JP2011197476A - ホログラフィック記録媒体、ホログラフィック記録媒体の記録方法、及びホログラフィック記録媒体の記録再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジを必要とすることなく、記録および再生光強度が低くても良好にホログラフィック記録再生が行なえ、かつ外来光に対する遮光性が高くシェルフライフに優れたホログラフィック記録媒体を提供する。
【解決手段】記録信号光及び記録参照光を照射して得た干渉縞を記録情報として記録するためのホログラフィック記録層と、前記ホログラフィック記録層と隣接するようにして設けられた、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層、磁気偏光可変層及び前記第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層が積層されてなるシャッター部と、を具えるようにして、ホログラフィック記録媒体を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラフィ技術を利用して情報を記録再生する際に用いるホログラフィック記録媒体、並びにその記録方法及び記録再生方法に関する。

ホログラフィック記録媒体への記録は、イメージ情報を持った信号光と参照光とを記録層に照射して、干渉縞として情報を記録媒体に記録することにより行われる。ホログラフィック記録媒体からの再生は、上記したイメージ情報が記録された記録層に参照光を照射して、イメージ情報を読み出すことによって行われる。

ホログラフィック記録は、上記イメージ情報を１ページとして、ページ単位で一括記録、再生でき、かつ、媒体の同一箇所にページを多重記録できることから、従来のCD、DVD、ブルーレイディスクで用いられるビット・バイ・ビットの記録方式に替わる高速かつ大容量の光記録方式として期待される技術である。

ところでホログラフィック記録は、光感光性の記録材料からなる記録層を有するホログラフィック記録媒体に、信号光と参照光との干渉光を照射することによって記録層内で生じる光学特性変化を利用してなされる。すなわち、この記録層には、フォトンモード記録が可能であることが好ましく、かつ、データ転送速度の高速化のためには、微弱な光でも感光する高感度であることが望ましい。

しかしながら、このような高感度な記録層は、外来光、例えば屋外の太陽光、室内の蛍光灯などからの光でも感光し、光学特性の変化を生じ得る。そのため、ホログラフィック記録前に外来光にさらされることに起因して、十分なシェルフライフが得られない。

十分なシェルフライフは、例えば、個々のホログラフィック記録媒体を遮光性カートリッジに収納することにより実現可能である。しかしながら、カートリッジの使用は、収納性や携帯性などを著しく低下させるばかりでなく、カートリッジ製造、収納のため媒体の製造工程が煩雑化し、それによって製造コスト高にもつながる。

上記課題を解決する方法として、特許文献１、特許文献２には、閾値以上の光強度に対して透過率が高くなる主に色素層からなる遮光層を設けたホログラフィック記録媒体が提案されている。

しかしながら、これらの媒体にホログラフィック記録する場合、閾値以上の光強度を有する信号光と参照光を照射しなければならない。例えば特許文献１の図５によれば、数W/cm²という大きな光強度が必要である。このため記録再生装置には高出力のレーザを搭載する必要があり、装置が大掛かりかつ高コストになる。普及型のレーザを光源として使用することを考慮すると、100mW/cm²以下の光強度でホログラフィック記録できることが望ましい。

また、前述のように、データ転送速度の高速化のためには、高感度な記録層を用いて弱い光強度でもホログラフィック記録できることが望ましい。このため、特許文献１、２に開示の技術において、遮光層の閾値を下げればよいと考えられるが、そうすると、外来光によっても遮光層の透過率が高くなってしまう危険性が増し、遮光性が損なわれるという問題が生じる。

さらに、特許文献１，２に開示の技術においても、遮光状態での透過率が十分に低いとは言えず、３〜４％の透過率を有する（例えば特許文献１の図５）。このため太陽光のような強い外来光が照射された場合、ホログラフィック記録材料が感光してしまう危険性がある。遮光性をより高めるためには、外来光を１％以下に遮光することが望ましい。

一方、特許文献３には、電気的に動作する液晶シャッター層を設けたホログラムメモリーカードが提案されている。しかし液晶シャッター層を駆動させるための透明電極層設けなければならず、かつそこに電圧を印加する機構を設けなければならない。このように動作駆動が煩雑なことから、用途としては記録媒体を静止させた状態で使用できるカード型に限定され、光ディスクのように媒体を回転させて記録再生を行なう形態には不向きである。

特開２００４−２７９９４２号 特開２００４−３５４７１２号 特開平１０−２４４７８号

本発明の目的は、カートリッジを必要とすることなく、記録および再生光強度が低くても良好にホログラフィック記録再生が行なえ、かつ外来光に対する遮光性が高くシェルフライフに優れたホログラフィック記録媒体を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明は、
記録信号光及び記録参照光を照射して得た干渉縞を記録情報として記録するためのホログラフィック記録層と、
前記ホログラフィック記録層と隣接するようにして設けられた、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層、磁気偏光可変層及び前記第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層が積層されてなるシャッター部と、
を具えることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体に関する。

なお、本発明における“最大透過軸”とは、文言どおり光透過率が最大となる軸であって、吸収軸と相反する概念である。一方、一般に最大透過軸と吸収軸とは互いに直交する関係にあることから、上述した第１の偏光吸収層の最大透過軸と第２の偏光吸収層の最大透過軸との関係は、第１の偏光吸収層の吸収軸と第２の偏光吸収層の吸収軸との関係に置き換えることができる。

