(57)【要約】【課題】  制御が容易なＣＡＶ方式においても記録寿命の長いホログラム型光記録ディスクを提供すること。【解決手段】  透明層１と、この透明層１の一方の側に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層３ａと、透明層１の他方の側に設けられた反射層２とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、情報記録層３ａの厚みがディスクの内側よりも外側で薄いことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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ホログラム型光記録ディスクであって、前記情報記録層の厚みがディスクの内側よりも外側で薄いことを特徴とするホログラム型光記録ディスク。
【請求項２】
透明層と、この透明層の一方の側に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層と、前記透明層の他方の側に設けられた反射層とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、前記情報記録層の厚みがディスクの内側よりも外側で薄いことを特徴とするホログラム型光記録ディスク。
【請求項３】
前記情報記録層の厚みは、ディスクの内側から外側へ連続的に減少することを特徴とする請求項１または２記載のホログラム型光記録ディスク。
【請求項４】
前記情報記録層の厚みは、ディスクの内側から外側へ、ディスクの中心からの距離に反比例して減少することを特徴とする請求項３記載のホログラム型光記録ディスク。
【請求項５】
前記情報記録層の厚みは、ディスクの内側から外側へステップ状に減少することを特徴とする請求項１または２記載のホログラム型光記録ディスク。
【請求項６】
サーボ面を有する反射層と、この反射層上に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、前記サーボ面に設けられたトラックのピッチがディスクの内側よりも外側で小さくなっていることを特徴とするホログラム型光記録ディスク。
【請求項７】
透明層と、この透明層の一方の側に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層と、前記透明層の他方の側に設けられ当該面をサーボ面とする反射層とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、前記サーボ面に設けられたトラックのピッチがディスクの内側よりも外側で小さくなっていることを特徴とするホログラム型光記録ディスク。
【請求項８】
前記トラックのピッチは、ディスクの内側から外側へ連続的に小さくなっていることを特徴とする請求項６または７記載のホログラム型光記録ディスク。
【請求項９】
前記トラックのピッチは、ディスクの内側から外側へ、ディスクの中心からの距離に反比例して小さくなっていることを特徴とする請求項８記載のホログラム型光記録ディスク。
【請求項１０】
前前記トラックのピッチは、ディスクの内側から外側へステップ状に小さくなっていることを特徴とする請求項６または７記載のホログラム型光記録ディスク。
【請求項１１】
第１透明層と、この第１透明層の一方の側に設けられた反射層と、前記第１透明層の他方の側に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層と、この情報記録層の前記第１透明層と反対側に設けられた第２の透明層とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、前記情報記録層の厚みに対する前記第２の透明層の厚みの比がディスクの内側よりも外側で大きいことを特徴とするホログラム型光記録ディスク。
【請求項１２】
前記情報記録層の厚みに対する前記第２の透明層の厚みの比は、ディスクの内側から外側へ連続的にまたはステップ状に増大することを特徴とする請求項１１記載のホログラム型光記録ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録ディスクに係わり、特にホログラム型光記録ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光磁気記録や光ディスクなどへの光熱相変化型の記録などの面記録に比べて、はるかに高密度な記録が可能な光記録方法の一つとして、より大容量・高速転送が実現可能なホログラム型光記録（ホログラフィックストレージ）が提案され、開発が盛んに行なわれている。
【０００３】
従来型のホログラフィックストレージの記録方式では、光学系については、光の干渉を安定に記録するために除震を考慮しなければならない。また、高精度なメカニカル部品と位置決め機構が要求され、２光束干渉法であるがゆえに光学系の小型化が困難である。一方、搭載される記録媒体は、オプチカルフラットなディスク基板材料が要求され、記録媒体にアドレス等の概念がなく書き換え可能なシステムとしては未完成である。しかも、既存の光ディスクとの互換性がないといった問題が挙げられる。
【０００４】
こうした問題点を解決する新しい記録方式として、偏光コリニア方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方式においては、裏面に反射層を有する光記録媒体が用いられ、記録層には、参照光と情報光とが光路上に同軸に入射される。このため、情報の入力と出力とが同軸かつ同方向になり、機械的な制御が容易である。また、光記録媒体にプリフォーマットされた情報をもとにトラッキング・サーボをかけてアドレス情報を読むので、ランダムアクセスが可能となる。また、レンズで集光した球面波を媒体に照射して記録・再生を行うので、媒体がディスクの場合はディスクがチルトしても再生できるという利点がある。
【０００５】
上記したように偏光コリニア方式はディスク状の媒体に用いた場合に利点が多い。ディスク状媒体の記録層として適した材料にフォトポリマーがある。フォトポリマーは、光照射によってモノマーが重合して記録が行われる材料で、未反応物が全て消費されてしまうまで記録を行うと、それ以上記録することはできなくなる。この場合、未反応物が消費されてしまっているため、それまでに記録した情報は長い寿命で残ることになる。反対に、未反応物が残っている状態であると、記録寿命は短くなる可能性がある。フォトポリマーのこの特性は、ホログラフィック記録では容量を高くするため行う多重記録時に考慮すべき特性である。
【０００６】
ディスク形状の媒体を用いる場合、記録方式は、角速度一定のＣＡＶ（Constant Angular Velocity）方式が好ましい。これは、記録再生時のディスクやヘッドの制御が容易であるからである。ＣＡＶ方式で記録を行うと、ディスクの内周では多重度が高くなり、外周では多重度が低くなる。しかしながら、本発明者らの研究によれば、ＣＡＶ方式で記録を行ったホログラム型光記録ディスクでは、記録の寿命が短くなってしまうという問題が見出された。
【特許文献１】特開２００２−１２３９４９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のホログラム型光記録ディスクは、角速度一定のＣＡＶ方式で記録を行うと、記録の寿命が短くなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、制御が容易なＣＡＶ方式においても記録の寿命が長いホログラム型光記録ディスク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】
【０００９】
本発明者らの研究によれば、ＣＡＶ方式で記録を行ったホログラム型光記録ディスクでは、記録の寿命が短くなってしまうという問題が見出された。図３は、この問題を説明するためのホログラム型光記録ディスクの平面図である。
