(57)【要約】【課題】記録容量を増加させることができる情報記録媒体及びその再生方法を提供する。【解決手段】第１の案内溝としての選択反射膜１２と、第２の案内溝としての選択反射膜１２との間に記録層としてのバルク層１３が形成された情報記録媒体に対し、第１の案内溝側及び／又は前記第２の案内溝側から再生光を照射し、記録層からの戻り光を検出する。これによりバルク層１３内の読み出し可能な層数が増加するため、情報記録媒体の記録容量が増加する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の案内溝と、第２の案内溝と、前記第１の案内溝と前記第２の案内溝の間に形成され、空孔マーク列が多層に形成される記録層と
を備える情報記録媒体。
【請求項２】
前記第１の案内溝の外側に形成されたカバー層と、前記第２の案内溝の外側に形成された基材とをさらに備え、
前記カバー層の厚さが、前記基材の厚さよりも小さい請求項１記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記基材の厚さが、２００μｍ〜１５００μｍである請求項２記載の情報記録媒体。
【請求項４】
第１の案内溝と、第２の案内溝と、前記第１の案内溝と前記第２の案内溝の間に形成され、空孔マーク列が多層に形成される記録層とを備える情報記録媒体に対し、前記第１の案内溝側及び／又は前記第２の案内溝側から再生光を照射し、前記記録層からの戻り光を検出する情報記録媒体の再生方法。
【請求項５】
前記第１の案内溝側からの前記記録層の読み出し層数は、前記第２の案内溝側からの前記記録層の読み出し層数よりも多い請求項４記載の情報記録媒体の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度のレーザ光により記録層内に空孔（ボイド）が形成される情報記録媒体及びその再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは、音楽・映像コンテンツ、コンピュータなどのデータのような種々の情報を記録することできる。特に近年では、映像の高織細化やクラウドコンピューティングなどの流れによって、記録情報量は飛躍的に増大し、光ディスクの１枚当たりの大容量化が望まれている。
【０００３】
次世代の光ディスクの記録方式として、記録光を集光し、記録光の焦点近傍に空洞（ボイド）からなる記録マークを多層に形成する、いわゆるボイド方式が開発されている（例えば、特許文献１参照）。このボイド方式は、単一の記録層に多層のボイドを形成することができるため、複数の記録層が必要な位相変換方式などに比べてコスト的に有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８１８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したボイド方式において、記録容量を増加させる方法の一つとして層数の増加が挙げられる。しかし、レーザ光が通過する層数が増加するのに従い、光量が累乗的に減衰し、下層における戻り光量が小さくなる。この結果、記録容量を増加させることが困難となる。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、記録容量を増加させることができる情報記録媒体及びその再生方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る情報記録媒体は、第１の案内溝と、第２の案内溝と、前記第１の案内溝と前記第２の案内溝の間に形成され、空孔マーク列が多層に形成される記録層とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る情報記録媒体の再生方法は、第１の案内溝と、第２の案内溝と、前記第１の案内溝と前記第２の案内溝の間に形成され、空孔マーク列が多層に形成される記録層とを備える情報記録媒体に対し、前記第１の案内溝側及び／又は前記第２の案内溝側から再生光を照射し、前記記録層からの戻り光を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、記録層の上層側と下層側の両方に案内溝が形成されているため、記録層の両側から記録層の情報を読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ボイド方式における再生方法を模式的に示す部分断面図である。
