(57)【要約】【課題】光学系や記録媒体の構成を複雑にすることなく、確実な光線の位置決め制御を行い、安定した記録を行う光情報記録方法、及び該光情報記録方法を実現する光情報記録装置、並びに確実な光線の位置決め制御を行い、安定した再生を行う光情報再生方法、及び該光情報再生方法を実現する光情報再生装置を提供する。【解決手段】一つのレーザー光線１−２を、サーボ用光線１−２ａと記録／再生用光線１−２ｂに分割し、ついでサーボ用光線１−２ａと記録／再生用光線１−２ｂの光軸を同軸上に配置した上で、サーボ用光線１−２ａを記録媒体１−８のサーボ情報面に照射し、記録／再生用光線１−２ｂを記録媒体の深さ方向の任意の位置に照射して三次元的に情報を記録する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドレス情報及び／又はサーボ情報が記録されたサーボ情報面を有する記録媒体中にレーザー光線を照射することにより三次元的に情報を記録する光情報記録方法であって、
一つのレーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るための光線（光線１）、記録媒体内に情報を記録するための光線（光線２）を含む２つ以上のレーザー光線に分割し、ついで前記光線１と光線２の光軸を同軸上に配置した上で、該光線１を前記サーボ情報面に照射して、該光線１の反射光からアドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、該読み取ったアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線２を前記記録媒体の水平方向の所定の位置で深さ方向の任意の位置に焦点を結ぶように照射して記録を行うことを特徴とする光情報記録方法。
【請求項２】
前記光線１と光線２の偏光状態が互いに直交していることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録方法。
【請求項３】
ビットバイビットで記録を行うことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録方法。
【請求項４】
前記記録媒体の同一深さ位置の面を記録面として、該記録面を前記記録媒体の深さ方向に層状に形成することにより三次元的に情報を記録することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録方法。
【請求項５】
前記サーボ情報面と該サーボ情報面に隣接する前記記録面Ａとの間隔は、前記記録面Ａと該記録面Ａに隣接する記録面Ｂとの間隔以上とすることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録方法。
【請求項６】
前記分割されたレーザー光線の中で、光線１の強度が最も小さいことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録方法。
【請求項７】
前記アドレス情報及び／又はサーボ情報がエンボスピットで記録されていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録方法。
【請求項８】
アドレス情報及び／又はサーボ情報が記録されたサーボ情報面を有する記録媒体中にレーザー光線を照射することにより三次元的に情報を記録する光情報記録装置であって、
１つのレーザー光源と、
該レーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を取るための光線（光線１）、記録媒体内に情報を記録するための光線（光線２）を含む２つ以上のレーザー光線に分割するビーム分割手段と、
前記光線２の焦点深さを切り替える焦点深さ切替手段と、
前記光線１と光線２の光軸を同軸上に配置するビーム同軸配置手段と、
前記光軸が同軸上に配置された光線１と光線２を前記記録媒体に導く光学系と、
前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るサーボ検出器とを備え、
前記サーボ検出器が前記サーボ情報面に照射された前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、前記焦点深さ切り替え手段が該読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線２の焦点深さを切り替えて、ついで該焦点深さが切り替えられた光線２が前記記録媒体の水平方向の所定の位置で深さ方向の任意の位置に焦点を結ぶように照射されて記録が行われることを特徴とする光情報記録装置。
【請求項９】
前記ビーム分割手段は、前記光線１と光線２の偏光状態が互いに直交するように分割する偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項８に記載の光情報記録装置。
【請求項１０】
前記記録はビットバイビットで行われることを特徴とする請求項８に記載の光情報記録装置。
【請求項１１】
前記記録媒体の同一深さ位置の面を記録面として、該記録面が前記記録媒体の深さ方向に層状に形成されることにより三次元的に情報が記録されることを特徴とする請求項８に記載の光情報記録装置。
【請求項１２】
前記サーボ情報面と該サーボ情報面に隣接する前記記録面Ａとの間隔は、前記記録面Ａと該記録面Ａに隣接する記録面Ｂとの間隔以上とされることを特徴とする請求項１１に記載の光情報記録装置。
【請求項１３】
前記光線１の光路内に、該光線１を偏光状態を変えずに通過させ、入射する前記光線１の反射光を該光線１の光軸からずらして出射するサーボ分波光学系を備えることを特徴とする請求項８に記載の光情報記録装置。
【請求項１４】
前記分割されたレーザー光線の中で、光線１の強度を最も小さくする強度調整手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録装置。
【請求項１５】
前記記録媒体は、アドレス情報及び／又はサーボ情報がエンボスピットで記録されたサーボ情報面を有していることを特徴とする請求項９に記載の光情報記録装置。
【請求項１６】
請求項１〜７のいずれかに記載の光情報記録方法により三次元的に情報が記録された記録媒体中にレーザー光線を照射することにより記録された情報を再生する光情報再生方法であって、
一つのレーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るための光線（光線１）、記録媒体内の情報を再生するための光線（光線３）を含む２つ以上のレーザー光線に分割し、ついで前記光線１と光線３の光軸を同軸上に配置した上で、該光線１を前記サーボ情報面に照射して、該光線１の反射光からアドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、該読み取ったアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線３を前記記録媒体の水平方向及び深さ方向の所定の位置に焦点を結ぶように照射し、該光線３の反射光から情報の再生を行うことを特徴とする光情報再生方法。
【請求項１７】
請求項１〜７のいずれかに記載の光情報記録方法により三次元的に情報が記録された記録媒体中にレーザー光線を照射することにより記録された情報を再生する光情報再生装置であって、
１つのレーザー光源と、
該レーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を取るための光線（光線１）、記録媒体内の情報を再生するための光線（光線３）を含む２つ以上のレーザー光線に分割するビーム分割手段と、
前記光線３の焦点深さを切り替える焦点深さ切替手段と、
前記光線１と光線３の光軸を同軸上に配置するビーム同軸配置手段と、
前記光軸が同軸上に配置された光線１と光線２を前記記録媒体に導く光学系と、
