JP4743628B2 - 光情報記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、情報を担持した情報光と参照光とによって形成された干渉縞が記録されるホログラム記録層を有する光情報記録媒体に関し、特にホログラム記録層に重畳して制御情報層を有する光情報記録媒体に関する。

ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメージ情報を持った光と参照光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によって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉縞による回折によりイメージ情報が再生される。

近年では、超高密度光記録のために、ボリュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集めている。ボリュームホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉縞を書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特徴がある。そして、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報は２値化したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイズして、２次元デジタルパターン情報に展開し、これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時にＳＮ比（信号対雑音比）が多少悪くても、微分検出を行ったり、２値化データをコード化しエラー訂正を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再現することが可能になる。

このようなボリュームホログラフィを用いたホログラフィック記録再生を行なう光情報記録媒体４１として、特許文献１及び２には、図４に示すように、エンボスピット４６ａを有する反射層４６及び透明層４７が形成されたディスク状の第１の基板４２と、透明なディスク状の第２の基板４３とを、それらの外周部および内周部にスペーサ４４を挿入して所定の隙間を確保し、かかる隙間に干渉縞４５ａを記録するホログラム記録層４５を封入した構造のものが提案されている。

第１の基板４２に形成されたエンボスピット４６ａによって、サーボ情報やアドレス情報が記録されている。サーボ情報としては、各種の動作のタイミングの基準となるサーボクロックピットや、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行うためのサーボピット等がある。また、アドレス情報としては、プリ・アンブル、同期マーク、アドレスパート、エンドアドレスマーク、ポスト同期マーク及びポスト・アンブル等がある。そして、干渉縞の記録時又は再生時において、光情報記録再生装置は、サーボ用光１３によってサーボ情報及びアドレス情報を再生し、フォーカシングやトラッキングを行うと共に各ホログラム記録領域における情報光、記録用参照光及び再生用参照光といった記録再生用光１２の照射位置を合わせている。

特開２００３−３３１４６４号公報 特開２００４−１２６０４１号公報

ホログラフィック記録再生では、干渉縞を記録するときの記録用参照光の照射条件と同じ条件で再生用参照光を照射する必要がある。また、光情報記録媒体４１に複数の情報を記録した場合、所定の情報を記録した干渉縞４５ａの位置を特定する必要がある。さらに、一連の情報を複数の干渉縞に分割して記録する場合、干渉縞を連続して記録する方式ではなく、光情報記録媒体の平面方向に分散させて記録する方式もあるが、この場合は、記録時における干渉縞の分散方式が判らないと、一連の情報として複数の干渉縞を再生することができない。なお、光情報記録媒体４１の記録容量やトラックピッチ等によって、干渉縞同士のピッチや順番などの条件が変更されることもある。

従来の光情報記録媒体４１において、第１の基板４２には、サーボ情報及びアドレス情報のみが記録されていたが、更に、干渉縞の記録条件又は再生条件に関する条件情報（記録位置や分散方式を含む）や、光情報記録媒体の記録容量やトラックピッチ等の媒体情報も光情報記録媒体４１に記録させることが好ましい。

ところが、干渉縞４５ａが形成されるホログラム記録層４５に重畳する位置の第１の基板４２には、既に、サーボ情報及びアドレス情報が記録されている。よって、第１の基板４２に条件情報や媒体情報を記録するには、一部の領域において、サーボ情報及びアドレス情報に代えて、条件情報や媒体情報を記録することになり、光情報記録媒体４１の記録容量が低下してしまう。

特に、前述した条件情報は、記録する情報が増えれば、それだけ条件情報自体も増加するので、条件情報を記録するために必要な領域も広くなり、結果として光情報記録媒体４１の記録容量に対する制限となってしまう。

