JP4686672B2 - ホログラム記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、干渉縞を記録するホログラム記録媒体及びその製造方法に関し、特に第一の波長の光と第二の波長の光が照射されるホログラム記録媒体及びその製造方法に関する。

物体波と参照波との干渉縞を記録するホログラフィー技術は、多数の応用が提案されており、実用が検討されている。その一つとして、物体波にイメージ情報を持った光（以下「情報光」という）を用いて、情報光と参照波（参照光とも呼ぶ）とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録媒体に書き込むことで情報を記録するホログラフィックメモリーが提案されている（特許文献２）。

ホログラフィックメモリーにおいては、記録媒体における情報光及び参照光の照射した部位、換言すれば、記録する情報のアドレスを特定する必要がある。このため、記録媒体に位置決めやアドレスを特定するためのサーボピットを予め設けておくことが提案されている。しかしながら、記録媒体に設けられたサーボピットによって、情報光及び参照光が乱反射することにより、情報記録層に不要な干渉縞が記録されたり、再生光にノイズが発生することになる。

このため、特許文献１では、干渉縞を形成するための情報光及び参照光１１１の波長とサーボピットを読み取るためのサーボ用光１１２の波長を変え、透明基板１０２と干渉縞によって情報が記録されるホログラム記録層１０４との間に第一の波長のサーボ用光１１２を透過し、第二の波長の情報光及び参照光１１１を反射するフィルタ層１０６を設けた記録媒体１０１が提案されている（図７）。図７において、基板１０２にサーボピットが形成され、その上にアルミ、金や白金等でコーティングして反射層１０３が設けられており、表面には透明な上基板１０５を設けている。

特許文献１において、フィルタ層１０６としては、コレステリック液晶からなる層と４分の１波長板層との組み合わせ、または波長分離フィルターを誘電体多層膜コーティング（スパッタリング）することによって形成されたダイクロイックミラー層が提案されている。

かかる記録媒体１０１を用いると、サーボ用光１１２は、フィルタ層１０６を透過し、基板１０２表面の反射層１０３によって反射され、サーボピットの情報を読み取ることができる。そして、記録時に照射される情報光及び記録用参照光１１１は、ホログラム記録層１０４において干渉縞を形成した後、基板１０２表面のサーボピットまで到達することなくフィルタ層１０６によって反射されるので、サーボピットでの乱反射による不要な干渉縞の記録を防止することができる。また、再生時に照射される再生用参照光１１１は、ホログラム記録層４に記録された干渉縞と干渉して再生光を発生し、その後、基板１０２表面のサーボピットまで到達することなくフィルタ層１０６によって反射されるので、サーボピットでの乱反射によるノイズ発生を防止することができる。

特開２００４−２６５４７２号公報 特開平１１−３１１９３６号公報

しかしながら、現状、再生時において、再生用参照光によってホログラム記録媒体のホログラム記録層から発生する再生光の強度は、再生用参照光の強度に比べ僅か０．００１〜０．０００１程度に過ぎない。仮に再生用参照光がフィルタ層１０６を透過したとすると、サーボピットによって散乱するので再生光の信頼性を著しく低下させることになる。

よって、特許文献１のフィルタ層１０６としては、再生用参照光の透過率を十分に小さくしなければならない。フィルタ層１０６の透過率は、再生用参照光に比べて０．００１〜０．０００１の強度の再生光に対して影響しないことが要求されたのである。なお、再生光に対して影響しない光の強度は、光検出器の性能、再生光中の情報に含まれる誤り訂正符号（ＥＣＣ：Error-Correcting Code）等の要因によって変化する。例えば、再生光の強度に対して０．０１〜０．００１の強度の光を許容範囲として設計する場合、フィルタ層１０６の透過率が０．００１未満であることが要求された。フィルタ層１０６の透過率が０．００１であるから、再生用参照光の０．００１倍の強度の光がフィルタ層１０６を透過して、サーボピットによって散乱して再び戻ってくる。戻ってきた光は、フィルタ層１０６を再び通過するため、フィルタ層１０６の０．００１の透過率によって、再生用参照光の（０．００１）^２＝１×１０^−６の強度の光となる。この結果、フィルタ層１０６を透過して戻ってきた光の強度（１×１０^−６）は、再生光の強度（再生用参照光の０．００１〜０．０００１程度）に対して、０．０１〜０．００１の強度となるので、許容範囲内であり、再生光に与える影響はほぼ無視できるといえる。

