JP3870800B2 - 光学記録媒体の初期化装置および初期化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学記録媒体（以下光ディスクとも言う）の初期化方法に関し、特に相変化材料を記録材料とする光学記録層を有する多層光ディスクの初期化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録の分野においては、光学情報記録方式に関する研究が各所で進められている。この光学情報記録方式は、非接触で記録・再生が行えること、再生専用型、追記型、書換可能型のそれぞれのメモリ形態に対応できるなどの数々の利点を有し、安価な大容量ファイルの実現を可能とする方式として産業用から民生用まで幅広い用途が考えられている。
【０００３】
上記の各種光学情報記録方式用の光学記録媒体（以下、光ディスクともいう）の大容量化は、主に、光学情報記録方式に用いる光源となるレーザ光の短波長化と、高開口のレンズを採用することにより、焦点面でのスポットサイズを小さくすることで達成してきた。
【０００４】
例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）では、レーザ光波長が７８０ｎｍ、レンズの開口率（ＮＡ）が０．４５であり、６５０ＭＢの容量であったが、ＤＶＤ−ＲＯＭ（デジタル多用途ディスク−再生専用メモリ）では、レーザ光波長が６５０ｎｍ、ＮＡが０．６であり、４．７ＧＢの容量となっている。
さらに、次世代の光ディスクシステムにおいては、光学記録層上に例えば１００μｍ程度の薄い光透過性の保護膜（カバー層）が形成された光ディスクを用いて、レーザ光波長を４５０ｎｍ以下、ＮＡを０．７８以上とすることで大容量化が検討されている。
【０００５】
ところで、近年、相変化型記録材料を用い、かつ、２層の光学記録層を有する書換型の多層光ディスクの開発が進められている。以降は、このように複数の光学記録層を有する光ディスクを多層光ディスクと、１層の光学記録層を有する光ディスクを単層光ディスクと、それぞれ呼ぶことがある。
本発明者らは、相変化型多層光ディスクの開発を進めてきており、１９９９年のＯｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｒａｇｅ（ＯＤＳ）学会や、２００１年のＯＤＳ学会で発表を行っている。
【０００６】
相変化型光ディスクは、単層光ディスクと多層光ディスクとに関わらず、市場に出荷する前に初期化と呼ばれる工程を必要とする。
相変化型光ディスクの製造工程においては、一般にスパッタリング装置によって相変化型記録材料をポリカーボネート等の基板上に成膜するが、成膜を終えた段階では相変化型記録材料の相状態はａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄと呼ばれる非晶質に近い状態になっている。
相変化型光ディスクでは情報記録を行うときには、相変化記録相の状態が結晶状態であることが要求され、この成膜直後の非晶質状態を結晶状態に変化させる工程のことを初期化工程と呼ぶ。
【０００７】
現在広く用いられている初期化装置は、初期化を行う光学記録層上にレーザ光を集光して、相変化記録材料を過熱しながら光学記録層全面を走査することで、光学記録層全面の結晶化を行っている。
このとき光学記録層上に集光されるレーザ光のビーム形状は、例えばディスク回転方向には１μｍ程度、半径方向には１００μｍ程度のビーム幅を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような初期化装置を用いて、光入射側から第１層目に設けられた相変化型の光学記録層を有する多層光ディスクの上記光学記録層を初期化する場合には、特開２００１−２５０２６５号公報に記載されているように、第１光学記録層と第２光学記録層の間の中間層の厚みムラによって発生する光干渉により、初期化光の光強度変調が第１記録層上で発生し、初期化ムラを引き起こすことが知られている。
【０００９】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、各記録層の情報記録再生信号特性を劣化することなく、初期化する際に生じる光干渉による初期化ムラを低減することができる光学記録媒体の初期化装置と初期化方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光学記録媒体の初期化装置は、基板上に、光照射側から少なくとも第１光学記録層および第２光学記録層が中間層を介して積層され、少なくとも上記第１光学記録層が相変化記録材料を有する光学記録媒体の初期化装置であって、初期化レーザ光光源と、上記初期化レーザ光光源からの初期化レーザ光を光学記録媒体の光学記録層に集光する対物レンズを含む光学系とを有し、上記対物レンズに入射する初期化レーザ光が、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている。
【００１１】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化装置は、好適には、上記一方の領域と他方の領域は上記対物レンズの中心軸を通って入射瞳を二分する境界線によって区分されており、上記境界線を上記光学記録層上に投影した時の当該境界線の延伸方向が上記光学記録媒体の半径方向と一致する。
【００１２】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化装置は、好適には、上記光学系が上記一方の領域に入射する初期化レーザ光と上記他方の領域に入射する初期化レーザ光との位相を半波長ずらす位相差発生素子を含む。
さらに好適には、上記位相差発生素子が屈折率の異なる複数の光学材料を有し、上記２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている。
あるいはさらに好適には、上記位相差発生素子が上記２つの領域で結晶軸が異なる方向を向くように配置された複屈折材料を有し、当該２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている。
【００１３】
初期化光の第１光学記録層と第２光学記録層の間の光干渉による光学記録層上での光強度変調は、第１光学記録層上に入射した入射光が第１光学記録層を透過し、中間層を透過して第２光学記録層を照射し、第２光学記録層で反射し再び第１光学記録層上に戻り、第１光学録層上で入射光と戻り光干渉することによって引き起こされる。よって第２光学記録層からの戻り光の強度分布が入射光と重なる領域において、戻り光の強度が充分小さければ上述した問題は解決できる。
【００１４】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化装置においては、対物レンズに入射する初期化レーザ光が、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている構成とする。さらに、位相の異なる領域の境界線の延伸方向が、第１光学記録層上に集光した半径方向に長軸を有する収束光の長軸方向に対応するように配置する。
これによって、第２光学記録層から第１光学記録層への戻り光の強度分布は、第１光学記録層上に集光した光の集光領域を避けるようなプロファイルとなり、問題としている第１光学記録層と第２光学記録層の間の光干渉による初期化光の第１光学記録層上での強度変調が回避でき、良質な初期化が可能になる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するため、本発明の光学記録媒体の初期化方法は、基板上に、光照射側から少なくとも第１光学記録層および第２光学記録層が中間層を介して積層され、少なくとも上記第１光学記録層が相変化記録材料を有する光学記録媒体の初期化方法であって、対物レンズを含む光学系により初期化レーザ光を光学記録媒体の光学記録層に照射して当該光学記録層の初期化を行うときに、上記初期化レーザ光の位相を、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで半波長ずらして上記対物レンズに入射させる。
【００１６】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法は、好適には、上記一方の領域と他方の領域は上記対物レンズの中心軸を通って入射瞳を二分する境界線によって区分されており、上記境界線を上記光学記録層上に投影した時の当該境界線の延伸方向が上記光学記録媒体の半径方向と一致する。
【００１７】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法は、好適には、上記光学系が上記一方の領域に入射する初期化レーザ光と上記他方の領域に入射する初期化レーザ光との位相を半波長ずらす位相差発生素子を含む。
さらに好適には、上記位相差発生素子が屈折率の異なる複数の光学材料を有し、上記２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている。
