JPH07129963A

JPH07129963A - 光波長多重記録の再生方法

Info

Publication number: JPH07129963A
Application number: JP27856793A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Umetsu; 暢彦梅津; Sadahiro Takemoto; 禎広竹本; Yasunori Asazuma; 庸紀朝妻
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】再生光の励起によって生じる発光スペクトル
の検出によってホールすなわち情報の検出を行う再生態
様をとり、再生光と発光検出の時間のずれの問題、再生
解像の問題の解決を図る。【構成】光波長多重記録された記録媒体１に再生光を
照射し、この再生波長光による励起によって記録媒体１
からの発光を回折格子２で分光し、複数の受光素子３に
よって検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光波長多重記録の再生
方法、特に光波長多重記録された記録媒体に対する再生
光による励起発光を検出して記録媒体上の情報の読み出
しを行う光波長多重記録の再生方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】光の波長領域に多重記録できる情報記録
媒体としては、光化学ホールバーニング（PHB)やフォト
クロミズムなどの現象を利用したものが挙げられるが、
ＰＨＢを利用した波長多重記録の原理は、例えば特開昭
５３−９９７３５号公報に記載されているように、透明
媒体に分散された光吸収色素が極低温において示す１つ
の広い吸収帯（不均一吸収帯）の中に、狭帯域のレーザ
光を照射して鋭い窪み（ホール）を形成させるというも
のである。

【０００３】不均一吸収帯には、照射するレーザ光の波
長を僅かずつ変化させることによって多数のホールを形
成することができ、理論的には１０〜１０００個のホー
ルが形成可能であると言われている。

【０００４】しかしながら、このように極低温で記録再
生を行うには大掛かりな冷却装置を必要とすることか
ら、実用上の問題があり、これに対して室温でのＰＨＢ
による情報記録が可能な記録材料として、ＳｍをＢａＣ
ｌＦ系結晶母体にドープしたＢａＣｌＦ：Ｓｍ系の記録
材料が検討されている。

【０００５】図４にそのＳｍ²⁺のエネルギー準位のモデ
ル図を示す。⁷Ｆ₀は基底状態で、 ⁵Ｄ₀は第１励起状
態の準安定状態で、その上に4f⁵5d の広い吸収帯が広が
っている。この記録材料による記録媒体に対する記録
は、図４に実線矢印をもってその記録過程を示すよう
に、例えば波長６８９〜６９１ｎｍでの選択された波長
の記録光λｓの照射により、基底状態の電子をＦ₀から
準安定準位Ｄ₀の特定のサイトのＳｍ²⁺のみを共鳴的に
励起すると同時に、所要の波長λｇ（＜５００ｎｍ）の
ゲート光を照射して光イオン化させる２段階光励起を行
う。これによって放出された電子は、伝導帯を介して近
傍のトラップと結合する。これにより前述の特定のサイ
トにあるＳｍ²⁺がＳｍ³⁺となり、そのサイトにあるＳｍ
²⁺の分布が減少し、これによって吸収スペクトルにホー
ルができ、これによって情報の記録がなされる。記録光
の波長を変えることによって異なるサイトにおけるＳｍ
²⁺の分布を制御でき、これによって波長多重記録を可能
にするものである。

【０００６】そして、この記録情報の再生は、選択波長
光による再生光の照射によって⁷Ｆ ₀−⁵Ｄ₀の吸収ス
ペクトルを観測して上記ホールの検出を行うか、図４に
点線矢印をもって、その再生過程を示すように、例えば
記録波長と異なる再生波長４２０ｎｍの１波長光λ_exc
の照射による励起によって発光する蛍光の発光スペクト
ルの観測によって上記ホールの検出を行って記録情報の
再生を行う。

【０００７】また、この記録媒体に対する情報の消去
は、図４に破線矢印をもって示すように、トラップの深
さに相当するエネルギーの波長のλ_er照射する。このよ
うにすると、トラップからの電子が解放され、Ｓｍ³⁺は
Ｓｍ²⁺に戻り、ホールは消去される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した波長多重記録
を応用した系において、記録されている情報の再生を例
えば現在の光ディスクと同様の再生形態で行おうとする
と、次に挙げるような問題が生じる。すなわち、波長領
域の情報を再生するために波長の走査が必要であるが、
これを分光器などを用いて行うと、波長の走査に時間が
掛かるためにその転送レートは多重度に見合うだけの向
上がはかられないという問題がある。

