(57)【要約】ホログラフィック記録材料（１１）が２つの基板（１２、１３）間に挟まれたサンドイッチ構造を有するホログラフィックデータ記憶媒体（１０）が記載されている。基板には各基板の外縁付近に流体格納機構（１４、１５）を形成し得る。また基板には各基板の外面に対して凹状である中央片（１６、１７）を形成し得る。また流体格納機構（１４、１５）は、ホログラフィック記録材料（１１）が注入されると気体がキャビティから流出できる通気間隙（９１）を提供し得る。このような基板機構は、媒体製造プロセスを改善し且つ単純化できるとともに媒体の品質を向上し得る。
2005536825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外縁付近に形成された第１の流体格納機構を含む第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１および第２の基板間のホログラフィック記録材料と、
を含むホログラフィックデータ記憶媒体。
【請求項２】
前記第２の基板が、外縁付近に形成された第２の流体格納機構を含む、請求項１に記載の記憶媒体。
【請求項３】
前記ホログラフィック記録材料が、前記第１および第２の基板の内面と、前記第１および第２の流体格納機構のうちの少なくとも１つの内面とにより画定されるキャビティ内で硬化される、請求項２に記載の記憶媒体。
【請求項４】
前記第１および第２の流体格納機構が互いに当接して前記キャビティを実質的に封止する、請求項３に記載の記憶媒体。
【請求項５】
前記第１および第２の流体格納機構が前記媒体の製造時に通気間隙を画定し、前記通気間隙は前記ホログラフィック記録材料が前記第１および第２の基板間に注入される際に前記キャビティから気体を流出可能にする、請求項３に記載の記憶媒体。
【請求項６】
前記第１の基板の中央に形成された第１の中央片と、前記第２の基板の中央に形成された第２の中央片とをさらに含み、前記第１の中央片が前記第１の基板の外面に対して凹状であるとともに前記第２の中央片が前記第２の基板の外面に対して凹状である、請求項１に記載の記憶媒体。
【請求項７】
前記第１および第２の中央片のうちの少なくとも１つが、前記媒体の製造時に前記ホログラフィック記録材料を注入できる注入通路を画定する、請求項６に記載の記憶媒体。
【請求項８】
第１の基板を第２の基板に対して位置決めしてキャビティを画定するステップと、
前記キャビティ内に粘性ホログラフィック記録材料を注入するステップと、
前記ホログラフィック記録材料を硬化させるステップと、
を含む方法であって、前記第１の基板がその外縁付近に形成された第１の流体格納機構を含み、前記第２の基板がその外縁付近に形成された第２の流体格納機構を含み、前記キャビティが前記第１および第２の基板ならびに前記第１および第２の流体格納機構のうちの少なくとも１つの内面により画定される方法。
【請求項９】
前記粘性ホログラフィック記録材料の注入時に前記第１および第２の流体格納機構間に形成された通気間隙を介して前記キャビティを通気するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホログラフィックデータ記憶媒体に関し、特に媒体製造時に粘性ホログラフィック記録材料を格納可能な基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報を記憶するために多様なタイプのデータ記憶媒体が開発されてきた。２、３例を挙げると従来の媒体には例えば磁気媒体、光学媒体、および機械的媒体がある。データ記憶密度を増加させることは新型または改善型データ記憶媒体の開発における最重要目的である。
【０００３】
従来の媒体では情報の個々のビットを別個の機械的、光学的、または磁気的変化として媒体の表面に記憶させる。このためデータ記憶媒体表面領域は所与の記録技術に対してデータ密度に関する物理的な限界を与えることになる。
【０００４】
ホログラフィックデータ記憶媒体は従来の媒体より高い記憶密度を提供することができる。ホログラフィック媒体ではホログラフィック記録材料の体積全体にデータを記憶することができる。換言すれば、ホログラフィック媒体は３次元データ記憶を可能にする。理論的なホログラフィック記憶密度は立方センチメートル当たり数十テラビットにもなり得る。
【０００５】
