JP3896092B2 - 光記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に係り、特にはホログラム型の光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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ある。そのような光記録媒体としては、光磁気ディスク及び相変化型光ディスクなどの書換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が、光記録媒体に対する大容量化への要求は高まる一方である。そこで、近年、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。
【０００３】
ホログラム型の光記録技術では、情報を記録するに際し、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。また、書き込んだ情報を読み出す際には、記録時と同様の配置で参照光のみを記録光に照射する。この参照光は、記録層内部に形成された光学特性分布により変調され、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する。
【０００４】
この技術では記録層内に光学特性分布が三次元的に形成されるため、或る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，すなわち多重記録，が可能である。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（例えば、以下の特許文献１を参照のこと）。
【０００５】
ところで、ホログラム型の光記録媒体に対して多重記録を行うためには、情報光と参照光との干渉光を照射することによって記録層内で生じる光学特性変化の大きさは干渉光のフォトン数に比例することが理想的である。すなわち、この記録層には、フォトンモード記録が可能であることが望まれる。
【０００６】
しかしながら、フォトンモード記録が可能な記録層は、微弱な光，例えば室内の蛍光灯からの光，などでも光学特性の変化を生じ得る。そのため、記録前に周辺光，例えば室内照明光，に晒されることに起因して十分なシェルフライフが得られないことがある。
【０００７】
十分なシェルフライフは、例えば、個々の光記録媒体を遮光性カートリッジに収納することにより実現可能である。しかしながら、カートリッジの使用は、収納性や携帯性などを著しく低下させる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１２３９４９
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カートリッジを必要とすることなくシェルライフに優れたホログラム型の光記録媒体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面によると、ホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、前記記録層の一方の主面に対向し且つ情報光に関する透過率が前記情報光の強度を高めることにより増加する遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体が提供される。
【００１１】
本発明の第２の側面によると、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられ且つホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、前記記録層上に設けられ且つ情報光に関する透過率が前記情報光の強度を高めることにより増加する遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体が提供される。
【００１２】
本発明の第３の側面によると、ホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、前記記録層の一方の主面に対向し且つ情報光と波長が等しい光成分を選択的に透過すると共に面内方向に均質な遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体が提供される。
【００１３】
本発明の第４の側面によると、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられ且つホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、前記記録層上に設けられ且つ情報光と波長が等しい光成分を選択的に透過すると共に面内方向に均質な遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体が提供される。
【００１４】
第３及び第４の側面において、遮光層は、透明材料と、その透明材料中に溶解または分散した色素、透明材料中に分散した金属微粒子、及び透明材料中に分散した半導体微粒子からなる群より選択される少なくとも１種の成分とを含有していてもよい。或いは、遮光層は、互いに材料が異なる複数の誘電体層の積層体を含んでいてもよい。
【００１５】
第１乃至第４の側面に係る光記録媒体は、先の遮光層（第１遮光層）と同様の第２遮光層をさらに具備していてもよい。この場合、第２遮光層は、それと第１遮光層との間に記録層が介在するように配置する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同様または類似する機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開斜視図である。
【００１８】
図１に示す光記録媒体１は透明基板２を備えており、基板２の一方の主面上には、記録層３、遮光層４ａ及び保護層５が順次積層されている。また、基板２の他方の主面上には、反射層６が設けられている。すなわち、この光記録媒体１は、反射型光記録媒体である。
【００１９】
透明基板２は、記録層３と反射層６とを離間させる役割を果たしている。したがって、記録層３と反射層６とを離間させることができれば、記録層３と反射層６との間に透明基板２は設けなくてもよい。例えば、一方の面に記録層３が設けられた透明な第１基板と一方の面に反射層６が設けられた第２基板とを記録層３と反射層６とが一定の間隙を隔てて向き合うように配置し、さらに、反射層６との間に記録層３が介在するように光源側に遮光層４ａを設けた構造，例えば、第１基板の記録層とは反対側の面上、或いは、第１基板と記録層との間に遮光層４ａを設けた構造，を採用すれば、記録層３と反射層６との間に透明基板２を設ける必要はない。透明基板２の形状に特に制限はなく、例えば、図１に示すように円盤状であってもよく、或いは、カード状やブロック状などであってもよい。透明基板２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，例えばガラスやポリカーボネートなど，を使用することができる。
【００２０】
記録層３は、ホログラフィを利用して情報が記録され得るものである。すなわち、記録層３は、所定の波長の電磁波を照射すると、その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。記録層３の材料としては、例えば、フォトポリマー、フォトリフラクティブポリマー及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、ニオブ酸リチウムやチタン酸バリウムなどの無機材料を使用することができる。
【００２１】
遮光層４ａは、記録光に関する透過率が記録光の強度を高めることにより増加するものである。典型的には、遮光層４ａは記録光に対して強い光強度でのみ脱色するもの或いはブリーチングするものであり、そのような遮光層４ａの材料としては、例えば、可飽和吸収色素を透明材料中に分散させたものを使用することができる。
【００２２】
なお、強い光強度でのみ起こるブリーチングとは、例えば、以下の原理により生じる現象である。
可飽和吸収色素に所定の波長の光を照射すると、各色素分子は光子を吸収して、電子が基底準位から寿命の長い励起準位へ励起される。一部の色素分子では、光子をさらに吸収することにより電子がより高い準位へ励起され、その後、分子内の化学結合が切れて、光子をもはや吸収しなくなる。すなわち、ブリーチングという現象を生じる。
【００２３】
このように、ここで利用するブリーチングは励起状態からさらに光を吸収することにより起こる現象である。また、単位面積当りの光子数は光強度に比例する。そのため、可飽和吸収色素を含有した遮光層４ａには、光強度が或る閾値よりも低い場合には透過率が低いままであるが、光強度が或る閾値を超えると透過率が劇的に高くなるという特徴がある。
【００２４】
可飽和吸収色素としては、例えば、シアニン系色素などが有名である。過飽和吸収を示すシアニン系色素としては、例えば、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｏｘａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＯＣＩ）、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｏｘａｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＯＤＣＩ）、３，３’−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−９−ｅｔｈｙｌｔｈｉａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＭＥＴＣＩ）、１，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，２’−ｑｕｉｎｏｌｙｌｏｘａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＱＯＣＩ）、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−２，２’−ｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＣＩ−２）、３，３’−ＤｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅＩｏｄｉｄｅ（ＤＴＣＩ）、１，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，２’−ｑｕｉｎｏｌｙｌｔｈｉａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＱＴＣＩ）、３−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＴＤＣＩ）、１，１’，３，３，３’，３’−Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｉｎｄｏｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＨＩＤＣＩ）、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’−ｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（Ｃｒｙｐｔｏｃｙａｎｉｎｅ）、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−２，２’−ｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＩ）、１，１’，３，３，３’，３’−Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−４，４’，５，５’−ｄｉｂｅｎｚｏ−２，２’−ｉｎｄｏｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＨＤＩＴＣＩ）などを挙げることができる。
【００２５】
また、その他の可飽和吸収色素としては、例えば、２−（ｐ−Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−ｐｙｒｉｄｙｌｍｅｔｈｙｌ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＡＳＰＩ）、Ｍａｌａｃｈｉｔｅ Ｇｒｅｅｎ、ＩＲ２６、ＩＲ５などを挙げることができる。
【００２６】