前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るサーボ検出器と、
前記光線３の反射光から情報の再生を行う再生検出器とを備え、
前記サーボ検出器が前記サーボ情報面に照射された前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、前記焦点深さ切り替え手段が該読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線３の焦点深さを切り替えて、ついで該焦点深さが切り替えられた光線３が前記記録媒体の水平方向及び深さ方向の所定の位置に焦点を結ぶように照射され、前記再生検出器が該光線３の反射光から情報の再生を行うことを特徴とする光情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体のサーボ情報を読み取って情報の記録・再生を行う光情報記録方法、光情報再生方法、光情報記録装置及び光情報再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報量の増大に伴い、光ディスクにおいてもブルーレイディスクを越える大容量の記録媒体及び記録方法の研究が盛んに行われている。その中の一つが、ホログラフィック技術を利用するものである。
【０００３】
ホログラフィック記録方法は、光の波長以下の間隔の干渉縞を記録媒体に物資変化として記録し、再生時は、再生光の干渉縞からの回折光を読み取るものである。例えば、特許文献１は、従来のホログラフィック技術を光ディスク記録技術に応用した一つの例が開示されており、波長の異なる２つの光源を用い、一つをホログラムにより情報を記録する光源として使用し、もう一つをサーボ用光源として使用している。
【０００４】
サーボ用光源の波長をホログラム記録用光源の光源と異なる波長に変える理由は、記録層内部に記録情報とは関係のない不要な干渉縞を形成させないためである。そのため、サーボ用光源の波長は、ホログラム記録層を感光しない波長であることが要求される。
【０００５】
しかし、光情報記録装置内に、２つの異なる波長の光源を有するのは、レーザーを２個用意するというコスト的な面で不利であるだけでなく、光学系を２つの波長に対応させる必要があるなど、設計面においても難易度を高める。また、アドレス情報及び／もしくはサーボ情報が記録された面（サーボ情報面）において、記録光が乱反射してしまい、記録層に不要な干渉縞を形成してしまうことを解決するために、例えば特許文献２では、サーボピット面と記録層の間に、サーボ用光源の波長は透過し、記録用光源の波長は反射させるフィルタ層を設けることが提案されている。しかし、このような層を記録媒体に設けることは、記録媒体作成の工程が増え、コストアップの要因となる。
【０００６】
一方、従来のホログラム方式とは異なる体積型の記録方式が提案されている。例えば、特許文献３のように反射型のマイクロホログラムを層状に記録する技術を光ディスクに応用する試みもなされている。この方法は、対向する２つの光線を記録材料内の同一位置に集光させ、焦点近傍の微小な領域だけに干渉縞を形成し、データ再生時には一つの光線を集光させ、その干渉縞からの回折光の有無によりデータ再生を行う方法である。
【０００７】
従来のホログラム記録のように、記録材料の厚み方向に複雑な干渉縞を記録する場合、例えば熱膨張や収縮による干渉縞の変形は、データ再生に重大な影響を与える。その点、焦点近傍のみにビットバイビットで干渉縞を記録するマイクロホログラムの場合、干渉縞の変形に対する許容量は従来の体積型ホログラムに比べ大きいというメリットがある。
【０００８】
一方で、光線の位置決め精度に関しては、従来の体積ホログラムは、記録される干渉縞自体は大きく、光の回折限界レベルの位置決め制度は必要ない。そのため、位置決め用に記録用光源の波長よりも長波長のレーザーを使用しても実使用上問題ない。
【０００９】
しかし、従来の体積ホログラムと異なり、光の回折限界程度の大きさでビットバイビットの記録を行うマイクロホログラムの場合は、光線の位置決め制御も相応の精度で行う必要がある。つまり、記録用光源の波長よりも長い波長のレーザーでサーボをとることは実質上困難である。
【００１０】
また上記マイクロホログラムの例の他、例えば特許文献４のように記録材料内に回折限界程度の大きさの微小な屈折率変化領域を作り、情報を記録する方法も提案されている。このような例における、光線の位置決め制御も、上記マイクロホログラムと同様、記録用レーザーの回折限界程度の精度が要求される。
【００１１】
【特許文献１】特許第３６９３９９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５４７２号公報
【特許文献３】米国特許第６０２０９８５号公報
【特許文献４】特開２００５−３７６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、記録媒体中に三次元的に情報を記録する光情報記録方法、特に記録用レーザの回折限界程度の大きさでビットバイビットで情報を記録する光情報記録方法において、光学系や記録媒体の構成を複雑にすることなく、確実な光線の位置決め制御を行い、安定した記録を行う光情報記録方法、及び該光情報記録方法を実現する光情報記録装置、並びに光学系や記録媒体の構成を複雑にすることなく、確実な光線の位置決め制御を行い、安定した再生を行う光情報再生方法、及び該光情報再生方法を実現する光情報再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために提供する本発明は、アドレス情報及び／又はサーボ情報が記録されたサーボ情報面を有する記録媒体中にレーザー光線を照射することにより三次元的に情報を記録する光情報記録方法であって、一つのレーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るための光線（光線１）、記録媒体内に情報を記録するための光線（光線２）を含む２つ以上のレーザー光線に分割し、ついで前記光線１と光線２の光軸を同軸上に配置した上で、該光線１を前記サーボ情報面に照射して、該光線１の反射光からアドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、該読み取ったアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線２を前記記録媒体の水平方向の所定の位置で深さ方向の任意の位置に焦点を結ぶように照射して記録を行うことを特徴とする光情報記録方法である。
【００１４】
ここで、前記光線１と光線２の偏光状態が互いに直交していることが好ましい。
【００１５】
また、ビットバイビットで記録を行うことが好ましい。また、前記記録媒体の同一深さ位置の面を記録面として、該記録面を前記記録媒体の深さ方向に層状に形成することにより三次元的に情報を記録するとよく、さらに前記サーボ情報面と該サーボ情報面に隣接する前記記録面Ａとの間隔は、前記記録面Ａと該記録面Ａに隣接する記録面Ｂとの間隔以上とすることが好適である。
【００１６】
また、前記分割されたレーザー光線の中で、光線１の強度が最も小さいことが好ましい。
また、前記アドレス情報及び／又はサーボ情報がエンボスピットで記録されているとよい。
【００１７】