【図２】本実施の形態における情報記録媒体の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図３】本実施の形態における情報記録媒体の記録方法を模式的に示す部分断面図である。
【図４】本実施の形態における情報記録媒体の再生方法を模式的に示す部分断面図である。
【図５】本実施例の情報記録媒体の構成を模式的に示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．ボイド方式
２．情報記録媒体
３．記録再生方法
４．実施例
【００１２】
＜１．ボイド方式＞
図１は、ボイド方式における再生方法を模式的に示す部分断面図である。図１に示す光記録媒体は、円盤状の情報記録媒体とされ、上層側から順にカバー層１０１と、サーボ光を反射し、記録再生光を透過する選択反射膜１０２と、記録層としてのバルク層１０３とを備える。
【００１３】
なお、本明細書において、「光記録媒体」とは、光の照射により記録情報の再生が行われる記録媒体を云う。また、「上層側」とは、後述する記録時のレーザ光が入射する面を上面としたときの上層側を云う。また、後述する「深さ方向」とは、上記「上層側」の定義に従った上下方向と一致する方向（すなわち記録時のレーザ光の入射方向に平行な方向）を云う。
【００１４】
ボイド記録方式では、記録層としてのバルク層１０３に対してマーク記録又はマーク再生を行うための記録再生光（以下、第１レーザ光とも称する。）とは別に、選択反射膜１０２で形成された案内溝に基づきトラッキングやフォーカスのエラー信号を得るためのサーボ光（以下、第２レーザ光とも称する。）を照射する。
【００１５】
そして、ボイド記録方式は、バルク層１０３に対して、比較的高いパワーでレーザ光を照射し、バルク層１０３内に空孔（ボイド）を記録する。このように形成された空孔部分は、バルク層１０３内における他の部分と屈折率が異なり、それらの境界部分で光の反射率が高められることになる。したがって、空孔部分は記録マークとして機能し、これによってバルク層１０３内には、複数のマーク形成層（情報記録層）Ｌ１〜Ｌ（ｎ）が形成される。
【００１６】
情報記録層の数（ｎ＋１）は、層間隔を狭くするほど、多数の情報記録層を形成することができるが、各層を透過する光が減少するため、再生時における再生光のボイドからの戻り光量が小さくなる。また、各層のボイド数を増加するほど、情報量を増加させることができるが、下層における再生光のボイドからの戻り光量が小さくなる。このように、従来の光記録媒体では、記録容量を増加させることが困難である。
【００１７】
＜２．情報記録媒体＞
本実施の形態における情報記録媒体は、第１の案内溝と、第２の案内溝と、第１の案内溝と第２の案内溝の間に形成され、空孔マーク列が形成される記録層とを備え、第１の案内溝及び第２の案内溝により両側から記録層の空孔マーク列を読み取り可能となっている。
【００１８】
図２は、本実施の形態における情報記録媒体の構成を模式的に示す部分断面図である。図２に示す情報記録媒体は、円盤状の光記録媒体とされ、上層側から順にカバー層１１と、サーボ光と同一の波長帯の光を反射し、それ以外の波長の光を透過する第１の案内溝としての選択反射膜１２と、記録層としてのバルク層１３と、第２の案内溝としての選択反射膜１４と、基材１５とを備える。
【００１９】
カバー層１１は、例えば、ポリカーボネート、アクリルなどの樹脂で構成され、その下面側には、記録／再生位置を案内するための案内溝の形成に伴う凹凸の断面形状を有する。このカバー層１１の厚さは、対物レンズのワーキングディスタンス（以下、ＷＤとも称する。）よりも十分に小さい、２０μｍ〜２００μｍであることが好ましい。
【００２０】
選択反射膜１２は、凹凸の断面形状が形成されたカバー層１１の下面側に成膜され、第１の案内溝を構成する。案内溝は、ディスク平面上に連続溝（グルーブ）、又はピット列でスパイラル状に形成される。例えば、案内溝がグルーブとされる場合は、グルーブを周期的に蛇行させて形成することにより、蛇行の周期情報により位置情報（絶対位置情報：例えば回転角度情報や半径位置情報など）を得ることができる。
