JP2003228848A - 光記録再生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光記録媒体の高密度大容量化を可能とする光
記録再生方法及び装置を提供する。 【解決手段】 １つ以上のコア層２と、コア層２を挟む
ように配置した２つ以上のクラッド層３と、コア層２と
クラッド層３との境界に設けた１つ以上の回折格子層４
とからなる導波路媒体１ａを用いる。回折格子層４に
は、記録情報がホログラム記録されている。コア層２に
参照光５を入射させると、参照光はコア層２を伝搬光６
として伝搬し、伝搬光６は回折格子層４により回折さ
れ、回折格子層４に記録された記録情報を再生光８とし
て出射して、導波路媒体１ａ上あるいは導波路媒体１ａ
中にホログラム再生像を結像する。ホログラム再生像か
らの再生光８’を集光器１４で集光して、光学系により
光検出器１５まで導き、光検出器１５で再生光８’の光
強度を検出することにより、前記記録情報を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録再生方法及
び装置に関し、特に、記録媒体を高密度大容量化するこ
とが可能な光記録再生方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の大容量光記録再生装置としては、
ＤＶＤが知られている。従来のＤＶＤの媒体断面構造を
図１７（ａ）に、記録再生方法を図１７（ｂ）に示す。
ここで、媒体１００は、記録媒体層１０１と分離層１０
２が積層された構造からなる。

【０００３】記録過程では、記録用光１０３をレンズ１
０４で記録媒体層１０１の所望の位置に集光し、その集
光による熱で記録媒体層１０１を変質させて記録する。
記録媒体層１０１としては、ＲＡＭ(書換)型では相変化
材料、ＷＯ(追記)型では色素材料が使用され、ともに熱
による変質で反射率が変化する。また、ＲＯＭ(再生専
用)型の場合には、記録媒体層１０１に情報が凹凸で記
録される。この場合、凹凸により光の反射率が変化す
る。

【０００４】再生過程では、再生用光１０５をレンズ１
０４で記録媒体層１０１の所望の位置に集光し、その位
置からの反射光１０６の強度を検出することにより、記
録媒体層１０１に記録された情報を再生する。反射光１
０６の強度は、反射光１０６を図１７（ｂ）に示すビー
ムスプリッタ１０７により分岐して再生光１０９とし、
再生光１０９をレンズ１０４’で集光して光検出器１０
８に導いて検出する。

【０００５】ＤＶＤの媒体１００は、図１７（ｂ）に示
すようにディスク形状をしており、記録情報が螺旋状ト
ラックとして記録される。ディスクの回転、上記レンズ
１０４を含む光学系のディスク半径方向への移動（サー
ボ）、トラッキング、及び媒体深さ方向へのフォーカシ
ングにより、記録媒体層１０１の所望位置へ記録用光１
０３あるいは再生用光１０５を集光し、記録再生を行
う。例えば、２値デジタル記録の場合、トラック上には
２種類の反射率の異なるビットが並ぶ。再生過程では、
螺旋状トラック上からの反射光１０６の強度変化、即ち
光強度の濃淡からなるデジタル情報を、レンズ１０４に
より集光して、光学系で光検出器１０８まで導き、光検
出器１０８で検出し再生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＤＶＤにお
いて高密度大容量化を図る方法としては、各記録媒体層
１０１での面記録密度を上げる第１方法と、媒体の深さ
方向に記録媒体層１０１の数を増やす第２方法とが挙げ
られる。第１方法は、記録用光１０３、再生用光１０５
の短波長化、又はレンズ１０４の高ＮＡ(開口数)化によ
って、高記録密度化が図られるが、現在いずれも技術的
に限界に近づいている。

【０００７】第２方法は、大幅な高密度大容量化を図る
方法として有力である。しかしながら、ＤＶＤの場合、
上記のように再生原理として記録媒体層１０１での反射
率の違い(即ち屈折率の差)を利用しており、多層化した
場合、深いところに位置する記録媒体層１０１からの反
射光１０６は、何層もの屈折率の異なる層（記録媒体層
１０１及び分離層１０２）を横切ることになり、この間
に信号が劣化するという問題がある。このように、従来
のＤＶＤにおいては、多層化は原理的に難しく、信号劣
化なしに可能な多層数は高々数層程度である。したがっ
て、従来のＤＶＤでは、記録媒体層の多層化が困難であ
るために、高密度大容量化が困難であるという問題があ
った。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、光記録媒体の高密度大容量化を可能とする光
記録再生方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明では、１つ以上のコア層
と、前記コア層を挟むように配置した２つ以上のクラッ
ド層と、前記コア層と前記クラッド層との境界に設けた
１つ以上の回折格子層とを少なくとも有して構成される
導波路媒体を用いる光記録再生方法であって、前記回折
格子層には、記録情報がホログラム記録されており、前
記コア層に参照光を入射し、当該参照光が前記コア層内
を伝搬光として伝搬して前記回折格子層により回折さ
れ、前記回折格子層に記録された記録情報が含まれる再
生光が出射されてホログラム再生像として結像した場合
に、当該ホログラム再生像を集光器で集光し、集光され
た当該光を光学系により光検出器まで導き、当該光検出
器で当該光の光強度を検出することを特徴とする。

【００１０】また、請求項２記載の発明では、１つ以上
のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以上
のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境界
に設けた１つ以上の回折格子層とを少なくとも有して構
成される導波路基板を有するとともに、前記導波路基板
の片面あるいは両面に配置した記録媒体層を有して構成
される導波路媒体を用いる光記録再生方法であって、前
記記録媒体層には、記録情報がホログラム記録されてお
り、前記コア層に参照光を入射し、当該参照光が前記コ
ア層内を伝搬光として伝搬して前記回折格子層により回
折光として回折され、当該回折光が前記記録媒体層によ
り回折され、前記記録媒体層に記録された記録情報が含
まれる再生光が出射されてホログラム再生像として結像
した場合に、当該ホログラム再生像を集光器で集光し、
集光された当該光を光学系により光検出器まで導き、前
記光検出器で当該光の光強度を検出することを特徴とす
る。

【００１１】また、請求項３記載の発明では、１つ以上
のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以上
のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境界
に設けた１つ以上の記録媒体層とを少なくとも有して構
成される導波路媒体を用いる光記録再生方法であって、
前記記録媒体層には、記録情報がホログラム記録されて
おり、前記コア層に参照光を入射し、当該参照光が前記
コア層内を伝搬光として伝搬して前記記録媒体層により
回折され、前記記録媒体層に記録された記録情報が含ま
れる再生光が出射されてホログラム再生像として結像し
た場合に、当該ホログラム再生像を集光器で集光し、集
光された当該光を光学系により光検出器まで導き、当該
光検出器で当該光の光強度を検出することを特徴とす
る。

【００１２】また、請求項４記載の発明では、１つ以上
のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以上
のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境界
に設けた１つ以上の回折格子層とを少なくとも有して構
成される導波路基板を有するとともに、前記導波路基板
の片面あるいは両面に配置した記録媒体層を有して構成
される導波路媒体を用いる光記録再生方法であって、記
録過程では、前記コア層の端面から当該コア層に参照光
を入射した際、当該参照光が前記コア層内を伝搬光とし
て伝搬して前記回折格子層により回折されて前記記録媒
体層に照射される回折光と、前記導波路媒体の上方ある
いは下方のいずれか一方から入射した参照光とのいずれ
か一方と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれ
か一方から入射させた物体光とを前記記録媒体層で干渉
させ、前記コア層の端面から前記コア層に励起光を入射
した際、当該励起光が前記コア層を伝搬光として伝搬し
て前記回折格子層により回折され、前記記録媒体層に照
射される回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方
のいずれか一方から入射した励起光とのいずれか一方に
よって、前記記録媒体層で干渉させた部位を励起させる
ことにより、前記記録媒体層に記録情報をホログラム記
録し、再生過程では、前記コア層の端面から前記コア層
に参照光を入射した際、当該参照光が前記コア層内を伝
搬光として伝搬して前記回折格子層により回折されて前
記記録媒体層に照射される回折光と、前記導波路媒体の
上方あるいは下方のいずれか一方から入射した参照光と
のいずれか一方が、前記記録媒体層で回折されること
で、前記記録媒体層にホログラム記録された記録情報を
含む再生光が出射した場合に、当該再生光に含まれる前
記記録情報を検出することを特徴とする。

