WO2007000800A1

WO2007000800A1 - 光情報記録媒体

Info

Publication number: WO2007000800A1
Application number: PCT/JP2005/011755
Authority: WO
Inventors: Yasuaki Morimoto
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-01-04
Also published as: JPWO2007000800A1; US20080107859A1; EP1898275A4; EP1898275A1

Abstract

　光情報記録媒体（７４）が、情報を記録する記録層（９３）と、記録層（９３）を透過してきた光束を反射する反射層（９５）と、記録層（９３）と反射層（９５）との間に設けられ、当該反射層（９５）により反射される前の光束と、当該反射層（９５）により反射された後の光束との間の干渉により形成される干渉パターンが自層内で形成されるように設定された厚みを有する保護層（９４）とを備えることとしたので、記録信号光あるいは参照光となる光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層（９５）により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制する。

Description

明細書

光情報記録媒体

技術分野

[0001] 本発明は、光束を干渉させることにより情報を記録する光情報記録媒体に関し、特に、記録信号光と参照光とが照射された場合に、照射された記録信号光あるいは参照光と、反射層により反射された記録信号光あるいは参照光との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制する光情報記録媒体に関する。

背景技術

[0002] 近年、ホログラムを利用して記録媒体に光情報を体積記録により記録し、また、記録された光情報を再生する光情報記録再生技術が開発されている。この光情報記録再生技術では、レーザ光源から出射された光束が振幅分割あるいは波面分割により 2つの光束に分離される。そして、一方の光束が空間光変調素子により光強度変調あるいは光位相変調されて記録した!/ヽ情報を含んだ記録信号光が生成され、他方の光束は参照光として用いられる。

[0003] 情報の記録時には、 2つの光束が交錯し、あるいは、同軸光路上で収束レンズを用 V、て 2つの光束が絞り込まれ、記録媒体上の光束の焦点近傍にお!、て 2つの光束の回折による干渉効果により発生した干渉パターンが光情報として記録媒体に記録される。また、情報の再生時には、参照光が記録媒体に照射され、干渉パターンが読み取られることにより情報が再生される。

[0004] ただし、レーザ光源から出射された光束を 2つの光束に分離すると、 2つの光束にそれぞれ独立な光学系を用意する必要があるため装置を小型化することが難しぐまた、装置に振動が与えられると 2つの光束の光軸がずれてしまい、情報の記録再生の安定性が低くなるという欠点があった。

[0005] このような問題を解決するため、記録信号形成用の空間光変調器を含む共通の光学系によって記録信号光および参照光を形成し、その記録信号光および参照光を共通の結像光学系によってフーリエ変換して記録媒体に情報を記録する光記憶方法が開示されている (たとえば、特許文献 1を参照)。 [0006] また、単一光源から入射された光を空間光変調器で偏光変調して、偏光方向が相互に直交する記録信号光および参照光を生成し、記録信号光および参照光の偏光状態を相互に逆周りとなる円偏光に変換し、円偏光に偏光状態が変換された記録信号光および参照光を記録媒体に照射することにより情報を記憶する光記録装置が開示されている (たとえば、特許文献 2を参照)。

[0007] このような技術を用いることにより、装置の小型化ゃ耐振動性の向上という課題は解決することができるが、情報を正確に記憶することが難しいという問題が依然として残つていた。

[0008] 具体的には、記録媒体に反射層が設けられている場合に記録媒体に入射した記録信号光は、記録媒体において情報を記録する記録層を透過した後、反射層により反射され、再度記録層を透過する。同様に、参照光の反射光も反射層により反射されるので参照光の反射光どうしの透過型干渉パターンが形成され、記録層にノイズが記録されてしまう。

[0009] このような反射光どうしの透過型干渉パターンの形成を抑制するため、参照光を光軸を中心としてみた場合に非対称となるように成形する光情報記録装置が開示されている (たとえば、特許文献 3を参照)。

[0010] 特許文献 1 :特開平 11 237829号公報

特許文献 2：特開 2004— 311001号公報

特許文献 3：特開 2004 - 361928号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] しかしながら、上述した従来技術では、参照光の反射光どうしの透過型干渉パターンが形成されることを抑制することができるものの、反射層により反射された記録信号光と記録層に照射された参照光との間や、記録層に照射された記録信号光と反射層により反射された参照光との間で反射型干渉パターンが形成され、多重記録の原因となり、複雑なノイズが生じてしまうという問題があった。

[0012] このような反射型干渉パターンの形成を抑制するためには、単に参照光を非対称となるように成形しただけでは不十分であり、参照光および記録信号光の両方の光束の干渉にっ、て考慮することが必要となってくる。

[0013] そのため、反射層を有する記録媒体に記録信号光と参照光とが照射された場合に、照射された記録信号光あるいは参照光と、反射層により反射された記録信号光あるいは参照光との間の干渉により発生する情報の記録ノイズをいかに効果的に抑制することができるかが重要な問題となっている。

[0014] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、記録信号光と参照光とが照射された場合に、照射された記録信号光あるいは参照光と、反射層により反射された記録信号光あるいは参照光との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制する光情報記録媒体を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0015] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光束を干渉させることにより情報を記録する光情報記録媒体であって、前記情報を記録する記録層と、前記記録層を透過してきた光束を反射する反射層と、前記記録層と前記反射層との間に設けられ、当該反射層により反射される前の光束と、当該反射層により反射された後の光束との間の干渉により形成される干渉パターンが自層内で形成されるように設定された厚みを有する保護層と、を備えたことを特徴とする。

[0016] また、本発明は、上記発明において、前記記録層は、前記反射層により反射される前の光束の干渉により情報を記録することを特徴とする。

[0017] また、本発明は、上記発明において、前記記録層は、前記反射層により反射された後の光束の干渉により情報を記録することを特徴とする。

[0018] また、本発明は、上記発明において、前記記録層に情報を記録する光束は中央部分が遮光された光束であり、前記記録層の厚みは、当該光束が干渉する領域の大きさに基づヽて設定されることを特徴とする。

[0019] また、本発明は、上記発明において、前記記録層に情報を記録する光束は中央部分が遮光された光束であり、前記保護層の厚みは、当該光束の遮光された中央部分の大きさに基づいて設定されることを特徴とする。

[0020] また、本発明は、上記発明において、前記反射層は、光束を照射することにより読み取られ、情報の記録あるいは再生を制御する制御情報を記録した凹凸を有することを特徴とする。

[0021] また、本発明は、上記発明において、前記反射層は、当該反射層により反射される前の光束の干渉により前記記録層内に形成された干渉パターンの位置に重ならない方向に光束を反射することを特徴とする。

[0022] また、本発明は、上記発明において、前記反射層は、当該反射層により反射される前の光束と、当該反射層により反射された後の光束の干渉により前記記録層内に形成される干渉パターンの位置とが重ならない方向に当該光束を反射し、当該記録層内に干渉パターンを形成させることを特徴とする。

[0023] また、本発明は、上記発明において、前記制御情報を記録した凹凸を有する反射層は、半透明の材料により複数層形成され、前記記録層には各反射層間の距離を離して複数の干渉パターンが形成されることを特徴とする。

[0024] また、本発明は、上記発明において、複数の反射層のうち外側にある 2つの反射層の反射面間の間隔が記録層の厚み以下とすることを特徴とする。

[0025] また、本発明は、上記発明において、前記記録層は単一の層からなり、各反射層から所定の間隔離れていることを特徴とする。

[0026] また、本発明は、上記発明において、前記保護層の屈折率と前記記録層の屈折率とが略同一であることを特徴とする。

[0027] また、本発明は、上記発明において、前記制御情報を記録した凹凸を有する反射層と前記記録層との間に光束の一部を透過し、一部を反射する反射層をさらに備えたことを特徴とする。

発明の効果

[0028] 本発明によれば、光情報記録媒体が、情報を記録する記録層と、記録層を透過してきた光束を反射する反射層と、記録層と反射層との間に設けられ、当該反射層により反射される前の光束と、当該反射層により反射された後の光束との間の干渉により形成される干渉パターンが自層内で形成されるように設定された厚みを有する保護層とを備えることとしたので、記録信号光あるいは参照光となる光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制することができるという効果を奏する。 [0029] また、本発明によれば、記録層は、反射層により反射される前の光束の干渉により情報を記録することとしたので、反射層により反射される前の光束により透過型干渉パターンを形成する光情報記録媒体を構成することができるという効果を奏する。

[0030] また、本発明によれば、記録層は、反射層により反射された後の光束の干渉により情報を記録することとしたので、反射層により反射された後の光束により透過型干渉パターンを形成する光情報記録媒体を構成することができるという効果を奏する。

[0031] また、本発明によれば、記録層に情報を記録する光束は中央部分が遮光された光束であり、記録層の厚みは、当該光束が干渉する領域の大きさに基づいて設定されることとしたので、記録信号光あるいは参照光となる光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制するとともに、情報が確実に記録層に記録できるよう記録層の厚みを適切に設定することができるという効果を奏する。

[0032] また、本発明によれば、記録層に情報を記録する光束は中央部分が遮光された光束であり、保護層の厚みは、当該光束の遮光された中央部分の大きさに基づいて設定されることとしたので、記録信号光ある、は参照光となる光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制するよう保護層の厚みを適切に設定することができるという効果を奏する。

[0033] また、本発明によれば、反射層は、光束を照射することにより読み取られ、情報の記録あるいは再生を制御する制御情報を記録した凹凸を有することとしたので、反射層により光束が反射される際に効率よく制御情報を読み取ることができるという効果を奏する。

[0034] また、本発明によれば、反射層は、当該反射層により反射される前の光束の干渉により記録層内に形成された干渉パターンの位置に重ならなヽ方向に光束を反射することとしたので、反射層により反射される前の光束により透過型干渉パターンを形成する光情報記録媒体に対して光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制することができると!/、う効果を奏する。 [0035] また、本発明によれば、反射層は、当該反射層により反射される前の光束と、当該反射層により反射された後の光束の干渉により記録層内に形成される干渉パターンの位置とが重ならな!/、方向に当該光束を反射し、当該記録層内に干渉パターンを形成させることとしたので、反射層により反射された後の光束により透過型干渉パターンを形成する光情報記録媒体に対して光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制することができるという効果を奏する。

[0036] また、本発明によれば、制御情報を記録した凹凸を有する反射層は、半透明の材料により複数層形成され、記録層には各反射層間の距離を離して複数の干渉パターンが形成されることとしたので、光情報記録媒体に対する情報の記録再生をおこなう装置がサーボ機構を利用して、各反射層および記録層の干渉パターンの記録位置に焦点を容易に合わせることができ、情報の記録再生を容易におこなうことができるとともに、記録層における情報の記録密度を向上させることができるという効果を奏する

