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JP4225996B2 - 光記録媒体、情報再生方法及び光情報再生装置 - Google Patents

光記録媒体、情報再生方法及び光情報再生装置 Download PDF

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JP4225996B2 JP2005285589A JP2005285589A JP4225996B2 JP 4225996 B2 JP4225996 B2 JP 4225996B2 JP 2005285589 A JP2005285589 A JP 2005285589A JP 2005285589 A JP2005285589 A JP 2005285589A JP 4225996 B2 JP4225996 B2 JP 4225996B2
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Description

本発明は、光を照射することにより情報の記録及び再生が可能な光記録媒体、光情報再生方法及び光情報再生装置に関する。
ＣＤ、ＤＶＤに代表される光記録媒体は、音声・画像・動画をはじめとするデータ保存用媒体として普及しており、読み出し専用型および書き込み型の媒体が実用化されている。これらの媒体の記録容量を向上するひとつの方法として、記録層を多層とする多層化記録媒体が提案されている。
この多層化記録媒体のうち片面２層型記録媒体は、光入射部に近い方の記録層を半透明とすることで実現される（例えば、特許文献１）。これらの片面２層型媒体を再生する場合は、一方の面から再生光を入射させて、２つの異なる記録層にアクセスするため、両記録層に対して短時間にアクセスが出来るという利点を備えている。
なお、光入射部から近い記録層を再生する場合、すなわち、光入射部から近い記録層を再生層として選択する場合は、光入射部から近い記録層にフォーカスする。この際、光入射部から遠い記録層は非再生層となるが、再生層として選択した記録層に照射した光の一部は透過してしまい、非再生層である光入射部から遠い記録層に達してしまい、その記録層に到達した光は反射して、再生層からの光と混同しピックアップに戻ってしまう。このため、光入射部から遠い記録層にあるグループ・ピット・記録マーク等の影響を受けてしまう。
このように、従来の片面二層型媒体では、光入射部から近い記録層を再生層として選択する場合、フォーカスしていない光入射部から遠い記録層からの反射光成分を取り除くことができないため、それらが再生層からの反射光成分にはノイズとなり、信号のＳＮ比を悪化させていた。これにより、再生信号のエラー率が十分に下げることができない問題があった。
特開２００２−３４２９８０号
本発明は、以上の問題点を鑑みてなされたもので、複数の情報層を有する光記録媒体において、再生時に選択しない他の情報層の干渉無しに選択した再生層の記録情報を独立に精度良く再生するのに効果的な光記録媒体、光情報再生方法及び光情報再生装置を提供することを目的とする。
本発明に関わる光記録媒体は、情報を記録する記録層を備えた複数の情報層と、前記情報層間に設けられ、光を照射することにより光の透過率が変化する吸収変化層とを備え、前記吸収変化層は、過飽和吸収効果を発現する材料で構成されていることを特徴とする。
また、本発明に関わる情報再生方法は、請求項１に記載の光記録媒体を用いた光記録媒体の情報再生方法であって、前記光記録媒体に前記吸収変化層の光の透過率が変化する吸収変化光を照射する工程と、前記光記録媒体の前記情報層を再生する再生光を照射する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明に関わる光情報再生装置は、情報を記録する記録層を備えた複数の情報層と、前記情報層間に設けられ、光を照射することにより光の透過率が変化する吸収変化層とを備えた光記録媒体と、前記光記録媒体に前記吸収変化層の光の透過率が変化する吸収変化光を照射する吸収変化光照射手段と、前記光記録媒体の前記情報層を再生する再生光を照射する再生光照射手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、記録層を有する情報層を複数に増やしても、再生時に選択しない他の情報間の干渉無しに選択した再生層の記録情報を独立に精度良く再生することができ、再生層、非再生層間のクロストークを起こすことなく、記録容量の大きい光記録媒体が提供される。
以下図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に関わる光記録媒体は、図１に示すように、片面二層型を有する書換型光記録媒体で構成されており、光入射側から、第１の基板１０、第１の情報層１１ａ、吸収変化層１２、中間層１３、第２の情報層１１ｂ、第２の基板１４の順に積層されて形成されている。更に、第１の情報層１１ａは、光入射側からそれぞれ保護層１５ａ、記録層１６、保護層１５ｂ、反射層１７の順に積層されている。また、第２の情報層１１ｂは、光入射側からそれぞれ保護層１５ａ、記録層１６、保護層１５ｂ、反射層１７、保護層１５ｃの順に積層されている。
