JP2010097632A - 光記録媒体の情報再生方法および情報再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光特性を利用した光記録媒体の再生において、ストークスシフトの大小に関わらず反射光と蛍光とを確実に分離して、蛍光の信号のＳ／Ｎ比を向上させることを目的とする。
【解決手段】蛍光特性の有無によって情報が記録された記録層を有する光記録媒体１０の情報再生方法である。記録層に直線偏光状態の光を当てて、蛍光を起こさせ、光記録媒体で反射した反射光を偏光分離素子（偏光子４３）により減衰させて、蛍光を分離し、分離された蛍光を再生光検出器２５で検出して情報を再生する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光特性を利用した光記録媒体の情報再生方法および情報再生装置に関する。

光記録媒体の記録材料として、光を当てることにより蛍光特性を生じるものが知られている（特許文献１）。このような光記録媒体では、情報の再生時に蛍光特性を生じた部分にレーザ光を当てると蛍光を発する。ところが、光記録媒体から帰ってくる光は、この蛍光だけではなく、記録層と、記録層に隣接する層との界面や、他の界面において反射した光もある。この反射光は、蛍光による信号にとってバックグラウンドノイズとなる。

例えば、多層構成の光記録媒体において、記録層で生じる反射光（Ｉｒ）、蛍光（Ｉｆ）の強度はそれぞれ、
Ｉｒ＝Ｉｍ・β
Ｉｆ＝Ｉｍ・α・η_Ｆ・γ
である。ここで、αは記録層の平均吸収率、βは記録層の反射率、η_Ｆは記録層に吸収された光が蛍光に変換される発光効率であり、通常、η_Ｆ＝０．８程度である。γは、発生した蛍光が、記録対物レンズにて再び集光される結合率である。記録スポットからの蛍光は、全方位に均一な強度で放射すると仮定できるので、記録対物レンズのＮＡによってγが決定し、およそＮＡ^２／４となる。
上記反射光と蛍光の比をとれば、
Ｉｆ／Ｉｒ＝α・η_Ｆ・ＮＡ^２／（４・β）
通常、η_Ｆ・ＮＡ^２／４は１より小さいので、α、βがほぼ同程度である場合、蛍光信号強度は、反射光に比べ常に小さく、検出が困難であることを示している。

このため、多層構造を有する光記録媒体で蛍光信号を検出する場合、記録層と中間層の間の屈折率差を小さくし、再生信号の反射を大幅に低減する（α＞＞β）必要性があった。このように反射光を無くすことは、中間層を持たず記録層と中間層の界面が無いバルク型の光記録媒体では容易に実現できる。しかし、このようなバルク型の光記録媒体では、記録深さ方向の位置精度を確保するためのサーボ制御がより複雑になるという問題がある。

中間層を有し反射光が生じる光記録媒体の場合、蛍光スペクトルのピークシフト（ストークスシフト）が大きな場合は、再生光の波長と蛍光のピーク波長との間にカットオフのあるフィルタでこれらを分離することが可能であるが、ピークシフトが小さい場合はこれらの分離が困難であり、蛍光信号を検出することができない。また、記録材料の違いに応じて、吸収−蛍光スペクトルが変わるので、記録材料に応じてフィルタの波長特性（カットオフ波長）を変化させる必要が生じるという問題がある。

特表２００１−５０５７０１号公報

本発明は、上述の背景に鑑みて創案されたものであり、蛍光特性を利用した光記録媒体の再生において、ストークスシフトの大小に関わらず反射光と蛍光とを確実に分離して、蛍光の信号のＳ／Ｎ比を向上させることを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、蛍光特性の有無によって情報が記録された記録層を有する光記録媒体の情報再生方法であって、前記記録層に光を当てて、蛍光を起こさせ、前記記録媒体で反射した反射光を直線偏光状態において偏光分離素子により減衰させて、前記蛍光を分離し、分離された蛍光を再生光検出器で検出して情報を再生することを特徴とする。

記録媒体で反射した光、例えば記録層と、記録層に隣接する層との間の屈折率差により、そこの界面で反射した光は、直線偏光状態で帰ってくるのに対し、記録層内で発生した蛍光は、あらゆる偏光を含む無偏光状態である。そこで、反射光と蛍光とが混ざった光を偏光分離素子に通すことで、反射光を減衰させることができる。
したがって、反射光に対し信号である蛍光の強度比を高くすることができ、蛍光の信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

