JP2769393B2 - 立体光記録装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】光パルスあるいは光波連を、光強
度に依存して屈折率の変化する材質より成る立体光記録
媒体中の３次元の所定の位置で、記録すべき情報に従っ
て会合させ、屈折率変化部を形成して情報を記録あるい
は追記する立体光記録装置に関する。
度に依存して屈折率の変化する材質より成る立体光記録
媒体中の３次元の所定の位置で、記録すべき情報に従っ
て会合させ、屈折率変化部を形成して情報を記録あるい
は追記する立体光記録装置に関する。
【０００２】
【背景技術】コンパクトディスクやレーザディスクで代
表される情報の記録あるいは追記する従来の光記録技術
においては、円盤状の光記録媒体の表面にピットを記録
する方式がある。この光記録方式はレーザ光を集光し光
吸収エネルギーの熱作用を利用して、ピットを形成する
ものである。さらに、書換え可能な光磁気ディスクも知
られており、この光記録方式はレーザの熱作用と磁気回
転作用を利用し、やはり記録膜表面に磁気反転ドメイン
として記録するものである。
表される情報の記録あるいは追記する従来の光記録技術
においては、円盤状の光記録媒体の表面にピットを記録
する方式がある。この光記録方式はレーザ光を集光し光
吸収エネルギーの熱作用を利用して、ピットを形成する
ものである。さらに、書換え可能な光磁気ディスクも知
られており、この光記録方式はレーザの熱作用と磁気回
転作用を利用し、やはり記録膜表面に磁気反転ドメイン
として記録するものである。
【０００３】これらはいづれも、２次元記録媒体であ
り、単一の光ビームの集光を記録すべき情報に従って記
録媒体表面に断続的に走査し、光記録する装置である。
他方、特開平２−２１０６２７号公報において、光導波
路を３次元的に積層し光記録媒体とし、対物レンズの集
光性を利用してかかる光導波路に記録された屈折率不連
続部から情報を再生する光記録再生装置が開示されてい
る。かかる光記録方法では、相変化部として屈折率不連
続部を単に対物レンズの焦点深度長によって記録される
のみで、深度長以下に空間分解能をあげて記録すること
は一般に困難である。屈折率不連続部を光導波路内の凹
凸として予め作製される場合もあるが、この場合、後か
ら情報を追加して記録することはできなかった。
り、単一の光ビームの集光を記録すべき情報に従って記
録媒体表面に断続的に走査し、光記録する装置である。
他方、特開平２−２１０６２７号公報において、光導波
路を３次元的に積層し光記録媒体とし、対物レンズの集
光性を利用してかかる光導波路に記録された屈折率不連
続部から情報を再生する光記録再生装置が開示されてい
る。かかる光記録方法では、相変化部として屈折率不連
続部を単に対物レンズの焦点深度長によって記録される
のみで、深度長以下に空間分解能をあげて記録すること
は一般に困難である。屈折率不連続部を光導波路内の凹
凸として予め作製される場合もあるが、この場合、後か
ら情報を追加して記録することはできなかった。
【０００４】以上の従来技術は、２次元記録媒体にあっ
ては記録膜面密度をあげることには物理的限界があり、
また、従来の光記録方法では３次元記録は不可能であ
り、他方、対物レンズ焦点深度を利用する方法では空間
分解能をあげることが出来ない等の問題点があった。
ては記録膜面密度をあげることには物理的限界があり、
また、従来の光記録方法では３次元記録は不可能であ
り、他方、対物レンズ焦点深度を利用する方法では空間
分解能をあげることが出来ない等の問題点があった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上記従来の問題点を解決する
ものであり、その目的は、光強度に依存して屈折率の変
化する立体記録媒体を用い、光パルスあるいは光波連を
立体記録媒体中の３次元の所定の位置で会合させること
により、記録すべき情報を離散的な屈折率分布として３
次元に高密度で記録できる立体光記録装置を提供するこ
とにある。
ものであり、その目的は、光強度に依存して屈折率の変
化する立体記録媒体を用い、光パルスあるいは光波連を
立体記録媒体中の３次元の所定の位置で会合させること
により、記録すべき情報を離散的な屈折率分布として３
次元に高密度で記録できる立体光記録装置を提供するこ
とにある。
【０００６】
【発明の構成】本発明は、上記課題を解決するため、光
の強度に依存し屈折率が変化する材質から成る立体の記
録媒体を装填する手段と、高コヒーレントな光パルスあ
るいは部分コヒーレントな光波連を発生する手段と、前
記光パルスを２分割し、かつ前記記録媒体中に対向伝搬
させ３次元の所定の空間位置で会合させる手段と、前記
記録媒体中に光ビームを集光し平行光束化する手段と、
前記光パルスの会合位置を記録すべき情報に応じて離散
的に走査し立体的に記録する手段とを設けている。
の強度に依存し屈折率が変化する材質から成る立体の記
録媒体を装填する手段と、高コヒーレントな光パルスあ
るいは部分コヒーレントな光波連を発生する手段と、前
記光パルスを２分割し、かつ前記記録媒体中に対向伝搬
させ３次元の所定の空間位置で会合させる手段と、前記
記録媒体中に光ビームを集光し平行光束化する手段と、
前記光パルスの会合位置を記録すべき情報に応じて離散
的に走査し立体的に記録する手段とを設けている。
【０００７】
【発明の作用】すなわち、本発明は光強度に依存して屈
折率が高く変化する光解離あるいは光重合性ポリマー等
の材質を立体光記録媒体とする。さらに、本発明は、レ
