JP5077255B2

JP5077255B2 - 光記録再生方法

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Publication number: JP5077255B2
Application number: JP2009019731A
Authority: JP
Inventors: 次郎吉成; 小須田　　敦子; 直樹林田; 素宏井上; 紀行河野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010176762A

Description

この発明は、ホログラフィを利用して情報を記録する記録層とサーボ層とを有する光記録媒体による記録再生方法に関する。

特許文献１には、記録媒体にフォーマットホログラム（反射型ホログラム）を形成した後に、該フォーマットホログラムを局所的に変性することによって、反射率を変化させてビットバイビット記録をするデータ書き込みのシステム及び方法が開示されている。

又、特許文献２には、上記のような、フォーマットホログラムを局所的に変性することによって情報を記録する記録媒体に、ホログラム層とは別にデディケイテッドサーボ層を設け、このサーボ層によりサーボをとることが開示されている。

更に、非特許文献１には、上記のように、デディケイテッドサーボ層でサーボをとりながら、情報を再生すると、光ヘッドの、チルトに対してマージンが小さくなり、良好に再生が困難になることが開示されている。

又、この非特許文献１には、マイクロホログラムとしてホログラム記録層を設け、このマイクロホログラムそのものを直接トラッキングサーボすることによって、チルトに対してマージンのあるトラッキングサーボ特性を得ることもできると開示されている。

更に又、特許文献３には、デディケイテッドサーボ層とは別に、データ記録以前に、情報記録層にフォーカス、トラッキングエラーを検出可能なサーボシステムを設けることが開示されている。

特表２００２−５０２０５７号公報ＵＳ６，５７４，１７４Ｂ１ＵＳ６，７３８，３２２Ｂ２

Ｍiyamoto，et．al．，Ｔech．Ｄigest of ＩＳＯＭ／ＯＤＳ２００８，ＭＢ０４

上記のように、フォーマットホログラムを用いた光記録媒体の再生時に、デディケイテッドサーボを用いて再生することは、チルトマージンが狭いために良好な情報再生を実現するには困難を伴う。

一方、マイクロホログラム表面に直接トラッキングサーボ（ダイレクトサーボ）する場合は、チルトマージンが広がるが、フォーマットホログラム層が複数の場合に、各層にサーボマークを形成するには膨大な時間が必要であり、光記録媒体の製造コストが大幅に増大してしまうという問題点がある。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、低コストで、ダイレクトサーボによる良好な情報再生を実現することができる反射型ホログラムを用いた光記録再生方法を提供することを課題とする。

本発明者は、情報記録時に反射型ホログラム層とは別個に設けられたサーボ層によってトラッキングサーボを行なって、データ情報とトラッキング情報とを同一の反射型ホログラム層に記録し、再生時には、反射型ホログラム層に形成したトラッキング情報を用いて情報再生をすることによって、低コストでチルトマージンが広い良好な再生特性が得られることを見出した。

即ち、以下の実施例により上記課題を解決することができる。

（１）反射型ホログラム層で形成された情報記録層と、この情報記録層とは異なる位置に形成されたデディケイテッドサーボ層とを有する光記録媒体における前記情報記録層に、記録用レーザビームを照射し、前記反射型ホログラムをデータ情報に対応して局所的に変性させることにより情報を記録する光記録再生方法であって、前記デディケイテッドサーボ層を利用するトラッキングサーボを行なって、データ情報とサーボ用マークとを、前記反射型ホログラム層に記録し、再生用レーザビームの照射により、前記反射型ホログラム層に記録された前記サーボ用マークによるトラッキングサーボを行なって、前記記録されたデータ情報の再生をすることを特徴とする光記録再生方法。

（２）前記サーボ用マークは、トラッキングサーボ用マーク及びフォーカスサーボ用マークを含み、前記データ情報を記録しようとする反射型ホログラム層と前記デディケイテッドサーボ層との距離を測定し、該測定された距離に基づき、前記反射型ホログラム層を決定して、フォーカス用サーボマークを形成することを特徴とする（１）に記載の光記録再生方法。

（３）前記フォーカス用サーボマークを、前記反射型ホログラム層におけるホログラムを層状に消去することにより形成することを特徴とする（２）に記載の光記録再生方法。

（４）前記情報記録層は、複数の反射型ホログラム層と、その間のスペーサ層からなり、前記サーボ用マークは、トラッキングサーボ用マークから構成されていることを特徴とする（１）に記載の光記録再生方法。

（５）前記情報記録層は、前記情報記録層の厚さ方向に変調されている複数の反射型ホログラム層からなり、前記サーボ用マークは、トラッキングサーボ用マークから構成されていることを特徴とする（１）に記載の光記録再生方法。

本発明の光記録再生方法では、記録時に、デディケイテッドサーボ層によるサーボに基づいて、同一の反射型ホログラム層にデータ情報、サーボ情報を記録することによって、フォーマットを別途に構成する必要がなく、低コストでサーボ情報を記録することができる。又、再生時には、前記反射型ホログラム層に記録されたサーボ情報に基づいてダイレクトサーボ再生することができ、チルトマージンの広い良好な再生特性を得ることができるという効果を有する。