【００１０】
図３に示されるように、ＣＡＶ方式で記録を行うと、ディスクの内周では多重度が高くなり、外側では多重度が低くなる。ホログラム型光記録層であるフォトポリマーが全面に均一に形成されているディスクに、通常行われているように、ディスクの内周と外周とで同じ条件（等しい光記録パワーと照射時間）で、かつ等間隔のトラックピッチで内周の領域を基準として記録を行うと、ディスクの外周の領域には未反応物が残り、記録の寿命が短くなってしまう。一方、その逆に、外周の領域を基準として記録を行うと、ディスクの内周の領域には媒体材料の能力以上の多重を行うことになり所望の記録ができないために、読み出しが不可能となってしまう。
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討した結果、ホログラム型光記録ディスクに効率よく多重記録するには、以下に示す手法があることを見出した。即ち、上述した課題を解決するためには、記録層の単位体積あたりに照射される光エネルギーの総和が、ホログラム型光記録ディスクのどこにおいてもほぼ等しくなるようにすることが好ましいことに着目し、これを実現するためには以下の手法があることを見出した。
【００１２】
１つは、記録層の厚さまたは基板層の厚さまたはこれらの両方を、ディスクの中心からの距離に応じて半径方向に変化させることによって、記録時の光源等の条件を複雑化させずに、課題を解決するものである。他の１つは、トラックピッチをディスクの中心からの距離に応じて変化させることにより、記録層に格別の工夫をしなくても課題を解決するものである。
【００１３】
即ち、上述した課題を解決するために、本発明の第１のホログラム型光記録媒体は、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ホログラム型光記録ディスクであって、前記情報記録層の厚みがディスクの内側よりも外側で薄いことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第２のホログラム型光記録媒体は、透明層と、この透明層の一方の側に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層と、前記透明層の他方の側に設けられた反射層とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、前記情報記録層の厚みがディスクの内側よりも外側で薄いことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１、２のホログラム型光記録媒体において、以下の構成を備えることが好ましい。
【００１６】
（１）前記情報記録層の厚みは、ディスクの内側から外側へ連続的に減少すること。
【００１７】
（２）前記情報記録層の厚みは、ディスクの内側から外側へ、ディスクの中心からの距離に反比例して減少すること。
【００１８】
（３）前記情報記録層の厚みは、ディスクの内側から外側へステップ状に減少すること。
【００１９】
また、本発明の第３のホログラム型光記録媒体は、サーボ面を有する反射層と、この反
射層上に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、前記サーボ面に設けられたトラックのピッチがディスクの内側よりも外側で小さくなっていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第４のホログラム型光記録媒体は、透明層と、この透明層の一方の側に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層と、前記透明層の他方の側に設けられ当該面をサーボ面とする反射層とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、前記サーボ面に設けられたトラックのピッチがディスクの内側よりも外側で小さくなっていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３、４のホログラム型光記録媒体において、以下の構成を備えることが好ましい。
【００２２】
（１）前記トラックのピッチは、ディスクの内側から外側へ連続的に小さくなっていること。
【００２３】
（２）前記トラックのピッチは、ディスクの内側から外側へ、ディスクの中心からの距離に反比例して小さくなっていること。
【００２４】
（３）前記トラックのピッチは、ディスクの内側から外側へステップ状に小さくなっていること。
【００２５】
また、本発明の第５のホログラム型光記録媒体は、第１透明層と、この第１透明層の一方の側に設けられた反射層と、前記第１透明層の他方の側に設けられホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層と、この情報記録層の前記第１透明層と反対側に設けられた第２の透明層とを備えたホログラム型光記録ディスクであって、前記情報記録層の厚みに対する前記第２の透明層の厚みの比がディスクの内側よりも外側で大きいことを特徴とする。
【００２６】
本発明の第５のホログラム型光記録媒体において、前記情報記録層の厚みに対する前記第２の透明層の厚みの比は、ディスクの内側から外側へ連続的にまたはステップ状に増大することが好ましい。
【００２７】
本発明の第１、第２のホログラム型光記録ディスクによれば、ＣＡＶ方式で記録を行った場合でも、情報記録層の厚みがディスクの内側よりも外側で薄いので、単位体積あたりの情報記録層に照射される光エネルギーの総和がディスクのどの場所でも均一化されるようにすることができる。したがって、ＣＡＶ方式による多重記録においても、ディスクの外周領域で未反応物が残ってしまうことやディスクの内周領域で記録不可能となってしまうことを抑制、防止することができ、記録寿命が長いホログラム型光記録ディスクを提供することが可能となる。
【００２８】
本発明の第３、第４のホログラム型光記録ディスクによれば、ＣＡＶ方式で記録を行った場合でも、サーボ面に設けられたトラックのピッチがディスクの内側よりも外側で小さくなっているので、単位体積あたりの情報記録層に照射される光エネルギーの総和がディスクのどの場所でも均一化されるようにすることができる。したがって、ＣＡＶ方式による多重記録においても、ディスクの外周領域で未反応物が残ってしまうことやディスクの内周領域で記録が不可能となってしまうことを抑制、防止することができ、記録寿命が長いホログラム型光記録ディスクを提供することが可能となる。
【００２９】
本発明の第５のホログラム型光記録ディスクによれば、ＣＡＶ方式で記録を行った場合
でも、情報記録層の厚みに対する第２の透明層の厚みの比がディスクの内側よりも外側で大きいので、単位体積あたりの情報記録層に照射される光エネルギーの総和がディスクのどの場所でも均一化されるようにすることができる。したがって、ＣＡＶ方式による多重記録においても、ディスクの外周領域で未反応物が残ってしまうことやディスクの内周領域で記録が不可能となってしまうことを抑制、防止することができ、記録寿命が長いホログラム型光記録ディスクを提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、制御が容易なＣＡＶ方式においても記録の寿命が長いホログラム型光記録ディスクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
本実施形態では、記録層の厚さまたは基板層の厚さまたはこれらの両方を、ディスクの中心からの距離に応じて半径方向に変化させたホログラム型光記録ディスクについて説明する。
【００３３】