遮光層４ａに使用する透明材料は、記録光やサーボ光を透過するものであればどのような材料であっても構わない。色素の分散性や塗布性などの観点では、透明材料として、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコールなどの有機高分子や、ゾル−ゲル法により作製した無機ガラスなどを使用することが有利である。
【００２７】
保護層５は、光記録媒体１の使用環境によっては設けなくてもよい。また、保護層５は、記録層３と遮光層４ａとの間に位置していてもよい。保護層５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，例えば透明樹脂など，を使用することができる。
【００２８】
反射層６の材料としては、記録光に関する反射率が高い材料，例えばアルミニウムなど，を使用することができる。
【００２９】
さて、本実施形態では、上記の通り、ホログラム型の光記録媒体１において、記録層３を遮光層４ａと反射層６とで挟んだ構造を採用する。そのため、光記録媒体１を室内照明光などの比較的強度が低い周辺光に晒しても、記録層３の光学特性は変化し難い。したがって、本実施形態によれば、カートリッジなしで優れたシェルライフを実現することができる。
【００３０】
また、先に述べた通り、この遮光層４ａには、記録光に関する透過率が記録光の強度を高めることにより増加するという特徴がある。そのため、記録パワーを高めれば、遮光層４ａを設けない場合と同様の記録が可能である。
【００３１】
本実施形態において、遮光層４ａは記録光に対して過飽和吸収を示すことが望ましい。そのような遮光層４ａの透過率は、光強度が閾値よりも十分に低ければ、光強度に拘らずほぼ一定である。そのため、光記録媒体１を周辺光に晒すことにより生じる記録層３の光学特性変化を極めて効果的に抑制することができる。また、そのような遮光層４ａの透過率は、光強度が閾値よりも十分に高い場合にも、光強度に拘らずほぼ一定である。したがって、記録層３や遮光層４ａの材料などを適宜設定することにより、記録層３内で生じる光学特性変化の大きさを記録光強度と閾値強度との差にほぼ比例させることができる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開斜視図である。第２の実施形態に係る光記録媒体１は、遮光層４ａの代わりに、記録光を選択的に透過する遮光層４ｂを設けたこと以外は、第１の実施形態に係る光記録媒体１と同様の構造を有している。
【００３３】
このような遮光層４ｂは、室内照明光などの周辺光のうち、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分を選択的に透過し、他の光成分の殆んどは吸収及び／または反射する。すなわち、光記録媒体１を室内照明光などの比較的強度が低い周辺光に晒した場合に、記録層３に到達する光成分を大幅に減少させることができる。そのため、本実施形態に係る光記録媒体１は、室内照明光などの比較的強度が低い周辺光に晒しても、記録層３の光学特性は変化し難い。したがって、本実施形態によれば、カートリッジなしで優れたシェルライフを実現することができる。
【００３４】
また、この遮光層４ｂは、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分に関する透過率が他の波長範囲内にある光成分に関する透過率よりも高い。そのため、第１の実施形態とは異なり、記録パワーを高めなくても、遮光層４ｂを設けない場合と同様の記録が可能である。
【００３５】
遮光層４ｂは、先の機能を発揮するものであれば、その材料や構造に特に制限はないが、例えば、以下に説明する吸収型遮光層と反射型遮光層とが代表的である。
【００３６】
吸収型遮光層４ｂは、室内照明光などの周辺光のうち、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分を選択的に透過し、他の光成分の殆んどを吸収するものである。吸収型遮光層４ｂの材料としては、例えば、透明材料中に、色素、金属微粒子及び半導体微粒子の少なくとも１種の成分を添加したものを使用することができる。
【００３７】
吸収型遮光層４ｂの材料として透明材料中に色素を添加したものを使用する場合、１種の色素のみを使用してもよいが、所望の光学特性を得るうえでは、複数種の色素を使用することが有利である。すなわち、記録光の波長よりも短波長側の光成分を効率的に吸収する色素と記録光の波長よりも長波長側の光成分を効率的に吸収する色素とを組み合わせて使用すれば、遮光層４ｂへの先の選択性の付与が容易である。なお、そのような組み合わせは、単層構造で実現してもよく、或いは、多層構造で実現してもよい。すなわち、複数種の色素を組み合わせて利用する場合、それら色素の混合物を透明材料中に添加してなる層を形成してもよく、或いは、或る色素を透明材料中に添加してなる層と他の色素を透明材料中に添加してなる層とを積層してもよい。なお、以下に、記録光の波長が５３２ｎｍ程度である場合に先の組み合わせに利用可能な色素を例示する。
【００３８】
記録光の波長が５３２ｎｍ程度である場合、これより短波長側の光成分を効率的に吸収する色素としては、例えば、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−９−（３−ｐｙｒｉｄｙｌ）−ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｏ−［９，９ａ，１−ｇｈ］ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ５１０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−９−ａｃｅｔｙｌｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｏ−［９，９ａ，１−ｇｈ］ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ３３４）、Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｏ−［３，２−ｇ］ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ５２２）、３−（２’−Ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｙｌ）−７−Ｎ，Ｎ，−ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ（ｃｏｕｍａｒｉｎ７）、３−（２’−Ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌ）−７−ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ（ｃｏｕｍａｒｉｎ６）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−８−ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｙｌｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｏ−［９，９ａ，１−ｇｈ］ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ１５３）、Ｂｒｉｌｌａｎｔｓｕｌｆａｆｌａｖｉｎ、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＴＣＩ）、Ｕｒａｎｉｎ、Ｆｌｕｏｒｏｌ ７ＧＡなどを挙げることができる。
【００３９】
また、より長波長側の光を効率的に吸収する色素としては、例えば、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’−ｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（Ｃｒｙｐｔｏｃｙａｎｉｎｅ）、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−２，２’−ｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＩ）、１，１’，３，３，３’，３’−Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｉｎｄｏｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＨＩＴＣＩ）、ＩＲ １２５、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＴＴＣＩ）、１，１’，３，３，３’，３’−Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−４，４’，５，５’−ｄｉｂｅｎｚｏ−２，２’−ｉｎｄｏｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＨＤＩＴＣＩ）、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’，５，５’− ｄｉｂｅｎｚｏｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＴＴＣＩ）、１，２’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’−ｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＣＩ−４）などを挙げることができる。
【００４０】
吸収型遮光層４ｂの材料として透明材料中に金属微粒子を添加したものを使用する場合、その金属微粒子としては、例えば、Ａｕ微粒子、Ａｇ微粒子、Ｃｕ微粒子などを挙げることができる。この場合、使用する金属微粒子の種類と粒径とを適宜設定することにより、所望の吸収波長域及び透過波長域を有する吸収型遮光層４ｂを得ることができる。
【００４１】
また、吸収型遮光層４ｂの材料として透明材料中に半導体微粒子を添加したものを使用する場合、その半導体微粒子としては、例えば、ＣｄＳ微粒子、ＣｄＳｅ微粒子、ＣｄＳＳｅ微粒子、ＧａＡｓ微粒子、ａ−Ｓｉ微粒子、ＣｄＴｅ微粒子、ＣｄＳｅ微粒子、ＺｎＯ微粒子、ＺｎＳ微粒子、ＺｎＳｅ微粒子、ＺｎＴｅ微粒子、ＧａＰ微粒子、ＧａＮ微粒子、ＡｌＡｓ微粒子、ＡｌＰ微粒子、ａ−ＳｉＣ微粒子などを挙げることができる。この場合、使用する半導体微粒子の種類と粒径とを適宜設定することにより、所望の吸収波長域及び透過波長域を有する吸収型遮光層４ｂを得ることができる。
【００４２】
吸収型遮光層４ｂに使用する透明材料は、記録光やサーボ光を透過するものであればどのような材料であってもよい。但し、分散性や塗布性などの観点からは、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコールなどの有機高分子や、ゾル−ゲル法により作製した無機ガラスなどを使用することが有利である。
【００４３】
反射型遮光層４ｂは、室内照明光などの周辺光のうち、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分を選択的に透過し、他の光成分の殆んどを反射するものである。このような特徴を有する反射型遮光層４ｂは、例えば、以下の構造を採用することにより実現することが可能である。
【００４４】
図３は、図２の光記録媒体１で遮光層４ｂを反射型とする場合に採用可能な構造の一例を概略的に示す部分切開斜視図である。図３に示す光記録媒体１において、遮光層４ｂは、互いに材料が異なる複数の誘電体層の積層体を含んでいる。なお、ここでは、一例として、２つの誘電体層４ｂ1，４ｂ2を積層している。
【００４５】
このような構造を採用した場合、それら誘電体層４ｂ1，４ｂ2に使用する材料や誘電体層４ｂ1，４ｂ2の厚さや積層数などを適宜設定することにより、遮光層４ｂに、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分を選択的に透過させ、他の光成分の殆んどを反射させることができる。具体的には、記録光の波長が５３２ｎｍ程度であり、サーボ光が７９８ｎｍ程度であるとき、１５９６ｎｍの光を基準波長とする干渉層を遮光層として用いることにより、２分の１波長にあたる７９８ｎｍと、３分の１波長にあたる５３２ｎｍを選択的に透過させることができる。１５９６ｎｍの光を基準波長とする干渉層は、例えば、屈折率の高い層４ｂ1をＨ、屈折率の低い層４ｂ２をＬと略記すると、それぞれの層の光学的厚さ（長さを屈折率で除したもの）を基準波長の４分の１である３９９ｎｍに揃えるとともに、それらをＨＬＨＬＨＬＬＨＬＨＬＨといった積層構造にすることにより得られる。なお、その積層構造のＬが二つ連続した部分は、光学的厚さを基準波長２分の１である７９８ｎｍに設定した４ｂ２であり、スペーサとしての役割を果たす。したがって、干渉層全体としては、高反射率多層膜＋スペーサ＋高反射率多層膜という典型的な干渉フィルターの構造をとり、１５９６ｎｍ、７９８ｎｍ、５３２ｎｍの光成分を選択的に透過する遮光層となる。
