WO2005038789A1 - 光情報記録方法および光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】　ホログラフィック記録において容易に複製を行なうことができる光情報記録方法および光情報記録媒体を提供すること。 【解決手段】　ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体４に対して情報を記録するための光情報記録方法であって、光源から出射された光束の少なくとも一部を空間的に変調することで情報を担持した情報光２と記録用参照光３とからなる仮想情報光６を生成し、情報記録層に仮想情報光６と仮想記録用参照光８との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、仮想情報光６および仮想記録用参照光８を情報記録層に対して照射することを特徴とする。

Description

明 細 書

光情報記録方法および光情報記録媒体

技術分野

[0001] 本発明は、空間的に変調することで情報を担持した情報光と記録用参照光とを光 記録媒体に照射して、光記録媒体の情報記録層において干渉させ、当該干渉バタ ーンによって情報を記録する光情報記録方法および光情報記録媒体に関する。 背景技術

[0002] 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情報光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのと きにできる干渉縞パターン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、干渉縞パターン による回折によりイメージ情報が再生される。

[0003] 近年、ホログラフィック記録において、超高密度のデータ密度とするために、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、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値ィ匕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においては、例えばアナログ的な絵 のような画像情報も、ー且デジタル化して、 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ェ 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

[0004] ボリュームホログラフィによるホログラム記録層への記録の一例は、記録すべき情報 を担持する情報光と記録用参照光とがホログラム記録層内において厚み方向の干渉 縞を生じるように透明基板側から同時に所定時間照射し、ホログラム記録層内に干 渉縞パターンを立体的に定着せしめることによって情報を立体的なホログラムとして 記録して!/ヽる（特許文献 1および特許文献 2)。

[0005] また、光情報記録方法としては、情報光と記録用参照光とを異なる角度の光軸上に 配置して記録する方法と、同軸上に配置して記録する方法がある。

[0006] 前記のようなボリュームホログラフィにより適しているものとして情報光と記録用参照 光とを同軸上に配置した記録方法が注目されている（たとえば、特許文献 3参照)。

[0007] 特許文献 1 :特開平 11-311938号公報

特許文献 2：特開 2003— 99952号公報

特許文献 3 :特開平 10- 124872号公報

特許文献 4:米国特許第 5638193号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] しかしながら、前記特許文献 3に記載するような情報光と記録用参照光とを同軸上 に配置した記録方法にぉ 、ては、ー且記録した光記録媒体からの記録情報の複製 が非常に困難であるという問題点があった。

[0009] 現在普及して ヽる CDや DVDでは、記録した 、情報を凹凸ピットとして形成した原 盤となるマスターを作製し、マスターを用いたプラスチック射出成形技術 (インジェクシ ヨンモールディング）によって転写することで、一回の処理で複製することが可能であ つた。このため、 CDや DVDは、大量生産することができ、世界中で普及しているの である。

[0010] 他方、ホログラフィック記録は、干渉縞を記録するものであるから、プラスチック射出 成形技術等によって成形することができるものではな力つた。従来、 m個の情報 (ホロ グラム)を光記録媒体に記録する場合、情報光の持つイメージ情報を m回変更し、そ の都度、情報光と記録用参照光を照射して光記録媒体中で重ね合わせて情報 (ホロ グラム)を記録しなければならな力つた。そして、同じ情報を記録した光記録媒体を複 製したい時も、また m回情報光と記録用参照光を照射して記録する必要があつたの である。このため、ホログラフィック記録した光記録媒体は、大量生産には適していな いものであった。

[0011] また、ボリュームホログラフィを行う多重記録の方式として、水平方向に照射位置の 一部を重ねてずらすシフト多重記録方式と、情報光または Zおよび記録用参照光の 記録媒体への入射角度を変化させる角度多重記録方式などがあるが、それぞれ次 のような問題点があった。

[0012] 従来の角度多重記録方式においては、同じ照射領域中に入射角度を変えて複数 回レーザービームを照射するため、レーザービームの強度も角度に合わせて毎回調 節しなければならな力つた。たとえば、多重度が mで、照射領域数力 ¾の場合、 m X n 回のレーザービームの強度と入射角の調節が必要であった。また、記録媒体のホロ グラム記録層に書き込まれた干渉縞を安定ィ匕させるために時間が必要な場合は、連 続して照射できず、書き込み時間が長くなつていた。更に、従来の角度多重記録方 式は、情報を書き込む際に光記録媒体を停止させて一つの照射領域に複数の情報 を書き込み、その照射領域への書き込みが終了すると光記録媒体を移動もしくは回 転させていたため、移動もしくは回転の停止と始動に時間がかかり、転送レートの低 下に繋がっていた。

[0013] 従来のシフト多重記録方式では、たとえば周方向への多重度が mで、半径方向の 列の数力 の場合、周方向への多重記録においては、最初の m回は照射領域の重 なり具合が異なるが、その後の照射領域では重なり具合は同程度であるから、最初 の m回だけレーザービームの強度を調節すれば良力つた。しかし、半径方向に次の 列に移動すると、再び最初の m回はレーザービームの強度を調節する必要があるの で、結局、 m X n回のレーザービームの強度の調節が必要であった。また、従来のシ フト多重記録方式では、記録を安定化させるために時間が必要なホログラム記録層 に対しては、連続的に情報を書き込むことができず、書き込み時間が長くなつていた

[0014] また、他の多重記録方式として、特許文献 4は、情報光を軸として参照光を回転さ せて、参照光の方位を変化させて、同一箇所に複数の情報を記録する方式を提案し ている。

[0015] 多重記録方式を用いて情報が記録された光記録媒体は、記録情報を重ねて記録 することができるので、記録密度を著しく増やすことができるが、その分、情報光と参 照光の照射回数も増えるし、上述したとおりレーザービームの強度調節を行なうため 、作製に時間がかかり、それを大量生産することは非常に難し力つたのである。

[0016] 本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、情報光と記録用参照光とを同軸 上に配置したホログラフィック記録にぉ 、て、ー且記録した光記録媒体からの記録情 報の複製をきわめて容易に行うことができ、し力も複製をする場合のキーを備えて ヽ て違法な複製を排除することができ、安全性が高ぐ更に、簡単な制御で、高密度で 正確な記録ができ、且つ連続的に情報を記録することができる光情報記録方法およ び光情報記録媒体を提供することを目的とする。

[0017] 更に、本発明は、情報を記録した光記録媒体を大量に生産するための光情報記録 方法および光情報記録媒体を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0018] 前記目的を達成するために本発明の光情報記録方法は、ホログラフィを利用して 情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録するた めの光情報記録方法であって、光源力 出射された光束の少なくとも一部を空間的 に変調することで情報を担持した情報光と記録用参照光とからなる仮想情報光を生 成し、前記情報記録層に前記仮想情報光と仮想記録用参照光との干渉による干渉 パターンによって情報が記録されるように、前記仮想情報光および前記仮想記録用 参照光を前記情報記録層に対して照射することを特徴とする。

[0019] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記情報記録層の複数の領域に対し て、前記仮想記録用参照光が同じ条件となるように前記仮想情報光と前記仮想記録 用参照光との干渉による干渉パターンを記録することが好ましい。

[0020] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記複数の領域は互いに重畳しないこ とが好ましい。

[0021] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記仮想情報光および前記仮想記録 用参照光は、前記光情報記録媒体を回転させながら、前記仮想情報光を中心として 前記仮想記録用参照光を前記光情報記録媒体と同じ角速度および回転方向で回 転させつつ前記複数の領域に対して照射されてもよ 、。 [0022] このような構成を採用したことにより、情報光と記録用参照光とを同軸上に配置した 記録方法を利用して仮想情報光を発生し、当該仮想情報光と仮想記録用参照光と を用いて干渉パターンを光情報記録媒体の情報記録層〖こ記録させることができる。 このようにして記録された光情報記録媒体は、仮想情報光の情報を複製するための マスターとして利用することができる。マスターとしての光情報記録媒体に記録された 情報を複製するためには、仮想記録用参照光を照射する必要があるので、当該仮想 記録用参照光が複製のためのキーとして作用し、仮想記録用参照光の秘密を保持 することにより、違法な複製を排除することができ、安全性が高いものとなる。

[0023] 更に、複数の領域に対して、仮想記録用参照光が同じ条件となるように仮想情報 光と仮想記録用参照光との干渉による干渉パターンが記録されていれば、再生する 際に、複数の領域力も一度に仮想情報光を再生することができ、生産性が著しく向 上する。この際、複数の領域が互いに重畳していない場合は、複数の領域から一度 に再生された仮想情報光の情報光及び記録用参照光同士の相互干渉を防ぐことが できるので好ましい。