第１の基板１０は、再生光の波長で透明であり、第１の情報層１１ａ、第２の情報層１１ｂへの入射を妨げない材料で構成されている。第１の基板１０を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリカーボネイト、アモルファスポリオレフィン、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）等の熱可塑性透明樹脂（プラスチック）、熱硬化型ポリイミド、紫外線硬化型アクリル樹脂等の熱硬化型透明樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。第１の基板１０の厚さは特に限定されるものではなく、０．１〜１．２ｍｍ程度の厚さが適当である。
保護層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの材料としては、特に限定されるものではないが、再生光の波長で透明でかつ屈折率の高い光学干渉を行う材料で構成されている。具体的には、Al2O3、AlN、ZnS、GeN、GeCrN、CeO、SiO、SiO2、Cr2O3、Ta2O5、SiN及びSiCからなる群より選択される少なくとも一種の誘電体を主成分とすることが好ましく、ZnS・SiO2からなる誘電体を主成分とすることがより好ましい。
記録層１６の材料は、レーザー照射によって光学定数が変化し、記録マークが形成され、かつ、記録マーク部分とそれ以外の部分とでは再生光に対する反射率が大きく異なる性質を備えた材料で構成されている。このような記録層１６の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、記録マークの領域部分の結晶から非晶質への相変化による光学定数の変化を利用する相変化記録膜、二つの層を構成する元素からなる共晶合金を形成して記録マークとすることにより反射率を変化させる共融結晶化型記録膜、記録層に形成する記録マークの領域部分の形状変化（孔あけ、ピット形成、バブル形成、表面形状の変化）による反射率変化を利用する形状変化型記録膜等が挙げられる。
相変化記録膜は、例えば、Ge-Bi-Te系、Sb-Te系、Ge-Te系、Ge-Sb-Te系、In-Sb-Te系、Ag-In-Sb-Te系、In-Sb-Sn系、またはTeOx及びこれにPd、Ge、Sb、Sn、Pb等を添加した材料が挙げられる。
共融結晶化型記録膜は、(Ge,Si,Sn)の元素群から選択された少なくとも一種類の元素と、(Au,Ag,Al,Cu)の元素群から選択された少なくとも一種類の元素とを主成分とする合金を記録層として、また、これらの二つの元素群を各々積層したものを記録層として用いられる。これらの共有結晶化型の記録方式としては、これらの合金に、レーザー光を照射して、合金の原子配列を変化させて、反射率の変化を利用する方法や、レーザー光の照射部を合金化させる方法が挙げられる。
形状変化型記録膜としては、Te膜及びこれにPb、Sn、C、Se、Ｉを添加した材料が挙げられる。
反射層１７の材料としては、Ag、Al、Au、Cuを主成分とする合金が挙げられる。
吸収変化層１２は、吸収変化光の照射により、再生光の波長における透過率が変化する材料で構成されている。この吸収変化層１２に用いられる材料としては、サーモクロミズム材料、過飽和吸収材料、フォトクロミック材料を用いることができる。
サーモクロミズム材料とは、熱を吸収することにより、化学的に構造変化を起こし、透過率が変化する材料である。例えば、サーモクロミズム材料は、図２に示すような吸収変化光の照射時間に対する透過光強度の経時変化の傾向を備えている。このようなサーモクロミズム材料としては、金属酸化物等の無機サーモクロミズム物質；ラクトンやフルオラン等にアルカリを加えたもの、ロイコ色素等に有機酸を加えたもの等の有機サーモクロミズム物質が挙げられる。これらのうち、その禁制帯が温度により変化することによって、吸収端波長の透過率が変化する金属酸化物を用いることが好ましい。このような金属酸化物は、温度変化による科学的な構造変化を繰り返しても組成や形状が変化しにくく、耐久性に優れているからである。上記金属酸化物としては、具体的には、ZnO、SnO2、CeO2、NiO2、In2O3、TiO2、Ta2O5、VO2、SrTiO3等が挙げられる。例えば、再生光の波長が３８０〜４１５ｎｍの範囲内（例えば４０５ｎｍ）である場合、吸収変化層としては、常温の短波長側の吸収端波長が３７５ｎｍ付近であるZnO（酸化亜鉛）を用いることが特に好ましい。
ZnO単膜の室温（３０℃）、及び２５０℃における光学定数のスペクトルを図３に示す。次世代の光ディスクに用いられる青紫色の波長域において、室温（３０℃）、から２５０℃へ温度上昇することで、吸収係数kが増加していることがわかる。よってこのZnOを吸収変化層として用いることで、温度上昇により再生光の波長において透過率を低下させることができる。