本発明の一実施形態に係るホログラム型光記録ディスクの層構成を図１、図２に示す。本実施形態では、情報光と参照光とを反射層（または反射体も呼ぶ。）で反射させて記録を行うので、ホログラム型光記録ディスクには反射層を有する。透明基板１の一面はサーボ面となっており、この面にはサーボ用のトラック（溝等）が設けられており、その上には反射層２が設けられている。また、透明基板１の反対の面には基板外縁部にガラスからなる環状のスペーサ６ａ、６ｂが設けられ、その内側にはフォトポリマーからなるホログラム型光記録層３ａ、３ｂが設けられている。この記録層３ａ、３ｂに情報光を用いて干渉縞が記録される。ホログラム型光記録層３ａ、３ｂの上には保護層４ａ、４ｂが設けられている。この保護膜としては透明基板を用いてもよい。保護層４ａ、４ｂの役割は記録層３ａ、３ｂの保護であり、機械的強度を有することが要求される。さらに、情報光、参照光、サーボ光を透過するとともに、これらの光以外の光で記録層３ａ、３ｂに変化を与える波長の光を遮断することも要求される。なお、必要に応じて透明基板１、保護層４ａ、４ｂを省略することも可能である。５はディスク中心部に設けられた孔である。
【００３４】
本実施形態における特徴は、記録層３ａ、３ｂの厚さをディスクの中心からの距離に応じて半径方向に変化させた点である。本実施形態では、ディスクの半径ｒに対して反比例するように記録層の膜厚を変化させたものを用いることが特に良い。しかしながら、それを実現するのは、ディスク作製上、困難が伴う場合がある。よって、図１に示したように内周から外周に向かって連続的に膜厚が減少する記録層３ａを用いても良いし（例えば、断面が楔状等。）、図２に示したように内周から外周に向かってステップ状に膜厚が減少する記録層３ｂを用いても良い。
【００３５】
本実施形態において、透明基板１としては、透明ガラス基板、透明プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。基板１の厚みは、記録光強度、記録層３ａ、３ｂの記録感度、記録層３ａ、３ｂの回折効率、記録層３ａ、３ｂの光学濃度、記録の多重方法、検出器の感度、レンズの開口数、ディスクの回転速度、記録ヘッドのディスク追従時間等に応じて適宜選択することができる。例えば、開口数０．６のレンズを用いた場合には、２００μｍ〜８００μｍ程度である。透明基板１は、複屈折を持たないことが好ましく、それを達成するために、複数のポリマーの混合物や、添加物を添加したものでもかまわない。
【００３６】
本実施形態における記録層３ａ、３ｂは、干渉縞を記録可能なフォトポリマーにより作製することができる。フォトポリマーとは、記録光を照射することにより重合し、それによって干渉縞が記録される。通常、フォトポリマーは、マトリックス材料と重合性モノマーと光重合開始剤とを含有する。さらには、酸発生剤やラジカル発生剤、色素、オリゴマー、あるいは反応抑制剤といった成分を含有することがある。
【００３７】
マトリックス材料としては、例えば、室温でアミンにより硬化する各種エポキシ樹脂、エステル基を有するポロビニルアセテートのような各種ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリアリレート、ノルボルネン系樹脂、ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートブチレート、ポリスチレンメチルメタクリレート等を用いることができる。マトリックス材料の含有量は、全体に対して２０〜８０ｗｔ％程度とすることができる。２０ｗｔ％より少ないと体積収縮が大きくなり再生信号のSN比が悪くなる場合があり、８０ｗｔ％より多いとモノマーの含有量が少なく屈折率の変調が十分でなくなる場合がある。
【００３８】
重合性モノマーとしてはアクリレート基が好ましく、イソボルニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ジエチルグリコールモノエチルエーテルアクリレート、エチルアクリレート、ビニルベンゾエート、ビニルナフトエートなど塩素化したものや、屈折率差を高めるためにＳｉを含有する基など各種置換基を付与させたものが挙げられる。重合性モノマーは、単独のものでも２種以上を混合したものでも良い。（トリメチルシリルオキシ）ジメチルシリルプロピルアクリレートや（パーフルオクロへキシル）メチルアクリレートなどである。また、Ｎ−ビニルカルバゾールを含有させることがある。モノマーの含有量は、全体に対して５〜５０ｗｔ％程度とすることができる。５ｗｔ％より少ないと屈折率の変調が十分でなくなる場合があり、５０ｗｔ％より多いと体積収縮が大きくなり再生信号のSN比が悪くなる場合がある。
【００３９】
光重合開始剤は、光を吸収して重合反応を開始させる化合物であり、代表的なものとしては、ビス（２，６−ジフルオロ−３−ピロルフェニル）チタノセンが挙げられる。光開始剤の含有量は、記録光波長、記録層膜厚、光重合開始剤の光吸収量に応じて適宜選択することができ、光反応性モノマー（ラジカル重合性化合物）に対して０．１〜５．０ｗｔ％程度とすればよい。０．１ｗｔ％より少ないと照射光のほとんどが吸収されず感度が低くなってしまう場合があり、５．０ｗｔ％より多いと照射光が媒体の表面近傍で吸収されてしまい干渉縞の記録が媒体の表面近傍に限られてしまうため、回折効率が低くなり最終的には再生信号のSN比が悪くなる場合がある。
【００４０】
酸発生剤としては、例えば、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレノニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、シアルキル―４―ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、スルホン酸エステル、鉄アレーン化合物、等を用いることができる。
【００４１】
ラジカル発生剤としては、例えば、芳香族カルボニル化合物、特にα, α-ジメトキシ-α-フェニルアセトフェノン等が挙げられる。色素としては、例えばアジド系化合物、５−ニトロアセナフテン、1,2−ベンズアントラキノン、1-ニトロ-4-アセチルアミノナフタレン、メチレンブルー、サブラニンO、マラカイトグリーン、シアニン染料、ローダミン染料など多数が挙げられる。
【００４２】
オリゴマーとしては、例えばポリマーの主鎖の両端に反応基がついた多官能のアクリレート樹脂、エポキシ樹脂、等を用いることができ、反応抑制剤としては、例えば酸素などのラジカル失活剤、ブチルヒドロキシアニソール、N-tert-butyl-α-phenylnitrone(PBN)
ポリフェノール化合物などラジカル補足剤,tert-butyl hidroperoxideのような過酸化物等が挙げられる。
【００４３】
こうした成分は、光反応性モノマー（ラジカル重合性化合物）に対して０．１ｗｔ％程度含有されていれば効果を得ることができる。ただし、過剰に含有されると照射光が媒体の表面近傍で吸収されてしまい干渉縞の記録が媒体の表面近傍に限られてしまうため回折効率が低くなり最終的には再生信号のSN比が悪くなるおそれがあるので、その含有量は５．０ｗｔ％程度にとどめておくことが望まれる。
【００４４】
いずれの組成により構成する場合も、記録層３ａ、３ｂの膜厚は、透明基板１の厚み、記録光強度、レンズの開口数、記録層３ａ、３ｂの記録感度、記録層３ａ、３ｂの回折効率、記録層３ａ、３ｂの光学濃度、記録の多重方法、検出器の感度、ディスクの回転速度、記録ヘッドのディスク追従時間等に応じて適宜選択することができる。例えば、レンズの開口数０．６、透明基板１の厚み０．６ｍｍの場合には、１００μｍ〜５００μｍ程度である。
【００４５】
また、反射層２としては、例えば動作波長に対して全反射型の薄膜材料を用いるのが良く、４００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長に対しては、Al合金、Ag合金が好ましく、６５０ｎｍ以上の波長に対しては、これらにAu,Cu合金,TiN等が加わる。反射層厚は全反射となるのが好ましく、５０ｎｍ以上、好ましくは１００ｎｍ以上の厚さで形成される。