本発明のホログラフィック記録媒体によれば、非使用時（媒体保存時）においては、シャッター部において外来光を遮蔽する。例えば、第１の偏光吸収層、磁気偏光可変層及び第２の偏光吸収層がこの順に積層され、第１の偏光吸収層が外方に位置するとする。このとき、第１の偏光吸収層は第１の最大透過軸を有し、第２の偏光吸収層が第２の最大透過軸を有し、第１の最大透過軸と第２の最大透過軸とは互いに直交しクロスニコルとなっている。

したがって、例えば第１の最大透過軸と平行な第１の偏光状態の外来光がホログラフィック記録媒体に対して入射した場合においても、前記外来光は、第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層によって遮蔽されるようになる。なお、第２の最大透過軸と平行な第２の偏光状態の外来光の場合は、当初から第１の偏光吸収層で遮蔽されることになる。

このように、外来光の遮蔽は、第１の偏光吸収層の第１の最大透過軸と第２の偏光吸収層の第２の最大透過軸とのクロスニコルによって実現されるので、外来光の遮光率は極めて高くなり、透過率は１％以下となる。したがって、ホログラフィック記録媒体が、非使用時（媒体保存時）において、外来光によって感光されるのを効果的に防止することができる。

一方、ホログラフィック記録媒体に対して記録再生を行なう場合は、媒体の記録再生位置に磁界を印加することにより、磁気偏光可変層の状態を変化させ、シャッター部を透過状態にしてホログラフィック記録層に記録／再生光を照射することができる。具体的には、磁気偏光可変層をファラデー効果を有する材料から構成し、上述した磁界印加によって記録／再生光の偏光面を９０度回転するように設定しておけば、例えば前記記録／再生光が第１の最大透過軸と平行な第１の偏光状態の場合においても、前記記録／再生光は磁気偏光可変層において、その偏光面が９０度回転させられて第２の最大透過軸と平行な第２の偏光状態となるので、第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層を透過することができるようになる。したがって、上記ホログラフィック記録媒体に対して記録再生を行うことができる。

なお、実際に記録再生を行うに際して、本発明のホログラフィック記録媒体が反射型のホログラフィック媒体を構成する場合は、前記ホログラフィック記録層の、前記シャッター部が隣接する側と相対向する側において、前記ホログラフィック記録層の前記記録情報を再生する際に照射する再生参照光を反射させて、前記記録情報に関する再生信号光を、前記記録信号光及び前記記録参照光の前記入射側において得るための反射層を具える。

また、本発明のホログラフィック記録媒体が透過型のホログラフィック媒体を構成する場合は、前記ホログラフィック記録層の、前記シャッター部が隣接する側と相対向する側において、前記ホログラフィック記録層と隣接するようにして設けられた、前記第１の偏光吸収層、前記磁気偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層が積層されてなる追加のシャッター部を具える。

透過型のホログラフィック記録媒体の場合は、前記ホログラフィック記録層の、前記シャッター部が隣接する側と相対向する側において再生参照光を受光するので、前記相対向する側には、例えばガラス基板等が設けられることによって、光を透過するように構成されている。したがって、透過型のホログラフィック記録媒体においては、前記相対向する側からも外来光が進入し、上記ホログラフィック記録層を感光してしまうことになる。このため、透過型のホログラフィック記録媒体においては、上述のように、前記相対向する側において上記追加のシャッター部を設ける必要がある。

なお、反射型のホログラフィック記録媒体の場合は、前記相対向する側には反射層が設けられており、この反射層は一般に金属材料から構成されているため、反射層によって外来光を十分に遮蔽することができるようになる。したがって、透過型のホログラフィック記録媒体のように、追加のシャッター部を設ける必要がない。

また、シャッター部の動作は、特許文献１、特許文献２に示されるような光強度に対して透過率が変化する機構を用いていないので、いかなる感度のホログラフィック記録層であっても使用することができ、データ転送速度の高速化と遮光性とのトレードオフはなく、両者を成立させることが可能である。

さらに、シャッター部の動作は、磁界を印加することを用いるので、特許文献３に示されるような透明電極層の形成及びそこに電圧を印加する機構を設ける必要がない簡単な機構で実現可能なので、用途としては記録媒体を静止させた状態で使用するカード型のみならず、光ディスクのように媒体を回転させて記録再生を行なう形態にも適用可能である。

以上、本発明によれば、カートリッジを必要とすることなく、記録および再生光強度が低くても良好にホログラフィック記録再生が行なえ、かつ外来光に対する遮光性が高くシェルフライフに優れたホログラフィック記録媒体を提供することができる。

第１の実施形態のホログラフィック記録媒体の、媒体構成を示す図である。 図１に示すホログラフィック記録媒体における外来光の遮蔽操作を説明するための図である。 図１に示すホログラフィック記録媒体への記録再生操作を説明するための図である。 第２の実施形態のホログラフィック記録媒体の、媒体構成を示す図である。 図４に示すホログラフィック記録媒体における外来光の遮蔽操作を説明するための図である。 図４に示すホログラフィック記録媒体への記録再生操作を説明するための図である。 第３の本実施形態におけるホログラフィック記録媒体の概略構成を示す図である。 実施例におけるホログラフィック記録媒体の、媒体構成を示す図である。 外来光の露光エネルギーと、記録後のホログラフィック記録媒体の最大回折効率との関係を示すグラフである。 外来光の露光エネルギーと、記録後のホログラフィック記録媒体のＭ＃（エムナンバー）との関係を示すグラフである。

以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態のホログラフィック記録媒体の、媒体構成を示す図であり、図２は、図１に示すホログラフィック記録媒体における外来光の遮蔽操作を説明するための図であり、図３は、図１に示すホログラフィック記録媒体への記録再生操作を説明するための図である。なお、各図面において、層の右側に示されている符号

