(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層して形成された複数の記録層を有し、各記録層はそれぞれ独立して選択することができる複数の記録領域に分割され、各記録層の対応する記録領域が前記記録層の積層方向に重なり合うように配置され、選択された記録領域に対してのみ記録光を照射することによって記録を行うことができる情報記録媒体を用い、
前記記録光の焦点深度内にある複数の記録層から、異なる記録層に属し、かつ、前記焦点深度方向に重ならない複数の記録領域を選択し、
論理グループを形成する書込情報を前記選択した複数の記録領域に分散して記録することを特徴とする情報記録方法。
【請求項２】
請求項１記載の情報記録方法において、
前記記録層はエレクトロクロミック材料層を有し、
前記記録領域の選択は記録領域に電圧を印加することによって行い、
前記電圧印加によって光学的性質の変化した記録領域に対して前記記録光を照射して情報の記録を行うこと特徴とする情報記録方法。
【請求項３】
請求項１記載の情報記録方法において、
前記記録層はクラッド層によって挟まれた、フォトクロミック材料を含有するコア層であり、
前記記録領域の選択は前記コア層に光を入射することによって行い、
前記光入射により光学的性質が変化した記録領域に対して前記記録光を照射して情報の記録を行うことを特徴とする情報記録方法。
【請求項４】
請求項１記載の情報記録方法において、前記情報記録媒体に、前記記録領域と前記論理グループを形成する書き込み情報との対応を示す管理情報を記録することを特徴とする情報記録方法。
【請求項５】
請求項１記載の情報記録方法において、前記論理グループを形成する書き込み情報は、ユーザデータを分割して得た複数のデータブロックと、前記分割したデータブロックから生成したパリティデータからなり、前記複数のデータブロックと前記パリティデータをそれぞれ異なる記録領域に分散して記録することを特徴とする情報記録方法。
【請求項６】
積層して形成された複数の記録層を有し、各記録層はそれぞれ独立して選択することができる複数の記録領域に分割され、各記録層の対応する記録領域は前記記録層の積層方向に重なり合うように配置され、選択された記録領域に対してのみ記録光の照射によって記録を行うことができる情報記録媒体を保持する媒体保持部と、
記録光を発生する光源を備え、前記媒体保持部に保持された情報記録媒体に対して移動可能な光ヘッドと、
論理グループを形成する書込情報を複数のデータブロックに分割すると共に、前記分割したデータブロックからパリティデータを生成するデータ処理部と、
前記記録光の焦点深度内にある複数の記録層から、前記データブロックの数以上の数の記録領域を、異なる記録層に属し、かつ、前記焦点深度方向に重ならないように選択する記録領域選択部と、
前記複数のデータブロック及び前記パリティデータをそれぞれ前記選択した複数の記録領域に対して一対一に対応付けて記録動作を行う記録処理部とを有し、
前記論理グループを形成する書込情報を前記選択した複数の記録領域に分散して記録することを特徴とする情報記録装置。
【請求項７】
請求項６記載の情報記録装置において、前記複数のデータブロック及び前記パリティデータと前記選択した複数の記録領域との対応関係を管理情報として前記媒体保持部に保持された情報記録媒体の一つの記録領域に記録することを特徴とする情報記録装置。
【請求項８】
請求項６記載の情報記録装置において、
前記情報記録媒体は前記記録層としてのエレクトロクロミック材料層及び前記記録領域毎に前記エレクトロクロミック材料層を挟むように形成された複数の透明電極層を有し、
前記媒体保持部は前記複数の透明電極層のそれぞれに接触する複数の電極を備え、
前記記録領域選択部は前記媒体保持部に設けられた電極を介して所望の記録領域を挟む一対の透明電極に電圧を印加し、
前記電圧印加によって光学的性質の変化した記録領域に対して前記記録光を照射して情報を記録することを特徴とする情報記録装置。
【請求項９】
請求項８記載の情報記録装置において、前記記録領域は前記記録層の円周方向に区画されて配置されていることを特徴とする情報記録装置。
【請求項１０】
請求項８記載の情報記録装置において、前記記録領域は前記記録層の円周方向に区画されると共に半径方向にも区画されて配置されていることを特徴とする情報記録装置。
【請求項１１】
請求項６記載の情報記録装置において、
前記情報記録媒体は前記記録層としてのフォトクロミック材料を有するコア層及び前記コア層を挟むクラッド層を有し、
前記記録領域選択手段は、シート状の入射光を前記コア層に入射させる複数の光学手段及び前記光学手段を前記複数の光学手段を前記記録層の積層方向に独立して移動させる手段を有し、
前記記録領域選択手段からの光入射によって光学的性質の変化した記録領域に対して前記記録光を照射して情報を記録することを特徴とする情報記録装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の情報記録装置において、前記記録層は矩形形状を有し、前記記録領域は対向する二辺の長さが前記記録層と同じ矩形形状であることを特徴とする情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて情報を記録、再生する情報記録媒体、情報記録再生方法及び情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を用いて情報を記録、再生する技術は、広く世の中で用いられている。その代表的な例として光ディスクがある。光ディスクでは、光源として半導体レーザが使えること、記録媒体を記録再生装置から外せること、記録媒体のビットあたりのコストが安価であることが大きな特徴になっている。また、近年ホログラム記録が盛んに研究されており、ビット単価が低いことに加え、偽造が困難であるという特徴を持ち、将来的なソフトウエア頒布媒体としての期待も高くなっている。従ってこれら情報記録媒体では、この特徴を失わず、光の遠達性、透過性という特徴を生かした記録容量の大容量化が望ましい。そこで、光ディスク、平面ホログラム共に複数の記録層を積層し、記録領域を３次元化することによる大容量化が研究されている。しかし、３層以上では各層の透過率と記録感度とがトレードオフの関係にあり、再生信号品質か記録感度か、どちらかが犠牲にならざるを得なかった。
【０００３】
そこで、このトレードオフを解消する技術が開発されてきており、例えば、特開２００３−３４６３７８号公報には、エレクトロクロミック材料を用いた記録層を多層にし、記録層を一対の電極で挟んで電圧を印加し、記録層自身を電圧印加によって吸収スペクトルを変化させ、光吸収するようにして、選択的に記録層を着色させ、情報を記録させることが記載されている。
【０００４】
ホログラムの例として、特開平１１−３４５４１９号公報には、シングルモード平面型光導波路を多層に積み重ねた再生専用多重ホログラム情報記録媒体が記載されている。このシングルモード平面型光導波路の導波モードの周期とほぼ等しい周期を有する周期的散乱要因を設けている情報記録媒体は、任意の光導波路に導波光を導入したとき、周期的散乱要因により導波路外に回折された回折光により、ホログラムが形成されるのが特徴である。この平面型光導波路型ホログラムカードも、名刺サイズの大きさで、１００層の平面型光導波路が積層されたもので、およそ１３０ＧＢの記憶容量を有することが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３４６３７８号公報
【特許文献２】特開平１１−３４５４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多層化により実効的記録密度を向上させた情報記録媒体へ光を用いて情報を記録、再生するには層選択が必要であり、その層選択がうまくできないと、記録材料に不良がなく、情報が正常に格納されていたとしても、情報の記録、再生ができなくなってしまう問題がある。平面型光導波路型ホログラムカードの場合、情報記録媒体に設けられた複数の光導波路の中の所望の光導波路に光を入射する必要がある。電圧による層選択型光ディスクでは、複数の電極の中で、所望の記録層に対する電極に電圧を印加する必要がある。
