JP2000082213A - 光記録方法、光記録装置、光読み取り方法および光読み取り装置 - Google Patents
光記録方法、光記録装置、光読み取り方法および光読み取り装置Info
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- G11B7/128—Modulators
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- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高密度記録および高速記録、高速読み出しが
可能な光記録方法、光記録装置、光読み取り方法および
光読み取り装置を提供する。 【解決手段】 記録時には、データ情報に応じて複数の
偏光分布からなる記録光２０を生成し、これを光記録媒
体１０に照射することによって記録光２０の複数の偏光
分布を光誘起複屈折分布として記録媒体１０に記録す
る。読み取り時には、一様な偏光分布を有する読み出し
光３０を先にデータ情報を記録した光記録媒体１０に照
射し、光記録媒体１０における透過光又は反射光の偏光
分布を再生光４０の偏光分布として読み取る。
可能な光記録方法、光記録装置、光読み取り方法および
光読み取り装置を提供する。 【解決手段】 記録時には、データ情報に応じて複数の
偏光分布からなる記録光２０を生成し、これを光記録媒
体１０に照射することによって記録光２０の複数の偏光
分布を光誘起複屈折分布として記録媒体１０に記録す
る。読み取り時には、一様な偏光分布を有する読み出し
光３０を先にデータ情報を記録した光記録媒体１０に照
射し、光記録媒体１０における透過光又は反射光の偏光
分布を再生光４０の偏光分布として読み取る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ情報を光記
録媒体に記録する光記録方法及び装置並びに光記録媒体
からデータ情報を読み出す光読み取り方法及び装置に関
する。
録媒体に記録する光記録方法及び装置並びに光記録媒体
からデータ情報を読み出す光読み取り方法及び装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】相変化型や光磁気型等の書換え可能な光
ディスク装置はすでに広く普及している。これらの光デ
ィスク装置は、一般の磁気ディスク装置に比べれば記録
密度は一桁以上高いが、ビデオ画像のデジタル記録には
まだ十分ではない。記録密度を高めるためには、ビーム
スポット径を小さくして隣接トラックあるいは隣接ビッ
トとの距離を短くするなどの必要がある。このような技
術の開発によって既に実用化されつつあるものに、ＤＶ
Ｄ−ＲＯＭがある。ＤＶＤ−ＲＯＭは１２ｃｍのディス
クに片面で４．７ＧＢｙｔｅのデータを収容する。書き
込み・消去が可能なＤＶＤ−ＲＡＭは、相変化方式によ
り直径１２ｃｍのディスクに両面で５．２ＧＢｙｔｅの
高密度記録が可能である。これは、読み出し専用である
ＣＤ−ＲＯＭで４倍以上、フロッピーディスクなら１９
００枚以上に相当する容量の情報の書き込みと読み出し
ができる。
ディスク装置はすでに広く普及している。これらの光デ
ィスク装置は、一般の磁気ディスク装置に比べれば記録
密度は一桁以上高いが、ビデオ画像のデジタル記録には
まだ十分ではない。記録密度を高めるためには、ビーム
スポット径を小さくして隣接トラックあるいは隣接ビッ
トとの距離を短くするなどの必要がある。このような技
術の開発によって既に実用化されつつあるものに、ＤＶ
Ｄ−ＲＯＭがある。ＤＶＤ−ＲＯＭは１２ｃｍのディス
クに片面で４．７ＧＢｙｔｅのデータを収容する。書き
込み・消去が可能なＤＶＤ−ＲＡＭは、相変化方式によ
り直径１２ｃｍのディスクに両面で５．２ＧＢｙｔｅの
高密度記録が可能である。これは、読み出し専用である
ＣＤ−ＲＯＭで４倍以上、フロッピーディスクなら１９
００枚以上に相当する容量の情報の書き込みと読み出し
ができる。
【０００３】このように光ディスクの高密度化は年々進
んでいる。しかしながらその一方で、上述の光ディスク
は面内にデータを記録するため、光の回折限界に制限さ
れ高密度記録の物理的限界（５Ｇｂｉｔ／ｉｎ2）が近
づいている。更なる大容量化のためには、奥行き方向も
含めた３次元（体積型）記録や一個の記録ピットへの多
値記録が必要となる。
んでいる。しかしながらその一方で、上述の光ディスク
は面内にデータを記録するため、光の回折限界に制限さ
れ高密度記録の物理的限界（５Ｇｂｉｔ／ｉｎ2）が近
づいている。更なる大容量化のためには、奥行き方向も
含めた３次元（体積型）記録や一個の記録ピットへの多
値記録が必要となる。
【０００４】上述したような体積型光記録媒体として
は、フォトリフラクティブ材料が挙げられる。この材料
は、比較的弱い光を吸収して屈折率変化が生じるため、
光誘起屈折率変化による情報記録が可能である。このた
め大容量化が可能な体積多重ホログラム記録に用いるこ
とができる。例えば、”Ｖｏｌｕｍｅ Ｈｏｌｏｇｒａ
ｐｈｉｃ Ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ Ｒｅｔｒｉｅｖａ
ｌ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄａｔａ”、ＳＣＩＥＮＣ
Ｅ誌、ＶＯＬ．２６５、ｐｐ．７４９−７５２、（１９
９４）に記載されているデジタルホログラムメモリの光
学系には、記録媒体としてＬｉＮｂＯ3が用いられてい
る。この光学系は次のように構成される。まず、光源か
ら出た光はビームスプリッタによって二つの光波に分け
られる。ビームスプリッタを透過した光はレンズによっ
て口径の広い平行光となり空間光変調器に入射する。空
間光変調器はコンピュータによって制御され、二次元強
度分布を持つ信号光を生成する。この信号光はレンズに
よって記録媒体（ＬｉＮｂＯ3）に集光される。一方、
ビームスプリッタによって反射された光は、ミラーによ
って反射され、上述の記録媒体に入射する。これが参照
光となる。このように、信号光と参照光を同時に記録媒
体に入射させることによって、ホログラム記録を行う。
ホログラムの読み出しには、参照光のみを記録媒体に入
射させると、参照光は、あたかも信号光が記録媒体を通
過したかのように信号光の光路上に回折され、これをレ
ンズでカメラ上に結像させる。
は、フォトリフラクティブ材料が挙げられる。この材料
は、比較的弱い光を吸収して屈折率変化が生じるため、
光誘起屈折率変化による情報記録が可能である。このた
め大容量化が可能な体積多重ホログラム記録に用いるこ
とができる。例えば、”Ｖｏｌｕｍｅ Ｈｏｌｏｇｒａ
ｐｈｉｃ Ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ Ｒｅｔｒｉｅｖａ
ｌ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄａｔａ”、ＳＣＩＥＮＣ
Ｅ誌、ＶＯＬ．２６５、ｐｐ．７４９−７５２、（１９
９４）に記載されているデジタルホログラムメモリの光
学系には、記録媒体としてＬｉＮｂＯ3が用いられてい
る。この光学系は次のように構成される。まず、光源か
ら出た光はビームスプリッタによって二つの光波に分け
られる。ビームスプリッタを透過した光はレンズによっ
て口径の広い平行光となり空間光変調器に入射する。空
間光変調器はコンピュータによって制御され、二次元強
度分布を持つ信号光を生成する。この信号光はレンズに
よって記録媒体（ＬｉＮｂＯ3）に集光される。一方、
ビームスプリッタによって反射された光は、ミラーによ
って反射され、上述の記録媒体に入射する。これが参照
光となる。このように、信号光と参照光を同時に記録媒
体に入射させることによって、ホログラム記録を行う。
ホログラムの読み出しには、参照光のみを記録媒体に入
射させると、参照光は、あたかも信号光が記録媒体を通
過したかのように信号光の光路上に回折され、これをレ
ンズでカメラ上に結像させる。
【０００５】この装置は、データ入力には空間光変調器
を用い、ビットデータの表示には微分コード法を用いて
いる。これは２画素をペアとして使用し、例えば０を
「暗明」で、１を「明暗」で表す。このような微分コー
ド法を用いれば、明暗の数は常に同じなので空間光変調
器を通過する物体光の光量も一定となる。このため、各
ページ毎に参照光の強度を調整する必要が無い。また、
ホログラムの再生では光量むらが発生しやすく、白黒レ
ベルの区切りを一様につけるのは難しいが、微分コード
法ならエッジを読むだけでよくノイズにも強い。
を用い、ビットデータの表示には微分コード法を用いて
いる。これは２画素をペアとして使用し、例えば０を
「暗明」で、１を「明暗」で表す。このような微分コー
ド法を用いれば、明暗の数は常に同じなので空間光変調
器を通過する物体光の光量も一定となる。このため、各
ページ毎に参照光の強度を調整する必要が無い。また、
ホログラムの再生では光量むらが発生しやすく、白黒レ
ベルの区切りを一様につけるのは難しいが、微分コード
法ならエッジを読むだけでよくノイズにも強い。
【０００６】一方、面内記録方法で、一個の記録ピット
に多値のデータを記録する技術が提案されている。光磁
気記録では、記録領域で起こる磁気光学的なカー効果に
よる反射光の偏光角変化を読み取ることを基本原理とし
ている。しかし、このカー効果で得られる偏光角変化は
いろいろな工夫がなされているが、１度程度のわずかな
変化量である。そのため、このわずかな変化量内で多値
化することはＳ／Ｎの点から困難であり、信号のダイナ
ミックレンジを広げる工夫がなされている。例えば特開
昭６４−１７２４８号公報には、多値記録を実現するた
めの手段として、キューリー温度の異なる記録膜を多層
化した記録媒体を用いる技術が開示されている。また特
開平４−３８７２０号公報には、光ディスクにおいて多
値の記録再生を行う手段として、記録ピットを楕円とし
その楕円記録ピットの傾き量を変化させることで多値化
を行う技術が開示されている。
に多値のデータを記録する技術が提案されている。光磁
気記録では、記録領域で起こる磁気光学的なカー効果に
よる反射光の偏光角変化を読み取ることを基本原理とし
ている。しかし、このカー効果で得られる偏光角変化は
いろいろな工夫がなされているが、１度程度のわずかな
変化量である。そのため、このわずかな変化量内で多値
化することはＳ／Ｎの点から困難であり、信号のダイナ
ミックレンジを広げる工夫がなされている。例えば特開
昭６４−１７２４８号公報には、多値記録を実現するた
めの手段として、キューリー温度の異なる記録膜を多層
化した記録媒体を用いる技術が開示されている。また特
開平４−３８７２０号公報には、光ディスクにおいて多
値の記録再生を行う手段として、記録ピットを楕円とし
その楕円記録ピットの傾き量を変化させることで多値化
を行う技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
デジタルホログラムメモリには以下に示す問題がある。
通常、ホログラム記録を行う場合は、データ情報を持つ
信号光とそれと干渉させる参照光が必要である。これら
二光波は、ホログラム媒体中で干渉しなくてはならない
ため、信号光と参照光は同一の光源から分離して生成さ
れ、かつ、これら二光波の光路差はレーザの可干渉距離
以内でなくてはならない。実用上、光源にはレーザダイ
オードの使用が考えられるが、レーザダイオードの可干
渉距離は非常に短いため、光学系のアライメントに非常
に高い精度が要求される。さらに、信号光と参照光をホ
ログラム媒体中で交差させなくてはならず、信号光をレ
ンズによって集光するフーリエ変換ホログラムを記録す
る場合は、信号光のスポットがホログラム媒体中で非常
に小さくなるため、参照光をこれに合わせるのは難し