【００１３】また、請求項５記載の発明では、１つ以上
のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以上
のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境界
に設けた1つ以上の記録媒体層とを少なくとも有して構
成される導波路媒体を用いる光記録再生方法であって、
記録過程では、前記コア層の端面から前記コア層に参照
光を入射した際、当該参照光が前記コア層を伝搬光とし
て伝搬して前記記録媒体層にしみ出したエバネセント光
と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方
から入射した参照光とのいずれか一方と、前記導波路媒
体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射させた物
体光とを前記記録媒体層で干渉させ、前記コア層の端面
から前記コア層に励起光を入射した際、当該励起光が前
記コア層を伝搬光として伝搬して前記記録媒体層にしみ
出したエバネセント光と、前記導波路媒体の上方あるい
は下方のいずれか一方から入射した励起光とのいずれか
一方によって、前記記録媒体層で干渉させた部位を励起
させることにより、前記記録媒体層に記録情報をホログ
ラム記録し、再生過程では、前記コア層の端面から前記
コア層に参照光を入射した際、当該参照光が前記コア層
を伝搬してなる伝搬光と、前記導波路媒体の上方あるい
は下方のいずれか一方から入射した参照光とのいずれか
一方が、前記記録媒体層で回折されることで、前記記録
媒体層にホログラム記録された記録情報を含む再生光が
出射した場合に、当該再生光に含まれる前記記録情報を
検出することを特徴とする。

【００１４】また、請求項６記載の発明では、請求項１
乃至５のいずれか１項記載の光記録再生方法において、
前記導波路媒体の上部あるいは上方に、加熱すると透明
化するマスクを配置し、前記記録情報の再生をするとき
に、前記マスクにおける前記導波路媒体の再生部分の上
の部位を加熱することを特徴とする。

【００１５】また、請求項７記載の発明では、１つ以上
のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以上
のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境界
に設けられているとともに記録情報がホログラム記録さ
れている１つ以上の回折格子層とを少なくとも有して構
成される導波路媒体を有してなる光記録再生装置であっ
て、前記導波路媒体は、前記コア層に参照光が入射した
際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
記回折格子層により回折され、前記回折格子層に記録さ
れた記録情報が含まれる再生光として出射して、ホログ
ラム再生像を結像させるものであり、前記ホログラム再
生像を集光する集光器と、当該集光器によって集光され
た光の光強度を検出する光検出器とを有することを特徴
とする。

【００１６】また、請求項８記載の発明では、１つ以上
のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以上
のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境界
に設けた１つ以上の回折格子層とを少なくとも有して構
成される導波路基板と、当該導波路基板の片面あるいは
両面に配置されているとともに記録情報がホログラム記
録される記録媒体層とから構成される導波路媒体とを有
してなる光記録再生装置であって、前記導波路媒体は、
前記コア層に参照光が入射した際、当該参照光が前記コ
ア層を伝搬光として伝搬して前記回折格子層により回折
光として回折され、当該回折光が前記記録媒体層により
回折され、前記記録媒体層に記録された記録情報が含ま
れる再生光として出射して、ホログラム再生像を結像さ
せるものであり、前記ホログラム再生像を集光する集光
器と、当該集光器によって集光された光の光強度を検出
する光検出器とを有することを特徴とする。

【００１７】また、請求項９記載の発明では、１つ以上
のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以上
のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境界
に設けられているとともに記録情報がホログラム記録さ
れる１つ以上の記録媒体層とを少なくとも有して構成さ
れる導波路媒体を有してなる光記録再生装置であって、
前記導波路媒体は、前記コア層に参照光が入射した際、
当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前記記
録媒体層により回折され、前記記録媒体層に記録された
記録情報が含まれる再生光として出射して、ホログラム
再生像を結像させるものであり、前記ホログラム再生像
を集光する集光器と、当該集光器によって集光された光
の光強度を検出する光検出器とを有することを特徴とす
る。

【００１８】また、請求項１０記載の発明では、１つ以
上のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以
上のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境
界に設けた１つ以上の回折格子層とを少なくとも有して
構成される導波路基板と、当該導波路基板の片面あるい
は両面に配置されているとともに記録情報がホログラム
記録される記録媒体層とから構成される導波路媒体とを
有してなる光記録再生装置であって、前記導波路媒体
は、前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射し
た際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して
前記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射
する回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のい
ずれか一方から入射した参照光とのいずれか一方と、前
記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入
射した物体光とが前記記録媒体層で干渉し、前記コア層
の端面から当該コア層に励起光が入射した際、当該励起
光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前記回折格子層
により回折されて前記記録媒体層に照射する回折光と、
前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から
入射した励起光とのいずれか一方によって、前記記録媒
体層が励起することで、前記記録媒体層における前記干
渉が生じた部位と前記励起が生じた部位との重複部分に
記録情報がホログラム記録されるものであるとともに、
前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射した
際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射す
る回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のいず
れか一方から入射した参照光とのいずれか一方を、前記
記録媒体層で回折して、前記記録媒体層にホログラム記
録された記録情報を含む再生光を出射するものであるこ
とを特徴とする。

【００１９】また、請求項１１記載の発明では、１つ以
上のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以
上のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境
界に設けられるとともに記録情報がホログラム記録され
る1つ以上の記録媒体層とを少なくとも有して構成され
る導波路媒体を有してなる光記録再生装置であって、前
記導波路媒体は、前記コア層の端面から当該コア層に参
照光が入射した際、当該参照光が前記コア層を伝搬光と
して伝搬して前記記録媒体層にしみ出したエバネセント
光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一
方から入射した参照光とのいずれか一方と、前記導波路
媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射した物
体光とが前記記録媒体層で干渉し、前記コア層の端面か
ら当該コア層に励起光が入射した際、当該励起光が前記
コア層を伝搬光として伝搬して前記記録媒体層にしみ出
したエバネセント光と、前記導波路媒体の上方あるいは
下方のいずれか一方から入射させた励起光とのいずれか
一方によって、前記記録媒体層が励起することで、前記
記録媒体層における前記干渉が生じた部位と前記励起が
生じた部位との重複部分に記録情報がホログラム記録さ
れるものであるとともに、前記コア層の端面から当該コ
ア層に参照光が入射した際、当該参照光が前記コア層を
伝搬してなる伝搬光と、前記導波路媒体の上方あるいは
下方のいずれか一方から入射した参照光とのいずれか一
方を、前記記録媒体層で回折して、前記記録媒体層にホ
ログラム記録された記録情報を含む再生光を出射するも
のであることを特徴とする。

【００２０】また、請求項１２記載の発明では、１つ以
上のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以
上のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境
界に設けた１つ以上の回折格子層とを少なくとも有して
構成される導波路基板と、当該導波路基板の片面あるい
は両面に配置されているとともに記録情報がホログラム
記録される記録媒体層とから構成される導波路媒体とを
有してなる光記録再生装置であって、前記導波路媒体
は、前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射し
た際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して
前記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射
する回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のい
ずれか一方から入射した参照光とのいずれか一方を、前
記記録媒体層で回折して、前記記録媒体層にホログラム
記録された記録情報を含む再生光を出射するものである
ことを特徴とする。

【００２１】また、請求項１３記載の発明では、１つ以
上のコア層と、前記コア層を挟むように配置した２つ以
上のクラッド層と、前記コア層と前記クラッド層との境
界に設けられるとともに記録情報がホログラム記録され
る1つ以上の記録媒体層とを少なくとも有して構成され
る導波路媒体を有してなる光記録再生装置であって、前
記導波路媒体は、前記コア層の端面から当該コア層に参
照光が入射した際、当該参照光が前記コア層を伝搬して
なる伝搬光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のい
ずれか一方から入射した参照光とのいずれか一方を、前
記記録媒体層で回折して、前記記録媒体層にホログラム
記録された記録情報を含む再生光を出射するものである
ことを特徴とする。

