現
する光情報媒体。 （Ａ）４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記ピットの最小長さ、ＮＡ
は再生光学系の開口数）より長い波長の再生光を照射し
たときに、前記ピットが保持する情報の再生が可能とな
る現象。 （Ｂ）ピット深さに依存して再生出力が変化し、再生光
の波長をλとしたとき、長さがλ／４ＮＡ以上のピット
において再生出力が最大となるピット深さよりも、長さ
がλ／４ＮＡより短いピットにおいて再生出力が最大と
なるピット深さのほうが小さくなる現象。 （６） 情報を保持するピットが設けられた基体を有
し、この基体のピット形成面上に機能層を有し、４ＮＡ
・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記ピットの最小長さ、ＮＡは再生光学系
の開口数）より長い波長の再生光を照射したときに、前
記ピットが保持する情報の再生が可能であり、再生光の
波長をλとし、前記基体の屈折率をｎとしたとき、ピッ
ト深さｄが媒体全体において λ／１０ｎ≦ｄ＜λ／６ｎ である光情報媒体。 （７） 情報を保持するピットが設けられた基体を有
し、この基体のピット形成面上に機能層を有し、４ＮＡ
・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記ピットの最小長さ、ＮＡは再生光学系
の開口数）より長い波長の再生光を照射したときに、前
記ピットが保持する情報の再生が可能であり、再生光の
波長をλとしたとき、λ／４ＮＡ未満の長さをもち、か
つ、深さがｄ _Sであるピットと、λ／４ＮＡ以上の長さ
をもち、かつ、深さがｄ_Lであるピットとが存在し、 ｄ_S＜ｄ_L である光情報媒体。 （８） 前記基体の屈折率をｎとしたとき、 λ／１０ｎ≦ｄ_S＜λ／６ｎ である上記（７）の光情報媒体。 （９） 前記基体の屈折率をｎとしたとき、 λ／８ｎ＜ｄ_L＜λ／４ｎ である上記（７）または（８）の光情報媒体。 （１０） 凹凸を有するか、記録マークを形成可能であ
るか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可能で
ある情報記録面と、機能層とを備える光情報媒体に対
し、４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録マーク
の最小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長い波長
の再生光を用い、前記再生光のパワーを、前記機能層の
複素屈折率が変化しない範囲内に設定し、前記機能層に
よって構成される前記情報記録面に前記再生光を照射す
るか、前記機能層を通して前記情報記録面に前記再生光
を照射するか、前記情報記録面を通して前記機能層に前
記再生光を照射することにより、前記情報記録面が有す
る情報の再生を行う光情報媒体の再生方法。 （１１） 凹凸を有するか、記録マークを形成可能であ
るか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可能で
ある情報記録面と、機能層とを備える光情報媒体に対
し、４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録マーク
の最小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長い波長
の再生光を用い、前記再生光のパワーを、前記再生光の
パワー変化に対応して前記機能層からの反射光量が線形
的に変化する範囲内に設定し、前記機能層によって構成
される前記情報記録面に前記再生光を照射するか、前記
機能層を通して前記情報記録面に前記再生光を照射する
か、前記情報記録面を通して前記機能層に前記再生光を
照射することにより、前記情報記録面が有する情報の再
生を行う光情報媒体の再生方法。 （１２） 機能層の温度を、機能層構成材料に応じた所
定値以上に昇温させることにより再生を行う上記（１
０）または（１１）の光情報媒体の再生方法。 （１３） 少なくともレーザービーム照射を利用して機
能層を昇温させる上記（１２）の光情報媒体の再生方
法。 （１４） 少なくとも環境温度の昇温を利用して機能層
を昇温させる上記（１２）または（１３）の光情報媒体
の再生方法。 （１５） 再生光の最適パワーがあらかじめ記録されて
いる光情報媒体に対し、再生前に前記最適パワーを読み
出して、この最適パワーで再生を行う上記（１０）〜
（１４）のいずれかの光情報媒体の再生方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の光情報媒体は、情報記録
面を有する。本明細書において情報記録面とは、ピット
および／またはグルーブからなる凹凸を有するか、記録
マークを形成可能であるか、前記凹凸を有すると共に記
録マークが形成可能である領域を意味する。すなわち、
本発明は、再生専用媒体および光記録媒体（追記型また
は書き換え可能型の媒体）のいずれにも適用できる。再
生専用媒体では、基板表面に設けられたピットが情報記
録面を構成し、光記録媒体では、記録層が情報記録面を
構成する。記録層は、相変化型のもの、有機色素を主体
とするもの、そのほかの有機材料や無機材料を主体とす
るものなどのいずれであってもよい。記録マークは、周
囲に対し反射率等の光学定数が異なるもの、凹状のも
の、凸状のもの等のいずれであってもよい。

【００１４】本発明者らは、特定の材料から構成され、
かつ前記特定の材料のそれぞれに対応した特定の厚さを
もつ層を、光情報媒体に設けることにより、従来とは全
く異なるメカニズムの超解像再生が可能になることを見
いだした。本発明では、前記特定の材料として、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｔａ、Ａ
ｌ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｔｅ、ＺｎおよびＢｉから選択
される少なくとも１種の元素を含む単体もしくは合金ま
たはその化合物を用い、好ましくは単体またはその化合
物を用いる。本発明では、超解像再生を可能とする前記
層を、機能層と呼ぶ。この機能層を設けることにより、
光の回折によって決定される解像限界を下回る寸法のピ
ット、グルーブ、記録マークが検出可能となる。

【００１５】以下、本発明の詳細について説明する。

【００１６】図１に示す媒体構造への適用 光情報媒体の構成例を、図１に示す。図１に示す光情報
媒体１は、再生専用媒体であり、透光性を有する基体２
の表面にピット２１を有し、ピット形成面に密着して層
１０を有する。再生光は、図中下側から入射する。層１
０は、特定の組成かつ特定の厚さをもつときに前記機能
層として働く。

【００１７】層１０を単体または合金から構成した場合 図１に示す構造の光ディスクサンプルを、以下の手順で
作製した。基体２には、射出成形により位相ピットを同
時形成した直径１２０mm、厚さ０．６mmのディスク状ポ
リカーボネート（屈折率ｎ＝１．５８）を用いた。この
基体２は、螺旋状トラックをもつ環状のピット形成領域
を同心円状に複数設け、それぞれのピット形成領域内で
ピット長を一定としたバンディッドタイプのものであ
る。すなわち、１枚の基体に、異なる長さの位相ピット
を形成したものである。各ピット形成領域におけるピッ
ト長（pit length）は図５に示す値とし、隣接ピット間
のスペースはピットと同じ長さとした。層１０は、厚さ
１５nmのＳｉ層または厚さ１００nmのＡｌ合金（Ａｌ−
１．７原子％Ｃｒ）層から構成した。なお、層１０はス
パッタ法により形成した。

【００１８】これらのサンプルについて、光ディスク評
価装置（レーザー波長６３５nm、開口数０．６０）を用
い、線速度を１１m/s、再生パワーを３mWとして、Ｃ／
Ｎを測定した。なお、この光ディスク評価装置における
カットオフ空間周波数２ＮＡ／λは、 ２ＮＡ／λ＝１．８９×１０³（ラインペア/mm） なので、ピットと隣接ピット間のスペースとが同じ長さ
であるピット列は、その空間周波数が１．８９×１０³
（ラインペア/mm）以下であれば読み取り可能である。
この場合、読み取り可能な空間周波数に対応するピット
長（＝スペース長）Ｐ_Lは、 Ｐ_L≧λ／４ＮＡ＝２６５（nm） となる。したがって、ピット長２６５nm未満のピット列
においてＣ／Ｎが得られれば、超解像再生が可能である
といえる。

【００１９】上記各サンプルにおけるピット長とＣ／Ｎ
との関係を、図５に示す。図５において、厚さ１５nmの
Ｓｉ層を有するサンプルでは、ピット長２００〜２５０
nmにおいて４０dB以上のＣ／Ｎが得られている。一方、
厚さ１００nmのＡｌ合金層を有するサンプルでは、ピッ
ト長２５０nm以下においてＣ／Ｎが０dBであり、信号が
全く得られていない。そして、ピット長が、読み取り可
能な空間周波数範囲内である３００nmであると、Ａｌ合
金層を有するサンプルのＣ／Ｎは、Ｓｉ層を有するサン
プルとほぼ同じとなる。この結果から、厚さ１５nmのＳ
ｉ層を設けることにより、超解像再生が可能となること
がわかる。

【００２０】なお、本明細書において再生が可能である
とは、２０dB以上のＣ／Ｎが得られる場合である。ただ
し、実用的には、好ましくは３０dB程度以上、より好ま
しくは４０dB程度以上のＣ／Ｎが得られる必要がある。

【００２１】次に、層１０をＮｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｐ
ｔ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓ
ｎ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｂｉ、ＡｕおよびＡｇのいずれかから
構成し、かつその厚さを５〜１００nmの範囲で変えて光
ディスクサンプルを作製した。これらのサンプルのピッ
ト長２５０nmのピット列について、再生パワーを１〜７
mWの範囲で変えてＣ／Ｎを測定した。Ｃ／Ｎ測定には上
記光ディスク評価装置を用い、測定時の線速度は１１m/
sとした。表１〜表４に、層１０の厚さとＣ／Ｎとの関
係とを示す。なお、表１〜表４には、層１０の各厚さに
おいて再生パワーを１〜７mWの間で変えたときに得られ
た最も高いＣ／Ｎを、層１０の構成材料別に表示してあ
り、表１には最大Ｃ／Ｎが４０dB以上となったものを、
表２には最大Ｃ／Ｎが３０dB以上４０dB未満となったも
のを、表３には最大Ｃ／Ｎが２０dB以上３０dB未満とな
ったものを、表４には最大Ｃ／Ｎが２０dB未満となった
ものを、それぞれ分類して示してある。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】表１〜表４から、超解像再生を可能とする
ためには、構成元素に応じて層１０の厚さを最適化する
必要があることがわかる。例えば、表２に示されるよう
に、層１０がＡｌ層であって、かつ厚さが１５nmである
場合は超解像再生が可能であるが、Ａｌ層の厚さが１０
０nmになると、すなわち、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯ
Ｍなどの通常のＲＯＭディスクにおける反射層と同程度
になると、通常のＲＯＭディスクと同様に超解像再生が
できなくなることがわかる。

