JP2006012244A - 情報の記録方法及び記録装置、並びに情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ３次元的に記録再生を行う場合、熱的影響や光学的影響のために記録マーク間をある程度離す必要がある。本発明の目的は、高密度記録に適した記録マークの配置を考慮した３次元記録媒体を提供する。
【解決手段】 深さ方向の任意な場所に記録可能な３次元記録媒体への記録方法であって、個々の記録マーク３’に対して半径方向隣の記録トラックでは深さ方向に層間の半分だけずらして記録マークを形成する。これにより半径方向の記録トラックピッチを狭くすることができ、高密度化が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は情報の記録方法及び光記録装置、並びに光記録媒体に係り、特に記録媒体の厚さ方向に３次元的に記録マークを形成し、連続的或いはランダムに記録を行う情報の記録方法及び光記録装置、並びに３次元的に記録マークが形成された光記録媒体に関する。

近年、情報の大容量化に伴い、光記録を用いた高密度記録技術の開発が活発に行われている。光記録では、その限界が光の回折により、記録ビット径が５００ｎｍ前後といわれている。この回折限界は光の波長に比例し、さらに、レンズの性能指数（ＮＡ）に反比例する。このため、高密度化の１つの方向は、光の波長を短波長化すること、絞り込みレンズを高ＮＡ化することにある。また、別の方法としては、この回折限界によらない光学現象を利用する方法である。記録媒体においては、超解像膜を記録膜上に形成する方法がある。また、光ヘッドにおいては、最近、特に、これらを推進する方法として、光における近接場が注目されている。たとえば、ＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ）を用いて高ＮＡ化を実現し、通常の光学レンズを用いたものより小さなスポット径を得ている。

前記のように、記録の為のビームスポットを小さくする方向とは別に、記録媒体の深さ方向へ記録することにより更なる大容量化を図る方法も考えられている。その内の一つが、例えば特許文献１に記載されているような記録層を複数積み重ねた多層型記録媒体の利用であり、もう一つが、特許文献２に記載されているようなバルク状態の記録媒体に３次元的に記録再生を行うものである。

特開２００３−３４６３７８号公報 特開２００２−３１２９５８号公報

このような３次元的に記録再生を行う場合、熱的影響や光学的影響のために記録マーク間をある程度離す必要がある。これまでは層間が数１０μｍ離れていた為に隣の記録マークとの関係を考えれば良かった。しかし、層間が数μｍ程度と狭くなった場合や実質的な層が無いバルク状態への記録には３次元的にマーク間距離を考慮する必要がでてくる。

本発明は、このような情報の記録方法及び光記録装置、並びに光記録媒体の従来技術における問題点を解決するためになされたものである。

即ち、本発明の目的は、更なる高密度化が可能な情報の記録方法及び光記録装置、並びに光記録媒体を提供することにある。

かかる課題を解決するために、本発明においては、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらしている。

図１は、従来技術及び本発明における３次元記録媒体に記録された記録マークの配置図を比較したものである。またサーボ用の凹凸部１を形成している場合を示している。更に、レーザビームの入射方向に対してほぼ垂直な面を記録面２と仮定し、この記録面には同心円状あるいはスパイラル状に記録マーク３を形成するための記録トラック、即ちサーボ用の凹部４及び凸部５に対応する記録トラックが設定されている。この記録トラックは凹凸などの形状変化はしてない仮想の記録トラックである。わかりやすくする為に、各記録トラックすべてに記録マークが形成されている場合の記録媒体の断面図を示している。このうち図１（Ａ）には、従来技術として他のマークに何らかの影響を及ぼす範囲を球状として、最も高密度に記録できるパターンを図示している（層間：Ｄ）。これに対して、図１（Ｂ）は、本発明の記録マークの配置図を示している。本発明では、他のマークからの何らかの影響が及ばないような範囲で、かつ高密度化を図るために、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらしている。この時、図１(Ｂ)のように層間Ｄの半分だけずらすのが最も効率が良い。計算すると、半径方向に約１３.４％の高密度化が図れる（ｃｏｓ３０°＝０．８６６＝８６．６％）。結果的に、記録トラックの半径方向両隣の記録トラックには記録マークを形成していないことになる。更に、層間の上下の記録トラックで記録マークが重ならないように記録マークを形成することにより更なる高密度化も可能である。計算を簡単にする為に、他のマークに何らかの影響を及ぼす範囲を球状としたが、実際にはビームが及ぼす範囲は深さ方向に長い長円形となる。しかし、基本的にはずらした方が従来技術より高密度記録は可能となる。

図１において、深さ方向に注目すると従来技術よりも本発明の方が層間Ｄの半分の厚みだけ厚くなっていることがわかる。ただ、従来技術においてもう１層増やすには距離Ｄの分の厚さが必要となる。即ち３層分の記録においては３Ｄ以内の間にすれば良く、本技術においても深さ方向の必要な厚さは２．５Ｄである為に容量的には同じといえる。また、深さ方向の層数が多くなればなるほど、余分なＤ／２分の厚さの全体に占める割合は少なくなっていく。