【００４６】
誘電体層４ｂ1，４ｂ2の材料は、記録光やサーボ光を透過するものであればどのようなものでもよい。誘電体層４ｂ1，４ｂ2の材料としては、例えば、ＴｉＯ2及びＮｂＯ5のような金属酸化物、ＳｉＯ2のような珪素を含有した酸化物、弗化カルシウム、弗化マグネシウムのような金属弗化物、硫化亜鉛のような金属硫化物などを使用することができる。
【００４７】
第１及び第２の実施形態に係る光記録媒体１は、例えば、以下の記録再生装置に搭載可能である。
【００４８】
図４は、図１乃至図３に示す光記録媒体１を搭載可能なホログラム型記録再生装置の一例を概略的に示す図である。まず、このホログラム型記録再生装置１０を用いた記録方法について説明する。
【００４９】
このホログラム型記録再生装置１０は、光源１１を備えている。光源１１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。
【００５０】
光源１１から出力された光ビームは、ビームエキスパンダ１２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１３に入射する。
【００５１】
旋光用光学素子１３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）とを出射する。旋光用光学素子１３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。
【００５２】
旋光用光学素子１３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１４により反射され、透過型空間光変調器１５に入射する。また、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１４を透過する。このＰ偏光成分は、参照光として利用する。
【００５３】
透過型空間光変調器１５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おり、それを出射する光をＰ偏光成分とＳ偏光成分との間で画素毎に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１５は、記録すべき情報に対応して二次元的な偏波面分布が与えられた情報光を出射する。
【００５４】
透過型空間光変調器１５を出射した情報光は、次いで、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１６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。
【００５５】
偏光ビームスプリッタ１６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１７を通過し、偏光ビームスプリッタ１８に入射する。この情報光は、偏光ビームスプリッタ１８により反射され、二分割旋光用光学素子１９に入射する。
【００５６】
二分割旋光用光学素子１９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１９の右側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させて出射し、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１９の各部分には、例えば、１／２波長板を用いることができる。
【００５７】
二分割旋光用光学素子１９を出射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ２０により光記録媒体１の反射層６上に集光される。なお、光記録媒体１は、保護層５を対物レンズ２０に対向させて配置されている。
【００５８】
他方、偏光ビームスプリッタ１４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２１で反射され、偏光ビームスプリッタ１８を透過する。偏光ビームスプリッタ１８を透過した参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子１９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２０により光記録媒体１の反射層６上に集光される。
【００５９】
このように、二分割旋光用光学素子１９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１９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１の反射層６上に集光される。
【００６０】
そのため、情報光と参照光との干渉は、保護層５及び遮光層４ａ，４ｂを介して記録層３に直接入射した直接光としての情報光と反射層６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４に示す記録再生装置１０によると、記録層３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。
【００６１】
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１７を閉じること以外は記録時と同様の操作を行う。こうすると、Ｐ偏光成分である参照光のみが二分割旋光用光学素子１９に到達する。
【００６２】
この参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子１９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２０により光記録媒体１の反射層６上に集光される。
【００６３】
光記録媒体１の記録層３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１に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の一部は、記録層３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１を出射する。
【００６４】
光記録媒体１を出射した再生光としてのＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ２０により平行光束とされた後、二分割旋光用光学素子１９に到達する。二分割旋光用光学素子１９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１９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。
【００６５】
その後、再生光は偏光ビームスプリッタ１８を透過する。偏光ビームスプリッタ１８を透過した再生光の一部は、次いで、ビームスプリッタ２１を透過し、結像レンズ２２により二次元光検出器２３上に結像される。このようにして、光記録媒体１に記録された情報を読み出す。
【００６６】
他方、二分割旋光用光学素子１９を透過して光記録媒体１に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の残りは、反射層６などにより反射され、光記録媒体１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２０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１９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１９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１９を出射したＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１８により反射されるため、二次元光検出器２３には到達し得ない。したがって、この記録再生装置１０によると、優れた再生ＳＮ比を実現できる。
【００６７】
なお、上記の記録再生装置１０に第１の実施形態に係る光記録媒体１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遮光層４ａの透過率を高めることができ、読み出し時には参照光を利用して遮光層４ａの透過率を高めることができる。但し、この記録再生装置１０に第１の実施形態に係る光記録媒体１を搭載する場合、遮光層４ａの透過率を高めるための光源を別途設けてもよい。また、図４に例示した記録再生装置１０では、情報光と参照光とを干渉させるために同軸干渉法を利用したが、二光束干渉法を利用することもできる。
【００６８】
以上説明した第１及び第２の実施形態に係る技術は、互いに組み合わせることができる。例えば、記録光に関する透過率が記録光の強度を高めることにより増加する遮光層４ａと記録光を選択的に透過する遮光層４ｂとを積層してもよい。或いは、記録光に関する透過率が記録光の強度を高めることにより増加する遮光層４ａに、色素や金属微粒子や半導体微粒子などを添加してもよい。そのような組み合わせによると、カートリッジなしでより優れたシェルライフを実現することができる。
【００６９】
また、第１及び第２の実施形態では、光記録媒体１を反射型としたが、光記録媒体１は透過型であってもよい。すなわち、反射層６は設けなくてもよい。記録媒体１を透過型とする場合、カートリッジなしでより優れたシェルライフを実現するうえでは、記録層３を挟んで両側に遮光層４ａ及び／または遮光層４ｂを設けることが望ましい。
【００７０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
＜光記録媒体の作製＞
本実施例では、以下の方法により図１に示す光記録媒体１を作製した。
【００７１】
まず、以下に説明するように、記録層３を形成した。
すなわち、Ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅｑｕｉｎｏｎｅ（ＰＱ）とａｚｏ−ｂｉｓ−ｉｓｏｂｕｔｙｒｏｌｉｔｒｉｌｅ（ＡＩＢＮ）とを、液状のｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（ＭＭＡ）中に、重量比でＰＱ：ＡＩＢＮ：ＭＭＡ＝０．６：０．５：９８．９となるように溶解させた。次に、このようにして得られた粘性溶液を、厚さが０．５ｍｍであり一辺が３ｃｍの正方形状の石英ガラス基板２上にキャストした。次いで、その上に、フッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを載置した。その後、先の石英ガラス基板２と別途準備したフッ素コート石英ガラス基板とをそれらの間にスペーサ等が介在するように対向配置し、さらに一様に圧力を加えることにより、上記粘性溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。次に、延伸した粘性溶液を石英ガラス基板で挟んだまま４５℃に設定したオーブンに入れ、２４時間加熱を行った。これにより、ＭＭＡの重合を促進して、上記の粘性溶液を記録層３とした。なお、フッ素コート石英基板及びフッ素樹脂スペーサは、冷却後、石英ガラス基板２上の記録層３から取り除いた。
【００７２】
次に、以下の方法により遮光層４ａを形成した。
まず、シアニン系可飽和吸収色素である３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｏｘａｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＯＤＣＩ）と、クマリン系色素であるＮ−Ｍｅｔｈｙｌ−４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｏ−［３，２−ｇ］−ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ５２２）と、ポリビニルアルコールとを、重量比で１：１：９８になるように混合した。次に、この混合物を、溶質：溶媒が重量比で２５：７５になるようにエタノール中に溶解させ、１時間攪拌を行った。次いで、この溶液を上記の記録層３上にスピンコートし、さらに、４５℃に加熱したヒーター上で１時間加熱・乾燥することにより、膜厚５μｍの遮光層４ａを形成した。
【００７３】
その後、石英ガラス基板２の記録層３を形成した面に対して裏面側に、アルミニウムをスパッタリングすることにより反射層６を形成した。