また前記課題を解決するために提供する本発明は、アドレス情報及び／又はサーボ情報が記録されたサーボ情報面を有する記録媒体中にレーザー光線を照射することにより三次元的に情報を記録する光情報記録装置であって、１つのレーザー光源と、該レーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を取るための光線（光線１）、記録媒体内に情報を記録するための光線（光線２）を含む２つ以上のレーザー光線に分割するビーム分割手段と、前記光線２の焦点深さを切り替える焦点深さ切替手段と、前記光線１と光線２の光軸を同軸上に配置するビーム同軸配置手段と、前記光軸が同軸上に配置された光線１と光線２を前記記録媒体に導く光学系と、前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るサーボ検出器とを備え、前記サーボ検出器が前記サーボ情報面に照射された前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、前記焦点深さ切り替え手段が該読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線２の焦点深さを切り替えて、ついで該焦点深さが切り替えられた光線２が前記記録媒体の水平方向の所定の位置で深さ方向の任意の位置に焦点を結ぶように照射されて記録が行われることを特徴とする光情報記録装置である。
【００１８】
ここで、前記ビーム分割手段は、前記光線１と光線２の偏光状態が互いに直交するように分割する偏光ビームスプリッタであることが好ましい。
【００１９】
また、前記記録はビットバイビットで行われることが好ましい。
【００２０】
また、前記記録媒体の同一深さ位置の面を記録面として、該記録面が前記記録媒体の深さ方向に層状に形成されることにより三次元的に情報が記録されるとよく、さらに前記サーボ情報面と該サーボ情報面に隣接する前記記録面Ａとの間隔は、前記記録面Ａと該記録面Ａに隣接する記録面Ｂとの間隔以上とされることが好適である。
【００２１】
また、前記光線１の光路内に、該光線１を偏光状態を変えずに通過させ、入射する前記光線１の反射光を該光線１の光軸からずらして出射するサーボ分波光学系を備えることが好ましい。
【００２２】
また、前記分割されたレーザー光線の中で、光線１の強度を最も小さくする強度調整手段を備えることが好ましい。
【００２３】
また、前記記録媒体は、アドレス情報及び／又はサーボ情報がエンボスピットで記録されたサーボ情報面を有していることが好適である。
【００２４】
また前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の光情報記録方法により三次元的に情報が記録された記録媒体中にレーザー光線を照射することにより記録された情報を再生する光情報再生方法であって、一つのレーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るための光線（光線１）、記録媒体内の情報を再生するための光線（光線３）を含む２つ以上のレーザー光線に分割し、ついで前記光線１と光線３の光軸を同軸上に配置した上で、該光線１を前記サーボ情報面に照射して、該光線１の反射光からアドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、該読み取ったアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線３を前記記録媒体の水平方向及び深さ方向の所定の位置に焦点を結ぶように照射し、該光線３の反射光から情報の再生を行うことを特徴とする光情報再生方法である。
【００２５】
また前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の光情報記録方法により三次元的に情報が記録された記録媒体中にレーザー光線を照射することにより記録された情報を再生する光情報再生装置であって、１つのレーザー光源と、該レーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を取るための光線（光線１）、記録媒体内の情報を再生するための光線（光線３）を含む２つ以上のレーザー光線に分割するビーム分割手段と、前記光線３の焦点深さを切り替える焦点深さ切替手段と、前記光線１と光線３の光軸を同軸上に配置するビーム同軸配置手段と、前記光軸が同軸上に配置された光線１と光線２を前記記録媒体に導く光学系と、前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るサーボ検出器と、前記光線３の反射光から情報の再生を行う再生検出器とを備え、前記サーボ検出器が前記サーボ情報面に照射された前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、前記焦点深さ切り替え手段が該読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線３の焦点深さを切り替えて、ついで該焦点深さが切り替えられた光線３が前記記録媒体の水平方向及び深さ方向の所定の位置に焦点を結ぶように照射され、前記再生検出器が該光線３の反射光から情報の再生を行うことを特徴とする光情報再生装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の効果として、請求項１，８の発明によれば、光学系や記録媒体の構成を複雑にすることなく、確実な光線の位置決め制御を行い、安定した記録を行うことができる。すなわち、サーボ用及び記録用の光線を一つのレーザー光源から分割して得ることにより、サーボ用光源を別光源とする三次元体積記録の方法に比べ、安価に光学系を組むことが可能となる。また、それぞれの光源が異なる波長のレーザーを用いる場合に比べ、レンズの設計が容易となる。
また、請求項２，９の発明によれば、サーボ用光線と記録用光線を互いに直交偏光にすることにより、サーボ用光線と記録用光線を同軸に配置して、互いにオーバーラップする構成としても、記録媒体内に不要な干渉縞の影響を回避することができる。
また、請求項３，１０の発明によれば、ビットバイビットの記録においても、サーボ用及び記録用の光線を一つのレーザー光源から分割して得ることにより、サーボ用及び記録用の光線の波長が同じとなるため、所望の位置精度で光線を制御することが可能となる。
また、請求項４，５，１１，１２の発明によれば、層状記録の場合、サーボ情報面と該サーボ情報面に一番近い記録面（隣接する記録面Ａ）との間隔を、該記録面Ａと記録面Ａに一番近い記録面（隣接する記録面Ｂ）との間隔より大きくすることにより、記録用光線のサーボ情報面からの回折／反射の影響が回避でき、また仮にサーボ光の集光による記録材料のダメージがあった場合でも、データ記録領域への影響を回避することができる。
また、請求項６，１４の発明によれば、サーボ用光線の強度を一番小さくすることにより、サーボ光による記録媒体への不要な書き込みを回避することが可能となる。
また、請求項７，１５の発明によれば、従来の方法でアドレス情報及び／又はサーボ情報の読取が可能となる。
請求項１３の発明によれば、光線１を偏光状態を変えずに通過させ、入射する前記光線１の反射光を該光線１の光軸からずらして出射するので、光学系をコンパクトに収めることができる。
請求項１６，１７の発明によれば、光学系や記録媒体の構成を複雑にすることなく、確実な光線の位置決め制御を行い、安定した再生を行うことができる。すなわち、サーボ用及び再生用の光線を一つのレーザー光源から分割して得ることにより、サーボ用光源を別光源とする三次元体積記録の方法に比べ、安価に光学系を組むことが可能となる。また、それぞれの光源が異なる波長のレーザーを用いる場合に比べ、レンズの設計が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
発明者は、以上の問題点を解決するために、鋭意検討した結果、以下の結論に達した。すなわち、記録媒体中に三次元的に情報を記録する光情報記録装置（光情報記録方法）において、一つのレーザー光源を２つ以上に分割し、少なくとも分割された光線の一つは、アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るために使用し（光線１）、少なくとも分割された光線の一つは、記録媒体内に情報を記録するために使用することによって（光線２）、記録用とサーボ用にそれぞれ独立に光源をもつ必要がなくなり、かつサーボ用の光学系を記録用の光学系と同一にできるため、記録時の光の位置決めを光の回折限界レベルで制御することが可能となる。また、この効果は記録媒体中に三次元的に記録された情報を再生する光情報再生装置（光情報再生方法）においても同様に得られる。