ホログラフィックデータ記憶媒体では、全ページの情報、例えばビットマップを感光性ホログラフィック記録材料内に光干渉パターンとして記憶することができる。光干渉パターンは記録材料内で２つの干渉性レーザ光を交差させることにより生成することができる。物体光と呼ばれる第１のレーザ光は記憶すべき情報を含んでおり、参照光と呼ばれる第２のレーザ光は物体光と干渉して、ホログラムとして記録材料内に記憶できる干渉パターンを作製する。記憶されたホログラムはその後参照光のみにより照明されると、参照光の光のうちいくらかがホログラフィック干渉パターンにより回折する。さらに回折光は元の物体光の復元物を作製する。このように記録されたホログラムに参照光を照射することにより、物体光内に符合化されたデータを再現できるとともにカメラなどのデータ検出器によって検出できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ホログラフィックデータ記憶媒体は、感光性ポリマ配合物などの感光性ホログラフィック記録材料が２つの基板間に挟まれてその後硬化されるサンドイッチ構造を有し得る。ホログラムはこのホログラフィック記録材料に記録および記憶される。しかしホログラフィック記録材料は、当初基板間に挟まれている時には通例粘性流体またはゲル状である。ホログラフィック記録材料の粘性は媒体製造における課題を提示し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ホログラフィック記録材料が２つの基板間に挟まれたサンドイッチ構造を有するホログラフィックデータ記憶媒体に関する。媒体の品質を向上し、製造プロセスを単純化し、さらに作製された媒体の環境安定性を向上し得る様々な基板機構を説明する。
【０００８】
例えば基板の一方または両方に各基板の外縁付近の流体格納機構を形成し得る。また基板に中央孔ではなく中央片を形成し得る。また中央片はそれぞれの基板の外面に対して凹状であり得る。
【０００９】
一実施形態においてホログラフィックデータ記憶媒体は、第１の基板と、第２の基板と、第１および第２の基板間のホログラフィック記録材料とを含む。基板のうちの少なくとも一方、場合によっては基板の両方を基板の外縁付近に流体格納機構を含むように形成し得る。流体格納機構は、ホログラフィック記録材料が粘性状である場合に材料を格納可能なキャビティを基板間に画定する役目を果たし得る。
【００１０】
また流体格納機構は、ホログラフィック記録材料が注入されると気体がキャビティから流出できる通気間隙を提供し得る。さらにまた材料が粘性状である場合にホログラフィック記録材料の格納に利点を提供することに加えて、流体格納機構はホログラフィック記録材料が硬化した後、ホログラフィック記録材料と環境との間に環境バリアも提供し得る。
【００１１】
他の実施形態において、光学基板に通常形成されている中央孔ではなく中央片を基板に形成し得る。中央片はキャビティをより完全にカプセル化する役目を果たすことにより注入されたホログラフィック記録材料をキャビティ内に格納し得る。さらにまた中央片をそれぞれの基板の外面に対して凹状にし得る。
【００１２】
それぞれの基板の外面に対して中央片を凹状にすることにより基板の外面の平坦性が改善され、製造装置の基準面が媒体製造プロセス時に外面間の平行度を向上させることができる。特に凹状中央片は中央片付近の厚さのばらつきによって生じる問題を回避し得る。したがって基板の外面は媒体製造プロセス時に基準面に押し付けられて、外面は中央片付近の厚さのばらつきに阻害されずに互いに実質的に平行になる。
【００１３】
他の実施形態において本発明は、媒体の製造時に第１の基板と第２の基板との間に粘性の材料が挟まれているサンドイッチ構造データ記憶媒体で使用するための一組の基板に関する。一組の基板は、外縁付近に形成された第１の流体格納機構を含む第１の基板と、外縁付近に形成された第２の流体格納機構を含む第２の基板とを含み得る。
【００１４】
他の実施形態において、本発明はホログラフィックデータ記憶システムに関する。例えばこのシステムは、少なくとも１つのレーザ光を発生するレーザと、レーザ光が通過する光学要素と、レーザ光の少なくとも一部のデータを符号化するデータエンコーダと、少なくとも１つのホログラムを記憶するホログラフィック記録媒体とを含み得る。ホログラフィック記録媒体は第１の基板と、第２の基板と、第１および第２の基板間のホログラフィック記録材料とを含み得る。基板の一方または両方に本明細書で説明する１つまたは複数の基板機構を形成し得る。
【００１５】
