JP2008065119A - ホログラム記録媒体及びそれを収容したホログラムカートリッジメディア - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラム記録材料が基板の隅々まで満遍なく充填されたホログラム記録媒体及びそれを収容したホログラムカートリッジメディアを提供する。
【解決手段】本発明におけるホログラム記録媒体は、フォトポリマー等のホログラム記録材料が上下平面基板間に充填して構成される。また、上下平面基板間には、ホログラム記録材料の充填空間を確保するためのフレームが備えられている。そして、そのフレームはその内周部に少なくとも１つの切り欠き部を有し、ホログラム記録材料が切り欠き部と充填空間に充填されている。この切り欠き部は、ホログラム記録材料を充填空間全体に満遍なく行き亘らせ、略均一の厚さの記録層を形成するようにするためのものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、所定の構造を有するホログラム記録媒体及びそれを収容したホログラムカートリッジメディアに関する。

情報記録媒体、所謂ＤＶＤを初めとする光ディスクやＨＤＤを初めとする磁気ディスクの発展はここ近年、デジタル放送やデジタルハイビジョンの影響も相まって、急速な高容量化、高転送速度化の方向に進んでいる。なかでも、ホログラム記録媒体はその際だった高記録容量、高転送レート、ランダムアクセス性などの特徴からＨＤ−ＤＶＤやＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（以下ＢＤと略す）の次の世代のアーカイブ用途記録媒体として、ここ数年の間に高い注目を浴びてきている。

ＤＶＤやＢＤなどの従来ディスクにおいて、記録容量を増大する方法としては、記録膜の多層化、記録再生レーザの短波長化、狭トラックピッチ化等挙げられるが、これらは技術的に限界が見え始めている。

近年、注目を浴びているホログラム記録媒体は、光の干渉、回折現象を利用した記録媒体であり、参照光と情報（又は信号）光と呼ばれる２つの光の干渉パターンを記録媒体内部に立体的に記録できる記録媒体である。

データ記録はＣＤやＤＶＤ同様、元データを「０」「１」のデジタルデータに変換することから始まる。「０」「１」に変換されたデータは、ページ単位に並べられ空間変調器によって白黒の２次元バーコード状データに変換される。この２次元バーコードを通過した光はデータを含んだ情報光となり、情報記録材料上で参照光と交差することにより、ホログラム記録媒体に記録される。さらに、この参照光と情報光の交差角度を変えることにより、同位置に異なるデータを記録できる。

一方、データ再生は、参照光のみを使用する。情報を記録したときと同じ角度をもって参照光を入射すると、記録されているホログラムは回折格子として働き、記録されている白黒データを導きだす。導きだされた白黒データは２次元ディテクターによって「０」「１」のページデータとして検出される。この「０」「１」データを復調することによって、再生が完了する。

以上は、角度多重方式のホログラム記録媒体の記録再生原理を述べたものであって、この他に位置を変えるシフト多重方式、レーザ光の波長を変える波長多重方式などがある。

上述したように、ホログラム記録媒体は同一位置に異なるデータを記録できる、データをページ単位で記録できる点から、大容量記録、高データ転送率が期待でき、次世代大容量記録媒体としての期待度が高い。

図１は、特許文献１で開示されている従来のホログラム記録媒体の構造を示す分解図である。図１において、ホログラム記録媒体１０は、上基板１１と、情報が記録されるフォトポリマー層１２と、フレーム１３と、下基板１４と、から構成されている。ここでフレーム１３は、フォトポリマー層１２を形成するフォトポリマー材料がフォトポリマー層１２を挟んでいる上下基板の側面からはみ出ないようにする作用を有している。そして、このような構造を有するホログラム記録媒体１０は、ディスク形状をなしている。
米国特許６６７１０７３号公報

