JP2005208426A - ホログラム型光記録媒体、ホログラム型光記録媒体の製造方法およびホログラム型光記録再生装置 - Google Patents

ホログラム型光記録媒体、ホログラム型光記録媒体の製造方法およびホログラム型光記録再生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】未記録部分の記録性能の劣化を抑制し、追記性能に優れたホログラム型の光記録媒体を提供する。
【解決手段】記録すべき情報に応じた光が照射されると、ホログラフィを利用して記録層に前記情報が記録される光記録媒体１０であって、記録層１２は、照射光が入射する面の面方向に物理的に分離して設けられた、情報を記録する複数の記録領域１２０と、複数の記録領域１２０の間に設けられ、各記録領域１２０同士を分離させる境界領域１３０と
を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ホログラム型光記録媒体、ホログラム型光記録媒体の製造方法およびホログラム型光記録再生装置に関するものである。
従来から、高密度画像データなどの容量の大きな情報を書き込み可能な記録媒体として光記録媒体が知られている。光記録媒体としては、例えば光磁気ディスク及び相変化型光ディスクなどの書き換え可能型光記録媒体やＣＤ−Ｒなどの追記型光記録媒体が既に実用化されている。
近年では、光記録媒体における大容量化が要求されており、三次元的に情報を記録可能なホログラム型の光記録媒体が注目されている（例えば特許文献１参照）。ホログラム型の光記録媒体に情報を記録する場合には、一般に、二次元的な強度分布が与えられた情報光と強度がほぼ一定な参照光とを感光性の記録層内部で重ね合わせ、それらが形成する干渉パターンを利用して記録層内部に光学特性の分布を生じさせる。
より具体的にラジカル重合性フォトポリマーを用いたホログラム記録について説明する。フォトポリマーにより形成された記録層中で情報光と参照光を重ね合わせると、干渉により光の強弱が生じる。光が強く照射された部分では光ラジカル重合開始剤からラジカルが発生し、そのラジカルをきっかけとして連鎖反応的にラジカル重合性モノマーの重合が進行する。次に、重合の進行にともない、光が弱く照射された部分から光が強く照射された部分にラジカル重合性モノマーが拡散し濃度勾配ができる。すなわち干渉光の強弱に応じて、ラジカル重合性モノマーの密度差が生じ、その結果、屈折率の差としてホログラムが形成される。
また、ホログラム型の光記録媒体に書き込まれた情報を読み出す場合には、記録時と同様の配置で参照光のみを記録光に照射する。これにより参照光は、記録層内部に形成された光学特性分布により変調される。そして、先の記録光に対応した強度分布を有する再生光として記録層から出射される。
この技術においては、記録層内に光学特性分布が三次元的に形成されるので、多重記録が可能である。ここで、多重記録とは、所定の情報光により情報が書き込まれた領域と他の情報光により情報が書き込まれた領域とを部分的に重ね合わせることである。
特にデジタルボリュームホログラフィを利用した場合には、信号対雑音比（ＳＮ比）が多少低くても元の情報を忠実に再現することができるため、光記録媒体の記録容量を著しく増大させることができる。
特開２００２−１２３９４９号公報
ホログラム型の光記録媒体は記録容量が大きいので、１度に媒体全体に情報を記録するのではなく、１枚の媒体に対して期間をあけて複数回に分けて追記するといった使い方が想定される。しかし、ホログラム型の光記録媒体では上述のようにラジカルをきっかけとしてホログラムが形成される。このため、記録層内で光照射によって生じたラジカルが、既記録部分から未記録部分に拡散してしまう。これにより、未記録部分の記録性能が劣化してしまう。
従って、期間をあけた複数回の追記に向かないといった問題がある。また、記録層の面内方向に伝播する記録光により、記録層内の未記録領域が感光し記録性能が劣化するといった問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、未記録部分の記録性能の劣化を抑制し、追記性能に優れたホログラム型の光記録媒体を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、記録すべき情報に応じた光が照射されると、ホログラフィを利用して記録層に前記情報が記録される光記録媒体であって、前記記録層は、照射光が入射する面の面方向に物理的に分離して設けられた、前記情報を記録する複数の記録領域と、前記複数の記録領域の間に設けられ、各記録領域同士を分離させる境界領域とを有することを特徴とする。
また、本発明にかかる光記録媒体は、前記複数の記録領域は、その面積がいずれも等しいことを特徴とする。
また、本発明にかかる光記録媒体は、前記複数の記録領域は、その面積が互いに異なることを特徴とする。
また、本発明にかかる光記録媒体は、前記記録領域は、前記走査方向における幅が、前記照射光の最大サイズのスポットの直径の２倍の長さの整数倍の長さになるように形成されていることを特徴とする。
また、本発明にかかる光記録媒体は、前記記録領域は、前記走査方向に垂直な方向における幅が、前記照射光の最大サイズのスポットの直径の２倍以上の長さになるように形成されていることを特徴とする。
また、本発明にかかる光記録媒体は、前記記録領域は、前記走査方向に垂直な方向における幅が、前記照射光の最大サイズのスポットの直径の２倍の長さの整数倍の長さになるように形成されていることを特徴とする。
本発明にかかる光記録媒体は、記録層内に物理的に互いに分離した複数の記録領域が形成されているので、記録層内の一の記録領域に光を照射して情報を記録した場合であっても、当該記録領域は他の記録領域と物理的に分離しているため、当該記録領域において発生したラジカルが他の記録領域に拡散することがない。このため、一の記録領域に情報を記録した場合であっても、他の記録領域における記録性能が低下することがない。このように、光記録媒体における追記性を向上させることができるという効果を奏する。また、このように複数の記録領域を有しているので、各記録領域を１つの仮想的な光記録媒体として扱うことができ、情報の管理を容易にすることができ、またアクセス性を向上させることができるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる光記録媒体、光記録媒体の製造方法およびホログラム型光記録再生装置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。
図１は、ホログラム型の光記録媒体の概略断面図である。図１に示す光記録媒体１は、透明基板１４を備えており、透明基板１４の第１の主面１４０上に記録層１２および保護層１６が順に積層されている。
さらに、記録層１２は、複数の記録領域１２０ａ，１２０ｂ・・・と、境界領域１３０ａ，１３０ｂ・・・とを有している。記録領域１２０は、ホログラフィを利用して情報を記録する領域である。各記録領域１２０は、周囲を境界領域１３０に囲まれている。これにより各記録領域１２０は、他の記録領域１２０から物理的に分離されている。このように、各記録領域１２０が物理的に互いに分離しているので、一つの記録領域１２０を一つの仮想的な光記録媒体として扱うことができる。なお、記録すべき情報量が１つの境界領域１３０の容量よりも大きい場合には、複数の境界領域１３０に跨って１つの情報を記録する。
図２−１は、図１に示した記録層１２を記録層１２の第１の主面１０１に垂直な方向から見た図である。記録層１２は、主面に垂直な方向から見た記録層１２を示している。
図２−２は、図２−１に示す記録層１２の一部を拡大して示している。記録層１２は、四角形に形成されている。そして、記録層１２は、複数の記録領域１２０ａ，１２０ｂ・・・と、境界領域１３０とを有している。
境界領域１３０は、各記録領域１２０を物理的に分割している。図２−１および図２−２に示す記録層１２においては、境界領域１３０は、横走査方向１０２及び縦走査方向１０４に等間隔に形成されている。ここで、横走査方向１０２および縦走査方向１０４とは、当該光記録媒体１０を光記録再生装置に搭載したときに、記録光等を走査させる方向である。すなわち、境界領域１３０は、走査方向に沿って形成されている。
本実施の形態における記録層１２は、第１の主面１０１における横走査方向１０２および縦走査方向１０４にそれぞれ６つの記録領域１２０が配置されている。すなわち、記録層１２は、３６個の記録領域１２０を有している。各記録領域１２０は、略四角形に形成されている。また各記録領域１２０の各面積はほぼ等しい。３次元的には、各記録領域１２０は、各体積がほぼ等しい。