他の実施形態において、本発明はホログラフィック記録媒体の製造方法に関し得る。例えばこの方法は第１の基板を第２の基板に対して位置決めしてキャビティを画定するステップを含み、第１の基板がその外縁付近に形成された第１の流体格納機構を含み、第２の基板がその外縁付近に形成された第２の流体格納機構を含み、キャビティが第１および第２の基板ならびに第１および第２の流体格納機構のうちの少なくとも１つの内面により画定される。この方法はキャビティ内に粘性ホログラフィック記録材料を注入するステップと、ホログラフィック記録材料を硬化させるステップとをさらに含み得る。
【００１６】
様々な実施形態が１つ以上の利点を提供可能である。特に本明細書に説明する基板機構は、媒体の品質を向上し、媒体製造に関連する製造プロセスを単純化且つ改善し、さらに作製された媒体に環境安定性を提供し得る。これらおよび他の実施形態の更なる詳細は添付の図面と以下の説明とに記載されている。他の特徴と、目的と、利点とは説明および図面からならびに請求の範囲から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
一般的に本発明は、ホログラフィック記録材料が２つの基板間に挟まれたサンドイッチ構造を有するホログラフィックデータ記憶媒体に関する。基板には各基板の外縁に近接する流体格納機構を形成し得る。また基板には中央孔ではなく中央片を形成し得る。中央片は各基板の外面に対して凹状である。このような基板機構は、媒体製造プロセスを改善し
且つ単純化するとともに媒体の品質も向上し得る。
【００１８】
基板は内部にホログラフィック記録材料を注入できるキャビティを画定し得る。特に基板の外縁に近接して形成された流体格納機構は２つの基板間に形成されたキャビティの外縁を画定可能である。したがってホログラフィック記録材料が媒体製造時に粘性を有する、すなわち実質的に液体またはゲル状である場合、流体格納機構はホログラフィック記録材料をキャビティ内に格納する役目を果たすことができる。ホログラフィック記録材料をキャビティ内に注入し、そこで基板の流体格納機構により格納するとともに、ホログラフィック記録材料を硬化させることができる。また硬化後、流体格納機構はホログラフィック記録材料を環境要素から保護し得る。
【００１９】
流体格納機構は多様な形状および構成を取り得る。以下により詳細に説明する例示的実施形態では、流体格納機構は各基板の外周にリップ状要素を画定する。流体格納機構は各基板の主面と直交する方向に延在し得る。したがって基板は媒体の上面および下面ならびに基板間のキャビティをも画定することができる。上下の基板の流体格納機構は例えば当接状態で互いに嵌合し、ホログラフィック記録材料が内部で硬化すると実質的にキャビティを封止し得る。さらにまたホログラフィック記録材料のキャビティ内への注入時には、通気間隙が流体格納機構間に存在することにより注入時にキャビティから気体が流出可能になるためキャビティを液体またはゲル状のホログラフィック記録材料でより完全に充填することができる。
【００２０】
ホログラフィック記録材料のキャビティ内への注入により生じる圧力は空気を通気間隙から強制流出させることができる。さらにキャビティを充填すると圧力が上下の基板の流体格納機構を押し付け合わせ、気体が流出してしまえば実質的に通気間隙がなくなる。ホログラフィック記録材料の注入後に流体格納機構間に空間が残っている場合には、ホログラフィック記録材料の硬化時にその残留空間を排除することが可能であり、これにより概して材料が若干収縮することになる。硬化時に生じるこの収縮が残留通気間隙を排除することにより、流体格納機構が互いに当接するとともにキャビティを封止することができる。
【００２１】
流体格納機構は、媒体製造を改善し且つ単純化することができる。特に流体格納機構はホログラフィック記録材料が液体またはゲル状である場合に２つの基板間にホログラフィック記録材料を格納することができるとともにキャビティからのホログラフィック記録材料の漏れを防止することができる。このような流体格納機構は、２つの基板間に粘性ホログラフィック記録材料を注入して硬化するホログラフィック媒体の大量生産を容易化し得る。加えて流体格納機構は媒体内、特に媒体の外周において環境と硬化ホログラフィック記録材料との間に基板バリアを設けることによりホログラフィック媒体の環境安定性を向上し得る。
【００２２】
また基板に各基板の外面に対して凹状である中央片を形成し得る。また中央片の少なくとも１つに、媒体の製造時にホログラフィック記録材料を注入可能な注入流路を形成し得る。例えば中央注入プロセスを用いることにより、ホログラフィック記録材料を注入通路を介して基板と流体格納機構とによって画定されるキャビティ内に注入することができる。中央注入プロセスは製造時に上下の基板を互いに強制的に離間させて基板の外面を製造装置の実質的に平行な基準面上に押し付ける。