【００２１】
選択反射膜１２は、バルク層１３に対してマーク記録又はマーク再生を行うための記録再生光を透過し、トラッキングやフォーカスのエラー信号を得るためのサーボ光を反射するという選択性を有する。ボイド記録方式では、記録光とサーボ光とはそれぞれ波長の異なるレーザ光が用いられ、選択反射膜１２としては、サーボ光と同一の波長帯の光を反射し、それ以外の波長による光を透過する波長選択性を有する選択反射膜が用いられる。本実施の形態では、第１レーザ光の波長がおよそ４０５ｎｍ程度（いわゆる青紫色レーザ光）とされ、第２レーザ光の波長がおよそ６６０ｎｍ程度（いわゆる赤色レーザ光）とされ、選択反射膜１２は、第１レーザ光を透過し、第２レーザ光を反射する。
【００２２】
バルク層１３は、ボイド記録方式に適切な記録材料から構成され、その記録材料は、およそ２００μｍ程度の厚さにおける透過率が８０％以上であることが好ましい。このような記録材料として、例えばベンゼン環の多い骨格を有する熱硬化性のエポキシ樹脂と硬化剤とが重合された硬化物を用いることができる。ベンゼン環の多い骨格としては、モノマーの分子内にベンゼン環を２つ以上有する、ナフタレン骨格、フルオレン骨格、アントラセン骨格、ビスフェノールＡ骨格、ビフェニル骨格などが挙げられる。また、エポキシ樹脂としては、例えば、ナフタレン型２官能エポキシ樹脂、ナフタレン型４官能エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、硬化剤は、特に制限はなく、アミン化合物、スルホン酸塩、ヨードニウム塩、イミダゾール類、酸無水物類（フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸）を用いることができる。このようなエポキシ樹脂と硬化剤とが重合された硬化物は、モノマーの分子内にエポキシ基を２つ以上有するエポキシ樹脂により形成されているため、高密度に３次元架橋される。
【００２３】
このバルク層１３は、単一層であり、その厚さは特に制限されないが、１００μｍ〜３００μｍであることが好ましい。
【００２４】
選択反射膜１４は、上層側の選択反射膜１２と同様であり、凹凸の断面形状が形成された基材１５の上面側に成膜され、第２の案内溝を構成する。また、選択反射膜１４は、サーボ光と同一の波長帯の光を反射し、それ以外の波長による光を透過する波長選択性を有する。
【００２５】
基材１５は、例えば、ガラス、ポリカーボネートなどで構成され、その上面側には、記録／再生位置を案内するための案内溝の形成に伴う凹凸の断面形状を有する。基材１５の厚さは、対物レンズのワーキングディスタンスよりも小さいことが好ましく、ディスクの機械的強度の観点から、２００μｍ〜１５００μｍであることが好ましい。
【００２６】
このように本実施の形態における情報記録媒体は、上層側及び下層側の選択反射膜１２、１４によりカバー層１１側及び基材側１５の両側から記録層の空孔マーク列を読み取ることができる。これにより、上層側及び下層側から読み出し可能なバルク層１３内の層数が増加し、多層化（大容量化）を実現することができる。
【００２７】
また、このような情報記録媒体は、スタンパを用いた射出成形などにより案内溝（凹凸形状）が形成され、選択反射膜１２が形成されたカバー層１３としてのカバーガラスと、選択反射膜１４が形成された基材１５としての基材ガラスとの間に、例えばエポキシ樹脂と硬化剤とを所定の厚さに挟み込む。そして、エポキシ樹脂と硬化剤とをオーブン等で熱重合・架橋硬化させることにより、バルク層１３を有する情報記録媒体を製造することができる。
【００２８】
＜３．記録再生方法＞
次に、上述した情報記録媒体の記録再生方法について説明する。図３は、本実施の形態における情報記録媒体の記録方法を模式的に示す部分断面図である。
【００２９】
前述のように光記録媒体に対しては、記録再生を行うためのレーザ光（図中「第１レーザ光」）と共に、これとは波長の異なるサーボ光としてのレーザ光（図中「第２レーザ光」）を照射する。これらの第１レーザ光及び第２レーザ光は、共通の対物レンズ２０を介して光記録媒体に照射される。
【００３０】
