JP2010134990A - 記録媒体と、それを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、記録媒体と、それを用いた電子機器に関するもので、再生時のノイズ発生を抑制することを目的とするものである。
【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、板体２の内部で、この板体２の厚さ方向に、複数層のホログラム層３を設け、これら複数層のホログラム層３の少なくとも一層は、渦巻き状に連続したホログラム帯４により形成し、このホログラム帯４には、このホログラム帯４の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径を持つレーザ光（円形光）５Ａによりホログラム帯４の消失エリア４Ａ、４Ｂを形成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、記録媒体と、それを用いた電子機器に関するものである。

近年、記録容量を大きくするために、記録媒体に多層記録することが種々提案されている。

すなわち、板体の内部に、この板体の厚さ方向に、複数層のマイクロホログラム層を設けたもので、マイクロホログラム層が多層となっているので、記録容量は極めて大きくなる（下記特許文献１）。

この特許文献１に示した従来例の特徴点は、記録媒体にマイクロホログラム層を予め設けているので、この記録媒体を用いて記録、再生を行う電子機器では、この記録媒体の片側から、そのマイクロホログラム層の記録部分のマイクロホログラムに光を照射し、光学的な変質を起こさせ、マイクロホログラムを消失させる部分と、光を照射せず、マイクロホログラムを残存させる部分とを形成することで、デジタル的な記録を行うことが出来るということである。

また、再生時にも、記録媒体の片側から、そのマイクロホログラム層のマイクロホログラムの消失部分と、マイクロホログラムの残存部分に光を照射し、そこからの反射光を読み取って、デジタル的な再生を行うことが出来る。

これに対して、上記従来例以前のものでは、記録媒体にマイクロホログラムを形成するためには、この記録媒体の両側から光を照射し、光を干渉させ、マイクロホログラムを形成しなければならなかった。なお、再生時には、この従来例以前のものでも、記録媒体の片側から、そのマイクロホログラム層のマイクロホログラムに光を照射し、そこからの反射光を読み取って、デジタル的な再生を行うことが出来る。

つまり、特許文献１に示した従来例によれば、それを記録、再生する電子機器には、記録媒体の片側にのみ、光の供給経路を設ければ良いので、構造が簡単になる、ということが特徴点として挙げられる。
米国特許第７３８８６９５号明細書

上述したごとく上記特許文献１に示した従来例によれば、その記録媒体への記録、再生を行う電子機器には、記録媒体の片側にのみ、光の供給経路を設ければ良いので、構造が簡単になる。

しかしながら、この従来例では、予め形成されたマイクロホログラムに対し、記録時にこのマイクロホログラムの幅（回転方向と直交する方向）と同じ幅の光でマイクロホログラムの消失を行っているので、再生時のノイズ発生が課題となる（下記本発明の一実施形態の説明時に比較しながら、詳細に説明する）。

そこで、本発明は、再生時のノイズ発生を抑制することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、板体の内部で、この板体の厚さ方向に、複数層のホログラム層を設け、これら複数層のホログラム層の少なくとも一層は、渦巻き状に連続したホログラム帯により形成し、このホログラム帯には、このホログラム帯の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径を持つ円形光によりホログラム帯の消失エリアを形成し、これにより初期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、板体の内部で、この板体の厚さ方向に、複数層のホログラム層を設け、これら複数層のホログラム層の少なくとも一層は、渦巻き状に連続したホログラム帯により形成し、このホログラム帯には、このホログラム帯の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径を持つ円形光によりホログラム帯の消失エリアを形成したものであるので、再生時のノイズ発生を抑制することが出来る。

すなわち、ホログラム帯の消失エリアにおいては、ホログラム帯の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径を持つ円形光によりホログラム帯の消失エリアを形成しているので、この消失エリアにおいてその幅方向に非消失のホログラムが残存することが少なく、その結果として再生時のノイズ発生を抑制することが出来るのである。

以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。

図１は記録媒体として、ホログラムディスク（ＭＨ）、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤを記録、再生することが出来る電子機器を示している。

先ずは記録媒体として、ホログラムディスク（ＭＨ）を用いた場合における、記録、再生について説明する。

図１に示したホログラムディスク（ＭＨ）１は、円板状の板体２で形成されており、この図１には図示していないが、その中心部分に形成した貫通孔に駆動軸が挿入され、これにより回転駆動されるようになっている。