【００２３】
中央片を各基板の外面に対して凹状にすることにより基板の外面の平坦性が改善されるため、製造装置の基準面は基板の外面間の平行度を向上させることができる。特に凹状中央片は中央片付近の厚さのばらつきにより生じる問題を回避し得る。このような厚さのばらつきは製造時の基板の異なる冷却のために生じ、「エッジウェッジ」効果とも呼ばれることがある。しかし中央片が凹状である場合、中央片付近のエッジウェッジ効果に関連する問題は回避できる。そこで中央片が基板の外面に対して凹状であるため、中央片付近の厚さのばらつきによる障害を受けずに製造時に基板の外面を基準面に押し付けることができる。したがって基板の外面相互間の平行度の向上が達成され、媒体の品質を向上させるとともに場合によっては記憶密度を増加させることができる。
【００２４】
図１は例示的なホログラフィックデータ記憶媒体１０の断面側面図である。図２はホログラフィックデータ記憶媒体１０の平面図である。図示のようにホログラフィックデータ記憶媒体１０は回転可能なディスクの形状を取り得る。代替的にはホログラフィックデータ記憶媒体１０は長方形のカードまたは任意の他の形状を取り得る。いずれの場合もホログラフィックデータ記憶媒体１０は、２つの基板１２、１３間に感光性ホログラフィック記録材料１１が挟まれたサンドイッチ構造を有する。以下により詳細に説明するように、基板１２、１３に様々な機構を形成することにより媒体の品質および製造性を向上させることができる。
【００２５】
特に基板１２、１３は、ホログラフィック記録材料１１を硬化させる前にキャビティ１９内にホログラフィック記録材料１１を格納する役割を果たす流体格納機構１４、１５を含み得る。ホログラフィック記録材料１１は硬化する前は粘性であり、例えば通例およそ２００〜３０００センチポイズの粘度を有し得る。流体格納機構１４、１５は材料１１がそのような粘性状である場合に格納可能である。加えて流体格納機構１４、１５はホログラフィック記録材料１１の硬化後にホログラフィック記録材料１１とキャビティ１９の外側の環境との間に環境バリアも提供し得る。
【００２６】
また基板１２、１３は凹状中央片１６、１７を含み、これらが製造プロセス時に外面２０、２１を基準面に押し付け可能にすることにより中央片１６、１７付近の厚さのばらつきにより悪影響を受けることなく媒体の品質および製造性を向上させ得る。随意であるがハブ２２、２３を中央片１６、１７の一方または両方に取り付けてもよい。
【００２７】
中央片１６、１７は媒体１０にいくつかの他の潜在的利益、例えばキャビティ１９のカプセル化の向上、ディスク製造装置内の基板１２、１３の位置合わせ用基準点、中央片１６、１７の位置により画定される中央孔打ち抜き位置または媒体１０に随意のハブ２２または２３を取り付け可能なハブ取り付け機構を付加する。
【００２８】
例として基板１２、１３は光学的に透明な熱可塑性材料などの光学的に透明な材料を含み得る。基板１２、１３の形成に有用な例示的材料にはポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、および非晶質ポリオレフィンがある。一方または両方の基板１２、１３の外面に反射防止被膜を塗布してもよい。
【００２９】
ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、および非晶質ポリオレフィンは基板１２、１３にとって特に魅力的な候補材料であるが、それはこれらの熱可塑性材料は比較的低コストで射出成形することができるからである。射出成形基板の場合、いくつかの要因でどの基板材料が媒体製造に最も適しているかを決め得る。例えば基板材料は製造プロセス時に粘性配合物を閉じ込めることができなければならない。加えて正確なトラッキングおよび／またはプリフォーマット情報を担持可能な表面変化、例えばエンボスまたは成形表面変化を呈示し得る基板材料を提供することが望ましい。また基板材料はホログラフィック記録材料を製造に伴う環境汚染から保護するためにホログラフィック記録材料をカプセル化することが可能でなければならない。加えて基板材料は比較的低い複屈折性を有していなければならない。複屈折性は一般に材料内の方位による屈折率のばらつきの程度である。方位による屈折率の大きなばらつきは例えばホログラフィック媒体基板材料にとって一般に望ましくない。
【００３０】
