(57)【要約】【課題】サーボ情報が相変化層の相変化として記録された凹凸のない平坦なサーボ層を持つ光記録媒体を提供する。【解決手段】光記録媒体１は、第１主面及び第２主面を有する透明基板４、基板４の第１主面上に設けられ、光ビームが入射されることによりデータ情報をホログラムとして記録するための記録層３、及び基板４の第２主面上に設けられ、サーボ情報が相変化として記録された相変化層を含むサーボ層５を有する。【選択図】      図１
2008084486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームが入射されることによりデータ情報をホログラムとして記録するための記録層と；
前記記録層の前記光ビームの入射側と反対側に対向して設けられ、サーボ情報が相変化として記録された相変化層を含むサーボ層と；を具備する光記録媒体。
【請求項２】
第１主面及び第２主面を有する透明基板と；
前記基板の前記第１主面上に設けられ、光ビームが入射されることによりデータ情報をホログラムとして記録するための記録層と；
前記基板の前記第２主面上に設けられ、サーボ情報が相変化として記録された相変化層を含むサーボ層と；を具備する光記録媒体。
【請求項３】
前記サーボ層は、平坦な表面形状を有する請求項１または２のいずれか１項記載の光記録媒体。
【請求項４】
前記サーボ層は、前記データ情報を記録／再生するための第１光ビームに対しては相対的に低い光学的コントラストを有し、前記サーボ情報を再生するための第２光ビームに対しては相対的に高い光学的コントラストを有する請求項１または２のいずれか１項記載の光記録媒体。
【請求項５】
前記サーボ層は、前記第２光ビームに対する光学的コントラストを強調し、前記第１光ビームに対する光学的コントラストを低減させるための少なくとも一つの干渉層をさらに含む請求項４記載の光記録媒体。
【請求項６】
請求項１または２のいずれか１項記載の光記録媒体を製造するために、前記相変化層に対して、レーザ光を集光させることによる非接触加熱を行うことにより前記相変化を生じさせて前記サーボ情報を記録する工程を含む光記録媒体の製造方法。
【請求項７】
請求項１または２のいずれか１項記載の光記録媒体を製造するために、前記相変化層に対してスタンパを用いて接触加熱を行うことにより前記相変化を生じさせて前記サーボ情報を記録する工程を含む光記録媒体の製造方法。
【請求項８】
請求項１または２のいずれか１項記載の光記録媒体に前記データ情報を記録するための第１波長の第１光ビームを生成する第１光源と；
請求項１または２のいずれか１項記載の光記録媒体に記録された前記サーボ情報を再生するための第２波長の第２光ビームを生成する第２光源と；
前記第１光ビームが照射されることにより前記記録層に前記データ情報に応じたホログラムを生成するための情報光及び参照光を生成する空間光変調器と；
前記データ情報の記録時に前記情報光と前記参照光及び前記第２光ビームを前記光記録媒体に照射する照射ユニットと；
前記第２光ビームによる前記サーボ層からの反射光を検出する分割光検出器と；
前記分割光検出器からの出力信号に基づいてサーボを行うサーボユニットと；を具備する光記録再生装置。
【請求項９】
前記第１光源は赤色レーザダイオードであり、前記第２光源は青色レーザダイオードである請求項８記載の光記録再生装置。
【請求項１０】
前記空間光変調器は、前記データ情報の再生時に前記参照光のみを生成するように構成され、前記照射ユニットは前記データ情報の再生時に前記参照光及び前記第２光ビームを前記光記録媒体に照射するように構成される請求項８記載の光記録再生装置。
【請求項１１】
前記参照光による前記記録層からの反射光を検出する二次元光検出器と；該二次元光検出器の出力信号から再生されたデータ情報を生成する再生ユニットと；をさらに具備する請求項８または１０のいずれか１項記載の光記録再生装置。
【請求項１２】
前記照射ユニットは、前記情報光と前記参照光及び前記第２光ビームを前記光記録媒体に同軸的に照射するように構成される請求項８記載の光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを利用した光記録媒体とその製造方法及び光記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームの照射により情報を光学的に記録するためのいわゆる光記録媒体として、光磁気媒体、相変化媒体及び色素媒体などが実用化されている。高精細映像のような情報を長時間記録可能とするために、光記録媒体に対する大容量化の要求は高まる一方である。この要求に応えるためホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィを利用した光記録媒体を用いる、いわゆるホログラム記録再生装置が提案されている。
【０００３】
ホログラム記録再生装置では、一般に、情報が付与された二次元パターンの情報光及び情報が付与されていない参照光をホログラム型記録媒体に照射し、媒体の内部で情報光と参照光を干渉させることにより、情報を干渉縞（以下、ホログラムという）として記録する。こうして記録された情報の再生は、ホログラムに対して参照光のみを照射することにより、ホログラムからの回折光（再生光）を検出することにより行われる。デジタルボリュームホログラフィを用いた記録再生装置では、記録媒体の厚み方向を利用して３次元的にホログラムを記録することにより、回折効率を高めている。これにより媒体内部の同一領域に多重に情報を記録することを可能とし、記録容量をさらに増大させている。
