(57)【要約】【課題】温度変化及び吸湿による再生信号の劣化が小さい光ディスクを提供し、それを用いたホログラム光記録再生装置の再生性能を向上する。【解決手段】第一の円板状カバー板と、第二の円板状カバー板と、第一の円板状カバー板と第二の円板状カバー板とで挟まれた記録層と、第一の円板状カバー板の周端部と第二の円板状のカバー板の周端部との間を封止する気密部材と、を備えた光ディスクであって、第一の円板状カバー板及び第二の円板状カバー板は、記録層に接する面に溝を有し、溝には、記録層を構成する材料が充填されている。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の円板状カバー板と、第二の円板状カバー板と、前記第一の円板状カバー板と前記第二の円板状カバー板とで挟まれた記録層と、前記第一の円板状カバー板の周端部と前記第二の円板状のカバー板の周端部との間を封止する気密部材と、を備え、
前記第一の円板状カバー板及び前記第二の円板状カバー板は、前記記録層に接する面に溝を有し、
前記溝には、前記記録層を構成する材料が充填されている、光ディスク。
【請求項２】
前記気密部材は、柔軟性を有する、請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】
前記溝は、連続した円形状又は不連続な円形状である、請求項１又は２に記載の光ディスク。
【請求項４】
前記溝は、光線に含まれる信号の記録又は再生を行う領域よりも前記第一の円板状カバー板及び前記第二の円板状カバー板の周端部側に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ディスク。
【請求項５】
前記気密部材と前記記録層との間には、空隙が設けられ、
前記空隙には、吸湿剤が設置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ディスク。
【請求項６】
前記吸湿剤は、前記気密部材に付設されている、請求項５記載の光ディスク。
【請求項７】
前記気密部材と前記記録層との間には、液体又はゲルが封入されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ディスク。
【請求項８】
前記記録層は、前記第一の円板状カバー板及び前記第二の円板状カバー板より線膨張係数が大きい、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ディスク。
【請求項９】
信号光線及び参照光線を発生する光源部と、再生光線を検出する受光部と、を含み、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ディスクに前記信号光線及び前記参照光線を照射し、光線による信号の記録又は再生を行う、ホログラム光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク及びこれを用いたホログラム光記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二光束干渉法を用いたホログラム光記録再生装置は、レーザから出射された光束を光路途中で二分岐し、それぞれの光束を記録層中に照射し、記録層中に干渉縞を形成・定着し、記録をする。再生時には、記録層中に形成した干渉縞にレーザから二分岐した光束の一方である参照光の光束を照射し、前記干渉縞からの回折光を再生信号として受光素子で受光する。このようなホログラム光記録再生装置において、記録層は、吸湿すると体積膨張するため、記録層に記録された干渉縞の縞形状が変形し、干渉縞から回折される再生信号が劣化する。そのため、ホログラム光記録再生装置に用いられる光ディスクは、記録層を上下の透明板で防湿性に優れた樹脂やガラスのカバー板で挟んだ三層構造で円板状であることが多い。
【０００３】
特許文献１には、ホログラムディスクの周端部に防湿性のリング状のカバーを付け、記録層の吸湿を少なくする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１４６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ホログラム光記録再生装置内の温度変化などにより、光ディスクの温度は変化する。前記温度変化により、光ディスクの記録層中に定着された干渉縞の縞形状が変形し、干渉縞から回折される再生信号が劣化する。