い。また、信号光と参照光は独立な光路を通過するた
め、それぞれが外光や光学系などのノイズの影響を受け
て、再生画像が劣化するという問題も生じる。さらに、
信号光と参照光にそれぞれ独立な光路を必要とすること
から、システムをコンパクトにできないという問題があ
る。
デジタルホログラムメモリには以下に示す問題がある。
通常、ホログラム記録を行う場合は、データ情報を持つ
信号光とそれと干渉させる参照光が必要である。これら
二光波は、ホログラム媒体中で干渉しなくてはならない
ため、信号光と参照光は同一の光源から分離して生成さ
れ、かつ、これら二光波の光路差はレーザの可干渉距離
以内でなくてはならない。実用上、光源にはレーザダイ
オードの使用が考えられるが、レーザダイオードの可干
渉距離は非常に短いため、光学系のアライメントに非常
に高い精度が要求される。さらに、信号光と参照光をホ
ログラム媒体中で交差させなくてはならず、信号光をレ
ンズによって集光するフーリエ変換ホログラムを記録す
る場合は、信号光のスポットがホログラム媒体中で非常
に小さくなるため、参照光をこれに合わせるのは難し
い。また、信号光と参照光は独立な光路を通過するた
め、それぞれが外光や光学系などのノイズの影響を受け
て、再生画像が劣化するという問題も生じる。さらに、
信号光と参照光にそれぞれ独立な光路を必要とすること
から、システムをコンパクトにできないという問題があ
る。
【０００８】また、デジタルホログラムメモリでは、体
積多重記録による大容量化が期待されているが、このホ
ログラム多重記録においては原理的に避けられない問題
がある。それは、個々の再生像の回折効率が多重度の２
乗に比例して減少するというものである。これでは、せ
っかく理論的に１００％の効率が得られても、１０枚の
多重記録をすれば１％の効率となってしまう。さらに、
散乱ノイズなどは多重度に無関係であるから、Ｓ／Ｎも
大きく低下する。コンピュータ用のファイルメモリとし
ての使用を考えた場合、Ｓ／Ｎ低下により要求されるビ
ットエラーレート（ＢＥＲ）を満たすことが出来ず、高
密度記録が達成されていないのが現状である。そこで、
ホログラムメモリの並列記録・読み出しによる高速転送
を生かしつつ、Ｓ／Ｎが高く取れるメモリが望まれる。
積多重記録による大容量化が期待されているが、このホ
ログラム多重記録においては原理的に避けられない問題
がある。それは、個々の再生像の回折効率が多重度の２
乗に比例して減少するというものである。これでは、せ
っかく理論的に１００％の効率が得られても、１０枚の
多重記録をすれば１％の効率となってしまう。さらに、
散乱ノイズなどは多重度に無関係であるから、Ｓ／Ｎも
大きく低下する。コンピュータ用のファイルメモリとし
ての使用を考えた場合、Ｓ／Ｎ低下により要求されるビ
ットエラーレート（ＢＥＲ）を満たすことが出来ず、高
密度記録が達成されていないのが現状である。そこで、
ホログラムメモリの並列記録・読み出しによる高速転送
を生かしつつ、Ｓ／Ｎが高く取れるメモリが望まれる。
【０００９】一方、面内記録方法で一個の記録ピットに
多値のデータを記録する方法では、１ピットずつデータ
を読み取るため、二次元に配列された複数のピットを一
度に読み出せるホログラムメモリと比べると、転送速度
が遅いという大きな問題がある。また、上述のようなキ
ューリー温度の異なる記録膜を多層化した記録媒体を用
いる方法では、作製プロセス上多層化出来る層数に限り
があり、大きくダイナミックレンジを広げることが出来
ず多くの多値化はできない。また、層数の増加によって
記録部分の膜厚が増加すると、ディスク面方向への熱の
拡散などにより面方向の記録密度が低下してしまうとい
う問題も発生する。
多値のデータを記録する方法では、１ピットずつデータ
を読み取るため、二次元に配列された複数のピットを一
度に読み出せるホログラムメモリと比べると、転送速度
が遅いという大きな問題がある。また、上述のようなキ
ューリー温度の異なる記録膜を多層化した記録媒体を用
いる方法では、作製プロセス上多層化出来る層数に限り
があり、大きくダイナミックレンジを広げることが出来
ず多くの多値化はできない。また、層数の増加によって
記録部分の膜厚が増加すると、ディスク面方向への熱の
拡散などにより面方向の記録密度が低下してしまうとい
う問題も発生する。
【００１０】また、上述のような記録ピットを楕円とし
て多値記録を行う方法で従来方法と同様の記録密度を保
つためには、通常に比べ記録ピットが楕円になる分だけ
記録ピットの面積が減少してしまう。このため、記録ピ
ット単体での信号強度の低下は避けられずＳ／Ｎの劣化
が発生してしまう。また、検出には、傾き量による再生
光パターンの相違を複数個の検出器で検出するようにし
ている。多値数を増加させると各階調間のパターンの差
はかなり小さいものになるため、各検出器での信号は微
弱となってしまう。そのため大きな多値化は検出精度の
不足を発生させ、大きな多値化は期待できない。以上の
ように、面内記録方法で一個の記録ピットに多値のデー
タを記録する方法では、高速転送が困難なことに加え、
高密度記録も困難という問題もある。
て多値記録を行う方法で従来方法と同様の記録密度を保
つためには、通常に比べ記録ピットが楕円になる分だけ
記録ピットの面積が減少してしまう。このため、記録ピ
ット単体での信号強度の低下は避けられずＳ／Ｎの劣化
が発生してしまう。また、検出には、傾き量による再生
光パターンの相違を複数個の検出器で検出するようにし
ている。多値数を増加させると各階調間のパターンの差
はかなり小さいものになるため、各検出器での信号は微
弱となってしまう。そのため大きな多値化は検出精度の
不足を発生させ、大きな多値化は期待できない。以上の
ように、面内記録方法で一個の記録ピットに多値のデー
タを記録する方法では、高速転送が困難なことに加え、
高密度記録も困難という問題もある。
【００１１】従って本発明の目的は、高密度記録および
高速記録、高速読み出しが可能な光記録方法、光記録装
置、光読み取り方法および光読み取り装置を提供するこ
とにある。
高速記録、高速読み出しが可能な光記録方法、光記録装
置、光読み取り方法および光読み取り装置を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するため多値記録に関して鋭意研究を行ってきた。そ
の結果、光誘起複屈折を示す光記録媒体に空間的な偏光
分布を持つ記録光を照射し、その後、ある任意の一様な
偏光方向を持つ読み出し光を光記録媒体に照射すること
により、その透過光の偏光分布が記録光のそれと対応す
ることを見出し、本発明に至ったものである。
決するため多値記録に関して鋭意研究を行ってきた。そ
の結果、光誘起複屈折を示す光記録媒体に空間的な偏光
分布を持つ記録光を照射し、その後、ある任意の一様な
偏光方向を持つ読み出し光を光記録媒体に照射すること
により、その透過光の偏光分布が記録光のそれと対応す
ることを見出し、本発明に至ったものである。
【００１３】即ち本発明に係る光記録方法は、複数の偏
光分布からなる記録光を生成し、この記録光を光記録媒
体に照射することによって、記録光の複数の偏光分布を
光誘起複屈折分布として記録媒体に記録するものであ
る。この記録光はフーリエ変換して光記録媒体に照射す
るとなおよい。また、この記録光はデータ情報に応じて
形成された二次元の偏光分布を有するように形成され
る。
光分布からなる記録光を生成し、この記録光を光記録媒
体に照射することによって、記録光の複数の偏光分布を
光誘起複屈折分布として記録媒体に記録するものであ
る。この記録光はフーリエ変換して光記録媒体に照射す
るとなおよい。また、この記録光はデータ情報に応じて
形成された二次元の偏光分布を有するように形成され
る。
【００１４】光記録媒体は、少なくとも一層の光誘起複
屈折性を示す光記録材料を含む。光記録材料の厚みｄ
は、ｍを１以上の整数、λを読み出し光の波長、Δｎを
光で誘起される屈折率変化としたとき、Δｎ・ｄ＝（ｍ
＋１／２）・λの関係、あるいはΔｎ・ｄ＝（ｍ＋１／
４）・λの関係を満たすように設定される。光記録材料
としては、側鎖に光異性化する基を有する高分子または
高分子液晶あるいは光異性化する分子を分散させた高分
子が用いられる。ここで光異性化する基又は分子はアゾ
ベンゼン骨格を含むものである。また高分子または高分
子液晶は、ポリエステル群から選ばれた少なくとも一種
のモノマー重合体である。
屈折性を示す光記録材料を含む。光記録材料の厚みｄ
は、ｍを１以上の整数、λを読み出し光の波長、Δｎを
光で誘起される屈折率変化としたとき、Δｎ・ｄ＝（ｍ
＋１／２）・λの関係、あるいはΔｎ・ｄ＝（ｍ＋１／
４）・λの関係を満たすように設定される。光記録材料
としては、側鎖に光異性化する基を有する高分子または
高分子液晶あるいは光異性化する分子を分散させた高分
子が用いられる。ここで光異性化する基又は分子はアゾ
ベンゼン骨格を含むものである。また高分子または高分
子液晶は、ポリエステル群から選ばれた少なくとも一種
のモノマー重合体である。
【００１５】本発明に係る光記録装置は、光を発する光
源と、この光源からの光をデータ情報に応じて偏光変調
して記録光を得る空間光変調器と、記録光を光記録媒体
に照射する結像光学系とを備える。この結像光学系は記
録光をフーリエ変換するように構成するのがよい。ここ
で空間光変調器は、透明電極で挟まれた電気光学変換部
材から構成される。電気光学部材としては例えば液晶を
用いることができる。
源と、この光源からの光をデータ情報に応じて偏光変調
して記録光を得る空間光変調器と、記録光を光記録媒体
に照射する結像光学系とを備える。この結像光学系は記
録光をフーリエ変換するように構成するのがよい。ここ
で空間光変調器は、透明電極で挟まれた電気光学変換部
材から構成される。電気光学部材としては例えば液晶を
用いることができる。
【００１６】また本発明に係る光記録装置は、光を発す
る光源と前記光源からの光をデータ情報に応じて偏光変
調して記録光を得る空間光変調器と前記記録光を光記録
媒体に照射する結像光学系とを有する光記録ヘッドと、
光記録ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘ
ッド移動機構と、光記録媒体を駆動する媒体駆動機構と
を備えて構成される。この光記録媒体はディスク形状と
することができ、光記録装置に内蔵することができる。
る光源と前記光源からの光をデータ情報に応じて偏光変
調して記録光を得る空間光変調器と前記記録光を光記録
媒体に照射する結像光学系とを有する光記録ヘッドと、
光記録ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘ
ッド移動機構と、光記録媒体を駆動する媒体駆動機構と
を備えて構成される。この光記録媒体はディスク形状と
することができ、光記録装置に内蔵することができる。
【００１７】本発明に係る光読み取り方法は、一様な偏
光分布を有する読み出し光を生成し、この読み出し光を
光誘起複屈折分布を有する光記録媒体に照射し、光記録
媒体における透過光又は反射光の偏光分布を再生光の偏
光分布として読み取るものである。ここで読み出し光は
フーリエ変換して光記録媒体に照射するとよい。この場
合、光記録媒体における透過光又は反射光を逆フーリエ
変換して再生光を読み取る。読み出し光の偏光はある任
意の方向を持つ直線偏光とする。透過光又は反射光は互
いに直交する２つの偏光成分に分離され、両偏光成分の
光強度を比較演算し、その結果を読み取るようにする。
光分布を有する読み出し光を生成し、この読み出し光を
光誘起複屈折分布を有する光記録媒体に照射し、光記録
媒体における透過光又は反射光の偏光分布を再生光の偏
光分布として読み取るものである。ここで読み出し光は
フーリエ変換して光記録媒体に照射するとよい。この場