[0024] また、本発明の光情報記録方法は、空間的に変調することで情報を担持した情報 光と記録用参照光とからなる仮想情報光と仮想記録用参照光とをホログラフィを利用 して情報が記録される情報記録層を備えた光記録媒体に照射し、照射領域における 前記仮想情報光と前記仮想記録用参照光との干渉パターンを情報として記録する 光情報記録方法であって、第 1の条件で前記仮想情報光および前記仮想記録用参 照光を前記光記録媒体の複数箇所に照射して複数の第 1の照射領域を形成して第 1の情報群を記録し、第 2の条件で前記仮想情報光および前記仮想記録用参照光 を前記光記録媒体の複数箇所に前記第 1の照射領域と重畳するように照射して複数 の第 2の照射領域を形成して第 2の情報群を記録することを特徴とする。

[0025] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記複数の第 1の照射領域は互いに 重畳しないことが好ましい。

[0026] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記情報光の光軸と前記記録用参照 光の光軸が、同一線上であることが好ましい。

[0027] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記仮想記録用参照光は、平行光で あることが好ましい。

[0028] このような構成を採用したことにより、前記の作用を有するとともに、同じ状態の複数 の第 1の照射領域に第 1の条件で第 1の情報群を記録し、次に、第 1の照射領域と重 畳する第 2の照射領域に第 2の条件で第 2の情報群を記録していくので、多重度が m の多重記録をするために、照射条件を m回調節するだけで良いのである。しかも、第 1の情報群を書き終わるまでの時間を個々の第 1の照射領域における光化学反応の ための時間とすることができるので、連続して多重記録方式を実行することができる。 これにより超高密度に情報を記録したマスターとしての光情報記録媒体を得ることが できる。本発明のように面単位で同じ条件での記録と再生を行う多重記録方式を面 多重記録方式と名付けるが、これはシフト多重記録方式にも、角度多重記録方式に ち適用でさることが特徴である。

[0029] 更に、複数の第 1の照射領域が互いに重畳しなければ、複数の第 1の照射領域か ら一度に再生された仮想情報光の情報光及び記録用参照光同士の相互干渉を防ぐ ことができるので好ましい。

[0030] 更に、情報光の光軸と記録用参照光の光軸が、同一線上であれば、仮想情報光を 再生して他の光情報記録媒体に照射するのに、単純な光学系を利用することができ 好適である。

[0031] 更に、仮想記録用参照光として平行光を使用すると、仮想再生用参照光を複数の 領域に対して同じ波面を持たせて照射することができ、複数の領域において干渉パ ターンと干渉し、記録された仮想情報光を再生することができるので好ま 、。

[0032] また、本発明の光情報記録方法は、空間的に変調することで情報を担持した情報 光と記録用参照光とからなる仮想情報光と仮想記録用参照光とをホログラフィを利用 して情報が記録される情報記録層を備えた第 1の光情報記録媒体に照射し、照射領 域における前記仮想情報光と前記仮想記録用参照光との干渉パターンを情報として 記録された前記第 1の光情報記録媒体における記録された情報を第 2の光情報記録 媒体に記録させる光情報記録方法であって、前記第 1の光情報記録媒体に対して前 記仮想記録参照光と同じ条件の仮想再生用参照光を照射し、前記仮想再生用参照 光が照射されることによって前記情報記録層より発生される前記仮想情報光を前記 第 2の光情報記録媒体に照射し、前記仮想情報光の情報光と記録用参照光との干 渉パターンを前記第 2の光情報記録媒体の情報記録層に記録することを特徴とする

[0033] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記仮想再生用参照光は、前記第 1の 光情報記録媒体の情報記録層の複数の前記照射領域に対して照射され、前記複数 の照射領域から、複数の前記仮想情報光が一度に再生されることが好ましぐ特に 前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層の全面に対して照射することが好ましい。

[0034] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記仮想再生用参照光は、前記仮想 記録参照光と位相共役であること又は前記第 1の光情報記録媒体に対して、前記仮 想記録参照光の照射方向と正反対の向きに照射されることが好ましい。

[0035] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記第 1の光情報記録媒体の情報記 録層より発生される前記仮想情報光を倍率を変更して前記第 2の光情報記録媒体に 照射すること又は第 1の焦点距離を有する第 1のレンズと第 2の焦点距離を有する第 2のレンズを介在させて前記第 2の光情報記録媒体に照射することが好ましい。

[0036] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記第 1の光情報記録媒体の方が前 記第 2の光情報記録媒体よりも大き 、ことが好ま 、。

[0037] このような構成を採用したことにより、前記のようにして作製されたマスターとしての 光情報記録媒体から情報光と記録用参照光とを同軸上に配置した仮想情報光を再 生させるとともに他の光情報記録媒体に記録させることができ、情報光と記録用参照 光とを同軸上に配置した記録方法を利用して記録される光情報記録媒体を簡単に 複製することができる。この複製の時には、記録時に用いた仮想記録用参照光を照 射する必要があるので、当該仮想記録用参照光が複製のためのキーとして作用し、 仮想記録用参照光の秘密を保持することにより、違法な複製を排除することができ、 安全性が高いものとなる。更に、複製された光情報記録媒体は仮想情報光の一部と して用いた記録用参照光と同一の再生用参照光を照射することにより、記録されてい る情報を簡単かつ確実に再生することができる。

[0038] 更に、仮想再生用参照光を第 1の光情報記録媒体の情報記録層の複数の照射領 域に対して照射して、複数の照射領域から、複数の仮想情報光を一度に再生させれ ば、複製の時間を劇的に短縮することができ、生産性を著しく向上することができる。 特に、第 1の光情報記録媒体の情報記録層の全面に対して照射すれば、より生産性 が向上する。

[0039] 更に、仮想記録参照光と位相共役な仮想再生用参照光が第 1の光情報記録媒体 に対して照射されると、再生した仮想情報光が記録時とは逆の経路で再生されるの で、記録時に加えられた光学系、光情報記録媒体の表面形状の歪み、情報記録層 の膜厚ムラ等による収差を相殺することができ、より収差を少なくすることができるの で好ましい。仮想再生用参照光を仮想記録参照光の照射方向と正反対の向きに照 射すると、位相共役となる。

[0040] 更に、第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発生される仮想情報光を倍率を変 更して第 2の光情報記録媒体に照射することにより、第 1の光情報記録媒体の情報 記録層に照射する仮想情報光、仮想記録用参照光及び仮想再生用参照光の光源 の波長と、第 2の光情報記録媒体に記録された情報光を再生するための再生用参照 光の光源の波長を変えることができる。第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発 生される仮想情報光を第 1の焦点距離を有する第 1のレンズと第 2の焦点距離を有す る第 2のレンズを介在させて第 2の光情報記録媒体に照射することによつても、第 1の 光情報記録媒体の情報記録層に照射する仮想情報光、仮想記録用参照光及び仮 想再生用参照光の光源の波長と、第 2の光情報記録媒体に記録された情報光を再 生するための再生用参照光の光源の波長を変えることができる。

[0041] 更に、第 1の光情報記録媒体として、第 2の光情報記録媒体に比べて大きくすれば 、より精密な干渉パターンを精細に記録することができる。

[0042] また、本発明の光情報記録方法は、空間的に変調することで情報を担持した情報 光と記録用参照光とからなる仮想情報光と第 1の仮想記録用参照光とをホログラフィ を利用して情報が記録される情報記録層を備えた第 1の光情報記録媒体に照射し、 照射領域における前記仮想情報光と前記第 1の仮想記録用参照光との干渉パター ンを情報として記録された前記第 1の光情報記録媒体における記録された情報を第 2の光情報記録媒体に記録させる光情報記録方法であって、前記第 1の光情報記録 媒体に対して前記第 1の仮想記録参照光と同じ条件の仮想再生用参照光を照射し、 前記仮想再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される前 記仮想情報光を前記第 2の光情報記録媒体に照射し、且つ前記第 2の光情報記録 媒体に対し第 2の仮想記録用参照光を照射し、前記仮想情報光と前記第 2の記録用 参照光との干渉パターンを前記第 2の光情報記録媒体の情報記録層に記録すること を特徴とする。

[0043] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記仮想再生用参照光は、前記第 1の 光情報記録媒体の情報記録層の複数の前記照射領域に対して照射され、前記複数 の照射領域から、複数の前記仮想情報光が一度に再生されることが好ましぐ特に、 前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層の全面に対して照射することが好ましい。

[0044] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記第 2の仮想記録用参照光は、前記 第 2の光情報記録媒体の情報記録層にお 、て、前記複数の仮想情報光が照射され る複数の照射領域に対して照射されることが好ましぐ特に、前記第 2の光情報記録 媒体の情報記録層の全面に対して照射されることが好ましい。

[0045] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記仮想再生用参照光は、前記第 1の 仮想記録参照光と位相共役であること又は前記第 1の光情報記録媒体に対して、前 記第 1の仮想記録参照光の照射方向と正反対の向きに照射されることが好ましい。