【０００９】また、波長多重化された情報を光吸収によ
り測定する方法では、吸収量が非常に小さい材料に対し
てはＳ／Ｎが十分に採れず検出が難しいという問題があ
る。

【００１０】したがって、上述した発光を測定する再生
方法によれば、比較的高いＳ／Ｎでの検出が期待される
が、この場合には材料の発光が最大になるまでの立ち上
がり時間が記録信号の周波数および記録媒体のその情報
の読み出しを行う再生ピックアップ部との相対的移動速
度に比し、数桁も遅いために励起光照射と発光の検出が
同時刻にできないこと、また発光寿命が記録信号の周波
数に比べて可なり長い場合にはレンズの有効視野内で発
光しているすべての信号を検出するおそれが生じるなど
の再生解像の問題がある。

【００１１】本発明においては、上述したように比較的
高いＳ／Ｎが期待できる再生光の励起によって生じる発
光スペクトルの検出によってホールすなわち情報の検出
を行う再生態様をとり、簡単な構成を採って上述した励
起光すなわち再生光と発光検出の時間のずれの問題、再
生解像の問題の解決を図った光波長多重記録の再生方法
を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、図１に
本発明方法を実施する一例の概略構成図を示すように、
光波長多重記録された記録媒体１に再生光を照射し、こ
の再生波長光による励起によって記録媒体１からの発光
を回折格子２で分光し、複数の受光素子３によって検出
する。

【００１３】第２の本発明は、上述の第１の本発明方法
における回折格子２としてホログラムグレーティングを
用いる。

【００１４】第３の本発明は、光波長多重記録された記
録媒体１に再生光を照射し、この再生波長光による励起
によって記録媒体１からの発光を検出するに当たり、記
録媒体１に対する再生光照射位置と、発光検出位置とを
分離する。

【００１５】第４の本発明は、上述の第３の本発明にお
いて、発光検出位置と共役なアパチャー４を設ける。

【００１６】

【作用】第１の本発明によれば、回折格子によって分光
して複数の受光素子によって検出するので、比較的広い
波長領域の情報を再生するにかかわらず、波長の走査を
回避することができるようにしたことによって転送レー
トを充分高めることができる。

【００１７】第２の本発明によれば、記録媒体からの発
光を分光するにホログラムグレーティングを用いるが、
このホログラムグレーティングは、目的とする波長域に
合せて回折効率を最適化することができることから、検
出する記録媒体からの発光波長範囲に最適化したホログ
ラムレーグレーティングを用いることによって発光によ
る信号の再生をより確実に行うことができる。

【００１８】また、第３の本発明によれば、記録媒体上
における再生光の照射位置と発光検出位置とを空間的に
すなわち場所的に分離させたことにより、再生手段（再
生ピックアップ）と記録媒体との相対的移動に伴って再
生光による励起によって発光する記録媒体上の発光点が
丁度その発光が最大に達した時点での位置で発光検出を
行うことができることから、その再生を高いＳ／Ｎをも
って行うことができる。

【００１９】第４の本発明では、第３の本発明による記
録媒体からの発光の検出にあってその発光検出位置と共
役なアパチャーを介して行うようにしたので、励起によ
る発光の残光時間が比較的長いことにより再生の有効視
野内で発光しているすべての発光を検出することが回避
でき、特定の発光位置からの発光に関してのみその検出
を行うことができ、他の位置に関する信号の検出を回避
できることから、再生解像を高めることができる。

【００２０】

【実施例】図１を参照して本発明方法を適用した再生装
置の一実施例を説明する。記録媒体１は、前述したよう
に例えばディスク状をなし、基板上にＡｌ等の反射膜を
介して記録材料層例えばＳｒ_XＣａ_1-XＦＣｌ：Ｓｍ
（０＜ｘ＜１）、Ｓｒ_XＢａ_1-XＦＣｌ：Ｓｍ（０＜ｘ
＜１）が被着形成されてなる。この記録媒体１すなわち
ディスクは、その中心軸を中心に回転駆動され、この記
録媒体１に対向して再生ピックアップ装置が配置され
る。

