JP4584265B2 - 情報記録媒体及び光学情報記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録ピットを３次元的に記録可能な情報記録媒体及びその媒体を記録再生する光学情報記録再生装置に関する。特に、良好なＳＮ比で記録層の再生が可能な情報記録媒体及び光学情報記録再生装置に関する。

光学的な情報記録媒体として、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）等の光ディスクや光カードメモリ等が利用されている。

記録情報のさらなる大容量化を実現するために、図８に示すような、３次元的に記録層１０１が複数積層形成された情報記録媒体が非特許文献１に記載されている。

この情報記録媒体１１４は、ガラスの透明基板１０９上に、フォトンモード記録材料であるウレタン−ウレア共重合体材料を用いた記録層１０１ａ〜１０１ｄと、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）膜とＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）膜からなる中間層１０２ａ〜１０２ｃとが交互に積層された記録部１０３を有している。

情報記録媒体１１４は、記録光１０７として、例えばパルス幅が約１００フェムト秒のピークパワの高いパルスレーザ光が、対物レンズ１０６で所望の記録層１０１ｃに集光されて情報が記録される。このような記録光１０７が記録層１０１に集光されると非線形吸収現象の１つである２光子吸収過程により、光のパワ密度の高い部分（集光点）のみが波長が半分になったような吸収が生じて記録ピット１０５が書き込まれる。従って、記録層が増加しても、集光点のみで２光子吸収が生じるため、記録光の減衰を抑えられ、下層に位置する記録層でも十分な記録が行なわれる。

一方、再生時には、記録ピット１０５に低パワで再生光１０７が集光され、その再生用の反射光１０８が対物レンズ１０６を介して光検出器（図示せず）で検出されることにより、信号の再生が行なわれる。

このように、記録ピット１０５が記録される記録層１０１が対物レンズ１０６の光軸方向（ｚ軸方向）に３次元的に複数層積層されているので、記録部１０３の３次元的な記録が可能となり、情報容量が増大する。

しかしながら、光軸方向（ｚ軸方向）に３次元的に記録層が複数層積層されることにより情報容量が増大される従来の情報記録媒体１１４は、記録層の層数が多い場合には、再生用の反射光１０８の強度が十分得られない。すなわち、記録層の層数が多い場合、光軸方向の光の減衰が大きくなるため、下層に位置する記録層では十分な再生光の反射率が得られない。記録層の再生光に対する反射率を上げることは再生光の透過量の減少をもたらすため、上層部分の記録層で再生光の反射率が増加すると、下層の記録層に再生光が十分照射されない。このため、記録ピット１０５から再生用の反射光１０８の強度を強くするよう記録層の反射率を大きくすることは困難である。上記従来の３次元記録可能な情報記録媒体では、例えば、再生光の反射率は０．１〜１％以下の小さな値であった。

また、この種の３次元記録可能な情報記録媒体は、ＣＤやＤＶＤ等と異なり、透明基板１０９と記録部１０３との間に金属反射膜が形成されない。この理由は、上記のように３次元記録可能な情報記録媒体は再生光の反射率が低いため、記録部を透過した光が金属反射膜で反射すると、迷光となって再生信号のＳＮ比を低下させるためである。

従って、図８に示すように、複数の記録層１０１を備える記録部１０３を通り抜けた透過光１１０の一部は基板側から種々の反射光１１１となる。例えば、入射光の８０％程度のパワの光１１０ａは、透明基板１０９に入る。そして、例えば、その９６％程度のパワの光（入射光の７７％）は透過光１１２ａになって空気中に透過するが、残りの４％（入射光の３％）程度の光は透明基板１０９の裏面１１３で反射される（反射光１１１ａ）。その反射光１１１ａの一部の光は記録層１０１を通り抜け、対物レンズ１０６を介して、光検出器で検出される可能性が大きい。この基板側からの反射光１１１ａは情報をもっていないので、いわゆるノイズ光の迷光となる。従って、期待される媒体からの反射光以外の反射光が検出器で迷光となって検出され、上記のように３次元記録可能な情報記録媒体１１４では記録ピット１０５からの再生用の反射光１０８の光量が小さい分、再生信号のＳＮ比が低下しやすい。

また、例えば、記録層１０１を通り抜けた光のうちの斜め光１１０ｂも、透明基板１０９に入る。そして、斜め光１１０ｂは透明基板１０９の裏面１１３で反射され、基板側からの反射光１１１ｂとなり、その一部は複数の記録層１０１の記録ピット１０５で屈折、回折または多重反射を受けて進行方向が変わり、対物レンズ１０６を介して、光検出器で迷光として検出される。このような迷光も再生信号のＳＮ比を低下させる傾向がある。

さらに、例えば、記録部１０３を通り抜けた入射光は記録部１０３と透明基板１０９との界面でも一部が反射し、反射光１１１ｂと同様に反射光１１１ｃを生じる。この基板側からの反射光１１１ｃも信号を持っていないため、迷光となる。

またさらに、媒体を透過した透過光１１２ａは対向する光学情報記録再生装置に出射される。この透過光１１２ａの一部も装置側の対向面で反射光になって媒体に再入射し、迷光として検出される。
河田善正他："多層膜構造を有する有機記録媒体を用いた３次元光メモリ"、Ｏｐｔｉｃｓ Ｊａｐａｎ２０００講演予稿集ｐｐ．９５−９６（２０００年）

本発明は、上記従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、記録ピットを３次元的に記録可能な情報記録媒体及び光学情報記録再生装置に関し、特に、良好なＳＮ比で各記録層の再生が可能な情報記録媒体及び光学情報記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面は、基板と、前記基板上に形成された記録層を有する記録部と、前記基板側からの再生光の反射光を低減する第１の反射光低減部とを備え、前記記録部は、記録光により前記記録層の光学定数を変化させることによって記録ピットを３次元的に記録可能であり、前記第１の反射光低減部は、前記記録部の再生光の入射側とは反対側に形成されている情報記録媒体である。

また、本発明の他の側面は、記録層の光学定数を変化させることによって記録ピットを３次元的に記録可能な記録部を有する情報記録媒体を記録再生する光学情報記録再生装置であって、記録光を出射する光源と、再生光を出射する光源と、前記光源から出射される記録光及び再生光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体から反射される光を検出する光検出器と、前記対物レンズとは反対側の前記情報記録媒体と対向する面に、前記情報記録媒体を透過する再生光の反射光を低減する第２の反射光低減部とを備える光学情報記録再生装置である。

本発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の情報記録媒体が、図１を用いて、座標軸を図のようにとって詳細に説明される。図１は、本発明の実施の形態１における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。この図１では、第１の反射光低減部として再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部が用いられている。

図１に示すように、本実施の形態の情報記録媒体１４は、例えば１．１ｍｍの厚さの基板９と、上記基板９の光の入射側に形成された複数の記録層１（図１では１ａ〜１ｅの５層）を含む記録部３を具備している。そして、記録部３の光の入射側とは反対側に、基板側からの再生光の反射光を低減する光吸収部（第１の反射光低減部）１５が配置されている。すなわち、本実施の形態の情報記録媒体１４は、基板９が第１の反射光低減部の機能を有する光吸収部１５を兼ねている。

なお、本発明は基板側から反射される再生光の少なくとも１種の反射光の低減を目的とするため、第１の反射光低減部は記録部に対し再生光の入射側と反対側に形成されていればよく、記録部と第１の反射光低減部が隣接して配置されている必要はない。また、後述するように、本発明は媒体を記録／再生する光学情報記録再生装置にも媒体を透過した透過光の反射光を低減する反射光低減部が設けられる場合があるため、便宜上情報記録媒体に設けられる反射光低減部を第１の反射光低減部といい、光学情報記録再生装置に設けられる反射光低減部を第２の反射光低減部という。

図１において、記録部３は、記録層１間に中間層２（図１では２ａ〜２ｄの４層）が設けられており、記録層１と中間層２が交互に複数積層された構造を有している。記録部３の光の入射側には、例えば０．１ｍｍの厚さの保護層４がさらに設けられてもよい。保護層４が設けられることにより、情報記録媒体１４上に埃やゴミや傷が多少存在しても信号が再生される。

記録層１と中間層２は、記録光と再生光に対して略透明である。ここで、略透明とは、所定の波長の光に対して、１層当たりの吸収率が０．５％以下を意味し、望ましくは０〜０．１％である。このため、記録層１を複数有する情報記録媒体１４の最も奥の層（図１では１ｅ）にまで、記録光や再生光が実質的に減衰することなく照射される。そして、記録光により記録部３の所望の記録層１の光学定数を変化させることによって記録ピット５が形成され、３次元的に記録が可能となる。

