(57)【要約】基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、ホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有する凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部に形成されているホログラム記録媒体。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の内部に形成されており、
前記凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項２】
前記凹凸パターンは、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項３】
前記ホログラム記録層は２つの基材間に保持されており、前記基材の少なくとも一方の基材は、前記ホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項４】
前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム記録層を中心として、厚み方向に略対称構造を有することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項５】
基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンが、前記ホログラム記録媒体の表面及び／または内部に形成されており、
前記凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項６】
基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
前記ホログラム記録層は、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録層の形状の変化を抑制するホログラム固定部を内部に有することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項７】
前記ホログラム固定部は、層構造を有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項８】
前記ホログラム記録層は対向する２つの基材の間に保持されていることを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項９】
前記ホログラム固定部は、層構造を有し、前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム固定部を中心として、厚み方向に略対称構造を有することを特徴とする請求項８に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１０】
前記ホログラム固定部は、樹脂材料、ガラス材料及びホログラム媒質の群から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１１】
前記ホログラム記録媒体の内部に凹凸パターンが形成されており、前記凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１２】
前記凹凸パターンは、前記基材内に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１３】
前記ホログラム固定部は、層構造を有し、前記凹凸パターンは、前記ホログラム固定部の内部に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１４】
前記凹凸パターンは、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１５】
前記凹凸パターンは、位置情報及びコンテンツ情報が記録されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１６】
前記凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１７】
前記基材は、ホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１８】
基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の内部に形成されており、
前記凹凸パターンは、位置情報及びコンテンツ情報が記録されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項１９】
内部に凹凸パターンを有するホログラム記録媒体に、ホログラムによる情報の記録または再生をするホログラム記録再生装置であって、
ホログラム記録再生光を出射する第１の光源と、
前記ホログラム記録再生光よりも長波長の位置検出光を出射する第２の光源と、
前記第２の光源から前記凹凸パターンに集光された前記位置検出光の反射光を検出することにより、前記凹凸パターンに記録された位置情報及びコンテンツ情報を再生する検出部と、を備えたことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ホログラム技術を用いて情報の記録または再生が行なわれる媒体、及びその記録または再生を行う記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  コンパクトディスク（ＣＤ）は、波長７８０ｎｍの光源と開口数０．４５の対物レンズを有する光学系を用いて、音楽データ７４分の録音やデジタルデータ６５０ＭＢの記録を可能にした記録媒体である。また、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）は、波長６５０ｎｍの光源と開口数０．６の対物レンズを有する光学系を用いて、２時間１５分のＭＰＥＧ２方式の動画やデジタルデータ４．７ＧＢの記録を可能にした記録媒体である。【０００３】  また、近年では、水平解像度１０００本以上の高精細動画の放送や、パーソナルコンピュータの高性能化等の要因により、高密度、大容量の光ディスクに対する期待がさらに高まっている。これに対して、波長４００ｎｍ前後の光源と開口数０．８５の対物レンズを組み合わせた光ディスクシステム等が提案され、片面２０ＧＢを超える記録容量を有する光ディスクが実現されている。【０００４】  上記のように光ディスク装置は、より短波長の光源と、より開口数の大きい対物レンズを用いることで、ディスク上でのデータ記録密度の高密度化を実現してきた。しかしながら上記のような短波長化と高開口数のレンズによる高密度記録へのアプローチは限界が近づいている。そこで、さらにディスク上でのデータ記録密度の高密度化を実現するために、ホログラフィック記録技術が大きな注目を集めている。【０００５】  図９は、Ｐｓａｌｔｉｓ等によって提案された従来のシフト多重記録方式のホログラム記録再生装置の一例を説明する図であり、該ホログラム光ディスクシステムの光学系の概略構成を示している（例えば、非特許文献１）。【０００６】  図９に示されるシフト多重記録方式のホログラム記録再生装置９００は、ホログラム記録再生光用のレーザ光源９０１、ビームエキスパンダ９０７、ハーフミラー９０８、ミラー９１０、空間光変調器９０２、フーリエ変換レンズ９０３及び９０４、ホログラム記録媒体９５０、集光レンズ９１２、及び２次元受光素子アレイ９０６を有している。【０００７】  ホログラム記録再生光用のレーザ光源９０１からの光は，ビームエキスパンダ９０７でビーム径を拡大された後、ハーフミラー９０８で分割される。分割された一方のビームは、ミラー９１０により進行方向を変更されて空間光変調器９０２を通過する。該空間光変調器９０２を通過したビームは、フーリエ変換レンズ９０３により集光され、集光されたビームはホログラム記録媒体９５０上に信号光９２０として照射される。ハーフミラー９０８を透過した他方のビームは、集光レンズ９１２により集光される。集光された他のビームは参照光９２２としてホログラム記録媒体９５０上の信号光９２０の照射位置と同一位置に照射される。【０００８】  ここで、空間光変調器９０２は、光スイッチを２次元に配列してなる光スイッチ列を有し、入力信号９２３に応じてそれぞれの光スイッチが独立にオン・オフするものであり、各光スイッチは、１ビットの画像情報に相当するセルとなっている。例えば、１０２４セル×１０２４セルの空間光変調器９０２は、１Ｍビットの情報を同時に表示することが可能である。そして、光ビームが空間光変調器９０２を通過する際に、空間光変調器９０２に表示される１Ｍビットの情報は２次元��光ビーム列に変換され、フーリエ変換レンズ９０３により集光される。【０００９】  また、記録された信号を再生する際には、ホログラム記録媒体９５０に参照光９２２のみが照射される。ホログラム記録媒体９５０からの回折光である再生信号光９２１はフーリエ変換レンズ９０４を通過することにより２次元の光ビーム列に変換され、この光ビーム列が２次元受光素子アレイ９０６上に照射され、再生信号９２４が出力される。【００１０】  この図９に示されるホログラム記録再生装置９００の特徴は、ホログラム記録層の厚みが約１ｍｍ程度と厚く、従って干渉縞が厚いグレーティング、いわゆるブラッググレーティングとして情報が記録されるので、情報が多重記録できる点である。すなわち、ホログラム記録媒体に対する信号光あるいは参照光の入射角を変えることにより情報が多重記録されるため、ホログラム記録媒体に記録される情報の大容量化が実現される。なお、図９に示されるホログラム記録再生装置９００では、参照光９２２の入射角の変化に代えて、球面波参照光の照射位置がシフトされることによって角度多重記録が実現されている。すなわち、ホログラム記録媒体９５０の媒体面をわずかに回転させて記録位置が媒体進行方向にシフトした際に、参照光の入射角がわずかに変化することによって、ホログラム記録の多重化に利用されている。【００１１】  上記のようなホログラム記録媒体９５０は、フォトポリマー等のホログラム媒質を封止したホログラム記録層が基材上に形成された構成を有しており、信号光９２０と参照光９２２の干渉縞が該ホログラム記録層に記録される。【００１２】  しかしながら、ホログラムによる情報の記録または再生が行われる場合、波面再生条件の精度が厳しく、参照光の入射角、あるいは位置の誤差が出力を低下させやすい。このため、ホログラム記録媒体のサーボ及びアドレス検出のためにホログラム記録媒体の基材表面に凹凸パターン等のマーカを形成することが提案されている（例えば、特許文献１）。【００１３】  この基材に設けられたマーカにより、記録時には、適正位置で参照光と信号光が高精度にホログラム記録層中で干渉され、生成される干渉縞がホログラム記録層中に記録される。また、再生時には、位置制御光と呼ばれる第３のレーザビームスポットがマーカに集光されることによって、マーカがトレースされ、精度良く記録データが再生される。【００１４】  上記のように、大容量記録技術としてホログラム記録媒体に注目が集まっているが、実現に向けて多くの課題が残されている。【００１５】  特許文献１のように、凹凸パターンを有するホログラム記録媒体では、凹凸面のホログラム記録再生光の反射による光量ロス及び凹凸面の反射光によるホログラム記録層の感光を防止する必要がある。また、従来の多層構造の記録層を有する多層型記録媒体では、照射光の焦点面で信号検出されるため、記録再生を行っていない面の凹凸はデフォーカスされノイズとならなかったが、ホログラム記録媒体は従来のような焦点面での信号検出と異なり、厚みを有するホログラム記録層で多重化されたホログラムの記録再生が行われるため、凹凸面で発生する波面ノイズを除去する必要がある。【００１６】  またさらに、ホログラム記���媒体での情報の多重化は信号光と参照光の入射角度が変更されて行われるだけでなく、記録位置も動かされて情報が記録される。このような場合、ホログラム情報ページはホログラム記録媒体または光学系がホログラム記録媒体の媒体面に沿って移動しながら記録されるため、移動ストロークと凹凸パターンの関係も考慮する必要がある。【００１７】  また、ホログラム記録媒体は従来の光ディスクとは異なる記録材料が使用されるため、ホログラム媒質に起因する問題も生ずる。すなわち、ホログラム記録層に使用されるホログラム媒質は、光重合性モノマー等を用いるフォトポリマー等からなるため、記録や、温度、湿度等の環境変化によって、ホログラム記録層の膨張あるいは収縮等の形状変化が起きやすい。このため、特許文献１のように、凹凸パターンが予め基材に形成されていても、精確な制御が要求されるホログラム記録再生技術においては、この形状変化により光の入射角の角度制御が困難となる。【００１８】  上記とは別に、ホログラム記録技術はＣＤやＤＶＤ等と異なる光記録技術が採用されるため、従来の記録再生機器では再生できない。このため、ホログラム記録媒体はホログラム記録再生機器のみでしか使用できないという不便さがある。また、記録再生装置においても、新規な記録媒体と従来の記録媒体との互換性を考慮することが望まれる。
【非特許文献１】Ｄ．Ｐｓａｌｔｉｓ，ｅｔ．ａｌ．，Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｕｓｉｎｇ  ｓｈｉｆｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ  ２０，Ｎｏ．７，７８２−７８４（１９９５）
【特許文献１】特開２００２−６３７３３号公報
【発明の開示】
【００１９】  本発明は前記した従来の課題を解決するもので、大容量情報記録に用いられる新規かつ有用なホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置を提供することを目的としている。
【００２０】  本発明の一局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の内部に形成されており、前記凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有するホログラム記録媒体である。
【００２１】  本発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１におけるホログラム記録媒体の他の一例を示す断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態２に係るホログラム記録媒体を媒体面上面から観察した平面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態３に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。
【図５】図５Ａ〜Ｃは本発明の実施の形態３に係るホログラム記録媒体の他の一例を示す断面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態４に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態４に係るホログラム記録再生装置の構成を示す概略図である。
【図８】図８は図７の部分拡大図である。