【００２７】図６〜図９に、上記各サンプルのうち最大
Ｃ／Ｎが得られたものについて、再生パワーＰｒとＣ／
Ｎとの関係を示す。なお、図６〜図９に示すサンプル
は、それぞれ表１〜表４に対応している。Ｃ／Ｎは、ピ
ット長２５０nmのピット列について測定した。測定には
上記光ディスク評価装置を用い、測定時の線速度は１１
m/sとした。図６〜図９から、大部分のサンプルでは、
再生パワー増大に伴ってＣ／Ｎが増大する傾向があるこ
とがわかる。これらの図には再生出力は示していない
が、再生出力もＣ／Ｎと同様な挙動を示した。なお、図
６〜図９において高Ｐｒ側のデータが存在しないもの
は、そのＰｒにおいて層１０が劣化して再生信号が得ら
れなかったものか、評価装置の反射光検出系の飽和によ
りデータが得られなかったものである。

【００２８】図１０〜図１３に、上記各サンプルのうち
最大Ｃ／Ｎが得られたものについて、再生パワーＰｒと
反射光量との関係を示す。なお、図１０〜図１３に示す
サンプルは、それぞれ表１〜表４に対応している。図１
３には、マスク層を利用する従来の超解像媒体の反射光
量変化を示すために、マスク層として相変化材料層を有
するディスクにおける結果を併記してある。このディス
クは、前記基体上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる厚さ８
０nmの第１誘電体層、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅からなる厚さ２
０nmのマスク層（相変化材料層）、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂か
らなる厚さ２３nmの第２誘電体層およびＡｌからなる厚
さ１００nmの反射層を、この順で積層したものであり、
マスク層はスパッタにより形成した直後の状態（非晶質
状態）である。反射光量は、ピット長２５０nmのピット
列について測定した。この反射光量は、ピット列全体の
平均反射光量である。すなわち、ピットと隣接ピット間
のスペースとからなる記録トラックの平均反射光量であ
る。測定には上記光ディスク評価装置を用い、測定時の
線速度は１１m/sとした。図１０〜図１３では、マスク
層を有する比較サンプルを除き、再生パワーＰｒの増大
にほぼ比例して反射光量が増大している。このことは、
反射率が再生パワーの影響を実質的に受けないことを意
味する。すなわち、再生パワーの変化に伴って複素屈折
率（ｎ＋ｉｋ）が変化しないことを意味する。これに対
し、マスク層を有する従来の超解像媒体では、光学的開
口の形成に一定値以上の再生パワー（熱量または光量）
が必要であり、前記一定値を境界として反射率が急激に
変化する。その結果、図１３の比較サンプルにおいて見
られるように、再生パワーと反射光量との関係を示すグ
ラフにおいて前記一定値に変曲点が存在することにな
る。なお、図１３に記載された比較サンプルのＰｒ−反
射光量線において、Ｐｒ＝２mWの位置に現れた変曲点は
マスク層の結晶化によるものであり、Ｐｒ＝６mWの位置
に現れた変曲点はマスク層の溶融によるものである。

【００２９】このように、超解像再生が可能な本発明サ
ンプルでは、超解像再生が不可能であるサンプル（例え
ば図１３に示すＡｕ層またはＡｇ層を有するサンプル）
と同様に、反射率が再生パワーの影響を受けない。この
結果から、本発明における超解像再生メカニズムが、ヒ
ートモード方式またはフォトンモード方式によって光学
的開口を形成する従来の超解像媒体とは異なり、温度変
化または光量変化による反射率変化を利用するものでは
ないことがわかる。

【００３０】ただし、後述するように、相変化材料層も
本発明における機能層として利用することが可能であ
る。本発明における機能層として利用可能な相変化材料
層では、非晶質であっても結晶質であっても、その複素
屈折率を変化させない再生光を照射したときに超解像再
生が可能である。

【００３１】温度変化と反射率変化との関係について、
さらに以下の実験を行った。この実験では、基体（厚さ
１．２mmのスライドガラス）上に厚さ１５nmのＷ層また
は厚さ１００nmのＷ層をスパッタ法により形成して測定
用サンプルを作製し、このＷ層の反射率の温度依存性を
加熱顕微鏡により測定した。この測定に際し、昇温速度
は３０℃／分とし、反射率は波長６３５nmにおいて測定
した。図１４に、１００〜４００℃における反射率の温
度依存性を示す。図１４に示されるように、いずれの場
合でも４００℃までの加熱において反射率変化は実質的
に認められない。この結果は、図１０〜図１３に示され
る結果とよく符合する。

【００３２】図１５に、層１０を厚さ１５nmのＷ層から
構成したサンプルについて、再生パワーＰｒを１〜５mW
の範囲で変え、かつ、線速度ＬＶを３〜１１m/sの範囲
で変えたときのＣ／Ｎを示す。Ｃ／Ｎはピット長２５０
nmのピット列について測定し、測定には上記光ディスク
評価装置を用いた。図１５では、Ｃ／Ｎの線速度依存性
が実質的に認められないことがわかる。すなわち、この
線速度範囲では、超解像再生に関する性能が線速度の影
響を実質的に受けないことがわかる。したがって、この
線速度域においては、線速度を変更した場合でも再生パ
ワーを制御する必要がない。このように広い範囲におい
て自在に線速度を選択できることは、従来の超解像媒体
では、ヒートモード方式でもフォトンモード方式でも実
現し得なかったことである。図１５には厚さ１５nmのＷ
層を有するサンプルについての結果だけを示してある
が、上記各サンプルのうち超解像再生が可能なものすべ
てにおいて、このように広い線速度域においてＣ／Ｎの
線速度依存性は実質的に認められなかった。

【００３３】なお、上記各サンプルについて、再生光波
長を７８０nmとして、ピット長２５０nmのピット列およ
びピット長３００nmのピット列についてＣ／Ｎを測定し
たところ、超解像再生が可能であることが確認された。

【００３４】また、層１０をＷとＭｏとの合金とし、か
つ、層１０の厚さを１５nmとしたサンプルについて、上
記光ディスク評価装置を用い、線速度を１１m/sとし
て、ピット長２５０nmのピット列のＣ／Ｎを測定した。
結果を図１６に示す。図１６から、合金を用いた場合で
も超解像再生が可能であることがわかる。

【００３５】また、層１０を、スパッタ法により形成し
た非晶質状態のＴｂ_19.5Ｆｅ_70.5Ｃｏ₇Ｃｒ₃（原子比）
合金から構成し、かつ、層１０の厚さを１５nmとしたサ
ンプルについて、上記光ディスク評価装置を用い、線速
度を１１m/sとして、ピット長２５０nmのピット列のＣ
／Ｎを測定した。なお、この組成の合金からなる層は、
光磁気記録層として使用可能であるが、このサンプルで
は、再生専用サンプルにおける反射層として使用してい
る。図３５に、このサンプルにおける再生パワーＰｒと
反射光量との関係を示す。また、図３６に、再生パワー
ＰｒとＣ／Ｎとの関係を示す。図３５から、このサンプ
ルにおいても、反射光量が再生パワーに依存して線形的
に変化することがわかる。また、図３６から、このサン
プルにおいても超解像再生が可能であり、光磁気記録材
料からなる層１０が本発明における機能層として働くこ
とがわかる。

【００３６】また、層１０を厚さ１５nmのＷ層から構成
したサンプルについて、層１０の上に、厚さ０．６mmの
平滑なポリカーボネート板を粘着剤シートにより接着
し、このポリカーボネート板を通して再生光を入射させ
て再生を行った。なお、ポリカーボネート板の接着は、
再生光学系の対物レンズの非点収差を補正するためであ
る。その結果、ピット長２５０nmのピット列のＣ／Ｎ
は、再生パワー２mWで１３．８dB、３mWで２１．８dB、
４mWで２７．８dBであり、超解像再生が可能であった。
この結果から、層１０の上に透明樹脂層（粘着剤層）を
形成し、これを通して再生を行う場合でも、超解像再生
が可能であることがわかる。

【００３７】層１０を化合物から構成した場合 本発明の光情報媒体では、層１０を窒化物、酸化物、フ
ッ化物、硫化物、炭化物等の各種化合物から構成した場
合でも超解像再生が可能であり、かつ、その場合に特有
の効果が得られる。なお、この場合の化合物とは、化学
量論組成の化合物に限らず、金属または半金属に対し窒
素、酸素等を化学量論組成未満の比率で混入させたもの
も包含する。すなわち本発明は、層１０が、単体または
合金で超解像再生が可能な前記金属または半金属を含
み、さらに、それ以外の元素、好ましくは窒素、酸素、
フッ素、硫黄および炭素から選択される少なくとも１種
の元素、を含む場合を包含する。このような化合物から
層１０を構成することにより、再生パワーマージンを広
げることができ、Ｃ／Ｎ向上も可能となる。また、繰り
返し再生に伴うＣ／Ｎ劣化を抑制することができる。以
下、層１０を化合物から構成した場合についての実験を
説明する。