[0037] また、本発明によれば、複数の反射層のうち外側にある 2つの反射層の反射面間の間隔が記録層の厚み以下とすることとしたので、光情報記録媒体に対する情報の記録再生をおこなう装置がサーボ機構を利用して、記録層内に干渉パターンを適切に記録し、また、記録層内に記録された干渉パターンを適切に再生することができるという効果を奏する。

[0038] また、本発明によれば、記録層は単一の層からなり、各反射層から所定の間隔離れていることとしたので、記録層に干渉パターンを適切に記録し、また、記録層内に記録された干渉パターンを適切に再生することができるという効果を奏する。

[0039] また、本発明によれば、保護層の屈折率と記録層の屈折率とが略同一であることとしたので、保護層と記録層との界面における光束の反射を抑制し、光束の不要な干渉を防止することができるという効果を奏する。

[0040] また、本発明によれば、制御情報を記録した凹凸を有する反射層と記録層との間に光束の一部を透過し、一部を反射する反射層をさらに備えたこととしたので、制御情報を記録した凹凸を有する反射層により反射される光束の光強度が弱められ、その光束の影響により発生する記録ノイズを低減することができるという効果を奏する。図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、記録信号光および参照光を生成する光情報記録再生装置に備えられる空間光変調素子 10について説明する図である。

[図 2]図 2は、図 1に示した空間光変調素子 10の複数のセグメント 11を透過する光束の光強度の変調状態を示す図である。

[図 3]図 3は、本発明に係る光情報記録処理の原理について説明する図である。

[図 4-1]図 4—1は、セグメント境界 12の光の透過率がセグメント 11の光の透過率よりも大きい場合の光束の光強度プロファイルを示す図である。

[図 4-2]図 4— 2は、セグメント境界 12をマスクした場合の光束の光強度プロファイルを示す図である。

[図 4-3]図 4 3は、セグメント境界 12の光の透過率がセグメント 11の光の透過率と等 L ヽ場合の光束の光強度プロファイルを示す図である。

[図 5]図 5は、図 1に示した空間光変調素子 10の構成について説明する図である。

[図 6]図 6は、光学位相補正素子 21の構成について説明する図である。

[図 7-1]図 7—1は、光学位相補正素子 21が OFF状態にある場合の液晶分子の状態を示す図である。

[図 7-2]図 7— 2は、光学位相補正素子 21が ON状態にある場合の液晶分子の状態を示す図である。

[図 8]図 8は、空間光強度変調素子 20に印加する印加電圧と光束の透過率との間の関係を示す図である。

[図 9]図 9は、本実施例に係る光情報記録再生装置の構成を示す図である。

[図 10-1]図 10— 1は、光情報記録媒体の反射層により反射された記録信号光および参照光が記録層におヽて透過型干渉パターンを形成する場合の例を示す図である

[図 10-2]図 10— 2は、光情報記録媒体の記録層に入射した記録信号光および参照光が記録層におヽて透過型干渉パターンを形成する場合の例を示す図である。

[図 11]図 11は、遮光板を有する光情報記録再生装置の構成を示す図である。圆 12]図 12は、空間光変調素子 80に形成された遮光膜について説明する図である

[図 13]図 13は、図 11に示した光情報記録再生装置により光情報の記録再生がなされる光情報記録媒体 74の構造を示す図である。

[図 14]図 14は、入射時に記録層 93に干渉パターンを形成する光束の光路と光情報記録媒体 74の各層との間の関係を示す図である。

[図 15]図 15は、入射時に記録層 93に透過型干渉パターンを形成する光束の光路と当該光束により形成される透過型干渉パターンとの間の関係を示す図である。

[図 16]図 16は、入射光を用いて情報を記録する場合に共役焦点位置を変化させることにより複数の透過型干渉パターンが形成された記録層 93について説明する図である。

[図 17]図 17は、反射層 95により反射された後記録層 93に干渉パターンを形成する光束の光路と光情報記録媒体 74の各層との間の関係を示す図である。

[図 18]図 18は、反射層 95により反射された後記録層 93に透過型干渉パターンを形成する光束の光路と当該光束により形成される透過型干渉パターンとの間の関係を示す図である。

[図 19]図 19は、反射光を用いて情報を記録する場合に共役焦点位置を変化させることにより複数の透過型干渉パターンが形成された記録層 93について説明する図である。

圆 20]図 20は、制御用レーザ光と記録信号光および参照光とを同一の光源力も生成する光情報記録再生装置の光学系の構成を示す図である。

[図 21]図 21は、アドレス情報およびガイドトラックのプロファイルを保持する複数の反射層を有する光情報記録媒体について説明する図である。

[図 22]図 22は、反射層 145, 147により反射される記録信号光および参照光の影響を抑える反射層 149を有する光情報記録媒体の構成を示す図である。

[図 23]図 23は、偏光変換素子を用いて P偏光の光束と S偏光の光束とを生成する光情報記録再生装置の光学系の構成を示す図である。

[図 24]図 24は、図 23に示した共役焦点変換レンズ 154の構成を示す図である。符号の説明

10, 80 空間光変調素子

11, 81 セグメント

12, 82 セグメン卜境界

13, 83 レンズ開口

14, 84 ONセグメント

15, 85 OFFセグメント

20 空間光強度変調素子

21 光学位相補正素子

30, 34 偏光板

31, 33 ガラス基板

31a マトリクス状 TFTセグメント

32 液晶

33a TFT対極

40 エンコーダ

41 記録信号発生器

42 空間光変調素子駆動装置

43 コントローラ

44 レーザ駆動装置

45 短波長レーザ光源

46, 52, 121, 151 コリメータレンズ

47 タ"ィクロイツクキューブ

48, 53， 124, 136, 155 ノ、ーフミラ

49, 126, 157 対物レンズ

50, 74 光情報記録媒体

51 長波長レーザ光源

54, 137, 163 検出レンズ

55, 138, 164 フォトディテクタ , 130, 162 CMOSセンサ

増幅器

デコーダ

再生出力器

, 62， 64, 66, 90, 92， 94, 140, 142, 144, 144a, 144b 保護層, 68, 91 , 96, 141 , 148 ポリカーボネート基板

, 93, 143 記録層

, 67, 95, 145, 147, 149 反射層

遮光板

, 127, 134, 159 収束レンズ

, 128, 160 ピンホール

, 129, 135, 161 拡大レンズ

遮光膜

非変調領域

0a, 101a, 110a, 111a 入射光

0b, 101b, 110b, 111b 反射光

0, 150 レーザ光源

2, 133， 152 1,2波長板

3, 125, 156 偏光ビームスプリッタ

1 反射ミラー

2 光強度調整素子

6 透明榭脂

3 偏光変換素子

共役焦点変換レンズ

8 偏光子

第 1の共役焦点変換レンズ

1 第 2の共役焦点変換レンズ

2 プッシュプル機構 173 透明基板

発明を実施するための最良の形態

[0043] 以下に、本発明に係る光情報記録媒体の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

実施例

[0044] まず、本発明に係る光情報記録媒体の特徴にっ、て説明する。この光情報記録媒体は、記録層、保護層および反射層が積層された構造となっている。記録層は、記録信号光と参照光との間の干渉効果により発生した干渉パターンを光情報として記録する役割を有する。保護層は、記録層を傷などから保護する役割を有する。反射層は、光情報記録媒体に照射された光束を反射する役割を有する。

[0045] 記録信号光と参照光とが光情報記録媒体に照射された場合には、反射層により反射された記録信号光と記録層に入射してくる参照光、あるいは、記録層に入射してくる記録信号光と反射層により反射された参照光とが記録層内にお、て反射型干渉パターンを形成してしまい、記録ノイズが発生する。

[0046] そこで、本発明では、記録ノイズの原因となる反射型干渉パターンが保護層内でのみ発生するように保護層の厚みを適切に調整し、上記記録ノイズの発生を抑えるようにする。以下に、この光情報記録媒体について詳細に説明する。

[0047] なお、ここでは、記録信号光および参照光を生成する場合に、単一の光源から出射された光束を 2つの光束に分離するのではなぐ単一の光源から出射された光束の空間的な光強度のバイアスレベルを変化させることにより記録信号光および参照光を生成する光情報記録再生装置を用いて、光情報記録媒体に光情報を記録する場合について説明する。

[0048] ただし、本発明に係る光情報記録媒体に光情報を記録再生する装置は、上記光情報記録再生装置に限定されるものではなぐ単一の光源から出射された光束を 2つの光束に分離して記録信号光および参照光を生成する装置であってもかまわない。

[0049] 図 1は、記録信号光および参照光を生成する光情報記録再生装置に備えられる空間光変調素子 10について説明する図である。図 1に示すように、この空間光変調素子 10は、セグメント 11とセグメント境界 12とを有する。また、図 1には、空間光変調素子 10と、光束を空間光変調素子 10に収束させるコリメータレンズのレンズ開口 13との間の関係が示されている。

[0050] 実際には、空間光変調素子 10の中央部分は、記録信号光および参照光の透過を遮光する遮光板（図示せず）に覆われるため、空間光変調の役割をなさないので、その部分のセグメント 11は不要となる。この遮光板にっ、ては後に詳しく説明する。

[0051] 各セグメント 11は、セグメント境界 12により分離される。空間光変調素子 10は、液晶素子あるいは屈折率異方性が電気的に変化する電気光学素子で形成されているため、各セグメント 11に電圧を印加することにより、各セグメント 11は、透過光あるいは反射光の強度が高い ONセグメント 14、あるいは、透過光あるいは反射光の強度が低、（0ではな、） OFFセグメント 15に状態が変化する。

[0052] 図 2は、図 1に示した空間光変調素子 10の複数のセグメント 11を透過する光束の光強度の変調状態を示す図である。また、図 2は、記録信号光および参照光の概念について説明している。

[0053] 図 2には、記録信号光を生成するための印加電圧を Aとし、参照光を生成するための印加電圧を B (B>A)とし、各セグメント 11に印加電圧 Aおよび Bを交互に印加した場合が示されている。本実施例においては、光源となるレーザ光が空間光変調素子 10を透過するだけで、記録信号光と参照光とが重ね合わせの状態で生成されることに大きな特徴がある。

[0054] 図 3は、本発明に係る光情報記録処理の原理について説明する図である。空間光変調素子 10を用いて生成される光束は、以下に説明する原理により、光束の全面が参照光であり、全面が記録情報に応じて光強度変調が可能な記録信号光となる。そして、その光束は、光情報記録媒体の記録層内において、光束を収束させる対物レンズの焦点近傍で回折干渉し、参照光と記録信号光とが 3次元的に回折干渉した回折干渉パターンが記録される。

