(57)【要約】【課題】コストのかかる波長選択反射層を必要とせず、比較的低コストで得ることができるホログラム型光情報記録媒体を提案する。【解決手段】一方の面に案内溝を有する透光性基板と、該基板の一方の面上に形成された反射層と、該反射層の上に形成された保護層と、前記基板の他方の面上に形成された半透過反射層と、該半透過反射層上に形成されたホログラム記録層と、該ホログラム記録層の上に形成された光透過層と、を有する。波長選択反射層やギャップ層を設ける必要がなく、外乱の影響を低減することができる。【選択図】  図１
2010014932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に案内溝を有する透光性基板と、該基板の一方の面上に形成された反射層と、該反射層の上に形成された保護層と、前記基板の他方の面上に形成された半透過反射層と、該半透過反射層上に形成されたホログラム記録層と、該ホログラム記録層の上に形成された光透過層と、を有する
ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
一方の面に案内溝を有する透光性基板と、該基板の一方の面上に形成された反射層と、該反射層の上に形成された保護層と、前記基板の他方の面上に形成された半透過反射層と、該半透過反射層上に形成されたホログラム記録層と、該ホログラム記録層の上に形成された光透過層と、を有する光情報記録媒体への情報記録方法であって、
記録光および／または該記録光と同じ波長の参照光と、前記記録光よりも波長の長いトラッキング光と、を同じ光軸で前記光情報記録媒体へ照射し、前記記録光および前記参照光は前記半透過反射層に焦点を合わせて照射し、前記トラッキング光は前記反射層に焦点を合わせて照射する
ことを特徴とする記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムを用いた光情報記録媒体と、その光情報記録媒体に情報を記録する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高密度画像データ等の大容量の情報を書き込み可能な記録媒体の一つとして光情報記録媒体があげられる。このような光情報記録媒体としては、追記型ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）、追記型ＤＶＤ（ＤＶＤ±Ｒ）あるいは追記型ブルーレイディスク（ＢＤ−Ｒ）等が実用化されている。また、更なる大容量化の要求に応えるため、ホログラムを用いた光情報記録媒体が提案されてきている。
【０００３】
このようなホログラムを用いた情報の記録は、一般的に、二次元のイメージ情報を持った記録光と該記録光と略同じ強度を有する参照光とを光情報記録媒体の記録層内部で重ねあわせ、記録光と参照光との干渉によって形成された干渉縞を記録層に三次元的に書き込むことによって行われる。一方、記録された情報の再生は、その光情報記録媒体の記録層に参照光のみを照射し、干渉縞による回折により、記録層内部に形成された光学特性分布に対応した強度分布を有する再生光を記録層から出射させることにより行われる。
【０００４】
このようなホログラムを用いた情報の記録方法では、記録層内に光学特性分布が三次元的に形成されるので、一の記録光により情報が書き込まれた領域と、他の記録光により情報が書き込まれた領域とを部分的に重ね合わせること、即ち多重記録が可能である。  
【０００５】
このようなホログラムを用いた光情報記録媒体は、例えば図３に示すような構造を有している。すなわち、一方の面に案内溝２ａが形成された基板２と、該基板２の一方の面上に形成された反射層３と、該反射層３の上に形成された波長選択反射層５’と、該波長選択反射層５’の上に形成されたホログラム記録層６と、該ホログラム記録層６の上に形成された光透過層７と、を有する。また、基板２上の案内溝２ａによる凹凸を緩和して波長選択反射層５’、ホログラム記録層６および光透過層７の表面を平滑にするために、反射層３と波長選択反射層５’との間にギャップ層４’を設けることもある。  
【０００６】