【００３８】この実験に用いたサンプルでは、層１０を
Ａｒ雰囲気中でのスパッタまたはＡｒ＋反応性ガス雰囲
気中での反応性スパッタにより構成した。スパッタター
ゲットには、Ｓｉ、ＴａまたはＡｌを用い、反応性ガス
には、Ｎ₂またはＯ₂を用いた。層１０形成時の反応性ガ
ス流量が相異なる各サンプルについて、再生パワーを１
〜７mWの範囲で変えてピット長２５０nmのピット列にお
いてＣ／Ｎを測定した。Ｃ／Ｎ測定には上記光ディスク
評価装置を用い、測定時の線速度は１１m/sとした。図
１７、図１８および図１９に、ターゲットとしてＳｉ、
ＴａおよびＡｌをそれぞれ用いたサンプルの再生パワー
ＰｒとＣ／Ｎとの関係を示す。なお、層１０の厚さは、
ＳｉターゲットおよびＴａターゲットを用いた場合が１
５nm、Ａｌターゲットを用いた場合が３０nmである。各
図に示す反応性ガスの流量比（N2ratio,O2 ratio）は、
反応性ガス流量とＡｒ流量との合計に対する反応性ガス
の流量である。

【００３９】図１７に示されるように、Ｎ₂流量比をゼ
ロとしたとき、すなわち層１０をＳｉから構成したとき
には、Ｐｒ＝３mWでＣ／Ｎが極大となって４mWで減少
し、５mWのときには層１０の劣化のためにＣ／Ｎが得ら
れなかった。また、図１８に示されるように、層１０を
Ｔａから構成したときには、Ｐｒ＝１mWのときだけ再生
が可能であり、それを超える再生パワーを加えると層１
０が劣化して再生が不可能となった。これに対し反応性
ガスの流量比を増大させると、図１７および図１８に示
されるように、低Ｐｒ側ではＣ／Ｎが低くなるが、より
高い再生パワーが使用可能となるため最大Ｃ／Ｎが向上
した。反応性ガスの流量比をさらに増大させると最大Ｃ
／Ｎは低下し、最終的には超解像再生が不可能となっ
た。

【００４０】図１９に示されるように、層１０をＡｌか
ら構成したとき、再生パワー３mW以上で評価装置の反射
光検出系の飽和により超解像再生が不可能であったが、
Ｎ₂流量比を増大させていくと再生可能となり、極めて
高いＣ／Ｎが得られた。Ｎ₂流量比をさらに増大させる
と、最終的には超解像再生が不可能となった。

【００４１】また、Ａｒ＋Ｎ₂雰囲気中でＧｅターゲッ
トをスパッタすることにより形成した厚さ１５nmのＧｅ
−Ｎ層から層１０を構成したサンプルにおいても、超解
像再生が可能であった。上記光ディスク評価装置を用
い、線速度を１１m/sとし、このサンプルのピット長２
５０nmのピット列におけるＣ／Ｎを測定したところ、再
生パワー７mWで４２．６dBであった。また、ＳｉＣター
ゲットを用いてＡｒ雰囲気中でスパッタすることにより
形成した厚さ１５nmの層１０を有するサンプルにおいて
も、超解像再生が可能であった。上記光ディスク評価装
置を用い、線速度を１１m/sとし、このサンプルのピッ
ト長２５０nmのピット列におけるＣ／Ｎを測定したとこ
ろ、再生パワー５mWのとき２０．２dB、６mWのとき２
３．９dB、７mWのとき２７．９dBであった。そして、こ
れらいずれの場合でも、再生パワー上昇に伴ってＣ／Ｎ
向上が認められた。

【００４２】図２０、図２１および図２２に、図１７、
図１８および図１９にそれぞれ示すサンプルの再生パワ
ーＰｒと反射光量との関係を示す。これらの図では、前
記した図１０〜図１３と同様に、再生パワーＰｒの増大
にほぼ比例して反射光量が増大している。このことは、
反射率が再生パワーの影響を実質的に受けないことを意
味する。したがって、層１０を化合物化しても、超解像
再生のメカニズムは変わらないと考えられる。

【００４３】図２３に、Ａｌターゲットを用いＮ₂流量
比を０または０．０８とした場合について、層１０の厚
さとＣ／Ｎとの関係を示す。同図に示すＣ／Ｎは、再生
パワーを１〜７mWの範囲で変化させたときの最大Ｃ／Ｎ
である。図２３から、層１０を窒化することにより、最
大Ｃ／Ｎが向上すると共に、超解像再生が可能な層１０
厚さの範囲が著しく拡張されることがわかる。

【００４４】次に、ターゲットとしてＳｉを用いたサン
プルであって、Ｎ₂を導入しなかったものと導入したも
のとについて、繰り返し再生を行ってＣ／Ｎの劣化を調
べた。これらのサンプルにおける層１０の厚さは、１５
nmとした。再生パワーは、Ｎ ₂を導入しなかったサンプ
ルで３mW、導入したサンプルで６mWまたは７mWとした。
結果を図２４に示す。

【００４５】図２４において、Ｎ₂を導入しなかったサ
ンプルでは、１０万回の再生後にはＣ／Ｎが１０dBを超
えて低下している。一方、Ｎ₂を導入したサンプルで
は、再生１０万回後にもＣ／Ｎ低下はほとんど認められ
ない。しかも、再生パワーを７mWとした場合には、Ｎ₂
を導入しなかったサンプルよりも初期Ｃ／Ｎが高くなっ
ている。この結果から、層１０を化合物化することによ
り、繰り返し再生の安定性が著しく向上することがわか
る。

【００４６】上記実験の結果に基づいて、層１０を化合
物から構成した場合の作用効果を以下に説明する。

【００４７】上記実験において、金属薄膜または半金属
薄膜に窒素、酸素、フッ素、硫黄、炭素などを導入して
いくと、導入量の増大に伴って薄膜は透明度を増してい
き、すなわち金属光沢を失っていき、化学量論組成付近
まで導入量が増大すると透明度がかなり高くなった。図
１７〜図１９のいずれにおいても、超解像再生が可能で
あったのは層１０の透明度が比較的低いときであり、層
１０の透明度が比較的高くなると、超解像再生が不可能
となった。そして、化合物化により層１０の透明度が向
上すると、低ＰｒでのＣ／Ｎが低下した。この結果は、
本発明における超解像再生にヒートモードが関与してい
ることを示唆する。すなわち、層１０の透明度向上によ
り低ＰｒでのＣ／Ｎが低下したことは、層１０の光吸収
率低下により到達温度が低くなったためと考えられる。
ただし、本発明の媒体では、反射率が再生パワーの影響
を実質的に受けないことから、本発明における超解像再
生は、従来のヒートモード方式の超解像再生媒体と異な
り、光学的開口の形成によるものではないと考えられ
る。

【００４８】また、図１７〜図１９に示される結果か
ら、層１０に窒素または酸素を適当量添加して化合物化
することにより、使用可能な再生パワー範囲が広くな
り、かつ、最大Ｃ／Ｎが向上し得ることがわかる。再生
パワー範囲の拡大および最大Ｃ／Ｎの向上には、化合物
化による層１０の化学的安定性の向上および透明性の増
大が関与していると考えられる。また、図２３に示され
る結果から、層１０の化合物化により、超解像再生が可
能な層１０厚さの範囲が著しく拡張されることがわか
る。これには、化合物化による層１０の透明性の増大が
関与していると考えられる。また、図２４に示される結
果から、層１０の化合物化により、繰り返し再生による
Ｃ／Ｎ劣化が著しく抑制されることがわかる。このＣ／
Ｎ劣化抑制は、層１０の化学的安定性の向上によると考
えられる。

【００４９】まず、化合物化による化学的安定性の向上
およびそれによる作用効果について説明する。Ａｕ等の
貴金属を除く金属または半金属は、自然界では酸化物、
硫化物等の化合物の形で産出することが一般的である。
このことは、金属または半金属が、通常環境下では単体
として存在するよりも化合物として存在するほうが安定
であることを示している。すなわち、金属または半金属
は、化合物化により化学的安定性が大幅に向上する。一
方、高パワー再生および繰り返し再生による層１０の劣
化は、層１０の温度上昇に伴う化学変化（酸化等）によ
るものと考えられる。層１０は空気と接しているため、
再生パワー照射時の加熱によって劣化しやすいが、層１
０を化合物から構成すれば層１０の化学的変化が抑制さ
れるので、より高いパワーでの再生が可能となって最大
Ｃ／Ｎが向上し、また、繰り返し再生によるＣ／Ｎ劣化
が抑制されたと考えられる。したがって、層１０の化合
物化は、比較的低い再生パワーで劣化が生じる材料を用
いる場合に、極めて有効である。

【００５０】次に、化合物化による透明性の増大および
それによる作用効果について説明する。上述したよう
に、化合物化により層１０の透明性が増大するので、光
反射率は低下する。層１０の光反射率が低下すると、反
射光検出系の飽和が生じにくくなる。その結果、使用可
能な再生パワーが増大して最大Ｃ／Ｎが向上したと考え
られる。また、化合物化により層１０の単位厚さあたり
の透明度が向上するので、化合物化すれば、層１０をよ
り厚くしても反射光検出系の飽和が生じにくくなる。そ
のため、図２３に示されるように、超解像再生が可能な
層１０厚さの範囲が著しく拡張されたと考えられる。し
たがって、層１０の化合物化は、比較的低い再生パワー
で反射光検出系の飽和が生じてしまう材料を用いる場合
に、極めて有効である。