本発明に係る光記録再生方法を実施するための光記録媒体、光ヘッドの光学系及び制御回路を示すブロック図反射型ホログラム層が形成され、情報記録可能な状態となった光記録媒体を模式的に拡大して示す断面図本発明の実施例１及び２に係る光記録媒体の反射型ホログラム層を形成するための、反射型ホログラム形成光学系を示すブロック図図３の反射型ホログラム形成光学系により反射型ホログラム層が形成された実施例１に係る光記録媒体の概略を模式的に示す断面図図３の反射型ホログラム記録光学系により反射型ホログラムが形成された光記録媒体における反射型ホログラムの形成状態を測定するためのホログラム測定光学系を示すブロック図図２の光記録媒体における反射型ホログラム層に同時に記録されたトラッキングサーボ信号のマーク及びデータ信号のマークを示す模式図情報記録層を、複数の反射型ホログラム層とスペーサ層とを交互に積層して形成した、実施例２に係る光記録媒体の概略を模式的に示す断面図反射型ホログラム層の反射率を深さ方向に変調して形成した実施例３に係る光記録媒体の概略を模式的に拡大して示す断面図図８の光記録媒体に反射型ホログラムを深さ方向に変調して形成するためのホログラム形成光学系を示すブロック図同ホログラム形成光学系によって反射型ホログラムの深さ方向の空間変調ピッチを形成する際の、空間ピッチ変調を説明するためのベクトル図同反射型ホログラムにおけるホログラム強度を、媒体深さとの関係において示す強度分布図図９に示される反射型ホログラム形成光学系により、形成された反射型ホログラムにおける深さ方向の変調を確認するためのホログラム測定光学系を示すブロック図反射型ホログラム層での、反射率と深さとの関係である反射率の深さ依存性を示すグラフ

以下本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

実施例１は、図１に示される光記録媒体記録再生システム１０によって、図２に示される光記録媒体１２にデータ情報及びサーボ情報を記録し、再生するものであり、光記録媒体１２には、図３に示される反射型ホログラム形成光学系８０によって、厚さ方向に均一の反射型ホログラム層が形成される（図４参照）。なお、図４は光記録媒体１２の概略を示している。

まず、図１を参照して、本実施例に係る光記録媒体記録再生システム１０について説明する。

図１に示されるように、この実施例１に係る光記録媒体記録再生システム（以下光記録再生システム）１０は、光記録媒体１２と、光ヘッド装置（以下光ヘッド）１４と、光ヘッド１４からの信号に基づいて、再生（ＲＦ）信号や、トラッキングエラー（ＴＥ）信号、フォーカスエラー（ＦＥ）信号等を出力する検出回路４０と、検出回路４０の出力信号に基づいて、光ヘッド１４を制御したり、光ヘッド１４を光記録媒体１２の半径方向及び厚さ方向に駆動するためのスライドモータ１５及び光記録媒体１２を回転駆動するためのスピンドルモータ１６を制御する制御装置５０と、検出回路４０からのＲＦ信号より基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信号処理回路７０と、システムコントローラ７２及びＤ／Ａコンバータ７４とを備えて構成されている。

図２に示されるように、光記録媒体１２は、ＤＶＤ基板と同様の、グルーブ１２Ｂが形成されたガラスディスク基板１２Ａと、グルーブ１２Ｂ上に成膜されたダイクロイック膜１２Ｃと、接着層１２Ｄを介してダイクロイック膜１２Ｃに接着されたガラス基板１２Ｅと、ガラス基板１２Ｅ上に形成されたホログラム材料からなる情報記録膜層１２Ｆと、この情報記録膜層１２Ｆを覆うカバー層１２Ｇとから構成されている。グルーブ１２Ｂ及びダイクロイック膜１２Ｃとにより、デディケイテッドサーボ層が構成されている。

上記光記録媒体１２は、図３の反射型ホログラム形成光学系８０（説明後述）におけるサンプルホルダー９０にセットされ、ＥＣＬＤ８２から出射されたレーザビームが、ビームスプリッタ８９により相互に干渉可能な偏光として、光記録媒体１２の、図３において上下から照射されることにより、反射型ホログラム層が形成されるものである。

光ヘッド１４は、図１に示されるように、信号記録再生用光学系２０と、サーボ信号検出用光学系３０と、アクチュエータ１７とを備えている。

このアクチュエータ１７には、信号記録再生用光学系２０における記録再生用対物レンズ２２、及び、サーボ信号検出用光学系３０におけるサーボ用対物レンズ３２が設けられ、又、記録再生用対物レンズ２２は、情報記録層１２Ｆの任意の深さ位置に合焦できるようにされている。