【０００６】
特許文献１に記載された周端部に防湿性のリング状カバーがある光ディスクの場合は、光ディスクの温度が変化すると、記録層のディスク半径方向の変形が光ディスクの周端部で不均一となる。この記録層のディスク半径方向の不均一変形により再生信号が劣化する。
【０００７】
本発明の目的は、温度変化及び吸湿による再生信号の劣化が小さい光ディスクを提供し、それを用いたホログラム光記録再生装置の再生性能を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光ディスクは、第一の円板状カバー板と、第二の円板状カバー板と、第一の円板状カバー板と第二の円板状カバー板とで挟まれた記録層と、第一の円板状カバー板の周端部と第二の円板状のカバー板の周端部との間を封止する気密部材と、を備え、第一の円板状カバー板及び第二の円板状カバー板は、記録層に接する面に溝を有し、溝には、記録層を構成する材料が充填されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ホログラム光記録再生装置内の光ディスクの吸湿及び温度変化による変形を小さくすることができ、これにより再生信号の劣化を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】実施例１の光ディスクの回転軸中心を含む構成を示す断面図である。
【図１Ｂ】実施例１の光ディスクを示す上面図である。
【図２】ホログラム光記録再生装置の光学系を示す概略構成図である。
【図３Ａ】光ディスクの記録層に温度変化による変形が生じる前の状態を示す部分断面図である。
【図３Ｂ】光ディスクの記録層に温度変化による半径方向の変形が生じた状態を示す部分断面図である。
【図３Ｃ】光ディスクの記録層に温度変化による厚さ方向の変形が生じた状態を示す部分断面図である。
【図３Ｄ】光ディスクの記録層に温度変化による半径方向の変形が厚さ方向で不均一に生じた状態を示す部分断面図である。
【図４】従来の光ディスクの周縁部における記録層の変形を示す部分断面図である。
【図５】実施例１の光ディスクの周縁部における記録層の変形を示す部分断面図である。
【図６Ａ】実施例１の光ディスクの変形例を示す部分断面図である。
【図６Ｂ】実施例１の光ディスクの変形例を示す部分断面図である。
【図７Ａ】実施例２の光ディスクを示す部分断面図である。
【図７Ｂ】実施例２の光ディスクを示す部分断面図である。
【図８】実施例３の光ディスクを示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、光ディスク及びこれを用いるホログラム光記録再生装置の構成について、実施例に基いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１に係るホログラム光記録再生装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００１３】
光ディスクの構造を説明する。
【００１４】
図１Ａは、実施例１の光ディスクの回転軸中心を含む構成を示す断面図である。
【００１５】
本図において、光ディスク２０７は、第一の円板状カバー板２０９と、第二の円板状カバー板２１０と、これらに挟まれた記録層２０８と、を含むものである。記録層２０８は、第一の円板状カバー板２０９と第二の円板状カバー板２１０とに密着している。第二の円板状カバー板２１０の記録層２０８と接する面と反対の面には、ハブ２１１が接着されている。第一の円板状カバー板２０９及び第二の円板状カバー板２１０は、ポリカーボネートその他の防湿性に優れた樹脂やガラスなどで形成されている。記録層２０８は、フォトポリマ（感光性樹脂）で形成されている。
【００１６】
第一の円板状カバー板２０９は、記録層２０８と接する面に、光ディスク２０７の回転軸を中心軸とする円形の溝２２５を有する。また、第二の円板状カバー板２１０は、記録層２０８と接する面に、溝２２５と同一の半径を有する円形の溝２２６を有する。
【００１７】
