CN1341923A - 光学记录介质和光学记录方法 - Google Patents

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Abstract

在光学记录介质的记录层上的槽内分成许多虚拟记录单元。借助于相应于要被记录的信息以5级或更多级调制激光束的照射时间,在每个虚拟记录单元上形成具有不同尺寸的5个或多个记录标记。所述虚拟记录单元的反射率以许多级被调制,并且在再生期间读出激光束的反射率也按5级或更多级被调制。

Description

光学记录介质和光学记录方法
本发明涉及一种光学记录介质和光学记录方法，其根据在记录中使用的数据以许多级转换激光束的照射时间，利用激光束照射光学记录介质，然后，利用多级记录数据。
具有一种记录方法，其通过以许多级改变再生信号的长度(反射信号的调制部分的长度)记录数据，和这种方法相对，还有一种记录方法，其通过以许多级转换再生信号的深度(反射信号的调制系数)利用相同的长度记录信号中的多段数据，近来对这种方法进行了详细的研究。
按照这种光学记录方法，因为其能够沿着深度方向记录多段数据，和只依赖于坑的有无记录二进制数据的方法相比，被分配给固定长度的信号的数量可以增加。一般地说，以许多级改变再生信号的深度的方法以许多级改变激光束的功率，从而形成不同类型的记录标记。现在，提出了使用全息摄影的材料或多层记录材料作为光学记录介质。
于是，使用反射系数的深度变化以多级记录数据的情况被称为多级记录。
在这种类型的多级记录中，必须缩短记录标记，以便改善记录密度。
不过，当试图把记录标记减少到小于用于记录和读出的会聚激光的光束直径时，多级记录是困难的。
例如，日本专利公开10-134253披露了一种方法，其中通过调节激光的数量进行多级记录。在这种方法中，当记录介质是染料膜或相改变膜时，通过在记录部分和非记录部分的反射的不同形成再生信号。
因而，在上述专利所述的方法中，非记录级和记录级取决于记录是否存在，因而不适用于多级记录。更清楚地说，对于相改变膜或染料膜，不存在在记录和非记录之间的中间状态。
迄今为止，之所以能够利用染料膜或相改变膜作为记录介质通过调制激光的数量以多级进行多级记录是因为记录标记的宽度通过改变激光的功率而被改变。
会聚激光束一般形成高斯分布，虽然当记录膜是染料膜或相改变膜时记录在超过某个门限值的部分上进行。改变激光的功率可以改变进行记录的会聚光束的尺寸，这又改变记录标记的长度。
不过，使用调制激光功率来改变记录标记的宽度的方法，如果记录标记的长度被缩短到大于会聚光束的直径以便增加记录密度，则以许多级进行多级记录特别是以5级或更多级记录是困难的。换句话说，在5级或更多级的记录中，改变记录功率难于改变在再生期间的反射程度。
下面的通过逐渐改变激光功率来实现多级记录的一般原理使得形成的记录标记的长度大于用于记录的会聚光束(光束的收敛部分)的直径。一般地说，会聚光束的直径由Kλ/NA表示(K是常数，λ是激光的波长，NA是透镜的数字光圈)。在CD中用于记录的一般值是λ＝780nm，NA＝0.45，会聚光束的直径大约为1.6微米。在这种情况下，如果记录标记的长度被设置为接近1.6微米，则出现上述的信号劣化问题。使得利用改变激光功率的方法难于进行5级或更多级的多级记录。
此外，在日本专利公开1-182846中披露了一种光学记录介质的例子，其中当在记录层上的入射光的数量以数值提供时，在记录层中的活性材料的吸收率随所述数值而改变。
然而，对于这种光学记录介质，吸收率响应激光的照射量(频率)而改变的绝对值是非常小的，因而不能付诸实际使用。
此外，在日本专利公开61-211835中披露了光学记录方法，其中照射对光反应变色的材料的照射光的强度或照射频率被改变，以便记录不同的任意着色浓度的状态。
在这种光学记录方法中，存在的问题是，当照射和扫描激光时，着色浓度状态不能以5级或更多级读出。
上述的常规多级记录方法具有这样的问题：随着在记录期间激光功率的增加，即随着要被形成的反射信号的深度的增加，在再生期间会使信号的质量变差。导致这个问题的原因尚不清楚，不过本发明人的一种最好的猜测是，这是由于由激光功率的增加而引起的记录标记的面积(记录标记面积)的增加较大造成的。