ところで、特許文献１に開示のホログラム記録媒体１０はディスク形状をなしているので、通例方形状のカートリッジに収容した場合には、カートリッジ内部に記録媒体で満たされない空間が生じてしまう。つまり、この空間には記録媒体が存在しないことになるため、記録容量向上のために、カートリッジ内部の空間全てを有効利用できていない。ホログラム記録再生において、記録媒体を回転させずに記録再生動作を実行しない場合には、記録媒体の形状をディスク状にする意味はない。

そこで、ホログラム記録媒体の形状を角型（方形状）とすることが考えられる。通常、ホログラム記録媒体を製造する場合、上下基板で所定量のフォトポリマー材料を挟み、上下基板を押圧することによりそのフォトポリマー材料を所定厚さまで伸ばすことになる。

しかしながら、特に、ディスク形状ではなく方形状をなしている基板の全体（４角の隅々まで）に、粘度の高いフォトポリマー材料を満遍なく行き亘るようにするのは困難である。基板の４角への材料充填が不良の場合、その分だけ記録容量を損ねる可能性があると共に、光学特性の低下が起こる可能性もある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ホログラム記録材料が基板の隅々まで満遍なく充填されたホログラム記録媒体を提供するものである。

上記の目的を達成するため、本発明におけるホログラム記録媒体は、フォトポリマー等のホログラム記録材料が上下平面基板間に充填して構成される。また、上下平面基板間には、ホログラム記録材料の充填空間を確保するためのフレームが備えられている。そして、そのフレームはその内周部に少なくとも１つの切り欠き部を有し、ホログラム記録材料が切り欠き部と充填空間に充填されている。この切り欠き部は、ホログラム記録材料を充填空間全体に満遍なく行き亘らせ、略均一の厚さの記録層を形成するようにするためのものである。つまり、切り欠き部は、ホログラム記録媒体の製造工程で、上基板によって押下され、行き場の失ったホログラム記録材料が退避する所であり、これによって情報記録領域を構成する部分（充填空間）においてホログラム記録材料が略均一の厚さをなすようになるのである。

なお、下基板は、フレームと一体的に成形されるようにしてもよいし、接着剤等によって接合されるようにしてもよい。

上基板によってホログラム記録媒体を押下できるようにするには、上基板のサイズはフレームの内周部のサイズより小さいことが望ましい。ホログラム記録材料の厚さは、製造工程における上基板の押下圧によって規定されるからである。

また、上下基板及びフレームは方形状をなし、記録媒体全体として方形状をなすようにする。方形状のホログラム記録媒体を構成する場合、少なくとも１つの角に切り欠き部を設ければよいが、フレームの４角に設けるのがより好ましい。

本発明は、上述のホログラム記録媒体を収容したホログラムカートリッジメディアをも提供する。その場合、このホログラムカートリッジメディアは、上述の何れかの構成を有するホログラム記録媒体と、このホログラム記録媒体が収容し、その少なくとも一部を露出させて記録面とする窓枠を有するカートリッジベースと、カートリッジベースと共に前記ホログラム記録媒体を密閉するカートリッジカバーと、を備える。そして、さらに、ホログラム記録媒体とカートリッジの間に装着される吸湿防止用密閉フィルムを備えるようにしてもよい。また、吸湿防止用密閉フィルムは、反射膜コーティングされているようにしてもよい。

また、カートリッジベースに、ドライブに挿入時に位置決めを行うための位置決め部（例えば、ノッチ）が設けられるようにしてもよい。

さらに、カートリッジカバーに、ドライブへの挿入方向を示す矢印が記されるようにしてもよい。

さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。

本発明によれば、ホログラム記録材料が基板の隅々まで満遍なく充填されたホログラム記録媒体及びそれを収容したホログラムカートリッジメディアを提供することができる。

以下に本発明のホログラム記録媒体の実施形態について、図を参照しながら具体的に説明する。ただし、図に示された構成はほんの一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。

