(57)【要約】【課題】反射層を備えたホログラム記録媒体において、不要な回折格子の書き込みによる回折効率の低下を防止する。【解決手段】ホログラムの記録時には、ホログラムメモリ１２の記録層１８に、書き込み光が保護層１４側から照射される。これにより、記録層１８には、透過型のホログラムが記録される。破線で示すように、記録後の書き込み光が記録層１８を透過して、選択反射層２０側に射出される。選択反射層２０は、書き込み光を反射せずに透過させる。そして、選択反射層２０を透過した書き込み光は、吸収層２２で吸収される。これにより、書き込み光の反射に起因する不要な回折格子の書き込みが防止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書き込み光の照射により、書き込み光の光強度分布に応じた屈折率変化を誘起して、回折格子としてホログラムを記録可能な記録層と、
前記書き込み光と波長が異なる読み出し光の照射により前記記録層に記録されたホログラムで回折された回折光を、前記記録層側に反射する反射層と、
前記記録層を透過した書き込み光を吸収する吸収層と、
を備えたホログラム記録媒体。
【請求項２】
書き込み光の照射により、書き込み光の光強度分布に応じた屈折率変化を誘起して、回折格子としてホログラムを記録可能な記録層と、
前記記録層を透過した書き込み光を透過すると共に、前記書き込み光と波長が異なる読み出し光の照射により前記記録層に記録されたホログラムで回折された回折光を、前記記録層側に反射する選択的な反射層と、
前記反射層に対し前記記録層とは異なる側に設けられ、前記選択的な反射層を透過した書き込み光を吸収する吸収層と、
を備えたホログラム記録媒体。
【請求項３】
前記選択的な反射層に、書き込み光の波長の光を透過し且つ読み出し光の波長の光を反射する波長フィルタを用いた請求項２に記載のホログラム記録媒体。
【請求項４】
前記波長フィルタが、干渉を利用した干渉フィルタである請求項３に記載のホログラム記録媒体。
【請求項５】
前記干渉フィルタが、バンドパスフィルタ又はダイクロイックミラーである請求項４に記載のホログラム記録媒体。
【請求項６】
前記書き込み光に円偏光を用いる場合に、前記選択的な反射層に、コレステリック液晶を用いた請求項２に記載のホログラム記録媒体。
【請求項７】
前記吸収層に、少なくとも書き込み光の波長の光を吸収する波長フィルタを用いた請求項２乃至６のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項８】
前記波長フィルタが、書き込み光の波長の光を吸収する色材を含有する色フィルタである請求項７に記載のホログラム記録媒体。
【請求項９】
前記吸収層に、銅、インジウム、セレンを含有する化合物半導体を用いた請求項２乃至６のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１０】
前記吸収層に、少なくとも書き込み光の波長の光を吸収する金属薄膜を用いた請求項２乃至６のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１１】
前記吸収層の光学濃度が０．５以上である請求項２に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１２】
書き込み光の照射により、書き込み光の光強度分布に応じた屈折率変化を誘起して、回折格子としてホログラムを記録可能な記録層と、
前記書き込み光と波長が異なる読み出し光の照射により前記記録層に記録されたホログラムで回折された回折光を、前記記録層側に反射する反射層と、
前記記録層と前記反射層との間に設けられ、前記回折光を透過すると共に、前記記録層を透過した書き込み光を吸収する選択的な吸収層と、
を備えたホログラム記録媒体。
【請求項１３】
前記選択的な吸収層に、書き込み光の波長の光を吸収し且つ読み出し光の波長の光を透過する波長フィルタを用いた請求項１２に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１４】
前記波長フィルタが、書き込み光の波長の光を吸収する色材を含有する色フィルタである請求項１３に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１５】
前記波長フィルタが、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、エッジフィルタ、ダイクロイックミラー、干渉フィルタ、及びバンドパスフィルタからなる群から選択される請求項１３に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１６】
前記吸収層の光学濃度が０．５以上である請求項１２に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１７】
前記反射層に、読み出し光に対する反射率が７０％以上である光反射性物質を用いた請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１８】
前記記録層に、書き込み光が照射された部分の化学的変化により屈折率や透過率が変化するフォトポリマーを用いた請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項１９】