【０００４】
再生時、記録媒体のホログラムに照射する参照光の配置（照射角度、照射位置など）を記録時の配置からほんの僅かだけずらすと、ホログラムに参照光が照射されていても、参照光とホログラムとの位相整合が取れなくなることにより、再生光が得られなくなる。このような再生光が得られない参照光の配置で、参照光と別の情報光とのホログラムを記録することにより、光記録媒体内部の同一領域に参照光のそれぞれの配置に応じた複数の二次元情報を多重に記録することが可能になる。
【０００５】
一般的に、ホログラム記録再生装置では情報光と参照光を異なる方向から入射する二光束干渉法が用いられる。この二光束干渉法では、前述した参照光の配置をほんの僅かだけずらすと再生光が得られなくなるという特徴から、情報光、参照光及び記録媒体の位置関係を精密に制御する必要がある。この結果、記録媒体の可搬性や、異なる記録再生装置間での互換性を低下させる。
【０００６】
この問題を解決するため、一つの対物レンズを用いて情報光と参照光を同軸上の一つの光ビームとして記録媒体に入射させてホログラムを記録するコリニア（登録商標）ホログラフィが注目されている。非特許文献１には、一つの空間光変調器を用いて情報光と変調された参照光を生成し、スペックル多重記録を行うコリニアホログラフィが開示されている。コリニアホログラフィでは、情報光及び参照光を記録媒体に集束させて照射する対物レンズは一つである。従って、記録時及び再生時には対物レンズと記録媒体の位置関係のみを精密に制御すればよいため、コリニアホログラフィはＣＤやＤＶＤなどの従来の光ディスクで培われたサーボ技術を有効に活用できるホログラム記録方法として注目されている。
【０００７】
一般的に、ホログラフィに用いられる記録材料は、記録閾値を持たず、光強度に対して線形に光学特性が変化するフォトンモードと呼ばれる記録特性を持つことが望ましい。従って、弱い光でサーボを行いながら情報の記録時だけ光強度を上げるといった従来の光ディスクに用いられてきた方法を適用することは困難である。
【０００８】
すなわち、従来の光ディスク装置では反射面上や記録面上に形成されたピットやウォブルトラックなどの凹凸による散乱光や回折光を用いてサーボを行っている。これに対してデジタルボリュームホログラフィは、記録層の厚み方向も利用する体積（ボリューム）記録であるため、反射面は散乱光や回折光の発生しない鏡面であることが望ましい。
【０００９】
この要求に対し、非特許文献２及び特許文献１においては波長の異なる記録／再生用光ビーム及びサーボ用光ビームを用いる。非特許文献２及び特許文献１によると、サーボ情報がピットやウォブルトラックなどの凹凸パターンとして記録されたサーボ層の上に、サーボ用光ビームは透過するが、記録／再生用光ビームは透過しない鏡面の波長選択層を設ける。この波長選択層の存在に対応して、記録再生装置側でサーボ用光ビームと記録／再生用光ビームの焦点位置を軸方向に微小にずらすことによって、サーボを行いつつ記録及び再生を行う。
【特許文献１】特願２００４−２６５４７２号公報
【非特許文献１】H. Horimai, Jun Li, “A novel collinear optical setup for holographic data storage system”, Proc. SPIE 5380, 297-303 (2004).
【非特許文献２】H. Horimai, Xiaodi Tan, Jun Li, “Collinear holography”, Appl. Opt. 44, 2575-2579 ( 2005).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１及び非特許文献２の手法では、サーボ情報を凹凸パターンで記録し、かつ波長の異なる記録／再生用光ビーム及びサーボ用光ビームを用いることから、（ａ）波長選択層が必要であるため媒体が高価になる、（ｂ）サーボ層と波長選択層の間隔に対応してサーボ用光ビームと記録／再生用光ビームの焦点位置を軸方向に微小にずらす必要があるために光ヘッド間でのバラツキが大きい、（ｃ）サーボ層と波長選択層の間隔の均一性に対する要求が厳しい、（ｄ）このため装置間互換性が低い、といった問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決できるホログラフィを利用した光記録媒体とその製造方法及び光記録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】
【００１２】
本発明の一態様によると、光ビームが入射されることによりデータ情報をホログラムとして記録するための記録層と、前記記録層の前記光ビームの入射側と反対側に対向して設けられ、サーボ情報が相変化として記録された相変化層を含むサーボ層とを具備する光記録媒体を提供する。
【００１３】
本発明の他の態様によると、第１主面及び第２主面を有する透明基板と、前記基板の前記第１主面上に設けられ、光ビームが入射されることによりデータ情報をホログラムとして記録するための記録層と、前記基板の前記第２主面上に設けられ、サーボ情報が相変化として記録された相変化層を含むサーボ層とを具備する光記録媒体を提供する。