【００２２】また、請求項１４記載の発明では、請求項
７乃至１３のいずれか１項記載の光記録再生装置におい
て、前記光記録再生装置は、前記導波路媒体の上部ある
いは上方に配置されて加熱すると透明化するマスクと、
前記記録情報の再生をするときに、前記マスクにおける
前記導波路媒体の再生部分の上の部位を加熱する加熱手
段とを有することを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。本発明は、記録媒体層（又は回折格
子層）を多層化して光記録再生媒体を構成したときに、
記録再生信号の劣化を少なくして、光記録媒体の高密度
大容量化を可能とするものである。本実施の形態では、
２値デジタル記録方式を用いた場合について説明する
が、本発明は、これに限定されるものではなく、多値デ
ジタル記録方式又はアナログ記録方式を用いても本実施
の形態と同様の効果を奏することができる。

【００２４】＜Ａ．第１実施形態＞先ず、本発明の光記
録再生装置における光記録媒体をなす導波路媒体につい
て説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る導波
路媒体１ａの構成を示す断面図である。導波路媒体１ａ
は、ＲＯＭ(再生専用)型の光記録媒体であり、従来のＤ
ＶＤよりも高密度大容量化が可能となるものである。

【００２５】導波路媒体１ａは、複数のコア層２と、コ
ア層２を挟むように配置した複数のクラッド層３と、コ
ア層２上部とクラッド層３との境界に配置した回折格子
層４とで構成されている。回折格子層４には、記録情報
がホログラム記録されている。回折格子層４に記録され
ている記録情報を読み取る再生過程では、先ず、コア層
２に参照光５を入射させる。すると、参照光５はコア層
２を伝搬光６として伝搬し、伝搬光６は回折格子層４に
より回折され、回折格子層４に記録された記録情報が再
生光８として導波路媒体１ａ上に出射する。複数のコア
層２の中から、参照光５を入射させるコア層２を選択す
ることにより、各回折格子層４に記録された記録情報を
各回折格子層４ごとに独立に再生することができる。

【００２６】＜Ｂ．第２実施形態＞次に、本発明の第２
実施形態に係る導波路媒体１ｂについて図２を参照して
説明する。図２（ａ）は、記録媒体層９に情報を記録す
る記録過程を示し、図２（ｂ）は、記録媒体層９に記録
されている記録情報を読み取る再生過程を示している。
導波路媒体１ｂは、ＷＯ(追記)型又はＲＡＭ（書換）型
の光記録媒体であり、従来のＤＶＤよりも高密度大容量
化が可能となるものである。

【００２７】導波路媒体１ｂは、複数のコア層２と、コ
ア層２を挟むように配置した複数のクラッド層３と、コ
ア層２上部とクラッド層３との境界に配置した回折格子
層４とで構成された導波路基板１’ｂを有する。さら
に、導波路媒体１ｂは、導波路基板１’上に配置した記
録媒体層９を有する。

【００２８】図２（ａ）に示す記録過程では、例えば、
コア層２に参照光５を入射させると、参照光５はコア層
２を伝搬光６として伝搬し、その伝搬光６が回折格子層
４により回折されて回折光７となって記録媒体層９に照
射する。この回折光７又は導波路媒体１ｂの下方から入
射させた参照光５’のいずれか一方と、導波路媒体１ｂ
の下方から入射させ記録情報を含んだ物体光１０とを記
録媒体層９で干渉させる。この干渉により、記録媒体層
９には記録情報がホログラム記録される。

【００２９】図２（ｂ）示す再生過程では、コア層２に
参照光５を入射させると、参照光５はコア層２を伝搬光
６として伝搬し、伝搬光６は回折格子層４により回折さ
れて回折光７とされ、その回折光７が記録媒体層９に入
射する。すると、回折光７が記録媒体層９で回折され、
この回折により記録媒体層９に記録された記録情報が再
生光８となって導波路媒体１上に出射する。

【００３０】記録過程では、参照光５'又は回折光７の
波面を変えることにより記録媒体層９の同じ場所に複数
の記録情報を多重記録することができる。また、記録過
程で用いた参照光５'又は回折光７の波面と等しい波面
の回折光７を記録媒体層９に入射させることにより、記
録媒体層９に多重記録された複数の記録情報の中から各
々の記録情報を独立に再生することができる。波面を変
える方法としては、例えば、入射角度、位相などを変え
る方法がある。各回折格子層４によって出射する回折光
７の角度、位相などが異なるように回折格子層４を設計
製造しておくことで、複数のコア層２の中から、参照光
５を入射させるコア層２を選択することにより、回折光
７の角度、位相などを制御できる。

【００３１】＜Ｃ．第３実施形態＞次に、本発明の第３
実施形態に係る導波路媒体１ｃについて図３を参照して
説明する。図３（ａ）は、記録媒体層９に情報を記録す
る記録過程を示し、図３（ｂ）は、記録媒体層９に記録
されている記録情報を読み取る再生過程を示している。
導波路媒体１ｃは、ＷＯ型又はＲＡＭ型の光記録媒体で
あり、従来のＤＶＤよりも高密度大容量化が可能となる
ものである。

【００３２】導波路媒体１ｃは、複数のコア層２と、コ
ア層２を挟むように配置した複数のクラッド層３と、コ
ア層２上部とクラッド層３との境界に配置した記録媒体
層９とで構成されている。

【００３３】図３（ａ）に示す記録過程では、コア層２
に参照光５を入射させると、参照光５はコア層２を伝搬
光６として伝搬する。その伝搬光６が記録媒体層９中に
しみ出したエバネセント光１１と導波路媒体１ｃの下方
から入射させ記録情報を含んだ物体光１０とを記録媒体
層９で干渉させる。この干渉により、記録媒体層９には
記録情報がホログラム記録される。

【００３４】図３（ｂ）示す再生過程では、コア層２に
参照光５を入射させると、参照光５はコア層２を伝搬光
６として伝搬し、伝搬光６は記録媒体層９により回折さ
れ、記録媒体層９に記録された記録情報が再生光８とし
て導波路媒体１上に出射する。

【００３５】記録過程では、複数のコア層２の中から、
参照光５を入射させるコア層２を選択することにより、
複数の記録媒体層９の中から記録対象とする記録媒体層
９を選択できる。再生過程では、複数のコア層２の中か
ら、参照光５を入射させるコア層２を選択することによ
り、各記録媒体層９に記録された記録情報を各記録媒体
層９ごとに独立に再生することができる。

【００３６】上記導波路媒体１ａ，１ｂ，１ｃでは、導
波路の性質上、コア層２、クラッド層３、回折格子層
４、記録媒体層９の屈折率が非常に近い値を持つため、
深いところ（導波路媒体の底面に近いところ）に位置す
る回折格子層４又は記録媒体層９から出射する回折光
７、再生光８、及び導波路媒体１ａ，１ｂ，１ｃを通過
する物体光１０、参照光５’、励起光５”でも、信号劣
化が殆ど生じない。

【００３７】信号劣化は、導波路媒体１ａ，１ｂ，１ｃ
の深さ方向の光路標準偏差と上記使用する光の波長の比
で見積られる。光路標準偏差は、[多層数の平方根]×
[屈折率差]×[(回折格子層４として後述する矩形波形状
のものを使用した場合)矩形波の高さ]で表される。例え
ば、コア層２、クラッド層３、回折格子層４及び記録媒
体層９の屈折率差がそれぞれ０．０１、矩形波の高さが
８０ｎｍ、使用する光の波長が数百ｎｍとする。この場
合、多層数を１００００としても光路標準偏差は、８０
ｎｍであり、使用する光の波長である数百ｎｍに比べ光
学的に十分平坦とみなせる程度に小さい。即ち、導波路
媒体１ａ，１ｂ，１ｃを１００００層程度に多層化して
も信号劣化は無視し得る。

【００３８】このように本実施形態の導波路媒体１ａ，
１ｂ，１ｃでは、多層化しても信号が殆ど劣化しないた
め、導波路媒体の深さ方向に回折格子層４、記録媒体層
９を、１層はもちろん複数層設けた構造とすることがで
き、多層化による高密度大容量化が可能となる。

【００３９】＜Ｄ．第１実施形態の再生方法＞次に、図
１に示す第１実施形態に係る導波路媒体１ａにホログラ
ム記録された記録情報の再生方法について、図４及び図
５を参照して具体的に説明する。下記再生方法は、第２
実施形態に係る導波路媒体１ｂ及び第３実施形態に係る
導波路媒体１ｃについても、導波路媒体１ａの場合と同
様に適用できる。