【００２１】この再生ピックアップ装置は、所定波長の
励起光すなわち再生光とトラッキングサーボ等を行うに
供するサーボ用光を取り出す光源１１例えばレーザ光源
と、コリメータレンズ１２と、ビームスプリッタ１３
と、ビームスプリッタもしくは波長選択性ミラー１４
と、対物レンズ１５と、集光レンズ２５と、ピンホール
すなわちアパーチャー４が穿設された遮光体１６と、回
折格子２と、受光素子３が配列されてなる例えばリニア
センサー（ないしはラインセンサー）２７とを有してな
る。

【００２２】そして、光源１１からの再生光およびサー
ボ用光を、コリメータレンズ１２を介してビームスプリ
ッタ１３、ビームスプリッタもしくは波長選択性ミラー
１４、対物レンズ１５を通じて記録媒体１に照射する。

【００２３】記録媒体１には例えばトラッキングサーボ
用光の照射によってトラッキングサーボ信号を取り出す
ことのできるサーボ用溝等が設けられていて、これに照
射されて反射されたトラッキングサーボ信号を含むトラ
ッキングサーボ光が、ビームスプリッタもしくは波長選
択性ミラー１４およびビームスプリッタ１３によってサ
ーボ信号検出部に供給され、これによって再生光の記録
媒体１に対する照射位置すなわちトラッキング制御がな
される。

【００２４】このようにして記録媒体１の所定位置に再
生光の照射がなされる。この再生光の照射によって励起
されて発光した所定の波長領域に分布する発光光すなわ
ち被検出光は、対物レンズ１５を介してビームスプリッ
タもしくは波長選択性ミラー１４に向かい、これによっ
て、光源１１からの光路とは分岐されて例えば直進し
て、集光レンズ２５によって遮光体１６のアパーチャー
４に集光され、これを通じてコリメータレンズ１７を介
して回折格子２に送り込まれ、これによって被検出光す
なわち記録媒体１からの発光の波長領域例えばλ₁〜λ
_nの波長に応じて分光されて、集光レンズ３５を経てそ
れぞれ波長に応じて異なる位置に向かい、これら異なる
位置に予め配置された対応する各受光素子３によって受
光され検出される。

【００２５】上述の構成において、記録媒体１の回転に
よってすなわち記録媒体１のピックアップ装置との相対
的移動によって再生光の照射位置が時間と共に移動し、
この再生光の照射による励起発光がピークに達するには
時間遅れがあることから、ある時点での再生光の照射位
置（以下励起ポイントという）Ａと、この時点で発光が
ほぼ最大となっている位置（以下発光ポイント）Ｂとは
ピックアップ装置に対する記録媒体１の矢印ａで示す移
動方向にΔｄだけずれた位置となる。

【００２６】本発明においては、記録媒体１の発光ポイ
ントＢを発光検出位置とする。つまり、再生光照射位置
Ａと発光検出位置Ｂとを分離する。そして、遮光体１６
のアパーチャー４の位置を、この発光検出位置と光学的
に共役点に設定する。つまり、ピックアップ装置のレン
ズ系の有効領域内において、発光検出位置（発光ポイン
トＢ）からの光のみを通過させ、他の位置からの光、特
に再生光の反射光すなわち励起ポイントＡからの光を遮
断するようになす。

【００２７】また、分光を行う回折格子２としては、ホ
ログラムグレーティングを用いることが望ましい。

【００２８】このホログラムグレーティングは、ホログ
ラムによって作製する。すなわち図２に示すように、透
明基板２１上に塗布された分光を行うべき波長λ₁〜λ
_nの範囲に感光性を示す感光層に対し、先ず所定の波長
λ₁の物体光Ｌ_subを基板２１に対して例えば直角に入
射させると共に、同一波長λ₁の参照光Ｌ_refを物体光
Ｌ_subの光軸に対して所定の角度θ₁（０＜θ₁＜９０
°）で入射させて干渉露光を行う。次に同様の方法によ
って他の波長のλ₂ に関して同様の物体光Ｌ_su _bと角度
θ₂ （θ₂ ≠θ₁，０＜θ₁＜９０°）の参照光Ｌ_ref
を用いて干渉露光を行い同様にして順次互いに異なる所
定の波長λ₃〜λ_nに関してそれぞれの波長の物体光Ｌ
_subの照射と所定の互いに異なる角度θ₃〜θ_nの入射
角による参照光Ｌ_refとの照射によって順次干渉露光す
る。その後感光層に対する現像、定着をおこなうことに
よってホログラムグレーティングを作製する。