ーザ発振器から発せられたコヒーレントな一対の光パル
スあるいは光波連を、この立体光記録媒体中で会合させ
て、会合位置の光強度が２倍となりかつ干渉縞が形成さ
れ、会合位置の媒体材質が背景材質に対して変化し屈折
率が高くなることにより、光メモリとなることを可能と
している。何故なら、この屈折率の高くなった部分は、
読み取り用の光照射に対して光反射を生じ、その反射光
の有無が信号として再生できるからである。しかも、本
発明によれば、会合位置を記録すべき情報に従って３次
元に離散的又は間歇的に走査し、高密度にかつ立体的に
記録できるため、一枚の盤面の面積に制約されることな
く、高密度立体記録が可能となる。さらに、数ピコ秒の
パルスやコヒーレンス長数十ミクロン以下の光波連を用
いることにより、対物レンズ焦点深度長に依存せずに、
立体光記録媒体内に数十ミクロン以下の単位立方体毎に
１ビットのメモリを記録できる。従って、光パルスある
いは光波連を、屈折率変化媒体中で会合させる手段によ
り、従来に比べて非常な大容量の光記録媒体を実現可能
にすると共に、一時書き込みあるいは追記型光記録を立
体的に実現可能にするものである。
折率が高く変化する光解離あるいは光重合性ポリマー等
の材質を立体光記録媒体とする。さらに、本発明は、レ
ーザ発振器から発せられたコヒーレントな一対の光パル
スあるいは光波連を、この立体光記録媒体中で会合させ
て、会合位置の光強度が２倍となりかつ干渉縞が形成さ
れ、会合位置の媒体材質が背景材質に対して変化し屈折
率が高くなることにより、光メモリとなることを可能と
している。何故なら、この屈折率の高くなった部分は、
読み取り用の光照射に対して光反射を生じ、その反射光
の有無が信号として再生できるからである。しかも、本
発明によれば、会合位置を記録すべき情報に従って３次
元に離散的又は間歇的に走査し、高密度にかつ立体的に
記録できるため、一枚の盤面の面積に制約されることな
く、高密度立体記録が可能となる。さらに、数ピコ秒の
パルスやコヒーレンス長数十ミクロン以下の光波連を用
いることにより、対物レンズ焦点深度長に依存せずに、
立体光記録媒体内に数十ミクロン以下の単位立方体毎に
１ビットのメモリを記録できる。従って、光パルスある
いは光波連を、屈折率変化媒体中で会合させる手段によ
り、従来に比べて非常な大容量の光記録媒体を実現可能
にすると共に、一時書き込みあるいは追記型光記録を立
体的に実現可能にするものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は第１の実施例を示す。立体光記録媒
体１ａは、その内部に通過する光の光強度に応じて屈折
率の変化する材質からなり、光を媒体内へ反射し戻すた
めの反射体１ｂが光入射面の反対側に接着されている平
行平板である。図では板状の立体光記録媒体及び反射体
の一部を拡大してその断面が示されている。立体記録媒
体の全体の形状は、厚みのあるディスク型、箱型、カー
ド型など何れの形態にも構成できる。発光素子２は高コ
ヒーレントな光パルスあるいは部分的にコヒーレントな
光波連を発生するものである。例えば、高コヒーレント
な光パルスを発する発光素子はモードロックピコ秒パル
ス紫外レーザ発振器で構成され、部分的にコヒーレント
な光波連を発する発光素子は広帯域高輝度紫外光源で構
成されている。この発光素子２から発生される光ビーム
の光軸上には、ビームスプリッタ３が配置され、２分割
された第１の光の光軸上には固定ミラー４が配置され、
２分割された第２の光の光軸上には可動ミラー５とその
駆動機構部６が配置されている。駆動機構部６は、記録
すべき情報に応じて駆動信号を発生するコントロール信
号発生器７によって駆動される。例えば、図示するマイ
ケルソン型配置における各部材の光軸は、光発生素子２
からの光パルスがビームスプリッタ３で２分割され、固
定ミラー４と可動ミラー５で反射されて、ビームスプリ
ッタ３によって重ね合わされるように、配置されてい
る。重ね合わされた光軸上には、光ビームを集光し平行
光束にする対物レンズ８が配置されている。光パルスは
図示する直交ＸＹＺ軸のＺ軸方向へ、すなわち立体光記
録媒体１ａに垂直に入射される。
て説明する。図１は第１の実施例を示す。立体光記録媒
体１ａは、その内部に通過する光の光強度に応じて屈折
率の変化する材質からなり、光を媒体内へ反射し戻すた
めの反射体１ｂが光入射面の反対側に接着されている平
行平板である。図では板状の立体光記録媒体及び反射体
の一部を拡大してその断面が示されている。立体記録媒
体の全体の形状は、厚みのあるディスク型、箱型、カー
ド型など何れの形態にも構成できる。発光素子２は高コ
ヒーレントな光パルスあるいは部分的にコヒーレントな
光波連を発生するものである。例えば、高コヒーレント
な光パルスを発する発光素子はモードロックピコ秒パル
ス紫外レーザ発振器で構成され、部分的にコヒーレント
な光波連を発する発光素子は広帯域高輝度紫外光源で構
成されている。この発光素子２から発生される光ビーム
の光軸上には、ビームスプリッタ３が配置され、２分割
された第１の光の光軸上には固定ミラー４が配置され、
２分割された第２の光の光軸上には可動ミラー５とその
駆動機構部６が配置されている。駆動機構部６は、記録
すべき情報に応じて駆動信号を発生するコントロール信
号発生器７によって駆動される。例えば、図示するマイ
ケルソン型配置における各部材の光軸は、光発生素子２
からの光パルスがビームスプリッタ３で２分割され、固
定ミラー４と可動ミラー５で反射されて、ビームスプリ
ッタ３によって重ね合わされるように、配置されてい