基板を更に備え、前記記録層が最上層となるように、該基板上に前記記録層、前記反射層及び前記吸収層を積層した請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項２０】
前記記録層を保護する保護層を更に備えた請求項１乃至１９のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項２１】
前記反射層の記録層側の表面に反射防止膜を設けた請求項１乃至２０のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項２２】
前記吸収層の記録層側の表面に反射防止膜を設けた請求項１乃至２１のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項２３】
前記保護層の表面に反射防止膜を設けた請求項１乃至２２のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項２４】
前記記録層の表面に１／４波長板を設けた請求項１乃至２３のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項２５】
前記保護層の表面に１／４波長板を設けた請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体。
【請求項２６】
ホログラムを記録可能な記録層を透過した書き込み光を吸収しながら、前記記録層に書き込み光を照射してホログラムを記録するホログラム記録方法。
【請求項２７】
請求項１乃至２５のいずれか１項に記載のホログラム記録媒体に、ホログラムを記録するホログラム記録方法であって、
前記書き込み光が前記反射層で反射されないように、前記吸収層により前記記録層を透過した書き込み光を吸収しながら、前記記録層に書き込み光を照射してホログラムを記録するホログラム記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体及び記録方法に係り、特に、記録層と反射層とを備えたホログラム記録媒体と、該ホログラム記録媒体に信号光と参照光とを照射して透過型ホログラムを記録するホログラム記録方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クレジットカードに代表されるプラスチックカードには、偽造防止、真贋判定などの目的で、原版から大量複製されたホログラムシールが貼付されている。これに対し、本出願人は、ＩＤ機能やセキュリティ機能を強化するために、ホログラムメモリを搭載したプラスチックカードを開発している（非特許文献１）。このホログラムメモリには、個別に異なるホログラムを記録することができる。即ち、カード毎に任意の情報をオンデマンドで書き込むことができる。
【０００３】
プラスチックカード上に搭載するホログラムメモリは、反射層上に記録層が形成されたホログラム記録媒体とすることが好適である。このホログラム記録媒体に、信号光と参照光とを同じ側から照射することで、透過型ホログラムが記録される。また、反射層を設けることで、メモリー機能だけでなく、高い意匠性を同時に実現することができる。
【非特許文献１】http://www.fujixerox.co.jp/research/category/inbt/m_photonics/docs/holoca.pdf
【特許文献１】特開２００４−１８５７０７号公報
【特許文献２】特願２００４−２６５４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、反射層を備えたホログラム記録媒体では、書き込み光の反射により不要な回折格子が書き込まれ、この不要な回折格子により信号光を記録した透過型ホログラムの回折効率が低下する、という問題がある。
【０００５】
即ち、記録時に信号光と参照光とが書き込み光として照射されると、記録層を透過した書き込み光が反射層で反射され、再度、記録層に入射する。この反射光と書き込み光との干渉により、ホログラム記録媒体に不要な回折格子（反射型ホログラム）が書き込まれる。また、信号光と参照光との反射光同士の干渉によっても、ホログラム記録媒体に不要な回折格子（透過型ホログラム）が書き込まれる。これらの不要な回折格子により発生した回折光で、本来意図した回折光が相殺されて、信号光を記録した透過型ホログラムの回折効率が低下するのである。
【０００６】
また、信号光を記録した透過型ホログラムは記録層の厚み方向の格子であるのに対し、不要な反射型ホログラムは記録層の厚みと平行な成分を有している。このため、体積収縮の大きなフォトポリマーを記録材料として用いた場合には、記録時に生じる記録層の収縮（記録層厚の減少）の影響を受けて格子間隔が変化し、回折光の位相が変化するので、回折効率が大幅に低下する、という問題がある。
【０００７】
上述した不要な回折格子の書き込みを防止するために、反射光との干渉を生じない円偏光を書き込み光とする方法が提案されている（特許文献１）。この方法によれば、反射光と書き込み光との間で干渉が生じないため、反射型ホログラムの書き込みが防止される。しかしながら、書き込み光に円偏光を用いても、依然として反射光同士の干渉が発生するため、透過型ホログラムの書き込みは防止することができない。
【０００８】
