JP2009252304A - フォトンモード記録用光記録媒体及びフォトンモード記録用光記録再生システム - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジ等を設けなくても、単体で光エネルギー記録ができるフォトンモード記録用光記録媒体及びフォトンモード記録用光記録再生システムを提供する。
【解決手段】フォトンモード記録用光記録媒体であるホログラム記録媒体１０のホログラム記録材料層１２は、ガラス基板１４、１６に挟持され、光入射面側及び光出射面側に、ロイコ染料と長鎖アルキル基を有する顕色剤の分子集合体からなり、加熱により遮光状態を光透過状態とすることができる光透過率変化材料からなる光透過率変化層２２、２４が設けられて遮光されており、情報の記録時又は読み出し時にのみ、光透過率変化層２２、２４を光透過状態とすることによってレーザー光がホログラム記録材料層１２に照射され、レーザー光の照射後に光透過率変化層２２、２４は遮光状態となるようにされている。ホログラム記録再生システムは、ホログラム記録媒体１０の記録再生を行うようにされている。
【選択図】図１

Description

この発明は、光エネルギー記録（フォトンモード記録）ができる光記録媒体及びこの光記録媒体に記録をするための光記録システムに関する。

従来、光記録媒体及び磁気記録媒体が世の中に広く知られている。これらの光記録媒体及び磁気記録媒体は、共に２次元で情報を記録再生するものであり、より多くの情報を記録再生するために記録密度を上げるには、情報ビットを微細化していく必要がある。記録密度を上げる方法として、記録する面（層）を積層して多層にする方法が提案されている。このような多層記録を行うには、各記録層に記録できる程度に光の透過率（光透過率）を確保する必要がある。

従来の光記録方式では、光を集光、照射し、照射した場所で光エネルギーを熱エネルギーに変換することで、記録膜の状態を変化させて記録を行っていた。光エネルギーを熱エネルギーに変換するには、記録膜そのものが光エネルギーを吸収する必要がある。光エネルギーを吸収することは、光透過率の低下につながり、記録することのできる記録層の数（多層記録数）に限界が生じることとなる。従って、従来の光記録方式では、多層記録数は８が限界と言われている。

このような状況から、光エネルギーを熱エネルギーに変換することなく、光エネルギーそのもので記録を行う方式が提案されている。このような方式をフォトンモード記録という。フォトンモード記録を行う場合、一般にエネルギーに対する閾値性がないため、太陽光等の外部光で感光してしまう。そのため、フォトンモード記録用光記録媒体の保管時には、カートリッジ等で遮光する必要がある。

このような、カートリッジで遮光されたフォトンモード記録用光記録媒体として、特許文献１に示されるような感光性記録媒体用カートリッジに収容されたホログラム記録媒体がある。しかしながら、カートリッジに収容されるようにすると、記録媒体として大きな空間が必要になり、光記録ドライブの小型化ができない、という問題点がある。また、カートリッジの製造コストも必要になり、記録媒体を含めた製造コストを低く抑えることが困難となってしまう、という問題点がある。

特開２００７−２３４０９９号公報

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、カートリッジ等を設けなくても、単体でフォトンモード記録ができるフォトンモード記録用光記録媒体及びフォトンモード記録用光記録再生システムを提供することを課題とする。

本発明者は鋭意研究の結果、フォトンモード記録用光記録媒体の記録層の光入射面側及び光出射面側に、ロイコ染料と長鎖アルキル基を有する顕色剤の分子集合体であって、加熱により遮光状態を光透過状態とすることができ、加熱による光透過状態から急冷すると遮光状態となり、徐冷すると光透過状態のままである光透過率変化材料からなる光透過率変化層を設け、データの記録時又は読み出し時にのみ、光透過率変化層を光透過状態とすることによってレーザー光が記録層に照射され、データの記録後又は読み出し後に光透過率変化層を遮光状態とすることで、カートリッジ等を設けずに、単体でフォトンモード記録ができるフォトンモード記録用光記録媒体を提供できることを見出した。

また、このフォトンモード記録用光記録媒体を記録再生するフォトンモード記録用光記録再生システムを提供できることを見出した。

即ち、以下の実施例により上記課題を解決することができる。

（１）フォトンモード記録用光記録媒体であって、記録層の光入射面側及び光出射面側に、遮光状態と光透過状態とを制御可能な光透過率変化層が設けられていることを特徴とするフォトンモード記録用光記録媒体。