【０００６】
光を用いた情報の記録、再生の特徴のひとつとして、記録媒体（ディスク）を記録再生装置から外せることがあるが、持ち運び中に記録媒体を落下させたり、応力が加えられたり、記録媒体に傷がつけられたりする可能性がある。例えば、平面型光導波路型ホログラムカードでは、光入射面に傷が付く、あるいは媒体が反るといった現象が起きると、所望の層に光入射できず、もしくは傷で散乱した光が複数の光導波路に入射して、必要な情報を再生できなくなる可能性がある。電圧による層選択型光ディスクでは、電極部分の破壊、記録層との接触不良により、電圧印加しても層選択できなくなり、必要な情報を再生できなくなる可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、これらの問題点を解決し、利用者が不自由感じることなく、簡便に扱うことのできる大容量の情報記録媒体、情報記録再生方法及び情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による情報記録媒体は、積層して形成された複数の記録層を有し、各記録層はそれぞれ複数の記録領域に分割され、記録領域は各記録層の対応する記録領域が記録層の積層方向に重なり合うような位置関係で配置され、各記録領域はそれぞれ独立して選択することができ、選択された記録領域に対してのみ記録あるいは再生を行うことができるものである。
【０００９】
本発明の情報記録媒体に対する情報の記録は、記録光の焦点深度内にある複数の記録層から、異なる記録層に属し、かつ、焦点深度方向に重ならない複数の記録領域を選択し、論理グループを形成する書込情報をその選択した複数の記録領域に分散して記録することで行う。論理グループを形成する書き込み情報は、ユーザデータを分割して得た複数のデータブロックと、分割した複数のデータブロックから生成したパリティデータからなる。
【００１０】
本発明の情報記録媒体に情報を記録する装置は、記録光を発生する光源と、論理グループを形成する書込情報を複数のデータブロックに分割すると共に、分割したデータブロックからパリティデータを生成するデータ処理部と、記録光の焦点深度内にある複数の記録層から、前記データブロックの数以上の数の記録領域を、異なる記録層に属し、かつ、前記焦点深度方向に重ならないように選択する記録領域選択部と、その複数のデータブロック及びパリティデータをそれぞれ選択した複数の記録領域に対して一対一に対応付けて記録動作を行う記録処理部とを有し、論理グループを形成する書込情報を選択した複数の記録領域に分散して記録する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、今までの記録再生装置に大きな変更を加えることなく、情報記録媒体に３次元的に情報を分散して格納し、ある記録領域が不慮の出来事により選択できなくなったときでも、分散して格納された情報から選択できなくなった記録領域の情報を復元することが可能である。つまり、安価で、かつ高信頼性の大容量情報記録媒体、記録再生装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の記録再生装置、記録・再生方法には多層記録媒体を用いる。多層記録媒体には、電圧層選択式多層記録媒体を用いても良いし、平面型光導波路型ホログラム媒体を用いても良い。
【００１３】
電圧層選択式多層記録媒体を用いるとき、各記録層の基本状態は透明な状態とする。記録層を挟む電極層間に電圧をかけた層だけが着色する。本発明では着色するときの電圧の向きを正と定義する。記録レーザ光照射によって着色機能が失われて記録マークが形成されれば、層全体を透明に戻した時記録マークが見えず、他の層の記録・再生時に障害とならない。これにより、他の層の干渉が無いので層間隔を狭くでき、従来の複数層ディスクより多層・大容量化可能できる。
【００１４】
図１は、電圧層選択式多層記録媒体の構成例を示す断面模式図である。ここでは、理解しやすくするため、光は図面の下側から入射するように図示した。媒体は、光入射側から、基板１、保護層２、第１の電極（透明電極）３、エレクトロクロミック材料層４、第２の電極５、絶縁体層６、ＵＶ硬化樹脂層７、保護基板８から構成され、９はグルーブ部、１０はランド部に相当する。第１の電極（透明電極）３、エレクトロクロミック材料層４の組み合わせが、間に絶縁体層６を介して多層に積層されている。記録層(エレクトロクロミック材料層)と第１の電極又は第２の電極との間に他の層、例えば薄い絶縁物層や界面層と呼ばれる層が介在してもよい。
【００１５】
図１の媒体構成では、電圧印加によって直接発色するエレクトロクロミック材料層以外に、電圧印加によって発光する領域とその光を受けて発色又は消色する領域を有する層も記録層として用いることができる。すなわち記録層としては、有機又は無機のエレクトロクロミック材料層と固体電解質層との積層膜、エレクトロルミネッセント材料とフォトクロミック材料との混合材料層あるいは積層膜を用いることができる。これにより任意の記録層だけ光吸収し、他の記録層はほとんど光吸収が無いようにすることができる。エレクトロクロミック材料の例としては、酸化タングステン、チオフェン系有機分子の重合体を挙げることができるが、その他、産業図書（株）平成３年６月２８日初版発行の「エレクトロクロミックディスプレイ」に述べられている各種材料など、既知の多くのエレクトロクロミック材料が使用可能である。
【００１６】
フォトクロミックとは、光の照射により、結晶、分子又は錯体などの吸収スペクトルが可逆的に変化する現象をいい、代表的なフォトクロミック材料として知られているジアリールエテン系材料は、通常、４５０ｎｍ以下の波長領域に吸収を有し、５００〜６００ｎｍ付近にも吸収を生ずる。ジアリールエテン系材料は、例えば、Japanese Applied Physics, vol.35, 3987 (1993)に記載されている。また、紫外線照射にて着色し、ある特定の波長で吸収を持つようになるフルキド化合物がリコーテクニカルレポートに報告されている[http://www.ricoh.co.jp/about/business_overview/report/29/pdf/B2906.pdf]。
【００１７】
次に、多層平面型光導波路型ホログラム媒体を用いるときの構成について説明する。多層平面型光導波路型ホログラム媒体は、光導波路ホログラム媒体（「電子通信学会論文誌」'77/4 Vol.J60-C、No.4、pp.197-204(昭52-185[c-34])）を積層化することにより、多重記録ホログラム媒体としたものである。図２に、本発明の一実施形態にかかるホログラムメモリの構造例を示す。ホログラムメモリは、基板１１上に、下からクラッド層１２ａ、コア層１２ｂ、クラッド層１３ａ、コア層１３ｂ、クラッド層１４ａ、コア層１４ｂを順に積層した構造を有し、最上位層にクラッド層１５を有している。各コア層には、光導波路の導波モードの周期とほぼ等しい周期を有する散乱要因、すなわちホログラムが形成されている。散乱要因は、コア層の屈折率を変調するもので、これによって予め情報を重畳するものである。
【００１８】
このような構成により、任意のコア層、図２においてはコア層１２ｂに、再生照明光光源１６から再生照明光１７を導入する。再生照明光１７は、コア層の面内方向にシート状の導波光として伝搬し、ホログラムによって散乱され、回折光１８としてホログラムメモリの表面より出射する。回折光１８によって、ホログラム画像１９が、結像面上に形成される。ＣＣＤなどの２次元光検出器により、ホログラム画像１９を取り込むことによって、情報を読み出すことができる。このようにして、ホログラム画像１９を、２次元光検出器で直接検出することにより、情報を読み出すための特殊なレンズ群が不要となる。
【００１９】