は、層の最大透過軸が紙面に垂直であることを意味し、符号

は、層の最大透過軸が紙面に平行であることを意味している。また、本実施形態では、記録信号光、記録参照光及び再生参照光は、直線偏光とする。

図１に示すように、本実施形態におけるホログラフィック記録媒体１０は、光入射側から順次にシャッター部１２、ホログラフィック記録層１１及び反射層１３が積層されたような構成を呈し、いわゆる反射型のホログラフィック記録媒体を構成している。シャッター部１２は、光入射側から順次に第１の偏光吸収層１２１、磁気偏光可変層１２２及び第２の偏光吸収層１２３が積層されたような構成を呈している。なお、第１の偏光吸収層１２１及び第２の偏光吸収層１２３の積層順序は、これらの間に磁気偏光可変層１２２が位置する限りにおいて逆転させることができる。なお、本実施形態の作用効果を損なわない限りにおいて、製造上要求されるガラス基板等を含んでいてもよい。

ホログラフィック記録層１１は、信号光と参照光との干渉によって生じる光の明部と暗部とで、屈折率、透過率、反射率といった何らかの光学定数が変化しうる材料で、例えばフォトポリマー、フォトリフラクティブ結晶、フォトリフラクティブポリマー、カルコゲナイド化合物、フォトクロミック材料、サーモクロミック材料などから構成することができる。

シャッター部１２を構成する第１の偏光吸収層１２１及び第２の偏光吸収層１２３は、特定の方向の直線偏光成分のみを透過させ、それと直交する成分を吸収する直線偏光層である。材質としては、例えば、ヨウ素もしくはその他塗料を吸着させたPVA（ポリビニルアルコール）などであり、必要に応じて保護層として、PET（ポリエチレンテレフタレート）やTAC（トリアセチルセルロース）等のフィルムで挟むことができる。

また、シャッター部１２を構成する磁気偏光可変層１２２は、入射光に対する出射光（透過光）の偏光状態を磁気的手段によって切り替えることが可能な層である。例えば、Ｔｂ酸化物を含む磁性ガラスや希土類-鉄磁性ガーネットに代表されるファラデー効果を発現する層を用いることができる。中でも、YIG（イットリウム鉄ガーネット）はファラデー効果が大きく、更に、BiもしくはGa置換型のYIGは更に大きなファラデー効果を示し、かつ透過率が高いので好ましい。

これらはいずれも、外部から印加する磁界を制御することで偏光状態を切り替えることが可能であり、ファラデー回転角は印加磁界、ファラデー回転層の材質、膜質および厚みに依存するので、所望のファラデー回転角が得られるように各々適宜調整される。特に入射した直線偏光に対して９０度変換できることが好ましい。これは、以下に説明するシャッター部１２での外来光の遮光性をより向上させるためである。

また上記希土類-鉄磁性ガーネットは、MOD法（有機金属塗布分解法）やLPE（液相エピタキシャル）法を用いて作製される。

反射層１４は、ホログラフィック再生を行う際に使用する参照光に対して高い反射率、好ましくは５０％以上の反射率を示す材料から構成する。例えば、金属ではＡｌもしくはＡｇもしくはこれらを主成分とする合金は特に反射率が高く好ましい。

また、参照光の波長に対して選択的に５０％以上の反射率を示す屈折率の異なる層を互いに積層させた波長選択多層膜であってもよい。

次に、図１に示すホログラフィック記録媒体１０における外来光の遮蔽操作を説明する。図２から明らかなように、本実施形態では、シャッター部１２の第１の偏光吸収層１２１は、紙面に垂直な第１の最大透過軸を有しており、第２の偏光吸収層１２３は、紙面に平行な第２の最大透過軸を有している。したがって、第１の最大透過軸と第２の最大透過軸とは互いに直交している。

図２に示すように、非使用時（媒体保存時）においては、ホログラフィック記録媒体１０には磁界が印加されていないので、磁気偏光可変層１２２はファラデー効果を発現しておらず、磁気偏光可変層１２２内で偏光面の回転は生じない。したがって、例えば第１の最大透過軸と平行な第１の偏光状態の外来光がホログラフィック記録媒体１０に対して入射した場合、外来光は、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層１２１及び磁気偏光可変層１２２は透過するようになるが、第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層１２３によって吸収され遮蔽されるようになる。なお、第２の最大透過軸と平行な第２の偏光状態の外来光の場合は、当初から第１の偏光吸収層１２１で遮蔽されることになる。

このように、本実施形態のホログラフィック記録媒体１０は、ホログラフィック記録層１１の光入射側において、第１の偏光吸収層１２１、磁気偏光可変層１２２及び第２の偏光吸収層１２３からなるシャッター部１２を設けているので、ホログラフィック記録媒体１０の非使用時（媒体保存時）における外来光を遮光することができる。

また、本実施形態では、第１の最大透過軸と第２の最大透過軸とはクロスニコルとなっているので、外来光の遮光率は極めて高くなり、透過率は１％以下となる。したがって、ホログラフィック記録媒体１０が、非使用時（媒体保存時）の場合の、外来光による感光を効果的に防止することができる。

次に、図１に示すホログラフィック記録媒体１０に対する記録再生操作を説明する。なお、本説明では、シャッター部１２の磁気偏光可変層１２２は、そのファラデー回転角を９０度に設定している場合を想定して説明する。