なお、本例では保護層５は形成しなかった。また、本例では、記録層３の形成を開始してから反射層６の形成を完了するまでの一連の作業は、記録層３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。
【００７４】
＜遮光層の評価＞
以上の方法で光記録媒体１を作製する一方で、別途、上記と同様の方法により形成した遮光層４ａの光学特性を調べた。すなわち、この遮光層４ａに光を照射し、照射光強度と透過率との関係を調べた。なお、測定用光源としては、ネオジウムＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いた。また、遮光層４ａの透過率は、遮光層４ａに対して１秒間光照射した後の波長５３２ｎｍの光についての透過率を測定した。その結果を図５に示す。
【００７５】
図５は、実施例１に係る光記録媒体１の遮光層４ａの光学特性を示すグラフである。図中、横軸は照射光強度を示し、縦軸は透過率を示している。図５に示すように、本例で形成した遮光層４ａには、照射光強度が１Ｗｃｍ2程度未満の場合には透過率は極めて低いが、照射光強度を１Ｗｃｍ2程度以上とすると、透過率が劇的に増加し、やがてほぼ一定になるという特徴がある。
【００７６】
＜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４に示す記録再生装置１０に搭載して、実際に情報の記録を行った。ここでは、光源１１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１３としては１／２波長板を使用し、透過型空間光変調器１５としては液晶パネルを使用した。この液晶パネルは、情報光の偏光方向が回転しないように配置した。また、旋光用光学素子１０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、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２０ｍＷとし、遮光層４ａ上面でのレーザビームのスポットサイズは１ｍｍ径とした。
【００７７】
＜情報の再生＞
次に、先の方法により光記録媒体１に記録した情報を、図４に示す記録再生装置１０を用いて読み出した。この読み出しの際、旋光用光学素子１３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１０ｍＷ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。
【００７８】
＜光劣化加速試験＞
次に、上記光記録媒体１のシェルフライフを以下の光劣化加速試験を行うことにより評価した。
まず、先の方法により作製した６つの光記録媒体１に対して光を照射し、人為的に光劣化させた。光源としては１５０ＷのＸｅランプを用い、光記録媒体１はランプから５０ｃｍの位置に全体に均一に光が照射されるように配置した。また、６つの光記録媒体１に対する露光時間は、それぞれ、０分、１分、５分、１０分、１５分、２０分とした。
【００７９】
次に、それら光記録媒体１に対し、上述したのと同様の条件で情報を書き込んだ。この書き込みは、先の条件で情報を読み出した場合に回折効率ηの増加が観測されなくなるまで繰り返し、全ての書き込みを完了した後の回折効率ηを飽和回折効率とした。なお、回折効率ηは、下記等式から算出した。
η＝Ｉｄ／Ｉ×Ｒ×（１−Ｒ）
上記等式において、Ｉは再生時に偏光ビームスプリッタ１４を透過した光強度を示し、Ｒはビームスプリッタ２１の反射率を示し、ＩｄはＣＣＤアレイ２３で測定された回折光強度を示している。
【００８０】
図６は、光劣化加速試験の結果を示すグラフである。図中、横軸は、記録を行う前に光記録媒体１に対して行った露光の時間を示しており、縦軸は飽和回折効率を示している。なお、図６において、本例に係るデータは参照符号６１で示している。また、図６に参照符号６４で示すデータは、遮光層４ａを設けなかったこと以外は同様の方法により作製した光記録媒体１，すなわち比較例に係る光記録媒体，について得られたものである。
【００８１】
図６に示すように、比較例に係る光記録媒体１は、記録前の露光時間が僅かであっても、飽和回折効率が大幅に低下した。これに対し、本例に係る光記録媒体１は、記録前に長時間露光を行った場合にも、殆んど飽和回折効率が低下することはなかった。すなわち、本例に係る光記録媒体１は、優れたシェルライフを有していることが確認された。
【００８２】
（実施例２）
＜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２に示す光記録媒体１を作製した。
【００８３】
まず、実施例１で説明したのと同様の方法により、石英ガラス基板２上に記録層３を形成した。
【００８４】
次に、以下の方法により遮光層４ｂを形成した。
すなわち、まず、クマリン系色素であるＮ−Ｍｅｔｈｙｌ−４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｏ−［３，２−ｇ］−ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ５２２）と、シアニン系色素である３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’，５，５’− ｄｉｂｅｎｚｏｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＴＴＣＩ）と、ポリビニルアルコールとを、重量比で１：１：９８になるように混合した。次に、その混合物を、溶質：溶媒が重量比で２５：７５になるようにエタノールに溶解させ、１時間攪拌を行った。次いで、この溶液を上記の記録層３上にスピンコートし、さらに、４５℃に加熱したヒーター上で１時間加熱・乾燥することにより、膜厚５μｍの遮光層４ｂを形成した。
【００８５】
その後、石英ガラス基板２の記録層３を形成した面に対して裏面側に、アルミニウムをスパッタリングすることにより反射層６を形成した。
なお、本例では保護層５は形成しなかった。また、本例では、記録層３の形成を開始してから反射層６の形成を完了するまでの一連の作業は、記録層３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。
【００８６】
＜遮光層の評価＞
以上の方法で光記録媒体１を作製する一方で、別途、上記と同様の方法により形成した遮光層４ｂの光学特性を調べた。すなわち、この遮光層４ｂに光を照射し、照射光の波長と透過率との関係を調べた。
【００８７】
図７は、遮光層４ｂの透過率スペクトルを示すグラフである。図中、横軸は照射光の波長を示し、縦軸は遮光層４ｂの透過率を示している。なお、図７において、本例に係るデータは参照符号７２で示している。
【００８８】
図７に示すように、本例で形成した遮光層４ｂは、波長が５２５ｎｍ程度の光に対しては透過率が高いが、より短波長の光やより長波長の光に対しては透過率が低い。特に、波長が４７５ｎｍ以下の光や波長が５７５ｎｍ以上の光は殆んど透過しない。
【００８９】
＜光劣化加速試験＞
次に、上記光記録媒体１のシェルフライフを実施例１で説明したのと同様の光劣化加速試験を行うことにより評価した。図６に、その結果を示す。なお、図６において、本例に係るデータは参照符号６２で示している。
【００９０】
図６に示すように、本例に係る光記録媒体１は、記録前に長時間露光を行うと飽和回折効率が僅かに低下したが、比較例に係る光記録媒体に比べれば、飽和回折効率の低下は遥かに抑制されていた。すなわち、本例に係る光記録媒体１は、優れたシェルライフを有していることが確認された。
【００９１】
（実施例３）
＜光情報記録媒体の作製＞
図８は、実施例３に係る光記録媒体を概略的に示す部分切開断面図である。本実施例では、以下の方法により図８に示す光記録媒体１を作製した。
【００９２】
まず、実施例１で説明したのと同様の方法により、石英ガラス基板２上に記録層３を形成した。但し、本例では、石英ガラス基板２とは別に設けた石英ガラス基板７は、記録層３から取り除かなかった。
【００９３】
次に、石英ガラス基板７上に、スパッタリング法により、厚さ２２９ｎｍの硫化亜鉛層４ｂ1（Ｈと略記）及び厚さ３８６ｎｍの弗化マグネシウム層４ｂ2（Ｌと略記）をＨＬＨＬＨＬＬＨＬＨＬＨと積層することにより遮光層４ｂを形成した。
【００９４】
その後、石英ガラス基板上に、アルミニウムをスパッタリングすることにより反射層６を形成した。
【００９５】
なお、本例では、記録層３の形成を開始してから反射層６の形成を完了するまでの一連の作業は、記録層３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。
【００９６】
＜遮光層の評価＞
以上の方法で光記録媒体１を作製する一方で、別途、上記と同様の方法により形成した遮光層４ｂの光学特性を調べた。すなわち、この遮光層４ｂに光を照射し、照射光の波長と透過率との関係を調べた。その結果を図７に示す。なお、図７において、本例に係るデータは参照符号７３で示している。
【００９７】
図７に示すように、本例で形成した遮光層４ｂは、波長が５３０ｎｍ程度の光に対しては透過率が高いが、より短波長の光やより長波長の光に対しては透過率が低い。特に、波長が５１０ｎｍ以下の光や波長が５５０ｎｍ以上の光は殆んど透過しない。
【００９８】
＜光劣化加速試験＞
次に、上記光記録媒体１のシェルフライフを実施例１で説明したのと同様の光劣化加速試験を行うことにより評価した。図６に、その結果を示す。なお、図６において、本例に係るデータは参照符号６３で示している。
【００９９】
図６に示すように、本例に係る光記録媒体１は、記録前に長時間露光を行うと飽和回折効率が僅かに低下したが、比較例に係る光記録媒体に比べれば、飽和回折効率の低下は遥かに抑制されていた。すなわち、本例に係る光記録媒体１は、優れたシェルライフを有していることが確認された。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、カートリッジを必要とすることなくシェルライフに優れたホログラム型の光記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開斜視図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開斜視図。
【図３】図２の光記録媒体で遮光層を反射型とする場合に採用可能な構造の一例を概略的に示す部分切開斜視図。
【図４】図１乃至図３に示す光記録媒体を搭載可能なホログラム型記録再生装置の一例を概略的に示す図。
【図５】実施例１に係る光記録媒体の遮光層の光学特性を示すグラフ。
【図６】光劣化加速試験の結果を示すグラフ。
【図７】遮光層の透過率スペクトルを示すグラフ。
【図８】実施例３に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開断面図。
【符号の説明】
１…ホログラム型光記録媒体、２…透明基板、３…記録層、４ａ…遮光層、４ｂ…遮光層、４ｂ1…誘電体層、４ｂ2…誘電体層、５…保護層、６…反射層、７…透明基板、１０…ホログラム型記録再生装置、１１…光源、１２…ビームエキスパンダ、１３…旋光用光学素子、１４…偏光ビームスプリッタ、１５…透過型空間光変調器、１６…偏光ビームスプリッタ、１７…電磁シャッタ、１８…偏光ビームスプリッタ、１９…二分割旋光用光学素子、２０…対物レンズ、２１…ビームスプリッタ、２２…結像レンズ、２３…二次元光検出器、６１…曲線、６２…曲線、６３…曲線、６４…曲線、７２…曲線、７３…曲線。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に係り、特にはホログラム型の光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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ある。そのような光記録媒体としては、光磁気ディスク及び相変化型光ディスクなどの書換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が、光記録媒体に対する大容量化への要求は高まる一方である。そこで、近年、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。
【０００３】
ホログラム型の光記録技術では、情報を記録するに際し、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。また、書き込んだ情報を読み出す際には、記録時と同様の配置で参照光のみを記録光に照射する。この参照光は、記録層内部に形成された光学特性分布により変調され、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する。