[0046] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記第 1の光情報記録媒体の情報記 録層より発生される前記仮想情報光を倍率を変更して前記第 2の光情報記録媒体に 照射すること又は前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発生される前記仮想 情報光を第 1の焦点距離を有する第 1のレンズと第 2の焦点距離を有する第 2のレン ズを介在させて前記第 2の光情報記録媒体に照射することが好ましい。

[0047] 更に、本発明の光情報記録方法において、前記第 2の仮想記録用参照光は、空間 的に変調されて 、ることが好ま 、。

[0048] このような構成を採用したことにより、前記のようにして作製されたマスターとしての 光情報記録媒体力 仮想情報光を再生させるとともに、仮想情報光と第 2の仮想再 生用参照光を第 2の光情報記録媒体に照射して、その干渉パターンを記録させるこ とができ、マザ一としての光情報記録媒体を簡単に複製することができる。この複製 の時には、記録時に用いた第 1の仮想記録用参照光を照射する必要があるので、当 該仮想記録用参照光が複製のためのキーとして作用し、第 1の仮想記録用参照光の 秘密を保持することにより、違法な複製を排除することができ、安全性が高いものとな る。更に、複製されたマザ一としての光情報記録媒体も第 2の仮想記録用参照光が 複製のためのキーとして作用し、第 2の仮想記録用参照光の秘密を保持することによ り、違法な複製を排除することができ、安全性が高いものとなる。そして、マザーを簡 単に作製できるので、スレーブを大量生産することが容易になる。

[0049] 更に、第 1の仮想再生用参照光を第 1の光情報記録媒体の情報記録層の複数の 照射領域に対して照射して、複数の照射領域から、複数の仮想情報光を一度に再 生させれば、複製の時間を劇的に短縮することができ、生産性を著しく向上すること ができる。特に、第 1の光情報記録媒体の情報記録層の全面に対して照射すれば、 より生産性が向上する。

[0050] 更に、第 2の仮想記録用参照光を第 2の光情報記録媒体の情報記録層において、 前記複数の仮想情報光が照射される複数の照射領域に対して照射させれば、一度 に記録することができるので、複製の時間を劇的に短縮することができ、生産性を著 しく向上することができる。特に、第 2の光情報記録媒体の情報記録層の全面に対し て照射させれば、より生産性が向上する。

[0051] 更に、仮想記録参照光と位相共役な仮想再生用参照光が第 1の光情報記録媒体 に対して照射されると、再生した仮想情報光が記録時とは逆の経路で再生されるの で、記録時に加えられた光学系、光情報記録媒体の表面形状の歪み、情報記録層 の膜厚ムラ等による収差を相殺することができ、より収差を少なくすることができるの で好ましい。仮想再生用参照光を第 1の仮想記録参照光の照射方向と正反対の向 きに照射すると、位相共役となる。

[0052] 更に、第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発生される仮想情報光を倍率を変 更して第 2の光情報記録媒体に照射することにより、第 1の光情報記録媒体の情報 記録層に照射する仮想情報光、仮想記録用参照光及び仮想再生用参照光の光源 の波長と、第 2の光情報記録媒体に記録された情報光を再生するための再生用参照 光の光源の波長を変えることができる。第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発 生される仮想情報光を第 1の焦点距離を有する第 1のレンズと第 2の焦点距離を有す る第 2のレンズを介在させて第 2の光情報記録媒体に照射することによつても、第 1の 光情報記録媒体の情報記録層に照射する仮想情報光、仮想記録用参照光及び仮 想再生用参照光の光源の波長と、第 2の光情報記録媒体に記録された情報光を再 生するための再生用参照光の光源の波長を変えることができる。

[0053] 更に、第 2の仮想記録用参照光を空間的に変調することにより、空間変調パターン を知らな 、と第 2の光情報記録媒体力も複製することができな 、ので、違法な複製を 排除することができ、安全性が高いものとなる。

[0054] また、本発明の光情報記録媒体は、ホログラフィを利用して情報光と記録用参照光 とからなる仮想情報光と仮想記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情 報が記録されていると共に、前記仮想記録用参照光が照射されたときに、記録され ている前記仮想情報光を発生する情報記録層を備えたことを特徴とする。

[0055] 更に、本発明の光情報記録媒体にお!、て、前記仮想情報光と前記仮想記録用参 照光との干渉による干渉パターンは、前記情報記録層の複数の領域に記録され、前 記複数の領域に同一の前記仮想再生用参照光が照射されると、前記複数の領域か ら前記仮想情報光を発生することが好まし 、。

[0056] このような構成を採用したことにより、本発明によって得られる光情報記録媒体はマ スターとして利用することができる。マスターとしての光情報記録媒体に記録された情 報を複製するためには、仮想記録用参照光を照射する必要があるので、当該仮想記 録用参照光が複製のためのキーとして作用し、仮想記録用参照光の秘密を保持す ることにより、違法な複製を排除することができ、安全性が高いものとなる。

[0057] 更に、仮想情報光と仮想記録用参照光との干渉による干渉パターンが情報記録層 の複数の領域に記録され、複数の領域に同一の前記仮想再生用参照光が照射され ると、複数の領域から仮想情報光を発生することができると、一度に複数の情報の複 製をすることができ生産性を向上することができる。

発明の効果

[0058] 本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体はこのように構成され作用するも のであるから、情報光と記録用参照光とを同軸上に配置したホログラフィック記録に お！、て、一旦記録した光記録媒体からの記録情報の複製を際めて容易に行うことが でき、しかも複製をする場合のキーを備えて 、て違法な複製を排除することができ、 安全性が高ぐ更に、簡単な制御で、高密度で正確な記録ができ、且つ連続的に情 報を記録することができる等の効果を奏する。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体の 1実施形態を示し、（a)は 空間変調手段の平面図、（b)は記録部分の正面図

[図 2]光情報記録媒体に対する多重記録方法を示す図 1 (b)と同様の正面図

[図 3] (a) (b)は光情報記録媒体に対する多重記録方法の他の方法を示す図 2と同 様の正面図

[図 4]光情報記録媒体に対する多重記録方法の他の方法を示す斜視図

[図 5]光情報記録媒体に対する多重記録方法の他の方法を示す図 1 (a)と同様の図

[図 6]本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体の他の実施形態を示す正面 図

[図 7]本発明方法によって複製された光情報記録媒体の情報再生方法を示す正面 図

[図 8] (a)一 (d)は回転する光情報記録媒体における仮想記録用参照光の向きを説 明する図

[図 9] (a)一 (d)は回転する光情報記録媒体における仮想記録用参照光の向きを説 明する図

[図 10]本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体の他の実施形態を示す正 面図

[図 11] (a)は本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体の他の実施形態を示 す正面図、（b)は光情報記録媒体 4を再生した時の情報光の画素ピッチを示す図、（ c)は光情報記録媒体 9を再生した時の情報光の画素ピッチを示す図

[図 12]本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体の他の実施形態を示す正 面図

[図 13] (a)及び (b)は本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体の他の実施 形態を示す正面図 発明を実施するための最良の形態

[0060] 以下、本発明の実施の形態を図 1一図 11について説明する。

[0061] 図 1は本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体の一実施形態を示す。

[0062] 本実施形態は情報光と記録用参照光とを同軸上に配置した記録方法を利用して いる。図 1 (a) (b)に示すように、本実施形態においては、公知の方法により光源（図 示せず)から出射された光束の少なくとも一部を空間変調手段 1によって空間的に変 調することにより情報を担持した情報光 2と記録用参照光 3とに分割する。本実施例 においては、情報光 2が中心部で、記録用参照光 3がその外周部で光軸 Lと同軸に 配置されている。この空間変調手段 1とホログラフィを利用して情報が記録される情報 記録層を備えた公知の光透過性を有する光情報記録媒体 4との間には対物レンズ 5 が配置されている。空間変調手段 1の部分を通過した情報光 2と記録用参照光 3とは 両者を合わせて仮想情報光 6として進行し、対物レンズ 5によって光情報記録媒体 4 の情報記録層の所定の照射領域 7 (4点

abedに囲まれた部分）に照射される。この照射領域 7には光軸 Lに対して傾斜した角 度から仮想記録用参照光 8が照射される。これにより光情報記録媒体 4の情報記録 層の照射領域 7において、仮想情報光 6と仮想記録用参照光 8との干渉による干渉 パターンによって情報が記録される。

[0063] 図 1においては、仮想情報光 6の情報光 2と記録用参照光 3は、一つの空間変調手 段 1によって変調されており、情報光 2の光軸と記録用参照光 3の光軸が同一線上に 配置されているが、この構成に限定されるものではない。仮想情報光 6として、情報 光 2と記録用参照光 3を一旦分割し、それぞれ別々の空間変調手段を用いて変調し た後に、情報光 2と記録用参照光 3を合成して、情報光 2の光軸と記録用参照光 3の 光軸を同一線上に配置してもよ 、。