本実施形態で用いるホログラムディスク（ＭＨ）１は図１に示すように、板体２の内部に予め複数のホログラム層３が形成されたものであり、これら複数のホログラム層３は、図２、図３に示すように連続した渦巻状のホログラム帯４により構成したものである（本実施形態の連続した渦巻状のホログラム帯４は、図２からも理解されるように、同心円的な渦巻状となっている）。

つまり、上記（特許文献１）の技術を利用し、板体２の内部に、上下に配置された複数のホログラム帯４よりなるホログラム層３を形成したものであって、記録時にはホログラム帯４に光を照射して光学的な変質を起こさせ、その部分のホログラム帯４を消失させ、また光を照射しない部分のホログラム帯４は元の状態、つまり非消失の状態として保持し、これにより、いわゆる「１」「０」のデジタル記録が行えるのである。

そして、再生時には、上記「１」「０」のデジタル信号を読み取って、再生を行うのである。

本実施形態における特徴点の一つは、図２、図３に示すごとく、ホログラム層３の一層毎が、連続した渦巻状のホログラム帯４により構成されていることである。

各ホログラム帯４は、図３に示すごとく上下方向に複数の干渉縞を有するものであり、これら上下方向の干渉縞のうち、上下方向の中間層部分（例えば４Ｘ）は幅（ホログラム帯４の長手方向に直行する方向）が広く、その中間層部分（例えば４Ｘ）から上方の上方層（例えば４Ｙ）になればなるほど幅は狭くなっており、また上記中間層部分（例えば４Ｘ）から下方の下方層（例えば４Ｚ）になればなるほど幅が狭くなっている。

以下、図１〜図３を用いて、ホログラムディスク（ＭＨ）１に形成したホログラム帯４への記録、再生について説明する。

図１のレーザーダイオード５から出射された青色のレーザ光（４０５ｎｍ）は、リレーレンズ６、ビームスプリッタ７、液晶式の１／２波長板８、球面収差補正素子９、ビームスプリッタ１０、１／４波長板１１を通過し、レンズ１２を介してホログラム層３の目的とする層（深さ方向で目的とする層）のホログラム帯４に照射される（なお、目的とする層（深さ方向の層）に焦点を合わせるためには、レンズ１２とホログラムディスク（ＭＨ）１との距離を可変することとしている）。

この時は記録時であるので、ホログラム帯４に照射するレーザ光を強く（読み取り時の約１０倍）しており、これによりレーザ光が照射された部分のホログラム帯４は光学的な変性を起こして、その部分のホログラムが消失し、またレーザ光が照射されなかった部分のホログラム帯４は光学的な変性は起こさず、非消失状態となる。つまりこれによりデジタル的な、いわゆる「１」「０」のデジタル信号による記録が行われる。

なお、ビームスプリッタ７は青色のレーザ光は通過させるが、赤色や赤外のレーザ光は通過させないものである。

また液晶式の１／２波長板８は電圧印加により偏光方向を変えるものであるが、この図１の場合は、ＯＦＦ状態である。

さらにビームスプリッタ１０は、Ｐ偏光を通過させ、Ｓ偏光は反射させるものである。

次に、再生について説明する。

図１における破線は信号再生時を示し、この時はホログラム帯４に照射するレーザ光を弱く（記録時の１／１０）しているので、ホログラム層３のホログラム帯４に光学的な変性は発生せず、ひたすらホログラム帯４からの反射波を受光素子１３で受光し、再生信号を得るようにしている。

ホログラム帯４からの反射波は、レンズ１２に到達する前に一度１／４波長板１１を通過しているので、反射波として再度通過することでＰ偏光からＳ偏光となり、よってビームスプリッタ１０で反射され、次に球面収差補正素子１４、ＢＤのトラッキング用素子１５、焦点調整レンズ１６を介して上述のごとく受光素子１３に到達し、読み取りが行われるようになっている。

以上の説明で、基本的な構成と動作が理解されたところで、以下に本実施形態における最も大きな特徴点について説明する。

本実施形態においては、記録時、上記レーザーダイオード５から出射された青色のレーザ光は、目的とする層のホログラム帯４に照射され、その照射部分のホログラム帯４を消失させることになる。

図４、図６における４Ａ、４Ｂ部分がこのホログラム帯４の消失エリア（デジタル信号の、例えば「０」）となり、このうち消失エリア４Ａは単発の消失エリアで、消失エリア４Ｂはホログラム帯４の長手方向に、ホログラム帯４の消失エリア４Ａが連続形成された状態を示している。

