(57)【要約】【課題】本発明は、記録層内部に略均一に情報を記録することができるホログラフィック記録媒体を提供することを課題とする。【解決手段】ホログラフィック記録媒体１の記録層１２は、記録再生光ＲＷとの干渉により反応して干渉縞を形成させる記録材１２ａを含んで構成される他、記録材１２ａとは別に光を吸収する吸光材１２ｂを含んで構成されている。【選択図】図１
2008170503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報光と参照光との干渉により反応して干渉縞を形成させる記録材を含んで構成される記録層を備えたホログラフィック記録媒体であって、
前記記録層には、
前記記録材とは別に、前記情報光および前記参照光を吸収する吸光材が含まれていることを特徴とするホログラフィック記録媒体。
【請求項２】
前記記録層の吸光度ＯＤが、次式
−ｌｏｇ１０（３ｒ２２／ｒ１２）≦ＯＤ≦−ｌｏｇ１０（ｒ２２／３ｒ１２）
（ｒ１：記録層の光の入射側のスポット半径、ｒ２：記録層の光の出射側のスポット半径）
を満たしていることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック記録媒体。
【請求項３】
前記記録層の吸光度ＯＤが、次式
ＯＤ  ＝  −２・ｌｏｇ１０（ｒ２／ｒ１）
（ｒ１：記録層の光の入射側のスポット半径、ｒ２：記録層の光の出射側のスポット半径）
を満たしていることを特徴とする請求項２に記載のホログラフィック記録媒体。
【請求項４】
前記記録層での前記情報光および参照光の波長に対する吸光度が、サーボ光の波長に対する吸光度よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のホログラフィック記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の干渉を利用してデータの記録を行うためのホログラフィック記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光の干渉を利用してホログラフィック記録媒体に膨大なデータを干渉縞として記録する技術（ホログラフィック記録技術）の開発が行われてきている。このホログラフィック記録技術において、二次元バーコード状の情報を記録する際には、一般に、空間変調器により変調された光束を対物レンズで集光し、その光をホログラフィック記録媒体に含まれる厚膜の記録層に照射させることで、この記録層に干渉縞を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７１５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記したホログラフィック記録媒体の記録層は、従来の光ディスクに比べて非常に厚い膜（０．５〜１．５ｍｍ）であることから、対物レンズで集光された光のスポット径は、記録層中において徐々に小さくなっていく。そのため、記録層の上部（光の入射側部分）と下部における光密度が大きく異なり、記録層内部に略均一に情報を記録できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、記録層内部に略均一に情報を記録することができるホログラフィック記録媒体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明は、情報光と参照光との干渉により反応して干渉縞を形成させる記録材を含んで構成される記録層を備えたホログラフィック記録媒体であって、前記記録層には、前記記録材とは別に、光を吸収する吸光材が含まれていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、対物レンズを通って記録層に照射された光は、記録層中を進むにつれて、記録材とは別に設けられた吸光材によって吸収される。これにより、記録層の光の入射側部分と出射側部分における光密度を略等しくすることができるので、記録層内部に略均一に情報を記録することができる。
【０００８】
なお、前記記録層の吸光度ＯＤは、次式
−ｌｏｇ１０（３ｒ２２／ｒ１２）≦ＯＤ≦−ｌｏｇ１０（ｒ２２／３ｒ１２）
（ｒ１：記録層の光の入射側のスポット半径、ｒ２：記録層の光の出射側のスポット半径）
を満たすのが望ましい。
【０００９】
さらに、前記記録層の吸光度ＯＤは、次式
ＯＤ  ＝  −２・ｌｏｇ１０（ｒ２／ｒ１）
（ｒ１：記録層の光の入射側のスポット半径、ｒ２：記録層の光の出射側のスポット半径）
を満たすのがより望ましい。
【００１０】
さらに、前記記録層での前記情報光および参照光の波長に対する吸光度は、サーボ光の波長に対する吸光度よりも大きいのが望ましい。