光層選択式平面型光導波路型多層フォトクロミック媒体を用いるときの構成例を以下に示す。層選択型光ディスクと同様、各記録層の基本状態は透明な状態とする。光選択式平面型光導波路型多層フォトクロミック媒体の記録層は前記平面型光導波路型ホログラム媒体のコア層に該当し、その両側を屈折率が異なるクラッド層で挟まれた構造となっている。層の選択は再生用照明光を任意の光導波路に入射することで、任意のコア層の記録層のみを着色させる。フォトクロミック材料は、光導波路に入射する光を止めると基本状態、つまり透明な状態に戻る。層選択され着色した層に、もうひとつ別の記録レーザ光を照射して、着色したフォトクロミック材料の着色機能が失われて記録マークが形成されれば、層全体を透明に戻した時、記録マークが見えず、他の層の記録・再生時に障害とならない。
【００２０】
いずれの多層記録媒体を用いるにせよ、多層記録媒体は単層内で複数の記録領域を持つように設計されており、光の焦点深度方向に重ならないように選択された記録媒体の複数の記録層の複数の記録領域に、論理グループを形成する書き込み情報（データ）が３次元的に分散されて格納される。この特徴により、今までの記録再生装置に大きな変更を加えることなく、ある特定の記録領域が不慮の出来事により選択できなくなったときでも、残りの記録領域に分散して格納された情報から、選択できなくなった記録領域の情報を復元することが可能となる。
【００２１】
分散して格納された情報より元の情報を復元する手法として、ディスクアレイ装置で実用化されているパリティを用いた誤り訂正符号を用いることができる。ディスクアレイとは、計算機システムの外部記憶装置として、小型ディスク装置を複数台並べ、これらに分散してデータを記録して、並列的にアクセスする装置である。こうしたディスクアレイ装置は、内蔵した複数のディスクユニットを並列動作させることにより、データの書き込みやデータの読み出しを高速に行うことを特徴としている。また、冗長性を持たせることにより、信頼性の向上も図っている。このＲＡＩＤは、種々のレベルに分類されており、その代表的なものとして、ＲＡＩＤ４（レベル４）及びＲＡＩＤ５（レベル５）が挙げられる。D.Patterson, G.Gibson, and R.H.Kartz; A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks(RAID), in ACM SIGMOD Conference, Chicago,IL, (June1988)には、データを分割して並列に処理を行うディスクアレイ（レベル３）とデータを分散して、独立に扱うディスクアレイ（レベル５）について、その性能及び信頼性の検討結果が報告されている。
【００２２】
本発明では複数の小型ディスク装置を並べるのではなく、1つの多層情報媒体内に複数の記録領域を配置することで高信頼性を実現する。また焦点深度内に独立して選択可能な複数の記録領域を作製し、焦点深度方向で重ならないように記録領域を選択する条件を設けることにより、1つの記録再生ヘッドだけで、層が異なることを意識することなく、複数の記録層の記録領域にアクセスすることが可能になる。ＲＡＩＤでは、複数のヘッド・複数のディスクにより構成されていたものが、本発明では1つのヘッド、1つの多層情報記録媒体という簡素な構成で実現可能である。
【００２３】
ここで、ＲＡＩＤ４を参考にした誤り訂正の方法を説明する。入力データは１セクタ単位（或いは、数セクタ単位）でデータブロックに分割し、分割した各データブロックを複数の記録領域に分散して格納する。また、分割したデータブロックからパリティデータを生成し、生成したパリティデータを特定の記録領域に格納する。
【００２４】
一方、ＲＡＩＤ５も、ＲＡＩＤ４と同様に、分割した各データブロックを複数の記録領域に分散して格納する。それでも、ＲＡＩＤ４と異なり、ＲＡＩＤ５は、パリティのみの記録領域を作成するのではなく、パリティデータを各記録領域に適宜格納している。
【００２５】
図３は、本発明による情報記録再生装置の一例を示す模式図である。図３は、ＲＡＩＤ４が適用された多層情報記録媒体２０を含んだシステムの一例を示すブロック図である。ここでは、多層記録媒体を構成するひとつの記録層を４つの記録領域に分けたときを考える。
【００２６】
多層情報記録媒体２０は、一つの記録層が４つの記録領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに分割されており、３つの記録層２１，２２，２３とパリティ格納用記録層２４を有する。また、ドライブはコントローラ２５と、ディスクＩ／Ｆ２６を備える。記録層２１，２２，２３は、分割されたデータブロック（ストライプ）を記憶する。また、パリティ格納用記録層２４は、パリティデータ（冗長データ）を記憶する。コントローラ２５は、データの書き込み時に、ホストコンピュータ２７から送られたデータを分割し、分割した各データブロックを、異なる記録層２１，２２，２３に分散して格納する。その際、コントローラ２５は、各データブロックの排他的論理和を演算してパリティデータを生成し、このパリティデータをパリティ格納用記録層２４に格納する。
【００２７】
また、コントローラ２５は、データの読み出し時に、記録領域２１，２２，２３に格納されたデータブロックをそれぞれ読み出すと、各データブロックを結合し、結合したデータをホストコンピュータ２７に供給する。ディスクＩ／Ｆ（インタフェース）２６は、コントローラ２５と多層情報記録媒体２０とを接続する。
【００２８】
記録層２１，２２，２３の何れか一層に障害が発生した場合でも、コントローラ２５は、パリティ格納用記録層２４に格納されたパリティデータを使用して、データブロックの復元が可能である。例えば、データＡを記録領域２１ａ，２２ｂ，２３ｃ、パリティ格納記録領域２４ｄに分散させて格納し、不慮の事故によりが記録領域２１ａ故障した場合を考える。このとき、コントローラ２５は、残りの記録領域２２ｂ，２３ｃから読み出したデータブロックと、パリティ格納用記録領域２４ｄから読み出したパリティデータとの排他的論理和を演算し、記録領域２１ａのデータブロックを復元する。
【００２９】
データの分散は、前記の例でデータＡを記録領域２１ａ，２２ｂ，２３ｃ，パリティ格納記録領域２４ｄに分散させて格納したように、光の焦点深度方向で重ならないように配置すべきである。異なる層にデータを分散することにより、各記録領域の物理的な距離を離すことができる。また、焦点深度内で重ならないようにデータを複数層に分散することにより、複数の層を選択してもドライブ側からはこれら複数の記録層に分散して配置したデータがあたかも単層に存在するのと同じように見える。これはドライブ側で焦点深度方向へ光学素子を移動・調整する必要がないことを示しており、装置・システム構成が従来の光ディスク装置同様簡便になることを示している。
【００３０】
逆に、記録領域２１ａ，２２ａ，２３ａの様に焦点方向に重なるようデータを分散格納しようとすると、同一焦点深度内の重なっている記録領域はドライブ側では同一記録領域に見えてしまう。そのため時間をずらして記録領域２１ａ，２２ａ，２３ａを選択し、記録・再生作業を繰り返し行う必要がある。また、物理的距離の近い記録領域にデータが集中してしまう。このため、データを記録・再生するスピード、データの安全性の観点から焦点方向に重なるような方法で複数層にデータを分散格納することは好ましくない。
【００３１】
多層平面型光導波路型ホログラム媒体にデータを分散させるときは、ホストコンピュータから送られたデータをコントローラで分割し、分割されたデータから各記録領域に形成するホログラム像を計算すれば良い。
【００３２】
なお、パリティデータを各記録領域に適宜格納するＲＡＩＤ５の場合には、パリティ格納のために独立した記録領域を必要としないので、論理グループを形成する書込情報を複数のデータブロックに分割するときのデータブロックの数を、各記録層に設けられた記録領域の数と同数にするのが好ましい。
【００３３】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であって、これにより発明が限定されるものではない。また、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３４】
