JPH11296902A - 光情報記録媒体および光情報記録方法ならびに光情報再生方法 - Google Patents

光情報記録媒体および光情報記録方法ならびに光情報再生方法

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JPH11296902A
JPH11296902A JP10099755A JP9975598A JPH11296902A JP H11296902 A JPH11296902 A JP H11296902A JP 10099755 A JP10099755 A JP 10099755A JP 9975598 A JP9975598 A JP 9975598A JP H11296902 A JPH11296902 A JP H11296902A
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recording
recording medium
information recording
light
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English (en)
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Yoshihisa Usami
由久 宇佐美
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デバッグや少量出版用に少量のメディアを迅
速に作製するために、光により情報を書き込むことがで
き、次世代の光ディスク装置であるＯＲＯＭを用いて再
生することができる新規な光情報記録媒体と、これを用
いた光情報記録方法および光情報再生方法を提供する。 【解決手段】 基板２の一面に、光を照射し複数のデー
タユニットのデータをそれぞれ光学的に読み取るための
複数のレンズからなるレンズ層４を設け、前記基板２の
他面側に、記録層６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は新規な光情報記録媒
体および光情報記録方法ならびに光情報再生方法に関
し、さらに詳しくは、光により情報を書き込むことがで
き、次世代の光ディスク装置であるＯＲＯＭ（Ｏｐｔｉ
ｃａｌ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）を用いて
再生することができる新規な光情報記録媒体および光情
報記録方法ならびに光情報再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ディスク装置は、回転するディ
スクの上にらせん状または同心円状につながったトラッ
クとして記録された信号をレーザのような単一光で追従
することにより読み取っている。これに対し、次世代の
光ディスク装置として発表されたＯＲＯＭ（Ｏｐｔｉｃ
ａｌ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）は、記録媒
体が方眼ブロックに分割された３２Ｋバイトのデータユ
ニットから構成されており、各データユニットごとにＬ
ＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）と
回折レンズとを配置し、記録データの再生は、各データ
ユニットをＬＥＤで照射し、回折レンズを通して、反射
収集レンズで収集反射され投影されたデータをＣＭＯＳ
（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｙ Ｍ
ｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ）
イメージセンサーにより画像として読み取り、読み取っ
た画像をデジタル化して記録データを取り出すことによ
り行っている。この様にＯＲＯＭでは、記録媒体を静止
させたまま記録データを読み取ることができる。従っ
て、アクセスタイムは１０ｍｓとかなり短く、機械的な
衝撃や振動にも強い。また、可動部を不要としたことに
より、消費電力が少なくて済むばかりか、装置の小型化
も容易である。これらの特徴のため、ＯＲＯＭは次世代
の光ディスク装置として、特に、小型化が要求される組
み込みシステム用、携帯機器用の光ディスク装置として
期待されている。しかし、これらの装置は読み取り専用
であり、またＯＲＯＭ用に提案されている記録媒体も再
生専用である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＯＲＯＭ用の再生専用
の記録媒体としては、片面をデータ層、もう片面を回折
レンズアレイ層とするカード型の記録媒体が提案されて
いる。このカード型の記録媒体はポリカーボネート樹脂
からできており、射出成形等によりデータ層と回折レン
ズアレイ層とが一体として形成される。この記録媒体に
情報を付加するためには、まず、記録信号が記録された
スタンパを作製し、このスタンパを成形機に取り付けて
樹脂を成形して表面に記録領域を形成する必要がある。
しかし、この工程は非常に長く、デバッグを迅速に行う
ことができない。また、少量の記録媒体を作製するに
も、長い工程を経て行う必要があるので時間もコストも
かかることとなる。
【０００４】従って、本発明の目的は、デバッグや少量
出版用に少量のメディアを迅速に作製するために、光に
より情報を書き込むことができ、次世代の光ディスク装
置であるＯＲＯＭを用いて再生することができる新規な
光情報記録媒体と、これを用いた光情報記録方法および
光情報再生方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者等は、上記ＯＲＯ
Ｍ（Ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒ
ｙ）の読み取り原理に着目して、本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明の光情報記録媒体は、基板の一
面に、光を照射し複数のデータユニットのデータをそれ
ぞれ光学的に読み取るための複数のレンズからなるレン
ズ層を備えてなる光情報記録媒体であって、前記基板の
他面側に、記録層を設けてなることを特徴とする。
【０００６】前記記録層には、データユニットを構成す
る各単位が方眼状に区画されて形成されるように記録す
るためのトラッキングガイドを設けられていることが好
ましく、トラッキングガイド上には、方眼状に区画され
て形成される各単位のアドレスを特定するための手段を
備えてなることが好ましい。さらに、トラッキングガイ
ドのピッチが、方眼状に区画されて形成される各単位の
ピッチと同等あるいはそれより小さいことが好ましい。
【０００７】また、本発明の情報記録方法は、基板の一
面に、光を照射し複数のデータユニットのデータをそれ
ぞれ光学的に読み取るための複数のレンズからなるレン
ズ層を備えてなり、前記基板の他面側に、記録層を設け
てなる光情報記録媒体に、記録光を記録層側から照射
し、該記録層に情報を記録することを特徴とするもので
あり、光情報記録媒体を回転駆動させながら記録するこ
とができる。
【０００８】また、本発明の情報記録再生方法は、基板
の一面に、光を照射し複数のデータユニットのデータを
それぞれ光学的に読み取るための複数のレンズからなる
レンズ層を備えてなり、前記基板の他面側に、記録層を
設けてなる光情報記録媒体に、再生光を記録層側から照
射し、透過光を読み取ることにより記録された情報を再
生することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図２（ａ）はＯＲＯＭの記録媒体
である光メモリーカードの構成を示す概略図であり、図
２（ｂ）はデータユニットと回折レンズとＬＥＤの位置
関係を示す概略図である。光メモリーカード１２はその
表面に、データ層１４と回折レンズアレイ層１６とを有
しており、データ層１４には、３２Ｋバイト単位のデー
タユニット２０に区切られた記憶層が格納されている。
一枚の光メモリーカード１２のデータ層１４には約５０
００個のデータユニット２０が設けられている。一個の
データユニット２０には、各単位１００が方眼状に区画
されて形成され、一つのユニットを構成しており、各単
位にピットを形成するかしないかで、１ビットの情報を
記録する。ピットは凹状でも凸状でもよい。記録しよう
とする情報をスタンパ上に形成し、これを成形転写する
ことにより再生専用媒体のピットが記録されている。回
折レンズアレイ層１６にはデータユニット２０と同数の
回折レンズ２２が設けられており、各データユニット２
０には、必ず一つの回折レンズ２２が対応するように配
置されている。また、光メモリーカード１２の中央に
は、再生光を通過させるための透明な領域１８が設けら
れている。
【００１０】図２に示す構成の光メモリーカードを用い
て、ＯＲＯＭがデータを読みだす原理を説明する。図３
はＯＲＯＭの再生原理を示す概念図である。ＯＲＯＭの
光ディスク装置では、光メモリーカード１２が装置内に
挿入された状態で、ＬＥＤアレイ２４の真上に、光メモ
リーカード１２のデータ層１４が重なるようにＬＥＤア
レイ２４が配置されている。ＬＥＤアレイ２４はデータ
ユニット２０と同数のＬＥＤ２６が設けられており、各
データユニット２０には、必ず一つのＬＥＤ２６が対応
するように配置されている。ＬＥＤアレイ２４の中央部
には、ＣＭＯＳイメージセンサー２８が設けられてい
る。また、光メモリーカード１２の上方にはお椀型の反
射収集レンズ２９が配置されている。
【００１１】光メモリーカード１２の記録データの再生
する場合には、目的のデータユニット２０に対応したＬ
ＥＤ２６を発光させてデータユニット２０を照射し、デ
ータユニット２０を通過した光は回折レンズ２２で所定
の方向に曲げられ、お椀型の反射収集レンズ２９で反射
され、反射光はＬＥＤアレイ２４の中央部を通過して、
その下方に配置されたＣＭＯＳイメージセンサー２８に
到達する。イメージセンサー２８上では、データユニッ
トの画像イメージが拡大結像する。この画像イメージを
ＣＭＯＳイメージセンサー２８が、画像として読み取
り、読み取った画像をデジタル化して記録データを取り
出すのである。
【００１２】光による情報の書き込みを可能にするため
には、少なくともＯＲＯＭの記録媒体である光メモリー
カードの構成に記録層を加える必要がある。また、上記
のＯＲＯＭ方式の光ディスク装置で再生するためには、
上述のＯＲＯＭの読み取り原理から、この装置で再生す
るためには、レンズ層を有していることが必要である。
さらに、ＯＲＯＭ方式の光ディスク装置では、静止状態
での再生と、ＣＭＯＳイメージセンサーでの読み取りと
を前提とするため、この装置で再生するためには、記録
情報が方眼状に区画された各単位から形成されるユニッ
トごとに記憶されていることが望ましい。
【００１３】［光情報記録媒体］本発明の光情報記録媒
体は、上記の条件を満たすように設計されている。図１
は、本発明の光情報記録媒体の層構成の一例を示す概略
断面図である。本発明の光情報記録媒体は、基板２と、
基板２の一面に設けられたレンズ層４と、基板２の他面
側に設けられた記録層６とから構成され、記録層６の上
には、通常、保護層８が設けられており、前記レンズ層
４には光を照射し複数のデータユニットのデータをそれ
ぞれ光学的に読み取るための複数のレンズが配置されて
いる。基板２と記録層６との界面には、記録光を誘導す
るためのトラッキングガイドが設けられている。
【００１４】以下、本発明の光情報記録媒体の各構成要
素について説明する。
【００１５】（基板）基板は、従来の光情報記録媒体の
基板として用いられている各種の材料から任意に選択す
ることができる。基板材料としては、例えばガラス；ポ