一方、記録層と反射層との間に、第１の波長の光（例えば、赤色光）を透過させ且つ第２の波長の光（例えば、青色光又は緑色光）を反射するフィルタ層を備えたホログラム記録媒体が提案されている（特許文献２）。しかしながら、この層構成では、記録層を透過した書き込み光が、再度、記録層に入射するのを防止することができない。例えば、第２の波長の光を書き込み光とした場合には、書き込み光はフィルタ層で反射されて記録層に再度入射する。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、反射層を備えたホログラム記録媒体において、不要な回折格子の書き込みによる回折効率の低下を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１に記載のホログラム記録媒体は、書き込み光の照射により、書き込み光の光強度分布に応じた屈折率変化を誘起して、回折格子としてホログラムを記録可能な記録層と、前記書き込み光と波長が異なる読み出し光の照射により前記記録層に記録されたホログラムで回折された回折光を、前記記録層側に反射する反射層と、前記記録層を透過した書き込み光を吸収する吸収層と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
ホログラムの記録時には、ホログラム記録媒体の記録層に書き込み光が照射されるが、記録層を透過した書き込み光は吸収層により吸収され、記録層側には反射されないので、書き込み光の反射に起因した不要な回折格子の書き込みが防止される。これにより、不要な回折格子の書き込みによる回折効率の低下を防止することができる。
【００１２】
一方、ホログラムの再生時には、ホログラム記録媒体の記録層に読み出し光が照射されるが、書き込み光と波長が異なる読み出し光が照射されるので、記録層に記録されたホログラムで回折された回折光は、反射層により記録層側に反射される。これにより、信号光を高いＳＮ比で再生することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、反射層を備えたホログラム記録媒体において、不要な回折格子の書き込みによる回折効率の低下を防止することができ、信号光を高いＳＮ比で再生することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
［ホログラムカード］
図１は、本実施の形態に係るホログラムカードの平面図である。このホログラムカードは、プラスチックカード等の基板１０と、基板１０に貼付されたホログラムメモリ１２と、から構成されている。ホログラムメモリ１２には、ホログラムを記録することが可能である。即ち、ホログラムメモリ１２が未記録である場合には、ホログラムにより、これらの領域にオンデマンド情報を即時に付与することができる。
【００１６】
図２は、図１に示すホログラムカードの部分断面図である。ホログラムメモリ１２は、その底部が接着剤層１６により基板１０に固定されて、基板１０に貼付されている。ホログラムメモリ１２を挟み込むように、基板１０と保護層１４とが接着剤層１６で接着され、ホログラムメモリ１２が保護層１４で覆われている。接着剤層１６には、例えば、粘着性を有する両面テープ等が用いられる。
【００１７】
ホログラムメモリ１２は、ホログラムが記録される記録層１８と、ホログラムの再生時に照射される参照光（読み出し光）を記録層１８側に反射すると共に、ホログラムの記録時に照射される信号光及び参照光（書き込み光）を透過する選択反射層２０と、を備えている。また、選択反射層２０の光透過側には、選択反射層２０を透過した光を吸収する吸収層２２が形成されている。
【００１８】
この通り、選択反射層２０と吸収層２２とを設けたことにより、ホログラムの記録時に記録層１８を透過した書き込み光は、選択反射層２０で反射されずに、選択反射層２０を透過して吸収層２２で吸収されるため、書き込み光の反射に起因した不要な回折格子の書き込みが防止される。また、ホログラムの再生時に読み出し光が照射されると、記録層１８に記録されたホログラムにより回折された回折光が、記録層１８側に反射される。
【００１９】
基板１０としては、表面が平滑なものであればよく、各種の材料を任意に選択して使用することができる。例えば、金属、セラミックス、樹脂、紙等を用いることができ、また、その形状も特に限定されないが、ガラス、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属や、プラスチック材料等を挙げることができ、所望によりこれらを併用してもよい。しかし、本発明においては、加工性や汎用性の点からプラスチック材料、特に、キャッシュカード等のカード基材に利用されているプラスチック材料／市販のカード基材を用いることが好ましい。
【００２０】
プラスチック材料としては、公知のプラスチックフィルムが利用できる。カード基材用としては、代表的には、塩化ビニル樹脂や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の各種ポリエステル樹脂類（例えば、二軸延伸ＰＥＴ樹脂、二軸延伸しないＰＥＴで、Ａ−ＰＥＴと呼ばれる非晶質系ポリエステル樹脂、ＰＥＴの合成に際して用いられるエチレングリコール成分の約半分程度を、１，４−シクロへキサンメタノール成分に置き換えたＰＥＴＧと呼ばれるような変性ＰＥＴ樹脂等）を挙げることができる。
【００２１】