特に、特許文献２に示されているように、対物レンズによって情報光及び参照光１１１を記録媒体に対して照射する場合は、情報光及び参照光１１１が収束する光として記録媒体に入射するため、様々な入射角の情報光及び参照光１１１に対して透過率を低くする必要があり、広い角度範囲で透過率を低くする必要があった。

このような低い透過率を実現するため、フィルタ層１０６としては、真空蒸着法によって数十層から百数十層もの多層膜を形成しなければならず、記録媒体の生産性を低下させ、製造コストの増加となっていた。また、数十層から百数十層の多層膜の全てを記録媒体の全面において均一に形成する必要があり、多層膜の形成方法として真空蒸着法に限定されていた。真空蒸着法は、大型基板に適用することが困難であり、処理枚数を少なくしなければならず、しかも真空引き時間が長いため、この点でも、記録媒体の生産性が低下してしまった。更に、多層膜の一部でも不良が発生すると記録再生の信頼性が低下するので、数十層から百数十層の多層膜の全てを記録媒体の全面において均一に形成して記録再生の信頼性を確保することが困難であった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、情報光や記録・再生用参照光が光情報記録媒体の内部及び外部において散乱することによるノイズを低減し、記録再生の信頼性を向上したホログラム記録媒体及びその製造方法を提供することにある。また、本発明は、従来よりも製造工程における設計条件を緩和することにより、生産性を向上し、製造コストを低減することができ、量産性に富んだホログラム記録媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明のホログラム記録媒体は、基板と、第一の波長の光によって形成される干渉縞を記録するホログラム記録層と、前記基板と前記ホログラム記録層との間に設けられ、前記第一の波長の光を反射し、第二の波長の光を透過する波長選択反射層と、前記基板と前記波長選択反射層との間に設けられ、前記第一の波長の光を吸収する光吸収層と、前記基板と前記光吸収層との間に設けられ、前記第二の波長の光によって情報の記録又は再生が行われる情報層とを有することを特徴とする。

更に、本発明のホログラム記録媒体において、前記光吸収層は、前記第一の波長の光に対する吸収率が０．９以上であることが好ましい。

更に、本発明のホログラム記録媒体において、前記波長選択反射層は、前記第一の波長の光の反射率が０．９以上であることが好ましい。

更に、本発明のホログラム記録媒体において、前記ホログラム記録層と前記波長選択反射層との間に設けられたギャップ層を有することが好ましい。

更に、本発明のホログラム記録媒体において、前記基板と前記情報層との間に設けられた第二の情報層と、前記情報層と前記第二の情報層との間に設けられ、前記第二の波長の光を反射し、第三の波長の光を透過する第二の波長選択反射層とを有していてもよい。

更に、本発明のホログラム記録媒体において、前記情報層は、情報がピットによって記録されていてもよい。

また、本発明のホログラム記録媒体の製造方法は、基板上に情報層を形成し、前記情報層上に第一の波長の光を吸収する光吸収層を形成し、前記光吸収層上に前記第一の波長の光を反射し、第二の波長の光を透過する波長選択反射層を形成し、前記波長選択反射層上に前記第一の波長の光によって形成される干渉縞を記録するホログラム記録層を形成することを特徴とする。

更に、本発明のホログラム記録媒体において、前記波長選択反射層は真空蒸着法によって形成されていてもよい。

更に、本発明のホログラム記録媒体において、前記情報層は、前記基板表面に凹凸形状を形成することによって形成されていてもよい。

以上説明した本発明によれば、ホログラム記録媒体において、第一の波長の光の一部が波長選択反射層を透過したとしても、光吸収層によって吸収されるため、情報層において散乱によるノイズを低減し、記録再生の信頼性を向上できる。

更に、本発明のホログラム記録媒体においては、第一の波長の光の一部が波長選択反射層を透過したとしても、光吸収層によって吸収されるため、従来数十層から百数十層もの多層膜が必要であった波長選択反射層の設計条件を緩和することができるので、生産性が向上する。また波長選択反射層の層の数を減らせば、製造工程を少なくできるので、製造コストを下げることができる。