【０００４】
この技術では記録層内に光学特性分布が三次元的に形成されるため、或る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，すなわち多重記録，が可能である。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（例えば、以下の特許文献１を参照のこと）。
【０００５】
ところで、ホログラム型の光記録媒体に対して多重記録を行うためには、情報光と参照光との干渉光を照射することによって記録層内で生じる光学特性変化の大きさは干渉光のフォトン数に比例することが理想的である。すなわち、この記録層には、フォトンモード記録が可能であることが望まれる。
【０００６】
しかしながら、フォトンモード記録が可能な記録層は、微弱な光，例えば室内の蛍光灯からの光，などでも光学特性の変化を生じ得る。そのため、記録前に周辺光，例えば室内照明光，に晒されることに起因して十分なシェルフライフが得られないことがある。
【０００７】
十分なシェルフライフは、例えば、個々の光記録媒体を遮光性カートリッジに収納することにより実現可能である。しかしながら、カートリッジの使用は、収納性や携帯性などを著しく低下させる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１２３９４９
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カートリッジを必要とすることなくシェルライフに優れたホログラム型の光記録媒体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面によると、ホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、前記記録層の一方の主面に対向し且つ情報光に関する透過率が前記情報光の強度を高めることにより増加する遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体が提供される。
【００１１】
本発明の第２の側面によると、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられ且つホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、前記記録層上に設けられ且つ情報光に関する透過率が前記情報光の強度を高めることにより増加する遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体が提供される。
【００１２】
本発明の第３の側面によると、ホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、前記記録層の一方の主面に対向し且つ情報光と波長が等しい光成分を選択的に透過すると共に面内方向に均質な遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体が提供される。
【００１３】
本発明の第４の側面によると、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられ且つホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、前記記録層上に設けられ且つ情報光と波長が等しい光成分を選択的に透過すると共に面内方向に均質な遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体が提供される。
【００１４】
第３及び第４の側面において、遮光層は、透明材料と、その透明材料中に溶解または分散した色素、透明材料中に分散した金属微粒子、及び透明材料中に分散した半導体微粒子からなる群より選択される少なくとも１種の成分とを含有していてもよい。或いは、遮光層は、互いに材料が異なる複数の誘電体層の積層体を含んでいてもよい。
【００１５】
第１乃至第４の側面に係る光記録媒体は、先の遮光層（第１遮光層）と同様の第２遮光層をさらに具備していてもよい。この場合、第２遮光層は、それと第１遮光層との間に記録層が介在するように配置する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同様または類似する機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開斜視図である。
【００１８】
図１に示す光記録媒体１は透明基板２を備えており、基板２の一方の主面上には、記録層３、遮光層４ａ及び保護層５が順次積層されている。また、基板２の他方の主面上には、反射層６が設けられている。すなわち、この光記録媒体１は、反射型光記録媒体である。
【００１９】
透明基板２は、記録層３と反射層６とを離間させる役割を果たしている。したがって、記録層３と反射層６とを離間させることができれば、記録層３と反射層６との間に透明基板２は設けなくてもよい。例えば、一方の面に記録層３が設けられた透明な第１基板と一方の面に反射層６が設けられた第２基板とを記録層３と反射層６とが一定の間隙を隔てて向き合うように配置し、さらに、反射層６との間に記録層３が介在するように光源側に遮光層４ａを設けた構造，例えば、第１基板の記録層とは反対側の面上、或いは、第１基板と記録層との間に遮光層４ａを設けた構造，を採用すれば、記録層３と反射層６との間に透明基板２を設ける必要はない。透明基板２の形状に特に制限はなく、例えば、図１に示すように円盤状であってもよく、或いは、カード状やブロック状などであってもよい。透明基板２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，例えばガラスやポリカーボネートなど，を使用することができる。
【００２０】
記録層３は、ホログラフィを利用して情報が記録され得るものである。すなわち、記録層３は、所定の波長の電磁波を照射すると、その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。記録層３の材料としては、例えば、フォトポリマー、フォトリフラクティブポリマー及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、ニオブ酸リチウムやチタン酸バリウムなどの無機材料を使用することができる。
【００２１】
遮光層４ａは、記録光に関する透過率が記録光の強度を高めることにより増加するものである。典型的には、遮光層４ａは記録光に対して強い光強度でのみ脱色するもの或いはブリーチングするものであり、そのような遮光層４ａの材料としては、例えば、可飽和吸収色素を透明材料中に分散させたものを使用することができる。
【００２２】
なお、強い光強度でのみ起こるブリーチングとは、例えば、以下の原理により生じる現象である。
可飽和吸収色素に所定の波長の光を照射すると、各色素分子は光子を吸収して、電子が基底準位から寿命の長い励起準位へ励起される。一部の色素分子では、光子をさらに吸収することにより電子がより高い準位へ励起され、その後、分子内の化学結合が切れて、光子をもはや吸収しなくなる。すなわち、ブリーチングという現象を生じる。
【００２３】
このように、ここで利用するブリーチングは励起状態からさらに光を吸収することにより起こる現象である。また、単位面積当りの光子数は光強度に比例する。そのため、可飽和吸収色素を含有した遮光層４ａには、光強度が或る閾値よりも低い場合には透過率が低いままであるが、光強度が或る閾値を超えると透過率が劇的に高くなるという特徴がある。
【００２４】
可飽和吸収色素としては、例えば、シアニン系色素などが有名である。過飽和吸収を示すシアニン系色素としては、例えば、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｏｘａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＯＣＩ）、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｏｘａｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＯＤＣＩ）、３，３’−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−９−ｅｔｈｙｌｔｈｉａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＭＥＴＣＩ）、１，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，２’−ｑｕｉｎｏｌｙｌｏｘａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＱＯＣＩ）、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−２，２’−ｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＣＩ−２）、３，３’−ＤｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅＩｏｄｉｄｅ（ＤＴＣＩ）、１，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，２’−ｑｕｉｎｏｌｙｌｔｈｉａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＱＴＣＩ）、３−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＴＤＣＩ）、１，１’，３，３，３’，３’−Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｉｎｄｏｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＨＩＤＣＩ）、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’−ｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（Ｃｒｙｐｔｏｃｙａｎｉｎｅ）、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−２，２’−ｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＩ）、１，１’，３，３，３’，３’−Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−４，４’，５，５’−ｄｉｂｅｎｚｏ−２，２’−ｉｎｄｏｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＨＤＩＴＣＩ）などを挙げることができる。
【００２５】
また、その他の可飽和吸収色素としては、例えば、２−（ｐ−Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−ｐｙｒｉｄｙｌｍｅｔｈｙｌ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＡＳＰＩ）、Ｍａｌａｃｈｉｔｅ Ｇｒｅｅｎ、ＩＲ２６、ＩＲ５などを挙げることができる。
【００２６】
遮光層４ａに使用する透明材料は、記録光やサーボ光を透過するものであればどのような材料であっても構わない。色素の分散性や塗布性などの観点では、透明材料として、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコールなどの有機高分子や、ゾル−ゲル法により作製した無機ガラスなどを使用することが有利である。
【００２７】
保護層５は、光記録媒体１の使用環境によっては設けなくてもよい。また、保護層５は、記録層３と遮光層４ａとの間に位置していてもよい。保護層５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，例えば透明樹脂など，を使用することができる。
【００２８】
反射層６の材料としては、記録光に関する反射率が高い材料，例えばアルミニウムなど，を使用することができる。
【００２９】
さて、本実施形態では、上記の通り、ホログラム型の光記録媒体１において、記録層３を遮光層４ａと反射層６とで挟んだ構造を採用する。そのため、光記録媒体１を室内照明光などの比較的強度が低い周辺光に晒しても、記録層３の光学特性は変化し難い。したがって、本実施形態によれば、カートリッジなしで優れたシェルライフを実現することができる。
【００３０】
