JP2009176404A - ホログラフィー記録媒体及びその記録媒体用ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラフィー記録媒体及びその記録媒体用ピックアップを提供する。
【解決手段】改良されたサーボ構造を有するホログラフィー記録媒体９に関し、ホログラフィー記録媒体９は、ホログラムを記憶するためのホログラム層９６と、ホログラフィー記録媒体に対してホログラムの読み出し及び／又は記録のための光ビームを位置決めするためのサーボ層とを有する。このサーボ層は、本質的に平坦な色素記録層９８である。このようなホログラフィー記録媒体９と共に使用するためのホログラフィーピックアップが、サーボ情報９９を記録するための色素記録層９８と相互作用する光ビーム１４を生成する光源を含んでいる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホログラフィー記録媒体（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ）及びその記録媒体用ピックアップに関し、より具体的には、改良されたサーボ構造を有するホログラフィーディスク媒体に関する。特に、ホログラフィー記録媒体用の光ピックアップ（ｏｐｔｉｃａｌ ｐｉｃｋｕｐ）に関する。

ホログラフィーデータ記憶（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｄａｔａ ｓｔｒａｇｅ）では、ディジタルデータが、２つのコヒーレントなレーザービームの重ね合わせによって生成された干渉縞を記録（ｒｅｃｏｒｄ）することによって記憶（ｓｔｒａｇｅ）される。ホログラフィーデータ記憶の１つの利点は、例えば、２つのビーム間の角度又は波長を変化させること、位相符号化された参照ビームを使用することなどによって、多データを同じ容積の中に記憶できることである。情報を確実に取り出すためには、読み出し時におけるホログラフィー記憶システムの物理的特性が、記録時におけるものと同じでなければならない。これは、参照ビームが、同じ波長、同じ波面誤差、同じビームプロファイル（ｂｅａｍ ｐｒｏｆｉｌｅ）、同じ位相符号（位相符号化多重方式が使用される場合には）などを有する必要があることを意味する。しかも、ホログラムは、同じ角度の下でかつ同じ位置で照明されなければならない。必要なフォーカス及びトラックサーボ（ｆｏｃｕｓｉｎｇ ａｎｄ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｓｅｒｖｏ）を厳密に制御するためには、ホログラフィー記録媒体のホログラフィー材料の下部に、追加的な層としてサーボ層を有することが有利である。

ホリマイ（Ｈｏｒｉｍａｉ）らが、ホログラフィーディスク媒体のホログラフィー材料の下部に、案内構造としてＤＶＤ（ディジタル多用途ディスク）と同様の基板を有するという構想を開示している（例えば、特許文献１参照）。この場合では、サーボ光ビームが、ホログラフィービーム、すなわち、ホログラフィー記録又は読み出し用に使用される光ビームと同じ対物レンズで、ホログラフィーディスク媒体の上に合焦される。ホログラフィービーム及びサーボビームが相互に相対的に固定されるとき、サーボビームは、ホログラフィー記録用に使用されるビームに対する参照の役割を果たすことができる。サーボビームが案内構造の上に合焦されるのに対して、ホログラフィービームは、選択されたホログラフィー記録過程に適切であるように合焦される。この方策は、記録されたホログラムの取り出しを容易にするけれども、欠点は、サーボ層の案内構造が、ホログラムの記録又は読み出し用の光に干渉することである。したがって、この層は、二色性ミラー層及びいわゆる平坦化層（ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ ｌａｙｅｒ）で、ホログラム層から分離されなければならない。これは、ホログラフィーディスク媒体の製造を複雑にし、したがって、高価なものにする。

欧州特許出願公開第１３１０９５２号明細書（ＥＰ１３１０９５２Ａ２）

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ホログラフィー記録媒体及びその記録媒体用ピックアップを提供することにある。

本発明によれば、この目的は、複数のホログラムを記憶するためのホログラム層（ｈｏｌｏｇｒａｍ ｌａｙｅｒ）と、ホログラフィー記録媒体に対して前記ホログラムの読み出し及び／又は記録のための光ビームを位置決めするためのサーボ層（ｓｅｒｖｏ ｌａｙｅｒ）とを有するホログラフィー記録媒体であって、前記サーボ層が、本質的に平坦な色素記録層（ｄｙｅ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｌａｙｅｒ）であることを特徴とするホログラフィー記録媒体によって実現される。