［実施例１］層選択型光ディスク−電圧選択
図４に示したように、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にトラックピッチが０．７４μｍで深さ６０ｎｍ、溝幅０．３５μｍのイングルーブ記録用のトラッキング溝を有し、アドレス情報を上記溝のウォブルとして有するポリカーボネート基板２８上に、Ａｇ94Ｐｄ4Ｃｕ2半透明反射層２９、ＩＴＯ透明電極３０、エレクトロクロミック材料層３１、イオン通過制御層３２、固体電解質層３３、ＩＴＯ透明電極３４、あとは層３１から層３４までの積層を２回繰返し積層し、記録層が３層含まれる多層記録媒体を作製した。最後に紫外線硬化樹脂層を塗布によって形成した。
【００３５】
エレクトロクロミック材料層では、発色材料として酸化タングステンＷＯ3を用いた。この上にイオン通過制御層を介して固体電解質材料を積層する。エレクトロクロミック材料層はスパッタによって形成する。エレクトロクロミック材料層は、上下の電極間に電圧をかけることによって発色する。各層はスパッタ又は塗布によって形成されており、レーザ光は上方から入射させる。レーザ光の波長は６６０ｎｍとし、トラックピッチは０．６μｍとした。
【００３６】
層構成は、アクリル系紫外線硬化樹脂にＬｉトリフレート（正式名Ｌｉトリフロロメタンスルフォネート）、固体電解質層に五酸化タンタルＴａ2Ｏ5を用いた。エレクトロクロミック材料層は３層又は２層より成り、３層の場合、例えば酸化発色型第１発色層であるＩｒＯｘ又はＮｉＯｘ（ｘは１未満の正の数）の層７０ｎｍ、固体電解質層であるＴａ2Ｏ5の層１５０ｎｍ、還元発色型第２発色層であるＷＯ3の層１００ｎｍの３層からなり、２層の場合、例えばＣｒ2Ｏ3より成るＯＨイオン貯蔵層１００ｎｍ、ＷＯ3より成る発色材料層１００ｎｍの２層からなる。
【００３７】
無機材料層を用いる場合のメリットは、透明電極ＩＴＯと光学的性質（屈折率）が近く、スパッタリングによる高精度な膜厚コントロールが可能なため、高透明性を有する多層情報記録媒体が作製可能となることである。また、多層情報記録媒体を構成する層が全てスパッタリングによって製膜可能なため、既存の光ディスク製造ラインを用いて作製することができる。
【００３８】
エレクトロクロミック材料層に用いる材料としては、ポリチオフェン系有機高分子、チオフェン系有機物のオリゴマーやポリマーなどの有機材料も使用可能である。導電性有機材料は、塗布によって形成可能であり、着色効率が優れる特徴がある。チオフェンの重合体は真空蒸着又は電解重合によって形成する。電解重合では、モノマーとしてはチオフェン誘導体であるポリ（３−メチルチオフェン）を用い、支持電解質としてＬｉＢＦ4、溶媒としてベンゾニトリルを用いる。
【００３９】
有機材料層を用いる場合のメリットは、導電性が有り、導電率は温度上昇とともに高くなり、また、光導電性も持たせることができるので、フォトキャリアーを電界によって加速し、温度上昇により記録感度を高めることができること、ＷＯ3のように発色消色に膜中への水分（プロトン）の出入りを必要としないことである。着色はＬｉなどのイオンが分子近傍に移動することにより、分子中に電子が与えられて光で励起状態にできるようになることによって起こる。エレクトロクロミック材料層を塗布によって形成する場合、積層によって少しずつグルーブが埋まり、記録層の両側の電極間距離はランド部の方がグルーブ部より近くなる。
【００４０】
記録又は再生を行いたい記録層の両側の透明電極に電圧を印加すると、その層だけが着色し、レーザ光を吸収、反射するようになるので、波長６６０ｎｍのレーザ光を照射すると選択的に情報の記録や読出しができる。
【００４１】
各々の記録層は図５（ａ）に示すように、等しい面積の３つの記録領域を持つように形成した。例えば１層目の記録層は、３つの記録領域３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有する。各層をスパッタリングによって形成する際、露出させる電極部分にはマスクを掛け、上側の層の製膜に従ってマスクを一回りずつ小さくしていくことで、それぞれの記録領域３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３７ａ，３７ｂ，３７ｃを最表面に露出させるよう多層情報記録媒体を作製した。それぞれの記録領域の表面は透明電極５である。添え字のアルファベットａ，ｂ，ｃは記録領域の位置を示している。
【００４２】
例えば１層目の記録層の記録領域３５ａ、２層目の記録層の記録領域３６ｂ、３層目の記録層の記録領域３７ｃのように、記録再生用レーザ光３８の焦点深度方向にて重ならないように各層の記録領域を着色させると、図５（ｂ）に示すように、装置（光検出器）からは、この記録媒体があたかも単層媒体のように見える。従って、多層媒体であることを特に意識することなく記録再生動作を行うことができる。
【００４３】
各々の記録層を図６に示すように、更に半径方向に分割しても良い。記録層を半径方向にも分割した場合、情報の記録・再生を行っているトラックが含まれる記録領域以外の記録領域には電圧を印加する必要がないため、選択していない記録領域のエレクトロクロミック材料に電圧印加が行われず、同一回数の繰り返し耐性を持つ材料を用いたときでもデバイスの耐久性が向上する。
【００４４】
さらにこの上に直径１２０ｍｍ厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を貼り付けた。光はこの張り合せ基板側から入射させた。なお、光入射側から最も遠い透明電極の代わりにＷ−Ｔｉなどの金属電極を用いてもよい。
【００４５】
上記記録媒体に記録装置より電圧給電する仕組みを以下に示す。図７に示すように、記録媒体は装置に設けられたディスク受け部３９にセットされる。図７（ａ）は記録媒体とディスク受け部３９の斜視図、図７（ｂ）はディスク載置時の記録領域ａの部分の断面模式図である。
【００４６】
記録媒体の表面に形成された透明電極は、ディスク中心穴付近にて分割同心円電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃで接続されている。これらの分割同心円電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、記録再生装置のディスク回転軸上のそれぞれ別の電極に接続するため、回転軸のディスク受け部３９上に設けられたディスクの電極に対応する位置に上下方向に少しバネ性がある同心円状に配置された複数のピン電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃに接続される。また、同心円配置ピン電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、引き出し電極４２を経て、装置内の電源に接続される。
【００４７】
上記記録媒体に対して、情報の記録再生を行った。図８は、本実施例の電圧選択による層選択型多層記録媒体を用いた情報記録再生装置の構成例を示すブロック図である。以下に図８を用いて、情報記録再生の動作を説明する。まず、記録再生を行う際のモーター制御方法としては、記録再生を行うゾーン毎にディスクの回転数を変化させるＺＣＡＶ（Zoned Constant Linear Ve1ocity）方式を採用したものについて述べる。
【００４８】
記録装置外部からの情報は、コントローラを通してパリティを付与された複数のデータに分割される。今回は、ＲＡＩＤ５と同じように、記録データはデータ処理部９１にて、パリティを付与された３つのデータに分割される。ＲＡＩＤ４と同じように、パリティだけを１つの記録領域に格納しても良い。しかし、パリティのみを格納した記録領域の選択ができなくなると以後の復元ができなくなるため、以下２つのうちいずれかの対策を行うことが好ましい。
【００４９】