また、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアセテート、三酢酸セルロース、ナイロン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、ポリイミド、セロハン等の樹脂も挙げることができる。
【００２２】
ホログラムメモリ１２の記録層１８は、ホログラムの書き込みが可能な記録層であれば特に制限はなく、記録層を構成する材料としては、無機系又は有機系のホログラム記録材料を用いることができる。例えば、無機材料としては、チタン酸バリウムやニオブ酸リチウム、ケイ酸ビスマスなどの無機強誘電体結晶などを挙げることができる。しかし、本発明においては、ホログラム記録媒体の製造性や、ホログラム記録媒体に柔軟性を付与できること、また、屈折率を変化させる場合に外部電場が不要である等の点から、有機系のホログラム材料を用いることが特に好ましい。本発明の層構成は、体積収縮率が１％以上と大きい材料を記録層に用いた場合に、特に有用である。
【００２３】
有機系のホログラム記録材料としては、フォトポリマーやアゾポリマー等を使用することができる。セキュリティ向上の観点からは、基本的に光照射による反応が不可逆的で、一度だけ書き込みが可能なフォトポリマーの利用が特に好ましい。フォトポリマーを用いることで、ホログラムの書き換えが不可能となり、カードの偽造が困難になる。
【００２４】
フォトポリマーとしては、光が照射された部分の化学的変化により屈折率や透過率が変化する公知の材料を用いることができる。フォトポリマーには、光照射により可溶化するポジ型と、光照射部が硬化するネガ型とがあるが、本発明においてはネガ型フォトポリマーを用いることがより好ましい。例えば、「フォトポリマーの基礎と応用（山岡亜夫、シーエムシー出版）」に記載されているように、ポジ型フォトポリマーとしては、光照射により官能基が変化する材料や、分子量が低下する材料が挙げられ、ネガ型フォトポリマーとしては、光照射により反応性モノマーが重合する材料、生成したラジカルで重合する材料、生成した酸で重（縮）合する材料、重合部と非重合部との間で成分が拡散移動する材料、光照射により架橋する材料を挙げることができる。
【００２５】
フォトポリマーとしては、例えば、予めフィルム状に形成されたフォトポリマーフィルム（例えば、デュポン社製、「オムニデックス（ＯｍｎｉＤｅｘ）（Ｒ）」等）や、体積型ホログラム感光性材料（日本ペイント社製）、透過型、反射型フォトポリマー（ダイソー社製）等を利用することができる。
【００２６】
アゾポリマーは、光を照射することにより、シス−トランス異性化するアゾ基を含む高分子であり、屈折率の変化を利用してホログラムを記録／再生を行うことができる。アゾポリマーとしては、公知の材料が利用できるがアゾベンゼン骨格（アゾ基の両端にベンゼン環を設けた構造）を含むものを用いることが好ましい。このような高分子材料は、主鎖の構造と側鎖の構造とに分けて、多様な分子設計が可能であるため、吸収係数のみならず、感応波長域や、応答速度、記録保持性等のホログラム記録に必要な種々の物性を高いレベルで所望の値に調整することが容易である。このようなアゾポリマーの一例としては、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステル（特開平１０−３４０４７９号公報参照）が挙げられる。
【００２７】
記録層１８は、選択反射層２０上に上記材料を所定厚さとなるように塗布することで形成される。記録層１８の厚さは、平面ホログラム（記録層に記録される干渉縞の間隔に比べて、記録層の膜厚Ｌが薄いか同程度の場合）を記録する場合には、３μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、５μｍ〜４０μｍの範囲内であることがより好ましい。また、体積ホログラム（記録層に記録される干渉縞の間隔に比べて、記録層の膜厚Ｌが同程度から数倍以上の場合）を記録する場合には、膜厚は１００μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましく、２５０μｍ〜１ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００２８】
選択反射層２０は、所定波長の書き込み光を透過し且つ書き込み光とは異なる波長の読み出し光を選択的に反射する波長フィルタとして機能する。このような波長フィルタとしては、干渉を利用した干渉フィルタや、回折を利用したフィルタなどが挙げられる。また、干渉フィルタとしては、バンドパスフィルタ、反射光と透過光とで色分解を行なうダイクロイックミラー等が挙げられる。書き込み光に円偏光を用いる場合には、コレステリック液晶を用いて、選択反射層２０を構成することができる。コレステリック液晶には、波長がらせんピッチと等しく、らせんの巻きと同じ向きの円偏光を反射する選択反射という性質がある。
【００２９】
選択反射層２０は、例えばフォトポリマー上に圧着することにより形成される。選択反射層２０の厚さは、一般的には１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３０】
また、記録層１８と選択反射層２０との間に反射防止膜を挿入することが好ましい。例えば、選択反射層２０上に記録層１８を形成する前に、選択反射層２０の表面にＡＲコートを施す等して反射防止膜を設けることができる。反射防止膜を設けることで、選択反射層２０の表面での書き込み光の反射が防止され、反射光による不要格子の書き込みがより一層防止される。