このように第１レーザ光及び第２レーザ光が共通の対物レンズ２０を介して照射され、第２レーザ光のフォーカスサーボにより対物レンズ２０が制御されることにより、第１レーザ光の合焦位置は、選択反射膜１２上に追従するようになる。つまり、第２レーザ光の選択反射膜１２からの反射光に基づく対物レンズ２０のフォーカスサーボにより、第１レーザ光の合焦位置についての光記録媒体の面変動に対する追従機能が与えられる。
【００３１】
第１レーザ光のフォーカスサーボに関しては、第１レーザ光の合焦位置のみを独立して変化させることのできる第１レーザ光用のフォーカス機構を設ける。そして、記録時には、選択反射膜１２を基準としたオフセットに基づき、第１レーザ光用フォーカス機構を制御する。具体的には、第１レーザ光用フォーカス機構によって、第１レーザ光の合焦位置をオフセットの値の分だけオフセットさせ、バルク層１３内の所要の深さ位置に第１レーザ光の合焦位置を追従させる。
【００３２】
本実施の形態におけるボイドの形成は、記録光の照射方向に対して深い位置から浅い方へ順に行う。これにより、ボイドが形成された層を記録光が通過しないため、各層のレーザ照射条件（Ｐｗ、線速など）をほぼ一定にすることができる。
【００３３】
記録方式としては、１−７ＰＰ変調方式などのマークエッジ記録、ＶＦＭ変調方式などのマークポジション記録などを採用することができる。また、ボイドサイズや記録材料の屈折率についても、記録容量などを考慮して適宜採用することができる。
【００３４】
表１に、変調方式、ボイド横径、ボイド縦径、トラックピッチ、記録材料の屈折率が異なる記録方法における記録容量及び各層の透過率を示す。ここで、ボイド横径、及びボイド縦径とは、それぞれ光軸方向（レーザの入射方向）に対して垂直な軸のボイドの横径、及び光軸方向に対して平行な軸のボイドの縦径を云う。なお、これらは、記録材料の吸光度をゼロと仮定して算出したものである。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示すように、１−７ＰＰ変調は、ＶＦＭ変調と比較して、１層当たりの記録容量が増大するが、１層当たりの透過率は大きく下がる。ボイドの横径が小さいほど、記録容量も増大し、透過率も上がる。また、ボイド横径に対してボイド縦径が小さい、つまりボイド形状として光軸方向に長くない方が透過率は高くなる。また、記録材料の屈折率が高いほど、透過率は小さくなる。
【００３７】
本実施の形態では、光ディスクの両面から記録マークを読み込むことにより、光ディスクの読み出し可能な層数を増加させることができるため、１−７ＰＰ変調を採用し、記録容量を増大させることができる。
【００３８】
図４は、本実施の形態における情報記録媒体の再生方法を模式的に示す部分断面図である。本実施の形態における再生方法では、記録マークの読み出しにおいて、例えば２つの半導体レーザを用いて両面から読み出す。なお、光ディスクの両方向から同時に記録マークを読み出す必要はなく、上層側又は下層側の一方からの読み出しで構わない。つまり、光ディスクを反転させることにより、１つの半導体レーザで反対側の記録マークを読み出しても構わない。
【００３９】
再生時では、バルク層１３には情報（ボイド）が形成された状態であるため、バルク層１３からの第１レーザ光の反射光を得ることができる。これにより、再生時における第１レーザ光のフォーカスサーボは、第１レーザ光自身の反射光を利用することができる。なお、再生時における第１レーザ光のトラッキングサーボは、記録時と同様、第２レーザ光の反射光に基づく対物レンズ２０のトラッキングサーボを行うことによって実現される。
【００４０】
前述したように、バルク層１３内に十分な数のボイドが形成された層が増加した場合、ＲＦ信号強度（戻り光量：（１層当たりの透過率）^（層数×２）×ボイドからの反射率）が累乗的に減少し、光ディスクの片面からの読み出し可能な層数が減少する。しかし、本実施の形態のように両面から読み出すことにより、バルク層１３内の読み出し可能な層数が増加するため、記録容量を増加させることができる。
【００４１】
ここで、表面側（カバー層１１側）からの読み出し層数は、裏面（基材１５側）からの読み出し層数よりも多いことが好ましい。具体的には、表面側（カバー層１１側）からの読み出し層数は、バルク層１３内のすべての層数の５０％〜９０％であることが好ましい。これにより、光記録媒体の基材１５の厚さをカバー層１１の厚さよりも大きくすることができ、光ディスクの機械的強度を保つことができる。