【００２９】このホログラムグレーティングによれば、
図３に示すように、波長λ₁〜λ_nを含んだ光を垂直に
入射させるとき、各波長λ₁〜λ_nに応じて、上述の各
参照光の入射角θ₁〜θ_nを以てそれぞれ分光される。
そして、このホログラムグレーティングは、回折効率が
高いことから分光効率が極めて高い。

【００３０】したがって、図１の構成において、回折格
子２にこのホログラムグレーティングを適用することに
よって記録媒体１からの発光のホール検出する分光すべ
き光がλ₁〜λ_nとすると、この発光に含まれる波長λ
₁〜λ_nを効率良く分光してそれぞれ対応する位置に配
置した各受光素子３に入射させることができる。このよ
うにして各波長の発光を各受光素子３で同時に検出でき
る。

【００３１】しかしながら、上述したように、受光素子
３としてリニアセンサーないしはラインセンサーを用い
る場合は、各受光素子３からの信号をシフトしてその一
端から各信号を順次取り出すことから、全体の波長すな
わち全体のスペクトルが検出されるまでに所要の時間が
掛かることになる。しかし、その時間は、分光器などに
よって波長領域すなわちλ₁〜λｎを走査して波長ごと
の検出を逐一行う場合に比しては桁違いに短縮化され
る。したがって、分光器を用いる場合に比し転送レート
を大きくできるものである。

【００３２】尚、本発明方法を実施する装置は、上述の
例に限らず種々の構成を採り得ることは言うまでもな
い。

【００３３】

【発明の効果】上述したように、本発明による光波長多
重記録の再生方法によれば、記録媒体１への再生光照射
による励起によって発生する光を検出してホールの検出
を行う再生態様をとるので、波長多重化された情報を光
吸収によって測定する態様を取る場合に比しＳ／Ｎを高
めることができる。

【００３４】そして、第１の本発明によれば、回折格子
によって分光して複数の受光素子によって検出するの
で、比較的広い波長領域の情報を再生する場合において
も、波長の走査を回避することができるようにしたこと
によって転送レートを充分高めることができる。

【００３５】また、第２の本発明によれば、記録媒体か
らの発光を分光するにホログラムグレーティングを用い
ることにより、このホログラムグレーティングを、目的
とする記録媒体からの発光波長範囲に波長域に合せて回
折効率を最適化しておくことで高いＳ／Ｎの再生が可能
となるものである。

【００３６】また、第３の本発明によれば、記録媒体上
における再生光の照射位置と発光検出位置とを空間的に
すなわち場所的に分離させたことにより、再生手段（再
生ピックアップ）と記録媒体との相対的移動に伴って再
生光による励起によって発光する記録媒体上の発光点が
丁度その発光が最大に達した時点での位置で発光検出を
行うことができることから、その再生を高いＳ／Ｎをも
って行うことができる。

【００３７】第４の本発明では、第３の本発明による記
録媒体からの発光の検出にあってその発光検出位置と共
役なアパチャーを介して行うようにしたので、励起によ
る発光の残光時間が比較的長い場合でも再生の有効視野
内での発光のうち特定の発光位置からの発光に関しての
みその検出を行うことができ、他の位置に関する信号の
検出を回避できることから、再生解像を高めることがで
きる。

【００３８】また、本発明による光波長多重記録の再生
方法は、図１でその一例を説明したように簡単な構成で
実施することができ、その実用上の利益は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用した再生装置の一実施例の構
成図である。