【００４６】
さらにまた、保護層としてはＳｉＯ2などを用いることが可能である
上述したホログラム型光記録媒体を、以下のようなホログラム型光記録再生装置（偏光コリニア方式）を用いて記録再生する。
【００４７】
図４は、上述したホログラム型光記録媒体１００を搭載可能なホログラム記録再生装置の全体を示す概略図である。また、図５は、図４のホログラム記録再生装置における制御系の構成を示す概略図である。
【００４８】
図４に示すように、ホログラム記録再生装置２００は、反射型の光記録媒体１００と、光源１５と、旋光用光学素子３３と、偏光ビームスプリッタ１７と、ビームエキスパンダ３４と、透過型空間光変調器１９と、偏光ビームスプリッタ２０と、電磁シャッタ２１と、対物レンズ３２と、結像レンズ２３と、透過型空間光変調器１９と、旋光用光学素子３３と、偏光ビームスプリッタ２９と、二分割旋光用光学素子３０と、ビームスプリッタ３１とを備えている。光源１５としては、ガスレーザーや半導体レーザー、特に帰還をかけてコヒーレンス長を長くした半導体レーザーが好ましい。
【００４９】
また、図５に示すように、光記録媒体１００が取り付けられるスピンドルはスピンドルモータにより回転し、光記録媒体１００の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータを制御するスピンドルサーボ回路２０１が設けられている。また、光記録媒体１００に記録されている情報を記録再生するためのピックアップを光記録媒体１００の半径方向に移動可能とする駆動装置２０２が設けられている。
【００５０】
ホログラム記録再生装置２００は、さらに、ピックアップの出力信号よりフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦを検出するための検出回路２０３と、この検出回路２０３によって検出されるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて、ピックアップ内のアクチュエーターを駆動して結像レンズ２３を光記録媒体１００の厚み方向に移動させてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路２０４と、検出回路によって検出されるトラッキングエラー信号ＴＥに基づいてピックアップ内のアクチュエーターを駆動して結像レンズ２３を光記録媒体１００の半径方向に移動させてトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路２０５と、トラッキングエラー信号および後述するコントローラ２０６からの指令に基づいて駆動装置２０２を制御してピックアップを光
情報記録媒体の半径方向に移動させるスライドサーボを行うスライドサーボ回路２０７とを備えている。
【００５１】
ホログラム記録再生装置２００は、さらに、ピックアップ内のＣＣＤアレイの出力データをデコードして、光記録媒体１００のデータエリアに記録されたデータを再生したり、検出回路２０３からの再生信号ＲＦより基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信号処理回路２０８と、ホログラム記録再生装置２００の全体を制御するコントローラ２０６と、このコントローラ２０６に対して種々の指示を与える操作部（図示せず。）とを具備している。コントローラ２０６によって、信号処理回路２０８から出力される基本クロックやアドレス情報が入力されるとともに、ピックアップ、スピンドルサーボ回路２０１およびスライドサーボ回路２０７等が制御される。
【００５２】
スピンドルサーボ回路２０１は、信号処理回路２０８より出力される基本クロックが入力される。コントローラ２０６は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を有し、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラの機能が実現される。
【００５３】
次に、このホログラム記録再生装置２００を用いた記録再生方法について説明する。
【００５４】
まず、再生方法について説明する。光源１５から出力された光ビームは、ビームエキスパンダ３４によりビーム径を増加させられ、平行光束として旋光用光学素子３３に入射する。
【００５５】
旋光用光学素子３３は、先の光ビームの偏波面を回転させるか、或いは、先の光ビームを円偏光または楕円偏光とすることにより、偏波面が紙面に平行な偏光成分（以下、Ｐ偏光成分という）と偏波面が紙面に垂直な偏光成分（以下、Ｓ偏光成分という）を含む光を出射する。旋光用光学素子３３としては、例えば、１／２波長板や１／４波長板を使用することができる。
【００５６】
旋光用光学素子３３を出射した光ビームのうち、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１７により反射され、透過型空間光変調器１９に入射する。また、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１７を透過する。このＰ偏光成分は、参照光として利用される。
【００５７】
透過型空間光変調器１９は、例えば透過型液晶表示装置のようにマトリクス状に配列した多数の画素を有している。透過型空間光変調器１９は、画素毎に出射する光をＰ偏光成分とＳ偏光成分との間で切り替えることができる。このようにして、透過型空間光変調器１９は、記録すべき情報に対応する二次元的な偏波面分布が与えられた情報光を出射する。
【００５８】
透過型空間光変調器１９から出射された情報光は、次いで、偏光ビームスプリッタ２０に入射する。偏光ビームスプリッタ２０は、先の情報光のうち、Ｓ偏光成分のみを反射し、Ｐ偏光成分は透過する。
【００５９】
偏光ビームスプリッタ２０により反射されたＳ偏光成分は、二次元的な強度分布が与えられた情報光として電磁シャッタ２１を通過し、偏光ビームスプリッタ２９に入射する。この情報光は、偏光ビームスプリッタ２９により反射され、二分割旋光用光学素子３０に入射する。
【００６０】
二分割旋光用光学素子３０は、図中、右側の部分と左側の部分との間で光学特性が互い
に異なっている。具体的には、情報光のうち、例えば、二分割旋光用光学素子３０の右側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させて出射する。また、左側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させて出射する。
【００６１】
以下、Ｓ偏光成分の偏波面を＋４５°回転させたもの（或いは、Ｐ偏光成分の偏波面を−４５°回転させたもの）をＡ偏光成分と呼ぶ。また、Ｓ偏光成分の偏波面を−４５°回転させたもの（或いは、Ｐ偏光成分の偏波面を＋４５°回転させたもの）をＢ偏光成分と呼ぶ。なお、二分割旋光用光学素子３０の各部分には、例えば、１／２波長板を用いることができる。
【００６２】
二分割旋光用光学素子３０を出射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３２により光記録媒体１００の反射膜６上に集光される。なお、光記録媒体１０は、保護層を対物レンズ３２に対向させて配置されている。
【００６３】
他方、偏光ビームスプリッタ１７を透過したＰ偏光成分（参照光）の一部は、ビームスプリッタ３１で反射され、偏光ビームスプリッタ２９を透過する。偏光ビームスプリッタ２９を透過した参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子３０に入射し、その右側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させてＢ偏光成分として出射し、左側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させてＡ偏光成分として出射する。その後、それらＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３２により光記録媒体１００の反射膜６上に集光される。