信号記録再生用光学系２０は、記録再生用のレーザビームを出射するレーザダイオードからなるレーザ光源２３と、このレーザ光源２３から出射されたレーザビームのｓ偏光又はｐ偏光の一方を図１において横方向に反射する偏光ビームスプリッタ２４と、この偏光ビームスプリッタ２４を通ったレーザビームを光記録媒体１２の情報記録層１２Ｆの特定の深さ位置に合焦させる上記記録再生用対物レンズ２２と、光記録媒体１２からの、上記光ビームの反射光が、記録再生用対物レンズ２２を経て偏光ビームスプリッタ２４を透過した後のレーザビームを受光する光検出器２５と、を同一光軸ＯＡ２上に備えて構成されている。

光軸ＯＡ２上には、偏光ビームスプリッタ２４と記録再生用対物レンズ２２との間に、コリメートレンズ２７、立上げミラー２８及びλ／４板２９がこの順で配置され、偏光ビームスプリッタ２４と光検出器２５との間に、センサレンズ２１が配置されている。

センサレンズ２１は、円柱レンズと球面レンズ（図示省略）から構成されていて、センサレンズ２１を透過した光ビームが略４５°の方向に所定の非点収差が与えられるようになっている。この非点収差は、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）の検出に使用される。

アクチュエータ１７は、例えばボイスコイルモータからなり、制御装置５０からの信号に基づいてフォーカス動作、トラッキング動作、チルト動作を行なうように構成されている。

サーボ信号検出用光学系３０は、上記信号記録再生用光学系２０と同様の構成であって、同一の光軸ＯＡ３上に、偏光ビームスプリッタ３４、コリメートレンズ３７、立上げミラー３８及びλ／４板３９を、この順で備えている。又、光記録媒体１２からの反射光が、偏光ビームスプリッタ３４に戻ってこれを透過した後に、この光ビームを受光する光検出器３５と偏光ビームスプリッタ３４との間に配置されたフィルター３１とを備えている。

検出回路４０は、エラー検出回路４１、波形等化器４２、整形器４３から構成されていて、制御装置５０は、制御回路５１とドライバ６１とから構成されている。

制御回路５１は、フォーカス制御回路５２、トラッキング制御回路５３、チルト制御回路５４、フォーカスジャンプ制御回路５５、スライド制御回路５６及びスピンドル制御回路５７から構成されている。

又、ドライバ６１は、フォーカスドライバ６２、トラッキングドライバ６３、チルトドライバ６４、フォーカスジャンプドライバ６５、スライドドライバ６６及びスピンドルドライバ６７から構成されている。

制御装置５０は、上記構成によって、検出回路４０からのフォーカスエラー（ＦＥ）信号、トラッキングエラー（ＴＥ）信号等に基づいて、光ヘッド１４のフォーカスサーボ、トラッキングサーボ及びスライドサーボ等を行なうと共に、スピンドルモータ１６の回転を制御するように構成されている。

又、信号処理回路７０は、検出回路４０からのＲＦ信号に復調、誤り検出／訂正等の処理を施してデータを再生するデジタル信号処理を行ない、Ｄ／Ａコンバータ７４を介してデジタル信号であるデータをアナログ信号に変換してから出力端子（図示省略）に供給するようにされている。符号７２はシステムコントローラを示す。

次に、図３に示す反射型ホログラム形成光学系８０について説明する。

この反射型ホログラム形成光学系８０は、レーザビームを出射する外部共振型ＬＤ（以下ＥＣＬＤ）８２と、このＥＣＬＤ８２から出射されたレーザビームを略円形にビーム整形するアナモリフィックプリズム８３と、光アイソレータ８４と、光シャッター８５と、光シャッター８５を通過したレーザビームのビームプロファイルを改良するための、レンズ対８６Ａ、８６Ｂ、その間のピンホール８６Ｃからなる空間フィルタ８６と、ミラー８７と、このミラー８７によって反射されたレーザビームの位相をシフトして、ｓ偏光とする１／２波長板８８と、このｓ偏光ビームを２光束に分割するビームスプリッタ８９と、ビームスプリッタ８９を透過したｓ偏光ビームをサンプルホルダー９０に保持された光記録媒体（以下、ホログラム形成前の光記録媒体をサンプルと称する）１２に向けて反射するミラー９１Ａと、ビームスプリッタ８９におる反射光を、サンプルホルダー９０のサンプル１２に向けて前記と反対方向から入射するように反射するミラー９１Ｂと、サンプルホルダー９０とミラー９１Ａ及び９１Ｂそれぞれの間に配置された２つのアパーチャ９３Ａ、９３Ｂと、を備えて構成されている。

前記ビームスプリッタ８９とミラー９１Ａ、９１Ｂとは、ビームスプリッタ８９から分割された２つの偏光ビームの、サンプルホルダー９０までの光路長が等しく、且つ、２つの偏光ビームが情報記録層１２Ｆ内を相互に反対方向から貫通するように設定されている。