あるいはさらに好適には、上記位相差発生素子が上記２つの領域で結晶軸が異なる方向を向くように配置された複屈折材料を有し、当該２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている。
【００１８】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法は、対物レンズを含む光学系により初期化レーザ光を光学記録媒体の光学記録層に照射して当該光学記録層の初期化を行うときに、上記初期化レーザ光の位相を、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで半波長ずらして上記対物レンズに入射させる。
これによって、第２光学記録層から第１光学記録層への戻り光の強度分布は、第１光学記録層上に集光した光の集光領域を避けるようなプロファイルとなり、問題としている第１光学記録層と第２光学記録層の間の光干渉による初期化光の第１光学記録層上での強度変調が回避でき、良質な初期化が可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
本実施の形態は、光学記録媒体（光ディスク）の初期化装置とそれを用いた初期化方法に関する。
【００２０】
図１（ａ）は、本実施形態に係る２層の光学記録層を設けた光ディスクの光の照射の様子を示す模式斜視図である。
光ディスクＤＣは、中心部にセンタホールＣＨが開口された略円盤形状をしており、内周部がクランプ領域ＣＡとされ、その外側に情報記録再生領域ＲＡが設けられて、ドライブ方向ＤＲに回転駆動される。
情報を記録または再生するときには、光ディスクＤＣ中の光学記録層に対して、例えば開口数が０．８以上の対物レンズＯＬにより、４００ｎｍより長波長である青〜赤外色の領域のレーザ光である記録再生光ＬＴR が照射される。
【００２１】
図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ’における模式断面図である。
ディスク基板１１上に、光照射側から第１光学記録層１６および第２光学記録層１２が中間層１７を介して積層されて構成であり、少なくとも第１光学記録層１６は相変化型記録材料を含む構成である。
【００２２】
例えば、厚さが１．１ｍｍ、外周径が１２０ｍｍ、センタホールＣＨの内周径が１５ｍｍであるポリカーボネートなどからなるディスク基板１１の一方の表面に第２光学記録層１２が形成されている。
第２光学記録層１２は、上層側から例えば誘電体膜、相変化膜などの記録膜、誘電体膜および反射膜などがこの順番で積層された構成であり、層構成や層数は、記録材料の種類や設計によって異なる。
第２光学記録層１２の上層に、例えば２０μｍ程度の膜厚であり、記録再生光の波長に対して透明な中間層１７が形成されており、その上層に第１光学記録層１６が形成されている。
第１光学記録層１６は、上層側から例えば誘電体膜、相変化膜からなる記録膜、誘電体膜および半透過性の反射膜などがこの順番で積層された構成である。
第１光学記録層１６の上層に、紫外線硬化樹脂からなる転写層１４によりシート状基板１３が貼り合わされている。転写層１４とシート状基板１３を合わせて例えば９０μｍの膜厚の光透過性の保護膜１８を構成する。
【００２３】
ディスク基板１１の一方の表面に凹凸形状１１’が設けられており、この凹凸形状に沿って第２光学記録層１２が形成されている。
また、転写層１４の表面にも凹凸形状１４’が設けられており、この凹凸形状に沿って第１光学記録層１６が形成されている。
【００２４】
上記の光ディスクを記録あるいは再生する場合には、図１（ｂ）に示すように、対物レンズＯＬによりレーザ光などの記録再生光ＬＴR を光透過性の保護膜１８側から第１光学記録層１６あるいは第２光学記録層１２に合焦するように照射する。対物レンズＯＬの光ディスクからの距離を調整して第１光学記録層１６と第２光学記録層１２のいずれかに焦点を合わせるかにより、第１光学記録層１６と第２光学記録層１２のいずれかを選択的に記録または再生する。
上記の構成で、第１光学記録層１６は半透過性であり、記録再生光ＬＴR を第２光学記録層１２に照射する場合には第１光学記録層１６を透過させて行う。
光ディスクの再生時においては、第１および第２光学記録層（１６、１２）のいずれかで反射された戻り光が受光素子で受光され、信号処理回路により所定の信号を生成して、再生信号が取り出される。
【００２５】
上記のような光ディスクにおいて、第１光学記録層１６および第２光学記録層１２は、転写層１４の表面に形成された凹凸形状１４’あるいはディスク基板１１の表面に形成された凹凸形状１１’に起因した凹凸形状を有している。例えば、この凹凸形状によりトラック領域が区分されている。
上記の凹凸形状により区分されたトラック領域はランドおよびグルーブと呼ばれ、ランドとグルーブの両者に情報を記録するランド・グルーブ記録方式を適用することで大容量化が可能である。また、ランドとグルーブのいずれか一方のみを記録領域とすることも可能である。
【００２６】
第２光学記録層１２については、例えばディスク基板１１の凹凸形状１１’に起因する凹凸形状を記録データに対応する長さを有するピットとし、光学記録層をアルミニウム膜などの反射膜で構成することにより、再生専用の記録層とすることもできる。
【００２７】
上記の第１光学記録層１６は、製造工程において、成膜を終えた段階ではａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄと呼ばれる非晶質に近い状態になっており、使用可能な状態とするために初期化光を照射して結晶化する必要がある。
図２（ａ）は、上記の第１光学記録層１６の初期化に用いる光ディスクプレーヤタイプの初期化装置の模式図である。
【００２８】
第１光学記録層および第２光学記録層の多層の光学記録層を有する光ディスクＤＣは、スピンドルモータＳＭにより回転駆動され、この回転する光ディスクＤＣの光学記録層に対して光ディスクの半径方向ＤＲrad に可動である光学ヘッドＨＤにより初期化光ＬＴI を照射するようになっている。
【００２９】
光学ヘッドＨＤは、初期化光光源であるレーザダイオードＬＤ、ビームスプリッタＢＳ、反射ミラーＭＲ、位相差発生素子ＰＨ、対物レンズＯＬを備えており、レーザダイオードＬＤからの初期化光ＬＴI を光ディスクＤＣ中の光学記録層に集光して照射する。
また、光ディスクＤＣからの戻り光をビームスプリッタＢＳおよび集光レンズＬＳを介してフォトディテクタＰＤに導き、これをモニタすることができる。
レーザダイオードＬＤの発光波長は、特に限定はないが例えば８１０ｎｍであり、また対物レンズＯＬとしては、開口数は０．６０のものを用いることができる。
【００３０】
図２（ｂ）は、上記の位相差発生素子ＰＨの構成を示す平面図である。
位相差発生素子ＰＨは、図面上右半面の領域Ｐと左半面の領域Ｑとに境界線Ｒによって区分されている。初期化レーザ光ＬＴI は、方向ＤＲLT（紙面上垂直な方向）に入射するものとする。対物レンズ入射瞳に入射する初期化光ＬＴI は、位相差発生素子ＰＨを通過することによって領域Ｐと領域Ｑとで位相が半波長分ずらされている。
また例えば、位相差発生素子ＰＨは、初期化しようとする光ディスクＤＣの光学記録層上に境界線Ｒを投影した時の当該境界線Ｒの延伸方向が光ディスクＤＣの半径方向と一致するように配置される。
【００３１】
この初期化装置によって光ディスクＤＣの第１光学記録層１６上に集光される初期化光ＬＴI の大きさは、例えば、光ディスクの半径方向に長さＬ＝５０μｍ程度である。半径方向のビーム長さＬはレーザ光源の横モードの度合いと、レーザ出射後に配置されたコリメータレンズの焦点距離と、対物レンズの焦点距離によって決まる。
例えば、レーザ波長を８１０ｎｍ、中間層材料のレーザ波長に対する屈折率を１．５、対物レンズの開口数ＮＡを０．６、中間層厚を２０μｍとすると、トラック方向に幅ｄ＝１μｍ程度のビームが２本並んだような強度分布となる。
【００３２】
また、第２光学記録層から第１光学記録層への戻り光の強度分布は、位相差発生素子ＰＨを用いて入射瞳に入射する初期化光ＬＴI の領域Ｐと領域Ｑとでの位相を半波長分ずらすことにより、第１光学記録層上に集光した光の集光領域を避けるようなプロファイルとなる。
【００３３】
ここで、上記の初期化装置から位相差発生素子を除いた場合には、第１光学記録層上の収束光の光強度分布は、上述のように２本並んだ分布とはならず、１本の半径方向に長いビームになる。
【００３４】
上述の初期化装置による多層の光学記録層を有する光ディスクの初期化方法について説明する。
スピンドルモータにより駆動される回転テーブルなどにより、光ディスクを適切な回転数で回転させ、初期化光であるレーザ収束光をその焦点位置が初期化したい記録層面位置にくるようにフォーカスサーボと呼ばれる技術を用いて焦点を結ばせる。
レーザ収束光は光ディスク１回転あたり半径方向に一定の距離、例えば５μｍ移動する。
この動作により光ディスクの情報記録再生領域ＲＡ全面を初期化する。