また、先に述べた通り、この遮光層４ａには、記録光に関する透過率が記録光の強度を高めることにより増加するという特徴がある。そのため、記録パワーを高めれば、遮光層４ａを設けない場合と同様の記録が可能である。
【００３１】
本実施形態において、遮光層４ａは記録光に対して過飽和吸収を示すことが望ましい。そのような遮光層４ａの透過率は、光強度が閾値よりも十分に低ければ、光強度に拘らずほぼ一定である。そのため、光記録媒体１を周辺光に晒すことにより生じる記録層３の光学特性変化を極めて効果的に抑制することができる。また、そのような遮光層４ａの透過率は、光強度が閾値よりも十分に高い場合にも、光強度に拘らずほぼ一定である。したがって、記録層３や遮光層４ａの材料などを適宜設定することにより、記録層３内で生じる光学特性変化の大きさを記録光強度と閾値強度との差にほぼ比例させることができる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開斜視図である。第２の実施形態に係る光記録媒体１は、遮光層４ａの代わりに、記録光を選択的に透過する遮光層４ｂを設けたこと以外は、第１の実施形態に係る光記録媒体１と同様の構造を有している。
【００３３】
このような遮光層４ｂは、室内照明光などの周辺光のうち、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分を選択的に透過し、他の光成分の殆んどは吸収及び／または反射する。すなわち、光記録媒体１を室内照明光などの比較的強度が低い周辺光に晒した場合に、記録層３に到達する光成分を大幅に減少させることができる。そのため、本実施形態に係る光記録媒体１は、室内照明光などの比較的強度が低い周辺光に晒しても、記録層３の光学特性は変化し難い。したがって、本実施形態によれば、カートリッジなしで優れたシェルライフを実現することができる。
【００３４】
また、この遮光層４ｂは、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分に関する透過率が他の波長範囲内にある光成分に関する透過率よりも高い。そのため、第１の実施形態とは異なり、記録パワーを高めなくても、遮光層４ｂを設けない場合と同様の記録が可能である。
【００３５】
遮光層４ｂは、先の機能を発揮するものであれば、その材料や構造に特に制限はないが、例えば、以下に説明する吸収型遮光層と反射型遮光層とが代表的である。
【００３６】
吸収型遮光層４ｂは、室内照明光などの周辺光のうち、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分を選択的に透過し、他の光成分の殆んどを吸収するものである。吸収型遮光層４ｂの材料としては、例えば、透明材料中に、色素、金属微粒子及び半導体微粒子の少なくとも１種の成分を添加したものを使用することができる。
【００３７】
吸収型遮光層４ｂの材料として透明材料中に色素を添加したものを使用する場合、１種の色素のみを使用してもよいが、所望の光学特性を得るうえでは、複数種の色素を使用することが有利である。すなわち、記録光の波長よりも短波長側の光成分を効率的に吸収する色素と記録光の波長よりも長波長側の光成分を効率的に吸収する色素とを組み合わせて使用すれば、遮光層４ｂへの先の選択性の付与が容易である。なお、そのような組み合わせは、単層構造で実現してもよく、或いは、多層構造で実現してもよい。すなわち、複数種の色素を組み合わせて利用する場合、それら色素の混合物を透明材料中に添加してなる層を形成してもよく、或いは、或る色素を透明材料中に添加してなる層と他の色素を透明材料中に添加してなる層とを積層してもよい。なお、以下に、記録光の波長が５３２ｎｍ程度である場合に先の組み合わせに利用可能な色素を例示する。
【００３８】
記録光の波長が５３２ｎｍ程度である場合、これより短波長側の光成分を効率的に吸収する色素としては、例えば、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−９−（３−ｐｙｒｉｄｙｌ）−ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｏ−［９，９ａ，１−ｇｈ］ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ５１０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−９−ａｃｅｔｙｌｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｏ−［９，９ａ，１−ｇｈ］ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ３３４）、Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｏ−［３，２−ｇ］ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ５２２）、３−（２’−Ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｙｌ）−７−Ｎ，Ｎ，−ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ（ｃｏｕｍａｒｉｎ７）、３−（２’−Ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌ）−７−ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ（ｃｏｕｍａｒｉｎ６）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−８−ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｙｌｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｏ−［９，９ａ，１−ｇｈ］ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ１５３）、Ｂｒｉｌｌａｎｔｓｕｌｆａｆｌａｖｉｎ、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＴＣＩ）、Ｕｒａｎｉｎ、Ｆｌｕｏｒｏｌ ７ＧＡなどを挙げることができる。
【００３９】
また、より長波長側の光を効率的に吸収する色素としては、例えば、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’−ｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（Ｃｒｙｐｔｏｃｙａｎｉｎｅ）、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−２，２’−ｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＩ）、１，１’，３，３，３’，３’−Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｉｎｄｏｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＨＩＴＣＩ）、ＩＲ １２５、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＴＴＣＩ）、１，１’，３，３，３’，３’−Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−４，４’，５，５’−ｄｉｂｅｎｚｏ−２，２’−ｉｎｄｏｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＨＤＩＴＣＩ）、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’，５，５’− ｄｉｂｅｎｚｏｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＴＴＣＩ）、１，２’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’−ｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＣＩ−４）などを挙げることができる。
【００４０】
吸収型遮光層４ｂの材料として透明材料中に金属微粒子を添加したものを使用する場合、その金属微粒子としては、例えば、Ａｕ微粒子、Ａｇ微粒子、Ｃｕ微粒子などを挙げることができる。この場合、使用する金属微粒子の種類と粒径とを適宜設定することにより、所望の吸収波長域及び透過波長域を有する吸収型遮光層４ｂを得ることができる。
【００４１】
また、吸収型遮光層４ｂの材料として透明材料中に半導体微粒子を添加したものを使用する場合、その半導体微粒子としては、例えば、ＣｄＳ微粒子、ＣｄＳｅ微粒子、ＣｄＳＳｅ微粒子、ＧａＡｓ微粒子、ａ−Ｓｉ微粒子、ＣｄＴｅ微粒子、ＣｄＳｅ微粒子、ＺｎＯ微粒子、ＺｎＳ微粒子、ＺｎＳｅ微粒子、ＺｎＴｅ微粒子、ＧａＰ微粒子、ＧａＮ微粒子、ＡｌＡｓ微粒子、ＡｌＰ微粒子、ａ−ＳｉＣ微粒子などを挙げることができる。この場合、使用する半導体微粒子の種類と粒径とを適宜設定することにより、所望の吸収波長域及び透過波長域を有する吸収型遮光層４ｂを得ることができる。
【００４２】
吸収型遮光層４ｂに使用する透明材料は、記録光やサーボ光を透過するものであればどのような材料であってもよい。但し、分散性や塗布性などの観点からは、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコールなどの有機高分子や、ゾル−ゲル法により作製した無機ガラスなどを使用することが有利である。
【００４３】
反射型遮光層４ｂは、室内照明光などの周辺光のうち、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分を選択的に透過し、他の光成分の殆んどを反射するものである。このような特徴を有する反射型遮光層４ｂは、例えば、以下の構造を採用することにより実現することが可能である。
【００４４】
図３は、図２の光記録媒体１で遮光層４ｂを反射型とする場合に採用可能な構造の一例を概略的に示す部分切開斜視図である。図３に示す光記録媒体１において、遮光層４ｂは、互いに材料が異なる複数の誘電体層の積層体を含んでいる。なお、ここでは、一例として、２つの誘電体層４ｂ1，４ｂ2を積層している。
【００４５】
このような構造を採用した場合、それら誘電体層４ｂ1，４ｂ2に使用する材料や誘電体層４ｂ1，４ｂ2の厚さや積層数などを適宜設定することにより、遮光層４ｂに、記録光を含む比較的狭い波長範囲内にある光成分を選択的に透過させ、他の光成分の殆んどを反射させることができる。具体的には、記録光の波長が５３２ｎｍ程度であり、サーボ光が７９８ｎｍ程度であるとき、１５９６ｎｍの光を基準波長とする干渉層を遮光層として用いることにより、２分の１波長にあたる７９８ｎｍと、３分の１波長にあたる５３２ｎｍを選択的に透過させることができる。１５９６ｎｍの光を基準波長とする干渉層は、例えば、屈折率の高い層４ｂ1をＨ、屈折率の低い層４ｂ２をＬと略記すると、それぞれの層の光学的厚さ（長さを屈折率で除したもの）を基準波長の４分の１である３９９ｎｍに揃えるとともに、それらをＨＬＨＬＨＬＬＨＬＨＬＨといった積層構造にすることにより得られる。なお、その積層構造のＬが二つ連続した部分は、光学的厚さを基準波長２分の１である７９８ｎｍに設定した４ｂ２であり、スペーサとしての役割を果たす。したがって、干渉層全体としては、高反射率多層膜＋スペーサ＋高反射率多層膜という典型的な干渉フィルターの構造をとり、１５９６ｎｍ、７９８ｎｍ、５３２ｎｍの光成分を選択的に透過する遮光層となる。
【００４６】
誘電体層４ｂ1，４ｂ2の材料は、記録光やサーボ光を透過するものであればどのようなものでもよい。誘電体層４ｂ1，４ｂ2の材料としては、例えば、ＴｉＯ2及びＮｂＯ5のような金属酸化物、ＳｉＯ2のような珪素を含有した酸化物、弗化カルシウム、弗化マグネシウムのような金属弗化物、硫化亜鉛のような金属硫化物などを使用することができる。
【００４７】
第１及び第２の実施形態に係る光記録媒体１は、例えば、以下の記録再生装置に搭載可能である。
【００４８】
図４は、図１乃至図３に示す光記録媒体１を搭載可能なホログラム型記録再生装置の一例を概略的に示す図である。まず、このホログラム型記録再生装置１０を用いた記録方法について説明する。
【００４９】
このホログラム型記録再生装置１０は、光源１１を備えている。光源１１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。
【００５０】
