JP2007026568A

JP2007026568A - 光情報記録再生方法、装置及び光情報記録再生媒体

Info

Publication number: JP2007026568A
Application number: JP2005208784A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Masuzawa; 正弘升澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】開口値ＮＡを大きくすると同時に、高屈折率のゲル物質の飛散を防止し、液体のこぼれ、濡れによる取り扱いの不便さ、装置の機構の複雑化等の課題を解決すること。
【解決手段】記録媒体に集光および照射を行って前記記録媒体の形状変化、相変化、または磁区変化により情報を前記記録媒体に記録し、前記記録媒体に記録された情報を光学的に検知して前記情報を再生する光情報記録再生方法において、前記記録媒体と集光させるレンズとの間に空気の屈折率より大きいゲル状の物質を充填して記録および再生を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光情報記録再生方法、装置および光情報記録再生媒体に関し、特に、高密度記録再生を可能にする光情報記録再生方法、装置および光情報記録再生媒体に関する。

従来、光ディスクの記録密度は、照射するビームスポット径Φにより決定される。ビームスポット径Φは、式（１）で表される。
Φ＝α×λ／ＮＡ（ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθ）・・・・・・・（１）
ここで、λはレーザビームの波長、ｎは空気の屈折率、θはレーザビームの入射角度であり、αはレンズの開口形状、レーザビームの強度分布などにより決まる定数である。

記録密度を大きくするためには、ビームスポット径Φを小さくし、記録および再生のピットサイズを小さくする必要がある。従来、ビームスポット径Φを小さくするために、レーザビームの波長λを短くし、ＮＡを大きくするのが通例である。具体的には、ＣＤでは７８０ｎｍ程度のレーザでＮＡが０．４５のレンズを用い、ＤＶＤでは６５０ｎｍ程度のレーザでＮＡが０．６５のレンズを用い、更に次世代には４０５ｎｍ程度のレーザ波長でＮＡが０．８５のレンズを使用している。これを更に高密度の光ディスクにするには、レーザビームの波長を４０５ｎｍ以下にし、レンズのＮＡを０．８５以上にする必要がある。

しかしながら、４０５ｎｍ以下の紫外線領域を有するレーザビームは現在実用のレベルにまで達していない。更に前記のようなレーザビームが実用化されたとしても、空気、レンズ、光ディスク基板のいずれにおいても紫外線の透過率が悪いため、光量の減少が発生するという問題がある。また、レーザビームの入射角度θを大きくし、レンズのＮＡを大きくしようとしても、空気の屈折率よりＮＡを大きくすることは不可能である。つまり、ＮＡを１以上にすることは不可能である。

以上のような問題に対し、例えば、特許文献１に示されているように、レンズと光ディスク基板との間に高屈折率の液体を充填することにより、高ＮＡ化をはかり、ビームスポットφを小さくする技術が知られている。
特開平８−１７０６７号公報

従来、光ディスク装置の設置は水平、垂直のどちらでも使用することができたが、特許文献１において、高屈折率の液体中で光ディスクを回転させているため、光ディスクを水平に設置する必要がある。斜めに設置すると液体がこぼれてしまうのに加え、液体中で光ディスクを使用するので、取り出したとき光ディスクは液体で濡れており、そのため、光ディスクの取り扱いが難しくなる。また、液体中で光ディスクの着脱を行うので、装置の機構が難しくなるという問題がある。

本発明は、上述した実情を考慮してなされたものであって、高屈折率の液体に代えて高屈折率のゲル物質を使用すると共に、該ゲル物質の飛散を防止し、上述したような液体のこぼれ、濡れによる取り扱いの不便さ、記録・再生装置の機構の複雑化等の課題を、一挙に解決することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、記録媒体に集光および照射を行って前記記録媒体の形状変化、相変化、または磁区変化により情報を前記記録媒体に記録し、前記記録媒体に記録された情報を光学的に検知して前記情報を再生する光情報記録再生方法において、前記記録媒体と集光させるレンズとの間に空気の屈折率より大きいゲル状の物質を充填して記録および再生を行うことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、記録媒体に集光および照射を行って前記記録媒体の形状変化、相変化、または磁区変化により情報を前記記録媒体に記録し、前記記録媒体に記録された情報を光学的に検知して前記情報を再生する光情報記録再生装置において、前記集光レンズ表面に空気の屈折率より大きいゲル状の物質からなる層を形成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記レンズ表面上のゲル状の物質からなる層と光情報記録再生媒体表面上のゲル状の物質からなる層の合計の厚みが、集光レンズと光情報記録再生媒体の面との距離より大きいことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載の光情報記録再生方法により情報の記録あるいは再生を行う光情報記録再生媒体において、前記光情報記録再生媒体の表面上に空気の屈折率より大きいゲル状の物質からなる層が形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記光情報記録再生媒体は外周部分に凸状のリングを有することを特徴とする。