【００６４】
このように、二分割旋光用光学素子３０の右側部分からは、Ａ偏光成分である情報光とＢ偏光成分である参照光とが出射する。他方、二分割旋光用光学素子３０の左側部分からは、Ｂ偏光成分である情報光とＡ偏光成分である参照光とが出射する。また、情報光及び参照光は、光記録媒体１００の反射膜６上に集光される。
【００６５】
このため、情報光と参照光との干渉は、記録済領域に直接入射した直接光としての情報光と反射膜６で反射された反射光としての参照光との間、及び、直接光としての参照光と反射光としての情報光との間でしか生じない。また、直接光としての情報光と反射光としての情報光との干渉や、直接光としての参照光と反射光としての参照光との干渉は生じない。
【００６６】
したがって、図４に示すホログラム記録再生装置２００によれば、記録層１４０に情報光に対応した光学特性の分布を生じさせることができる。上述した方法により記録した情報は、以下のようにして再生することができる。すなわち、電磁シャッタ２１を閉じ照射光のみを先に情報を記録した記録済領域に照射する。これによりＰ偏光成分である参照光のみが二分割旋光用光学素子３０に到達する。
【００６７】
この参照光は、二分割旋光用光学素子３０によって、その右側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させてＢ偏光成分として出射し、左側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させてＡ偏光成分として出射する。その後、それらＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３２により光記録媒体１００の反射膜６上に集光される。
【００６８】
光記録媒体１００の記録済領域には、上記の方法により、情報に対応した光学特性分布が形成されている。したがって、光記録媒体１００に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の一部は、記録済領域内に形成された光学特性分布により回折され、再生光として光記録媒体１００を出射する。
【００６９】
光記録媒体１００を出射した再生光は情報光を再現しており、対物レンズ３２により平
行光束とされた後、二分割旋光用光学素子３０に到達する。二分割旋光用光学素子３０の右側部分に入射したＢ偏光成分はＰ偏光成分として出射する。また、二分割旋光用光学素子３０の左側部分に入射したＡ偏光成分はＰ偏光成分として出射する。このようにして、Ｐ偏光成分としての再生光が得られる。
【００７０】
その後、再生光は偏光ビームスプリッタ２９を透過する。偏光ビームスプリッタ２９を透過した再生光の一部は、次いで、ビームスプリッタ３１を透過し、結像レンズ２３によりイメージセンサ２４上に透過型空間光変調器１９の像を再現する形で結像される。このようにして、光記録媒体１００に記録された情報を読み出す。
【００７１】
他方、二分割旋光用光学素子３０を透過して光記録媒体１００に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の残りは、反射膜６により反射され、光記録媒体１００を出射する。この反射光としてのＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３２により平行光束とされた後、Ａ偏光成分は二分割旋光用光学素子３０の右側部分に入射してＳ偏光成分として出射し、Ｂ偏光成分は二分割旋光用光学素子３０の左側部分に入射してＳ偏光成分として出射する。
【００７２】
二分割旋光用光学素子３０を出射したＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ２９により反射されるため、透過型空間光変調器１９には到達し得ない。したがって、この記録再生装置１によると、優れた再生ＳＮ比を実現できる。
【００７３】
次に、本実施形態のホログラム型光記録媒体を用いることにより得られる効果について、さらに詳細に説明する。
【００７４】
まず、図６に概念的に示したように、情報光（記録光）と参照光とは互いに干渉するので、この時生じる干渉縞を記録層３ａ、３ｂに記録する。例えば、図６に示したような球面状の干渉縞である。このような場合、ビームをシフトさせると、次の干渉縞を記録することができる。このときの必要なシフト距離は、ビームの直径よりも小さい。この時シフトさせる必要のある距離は、記録光波長、透明基板１の厚み、記録層３ａ、３ｂの膜厚、記録層３ａ、３ｂの特性などのパラメータである。典型的な例としては、ビーム径が５００μｍのとき、１０μｍシフトさせると記録することができる。よってこのときのトラック方向の多重度は５０となる。
【００７５】
図７は、同じ場所に記録し続けたときの回折効率の記録光エネルギー依存性を示す特性図である。本実施形態で用いるのはシフト多重法である。図７では４多重しかしない場合の例で、それぞれのページからの回折効率がほぼ等しくなるように記録光エネルギーを投入して記録を行う。異なる曲線Ａ、Ｂ、Ｃはホログラム型光記録層の膜厚が異なる場合の曲線であり、記録層の膜厚の大小関係はＡ＜Ｂ＜Ｃである。図７に示すように、記録層の膜厚が薄くなると少ない記録光エネルギーで回折効率は飽和し、達成できる多重度は低くなる。したがって、図８に示すように、記録層の膜厚が厚いほど、達成可能な多重度は増大する。本実施形態の手法は、記録層のこの特性を利用するものである。
【００７６】
即ち、本実施形態に係るホログラム型光記録ディスクにおいては、図３に示されるようにＣＡＶ方式で記録を行った場合でも、記録層３ａ、３ｂの厚みがディスクの内側よりも外側で薄いので、単位体積あたりの記録層に照射される光エネルギーの総和がディスクのどの場所でも均一化されるようにすることができる。したがって、ＣＡＶ方式による多重記録においても、ディスクの外周領域で未反応物が残ってしまうことやディスクの内周領域で記録が不可能となってしまうことを抑制、防止することができ、記録寿命が長いホログラム型光記録ディスクを提供することが可能となる。
【００７７】
また、図９、図１０はそれぞれ図１、図２のホログラム型光記録ディスクに対する記録動作を示す断面図である。いずれの図においても、反射層２から記録層３ａ、３ｂの最下部までの距離（透明基板１の厚みに相当。）はディスクの中心からの距離によらず一定となっており、記録層３ａ、３ｂの上面の位置が変化している。これは、本発明において重要な事項である。すなわち、記録時に常に同じ光エネルギーを記録層３ａ、３ｂに投入する場合を考える。情報光（記録光）と参照光は、いずれもレンズによって集光して、反射層２で反射するように光記録ディスクに照射される。よって、光ビームの径は、反射層２に近いほど小さくなる。このとき、反射層２に近いほどパワー密度は大きくなる。よって、記録層３ａ、３ｂのうち、最も高いパワー密度の光が照射されるのは、記録層３ａ、３ｂの最下部ということになる。記録層の特性は、記録層３ａ、３ｂの最下部において効率よく記録が行われるように設計される。よって、記録層３ａ、３ｂの最下部での照射パワー密度は、ディスクの中心からの距離によらず一定にすることが重要であり、図９及び図１０に示したように反射層２から記録層３ａ、３ｂの最下部までの距離をディスクの中心からの距離によらず一定とすることが重要となる。
【００７８】
また、図１０に示すようにステップ状に膜厚が減少する記録層３ｂを用いる場合には、記録層の各領域における光入射面を光入射方向に対して垂直にすることが容易であり、記録位置の精度をより向上させることが可能である。
【００７９】
（第２の実施形態）