【００１４】
さらに、本発明の別の態様によると、上記光記録媒体に前記データ情報を記録するための第１波長の第１光ビームを生成する第１光源と、上記光記録媒体に記録された前記サーボ情報を再生するための第２波長の第２光ビームを生成する第２光源と、前記第１光ビームが照射されることにより前記記録層に前記データ情報に応じたホログラムを生成するための情報光及び参照光を生成する空間光変調器と、前記データ情報の記録時に前記情報光と前記参照光及び前記第２光ビームを前記光記録媒体に照射する照射ユニットと、前記第２光ビームによる前記サーボ層からの反射光を検出する分割光検出器と、前記分割光検出器からの出力信号に基づいてサーボを行うサーボユニットとを具備する光記録再生装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、サーボ情報が相変化層の相変化として記録された凹凸のない平坦なサーボ層を持ち、波長選択層を必要としない簡易な構造で、またサーボ層と波長選択層のギャップの存在に伴ってサーボ用光ビームと記録／再生用光ビームの焦点位置を微小にずらす必要がないため、装置間での互換性に優れたホログラフィ（特にデジタルボリュームホログラフィ）を利用した光記録媒体及び光記録再生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に従う、反射型コリニアホログラフィ記録に用いられる光記録媒体１とその近傍での光学系の概略を示している。光記録媒体１は、ガラス、ポリカーボネイトのような透明材料によって作られた透明基板４、基板４の一方の主面上に設けられた記録層３、基板４の他方の主面上に設けられたサーボ層５、及び記録層３の光ビーム入射側に設けられた保護層２を有する。光記録媒体１の典型的な形状はディスク状であるが、カード状あるいはブロック状などでもよく、特に限定はされない。光記録媒体１には、保護層２側から記録／再生用光ビーム及びサーボ用光ビームが照射される。後述するように、記録／再生用光ビームの波長とサーボ用光ビームの波長は異なる。
【００１７】
保護層２は、媒体１の使用環境によってはなくともよい。記録層３は、電磁波すなわち光ビームが照射されたとき、光ビームの強度に応じて吸光係数及び屈折率などの光学特性が変化する、いわゆるホログラム記録材料により形成されている。記録層３に用いられるホログラム記録材料は、有機材料であっても無機材料であっても構わない。有機材料であれば、例えばフォトポリマ、フォトリフラクティブポリマ、フォトクロミック色素分散ポリマなどが挙げられ、無機材料であれば、例えばニオブ酸リチウム、チタン酸バリウムなどが挙げられる。
【００１８】
サーボ層５は、後述するように相変化層を含み、該相変化層にはサーボ情報が相変化（（結晶相と非晶質相との間の変化）として記録されている。言い換えれば、サーボ層５にはサーボ情報が相変化層の相変化に伴う、サーボ用光ビームに対する反射率の変化、すなわちサーボ用光ビームの照射によってのみ判別可能な反射率変化として記録されている。サーボ情報は、光記録再生装置におけるサーボ（特にトラッキングサーボ）を行うための情報とアドレス情報を含み、相変化層の相変化によるサーボマークやサーボトラックの形でサーボ層５に記録されている。サーボマークとは、例えばトラック方向に断続的に形成された非晶質相の領域である。サーボトラックとは、例えばトラック方向に連続的に線状に形成された非晶質相の領域である。サーボ層５へのサーボ情報の記録方法については、後に詳しく説明する。
【００１９】
サーボ層５は、例えば図２に示されるように透明基板４の一主面（図で下側の主面）上に第１干渉層５１、界面層５２、相変化層５３、界面層５４、第２干渉層５５及び反射層５６が順次形成された多層構造を有する。相変化層５３に用いる代表的な相変化材料としては、カルコゲナイド系の金属化合物、例えばＧｅＳｂＴｅなどが挙げられる。
【００２０】
第１干渉層５１及び第２干渉層５５は、相変化層５３の状態の違い（結晶相／非晶質相）によるサーボ用光ビームに対する光学的コントラストを強調し、記録／再生用光ビームに対する光学的コントラストを減少する目的で設けられ、例えばＺｎＳ−ＳｉＯ２などが好適に用いられる。反射層５６は、サーボ用光ビームや記録／再生用光ビームに対して十分な反射率を有するものであれば基本的にどのようなものでもよいが、例えばＡｌ、Ａｇあるいは、Ａｌ及びＡｇの少なくとも一つを含有する合金などを用いることができる。サーボ情報が後述するスタンパによる接触加熱により記録される場合、記録されるサーボ情報を精細にするために、第２干渉層５５を省略したり、界面層５４及び第２干渉層５５を省略したりしてもよい。
【００２１】
光記録媒体１に照射される記録／再生用光ビーム６は、対物レンズ７によりサーボ層５の表面でビーム径が最小になるように集光される。記録／再生用光ビーム６の照射によって、データ情報の記録時には光記録媒体１内に媒体１の厚み方向も利用したボリュームを持つホログラム８が形成され、データ情報の再生時にはホログラム８からの反射光が検出される。
【００２２】