本発明は、以上のような問題点を鑑みて、記録時又は再生時に有用な情報を記録した光情報記録媒体を提供することを目的とする。

本発明の光情報記録媒体は、制御情報層が形成された第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間にシールド材に囲繞された干渉縞を記録するためのホログラム記録層とを有し、前記第２の基板は、前記制御情報層の制御情報を記録又は再生する制御用光を透過し、且つ前記ホログラム記録層の干渉縞を記録又は再生する記録再生用光を透過し、前記シールド材は、少なくとも前記制御用光を透過し、前記制御情報層の前記シールド材に重畳した領域において制御情報を記録又は再生できることを特徴とする。

さらに、上記光情報記録媒体において、前記第１の基板は、前記制御用光を透過し、前記記録再生用光を反射する選択透過反射層を有することが好ましい。

さらに、上記光情報記録媒体において、前記制御情報層には、さらに、サーボ情報又は／及びアドレス情報が記録されていることが好ましい。

さらに、上記光情報記録媒体において、前記制御情報は、干渉縞の記録条件又は再生条件に関する条件情報又は／及び光情報記録媒体の媒体情報であってもよい。

本発明の光情報記録媒体によれば、シールド材に重畳した領域において制御情報を記録又は再生できるので、ホログラム記録領域内に記録する制御情報を少なくすることができ、ホログラム記録領域を有効に利用することができる。その他の効果の詳細については、以下に述べる実施形態の説明において明らかにする。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の光情報記録媒体１の一実施態様であり、図１（Ａ）に概略平面図、（Ｂ）に半径方向の概略断面図、（Ｃ）に外周近傍を拡大した概略断面図を示す。

図１の光情報記録媒体１は、第１の基板２と、第２の基板３と、第１の基板２と第２の基板３との間にシールド材４に囲繞されたホログラム記録層５とを有しており、第１の基板２には、制御情報層６と、選択透過反射層７と、ギャップ層８とを有している。図１の光情報記録媒体１は、図１（Ａ）に示すように、円盤状をしており、ホログラム記録層５が配置されたホログラム記録領域１ａとシールド材４が配置されたシールド領域１ｂとを有している。更に、図１において、光情報記録媒体１の中心には開口１ｃが形成されており、光記録再生装置のスピンドルが開口１ｃに挿嵌され、光情報記録媒体１を回転可能に保持できるように構成されている。

また、光情報記録媒体１は、トラックを有していてもよい。ディスク状の光情報記録媒体におけるトラックとしては、複数の同心円状のトラックであってもよいし、１本の螺旋状のトラックであってもよい。トラックは、図１（Ｃ）で示すように、第１の基板２のランド６ｂとグルーブ６ｃで構成されていてもよいが、その他の手法で構成されていてもよい。例えば平坦な層において、帯状に反射率を変更してトラックを形成してもよい。

第１の基板２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、第１の基板２には制御情報層６が形成されている。第１の基板２として、プラスチック基板を使用すると、プレス加工等によって表面に凹凸形状を形成することができるので、後述するピット６ａや、ランド６ｂ及びグルーブ６ｃを容易に成型できる。また、ガラス基板は、強度および平滑性が高く、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。金属基板を使用すると、制御用光１１に対する反射層を兼用することができる。

制御情報層６は、制御用光１１によって再生される制御情報が記録されている。制御情報は、光情報記録媒体に記録された情報の中で、干渉縞によってホログラム記録層５に記録された情報、サーボ情報及びアドレス情報を除いた情報全般を指し、例えば、干渉縞の記録条件又は再生条件に関する条件情報（記録位置や分散方式を含む）、光情報記録媒体の記録容量やトラックピッチ等の媒体情報等である。少なくとも制御情報の一部は、シールド領域１ｂにおける制御情報層６に記録されている。

なお、サーボ情報とは、各種の動作のタイミングの基準となるサーボクロックピットや、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行うためのサーボピットであり、アドレス情報とは、プリ・アンブル、同期マーク、アドレスパート、エンドアドレスマーク、ポスト同期マーク及びポスト・アンブル等である。制御情報層６には、サーボ情報やアドレス情報が記録されていてもよい。