ただし、記録層１は、２光子吸収や多光子吸収等の非線形吸収現象により記録が行なわれるため、記録光では略透明であるが、その半分の波長では吸収を示す記録材料が用いられる。例えば、波長が０．７８μｍ、パルス幅が１００フェムト秒〜１０ナノ秒で、ピークパワの比較的大きな数１００ｍＷ〜数Ｗ以上のパルスレーザ光の記録光が、対物レンズ６により所望の記録層１ｃに集光される。この記録光の集光により、例えば、非線形吸収現象の１つである２光子吸収過程によって、光のパワ密度の高い部分（集光点）のみにおいて波長が半分（０．３９μｍ）になったような吸収が生じ、記録ピット５が書き込まれる。本実施の形態では、記録ピット５は記録層１の光学定数のうち、屈折率を変化させて記録されるが、光学定数は他の特性であってもよい。ただし、記録層１の屈折率の変化を利用する方が、吸収変化を用いるよりも光の損失が少なくなるため、多層構造の記録部３を有する情報記録媒体には望ましい。

記録ピット５に書き込まれた信号は、再生光７によって再生される。例えば、記録ピット５に、波長が０．６５μｍの連続光が再生光７として対物レンズ６で集光される。そして、記録ピット５で反射された再生用の反射光８が対物レンズ６を介して光検出器（図示せず）で検出されることにより、信号の再生が行なわれる。なお、記録光と再生光は同一光源から出射されてもよいが、２光子吸収過程で記録する場合、別光源にして再生光波長を記録光波長よりも短くすれば、高密度化が図られるため好ましい。

本実施の形態では、各記録層１はそれぞれトラックガイド溝１６ａを具備している。トラックガイド溝１６ａのトラックピッチＴｐは、例えば０．５９μｍ、溝深さは、例えば０．０５μｍである。このトラックガイド溝１６ａからの０次回折光と±１次回折光の干渉光が光検出器（図示せず）で検出されることによって、例えば、公知のプッシュプル法によりトラッキング誤差信号が得られ、正確にトラック上に沿って記録再生される。

前述したように、本実施の形態においては、基板９が光吸収部１５を兼ねている。具体的には、基板９は、少なくとも再生光を吸収する光学特性を有する光吸収材料を含むか、もしくは、少なくとも再生光を吸収する光学特性を有する光吸収材料と樹脂との混合物を含んでいる。例えば、樹脂成分としてポリカーボネート樹脂に、光吸収材料として炭素材料の微粉であるカーボンブラックを組成物全体の０．１〜１０質量％混合して樹脂組成物を作製し、その組成物を射出成形することによって製造される基板が用いられる。

光吸収材料としては、カーボンブラック以外に、カーボンナノチューブやフラーレン、Ｃ６０、Ｃ７０等の炭素材料が挙げられる。これら炭素材料の中でもカーボンブラックは０．６５μｍの再生光波長及び０．７８μｍの記録光波長だけでなく、０．３〜０．８μｍの波長域内の再生光波長及び記録光波長が使用されるときでも、その波長域内の光をほとんど吸収するので、再生光波長及び記録光波長の両者を吸収する光学特性を有する光吸収部が形成されるため好ましい。

基板９に含まれる樹脂としては、ポリカーボネート以外に、ＰＭＭＡ、ノルボルネン樹脂（例えば、「アートン」（ＪＳＲ株式会社製））、またはシクロオレフィン樹脂（例えば、「ゼオネックス」（日本ゼオン株式会社製））等が用いられる。

炭素材料以外の再生光を吸収する光学特性を有する光吸収材料としては、半導体粒子が好ましく用いられる。例えば、再生光波長が０．８μｍとすると、エネルギーギャップが１．５５ｅＶ以下の半導体粒子が波長０．８μｍ以下の光を吸収するため好ましい。

半導体粒子の具体的な例としては、エネルギーギャップが１．７ｅＶ（吸収波長０．７３μｍ以下）のセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、エネルギーギャップが２．２５ｅＶ（吸収波長０．５５１μｍ以下）のガリウムリン（ＧａＰ）、エネルギーギャップが２．３ｅＶ（吸収波長０．５３９μｍ以下）の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、エネルギーギャップが２．５ｅＶ（吸収波長０．４９６μｍ以下）の硫化カドミウム（ＣｄＳ）、エネルギーギャップが３．０ｅＶ（吸収波長０．４１３μｍ以下）の炭化シリコン（ＳｉＣ）等が挙げられ、再生光の波長に合わせて所定波長を吸収する半導体粒子が選択される。また半導体粒子が樹脂と混合して用いられる時の樹脂に対する混合の質量比は、０．１〜１質量％程度、多くとも１０質量％程度で十分な吸収の効果が得られる。

また、本発明において、再生光を吸収する光学特性を有する他の光吸収材料として有機色素も有効である。具体的には、例えば、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒに用いられているシアニン系色素、アゾ系色素、フタロシアニン系色素、ピロメテン系色素、メタルコンプレックス系色素等は取り扱いが簡単で耐環境性もあり好ましい。例えば、フタロシアニン系色素は成分により吸収極大波長が０．６５〜１．４μｍ程度まで得られるので、再生光の波長が０．６５μｍ以上であれば吸収の効果が得られる。

さらに、本発明において、他の光吸収材料として染料または顔料を用いてもよい。具体的には、例えば、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、硫化染料、トリフェニルメタン染料、ピラゾロン染料、スチルベン染料、ジフェニルメタン染料、キサンテン染料、アリザリン染料、アクリジン染料、キノンイミン染料(アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料)、チアゾール染料、メチン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、シアニン染料等の染料や、フタロシアニン系、ジオキサジン系、アントラキノン系等の有機顔料等が挙げられる。また、黒色顔料、白色顔料、彩色顔料等の無機顔料も有用である。

本発明において、記録層は、例えば、０．１〜１μｍの厚さである。記録層は、記録材料として、例えば、フォトクロミック材料の１つであるジアリールエテンまたはその誘導体と、これに略透明な樹脂を全体の１０〜５０質量％混入して形成される。フォトクロミック材料を用いることにより、フォトンモードで記録が可能なライトワンスや記録消去が可能なリライタブル記録を実現できる。これらの中でもジアリールエテンまたはその誘導体は熱的に安定な記録が得られるため好ましい。

ジアリールエテンには色々の派生物があり、具体的には、例えば、１，２−Ｂｉｓ［２−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏ［ｂ］ｔｈｉｏｐｈｅｎ−３−ｙｌ］−３，３，４，４，５，５−ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏ−１−ｃｙｃｌｏｐｅｎｔｅｎｅ、２，３−Ｂｉｓ（２，４，５−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ−３−ｔｈｉｅｎｙｌ）ｍａｌｅｉｃ Ａｎｈｙｄｒｉｄｅ、２，３−Ｂｉｓ（２，４，５−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ−３−ｔｈｉｅｎｙｌ）ｍａｌｅｉｍｉｄｅ、ｃｉｓ−１，２−Ｄｉｃｙａｎｏ−１，２−ｂｉｓ（２，４，５−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ−３−ｔｈｉｅｎｙｌ）ｅｔｈｅｎｅ等が挙げられるが、本発明はこれら材料に限定されるものではなく、ジアリールエテンの骨格構造を有する材料であれば、記録材料として好ましく用いられる。

また、ジアリールエテンまたはその誘導体と、例えば、ＰＭＭＡや紫外線硬化樹脂等の略透明な樹脂との混合により、ジアリールエテンの再結晶化の防止効果が得られる。

さらに、本発明の記録層は、例えば、記録光の２光子吸収過程でフォトクロミック材料を感光させる波長を高効率で発光する蛍光材料を含有することも好ましい。このような蛍光材料を記録層が含有すれば、記録材料の感度向上が図られるため好ましい。すなわち、フォトクロミック材料は一般的に２光子吸収過程での記録感度が低いが、蛍光材料は２光子吸収過程での記録感度が高いものがある。従って、その２光子蛍光により、一般に１光子吸収の感度は優れているフォトクロミック材料が１光子吸収過程で感光される。

このような蛍光材料としては、具体的には、例えば、ユーロピウム付活ピロ燐酸ストロンチウム・マグネシウム［（Ｓｒ，Ｍｇ）_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｅｕ］のような無機蛍光材料や、パラテルフェニル（ｐ−Ｔｅｒｐｈｅｎｙｌ）のような有機蛍光色素等が挙げられる。