過飽和吸収材料とは、入射光強度が低い時には光を吸収するが、光強度を上げるにつれ吸収係数が小さくなり、透過率が増加する現象を引き起こす材料である。例えば、過飽和吸収材料には、図４に示すような吸収変化光の照射時間に対する透過光強度の経時変化の傾向を備えている。このような過飽和吸収材料としては、半導体微粒子分散膜やシアニン色素、フタロシアニン類等の有機色素が挙げられる。半導体微粒子分散膜の材料としては、Cu、Agのハロゲン化物、Cu酸化物、AgSe、AgTe、SrTe、SrSe、CaSi、ZnS、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe等が挙げられる。また半導体微粒子を分散させるのに必要な母材としては、SiO2、Si3N4、Ta2O5、TiO2、ZnS-SiO2等の透明誘電体材料が挙げられる。これらの半導体微粒子分散膜の過飽和吸収効果を起こす波長を調整するには、波長にあわせて用いる半導体材料を選択したり、微粒子の粒径及び体積含有率を調整することで、脱励起の寿命及び励起確率を制御することが可能である。
フォトクロミック材料は、フォトクロミック反応を起こす材料であり、フォトクロミック反応とは光によって状態が変わる反応であって、異性化はもちろんのこと、開環− 閉環、イオン化、水素移動等の多くの構造変化によって起こるものである。フォトクロミック材料としては、例えば、アゾベンゼン化合物、スチルベン化合物、インジゴ化合物、チオインジゴ化合物、スピロピラン化合物、スピロオキサジン化合物、フルキド化合物、アントラセン化合物、ヒドラゾン化合物、桂皮酸化合物、又は、シアニン系色素、アゾ系色素、フタロシアニン系色素が挙げられる。
第２の基板１４は、光記録媒体に適当な強度を付与し得る材料で構成されている。なお、第２の基板１４を構成する材料の光学的特性は、特に限定されるものではなく、透明であっても不透明であっても良い。基板を構成する材料としては、例えば、ガラス、ポリカーボネイト、アモルファスポリオレフィン、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ等の熱可塑性樹脂熱硬化型ポリイミド、紫外線硬化型アクリル樹脂等の熱硬化型樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。第２の基板１４の厚さは特に限定されるものではなく、例えば０．３〜１．２ｍｍ程度の厚さが適当である。
更に、第２の基板１４における内側の面上には、図示しない記録情報に対応した凹凸形状のピットや案内用の溝が形成されている。ピット或いは案内用の溝は、０．３〜１．６μｍ程度のピッチ、３０〜２００ｎｍ程度の深さが適当である。
一般的に、片面二層型の光記録媒体の光入射側に近い第１の情報層１１ａを再生する場合は、再生光のフォーカスを第１の情報層１１ａに合わせ、第１の基板１０を通して第１の情報層１１ａにアクセスする。一方、光入射側に遠い第２の情報層１１ｂを再生する場合は、再生光のフォーカスを第２の情報層１１ｂに合わせ、第１の基板１０に加えて情報層１１ａ、吸収変化層１２、中間層１３を通じて情報層１１ｂにアクセスする。
この際、第１の情報層１１ａと、第２の情報層１１ｂの間には、光の吸収変化を起こす吸収変化層１２が配置されているため、例えば、光入射側に近い側の第１の情報層１１ａを再生しようとした時に、第１の情報層１１ａを透過してしまった再生光を吸収変化層１２で吸収させることで光入射側に遠い側の第２の情報層１１ｂに到達するのを防ぐことができ、これにより、ｂＥＲ（ビットエラーレート）の増加を低減することが可能となる。
具体的には、吸収変化層１２として、例えば、サーモクロミック材料を用いた場合は、第１の情報層１１ａの記録トラックに再生光を照射する前に、吸収変化層１２の再生光波長における透過率を低下させる吸収変化光を、予め所定時間照射して、図２に示すように、吸収変化層１２の再生光波長における透過率を低下させた後、再生光を第１の情報層１１ａに照射してアクセスすることで、第１の情報層１１ａを透過してしまった再生光は吸収変化層１２によって吸収され、第２の情報層１１ｂに再生光が到達することを防ぐことができ、ｂＥＲを低い値にすることができる。
吸収変化層１２として過飽和吸収体を用いた場合には、吸収変化層は初期状態において再生光波長領域では不透明であるため、第１の情報層１１ａを再生する際に照射した再生光は、吸収変化層１２を透過することなく第２の情報層１１ｂには到達しない。このため第１の情報層１１ａを再生する際には、再生光のみを照射すればよく、これにより、ｂＥＲ（ビットエラーレート）の増加を低減することが可能となる。一方、第２の情報層１１ｂを再生する際には、再生光が第２の情報層１１ｂに到達しなければならないため、予め図４に示すように吸収変化層１２に吸収変化光を照射して吸収変化層１２の透過率を増加させた上で、再生光を第２の情報層１１ｂに照射することでアクセスが可能となる。
吸収変化層１２としてフォトクロミック材料を用いた場合でも同様に、吸収変化層を構成するフォトクロミック材料に応じて、適時、吸収変化光を照射することで、第１の情報層１１ａの再生時において、ｂＥＲ（ビットエラーレート）の増加を低減することが可能となる。
再生用光源としては通常光記録に用いられる半導体レーザー（ＬＤ）を用いることができる。一方、吸収変化用光源としては、半導体レーザーを用いることもできるが、波長を再生用と同じにする必要はない。また、本発明においては、吸収変化領域の面積を再生ビームと略同一の面積に限定する必要がなく、より広い面積の吸収変化光を誘起しても同様な効果が得られる。このため、照射領域が広い光源、たとえば発光ダイオード、キセノンランプ、水銀ランプなどを用いることができる。また、吸収変化層としてサーモクロミック材料を用いた場合は、赤外線ランプのような、熱源を吸収変化誘起用に用いることができる。