【００３５】
本実施形態に係る初期化装置を用いて初期化すると、上記のように第２光学記録層から第１光学記録層への戻り光の強度分布を、第１光学記録層上に集光した光の集光領域を避けるようなプロファイルとすることができ、この結果、従来において問題となる第１光学記録層と第２光学記録層の間の光干渉による初期化光の第１光学記録層上での強度変調が回避でき、第１光学記録層の良質な初期化が可能になる。
【００３６】
ここで、位相差発生素子ＰＨの配置位置は図２（ａ）に示すように対物レンズＯＬと反射ミラーＭＲの間の位置に限定するものではなく、同様の効果が得られる位置であれば良い。
また対物レンズＯＬと位相差発生素子ＰＨの間に４分の１波長板が配置されていても良い。
【００３７】
第１光学記録層１６と同様に、第２光学記録層１２も相変化型の記録膜を含む構成とする場合には、第２光学記録層１２についても同様の初期化を行う必要があり、上記の図２（ａ）の初期化装置を用いて初期化を行うことができる。
【００３８】
ここで、図２（ａ）の初期化装置において、位相差発生素子ＰＨがある場合と無い場合について、第１光学記録層上に初期化レーザ光を集光したときの各ビームの中心位置におけるトラック方向の断面の光強度の分布をシミュレーションした結果を図３および図４に示す。シミュレーションは、図１に示す光ディスクの構成において行っている。
【００３９】
図３は、図２（ａ）の初期化装置を用いた場合のシミュレーションの結果を示す図である。
図３中、実線ａは対物レンズにより第１光学記録層上に直接集光された初期化レーザ光（以下直接光とも言う）の強度分布を示し、急峻な２つのピークを有する分布となっている。
一方、破線ｂは対物レンズにより集光された初期化レーザ光が第１光学記録層および中間層１７を透過し、第２光学記録層１２で反射し、再び中間層１７を透過して第１光学記録層１６に戻ってくる戻り光（以下単に戻り光とも言う）の強度分布を示し、横軸方向に広がった分布となっている。ここで、第１光学記録層１６での透過率が１００％、第２光学記録層１２での反射率が１００％、中間層１７での吸収率が０％と想定している。
【００４０】
上記の戻り光（破線ｂ）は、対物レンズの光軸を通って半径方向に伸びる軸上においてエネルギー密度が極小となる。この極小となる領域のトラック方向の幅は１０μｍ以上あり、直接光（実線ａ）のピークとは重なっていないことを示している。
【００４１】
図４は、図２（ａ）の初期化装置において位相差発生素子ＰＨを取り除いた場合のシミュレーションの結果を示す図である。
図４中、実線ａは直接光の強度分布を示し、急峻な１つのピークを有する分布となっている。
一方、破線ｂは戻り光の強度分布を示し、横軸方向に広がった分布となっている。ここで、第１光学記録層１６での透過率が１００％、第２光学記録層１２での反射率が１００％、中間層１７での吸収率が０％と想定している。
上記の戻り光（破線ｂ）は、対物レンズの光軸を通り半径方向に伸びる軸上においてエネルギー密度が極小とはならず、戻り光（破線ｂ）は直接光と干渉して強度変調を引き起こすのに充分なエネルギー密度を有していることを示している。
【００４２】
図４において、直接光のピーク位置でのエネルギー密度を１とした時のピーク位置での戻り光のエネルギー密度は０．０５２程度であるが、一方で、図３においては、直接光のピーク位置でのエネルギー密度を１とした時のピーク位置での戻り光のエネルギー密度は０．０１７程度となっている。
このように、初期化装置において位相差発生素子を用いた場合には、位相差発生素子を取り除いた場合と比べて、直接光のピーク位置での戻り光のエネルギー密度が３分の１程度に押さえられており、上記位相差発生素子を導入することにより多層光ディスクの第１光学記録層を初期化するときに問題になる、各光学記録層の間の光干渉による初期化ムラを改善することができる。
【００４３】
尚、図３のシミュレーションの結果において、光ディスクに例えば０．６°程度のトラック方向のスキューが発生したとすると、中間層厚を２０μｍとすると、戻り光の位置は直接光の位置に対して相対的にトラック方向に０．２μｍ程度シフトするが、この変位量は問題にはならない量となっている。
【００４４】
次に、上記の２層の光学記録層を有する光ディスクの製造方法の一例について説明する。
ここでは、第１光学記録層１６だけでなく第２光学記録層１２も相変化型の記録膜を含む構成として説明する。
【００４５】
まず、従来より知られている所定の方法によって、第２光学記録層用のパターンである凹凸形状１０’を表面に有する第２光学記録層用スタンパ１０を作成する。
次に、上記の第２光学記録層用スタンパ１０を金型のキャビティ内側を臨むように設置し、例えば溶融状態のポリカーボネートを射出する射出成形により、図５（ａ）に示すように、ポリカーボネートからなるディスク基板１１を作成する。このとき、金型の形状を設定することで、ディスク基板１１にセンタホールＣＨの形状を形成する。
ここで、ディスク基板１１の表面には、第２光学記録層用スタンパ１０の凹凸形状１０’に対応して、凹凸形状１１’が形成される。
【００４６】
上記の第２光学記録層用スタンパ１０から離型することで、図５（ｂ）に示すような表面に凹凸形状１１’が形成されたディスク基板１１が得られる。
【００４７】
次に、図６（ａ）に示すように、ディスク基板１１の表面に空気や窒素ガスなどのガスを吹き付けてダストを除去した後、例えばスパッタリング法あるいはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、アルミニウム膜からなる全反射性の反射膜、誘電体膜、相変化型の記録膜、誘電体膜を順次積層させ、第２光学記録層１２を形成する。
【００４８】
次に、図６（ｂ）に示すように、図２（ａ）の初期化装置を用いて、あるいは図２（ａ）の初期化装置から位相差発生素子ＰＨを取り外した構成の初期化装置を用いて、初期化光ＬＴI を対物レンズＯＬで集光して第２光学記録層１２に照射しながら第２光学記録層１２の全面に掃引し、第２光学記録層１２を初期化する。
【００４９】
一方、図７（ａ）に示すように、例えば８０μｍの厚みの中心にセンタホールＣＨを有する略円形のシート状基板１３上に、転写層となる適量の紫外線硬化樹脂１４ａを供給して、スピン塗布する。
次に、予め第１光学記録層用のパターンである凹凸形状１５’を表面に有する第１光学記録層用スタンパ１５を形成しておき、図７（ｂ）に示すように、紫外線硬化樹脂１４ａに第１光学記録層用スタンパ１５を貼り合わせ、充分な量の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂１４ａを固化させ、転写層１４とする。
ここで、転写層１４の表面には、第１光学記録層用スタンパ１５の凹凸形状１５’に対応して、凹凸形状１４’が形成される。
【００５０】
次に、図８（ａ）に示すように、第１光学記録層用スタンパ１５と転写層１４の界面で剥離することで、転写層１４の表面に凹凸形状１４’を転写する。
【００５１】
次に、図８（ｂ）に示すように、転写層１４の表面に空気や窒素ガスなどのガスを吹き付けてダストを除去した後、例えばスパッタリング法あるいはＣＶＤ法などにより、アルミニウム膜からなる半透過性の反射膜、誘電体膜、相変化型の記録膜、誘電体膜を順次積層させ、第１光学記録層１６を形成する。
【００５２】
次に、図９（ａ）に示すように、ディスク基板１１に形成された第２光学記録層１２上に、感圧性粘着シート１７ａを配置し、図９（ｂ）に示すように、感圧性粘着シート１７ａを貼り合わせ用の中間層１７として、第２光学記録層１２と第１光学記録層１６とを向かい合わせ、芯合わせをして貼り合わせる。
【００５３】
次に、図１０に示すように、図２（ａ）の初期化装置を用いて、初期化光ＬＴI を対物レンズＯＬで集光して第１光学記録層１６に照射しながら第１光学記録層１６の全面に掃引し、第１光学記録層１６を初期化する。
以上で、図１に示す構成の光ディスクを製造することができる。
【００５４】
尚、上記の製造方法は１実施形態であり、例えば、第２光学記録層１２の上層に、表面に第１光学記録層用の凹凸パターンを有する中間層１７を形成し、その上層に第１光学記録層１６を形成し、その上層に光透過性の保護膜１８を形成する方法など、他の方法により製造することも可能である。但し、いずれの場合も、第１光学記録層１６の初期化は上述のように中間層１７を介して第２光学記録層１２と積層した後に行うものとする。
【００５５】
（実施例１）
図１１（ａ）は、上記の初期化装置において用いる位相差発生素子ＰＨの具体的な構成例の平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
屈折率の異なる２つの材料を段差状の境界面で接合した構成であり、光学材料２０の屈折率がＮa であり、光学材料２１の屈折率がＮb であり、説明上、光学材料２０側から光が入射するものとする。
図１１（ａ）に示す半平面領域ＰとＱにおいて、方向ＤＲLTに入射した光は、光学材料２０，２１を通り、光学材料２１から素子外へ透過した時点で、半平面領域Ｐから透過した光と半平面領域Ｑから透過した光の間で、２π｜Ｎa −Ｎb｜ｄ／λで示される位相差を持つことになる。ここで、ｄは図１１（ａ）に示す段差形状の高さ、λは初期化光の波長である。