本発明の記録層に用いられる他の記録材料としては、側鎖型液晶性高分子やフォトポリマー等のフォトンモードで記録される材料も好ましい。側鎖型液晶性高分子からなる記録層は、記録後の記録ピットの屈折率変化（例えば、Δｎ＝０．２）が大きくなるという特徴があり、また偏光方向も記録されるため、通常記録に比べて記録容量を略２倍に増やすことが可能である。またフォトポリマーはライトワンス記録に適しており記録後安定な材料であるため好ましい。

前記フォトポリマーは、例えば、２種類の光重合性モノマー、重合開始剤、及び増感色素から得られる。より具体的には、光重合性モノマーとして、メタクリル化合物とアリル化合物が、重合開始剤として、ベンジルが、増感色素として、ミヒラーケトンが挙げられる。このようなフォトポリマーを含有する記録層は、記録時に集光スポットの焦点で２光子吸収により光重合速度の速いメタクリル化合物が凝集しポリマー化することによって屈折率が上昇する。そして、この時アリル化合物モノマーは拡散により記録ピット部から押しのけられ、屈折率ピットが形成される。

上記以外の記録層に用いられる記録材料としては、有機色素、ＺｎＯ等の超微粒子が混入された樹脂膜や、ＴｅＯ_２膜等も記録材料として好ましい。これら記録材料の屈折率変化を利用することにより、光の吸収損失が減少するため好ましい。本発明において、屈折率の変化量は記録光の照射方法により制御されてもよい。さらに記録光として数Ｗ〜数１０ｋＷの比較的ピークパワの高いパルス光を用い、ボイドと呼ばれる空のピットを記録してもよい。ピットがボイドの場合は、屈折率が１であるので、記録層の屈折率が、例えば１．７の場合、屈折率変化量はΔｎ＝−０．７と大きくなる。このため、コントラスト良く信号が再生される。また、相変化材料は光の吸収を利用して記録されるため、層数の多い記録には適さないが、２〜６層程度の多層光ディスク用の記録層の記録材料として使用可能である。

記録層１の間に形成される中間層２としては、記録層１との界面で所定以下の反射率を得るために記録層１とは同一または異なる樹脂が用いられる。このような樹脂としては、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられ、具体的には、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリアクリルアクリレート等のアクリレート系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、カチオン重合系樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂等が挙げられる。

情報記録媒体１４の製造方法は従来公知の製法を採用することができる。具体的には、例えば射出成形によりトラック溝が形成された基板９上に、例えばスピンコート法等の塗布法で記録層１ｅがまず形成される。そして、その記録層１ｅ上に、同様にして中間層２ｄが形成される。その後、例えば転写工法によりトラック溝１６ａが形成される。同様にして、記録層１ｄ、中間層２ｃ、・・・が繰り返し形成されることにより、記録部３が作製される。最後に、保護層４が、例えば塗布法やフィルム形成法により記録部３上に形成される。

本発明の情報記録媒体が再生される場合、図１において、複数の記録層１の内の所望の記録ピット５に再生光７が対物レンズ６で集光され、照射される。この再生光７の一部は信号を有する再生用の反射光８として反射され、対物レンズ６で略平行光になり、光検出器（図示せず）で検出されて、情報記録媒体１４の情報が再生される。

本発明の情報記録媒体は３次元記録を行うために記録部３と基板９との間に金属反射膜を有していないため、再生光７の内、記録ピット５を通り抜けた透過光１０は、不要な光になり基板９内に入射し、基板側から反射する反射光１１が戻ることにより迷光が生ずる。

しかし、本実施の形態の基板９は光吸収部１５も兼ねており、光吸収部１５が少なくとも再生光を吸収する光学特性を有するため、透過光１０は徐々に基板９内で吸収されて減衰する。このため、基板９内で基板の裏面１３まで達する透過光１０の量が少なくなり、基板の裏面１３で反射する反射光１１が低減される。

また、基板９内の光吸収材料の混合量が小さく光の吸収効果が小さい場合、基板９の裏面１３を透過する透過光１２は多くなるが、透過光１０の一部は裏面１３で反射し、Ｚ軸方向に折り返されて反射光１１となり、記録部３側に戻ろうとする。しかし、基板９が光吸収部１５を兼ねているため、反射光１１が基板９内部を戻る間に減衰され、記録部３に戻る光がほとんどなくなるように光吸収部１５の吸収率が設定されれば、迷光が低減される。

従って、本実施の形態１の情報記録媒体１４では、基板９の裏面１３側から反射されて戻ってくる迷光となる再生光の反射光１１がカットされる効果により、ノイズ光が減少し、３次元記録された記録層を有する情報記録媒体であっても優れた再生信号のＳＮ比が得られる。

本発明において光吸収部が第１の反射光低減部として使用される場合、再生光の吸収率は５％以上あれば効果があり、５０％以上がより好ましい。

本実施の形態においては、さらに光吸収部１５が記録光を吸収する光学特性を有することが好ましい。光吸収部１５が再生光と同程度に記録光を吸収する光学特性を有することにより、記録時においても、基板９側からの記録光の反射光が各記録層１のトラックガイド溝１６ａからのトラック誤差信号に混入するのを防止し、良好なＳＮ比のトラック誤差信号が得られる。

このような光吸収部に用いられる光吸収材料としては、例えば、記録光の波長が０．７８μｍである場合、０．３〜０．８μｍの波長領域の光を吸収する光学特性を有するカーボンブラックが好ましく用いられる。

本実施の形態においては、光吸収部１５である基板９の光の入射側あるいはその反対側の裏面１３に他の光吸収部が形成されてもよい。また、後述する他の第１の反射光低減部である誘電体膜やサブ波長構造の回折光学素子等の再生光の反射率を低減する光学特性を有する反射率低減部が基板の裏面１３に形成されても良い。すなわち、本発明の第１の反射光低減部は媒体内に２つ以上形成されてもよい。基板９の光の入射側や裏面１３にこれらの第１の反射光低減部が形成されれば、再生光７が記録ピット５を通過して基板９に入射する際の記録部３と基板９との界面や裏面１３での反射も低減される。特に、記録層１や中間層２と基板９の屈折率の差が大きい場合は効果的である。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の情報記録媒体について、図２を用いて、上記実施の形態１と異なる点が中心に説明される。図２は、本発明の実施の形態２における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。この図２では、実施の形態１と同様に、第１の反射光低減部として再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部が用いられている。

図２に示すように、本実施の形態の情報記録媒体１４Ａは、基板９Ａと、上記基板９Ａの光の入射側に形成された複数の記録層１（図２では１ａ〜１ｅの５層）と中間層２（図２では２ａ〜２ｅの５層）を含む記録部３を具備している。そして、記録部３の再生光７の入射側とは反対側の、基板９Ａと記録部３の間に、少なくとも再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部１５Ａが配置されている。また、記録部３の光の入射側には、保護層４がさらに形成されている。

本実施の形態２が実施の形態１の情報記録媒体と異なる点は、光吸収部１５Ａが基板９Ａと記録部３間に光吸収層として配置されている点である。この構成により、基板９Ａは従来の媒体と同じ、例えば、ポリカーボネート等の透明基板が用いられる。

光吸収部１５Ａには実施の形態１で述べられた炭素材料や半導体粒子等の再生光を吸収する光学特性を有する光吸収材料を含有する薄膜の光吸収層が用いられる。この光吸収層の厚さは、例えば数μｍである。光吸収層は上記の光吸収材料と、例えばＰＭＭＡや紫外線硬化樹脂等のバインダ樹脂とが混合された組成物を、スピンコート法や印刷工法等により塗布して形成される。従って、取り扱いが容易で製造も簡単になる。

本実施の形態では実施の形態１の情報記録媒体と同様に、記録ピット５を通り抜けた透過光１０は、光吸収部１５Ａに入射する。そして、光吸収部１５Ａは再生光を吸収する光学特性を有する光吸収層から構成されているため、透過光１０は消失するか、またはほとんど減衰されて基板９Ａ内に入射する。このため、基板９Ａの裏面１３で反射する再生光の反射光が低減され、再び記録部３に戻ってくる反射光の量が少なくなる。

また、基板側での再生光の反射は基板９Ａと記録部３との界面でも生じる。本実施の形態では光吸収部１５Ａが記録部３と基板９Ａとの間に形成されているため、基板の光の入射側で反射する反射光も低減される。