[0055] 図 3では、各セグメント 11を透過した光束 (光強度成分 a, b, c, d, e, f, g および h)により生成される干渉パターンが、参照光 (光強度成分 p)と記録信号光 (光強度成分 q, r および s)とから生成される回折干渉パターンと等価であることを示している。 [0056] 一般に、対物レンズの焦平面を含む焦点近傍の 3次元領域では、強いファーフィ一ルド回折が発生する。そして、バビネの原理により、空間光変調素子 10の各セグメント 11の光強度成分を、各光強度成分の積分領域で独立にフーリエ変換し、それらを互いに加算したものは、全体のセグメント 11の光強度成分を全体の積分領域でフーリエ変換したものに等しいこと、および、フーリエ変換における線形性とから、図 3の例における回折干渉パターンは以下のように表すことができる。

[0057] 回折干渉パターン

=F(a)+F(b)+F(c)+F(d)+F(e)+F(l)+F(g)+F(h)

=F(a)+F(2q)+F(c)+F(2r)+F(e)+F(l)+F(2s)+F(h)

=F(a)+2F(q)+F(c)+2F(r)+F(e)+F(l)+2F(s)+F(h)

=F(a)+F(l/2 b)+F(q)+F(c)+F(l/2 d)+F(r)+F(e)+F(l)+F(l/2 g)+F(s)+F(h)

=F(a)+F(l/2 b)+F(c)+F(l/2 d)+F(e)+F(l)+F(l/2 g)+F(h)+F(q)+F(r)+F(s)

[0058] ここで、 F(x)は、光強度成分 xのフーリエ変換である。また、ここでは、話を単純にするため、

q=l/2 b,

r=l/2 d,

s=l/2 g

としている。

[0059] さらに、

p=a+l/2 b+c+1/2 d+e+f+1/2 g+h

とすると、バビネの原理とフーリエ変換の線形性とにより、

F(a)+F(l/2 b)+F(c)+F(l/2 d)+F(e)+F(l)+F(l/2 g)+F(h)=F(p)

であるから、

回折干渉パターン

=F(p)+(F(q)+F(r)+F(s》

=F(p)+F(q+r+s)

となる。

[0060] このように、参照光と記録信号光とを分離して考えても同じ回折現象が現れるため、焦平面を含む焦点近傍の 3次元空間において参照光と記録信号光とによる強い回折干渉パターンが現れる。

[0061] 一方、焦点力相当に離れた部分では回折効果は小さぐまた、光密度も低いため、回折干渉パターンの強度は極めて弱ぐ記録材料の感度との関係によって収束点近傍でのみ回折干渉パターンが記録される。

[0062] つぎに、空間光変調素子 10の各セグメント 11に電圧を印加することより変化する光情報記録用の光束の光強度レベルについて説明する。図 4 1は、セグメント境界 1 2の光の透過率がセグメント 11の光の透過率よりも大きい場合の光束の光強度プロフアイルを示す図であり、図 4— 2は、セグメント境界 12をマスクした場合の光束の光強度プロファイルを示す図であり、図 4— 3は、セグメント境界 12の光の透過率がセグメント 11の光の透過率と等、場合の光束の光強度プロファイルを示す図である。

[0063] 図 4 1に示すように、セグメント境界 12の光の透過率がセグメント 11の光の透過率よりも大きい場合には、全セグメント 11に電圧 Bを印加すると、セグメント境界 12の部分の光強度がその他の部分よりも大きくなる。この場合には、セグメント境界 12の部分を透過した境界参照光も、参照光の一部として用いるようにして!/ヽる。

[0064] そして、電圧 Bと、電圧 Bよりも小さな電圧 Aとを各セグメント 11に交互に印加した場合には、光束の光強度プロファイルは、記録信号光レベル、境界参照光レベル、および、参照光レベルの 3つの異なるレベルを有する光強度プロファイルとなる。

[0065] また、図 4— 2に示すように、セグメント境界 12をマスクした場合には、全セグメント 1 1に電圧 Bを印加すると、セグメント境界 12では光を通さないため、セグメント境界 12 の部分で光強度が 0になる。

[0066] そして、電圧 Bと、電圧 Bよりも小さな電圧 Aとを各セグメント 11に交互に印加した場合には、光束の光強度プロファイルは、記録信号光レベル、境界参照光レベル、および、光強度が 0である光強度ゼロレベルの 3つの異なるレベルを有する光強度プロファイルとなる。

[0067] この場合には、光束はセグメント 11ごとに分離されるが、各光束が空間光変調素子 10を透過した後回折干渉する領域は、収束レンズの焦平面を含む焦点近傍の領域にとどまるように制御される。 [0068] また、図 4— 3に示すように、セグメント境界 12の光の透過率がセグメント 11の光の透過率と等しい場合には、全セグメント 11に電圧 Bを印加すると、セグメント境界 12 の部分とその他の部分とで光強度が等しくなる。この場合、セグメント 11の部分を透過した光、および、セグメント境界 12の部分を透過した光の双方が参照光として用いられる。

[0069] そして、電圧 Bと、電圧 Bよりも小さな電圧 Aとを各セグメント 11に交互に印加した場合には、光束の光強度プロファイルは、平坦な光強度プロファイルの参照光に記録信号光が重畳されるので、記録信号光レベル、および、参照光レベルの 2つの異なるレベルを有する光強度プロファイルとなる。この場合は、参照光が単純な光強度プ口ファイルとなるので、記録ノイズの発生を抑制することができる。

[0070] ここで、空間光変調素子 10は、空間光強度変調素子と光学位相補正素子から構成される。図 5は、図 1に示した空間光変調素子 10の構成について説明する図である。図 5に示すように、互いに張り合わされた空間光強度変調素子 20、および、光学位相補正素子 21に光束を透過させることにより、記録信号光と参照光とが生成される。

[0071] 空間光強度変調素子 20は、 TN (Twisted Nematic)型の液晶素子により構成される。また、光学位相補正素子 21は、 TFT (Thin Film Transistor)型の液晶素子により構成される。本実施例では、空間光強度変調素子 20と光学位相補正素子 21とを液晶素子により構成する場合について説明するが、電気光学素子を用いる場合においても、本実施例と同様の考え方を適用することができる。

[0072] また、空間光強度変調素子 20と光学位相補正素子 21とは、それぞれ図 1に示したようにセグメント境界 12により各セグメント 11に分けられており、空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21の各セグメント 11は、光束が透過する領域を互いに共有するように配置されて、る。

[0073] 空間光強度変調素子 20は、透過する光束の光強度を変調する素子である。この空間光強度変調素子 20が光束の光強度のみを変調する場合は問題はないが、物質の屈折率の異方性を利用する液晶素子のような光学素子の場合、光学位相が必ず変化してしまう。 [0074] すなわち、記録情報に応じて各セグメント 11の透過光強度を変化させると光学位相も変化してしまうため、参照光の光学位相がセグメントの ON 'OFFの組み合わせで常時変化することになり、参照光として機能しなくなる。

[0075] もちろん、空間光強度変調素子の中央に記録信号光を生成するセグメントを配置し、その周りに参照光を生成するセグメントを配置するなどして、記録信号光を生成するセグメントと参照光を生成するセグメントとを完全に独立させた場合には、光強度を変調する場合に光学位相に変化が生じても問題はないが、記録信号光を生成するセグメント領域が減少するため、情報の記録密度が低下することになる。

[0076] そのため、光学位相補正素子 21を用いて、空間光強度変調素子 20を光束が透過することにより生じた光学位相の変化を補正する。具体的には、光学位相は空間光強度変調素子 20に印加された電圧に応じて変化するので、光学位相補正素子 21 は、情報記録時に空間光強度変調素子 20に照射されるレーザーのレーザーパワーが変更される場合などに、空間光強度変調素子 20の光学位相特性に合わせて光学位相を補正する。

[0077] この光学位相の補正は、空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21の印加電圧に対する光学位相特性を光情報記録再生装置に組み込む前にあらかじめ調べておき、その光学位相特性の情報を光情報記録再生装置に備えられたメモリに記憶させ、それを読み出して利用することにより容易におこなうことができる。

[0078] つぎに、光学位相補正素子 21の構成について説明する。空間光強度変調素子 20 については、一般的な TN型の液晶素子を用いるため、構成の詳しい説明は省略する。図 6は、光学位相補正素子 21の構成について説明する図である。

[0079] 図 6に示すように、光学位相補正素子 21は、偏光板 30、ガラス基板 31、液晶 32、ガラス基板 33および偏光板 34を有する。ここで、空間光強度変調素子 20である TN 型の液晶素子を透過した光束の偏光状態は直線偏光であり、この直線偏光の偏光方向にガラス基板 31に貼り合わされた偏光板 30の光束の透過軸は一致して、る。

[0080] また、ガラス基板 31には、 TFT駆動するマトリクス状のセグメントであるマトリクス TF Tセグメント 3 laが形成されている。さらに、ガラス基板 33には、偏光板 34が貼り合わされており、偏光板 34の光束の透過軸の方向は、偏光板 30の光束の透過軸の方向と一致している。

[0081] また、ガラス基板 33には、ガラス基板 31に形成されたマトリクス TFTセグメント 3 la の対極である TFT対極 33aが形成されている。さらに、ガラス基板 31およびガラス基板 33の内側表面には、ポリイミドなどの配向剤をラビング処理した配向膜処理がなされており、液晶分子は偏光板 30および偏光板 34の光束の透過軸に一致するように配向している。

[0082] このような構成の光学位相補正素子 21を用いて、液晶分子をマトリクス状のセグメント単位で TFT駆動することにより、一方向に液晶分子の向きが揃った状態で液晶分子の傾きを制御することができ、屈折率異方性と光学位相との間の関係から、光学位相補正素子 21を透過する光束の光学位相を自在に調整でき、空間光強度変調素子 20が光束の光強度を変調することにより生じた光学位相のずれを補正することが可能になる。

[0083] 図 7— 1は、光学位相補正素子 21が OFF状態にある場合の液晶分子の状態を示す図であり、図 7— 2は、光学位相補正素子 21が ON状態にある場合の液晶分子の状態を示す図である。

[0084] 図 7— 1に示すように、光学位相補正素子 21が OFF状態、すなわち、光学位相補正素子 21のセグメントに電圧が印加されていない場合には、液晶分子 35はラビング処理および配向膜処理により決定された方向に配向している。

