(57)【要約】【課題】  各記録層に制御溝が無い多層情報記録担体に信号記録再生集光点を制御する信号を得る為、光量損失の少ない安定な光学系を得ることは困難であった。【解決手段】  多層ディスク担体に、記録及び／又は再生を行うための光を照射する光源と、前記多層ディスク担体と前記光源の間に設置され、信号の記録及び／又は再生を行うための集光点である記録再生集光点３ｂを形成する対物レンズ１０と、記録再生集光点３ｂの記録膜５１ｂ透過光が隣接する制御溝５３、若しくは信号溝５７からの反射光を用いて、記録再生集光点３ｂを制御する制御手段とを備えた、多層ディスク担体情報記録再生装置である。【選択図】  図２
2005317180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に溝面と非溝面によって形成される制御溝を有する担体基板、並びに、前記担体基板の制御溝上に形成された分離層、及び前記分離層上に形成された記録膜の繰り返しを有する多層記録膜を備え、
信号の記録が行われた前記記録膜は、記録済み面と未記録面から形成される信号溝を有し、
前記多層記録膜を通過し、前記担体基板に到達した入射光に対する、前記溝面からの反射光は、前記非溝面からの反射光とは位相が異なり、前記多層記録膜の一部を通過し、前記担体基板に到達した入射光に対する、前記記録済み面からの反射光は、前記未記録面からの反射光とは位相が異なる、多層ディスク担体を記録再生する多層ディスク担体情報記録再生装置であって、
前記多層ディスク担体に、記録及び／又は再生を行うための光を照射する光源と、
前記多層ディスク担体と前記光源の間に設置され、１つ以上の集光点を形成する光学手段と、
前記集光点のうち、１つの集光点は、前記制御溝又は前記信号溝上に集光された制御集光点であり、前記制御集光点を用いて、前記信号の記録及び／又は再生を行うための、他の１つの集光点である記録再生集光点の記録及び／又は再生位置制御を行う制御手段とを備えた、多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項２】
前記光学手段は、対物レンズであり、
前記対物レンズの出射光の集光点は、前記記録再生集光点のみであり、
前記制御手段は、前記記録再生集光点の記録膜透過光が隣接する前記制御溝、若しくは前記信号溝からの反射光を用いて、前記記録再生集光点を制御する、請求項１記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項３】
前記反射光を受光する２分割光検出器と、
前記２分割光検出器の直前に挿入された、直線状から成る光透過阻止格子とを更に備え、
前記制御手段は、前記２分割光検出器のそれぞれの出力の差動信号で前記記録再生集光点が前記制御溝、もしくは信号溝の上を正確に走るように制御を行う、請求項２記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項４】
前記光透過阻止格子が前記反射光に対し透明である平板の一面に作成されており、前記一面と前記２分割光検出器面とが密着した構成である、請求項３記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項５】
前記制御溝、もしくは前記信号溝からの反射光が前記対物レンズを通過した後結像される位置に前記２分割光検出器面と前記平板との密着面が配置されている、請求項４記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項６】
前記平板の中心部材が液晶であり、前記光透過阻止格子を有する面と、その反対面に形成された透明電極を備え、
前記制御手段は、前記透明電極の電極間に電位を与えることによって、制御信号誤差を低減する、請求項５記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項７】
前記反射光が、前記対物レンズを通過後に結像する位置に設置された、格子形状を有する光検出器を備え、
前記制御手段は、前記格子形状光検出器の差動信号で前記記録再生集光点が前記制御溝、もしくは信号溝の上を正確に走るように制御を行う、請求項２記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項８】
前記光検出器は、前記結像である干渉模様の平行方向と平行になるように長手方向が配置された複数の棒状の光検出器である、請求項７記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項９】
前記光学手段は、前記対物レンズ、及び前記光源と前記対物レンズの間に設置されたホログラム素子とを有し、
前記集光点は、前記記録再生集光点及び前記制御溝上に集光された前記制御集光点の２つの集光点であり、
前記制御手段は、前記ホログラム素子を移動させることにより、前記制御集光点は絶えず前記担体基板上の制御溝を照射し、前記記録再生集光点は任意の前記記録膜を照射するように制御を行う、請求項１記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【請求項１０】
前記記録膜上にある前記記録再生集光点の半径方向が精度良く検出出来る検出回路を備え、
前記制御手段は、
前記制御溝もしくは前記記録済みの信号溝で得られた記録再生集光点用の制御信号を得ると共に、前記制御信号と前記検出回路の出力とを演算することにより、前記記録集光点の制御を行う、請求項１記載の多層ディスク担体情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層ディスク情報記録担体に信号記録、および信号読み出しを行う装置の分野に関わる物である。
【背景技術】
【０００２】
近年情報量の大量化に伴って光情報記録担体（ディスク担体）の高容量化が強く求められている。