図３及び図４は、サーボ層５に記録されたサーボ情報４０のサーボ用光ビーム波長でのコントラストと記録／再生用光ビーム波長でのコントラストを模式的に示している。コントラストはサーボ情報４０を表す線の太さで表されており、線が太いほどコントラストが大きいとする。すなわち、サーボ情報４０のコントラストは、サーボ用光ビーム波長では高く（図３参照）、記録／再生用光ビームでは低い（図４参照）。特に、記録／再生用光ビームに対しては、サーボ層５の表面がほぼ鏡面と見なせる程度にサーボ情報４０のコントラストが低くなるように、図２における相変化層５３、干渉層５１及び５５の光学定数及び膜厚がコントロールされていることが望ましい。
【００２３】
次に、光記録媒体１を用いた光記録再生装置の一例について説明する。図５は、一実施形態に係るコリニアホログラフィ光記録再生装置を示しており、図１に示した光記録媒体１が用いられている。コリニアホログラフィ光記録再生装置では、一つの空間光変調器を用いて生成される情報光と変調された参照光を同軸的に光記録媒体１に照射することにより、データ情報をホログラムとして記録する。
【００２４】
データ情報の記録再生のための記録／再生用光源８としては、可干渉性の観点から直線偏光の光ビームを発するレーザ光源が好適に用いられる。記録／再生用光源８であるレーザ光源としては、具体的にはレーザダイオード、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、アルゴンレーザ及びＹＡＧレーザなどが挙げられ、例えば波長４０５ｎｍの青色レーザダイオードが好適に用いられる。記録／再生用光源８から出射される記録／再生用光ビームは、ビームエキスパンダ９により平行光束へと整形される。平行光束の記録／再生用光ビームは、ミラー１０により案内されて反射型空間光変調器１１に照射される。
【００２５】
反射型空間光変調器１１としては、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）及び反射型液晶光変調器が知られているが、ここではＤＭＤを用いた例について述べる。ＤＭＤは、格子状に二次元に配列された複数の微小ミラーを有し、微小ミラー毎に反射光の方向を変えることにより、二次元パターンの情報光及び参照光を同時に生成できるように構成されている。ＤＭＤの微小ミラーは記録回路３１によって記録データ情報（記録すべき映像、音声等のデータ情報）に従って駆動され、これにより情報光にデータ情報が付与される。参照光は、空間的に変調されている。
【００２６】
この結果、空間光変調器１１であるＤＭＤにおいては、図６に示すような変調模様が表示される。図６において、変調模様の中心付近は情報光領域４１として用いられ、周辺部分は参照光領域４２として用いられる。変調模様の中心は、ＤＭＤに入射する光ビームの光軸の中心に対応する。
【００２７】
空間光変調器１１に入射した記録／再生用光ビームは、情報光領域４１及び参照光領域４２によって反射され、反射光はリレーレンズ１２及び１３を介して偏光ビームスプリッタ１４に入射する。記録／再生用光源８から出射される記録／再生用光ビームは、空間光変調器１１からの反射光が偏光ビームスプリッタ１４を透過するように出射時点で偏光方向が調整されている。偏光ビームスプリッタ１４を透過した光ビームは、ダイクロイックプリズム１５に入射する。ダイクロイックプリズム１５の波長特性は、記録／再生用光ビームの波長の光を透過させるように設計されている。ダイクロイックプリズム１５を透過した光ビームは、さらに偏光方向を回転させるための旋光素子１６を透過した後、対物レンズ１７によって光記録媒体１に照射され、サーボ層５の表面でビーム径が最小になるように集光される。旋光素子１６としては、１／４波長板あるいは１／２波長板などが用いられる。
【００２８】
このように光軸の中心部を情報光領域４１、周辺部を参照光領域４２とする光ビーム６が対物レンズ７を介して光記録媒体１に照射されることにより、記録層３の内部で情報光と参照光が干渉し、光記録媒体１にホログラム８が形成される（図３参照）。このようにして、光記録媒体１に情報がホログラム８として記録される。ホログラム８は体積を有するため、このような記録方法はデジタルボリュームホログラフィと呼ばれる。
【００２９】
一方、記録された情報を再生する際には、空間光変調器１１であるＤＭＤにおいて図７に示すように周辺部の参照光領域４２のみの変調模様が表示される。このとき記録／再生用光源８からの記録／再生用光ビームが空間光変調器１１の参照光領域４２によって反射される光は、記録時と同様に光記録媒体１に参照光として照射される。
【００３０】
参照光の一部は、光記録媒体１を透過する際にホログラム６により回折され、再生光となる。再生光はサーボ層５によって反射された後、対物レンズ１７を透過し、さらに旋光素子１６を透過する。このとき、再生光は参照光とは異なる偏光成分を含むようになり、ダイクロイックプリズム１５を透過した後、偏光ビームスプリッタ１４によって反射される。旋光素子１６による偏光方向の回転角度は、偏光ビームスプリッタ１４での再生光の反射率が最も高くなるように調節されていることが望ましい。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ１４によって反射された再生光は、リレーレンズ１９及び２０を経て二次元のＣＣＤアレイのような二次元光検出器２１上に再生像として結像される。一方、ホログラム６により回折されなかった参照光は、光検出器２１に入射しないようにアイリス２２によって空間的に遮蔽される。光検出器２１からの出力信号は、再生回路３２により例えば増幅、二値化などの処理が施されることによって、再生データ情報として取り出される。
【００３２】