【００３１】
吸収層２２は、選択反射層２０を透過した書き込み光を吸収する。吸収層２２としては、少なくとも書き込み光の波長の光を吸収する波長フィルタを用いることができる。このような波長フィルタとしては、書き込み光の波長の光を吸収する色材を含有する色フィルタや、太陽電池の光吸収層の材料として検討されているＣｕ2ＺｎＳｎＳ4（ＣＺＴＳ）、ＣｕＩｎＳ2など銅、インジウム、セレンの化合物半導体等が挙げられる。また、吸収層２２には、インコネル、クロム及びニッケル等の金属薄膜など、光吸収度の波長依存性がほとんどない光吸収体を用いることができる。
【００３２】
吸収層２２は、選択反射層２０に圧着または光学接着剤で接着という方法で形成される。吸収層２２の厚さは、ＯＤ（光学濃度）は０．５以上となるように適宜調整することが好ましい。ＯＤが０．５以上とすることで、光は十分に吸収される。
【００３３】
保護層１４は、ホログラムメモリ１２を保護するために設けられる。保護層１４は、通常の使用環境下において、ホログラムメモリ１２を機械的、物理的、化学的に保護することができる材料及び厚みからなるものであればよく、保護層１４には、公知の材料を用いることができる。例えば、保護層１４の材料としては、一般には、透明な樹脂材料やＳｉＯ2等の透明な無機材料を挙げることができる。ここで、透明とは、記録や再生に際して利用される光に対して透過性が高いことを意味する。
【００３４】
保護層１４には、加工性の点からフィルム状の樹脂材料を用いることが好ましい。透明で且つフレキシブルな樹脂フィルムとしては、テトラアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）等を用いることができる。なお、樹脂フィルムの厚みは、記録層を保護できるのであれば特に限定されないが、実用上は３μｍ〜２００μｍの範囲が好ましく、３０μｍ〜１５０μｍの範囲がより好ましい。
【００３５】
なお、本実施の形態では、基板１０と樹脂フィルム等からなる保護層１４とが接着剤層１６で接着される例について説明するが、樹脂フィルムを接着する代わりに、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を、ホログラムメモリ１２を覆うように塗布することにより、保護層１４を形成することもできる。
【００３６】
保護層１４に用いられる透明な無機材料としては、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＳｎＯ2、Ｓｉ3Ｎ4等の透明なセラミックスやガラス材料が挙げられる。これら無機材料からなる保護層は、スパッタリング法やゾルゲル法等を利用して形成することができる。なお、保護層として形成される透明無機材料の厚みは、記録層を保護できるのであれば特に限定されないが、実用上は０．１μｍ〜１００μｍの範囲が好ましく、１μｍ〜２０μｍの範囲がより好ましい。
【００３７】
また、書き込み光や読み出し光を保護層１４を介して照射し、回折光を保護層１４を介して取り出すため、保護層１４には優れた光学的特性が求められる。従って、保護層１４の書き込み光や読み出し光に対する透過率は、８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。また、保護層１４のヘイズ（曇り度）は、５％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。透過率やヘイズが上記条件を満たす場合には、高いＳＮ比を得ることができる。
【００３８】
なお、透過率は、ＪＩＳＫ  ７３６１−１に準じ、ヘイズメーター（REFLECTANCE-TRANSMITTANCE METER：（株）村上色彩技術研究所製）を用いて測定した値である。また、ヘイズ値とは、拡散透過率を全光線透過率で除したものを百分率（％）で表した値（拡散透過率÷全光線透過率×１００）であり、上記ヘイズメータで測定することができる。ヘイズ値は透明性の指標であり、ヘイズ値が小さいほど透明性に優れている。
【００３９】
また、保護層１４の表面には、反射防止コート（ＡＲコート）を施してもよい。
【００４０】
［ホログラムカードの製造方法］
上記のホログラムカードは、基板１０上に接着剤層１６を設け、この接着剤層１６により、ホログラムメモリ１２を保護層１４となる樹脂フィルムと共に基板１０に貼付して、作製される。接着剤層１６は、基板１０上に粘着性を有する両面テープを貼る等して設けられる。ホログラムメモリ１２は、例えば、選択反射層２０となるダイクロイックミラーを用意し、このダイクロイックミラーの表面にホログラム記録材料を塗布して記録層１８を形成すると共に、ダイクロイックミラーの裏面に吸収層２２となる金属薄膜や半導体薄膜を形成することで、作製することができる。
【００４１】
［ホログラムの記録・再生］
ホログラムの記録時には、ホログラムメモリ１２の記録層１８に、信号光と参照光とが保護層１４側から照射される。信号光と参照光とは、書き込み光として照射される。これにより、記録層１８には、透過型のホログラムが記録される。図２に破線で示すように、ホログラム記録後の書き込み光が記録層１８を透過した後、選択反射層２０側に射出される。選択反射層２０は、書き込み光を反射せずに透過させる。そして、選択反射層２０を透過した書き込み光は、吸収層２２で吸収される。これにより、記録層１８を透過した書き込み光は、反射されて記録層１８に再度入射することがなくなり、反射光と書き込み光との間で干渉が生じないため、不要な反射型ホログラムの書き込みが防止される。また、反射光同士の間で干渉が生じないため、不要な透過型ホログラムの書き込みが防止される。