溝２２５及び溝２２６は、光ディスク２０７の周縁部に位置する記録再生に用いない領域に設置してある。溝２２５及び溝２２６には、記録層２０８の材料が充填されている。なお、溝２２５の半径と溝２２６の半径は、おおよそ一致していることが望ましい。
【００１８】
記録層２０８は、ハブ２１１に近い領域及び光ディスク２０７の周縁部に位置する領域においては記録再生を行わない。これは、ハブ２１１や気密部材２２０などにより信号光線３０１及び参照光線３０２が影響を受けることを避けるためである。記録層２０８における記録再生に用いる領域は、ハブ２１１に近い領域と光ディスク２０７の周縁部に位置する領域との間の領域であり、後述の作用により記録層２０８の変形を緩和した領域である。なお、再生光線３０３については後述する。
【００１９】
光ディスク２０７の周端部は、柔軟性のある気密部材２２０により封じられている。気密部材２２０は、接着剤２１４により接着固定されている。これにより、記録層２０８が外気に接触しないようにし、記録層２０８の吸湿を抑制している。気密部材２２０としては、光ディスク２０７の厚さ方向の力に対して柔軟な防湿テープなどを用いることが望ましい。気密部材２２０としては、アルミニウムシート等が好適である。
【００２０】
記録層２０８の周端部と気密部材２２０との間には、空隙２２１が設けてある。なお、空隙２２１には、記録層２０８の変形を阻害し難い液体や、記録層２０８に対して剛性の低いゲル等を入れてもよい。
【００２１】
ここで、「周端部」とは、半径方向における部材の最も外側の部分をいう。また、「周縁部」とは、部材の周端部に近い部分であって周端部よりも内側の部分をいう。
【００２２】
図１Ｂは、実施例１の光ディスクを示す上面図である。
【００２３】
本図に示すように、光ディスク２０７は、円板状であり、その中心部にハブ２１１が付設されている。光ディスク２０７の周縁部には、溝２２５及び溝２２６が設けてある。
【００２４】
以下、光ディスク２０７に情報を記録する手順を説明する。
【００２５】
図２は、ホログラム光記録再生装置１００の全体構成を示したものである。
【００２６】
本図において、ホログラム光記録再生装置１００は、光源２００と、偏光ビームスプリッタ２０３と、偏光ビームスプリッタ２０４と、空間光変調器２０５と、ガルバノミラー２５０と、ガルバノミラー２１２と、を含む。
【００２７】
光源２００から出射された光線３００は、レンズ２０１で平行光に変換される。そして、２分の１波長板２０２にて光線３００のＰ偏光とＳ偏光の割合が制御される。その後、偏光ビームスプリッタ２０３において、光線３００のＰ偏光成分は信号光線３０１として透過し、光線３００のＳ偏光成分は参照光線３０２として反射される。なお、本明細書においては、本図に示す光源２００、偏光ビームスプリッタ２０３、２０４等の光学系を「光源部」と呼ぶことにする。光源部は、信号光線３０１及び参照光線３０２を発生する。
【００２８】
信号光線３０１は、偏光ビームスプリッタ２０４で反射し、空間光変調器２０５に入射する。空間光変調器２０５で情報を付加された信号光線３０１は、偏光ビームスプリッタ２０４を透過した後、光ディスク２０７に照射する。一方、参照光線３０２は、ガルバノミラー２５０で光ディスク２０７に入射する角度を制御され、光ディスク２０７に照射する。
【００２９】
信号光線３０１と参照光線３０２とを光ディスク２０７中で重ね合わせることにより、光ディスク２０７の記録層２０８には、信号光線３０１と参照光線３０２とで形成される干渉縞２０６が記録される。これにより、情報が記録される。
【００３０】
光ディスク２０７は、ステージ２１７に設置されたモータ２１６の回転軸にチャック２１８で固定されている。
【００３１】
記録層２０８に記録した情報を再生する手順を説明する。
【００３２】
記録層２０８に記録した情報を再生する場合は、参照光線３０２のみを光ディスク２０７に照射する。参照光線３０２は光ディスク２０７を透過し、透過した参照光線３０２の一部が光ディスク２０７の記録層２０８に記録された干渉縞２０６で回折される。干渉縞２０６で回折を受けずに光ディスク２０７を透過した参照光線３０２は、ガルバノミラー２１２で同一光軸上に反射される。ガルバノミラー２１２で反射された参照光線３０２は、再び光ディスク２０７に入射すると、記録層２０８に記録された干渉縞２０６で回折され、再生光線３０３となる。再生光線３０３は、偏光ビームスプリッタ２０４で反射された後、受光素子２１３（一般に「受光部」という。）に入射し、記録した情報が再生される。