【００２８】
さらに、光線１と光線２を互いに直交偏光にしておくことにより、光線１と光線２を同軸上に配置した結果、記録材料内で光線１と光線２がオーバーラップしても、光線１と光線２が干渉することがないので、記録材料内に不要な干渉縞が記録されるのを抑制することができる。
【００２９】
また、三次元的に情報を記録する方法が記録媒体の同一深さ位置の面である記録面内においてビットバイビットで記録を行い、かつそれらを深さ方向に層状に記録する場合、各記録面間の間隔ｄを同一とし、これらの記録面の中で上記アドレス情報及び／又はサーボ情報をとるための面（サーボ情報面）ともっとも隣接する層と該サーボ情報面との間隔をｄ０とすると、ｄ≦ｄ０と設定することにより、仮にサーボ用光線の集光による記録材料の物性変化が起きたとしても、記録された情報への影響を回避することができる。また、記録／再生におけるサーボ面からの反射光の影響も抑制することができる。
【００３０】
さらに、分割された光線の中で、サーボ用の光線の強度を一番小さく設定することにより、サーボ用の光線による記録材料の物性変化を抑えることが可能となる。
これらのことを踏まえて、発明者は以下の発明を成すに至った。
【００３１】
すなわち、本発明に係る光情報記録方法は、アドレス情報及び／又はサーボ情報が記録されたサーボ情報面を有する記録媒体中にレーザー光線を照射することにより三次元的に情報を記録する光情報記録方法であって、一つのレーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るための光線（光線１）、記録媒体内に情報を記録するための光線（光線２）を含む２つ以上のレーザー光線に分割し、ついで前記光線１と光線２の光軸を同軸上に配置した上で、該光線１を前記サーボ情報面に照射して、該光線１の反射光からアドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、該読み取ったアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線２を前記記録媒体の水平方向の所定の位置で深さ方向の任意の位置に焦点を結ぶように照射して記録を行うことを特徴とする。
【００３２】
また本発明に係る光情報記録装置は、アドレス情報及び／又はサーボ情報が記録されたサーボ情報面を有する記録媒体中にレーザー光線を照射することにより三次元的に情報を記録する光情報記録装置であって、１つのレーザー光源と、該レーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を取るための光線（光線１）、記録媒体内に情報を記録するための光線（光線２）を含む２つ以上のレーザー光線に分割するビーム分割手段と、前記光線２の焦点深さを切り替える焦点深さ切替手段と、前記光線１と光線２の光軸を同軸上に配置するビーム同軸配置手段と、前記光軸が同軸上に配置された光線１と光線２を前記記録媒体に導く光学系と、前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るサーボ検出器とを備え、前記サーボ検出器が前記サーボ情報面に照射された前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、前記焦点深さ切り替え手段が該読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線２の焦点深さを切り替えて、ついで該焦点深さが切り替えられた光線２が前記記録媒体の水平方向の所定の位置で深さ方向の任意の位置に焦点を結ぶように照射されて記録が行われることを特徴とする。
【００３３】
また本発明に係る光情報再生方法は、本発明の光情報記録方法により三次元的に情報が記録された記録媒体中にレーザー光線を照射することにより記録された情報を再生する光情報再生方法であって、一つのレーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るための光線（光線１）、記録媒体内の情報を再生するための光線（光線３）を含む２つ以上のレーザー光線に分割し、ついで前記光線１と光線３の光軸を同軸上に配置した上で、該光線１を前記サーボ情報面に照射して、該光線１の反射光からアドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、該読み取ったアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線３を前記記録媒体の水平方向及び深さ方向の所定の位置に焦点を結ぶように照射し、該光線３の反射光から情報の再生を行うことを特徴とする。
【００３４】
また本発明に係る光情報再生装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の光情報記録方法により三次元的に情報が記録された記録媒体中にレーザー光線を照射することにより記録された情報を再生する光情報再生装置であって、１つのレーザー光源と、該レーザー光源からのレーザー光線を、アドレス情報及び／又はサーボ情報を取るための光線（光線１）、記録媒体内の情報を再生するための光線（光線３）を含む２つ以上のレーザー光線に分割するビーム分割手段と、前記光線３の焦点深さを切り替える焦点深さ切替手段と、前記光線１と光線３の光軸を同軸上に配置するビーム同軸配置手段と、前記光軸が同軸上に配置された光線１と光線２を前記記録媒体に導く光学系と、前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取るサーボ検出器と、前記光線３の反射光から情報の再生を行う再生検出器とを備え、前記サーボ検出器が前記サーボ情報面に照射された前記光線１の反射光から前記アドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取り、前記焦点深さ切り替え手段が該読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報に基づいて前記光線３の焦点深さを切り替えて、ついで該焦点深さが切り替えられた光線３が前記記録媒体の水平方向及び深さ方向の所定の位置に焦点を結ぶように照射され、前記再生検出器が該光線３の反射光から情報の再生を行うことを特徴とする。
【００３５】
以下に、本発明に係る光情報記録方法、光情報再生方法、光情報記録装置及び光情報再生装置の具体的な実施の形態を示す。しかし、これらの実施の形態に限らず、光記録媒体内に三次元的に情報を記録し、記録用光線の回折限界程度での光線位置決め精度が要求される光情報記録方法及び光情報記録装置、あるいは光情報再生方法及び光情報再生装置において広く適用可能であることは言うまでもない。
【００３６】
（第１の実施の形態）
本発明に係る光情報記録方法、光情報再生方法の第１の実施の形態について、本発明に係る光情報記録装置及び光情報再生装置に基づいて説明する。ここでは、光情報記録装置、光情報再生装置それぞれの要件を兼ね備えた光情報記録再生装置として説明するが、該光情報記録再生装置は、本発明の光情報記録方法、光情報再生方法を実現するのに好適な構成となっている。
【００３７】
図１に、本発明における光情報記録再生装置の第１の実施の形態における光学系を示す。図には主要な光学ブロックのみを載せている。