次に、図５の光記録再生装置におけるサーボ系について説明する。図５の光記録再生装置は、記録／再生用光源８とは別にサーボ用光源２３を有している。サーボ用光源２３としては、記録／再生用光源８と同様にレーザダイオード、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、アルゴンレーザあるいはＹＡＧレーザのようなレーザ光源が用いられる。但し、サーボ用光源２３であるレーザ光源は、記録／再生用光源８とは異なる発光波長を持つことが望ましく、例えば波長６５０ｎｍ付近の赤色レーザダイオードが好適に用いられる。
【００３３】
ここで、記録／再生用光源８に青色レーザダイオードを用い、サーボ用光源２３に赤色レーザダイオードを用いた場合を考える。サーボ層５中の相変化層５３の反射率は、青色レーザダイオードからの４０５ｎｍ付近の光ビームに対しては非晶質相の領域と結晶相の領域で同等である。一方、赤色レーザダイオードからの６５０ｎｍ付近の光ビームに対しては、相変化層５３の非晶質相の領域の反射率は相対的に高く、結晶相の領域の反射率は相対的に低い。従って、記録／再生用光源８に青色レーザダイオードを用い、サーボ用光源２３に赤色レーザダイオードを用いることにより、サーボ層５に記録されたサーボ情報４０において、図３及び図４に示したようなサーボ用光ビーム波長でのコントラストと記録／再生用光ビーム波長でのコントラストの違いが効果的に生じる。
【００３４】
サーボ用光源２３により出射されたサーボ用光ビームは、コリメートレンズ２４によって平行光束に整形された後、偏光ビームスプリッタ２５に入射する。サーボ用光ビームは偏光ビームスプリッタ２７を透過するように、光源２３からの出射時点で偏光方向が調整されている。偏光ビームスプリッタ２５を透過したサーボ用光ビームは、旋光素子２６を透過した後、ダイクロイックプリズム１５に入射する。旋光素子２６としては、旋光素子１６と同様１／４波長板あるいは１／２波長板などが用いられる。ダイクロイックプリズム１５は、サーボ用光ビームの波長を反射するように設計されている。ダイクロイックプリズム１５によって反射されたサーボ用光ビームは、旋光素子１６を透過した後、対物レンズ１７によって光記録媒体１に照射され、サーボ層５の表面でビーム径が最小になるように集光される。
【００３５】
光記録媒体１に照射されたサーボ用光ビームは、サーボ層５によって反射される。ここでは、サーボ層５によって反射されるサーボ用光ビームをサーボ戻り光という。サーボ戻り光は、サーボ層５に相変化層の相変化として記録されているサーボ情報によって変調される。サーボ戻り光は対物レンズ１７によってコリメートされた後、旋光素子１６を透過してダイクロイックプリズム１７によって反射され、さらに旋光素子２６を透過する。サーボ戻り光は旋光素子１６及び旋光素子２６を透過する際に、サーボ用光源２３より出射されたサーボ用光ビームとは異なる偏光成分を含むようになることによって、偏光ビームスプリッタ２５で反射される。旋光素子２６による偏光方向の回転角度は、偏光ビームスプリッタ２５でのサーボ戻り光の反射率が最も高くなるように調節されていることが望ましい。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ２５によって反射されたサーボ戻り光は、凸レンズ２７及びシリンドリカルレンズ２８を透過した後、４分割光検出器２９によって検出される。サーボ回路３３では、光検出器２９からの出力信号に基づいてアドレス信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が生成される。これらアドレス信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ１７を光軸方向（フォーカス方向）及び光軸方向と直交する方向（トラッキング方向）に移動させるためのボイスコイルモータ１８が駆動されることにより、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボが行われる。なお、フォーカスエラー信号については、データ情報再生のための二次元光検出器２１の出力信号から生成してもよい。
【００３７】
サーボ層５へのサーボ情報の記録方法としては、例えば従来の書き換え型光ディスクの記録方法と同様の、レーザビームを用いた非接触記録、あるいは予めサーボ情報を記録したサーボスタンパを用いて、接触加熱によるサーボ情報を一括転写する方法などを用いることができる。
【００３８】
まず、レーザビームを用いた非接触記録によりサーボ情報を記録する手順について説明する。スパッタなどにより形成されたサーボ層５は凹凸がないために、サーボ情報の記録には、例えば光ディスクマスタリング装置のような高精度の位置決めが可能な露光系を用いる。
【００３９】
図８は、サーボ情報記録装置６０の一例を示している。サーボ情報のための記録用光学系６１は、レーザビームを出射する露光用光源を含む。露光用光源は、光記録媒体１のサーボ層に相変化を起こさせることができるものであればどのようなものでもかまわないが、集光性などの観点からレーザダイオード、アルゴンレーザ、クリプトンレーザのようなガスレーザ、あるいはＹＡＧレーザのような固体レーザなどが好適である。記録用光学系６１は直動ステージ６２上に設置されており、測長用光源６３とミラー６４及び６５を含む測長用干渉計６６によって得られた距離をもとに、送りねじ６７によって精密にその位置が制御される。光記録媒体１は、エアスピンドルモータのようなスピンドルモータ６８によって回転されつつ、記録用光学系４１からレーザビームが照射される。これにより光記録媒体１のサーボ層５に相変化層の相変化パターンとしてサーボ情報が記録される。