従って、本実施の形態２の情報記録媒体では、基板９Ａ側から戻ってくる再生光の反射光がカットされる効果により、ノイズ光が減り、再生信号のＳＮ比が改善される。

また、本実施の形態においては、光吸収部１５Ａは、実施の形態１と同様に、記録光を吸収する光学特性を有することが好ましい。このような光吸収部１５Ａにより、記録時においても、基板９Ａからの反射光の、各記録層１の有するトラック溝１６ａからのトラック誤差信号への混入が防止され、良好なＳＮ比のトラック誤差信号が得られる。

本実施の形態においては、光吸収層からなる光吸収部１５Ａは基板９Ａの再生光７の入射側とは反対側の裏面１３上に形成されてもよい。光吸収層が基板９Ａの再生光の入射側とは反対側に形成されることにより、基板９Ａの裏面１３で反射する光がカットされ、同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の情報記録媒体について、図３を用いて、上記実施の形態１と異なる点が中心に説明される。図３は、本発明の実施の形態３における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。この図３では、実施の形態１と同様に、第１の反射光低減部として再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部が用いられている。

図３に示すように、本実施の形態の情報記録媒体１４Ｂは、基板９と、基板９の光の入射側に形成された複数の記録層１’（図３では１ａ’〜１ｄ’の４層）と中間層２（図３では２ａ〜２ｄの４層）を含む記録部３’を具備している。そして、記録部３’の光の入射側とは反対側の、基板９と記録部３’間にトラックガイド層１６が形成されている。また、実施の形態１と同様に、基板９は再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部１５を兼ねている。この記録部３’の光の入射側には、保護層４がさらに設けられている。

本実施の形態における情報記録媒体１４Ｂが実施の形態１の情報記録媒体と異なる点は、各記録層１’はトラックガイド溝を有さない構造であり、基板９と記録部３’との間にトラックガイド層１６が形成されている点である。このようにトラックガイド溝のない各記録層１’が用いられると、物理的な凹凸が形成されている記録層のトラックガイド溝での光の反射及び回折が抑えられる。そのため、記録時及び再生時にトラックガイド溝で生じる迷光が低減される。また、この形態においては、記録層１’と中間層２が交互に連続スピンコート法により積層形成されるため、製造も容易になる。

本実施の形態の情報記録媒体１４Ｂでは、トラックガイド層１６に集光するように、対物レンズ６に発散光が入射されることによりトラックガイド照射光１７が照射される。そして、トラックガイド溝１６ａからの０次回折光と±１次回折光の干渉光であるトラックガイド反射光１８が光検出器（図示せず）で検出され、トラック誤差信号が得られる。トラックガイド照射光１７は、再生光または記録光と同じ波長であってもよいし、異なっていてもよい。

また、光吸収部１５を兼ねる基板９は、実施の形態１で説明された基板と同じ基板が使用される。従って、本実施の形態３の情報記録媒体１４Ｂでも、基板９側から戻ってくる再生光の反射光がカットされる効果により、ノイズ光が減少し、再生信号のＳＮ比が向上される。

また、本実施の形態では、さらに基板９がトラックガイド照射光１７を吸収する光学特性を有することが好ましい。このような光学特性を有する基板が用いられることにより、基板９側から戻ってくるトラックガイド照射光の反射光が同様に減少され、より一層再生信号のＳＮ比やトラック誤差信号のＳＮ比が改善される。

このような光吸収部１５に用いられる光吸収材料としては、例えば、トラックガイド光の波長が再生光と同じ０．６６μｍである場合、０．３〜０．８μｍの波長領域の光を吸収する光学特性を有するカーボンブラックが好ましく用いられる。

本実施の形態の情報記録媒体１４Ｂの製造方法としては、トラックガイド層１６が形成された基板９上に、例えばスピンコート法等の塗布法により、中間層２ｄがまず形成される。そして、その中間層２ｄ上に、同様の方法で記録層１ｄ’が形成される。さらに、記録層１ｄ’上に、中間層２ｃ、記録層１ｃ’、…、が繰り返し形成される。最後に、例えば塗布法やフィルム形成法等により、保護層４が記録部３’の光の入射側に形成される。本実施の形態では各記録層１’及び中間層２がトラックガイド溝を有さないため、塗布法により記録層１’と中間層２が連続的に形成でき、従って記録部３’の作製が容易で、低コスト化が可能になる。

本実施の形態において、中間層２及び記録層１’は余剰に形成されてもよい。そして、余剰に形成された中間層２及び記録層１’の部分（つまり記録部の一部であって、光が入射する側の部分）が保護層４として使用されてもよい。このようにすれば別工程での保護層４の形成が不要となり、記録部３と実質的に同じ材料からなる保護層が形成される。

さらに、本実施の形態ではトラックガイド層１６が他の第１の反射光低減部として形成されてもよい。例えば、光吸収材料を含有するトラックガイド層１６が形成されれば、基板９への透過光１０の透過が抑えられ、基板９側からの再生光の反射光が低減される。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４の情報記録媒体について、図４を用いて、上記実施の形態３と異なる点が中心に説明される。図４は、本発明の実施の形態４における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。この図４では、第１の反射光低減部として再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部が用いられている。

図４に示すように、本実施の形態の情報記録媒体１４Ｃは、基板９Ａと、上記基板９Ａの光の入射側に形成された複数の記録層１’（図４では１ａ’〜１ｄ’の４層）と中間層２（図４では２ａ〜２ｃの３層）を含む記録部３’を具備している。そして、記録部３’の光の入射側とは反対側の、基板９Ａと記録部３’との間に、基板９Ａ側から順にトラックガイド層１６と光吸収部１５Ｂが配置されている。この光吸収部１５Ｂは再生光を吸収する光学特性を有している。また、各記録層１’はトラックガイド溝を有しておらず、記録部３’の光の入射側には保護層４がさらに設けられている。

本実施の形態における情報記録媒体１４Ｃが実施の形態３の情報記録媒体と異なる点は、光吸収部１５Ｂがトラックガイド層１６と記録部３’の間に光吸収層として配置され、前記光吸収層は再生光７とは波長が異なるトラックガイド照射光１７、及びトラックガイド反射光１８を透過する光学特性を有している点である。

このような光吸収層からなる光吸収部１５Ｂが記録部３’と基板９Ａとの間に形成されれば、再生光７の記録ピット５を透過した透過光１０が基板９Ａに入射する前に減衰されるため、基板９Ａ側からの再生光の反射光が低減される。また、光吸収部１５Ｂを透過した透過光１０の一部は基板９Ａの裏面１３で反射され反射光として記録部３’に戻ってくるが、記録部３’に再入射する前に光吸収部１５Ｂが形成されているため、反射光が低減される。さらに、本実施の形態では、記録層１’がトラックガイド溝のない記録層であり、トラックガイド層１６が記録層１’とは別に形成されているため、記録層１’の物理的な凹凸によって生ずる反射回折光も低減される。しかも、光吸収部１５Ｂはトラックガイド照射光１７及びトラックガイド反射光１８を透過する機能を有しているため、トラックガイド溝１６ａの検出が妨げられることもない。

本実施の形態の光吸収部１５Ｂは、再生光に０．６６μｍの波長の光を、トラックガイド光に０．７８μｍの波長の光が使用される場合、例えば、光吸収材料としてセレン化カドミウム（吸収波長０．７３μｍ以下）等の半導体粒子を用い、この粒子とＰＭＭＡ等の樹脂とを混合して作製される。

本実施の形態では、上記光吸収部１５Ｂが第１の反射光低減部として用いられるので、基板９Ａは従来と同じ、例えば、ポリカーボネート等の透明基板が用いられてもよい。また、光吸収部１５Ｂは実施の形態３の情報記録媒体１４Ｂの中間層２ｄを兼ねているため、構成が簡単になるだけでなく、記録ピット５を通り抜けた再生光の透過光１０が光吸収部１５Ｂで吸収されるのでトラックガイド層１６へはほとんど到達しない。このため、トラックガイド層１６からの反射回折光の影響が低減され、一層再生信号のＳＮ比が改善される。

また、本実施の形態では、光吸収部１５Ｂはトラックガイド層１６と基板９Ａとの間に光吸収層として設けられてもよい。このような光吸収部によっても、同様に基板側からの再生光の反射光が低減される。なお、この場合、光吸収部はトラックガイド層よりも下方の基板９Ａ側に位置するため、光吸収部はトラックガイド光を透過する光学特性を有さなくてもよい。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５の情報記録媒体について、図５を用いて、上記実施の形態３と異なる点が中心に説明される。図５は、本発明の実施の形態５における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。この図５では、第１の反射光低減部として再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部が用いられている。