[0085] そして、図 7— 2に示すように、光学位相補正素子 21が ON状態、すなわち、光学位相補正素子 21のセグメントに電圧が印加された場合には、液晶分子 35の配向方向が変化し、それに伴って屈折率異方性が変化する。このようにして、屈折率異方性を変化させることにより光束の光学位相のずれを補正することができる。

[0086] なお、空間光強度変調素子 20の各セグメントと光学位相補正素子 21の各セグメントとは、 1対 1に対応するよう上下に配置されている。そして、記録情報に応じて光強度変調をおこなうため、空間光強度変調素子 20の各セグメントが ONまたは OFF状態にされるのに同期させて、各セグメントに対応する光学位相補正素子 21のセグメントが ONまたは OFF状態にされ、光学位相補正素子 21を透過する光束の光学位相が全面にわたって一定になるように制御される。 [0087] 光学位相を補正する具体的な方法としては、 ON状態となった空間光強度変調素子 20のセグメントに対応する光学位相補正素子 21のセグメントのみを駆動させ、記録信号光の光学位相を参照光の光学位相に合わせる方法や、空間光強度変調素子 20の最大ある、は最小の透過率レベルにおける光学位相を基準とし、その光学位相に記録信号光および参照光の光学位相を合わせる方法などがある。

[0088] つぎに、空間光強度変調素子 20に印加する印加電圧と光束の透過率との間の関係について説明する。図 8は、空間光強度変調素子 20に印加する印加電圧と光束の透過率との間の関係を示す図である。

[0089] 記録信号光は参照光よりも光強度が大きいため、図 8に示すように、記録信号光を生成するセグメントの光束の透過率力参照光を生成するセグメントの光束の透過率よりも大きくなるよう、参照光を生成するセグメントに印加する電圧 Bよりも小さな電圧 Aを記録信号光を生成するセグメントに印加する。

[0090] つぎに、本実施例に係る光情報記録再生装置の構成について説明する。図 9は、本実施例に係る光情報記録再生装置の構成を示す図である。図 9に示すように、この光情報記録再生装置は、エンコーダ 40、記録信号発生器 41、空間光変調素子駆動装置 42、コントローラ 43、レーザ駆動装置 44、短波長レーザ光源 45、コリメ一タレンズ 46、空間光強度変調素子 20、光学位相補正素子 21、ダイクロイツクキューブ 47 、ハーフミラーキューブ 48、対物レンズ 49、長波長レーザ光源 51、コリメータレンズ 5 2、ハーフミラーキューブ 53、検出レンズ 54、フォトディテクタ 55、 CMOS (Compleme ntary Metal Oxide Semiconductor)センサ 56、増幅器 57、デコーダ 58、再生出力器 59を有する。

[0091] 短波長レーザ光源 45は、情報の記録または再生用に適切に調整された光強度の光束を出射する。この光強度の調整は、コントローラ 43により制御されるレーザ駆動装置 44によりなされる。

[0092] 短波長レーザ光源 45により出射された光束は、コリメータレンズ 46によりほぼ平行に伝播する平行光に変換され、空間光強度変調素子 20と光学位相補正素子 21とから構成される空間光変調素子 10に入射する。

[0093] 一方、エンコーダ 40は、記録情報 (画像、音楽、データ）の入力を受け付け、コントローラ 43の制御のもと、受け付けた記録情報をデジタルデータとしてコード化する。記録信号発生器 41は、エンコーダ 40によりコードィ匕された記録信号を、コントローラ 43の制御のもと、ページデータに変換し、空間光変調素子駆動装置 42に順次送信する。

[0094] 空間光変調素子駆動装置 42は、空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21の各セグメントに電圧を独立に印加することにより各セグメントを同期を取って駆動させ、空間光強度変調素子 20を制御して光束の光強度変調をおこなわせるとともに、光学位相補正素子 21を制御して光強度変調がなされた光束の光学位相補正をおこなわせることにより、光軸を共有する光学位相の揃った記録信号光および参照光を生成させる。

[0095] 空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21により生成された記録信号光および参照光は、長波長レーザ光を反射するダイクロイツクキューブ 47を透過し、さらにハーフミラーキューブ 48を透過して対物レンズ 49に入射し、光情報を記録する光情報記録媒体 50の記録層に到達する。

[0096] 光情報記録媒体 50の記録層では、対物レンズ 49を透過することにより収束した光束の回折干渉により干渉パターンが形成され、情報が記録層に記録される。この光情報記録媒体 50については後に詳しく説明する。

[0097] また、長波長レーザ光源 51により出射される長波長レーザ光は、対物レンズ 49のフォーカス方向およびトラック方向の制御に用いられる。また、この長波長レーザ光は、スピンドルモータ（図示せず）により面内で回転する光情報記録媒体 50にあらかじめエンボスピットとして形成されたアドレス情報の再生に用いられ、このアドレス情報に基づいて情報の記録または再生におけるアクセス制御がなされる。

[0098] 具体的には、長波長レーザ光源 51により出射される長波長レーザ光は、コリメータレンズ 52によりほぼ平行に伝播する平行光に変換される。そして、長波長レーザ光は、ハーフミラーキューブ 53を透過し、ダイクロイツクキューブ 47により反射されてハ一フミラーキューブ 48を透過し、対物レンズ 49に入射する。

[0099] 対物レンズ 49は、長波長レーザ光を光情報記録媒体 50のアドレス情報記録面に収束させる。そして、アドレス情報やトラックエラー、フォーカスエラー信号などのサーボ情報を含んだ長波長レーザ光は、光情報記録媒体 50の反射層により反射され、対物レンズ 49、ハーフミラーキューブ 48、ダイクロイツクキューブ 47、ハーフミラーキユーブ 53、検出レンズ 54を経て、サーボ情報やアドレス情報を検出するフォトディテクタ 55に到達する。

[0100] そして、フォトディテクタ 55により長波長レーザ光が電気信号に変換され、コント口ーラ 43にアドレス情報、トラックエラー、フォーカスエラー信号が伝達される。コント口ーラ 43は、フォトディテクタ 55により伝達された情報に基づいて、対物レンズ 49の位置の制御をおこな!/、、光情報記録媒体 50の所定の領域に光束を収束させる。

[0101] 光情報記録媒体 50の記録層に記録された干渉パターンの情報は、参照光のみを記録層に照射することにより再生される。この参照光は、空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21の各セグメントに印加する電圧を等しくすることにより生成することができる。

[0102] そして、この再生用の参照光が記録層に照射されると、参照光は、記録層に記録された記録信号光の波面を再生しながら、光情報記録媒体 50の反射層により反射され、ハーフミラーキューブ 48により CMOSセンサ 56に入射する。

[0103] CMOSセンサ 56は、記録層から再生された記録信号光を電気信号に変換する。

そして、その電気信号は、増幅器 57を経て、デコーダ 58により復号され、再生出力器 59により再生される。

[0104] つぎに、本実施例における光情報記録媒体の構成と入射光の光路について説明する。図 10— 1は、光情報記録媒体の反射層により反射された記録信号光および参照光が記録層にお、て透過型干渉パターンを形成する場合の例であり、図 10— 2は、光情報記録媒体の記録層に入射した記録信号光および参照光が記録層におヽて透過型干渉パターンを形成する場合の例である。

[0105] 図 10— 1に示すように、この光情報記録媒体は、保護層 60、ポリカーボネート基板 61、保護層 62、記録層 63、保護層 64、反射層 65、保護層 66、反射層 67、ポリカーボネート基板 68から構成される。

[0106] そして、アドレス、フォーカス、トラックなどを制御する長波長の制御用レーザ光と、短波長の記録信号光'参照光とが、対物レンズ 49を透過して光情報記録媒体に同一の光路で入射した場合に、ダイクロイツクフィルターである反射層 65により短波長の記録信号光 ·参照光が反射される。

[0107] この場合、制御用レーザ光の焦点位置と記録信号光'参照光の真の焦点位置とは略一致し、制御用レーザ光は、アドレス情報を保持する反射層 67に収束する。実際には、記録信号光 ·参照光は、反射層 65により反射されるため、記録信号光 ·参照光は反射側の共役な位置に収束する。

[0108] ここで、記録層 63の屈折率と保護層 64の屈折率とは略同一であって、記録層 63と保護層 64との界面における光束の反射を抑制し、光束の不要な干渉を防止するようにしている。

[0109] また、図 10— 2では、光情報記録媒体に入射した記録信号光 ·参照光が記録層 63 内で収束'発散する場合について説明している。この場合、記録信号光および参照光が反射層 65により反射される前に記録層 63にて干渉パターンを形成する。

[0110] 図 10— 1および図 10— 2の場合、記録信号光および参照光は、記録層 63に入射した際、および、反射層 65により反射された後再度記録層 63に入射した際に透過型干渉パターンを形成するが、記録層 63に入射した記録信号光 ·参照光と反射層 65 により反射された後再度記録層 63に入射した記録信号光，参照光とが重なると反射型干渉パターンを形成してしまヽ、この反射型干渉パターンが記録ノイズとなってしまう問題がある。

[0111] これは、図 10— 1および図 10— 2のいずれの場合も、対物レンズ 49の中央部を透過して光情報記録媒体に入射してくる記録信号光 ·参照光の入射光が存在するためである。すなわち、この入射光と記録信号光'参照光が反射層 65により反射された反射光とが回折干渉し、あるいは、この入射光が反射層 65により反射された反射光と記録信号光 ·参照光の入射光とが回折干渉してしまうからである。

[0112] そのため、対物レンズ 49に入射する入射光の中心部を遮光する遮光板を配置することにより、入射光と反射光とにより形成される反射型干渉パターンを抑制することができる。以下では、この遮光板を配置する場合について説明する。

[0113] 図 11は、遮光板を有する光情報記録再生装置の構成を示す図である。この光情報記録再生装置は、図 9に示した光情報記録再生装置と、遮光板 70、収束レンズ 7 1、ピンホール 72、拡大レンズ 73を新たに配置した点が異なる。

[0114] 図 11では、図 9の光情報記録再生装置と同じ構成部品については同じ番号を付与することとし、詳しい説明は省略する。また、図 11に示した光情報記録媒体 74の構造力図 10— 1あるいは図 10— 2に示した光情報記録媒体 50の構造とは異なる。これについては後に詳しく説明する。

[0115] 図 11に示すように、この光情報記録再生装置では、光情報記録媒体 74に照射される光束の中央部分を遮光する円形の遮光板 70が配置され、空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21からなる空間光変調素子 10の有効領域が制限される。これにより、輪帯状の記録信号光および参照光が生成される。