ホログラフィック記録媒体１０に対して記録を行なう場合は、図３に示すように、媒体の記録再生位置に、例えば永久磁石や電磁石等を配置することによって、シャッター部１２の磁気偏光可変層１２２に対して磁界を印加する。すると、磁気偏光可変層１２２はファラデー効果を発現し、磁気偏光可変層１２２を透過する光の偏光面を９０度回転させることになる。

したがって、例えばホログラフィック記録媒体１０の非使用時（媒体保存時）において遮蔽されるべき、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光を入射させる場合において、これら記録信号光及び記録参照光は、シャッター部１２の第１の偏光吸収層１２１を透過するとともに、シャッター部１２の磁気偏光可変層１２２においてそれらの偏光面が９０度回転させられることになる。この結果、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光は、第２の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光に変換されることになる。

第２の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光は、シャッター部１２の、同じ第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層１２３を透過することができるので、これらの光はホログラフィック記録層１１に達し、このホログラフィック記録層１１に対して記録操作を行うことができるようになる。

同様に、ホログラフィック記録媒体１０の非使用時（媒体保存時）において遮蔽されるべき、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の再生参照光を入射させる場合において、この再生参照光は、シャッター部１２の第１の偏光吸収層１２１を透過するとともに、シャッター部１２の磁気偏光可変層１２２においてそれらの偏光面が９０度回転させられることになる。この結果、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の再生参照光は、第２の最大透過軸と平行な再生参照光に変換されることになる。

第２の最大透過軸と平行な再生参照光は、シャッター部１２の、同じ第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層１２３を透過することができるので、これらの光はホログラフィック記録層１１に達するとともに、反射層１３で反射させることによって、ホログラフィック記録層１１における記録情報に関する再生信号光を、前記記録信号光及び前記記録参照光の前記入射側において得、これによって、ホログラフィック記録媒体１０に対して再生操作を行うことができるようになる。

このように、本実施形態のホログラフィック記録媒体１０においては、ホログラフィック記録媒体１０に対して磁界を印加しない状態では、シャッター部１２において外来光を遮蔽することができるとともに、磁界を印加した状態では、シャッター部１２の磁気偏光可変層１２２において、記録信号光及び記録参照光、並びに再生参照光の偏光状態を変化（回転）させて、シャッター部１２を透過させ、ホログラフィック記録層１１に対する記録再生を可能ならしめるようにしている。

換言すれば、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層１２１、磁気偏光可変層１２２及び第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層１２３からなるシャッター部１２を設け、さらにこのシャッター部１２に対する磁界の印加の有無という極めて簡易な構成及び簡易な操作によって、ホログラフィック記録媒体１０の非使用時（媒体保存時）には外来光を遮蔽できるとともに、記録再生操作をも行うことができる。

したがって、特許文献１、特許文献２に示されるような光強度に対して透過率が変化する機構を用いていないので、いかなる感度のホログラフィック記録層であっても使用することができ、データ転送速度の高速化と遮光性とのトレードオフはなく、両者を成立させることが可能である。

さらに、シャッター部の動作は、磁界を印加することを用いるので、特許文献３に示されるような透明電極層の形成及びそこに電圧を印加する機構を設ける必要がない簡単な機構で実現可能なので、用途としては記録媒体を静止させた状態で使用するカード型のみならず、光ディスクのように媒体を回転させて記録再生を行なう形態にも適用可能である。

（第２の実施形態）
図４は、本実施形態のホログラフィック記録媒体の、媒体構成を示す図であり、図５は、図４に示すホログラフィック記録媒体における外来光の遮蔽操作を説明するための図であり、図６は、図４に示すホログラフィック記録媒体への記録再生操作を説明するための図である。なお、各図面において、層の右側に示されている符号

は、層の最大透過軸が紙面に垂直であることを意味し、符号

は、層の最大透過軸が紙面に平行であることを意味している。また、本実施形態では、記録信号光、記録参照光及び再生参照光は、直線偏光とする。

図４に示すように、本実施形態におけるホログラフィック記録媒体２０は、光入射側から順次にシャッター部２２、ホログラフィック記録層２１及び追加のシャッター部２４が積層されたような構成を呈し、いわゆる透過型のホログラフィック記録媒体を構成している。シャッター部２２は、外来光入射側から順次に第１の偏光吸収層２２１、磁気偏光可変層２２２及び第２の偏光吸収層２２３が積層されたような構成を呈している。また、追加のシャッター部２４は、外来光入射側から順次に第１の偏光吸収層２４１、磁気偏光可変層２４２及び第２の偏光吸収層２４３が積層されたような構成を呈している。

なお、第１の偏光吸収層２２１及び第２の偏光吸収層２２３、並びに第１の偏光吸収層２４１及び第２の偏光吸収層２４３の積層順序は、これらの間にそれぞれ磁気偏光可変層２２２及び２４２が位置する限りにおいて逆転させることができる。

なお、本実施形態におけるホログラフィック記録媒体２０を構成する各層の材料種類は第１の実施形態におけるホログラフィック記録媒体１０を構成する各層の材料種類と同様であるので、説明を省略する。

次に、図４に示すホログラフィック記録媒体２０における外来光の遮蔽操作を説明するが、本実施形態では、追加のシャッター部２４が付加された点を除き、外来光の遮蔽操作は基本的には第１の実施形態におけるホログラフィック記録媒体１０における外来光の遮蔽操作と同様である。

図５から明らかなように、本実施形態では、シャッター部２２の第１の偏光吸収層２２１は、紙面に垂直な第１の最大透過軸を有しており、第２の偏光吸収層２２３は、紙面に平行な第２の最大透過軸を有している。同様に、追加のシャッター部２４の第１の偏光吸収層２４１は、紙面に垂直な第１の最大透過軸を有しており、第２の偏光吸収層２４３は、紙面に平行な第２の最大透過軸を有している。すなわち、シャッター部２２において、第１の最大透過軸及び第２の最大透過軸は互いに直交するとともに、追加のシャッター部２４においても、第１の最大透過軸及び第２の最大透過軸は互いに直交している。