【図９】図９は従来のホログラム記録再生装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】  （実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。ホログラム記録媒体１５０は、基材１７１及び基材１７２からなる基材１７０、基材１７３と、基材１７０及び基材１７３間に保持されたホログラム記録層１６０とを有している。【００２４】  本実施の形態のホログラム記録媒体は、基材１７０の内部にサーボ情報やアドレス情報等の位置制御のための位置情報等が記録されている凹凸パターン１１０が形成されている。このような凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部に形成されることにより、記録または再生時の位置情報が精確に検出されるため、安定なホログラムの記録再生が行われる。また、光の入射側の基材１７０の外側表面に凹凸パターンが形成されていないため、ホログラム記録再生光が照射された場合に、凹凸や屈折率の差による位相ずれも生じない。なお、図１中、凹凸パターン１１０は図面上判別されやすいように一定長さの矩形状パターンに形成されているが、位置情報の検出が可能なパターンであればその形状は特に限定されない。例えば、光ディスクで使用される凹凸パターンと同様のピット列やグルーブパターン等が用いられてもよい。また、図１では、凹凸パターン１１０は基材１７０の内部に形成されているが、基材１７２がない場合には、ホログラム記録層１６０と基材１７１の間に凹凸パターンが形成されてもよく、光の入射側と反対側の基材１７３の内部に凹凸パターンが形成されてもよい。【００２５】  本実施の形態において、凹凸パターンの凹凸の高さは位置情報の検出が可能であれば特に限定されないが、通常０．０２〜０．４μｍである。【００２６】  本実施の形態のホログラム記録媒体は、この凹凸パターン１１０上にホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層１２０が形成されている。このような反射層が設けられることにより、凹凸面でのホログラム記録再生光の反射による光量ロス、凹凸面での反射光によるホログラム記録層の感光、及び凹凸面のノイズが低減される。【００２７】  上記のような反射層の材料としては、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光よりも長波長の光を反射する材料であれば特に限定されない。具体的には、例えば、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＳ等の誘電体材料からなる多層薄膜が挙げられる。また、シアニン系やアゾ系等の有機色素膜も位置検出光の波長に応じて用いられてもよい。【００２８】  反射層は、ホログラム記録再生光に対して１％以下の反射率（透過率９９％以上）を有し、位置検出光に対して１０％以上の反射率を有することが好ましい。反射層がホログラム記録再生光に対して１％以下の反射率を有すれば、基材１７１と基材１７２のホログラム記録再生光の界面反射によるノイズとホログラム記録再生時のパワーロスが低減される。また、反射層が位置検出光に対して１０％以上の反射率を有すれば、位置検出光による凹凸パターンの検出が容易となる。【００２９】  また、反射層はホログラム記録再生光よりもわずかに長波長の光、具体的にはホログラム記録再生光より１０〜５０ｎｍの長波長の光に対して１０％以上の反射率を有することが好ましい。前記反���率が１０％以上の反射層であれば、ホログラム記録層の感光低減効果が得られる。より好ましくは前記波長の光に対する反射率が５０％以上である。５０％以上であれば、感光低減効果が顕著となる。【００３０】  反射層は、上記のような材料を用いて、蒸着、スパッタリング、スピンコート等の各種成膜法により作製される。例えば、基材内に凹凸パターンが形成される場合、まず射出成形等により所定形状の凹凸パターンを有する基材１７１を形成し、次に、基材１７２の形成前に基材１７１の凹凸面に反射層１２０を成膜して、成膜された反射層１２０上に基材１７２の基材材料が積層されることにより、反射層１２０を有する凹凸パターン１１０が内部に形成された基材１７０が作製される。特に、反射層を誘電体材料が波長オーダの厚みで積層された多層薄膜から構成する場合、各誘電体材料の膜厚等の膜構成はホログラム記録再生光の入射角等により設定される。【００３１】  なお、図１では、反射層は基材１７１と基材１７２の界面に形成されているが、基材１７２がなく、基材１７１とホログラム記録層１６０の界面に凹凸パターンが形成されている場合には、基材１７１とホログラム記録層１６０の界面に反射層が形成されてもよい。この場合も反射層は、ホログラム記録再生光にして１％以下の反射率と、位置検出光に対して１０％以上の反射率を有することが好ましい。【００３２】  上記のようなホログラム記録媒体の記録再生において、凹凸パターンを検出し、またホログラム記録再生光への影響を低減するため、位置検出光はホログラム記録再生光よりも長波長の光が用いられる。ホログラム記録再生光として５５０ｎｍ以下の波長の光、例えば５３２ｎｍの波長の光が使用される場合、現行の入手可能な光源で、後述する互換性も考慮すると、ＤＶＤで使用されている６３０〜６７０ｎｍあるいはＣＤで利用されている７７０〜８２０ｎｍの波長の光が位置検出光として好ましい。【００３３】  凹凸パターンの検出は、位置検出光の焦点位置が凹凸パターンの面となるように光学設計されることにより行われる。位置検出光が凹凸パターンの面上で絞られるため、細かい凹凸パターンによる精度の高い位置検出が可能となる。また、凹凸パターン面が焦点位置であるため、厚み方向の位置検出も同時に行われる。【００３４】  本発明において、ホログラム記録層１６０は、ホログラムにより情報が記録されている、または記録できる層である。本発明のホログラム記録層は、従来公知のホログラム媒質により作製される。ホログラム媒質としては、具体的には、例えば、光重合性モノマーを用いたフォトポリマー材料、ＬｉＮｂＯ３等の無機フォトリフラクティブ材料、カルバゾール系等の有機フォトリフラクティブ材料、液晶分子材料等が挙げられる。ホログラム記録層の厚みは０．２ｍｍ以上が好ましい。０．２ｍｍ以上のホログラム記録層であれば、大容量の情報が記録できる。【００３５】  基材１７１〜１７３は従来光ディスクで使用されている公知の基材が用いられる。具体的には、例えば、ホログラム記録再生光を透過する樹脂材料やガラス材料からなる基材が用いられる。これらの中でも、ホログラム記録層の熱及び湿度による変形を防止するため、ホログラム記録層よりも熱���縮係数や熱膨張係数が小さく、かつ、吸湿しにくい材料が好ましい。【００３６】  基材１７２と基材１７３は、ホログラム記録再生光に対する屈折率がホログラム記録層１６０のそれと略等しいことが好ましい。両基材の屈折率がホログラム記録層の屈折率と略等しければ、ホログラム記録再生光のホログラム記録層と基材との界面反射が低減される。両基材の屈折率が異なる場合は、別途界面にコーティングを設けることが好ましい。【００３７】  ホログラム記録媒体１５０の外側表面には、ホログラム記録再生光の反射防止層が設けられてもよい。例えば、図１のホログラム記録媒体では、基材１７１及び基材１７３の外側表面に反射防止層が施されてもよい。【００３８】  また、ホログラム再生光が反射型で読み出される場合は、基材１７３の表面及び内部に再生光反射膜が設けられてもよい。【００３９】  基材はホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することが好ましい。ホログラム媒質はホログラム記録再生光より短波長の光で感光されやすいため、上記のような特性を有する吸収材料を含有する基材が用いられれば、耐候性能が改善されるとともに、感光による形状変化の発生が抑えられる。【００４０】  このような吸収材料としては、従来公知の光吸収材料が挙げられ、具体的には、例えば、ケトン系や縮合環系等の有機材料や、カルコゲナイド、チタニア等の無機材料が挙げられる。また、基材の材料自体に吸収性を有する材料が用いられてもよい。【００４１】  なお、図１ではホログラム記録層１６０の両面に基材１７０及び基材１７３が配置されているが、保護層等がホログラム記録層１６０上に形成される場合には、ホログラム記録層１６０の一面側のみに基材が配置された構造であってもよい。ただし、ホログラム記録層の形状変化を抑えるためにも、両面に基材を有する構造が好ましい。また、ホログラム記録層１６０は基材１７０及び基材１７３上に直接形成されている必要はなく、その間に反射防止層等の他の層が設けられてもよい。【００４２】  本実施の形態のホログラム記録媒体は、ホログラム記録層１６０を中心として、厚み方向で略対称構造を有することが好ましい。すなわち、ホログラム記録層１６０を中心として他の構成が略同厚みで対向保持されることにより、ホログラム記録層の形状変化が低減される。【００４３】  図２は、本実施の形態におけるホログラム記録媒体の他の一例を示す断面図である。ホログラム記録媒体２５０は、図１と同様に基材２７０及び基材２７３と、両基材間に保持されたホログラム記録層２６０を有している。【００４４】  この図２におけるこのホログラム記録媒体２５０は、基材２７０及び基材２７３の両方に凹凸パターン２１０，２１１を有しており、両基材を構成する基材２７１と基材２７５、及び基材２７２と基材２７４は略同厚みで、ホログラム記録層２６０を中心に、厚み方向に対して略対称構造を有している。このように、ホログラム記録媒体が厚み方向に対して略対称構造を有することにより、ホログラム記録層２６０に形状変化が生じた場合、変形量が均一化されてずれが低減される。なお、図２のホログラム記録媒体２５０は、図１と同様に基材２７０及び基材２７３内の両凹凸パターン２１���、２１１はホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光よりも長波長の光を反射する反射層２２０，２２１が形成されている。【００４５】  また、両反射層２２０，２２１により、ホログラム記録層２６０のホログラム記録再生光よりも長波長の光による感光が防止される。【００４６】  本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンはコンテンツ情報が記録されていることが好ましい。本発明におけるコンテンツ情報とは、ホログラム記録層に記録されている情報と異なり、ホログラム記録層に記録されている内容を示すインデックス情報や媒体の履歴情報、その他に付加的な音楽や映像等の情報である。このようなコンテンツ情報が凹凸パターンに記録されていれば、ユーザはホログラム情報自体を再生することなく、記録媒体の内容や付加的な音楽や映像等の情報を得ることができる。【００４７】  凹凸パターンにコンテンツ情報を記録する方法は特に限定されない。例えば、成形等により所定の記録ピットを有する凹凸パターンを作製する方法が用いられる。また、凹凸パターン上にＤＶＤ等で使用される色素等の記録層を形成し、この記録層に所定の記録光によってコンテンツ情報を記録する方法が用いられてもよい。なお、反射層が色素等からなる場合、反射層がコンテンツ情報を記録する記録層として使用されてもよい。このような記録層が形成されれば、個々の記録媒体特有の情報が媒体の作製後に追加できる。【００４８】  上記のような凹凸パターンにコンテンツ情報が記録されている場合、凹凸パターンはホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成することが好ましい。【００４９】  ＤＶＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図１におけるｄ１またはｄ２）で０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＤＶＤプレーヤによって凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＤＶＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、６３０〜６７０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。【００５０】  また、ＣＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図１におけるｄ１またはｄ２）で１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＣＤプレーヤによって凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＣＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、７７０〜８２０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。【００５１】  上記のような位置に凹凸パターンが形成されることにより、媒体厚み等の他の構成を一致させたホログラム記録媒体であれば、ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤ等の従来公知の記録再生装置によりホログラム記録媒体のコンテンツ情報が確認される。【００５２】  （実施の形態２）
本実施の形態２に係るホログラム記録媒体は、媒体及び／または光学系を媒体面でシフトして記録位置を変更することによりホログラムが多重記録される場合における改良に関する。【００５３】  ホログラム記録再生は、空間光変調器により生成されるもしくは受光素子で受光される１つのパターン情報が１ページの情報単位として取り扱われる。具体的には、１ページの情報とは空間光変調器と受光素子で扱われる２次元データ情報であり、１ページ当たりの情報ｂｉｔ数は空間光変調器と２次元受光素子の解像度、符号化条件等により決められる。ホログラム記録再生は、ページ間で参照光の照射条件を変えることによって、異なるページが記録再生される。このホログラム記録再生においては、照射条件を変更するため、ホログラム記録媒体及び／または光学系は記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動される場合がある。【００５４】  上記において、ホログラム記録再生では移動距離に対して高精度の位置制御が必要とされる。【００５５】  このため、本実施の形態に係るホログラム記録媒体は、ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンをホログラム記録媒体の表面及び／または内部に有するとともに、凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さく設計されている。【００５６】  図３は、本実施の形態に係るホログラム記録媒体の媒体面を上から観察した平面図であり、凹凸パターンとホログラム情報ページ位置の関係の一例を示す図である。図中、平行線のパターンは凹凸パターンのグルーブ２０００であり、実線の円はホログラム情報ページ１０００であり、破線の円は隣接するホログラム情報ページ１００１である。この凹凸パターンのピッチはＰ２で示されており、隣接するホログラム情報ページ間の媒体面の最小移動距離（移動ストローク）はＰ１で示されている。このＰ１はホログラム記録媒体及び／または光学系が隣接するホログラム情報ページを記録するために媒体面を移動する距離である。【００５７】  本実施の形態のホログラム記録媒体は、１つのホログラム情報ページが凹凸パターンを跨るように形成される。また、凹凸パターンと隣接するホログラム情報ページ間の間隔は、Ｐ１＞Ｐ２の関係となるように設計される。図３ではホログラム情報ページ１０００と１００１とは重なって記録されているが、必ずしも重ならなくてもよい。【００５８】  凹凸パターンは射出成形等により誤差の少ない形状でパターンが形成できるため、移動ストロークよりも小さいピッチを有する凹凸パターンを用いて位置情報が検出されれば、隣接するホログラム情報ページの精確な位置制御が可能となり、ホログラム記録再生時の移動ストロークの誤差が低減され、大容量と記録再生の精確性の両立が達成される。【００５９】  ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる最小移動距離は、好ましくは凹凸パターンのピッチの３倍以上である。３倍以上であれば、ほぼ精確なホログラム記録再生が可能となる。より好ましくは、最小移���距離は凹凸パターンのピッチの１０倍以上である。最小移動距離が凹凸パターンのピッチの１０倍以上であれば、記録媒体の移動と停止が繰り返されるような場合でも、安定して記録再生される。【００６０】  なお、本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンはホログラム記録媒体の内部だけでなく、表面に形成されてもよい。表面に凹凸パターンを有する記録媒体でも、上記の関係を有すれば移動ストロークの誤差が低減されるためである。【００６１】  （実施の形態３）