これによれば、記録層の光の出射側にサーボ層が設けられた場合であっても、サーボ光が記録層を良好に透過するので、サーボ光によってサーボ層の情報を良好に読み取ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光が記録層中において吸光材によって吸収されるので、記録層の光の入射側部分と出射側部分における光密度を略等しくすることができ、記録層内部に略均一に情報を記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本発明の一実施形態に係るホログラフィック記録媒体を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、ホログラフィック記録媒体１は、カバー層１１、記録層１２およびボトム基板１３を備えて構成されている。
【００１４】
カバー層１１は、記録層１２の上面を保護する層であり、例えば波長が５３２ｎｍ程度となる記録再生光ＲＷを透過させる材料で形成されている。ここで、「記録再生光ＲＷ」とは、情報光、参照光および読出光のいずれかを指す。なお、カバー層１１の材料としては、用いる光の波長領域で十分に透明であればよく、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、などが用いられるが、成形性、コストの点から、樹脂が特に好適である。
前記樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂、などが挙げられる。これらの中でも、成形性、光学特性、コストの点から、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂が特に好ましい。
【００１５】
また、成形方法としては、例えば、射出成形などを採用することができる。さらに、カバー層１１の厚さは、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．３〜２ｍｍがより好ましい。カバー層１１の厚みが、０．１ｍｍ未満であると、ディスク保存時の形状の歪みを抑えられなくなることがあり、５ｍｍを超えると、ディスク全体の重量が大きくなってドライブモーターに過剰な負荷をかけることがある。
【００１６】
記録層１２は、記録再生光ＲＷの照射（詳しくは、情報光と参照光との干渉）によって反応することで、データを干渉縞として記録するものである。そして、この記録層１２は、記録再生光ＲＷの照射により反応して干渉縞を形成させる記録材１２ａを含んで構成される他、この記録材１２ａとは別に光を吸収する吸光材１２ｂを含んで構成されている。なお、記録材１２ａの材料としては、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、（１）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、（２）フォトリフラクティブ効果（光照射で空間電荷分布が生じて屈折率が変調する）を示すフォトリフラクティブ材料、（３）光照射で分子の異性化が起こり屈折率が変調するフォトクロミック材料、（４）ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム等の無機材料、（５）カルコゲン材料、などが挙げられる。吸光材１２ｂの材料としては、染料もしくは顔料が好ましく、具体的には、フタロシアニン、シアニン、アゾ、キノフタロン、フラバントロン、アントラキノン、イソインドリン、ペリレン、マンガンなどが挙げられる。これらの中でも、フタロシアニン、シアニン、アゾなどが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、成形方法としては、材料に応じて公知の方法に従って形成することができるが、例えば、前記フォトポリマーの場合、フォトポリマーが十分低い粘度ならばキャスティングすることによって記録層を形成することができる。一方、キャスティングできない高粘度フォトポリマーである場合には、ディスペンサーを用いて第二の基板にフォトポリマーを盛りつけ、このフォトポリマー上に第一の基板で蓋をするように押し付けて、全面に広げて記録層を形成することができる。その他の方法として、例えば、蒸着法、湿式成膜法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、クラスターイオンビーム法、分子積層法、ＬＢ法、印刷法、転写法、などにより好適に形成することができる。これらの中でも、蒸着法、湿式成膜法が好ましい。さらに、記録層１２の厚さは、０．１〜２ｍｍとするのが望ましい。
【００１７】