図５に示すように、非使用時（媒体保存時）においては、ホログラフィック記録媒体２０には磁界が印加されていないので、シャッター部２２及び２４の、磁気偏光可変層２２２及び２４２はファラデー効果を発現しておらず、磁気偏光可変層２２２及び２４２内で偏光面の回転は生じない。

したがって、例えば第１の最大透過軸と平行な第１の偏光状態の外来光がホログラフィック記録媒体２０に対して入射した場合、外来光は、シャッター部２２の、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層２２１及び磁気偏光可変層２２２は透過するようになるが、第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層２２３によって吸収され遮蔽されるようになる。同様に、追加のシャッター部２４の、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層２４１及び磁気偏光可変層２４２は透過するようになるが、第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層２４３によって吸収され遮蔽されるようになる。

なお、第２の最大透過軸と平行な第２の偏光状態の外来光の場合は、当初から第１の偏光吸収層２２１及び２４１で遮蔽されることになる。

このように、本実施形態のホログラフィック記録媒体２０は、ホログラフィック記録層１１の外来光入射側において、第１の偏光吸収層１２１、磁気偏光可変層１２２及び第２の偏光吸収層１２３からなるシャッター部２２、並びに第１の偏光吸収層２４１、磁気偏光可変層２４２及び第２の偏光吸収層２４３からなる追加のシャッター部２４を設けているので、ホログラフィック記録媒体２０の非使用時（媒体保存時）における外来光を遮光することができる。

また、本実施形態では、第１の最大透過軸と第２の最大透過軸とはクロスニコルとなっているので、外来光の遮光率は極めて高くなり、透過率は１％以下となる。したがって、ホログラフィック記録媒体２０が、非使用時（媒体保存時）の場合の、外来光による感光を効果的に防止することができる。

次に、図４に示すホログラフィック記録媒体２０に対する記録再生操作を説明する。なお、本説明では、シャッター部１２の磁気偏光可変層２２２及び追加のシャッター部２４の磁気偏光可変層２４２は、そのファラデー回転角を９０度に設定している場合を想定して説明する。

ホログラフィック記録媒体２０に対して記録を行なう場合は、図６に示すように、媒体の記録再生位置に、例えば永久磁石や電磁石等を配置することによって、シャッター部２２の磁気偏光可変層２２２及び追加のシャッター部２４の磁気偏光可変層２４２に対して磁界を印加する。すると、磁気偏光可変層２２２及び２４２はファラデー効果を発現し、磁気偏光可変層２２２及び２４２を透過する光の偏光面を９０度回転させることになる。

したがって、例えばホログラフィック記録媒体２０の非使用時（媒体保存時）において遮蔽されるべき、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光を入射させる場合において、これら記録信号光及び記録参照光は、シャッター部２２の第１の偏光吸収層２２１を透過するとともに、シャッター部２２の磁気偏光可変層２２２においてそれらの偏光面が９０度回転させられることになる。この結果、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光は、第２の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光に変換されることになる。

第２の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光は、シャッター部２２の、同じ第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層２２３を透過することができるので、これらの光はホログラフィック記録層２１に達し、このホログラフィック記録層２１に対して記録操作を行うことができるようになる。

ホログラフィック記録層２１に対して記録操作を行った後、第２の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光は、追加のシャッター部２４の同じ第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層２４３を透過した後、磁気偏光可変層２４２においてそれらの偏光面が９０度回転させられ、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光に変換されることになる。この第１の最大透過軸と平行な偏光状態の記録信号光及び記録参照光は、追加のシャッター部２４の、同じ第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層２４１を透過することができるので、ホログラフィック記録媒体２０の、信号記録光及び参照記録光の入射側と、相対向する側から外方に放出されることになる。

同様に、ホログラフィック記録媒体１０の非使用時（媒体保存時）において遮蔽されるべき、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の再生参照光を入射させる場合において、この再生参照光は、シャッター部２２の第１の偏光吸収層１２１を透過するとともに、シャッター部２２の磁気偏光可変層２２２においてそれらの偏光面が９０度回転させられることになる。この結果、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の再生参照光は、第２の最大透過軸と平行な再生参照光に変換されることになる。

第２の最大透過軸と平行な再生参照光は、シャッター部２２の、同じ第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層２２３を透過することができるので、これらの光はホログラフィック記録層２１に達する。一方、第２の最大透過軸と平行な再生参照光は、追加のシャッター部２４の、同じ第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層２４３を透過した後、磁気偏光可変層２４２においてその偏光面が９０度回転させられ、第１の最大透過軸と平行な偏光状態の再生参照光に変換されることになる。

この第１の最大透過軸と平行な偏光状態の再生参照光は、追加のシャッター部２４の、同じ第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層２４１を透過することができるので、ホログラフィック記録媒体２０の、信号記録光及び参照記録光の入射側と、相対向する側から外方に放出され、図示しない再生光学系によって受光され、ホログラフィック記録層２１に記録された記録情報を再生することができる。