合、光記録媒体における透過光又は反射光を逆フーリエ
変換して再生光を読み取る。読み出し光の偏光はある任
意の方向を持つ直線偏光とする。透過光又は反射光は互
いに直交する２つの偏光成分に分離され、両偏光成分の
光強度を比較演算し、その結果を読み取るようにする。
【００１８】本発明に係る光読み取り装置は、空間偏光
分布によりデータ情報を保持する記録光が光誘起複屈折
性により記録されている光記録媒体に読み出し光を照射
する読み出し光学系と、光記録媒体からの透過光の偏光
分布を検出する光検出器とを備えて構成される。あるい
は、空間偏光分布によりデータ情報を保持する記録光が
光誘起複屈折性により記録されている光記録媒体に読み
出し光を照射する読み出し光学系と、光記録媒体からの
反射光を取り出す光学部材と、光学部材により取り出さ
れた反射光の偏光分布を検出する光検出器とを備えて構
成される。
分布によりデータ情報を保持する記録光が光誘起複屈折
性により記録されている光記録媒体に読み出し光を照射
する読み出し光学系と、光記録媒体からの透過光の偏光
分布を検出する光検出器とを備えて構成される。あるい
は、空間偏光分布によりデータ情報を保持する記録光が
光誘起複屈折性により記録されている光記録媒体に読み
出し光を照射する読み出し光学系と、光記録媒体からの
反射光を取り出す光学部材と、光学部材により取り出さ
れた反射光の偏光分布を検出する光検出器とを備えて構
成される。
【００１９】読み出し光学系は、任意の方向を持つ直線
偏光の読み出し光を形成する空間光変調器を有する。ま
た光検出器は、偏光ビームスプリッタを介して透過光の
偏光分布を検出するものであり、偏光ビームスプリッタ
により分離された直交する２つの偏光成分を別個に検出
する２つの光検出器から構成される。この２つの光検出
器の検出出力は比較演算部で比較演算され、再生光が読
み取られる。
偏光の読み出し光を形成する空間光変調器を有する。ま
た光検出器は、偏光ビームスプリッタを介して透過光の
偏光分布を検出するものであり、偏光ビームスプリッタ
により分離された直交する２つの偏光成分を別個に検出
する２つの光検出器から構成される。この２つの光検出
器の検出出力は比較演算部で比較演算され、再生光が読
み取られる。
【００２０】このようにすることにより、高密度記録お
よび高速記録、高速読み出しが可能な光記録方法、光記
録装置、光読み取り方法および光読み取り装置を得るこ
とができる。
よび高速記録、高速読み出しが可能な光記録方法、光記
録装置、光読み取り方法および光読み取り装置を得るこ
とができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明する
が、その前にまず原理について述べる。
が、その前にまず原理について述べる。
【００２２】本発明で用いる光記録媒体は、光誘起複屈
折性を示し、かつその複屈折性が記録・保持される材料
で形成される。ここで、光誘起複屈折性とは、もともと
等方的な媒体に光を照射することによって屈折率の異方
性（複屈折性）が生じることを言う。図１は、記録光と
読み出し光の偏光方向を示す図である。図に示すよう
に、ｙ軸方向（ｓ偏光方向とする）の直線偏光を有する
記録光２０を光誘起複屈折性を示す材料に照射する。こ
れによりｙ軸方向に複屈折Δｎが誘起され記録される。
そして、偏光方向がｙ軸に対してθの角度をなす次の
（数１）に示される読み出し光３０（Ａread）を照射す
る。
折性を示し、かつその複屈折性が記録・保持される材料
で形成される。ここで、光誘起複屈折性とは、もともと
等方的な媒体に光を照射することによって屈折率の異方
性（複屈折性）が生じることを言う。図１は、記録光と
読み出し光の偏光方向を示す図である。図に示すよう
に、ｙ軸方向（ｓ偏光方向とする）の直線偏光を有する
記録光２０を光誘起複屈折性を示す材料に照射する。こ
れによりｙ軸方向に複屈折Δｎが誘起され記録される。
そして、偏光方向がｙ軸に対してθの角度をなす次の
（数１）に示される読み出し光３０（Ａread）を照射す
る。
【００２３】
【数１】
【００２４】ここで、Ａは読み出し光の振幅、ｋ0は真
空中の波数、ωは角周波数、ｔは時間である。複屈折Δ
ｎが記録された媒体を通過した透過光１５（Ａout）
は、次の（数２）で与えられる。
空中の波数、ωは角周波数、ｔは時間である。複屈折Δ
ｎが記録された媒体を通過した透過光１５（Ａout）
は、次の（数２）で与えられる。
【００２５】
【数２】
【００２６】ここで、λは光の波長、ｄは記録媒体の厚
みである。簡単のために、光記録媒体には吸収は無いと
仮定した。ここで、Δｎｄが０からλ／８ずつ増えた場
合の透過光１５（Ａout）の偏光は、上記（数２）か
ら、図２（ａ）〜（ｉ）に示すようになる。同図
（ａ）、（ｅ）に示すように、Δｎｄの大きさがλ／２
のときに、読み出し光３０の偏光と透過光１５の偏光が
ｙ軸に対して対称の位置にあることがわかる。これは通
常偏光回転に用いるλ／２波長板の効果であり、λ／２
波長板はその方位を入射光の偏光方向に対してθに合わ
せれば、その透過光の偏光方向を入射光の偏光方向に対
して対称、すなわち、波長板の方位に対して−θ回転す
る効果を持つ。
みである。簡単のために、光記録媒体には吸収は無いと
仮定した。ここで、Δｎｄが０からλ／８ずつ増えた場
合の透過光１５（Ａout）の偏光は、上記（数２）か
ら、図２（ａ）〜（ｉ）に示すようになる。同図
（ａ）、（ｅ）に示すように、Δｎｄの大きさがλ／２
のときに、読み出し光３０の偏光と透過光１５の偏光が
ｙ軸に対して対称の位置にあることがわかる。これは通
常偏光回転に用いるλ／２波長板の効果であり、λ／２
波長板はその方位を入射光の偏光方向に対してθに合わ
せれば、その透過光の偏光方向を入射光の偏光方向に対
して対称、すなわち、波長板の方位に対して−θ回転す
る効果を持つ。
【００２７】したがって、図１に示したように、光記録
媒体にｙ軸方向の直線偏光を照射することで、その方向
にΔｎｄがλ／２となるような屈折率変化を誘起させれ
ば、ｙ軸とθ傾いた直線偏光の偏光方向を−θ方向に回
転することができる。この原理を利用すれば、例えば３
つの記録ピットにそれぞれ記録光の偏光角度をα、β、
γなどと変化させて記録し、偏光角０°の直線偏光で読
み出せば、それらの透過光の偏光角度はそれぞれ２α、
２β、２γと読み出せるため、各ピット毎に偏光角度に
よる多値記録が可能である。この場合、書き込み光の偏
光角度は０〜９０°が使用可能で、磁気光学的なカー効
果を用いた従来技術より２桁以上高い。このため、従来
技術の多値記録方法よりも２桁以上高い多値化が可能で
あり、高密度記録、大容量化を達成することができる。
例えば、０〜９０°の範囲内で、１°ずつ９０個の偏光
角を設定する。このような９０個の偏光角は、符号化し
て９０個のビットを表すことができ、底９０に対する
数、または、９０乗に対する２進数形式の符号化された
数になり得る。
媒体にｙ軸方向の直線偏光を照射することで、その方向
にΔｎｄがλ／２となるような屈折率変化を誘起させれ
ば、ｙ軸とθ傾いた直線偏光の偏光方向を−θ方向に回
転することができる。この原理を利用すれば、例えば３
つの記録ピットにそれぞれ記録光の偏光角度をα、β、
γなどと変化させて記録し、偏光角０°の直線偏光で読
み出せば、それらの透過光の偏光角度はそれぞれ２α、
２β、２γと読み出せるため、各ピット毎に偏光角度に
よる多値記録が可能である。この場合、書き込み光の偏
光角度は０〜９０°が使用可能で、磁気光学的なカー効
果を用いた従来技術より２桁以上高い。このため、従来
技術の多値記録方法よりも２桁以上高い多値化が可能で
あり、高密度記録、大容量化を達成することができる。
例えば、０〜９０°の範囲内で、１°ずつ９０個の偏光
角を設定する。このような９０個の偏光角は、符号化し
て９０個のビットを表すことができ、底９０に対する
数、または、９０乗に対する２進数形式の符号化された
数になり得る。
【００２８】本発明は、このような原理に基づいて、直
線偏光の偏光角で多値データを記録・再生するものであ
る。このため、ダイナミックレンジが大きくＳ／Ｎが高
いというメリットを有する。以下、本発明の実施例を詳
細に説明する。
線偏光の偏光角で多値データを記録・再生するものであ
る。このため、ダイナミックレンジが大きくＳ／Ｎが高
いというメリットを有する。以下、本発明の実施例を詳
細に説明する。
【００２９】〔光記録方法、光読み出し方法〕図３
（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の光記録方法および
光読み出し方法の一実施例を示す図である。同図の矢印
は、それぞれ各記録ピットにおける偏光方向を示すもの
である。通常の光ディスクでは、一つの記録領域に１ピ
ットの記録を行い、読み出し時にも１ピットずつ読み出
すため、記録・再生に時間を要する。本発明では、複数
の多値化されたデータを一度に記録・再生するため高速
化が見込める。すなわち記録段階では、図３（ａ）に示
すように、二次元（図では４×４）の偏光分布をもつ記
録光２０を光記録媒体１０に照射し、光記録媒体中のそ
れぞれの記録ピットで偏光照射による複屈折を誘起す
る。このとき誘起される屈折率変化量Δｎは上述したよ
うにΔｎｄ＝λ／２の関係を満たし、かつそれぞれの記
録光の偏光方向と同じ方向に屈折率変化Δｎが誘起され
る。再生段階では、図３（ｂ）に示すように、各ピット
が一様な直線偏光を持つ読み出し光３０を光記録媒体１
０に照射すると、それぞれの記録ピットで記録時の偏光
角に対応して偏光角が回転して光記録媒体１０を透過す
る。読み出し光３０の偏光方向に対して、偏光方向が
α、β、γで記録された領域を読み出すと、再生光４０
の偏光はそれぞれ２α、２β、２γとなる。つまり、再
生光４０の偏光分布は、記録光２０の偏光分布を２倍の
偏光角に回転させたものと等しい。このように、一度に
複数の多値化されたピットを読み出すため、例えば多値
化された１０００×１０００ピットのデータを一度に記
録し再生すれば、１ピット毎に記録して再生した場合と
比べると６桁の高速化が達成できることになる。
（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の光記録方法および
光読み出し方法の一実施例を示す図である。同図の矢印
は、それぞれ各記録ピットにおける偏光方向を示すもの
である。通常の光ディスクでは、一つの記録領域に１ピ
ットの記録を行い、読み出し時にも１ピットずつ読み出
すため、記録・再生に時間を要する。本発明では、複数
の多値化されたデータを一度に記録・再生するため高速
化が見込める。すなわち記録段階では、図３（ａ）に示
すように、二次元（図では４×４）の偏光分布をもつ記
録光２０を光記録媒体１０に照射し、光記録媒体中のそ
れぞれの記録ピットで偏光照射による複屈折を誘起す
る。このとき誘起される屈折率変化量Δｎは上述したよ
うにΔｎｄ＝λ／２の関係を満たし、かつそれぞれの記
録光の偏光方向と同じ方向に屈折率変化Δｎが誘起され
る。再生段階では、図３（ｂ）に示すように、各ピット
が一様な直線偏光を持つ読み出し光３０を光記録媒体１
０に照射すると、それぞれの記録ピットで記録時の偏光
角に対応して偏光角が回転して光記録媒体１０を透過す
る。読み出し光３０の偏光方向に対して、偏光方向が
α、β、γで記録された領域を読み出すと、再生光４０
の偏光はそれぞれ２α、２β、２γとなる。つまり、再
生光４０の偏光分布は、記録光２０の偏光分布を２倍の
偏光角に回転させたものと等しい。このように、一度に
複数の多値化されたピットを読み出すため、例えば多値
化された１０００×１０００ピットのデータを一度に記
録し再生すれば、１ピット毎に記録して再生した場合と
比べると６桁の高速化が達成できることになる。
【００３０】また、現状で利用可能な空間偏光分布を生
成するための空間光変調器の１画素の大きさが、小さい