また、記録マークを深さ方向にずらす場合、サーボ用の凹凸に対応させた方が好ましい。即ち、凹部４’のすぐ下にある記録トラックの方が凸部５’のすぐ下にある記録トラックよりも深さ方向に１／２層だけずれているのである。この方がサーボトラックとの距離が一定となり記録再生マージンが増えるので好ましい。

上下の記録トラックに形成される記録マーク間同士の位置関係を制御することは現実的には難しく、本発明のように隣の記録トラック間同士の位置関係を制御する方が装置側から見ると好ましい。

本発明に用いる記録装置は、少なくともサーボ用のレーザと記録用のレーザを用い、サーボ用のビームはサーボ用の凹凸部に焦点を合わし、記録用のビームは記録媒体の目的の記録層に焦点をあわせている。また、記録面の深さ位置を変える必要があるため、本発明ではリレーレンズを用いて、記録用ビームの深さ方向の焦点距離を変えている。この時、球面収差も発生するので、リレーレンズと連動して球面収差補正板（液晶パネル）が移動することを特徴としている。更に、確実に素早く記録マークを形成するために、光パワーのガスレーザ（ＡｒやＫｒなど）を用いている。場合によっては、複数のビームを用いて同時に記録を行えば短時間で記録が終了でき好ましい。

かくして本発明によれば、更なる高密度化が可能な情報の記録方法及び記録装置、並びに情報記録媒体及が提供される。

以下、図面に基づき、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態）について詳細に説明する。

図２は、本実施の形態が適用される３次元記録媒体への記録装置を説明するための図である。記録装置１００は、記録ビームに使用する波長３５１ｎｍのレーザ光を発光する最大出力２Ｗの記録用Ｋｒレーザ６と、記録用Ｋｒレーザ６からのビームを平行光線にするコリメートレンズ７と、コリメートレンズ７を透過した平行光線を記録照射用とモニタ用との２方向に分ける偏光ビームスプリッタ８と、記録用のビームの焦点位置を変えるためのリレーレンズ９と、球面収差を補正する球面収差補正板（液晶パネル）１０と、記録ビーム及びＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）制御ビームを３次元記録媒体１１内に焦点を絞る対物レンズ１２と、ビームスプリッタ８により分けられたモニタ用の平行光線を絞り込む絞り込みレンズ１３と、記録ビームのパワーモニタ用の検出器１４と、を有している。

また、記録装置１００は、ＡＦ制御ビームに使用する波長４０５ｎｍのレーザ光を発光するＡＦ制御用半導体レーザ１５と、コリメートレンズ１６と、偏光ビームスプリッタ１７と、λ／４波長板１８と、偏光ビームスプリッタ１９と、反射ミラー２０と、絞り込みレンズ２１と、シリンドリカルレンズ２２とＡＦ制御用の検出器２３と、を有する。

更に、記録装置１００は、記録ビーム２８用のＫｒレーザ６を制御するレーザドライバ２４と、ＡＦ制御ビーム用の半導体レーザ１５を制御するレーザドライバ２５と、検出器２３からの信号を用いて対物レンズ１２の焦点位置を調整するＡＦ制御回路２６（自動焦点制御回路）と、記録レーザ６から発光されるレーザビームパワーの制御回路であるパワーモニタ回路２７と、自動焦点、記録パワー制御などを総合的に制御するマイクロプロセッサ２８と、を備えている。

尚、記録装置１００は、対物レンズ１２の位置を調整するためのアクチュエータと、検出器２３を光軸方向に動かす移動装置と、リレーレンズ９の各レンズを移動させる移動装置と、リレーレンズ９と連動して移動する球面収差補正板１０の移動装置を備え、さらに、レーザスポットを３次元記録媒体１１の半径方向に移動させる移動装置と、３次元記録媒体１１の回転装置と、を有し、これらは図示を省略した。

また、本実施の形態においては、記録ビームに波長（λ）３５１ｎｍのｋｒレーザ６を使用しているが、これに限定されず、波長（λ）２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの高出力レーザを用いても良好な結晶化が得られる。更に、光源は、ガスレーザに限定されず、高出力半導体レーザ等、他の構造のレーザを用いることができる。記録ビームの波長は、３次元記録媒体の記録層における吸収率が大きい波長が好ましい。

本実施例では２光子吸収を利用するためにアクリル樹脂を用いたが、３次元記録媒体としては、フォトリフラクティブ効果を利用したものやフォトクロミズム効果を利用した物等、ビーム照射によりその部分の反射率や屈折率などの光学定数が変化するものなら本発明に使用できる。