る。重ね合わされた光軸上には、光ビームを集光し平行
光束にする対物レンズ８が配置されている。光パルスは
図示する直交ＸＹＺ軸のＺ軸方向へ、すなわち立体光記
録媒体１ａに垂直に入射される。
【０００９】上記構成において、固定ミラー４と可動ミ
ラー５とは、ビームスプリッター３からの固定ミラー４
までの距離に対し、可動ミラー５までの相対距離が長く
なるように可動ミラー５を移動させ、例えば光路差Ｌを
作る。その結果、２分割された第１及び第２の光パルス
はそれぞれ反射し、重ね合わされた光軸上を伝搬する
時、固定ミラー４からの第１の反射パルスが時間的に先
行し、可動ミラー５からの第２の反射パルスは時間Ｔ＝
２Ｌ／ｃ（ｃは光速）だけ遅れる。第１及び第２の反射
パルスは、それぞれ立体光記録媒体１ａに入射する。第
１の反射パルスは、反射体１ｂによって反射され元の光
路を戻り、後続の第２の光パルスと途中で会合する。第
１及び第２の両光パルスの会合位置は、反射体１ｂより
Ｌ／ｎ（ｎは立体記録媒体１ａの屈折率）の所定の位置
で会合する。立体記録媒体１ａの厚みＤよりＬ／ｎを短
く設定することにより、第１及び第２の光パルスの会合
位置を常に媒体内に設定できる。このように、可動ミラ
ー５の移動距離を記録すべき情報に従って適宜制御する
ことによって、光路差Ｌを離散的に設け、第１及び第２
の光パルスの会合位置を記録すべき情報の有無に応じて
決め、会合位置に生じる屈折率変化部を光メモリとして
記録又は形成する。
ラー５とは、ビームスプリッター３からの固定ミラー４
までの距離に対し、可動ミラー５までの相対距離が長く
なるように可動ミラー５を移動させ、例えば光路差Ｌを
作る。その結果、２分割された第１及び第２の光パルス
はそれぞれ反射し、重ね合わされた光軸上を伝搬する
時、固定ミラー４からの第１の反射パルスが時間的に先
行し、可動ミラー５からの第２の反射パルスは時間Ｔ＝
２Ｌ／ｃ（ｃは光速）だけ遅れる。第１及び第２の反射
パルスは、それぞれ立体光記録媒体１ａに入射する。第
１の反射パルスは、反射体１ｂによって反射され元の光
路を戻り、後続の第２の光パルスと途中で会合する。第
１及び第２の両光パルスの会合位置は、反射体１ｂより
Ｌ／ｎ（ｎは立体記録媒体１ａの屈折率）の所定の位置
で会合する。立体記録媒体１ａの厚みＤよりＬ／ｎを短
く設定することにより、第１及び第２の光パルスの会合
位置を常に媒体内に設定できる。このように、可動ミラ
ー５の移動距離を記録すべき情報に従って適宜制御する
ことによって、光路差Ｌを離散的に設け、第１及び第２
の光パルスの会合位置を記録すべき情報の有無に応じて
決め、会合位置に生じる屈折率変化部を光メモリとして
記録又は形成する。
【００１０】上記の記録工程を、発光素子２より出射さ
れた１つの光パルスによる第１番目のものとして、光路
差Ｌ１に対応する所定の第１番目の会合位置一点で行
い、次に第２番目の光パルスを発光素子２より出射さ
せ、光路差を変えた光路差Ｌ２とし第２番目の会合位置
で記録を行う。かくして、第３番目，第４番目……と光
パルスを適宜間隔で間歇的に出射させ、順次記録を３次
元の立体記録媒体中で実行する。このように、複数の会
合部分の数は、発光素子からの間歇的光パルスに応じて
形成され、会合部分の位置は、記録すべき情報に従った
可動ミラー５の移動により時間的遅延を反射光パルスに
与えることによって、記録すべき情報の有無に応じて形
成される。
れた１つの光パルスによる第１番目のものとして、光路
差Ｌ１に対応する所定の第１番目の会合位置一点で行
い、次に第２番目の光パルスを発光素子２より出射さ
せ、光路差を変えた光路差Ｌ２とし第２番目の会合位置
で記録を行う。かくして、第３番目，第４番目……と光
パルスを適宜間隔で間歇的に出射させ、順次記録を３次
元の立体記録媒体中で実行する。このように、複数の会
合部分の数は、発光素子からの間歇的光パルスに応じて
形成され、会合部分の位置は、記録すべき情報に従った
可動ミラー５の移動により時間的遅延を反射光パルスに
与えることによって、記録すべき情報の有無に応じて形
成される。
【００１１】光強度に依存して屈折率が変化する光解離
あるいは光重合などに基づく光誘起屈折率変化材質や２
光子吸収材質から成る記録媒体に光ビームが入射する
と、入射部分の屈折率が入射光強度に比例して変化し高
くなる。光誘起屈折率変化材質としては、既に感光材と
して知られている環化ポリイソプレン＋ビスアジドやポ
リメタクリル酸メチル系のものや、ＧｅＯ2ドープガラ
ス等があり、これらは光の強度に依存して質的変化を生
じ、光照射部に光屈折率部が誘起される。２光子吸収材
質は、通常の吸収媒質が１個の光子エネルギーｈν
（ｈ：プランクの定数、ν：光の振動数）を吸収して電
子あるいは分子が高いエネルギー状態へ遷移し光の吸収
が生じるのに対して、同時に２個の光子エネルギーを吸
収して電子遷移等が生じ光吸収が起こる物質である。こ
の時、異なる周波数の２個の光子エネルギーを吸収する
ものを異周波２光子媒質と言う。また、一旦、１光子を
吸収して高いエネルギー状態にある電子あるいは分子
が、さらに他の１光子（周波数が異なっていてもよい）
を吸収して、さらに高いエネルギー状態に達するものを
２段階吸収媒質と言う。この様な材料としては、メタル
フリーテトラフェニルポルフィンやハロゲン化アントラ
セン、さらにはＣｄＳ，ＧｅＯ2ドープガラスやカルコ
ゲンガラスなどである。
あるいは光重合などに基づく光誘起屈折率変化材質や２
光子吸収材質から成る記録媒体に光ビームが入射する
と、入射部分の屈折率が入射光強度に比例して変化し高