図４は、本実施の形態３に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。ホログラム記録媒体４５０は、基材４７０、基材４７３と、基材４７０及び基材４７３間に保持されたホログラム記録層４６０とを有している。そして、本実施の形態のホログラム記録媒体は、ホログラム記録層４６０の内部にホログラム記録層の形状の変化を抑制するホログラム固定部４８０を有している。【００６２】  従来の光ディスクであるＣＤやＤＶＤ等はピットによる反射光の強弱を情報として読み取る方式であるため、入射角が変わっても所定のピットに光が入射されれば記録再生で大きな問題とならない。しかしながら、ホログラムの記録再生は信号光と参照光との干渉パターンによって記録または再生されるため、厳格な角度精度が要求される。このため、ホログラム記録層４６０が温度や湿度の環境条件及び記録条件等により、厚み、長さ、反り等の形状が変化すると、ホログラム記録再生の障害となる。特に、光重合性モノマーを露光し固化することによってホログラムの記録が行われるフォトポリマーをホログラム媒質として含有するホログラム記録層では、ホログラム媒質の状態変化による形状変化が考慮される必要がある。【００６３】  上記課題を解決するため、本実施の形態のホログラム記録媒体４５０は、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録層の形状変化を抑制するホログラム固定部４８０がホログラム記録層４６０の内部に形成されている。ホログラム固定部４８０がホログラム記録層４６０の内部に形成されることにより、ホログラム記録層４６０が環境変化や記録条件等により形状変化しやすい材料からなる場合であっても、ホログラム記録層のずれが低減され、精確なホログラムの記録再生が行なわれる。また、ホログラム記録再生光がホログラム固定部を透過するため、ホログラムの記録再生も妨げられない。ホログラム固定部のホログラム記録再生光に対する反射率は１％以下（透過率９９％以上）が好ましい。【００６４】  ホログラム固定部は、ホログラム記録再生光を透過する光学特性を有しており、ホログラム記録層の形状変化を抑制するためにホログラム記録層よりも温度、湿度等に対してより少ない変形量を有していればその材料は限定されない。好ましいホログラム固定部としては、例えば、熱収縮係数、熱膨張係数がホログラム記録層より小さい樹脂材料やガラス材料等からなるホログラム固定部が挙げられる。このようなホログラム固定部は、例えば、樹脂材料の場合、ポリオレフィン等の低複屈折樹脂材料を射出成形することにより、またアクリルやエポキシ等の光または熱硬化型樹脂を硬化することにより作製される。また、ガラス材料の場合には、成形加工によりホログラム固定部が作製されてもよい。【００６５】  ホログラム固定部は、ホログラム記録層に使用されるホログラム媒質と同種の材料から形成されてもよい。ホログラム媒質からなるホログラム固定部が用いられることにより、ホログラム記録層と屈折率が略等価な材料からなるホログラム固定部がホログラム記録層内に形成されるため、ホログラム記録再生への影響が低減される。このようなホログラム固定部としては、光重合型モノマーを固化したフォトポリマーが挙げられる。例えば、熱及び���またはＵＶ照射によってホログラム記録層のホログラム媒質よりも固化されたフォトポリマーを別途形成し、その固化されたフォトポリマーがホログラム記録層内に配置されることによりホログラム媒質からなるホログラム固定部が作製される。【００６６】  ホログラム固定部４８０によりホログラム記録層４６０の形状変化が抑制される程度は、大きいほどホログラム記録層の形状変化によるずれが低減されるため好ましい。精確な角度制御の観点からは、ホログラム記録層の形状変化による変化率を０．１％以下に抑えるホログラム固定部が好ましい。なお、ホログラム記録層の形状変化の変化率とは、ホログラム記録層の厚み方向の膨張・収縮変化率、及び面内方向の膨張・収縮変化率を意味するものであり、環境変化や記録による形状変化において、これらの変化率のいずれも０．１％以下が得られることが好ましい。ホログラム記録層の形状変化の変化率は、形状（厚み、長さ、反り）測定により求められる。また、ホログラム記録の回折光でホログラムの干渉縞の角度及び間隔を測定し、変化前の角度及び間隔と比較することにより厚み及び面内方向の変化率を求めてもよい。【００６７】  ホログラム固定部４８０の形状は、ホログラム記録層４６０の形状変化を抑制できる形状であれば特に限定されない。図４では、ホログラム固定部４８０はホログラム記録層４６０の内部で層構造に形成されているが、例えば、ホログラム記録層４６０の内部にホログラム固定部４８０が柱状に形成されていてもよい。このような柱状のホログラム固定部は、ホログラム記録層を形成後、所定のフォトマスクを介して露光し、ホログラム媒質の一部を固化することによって作製される。【００６８】  層構造のホログラム固定部の厚みは、特に限定されるものではないが、抑制効果を高めるためにホログラム記録層の厚みの１／２０以上、１／２以下が好ましい。ホログラム固定部の厚みがホログラム記録層の厚みの１／２０以上、１／２以下であれば、環境変化に対する抑制効果が顕著となる。【００６９】  また、ホログラム記録層４６０の内部におけるホログラム固定部４８０が形成される位置は特に限定されないが、層構造のホログラム固定部が形成される場合、図４に示されるように、ホログラム固定部４８０はホログラム記録層４６０の厚み方向の中心部に配置されることが好ましい。ホログラム固定部４８０がホログラム記録層４８０の厚み方向の中心部に配置されると、上下のホログラム記録層の形状変化が均一に抑制される。また、図４に示されるように、ホログラム記録媒体４５０は厚み方向でホログラム固定部４８０を中心として略対称構造を有することが好ましい。すなわち、図３のホログラム記録媒体は、ホログラム固定部４８０がホログラム記録層４６０の中央部に配置されており、ホログラム記録層４６０は同じ材料、同じ厚みの基材４７０及び基材４７３で挟持されていて、厚み方向に略対称構造となっている。この図４のように、層構造のホログラム固定部４８０がホログラム記録層４６０の中央部に配置されることによって、ホログラム記録層の形状変化が均一に抑制され、ホログラム記録層の形状変化が顕著に抑制される。【００７０】  本実施の形態のホログラム記録媒体は、ホログラム記録媒体の内部に凹凸パターンを有することが好ましい。図５は、本実施の形態に係るホログラム記録媒体の他の一例を示す断面図である。図５Ａは光入射側の基材内に凹凸パターンが形成されているホログラム記録媒体であり、図５Ｂは両側の基材内に凹凸パターンが形成されているホログラム記録媒体であり、図５Ｃはホログラム固定部の内部に凹凸パターンが形成されている場合である。このような凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部に形成されることにより、記録または再生時の位置情報が精確に検出されるため、さらに精確なホログラムの記録再生が行われる。また、凹凸パターンはホログラム記録媒体の内部に形成されており、光の入射側の基材表面に形成されていないため、ホログラム記録再生光が照射された場合に、凹凸や屈折率の差による位相ずれも生じない。なお、各凹凸パターンの形状は実施の形態１で説明された凹凸パターンと同様のパターンが用いられる。【００７１】  図５Ａのホログラム記録媒体によれば、ホログラム記録媒体５５０はホログラム固定部５８０をホログラム記録層５６０の内部に有するとともに、基材５７０の内部に凹凸パターン５１０を有しているため、ホログラム記録層５６０の形状変化も少なく、また凹凸パターン５１０で位置情報が検出されるため、記録再生位置が精確に検出される。【００７２】  また、図５Ｂのホログラム記録媒体も同様に、ホログラム記録媒体５５１はホログラム記録層５６０の両面側の基材５７０及び基材５７３に凹凸パターン５１０を有しているため、ホログラム記録層５６０の形状変化が少なく、また凹凸パターンで位置情報が検出されるため、記録再生位置が精確に検出される。【００７３】  さらに、図５Ｃのホログラム記録媒体によれば、ホログラム記録媒体５５２はホログラム記録層５６１の内部に配置されたホログラム固定部５８０内に凹凸パターン５１０が形成されているため、ホログラム記録層５６１の形状変化が生じた場合でも、ホログラム固定部５８０とのずれが少なく、記録再生位置が精確に検出される。【００７４】  上記のような凹凸パターン５１０は実施の形態１で説明されたホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光よりも長波長の光を反射する反射層５２０を有している。このような反射層の形成により、凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部にあっても、精確な位置情報が検出される。反射層は、実施の形態１の反射層と同様に、ホログラム記録再生光に対して１％以下の反射率（透過率９９％以上）を有し、位置検出光に対して１０％以上の反射率を有することが好ましい。【００７５】  図５Ａ及び図５Ｂの凹凸パターンを有する基材の作製方法は、実施の形態１で説明された従来公知の基材の作製方法が使用される。また、図５Ｃの内部に凹凸パターンを有するホログラム固定部の作製においては、フォトポリマーからなるホログラム固定部が使用される場合、例えば、上述されたホログラム固定部の作製と同様の方法でフォトポリマーを所定パターンを有する型を用いて固化することにより、まず一面側に凹凸パターンを有するホログラム固定部５８１が作製される。次に、反射層５２０がそのホログラム固定部５８１上に成膜される。そして、反射層５２０上でさらにフォ��ポリマーを固化することによりホログラム固定部５８２が形成され、ホログラム固定部５８０が得られる。【００７６】  本実施の形態のホログラム記録媒体の記録再生においては、実施の形態１と同様に、ホログラム記録再生光への影響を低減するため、位置検出光はホログラム記録再生光とは異なる波長を有する検出光が好ましい。特に、ホログラム記録層の劣化を防止するため、ホログラム記録再生光よりも長波長の光が好ましい。例えば、ホログラム記録再生光として５５０ｎｍ以下の波長の光、例えば５３２ｎｍの波長の光が使用される場合、現行の入手可能な光源で、互換性も考慮すると、ＤＶＤで使用されている６３０〜６７０ｎｍあるいはＣＤで利用されている７７０〜８２０ｎｍの波長の光が位置検出光として好ましい。【００７７】  さらに、本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンを有するホログラム記録媒体の場合、実施の形態１と同様に凹凸パターンにコンテンツ情報が記録されていることが好ましい。凹凸パターンにコンテンツ情報が記録されている場合、凹凸パターンはホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成することが好ましい。【００７８】  ＤＶＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図５Ａ〜Ｃにおけるｄ３またはｄ４）で０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＤＶＤプレーヤによって前記凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＤＶＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、６３０〜６７０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。【００７９】  また、ＣＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図５Ａ〜Ｃにおけるｄ３またはｄ４）で１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＣＤプレーヤによって前記凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＣＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、７７０〜８２０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。【００８０】  また、本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンを有するホログラム記録媒体の場合、実施の形態２と同様に、凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことが好ましい。移動ストロークよりも小さいピッチを有する凹凸パターンを用いて位置情報が検出されれば、媒体面での精確な位置制御が可能となり、ホログラム記録再生時の移動ストローク誤差が低減され、大容量と記録再生の精確性の両立が可能となる。【００８１】  （実施の形態４）
実施の形態４に係るホログラム記録媒体は、従来の記録方式との互換性を目的とするものである。【００８２】  図６は、本実施の形態４に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。ホログラム記録媒体６５０は、基材６７０、基材６７３と、基材６７０及び基材６７３間に保持されたホログラム記録層６６０とを有している。【００８３】  本実施の形態のホログラム記録媒体６５０は、ホログラム記録媒体の内部（図６では基材６７３の内部）に凹凸パターン６１０を有しており、その凹凸パターンにはホログラムによる情報の記録または再生を制御する位置情報及びホログラム記録媒体のコンテンツ情報が記録されている。コンテンツ情報とは、実施の形態１と同様の情報である。このようなコンテンツ情報が凹凸パターンに記録されていれば、ユーザはホログラム情報自体を再生することなく、記録媒体の内容や付加的な音楽や映像等の情報を得ることができる。【００８４】  本実施の形態のホログラム記録媒体における凹凸パターンは実施の形態１と同様のホログラム記録再生光を透過する反射層が形成されていてもよいが、必ずしも必須とするものでない。ホログラムの再生には反射型の再生方式が利用される場合もあるため、ＣＤやＤＶＤ等で使用されているホログラム記録再生光を透過しない銀、アルミニウム等の金属反射膜が形成された凹凸パターンでも、図６に示すようにホログラム記録層の光の入射側と反対側に凹凸パターンが形成されていれば、位置検出光による反射光が得られ、凹凸パターンに記録された情報が再生される。【００８５】  本実施の形態のホログラム記録媒体の記録再生においては、凹凸パターンを検出し、ホログラム記録再生光への影響を低減するため、位置検出光はホログラム記録再生光とは異なる波長を有する検出光が好ましい。特に、ホログラム記録層の劣化を防止するため、ホログラム記録再生光よりも長波長の光が好ましい。【００８６】  さらに、本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンはホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成することが好ましい。【００８７】  ＤＶＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図６におけるｄ５またはｄ６）で０．５５ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＤＶＤプレーヤによって前記凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＤＶＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、６３０〜６７０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。