[0064] このように、仮想情報光 6の情報光 2の光軸と記録用参照光 3の光軸が同一線上に 配置されているため、後述する仮想情報光 6を再生して他の光情報記録媒体に情報 を複製する時に、光学系を単純にすることができる。

[0065] また、仮想記録用参照光 8としては、図 1に示すように平行光を用いると、後述する ように、再生する時に、複数の照射領域 7に仮想再生用参照光を一括して照射する ことができるので好ましい。但し、仮想記録用参照光 8としてレンズを用いて情報記録 層中に集光する構成としてもょ 、。

[0066] このようにして仮想情報光 6と仮想記録用参照光 8とを用いて干渉パターンを情報 記録層に記録された光情報記録媒体 4は、その後の複製用のマスターとして利用す ることができる。このマスターとしての光情報記録媒体 4に記録された情報を複製する ためには、仮想記録用参照光 8と同一の仮想再生用参照光を照射する必要があるの で、当該仮想記録用参照光 8が複製のためのキーとして作用し、仮想記録用参照光 8の特性の秘密を保持することにより、違法な複製を排除することができ、安全性が高 いものとなる。

[0067] 光情報記録媒体 4の利用方法として、第一に、光情報記録媒体 4と全く同じ情報を 複製するため、仮想情報光 6と仮想記録用参照光 8との干渉による干渉パターンその ものを別の光情報記録媒体に記録し、又は光情報記録媒体 4に記録された仮想情 報光 6を複製するため、仮想情報光 6と他の仮想記録用参照光 8との干渉による干渉 パターンを別の光情報記録媒体に記録し、別の光情報記録媒体をマザ一とする方 法がある。第二に、仮想情報光 6の情報光 2に担持された情報を複製するため、情報 光 2及び記録用参照光 3との干渉による干渉パターンを別の光情報記録媒体に記録 して、別の光情報記録媒体をスレーブとする方法がある。

[0068] ここで、マスターとは、原盤を意味し、以後の複製の基礎となるものであり、仮想情 報光 6と仮想記録用参照光 8とを照射することによって作製される。そして、マザ一と は、マスターと全く同じ仮想情報光が記録されたものであるが、量産その他の目的で 、スレーブを作製するための仮想情報光を複製する必要が生じた場合に、マスター 若しくは他のマザ一を基にして作製されるものである。マザ一は、マスターと全く同じ 仮想情報光が記録されて 、るので、他のマザ一及びスレーブを作製することができる 。なお、マザ一には、マスターと全く同じ情報（同じ仮想情報光及び同じ仮想記録用 参照光による干渉パターン）が記録されたものも含まれる。また、スレーブとは、仮想 情報光中の情報光 2と記録用参照光 3との干渉による干渉パターンが記録されており 、スレーブを再生用参照光 (記録用参照光 3と同じ条件の光）によって再生すれば情 報光 2に担持された情報を読み出すことができる。 [0069] マスターとして光情報記録媒体 4を使用するためには、情報記録層の複数の照射 領域 7に対して、仮想記録用参照光 8が同じ条件となるように仮想情報光と仮想記録 用参照光との干渉による干渉パターンを記録することが好ましい。この場合、光情報 記録媒体 4の複数の照射領域 7に、仮想記録用参照光 8と同一の仮想再生用参照 光を一括して照射すれば、光情報記録媒体 4の複数の照射領域 7から一度に仮想 情報光 6が再生され、それを別の光情報記録媒体に一度に記録することができる。 特に、光情報記録媒体 4の全面に対して、一括して仮想再生用参照光を照射するこ とで、別の光情報記録媒体の全面に一度に記録できるようにすることが好ましい。

[0070] 更に、複数の照射領域 7は互いに重畳していないことが好ましい。これは、複数の 照射領域 7が重畳した状態で同一の仮想記録用参照光 8を用いて再生すると、複数 の照射領域 7から再生された仮想情報光 6同士の干渉が問題となる虞があるからで ある。つまり、第 1の照射領域 7aから再生された第 1の仮想情報光 6の情報光 2及び 記録用参照光 3が、第 2の照射領域 7bから再生された第 2の仮想情報光 6の情報光 2及び記録用参照光 3と干渉するため、正確に第 1の仮想情報光 6の情報光 2及び 記録用参照光 3の干渉を記録することができなくなってしまうからである。

[0071] 以上のように、同一の仮想再生用参照光によって再生するためには、複数の照射 領域 7において、仮想記録用参照光 8の波長、向き、傾き、位相を同じ条件にして仮 想情報光 6と干渉させればょ 、。

[0072] その方法の一つとしては、光情報記録媒体 4を X— Yステージに載置して、 X— Yステ ージを制御して、所望の干渉縞が各照射領域 7に記録されるように光情報記録媒体 4を搬送する方法がある。また、他の方法としては、光情報記録媒体 4を固定して、仮 想情報光 6及び仮想記録用参照光 8を X - Y方向に移動させる方法もある。更に、光 情報記録媒体 4を固定して、仮想記録用参照光 8を全面に照射しつつ、仮想情報光 6を X-Y方向に移動させる方法もある。

[0073] また、光情報記録媒体 4として円盤状のものを使用する場合は、光情報記録媒体 4 を回転させながら記録する態様があり得る。光情報記録媒体 4を回転させながら情報 を記録すると、トラックに沿って各情報を記録することが容易になると 、う利点がある。 この場合は、仮想記録用参照光 8の波長、向き、傾き及び位相を同じ条件にしょうと すると、仮想記録用参照光 8の向きが光情報記録媒体 4の回転によって変わるので 問題となる。

[0074] この点について、図 8及び図 9を用いて説明する。図 8及び図 9は、光情報記録媒 体 4の平面図であり、光情報記録媒体 4は中心 4aを軸として回転している。図 8及び 図 9において、記録した時の仮想記録用参照光 8の方向を仮想情報光 6の照射領域 中に矢印で示す。まず、図 8 (a)に示すように、第 1の照射領域 7aに右側力 仮想記 録用参照光 8を照射して干渉縞を記録した。次に、図 8 (b)に示すように、光情報記 録媒体 4を 90° 時計回りに回転して第 2の照射領域 7bに右側力 仮想記録用参照 光 8を照射して干渉縞を記録した。更に、図 8 (c)に示すように、光情報記録媒体 4を 90° 時計回りに回転して第 3の照射領域 7cに右側力 仮想記録用参照光 8を照射 して干渉縞を記録した。最後に、図 8 (d)に示すように、光情報記録媒体 4を 90° 時 計回りに回転して第 4の照射領域 7dに右側力 仮想記録用参照光 8を照射して干渉 縞を記録した。

[0075] 図 8 (d)から明らかなように、第 1乃至第 4の照射領域 7a— dは、いずれも照射位置 において右側力 照射したが、光情報記録媒体 4の回転によって、仮想記録用参照 光 8の方向が中心 4aを軸として点対称なものとなってしまう。このため、右側から同一 の仮想再生用参照光を照射しても、第 1乃至第 4の照射領域 7a— dのいずれか一つ しか再生されず、複数の照射領域 7から一度に仮想情報光 6を再生することができな いのである。

[0076] このため、複数の照射領域 7a— dを形成するに際し、仮想記録用参照光 8の向きを 仮想情報光 6を中心として、光情報記録媒体 4の回転方向と同じ方向に、光情報記 録媒体 4と同じ角速度で回転させればよい。図 9を用いて説明する。なお、図 9は、平 面図であるから仮想情報光 6は、各照射領域 7a— 7dにおいて紙面に対して垂直に 照射される。

[0077] まず、図 9 (a)に示すように、第 1の照射領域 7aに右側から仮想記録用参照光 8を 照射して干渉縞を記録する。次に、図 9 (b)に示すように、光情報記録媒体 4を 90° 時計回りに回転させて、第 2の照射領域 7bに仮想記録用参照光 8を照射して干渉縞 を記録するが、この時、仮想記録用参照光 8の向きも仮想情報光 6を中心として 90° 時計回りに回転させて仮想記録用参照光 8を照射する。つまり、第 2の照射領域 7b には、図 9 (b)における下側力 仮想記録用参照光 8が照射される。更に、図 9 (c)に 示すように、光情報記録媒体 4を 90° 時計回りに回転して、第 3の照射領域 7cに仮 想記録用参照光 8の向きを仮想情報光 6を中心として 90° 時計回りに回転した状態 で照射して干渉縞を記録する。最後に、図 9 (d)に示すように、光情報記録媒体 4を 9 0° 時計回りに回転して、第 4の照射領域 7dに仮想記録用参照光 8の向きを仮想情 報光 6を中心として 90° 時計回りに回転した状態で照射して干渉縞を記録する。