また、これらの消失エリア４Ａ、４Ｂ以外のホログラム帯４は、例えば非消失エリア（デジタル信号の、例えば「１」）４Ｃ、４Ｄとなっており、このうち非消失エリア４Ｃは単発的な非消失エリアで、非消失エリア４Ｄは非消失エリア４Ｃが連続形成された状態を示している。

本実施形態においては、図４の消失エリア４Ａに示した５Ａが、上記レーザーダイオード５から出射され、ホログラム帯４に照射された青色のレーザ光（円形光）を示しており、このレーザ光（円形光）５Ａの大きさが、図４の右端の破線Ｋを越したエネルギーレベルとなっている。つまり、この破線Ｋを越したエネルギーレベルのレーザ光（円形光）５Ａが照射された部分のホログラム帯４が変質し、消失することになっているのであり、本実施形態においてはこの破線Ｋを越したエネルギーレベルの大きさ部分を指してレーザ光（円形光）５Ａと表現している。

同じく図４の消失エリア４Ｂに示した楕円５Ｂは、上記レーザーダイオード５から出射された青色のレーザ光（円形光）５Ａが、ホログラム帯４に連続的に照射された状態を示しており、この楕円５Ｂの範囲のホログラム帯４も変質し、消失する。

ここで重要なことは、本実施形態においては、図４に示すごとく、ホログラム帯４に照射する青色のレーザ光（円形光）５Ａを、ホログラム帯４の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径としていることである。

つまり、このようにすれば、図５に示すように、レーザーダイオード５から出射された青色のレーザ光（円形光）５Ａが円形光であっても、消失エリア４Ａの、非消失エリア４Ｃ側に残存してしまう、ホログラムの残存エリア４Ｅが小さいものになる。

つまり、消失エリア４Ａに隣接して形成されてしまう、ホログラムの残存エリア４Ｅが小さくなることが、本実施形態の最も大きな特徴点で、これにより再生時のノイズ発生を抑制出来ることになる。

では次に、この点を図６、図７を用いて説明する。

図６は再生時においてホログラム帯４に、レーザーダイオード５から出射された青色のレーザ光（円形光）５Ａが、連続的に照射されている状態を示している。

この再生時にも、レンズ１２を用いるので、ホログラム帯４に、レーザーダイオード５から連続的にレーザ光（円形光）５Ａが照射されている。

そして、このレーザ光（円形光）５Ａが連続的に照射されることで、ホログラム帯４からは反射光が発生することになる。その際、非消失エリア４Ｃには図３からも理解されるようにホログラムが存在しているので、反射光は多く、その状態は図７の左側の状態となる。

これに対して、図６の消失エリア４Ａ、４Ｂでは図３のホログラムが消失しているので、反射光は少なく、その状態は図７の右側の状態となる。

ここで、図５で説明した上記消失エリア４Ａの、非消失エリア４Ｃ側に残存してしまうホログラムの残存エリア４Ｅが小さいものとなるということは、図７において非消失エリア４Ｃと、消失エリア４Ａ、４Ｂの間の光量差が大きく、しかも傾斜が急になるということであり、このように光量差が大きく、しかも傾斜が急になるということは、受光素子１３における受光量からデジタル信号としての「１」「０」の判定を行う基準を設定しやすく、また判定もしやすいということであり、この結果としてこの再生時におけるノイズの発生を抑制出来ることになる。

それに対して、図８はホログラム帯４に照射された青色のレーザ光を、ホログラム帯４の長手方向に直交する方向の幅と同じか、それよりも、小さな直径とした場合を示している。

この時には、図９、図１０に示すごとく、レーザーダイオード５から出射された青色のレーザ光が円形光であった場合に、図８の消失エリア４Ｆの、非消失エリア４Ｇ側に残存してしまうホログラムの残存エリア４Ｈが大きなものとなり、その結果として再生時のノイズ発生が課題となる。

ここで、図９で説明した上記消失エリア４Ｆの、非消失エリア４Ｇ側に残存してしまうホログラムの残存エリア４Ｈが大きなものとなるということは、図１１において非消失エリア４Ｇと、消失エリア４Ｆ間の光量差が小さく、しかも傾斜が緩慢になるということであり、このような状態になるということは、受光素子１３における受光量からデジタル信号としての「１」「０」の判定を行う基準を設定しにくく、また判定もしにくいということであり、この結果としてこの再生時におけるノイズの発生が課題となるのである。