くなる。光誘起屈折率変化材質としては、既に感光材と
して知られている環化ポリイソプレン＋ビスアジドやポ
リメタクリル酸メチル系のものや、ＧｅＯ2ドープガラ
ス等があり、これらは光の強度に依存して質的変化を生
じ、光照射部に光屈折率部が誘起される。２光子吸収材
質は、通常の吸収媒質が１個の光子エネルギーｈν
（ｈ：プランクの定数、ν：光の振動数）を吸収して電
子あるいは分子が高いエネルギー状態へ遷移し光の吸収
が生じるのに対して、同時に２個の光子エネルギーを吸
収して電子遷移等が生じ光吸収が起こる物質である。こ
の時、異なる周波数の２個の光子エネルギーを吸収する
ものを異周波２光子媒質と言う。また、一旦、１光子を
吸収して高いエネルギー状態にある電子あるいは分子
が、さらに他の１光子（周波数が異なっていてもよい）
を吸収して、さらに高いエネルギー状態に達するものを
２段階吸収媒質と言う。この様な材料としては、メタル
フリーテトラフェニルポルフィンやハロゲン化アントラ
セン、さらにはＣｄＳ，ＧｅＯ2ドープガラスやカルコ
ゲンガラスなどである。
【００１２】材質によっては、臨界強度以上の入射光に
対して屈折率が変化する。この様な記録媒体に光パルス
が入射し会合する時、その会合位置に屈折率変化部が記
録される原理を図２で説明すると次のようになる。光ビ
ームの光軸をＺ軸に取ると、図２（ａ）に示すように会
合する２つの第１及び第２の光パルスＡ，Ａ’は、Ｚ軸
の正負の方向にそれぞれ対向伝搬する。各光パルスの伝
搬に伴って記録媒体中に屈折率変化Δｎ（ｚ）（曲線
Ｂ）を与えた部分を形成する。両光パルスが会合するに
つれ、図２（ｂ）と図２（ｃ）とに示すように会合部分
ＡＡ’の光パルスの光強度が高まり、同時に干渉が生
じ、その光強度は波うって分布する。その結果、図２
（ｄ）に示すように記録媒体に前述の屈折率変化部分が
生じ、光パルスＡ，Ａ’が互いを通りすぎた後も屈折率
の高い部分Ｂ’が記録されて残る。光パルスビームＡ，
Ａ’の伝搬し通りすぎた部分は高屈折率部Ｂ’が生じ、
光パルスの会合部分にはさらに高い屈折率変化部Ｃ（エ
ンベロープ）が生じ光メモリとなる。光パルスの干渉性
が伝搬途中で損なわれたり、光軸が弱冠ずれている場合
には、干渉縞は不完全になるが、パルスの会合位置での
屈折率変化変化部分は図２（ｄ）の点線で示す高屈折率
部Ｃのように高くなることにはかわりない。
対して屈折率が変化する。この様な記録媒体に光パルス
が入射し会合する時、その会合位置に屈折率変化部が記
録される原理を図２で説明すると次のようになる。光ビ
ームの光軸をＺ軸に取ると、図２（ａ）に示すように会
合する２つの第１及び第２の光パルスＡ，Ａ’は、Ｚ軸
の正負の方向にそれぞれ対向伝搬する。各光パルスの伝
搬に伴って記録媒体中に屈折率変化Δｎ（ｚ）（曲線
Ｂ）を与えた部分を形成する。両光パルスが会合するに
つれ、図２（ｂ）と図２（ｃ）とに示すように会合部分
ＡＡ’の光パルスの光強度が高まり、同時に干渉が生
じ、その光強度は波うって分布する。その結果、図２
（ｄ）に示すように記録媒体に前述の屈折率変化部分が
生じ、光パルスＡ，Ａ’が互いを通りすぎた後も屈折率
の高い部分Ｂ’が記録されて残る。光パルスビームＡ，
Ａ’の伝搬し通りすぎた部分は高屈折率部Ｂ’が生じ、
光パルスの会合部分にはさらに高い屈折率変化部Ｃ（エ
ンベロープ）が生じ光メモリとなる。光パルスの干渉性
が伝搬途中で損なわれたり、光軸が弱冠ずれている場合
には、干渉縞は不完全になるが、パルスの会合位置での
屈折率変化変化部分は図２（ｄ）の点線で示す高屈折率
部Ｃのように高くなることにはかわりない。
【００１３】この光パルスを、発光素子からのコヒーレ
ント長に相当しかつ部分的にコヒーレントな光波連に置
き換えて説明しても原理的には同じ結果を得ることがで
きる。すなわち、図１の発光素子２を低コヒーレント光
源とし、光パルスの空間的な長さを、干渉し得る光波連
の長さと考えれば、上述と同様に、光波連の会合し干渉
した部分の光強度は高くなるので光記録が可能である。
すなわち、時間的コヒーレントな光を用いれば、立体記
録媒体への記録が可能である。
ント長に相当しかつ部分的にコヒーレントな光波連に置
き換えて説明しても原理的には同じ結果を得ることがで
きる。すなわち、図１の発光素子２を低コヒーレント光
源とし、光パルスの空間的な長さを、干渉し得る光波連
の長さと考えれば、上述と同様に、光波連の会合し干渉
した部分の光強度は高くなるので光記録が可能である。
すなわち、時間的コヒーレントな光を用いれば、立体記
録媒体への記録が可能である。
【００１４】図１の可動ミラー５を移動し、前述の会合
位置を変え、図３に示す立体記録媒体１ａのＺ軸上の位
置Ｌ´1，Ｌ´2，……Ｌ´ｐ……（Ｌ´ｉ＝Ｌｉ／ｎ）
の位置に順次屈折率変化部の有無を記録すべき情報に対
応させて記録する。さらに立体記録媒体１ａへの入射位
置を変えて、３次元空間の部分部分に屈折率変化部を記
録する。Ｘ軸およびＹ軸方向への光入射位置の移動は、
発光素子２から対物レンズ８までの構成部と立体光記録
媒体１ａ及び反射体１ｂとの相対位置の移動によって行
う。図３では、例えば、屈折率変化部の有る所を、デジ
タルメモリの“１”とし、無い所を“０”とするビット
情報が記録されている。
位置を変え、図３に示す立体記録媒体１ａのＺ軸上の位
置Ｌ´1，Ｌ´2，……Ｌ´ｐ……（Ｌ´ｉ＝Ｌｉ／ｎ）
の位置に順次屈折率変化部の有無を記録すべき情報に対
応させて記録する。さらに立体記録媒体１ａへの入射位
置を変えて、３次元空間の部分部分に屈折率変化部を記
録する。Ｘ軸およびＹ軸方向への光入射位置の移動は、