（２）前記光透過率変化層は、加熱により遮光状態を光透過状態とすることができる光透過率変化材料により構成されていることを特徴とする（１）記載のフォトンモード記録用光記録媒体。

（３）前記光透過率変化材料は、加熱による光透過状態から急冷すると遮光状態となり、徐冷すると光透過状態のままであることを特徴とする（２）記載のフォトンモード記録用光記録媒体。

（４）前記光透過率変化層は、顕色剤の分子集合体からなることを特徴とする（３）記載のフォトンモード記録用光記録媒体。

（５）前記顕色剤が、ロイコ染料と長鎖アルキル基を有することを特徴とする（４）記載のフォトンモード記録用光記録媒体。

（６）フォトンモード記録用光記録再生システムであって、記録層の光入射面側及び光出射面側に、遮光状態と光透過状態とを制御可能な光透過率変化層が設けられているフォトンモード記録用光記録媒体と、前記光透過率変化層を光透過状態とすることによってレーザー光が前記記録層に照射されるようにし、データの記録後又は読み出し後に、前記光透過率変化層を遮光状態とする光透過率変化手段と、を有してなることを特徴とするフォトンモード記録用光記録再生システム。

（７）前記光透過率変化層を加熱により遮光状態から光透過状態とする温度調整手段、を有してなることを特徴とする（６）記載のフォトンモード記録用光記録再生システム。

（８）前記光透過率変化層は、加熱による光透過状態から急冷されると遮光状態となり、徐冷されると光透過状態のままである光透過率変化材料からなり、前記温度調整手段は、加熱による光透過状態の前記光透過率変化層を急冷及び徐冷可能とされていることを特徴とする（７）記載のフォトンモード記録用光記録再生システム。

（９）前記温度調整手段は、サーマルヘッドであることを特徴とする（７）または（８）記載のフォトンモード記録用光記録再生システム。

本発明のフォトンモード記録用光記録媒体によれば、カートリッジ等を設けなくても、単体でフォトンモード記録が可能である。また、本発明のフォトンモード記録用光記録再生システムによれば、フォトンモード記録用光記録媒体の記録再生が可能となる。

最良の形態に係るフォトンモード記録用光記録媒体は、ホログラム記録媒体の記録層であるホログラム記録材料層の光入射面側及び光出射面側に、熱で遮光状態と光透過状態とを制御可能な光透過率変化層が設けられている。この光透過率変化層は、加熱により遮光状態を光透過状態とすることができる光透過率変化材料により構成され、この光透過率変化材料としては、発色方式サーマルリライタブル材料が好適に用いられる。発色方式サーマルリライタブル材料の例として、ロイコ染料が挙げられる。ロイコ染料は、感熱記録紙に用いられ、発色現象を熱的にコントロールすることができる染料である。ロイコ染料は、単独では無色であるが、酸性物質の顕色剤と結合すると、化学結合が変化して発色する。そして、発色したロイコ染料から顕色剤が分離することで消色する。顕色剤には長鎖アルキル基が導入されているため、高い分子間凝集力があり、ロイコ染料と結合させることができる。

より詳しくは、図６に示されるように、ロイコ染料と長鎖アルキル基を有する顕色剤が、固体消色状態（Ａ）から、加熱による溶融発色状態（Ｂ）となる。この溶融発色状態（Ｂ）から徐冷すると固体消色状態（Ａ）となり、急冷すると、結合を維持したまま分子集合構造を形成し、安定化した固体発色状態（Ｃ）となる。固体発色状態（Ｃ）からの加熱によって分子集合構造が崩れ、消色過程（Ｄ）を経て、顕色剤は最も安定な状態である単独結晶を形成し、ロイコ染料との結合が切れ、徐冷によって結合が切れた状態で安定化した溶融消色状態（Ｅ）となる。この溶融消色状態（Ｅ）を冷却すると固体消色状態（Ａ）となる。加熱は、サーマルヘッド等を用い、加熱パワーと走査スピードを調整することで、急冷と徐冷とを達成することができる。