【０００３】
光ディスク上の記録密度は、
（ＮＡ／λ）2
λ：記録再生光源波長
ＮＡ：対物レンズ開口数
に比例するから、近年λとして４０５ｎｍ  ＧａＮレーザ、対物レンズＮＡは０．８５を用いることで、５インチ直径ディスクでＤＶＤディスクの約６倍程度の記録容量２５ＧＢｙｔｅを達成しようとしている。
【０００４】
しかしこの様に対物レンズＮＡを可能な限り上げ、又記録再生光源波長を可能な限り短くし記録容量を上昇させる方法はほぼ限界に達してきた。
【０００５】
もし光源波長が４０５ｎｍより短くなればディスク担体樹脂基板として、従来用いられてきたポリカーボネイト基板の光透過率が急速に低減化する。
【０００６】
又、光源波長が４００ｎｍより短くなると樹脂基板は透過率が低下すると共に、光源の長時間照射に対しては組成分解が起こり、更に光透過率が下がるとの問題が発生する。
【０００７】
一方、対物レンズのＮＡはこれ以上増加させた場合、更に対物レンズとディスク担体間距離（ＷＤ）が小さくなり記録膜上に製作される保護層膜もＷＤの制限や、ディスク担体のチルトマージンの観点から１００μm以下になってしまう。従ってＷＤが小さくなるから 更に対物レンズはディスク担体と衝突しやすくなり、かつ保護層も１００μm以下になるからディスク保護層面上の汚れが信号面からごく近くなり、少しのディスク保護層面上汚れがディスク再生信号の劣化になってしまう。
【０００８】
この様に今までの様にλを短くし、対物レンズＮＡを更に大きくして高容量化を達成してゆくことは、種々の問題が発生しこれを克服するには相当な技術開発を行う必要がある。
【０００９】
従って光ディスクの更なる高容量化には記録層を多数に積層する方法が比較的問題が少なく、今後この方式が主流に成ると考えられる。
【００１０】
この為図１２で示されるような多層ディスク担体が発表されてきた。この多層ディスク担体は最下層に片面に溝面と非溝面からなる制御溝５３を有する担体基板５６があり、その上に分離層５２、その上に記録膜５１の繰り返しから成る多層記録膜を有している。又、従来の光ディスク担体製造技術を用いて、転写によりこの分離層を形成するときは、分離層５２上に担体基板と同様の制御溝が作成されて行く。この後記録膜５１を形成するから各層の記録膜５１には凹凸状の制御溝５３が形成されている。
【００１１】
この様な構造で記録膜を多層化し記録容量を向上しようとしている。
【００１２】
記録膜５１としては従来の一光子光吸収による発熱で膜の相転移や、変形を利用し信号を記録する半透明一光子吸収記録膜、あるいは従来の一光子光吸収記録とは全く原理の異なる多光子吸収を利用し信号を記録する完全透明多光子記録膜が用いられる。前者の半透明記録膜は光を吸収するため記録膜の総数が４−５層以上になると光の減衰が大きくなりこれより深い層の記録膜には記録できなくなり記録容量の制限が起こる。
【００１３】
この問題を克服するため近年完全な透明膜を用いる多光子吸収記録が注目を浴びている（例えば、特許文献１参照）。多光子吸収記録の場合は、光集光点３近傍の光電界が極めて強いところの電子が励起され光吸収反応が起こるが、一方光集光点３以外では光吸収が起こらない。従って多光子吸収記録材は従来の半透明記録膜のように記録膜５１を単に通過することだけでは、光が減衰しない完全透明材料であるから、非常に多くの記録膜を重ねることが出来、高容量化には遙かに有利である。
【００１４】
この様に多層化に必要な技術は一つ大きな前進を見せている。
【００１５】
しかしディスク担体の多層化について更に大きな問題点がある。それは光集光点３を決められた制御溝５３の上を各記録膜５１の上で如何に正確に掃引することが出来るかの問題がある。この問題を多層ディスク担体記録再生装置側で簡単に解決するためには図１２に示されるごとく従来の光ディスク記録担体と同様に各記録膜５１に凹凸の制御溝を付け、これに記録再生集光点３ｂを追従させる方法が考えられる。この方法は確かに従来の積み重ねであるから容易に問題解決出来そうであるが多層化には大きな問題となる。
【００１６】
なぜなら前述したごとく各記録膜５１に制御溝５３を形成するためには分離層５２を塗布、硬化する時に分離層５２の表面にスタンパーを押しつけ、前記分離層がＵＶ樹脂で形成されるならスタンパーの反対側（通常は担体基板５６側）からＵＶ光を照射し硬化させ、その後スタンパーを剥離してゆく必要がある。
【００１７】
従って記録層を構成するたびごとにスタンパーによる加圧、剥離操作が発生するから各分離層内に大きなひずみ力が残りこの転写操作を１０−３０回繰り返した場合、ディスクに発生する残留応力は、きわめて大きくなる。
【００１８】
この様に作られた多層ディスク担体の面振れ、もしくは高温高湿状態で本ディスク担体の面振れ量は、単純に考えた場合でも一層ディスクの面振れ量の２乗平均で加算されて行くから３０層から成る多層ディスク担体の場合一層から成るディスク担体に比較し√３０＝５．５倍程度の面振れが発生し非常に質の悪いディスクが制作されることになる。
【００１９】
又、この様に記録各層に制御溝５３を入れることになれば多回数の転写工程が入るから生産性が悪くなり、多層ディスク担体のコストアップに成る。
【特許文献１】特許第２９６１１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この問題を解決するため図１３に示されるごとく制御溝５３を担体基板５６の面上にだけ従来の光ディスクの成形技術を用い作成し、それ以外の記録膜５１には制御溝５３を付けないで多層ディスク担体の製造工程を単純化することが考えられる。
【００２１】
さてこの様な多層ディスク担体に信号を書き込む為の記録再生装置として従来考えられて来た光学系を図１３に示す。
【００２２】