ものでも数十μｍ2の大きさを要し、これを用いて光記
録媒体に偏光分布を記録する場合、１ピットのデータ記
録に要する記録領域も数十μｍ2が必要となる。したが
って記録密度の更なる高密度化が望まれるわけである
が、この点についても本発明者は鋭意実験研究を行っ
た。その結果、記録光の空間偏光分布をレンズによりフ
ーリエ変換して光記録媒体中の微小領域に光誘起複屈折
性として記録した場合でも、記録光の空間偏光分布が正
確に読み出せることを見出した。これに基づいた実施例
を次に説明する。
成するための空間光変調器の１画素の大きさが、小さい
ものでも数十μｍ2の大きさを要し、これを用いて光記
録媒体に偏光分布を記録する場合、１ピットのデータ記
録に要する記録領域も数十μｍ2が必要となる。したが
って記録密度の更なる高密度化が望まれるわけである
が、この点についても本発明者は鋭意実験研究を行っ
た。その結果、記録光の空間偏光分布をレンズによりフ
ーリエ変換して光記録媒体中の微小領域に光誘起複屈折
性として記録した場合でも、記録光の空間偏光分布が正
確に読み出せることを見出した。これに基づいた実施例
を次に説明する。
【００３１】図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の
光記録方法および光読み出し方法の他の実施例を示す図
である。本実施例では、図４（ａ）に示すように、二次
元の偏光分布を持つ記録光２０をレンズ１４０によって
フーリエ変換し、光記録媒体１０に照射する。偏光分布
によって情報を持った記録光２０のフーリエ変換像６０
は、レンズの焦点付近の微少領域に、同図で拡大して示
すように結像される。光記録媒体１０は、偏光分布を持
った信号光のフーリエ変換像に対応した光誘起複屈折が
誘起され記録される。本発明者は、この光誘起複屈折が
記録光の空間偏光分布に一対一に対応した偏光分布を有
することを見出し、これを本発明の基本原理としてい
る。
光記録方法および光読み出し方法の他の実施例を示す図
である。本実施例では、図４（ａ）に示すように、二次
元の偏光分布を持つ記録光２０をレンズ１４０によって
フーリエ変換し、光記録媒体１０に照射する。偏光分布
によって情報を持った記録光２０のフーリエ変換像６０
は、レンズの焦点付近の微少領域に、同図で拡大して示
すように結像される。光記録媒体１０は、偏光分布を持
った信号光のフーリエ変換像に対応した光誘起複屈折が
誘起され記録される。本発明者は、この光誘起複屈折が
記録光の空間偏光分布に一対一に対応した偏光分布を有
することを見出し、これを本発明の基本原理としてい
る。
【００３２】データを読み出す場合は、空間光変調器に
より、図４（ｂ）のように一様な偏光の読み出し光３０
を生成し、記録時と同様にレンズ１４０でフーリエ変換
した像を光記録媒体１０に照射する。読み出し光３０の
フーリエ変換像の偏光分布は、光記録媒体１０を通過す
ることによって、記録光２０のフーリエ変換像６０に対
応した偏光分布に変換される。光記録媒体１０の透過光
はレンズ１５０によって逆フーリエ変換され、その焦点
面に再生光４０が得られる。検光子によって再生光４０
の各ピットの偏光角を検出することによって、データを
読み取る。
より、図４（ｂ）のように一様な偏光の読み出し光３０
を生成し、記録時と同様にレンズ１４０でフーリエ変換
した像を光記録媒体１０に照射する。読み出し光３０の
フーリエ変換像の偏光分布は、光記録媒体１０を通過す
ることによって、記録光２０のフーリエ変換像６０に対
応した偏光分布に変換される。光記録媒体１０の透過光
はレンズ１５０によって逆フーリエ変換され、その焦点
面に再生光４０が得られる。検光子によって再生光４０
の各ピットの偏光角を検出することによって、データを
読み取る。
【００３３】記録光２０の偏光分布はレンズ１４０で集
光されているため、複数のピットを微少領域に記録可能
であり、十分な高密度化が達成できる。例えば、１ピッ
ト当り４０×４０μｍ2の６４０×４８０個のピットか
らなる記録光４０を一括でフーリエ変換により記録する
場合、再生可能なフーリエ変換像６０が１ｍｍφである
とすると、約６００倍の高密度化が図られる。
光されているため、複数のピットを微少領域に記録可能
であり、十分な高密度化が達成できる。例えば、１ピッ
ト当り４０×４０μｍ2の６４０×４８０個のピットか
らなる記録光４０を一括でフーリエ変換により記録する
場合、再生可能なフーリエ変換像６０が１ｍｍφである
とすると、約６００倍の高密度化が図られる。
【００３４】〔光記録媒体〕本発明に用いる光記録材料
の一例として、光異性化する基を側鎖に持つ高分子また
は高分子液晶、または、光異性化する分子を分散させた
高分子材料がある。この材料はマクロに見て等方的であ
るが、直線偏光を照射すると光異性化が誘起されて、そ
れにより屈折率の異方性が生じる。光異性化する基また
は分子としては、異性化により大きな複屈折性を示すも
のが望まれ、例えば、アゾベンゼン骨格を含むものが好
適である。光異性化基あるいは分子を保持する高分子ま
たは高分子液晶材料としては、光異性化基の誘起された
異方性が高分子あるいは高分子液晶に伝達され、結果と
して高分子あるいは高分子液晶全体に大きな複屈折性が
生じ、かつ、その複屈折性が記録されるものが望まれ
る。例えば、ポリエステル群から選ばれた少なくとも一
種のモノマー重合体である高分子または高分子液晶、あ
るいは、ポリメチルメタクリレートやポリビニルアルコ
ールが好適である。以下に、光異性化基としてアゾベン
ゼンを例に説明する。
の一例として、光異性化する基を側鎖に持つ高分子また
は高分子液晶、または、光異性化する分子を分散させた
高分子材料がある。この材料はマクロに見て等方的であ
るが、直線偏光を照射すると光異性化が誘起されて、そ
れにより屈折率の異方性が生じる。光異性化する基また
は分子としては、異性化により大きな複屈折性を示すも
のが望まれ、例えば、アゾベンゼン骨格を含むものが好
適である。光異性化基あるいは分子を保持する高分子ま
たは高分子液晶材料としては、光異性化基の誘起された
異方性が高分子あるいは高分子液晶に伝達され、結果と
して高分子あるいは高分子液晶全体に大きな複屈折性が
生じ、かつ、その複屈折性が記録されるものが望まれ
る。例えば、ポリエステル群から選ばれた少なくとも一
種のモノマー重合体である高分子または高分子液晶、あ
るいは、ポリメチルメタクリレートやポリビニルアルコ
ールが好適である。以下に、光異性化基としてアゾベン
ゼンを例に説明する。
【００３５】アゾベンゼンは、光照射によりトランス−
シスの光異性化を示す。トランス型になると分子構造が
図５（ａ）のようになり、一方シス型になると、分子構
造が図５（ｂ）のようになる。
シスの光異性化を示す。トランス型になると分子構造が
図５（ａ）のようになり、一方シス型になると、分子構
造が図５（ｂ）のようになる。
【００３６】アゾベンゼンは単体では異方性を示すが、
図６（ａ）に示すように、記録材料中でランダムに分散
されている場合は、記録材料全体として等方性を示す。
また記録材料中では、光励起される前はトランス型が多
く存在する。これに対して光励起されることによりトラ
ンス型がシス型に変化し、材料中にはシス型が多く存在
するようになる。特に、この材料にある偏光方向をもつ
直線偏光のポンプ光を照射すると、図６（ｂ）に示すよ
うに、その偏光方向と同方向であるアゾベンゼンのみが
光を吸収しシス型へと変化する。この場合、アゾベンゼ
ンの異性化により生じるアゾベンゼン自身の複屈折と、
アゾベンゼンの異性化によって誘起される高分子または
高分子液晶の複屈折が組み合わさって、光記録媒体中に
ポンプ光の偏光方向を軸とした複屈折が生じる。この複
屈折性を利用して、高分子膜を先に説明した波長板とし
て機能させることができる。
図６（ａ）に示すように、記録材料中でランダムに分散
されている場合は、記録材料全体として等方性を示す。
また記録材料中では、光励起される前はトランス型が多
く存在する。これに対して光励起されることによりトラ
ンス型がシス型に変化し、材料中にはシス型が多く存在
するようになる。特に、この材料にある偏光方向をもつ
直線偏光のポンプ光を照射すると、図６（ｂ）に示すよ
うに、その偏光方向と同方向であるアゾベンゼンのみが
光を吸収しシス型へと変化する。この場合、アゾベンゼ
ンの異性化により生じるアゾベンゼン自身の複屈折と、
アゾベンゼンの異性化によって誘起される高分子または
高分子液晶の複屈折が組み合わさって、光記録媒体中に
ポンプ光の偏光方向を軸とした複屈折が生じる。この複
屈折性を利用して、高分子膜を先に説明した波長板とし
て機能させることができる。
【００３７】光記録媒体としては、光誘起複屈折性を示
し、かつその複屈折性が記録・保持される材料であれば
どのようなものであってもよい。ここでは、図７に示す
シアノアゾベンゼンを側鎖に持つポリエステルを例に説
明する。この材料は、ＯＰＴＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ、
Ｖｏｌ．２、Ｎｏ．６、（１９９５）、ｐｐ．４６０−
４６２に記載されており、記録特性のある位相共役鏡と
して知られている。本発明者は、このシアノアゾベンゼ
ンを側鎖に持つポリエステルが光誘起複屈折性を示し、
かつ、その複屈折性が記録されることを、図８に示す光
学系によって調べた。
し、かつその複屈折性が記録・保持される材料であれば
どのようなものであってもよい。ここでは、図７に示す
シアノアゾベンゼンを側鎖に持つポリエステルを例に説
明する。この材料は、ＯＰＴＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ、
Ｖｏｌ．２、Ｎｏ．６、（１９９５）、ｐｐ．４６０−
４６２に記載されており、記録特性のある位相共役鏡と
して知られている。本発明者は、このシアノアゾベンゼ
ンを側鎖に持つポリエステルが光誘起複屈折性を示し、
かつ、その複屈折性が記録されることを、図８に示す光
学系によって調べた。
【００３８】図８において、光記録媒体１０の複屈折性
を誘起するポンプ光７０として、シアノアゾベンゼンを
側鎖に持つポリエステルに感度のあるアルゴンイオンレ
ーザの発振線５１５ｎｍを用いた。複屈折性を測定する
プローブ光８０としては、光記録媒体に感度のないヘリ
ウムネオンレーザの発振線６３３ｎｍを用いた。図に示
すように、ヘリウムネオンレーザの光路中に光記録媒体
１０を置き、その前後を偏光子９０と検光子１００で挟
む。ここで、偏光子９０の方位をｓ偏光、検光子１００
の方位をｐ偏光とし、互いに垂直な方位とした。この条
件では、光記録媒体１０に異方性が無ければ、プローブ
光８０の偏光方向は変化せず、検光子１００を通過でき
ない。
を誘起するポンプ光７０として、シアノアゾベンゼンを
側鎖に持つポリエステルに感度のあるアルゴンイオンレ
ーザの発振線５１５ｎｍを用いた。複屈折性を測定する
プローブ光８０としては、光記録媒体に感度のないヘリ
ウムネオンレーザの発振線６３３ｎｍを用いた。図に示
すように、ヘリウムネオンレーザの光路中に光記録媒体
１０を置き、その前後を偏光子９０と検光子１００で挟
む。ここで、偏光子９０の方位をｓ偏光、検光子１００
の方位をｐ偏光とし、互いに垂直な方位とした。この条
件では、光記録媒体１０に異方性が無ければ、プローブ
光８０の偏光方向は変化せず、検光子１００を通過でき
ない。
【００３９】ポンプ光７０の偏光方向はｓ偏光とｐ偏光
のちょうど中間の４５°とし、これを光記録媒体１０に
照射して光誘起複屈折性を誘起した。ただし、ポンプ光
強度は５Ｗ／ｃｍ2とした。このとき、プローブ光８０
（光パワーＩ0）は光記録媒体１０に誘起された複屈折
性により偏光が回転され、検光子１００を通過する。検
光子１００を通過した光パワーＩは、次の（数３）で表
される。