長鎖型顕色剤としては、以下に示す、Ｐ２２、ＴＳ２０、ＵＡ１８、ＰＵ１８、ＰＡ１７、ＰＣ１８が好適に用いられる。

ロイコ染料としては、以下に示す、フルオラン化合物Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が好適に用いられる。

最良の形態に係るフォトンモード記録用光記録再生システムは、上記ホログラム記録媒体を記録再生するようにされている。

以下、図１を参照して、本発明の実施例１に係るホログラム記録媒体１０について詳細に説明する。ホログラム記録媒体１０は、透過型ホログラム記録媒体であり、記録層であるホログラム記録材料層１２及びスペーサ１８を２枚のガラス基板１４、１６で挟んで構成されている。また、ホログラム記録媒体１０の側面は遮光材料２０が塗布されている。ガラス基板１４、１６のホログラム記録材料層１２と反対側の表面には、それぞれ、光透過率変化層２２、２４が設けられている。

光透過率変化層２２、２４は、発色方式サーマルリライタブル材料で構成される。本実施例では、サーマルリライタブル材料の長鎖型顕色剤としてＰＵ１８、ロイコ染料としてＬ３を用いた。長鎖型顕色剤とロイコ染料を３：１（モル比）とし、この混合物と塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を重量比１：２の割合でＴＦＨ溶媒を用いて攪拌、均一に分散させた。この分散液を１ｍｍ厚のガラス基板１４、１６上に膜厚が約１０μｍになるように塗布・乾燥した。乾燥後、感熱印字装置を用いてサーマルヘッド印字を全面に亘って行い発色画像を形成した。材料は全面に亘って、黒化していた。ホログラム記録材料層１２は、フォトンモード記録により情報を記録するようにされている。ガラス基板１４、１６は、ホログラム記録材料層１２を保持し、光が透過するようにされている。スペーサ１８は、ホログラム記録材料層１２のために、ガラス基板１４及び１６の間隔を空けるようにされている。遮光材料２０は、ホログラム記録媒体１０の側面から外部光が入らないようにされている。

光透過率変化層２２、２４は、加熱により遮光状態を光透過状態とすることができる光透過率変化材料により構成され、遮光状態と光透過状態とを制御可能にされている。この光透過率変化材料は、加熱による光透過状態から急冷すると遮光状態となり、徐冷すると光透過状態のままである。再生時及び記録時以外は、遮光状態とされ、ホログラム記録媒体１０内に外部光が入らないようにされている。

ホログラム記録材料層１２は、以下のように作製した。テトラ−ｎ−ブトキシチタン（Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４（（株）高純度化学研究所製）３．６５ｇと、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール（東京化成工業（株）製）３．１ｇとをｎ−ブタノール溶媒１ｍＬ中で室温にて混合し、１０分間撹拌した。

Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４と２−エチル−１、３−ヘキサンジオールのモル比は１：２であった。この反応液にジフェニルジメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＬＳ−５３００）２．６ｇを加え、金属アルコキシド溶液とした。この金属アルコキシド溶液中のＴｉとＳｉのモル比は、１：１であった。水０．２ｍＬ、２Ｎ塩酸水溶液０．０８ｍＬ、及びエタノール溶媒１ｍＬからなる溶液を、金属アルコキシド溶液に撹拌しながら室温で滴下し、１時間撹拌を続け、加水分解反応及び縮合反応を行った。このようにして、ゾル溶液を得た。

光重合性化合物としてポリエチレングリコールジアクリレート（東亞合成（株）製、アロニックスＭ−２４５）１００重量部に、光重合開始剤としてイルガキュア９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）３重量部と、光増感剤としてチオキサンテン−９−オン０．２重量部とを加え、光重合性化合物を含む混合物とした。

有機金属マトリックス材料（不揮発分として）の割合が９０重量部、光重合性化合物の割合が１０重量部となるように、ゾル溶液と光重合性化合物の混合物とを室温にて混合し、遮光した状態でさらに１時間、加水分解および縮合反応を十分に進行させ、ホログラム記録材料溶液を得た。