前記した方法においては、前記偏光分離素子により分離された蛍光を、さらに偏光子に通すことで前記反射光を減衰させることが望ましい。

これにより、反射光に対する蛍光の強度をより高くすることができる。

前記した方法においては、前記記録層は、光の照射により多光子吸収反応を起こし、蛍光特性を持たない状態から蛍光特性を持つ状態に変化する材料からなるものを用いることができる。

そして、前記した方法では、前記記録層への情報の記録時と異なる波長の光を照射して情報を再生することが望ましい。

これによれば、再生時に記録層を変化させにくいので、十分な強度の光を当てて、良好なＳ／Ｎ比で蛍光の信号を再生することができる。

前記した課題を解決する本発明の装置は、蛍光特性の有無によって情報が記録された記録層を有する光記録媒体の情報再生装置であって、直線偏光状態の光を発する再生用光源と、前記再生用光源が発した光を光記録媒体の記録層に集光する照射光学系と、前記記録層で発生した蛍光を前記光源の光路から分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで分岐された蛍光を集光して再生光検出器で検出する再生光学系と、前記照射光学系または前記再生光学系の少なくとも一方に配置され、光記録媒体で反射した反射光を減衰させる偏光分離素子とを備えたことを特徴とする。

このような装置によれば、前記した方法と同様に、偏光分離素子によって反射光と蛍光を分離し、蛍光のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

前記した情報再生装置においては、前記偏光分離素子よりも、前記蛍光の進行方向下流側に、前記偏光分離素子を通過した一部の前記反射光を減衰させる偏光子を設けることが望ましい。また、前記した情報再生装置は、記録用の光を発する記録用光源と、前記記録用光源が発した光を光記録媒体の記録層に集光する記録光学系とを備えることができる。そして、前記再生用光源が発する光の波長と前記記録用光源が発する光の波長とを異ならせることで、再生時に記録層を変化させにくいので、十分な強度の光を当てて、良好なＳ／Ｎ比で蛍光の信号を再生することができる。

前記した装置においては、前記再生光検出器の前における蛍光の焦点付近に、蛍光を通過させるピンホール部材を設けるのが望ましい。これにより、ピンホール部材のピンホールに焦点が合わない反射光をピンホール部材で遮断することができるので、蛍光の信号のＳ／Ｎ比をより向上させることができる。

本発明の光記録媒体の情報再生方法および情報再生装置によれば、偏光分離素子によって反射光を減衰させることで、ストークスシフトの大小に関わらず反射光と蛍光とを確実に分離して蛍光の信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態に係る光記録媒体の情報記録再生装置およびこれを用いた情報記録再生方法について説明する。なお、本実施形態において、情報再生装置は、情報の記録機能を有する情報記録再生装置を一例として説明するが、本発明にとって、記録機能を設けるか否かは任意である。参照する図において、図１は、第１実施形態の情報記録再生装置の構成図であり、図２は、光記録媒体の一例を示す断面図であり、図３は、記録時の光の経路を説明する図であり、図４は、再生時の光の経路を説明する図である。

まず、図２を参照して、第１実施形態に係る情報記録再生装置１が、情報を記録し、再生する対象となる光記録媒体１０について説明する。
図２に示すように、光記録媒体１０は、基板１１と、サーボ信号層１２と、複数の中間層１３および記録層１４と、遮光フィルタ層１５と、カバー層１６とを備えてなる。

基板１１は、ポリカーボネートなどの円板であり、記録層１４を支持する支持体である。
サーボ信号層１２は、中間層１３および記録層１４を基板１１に保持させるための粘着性または接着性の樹脂材料からなり、基板１１側の面に予め凹凸または屈折率の変化によりサーボ信号が記録された層である。ここでのサーボ信号は、記録時および再生時のフォーカスの基準面であることを情報記録再生装置１が認識できるように予め設定された信号である。所定の記録層１４に焦点を合わせる場合には、この基準面からの距離を考慮して焦点を制御する。また、記録時および再生時に円周方向に並んだ記録スポットのトラックに正確にレーザ光を照射できるようにトラッキング用のサーボ信号を記録しておいてもよい。

記録層１４は、情報が光学的に記録される感光材料からなる層であり、本実施形態では、記録用レーザ光（記録用の照射光）の照射により、蛍光特性を有さない状態から２光子吸収反応を起こし、蛍光特性を有する状態に変化する材料からなる。このような感光材料としては、例えば、特開２００５−３２０５０２号公報に記載された実施例３の試料３に用いられた記録材料を用いることができる。記録層１４は、例えば１〜１００層程度設けられる。光記憶媒体１０の記憶容量を大きくするため、記録層１４は多い方が望ましく、例えば１０層以上であるのが望ましい。
記録層１４の厚みは、１μｍ以下であることが望ましい。記録層の厚みが厚すぎると、再生時に発生する蛍光の深さ方向での分布が広がり、再生時の記録層間のクロストークが発生しうるからである。