発光素子２から対物レンズ８までの構成部と立体光記録
媒体１ａ及び反射体１ｂとの相対位置の移動によって行
う。図３では、例えば、屈折率変化部の有る所を、デジ
タルメモリの“１”とし、無い所を“０”とするビット
情報が記録されている。
【００１５】立体記録媒体１ａにおける記録密度は、図
１のＺ軸方向については光パルスの半値全幅あるいは低
コヒーレント光源のコヒーレント長で決まる光波連の長
さによって決まり、２０〜３０μｍ以下である。Ｘ−Ｙ
平面の記録密度は、入射平行光束の断面積で決まり、例
えば、８０μｍ2程度である。従って、立体記録密度１
ビット／２００μｍ3が得られ、１立法ｃｍ当りにする
と５００メガビットの高密度メモリが実現できる。図１
の立体記録媒体では、例えば、厚み１０ｍｍで直径５イ
ンチのディスク型では総メモリ容量は約６３ギガビット
である。
１のＺ軸方向については光パルスの半値全幅あるいは低
コヒーレント光源のコヒーレント長で決まる光波連の長
さによって決まり、２０〜３０μｍ以下である。Ｘ−Ｙ
平面の記録密度は、入射平行光束の断面積で決まり、例
えば、８０μｍ2程度である。従って、立体記録密度１
ビット／２００μｍ3が得られ、１立法ｃｍ当りにする
と５００メガビットの高密度メモリが実現できる。図１
の立体記録媒体では、例えば、厚み１０ｍｍで直径５イ
ンチのディスク型では総メモリ容量は約６３ギガビット
である。
【００１６】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。なお、第１の実施例と同一部分には同一符号を付
し、異なる部分についてのみ説明する。図４は本発明の
第２の実施例を示すものである。この実施例に於て、立
体記録媒体９ａは、コア９１及びクラッド９２からなる
光導波路の複数を平行に並置し積層した光導波路記録媒
体である。光導波路の一端面は光結合部をなし、導波光
を反射する役目をする反射体９ｂが立体記録媒体９ａの
光導波路の他端に接着してある。記録の為の光パルスあ
るいは光波連は、光導波路のコア部９１の端面に入射す
るように対物レンズ８により光結合する。入射した光パ
ルスあるいは光波連は、反射体９ｂで反射された光導波
路内で往復し前述のように会合し、光屈折率変化部をコ
ア部に記録する。図５は、コア部９１に記録された屈折
率変化部の有る所（Ｌ’：縦の実線）と無い所（Ｌ”：
縦の点線）を示す。これらの有無がすなわちビット情報
となる。
る。なお、第１の実施例と同一部分には同一符号を付
し、異なる部分についてのみ説明する。図４は本発明の
第２の実施例を示すものである。この実施例に於て、立
体記録媒体９ａは、コア９１及びクラッド９２からなる
光導波路の複数を平行に並置し積層した光導波路記録媒
体である。光導波路の一端面は光結合部をなし、導波光
を反射する役目をする反射体９ｂが立体記録媒体９ａの
光導波路の他端に接着してある。記録の為の光パルスあ
るいは光波連は、光導波路のコア部９１の端面に入射す
るように対物レンズ８により光結合する。入射した光パ
ルスあるいは光波連は、反射体９ｂで反射された光導波
路内で往復し前述のように会合し、光屈折率変化部をコ
ア部に記録する。図５は、コア部９１に記録された屈折
率変化部の有る所（Ｌ’：縦の実線）と無い所（Ｌ”：
縦の点線）を示す。これらの有無がすなわちビット情報
となる。
【００１７】図６は本発明の第３の実施例を示すもので
ある。偏光ビームスプリッタ１０及び４分の１波長板１
１が、ビームスプリッター３と対物レンズ８との間の入
射光路に配置してある。ビームスプリッタ３を経て、偏
光ビームスプリッタ１０を透過する光ビーム電界は図面
に平行な直線偏光成分のみとなり、さらに４分の１波長
板１１を経て円偏光となり立体記録媒体１ａに入射す
る。反射体１ｂで反射され、記録作用の後、立体記録媒
体１ａより元の光路を戻る光ビーム電界は、４分の１波
長板１１を再度透過する結果、図面に垂直な直線偏光と
なる。この直線偏光は偏光ビームスプリッタ１０で直進
せず反射され、入射光路外へと除かれる。かくして、一
度記録作用の終わった残余の光パルスあるいは光波連
が、固定ミラー４や可動ミラー５で再度反射されて入射
光路を伝搬し、不必要な記録作用を繰り返すことを除去
することが出来る。
ある。偏光ビームスプリッタ１０及び４分の１波長板１
１が、ビームスプリッター３と対物レンズ８との間の入
射光路に配置してある。ビームスプリッタ３を経て、偏
光ビームスプリッタ１０を透過する光ビーム電界は図面
に平行な直線偏光成分のみとなり、さらに４分の１波長
板１１を経て円偏光となり立体記録媒体１ａに入射す
る。反射体１ｂで反射され、記録作用の後、立体記録媒
体１ａより元の光路を戻る光ビーム電界は、４分の１波
長板１１を再度透過する結果、図面に垂直な直線偏光と
なる。この直線偏光は偏光ビームスプリッタ１０で直進
せず反射され、入射光路外へと除かれる。かくして、一
度記録作用の終わった残余の光パルスあるいは光波連
が、固定ミラー４や可動ミラー５で再度反射されて入射
光路を伝搬し、不必要な記録作用を繰り返すことを除去
することが出来る。
【００１８】図７は本発明の第４の実施例を示すもので
ある。立体記録媒体１２は、反射体が設けられてはおら
ず、上下両主面から光が入射できるように構成されてい
る。分岐された光ビームの一方の光路は可動プリズム１
３と反射ミラー１４で構成し、他方の光路は反射ミラー
１５および１６で構成してある。この実施例は立体記録
媒体１２の両面より１対の光パルスあるいは光波連を入
射し、媒体中の所定の位置で会合させ記録するものであ