図中、半導体レーザ１ａが担体基板上の制御溝５３を照射するための制御集光点３ａを構成する光学系となっている。一方記録再生集光点３ｂは発振波長６５０nmの半導体レーザ１ｂから発光された光を対物レンズ１０によって集光することにより構成している。
【００２３】
記録膜５１は多数有るがどの層に記録するかは対物レンズ１０を１１方向に移動することで記録再生集光点３ｂの位置を移動させ記録させるべき記録膜５１が決定される。この対物レンズ１０を１１方向に移動させると制御溝５３上を正確に照射すべき制御集光点３ａの位置も１１方向に移動してしまう。これを補正するためにコリメータレンズ２ａ及び半導体レーザ１ａを１２方向に移動させこの制御集光点３ａが絶えず制御溝５３上に正確に集光する様に制御する。しかしこの様な光学構成で記録再生集光点３ｂと制御集光点３ａを光軸１３上で絶えず安定に一致させるのは非常に困難である。例えば半導体レーザ１ａ、１ｂの光線中心軸は熱と共に０．１度程度は移動するし、対物レンズ１０を記録膜５１を切り替えるため１１方向に移動させる、又コリメータレンズ２ａもしくは半導体レーザ１ａを１２方向に移動させると、これらと直角方向の成分もどうしても混入するから、制御集光点３ａと記録再生集光点３ｂを絶えず光軸１３上に配置することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、
片面に溝面と非溝面によって形成される制御溝を有する担体基板、並びに、前記担体基板の制御溝上に形成された分離層、及び前記分離層上に形成された記録膜の繰り返しを有する多層記録膜を備え、
信号の記録が行われた前記記録膜は、記録済み面と未記録面から形成される信号溝を有し、
前記多層記録膜を通過し、前記担体基板に到達した入射光に対する、前記溝面からの反射光は、前記非溝面からの反射光とは位相が異なり、前記多層記録膜の一部を通過し、前記担体基板に到達した入射光に対する、前記記録済み面からの反射光は、前記未記録面からの反射光とは位相が異なる、多層ディスク担体を記録再生する多層ディスク担体情報記録再生装置であって、
前記多層ディスク担体に、記録及び／又は再生を行うための光を照射する光源と、
前記多層ディスク担体と前記光源の間に設置され、１つ以上の集光点を形成する光学手段と、
前記集光点のうち、１つの集光点は、前記制御溝又は前記信号溝上に集光された制御集光点であり、前記制御集光点を用いて、前記信号の記録及び／又は再生を行うための、他の１つの集光点である記録再生集光点の記録及び／又は再生位置制御を行う制御手段とを備えた、多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００２５】
又、第２の本発明は、
前記光学手段は、対物レンズであり、
前記対物レンズの出射光の集光点は、前記記録再生集光点のみであり、
前記制御手段は、前記記録再生集光点の記録膜透過光が隣接する前記制御溝、若しくは前記信号溝からの反射光を用いて、前記記録再生集光点を制御する、第１の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００２６】
又、第３の本発明は、
前記反射光を受光する２分割光検出器と、
前記２分割光検出器の直前に挿入された、直線状から成る光透過阻止格子とを更に備え、
前記制御手段は、前記２分割光検出器のそれぞれの出力の差動信号で前記記録再生集光点が前記制御溝、もしくは信号溝の上を正確に走るように制御を行う、第２の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００２７】
又、第４の本発明は、
前記光透過阻止格子が前記反射光に対し透明である平板の一面に作成されており、前記一面と前記２分割光検出器面とが密着した構成である、第３の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００２８】
又、第５の本発明は、
前記制御溝、もしくは前記信号溝からの反射光が前記対物レンズを通過した後結像される位置に前記２分割光検出器面と前記平板との密着面が配置されている、第４の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００２９】
又、第６の本発明は、
前記平板の中心部材が液晶であり、前記光透過阻止格子を有する面と、その反対面に形成された透明電極を備え、
前記制御手段は、前記透明電極の電極間に電位を与えることによって、制御信号誤差を低減する、第５の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００３０】
又、第７の本発明は、
前記反射光が、前記対物レンズを通過後に結像する位置に設置された、格子形状を有する光検出器を備え、
前記制御手段は、前記格子形状光検出器の差動信号で前記記録再生集光点が前記制御溝、もしくは信号溝の上を正確に走るように制御を行う、第２の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００３１】
又、第８の本発明は、
前記光検出器は、前記結像である干渉模様の平行方向と平行になるように長手方向が配置された複数の棒状の光検出器である、第７の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００３２】
又、第９の本発明は、
前記光学手段は、前記対物レンズ、及び前記光源と前記対物レンズの間に設置されたホログラム素子とを有し、
前記集光点は、前記記録再生集光点及び前記制御溝上に集光された前記制御集光点の２つの集光点であり、
前記制御手段は、前記ホログラム素子を移動させることにより、前記制御集光点は絶えず前記担体基板上の制御溝を照射し、前記記録再生集光点は任意の前記記録膜を照射するように制御を行う、第１の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００３３】