中間層１３は、複数の記録層１４の間に配置され、記録時および再生時のレーザ光の照射により変化しない材料が用いられる。中間層１３は、複数の記録層１４の間で層間クロストークが生じないように、記録層１４同士の間隔を所定量空けるために設けられている。中間層１３の材料としては、例えば、ポリビニルアルコールや、アクリル酸およびアクリル酸エステルからなる分子量１０万以上のポリマーをイソシアネートでゆるく架橋したＴｇが室温以下のポリマーを含む組成物を用いることができる。なお、複数の中間層１３および記録層１４を合わせた層を便宜的に複合層１９と称することとする。また、中間層１３は、記録層１４が１層のみの場合には、不要である。
中間層１３の厚みは、より多くの記録層１４を設けるため、２０μｍ以下であることが望ましく、また、隣接する記録層１４間の層間クロストークが生じないように、５μｍ以上であるのが望ましい。

遮光フィルタ層１５は、複合層１９の上に設けられ、記録再生に不要な波長の光を吸収もしくは反射して減衰させる層である。遮光フィルタ層１５は、不要光の暴露による記録層の長期的な劣化を防止するために設けることができる。

カバー層１６は、複合層１９を保護するために設けられる層であり、記録時および再生時のレーザ光が透過可能な材料からなる。カバー層１６は、数十μｍ〜数ｍｍの適宜な厚さで設けられる。

このように、光記録媒体１０は、蛍光特性の有無により信号が記録される媒体である。

次に、情報記録再生装置１の構成について説明する。図１に示すように、情報記録再生装置１は、再生用光源の一例としての再生用レーザ装置２１と、光記録媒体１０の記録層１４（図２参照）に再生用レーザ光を集光する照射光学系３０と、記録層１４で発生した蛍光を検出するとともに、レーザ光のサーボ制御用に光記録媒体１０で反射した反射光を検出する再生光学系４０と、記録用光源の一例としての記録用レーザ装置２２と、記録用レーザ光を集光する記録光学系５０とを主として備える。

再生用レーザ装置２１は、直線偏光状態のレーザ光を発する公知の装置である。このレーザ光の波長は、４００〜６８０ｎｍの範囲で適宜設定すると望ましい。

照射光学系３０は、再生用レーザ装置２１が発したレーザ光を光記録媒体１０の記録層１４に集光する光学機器からなり、主としてコリメートレンズ３１、ビームスプリッタ３２、ダイクロイックミラー３３、ビームエキスパンダ３４、λ／４波長板３５および対物レンズ３６を備えてなる。

コリメートレンズ３１は、再生用レーザ装置２１の再生用レーザ光の進行方向（照射光学系３０の説明においては、再生用レーザ装置２１から光記録媒体１０に向かう方向とする）下流側に配置され、再生用レーザ装置２１から発されたレーザ光をほぼ平行な光束に変換するレンズである。

ビームスプリッタ３２は、コリメートレンズ３１に対して再生用レーザ光の進行方向下流側に設けられ、記録層１４から発された蛍光および光記録媒体１０から帰ってきた反射光の一部を側方へ反射させる光学素子である。

ダイクロイックミラー３３は、特定の波長域の光を反射する鏡であり、記録用レーザ光を反射し、再生用レーザ光を透過するものが用いられている。本実施形態では、側方から入射される記録用レーザ光を光記録媒体１０へ向けるために配置されている。

ビームエキスパンダ３４は、ダイクロイックミラー３３に対して再生用レーザ光の進行方向下流側に設けられ、再生用レーザ光の直径を拡径するレンズ群からなる。

λ／４波長板３５は、ビームエキスパンダ３４に対して再生用レーザ光の進行方向下流側に設けられ、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を回転方向に応じた向きの直線偏光に変換する光学素子である。

対物レンズ３６は、λ／４波長板３５に対して再生用レーザ光の進行方向下流側に設けられ、再生用レーザ光を複数の記録層１４のうちの一つに収束するレンズである。対物レンズ３６は、フォーカスアクチュエータ３６ａにより再生用レーザ光の光軸方向に移動され、所定の記録層１４に焦点を合わせることができるようになっている。