＜実施形態＞
図２は、本実施形態のホログラム記録媒体２０の外観を示す図である。図２におけるホログラム記録媒体２０は、上基板２１と、フレーム２２と、下基板２３と、それらによって形成されたホログラム記録材料充填空間に充填されたホログラム記録材料２４と、によって構成されている。下基板２３は、フレーム２２の内周サイズよりは大きく外周サイズ以下のサイズとなっている。上基板２１は、フレーム２２の内周サイズより少し小さめで、フレーム２２の中に入るサイズとなっている。また、フレーム２２の４角には切り欠きがそれぞれ設けられており、上基板２１によって押圧されて基板一面に広がったホログラム記録材料２４が溜まる材料溜り部（充填退避部）２２１を構成している。この材料溜り部２２１に余分なホログラム記録材料が充填されるので、情報記録領域（充填空間）には満遍なく略均一な厚さを持ってホログラム記録材料が充填されるようになる。この切り欠きは、余分なホログラム材料が退避する場所として機能すれば、フレーム２２の上面から下面に亘り貫通して形成されてもよいし、貫通して形成されなくてもよい。

なお、本実施形態では、材料溜り部２２１は角型ホログラム記録媒体２０の４角に形成されているが、これに限られず、対角線上の２角や４辺の何れかの辺（少なくとも一つの辺）の任意の場所に設けるようにしてもよい。

続いてホログラム記録媒体２０の製造工程について説明する。図３は、図２に示す構造を有するホログラム記録媒体２０の製造工程の概略を示す図である。

図３において、まず、下基板２３の上にフレーム２２を載置し、接着剤等によって両者を接合する（図３Ａ）。フレーム２２と下基板２３は一体成形されていてもよい。その状態で、フレーム内にホログラム記録材料２４を所定量充填する（図３Ｂ）。次に、粘度のあるホログラム記録材料２４を上基板２１によって押下して広げ、充填空間内に満遍なく行き亘らせる（図３Ｃ）。なお、ホログラム記録材料の充填量は、上下基板２１及び２３とフレーム２２とによって形成される記録材料充填空間において所望の記録層厚を生成するのに必要な量よりも少し多い量とする。つまり、所望の記録層厚を生成する必要量よりも多い余分の材料は上基板２１の押下によって材料溜り部２２１に退避するようになる。このため、押下の圧力やホログラム記録材料２４の充填量の微妙な調整が必要なくなり、ホログラム記録媒体２０の生産性の向上につながるのである。そして、記録材料充填空間においては、記録層を形成するホログラム記録材料の厚さは略均一（厳密に均一とすることが困難であるため「略均一」としたものであり、発明を不明瞭にする記述ではないことに注意されたい）とすることができる。なお、例えば、上下基板の厚さは０．８ｍｍとされ、そして、記録層の厚さを１．５ｍｍに設定する場合、フレームの厚さを少なくとも２．３（＝１．５＋０．８）ｍｍとすればよい。

以上のように作製されたホログラム記録媒体２０は、カートリッジに組み込まれて最終的な製品となる。図４は、ホログラム記録媒体２０をカートリッジに組み込む工程の概略を示す図である。

図４において、窓枠３１１を有するカートリッジベース３１にホログラム記録媒体２０を下基板２３がその窓枠３１１に嵌るようにセットする（図４Ａ及びＢ）。そして、その状態で、上基板２１の上に反射膜兼吸湿防止密閉フィルム３２をセットする（図４Ｃ及びＤ）。次に、吸湿防止用密閉フィルム３２がセットされた状態で、フィルム３２の上にカートリッジカバー３３を被せて、最終製品としてのホログラムカートリッジメディア３０が出来上がる（図４Ｅ及びＦ）。なお、ＲＯＭ専用にホログラムカートリッジメディア３０を提供する場合には、吸湿防止用密閉フィルム３２に反射膜をさらにコーティングして、参照光を反射させるため作用をも持たせるようにする。

図５は、以上のように作製されたホログラムカートリッジメディア３０の外観構成を示している。図５Ａは、カートリッジ表面（記録面）を示している。図５Ａで示されるように、窓枠３１１から露出するホログラム記録媒体２０に対して情報の記録及び再生動作が行われる。つまり、図示しない記録再生装置において、情報記録時は、情報光（２次元情報）及び参照光の干渉によって生成された干渉パターン（干渉縞）がホログラム記録媒体２０に３次元的に形成される。情報再生時は、情報記録に用いた参照光を干渉パターンに照射することによって再生光が発生し、それを復号することによって情報の再生が行われる。