【００３３】
光ディスク２０７は、モータ２１６の回転に伴って回転する。これにより、光ディスク２０７の記録再生位置が回転方向に変化する。さらに、モータ２１６を設置したステージ２１７が光ディスク２０７の厚さ方向（Ｚ軸方向）に移動可能であり、光ディスク２０７の上面に平行に二次元（Ｘ軸方向及びＹ軸方向。言い換えると、光ディスク２０７の上面における互いに異なる２つの半径方向。）に移動可能である。これにより、光ディスク２０７の任意の位置で記録再生が可能となる。
【００３４】
ホログラム光記録再生装置１００の内部における再生時の温度が、記録時の温度に比べて変わると、記録層２０８の体積が変化し、記録時に記録層２０８に形成された干渉縞２０６の形状が変形する。その結果、干渉縞２０６で回折して発生する再生光線３０３が変化し、受光素子２１３で再生される再生信号が劣化する。
【００３５】
図３Ａ〜３Ｄは、記録層２０８に生じる熱変形を説明するための図である。
【００３６】
図３Ａにおいては、温度変化前の記録層２０８の形状（状態）を示している。説明を容易にするため、記録層２０８を幅ｗ、高さｈの格子で区切って示している。
【００３７】
再生信号の劣化に寄与する記録層２０８の変形による干渉縞２０６の状態は、典型的には図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄのようになる。実際の干渉縞２０６の状態は、これらが複合して生じる。
【００３８】
図３Ｂは、記録層２０８が光ディスク２０７の半径方向に格子間隔ｗからｗ＋Δｗに均一に変形した状態を示す模式図である。図３Ｃは、記録層２０８が光ディスク２０７の厚さ方向に格子間隔ｈからｈ＋Δｈに均一に変形した状態を示す模式図である。図３Ｄは、記録層２０８の半径方向変位量が記録層２０８のＺ軸方向の位置によって異なり、記録層２０８の格子形状半径方向にΔｄが歪んだ状態を示す模式図である。
【００３９】
温度変化による図３Ｂ及び図３Ｃに示す記録層２０８の均一な変形に起因する再生信号の劣化は、光源２０１から出射する参照光線３０２の波長や、ガルバノミラー２５０で光ディスク２０７に入射する参照光線３０２の入射角度を変更することで小さくできることが知られている。そのため、図３Ｄに示す、半径方向変位量が光ディスク２０７の厚さ方向で不均一となる変形を小さくする必要がある。
【００４０】
図４は、従来例において温度が上昇した時の光ディスク２０７周縁部近傍の記録層２０８の変形を示したものである。
【００４１】
図４に示すように、特に記録層２０８の周縁部では、記録層２０８が熱膨張により、記録層２０８の厚さ方向の中心部が最も半径方向の外周側に変位している。その結果、干渉縞２０６が歪み、再生信号が劣化する。
【００４２】
図５は、本実施例１において温度が上昇した時の光ディスク２０７周縁部近傍の記録層２０８の変形を示したものである。
【００４３】
本実施例１では、図５に示すように、光ディスク２０７の第一の円板状カバー板２０９において、記録層２０８と接する面に、光ディスク２０７の回転軸を中心とする円形溝２２５を設けてある。また、第二の円板状カバー板２１０において、記録層２０８と接する面に、円形溝２２５と同心かつ同一半径の円形溝２２６を設ける。さらに、溝２２５と溝２２６の半径方向の位置は、記録再生に用いる領域よりも光ディスク２０７の外周側（ディスクの回転中心から遠い位置）とする。
【００４４】
本図に示す溝２２５、２２６の断面は、長方形（矩形）である。
【００４５】
第一の円板状カバー板２０９の溝２２５と、第二の円板状カバー板２１０の溝２２６には、記録層２０８の材料が充填されている。このため、溝領域では、他の領域に比べ、光ディスク２０７の厚さ方向における記録層２０８の割合（記録層２０８の厚さ）が大きくなる。記録層２０８の線膨張係数は、第一の円板状カバー板２０９や第二の円板状カバー板２１０の線膨張係数より大きいことが多い。そのため、光ディスク２０７の温度が上昇する時の溝領域の体積膨張率は、他の領域の体積膨張率に比べて大きくなる。その結果、溝領域の記録層２０８の材料が、隣接する記録層２０８の材料を半径方向に押すことになる。特に、溝領域よりも中心軸側の記録層２０８は、溝領域の記録層２０８の材料の膨張に伴い、半径方向の中心軸側に押される。