光源１１から出力された光ビームは、ビームエキスパンダ１２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１３に入射する。
【００５１】
旋光用光学素子１３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）とを出射する。旋光用光学素子１３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。
【００５２】
旋光用光学素子１３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１４により反射され、透過型空間光変調器１５に入射する。また、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１４を透過する。このＰ偏光成分は、参照光として利用する。
【００５３】
透過型空間光変調器１５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おり、それを出射する光をＰ偏光成分とＳ偏光成分との間で画素毎に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１５は、記録すべき情報に対応して二次元的な偏波面分布が与えられた情報光を出射する。
【００５４】
透過型空間光変調器１５を出射した情報光は、次いで、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１６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。
【００５５】
偏光ビームスプリッタ１６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１７を通過し、偏光ビームスプリッタ１８に入射する。この情報光は、偏光ビームスプリッタ１８により反射され、二分割旋光用光学素子１９に入射する。
【００５６】
二分割旋光用光学素子１９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１９の右側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させて出射し、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１９の各部分には、例えば、１／２波長板を用いることができる。
【００５７】
二分割旋光用光学素子１９を出射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ２０により光記録媒体１の反射層６上に集光される。なお、光記録媒体１は、保護層５を対物レンズ２０に対向させて配置されている。
【００５８】
他方、偏光ビームスプリッタ１４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２１で反射され、偏光ビームスプリッタ１８を透過する。偏光ビームスプリッタ１８を透過した参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子１９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２０により光記録媒体１の反射層６上に集光される。
【００５９】
このように、二分割旋光用光学素子１９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１９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１の反射層６上に集光される。
【００６０】
そのため、情報光と参照光との干渉は、保護層５及び遮光層４ａ，４ｂを介して記録層３に直接入射した直接光としての情報光と反射層６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４に示す記録再生装置１０によると、記録層３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。
【００６１】
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１７を閉じること以外は記録時と同様の操作を行う。こうすると、Ｐ偏光成分である参照光のみが二分割旋光用光学素子１９に到達する。
【００６２】
この参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子１９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２０により光記録媒体１の反射層６上に集光される。
【００６３】
光記録媒体１の記録層３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１に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の一部は、記録層３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１を出射する。
【００６４】
光記録媒体１を出射した再生光としてのＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ２０により平行光束とされた後、二分割旋光用光学素子１９に到達する。二分割旋光用光学素子１９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１９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。
【００６５】
その後、再生光は偏光ビームスプリッタ１８を透過する。偏光ビームスプリッタ１８を透過した再生光の一部は、次いで、ビームスプリッタ２１を透過し、結像レンズ２２により二次元光検出器２３上に結像される。このようにして、光記録媒体１に記録された情報を読み出す。
【００６６】
他方、二分割旋光用光学素子１９を透過して光記録媒体１に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の残りは、反射層６などにより反射され、光記録媒体１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２０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１９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１９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１９を出射したＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１８により反射されるため、二次元光検出器２３には到達し得ない。したがって、この記録再生装置１０によると、優れた再生ＳＮ比を実現できる。
【００６７】
なお、上記の記録再生装置１０に第１の実施形態に係る光記録媒体１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遮光層４ａの透過率を高めることができ、読み出し時には参照光を利用して遮光層４ａの透過率を高めることができる。但し、この記録再生装置１０に第１の実施形態に係る光記録媒体１を搭載する場合、遮光層４ａの透過率を高めるための光源を別途設けてもよい。また、図４に例示した記録再生装置１０では、情報光と参照光とを干渉させるために同軸干渉法を利用したが、二光束干渉法を利用することもできる。
【００６８】
以上説明した第１及び第２の実施形態に係る技術は、互いに組み合わせることができる。例えば、記録光に関する透過率が記録光の強度を高めることにより増加する遮光層４ａと記録光を選択的に透過する遮光層４ｂとを積層してもよい。或いは、記録光に関する透過率が記録光の強度を高めることにより増加する遮光層４ａに、色素や金属微粒子や半導体微粒子などを添加してもよい。そのような組み合わせによると、カートリッジなしでより優れたシェルライフを実現することができる。
【００６９】
また、第１及び第２の実施形態では、光記録媒体１を反射型としたが、光記録媒体１は透過型であってもよい。すなわち、反射層６は設けなくてもよい。記録媒体１を透過型とする場合、カートリッジなしでより優れたシェルライフを実現するうえでは、記録層３を挟んで両側に遮光層４ａ及び／または遮光層４ｂを設けることが望ましい。
【００７０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
＜光記録媒体の作製＞
本実施例では、以下の方法により図１に示す光記録媒体１を作製した。
【００７１】
まず、以下に説明するように、記録層３を形成した。
すなわち、Ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅｑｕｉｎｏｎｅ（ＰＱ）とａｚｏ−ｂｉｓ−ｉｓｏｂｕｔｙｒｏｌｉｔｒｉｌｅ（ＡＩＢＮ）とを、液状のｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（ＭＭＡ）中に、重量比でＰＱ：ＡＩＢＮ：ＭＭＡ＝０．６：０．５：９８．９となるように溶解させた。次に、このようにして得られた粘性溶液を、厚さが０．５ｍｍであり一辺が３ｃｍの正方形状の石英ガラス基板２上にキャストした。次いで、その上に、フッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを載置した。その後、先の石英ガラス基板２と別途準備したフッ素コート石英ガラス基板とをそれらの間にスペーサ等が介在するように対向配置し、さらに一様に圧力を加えることにより、上記粘性溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。次に、延伸した粘性溶液を石英ガラス基板で挟んだまま４５℃に設定したオーブンに入れ、２４時間加熱を行った。これにより、ＭＭＡの重合を促進して、上記の粘性溶液を記録層３とした。なお、フッ素コート石英基板及びフッ素樹脂スペーサは、冷却後、石英ガラス基板２上の記録層３から取り除いた。
【００７２】
次に、以下の方法により遮光層４ａを形成した。
まず、シアニン系可飽和吸収色素である３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｏｘａｄｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＯＤＣＩ）と、クマリン系色素であるＮ−Ｍｅｔｈｙｌ−４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｏ−［３，２−ｇ］−ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ５２２）と、ポリビニルアルコールとを、重量比で１：１：９８になるように混合した。次に、この混合物を、溶質：溶媒が重量比で２５：７５になるようにエタノール中に溶解させ、１時間攪拌を行った。次いで、この溶液を上記の記録層３上にスピンコートし、さらに、４５℃に加熱したヒーター上で１時間加熱・乾燥することにより、膜厚５μｍの遮光層４ａを形成した。
【００７３】
その後、石英ガラス基板２の記録層３を形成した面に対して裏面側に、アルミニウムをスパッタリングすることにより反射層６を形成した。
なお、本例では保護層５は形成しなかった。また、本例では、記録層３の形成を開始してから反射層６の形成を完了するまでの一連の作業は、記録層３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。
【００７４】
＜遮光層の評価＞
以上の方法で光記録媒体１を作製する一方で、別途、上記と同様の方法により形成した遮光層４ａの光学特性を調べた。すなわち、この遮光層４ａに光を照射し、照射光強度と透過率との関係を調べた。なお、測定用光源としては、ネオジウムＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いた。また、遮光層４ａの透過率は、遮光層４ａに対して１秒間光照射した後の波長５３２ｎｍの光についての透過率を測定した。その結果を図５に示す。
【００７５】
図５は、実施例１に係る光記録媒体１の遮光層４ａの光学特性を示すグラフである。図中、横軸は照射光強度を示し、縦軸は透過率を示している。図５に示すように、本例で形成した遮光層４ａには、照射光強度が１Ｗｃｍ2程度未満の場合には透過率は極めて低いが、照射光強度を１Ｗｃｍ2程度以上とすると、透過率が劇的に増加し、やがてほぼ一定になるという特徴がある。
【００７６】