例如，当通过缩短记录际记和在这些记录标记内以许多级转换激光功率以便增加在记录介质上的记录信息的数量的密度时，信号质量的劣化就成为非常明显的，并最终导致不能利用多级记录的优点。换句话说，当试图使用多级记录时，即使记录标记之间的间隔被加宽，信号质量也发生劣化，使得必须在某种程度上可靠地检测数据。
此外，按照逐渐转换激光功率以便实现多级记录的常规的原理，记录标记的长度被认为大于用于记录的会聚光束(光束的会聚部分)的直径。
上述的问题被认为是由所有的激光束功率设置和记录介质的特性的复杂的组合引起的。就本发明人所知，至今问题的起源尚未弄清，使用这种记录介质和记录方法目前还不能实现高密度的多级记录。
本发明人发现，当记录标记的长度小于会聚光束的直径时，通过改变激光的照射时间可以进行5级或更多级的记录。本发明人还发现，随着激光照射中温度的增加，和快速地从非记录改变为记录的相改变材料相比，逐渐改变的染色材料更适合于作为记录膜的材料。
考虑到上述问题，本发明的目的在于提供一种光学记录介质和光学记录方法，其利用广泛使用的光学记录介质，例如CD-R，以许多级进行多级记录，并且可以获得有利的信号质量。
本发明的另一个目的在于，提供一种新的多级记录方法，其通过把记录介质的特性设置为规定的状态，可以实现高密度的多级记录。
本发明人坚持不懈地组合对光学记录介质进行的研究，发现了一种用于在这种光学记录介质上进行多级记录的记录方法。本发明人还证实，这种记录方法可以在这种记录介质上实现5级或更高级的记录。
换句话说，上述目的是借助于下面所述的本发明实现的。
(1)一种光学记录介质，通过照射激光束从而在记录层上形成记录标记可以记录信息，并且通过在所述记录标记上照射读出激光束读出记录的信息。这种光学记录介质的特征在于，在记录层上具有虚拟记录单元，其具有沿激光束和记录层之间的相对运动方向任意规定的单位长度，和沿着垂直于上述方向的单位宽度，并且沿着运动方向被连续地设置。通过对于每个所述虚拟记录单元，相应于5级或更多级调制激光束的照射时间，在虚拟记录单元上的记录层可以形成具有不同尺寸的记录标记。从而进行信息的5级或更多级的多级记录，其中借助于调制整个虚拟记录单元的反射率，所述反射率至少基于记录标记的面积对虚拟记录单元的面积的面积比和透射率当中的面积比。
(1)一种光学记录介质，其通过激光束照射到记录层上形成记录标记可以记录信息，并通过在记录际记上照射读出激光束读出记录的信息；其中所述光学记录介质在记录层上具有虚拟记录单元，其具有沿激光束和记录层之间的相对运动方向任意规定的单位长度，和沿着垂直于上述方向的单位宽度，并且沿着运动方向被连续地设置；通过对于每个所述虚拟记录单元，相应于5级或更多级调制激光束的照射时间，在虚拟记录单元上的记录层可以形成具有不同尺寸的记录标记。这使得借助于调制至少基于记录标记对虚拟记录单元的面积比的面积比输出的反射率和透射率能够进行信息的5级或更多级的记录。
(2)如(1)所述的光学记录介质，其中所述虚拟记录单元的单位长度被设置为几乎等于由激光束照射最大的时间量所形成的记录标记的长度。
(3)如(1)或(2)所述的光学记录介质，其中：沿着所述记录层提供有用于引导激光束的槽，所述虚拟记录单元被设置在所述槽的内部，所述单位宽度和所述槽的宽度一致。
(4)如(1)-(3)任何一个所述的光学记录介质，其中在所述虚拟记录单元中的所述单位长度等于或小于所述读出激光束的会聚光束的直径。
(5)如(1)-(4)任何一个所述的光学记录介质，其中信息以多级被预先记录在所述记录层的一部分上。
(6)如(1)-(5)任何一个所述的光学记录介质，其中表示多级记录介质的特定信息被记录在所述虚拟记录单元和多级记录的部分的至少一个上。
(7)如(1)-(6)任何一个所述的光学记录介质，其中用于引导激光束的槽被沿着所述记录层提供，并在中部被切断。
(8)如(1)-(7)任何一个所述的光学记录介质，其中所述记录层由有机染料制成。
(9)如(1)所述的光学记录介质，其中当规定所述虚拟记录单元在未被激光照射时的初始反射率为x％，在由激光照射之后的最小反射率是Y％，因而反射率波动宽度为X％-Y％时，所述虚拟记录单元被设置具有如下特征：