【００５１】一方、窒素や酸素の導入量を多くした場合
に超解像再生が不可能となったのは、層１０の透明性が
高くなりすぎ、すなわち層１０の吸収係数がゼロに近づ
き、再生光が層１０の機能を発現させることができなか
ったためと考えられる。したがって、層１０を化合物化
する際には、化合物化する対象の金属や半金属の種類に
応じて、十分に高いＣ／Ｎが得られるように化合物化の
程度を適宜設定する必要がある。具体的には、窒素や酸
素などの導入量を化学量論組成未満に抑えることが好ま
しい。上記実験では、化学量論組成であるＳｉＣを層１
０に用いた場合でも超解像再生が可能であったが、Ｃ量
を減少させれば、より高いＣ／Ｎを得ることができる。

【００５２】なお、上記実験では、層１０を化合物化す
るために、窒素や酸素等の反応性ガスを用いる反応性ス
パッタ法、または化合物ターゲットを用いるスパッタ法
を利用したが、これらのほか、例えばＣＶＤ法も利用す
ることができる。

【００５３】図２に示す媒体構造への適用 次に、図２に示す構造の媒体サンプルを作製した。この
サンプルは、図１に示す媒体の層１０の上に、通常の光
情報媒体において一般的に設けられている樹脂製の保護
層６（トップコート）を設けたものである。保護層６
は、紫外線硬化型樹脂をスピンコート法により塗布後、
紫外線照射により硬化して形成した。硬化後の保護層の
厚さは１０μmとした。このサンプルの層１０は、厚さ
１５nmのＳｉ層から構成した。なお、層１０はスパッタ
法により形成した。また、保護層を設けないほかは同様
にして、参照サンプルも作製した。各サンプルのピット
長２５０nmのピット列について、前記光ディスク評価装
置を用いて、線速度１１m/sで再生パワーを変えながら
Ｃ／Ｎを測定した。図２５に、各サンプルの再生パワー
とＣ／Ｎとの関係を示す。

【００５４】図２５では、保護層のないサンプルのほう
が全般的にＣ／Ｎが高くなっている。これは、保護層が
放熱層として働いた結果、再生光照射時の層１０の到達
温度が低くなったためと考えられ、本発明における超解
像再生にヒートモードが関与していることを示唆する。

【００５５】図２５において保護層なしのサンプルで
は、再生パワーを上げていくとＣ／Ｎ上昇が頭打ちとな
り、次いでＣ／Ｎが微減した後、再生パワー５mWにおい
て層１０の劣化により再生信号が得られなくなってい
る。これに対し保護層を設けたサンプルでは、再生パワ
ー７mWに至るまで、なだらかにＣ／Ｎが単調増大してい
る。この結果から、放熱層として機能する保護層は、再
生パワー範囲を拡張する働きをもつといえる。

【００５６】次に、層１０構成元素および層１０の厚さ
を表５に示すものとし、そのほかは図２５に結果を示す
両サンプルと同様にしてサンプルを作製し、保護層の有
無によるＣ／Ｎへの影響を調べた。層１０の厚さごとの
最大Ｃ／Ｎおよびそれが得られたときの再生パワーを、
表５に示す。

【００５７】

【表５】

【００５８】表５において層１０をＴａから構成した場
合に注目すると、保護層を設けない場合には、厚さ１０
nmでは再生パワー２mWで劣化が生じてしまったため、最
大Ｃ／Ｎは１mWのときの２３．２dBであったが、保護層
を設けた場合には再生パワー６mWまで信号が得られ、そ
のときのＣ／Ｎは３５．８dBと著しく高くなっている。
このほかのサンプルについても、保護層を設けることに
より、より高い再生パワーが使用できることがわかり、
特に、保護層を設けない場合に比較的低い再生パワーに
おいて層１０が劣化して高Ｃ／Ｎが得られなかったサン
プルでは、保護層を設けたことにより高い再生パワーが
使用可能となったことで、Ｃ／Ｎが著しく向上してい
る。また、表５から、保護層を設けることにより、超解
像再生が可能な層１０厚さの範囲が著しく拡張されるこ
とがわかる。

【００５９】以上の実験結果から、保護層を設けること
による効果が明らかである。保護層は空気に比べ熱伝導
率が高いので、保護層を設けることにより層１０の冷却
が速くなる。また、保護層６により層１０が空気から遮
断される。その結果、保護層６を設けることにより、層
１０に熱が溜まりにくくなると共に層１０に化学的変化
が生じにくくなるので、より高いパワーの再生光を使用
しても層１０が劣化しなくなる。一方、本発明の光情報
媒体は、前記した実験結果から明らかなように、一般に
再生パワーの増大に伴って再生出力が増大し、この出力
増大は再生時の加熱により層１０が劣化するまで、また
は、その直前まで続く。したがって、保護層６を設けな
い場合に比較的低い再生パワーにおいて層１０が劣化す
るサンプルに保護層を設けることにより、高パワーでの
再生が可能となり、その結果、高Ｃ／Ｎが得られるもの
と考えられる。

【００６０】次に上記保護層を設けたサンプルと設けな
いサンプルとについて繰り返し再生を行い、Ｃ／Ｎの劣
化を調べた。これらのサンプルの層１０には、厚さ１０
nmのＧｅ層を用いた。再生パワーは、保護層を設けなか
ったサンプルで２mW、設けたサンプルで３mWまたは４mW
とした。結果を図２６に示す。

【００６１】図２６において、保護層なしのサンプルの
初期Ｃ／Ｎは４１．３dBであるが、１６，０００回の再
生により約１０dB低下している。一方、保護層を設けた
サンプルでは、再生パワー３mWでの初期Ｃ／Ｎは３８．
３dBとやや低いが、再生１０万回後までＣ／Ｎは全く低
下せず、再生パワー４mWでは、初期Ｃ／Ｎが４２．７dB
とより高くなり、しかも、再生１０万回後のＣ／Ｎが３
９．７dBであり、劣化が極めて小さい。この結果から、
保護層を設けることにより、繰り返し再生の安定性が著
しく向上することがわかる。この安定性の向上は、層１
０冷却速度の向上および層１０が空気から遮断されたこ
とによると考えられる。

【００６２】以上の実験では樹脂からなる保護層を用い
たが、空気より熱伝導率の高いものであれば、酸化物、
窒化物、硫化物、炭化物等の各種無機化合物からなる保
護層であっても、同様な効果が得られることは明らかで
ある。

【００６３】層１０の厚さ 上記した各実験の結果から、金属または半金属の単体か
ら構成した場合の層１０の好ましい厚さは、構成元素別
に、 Ｎｂ：１００nm以下、 Ｍｏ：７０nm以下、特に４５nm以下、 Ｗ：７０nm以下、特に４０nm以下、 Ｍｎ：１００nm以下、特に７０nm以下、 Ｐｔ：４０nm以下、特に３０nm以下、 Ｃ：１００nm以下、 Ｓｉ：１００nm以下、 Ｇｅ：１００nm以下、 Ｔｉ：１００nm以下、 Ｚｒ：１００nm以下、特に２５〜１００nm、 Ｖ：１００nm以下、 Ｃｒ：３０nm以下、特に１５nm未満、 Ｆｅ：８０nm以下、特に５０nm以下、 Ｃｏ：７０nm以下、特に４５nm以下、 Ｎｉ：７０nm以下、特に５０nm以下、 Ｐｄ：４０nm以下、特に３０nm以下、 Ｓｂ：１００nm以下、特に６０nm以下、 Ｔａ：１００nm以下、特に６０nm以下、 Ａｌ：２０nm以下、特に１５nm未満、 Ｉｎ：１００nm以下、特に１０nm未満、 Ｃｕ：１０nm以下、 Ｓｎ：４０nm以下、 Ｔｅ：７０nm以下、 Ｚｎ：４０〜９０nm、 Ｂｉ：２５〜７０nm であることがわかる。なお、厚さ１００nmでも十分に高
いＣ／Ｎが得られているものは、特性の点では厚さの上
限を１００nmに設定する必要性はないが、生産性の低下
を防ぐために、通常は厚さ１００nm以下とすることが好
ましい。また、いずれの元素から構成した場合でも、層
１０の厚さは２nm以上であることが好ましい。層１０が
薄すぎると、反射率が低くなってトラッキングサーボが
かかりにくくなるほか、十分なＣ／Ｎが得られにくくな
る。

【００６４】また、層１０を化合物化した場合には、前
記実験結果から明らかなように、層１０の好ましい厚さ
範囲が拡張される。

【００６５】次に、機能層を合金から構成する場合につ
いて説明する。なお、以下の説明における機能元素と
は、それ単体で機能層を構成し得る元素を意味する。

【００６６】前記したＷ−Ｍｏ合金のように、単純固溶
型の２元系合金から機能層を構成する場合であって、両
元素共に機能元素である場合、図１６に示すように合金
層は機能層として働く。

【００６７】単純固溶型の合金層では、構成元素の少な
くとも１種、好ましくはすべてが機能元素であることが
望ましい。構成元素全体に占める機能元素のモル比は、
好ましくは５０％以上である。

【００６８】前記した光磁気記録材料層のような非晶質
合金層においても、単純固溶型の合金層と同様に、構成
元素の少なくとも１種、好ましくはすべてが機能元素で
あることが望ましい。構成元素全体に占める機能元素の
モル比は、好ましくは５０％以上である。

【００６９】後述するＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系の相変
化材料は、結晶化したときにＳｂ相と他の相とが分離す
る相分離型合金であるが、このような相分離型合金で
は、構成相の少なくとも１種、好ましくは全部が、単独
で機能層を構成し得るものであることが望ましい。例え
ば結晶化したＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金におけるＳ
ｂ相は、単独で機能層として働く。

【００７０】単体層と同様に、合金層においても機能層
として働くためには厚さの制限がある。例えば単純固溶
型の合金層では、図１６に示すように、各機能元素の単
体層が機能層として働く厚さに合金層の厚さを設定すれ
ばよいと考えられる。

