JP2009063770A - 透過型光記録媒体及びこれにホログラムを記録するホログラム記録装置、ホログラム記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】膜厚方向にデータを複数記録する方式において不要露光を減少させることができる透過型光記録媒体及びこれにホログラムを記録するホログラム記録装置、ホログラム記録方法を提供する。
【解決手段】フォトポリマー等の情報の記録を定着できる記録材料により形成された第１の記録層１２と第２の記録層１４とが、それらの間に配置された偏光板１６を介して積層配置され、透過型光記録媒体１０を構成している。また、第１の記録層１２と第２の記録層１４の表面には、保護層１８，２０が積層されている。この透過型光記録媒体１０には、第１の記録層１２の側から、信号成分を含み、偏光板１６を透過しない第１の偏光を参照光とともに集光して第１の記録層１２にホログラムを記録し、次に偏光板１６を透過する第２の偏光を参照光とともに集光して第２の記録層１４にホログラムを記録する。
【選択図】図１

Description

本発明は、透過型光記録媒体及びこれにホログラムを記録するホログラム記録装置、ホログラム記録方法に関する。

ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）等の従来の光ディスクでは、データをビット単位で平面方向に記録している。そのため、波長の短いレーザの使用等により面記録密度を上げることで大容量化を図っている。

これに対してホログラム記録は、ビット単位での記録ではなく、２次元状に配列されたデジタル情報をページデータとして扱っている。また、レーザ光の干渉縞による体積ホログラムとして記録することで、記録容量の大容量化と高速データ転送を可能にしている。

下記特許文献１では、膜厚方向にデータを複数記録する方式により光記録媒体の厚さ方向を有効利用するホログラム記録方法が提案されている。この方法によれば、光記録媒体の厚さ方向を有効に利用することにより記録容量の向上が可能となる。
特開２００７−２５４１７号公報

記録容量をさらに向上させるためには、記録や定着の際に用いられる光が、光記録媒体の所望する領域以外に照射されること（不要露光）を減少させる必要がある。

本発明の目的は、光記録媒体に対して同方向から記録光（信号光と参照光）を照射し、光記録媒体の膜厚方向に複数のデータを透過型ホログラムとして記録する方式において、不要露光を減少させることができる透過型光記録媒体及びこれにホログラムを記録するホログラム記録装置、ホログラム記録方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の透過型光記録媒体の発明は、情報の記録を定着することが可能な記録材料により形成された第１の記録層と、情報の記録を定着することが可能な記録材料により形成された第２の記録層と、前記第１の記録層と第２の記録層との間に配置された偏光板と、を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、前記第１の記録層と第２の記録層との間に特定の波長の光の透過量を低減させるフィルタを設けたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明であって、前記第１の記録層及び第２の記録層がフォトポリマーで形成されており、前記第１の記録層と第２の記録層の表面のうち、前記偏光板と接している表面の反対側の表面にそれぞれ保護層が積層されていることを特徴とする。

請求項４記載のホログラム記録装置の発明は、コヒーレント光を照射する光源と、前記光源から照射された光から、信号成分を含む直線偏光を生成する偏光生成手段と、前記偏光生成手段が生成した直線偏光を、第１の偏光または前記第１の偏光とは振動方向が異なる第２の偏光に切り替える偏光切替手段と、前記偏光切替手段により切り替えられた前記第１の偏光または第２の偏光を、透過型光記録媒体に対して集光する集光手段と、前記集光手段により前記第１の偏光または第２の偏光が集光される集光位置を、前記第１の偏光と第２の偏光とに応じて、請求項１から請求項３のいずれか一項記載の透過型光記録媒体の前記第１の記録層または第２の記録層に制御する集光位置制御手段と、を備え、前記集光位置に集光された光を前記透過型光記録媒体に透過型ホログラムとして記録することを特徴とする。

請求項５記載のホログラム記録方法の発明は、第１の振動方向を持つ直線偏光である第１の信号光と参照光とを、請求項１から請求項３のいずれか一項記載の透過型光記録媒体の第１の記録層に、前記第１の記録層側から照射して第１の透過型ホログラムを記録し、第１の振動方向とは異なった振動方向の直線偏光である第２の信号光と参照光とを、前記透過型光記録媒体の第２の記録層に、前記第１の記録層側から照射して第２の透過型ホログラムを記録する、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、光記録媒体に対して同方向から記録光を照射し、光記録媒体の膜厚方向に複数のデータを透過型ホログラムとして記録する方式において、本構成を有していない場合に比べて不要露光の影響が少ないホログラム記録を実現できる透過型光記録媒体が提供できる。