図１の符号として、１−１は、レーザー光源であり、後述の実施例においては波長４０５ｎｍの半導体レーザー装置を使用した。ついで、レーザー光源１−１から出射された光線１−２は、ビーム分割手段の一態様である偏光ビームスプリッター１−３ａにより、Ｓ偏光とＰ偏光に分離され、それぞれ光線１−２ａ及び光線１−２ｂとして２つの方向に分かれて進む。ここでは、光線１−２ａをサーボ用光線、光線１−２ｂを記録／再生用光線として使用する。なお、１−１０は、強度調整手段の一態様である１／２波長板であり、サーボ用光線１−２ａと記録／再生用光線１−２ｂの強度比を調整する。
【００３８】
（サーボ側光学系）
サーボ用光線１−２ａは、全反射ミラー１−４ａで反射され、後に説明するサーボ分波光学系である分波光学系１−５ａを通過し、ビーム同軸配置手段の一態様である偏光ビームスプリッター１−３ｂと対物レンズ１−７を通過した後、記録媒体１−８のサーボ情報面に集光される。ついでサーボ情報面から反射された光は偏光ビームスプリッター１−３ｂで反射された後、再び分波光学系１−５ａに入射する。この光線は、この光学系内において、元の光線軸上から外れて出射され、サーボ検出器であるサーボ用ディテクター１−９ａで受光される。
【００３９】
（記録／再生側光学系）
一方、記録／再生用光線１−２ｂは、全反射ミラー１−４ｂで反射され、再生用分波光学系である分波光学系１−５ｂを通過した後、焦点深さ切替手段である焦点深さ切り替え光学系１−６を通過する。その後偏光ビームスプリッター１−３ｂと対物レンズ１−７を通過した後、記録媒体内のサーボ情報面とは異なる、深さ方向の所定の位置に集光される。ここまでは、記録再生ともに同じである。
記録時においては、この集光された領域の記録材料に微小な屈折率変化が生じ、記録マークが生成される。
【００４０】
また再生時においては、記録材料内の記録マーク（微小な屈折率変化領域）からの反射光が、対物レンズ１−７、偏光ビームスプリッター１−３ｂ及び焦点深さ切替光学系１−６を通過した後、分波光学系１−５ｂに入射する。この反射光は、この分波光学系１−５ｂ内において、元の光軸上から外れて出射され、再生検出器である信号用ディテクター１−９ｂで受光される。
【００４１】
なお、前記サーボ用光線１−２ａと記録／再生用光線１−２ｂは、同じ対物レンズ１−７の制御で位置決めされるため、偏光ビームスプリッター１−３ｃを経た後は、該２つの光線の光軸は同軸上に配置する。
【００４２】
ここで、分波光学系１−５ａ，１−５ｂについて説明する。ここでいう分波光学系とは、記録媒体に入射する方向に進む光線は分波光学系の前後で偏光状態を変えずに通過し、記録媒体から反射された光線を入射光線の光軸からずらすものである。
【００４３】
図２は、記録媒体に入射する方向に進む光線に対する分波光学系の作用についての説明図である。分波光学系は、偏光子２−２、ファラデー回転子２−３、偏光ビームスプリッター２−５、ファラデー回転子２−７、偏光子２−９がこの順番で配置されてなるものである。
【００４４】
分波光学系に入射する光線２−１は、偏光子２−２を通過後、偏光面を４５度回転するファラデー回転子２−３を通過する。ついで通過した光は、この偏光面の方向が１００％透過するように配置された偏光ビームスプリッター２−５を透過した後、ファラデー回転子２−３とは逆の方向に偏光面を４５度回転するファラデー回転子２−７を通過し、偏光子２−２と同じ向きの偏光子２−９を通過する。このようにして透過した光線２−１０は、入射光２−１とエネルギーロスがほとんどなく、同じ偏光状態を保つ。
【００４５】
一方、図３は、記録媒体から反射された光線に対する分波光学系の作用についての説明図である。
記録媒体から反射された光線３−１は、偏光子２−９を経て、偏光面を４５度回転するファラデー回転子２−７を透過する。透過後の光線３−５の偏光面は前記光線２−４，２−６の偏光面と直交しているため、偏光ビームスプリッター２−５により反射される。その反射光３−７は、入射光３−１とエネルギーロスがほとんどない。
【００４６】
ところで、このような分波光学系を使用する場合、一つの問題点は、図１において光学系を１つの平面内に組めないことである。つまり図３で示す偏光ビームスプリッターから出射される反射光３−７は、図１においてその他の光線で決まる平面上にはなく、４５度方向に外れてしまう。
【００４７】
これを解決する方法の一つとして、図３における偏光ビームスプリッターに、図１に示すディテクターを組み込んで一体にする方法が考えられる。
また別の解決方法は、分波光学系を使用せずに、図４に示すような光学系にすることである。この光学系と図１の光学系との構成の違いは、分波光学系１−５ａ，１−５ｂを使用しないこと、及び全反射ミラー１−４ａ，１−４ａをハーフミラー１−４ｃ，１−４ｄに変え、それぞれの後にサーボ用ディテクター１−９ｃと再生信号用ディテクター１−９ｄを配置したことである。
【００４８】
この構成では、全ての光学系を同一平面上に組めるというメリットがある。一方で、短所としては、ハーフミラーを使用する関係上、光エネルギーのロスが生じてしまうことである。そのため、記録媒体の光エネルギーに対する記録感度が悪い場合は、記録できない可能性があり、またデータ再生時に記録媒体からの戻り光量が少ない場合は、十分なＳＮ比が得られない可能性がある。そのような場合は、この光学系は適さない。
【００４９】
つぎに、本実施の形態で用いる記録媒体について説明する。
図５に、その記録媒体の構成を示す。
記録媒体は、基板４−１、サーボ情報面４−２、情報記録層４−３、光透過層４−４からなる。
【００５０】
基板４−１は、ガラスもしくはポリカーボネートなどのプラスチックからなる基板である。また該基板４−１上には、アドレス情報やサーボを取るためのエンボスピット、もしくは案内溝が形成されており、さらにその上に、反射膜としてアルミや銀などの金属膜をスパッターなどの方法により設けて、サーボ情報面４−２としている。
【００５１】
また、サーボ情報面４−２の上に、情報記録層４−３を有する。情報記録層４−３は、例えばアクリル酸エステルモノマー（p-クミルフェノールエチレンオキシド付加アクリル酸エステル）とウレタン２官能アクリレートオリゴマーを４０:６０（重量比）、全体に対する０．８ｗｔ％の有機金属化合物であり光重合開始剤でもある（ビス（η-2,4-シクロペンタジエン-1-イル）-ビス（2,6-ジフルオロ-3-（1H-ピロール-1-イル）-フェニル）チタニウム（チバ・スペシャリティ・ケミカルズIrg-784、以後Irg-784）を暗室下、混合脱泡し基板上に展開して所定厚みに形成したものである。なお、情報記録層４−３と前記金属膜が反応を起こす場合は、金属膜上に、情報記録層４−３に対し不活性な、例えば酸化ケイ素や窒化ケイ素などの無機膜を設けるとよい。また、サーボ情報面４−２からの反射光が悪影響を及ぼす場合や、サーボ光線のサーボ情報面上での集光により記録材料の反応してしまう場合などは、金属膜上にＵＶ硬化樹脂等で２０μｍ程度のギャップ層を設ける構成も可能である。
【００５２】
情報記録層４−３の上には、ガラスもしくはポリカーボネートなどのプラスチックからなる基板である光透過層４−４を有する。ここで、光透過層４−４と前記情報記録層４−３が反応を起こす場合は、光透過層４−４上に、情報記録層４−３に対し不活性な、例えば酸化ケイ素や窒化ケイ素などの無機膜を設けるとよい。また、光透過層４−４は光吸収が小さいことはもちろん、偏光状態を極力変えないように、光学的異方性が小さい材料であることが望ましい。
【００５３】
（光情報記録方法）
本発明の光情報記録方法は、一つの記録用光線を記録媒体内に集光させ、光化学反応及び／又は熱化学反応により記録材料内に局所的な屈折率変化を生じさせ情報を記録する方法である。
図６に、記録及び再生時における記録媒体内でのサーボ用光線及び記録／再生用光線の様子を示す。以下、図１及び図６を参照しながら、光情報記録／再生方法の手順を説明する。
【００５４】