[0078] 図 9 (d)から明らかなように、第 1乃至第 4の照射領域 7a— dは、いずれも仮想記録 用参照光 8が上側から照射された状態となっており、仮想記録用参照光 8の方向が 同じである。よって、上側から同一の仮想再生用参照光を照射すれば、第 1乃至第 4 の照射領域 7a— dから一度に仮想情報光 6を再生することができるのである。

[0079] 仮想情報光 6を中心として仮想記録用参照光 8の向きを回転させるには、仮想記録 用参照光 8の光学系を回転させればよい。例えば、前述した特許文献 4の米国特許 第 5638193号公報に開示された装置を応用して実施することができる。特許文献 4 では、同一箇所に参照光の方位を変化させて多重記録しているが、本発明において は互いに重畳しない複数の照射領域に対して参照光の方位を変化させる点で異な つている。

[0080] なお、上述した X— Yステージを利用して光情報記録媒体 4を回転させずに仮想情 報光 6及び仮想記録用参照光 8の干渉縞を記録する場合であって、再生する際に、 光情報記録媒体 4を回転させる或いは光情報記録媒体 4をマスターとして複製する 際にマザ一又はスレーブを回転させる時は、再生時の回転の影響を考慮して記録す る必要がある。その一つは、仮想記録用参照光 8の向きとして、図 9 (d)に示すように 記録すると、再生時に右側力 仮想再生用参照光を照射することによって、各照射 領域 7a— dから仮想情報光 6を再生することができる。また、後述する複製方法を利 用して光情報記録媒体 4からスレーブを複製した場合、スレーブに記録された情報 光 2及び記録用参照光 3の干渉縞に対して、スレーブを回転させつつ再生用参照光 を照射して情報光 2を再生すると、情報光 2が回転した像が再生される。このため、マ スターである光情報記録媒体 4を記録する際に、情報光 2のもつイメージ情報を回転 させなければならない。イメージ情報を回転させるには、空間変調手段 1に表示され る 2次元デジタルパターン情報を回転させて 、てもよ 、し、情報光の光学系にィメー ジ情報を回転させる光学素子を追加してもよ 、。

[0081] 図 2—図 5は光情報記録媒体に対する多重記録方法を示す。

[0082] 図 2においては、光情報記録媒体 4に対する照射領域 7a、 7b、 7c、 7d' ·を一部ず つ重複させるようにして光情報記録媒体 4を移動させて順に情報を記録するシフト多 重記録方式で多重記録するものである。

[0083] 図 3においては、まず図 3 (a)に示すように、第 1の条件として仮想記録用参照光 8 を光軸 Lに対する傾斜角度を θ 1に設定して、光情報記録媒体 4に対する照射領域 7a、 7b · ·を重複させないように離間させて光情報記録媒体 4の全体に記録する。次 に、図 3 (b)に示すように、第 2の条件として仮想記録用参照光 8を光軸 Lに対する傾 斜角度を Θ 2に設定して、光情報記録媒体 4に対する照射領域 7al、 7bl ' ·を互い に重複させないように離間させ、かつ、第 1の条件の照射領域 7a、 7b ' ·と一部重複さ せて光情報記録媒体 4の全体に記録するものである。この Θを順に変更して記録す ることにより多重記録を向上させることができ、超高密度の記録が可能である。

[0084] 面単位で同じ条件での記録と再生を行う面多重記録方式の場合、上述した同一の 仮想記録用参照光 8によって一度に複数の照射領域から仮想情報光 6を再生させる 方法を実施できるので好まし 、。

[0085] 図 3の光情報記録媒体 4に対して、光軸 Lに対する傾斜角度を θ 1に設定した仮想 再生用参照光を照射すれば、照射領域 7a、 7b "から仮想情報光 6がー度に再生さ れるのである。更に、光軸 Lに対する傾斜角度を Θ 2に設定した仮想再生用参照光 を照射すれば、照射領域 7al、 7Μ · ·から仮想情報光 6がー度に再生されるのであ る。このように、 Θを順に変更して再生することにより、多重記録方式で記録された大 量の情報を容易に複製することができる。

[0086] 記録のための条件としては、図 4に示すように、例えば、同一の照射領域 7aの位置 に仮想記録用参照光 8の記録条件を変化させた照射領域 7b、 7c、 7(1· ·を重畳させ 、照射領域を移動して異なる照射領域にお!、て複数の干渉パターンを仮想記録用 参照光 8の記録条件を変化させて記録させてもょ 、。 [0087] また、記録のための条件としては、図 5に示すように、記録用参照光 3を光軸しから 放射状に延びた線分の集合とし、記録用参照光 3の各線分の光軸 Lに対する周方向 の入射角の中心角度 αを、例えば、 3度を基準として、その中心角度の大きさを、例 えば、 0. 02度の最小単位で変更させてもよい。つまり、記録用参照光 3の線分の一 つを基準として、そこから 3度おきに線分を 119本配置した記録用参照光 3と、基準と なる線分の位置を 0. 02度変更し、そこから 3度おきに線分を 119本配置した記録用 参照光 3とは記録条件が異なるのである。

[0088] このようにして仮想情報光 6と仮想記録用参照光 8とを用いて干渉パターンを情報 記録層に多重記録された光情報記録媒体 4は、超高密度の情報が記録されし力も複 製に対する安全性の高い複製用のマスターとして利用することができる。

[0089] ここに用いた光情報記録媒体 4は円盤上のディスク形状や、長方形等のカード形状 のもの等から自由に選択するとよ 、。

[0090] マスターは、以後の複製の基礎となる原盤であるから、そこに記録される干渉パタ ーンを精細に記録することが好ましい。このため、マスター用の光情報記録媒体 4とし て、スレーブの光情報記録媒体に比べて大きくし、スレーブとの大きさの比率に合わ せて、照射領域の大きさ等も大きくすることで精密な干渉パターンを精細に記録する ことができる。スレーブの光情報記録媒体としては、 CDや DVDとの互換性を取れる 大きさ、例えば、直径 8cmの円盤状とし、マスターとしては、更に大きな光情報記録 媒体、例えば、直径 15— 30cmのものを使用してもよい。ただし、マスターの大きさは 、スレーブと同じ大きさでもよい。なお、マザ一の光情報記録媒体としては、マスター と同じくスレーブを量産するために使用されるので、マスターと同じ大きさであることが 好ましいが、異なる大きさ、例えばスレーブと同じ大きさであってもよい。

[0091] 更に、マスターを記録するための対物レンズ 5を含む光学系として、収差が少なく解 像度の高いものを使用することが好ましい。かかる光学系としては、非球面レンズを 使用したものや複合レンズを使用したもの、更には、後述する半導体チップの投影露 光装置として使用される投影レンズを使用することも可能である。

[0092] 図 6は本発明の光情報記録方法および光情報記録媒体の他の実施形態を示し、 マスターとしての光情報記録媒体 4を用いた複製方法を示して 、る。 [0093] 図 6においては、図 1一図 5によって作製した情報がすでに記録されている光情報 記録媒体 4に対して情報を複製すべき他の光情報記録媒体 9を対向して配置し、両 者間には両者の情報記録領域の全体が収まる集光レンズ 10、 11が配置されている 。両集光レンズ 10、 11は両者の中央位置がそれぞれの焦点位置でイメージプレー ン Pを形成するようにされ、全体を当該イメージプレーン Pを中心として線対称位置に 配置されている。他の光情報記録媒体 9としては、公知の構成のものから選択すると よい。例えば、情報記録層の裏側にトラック等の表示を示すプリピットを含む層を備え ている光情報記録媒体や、複製物をマザ一として利用する場合には、光透過性を有 する光情報記録媒体を用いるとよ ヽ。

[0094] 次に、本実施形態による複製方法を説明する。

[0095] まず、情報がすでに記録されているマスターの光情報記録媒体 4に対して情報の 記録時に照射した仮想記録用参照光を再び同一条件 (光軸 Lとの傾斜角度、光の波 長等の条件)で仮想再生用参照光 8'として照射する。光情報記録媒体 4を仮想再生 用参照光 8'が通過する際に、情報記録が行われた照射領域 7の単位で干渉パター ンカも記録された仮想情報光 6が集光レンズ 10に向けて発生される。仮想再生用参 照光 8'は、光軸 Lに対して傾斜しているために、光情報記録媒体 4を通過した後は 系外に進行して、光情報記録媒体 4から発生した仮想情報光 6と交叉することを防止 されている。

[0096] 図 6においては、同一条件の仮想記録用参照光 8によって複数の照射領域 7が記 録されていたため、仮想再生用参照光 8'によって光情報記録媒体 4の複数の照射 領域 7全体から仮想情報光 6が一斉に再生される。このため、従来、各情報 (ホロダラ ム）毎に情報光と記録用参照光を照射していたのに比べて、飛躍的に情報の複製に 対する生産性を向上させることができるのである。特に、光情報記録媒体 4の全面に 対して、一括して仮想再生用参照光を照射することで、別の光情報記録媒体の全面 に一度に記録することができ、 CDや DVDのプラスチック射出成形技術に匹敵する 生産性を実現できる可能性を秘めて 、る。