【００７１】ただし、合金層の具体的な組成および厚さ
は、それぞれの組成および厚さにおいて合金層が機能層
として働くかどうかを実際に検証して決定することが好
ましい。例えば、前記したＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅からなる相
変化材料のような金属間化合物は、一般に、その構成元
素のそれぞれ単体からは類推できない挙動を示すことが
多い。

【００７２】図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す媒体構
造への適用 次に、図３（Ａ）および図３（Ｂ）にそれぞれ示す構造
の媒体に本発明を適用した場合の実験について説明す
る。図３（Ａ）に示す光情報媒体１は、再生専用光情報
媒体であり、透光性を有する基体２の表面にピット２１
を有し、ピット形成面側に層１０を有する。基体２と層
１０との間には第１誘電体層３１が設けられ、層１０上
には第２誘電体層３２が設けられている。すなわち図３
（Ａ）に示す媒体は、図１に示す媒体の層１０の上下を
誘電体層で挟んだものである。また、図３（Ｂ）に示す
媒体は、図３（Ａ）に示す媒体の第２誘電体層３２上
に、金属層５を設けた構造である。

【００７３】図３（Ａ）に示す構成をもつ光ディスクサ
ンプルは、以下の手順で作製した。基体２は、前記実験
で用いた基体と同じである。層１０は、厚さ１５nmのＳ
ｂ層から構成した。なお、層１０はスパッタ法により形
成した。第１誘電体層３１は、厚さ１５０nmの窒化ケイ
素層から構成した。第２誘電体層３２は、厚さ２０nmの
窒化ケイ素層から構成した。これらの窒化ケイ素層は、
Ｓｉ₃Ｎ₄をターゲットとしてＡｒ雰囲気中においてスパ
ッタ法により形成した。

【００７４】また、図３（Ａ）に示す構成のサンプルの
第２誘電体層３２上に、金属層５を形成することによ
り、図３（Ｂ）に示す構成のサンプルを作製した。金属
層５は、厚さ１００nmのＡｌ層から構成した。このＡｌ
層は、Ａｌをターゲットとしてスパッタ法により形成し
た。

【００７５】各サンプルのピット長２５０nmのピット列
について、前記光ディスク評価装置を用いて、再生パワ
ーおよび線速度を変えながらＣ／Ｎを測定した。

【００７６】図２７（Ａ）に、金属層５なしのサンプル
の再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示し、図２７（Ｂ）
に、金属層５を設けたサンプルの再生パワーとＣ／Ｎと
の関係を示す。なお、これら各図に示すデータは、線速
度が１１m/sのときのものである。図２７（Ａ）および
図２７（Ｂ）から、図３（Ａ）および図３（Ｂ）にそれ
ぞれ示す構成とした場合でも、超解像再生が可能である
ことがわかる。

【００７７】また、図２７（Ａ）および図２７（Ｂ）で
は、図６〜図９に示される大部分のサンプルと同様に、
再生パワー増大に伴ってＣ／Ｎが単調に増大している。
これら各図には再生出力は示していないが、再生出力も
再生パワー増大に伴って単調に増大していた。

【００７８】図２８に、金属層５なしのサンプルのピッ
ト長３００nmのピット列について、再生パワーとＣ／Ｎ
との関係を示す。図２８から、回折によって決まる再生
限界よりもピット長が大きい場合には、通常の媒体と同
様にＣ／Ｎが再生パワーに依存しないことがわかる。

【００７９】次に、図２７（Ａ）と図２７（Ｂ）とを比
較して、金属層５の有無が再生パワーＰｒおよびＣ／Ｎ
に与える影響を考察する。

【００８０】再生パワーを１〜２mWとしたときには、金
属層５のないサンプルのほうがＣ／Ｎが高くなってい
る。これは、前記した保護層と同様に金属層５が放熱層
として働いた結果、再生光照射時の層１０の到達温度が
低くなったためと考えられ、本発明における超解像再生
にヒートモードが関与していることを示唆する。

【００８１】また、金属層５なしのサンプルでは、再生
パワーをさらに上げていくと、Ｃ／Ｎ上昇が頭打ちとな
り、再生パワーを５mWとしたときには層１０の劣化によ
り再生信号が得られなくなっている。これに対し金属層
５を設けたサンプルでは、再生パワー５mWに至るまで単
調にＣ／Ｎが上昇し、金属層５なしのサンプルよりも最
終的にＣ／Ｎが高くなっている。この結果から、層１０
構成材料を適宜選択して再生パワー増大に伴ってＣ／Ｎ
が単調増大するように構成した場合、放熱層および空気
遮断層として機能する金属層５を設けることにより、再
生パワーの上限が高くなり、その結果、より高いＣ／Ｎ
が実現し得ることがわかる。

【００８２】図２９（Ａ）に、上記した金属層５なしの
サンプルの線速度とＣ／Ｎとの関係を示し、図２９
（Ｂ）に、上記した金属層５を設けたサンプルの線速度
とＣ／Ｎとの関係を示す。再生パワーＰｒは、図中に示
してある。これら各図から、図３（Ａ）または図３
（Ｂ）に示す構造とした場合でも、超解像再生が可能な
線速度範囲内でＣ／Ｎの線速度依存性が実質的に認めら
れないことがわかる。また、金属層５を設けなかったサ
ンプルでは、再生パワー４mWかつ線速度８m/s以下のと
き、および、再生パワー５mWのとき層１０が劣化してし
まい、再生が不可能となったが、金属層５を設けたサン
プルでは、図２９（Ｂ）に示すように、再生パワー５mW
でも３〜１１m/sのすべての線速度で高Ｃ／Ｎが得られ
ている。すなわち、放熱層および空気遮断層として機能
する金属層５は、線速度マージンを広げる効果を示す。

【００８３】図３（Ｂ）に示す構造において、層１０を
厚さ２０nmのＡｇ_5.6Ｉｎ_3.8Ｓｂ_{63 .2}Ｔｅ_25.2Ｇｅ_2.2
（原子比）合金層から構成し、第１誘電体層３１を厚さ
８５nmのＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ₂（２０モル
％）層から構成し、第２誘電体層３２を厚さ２０nmのＺ
ｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ₂（２０モル％）層から構
成し、金属層５を厚さ１００nmのＡｌ−１．７モル％Ｃ
ｒ層から構成したサンプルを作製した。なお、これらの
層はいずれもスパッタ法により形成した。このサンプル
において、形成直後（as-deposited）の層１０は非晶質
状態であった。なお、この組成の合金からなる層は、相
変化型記録層として使用可能であるが、このサンプルで
は、層１０を記録層としては使用していない。

【００８４】形成直後のサンプルにおける再生パワーＰ
ｒと反射光量との関係を図３７に示す。この図から、Ｐ
ｒ＝２mWまでは反射光量がＰｒ増大に伴って線形的に増
大し、２mWと２．５mWとの間で結晶化が生じて反射光量
が急激に変化することがわかる。このサンプルについ
て、上記光ディスク評価装置を用い、線速度を１１m/s
として、ピット長２５０nmのピット列のＣ／Ｎを測定し
た。Ｐｒに対し反射光量が線形的に変化するＰｒ≦２mW
の範囲でのＣ／Ｎを図３８に示す。図３８から、このサ
ンプルではＰｒ≦２mWの範囲において超解像再生が可能
であることがわかる。このサンプルにおける誘電体層は
透明度が高く、前述したように透明度の高い誘電体層は
超解像再生には寄与しない。また、厚さ１００nmのＡｌ
−１．７モル％Ｃｒ層も超解像再生には寄与しない。し
たがって、図３８に示される結果は、非晶質状態の相変
化材料層が本発明における機能層として働くことを示し
ている。

【００８５】次に、このサンプルの層１０をバルクイレ
ーザーにより初期化（initialized）、すなわち結晶化
した後、上記と同様にして反射光量およびＣ／Ｎを測定
した。結果を図３７および図３８にそれぞれ示す。この
結果から、結晶化した相変化材料層を層１０として有す
る再生専用媒体においても、再生パワーＰｒに対し反射
光量が線形的に変化し、この範囲において超解像再生が
可能であることがわかる。

【００８６】なお、再生専用媒体に機能層として相変化
材料層を設ける場合、図３（Ｂ）に示す媒体構造に限ら
ず、例えば図１、図２および図３（Ａ）にそれぞれ示す
構造のいずれであってもよく、その他の構造であっても
よい。使用する媒体構造は、例えば再生波長などの各種
条件に応じて適宜決定すればよい。

【００８７】図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示す媒体構
造への適用 次に、図４（Ａ）および図４（Ｂ）にそれぞれ示す構造
の媒体に本発明を適用した場合の実験について説明す
る。

【００８８】図４（Ａ）に示す光情報媒体は光記録媒体
であり、透光性を有する基体２の表面にグルーブ２２を
有し、グルーブ形成面側に、第１誘電体層３１、層１
０、第２誘電体層３２、記録層４および第３誘電体層３
３をこの順で有する。基体２を透過して入射した光は、
層１０を透過して記録層４に到達し、記録層４で反射し
た後、再び層１０および基体２を透過して、出射され
る。

【００８９】図４（Ａ）に示す構造をもつ光ディスクサ
ンプルは、以下の手順で作製した。各誘電体層は、Ｓｉ
₃Ｎ₄をターゲットとしてＡｒ雰囲気中においてスパッタ
法により形成した。第１誘電体層３１の厚さは１７０n
m、第２誘電体層３２の厚さは２０nm、第３誘電体層３
３の厚さは２０nmとした。層１０は、ＧｅまたはＷから
構成し、厚さは１５nmまたは１００nmとした。記録層４
は相変化型のものであり、ターゲットとしてＡｇ−Ｉｎ
−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｇｅ合金を用い、Ａｒ雰囲気中でスパッ
タ法により形成した。記録層の組成（原子比）は、 式Ｉ （Ａｇ_aＩｎ_bＳｂ_cＴｅ_d）_1-eＧｅ_e において ａ＝０．０７、 ｂ＝０．０５、 ｃ＝０．５９、 ｄ＝０．２９、 ｅ＝０．０５ とした。記録層４の厚さは２０nmとした。