再生光学系４０は、ビームスプリッタ３２により側方に分岐された光の下流側に設けられ、再生光検出器２５、反射光検出器２６、集光レンズ４１、ハーフミラー４２、偏光子４３およびピンホール板４４，４５を備えてなる。

再生光検出器２５は、光記録媒体１０で発生した信号としての蛍光を検出する光検出器である。
反射光検出器２６は、光記録媒体１０から反射した反射光を検出する光検出器である。具体的には、再生用レーザ光が照射されている記録層１４と、この記録層１４に隣接する上下の中間層１３との間の界面における反射光が最も強度が強いので、この反射光が反射光検出器２６で検出される。

集光レンズ４１は、ビームスプリッタ３２で分岐された光の下流側に設けられ、通過する光を再生光検出器２５および反射光検出器２６の付近で合焦させるレンズである。

ハーフミラー４２は、集光レンズ４１を通過した光の光路上に設けられ、この光の一部を通過させ、一部を側方へ反射させる。前記した再生光検出器２５は、ハーフミラー４２を通過した光の延長線上に配置され、前記した反射光検出器２６は、ハーフミラー４２で側方へ分岐された光の延長線上に設けられている。

偏光子４３は、偏光分離素子の一例であり、ハーフミラー４２に対し、ハーフミラー４２を通過した光の前方に設けられている。偏光子４３の偏光の向きは、反射光の偏光の向きに対して直交しており、反射光を大きく減衰させる。一方、記録層１４で発生した蛍光は無偏光なので、半分が偏光子４３を通過する。
偏光子４３（偏光分離素子）による反射光の光学損失は、２０ｄＢ以上であるのが望ましい。

ピンホール板４４は、ピンホール部材の一例であり、再生光検出器２５の前、つまり、再生光検出器２５に入る光の進行方向上流側に配置されている。ピンホール板４４のピンホール４４ａは、偏光子４３を通過した蛍光の光軸上で、当該蛍光の焦点付近、望ましくは焦点位置に配置されている。これにより、偏光子４３を通過した光は、ピンホール４４ａで合焦していない成分がピンホール板４４により遮断されるので、信号としての蛍光のＳ／Ｎ比が向上する。

ピンホール板４５は、反射光検出器２６の前、つまり、反射光検出器２６に入る光の進行方向上流側に配置されている。ピンホール板４５のピンホール４５ａは、ハーフミラー４２で反射した光の光軸上で、当該光の焦点付近、望ましくは焦点位置に配置されている。これにより、ハーフミラー４２で反射した光（光記録媒体１０で反射した反射光）は、ピンホール４５ａで合焦していない成分がピンホール板４５により遮断されるので、信号としての反射光のＳ／Ｎ比が向上する。

記録用レーザ装置２２は、直線偏光状態のレーザ光を発する公知の装置である。このレーザ光の波長は、４００〜５４０ｎｍの範囲で適宜設定すると望ましい。本実施形態では、ダイクロイックミラー３３により反射の波長選択性を利用するため、記録用レーザ装置２２は、再生用レーザ装置２１が発するレーザ光と異なる波長のレーザ光を発するものを用いる。

記録光学系５０は、記録用の光、すなわち記録用レーザ装置２２が発した光を光記録媒体１０の記録層１４に集光するものであり、コリメートレンズ５１を含む。コリメートレンズ５１は、記録用レーザ装置２２が発したレーザ光をほぼ平行な光束に変換するレンズである。コリメートレンズ５１を通過した記録用レーザ光は、ダイクロイックミラー３３に向き、反射された光は光記録媒体１０に向かうので、ダイクロイックミラー３３、ビームエキスパンダ３４、λ／４波長板３５および対物レンズ３６は記録光学系５０を兼ねている。

なお、図示はしないが、各機器は、制御装置により動作が制御される。また、公知のように光記録媒体１０を保持するとともに媒体を回転させるスピンドルと、光記録媒体１０と再生用レーザ光とを光記録媒体１０の直径方向に相対的に移動させるアクチュエータが設けられ、このスピンドルおよびアクチュエータが制御装置により駆動される。これにより、光記録媒体１０の全面に情報を記録し、また、全面から情報を再生することができるようになっている。

以上のように構成された情報記録再生装置１の動作、すなわち情報記録方法および情報再生方法について説明する。

＜記録時＞
図３に示すように、情報を記録するとき、ＣＤ−Ｒなどと同様に、制御装置により光記録媒体１０を回転させながら、記録用レーザ装置２２から記録用レーザ光ＲＢを発する。記録用レーザ光ＲＢは、記録すべき情報に応じて公知の変調方法で明滅される。記録用レーザ光ＲＢは、コリメートレンズ５１を通過した後、ダイクロイックミラー３３で反射され、光記録媒体１０に向けて進行する。その後、ビームエキスパンダ３４で拡径され、λ／４波長板３５で円偏光に変換され、対物レンズ３６で所定の記録層１４に集光される。