次に、実際の記録は次のようにして行われる。図１（Ｂ）を用いて説明する。
まず記録しようとする記録トラックの半径位置にサーボ用の凹凸部１’に記録されている位置情報を元に対物レンズ１２を移動させる。そして、その位置でサーボをかけた状態で目的の深さ（記録面）まで記録ビームの焦点を変化させ、例えば、溝の凸部５’の下にある一番上の記録面２’に記録を行う。もし、サーボ用の凹凸部１’がスパイラル状に形成されていた場合には、記録媒体が１回転すると隣の溝の凸部に移動してくる。これを繰り返すと図１（Ｂ）のようにサーボ用の凸部の下に位置している記録トラックのみマークが形成される。次にその下の面に記録を行う場合には、リレーレンズ９の移動により更に層間の１／２の深さだけ記録ビームの焦点を下に移動させ、サーボ用レーザのトラッキングの極性を変えた後、サーボ用の凹部４’にトラッキングをかけながら記録面２’の下の層に記録を行う。この動作を繰り返すことにより、図１（Ｂ）に示すような高密度記録が可能となる。結果的には、サーボ用の溝の凸部と凹部で記録する面が深さ方向に交互にずれていることになる。

また、本実施例のようにバルク状態の記録媒体でなくても、層間が数μｍ程度と狭い記録層を積み重ねた多層型記録媒体の場合にも本発明は適用できる。

従来技術と本発明における記録マークの配置比較図 本実施例における記録装置の構成図

符号の説明

１、１’ サーボ用の凹凸部
２、２’ 仮想の記録面
３、３’ 記録マーク
４、４’ 凹部
５、５’ 凸部
６ 記録用Krレーザ
７ コリメートレンズ
８，１７，１９ 偏光ビームスプリッタ
９ リレーレンズ
１０ 球面収差補正板（液晶パネル）
１１ ３次元記録媒体
１２ 対物レンズ
１３，２１ 絞り込みレンズ
１４，２３ 検出器
１５ ＡＦ制御用半導体レーザ
１６ コリメートレンズ
１８ λ／４波長板
２０ 反射ミラー
２２ シリンドリカルレンズ
２４，２５ レーザドライバ
２６ ＡＦ制御回路
２７ パワーモニタ回路
２８ マイクロプロセッサ
１００ 記録装置

Claims (13)

1. 深さ方向に記録が可能な３次元記録媒体に情報を記録する情報の記録方法であって、
   前記３次元記録媒体への記録は、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらして記録を行うことを特徴とする情報の記録方法。
2. 深さ方向の記録マーク間距離の半分だけずらして記録を行うことを特徴とする請求項１記載の情報の記録方法。
3. 前記記録媒体の表面にはサーボ用の凹凸部が設けられ、該凹部の深さ方向にある記録マークの方が該凸部の深さ方向にある記録マークよりも深い位置になるように記録を行うことを特徴とする請求項1記載の情報の記録方法。
4. 前記個々の記録マークを形成するために、記録用のレーザとサーボ用のレーザを用い、かつ記録用のレーザビームの焦点距離をリレーレンズにより変化させて記録を行うことを特徴とする請求項１記載の情報の記録方法。
5. 前記記録用のレーザビームの焦点距離が変化することによる、記録媒体からの球面収差を補正する為の球面収差補正板を用いて記録を行うことを特徴とする請求項３記載の情報の記録方法。
6. 深さ方向に記録が可能な３次元記録媒体に情報を記録する情報の記録装置であって、
   前記３次元記録媒体への記録は、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらして記録を行うことを特徴とする情報の記録装置。
7. 深さ方向の記録マーク間距離の半分だけずらして記録を行うことを特徴とする請求項６記載の情報の記録装置。
8. 前記記録媒体の表面にはサーボ用の凹凸部が設けられ、該凹部の深さ方向にある記録マークの方が該凸部の深さ方向にある記録マークよりも深い位置になるように記録を行うことを特徴とする請求項６記載の情報の記録装置。
9. 前記個々の記録マークを形成するために、記録用のレーザとサーボ用のレーザを用い、かつ記録用のレーザビームの焦点距離をリレーレンズにより変化させて記録を行うことを特徴とする請求項６記載の情報の記録装置。
10. 前記記録用のレーザビームの焦点距離が変化することによる、記録媒体からの球面収差を補正する為の球面収差補正板を用いて記録を行うことを特徴とする請求項９記載の情報の記録装置。
11. 深さ方向に記録が可能な３次元記録媒体であって、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークが深さ方向にずれて記録されていることを特徴とする情報記録媒体。
12. 深さ方向の記録マーク間距離の半分だけずれて記録されていることを特徴とする請求項１１記載の情報記録媒体。
13. 前記記録媒体の表面にはサーボ用の凹凸部が設けられ、該凹部の深さ方向にある記録マークの方が該凸部の深さ方向にある記録マークよりも深い位置になるように記録されていることを特徴とする請求項１１記載の情報記録媒体。

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