ボトム基板１３は、記録層１２の下面を保護する層であり、前記したカバー層１１と同じ材料で形成されている。また、ボトム基板１３の厚さは、前記したカバー層１１と同様に、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．３〜２ｍｍがより好ましい。
【００１８】
次に、記録層１２に混ぜる吸光材１２ｂの量の決め方について図２〜図４を参照して説明する。参照する図面において、図２は対物レンズを通過した光と記録層との関係を示す図であり、図３は吸光度ＯＤを０．１としたときの光入射側と光出射側の光密度の比Ｗ２／Ｗ１と、スポット半径の比ｒ２／ｒ１との関係を示すグラフである。また、図４は、式（３）を満たす吸光度ＯＤとスポット半径の比ｒ２／ｒ１との関係を示すグラフである。
【００１９】
記録層１２に混ぜる吸光材１２ｂの量（濃度）は、記録層１２の吸光度に応じて決める。なお、この吸光度は、記録層１２の光の出射側における光密度が、入射側の光密度の３分の１から３倍となるように決めるのが望ましく、さらに好ましくは、出射側と入射側の光密度が略等しくなるように決めるのが望ましい。以下に、この吸光度の決め方について述べる。
【００２０】
図２に示すように、吸光度ＯＤである記録層１２に、対物レンズ２からＩ（Ｗ：ワット）の光が照射されるとき、記録層１２の光の入射側（以下、光入射側）の光密度Ｗ１は、
Ｗ１  ＝  Ｉ／（π・ｒ１２）
となり、光の出射側（以下、光出射側）の光密度Ｗ２は、
Ｗ２  ＝  ｛Ｉ／（π・ｒ２２）｝・１０−ＯＤ
となる。なお、ｒ１は記録層１２の光入射側のスポット半径であり、ｒ２は記録層の光出射側のスポット半径である。
【００２１】
ここで、例えば吸光度ＯＤを０．１としたときの光出射側と光入射側の光密度の比Ｗ２／Ｗ１と、スポット半径の比ｒ２／ｒ１との関係は、図３に示すグラフのような関係となっている。このグラフによれば、スポット半径の比ｒ２／ｒ１が０．５以上である場合には、光密度の比Ｗ２／Ｗ１が３以下（すなわち、光出射側の光密度Ｗ２が光入射側の光密度Ｗ１の３倍以下）となるので、吸光度ＯＤを０．１に決めてもよいことが分かる。また、それ以外の場合には、光密度の比Ｗ２／Ｗ１が３を超えるので、吸光度ＯＤを０．１と決めてはいけないことが分かる。
【００２２】
さらに、光出射側の光密度Ｗ２と光入射側の光密度Ｗ１とを略等しく（Ｗ２／Ｗ１≒１）したいときには、スポット半径の比ｒ２／ｒ１が０．８〜１．０となる場合に、吸光度ＯＤを０．１に決めてもよいことが分かる。また、それ以外の場合には、光密度の比Ｗ２／Ｗ１が１を大きく超えるので、吸光度ＯＤを０．１にするのは好ましくないことが分かる。
【００２３】
このように、光密度の比Ｗ２／Ｗ１、スポット半径の比ｒ２／ｒ１および吸光度ＯＤの関係は密接であることから、吸光度ＯＤは、以下のようにして決めればよい。すなわち、光出射側の光密度Ｗ２が光入射側の光密度Ｗ１の３分の１から３倍となるように吸光度ＯＤを決めたい場合には、３・Ｗ１＝Ｗ２を満たすＯＤを下限値とし、Ｗ１＝３・Ｗ２を満たすＯＤを上限値としてＯＤを定義すればよく、光出射側の光密度Ｗ２と光入射側の光密度Ｗ１とを略等しくしたい場合には、Ｗ２＝Ｗ１を満たすＯＤを定義すればよい。
【００２４】
つまり、光出射側の光密度Ｗ２を光入射側の光密度Ｗ１の３分の１から３倍としたい場合には、吸光度ＯＤの下限値を下記の式
３・Ｉ／（π・ｒ１２）  ＝  ｛Ｉ／（π・ｒ２２）｝・１０−ＯＤ
より導き出した以下の式（１）を満たすように吸光度ＯＤを決定すればよい。
ＯＤ  ＝  −ｌｏｇ１０（３ｒ２２／ｒ１２）・・・（１）
【００２５】
また、吸光度ＯＤの上限値は、下記の式
Ｉ／（π・ｒ１２）  ＝  ３・｛Ｉ／（π・ｒ２２）｝・１０−ＯＤ
より導き出した以下の式（２）を満たすように吸光度ＯＤを決定すればよい。
ＯＤ  ＝  −ｌｏｇ１０（ｒ２２／３ｒ１２）・・・（２）
すなわち、下記の式を満たすように吸光度ＯＤを決定すればよい。
−ｌｏｇ１０（３ｒ２２／ｒ１２）≦ＯＤ≦−ｌｏｇ１０（ｒ２２／３ｒ１２）
【００２６】
また、Ｗ２＝Ｗ１としたい場合には、下記の式
Ｉ／（π・ｒ１２）  ＝  ｛Ｉ／（π・ｒ２２）｝・１０−ＯＤ
より導き出した以下の式（３）を満たすように吸光度ＯＤを決定すればよい。
ＯＤ  ＝  −２・ｌｏｇ１０（ｒ２／ｒ１）・・・（３）
【００２７】
ちなみに、式（３）を満たす吸光度ＯＤとスポット半径の比ｒ２／ｒ１との関係は、図４に示すグラフのようになる。これによれば、スポット半径の比ｒ２／ｒ１が小さくなる程（ｒ１とｒ２の差が大きくなる程）、吸光度ＯＤを高くする必要があることが分かる。
【００２８】
そして、以上のように決定した吸光度ＯＤとなるように、記録層１２における吸光材１２ｂの量（濃度）を決めればよい。なお、吸光度ＯＤが、前記した式（３）を満たすときの記録層１２の厚さ方向における光密度の分布と、満たさないときの記録層１２の厚さ方向における光密度の分布との比較を、図５に示す。