請求項２の発明によれば、直線偏光の定着光を用いて第１の記録層を定着処理しなくても、定着光による第２の記録層の不要露光の影響を低減できる透過型光記録媒体が提供できる。

請求項３の発明によれば、他の材料に比べて感度の高いフォトポリマーを用いた記録媒体を提供できる。

請求項４の発明によれば、光記録媒体に対して同方向から記録光を照射し、光記録媒体の膜厚方向に複数のデータを透過型ホログラムとして記録する方式において、本構成を有していない場合に比べて不要露光の影響が少ないホログラム記録を実現できる記録装置を提供できる。

請求項５の発明によれば、光記録媒体に対して同方向から記録光を照射し、光記録媒体の膜厚方向に複数のデータを透過型ホログラムとして記録する方式において、本構成を有していない場合に比べて不要露光の影響が少ないホログラム記録を実現できる記録方法を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１には、本発明にかかる透過型光記録媒体の一実施形態の部分断面図が示される。図１において、透過型光記録媒体１０は、フォトポリマー等の情報の記録を定着することができる記録材料により形成された第１の記録層１２と第２の記録層１４とが、それらの間に配置された偏光板１６を介して積層配置された構造となっている。

ここで、上記フォトポリマーとしては、例えば特許第２８４９０２１号に開示されているような体積記録用のフォトポリマーを使用することができる。これらの材料は、記録を定着させることができ、また異方性を有さず、特定の振動方向を有する直線偏光に対してのみ感光性（吸光度）が高くなることがない。従って、どのような光を照射しても略同一の感光性を有し、同様のホログラムを記録することができる。

また、偏光板１６は特定の偏光角の直線偏光のみを透過させるように設計されたものであり、一般的に偏光フィルタと呼ばれるものなどが採用できる。

また、上記第１の記録層１２と第２の記録層１４とは、一方側の表面すなわち偏光板１６と接している表面の反対側の表面に、それぞれ保護層１８，２０が積層されている。この保護層１８及び保護層２０は、ガラス、ポリカーボネート等の透明材料で形成されており、フォトポリマーに対する保護層として機能する。

図２には、本発明にかかる透過型光記録媒体の他の実施形態の部分断面図が示され、図１と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。図２において特徴的な点は、第１の記録層１２と第２の記録層１４との間に特定の波長の光の透過量を低減させるフィルタ２２を設けた点にある。なお、偏光板１６とフィルタ２２との積層順序は限定されない。

以上に述べた、図１及び図２の透過型光記録媒体は、光記録媒体に対して同方向から記録光（信号光と参照光）を照射し、光記録媒体の膜厚方向に複数のデータを透過型ホログラムとして記録する（膜厚方向における複数箇所でデータを記録する）方式によりホログラムを記録する場合に使用される。

図３には、図１または図２に示された透過型光記録媒体にホログラムを記録し、または再生するホログラム記録・再生装置の一実施形態の構成例が示される。図３において、信号光をホログラムとして記録する際には、レーザ光を発生する光源２４からのコヒーレント光をレンズ２６，２８によって口径の広い平行光にし、偏光子３０及びλ／２板３２を介して空間光変調器３４に入射させる。本実施形態においては、偏光子３０と空間光変調器３４が偏光生成手段にあたる。

ここで、偏光子３０は、上記平行光から直線偏光を生成し、λ／２板３２は、偏光子３０が生成した直線偏光の振動方向を切り替える。具体的には、図１または図２に示された透過型光記録媒体の偏光板１６を透過しない第１の偏光と偏光板１６を透過する第２の偏光とを切り替える。λ／２板３２を直線偏光が通過する場合、その光学軸と出射する直線偏光の振動方向とのなす角度は、理論上光学軸と入射した直線偏光の振動方向とのなす角度の２倍の角度となる。従って、上記第１の偏光と第２の偏光との切り替えは、λ／２板３２を信号光Ｓの光軸を中心として所定の角度回転させ、光学軸と入射した直線偏光の振動方向とのなす角度を制御することにより行うことができる。λ／２板３２の回転制御は、偏光切替部３６が行う。