得られたホログラム記録材料溶液を、光透過率変化層２２、２４が形成されたガラス基板１４、１６の、光透過率変化層２２、２４が形成された面とは反対側の表面上に塗布し、乾燥・アニールしてホログラム記録材料層１２を得た。より詳しくは、光透過率変化層２２、２４が形成された１ｍｍ厚のガラス基板１４、１６を数枚準備した。ガラス基板１４、１６の、光透過率変化層２２、２４が形成された面とは反対側の表面に所定厚みのスペーサ１８をおき、得られたホログラム記録材料溶液を塗布し、室温で１時間乾燥し、次いで４０℃で２４時間乾燥し、溶媒を揮発させた。さらに８０℃、１００ｈＰａの減圧下で４８時間加熱した。このアニール工程により、有機金属化合物のゲル化（縮合反応）をさらに進行させ、有機金属化合物と光重合性化合物とが均一に分散した乾燥膜厚４５０μｍのホログラム記録材料層１２を得た。

ホログラム記録媒体１０は、以下のように作製した。反対側の表面に光透過率変化層２４が設けられたガラス基板１４上に形成されたホログラム記録材料層１２表面を、被覆面と反対側の表面に光透過率変化層２４が設けられたガラス基板１６で被覆した。この際、ガラス基板１６とホログラム記録材料層１２との界面に気泡を内包しないよう、ゆっくりと注意深く被覆した。このようにして、ホログラム記録材料層１２を２枚のガラス基板１４、１６で挟んだ構造をもつホログラム記録媒体１０を得た。

ホログラム記録媒体１０の特性評価を以下の方法で行った。

波長４００ｎｍの紫ＬＥＤを用いて、ホログラム記録媒体１０の光透過率変化層２２、２４が設けられている表面をそれぞれ全面露光した。露光パワーは、１０ｍＷ／ｃｍ^２で、１時間照射した。

得られたホログラム記録媒体１０のサンプルについて、図２に示すようなホログラム記録光学系１００を用いて、特性評価を行った。図２の紙面の方向を便宜的に水平方向とする。図２において、ホログラム記録媒体１０のサンプルは、記録材料層が水平方向と垂直となるようにセットされている。

ホログラム記録媒体１０の、サーマルリライタブル材料で構成される光透過率変化層２２、２４が表面に設けられているガラス基板１４、１６上に、サーマルペンを圧着させて１６０℃で１０秒加熱した後にサーマルペンを徐々に離して徐冷した。加熱徐冷した場所は消色し、透明になった。同様な操作を、場所を変えながら繰り返し、約１０φ程度の消色領域を形成した。

透過型ホログラム記録媒体であるホログラム記録媒体１０へのホログラム記録においては、光入射面側である光透過率変化層２２の消色領域から光を入射し、光出射面側である光透過率変化層２４の消色領域から出射するようにされている。従って、光透過率変化層２２、２４の消色領域はほぼ対応する位置に形成される必要がある。

以下に記すようにホログラム記録媒体１０のホログラム記録再生をおこなった。

図２のホログラム記録光学系１００において、シングルモード発振の半導体レーザー（波長４０５ｎｍ）の光源１０１を用い、この光源１０１から発振した光を、ビーム整形器１０２、光アイソレータ１０３、シャッター１０４、凸レンズ１０５、ピンホール１０６、及び凸レンズ１０７によって空間的にフィルタ処理しコリメートし、直径約１０ｍｍのビーム径に拡大した。拡大されたビームを、ミラー１０８及び１／２波長板１０９を介して４５°偏光の光を取り出し、偏光ビームスプリッタ１１０でＳ波／Ｐ波＝１／１に分割した。分割されたＳ波をミラー１１５、偏光フィルタ１１６、虹彩絞り１１７を介して、及び分割されたＰ波を１／２波長板１１１を用いてＳ波に変換しミラー１１２、偏光フィルタ１１３、虹彩絞り１１４を介して、ホログラム記録媒体１０のサンプルに対する２光束の入射角合計θが３７°となるようにし、サンプルで２光束の干渉縞を記録した。

ホログラムはサンプルを水平方向に回転させて多重化（角度多重：Ａｎｇｌｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、サンプル角度−２１°〜＋２１°、角度間隔０．６°）して記録した。多重度は７１であった。記録時には虹彩絞り１１４、１１７を直径４ｍｍにして露光した。なお、２光束が成す角θの２等分線（図示されていない）に対して、サンプル面が９０°となる位置を、上記サンプル角度±０°とした。