本発明の光記録媒体の回転線速度をv、吸収変化が完了するまでにかかる時間をt1、吸収変化が消失するまでにかかる時間をt2、再生光照射用のLDと吸収変化光用のLDの間の距離をdとすると、本発明の情報再生方法では、v×t1 ＜ d ＜ v×t2の範囲で再生光照射用のLDと吸収変化光用のLDの間の距離ｄを調整して照射することが望ましい。また、適時に光入射に近い層から遠い層へ再生光のフォーカスをジャンプできるようにする目的で、一回転する距離をd1とすると、d1＞v×t2を満たすことが好ましい。
以下に本発明の第１の実施形態に関わる実施例を説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
（実施例１）（片面二層書換型媒体）
トラックピッチ０．３７μｍ、深さ５０ｎｍの溝が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板（以下、第１の基板という）１００上に光学干渉層１０１ａとしてZnS-SiO2をRFマグネトロンスパッタ１ｋＷで３０ｎｍ成膜した後、記録層１０２としてGe40Sb4Te52Bi4をRFマグネトロンスパッタ０．２ｋＷで１０ｎｍ成膜した。引き続き、光学干渉層１０１ｂとしてZnS-SiO2をRFマグネトロンスパッタ１ｋＷで１０ｎｍ成膜した後、反射層１０３としてAg98Pd1Cu1をDCマグネトロンスパッタ１ｋＷで１０ｎｍ成膜することで、第１の基板１００上に第１の情報層１０４を形成した。
その後、第１の情報層１０４上に、吸収変化層１０５として、サーモクロミズム材料であるZnOをRFマグネトロンスパッタ１ｋＷで２００ｎｍ成膜した。
次に、トラックピッチ０．３７μｍ、深さ５０ｎｍの溝が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板（以下、第２の基板という）１０６に光学干渉層１０７ａとしてZnS-SiO2をRFマグネトロンスパッタ１ｋＷで３０ｎｍ成膜した後、反射層１０８としてAg98Pd1Cu1をDCマグネトロンスパッタ１ｋＷで１００ｎｍ成膜した。引き続き、光学干渉層１０７ｂとしてZnS-SiO2をRFマグネトロンスパッタ１ｋＷで１０ｎｍ成膜した後、記録層１０９としてGe40Sb4Te52Bi4をRFマグネトロンスパッタ０．２ｋＷで１０ｎｍ成膜し、その後、光学干渉層１０７ｃとしてZnS-SiO2をRFマグネトロンスパッタ１ｋＷで１０ｎｍ成膜することで、第２の基板１０６上に第２の情報層１１０を形成した。
最後に、第１の基板１００上の吸収変化層１０５上に中間層１１１としてＵＶ硬化樹脂を２０μｍ塗布し、ＵＶ硬化樹脂の塗布面と、第２の情報層１１０の成膜面とを貼り合わせることで、図５に示すような片面二層書換型光記録媒体（以下、ディスクＡという）を作製した。その後、レーザー初期化装置を使ってディスクＡの記録層１０２、１０９を結晶化した。
次に、表１に示す評価条件により、作製したディスクＡの第１の情報層１０４、第２の情報層１１０の記録層１０２、１０９に各々独立に記録パワー１１ｍＷ／消去パワー６ｍＷでランダムデータを記録した。その後、第１の情報層１０４を再生するのにあたり、図６に示すように、測定対象物１１５にあらかじめ、吸収変化光用ＬＤ１１６から吸収変化光１１３（波長６５０ｎｍ、対物レンズ１１７：ＮＡ０．６）を４ｍＷ照射した上で、再生光用ＬＤ１１８から再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）を０．８ｍＷ照射し、ｂＥＲ（ビットエラーレート）を測定した。なお、吸収変化光１１３と再生光１１４を測定対象物１１５に照射する際、各々の焦点がディスクＡの同じ半径位置になるように吸収変化光用ＬＤ１１６、再生光用ＬＤ１１８並びに対物レンズ１１７、１１９を配置し、距離を０．７ｍｍ（円周角で１度）だけ離して吸収変化光１１３と再生光１１４の光軸をずらして測定対象物１１５に照射した。
Figure 0004225996
（実施例２）（片面二層書換型媒体）
実施例１と同様な材料及び方法を用いて、第１の基板１００上に第１の情報層１０４を形成した。
その後、第１の情報層１０４上に、吸収変化層１０５として過飽和吸収材料である禁制帯幅２．８ｅＶ（４４０ｎｍ相当）のZnSeを粒径制御のために基板バイアスを印加しながら、ZnSeターゲットとSiO2ターゲットをArガス中で二元同時RFマグネトロンスパッタリングにより１００ｎｍ成膜した。
ここで成膜した吸収変化層１０５は、ZnSeを平均粒径５ｎｍの微粒子にしてSiO2中に５０ｖｏｌ％の体積含有率で分散されて構成されており、この微粒子化により禁制帯幅は若干広がり、ほぼ再生光波長である４０５ｎｍの光のエネルギーに相当する３．１ｅＶとなり、また、過飽和吸収効果の立ち上がり時間は２ｎｓ、寿命は３０ｎｍであった。
次に、実施例１と同様な材料及び方法を用いて、第２の基板１０６上に第２の情報層１１０を形成した。
最後に、第１の基板１００上の吸収変化層１０５上に中間層１１１としてＵＶ硬化樹脂を２０μｍ塗布し、ＵＶ硬化樹脂の塗布面と、第２の情報層１１０の成膜面とを貼り合わせることで図７に示すような片面二層書換型光記録媒体（以下、ディスクＢという）を作製した。その後、レーザー初期化装置を使ってディスクＢの記録層１０２、１０９を結晶化した。