（Ｓ１１）  サーボ用光線１−２ａは、図１のサーボ側光学系を通ってアドレス情報及び／又はサーボ情報がエンボスピットで記録されている面（サーボ情報面）４-２に集光される。ついでサーボ情報面４−２から反射された光は偏光ビームスプリッター１−３ｂで反射された後、再び分波光学系１−５ａに入射する。この光線は、この光学系内において、元の光線軸上から外れて出射され、サーボ検出器であるサーボ用ディテクター１−９ａで受光され、アドレス情報及び／又はサーボ情報が読み取られる。
（Ｓ１２）  読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報を基に記録／再生用光線１−２ｂのフォーカス及び横方向（ディスク水平方向）の位置決め制御を対物レンズ１-７の駆動により行う。
（Ｓ１３）  記録／再生用光線１−２ｂは、情報記録層４−３の内部において、サーボ情報面４−２とは深さ方向の異なる所定の位置で集光される。焦点深さの設定に関しては、焦点深さ切り替え光学系１−６の制御により行う。焦点深さの切り替え方法に関しては、いくつかの公知の方法があるが、もっとも単純な方法は２つのレンズの距離を変えることにより合成焦点の距離を変える方法である。また、深さ方向の焦点位置を変える場合、その程度によっては、球面収差補正が必要な場合がある。その場合、信号／再生用光線１−２ｂの光路中に適宜収差を補正する機構を追加する。なお、偏光ビームスプリッター１−３ａによりサーボ用光線１−２ａと記録／再生用光線１−２ｂが互いに直交偏光の関係になるため、情報記録層４−３内でオーバーラップしているにも関わらず、２つの光は干渉しない。そのため、不要な干渉縞の影響は除去できる。
（Ｓ１４）  記録／再生用光線１−２ｂの焦点近傍において、情報記録層４−３の記録材料の光吸収と相まって高温となり、マイクロバブル４−５が形成される。マイクロバブル４−５は、記録材料の中に形成される微小な空洞空間である。そのため、マイクロバブル４−５内部は屈折率が１に近い状態にあると考えられ、その周りの記録材料（屈折率、例えば１．５〜１．６）と屈折率差を生じている。これが部分的な屈折率変化となり、情報記録層４−３中に固定される。このマイクロバブル４−５の有無により、情報が記録されるわけである。なお、情報記録層４−３においては、深さ方向の同じ位置の水平方向に所定のパターンでマイクロバブル４−５が形成されて記録面が形成される。
【００５５】
図７は、情報記録層４−３内において、記録面が深さ方向に層状に形成されて記録された状態の模式図である。ここでは、記録／再生用光線１−２ｂの焦点深さを４種類設定し、４層記録した状態を示す。すなわち、記録面４−３ａ，４−３ｂ，４−３ｃ，４−３ｄが深さ方向に所定の間隔ｄで並んで設けられている。このとき、記録面４−３ａとサーボ情報面４−２との間隔ｄ０を前記間隔ｄ以上の間隔とする。これは、各記録面の記録ピットからの反射光量に比べ、サーボ情報面４−２の反射膜からの反射光量は少なくとも一桁以上は大きいため、データ再生時にサーボ情報面からのクロストークの影響を小さくするためである。
【００５６】
（光情報再生方法）
（Ｓ２１）  データ再生においては、サーボ用光線１−２ａは、図１のサーボ側光学系を通ってサーボ情報面４-２に集光される。ついでサーボ情報面４−２から反射された光は偏光ビームスプリッター１−３ｂで反射された後、再び分波光学系１−５ａに入射する。この光線は、この光学系内において、元の光線軸上から外れて出射され、サーボ検出器であるサーボ用ディテクター１−９ａで受光され、アドレス情報及び／又はサーボ情報が読み取られる。
（Ｓ２２）  読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報を基に記録／再生用光線１−２ｂのフォーカス及び横方向（ディスク水平方向）の位置決め制御を対物レンズ１-７の駆動により行う。
（Ｓ２３）  記録／再生用光線１−２ｂは、情報記録層４−３の内部において、光情報記録方法の場合と同様にしてサーボ情報面４−２とは深さ方向の異なる位置で集光される。
（Ｓ２４）  記録材料内のマイクロバブル４−５を含む記録マーク（微小な屈折率変化領域）からの反射光が、対物レンズ１−７、偏光ビームスプリッター１−３ｂ及び焦点深さ切替光学系１−６を通過した後、分波光学系１−５ｂに入射する。この反射光は、この分波光学系１−５ｂ内において、元の光軸上から外れて出射され、再生検出器である信号用ディテクター１−９ｂで受光され、情報が再生される。
【００５７】
（第２の実施の形態）
本発明に係る光情報記録方法、光情報再生方法の第２の実施の形態について、本発明に係る光情報記録装置及び光情報再生装置に基づいて説明する。ここでは、光情報記録装置、光情報再生装置それぞれの要件を兼ね備えた光情報記録再生装置として説明するが、該光情報記録再生装置は、本発明の光情報記録方法、光情報再生方法を実現するのに好適な構成となっている。
【００５８】
図８に、本発明における光情報記録再生装置の第２の実施の形態における光学系を示す。図には主要な光学ブロックのみを載せている。
図８の符号として、５−１は、レーザー光源であり、後述の実施例２においては波長４０５ｎｍの半導体レーザー装置を使用した。また、本実施の形態においては、２つの光線を干渉させるため、図示しない外部共振器により、シングルモードにしている。以降、記録時と再生時に分けて説明する。
（１）記録時
レーザー光源５−１から出射された光線５−２は、ビーム分割手段の一態様である偏光ビームスプリッター５−４により、Ｓ偏光とＰ偏光に分離され、それぞれ光線５−５ａ及び光線５−５ｂとして２つの方向に分かれて進む。ここでは、光線５−５ｂを第１の記録用光線として使用する。なお、５−３は、強度調整手段の一態様である１／２波長板であり、光線５−５ａと第１の記録用光線５−５ｂの強度比を調整する。
【００５９】
光線５−５ａはさらに、偏光ビームスプリッター５−７により、サーボ用光線５−８ａと第２の記録用光線５−８ｂに分離される。なお、５−６は１／２波長板であり、サーボ用光線５−８ａと第２の記録用光線５−８ｂの強度比を調整する。
【００６０】
（サーボ側光学系）
サーボ用光線５−８ａは、第１の実施の形態と同様にサーボ側光学系を経由する。すなわち、第１の実施の形態における分波光学系と同じ分波光学系５−１１を通過し、偏光ビームスプリッター５−１７と対物レンズ５−１８を通過した後、記録媒体５−１９のサーボ情報面に集光される。
【００６１】
サーボ情報面から反射された光は偏光ビームスプリッター５−１７で反射された後、再び分波光学系５−１１に入射する。この光線は、この分波光学系５−１１内において、元の光線軸上から外れて出射され、サーボ用ディテクター５−１２で受光される。
【００６２】
（記録／再生側光学系）
第１の記録用光線５−５ｂは、全反射ミラー５−１３で反射され、分波光学系５−１４を通過した後、焦点深さ切り替え光学系５−１６を通過する。その後、偏光ビームスプリッター５−１７と対物レンズ５−１８を通過した後、記録媒体５−１９内の、サーボ情報面とは異なる、所定の深さ位置に集光される。
【００６３】
第２の記録用光線５−８ｂは、全反射ミラー５−１０，５−２２で反射され、焦点深さ切り替え光学系５−２１を通過する。その後、対物レンズ５−２０により、記録媒体５−１９内の、第１の記録用光線５−５ｂと同じ深さ位置に集光される。
【００６４】
この２つ光（第１の記録用光線５−５ｂ，第２の記録用光線５−８ｂ）が集光された領域に微小な干渉縞が形成され、記録材料内に微小な屈折率変調が生じ、記録マークが生成される。
【００６５】
（２）再生時
レーザー光源５−１から出射された光線５−２は、偏光ビームスプリッター５−４により、Ｓ偏光とＰ偏光に分離され、それぞれ光線５−５ｃ及び光線５−５ｄとして２つの方向に分かれて進む。ここでは、光線５−５ｄを再生用光線として使用する。なお、５−３は、強度調整手段の一態様である１／２波長板であり、光線５−５ｃと再生用光線５−５ｄの強度比を調整する。
【００６６】