ホログラム記録後、残留する未反応成分を反応させるため、波長４００ｎｍの青色ＬＥＤで十分な光を照射した。この際、照射光がコヒーレント性をもたないよう、透過率８０％のアクリル樹脂製拡散版を介して露光した（これを、ポストキュアと呼ぶ）。再生の際には、シャッター１２１により遮光し、虹彩絞り１１７を直径１ｍｍにして１光束のみで照射して、サンプルを水平方向に−２３°〜＋２３°まで連続的に回転させ、それぞれの角度位置において回折効率をパワーメータ１２０で測定した。記録前後において記録材料層の体積変化（記録収縮）や平均屈折率の変化がない場合には、水平方向の回折ピーク角度は記録時と再生時とで一致する。しかしながら、実際には記録収縮や平均屈折率の変化が起こるため、再生時の水平方向の回折ピーク角度は、記録時の水平方向の回折ピーク角度から僅かにずれる。このため、再生時においては、水平方向の角度を連続的に変化させ、回折ピークが出現した時のピーク強度から回折効率を求めた。なお、パワーメータ１１９はこの実施例では用いられていない。

このとき、ダイナミックレンジ：Ｍ／＃（各回折ピークにおける回折効率の平方根の総和）は２６．５（ホログラム記録材料層の厚みを１ｍｍとした時に換算した値）の値が得られた。

［比較例］
実施例１と同じホログラム記録材料をガラス基板上に実施例１と同様に形成し、乾燥膜厚４５０μｍのホログラム記録材料層を得た。

ガラス基板上に形成されたホログラム記録材料層表面を、厚み１ｍｍのガラス基板で被覆した。この際、ガラス基板と記録材料層との界面に気泡を内包しないよう、ゆっくりと注意深く被覆した。このようにして、ホログラム記録材料層を２枚のガラス基板で挟んだ構造をもつ、ホログラム記録媒体２セットを作製した。これらのホログラム記録媒体は、実施例１のホログラム記録媒体１０のような光透過率変化層２２、２４は設けられていない。

１セット目のホログラム記録媒体は、紫ＬＥＤで全面露光することなしに、実施例１と同様の方法でホログラム記録再生をおこなったところ、ダイナミックレンジＭ／＃＝２８．０の値を得た。

２セット目のホログラム記録媒体は、実施例１と同様に、紫ＬＥＤで全面露光した後、実施例１と同様の方法でホログラム記録再生をおこなったところ、ダイナミックレンジは全く得られなかった。

以上の結果から、２セット目のホログラム記録媒体は、ＬＥＤの全面露光によりダイナミックレンジを失っていることが分かった。

また、実施例１のホログラム記録媒体１０は、ＬＥＤで全面露光した後でも、光透過率変化層２２、２４の設けられていない、比較例の１セット目のホログラム記録媒体と同等のダイナミックレンジを有することが分かった。

以下、図３を参照して、本発明の実施例２に係るホログラム記録再生システム３０について詳細に説明する。ホログラム記録再生システム３０は、フォトンモード記録用光記録再生システムであり、フォトンモード記録用光記録媒体であるログラム記録媒体６０と、光透過率変化手段と、温度調整手段とを含んで構成され、ホログラム記録媒体６０を記録再生するようにされている。

ホログラム記録媒体６０は、反射型ホログラム記録媒体であり、ホログラム記録媒体１０と比較すると、光透過率変化層２２の代わりに反射膜２６が設けられている。その他の構成はホログラム記録媒体１０と同様であり、光透過率変化層２４Ａ、遮光材料２０Ａを備えて構成されている。反射膜２６は、外部光を反射し、ホログラム記録媒体６０内部に外部光が入らないようにされている。また、内部光を反射し、内部光が外部に透過しないようにされている。従って、光透過率変化層２４Ａを透過する光は反射膜２６で反射され、光透過率変化層２４Ａから出射されることなる。即ち、ホログラム記録媒体６０においては、光入射面と光出射面は同じである。

光透過率変化手段は、データの記録時又は読み出し時にのみ、ホログラム記録媒体６０の光透過率変化層２４Ａを光透過状態とすることによってレーザー光がホログラム記録層に照射されるようにし、データの記録後又は読み出し後に、光透過率変化層２４Ａを遮光状態とするようにされている。