図５に示すように、本実施の形態の情報記録媒体１４Ｄが実施の形態３の情報記録媒体と異なる点は中間層がない点である。すなわち、トラックガイド層１６のある基板９上に形成された記録部３”の全体が記録層を構成している。また、実施の形態１と同様に、基板９は再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部１５を兼ねている。そして、記録部３”の光の入射側には、保護層４がさらに設けられている。

記録部３”の記録層は層構造ではないが、仮想的な記録層１”（図５では１ａ”〜１ｃ”）を備えており、Ｚ軸方向に３次元的に記録再生が可能である。

そして、光吸収部１５を兼ねる基板９が、全体が記録層１”である記録部３”の再生光の入射側と反対側に設けられることにより、実施の形態３と同様に、基板側からの再生光の反射光が低減される。またトラックガイド層１６が記録層とは別に形成されているため、記録層のトラックガイド溝での反射及び回折の影響も抑えられる。さらに、記録部３”が層構造の記録層を有していないため、単一の屈折率を有しており、記録層と中間層との間で生じる反射も抑えられる。また、記録部３”は一層の記録層１”からなるため、情報記録媒体１４Ｄの製造が容易で、低価格化が達成される。

このような記録部の記録材料としては、前述のフォトポリマー、ジアリールエテン及びその誘導体から選ばれる少なくとも１種の記録材料が用いられる。そして、これらを含有する溶液を基板上にキャスティング法等により塗布して製造される。具体的には、例えば、ジアリールエテンとＰＭＭＡが混合された溶液を所定の厚みにキャスティングする方法が挙げられる。

本実施の形態においても、実施の形態１で説明されたように他の光吸収部が設けられてもよい。また、トラックガイド層１６の光の入射側の反対側に、他の第１の反射光低減部として再生光の反射率を低減する光学特性を有する反射率低減部がさらに形成されても良い。例えば、トラックガイド層１６と基板９との間に反射率低減部を設けてもよく、あるいは基板９の裏面１３に反射率低減部を設けてもよい。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６の情報記録媒体について、図６を用いて、上記実施の形態２と異なる点が中心に説明される。図６は、本発明の実施の形態６における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。この図６では、実施の形態２と異なり、第１の反射光低減部として再生光の反射率を低減する光学特性を有する反射率低減部が用いられている。

図６に示すように、本実施の形態の情報記録媒体１４Ｅは、基板９Ａと、上記基板９Ａの光の入射側に形成された記録層１を含む記録部３を具備している。記録部３は記録光により記録層１の光学定数を変化させることにより、３次元的に記録可能である。そして、上記基板９Ａの光の入射側とは反対面に、少なくとも再生光７の反射率を低減する光学特性を有する反射率低減部１９（第１の反射光低減部）が形成されている。

本実施の形態の情報記録媒体１４Ｅが実施の形態２の情報記録媒体１４と異なる点は、基板９Ａの光の入射側とは反対の裏面１３に、反射率低減部１９が形成されている点である。

反射率低減部１９としては、具体的には、例えば、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２、ＴｉＯ_２等の誘電体膜からなる厚さ０．１〜２μｍ程度の反射防止膜が挙げられる。誘電体膜は単層であっても多層であってもよい。また、反射率低減部１９は前記のような誘電材料による場合だけでなく、再生光波長よりも周期が小さく円錐形や円柱状のサブ波長構造と呼ばれる高さが０．２〜２μｍ程度の回折光学素子を用いてもよい。サブ波長構造の回折光学素子は、例えば射出成形によれば、基板９の裏面１３に一体化された形状で作製できるので低コスト化の点で好ましい。

本発明において反射率低減部１９が第１の反射光低減部として使用される場合、再生光の反射率の低減量は５％以上あれば効果があり、５０％以上がより好ましい。

本実施の形態では、記録ピット５を通り抜けた透過光１０は基板９Ａの裏面１３に達するが、例えばサブ波長構造面を有する反射率低減部１９により、ほとんど吸収、反射されることなく、透過光１２として基板９Ａから空気中に抜けていく。このため、基板９Ａ側から記録部３に戻ってくる再生光の反射光の量が少なくなる。特に、再生光の反射は基板９Ａの裏面１３で大きいため、このような反射率低減部１９を設けることが効果的である。

従って、本実施の形態６の情報記録媒体でも、基板９Ａ側から戻ってくる迷光となる反射光が低減される効果により、ノイズ光が減少し、再生信号のＳＮ比が改善される。

既述のように、上記の反射率低減部１９は他の実施の形態の情報記録媒体の基板の裏面に設けても同様に効果が得られる。例えば、再生光の反射率の低減量が少ない場合、反射率低減部と光吸収部を併用してもよい。具体的には、例えば、反射率低減部１９が形成された基板９Ａに光吸収部として光吸収材料を含有する基板を用いてもよい。また、記録部３と基板９Ａとの間に光吸収層を設けてもよい。このような光吸収部が併用されると、さらに基板側からの反射光が低減される。

さらに、本実施の形態でも、記録層はトラックガイド溝のない記録層を用い、トラックガイド層が別に形成される構成を採用してもよい。また、記録部の全体が記録層となる構成を採用してもよい。

（実施の形態７）
次に、本発明の光学情報記録再生装置が説明される。図７に示されるように、本実施の形態の光学情報記録再生装置４０は、点線で囲まれた光ピックアップ部３８を有している。この光ピックアップ部３８には、記録用光源２０ａと再生用光源２０ｂのそれぞれ波長が異なる２種類の光源を設けられている。そして、光源２０ａ、２０ｂから情報記録媒体１４までの光路中に、ビームスプリッタ２７ａ、２７ｂ、コリメータレンズ２８、立ち上げミラー３２、波長板３１、球面収差補正素子２４、対物レンズ６が配置されている。復路のビームスプリッタ２７ｂから光検出器３０の光路には、フォーカス／トラック誤差信号検出素子２６、検出レンズ２３、情報記録媒体１４の層間クロストークを小さくするピンホール２５が配置されている。

情報記録媒体１４は、シャーシ底面３５に取り付けられたモータ３３のシャフト３４の先端部に、媒体の中心部が挿入されている。この情報記録媒体１４は、実施の形態６で説明された基板９の裏面に反射率低減部１９が設けられた構成を有している。そして、情報記録媒体１４に対して対物レンズ６とは反対側の情報記録媒体１４との対向面に、第２の反射光低減部として光吸収体３７が配置されている。

この光吸収体３７は、情報記録媒体１４を透過する少なくとも再生光の反射光を低減する光学特性を有している。第２の反射光低減部の機能を有する手段としては、上記実施の形態で述べられた光吸収部あるいは反射率低減部と同様の構成が採用される。この実施の形態では、実施の形態１で述べられたカーボンブラック等の少なくとも再生光を吸収する光学特性を有する光吸収材料を含有する光吸収体３７が情報記録媒体１４と対向する面に形成されている。図７では光吸収体３７は光学情報記録再生装置４０のケース蓋３６の情報記録媒体１４との対向面に形成されているが、対向物が他の構成である場合には、その対向物の情報記録媒体１４と対向する面に光吸収体３７が設けられる。

このように、情報記録媒体１４を透過する少なくとも再生光の反射光を吸収する光学特性を有する光吸収体３７が光学情報記録再生装置４０に形成されることにより、３次元記録可能な情報記録媒体が用いられる場合でも、優れたＳＮ比が得られる。なお、光吸収体３７は他の実施の形態と同様に、記録光も吸収する光学特性を有することが好ましい。

光吸収体３７の大きさは、透過光１２が基板９の裏面から発散光となって出てくるので、そのＸ軸方向のサイズは発散光が到達する範囲よりも大きくすることが好ましい。また光ピックアップ部３８が情報記録媒体１４の片側（図７ではシャフトに対して情報記録媒体１４の左半分）を、記録再生位置に応じて±Ｙ軸方向に移動するため、光吸収体３７のＹ軸方向のサイズは、その移動距離よりも大きい方が好ましい。