図３に示す光情報記録媒体１’では、トラッキング用の案内溝２ａとホログラム記録層６とが比較的近接しているので、記録光または参照光の一部が案内溝２ａによって反射され、この反射光によってホログラム記録層６がダメージを受けたり、誤記録されたりする場合があり、また再生時には戻り光をフォトディテクターやＣＣＤなどで受光して信号を再生する際に読み出しエラーが発生する場合がある（以下、これらを外乱と記する）。そのため、反射層３とホログラム記録層６との間に波長選択反射層５’を設けて、記録光および参照光は波長選択反射層５’で反射され、トラッキングサーボ用のレーザ光すなわちトラッキング光は波長選択反射層５’を透過してその下の反射層３で反射されるようにする必要がある。図３に示す光情報記録媒体１’では、記録光および参照光として波長が３００ｎｍ〜６００ｎｍ好ましくは５３０ｎｍの青色または緑色の光が用いられ、トラッキング光として６００ｎｍ〜９００ｎｍ好ましくは６５５ｎｍの赤色の光が用いられる。波長選択反射層５’は、波長が３００ｎｍ〜６００ｎｍの光を反射して、波長が６００ｎｍ〜９００ｎｍの光を透過する。このような波長選択反射層としては、ダイクロイックミラー、色材含有層、単層又は２層以上のコレステリック液晶層等が用いられる。  
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−０７６６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の波長選択反射層のうち、ダイクロイックミラーは屈折率の異なる誘電体薄膜を積層して形成される。また、コレステリック液晶層はネマチック液晶化合物、光反応型カイラル化合物、重合性モノマーやその他添加物等で形成される。このように波長選択反射層は、特別な材料を用いたり、複数の層を重ねて形成するので、コストがかかるものである。  
【０００９】
また、波長選択反射層を用いた光情報記録媒体は、基板上の案内溝による凹凸を緩和させるためのギャップ層を設ける場合には、ギャップ層を形成するための材料およびギャップ層を設けるための工程が必要となり、その分のコストがかかるものである。
【００１０】
本発明は、コストのかかる波長選択反射層を必要とせず、比較的低コストで得ることができるホログラム型光情報記録媒体を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、一方の面に案内溝を有する透光性基板と、該基板の一方の面上に形成された反射層と、該反射層の上に形成された保護層と、前記基板の他方の面上に形成された半透過反射層と、該半透過反射層上に形成されたホログラム記録層と、該ホログラム記録層の上に形成された光透過層と、を有する光情報記録媒体を提案する。  
【００１２】
本発明の光情報記録媒体では、記録光および参照光の焦点位置とトラッキング光の焦点位置とを、透光性基板の厚さ分だけ離すことができるため、波長選択反射層を用いなくても外乱を低減することができる。  
【００１３】
また、本発明の光情報記録媒体では、基板の他方の面すなわち案内溝が形成されていない平滑面上に半透過反射層、ホログラム記録層および光透過層を形成するので、案内溝の凹凸を緩和するためのギャップ層を設ける必要がない。  
【００１４】
また、本発明の光情報記録媒体では、記録光および／または該記録光と同じ波長の参照光と、前記記録光よりも波長の長いトラッキング光と、を同じ光軸で前記光情報記録媒体へ照射して、前記記録光および前記参照光を前記半透過反射層に焦点を合わせて照射し、前記トラッキング光を前記反射層に焦点を合わせて照射する記録方法により情報を記録することができる。
【００１５】
このような記録方法であれば、トラッキング位置と記録位置とをほぼ一致させることができる。また、従来のＣＤ／ＤＶＤの光学系との互換性をとりやすくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、波長選択反射層およびギャップ層を設ける必要がないので、比較的低コストでホログラム型の光情報記録媒体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の光情報記録媒体に係る実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示す光情報記録媒体１は、一方の面に案内溝２ａを有する透光性基板２と、この透光性基板２の一方の面上すなわち案内溝２ａが形成された面上に形成された反射層３と、この反射層の上に形成された保護層４と、透光性基板２の他方の面上すなわち案内溝２ａが形成されていない平滑な面上に形成された半透過反射層５と、この半透過反射層５上に形成されたホログラム記録層６と、このホログラム記録層６の上に形成された光透過層７と、を有する。