温度調整手段は、ホログラム記録媒体６０の光透過率変化層２４Ａを加熱により遮光状態から光透過状態とし、加熱による光透過状態の光透過率変化層２４Ａを急冷して遮光状態とし、又は徐冷して光透過状態のままとするようにされている。

ホログラム記録再生システム３０は、ホログラム記録媒体６０と、レーザーダイオード３２と、空間光変調器３４と、１／４波長板３６と、ミラー３８と、偏光ビームスプリッタ４０と、対物レンズ４２と、対物レンズ４２を含む光透過率変化手段であるホログラムヘッド４４と、温度調整手段であるサーマルヘッド４６と、撮像素子４８と、コントローラ５０と、駆動装置５２と、画像処理回路５４と、外部記憶装置５６とを備えて構成されている。レーザーダイオード３２は、ホログラム記録媒体６０に照射するためのレーザー光を出射するようにされている。空間光変調器３４は、レーザー光の強度、位相、偏光等を変調するようにされている。１／４波長板３６は、レーザー光の直線偏光と円偏光とを互いに変換するようにされている。ミラー３８は、レーザー光を強度、位相、偏光等を変調せずに反射するようにされている。偏光ビームスプリッタ４０は、レーザー光の偏光成分を分離するようにされている。対物レンズ４２は、レーザー光を集光してホログラム記録媒体６０に照射するようにされている。ホログラムヘッド４４は、対物レンズ４２を含んで構成され、ホログラム記録媒体６０に情報を記録するようにされている。サーマルヘッド４６は、ホログラム記録媒体６０を選択的に加熱し、光透過率変化層２４Ａの光透過率を制御するようにされている。撮像素子４８は、レーザー光を電気信号に変換し、コントローラ５０、画像処理回路５４へ供給するようにされている。コントローラ５０は、サーマルヘッド４６、駆動装置５２、画像処理回路５４を制御するようにされている。駆動装置５２は、ホログラム記録媒体６０を回転させるようにされている。画像処理回路５４は、電気信号を画像処理し、コントローラ５０、外部記憶装置５６へ供給するようにされている。外部記憶装置は、画像を記憶するようにされている。

ホログラム記録再生システム３０を用いて、ホログラム記録媒体６０に記録を行う際は、レーザーダイオード３２から出射された直線変調（Ｐ偏光）のレーザー光が、空間光変調器３４を通し、レーザー光のビーム外周部（参照光）と内部（信号光）の変調方法を変化させる。変調されたビームは、１／４波長板３６により、円偏光に偏光され、対物レンズ４２により集光されてホログラム記録媒体６０に照射される。ホログラム記録媒体６０中で、参照光と信号光は干渉し、ホログラムとして記録される。

ホログラム記録媒体６０の再生を行う際は、参照光のみを使用して、空間光変調器３４で変調された光は、１／４波長板３６により円偏光に偏光されホログラム記録媒体６０に照射される。照射されたビームは、ホログラム記録媒体６０に形成されたホログラムにより回折される。回折光はホログラム記録媒体６０の図３における下部に形成された反射膜２６によって反射し、入射光と同じ経路を戻ることになる。回折ビームは１／４波長板３６により直線偏光（Ｓ偏光）に偏光され、偏光ビームスプリッタ４０で反射され、撮像素子４８へ投影され、再生される。

ホログラム記録媒体６０の表面（光入射面側；図３における上部）には、光透過率変化層２４Ａが全面に亘り形成されている。従って、記録、再生に先立ち、光透過率変化層２４Ａの記録再生する場所、即ちレーザー光が照射される場所は、光透過状態とする必要がある。サーマルヘッド４６を用いて、記録再生に先行して遮光状態の光透過率変化層２４Ａに熱を印加することで光透過状態とするようにされている。

図４に示されるように、ホログラム記録再生システム３０は、記録再生に先行してホログラム記録媒体６０の光透過率変化層２４Ａの一部を光透過状態とするようにされている。図４において、ホログラム記録媒体６０の回転方向は時計回り（図４における矢印の方向）であり、サーマルヘッド４６が、ホログラムヘッド４４よりも先行している。サーマルヘッド４６で光透過率変化層２４Ａの一部の顕色剤を消色状態にした後、ホログラムヘッド４４で記録再生する構成になっている。