リカーボネート；ポリメチルメタクリレート等のアクリ
ル樹脂；ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化
ビニル系樹脂；エポキシ樹脂；アモルファスポリオレフ
ィンおよびポリエステルなどを挙げることができる。上
記のものは、所望により併用してもよい。上記材料の中
では、耐湿性、寸法安定性および価格などの点からポリ
カーボネートが好ましい。
【００１６】記録層が設けられる側の基板表面には、平
面性の改善、接着力の向上および記録層の変質防止の目
的で、下塗層が設けられてもよい。下塗層の材料として
は例えば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メ
タクリル酸共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合
体、ポリビニルアルコール、Ｎ−メチロールアクリルア
ミド、スチレン・ビニルトルエン共重合体、クロルスル
ホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニ
ル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミ
ド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、エチレン・酢酸
ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート等の高分子物質；およびシランカップリン
グ剤などの表面改質剤を挙げることができる。下塗層
は、上記物質を適当な溶剤に溶解または分散して塗布液
を調製した後、この塗布液をスピンコート、ディップコ
ート、エクストルージョンコートなどの塗布法を利用し
て基板表面に塗布することにより形成することができ
る。下塗層の層厚は一般に０．００５〜２０μｍの範囲
にあり、好ましくは０．０１〜１０μｍの範囲である。
【００１７】（記録層）記録層は、記録光であるレーザ
光を照射することによって該層の照射された部分の再生
光に対する透過率が変化するという機能を果たすもので
あれば特に制限はなく、レーザ光照射部分の透過率が増
加しても減少してもかまわない。すなわち、レーザ光照
射前後での透過率さえ変化すれば、そのことにより情報
の記録が可能となる。例えば、以下の要因により透過率
が変化するものが含まれる。 １）レーザ光を照射した部分の光の吸収量の増加または
減少 ２）レーザ光を照射した部分の回折光や散乱光の増加ま
たは減少 ３）レーザ光を照射した部分の偏光角の変化（この場合
は、透過後検光手段を通して測定した透過率が変化す
る。） なお、ここでの情報とはディジタル情報でもアナログ情
報でも良いが、ディジタル情報の記録の方が、後にエラ
ー訂正等の情報修復手段を施すことにより正確な記録が
可能となる。レーザ光で透過率が変化する機構を、上述
したが、最終的に再生光に対する透過率が変化して情報
の記録が行えればよく、それぞれの機構は単独で実現し
ても、組み合わせて実現してもよい。透過率が変化した
ときのコントラストは大きい方が好ましい。コントラス
トとは、記録前後の透過率の比であり、記録前の透過率
と記録後の透過率のうち小さい方の透過率を分母にして
計算するものとする。また、記録光であるレーザ光の波
長と再生光の波長とは一致する必要はなく、再生光に対
する透過率が変化すればよく、記録光に対する透過率は
変化してもしなくてもかまわない。しかし、何回にも分
けて記録するようなケースでは、前回までに記録した内
容を、記録機が認識できた方が追記しやすいので記録光
に対する透過率も変化する方が好ましい。
【００１８】具体的には、記録層は色素含有記録層、相
変化記録層、光磁気記録層のいずれかであることが好ま
しく、透過光学系を簡便にするためには色素含有記録層
または相変化記録層であることが好ましく、コントラス
トを大きくするためには色素含有記録層であるのが最も
好ましい。色素含有材料としては、一回に限り書き込み
可能な追記型の光情報記録材料の色素記録層として用い
られている材料を用いることができる。色素は、記録光
を吸収して熱に変え、この熱により色素の分解・蒸発・
昇華等により光の吸収が減少して透過率が変化すること
に寄与をする。また、色素そのものは化学的に変化しな
いが、変形することにより、透過率が変化するものも用
いることができる。変形とは体積収縮等により穴があく
ことも考えられるが、体積膨張等により実質的光学厚さ
が変化して、まわりとの光学的干渉により透過率が変化
するものも含まれる。このような効果を得るために、材
料中に、色素が５％以上含まれているものが好ましい。
【００１９】色素以外に記録層に含まれる材料として
は、バインダ、退色防止剤、密着増加剤、光学調整剤等
が挙げられる。バインダは、膜としての強度を高めるよ
うに働く材料である。バインダとしては、例えば、ゼラ
チン、セルロース誘導体、デキストラン、ロジン、ゴム
などの天然有機高分子物質；およびポリウレタン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブ
チレン等の炭化水素系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン、ポリ塩化ビニル・ポリ酢酸ビニル共重合体
等のビニル系樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリメタク
リル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリビニルアルコー
ル、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂、ブチラール樹
脂、ゴム誘導体、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等