【００２９】
ここで、この図５のグラフは、記録層１２の厚さを５００μｍとし、スポット半径の比ｒ２／ｒ１を１００（μｍ）／２５０（μｍ）＝０．４としたときの記録層１２の厚さ方向における光密度の分布を示している。なお、記録層１２の光入射側の光密度を１として規格化している。また、比較する吸光度ＯＤとしては、前記した式（３）を満たす吸光度ＯＤを０．８とし（破線参照）、満たさない吸光度ＯＤを０．１とした（実線参照）。
【００３０】
このグラフによれば、ＯＤ＝０．１の場合、記録層１２の光入射側の面付近と光出射側の面付近とで５倍の光密度差があることが分かり、光出射側の面（焦点面）付近での材料消費が非常に大きいことが分かる。一方、式（３）を満たすＯＤ＝０．８においては、記録層１２の厚さ方向に対して０．８〜１．０倍の略均一な光密度分布で記録が可能であることが分かる。
【００３１】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
光が記録層１２中において吸光材１２ｂによって吸収されるので、記録層１２の光の入射側部分と出射側部分における光密度を略等しくすることができ、記録層１２内部に略均一に情報を記録することができる。
【００３２】
また、記録層１２の厚さ方向で均一に記録材１２ａを消費できるので、記録信号品質の向上（ＳＮ比の向上）を図ることができる。また、同じ箇所に多重に情報を記録する多重記録においても、各情報の記録が終了した後に記録材１２ａが厚さ方向でバランス良く残るので、各情報を良好に記録することができる。そのため、多重に記録した情報間でのクロストークが低下して、多重特性の向上を図ることができる。
【００３３】
記録材１２ａとは別に吸光材１２ｂを設けたので、記録材１２ａの濃度を変えることなく、吸光度を自由に調整することができる。ちなみに、本発明に対し、例えば記録材１２ａ自体の光吸収特性を利用して吸光度を調整することも考えられるが、この場合には、記録材１２ａの濃度を変えなければならないので、適切な記録を行うことは難しい。
【００３４】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、カバー層１１、記録層１２およびボトム基板１３を備えて構成される透過型（カバー層１１側から情報の記録を行い、ボトム基板１３側から情報の再生を行うタイプ）のホログラフィック記録媒体１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型（カバー層１１側から情報の記録・再生を行うタイプ）のホログラフィック記録媒体に本発明を適用してもよい。具体的には、図１の構造における記録層１２とボトム基板１３との間に反射層を設けてもよい。
【００３５】
また、ホログラフィック記録媒体の層構造は、前記実施形態に限定されず、その他の層、例えばサーボ制御を行うためのサーボ層を設けるようにしてもよい。なお、記録再生光とは別の波長のサーボ光を用いる場合には、記録層の吸光度を、サーボ光の記録層に対する透過性を考慮して決めてもよい。具体的には、記録再生光の波長に対する吸光度が、サーボ光の波長に対する吸光度よりも大きくなるように、記録層の吸光度を決めてもよい。これによれば、記録層の光出射側にサーボ層が設けられた場合であっても、サーボ光が記録層を良好に透過するので、サーボ光によってサーボ層の情報を良好に読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るホログラフィック記録媒体を示す断面図である。
【図２】対物レンズを通過した光と記録層との関係を示す図である。
【図３】吸光度ＯＤを０．１としたときの光出射側と光入射側の光密度の比Ｗ２／Ｗ１と、スポット半径の比ｒ２／ｒ１との関係を示すグラフである。
【図４】式（３）を満たす吸光度ＯＤとスポット半径の比ｒ２／ｒ１との関係を示すグラフである。
【図５】吸光度ＯＤが式（３）を満たすときの記録層の厚さ方向における光密度の分布と、満たさないときの記録層の厚さ方向における光密度の分布との比較を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１      ホログラフィック記録媒体
１２    記録層
１２ａ  記録材
１２ｂ  吸光材
ＲＷ    記録再生光
【図１】
2008170503.tif 000003
【図２】
2008170503.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008170503.tif 000006
【図５】
2008170503.tif 000007