のちょうど中間の４５°とし、これを光記録媒体１０に
照射して光誘起複屈折性を誘起した。ただし、ポンプ光
強度は５Ｗ／ｃｍ2とした。このとき、プローブ光８０
（光パワーＩ0）は光記録媒体１０に誘起された複屈折
性により偏光が回転され、検光子１００を通過する。検
光子１００を通過した光パワーＩは、次の（数３）で表
される。
【００４０】
【数３】
【００４１】光記録媒体１０の厚みｄは２μｍで、実験
結果を（数３）に合わせることにより求めた光誘起複屈
折の状態を図９のグラフに示す。この屈折率変化量は６
３３ｎｍの波長での値である。図の横軸はポンプ光の照
射時間であり、縦軸は測定により求めた屈折率変化Δｎ
の大きさを示している。図示のように、ポンプ光７０で
誘起される複屈折による屈折率変化Δｎは時間とともに
増加し、時間ｔsで飽和することがわかる。この時間ｔs
は、ポンプ光強度を大きくすることにより短縮できる。
この図から飽和屈折率変化Δｎｓを求めると、約０．０
５５となる。また、この屈折率変化は室温に保存してお
くと、自然光のもとでも半永久的に記録が保持されるこ
とが確認できた。このように、シアノアゾベンゼンを側
鎖に持つポリエステルが光誘起複屈折性を示し、かつ、
その複屈折性が記録されるため、本発明の光記録媒体と
しては好適である。
結果を（数３）に合わせることにより求めた光誘起複屈
折の状態を図９のグラフに示す。この屈折率変化量は６
３３ｎｍの波長での値である。図の横軸はポンプ光の照
射時間であり、縦軸は測定により求めた屈折率変化Δｎ
の大きさを示している。図示のように、ポンプ光７０で
誘起される複屈折による屈折率変化Δｎは時間とともに
増加し、時間ｔsで飽和することがわかる。この時間ｔs
は、ポンプ光強度を大きくすることにより短縮できる。
この図から飽和屈折率変化Δｎｓを求めると、約０．０
５５となる。また、この屈折率変化は室温に保存してお
くと、自然光のもとでも半永久的に記録が保持されるこ
とが確認できた。このように、シアノアゾベンゼンを側
鎖に持つポリエステルが光誘起複屈折性を示し、かつ、
その複屈折性が記録されるため、本発明の光記録媒体と
しては好適である。
【００４２】図１１（ａ）は、本発明に係る光記録媒体
１０の一実施例を示す図である。本実施例では、図のよ
うに、ガラス基板などの透明基板１２の一面側に光誘起
複屈折性を示す光記録層１１を形成することにより光記
録媒体１０を作製する。この場合、図示のように、記録
光２０および読み出し光３０は光記録層１１側から入射
し、再生光４０は読み出し光３０の透過光として出射さ
れる。
１０の一実施例を示す図である。本実施例では、図のよ
うに、ガラス基板などの透明基板１２の一面側に光誘起
複屈折性を示す光記録層１１を形成することにより光記
録媒体１０を作製する。この場合、図示のように、記録
光２０および読み出し光３０は光記録層１１側から入射
し、再生光４０は読み出し光３０の透過光として出射さ
れる。
【００４３】本実施例では、偏光分布を持った記録光２
０の照射によって光記録媒体１０の光誘起複屈折性を誘
起し、一様な偏光分布を持った読み出し光３０を光記録
媒体１０に透過させることによって、光記録媒体１０に
記録された光誘起複屈折性を読み取るように構成され
る。図２で示したように、屈折率差Δｎと膜厚ｄの積Δ
ｎｄの大きさがλ／２のとき直線偏光の方位を回転する
ことができる。このことから、光記録媒体１０の光記録
層１１の厚さｄを、次の（数４）の関係を満たすように
調節する必要がある。
０の照射によって光記録媒体１０の光誘起複屈折性を誘
起し、一様な偏光分布を持った読み出し光３０を光記録
媒体１０に透過させることによって、光記録媒体１０に
記録された光誘起複屈折性を読み取るように構成され
る。図２で示したように、屈折率差Δｎと膜厚ｄの積Δ
ｎｄの大きさがλ／２のとき直線偏光の方位を回転する
ことができる。このことから、光記録媒体１０の光記録
層１１の厚さｄを、次の（数４）の関係を満たすように
調節する必要がある。
【００４４】
【数４】
【００４５】この関係を満たさない場合は、読み出され
た偏光は楕円偏光となる。データは偏光角度で表される
ため、読み出された偏光が楕円偏光であると、偏光角度
検出の精度が落ちる恐れがある。シアノアゾベンゼンを
側鎖に持つポリエステルは、図９に示した結果よりΔｎ
ｓ＝０．０５５と分かっている。したがって、光記録媒
体１０の光記録層１１としてシアノアゾベンゼンを側鎖
に持つポリエステルを用いる場合は、（数４）から５．
７５μｍの膜厚が最適となる。この膜厚に光記録層１１
の厚さを調整しておけば、飽和屈折率変化Δｎｓに到達
する時間ｔs以上の露光時間ｔで、常にΔｎｄ＝λ／２
の関係を満たすことができる。
た偏光は楕円偏光となる。データは偏光角度で表される
ため、読み出された偏光が楕円偏光であると、偏光角度
検出の精度が落ちる恐れがある。シアノアゾベンゼンを
側鎖に持つポリエステルは、図９に示した結果よりΔｎ
ｓ＝０．０５５と分かっている。したがって、光記録媒
体１０の光記録層１１としてシアノアゾベンゼンを側鎖
に持つポリエステルを用いる場合は、（数４）から５．
７５μｍの膜厚が最適となる。この膜厚に光記録層１１
の厚さを調整しておけば、飽和屈折率変化Δｎｓに到達
する時間ｔs以上の露光時間ｔで、常にΔｎｄ＝λ／２
の関係を満たすことができる。
【００４６】そこで、光記録層１１の膜厚を上述のよう
に設定し、再び図８の光学系を用いてシアノアゾベンゼ
ンを側鎖に持つポリエステルにポンプ光７０（記録光２
０）の露光時間をｔs以上として光誘起複屈折を記録し
た。このとき図８中の検光子１００を回転して透過光の
偏光角を調べた結果を図１０に示す。図中の●印は記録
光２０（ポンプ光７０）を試料に照射する前の試料の透
過光、すなわち読み出し光３０の偏光角を示しており、
読み出し光３０の偏光角は記録光２０の偏光角に対して
−４５°傾いている。図中の○印は、記録光２０（ポン
プ光７０）を照射した後の試料を透過した読み出し光３
０の偏光角を表しており、この偏光角は記録光２０の偏
光方向に対して＋４５°傾いている。したがって、図１
および図２で説明したように、光記録媒体１０にλ／２
波長板の機能が誘起されていることがわかる。
に設定し、再び図８の光学系を用いてシアノアゾベンゼ
ンを側鎖に持つポリエステルにポンプ光７０（記録光２
０）の露光時間をｔs以上として光誘起複屈折を記録し
た。このとき図８中の検光子１００を回転して透過光の
偏光角を調べた結果を図１０に示す。図中の●印は記録
光２０（ポンプ光７０）を試料に照射する前の試料の透
過光、すなわち読み出し光３０の偏光角を示しており、
読み出し光３０の偏光角は記録光２０の偏光角に対して
−４５°傾いている。図中の○印は、記録光２０（ポン
プ光７０）を照射した後の試料を透過した読み出し光３
０の偏光角を表しており、この偏光角は記録光２０の偏
光方向に対して＋４５°傾いている。したがって、図１
および図２で説明したように、光記録媒体１０にλ／２
波長板の機能が誘起されていることがわかる。
【００４７】図１１（ｂ）は、本発明に係る光記録媒体
の他の実施例を示す図である。本実施例では、図のよう
に、ガラス基板などの透明基板１２の一面側に反射層１
３を形成し、その上に光記録層１１を形成することによ
り光記録媒体１０を作製する。この場合、図示のよう
に、記録光２０および読み出し光３０は光記録層１１側
から入射し、再生光４０は反射層１３による読み出し光
３０の反射光として出射される。
の他の実施例を示す図である。本実施例では、図のよう
に、ガラス基板などの透明基板１２の一面側に反射層１
３を形成し、その上に光記録層１１を形成することによ
り光記録媒体１０を作製する。この場合、図示のよう
に、記録光２０および読み出し光３０は光記録層１１側
から入射し、再生光４０は反射層１３による読み出し光
３０の反射光として出射される。
【００４８】記録光２０は光記録媒体１０の反射層１３
で反射することによって光記録媒体１０を２度通過し、
これによって光記録媒体１０の光誘起複屈折性を誘起す
る。データを読み出す場合は、一様な偏光分布を持った
読み出し光３０を光記録媒体１０に反射させることによ
って、光記録媒体１０に記録された光誘起複屈折性を読
み取る。この場合、記録光２０および読み出し光３０は
それぞれ反射によって光記録媒体１０を２度通過するた
め、屈折率差Δｎと膜厚ｄの積Δｎｄの大きさがλ／４
のとき直線偏光の方位を回転することができる。このこ
とから、光記録媒体１０の光記録層１１の厚さｄを、次
の（数５）の関係を満たすように調節する必要がある。
で反射することによって光記録媒体１０を２度通過し、
これによって光記録媒体１０の光誘起複屈折性を誘起す
る。データを読み出す場合は、一様な偏光分布を持った
読み出し光３０を光記録媒体１０に反射させることによ
って、光記録媒体１０に記録された光誘起複屈折性を読
み取る。この場合、記録光２０および読み出し光３０は
それぞれ反射によって光記録媒体１０を２度通過するた
め、屈折率差Δｎと膜厚ｄの積Δｎｄの大きさがλ／４
のとき直線偏光の方位を回転することができる。このこ
とから、光記録媒体１０の光記録層１１の厚さｄを、次
の（数５）の関係を満たすように調節する必要がある。
【００４９】
【数５】
【００５０】この関係を満たさない場合は、読み出され
た偏光は楕円偏光となる。データは偏光角度で表される
ため、読み出された偏光が楕円偏光であると、偏光角度
検出の精度が落ちる恐れがある。光記録媒体１０の光記
録層１１としてシアノアゾベンゼンを側鎖に持つポリエ
ステルを用いる場合は、（数５）から２．８８μｍの膜
厚が最適となる。
た偏光は楕円偏光となる。データは偏光角度で表される
ため、読み出された偏光が楕円偏光であると、偏光角度
検出の精度が落ちる恐れがある。光記録媒体１０の光記
録層１１としてシアノアゾベンゼンを側鎖に持つポリエ
ステルを用いる場合は、（数５）から２．８８μｍの膜
厚が最適となる。
【００５１】図１１（ａ）、（ｂ）のいずれの場合にお
いても、光記録媒体１０は全体としてシート状に、すな
わち厚みに比べて十分大きな広がりを有するように形成
される。また光記録媒体１０は、例えばディスク状に形
成される。
いても、光記録媒体１０は全体としてシート状に、すな
わち厚みに比べて十分大きな広がりを有するように形成
される。また光記録媒体１０は、例えばディスク状に形
成される。
【００５２】〔光記録装置〕図１２および図１３は、本
発明に係る光記録装置の一実施例を示す図である。図１
２に示すように、光記録ヘッド２００は、光源１２０、
レンズ１３０、１４０、空間光変調器１１０、およびコ
ンピュータ２１０から構成される。光記録媒体１０はデ
ィスク状に形成されており、モーター１８０により周方
向に回転される。また図１３に示すように、光記録ヘッ
ドは可動部１６により光記録媒体１０の径方向に移動す
る。ここで光源１２０は、光記録媒体１０に感度のある
波長のコヒーレント光を発するものであれば良い。図の
例は、アルゴンイオンレーザの発振線５１５ｎｍを用い
た場合である。この光源から出たレーザ光を、二つのレ
ンズ１３０により平行光にして、空間光変調器１１０に
入射させる。空間光変調器１１０としては、電圧アドレ
ス型の液晶パネルや、電気光学結晶にマトリックス電極
を付けたものなどを用いることができる。この例では、
空間光変調器１１０として、図１４に示すような液晶空
間光変調器１１０を用いる。液晶空間光変調器１１０
は、液晶層などの電気光学変換部材１１１を透明電極１
１２および１１３で挟んで形成したもので、入射光の偏
光を変調することができる。
発明に係る光記録装置の一実施例を示す図である。図１
２に示すように、光記録ヘッド２００は、光源１２０、
レンズ１３０、１４０、空間光変調器１１０、およびコ
ンピュータ２１０から構成される。光記録媒体１０はデ
ィスク状に形成されており、モーター１８０により周方