情報を記録する媒体上にレーザ光の集光および照射を行い、それにより発生する形状変化、もしくは相変化、もしくは磁区変化により情報を記録し、情報が記録された媒体上にレーザ光の集光および照射を行い、形状変化、もしくは相変化、もしくは磁区変化を光学的に検知することにより前記の情報を再生する光情報記録再生方法において、情報記録媒体とレーザ光を集光させるレンズとの間に空気の屈折率より大きいゲル状の物質を充填した状態で前記の記録および再生を行うことを特徴とする光情報記録再生方法により、ＮＡを大きくするとともに、装置を斜めに設置可能にし、光情報記録再生媒体の取り扱いを簡単にし、装置と光情報記録再生媒体の着脱機構を簡単にすることができる。

また、レンズ表面上のゲル状の物質からなる層と記録再生媒体表面上のゲル状の物質からなる層の合計の厚みが、光情報記録再生装置のレーザ光を集光させるレンズと光情報記録再生媒体のレーザ光を集光および照射する面との距離より大きいので、集光レンズと光情報記録再生媒体の間に空気が侵入する事がなく、ＮＡを大きくすることができる。

また、光ディスクの外周部分に凸状のリングを設けているので、光ディスクを回転したときのゲル状物質の飛散を防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施形態により、詳細に説明する。
図１は集光レンズ３から光情報記録再生媒体４までの空間構成を模式的に表した図である。
集光レンズ３の表面にはゲル状物質１からなる層１ａが形成されている。ゲル状物質１の屈折率は空気の屈折率よりも大きいものが使用されている。同じように光情報記録再生媒体４の入射面側上にも、ゲル状物質１からなる層１ｂが形成されている。
ゲル状物質１は、集光レンズ３と光情報記録再生媒体４との表面上に、層をなす状態で形成され、少なくともこれらの表面に付着している。ここでゲル状物質１にゴミが付着するという可能性があるが、光情報記録再生媒体４をカートリッジに収納する方式を採用するようにすればゴミが付着するのを防止できる。

図２は光情報記録再生時の記録・再生装置の空間構成を模式的に表す図である。集光レンズ３がフォーカス可能な距離まで光情報記録再生媒体４に近づく。層１ａと層１ｂの合計の厚みは、そのときの集光レンズ３と光情報記録再生媒体４との距離ｄよりも大きくしているので、集光レンズ３と光情報記録再生媒体４との間は、全てゲル状物質１で充填される。レンズの開口値ＮＡはｎ×ｓｉｎθなので、ゲル状物質１の屈折率（ｎ）の分だけＮＡが大きくなる。集光レンズ３で形成されるビーム径は、α×λ／ＮＡなので、ゲル状物質１が充填されているとビーム径が小さくなる。これは、集光レンズ３と光情報記録再生媒体４との間が空気のときよりも屈折率に反比例してビーム径が小さくなることを意味する。従って、ゲル状物質１が充填されていることにより、小さいサイズのピットでの記録や再生を行うことができる。

なお、ゲル状物質１を充填させることにより、光情報の記録処理または再生処理を行う場合、線速を０．５〜１．５ｍ／ｓと低速にするのであれば、サーボ制御やトラック制御の性能に支障をきたすことはない。

この種の機器においては、光情報記録再生媒体を回転させて情報の記録再生を行うのが一般的であるが、本発明はこれに制限されるものではない。つまり、集光レンズ３を移動（回転）して光情報記録再生媒体４上をスキャン（走査）させて光情報の記録再生を行う場合もある。このようなスキャン方式でも光情報記録再生媒体４の着脱の際に、ゲル状物質１は集光レンズ３と光情報記録再生媒体４との間に充填された状態のまま保持される。
一方、光情報記録再生媒体４を回転させる場合には、ゲル状物質１は粘調性のある液体であり、固体ではないので、この媒体の回転によりゲル状物質１が遠心力ではじかれて外周側に集散（飛散）し、光情報記録再生媒体４上のゲル状物質１が減少してくる。これにより、集光レンズ３と光情報記録再生媒体４との間に空気の隙間が発生する可能性がある。

図３は集光レンズ３と光情報記録再生媒体４との間に発生する空気の隙間を防止するための防止手段を示した断面図である。図３に示すように、光情報記録再生媒体４の外周部分に防止手段として凸状のリング９を設けている。リング９によりゲル状物質１の飛散を防止することができる。すなわち、本発明で使用されるゲル状物質は、固体ではないが、かなり粘調性の高い液体であるので、固体に近いため媒体４の外周端に飛散防止手段９を設けることにした。このような記録媒体４を用いることにより、ゲル状物質の飛散を防止できる。

但し、このようなリング９を設けたとしても、光情報記録再生媒体４が高速に回転しているときに光情報記録再生媒体４の外周部にゲル状物質１が堆積する可能性はある。このときは、上述のように線速を０．５〜１．５ｍ／ｓと低速にするのであれば、光情報の記録処理または再生処理に支障をきたすことはない。

本発明は、有機色素記録材料、層変化記録材料、光磁気記録材料のどの材料を用いた光情報記録再生方式においても効果がある。ビームスポット径が小さくなるとどの方式においても記録ピットが小さくなる。