この値が下記の式（１）を満たす場合、即ち、半平面領域Ｐ，Ｑでの光学距離の差が初期化レーザ光の半波長の奇数倍となる構成の場合、対物レンズに入射する初期化レーザ光が半平面領域ＰとＱのうちの一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている構成を実現することができる。
ここで、光学材料２０，２１のいずれか一方が無い構成としてもよい。この場合ない方の材料の屈折率の値に、空気や真空など、存在するほうの材料を取り囲む雰囲気の屈折率を用いる。
【００５６】
【数１】
｜Ｎa −Ｎb ｜ｄ／λ＝１／２＋ｎ （ｎは０以上の整数） ・・・（１）
【００５７】
例えば、光学材料２０，２１として石英ガラス（屈折率１．４５２）と空気（屈折率１．０００）、初期化レーザ光波長８３０ｎｍとするとき、式（１）中のｎの値を０とすると、段差ｄを０．９１８μｍとして上記構成の位相差発生素子を実現できる。
【００５８】
また、例えば、光学材料２０，２１として石英ガラス（屈折率１．４５２）とＢＫ７（屈折率１．５１０）、初期化レーザ光波長８３０ｎｍとするとき、式（１）中のｎの値を０とすると、段差ｄを７．１５５μｍとして上記構成の位相差発生素子を実現できる。
【００５９】
（実施例２）
位相差発生素子に入射する光が直線偏光である場合には、図１２に示す位相差発生素子を用いることができる。
図１２（ａ）は、上記の初期化装置において用いる位相差発生素子ＰＨの具体的な他の構成例の平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
複屈折材料には水晶のような一軸性結晶が存在し、３つの結晶軸が互いに直交し、かつａ，ｂ軸方向で光に対する屈折率が等しく、ｃ軸ではａ，ｂ軸とは異なる屈折率を持つものが存在する。これらは波長板と呼ばれる光学素子として広く用いられている。
このような複屈折材料を１枚用いて、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、半平面領域Ｐにおいてｃ軸ＡＸc が一の方向に向くように複屈折材料２２を配置し、半平面領域Ｑにおいてはｃ軸ＡＸc が半平面領域Ｐと直行する方向を向くように複屈折材料２２を配置してこれらを接合することにより、半平面領域ＰとＱの間で透過光の位相差を発生させることができる。
【００６０】
例えば、波長８３３ｎｍにおけるα型水晶の複屈折率の値は、Ｎo ＝１．５３７７０（常光）、Ｎe ＝１．５４６６１（異常光、ここではｃ軸に用いる）である。
ここで、図１２に示す構成の位相差発生素子ＰＨ中の半平面領域Ｐ，Ｑのそれぞれにおいて、Ｎe の方向をｃ軸に用い、Ｎo の方向を図１２の面内でＮe に直行する方向に用いる。
またこの位相差発生素子に入射する直線偏光のレーザー光の偏光方向を半平面領域Ｐのｃ軸に平行または垂直となるように入射する。
このとき、この位相差発生素子の厚みが、下記の式（２）を満たす場合、即ち、半平面領域Ｐ，Ｑでの光学距離の差が初期化レーザ光の半波長の奇数倍となる構成の場合、対物レンズに入射する初期化レーザ光が半平面領域ＰとＱのうちの一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている構成を実現することができる。式（２）中、ｄは位相差発生素子の厚さ、λは初期化光の波長である。
【００６１】
【数２】
｜Ｎo −Ｎe ｜ｄ／λ＝１／２＋ｎ （ｎは０以上の整数） ・・・（２）
【００６２】
例えば、複屈折材料として上記のα型水晶を用い、初期化レーザ光波長８３３ｎｍとするとき、式（２）中のｎの値を１０とすると、位相差発生素子の厚さｄを０．９８１６μｍとして上記構成の位相差発生素子を実現できる。
【００６３】
本発明は上記の実施形態に限定されない。
例えば、初期化対象とするディスク構造は、図１に示す構造に限られるものではなく、例えば図１の構造において第１光学記録層１６上に形成された光透過性の保護膜１８が無い状態で初期化を行ってもよい。
また、３層以上の光学記録層を有する光学記録媒体の初期化に適用することも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明により、相変化型の光学記録層を有する光学記録媒体を初期化するときに、各記録層の情報記録再生信号特性を劣化することなく、初期化する際に生ずる光干渉による初期化ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態に係る光ディスクの光の照射の様子を示す模式斜視図であり、図１（ｂ）は模式断面図である。
【図２】図２（ａ）は本実施形態に係る初期化装置の模式図であり、図２（ｂ）は位相差発生素子の構成を示す平面図である。
【図３】図３は位相差発生素子がある場合場合について第１光学記録層上に初期化レーザ光を集光したときのビームの中心位置におけるトラック方向の断面の光強度の分布をシミュレーションした結果である。
【図４】図４は位相差発生素子が無い場合場合について第１光学記録層上に初期化レーザ光を集光したときのビームの中心位置におけるトラック方向の断面の光強度の分布をシミュレーションした結果である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）は実施形態に係る光ディスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）は図５の続きの工程を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）および（ｂ）は図６の続きの工程を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）および（ｂ）は図７の続きの工程を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）および（ｂ）は図８の続きの工程を示す断面図である。
【図１０】図１０は図９の続きの工程を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は実施例１に係る位相差発生素子の平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は実施例２に係る位相差発生素子の平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【符号の説明】
１０…第２光学記録層用スタンパ、１１…ディスク基板、１２…第２光学記録層、１３…シート状基板、１４…転写層、１４ａ…紫外線硬化樹脂、１５…第１光学記録層用スタンパ、１６…第１光学記録層、１７…中間層、１７ａ…感圧性粘着シート、１８…保護膜、２０，２１…光学材料、２２…複屈折材料、１０’，１１’，１４’，１５’…凹凸形状、ＢＳ…ビームスプリッタ、ＣＡ…クランプ領域、ＣＨ…センタホール、ＤＣ…光ディスク、ＤＲ…ドライブ方向、ＤＲLT…初期化光の入射方向、ＤＲrad …半径方向、ＨＤ…光学ヘッド、ＬＤ…レーザダイオード、ＬＳ…集光レンズ、ＬＴI …初期化光、ＬＴR …記録再生光、ＭＲ…反射ミラー、ＯＬ…対物レンズ、ＰＤ…フォトディテクタ、ＰＨ…位相差発生素子、ＲＡ…情報記録再生領域、ＳＭ…スピンドルモータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学記録媒体（以下光ディスクとも言う）の初期化方法に関し、特に相変化材料を記録材料とする光学記録層を有する多層光ディスクの初期化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録の分野においては、光学情報記録方式に関する研究が各所で進められている。この光学情報記録方式は、非接触で記録・再生が行えること、再生専用型、追記型、書換可能型のそれぞれのメモリ形態に対応できるなどの数々の利点を有し、安価な大容量ファイルの実現を可能とする方式として産業用から民生用まで幅広い用途が考えられている。
【０００３】
上記の各種光学情報記録方式用の光学記録媒体（以下、光ディスクともいう）の大容量化は、主に、光学情報記録方式に用いる光源となるレーザ光の短波長化と、高開口のレンズを採用することにより、焦点面でのスポットサイズを小さくすることで達成してきた。
【０００４】
例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）では、レーザ光波長が７８０ｎｍ、レンズの開口率（ＮＡ）が０．４５であり、６５０ＭＢの容量であったが、ＤＶＤ−ＲＯＭ（デジタル多用途ディスク−再生専用メモリ）では、レーザ光波長が６５０ｎｍ、ＮＡが０．６であり、４．７ＧＢの容量となっている。
さらに、次世代の光ディスクシステムにおいては、光学記録層上に例えば１００μｍ程度の薄い光透過性の保護膜（カバー層）が形成された光ディスクを用いて、レーザ光波長を４５０ｎｍ以下、ＮＡを０．７８以上とすることで大容量化が検討されている。