[0097] 光情報記録媒体 4の全体から発生した仮想情報光 6は、集光レンズ 10によって一 且イメージプレーン Pに収束され、その後再度拡光されて集光レンズ 11に入射し、そ の後集光されながら新しい他の光情報記録媒体 9に照射され、仮想情報光 6を形成 する情報光 2と記録用参照光 3との干渉パターンとして当該他の光記録媒体 9の情報 記録層に、光情報記録媒体 4の照射領域 7に対応する大きさの照射領域 12の単位 で記録される。

[0098] 図 6の光情報記録媒体 4が、上記図 3において示した角度多重と面多重記録方式 を組み合わせていたものである場合は、更に、第 2の角度 Θ 2の仮想再生用参照光 8 'を照射して、複数の照射領域 7al、 7bl - - 'から仮想情報光 6を再生して、他の光情 報記録媒体 9に記録する。

[0099] なお、図 6において照射領域 12に記録された干渉縞は、集光レンズ 11によって一 且集光されて発散した位置に他の光情報記録媒体 9を配置しているため、図 6にお ける他の光情報記録媒体 9の更に下側に情報光 2が再生されるものとなっている。こ のため、図 7に示すように、他の光情報記録媒体 9をスレーブとして使用する際には、 裏返して、反射膜やトラック等の表示を示すプリピットを含む層 9aを装着して再生した り、他の光情報記録媒体 9を透過型として利用しなければならな力つた。そこで、集光 レンズ 11によって仮想情報光が集光される位置（図 6における光記録媒体 9の表面 の位置よりも上方の位置）に他の光情報記録媒体 9を配置する方が、スレーブとして 複製する場合は、予め反射膜やトラック等の表示を示すプリピットを含む層 9aを装着 しておくことができるので好ましい。

[0100] これにより図 1一図 5に示すようにして作製されたマスターとしての光情報記録媒体 4から情報光 2と記録用参照光 3とを同軸上に配置した仮想情報光 6を再生させるとと もに、他の光情報記録媒体 9に記録させることができ、情報光 2と記録用参照光 3とを 同軸上に配置した記録方法を利用して記録される光情報記録媒体 9 (スレーブ)を簡 単に複製することができる。この複製の時には、マスターには記録時に用いた仮想記 録用参照光 8と同一条件の仮想再生用参照光 8 'を照射する必要があるので、当該 仮想記録用参照光 8が複製のためのキーとして作用し、仮想記録用参照光 8の秘密 を保持することにより、違法な複製を排除することができ、安全性が高いものとなる。 更に、複製された光情報記録媒体 9は、このような一定角度の仮想記録用参照光 8 は当てずに作製されるために、複製された光情報記録媒体 9から再度複製すること は困難である。従って、超高密度の情報を記録した光情報記録媒体の記録情報を、 きわめて簡単に、かつ、確実に複製することができ、更に、複製されたものを再度複 製することはきわめて困難であるために、情報の記録、複製の革命的な手法となる。

[0101] 図 10は、マスターとしての光情報記録媒体 4を用いた複製方法の変形例である。

図 10の光学系自体は、図 6のものと同じものであり、集光レンズ 10、 11が、光情報記 録媒体 4から集光レンズ 10までの距離 =集光レンズ 10からイメージプレーン Pまでの 距離 =イメージプレーン Pから集光レンズ 11までの距離 =集光レンズ 10から他の光 情報記録媒体 9 (スレーブ)までの距離 =焦点距離 fとなるように配置されている。

[0102] 図 10においては、図 1一図 5によって作製した情報がすでに記録されている光情 報記録媒体 4に対して、仮想記録用参照光 8と位相共役な仮想再生用参照光 8 'を 照射する点が特徴である。位相共役な仮想再生用参照光 8'とするには、記録時に 照射した仮想記録用参照光 8を正反対の向きにすればよい。図 10において、光情報 記録媒体 4を裏返しに配置して、仮想再生用参照光 8'を照射している。このように、 仮想記録用参照光 8と位相共役な仮想再生用参照光 8'による再生を「位相共役再 生」と呼ぶ。

[0103] 位相共役再生において、正反対の向きの仮想再生用参照光 8'で仮想情報光 6を 再生すると、再生された仮想情報光 6は、記録時とは逆の経路で再生されるので、記 録時に加えられた光学系、光情報記録媒体 4の表面形状の歪み、情報記録層の膜 厚ムラ等による収差を相殺することができ、より収差を少なくすることができるので好ま しい。

[0104] さらに、図 10においては、他の光情報記録媒体 9は、位相共役再生によって再生さ れた仮想情報光 6が集光レンズ 11によって集光する位置に情報記録層を配置して いるため、他の光情報記録媒体 9には予め反射膜やトラック等の表示を示すプリピッ トを含む層 9aを装着しておくことができる。

[0105] 図 11は、マスターとしての光情報記録媒体 4を用いた複製方法の変形例である。

図 11の実施態様は、マスターである光情報記録媒体 4に記録、再生する際に用いる 光源とは異なる波長の光源で再生可能な複製物を記録する方法を提供するもので ある。図 11 (a)は、光情報記録媒体 4から複製物を記録するための光学系の概略図 であり、図 11 (b)は、光情報記録媒体 4を再生した時の情報光の画素ピッチを示す 図であり、図 11 (c)は光情報記録媒体 9を再生した時の情報光の画素ピッチを示す 図である。

[0106] 図 11 (a)においては、異なる焦点距離 fl及び f 2を有する集光レンズ 10, 11を使用 し、集光レンズ 10, 11が、光情報記録媒体 4から集光レンズ 10までの距離 =集光レ ンズ 10からイメージプレーン Pまでの距離 =第 1の焦点距離 flとなり、イメージプレー ン Pから集光レンズ 11までの距離 =集光レンズ 10から他の光情報記録媒体 9までの 距離 =第 2の焦点距離 f2となるように配置させている。

[0107] そして、波長 λ 1の仮想再生用参照光 8 'を照射領域 7に照射することによって、光 情報記録媒体 4力 波長 λ 1の仮想情報光 6が再生され、焦点距離 flの第 1の集光 レンズ 10によってイメージプレーン Pに結像する。更に波長 λ 1の仮想情報光 6は、 焦点距離 f2の第 2の集光レンズ 11によって他の光情報記録媒体 9に集光され、照射 領域 12に仮想情報光 6の情報光 2及び記録用参照光 3の干渉縞が記録されるので あるが、第 1の集光レンズ 10と第 2の集光レンズ 11の焦点距離 fl, f2が異なることに よって、他の光情報記録媒体 9の照射領域 12に記録される干渉縞の間隔が、光情 報記録媒体 4の干渉縞の間隔と変わるのである。この結果、他の光情報記録媒体 9 に記録された干渉縞を再生するには、 I X (fl/f2)という波長 λ 2の光源が必要と なる。更に、干渉縞の間隔が変わったため、他の光情報記録媒体 9から情報光 2を再 生するための再生用参照光 3 'を形成する空間変調手段 1 'の画素ピッチ ρ2は、光情 報記録媒体 4に記録する際に仮想情報光 6を形成するための空間変調手段 1の画素 ピッチ pi Χ ( λ 2/ λ 1)となる。

[0108] 従って、集光レンズ 10, 11の焦点距離 、£2及び画素ピッチ 1、 2を適宜設定す ることによって、波長 λ 1で記録再生した光情報記録媒体 4から、波長 λ 2で再生でき る他の光情報記録媒体 9を複製することができるのである。その条件は、 λ ΐΖ λ 2 = f2Zfl=plZp2である。

[0109] また、図 11に示す光学系以外であっても、仮想再生用参照光 8 'によって光情報記 録媒体 4力 再生された像の倍率を光学系によって変更して他の光情報記録媒体 9 に照射すれば、光情報記録媒体 4を記録、再生する光の波長 λ 1と異なる波長 λ 2 の光によって再生可能な干渉パターンを記録することができる。例えば、 ICや LSIな どの半導体チップの微細な電子回路を露光するために使用される投影露光装置の 投影レンズを利用してもょ 、。

[0110] 更に、マスター用の光情報記録媒体 4の大きさ力 スレーブの光情報記録媒体 9に 比べて大きい場合、上記の光学系を用いて、記録する干渉パターンの大きさの比率 を小さくすることができる。図 13 (a)に示すように、第 1の光情報記録媒体 4の全面に 一括して仮想再生用参照光 8'を照射して、第 1の光情報記録媒体 4の全面の照射 領域 7に記録された干渉パターン力も仮想情報光 6を再生し、仮想情報光 6を 3つの レンズを光情報記録媒体 8側から徐々に大きさが小さくなるように配置した投影レンズ 20によって所定の比率で縮小されるように、第 2の光情報記録媒体 9の全面に照射 することで、第 2の光情報記録媒体 9の情報記録層における情報光及び記録用参照 光の干渉パターンを記録したスレーブを作製することができる。なお、投影レンズ 20 は、図 6、図 10及び図 11の集光レンズ 10及び 11を合わせた構成に対応する。