このように、本実施の形態に係る記録層１２においては、各記録領域１２０は、いずれも境界領域１３０によって他の記録領域１２０から独立して配置されている。これにより、１つの記録領域１２０において記録光が照射されラジカルが発生した場合であっても、他の記録領域１２０にラジカルが移動するのを避けることができる。
一旦情報を記録し、すなわち記録光を照射すると、このとき発生したラジカルが書き込みのされていない未記録領域に拡散する。このため、未記録領域の記録性能が劣化するという問題がある。しかし、本実施の形態においては、各記録領域１２０が独立して形成されているので、ある記録領域１２０に記録光を照射しても、これにより発生したラジカルが他の記録領域に拡散することがなく、記録光を照射した記録領域以外の記録領域における記録性能を維持することができる。すなわち、追記性を向上させることができる。
また、物理的に分離した複数の記録領域１２０を有しているので、複数の仮想的な光記録媒体として扱うことができ、情報の管理を容易にすることができる。また、アクセス性を向上させることができる。
本実施の形態にかかる記録領域１２０は、フォトポリマーを材料として含んでいる。記録領域１２０の材料としては、記録領域１２０における面内方向への記録光の伝播を遮断する観点からは、所定の波長の電磁波を照射した場合に、照射強度に応じて吸光係数や屈折率などの光学特性が変化する材料が望ましい。記録領域１２０の材料は、具体的にはフォトポリマーの他に、例えば、フォトリフラクティブポリマーおよびフォトクロミック色素分散ポリマーなどの有機材料や、ニオブ酸リチウムおよびチタン酸バリウムなどの無機材料であってもよい。
境界領域１３０の材料としては、例えば、金属や、酸化珪素、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、弗化マグネシウム、弗化カルシウムなどの金属弗化物、イオン交換樹脂、フッ素系樹脂、ポリカーボネイト、アクリル系樹脂などの合成樹脂等を含有するものが望ましい。
なお、境界領域１３０の材料としては、記録領域１２０で発生したラジカルや酸の拡散を抑制でき、かつ記録光の横方向への伝播を抑制できるものであれば特に制限はない。
ラジカルや酸の拡散を抑制する観点からは、境界領域１３０の材料は、記録領域１２０の材料と異なる密度および溶解度パラメータ等を示すものであることが望ましい。
さらに、記録光の横方向への伝播を抑制する観点からは、境界領域１３０の材料は、記録光の波長において、記録領域１２０の材料が示す吸光係数よりも大きな吸光係数を示すものであることが望ましい。好ましくは、記録光の波長において、記録領域１２０の材料が示す吸光係数に比較して１０倍以上の吸光係数を示すことが望ましい。同様に、異なる屈折率を示すものであることが好ましい。または、境界領域１３０に材料を充填しなくともよい。すなわち、境界領域１３０を空孔としてもよい。
透明基板１４の材料としては、記録光に対して透明で機械的強度に優れているものが望ましい。具体的には光記録媒体で一般に使用されているポリカーボネイトやガラスなどがある。
保護層１６の材料としては、光記録媒体で一般に使用されているのと同様の透明材料，例えばポリカーボネイト、酸化珪素などが望ましい。
図１、図２−１および図２−２を参照しつつ説明した光記録媒体１０は一例であって、多様な変更または改良を加えることができる。
例えば、本実施の形態にかかる記録層１２は、同じサイズの３６個の記録領域１２０を有したが、記録領域１２０の数およびサイズは、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、横走査方向１０２および横走査方向にそれぞれ４つの記録領域１２０配置し、計１６個の記録領域１２０を形成してもよい。また、異なるサイズの複数の記録領域を形成してもよい。
図３は、第１の変形例にかかる光記録媒体１０の記録層１２を示している。図３は、記録層１２を第１の主面１０１に垂直な方向から見た図である。第１の変形例にかかる記録層１２は、図２−１において説明した実施例にかかる記録層１２と同様に複数の記録領域１２１を有している。ただし、第１の変形例にかかる記録層１２は、面積の異なる複数の記録領域１２１を有している。 図３に示す記録層１２は、上段１２１０には、記録層１２の横走査方向１０２の辺、すなわち横辺の長さの１／６の長さを１辺の長さとする６つの記録領域１２１ａ〜１２１ｆを有している。そして、中段１２１１には、記録層１２の横辺長さの１／３の長さを１辺の長さとする３つの記録領域１２１ｇ〜１２１ｉを有している。さらに、下段１２１２には、記録層１２の横辺の長さの１／２の長さを１辺の長さとする２つの記録領域１２１ｊ，１２１ｋを有している。
このように、第１の変形例にかかる記録層１２は、記録容量の異なる複数の記録領域１２１ａ〜１２１ｋを有している。従って、記録容量の異なる仮想的な光記録媒体として扱うことができる。このため、記録すべき情報の大きさに適したサイズの記録領域１２０を選択することにより、記録容量の無駄を抑制することができる。このように、例えばＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒなど異なる記録容量の光記録媒体が混載している光記録媒体として扱うことができる。
また、図２−１、図２−２において説明した実施の形態にかかる記録層１２における記録領域１２０の面積を最少として、これよりも大きい面積の記録領域１２１ｇ〜１２１ｋを有している。すなわち、記録層１２における記録領域が占める割合が図２−１等において説明した記録層１２よりも大きい。このように、記録容量を大きくすることができる。
なお、第１の変形例にかかる記録層１２のこれ以外の構造は、図２−１および図２−２を参照しつつ説明した実施の形態にかかる記録層１２と同様である。また、第１の変形例にかかる光記録媒体１０の構造は、図１を参照しつつ説明した実施の形態にかかる光記録媒体１０の構造と同様である。
図４は、第２の変形例にかかる光記録媒体１０の記録層１２を示している。図４は、記録層１２を記録層１２の第１の主面１０１に垂直な方向から見た図である。第２の変形例にかかる記録層１２は、円盤状に形成されている。また、境界領域１３０は、円盤の円周方向１０５および直径方向１０６に形成されている。これにより、互いに物理的に分離された２７個の記録領域１２２が形成されている。また各記録領域１２２は、面積がほぼ等しくなるように形成されている。このように、円盤状の記録層１２においても、図２−１に示した記録層１２と同様に、面積の等しい複数の記録領域１２２を形成することができる。
なお、ここで、円周方向１０５および直径方向１０６は、当該記録層１２を含む光記録媒体１０を光記録再生装置に搭載したときに、記録光等を走査させる方向に想到する。
第２の変更例に係る記録層１２においても、図２−１に示した記録層１２と同様に、各記録領域１２２を１つの仮想的な光記録媒体として扱うことができる。また、複数の記録領域１２２を有しているので、情報の管理を容易にし、かつアクセス性を向上させることができる。また、記録層１２が１つの記録領域１２２のみで構成された場合に比べて追記性を向上させることができる。
なお、第２の変形例にかかる記録層１２のこれ以外の構造は、図２−１および図２−２を参照しつつ説明した実施の形態にかかる記録層１２と同様である。また、第２の変形例にかかる光記録媒体１０の構造は、図１を参照しつつ説明した実施の形態にかかる光記録媒体１０の構造と同様である。
図５は、第３の変形例に係る光記録媒体１０の記録層１２を示している。図５は、記録層１２を第１の主面１０１に垂直な方向から見た図である。第３の変形例に係る記録層１２は、第２の変形例にかかる記録層１２と同様に円盤状に形成されている。ただし、第３の変形例にかかる記録層１２は、面積の異なる複数の記録領域１２３ａ，１２３ｂ，・・・を有している。この点で、第２の変形例にかかる記録層１２と異なる。なお、第３の変形例にかかる記録層１２のこれ以外の構造は、図４を参照しつつ説明した第２の変形例にかかる記録層１２と同様である。また、第３の変形例にかかる光記録媒体１０の構造は、図１を参照しつつ説明した実施の形態にかかる光記録媒体１０の構造と同様である。
上記においては、いずれも走査方向に沿って境界領域１３０を形成した例について説明したが、境界領域１３０の方向は、これに限定されるものではない。すなわち、記録層１２が複数の記録領域を有していればよく、記録領域の個数および形状は、本実施の形態に限定されるものではない。