[0116] なお、遮光板 70を配置する代わりに、空間光変調素子 10に遮光膜を形成し、空間光変調素子 10の有効領域を制限することとしてもよい。図 12は、空間光変調素子 80 に形成された遮光膜について説明する図である。

[0117] 図 12に示すように、この空間光変調素子 80は、図 1に示した空間光変調素子 10と同様に、セグメント 81とセグメント境界 82とを有する。そして、各セグメント 81に電圧を印加することにより、各セグメント 81は、透過光あるいは反射光の強度が高い ONセグメント 84、あるいは、透過光あるいは反射光の強度が低い（0ではない） OFFセグメント 85に状態が変化する。

[0118] さらに、この空間光変調素子 80は、遮光膜 86を有している。この遮光膜 86は光学位相補正素子 21の TFTを形成する際に、マスク処理をおこなうことにより容易に形成することができる。また、遮光膜 86と重なり合う部分があるセグメント 81は、非変調領域 87として参照光のみを生成するものとする。

[0119] また、図 11および図 12では、遮光板 70または遮光膜 86が円形であることとしたが、必ずしも円形である必要はなぐ加工精度を確保できる形状であればどのような形でもかまわない。同様に、レンズ開口 83も空間光変調素子 80の形状と同様に、正方形であってもよい。

[0120] 図 11の説明に戻ると、空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21により生成された記録信号光および参照光は、遮光板 70により輪帯状の光束に変換され、ダイクロイツクキューブ 47、ハーフミラーキューブ 48、対物レンズ 49を透過して光情報記録媒体 74に入射する。

[0121] 図 13は、図 11に示した光情報記録再生装置により光情報の記録再生がなされる光情報記録媒体 74の構造を示す図である。この光情報記録媒体 74は、保護層 90、ポリカーボネート基板 91、保護層 92、記録層 93、保護層 94、反射層 95、ポリカーボネート基板 96により構成される。

[0122] この光情報記録媒体 74は、図 10—1および図 10— 2に示した光情報記録媒体 50 の保護層 64と反射層 67とを直接積層し、反射層 65および保護層 66を不要としている。すなわち、光情報記録媒体 50の保護層 64は、光情報記録媒体 74の保護層 94 と対応しており、光情報記録媒体 50の反射層 67は、光情報記録媒体 74の反射層 9 5と対応している。このように光情報記録媒体 74の構成は単純なものとなっているので、生産コストが低くなる。また、反射層 95には、ポリカーボネート基板 96に形成されたアドレス情報およびガイドトラックのプロファイルが反映されている。

[0123] 図 11の説明に戻ると、図 13で説明した光情報記録媒体 74の反射層 95により反射された光束は、対物レンズ 49、ハーフミラーキューブ 48、収束レンズ 71、ピンホール 72および拡大レンズ 73を介して CMOSセンサ 56に入射する。

[0124] アドレス情報やガイドトラックのプロファイルが反映された光情報記録媒体 74の反射層 95は高次の回折光を発生させるため、その回折光をピンホール 72を用いて遮光し、再生時のノイズを除去するようにする。

[0125] つぎに、光情報記録媒体 74に対して情報を記録再生する場合に用いられる光束の光路と光情報記録媒体 74の各層との間の関係について説明する。図 14は、入射時に記録層 93に干渉パターンを形成する光束の光路と光情報記録媒体 74の各層との間の関係を示す図である。なお、図 14においては、光情報記録媒体 74の保護層 90、ポリカーボネート基板 91、保護層 92およびポリカーボネート基板 96は省略している。

[0126] 図 14に示す場合には、対物レンズ 49を透過して光情報記録媒体 74に入射する入射光 100a, 101aは、反射層 95により反射されて、それぞれ反射光 100b, 101bとなる。実際には、入射光 100a, 101aの光束は、図 11で説明した遮光板 70により中央部分が遮光された輪帯状の光束となって!/、る。 [0127] そして、反射層 95に到達する前の光束に含まれる記録信号光と参照光とが適切な厚さに形成された記録層 93内において対物レンズ 49の共役焦点近傍の 3次元領域で回折干渉し、透過型干渉パターンを形成する。ここで、共役焦点とは、記録層 93 内における記録信号光および参照光の収束点のことである。

[0128] この場合、共役焦点の位置および保護層 94の厚さを適切に選ぶことにより、入射光 100a, 101aと反射光 100b, 101bとの干渉により記録層 93に反射型干渉パターンが記録されることを防止することができる。

[0129] 具体的には、入射光 100a, 101aと反射光 100b, 101bとが反射型干渉パターンを形成する領域が保護層 94内となるように、共役焦点の位置および保護層 94の厚さを設定する。

[0130] すなわち、入射光 100a, 101aと反射光 100b, 101bとが重なる斜線で示した領域 P 1および P2にお、て反射型干渉パターンが形成されることになるが、領域 P 1および P2が保護層 94内となるように保護層 94の厚さを決定することにより記録層 93に反射型干渉パターンが記録されることを防止する。

[0131] また、遮光板 70 (あるいは図 12に示した遮光膜 86)の大きさを適切に選択し、記録層 93に記録される透過型干渉パターンの形成位置と、反射層 95により反射された反射光 100b, 101bの光路とを離間させることにより不要な多重干渉を抑制する。さらに、透過型干渉パターンは、記録層 93内にのみ発生し、情報が記録層 93に記録されるので、回折効率の改善が可能となる。

[0132] 図 15は、入射時に記録層 93に透過型干渉パターンを形成する光束の光路と当該光束により形成される透過型干渉パターンとの間の関係を示す図である。この場合には、反射層 95に到達する前の入射光が保持する記録信号光と参照光とが共役焦点近傍において回折し、回折光が保持する記録信号光と参照光とが干渉し、透過型干渉パターンを形成する。

[0133] また、記録層 93の厚みと保護層 94の厚みとを適切に選択し、共役焦点位置を変化させることにより、記録層 93の深さ方向に複数の透過型干渉パターンを形成することも可能であり、記録層 93のトラック方向や周方向に多重化する面内多重記録と組み合わせるとさらに数倍の記録容量を実現することができるようになる。 [0134] この場合、共役焦点位置を変化させる方法としては、図 11に示した制御用レーザ光の光学系を構成するコリメータレンズ 52を前後に移動させる装置を備え、コント口ーラ 43の指示によりコリメータレンズ 52が移動するとともに、サーボ機構により対物レンズ 49が移動するようにする。

[0135] これにより、制御用レーザ光の光情報記録媒体 74上での焦点位置を変化させることなぐ共役焦点の位置を変化させることができる。また、コリメータレンズ 52を移動させる代わりに、コリメータレンズ 46を前後に移動して共役焦点の位置を変化させることとしてもよ、。

[0136] 図 16は、入射光を用いて情報を記録する場合に共役焦点位置を変化させることにより複数の透過型干渉パターンが形成された記録層 93について説明する図である。図 16の例では、制御用レーザ光を用いたサーボ制御により記録層 93の深さ方向に 2つの透過型干渉パターンが形成されて!、る。

[0137] 形成された透過型干渉パターン力も情報を再生する場合には、情報を記録する場合と同様に、制御用レーザ光を用いたサーボ制御により、透過型干渉パターンの共役焦点位置に参照光が一致するようフォーカスオフセットを調整し、低出力の参照光を照射する。この場合、 2つの透過型干渉パターンの間では、共役焦点位置が異なり、また、回折効果による参照光の位相および強度パターンが異なるため、干渉ノイズは/ J、さい。

[0138] ここで、反射型干渉パターンが形成され、記録ノイズが発生するのを防止するのに適切な保護層 94の厚みを算出する算出式について説明する。図 14において対物レンズ 49の半径を a、遮光板 70 (円形の場合)の半径を m、反射層 95から共役焦点までの距離を sとすると、図 15に透過型干渉パターンとして示した、反射層 95に到達する前の光束と反射層 95により反射された光束とが干渉する領域の深さ dは、 d=s 、a— m)/ +mノ

となる。たとえば、 aが 2.5mm、 mが 1.5mm、 sが 0.5mmである場合には、 d=125 μ mとなる

[0139] また、対物レンズ 49の焦点距離を fとすると、対物レンズ 49の開口数は a/fCあり、遮光板 70によりマスクされたマスク部の開口数は m/fとなるので、 d=s (NA1-NA2)/(NA1+NA2),

NAl=a/f,

NA2=m/f

と表現することちでさる。

[0140] そして、保護層 94の厚さを d以上にすることにより、反射型干渉パターンが保護層 9 4内で形成されるようにし、記録層 93に反射型干渉パターンが記録されることを防止することがでさるよう〖こなる。

[0141] なお、図 16では、図を簡略化するために、 2つの透過型干渉パターンが全く重ならず、分離して記録される場合について示したが、光情報記録媒体 74のトラック方向や周方向に多重化する面内多重記録と同様に、深さ方向に透過型干渉パターンの一部が重なるように多重化して記録することもできる。

[0142] 図 17は、反射層 95により反射された後記録層 93に干渉パターンを形成する光束の光路と光情報記録媒体 74の各層との間の関係を示す図である。なお、図 17においては、光情報記録媒体 74の保護層 90、ポリカーボネート基板 91、保護層 92およびポリカーボネート基板 96は省略して、る。

[0143] 図 17に示す場合には、対物レンズ 49を透過して光情報記録媒体 74に入射する入射光 110a, 111aは、反射層 95により反射されて反射光 110b, 111bとなる。実際には、入射光 110a, 111aの光束は、図 11で説明した遮光板 70により中央部分が遮光された輪帯状の光束となって!/、る。

[0144] そして、反射層 95により反射された後の光束に含まれる記録信号光と参照光とが適切な厚さに形成された記録層 93内において対物レンズ 49の共役焦点近傍の 3次元領域で回折干渉し、透過型干渉パターンを形成する。ここで、共役焦点とは、記録層 93内における記録信号光および参照光の収束点のことである。

[0145] この場合も、図 14で説明した場合と同様に、共役焦点の位置および保護層 94の厚さを適切に選ぶことにより、入射光 110a, 111aと反射光 110b, 111bとの間の干渉の結果、記録層 93に反射型干渉パターンが記録されることを防止することができる。

[0146] 具体的には、入射光 110a, 111aと反射光 110b, 11 lbとが反射型干渉パターンを形成する領域が保護層 94内となるように、共役焦点の位置および保護層 94の厚さを設定する。

[0147] すなわち、入射光 110a, 111aと反射光 110b, 11 lbとが重なる斜線で示した領域 P3および P4において反射型干渉パターンが形成されることになる力領域 P3および P4が保護層 94内となるように保護層 94の厚さを決定することにより記録層 93に反射型干渉パターンが記録されることを防止する。