１つ目は、パリティのみを格納する記録領域は、層選択の必要がない既存の書き換え可能な相変化材料を用いて構築することである。書き換え可能な相変化材料を用いた記録領域は、他の記録領域との多重干渉の影響を小さくする為、スペーサ層等を用いて他の記録領域とは離して設けられる。層選択の必要ない層にパリティを記録することにより、データ消失のリスクを低減できる。
【００５０】
２つ目は、パリティをもうひとつの記録領域に複製しておき、更にこのパリティが複製された記録領域は、ある期間毎に異なる記録領域に変更することである。既存の光ディスクBlu-Ray Discでは、ロバスト属性という機能にて、ファイル容量の少ないファイルを予め２箇所に記録しておき、片方が読めなくなったときに対処できるようにしている。本発明では、更にパリティが複製された記録領域を時間的に異なる記録領域に変更することにより、記録領域の耐久性に起因して２つのパリティを格納した記録領域が同時に故障する確率を下げることが可能である。同様のことをＲＡＩＤで行おうとすると、ＨＤＤの取換え作業が必要となるが、本発明の情報記録媒体では、予め多数の記録領域が作り込まれているため、取換え作業が必要なく、情報記録装置内の作業のみで完了することができる。
【００５１】
それぞれのデータは８ビットを１単位として、８−１６変調器８７に伝送される。情報記録媒体８１上に情報を記録する際には、情報８ビットを１６ビットに変換する変調方式、いわゆる８−１６変調方式を用いて記録を行った。この変調方式では媒体上に、８ビットの情報に対応させた３Ｔ〜１４Ｔのマーク長の情報の記録を行っている。図中の８−１６変調器８７はこの変調を行っている。なお、ここでＴとは情報記録時のクロックの周期を表している。ディスクは光スポットとの相対速度が１５ｍ／ｓの線速度となるよう回転させた。
【００５２】
８−１６変調器８７により変換された３Ｔ〜１４Ｔのデジタル信号は記録波形発生回路８５に転送され、マルチパルス記録波形が生成される。記録波形発生回路内において、３Ｔ〜１４Ｔの信号を時系列的に交互に「０」と「１」に対応させるようにしている。また、記録波形発生回路８５内は、マーク部を形成するための一連の高パワーパルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース部の長さに応じてマルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化させる方式（適応型記録波形制御）に対応したマルチパルス波形テーブルを有しており、これによりマーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形を発生している。
【００５３】
記録波形発生回路８５により生成された記録波形は、レーザ駆動回路８６に転送され、レーザ駆動回路８６はこの記録波形をもとに、光ヘッド８３内の半導体レーザを発光させる。光ヘッド８３には、情報記録用のレーザ光源として光波長６６０ｎｍの半導体レーザが搭載されている。また、このレーザ光をレンズＮＡ０．６５の対物レンズにより光ディスク８１の記録層上に絞り込み、レーザ光を照射することにより情報の記録を行った。記録は、レーザ光照射によって膜のエレクトロクロミック作用を失わせ、電圧を印加しても発色しない、あるいは記録前と異なる吸収スペクトルを持つようにして行う。このとき、記録領域選択部９２により、図５に示される記録領域３５ａ，３６ｂ，３７ｃを電圧印加により着色し、複数の層に情報を分散して記録した。
【００５４】
上記のような記録原理であるから、同一、又は別々の記録トラックに、単一の光ヘッドから又は複数の光ヘッドから複数の光スポットを形成し、同時に記録することも容易に行える。複数の光スポットを用いることにより、高速化が実現可能である。また、本記録装置はグルーブとランドのうちランドに情報を記録する方式（いわゆるイングルーブ記録方式の変則版）に対応している。
【００５５】
以上の条件でマークエッジ記録を行った場合、最短マークである３Ｔマークのマーク長は約０．２０μｍ、最長マークである１４Ｔマークのマーク長は約１．９６μｍとなる。記録信号には、情報信号の始端部、終端部に４Ｔマークと４Ｔスペースの繰り返しのダミーデータが含まれている。始端部にはＶＦＯも含まれている。マークエッジ記録とは、記録膜に形成する記録マークの両端の位置をディジタルデータの１に対応させるもので、これにより、最短記録マークの長さを基準クロック１個でなく２〜３個分に対応させて高密度化することもできる。
【００５６】
透明電極の材料としては、（Ｉｎ2Ｏ3）x（ＳｎＯ2）1-xの組成で、ｘが５％から９９％の範囲の材料、抵抗値の面でより好ましくは、ｘが９０％から９８％の範囲の材料、これにモル％で５０％以下のＳｉＯ2を添加したもの、ＳｎＯ2にモル％で２〜５％のＳｂ2Ｏ3などの他の酸化物を添加したもの、などの既知の透明電極材料、及び実施例２で詳しく述べるポリチオフェン、ポリアセチレンなどの導電性有機材料が使用可能である。
【００５７】
本実施例では、表面に直接、トラッキング用の溝を有するポリカーボネート基板を用いている。トラッキング用の溝を有する基板とは、基板表面全面又は一部に、記録・再生波長をλとしたとき、λ／１５ｎ（ｎは基板材料の屈折率）以上の深さの溝を持つ基板である。溝は一周で連続的に形成されていても、途中分割されていてもよい。溝深さが約λ／１２ｎの時、トラッキングとノイズのバランスの面で好ましいことがわかった。また、その溝幅は場所により異なっていてもよい。溝部とランド部の両方に記録・再生が行えるフォーマットを有する基板でも、どちらか一方に記録を行うフォーマットの基板でも良い。グルーブのみに記録するタイプでは、トラックピッチが波長／絞込みレンズのＮＡの０．７倍付近、グルーブ幅がその１／２付近のものが好ましい。
【００５８】
記録された情報の再生も上記光ヘッドを用いて行った。再生時には、まず記録領域と論理グループを形成する書き込み情報の対応を示す管理情報を格納した記録領域を読み出す。そこに格納された情報に従って、記録領域選択部９２によって、選択された所定の層に電圧印加して着色させ、レーザ光を記録されたマーク上に照射し、マークとマーク以外の部分からの反射光を検出することにより、論理グループを形成する書込情報を再生する。マーク部分では記録時のレーザ光照射により着色機能が失われて色が薄いため、再生信号を得ることができる。本実施例では、レーザ光照射によって、エレクトロクロミック材料として用いた酸化タングステンへＨ+が挿入されにくくなり、着色しにくくなったものと推定された。この再生信号の振幅をプリアンプ回路８４により増大させ、８−１６復調器８９で１６ビット毎に８ビットの情報に変換する。以上の動作により、記録されたマークの再生が完了する。  
【００５９】
全ての管理情報が情報記録媒体に格納されている必要はない。−ＲＯＭ型のように配布時に予め決められた情報を格納する際は、ディスクには固有のＩＤだけ記録しておき、再生時には読み取ったＩＤからドライブ内のメモリにテーブルとして記録された記録領域と前記論理グループ形成する書き込み情報の対応を示す管理情報の中でＩＤの対応する管理情報を読み出しても良い。その後、後述する復元作業にてディスク内に新たに作成された管理情報を読み出し、ディスク内に分散して格納した論理グループを再生することができる。
【００６０】
いま図９（ａ）に示すように、論理グループを形成する一連のデータを複数層の記録領域４３ａ，４４ｂ，４５ｃに分散させて格納し、不慮の事故により記録領域４３ａが故障した場合の処理について説明する。層構成は、図５と同様である。なお、記録領域と論理グループを形成する書き込み情報の対応を示す管理情報は、記録領域４７ａに格納されているものとする。
【００６１】