図６は、第４の変形例にかかる光記録媒体１１の断面図である。第４の変形例にかかる光記録媒体１０は、透明基板１４の第１の主面１４０と反対側の第２の面１４２側に反射層１８をさらに備えている。すなわち、第４の変形例にかかる光記録媒体１０は、反射型光記録媒体である。反射層１８の材料としては、光記録媒体１０に照射すべき記録光対する反射率が高い材料が望ましい。例えばアルミニウムなどが望ましい。
次に、記録領域１２０の最適な大きさについて説明する。図７は、記録領域１２０の大きさと、情報光２１０の最大スポットサイズとの関係を示している。図７に示すように、各記録領域１２０の横辺１２０２は、情報光２１０の最大スポットの直径２１０２と同じ長さに形成されている。同様に、縦辺１２０４は、情報光２１０の最大スポットの直径２１０２と同じ長さに形成されている。なお、横辺１２０２および縦辺１２０４ともに、情報光２１０の照射位置の誤差に応じたマージンを想定し、最大スポット直径２１０２よりもわずかに長く形成してもよい。このように、各記録領域１２０の横辺１２０２の長さは、情報光２１０の最大スポットの直径２１０２以上の長さであることが好ましい。同様に、縦辺１２０４の長さは、情報光２１０の最大スポットの直径２１０２以上の長さであることが好ましい。
図８は、光記録媒体１０の一部の断面図である。図８に示すように、情報光２１０および参照光２２０を記録領域１２０に照射することにより、記録領域１２０に情報を記録する。角度多重記録により光記録媒体１０に情報を記録する場合、書き込むべき情報に応じて参照光２２０の角度を変化させると、記録領域１２０において情報光２１０と参照光２２０とが異なる角度で重なり、異なった光の干渉パターンが生成される。それによって同一の記録領域１２０に複数の異なる情報を重ねて記録することができる。
なお、角度多重記録の方法としては、主として、光記録媒体１０と情報光２１０を固定し参照光２２０の角度を変化させることにより異なった情報を記録領域１２０の同一体積中に記録する方法と、情報光２１０と参照光２２０を固定し光記録媒体１０の角度を変化させることにより異なった情報を記録領域１２０の同一体積中に記録する方法とがある。
いずれの場合においても、情報光２１０の一部が記録領域１２０の外側、すなわち境界領域１３０に照射された場合には、光の乱れが生じ、精度よく情報を記録することができない。従って、図７に示すように、各記録領域１２０の各辺の長さは、いずれも情報光２１０の最大スポットの直径以上の長さに設けられていることが望ましい。
さらに、記録領域１２０の空間に無駄なく情報を記録する、すなわち、より多くの情報を記録するという観点からは、本実施の形態における記録領域１２０の各辺は、情報光２１０の最大スポットの直径とほぼ同程度の長さに形成されるのが望ましい。また、各辺の長さをこれよりも長くする場合には、記録領域１２０の各辺は、情報光２１０の最大スポットの直径の整数倍の長さに形成されるのが望ましい。なお、記録領域１２０の横辺１２０２および縦辺１２０４は、それぞれ異なる長さに形成してもよい。
また、他の例としては、角度多重記録にかえて、シフト多重記録により情報を記録してもよい。図９は、シフト多重記録により情報を生成する場合の、記録領域１２０の最適な大きさと、情報光２１０の最大スポットサイズとの関係を示している。
図９に示すように、各記録領域１２０の横辺１２０６は、情報光２１０の最大スポットの直径の２倍の長さ２１０４と同じ長さに形成されている。また、縦辺１２０４は、情報光２１０の最大スポットの直径２１０２と同じ長さに形成されている。なお、マージンを想定し、各長さよりもわずかに長く形成してもよい。このように、横辺１２０６の長さは、情報光２１０の最大スポットの直径の２倍の長さ２１０４以上の長さであることが望ましい。また、縦辺１２０４の長さは、情報光２１０の最大スポットの直径２１０２長さ以上の長さであることが望ましい。
シフト多重記録により情報を記録する場合、角度多重記録の場合と同様に記録領域１２０中で情報光２１０と参照光２２０を重ねることにより、情報を記録する。シフト多重記録においては、図１０に示すように、情報光と参照光のなす角の角度の関係および各光と光記録媒体１０のなす角の角度の関係を維持しつつ、情報光と参照光の光記録媒体１０における照射位置を横走査方向１０２に少しずつ移動させることにより、異なった情報を同一の記録領域１２０内に記録する。ここで、情報光２１０と参照光２２０の照射位置の移動距離は、情報光２１０の最大スポットサイズよりも短い距離であり、これにより、同一の位置に複数の情報を重ねて記録する。
シフト多重記録において、記録領域１２０の空間に効率良く情報を記録するという観点からは、記録領域１２０の横辺１２０６が情報光２１０の最大スポットの直径の２倍の長さであることが望ましい。すなわち、記録領域１２０のシフト方向における長さが、情報光２１０の最大スポットの直径の２倍の長さであることが望ましい。これにより、記録領域１２０の空間に無駄なくシフト多重記録を行うことができる。
さらに、各辺の長さをこれよりも長くしてもよい。横辺１２０６の長さを情報光２１０の最大スポットの直径の２倍以上の長さにした場合には、横辺１２０６が直径の２倍以下の長さにした場合に比べて、より多くの情報を記録することができ、シフト多重記録の効率を向上させることができる。
さらに、より多くの情報を記録するという観点からは、横辺１２０６の長さをより長くする場合には、情報光２１０の最大スポットの直径の整数倍の長さに形成されるのが望ましい。同様に、縦辺１２０４の長さをより長くする場合には、情報光２１０の最大スポットの直径の長さの整数倍の長さに形成されるのが望ましい。
なお、本実施の形態にかかる記録領域１２０は四角形の形状に設けられているので、各辺の長さについて説明したが、記録領域１２０の外周の形状は四角形に限定されるものではない。この場合、記録領域１２０は、少なくとも記録領域１２０の内側に情報光２１０が含まれるような形状およびサイズに形成されていればよい。より望ましくは、記録領域１２０の外周の形状およびサイズと、情報光２１０の最大スポットの直径とが上述の関係を有していればよい。
次に、図１１を参照しつつ、記録層１２を含む光記録媒体１０を搭載した光記録再生装置において、記録領域１２０に記録する際の記録開始位置について説明する。図１１は、記録領域１２０における記録開始位置を説明するための図である。なお、光記録再生装置については後述する。
図１１に示すように、境界領域１３０と記録領域１２０の境界位置４１０から情報光２１０の最大スポットの半径の長さ４２０分だけ記録領域１２０の内側の位置を記録開始位置４００とする。情報光２１０を境界領域１３０に照射した場合に、光の乱れが生じ記録精度が低下するおそれがある。従って、情報光２１０の最大スポットの外周が記録領域１２０内にくるように、情報光２１０を照射するのが望ましい。この観点から、情報光２１０の最大スポットの半径分だけ記録領域１２０の内側の位置から情報光２１０の照射を開始するのが望ましい。これにより、上述の問題を解消することができる。
図１２は、図６に示す反射型の光記録媒体１０を用いた光記録再生装置における記録開始位置を説明するための図である。図１１において示したのと同様に、境界領域１３０と記録領域１２０の境界位置４１０から情報光２１２の半径分４２０だけ記録領域１２０の内側の位置を記録開始位置４５０とする。これにより、図１１に示す光記録媒体１０と同様に、情報光２１２を境界領域１３０に照射するのを避けることができる。
なお、図１１および図１２を参照しつつ、記録開始位置について説明したが、１つの記録領域１２０における情報光の照射を終了すべき記録終了位置についても同様である。すなわち、境界領域１３０と記録領域１２０の境界位置から情報光の最大スポットの半径の長さ分だけ記録領域の内側の位置まで移動すると、情報光の照射を終了する。これにより、情報光が境界領域１３０に照射されるのを避けることができる。
次に、光記録媒体１０の製造方法について説明する。ここでは、図５において説明した第３の変更例にかかる光記録媒体１０の例について説明する。
まず、図１３に示すようなシート状の境界領域１３０を形成する。境界領域１３０は、記録領域１２０の数に応じた、物理的に分離した複数の空孔１３２ａ，１３２ｂ，・・・を有している。この境界領域１３０を透明基板１４の第１の主面１４０上に載置する。
次に、図１４に示すように、記録領域１２０を形成する原料溶液を境界領域１３０の複数の空孔１３２ａ，１３２ｂ，・・・のそれぞれを充填する形でキャストする。これにより、各空孔１３２ａ，１３２ｂ，・・・のそれぞれには、記録領域１２０の原液１２４ａ，１２４ｂ・・・が充填される。