次に、表１に示す評価条件により、ディスクＢの第１の情報層１０４、第２の情報層１１０の記録膜１０２、１０９に各々独立に記録パワー１０．５ｍＷ／消去パワー５ｍＷでランダムデータを記録した。その後、第１の情報層１０４を再生するのにあたり、図８に示すように、測定対象物１１５に再生光用ＬＤ１１８から再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）のみを０．８ｍＷ照射し、ｂＥＲ（ビットエラーレート）を測定した。
次に、図８に示すように、測定対象物１１５にあらかじめ吸収変化光用ＬＤ１１６から吸収変化光１１３（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１７：ＮＡ０．４５）を４ｍＷ照射した上で、再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）を１．１ｍＷ照射した。なお、吸収変化光１１３と再生光１１４を測定対象物１１５に照射する際、吸収変化光１１３と再生光１１４との光軸を同軸とし、再生光１１４を照射する前に吸収変化光１１３を照射した。これにより、吸収変化層１０５は透明になり、第２の情報層１１０にフォーカスをかけることができた。
（実施例３）（片面二層書換型媒体）
実施例１と同様な材料及び方法を用いて、第１の基板１００上に第１の情報層１０４を形成させた。
その後、第１の情報層１０４上に、吸収変化層１０５として、フォトクロミック材料である［化１］で表されるシアニン色素をスピンコートにより１５０ｎｍ塗布した。
Figure 0004225996
次に、実施例１と同様な材料及び方法を用いて、第２の基板１０６上に第２の情報層１１０を形成させた。
最後に、第１の基板１００上の吸収変化層１０５上に中間層１１１としてＵＶ硬化樹脂を２０μｍ塗布し、ＵＶ硬化樹脂の塗布面と、第２の情報層１１０の成膜面とを貼り合わせることで図９に示すような片面二層書換型光記録媒体（以下、ディスクＣという）を作製した。その後、レーザー初期化装置を使ってディスクＣの記録層１０２、１０９を結晶化した。
次に、表１に示す評価条件により、作製したディスクＣの第１の情報層１０４、第２の情報層１１０の記録層１０２、１０９に、各々独立に記録パワー１０．５ｍＷ／消去パワー５ｍＷでランダムデータを記録した。その後、第１の情報層１０４を再生するのにあたり、図８に示すように、測定対象物１１５に再生光用ＬＤ１１８から再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）のみを０．８ｍＷ照射し、ｂＥＲ（ビットエラーレート）を測定した。
次に、図８に示すように、測定対象物１１５にあらかじめ吸収変化光用ＬＤ１１６から吸収変化光１１３（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１７：ＮＡ０．４５）を４ｍＷ照射した上で、再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）を０．８ｍＷ照射した。これにより、吸収変化層１０５は透明になり、第２の情報層１１０にフォーカスをかけることができた。
（比較例１）（片面単層書換型媒体）
実施例１と同様な材料及び方法を用いて、第１の基板１００上に第１の情報層１０４を形成した。
次に、第１の情報層１０４上に中間層１１１としてＵＶ硬化樹脂を２０ｍｍ塗布し、トラックピッチ０．３７μｍ、深さ５０ｎｍの溝が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板１０６（第２の基板）を貼り合わせて図１０に示すような片面単層書換型記録媒体（以下、ディスクＤという）を作製した。
次に、表１に示す評価条件により、作製したディスクＤの第１の情報層１０４の記憶層１０２に記録パワー１０．５ｍＷ/消去パワー５ｍＷでランダムデータを記録した。その後、第１の情報層１０４を再生するのにあたり、図８に示すように、測定対象物１１５に再生光用ＬＤ１１８から再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）のみを０．８ｍＷ照射し、ｂＥＲ（ビットエラーレート）を測定した。
（比較例２）（片面単層書換型媒体）
実施例１と同様な材料及び方法を用いて、第２の基板１０６上に第２の情報層１１０を形成した。
次に、第２の情報層１１０上に中間層１１１としてＵＶ硬化樹脂を２０ｍｍ塗布し、トラックピッチ０．３７μｍ、深さ５０ｎｍの溝が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板１００（第１の基板）を貼り合わせて図１１に示すような片面単層書換型記録媒体（以下、ディスクＥという）を作製した。
次に、表１に示す評価条件により、作製したディスクＥの第２の情報層１１０に記録パワー１０．５ｍＷ/消去パワー５ｍＷでランダムデータを記録した。その後、第２の情報層１１０を再生するのにあたり、図８に示すように、測定対象物１１５に再生光用ＬＤ１１８から再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）のみを０．８ｍＷ照射し、ｂＥＲ（ビットエラーレート）を測定した。