【００４０】図４（ａ）は、再生光８’を集光器１３，
１４で光検出器１５上に集光する再生方法を示す。図４
（ｂ）は、再生光８’を光分岐器１６で分岐してから集
光器１４で光検出器１５上に集光する再生方法を示す。
いずれの再生方法も同様の効果を奏する。

【００４１】具体的な再生方法としては、先ず、コア層
２に参照光５を入射させる。すると、参照光５はコア層
２を伝搬光６として伝搬し、伝搬光６は回折格子層４に
より回折され、回折格子層４に記録された記録情報が再
生光８として導波路媒体１ａ上に出射する。図４
（ａ），（ｂ）に示すように本実施形態の導波路媒体１
ａは、いずれの深さにあるコア層２(又は回折格子層４)
からの再生光８も、ある空間上の面(結像面１２)上に二
次元的なホログラム再生像を結像するように設計され
る。なお、図６（ａ）に示すように、結像面１２は、導
波路媒体１ａ上だけでなく導波路媒体１ａ中に配置させ
た場合であっても、図４の場合と同様の効果を奏する。
結像面１２には、例えば、光強度の濃淡からなるデジタ
ル情報がホログラム再生像として結像する。そして、ホ
ログラム再生像から出射された再生光８’を集光器１３
で集光して、光学系により光検出器１５まで導き、光検
出器１５で再生光８’の光強度を検出することにより、
記録情報を再生する。

【００４２】導波路媒体１ａをディスク形状にした実施
形態を図５に示す。本図において、参照光５は、ディス
ク形状の導波路媒体１ａの外周端面からコア層２へ集光
器１３’で集光させて入射させる。あるいは参照光５
は、導波路媒体１ａの内周端面からコア層２へ集光器１
３’で集光させて入射させてもよく、いずれも同様の効
果を奏する。

【００４３】参照光５が入射した部位のコア層２の上方
には、ホログラム再生像が結像面１２に結像する。この
ホログラム再生像は、例えば、光強度の濃淡からなるデ
ジタル情報（記録情報）となる。参照光５が入射してい
ない部位のコア層２の上方には、ホログラム再生像が現
れないため、ホログラム再生像は図５に示すようにディ
スク上の一部位にだけ現れる。

【００４４】デジタル情報（ホログラム再生像）は、結
像面１２に、例えば、螺旋状トラックの一部として再生
されるように、導波路媒体１ａの回折格子層４に予め記
録しておく。再生過程では、ホログラム再生像から出射
された再生光８’を上記と同様にして集光器1３で集光
して、光学系により光検出器１５まで導き、光検出器１
５で再生光８’の光強度を検出することにより、記録情
報を再生する。

【００４５】図５に示す再生方法と図１７に示す従来の
ＤＶＤの再生方法とを比較すると明らかなように、螺旋
状トラック上に現れる光強度の濃淡からなるデジタル情
報を集光器１３により集光し、光学系で光検出器１５ま
で導き、光検出器１５で検出する部分は、本実施形態は
従来のＤＶＤの光学系と同一である。したがって、本実
施形態の再生方法は、参照光５を入射する必要があるこ
と以外は、図１７に示す従来技術の再生方法と同様の光
学系(機構系、電気系も含む)を利用できる。即ち、本実
施形態の再生方法によれば、現在広く普及しているＤＶ
Ｄと再生互換が可能となり、同じ再生ドライブを使用す
ることができる。

【００４６】なお、再生においては、図１７同様、ディ
スクの回転、集光器１３を含む光学系の移動により、結
像面１２上の所望の位置にある記録情報を検出する。ま
た、導波路媒体の形状としては、上記のようなディスク
形状以外に、カード形状あるいはチップ形状とすること
も可能であり同様の効果を奏する。この場合は、カー
ド、チップあるいは集光器１３を含む光学系を移動（例
えば、結像面１２と平行な面内で直交する２方向へ移
動）させて、結像面１２上の所望の位置にある記録情報
を検出する。また、導波路媒体のサイズが光学系（例え
ば、集光器１３）のサイズと同程度の場合には、導波路
媒体、光学系を移動させず、例えば、図７に示すような
マスク２０の穴の位置を変えることにより、結像面１２
上の所望の位置にある記録情報を検出できる。マスク２
０としては、例えば、液晶パネルを使用することによ
り、穴の位置を任意に変えることが可能である。

【００４７】＜Ｅ．第４実施形態＞次に、本発明の第４
実施形態に係る導波路媒体１ｄの構成と再生方法につい
て図６を参照して説明する。図１７に示す従来のＤＶＤ
では、再生用光１０５がレンズ１０４により、記録媒体
層１０１の所望の位置にのみ集光されるため、反射光１
０６は再生用光１０５が照射された場所のみから出射す
る。即ち、再生用光１０５が十分小さく集光されていれ
ば隣接するビットからの情報が再生されることはない。
一方、本実施形態では、図４及び図５に示すように、ホ
ログラム再生像が参照光５を入射したコア層２の上方に
広い範囲で現れるため、検出対象のビットだけからでな
くその周辺ビットからも再生光８’が出射され、これが
ノイズの原因となる。

【００４８】この周辺ビットからの再生光８’によるノ
イズを取り除く構成が図６（ａ）に示す導波路媒体１ｄ
である。導波路媒体１ｄの上部には、マスク層１８を配
置している。マスク層１８は、常温では不透明となって
おり、加熱すると透明化する材料からなる。また、導波
路媒体１ｄでは、結像面１２が導波路媒体１ｄ内のマス
ク層１８の下に配置されている。そして、加熱光１９、
分岐器１６及び集光器１３がマスク層１８を加熱する加
熱手段となる。

【００４９】加熱光１９を集光器１３により検出対象の
ビット上のマスク層１８に照射すると、マスク層１８に
は加熱により透明部分ができ、その下にあるビットのみ
からの再生光８’が集光器１３に集光され再生される。
ここで、加熱光１９がマスク層１８又は結像面１２など
で反射されて光検出器１５に入射すると、やはりノイズ
の原因になる。このノイズを取り除く方法としては以下
の２つが挙げられる。

【００５０】第１方法は、図６（ｂ），（ｃ）に示すよ
うに、パルス状の加熱光１９を照射して、マスク層１８
を一時的に加熱し、透明化する方法である。パルス状加
熱光１９をマスク層１８に照射すると、マスク層１８の
温度は急増して透明化する。パルス状加熱光１９の照射
が終わると、マスク層１８の温度は低下を始めるがある
一定の時間内はまだマスク層１８の温度が高いためマス
ク層１８は透明状態のままである。このパルス状加熱光
１９の照射が終りマスク層１８が透明状態となっている
タイミング(例えば図６（ｃ）の矢印のタイミング)で、
再生光８’を検出すれば、再生光８’と加熱光１９を時
間的に分離することができ、加熱光１９によるノイズを
除去することができる。

【００５１】第２方法は、加熱光１９の波長として再生
光８’の波長と異なるものを使用し、光フィルタにより
(波長によって) 再生光８’から加熱光１９を分離する
方法である。第２方法の場合、光検出器１５の前段に再
生光８’の波長の光は透過し、加熱光１９の波長の光は
透過しない光フィルタを設置する必要がある。なお、図
６（ａ）と図１７（ａ）、（ｂ）との比較から明らかな
ように、加熱光１９は従来のＤＶＤにおける記録用光１
０３をそのまま利用できる。

【００５２】また、上記周辺ビットからのノイズを取り
除く方法としては、マスク層１８のような材料を用いた
マスク以外に、図７に示すように集光器１３と結像面１
２の間にマスク２０を設置し、検出対象のビット以外
（周辺ビット）からの再生光８’をカットする方法も挙
げられる。

【００５３】＜Ｆ．第５実施形態＞次に、本発明の第５
実施形態に係るノイズ除去方法について図８を参照して
説明する。本実施形態は、図６及び図７に示す周辺ビッ
トからのノイズを取り除く形態の他の形態である。図８
（ａ）に示す光記録再生装置における部分Ａの他の構成
が図８（ｂ）に示す構成である。