次に、図１５に示すように、記録領域１２０の原料溶液が充填された記録層１２上に保護層１６を積層する。これにより、光記録媒体１０が形成される。
なお、図１２から図１４を参照しつつ説明した光記録媒体１０の製造方法は一例であって、多様な変更または改良を加えることができる。
図１６は、第１の変形例にかかる光記録媒体１０の製造方法を示している。第１の変形例にかかる製造方法においては、まず、図１５に示す金型３００を形成する。金型３００は、第１の主面３０２に記録領域１２０の数に応じた、物理的に分離した複数の液溜め３１０ａ，３１０ｂ・・・を有している。各液溜め３１０ａ，３１０ｂ・・・は、窪み状に形成されている。各液溜め３１０ａ，３１０ｂ・・・に、記録領域１２０の原料溶液を充填する。その後、図１７に示すように、記録領域１２０の原料溶液が充填された金型３００の第１の主面３０２に透明基板１４を密着させる。これにより、複数の記録領域１２５ａ，１２５ｂ・・・が形成される。その後、金型３００を外し、透明基板１４を密着させた面と反対側の面に保護層１６を積層することにより、光記録媒体１０が形成される。
図１８は、第２の変形例にかかる光記録媒体１０の製造方法を示している。第２の変形例にかかる製造方法においては、まず、図１７に示すような、記録領域に対応する形状の金型４００を形成する。金型４００は、側面４０６を含む領域４０８を残して中央に凹部分が形成されている。そして、この凹部分に記録領域１２０の数に応じた、物理的に分離した複数の液溜め４１０ａ，４１０ｂ・・・が形成されている。各液溜め４１０ａ，４１０ｂ・・・を分離する凸部４１２ａ，４１２ｂ・・・は、第２の主面４０４から各凸部４１２ａ，４１２ｂ・・・の上面４１３ａ，４１３ｂ・・・までの距離が全て等しくなるように形成されている。さらに、凸部４１２ａ，４１２ｂ・・・は、第２の主面４０４から上面４１３ａ，４１３ｂ・・・までの距離４１４が、第２の主面４０４から第１の主面４０２までの距離４１５よりも短くなるように形成されている。
さらに、金型４００の各液溜め４１０ａ，４１０ｂ・・・が形成されている第１の面４０２と反対側に設けられた第２の面４０４には、各液溜め４１０ａ，４１０ｂ・・・まで貫通する樹脂注入口４２０ａ，４２０ｂ・・・が形成されている。
まず、図１９に示すように透明基板１４を金型４００の側面４０６を含む領域４０８の内径４３０に嵌め込む。なお、透明基板１４は、領域４０８の内径４３０と等しい直径に形成されている。これにより、液溜め４１０ａ，４１０ｂ・・・の第１の主面４０２側が塞がれる。さらに、透明基板１４と同一の長さの直径に形成された金型４５０を透明基板１４が嵌め込まれた領域４０８の内側に嵌め込む。
これにより、図２０−１に示すように、第１の主面４０２側が密閉された状態になる。次に、第２の主面４０４に形成された樹脂注入口４２０ａ，４２０ｂ・・・から各液溜め４１０ａ，４１０ｂ・・・に記録領域１２０の原料溶液を注入する。これにより、図２０−２に示すように、記録領域１２６ａ，１２６ｂ・・・が形成される。その後、金型４００および金型４５０を外し、透明基板１４を密着させた面と反対側の面に保護層１６を積層することにより、光記録媒体１０が形成される。
図２１−１、図２１−２および図２２は、第３の変形例にかかる光記録媒体１０の製造方法を示している。第３の変形例にかかる製造方法においては、第１の金型５００の第１の主面５０２上に円盤状の透明基板１４を搭載する。さらに透明基板１４の第１の主面１４０上に記録層１３を積層する。
一方、図１６において説明した金型３００と同様の金型５１０を形成する。すなわち金型５１０は、第１の主面５１２に記録領域１２０の数に応じた複数の液溜め５１３ａ，５１３ｂ・・・を有している。
そして、図２１−２に示すように、第２の金型５１０の第１の主面５１２を記録層１３の上部から押し当てるインプリントの手法を用いることにより、記録層１３を複数に分断する。すなわち、記録層１３に液溜め５１３ａ，５１３ｂ・・・に対応する複数の記録領域を形成することができる。これにより、図２２に示すように、複数の記録領域１２７ａ，１２７ｂ・・・が形成される。さらに、保護層１６を積層することにより、光記録媒体１０が形成される。
なお、以上において説明した各製造方法において、形成後の記録領域１２０のガラス転移温度以上に加熱することが出来る加熱手段や、冷却手段を用いてもよい。
また、第２の変形例、第３の変形例、および第４の変形例にかかる製造方法においては、記録領域１２０の形成後に、境界領域１３０を作成してもよい。境界領域１３０の形成方法としては、例えば、蒸着、スパッタ、スピンコート、キャスト、射出成形などを用いることができる。また、境界領域１３０として意図的に材料を充填せず、空気を境界領域として用いてもよい。
本発明に係るホログラム型の光記録媒体は、例えば、以下の光記録再生装置に搭載することができる。図２３は、図１に示す透過型光記録媒体１０を搭載可能なホログラム型光記録再生装置１の一例を概略的に示している。このホログラム型の光記録再生装置を用いた記録方法について説明する。
このホログラム型の光記録再生装置１は、光記録媒体１０と、光源１５と、旋光用光学素子３３と、偏光ビームスプリッタ１７と、ビームエキスパンダ３４と、透過型空間光変調器１９と、偏光ビームスプリッタ２０と、電磁シャッタ２１と、対物レンズ２２と、結像レンズ２３と、二次元光検出器２４と、旋光用光学素子２５と、ミラー２６と、ミラー２７と、光検出器２８とを備えている。
光源１５としては、コヒーレントな直線偏光を出力するレーザを使用することが望ましい。レーザとしては、例えば、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザなどを使用することができる。
光源から出力された光ビームは、旋光用光学素子３３によって、偏波面が回転するか、あるいは、円偏光または楕円偏光となり、偏波面が紙面に平行な偏光成分（以下、Ｐ偏光成分という）と偏波面が紙面に垂直な偏光成分（以下、Ｓ偏光成分という）と変更面が紙面に平行な偏光成分（以下、Ｐ偏光成分という）と偏波面が紙面に垂直な偏光成分（以下、Ｓ偏光成分という）を含む光ビームとなる。旋光用光学素子３３としては、例えば、１／２波長板や１／４波長板を使用することができる。
偏光ビームスプリッタ１７は、旋光用光学素子３３から出射した光ビームのうち、Ｓ偏光成分を反射する。ビームエキスパンダ３４は、Ｓ偏光成分のビーム径を増加する。その後、Ｓ偏光成分は、平行光束として透過型空間光変調器１９に入射する。
また、光ビームのうちＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１７を透過する。このＰ偏光成分は参照光として利用される。
透過型空間光変調器１９は、例えば透過型液晶表示装置のようにマトリクス状に配列した多数の画素を有している。透過型空間光変調器１９は、を各画素毎に当該透過型空間光変調器１９に入射した光ビームのＰ偏光成分とＳ偏光成分と出射光を切り替える。透過型空間光変調器１９は、以上の構成により記録すべき情報に対応した二次元的な偏波面分布が付与された情報光を出射する。
透過型空間光変調器１９から出射された情報光は、次いで、偏光ビームスプリッタ２０に入射する。偏光ビームスプリッタ２０は、先の情報光のうち、Ｓ偏光成分のみを反射し、Ｐ偏光成分を透過する。
偏光ビームスプリッタ２０により反射されたＳ偏光成分は、二次元的な強度分布が与えられた情報光として電磁シャッタ２１を通過する。そして、対物レンズ２２によって光記録媒体１０の記録領域に照射される。
他方、偏光ビームスプリッタ１７を透過したＰ偏光成分（参照光）は旋光用光学素子２５により偏波面を９０°回転させられＳ偏光となる。そして、ミラー２６、ミラー２７によって光記録媒体１０の記録領域の内部で情報光と重なるように照射される。記録領域の内部では、情報光と参照光が干渉する。これにより、情報光に対応した光学特性の分布が生じる。
上述した方法により記録した情報は、以下のようにして読み出すことができる。まず、電磁シャッタ２１を閉じ、先に情報を記録した記録領域１２０に参照光のみを照射する。すると、記録領域の内部に生じた光学特性分布により参照光が回折し、再生光として光記録媒体１０から出射される。光記録媒体１から出射した再生光は情報光を再現している。この情報光は、結像レンズ２３によって二次元光検出器２４上に透過型空間光変調器１９の像を再現する形で結像される。このようにして光記録媒体１０に記録された情報を読み出す。