[0111] 投影露光装置の投影レンズは、微細なパターンを正確に縮小して露光できるように 解像度が高ぐ収差などによる影響を少なくしたものであるから、大きなマスターから、 小さなスレーブを作製するのに好適である。

[0112] 以上のとおり、波長 λ 1の仮想情報光及び仮想記録用参照光によって作製された マスター力 複製されたスレーブやマザ一を異なる波長 λ 2によって再生することが できるのである。力かる技術によって、例えば、波長 532nmの緑色レーザを用いて作 製したマスターやマザ一から、波長 405nmの青色レーザによって再生可能なスレー ブを作製することも可能なのである。

[0113] 光情報記録媒体 4をマスターとして使用する場合、上述したとおり、仮想再生用参 照光 8'を複数の照射領域 7、特に好ましくは全面（図 13参照）に照射して一括して再 生することが好適である。このような大面積に照射可能な仮想再生用参照光 8'の光 源が限定されてしまう虞がある。例えば、現状において、波長 532nmのレーザーで あれば、大面積に照射することが可能であるが、半導体レーザーも大型であり、複製 物であるスレーブを再生するための装置も大型となってしまう。また、現状において、 波長 405nmの半導体レーザーは小型である力 出力が小さいため、大面積を照射 することができない (なお、大面積に照射できれば光情報記録媒体の全面に照射す るための仮想再生用参照光の光源として使用できる。 ) oそして、ホログラフィック記録 再生において、波長 532nmの光源で記録したホログラムは、そのままでは、波長 40 5nmの光源では波面が合わずに再生することができない。

[0114] このような場合、 X I/ λ 2 = 532nm/405nm= 1. 3であるから、例えば図 11 (a) において、焦点距離 f 1 = 1の集光レンズ 10に対して、焦点距離 f2= l. 3の集光レン ズ 11を使用し、光情報記録媒体 4には波長 λ 1 = 532nmの光源で画素ピッチ pi = 1. 3の空間変調手段を用いて仮想情報光 6を記録しておくことで、波長え 2=405n mの光源で再生できる他の光情報記録媒体 9を複製することができる。この時、他の 光情報記録媒体 9を再生するには、画素ピッチ p2= 1の空間変調手段 1 'が使用さ れる。

[0115] また、図 6、図 10及び図 11に示した複製方法において、光情報記録媒体 9として光 透過性を有する光情報記録媒体を用いるとともに、光情報記録媒体 9に第 2の仮想 記録用参照光 (マスターの部分に照射される仮想記録用参照光 8と異なるものでもよ い） 18を照射して光情報記録媒体 9を複製すると、その複製物をマザ一とすることが できる。図 11に示した複製方法においては、波長え 2の光源で第 2の仮想記録用参 照光 18を照射する。

[0116] 図 12に示すように、光情報記録媒体 4の照射領域 7を記録した第 1の仮想記録用 参照光と同じ条件の仮想再生用参照光 8'を照射し、それにより照射領域 7から発生 する仮想情報光 6を集光レンズ 10, 11を介して第 2の光情報記録媒体 9に照射し、 第 2の光情報記録媒体 9の照射領域 12に対し第 2の仮想記録用参照光 18を照射し て、仮想情報光 6と第 2の記録用参照光 18との干渉パターンを第 2の光情報記録媒 体 9の情報記録層の照射領域 12に記録するのである。

[0117] 図 12においては、第 1の光情報記録媒体 4における一つの照射領域 7から仮想情 報光 6を再生して、第 2の光情報記録媒体 9における一つの照射領域 12に対して複 製を行ったが、第 1の光情報記録媒体 4における複数の照射領域に対して一括して 仮想再生用参照光 8'を照射して、複数の照射領域から仮想情報光 6を再生して、仮 想情報光 6を第 2の光情報記録媒体 9の複数の領域に照射し、且つ第 2の光情報記 録媒体 9の複数の領域に対して一括して第 2の仮想記録用参照光 18を照射して複 数の領域を一括して複製することが好まし ヽ。

[0118] 更には、図 13 (b)に示すように、第 1の光情報記録媒体 4の全面に一括して仮想再 生用参照光 8'を照射して、第 1の光情報記録媒体 4の全面の照射領域 7に記録され た干渉パターンカゝら仮想情報光 6を再生して、仮想情報光 6を投影レンズ 21によって 第 2の光情報記録媒体 9の全面に照射し、且つ第 2の光情報記録媒体 9の全面に対 して一括して第 2の仮想記録用参照光 18を照射して複数の領域を一括してマザ一を 複製することが好ましい。

[0119] このマザ一を図 6等の光情報記録媒体 4の位置に配置し、前記のマザ一複製時に 照射した第 2の仮想記録用参照光と同一の仮想再生用参照光を照射すると、仮想再 生用参照光が通過する際に、情報記録層の情報記録が行われた照射領域 12の単 位で干渉パターンに基づいて記録された仮想情報光 6が集光レンズ 10に向けて発 生し、更にスレーブやマザ一を作製することができる。特に、仮想再生用参照光をマ ザ一全面に照射し、一括露光することにより CDや DVDサイズのスレーブを簡単に複 製することが可能である。

[0120] マスターからマザ一を複製すれば、スレーブを生産するための原盤を増やすことが できるので、大量生産に有効である。マスターは、各照射領域 7に対して、その都度、 仮想情報光 6及び仮想記録用参照光 8を照射して干渉パターンを作製する必要があ る。このため、マスターを作製するには膨大な時間と工数力かかり大変な作業であつ た。これに対し、マザ一は、マスターに仮想再生用参照光 8'を一括照射することによ つて、同じ仮想記録用参照光 8によって記録された仮想情報光 6を一度に再生するこ とができ、更に、マザ一に第 2の仮想記録用参照光 18を一括照射することによって一 度に記録することができるので、マザ一を複製するのは非常に簡単な作業なのであ る。

[0121] ただし、マザ一から、更に別のマザ一を作製することも、スレーブを作製することも 簡単であるが故に、マザ一のコピーガードも重要である。このため、複数のマザ一を 作製した場合、複数のマザ一における第 2の仮想記録用参照光 18を共通とするので はなぐマザ一毎に第 2の仮想記録用参照光 18を異なるものとすることが有効である [0122] 更に、第 2の仮想記録用参照光 18の条件として波長や照射角度は、装置などの設 計によって、ある程度限定されてしまい、マザ一力も解析可能であるが、第 2の仮想 記録用参照光 18を空間光変調器によって、空間的に変調すれば、第 2の仮想記録 用参照光 18に多数の選択肢を設けることができ、違法な複製を排除することができ、 安全性がより高くなる。

[0123] このようにすれば、マザ一である第 2の光情報記録媒体 9を不正に入手できたとして も、第 2の仮想記録用参照光 18の条件、特に空間変調パターンを知らないと複製を 作製することができな 、のである。

[0124] マスター又はマザ一からマザ一又はスレーブを作製するに際し、マスター又はマザ 一に記録された情報量は膨大であり、仮想再生用参照光 8'によって発生する仮想 情報光をなるベく正確に伝達する必要があるため、集光レンズ 10、 11や投影レンズ 20としては、解像度が高ぐ収差の少ない光学系を用いることが好ましい。例えば、 I Cや LSIなどの半導体チップの微細な電子回路を露光するために使用される投影露 光装置の投影レンズを利用することも可能である。投影露光装置の光学系に使用さ れる投影レンズは、微細なパターンを正確に露光できるように解像度が高ぐ収差な どによる影響を受けに《設計されている。

[0125] 図 13 (a)においては、投影レンズ 20として 3つのレンズを光情報記録媒体 8側から 徐々に大きさが小さくなるように配置し、干渉パターンを正確に露光できるように解像 度が高ぐ収差などによる影響を受けに《設計されている。また、図 13 (b)において は、投影レンズ 20として 3つのレンズを光情報記録媒体 8側から徐々に大きさが小さ くなるように配置し、更に徐々に大きさが大きくなるように同じ 3つのレンズを配置して 、等倍の大きさのマザ一を作製できるように構成されている。図 13 (b)の投影レンズ 2 0を利用して、第 2の仮想記録用参照光 18を照射しなければ、等倍の大きさのスレー ブち作製でさる。