1.8＜(B-A)/A＜11    公式1
其中A是使用激光束照射在固定功率下用于使虚拟记录单元40的反射率由初始反射率X％减少20％的反射率波动宽度所需的时间，假定整个波动宽度是100％，B是进一步照射并减少80％的反射率波动宽度X/100-Y/100所需的照射时间。虽然使用所述激光束照射可以使所述光学记录介质在所述虚拟记录单元上进行多级记录，其中通过以5级或更多级转换具有固定功率的激光束的照射时间。
(10)如(9)所述的光学记录介质，其中通过以5级或更多级转换所述激光束的照射时间从而以多级记录被形成的具有多种尺寸的记录标记包括一部分具有其长度等于或小于读出激光束的会聚光束直径的记录标记。
(11)如(9)或(10)所述的光学记录介质，其中所述光学记录介质的所述记录层包括有机染料成分。
(12)如(9)-(11)任何一个所述的光学记录介质，其中所述虚拟记录单元在记录之前的初始反射率X是40％，或以上，在记录之后的最小限制反射率Y是(X-10)％或更小。
(13)如(12)所述的光学记录介质，其中在记录之后的最小限制反射率Y是30％或更小。
(14)如(1)所述的光学记录介质，其中所述记录介质被这样构成，使得通过激光束照射在这样的状态下形成多个不同尺寸的记录标记，其中在所述记录层的以5级或更多级进行的照射期间在最长的照射时间TL和最短的照射时间TS之间的比满足关系：
0.05＜TS/TL＜0.5    公式2。
(15)如(14)所述的光学记录介质，其中所述记录层包括有机染料。
(16)如(14)所述的光学记录介质，其中所述激光束的最长的照射时间被设置为2×10-8＜TL＜1×10-6秒。
(17)如(16)所述的光学记录介质，其中所述记录层包括有机染料。
(18)一种光学记录方法，包括在记录层上照射激光束同时沿恒定方向移动记录层或者激光束，从而在记录层上形成记录标记，借以记录信息的步骤；所述方法还包括以下步骤：
在所述记录层上沿所述运动方向连续地假设虚拟记录单元；
对于每个所述虚拟记录单元按照5级或更多级调制激光束的照射时间；以及
在所述虚拟记录单元中形成具有不同尺寸的记录标记，从而进行信息的5级或更多级的多级记录，其中借助于调制整个虚拟记录单元的反射率，所述反射率至少基于在记录标记的面积对虚拟记录单元的面积的面积比和透射率当中的面积比。
(19)如(18)所述的光学记录方法，其中所述记录层包括一种这样的材料，当激光束的直径固定，并且激光束利用固定的激光束直径照射时，所述材料只响应激光束的照射时间，至少调制记录标记的尺寸和透射率当中的尺寸。
(20)如(18)所述的光学记录方法，其中所述激光束照射，从而在这样的状态下形成具有多个不同尺寸的记录标记，其中在所述记录层的以5级或更多级进行的照射期间在最长的照射时间TL和最短的照射时间TS之间的比满足关系：
0.05＜TS/TL＜0.5    公式2。
(21)如(20)所述的光学记录方法，其中通过激光束的照射形成的具有不同尺寸的记录标记包括一部分具有长度等于或小于读出激光束的会聚光束直径的记录标记。
(22)如(20)或(21)所述的光学记录方法，其中所述激光束的最长的照射时间TL被设置为2×10-8＜TL＜1×10-6秒。
(23)如(18)所述的光学记录方法，其中当规定所述虚拟记录单元在未被激光照射时的初始反射率为x％，在由激光照射之后的最小反射率是Y％，因而反射率波动宽度为X％-Y％时，所述虚拟记录单元被设置具有如下特征：
1.8＜(B-A)/A＜11    公式1
其中A是使用激光束照射在固定功率下用于使虚拟记录单元40的反射率由初始反射率X％减少20％的反射率波动宽度所需的时间，假定整个波动宽度是100％，B是进一步照射并减少80％的反射率波动宽度X/100-Y/100所需的照射时间。虽然使用所述激光束照射可以使所述光学记录介质在所述虚拟记录单元上进行多级记录，其中通过以5级或更多级转换具有固定功率的激光束的照射时间。
(24)如(23)所述的光学记录方法，其中通过以5级或更多级转换所述激光束的照射时间从而以多级记录被形成的具有多种尺寸的记录标记包括一部分具有其长度等于或小于读出激光束的会聚光束直径的记录标记。