[0148] また、遮光板 70 (あるいは図 12に示した遮光膜 86)の大きさを適切に選択し、記録層 93に記録される透過型干渉パターンの形成位置と、反射層 95に到達する前の入射光 110a, 11 laの光路とを離間させることにより不要な多重干渉を抑制する。さらに、透過型干渉パターンは、記録層 93内にのみ発生し、情報が記録層 93に記録されるので、回折効率の改善が可能となる。

[0149] 図 18は、反射層 95により反射された後記録層 93に透過型干渉パターンを形成する光束の光路と当該光束により形成される透過型干渉パターンとの間の関係を示す図である。この場合には、反射層 95により反射された後の反射光が保持する記録信号光と参照光とが共役焦点近傍にお!ヽて回折し、回折光が保持する記録信号光と参照光とが干渉し、透過型干渉パターンを形成する。

[0150] また、記録層 93の厚みと保護層 94の厚みとを適切に選択し、共役焦点位置を変化させることにより、記録層 93の深さ方向に複数の透過型干渉パターンを形成することも可能であり、記録層 93の面内多重記録と組み合わせるとさらに数倍の記録容量を実現することができるよう〖こなる。

[0151] この場合、共役焦点位置を変化させる方法としては、図 11に示した制御用レーザ光の光学系を構成するコリメータレンズ 52を前後に移動させる装置を備え、コント口ーラ 43の指示によりコリメータレンズ 52が移動するとともに、サーボ機構により対物レンズ 49が移動するようにする。

[0152] これにより、制御用レーザ光の光情報記録媒体 74上での焦点位置を変化させることなぐ共役焦点の位置を変化させることができる。また、コリメータレンズ 52を移動させる代わりに、コリメータレンズ 46を前後に移動して共役焦点の位置を変化させることとしてもよ、。

[0153] 図 19は、反射光を用いて情報を記録する場合に共役焦点位置を変化させることにより複数の透過型干渉パターンが形成された記録層 93について説明する図である。図 19の例では、制御用レーザ光を用いたサーボ制御により記録層 93の深さ方向に 2つの透過型干渉パターンが形成されて!、る。

[0154] 形成された透過型干渉パターン力も情報を再生する場合には、情報を記録する場合と同様に制御用レーザ光を用 V、たサーボ制御により、透過型干渉パターンの共役焦点位置に参照光が一致するようフォーカスオフセットを調整し、低出力の参照光を照射する。この場合、 2つの透過型干渉パターンの間では、共役焦点位置が異なり、また、回折効果による参照光の位相および強度パターンが異なるため、干渉ノイズは小さい。

[0155] この場合の適切な保護層 94の厚みを算出する算出式は、図 14〜図 16で説明した入射光を用、て情報を記録する場合の保護層 94の厚みの算出式と同様である。すなわち、図 17〜図 19の場合にも、保護層 94の厚さを d以上にすることにより、反射型干渉パターンが保護層 94内で形成されるようにし、記録層 93に反射型干渉パターンが記録されることを防止することができるようになる。

[0156] なお、図 19では、図を簡略化するために、 2つの透過型干渉パターンが全く重ならず、分離して記録される場合について示したが、光情報記録媒体 74のトラック方向や周方向に多重化する面内多重記録と同様に、深さ方向に透過型干渉パターンの一部が重なるように多重化して記録することもできる。

[0157] また、図 14〜図 19に示したように、光情報記録媒体 74の記録層 93に入射光 100 a, 101aのみ、あるいは、反射光 110b, 11 lbのみで透過型干渉パターンを形成することができるので、複雑な多重記録の影響が無ぐ低ノイズの記録再生が可能である。

[0158] また、情報の再生時には、反射層 95にアドレス情報やガイドトラックの凹凸が形成されている場合でも、参照光の方向は常に一定であるので、反射層 95の凹凸により参照光のパターンが変調されたとしても、その変調されたパターンは常に安定しており、多重干渉せず、干渉パターンを安定的に形成することができる。

[0159] このようなことから、アドレス情報やガイドトラックの凹凸が形成された反射層に加えて、従来の光情報記録媒体のように、制御用レーザ光を透過し、記録信号光および参照光は反射するような特別な光学膜を備える必要をなくすことができる。

[0160] つぎに、アドレス、フォーカス、トラックなどを制御する制御用レーザ光と記録信号光および参照光とを同一の光源力も生成する場合について説明する。図 20は、制御用レーザ光と記録信号光および参照光とを同一の光源から生成する光情報記録再生装置の光学系の構成を示す図である。

[0161] 図 20に示すように、この光学系は、レーザ光源 120、コリメータレンズ 121、 1Z2波長板 122、偏光ビームスプリッタ 123、空間光強度変調素子 20、光学位相補正素子 21、遮光板 70、ハーフミラーキューブ 124、偏光ビームスプリッタ 125、対物レンズ 1

26、収束レンズ 127、ピンホール 128、拡大レンズ 129、 CMOSセンサ 130、反射ミラー 131、光強度調整素子 132、 1Z2波長板 133、収束レンズ 134、拡大レンズ 13 5、ハーフミラーキューブ 136、検出レンズ 137、フォトディテクタ 138を有する。

[0162] この光学系では、 P偏光の光束がレーザ光源 120により出射されると、 P偏光の光束は、コリメータレンズ 121を透過し、 1Z2波長板 122の結晶光軸に対して傾いた状態で 1Z2波長板 122に入射する。

[0163] そして、 1Z2波長板 122を透過した光束は、紙面に対して偏光面が傾いた偏光状態で偏光ビームスプリッタ 123に入射し、 P偏光成分の光束と S偏光成分の光束とに分離される。ここで、 P偏光成分の光束および S偏光成分の光束の光強度は、 1/2 波長板 122の傾きを調整することにより自由に調整できる。

[0164] 偏光ビームスプリッタ 123により分離された P偏光成分の光束は、空間光強度変調素子 20、光学位相補正素子 21、遮光板 70、ハーフミラーキューブ 124、偏光ビームスプリッタ 125および対物レンズ 126を透過して光情報記録媒体 74に入射し、干渉パターンを形成することにより光情報記録媒体 74に情報を記録する。

[0165] 光情報記録媒体 74に記録された情報を再生する場合には、光情報記録媒体 74に参照光である P偏光の光束を照射し、光情報記録媒体 74により反射された光束は、対物レンズ 126、偏光ビームスプリッタ 125、ハーフミラーキューブ 124、収束レンズ 1

27、ピンホール 128および拡大レンズ 129を介して CMOSセンサ 130に入射する。その後、 CMOSセンサ 130に入射した光束は電気信号に変換されて、増幅処理およびデコード処理がなされ、光情報記録媒体 74に記憶された情報が再生される。 [0166] 一方、 S偏光成分の光束は、対物レンズ 126の制御に用いられる制御用レーザ光である。この S偏光成分の光束は、偏光ビームスプリッタ 123から出射された後、反射ミラー 131により反射され、記録時あるいは再生時における S偏光成分の光束の光強度を最適化する光強度調整素子 132に入射する。

[0167] ここで、光強度調整素子 132が TN型の液晶素子により構成される場合には、光強度調整素子 132の光束の入射側に備えられた偏光板の偏光透過軸と、 S偏光成分の光束の偏光面とを一致させる。さらに、光強度調整素子 132から光束が出射する際に P偏光に偏光状態が変換された光束の偏光状態を S偏光に戻すため、 1Z2波長板 133等の偏光面回転素子を光学系に備えることとする。

[0168] 1Z2波長板 133を透過した S偏光成分の光束は、収束レンズ 134、拡大レンズ 13 5を透過して、ハーフミラーキューブ 136により反射され、偏光ビームスプリッタ 125に入射する。

[0169] そして、 S偏光成分の光束は、 S偏光成分の光束を反射する偏光ビームスプリッタ 1 25により反射され、対物レンズ 126を透過して光情報記録媒体 74に入射する。その後、 S偏光成分の光束は、図 13に示したような光情報記録媒体 74の反射層 95により反射され、対物レンズ 126、偏光ビームスプリッタ 125、ハーフミラーキューブ 136、検出レンズ 137を透過し、アドレス情報やトラックエラー、フォーカスエラー信号などのサーボ情報を検出するフォトディテクタ 138により電気信号に変換される。

[0170] フォトディテクタ 138により得られた信号は、対物レンズ 126のサーボ制御をおこなうコントローラに伝達される。対物レンズ 126の位置の制御は、その情報に基づいておこなわれ、このような制御により光情報記録媒体 74の所定の領域に光束を収束させることがでさるよう〖こなる。

[0171] この場合には、記録信号光および参照光となる P偏光成分の光束の偏光面と、サーボ制御用に用いられる S偏光成分の光束の偏光面とは直交している。すなわち、 P 偏光成分の光束と S偏光成分の光束とでは干渉が起こらな、ので、光情報記録媒体 74の記録層に不要な干渉パターンを記録することがな、と、う利点がある。

[0172] また、収束レンズ 134と拡大レンズ 135とを前後に移動させる装置を備えることにより、 P偏光成分の光束が収束する位置と S偏光成分の光束が収束する位置とを自由に決めることができるようになる。

[0173] なお、図 13においては、アドレス情報およびガイドトラックのプロファイルを保持する反射層 95が 1つだけ設けられた場合について説明したが、このような反射層 95は複数あってもよい。

[0174] 図 21は、アドレス情報およびガイドトラックのプロファイルを保持する複数の反射層を有する光情報記録媒体について説明する図である。この光情報記録媒体は、保護層 140、ポリカーボネート基板 141、保護層 142、記録層 143、保護層 144、反射層 145、透明榭脂 146、反射層 147、ポリカーボネート基板 148により構成される。

[0175] ここで、アドレス情報およびガイドトラックのプロファイルを保持する反射層 145は半透明であり、照射されるサーボ制御用のレーザ光の一部を透過し、また、一部を反射する。

[0176] また、反射層 147は、透明榭脂 146を間に挟んで反射層 145に積層された層であり、反射層 145と同様にアドレス情報およびガイドトラックのプロファイルを保持してヽる。

[0177] 反射層 147が保持して、るアドレス情報は、反射層 145が保持して、るアドレス情報と連続しており、たとえば、反射層 145が 1〜50, 000のアドレス情報を保持している場合は、反射層 147は、 50, 001-100, 000のアドレス情報を保持するようにする。

[0178] そして、図 20に示したような対物レンズ 126を前後に移動させ、サーボ制御用のレ一ザ光の焦点位置が反射層 145または反射層 147の表面にくるよう制御することにより、記録信号光および参照光の共役焦点の位置も変わり、図 16および図 19に示したような 2つの透過型干渉パターンを、記録層 143の異なる位置に透明榭脂 146の厚さ分だけ離して形成することができるようになる。