【００８８】  また、ＣＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図６におけるｄ５またはｄ６）で１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＣＤプレーヤによって前記凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＣＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、７７０〜８２０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。【００８９】  次に、本実施の形態のホログラム記録媒体を記録再生するホログラム記録再生装置について説明する。図７は、本実施��形態のホログラム記録媒体を記録または再生するためのホログラム記録再生装置の概略図であり、図８は、図７の部分拡大図である。【００９０】  図９で説明された構成と同じ構成については説明を省略する。本実施の形態のホログラム記録再生装置は、ホログラムを記録または再生するための信号光及び参照光を出射するホログラム記録再生光用の第１の光源７０１と、ホログラム記録媒体７５０の内部に形成された凹凸パターンに記録されている位置情報及びコンテンツ情報を検出するための位置検出光を出射する位置検出光用の第２のレーザ光源７３１を有している。この位置検出光７３０はホログラム記録再生光（参照光及び信号光）よりも長波長の光が用いられる。例えば、ホログラム記録再生光として波長５３２ｎｍの光が使用される場合、位置検出光として波長６３０〜６７０ｎｍの光が使用される。【００９１】  位置検出光用の第２のレーザ光源７３１から出射された光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）７３４を透過し、λ／４板７３３で偏光面が調整され、ダイクロイックミラー７３５で進行方向を曲げられ、参照光７２２と合流する。ダイクロイックミラー７３５は、参照光７２２と位置検出光７３０とを同軸の光路にするための素子であり、参照光７２２の波長と位置検出光７３０の波長の違いに対応して、参照光は透過し、位置検出光７３０は反射するよう、薄膜処理が表面に施されている。【００９２】  折り曲げられた位置検出光７３０は、集光レンズ７１２によりホログラム記録媒体７５０の凹凸パターン面上に集光される。このホログラム記録媒体７５０は、図８に示すように凹凸パターンが光の入射側に位置する基材に形成されており、その凹凸パターン上に反射層が形成されている。この反射層はホログラム記録再生光は透過するが、位置検出光は反射する光学特性を有している。このため、凹凸パターンで反射された光はダイクロイックミラー７３５に戻り、ＰＢＳ７３４で反射され、検出器７３２に達し、信号検出される。【００９３】  検出器７３２では、凹凸パターンに記録された位置情報の検出の他に、焦点検出法によるホログラム記録媒体の厚み方向の位置検出も同時に行われる。検出器から得られた信号により、ホログラム記録媒体及び光学系の位置や角度の制御が行われ、ホログラム記録再生が安定して行なわれる。また、凹凸パターンにコンテンツ情報信号が記録されている場合、検出器７３２では、位置情報の他に、凹凸パターンからのコンテンツ情報信号も検出される。凹凸パターン上の位置情報とコンテンツ情報の再生は、従来ＤＶＤ等で使用されている公知の方法が用いられる。例えば、位置情報とコンテンツ情報が凹凸パターンの異なる位置に形成される方法や、凹凸パターンの溝形状を位置情報用とし、ピットをコンテンツ情報用として使用する方法が挙げられる。また、色素等からなる反射層が形成される場合には、コンテンツ情報は反射層に記録されてもよい。【００９４】  なお、図７では位置検出光は参照光と合流してホログラム記録媒体に導かれているが、凹凸パターン上に位置検出光が集光され、その反射光が検出される配置であれば、光学系の配置は特に限定されない。【００９５���  本実施の形態に係るホログラム記録再生装置では、位置検出光７３０に６３０〜６７０ｎｍの間の波長の光を用いることが好ましい。また、位置検出のための光学系は、位置検出光の焦点がホログラム記録媒体の表面から厚み方向で０．５５〜０．６５ｍｍの間に設定され、集光レンズ７１２のＮＡ（開口数）が０．５〜０．７の間に設定されるように設計されることが好ましい。前記設計条件であれば、ホログラム記録再生装置はホログラム記録媒体のコンテンツ情報信号の再生できるだけでなく、ＤＶＤ規格のディスクの情報も再生できる。【００９６】  本実施の形態に係るホログラム記録再生装置では、位置検出光７３０に７７０〜８２０ｎｍの間の波長の光を用いることも好ましい。また、位置検出のための光学系は、位置検出光の焦点がホログラム記録媒体の表面から厚み方向で１．１〜１．３ｍｍの間に設定され、集光レンズ７１２のＮＡが０．３５〜０．５５の間に設定されるように設計されることが好ましい。前記設計条件であれば、ホログラム記録再生装置はホログラム記録媒体のコンテンツ情報信号の再生できるだけでなく、ＣＤ規格のディスクの情報も再生できる。【００９７】  なお、本実施の形態のホログラム記録再生装置は、内部に凹凸パターンを有する他の実施の形態のホログラム記録媒体の記録再生にも適用できる。また、位置検出光を用いて、ＤＶＤ等の従来の光ディスクを再生することもできる。【００９８】  以上の実施の形態において、ホログラム記録媒体は断面図を用いて説明されたが、平面形状は特に限定されず、ディスク型、カード型、その他の形状であってもよい。またホログラム記録層は、ホログラム技術を用いて情報の記録再生が可能であればよく、再生専用型、追記型、書換え型のいずれの記録媒体でもよい。【００９９】  以上説明されたように、本発明の一局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部に形成されており、凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有するホログラム記録媒体である。前記構成によれば、凹凸パターンにより記録または再生時の位置情報が精確に検出されるため、安定なホログラムの記録再生が行われる。また、光の入射側の基材の表面に凹凸パターンが形成されていないため、ホログラム記録再生光が照射された場合に、凹凸や屈折率の差による位相ずれも生じない。そして、凹凸パターン上に反射層が設けられることにより、凹凸面でのホログラム記録再生光の反射による光量ロス及び凹凸面での反射光によるホログラム記録層の感光が防止される。【０１００】  また、上記記録媒体において、反射層は、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることが好ましい。前記構成によれば、ＣＤやＤＶＤ等の従来の再生機器でも凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。【０１０１】  さらに、上記記録媒体において、ホログラム記録層は２つの基材間に保持されており、前記基材の少なくとも一方の基材は、前記ホログラム��録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することが好ましい。前記構成によれば、耐候性能が改善されるとともに、感光による形状変化の発生が抑えられる。【０１０２】  またさらに、上記記録媒体において、ホログラム記録媒体は、ホログラム記録層を中心として、厚み方向に略対称構造を有することが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層の形状変化が低減される。【０１０３】  本発明の他の局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の表面及び／または内部に形成されており、凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいホログラム記録媒体である。前記構成によれば、凹凸パターンにより位置情報が検出されるとともに、媒体面での精確な位置制御ができ、ホログラム記録再生時の移動ストロークの誤差が低減され、大容量と記録再生の精確性の両立が可能となる。【０１０４】  本発明のさらなる他の一局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、ホログラム記録層は、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録層の形状の変化を抑制するホログラム固定部を内部に有するホログラム記録媒体である。前記構成によれば、ホログラム記録層が環境変化や記録条件等により形状変化しやすい材料からなる場合であっても、ホログラム記録層のずれが低減され、精確なホログラム記録再生が行なわれる。【０１０５】  また、上記記録媒体において、ホログラム固定部は、層構造を有することが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層の形状変化がさらに低減される。【０１０６】  さらに、上記記録媒体において、ホログラム記録層は対向する２つの基材の間に保持されていることが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層が２つの基材に保持されるため、ホログラム記録層の形状変化がさらに低減される。【０１０７】  また、上記記録媒体において、ホログラム固定部は、層構造を有し、ホログラム記録媒体はホログラム固定部を中心として、厚み方向に略対称構造を有することが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層の形状変化が顕著に抑制される。【０１０８】  また、上記記録媒体において、ホログラム固定部は、樹脂材料、ガラス材料及びホログラム媒質の群から選ばれる少なくとも１種からなることが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録再生光の光量ロスを招くことなく、形状変化のずれが低減される。また、ホログラム媒質がホログラム固定部に使用されることにより、ホログラム固定部との屈折率の差も低減される。【０１０９】  また、上記記録媒体において、ホログラム記録媒体の内部に凹凸パターンが形成されており、凹凸パターンはホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有することが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層の位置制御が精確に行われる。【０１���０】  また、上記記録媒体において、凹凸パターンは、基材内に形成されていることが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録再生光の位相ずれが防止される。【０１１１】  また、上記記録媒体において、ホログラム固定部は、層構造を有し、前記凹凸パターンは前記ホログラム固定部の内部に形成されていることが好ましい。前記構成によれば、ホログラム固定部の内部に凹凸パターンが形成されているため、ホログラム記録層の形状変化が抑制されるとともに、形状変化が生じた場合でもホログラム記録層とホログラム固定部とのずれが低減される。このため、凹凸パターンにより記録再生位置が精確に検出される。【０１１２】  また、上記記録媒体において、反射層は、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることが好ましい。前記構成によれば、ＣＤやＤＶＤ等の従来の再生機器でも凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。【０１１３】  また、上記記録媒体において、凹凸パターンは、ホログラムにより情報の記録再生を制御する位置情報及びホログラム記録媒体のコンテンツ情報が記録されていることが好ましい。前記構成によれば、凹凸パターンを読み取ることにより、従来の再生機器でもホログラム記録媒体のインデックス情報等のコンテンツ情報を確認できる。【０１１４】  また、上記記録媒体において、基材はホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することが好ましい。前記構成によれば、耐候性能が改善されるとともに、感光による形状変化の発生が抑えられる。【０１１５】  また、上記記録媒体において、凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことが好ましい。前記構成によれば、凹凸パターンを用いて位置情報が検出されることにより、媒体面での精確な位置制御が可能となり、ホログラム記録再生時の移動ストローク誤差が低減され、大容量と記録再生の精確性の両立が可能となる。【０１１６】  また、本発明のさらなる他の局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の内部に形成されており、凹凸パターンは、ホログラムによる情報の記録または再生を制御する位置情報及びホログラム記録媒体のコンテンツ情報が記録されているホログラム記録媒体である。前記構成によれば、ＣＤやＤＶＤ等の従来の再生機器でも凹凸パターンに記録されたコンテンツ情報の再生が可能となる。【０１１７】  さらに、本発明の他の局面は、内部に凹凸パターンを有するホログラム記録媒体に、ホログラムによる情報の記録または再生をするホログラム記録再生装置であって、ホログラム記録再生光を照射する第１の光源と、ホログラム記録再生光よりも長波長の位置検出光を照射する第２の光源と、第２の光源から凹凸パターンに集光された位置検出光の反射光を検出することにより、凹凸パターンに記録されたホログラムの記録再生に用いられる位置情報及びコンテンツ情報を再生する検出部と、を備えるホログラム記録再生装置である。前記構成によれば、ホログラム記録媒体のコンテンツ情報信号を再生するのと同様にＣＤ規格、ＤＶＤ規格等のディスクの信号も再生できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】  本発明に係るホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置は、ホログラム技術を利用して、大容量の情報を記録再生する媒体及び装置に利用することができる。
【図１】
2006093054.tif 000002
【図２】
2006093054.tif 000003
【図３】
2006093054.tif 000004
【図４】
2006093054.tif 000005
【図５】
2006093054.tif 000006
【図６】
2006093054.tif 000007
【図７】
2006093054.tif 000008
【図８】
2006093054.tif 000009
【図９】
2006093054.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月31日(2006.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（削除）
【請求項２】（削除）
【請求項３】（削除）
【請求項４】（削除）
【請求項５】（削除）
【請求項６】  基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