【００４６】
これにより、記録層２０８の厚さ方向における中心が最も周縁部側に変位する記録層２０８の変形は小さくなり、再生信号の劣化も小さくできる。
【００４７】
なお、第一の円板状カバー板２０９の溝２２５と、第二の円板状カバー板２１０の溝２２６は、深さがディスク半径方向に不均一でもよい。
【００４８】
また、本実施例においては、記録層２０８の線膨張係数が第一の円板状カバー板２０９及び第二の円板状カバー板２１０より大きい場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録層２０８の線膨張係数が第一の円板状カバー板２０９及び第二の円板状カバー板２１０より小さくても同様の効果が得られる。
【００４９】
図６Ａ及び６Ｂは、実施例１の光ディスクの２種類の変形例を示したものである。
【００５０】
図６Ａにおいては、溝２２７及び溝２２８の半径方向の外周側の側面が外周側に向かって浅くなっている。言い換えると、本図に示す溝２２７、２２８の断面は、中心軸側の二角が直角の台形である。
【００５１】
このような構造により、溝領域の記録層２０８の材料は、半径方向の中心軸側に膨張し易くなり、溝領域よりも中心軸側の記録層２０８の厚さ方向における中心が最も周縁部側に変位する変形を小さくしやすい。
【００５２】
また、図６Ｂにおいては、１つの円板状カバー板に同心円状に複数の溝が設けてある。すなわち、第一の円板状カバー板２０９に２つの溝２２９を設け、第二の円板状カバー板２１０に２つの溝２３０を設けている。このようにそれぞれの円板状カバー板の溝を複数とすることにより、１つの溝の深さを浅くすることができる。それにより、第一の円板状カバー板２０９及び第二の円板状カバー板２１０の強度を向上することができる。
【実施例２】
【００５３】
図７Ａ及び７Ｂは、実施例２の光ディスク２０７の周縁部近傍の構成を示したものである。
【００５４】
光ディスク２０７の周縁部は、記録層２０８の変形（膨張）を引き起こす吸湿を抑制するため、柔軟性のある気密部材２２０で覆われている。しかし、柔軟性のある気密部材２２０は、光ディスク２０７の周縁部に接着剤２１４で接着されているため、記録層２０８は接着剤２１４を通して吸湿する。
【００５５】
図７Ａにおいては、記録層２０８と柔軟性のある気密部材２２０との間に生じる空隙２２１に吸湿剤２２３が配置されている。接着剤２１４を透過した水蒸気は、空隙２２１に配置された吸湿剤２２３で吸収されるため、記録層２０８の吸湿を防ぐことができる。
【００５６】
なお、図７Ｂに示すように、吸湿剤２２２は、柔軟性のある気密部材２２０に一体で固定されていてもよい。これにより、柔軟性のある気密部材２２０及び吸湿剤２２３の光ディスクへの固定が一度で済むため、光ディスク２０７の作製が容易になる。
【実施例３】
【００５７】
図８は、実施例３の光ディスクを示す上面図である。
【００５８】
本図においては、光ディスク２０７の１つの円板状カバー板に、円周方向に途切れ途切れ（不連続）の溝５２５が設けてある。本図の場合は、溝５２５は１２本であるが、本数、形状等は、これに限定されるものではない。
【００５９】
溝５２５を不連続に設けることにより、光ディスク２０７の円板状カバー板の剛性、ひいては光ディスク２０７の剛性を向上することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１００：ホログラム光記録再生装置、２００：光源、２０１：レンズ、２０２：２分の１波長板、２０３：偏光ビームスプリッタ、２０４：偏光ビームスプリッタ、２０５：空間光変調器、２０６：干渉縞、２０７：光ディスク、２０８：記録層、２０９：第一の円板状カバー板、２１０：第二の円板状カバー板、２１１：ハブ、２１２、２５０：ガルバノミラー、２１３：受光素子、２１４：接着剤、２１６：モータ、２１７：ステージ、２１８：チャック、２２０：気密部材、２２１：空隙、２２２：吸湿剤、２２３：吸湿剤、２２５〜２３０：溝、３００：光線、３０１：信号光線、３０２：参照光線、３０３：再生光線。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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