以上のごとく、本実施形態によれば、受光素子１３における受光量からデジタル信号としての「１」「０」の判定を行う基準を設定しやすく、また判定もしやすいということであり、この結果としてこの再生時におけるノイズの発生を抑制出来ることが、大きな特徴点となる。

図１２はレンズ１７を、ＣＤ１８の記録、再生用として活用する状態を示している。

つまり、ＣＤ１８はレンズ１７とは離れた面に信号を記録し、またはそこから信号を読み出すものであるので、レンズ１２よりもＮＡが小さなレンズ１７を活用する。

この場合、レーザーダイオード１９からは赤外光のレーザ光（７８５ｎｍ）が出射され、これがビームスプリッタ７で反射され、液晶式の１／２波長板８に電圧印加することでＳ偏光に偏向され、ビームスプリッタ１０で反射される。

ビームスプリッタ１０で反射した赤外光のレーザ光は、反射器２０で反射され、１／４波長板２１を通過後、レンズ１７を介してＣＤ１８の目的とする部分に照射される。

この時は記録時であるので、ＣＤ１８に照射するレーザ光を、読み取り時よりも強くしており、これによりレーザ光が照射されたＣＤ１８への記録が行える。

次にＣＤ１８の再生について説明する。

図１２における破線は信号再生時を示し、この時はＣＤ１８に照射するレーザ光を、記録時よりも弱くしているので、ひたすらＣＤ１８からの反射波を受光素子１３で受光し、再生信号を得るようにしている。

ＣＤ１８からの反射波は、レンズ１７に到達する前に一度１／４波長板２１を通過しているので、反射波として再度通過することでＳ偏光からＰ偏光となり、よって反射器２０で反射後、ビームスプリッタ１０を通過し、次に球面収差補正素子１４、ＢＤのトラッキング用素子１５、焦点調整レンズ１６を介して上述のごとく受光素子１３に到達するようになっているのである。

図１３はリレーレンズ６を、ＤＶＤ２２の記録、再生用として活用する状態を示している。

つまり、ＤＶＤ２２はレンズ１７とは離れた面（中央部分）に信号を記録し、または読み出すものであるので、ＮＡの小さなレンズ１７が活用出来る。

この場合、レーザーダイオード１９からは赤色のレーザ光（６５０ｎｍ）が出射され、これがビームスプリッタ７で反射され、液晶式の１／２波長板８に電圧印加することでＳ偏光に偏向され、ビームスプリッタ１０で反射される。

ビームスプリッタ１０で反射した赤外光のレーザ光は、反射器２０で反射され、１／４波長板２１を通過後、レンズ１７を介してＤＶＤ２２の目的とする部分に照射される。

この時は記録時であるので、ＤＶＤ２２に照射するレーザ光を、読み取り時よりも強くしており、これによりレーザ光が照射されたＤＶＤ２２への記録が行える。

次にＤＶＤ２２の再生について説明する。

図１３における破線は信号再生時を示し、この時はＤＶＤ２２に照射するレーザ光を、記録時よりも弱くしているので、ひたすらＤＶＤ２２からの反射波を受光素子１３で受光し、再生信号を得るようにしている。

ＤＶＤ２２からの反射波は、レンズ１７に到達する前に一度１／４波長板２１を通過しているので、反射波として再度通過することでＳ偏光からＰ偏光となり、よって反射器２０で反射後、ビームスプリッタ１０を通過し、次に球面収差補正素子１４、ＢＤのトラッキング用素子１５、焦点調整レンズ１６を介して上述のごとく受光素子１３に到達するようになっているのである。

図１４はレンズ１２を、ＢＤ２３の記録、再生用として活用する状態を示している。

つまり、ＢＤ２３はレンズ１２の近傍に信号を記録し、またはそこから信号を読み出すものであるので、ＮＡの大きなレンズ１２が活用出来る。

先ずは、図１４を用いて、ＢＤ２３の記録について説明する。

レーザーダイオード５から出射された青色のレーザ光（４０５ｎｍ）は、リレーレンズ６、ビームスプリッタ７、液晶式の１／２波長板８、球面収差補正素子９、ビームスプリッタ１０、１／４波長板１１を通過し、レンズ１２を介してＢＤ２３の目的部分に照射される。