このように、本実施形態のホログラフィック記録媒体２０においても、ホログラフィック記録媒体２０に対して磁界を印加しない状態では、シャッター部２２及び追加のシャッター部２４において外来光を遮蔽することができるとともに、磁界を印加した状態では、シャッター部２２の磁気偏光可変層２２２及び追加のシャッター部２４の磁気偏光可変層２４２において、記録信号光及び記録参照光、並びに再生参照光の偏光状態を変化（回転）させて、シャッター部２２及び追加のシャッター部２４を透過させ、ホログラフィック記録層２１に対する記録再生を可能ならしめるようにしている。

換言すれば、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層２２１、磁気偏光可変層２２２及び第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層２２３からなるシャッター部２２、並びに第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層２４１、磁気偏光可変層２４２及び第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層２４３からなる追加のシャッター部２４を設け、さらにこのシャッター部２２及び追加のシャッター部２４に対する磁界の印加の有無という極めて簡易な構成及び簡易な操作によって、ホログラフィック記録媒体２０の非使用時（媒体保存時）には外来光を遮蔽できるとともに、記録再生操作をも行うことができる。

したがって、特許文献１、特許文献２に示されるような光強度に対して透過率が変化する機構を用いていないので、いかなる感度のホログラフィック記録層であっても使用することができ、データ転送速度の高速化と遮光性とのトレードオフはなく、両者を成立させることが可能である。

さらに、シャッター部の動作は、磁界を印加することを用いるので、光磁気記録を用いた光学ドライブ（ＭＯ、ＭＤなど）で用いられている磁界印加機構が使用でき、特許文献３に示されるような透明電極層の形成及びそこに電圧を印加する機構を設ける必要がない簡単な機構で実現可能なので、用途としては記録媒体を静止させた状態で使用するカード型のみならず、光ディスクのように媒体を回転させて記録再生を行なう形態にも適用可能である。

（第３の実施形態）
図７は、本実施形態におけるホログラフィック記録媒体の概略構成を示す図である。本実施形態では、本発明のホログラフィック記録媒体をディスク状に形成した場合を示している。この場合、記録再生に使用する光を方向性のない光、例えば円偏光とすることにより、シャッター部１２等における第１の偏光吸収層１２１及び第２の偏光吸収層１２３等の最大透過軸（吸収軸）をディスクの半径方向もしくは同心円方向に向ける必要はなく、図７に示すように、ディスク全面に亘って同一方向に形成することもできる。

ディスク状のホログラフィックであって、かつシャッター部１２等における第１の偏光吸収層１２１及び第２の偏光吸収層１２３等の最大透過軸（吸収軸）をディスク全面に亘って同一方向に形成した場合、ホログラフィック記録媒体３０が回転して領域Ｂが領域Ａの箇所に来ると、第１の偏光吸収層１２１等の最大透過軸及び吸収軸の位置が入れ替わり、領域Ｂの最大透過軸の方向が領域Ａの吸収軸の方向と一致し、領域Ｂの吸収軸の方向が領域Ａの最大透過軸の方向と一致するようになる。したがって、当初、記録及び再生に用いていた直線偏光は第１の偏光吸収層１２１等を透過することができなくなり、ディスク状のホログラフィック記録媒体３０に対して記録再生を行うことができなくなってしまう。

一方、記録信号光を円偏光とした場合は、第１の偏光吸収層１２１等の最大透過軸と平行な方向に偏光面を有する直線偏光を任意に抽出することができる。この結果、ホログラフィック記録媒体３０が回転して領域Ｂが領域Ａの箇所に来た際においても、その際の最大透過軸と平行な偏光面を有する直線偏光が抽出されて、第１の偏光吸収層１２１等を透過するようになるので、ディスク状のホログラフィック記録媒体３０に対して、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したような方法で記録再生を行うことができるようになる。

なお、この場合、ホログラフィック記録媒体３０に対する遮光に関しても、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様にして実施することができる。

＜ホログラフィック記録媒体の作製＞
本発明の有効性を検証するための実験に用いたホログラフィック記録媒体の構成を図８に示す。

30mm x 30mm、厚さ0.6mmの第１のガラス基板４２４上に、MOD法を用いて、Bi置換型のYIG層を約50μm形成し、ファラデー回転層から成る磁気偏光可変層４２２とした。この偏光可変層を形成した状態で５３２nmのレーザ光を透過させた場合、偏光状態がほとんど変化していないことを確認した。

次いで、上記の両面に、粘着剤が塗布されたTAC / PVA / TACの３層構造から成る一軸性（光吸収軸が一方向）の偏光フィルムを貼り付け、第１及び第２の偏光吸収層４２１及び４２３を形成し、シャッター部４２を得た。このとき、第１および第２の偏光吸収層４２１及び４２３の最大透過軸が互いに直交するように形成した。その結果、磁界を印加しない状態での８００nm以下の光に対するシャッター部透過率は約０．５％以下であった。

次いで、上記シャッター部４２の第１のガラス基板４２４と同サイズの第２のガラス基板４５を準備し、これらの間に、ホログラフィック記録層４１として、フォトポリマーを0.5mmの厚さに形成して、記録前のホログラフィック記録媒体とした。

フォトポリマーの組成は以下のとおりとした。
ヘキサメチレンジイソシアネート（東京化成工業（株）製）３０．８重量部、ポリエーテルトリオール（（株）ＡＤＥＫＡ製、Ｇ−４００、平均分子量４０９）４８．１重量部、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物（新日鐵化学（株）製、ＡＳＦ−４００）４．０重量部、ジブチルスズジラウレート（東京化成工業（株）製）０．０３重量部、ビス（η５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製、イルガキュア７８４）１．２重量部、アセナフチレン（新日鐵化学（株）製）４．０重量部、Ｏ−アセチルクエン酸トリブチル（東京化成工業（株）製）１１．８重量部。