本発明のホログラム記録媒体の概略断面図 （Ａ）乃至（Ｃ）は、それぞれ本発明のホログラム記録媒体における波長選択反射層の実施形態の一つを示す概略断面図 （Ａ）乃至（Ｃ）は、それぞれ本発明のホログラム記録媒体における情報層の実施形態の一つを示す概略断面図 （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明のホログラム記録媒体における情報層の実施形態の他の一つを示す概略断面図 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明のホログラム記録媒体におけるギャップ層の実施形態の一つを示す概略断面図 本発明のホログラム記録媒体の実施例の概略断面図 従来のホログラム記録媒体の概略断面図

以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明のホログラム記録媒体の実施形態の一つを示す概略断面図である。

図１のホログラム記録媒体１は、基板１１と、干渉縞を記録するホログラム記録層１５と、基板１１とホログラム記録層１５との間に波長選択反射層１４と、基板１１と波長選択反射層１４との間に光吸収層１３と、基板１１と光吸収層１３との間に情報層１２とが設けられている。なお、本明細書において、ホログラム記録媒体１の第一の波長の光２及び第二の波長の光３が入射する表面を入射面Ａと称し、反対の表面を裏面Ｂと称する。更に、図１においては、記録媒体１には、ホログラム記録層１５の入射面Ａ側に保護層１６が設けられている。

基板１１としては、ポリカーボネイト等のプラスチック基板、ガラス基板、金属基板等を使用することができる。プラスチック基板を使用すると、プレス加工によって表面に凹凸形状を形成することで、後述する情報層としてピットを容易に成型できる。また、ガラス基板は、強度及び平滑性が高く、基板の撓みなどによる傾きの影響を少なくすることができる。金属基板は、第二の波長の光に対する反射層を兼用することができる。基板１１の形状は、ディスク状であっても、カード状であってもよい。

また、基板１１の厚さとしては、特に限定されるものではないが、記録媒体１全体として、１．２〜２．４ｍｍとなるようにすると、現在使用されているＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と互換性を持たせることが可能となる。

ホログラム記録層１５は、物体波と参照波との干渉縞を記録するものであり、特に好ましくは、第一の波長の光２である物体波及び参照波の波長には感光し、第二の波長の光３には感光しない材料が好ましい。ホログラム記録層１５としては、例えば、フォトポリマー系材料を使用することができる。ホログラム記録層１５の材料としてフォトポリマー系材料を使用した場合であれば、フォトポリマー系材料は緑及び青色光に感度を有するように設計されるので、第一の波長の光２として緑又は青色光を使用し、第二の波長の光３としてそれ以外の波長の光、例えば赤色光を使用すればよい。なお、本発明において、ホログラム記録層１５はフォトポリマー系材料に限定されるものではない。

ホログラム記録層１５は、フォトポリマー系材料をスピンコート等によって塗布する塗布法や挟み込み法によって形成することができる。挟み込み法とは、ホログラム記録層１５の下層が形成された基板と上層が形成された基板との間にホログラム感光材料を挟み込んでホログラム記録層１５を形成する方法である。挟み込み法を使用してホログラム記録層１５を形成すると、ホログラム記録層１５が上層の基板と下層の基板との接着層としても機能する。

挟み込み法として、下層の基板と上層の基板を基板間に空隙を設けて固定し、空隙に材料を流し込んで、材料を安定化（例えば固化）させる方法がある。なお、基板間に空隙を設けて固定する際に、空隙の周囲を封止材で封止して、注入孔及び排気口を設けても良いし、固定補助具を用いて固定しても良い。

また、挟み込み法の他の例として、下層の基板上に材料を所望の量だけ滴下して、上層の基板を下層の基板との平行を保ちながら圧着して貼り合わせることによって、材料を基板全体に均一に広げて、材料を安定化（例えば固化）させる方法もある。

波長選択反射層１４は、第一の波長の光２を反射し、第二の波長の光３を透過するものである。波長選択反射層１４としては、高屈折率物質と低屈折率物質を交互に積層させたダイクロイックミラー層２１やコレステリック液晶層２２を用いることができる。波長選択反射層１４における第一の波長の光２に対する反射面は、情報を安定して記録、再生できるように、平坦であることが好ましい。

図２（Ａ）は、波長選択反射層１４としてダイクロイックミラー層２１を用いる場合の記録媒体１の概略断面図である。ダイクロイックミラー層２１としては、ポリエチレン及びナイロンの多層積層フィルム等を用いることができる。