この時は記録時であるので、ＢＤ２３に照射されるレーザ光を、読み取り時よりも強くしており、これによりレーザ光が照射されたＢＤ２３への記録が行われる。

なお、液晶式の１／２波長板８は電圧印加しておらず、偏光方向の変化は行われない。

次にＢＤ２３の再生について説明する。

図１４における破線は信号再生時を示し、この時はＢＤ２３に照射するレーザ光を、記録時よりも小さくしているので、ひたすらＢＤ２３からの反射波を受光素子１３で受光し、再生信号を得るようにしている。

ＢＤ２３からの反射波は、レンズ１２に到達する前に一度１／４波長板１１を通過しているので、反射波として再度通過することでＰ偏光からＳ偏光となり、よってビームスプリッタ１０で反射され、次に球面収差補正素子１４、ＢＤ２３のトラッキング用素子１５、焦点調整レンズ１６を介して上述のごとく受光素子１３に到達するようになっているのである。

以上のように本発明は、板体の内部で、この板体の厚さ方向に、複数層のホログラム層を設け、これら複数層のホログラム層の少なくとも一層は、渦巻き状に連続したホログラム帯により形成し、このホログラム帯には、このホログラム帯の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径を持つ円形光によりホログラム帯の消失エリアを形成したものであるので、再生時のノイズ発生を抑制することが出来る。

すなわち、ホログラム帯の消失エリアにおいては、ホログラム帯の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径を持つ円形光によりホログラム帯の消失エリアを形成しているので、この消失エリアにおいてその幅方向に非消失のホログラムが残存することが少なく、その結果として再生時のノイズ発生を抑制することが出来るのである。

このため、各種の電子機器の記録媒体として広く活用が期待される。

本発明の一実施形態を示すブロック図 本発明の一実施形態のホログラムディスク（記録媒体）を示す透視斜視図 図２の一部拡大透視図 本発明の一実施形態のホログラムディスク（記録媒体）を示す一部拡大平面図 図４の一部拡大平面図 図４の再生時を示す一部拡大平面図 図４の再生時を示す特性図 本発明の比較例のホログラムディスク（記録媒体）を示す平面図 図８の一部拡大平面図 図８の再生時を示す一部拡大平面図 図８の再生時を示す特性図 本発明の一実施形態でＣＤの記録、再生時のブロック図 本発明の一実施形態でＤＶＤの記録、再生時を示すブロック図 本発明の一実施形態でＢＤの記録、再生時を示すブロック図

符号の説明

１ ホログラムディスク（ＭＨ）
２ 板体
３ ホログラム層
４ ホログラム帯
４Ａ，４Ｂ 消失エリア
４Ｃ，４Ｄ 非消失エリア
５ レーザーダイオード
５Ａ レーザ光（円形光）
６ リレーレンズ
７ ビームスプリッタ
８ 液晶式の１／２波長板
９ 球面収差補正素子
１０ ビームスプリッタ
１１ １／４波長板
１２ レンズ
１３ 受光素子
１４ 球面収差補正素子
１５ トラッキング用素子
１６ 焦点調整レンズ
１７ レンズ
１８ ＣＤ
１９ レーザーダイオード
２０ 反射器
２１ １／４波長板
２２ ＤＶＤ
２３ ＢＤ

Claims (5)

1. 板体の内部で、この板体の厚さ方向に、複数層のホログラム層を設け、これら複数層のホログラム層の少なくとも一層は、渦巻き状に連続したホログラム帯により形成し、このホログラム帯には、このホログラム帯の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径を持つ円形光によりホログラム帯の消失エリアを形成した記録媒体。
2. ホログラム帯の長手方向に、ホログラム帯の消失エリアを連続的に形成した請求項１に記載の記録媒体。
3. 同心円的な渦巻き状に連続したホログラム帯を設けた請求項１または２に記載の記録媒体。
4. 記録媒体と、この記録媒体の一面側に設けた光供給手段とを備え、前記記録媒体は、板体の内部で、この板体の厚さ方向に、複数層のホログラム層を有し、これら複数層のホログラム層の少なくとも一層は、渦巻き状に連続したホログラム帯により構成し、このホログラム帯に、前記光供給手段から、このホログラム帯の長手方向に直交する方向の幅よりも、大きな直径を持つ円形光を照射することで、ホログラム帯の消失エリアを形成する構成とした電子機器。
5. 記録媒体には、同心円的な渦巻き状に連続したホログラム帯を設けた請求項４に記載の電子機器。

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