光線５−５ｃは、１／２波長板５−６により、偏光ビームスプリッター５−７において反射される成分のみ（Ｐ偏光、Ｓ偏光いずれか）となるように調整され、偏光ビームスプリッター５−７において反射され、サーボ用光線５−８ｃとなる。
【００６７】
（サーボ側光学系）
サーボ用光線５−８ｃは、分波光学系５−１１を通過し、偏光ビームスプリッター５−１７と対物レンズ５−１８を通過した後、記録媒体５−１９のサーボ情報面に集光される。
【００６８】
サーボ情報面から反射された光は偏光ビームスプリッター５−１７で反射された後、再び分波光学系５−１１に入射する。この光線は、この分波光学系５−１１内において、元の光線軸上から外れて出射され、サーボ用ディテクター５−１２で受光される。
【００６９】
（記録／再生側光学系）
再生用光線５−５ｄは、全反射ミラー５−１３で反射され、分波光学系５−１４を通過した後、焦点深さ切り替え光学系５−１６を通過する。その後、偏光ビームスプリッター５−１７と対物レンズ５−１８を通過した後、記録媒体５−１９内の、サーボ情報面とは異なる、所定の深さ位置に集光される。
【００７０】
ついで再生用光線５−５ｄの、記録マーク（微小な屈折率変調領域）からの回折光（反射光）が、対物レンズ５−１８、偏光ビームスプリッター５−１７及び焦点深さ切り替え光学系５−１６を通過後、分波光学系５−１４に入射する。この反射光は、この分波光学系５−１４内において元の光軸上から外れて出射され、再生検出器である信号用ディテクター５−１５で受光される。
【００７１】
なお、サーボ用光線５−８ａと２つの記録用光線（第１の記録用光線５−５ｂ、第２の記録用光線５−８ｂ）、サーボ用光線５−８ｃと再生用光線５−５ｄは、同軸上に配置するのが好ましい。
【００７２】
つぎに、本実施の形態で用いる記録媒体について説明する。
図９に、その記録媒体の構成を示す。
記録媒体は、基板６−１、サーボ情報面６−２、ホログラム記録層６−３、光透過層６−４からなる。
【００７３】
基板６−１は、ガラスもしくはポリカーボネートなどのプラスチックからなる基板である。また該基板６−１上には、アドレス情報やサーボを取るためのエンボスピット、もしくは案内溝が形成されており、さらにその上に、半反射膜としてアルミや銀などの金属膜をスパッターなどの方法により設けて、サーボ情報面６−２としている。この半反射膜は照射される光に対し、一定の割合で反射し、一定の割合で透過する。これにより、サーボ用光線はサーボ情報面６−２で反射され、第２の記録用光線５−８ｂはサーボ情報面６−２で透過する。
【００７４】
また、サーボ情報面６−２の上に、ホログラム記録層６−３を有する。なお、ホログラム記録層６−３と前記半反射膜（金属膜）が反応を起こす場合は、半反射膜上に、ホログラム記録層６−３に対し不活性な、例えば酸化ケイ素や窒化ケイ素などの無機膜を設けるとよい。また、サーボ情報面６−２からの反射光が悪影響を及ぼす場合や、サーボ用光線のサーボ情報面上での集光により記録材料の反応してしまう場合などは、半反射膜上にＵＶ硬化樹脂等で２０μｍ程度のギャップ層を設ける構成も可能である。
【００７５】
情報記録層６−３の上には、ガラスもしくはポリカーボネートなどのプラスチックからなる基板である光透過層６−４を有する。ここで、光透過層６−４と前記ホログラム記録層６−３が反応を起こす場合は、光透過層６−４上に、ホログラム記録層６−３に対し不活性な、例えば酸化ケイ素や窒化ケイ素などの無機膜を設けるとよい。また、光透過層６−４は光吸収が小さいことはもちろん、偏光状態を極力変えないように、光学的異方性が小さい材料であることが望ましい。
【００７６】
（光情報記録方法）
本発明の光情報記録方法は、対向する２つの記録用光線を記録媒体の同一の深さ位置に集光させ、その干渉縞を記録媒体内に微小なホログラムとして情報を記録する方法である。
図１０に、記録時における記録媒体内でのサーボ用光線及び記録用光線の様子を示す。以下、図８及び図１０を参照しながら、光情報記録方法の手順を説明する。
【００７７】
（Ｓ３１）  サーボ用光線５−８ａは、図８のサーボ側光学系を通ってアドレス情報及び／又はサーボ情報がエンボスピットで記録されている面（サーボ情報面）６-２に集光される。ついでサーボ情報面６−２から反射された光は偏光ビームスプリッター５−１７で反射された後、再び分波光学系５−１１に入射する。この光線は、この分波光学系５−１１内において、元の光線軸上から外れて出射され、サーボ用ディテクター５−１２で受光され、アドレス情報及び／又はサーボ情報が読み取られる。
（Ｓ３２）  読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報を基に第１の記録用光線５−５ｂ、第２の記録用光線５−８ｂのフォーカス及び横方向（ディスク水平方向）の位置決め制御を対物レンズ５−１８，５−２０の駆動により行う。
（Ｓ３３）  第１の記録用光線５−５ｂ及び第２の記録用光線５−８ｂは、ホログラム記録層６−３の内部において、サーボ情報面６−２とは深さ方向の異なる所定の同じ位置で集光される。焦点深さの設定に関しては、焦点深さ切り替え光学系５−１６，５−２１の制御により行う。また、深さ方向の焦点位置を変える場合、その程度によっては、球面収差補正が必要な場合がある。その場合、第１の記録用光線５−５ｂ及び第２の記録用光線５−８ｂの光路中に適宜収差を補正する機構を追加する。なお、偏光ビームスプリッター５−４，５−７によりサーボ用光線５−８ａと記録用光線（第１の記録用光線５−５ｂ及び第２の記録用光線５−８ｂ）とが互いに直交偏光の関係になるため、ホログラム記録層６−３内でオーバーラップしているにも関わらず、サーボ用光線５−８ａと記録用光線は干渉しない。そのため、不要な干渉縞の影響は除去できる。
（Ｓ３４）  第１の記録用光線５−５ｂ及び第２の記録用光線５−８ｂの焦点近傍において、両者の光が干渉し、その干渉縞がホログラム記録層６−３において屈折率分布６−５として記録される。この屈折率分布６−５の有無により、情報が記録されるわけである。なお、ホログラム記録層６−３においては、深さ方向の同じ位置の水平方向に所定のパターンで屈折率分布６−５が形成されて記録面が形成される。そして、第１の記録用光線５−５ｂ及び第２の記録用光線５−８ｂの焦点深さが適宜複数種類に設定されることにより、記録面が深さ方向に層状に形成されて記録される。
【００７８】
（光情報再生方法）
図１１に、再生時における記録媒体内でのサーボ用光線及び記録用光線の様子を示す。以下、図８及び図１１を参照しながら、光情報再生方法の手順を説明する。
（Ｓ４１）  データ再生においては、サーボ用光線５−８ｃは、図８のサーボ側光学系を通ってサーボ情報面６-２に集光される。ついでサーボ情報面６−２から反射された光は偏光ビームスプリッター５−１７で反射された後、再び分波光学系５−１１に入射する。この光線は、この分波光学系５−１１内において、元の光線軸上から外れて出射され、サーボ用ディテクター５−１２で受光され、アドレス情報及び／又はサーボ情報が読み取られる。
（Ｓ４２）  読み取られたアドレス情報及び／又はサーボ情報を基に再生用光線５−５ｄのフォーカス及び横方向（ディスク水平方向）の位置決め制御を対物レンズ５−１８の駆動により行う。
（Ｓ４３）  再生用光線５−５ｄは、ホログラム記録層６−３の内部において、光情報記録方法の場合と同様にしてサーボ情報面６−２とは深さ方向の異なる位置で集光される。
（Ｓ４４）  記録材料内の屈折率分布６−５を含む記録マーク（干渉縞）からの反射光（回折光）が、対物レンズ５−１８、偏光ビームスプリッター５−１７及び焦点深さ切り替え光学系５−１６を通過後、分波光学系５−１４に入射する。この反射光は、この分波光学系５−１４内において元の光軸上から外れて出射され、再生検出器である信号用ディテクター５−１５で受光され、情報が再生される。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１に示した本発明の光情報記録再生装置を用いて第１の実施の形態に示した本発明の光情報記録方法により図５の記録媒体に情報を記録した。