【００４２】
また、ホログラムの再生時には、記録層１８に、参照光が保護層１４側から照射される。参照光は、読み出し光として照射される。読み出し光の波長は、記録時に用いた参照光の波長とは異なっている。読み出し光としては、記録時に用いた参照光より長波長の光が好ましい。図２に実線で示すように、ホログラムの再生時には、記録層１８に記録された透過型ホログラムにより参照光が回折され、回折光が選択反射層２０で反射されて、記録層１８、保護層１４を透過し、外部に射出される。回折光の波長は、読み出し光と同じである。これにより、ホログラムとして記録されていた信号光が再生される。
【００４３】
以上説明した通り、本実施の形態では、反射層を備えたホログラムメモリの記録層に透過型ホログラムを記録し、これを再生するが、反射層を、読み出し光を反射し且つ書き込み光を反射せずに透過させる選択反射層とし、この選択反射層の光透過側に吸収層を設けたことで、記録層を透過した書き込み光が吸収され、反射光が発生しないため、書き込み光の反射に起因した不要な回折格子の書き込みが防止される。これにより、信号光を高いＳＮ比で再生することができる。また、ダイナミックレンジも向上する。
【００４４】
なお、書き込み光として円偏光を用いることもできる。書き込み光を円偏光にすることで、反射光と書き込み光との干渉が原理的に発生せず、僅かな反射光による不要な回折格子の記録をも防止することができ、さらにＳＮ比が向上する。書き込み光は、記録層に入射する時点で円偏光であればよく、例えば、図３に示すように、記録媒体側に１／４波長板を付加してもよい。
【００４５】
図３に示す通り、このホログラムメモリ１２Ａでは、記録層１８上に、直線偏光を円偏光に変換し且つ円偏光を直線偏光に変換する１／４波長板２４が設けられている。また、記録層１８と選択反射層２０との間には、ＡＲコートによる反射防止膜２６が挿入されている。これら以外の構成は、図２に示すホログラムメモリ１２の層構成と同一であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４６】
１／４波長板２４は、Ｐ偏光やＳ偏光のように直線偏光の光が入射し、その直線偏光の方位が１／４波長板における結晶の光学軸に対してなす角度が４５度のとき、透過光を直線偏光から円偏光の光に変換する機能を有している。１／４波長板２４は、例えば、アゾベンゼンなどの偏光感応材料を用いて構成することができる。１／４波長板内では、円形の波長板と中心を同じくする同心円に沿って偏光感応材料の分子が配列しており、入射される光に位相差を発生させる。偏光感応材料の厚さは１〜１０μｍが好ましい。
【００４７】
なお、記録媒体側に１／４波長板を付加する場合には、１／４波長板により記録層を保護することが可能であり、保護層を省略することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
［ホログラムカード］
図４は、第２の実施の形態に係るホログラムカードの断面図である。ホログラムメモリの層構成以外は、図２に示すホログラムカードと同一の構成であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４９】
ホログラムメモリ１２Ｂは、ホログラムが記録される記録層１８と、ホログラムの再生時に照射される参照光（読み出し光）を透過すると共に、ホログラムの記録時に照射される信号光及び参照光（書き込み光）を吸収する選択吸収層２８と、を備えている。また、選択吸収層２８の光透過側には、選択吸収層２８を透過した回折光を反射する反射層３０が形成されている。
【００５０】
この通り、選択吸収層２８と反射層３０とを設けたことにより、ホログラムの記録時に記録層１８を透過した書き込み光は、選択吸収層２８で吸収され、反射層３０には到達しない。従って、書き込み光が反射層３０で反射されることがなく、書き込み光の反射に起因した不要な回折格子の書き込みが防止される。また、ホログラムの再生時に読み出し光が照射されると、記録層１８に記録されたホログラムにより回折された回折光が、選択吸収層２８を透過し、反射層３０により記録層１８側に反射される。
【００５１】
選択吸収層２８は、所定波長の書き込み光を選択的に吸収し且つ書き込み光とは異なる波長の読み出し光を透過する波長フィルタとして機能する。このような波長フィルタとしては、書き込み光の波長の光を吸収する色材を含有する色フィルタや、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、エッジフィルタ、ダイクロイックフィルタ、干渉フィルタ、バンドパスフィルタ等を用いることができる。これらのフィルタの中には、波長が数十ナノメートル異なるだけで、吸収強度が数桁変化するフィルタも存在する。
【００５２】
選択吸収層２８の厚さは、ＯＤ（光学濃度）は０．５以上となるように適宜調整することが好ましい。ＯＤが０．５以上とすることで、光が有効に吸収される。
【００５３】