前記ホログラム記録層は、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録層の形状の変化を抑制するホログラム固定部を内部に有することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項７】  前記ホログラム固定部は、層構造を有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項８】  前記ホログラム記録層は対向する２つの基材の間に保持されていることを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項９】  前記ホログラム固定部は、層構造を有し、前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム固定部を中心として、厚み方向に略対称構造を有することを特徴とする請求項８に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１０】  前記ホログラム固定部は、樹脂材料、ガラス材料及びホログラム媒質の群から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１１】  前記ホログラム記録媒体の内部に凹凸パターンが形成されており、前記凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１２】  前記凹凸パターンは、前記基材内に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１３】  前記ホログラム固定部は、層構造を有し、前記凹凸パターンは、前記ホログラム固定部の内部に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１４】  前記凹凸パターンは、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１５】  前記凹凸パターンは、位置情報及びコンテンツ情報が記録されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１６】  前記凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１７】  前記基材は、ホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１８】（削除）
【請求項１９】  請求項１１に記載の凹凸パターンを有するホログラム記録媒体に、ホログラムによる情報の記録または再生をするホログラム記録再生装置であって、
ホログラム記録再生光を出射する第１の光源と、
前記ホログラム記録再生光よりも長波長の位置検出光を出射する第２の光源と、
前記第２の光源から前記凹凸パターンに集光された前記位置検出光の反射光を検出することにより、前記凹凸パターンに記録された位置情報及びコンテンツ情報を再生する検出部と、を備えたことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月29日(2007.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の内部に形成されており、
前記凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項２】
前記凹凸パターンは、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項３】
前記ホログラム記録層は２つの基材間に保持されており、前記基材の少なくとも一方の基材は、前記ホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項４】
前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム記録層を中心として、厚み方向に略対称構造を有することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項５】
基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンが、前記ホログラム記録媒体の表面及び／または内部に形成されており、
前記凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項６】
基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
前記ホログラム記録層は、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録層の形状の変化を抑制するホログラム固定部を内部に有することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項７】
前記ホログラム固定部は、層構造を有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項８】
前記ホログラム記録層は対向する２つの基材の間に保持されていることを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項９】
前記ホログラム固定部は、層構造を有し、前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム固定部を中心として、厚み方向に略対称構造を有することを特徴とする請求項８に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１０】
前記ホログラム固定部は、樹脂材料、ガラス材料及びホログラム媒質の群から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１１】
前記ホログラム記録媒体の内部に凹凸パターンが形成されており、前記凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１２】
前記凹凸パターンは、前記基材内に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１３】
前記ホログラム固定部は、層構造を有し、前記凹凸パターンは、前記ホログラム固定部の内部に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１４】
前記凹凸パターンは、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１５】
前記凹凸パターンは、位置情報及びコンテンツ情報が記録されていることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１６】
前記凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１７】
前記基材は、ホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１８】
基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、
ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の内部に形成されており、
前記凹凸パターンは、位置情報及びコンテンツ情報が記録されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項１９】
内部に凹凸パターンを有するホログラム記録媒体に、ホログラムによる情報の記録または再生をするホログラム記録再生装置であって、
ホログラム記録再生光を出射する第１の光源と、
前記ホログラム記録再生光よりも長波長の位置検出光を出射する第２の光源と、
前記第２の光源から前記凹凸パターンに集光された前記位置検出光の反射光を検出することにより、前記凹凸パターンに記録された位置情報及びコンテンツ情報を再生する検出部と、を備えたことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム技術を用いて情報の記録または再生が行なわれる媒体、及びその記録または再生を行う記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトディスク（ＣＤ）は、波長７８０ｎｍの光源と開口数０．４５の対物レンズを有する光学系を用いて、音楽データ７４分の録音やデジタルデータ６５０ＭＢの記録を可能にした記録媒体である。また、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）は、波長６５０ｎｍの光源と開口数０．６の対物レンズを有する光学系を用いて、２時間１５分のＭＰＥＧ２方式の動画やデジタルデータ４．７ＧＢの記録を可能にした記録媒体である。
【０００３】
また、近年では、水平解像度１０００本以上の高精細動画の放送や、パーソナルコンピュータの高性能化等の要因により、高密度、大容量の光ディスクに対する期待がさらに高まっている。これに対して、波長４００ｎｍ前後の光源と開口数０．８５の対物レンズを組み合わせた光ディスクシステム等が提案され、片面２０ＧＢを超える記録容量を有する光ディスクが実現されている。
【０００４】
上記のように光ディスク装置は、より短波長の光源と、より開口数の大きい対物レンズを用いることで、ディスク上でのデータ記録密度の高密度化を実現してきた。しかしながら上記のような短波長化と高開口数のレンズによる高密度記録へのアプローチは限界が近づいている。そこで、さらにディスク上でのデータ記録密度の高密度化を実現するために、ホログラフィック記録技術が大きな注目を集めている。
【０００５】
図９は、Ｐｓａｌｔｉｓ等によって提案された従来のシフト多重記録方式のホログラム記録再生装置の一例を説明する図であり、該ホログラム光ディスクシステムの光学系の概略構成を示している（例えば、非特許文献１）。
【０００６】
図９に示されるシフト多重記録方式のホログラム記録再生装置９００は、ホログラム記録再生光用のレーザ光源９０１、ビームエキスパンダ９０７、ハーフミラー９０８、ミラー９１０、空間光変調器９０２、フーリエ変換レンズ９０３及び９０４、ホログラム記録媒体９５０、集光レンズ９１２、及び２次元受光素子アレイ９０６を有している。
【０００７】
ホログラム記録再生光用のレーザ光源９０１からの光は，ビームエキスパンダ９０７でビーム径を拡大された後、ハーフミラー９０８で分割される。分割された一方のビームは、ミラー９１０により進行方向を変更されて空間光変調器９０２を通過する。該空間光変調器９０２を通過したビームは、フーリエ変換レンズ９０３により集光され、集光されたビームはホログラム記録媒体９５０上に信号光９２０として照射される。ハーフミラー９０８を透過した他方のビームは、集光レンズ９１２により集光される。集光された他のビームは参照光９２２としてホログラム記録媒体９５０上の信号光９２０の照射位置と同一位置に照射される。
【０００８】
ここで、空間光変調器９０２は、光スイッチを２次元に配列してなる光スイッチ列を有し、入力信号９２３に応じてそれぞれの光スイッチが独立にオン・オフするものであり、各光スイッチは、１ビットの画像情報に相当するセルとなっている。例えば、１０２４セル×１０２４セルの空間光変調器９０２は、１Ｍビットの情報を同時に表示することが可能である。そして、光ビームが空間光変調器９０２を通過する際に、空間光変調器９０２に表示される１Ｍビットの情報は２次元の光ビーム列に変換され、フーリエ変換レンズ９０３により集光される。
【０００９】
また、記録された信号を再生する際には、ホログラム記録媒体９５０に参照光９２２のみが照射される。ホログラム記録媒体９５０からの回折光である再生信号光９２１はフーリエ変換レンズ９０４を通過することにより２次元の光ビーム列に変換され、この光ビーム列が２次元受光素子アレイ９０６上に照射され、再生信号９２４が出力される。
【００１０】
この図９に示されるホログラム記録再生装置９００の特徴は、ホログラム記録層の厚みが約１ｍｍ程度と厚く、従って干渉縞が厚いグレーティング、いわゆるブラッググレーティングとして情報が記録されるので、情報が多重記録できる点である。すなわち、ホログラム記録媒体に対する信号光あるいは参照光の入射角を変えることにより情報が多重記録されるため、ホログラム記録媒体に記録される情報の大容量化が実現される。なお、図９に示されるホログラム記録再生装置９００では、参照光９２２の入射角の変化に代えて、球面波参照光の照射位置がシフトされることによって角度多重記録が実現されている。すなわち、ホログラム記録媒体９５０の媒体面をわずかに回転させて記録位置が媒体進行方向にシフトした際に、参照光の入射角がわずかに変化することによって、ホログラム記録の多重化に利用されている。
【００１１】
上記のようなホログラム記録媒体９５０は、フォトポリマー等のホログラム媒質を封止したホログラム記録層が基材上に形成された構成を有しており、信号光９２０と参照光９２２の干渉縞が該ホログラム記録層に記録される。
【００１２】
しかしながら、ホログラムによる情報の記録または再生が行われる場合、波面再生条件の精度が厳しく、参照光の入射角、あるいは位置の誤差が出力を低下させやすい。このため、ホログラム記録媒体のサーボ及びアドレス検出のためにホログラム記録媒体の基材表面に凹凸パターン等のマーカを形成することが提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１３】
この基材に設けられたマーカにより、記録時には、適正位置で参照光と信号光が高精度にホログラム記録層中で干渉され、生成される干渉縞がホログラム記録層中に記録される。また、再生時には、位置制御光と呼ばれる第３のレーザビームスポットがマーカに集光されることによって、マーカがトレースされ、精度良く記録データが再生される。
【００１４】
上記のように、大容量記録技術としてホログラム記録媒体に注目が集まっているが、実現に向けて多くの課題が残されている。
【００１５】
特許文献１のように、凹凸パターンを有するホログラム記録媒体では、凹凸面のホログラム記録再生光の反射による光量ロス及び凹凸面の反射光によるホログラム記録層の感光を防止する必要がある。また、従来の多層構造の記録層を有する多層型記録媒体では、照射光の焦点面で信号検出されるため、記録再生を行っていない面の凹凸はデフォーカスされノイズとならなかったが、ホログラム記録媒体は従来のような焦点面での信号検出と異なり、厚みを有するホログラム記録層で多重化されたホログラムの記録再生が行われるため、凹凸面で発生する波面ノイズを除去する必要がある。
【００１６】
またさらに、ホログラム記録媒体での情報の多重化は信号光と参照光の入射角度が変更されて行われるだけでなく、記録位置も動かされて情報が記録される。このような場合、ホログラム情報ページはホログラム記録媒体または光学系がホログラム記録媒体の媒体面に沿って移動しながら記録されるため、移動ストロークと凹凸パターンの関係も考慮する必要がある。
【００１７】
また、ホログラム記録媒体は従来の光ディスクとは異なる記録材料が使用されるため、ホログラム媒質に起因する問題も生ずる。すなわち、ホログラム記録層に使用されるホログラム媒質は、光重合性モノマー等を用いるフォトポリマー等からなるため、記録や、温度、湿度等の環境変化によって、ホログラム記録層の膨張あるいは収縮等の形状変化が起きやすい。このため、特許文献１のように、凹凸パターンが予め基材に形成されていても、精確な制御が要求されるホログラム記録再生技術においては、この形状変化により光の入射角の角度制御が困難となる。
【００１８】
上記とは別に、ホログラム記録技術はＣＤやＤＶＤ等と異なる光記録技術が採用されるため、従来の記録再生機器では再生できない。このため、ホログラム記録媒体はホログラム記録再生機器のみでしか使用できないという不便さがある。また、記録再生装置においても、新規な記録媒体と従来の記録媒体との互換性を考慮することが望まれる。
【非特許文献１】D. Psaltis, et. al.,  Holographic storage using shift multiplexing, Optics Letters, Vol 20, No.7, 782-784(1995)
【特許文献１】特開２００２−６３７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は前記した従来の課題を解決するもので、大容量情報記録に用いられる新規かつ有用なホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の内部に形成されており、前記凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有するホログラム記録媒体である。
【００２１】
本発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。ホログラム記録媒体１５０は、基材１７１及び基材１７２からなる基材１７０、基材１７３と、基材１７０及び基材１７３間に保持されたホログラム記録層１６０とを有している。