【００５４】結像面１２に結像するホログラム再生像に
含まれる周辺ビットからの反射光は、光検出器１５にお
いても周辺ビットとして検出される。そこで、光検出器
１５の空間分解能を上げることにより、所望のビットの
情報のみを検出することができる。光検出器１５の空間
分解能を上げるために、図８（ａ）に示すように、光検
出器１５の手前に検出対象のビットからの再生光８’だ
けが通過するようマスク２０’を設置する。あるいは、
図８（ｂ）に示すように、光検出器１５の受光部自体を
小さくして、光検出器１５の空間分解能を上げてもよ
く、いずれも同様の効果を奏する。

【００５５】＜Ｇ．第６実施形態＞次に、本発明の第６
実施形態に係る導波路媒体１ｅについて図９〜図１１を
参照して説明する。本実施形態は、図２に示す第２実施
形態に係る導波路媒体１ｂの他の形態である。図９，図
１０は導波路媒体１ｅに情報を記録する記録過程を示
し、図１１は再生過程を示している。導波路媒体１ｅ
は、ＷＯ型又はＲＡＭ型の光記録媒体であり、従来のＤ
ＶＤよりも高密度大容量化が可能となるものである。

【００５６】導波路媒体１ｅにおける記録媒体層９は、
二色吸収型又は二光子吸収型となっている。二色吸収型
又は二光子吸収型の記録媒体層９とは、物体光１０と参
照光５，５’に加えて、励起光５”が当たった場所（前
記３つの光が当たった場所）のみが、物体光１０と参照
光５，５’による干渉と励起光５”による励起により、
ホログラム記録可能となる媒体材料から成る記録媒体層
をいう。

【００５７】また、導波路媒体１ｅは、図２に示す導波
路媒体１ｂと近似した構造であり、複数のコア層２と、
コア層２を挟むように配置した複数のクラッド層３と、
コア層２上部とクラッド層３との境界に配置した回折格
子層４とで構成された導波路基板１’ｅを有する。さら
に、導波路媒体１ｅは、導波路基板１’ｅ上に配置した
記録媒体層９を有する。

【００５８】図９は、導波路媒体１ｅの記録過程におけ
る物体光１０と参照光５，５’の入射のしかたを示して
いる。図９（ａ）と図９（ｂ）では、参照光５，５’の
入射位置が異なっている。図９（ａ）では、コア層２の
端面からコア層２に参照光５を入射させている。その参
照光５は、コア層２を伝搬光６として伝搬し、その伝搬
光６が回折格子層４により回折されて回折光７となって
記録媒体層９に照射する。さらに、導波路媒体１ｅの下
方から入射した物体光１０を記録媒体層９に照射させ
る。図９（ｂ）では、導波路媒体１ｅの下方から参照光
５’を入射させている。その他は図９（ａ）の場合と同
じである。

【００５９】図１０は、導波路媒体１ｅの記録過程にお
ける励起光５”の入射のしかたを示した図である。図１
０（ａ），（ｂ），（ｃ）では、それぞれ、励起光５”
の入射位置又は方向が異なっている。図１０（ａ）で
は、コア層２の端面からコア層２に励起光５”を入射さ
せている。その励起光５”は、コア層２を伝搬光６’と
して伝搬し、伝搬光６’が回折格子層４により回折され
て回折光７’となって記録媒体層９に照射する。図１０
（ｂ）では、図９（ｂ）に示す参照光５’と同様に導波
路媒体１ｅの下方から励起光５”を入射させている。図
１０（ｃ）では、図９に示す物体光１０と同様にして、
導波路媒体１ｅの下方から励起光５”を入射させてい
る。但し、回折光７’、励起光５”は、図９に示す回折
光7、参照光５’及び物体光１０と必ずしも等しく（等
しい角度で）入射させる必要はない。

【００６０】記録過程における物体光１０、参照光５，
５’及び励起光５”の組み合わせとしては、図９
（ａ），（ｂ）に示す物体光１０及び参照光５，５’に
ついての２つの態様の各々に対し、図１０（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示す励起光５”についての３つの態様
が適用でき、合計で６通りの態様となる。これらによ
り、物体光１０（第１光）と回折光７又は参照光５’
（第２光）とによる干渉と、回折光７’又は励起光５”
（第３光）による励起とにより、記録媒体層９のうち前
記３つの光（第１〜第３光）が当たった場所のみに記録
情報がホログラム記録される。

【００６１】図１１は、導波路媒体１ｅの再生過程を示
している。図１１（ａ）と図１１（ｂ）では、参照光
５，５’の入射位置が異なっている。図１１（ａ）で
は、コア層２の端面からコア層２に参照光５を入射させ
ている。参照光５は、コア層２を伝搬光６として伝搬
し、その伝搬光６が回折格子層４により回折されて回折
光７とされ、その回折光７が記録媒体層９に入射する。
すると、回折光７が記録媒体層９で回折され、この回折
により記録媒体層９に記録された記録情報が再生光８と
なって導波路媒体１ｅ上に出射する。図１１（ｂ）で
は、導波路媒体１ｅの下方から参照光５’を入射させて
いる。この参照光５’が記録媒体層９で回折され再生光
８となる。したがって、回折光７又は参照光５’が記録
媒体層９で回折され、記録媒体層９にホログラム記録さ
れた記録情報が再生光８として再生される。

【００６２】そこで、記録過程において、回折光７又は
参照光５’の波面を変えることにより、記録媒体層９の
同じ場所に複数の記録情報を多重記録することができ
る。再生過程では、記録過程で用いた波面と等しい波面
の回折光７又は参照光５’を記録媒体層９に入射させる
ことにより、記録媒体層９に多重記録された複数の記録
情報の中から各々の記録情報を独立に再生することがで
きる。

【００６３】波面を変える方法としては、例えば、参照
光５，５’又は回折光７の入射角度、位相などを変える
方法がある。複数の回折格子層４における各回折格子層
４から出射する回折光７の角度、位相などが異なるよう
に各回折格子層４を設計製造しておくことで、複数のコ
ア層２のなかから参照光５を入射させるコア層２を選択
することにより、回折光７の角度、位相などを制御でき
る。また、本実施形態の光記録再生装置は、図２に示す
第２実施形態と同様に、コア層２、クラッド層３、回折
格子層４、記録媒体層９の屈折率が非常に近い値を持つ
ため、多層化しても信号劣化が生じないので、多層化に
よる高密度大容量化が可能となる。

【００６４】＜Ｈ．第７実施形態＞次に、本発明の第７
実施形態に係る導波路媒体１ｆについて、図１２〜図１
４を参照して説明する。本実施形態は、図３に示す第３
実施形態に係る導波路媒体１ｃの他の形態である。図１
２，図１３は導波路媒体１ｆに情報を記録する記録過程
を示し、図１４は再生過程を示している。

【００６５】導波路媒体１ｆは、ＷＯ型又はＲＡＭ型の
光記録媒体であり、従来のＤＶＤよりも高密度大容量化
が可能となるものである。導波路媒体１ｆにおける記録
媒体層９は、上記二色吸収型又は二光子吸収型となって
いる。また、導波路媒体１ｆは、図３に示す導波路媒体
１ｃと近似した構造であり、複数のコア層２と、コア層
２を挟むように配置した複数のクラッド層３と、コア層
２上部とクラッド層３との境界に配置した記録媒体層９
とを有している。

【００６６】図１２は、導波路媒体１ｆの記録過程にお
ける物体光１０と参照光５，５’の入射のしかたを示し
ている。図１２（ａ）と図１２（ｂ）では、参照光５，
５’の入射位置が異なっている。図１２（ａ）では、コ
ア層２の端面からコア層２に参照光５を入射させてい
る。その参照光５がコア層２を伝搬光６として伝搬し、
その伝搬光６が記録媒体層９にしみ出してなるエバネセ
ント光１１と、導波路媒体１ｆの下方から入射した物体
光１０とを記録過程で利用する。図１２（ｂ）では、導
波路媒体１ｆの下方から入射させた参照光５’と、導波
路媒体１ｆの下方から入射させた物体光１０とを記録過
程で利用する。