光透過率変化層２４Ａの遮光状態の部分（発色状態）は斜線で示され、光透過状態の部分（消色状態）は無色で示されている。光透過状態の部分の２点鎖線で示される円はレーザー光のビームスポットである。

ホログラムヘッド４４で記録再生した後に、光透過率変化層２４Ａの光透過状態（消色状態）の場所をサーマルヘッド４６で走査して、遮光状態（着色状態）に変化させてからホログラム記録媒体６０をホログラム記録再生システム３０から取り出すことで、ホログラム記録媒体６０内の、光に反応しやすいホログラム記録材料層１２を外部光から保護することが出来る。

サーマルヘッド４６で、光透過率変化層２４Ａの光透過状態（消色状態）と、遮光状態（着色状態）とを互いに変化させるには、サーマルヘッド４６が光透過率変化層２４Ａへ与える熱履歴をそれぞれ、徐冷、急冷と変化させれば良い。徐冷、急冷と変化させる方法としては、サーマルヘッド４６へ印加する書き込み電流を制御すればよい。例えば、１８０℃以上の温度に加熱し、パルス的に電流を切ることで溶融状態からの急冷状態を実現でき、このとき光透過率変化層２４Ａは遮光状態（着色状態）となる。一方、１２０〜１７０℃の温度範囲にサーマルヘッド４６を保持することで、徐冷状態は実現でき、このとき光透過率変化層２４Ａは光透過状態（消色状態）となる。

ホログラム記録再生システム３０は、図５に示すフローチャートに従って動作する。まず、ホログラム記録媒体６０が挿入されると（ステップＳ１０）、記録・再生の開始位置を示すアドレスを検出する（ステップＳ１２）。検出したアドレスが示す位置へサーマルヘッド４６を移動する（ステップＳ１４）。サーマルヘッド４６の加熱及び加熱後の徐冷により光透過率変化層２４が光透過状態とされる（ステップＳ１６）。検出したアドレスが示す位置へホログラムヘッド４４を移動する（ステップＳ１８）。記録の場合は、ホログラムヘッド４４により情報（ホログラム）が記録される（ステップＳ２０）。再生の場合は、ホログラムヘッド４４により情報（ホログラム）が読み出される（ステップＳ２２）。検出したアドレスが示す位置へサーマルヘッド４６を移動する（ステップＳ２４）。サーマルヘッド４６の加熱及び加熱後の急冷により光透過率変化層２４Ａが遮光状態とされる（ステップＳ２６）。記録・再生の終了後、ホログラム記録媒体６０が取り出される（ステップＳ２８）。

このフローチャートでは、ホログラムヘッド４４とサーマルヘッド４６とは別々に動作する。この場合、サーマルヘッド４６をホログラムヘッド４４に対して先行するように配置することで、サーマルヘッド４６で消色した場所をすぐに、ホログラムヘッド４４で記録再生することが可能となる。

ホログラム記録媒体６０の表面全体が遮光されているため、カートリッジ等を設けなくても単体でフォトンモード記録ができ、単体で保存をすることができる。

なお、サーマルヘッドは、ホログラムヘッドよりも先行する位置に配置する必要性は必ずしもない。ホログラム記録媒体をホログラム記録再生システムに装着した際に、サーマルヘッドで全面を走査して光透過率変化層全面を光透過状態とするようにしても良い。或いは、記録再生に必要な範囲を特定し、記録再生の前に該当範囲を一括して光透過状態とするようにしてもよい。

また、サーマルヘッドとホログラムヘッドを一体型とし、ヘッドの移動を同時に行うようにしてもよい。サーマルヘッドの消色にかかる時間とホログラム記録再生にかかる時間が大きく異なる場合は、ホログラム記録媒体の挿入と同時にサーマルヘッドで一括してホログラム記録媒体全体（或いは、或る広範な領域）を光透過状態とした後に、ホログラムヘッドで記録再生をおこなうことも可能である。

ホログラム記録媒体は、光入射面及び光出射面が異なる面であってもよいし、同じ面であってもよい。例えば、実施例１のホログラム記録媒体１０は、光透過率変化層２４が光入射面であり、光透過率変化層２６が光出射面である。実施例３のホログラム記録媒体６０は、光透過率変化層２４Ａが光入射面と光出射面を兼ねる。