本発明の記録媒体１においては、後述する光吸収層１３によって、ダイクロイックミラー層２１の第一の波長の光に対する透過率についての条件が従来よりも緩和されるため、真空蒸着以外の手法、例えばスピンコート等の塗布法によって有機材料等を塗布してダイクロイックミラー層２１を形成することも可能となる。塗布法を使用すると、製造コストを大幅に低減することが可能である。

そして、透過率についての条件が緩和されるので、従来数十層から百数十層であったダイクロイックミラー層の層数を減らすこともできる。例えば、透過率が０．０５であれば、１５層程度でよい。波長選択反射層１４の層数を減らした場合は、工程数が減少するので従来よりも生産性が向上し、製造コストを低減することもできる。

図２（Ｂ）及び（Ｃ）は、波長選択反射層１４としてコレステリック液晶層２２を用いる場合の記録媒体１の概略断面図である。コレステリック液晶は、所定方向の円偏光の光は反射し、それ以外の光は透過する性質を有するので、波長選択反射層１４としてコレステリック液晶層２２を用いる場合は、４分の１波長板と組み合わせて使用する。４分の１波長板によって第一の波長の光２を４分の１波長分ずらして円偏光の光とし、第二の波長の光３を円偏光ではなく楕円偏光の光とすることで、コレステリック液晶層２２によって第一の波長の光２を反射し、第二の波長の光３を透過することができる。このようなコレステリック液晶層２２を用いた波長選択反射膜層１４としては、Ｒｏｌｉｃ社製のコレステリックフィルタ等を用いることができる。

４分の１波長板は、記録媒体１の外部に光学素子として配置してもよいし、記録媒体１の内部においてコレステリック液晶層よりも入射面Ａ側に４分の１波長板の機能を有する層を配置してもよい。

図２（Ｂ）においては、４分の１波長板層２３は、ホログラム記録層１５とコレステリック液晶層２２との間に配置されている。このため、第一の波長の光２は、ホログラム記録層１５において干渉縞を形成し、その後４分の１波長板層２３において円偏光になり、コレステリック液晶層２２によって反射される。図２（Ｂ）の記録媒体１では、４分の１波長板層２３を後述するギャップ層と兼用させることができる。

図２（Ｃ）においては、４分の１波長板層２３は、保護層１６とホログラム記録層１５との間に配置されている。このため、第一の波長の光２は、４分の１波長板層２３において円偏光になり、その後ホログラム記録層１５において干渉縞を形成し、コレステリック液晶層２２によって反射される。

本発明のホログラム記録媒体１において、第一の波長の光２に対する波長選択反射層１４の反射率は、１より少なくてもよく、０．９以上とすることが好ましい。ここで第一の波長の光２は、記録時において、波長選択反射層１４よりも記録媒体１の入射面Ａ側に位置するホログラム記録層１５で干渉縞を形成する物体波及び記録用の参照波、又は再生時において、ホログラム記録層１５に記録された干渉縞と干渉して再生光を発生させる再生用の参照波である。

第一の波長の光２に対する波長選択反射層１４の透過率の上限（反射率の下限）は、光吸収層１３における第一の波長の光２の吸収率によって設計することができる。即ち、入射する第一の波長の光２の強度をＩ_０、波長選択反射層１４の透過率をτとすると、波長選択反射層１４を透過した第一の波長の光２の強度Ｉ_１はＩ_０×τとなる。そして、光吸収層１３における第一の波長の光２の吸収率をαとすれば、波長選択反射層１４を透過した第一の波長の光２の戻り光の強度Ｉ_２はＩ_１×（１−α）^２＝Ｉ_０×τ×（１−α）^２となる。更に、波長選択反射層１４を透過する光の強度Ｉ_３はＩ_２×τ＝Ｉ_０×τ^２×（１−α）^２となる。ここで、Ｉ_３が再生光に対する影響を無視できる強度であればよい。例えば、再生光に対する影響を無視できる強度を１×１０^−６×Ｉ_０とすれば、

Ｉ_３＜１×１０^−６×Ｉ_０
Ｉ_０×τ^２×（１−α）^２＜１×１０^−６×Ｉ_０

τ^２＜１×１０^−６／（１−α）^２

τ＜１×１０^−３／（１−α）
となり、透過率τの上限が求まる。なお、上記の計算では、情報層における散乱率を考慮せず、透過した第一の波長の光２の全てが戻り光となった場合のものである。散乱率も考慮すれば、より設計ルールが緩和される。なお、本発明の記録媒体１において、波長選択反射層１４の設計ルールを緩和せずに、従来と同様の条件を採用した場合でも、後述する光吸収層１３が存在するので、波長選択反射層１４の不良によって第一の波長の光２の一部が透過しても、その影響を緩和することができ、信頼性を高めることができる。