向に回転される。また図１３に示すように、光記録ヘッ
ドは可動部１６により光記録媒体１０の径方向に移動す
る。ここで光源１２０は、光記録媒体１０に感度のある
波長のコヒーレント光を発するものであれば良い。図の
例は、アルゴンイオンレーザの発振線５１５ｎｍを用い
た場合である。この光源から出たレーザ光を、二つのレ
ンズ１３０により平行光にして、空間光変調器１１０に
入射させる。空間光変調器１１０としては、電圧アドレ
ス型の液晶パネルや、電気光学結晶にマトリックス電極
を付けたものなどを用いることができる。この例では、
空間光変調器１１０として、図１４に示すような液晶空
間光変調器１１０を用いる。液晶空間光変調器１１０
は、液晶層などの電気光学変換部材１１１を透明電極１
１２および１１３で挟んで形成したもので、入射光の偏
光を変調することができる。
【００５３】コンピュータ２１０は、記録すべきデータ
情報をコード化して二次元デジタルデータとし、または
アナログの二次元画像情報として、空間光変調器１１０
に出力する。空間光変調器１１０には記録すべきデータ
情報が表示され、これに応じて空間光変調器１１０に入
射する光の偏光が二次元に変調される。データ表示の例
を、図１５（ａ）、（ｂ）に示す。同図（ａ）のよう
に、入射光１７は偏光方向がｓ偏光（０°）であり、空
間光変調器１１０を通過後、記録光２０で示す偏光分布
で記録される。空間光変調器１１０の各画素はλ／２波
長板の機能を有し、それらの方位は印加電圧によってそ
れぞれ任意に回転できる。いま、図中の一つの画素１１
５に注目すると、同図（ｂ）に示すように、画素１１５
の方位は入射光の偏光方向に対して０°であり、空間光
変調器１１０に入射する前の偏光方向はｓ偏光（０°）
であるから、画素１１５を通過した光の偏光方向１１７
は０°となる。一方、別の画素１１６に注目すると、画
素１１６の方位は入射光の偏光方向に対してρであり、
画素１１６を通過した光の偏光方向１１８は２ρとな
る。このように、空間光変調器１１０は各画素毎に任意
の方向の偏光を生成することができる。
情報をコード化して二次元デジタルデータとし、または
アナログの二次元画像情報として、空間光変調器１１０
に出力する。空間光変調器１１０には記録すべきデータ
情報が表示され、これに応じて空間光変調器１１０に入
射する光の偏光が二次元に変調される。データ表示の例
を、図１５（ａ）、（ｂ）に示す。同図（ａ）のよう
に、入射光１７は偏光方向がｓ偏光（０°）であり、空
間光変調器１１０を通過後、記録光２０で示す偏光分布
で記録される。空間光変調器１１０の各画素はλ／２波
長板の機能を有し、それらの方位は印加電圧によってそ
れぞれ任意に回転できる。いま、図中の一つの画素１１
５に注目すると、同図（ｂ）に示すように、画素１１５
の方位は入射光の偏光方向に対して０°であり、空間光
変調器１１０に入射する前の偏光方向はｓ偏光（０°）
であるから、画素１１５を通過した光の偏光方向１１７
は０°となる。一方、別の画素１１６に注目すると、画
素１１６の方位は入射光の偏光方向に対してρであり、
画素１１６を通過した光の偏光方向１１８は２ρとな
る。このように、空間光変調器１１０は各画素毎に任意
の方向の偏光を生成することができる。
【００５４】例えば、図１６に示すように、ｓ偏光方向
からｐ偏光方向までの、ｓ偏光方向（０°）およびｐ偏
光方向（９０°）を含む９０°の範囲内で、信号光の偏
光角として、ベクトルＤ１〜Ｄ６で示すような６つの偏
光角を設定する。このような６つの偏光角は、符号化し
て６つのビットを表すことができ、底６に対する数、ま
たは、６乗に対する２進形式の符号化された数になるこ
とができる。図は空間光変調器の１画素で作成された信
号光の偏光を図示した。空間光変調器を用いれば、複数
の画素で、多値化された偏光角を生成することができ
る。
からｐ偏光方向までの、ｓ偏光方向（０°）およびｐ偏
光方向（９０°）を含む９０°の範囲内で、信号光の偏
光角として、ベクトルＤ１〜Ｄ６で示すような６つの偏
光角を設定する。このような６つの偏光角は、符号化し
て６つのビットを表すことができ、底６に対する数、ま
たは、６乗に対する２進形式の符号化された数になるこ
とができる。図は空間光変調器の１画素で作成された信
号光の偏光を図示した。空間光変調器を用いれば、複数
の画素で、多値化された偏光角を生成することができ
る。
【００５５】空間光変調器１１０によって生成された記
録光２０の偏光分布は、レンズ１４０によってフーリエ
変換され、光記録媒体１０に記録される。光記録媒体１
０では、記録光２０に対応した光誘起複屈折が誘起され
記録される。記録光強度Ｉおよび記録時間ｔは、光記録
媒体がλ／２波長板の機能を持つように設定する。シア
ノアゾベンゼンを側鎖に持つポリエステルを光記録層に
用いた場合の記録光強度Ｉ、記録時間ｔ、複屈折Δｎの
関係は、図９より求めることができる。図１１（ａ）に
示した透過型記録再生を行う場合は（数４）の関係を満
たすように、また図１１（ｂ）に示した反射型記録再生
を行う場合は（数５）の関係を満たすように設定する。
この条件で、読み出し時に、読み出し光の直線偏光の偏
光角が回転した直線偏光に変換される。
録光２０の偏光分布は、レンズ１４０によってフーリエ
変換され、光記録媒体１０に記録される。光記録媒体１
０では、記録光２０に対応した光誘起複屈折が誘起され
記録される。記録光強度Ｉおよび記録時間ｔは、光記録
媒体がλ／２波長板の機能を持つように設定する。シア
ノアゾベンゼンを側鎖に持つポリエステルを光記録層に
用いた場合の記録光強度Ｉ、記録時間ｔ、複屈折Δｎの
関係は、図９より求めることができる。図１１（ａ）に
示した透過型記録再生を行う場合は（数４）の関係を満
たすように、また図１１（ｂ）に示した反射型記録再生
を行う場合は（数５）の関係を満たすように設定する。
この条件で、読み出し時に、読み出し光の直線偏光の偏
光角が回転した直線偏光に変換される。
【００５６】図１２中のモーター１８０により光記録媒
体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周
方向に場所を変えて複数のデータを記録することができ
る。さらに、光記録ヘッド２００を光記録媒体１０の径
方向に移動させることによって、図１３に示すように、
光記録媒体中に同心円状の記録トラックを形成するよう
にデータを記録することができる。
体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周
方向に場所を変えて複数のデータを記録することができ
る。さらに、光記録ヘッド２００を光記録媒体１０の径
方向に移動させることによって、図１３に示すように、
光記録媒体中に同心円状の記録トラックを形成するよう
にデータを記録することができる。
【００５７】以上のように、本発明ではホログラム記録
のように参照光を必要とせず、二次元の情報が記録でき
る。このため、光学系がシンプルでコンパクトであると
いう特徴を有する。また、偏光角による多値記録が可能
で、かつ、一度に複数のデータを記録できるため、高密
度記録と高速転送が達成できる。
のように参照光を必要とせず、二次元の情報が記録でき
る。このため、光学系がシンプルでコンパクトであると
いう特徴を有する。また、偏光角による多値記録が可能
で、かつ、一度に複数のデータを記録できるため、高密
度記録と高速転送が達成できる。
【００５８】〔光読み取り装置〕図１７は、本発明に係
る光読み取り装置の一実施例を示す図である。本実施例
の光読み出しヘッド３００は、図１２の光記録装置に、
読み取りのためのレンズ１５０、偏光ビームスプリッタ
１９０、ＣＣＤなどの二次元受光素子１６０および１７
０を配したものである。光記録媒体１０は、図１１
（ａ）に示された透過型記録再生を行うものであり、上
述した方法によってデータ情報が偏光分布によって記録
されている。
る光読み取り装置の一実施例を示す図である。本実施例
の光読み出しヘッド３００は、図１２の光記録装置に、
読み取りのためのレンズ１５０、偏光ビームスプリッタ
１９０、ＣＣＤなどの二次元受光素子１６０および１７
０を配したものである。光記録媒体１０は、図１１
（ａ）に示された透過型記録再生を行うものであり、上
述した方法によってデータ情報が偏光分布によって記録
されている。
【００５９】光源１２０としては、記録時のものと同じ
ものを用いる。記録時の光学系と同様に、この光源から
出たレーザ光を、二つのレンズ１３０により平行光にし
て、空間光変調器１１０に入射させる。空間光変調器１
１０は、記録時と同じものを用いることができる。記録
されたデータを読み出すときは、空間光変調器１１０を
コンピュータ２１０によって図１８のように全て任意の
方向の一様な偏光方向を持つように制御する。ここでは
全てｓ偏光（０°）とした。
ものを用いる。記録時の光学系と同様に、この光源から
出たレーザ光を、二つのレンズ１３０により平行光にし
て、空間光変調器１１０に入射させる。空間光変調器１
１０は、記録時と同じものを用いることができる。記録
されたデータを読み出すときは、空間光変調器１１０を
コンピュータ２１０によって図１８のように全て任意の
方向の一様な偏光方向を持つように制御する。ここでは
全てｓ偏光（０°）とした。
【００６０】いま、図１５に示したように記録時に０°
偏光で記録した画素１１７と２ρで記録した画素１１８
に注目する。読み出し時には、互いの画素はレンズによ
ってフーリエ変換されてそれぞれの画素によって記録さ
れた領域を照射する。偏光角０°で記録されている画素
部分１１７は、偏光角０°で読み出すと、記録されてい
るλ／２波長軸の方位と読み出し光の偏光角が平行であ
るため、その透過光の偏光角は回転せず０°である。一
方、偏光角２ρで記録されている画素部分１１８は、偏
光角０°で読み出すと記録されているλ／２波長軸の方
位と読み出し光の偏光角は２ρの角度であるため、その
透過光の偏光角は４ρ回転する。透過光はレンズ１５０
により逆フーリエ変換されてレンズの焦点面Ｐ２に偏光
分布が結像される。図４（ｂ）で示したように、各画素
毎に再生光４０の偏光分布は、記録光２０の偏光角が２
倍に変換される。この偏光分布によってそれぞれの画素
で多値化されたデータを読み取る。
偏光で記録した画素１１７と２ρで記録した画素１１８
に注目する。読み出し時には、互いの画素はレンズによ
ってフーリエ変換されてそれぞれの画素によって記録さ
れた領域を照射する。偏光角０°で記録されている画素
部分１１７は、偏光角０°で読み出すと、記録されてい
るλ／２波長軸の方位と読み出し光の偏光角が平行であ
るため、その透過光の偏光角は回転せず０°である。一
方、偏光角２ρで記録されている画素部分１１８は、偏
光角０°で読み出すと記録されているλ／２波長軸の方
位と読み出し光の偏光角は２ρの角度であるため、その
透過光の偏光角は４ρ回転する。透過光はレンズ１５０
により逆フーリエ変換されてレンズの焦点面Ｐ２に偏光
分布が結像される。図４（ｂ）で示したように、各画素
毎に再生光４０の偏光分布は、記録光２０の偏光角が２
倍に変換される。この偏光分布によってそれぞれの画素
で多値化されたデータを読み取る。
【００６１】図１９は、本発明に係る光読み取り装置の
他の実施例を示す図である。本実施例の光読み出しヘッ
ド３１０は、図１２の光記録装置に、読み取りのための
ハーフミラー１９５、偏光ビームスプリッタ１９０、Ｃ
ＣＤなどの二次元受光素子１６０および１７０を配した
ものである。光記録媒体１０は、図１１（ｂ）に示され
た反射型記録再生を行うものであり、上述した方法によ
ってデータ情報が偏光分布によって記録されている。光
源１２０としては、記録時のものと同じものを用いる。
記録時の光学系と同様に、この光源から出たレーザ光
を、二つのレンズ１３０により平行光にして、空間光変