さらには表面反射および固有の光学散乱性をできる限り最低限に抑えるように基板材料を選択しなければならない。さらに媒体は反射防止被膜が必要な場合があるため反射防止被膜を塗布し得る基板材料を使用することが望ましい。加えて上述したように材料コストは１要因であり得る。これらすべての要因を考えると非晶質ポリオレフィン（ＡＰＯ）と称される熱可塑性材料はホログラフィック媒体で使用する基板材料として好適であると思われる。上記の設計基準を満たすのに加えてＡＰＯは水蒸気を吸収しない。そのためＡＰＯをホログラフィック媒体基板として使用する場合には、基板を焼成または脱気せずに反射防止被膜を媒体に塗布することができる。
【００３１】
領域内機構１５、１６内の基板１２、１３の所望の厚さはおよそ０．５ミリメートル〜１．３ミリメートルになる。基板の厚さがおよそ０．５ミリメートル未満である場合には複屈折性が高すぎ、基板の厚さがおよそ１．３ミリメートルを超える場合には射出成形プロセス時の熱可塑性材料の異なる冷却により生じる厚さのばらつきがより顕著になる。そのためサンドイッチ構造のホログラフィックデータ記憶媒体で使用する熱可塑性基板の場合およそ０．５ミリメートル〜１．３ミリメートルが所望範囲になり、ＡＰＯはこのような基板には最も適した熱可塑性材となり得る。
【００３２】
ホログラフィック記録材料１１は２種以上のオリゴマー成分の混合物から得られるマトリックスポリマを含み得る。光開始剤を第１のオリゴマー成分内に混合し、ライトモノマーを第２のオリゴマー成分内に混合することができる。またオリゴマー成分のうちの１つに添加剤を溶解させてもよい。例えばオリゴマー成分のうちの１つに酸化剤および場合によっては触媒を混合してもよい。通例モノマーが溶解している第２のオリゴマー成分に酸化剤および触媒（必要に応じて）を溶解させる。「ホログラフィック媒体用記録材料配合物（ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＦＯＲＭＵＬＡＴＩＯＮＳ  ＦＯＲ  ＨＯＬＯＧＲＡＰＨＩＣ  ＭＥＤＩＡ）」と題されたヘーゲル（Ｈｅｇｅｌ）らにより２００２年６月２７日に出願された同時係属中且つ本発明の譲受人に譲渡された出願第１０／１８６，３７８号明細書は有用な様々なホログラフィック材料配合物を詳細に記載している。
【００３３】
媒体製造時には配合物をインライン静的混合プロセスで混合することにより、材料１１が基板１２、１３の間に注入されるまで硬化しないようにすることができる。材料１１は混合されると粘性液体またはゲル様状態を取り得るとともに時間が経つと硬化し得る。したがって材料が粘性状である場合にキャビティ１９内に中央注入し、その後その場で硬化してより固い形状を画定することができる。ホログラフィック記録材料１１を基板１２、１３間に注入した後、電磁エネルギー、熱、または薬品を用いて硬化プロセスを促進する場合もある。
【００３４】
図３は中央注入プロセスによるホログラフィック媒体の作製の断面側面図である。図３に示すように基板１２、１３は製造装置３０内に配置されている。製造装置３０は互いに実質的に平行である上下基準面３１および３２を含んでいる。また製造装置３０は中央分注装置３４も含んでおり、これによりホログラフィック記録材料を基板１２、１３間に注入することができる。ホログラフィック記録材料を注入する前に、中央分注装置３４は窒素または他の気体を注入してキャビティ１９を調整するとともに硬化プロセスに影響を及ぼし得る気体を除去する。
【００３５】
上基板１２には以下により詳細に説明するようなキャビティ１９内にホログラフィック記録材料を注入できる注入通路を形成し得る。図３の矢印は基板１２、１３間のホログラフィック記録材料の中央注入を概念的に図示している。
【００３６】
基板１２、１３間のホログラフィック記録材料の注入に関連の液圧は各基板１２、１３を基準面３１、３２に押し付ける。このようにして、得られた媒体１０（図１）の外面２０、２１（図１）を互いに実質的に平行にすることができる。必要であれば基準面３１、３２は、各基板１２、１３を基準面３１、３２に対して引っ張る真空引き（図示せず）も含み得る。いずれの場合も各中央片１６、１７を凹状にすることによって、基板１２、１３の外面を実質的に平行にさせるように基板１２、１３を基準面３１、３２に押し付ける能力を向上させることができる。上記のようにこのような凹部は中央片１６、１７付近の厚さのばらつきが外面２０、２１（図１）の平行度を損なうことを防止することができる。外面２０、２１間の平行度は媒体の品質および記憶密度に影響し得るため、平行度の向上は非常に望ましい。
【００３７】