また、波長選択反射層１４は、必要な強度の第二の波長の光３を透過できればよい。ここで第二の波長の光３は、波長選択反射層１４よりも裏面Ｂ側の情報層１２において情報の記録又は再生を行なうものである。第二の波長の光３としては、情報層１２に記録された情報を読み取ることによって情報を再生する光、情報層１２にピットを形成することで情報を記録してピットから情報を再生する光、情報層１２に干渉縞を形成することで情報を記録する第二の情報光及び記録用参照光又は情報層１２に記録された干渉縞から情報を再生する第二の再生用参照光であってもよい。第二の波長の光３に必要な強度は、情報層１２における記録又は再生に必要な強度である。例えば、情報層１２にピットが情報として記録されている場合、波長選択反射層１４の第二の波長の光３に対する透過率は、ピットによる第二の波長の光３の反射率又は透過率の変化を検出できる程度であればよい。

光吸収層１３は、第一の波長の光２を吸収する材料から構成されている。光吸収層１３としては、樹脂フィルタ等を用いることができる。光吸収層１３として、樹脂フィルタを使用する場合は、樹脂フィルタのシートを貼り付ける方法やスピンコート等の塗布法によって形成すればよい。

本発明の記録媒体１は、光吸収層１３が存在するので、第一の波長の光２の一部が波長選択反射層１４を透過しても、その影響を緩和することができ、信頼性を高めることができ、波長選択反射層１４の設計ルールを緩和することができる。

光吸収層１３における第一の波長の光２の吸収率は、０．８〜１の範囲であることが好ましく、特に、０．９〜１の範囲が好ましい。また、光吸収層１３は、裏面Ｂ側の情報層１２において情報の記録又は再生を行なうことができる強度の第二の波長の光３を透過できればよい。

情報層１２は、波長選択反射層１４よりも裏面Ｂ側に設けられ、第二の波長の光３によって情報が記録又は再生される。情報層１２としては、予め情報が記録された再生専用層でも情報の記録及び再生が可能な記録再生層でもよい。情報層１２には、情報波や参照波のサーボ用のアドレス情報、記録媒体の容量や構造などを示す記録媒体の識別情報又は第１の波長の光によって記録されるのと同様の情報を記録することができる。なお、サーボ用のアドレス情報は、他の手段によって位置決めを行なう場合には無くてもよい。例えば、記録媒体１と第一及び第二の波長の光２，３との相対的な位置関係をＸ−Ｙステージ等によって機械的に制御する場合は不要である。特に、情報がピットによって記録される情報層１２の場合、もし第一の波長の光が情報層１２に到達するとピットの凹凸によって激しく散乱するため、光吸収層１３を配置して、第一の波長の光を吸収することが好ましい。

図３（Ａ）乃至（Ｃ）は、再生専用の情報層１２として予めピットを形成した層を使用した場合のホログラム記録媒体１の概略断面図である。図３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、ピットの凹凸による第二の波長の光３の反射率又は透過率の変化によって情報を再生することができる。反射率の変化によって情報を再生する場合や、透過率の変化を入射面Ａ側において検出するために、情報層１２の一部として反射層を形成することが好ましい。基板１１の表面に凹凸を形成し、必要に応じて凹凸表面に反射層を形成してピットとしてもよいし、基板１１上にピット形成用の層を形成し、そこにエッチング処理などで凹凸を形成し、必要に応じて凹凸表面に反射層を形成した構成等を使用することもできる。ピットによって、予めサーボ用のアドレス情報や記録媒体１の識別情報等を記録することができる。

図３（Ａ）は、基板１１表面に凹凸形状を形成し、凹凸表面に反射層３１を形成して反射型の情報層１２を構成したホログラム記録媒体１の概略断面図である。図３（Ｂ）は、基板１１上に金属層３２を形成し、フォトリソグラフィー技術によってエッチングしてホール３２ａを形成して情報層１２を構成したホログラム記録媒体１の概略断面図である。図３（Ｂ）の金属層３２とホール３２ａで構成された情報層１２は、反射型の情報層１２としても透過型の情報層１２としても利用できる。図３（Ｃ）は、基板１１表面に凹凸形状を形成して透過型の情報層１２を構成したホログラム記録媒体１の概略断面図である。図３（Ｃ）においては、基板１１の表面が情報層１２として機能している。