調器１１０に入射させる。空間光変調器１１０としては
記録時と同じものを用いることができる。
他の実施例を示す図である。本実施例の光読み出しヘッ
ド３１０は、図１２の光記録装置に、読み取りのための
ハーフミラー１９５、偏光ビームスプリッタ１９０、Ｃ
ＣＤなどの二次元受光素子１６０および１７０を配した
ものである。光記録媒体１０は、図１１（ｂ）に示され
た反射型記録再生を行うものであり、上述した方法によ
ってデータ情報が偏光分布によって記録されている。光
源１２０としては、記録時のものと同じものを用いる。
記録時の光学系と同様に、この光源から出たレーザ光
を、二つのレンズ１３０により平行光にして、空間光変
調器１１０に入射させる。空間光変調器１１０としては
記録時と同じものを用いることができる。
【００６２】記録されたデータを読み出すときは、空間
光変調器１１０をコンピュータ２１０によって図１８の
ように全て任意の方向の一様な偏光方向を持つように制
御する。空間光変調器１１０を通過した読み出し光３０
は、ハーフミラー１９５を透過し、レンズ１４０によっ
てフーリエ変換されて、光記録媒体１０に照射され、光
記録媒体１０の反射層によって入射光と逆方向に反射さ
れることにより光記録層を２度通過する。これにより、
各画素毎に記録された誘起複屈折性によって偏光回転を
受ける。その後、反射光は読み出し光と進行方向は逆で
同じ光路をたどり、レンズ１４０によって逆フーリエ変
換されたのちハーフミラー１９５で反射されて、レンズ
の焦点面に偏光分布が結像される。図２０に示すよう
に、各画素毎に再生光４０の偏光分布は、記録光２０の
２倍の偏光角になっていることがわかる。この偏光分布
によって、それぞれの画素で多値化されたデータを読み
取る。
光変調器１１０をコンピュータ２１０によって図１８の
ように全て任意の方向の一様な偏光方向を持つように制
御する。空間光変調器１１０を通過した読み出し光３０
は、ハーフミラー１９５を透過し、レンズ１４０によっ
てフーリエ変換されて、光記録媒体１０に照射され、光
記録媒体１０の反射層によって入射光と逆方向に反射さ
れることにより光記録層を２度通過する。これにより、
各画素毎に記録された誘起複屈折性によって偏光回転を
受ける。その後、反射光は読み出し光と進行方向は逆で
同じ光路をたどり、レンズ１４０によって逆フーリエ変
換されたのちハーフミラー１９５で反射されて、レンズ
の焦点面に偏光分布が結像される。図２０に示すよう
に、各画素毎に再生光４０の偏光分布は、記録光２０の
２倍の偏光角になっていることがわかる。この偏光分布
によって、それぞれの画素で多値化されたデータを読み
取る。
【００６３】各画素毎に偏光角によって多値化されたデ
ータを高速に読み取る方法を説明する。図１７と図１９
の光読み取りヘッドのデータ読み取り部は、その光路中
に偏光ビームスプリッタ１９０を配し、その透過光およ
び反射光の再生像の結像面にそれぞれＣＣＤカメラや光
検出器アレイなどの二次元受光素子１６０と１７０を配
している。読み取り時には、偏光ビームスプリッタ１９
０によって再生光４０の偏光分布からｓ偏光成分とｐ偏
光成分に分離し、そのｓ偏光成分を光検出器アレイ１６
０によって検出し、かつｐ偏光成分を光検出器アレイ１
７０によって検出する。
ータを高速に読み取る方法を説明する。図１７と図１９
の光読み取りヘッドのデータ読み取り部は、その光路中
に偏光ビームスプリッタ１９０を配し、その透過光およ
び反射光の再生像の結像面にそれぞれＣＣＤカメラや光
検出器アレイなどの二次元受光素子１６０と１７０を配
している。読み取り時には、偏光ビームスプリッタ１９
０によって再生光４０の偏光分布からｓ偏光成分とｐ偏
光成分に分離し、そのｓ偏光成分を光検出器アレイ１６
０によって検出し、かつｐ偏光成分を光検出器アレイ１
７０によって検出する。
【００６４】図２１は、多値化された偏光角の読み取り
装置の一実施例を示す図である。図に示すように、光検
出器アレイ１６０の出力Ｉｓおよび１７０の出力Ｉｐ
を、除算回路４１０、平方根算出回路４２０およびアー
クタンジェント算出回路４３０からなる比較演算部に供
給し、対応する画素毎に比較演算する。ある画素の光記
録媒体の透過光（あるいは反射光）の光強度をＩとし、
偏光角（ｓ偏光方向を０°とする）をθとすると、ｓ偏
光成分の光強度Ｉｓおよびｐ偏光成分の強度Ｉｐは、そ
れぞれ次の（数６）で与えられる。
装置の一実施例を示す図である。図に示すように、光検
出器アレイ１６０の出力Ｉｓおよび１７０の出力Ｉｐ
を、除算回路４１０、平方根算出回路４２０およびアー
クタンジェント算出回路４３０からなる比較演算部に供
給し、対応する画素毎に比較演算する。ある画素の光記
録媒体の透過光（あるいは反射光）の光強度をＩとし、
偏光角（ｓ偏光方向を０°とする）をθとすると、ｓ偏
光成分の光強度Ｉｓおよびｐ偏光成分の強度Ｉｐは、そ
れぞれ次の（数６）で与えられる。
【００６５】
【数６】
【００６６】したがって、除算回路４１０でｐ偏光強度
Ｉｐをｓ偏光強度Ｉｓで除算することによって、除算回
路４１０からｔａｎ2θが求められ、平方根算出回路４
２０によってｔａｎθが求められ、アークタンジェント
算出回路４３０から偏光角θが求められる。したがっ
て、記録光の偏光角の違いによる情報を読み取ることが
できる。
Ｉｐをｓ偏光強度Ｉｓで除算することによって、除算回
路４１０からｔａｎ2θが求められ、平方根算出回路４
２０によってｔａｎθが求められ、アークタンジェント
算出回路４３０から偏光角θが求められる。したがっ
て、記録光の偏光角の違いによる情報を読み取ることが
できる。
【００６７】モーター１８０により光記録媒体１０を回
転させることによって、光記録媒体の周方向に場所を変
えて複数のデータを再生することができる。さらに、光
記録ヘッド３００および３１０を光記録媒体１０の径方
向に移動させることによって、光記録媒体中に同心円状
の記録トラックを形成するようにデータを再生すること
ができる。
転させることによって、光記録媒体の周方向に場所を変
えて複数のデータを再生することができる。さらに、光
記録ヘッド３００および３１０を光記録媒体１０の径方
向に移動させることによって、光記録媒体中に同心円状
の記録トラックを形成するようにデータを再生すること
ができる。
【００６８】以上のように、本発明では偏光角により多
値化されたデータを一度に複数読み出す事ができ、高速
転送が可能となる。また、光学系がシンプルで小型化が
可能であり、アライメントの調整が不要なメモリを得る
ことができる。
値化されたデータを一度に複数読み出す事ができ、高速
転送が可能となる。また、光学系がシンプルで小型化が
可能であり、アライメントの調整が不要なメモリを得る
ことができる。
【００６９】上述したように、本発明の光記録方法およ
び光記録装置によれば、多値化されたデータを二次元に
配置して一度に記録できるため、高密度・高速記録が可
能である。二次元のデータ記録が可能なホログラムメモ
リと比較しても、参照光が不要なため、装置のコンパク
ト化が可能であるというメリットを有する。また、ホロ
グラムメモリでは、データの読み出しにホログラム回折
光を用いるが、回折効率は１００％でないため、光の利
用効率が低くＳ／Ｎ劣化の原因となるが、本発明では透
過光（あるいは反射光）を利用するため光の利用効率は
ほぼ１００％であり、Ｓ／Ｎが高いというメリットも有
する。
び光記録装置によれば、多値化されたデータを二次元に
配置して一度に記録できるため、高密度・高速記録が可
能である。二次元のデータ記録が可能なホログラムメモ
リと比較しても、参照光が不要なため、装置のコンパク
ト化が可能であるというメリットを有する。また、ホロ
グラムメモリでは、データの読み出しにホログラム回折
光を用いるが、回折効率は１００％でないため、光の利
用効率が低くＳ／Ｎ劣化の原因となるが、本発明では透
過光（あるいは反射光）を利用するため光の利用効率は
ほぼ１００％であり、Ｓ／Ｎが高いというメリットも有
する。
【００７０】本発明の光読み取り方法および光読み取り
装置では、多値化された複数のデータを一度に読み出せ
るため高速読み出しが可能である。また、ホログラムメ
モリで多値化する場合は、光強度による多値化が想定さ
れるが、本発明で用いる光の偏光角による多値記録・読
み出しは、光強度の多値化と比較するとＳ／Ｎが高く取
れるメリットがある。このため、コンピュータのファイ
ルメモリとして用いる場合には、低いビットエラーレー
トが達成可能である。
装置では、多値化された複数のデータを一度に読み出せ
るため高速読み出しが可能である。また、ホログラムメ
モリで多値化する場合は、光強度による多値化が想定さ
れるが、本発明で用いる光の偏光角による多値記録・読
み出しは、光強度の多値化と比較するとＳ／Ｎが高く取
れるメリットがある。このため、コンピュータのファイ
ルメモリとして用いる場合には、低いビットエラーレー
トが達成可能である。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、高密度記録および高速
記録、高速読み出しが可能な光記録方法、光記録装置、
光読み取り方法および光読み取り装置を得ることができ
る。
記録、高速読み出しが可能な光記録方法、光記録装置、
光読み取り方法および光読み取り装置を得ることができ
る。
【図１】記録光と読み出し光の偏光方向を示す図であ
る。
る。
【図２】（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ透過光の偏光状態を
説明する図である。
説明する図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明に係る光記録
方法および光読み出し方法の一実施例を示す図である。
方法および光読み出し方法の一実施例を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明に係る光記録
方法および光読み出し方法の他の実施例を示す図であ
る。
方法および光読み出し方法の他の実施例を示す図であ
る。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれアゾベンゼンのトラ
ンス構造、シス構造の化学構造を示す図である。
ンス構造、シス構造の化学構造を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光誘起複屈折性を説
明するための図である。
明するための図である。
【図７】本発明で用いる光記録媒体の一例を示す図であ
る。
る。
【図８】光誘起複屈折を測定する光学系を示す図であ
る。
る。
【図９】側鎖にシアノアゾベンゼンを持つポリエステル
の光誘起複屈折を示すグラフである。
の光誘起複屈折を示すグラフである。
【図１０】記録光と読み出し光の偏光角と光強度の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図１１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光記録媒体の構成
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１２】本発明に係る光記録装置の一実施例を示す図
である。
である。
【図１３】記録トラックが形成される様子を示す図であ
る。
る。
【図１４】空間光変調器の構成例を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ記録光の偏光分布
を示す図である。
を示す図である。
【図１６】記録光の偏光角を回転させたデータ記録を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１７】本発明に係る光読み取り装置の一実施例を示
す図である。
す図である。