情報を記録する最中にも、再生用レーザ装置２１から再生用レーザ光ＯＢを発する。再生用レーザ光ＯＢは、コリメートレンズ３１で平行光束に変換され、ビームスプリッタ３２およびダイクロイックミラー３３を通過した後、ビームエキスパンダ３４で拡径される。そして、λ／４波長板３５で円偏光に変換され、対物レンズ３６で所定の記録層１４に集光される。

所定の記録層１４と、この記録層１４に隣接する中間層１３との界面で反射した光（反射光ＦＢとする）は、円偏光の回転方向が逆になって、再生用レーザ光ＯＢが来た経路を逆向きに帰っていく。反射光ＦＢは、対物レンズ３６を通過して平行光束となった後、λ／４波長板３５を通過して直線偏光状態となる。そして、反射光ＦＢは、ビームエキスパンダ３４、ダイクロイックミラー３３を通過し、ビームスプリッタ３２で側方に反射される。
その後、反射光ＦＢは、集光レンズ４１を通過し、ハーフミラー４２で反射して、反射光検出器２６に入って検出される。
反射光検出器２６は、反射光を検出して制御装置に出力する。この反射光の信号は、フォーカスサーボ制御に用いられる。

＜再生時＞
図４に示すように、情報を再生するとき、所定のタイミングで光記録媒体１０をスピンドルで回転させながら、再生用レーザ装置２１から再生用レーザ光ＯＢを発する。再生用レーザ光ＯＢは、ビームスプリッタ３２、ダイクロイックミラー３３を通過し、ビームエキスパンダ３４で拡径され、λ／４波長板３５で円偏光に変換され、対物レンズ３６を通過して光記録媒体１０の記録層１４に集光される。光記録媒体１０では、情報が蛍光特性の有無の変調により記録されており、再生用レーザ光ＯＢが蛍光特性を有する部分に当たると、蛍光ＬＢが発生する。また、再生用レーザ光ＯＢの一部は、焦点が合った記録層１４と、この記録層１４に隣接する中間層１３との界面で反射し、このとき、円偏光の回転方向が逆になる。発生した蛍光ＬＢの一部と、界面で反射した反射光ＦＢは、再生用レーザ光ＯＢが来た方向と逆方向に向かって進み、対物レンズ３６に向かって進む。そして、反射光ＦＢは、対物レンズ３６を通過して平行光束となった後、λ／４波長板３５を通過して直線偏光状態となる。そして、反射光ＦＢは、ビームエキスパンダ３４、ダイクロイックミラー３３を通過し、ビームスプリッタ３２で側方に反射される。同様に、蛍光ＬＢも、λ／４波長板３５、ビームエキスパンダ３４、ダイクロイックミラー３３を通過し、ビームスプリッタ３２で側方に反射される。

側方に反射した蛍光は、集光レンズ４１を通過し、その半分がハーフミラー４２を通過し、そのさらに半分が偏光子４３を通過する。そして、蛍光ＬＢは、ピンホール板４４付近で焦点を結んでピンホール４４ａを通過し、再生光検出器２５に入る。再生光検出器２５で検出した蛍光の信号は、制御装置に入力され、公知の復調方法で、情報に復調される。

一方、ビームスプリッタ３２で側方に反射された反射光ＦＢは、集光レンズ４１を通過し、その半分がハーフミラー４２を通過する。通過した反射光ＦＢは、偏光子４３に当たると、偏光子４３と偏光の向きが９０度異なるので、その多くが偏光子４３で遮断される。またハーフミラー４２で反射した反射光ＦＢの半分は、ピンホール板４５付近で焦点を結んでピンホール４５ａを通過し、反射光検出器２６に入る。反射光検出器２６は、反射光を検出して制御装置に出力する。この反射光の信号は、フォーカスサーボ制御に用いられる。

以上のようにして、本実施形態の情報記録再生装置１によれば、反射光ＦＢと蛍光ＬＢがともに再生光学系４０に入ってくるが、再生光学系４０に設けられた偏光子４３により反射光ＦＢが減衰されるので、偏光子４３を通過した蛍光ＬＢは、Ｓ／Ｎ比が向上する。そして、このような反射光ＦＢと蛍光ＬＢの分離は、記録材料のストークスシフトによらないため、記録層１４の記録材料に関わらず確実に反射光ＦＢと蛍光ＬＢとを分離することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分については、図面に同じ符号を付して詳細な説明を省略する。参照する図において、図５は、第２実施形態の情報記録再生装置の構成図であり、図６は、記録時の光の経路を説明する図であり、図７は、再生時の光の経路を説明する図である。