【００１８】
透光性基板２は、形状については特に制限はなく、円板状でもカード状でも良い。しかし、従来のＣＤ／ＤＶＤやブルーレイディスクとの互換性をとりやすくするため、直径１２０ｍｍで中央に直径１５ｍｍの貫通孔が設けられた円板状が好ましい。厚さは０．６ｍｍ〜１．１ｍｍが好ましい。材質としては、基板内をトラッキング光が透過するので、例えばポリカーボネート（以下ＰＣ）のような透明な樹脂が好ましい。
【００１９】
透光性基板２は、一方の面に案内溝（グルーヴ、あるいはプリグルーヴとも言う）２ａを有している。この案内溝２ａは、透光性基板２を形成する時に同時に形成される。すなわち、金型内に案内溝２ａと反対の凹凸を有するスタンパを配置し、射出成形によって透光性基板２を形成すると、案内溝２ａが同時に形成される。案内溝２ａは所定の間隔いわゆるトラックピッチで螺旋状または同心円状に形成されている。この案内溝２ａは、位置情報を持たせるため、従来の光ディスクに用いられている手段、例えば案内溝２ａを所定の周期で蛇行させるウォブル、ＬＰＰ（Ｌａｎｄ  ｐｒｅ−ｐｉｔ）またはＡＤＩＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ  ｉｎ  ｐｒｅ−ｇｒｏｏｖｅ）を形成しても良い。
【００２０】
なお、案内溝２ａは、従来の光ディスクと互換性をとりやすくするため、好ましくは透光性基板２の中心から２３ｍｍ〜５８ｍｍの領域に形成される。また、透光性基板２は、ＤＶＤやブルーレイディスクのように、バーコードによる情報記録領域いわゆるＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ  ｃｕｔ  ａｒｅａ）に相当する領域を形成できるように、案内溝２ａのトラックピッチを拡げた領域を設けても良い。
【００２１】
反射層３は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属またはそれらの合金を、蒸着、イオンプレーティングやスパッタ等の方法で、透光性基板２の案内溝２ａがある面上に形成される。この反射層３は、トラッキング光を反射するもので、入射された光を全反射する。そのため、反射層３は通常のＣＤやＤＶＤの反射層と同じ厚さ、例えば１３０ｎｍの厚さで形成される。
【００２２】
反射層３の上には保護層４が形成される。この保護層４は、反射層３の傷つき、および反射層３の酸化による反射率の低下等を防止する役目を有する。材質としてはＣＤ−Ｒと同様のものを用いることができ、耐候性を有する紫外線硬化樹脂等が用いられる。この保護層４は、スピンコート法、スクリーン印刷法等の方法によって形成される。この保護層４が形成される面はレーベル面となる。そのため保護層４の上にインクジェットプリンタによって印刷が可能な層を形成しても良い。また、保護層４自体を印刷可能な層にしても良い。
【００２３】
半透過反射層５は、透光性基板２の平滑面すなわち案内溝２ａがない面上に形成される。この半透過反射層５は平滑面に形成されるので、ギャップ層がなくても平滑に形成される。この半透過反射層５は、反射層３と同様の方法で、同様の材料を用いて形成される。また、この半透過反射層５は、トラッキング光を透過する必要があるため、反射層３よりも厚さを薄くして、透過光減衰率が５０％〜８０％になるように形成される。ここで、透過光減衰率とは、透過後の光強度／元の入射光強度×１００と定義する。この半透過反射層５は、照射された光の一部を反射して、その他の一部を透過させるものである。このように、半透過反射層５を用いれば、波長選択反射層を用いなくても、記録光および参照光を反射してトラッキング光を透過する効果を得ることができる。
【００２４】