の熱硬化性樹脂の初期縮合物などの合成有機高分子を挙
げることができる。記録層の材料としてバインダを併用
する場合に、バインダの使用量は、色素１００重量部に
対して０．２〜２０重量部、好ましくは、０．５〜１０
重量部、更に好ましくは１〜５重量部である。退色防止
剤とは、一重項酸素クエンチャや酸化防止剤、酸化剤等
が挙げられる。密着増加剤とは、他の層や基板との密着
を高める働きをする材料である。光学調整剤とは、透過
率を再生時に好ましいように増加または減少させたり、
レーザ光の記録時の透過率変化を拡大させたり、記録層
の屈折率を調整したりする材料である。
【００２０】色素含有材料として、書き換え可能な材料
を用いることもできる。例えば、このような材料として
光照射により色変化を起すフォトクロミック材料があ
る。フォトクロミック材料としては、結晶中のカラーセ
ンターを利用した、Ｃａ，Ｎａ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｌ等が
ドープされたＣａＦ2 ，ＮａＦ，ＫＣｌ，ＣａＴｉＯ3
等の結晶、ガラス中の銀イオン、スチルベン、スピロピ
ラン、サリチリデンアニリン等の有機フォトクロミック
材料が挙げられる。光照射により物質の状態変化を誘起
する相変化材料としては、照射光の波長により、非晶質
と結晶との可逆的相変化を起すカルコゲナイドが挙げら
れる。光磁気効果を利用した材料としては、ＭｎＢｉ，
ＭｎＧａＧｅ，ＰｔＣｏ，ＧｄＩＧ，ＣｄＣｏ，ＣｒＯ
2 ，Ｃｏ−Ｐ等が挙げられる。
【００２１】記録層と保護層との間に、トラッキング用
ディテクタにおいて充分な反射光を得るという目的と、
この記録層上に設ける保護層から色素を保護するという
目的の二つの目的から、ＤＣスパッタリング法で形成し
た銀薄膜のような金属層を設けてもよい。
【００２２】（記録層のトラッキング）情報媒体の記録
密度は高い方が好ましい。光記録の場合は、原理的には
光の波長程度まで記録密度を高めることが可能である。
このとき、記録のピッチは１μｍ程度のオーダとなる。
一方、記録装置の２次元走査方法のピッチを１μｍオー
ダにするのは困難である。そのため、記録層に走査ガイ
ドとなる手段を設けて置いて、これをレーザ光が追随す
るような手段を光源の方に設けるのが好ましい。追随の
方法としては、プッシュプル法、３ビーム法、位相差法
等が挙げられる。
【００２３】本発明の光情報記録材料においても、記録
時にレーザ光を誘導するためのトラッキングを行うこと
が好ましく、記録層上にトラッキング用溝またはアドレ
ス信号等の情報を表わす凹凸（プレピット）等のトラッ
キンングガイドを設けることが好ましい。トラッキング
は、ランドトラッキングでもグルーブトラッキングでも
あるいは、ランドグルーブ両方トラッキングやランドグ
ルーブ境界トラッキングでもよいが、ランドトラッキン
グかグルーブトラッキングが好ましく、グルーブトラッ
キングが最も好ましい。また、トラッキングは、サンプ
ルサーボを用いて行うこともできる。その場合、トラッ
キンングガイドとしては、グルーブを形成するのではな
く、プリピット列を形成することになる。
【００２４】トラッキングガイドの光学的深さは記録光
の波長以下が好ましい。更に好ましくは記録光の波長の
３／４以下、最も好ましくは記録光の波長の１／２以下
である。下限は光記録波長の１／２０以上が好ましく、
１／１０以上が更に好ましい。光学的深さは、ランド部
（凸部）とグルーブ部（凹部）で最も反射の大きい界面
部分を基準面として、光源からそれぞれの界面へ到達す
るまでの光路長と、そこから例えば記録時のトラッキン
グ信号用ディテクタまでの光路長を計算して求めること
ができる。光源からディテクタまでの経路の光路長差の
半分の値が光学的深さである。なお、屈折率を考慮し、
媒体内での光路長は屈折率と実長さの積として計算す
る。グルーブが深過ぎると散乱や回折による損失が大き
くなり、反射率や透過率が低下することがある。また、
浅過ぎると、トラッキング信号の振幅が小さくなり、安
定したトラッキングができなくなることがある。
【００２５】トラッキングガイドの幅とは、グルーブト
ラッキングの場合、グルーブの幅のことを指し、ランド
トラッキングの場合ランドの幅を指す。グルーブとラン
ドの境界は、グルーブ深さの半分の部分を基準とする。
トラッキングガイドの幅は、トラッキングガイドのピッ
チの４／５以下が好ましく、３／４以下更に好ましく、
２／３以下が最も好ましい。下限は、トラッキングガイ
ドピッチの１／１０以上が好ましく、１／５以上が更に
好ましく、１／４以上が特に好ましい。また、トラッキ
ングガイドの幅は、ビームスポットの１／ｅ2 幅の２倍
以下が好ましく、１．５倍以下が更に好ましく、１倍以
下が最も好ましい。ガイドの幅が広すぎると、レーザ光
が追従できず、記録ピットが蛇行することになる。
【００２６】トラッキングガイドは、一般の光ディスク
と同様に形成することができる。例えば、所望のトラッ
キングガイドの形状をスタンパ上に形成しておき、この
スタンパを用いて成形することにより、記録層上にトラ
ッキングガイドが形成することができる。
【００２７】記録時のトラッキングは反射によって行う
のが好ましい。本発明の光情報記録媒体には、反対側に
レンズがついており、透過によってトラッキングを行う
場合トラッキングガイドからの信号を正確にとらえるの
が難しい。
【００２８】本発明の光情報記録媒体では、後述するよ
うに、記録時は同心円（又はスパイラル：以後同心円・
スパイラルを両方含めた意味で同心円と呼ぶ）状に行う
ことにより、データユニットを構成する各単位が方眼状
に区画されて形成されるように記録することができ、再
生時はＸＹ座標系で呼び出すことができる。記録ピッチ
となるトラッキングガイドのピッチが、再生時ピッチで
ある各単位のピッチと同等あるいはそれより小さいこと
が好ましく、さらに好ましくは３／４以下、最も好まし
くは１／２以下である。トラッキングガイドのピッチ