本発明は、専用の色素記録層と組み合わせて空白のディスク基板を使用することによって、上述した平坦化層を作製する必要性を排除する。これは、ホログラフィー記録媒体の製造を大幅に簡素化する。色素記録層をミラーのようなフォーマットされていない表面上に施すことによって、予めフォーマットされた基板によって引き起こされる波面歪みが発生しない。同時に、任意のサーボ構造が、色素記録層、例えば、ＤＶＤのようなサーボ層の中へ記録されうる。色素記録層の他の方法が、位相変化材料を使用する色素記録層である。サーボ構造の記録後であっても色素記録層を平坦に維持するために、色素記録層の材料が、記録時に伸張を被らないか又はほんの僅かしか被らなければ有利である。

サーボ情報は、好都合なことに媒体の製造後に提供される。ホログラフィーディスクの場合では、サーボ情報が、有利なことに、螺旋トラック又は同心トラックの一方を含む。これらのトラックは、高精度記録器システムがディスク原盤作製のために同様に使用されるように、この記録器システム、例えば、スピンスタンド（ｓｐｉｎ−ｓｔａｎｄ）で記録される。多ビーム技術を使えば、この種の媒体初期化が十分に速く実行され、特に、簡素なトラック構造が施される場合に、十分な低いサイクル時間で記録媒体を製造することを妨げない。

記録用のホログラフィー記録媒体を準備するために、サーボ情報が色素記録層の中に記録される。これが記録媒体の製造直後に行われない場合には、有利なことに、ホログラフィーピックアップが、この目的のためにホログラフィー記憶システムの中に設けられる。ホログラフィー記録媒体からホログラムを読み出し、かつ／又はこの記録媒体の中にホログラムを記録するホログラフィー光ビームを生成する光源の他に、このピックアップは、サーボ情報を記録する色素記録層と相互作用する光ビームを生成する光源をさらに含んでいる。

色素記録層の材料は、第１の波長に対して感応性であるが、第２の波長に対して非感応性であることが好ましい。このような様態で、サーボ情報は、例えば、サーボ光ビームの出力を増大することによって、サーボ光ビームで記録されうるが、ホログラフィー光ビームによって影響されない状態に留まる。他の方法では、色素記録層は、合焦された光ビームがサーボ情報を記録できるのに対して、非合焦又は合焦不良の光ビームがサーボ情報を記録できないような様態で堆積される。さらなる他の方法として、色素記録層の材料は、サーボ光ビームの波長に対しても感応性ではなく、ホログラフィー光ビームの波長に対しても感応性ではないが、第３の波長に対して感応性である。この場合では、サーボ情報は、第３の波長にある光ビームを放出する専用の光源で記録される。当然のことであるが、合焦された光ビームでサーボ情報を記録するのではなく、全色素記録層を照明するためにマスクを使用して、単一の工程でサーボ情報を記録することも可能である。

他の方法では、サーボ情報の一部が単一の照明工程で記録されるのに対して、他の部分が、合焦された光ビームを使用して記録される。これは、とりわけ、ある程度の一般的なサーボ情報を媒体製造の一部として記録することを可能にするのに対して、より特定的な又は使用者作成サーボ情報が、ホログラフィー記録媒体の使用時に記録される。

有利なことに、色素記録層は、サーボ光ビームに使用される波長とホログラフィー光ビームに使用される波長とに関して、二色性の特性を有する。これは、色素記録層の中に記録された情報が、ホログラフィー光ビームの反射率又は位相の変調を引き起こさないことを意味する。このような様態で、二色性層はもはや不必要になって割愛可能であり、これは、ホログラフィー記録媒体の製造をさらに簡素化する。

有利なことに、ホログラフィー記録媒体は、ホログラフィーディスクである。しかし、本発明は、ホログラフィー記憶カードなどのような、他の種類のホログラフィー記録媒体にも同様に応用可能である。

より適切な理解のために、ここで図を参照して、本発明を以下の説明においてさらに詳細に説明する。本発明は、この例示的な実施形態に限定されるものではなく、特定された特徴構造も、本発明の範囲から逸脱することなく適切に組合せ可能でありかつ／又は変更可能であることが理解される。

ホログラフィー記憶システムで使用されるホログラフィーピックアップを模式的に示す図である。 従来のホログラフィー記録媒体を示す断面図である。 本発明に係るホログラフィー記録媒体を示す断面図である。