ホログラム記録層６は、光が照射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化するホログラム材料によって形成されることが好ましい。前記ホログラム材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光照射で重合反応が起こり高分子化するフォトポリマー、フォトリフラクティブ効果（光照射で空間電化分布が生じて屈折率が変調する効果）を示すフォトリフラクティブ材料、光照射で分子構造の異性化が起こって屈折率が変調するフォトクロミック材料、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム等の無機材料、カルコゲン材料などが挙げられる。フォトポリマーとしては、例えば、デュポン社製のフォトポリマーＨＲＦ−６００等が使用される。また、ホログラム記録層６の厚さは、ホログラムを記録するために必要な厚さ、例えば５０μｍ〜５００μｍが好ましい。
【００２５】
光透過層７は、記録光、参照光およびトラッキング光を透過し、ホログラム記録層６を保護する役目を有する。厚さは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましい。光透過層７を形成する方法としては、透明な紫外線硬化性の樹脂をスピンコート法等で塗布して硬化させる方法や、ポリカーボネート等の透明な樹脂シートを貼りつける方法などがある。また、光透過層７の表面の傷つきを防止するため、光透過層７の表面にハードコート層を設けても良い。また、光透過層７とホログラム記録層との間に透明な無機材料を用いた保護膜を形成しても良い。また、ホログラム記録層６の酸素によるラジカル重合阻害を防止するため、光透過層７を酸素透過の防止が可能なガラス基板で形成してもよい。さらにコスト低減のためにＰＥＴ等の樹脂で０．２ｍｍ厚以上の光透過層７を形成する場合には、酸素透過を防止すべく、ＳｉＯ２膜を被膜しても良い。
【００２６】
なお、ホログラム記録層６を、透光性基板２の半径２３ｍｍの位置から周縁部の間にのみ形成した場合、中心の貫通孔から半径２３ｍｍの間に段差が生じる。特にホログラム記録層６の厚さが０．１ｍｍ以上になってくるとその段差が無視できなくなってくる。このような場合、光透過層７を硬化性樹脂のスピンコートによって形成する方法では、中心の貫通孔から半径２３ｍｍの間に厚く樹脂を塗布して段差を解消すれば良い。また、光透過層７を樹脂シートの貼りつけによって形成する方法では、接着剤によって段差を解消すれば良い。
【００２７】
このような構成を有する光情報記録媒体１は、透光性基板２の厚さを０．３ｍｍ〜０．６５ｍｍ、ホログラム記録層６の厚さを０．１ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲とするのが好ましい。透光性基板２の厚さが０．３ｍｍ以上であれば、半透過反射層５を透過して反射層３に照射される記録光および参照光の面密度を充分に小さくすることができ、その反射光による外乱を低減することができる。また、ホログラム記録層６の厚さが０．３５ｍｍ以下であれば、位相ずれの原因となる記録時のホログラム記録層６の収縮・膨張の影響を低減することができる。光情報記録媒体１を構成する各層を合計した厚さを１．２ｍｍとすれば、従来のＣＤ／ＤＶＤやブルーレイディスクとの形状的な互換性を持たせることができる。例えば透光性基板２を０．６ｍｍ、ホログラム記録層６を０．３ｍｍ、光透過層７を０．３ｍｍとすれば厚さがほぼ１．２ｍｍの光ディスクとなる。また、例えば透光性基板２を０．６５ｍｍ、ホログラム記録層６を０．１ｍｍ、光透過層７を０．４５ｍｍとしても良い。また、この光情報記録媒体１は、様々な記録方法に適用可能であり、コリニア法や二光束干渉法等の方法で記録しても良い。
【００２８】
次に本発明の光情報記録媒体を用いた記録方法について説明する。図２に光情報記録媒体１に記録を行っている様子を示す。なお、図２において、記録再生装置については、例えば特開２００８−０７６６７４号公報に開示されているものと略同じ構成であるので、ここでは省略する。また、記録光と参照光については特に区別せず、記録光および参照光ＨＢとして説明する。
【００２９】