次に、図５に示される、反射型ホログラム測定光学系９４について説明する。

この反射型ホログラム測定光学系９４は、前記図３に示される反射型ホログラム形成光学系８０に、一対の光検出器９５Ａ、９５Ｂ、一対の偏光ビームスプリッタ９６Ａ、９６Ｂ、一対の１／４波長板９７Ａ、９７Ｂ、及び、遮蔽板９８を加え、且つ、ミラー９１を除外したものと同等である。

他の構成は反射型ホログラム形成光学系８０の構成と同一であるので、同一構成部分には図３におけると同一符号を付することにより説明を省略するものとする。

この反射型ホログラム測定光学系９４においては、ミラー９１Ａとアパーチャ９３Ａとの間に、偏光ビームスプリッタ９６Ａ、１／４波長板９７Ａがこの順で配置され、又、ミラー９１Ｂとアパーチャ９３Ｂとの間に、偏光ビームスプリッタ９６Ｂと１／４波長板９７Ｂがこの順で配置され、光検出器９５Ａは、サンプル１２を通過した光がサンプルホルダー９０方向からアパーチャ９３Ａを通って偏光ビームスプリッタ９６Ａに入射し、ここで反射されたレーザビームを受光するようにされている。

又、光検出器９５Ｂは、サンプル１２で反射した光がサンプルホルダー９０方向からアパーチャ９３Ｂを通って、偏光ビームスプリッタ９６Ｂに入射し、ここで反射されたレーザビームを受光するようにされている。

次に、図３に示される反射型ホログラム形成光学系８０によってホログラム媒体に反射型ホログラム層を形成し、この反射型ホログラム層を、図５に示される反射型ホログラム測定光学系９４によってホログラム反射率（回折効率）を確認し、次に、図１に示される光記録再生システム１０によってデータ情報及びサーボ情報を記録し、再生する過程について説明する。

実施例１では、ホログラム記録材料を次のように作成した。

有機金属微粒子材料の合成；
テトラ−ｎ−ブトキシチタン、Ｔｉ（ＯＣ_４Ｈ_９）_４；（株）高純度化学研究所製）３．６５ｇと、２−エチル−１．３−へキサンジオール（東京化学工業（株）製）３．１ｇとを、ｎ−ブタノール溶媒１ｍｌ中で室温にて混合し、１０分間攪拌した。Ｔｉ（ＯＣ_４Ｈ_９）４／２−エチル−１．３−へキサンニオール＝１／２（モル比）の反応液に、ジフェニルジメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＬＳ−５３００）２．６ｇを加え、金属アルコキシド溶液とした。Ｔｉ／Ｓｉ＝１／２（モル比）である。

水０．２ｍｌ、２Ｎ塩酸水溶液０．０８ｍｌ、及び、ブタノール溶媒１ｍｌからなる溶液を、前記金属アイコキシド溶液に攪拌しながら、室温で滴下し、１時間攪拌を続けて加水分解反応及び縮合反応を行なった。これによって、ゲル溶液を得た。

光重合性モノマー；
光重合性化合物として、ポリエチレングリコールジアクリルレート（東亜合成（株）製、アロニックスＭ−２４５）１００重量部に、光重合開始剤としてイルガキュア９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）３重量部と、光増感剤としてチオキサンテン−９−オン０．２重量部とを加え、光重合性化合物を含む混合物とした。

ホログラム記録材料溶液；
有機金属マトリックス材料（不揮発分としての）の割合が８０重量部、光重合性化合物の割合が２０重量部となるように、前記ゾル溶液と光重合性化合物の混合物とを室温にて混合し、遮光した状態で更に１時間、加水分解及び縮合反応を十分に進行させて、ホログラム記録材料溶液を得た。

ホログラム基板の構成；
直径１２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラスディスク基板１２Ａ上に、２Ｐ工法により、トラックピッチ０．７４μｍのグルーブ１２Ｂを形成した。この上に、スパッタリングにより、ダイクロイック膜１２Ｃを成膜した。

ダイクロイック膜１２Ｃは、窒化ケイ素８０ｎｍ／酸化ケイ素１１０ｎｍ／窒化ケイ素８０ｎｍ／酸化ケイ素１１０ｎｍ／窒化ケイ素８０ｎｍで積層した。このダイクロイック膜１２Ｃの分光特性は、赤色光（波長６５０ｎｍ）に対して反射率６０％、及び、青色光（波長４０５ｎｍ）に対して反射率７％が測定された。

このダイクロイック膜１２Ｃの特性は、前記ホログラム媒体を積層した場合には、光学シミュレーションによると、赤色光に対して反射率５０％、青色光に対して反射率０．５％となる。即ち、ダイクロイック膜１２Ｃで赤色光は５０％反射するが青色光では殆ど反射しないことから、反射型ホログラムを反射型ホログラム形成光学系８０によって形成できることが分かる。

光記録媒体の構成；
上記の、グルーブ１２Ｂを形成し、ダイクロイック膜１２Ｃを成膜してなるガラスディスク基板１２Ａに、厚み４５０μｍのガラス基板１２ＥをＵＶ接着剤（接着層１２Ｄ）を用いて貼り合わせ、上記ホログラム記録材料溶液をスピンコート法により塗布して、８０℃で２４時間乾燥し溶媒を揮発させて、乾燥膜厚２０μｍのホログラム記録材料層（情報記録層１２Ｆ）を得た。