また、記録層１８と選択吸収層２８との間に反射防止膜を挿入することが好ましい。例えば、選択吸収層２８上に記録層１８を形成する前に、選択吸収層２８の表面にＡＲコートを施す等して反射防止膜を設けることができる。反射防止膜を設けることで、選択吸収層２８の表面での書き込み光の反射が防止され、反射光による不要格子の書き込みがより一層防止される。
【００５４】
反射層３０は、ホログラムの再生時にホログラムにより回折された回折光を反射する。反射層３０は、読み出し光に対する反射率が７０％以上である光反射性物質から構成されていることが好ましく、このような光反射性物質としては、例えば、Ｍｇ、Ｓｅ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｐｏ、Ｓｎ、Ｂｉ等の金属および半金属あるいはステンレス鋼を挙げることができる。
【００５５】
これらの光反射性物質は単独で用いてもよいし、あるいは二種以上の組合せで、または合金として用いてもよい。これらのうちで好ましいものは、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌおよびステンレス鋼である。特に好ましくは、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌあるいはこれらの合金であり、最も好ましくは、Ａｕ、Ａｇあるいはこれらの合金である。
【００５６】
反射層３０は、例えば、上記光反射性物質を、選択吸収層２８の裏面に蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等することにより形成される。また、基板１０上に直接反射層３０を形成することができる。また、樹脂フィルム上に反射膜を形成した反射フィルムを、反射層３０として利用することもできる。反射層３０の層厚は、一般的には１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００５７】
［ホログラムカードの製造方法］
上記のホログラムカードは、基板１０上に接着剤層１６を設け、この接着剤層１６により、ホログラムメモリ１２Ｂを保護層１４となる樹脂フィルムと共に基板１０に貼付して、作製される。ホログラムメモリ１２Ｂは、例えば、選択吸収層２８となるバンドパスフィルタを用意し、このバンドパスフィルタの表面にホログラム記録材料を塗布して記録層１８を形成すると共に、バンドパスフィルタの裏面に金属薄膜を蒸着して反射層３０を形成することで、作製することができる。
【００５８】
［ホログラムの記録・再生］
ホログラムの記録時には、ホログラムメモリ１２Ｂの記録層１８に、信号光と参照光とが保護層１４側から照射される。信号光と参照光とは、書き込み光として照射される。これにより、記録層１８には、透過型のホログラムが記録される。図４に破線で示すように、ホログラムの記録時には、書き込み光が記録層１８を透過して、選択吸収層２８に入射する。選択吸収層２８は、書き込み光を透過させずに吸収するので、記録層１８を透過した書き込み光は、反射層３０に到達することがない。従って、書き込み光の反射に起因する不要な回折格子の書き込みが防止される。
【００５９】
また、ホログラムの再生時には、記録層１８に、参照光が保護層１４側から照射される。参照光は、読み出し光として照射される。読み出し光の波長は、記録時に用いた参照光の波長とは異なっている。読み出し光としては、記録時に用いた参照光より長波長の光が好ましい。図４に実線で示すように、ホログラムの再生時には、記録層１８に記録された透過型ホログラムにより参照光が回折され、回折光が選択吸収層２８を透過して、反射層３０で反射される。反射された回折光は、選択吸収層２８、記録層１８、保護層１４を透過し、外部に射出される。回折光の波長は、読み出し光と同じである。これにより、ホログラムとして記録されていた信号光が再生される。
【００６０】
以上説明した通り、本実施の形態では、反射層を備えたホログラムメモリの記録層に透過型ホログラムを記録し、これを再生するが、反射層と記録層との間に、読み出し光を透過し且つ書き込み光を透過させずに吸収する選択吸収層を設けたことで、記録層を透過した書き込み光が吸収され、反射光が発生しないため、書き込み光の反射に起因した不要な回折格子の書き込みが防止される。これにより、信号光を高いＳＮ比で再生することができる。また、ダイナミックレンジも向上する。
【００６１】
なお、第１の実施の形態と同様に、書き込み光として円偏光を用いることができる。また、第１の実施の形態と同様に、記録媒体側に１／４波長板を付加することもできる。
【実施例】
【００６２】
以下に本発明を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
大きさ２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの市販のダイクロイックミラー（日本真空光学株式会社製、商品名「緑透過フィルター」）を用意した。このダイクロイックミラーは、波長５３２ｎｍの光を透過し、且つ他の波長の光は反射するという特性を有し、選択反射層として機能する。次に、ダイクロイックミラーの裏面にカーボンを蒸着して、ＯＤ＝４の吸収層を形成した。吸収層を構成するカーボンは、光吸収の波長依存性がほとんどないという特性を有している。その後、ダイクロイックミラーの表面に、フォトポリマー（デュポン社製、「オムニデックス（ＯｍｎｉＤｅｘ）（Ｒ）」）を圧着し、厚さ２０μｍの記録層を形成して、記録層、選択反射層、及び吸収層を備えた、シート状のホログラムメモリを得た。