[0179] なお、ここでは、反射層 145, 147が 2つである場合について説明した力反射層 1 45, 147の数はそれ以上であっても力まわない。この場合には、記録層 143に透過型干渉パターンを深さ方向に反射層 145, 147の数だけ形成することができる。

[0180] ここで、各反射層 145, 146の間隔を kとし、反射層 145, 146の数を nとし、透過型干渉パターンの深さ方向の長さを wとすると、記録層 143に最低必要とされる厚さ tは、透過型干渉パターンの多重化ができる（重なりが存在可能である)ものとして、 t=(n-l) k+w

と表される。たとえば、 kが 50 μ m、 nが 2、 wが 100〜150 μ mである場合には、 t=150 μ m〜200 μ mとなり、記録層 133は 150 μ m〜200 μ m以上の厚さにする必要があることがわカゝる。

[0181] このように構成された光情報記録媒体に対する情報の記録再生は、図 20に示した光情報記録再生装置を用いておこなうことができる。この光情報記録再生装置では、サーボ制御用のレーザ光の波長と、透過型干渉パターンを形成するレーザ光の波長とは同じであるが、レーザ光の偏光面は互いに直交しているため、干渉することがない。

[0182] また、反射層 145および反射層 147により反射されるサーボ制御用のレーザ光は、互いに干渉し、干渉パターンを形成する力このレーザ光の光強度は、図 20に示した光強度調整素子 132により光情報記録媒体の記録層 143に用、られる記録材料の感度以下に制御されるため、記録層 143に干渉パターンは記録されない。

[0183] また、図 21に示すような光情報記録媒体を用いる場合には、アドレス情報およびガイドトラックのプロファイルを保持した反射層 145, 146が複数あるので、図 20に示した収束レンズ 134および拡大レンズ 135を移動して記録層 143内の共役焦点を調整する必要がないため、収束レンズ 134および拡大レンズ 135は省くこととしてもよい。

[0184] さらに、記録層 143の深さ方向に複数の透過型干渉パターンを形成する方法として、図 16に示したような入射光を用いて情報を記録する方法と、図 19に示したような反射光を用いて情報を記憶する方法とを説明したが、図 21に示すような光情報記録媒体を用いる場合には、図 16に示した方法の方がより好ましいといえる。なぜなら、反射層 145または反射層 147に到達する前のレーザ光を用いて情報を記録する場合には、反射層 145および反射層 147の光反射の影響を受けな、からである。

[0185] ただし、情報の再生時には、反射層 145に加え、反射層 147により反射された反射光の影響を受け、再生ノイズが発生するため、反射層 147の影響が小さくなるよう、反射層 145の反射率を大きくし、反射層 147の反射率は小さくし、反射層 145の反射強度に対する反射層 147の反射強度の比を小さくするようにする。 [0186] また、反射層 145, 147により反射される記録信号光および参照光の影響を抑えるため、記録層 143と反射層 145, 147との間にさらに反射層を設けることとしてもよい

[0187] 図 22は、反射層 145, 147により反射される記録信号光および参照光の影響を抑える反射層 149を有する光情報記録媒体の構成を示す図である。図 22に示した光情報記録媒体が、図 21に示した光情報記録媒体と異なる点は、保護層 144の代わりに、保護層 144a、半透明の平らな反射層 145、および、保護層 144bを備えた点である。

[0188] 光情報記録媒体にこのような反射層 149を設けることにより、アドレス情報を含んだ光束を、回折効果を利用して生成する反射層 145, 147により反射される記録信号光および参照光は、光強度が光情報記録媒体の記録層 143に用いられる記録材料の記録感度に到達しな、強度にまで低減され、それらの反射光により発生する記録ノイズの影響を大幅に削減することができるようになる。

[0189] 情報の再生時には、反射層 145により反射される参照光は、反射層 149および保護層 144bの厚みの分だけ、反射層 149から反射される再生に必要な参照光とは幾何光学的に分離されるので、両者は異なる光束となり、再生ノイズの発生は抑制される。

[0190] また、反射層 147により反射される参照光は、反射層 149、保護層 144b、反射層 1 45および透明榭脂 146の厚みの分だけ、反射層 149から反射される再生に必要な参照光とは幾何光学的に分離されるので、両者は異なる光束となり、再生ノイズの発生は抑制される。

[0191] なお、図 20の光情報記録再生装置では、情報の記録再生用の P偏光の光束と、サーボ制御用の S偏光の光束とを偏光ビームスプリッタ 123を用いて分離して利用することとしたが、図 11に示した遮光板 70の遮光部材を偏光変換素子に置き換えて P偏光の光束と S偏光の光束とを生成し、禾 IJ用することとしてもよ！/、。

[0192] 図 23は、偏光変換素子を用いて P偏光の光束と S偏光の光束とを生成する光情報記録再生装置の光学系の構成を示す図である。図 23に示すように、この光学系は、レーザ光源 150、コリメータレンズ 151、 1Z2波長板 152、空間光強度変調素子 20 、光学位相補正素子 21、偏光変換素子 153、共役焦点変換レンズ 154、ハーフミラ一キューブ 155、偏光ビームスプリッタ 156、対物レンズ 157、偏光子 158、収束レンズ 159、ピンホール 160、拡大レンズ 161、 CMOSセンサ 162、検出レンズ 163、フオトディテクタ 164を有する。

[0193] この光学系では、光束がレーザ光源 150により出射されると、その光束はコリメータレンズ 151を透過し、 1Z2波長板 152により P偏光の光束に変換される。そして、 P偏光の光束は、空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21に入射して、空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21により P偏光の記録信号光および参照光に変換される。

[0194] なお、偏光変換素子 153のある位置に重なる空間光強度変調素子 20および光学位相補正素子 21の中央部分は、透明な光学部材だけで構成されており、セグメントごとに光強度や光学位相を変調する機能はもたない。

[0195] 偏光変換素子 153は、図 11に示した遮光板 70の中央部に配置された遮光部材を、 1Z2波長板や旋光板などの偏光変換素子に置き換えたものであり、光束の偏光方向が偏光変換素子 153を透過する前後で直交するように変換される。

[0196] すなわち、偏光変換素子 153の周りの部分を透過する光束の偏光状態は P偏光のままであり、偏光変換素子 153の部分を透過する光束の偏光状態は S偏光に変換される。この S偏光の光束は、サーボ制御用の光束として用いられ、透過型干渉パターンを形成する P偏光の光束とは偏光方向が直交するため相互作用は全くない。

[0197] P偏光の光束は、ハーフミラーキューブ 155、偏光ビームスプリッタ 156および対物レンズ 157を透過して光情報記録媒体 74に入射し、干渉パターンを形成すること〖こより光情報記録媒体 74に情報を記録する。たとえば、偏光ビームスプリッタ 156には、 P偏光の光束の透過率が 100%であり、 S偏光の光束の透過率および反射率がそれぞれ 50%であるものを用いることとする。

[0198] 光情報記録媒体 74に記録された情報を再生する場合には、光情報記録媒体 74に参照光である P偏光の光束を照射し、光情報記録媒体 74により反射された光束は、対物レンズ 157、偏光ビームスプリッタ 156、ハーフミラーキューブ 155、偏光子 158 、収束レンズ 159、ピンホール 160および拡大レンズ 161を介して CMOSセンサ 162 に入射する。その後、 CMOSセンサ 162に入射した光束は電気信号に変換されて、増幅処理およびデコード処理がなされ、光情報記録媒体 74に記憶された情報が再生される。

[0199] 一方、 S偏光の光束は、共役焦点変換レンズ 154を透過することにより収束光あるいは発散光に変換される。この共役焦点変換レンズ 154については、後に詳しく説明する。

[0200] そして、 S偏光の光束は、ハーフミラーキューブ 155、および、偏光ビームスプリッタ 156を透過し、対物レンズ 157の働きにより、図 14または図 17に示したような P偏光の光束の焦点位置とは異なる光情報記録媒体 74上の位置に収束する。

[0201] その後、 S偏光の光束は、図 13に示したような光情報記録媒体 74の反射層 95により反射され、対物レンズ 157、偏光ビームスプリッタ 156、検出レンズ 163を透過し、ァドレス情報やトラックエラー、フォーカスエラー信号などのサーボ情報を検出するフォトディテクタ 164により電気信号に変換される。

[0202] フォトディテクタ 164により得られた信号は、対物レンズ 157のサーボ制御をおこなうコントローラに伝達される。対物レンズ 157の位置の制御は、その情報に基づいておこなわれ、このような制御により光情報記録媒体 74の所定の領域に光束を収束させることがでさるよう〖こなる。

[0203] このように、図 23に示した光情報記録再生装置を用いることにより、対物レンズ 157 の制御に用いる S偏光の光束の光軸と、記録信号光および参照光である P偏光の光束の光軸とを同一にすることができ、装置の組み立てや調整が極めて容易になり、温度その他の環境変化による光軸変化を解消することができ、装置の安定性を格段に向上させることができる。

[0204] また、情報を光情報記録媒体 74に記録する際に、 S偏光の光束の光強度が光情報記録媒体 74の記録層 93の記録感度以下となるように調整することにより、不要な干渉パターンが記録層 93に記録されることを防止する。具体的には、偏光変換素子 153の位置に相当する偏光変換素子 153と同形状 (たとえば、円形状)の空間光強度変調素子 20の光束の透過部分を一体型の TFTとして形成し、その光束の透過部分を光束の透過強度を調整する透過光強度調整領域とし、コントローラ 43による制御により光束の光強度を制御する。

[0205] 図 24は、図 23に示した共役焦点変換レンズ 154の構成を示す図である。図 24に示すように、この共役焦点変換レンズ 154は、複数の共役焦点変換レンズ、すなわち、図 24の場合は、第 1の共役焦点変換レンズ 170および第 2の共役焦点変換レンズ 171を備えている。

[0206] また、図 24の場合は、第 1の共役焦点変換レンズ 170および第 2の共役焦点変換レンズ 171を一体型モールド成型により透明基板 173に埋め込んで共役焦点変換レンズ 154を作成している。

[0207] そして、この共役焦点変換レンズ 154を用いることにより、第 1の共役焦点変換レンズ 170および第 2の共役焦点変換レンズ 171がない透明基板 173の部分を含めて 3 段階に共役焦点の位置を変更することができる。