図１０に、本発明の情報記録再生装置による処理フローを示す。まず、ステップ１１において、情報記録再生装置の記録領域選択部９２は、管理情報が記録されている記録領域４７ａを選択して着色状態にし、ヘッドから再生光を照射して管理情報を再生する。選択された記録領域４７ａの着色は、その記録領域４７ａを挟む上下の電極間に電圧を印加することにより行われる。情報記録再生装置は、再生された管理情報から論理グループを構成する所望の一続きのデータが記録領域４３ａ，４４ｂ，４５ｃに分散させて格納されていることを認識する。次に、ステップ１２において、データを読み終わった記録領域４７ａを非選択にして消色状態に戻す。記録領域４７ａを消色状態に戻すには、記録領域４７ａを上下から挟んでいる電極への電圧印加を切ればよい。次に、ステップ１３において、記録領域選択部９２は該当する記録領域４３ａ，４４ｂ，４５ｃを選択して着色状態にし、ステップ１４において、選択した全ての記録領域が着色しているかどうか判定する。全ての記録領域が着色していれば、ステップ１５に移って着色した記録領域４３ａ，４４ｂ，４５ｃからデータを再生する。このとき、図９（ｂ）に示すように、３層の記録領域４３ａ，４４ｂ，４５ｃは再生レーザ光の焦点深度内にあるため、従来の単層ディスクと同様の方法で、記録領域４３ａ，４４ｂ，４５ｃに記録されたデータを連続的に読み出すことができる。次に、ステップ１６において、ホストコンピュータは複数層に分散して記録された情報を再生し、目的の情報を取得する。
【００６２】
次に、ステップ１４の判定で記録領域４３ａが着色しなかった場合の処理について説明する。この場合、記録領域４３aを選択したのに情報の読み出しができないので、コントローラは記録領域４３aが故障したことを確認し、ステップ１７において、何も記録されていないブランク領域４６ａを選択して着色し、再度ヘッドに読み出しを行わせる。ブランク領域を選択する理由は、ドライブ側のオートフォーカスが外れないようにするためである。そしてステップ１８において、記録領域４４ｂ，４５ｃ，４６ａを再生し、記録領域４４ｂ，４５ｃに記録された情報のみを再生する。ステップ１９で、ホストコンピュータは、記録領域４４ｂ，４５ｃから読み出したパリティ付与のデータブロックの排他的論理和を演算し、記録領域４３ａのデータブロックを復元し、一時的にドライブ内のメモリに保存する。復元された記録領域４３ａのデータは、ステップ２０において、未使用の記録領域、例えば記録領域４６ａに記録する。更に、ステップ２１において、記録領域と前記論理グループ形成する書き込み情報の対応を示す管理情報を格納した記録領域４７ａに、今回の新たな管理情報を追記する。この管理情報の更新によって、次回以降データを再生するときには、この更新された管理情報を最初に読み出し、故障が生じた記録領域４３aに代えて復元したデータが格納されている記録領域４６ａを選択する。次に、ステップ２２に進み、記録領域４６ａ，４４ｂ，４５ｃを選択して記録されたデータを読み出す。ホストコンピュータは、ステップ１６において、複数層に分散して記録された情報を再生し、目的の情報を取得する。
【００６３】
電圧選択型光ディスクでは大容量化を実現するために、できるだけ多くの記録層を積層する必要がある。一方で、透明電極は上下に挟まれる記録層で共通にすることにより、透明電極をできるだけ少ない数に押さえ透明性を高める必要がある。このような上下の記録層で共通の電極を使用する構造にすると、不慮の事態が生じて透明電極に破損が生じるケースでは、破損した透明電極の上下に隣接する２つの記録層で記録・再生が行えなくなることが想定できる。例えば、記録領域４４bが選択不可になったとき、共通の透明電極を用いている記録領域４３ｂ、あるいは記録領域４５ｂに高い確率で同様の選択エラーが生じる。
【００６４】
そこで、ある記録領域選択時、選択エラーが生じたとき、エラーが生じた記録領域と共通の透明電極を持つ上下の２つの記録領域で層選択エラーが生じていないか確認するステップを処理フローに追加してもよい。確認は、ドライブ内に設けられた電圧印加部の電流値をモニタすることで可能である。エラーが確認できた際には、その記録領域も復元を行うようにする。データの復元は、選択された記録領域を最優先し、透明電極を挟んで隣接する記録領域の復元は、一連の情報の読み出しを終えた後、すなわちディスクへのアクセスが少なくなったときに行うようにすればよい。復元に必要なコントローラ・ホストコンピュータ・メモリ部を拡張し、同時に２つの記録領域を復元しても良い。
【００６５】
［実施例２］多層積層平面ホログラム−光選択
図１１は、本発明による再生専用多重ホログラムカードの作製工程例を説明する図である。本カードは、紫外線硬化樹脂とＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）とが交互に重ね合わされた層構造を持っており、紫外線硬化樹脂は、屈折率１．４８０で厚さ８μｍ、ＰＭＭＡは、屈折率１．４９２で厚さ１．７μｍである。
【００６６】
作製法は、まず、１インチ四方の光学研磨されたガラス基板４９上に紫外線硬化樹脂５０を８μｍの厚みでスピンコートし、紫外線５１で露光した後、ＰＭＭＡ５２を１．７μｍの厚みでスピンコートし、その上を周期０．４６μｍの凹凸模様のついた紫外線吸収の少ない透明スタンパ５３を用いパターンを転写する。この紫外線硬化樹脂コート、紫外線露光による硬化、ＰＭＭＡコート、ＰＭＭＡへのスタンパ転写の４工程を合計１０サイクル分繰り返し、１０層の記録層を積層した後、最後に保護層として紫外線硬化樹脂層を形成し、周期層構造の平面型導波路を得た。この場合、紫外線硬化樹脂層がクラッド、ＰＭＭＡ層がコアとなり、各コア層に周期散乱要因としての凹凸模様がスタンパにより形成されている。
【００６７】
記録領域の分割はスタンパの凹凸模様を変えることにより実現できる。図１２に１つの記録層を４つの記録領域５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに分割した例を示す。図には１層の記録層のみを示したが、この記録層が複数層積層されて情報記録媒体を構成する。シリンドリカルレンズ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄによってそれぞれの記録領域の光導波路に入射される光５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、記録層に平行な平面内で入射方向を９０度ずつ変えられている。これは情報記録媒体の入射光が当てられる端面が傷つくことを考慮し、特定の端面から光を入射できなくなっても、残りの３つの場所に設けられた記録領域から情報の記録・再生ができるようにした。４個のシリンドリカルレンズ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄは、それぞれ独立して記録層の積層方向に駆動され、所望の記録層の記録領域にシート状の光を入射することができる。記録媒体の端面は、その一方を図１３に示すように４５゜に研磨した。当処理により、図１２のように複数の記録領域への光入射を記録膜の側面（四方向）からではなく、図１３に示すように真下または真上（一方向）からの光入射が可能となる。このことは、光源・光学系配置の観点において装置構成が容易となることを意味する。
【００６８】
情報は前記実施例１と同様、ＲＡＩＤ５に近い形でパリティを付与した情報を異なる記録層の異なる記録領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに分散して格納した。光源に６８０ｎｍの半導体レーザ光を用い、コリメートレンズで直径５ｍｍの平行ビームに整形した後、焦点距離１３ｍｍのシリンドリカルレンズ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄにてシート状のビームに集光した。レーザ光５５の焦点を目的とするＰＭＭＡ層の４５゜カット位置に合わせると、上下方向に回折光５７，５８が現れた。
【００６９】
このホログラムカードは、通常の光ディスクの様に、レーザ光をレンズで所定の位置に集光する作業が必要である。しかし、光ディスクは、集光位置が変化することでディスク表面の情報を１ビットずつ再生するのに対し、本発明によるホログラムカードでは、集光位置が変化することで画像（二次元情報）が変化する。集光位置を変化させて情報を読むことに変わりはないので、光ディスクと同様に、集光位置の位置合わせが、位置合わせ速度と精度の両面において重要である。