【０００５】
ところで、近年、相変化型記録材料を用い、かつ、２層の光学記録層を有する書換型の多層光ディスクの開発が進められている。以降は、このように複数の光学記録層を有する光ディスクを多層光ディスクと、１層の光学記録層を有する光ディスクを単層光ディスクと、それぞれ呼ぶことがある。
本発明者らは、相変化型多層光ディスクの開発を進めてきており、１９９９年のＯｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｒａｇｅ（ＯＤＳ）学会や、２００１年のＯＤＳ学会で発表を行っている。
【０００６】
相変化型光ディスクは、単層光ディスクと多層光ディスクとに関わらず、市場に出荷する前に初期化と呼ばれる工程を必要とする。
相変化型光ディスクの製造工程においては、一般にスパッタリング装置によって相変化型記録材料をポリカーボネート等の基板上に成膜するが、成膜を終えた段階では相変化型記録材料の相状態はａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄと呼ばれる非晶質に近い状態になっている。
相変化型光ディスクでは情報記録を行うときには、相変化記録相の状態が結晶状態であることが要求され、この成膜直後の非晶質状態を結晶状態に変化させる工程のことを初期化工程と呼ぶ。
【０００７】
現在広く用いられている初期化装置は、初期化を行う光学記録層上にレーザ光を集光して、相変化記録材料を過熱しながら光学記録層全面を走査することで、光学記録層全面の結晶化を行っている。
このとき光学記録層上に集光されるレーザ光のビーム形状は、例えばディスク回転方向には１μｍ程度、半径方向には１００μｍ程度のビーム幅を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような初期化装置を用いて、光入射側から第１層目に設けられた相変化型の光学記録層を有する多層光ディスクの上記光学記録層を初期化する場合には、特開２００１−２５０２６５号公報に記載されているように、第１光学記録層と第２光学記録層の間の中間層の厚みムラによって発生する光干渉により、初期化光の光強度変調が第１記録層上で発生し、初期化ムラを引き起こすことが知られている。
【０００９】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、各記録層の情報記録再生信号特性を劣化することなく、初期化する際に生じる光干渉による初期化ムラを低減することができる光学記録媒体の初期化装置と初期化方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光学記録媒体の初期化装置は、基板上に、光照射側から少なくとも第１光学記録層および第２光学記録層が中間層を介して積層され、少なくとも上記第１光学記録層が相変化記録材料を有する光学記録媒体の初期化装置であって、初期化レーザ光光源と、上記初期化レーザ光光源からの初期化レーザ光を光学記録媒体の光学記録層に集光する対物レンズを含む光学系とを有し、上記対物レンズに入射する初期化レーザ光が、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている。
【００１１】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化装置は、好適には、上記一方の領域と他方の領域は上記対物レンズの中心軸を通って入射瞳を二分する境界線によって区分されており、上記境界線を上記光学記録層上に投影した時の当該境界線の延伸方向が上記光学記録媒体の半径方向と一致する。
【００１２】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化装置は、好適には、上記光学系が上記一方の領域に入射する初期化レーザ光と上記他方の領域に入射する初期化レーザ光との位相を半波長ずらす位相差発生素子を含む。
さらに好適には、上記位相差発生素子が屈折率の異なる複数の光学材料を有し、上記２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている。
あるいはさらに好適には、上記位相差発生素子が上記２つの領域で結晶軸が異なる方向を向くように配置された複屈折材料を有し、当該２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている。
【００１３】
初期化光の第１光学記録層と第２光学記録層の間の光干渉による光学記録層上での光強度変調は、第１光学記録層上に入射した入射光が第１光学記録層を透過し、中間層を透過して第２光学記録層を照射し、第２光学記録層で反射し再び第１光学記録層上に戻り、第１光学録層上で入射光と戻り光干渉することによって引き起こされる。よって第２光学記録層からの戻り光の強度分布が入射光と重なる領域において、戻り光の強度が充分小さければ上述した問題は解決できる。
【００１４】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化装置においては、対物レンズに入射する初期化レーザ光が、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている構成とする。さらに、位相の異なる領域の境界線の延伸方向が、第１光学記録層上に集光した半径方向に長軸を有する収束光の長軸方向に対応するように配置する。
これによって、第２光学記録層から第１光学記録層への戻り光の強度分布は、第１光学記録層上に集光した光の集光領域を避けるようなプロファイルとなり、問題としている第１光学記録層と第２光学記録層の間の光干渉による初期化光の第１光学記録層上での強度変調が回避でき、良質な初期化が可能になる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するため、本発明の光学記録媒体の初期化方法は、基板上に、光照射側から少なくとも第１光学記録層および第２光学記録層が中間層を介して積層され、少なくとも上記第１光学記録層が相変化記録材料を有する光学記録媒体の初期化方法であって、対物レンズを含む光学系により初期化レーザ光を光学記録媒体の光学記録層に照射して当該光学記録層の初期化を行うときに、上記初期化レーザ光の位相を、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで半波長ずらして上記対物レンズに入射させる。
【００１６】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法は、好適には、上記一方の領域と他方の領域は上記対物レンズの中心軸を通って入射瞳を二分する境界線によって区分されており、上記境界線を上記光学記録層上に投影した時の当該境界線の延伸方向が上記光学記録媒体の半径方向と一致する。
【００１７】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法は、好適には、上記光学系が上記一方の領域に入射する初期化レーザ光と上記他方の領域に入射する初期化レーザ光との位相を半波長ずらす位相差発生素子を含む。
さらに好適には、上記位相差発生素子が屈折率の異なる複数の光学材料を有し、上記２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている。
あるいはさらに好適には、上記位相差発生素子が上記２つの領域で結晶軸が異なる方向を向くように配置された複屈折材料を有し、当該２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている。
【００１８】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法は、対物レンズを含む光学系により初期化レーザ光を光学記録媒体の光学記録層に照射して当該光学記録層の初期化を行うときに、上記初期化レーザ光の位相を、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで半波長ずらして上記対物レンズに入射させる。
これによって、第２光学記録層から第１光学記録層への戻り光の強度分布は、第１光学記録層上に集光した光の集光領域を避けるようなプロファイルとなり、問題としている第１光学記録層と第２光学記録層の間の光干渉による初期化光の第１光学記録層上での強度変調が回避でき、良質な初期化が可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
本実施の形態は、光学記録媒体（光ディスク）の初期化装置とそれを用いた初期化方法に関する。
【００２０】
図１（ａ）は、本実施形態に係る２層の光学記録層を設けた光ディスクの光の照射の様子を示す模式斜視図である。
光ディスクＤＣは、中心部にセンタホールＣＨが開口された略円盤形状をしており、内周部がクランプ領域ＣＡとされ、その外側に情報記録再生領域ＲＡが設けられて、ドライブ方向ＤＲに回転駆動される。