なお、光記録媒体１０を搭載した記録再生装置１では、書き込み時には情報光及び参照光の少なくとも一方を利用して記録領域の端部を検出することができる。従って、これによって光を照射すべき位置を特定することができる。また、図１１において説明した記録開始位置４５０を特定することができる。なお、記録領域１２０の端部を検出するための光源を別途設けてもよい。
記録領域の端部の検出方法としては、光検出器２８がモニターする光媒体を透過する光強度の出力に基づく方法がある。サーボ光またはサーボ光として用いている参照光が記録領域の端部を照射すると、光が強く散乱される。これにより、光検出器２８からはスパイク的な出力が得られる。このスパイク的な出力を、記録領域の端部の検出信号として用いることにより、記録領域の端部を検出することができる。この場合、制御部３５は、光検出器２８の出力に基づいて特定した端部の位置に基づいて、記録開始位置４５０を決定する。そして、決定した位置に基づいて、光記録媒体１０における光照射位置を制御する。制御部３５は、同様に記録終了位置を決定し、光照射終了位置を制御する。
さらに、制御部３５は、光検出器２８の出力に基づいて特定した端部の位置に基づいて、各記録領域の大きさを認識する。すなわち、端部から端部までの距離に基づいて各記録領域の大きさを特定する。そして、記録層に記録すべき情報の情報量に応じた面積の記録領域を記録層に含まれる複数の記録領域の中から選択し、選択した記録領域に情報光を照射すべく光記録媒体に対する光照射位置を制御する。
同様に、二次元光検出器２４がモニターする光強度の出力に基づいてもよい。この場合、制御部３５は、二次元光検出器２４がモニターする光強度の出力に基づいて記録開始位置および記録終了位置を決定し、決定した位置に基づいて光記録媒体における光照射位置を制御する。また、制御部３５は、二次元光検出部２４の出力に基づいて、情報量に応じた記録領域を選択する。
また、図４に例示した光記録再生装置１では、情報光と参照光とを干渉させるために二光束干渉法を利用したが、透過型の同軸干渉法を利用することもできる。
図２４は、図６に示した反射層１８を有する反射型光記録媒体１１を搭載可能なホログラム型光記録再生装置の一例を概略的に示している。このホログラム型光記録再生装置を用いた記録方法について説明する。
（ここの段落は前のコピー、ペーストで図との整合性が悪いです）
このホログラム型光記録再生装置２は、反射型光記録媒体１１と、光源１５と、旋光用光学素子３３と、偏光ビームスプリッタ１７と、ビームエキスパンダ３４と、透過型空間光変調器１９と、偏光ビームスプリッタ２０と、電磁シャッタ２１と、対物レンズ３２と、結像レンズ２３と、二次元光検出器２４と、旋光用光学素子３３と、偏光ビームスプリッタ２９と、二分割旋光用光学素子３０と、ビームスプリッタ３１とを備えている。
光源１５から出力された光ビームは、ビームエキスパンダ３４によりビーム径を増加させられ、平行光束として旋光用光学素子３３に入射する。
旋光用光学素子３３は、先の光ビームの偏波面を回転させるか、或いは、先の光ビームを円偏光または楕円偏光とすることにより、偏波面が紙面に平行な偏光成分（以下、Ｐ偏光成分という）と偏波面が紙面に垂直な偏光成分（以下、Ｓ偏光成分という）を含む光を出射する。旋光用光学素子３３としては、例えば、１／２波長板や１／４波長板を使用することができる。
旋光用光学素子３３を出射した光ビームのうち、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１７により反射され、透過型空間光変調器１９に入射する。また、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１７を透過する。このＰ偏光成分は、参照光として利用される。
透過型空間光変調器１９は、例えば透過型液晶表示装置のようにマトリクス状に配列した多数の画素を有している。透過型空間光変調器１９は、画素毎に出射する光をＰ偏光成分とＳ偏光成分との間で切り替えることができる。このようにして、透過型空間光変調器１９は、記録すべき情報に対応する二次元的な偏波面分布が与えられた情報光を出射する。
透過型空間光変調器１９から出射された情報光は、次いで、偏光ビームスプリッタ２０に入射する。偏光ビームスプリッタ２０は、先の情報光のうち、Ｓ偏光成分のみを反射し、Ｐ偏光成分は透過する。
偏光ビームスプリッタ２０により反射されたＳ偏光成分は、二次元的な強度分布が与えられた情報光として電磁シャッタ２１を通過し、偏光ビームスプリッタ２９に入射する。この情報光は、偏光ビームスプリッタ２９により反射され、二分割旋光用光学素子３０に入射する。
二分割旋光用光学素子３０は、図中、右側の部分と左側の部分との間で光学特性が互いに異なっている。具体的には、情報光のうち、例えば、二分割旋光用光学素子３０の右側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させて出射する。また、左側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させて出射する。以下、Ｓ偏光成分の偏波面を＋４５°回転させたもの（或いは、Ｐ偏光成分の偏波面を−４５°回転させたもの）をＡ偏光成分と呼び、Ｓ偏光成分の偏波面を−４５°回転させたもの（或いは、Ｐ偏光成分の偏波面を＋４５°回転させたもの）をＢ偏光成分と呼ぶ。なお、二分割旋光用光学素子３０の各部分には、例えば、１／２波長板を用いることができる。
二分割旋光用光学素子３０を出射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３２により光記録媒体２の反射層１８上に集光される。なお、光記録媒体２は、保護層１６を対物レンズ３２に対向させて配置されている。
他方、偏光ビームスプリッタ１７を透過したＰ偏光成分（参照光）の一部は、ビームスプリッタ３１で反射され、偏光ビームスプリッタ２９を透過する。偏光ビームスプリッタ２９を透過した参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子３０に入射し、その右側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させてＢ偏光成分として出射し、左側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させてＡ偏光成分として出射する。その後、それらＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３２により光記録媒体１１の反射層１８上に集光される。
このように、二分割旋光用光学素子３０の右側部分からは、Ａ偏光成分である情報光とＢ偏光成分である参照光とが出射する。他方、二分割旋光用光学素子３０の左側部分からは、Ｂ偏光成分である情報光とＡ偏光成分である参照光とが出射する。また、情報光及び参照光は、光記録媒体１１の反射層１８上に集光される。
このため、情報光と参照光との干渉は、保護層１６を介して記録領域に直接入射した直接光としての情報光と反射層１８で反射された反射光としての参照光との間、及び、直接光としての参照光と反射光としての情報光との間でしか生じない。また、直接光としての情報光と反射光としての情報光との干渉や、直接光としての参照光と反射光としての参照光との干渉は生じない。
したがって、図２４に示す記録再生装置２によると、記録領域１２０の内部に情報光に対応した光学特性の分布を生じさせることができる。
上述した方法により記録した情報は、以下のようにして読み出すことができる。すなわち、電磁シャッタ２１を閉じ照射光のみを先に情報を記録した記録領域に照射する。これによりＰ偏光成分である参照光のみが二分割旋光用光学素子３０に到達する。
この参照光は、二分割旋光用光学素子３０によって、その右側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させてＢ偏光成分として出射し、左側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させてＡ偏光成分として出射する。その後、それらＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３２により光記録媒体２の反射層１８上に集光される。
光記録媒体１１の記録領域には、上記の方法により、情報に対応した光学特性分布が形成されている。したがって、光記録媒体２に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の一部は、記録領域内に形成された光学特性分布により回折され、再生光として光記録媒体１１を出射する。