【００６４】
得られたホログラムメモリを、記録層と保護フィルムとが接触するようにして、ホログラムメモリより面積がひと回り大きな保護フィルム（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア（Ｒ）」）上に載せ置いた。そして、ホログラムメモリをカードとフィルムの間に挟み込むように、両面接着テープ（日東電工社製、商品名「５６０５」）を用いて、市販のプラスチックカードの表面に保護フィルムを貼り付け、ホログラムメモリをプラスチックカードに固定した。これにより、実施例１に係るホログラムカードが得られた。
【００６５】
得られたホログラムカードに、波長５３２ｎｍの信号光及び参照光を用いて、イメージホログラムを記録した。ホログラムメモリの記録層に、読み出し光として波長６３３ｎｍのレーザ光を用いたところ、記録したホログラムが高いＳＮ比で再生された。再生時の回折効率は９６％であった。
【００６６】
（実施例２）
大きさ２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ９０μｍの市販の色フィルタ（富士写真フイルム社製、商品名「マジェンタフィルター」）を用意した。この色フィルタは、波長５３２ｎｍの光を吸収し、且つ他の波長の光は透過するという特性を有し、選択吸収層として機能する。次に、色フィルタの裏面にアルミニウムを蒸着して、厚さ０．１μｍの反射層を形成した。その後、色フィルタの表面に、フォトポリマー（日本ペイント社製、「オプトレム（Ｒ）」）をキャストし、厚さ２０μｍの記録層を形成して、記録層、選択吸収層、及び反射層を備えた、シート状のホログラムメモリを得た。
【００６７】
得られたホログラムメモリを、記録層と保護フィルムとが接触するようにして、ホログラムメモリより面積がひと回り大きな保護フィルム（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア（Ｒ）」）上に載せ置いた。そして、ホログラムメモリをカードとフィルムの間に挟み込むように、両面接着テープ（日東電工社製、商品名「５６０５」）を用いて、市販のプラスチックカードの表面に保護フィルムを貼り付け、ホログラムメモリをプラスチックカードに固定した。これにより、実施例２に係るホログラムカードが得られた。
【００６８】
得られたホログラムカードに、波長５３２ｎｍの信号光及び参照光を用いて、２値画像をフーリエ変換ホログラムとして記録した。読み出し光として波長６３３ｎｍのレーザ光を用いた再生像から白黒データの輝度ヒストグラムを求め、以下の式からＳＮＲ（シグナルとノイズの比）を求めたところ、ＳＮＲの値は４．５であった。また、このメディアにホログラムを５回多重記録してそれぞれの回折効率から計算したダイナミックレンジの値は０．９であった。
【００６９】
ＳＮＲ＝（μw−μb）／(σw2−σb2)1/2
【００７０】
ここで、μw、μbはそれぞれ白画素分布と黒画素分布の平均輝度を表し、σw、σbはそれぞれの分布の分散を表す。
【００７１】
（比較例１）
選択吸収層を透明フィルム層に代えた以外は実施例２と同様にして、比較例１に係るホログラムカードを得た。透明フィルム層は、波長５３２ｎｍの光を含む波長２８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光を透過する。
【００７２】
得られたホログラムカードに、波長５３２ｎｍの信号光及び参照光を用いて、２値画像のフーリエ変換ホログラムを記録した。ホログラムメモリの記録層に、読み出し光として波長６３３ｎｍのレーザ光を用いた再生像から白黒データの輝度ヒストグラムを求め、上記の式からＳＮＲを求めたところ、ＳＮＲの値は１．１であった。また、このメディアにホログラムを５回多重記録してそれぞれの回折効率から計算したダイナミックレンジの値は０．３であった。
【００７３】
以上の結果から、書き込み光の反射を防止するための層構成を備えていない場合には、ＳＮＲも大幅に低下し、ダイナミックレンジも選択吸収層がある場合（実施例２）の約１／３のレベルであった（比較例１）。また、選択反射層と吸収層とを設けた層構成の場合にも、回折効率が高く、有用性が確認できた（実施例１）。これらの効果は、書き込み光の反射に起因する不要な回折格子の書き込みが防止され、ダイナミックレンジの浪費が避けられた結果であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るホログラムカードの平面図である。
【図２】図１に示すホログラムカードの部分断面図である。
【図３】ホログラムメモリの他の層構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るホログラムカードの部分断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０   基板
１２   ホログラムメモリ
１４   保護層
１６   接着剤
１８   記録層
２０   選択反射層
２２   吸収層
２４   波長板
２６   反射防止膜
２８   選択吸収層
３０   反射層
【図１】
2007058129.tif 000003
【図２】
2007058129.tif 000004
【図３】
2007058129.tif 000005
【図４】
2007058129.tif 000006