【００６７】図１３は、導波路媒体１ｆの記録過程にお
ける励起光５”の入射のしかたを示した図である。図１
３（ａ），（ｂ），（ｃ）では、それぞれ、励起光５”
の入射位置又は方向が異なっている。図１３（ａ）で
は、コア層２の端面からコア層２に励起光５”を入射さ
せている。その励起光５”は、コア層２を伝搬光６’と
して伝搬し、伝搬光６’が記録媒体層９にしみ出してエ
バネセント光１１’となる。このエバネセント光１１’
を記録過程で利用する。図１３（ｂ）では、図１２
（ｂ）に示す参照光５’と同様にして、導波路媒体１ｆ
の下方から励起光５”を入射させている。図１３（ｃ）
では、図１２に示すの物体光１０と同様にして、導波路
媒体１ｆの下方から励起光５”を入射させている。但
し、励起光５”は、図１２に示す参照光５’、物体光１
０と必ずしも等しく（等しい角度で）入射させる必要は
ない。

【００６８】記録過程における物体光１０、参照光５，
５’及び励起光５”の組み合わせとしては、図１２
（ａ），（ｂ）に示す物体光１０及び参照光５，５’に
ついての２つの態様の各々に対し、図１３（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示す励起光５”についての３つの態様
が適用でき、合計で６通りの態様となる。これらによ
り、物体光１０（第１光）とエバネセント光１１又は参
照光５’（第２光）とによる干渉と、エバネセント光１
１’又は励起光５”（第３光）による励起とにより、記
録媒体層９のうち前記３つの光（第１〜第３光）が当た
った場所のみに記録情報がホログラム記録される。

【００６９】図１４は、導波路媒体１ｆの再生過程を示
している。図１４（ａ）と図１４（ｂ）では、参照光
５，５’の入射位置が異なっている。図１４（ａ）で
は、コア層２の端面からコア層２に参照光５を入射させ
ている。参照光５は、コア層２を伝搬光６として伝搬
し、伝搬光６は記録媒体層９により回折され、記録媒体
層９に記録された記録情報が再生光８として導波路媒体
１上に出射する。図１４（ｂ）では、導波路媒体１ｆの
下方から参照光５’を入射させている。この参照光５’
が記録媒体層９により回折され、記録媒体層９に記録さ
れた記録情報が再生光８として導波路媒体１上に出射す
る。即ち、記録媒体層９にホログラム記録された記録情
報が再生光８として再生される。そこで、記録過程にお
いて、例えば、複数設けられたコア層２の中から参照光
５を入射させるコア層２を選択することにより、複数の
記録媒体層９の中から記録対象とする記録媒体層９を選
択できる。再生過程では、例えば、複数設けられたコア
層２の中から参照光５を入射させるコア層２を選択する
ことにより、各記録媒体層９に記録された記録情報を各
記録媒体層９ごとに独立に再生できる。

【００７０】また、本実施形態の光記録再生装置は、図
３に示す第３実施形態と同様に、コア層２、クラッド層
３、記録媒体層９の屈折率が非常に近い値を持つため、
多層化しても信号劣化が生じないので、多層化による高
密度大容量化が可能となる。

【００７１】なお、図２に示す第２実施形態おいても図
１１（ｂ）に示す再生方法が適用可能であり、図３に示
す第３実施形態においても図１２（ｂ）に示す記録方法
及び図１４（ｂ）に示す再生方法が適用可能である。

【００７２】＜Ｉ．第８実施形態＞再生光８から記録情
報を検出する方法としては、上記の方法以外に、二次元
的なホログラム再生像が結像する位置（結像面１２）
に、微小光検出器（微小受光素子）を配置し、ホログラ
ム再生像を１ビットづつ検出する方法、ラインスキャン
型の光検出器を用いて、ホログラム再生像をラインスキ
ャンして検出する方法、及びＣＣＤ，ＣＭＯＳなどから
なる二次元的な光検出器を用いて、ホログラム再生像を
一度にあるいは数度に分けて検出する方法が挙げられ
る。

【００７３】＜Ｊ．第９実施形態＞次に、本発明の第９
実施形態について図１５を参照して説明する。上記実施
形態においては、参照光５及び励起光５”をコア層２へ
入射させるために、導波路媒体１ａの端面から入射させ
ていた。本実施形態では、図１５（ａ）に示すように、
導波路媒体１ａ（又は導波路媒体１ｂ，１ｃ，１ｄ，１
ｅ，１ｆ）の中に、クラッド層３、回折格子層４及びコ
ア層２と４５度の角度で接する４５度ミラー１７を１つ
あるいは複数形成している。そして、導波路媒体１ａの
上方又は下方から照射させた参照光５、励起光５”を集
光器１３’で集光して、４５度ミラー１７への入射位置
を制御することで、所望のコア層２へ参照光５、励起光
５”を入射させる。

【００７４】他の方法としては、図１５（ｂ）に示すよ
うに、各コア層２の一部に、各コア層２に固有の角度で
参照光５、励起光５”が結合するよう設計したグレーテ
ィング４’を形成する。そして、参照光５又は励起光
５”の入射角度を制御することにより、所望のコア層２
を選択し入射させる。グレーティング４’としては、回
折格子層４の一部を利用することもできる。上記いずれ
の方法も同様の効果を奏する。

【００７５】回折格子層４及びグレーティング４’とし
ては、矩形波状の形状をした溝を有してなるもの、鋸歯
状の形状をした溝を有してなるもの、正弦波状の形状を
した溝を有してなるもの、及び屈折率の変化により回折
機能が形成されるものが挙げられ、いずれも同様の効果
を奏する。例えば、矩形波形状の溝の高さを高くするこ
とにより、回折効率を大きくすることができ、また矩形
波形状の波長を変えることにより回折角度を制御するこ
とができる。

【００７６】＜Ｋ．具体例＞また、記録媒体層９として
は、一般的なホログラム記録で用いられる光学的記録材
料であればよい。これは例えば、フォトポリマに代表さ
れるような光重合性材料、重クロム酸アンモニウム−ポ
リビニルアルコール系材料に代表されるような光架橋性
材料、フォトクロミック材料、アゾ色素をＰＭＭＡにド
ープした材料に代表されるような光異性化材料、あるい
は、ＬｉＮｂＯ₃、ＢａＴｉＯ₃、Ｂｉ ₁₂ＳｉＯ₂₀（ＢＳ
Ｏ）などの無機誘電体結晶に代表されるフォトリフラク
ティブ材料もしくはポリマ系フォトリフラクティブ材料
等が挙げられ、いずれも同様の効果を奏する。

【００７７】また、集光器１３，１３’，１４として
は、例えばレンズを使用し、分岐器１６としては、例え
ばビームスプリッタを使用し、光検出器１５としては、
例えばフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどを使用
することができる。また、結像面１２が導波路媒体１の
上にある場合、結像面１２は、上記のようにある空間上
の（仮想的な）面であってもよく、あるいは実際にスク
リーン等が設置された面でもあってもよく、いずれも同
様の効果を奏する。

【００７８】また、上記実施形態では、各光を平行な直
線矢印によって図示しているが、これはこれらの光のお
おまかな様子及び全体としての方向を示したもので、こ
れらが平行光であるという意味では必ずしもない。例え
ば、図１６に示すように、結像面１２におけるある明る
い箇所（結像面上の明点１２’）は、参照光５が入射し
たコア層２の上の回折格子層４全体から波線矢印のよう
に再生光８が集まり形成される。再生光８’は、再生光
８が結像面上の明点１２’を通過した光として結像面上
の明点１２’から出射する。集光器１３は、図１６に示
すように再生光８’の一部を集光する。

【００７９】また、上記の実施形態では、導波路媒体が
コア層２、クラッド層３、回折格子層４（又は記録媒体
層９）を有する構成について説明した。しかし、本発明
は、これに限定されるものではなく、導波路媒体はコア
層２が１つ、クラッド層３が２つ、回折格子層４（又は
記録媒体層９）が１つからなる構成としてもよく、いず
れも同様の効果を奏する。

【００８０】また、図２、図９、図１０及び図１１に示
す導波路媒体１ｂ，１ｅにおいて、記録媒体層９は、導
波路基板１’ｂ，１’ｅの上下いずれかの片面に配置さ
れていても、あるいは両面に配置されていてもよく、い
ずれも同様の効果を奏する。また、記録媒体層９は、導
波路基板１’ｂ，１’ｅと空間的に離れて配置されてい
てもよく、いずれも同様の効果を奏する。また、記録媒
体層９は、導波路基板１’ｂ，１’ｅと接着剤により接
着されていても、接着剤なしで固定されていてもよく、
いずれも同様の効果を奏する。また、記録媒体層９及び
導波路媒体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆは、上
下いずれかの片面又は両面が保護膜により挟まれていて
も、あるいは保護膜などにより周囲を覆われていてもよ
く、いずれも同様の効果を奏する。