【００７０】
情報は、図１４（ａ）に示すように、複数層の記録領域５９ａ，６０ｂ，６１ｃ，６２ｄに分散させて格納する。情報の再生にあたっては、複数層の記録領域を同時に再生し、４つの記録領域からの再生画像が結合した完全な再生画像を取得する。ここで、不慮の事故により記録領域５９ａが故障した場合の処理について説明する。まず、６３ａに格納された管理情報を読み出し、記録領域５９ａ，６０ｂ，６１ｃ，６２ｄを選択、回折像パターンをＣＣＤで検出する。このときの様子を図１４（ｂ）に示す。
【００７１】
記録領域５９ａの像は他の記録領域の情報の漏れこみ、クロストークを含んでいる。このとき画像の異常をＣＣＤで検出すると、コントローラは、シリンドリカルレンズ５６ａによって照射されるシート状ビームの入射領域として、何も記録されていないブランク記録領域６４ａを選択する。ブランク層を選択する理由は、クロストークが含まれる画像を解析して誤ったデータを再生しないようにするためである。
【００７２】
ホストコンピュータは、ＣＣＤにて検出した残りの記録領域６０ｂ，６１ｃ，６２ｄから読み出したパリティ付与のデータブロックの排他的論理和を演算し、記録領域５９ａのデータブロックを復元する。復元した記録領域５９ａのデータブロックの情報は、一時ドライブ内のメモリに格納し、未使用の記録領域６１ａに記録する。
【００７３】
そして、記録領域と論理グループを形成する書き込み情報の対応を示す管理情報を格納した記録領域６３ａに、今回の新たな管理情報を追記する。次回以降データを再生するときには、この更新された管理情報を最初に読み出し、故障が生じた記録領域５９aは選択せず、復元した情報が格納されている記録領域６１aを選択するように制御する。
【００７４】
［実施例３］層選択式カード−光選択
入射光の位置によって層選択を行うカード型多層記録媒体の実施例について説明する。
本実施例では、装置構成のうち、記録領域を選択する為の機構は実施例２と同様であるが、データの読み出し用にＣＣＤではなく、再生専用の光源及びヘッドを用いる。また、記録媒体としては１回のみ書き込み可能な（Write Once）媒体を作製した。記録領域にあたるコア層にはフォトクロミック材料（ジアリールエテン）が用いられている。コア層は実施例２で用いたＰＭＭＡにジアリールエテンを分散させて作成した。ＰＭＭＡ層とジアリールエテン層を分離させても良いが、光導波路を実現するにはＰＭＭＡ層の屈折率１．４９に近くなるように調整しなくてはならない。ジアリールエテンは波長４００ｎｍの光入射により着色し、着色時のみ波長５００ｎｍから６００ｎｍにかけて吸収帯が生じる。
【００７５】
多層記録媒体の作製法は、ジアリールエテンをコア層に加えた以外は、再生専用多重ホログラムカードのときと同様である。まず、１インチ四方の光学研磨されたガラス基板上に紫外線硬化樹脂を８μｍの厚みでスピンコートし、紫外線で露光した後、ジアリールエテンを５重量％添加したＰＭＭＡ５１を１．７μｍの厚みでスピンコートし、その上を周期０．４６μｍの凹凸模様のついた紫外線吸収の少ない透明スタンパ５３を用いパターンを転写する。この紫外線硬化樹脂コート、紫外線露光による硬化、ＰＭＭＡコート、ＰＭＭＡへのスタンパ転写の４工程を合計５サイクル分繰り返し、５層の記録層を積層した後、最後に保護層として紫外線硬化樹脂層を形成し、周期層構造の平面型導波路を得た。
【００７６】
この場合、紫外線硬化樹脂層がクラッド、ＰＭＭＡ層がコアとなり、各コア層にスタンパにより形成された凹凸模様は、実施例２のときの周期散乱要因の機能ではなく、再生用の光源を案内するための溝である。ジアリールエテンの添加量が多いピットだけ濃く発色が起こるので、選択された記録領域内では、濃く着色するピットと、着色が殆ど生じない非ピット部のコントラストより信号が得られ、選択的な読み出しが可能である。記録用の光源として高出力レーザを用い、ジアリールエテンの分解温度２００度以上に熱することでジアリールエテンは再び着色することがなくなる。このような追記型の場合、ＲＯＭ媒体のようにピットにだけフォトクロミック材料が集中するのではなく、記録領域に均一にフォトクロミック材料が分散していた方が好ましい。
【００７７】
このような−ＲＯＭ、−Ｒ混在多層カードは、単層のＲＯＭと全く同じＲＯＭ層を持つので多くの装置で読み出し可能であり、かつ、記録可能装置を持つユーザーは−Ｒ層に記録可能であって記録時にＲＯＭ層を参照することも可能であるから、記録媒体としてメリットが非常に大きい。
【００７８】
情報記録媒体の構造は実施例２と同様にカード状とした。記録領域の分割はスタンパの凹凸模様を変えることにより実現できる。図１５に１つの記録層を３つの記録領域６５ａ，６５ｂ，６５ｃに分割した例を示す。図には、１層の記録層のみを示したが、この記録層が複数積層されてカード型媒体を構成する。シリンドリカルレンズ６７ａ，６７ｂ，６７ｃによってそれぞれの記録領域の光導波路に入射される光６６ａ，６６ｂ，６６ｃは記録層に平行な平面内で入射方向が１８０度ずつ変えられている。これは情報記録媒体の入射光が照射される端面が傷つくことがあることを考慮し、特定の端面のみから光を入射できなくなっても、残りの２つの場所の記録領域から情報の記録・再生ができるようにするためである。また、カード型媒体をレーザ走査させて読み出すため、分割する領域はレーザ走査軌跡に全て含まれるようにした。３個のシリンドリカルレンズ６７ａ，６７ｂ，６７ｃは、それぞれ独立して記録層の積層方向に位置決めすることができ、所望の記録層の記録領域にシート状の光を入射することができる。
【００７９】
図１６は、本実施例の光選択によって層選択を行うカード型多層記録媒体を用いた情報記録再生装置の構成例を示すブロック図である。記録領域の選択は、記録領域選択部９２によって、複数（本実施例では３個）の記録領域選択用光ヘッドの光入射位置を選択することによって行う。３個の記録領域選択用光ヘッドは、３個のシリンドリカルレンズ６７ａ，６７ｂ，６７ｃに対応している。記録媒体の端面は、その一方を図１７に示すように４５゜に研磨した。当処理により、図１５のように複数の記録領域への光入射を記録膜の側面（四方向）からではなく、図１７に示すように真下または真上（一方向）からの光入射が可能となる。このことは、光源・光学系配置の観点において装置構成が容易となることを意味する。
【００８０】
情報は前記実施例１と同様、ＲＡＩＤ５に近い形でパリティを付与した情報を異なる記録層の異なる記録領域ａ，ｂ，ｃに分散して格納した。情報の記録に当たっては、情報を記録したい複数の記録層の記録領域に、図１５のように側方からシート状のビームを照射してその記録領域を着色させる。その上で、媒体の膜厚方向から記録光を走査させながら入射して記録する。このとき、複数の記録領域が全て記録光の焦点深度内にあるように記録層を選択する。このことにより、個々の記録領域が膜厚方向に異なる位置に存在することを意識することなく、従来のように１枚の記録膜に情報を記録するのと同じようにして記録動作を行うことができる。
【００８１】
光源は波長４０５ｎｍの半導体レーザ光を用い、コリメートレンズで直径５ｍｍの平行ビームに整形した後、焦点距離１３ｍｍのシリンドリカルレンズ６７ａ，６７ｂ，６７ｃにてシート状ビームとして集光した。記録領域選択用光ヘッドから照射されるレーザ光の焦点を目的とするＰＭＭＡ層の４５゜カット位置に合わせ、再生用レーザ６８である波長５１４ｎｍのＡｒレーザにより選択された記録領域の情報を読み出した。
【００８２】
データを図１８（ａ）に示すように記録領域６９ａ，７０ｂ，７１ｃに分散させて格納し、不慮の事故により記録領域６９ａが故障した場合の処理について説明する。まず、記録領域７２ａに格納された管理情報を読み出し、記録領域６９ａ，７０ｂ，７１ｃを選択、再生用レーザを用い再生を行う。このときの様子を図１８（ｂ）に示す。情報を再生するための記録領域の選択は、図１５に示すように、その選択された記録領域を側方からシート状の光を入射させて着色させることで行う。