情報を記録または再生するときには、光ディスクＤＣ中の光学記録層に対して、例えば開口数が０．８以上の対物レンズＯＬにより、４００ｎｍより長波長である青〜赤外色の領域のレーザ光である記録再生光ＬＴR が照射される。
【００２１】
図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ’における模式断面図である。
ディスク基板１１上に、光照射側から第１光学記録層１６および第２光学記録層１２が中間層１７を介して積層されて構成であり、少なくとも第１光学記録層１６は相変化型記録材料を含む構成である。
【００２２】
例えば、厚さが１．１ｍｍ、外周径が１２０ｍｍ、センタホールＣＨの内周径が１５ｍｍであるポリカーボネートなどからなるディスク基板１１の一方の表面に第２光学記録層１２が形成されている。
第２光学記録層１２は、上層側から例えば誘電体膜、相変化膜などの記録膜、誘電体膜および反射膜などがこの順番で積層された構成であり、層構成や層数は、記録材料の種類や設計によって異なる。
第２光学記録層１２の上層に、例えば２０μｍ程度の膜厚であり、記録再生光の波長に対して透明な中間層１７が形成されており、その上層に第１光学記録層１６が形成されている。
第１光学記録層１６は、上層側から例えば誘電体膜、相変化膜からなる記録膜、誘電体膜および半透過性の反射膜などがこの順番で積層された構成である。
第１光学記録層１６の上層に、紫外線硬化樹脂からなる転写層１４によりシート状基板１３が貼り合わされている。転写層１４とシート状基板１３を合わせて例えば９０μｍの膜厚の光透過性の保護膜１８を構成する。
【００２３】
ディスク基板１１の一方の表面に凹凸形状１１’が設けられており、この凹凸形状に沿って第２光学記録層１２が形成されている。
また、転写層１４の表面にも凹凸形状１４’が設けられており、この凹凸形状に沿って第１光学記録層１６が形成されている。
【００２４】
上記の光ディスクを記録あるいは再生する場合には、図１（ｂ）に示すように、対物レンズＯＬによりレーザ光などの記録再生光ＬＴR を光透過性の保護膜１８側から第１光学記録層１６あるいは第２光学記録層１２に合焦するように照射する。対物レンズＯＬの光ディスクからの距離を調整して第１光学記録層１６と第２光学記録層１２のいずれかに焦点を合わせるかにより、第１光学記録層１６と第２光学記録層１２のいずれかを選択的に記録または再生する。
上記の構成で、第１光学記録層１６は半透過性であり、記録再生光ＬＴR を第２光学記録層１２に照射する場合には第１光学記録層１６を透過させて行う。
光ディスクの再生時においては、第１および第２光学記録層（１６、１２）のいずれかで反射された戻り光が受光素子で受光され、信号処理回路により所定の信号を生成して、再生信号が取り出される。
【００２５】
上記のような光ディスクにおいて、第１光学記録層１６および第２光学記録層１２は、転写層１４の表面に形成された凹凸形状１４’あるいはディスク基板１１の表面に形成された凹凸形状１１’に起因した凹凸形状を有している。例えば、この凹凸形状によりトラック領域が区分されている。
上記の凹凸形状により区分されたトラック領域はランドおよびグルーブと呼ばれ、ランドとグルーブの両者に情報を記録するランド・グルーブ記録方式を適用することで大容量化が可能である。また、ランドとグルーブのいずれか一方のみを記録領域とすることも可能である。
【００２６】
第２光学記録層１２については、例えばディスク基板１１の凹凸形状１１’に起因する凹凸形状を記録データに対応する長さを有するピットとし、光学記録層をアルミニウム膜などの反射膜で構成することにより、再生専用の記録層とすることもできる。
【００２７】
上記の第１光学記録層１６は、製造工程において、成膜を終えた段階ではａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄと呼ばれる非晶質に近い状態になっており、使用可能な状態とするために初期化光を照射して結晶化する必要がある。
図２（ａ）は、上記の第１光学記録層１６の初期化に用いる光ディスクプレーヤタイプの初期化装置の模式図である。
【００２８】
第１光学記録層および第２光学記録層の多層の光学記録層を有する光ディスクＤＣは、スピンドルモータＳＭにより回転駆動され、この回転する光ディスクＤＣの光学記録層に対して光ディスクの半径方向ＤＲrad に可動である光学ヘッドＨＤにより初期化光ＬＴI を照射するようになっている。
【００２９】
光学ヘッドＨＤは、初期化光光源であるレーザダイオードＬＤ、ビームスプリッタＢＳ、反射ミラーＭＲ、位相差発生素子ＰＨ、対物レンズＯＬを備えており、レーザダイオードＬＤからの初期化光ＬＴI を光ディスクＤＣ中の光学記録層に集光して照射する。
また、光ディスクＤＣからの戻り光をビームスプリッタＢＳおよび集光レンズＬＳを介してフォトディテクタＰＤに導き、これをモニタすることができる。
レーザダイオードＬＤの発光波長は、特に限定はないが例えば８１０ｎｍであり、また対物レンズＯＬとしては、開口数は０．６０のものを用いることができる。
【００３０】
図２（ｂ）は、上記の位相差発生素子ＰＨの構成を示す平面図である。
位相差発生素子ＰＨは、図面上右半面の領域Ｐと左半面の領域Ｑとに境界線Ｒによって区分されている。初期化レーザ光ＬＴI は、方向ＤＲLT（紙面上垂直な方向）に入射するものとする。対物レンズ入射瞳に入射する初期化光ＬＴI は、位相差発生素子ＰＨを通過することによって領域Ｐと領域Ｑとで位相が半波長分ずらされている。
また例えば、位相差発生素子ＰＨは、初期化しようとする光ディスクＤＣの光学記録層上に境界線Ｒを投影した時の当該境界線Ｒの延伸方向が光ディスクＤＣの半径方向と一致するように配置される。
【００３１】
この初期化装置によって光ディスクＤＣの第１光学記録層１６上に集光される初期化光ＬＴI の大きさは、例えば、光ディスクの半径方向に長さＬ＝５０μｍ程度である。半径方向のビーム長さＬはレーザ光源の横モードの度合いと、レーザ出射後に配置されたコリメータレンズの焦点距離と、対物レンズの焦点距離によって決まる。
例えば、レーザ波長を８１０ｎｍ、中間層材料のレーザ波長に対する屈折率を１．５、対物レンズの開口数ＮＡを０．６、中間層厚を２０μｍとすると、トラック方向に幅ｄ＝１μｍ程度のビームが２本並んだような強度分布となる。
【００３２】
また、第２光学記録層から第１光学記録層への戻り光の強度分布は、位相差発生素子ＰＨを用いて入射瞳に入射する初期化光ＬＴI の領域Ｐと領域Ｑとでの位相を半波長分ずらすことにより、第１光学記録層上に集光した光の集光領域を避けるようなプロファイルとなる。
【００３３】
ここで、上記の初期化装置から位相差発生素子を除いた場合には、第１光学記録層上の収束光の光強度分布は、上述のように２本並んだ分布とはならず、１本の半径方向に長いビームになる。
【００３４】
上述の初期化装置による多層の光学記録層を有する光ディスクの初期化方法について説明する。
スピンドルモータにより駆動される回転テーブルなどにより、光ディスクを適切な回転数で回転させ、初期化光であるレーザ収束光をその焦点位置が初期化したい記録層面位置にくるようにフォーカスサーボと呼ばれる技術を用いて焦点を結ばせる。
レーザ収束光は光ディスク１回転あたり半径方向に一定の距離、例えば５μｍ移動する。
この動作により光ディスクの情報記録再生領域ＲＡ全面を初期化する。
【００３５】
本実施形態に係る初期化装置を用いて初期化すると、上記のように第２光学記録層から第１光学記録層への戻り光の強度分布を、第１光学記録層上に集光した光の集光領域を避けるようなプロファイルとすることができ、この結果、従来において問題となる第１光学記録層と第２光学記録層の間の光干渉による初期化光の第１光学記録層上での強度変調が回避でき、第１光学記録層の良質な初期化が可能になる。
【００３６】
ここで、位相差発生素子ＰＨの配置位置は図２（ａ）に示すように対物レンズＯＬと反射ミラーＭＲの間の位置に限定するものではなく、同様の効果が得られる位置であれば良い。
また対物レンズＯＬと位相差発生素子ＰＨの間に４分の１波長板が配置されていても良い。
【００３７】
第１光学記録層１６と同様に、第２光学記録層１２も相変化型の記録膜を含む構成とする場合には、第２光学記録層１２についても同様の初期化を行う必要があり、上記の図２（ａ）の初期化装置を用いて初期化を行うことができる。
【００３８】
ここで、図２（ａ）の初期化装置において、位相差発生素子ＰＨがある場合と無い場合について、第１光学記録層上に初期化レーザ光を集光したときの各ビームの中心位置におけるトラック方向の断面の光強度の分布をシミュレーションした結果を図３および図４に示す。シミュレーションは、図１に示す光ディスクの構成において行っている。
【００３９】
図３は、図２（ａ）の初期化装置を用いた場合のシミュレーションの結果を示す図である。
図３中、実線ａは対物レンズにより第１光学記録層上に直接集光された初期化レーザ光（以下直接光とも言う）の強度分布を示し、急峻な２つのピークを有する分布となっている。