光記録媒体１１を出射した再生光は情報光を再現しており、対物レンズ３２により平行光束とされた後、二分割旋光用光学素子３０に到達する。二分割旋光用光学素子３０の右側部分に入射したＢ偏光成分はＰ偏光成分として出射し、二分割旋光用光学素子３０の左側部分に入射したＡ偏光成分はＰ偏光成分として出射する。このようにして、Ｐ偏光成分としての再生光が得られる。
その後、再生光は偏光ビームスプリッタ２９を透過する。偏光ビームスプリッタ２９を透過した再生光の一部は、次いで、ビームスプリッタ３１を透過し、結像レンズ２３により二次元光検出器２４上に透過型空間光変調器１９の像を再現する形で結像される。このようにして、光記録媒体２に記録された情報を読み出す。
他方、二分割旋光用光学素子３０を透過して光記録媒体１１に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の残りは、反射層１８により反射され、光記録媒体１１を出射する。この反射光としてのＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３２により平行光束とされた後、Ａ偏光成分は二分割旋光用光学素子３０の右側部分に入射してＳ偏光成分として出射し、Ｂ偏光成分は二分割旋光用光学素子３０の左側部分に入射してＳ偏光成分として出射する。二分割旋光用光学素子３０を出射したＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ２９により反射されるため、二次元光検出器２４には到達し得ない。したがって、この記録再生装置１によると、優れた再生ＳＮ比を実現できる。
なお、上記の記録再生装置に図６に示す光記録媒体１１を搭載する場合、書き込み時には情報光及び参照光の少なくとも一方を利用して記録領域の端部を検出することができる。また、図１２を参照しつつ説明した記録開始位置４５０を特定することができる。なお、記録領域１２０の端部を検出するための光源を別途設けてもよい。
記録領域の端部の検出方法としては、二次元光検出器２４がモニターする光媒体を透過する光強度の出力に基づく方法がある。サーボ光またはサーボ光として用いている参照光が記録領域の端部を照射すると、光が強く散乱される。これにより、二次元光検出器２４からはスパイク的な出力が得られる。このスパイク的な出力を、記録領域の端部の検出信号として用いることにより、記録領域の端部を検出することができる。
１．光記録媒体の作製
以下、本発明の実施例について説明する。実施例１においては、本実施例では以下の方法により図１および図２−１に示す透過型光記録媒体を作製した。
まず、ビニルカルバゾール３．８６ｇとビニルピロリドン２．２２ｇとを混合した。次いで、イルガキュア７８４（チバスペシャルティケミカルズ社製）０．１９ｇを加えて攪拌した。すべてが溶解したのちパーブチルＨ（日本油脂製）０．０４ｇを混合し、モノマー溶液Ａを調製した。次に、1，4−ブタンジオールジグリシジルエーテル１０．１ｇとジエチレントリアミン３．６ｇを混合してエポキシ溶液Ｂを調製した。さらにＡのモノマー溶液１．５ｍｌとＢのエポキシ溶液８．５ｍｌを混合、脱泡して光記録媒体前駆体を調製した。
次いで、この混合溶液を、厚さが０．５ｍｍ、一辺が５ｃｍの正方形状の石英ガラス基板上に載置したフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサの間にキャストした。フッ素樹脂からなるスペーサの形状を図２５に示す。キャスト後、別途準備した石英ガラス基板１６を図２６に示すように対向配置した。さらに一様圧力を加えることにより、上記混合溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。最後に室温で２４時間静置して厚さ２５０μmの記録領域を有する光記録媒体１０を作製した。本実施例で作成した光記録媒体１はフッ素樹脂からなるスペーサが図１に示す境界領域１３０を、上部石英ガラス基板が保護層１６を形成している。なお、本実施例では一連の作業は、記録領域１２０が感光しないように、波長６００ｎｍより短い光が遮光されている室内で行った。
２．情報の記録
次に、上記の方法で作製した光記録媒体１を図２３に示す透過型光記録再生装置１に搭載して、実際に情報の記録を行った。ここでは、光源１５から出力するコヒーレント光としてネオジウムＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を使用し、旋光用光学素子３３、２５としては１／２波長板を使用し、透過型空間光変調器１９としては液晶パネルを使用した。また、旋光用光学素子３３として用いた１／２波長板は、光記録媒体１の表面で情報光と参照光の強度が等しくなるように、その方位を調整した。さらに、ここでは、記録時の光記録媒体１表面での情報光及び参照光の光強度は何れも０．５ｍＷとし、記録領域１２０の上面でのレーザビームのスポットサイズは３ｍｍ径とした。
記録開始位置は、光記録媒体１０に参照光のみを照射して決定した。すなわち、光記録媒体１０の表面での強度を０．０１ｍＷとした参照光のみを光記録媒体１０に照射した。そして、光検出器２８の出力をモニターしながら光記録媒体１を対物レンズ２２の光軸と直交する方向に移動させた。このとき、光検出器２８からの出力が変動しなくなる位置を記録開始位置とした。記録開始位置は、記録領域１２０の端部から１．５ｍｍの距離であった。
３．情報の再生
次に、先の方法により光記録媒体１０に記録した情報を、図２３に示す記録再生装置１を用いて読み出した。この読み出しの際、旋光用光学素子３３として用いた１／２波長板の方位を調整することにより、光記録媒体１０の表面における参照光の強度を０．１ｍＷとした。また、二次元光検出器２３としては、ＣＣＤアレイを使用した。
その結果、周辺光に晒す前の光記録媒体１に対しては、情報の書き込み及び読み出しを良好に行うことができることが確認された。
なお、上記「２．情報の記録」において、記録開始位置の決定の際、光検出器２８からの出力変動が無くならない位置で記録をした場合、境界領域１３０によって情報光、参照光の波面が乱されることにより、良好な情報の書き込み及び読み出しが不可能であることが確認できた。
４．追記性能評価
次に、光記録媒体１０に対し追記性能の評価を行った。ここで、透過型のホログラム記録媒体の記録性能評価の方法について説明する。本実施例ではホログラムの記録性能の指標として、記録ダイナミックレンジを表すＭ／＃（Ｍナンバー）を用いた。Ｍ／＃は、ホログラム記録媒体の記録層内の同一領域に記録が出来なくなるまでｎページのホログラムを多重記録・再生した際、ｉ番目のホログラムからの回折効率をηiとすると下記（式１）の様に表される。
Figure 2005208426
 Ｍ／＃の値が大きいホログラム記録媒体ほど、記録ダイナミックレンジが大きく多重記録性能に優れている。
本実施例においては、図７において参照光のみを光記録媒体１に照射した際、光検出器２８で検出される光強度をＩt、二次元光検出器２４で検出される光強度をＩdとすると、回折効率ηは次式で表される。
η＝Ｉd／（Ｉt＋Ｉd）・・・式２
内部回折効率を用い、光記録媒体１を回転させながら異なるページを記録する角度多重記録・再生を行いＭ／＃を測定した。図２７に角度多重記録再生を行った際の回折効率の一例を示す。
なお、追記性能評価は以下の方法で行った。まず、「１．光記録媒体の作製」において説明した２４時間静置した直後の光記録媒体１０を用いて、図２５に示した記録領域６１０に対して上記の手法でホログラム１ページあたりの露光量を２０ｍＪ／ｃｍ2として角度多重記録再生を行いM/#を測定した。結果、M/#は４であった。次に記録領域６１０に対して既に記録を行った同一の光記録媒体１０を用い、記録領域６１０のＭ／＃を測定した１日後に記録領域６１２に対して同様の測定条件でＭ／＃を測定した。結果、Ｍ／＃は３であった。更に、記録領域６１０及び記録領域６１２に対して既に記録を行った同一の光記録媒体１０を用い、記録領域６１２のＭ／＃を測定した１日後に記録領域６１４に対して同様の測定条件でＭ／＃を測定した。結果、Ｍ／＃は３であった。なお、それぞれの測定の間は、光記録媒体１０が感光しないように暗所で保管した。
（比較例１）
１．光記録媒体の作製
本比較例では、以下の方法により透過型光記録媒体を作製した。図２８に示す形状のフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを用い、その他は実施例１で説明したのと同様の方法により、厚さ２５０μmの記録領域をもつ透過型光記録媒体を作製した。
２．追記性能評価