制御情報層６としては、予め情報が記録された再生専用でも情報の記録及び再生が可能ものでもよい。再生専用の制御情報層６としては、ピット６ａ、ランド６ｂ及びグルーブ６ｃ等の凹凸形状を利用することができる。予め第１の基板２に凹凸形状を形成すれば、凹凸形状による光の反射率又は透過率の変化で制御情報を記録することができる。記録再生可能な制御情報層６としては、有機色素層や相変化層などを利用することができる。制御情報層６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。制御情報層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ピットを形成することができる。結晶部分と非結晶部分の反射率又は透過率が違うので、ピットによって情報を記録および再生することができる。

図１においては、第１の基板２表面にピット６ａ、ランド（凸部）６ｂ及びグルーブ（凹部）６ｃを形成し、それらの上に反射膜（図１（Ｂ）では省略）を形成することで、反射型の再生専用の制御情報層６としている。第１の基板２のランド（凸部）６ｂ及びグルーブ（凹部）６ｃは、トラック、サーボ情報又はアドレス情報としても機能しうるものであり、ランドグルーブ記録方式、ウォブルグルーブ記録方式又はウォブル・ランドグルーブ記録方式を利用することを可能としている。

ランドグルーブ記録方式は、ランド６ｂ及びグルーブ６ｃが形成されたユーザーデータエリアとランド及びグルーブが形成されていないアドレス領域とを有し、アドレスエリアにアドレス情報がピットとして記録され、ランド上又はグルーブ上に制御情報ピットがピットとして記録される。ランドグルーブ記録方式は、ランドとグルーブが同じピッチで繰り返される構造の為、位置決めが容易であり、トラックピッチも狭くできるので、高密度記録に適している。

ウォブルグルーブ記録方式は、ランド及びグルーブにウォブルという波状のうねりをつけることで、ランド及びグルーブ自体にサーボ情報又はアドレス情報を保持させたものであり、アドレス領域を不要としたものである。

ウォブル・ランドグルーブ記録方式は、ランドグルーブ記録方式と同様にユーザーデータエリアとアドレスエリアとを有し、ユーザーデータエリアのランド及びグルーブにはウォブルが形成されたものである。

制御情報層６に情報を記録又は再生する制御用光１１としては、サーボ情報やアドレス情報を再生するためのサーボ用光を兼用することが好ましい。

第２の基板３は、制御情報層６の制御情報を記録又は再生する制御用光１１及びホログラム記録層５の干渉縞を記録又は再生する記録再生用光１２を透過する。さらに、別途サーボ光を用いる場合には、第２の基板３はサーボ光も透過する。第２の基板３としては、ポリカーボネイト等のプラスチック基板やガラス基板を利用することができる。なお、本明細書において、光を透過するとは、１００％の透過率を要求するものではなく、その部材を通過する光によって情報の記録又は再生を可能とする程度の透過率であればよい。

シールド材４は、第１の基板２と第２の基板３との間に配置され、シールド材４と第１の基板２及び第２の基板３とによって形成される空間内にホログラム記録層５を封止するためのものであり、少なくとも制御用光１１を透過する。さらに、シールド材４として接着剤、両面粘着シールなどを使用すれば、シールド材４によって第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせることもできる。なお、シールド材４は、第１の基板２と第２の基板３との間隔を一定に保持するスペーサを兼用してもよいし、別途スペーサを配置してもよい。なお、シールド材４は、記録再生用光１２やサーボ光を透過してもよいし、透過しなくてもよい。図１においては、ホログラム記録領域１ａが広くなるように、円盤の内縁と外縁にシールド材４が配置されている。

シールド材４としては、紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂等の接着剤を利用してもよいし、透光性のフィルムの両面に接着剤を塗布した両面粘着シールを使用してもよいし、リング状のポリカーボネイト等のプラスチックシートやガラス薄片を使用して別途接着剤によって第１の基板２又は第２の基板３に接着させる構成でもよい。ホログラム記録層５は、空気中の酸素等によって劣化するので、シールド材４にある程度の幅を持たせて、外部からの空気の進入を防止することが好ましい。