まず、図示しない記録再生装置から、記録光および参照光ＨＢとトラッキング光ＴＢが光情報記録媒体１に対して照射される。記録光と参照光は、同じ波長の光を用いており、その波長は３８０ｎｍ〜５４０ｎｍの青色または緑色のレーザ光が用いられる。なお、ブルーレイディスクに用いられる光学系と互換性を持たせることができるように、好ましくは４０５ｎｍの青色レーザ光が用いられる。トラッキング光は、波長が６５０ｎｍ前後の赤色レーザまたは波長が７８０ｎｍ前後の赤外線が用いられる。光情報記録媒体１の案内溝２ａは光透過層７の表面から１．２ｍｍの位置にあるので、トラッキング光の光学系はＣＤのものを用いることができる。
【００３０】
それぞれの光源から発せられた記録光および参照光ＨＢとトラッキング光ＴＢは、同じ光軸で重畳され、対物レンズＯＬを通して光情報記録媒体１に照射される。記録光および参照光ＨＢは半透過反射層５に焦点が合わせられ、トラッキング光ＴＢは反射層３に焦点が合わせられる。なお、焦点の位置は対物レンズＯＬの開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ：ＮＡと略す）で決まる。そこで複数のＮＡを持たせるために、対物レンズＯＬに回折格子を適宜設けても良い。
【００３１】
半透過反射層５に焦点を合わせられた記録光および参照光ＨＢは、ホログラム記録層６内に干渉縞を形成する。この干渉縞をホログラム記録層６に記録することにより情報を記録する。ホログラム記録層６に記録された記録の再生は、参照光のみを照射することによって行われる。参照光は半透過反射層５で反射され、記録再生装置に戻り、図示しないフォトディテクタ等によって電気信号に変換され、信号処理に情報が再生される。
【００３２】
反射層３に焦点を合わせられたトラッキング光ＴＢは、反射層３で反射されて記録再生装置に戻る。この戻ったトラッキング光ＴＢは図示しないフォトディテクタ等によって電気信号に変換され、この信号に基づいてトラッキングサーボを作動させる。トラッキングの方法としては、既存の方法、例えばプッシュプル法や３ビーム法等が用いられる。
【００３３】
このように、同じ光軸で記録光および参照光ＨＢとトラッキング光ＴＢを照射すると、記録光と参照光との干渉縞の形成位置と、トラッキングの位置とをほぼ一致させることができる。
【００３４】
また、本発明の光情報記録媒体を用いた記録方法では、記録光および参照光ＨＢの焦点位置とトラッキング光ＴＢの焦点位置とを、透光性基板２の厚さの分だけ離間させることができる。その結果、記録光および参照光ＨＢの一部が案内溝２ａによって反射されることにより起こる外乱を低減することができる。
【００３５】
なお、トラッキングについては、通常のＣＤのトラッキング機構を用いることができるが、トラッキング光ＴＢが半透過反射層５を透過して反射層３で反射され、再び半透過反射層５を透過するため、通常の読み出しパワーよりも減衰されてしまう。この減衰分を補うため、通常の読み出しパワー／（半透過反射層５における反射率×反射層３における反射率）で算出されたレーザパワーでトラッキング光ＴＢを照射するようにしても良い。
【００３６】
以上、本発明の光情報記録媒体および記録方法について説明したが、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば上記の説明では対物レンズＯＬが一つの場合で説明してきたが、記録光用の対物レンズと参照光用の対物レンズとを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の光情報記録媒体の断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の光情報記録媒体の記録方法を模式的に示す図である。
【図３】従来の光情報記録媒体の断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、１’  光情報記録媒体
２  透光性基板
２ａ  案内溝
３  反射層
４  保護層
４’  ギャップ層
５  半透過反射層
５’  波長選択反射層
６  ホログラム記録層
７  光透過層
ＨＢ  記録光および参照光
ＴＢ  トラッキング光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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