【００２３】
本実施の形態のホログラム記録媒体は、基材１７０の内部にサーボ情報やアドレス情報等の位置制御のための位置情報等が記録されている凹凸パターン１１０が形成されている。このような凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部に形成されることにより、記録または再生時の位置情報が精確に検出されるため、安定なホログラムの記録再生が行われる。また、光の入射側の基材１７０の外側表面に凹凸パターンが形成されていないため、ホログラム記録再生光が照射された場合に、凹凸や屈折率の差による位相ずれも生じない。なお、図１中、凹凸パターン１１０は図面上判別されやすいように一定長さの矩形状パターンに形成されているが、位置情報の検出が可能なパターンであればその形状は特に限定されない。例えば、光ディスクで使用される凹凸パターンと同様のピット列やグルーブパターン等が用いられてもよい。また、図１では、凹凸パターン１１０は基材１７０の内部に形成されているが、基材１７２がない場合には、ホログラム記録層１６０と基材１７１の間に凹凸パターンが形成されてもよく、光の入射側と反対側の基材１７３の内部に凹凸パターンが形成されてもよい。
【００２４】
本実施の形態において、凹凸パターンの凹凸の高さは位置情報の検出が可能であれば特に限定されないが、通常０．０２〜０．４μｍである。
【００２５】
本実施の形態のホログラム記録媒体は、この凹凸パターン１１０上にホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層１２０が形成されている。このような反射層が設けられることにより、凹凸面でのホログラム記録再生光の反射による光量ロス、凹凸面での反射光によるホログラム記録層の感光、及び凹凸面のノイズが低減される。
【００２６】
上記のような反射層の材料としては、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光よりも長波長の光を反射する材料であれば特に限定されない。具体的には、例えば、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＳ等の誘電体材料からなる多層薄膜が挙げられる。また、シアニン系やアゾ系等の有機色素膜も位置検出光の波長に応じて用いられてもよい。
【００２７】
反射層は、ホログラム記録再生光に対して１％以下の反射率（透過率９９％以上）を有し、位置検出光に対して１０％以上の反射率を有することが好ましい。反射層がホログラム記録再生光に対して１％以下の反射率を有すれば、基材１７１と基材１７２のホログラム記録再生光の界面反射によるノイズとホログラム記録再生時のパワーロスが低減される。また、反射層が位置検出光に対して１０％以上の反射率を有すれば、位置検出光による凹凸パターンの検出が容易となる。
【００２８】
また、反射層はホログラム記録再生光よりもわずかに長波長の光、具体的にはホログラム記録再生光より１０〜５０ｎｍの長波長の光に対して１０％以上の反射率を有することが好ましい。前記反射率が１０％以上の反射層であれば、ホログラム記録層の感光低減効果が得られる。より好ましくは前記波長の光に対する反射率が５０％以上である。５０％以上であれば、感光低減効果が顕著となる。
【００２９】
反射層は、上記のような材料を用いて、蒸着、スパッタリング、スピンコート等の各種成膜法により作製される。例えば、基材内に凹凸パターンが形成される場合、まず射出成形等により所定形状の凹凸パターンを有する基材１７１を形成し、次に、基材１７２の形成前に基材１７１の凹凸面に反射層１２０を成膜して、成膜された反射層１２０上に基材１７２の基材材料が積層されることにより、反射層１２０を有する凹凸パターン１１０が内部に形成された基材１７０が作製される。特に、反射層を誘電体材料が波長オーダの厚みで積層された多層薄膜から構成する場合、各誘電体材料の膜厚等の膜構成はホログラム記録再生光の入射角等により設定される。
【００３０】
なお、図１では、反射層は基材１７１と基材１７２の界面に形成されているが、基材１７２がなく、基材１７１とホログラム記録層１６０の界面に凹凸パターンが形成されている場合には、基材１７１とホログラム記録層１６０の界面に反射層が形成されてもよい。この場合も反射層は、ホログラム記録再生光にして１％以下の反射率と、位置検出光に対して１０％以上の反射率を有することが好ましい。
【００３１】
上記のようなホログラム記録媒体の記録再生において、凹凸パターンを検出し、またホログラム記録再生光への影響を低減するため、位置検出光はホログラム記録再生光よりも長波長の光が用いられる。ホログラム記録再生光として５５０ｎｍ以下の波長の光、例えば５３２ｎｍの波長の光が使用される場合、現行の入手可能な光源で、後述する互換性も考慮すると、ＤＶＤで使用されている６３０〜６７０ｎｍあるいはＣＤで利用されている７７０〜８２０ｎｍの波長の光が位置検出光として好ましい。
【００３２】
凹凸パターンの検出は、位置検出光の焦点位置が凹凸パターンの面となるように光学設計されることにより行われる。位置検出光が凹凸パターンの面上で絞られるため、細かい凹凸パターンによる精度の高い位置検出が可能となる。また、凹凸パターン面が焦点位置であるため、厚み方向の位置検出も同時に行われる。
【００３３】
本発明において、ホログラム記録層１６０は、ホログラムにより情報が記録されている、または記録できる層である。本発明のホログラム記録層は、従来公知のホログラム媒質により作製される。ホログラム媒質としては、具体的には、例えば、光重合性モノマーを用いたフォトポリマー材料、ＬｉＮｂＯ３等の無機フォトリフラクティブ材料、カルバゾール系等の有機フォトリフラクティブ材料、液晶分子材料等が挙げられる。ホログラム記録層の厚みは０．２ｍｍ以上が好ましい。０．２ｍｍ以上のホログラム記録層であれば、大容量の情報が記録できる。
【００３４】
基材１７１〜１７３は従来光ディスクで使用されている公知の基材が用いられる。具体的には、例えば、ホログラム記録再生光を透過する樹脂材料やガラス材料からなる基材が用いられる。これらの中でも、ホログラム記録層の熱及び湿度による変形を防止するため、ホログラム記録層よりも熱収縮係数や熱膨張係数が小さく、かつ、吸湿しにくい材料が好ましい。
【００３５】
基材１７２と基材１７３は、ホログラム記録再生光に対する屈折率がホログラム記録層１６０のそれと略等しいことが好ましい。両基材の屈折率がホログラム記録層の屈折率と略等しければ、ホログラム記録再生光のホログラム記録層と基材との界面反射が低減される。両基材の屈折率が異なる場合は、別途界面にコーティングを設けることが好ましい。
【００３６】
ホログラム記録媒体１５０の外側表面には、ホログラム記録再生光の反射防止層が設けられてもよい。例えば、図１のホログラム記録媒体では、基材１７１及び基材１７３の外側表面に反射防止層が施されてもよい。
【００３７】
また、ホログラム再生光が反射型で読み出される場合は、基材１７３の表面及び内部に再生光反射膜が設けられてもよい。
【００３８】
基材はホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することが好ましい。ホログラム媒質はホログラム記録再生光より短波長の光で感光されやすいため、上記のような特性を有する吸収材料を含有する基材が用いられれば、耐候性能が改善されるとともに、感光による形状変化の発生が抑えられる。
【００３９】
このような吸収材料としては、従来公知の光吸収材料が挙げられ、具体的には、例えば、ケトン系や縮合環系等の有機材料や、カルコゲナイド、チタニア等の無機材料が挙げられる。また、基材の材料自体に吸収性を有する材料が用いられてもよい。
【００４０】
なお、図１ではホログラム記録層１６０の両面に基材１７０及び基材１７３が配置されているが、保護層等がホログラム記録層１６０上に形成される場合には、ホログラム記録層１６０の一面側のみに基材が配置された構造であってもよい。ただし、ホログラム記録層の形状変化を抑えるためにも、両面に基材を有する構造が好ましい。また、ホログラム記録層１６０は基材１７０及び基材１７３上に直接形成されている必要はなく、その間に反射防止層等の他の層が設けられてもよい。
【００４１】
本実施の形態のホログラム記録媒体は、ホログラム記録層１６０を中心として、厚み方向で略対称構造を有することが好ましい。すなわち、ホログラム記録層１６０を中心として他の構成が略同厚みで対向保持されることにより、ホログラム記録層の形状変化が低減される。
【００４２】
図２は、本実施の形態におけるホログラム記録媒体の他の一例を示す断面図である。ホログラム記録媒体２５０は、図１と同様に基材２７０及び基材２７３と、両基材間に保持されたホログラム記録層２６０を有している。
【００４３】
この図２におけるこのホログラム記録媒体２５０は、基材２７０及び基材２７３の両方に凹凸パターン２１０，２１１を有しており、両基材を構成する基材２７１と基材２７５、及び基材２７２と基材２７４は略同厚みで、ホログラム記録層２６０を中心に、厚み方向に対して略対称構造を有している。このように、ホログラム記録媒体が厚み方向に対して略対称構造を有することにより、ホログラム記録層２６０に形状変化が生じた場合、変形量が均一化されてずれが低減される。なお、図２のホログラム記録媒体２５０は、図１と同様に基材２７０及び基材２７３内の両凹凸パターン２１０、２１１はホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光よりも長波長の光を反射する反射層２２０，２２１が形成されている。
【００４４】
また、両反射層２２０，２２１により、ホログラム記録層２６０のホログラム記録再生光よりも長波長の光による感光が防止される。
【００４５】
本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンはコンテンツ情報が記録されていることが好ましい。本発明におけるコンテンツ情報とは、ホログラム記録層に記録されている情報と異なり、ホログラム記録層に記録されている内容を示すインデックス情報や媒体の履歴情報、その他に付加的な音楽や映像等の情報である。このようなコンテンツ情報が凹凸パターンに記録されていれば、ユーザはホログラム情報自体を再生することなく、記録媒体の内容や付加的な音楽や映像等の情報を得ることができる。
【００４６】
凹凸パターンにコンテンツ情報を記録する方法は特に限定されない。例えば、成形等により所定の記録ピットを有する凹凸パターンを作製する方法が用いられる。また、凹凸パターン上にＤＶＤ等で使用される色素等の記録層を形成し、この記録層に所定の記録光によってコンテンツ情報を記録する方法が用いられてもよい。なお、反射層が色素等からなる場合、反射層がコンテンツ情報を記録する記録層として使用されてもよい。このような記録層が形成されれば、個々の記録媒体特有の情報が媒体の作製後に追加できる。
【００４７】
上記のような凹凸パターンにコンテンツ情報が記録されている場合、凹凸パターンはホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成することが好ましい。
【００４８】
ＤＶＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図１におけるｄ１またはｄ２）で０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＤＶＤプレーヤによって凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＤＶＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、６３０〜６７０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。
【００４９】
また、ＣＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図１におけるｄ１またはｄ２）で１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＣＤプレーヤによって凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＣＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、７７０〜８２０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。
【００５０】
上記のような位置に凹凸パターンが形成されることにより、媒体厚み等の他の構成を一致させたホログラム記録媒体であれば、ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤ等の従来公知の記録再生装置によりホログラム記録媒体のコンテンツ情報が確認される。
【００５１】
（実施の形態２）
本実施の形態２に係るホログラム記録媒体は、媒体及び／または光学系を媒体面でシフトして記録位置を変更することによりホログラムが多重記録される場合における改良に関する。
【００５２】
ホログラム記録再生は、空間光変調器により生成されるもしくは受光素子で受光される１つのパターン情報が１ページの情報単位として取り扱われる。具体的には、１ページの情報とは空間光変調器と受光素子で扱われる２次元データ情報であり、１ページ当たりの情報ｂｉｔ数は空間光変調器と２次元受光素子の解像度、符号化条件等により決められる。ホログラム記録再生は、ページ間で参照光の照射条件を変えることによって、異なるページが記録再生される。このホログラム記録再生においては、照射条件を変更するため、ホログラム記録媒体及び／または光学系は記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動される場合がある。
【００５３】
上記において、ホログラム記録再生では移動距離に対して高精度の位置制御が必要とされる。
【００５４】
このため、本実施の形態に係るホログラム記録媒体は、ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンをホログラム記録媒体の表面及び／または内部に有するとともに、凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さく設計されている。
【００５５】
図３は、本実施の形態に係るホログラム記録媒体の媒体面を上から観察した平面図であり、凹凸パターンとホログラム情報ページ位置の関係の一例を示す図である。図中、平行線のパターンは凹凸パターンのグルーブ２０００であり、実線の円はホログラム情報ページ１０００であり、破線の円は隣接するホログラム情報ページ１００１である。この凹凸パターンのピッチはＰ２で示されており、隣接するホログラム情報ページ間の媒体面の最小移動距離（移動ストローク）はＰ１で示されている。このＰ１はホログラム記録媒体及び／または光学系が隣接するホログラム情報ページを記録するために媒体面を移動する距離である。
【００５６】
本実施の形態のホログラム記録媒体は、１つのホログラム情報ページが凹凸パターンを跨るように形成される。また、凹凸パターンと隣接するホログラム情報ページ間の間隔は、Ｐ１＞Ｐ２の関係となるように設計される。図３ではホログラム情報ページ１０００と１００１とは重なって記録されているが、必ずしも重ならなくてもよい。
【００５７】
凹凸パターンは射出成形等により誤差の少ない形状でパターンが形成できるため、移動ストロークよりも小さいピッチを有する凹凸パターンを用いて位置情報が検出されれば、隣接するホログラム情報ページの精確な位置制御が可能となり、ホログラム記録再生時の移動ストロークの誤差が低減され、大容量と記録再生の精確性の両立が達成される。
【００５８】
ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる最小移動距離は、好ましくは凹凸パターンのピッチの３倍以上である。３倍以上であれば、ほぼ精確なホログラム記録再生が可能となる。より好ましくは、最小移動距離は凹凸パターンのピッチの１０倍以上である。最小移動距離が凹凸パターンのピッチの１０倍以上であれば、記録媒体の移動と停止が繰り返されるような場合でも、安定して記録再生される。