り、光路差は可動プリズム１３の位置を記録すべき情報
に応じて移動制御することによって生ぜしめる。入射位
置の移動は、発光素子２から反射ミラー１４及び１６ま
での構成部と立体記録媒体１２との相対位置を変化させ
行う。
ある。立体記録媒体１２は、反射体が設けられてはおら
ず、上下両主面から光が入射できるように構成されてい
る。分岐された光ビームの一方の光路は可動プリズム１
３と反射ミラー１４で構成し、他方の光路は反射ミラー
１５および１６で構成してある。この実施例は立体記録
媒体１２の両面より１対の光パルスあるいは光波連を入
射し、媒体中の所定の位置で会合させ記録するものであ
り、光路差は可動プリズム１３の位置を記録すべき情報
に応じて移動制御することによって生ぜしめる。入射位
置の移動は、発光素子２から反射ミラー１４及び１６ま
での構成部と立体記録媒体１２との相対位置を変化させ
行う。
【００１９】図８は本発明の第５の実施例を示すもので
ある。立体記録媒体１ａの材質には、異なる波長の光ビ
ームを発生する発光素子１７及び１８からの２つの波長
の光が同時に存在するときのみ、屈折率変化が生じる材
質が用いられている。このような材質は、例えば先に示
した異周波２光子吸収材質あるいは２段階吸収解離材質
などである。発光素子１７，１８からの光パルスあるい
は光波連は、可動プリズム１３の移動でその光路差が制
御され、ビームスプリッタ１９で、発光素子１８からの
光ビームと重ね合わされて、立体記録媒体１ａに入射し
記録が行われる。本実施例は、異なる２つの波長の光パ
ルスあるいは光波連が会合する位置にのみ屈折率変化が
効率的に記録される利点がある。
ある。立体記録媒体１ａの材質には、異なる波長の光ビ
ームを発生する発光素子１７及び１８からの２つの波長
の光が同時に存在するときのみ、屈折率変化が生じる材
質が用いられている。このような材質は、例えば先に示
した異周波２光子吸収材質あるいは２段階吸収解離材質
などである。発光素子１７，１８からの光パルスあるい
は光波連は、可動プリズム１３の移動でその光路差が制
御され、ビームスプリッタ１９で、発光素子１８からの
光ビームと重ね合わされて、立体記録媒体１ａに入射し
記録が行われる。本実施例は、異なる２つの波長の光パ
ルスあるいは光波連が会合する位置にのみ屈折率変化が
効率的に記録される利点がある。
【００２０】図９は本発明の第６の実施例を示すもので
ある。第６の実施例は、ビームスプリッタ３´と、光電
変換素子２０と、制御信号器２１と、Ａ／Ｄ変換器２２
と、可動台２３とを有している。ビームスプリッタ３´
は発光素子２のすぐ下流の光軸に配設されかつ発光素子
からの光パルスあるいは光波連を部分的に光電変換素子
２０へ反射する。光電変換素子２０は、ビームスプリッ
タ３´からの部分的反射光ビームを検出し光電変換信号
を出力し、制御信号器２１へ接続されている。制御信号
器２１は、Ａ／Ｄ変換器２２へ接続されている。Ａ／Ｄ
変換器２２は記録すべきアナログ信号をデジタル信号に
変換する。制御信号器２は、かかるデジタル信号とかか
る光電変換信号を組合せ、該デジタル信号の有無に基づ
いて、可動ミラー５の駆動信号を出力する。可動台２３
はこれら配設装置の一部を搭載し、光ビームの立体記録
媒体１ａへの入射位置をＸＹ方向において微細に移動さ
せる。第６の実施例は、ディスク型をしている立体記録
媒体を搭載する装置を有し、立体記録媒体が回転制御モ
ータ２４で回転され、駆動制御器２５で回転を制御す
る。かくして、光パルスあるいは光波連毎に各制御信号
を発生させ、所定の位置に記録を行うことができる。
ある。第６の実施例は、ビームスプリッタ３´と、光電
変換素子２０と、制御信号器２１と、Ａ／Ｄ変換器２２
と、可動台２３とを有している。ビームスプリッタ３´
は発光素子２のすぐ下流の光軸に配設されかつ発光素子
からの光パルスあるいは光波連を部分的に光電変換素子
２０へ反射する。光電変換素子２０は、ビームスプリッ
タ３´からの部分的反射光ビームを検出し光電変換信号
を出力し、制御信号器２１へ接続されている。制御信号
器２１は、Ａ／Ｄ変換器２２へ接続されている。Ａ／Ｄ
変換器２２は記録すべきアナログ信号をデジタル信号に
変換する。制御信号器２は、かかるデジタル信号とかか
る光電変換信号を組合せ、該デジタル信号の有無に基づ
いて、可動ミラー５の駆動信号を出力する。可動台２３
はこれら配設装置の一部を搭載し、光ビームの立体記録
媒体１ａへの入射位置をＸＹ方向において微細に移動さ
せる。第６の実施例は、ディスク型をしている立体記録
媒体を搭載する装置を有し、立体記録媒体が回転制御モ
ータ２４で回転され、駆動制御器２５で回転を制御す
る。かくして、光パルスあるいは光波連毎に各制御信号
を発生させ、所定の位置に記録を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、光の強度
に応じて屈折率が変化する材質あるいは波長の異なる２
つの光が会合するときのみ屈折率変化が生じる材質から
なる立体記録媒体に２つのパルス光を伝搬、会合させ、
屈折率変化部を複数設けることで情報を記録するので、
録媒媒体に予め光導波路を作製していなくても、光が自
ら伝搬する光導波路を造りながら進み、情報を記録でき
る。また、光パルスあるいは光波連を媒体中で会合させ
ので、従来に比べて非常な大容量の光記録媒体を実現す
ると共に、追記型光記録作用を立体的に可能にする。
に応じて屈折率が変化する材質あるいは波長の異なる２
つの光が会合するときのみ屈折率変化が生じる材質から