【００８１】また、回折格子層４と、図３、図１２から
図１４における記録媒体層９とは、コア層２上部とクラ
ッド層３との境界だけでなく、コア層２下部とクラッド
層３との境界、あるいはコア層２の上下両部とクラッド
層３との境界に配置してもよく、いずれも同様の効果を
奏する。

【００８２】また、物体光１０、参照光５’及び励起光
５”は、導波路媒体の下方から入射させても上方から入
射させてもよく、いずれも同様の効果を奏する。また、
参照光５及び励起光５”は、導波路媒体の左側から入射
させても右側から入射させてもよく、いずれも同様の効
果を奏する。なお、上記光（参照光５、励起光５”、物
体光１０など）の入射方向が変わると、伝搬光６，
６’、回折光７，７’、再生光８、エバネセント光１
１，１１’の出射方向も必然的に変わるが、これらの出
射方向が変わっても上記と同様の効果を奏する。

【００８３】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計等も含まれる。

【００８４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、回折格子層（又は記録媒体層、以下同じ）に
は、記録情報がホログラム記録され、コア層に参照光を
入射させると、参照光はコア層を伝搬光として伝搬し、
伝搬光は回折格子層により回折され、回折格子層に記録
された記録情報を再生光として出射してホログラム再生
像を結像し、ホログラム再生像からの再生光の光強度を
検出することにより、前記記録情報を再生するので、コ
ア層、回折格子層及びクラッド層などを多層化しても記
録情報の信号劣化が非常に小さくなり、多層化による記
録情報の高密度大容量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係る導波路媒体の構
成と再生過程を示す断面図である。

【図２】 本発明の第２実施形態に係る導波路媒体の構
成と記録・再生過程を示す断面図である。

【図３】 本発明の第３実施形態に係る導波路媒体の構
成と記録・再生過程を示す断面図である。

【図４】 本発明の第１実施形態に係る導波路媒体に記
録された情報の再生方法を示す概念図である。

【図５】 本発明の第１実施形態に係る導波路媒体に記
録された情報の再生方法の詳細を示す概念図である。

【図６】 本発明の第４実施形態に係る導波路媒体の構
成と再生方法を示す概念図である。

【図７】 本発明の実施形態に係る導波路媒体とノイズ
除去方法を示す概念図である。

【図８】 本発明の第５実施形態に係るノイズ除去方法
を示す概念図である。

【図９】 本発明の第６実施形態に係る導波路媒体と記
録過程を示す断面図である。

【図１０】 本発明の第６実施形態に係る導波路媒体と
他の記録過程を示す断面図である。

【図１１】 本発明の第６実施形態に係る導波路媒体と
再生過程を示す断面図である。

【図１２】 本発明の第７実施形態に係る導波路媒体と
記録過程を示す断面図である。

【図１３】 本発明の第７実施形態に係る導波路媒体と
他の記録過程を示す断面図である。

【図１４】 本発明の第７実施形態に係る導波路媒体と
再生過程を示す断面図である。

【図１５】 本発明の第９実施形態に係る参照光などの
入射方法を示す断面図である。

【図１６】 本発明の実施形態における再生光の形成過
程を示す説明図である。

【図１７】 従来のＤＶＤの媒体の断面と記録再生方法
を示す模式図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 導波路媒体 １’ｂ，１’ｅ 導波路基板 ２ コア層 ３ クラッド層 ４ 回折格子層 ４’ グレーティング ５，５’ 参照光 ５” 励起光 ６，６’ 伝搬光 ７，７’ 回折光 ８，８’ 再生光 ９ 記録媒体層 １０ 物体光 １１，１１’ エバネセント光 １２ 結像面 １２’ 結像面上の明点 １３，１３’ ，１４ 集光器 １５ 光検出器 １６ 光分岐器 １７ ４５度ミラー １８ マスク層 １９ 加熱光 ２０，２０’ マスク １００ 媒体 １０１ 記録媒体層 １０２ 分離層 １０３ 記録用光 １０４，１０４’ レンズ １０５ 再生用光 １０６ 反射光 １０７ ビームスプリッタ １０８ 光検出器 １０９ 再生光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 雅浩 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 遠藤 勝博 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2K008 AA04 BB05 CC01 DD02 DD03 DD13 DD15 DD23 EE01 EE04 EE07 HH01 HH06 HH18 5D090 AA01 BB12 CC01 CC04 CC14 DD01 FF11 FF50