ホログラフィーデータ記憶では、ディジタルデータが、２つのコヒーレントなレーザービームの重ね合わせによって生成された干渉縞を記録することによって記憶される。

図１は、ホログラフィー記憶システムで使用されるホログラフィーピックアップを模式的に示す図で、ホログラフィー記憶システムで使用するためのホログラフィーピックアップ１の例示的な構成が示されている。コヒーレント光源、例えば、レーザーダイオード２が光ビーム３を放出し、この光ビーム３は、コリメーティングレンズ４によってコリメートされる（ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ）。典型的には、光ビーム３は、青又は緑の波長域にある。次いで光ビーム３は、２つの他の光ビーム６，７に分割される。実施例では、光ビーム３の分割が、ビーム分割器ＢＳを使用して達成される。しかし、この目的のために他の光学的構成要素を使用することも同様に可能である。空間光変調器（ＳＬＭ）５が、２次元データ模様を印すために、２つの光ビームの一方、すなわち、いわゆる「物体ビーム」６を変調する。物体ビーム６及び他方の光ビーム、すなわち、いわゆる「参照ビーム」７は共に、対物レンズ８によって、ホログラフィー記録媒体９、例えば、ホログラフィーディスクの中へ合焦される。物体ビーム６と参照ビーム７との交差部分に干渉縞が出現し、これがホログラフィー記録媒体９の光感応層の中に記録される。

記憶されたデータは、記録されたホログラムを参照ビーム７のみで照明することによって、ホログラフィー記録媒体９から取り出される。参照ビーム７は、ホログラム構造によって回折されて、元の物体ビーム６の複写、すなわち、再現された物体ビーム１０を生成する。この再現された物体ビーム１０は、対物レンズ８によってコリメートされ、第１のビーム分割器１１によって、２次元アレイ検出器１２、例えば、ＣＣＤアレイの上に誘導される。アレイ検出器１２は、記録されたデータの再現を可能にする。

ホログラフィー記録媒体９に対する物体ビーム６及び参照ビーム７の位置決めを簡素化するために、ホログラフィー記録媒体９にはサーボ層が設けられる。ホログラフィーピックアップ１は、サーボ光ビーム１４を生成するためのさらなる光源１３を具備する。サーボ光ビーム１４は、通常では赤の波長域にある。サーボ光ビーム１４は、さらなるコリメーティングレンズ１５によってコリメートされ、第２のビーム分割器１７によって物体ビーム６及び参照ビーム７のビーム経路の中へ結合される。次いで、サーボ光ビーム１４は、対物レンズ８によってサーボ層の上に合焦される。サーボ層によって反射された光ビームは、対物レンズ８によって再びコリメートされ、第２のビーム分割器１７及び第３のビーム分割器１８によって検出器２０に向かって誘導される。レンズ１９が、反射された光ビームを検出器２０の上に合焦する。サーボ光ビーム１４は、有利なことに、物体ビーム６及び参照ビーム７とは異なる波長を有する。この場合では、波長選択ビーム分割器が、第２のビーム分割器１７として使用可能である。サーボ光ビーム１４は、さらに、線形偏光された光ビームであることが好ましく、これは、第３のビーム分割器１８を偏光選択ビーム分割器として実施することを可能にする。次に、サーボ光ビーム１４の経路は、反射されたサーボ光ビーム１４の偏光方向を、光源１３によって放出されたサーボ光ビーム１４の偏光方向に対して９０度回転させるために、１／４波長板１６を含んでいる。

上述したように、サーボ光ビーム１４は、ホログラフィー記録用に使用された光ビーム６，７と同じ対物レンズ８で、ホログラフィー記録媒体９の上に合焦される。ホログラフィー光ビーム６，７及びサーボ光ビーム１４は相互に相対的に固定され、サーボ光ビーム１４は、ホログラフィー記録用に使用された光ビーム６，７に対する参照としての役割を果たす。ホログラフィー光ビーム６，７及びサーボ光ビーム１４は、それらの異なる波長とそれらの異なるコリメーション（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ）とにより、異なる焦点を有する。

図２は、従来のホログラフィー記録媒体を示す断面図で、ホログラフィー記録媒体９の断面図が示されている。このホログラフィー記録媒体９は、ホログラム層９６及びサーボ層９２を有する。サーボ光ビーム１４は、サーボ層９２の案内構造の上に合焦されており、この構造が、サーボ層９２と平坦化層９３との間の鋸歯様の境界によって図示されている。この図２では、案内構造のサイズが図示目的のために誇張されている。対照的に、ホログラフィー光ビーム６，７は、ホログラム層９６及びスペーサ層９５を透過して、サーボ光ビーム１４の波長に関して透明であるが、ホログラフィー光ビーム６，７の波長に関して反射性である二色性ミラー層（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｍｉｒｒｏｒ ｌａｙｅｒ）９４の上に、選択されたホログラフィー記録過程に適切であるように合焦される。サーボ層９２は、基板９１の上に配置され、平坦化層９３によってミラー層９４から分離される。被覆層９７がホログラム層９６の上に配置される。適合された平坦化層９３によって分離されたサーボ層９２をホログラム層９６の上に配置することも同様に可能である。しかし、この場合では、サーボ層９２によって引き起こされるホログラフィー光ビーム６，７の歪みは、ホログラフィービーム６，７が、サーボ層９２を通過するときに比較的に大きな直径を有するように、例えば、ホログラム層９６とサーボ層９２との間の距離を増大させることによって補償されなければならない。