【００４０】
次に、サーボスタンパを用いたサーボ情報の一括転写について説明する。  
図９は、サーボスタンパ７１の概略断面図を示している。サーボスタンパ７１上にはサーボ情報に対応した凹凸パターン７２が形成されている。サーボスタンパ７１の材料としては、サーボスタンパ７１を光記録媒体１に接触させた際に凹凸パターン７２の形状が変形しにくい材料であることが好ましく、例えば金属や金属酸化物、セラミック、ガラス、半導体、もしくはそれらの複合物などを用いることができる。また、サーボスタンパ７１は光記録媒体１に接触加熱を行う際、温度が下がりにくい（熱容量が大きい）材料であることが好ましい。これらの理由から、サーボスタンパ７１の材料としてはＮｉ、Ａｌ、Ｓｉあるいはガラスなどが好ましい。
【００４１】
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）を用いて、Ｎｉを材料とするサーボスタンパ７１の作製方法の一例について説明する。まず、図１０（ａ）に示すようにガラス原版７３上にスピンコートにより形成されたフォトレジスト膜７４に対して、サーボ情報記録装置６０と同様の装置を用いてサーボ情報に従ったパターンで露光を行う。次に、現像を行うことにより、図１０（ｂ）に示すようにフォトレジスト膜７４上にサーボ情報のネガとなる凹凸パターンを作製する。フォトレジスト膜７４上に形成された凹凸パターン上にＮｉ薄膜をスパッタで形成後、メッキ工程によりＮｉ電鋳を行うことより、図１０（ｃ）に示すようにＮｉ層７５を形成する。最後に、図１０（ｄ）に示すようにガラス原版７３からＮｉ層７５を剥離することにより、Ｎｉ層７５からなるサーボスタンパ７１が得られる。
【００４２】
次に、サーボスタンパ７１を用いたサーボ情報の転写方法について説明する。  
図１１は、サーボ情報転写装置８０の一例を示している。サーボ情報転写装置８０は、土台８１上に固定されたガイド支柱８２に貫通して設けられた上部ベースプレート８３と下部ベースプレート８４を有する。上部ベースプレート８３は、ガイド支柱８２に対して固定されている。一方、下部ベースプレート８４はガイド支柱８２に対して上下方向に自由に移動することができる。下部ベースプレート８４はロードセル８５を介してボールスクリュー８６に連結されており、ボールスクリュー８６の他端はステッピングモータ８７に連結されている。従って、ステッピングモータ８７を回転させることによりも下部ベースプレート８４を上下方向に移動させることができる。上部ベースプレート８３には、加熱用ヒータ８８が設けられている。
【００４３】
サーボ層５を成膜した後の基板４（サーボ層付き基板８９）をサーボ情報転写装置８０に設置後、上部ベースプレート８３と下部ベースプレート８４の平行度を保ちながらステッピングモータ８７を動作させて下部ベースプレート８４を上昇させることにより、サーボ層５をサーボスタンパ７１に密着させる。次に、加熱用ヒータ８８を用いて、サーボ層５が相変化を起こす温度までサーボスタンパ７１の温度を上昇させ、その後、徐冷することによりサーボ情報を結晶相として転写する。
【００４４】
上述したレーザ光を用いた非接触記録やサーボスタンパによる一括転写などの方法を用いて、図３及び図４に示したようにサーボ情報４０が相変化として記録される。
【００４５】
次に、より具体的な実施例を説明する。本実施例では、以下の手順により光記録媒体１を作製した。本実施例における光記録媒体１の作成手順は、（１）サーボ層付き基板の作製、（２）サーボスタンパの作製、（３）サーボ情報の転写、及び（４）記録層の形成を含む。
【００４６】
（１）＜サーボ層付き基板の作製＞  
透明基板４として、厚さ０．５ｍｍのディスク状の平坦なガラス基板を用いた。干渉層５１及び５５としてはＺｎＳ−ＳｉＯ2層を用い、相変化層５３が結晶相のとき波長６５０ｎｍでの光学コントラストが最も高くなるように膜厚を設定した。本実施例では干渉層５１及び５５が界面層５２及び５４をそれぞれ兼ねている。反射層５６としては、２００ｎｍ厚のＡｌ層を形成した。
【００４７】
（２）＜サーボスタンパの作製＞  
次の手順でサーボスタンパ７１を作製した。図１０（ａ）に示したように円盤状のガラス原版７３上にフォトレジスト膜を塗布し、図８に示したサーボ情報記録装置６０を用いて半径２４ｍｍから３０ｍｍの領域にトラックピッチ０．７４μｍでサーボ情報を記録した。記録用光学系６１に含まれる露光用光源としては、波長４０５ｎｍのレーザダイオードを用いた。露光後、図１０（ｂ）の現像、図１０（ｃ）のＮｉスパッタ及びＮｉ電鋳の工程を経て、図１０（ｄ）に示すようにサーボスタンパ７１を得た。
【００４８】
（３）＜サーボ情報の転写＞  
図１１に示したサーボ情報転写装置８０の下部ベースプレート８４上に、サーボ層５が上になる状態でサーボ層付き基板８９を配置し、サーボスタンパ７１をサーボ情報が凹凸として記録された面が下になる状態で重ねた。次に、予め上部ベースプレート８３を２００℃になるまで加熱しておき、その状態で下部ベースプレート８４を上昇させることにより、サーボ層５とサーボスタンパ７１を密着させて加熱し、５秒間保持した。その後、下部ベースプレート８４を下降させることによりサーボスタンパ７１の加熱をやめ、その状態で放置し、サーボ層付き基板８９及びサーボスタンパ７１が冷めた後にサーボスタンパ７１を取り除いた。