記録用光源２０ａは、パルス幅が、例えば１００フェムト秒から１０ナノ秒で波長λ_２が０．７８μｍの記録用の半導体パルスレーザ光源である。再生用光源２０ｂは、例えば、波長λ_１が０．６６μｍの再生用の半導体レーザ光源である。低コスト化のためにこのような半導体レーザ光源の使用が好ましい。２光子吸収記録や多光子吸収記録、プラズマ記録のような非線形吸収記録においては、パルス光源を用いることによりピークパワの大きな記録光が得られやすい。

また、そのような記録では、記録ピットサイズは、その非線形吸収現象により、通常の１光子吸収記録に比べて小さくなる（２光子吸収記録では、スポット径は０．７倍に微細化される）ため、再生光波長で情報記録媒体１４の記録容量が決まる。そのため、記録用光源２０ａの波長よりも短い再生用光源２０ｂの波長が用いられると、さらなる高密度化が得られる。２光子吸収記録では、再生用光源２０ｂの波長は、記録用光源２０ａの波長の約０．７倍が望ましい。

なお、半導体レーザ光源であれば、ピークパワの大きなパルス光を出射させて記録用光源２０ａとし、ピークパワの小さな連続光を出射させて再生用光源２０ｂとすることにより、記録用光源２０ａが再生用光源２０ｂを兼ねてもよい。その場合はビームスプリッタ２７ａ等の部品点数が減るため構成が簡単になるが、高密度化という点では、別光源が用いられる場合よりも劣る。

波長板３１は、対物レンズ６と光源２０までの記録再生光の共通光路に配置されている。この波長板３１は波長の違いを利用して、記録光２２ａに対しては実質的にλ／４板か、またはそれに近くなるように設計され、再生光２２ｂに対しては実質的にλ／２板もしくはλ板となるか、またはそれに近くなるように設計されている。また、ビームスプリッタ２７ａも、両波長の違いを利用し、記録光２２ａは透過、再生光２２ｂは反射する。さらに、ビームスプリッタ２７ｂも、両波長の違いを利用し、記録光２２ａに対しては偏光ビームスプリッタとして機能し、再生光２２ｂに対しては、偏光方向にほとんど依存しないハーフミラーとして機能するように設計されている。

本実施の形態の光学情報記録再生装置４０は、図７に示すように、記録時においては、記録用光源２０ａからＹ軸方向に出射された直線偏光でピークパワの比較的大きなパルスレーザ光の記録光２２ａが、まずビームスプリッタ２７ａを通過する。そして、記録光２２ａはコリメータレンズ２８により、略平行光となり、ビーム分岐素子であるビームスプリッタ２７ｂを透過して、立ち上げミラー３２によって光路が−Ｚ軸方向に折り曲げられる。−Ｚ軸方向に折り曲げられた記録光２２ａは、波長板３１で実質的に円偏光に変換され、球面収差補正素子２４を通過して、例えば、開口数ＮＡ＝０．８５、焦点距離２ｍｍの対物レンズ６によって、本発明の実施の形態６で説明された情報記録媒体１４に照射される。記録光２２ａは保護層４を通過して記録部３の所望の記録層１ｂに集光され、その反射光を利用してフォーカスサーボ、及びトラックサーボを行いながら、２光子吸収または多光子吸収等のような非線形吸収現象を用いて、記録層１に記録ピット５の列が記録される。

この時、収束光が通過する記録部３の厚さが記録深さにより異なるので、光源２０から対物レンズ６までの光路中に設けた球面収差補正素子２４で記録部３に記録する記録ピット５の記録深さに応じて、球面収差補正素子２４は球面収差量を制御しながら記録するようにすれば、記録ピット５が精度良く形成される。球面収差補正素子２４は、屈折率分布が可変である液晶素子や、凹レンズと凸レンズを組み合わせてアクチュエータで両レンズの光軸方向の間隔が可変のビームエキスパンダー、または多分割ミラーやデフォーマブルミラー等のマイクロマシンが用いられる。

本発明の情報記録媒体１４は２光子吸収過程等を利用した３次元記録を行うために金属反射膜を記録部３と基板９との間に有さないため、記録光２２ａの一部は情報記録媒体１４を透過し、基板９の裏面から透過光１２となり出射される。透過光１２はケース蓋３６で反射され、その一部が媒体に再入射し、検出器３０で検出されると迷光となるが、本発明では透過光１２は第２の反射光低減部である光吸収体３７に入射し、ほとんど吸収される。すなわち、再生光とともに記録光も吸収する光学特性を有する光吸収体３７が情報記録媒体１４に対して対物レンズ６と反対側の対向面に設けられることにより、透過光１２がケース蓋３６等に反射して戻ってくる反射光が低減される。このため、迷光となる反射光が光検出器３０にほとんど戻らず、その結果、記録時には、サーボ信号への混入が防がれ、そのＳＮ比が向上される。

再生時においては、再生用光源２０ｂから出射された直線偏光のレーザ光である再生光２２ｂは、ビームスプリッタ２７ａによりＹ軸方向に折り曲げられ、同じく、コリメータレンズ２８により、略平行光となり、ビームスプリッタ２７ｂを透過して、立ち上げミラー３２によって光路を−Ｚ軸方向に折り曲げられる。そして、−Ｚ軸方向に折り曲げられた再生光２２ｂは、波長板３１、球面収差補正素子２４を通過して、直線偏光のまま、対物レンズ６によって情報記録媒体１４の記録部３の所望の記録層１ｂの記録ピット５に集光する。

記録ピット５によって反射された光は、逆方向に折り返され、対物レンズ６、球面収差補正素子２４、波長板３１、立ち上げミラー３２を順に通過し、ビームスプリッタ２７ｂにより光軸をＺ軸方向に曲げられ、回折型フォーカス／トラック誤差信号検出素子２６によって、複数の光に分岐され、検出レンズ２３により収束光２９、２９’となる。再生信号光となる収束光２９はピンホール２５を通過して微小光検出器３０ａにより信号が検出される。分岐されたフォーカス／トラック誤差信号となる収束光２９’は、ピンホールを通過させずに、別の光検出器３０ｂで検出される。フォーカス／トラック誤差信号となる収束光２９’は、ピンホールを通過させない構成により、非点収差法もしくはＳＳＤ法（Ｓｐｏｔ Ｓｉｚｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、３ビームトラッキング法のような従来方法で、それぞれフォーカスやトラック誤差信号が検出される。すなわち所望の記録層１ｂからの反射光を利用してフォーカスサーボ、及びトラックサーボを行いながら、記録層の光学定数の変化に基づく反射率の違いから記録ピットが再生される。

検出レンズ２３の焦点距離は、例えば３３ｍｍであり、収束光２９のエアリーディスク径は、例えば９．６μｍである。ピンホール２５は、収束光２９の略焦点の位置に設置されている。ピンホール２５が設けられることにより、所望の記録層１ｂの上下の記録層１ａ、１ｃ、１ｄ、及び１ｅにおける記録ピットの列からの不要な反射光であるクロストーク光（層間クロストーク）がピンホール２５外部に分布する。それらの光はピンホール２５内に入らなくなるため、層間クロストークが減少する。また、ピンホール２５の代わりに、光検出器の受光部がピンホール径の大きさを有する微小光検出器３０ａにより、収束光２９が検出されるようにしても同様の効果が得られる。

本実施の形態では、ピンホール２５の大きさが収束光２９のエアリーディスク径の５倍以下であれば、例えば、記録層１の層間隔（すなわち、中間層２の厚さ）が５〜８μｍ でも問題ないレベル（層間クロストーク量≦３０ｄＢ）まで再生信号の品質が向上される。ただし、ピンホール２５の大きさを小さくして、記録層１の間隔を小さくし過ぎると、ピンホール２５に入る光量が減少したり、環境温度により光学系が歪んで、収束光２９がピンホール２５の中心からずれる傾向がある。また、光量が低下する場合、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を使用することにより信号強度が強められる。このため、記録層１の層数が多い場合や材料の制限で検出光量が低下しすぎるときはＡＰＤを用いると効果的である。

再生時に、再生光２２ｂの一部は情報記録媒体１４の所望の記録層１ｂ、及び反射率低減部１９を透過し、基板９の裏面から透過光１２となり出射される。このため、記録光の場合と同様に、光吸収体３７により、透過光１２がケース蓋３６等で反射されて再入射する反射光の光検出器３０への進入が防止される。その結果、再生時には、フォーカスサーボ、及びトラックサーボ信号への混入を防ぐだけでなく、再生信号に対してもそのＳＮ比が向上される。

