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

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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)=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、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はI×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はI×(1−α)=I×τ×(1−α)となる。更に、波長選択反射層14を透過する光の強度IはI×τ=I×τ×(1−α)となる。ここで、I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とすれば、
<1×10−6×I
×τ×(1−α)<1×10−6×I
τ<1×10−6/(1−α)
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。
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