【図１８】読み出し光の生成方法を示す図である。
【図１９】本発明に係る光読み取り装置の他の実施例を
示す図である。
示す図である。
【図２０】読み出し光と再生光の関係を示す図である。
【図２１】偏光角の読み取り装置の一実施例を示す図で
ある。
ある。
１０ 光記録媒体 １１ 光記録層 １２ 基板 １３ 反射膜 １５ 透過光 ２０ 記録光 ３０ 読み出し光 ４０ 再生光 ６０ 記録光のフーリエ変換像 ７０ ポンプ光 ８０ プローブ光 ９０ 偏光子 １００ 検光子 １１０ 空間光変調器 １１１ 電気光学変換部材 １１２、１１３ 電極 １２０ 光源 １３０、１４０、１５０ レンズ １６０、１７０ 二次元受光素子 １８０ モーター １９０ 偏光ビームスプリッタ １９５ ハーフミラー ２００ 光記録ヘッド ２１０ コンピュータ ３００、３１０ 光読み出しヘッド ４１０ 除算回路 ４２０ 平方根回路 ４３０ アークタンジェント回路
フロントページの続き (72)発明者 馬場 和夫 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H123 AA00 AA04 BA00 BA01 CA00 CA20 CA22 CA33 EA08 5D090 BB04 BB17 CC01 CC04 CC14 CC16 DD01 EE18 FF11 FF21 HH01 JJ11
Claims (37)
- 【請求項１】 複数の偏光分布からなる記録光を生成
し、前記記録光を光記録媒体に照射することによって、
前記記録光の複数の偏光分布を光誘起複屈折分布として
前記記録媒体に記録することを特徴とする光記録方法。 - 【請求項２】 前記記録光がフーリエ変換されて前記光
記録媒体に照射されることを特徴とする請求項１記載の
光記録方法。 - 【請求項３】 前記記録光がデータ情報に応じて形成さ
れた二次元の偏光分布を有することを特徴とする請求項
１又は２記載の光記録方法。 - 【請求項４】 前記光記録媒体が少なくとも一層の光誘
起複屈折性を示す光記録材料を含むことを特徴とする請
求項１記載の光記録方法。 - 【請求項５】 前記光記録材料の厚みｄが、ｍを１以上
の整数、λを読み出し光の波長、Δｎを光で誘起される
屈折率変化としたとき、Δｎ・ｄ＝（ｍ＋１／２）・λ
の関係を満たすことを特徴とする請求項４記載の光記録
方法。 - 【請求項６】 前記光記録材料の厚みｄが、ｍを１以上
の整数、λを読み出し光の波長、Δｎを光で誘起される
屈折率変化としたとき、Δｎ・ｄ＝（ｍ＋１／４）・λ
の関係を満たすことを特徴とする請求項４記載の光記録
方法。 - 【請求項７】 前記光記録材料が側鎖に光異性化する基
を有する高分子または高分子液晶であることを特徴とす
る請求項４乃至６のいずれかに記載の光記録方法。 - 【請求項８】 前記光異性化する基がアゾベンゼン骨格
を含むものであることを特徴とする請求項７記載の光記
録方法。 - 【請求項９】 前記光記録材料が光異性化する分子を分
散させた高分子であることを特徴とする請求項４乃至６
のいずれかに記載の光記録方法。 - 【請求項１０】 前記光異性化する分子がアゾベンゼン
骨格を含むものであることを特徴とする請求項９記載の
光記録方法。 - 【請求項１１】 前記高分子または高分子液晶がポリエ
ステル群から選ばれた少なくとも一種のモノマー重合体
であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに
記載の光記録方法。 - 【請求項１２】 光を発する光源と、前記光源からの光
をデータ情報に応じて偏光変調して記録光を得る空間光
変調器と、前記記録光を光記録媒体に照射する結像光学
系とを備えたことを特徴とする光記録装置。 - 【請求項１３】 前記結像光学系が前記記録光をフーリ
エ変換するように構成されたことを特徴とする請求項１
２記載の光記録装置。 - 【請求項１４】 前記空間光変調器が透明電極で挟まれ
た電気光学変換部材を備えて構成されたことを特徴とす
る請求項１２記載の光記録装置。 - 【請求項１５】 前記電気光学部材が液晶であることを
特徴とする請求項１４記載の光記録装置。 - 【請求項１６】 光を発する光源と前記光源からの光を
データ情報に応じて偏光変調して記録光を得る空間光変
調器と前記記録光を光記録媒体に照射する結像光学系と
を有する光記録ヘッドと、前記光記録ヘッドを前記光記
録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構と、前記光
記録媒体を駆動する媒体駆動機構とを備えたことを特徴
とする光記録装置。 - 【請求項１７】 前記光記録媒体が内蔵されていること
を特徴とする請求項１６記載の光記録装置。 - 【請求項１８】 前記光記録媒体が前記記録光を光誘起
複屈折として記録することを特徴とする請求項１６又は
１７記載の光記録装置。 - 【請求項１９】 前記光記録媒体が前記記録光のフーリ
エ変換像を光誘起複屈折として記録することを特徴とす
る請求項１６又は１７記載の光記録装置。 - 【請求項２０】 前記光記録媒体がディスク形状である
ことを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載
の光記録装置。 - 【請求項２１】 一様な偏光分布を有する読み出し光を
生成し、前記読み出し光を光誘起複屈折分布を有する光
記録媒体に照射し、前記光記録媒体における透過光又は
反射光の偏光分布を再生光の偏光分布として読み取るこ
とを特徴とする光読み取り方法。 - 【請求項２２】 前記読み出し光がフーリエ変換されて
前記光記録媒体に照射されることを特徴とする請求項２
１記載の光読み取り方法。 - 【請求項２３】 前記透過光又は反射光が逆フーリエ変
換されて前記再生光が読み取られることを特徴とする請
求項２２記載の光読み取り方法。 - 【請求項２４】 前記読み出し光の偏光がある任意の方
向を持つ直線偏光であることを特徴とする請求項２１乃
至２３のいずれかに記載の光読み取り方法。 - 【請求項２５】 前記透過光又は反射光を互いに直交す
る２つの偏光成分に分離し、前記両偏光成分の光強度を
比較演算し、前記比較演算した結果を読み取るようにし
たことを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれかに記
載の光読み取り方法。 - 【請求項２６】 データ情報に応じて形成された複数の
偏光分布を有する記録光が光誘起複屈折性により記録さ
れている光記録媒体に読み出し光を照射し、前記光記録
媒体における透過光又は反射光を互いに直交する２つの
偏光成分に分離し、前記２つの偏光成分の光強度を比較
演算し、前記比較演算した結果により前記データ情報を
読み取るようにしたことを特徴とする光読み取り方法。 - 【請求項２７】 空間偏光分布によりデータ情報を保持
する記録光が光誘起複屈折性により記録されている光記
録媒体に読み出し光を照射する読み出し光学系と、前記
光記録媒体からの透過光の偏光分布を検出する光検出器
とを備えたことを特徴とする光読み取り装置。 - 【請求項２８】 空間偏光分布によりデータ情報を保持
する記録光が光誘起複屈折性により記録されている光記
録媒体に読み出し光を照射する読み出し光学系と、前記
光記録媒体からの反射光を取り出す光学部材と、前記光
学部材により取り出された反射光の偏光分布を検出する
光検出器とを備えたことを特徴とする光読み取り装置。 - 【請求項２９】 前記読み出し光学系は、任意の方向を
持つ直線偏光の読み出し光を形成する空間光変調器を有
することを特徴とする請求項２７又は２８記載の光読み
取り装置。 - 【請求項３０】 前記空間光変調器が透明電極で挟まれ
た電気光学変換部材を備えて構成されたことを特徴とす
る請求項２９記載の光読み取り装置。 - 【請求項３１】 前記電気光学部材が液晶であることを
特徴とする請求項３０記載の光読み取り装置。 - 【請求項３２】 前記読み出し光学系が前記読み出し光
をフーリエ変換するように構成されたことを特徴とする
請求項２７又は２８記載の光読み取り装置。 - 【請求項３３】 前記透過光が逆フーリエ変換されて前
記光検出器に入射させることを特徴とする請求項３２記
載の光読み取り装置。 - 【請求項３４】 前記光検出器は偏光ビームスプリッタ
を介して透過光の偏光分布を検出するものであり、前記
偏光ビームスプリッタにより分離された直交する２つの
偏光成分を別個に検出する２つの光検出器からなること
を特徴とする請求項２７又は２８記載の光読み取り装
置。 - 【請求項３５】 前記２つの光検出器の検出出力を比較
演算する比較演算部を備えることを特徴とする請求項３
４記載の光読み取り装置。 - 【請求項３６】 記録光が光誘起複屈折性により記録さ
れている光記録媒体に読み出し光を照射する読み出し光
学系を有する光読み出しヘッドと、前記光記録媒体から
の透過光又は反射光の偏光分布を検出する光検出器と、
前記光読み出しヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動
させるヘッド移動機構と、前記光記録媒体を駆動する媒
体駆動機構とを備えたことを特徴とする光読み取り装
置。 - 【請求項３７】 前記光記録媒体が内臓されたことを特
徴とする請求項３６記載の光読み取り装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10265727A JP2000082213A (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 光記録方法、光記録装置、光読み取り方法および光読み取り装置 |
| US09/385,034 US6512733B1 (en) | 1998-09-03 | 1999-08-30 | Optical recording method, optical recording apparatus, optical reading method, and optical reading apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10265727A JP2000082213A (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 光記録方法、光記録装置、光読み取り方法および光読み取り装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000082213A true JP2000082213A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17421171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10265727A Pending JP2000082213A (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 光記録方法、光記録装置、光読み取り方法および光読み取り装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6512733B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000082213A (ja) |
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| DE60321414D1 (de) | 2002-02-27 | 2008-07-17 | Ricoh Kk | Optischer Abtastkopf für verschiedene Wellenlängen |
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