（比較例３）（片面二層書換型媒体）
吸収変化層１０５を形成しない点以外は実施例１と同様な材料及び方法を用いて、図１２に示すような片面二層書換型光記録媒体（以下、ディスクＦという）を作製した。
次に、表１に示す評価条件により、作製したディスクＦの第１の情報層１０４、第２の情報層１１０の記録層１０２、１０９に、各々独立に記録パワー１１ｍＷ／消去パワー６ｍＷでランダムデータを記録した。その後、第１の情報層１０４を再生するのにあたり、図８に示すように、測定対象物１１５に再生光用ＬＤ１１８から再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）のみを０．８ｍＷ照射し、ｂＥＲ（ビットエラーレート）を測定した。
以上の実施例及び比較例におけるｂＥＲ（ビットエラーレート）の評価結果を表２に示す。ディスクＤ、Ｅ、Ｆ同士でｂＥＲ（ビットエラーレート）を比較した場合、一層の情報層を備えたディスクＤ及びディスクＥでのｂＥＲ（ビットエラーレート）は１０−５程度であるのに対し、二層の情報層を備えたディスクＦでは、第１の情報層１０４を再生する際に、１０−３程度まで特性が低下した。一方、第１の情報層１０４と第２の情報層１１０の間に吸収変化層１０５を設けたディスクＡ、Ｂ、ＣではｂＥＲ（ビットエラーレート）が１０−５程度と単層の情報層を備えたディスクＤ、Ｅと同等なレベルの良好なディスク特性を示した。
Figure 0004225996
（第２の実施形態）（片面二層再生専用型媒体）
本発明の第２の実施形態に関わる光記録媒体は、図１３に示すように、片面二層型を有する再生専用型光記録媒体で構成されており、光入射側から、第１の基板１２０、吸収変化層１２１、中間層１２２、第２の基板１２３の順に積層されている。更に、第１の基板１２０上には、情報が記録されている複数の第１のピット１２４が形成されており、第１のピット１２４内を含む第１の基板１２０上には、吸収変化層１２１が配置された構成となっている。また、第２の基板１２３上にも第１の基板１２０と同様に、情報が記録されている複数の第２のピット１２５が形成された構成となっている。
なお、第１の基板１２０、吸収変化層１２１、中間層１２２、第２の基板１２３の特性及び材料等は、それぞれ、第１の実施形態でいう第１の基板１０、吸収変化層１２、中間層１３、第２の基板１４と同様なため、説明を省略する。
第１のピット１２４、第２のピット１２５は、いわゆる基板上に形成された複数の「くぼみ」のことを指し、その「くぼみ」の配置等により映像や音楽等のデータを記録することができるいわゆる記録層の機能を備えている。このくぼみに再生光を照射することで、くぼみの有無によって発生する反射光の変化を捉えて映像や音楽等のデータを再生する。
以上のようにピットが複数層形成された再生専用型記録媒体であっても、ピットが形成された記録層間に、光の吸収変化を起こす吸収変化層が配置されているため、光入射側に近い側の第１のピット１２４を再生しようとした時に、第１のピット１２４を透過してしまった再生光が吸収変化層１２１で吸収させることで光入射側に遠い側の第２のピット１２５に到達するのを防ぐことができ、これにより、ｂＥＲ（ビットエラーレート）の増加を低減することが可能となる。
以下に本発明の第２の実施形態に関わる実施例を説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
（実施例４）
トラックピッチ０．３７μｍ、深さ５０ｎｍの溝が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板（以下、第１の基板という）１２０の表面に射出成形を行い、第１のピット１２４を形成した。次に、第１の基板１２０上に、最初に、銀合金膜を１０ｎｍ成膜し、引き続きサーモクロミズム材料であるＺｎＯ膜を１００ｎｍ成膜し、吸収変化層１２１を形成した。
更に、トラックピッチ０．３７μｍ、深さ５０ｎｍの溝が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板（以下、第２の基板という）１２３の表面に射出成形を行い、第２のピット１２５を形成させた。次に、第２の基板１２３上に、銀合金膜を１００ｎｍ成膜した。
最後に、第１の基板１２０上の吸収変化層１２１上に中間層１２２としてＵＶ硬化樹脂を２０μｍ塗布し、ＵＶ硬化樹脂の塗布面と、第２のピット１２５の銀合金膜成膜面とを貼り合わせることで、図１３に示すような片面二層再生専用型記録媒体（以下、ディスクＧという）を作製した。
次に、作製したディスクＧの第１のピット１２４を再生するのにあたり、実施例１と同様な方法で、吸収変化光１１３、及び、再生光１１４を照射してｂＥＲ（ビットエラーレート）を測定した。
（比較例４）
第１の基板１２０上に、サーモクロミズム材料であるＺｎＯ膜を成膜して吸収変化層１２１を形成しない以外は、実施例４と同様な素材及び方法を用いて、図１４に示すような片面二層再生専用型記録媒体（以下、ディスクＨという）を作製した。
その後、第１のピッチ１２４を再生するのにあたり、再生光１１４（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１１９：ＮＡ０．６５）のみを０．８ｍＷ照射し、ｂＥＲ（ビットエラーレート）を測定した。