図５Ａで示すように、カートリッジベース３１にはノッチ部３１２が設けられており、これによって、図示しない記録再生装置（ドライブ）におけるホログラムカートリッジメディア３０の位置決めが行われる。図５Ｂはカートリッジ背面を示しており、図示されるようにカートリッジカバー３３には、ホログラムカートリッジメディア３０の記録再生装置への挿入方向を示す矢印が記されている（一体的に形成してもよい）。この矢印３３１によってユーザが挿入方向を間違えないようにするという効果が生じる。

以上、本実施形態では、角型（方形状）のホログラム記録媒体２０に材料溜り部（充填退避部）を設けることについて説明したが、記録容量に関して従来と同等でよいとする場合には、ホログラム記録媒体２０の形状は角型である必要はなく、従来通りディスク形状であってもよい。図６は、ディスク形状のホログラム記録媒体４０の構造を示す図である。図６に示されるように、フレーム４２の内周部に少なくとも１つの材料溜り部４２１を設けている。このように構成すれば、ディスク形状のホログラム記録媒体においても、粘度の高いホログラム記録材料（フォトポリマー材料）を基板の隅々まで満遍なく行き亘るように充填することができるようになる。

また、図１乃至５の実施形態において、カートリッジベース３１にフレーム２２を一体成形若しくは接着剤によって一体的に構成し、カートリッジベース３１の窓枠３３１を下から覆うように下基板２３を取り付け、下基板２３とフレーム２２で形成された充填空間（充填領域）にホログラム記録材料を充填するようにしてもよい。

＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態におけるホログラム記録媒体は、フォトポリマー等のホログラム記録材料が上下平面基板間に充填して構成される。また、上下平面基板間には、ホログラム記録材料の充填空間を確保するためのフレームが備えられている。そして、そのフレームはその内周部に少なくとも１つの切り欠き部を有し、ホログラム記録材料が切り欠き部と充填空間に充填されている。この切り欠き部は、ホログラム記録材料を充填空間全体に満遍なく行き亘らせ、略均一の厚さの記録層を形成するようにするためのものである。つまり、切り欠き部は、ホログラム記録媒体の製造工程で、上基板によって押下され、行き場の失ったホログラム記録材料が退避する所であり、これによって情報記録領域を構成する部分（充填空間）においてホログラム記録材料が略均一の厚さをなすようになるのである。この切り欠き部（材料溜り部或いは材料退避部）を備えることによって、材料の充填が不良という問題点を解決したホログラム記録媒体が実現できるようになる。また、切り欠き部によって厚みの規制が容易になるので、厚みムラを防止して厚み精度が良いホログラム記録媒体を実現できる。

なお、下基板は、フレームと一体的に成形されるようにしてもよいし、接着剤等によって接合されるようにしてもよい。一体成形すれば、下基板とフレームとの隙間からホログラム記録材料がはみ出るという危険性は完全に回避することができる。

上基板によってホログラム記録媒体を押下できるようにするには、上基板のサイズはフレームの内周部のサイズより小さいことが望ましい。ホログラム記録材料の厚さは、製造工程における上基板の押下圧によって規定されるからである。これにより、所望の厚さの記録層を形成することができるようになる。

また、上下基板及びフレームは方形状をなし、記録媒体全体として方形状をなすようにする。これによりカートリッジに記録媒体を収容してもディスク状の場合と比べて、記録容量を増加させることができるようになる。方形状のホログラム記録媒体を構成する場合、少なくとも１つの角に切り欠き部を設ければよいが、フレームの４角に設けるのがより好ましい。