又、第１０の本発明は、
前記記録膜上にある前記記録再生集光点の半径方向が精度良く検出出来る検出回路を備え、
前記制御手段は、
前記制御溝もしくは前記記録済みの信号溝で得られた記録再生集光点用の制御信号を得ると共に、前記制御信号と前記検出回路の出力とを演算することにより、前記記録集光点の制御を行う、第１の本発明の多層ディスク担体情報記録再生装置である。
【００３４】
例えば、本発明は、多層ディスク情報記録担体上に情報を記録再生する装置において、前記多層ディスク情報記録担体は同一平面上に無い担体基板５６、記録膜５３、分離層５２から成り、かつ前記担体基板平面は記録膜、分離層を通過し到達した入射光に対し弱い反射光を与えると共に反射光に対し位相差を与える溝（制御溝５３）が有り、一方前記記録膜も前記入射光に対し弱い反射光を与えると共に記録済み部分からは前記記録膜反射光とは位相の異なる弱い反射を与える組成から成るもので構成されており、一方前記記録再生装置の対物レンズ１０からの出射光が一つ以上の集光点を形成しこの内の一つの集光点（記録再生集光点３ｂ）は前記記録膜上に置かれ情報記録もしくは情報再生を行うと共に、集光点による記録膜からの透過光が隣接する記録層に記録された信号を制御溝として、もしくは隣接する担体基板平面の制御溝からの反射信号を検出することにより前記記録再生集光点を制御することを特徴とする情報記録再生装置である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明を用いることにより多層構造情報記録担体の各記録層には制御溝を作成する必要がなく多層情報記録担体の製造方法が簡単になり低コスト化と多層情報記録担体の高精度かが達成される。一方この様な情報記録担体を用いても対物レンズからの出力光量を損失なく、且つ安定に制御溝信号を検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明は図１３の従来のごとく個別の２ヶの半導体レーザを用い記録再生集光点３ｂと制御集光点３ａを作り出すのではなく、あくまでも一つのレーザからの出射光をうまく分離し、いずれかの記録膜５１に制御溝５３、もしくは記録済みピット信号の記録溝から記録再生集光点３ｂの位置を制御し多層ディスク情報記録担体に安定に信号記録を行なうために成されたものである。
【００３７】
本発明では記録再生集光点３ｂを制御するために従来行われてきた各記録膜上に前記記録再生集光点の位置制御用の制御溝５３を作らず、制御溝は最下層、もしくは最上層の担体基板、もしくは保護層のみに作成する。
【００３８】
従って、多層ディスク担体として非常に製作しやすく安価であり、ディスク担体歪みのないものが製作できる。本発明はこの様な多層ディスク担体の各記録膜５１上に正確な位置に信号を記録するためになされた。
【００３９】
又、本発明を用いることで制御集光点を作らず対物レンズ１０から出射された光束で記録再生集光点３ｂをだけを形成し上記制御溝付担体基板５６に隣接する記録膜５１ａ上に情報記録を行いこの隣接する記録膜５１ａの全面で情報記録が完了した時、保護層５０方向に対物レンズ１０を移動させることで次の記録膜５１ｂに記録再生集光点３ｂを移動させるこの記録膜５１ｂ上に記録を行ってゆく。同じ方法を繰り返すことで多層ディスク担体上の記録膜に次々と前記制御溝と同一上の位置に記録を行う為の記録再生集光点を制御する溝制御信号を得るための安価な光学系を提供するために成されたものである。
【００４０】
（実施の形態１）
本発明の実施例の一つを図１、図２に示し詳細に説明を加える。
【００４１】
まず最初に図１に示す担体基板５６に隣接した記録膜５１ａに情報を記録するときの説明を行う。
【００４２】
この時、記録膜５１ａ上に形成された記録再生集光点３ｂの光の一部は記録膜５１ａを透過し担体基板５６上の表面部にある制御溝５３を照射する。前記透過光は広がるからこの広がり円の直径を照射円４と表記する。
【００４３】
今、記録膜分離層５２を形成する材料と担体基板５６との間にはわずかな屈折率の差があるから、例えば担体基板５６の屈折率が１．５で記録膜分離層５２樹脂の屈折率が１．４７であれば、この界面では約１％の反射が発生する。この場合、図１から分かる様に担体基板５６表面には凹凸の制御溝５３があるから、この凹凸溝にも記録膜分離層５２樹脂が入り込む。従って制御溝５３からも１％程度の反射率が存在する。本説明では樹脂間の屈折率差から反射を計算したが積極的に１％程度の反射率が発生する様に屈折率中間材料を担体基板表面に蒸着等で付着させても良い。さてこの場合記録膜５１ａを通過した光は広がりながら担体基板５６表面を照射円４内の制御溝５３を照射する。さてこの溝を照射した光は前述した１％程度の反射率により反射され再び対物レンズ１０を通過する。対物レンズ１０を通過した光は検出レンズ１１により集光される。
【００４４】
この構成の光学系として照射光波長λ  ４０５ｎｍ、対物レンズ１０のＮＡを０．８５、焦点距離ｆ１は３mm、検出レンズ１１の焦点距離ｆ２を６０ｍｍとし、記録分離層５２の厚みを２μｍ、制御溝５３のピッチＰを０．３５μｍとした場合の検出系での集光点を考える。
【００４５】
本例の様に対物レンズ１０と検出レンズ１１との間がある場合は２回のレンズ公式で計算する必要があるが、近似的にはこの両レンズが一枚で出来ており多層ディスク担体側の焦点はｆ１であり検出側の焦点距離がｆ２で有ると考えて計算してもほとんど誤差は発生しない。
【００４６】
今、対物レンズ１０により集光された記録再生集光点３ｂは対物レンズから３ｍｍの位置で集光される。従って記録再生集光点３ｂが記録膜５１ａで反射された光は検出レンズ１１から後ろ側６０ｍｍの所に検出側集光点９を形成する。
【００４７】