本実施形態では、トラックピッチをディスクの中心からの距離に応じて変化させたホログラム型光記録ディスクについて説明する。図１１は本実施形態のホログラム型光記録媒体を示す図であり、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の線分ＡＡ´における断面図である。また、図１２はこのホログラム型光記録媒体におけるセクタの構成例を示す概略図である。
【００８０】
図１１に示すように、本実施形態のホログラム型光記録媒体も、第１の実施形態と同様に情報光と参照光とを反射層で反射させて記録を行うものである。透明基板１の一面はサーボ面となっており、この面にはサーボ用のトラック（溝等）２ａ、２ｂ‥が設けられており、当該面には反射層２が設けられている。また、透明基板１の反対の面には基板外縁部にポリカーボネートフィルムからなる環状のスペーサ６ｃが設けられ、その内側にはフォトポリマーからなるホログラム型光記録層３ｃが設けられている。この記録層３ｃに情報光を用いて干渉縞が記録される。ホログラム型光記録層３ｃの上には保護層４ｃが設けられている。この保護膜としては透明基板を用いてもよい。保護層４ｃの役割は記録層３ｃの保護であり、機械的強度を有することが要求される。さらに、情報光、参照光、サーボ光を透過するとともに、これらの光以外の光で記録層３ｃに変化を与える波長の光を遮断することも要求される。なお、必要に応じて透明基板１、保護層４ｃを省略することも可能である。５はディスク中心部に設けられた孔である。
【００８１】
本実施形態における特徴は、サーボ面に設けられたトラック２ａ、２ｂ‥のピッチがディスクの内側よりも外側で小さくなっている点である。本実施形態では、図１１に示したように内周から外周に向かって連続的にトラックピッチが減少するように構成している。特に好ましいのは、図１３に示すようにディスクの半径ｒに対して反比例するようにトラックのピッチを変化させたものである。図１３において、横軸は中心からの距離（ｃｍ）、縦軸は相対トラックピッチ（ディスクの中心から１ｃｍの周のトラックピッチを１．０とした。）を示す。なお、内周から外周に向かってトラックピッチがステップ状に減少するように構成しても良い。
【００８２】
本実施形態に係るホログラム型光記録ディスクによれば、図３に示されるようにＣＡＶ方式で記録を行った場合でも、サーボ面に設けられたトラック２ａ、２ｂ‥のピッチがデ
ィスクの内側よりも外側で小さくなっているので、単位体積あたりの記録層に照射される光エネルギーの総和がディスクのどの場所でも均一化されるようにすることができる。したがって、ＣＡＶ方式による多重記録においても、ディスクの外周領域で未反応物が残ってしまうことやディスクの内周領域で記録が不可能となってしまうことを抑制、防止することができ、記録寿命が長いホログラム型光記録ディスクを提供することが可能となる。
【００８３】
また、本実施形態に係るホログラム型光記録ディスクでは、記録層３ｃの膜厚を一定とすることができるので、記録層３ｃの各領域における光入射面を光入射方向に対して垂直にすることが容易であり、記録位置の精度をより向上させることが可能である。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例および比較例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。
【００８５】
（実施例１）
本実施例においては、フォトポリマーを用いて記録層を作製した。文献（Ｍ．Ｌ．Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ，ｅｔ  ａｌ．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１９９９，１１，２４７−２５４）に基づいて調製したフォトポリマーを用いた。まず、次に示す溶液を調製した。
【００８６】
(溶液)
イソボルニルアクリレートモノマー（ＩＢＡ）            ２５ｗｔ％
ビニルナフトエートモノマー（ＶＮＡ）                  １０ｗｔ％
ジ（ウレタンアクリレート）オリゴマー            ６２．８３ｗｔ％
ビス(2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス[2,6-ジフルオロ-3-3(1H-ピロリル)フェニル]チタニウム（光重合開始剤）                  ２．０ｗｔ％
ターシャリブチルヒドロキシパーオキサイド(TBHP)    ０．１７ｗｔ％
こうした原料を褐色瓶に収容し、マグネティックスターラにより攪拌して、溶液を得た。ここで、ＩＢＡとＶＮＡは重合性モノマーとして働き、ジ（ウレタンアクリレート）オリゴマーはマトリックスとして働き、ＴＢＨＰは上記光重合開始剤の分解物の色を消すために加えられるものである。
【００８７】
得られた溶液を用いて、図２に示すホログラム型光記録ディスクを作製する。まず、一方の面（サーボ面）にランドとグルーブを有するポリカーボネート製の透明ディスク基板（プラスチック基板）１（直径１２ｃｍ、膜厚６００μｍ。）を準備した。トラックピッチは５０μmと一定とした。透明ディスク基板１のサーボ面にAgNdCuをスパッタにより堆積して、膜厚２００ｎｍの反射層２を形成した。反射層２上にはＳｉＯ2製の透明膜基板（膜厚１００ｎｍ、図示せず。）をスパッタにより作製しても良い。
【００８８】
次に、中心からステップ状に膜厚が変化するポリカーボネート製の透明ディスク基板４ｂ（直径１２ｃｍ）を作製した。このディスク基板４ｂの作製にはスタンパによる成型法や金型成型等を用いることができる。ディスク中心から２ｃｍから４ｃｍの領域は膜厚３００μｍ、４ｃｍから８ｃｍは４００μｍ、８ｃｍからディスクの外側までは膜厚５００μｍである。
【００８９】
次に、上記透明ディスク基板４ｂのステップ側の面に、ガラスからなる環状のスペーサ６ｂを設け、ディスク基板４ｂ上のスペーサ６ｂで囲まれる領域に前述の溶液をキャスティング法により塗布し、記録層となるポリマー膜３ｂを形成する。さらに、上記透明ディスク基板１の反射層２と反対側の面がポリマー膜３ｂに対向するように透明ディスク基板１、４ｂを向かい合わせ、ポリマー膜３ｂを透明ディスク基板１、４ｂ間に挟み込むようにして両基板を接合して本実施例のホログラム型光記録ディスクを作製した。このとき記録層が接着剤として働く。記録層が固まるまで一昼夜放置した。
【００９０】
なお、記録層としてのポリマー膜３ｂの片面または両面に、ＭｇＦ2（弗化マグネシウム）からなる無機中間層を設けることも可能である。その厚みは、例えば０．２μｍとすることができる。他にも、例えば、弗化カルシウム、弗化ジルコニウム、弗化パラジウム、弗化バリウム、臭化セシウム、沃化セシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化テルル、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化硼素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ジルコニウム、炭化珪素、硫化亜鉛、チタン酸バリウム、及びダイアモンドなどを挙げることができる。中間層の材料としては、記録光やサーボ光に対する透過率が高く且つ記録層やプラスチック基板と近い屈折率であるものを使用することが望ましい。かかる中間層を設けることにより、記録層と基板間の物質（特に記録層や基板を構成する低分子の有機物質）の移動・拡散を防止することができ、ホログラム型光記録ディスクの経時変化を抑制し長寿命化を図ることが可能である（他の実施例も同様。）。
【００９１】
得られたホログラム型光記録ディスクを、図４、５のホログラム記録再生装置２００を用いて評価したところ、当該ホログラム型光記録ディスクの反射層２上に、波長５３２ｎｍのレーザーをグルーブに沿って、記録層４の基板２側の面での光パワー濃度１００ｍＷ／ｃｍ2で記録を行った。ホログラム型光記録層４の入射面における光ビームの直径は１２００μmであり、記録層４の基板２側の面での光ビームの直径は９００μｍであった。ＣＡＶ方式で、角度を０．２度ずつシフトさせて、異なる情報をシフト多重で記録した後、レーザーパワーを１０分の１に低減して記録された情報を再生した。