＜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４に示す記録再生装置１０に搭載して、実際に情報の記録を行った。ここでは、光源１１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１３としては１／２波長板を使用し、透過型空間光変調器１５としては液晶パネルを使用した。この液晶パネルは、情報光の偏光方向が回転しないように配置した。また、旋光用光学素子１０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、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２０ｍＷとし、遮光層４ａ上面でのレーザビームのスポットサイズは１ｍｍ径とした。
【００７７】
＜情報の再生＞
次に、先の方法により光記録媒体１に記録した情報を、図４に示す記録再生装置１０を用いて読み出した。この読み出しの際、旋光用光学素子１３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１０ｍＷ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。
【００７８】
＜光劣化加速試験＞
次に、上記光記録媒体１のシェルフライフを以下の光劣化加速試験を行うことにより評価した。
まず、先の方法により作製した６つの光記録媒体１に対して光を照射し、人為的に光劣化させた。光源としては１５０ＷのＸｅランプを用い、光記録媒体１はランプから５０ｃｍの位置に全体に均一に光が照射されるように配置した。また、６つの光記録媒体１に対する露光時間は、それぞれ、０分、１分、５分、１０分、１５分、２０分とした。
【００７９】
次に、それら光記録媒体１に対し、上述したのと同様の条件で情報を書き込んだ。この書き込みは、先の条件で情報を読み出した場合に回折効率ηの増加が観測されなくなるまで繰り返し、全ての書き込みを完了した後の回折効率ηを飽和回折効率とした。なお、回折効率ηは、下記等式から算出した。
η＝Ｉｄ／Ｉ×Ｒ×（１−Ｒ）
上記等式において、Ｉは再生時に偏光ビームスプリッタ１４を透過した光強度を示し、Ｒはビームスプリッタ２１の反射率を示し、ＩｄはＣＣＤアレイ２３で測定された回折光強度を示している。
【００８０】
図６は、光劣化加速試験の結果を示すグラフである。図中、横軸は、記録を行う前に光記録媒体１に対して行った露光の時間を示しており、縦軸は飽和回折効率を示している。なお、図６において、本例に係るデータは参照符号６１で示している。また、図６に参照符号６４で示すデータは、遮光層４ａを設けなかったこと以外は同様の方法により作製した光記録媒体１，すなわち比較例に係る光記録媒体，について得られたものである。
【００８１】
図６に示すように、比較例に係る光記録媒体１は、記録前の露光時間が僅かであっても、飽和回折効率が大幅に低下した。これに対し、本例に係る光記録媒体１は、記録前に長時間露光を行った場合にも、殆んど飽和回折効率が低下することはなかった。すなわち、本例に係る光記録媒体１は、優れたシェルライフを有していることが確認された。
【００８２】
（実施例２）
＜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２に示す光記録媒体１を作製した。
【００８３】
まず、実施例１で説明したのと同様の方法により、石英ガラス基板２上に記録層３を形成した。
【００８４】
次に、以下の方法により遮光層４ｂを形成した。
すなわち、まず、クマリン系色素であるＮ−Ｍｅｔｈｙｌ−４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｏ−［３，２−ｇ］−ｃｏｕｍａｒｉｎ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ５２２）と、シアニン系色素である３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’，５，５’− ｄｉｂｅｎｚｏｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ（ＤＤＴＴＣＩ）と、ポリビニルアルコールとを、重量比で１：１：９８になるように混合した。次に、その混合物を、溶質：溶媒が重量比で２５：７５になるようにエタノールに溶解させ、１時間攪拌を行った。次いで、この溶液を上記の記録層３上にスピンコートし、さらに、４５℃に加熱したヒーター上で１時間加熱・乾燥することにより、膜厚５μｍの遮光層４ｂを形成した。
【００８５】
その後、石英ガラス基板２の記録層３を形成した面に対して裏面側に、アルミニウムをスパッタリングすることにより反射層６を形成した。
なお、本例では保護層５は形成しなかった。また、本例では、記録層３の形成を開始してから反射層６の形成を完了するまでの一連の作業は、記録層３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。
【００８６】
＜遮光層の評価＞
以上の方法で光記録媒体１を作製する一方で、別途、上記と同様の方法により形成した遮光層４ｂの光学特性を調べた。すなわち、この遮光層４ｂに光を照射し、照射光の波長と透過率との関係を調べた。
【００８７】
図７は、遮光層４ｂの透過率スペクトルを示すグラフである。図中、横軸は照射光の波長を示し、縦軸は遮光層４ｂの透過率を示している。なお、図７において、本例に係るデータは参照符号７２で示している。
【００８８】
図７に示すように、本例で形成した遮光層４ｂは、波長が５２５ｎｍ程度の光に対しては透過率が高いが、より短波長の光やより長波長の光に対しては透過率が低い。特に、波長が４７５ｎｍ以下の光や波長が５７５ｎｍ以上の光は殆んど透過しない。
【００８９】
＜光劣化加速試験＞
次に、上記光記録媒体１のシェルフライフを実施例１で説明したのと同様の光劣化加速試験を行うことにより評価した。図６に、その結果を示す。なお、図６において、本例に係るデータは参照符号６２で示している。
【００９０】
図６に示すように、本例に係る光記録媒体１は、記録前に長時間露光を行うと飽和回折効率が僅かに低下したが、比較例に係る光記録媒体に比べれば、飽和回折効率の低下は遥かに抑制されていた。すなわち、本例に係る光記録媒体１は、優れたシェルライフを有していることが確認された。
【００９１】
（実施例３）
＜光情報記録媒体の作製＞
図８は、実施例３に係る光記録媒体を概略的に示す部分切開断面図である。本実施例では、以下の方法により図８に示す光記録媒体１を作製した。
【００９２】
まず、実施例１で説明したのと同様の方法により、石英ガラス基板２上に記録層３を形成した。但し、本例では、石英ガラス基板２とは別に設けた石英ガラス基板７は、記録層３から取り除かなかった。
【００９３】
次に、石英ガラス基板７上に、スパッタリング法により、厚さ２２９ｎｍの硫化亜鉛層４ｂ1（Ｈと略記）及び厚さ３８６ｎｍの弗化マグネシウム層４ｂ2（Ｌと略記）をＨＬＨＬＨＬＬＨＬＨＬＨと積層することにより遮光層４ｂを形成した。
【００９４】
その後、石英ガラス基板上に、アルミニウムをスパッタリングすることにより反射層６を形成した。
【００９５】
なお、本例では、記録層３の形成を開始してから反射層６の形成を完了するまでの一連の作業は、記録層３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。
【００９６】
＜遮光層の評価＞
以上の方法で光記録媒体１を作製する一方で、別途、上記と同様の方法により形成した遮光層４ｂの光学特性を調べた。すなわち、この遮光層４ｂに光を照射し、照射光の波長と透過率との関係を調べた。その結果を図７に示す。なお、図７において、本例に係るデータは参照符号７３で示している。
【００９７】
図７に示すように、本例で形成した遮光層４ｂは、波長が５３０ｎｍ程度の光に対しては透過率が高いが、より短波長の光やより長波長の光に対しては透過率が低い。特に、波長が５１０ｎｍ以下の光や波長が５５０ｎｍ以上の光は殆んど透過しない。
【００９８】
＜光劣化加速試験＞
次に、上記光記録媒体１のシェルフライフを実施例１で説明したのと同様の光劣化加速試験を行うことにより評価した。図６に、その結果を示す。なお、図６において、本例に係るデータは参照符号６３で示している。
【００９９】
図６に示すように、本例に係る光記録媒体１は、記録前に長時間露光を行うと飽和回折効率が僅かに低下したが、比較例に係る光記録媒体に比べれば、飽和回折効率の低下は遥かに抑制されていた。すなわち、本例に係る光記録媒体１は、優れたシェルライフを有していることが確認された。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、カートリッジを必要とすることなくシェルライフに優れたホログラム型の光記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開斜視図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開斜視図。
【図３】図２の光記録媒体で遮光層を反射型とする場合に採用可能な構造の一例を概略的に示す部分切開斜視図。
【図４】図１乃至図３に示す光記録媒体を搭載可能なホログラム型記録再生装置の一例を概略的に示す図。
【図５】実施例１に係る光記録媒体の遮光層の光学特性を示すグラフ。
【図６】光劣化加速試験の結果を示すグラフ。
【図７】遮光層の透過率スペクトルを示すグラフ。
【図８】実施例３に係るホログラム型の光記録媒体を概略的に示す部分切開断面図。
【符号の説明】
１…ホログラム型光記録媒体、２…透明基板、３…記録層、４ａ…遮光層、４ｂ…遮光層、４ｂ1…誘電体層、４ｂ2…誘電体層、５…保護層、６…反射層、７…透明基板、１０…ホログラム型記録再生装置、１１…光源、１２…ビームエキスパンダ、１３…旋光用光学素子、１４…偏光ビームスプリッタ、１５…透過型空間光変調器、１６…偏光ビームスプリッタ、１７…電磁シャッタ、１８…偏光ビームスプリッタ、１９…二分割旋光用光学素子、２０…対物レンズ、２１…ビームスプリッタ、２２…結像レンズ、２３…二次元光検出器、６１…曲線、６２…曲線、６３…曲線、６４…曲線、７２…曲線、７３…曲線。
Claims (8)
- ホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、
前記記録層の一方の主面に対向し且つ情報光に関する透過率が前記情報光の強度を高めることにより増加する遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体。 - 基板と、
前記基板の一方の主面上に設けられ且つホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、
前記記録層上に設けられ且つ情報光に関する透過率が前記情報光の強度を高めることにより増加する遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体。 - 前記遮光層は光強度が強い側でブリーチングを示すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光記録媒体。
- ホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、
前記記録層の一方の主面に対向し且つ情報光と波長が等しい光成分を選択的に透過すると共に面内方向に均質な遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体。 - 基板と、
前記基板の一方の主面上に設けられ且つホログラフィを利用して情報が記録される記録層と、
前記記録層上に設けられ且つ情報光と波長が等しい光成分を選択的に透過すると共に面内方向に均質な遮光層とを具備したことを特徴とするホログラム型の光記録媒体。 - 前記遮光層は透明材料と前記透明材料中に溶解または分散した色素、前記透明材料中に分散した金属微粒子及び前記透明材料中に分散した半導体微粒子からなる群より選択される少なくとも１種の成分とを含有したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光記録媒体。
- 前記遮光層は互いに材料が異なる複数の誘電体層の積層体を含んだことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光記録媒体。
- 前記記録層の前記遮光層からより遠い主面に対向し且つ前記記録層から離間した反射層をさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の光記録媒体。
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