さらに単に中央片１６、１７の優位性が比較的大きな中央孔を画定する光学媒体に使用される従来の基板に対して、媒体１０内のホログラフィック記録材料１１のカプセル化を向上させることができる。中央片１６、１７は基板１２、１３を作製するために用いる射出成形プロセス時に一体的に成形して基板１２、１３の一部を形成し得る。
【００３８】
図４はサンドイッチ構造データ記憶媒体で使用するための例示的な上基板１２の断面側面図である。図５は図４の上基板１２の平面図である。図示のように上基板１２は凹状中央片１６と周縁付近の流体格納機構１４とを含む。流体格納機構１４は基板１２の外縁にリップ状要素を画定し得る。
【００３９】
上基板１２の流体格納機構１４は距離Ｙの内側高さを画定し得る。上基板１２の内側高さは基板１２の下主面から流体格納機構１４の先端までの高さを指す。さらに上基板１２の流体格納機構１４は、基板１２の上主面から流体格納機構１４の先端までの高さに相当する距離Ｘの外側高さを画定し得る。距離ＸとＹとの差は基板１２の厚さにほぼ等しい。
【００４０】
図６はサンドイッチ構造データ記憶媒体で使用するための例示的な下基板１３の断面側面図である。図７は図６の下基板１３の平面図である。上基板１２と同様に下基板１３は凹状中央片１７と周縁付近の流体格納機構１５とを含む。また流体格納機構１５は基板１３の外縁にリップ状要素を画定し得る。
【００４１】
しかし下基板１３の流体格納機構１５は上基板１２とは若干異なる大きさに形成され得る。例えば流体格納機構１５は基板１２の流体格納機構１４に関連する外側高さとほぼ等しい距離Ｘの内側高さを画定し得る。下基板１３の内側高さは基板１３の上主面から流体格納機構１５の先端までの高さを指す。さらに下基板１３の流体格納機構１５は基板１３の下主面から流体格納機構１４の先端までの高さに相当する距離Ｚの外側高さを画定し得る。距離ＺとＸとの差は基板１３の厚さにほぼ等しい。
【００４２】
機構１４、１５は図４および６に図示するような三角形の断面形状を有するか、または多様な他の形状を取り得る。機構１４、１５が三角形の断面形状を有する場合には、これらの機構の角度は基板１２、１３の表面に垂直な平面に対しておよそ５〜１５度の範囲になり得る。例として機構１４、１５はおよそ０．１〜１．０ミリメートルの平均幅を画定し得るが本発明はこの点において必ずしも限定されない。
【００４３】
図８に図示するように上下基板１２、１３はホログラフィック媒体を作製するのに用い得る基板セット８０を画定する。基板間に形成されたキャビティはＹの厚さを有し、これは上基板１２の流体格納機構１４の内側高さにほぼ相当する。セット８０の基板１２、１３は噛合状態で嵌合している。換言すれば流体格納機構１４と流体格納機構１５とは互いに実質的に反転形状をなして、基板１２、１３が重力の結果として互いに嵌合して互いの相対位置に留まるようになっている。機構１５は周縁リップ状要素を画定し、この要素は機構１４によって画定される周縁リップ状要素に内嵌するがまたその逆もある。必要であればホログラフィック材料の中央注入の後、接着剤を加えて機構１５、１６の界面において基板１２、１３を互いに接着させてもよい。
【００４４】
他の実施形態では機構１４および１５の実際の形状は多様な形状を備える。全体の製造の観点から最良の形状は媒体１０の製造時にキャビティ１９からの所望の通気が達成できることと、基板１２、１３の製造時に機構を射出成形し得る容易性とによる。いずれの場合も重力の結果として基板１２、１３は互いに嵌合して互いの相対位置に留まる場合には、媒体製造を単純化することができる。この場合非常に容易に、場合によっては自動製造プロセスによりセット８０を製造装置３０（図３）内に挿入することができる。機構１４、１５は基板１２、１３を互いに対して事前位置決めする役目を果たすとともに、製造装置３０内へのセット８０の共通挿入を容易にし得る。
【００４５】
図９〜１２は粘性ホログラフィック記録材料を基板１２、１３間に注入するプロセス時の基板１２および１３の一部分の拡大断面図である。図９に示すように当初は比較的小さな通気間隙９１が機構１４と１５との間に存在し得る。例として通気間隙９１はおよそ０．１ミリメートルの幅を画定し得る。したがって通気間隙９１は粘性ホログラフィック記録材料１１を基板１２、１３間に中央分注するにつれて気体をキャビティ１９（図１０の矢印により概念的に図示するように）から流出させることができる。
【００４６】