この上に、厚さ１００μｍのポリカーボネートシートからなるカバー層１２Ｇで被覆し、反射型ホログラム層の形成前の光記録媒体を得た。

反射型ホログラム層の形成；
図３に示される反射型ホログラム形成光学系８０におけるサンプルホルダー９０に上記サンプル１２をセットして、反射型ホログラムの形成を行なう。

反射型ホログラム形成光学系８０において、ＥＣＬＤ８２は、波長４０５ｎｍのレーザビームを出射し、空間フィルタ８６において、レーザビームはビームプロファイルが改良されると共にビーム径が約１０ｍｍに拡大される。レーザビームはミラー８７によって反射され、１／２波長板８８においてｓ偏光とされ、次いでビームスプリッタ８９により透過光及び反射光の２つの光束に分割される。これらの２光束は、それぞれミラー９１Ａ及び９１Ｂにおいて反射されて、アパーチャ９３Ａ及び９３Ｂにより直径４ｍｍのビーム径に絞られて、サンプルホルダー９０にセットされたサンプル１２の情報記録層１２Ｆ中でお互いに干渉することによって、反射型ホログラム層を形成する。

この反射型ホログラム層を有する光記録媒体１２を、図５に示される反射型ホログラム測定光学系９４におけるサンプルホルダー９０にセットして、反射型ホログラムの再生をしたところ、全域において２０％の反射率を観測し、媒体全体に一様に反射型ホログラムが形成されていることが確認された。

データ情報及びサーボ情報の記録
図１に示されるように、光記録再生システム１０は、信号記録再生用光学系２０とサーボ信号検出用光学系３０とが設けられていて、信号記録再生用としては、青色レーザ（波長４０５ｎｍ）を用い、反射型ホログラム記録層にデータ情報及びサーボ情報を含む変性ビットを記録できるようにされ、サーボ信号検出用としては、赤色レーザ（波長６５０ｎｍ）を用い、ダイクロイック膜１２Ｃ面でのグルーブ１２Ｂによるトラッキングサーボをとるようにされている。

サーボ信号検出用光学系３０においては、赤色レーザダイオードであるレーザ光源３３から出射されたレーザビームはｓ偏光であり、偏光ビームスプリッタ３４において反射され、コリメータレンズ３７において平行光に整形された後、１／４波長板３９において円偏光とされ、対物レンズ３２によってダイクロイック膜１２Ｃのサーボ層（グルーブ１２Ｂ）に集光され、反射レーザビームとなる。

この反射レーザビームは、対物レンズ３２により平行光とされ、１／４波長板３９を通過することによってｐ偏光となり、このｐ偏光は、偏光ビームスプリッタ３４により反射されることなく透過して光検出器３５により検出される。

この光検出器３５の検出信号に基づき、検出回路４０では、サーボ層からのトラッキングエラー信号を検出して、制御装置５０を介してトラッキングサーボ制御を行なう。

又、信号記録再生用光学系２０においては；
青色レーザダイオードであるレーザ光源２３から出射したレーザビームはｓ偏光であり、偏光ビームスプリッタ２４において反射され、コリメータレンズ２７で平行光に整形された後に、１／４波長板２９により円偏光とされ、対物レンズ２２によって反射型ホログラム記録層からなる情報記録層１２Ｆに集光される。

この集光されたレーザビームによって、反射型ホログラム記録層が局所的に変性され、その部分の反射型ホログラムが破壊されることによって情報が記録されることになる。

このとき、データ情報に基づいてこれに対応したビット（マーク）を記録すると共に、トラッキングサーボ信号用ビット（マーク）も同時に記録する。このとき、制御装置５０におけるチルト制御回路５４により、チルトドライバ６４を介して対物レンズ２２をチルトさせることによって、例えば図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、情報記録層１２Ｆにおけるトラックに沿って、平面視で、データ領域１２Ｈ及びサーボ領域１２Ｉを交互に設定して、データ信号に対応したビット（マーク）ＤＢをデータ領域１２Ｈに記録し、トラッキングサーボ信号用ビット（マーク）ＳＢを、サーボ領域１２Ｉに記録する。このとき、ビットＳＢをビットＤＢに対して上下左右に振らしながら形成する。このときのトラッキングサーボ信号は、サーボ信号検出用光学系３０で読み取ったサーボ信号を用いる。

図６（Ａ）は情報記録層１２Ｆの上面又は水平断面でのビットＤＢ、ＳＢを示し、図６（Ｂ）は情報記録層１２Ｆの厚さ方向の断面でのビットＤＢ、ＳＢを模式的に示している。符号１２Ｊはトラックセンター、１２Ｋはレイヤーセンターをそれぞれ示す。