なお、偏光切替部３６は、偏光子３０を回転させることにより、偏光子３０で生成される直線偏光の振動方向を切り替える構成としてもよい。

上記空間光変調器３４は、例えば液晶パネルにより構成され、図示しないコンピュータによって２値のデジタルデータ「０，１」を例えば「明、暗」としたデジタル画像（２値画像）を表示する。これによって、空間光変調器３４を通過した光は、２値画像の各画素の値に応じて強度変調されて信号光Ｓとなる。空間光変調器３４には、上述したように、偏光子３０及びλ／２板３２により、所定の振動方向を有する第１の偏光または第２の偏光が入射されるので、生じる信号光Ｓも偏光となっている。この信号光Ｓを、フーリエ変換レンズ３８によってフーリエ変換し、図１または図２に示された構造を有する透過型光記録媒体４０に、第１の記録層１２の側から照射する。

なお、上記空間光変調器３４と偏光子３０の配置順序は図３の例に限定されず、空間光変調器３４を偏光子３０よりも光源２４側に配置してもよい。

また、参照光Ｒは、上記信号光Ｓと光軸を共通にして、その外側から透過型光記録媒体４０に照射される。この参照光Ｒも、光源２４からのコヒーレント光をレンズ２６，２８によって平行光にし、偏光子３０及びλ／２板３２を通過させ、空間光変調器３４の外周領域に入射させる。

図４には、空間光変調器３４の表示パターンが示される。図４において、中央領域Ａには、信号光Ｓを生成するための２値画像が表示され、外周領域Ｂには参照光Ｒが透過する。

空間光変調器３４の外周領域を通過した参照光Ｒは、信号光Ｓと同様にフーリエ変換レンズ３８によってフーリエ変換され、透過型光記録媒体４０に照射される。

図３の実施形態においては、集光位置制御部４２が、透過型光記録媒体４０を保持しつつ光軸方向（図の矢印Ａ方向）に移動させることにより、透過型光記録媒体４０とフーリエ変換レンズ３８との距離を調整する。これにより、フーリエ変換レンズ３８により透過型光記録媒体４０に対して第１の偏光または第２の偏光を集光する集光位置を制御することができる。この場合、上記集光位置は、第１の偏光と第２の偏光とに応じて決定される。すなわち、透過型光記録媒体４０に、第１の記録層１２の側から第１の偏光または第２の偏光を照射する場合、偏光板１６を透過しない第１の偏光は、図１または図２に示された第１の記録層１２の厚さ方向における予め設定された位置に集光される。これにより、第１の記録層１２にホログラムを記録している際に、第１の偏光が偏光板１６により遮光され、第２の記録層１４まで到達しないので、第２の記録層１４に不要露光が生じることを回避できる。また、偏光板１６を透過する第２の偏光は、図１または図２に示された第２の記録層１４の厚さ方向における予め設定された位置に集光される。第２の記録層１４の露光の前に第１の記録層１２へのホログラム記録を終了し、適宜な定着光によりフォトポリマーを定着しておけば、第２の記録層１４にホログラムを記録している際に、第１の記録層１２に不要露光が生じることを回避できる。

以上の工程により、透過型光記録媒体４０の第１の記録層１２及び第２の記録層１４の中でフーリエ変換後の信号光Ｓと参照光Ｒとが干渉し、信号光Ｓをホログラムとして膜厚方向の複数箇所においてそれぞれ記録することが可能となる。

上記第１の記録層１２の定着処理は、例えば参照光Ｒを照射してもよいし、図３の光源２４とは別の光源を例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等で形成してもよい。参照光Ｒを照射する場合には、第２の記録層１４に不要露光が生じることを回避するために、参照光Ｒを、偏光板１６を透過しない第１の偏光とする。また、別の光源を使用する場合には、例えば図３に破線で示すように、信号光Ｓ及び参照光Ｒとは別の光路から透過型光記録媒体４０に照射してもよい。また、記録に用いる光とは異なる波長（特定波長）の光を定着光として用い、図２に示されるように、特定波長の光を透過させないフィルタ２２を設け、第１の記録層１２の定着光を遮断すれば、第１の記録層１２の定着処理の際に、第２の記録層１４に不要露光が生じることを回避できる。

なお、本実施形態においては、フィルタ２２は必須の構成ではない。例えば、上述したように第１の記録層１２の定着光として偏光板１６を透過しない第１の偏光により定着処理を行えば、第２の記録層１４の不要露光を回避できる。しかし、フィルタ２２を設けることにより、第１の記録層１２の定着処理に低コストのＬＥＤを使用することができる。

また、図２に示された実施形態において、偏光板１６を使用せず、フィルタ２２のみを設ける構成とした場合、第１の記録層１２におけるホログラム記録を、第２の記録層１４を感光させないような波長の光で実施する必要がある。また、第２の記録層１４のホログラム記録をフィルタ２２を透過する波長の光で実施する必要がある。このため、ホログラム記録用の光源（可干渉性の光である必要があるので、レーザ等の高コストの光源が必要となる）を複数設ける必要が生じ、得策ではない。