第２実施形態に係る情報記録再生装置１０１は、偏光ビームスプリッタを偏光分離素子として用いた形態である。図５に示すように、照射光学系１３０には、第１実施形態のダイクロイックミラー３３に代えて偏光ビームスプリッタ１３３が設けられている。

この偏光ビームスプリッタ１３３は、ビームスプリッタ３２に対して再生用レーザ光の進行方向下流側に設けられ、特定の向きの直線偏光状態の光を通過し、これに直交する直線偏光状態の光を反射させる光学素子である。本実施形態では、記録用レーザ光と、光記録媒体１０から帰ってきた反射光とを反射し、再生用レーザ光を透過する向きに偏光が設定されている。
光記録媒体１０から帰ってきた反射光は、ほとんどが偏光ビームスプリッタ１３３で側方へ反射されるので、直進する反射光に注目すると、反射光は大きく減衰されるようになっている。

光記録媒体１０から帰ってきた反射光が偏光ビームスプリッタ１３３で側方へ反射する方向には、ダイクロイックミラー１３４が設けられている。また、記録用レーザ装置２２は、発する記録用レーザ光がダイクロイックミラー１３４および偏光ビームスプリッタ１３３を通るような位置および向きに配設されている。

本実施形態においては、偏光ビームスプリッタ１３３が偏光分離素子として機能する。そのため、偏光子４３を設けるか否かは任意である。もっとも、偏光子４３を設けると、偏光ビームスプリッタ１３３を透過した一部の反射光をさらに減衰させて、蛍光のＳ／Ｎ比をより向上させることができる。このとき、偏光子４３の偏光の向きは、偏光ビームスプリッタ１３３の偏光の向きと光学的に揃っているのが望ましい。

ダイクロイックミラー１３４は、記録用レーザ光を透過し、反射光を反射するように波長選択性が設定してある。そして、偏光ビームスプリッタ１３３で反射した反射光が、ダイクロイックミラー１３４でさらに反射された先に、集光レンズ１４１および反射光検出器２６が配置されている。集光レンズ１４１は、反射光検出器２６付近に反射光を集光させるレンズである。

以上のように構成された情報記録再生装置１０１による情報記録方法および情報再生方法について説明する。

＜記録時＞
図６に示すように、情報を記録するとき、ＣＤ−Ｒなどと同様に、制御装置により光記録媒体１０を回転させながら、記録用レーザ装置２２から記録用レーザ光ＲＢを発する。記録用レーザ光ＲＢは、記録すべき情報に応じて公知の変調方法で明滅される。記録用レーザ光ＲＢは、コリメートレンズ５１を通過した後、ダイクロイックミラー１３４を通過し、偏光ビームスプリッタ１３３に向けて進行する。記録用レーザ光ＲＢは、偏光ビームスプリッタ１３３で反射する。その後、記録用レーザ光ＲＢは、ビームエキスパンダ３４で拡径され、λ／４波長板３５で円偏光に変換され、対物レンズ３６で所定の記録層１４に集光される。

情報を記録する最中にも、再生用レーザ装置２１から再生用レーザ光ＯＢを発する。再生用レーザ光ＯＢは、コリメートレンズ３１で平行光束に変換され、ビームスプリッタ３２および偏光ビームスプリッタ１３３を通過した後、ビームエキスパンダ３４で拡径される。そして、λ／４波長板３５で円偏光に変換され、対物レンズ３６で所定の記録層１４に集光される。

所定の記録層１４と、この記録層１４に隣接する中間層１３との界面で反射した光（反射光ＦＢとする）は、円偏光の回転方向が逆になって、再生用レーザ光ＯＢが来た経路を逆向きに帰っていく。反射光ＦＢは、対物レンズ３６を通過して平行光束となった後、λ／４波長板３５を通過して、再生用レーザ光ＯＢの偏光状態に直交した直線偏光状態となる。そして、反射光ＦＢは、ビームエキスパンダ３４を通過し、偏光ビームスプリッタ１３３で側方に反射される。
その後、反射光ＦＢは、ダイクロイックミラー１３４でさらに側方に反射され、集光レンズ１４１で集光されてピンホール４５ａを通過し、反射光検出器２６に入って検出される。
反射光検出器２６は、反射光を検出して制御装置に出力する。この反射光の信号は、フォーカスサーボ制御に用いられる。