図１１に示すようにホログラフィック記録材料１１がキャビティ１９の周縁に近づくと、注入されたホログラフィック記録材料１１に関連の液圧により通気間隙９１は閉鎖し始める。換言すればホログラフィック記録材料１１の加圧注入は気体をキャビティ１９から強制流出させ得るとともに、その後機構１４および１５を互いに当接状態にしてキャビティ１９を封止し得る。場合によっては機構１４、１５をキャビティ１９に向かって内側に少量、例えば１０〜３０ミクロンのカッピングを呈示するように意図的に成形することが望ましい。この場合材料を加圧注入することでカップ状流体格納機構を押し、圧力が増すにつれて通気間隙を閉鎖し得る。基板１２、１３に使用する熱可塑性材料は、通気間隙９１を圧力に応じて確実に閉鎖可能にさせるように十分な可撓性を有することが必要である。
【００４７】
また機構１４、１５の形状は、通気間隙９１をホログラフィック記録材料１１の加圧注入に応じて閉鎖可能にさせるように十分な可撓性を確保するよう画定され得る。一方、機構１４、１５もホログラフィック記録材料１１の注入の液圧が機構１４、１５を破壊あるいは圧倒しないように十分な剛性を確保するよう画定する必要がある。
【００４８】
図１２は硬化ホログラフィック記録材料１１が基板１２、１３により画定されるキャビティ１９を充填した状態の基板１２、１３の一部分を図示する。硬化プロセスでホログラフィック記録材料１１は若干収縮し、それにより機構１４と１５との間の残留間隙を排除するとともに機構１４と１５とを互いに当接させてキャビティ１９を封止することができる。いくつかの実施形態において、硬化する際の材料１１の収縮に起因するキャビティ１９の高さの減少にほぼ対応するように通気間隙９１の高さを画定することが望ましい場合がある。
【００４９】
また機構１４、１５はホログラフィック記録材料１１と環境との間に環境バリア、例えば気密バリアというさらなる利点も提供し得る。したがって媒体１０（図１）は環境的により安定し得るとともに、場合によっては従来のサンドイッチ構造に比べてより信頼性が増す。例えば機構１４および１５の接合部における縁部封止被膜を追加することによりホログラフィック記録材料１１の環境カプセル化を向上し得る。
【００５０】
図１３は、基板の中央片１３２内に形成された注入通路１３１を図示する基板１３０の一部分の断面側面図である。注入通路１３１は基板１３０を作製するために使用する射出成形型の一部として形成し得る。基板１３０は上述した基板１２、１３のいずれかに相当し得る。例として注入通路１３１は通路１３１を介して材料を注入することができるようにおよそ０．５ミリメートルを超えるが、キャビティ１９（図１）が実質的にカプセル化されるようにおよそ３．０ミリメートル未満の直径を有し得る。いずれの場合も注入通路１３１は図３に図示するようにホログラフィック記録材料１１をキャビティ１９内に中央注入することができる導管を提供することができる。
【００５１】
図１４は基板１４０の中央片１４２上に形成されたランナー１４１を図示する基板１４０の一部分の断面側面図である。ランナー１４１は基板１４０を作製するために用いられる射出成形プロセスの副産物として考え得る。特にランナー１４１は、基板１４０を作製するために射出成形キャビティ内に溶融熱可塑性材料が分注される通路の一部分に相当し得る。ランナーが冷却して図１４に図示するような基板１４０の一部を形成する場合には、「コールドランナー」と称される。他の場合はランナーは「熱い」ため作製された基板の一部を形成することはない。コールドランナー１４１を自動部品により把持部として用いて基板１４０を型から外し得る。その後基板１４０を用いてデータ記憶媒体を作製する前にランナー１４１を除去することができる。しかし中央片１４２は基板１４０の一部として残る。
【００５２】
注入通路１３１（図１３）を形成するために、射出成形プロセスの一部として円錐形状機構１４５を基板１４０内に形成し得る。機構１４５は例えば中央片１４２を通ってランナー１４１の一部分内に延び得る。その後ランナー１４１を除去すると注入通路１３１（図１３）を露出させることができる。
【００５３】
図１５および１６は本発明の実施形態による異なるタイプの例示的なホログラフィックデータ記憶媒体のさらなる断面側面図である。特に図１５に示すようにホログラフィックデータ記憶媒体１５０はハブを含まず図１６に示すようにホログラフィックデータ記憶媒体１６０は中央孔１６１を画定している。例えば媒体１６０を作製した後に中央孔１６１をあけることができる。中央孔１６１は例えば中央片の以前の位置に相当し得る。そのため中央片は製造時にホログラフィック記録材料を含有するために存在し得るが、一旦ホログラフィック記録材料が硬化してしまえば中抜きにより除去することができる。再度図１５を参照すると、媒体が本明細書に説明するように作製されれば中央片１４２と基板１４０の他の部分との間の薄肉部１４４により中央片１４２の除去を容易にし得る。中抜きによりホログラフィック記録材料の一部分を環境に露出し得る。したがって中央孔１６１を１つまたは複数のハブで被覆または覆って中央孔１６１に環境バリアを提供することが望ましい。