本発明の実施形態では、上述のホログラム記録媒体を収容したホログラムカートリッジメディアも提供されている。この場合、このホログラムカートリッジメディアは、上述の何れかの構成を有するホログラム記録媒体と、このホログラム記録媒体が収容し、その少なくとも一部を露出させて記録面とする窓枠を有するカートリッジベースと、カートリッジベースと共に前記ホログラム記録媒体を密閉するカートリッジカバーと、を備える。このホログラムカートリッジメディアによって、中に収容されたホログラム記録媒体が感光してしまうのを防止することができるようになる。よってユーザにとっては使い勝手のよい記録メディアを提供することができる。さらに、ホログラム記録媒体とカートリッジの間に装着される吸湿防止用密閉フィルムを備えれば、耐環境性を強化することも可能である。なお、ＲＯＭ専用のホログラムカートリッジメディアを提供する場合には、吸湿防止用密閉フィルムは、反射膜コーティングされているようにしてもよい。この反射膜によって、情報再生時に参照光を反射させる。

また、カートリッジベースに、ドライブに挿入時に位置決めを行うためのノッチが設けられれば、容易な構成で記録再生時の位置決めを正確にすることができるようになる。

さらに、カートリッジカバーに、ドライブへの挿入方向を示す矢印が記されれば、ユーザとしても挿入方向を間違える心配もなくなる。

従来のホログラム記録媒体の構造の一例を示す図である。 本発明による実施形態に係るホログラム記録媒体の構造を示す図である。 本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体の製造工程の概略を示す図である。 本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体をカートリッジに組み込む工程を示す図である。 本発明の実施形態に係るホログラムカートリッジメディアの外観構成の概略を示す図である。 別の実施形態に係るホログラム記録媒体の概略構成を示す図である。

符号の説明

２０ ホログラム記録媒体
２１ 上基板
２２ フレーム
２３ 下基板
２４ ホログラム記録材料

Claims (11)

1. ホログラム記録材料を平面基板間に充填してなるホログラム記録媒体であって、
   上基板と、
   下基板と、
   前記上下基板に挟まれ、前記ホログラム記録材料の充填空間を形成するためのフレームと、を備え、
   前記フレームはその内周部に少なくとも１つの切り欠き部を有し、
   前記ホログラム記録材料は前記充填空間に充填されていると共に、前記切り欠き部にも溜まっていることを特徴とするホログラム記録媒体。
2. 前記充填空間は、干渉パターンが生成される情報記録領域に相当し、
   前記ホログラム記録材料は、少なくとも前記充填空間ではほぼ均一の厚さを持って充填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。
3. 前記下基板は、前記フレームと一体的に成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のホログラム記録媒体。
4. 前記上基板は前記フレームの内周部のサイズより小さく、
   前記ホログラム記録材料の厚さは、製造工程における前記上基板の押下圧によって規定されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のホログラム記録媒体。
5. 前記上下基板及び前記フレームは方形状をなしていることを特徴とする請求項１乃至４に記載のホログラム記録媒体。
6. 前記切り欠き部は、前記フレームの４角に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のホログラム記録媒体。
7. ホログラム記録媒体を収容したホログラムカートリッジメディアであって、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載のホログラム記録媒体と、
   このホログラム記録媒体を収容し、その少なくとも一部を露出させて記録面とする窓枠を有するカートリッジベースと、
   前記カートリッジベースと共に前記ホログラム記録媒体を密閉するカートリッジカバーと、
   を備えることを特徴とするホログラムカートリッジメディア。
8. さらに、前記ホログラム記録媒体と前記カートリッジの間に装着される吸湿防止用密閉フィルムを備えることを特徴とする請求項７に記載のホログラムカートリッジメディア。
9. 前記吸湿防止用密閉フィルムは、反射膜コーティングされていることを特徴とする請求項８に記載のホログラムカートリッジメディア。
10. 前記カートリッジベースには、ドライブに挿入時に位置決めを行うための位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載のホログラムカートリッジメディア。
11. 前記カートリッジカバーには、ドライブへの挿入方向を示す矢印が記されていることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載のホログラムカートリッジメディア。

Images