一方、破線ｂは対物レンズにより集光された初期化レーザ光が第１光学記録層および中間層１７を透過し、第２光学記録層１２で反射し、再び中間層１７を透過して第１光学記録層１６に戻ってくる戻り光（以下単に戻り光とも言う）の強度分布を示し、横軸方向に広がった分布となっている。ここで、第１光学記録層１６での透過率が１００％、第２光学記録層１２での反射率が１００％、中間層１７での吸収率が０％と想定している。
【００４０】
上記の戻り光（破線ｂ）は、対物レンズの光軸を通って半径方向に伸びる軸上においてエネルギー密度が極小となる。この極小となる領域のトラック方向の幅は１０μｍ以上あり、直接光（実線ａ）のピークとは重なっていないことを示している。
【００４１】
図４は、図２（ａ）の初期化装置において位相差発生素子ＰＨを取り除いた場合のシミュレーションの結果を示す図である。
図４中、実線ａは直接光の強度分布を示し、急峻な１つのピークを有する分布となっている。
一方、破線ｂは戻り光の強度分布を示し、横軸方向に広がった分布となっている。ここで、第１光学記録層１６での透過率が１００％、第２光学記録層１２での反射率が１００％、中間層１７での吸収率が０％と想定している。
上記の戻り光（破線ｂ）は、対物レンズの光軸を通り半径方向に伸びる軸上においてエネルギー密度が極小とはならず、戻り光（破線ｂ）は直接光と干渉して強度変調を引き起こすのに充分なエネルギー密度を有していることを示している。
【００４２】
図４において、直接光のピーク位置でのエネルギー密度を１とした時のピーク位置での戻り光のエネルギー密度は０．０５２程度であるが、一方で、図３においては、直接光のピーク位置でのエネルギー密度を１とした時のピーク位置での戻り光のエネルギー密度は０．０１７程度となっている。
このように、初期化装置において位相差発生素子を用いた場合には、位相差発生素子を取り除いた場合と比べて、直接光のピーク位置での戻り光のエネルギー密度が３分の１程度に押さえられており、上記位相差発生素子を導入することにより多層光ディスクの第１光学記録層を初期化するときに問題になる、各光学記録層の間の光干渉による初期化ムラを改善することができる。
【００４３】
尚、図３のシミュレーションの結果において、光ディスクに例えば０．６°程度のトラック方向のスキューが発生したとすると、中間層厚を２０μｍとすると、戻り光の位置は直接光の位置に対して相対的にトラック方向に０．２μｍ程度シフトするが、この変位量は問題にはならない量となっている。
【００４４】
次に、上記の２層の光学記録層を有する光ディスクの製造方法の一例について説明する。
ここでは、第１光学記録層１６だけでなく第２光学記録層１２も相変化型の記録膜を含む構成として説明する。
【００４５】
まず、従来より知られている所定の方法によって、第２光学記録層用のパターンである凹凸形状１０’を表面に有する第２光学記録層用スタンパ１０を作成する。
次に、上記の第２光学記録層用スタンパ１０を金型のキャビティ内側を臨むように設置し、例えば溶融状態のポリカーボネートを射出する射出成形により、図５（ａ）に示すように、ポリカーボネートからなるディスク基板１１を作成する。このとき、金型の形状を設定することで、ディスク基板１１にセンタホールＣＨの形状を形成する。
ここで、ディスク基板１１の表面には、第２光学記録層用スタンパ１０の凹凸形状１０’に対応して、凹凸形状１１’が形成される。
【００４６】
上記の第２光学記録層用スタンパ１０から離型することで、図５（ｂ）に示すような表面に凹凸形状１１’が形成されたディスク基板１１が得られる。
【００４７】
次に、図６（ａ）に示すように、ディスク基板１１の表面に空気や窒素ガスなどのガスを吹き付けてダストを除去した後、例えばスパッタリング法あるいはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、アルミニウム膜からなる全反射性の反射膜、誘電体膜、相変化型の記録膜、誘電体膜を順次積層させ、第２光学記録層１２を形成する。
【００４８】
次に、図６（ｂ）に示すように、図２（ａ）の初期化装置を用いて、あるいは図２（ａ）の初期化装置から位相差発生素子ＰＨを取り外した構成の初期化装置を用いて、初期化光ＬＴI を対物レンズＯＬで集光して第２光学記録層１２に照射しながら第２光学記録層１２の全面に掃引し、第２光学記録層１２を初期化する。
【００４９】
一方、図７（ａ）に示すように、例えば８０μｍの厚みの中心にセンタホールＣＨを有する略円形のシート状基板１３上に、転写層となる適量の紫外線硬化樹脂１４ａを供給して、スピン塗布する。
次に、予め第１光学記録層用のパターンである凹凸形状１５’を表面に有する第１光学記録層用スタンパ１５を形成しておき、図７（ｂ）に示すように、紫外線硬化樹脂１４ａに第１光学記録層用スタンパ１５を貼り合わせ、充分な量の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂１４ａを固化させ、転写層１４とする。
ここで、転写層１４の表面には、第１光学記録層用スタンパ１５の凹凸形状１５’に対応して、凹凸形状１４’が形成される。
【００５０】
次に、図８（ａ）に示すように、第１光学記録層用スタンパ１５と転写層１４の界面で剥離することで、転写層１４の表面に凹凸形状１４’を転写する。
【００５１】
次に、図８（ｂ）に示すように、転写層１４の表面に空気や窒素ガスなどのガスを吹き付けてダストを除去した後、例えばスパッタリング法あるいはＣＶＤ法などにより、アルミニウム膜からなる半透過性の反射膜、誘電体膜、相変化型の記録膜、誘電体膜を順次積層させ、第１光学記録層１６を形成する。
【００５２】
次に、図９（ａ）に示すように、ディスク基板１１に形成された第２光学記録層１２上に、感圧性粘着シート１７ａを配置し、図９（ｂ）に示すように、感圧性粘着シート１７ａを貼り合わせ用の中間層１７として、第２光学記録層１２と第１光学記録層１６とを向かい合わせ、芯合わせをして貼り合わせる。
【００５３】
次に、図１０に示すように、図２（ａ）の初期化装置を用いて、初期化光ＬＴI を対物レンズＯＬで集光して第１光学記録層１６に照射しながら第１光学記録層１６の全面に掃引し、第１光学記録層１６を初期化する。
以上で、図１に示す構成の光ディスクを製造することができる。
【００５４】
尚、上記の製造方法は１実施形態であり、例えば、第２光学記録層１２の上層に、表面に第１光学記録層用の凹凸パターンを有する中間層１７を形成し、その上層に第１光学記録層１６を形成し、その上層に光透過性の保護膜１８を形成する方法など、他の方法により製造することも可能である。但し、いずれの場合も、第１光学記録層１６の初期化は上述のように中間層１７を介して第２光学記録層１２と積層した後に行うものとする。
【００５５】
（実施例１）
図１１（ａ）は、上記の初期化装置において用いる位相差発生素子ＰＨの具体的な構成例の平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
屈折率の異なる２つの材料を段差状の境界面で接合した構成であり、光学材料２０の屈折率がＮa であり、光学材料２１の屈折率がＮb であり、説明上、光学材料２０側から光が入射するものとする。
図１１（ａ）に示す半平面領域ＰとＱにおいて、方向ＤＲLTに入射した光は、光学材料２０，２１を通り、光学材料２１から素子外へ透過した時点で、半平面領域Ｐから透過した光と半平面領域Ｑから透過した光の間で、２π｜Ｎa −Ｎb｜ｄ／λで示される位相差を持つことになる。ここで、ｄは図１１（ａ）に示す段差形状の高さ、λは初期化光の波長である。
この値が下記の式（１）を満たす場合、即ち、半平面領域Ｐ，Ｑでの光学距離の差が初期化レーザ光の半波長の奇数倍となる構成の場合、対物レンズに入射する初期化レーザ光が半平面領域ＰとＱのうちの一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている構成を実現することができる。
ここで、光学材料２０，２１のいずれか一方が無い構成としてもよい。この場合ない方の材料の屈折率の値に、空気や真空など、存在するほうの材料を取り囲む雰囲気の屈折率を用いる。
【００５６】
【数１】
｜Ｎa −Ｎb ｜ｄ／λ＝１／２＋ｎ （ｎは０以上の整数） ・・・（１）
【００５７】
例えば、光学材料２０，２１として石英ガラス（屈折率１．４５２）と空気（屈折率１．０００）、初期化レーザ光波長８３０ｎｍとするとき、式（１）中のｎの値を０とすると、段差ｄを０．９１８μｍとして上記構成の位相差発生素子を実現できる。
【００５８】
また、例えば、光学材料２０，２１として石英ガラス（屈折率１．４５２）とＢＫ７（屈折率１．５１０）、初期化レーザ光波長８３０ｎｍとするとき、式（１）中のｎの値を０とすると、段差ｄを７．１５５μｍとして上記構成の位相差発生素子を実現できる。
【００５９】
（実施例２）
位相差発生素子に入射する光が直線偏光である場合には、図１２に示す位相差発生素子を用いることができる。
図１２（ａ）は、上記の初期化装置において用いる位相差発生素子ＰＨの具体的な他の構成例の平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