【００５４】
図１７はホログラフィック記録媒体を読み取り且つ場合によっては書き込むためのホログラフィックデータ記憶システムのブロック図である。システム１７０はレーザ光１７４を発生する少なくとも１つのレーザ１７２を含む。レーザ光１７４は光学要素１７６を通過する。例えば光学要素１７６は１つまたは複数のビームスプリッタ、レンズおよびミラーを含み得る。空間光変調器（ＳＬＭ）１７８などのデータエンコーダを光学要素内に配置することによりレーザ光１７４内のデータを符号化し得る。媒体１０はホログラフィックビットマップで書き込み可能な箇所に配置されている。媒体１０は例えば一方または両方の基板上の流体格納機構および凹状中央片を始めとする１つまたは複数の上記の機構を含み得る。カメラなどのデータ検出器１８２が媒体１０上のデータ符号化ビットマップを検出するために配置されている。
【００５５】
このシステムにおいて少なくとも１つのレーザ１７２を記録／読取ヘッド（図示せず）上に搭載し得る。さらなるレーザ（図示せず）も記録／読取ヘッド上に搭載し得る。このようにしてレーザ１７２を適正に配置することにより媒体１０上のホログラムを読み取るとともに書き込み得る。
【００５６】
本発明はホログラフィック媒体に利点を提供し得る。特に流体格納機構は製造プロセスを単純化し、大量生産を容易にし、媒体の構造一体性の点で媒体の品質を向上し、さらに環境安定性を向上し得る。また凹状中央片はサンドイッチ構造媒体で用いられる基板の外面間の実質的な平行度を達成する能力を単純化且つ向上させることにより、製造プロセスを単純化するとともに媒体の品質を向上し得る。
【００５７】
本発明の様々な実施形態を説明した。例えばホログラフィックデータ記憶媒体で用いるための多様な基板機構を説明した。それでもなお請求の範囲から逸脱することなく様々な変更が可能であり得る。例えば製造プロセス時に粘性材料の格納が必要であるいかなる媒体にも本発明を実施し得る。さらに本明細書で説明した１つまたは複数の基板機構は１つの基板しか含まない媒体においても有用な用途がある。これらおよび他の実施形態は請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態による例示的なホログラフィックデータ記憶媒体の断面側面図である。
【図２】図１に図示したホログラフィックデータ記憶媒体の平面図である。
【図３】中央注入プロセスによるホログラフィック媒体の製造を図示する断面側面図である。
【図４】ホログラフィックデータ記憶媒体で用い得る例示的な上基板の断面側面図である。
【図５】図４に図示した上基板の平面図である。
【図６】ホログラフィックデータ記憶媒体で用い得る例示的な下基板の断面側面図である。
【図７】図６に図示した上基板の平面図である。
【図８】ホログラフィックデータ記憶媒体で用い得る一組の基板の断面側面図である。
【図９】ホログラフィック記録材料を２つの基板間に注入する製造プロセス時のホログラフィックデータ記憶媒体の一部分の断面側面図である。
【図１０】ホログラフィック記録材料を２つの基板間に注入する製造プロセス時のホログラフィックデータ記憶媒体の一部分の断面側面図である。
【図１１】ホログラフィック記録材料を２つの基板間に注入する製造プロセス時のホログラフィックデータ記憶媒体の一部分の断面側面図である。
【図１２】ホログラフィック記録材料を２つの基板間に注入する製造プロセス時のホログラフィックデータ記憶媒体の一部分の断面側面図である。
【図１３】基板の中央片内に形成された注入通路を図示する基板の一部分の断面側面図である。
【図１４】基板の中央片上に形成されたランナーを図示する基板の一部分の断面側面図である。
【図１５】本発明の実施形態による例示的なホログラフィックデータ記憶媒体のさらなる断面側面図である。
【図１６】本発明の実施形態による例示的なホログラフィックデータ記憶媒体のさらなる断面側面図である。
【図１７】ホログラフィック記録媒体を読み取り且つ場合によっては書き込むためのホログラフィックデータ記憶システムのブロック図である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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