次に、図３において、ホログラムの回折光から情報を再生する際には、光源２４からのコヒーレント光から空間光変調器３４により参照光Ｒのみを生成し、フーリエ変換レンズ３８によってフーリエ変換し、透過型光記録媒体４０に照射する。この場合、図４に示された空間光変調器３４において、表示パターンの中央領域Ａを透過する信号光Ｓを遮断し、参照光Ｒのみが外周領域Ｂを透過するように制御する。また、光源２４からのコヒーレント光は、偏光子３０及びλ／２板３２を通過させず、無偏光の光を使用することができる。なお、偏光子３０及びλ／２板３２を通過させて、偏光を再生に使用する場合には、偏光板１６を透過する第２の偏光とする。

以上により発生するホログラムからの回折光を逆フーリエ変換レンズ４４で平行光とし、光検出器４６により受光する。回折光を受光した光検出器４６の出力信号は、コンピュータ等により実現される情報取得部４８に入力され、ホログラムに含まれていた情報を取得する。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、記載の内容を変更しない範囲で種々の応用が可能である。たとえば、本実施の形態では信号光と参照光とを、両者の光軸が一致するように照射する同軸光学系で説明したが、それぞれ別の光路から光記録媒体に照射させる二光波光学系であっても採用できる。

本発明にかかる透過型光記録媒体の一実施形態の部分断面図である。 本発明にかかる透過型光記録媒体の他の実施形態の部分断面図である。 図１または図２に示された透過型光記録媒体にホログラムを記録し、または再生するホログラム記録・再生装置の一実施形態の構成例を示す図である。 空間光変調器の表示パターンを示す図である。

符号の説明

１０ 透過型光記録媒体、１２ 第１の記録層、１４ 第２の記録層、１６ 偏光板、１８，２０ 保護層、２２ フィルタ、２４ 光源、２６，２８ レンズ、３０ 偏光子、３２ λ／２板、３４ 空間光変調器、３６ 偏光切替部、３８ フーリエ変換レンズ、４０ 透過型光記録媒体、４２ 集光位置制御部、４４ 逆フーリエ変換レンズ、４６ 光検出器、４８ 情報取得部。

Claims (5)

1. 情報の記録を定着することが可能な記録材料により形成された第１の記録層と、
   情報の記録を定着することが可能な記録材料により形成された第２の記録層と、
   前記第１の記録層と第２の記録層との間に配置された偏光板と、
   を備えることを特徴とする透過型光記録媒体。
2. 請求項１記載の透過型光記録媒体であって、前記第１の記録層と第２の記録層との間に特定の波長の光の透過量を低減させるフィルタを設けたことを特徴とする透過型光記録媒体。
3. 請求項１または請求項２記載の透過型光記録媒体であって、前記第１の記録層及び第２の記録層はフォトポリマーで形成されており、前記第１の記録層と第２の記録層の表面のうち、前記偏光板と接している表面の反対側の表面にそれぞれ保護層が積層されていることを特徴とする透過型光記録媒体。
4. コヒーレント光を照射する光源と、
   前記光源から照射された光から、信号成分を含む直線偏光を生成する偏光生成手段と、
   前記偏光生成手段が生成した直線偏光を、第１の偏光または前記第１の偏光とは振動方向が異なる第２の偏光に切り替える偏光切替手段と、
   前記偏光切替手段により切り替えられた前記第１の偏光または第２の偏光を、透過型光記録媒体に対して集光する集光手段と、
   前記集光手段により前記第１の偏光または第２の偏光が集光される集光位置を、前記第１の偏光と第２の偏光とに応じて、請求項１から請求項３のいずれか一項記載の透過型光記録媒体の前記第１の記録層または第２の記録層に制御する集光位置制御手段と、
   を備え、前記集光位置に集光された光を前記透過型光記録媒体に透過型ホログラムとして記録することを特徴とするホログラム記録装置。
5. 第１の振動方向を持つ直線偏光である第１の信号光と参照光とを、請求項１から請求項３のいずれか一項記載の透過型光記録媒体の第１の記録層に、前記第１の記録層側から照射して第１の透過型ホログラムを記録し、
   第１の振動方向とは異なった振動方向の直線偏光である第２の信号光と参照光とを、前記透過型光記録媒体の第２の記録層に、前記第１の記録層側から照射して第２の透過型ホログラムを記録する、
   ことを特徴とするホログラム記録方法。

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