以上の実施例４及び比較例４におけるｂＥＲ（ビットエラーレート）の評価結果を表３に示す。吸収変化層１２１が設けられていないディスクＨでのｂＥＲ（ビットエラーレート）は１０−３程度であるのに対し、吸収変化層１２１を設けたディスクＧのｂＥＲ（ビットエラーレート）は１０−５程度と良好なディスク特性を示した。
Figure 0004225996
（第３の実施形態）（片面三層再生専用型媒体）
本発明の第３の実施形態に関わる光記録媒体は、図１５に示すように、片面三層型を有する再生専用型光記録媒体で構成されており、光入射側から、第１の基板１３０、第１の反射膜１３１ａ、第１の吸収変化層１３２ａ、第１の中間層１３３ａ、第２の反射膜１３１ｂ、第２の吸収変化層１３２ｂ、第２の中間層１３３ｂ、第３の反射膜１３１ｃ、第２の基板１３４の順に積層されている。更に、第１の基板１３０上、第１の中間層１３３ａ上、及び、第２の基板１３４上には図示しない第１の記録層１３５ａ、第２の記録層１３５ｂ、第３の記録層１３５ｃが形成された構成となっている。
なお、基板１３０、１３４、反射膜１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、吸収変化層１３２ａ、１３２ｂ、中間層１３３ａ、１３３ｂの特性、材料等は、それぞれ、第１の実施形態でいう基板１０、１４、反射層１７、吸収変化層１２、中間層１３と同様なため、説明を省略する。
以上のように記録層が複数形成された記録媒体であっても、記録層が形成された層間に、それぞれ光の吸収変化を起こす吸収変化層が配置されているため、光入射側に近い側の第１の記録層１３５ａを再生しようとした時に、第１の記録層１３５ａを透過してしまった再生光が第１の吸収変化層１３２ａで吸収されるため光入射側から２番目に近い第２の記録層１３５ｂに到達するのを防ぐことができ、これにより、ｂＥＲ（ビットエラーレート）の増加を低減することが可能となる。更に、光入射側から２番目に近い第２の記録層１３５ｂを再生しようとした時に、第２の記録層１３５ｂを透過してしまった再生光が第２の吸収変化層１３２ｂで吸収されるため光入射側から３番目の第３の記録層１３５ｃに到達するのを防ぐことができ、これにより、ｂＥＲ（ビットエラーレート）の悪化を低減することが可能となる。
以下に本発明の第３の実施形態に関わる実施例を説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
（実施例５）
トラックピッチ０．３７μｍ、深さ５０ｎｍの溝が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板（以下、第１の基板という）１３０の表面に射出成形を行い、第１の記録層１３５ａを形成させた。次に、第１の記録層１３５ａ上に反射膜１３１ａとなる銀合金膜を２ｎｍ成膜し、さらにSiO2マトリクス中に粒径１０ｎｍのＡｌＳｂ微粒子を体積含有率５０ｖｏｌ％で分散させた第１の吸収変化層１３２ａとなる半導体微粒子分散膜を５０ｎｍ形成した。なお、ＡｌＳｂは禁制帯幅が１．５５ｅＶ（対応波長８００ｎｍ）である。
続いて、第１の基板１３０上の第１の吸収変化層１３２ａ上に第１の中間層１３３ａとしてＵＶ硬化樹脂を２０μｍ塗布した。次に、別工程で１．１ｍｍ厚のアクリル基板に射出成形で第２の記録層１３５ｂを形成した基板を用い、ＵＶ硬化樹脂表面と、アクリル基板上に形成された第２の記録層１３５とを合わせて配置して両側から均一に圧力をかけるとともに、ＵＶ光を照射して、ＵＶ硬化樹脂を硬化させてアクリル基板を剥離した。これによって、ＵＶ硬化樹脂上に第２の記録層１３５ｂを形成した。更に、第２の記録層１３５ｂ上に、反射膜１３１ｂとなる銀合金膜を２ｎｍ成膜し、さらにSiO2マトリクス中に粒径１５ｎｍのＣｄＳｅ微粒子を体積含有率５０ｖｏｌ％で分散させた第２の吸収変化層１３２ｂとなる半導体微粒子分散膜を５０ｎｍ形成した。なお、ＣｄＳｅは禁制帯幅が１．８４ｅＶ（対応する波長６７４ｎｍ）である。
トラックピッチ０．３７μｍ、深さ５０ｎｍの溝が形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネイト基板（以下、第２の基板という）１３４の表面に射出成形を行い、第３の記録層１３５ｃを形成させた。次に、第３の記録層１３５ｃ上に第３の反射層１３１ｃとなる銀合金膜を５０ｎｍ成膜した。
最後に、第１の基板１３０上の第２の吸収変化層１３２ｂ上に第２の中間層１３３ｂとしてＵＶ硬化樹脂を２０μｍ塗布し、ＵＶ硬化樹脂の塗布面と、第２の基板１３４上の第３の反射層１３１ｃの成膜面とを貼り合わせることで図１５に示すような片面三層再生専用型記録媒体（以下、ディスクＩという）を作製した。
このディスクＩに、波長７８０ｎｍ、６５０ｎｍの吸収変化光用ＬＤ１４０、１４３と、波長４０５ｎｍの再生光用ＬＤ１４６を用いて再生をおこなった。本実施例の情報再生方法を図１６に示す。まず、再生光用ＬＤ１４６を点灯させ、第１の記録層１３５ａにフォーカスして、再生光１４８（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１４７：ＮＡ０．６５）をパワー０．６ｍＷで第１の記録層１３５ａの読み出しを行ったところ、媒体に設けた第１の吸収変化層１３２ａ、及び、第２の吸収変化層１３２ｂの半導体微粒子分散膜は励起されていないため、いずれの膜の透過率も低く、他の記録層１３５ｂ、１３５ｃの影響を受けないｂＥＲ（ビットエラーレート）の高い読み出しが行えた。