また、第２の反射光低減部である光吸収体３７は媒体に入射する再生光の光軸に対して傾いた面を有することが好ましい。回折あるいは散乱なく情報記録媒体１４を透過する主たる透過光の光軸は媒体に入射する再生光２２ｂの光軸と一致するため、その光軸に対して傾いた面を有する光吸収体であれば、反射光があったとしても、媒体へ再入射する反射光が低減され、光検出器３０に入りにくくなる。

なお、情報記録媒体１４を透過した再生光の反射光が所定量低減されれば、第２の反射光低減部の構造は特に制限されない。例えば、記録光と再生光の両方を吸収する光学特性を有する光吸収体が第２の反射光低減部として用いられる場合で、記録光と再生光の波長が異なる場合、それぞれの光に対して有効な材料を混合して光吸収体としてもよく、また各光吸収体が積層された構造であってもよい。

本実施の形態では、基板の裏面に反射率低減部が設けられた情報記録媒体が用いられたが、上述された実施の形態１〜５のいずれの情報記録媒体も制限なく使用される。その場合、情報記録媒体が第１の反射光低減部を有していれば、媒体内における基板側からの反射光が低減される。また、基板側からの反射光となる記録部を透過した記録光や再生光の透過光が第１の反射光低減部で吸収されると、吸収された光は吸収領域で熱に変換される。従って、第１の反射光低減部での吸収量が多く、熱変形の恐れがある場合、第１の反射光低減部では熱変形の心配のない量の光を吸収し、それ以外は情報記録媒体の外部に透過させ、第２の反射光低減部でそれらの透過光を吸収することが望ましい。

また、情報記録媒体１４に基板９側からの再生光の反射光を低減する第１の反射光低減部が形成されていない場合でも、記録層の層数が多い場合、特に２光子吸収や多光子吸収等の非線形吸収現象を用いて記録される場合は、最下層の記録層（図７では１ｅ）に比較的大きなパワを照射する方が感度的に有利である。この場合、情報記録媒体１４から比較的大きなパワの光が透過する。従って、光学情報記録再生装置４０に形成された第２の反射光低減部によって情報記録媒体１４を透過する透過光１２が吸収されることにより、ケース蓋３６等の情報記録媒体１４の対向面に位置する部材に反射して光検出器３０に戻ってくる反射光が減少し、信号のＳＮ比が改善される効果が得られる。

以上、実施の形態１〜７により本発明の情報記録媒体及び光学情報記録再生装置について説明されたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、それぞれの実施の形態で説明された情報記録媒体及び光学情報記録再生装置との構成を組み合わせた情報記録媒体及び光学情報記録再生装置も本発明に含まれ、同様の効果が得られる。また、上記の情報記録媒体は追記型以外に書き換え型も含まれる。

なお、上記実施の形態で用いた対物レンズとコリメータレンズ、検出レンズは便宜上名付けたものであり、一般にいうレンズと同じである。

また、上記実施の形態はいずれも基板の片面のみに記録部を有する情報記録媒体について説明されたが、本発明は基板上に記録部を有する２つの基板が接合された基板の両面に記録部を有する情報記録媒体にも適用可能である。

また、上記実施の形態は、情報記録媒体として光ディスクを例に挙げて説明されたが、同様の光学情報記録再生装置で厚みや記録密度等の複数の仕様の異なる媒体が再生されるように設計されたカード状やドラム状、テープ状の製品への適用も本発明の範囲に含まれる。

以上のように、本発明の一側面は、基板と、前記基板上に形成された記録層を有する記録部と、前記基板側からの再生光の反射光を低減する第１の反射光低減部とを備え、前記記録部は、記録光により前記記録層の光学定数を変化させることによって記録ピットを３次元的に記録可能であり、前記第１の反射光低減部は、前記記録部の再生光の入射側とは反対側に形成されている情報記録媒体である。

前記情報記録媒体によれば、従来の光ディスクと異なり、記録部と基板との間に金属反射膜を有さず、また、記録ピットからの反射光の光量が少ない３次元記録可能な情報記録媒体であっても、基板側からの再生光の反射光に起因する迷光が十分に低減され、記録層の反射率を大きく増加することなく下層に位置する記録層からも良好なＳＮ比の再生信号が得られる。

また、本発明において、前記第１の反射光低減部は前記再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部が好ましい。

前記第１の反射光低減部として再生光の波長を吸収する光学特性を有する光吸収部が用いられれば、再生光が媒体内で吸収されるため反射光が十分に低減される。

また、本発明において、前記第１の反射光低減部は前記再生光の反射率を低減する光学特性を有する反射率低減部が好ましい。

前記第１の反射光低減部として再生光の反射率を低減する光学特性を有する反射率低減部が用いられれば、媒体内の基板側での再生光の反射率が低減されるため、反射光が十分に低減される。

本発明において、前記基板は光吸収部を兼ねてもよい。

前記構成によれば、基板の裏面からの再生光の反射光が十分に低減される。

本発明において、前記光吸収部は、前記基板と前記記録部との間に形成された光吸収層としてもよい。

前記構成によれば、基板の裏面及び基板と記録部との界面で生ずる再生光の反射光が低減される。

本発明において、前記光吸収部は、前記基板の再生光が入射する側とは反対側に形成された光吸収層であってもよい。

前記構成によっても、基板の裏面での再生光の反射光が十分に低減される。

本発明において、前記記録部としては、例えば、記録層と中間層とが交互に複数積層形成された記録部が使用される。

本発明は、媒体内に第１の反射光低減部が形成されているため、３次元記録のために多層の記録層を有する情報記録媒体であっても、十分なＳＮ比が確保される。

また、本発明において、前記記録部としては、例えば、記録部全体が記録層である記録部が使用される。

前記構成の記録部であれば、さらに記録層と中間層との界面での反射も低減され、また製造も容易となる。

また、本発明において、前記第１の反射光低減部は、さらに前記基板側からの記録光の反射光を低減させる光学特性を有することが好ましい。

前記構成によれば、記録時においても基板側からの記録光の反射光のトラック誤差信号への混入が抑制される。

そして、本発明において、前記記録部の再生光が入射する側に、保護層をさらに具備することが好ましい。

前記構成によれば、媒体表面の塵埃の影響が低減される。

また、本発明において、前記記録層がトラックガイド溝のない記録層であり、前記基板と前記記録部との間にトラックガイド層を有することが好ましい。

前記構成によれば、記録層がトラックガイド溝を有していないため、該トラックガイド溝の凹凸による反射回折光が低減される。

さらに、本発明において、前記記録層がトラックガイド溝のない記録層であり、前記光吸収層と前記基板との間にトラックガイド層を有し、前記光吸収層はトラックガイド照射光とトラックガイド反射光を透過する光学特性を有することが好ましい。

前記構成によれば、再生光の記録ピットを透過した透過光が基板に入射する前に減衰されるため、基板側からの再生光の反射光が低減される。また、光吸収層を透過した透過光の一部は基板の裏面で反射され反射光が記録部に再入射する前に光吸収層で吸収される。さらに、トラックガイド溝の凹凸によって生ずる反射回折光も低減される。そして、光吸収層がトラックガイド照射光及びトラックガイド反射光を透過する機能を有しているため、トラックガイド溝の検出が妨げられることもない。

本発明において、前記光吸収部は前記再生光を吸収する光学特性を有する光吸収材料または前記光吸収材料と樹脂との混合物を含有することが好ましい。

前記構成の光吸収部であれば、容易に光吸収部が作製される。

また、本発明において、前記樹脂はポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ノルボルネン樹脂及びシクロオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも１種が好ましい。

前記構成によれば、容易に光吸収材料を有する光吸収部が作製される。

また、本発明において、前記光吸収材料は炭素材料、有機色素、染料、顔料及び半導体粒子から選ばれる少なくとも１種が好ましい。

前記構成によれば、前記光吸収材料は光吸収性能に優れるため、光吸収部がこれらを含有することにより反射光が十分に低減される。

さらに、本発明において、前記第１の反射光低減部は前記再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部と前記再生光の反射率を低減する光学特性を有する反射率低減部の両方を有することが好ましい。