上記のように記録された情報を再生する場合は、信号記録再生用光学系２０によって再生する。このとき、光検出器２５によって得られた信号は、検出回路４０によってデータ情報とサーボ情報とに分けられ、データ情報は、信号処理回路７０、Ｄ／Ａコンバータ７４を介して再生信号として外部に出力される。又、サーボ情報は、制御回路５１に出力され、サーボ信号検出用光学系３０によって得られたサーボ情報と同様にして、対物レンズ２２及びスピンドルモータ１６の制御が行なわれる。

この実施例において、反射型ホログラム層に記録されたトラッキングサーボ信号に基づいて、記録再生用対物レンズ２２のアクチュエータ１７を制御することができるので、光ヘッドのチルトマージンが大きくなり、良好な再生信号を得ることができた。

次に、図７に示されるような、反射型ホログラム層１３Ａ及びこれらの間のスペーサ層１３Ｂからなる情報記録層１３Ｆを有する光記録媒体１３を作成し、且つ各反射型ホログラム層１３Ａにデータ情報及びサーボ情報を記録する過程について説明する。

この光記録媒体１３の材料となるホログラム材料及びホログラム基板（ガラスディスク基板１２Ａ）は、前記実施例１と同様のものを用いた。

ガラスディスク基板１２Ａ上に、厚み４００μｍのガラス基板（図７では図示省略）を接着層１２Ｄ（ＵＶ接着剤）を用いて貼り合わせ、前記実施例１におけると同様のホログラム記録材料溶液をスピンコート法で塗布し、８０℃で２４時間乾燥し、溶媒を揮発させて乾燥し、膜厚１０μｍのホログラム記録材料層を得た。

このホログラム記録材料層の上に厚み２０μｍのポリカーボネートシート（スペーサ層１３Ｂ）を被覆し、更に、その上に、前記と同様のホログラム記録材料溶液をスピンコート法で塗布し、前記と同様に８０℃で乾燥し、溶媒を揮発させて乾燥し、乾燥膜厚１０μｍの２層目のホログラム記録材料層を得て、同様に上記手順を繰り返して、厚み２０μｍのポリカーボネートシートと乾燥膜厚１０μｍのホログラム記録材料層を積層し、４層構造とした。更に、厚み１００μｍのポリカーボネートシート（カバー層１２Ｇ）で被覆した。

このようにして得られたホログラム記録媒体を、実施例１の場合と同様に、反射型ホログラム形成光学系８０のサンプルホルダー９０にセットして、図３において上下から偏光レーザビームを照射して干渉波により、各ホログラム記録材料層を、それぞれ反射型ホログラム層１３Ａとして、光記録媒体１３を完成した。

これを、図５に示される反射型ホログラム測定光学系９４によって反射型ホログラムの再生を行なったところ、４層の反射型ホログラム層１３Ａ全てにおいて２５％の反射率が観測され、媒体全体中に反射型ホログラム層１３Ａが形成されていることが確認された。

又、実施例１と同様に、反射型ホログラム層１３Ａの各々に、図１に示される光記録再生システム１０によってデータ情報及びサーボ情報を記録（変性記録）した。この場合、記録層の選択は、信号記録再生用光学系２０におけるフォーカスエラー信号を利用した。

又、変性記録は、実施例１におけると同様に、データ信号の記録と同時に、トラッキングサーボ信号のマークをデータ信号のマーク列の上下左右にずらしながら記録を行なった（図６参照）。

４層の反射型ホログラム層全てにおいて記録再生をしたところ、実施例１と同様に良好な再生信号が得られた。

次に、図８に示される実施例３について説明する。

この実施例３に係る光記録媒体１８は、実施例１と同様のホログラム材料に、形成される反射型ホログラムの深さ方向の空間変調ピッチを調整し、複数の反射型ホログラム層１８Ａを深さ方向に形成したものであり、図８に示されるような情報記録層１８Ｆを有している。

図９を参照して、上記のような実施例３のための反射型ホログラム形成光学系１００について説明する。

反射型ホログラム形成光学系１００は、図２に示される反射型ホログラム形成光学系８０におけるＥＣＬＤ８２からミラー９１Ａ及び９１Ｂまでの光学系及びサンプルホルダー９０の範囲では同一構成であるので、図２におけると同一部分には同一符号を用いることにより説明を省略する。なお、１／２波長板８８は、これを透過するレーザビームの偏光方向の４５°偏光（ｓ偏光とｐ偏光の中間）となるようにセットされている。

反射型ホログラム形成光学系１００において、反射型ホログラム形成光学系８０と相違する部分は、ビームスプリッタ８９を透過したレーザビームが、ミラー９１Ａにおいて反射された後に、偏光ビームスプリッタ１０２Ａにより透過光（ｐ偏光）と反射光（ｓ偏光）とに分離され、ｐ偏光ビームは、ミラー１０４Ａにより９０°反射されて、アパーチャ１０６Ａでビーム径が４ｍｍに削られて、光記録媒体１８に入射し、又ｓ偏光ビームは、アパーチャ１０８Ａで同様に約４ｍｍのビーム径に絞られて光記録媒体１８に入射する構成にある。