【００４２】
なお、裏面（基材１５側）からの読み出し層数は、光ディスクの機械的強度が保てる範囲で基材１５の厚みを減らすことにより増やしても構わない。また、表面側（カバー層１１側）からの読み出しと、裏面（基材１５側）からの読み出しとで、ＮＡ（開口数）が異なり、ワーキングディスタンスが異なる対物レンズを用いても構わない。
【００４３】
このように光ディスクの両面から記録マークを読み出すことにより、光ディスクの大容量化を実現することができる。また、読み出す層数を増加させるために再生光のパワーを増加させる必要がないため、バルク層１３の記録材料へのダメージを減少させ、記録材料の黄変を防止することができる。また、通常のディテクターの検出限界の光量（１μＷ）の１／４の光量（０．２５μＷ）まで読み出せるホモダイン検出などの特別なディテクターを用いる必要がない。
【実施例】
【００４４】
＜４．実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。ここでは、層数を２０とした情報記録媒体における信号強度（戻り光量）について評価した。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４５】
図５は、本実施例の情報記録媒体の構成を模式的に示す部分断面図である。この情報記録媒体において、選択反射膜１２が形成されたカバー層１３としてのカバーガラスの厚さを５０μｍ、選択反射膜１４が形成された基材１５としての基材ガラスの厚さを１０００μｍ、バルク層１４としての記録層を２４０μｍとした。
【００４６】
レーザ波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の対物レンズ（ワーキングディスタンス：１．１ｍｍ）を用いて、トラックピッチを０．３２μｍとし、記録方式を１−７ｐｐ変調方式として、記録層にボイド（ボイド横径：７５ｎｍ、ボイド縦径：３２ｎｍ）を記録した。ボイドは、記録光の照射方向に対して深い位置（基材ガラス）から浅い方（カバーガラス）へ順に、層間距離を１２μｍとして２０層形成した。
【００４７】
そして、下記（１）式を用い、ボイドを記録した層を通過したときのＲＦ信号の振幅の減衰率により透過率を見積もった。
（ｎ層目のＲＦ信号強度）＝（１層を通過したときの透過率）^（ｎ−１）×（１層目のＲＦ信号強度）  ・・・（１）
【００４８】
この条件における１層当たりの透過率は０．９であり、また、１層当たりの記憶容量は２５ＧＢであった。
【００４９】
表２に、ボイドの反射率を０．００１としたときの戻り光量を示す。また、カバーガラス側から１層目の再生光のパワーを１５ｍＷ（元パワー１５０ｍＷ）、基材ガラス側から１層目の再生光のパワーを１０ｍＷ（元パワー１００ｍＷ）としたときの光量を示す。なお、ボイド以外の光量のロス（カバー層１１、バルク層１３の吸光度、界面反射など）をゼロと仮定して算出した。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
表２から分かるように、通常のディテクターによる読み出し限界の光量を１μＷとすると、表面からの光照射では１３層までしか読み出すことができず、記憶容量は３００ＧＢ程度になってしまう。
【００５２】
一方、ワーキングディスタンスが１．１ｍｍの対物レンズ（ＮＡ０．８５）を用いて裏面から光照射した場合、８層目まで読み出すことができるため、表面からの読み出しを１２層とすることができる。これにより、記録層内の２０層のすべてを読み出すことができ、５００ＧＢもの記憶容量を実現することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１  カバー層、  １２  選択反射膜、  １３  バルク層、  １４  選択反射膜、  １５  基材、  ２０  対物レンズ、  １０１  カバー層、  １０２  選択反射膜、  １０３  バルク層
【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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