比較用として、シャッター部を設けずに、第１、第２のガラス基板の間に、上記と同様のホログラフィック記録層を設けた媒体を用意した。

なお両媒体とも、ホログラフィック記録、後露光（フォトポリマーの定着）後に、光照射と反対側の基板（本実施例の場合は第２のガラス基板４５側）に、反射層４３としてＡｌを約100nmスパッタ法により成膜した。

＜外来光照射＞
外来光を想定して、中心波長が５２０nmのＬＥＤを用い、ホログラフィック記録前に、上記媒体の片側から一定時間照射した。本実施例による媒体の場合、照射方向はシャッター部を設けた側である。媒体位置での光強度は17mW/cm²とした。

＜ホログラフィック記録再生＞
上記媒体の一部に、２光束干渉法によって平面波のホログラフィック記録を行なった。光学系は特許文献４（ＷＯ２０１０／００８０６４号）の図６に示される構成を用いた。光源は波長５３２nmのＹＡＧレーザである。ただし平面波とするため、レンズ５１は使用せず、ＳＬＭ４９を全反射状態（all white）とした。参照光の入射角度を２０度から７０度まで０．５度ステップで多重度１０１の角度多重を行なった。スケジューリングはフラットとし、各ページの記録露光エネルギーは、30mJ/cm²とした。

シャッター部４２部を「開」状態とするために、裏面側（第２のガラス基板４５側）に永久磁石を設置し、媒体の記録再生位置での媒体面に対して垂直方向の磁界の強さが約8x10⁴ A/mになるようにした。これによって、磁気偏光可変層４２２のファラデー回転角は約90度となり、シャッター部が「開」状態となった。このとき、媒体の透過率は約７０％であった。なお上記磁石は、電磁石としてもよい。その場合は、電流によって偏光可変層のファラデー回転角をコントロールすることができる。

ホログラフィック記録の後、上記ＬＥＤを用いて記録位置に約１時間照射し、フォトポリマーを定着させた。

再生は特許文献４（ＷＯ２０１０／００８０６４号）の図８に示される構成の光学系を用いて行なったが、イメージセンサ５５の代りにフォトディデクター（ＰＤ）を設置した。また、同文献に示されるように、記録位置に対してペリストロフィック方向に180度回転させ、位相共役再生とした。また記録時と同様、シャッター部を「開」状態とするために、裏面側（第２のガラス基板４５側）に永久磁石を設置した。この結果、媒体の反射率は約５０％であった。

図９、図１０に、ホログラフィック記録前に、外来光として上記ＬＥＤ光を照射したエネルギーに対して、ホログラフィック再生したときの回折効率ηmax（１０１多重記録した中の最大値）、Ｍ＃の結果を示す。

Ｍ＃（エムナンバー）は、i多重目の回折効率をη_iとして、次式で定義される。

図９、図１０から分かるとおり、本発明によるシャッター部を設けた媒体では、50J/cm²以上の外来光を照射してもシャッター部の遮光効果によりηmax、M#の劣化が少ないのに対し、シャッター部の無い媒体においては、外来光を照射するに従いηmax、M#が大きく劣化しており、外来光によってホログラフィック記録層が感光して感度が低下している。以上より、シャッター部の明確な遮光効果が確認された。

なお実施例は30mm x 30mmのクーポン状の媒体で行なったが、ディスク状の媒体でも適用可能である。

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。

１０，２０，３０，４０ ホログラフィック記録媒体
１１，２１，４１ ホログラフィック記録層
１２，２２，４２ シャッター部
１３，４３ 反射層
１２１，２２１，４２１，２４１ 第１の偏光吸収層
１２２，２２２，２４２，４２２ 磁気偏光可変層
１２３，２２３，２４３，４２３ 第２の偏光吸収層
４２４ 第１のガラス基板
４５ 第２のガラス基板

Claims (18)