このときの条件は次のとおりである。
（１）光情報記録再生装置（図１）
・レーザー光源１−１：波長４０５ｎｍの半導体レーザー
・対物レンズ１−７：開口数０．６
（２）記録媒体(図５)
・情報記録層４−３：
アクリル酸エステルモノマー（p-クミルフェノールエチレンオキシド付加アクリル酸エステル）とウレタン２官能アクリレートオリゴマーを４０:６０（重量比）、全体に対する０．８ｗｔ％の有機金属化合物であり光重合開始剤でもある（ビス（η-2,4-シクロペンタジエン-1-イル）-ビス（2,6-ジフルオロ-3-（1H-ピロール-1-イル）-フェニル）チタニウム（チバ・スペシャリティ・ケミカルズIrg-784）を暗室下、混合脱泡し基板４−１上に展開して０．２５μｍの厚みに形成した。
・光透過層４−４：厚み０．３５μｍ
・図５の構成に作製したものを、高圧水銀灯（波長３６５ｎｍおけるパワー密度３０ｍＷ/ｃｍ2）を６０分照射して光硬化させ（初期化）、記録媒体とした。
（３）光情報記録条件
以下の手順、条件で光情報記録を行った。
（Ｓ５１）  サーボ用光線１−２ａを、図１のサーボ側光学系を通してサーボ情報面４-２に集光させた。このときの入射パワーを記録媒体への照射光線のうち、最も小さくして１ｍＷとした。ついでその反射光からサーボ用ディテクター１−９ａでアドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取った。
（Ｓ５２）  読み取ったアドレス情報及び／又はサーボ情報を基に記録／再生用光線１−２ｂのフォーカス及び横方向（ディスク水平方向）の位置決め制御を対物レンズ１-７の駆動により行う。
（Ｓ５３）  記録／再生用光線１−２ｂを、情報記録層４−３の内部において、サーボ情報面４−２とは深さ方向の異なる所定の位置で集光した。このときの入射パワーを５０ｍＷとした。
（Ｓ５４）  記録／再生用光線１−２ｂの焦点近傍において、マイクロバブル４−５が形成された。本実施例では、マイクロバブル４−５の横方向の広がりが０．７μｍ、縦の広がりが２μｍであった。また、同様の記録を深さ位置を４段階に変化させて、図７のように４つの記録面を深さ方向に層状に形成した。このときの記録面同士の間隔ｄを４０μｍ、記録面４−３ａとサーボ情報面４−２との間隔ｄ０を７０μｍとした。
以上の条件により、確実な光線の位置決め制御を行って安定した記録を行うことができた。また記録を行った後、同じ光情報記録再生装置によって記録された情報の再生を行ったところ、サーボ情報面４−２からのクロストークの影響もなく、良好に再生を行うことができた。
【００８０】
（実施例２）
図８に示した本発明の光情報記録再生装置を用いて第２の実施の形態に示した本発明の光情報記録方法により図９の記録媒体に情報を記録した。
このときの条件は次のとおりである。
（１）光情報記録再生装置（図８）
・レーザー光源５−１：波長４０５ｎｍの半導体レーザー
・対物レンズ５−１８，５−２０：開口数０．６
（２）記録媒体(図９)
・半反射膜：Ａｇ膜（厚さ５ｎｍ）（波長４０５ｎｍのレーザー光の反射率１０％、透過率８０％）
・ホログラム記録層６−３は、公知の記録材料で厚さ０．２５μｍで形成。
・光透過層４−４：厚み０．３５μｍ
（３）光情報記録条件
以下の手順、条件で光情報記録を行った。
（Ｓ６１）  サーボ用光線５−８ａを、図８のサーボ側光学系を通してサーボ情報面６-２に集光させた。このときの入射パワーを記録媒体への照射光線のうち、最も小さくして１ｍＷとした。ついでその反射光からサーボ用ディテクター５−１２でアドレス情報及び／又はサーボ情報を読み取った。
（Ｓ６２）  読み取ったアドレス情報及び／又はサーボ情報を基に第１の記録用光線５−５ｂ，第２の記録用光線５−８ｂのフォーカス及び横方向（ディスク水平方向）の位置決め制御を対物レンズ５−１８，５−２０の駆動により行った。
（Ｓ６３）  第１の記録用光線５−５ｂ及び第２の記録用光線５−８ｂを、ホログラム記録層６−３の内部において、サーボ情報面６−２とは深さ方向の異なる所定の同じ位置で集光した。このときの入射パワーを５ｍＷとした。
（Ｓ６４）  第１の記録用光線５−５ｂ及び第２の記録用光線５−８ｂの焦点近傍において、屈折率分布６−５が形成された。また、同様の記録を深さ位置を４段階に変化させて、４つの記録面を深さ方向に層状に形成した。このときの記録面同士の間隔ｄを４０μｍ、サーボ情報面６−２とサーボ情報面６−２に隣接する記録面との間隔ｄ０を７０μｍとした。
以上の条件により、確実な光線の位置決め制御を行って安定した記録を行うことができた。また記録を行った後、同じ光情報記録再生装置によって記録された情報の再生を行ったところ、サーボ情報面６−２からの反射光の影響もなく、良好に再生を行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る光情報記録装置（光情報再生装置）の第１の実施の形態における光学系を示すブロック図である。
【図２】記録媒体に入射する方向に進む光線に対する分波光学系の作用についての説明図である。
【図３】記録媒体から反射された光線に対する分波光学系の作用についての説明図である。
【図４】本発明に係る光情報記録装置（光情報再生装置）の第１の実施の形態における別の光学系を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る光情報記録装置（光情報再生装置）の第１の実施の形態で用いる記録媒体の構成を示す断面概略図である。
【図６】図５の記録媒体において光線の集光する様子を示す説明図である。
【図７】図５の記録媒体において記録面の形成状態を示す断面概略図である。
【図８】本発明に係る光情報記録装置（光情報再生装置）の第２の実施の形態における光学系を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る光情報記録装置（光情報再生装置）の第２の実施の形態で用いる記録媒体の構成を示す断面概略図である。
【図１０】図９の記録媒体において記録時の光線の集光する様子を示す説明図である。
【図１１】図９の記録媒体において再生時の光線の集光する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１−１，５−１・・・レーザー光源、１−２，５−２・・・レーザー光線、１−２ａ，５−５ｂ，５−８ａ，５−８ｃ・・・サーボ用光線、１−２ｂ・・・記録／再生用光線、１−３ａ，１−３ｂ，２−５，５−４，５−７，５−１７・・・偏光ビームスプリッター、１−４ａ，１−４ｂ、５−１０，５−１３，５−２２・・・全反射ミラー、１−４ｃ、１−４ｄ・・・ハーフミラー、１−５ａ，１−５ｂ，５−１１，５−１４・・・分波光学系、１−６，５−１６，５−２１・・・焦点深さ切替光学系、１−７，５−１８，５−２０・・・対物レンズ、１−８，５−１９・・・記録媒体、１−９ａ，１−９ｂ，１−９ｃ，１−９ｄ，５−１２，５−１５・・・ディテクター、１−１０，５−３，５−６・・・１／２波長板、２−１，２−４，２−６，２−８，２−１０，３−１，３−３，３−５，３−７，５−５ａ・・・光線、２−２，２−９・・・偏光子、２−３，２−７・・・ファラデー回転子、４−１，６−１・・・基板、４−２，６−２・・・サーボ情報面、４−３・・・情報記録層、４−３ａ，４−３ｂ，４−３ｃ，４−３ｄ・・・記録面、４−４，６−４・・・光透過層、４−５・・・マイクロバブル、５−５ｂ・・・第１の記録用光線、５−５ｄ・・・再生用光線、５−８ｂ・・・第２の記録用光線、６−３・・・ホログラム記録層、６−５・・・屈折率分布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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