【００５９】
なお、本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンはホログラム記録媒体の内部だけでなく、表面に形成されてもよい。表面に凹凸パターンを有する記録媒体でも、上記の関係を有すれば移動ストロークの誤差が低減されるためである。
【００６０】
（実施の形態３）
図４は、本実施の形態３に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。ホログラム記録媒体４５０は、基材４７０、基材４７３と、基材４７０及び基材４７３間に保持されたホログラム記録層４６０とを有している。そして、本実施の形態のホログラム記録媒体は、ホログラム記録層４６０の内部にホログラム記録層の形状の変化を抑制するホログラム固定部４８０を有している。
【００６１】
従来の光ディスクであるＣＤやＤＶＤ等はピットによる反射光の強弱を情報として読み取る方式であるため、入射角が変わっても所定のピットに光が入射されれば記録再生で大きな問題とならない。しかしながら、ホログラムの記録再生は信号光と参照光との干渉パターンによって記録または再生されるため、厳格な角度精度が要求される。このため、ホログラム記録層４６０が温度や湿度の環境条件及び記録条件等により、厚み、長さ、反り等の形状が変化すると、ホログラム記録再生の障害となる。特に、光重合性モノマーを露光し固化することによってホログラムの記録が行われるフォトポリマーをホログラム媒質として含有するホログラム記録層では、ホログラム媒質の状態変化による形状変化が考慮される必要がある。
【００６２】
上記課題を解決するため、本実施の形態のホログラム記録媒体４５０は、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録層の形状変化を抑制するホログラム固定部４８０がホログラム記録層４６０の内部に形成されている。ホログラム固定部４８０がホログラム記録層４６０の内部に形成されることにより、ホログラム記録層４６０が環境変化や記録条件等により形状変化しやすい材料からなる場合であっても、ホログラム記録層のずれが低減され、精確なホログラムの記録再生が行なわれる。また、ホログラム記録再生光がホログラム固定部を透過するため、ホログラムの記録再生も妨げられない。ホログラム固定部のホログラム記録再生光に対する反射率は１％以下（透過率９９％以上）が好ましい。
【００６３】
ホログラム固定部は、ホログラム記録再生光を透過する光学特性を有しており、ホログラム記録層の形状変化を抑制するためにホログラム記録層よりも温度、湿度等に対してより少ない変形量を有していればその材料は限定されない。好ましいホログラム固定部としては、例えば、熱収縮係数、熱膨張係数がホログラム記録層より小さい樹脂材料やガラス材料等からなるホログラム固定部が挙げられる。このようなホログラム固定部は、例えば、樹脂材料の場合、ポリオレフィン等の低複屈折樹脂材料を射出成形することにより、またアクリルやエポキシ等の光または熱硬化型樹脂を硬化することにより作製される。また、ガラス材料の場合には、成形加工によりホログラム固定部が作製されてもよい。
【００６４】
ホログラム固定部は、ホログラム記録層に使用されるホログラム媒質と同種の材料から形成されてもよい。ホログラム媒質からなるホログラム固定部が用いられることにより、ホログラム記録層と屈折率が略等価な材料からなるホログラム固定部がホログラム記録層内に形成されるため、ホログラム記録再生への影響が低減される。このようなホログラム固定部としては、光重合型モノマーを固化したフォトポリマーが挙げられる。例えば、熱及び／またはＵＶ照射によってホログラム記録層のホログラム媒質よりも固化されたフォトポリマーを別途形成し、その固化されたフォトポリマーがホログラム記録層内に配置されることによりホログラム媒質からなるホログラム固定部が作製される。
【００６５】
ホログラム固定部４８０によりホログラム記録層４６０の形状変化が抑制される程度は、大きいほどホログラム記録層の形状変化によるずれが低減されるため好ましい。精確な角度制御の観点からは、ホログラム記録層の形状変化による変化率を０．１％以下に抑えるホログラム固定部が好ましい。なお、ホログラム記録層の形状変化の変化率とは、ホログラム記録層の厚み方向の膨張・収縮変化率、及び面内方向の膨張・収縮変化率を意味するものであり、環境変化や記録による形状変化において、これらの変化率のいずれも０．１％以下が得られることが好ましい。ホログラム記録層の形状変化の変化率は、形状（厚み、長さ、反り）測定により求められる。また、ホログラム記録の回折光でホログラムの干渉縞の角度及び間隔を測定し、変化前の角度及び間隔と比較することにより厚み及び面内方向の変化率を求めてもよい。
【００６６】
ホログラム固定部４８０の形状は、ホログラム記録層４６０の形状変化を抑制できる形状であれば特に限定されない。図４では、ホログラム固定部４８０はホログラム記録層４６０の内部で層構造に形成されているが、例えば、ホログラム記録層４６０の内部にホログラム固定部４８０が柱状に形成されていてもよい。このような柱状のホログラム固定部は、ホログラム記録層を形成後、所定のフォトマスクを介して露光し、ホログラム媒質の一部を固化することによって作製される。
【００６７】
層構造のホログラム固定部の厚みは、特に限定されるものではないが、抑制効果を高めるためにホログラム記録層の厚みの１／２０以上、１／２以下が好ましい。ホログラム固定部の厚みがホログラム記録層の厚みの１／２０以上、１／２以下であれば、環境変化に対する抑制効果が顕著となる。
【００６８】
また、ホログラム記録層４６０の内部におけるホログラム固定部４８０が形成される位置は特に限定されないが、層構造のホログラム固定部が形成される場合、図４に示されるように、ホログラム固定部４８０はホログラム記録層４６０の厚み方向の中心部に配置されることが好ましい。ホログラム固定部４８０がホログラム記録層４８０の厚み方向の中心部に配置されると、上下のホログラム記録層の形状変化が均一に抑制される。また、図４に示されるように、ホログラム記録媒体４５０は厚み方向でホログラム固定部４８０を中心として略対称構造を有することが好ましい。すなわち、図３のホログラム記録媒体は、ホログラム固定部４８０がホログラム記録層４６０の中央部に配置されており、ホログラム記録層４６０は同じ材料、同じ厚みの基材４７０及び基材４７３で挟持されていて、厚み方向に略対称構造となっている。この図４のように、層構造のホログラム固定部４８０がホログラム記録層４６０の中央部に配置されることによって、ホログラム記録層の形状変化が均一に抑制され、ホログラム記録層の形状変化が顕著に抑制される。
【００６９】
本実施の形態のホログラム記録媒体は、ホログラム記録媒体の内部に凹凸パターンを有することが好ましい。図５は、本実施の形態に係るホログラム記録媒体の他の一例を示す断面図である。図５Ａは光入射側の基材内に凹凸パターンが形成されているホログラム記録媒体であり、図５Ｂは両側の基材内に凹凸パターンが形成されているホログラム記録媒体であり、図５Ｃはホログラム固定部の内部に凹凸パターンが形成されている場合である。このような凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部に形成されることにより、記録または再生時の位置情報が精確に検出されるため、さらに精確なホログラムの記録再生が行われる。また、凹凸パターンはホログラム記録媒体の内部に形成されており、光の入射側の基材表面に形成されていないため、ホログラム記録再生光が照射された場合に、凹凸や屈折率の差による位相ずれも生じない。なお、各凹凸パターンの形状は実施の形態１で説明された凹凸パターンと同様のパターンが用いられる。
【００７０】
図５Ａのホログラム記録媒体によれば、ホログラム記録媒体５５０はホログラム固定部５８０をホログラム記録層５６０の内部に有するとともに、基材５７０の内部に凹凸パターン５１０を有しているため、ホログラム記録層５６０の形状変化も少なく、また凹凸パターン５１０で位置情報が検出されるため、記録再生位置が精確に検出される。
【００７１】
また、図５Ｂのホログラム記録媒体も同様に、ホログラム記録媒体５５１はホログラム記録層５６０の両面側の基材５７０及び基材５７３に凹凸パターン５１０を有しているため、ホログラム記録層５６０の形状変化が少なく、また凹凸パターンで位置情報が検出されるため、記録再生位置が精確に検出される。
【００７２】
さらに、図５Ｃのホログラム記録媒体によれば、ホログラム記録媒体５５２はホログラム記録層５６１の内部に配置されたホログラム固定部５８０内に凹凸パターン５１０が形成されているため、ホログラム記録層５６１の形状変化が生じた場合でも、ホログラム固定部５８０とのずれが少なく、記録再生位置が精確に検出される。
【００７３】
上記のような凹凸パターン５１０は実施の形態１で説明されたホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光よりも長波長の光を反射する反射層５２０を有している。このような反射層の形成により、凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部にあっても、精確な位置情報が検出される。反射層は、実施の形態１の反射層と同様に、ホログラム記録再生光に対して１％以下の反射率（透過率９９％以上）を有し、位置検出光に対して１０％以上の反射率を有することが好ましい。
【００７４】
図５Ａ及び図５Ｂの凹凸パターンを有する基材の作製方法は、実施の形態１で説明された従来公知の基材の作製方法が使用される。また、図５Ｃの内部に凹凸パターンを有するホログラム固定部の作製においては、フォトポリマーからなるホログラム固定部が使用される場合、例えば、上述されたホログラム固定部の作製と同様の方法でフォトポリマーを所定パターンを有する型を用いて固化することにより、まず一面側に凹凸パターンを有するホログラム固定部５８１が作製される。次に、反射層５２０がそのホログラム固定部５８１上に成膜される。そして、反射層５２０上でさらにフォトポリマーを固化することによりホログラム固定部５８２が形成され、ホログラム固定部５８０が得られる。
【００７５】
本実施の形態のホログラム記録媒体の記録再生においては、実施の形態１と同様に、ホログラム記録再生光への影響を低減するため、位置検出光はホログラム記録再生光とは異なる波長を有する検出光が好ましい。特に、ホログラム記録層の劣化を防止するため、ホログラム記録再生光よりも長波長の光が好ましい。例えば、ホログラム記録再生光として５５０ｎｍ以下の波長の光、例えば５３２ｎｍの波長の光が使用される場合、現行の入手可能な光源で、互換性も考慮すると、ＤＶＤで使用されている６３０〜６７０ｎｍあるいはＣＤで利用されている７７０〜８２０ｎｍの波長の光が位置検出光として好ましい。
【００７６】
さらに、本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンを有するホログラム記録媒体の場合、実施の形態１と同様に凹凸パターンにコンテンツ情報が記録されていることが好ましい。凹凸パターンにコンテンツ情報が記録されている場合、凹凸パターンはホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成することが好ましい。
【００７７】
ＤＶＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図５Ａ〜Ｃにおけるｄ３またはｄ４）で０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＤＶＤプレーヤによって前記凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＤＶＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、６３０〜６７０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。
【００７８】
また、ＣＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図５Ａ〜Ｃにおけるｄ３またはｄ４）で１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＣＤプレーヤによって前記凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＣＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、７７０〜８２０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。
【００７９】
また、本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンを有するホログラム記録媒体の場合、実施の形態２と同様に、凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことが好ましい。移動ストロークよりも小さいピッチを有する凹凸パターンを用いて位置情報が検出されれば、媒体面での精確な位置制御が可能となり、ホログラム記録再生時の移動ストローク誤差が低減され、大容量と記録再生の精確性の両立が可能となる。
【００８０】
（実施の形態４）
実施の形態４に係るホログラム記録媒体は、従来の記録方式との互換性を目的とするものである。
【００８１】
図６は、本実施の形態４に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。ホログラム記録媒体６５０は、基材６７０、基材６７３と、基材６７０及び基材６７３間に保持されたホログラム記録層６６０とを有している。
【００８２】
本実施の形態のホログラム記録媒体６５０は、ホログラム記録媒体の内部（図６では基材６７３の内部）に凹凸パターン６１０を有しており、その凹凸パターンにはホログラムによる情報の記録または再生を制御する位置情報及びホログラム記録媒体のコンテンツ情報が記録されている。コンテンツ情報とは、実施の形態１と同様の情報である。このようなコンテンツ情報が凹凸パターンに記録されていれば、ユーザはホログラム情報自体を再生することなく、記録媒体の内容や付加的な音楽や映像等の情報を得ることができる。
【００８３】
本実施の形態のホログラム記録媒体における凹凸パターンは実施の形態１と同様のホログラム記録再生光を透過する反射層が形成されていてもよいが、必ずしも必須とするものでない。ホログラムの再生には反射型の再生方式が利用される場合もあるため、ＣＤやＤＶＤ等で使用されているホログラム記録再生光を透過しない銀、アルミニウム等の金属反射膜が形成された凹凸パターンでも、図６に示すようにホログラム記録層の光の入射側と反対側に凹凸パターンが形成されていれば、位置検出光による反射光が得られ、凹凸パターンに記録された情報が再生される。
【００８４】
本実施の形態のホログラム記録媒体の記録再生においては、凹凸パターンを検出し、ホログラム記録再生光への影響を低減するため、位置検出光はホログラム記録再生光とは異なる波長を有する検出光が好ましい。特に、ホログラム記録層の劣化を防止するため、ホログラム記録再生光よりも長波長の光が好ましい。
【００８５】
さらに、本実施の形態のホログラム記録媒体において、凹凸パターンはホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成することが好ましい。
【００８６】
ＤＶＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図６におけるｄ５またはｄ６）で０．５５ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＤＶＤプレーヤによって前記凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＤＶＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、６３０〜６７０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。