(25)如(22)或(24)所述的光学记录方法，其中所述记录层包括有机染料成分，从而使得所述记录层具有上述的特性。
(26)如(22)-(24)任何一个所述的光学记录方法，其中所述虚拟记录单元在记录之前的初始反射率X是40％，或以上，在记录之后的最小限制反射率Y是(X-10)％或更小。
(27)如(26)所述的光学记录方法，其中在记录之后的最小限制反射率Y是30％或更小。
当在本发明中记录标记小于记录光束的直径时，反射率可以用许多级进行控制，其中不通过调整记录光束的功率，而通过以许多级调整记录光束的照射时间。换句话说，借助于调制具有固定功率的激光束的照射时间使用固定面积内的记录标记的面积比，调制记录标记的尺寸并改变反射率的大小，可以进行多级记录。此外，此处所述的调制记录标记的尺寸指的是由于激光束的照射，当构成记录层的材料分解并被改变时改变其数量，从而改变其折射率，或者当由于沿着其厚度方向的尺寸改变时引起透射率的改变。
当进行5级或更多级记录时，这些效果是显然的。
即，如果进行4级以下的调制，则可以利用普通的调制激光束的功率的方法进行多级记录。然而，当进行5级或更多级的记录时，则控制激光束的照射时间成为主要的。
这种记录方法主要用于具有使用有机染料的记录膜的光学记录介质。
本发明人的目标在于提供光学记录介质的反射率的波动特性，并提供一种多级记录方法。具体地说，关于光学记录介质，本发明人注意到在激光束的照射时间和由所述照射时间引起的反射率的改变之间的关系，并且表明，在进行多级记录时，如果所述记录在上述的公式1的范围内，则能大大减小信号的劣化。
按照本发明人的分析，如图5的典型值所示，反射率的波动和激光束的照射时间不必完全成正比的关系。所有的反射率的波动从初始反射率X％开始。然后，反射率波动在达到反射率波动宽度P的大约20％的一点的初始时间范围H内变化较小。在中间区域I，大约为反射率波动宽度P的80％，波动相对变化较大，在最后的区域J，波动变化较小，并且最终反射率波动收敛在其最小值Y％。
根据这些特性，本发明人形成一个预测，即在从初始时间区域H出现所需的时间A和从初始时间区域H出现之后直到出现中间区域I所需的时间B之间的关系对于多级记录是一个要点。这个预测需要设置反射率并以多级进行记录，并且对于多级记录，其反射率设置在初始反射率X％和最小限制反射率Y％之间。同样还需要有效地使用上述的中间时间区域I。换句话说，在时间A和时间B之间的差额对于多级记录具有大的重要性。
实际上，按照本发明人的分析，如果记录在上述的公式1的范围内进行，则能够进行5级或更多级的记录，另外还证实，如果在所述范围之外太大(10或更大)，或者太小(1.8或更小)，则在进行记录时会发生干扰。
例如，如果在公式1中(B-A)/A是1.8或更小，则认为不能设置合适的记录功率，这是因为，由于记录功率而引起的反射率波动是突然的。如果该值是11或更大，则认为相对于记录功率而言反射率波动太小，使得不能设置合适的记录功率。
本发明人还发现，在初始时间A和中间时间B之间的差额小的光学记录介质不适合于多级记录。
为了满足所述条件，记录层的材料、记录层的膜厚、反射层的材料、衬底的材料和厚度以及在衬底上刻蚀的用作激光引导槽的形状都要合适地设置。还可以使用这些方法之外的其它方法，用于合适地调节用于记录的激光功率。所述设置的激光功率成为对于所述光学记录介质的推荐的激光功率。例如，把信息预先记录在一种介质例如ATIP上。例如，可以理解为，如果推荐的记录功率被设置得高，则(B-A)/A增加较大，如果被设置得小，则增加得较慢。
在上述的公式1的范围内，最好满足公式2≤(B-A)/A≤9。
如果使用在上述的范围内设置的光学记录介质，则可以包括等于或小于会聚光束的直径的记录标记(常规认为是不能使用的)，当使用这种记录介质时，其可以减小信号的变劣。此外，当实际上通过控制功率照射激光束时，产生等于或小于会聚光束的直径的记录标记是困难的。本发明人证实，等于或小于会聚光束直径的记录标记可以通过以5级或更多级转换光束在虚拟记录单元上的照射时间来产生，从而控制固定功率的激光束，其中只使用代表固定激光的强度的门限值，其一般呈高斯分布，而不用调制功率。理解了上述的每个因素之后，如果使用本发明的记录介质，则可以获得能够以非常高的密度记录的光学记录介质。这种记录介质包括5级或更多级，以及等于或小于会聚光束直径的记录标记。