【００９２】
その結果、ビットエラーレート１０-5以下と高精度で再生することができた。本実施例の光情報記録ディスクには、ディスク全面にわたってCAV方式で同じパワーで記録し、再生することができた。また、六ヶ月後に測定してもビットエラーレートは変化しておらず、記録寿命も優れていた。
【００９３】
（比較例１）
実施例１で用いたステップ状に膜厚が変化する透明ディスク基板４ｂの代わりに、均一な膜厚６００μｍの透明ディスク基板を用いた以外は、前述の実施例１と同様の手法により比較例１のホログラム型光記録ディスクを作製した。
【００９４】
得られたホログラム型光記録ディスクを実施例１と同様に図４、５のホログラム記録再生装置２００でＣＡＶ方式により記録して、評価した。その結果、記録直後でもディスクの外側部のビットエラーレートが低く、１０-4であった。さらに一ヶ月放置した後に測定したところ、さらにビットエラーレートが低下していた。
【００９５】
（実施例２）
本実施例においては、実施例１で用いたステップ状に膜厚が変化する透明ディスク基板４ｂの代わりに、図１に示すように中心部での膜厚が２００μｍで周辺部での膜厚が５００μｍとなるように、なだらかに（連続的に）膜厚が変化（増加）している透明ディスク基板４ａを用いた。製造方法は実施例１と同様である。
【００９６】
得られたホログラム型光記録ディスクを、図４、５のホログラム記録再生装置２００を用いて評価したところ、当該ホログラム型光記録ディスクの反射層２上に、波長５３２ｎｍのレーザーをグルーブに沿って、記録層４の基板２側の面での光パワー濃度５０ｍＷ／ｃｍ2で記録した。この場合、ホログラム型光記録層４の入射面における光ビームの直径は１２００μｍであり、記録層４の基板２側の面での光ビームの直径は９００μｍであった。照射時間は１ｓ／pageとした。ＣＡＶ方式で、角度を０．２度ずつシフトさせて、異
なる情報をシフト多重で記録した後、レーザーパワーを１０分の１に低減して記録された情報を再生した。
【００９７】
その結果、ビットエラーレート１０-5以下と高精度で再生することができた。本実施例の光情報記録ディスクは、ディスク全面に渡って同じ記録光パワーで記録した結果、良好に再生できることがわかった。また、１年後に測定してもビットエラーレートは変化しておらず、記録寿命も優れていた。
【００９８】
その結果、ビットエラーレート１０-5以下と高精度で再生することができた。
【００９９】
（実施例３）
ジ（ウレタンアクリレート）オリゴマーの配合量を５８．８３ｗｔ％に変更し、第３の重合性モノマーとしてビニルカルバゾールモノマーを４．０ｗｔ％加えた以外は、前述の実施例１と同様の溶液を調製した。
【０１００】
得られた溶液を用いて、図１１に示すホログラム型光記録ディスクを作製する。まず、一方の面（サーボ面）にランドとグルーブ２ａ、２ｂを有するポリカーボネート製の透明ディスク基板（プラスチック基板）１（直径１２ｃｍ、膜厚６００μｍ。）を準備する。ここで、中心部（ディスク中心から２４ｍｍ）でのトラックピッチが５００μｍで周縁部（ディスク中心から５７ｍｍ）でのトラックピッチが１００μｍとなるように、なだらかに（連続的に）トラックピッチが変化（減少）している透明ディスク基板１を用いた。このトラックピッチは、ディスクの内側から外側へ、ディスクの中心からの距離に反比例して小さくなっていることが好ましい。サーボ面にAgNdCuをスパッタにより堆積して、膜厚２００ｎｍの反射層２を形成した。反射層２上にはＳｉＯ2製の透明膜基板（膜厚１００ｎｍ、図示せず。）をスパッタにより作製しても良い。
【０１０１】
次に、上記透明ディスク基板１の反射層２とは反対側に、テフロン（Ｒ）シートからなる環状のスペーサ６ｃを設け、ディスク基板１上のスペーサ６ｃで囲まれる領域に前述の溶液をキャスティング法により塗布し、記録層となるポリマー膜３ｃを膜厚２２０μｍで形成する。さらに、厚みが一定（直径１２ｃｍ、膜厚４００μｍ。）の透明ディスク基板４ｃを透明ディスク基板１に対向させて、ポリマー膜３ｃを透明ディスク基板１、４ｃ間に挟み込むようにして両基板を接合して本実施例のホログラム型光記録ディスクを作製した。このとき記録層が接着剤として機能する。一昼夜放置した。
【０１０２】
得られたホログラム型光記録ディスクを、図４、５のホログラム記録再生装置２００を用いて評価したところ、当該ホログラム型光記録ディスクの反射層２上に、波長４０５ｎｍのレーザーをグルーブに沿って、記録層４の基板２側の面での光パワー密度２０ｍＷ／ｃｍ2で集光した。この場合、ホログラム型光記録層４の入射面における光ビームの直径は１２００μｍであり、記録層４の基板２側の面での光ビームの直径は１０３８μｍであった。照射時間は１ｓ／pageとした。ＣＡＶ方式で、角度を０．１度ずつシフトさせて、異なる情報をシフト多重で記録した後、レーザーパワーを１０分の１に低減して記録された情報を再生した。
【０１０３】
その結果、RAWビットエラーレート１０-5以下と高精度で再生することができた。本実施例の光情報記録ディスクは、２０ｍＷ／ｃｍ2という低パワーでディスク全面にわたって記録できた。また、本実施例のホログラム型光記録ディスクを半年間保管後に同様の測定を行ったところ、RAWビットエラーレートは８．０×１０-5であったが、エラー補正を行うことによりほとんど劣化なく再生可能であった。
【０１０４】
（実施例４）
本実施例では、以下の方法により、図１４に示すホログラム型光記録ディスクを作製した。図１４に示すホログラム型光記録ディスクは二光束干渉ホログラフィーに用いられるものである。
【０１０５】
まず、ポリ（スチレン−ｂ−メタクリル酸）６３．８３重量％と、光重合性モノマーとして、イソボルニルアクリレート２５．０重量％と、ビニル１−ナフトエート１０．０重量％と、光重合開始剤であるビス（２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム１．０重量％と、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキシド０．１７重量％とを混合してフォトポリマーを調製する。ｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキシドは、上記光重合開始剤が分解したときの色を消すために加えられるものである。
【０１０６】
次に、ポリカーボネートフィルム３１７ａ、３１７ｂを用意する。ポリカーボネートフィルム３１７ａは、図１４に示すように中心部での膜厚が２００μｍで周辺部での膜厚が５００μｍとなるように、なだらかに（連続的に）膜厚が変化（増加）している。一方、ポリカーボネートフィルム３１７ｂは膜厚が５００μｍと一定である。なお、ステップ状に膜厚を変化させたポリカーボネートフィルムを用いることも可能であり、これにより内周から外周に向かってステップ状に膜厚が減少する記録層を形成することができる。
【０１０７】
次に、ポリカーボネートフィルム３１７ａ、３１７ｂのそれぞれの一主面上に、スパッタリング法により無機中間層として厚さ０．２μｍのＭｇＦ2層３１８ａ、３１８ｂを形成する。その後、ポリカーボネートフィルム３１７ａ上にテフロン（Ｒ）シートからなる環状のスペーサ３２１を設け、ポリカーボネートフィルム３１７ａ上のスペーサ３２１で囲まれる領域に上記フォトポリマーを塗布し、記録層となるポリマー膜３１９を形成する。
【０１０８】
次に、ポリカーボネートフィルム３１７ｂ上の無機中間層３１８ｂがポリカーボネートフィルム３１７ａ上のポリマー膜３１９に対向するようにポリカーボネートフィルム３１７ａ、３１７ｂを向かい合わせ、ポリマー膜３１９を無機中間層３１８ａ、３１８ｂ間に挟み込むようにして両フィルム３１７ａ、３１７ｂを接合して本実施例のホログラム型光記録ディスク３１２を作製する。このとき記録層が接着剤として働く。