次に、吸収変化光用ＬＤ１４０を点灯させ７８０ｎｍの吸収変化光源を点灯し、吸収変化光１４２（波長７８０ｎｍ、対物レンズ１４１：ＮＡ０．６）をパワー４．０ｍＷで測定対象物１４９に照射したところ、第１の記録層１３５ａと第２の記録層１３５ｂとの間の第１の吸収変化層１３２ａである半導体微粒子分散膜が透明になり、第２の記録層１３５ｂにフォーカスをかけることができた。続いて、再生光用ＬＤ１４６を点灯させ、第２の記録層１３５ｂにフォーカスして、再生光１４８（波長４０５ｎｍ、対物レンズ１４７：ＮＡ０．６５）をパワー１．０ｍＷで読み出しを行ったところ、測定対象物１４９に設けた第２の吸収変化層１３２ｂの半導体微粒子分散膜は励起されていないため、第２の吸収変化層１３２ｂの透過率も低く、第３の記録層１３５ｃの影響を受けないｂＥＲ（ビットエラーレート）の高い読み出しが行えた。
最後に、吸収変化光用ＬＤ１４３を点灯させ、吸収変化光１４５（波長６５０ｎｍ、対物レンズ１４４：ＮＡ０．６）をパワー４．５ｍＷで媒体に照射したところ、第１の記録層１３５ａと第２の記録層１３５ｂとの間の第１の吸収変化層１３２ａである半導体微粒子分散膜、及び、第２の記録層１３５ｂと第３の記録層１３５ｃとの間の第２の吸収変化層１３２ｂである半導体微粒子分散膜がいずれも透明になり、第３の記録層１３５ｃにフォーカスをかけることができた。
本発明の第１の実施形態を示す光記録媒体の断面図。 サーモクロミズムによる透過率の経時変化を示す概念図。 ZnOのサーモクロミズムにおける光学定数のスペクトルを示す概念図。 過飽和吸収による透過率の経時変化を示す概念図。 本発明の実施例１を説明するディスクＡの断面図。 本発明の実施例における情報層の再生方法を説明する概念図。 本発明の実施例２を説明するディスクBの断面図。 本発明の実施例における情報層の再生方法を説明する概念図。 本発明の実施例３を説明するディスクＣの断面図。 本発明の比較例１を説明するディスクDの断面図。 本発明の比較例２を説明するディスクＥの断面図。 本発明の比較例３を説明するディスクＦの断面図。 本発明の第２の実施形態、及び、本発明の実施例４を説明するディスクＧの断面図。 本発明の比較例４を説明するディスクＨの断面図 本発明の第３の実施形態、及び、本発明の実施例５を説明するディスクＩの断面図。 本発明の実施例５における記録層の再生方法を説明する概念図。
符号の説明
１０ 第１の基板
１１ａ 第１の情報層
１１ｂ 第２の情報層
１２ 吸収変化層
１３ 中間層、
１４ 第２の基板
１５ａ 保護層
１５ｂ 保護層
１５ｃ 保護層
１６ 記録層
１７ 反射層
１００ 第１の基板
１０１ａ 光学干渉層
１０１ｂ 光学干渉層
１０２ 記録層
１０３ 反射層
１０４ 第１の情報層
１０５ 吸収変化層
１０６ 第２の基板
１０７ａ 光学干渉層
１０７ｂ 光学干渉層
１０７ｃ 光学干渉層
１０８ 反射層
１０９ 記録層
１１０ 第２の情報層
１１１ 中間層
１１３ 吸収変化光
１１４ 再生光
１１５ 測定対象物
１１６ 吸収変化光用ＬＤ
１１７ 対物レンズ
１１８ 再生光用ＬＤ
１１９ 対物レンズ
１２０ 第１の基板
１２１ 吸収変化層
１２２ 中間層
１２３ 第２の基板
１２４ 第１のピット
１２５ 第２のピット
１３０ 第１の基板
１３１ａ 第１の反射層
１３１ｂ 第２の反射層
１３１ｃ 第３の反射層
１３２ａ 第１の吸収変化層
１３２ｂ 第２の吸収変化層
１３３ａ 第１の中間層
１３３ｂ 第２の中間層
１３４ 第２の基板
１３５ａ 第１の記録層
１３５ｂ 第２の記録層
１３５ｃ 第３の記録層
１４０ 吸収変化光用ＬＤ
１４１ 対物レンズ
１４２ 吸収変化光
１４３ 吸収変化光用ＬＤ
１４４ 対物レンズ
１４５ 吸収変化光
１４６ 再生光用ＬＤ
１４７ 対物レンズ
１４８ 再生光
１４９ 測定対象物

Claims (3)

  1. 情報を記録する記録層を備えた複数の情報層と、
    前記情報層間に設けられ、光を照射することにより光の透過率が変化する吸収変化層とを備え、
    前記吸収変化層は、過飽和吸収効果を発現する材料で構成されていることを特徴とする光記録媒体。
  2. 請求項１に記載の光記録媒体を用いた光記録媒体の情報再生方法であって、
    前記光記録媒体に前記吸収変化層の光の透過率が変化する吸収変化光を照射する工程と、
    前記光記録媒体の前記情報層を再生する再生光を照射する工程と、
    を備えたことを特徴とする光記録媒体の情報再生方法。
  3. 情報を記録する記録層を備えた複数の情報層と、前記情報層間に設けられ、光を照射することにより光の透過率が変化する吸収変化層とを備えた光記録媒体と、
    前記光記録媒体に前記吸収変化層の光の透過率が変化する吸収変化光を照射する吸収変化光照射手段と、
    前記光記録媒体の前記情報層を再生する再生光を照射する再生光照射手段と、
    を備えたことを特徴とする光情報再生装置。
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