[0126] 図 7は図 6に示す方法によって複製された光情報記録媒体 9の情報再生方法を示 す。図 6によって複製された光情報記録媒体 9は従前の情報光 2と記録用参照光 3と を同軸上に配置した記録方法を利用して記録された光情報記録媒体と全く同様にし て情報が記録されている。従って、図 7に示すように、複製された光情報記録媒体 9 は仮想情報光 6の一部として用いた記録用参照光 3と同一の再生用参照光 13を対 物レンズ 14を介して照射することにより、記録されている情報を再生情報 15として出 射し、対物レンズ 14を経て CMOS等の受像素子 16に入射し、その後デコードされて 情報として取り出される。光情報記録媒体 9の情報記録層の裏側には、トラック等の 表示を示すプリピットを含む層 9aが装着されている。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなぐ必要に応じて変更する ことができる。

Claims

請求の範囲

[1] ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に 対して情報を記録するための光情報記録方法であって、光源から出射された光束の 少なくとも一部を空間的に変調することで情報を担持した情報光と記録用参照光とか らなる仮想情報光を生成し、前記情報記録層に前記仮想情報光と仮想記録用参照 光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、前記仮想情報光お よび前記仮想記録用参照光を前記情報記録層に対して照射することを特徴とする光 情報記録方法。

[2] 前記情報記録層の複数の領域に対して、前記仮想記録用参照光が同じ条件とな るように前記仮想情報光と前記仮想記録用参照光との干渉による干渉パターンを記 録することを特徴とする請求項 1に記載の光情報記録方法。

[3] 前記複数の領域は互いに重畳しな 、ことを特徴とする請求項 2に記載の光情報記 録方法。

[4] 前記仮想情報光および前記仮想記録用参照光は、前記光情報記録媒体を回転さ せながら、前記仮想情報光を中心として前記仮想記録用参照光を前記光情報記録 媒体と同じ角速度および回転方向で回転させつつ前記複数の領域に対して照射さ れることを特徴とする請求項 2または 3に記載の光情報記録方法。

[5] 空間的に変調することで情報を担持した情報光と記録用参照光とからなる仮想情 報光と仮想記録用参照光とをホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を 備えた光記録媒体に照射し、照射領域における前記仮想情報光と前記仮想記録用 参照光との干渉パターンを情報として記録する光情報記録方法であって、

第 1の条件で前記仮想情報光および前記仮想記録用参照光を前記光記録媒体の 複数箇所に照射して複数の第 1の照射領域を形成して第 1の情報群を記録し、 第 2の条件で前記仮想情報光および前記仮想記録用参照光を前記光記録媒体の 複数箇所に前記第 1の照射領域と重畳するように照射して複数の第 2の照射領域を 形成して第 2の情報群を記録することを特徴とする光情報記録方法。

[6] 前記複数の第 1の照射領域は互いに重畳しないことを特徴とする請求項 5に記載 の光情報記録方法。

[7] 前記情報光の光軸と前記記録用参照光の光軸が、同一線上であることを特徴とす る請求項 1乃至請求項 6のいずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[8] 前記仮想記録用参照光は、平行光であることを特徴とする請求項 1乃至請求項 7の

V、ずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[9] 空間的に変調することで情報を担持した情報光と記録用参照光とからなる仮想情 報光と仮想記録用参照光とをホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を 備えた第 1の光情報記録媒体に照射し、照射領域における前記仮想情報光と前記 仮想記録用参照光との干渉パターンを情報として記録された前記第 1の光情報記録 媒体における記録された情報を第 2の光情報記録媒体に記録させる光情報記録方 法であって、

前記第 1の光情報記録媒体に対して前記仮想記録参照光と同じ条件の仮想再生 用参照光を照射し、前記仮想再生用参照光が照射されることによって前記情報記録 層より発生される前記仮想情報光を前記第 2の光情報記録媒体に照射し、前記仮想 情報光の情報光と記録用参照光との干渉パターンを前記第 2の光情報記録媒体の 情報記録層に記録することを特徴とする光情報記録方法。

[10] 前記仮想再生用参照光は、前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層の複数の前 記照射領域に対して照射され、前記複数の照射領域から、複数の前記仮想情報光 がー度に再生されることを特徴とする請求項 9に記載の光情報記録方法。

[11] 前記仮想再生用参照光は、前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層の全面に対 して照射することを特徴とする請求項 10に記載の光情報記録方法。

[12] 前記仮想再生用参照光は、前記仮想記録参照光と位相共役であることを特徴とす る請求項 9乃至 11のいずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[13] 前記仮想再生用参照光は、前記第 1の光情報記録媒体に対して、前記仮想記録 参照光の照射方向と正反対の向きに照射されることを特徴とする請求項 9乃至 11の

V、ずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[14] 前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発生される前記仮想情報光を倍率を 変更して前記第 2の光情報記録媒体に照射することを特徴とする請求項 9乃至 13の

V、ずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[15] 前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発生される前記仮想情報光を第 1の 焦点距離を有する第 1のレンズと第 2の焦点距離を有する第 2のレンズを介在させて 前記第 2の光情報記録媒体に照射することを特徴とする請求項 9乃至 13のいずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[16] 前記第 2の光情報記録媒体の情報記録層に記録された前記仮想情報光の情報光 と記録用参照光との干渉パターンは、前記仮想再生用参照光の波長と異なる波長の 光によって再生されることを特徴とする請求項 14又は 15の光情報記録方法。

[17] 前記第 1の光情報記録媒体の方が前記第 2の光情報記録媒体よりも大きいことを特 徴とする請求項 9乃至 16のいずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[18] 空間的に変調することで情報を担持した情報光と記録用参照光とからなる仮想情 報光と第 1の仮想記録用参照光とをホログラフィを利用して情報が記録される情報記 録層を備えた第 1の光情報記録媒体に照射し、照射領域における前記仮想情報光 と前記第 1の仮想記録用参照光との干渉パターンを情報として記録された前記第 1 の光情報記録媒体における記録された情報を第 2の光情報記録媒体に記録させる 光情報記録方法であって、

前記第 1の光情報記録媒体に対して前記第 1の仮想記録参照光と同じ条件の仮想 再生用参照光を照射し、前記仮想再生用参照光が照射されることによって前記情報 記録層より発生される前記仮想情報光を前記第 2の光情報記録媒体に照射し、且つ 前記第 2の光情報記録媒体に対し第 2の仮想記録用参照光を照射し、前記仮想情 報光と前記第 2の記録用参照光との干渉パターンを前記第 2の光情報記録媒体の情 報記録層に記録することを特徴とする光情報記録方法。

[19] 前記仮想再生用参照光は、前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層の複数の前 記照射領域に対して照射され、前記複数の照射領域から、複数の前記仮想情報光 がー度に再生されることを特徴とする請求項 18に記載の光情報記録方法。

[20] 前記第 2の仮想記録用参照光は、前記第 2の光情報記録媒体の情報記録層にお V、て、前記複数の仮想情報光が照射される複数の照射領域に対して照射されること を特徴とする請求項 19に記載の光情報記録方法。

[21] 前記仮想再生用参照光は、前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層の全面に対 して照射することを特徴とする請求項 19に記載の光情報記録方法。

[22] 前記第 2の仮想記録用参照光は、前記第 2の光情報記録媒体の全面に対して照 射されることを特徴とする請求項 21に記載の光情報記録方法。

[23] 前記仮想再生用参照光は、前記第 1の仮想記録参照光と位相共役であることを特 徴とする請求項 18乃至 22のいずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[24] 前記仮想再生用参照光は、前記第 1の光情報記録媒体に対して、前記第 1の仮想 記録参照光の照射方向と正反対の向きに照射されることを特徴とする請求項 18乃至

22の 、ずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[25] 前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発生される前記仮想情報光を倍率を 変更して前記第 2の光情報記録媒体に照射することを特徴とする請求項 18乃至 24 の!、ずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[26] 前記第 1の光情報記録媒体の情報記録層より発生される前記仮想情報光を第 1の 焦点距離を有する第 1のレンズと第 2の焦点距離を有する第 2のレンズを介在させて 前記第 2の光情報記録媒体に照射することを特徴とする請求項 18乃至 24のいずれ 力 1項に記載の光情報記録方法。

[27] 前記第 2の仮想記録用参照光は、空間的に変調されていることを特徴とする請求 項 18乃至 26のいずれか 1項に記載の光情報記録方法。

[28] ホログラフィを利用して情報光と記録用参照光とからなる仮想情報光と仮想記録用 参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されていると共に、前記仮想 記録用参照光が照射されたときに、記録されている前記仮想情報光を発生する情報 記録層を備えたことを特徴とする光情報記録媒体。

[29] 前記仮想情報光と前記仮想記録用参照光との干渉による干渉パターンは、前記情 報記録層の複数の領域に記録され、前記複数の領域に同一の前記仮想再生用参 照光が照射されると、前記複数の領域力 前記仮想情報光を発生することを特徴と する請求項 28に記載の光情報記録媒体。