【００９０】図４（Ｂ）に示す光情報媒体は光記録媒体
であり、透光性を有する基体２の表面にグルーブ２２を
有し、グルーブ形成面側に、第１誘電体層３１、記録層
４、第２誘電体層３２、層１０および第３誘電体層３３
をこの順で有する。基体２を透過して入射した光は、記
録層４を透過して層１０に到達し、層１０で反射した
後、再び記録層４および基体２を透過して、出射され
る。図４（Ａ）に示す構造をもつ光ディスクサンプル
は、層１０と記録層４との位置関係を逆転させたほかは
図４（Ｂ）に示す構造のサンプルと同様にして作製し
た。

【００９１】これらのサンプルを前記光ディスク評価装
置に載せ、線速度２m/sで単一信号を記録した。この単
一の信号の周波数は、記録マーク長が２００nmとなるよ
うに決定した。なお、この実験では、相変化型記録層を
初期化（結晶化）せずに非晶質のままで用いた。

【００９２】次に、上記光ディスク評価装置を用いて、
これらのサンプルのＣ／Ｎを線速度１１m/sで測定し
た。その結果、下記表６に示す結果が得られた。

【００９３】

【表６】

【００９４】表６から、光記録媒体においても、本発明
による超解像再生が可能であることがわかる。なお、上
記した再生専用型サンプルに比べＣ／Ｎが全般に低くな
っているのは、媒体構造、具体的には各誘電体層の厚さ
が最適化されていないためであり、表６においてＣ／Ｎ
が２０dB未満となっているものも、媒体構造を最適化す
ることにより２０dB以上のＣ／Ｎを得ることが可能であ
る。層１０として厚さ１００nmのＷ層を用いたサンプル
は、層１０を再生光がほとんど透過しなかったためにＣ
／Ｎが得られなかったと考えられる。

【００９５】なお、記録後の記録層を透過型電子顕微鏡
により観察したところ、層１０としてＧｅ層を有するサ
ンプルのうち図４（Ａ）に示される構造のものでは、記
録層が穿孔されて記録マークとなっていた。一方、その
ほかのサンプルでは、非晶質の記録層に結晶質の記録マ
ークが形成されていた。

【００９６】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、機能層を
通して記録層に再生光を照射するか、記録層を通して機
能層に再生光を照射する構成である。しかし、記録パワ
ー照射により記録マークを形成可能な材料から機能層を
構成すれば、機能層が記録層を兼ねる構成とすることが
できる。

【００９７】図４（Ｃ）に示す媒体構造への適用 次に、図４（Ｃ）に示す構造の媒体に本発明を適用した
場合の実験について説明する。

【００９８】図４（Ｃ）に示す光情報媒体は光記録媒体
であり、透光性を有する基体２の表面にグルーブ２２を
有し、グルーブ形成面側に、第１誘電体層３１、層１
０、第２誘電体層３２および金属層５をこの順で有す
る。記録再生光は、基体２を通して入射する。図４
（Ｃ）に示す構造は、図３（Ｂ）に示す再生専用媒体に
おいて、ピット２１をグルーブ２２に変更したものであ
る。

【００９９】前記Ａｇ_5.6Ｉｎ_3.8Ｓｂ_63.2Ｔｅ_25.2Ｇｅ
_2.2合金からなる相変化材料層を層１０として有し、か
つ、図３（Ｂ）に示す構造をもつ前記再生専用サンプル
と同様にして、図４（Ｃ）に示す構造をもつ光記録ディ
スクサンプルを作製した。層１０、第１誘電体層３１お
よび第２誘電体層３２の組成および厚さは、前記再生専
用サンプルと同じとした。

【０１００】この光記録ディスクサンプルの層１０をバ
ルクイレーザーにより初期化（結晶化）した後、上記光
ディスク評価装置を用い、線速度６m/s、記録パワー１
３mW、消去パワー５mWの条件で、層１０に単一信号を記
録した。この単一信号の周波数は、層１０に形成される
非晶質記録マークの長さが２００nmとなるように決定し
た。次に、上記光ディスク評価装置を用いて、このサン
プルのＣ／Ｎを線速度６m/sで測定した。再生パワーＰ
ｒとＣ／Ｎとの関係を図３９に示す。なお、図３９に示
す再生パワー範囲では、非晶質記録マークは消去されな
い。

【０１０１】図３９から、このサンプルにおいても超解
像再生が可能であることがわかる。前述したように、第
１誘電体層３１、第２誘電体層３２および金属層５は超
解像再生には寄与しないため、このサンプルにおける層
１０は、記録層として働くと同時に、本発明における機
能層として働くことがわかる。

【０１０２】このように、記録パワー照射により記録マ
ークを形成可能な材料から機能層を構成すれば、機能層
が記録層を兼ねる構成とすることができる。

【０１０３】なお、後述するように、本発明における超
解像再生には再生パワーが大きな影響を与えると考えら
れるので、図４（Ｃ）に示すように層１０が機能層と記
録層とを兼ねる構成では、層１０の結晶化温度を高くし
たり、第２誘電体層３２を薄くする急冷構造としたり、
第２誘電体層３２および／または金属層５を熱伝導率の
高い材料から構成したりすることにより、高パワーの再
生光を使用可能とすることが望ましい。ただし、その場
合でも、記録特性を著しく阻害しないように、媒体設計
を行うことが好ましい。

【０１０４】超解像再生の作用 以上に示した実験結果から、本発明により実現する超解
像再生が、従来の超解像再生と全く異なったものである
ことがわかる。

【０１０５】まず、従来の超解像再生では、前述したよ
うに、ヒートモード方式においてもフォトンモード方式
においても、マスク層にレーザービームを照射し、レー
ザービームスポット内のエネルギー分布を利用してビー
ムスポットよりも小さな領域の透過率または反射率を向
上させる。そのため、例えば前記特開平１１−８６３４
２号公報の図９に示されるように、再生パワーを増大さ
せていくとＣ／Ｎが上昇し、マスク層の光透過率が一定
に達するとＣ／Ｎの上昇は頭打ちとなり、さらに再生パ
ワーを増大させると、光学的開口（透過率上昇領域）が
大きくなりすぎてＣ／Ｎが急激に低下する。なお、従来
の超解像再生媒体では、反射率上昇を利用するタイプに
おいても、再生パワー変化に対するＣ／Ｎの挙動は同様
となる。

【０１０６】また、従来の超解像再生では、マスク層に
光学的開口を形成するために一定以上の熱量またはフォ
トン量が必要であるため、超解像再生が可能となる再生
パワーに閾値が存在し、かつ、この閾値を境界として媒
体の反射率が急激に変化する。

【０１０７】また、従来の超解像再生では、再生パワー
を一定にして線速度を変えながら再生する場合、線速度
が速くなるにしたがって、ビームスポット中央付近の温
度が低くなり、また、入射フォトン数が少なくなる。し
たがって、従来の超解像再生では、ヒートモード方式で
あってもフォトンモード方式であっても、線速度変化に
伴いＣ／Ｎが大きく変化してしまう。

【０１０８】これに対し本発明における超解像再生で
は、図６〜図９および図１７〜図１９に示されるよう
に、再生パワーＰｒの増大に伴うＣ／Ｎの上昇、それに
続く頭打ち、それに続く微減は見られるが、層１０の劣
化により再生信号が得られなくなる場合を除き、Ｃ／Ｎ
が急激に低下することはない。また、図１０〜図１３お
よび図２０〜図２２から導かれるように、反射率が再生
パワーの影響を受けない。また、本発明における超解像
再生では、図１５、図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）に
示されるように、広い線速度域においてＣ／Ｎの線速度
依存性が実質的に認められない。これらの結果から、本
発明における機能層は、従来の超解像媒体におけるマス
ク層などとは全く異なったメカニズムで超解像再生を可
能にしていると考えられる。すなわち、本発明では、再
生光照射により層１０に透過率または反射率の変化した
微小な領域が形成されるのではなく、例えば、層１０自
体が空間分解能を向上させているとも考えられる。

【０１０９】本発明における超解像再生には、前述した
ようにヒートモードが関与していると考えられる。この
ことを確認するため、再生光照射時の層１０の到達温度
とＣ／Ｎとの関係を調べた。層１０の到達温度は、再生
パワー、再生光波長（６３５nm）における層１０構成材
料の屈折率および吸収係数、層１０構成材料の熱伝導
率、定圧比熱および密度、層１０の厚さ、レーザービー
ムのスポット径、媒体の線速度（１１m/s）をパラメー
タとして算出した。層１０の到達温度とＣ／Ｎとの関係
を示すグラフを、層１０の厚さごとに分けて図３０〜図
３２に示す。

【０１１０】これらのグラフのいずれにおいても、層１
０の到達温度とＣ／Ｎとに相関が認められ、この相関は
特に図３０において明瞭である。すなわち、層１０の構
成元素によらず、層１０の到達温度が高くなるほどＣ／
Ｎが高くなる傾向が認められる。ただし、Ｃ／Ｎが立ち
上がる温度は、構成元素によって異なる。この結果から
も、本発明における超解像再生にヒートモードが関与し
ていることが強く示唆される。