【００８３】
このとき、記録領域６９aの異常、例えば記録領域６９ａから情報が得られないケース、あるいは隣接する記録領域７０ｂの光が記録領域６９ａに漏れこみ、記録領域６９aの再生のための光が７０ｂの再生のための光を含んで検出され、所望の情報が得られない隣接記録領域間のクロストークが発生し、再生信号品質が低下するケースのとき、コントローラは、何も記録されていないブランク記録領域７３ａを選択する。ブランク層を選択する理由は、クロストークが含まれるデータを再生しないようにするためである。そして、ホストコンピュータは、再生用ヘッドにて検出した残りの記録領域７０ｂ，７１ｃから読み出したパリティ付与のデータブロックの排他的論理和を演算し、記録領域６９ａのデータブロックを復元する。復元した記録領域６９ａのデータブロックの情報は、一時ドライブ内のメモリに格納し、未使用の記録領域７１ａに記録する。
【００８４】
そして、記録領域と論理グループ形成する書き込み情報の対応を示す管理情報を格納した記録領域７２ａに、今回の新たな管理情報を追記する。次回以降データを再生するときには、この更新された管理情報を最初に読み出し、予め故障が生じた記録領域６９aは選択せず、復元した情報が格納されている記録領域７１aを選択する。そして、記録領域７１a，７０ｂ，７１ｃを再生することにより、所望のデータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】電圧層選択式多層記録媒体の構成例を示す断面模式図。
【図２】ホログラムメモリの構造例を示す図。
【図３】本発明による、ＲＡＩＤ４が適用された多層情報記録媒体を含んだシステムの一例を示すブロック図。
【図４】電圧選択による層選択型光ディスクの構造例を示す図。
【図５】電圧選択による層選択型光ディスクのひとつの記録層を複数の記録領域に分割した構造例を示す図。
【図６】電圧選択による層選択型光ディスクの１つの記録層を複数の記録領域に分割した構造例を示す図。
【図７】情報記録媒体及び媒体をセットするディスクホルダー部分の構造例を示す図。
【図８】電圧選択による層選択型多層記録媒体を用いた情報記録再生装置の構成例を示すブロック図。
【図９】電圧選択による層選択型光ディスクの情報再生時の記録領域の着色を示す図。
【図１０】異常発生時の情報再生を説明するフローチャート。
【図１１】再生専用多重ホログラムカードの作製工程の説明図。
【図１２】再生専用多重ホログラムカードの１つの記録層を複数の記録領域に分割した構造例を示す図。
【図１３】分割した記録領域を持つ再生専用多重ホログラムカードの入射光と回折光の位置関係を示す図。
【図１４】分割した記録領域を持つ再生専用多重ホログラムカードの情報再生時の説明図。
【図１５】光選択による層選択型光カードの構造例を示す図。
【図１６】光選択によって層選択を行うカード型多層記録媒体を用いた情報記録再生装置の構成例を示すブロック図。
【図１７】分割した記録領域を持つ光選択による層選択型光カードの再生動作を示す図。
【図１８】分割した記録領域を持つ光選択による層選択型光カードの再生動作を示す図。
【符号の説明】
【００８６】
１：基板
２：保護層
３：第１の電極（透明電極）
４：エレクトロクロミック材料層
５：第２の電極（透明電極）
６：絶縁体層
７：ＵＶ硬化樹脂層
８：保護基板
９：グルーブ部
１０：ランド部
１２ａ：クラッド層
１２ｂ：コア層
１３ａ：クラッド層
１３ｂ：コア層
１４ａ：クラッド層
１４ｂ：コア層
１５：クラッド層
１６：再生照明光源
１７：再生照明光
１８：回折光
１９：ホログラム画像
２０：多層情報記録媒体
２１：記録層（第１層）
２２：記録層（第２層）
２３：記録層（第３層）
２４：パリティ格納用記録領域（第４層）
２５：コントローラ
２６：ディスクＩ／Ｆ
２７：ホストコンピュータ
２８：基板
２９：半透明反射層
３０：透明電極
３１：エレクトロクロミック材料層
３２：イオン通過制御層
３３：固体電解質層
３４：透明電極
３５ａ：１層目のａエリアの記録領域
３５ｂ：１層目のｂエリアの記録領域
３５ｃ：１層目のｃエリアの記録領域
３６ａ：２層目のａエリアの記録領域
３６ｂ：２層目のｂエリアの記録領域
３６ｃ：２層目のｃエリアの記録領域
３７ａ：３層目のａエリアの記録領域
３７ｂ：３層目のｂエリアの記録領域
３７ｃ：３層目のｃエリアの記録領域
３８：記録再生用レーザ
３９：ディスク受け部
４０：同心円分割電極
４１：同心円配置ピン電極
４２：引き出し電極
４３ａ：１層目のａエリアの記録領域（分散データ記録部１／３）
４３ｂ：１層目のｂエリアの記録領域
４３ｃ：１層目のｃエリアの記録領域
４４ａ：２層目のａエリアの記録領域
４４ｂ：２層目のｂエリアの記録領域（分散データ記録部２／３）
４４ｃ：２層目のｃエリアの記録領域
４５ａ：３層目のａエリアの記録領域（未使用記録領域）
４５ｂ：３層目のｂエリアの記録領域
４５ｃ：３層目のｃエリアの記録領域（分散データ記録部３／３）
４６ａ：４層目のａエリアの記録領域（ブランク領域）
４６ｂ：４層目のｂエリアの記録領域（ブランク領域）
４６ｃ：４層目のｃエリアの記録領域（ブランク領域）
４７ａ：４層目のａエリアの記録領域（管理情報格納部）
４７ｂ：４層目のｂエリアの記録領域
４７ｃ：４層目のｃエリアの記録領域
４８：記録再生用レーザ
４９：ガラス基板
５０：紫外線硬化樹脂
５１：紫外線
５２：ＰＭＭＡ
５３：透明スタンパ
５４ａ：１層目のａエリアの記録領域
５４ｂ：１層目のｂエリアの記録領域
５４ｃ：１層目のｃエリアの記録領域
５４ｄ：１層目のｄエリアの記録領域
５５ａ：１層目のａエリアの記録領域に入射される光
５５ｂ：１層目のｂエリアの記録領域に入射される光
５５ｃ：１層目のｃエリアの記録領域に入射される光
５５ｄ：１層目のｄエリアの記録領域に入射される光
５６ａ：ａエリアの記録領域に入射される光を集光するシリンドリカルレンズ
５６ｂ：ｂエリアの記録領域に入射される光を集光するシリンドリカルレンズ
５６ｃ：ｃエリアの記録領域に入射される光を集光するシリンドリカルレンズ
５６ｄ：ｄエリアの記録領域に入射される光を集光するシリンドリカルレンズ
５７：回折光
５８：回折光
５９ａ：１層目のａエリアの記録領域（分散データ記録部１／４）
６０ｂ：２層目のｂエリアの記録領域（分散データ記録部２／４）
６１ａ：３層目のａエリアの記録領域（未使用記録領域）
６１ｃ：３層目のｃエリアの記録領域（分散データ記録部３／４）
６２ｄ：４層目のｄエリアの記録領域（分散データ記録部４／４）
６３ａ：５層目のａエリアの記録領域（管理情報格納部）
６４ａ：５層目のａエリアのブランク記録領域
６５ａ：１層目のａエリアの記録領域
６５ｂ：１層目のｂエリアの記録領域
６５ｃ：１層目のｃエリアの記録領域
６６ａ：１層目のａエリアの記録領域に入射される光
６６ｂ：１層目のｂエリアの記録領域に入射される光
６６ｃ：１層目のｃエリアの記録領域に入射される光
６７ａ：ａエリアの記録領域に入射される光を集光するシリンドリカルレンズ
６７ｂ：ｂエリアの記録領域に入射される光を集光するシリンドリカルレンズ
６７ｃ：ｃエリアの記録領域に入射される光を集光するシリンドリカルレンズ
６８：再生用レーザ光
６９ａ：１層目のａエリアの記録領域（分散データ記録部１／３）
７０ｂ：２層目のｂエリアの記録領域（分散データ記録部２／３）
７１ａ：３層目のａエリアの記録領域（未使用記録領域）
７１ｃ：３層目のｃエリアの記録領域（分散データ記録部１／３）
７２ａ：４層目のａエリアの記録領域（管理情報格納部）
７３ａ：５層目のａエリアのブランク記録領域
８１：情報記録媒体
８２：モーター
８３：光ヘッド
８４：プリアンプ回路
８５：記録波形発生回路
８６：レーザ駆動回路
８７：８−１６変調器
８８：Ｌ／Ｇサーボ回路
８９：８−１６復調器
９１：データ処理部
９２：記録領域選択部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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