記録再生層としては、有機色素層、相変化層、第二のホログラム記録層などを利用することができる。情報層が有機色素層の場合は、一度だけ情報を記録することが可能であり、レーザー光によって色素を分解することでピットを形成することができる。形成されたピットは、再生専用層と同様にピットの反射率又は透過率の変化によって情報を再生できる。

情報層１２が相変化層の場合は、情報の書き換えが可能であり、レーザー光による加熱によって相変化層の結晶構造を変更させて、結晶部分と非結晶部分を形成することで、結晶部分と非結晶部分の反射率又は透過率の違いによって情報を記録することができる。

情報層１２が第二のホログラム記録層の場合は、第二の波長の光３に感光する材料を使用し、第二の波長の光３による第二の情報光及び記録用参照光によって形成される干渉縞を形成し、第二の波長の光３による再生用参照光によって情報を再生する。この場合は、更に、第二のホログラム記録層よりも裏面Ｂ側に第二の波長の光３を反射するための反射層を形成して、入射面Ａ側で再生光を検出できる構成としてもよい。図４（Ａ）は、情報層１２として第二のホログラム記録層４１を設け、更に、その裏面Ｂ側に反射層４２を設けたホログラム記録媒体１の概略断面図である。

図４（Ｂ）は、情報層１２として第二のホログラム記録層４１を設け、更に、その裏面Ｂ側に、第二の波長の光３を反射し第三の波長の光４を透過する第二の波長選択反射層４３と、第二の波長の光３を吸収する第二の光吸収層４４及び第三の波長の光４によって情報が記録又は再生される第二の情報層４５を設けたホログラム記録媒体１の概略断面図である。図４（Ｂ）において、第一のホログラム記録層１５及び第二のホログラム記録層４１は、第三の波長の光４に対して感光しない材料であることが好ましく、第一の波長選択反射層１４は、第一の波長の光２を反射し、第二の波長の光３及び第三の波長の光４を透過する。

保護層１６は、記録媒体１の入射面Ａ側の表面に形成されており、記録媒体１を保護している。保護層１６としては、樹脂材料、例えばＵＶレジン等の材料を波長選択反射層１４上にスピンコート等によって塗布したり、ポリカーボネイトシート等の樹脂シートを貼り付けたりして形成される。

更に、記録媒体１には、ホログラム記録層１５と波長選択反射層１４との間に、ギャップ層を設けてもよい。ギャップ層は、樹脂材料、例えばＵＶレジン等の材料を波長選択反射層１４上にスピンコート等によって塗布したり、ポリカーボネイトシート等の樹脂シートを貼り付けたりして形成される。ギャップ層は、波長選択反射層１４を保護すると共に、ホログラム記録層１５内に生成されるホログラムの大きさを調整するためにも有効である。つまり、ホログラム記録層１５において記録用参照光と情報光の干渉領域をある程度の大きさに形成する必要がある場合において、ホログラム記録層１５とサーボピットとの間にギャップを設けると有効なのである。

特に、図５に示すように、記録媒体１に対して、対物レンズ５１によって物体波及び参照波２を収束する光束として照射する場合に有効である。ギャップ層を設けていない図５（Ａ）においては、物体波及び参照波２は、対物レンズ５１によってホログラム記録層１５の下に直接設けられた波長選択反射層１４に焦点５２を合わせているため、干渉縞５３が集中する焦点近傍の部分によってホログラム記録層１５の感光材料が大量に消費されてしまう。このため、ホログラム記録層１５の多重度（同一箇所においてホログラムを多重記録できる量）が減少する。更に、集中した干渉縞５３は、重畳するホログラムに対してノイズとなってしまう。

図５（Ｂ）に示すように、ホログラム記録層１５と波長選択反射層１４との間にギャップ層５４を設けると、干渉縞が集中する焦点近傍の部分がギャップ層５４に位置するため、ホログラム記録層１５の多重度の減少を緩和することができる。ギャップ層の厚みとしては、１０〜１００μｍの範囲とすることが好ましい。