在上述的本发明中，最好是光学记录介质的记录层包含有机染料成分。实际上，本发明人使用借助于有机染料成分的反应产生记录标记的方法实现了上述的多级记录。
此外，在上述的本发明中，最好是在记录之前的虚拟记录单元的初始反射率X是60％或以上，在记录之后的最小限制反射率Y是40％或更小。如果按照这种方式设置这些值，则充分保证能够产生多级记录标记。
如上所述，本发明人发现，利用一种新的构思，即通过调制激光束的照射时间而不调制激光功率，可以进行多级记录。结果，可以大大提高记录密度。
不过，已经证实，具有这样的情况，其中当只通过调制照射时间来形成记录标记时，不能可靠地扫描记录标记。因此，本发明人进一步分析的结果发现，如果最短的照射时间和最长的照射时间的比处于上述公式2的范围内，则扫描的精度可以大大增加。此外，最短的照射时间是获得5级中最大的反射率所需的时间，最长的照射时间是获得最小的反射率所需的时间。
例如，如果用于记录的激光束的照射时间很长，以便大大减小虚拟记录单元的反射率，则记录标记的面积会太大，和具有高的反射率的记录标记相比，信号质量将变劣。相反，如果照射时间很短，以便形成高反射率的虚拟记录单元，则不能形成具有足够深度的记录。
需要某个照射时间范围(最小照射时间到最大照射时间)以便以5级或更多级进行多级记录。考虑到这个事实，提出了对于照射时间的一个限制，这就是在上述的公式2的范围内设置最大照射时间对最长照射时间的比，用于限制过长或过短的照射时间。换句话说，具有一个附加条件，用于检查为提高记录精度所需的最长照射时间和最大照射时间。
可以容易得出结论，如果公式2的值是0.05或更高，则最长照射时间将太长，或者最大照射时间将太短。对于前者，由于具有低的反射率的虚拟记录单元(记录标记)的信号的质量差而不能正确地进行信息再生，对于后者，则由于具有高反射率的虚拟记录单元(记录标记)的不足的记录使得不能正确地进行信息再生。
此外，可以容易得出结论，如果公式2中的值等于或小于0.05，则最长照射时间将太短，或者最大照射时间将太长。对于前者，由于具有低的反射率的虚拟记录单元(记录标记)的不足的记录而不能正确地进行信息再生，对于后者，则由于具有低反射率的虚拟记录单元(记录标记)信号的质量差的使得不能正确地进行信息再生。
即，使用公式2可以非常合理地设置照射时间。
使用上述的本发明的光学记录方法对于在多级记录期间的信号特征是有利的。此外，因为改变激光束照射时间，所以可以只通过改变激光束的照射时间就可以使记录标记较小。更具体地说，最好在按照5级或更多级转换照射时间而形成的记录标记的一部分中包括长度等于或小于会聚激光束的直径的记录标记。用这种方式，和常规方式相比，可以大大提高记录密度。
在上述公式2的范围内最好设置0.04＜TS/TL＜0.6，更好是设置0.05＜TS/TL＜0.5。例如，如果激光束的功率固定，则在公式2中的比将由于记录介质的特性不同而不同。此外，即使记录介质相同，也可能由于激光束的功率不同而使得公式2中的值的比不同。因此，最好是在考虑记录介质的最佳特性和最佳的激光功率的条件下使公式2满足。
例如，如果目标是当在每个虚拟记录单元上形成记录际记时，能够具有5级或更多级的反射率的记录介质的特性，则具有最大反射率的虚拟记录单元和最小反射率的虚拟记录单元。对于最大反射率，虚拟记录单元的激光照射时间最短，对于最小的反射率，激光照射时间将最长。因此，如果使用相对于照射时间反射率变化较大的介质，即，如果使用在短的时间内容易记录的介质，则最短照射时间和最长照射时间是接近的。
因此，公式2的值变得较大。这最终使得对于具有公式2的值为0，5或以上的记录介质，使用照射时间控制反射率是困难的，并且使得记录标记太大。因此，这种记录介质不适用于多值记录。
相反，如果使用的记录介质对于照射时间其反射率具有较小的改变，则公式2中的值变得较小。对于具有0.5或更小的值的记录介质，这增加了由于记录标记太小而不容易被检测到的可能性，当然也不适用于多级记录。
结果，本发明的方法中包括“光学记录介质的选择”的重要内容。这是由于需要在记录介质和记录方法之间具有兼容性，以便满足公式2。本发明实现了这种兼容性，实际上增加了数据的检测精度。