光透過率変化層は、光透過率が変化するものであればよく、ロイコ染料と長鎖アルキル基を有する顕色剤以外の顕色剤の分子集合体でもよいし、他の材料から構成されるものであってもよい。また、熱以外、例えば磁気等により光透過率が変化するものであってもよい。光透過率の変化は、漸増するものであってもよいし、段階的なものであってもよい。また、遮光状態と光透過状態のみをとるものであってもよく、中間の状態がないものであってもよい。

同様に、ホログラム記録再生システムは、熱以外、例えば磁気等によりホログラム記録媒体の光透過率変化層の光透過率を変化させるようにされていてもよい。

上記実施例は、ホログラム記録媒体及びホログラム記録再生システムについてのものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、ホログラム記録媒体以外のフォトンモード記録用光記録媒体、及びホログラム記録再生システム以外のフォトンモード記録用光記録再生システムについても適用されるものである。

本発明の実施例に係るホログラム記録媒体を模式的に示す断面図 本発明の実施例及び比較例に係るホログラム記録媒体の評価に用いるホログラム記録光学系の構造を模式的に示すブロック図 本発明の実施例に係るホログラム記録再生システムを模式的に示す構成図 本発明の実施例に係るホログラム記録再生システムのサーマルヘッドとホログラムヘッドの位置関係の一例を示した模式図 本発明の実施例に係るホログラム記録再生システムの動作を示すフローチャート 本発明の実施例に係るホログラム記録媒体の光透過率変化層の着色／消色機構を示す模式図

符号の説明

１０、６０…ホログラム記録媒体
１２…ホログラム記録材料層
１４、１６…ガラス基板
１８…スペーサ
２０、２０Ａ…遮光材料
２２、２４、２４Ａ…光透過率変化層
２６…反射膜
３０…ホログラム記録再生システム
３２…レーザーダイオード
３４…空間光変調器
３６…１／４波長板
３８…ミラー
４０…偏光ビームスプリッタ
４２…対物レンズ
４４…ホログラムヘッド
４６…サーマルヘッド
４８…撮像素子
５０…コントローラ
５２…駆動装置
５４…画像処理回路
５６…外部記憶装置

Claims (9)

1. フォトンモード記録用光記録媒体であって、
   記録層の光入射面側及び光出射面側に、遮光状態と光透過状態とを制御可能な光透過率変化層が設けられていることを特徴とするフォトンモード記録用光記録媒体。
2. 請求項１において、
   前記光透過率変化層は、加熱により遮光状態を光透過状態とすることができる光透過率変化材料により構成されていることを特徴とするフォトンモード記録用光記録媒体。
3. 請求項２において、
   前記光透過率変化材料は、加熱による光透過状態から急冷すると遮光状態となり、徐冷すると光透過状態のままであることを特徴とするフォトンモード記録用光記録媒体。
4. 請求項３において、
   前記光透過率変化材料は、顕色剤の分子集合体であることを特徴とするフォトンモード記録用光記録媒体。
5. 請求項４において、
   前記顕色剤が、ロイコ染料と長鎖アルキル基を有することを特徴とするフォトンモード記録用光記録媒体。
6. フォトンモード記録用光記録再生システムであって、
   記録層の光入射面側及び光出射面側に、遮光状態と光透過状態とを制御可能な光透過率変化層が設けられているフォトンモード記録用光記録媒体と、
   データの記録時又は読み出し時にのみ、前記光透過率変化層を光透過状態とすることによってレーザー光が前記記録層に照射されるようにし、データの記録後又は読み出し後に、前記光透過率変化層を遮光状態とする光透過率変化手段と、を有してなることを特徴とするフォトンモード記録用光記録再生システム。
7. 請求項６において、
   前記光透過率変化層を加熱により遮光状態から光透過状態とする温度調整手段、を有してなることを特徴とするフォトンモード記録用光記録再生システム。
8. 請求項７において、
   前記光透過率変化層は、加熱による光透過状態から急冷されると遮光状態となり、徐冷されると光透過状態のままである光透過率変化材料からなり、
   前記温度調整手段は、加熱による光透過状態の前記光透過率変化層を急冷及び徐冷可能とされていることを特徴とするフォトンモード記録用光記録再生システム。
9. 請求項７または８において、
   前記温度調整手段は、サーマルヘッドであることを特徴とするフォトンモード記録用光記録再生システム。

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