ホログラム記録層５は、シールド材４の内側に形成されており、情報光と記録用参照光との干渉縞（ホログラム）５ａが記録される。特に好ましくは、干渉縞を記録又は再生する光（記録再生用光）１２には感光し、制御情報を記録又は再生するための制御用光１１およびアドレス情報やクロック信号を読み取るためのサーボ用光には感光しない材料が好ましい。ホログラム記録層５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５の材料として、緑又は青色光に感度を有するフォトポリマー系材料を使用した場合であれば、記録再生用光１２には緑又は青色光を使用し、制御用光１１およびサーボ用光には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５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５の形成方法としては、第１の基板２と第２の基板３とをシールド材４を介在させて貼り合わせた状態で、シールド材４の一部に注入口を設けておき、シールド材４の内部の空間を真空にし、ホログラム記録層５を注入させ、注入後に注入口を封止する方式でもよいし、第１の基板２又は第２の基板３にシールド材４を配置し、その間にホログラム記録層５を滴下して他方の基板を貼り合わせる方式でもよい。

第１の基板２上に形成された選択透過反射層７は、記録再生用光１２を反射し、制御用光１１及びサーボ用光を透過するものである。選択反射層７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やコレステリック液晶層を用いることができる。選択反射層７における記録再生用光１２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。

ギャップ層８は、樹脂材料、例えばＵＶレジン等の材料を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８は、ホログラム記録層５や選択反射層７を保護すると共に、ホログラム記録層５内に生成される干渉縞５ａの大きさや記録再生用光１２と制御用光１１又はサーボ用光の焦点距離間の間隔などを調整するためにも有効である。また、ギャップ層８は、干渉縞が集中する情報光及び記録用参照光の焦点近傍の部分をホログラム記録層５中に位置しないようにできるので、干渉縞が集中する焦点近傍の部分によってホログラム記録層５の感光材料が大量に消費され多重度（同一箇所においてホログラムを多重記録できる量）が減少する現象を緩和することができる。ギャップ層８の厚みとしては、１０〜１００μｍの範囲とすることが好ましい。

本発明の光情報記録媒体は、その一部に既存のＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ＋ＲＷ等（以下「ＤＶＤ−ＲＡＭ等」と呼ぶ）の一部又は全部を利用することができる。ＤＶＤ−ＲＡＭ等においては、基板表面に、ランド１６ｂおよび一定周期で蛇行したウォブル情報を有するグルーブ６ｃが成形されており、グルーブ６ｃのウォブル情報がクロック信号として再生される。ウォブル情報はトラックに沿った断面をみると、周期的な凹凸となっている。そして、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の上に選択反射層及びギャップ層を設けることで、図１の第１の基板３の各構成を作製することができる。

本発明の光情報記録媒体を用いた記録方法及び再生方法は、まず、光情報記録媒体１の制御情報層６に記録された制御情報を制御用光１１によって再生し、条件情報や媒体情報を取得し、記録条件又は再生条件を決定する。ここで、制御情報の少なくとも一部はシールド領域１ｂに記録されており、シールド材４は制御用光１１を透過するので、シールド領域１ｂの制御情報も再生することができる。このため、ホログラム記録領域１ａ内に記録する制御情報を少なくすることができ、ホログラム記録領域１ａを有効に利用することができる。

シールド領域１ｂは、ホログラム記録領域１ａに比べ、ホログラム記録層５ではなくシールド材４や接着剤等が存在する。シールド領域１ｂにおける制御用光１１の屈折率をホログラム記録領域１ａにおけるそれと一致させることが好ましいが、必ずしも一致させなくてもよい。仮に、シールド領域１ｂにおいて、制御用光１１の焦点が制御情報層６に合わなかったとしても、ピット６ａを再生できれば十分であるし、シールド領域１ｂの制御情報再生時だけ、フォーカスサーボを用いて焦点を合わせることもできる。また、シールド領域１ｂにおける制御情報を示すピットの大きさを大きくしたり、長くして再生可能な範囲を広げてもよいし、シールド領域１ｂにおける制御情報層の厚さ方向における位置を焦点に合わせてもよい。なお、制御情報の再生は、最初に一回行なうだけでもよいし、定期的に再生してもよいし、記録再生毎に行ってもよい。