図１乃至図５に示すホログラム記録媒体１の製造方法としては、基板１１に近い層から順に保護膜１６までを積層してもよいし、逆に保護膜１６を基板として用いて、保護膜１６から順に積層してもよいし、幾つかの層を積層した基板１１と、残りの層を積層した保護膜１６とを貼り合わせる方法でもよい。特に、基板１１と保護膜１６とを貼り合わせる方法においては、接着層を何らかの層、例えばギャップ層と兼用することで、製造工程を省略することができる。前述したとおり、波長選択反射層１４を塗布法によって形成すると、製造コストを大幅に低減することが可能である。

本発明のホログラム記録媒体１は、第一の波長の光２として、記録時においては情報光と記録用参照光が照射され、再生時においては再生用参照光が照射される。第一の波長の光２は、ホログラム記録媒体１の保護層１６を通過し、ホログラム記録層１５において干渉縞を形成したり、干渉縞と干渉して第一の波長の再生光を発生させる。その後、第一の波長の光及び再生光は、波長選択反射層１４によって反射され、再びホログラム記録層１５及び保護層１６を通過して記録媒体１の入射面Ａから射出される。

仮に、第一の波長の光及び再生光の一部が波長選択反射層１４を透過したとしても、光吸収層１３によって吸収されるので、情報層１２によって散乱しない。また、第一の波長の光及び再生光の一部が情報層１２まで到達し、散乱したとしても、散乱光も光吸収層１３によって吸収されるので、波長選択反射層１４を透過した第一の波長の光及び再生光が、散乱してホログラム記録層１５に入射することはほとんどない。

他方、第二の波長の光３は、保護層１６、ホログラム記録層１５、波長選択反射層１４及び光吸収層１３を通過し、情報層１２において、情報を記録又は再生し、情報層１２が反射型であれば、再び光吸収層１３、波長選択反射層１４、ホログラム記録層１５及び保護層１６を通過して記録媒体１の入射面Ａから射出し、情報層１２が透過型であれば、基板１１を通過して記録媒体１の裏面Ｂから射出する。

［実施例１］ 図６は、ホログラム記録媒体６０の概略断面図である。本実施例においては、第一の波長の光として波長５３２ｎｍの緑色の光を使用し、第二の波長の光として波長６５０ｎｍの赤色の光を使用した。

基板６１としてポリカーボネイトを使用し、射出成形加工によって表面に凹凸形状を形成してサーボ用の情報及び記録媒体の識別情報をピットとして記録した。更に、基板６１の凹凸形状を覆ってアルミニウムをスパッタ蒸着法によって成膜し、情報層となる反射層６２を形成した。

反射層６２の上に、光吸収層６３として、樹脂フィルタを貼り付け法によって、１００μｍ形成した。光吸収層６３の波長５３２ｎｍの緑色の光に対する吸収率は約０．９である。

光吸収層６３の上に、波長選択反射層６４として、コレステリック液晶層を塗布法によって、所定の膜厚だけ、例えば１〜１００μｍ形成した。波長選択反射層６４は、波長５３２ｎｍの緑色の光に対する反射率が約０．９であり、波長６５０ｎｍの赤色の光に対する透過率が０．７であった。

波長選択反射層６４の上に、ギャップ層６５として、ＵＶレジンをスピンコート法によって、３０μｍ形成した。

ギャップ層６５までが形成された基板６１と保護層６７として機能するポリカーボネイト基板との間に、フォトポリマーを挟み込みホログラム記録層６６を形成した。ホログラム記録層６６は、波長５３２ｎｍの緑色の光については感光性を有しているが、波長６５０ｎｍの赤色の光については感光しない。

ホログラム記録層６６の上のポリカーボネイト基板は、保護層６７となり、６００μｍの厚さであった。

このホログラム記録媒体６１に対して情報を記録又は再生するため、波長５３２ｎｍの緑色の光及び波長６５０ｎｍの赤色の光を照射する。

記録時には、緑色の光として情報光及び記録用参照光がホログラム記録媒体６１に照射され、保護膜６７を通過し、ホログラム記録層６６において情報光及び記録用参照光の干渉縞を記録する。情報光及び記録用参照光は、その後、ギャップ層６５を通過し、波長選択反射層６４によって反射して、再びホログラム記録層６６を通過して保護膜６７を経てホログラム記録媒体６１の外部に射出される。波長選択反射層６４の緑色の光に対する反射率は約０．９なので、緑色の光の一部（約０．１の光）が波長選択反射層６４を透過する虞がある。しかし、光吸収層６３の緑色の光に対する吸収率が約０．９であるから、反射層６２に達するまでに緑色の光の一部（約０．１の光）は９割吸収される。更に、反射層６２に達して反射された緑色の光の一部についても、波長選択反射層６４に達するまでに９割吸収され、波長選択反射層６４によって９割反射される。従って、緑色の光の一部（約０．１の光）が波長選択反射層６４を透過したとしても、ほとんど戻ってこないのである。