又、ビームスプリッタ８９で反射されたレーザビームは、ミラー９１Ｂで反射された後、偏光ビームスプリッタ１０２Ｂでｐ偏光及びｓ偏光に分離され、ｐ偏光はアパーチャ１０６を通って、又、ｓ偏光はアパーチャ１０８Ｂを通って、それぞれ光記録媒体１８に入射するようにされている。

従って、この反射型ホログラム形成光学系８０においては、ビームスプリッタで分離された２つの４５°偏光ビームが、それぞれ更にｐ偏光ビーム及びｓ偏光ビームに分離されて、４光束となり、光記録媒体１８に同時に入射されてホログラムを形成することになる。

このとき、サンプルホルダー９０内の光記録媒体１８に法線方向（厚さ方向又は深さ方向）から入射するレーザビームをｐ偏光ビーム、これに対して角度θを形成するように入射するレーザビームをｓ偏光ビームとすると、角度θにより反射型ホログラムの深さ方向の空間変調ピッチを形成することができる。

次に、反射型ホログラムの深さ方向の空間ピッチについて説明する。

図１０は、反射型ホログラム形成部の入射レーザビームのベクトルの関係を示したものであり、ｋｓ１、ｋｒ１は媒体法線方向に入射するｐ偏光の光ベクトル、ｋｓ２、ｋｒ２は交差角θで入射するｓ偏光の光ベクトルをそれぞれ表わす。

ここで、ｐ偏光とｓ偏光は相互に干渉しないために、干渉縞ベクトルは、ｐ偏光同士及びｓ偏光同士が干渉ベクトルの和となることとなる。一般に、次の（１）式〜（５）式によって表わされる。

ここで、（５）式におけるＩｚは、ホログラム強度、ａ_１、ａ_２は、ｐ波、ｓ波の強度比、λは入射するレーザビームの波長、ｚは干渉縞の深さをそれぞれ示す。

上記（１）式〜（５）式において、レーザビームの波長λ＝４０５ｎｍ、θ＝２０°、ｐ波及びｓ波の強度比を１：１とすると、（５）式からは、図１１に示されるような干渉縞の深さ分布が得られ、反射型ホログラム層の空間変調ピッチが約３．５μｍとなることが分かる。

実施例３の反射型ホログラム形成光学系１００のサンプルホルダー９０に上記光記録媒体１８をセットして、反射型ホログラムを形成した。

ここでは、θ＝６°に設定し、ホログラム形成用のレーザパワーは、ｓ波とｐ波の強度比を１：１とし、ホログラム媒体前面上でそれぞれ３００μＷで、６０秒間の露光をした。反射型ホログラムの変調ピッチは、上記（１）〜（５）式での計算上６μｍとした。その後に、中心波長４００ｎｍのＬＥＤ光を照射して、ポストキュアを行ない、ホログラム材料の重合反応を完了させて、光記録媒体１８を完成した。

次に、図１２に示される、光記録媒体１８のための反射型ホログラム測定光学系１１０について説明する。

この反射型ホログラム測定光学系１１０は、波長４０５ｎｍのブルーレーザを出射するレーザダイオード１１２と、前記反射型ホログラムが形成された光記録媒体１８との間に、コリメータレンズ１１３、１／２波長板１１４、偏光ビームスプリッタ１１５、１／４波長板１１６、リレーレンズ１１７、対物レンズ１１８をこの順で配置すると共に、偏光ビームスプリッタ１１５に戻った光記録媒体１８からの反射光を集光させる集光レンズ１２０、集光レンズ１２０からの光ビームの直径を０．２ｍｍに絞るピンホール１２２、及び、該ビーム径が絞られたレーザビームを受光する光検出器１２４、を備えて構成されている。

ここで、リレーレンズ１１７は、集光レンズ１１７Ａ及びシフトレンズ１１７Ｂとから構成され、集光レンズ１１７Ａに対してシフトレンズ１１７Ｂを光軸上で移動させることによって、対物レンズ１１８の、光記録媒体１８におけるフォーカス位置を厚さ方向（深さ方向）に移動させるものである。

この反射型ホログラム測定光学系１１０において、前記レーザダイオード１１２から出射した拡散光であるレーザビームは、コリメータレンズ１１３により平行光とされ、更に１／２波長板１１４によりｐ偏光とされる。

このｐ偏光であるレーザビームは、偏光ビームスプリッタ１１５を通過し、１／４波長板１１６によって円偏光にされ、リレーレンズ１１７を介して対物レンズ１１８により、光記録媒体１８中に集光される。その集束光は、フォーカス点近傍で平行光となり、光記録媒体１８中に形成された反射型ホログラムと干渉して、反射光（回折光）を生成する。

この反射光は、対物レンズ１１８、リレーレンズ１１７、１／４波長板１１６を前記と逆方向に通過し、ｓ偏光となって、偏光ビームスプリッタ１１５において９０°反射され、集光レンズ１２０に集光されてから、ピンホール１２２を通過してビーム径が絞られてから、光検出器１２４において検出される。