次に、追記性能の評価を行った。実施例１と同様の手法で作製直後の光記録媒体１０を用い、ホログラム１ページあたりの露光量を２０ｍＪ／ｃｍ2としＭ／＃を測定した。結果、Ｍ／＃は４であった。次に前述のＭ／＃を測定した１日後に同一の光記録媒体を用い、前述のＭ／＃を測定した記録位置から８ｍｍ離れた未記録領域に対して同様の測定条件でＭ／＃を測定した。結果、Ｍ／＃は１であった。更に、１日後に同一の光記録媒体１０を用い、前述のＭ／＃を測定した記録位置から８ｍｍ離れた未記録領域に対して同様の測定条件でＭ／＃を測定した。結果、Ｍ／＃は０．５であった。なお、それぞれの測定の間は、光記録媒体が感光しないように暗所で保管した。
このように、比較例１に係る光記録媒体は、既記録領域の影響により未記録領域の記録性能が大幅に低下した。これに対し、実施例１に係る光記録媒体１０は、記録領域６１２、記録領域６１４の間で殆んど記録性能が低下することはなかった。すなわち、実施例１に係る光記録媒体１は、優れた追記性能を有していることが確認された。
１．光情報記録媒体の作製
本実施例では、以下の方法により図１に示す反射型光記録媒体１１を作製した。まず、反射層１８としてスパッタにより厚さ２００ｎｍのアルミニウム層を片面に形成した厚さが０．５ｍｍ、一辺が５ｃｍの正方形状の石英ガラス基板３を準備した。次に、実施例１で説明したのと同様の方法により、記録領域を形成する混合溶液を作成し、先に準備した石英ガラス基板のアルミニウム層とは反対の面にフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを載置し、その間に前記混合溶液をキャストした。フッ素樹脂からなるスペーサの形状は、図２５において説明した実施例１にかかるスペーサの形状と同様である。キャスト後、別途準備した石英ガラス基板１６を対向配置し、さらに一様圧力を加えることにより、上記混合溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。最後に５０℃で１０時間加熱して厚さ２５０μmの記録領域をもつ光記録媒体１１を作成した。本実施例で作成した光記録媒体１１はフッ素樹脂からなるスペーサが境界領域１３０を、上部石英ガラス基板が保護層１６を形成している。なお、本実施例では一連の作業は、記録領域１２０が感光しないように、波長６００ｎｍより短い光が遮光されている室内で行った。
２．情報の記録
次に、上記の方法で作製した光記録媒体１１を図２４に示す反射型光記録再生装置２に搭載して、実際に情報の記録を行った。ここでは、光源１５から出力するコヒーレント光としてネオジウムＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を使用し、旋光用光学素子３３としては１／２波長板を使用し、透過型空間光変調器１９としては液晶パネルを使用した。また、旋光用光学素子３３として用いた１／２波長板は、光記録媒体２の表面で情報光と参照光の強度が等しくなるように、その方位を調整した。さらに、ここでは、光記録媒体１１の表面での情報光及び参照光の光強度は何れも０．１ｍＷとし、記録領域１２０の上面でのレーザビームのスポットサイズは５００μｍ径であった。
記録開始位置は、参照光のみを光記録媒体１１に照射して決定した。光記録媒体１１表面での強度を０．００２ｍＷとした参照光のみを光記録媒体１１に照射し、二次元光検出器２４の出力をモニターしながら光記録媒体２を対物レンズ３２の光軸と直交する方向に移動し、光検出器２４からの出力が変動しなくなる位置を記録開始位置とした。このとき記録開始位置は記録領域１２０の端部から２５０μｍの距離であった。
３．情報の再生
次に、先の方法により光記録媒体１１に記録した情報を、図２４に示す記録再生装置を用いて読み出した。この読み出しの際、旋光用光学素子３３として用いた１／２波長板の方位を調整することにより、光記録媒体１の表面における参照光の強度を０．０２ｍＷとした。また、二次元光検出器２３としては、ＣＣＤアレイを使用した。その結果、周辺光に晒す前の光記録媒体１１に対しては、情報の書き込み及び読み出しを良好に行うことができることが確認された。
なお、上記「２．情報の記録」で、記録開始位置の決定の際、二次元光検出器２４からの出力変動が無くならない位置で記録をした場合、境界領域１３０によって情報光、参照光の波面が乱されることにより、良好な情報の書き込み及び読み出しが不可能であることが確認できた。
４．追記性能評価
次に、光記録媒体１１に対し追記性能の評価を行った。まず、反射型のホログラム記録媒体の記録性能評価の方法について説明する。反射型光記録媒体では実施例１で説明した角度多重記録は困難であるため、記録性能の評価は光記録媒体を平行移動してホログラムを多重記録するシフト多重記録で行った。シフト多重記録は以下のように行った。光記録媒体１１に対して上記「２．情報の記録」で説明した手法によりホログラムを記録した後、光記録媒体１１を対物レンズ３２の光軸に対して直交方向に５０μｍ平行移動し異なるホログラムを記録し、この操作を複数回繰り返すことによりシフト多重記録を行った。図２９にシフト多重記録再生を行った際の回折効率の一例を示す。
次に、本実施例では記録ダイナミックレンジを表す指標として本実施例ではｍ/＃という値を定義した。ｍ/＃は以下のように定義した。上記の手法により２０ページのホログラムを多重記録・再生した際、ｉ番目のホログラムからの回折効率をηiとして次式の様に定義した。
Figure 2005208426
 実施例１におけるＭ／＃と同様にｍ/＃の値が大きいホログラム記録媒体ほど、記録ダイナミックレンジが大きく多重記録性能に優れている。なお、本実施例では回折効率ηは、下記等式から算出した。
η＝Ｉｄ／Ｉ×Ｒ×（１−Ｒ） ・・・式４
式４において、Ｉは再生時に偏光ビームスプリッタ１７を透過した光強度を示し、Ｒはビームスプリッタ３１の反射率を示し、ＩｄはＣＣＤアレイ２４で測定された回折光強度を示している。
追記性能評価は以下の方法で行った。まず作製直後の光記録媒体１１を用い、図２５に示した記録領域６１０に対して上記の手法でホログラム１ページあたりの露光量を２０ｍＪ／ｃｍ2としシフト多重記録再生を行いｍ/＃を測定した。結果、ｍ/＃は５であった。次に記録領域６１０に対して既に記録を行った同一の光記録媒体１１を用い、記録領域６１０のｍ/＃を測定した１日後に記録領域６１２に対して同様の測定条件でｍ/＃を測定した。結果ｍ/＃は４であった。更に、記録領域６１０及び記録領域６１２に対して既に記録を行った同一の光記録媒体１１を用い、記録領域６１２のｍ/＃を測定した１日後に記録領域６１４に対して同様の測定条件でｍ/＃を測定した。結果、ｍ/＃は４であった。なお、それぞれの測定の間は、光記録媒体１１が感光しないように暗所で保管した。
（比較例２）
１．光記録媒体の作製
本比較例では、以下の方法により反射型光記録媒体を作製した。図２８に示す形状のフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを用い、その他は実施例２で説明したのと同様の方法により、厚さ２５０μmの記録領域をもつ反射型光記録媒体を作製した。
２．追記性能評価
次に、追記性能の評価を行った。実施例２と同様の手法で作製直後の光記録媒体１１を用い、ホログラム１ページあたりの露光量を２０ｍＪ／ｃｍ2としシフト多重記録を行いｍ／＃を測定した。結果、ｍ／＃は５であった。次に前述のｍ／＃を測定した１日後に同一の光記録媒体を用い、前述のｍ／＃を測定した記録開始位置から８ｍｍ離れた未記録領域に対して同様の測定条件でｍ／＃を測定した。結果、ｍ／＃は２であった。更に、１日後に同一の光記録媒体を用い、前述のｍ／＃を測定した記録開始位置から８ｍｍ離れた未記録領域に対して同様の測定条件でｍ／＃を測定した。結果、ｍ／＃は１であった。なお、それぞれの測定の間は、光記録媒体が感光しないように暗所で保管した。
このように、比較例２に係る光記録媒体１１は、既記録領域の影響により未記録領域の記録性能が大幅に低下した。これに対し、実施例２に係る光記録媒体１１は、記録領域６１２、記録領域６１４の間で殆んど記録性能が低下することはなかった。すなわち、実施例２に係る光記録媒体１１は、優れた追記性能を有していることが確認された。
以上のように、本発明にかかる光記録媒体および光記録再生装置は、容量の大きな情報の書き込みに有用であり、特に、ホログラフィを利用した情報の記録に適している。