図３は、本発明に係るホログラフィー記録媒体を示す断面図で、ホログラフィー記録媒体９の断面図を示している。サーボ層９２及び平坦化層９３は、専用の色素記録層９８によって置き換えられている。他の方法では、色素記録層９８が位相変化材料から作製される。色素記録層９８は、本質的に平坦な（フォーマットされていない）基板９１の上に配置され、よって同様に本質的に平坦である。したがって、色素記録層９８には穴又は凹みがない。色素記録層９８は、例えば、位相変化材料又は色素材料で実現される。サーボ情報９９が色素記録層９８の中へ記録される。色素記録層９８は、特に、ホログラフィー光ビーム６，７の反射率又は位相の変調が、サーボ情報９９によって引き起こされないような様態で有利に設計される。これは、例えば、位相変化時にサーボ光ビームの波長ではその反射率を変化させるのに対して、ホログラフィー光ビームの波長では反射率が変化しない材料を使用することによって達成される。この場合では、図３に示されたように、二色性ミラー層９４も割愛可能である。

専用の色素記録層９８がミラー様表面の上に施されるので、予めフォーマットされた基板からの波面歪みが発生しない。したがって、色素記録層９８は、平坦化層９３の必要性を排除する。その結果として、任意のトラック又はサーボ構造、例えば、トラックを有するＤＶＤ様サーボ構造が、色素記録層９８の中へ記録されうる。有利なことに、サーボ情報９９は、媒体の製造後に施される。光ディスクの場合では、サーボ情報９９が、螺旋データトラック又は同心データトラックを含んでいる。これらのトラックは、高精度記録器システムがディスク原盤作製のために同様に使用されるように、この記録器システムで記録されることが好ましい。

１ ホログラフィーピックアップ
２ レーザーダイオード
３ 光ビーム
４ コリメーティングレンズ
５ 空間光変調器（ＳＬＭ）
６，７ ホログラフィー光ビーム
８ 対物レンズ
９ ホログラフィー記録媒体
１０ 物体ビーム
１１ 第１のビーム分割器
１２ ２次元アレイ検出器
１３ 光源
１４ サーボ光ビーム
１５ コリメーティングレンズ
１６ １／４波長板
１７ 第２のビーム分割器
１８ 第３のビーム分割器
１９レンズ
２０ 検出器
９１ 基板
９２ サーボ層
９３ 平坦化層
９４ 二色性ミラー層
９５ スペーサ層
９６ ホログラム層
９７ 被覆層
９８ 色素記録層
９９ サーボ情報

Claims (8)

1. 複数のホログラムを記憶するためのホログラム層と、ホログラフィー記録媒体に対して前記ホログラムの読み出し及び／又は記録のための光ビームを位置決めするためのサーボ層とを有するホログラフィー記録媒体であって、前記サーボ層が、本質的に平坦な色素記録層であることを特徴とするホログラフィー記録媒体。
2. 前記色素記録層の材料は、第１の波長に対しては感応性であるが、第２の波長に対しては非感応性であることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィー記録媒体。
3. 前記色素記録層は、サーボ光ビームに使用される波長とホログラフィー光ビームに使用される波長とに関して、二色性の特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のホログラフィー記録媒体。
4. 前記色素記録層の中に記録された情報が、前記ホログラフィー光ビームの反射率又は位相の変調を引き起こさないことを特徴とする請求項３に記載のホログラフィー記録媒体。
5. ホログラフィー記録媒体を準備する方法であって、前記ホログラフィー記録媒体の本質的に平坦な色素記録層の中にサーボ情報を記録するステップを有することを特徴とする方法。
6. 前記色素記録層の中に記録された前記サーボ情報は、螺旋トラック又は同心トラックの一方を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 請求項１乃至４のいずれかに記載のホログラフィー記録媒体と共に使用するためのホログラフィー記憶システム用のホログラフィーピックアップであって、
   前記ホログラフィー記録媒体からホログラムを読み出し、かつ／又は前記記録媒体の中にホログラムを記録するためにホログラフィー光ビームを生成する光源と、
   サーボ情報を記録するための前記ホログラフィー記録媒体の本質的に平坦な色素記録層と相互作用する光ビームを生成する光源と
   を含むことを特徴とするホログラフィーピックアップ。
8. 請求項７に記載のホログラフィーピックアップを含むことを特徴とするホログラフィー記憶システム。

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