一方、記録再生集光点３ｂの記録膜５１ａを通過した一部の光は担体基板５６上に作成された制御溝５３を照射する。このときの光線は焦点から離れた光であるから対物レンズのＮＡで規定される広がりを持っている。この広がって照射された光で担体基板上に照射円４が形成される。この担体基板上の照射円４で照射された制御溝５３の対物レンズ１０によって形成される検出側像は前記検出側集光点９より０．８ｍｍ検出レンズ１１に近い側である検出側像面５上に結像される。さらにこの照射円を形成する記録膜５１ａ上で絞られ透過した光は次に担体基板上の制御溝５３により反射され回折される。この反射回折光は対物レンズ１０から見た場合分離層５２の厚みが２μｍの場合、担体基板５６表面から２μｍ入ったところに０次光光源があり、ここから出た光が担体基板５６上に形成された制御溝５３により回折されているように見える。一方±１次回折光は前述の０次光源が前記制御溝による回折光は制御溝の周期による格子よって発生する回折角だけ離れた所に光源がありそこから±１次回折光がくるように見える（この光源を以下±１次光光源と呼ぶ）。
【００４８】
制御溝５３による回折角度はλ／Pで与えられるから上述の数値から６６．３度となるから、±１次回折光の±１次光光源は０次光光源から４．５５μｍ光軸から垂直に離れた位置に存在する様に見える。
【００４９】
今、図１における光学構成を用いた場合、記録膜５１ａから測定したディスク担体側のそれぞれの光源位置は検出側では、光軸に垂直な方向に６０／３＝２０の倍率（横倍率）をかけた位置に、一方光軸方向のずれは結面側では２０２＝４００の倍率（縦倍率）をかけた位置に出来る。
【００５０】
従ってディスク担体基板内に出来た０次光光源、および±１次光光源は記録再生集光点３ｂからは軸方向に４μｍ、軸垂直方向にそれぞれ４．５５μｍ離れているから結像面側では前記検出側集光点９より検出レンズ１１に近い集光面７の位置にそれぞれの光源像が出来る。
【００５１】
従って０次光光源の像７ｂは軸方向に４×４００＝１６００μｍ  すなわち１．６ｍｍ検出側集光点９と離れた集光面７の中心７ｂに出来る。
【００５２】
また±１次光光源像は４．５５×２０＝９１μｍ  像７ｂから離れ像７ａ、７ｃに出来る。
【００５３】
一方ディスク担体上の制御溝５３の対物レンズ１０による検出側の像は記録再生集光点３ｂから軸方向に２μｍ離れているから２×４００＝８００μｍ  すなわち検出側集光点９から０．８ｍｍ離れた検出側像面５上に像が出来る。
【００５４】
図２は記録膜５１ａ上に前述した方法で連続された信号溝５７を用いて隣接する記録膜５１ｂに記録する方法を示している。この時は５１ａ上の記録済みの信号ピット列を信号溝として用い上述の制御溝の代わりにこの制御溝から出来る像を用いてトラック制御信号を得、記録再生集光点３ｂを制御手段（図示せず）によって制御してゆく。
【００５５】
今２μｍ離れた記録膜５１ｂ上に記録再生集光点３ｂを移動させるためには対物レンズ１０を２μｍだけ矢印の方向に移動させることになり、対物レンズ１０と検出レンズ１１との間隔が２μmだけ狭くなるが上述理由で先に述べた検出側の像位置は保たれる。従って検出側像位置５は対物レンズが移動しても検出側像面５は移動しない。
【００５６】
それでは検出側像面５上には具体的にどの様な像が出来るかを考えてみる。
【００５７】
今対物レンズ１０としてＮＡは０．８５を用いているので光の取り込み角度は５８．２度、一方制御溝５３、信号溝５７で回折された光の回折角度は６６．３度となるから回折光の一部は取り込めないケラレ現象が発生する。
【００５８】
次に図３を用いてケラレ現象の説明を行う。
【００５９】
光源１５は上述した担体基板内に出来た０次、±１次光光源を示す。従って＋１次回折光による＋１次光光源の光軸中心線１４ａは０次光光源の光軸中心線１６とは６６．３度の角度をなす。一方中心線１４ｂは−１次光光源の光軸中心線を示している。＋１次光光源はこの光軸中心線１４ａを中心とし広がり角５８．２度で広がってゆくから＋１次回折光の広がり限界１８ａから対物レンズ１０の端を結んだ光線１７ａ迄が対物レンズ１０に取り込まれることになる。同様に−１次回折光は光線１８ｂから光線１７ｂは取り込まれるがそれ以外は取り込めなくなる。従ってこの場合の検出側像面５での制御溝像２０は図３に示したごとくもはや＋１次回折光と−１次回折光とは重ならなくなる。
【００６０】
この場合左半分は０、＋１次回折光の重なり、右半分は０、−１次光の重なりとなる。
【００６１】
次に検出側像面５上に形成される干渉像がどの様になるかを考える。
【００６２】
図９（ｂ）は検出側光源像面である集光面７と検出側像面５の関係を抜き出したものである。図中５ａ、５ａ′は検出側像面５上の点を表す。今点５ａ、５ａ′の点が外に有ればあるほど０次光源と−１次光源の差が大きくなるから光路差による位相差が大きくなるから０次光源と−１次光源との位相差が２πになるごとに干渉模様を繰り返すことになる。
【００６３】
しかも検出側像面５上の干渉模様であるから多層ディスク担体上の制御溝、信号溝の繰り返しピッチに前述の光学系による横倍率をかけたものとなる。
【００６４】
従ってディスク上のピッチが今０．３５μｍとすると０．３５×２０＝７μｍのピッチで縦縞の繰り返し干渉縞が発生することになる。
【００６５】
更に対物レンズ１０により記録膜５１ａを透過して作る前記照射円４は６．４μｍであるから、この中に約１８本の制御溝５３が入ることになる。これの検出系での像は像倍率は２０倍であるから１制御溝は７μｍ幅になっており像の直径は１２８μｍとなる。
【００６６】
以上の情報をまとめて検出側像面５上で見られるパターンを図７に示す。
【００６７】
次に制御溝、信号溝が横移動すればこの干渉模様がどの様になるかを考える。
【００６８】
この制御溝、信号溝の横移動が発生すると０次光光源と±１次光光源の位相関係が変わる。
【００６９】
図９（ａ）に制御溝、および信号溝で発生する±１次光光源と０次光光源との位相関係を示す。