〈比較例〉
従来の光情報記録再生装置の条件を下記に示す。
トラッキング用のグルーブが形成された厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート基板上に反射層、記録層、保護層の順に積層された光情報記録再生媒体と、波長４０５ｎｍで集光レンズのＮＡが０．８５の光情報記録再生装置を用いて、レーザビームを保護層の面に照射し、記録を行った。このとき、集光レンズと保護層との間隔は０．１ｍｍである。このような光情報記録再生媒体と光情報記録再生装置で形成できる最小ピットサイズは０．１４μｍ程度であった。

トラッキング用のグルーブが形成された厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート基板５上に反射層６、記録層７、保護層８の順に積層され、さらに厚さが約０．０７ｍｍのシリコングリースの層２ｂが形成された光情報記録再生媒体４を用い、波長４０５ｎｍ、集光レンズのＮＡが０．８５（空気中で使用した値）で、さらに集光レンズに厚さが約０．０５mmのシリコングリースの層２ａが形成された光情報記録再生装置を用意した。

シリコングリースの屈折率は１．４〜１．５なので、集光レンズ３のＮＡは実質的に１．１９〜１．２８の範囲となった。また、シリコングリースは波長４０５ｎｍに対し透明なものを使用した。この集光レンズ３は保護層８との距離が０．１ｍｍでフォーカスするように設計されており、シリコングリースの層２ａと層２ｂの合計の厚みが０．１２ｍｍであるので、集光レンズ３と保護層８との間に空気の隙間が発生することはないようにした。このような光情報記録再生媒体４と光情報記録再生装置で記録を行った。その結果、０．１１μｍ程度の最小ピットを形成することができた。比較例よりも、面積比で６０％を越すピット数を増加させることができる。

（光情報記録再生媒体構成例）
トラッキング用のグルーブが形成された厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート基板５上に反射層６、記録層７、保護層８の順に積層された光情報記録再生媒体４を用いた。厚さ０．２ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムをリング状にし、光情報記録再生媒体の保護層面側の外周部分に貼り付け、また、ＰＥＴフィルムの内側部分に、シリコングリースをスクリーン印刷で厚さ０．０７ｍｍ程度になるように塗布した。

（装置構成例）
図４は集光レンズ表面にゲル状物質層を形成した本発明の記録再生装置（断面図）の一例である。図４に示すように集光レンズ３の表面に空気の屈折率より大きいゲル状物質１からなる層を形成した。このレンズ３はフォーカスアクチュエータ１１とトラッキングアクチュエータ１２により記録再生媒体に焦点を合わすことができる。

上記実施例において、記録再生媒体を記録再生装置に挿入するときに、集光レンズ３とゲル状物質１の間に気泡が入ってしまう可能性は否定できないが、挿入の方法を通常通りに行っても記録処理または再生処理を行うときに支障をきたすことはなかった。

また、上記実施例において、記録再生媒体を記録再生装置から排出するときであっても、記録再生媒体を手で上下に着脱するといった通常通りの排出の方法を行えば、ゲル状物質１が集光レンズ３や、集光レンズ３を支持するボビンなどの他の部品に付着することはなかった。

集光レンズと記録再生媒体までの空間配置の構成例を示す模式図である。記録再生時のレンズから再生媒体までの空間配置の構成例を示す模式図である。外周に凸状のリングを設けた光ディスクの断面図である。本発明の集光レンズ表面にゲル状の物質層を形成した記録再生装置の断面図である。

符号の説明

１ゲル状物質
１ａ，１ｂゲル状物質層
３集光レンズ
４記録再生媒体
５基板
６反射層
７記録層
８保護層
９凸部分（リング）
１１フォーカスアクチュエータ
１２トラッキングアクチュエータ

Claims

記録媒体に集光および照射を行って前記記録媒体の形状変化、相変化、または磁区変化により情報を前記記録媒体に記録し、前記記録媒体に記録された情報を光学的に検知して前記情報を再生する光情報記録再生方法において、前記記録媒体と集光させるレンズとの間に空気の屈折率より大きいゲル状の物質を充填して記録および再生を行うことを特徴とする光情報記録再生方法。
記録媒体に集光および照射を行って前記記録媒体の形状変化、相変化、または磁区変化により情報を前記記録媒体に記録し、前記記録媒体に記録された情報を光学的に検知して前記情報を再生する光情報記録再生装置において、前記集光レンズ表面に空気の屈折率より大きいゲル状の物質からなる層を形成したことを特徴とする光情報記録再生装置。
前記レンズ表面上のゲル状の物質からなる層と光情報記録再生媒体表面上のゲル状の物質からなる層の合計の厚みが、集光レンズと光情報記録再生媒体の面との距離より大きいことを特徴とする請求項２記載の光情報記録再生装置。
請求項１記載の光情報記録再生方法により情報の記録あるいは再生を行う光情報記録再生媒体において、前記光情報記録再生媒体の表面上に空気の屈折率より大きいゲル状の物質からなる層が形成されていることを特徴とする光情報記録再生媒体。
前記光情報記録再生媒体は外周部分に凸状のリングを有することを特徴とする請求項４記載の光情報記録再生媒体。