【００８７】
また、ＣＤ規格に沿った凹凸パターンがホログラム記録媒体の一面側の表面からの距離（図６におけるｄ５またはｄ６）で１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に配置されることで、従来のＣＤプレーヤによって前記凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。ＣＤプレーヤによる再生を容易にするため、凹凸パターンの反射率は、７７０〜８２０ｎｍの波長の範囲の光に対して１５％以上が好ましい。
【００８８】
次に、本実施の形態のホログラム記録媒体を記録再生するホログラム記録再生装置について説明する。図７は、本実施の形態のホログラム記録媒体を記録または再生するためのホログラム記録再生装置の概略図であり、図８は、図７の部分拡大図である。
【００８９】
図９で説明された構成と同じ構成については説明を省略する。本実施の形態のホログラム記録再生装置は、ホログラムを記録または再生するための信号光及び参照光を出射するホログラム記録再生光用の第１の光源７０１と、ホログラム記録媒体７５０の内部に形成された凹凸パターンに記録されている位置情報及びコンテンツ情報を検出するための位置検出光を出射する位置検出光用の第２のレーザ光源７３１を有している。この位置検出光７３０はホログラム記録再生光（参照光及び信号光）よりも長波長の光が用いられる。例えば、ホログラム記録再生光として波長５３２ｎｍの光が使用される場合、位置検出光として波長６３０〜６７０ｎｍの光が使用される。
【００９０】
位置検出光用の第２のレーザ光源７３１から出射された光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）７３４を透過し、λ／４板７３３で偏光面が調整され、ダイクロイックミラー７３５で進行方向を曲げられ、参照光７２２と合流する。ダイクロイックミラー７３５は、参照光７２２と位置検出光７３０とを同軸の光路にするための素子であり、参照光７２２の波長と位置検出光７３０の波長の違いに対応して、参照光は透過し、位置検出光７３０は反射するよう、薄膜処理が表面に施されている。
【００９１】
折り曲げられた位置検出光７３０は、集光レンズ７１２によりホログラム記録媒体７５０の凹凸パターン面上に集光される。このホログラム記録媒体７５０は、図８に示すように凹凸パターンが光の入射側に位置する基材に形成されており、その凹凸パターン上に反射層が形成されている。この反射層はホログラム記録再生光は透過するが、位置検出光は反射する光学特性を有している。このため、凹凸パターンで反射された光はダイクロイックミラー７３５に戻り、ＰＢＳ７３４で反射され、検出器７３２に達し、信号検出される。
【００９２】
検出器７３２では、凹凸パターンに記録された位置情報の検出の他に、焦点検出法によるホログラム記録媒体の厚み方向の位置検出も同時に行われる。検出器から得られた信号により、ホログラム記録媒体及び光学系の位置や角度の制御が行われ、ホログラム記録再生が安定して行なわれる。また、凹凸パターンにコンテンツ情報信号が記録されている場合、検出器７３２では、位置情報の他に、凹凸パターンからのコンテンツ情報信号も検出される。凹凸パターン上の位置情報とコンテンツ情報の再生は、従来ＤＶＤ等で使用されている公知の方法が用いられる。例えば、位置情報とコンテンツ情報が凹凸パターンの異なる位置に形成される方法や、凹凸パターンの溝形状を位置情報用とし、ピットをコンテンツ情報用として使用する方法が挙げられる。また、色素等からなる反射層が形成される場合には、コンテンツ情報は反射層に記録されてもよい。
【００９３】
なお、図７では位置検出光は参照光と合流してホログラム記録媒体に導かれているが、凹凸パターン上に位置検出光が集光され、その反射光が検出される配置であれば、光学系の配置は特に限定されない。
【００９４】
本実施の形態に係るホログラム記録再生装置では、位置検出光７３０に６３０〜６７０ｎｍの間の波長の光を用いることが好ましい。また、位置検出のための光学系は、位置検出光の焦点がホログラム記録媒体の表面から厚み方向で０．５５〜０．６５ｍｍの間に設定され、集光レンズ７１２のＮＡ（開口数）が０．５〜０．７の間に設定されるように設計されることが好ましい。前記設計条件であれば、ホログラム記録再生装置はホログラム記録媒体のコンテンツ情報信号の再生できるだけでなく、ＤＶＤ規格のディスクの情報も再生できる。
【００９５】
本実施の形態に係るホログラム記録再生装置では、位置検出光７３０に７７０〜８２０ｎｍの間の波長の光を用いることも好ましい。また、位置検出のための光学系は、位置検出光の焦点がホログラム記録媒体の表面から厚み方向で１．１〜１．３ｍｍの間に設定され、集光レンズ７１２のＮＡが０．３５〜０．５５の間に設定されるように設計されることが好ましい。前記設計条件であれば、ホログラム記録再生装置はホログラム記録媒体のコンテンツ情報信号の再生できるだけでなく、ＣＤ規格のディスクの情報も再生できる。
【００９６】
なお、本実施の形態のホログラム記録再生装置は、内部に凹凸パターンを有する他の実施の形態のホログラム記録媒体の記録再生にも適用できる。また、位置検出光を用いて、ＤＶＤ等の従来の光ディスクを再生することもできる。
【００９７】
以上の実施の形態において、ホログラム記録媒体は断面図を用いて説明されたが、平面形状は特に限定されず、ディスク型、カード型、その他の形状であってもよい。またホログラム記録層は、ホログラム技術を用いて情報の記録再生が可能であればよく、再生専用型、追記型、書換え型のいずれの記録媒体でもよい。
【００９８】
以上説明されたように、本発明の一局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、凹凸パターンがホログラム記録媒体の内部に形成されており、凹凸パターンは、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有するホログラム記録媒体である。前記構成によれば、凹凸パターンにより記録または再生時の位置情報が精確に検出されるため、安定なホログラムの記録再生が行われる。また、光の入射側の基材の表面に凹凸パターンが形成されていないため、ホログラム記録再生光が照射された場合に、凹凸や屈折率の差による位相ずれも生じない。そして、凹凸パターン上に反射層が設けられることにより、凹凸面でのホログラム記録再生光の反射による光量ロス及び凹凸面での反射光によるホログラム記録層の感光が防止される。
【００９９】
また、上記記録媒体において、反射層は、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることが好ましい。前記構成によれば、ＣＤやＤＶＤ等の従来の再生機器でも凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。
【０１００】
さらに、上記記録媒体において、ホログラム記録層は２つの基材間に保持されており、前記基材の少なくとも一方の基材は、前記ホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することが好ましい。前記構成によれば、耐候性能が改善されるとともに、感光による形状変化の発生が抑えられる。
【０１０１】
またさらに、上記記録媒体において、ホログラム記録媒体は、ホログラム記録層を中心として、厚み方向に略対称構造を有することが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層の形状変化が低減される。
【０１０２】
本発明の他の局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の表面及び／または内部に形成されており、凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいホログラム記録媒体である。前記構成によれば、凹凸パターンにより位置情報が検出されるとともに、媒体面での精確な位置制御ができ、ホログラム記録再生時の移動ストロークの誤差が低減され、大容量と記録再生の精確性の両立が可能となる。
【０１０３】
本発明のさらなる他の一局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、ホログラム記録層は、ホログラム記録再生光を透過し、ホログラム記録層の形状の変化を抑制するホログラム固定部を内部に有するホログラム記録媒体である。前記構成によれば、ホログラム記録層が環境変化や記録条件等により形状変化しやすい材料からなる場合であっても、ホログラム記録層のずれが低減され、精確なホログラム記録再生が行なわれる。
【０１０４】
また、上記記録媒体において、ホログラム固定部は、層構造を有することが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層の形状変化がさらに低減される。
【０１０５】
さらに、上記記録媒体において、ホログラム記録層は対向する２つの基材の間に保持されていることが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層が２つの基材に保持されるため、ホログラム記録層の形状変化がさらに低減される。
【０１０６】
また、上記記録媒体において、ホログラム固定部は、層構造を有し、ホログラム記録媒体はホログラム固定部を中心として、厚み方向に略対称構造を有することが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層の形状変化が顕著に抑制される。
【０１０７】
また、上記記録媒体において、ホログラム固定部は、樹脂材料、ガラス材料及びホログラム媒質の群から選ばれる少なくとも１種からなることが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録再生光の光量ロスを招くことなく、形状変化のずれが低減される。また、ホログラム媒質がホログラム固定部に使用されることにより、ホログラム固定部との屈折率の差も低減される。
【０１０８】
また、上記記録媒体において、ホログラム記録媒体の内部に凹凸パターンが形成されており、凹凸パターンはホログラム記録再生光を透過し、前記ホログラム記録再生光より長波長の光を反射する反射層を有することが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録層の位置制御が精確に行われる。
【０１０９】
また、上記記録媒体において、凹凸パターンは、基材内に形成されていることが好ましい。前記構成によれば、ホログラム記録再生光の位相ずれが防止される。
【０１１０】
また、上記記録媒体において、ホログラム固定部は、層構造を有し、前記凹凸パターンは前記ホログラム固定部の内部に形成されていることが好ましい。前記構成によれば、ホログラム固定部の内部に凹凸パターンが形成されているため、ホログラム記録層の形状変化が抑制されるとともに、形状変化が生じた場合でもホログラム記録層とホログラム固定部とのずれが低減される。このため、凹凸パターンにより記録再生位置が精確に検出される。
【０１１１】
また、上記記録媒体において、反射層は、ホログラム記録媒体の一面側の表面から０．５５ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下の位置または１．１ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下の位置に形成されていることが好ましい。前記構成によれば、ＣＤやＤＶＤ等の従来の再生機器でも凹凸パターンに記録された情報の再生が可能となる。
【０１１２】
また、上記記録媒体において、凹凸パターンは、ホログラムにより情報の記録再生を制御する位置情報及びホログラム記録媒体のコンテンツ情報が記録されていることが好ましい。前記構成によれば、凹凸パターンを読み取ることにより、従来の再生機器でもホログラム記録媒体のインデックス情報等のコンテンツ情報を確認できる。
【０１１３】
また、上記記録媒体において、基材はホログラム記録再生光よりも短波長の光を吸収する材料を含有することが好ましい。前記構成によれば、耐候性能が改善されるとともに、感光による形状変化の発生が抑えられる。
【０１１４】
また、上記記録媒体において、凹凸パターンのピッチが、ホログラムの記録または再生時に、ホログラム記録媒体及び／または光学系をホログラム記録媒体の媒体面で隣接するホログラム情報ページに移動させる距離よりも小さいことが好ましい。前記構成によれば、凹凸パターンを用いて位置情報が検出されることにより、媒体面での精確な位置制御が可能となり、ホログラム記録再生時の移動ストローク誤差が低減され、大容量と記録再生の精確性の両立が可能となる。
【０１１５】
また、本発明のさらなる他の局面は、基材と、ホログラムによって情報が記録または再生されるホログラム記録層とを有するホログラム記録媒体であって、ホログラム記録再生光よりも長波長の光で検出される凹凸パターンが前記ホログラム記録媒体の内部に形成されており、凹凸パターンは、ホログラムによる情報の記録または再生を制御する位置情報及びホログラム記録媒体のコンテンツ情報が記録されているホログラム記録媒体である。前記構成によれば、ＣＤやＤＶＤ等の従来の再生機器でも凹凸パターンに記録されたコンテンツ情報の再生が可能となる。
【０１１６】
さらに、本発明の他の局面は、内部に凹凸パターンを有するホログラム記録媒体に、ホログラムによる情報の記録または再生をするホログラム記録再生装置であって、ホログラム記録再生光を照射する第１の光源と、ホログラム記録再生光よりも長波長の位置検出光を照射する第２の光源と、第２の光源から凹凸パターンに集光された位置検出光の反射光を検出することにより、凹凸パターンに記録されたホログラムの記録再生に用いられる位置情報及びコンテンツ情報を再生する検出部と、を備えるホログラム記録再生装置である。前記構成によれば、ホログラム記録媒体のコンテンツ情報信号を再生するのと同様にＣＤ規格、ＤＶＤ規格等のディスクの信号も再生できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明に係るホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置は、ホログラム技術を利用して、大容量の情報を記録再生する媒体及び装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１におけるホログラム記録媒体の他の一例を示す断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態２に係るホログラム記録媒体を媒体面上面から観察した平面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態３に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。
【図５】図５Ａ〜Ｃは本発明の実施の形態３に係るホログラム記録媒体の他の一例を示す断面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態４に係るホログラム記録媒体の一例を示す断面図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態４に係るホログラム記録再生装置の構成を示す概略図である。
【図８】図８は図７の部分拡大図である。
【図９】図９は従来のホログラム記録再生装置の構成を示す概略図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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2006093054.tif 000021
2006093054.tif 000022
2006093054.tif 000023
2006093054.tif 000024
2006093054.tif 000025
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