【００７０】
ここで０次光および±１次回折光の軸長さはそれぞれの光強度を表す。
【００７１】
０次光と±１次光のなす角度θは回折溝の深さによって変わる。溝深さがλ／４の時９０度、溝深さがλ／２のとき１８０度となるから、±１次回折光の光の位相差はそれぞれ１８０度、０度となる。
【００７２】
角度θは上述したごとく制御溝、信号溝の位相差によって決まるものであるが多層ディスク担体では一般に十分な位相差を取ることが出来ない。なぜなら十分の位相差を取ると記録層で光の回折損失が大きくなるから奥の記録膜に必要な記録光パワーが到達しなくなる。
【００７３】
従って図９（ａ）に示されるθの値は４５度よりも十分小さいことになる。
【００７４】
今、制御溝もしくは信号溝が左右に動くと±１次光は０次光に対して角度２θを保ったまま回転する。今、制御溝、もしくは信号溝が記録再生集光点の中心から横移動を起こすことによって、例えば図９（ａ）で−１次回折光が０次光と位相が小さい方にずれたとすると＋１次回折光は０次光とは位相ずれが更に大きくなる。従って図９（ｂ）より５ａ′は０次光と＋１次光の光路差が小さい方向すなわち中心部に向かって干渉模様が移動する。
【００７５】
一方５ａの点では０次光と−１次光の位相差が小さくなるから０次光と−１次光の光路差が大きくなる方向、すなわち光軸とは反対方向に干渉模様が移動する。
【００７６】
従ってこの様に制御溝、信号溝移動により結像上の干渉模様は横移動をおこすからこの横移動から溝制御信号を得ることが可能となる。
【００７７】
この溝制御信号を得ることにより記録再生集光点を制御し隣接する面上にある制御溝、もしくは信号溝の上を正確に走らせることが可能となる。
【００７８】
次にこの干渉模様から溝制御信号を得る方法を述べる。
【００７９】
図４に溝制御信号を得るための具体的な構成を示す。
【００８０】
本図の場合２分割光検出器３１の受光面がほぼ検出側像面５の位置に設置されている。この光検出器と密着するようにガラス板３２が設置されておりこの一面に光吸収材料もしくは金属反射膜で格子３３が形成されている。
【００８１】
前記２分割光検出器３１は２つの光検出器３１ａ、３１ｂから成っている。この差動出力から溝制御信号を得ることになる。差動出力にすることによりディスク担体からの反射光の変動や、光源そのものによる光量変動の影響を低減化できる。図７に溝制御信号を前記２分割光検出器３１で得るために本発明による格子素子３３と制御溝、信号溝により出来る０次、±１次光光源による干渉模様との位置関係を示す。
【００８２】
回折模様は左右対称になり且つ制御溝、信号溝の移動に対しては前述したごとく左右共同方向に移動し、かつ信号としては差動で溝制御信号を出力する必要があるから図から解るように格子は光検出器の中心線に対し線対称の配置にする必要がある。
【００８３】
この様に格子３３を配置することで制御溝、もしくは信号溝が横移動し、検出側面上で干渉模様が例えば左移動を起こすと図７の左側に配置された光検出器３１ａには暗い干渉模様１０１が、格子３３からずれてたくさん光検出器３１ａに入ることになり３１ａの出力は低下する。
【００８４】
一方光検出器３１ｂには格子３３により明るい干渉模様１００がたくさん重なるようになるから光出力が大きくなる。
【００８５】
この様に格子３３と干渉模様が配置されることにより２分割光検出器３１の出力から溝制御信号が正確に得ることが可能となる。
【００８６】
本発明は以上述べたように検出側像面５上に干渉模様を形成しこの溝像２０が左右に移動することにより溝制御信号を検出しようとするものである。次に図２の様に記録膜５１ａの記録が全面に渡って終わり、記録膜５１ｂに記録するときのことについて説明する。記録膜５１ｂの記録層を記録するとき対物レンズ１０が図１よりも２μｍ（ディスク内層間隔が３μｍの場合）右に移動する。この移動により記録再生集光点３ｂが記録膜５１ｂ上に移動する。記録膜５１ｂ上に形成された記録再生集光点３ｂの光の一部は記録膜５１ａを透過し記録済み記録膜５１ａを照射する。この記録済み記録層には記録信号光により記録信号が記録膜の屈折率差として記録されておりこれが前記制御溝５３と全く同様の働きをする。そして上記に説明した原理に基づき溝制御信号を発生するからこの信号に基づき記録再生集光点３ｂを制御することが出来るため、記録済み記録膜５１ａの真上に次の信号を記録することが可能となる。
【００８７】
このことを繰り返してゆくことで、多層の記録膜５１に正確なトラックピッチで正確なトラックを形成しながら記録再生集光点を制御することで担体基板上に形成された制御溝のみを発端として各記録膜上に信号を記録することが出来る。
【００８８】
本方式の場合、対物レンズ１０の出射側には何等の手も加えておらないから、光量損失は全く発生しない特徴があり、記録光源に負荷を掛けない特徴がある。又即隣接した記録膜５１の記録済み信号溝を制御溝５３と使用するからディスクチルトによるトラックずれはほとんど無視出来る。
【００８９】
図１の様に像位置は０次および±１次光の集光点から空気長では0.8ｍｍの所に像が出来るが、本実例のごとくガラス板を挿入すると像がsinθ/n1だけ後ろに下がりいわゆる球面収差が発生する。従ってその球面収差で歪むことを補正し格子３３を補正する必要があるが検出系のＮＡは小さいのでこの補正はきわめて小さく基本的には本例ではピッチ６μｍアスペクト比１の格子がガラス面に形成されておればよい。このパターンを図６（ｂ）に示す。このガラス面に接触するように図６（ｃ）に示す２分割光検出器３１を設置すればよい。
【００９０】
尚、図５にはこの平板内の屈折率変化により光路長が変化し溝幅が変化することを積極的に利用した発明の例を示す。
【００９１】