第１の反射光低減部として、光吸収部と反射率低減部の両方を有すれば、さらに基板側からの再生光の反射光が低減される。

また、本発明において、前記光吸収部の再生光の入射側に前記反射率低減部を備えることが好ましい。

前記構成によれば、再生光が記録ピットを通過して基板に入射する際の記録部と基板との界面での反射も低減される。

本発明において、前記反射率低減部は誘電体膜またはサブ波長構造を有する回折光学素子が好ましい。

前記構成によれば、再生光の反射率が十分に低減されるため、基板側からの再生光の反射光が十分に低減される。

また、本発明において、前記反射率低減部は前記基板の再生光の入射側とは反対側に形成されることが好ましい。

前記構成によれば、基板の裏面での再生光の反射光が低減される。

本発明において、前記記録層はフォトポリマー、もしくはジアリールエテン及びその誘導体の１種の記録材料を含有することが好ましい。

前記構成によれば、２光子吸収過程を利用して記録層に記録ピットが記録されるため、高密度化が達成される。

本発明において、前記記録層はさらに前記記録光及び再生光に対して略透明な樹脂を含有することが好ましい。

前記構成によれば、多層の記録層を有する記録部であっても最下層まで十分に光が到達する。

また、本発明において、前記記録層には前記記録光により前記記録材料を感光させる波長の光を発光する蛍光材料を含有することが好ましい。

前記構成によれば、蛍光材料は２光子吸収過程での記録感度が高いため、２光子蛍光により、１光子吸収の感度が優れている記録材料が１光子吸収過程で感光される。

本発明において、前記光学定数としては、屈折率が好ましい。

前記構成によれば、記録層の屈折率の変化は吸収変化よりも光の損失が少ないため、多層構造の情報記録媒体に好適である。

そして、本発明の情報記録媒体は迷光による影響が低減されているため、２光子吸収記録による記録で記録容量の増大が可能となる。

また、本発明の他の側面は、記録層の光学定数を変化させることによって記録ピットを３次元的に記録可能な記録部を有する情報記録媒体を記録再生する光学情報記録再生装置であって、記録光を出射する光源と、再生光を出射する光源と、前記光源から出射される記録光及び再生光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体から反射される光を検出する光検出器と、前記対物レンズとは反対側の前記情報記録媒体と対向する面に、前記情報記録媒体を透過する再生光の反射光を低減する第２の反射光低減部とを備える光学情報記録再生装置である。

前記光学情報記録再生装置によれば、情報記録媒体が３次元記録のために記録部と基板との間に金属反射膜を有さないため、媒体を透過した再生光の透過光が装置側に出射されるが、装置の媒体との対向面に第２の反射光低減部が設けられているため、透過光の反射が少なくなり、媒体に戻る反射光が低減されて良好なＳＮ比が得られる。

また、前記情報記録媒体は、基板側からの再生光の反射光を低減する第１の反射光低減部を、前記記録部の再生光の入射側とは反対側に備える情報記録媒体が好ましい。

前記構成によれば、媒体に第１の反射光低減部を有するため媒体内での反射光が低減されるとともに、装置での透過光の反射光が低減されるため、さらにＳＮ比が改善される。

また、前記第２の反射光低減部は、前記光源から情報記録媒体に入射する再生光の光軸に対して傾いた面を有することが好ましい。

前記構成によれば、反射光があったとしても、媒体への再入射が防止される。

また、前記第２の反射光低減部は、少なくとも再生光を吸収する光学特性を有する光吸収体が好ましい。

前記構成によれば、媒体を透過した再生光の透過光が光吸収体により吸収されるため、媒体に再入射する反射光が低減される。

また、前記記録層を記録するための光源はパルス幅が１００フェムト秒から１０ナノ秒のパルス光を発する半導体レーザ光源が好ましい。

前記構成によれば、ピークパワの大きな記録光が得られる。

そして、本発明において、前記記録層への記録は２光子吸収記録が好ましい。

前記構成によれば、多層の記録層を有する記録部に３次元に情報が記録される。

本出願は、２００４年１１月１５日出願の日本国特許出願２００４−３３０２１１号に基づく優先権を主張するものであり、前記内容は参照により本出願に組み込まれる。

本発明の情報記録媒体及び光学情報記録再生装置によれば、ノイズ光となる記録ピット以外からの迷光が低減される。従って、３次元記録可能な情報記録媒体及び光学情報記録再生装置への利用が可能である。

図１は、本発明の実施の形態１における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。 図２は、本発明の実施の形態２における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。 図３は、本発明の実施の形態３における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。 図４は、本発明の実施の形態４における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。 図５は、本発明の実施の形態５における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。 図６は、本発明の実施の形態６における情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。 図７は、本発明の実施の形態７における光学情報記録再生装置の構成と光の伝搬を示す説明図である。 図８は、従来の情報記録媒体の構成と信号の記録／再生を示す説明図である。

Claims (20)

1. 基板と、前記基板上に形成された記録層を有する記録部と、前記基板側からの再生光の反射光を低減する第１の反射光低減部とを備え、
   前記記録部は、記録光により前記記録層の光学定数を変化させることによって記録ピットを３次元的に記録可能であり、
   前記第１の反射光低減部は、前記記録部の再生光の入射側とは反対側に形成されると共に、前記再生光を吸収する光学特性を有する光吸収部を含み、前記光吸収部は、前記基板と前記記録部との間に形成された光吸収層を含み、前記記録層はトラックガイド溝のない記録層であり、前記光吸収層と前記基板との間にトラックガイド層を有し、前記光吸収層は再生光とは波長が異なるトラックガイド照射光とトラックガイド反射光を透過する光学特性を有し、
   前記光吸収部は、前記基板の再生光が入射する側とは反対側に形成された光吸収層を含む情報記録媒体。
2. 前記第１の反射光低減部は、前記再生光の反射率を低減する光学特性を有する反射率低減部を含み、前記反射率低減部が、前記基板の再生光の入射側とは反対側に形成されている請求項１に記載の情報記録媒体。
3. 前記記録部は、記録層と中間層とが交互に複数積層された構造を有する請求項１に記載の情報記録媒体。
4. 前記記録部の全体が記録層である請求項１に記載の情報記録媒体。
5. 前記第１の反射光低減部は、さらに前記基板側からの記録光の反射光を低減する光学特性を有する請求項１に記載の情報記録媒体。
6. 前記記録部の再生光が入射する側に、保護層をさらに具備する請求項１に記載の情報記録媒体。
7. 前記光吸収部は、前記再生光を吸収する光学特性を有する光吸収材料または前記光吸収材料と樹脂との混合物を含有する請求項１に記載の情報記録媒体。
8. 前記樹脂は、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ノルボルネン樹脂及びシクロオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも１種である請求項７に記載の情報記録媒体。
9. 前記光吸収材料は、炭素材料、有機色素、染料、顔料及び半導体粒子から選ばれる少なくとも１種である請求項７に記載の情報記録媒体。
10. 前記記録層は、フォトポリマー、もしくはジアリールエテン及びその誘導体の１種の記録材料を含有する請求項１に記載の情報記録媒体。
11. 前記記録層は、さらに前記記録光及び再生光に対して略透明な樹脂を含有する請求項１０に記載の情報記録媒体。
12. 前記記録層は、さらに前記記録光により前記記録材料を感光させる波長の光を発光する蛍光材料を含有する請求項１０に記載の情報記録媒体。
13. 前記光学定数は、屈折率である請求項１に記載の情報記録媒体。
14. 前記記録層への記録が、２光子吸収によって行われる請求項１に記載の情報記録媒体。
15. 請求項１に記載の情報記録媒体を記録再生する光学情報記録再生装置であって、
    記録光を出射する光源と、
    再生光を出射する光源と、
    前記光源から出射される記録光及び再生光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
    前記情報記録媒体から反射される光を検出する光検出器と、
    前記対物レンズとは反対側の前記情報記録媒体と対向する面に、前記情報記録媒体を透過する再生光の反射光を低減する第２の反射光低減部とを備える光学情報記録再生装置。
16. 前記情報記録媒体が、基板側からの再生光の反射光を低減する第１の反射光低減部を、前記記録部の再生光の入射側とは反対側に備える情報記録媒体である請求項１５に記載の光学情報記録再生装置。
17. 前記第２の反射光低減部は、前記光源から情報記録媒体に入射する再生光の光軸に対して傾いた面を有する請求項１５に記載の光学情報記録再生装置。
18. 前記第２の反射光低減部は、少なくとも再生光を吸収する光学特性を有する光吸収体を含む請求項１５に記載の光学情報記録再生装置。
19. 前記記録層への記録は、パルス幅が１００フェムト秒から１０ナノ秒のパルス光を発する半導体レーザ光源によって行われる請求項１５に記載の光学情報記録再生装置。
20. 前記記録層への記録は、２光子吸収によって行われる請求項１５に記載の光学情報記録再生装置。

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