1. 記録信号光及び記録参照光を照射して得た干渉縞を記録情報として記録するためのホログラフィック記録層と、
   前記ホログラフィック記録層と隣接するようにして設けられた、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層、磁気偏光可変層及び前記第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層が積層されてなるシャッター部と、
   を具えることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体。
2. 前記ホログラフィック記録層の、前記シャッター部が隣接する側と相対向する側において、前記ホログラフィック記録層と隣接するようにして設けられた、前記第１の偏光吸収層、前記磁気偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層が積層されてなる追加のシャッター部を具えることを特徴とする、請求項１に記載のホログラフィック記録媒体。
3. 前記ホログラフィック記録層の、前記シャッター部が隣接する側と相対向する側において、前記ホログラフィック記録層の前記記録情報を再生する際に照射する再生参照光を反射させて、前記記録情報に関する再生信号光を、前記記録信号光及び前記記録参照光の前記入射側において得るための反射層を具えることを特徴とする、請求項１に記載のホログラフィック記録媒体。
4. 前記磁気偏光可変層は、ファラデー効果を有する層であって、磁場印加時において、前記第１の最大透過軸又は前記第２の最大透過軸と平行な偏光状態の光を形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載のホログラフィック記録媒体。
5. 前記記録信号光、前記記録参照光及び前記再生参照光は直線偏光であり、前記第１の偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層は、それぞれ直線偏光吸収層であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載のホログラフィック記録媒体。
6. 前記記録信号光、前記記録参照光及び前記再生参照光は円偏光であり、前記第１の偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層は、それぞれ直線偏光吸収層であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載のホログラフィック記録媒体。
7. 前記ホログラフィック記録媒体はディスク状の記録媒体であり、前記第１の偏光吸収層の前記第１の最大透過軸及び前記第２の偏光吸収層の前記第２の最大透過軸は、前記記録媒体の全面に亘って同一方向に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のホログラフィック記録媒体。
8. 記録信号光及び記録参照光を照射して得た干渉縞を記録情報として記録するためのホログラフィック記録層と隣接するようにして、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層、磁気偏光可変層及び前記第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層が積層されてなるシャッター部を設け、このシャッター部において外来光を遮蔽するステップと、
   前記磁気偏光可変層において、磁気的手段により、前記記録信号光及び前記記録参照光を、前記第１の最大透過軸又は前記第２の最大透過軸と平行な偏光状態とし、前記シャッター部において前記記録信号光及び前記記録参照光を透過させ、前記ホログラフィック記録媒体に対して記録操作を行うステップと、
   を具えることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体の記録方法。
9. 前記磁気偏光可変層は、ファラデー効果を有する層であって、前記記録信号光及び前記記録参照光を、磁場印加時において、前記第１の最大透過軸又は前記第２の最大透過軸と平行な偏光状態とすることを特徴とする、請求項８に記載のホログラフィック記録媒体の記録方法。
10. 前記記録信号光、前記記録参照光及び前記再生参照光を直線偏光とし、前記第１の偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層を、それぞれ直線偏光吸収層としたことを特徴とする、請求項８又は９に記載のホログラフィック記録媒体の記録方法。
11. 前記記録信号光、前記記録参照光及び前記再生参照光を円偏光とし、前記第１の偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層を、それぞれ直線偏光吸収層としたことを特徴とする、請求項８又は９に記載のホログラフィック記録媒体の記録方法。
12. 前記ホログラフィック記録媒体はディスク状の記録媒体とし、前記第１の偏光吸収層の前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光吸収層の前記第２の偏光状態を、前記記録媒体の全面に亘って同一方向に形成することを特徴とする、請求項１１に記載のホログラフィック記録媒体の記録方法。
13. 記録信号光及び記録参照光を照射して得た干渉縞を記録情報として記録するためのホログラフィック記録層と隣接するようにして、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層、磁気偏光可変層及び前記第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層が積層されてなるシャッター部を設け、外来光を遮蔽するステップと、
    前記ホログラフィック記録層の、前記シャッター部が隣接する側と相対向する側において、前記ホログラフィック記録層と隣接するようにして設けられた、前記第１の偏光吸収層、前記磁気偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層が積層されてなる追加のシャッター部を設け、前記外来光を遮蔽するステップと、
    前記磁気偏光可変層において、磁気的手段により、前記記録信号光及び前記記録参照光を、前記第１の最大透過軸又は前記第２の最大透過軸と平行な偏光状態とし、前記シャッター部において前記記録信号光及び前記記録参照光を透過させ、前記ホログラフィック記録媒体に対して記録操作を行うステップと、
    前記磁気偏光可変層において、前記磁気的手段によって、再生参照光を、前記第１の最大透過軸又は前記第２の最大透過軸と平行な偏光状態とし、前記追加のシャッター部を透過させ、前記ホログラフィック記録媒体に対して再生操作を行うステップと、
    を具えることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体の記録再生方法。
14. 記録信号光及び記録参照光を照射して得た干渉縞を記録情報として記録するためのホログラフィック記録層と隣接するようにして、第１の最大透過軸を有する第１の偏光吸収層、磁気偏光可変層及び前記第１の最大透過軸と直交する第２の最大透過軸を有する第２の偏光吸収層が積層されてなるシャッター部を設け、このシャッター部において外来光を遮蔽するステップと、
    前記磁気偏光可変層において、磁気的手段により、前記記録信号光及び前記記録参照光を、前記第１の最大透過軸又は前記第２の最大透過軸と平行な偏光状態とし、前記シャッター部において前記記録信号光及び前記記録参照光を透過させ、前記ホログラフィック記録媒体に対して記録操作を行うステップと、
    前記ホログラフィック記録層の、前記シャッター部が隣接する側と相対向する側において反射層を設け、前記磁気偏光可変層において、磁気的手段により、再生参照光を、前記第１の最大透過軸又は前記第２の最大透過軸に平行な偏光状態とし、前記シャッター部において前記再生参照光を透過させるとともに、前記反射層で反射させて、前記記録情報に関する再生信号光を、前記記録信号光及び前記記録参照光の前記入射側において得、前記ホログラフィック記録媒体に対して再生操作を行うステップと、
    を具えることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体の記録再生方法。
15. 前記磁気偏光可変層は、ファラデー効果を有する層であって、前記記録信号光及び前記記録参照光を、磁場印加時において、前記第１の最大透過軸又は前記第２の最大透過軸と平行な偏光状態とすることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のホログラフィック記録媒体の記録再生方法。
16. 前記記録信号光、前記記録参照光及び前記再生参照光を直線偏光とし、前記第１の偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層を、それぞれ直線偏光吸収層としたことを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一に記載のホログラフィック記録媒体の記録再生方法。
17. 前記記録信号光、前記記録参照光及び前記再生参照光を円偏光とし、前記第１の偏光吸収層及び前記第２の偏光吸収層を、それぞれ直線偏光吸収層としたことを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一に記載のホログラフィック記録媒体の記録再生方法。
18. 前記ホログラフィック記録媒体はディスク状の記録媒体とし、前記第１の偏光吸収層の前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光吸収層の前記第２の偏光状態を、前記記録媒体の全面に亘って同一方向に形成することを特徴とする、請求項１７に記載のホログラフィック記録媒体の記録再生方法。

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