ここで、光記録媒体１８中で、入射レーザビームがフォーカス点近傍で平行光となる領域は、波長λ、対物レンズの開口数ＮＡ、ホログラム媒体の屈折率ｎから、集光幅ｗ＝λ／ＮＡ、集光深さＬ＝４λｎ／ＮＡ^２で表わされる。

従って、反射型ホログラム形成光学系１００においては、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５、ホログラム媒体の屈折率ｎ＝１．６２としたとき、集光幅はｗ＝０．４８μｍ、集光深さはＬ＝３．６μｍとなり、この領域の反射型ホログラム層からの反射光が検出可能である。

又、光検出器１２４の直前に設けられたピンホール１２２は、フォーカス位置にある反射型ホログラム層以外からの反射光（迷光）を遮断するためであり、リレーレンズ１１７のシフトレンズ１１７Ｂを動かすことによってフォーカス点を移動させ、前記集光幅ｗ＝０．４８μｍ、集光深さＬ＝３．６μｍの領域からの反射光を検出することができる。

ここで、対物レンズ１１８のフォーカスの中心点をポリカーボネート（カバー層１２Ｇ）と情報記録層との界面から、ガラス基板１２Ｅ方向へ移動した時のフォーカス位置とホログラム層からの反射率の深さ依存性の測定結果を図１３に示す。

図１３からは、反射率が、深さ方向６μｍ程度離れた２箇所で極大値を示すことが観測され、この結果、約６μｍピッチで変調された反射型ホログラム層が形成されていることを確認できた。

この反射型ホログラム層を有する光記録媒体１８へのデータ信号及びサーボ信号の記録及び再生を、前記実施例１、２と同様に、図１１に示される光記録再生システム１０によって行なったところ、実施例１及び２と同様に良好の再生信号が得られた。

本発明は、反射型ホログラム層で形成された情報記録層とし、この情報記録層とは異なる位置に形成されたデディケイテッドサーボ層と、を有する光記録媒体における反射型ホログラム層に、データ情報とサーボ用情報とを記録し、反射型ホログラム層のサーボ情報に基づいて光ヘッドのチルトマージンを小さくすることのないように、データ情報の再生をする。

１０…光記録媒体記録再生システム（光記録再生システム）
１２、１３、１８…光記録媒体
１２Ａ…ガラスディスク基板
１２Ｂ…グルーブ
１２Ｃ…ダイクロイック膜
１２Ｅ…ガラス基板
１２Ｆ、１３Ｆ、１８Ｆ…情報記録層
１２Ｇ…カバー層
１３Ａ、１８Ａ…反射型ホログラム層
１３Ｂ…スペーサ層
１７…アクチュエータ
２０…信号記録再生用光学系
２２…記録再生用対物レンズ
３０…サーボ信号検出用光学系
３２…サーボ用対物レンズ
４０…検出回路
５０…制御装置
５１…制御回路
７０…信号処理回路
８０、１００…反射型ホログラム形成光学系
８２…外部共振型ＬＤ（ＥＣＬＤ）
９４、１１０…反射型ホログラム測定光学系
９５Ａ、９５Ｂ…光検出器
１１２…レーザダイオード
１１８…対物レンズ
１２０…集光レンズ

Claims

反射型ホログラム層で形成された情報記録層と、この情報記録層とは異なる位置に形成されたデディケイテッドサーボ層とを有する光記録媒体における前記情報記録層に、記録用レーザビームを照射し、前記反射型ホログラムをデータ情報に対応して局所的に変性させることにより情報を記録する光記録再生方法であって、
前記デディケイテッドサーボ層を利用するトラッキングサーボを行なって、データ情報とサーボ用マークとを、前記反射型ホログラム層に記録し、
再生用レーザビームの照射により、前記反射型ホログラム層に記録された前記サーボ用マークによるトラッキングサーボを行なって、前記記録されたデータ情報の再生をすることを特徴とする光記録再生方法。
請求項１において、
前記サーボ用マークは、トラッキングサーボ用マーク及びフォーカスサーボ用マークを含み、前記データ情報を記録しようとする反射型ホログラム層と前記デディケイテッドサーボ層との距離を測定し、該測定された距離に基づき、前記反射型ホログラム層を決定して、フォーカス用サーボマークを形成することを特徴とする光記録再生方法。
請求項２において、
前記フォーカス用サーボマークを、前記反射型ホログラム層におけるホログラムを層状に消去することにより形成することを特徴とする光記録再生方法。
請求項１において、
前記情報記録層は、複数の反射型ホログラム層と、その間のスペーサ層からなり、前記サーボ用マークは、トラッキングサーボ用マークから構成されていることを特徴とする光記録再生方法。
請求項１において、
前記情報記録層は、前記情報記録層の厚さ方向に変調されている複数の反射型ホログラム層からなり、前記サーボ用マークは、トラッキングサーボ用マークから構成されていることを特徴とする光記録再生方法。