在上述的本发明中，虽然使用公式2实现用于进行多级记录的固定条件，最好是，激光束的最长照射时间被设置在2×10-8＜TL＜10-6秒(20纳秒＜TL＜1微秒)，以便使记录精度更高。
能够按照本发明的光学记录方法继续记录的光学记录介质适用于多级记录，这是因为其具有实现上述目的的特性。最好用于记录的记录层由有机染料构成。本发明人还证实实际上实现了5级或更多级。
本发明的这些和其它的目的和优点通过结合附图参阅以下的说明将会看得更加清楚，其中：
图1是按照本发明的实施例的光学记录介质的原理部分的截面局部透视图；
图2是使用激光束在所述光学记录介质上记录信息的记录装置的方块图；
图3是表示当由所述光学记录装置在记录层上形成记录标记时，在记录标记、虚拟记录单元和光反射率之间的关系的示意图；
图4是当照射虚拟记录单元的激光束形成另一种形状时的局部透视图；以及
图5表示在按照本发明的光学记录介质中反射率的波动的一个例子的示意图。
下面参照附图说明本发明的实施例。
按照本发明的实施例的光学记录介质(盘)10是一种使用在记录层12上的染料的CD-R，其包括由透明材料制成的衬底14，在其上涂敷有染料并盖住被形成在衬底14的一个表面(图1的上表面)上的用于引导激光束的槽16的的记录层12，通过在记录层12的上侧通过溅射由金或银制成的反射膜18，以及盖住反射膜18的外侧的保护层20。
在记录层12上使用的染料是有机染料，例如青蓝染料，部化青染料，次甲基染料及其衍生物，或苯硫醇金属络合物，酞化青染料，白花丹素染料和含氮染料。
在光学记录介质10上的多级记录可以借助于图2所示的光学记录装置30来实现。
光学记录装置30是一种CG-R记录器。这种记录器通过由激光器36照射激光束，同时借助于主轴电动机32通过主轴伺服部分31以固定的线速度使光学记录介质10旋转，在上述的光学记录介质10上形成的记录层12上记录信息。激光器36被设计相应于要被记录的信息利用激光驱动器38控制对后面要说明的每个虚拟记录单元40的激光束照射时间，即，激光脉冲数，如图1和图3所示。
图2的标号42表示记录光学系统，其包括物镜42A和半反射境42B。对于物镜42A的聚焦跟踪控制通过聚焦跟踪伺服44实现，从而使物镜42A巴激光束会聚在盘10的记录层12上。此外，在盘10旋转的同时，物镜42A和半反射境42B由进给伺服46控制和以固定的速度从外圆周向内圆周移动。主轴伺服31，激光驱动器38，聚焦跟踪伺服44和进给伺服46由控制装置50控制。要在记录层12上记录的数据(信息)被输入到控制装置50。
下面说明虚拟记录单元40和其上记录的记录标记。
所述虚拟记录单元被规定沿径向具有一个单位宽度，沿记录介质的旋转方向具有一个单位的长度。所述的单位宽度是一个等于或小于激光束的会聚部分的直径的宽度，并且可以在盘10的槽的轨迹宽度当中自由选择。
首先，如图1所示，虚拟记录单元40沿盘10的旋转方向或沿圆周方向S在槽16中是连续的。每个虚拟记录单元40沿圆周方向S的单位长度用L表示，如图3所示，其被设置为一个小于光束直径D的长度。此外，沿垂直于单位长度L方向的单位宽度用W表示。响应要被记录的信息，按照一般的方式，激光束照射到每个虚拟记录单元40上，从而形成记录标记48A-48G。
其中，使从激光器36发出的激光束的在记录层12的位置上的光束直径D大于虚拟记录单元40。不过，根据选择的用作记录层12的材料，响应激光的照射时间，记录标记48A-48G在激光束的中心可以具有不同的直径(激光束是圆形的，虽然因为在光束照射的同时记录介质在旋转，响应照射时间，记录标记形成长的圆形)。
因为聚焦的激光束一般形成高斯分布，记录只在记录层12上的激光束照射的能量的门限值被超过的部分上进行。因此，认为可以记录在记录介质上的激光束的光点尺寸由于激光束照射的时间的改变而改变。例如，这可以形成7个等级的记录标记48A-48G，如图3所示。
对于这种情况，每个记录标记48A-48G的尺寸被这样设置，使得当读出激光束照射虚拟记录单元40时反射光的反射率按照7个等级改变。记录标记越小，反射率越大。在虚拟记录单元的没有记录标记的位置反射率最大，在虚拟记录单元的记录标记最大的位置48G，反射率最小。