が、各単位のピッチより小さければ小さい程、任意の位
置に記録ピットを形成でき、各単位中での位置精度が向
上し、ひいては再生精度が向上する。但し、トラッキン
グガイドのピッチが、記録光であるレーザ波長より小さ
過ぎるとトラッキングが安定して行えなくなることがあ
る。従って、下限としては、記録光であるレーザ波長の
１／５以上が好ましく、１／２以上がさらに好ましい。
この場合は、隣接トラック間に同期信号を入れておくこ
とにより、ＸＹ座標にマップしたとき位置精度が向上
し、再生時にうまく認識できるようになる。そのために
は、ＸＹ座標に対応したマークをトラッキングガイドと
して基板にマークを施しておくのが好ましい。マークは
ウォブルやプリピットといった方式で行うことができ
る。
【００２９】線速制御用のマークはウォブルかプリピッ
トで施すのが好ましい。ウォブルを施しておくと、トラ
ッキング信号が蛇行する。この周波数を一定にするよう
にモータ回転へフィードバック制御をかければ線速一定
か角速度一定の制御を精度良く行うことができる。内周
も外周も同じ周期のウォブルを入れておけば、どこの半
径でも線速一定になる。内周から外周にかけて周期を長
くするようにウォブルを入れてやれば、角速度一定（Ｃ
ＡＶ）の制御が精度良くできる。プリピットの場合も同
様である。ウォブルの周期の変わりに、プリピットの間
隔と読みかえれば上述の内容がプリピットに適用でき
る。ウォブルとプリピット両方を組み合わせて用いるこ
とも可能である。
【００３０】（レンズ層）レンズ層には、光を照射し複
数のデータユニットのデータをそれぞれ光学的に読み取
るための複数のレンズが配置されている。レンズの種類
は、通常の凹レンズ、凸レンズ、ホログラフィックレン
ズ、非球面レンズ等、何でもよいが、成形時に基板上に
形成し易いという点で、回折レンズが好ましい。レンズ
の個数は、記録媒体に記録されたデータの全体を正確に
読み出すために、（記録エリア面積／２ｍｍ2 ）個以上
あることが好ましく、（記録エリア面積／１ｍｍ2 ）個
以上あることが更に好ましく、（記録エリア面積／０．
２ｍｍ2）個以上あることが最も好ましい。また、レン
ズの形態は、フレネル様になっているのが好ましい。フ
レネル凹凸の深さは、最大１ｍｍ以下が好ましく、０．
５ｍｍ以下が更に好ましく、０．２ｍｍ以下が最も好ま
しい。あまり深過ぎると、成形時に充分な転写形成がで
きず、形成不良が起こりやすくなることがある。
【００３１】（保護層）記録層の表面には、記録層等を
物理的および化学的に保護する目的で保護層又は保護板
を設けるのが好ましい。保護層又は保護板に用いられる
材料の例としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ2 、ＭｇＦ 2 、Ｓｎ
Ｏ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の無機物質、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等の有機物質を挙げることがで
きる。
【００３２】記録媒体をカートリッジに入れない場合
は、保護板を設けるのが好ましい。保護板は記録媒体と
一体になるように設置する。何らかの方法で記録媒体に
接着するのが好ましい。内周だけ、外周だけ、内周と外
周、あるいは全面で接着する。接着は接着剤で行っても
よく、はめ込み式にしてもよいが、記録媒体と保護板が
はずれないようになっていることが必要である。保護板
があると、ここに少々のキズがついても、レーザ光を絞
るときには影響がほとんど出ない。保護板の厚さは２ｍ
ｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下が更に好ましく、０．６
ｍｍ以下が最も好ましい。保護板の厚さの下限は、０．
１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上が更に好まし
く、０．３ｍｍ以上が最も好ましい。
【００３３】記録媒体をカートリッジに入れる場合は保
護層を設けるのが好ましい。保護層は、例えば、プラス
チックの押出加工で得られたフィルムを接着剤を介して
記録層の上にラミネートすることにより形成することが
できる。あるいは真空蒸着、スパッタリング、塗布等の
方法により設けられてもよい。また、熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂の場合には、これらを適当な溶剤に溶解して
塗布液を調製したのち、この塗布液を塗布し、乾燥する
ことによっても形成することができる。ＵＶ硬化性樹脂
の場合には、溶剤を使用することなくそのままもしくは
適当な溶剤に溶解して塗布液を調製したのちこの塗布液
を塗布し、ＵＶ光を照射して硬化させることによっても
形成することができる。これらの塗布液中には、更に帯
電防止剤、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤等の各種添加剤を目
的に応じて添加してもよい。保護層の膜厚は１μｍ以上
が好ましく、５μｍ以上がより好ましい。保護層の膜厚
の上限は１００μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がよ
り好ましく、２０μｍ以下が最も好ましい。薄すぎると
充分な保護機能を発揮できなくなることがあり、厚過ぎ
ると膜形成時に収縮が大きくなり媒体が歪んでしまうこ
とがある。
【００３４】本発明の光情報記録媒体の記録光に対する
反射率は、記録中心光波長で１０％以上が好ましく、２
０％以上が更に好ましく、３０％以上が最も好ましい。
記録光に対する反射率の上限は９０％以下が好ましく、
７０％以下が更に好ましく、５０％以下が最も好まし
い。反射率が低過ぎるとトラッキング信号が充分に得ら
れずトラッキングが不安定になることがあり、高過ぎる