【図２】本発明方法に適用するホログラムグレーティン
グの作製方法の説明図である。

【図３】ホログラムグレーティングの動作の説明図であ
る。

【図４】Ｓｍ²⁺のエネルギー準位のモデル図である。

【符号の説明】

１１光源１記録媒体２回折格子３受光素子４アパーチャー

【手続補正書】

【提出日】平成６年３月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】しかしながら、このように極低温で記録再
生を行うには大掛かりな冷却装置を必要とすることか
ら、実用上の問題があり、これに対して室温でのＰＨＢ
による情報記録が可能な記録材料として、Ｓｍをアルカ
リ土類金属のハロゲン化物結晶母体にドープした材料、
例えばＳｒＦＣｌ_xＢｒ_1-x：Ｓｍ²⁺などが検討されて
いる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【実施例】図１を参照して本発明方法を適用した再生装
置の一実施例を説明する。記録媒体１は、前述したよう
に例えばディスク状をなし、基板上にＡｌ等の反射膜を
介して記録材料層例えばＳｒ_xＣａ_1-xＦＣｌ_yＢｒ
_1-y：Ｓｍ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）、Ｓｒ_xＢａ
_1-xＦＣｌ_yＢｒ_1-y：Ｓｍ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜
１）が被着形成されてなる。この記録媒体１すなわちデ
ィスクは、その中心軸を中心に回転駆動され、この記録
媒体１に対向して再生ピックアップ装置が配置される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】この再生ピックアップ装置は、所定波長の
励起光すなわち再生光とトラッキングサーボ等を行うに
供するサーボ用光を取り出す光源１１例えばレーザ光源
と、コリメータレンズ１２と、偏光ビームスプリッタ１
３と、ビームスプリッタもしくは波長選択性ミラー１４
と、１／４波長板１８と、対物レンズ１５と、集光レン
ズ２５と、ピンホールすなわちアパーチャー４が穿設さ
れた遮光体１６と、回折格子２と、受光素子３が配列さ
れてなる例えばリニアセンサー（ないしはラインセンサ
ー）２７とを有してなる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】そして、光源１１からの再生光およびサー
ボ用光を、コリメータレンズ１２を介して偏光ビームス
プリッタ１３、ビームスプリッタもしくは波長選択性ミ
ラー１４、１／４波長板１８、対物レンズ１５を通じて
記録媒体１に照射する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】記録媒体１に例えばトラッキングサーボ用
光の照射によってトラッキングサーボ信号を取り出すこ
とのできるサーボ用溝等が設けられていて、これに照射
されて反射されたトラッキングサーボ信号を含むトラッ
キングサーボ光が、ビームスプリッタもしくは波長選択
性ミラー１４および偏光ビームスプリッタ１３などによ
ってサーボ信号検出部に供給され、これによって再生光
の記録媒体１に対する照射位置すなわちトラッキング制
御がなされる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】このホログラムグレーティングは、ホログ
ラムによって作製する。すなわち図２に示すように、透
明基板２１上に塗布された分光を行うべき波長λ₁〜λ
_nの範囲に感光性を示す感光層に対し、先ず所定の波長
λ₁の物体光Ｌ_subを基板２１に対して例えば直角に入
射させると共に、同一波長λ₁の参照光Ｌ_refを物体光
Ｌ_subの光軸に対して所定の角度θ₁（０＜θ₁＜９０
°）で入射させて干渉露光を行う。次に同様の方法によ
って他の波長のλ₂に関して同様の物体光Ｌ_su _bと角度
θ₂（θ₂≠θ₁，０＜θ₂＜９０°）の参照光Ｌ_ref
を用いて干渉露光を行い同様にして順次互いに異なる所
定の波長λ₃〜λ_nに関してそれぞれの波長の物体光Ｌ
_subの照射と所定の互いに異なる角度θ₃〜θ_nの入射
角による参照光Ｌ_refとの照射によって順次干渉露光す
る。その後感光層に対する現像、定着をおこなうことに
よってホログラムグレーティングを作製する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光波長多重記録された記録媒体に再生光
を照射し、該再生波長光による励起によって上記記録媒体からの発
光を回折格子で分光し、複数の受光素子にて検出するこ
とを特徴とする光波長多重記録の再生方法。
【請求項２】上記回折格子をホログラムグレーティン
グとしたことを特徴とする請求項１に記載の光波長多重
記録の再生方法。
【請求項３】光波長多重記録された記録媒体に再生光
を照射し、該再生波長光による励起によって上記記録媒体からの発
光を検出するに当たり、上記記録媒体に対する再生光照
射位置と、発光検出位置とを空間的に分離することを特
徴とする光波長多重記録の再生方法。
【請求項４】上記発光検出位置と共役なアパチャーを
有することを特徴とする請求項３に記載の光波長多重記
録の再生方法。