なる立体記録媒体に２つのパルス光を伝搬、会合させ、
屈折率変化部を複数設けることで情報を記録するので、
録媒媒体に予め光導波路を作製していなくても、光が自
ら伝搬する光導波路を造りながら進み、情報を記録でき
る。また、光パルスあるいは光波連を媒体中で会合させ
ので、従来に比べて非常な大容量の光記録媒体を実現す
ると共に、追記型光記録作用を立体的に可能にする。
【図１】本発明による第１実施例の立体光記録媒体及び
立体光記録装置を示す概略図。
立体光記録装置を示す概略図。
【図２】本発明による立体光記録媒体において屈折率変
化部が記録される原理を示す立体光記録媒体の部分拡大
断面図。
化部が記録される原理を示す立体光記録媒体の部分拡大
断面図。
【図３】第１実施例により屈折率変化部が記録された立
体光記録媒体の部分拡大断面図。
体光記録媒体の部分拡大断面図。
【図４】本発明による第２実施例の立体光記録媒体及び
立体光記録装置を示す概略図。
立体光記録装置を示す概略図。
【図５】第２実施例により屈折率変化部が記録された立
体光記録媒体の部分拡大断面図。
体光記録媒体の部分拡大断面図。
【図６】本発明による第３実施例の立体光記録媒体及び
立体光記録装置を示す概略図。
立体光記録装置を示す概略図。
【図７】本発明による第４実施例の立体光記録媒体及び
立体光記録装置を示す概略図。
立体光記録装置を示す概略図。
【図８】本発明による第５実施例の立体光記録媒体及び
立体光記録装置を示す概略図。
立体光記録装置を示す概略図。
【図９】本発明による第６実施例の立体光記録媒体及び
立体光記録装置を示す概略図。
立体光記録装置を示す概略図。
１ａ，９ａ，１２……立体光記録媒体 １ｂ，９ｂ……反射体 ２，１７，１８……発光素子 ３，３´，１９……ビームスプリッター ４……固定ミラー ５……可動ミラー ６……駆動機構部 ８……対物レンズ ７……コントロール信号発生器 １０……偏光ビームスプリッタ １１……４分の１波長板 １３……可動プリズム １４……反射ミラー ２０……光電変換素子 ２１……制御信号器 ２２……Ａ／Ｄ変換器 ２３……可動台 ２４……回転制御モータ ２５……駆動制御器 １５，１６……反射ミラー ９１……コア ９２……クラッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−210627（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 7/00 G11B 7/135
Claims (13)
- 【請求項１】 第１光に対する相対的時間遅れを記録す
べき情報の変数として第２光へ付与し、時間的コヒーレ
ントな一対の第１及び第２光を形成する記録光形成手段
と、 照射光の強度に応じて屈折率が変化する材質からなり平
坦表面を有した立体記録媒体中に前記第１及び第２光を
共通な光軸上で対向伝搬させて会合させ、前記第１及び
第２光によりこれらの会合位置に屈折率変化部を形成す
るとともに前記第１及び第２光の会合位置を変化させる
会合手段とを有することを特徴とする立体光記録装置。 - 【請求項２】 前記記録光形成手段は、コヒーレントな
光を発生する光発生手段と、 前記光を第１及び第２光として２分割する分割手段と、 前記立体記録媒体の表面までの前記第１及び第２光間の
光路差を発生させ、前記第１光に対する相対的時間遅れ
を、記録すべき情報の変数として前記第２光へ付与する
光路差発生手段と、を有することを特徴とする請求項１
記載の立体光記録装置。 - 【請求項３】 前記光発生手段は高コヒーレントな光パ
ルスを発生する発光素子であって、前記光は光パルスで
あることを特徴とする請求項２記載の立体光記録装置。 - 【請求項４】 前記光発生手段は低コヒーレントで連続
的な光を発生する発光素子であって、前記光は低コヒー
レントな光波連であることを特徴とする請求項２記載の
立体光記録装置。 - 【請求項５】 前記分割手段はビームスプリッターを有
することを特徴とする請求項２記載の立体光記録装置。 - 【請求項６】 前記光路差発生手段は、前記第２光を反
射しかつ記録すべき情報の電気信号に応じて駆動される
可動ミラー又は可動プリズムを有することを特徴とする
請求項２記載の立体光記録装置。 - 【請求項７】 前記会合手段は前記立体記録媒体に接着
されかつ前記第１及び第２光を前記立体記録媒体中に折
り返し反射する反射体を有することを特徴とする請求項
２記載の立体光記録装置。 - 【請求項８】 前記会合手段は前記立体記録媒体を挟ん
で配置された一対のミラーを有することを特徴とする請
求項２記載の立体光記録装置。 - 【請求項９】 前記光発生手段と前記立体記録媒体との
間の前記第１及び第２光の入反射光路に配置されかつ前
記立体記録媒体から戻り光を除去する偏光ビームスプリ
ッターと４分の１波長板とを有することを特徴とする請
求項２記載の立体光記録装置。 - 【請求項１０】 前記記録光形成手段は、 異なる波長の第１及び第２光を発生する２つの光発生手
段と、 異なる２つの波長の光の吸収により屈折率が変化する材
質からなり平坦表面を有した立体光記録媒体の表面まで
の前記第１及び第２光間の光路差を発生させ、前記第１
光に対する相対的時間遅れを、記録すべき情報の変数と
して前記第２光へ付与する光路差発生手段と、を有する
ことを特徴とする請求項１記載の立体光記録装置。 - 【請求項１１】 前記会合手段は前記立体記録媒体に接
着されかつ前記第１及び第２光を前記立体記録媒体中に
折り返し反射する反射体を有することを特徴とする請求
項１０記載の立体光記録装置。 - 【請求項１２】 前記光発生手段と前記立体記録媒体と