と記録層での光吸収や熱変換が充分に行えず、記録感度
が低下してしまうことがある。
【００３５】本発明の光情報記録媒体の再生を透過光に
より行うことを可能にするため、再生光に対する透過率
が高い方が好ましい。再生用の透過光としては、従来、
再生に用いられるレーザ光のような単一波長に限らず、
ある程度のスペクトルをもっった光も用いることができ
る。この再生光スペクトルの中心波長の光で、透過率が
１０％以上あるのが好ましく、３０％以上あるのが更に
好ましく、５０％以上あるのが最も好ましい。例えば、
ディテクタに使用されるＣＭＯＳは感度スペクトルを持
っているため、最も好ましくは、再生光スペクトルとデ
ィテクタ感度スペクトルの積である実用スペクトルのピ
ーク波長の光での透過率が上記範囲に入るのが好まし
い。なお、ここで言う透過率とは、透過率が高い記録部
における透過率である。
【００３６】本発明の光情報記録媒体を回転駆動させて
記録・再生を行う場合には、回転駆動するための回転中
心を設定する手段を設けてなることが好ましい。回転中
心を設定する手段としては、中心にチャッキング用部材
を設けるか、外周にチャッキング用部材を設けるかのい
ずれかが適用できる。中心チャッキング手段としては凹
凸嵌合式が好ましい。凹凸嵌合の手段としては中心穴を
形成しておき、これに記録時スピンドルを挿入する方法
やハブを媒体中心に形成しておき、これに対応するチャ
ックを記録機側に設ける方法が適用できる。外周にチャ
ッキング用手段を設ける場合も凹凸嵌合式が好ましい。
外周端面を凹状部品で受ける形態が好ましい。いずれの
形態を取るにしても、凹凸の精度がトラッキングガイド
の中心に対して充分高い精度で形成されている必要があ
る。そうでないと、基板を回転するときのトラッキング
がうまく追従できなくなってしまう。 基板側のチャッ
キングに供する凹又は凸の中心と、トラッキングガイド
の中心との距離を偏芯として定義する。この偏芯は５０
０μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下が更
に好ましく、１００μｍ以下が最も好ましい。また、こ
の凹凸にはバリが極力ないことが好ましい。バリ高さは
最大でも２００μ以下であり、更に好ましくは１００μ
ｍ以下であり、最も好ましくは５０μｍ以下である。チ
ャッキングの形態は凹凸が全周に渡って嵌合しても、部
分的に嵌合しても良い。また、凹凸の片方または両方が
テーパ状になっていることが好ましい。テーパ状になっ
ていると嵌合の遊びを吸収して、精度良く中心位置を決
めることができる。
【００３７】また、基板が円形でない場合には、アンバ
ランス補正を行うのが好ましい。アンバランス補正の方
法としては、例えば、アンバランス補正用の重りを設置
する等の媒体アンバランス量をキャンセルするような構
造を設けることが挙げられる。
【００３８】本発明の光情報記録媒体には、媒体の下方
に配置したＣＭＯＳイメージセンサーのようなディテク
タにデータを投影するために、媒体の中央部に再生光が
通過できる領域が設けられていることが好ましい。その
領域は、再生光を充分に透過することが好ましく、透過
率は３０％以上が好ましく、５０％以上が更に好まし
く、７０％以上が最も好ましい。透過率は可視光全域に
渡って高い必要はなく、上述実用スペクトルのピーク波
長で、上記透過率を満足すれば良い。
【００３９】［光情報記録方法・光情報記録再生方法］
本発明の光情報記録媒体は、図４に示すように、基板２
に対し、ピックアップ１０により記録層６の側から記録
光を照射し、該記録層６に情報を記録することができ
る。また、記録時には、記録層６からの反射光をピック
アップ１０に内蔵されたトラッキング制御用ディテクタ
により感知し、トラッキングを行うことが好ましい。
【００４０】レーザ光で２次元的に記録する方法には、
ＸＹ描画法と、同心円状（又はスパイラル）描画法とが
あるが、本発明の光情報記録媒体はいずれの方法にも適
用できる。ＸＹ描画法とは、記録媒体又は光源を直交座
標的に動かして２次元的な記録を行う方法である。記録
媒体をＸ方向に動かし、光源をＹ方向に動かすと、違っ
た組み合わせ的な記録も可能である。媒体や光源を動か
すには、直線移動ステージやシリンダ等の直動アクチュ
エータを用いることができる。光源は、光路中にポリゴ
ンミラーやスキャニングミラーによって記録光のみを動
かすことも可能である。同心円状描画法とは、媒体を回
転させておいて光源を半径方向に動かして２次元的な記
録を行う方法である。１回転させた後に１ピッチづつ移
動させても（同心円状）、１回転毎に１〜複数ピッチ動
かすことによってスパイラル状に記録してもかまわな
い。複数ピッチとは、記録スパイラルの間をあけておい
て後に、その間にも記録していく方法である。同心円状
（又はスパイラル）記録時に記録媒体を回転させなが
ら、同時に半径方向に移動させて記録を行うことも可能
である。また、光源のみを移動させて光のスキャニング
によって記録を行うことも可能である。
【００４１】ＯＲＯＭ方式の光ディスク記録装置で再生
する場合は、記録データをＣＭＯＳイメージセンサーに
より画像データとして読み取り、デジタル化することに
より行っている。このＣＭＯＳでは、直行するＸＹ座標
上に素子が並んでいるのが一般的である。従って、情報
記録の形態もＸＹ座標上に各単位が配列されるように、
すなわち、各単位が方眼状に区画されて形成されるよう
に、ＸＹ描画法により行うのが好ましい。しかし、同心
円状描画法により記録を行う方が、記録位置の制御を高
い精度で行える点で好ましい。すなわち、ＸＹ描画法で
ＸＹ方向に記録光をスキャンさせるためには、記録機側
に高精度の位置決め装置を設置する必要があるが、ＸＹ
位置決め装置は、構造が複雑で位置決めの速度が遅い、
これに対して、同心円状描画法の場合は、前述のような
ウォブルを使った回転制御法とトラッキング制御法を適
用すると複雑な装置を用いることなく高精度で位置決め