[0208] 具体的には、電磁プランジャなどを用いたプッシュプル機構 172により共役焦点変換レンズ 154を左右に移動させることにより、 S偏光の光束が通過する光路上に、透明基板 173の部分、第 1の共役焦点変換レンズ 170または第 2の共役焦点変換レンズ 171を配置する。

[0209] ここで、第 1の共役焦点変換レンズ 170および第 2の共役焦点変換レンズ 171がない透明基板 173の部分、第 1の共役焦点変換レンズ 170とその周りの透明基板 173 の部分、第 2の共役焦点変換レンズ 171とその周りの透明基板 173の部分の幅は、図 23に示したコリメータレンズ 151の光束幅以上となるように設定する。

[0210] そして、共役焦点変換レンズ 154の移動に応じてサーボ機構により対物レンズ 157 が移動することにより、 S偏光の光束は、図 13に示したような、アドレス情報やガイドトラックのプロファイルが反映された光情報記録媒体 74の反射層 95に収束するように制御され、 P偏光の光束は、光情報記録媒体 74の記録層 93の深さ方向に 3つの透過型干渉パターンを形成するように制御される。

[0211] このように、この共役焦点変換レンズ 154は、アドレス情報やガイドトラックのプロファィルが反映された反射層 95が 1つであり、記録層 93の深さ方向に 3つの透過型干渉パターンを形成する場合に極めて有効な手段となる。

[0212] 一方、図 21および図 22に示したような光情報記録媒体では、アドレス情報やガイドトラックのプロファイルが反映された反射層 145, 147が複数あり、サーボ制御用の S 偏光の光束の焦点位置を反射層 145または反射層 147の表面にくるよう制御すると、サーボ機構の働きにより P偏光の光束の共役焦点の位置が自動的に変化するため、共役焦点変換レンズ 154は基本的には不要となる。

[0213] ただし、この場合にも、共役焦点変換レンズ 154を用いることとすれば、 P偏光の光束の共役焦点の位置を自由に選択することができるようになり、その結果、光情報記録媒体の記録層 143の深さ方向における透過型干渉パターンの記録位置を制御することが可能となる。

[0214] 上述してきたように、本実施例によれば、光情報記録媒体 74が、情報を記録する記録層 93と、記録層 93を透過してきた光束を反射する反射層 95と、記録層 93と反射層 95との間に設けられ、当該反射層 95により反射される前の光束と、当該反射層 95 により反射された後の光束との間の干渉により形成される干渉パターンが自層内で形成されるように設定された厚みを有する保護層 94とを備えることとしたので、記録信号光あるいは参照光となる光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層 9 5により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑 ff¾することができる。

[0215] また、本実施例によれば、記録層 93は、反射層 95により反射される前の光束の干渉により情報を記録することとしたので、反射層 95により反射される前の光束により透過型干渉パターンを形成する光情報記録媒体 74を構成することができる。

[0216] また、本実施例によれば、記録層 93は、反射層 95により反射された後の光束の干渉により情報を記録することとしたので、反射層 95により反射された後の光束により透過型干渉パターンを形成する光情報記録媒体 74を構成することができる。

[0217] また、本実施例によれば、記録層 93に情報を記録する光束は、遮光板 70により中央部分が遮光された光束であり、記録層 93の厚みは、当該光束が干渉する領域の大きさに基づいて設定されることとしたので、記録信号光あるいは参照光となる光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層 95により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制するとともに、情報が確実に記録層 93に記録できるよう記録層 93の厚みを適切に設定することができる。 [0218] また、本実施例によれば、記録層 93に情報を記録する光束は、遮光板 70により中央部分が遮光された光束であり、保護層 94の厚みは、当該光束の遮光された中央部分の大きさに基づいて設定されることとしたので、記録信号光あるいは参照光となる光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層 95により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制するよう保護層 94の厚みを適切に設定することができる。

[0219] また、本実施例によれば、反射層 95は、光束を照射することにより読み取られ、情報の記録あるいは再生を制御するアドレス情報やガイドトラック情報を記録した凹凸を有することとしたので、反射層 95により光束が反射される際に効率よく制御情報を読み取ることができる。

[0220] また、本実施例によれば、反射層 95は、当該反射層 95により反射される前の光束の干渉により記録層 93内に形成された干渉パターンの位置に重ならない方向に光束を反射することとしたので、反射層 95により反射される前の光束により透過型干渉パターンを形成する光情報記録媒体 74に対して光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層 95により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制することができる。

[0221] また、本実施例によれば、反射層 95は、当該反射層 95により反射される前の光束と、当該反射層 95により反射された後の光束の干渉により記録層 93内に形成される干渉パターンの位置とが重ならない方向に当該光束を反射し、当該記録層 93内に干渉パターンを形成させることとしたので、反射層 95により反射された後の光束により透過型干渉パターンを形成する光情報記録媒体 74に対して光束が照射された場合に、照射された光束と、反射層 95により反射された光束との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制することができる。

[0222] また、本実施例によれば、制御情報を記録した凹凸を有する反射層 145, 147は、半透明の材料により複数層形成され、記録層 143には各反射層 145, 147間の距離を離して複数の干渉パターンが形成されることとしたので、光情報記録媒体に対する情報の記録再生をおこなう装置がサーボ機構を利用して、各反射層 145, 147および記録層 143の干渉パターンの記録位置に焦点を容易に合わせることができ、情報の記録再生を容易におこなうことができるとともに、記録層 143における情報の記録密度を向上させることができる。

[0223] また、本実施例によれば、複数の反射層 145, 147のうち外側にある 2つの反射層 145, 147の反射面間の間隔が記録層 143の厚み以下とすることとしたので、光情報記録媒体に対する情報の記録再生をおこなう装置がサーボ機構を利用して、記録層 143内に干渉パターンを適切に記録し、また、記録層 143内に記録された干渉パターンを適切に再生することができる。

[0224] また、本実施例によれば、記録層 143は単一の層からなり、各反射層 145, 147から所定の間隔離れていることとしたので、記録層 143に干渉パターンを適切に記録し、また、記録層 143内に記録された干渉パターンを適切に再生することができる。

[0225] また、本実施例によれば、保護層 93の屈折率と記録層 92の屈折率とが略同一であることとしたので、保護層 93と記録層 92との界面における光束の反射を抑制し、光束の不要な干渉を防止することができる。

[0226] また、本実施例によれば、制御情報を記録した凹凸を有する反射層 145, 147と記録層 143との間に光束の一部を透過し、一部を反射する反射層 149をさらに備えたこととしたので、制御情報を記録した凹凸を有する反射層 145, 147により反射される光束の光強度が弱められ、その光束の影響により発生する記録ノイズを低減することができる。

[0227] なお、本実施例では、参照光の光強度が一定となるように、空間変調素子 10、 80 の透過率を変化させていた力例えば、予め定められた一つ以上のセグメントの役割を、記録信号光を形成する役割から、様々な光強度を有する参照光を生成する役割に変更することによって、当該参照光にパスワード機能をもたせ、記録媒体 50に体積記録された情報に対する信頼性を向上させることができる。

[0228] なぜなら、記録媒体 50、 74に光情報を体積記録した際に利用した参照光と同一の参照光でなければ、この記録媒体 50、 74に体積記録された光情報を読み出すことができないため、複数存在する各セグメントのうち、役割を変更したセグメントの位置が判別不能な第三者は、記録媒体 50、 74に記録された光情報を読み出すことができないからである。 [0229] さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施例にて実施されてもよいものである。

[0230] また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうことちでさる。

[0231] この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

[0232] また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散'統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散 ·統合して構成することができる。

産業上の利用可能性

[0233] 以上のように、本発明に係る光情報記録媒体は、記録信号光と参照光とが照射された場合に、照射された記録信号光あるいは参照光と、反射層により反射された記録信号光あるいは参照光との間の干渉により発生する情報の記録ノイズを効果的に抑制することが必要な光情報記録媒体に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 光束を干渉させることにより情報を記録する光情報記録媒体であって、

前記情報を記録する記録層と、

前記記録層を透過してきた光束を反射する反射層と、

前記記録層と前記反射層との間に設けられ、当該反射層により反射される前の光束と、当該反射層により反射された後の光束との間の干渉により形成される干渉バターンが自層内で形成されるように設定された厚みを有する保護層と、

を備えたことを特徴とする光情報記録媒体。

[2] 前記記録層は、前記反射層により反射される前の光束の干渉により情報を記録することを特徴とする請求項 1に記載の光情報記録媒体。

[3] 前記記録層は、前記反射層により反射された後の光束の干渉により情報を記録することを特徴とする請求項 1に記載の光情報記録媒体。

[4] 前記記録層に情報を記録する光束は中央部分が遮光された光束であり、前記記録層の厚みは、当該光束が干渉する領域の大きさに基づいて設定されることを特徴とする請求項 2または 3に記載の光情報記録媒体。

[5] 前記記録層に情報を記録する光束は中央部分が遮光された光束であり、前記保護層の厚みは、当該光束の遮光された中央部分の大きさに基づいて設定されることを特徴とする請求項 2または 3に記載の光情報記録媒体。

[6] 前記反射層は、光束を照射することにより読み取られ、情報の記録あるいは再生を制御する制御情報を記録した凹凸を有することを特徴とする請求項 1に記載の光情報記録媒体。

[7] 前記反射層は、当該反射層により反射される前の光束の干渉により前記記録層内に形成された干渉パターンの位置に重ならない方向に光束を反射することを特徴とする請求項 2に記載の光情報記録媒体。

[8] 前記反射層は、当該反射層により反射される前の光束と、当該反射層により反射された後の光束の干渉により前記記録層内に形成される干渉パターンの位置とが重ならなヽ方向に当該光束を反射し、当該記録層内に干渉パターンを形成させることを特徴とする請求項 3に記載の光情報記録媒体。

[9] 前記制御情報を記録した凹凸を有する反射層は、半透明の材料により複数層形成され、前記記録層には各反射層間の距離を離して複数の干渉パターンが形成されることを特徴とする請求項 6に記載の光情報記録媒体。

[10] 複数の反射層のうち外側にある 2つの反射層の反射面間の間隔が記録層の厚み以下とすることを特徴とする請求項 9に記載の光情報記録媒体。

[11] 前記記録層は単一の層からなり、各反射層から所定の間隔離れていることを特徴とする請求項 9に記載の光情報記録媒体。

[12] 前記保護層の屈折率と前記記録層の屈折率とが略同一であることを特徴とする請求項 1に記載の光情報記録媒体。

[13] 前記制御情報を記録した凹凸を有する反射層と前記記録層との間に光束の一部を透過し、一部を反射する反射層をさらに備えたことを特徴とする請求項 6に記載の光情報記録媒体。