更详细地说，反射率的设置考虑到每个记录标记48A-48G的虚拟记录单元的面积比和记录标记本身的透射率。
记录标记48A-48G本身的透射率是不同的，这是因为由于激光的照射，构成记录层12的材料被分解并被改变，因而引起反射率的改变，或者由于沿记录层12的厚度方向的变化而引起透射率的改变。如果被形成的记录标记部分的透射率是0，则不需要作这种考虑。
下面说明盘10的特性。
对于所述的盘10，当激光束不照射虚拟记录单元40时的初始反射率是X％，或者由于由于激光束照射而达到极限值(最小反射率)的反射率是Y％。由这些值规定反射率的波动宽度是(X-Y)。
在这种情况下，使用激光束照射在固定功率下用于使虚拟记录单元40的反射率由初始反射率X％减少20％的反射率波动宽度所需的时间是A，进一步照射并减少80％的反射率波动宽度所需的照射时间是B。
其中，盘10的特性被这样设置，使得由上述的每个值规定的反射率波动差额T＝(B-A)/A是1.8＜(B-A)/A＜11(相关公式(1))。这通过合适地调节衬底4、记录层12和反射层20的厚度和材料来实现。
当用这种方式设置时，通过按照5个等级或更多的等级(在上述的例子中是7级)转换以固定功率(推荐的记录功率)照射虚拟记录单元40的激光束的照射时间，便可以实现上述的多级记录。具体地说，即使多级记录的记录标记48A-48G的记录标记48A-48G的长度等于或小于读出激光的会聚光束的直径D，数据也可以被可靠地检测。
结果，可以获得具有非常高的记录密度的光学记录介质，这是因为可以产生等于或小于会聚光束直径的非常小的记录标记，使得反射率按照5级或更多的级而不同。
最好在本发明的光学记录介质的记录层中包括有机染料成分。实际上，上述的多级记录是使用这样一种记录方法实现的，所述方法通过在一个子实施例中所述的有机染料成分的反应产生记录标记。
对于这种盘10，虚拟记录单元40的初始反射率X被设置为40％或更大，最小限制反射率Y被设置为(X-10)％或更小。这是因为如果具有一个高于某个点的反射率波动宽度，则所述反射率对于5级或更多级的多级记录是不合适的。在反射率波动宽度达到10％的条件下，实际上可以实现5级或更多级的记录。
虽然在本实施例中所述盘是CD-R盘作为本发明中的记录介质，但是本发明不限于此。一般也可以应用其它光学记录介质，并且也不限于旋转的盘形的介质。
此外，虽然在本实施例中的记录层12使用有机染料例如青蓝染料，但本发明不限于此，只要其特性满足上述的关系式1的记录层便足够了。除去上述染料之外的有机染料、无机染料或任何合适的材料都可以使用。不过，使用上述的有机染料，通过按照激光束的照射时间改变记录标记的尺寸便可以可靠地以5级或更多级进行记录，可以使得以高的精度读出数据。
下面说明为了实现高密度多级记录而进行的激光束照射时间的进一步调整。在这些调整中，设置被这样进行，使得最长的照射时间TL(这是对于记录标记48G的值)和最短的照射时间TS(这是记录标记48A的值)满足关系式0.05＜TS/TL＜0.5(关系式2)。结果，可以改善在读期间的信号特征。结果，如图3所示，记录标记可以被减少一个这样的数量，使得即使记录标记(所有的记录标记48A-48G)的长度等于或小于读出激光束的会聚光束的直径，其数据也能被可靠地读出。
在本实施例中说明的情况是所有的记录标记都等于或小于会聚光束的直径D，但本发明不限于此，也可以包括一部分记录标记等于或小于会聚光束的直径DD，或者所有的记录标记等于或大于会聚光束的直径D。
上述的最长的激光束的照射时间TL的范围是2×10-8＜TL＜1*1-6(秒)。
使用调制激光束的照射时间而3调制激光功率的新的概念进行记录，虽然当只通过调制照射时间形成记录标记时，有可能不能可靠地读这些记录标记。不过，因为最短的照射时间TS和最长的照射时间TL的比由用于光学记录方法的关系式2确定，所以可以大大改善读出精度。
必须设置直到某个等级的照射时间范围(最短照射时间TS-最长照射时间TL)，以便进行5级或更多级记录。因为提供了在一个固定范围内的最短照射时间和最长照射时间的比，所以便可以限制照射时间过长或者过短。换句话说，使用关系式2，照射时间被非常合理地设置。