【００４９】
（４）＜記録層の形成＞  
本実施例では記録層３の材料としてフォトポリマを用いた。まず、ビニルカルバゾール３．８６ｇ及びビニルピロリドン２．２２ｇを混合し、次いでイルガキュア７８４（チバスペシャルティケミカルズ社製）０．０４ｇを加えて攪拌した。すべてが溶解した後、パーブチルH（日本油脂製）０．０４ｇを混合してモノマー溶液Ａを調製した。次に、1，4−ブタンジオールジグリシジルエーテル１０．１ｇとジエチレントリアミン３．６ｇを混合してエポキシ溶液Ｂを調製した。モノマー溶液Ａの１．５ｍｌとエポキシ溶液Ｂの８．５ｍｌとを混合し、脱泡して記録層前駆体を調製した。
【００５０】
次に、先に用意したサーボ層付き基板８９のサーボ層５とは反対の主面上にフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを載置し、基板８９とスペーサとの間に前記モノマー溶液Ａとエポキシ溶液Ｂとの混合溶液をキャストした。キャスト後、別途準備したディスク状のガラス基板を前記スペーサに対向させて配置し、一様に圧力を加えることにより、前記混合溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。最後に、５０°Ｃで１０時間加熱を行い、厚さ２５０μｍの記録領域を持つ光記録媒体１を作成した。本実施例で作成した光記録媒体１は、上記ガラス基板が保護層２を形成している。なお、上記一連の作業は、記録層３が感光しないように６００ｎｍより短い波長の光が遮光されている室内で行った。
【００５１】
＜光記録再生装置＞  
図５に示した光記録再生装置について、さらに具体例を説明する。ここでは、記録／再生用光源８から出力するコヒーレント光として外部共振器を有するＧａＮ系レーザダイオード（波長４０５ｎｍ）を使用し、サーボ用のサーボ用光源２３としては直線偏光のレーザビームを出射するレーザダイオード（波長６５０ｎｍ）を用いた。二次元光検出器２１としては、ＣＣＤアレイを用いた。旋光素子１６としては波長４０５ｎｍ用の１／４波長板を用い、旋光素子２６としては波長６５０ｎｍ用の１／４波長板を用いた。旋光素子１６として用いた１／４波長板の方位（回転角度）については、二次元光検出器２１上での再生光の強度が最も大きくなるように調整し、旋光素子２６の方位（回転角度）についても、４分割光検出器２９上でのサーボ戻り光の強度が最も強くなるように調整した。
【００５２】
＜情報の記録＞  
次に、上記（１）〜（４）の手順で作製した光記録媒体１を図５の光記録再生装置に搭載し、サーボを行いながら実際に情報の記録を行った。記録は半径２４ｍｍ、３６ｍｍ及び４８ｍｍのトラックで行い、各トラックにおいて９０度間隔で４スポット、光記録媒体１全体で１２スポットについて記録を行った。光記録媒体１の表面での光強度は０．１ｍＷ、露光時間０．１秒、記録層３の上面での記録用レーザビームのスポットサイズは約４００μｍ径であった。反射型空間光変調器１１は４００×４００＝１６０，０００画素であり、そのうち情報光領域４１として中心部の１４４×１４４＝２０，７３６画素の領域を用いる。情報光領域４１では隣接する４×４＝１６画素を単位パネルとし、全１２９６パネルで記録情報の表示を行う。記録情報の表現方法としては、４×４＝１６パネルのうち３パネルを明パネルとする１６：３変調方法を用いる。この場合、１パネルで２５６通り（１バイト）の情報を表現できる。
【００５３】
＜記録された情報の再生＞  
二次元光検出器２１としてＣＣＤアレイを用い、ホログラム６として記録された情報の再生を行った。再生の際は、反射型空間光変調器１１上において図７に示したような参照光領域４２のみを表示し、参照光領域４２からの反射光を参照光として用いた。光記録媒体１の表面での参照光の強度は、０．０１ｍＷとした。
【００５４】
＜評価＞  
次に、上記光記録再生装置の記録再生性能を以下のような手法により評価した。  
（１）再生光強度  
図５中に示したアイリス２２の開口を調整することにより、再生光として情報光部分のみがＣＣＤアレイ２２に入射するようにし、二次元光検出器２１であるＣＣＤアレイで検出される強度の和を再生光強度とした。
【００５５】
（２）エラー数評価  
二次元光検出器２１であるＣＣＤアレイによって得られた１４４×１４４＝２０，７３６画素の情報光領域４１からの各画素信号に対して閾値を設定し、その閾値を用いて明パネル、暗パネルの判別を行って出力パターンとした。この出力パターンを反射型空間光変調器１１に入力したパターンと比較し、エラー数を評価した。
【００５６】
（比較例）  
＜サーボ層付き基板の作製＞  
（比較例）として、図１２に示すサーボ層付き基板９０を以下の手順により作製した。前記（１）＜サーボスタンパの作製＞で説明した手順に従って作製した図９のサーボスタンパ７１を射出成型機にセットし、ポリカーボネイトを射出することにより、サーボ情報が凹凸として転写された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板９１を作製し、凹凸面に２００ｎｍのＡｌをスパッタすることにより反射層９２を形成した。一方、厚さ０．５ｍｍのディスク状の平坦なガラス基板９３の主面上に、記録／再生用光ビーム（波長４０５ｎｍ）は反射するが、サーボ用光ビーム（波長６５０ｎｍ）は透過する誘電体多層膜からなる波長選択層９４を形成した。次に、基板９１及び９３を紫外線硬化樹脂により張り合わせることにより、図１２に示すサーボ付き基板９０を作製した。張り合わせに用いた紫外線硬化樹脂は硬化後、ギャップ層９５としての役割も兼ねており、ギャップ層９５の膜厚は１００μｍになるように調整した。