【０１０９】
このホログラム型光記録ディスク３１２に対して、以下に示すように記録再生を行う。図１４は、二光束干渉ホログラフィーに用いられるホログラム型光記録ディスクと、その近傍における情報光および参照光を示す概略図である。図１４に示すようにホログラム型光記録ディスク３１２に情報光３１０および参照光３１１が照射され、これらの光は記録層３１９中で交差し、干渉によって屈折率変調領域３２０に透過型ホログラムが形成される。
【０１１０】
図１５は、ホログラム型光記録再生装置の一例の概略図を示す。図示するホログラム型光記録再生装置は、透過型二光束干渉法を用いたホログラム型光情報記録再生装置である。
【０１１１】
光源装置３０１から照射された光は、ビームエキスパンダー３０２および旋光用光学素子３０３を介して偏光ビームスプリッター３０４に導入される。光源装置３０１としては、ホログラム記録ディスク３１２の記録層３１９中で干渉可能な任意の光を照射する光源を用いることができるが、可干渉性などから直線偏光したレーザーが望ましい。レーザーとしては、具体的には半導体レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、アルゴンレーザーおよびＹＡＧレーザーなどが挙げられる。
【０１１２】
ビームエキスパンダー３０２は、光源装置３０１（例えば、波長５３２ｎｍ、パワー５０ｍＷのレーザの光源）から出射された光の偏光方向を整え、旋光用光学素子３０３はビームエキスパンダー３０２によって広げられた光を旋光して、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分を含む光を生成する。旋光用光学素子３０３としては、例えば１／２波長板、あるいは１／４波長板などが用いられる。
【０１１３】
旋光用光学素子３０３を透過してきた光のうち、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッター３０４によって反射され情報光３１０となり、Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッター３０４を透過して参照光３１１となる。なお、ホログラム記録ディスク３１２の記録層３１９の位置で情報光３１０と参照光３１１の強度が等しくなるように、旋光用光学素子３０３を用いて偏光ビームスプリッター３０４に入射する旋光方向が調整される。
【０１１４】
偏光ビームスプリッター３０４によって反射された情報光３１０は、ミラー３０６で反射された後、電磁シャッター３０８を通過し、回転ステージ３１３上に保持されたホログラム型光記録ディスク３１２の記録層３１９に照射される。
【０１１５】
一方、偏光ビームスプリッター３０４を透過した参照光３１１は、旋光用光学素子３０５によって偏光方向が９０度回転してＳ偏光となり、ミラー３０７で反射された後、電磁シャッター３０９を通過する。その後、回転ステージ３１３上に保持されたホログラム型光記録ディスク３１２の記録層３１９内で情報光３１０と交差するように照射されて、屈折率変調領域３２０として透過型ホログラムが形成される。
【０１１６】
こうして記録された情報を再生する際には、電磁シャッター３０８を閉じることにより情報光３１０を遮断し、参照光３１１のみをホログラム型光記録ディスク３１２の記録層３１９内に形成された透過型ホログラム（屈折率変調領域３２０）に照射する。参照光３１１の一部はホログラム型光記録ディスク３１２を透過する際、透過型ホログラムにより回折し、その回折光は光検出器３１５により検出される。
【０１１７】
本実施例のホログラム型光記録ディスク３１２を図１５のホログラム型光記録再生装置に搭載して、情報光（記録光）３１０を集光してホログラム型光記録ディスク３１２に照射し、同時に参照光３１１を照射して干渉縞を記録する。波長５３２ｎｍ、パワー５０ｍＷのレーザーを用い、多重は参照光３１１の角度を変える角度多重方式で行う。回折効率が８０％に達するのに要する記録光エネルギーは４０ｍＪ／ｃｍ2であり、非常に高感度である。
【０１１８】
この後、レーザパワーを１００分の１に落とし、記録した情報の再生を参照光３１１により行う。その結果、ビットエラーレート１０-6以下と高精度で再生することができる。本実施例の光情報記録ディスクは、ディスク全体を同じ記録光パワーで記録することができる。また、加熱実験をして調べたことろ１０年後に相当する条件においてもビットエラーレートは変化しておらず、優れた記録寿命を有する。
【０１１９】
なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく、例えば、実施例１、２のように情報記録層の膜厚を調整する例と実施例３のようにトラックピッチを調整する例とを組み合わせることが可能である。この場合も、ＣＡＶ方式による記録において、単位体積あたりの情報記録層に照射される光エネルギーの総和がディスクのどの場所でも均一化されるようにすることができ、記録寿命が長いホログラム型光記録ディスクを提供することが可能となる。
【０１２０】
また、上記実施例では、渦巻き状のトラックを有するホログラム型光記録ディスクを示したが、これ以外に例えば同心円状のトラックを有するホログラム型光記録ディスクに対
して本発明を適用することが可能である。
【０１２１】
また、情報記録層の膜厚やトラックピッチがステップ状に変化する場合は、所定の単位記録領域毎に、或いは当該単位記録領域がいくつかまとまった記録領域毎に、膜厚やトラックピッチを変化させることも可能である。
【０１２２】
その他、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の第１の実施形態の一例に係るホログラム型光記録ディスクの構成を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態の変形例に係るホログラム型光記録ディスクの構成を示す断面図。
【図３】ＣＡＶ方式で記録を行う場合の多重度について説明する平面図。
【図４】偏光コリニア方式のホログラム記録再生装置の全体を示す概略図。
【図５】図４のホログラム記録再生装置における制御系の構成を示す概略図。
【図６】本発明の一実施形態に係るシフト多重方式の概念図。
【図７】回折効率の光記録エネルギー依存性とスケジュール記録の概念図。
【図８】記録膜の膜厚と可能な多重度との関係を示す特性図。
【図９】本発明の第１の実施形態の一例に係るホログラム型光記録ディスクに対する記録動作を示す断面図。
【図１０】本発明の第１の実施形態の変形例に係るホログラム型光記録ディスクに対する記録動作を示す断面図。
【図１１】本発明の第２の実施形態の一例に係るホログラム型光記録ディスクの構成を示す平面図及び断面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態の一例に係るホログラム型光記録ディスクのセクタ構成例を示す概略図。
【図１３】本発明の第２の実施形態の一例に係るホログラム型光記録ディスクにおける相対トラックピッチとディスク中心からの距離との関係を示す特性図。
【図１４】二光束干渉ホログラフィーに用いられるホログラム型光記録ディスクと、その近傍における情報光および参照光を示す概略図。
【図１５】図１４のホログラム型光記録ディスクを記録再生するホログラム型光記録再生装置の一例を示す概略図。
【符号の説明】
【０１２４】
１‥透明基板
２‥反射層
３ａ、３ｂ、３ｃ‥ホログラム型光記録層
４ａ、４ｂ、４ｃ‥保護層
５‥ディスク中心部に設けられた孔
６ａ、６ｂ、６ｃ‥環状のスペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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