＜再生時＞
図７に示すように、情報を再生するとき、所定のタイミングで光記録媒体１０をスピンドルで回転させながら、再生用レーザ装置２１から再生用レーザ光ＯＢを発する。再生用レーザ光ＯＢは、ビームスプリッタ３２、偏光ビームスプリッタ１３３を通過し、ビームエキスパンダ３４で拡径され、λ／４波長板３５で円偏光に変換され、対物レンズ３６を通過して光記録媒体１０の記録層１４に集光される。光記録媒体１０では、情報が蛍光特性の有無の変調により記録されており、再生用レーザ光ＯＢが蛍光特性を有する部分に当たると、蛍光ＬＢが発生する。また、再生用レーザ光ＯＢの一部は、焦点が合った記録層１４と、この記録層１４に隣接する中間層１３との界面で反射し、このとき、円偏光の回転方向が逆になる。発生した蛍光ＬＢの一部と、界面で反射した反射光ＦＢは、再生用レーザ光ＯＢが来た方向と逆方向に向かって進み、対物レンズ３６に向かって進む。そして、反射光ＦＢは、対物レンズ３６を通過して平行光束となった後、λ／４波長板３５を通過して直線偏光状態となる。そして、反射光ＦＢは、ビームエキスパンダ３４を通過し、偏光ビームスプリッタ１３３で側方に反射される。そして、この反射した反射光ＦＢは、ダイクロイックミラー１３４でさらに側方に反射され、集光レンズ１４１で集光されてピンホール４５ａを通過し、反射光検出器２６に入る。反射光検出器２６は、反射光を検出して制御装置に出力する。この反射光の信号は、フォーカスサーボ制御に用いられる。

一方、蛍光ＬＢは、λ／４波長板３５、ビームエキスパンダ３４を通過した後、半分が偏光ビームスプリッタ１３３を通過する。そして、通過した蛍光ＬＢは、半分がビームスプリッタ３２で側方に反射され、第１実施形態と同様に、集光レンズ４１を通過し、偏光子４３を通過する。そして、蛍光ＬＢは、ピンホール板４４付近で焦点を結んでピンホール４４ａを通過し、再生光検出器２５に入る。再生光検出器２５で検出した蛍光の信号は、制御装置に入力され、公知の復調方法で、情報に復調される。

以上のようにして、本実施形態の情報記録再生装置１０１によれば、反射光ＦＢと蛍光ＬＢがともに偏光ビームスプリッタ１３３に向かって進行するが、偏光ビームスプリッタ１３３により反射光ＦＢが反射（減衰）されるので、偏光ビームスプリッタ１３３を通過した蛍光ＬＢは、Ｓ／Ｎ比が向上する。そして、このような反射光ＦＢと蛍光ＬＢの分離は、記録材料のストークスシフトによらないため、記録層１４の記録材料に関わらず確実に反射光ＦＢと蛍光ＬＢとを分離することができる。

以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態によらず、適宜変形して実施することができる。例えば、前記実施形態においては、ストークスシフトを利用して、フィルタにより反射光と蛍光とを分離する構成はとらなかったが、このようなフィルタを設けてもよい。例えば、図８に示すように、第１実施形態の再生光学系４０に対し、ハーフミラー４２と偏光子４３の間にフィルタ２４１を設けることもできる。このフィルタ２４１は、カットオフ波長が反射光の波長と蛍光の波長の間にあるものである。反射光ＦＢと蛍光ＬＢがフィルタ２４１を通過すると、反射光ＦＢのみがフィルタ２４１で減衰し、さらに、フィルタ２４１を通過した反射光が偏光子４３で減衰する。したがって、蛍光のＳ／Ｎ比をより向上させることができる。

また、図９に示すように、第２実施形態の再生光学系１４０に対し、集光レンズ４１と偏光子４３の間にフィルタ２４２を設けることもできる。この構成によっても、フィルタ２４２で反射光ＦＢのみを減衰させた後、偏光子４３でさらに減衰させるので、蛍光のＳ／Ｎ比をより向上させることができる。
このときのフィルタの特性としては、図１０に示すような透過特性のハイパスフィルタや、図１１に示すような反射特性または吸収特性で光を選択的に反射または吸収するバンドパス型フィルタを用いるとよい。