複屈折材料には水晶のような一軸性結晶が存在し、３つの結晶軸が互いに直交し、かつａ，ｂ軸方向で光に対する屈折率が等しく、ｃ軸ではａ，ｂ軸とは異なる屈折率を持つものが存在する。これらは波長板と呼ばれる光学素子として広く用いられている。
このような複屈折材料を１枚用いて、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、半平面領域Ｐにおいてｃ軸ＡＸc が一の方向に向くように複屈折材料２２を配置し、半平面領域Ｑにおいてはｃ軸ＡＸc が半平面領域Ｐと直行する方向を向くように複屈折材料２２を配置してこれらを接合することにより、半平面領域ＰとＱの間で透過光の位相差を発生させることができる。
【００６０】
例えば、波長８３３ｎｍにおけるα型水晶の複屈折率の値は、Ｎo ＝１．５３７７０（常光）、Ｎe ＝１．５４６６１（異常光、ここではｃ軸に用いる）である。
ここで、図１２に示す構成の位相差発生素子ＰＨ中の半平面領域Ｐ，Ｑのそれぞれにおいて、Ｎe の方向をｃ軸に用い、Ｎo の方向を図１２の面内でＮe に直行する方向に用いる。
またこの位相差発生素子に入射する直線偏光のレーザー光の偏光方向を半平面領域Ｐのｃ軸に平行または垂直となるように入射する。
このとき、この位相差発生素子の厚みが、下記の式（２）を満たす場合、即ち、半平面領域Ｐ，Ｑでの光学距離の差が初期化レーザ光の半波長の奇数倍となる構成の場合、対物レンズに入射する初期化レーザ光が半平面領域ＰとＱのうちの一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている構成を実現することができる。式（２）中、ｄは位相差発生素子の厚さ、λは初期化光の波長である。
【００６１】
【数２】
｜Ｎo −Ｎe ｜ｄ／λ＝１／２＋ｎ （ｎは０以上の整数） ・・・（２）
【００６２】
例えば、複屈折材料として上記のα型水晶を用い、初期化レーザ光波長８３３ｎｍとするとき、式（２）中のｎの値を１０とすると、位相差発生素子の厚さｄを０．９８１６μｍとして上記構成の位相差発生素子を実現できる。
【００６３】
本発明は上記の実施形態に限定されない。
例えば、初期化対象とするディスク構造は、図１に示す構造に限られるものではなく、例えば図１の構造において第１光学記録層１６上に形成された光透過性の保護膜１８が無い状態で初期化を行ってもよい。
また、３層以上の光学記録層を有する光学記録媒体の初期化に適用することも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明により、相変化型の光学記録層を有する光学記録媒体を初期化するときに、各記録層の情報記録再生信号特性を劣化することなく、初期化する際に生ずる光干渉による初期化ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態に係る光ディスクの光の照射の様子を示す模式斜視図であり、図１（ｂ）は模式断面図である。
【図２】図２（ａ）は本実施形態に係る初期化装置の模式図であり、図２（ｂ）は位相差発生素子の構成を示す平面図である。
【図３】図３は位相差発生素子がある場合場合について第１光学記録層上に初期化レーザ光を集光したときのビームの中心位置におけるトラック方向の断面の光強度の分布をシミュレーションした結果である。
【図４】図４は位相差発生素子が無い場合場合について第１光学記録層上に初期化レーザ光を集光したときのビームの中心位置におけるトラック方向の断面の光強度の分布をシミュレーションした結果である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）は実施形態に係る光ディスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）は図５の続きの工程を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）および（ｂ）は図６の続きの工程を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）および（ｂ）は図７の続きの工程を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）および（ｂ）は図８の続きの工程を示す断面図である。
【図１０】図１０は図９の続きの工程を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は実施例１に係る位相差発生素子の平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は実施例２に係る位相差発生素子の平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）中のＸ−Ｘ’における断面図である。
【符号の説明】
１０…第２光学記録層用スタンパ、１１…ディスク基板、１２…第２光学記録層、１３…シート状基板、１４…転写層、１４ａ…紫外線硬化樹脂、１５…第１光学記録層用スタンパ、１６…第１光学記録層、１７…中間層、１７ａ…感圧性粘着シート、１８…保護膜、２０，２１…光学材料、２２…複屈折材料、１０’，１１’，１４’，１５’…凹凸形状、ＢＳ…ビームスプリッタ、ＣＡ…クランプ領域、ＣＨ…センタホール、ＤＣ…光ディスク、ＤＲ…ドライブ方向、ＤＲLT…初期化光の入射方向、ＤＲrad …半径方向、ＨＤ…光学ヘッド、ＬＤ…レーザダイオード、ＬＳ…集光レンズ、ＬＴI …初期化光、ＬＴR …記録再生光、ＭＲ…反射ミラー、ＯＬ…対物レンズ、ＰＤ…フォトディテクタ、ＰＨ…位相差発生素子、ＲＡ…情報記録再生領域、ＳＭ…スピンドルモータ。
Claims (10)
- 基板上に、光照射側から少なくとも第１光学記録層および第２光学記録層が中間層を介して積層され、少なくとも上記第１光学記録層が相変化記録材料を有する光学記録媒体の初期化装置であって、
初期化レーザ光光源と、
上記初期化レーザ光光源からの初期化レーザ光を光学記録媒体の光学記録層に集光する対物レンズを含む光学系とを有し、
上記対物レンズに入射する初期化レーザ光が、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで位相が半波長ずれている
光学記録媒体の初期化装置。 - 上記一方の領域と他方の領域は上記対物レンズの中心軸を通って入射瞳を二分する境界線によって区分されており、
上記境界線を上記光学記録層上に投影した時の当該境界線の延伸方向が上記光学記録媒体の半径方向と一致する
請求項１に記載の光学記録媒体の初期化装置。 - 上記光学系が上記一方の領域に入射する初期化レーザ光と上記他方の領域に入射する初期化レーザ光との位相を半波長ずらす位相差発生素子を含む
請求項１に記載の光学記録媒体の初期化装置。 - 上記位相差発生素子が屈折率の異なる複数の光学材料を有し、上記２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている
請求項３に記載の光学記録媒体の初期化装置。 - 上記位相差発生素子が上記２つの領域で結晶軸が異なる方向を向くように配置された複屈折材料を有し、当該２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている
請求項３に記載の光学記録媒体の初期化装置。 - 基板上に、光照射側から少なくとも第１光学記録層および第２光学記録層が中間層を介して積層され、少なくとも上記第１光学記録層が相変化記録材料を有する光学記録媒体の初期化方法であって、
対物レンズを含む光学系により初期化レーザ光を光学記録媒体の光学記録層に照射して当該光学記録層の初期化を行うときに、上記初期化レーザ光の位相を、２つの領域に区分された入射瞳の一方の領域と他方の領域とで半波長ずらして上記対物レンズに入射させる
光学記録媒体の初期化方法。 - 上記一方の領域と他方の領域は上記対物レンズの中心軸を通って入射瞳を二分する境界線によって区分されており、
上記境界線を上記光学記録層上に投影した時の当該境界線の延伸方向が上記光学記録媒体の半径方向と一致する
請求項６に記載の光学記録媒体の初期化方法。 - 上記光学系が上記一方の領域に入射する初期化レーザ光と上記他方の領域に入射する初期化レーザ光との位相を半波長ずらす位相差発生素子を含む
請求項６に記載の光学記録媒体の初期化方法。 - 上記位相差発生素子が屈折率の異なる複数の光学材料を有し、上記２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている
請求項８に記載の光学記録媒体の初期化方法。 - 上記位相差発生素子が上記２つの領域で結晶軸が異なる方向を向くように配置された複屈折材料を有し、当該２つの領域での光学距離の差が上記初期化レーザ光の半波長の奇数倍となるように構成されている
請求項８に記載の光学記録媒体の初期化方法。
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