を行うことができ、位置決めの速度も速い。
【００４２】本発明の光情報記録媒体では、同心円状描
画法により記録を行っても、各単位が方眼状に区画され
た記録形態に記録することが可能である。すなわち、同
心円状に記録する場合のピッチを、再生時ピッチと同等
あるいはそれより小さくすることによって、各単位が方
眼状に区画された形態に記録することができ、問題なく
再生できる。記録ピッチとなるトラッキングガイドのピ
ッチが、再生時ピッチである各単位のピッチと同等ある
いはそれより小さいことが好ましく、さらに好ましくは
３／４以下、最も好ましくは１／２以下である。この状
態を図５によって説明する。図５は、記録のピッチと再
生時ピッチの関係を説明するための概略図である。ここ
で記録のピッチｗが再生時ピッチｒと同等あるいはそれ
より小さければ、ＯＲＯＭ方式の光ディスク記録装置で
も問題なく再生することができ、記録のピッチｗが再生
時ピッチｒに比べて小さければ小さい程、再生精度が向
上するのである。また、画像読み取りの精度をあげるた
めに、情報記録部をたとえばＣＭＯＳ等の再生素子に投
影したときの再生像のピッチを再生素子ピッチと比べた
ときに、再生素子ピッチが再生像のピッチと同じかこれ
よりも狭くなるようにするのが好ましい。ここで問題に
なるのは精度であるが、上述したように、光情報記録媒
体の記録層上に、トラッキングガイドを設けておくこと
で、十分な精度とすることができる。
【００４３】本発明の光情報記録媒体は、従来の光ディ
スク装置のように、回転するディスクの上にらせん状に
つながったトラックとして記録された信号をレーザのよ
うな単一光で追従することにより再生することができる
が、特に、ＯＲＯＭ方式の光ディスク装置によっても再
生することができる点に特徴がある。本発明の光情報記
録媒体に、再生光を記録層側から照射し、透過光を読み
取ることにより記録された情報を再生することができ
る。たとえば、本発明の光情報記録媒体に記録された各
データユニットをＬＥＤ等の再生光源で照射し、レンズ
を透過させ、透過光をＣＭＯＳイメージセンサーにより
画像として読み取り、読み取った画像をデジタル化して
記録データを取り出すことにより記録された情報を再生
することができる。
【００４４】再生用の透過光としては、従来、再生に用
いられているレーザ光のような単一波長よりも、例え
ば、ＬＥＤのような、ある程度のスペクトルをもった光
を用いることが好ましい。
【００４５】色素記録層を用いる場合には、再生時の光
で色素が退色してしまう懸念があるために、再生光のス
ペクトルピークと色素の吸収ピークをずらすのが好まし
い。また、ピークをずらすことで、再生時の透過率を高
くする効果もある。再生感度のみを考えれば、この２つ
のピークを一致させた方がコントラストが高まるが、上
記の通り、再生退色の虞がある場合は、再生光のスペク
トルピークと色素の吸収ピークをずらすのが好ましく、
波長差にして１０ｎｍ以上ピークをずらすのが好まし
く、５０ｎｍ以上が更に好ましく、１００ｎｍ以上が最
も好ましい。但し、コントラストの低下を考慮して、再
生光のスペクトルピークと色素の吸収ピークの波長差
は、最大でも３００ｎｍ以下にするのが好ましく、２０
０ｎｍ以下にするのが更に好ましく、１５０ｎｍ以下に
するのが最も好ましい。
【００４６】
【実施例】以下に本発明の実施例により詳細に説明す
る。
【００４７】［実施例１］表面にスパイラル状のグルー
ブ（トラックピッチ：１．６μｍ、溝幅：１．１μｍ、
溝深さ：０．１８μｍ）を射出成形により形成したポリ
カーボネート基板（直径：１２０ｍｍ、厚さ：１．２ｍ
ｍ、中心穴径：１５ｍｍ、帝人（株）製「パンライトＡ
Ｄ５５０３」）の、グルーブ面とは反対側の面に、レン
ズ層を紫外線硬化樹脂により形成した。この基板上に、
ＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）１００ｍｌに対
して色素「ＯＭ７６」２．７ｇを溶解した塗布液を、グ
ルーブ上の厚さが０．１μｍ、ランド上の厚さが０．２
μｍとなるように、回転数を３００ｒｐｍ〜４０００ｒ
ｐｍまで変化させながらスピンコートにより塗布し、乾
燥して、色素記録層を形成した。なお、ここでは、レー
ザ入射面側から見て、凸状部分のことをグルーブとして
いる。
【００４８】
【化１】
【００４９】次に、色素記録層上に、膜厚１０ｎｍの銀
薄膜からなる金属層をＤＣスパッタリング法で形成し
た。金属層形成後、紫外線硬化樹脂「ＳＤ３１８」（大
日本インキ社製）をスピンコートにより塗布し、その上
から高圧水銀灯により紫外線を照射して硬化させ、層厚
８μｍの保護層を形成し、本発明の光情報記録媒体を得
た。なお、媒体中央部の透過率を充分に得るために、色
素記録層、金属層、および保護層は、半径２０ｍｍより
外側にのみ形成した。
【００５０】得られた光情報記録媒体に、パルステック
社製「ＤＤＵ１０００」を用い、波長７８１ｎｍ、ウォ
ブルでの等線速度１．２ｍ／ｓで記録ピットを形成し
た。媒体を一回転させて書き込むと、約１μｍ幅の線状
のピットが任意の角度で断続的に設けられる。これを隣
のトラック、さらに隣のトラックと繰り返すことによっ
て、図６に示すような、各単位が約０．１ｍｍ角のドッ
ト状のピットからなる方眼状に区画されたユニットを形
成することができた。
【００５１】この記録済の光情報記録媒体を、図７に示
す再生装置を用いて観察した。図７に示す再生装置は、
ＬＥＤ３０と反射鏡３２とＣＣＤカメラ３４とから構成
されている。この装置に記録済の光情報記録媒体１０１
をセットし、記録部分３６に対応した位置をＬＥＤ３０
で下方から照射し、記録部分３６に対応する位置に形成
されたレンズ３８を通し、透過光を媒体の上方に配置し
た反射鏡３２で媒体の中心に設けた穴を通して、ＣＣＤ
カメラ３４で受像したところ、各格子ごとに記録ドット
の有無が識別でき、充分な解像度の画像を得ることがで