【０１１１】層１０の到達温度によってＣ／Ｎがほぼ決
定されるとすると、より短波長の再生光を利用すること
により、より低いパワーの再生光で超解像再生が可能と
なる。レーザービームのスポット径は、レーザー波長が
短いほど小さくでき、その結果、パワー密度を高くでき
る。そのため、短波長のレーザービームを用いれば、よ
り低いパワーで、ビームスポット内を所定の温度まで昇
温できる。したがって、短波長において吸収係数が特に
低くならない限り、再生波長が短いほど、低い再生パワ
ーが使用可能である。このことを確認するため、再生光
の波長を４１０nm、再生パワーを３mW、媒体の線速度を
１１m/sとした場合について、層１０の到達温度を求め
た。そして、このときの到達温度と、再生光波長を６３
５nm、再生パワーを３mW、媒体の線速度を１１m/sとし
たときの層１０の到達温度とを比較した。その結果、再
生光の短波長化により、すべての構成材料において到達
温度が上昇することが確認された。例えば層１０をＣｕ
から構成した場合の到達温度は、波長６３５nmで６６℃
であったが、波長４１０nmでは４８８℃となった。

【０１１２】上述したように、本発明における超解像再
生では、機能層の温度が重要な役割を担っていると考え
られる。このことを確認するため、さらに以下の実験を
行った。

【０１１３】上記実験で作製したサンプルのうち、厚さ
１５nmのＳｉ層からなる層１０を有するものについて、
ピット長２５０nmのピット列のＣ／Ｎを室温（ＲＴ）で
測定した。続いて、このサンプルを６０℃の恒温槽に２
日間保存した後、Ｃ／Ｎを測定し、続いて冷凍庫に１０
分間保存した後、Ｃ／Ｎを測定し、続いて、６０℃の恒
温槽に５分間保存した後、Ｃ／Ｎを測定した。これらの
Ｃ／Ｎ測定結果を、図３３に示す。図３３において再生
パワーが同じ場合のＣ／Ｎを比較すると、高温保存によ
りＣ／Ｎが向上し、低温保存によりＣ／Ｎが低下するこ
とが明瞭にわかる。この結果から、本発明における超解
像再生に機能層の温度が関与していることが明らかであ
る。

【０１１４】再生方法 本発明の媒体では、上述したように、再生時の機能層温
度とＣ／Ｎとが相関する。したがって本発明では、機能
層の温度を、機能層構成材料に応じた所定値以上に昇温
させることにより、超解像再生を行うことができる。本
発明では、機能層を所定温度以上に昇温するために、再
生光（レーザービーム）照射だけを利用してもよいが、
これに加え、環境温度の昇温を利用してもよい。また、
環境温度の制御だけで機能層の温度を所定値以上に設定
できれば、機能層を実質的に昇温させない程度の再生パ
ワーで超解像再生を行うこともできる。環境温度の昇温
を利用すれば再生パワーを低く抑えることができるの
で、層１０の反射率が高すぎて反射光検出系に飽和が生
じる場合に有効である。また、環境温度の昇温を利用す
る場合、あらかじめ一定の温度まで昇温した状態で再生
パワーを照射して所定温度まで昇温させればよいので、
再生時の機能層の昇温速度を小さくできる。したがっ
て、急激な昇温によって劣化しやすい材料から機能層を
構成する場合に有効である。

【０１１５】環境温度を上昇させるには、駆動装置内に
各種の加温手段を設け、媒体全体または再生対象領域付
近を部分的に加温すればよい。加温手段としては、例え
ば駆動装置内の媒体と対向する位置に面状発熱体を設け
たり、光ピックアップの動きと連動して動く抵抗加熱コ
イルを光ピックアップ近傍に設けたりすればよい。

【０１１６】本発明の媒体では、層１０の構成材料およ
び媒体構造に応じて、使用可能な再生パワーに上限が存
在する。したがって、これらの条件に応じた最適再生パ
ワーを本発明の媒体にあらかじめ記録しておき、再生前
に前記最適再生パワーを読み出して、この最適パワーで
再生を行うことが好ましい。また、必要に応じ、試し再
生を行って最適再生パワーを決定してもよい。

【０１１７】ピット深さ 位相ピットを有する従来の読み出し専用媒体では、位相
ピットが設けられている基体の屈折率をｎ、再生光の波
長をλとしたとき、一般に、再生出力は位相ピットの深
さがλ／４ｎのとき最大となることが知られている。ま
た、トラッキングにプッシュ−プル法を用いる場合、ト
ラッキングエラー信号（プッシュ−プル信号）は位相ピ
ットの深さがλ／８ｎのときに最大になり、一方、λ／
４ｎのときにゼロになることが知られている。そのた
め、従来の読み出し専用媒体では、位相ピットの深さを
両者の中間であるλ／６ｎとすることが一般的である。

【０１１８】これに対し上記機能層を有する本発明の媒
体では、再生出力が最大となるピットの深さが、従来の
読み出し専用媒体とは異なる。図３４に、本発明の媒体
におけるピット深さとＣ／Ｎとの関係を示す。図３４に
結果を示す実験には、図２に示す構造の光ディスクサン
プルを用いた。基体２には、射出成形により位相ピット
を同時形成した直径１２０mm、厚さ１．２mmのディスク
状ポリカーボネート（屈折率ｎ＝１．５８）を用いた。
ピット長は０．２９μm、０．３７μmおよび０．４４μ
mの３種とした。隣接ピット間のスペースはピットと同
じ長さとした。また、ピット深さは、図３４のグラフの
横軸に示される値とした。なお、同図に示されるピット
深さは、再生光の波長λと、波長λにおける基体の屈折
率ｎとで規格化した値である。層１０は、厚さ１５nmの
Ｇｅ層から構成し、保護層６は、前記したサンプルと同
様に、厚さ１０μmの紫外線硬化型樹脂から構成した。

【０１１９】この実験では、 レーザー波長：６８０nm、 開口数ＮＡ：０．５５、 再生可能なピット長：０．３１μm以上 の短波長タイプの再生系と、 レーザー波長：７８０nm、 開口数ＮＡ：０．５０、 再生可能なピット長：０．３９μm以上 の長波長タイプの再生系とを用い、再生パワーは短波長
タイプにおいて４mW、長波長タイプにおいて７mWとし、
線速度は両タイプ共に１１m/sとして、再生を行った。
長さ０．４４μmのピットは、両タイプ共に再生限界よ
り大きいので、通常再生が可能である。長さ０．３７μ
mのピットは、短波長タイプでは通常再生が行われ、長
波長タイプでは超解像再生が行われることになる。長さ
０．２９μmのピットは、短波長タイプでも超解像再生
が行われることになる。

【０１２０】図３４から、通常再生となる場合には、従
来から知られているとおりλ／４ｎ付近で最大Ｃ／Ｎが
得られることがわかる。一方、超解像再生となる場合に
は、λ／８ｎ付近においてＣ／Ｎが最大となることがわ
かる。すなわち、超解像再生となる場合、再生出力とト
ラッキングエラー信号出力とを共に確保するために従来
選択されていたλ／６ｎよりピット深さを浅くしたほう
が、より高い再生出力が得られることがわかる。そし
て、超解像再生となる場合には、ピット深さを従来に比
べ著しく浅いλ／１０ｎとしても、最大Ｃ／Ｎからの落
ちが少ないことがわかる。

【０１２１】なお、図３４では再生出力ではなくＣ／Ｎ
を示してあるが、上記実験において再生出力が最大とな
るピット深さとＣ／Ｎが最大となるピット深さとは一致
した。

【０１２２】以上の実験結果から、本発明の媒体におい
て、超解像再生の対象となる微小ピットの再生出力を優
先したい場合には、ピット深さｄを媒体全体において λ／１０ｎ≦ｄ＜λ／６ｎ、特に λ／９ｎ≦ｄ≦λ／７ｎ とすることが好ましい。

【０１２３】なお、例えば、図３（Ａ）に示す構造の媒
体において基体２を通して再生光を入射させる場合、第
１誘電体層３１は比較的薄いため、ピットとそれ以外の
領域とで第１誘電体層３１の厚さは同じとなる。したが
って、層１０が第１誘電体層３１のような他の層を介し
て基体２上に形成されている場合でも、ピット深さの好
ましい範囲は基体２の屈折率ｎを用いて表すことができ
る。

【０１２４】また、図１において基体２の凹凸を逆に
し、さらに、層１０の上に薄い透明樹脂層を設け、この
透明樹脂層を通して再生光を入射させる構成とした場
合、上記した好ましいピット深さの算出に用いる屈折率
は、透明樹脂層の屈折率である。また、その場合におい
て透明樹脂層を設けない場合には、好ましいピット深さ
の算出に用いる屈折率は、空気の屈折率である。すなわ
ち、これらの場合、再生光入射側に存在する透明樹脂層
や空気の屈折率を、基体の屈折率とみなす。

【０１２５】超解像再生が必要なλ／４ＮＡ未満の長さ
をもつピットと、通常再生できるλ／４ＮＡ以上の長さ
をもつピットとが共に存在する場合には、両ピットの深
さを異なるものとすれば、両ピットにおいて共に高い再
生出力が得られる。この場合、長さがλ／４ＮＡ未満の
ピットの深さｄ_Sと、長さがλ／４ＮＡ以上のピットの
深さｄ_Lとは、 ｄ_S＜ｄ_L が成立するように設定する。高出力を得るためには、ｄ
_Sは λ／１０ｎ≦ｄ_S＜λ／６ｎ、特に λ／９ｎ≦ｄ_S≦λ／７ｎ であることが好ましい。一方、ｄ_Lは、 λ／８ｎ＜ｄ_L＜λ／４ｎ、特に λ／７ｎ≦ｄ_L≦λ／５ｎ であることが好ましい。