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟む
   ように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層と
   前記クラッド層との境界に設けた１つ以上の回折格子層
   とを少なくとも有して構成される導波路媒体を用いる光
   記録再生方法であって、 前記回折格子層には、記録情報がホログラム記録されて
   おり、 前記コア層に参照光を入射し、当該参照光が前記コア層
   内を伝搬光として伝搬して前記回折格子層により回折さ
   れ、前記回折格子層に記録された記録情報が含まれる再
   生光が出射されてホログラム再生像として結像した場合
   に、当該ホログラム再生像を集光器で集光し、 集光された当該光を光学系により光検出器まで導き、当
   該光検出器で当該光の光強度を検出することを特徴とす
   る光記録再生方法。
2. 【請求項２】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟む
   ように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層と
   前記クラッド層との境界に設けた１つ以上の回折格子層
   とを少なくとも有して構成される導波路基板を有すると
   ともに、前記導波路基板の片面あるいは両面に配置した
   記録媒体層を有して構成される導波路媒体を用いる光記
   録再生方法であって、 前記記録媒体層には、記録情報がホログラム記録されて
   おり、 前記コア層に参照光を入射し、当該参照光が前記コア層
   内を伝搬光として伝搬して前記回折格子層により回折光
   として回折され、当該回折光が前記記録媒体層により回
   折され、前記記録媒体層に記録された記録情報が含まれ
   る再生光が出射されてホログラム再生像として結像した
   場合に、当該ホログラム再生像を集光器で集光し、 集光された当該光を光学系により光検出器まで導き、前
   記光検出器で当該光の光強度を検出することを特徴とす
   る光記録再生方法。
3. 【請求項３】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟む
   ように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層と
   前記クラッド層との境界に設けた１つ以上の記録媒体層
   とを少なくとも有して構成される導波路媒体を用いる光
   記録再生方法であって、 前記記録媒体層には、記録情報がホログラム記録されて
   おり、 前記コア層に参照光を入射し、当該参照光が前記コア層
   内を伝搬光として伝搬して前記記録媒体層により回折さ
   れ、前記記録媒体層に記録された記録情報が含まれる再
   生光が出射されてホログラム再生像として結像した場合
   に、当該ホログラム再生像を集光器で集光し、 集光された当該光を光学系により光検出器まで導き、当
   該光検出器で当該光の光強度を検出することを特徴とす
   る光記録再生方法。
4. 【請求項４】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟む
   ように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層と
   前記クラッド層との境界に設けた１つ以上の回折格子層
   とを少なくとも有して構成される導波路基板を有すると
   ともに、前記導波路基板の片面あるいは両面に配置した
   記録媒体層を有して構成される導波路媒体を用いる光記
   録再生方法であって、 記録過程では、 前記コア層の端面から当該コア層に参照光を入射した
   際、当該参照光が前記コア層内を伝搬光として伝搬して
   前記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射
   される回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方の
   いずれか一方から入射した参照光とのいずれか一方と、 前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から
   入射させた物体光とを前記記録媒体層で干渉させ、 前記コア層の端面から前記コア層に励起光を入射した
   際、当該励起光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
   記回折格子層により回折され、前記記録媒体層に照射さ
   れる回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のい
   ずれか一方から入射した励起光とのいずれか一方によっ
   て、前記記録媒体層で干渉させた部位を励起させること
   により、前記記録媒体層に記録情報をホログラム記録
   し、 再生過程では、 前記コア層の端面から前記コア層に参照光を入射した
   際、当該参照光が前記コア層内を伝搬光として伝搬して
   前記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射
   される回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方の
   いずれか一方から入射した参照光とのいずれか一方が、
   前記記録媒体層で回折されることで、前記記録媒体層に
   ホログラム記録された記録情報を含む再生光が出射した
   場合に、当該再生光に含まれる前記記録情報を検出する
   ことを特徴とする光記録再生方法。
5. 【請求項５】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟む
   ように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層と
   前記クラッド層との境界に設けた1つ以上の記録媒体層
   とを少なくとも有して構成される導波路媒体を用いる光
   記録再生方法であって、 記録過程では、 前記コア層の端面から前記コア層に参照光を入射した
   際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
   記記録媒体層にしみ出したエバネセント光と、前記導波
   路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射した
   参照光とのいずれか一方と、 前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から
   入射させた物体光とを前記記録媒体層で干渉させ、 前記コア層の端面から前記コア層に励起光を入射した
   際、当該励起光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
   記記録媒体層にしみ出したエバネセント光と、前記導波
   路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射した
   励起光とのいずれか一方によって、前記記録媒体層で干
   渉させた部位を励起させることにより、前記記録媒体層
   に記録情報をホログラム記録し、 再生過程では、 前記コア層の端面から前記コア層に参照光を入射した
   際、当該参照光が前記コア層を伝搬してなる伝搬光と、
   前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から
   入射した参照光とのいずれか一方が、前記記録媒体層で
   回折されることで、前記記録媒体層にホログラム記録さ
   れた記録情報を含む再生光が出射した場合に、当該再生
   光に含まれる前記記録情報を検出することを特徴とする
   光記録再生方法。
6. 【請求項６】 前記導波路媒体の上部あるいは上方に、
   加熱すると透明化するマスクを配置し、前記記録情報の
   再生をするときに、前記マスクにおける前記導波路媒体
   の再生部分の上の部位を加熱することを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれか１項記載の光記録再生方法。
7. 【請求項７】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟む
   ように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層と
   前記クラッド層との境界に設けられているとともに記録
   情報がホログラム記録されている１つ以上の回折格子層
   とを少なくとも有して構成される導波路媒体を有してな
   る光記録再生装置であって、 前記導波路媒体は、前記コア層に参照光が入射した際、
   当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前記回
   折格子層により回折され、前記回折格子層に記録された
   記録情報が含まれる再生光として出射して、ホログラム
   再生像を結像させるものであり、 前記ホログラム再生像を集光する集光器と、 当該集光器によって集光された光の光強度を検出する光
   検出器とを有することを特徴とする光記録再生装置。
8. 【請求項８】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟む
   ように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層と
   前記クラッド層との境界に設けた１つ以上の回折格子層
   とを少なくとも有して構成される導波路基板と、当該導
   波路基板の片面あるいは両面に配置されているとともに
   記録情報がホログラム記録される記録媒体層とから構成
   される導波路媒体とを有してなる光記録再生装置であっ
   て、 前記導波路媒体は、前記コア層に参照光が入射した際、
   当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前記回
   折格子層により回折光として回折され、当該回折光が前
   記記録媒体層により回折され、前記記録媒体層に記録さ
   れた記録情報が含まれる再生光として出射して、ホログ
   ラム再生像を結像させるものであり、 前記ホログラム再生像を集光する集光器と、 当該集光器によって集光された光の光強度を検出する光
   検出器とを有することを特徴とする光記録再生装置。
9. 【請求項９】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟む
   ように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層と
   前記クラッド層との境界に設けられているとともに記録
   情報がホログラム記録される１つ以上の記録媒体層とを
   少なくとも有して構成される導波路媒体を有してなる光
   記録再生装置であって、 前記導波路媒体は、前記コア層に参照光が入射した際、
   当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前記記
   録媒体層により回折され、前記記録媒体層に記録された
   記録情報が含まれる再生光として出射して、ホログラム
   再生像を結像させるものであり、 前記ホログラム再生像を集光する集光器と、 当該集光器によって集光された光の光強度を検出する光
   検出器とを有することを特徴とする光記録再生装置。
10. 【請求項１０】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟
    むように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層
    と前記クラッド層との境界に設けた１つ以上の回折格子
    層とを少なくとも有して構成される導波路基板と、当該
    導波路基板の片面あるいは両面に配置されているととも
    に記録情報がホログラム記録される記録媒体層とから構
    成される導波路媒体とを有してなる光記録再生装置であ
    って、 前記導波路媒体は、 前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射した
    際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
    記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射す
    る回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のいず
    れか一方から入射した参照光とのいずれか一方と、 前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から
    入射した物体光とが前記記録媒体層で干渉し、 前記コア層の端面から当該コア層に励起光が入射した
    際、当該励起光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
    記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射す
    る回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のいず
    れか一方から入射した励起光とのいずれか一方によっ
    て、前記記録媒体層が励起することで、 前記記録媒体層における前記干渉が生じた部位と前記励
    起が生じた部位との重複部分に記録情報がホログラム記
    録されるものであるとともに、 前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射した
    際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
    記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射す
    る回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のいず
    れか一方から入射した参照光とのいずれか一方を、前記
    記録媒体層で回折して、前記記録媒体層にホログラム記
    録された記録情報を含む再生光を出射するものであるこ
    とを特徴とする光記録再生装置。
11. 【請求項１１】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟
    むように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層
    と前記クラッド層との境界に設けられるとともに記録情
    報がホログラム記録される1つ以上の記録媒体層とを少
    なくとも有して構成される導波路媒体を有してなる光記
    録再生装置であって、 前記導波路媒体は、 前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射した
    際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
    記記録媒体層にしみ出したエバネセント光と、前記導波
    路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射した
    参照光とのいずれか一方と、 前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から
    入射した物体光とが前記記録媒体層で干渉し、 前記コア層の端面から当該コア層に励起光が入射した
    際、当該励起光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
    記記録媒体層にしみ出したエバネセント光と、前記導波
    路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射させ
    た励起光とのいずれか一方によって、前記記録媒体層が
    励起することで、 前記記録媒体層における前記干渉が生じた部位と前記励
    起が生じた部位との重複部分に記録情報がホログラム記
    録されるものであるとともに、 前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射した
    際、当該参照光が前記コア層を伝搬してなる伝搬光と、
    前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から
    入射した参照光とのいずれか一方を、前記記録媒体層で
    回折して、前記記録媒体層にホログラム記録された記録
    情報を含む再生光を出射するものであることを特徴とす
    る光記録再生装置。
12. 【請求項１２】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟
    むように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層
    と前記クラッド層との境界に設けた１つ以上の回折格子
    層とを少なくとも有して構成される導波路基板と、当該
    導波路基板の片面あるいは両面に配置されているととも
    に記録情報がホログラム記録される記録媒体層とから構
    成される導波路媒体とを有してなる光記録再生装置であ
    って、 前記導波路媒体は、 前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射した
    際、当該参照光が前記コア層を伝搬光として伝搬して前
    記回折格子層により回折されて前記記録媒体層に照射す
    る回折光と、前記導波路媒体の上方あるいは下方のいず
    れか一方から入射した参照光とのいずれか一方を、前記
    記録媒体層で回折して、前記記録媒体層にホログラム記
    録された記録情報を含む再生光を出射するものであるこ
    とを特徴とする光記録再生装置。
13. 【請求項１３】 １つ以上のコア層と、前記コア層を挟
    むように配置した２つ以上のクラッド層と、前記コア層
    と前記クラッド層との境界に設けられるとともに記録情
    報がホログラム記録される1つ以上の記録媒体層とを少
    なくとも有して構成される導波路媒体を有してなる光記
    録再生装置であって、 前記導波路媒体は、 前記コア層の端面から当該コア層に参照光が入射した
    際、当該参照光が前記コア層を伝搬してなる伝搬光と、
    前記導波路媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から
    入射した参照光とのいずれか一方を、前記記録媒体層で
    回折して、前記記録媒体層にホログラム記録された記録
    情報を含む再生光を出射するものであることを特徴とす
    る光記録再生装置。
14. 【請求項１４】 前記光記録再生装置は、 前記導波路媒体の上部あるいは上方に配置されて加熱す
    ると透明化するマスクと、 前記記録情報の再生をするときに、前記マスクにおける
    前記導波路媒体の再生部分の上の部位を加熱する加熱手
    段とを有することを特徴とする請求項７乃至１３のいず
    れか１項記載の光記録再生装置。