きた。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、デバッグや少量出版用
に少量のメディアを迅速に作製するために、光により情
報を書き込むことができ、従来の回転方式の光ディスク
装置で再生できることはもちろん、次世代の光ディスク
装置であるＯＲＯＭを用いても再生することができる新
規な光情報記録媒体と、これを用いた光情報記録方法お
よび光情報再生方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光情報記録媒体の層構成の一例を示す
概略断面図である。
【図２】（ａ）はＯＲＯＭの記録媒体である光メモリー
カードの構成を示す概略図であり、（ｂ）はデータユニ
ットと回折レンズとＬＥＤの位置関係を示す概略図であ
る。
【図３】ＯＲＯＭの再生原理を示す概念図である。
【図４】本発明の光情報記録媒体の記録方法を説明する
ための概念図である。
【図５】記録のピッチと再生時ピッチの関係を説明する
ための概略図である。
【図６】方眼状に区画されて形成された記録形態を示す
概略図である。
【図７】実施例で用いた再生装置を示す概略断面図であ
る。
【符号の説明】
ｗ 記録のピッチ ｒ 再生時ピッチ ２ 基板 ４ レンズ層 ６ 記録層 ８ 保護層 １０ ピックアップ １２ 光メモリーカード １４ データ層 １６ 回折レンズアレイ層 １８ 透明領域 ２０ データユニット ２２ 回折レンズ ２４ ＬＥＤアレイ ２６，３０ ＬＥＤ ２８ ＣＭＯＳイメージセンサー ２９ 反射収集レンズ ３２ 反射鏡 ３４ ＣＣＤカメラ ３６ 記録部分 ３８ レンズ １００ 一単位 １０１ 光情報記録媒体

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板の一面に、光を照射し複数のデータ
    ユニットのデータをそれぞれ光学的に読み取るための複
    数のレンズからなるレンズ層を備えてなる光情報記録媒
    体であって、前記基板の他面側に、記録層を設けてなる
    ことを特徴とする光情報記録媒体。
  2. 【請求項２】 前記記録層に、データユニットを構成す
    る各単位が方眼状に区画されて形成されるように記録す
    るためのトラッキングガイドを設けてなる請求項１に記
    載の光情報記録媒体。
  3. 【請求項３】 前記トラッキングガイド上に、方眼状に
    区画されて形成される各単位のアドレスを特定するため
    の手段を備えてなる請求項２に記載の光情報記録媒体。
  4. 【請求項４】 前記トラッキングガイドのピッチが、方
    眼状に区画されて形成される各単位のピッチと同等ある
    いはそれより小さい請求項２または３に記載の光情報記
    録媒体。
  5. 【請求項５】 前記トラッキングガイドの形状が、同心
    円状またはスパイラル状である請求項２から４までのい
    ずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  6. 【請求項６】 前記トラッキングガイドの光学的深さ
    が、記録光の波長以下である請求項２から５までのいず
    れか一項に記載の光情報記録媒体。
  7. 【請求項７】 前記トラッキングガイドの幅が、トラッ
    キングガイドのピッチの４／５以下である請求項２から
    ６までのいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  8. 【請求項８】 前記トラッキングガイド上に、記録線速
    度を制御するための手段を備えてなる請求項２から７ま
    でのいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  9. 【請求項９】 前記記録層の表面に、保護層又は保護板
    を設けてなる請求項１から８までのいずれか一項に記載
    の光情報記録媒体。
  10. 【請求項１０】 回転駆動するための回転中心を設定す
    る手段を設けてなる請求項１から９までのいずれか一項
    に記載の光情報記録媒体。
  11. 【請求項１１】 前記記録層側から再生光を照射した場
    合の透過率が１０％以上である請求項１から１０までの
    いずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  12. 【請求項１２】 前記記録層側から記録光を照射した場
    合の反射率が１０％以上である請求項１から１１までの
    いずれか一項に記載の光情報記録媒体。
  13. 【請求項１３】 再生光が通過できる領域を設けてなる
    請求項１から１２までのいずれか一項に記載の光情報記
    録媒体。
  14. 【請求項１４】 基板の一面に、光を照射し複数のデー
    タユニットのデータをそれぞれ光学的に読み取るための
    複数のレンズからなるレンズ層を備えてなり、前記基板
    の他面側に、記録層を設けてなる光情報記録媒体に、記
    録光を記録層側から照射し、該記録層に情報を記録する
    ことを特徴とする光情報記録方法。
  15. 【請求項１５】 前記光情報記録媒体を回転駆動させな
    がら、記録光を記録層側から照射し、該記録層に情報を
    記録することを特徴とする請求項１４に記載の光情報記
    録方法。
  16. 【請求項１６】 基板の一面に、光を照射し複数のデー
    タユニットのデータをそれぞれ光学的に読み取るための
    複数のレンズからなるレンズ層を備えてなり、前記基板
    の他面側に、記録層を設けてなる光情報記録媒体に、再
    生光を記録層側から照射し、透過光を読み取ることによ
    り記録された情報を再生することを特徴とする光情報再
    生方法。
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