【００５７】
＜記録層の形成＞  
前記実施例と同様に、記録層前駆体を調製した。次に、図１２に示したサーボ層付き基板９０のガラス基板９３の主面上にフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを載置し、ガラス基板９３と前記スペーサとの間に前記混合溶液をキャストした。キャスト後、別途準備したディスク状のガラス基板を前記スペーサに対向させた配置し、さらに一様圧力を加えることにより、前記混合溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。最後に５０℃で１０時間加熱を行い、厚さ２５０μmの記録領域をもつ光記録媒体を作成した。なお、本比較例においても、記録層が感光しないように６００ｎｍより短い波長の光が遮光されている室内で記録層の形成を行った。
【００５８】
＜光記録再生装置＞  
光記録再生装置としては、図３に示す構成の光記録再生装置とほぼ同じものであるが、サーボ用光ビームの焦点位置が記録／再生用光ビームの焦点位置から１００μｍ外側に出るようにコリメートレンズ２４を調整した。
【００５９】
＜情報の記録＞
次に、上記の方法で作製した光記録媒体を光記録再生装置に搭載して、サーボを行いながら実際に情報の記録を行った。記録方法は前記実施例と同じである。
【００６０】
＜再生＞  
実施例と同じ手法により再生を行った。
【００６１】
＜評価＞  
評価基準も実施例と同じものを用いた。
【００６２】
実施例及び比較例について再生光強度及びエラー数を求めた結果を［表１］に示す。
【表１】
2008084486.tif 000003
【００６３】
この結果から、実施例の方が比較例に比較して再生光強度が高く、エラー数が小さいことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】一実施形態に係る光記録媒体を概略的に示す図
【図２】一実施形態に係るサーボ層の断面図
【図３】一実施形態に係るサーボ情報のサーボ用光ビーム波長におけるコントラストを示す図
【図４】一実施形態に係るサーボ情報の記録／再生用光ビーム波長におけるコントラストを示す図
【図５】一実施形態に係るコリニアホログラム記録に用いられる光記録再生装置を示す図
【図６】一実施形態に係る記録／再生用光ビームパターンを示す図
【図７】一実施形態に係る再生時の参照光パターンを示す図
【図８】一実施形態に係るサーボ情報記録装置の一例を示す図
【図９】一実施形態に係るサーボスタンパの断面図
【図１０】図９のサーボスタンパの作製方法の一例を示す図
【図１１】一実施形態に係るサーボ情報転写装置の一例を示す図
【図１２】比較例に用いたサーボ情報付き基板を示す断面図
【符号の説明】
【００６５】
１…光記録媒体
２…保護層
３…記録層
４…透明基板
５…サーボ層
６…光ビーム
７…対物レンズ
８…ホログラム
８…記録／再生用光源
９…ビームエキスパンダ
１０…ミラー
１１…反射型空間光変調器
１２，１３…リレーレンズ
１４…偏光ビームスプリッタ
１５…ダイクロイックプリズム
１６…旋光素子
１７…対物レンズ
１８…ボイスコイルモータ
１９，２０…リレーレンズ
２１…二次元光検出器
２２…アイリス
２３…サーボ用光源
２４…コリメートレンズ
２５…偏光ビームスプリッタ
２６…旋光素子
２７…凸レンズ
２８…シリンドリカルレンズ
２９…４分割光検出器
３１…記録回路
３２…再生回路
３３…サーボ回路
４０…サーボ情報
４１…情報光領域
４２…参照光領域
５１…干渉層
５２…界面層
５３…相変化層
５４…界面層
５５…干渉層
５６…反射層
６０…サーボ情報記録装置
６１…サーボ情報記録用光学系
６２…直動ステージ
６３…測長用光源
６６…測長用干渉計
６７…送りネジ
６８…スピンドルモータ
７１…サーボスタンパ
７２…サーボ情報（凹凸パターン）
７３…ガラス原版
７４…フォトレジスト膜
７５…Ｎｉ層
８０…サーボ情報転写装置
８１…土台
８２…ガイド支柱
８３…上部ベースプレート
８４…下部ベースプレート
８５…ロードセル
８６…ボールスクリュー
８７…ステッピングモータ
８８…加熱用ヒータ
【図１】
2008084486.tif 000004
【図２】
2008084486.tif 000005
【図３】
2008084486.tif 000006
【図４】
2008084486.tif 000007
【図５】
2008084486.tif 000008
【図６】
2008084486.tif 000009
【図７】
2008084486.tif 000010
【図８】
2008084486.tif 000011
【図９】
2008084486.tif 000012
【図１０】
2008084486.tif 000013
【図１１】
2008084486.tif 000014
【図１２】
2008084486.tif 000015