【０１２６】深さの異なる２種のピットを形成するため
には、例えばフォトリソグラフィーを利用するマスタリ
ングの際に、感度の異なる２種のフォトレジストを用い
ればよい。その場合、感度の低いフォトレジスト層を下
層とし、感度の高いフォトレジスト層を上層として積層
し、浅いピットのパターンを形成する場合には上層だけ
感光するように露光を行い、深いピットのパターンを形
成する場合には上層に加えて下層も感光するように露光
を行えばよい。また、吸収波長の異なる２種のフォトレ
ジストを用い、積層構造のフォトレジスト層を形成して
もよい。その場合も、上層だけの感光と、上層および下
層の両方の感光とを独立して行えばよい。

【０１２７】なお、上記したピット深さの制御について
は、再生専用媒体に限らず、記録媒体のアドレスピット
などにも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光情報媒体の構成例を示す部分断面図
である。

【図２】本発明の光情報媒体の構成例を示す部分断面図
である。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の光情報媒体の
構成例を示す部分断面図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の光情
報媒体の構成例を示す部分断面図である。

【図５】ピット長とＣ／Ｎとの関係を示すグラフであ
る。

【図６】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフであ
る。

【図７】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフであ
る。

【図８】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフであ
る。

【図９】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフであ
る。

【図１０】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図１１】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図１２】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図１３】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図１４】Ｗ層について温度と反射率との関係を示すグ
ラフである。

【図１５】線速度とＣ／Ｎとの関係を示すグラフであ
る。

【図１６】Ｍｏ−Ｗ合金におけるＷの含有量とＣ／Ｎと
の関係とを示すグラフである。

【図１７】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
ある。

【図１８】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
ある。

【図１９】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
ある。

【図２０】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図２１】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図２２】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図２３】層１０の厚さとＣ／Ｎとの関係を示すグラフ
である。

【図２４】再生回数とＣ／Ｎとの関係を示すグラフであ
る。

【図２５】保護層を設けない場合と設けた場合とについ
て、再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。

【図２６】保護層を設けない場合と設けた場合とについ
て、再生回数とＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。

【図２７】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
あり、（Ａ）は金属層を設けない場合のもの、（Ｂ）は
金属層を設けた場合のものである。

【図２８】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
ある。

【図２９】線速度とＣ／Ｎとの関係を示すグラフであ
り、（Ａ）は金属層を設けない場合のもの、（Ｂ）は金
属層を設けた場合のものである。

【図３０】層１０の到達温度とＣ／Ｎとの関係を示すグ
ラフである。

【図３１】層１０の到達温度とＣ／Ｎとの関係を示すグ
ラフである。

【図３２】層１０の到達温度とＣ／Ｎとの関係を示すグ
ラフである。

【図３３】本発明の光情報媒体がおかれた環境の温度遷
移によるＣ／Ｎ変化を示すグラフである。

【図３４】ピット深さとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
ある。

【図３５】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図３６】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
ある。

【図３７】再生パワーと反射光量との関係を示すグラフ
である。

【図３８】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
ある。

【図３９】再生パワーとＣ／Ｎとの関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

２ 基体 ２１ ピット ２２ グルーブ ３１ 第１誘電体層 ３２ 第２誘電体層 ３３ 第３誘電体層 ４ 記録層 ５ 金属層 ６ 保護層 １０ 層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平11−302558 (32)優先日 平成11年10月25日(1999．10．25) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平11−375067 (32)優先日 平成11年12月28日(1999．12．28) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 加藤 達也 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 新開 浩 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5D029 HA06 JB47 JB50 JC20 WC04 WC05 WD10 5D090 AA01 CC04 DD03 FF11 KK03

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹凸を有するか、記録マークを形成可能
   であるか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可
   能である情報記録面を備える光情報媒体であって、 空間分解能を向上させる機能を有する機能層を備える光
   情報媒体。
2. 【請求項２】 凹凸を有するか、記録マークを形成可能
   であるか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可
   能である情報記録面を備える光情報媒体であって、 機能層を備え、 ４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録マークの最
   小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長い波長の再
   生光を用い、前記再生光のパワーを、前記機能層の複素
   屈折率が変化しない範囲内に設定し、前記機能層によっ
   て構成される前記情報記録面に前記再生光を照射する
   か、前記機能層を通して前記情報記録面に前記再生光を
   照射するか、前記情報記録面を通して前記機能層に前記
   再生光を照射したとき、前記情報記録面が有する情報の
   再生が可能である光情報媒体。
3. 【請求項３】 凹凸を有するか、記録マークを形成可能
   であるか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成可
   能である情報記録面を備える光情報媒体であって、 機能層を備え、 ４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録マークの最
   小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長い波長の再
   生光を用い、前記再生光のパワーを、前記再生光のパワ
   ー変化に対応して前記機能層からの反射光量が線形的に
   変化する範囲内に設定し、前記機能層によって構成され
   る前記情報記録面に前記再生光を照射するか、前記機能
   層を通して前記情報記録面に前記再生光を照射するか、
   前記情報記録面を通して前記機能層に前記再生光を照射
   したとき、前記情報記録面が有する情報の再生が可能で
   ある光情報媒体。
4. 【請求項４】 再生光の最適パワーがあらかじめ記録さ
   れている請求項１〜３のいずれかの光情報媒体。
5. 【請求項５】 情報を保持するピットが設けられた基体
   を有し、この基体のピット形成面上に機能層を有し、こ
   の機能層の存在により、下記現象（Ａ）および（Ｂ）が
   実現する光情報媒体。 （Ａ）４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記ピットの最小長さ、ＮＡ
   は再生光学系の開口数）より長い波長の再生光を照射し
   たときに、前記ピットが保持する情報の再生が可能とな
   る現象。 （Ｂ）ピット深さに依存して再生出力が変化し、再生光
   の波長をλとしたとき、長さがλ／４ＮＡ以上のピット
   において再生出力が最大となるピット深さよりも、長さ
   がλ／４ＮＡより短いピットにおいて再生出力が最大と
   なるピット深さのほうが小さくなる現象。
6. 【請求項６】 情報を保持するピットが設けられた基体
   を有し、この基体のピット形成面上に機能層を有し、 ４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記ピットの最小長さ、ＮＡは再生
   光学系の開口数）より長い波長の再生光を照射したとき
   に、前記ピットが保持する情報の再生が可能であり、 再生光の波長をλとし、前記基体の屈折率をｎとしたと
   き、ピット深さｄが媒体全体において λ／１０ｎ≦ｄ＜λ／６ｎ である光情報媒体。
7. 【請求項７】 情報を保持するピットが設けられた基体
   を有し、この基体のピット形成面上に機能層を有し、 ４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記ピットの最小長さ、ＮＡは再生
   光学系の開口数）より長い波長の再生光を照射したとき
   に、前記ピットが保持する情報の再生が可能であり、 再生光の波長をλとしたとき、λ／４ＮＡ未満の長さを
   もち、かつ、深さがｄ _Sであるピットと、λ／４ＮＡ以
   上の長さをもち、かつ、深さがｄ_Lであるピットとが存
   在し、 ｄ_S＜ｄ_L である光情報媒体。
8. 【請求項８】 前記基体の屈折率をｎとしたとき、 λ／１０ｎ≦ｄ_S＜λ／６ｎ である請求項７の光情報媒体。
9. 【請求項９】 前記基体の屈折率をｎとしたとき、 λ／８ｎ＜ｄ_L＜λ／４ｎ である請求項７または８の光情報媒体。
10. 【請求項１０】 凹凸を有するか、記録マークを形成可
    能であるか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成
    可能である情報記録面と、機能層とを備える光情報媒体
    に対し、 ４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録マークの最
    小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長い波長の再
    生光を用い、前記再生光のパワーを、前記機能層の複素
    屈折率が変化しない範囲内に設定し、前記機能層によっ
    て構成される前記情報記録面に前記再生光を照射する
    か、前記機能層を通して前記情報記録面に前記再生光を
    照射するか、前記情報記録面を通して前記機能層に前記
    再生光を照射することにより、前記情報記録面が有する
    情報の再生を行う光情報媒体の再生方法。
11. 【請求項１１】 凹凸を有するか、記録マークを形成可
    能であるか、前記凹凸を有すると共に記録マークが形成
    可能である情報記録面と、機能層とを備える光情報媒体
    に対し、 ４ＮＡ・Ｐ_L（Ｐ_Lは前記凹凸または前記記録マークの最
    小寸法、ＮＡは再生光学系の開口数）より長い波長の再
    生光を用い、前記再生光のパワーを、前記再生光のパワ
    ー変化に対応して前記機能層からの反射光量が線形的に
    変化する範囲内に設定し、前記機能層によって構成され
    る前記情報記録面に前記再生光を照射するか、前記機能
    層を通して前記情報記録面に前記再生光を照射するか、
    前記情報記録面を通して前記機能層に前記再生光を照射
    することにより、前記情報記録面が有する情報の再生を
    行う光情報媒体の再生方法。
12. 【請求項１２】 機能層の温度を、機能層構成材料に応
    じた所定値以上に昇温させることにより再生を行う請求
    項１０または１１の光情報媒体の再生方法。
13. 【請求項１３】 少なくともレーザービーム照射を利用
    して機能層を昇温させる請求項１２の光情報媒体の再生
    方法。
14. 【請求項１４】 少なくとも環境温度の昇温を利用して
    機能層を昇温させる請求項１２または１３の光情報媒体
    の再生方法。
15. 【請求項１５】 再生光の最適パワーがあらかじめ記録
    されている光情報媒体に対し、再生前に前記最適パワー
    を読み出して、この最適パワーで再生を行う請求項１０
    〜１４のいずれかの光情報媒体の再生方法。