前記実施形態においては、再生用の照射光として、直線偏光状態のレーザ光を用いたが、再生用の照射光は、レーザ光には限定されない。例えば、元の光が直線偏光状態でない場合には、直線偏光状態に揃える光学素子を加えて本発明にいう再生用光源としてもよい。もっとも、小さな記録スポットを読みとるためには、波長が揃ったレーザ光を用いるのが望ましい。

前記実施形態においては、再生用の照射光と記録用の照射光とを異なる波長としたが、同じ波長であっても構わない。また、再生用光源と記録用光源を別の光源としたが、１つの光源を再生用と記録用とに共用することもできる。この場合、記録時の照射光の強度に比較して再生時の照射光の強度をずっと弱くすることで、再生時に記録材料を変化させてしまうことを防止することができる。

前記実施形態においては、記録層１４は、光の照射により蛍光特性が無い状態から蛍光特性が有る状態に変化する記録材料を用いていたが、これとは逆に、光の照射により蛍光特性が有る状態から蛍光特性が無い状態に変化する記録材料を用いてもよい。

また、偏光子は、再生光学系に配置するのではなく照射光学系に配置してもよい。例えば図１２に示す情報記録再生装置２０１のように、第１実施形態の構成において、偏光子４３をビームスプリッタ３２とダイクロイックミラー３３の間に配置するように変更することもできる。

第１実施形態の情報記録再生装置の構成図である。 光記録媒体の一例を示す断面図である。 記録時の光の経路を説明する図である。 再生時の光の経路を説明する図である。 第２実施形態の情報記録再生装置の構成図である。 記録時の光の経路を説明する図である。 再生時の光の経路を説明する図である。 第１実施形態の変形例を示す図である。 第２実施形態の変形例を示す図である。 ハイパスフィルタの特性を示す図である。 バンドパス型フィルタの特性を示す図である。 第１実施形態に対し偏光子の位置を変更した変形例を示す図である。

符号の説明

１ 情報記録再生装置
１０ 光記録媒体
１１ 基板
１３ 中間層
１４ 記録層
１６ カバー層
２１ 再生用レーザ装置
２２ 記録用レーザ装置
２５ 再生光検出器
２６ 反射光検出器
３０ 照射光学系
３２ ビームスプリッタ
４０ 再生光学系
４３ 偏光子
４４ ピンホール板
４４ａ ピンホール
４５ ピンホール板
４５ａ ピンホール
５０ 記録光学系

Claims (9)

1. 蛍光特性の有無によって情報が記録された記録層を有する光記録媒体の情報再生方法であって、
   前記記録層に光を当てて、蛍光を起こさせ、
   前記光記録媒体で反射した反射光を直線偏光状態において偏光分離素子により減衰させて、前記蛍光を分離し、
   分離された蛍光を再生光検出器で検出して情報を再生することを特徴とする光記録媒体の情報再生方法。
2. 前記偏光分離素子により分離された蛍光を、さらに偏光子に通すことで前記反射光を減衰させることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体の情報再生方法。
3. 前記記録層は、光の照射により多光子吸収反応を起こし、蛍光特性を持たない状態から蛍光特性を持つ状態に変化する材料からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光記録媒体の情報再生方法。
4. 前記記録層への情報の記録時と異なる波長の光を照射して情報を再生することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光記録媒体の情報再生方法。
5. 蛍光特性の有無によって情報が記録された記録層を有する光記録媒体の情報再生装置であって、
   直線偏光状態の光を発する再生用光源と、
   前記再生用光源が発した光を光記録媒体の記録層に集光する照射光学系と、
   前記記録層で発生した蛍光を前記光源の光路から分岐するビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタで分岐された蛍光を集光して再生光検出器で検出する再生光学系と、
   前記照射光学系または前記再生光学系の少なくとも一方に配置され、光記録媒体で反射した反射光を減衰させる偏光分離素子とを備えたことを特徴とする光記録媒体の情報再生装置。
6. 前記偏光分離素子よりも、前記蛍光の進行方向下流側に、前記偏光分離素子を通過した一部の前記反射光を減衰させる偏光子を設けたことを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体の情報再生装置。
7. 記録用の光を発する記録用光源と、
   前記記録用光源が発した光を光記録媒体の記録層に集光する記録光学系とを備えたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光記録媒体の情報再生装置。
8. 前記再生用光源が発する光の波長と前記記録用光源が発する光の波長とが異なることを特徴とする請求項７に記載の光記録媒体の情報再生装置。
9. 前記再生光検出器の前における蛍光の焦点付近に、蛍光を通過させるピンホール部材を設けたことを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の光記録媒体の情報再生装置。

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