記録再生集光点の記録膜からの透過光を用いて隣接の制御溝、信号溝に照射しこれ等の溝からの回折光の干渉模様の移動を利用し溝制御心を得る方法は、隣接面の間隔が変動した場合、干渉模様の周期が変化することにより溝制御信号に誤差が発生する欠点を有している。
【００９２】
本発明は、この欠点を低減化するためになされた例である。
【００９３】
この例では前記格子を作成した透明基板の代わりに内部に液晶を用いる。この両面に透明電極４１ａ、ｂを形成しこの両面に引火する電圧を変化することで等価的に検出側像面５の位置を変化することが可能となるので面間隔の変動により発生した慣用模様の幅変化を抑えることが可能となる。
【００９４】
（実施の形態２）
実施例１では格子を作成しそれを２分割光検出器に密着し溝制御信号を得る例を述べたが本実施例では、格子を挿入するのではなく光検出器を格子状に分割することにより溝制御信号を得ようとするものである。
【００９５】
本実施例を図８に示す。通常光検出器の分離間隔及び光検出器幅は製造上の問題から６μｍ以上必要であるから本例の場合それぞれの幅を広げる工夫をしている。本例では光検出器のそれぞれの幅は９μｍであり、且つ光検出器間隔も９μｍを有するように配置されている。
【００９６】
従って光検出出力−３１のブロックでは光検出器の右端は干渉模様の明部１００中心にあり、光検出出力＋３１のブロックでは光検出器の右端は干渉模様の暗部１０１中心になるように配置されている。この状態から記録再生集光点が隣接面上の制御溝、もしくは信号溝の中心からずれた場合、この干渉模様が移動する。例えばこの溝中心からのずれの発生により干渉模様が左へ検出側像面５上の干渉模様が１．５μｍ移動（溝中心から記録再生集光点が溝間中心を走り出した場合）した場合を考える。この場合光検出器３１ａの出力は光検出器内に一本の暗部１０１のみが含まれる状態になるから最高の光検出出力＋３１を与える。一方光検出器３１ｂには２本の暗部１０１が含まれるようになるから最低の光検出出力−３１を与えることになる。この様な信号変化から制御溝、もしくは信号溝の移動をとらえることが出来、記録再生集光点の溝制御信号を得ることが出来る。
【００９７】
この工夫により光検出器幅及び間隔は９μｍとなるからホトディテクターの製造上の問題もなくなる。
【００９８】
（実施の形態３）
本発明の実施例を図１０に示し説明する。本発明の例では前記の発明のごとく単に記録再生集光点３ｂを対物レンズ１０によって形成するだけではなくホログラム素子２０１を入れることにより積極的に制御溝５３を制御集光点３ａを作成しようとするものである。このホログラム素子２０１をそのまま通過する光で記録再生集光点３ｂを形成しホログラム素子２０１で発生する一次回折光を用い（回折レンズは凹レンズになっているとする）制御集光点３aを形成する。
【００９９】
次に制御溝５３から反射された光は再び対物レンズ１０を戻ってくる。この時ホログラム素子２０１で回折光は実施例１に示した回折像面６から０．４ｍｍ離れた検出レンズ１１よりも遠い面に集光される。一方実施例で説明したごとく回折像面には記録再生集光点３ｂが記録膜５１ｂを透過し記録膜５１ａで反射された光線が集光し±１次回折光が±９１μｍ離れたところに集光される。本発明のごとく別に制御集光点３ａを作り溝制御信号を得ようとする場合は、この±１次回折光がじゃまとなる。従ってこの場合は図１０に示すごとく±１次回折光を遮光する遮光板２１１が必要とされる。この時溝制御信号は従来通りのファーフィールド・プッシュプル検出等が使える。この時のホトディテクターの位置は回折像面６より検出レンズから遠ざかる適当な位置に配置すればよい。
【０１００】
（実施の形態４）
以上の実施例では隣接の制御溝５３を用いて、又は隣接の記録済み信号を制御溝として用い溝制御信号を得る方法について述べた。上記の方法は光学系が簡単で光ロスが少ないという大きな利点を有するが、一方もし何らかの外乱で記録済み信号の信号ピット並びに蛇行が発生した場合、これがだんだん蓄積され最上面（担体基板溝制御信号から最も遠い）記録膜５１に信号を記録すると、溝の蛇行が大きすぎるとの欠点が発生することが考えられる。この様な場合はやはり担体基板５６上に作成された制御溝５３を絶えず参照する方法が有効であると考えられる。本実施例はこの様な時に適応することを考えて成されたものである。
【０１０１】
本発明の実施例を図１１に示し解説する。
【０１０２】
往復光路２６に挿入されたホログラム素子２０１で発生する一次回折光２４は凹レンズ特性を有している。この凹レンズによる焦点位置と集光レンズ２３との焦点位置が一致しておれば、一次回折光は集光レンズ２３を通過した後平行光となり対物レンズ１０に入り担体基板上の制御溝５３を照射する。一方ホログラム素子２０１を素通りした０次回折光２５は集光レンズ２３を通過した後、図１１に示すように収束光になる。従ってこの光が記録再生集光点３ｂを構成することになる。
【０１０３】
本実例の記録膜５１ａから記録膜５１ｂへ記録再生集光点３ｂを移動させたときの動作方法を述べる。記録膜５１ｂへ記録再生集光点３ｂを移動するためにまず従来通り対物レンズ１０を２μｍ担体基板５６側へ移動させる。この操作により記録再生集光点３ｂが記録膜５１ａから５１ｂに移動するだけではなく制御集光点３aも担体基板内に２μｍ移動してしまう。この移動した制御集光点３ａを元に戻すためホログラム素子２０１を集光レンズ２３から遠ざける様に移動する。この操作により一次回折光２４は少し収束気味になるから制御集光点３ａは記録膜５１ｂ側に引き戻され再び制御溝５３を正確に照射する様になる。
【０１０４】
この様な操作では一光源をホログラム素子２０１で分離しているだけでありホログラム素子２０１の移動で二つの集光点（記録再生集光点３ｂ、制御集光点３ａ）が光軸中心からずれる様な誤差は発生しない。
【０１０５】