再生時には、緑色の光として再生用参照光がホログラム記録媒体６１に照射され、保護膜６７を通過し、ホログラム記録層６６において記録された干渉縞から再生光を再生する。再生用参照光及び再生光は、その後、ギャップ層６５を通過し、波長選択反射層６４によって反射して、再びホログラム記録層６６を通過して保護膜６７を経てホログラム記録媒体６１の外部に射出される。仮に再生用参照光及び再生光の一部が波長選択反射層６４を透過したとしても、記録時の説明において詳述したとおり、光吸収層６３において吸収される。ホログラム記録媒体６１の外部に射出された再生光は、光検出器によって検出され、情報光の担持していた情報を再生する。

赤色の光は、保護膜６７、ホログラム記録層６６、ギャップ層６５、波長選択反射層６４及び光吸収層６３を通過して、反射層６２によって反射して、光吸収層６３、波長選択反射層６４、ギャップ層６５、ホログラム記録層６６及び保護膜６７を経てホログラム記録媒体６１の外部に射出される。ホログラム記録媒体６１の外部に射出された赤色の光は、光検出器によって検出され、反射層６２に形成されたピットの情報を再生し、サーボ用の情報又は記録媒体の識別情報を読み取る。

赤色の光によって読み取られた記録媒体の識別情報は、記録媒体の記録容量や構造などを特定し、情報の記録又は再生に必要な緑色の光の照射条件や情報の符号化や復号化の設定等に使用される。また赤色の光によって読み取られたサーボ用の情報は、緑色の光の照射位置を特定するために使用される。赤色の光によるサーボ用の情報の再生は、緑色の光による情報の記録又は再生中も継続的に行うことが、正確に緑色の光の照射位置を位置決めすることができるので好ましい。特に、記録媒体を移動させながら緑色の光による情報の記録又は再生を行う場合は、緑色の光の照射位置がずれやすいので赤色の光によるサーボ用の情報の再生を継続的に行うことが好ましい。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、情報の記録時と再生時との光路を前記実施形態においては共通させているが、これを分離させた場合にも同様に適用することができる。

Claims (9)

1. 基板と、
   第一の波長の光によって形成される干渉縞を記録するホログラム記録層と、
   前記基板と前記ホログラム記録層との間に設けられ、前記第一の波長の光を反射し、第二の波長の光を透過する波長選択反射層と、
   前記基板と前記波長選択反射層との間に設けられ、前記第一の波長の光を吸収する光吸収層と、
   前記基板と前記光吸収層との間に設けられ、前記第二の波長の光によって情報の記録又は再生が行われる情報層と
   を有することを特徴とするホログラム記録媒体。
2. 前記光吸収層は、前記第一の波長の光に対する吸収率が０．９以上であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
3. 前記波長選択反射層は、前記第一の波長の光の反射率が０．９以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のホログラム記録媒体。
4. 前記ホログラム記録層と前記波長選択反射層との間に設けられたギャップ層を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
5. 前記基板と前記情報層との間に設けられた第二の情報層と、
   前記情報層と前記第二の情報層との間に設けられ、前記第二の波長の光を反射し、第三の波長の光を透過する第二の波長選択反射層とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
6. 前記情報層は、情報がピットによって記録されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
7. 基板上に情報層を形成し、
   前記情報層上に第一の波長の光を吸収する光吸収層を形成し、
   前記光吸収層上に前記第一の波長の光を反射し、第二の波長の光を透過する波長選択反射層を形成し、
   前記波長選択反射層上に前記第一の波長の光によって形成される干渉縞を記録するホログラム記録層を形成することを特徴とするホログラム記録媒体の製造方法。
8. 前記波長選択反射層は真空蒸着法によって形成することを特徴とする請求項７に記載のホログラム記録媒体の製造方法。
9. 前記情報層は、前記基板表面に凹凸形状を形成することによって形成されることを特徴とする請求項７又は８に記載のホログラム記録媒体の製造方法。