ホログラム型の光記録媒体１０の概略断面図である。 図１に示した記録層１２を第１の主面１０１に垂直な方向から見た図である。 図２−１に示す記録層１２の一部の拡大図である。 第１の変形例にかかる光記録媒体１０の記録層１２を示す図である。 第２の変形例にかかる光記録媒体１０の記録層１２を示す図である。 第３の変形例に係る光記録媒体１０の記録層１２を示す図である。 第４の変形例にかかる光記録媒体１１の断面図である。 記録領域１２０の大きさと、情報光２１０の最大スポットサイズとの関係を示す図である。 光記録媒体１０の一部の断面図である。 シフト多重記録により情報を生成する場合の、記録領域１２０の最適な大きさと、情報光２１０の最大スポットサイズとの関係を示す図である。 シフト多重記録により情報を生成する場合における、情報光と参照光のなす角の角度の関係および各光と光記録媒体１０のなす角の角度の関係を示す図である。 記録領域１２０における記録開始位置を説明するための図である。 図６に示す反射型の光記録媒体１０を用いた光記録再生装置における記録開始位置を説明するための図である。 光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第１の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第１の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第２の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第２の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第２の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第２の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第３の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第３の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 第３の変形例にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 図１に示す透過型光記録媒体１０を搭載可能なホログラム型光記録再生装置１の一例を概略的に示す図である。 図６に示した反射層１８を有する反射型光記録媒体１１を搭載可能なホログラム型光記録再生装置の一例を概略的に示す図である。 実施例１にかかるスペーサの形状を示す図である。 実施例１にかかる光記録媒体１０の製造工程を説明するための図である。 実施例１にかかる光記録媒体１０を用いて角度多重記録再生を行った際の回折効率の一例を示す図である。 比較例１にかかるスペーサの形状を示す図である。 実施例２にかかる光記録媒体１１を用いてシフト多重記録再生を行った際の回折効率の一例を示す図である。
符号の説明
１，２ ホログラム型光記録再生装置
１０，１１ 光記録媒体
１２ 記録層
１４ 透明基板
１５ 光源
１６ 保護層
１７ 偏光ビームスプリッタ
１８ 反射層
１９ 透過型空間光変調器
２０ 偏光ビームスプリッタ
２１ 電磁シャッタ
２２ 対物レンズ
２３ 二次元光検出器
２５ 旋光用光学素子
２６，２７ ミラー
２８ 光検出器
２９ 偏光ビームスプリッタ
３０ 二分割旋光用光学素子
３１ ビームスプリッタ
３２ 対物レンズ
３３ 旋光用光学素子
３４ ビームエキスパンダ
３５ 制御部
１２０，１２１，１２２，１２３ 記録領域
１３０ 境界領域
２１０，２１２ 情報光
２２０ 参照光

Claims (16)

  1. 記録すべき情報に応じた光が照射されると、ホログラフィを利用して記録層に前記情報が記録される光記録媒体であって、
    前記記録層は、
    照射光が入射する面の面方向に物理的に分離して設けられた、前記情報を記録する複数の記録領域と、
    前記複数の記録領域の間に設けられ、各記録領域同士を分離させる境界領域と
    を有することを特徴とするホログラム型光記録媒体。
  2. 前記記録領域は、当該記録領域に照射される前記照射光の最大スポットサイズ以上の大きさに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
  3. 前記記録領域は、前記照射光の照射位置を変化させて情報を記録するシフト多重記録により情報が記録される場合に前記照射光が走査される走査方向における幅が、前記照射光の最大サイズのスポットの直径の２倍以上の長さになるように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光記録媒体。
  4. 前記記録領域は、前記照射光の照射位置を変化させて情報を記録するシフト多重記録により情報が記録される場合に前記照射光が走査される走査方向に垂直な方向における幅が、前記照射光の最大サイズのスポットの直径以上の長さになるように形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光記録媒体。
  5. 前記記録層は、前記照射光が走査されるべき走査方向に沿って配置された複数の記録領域を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光記録媒体。
  6. 前記記録層は、前記照射光が走査されるべき直線方向に沿って配置された複数の記録領域を有することを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体。
  7. 前記記録層は、前記照射光が走査されるべき円周方向に沿って配置された複数の前記記録領域を有していることを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体。
  8. 前記記録領域は、フォトポリマーを含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光記録媒体。
  9. 前記境界領域は、空間領域であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光記録媒体。
  10. 前記境界領域は、金属を含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光記録媒体。
  11. 前記境界領域は、金属酸化物を含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光記録媒体。
  12. 前記境界領域は、イオン交換樹脂を含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光記録媒体。
  13. 記録すべき情報に応じた光が照射されると、ホログラフィを利用して記録層に情報を記録する光記録媒体の製造方法であって、
    前記情報が記録される複数の記録領域を形成する工程と、
    照射光が入射する面の面方向に、前記複数の記録領域を物理的に分離する境界領域を形成する工程と
    を有することを特徴とするホログラム型光記録媒体の製造方法。
  14. 記録すべき情報に応じた照射光が照射されると、ホログラフィを利用して記録層に情報が記録される光記録媒体を有するホログラム型光記録再生装置であって、
    前記記録層は、
    照射光が入射する面の面方向に物理的に分離して設けられた、前記情報を記録する複数の記録領域と、
    前記複数の記録領域の間に設けられ、各記録領域同士を分離させる境界領域と
    を有することを特徴とするホログラム型光記録再生装置。
  15. 前記記録層は、面積の異なる複数の記録領域を有し、
    前記複数の記録領域から、当該記録層に記録すべき情報の情報量に適した面積の記録領域を選択する記録領域選択手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１４に記載の光記録再生装置。
  16. 前記記録層に照射される照射光を利用して、前記記録領域の端部を検出する端部検出手段と、
    前記端部検出手段が検出した前記端部から、前記記録光の最大スポットサイズの半径の長さ以上前記記録領域の内側の位置を特定する位置特定手段と、
    前記記録領域のうち前記位置特定手段が特定した前記位置よりも内側の位置に前記照射光を照射する光照射手段と
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１４または１５に記載の光記録再生装置。
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