の間の前記第１及び第２光の入反射光路に配置されかつ
前記立体記録媒体から戻り光を除去する偏光ビームスプ
リッターと４分の１波長板とを有することを特徴とする
請求項１０記載の立体光記録装置。 - 【請求項１３】 前記光を部分的に検出し光電変換する
光電変換手段と、 記録すべきアナログ信号をデジタル的信号に変換する信
号変換手段と、 前記光電変換手段及び前記信号変換手段に接続され前記
可動ミラー又は可動プリズムの位置制御用の制御信号を
発生する制御手段と、 前記制御手段に接続され前記制御信号により前記可動ミ
ラー又は可動プリズムを駆動する手段と、 前記立体記録媒体の表面に沿って前記第１及び第２光の
入射位置を走査する手段と、 前記立体光記録媒体を移動する手段とを、具備したこと
を特徴とする請求項６記載の立体光記録装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097650A JP2769393B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 立体光記録装置 |
| US07/800,133 US5283777A (en) | 1991-04-26 | 1991-11-29 | Three-dimensional optical recording medium and optical information recording apparatus using the same |
| EP92303765A EP0511023A1 (en) | 1991-04-26 | 1992-04-27 | Three dimensional optical recording medium and recording apparatus using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097650A JP2769393B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 立体光記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05197955A JPH05197955A (ja) | 1993-08-06 |
| JP2769393B2 true JP2769393B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=14197970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097650A Expired - Fee Related JP2769393B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 立体光記録装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5283777A (ja) |
| EP (1) | EP0511023A1 (ja) |
| JP (1) | JP2769393B2 (ja) |
Families Citing this family (57)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748598A (en) * | 1995-12-22 | 1998-05-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Apparatus and methods for reading multilayer storage media using short coherence length sources |
| US5289407A (en) * | 1991-07-22 | 1994-02-22 | Cornell Research Foundation, Inc. | Method for three dimensional optical data storage and retrieval |
| US5621549A (en) * | 1993-10-07 | 1997-04-15 | Tamarack Storage Devices, Inc. | Method and apparatus for positioning a light beam on a holographic media |
| US6141301A (en) * | 1994-01-21 | 2000-10-31 | Lots Technology, Inc. | Apparatus and method for dynamic tracking and focus in an optical tape system |
| US5757763A (en) * | 1994-07-12 | 1998-05-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Optical information storage via amplitude modulation |
| US5559732A (en) * | 1994-12-27 | 1996-09-24 | Syracuse University | Branched photocycle optical memory device |
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