又、本説明ではホログラム素子２０１と集光レンズ２３の間隔を変化させ（移動２７）二つの焦点位置を変化させる様に説明したが、この作用だけでは対物レンズ１０に発生する球面収差が非常に大きくなる場合がある。そこでこの問題を低減するためにホログラム素子２０１と集光レンズ２３のブロックを移動２８させればこの問題は低減される。
【０１０６】
（実施の形態５）
実施例１、２では隣接した担体基板上の制御溝もしくは隣接した記録層上に作られた記録済み信号列から記録再生集光点３ｂを制御する制御信号作成する光学系についての本発明の実施例を述べた。又、実施例３では隣接していない担体基板上の制御溝から記録再生集光点３ｂを制御する制御信号作成する光学系についての本発明の実施例を述べた。しかし実施例１、２では担体基板５６から離れた記録膜５１に順に信号記録を行うときに、それまでの記録膜５１に信号を記録するときに振動等が入り込めば込むほど、その影響が積算され混入する。又実施例３では記録担体５６と記録膜５１が離れれば離れるほど情報記録担体に傾きがあれば位置連れを起こしてしまう。
【０１０７】
本発明の実施例を図１４に示し詳細に説明する。
【０１０８】
従来情報記録担体の最内周部分は情報記録担体の傾き誤差等が入りにくい為、記録再生は最内周部から始めるのがよい。
【０１０９】
本発明の実施例としては実施例１、２、３に述べた方法で再内周の１周を記録膜５１に信号を書き込む。次に情報記録担体１０５の外周部へ光ヘッド１０６を送りながら実施例１、２、３に基づき溝制御信号を得て行くが、この得られた検出信号と、本発明の検出回路の一例である送り精度から発生する電圧を比較しながら、２信号の間で大きな差が発生した場合は送り精度から発生する信号を基準として書き込む方式を用いることにした。
【０１１０】
本実施例では、送りの信号としてはパルスモータ１０８に送られる基準パルス信号１０９と検出された溝制御信号１１０とを比較回路１０７に入れ、これの送り信号に大きな差があるときは光ヘッド１０６に与えられた外部振動によるものと判断しその時は電気信号だけを送りパルスモータ１０８に送ることとした。この差が小さいときは溝制御信号１１０通り送ることとした。本実施例を用いることによりある記録層を記録時に発生した外乱による記録信号の蛇行は大幅に低減された。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、担体基板、少なくとも１層の記録膜、記録膜分離層とを備えた情報担体であって、前記担体基板の一方の面には部分的に制御溝が有り、前記一方の面は前記情報担体の光入射面を通過し到達した入射光の一部を反射すると共に、前記制御溝からは前記一方の面の反射光とは位相が異なる反射を与えかつ、前記記録膜は前記入射光に対し一部を反射すると共に記録済み信号溝からは前記記録膜反射光とは位相が異なる反射を与える材質を有する情報担体に信号記録および信号読み出しを行う情報記録再生装置等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明にかかる第１の実施例を示す図
【図２】本発明にかかる第１の実施例で記録済み信号を用い記録再生集光点を制御する図
【図３】±１次回折光の対物レンズによるケラレを示す図
【図４】本発明にかかる第１の実施例における格子と２分割光検出器配置図
【図５】本発明にかかる第１の実施例による平板内部を液晶とし両面に透明電極を形成することにより面間隔が変化した時の溝制御信号誤差を低下させるためになされた構造を示す図
【図６】本発明にかかる第１の実施例による検出側像面５上の干渉模様と本発明に関わる格子及び２分割光検出器の配置を示す組み立て図
【図７】本発明にかかる第１の実施例による検出側像面５上の干渉模様と本発明に関わる格子及び２分割光検出器の配置を示す平面図
【図８】本発明にかかる第２の実施例を示す図
【図９】検出側像面５上の干渉模様を説明する図
【図１０】本発明にかかる第３の実施例を示す図
【図１１】本発明にかかる第４の実施例を示す図
【図１２】多層ディスク担体の従来構造図
【図１３】多層光情報記録担体の記録再生光学系の従来例を示す図
【図１４】本発明にかかる実施例５を示す図
【符号の説明】
【０１１３】
１ａ、１ｂ  半導体レーザ
２ａコリメータレンズ
３  光集光点
３ａ  制御溝集光点
３ｂ  記録再生集光点
４  照射円
５  検出側像面
６  回折像面
７  集光面
９  検出側集光点
１０  対物レンズ
１１  検出レンズ
１２  方向
１３  光軸
１４ａ  光軸中心線
１４ｂ  中心線
１５  光源
１６  光軸中心線
１７ａ、１７ｂ  光線
１８ａ  広がり限界
１８ｂ  光線
２０  制御溝像
２３  集光レンズ
２４  一次回折光
２５  ０次回折光
２６  往復光路
２７  移動
２８  移動
３１  二分割光検出器
３１ａ  右側光検出器
３１ｂ  左側光検出器
３２  ガラス板
３３  格子
４１ａ、ｂ  透明電極
５０  保護層
５１  記録膜
５１ａ  記録膜
５１ｂ  記録膜
５２  分離層
５３  制御溝
５６  担体基板
５７  信号溝
【図１】
2005317180.tif 000003
【図２】
2005317180.tif 000004
【図３】
2005317180.tif 000005
【図４】
2005317180.tif 000006
【図５】
2005317180.tif 000007
【図６】
2005317180.tif 000008
【図７】
2005317180.tif 000009
【図８】
2005317180.tif 000010
【図９】
2005317180.tif 000011
【図１０】
2005317180.tif 000012
【図１１】
2005317180.tif 000013
【図１２】
2005317180.tif 000014
【図１３】
2005317180.tif 000015
【図１４】
2005317180.tif 000016