次に、サーボ用光（図１では制御用光と同じ）によって、サーボ情報及びアドレス情報を再生して、記録再生用光１２の照射位置を合わせ、所定の記録再生位置に記録再生用光１２を照射して、干渉縞５ａを記録又は再生する。

図２は、本発明の光情報記録媒体２１の他の実施態様の半径方向の概略断面図である。図２において、図１と同じ構成は、図１と同じ符号を付し、説明を省略する。

図２の光情報記録媒体２１は、第１の基板２２において、第１及び第２の制御情報層２６ａ、２６ｂが設けられ、第１の制御情報層２６ａには、ホログラム記録領域１ａ内において、制御情報、サーボ情報及びアドレス情報が記録されており、第２の制御情報層２６ｂには、シールド領域１ｂ内において、制御情報が記録されている。

図２のシールド材４として、ホログラム記録層５よりも屈折率が高い材料を使用し、シールド領域１ｂにおける制御用光１１の焦点が第２の制御情報層２６ｂに合うように第２の制御情報層２６ｂを配置すれば、制御用光１１として、サーボ用光と同じ光を使用することができる。なお、第２の制御情報層２６ｂとしては、シールド領域１ｂに制御情報を記録した光学フィルムを貼り付けることで形成することが可能である。

図３は、本発明の光情報記録媒体３１の他の実施態様であり、図３（Ａ）に概略平面図、（Ｂ）に概略断面図を示す。図３の光情報記録媒体３１は、形状が円盤状ではなく矩形のカード型である点以外は、図１の光情報記録媒体１と積層構造は基本的に同じであり、図１と同じ構成は、図１と同じ符号を付し、説明を省略する。

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、図１においては、制御情報層６が凹凸形状を有していたが、平坦であってもよい。

（Ａ）は本発明の光情報記録媒体の一実施態様の概略平面図、（Ｂ）は半径方向の概略断面図、（Ｃ）は外周近傍を拡大した概略断面図 本発明の光情報記録媒体の他の実施態様の半径方向の概略断面図 （Ａ）は本発明の光情報記録媒体の一実施態様の概略平面図、（Ｂ）は半径方向の概略断面図 従来の光情報記録媒体の概略断面図

符号の説明

１ 光情報記録媒体
１ａ ホログラム記録領域
１ｂ シールド領域
２ 第１の基板
３ 第２の基板
４ シールド材
５ ホログラム記録層
５ａ 干渉縞
６ 制御情報層
７ 選択透過反射層
１１ 制御光用
１２ 記録再生用光

Claims (4)

1. 制御情報層が形成された第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間にシールド材に囲繞された干渉縞を記録するためのホログラム記録層とを有し、
   前記第２の基板は、前記制御情報層の制御情報を記録又は再生する制御用光を透過し、且つ前記ホログラム記録層の干渉縞を記録又は再生する記録再生用光を透過し、
   前記シールド材は、少なくとも前記制御用光を透過し、前記制御情報層の前記シールド材に重畳した領域において制御情報を記録又は再生できることを特徴とする光情報記録媒体。
2. 前記第１の基板は、前記制御用光を透過し、前記記録再生用光を反射する選択透過反射層を有することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
3. 前記制御情報層には、さらに、サーボ情報又は／及びアドレス情報が記録されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光情報記録媒体。
4. 前記制御情報は、干渉縞の記録条件又は再生条件に関する条件情報又は／及び光情報記録媒体の媒体情報であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光情報記録媒体。

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