按照上述实施例所述的光学记录方法在多级记录期间改善了信号特性，并使记录标记减少一个所述的数量。如前所述，也可以包括具有等于或小于读出激光的会聚光束的直径D的记录标记48A-48G。结果，和常规的方法相比，可以大大增加每单位面积的记录密度。
这种光学记录方法还包括选择盘10的观点。这是由于在光学记录介质10和所述记录方法之间需要兼容，以便满足关系式2。因此，利用关系式2实现的盘10适合于多级记录。
在上述的实施例中的例子是一种不记录例如数据的信息的光学记录介质10的例子，但本发明不限于此。本发明可以应用于以5级或更多级记录多级信息的光学记录介质。
此外，当借助于光学记录设备30形成记录标记时在记录层12中设置的虚拟记录单元40的尺寸不限于本实施例的例子，而是可以等于或小于会聚激光束的直径的任何长度。此外，虽然虚拟记录单元40的尺寸对于没有槽16的光学记录介质可以自由地设置，但是最好这样设置，使得虚拟记录单元40的长度几乎等于当激光束照射时间最长的点上的照射能量超过对记录提供改变的门限值时形成的记录标记。
具体地说，如果会聚激光束的直径可以被进一步减小，可以使虚拟记录单元40的尺寸或者长度等于槽16的宽度。与此相比，当以许多级记录所述记录标记时(例如8级)，虚拟记录单元40的尺寸可以设置为等于或大于激光束的会聚部分的直径。在这种情况下，记录标记的一部分可被设置为等于或大于会聚激光束的直径。当然，本发明可以应用于已经被实际使用的具有不同结构的盘，而不限于本实施例的结构。
上述的激光束在记录层12的位置形成圆形的形状。不过，如图4所示，除去物镜42A之外，可以利用光束整形棱镜42C，使得光束的形状沿记录介质10的进给方向较短，因而形成长的椭圆形或者和进给方向垂直的直线形状。在这种情况下，因为记录标记49较短，所以也可以使虚拟记录单元较短。换句话说，可以提高记录密度。
如图1中标号52所示，借助于在记录介质的一部分上预先记录其数量和调制的级数相匹配的多个坑，或者预先进行上述的多级记录，使得记录介质10具有用于识别可以进行多级记录的信息，并具有为进行多级记录所需的激光功率的信息。这种特定的信息可以容易地识别能够进行多级记录的记录介质，并确定所需的激光功率。因此，可以更容易地进行多级记录和再生。此外，如图1中标号56所示，通过提供一个从中间切断激光束引导槽的槽遮断部分也可以达到同样效果。这些方法可以独立使用或者组合使用。
例子
下面说明本发明的例子。
对于下面的例1-3的条件如下。
使用在记录层12上使用染料的CD-R作为光学记录介质进行多级记录试验。
为了使用所述的记录方法，高频信号发生器和由Pulstec公司制造的DDU(激光波长＝784nm)相连，用于对CD-R进行记录评价。
数字示波器和DDU相连，用于评价信号的再生。
以6级改变激光照射时间，时钟频率为4MHz，光学记录介质的恒定线速度为4.8m/sec。通过照射1mW的激光束同时以上述的线速度旋转光学记录介质进行再生，然后检测广的反射量的不同。
在这种情况下，在记录膜上的记录激光束的直径是1.6微米。虚拟记录单元40的尺寸，宽度是35微米，等于槽的宽度。其长度假定在4.8米的总长度上具有4000000个虚拟记录单元，因而等于4.8m/4MHz＝1.2微米。
当使用由Le Croy制造的数字示波器读出并测量再生信号的波动值时，可以获得较好的结果。
所述波动值依赖于由照射到记录层上的激光束形成的记录标记的形状。为了可靠地形成记录标记，小的波动值是重要的。这使得能够可靠地记录信息，借以使得能够可靠地进行再生。
考虑到这样的情况，即在测量装置中，使用常规的二进制记录/再生方法测量波动值，设置波动值为10％或者更小是合适的。
例1
青蓝染料作为涂层溶剂被溶解在氟化酒精中，制备2wt％的涂敷溶液，用于形成有机染料记录层。所述涂敷溶液用旋转涂敷方法涂敷，其中转速从200rpm到5000rpm改变，被涂敷在透明的衬底的预先形成槽的一侧，衬底的直径为120mm，厚度为1.2mm。衬底由聚碳酸酯树脂制造(Kasei公司PanlightAD5503)，其上通过注入模制预先形成螺旋形的槽(轨迹间距：1.6微米，槽宽0.35微米，深度0.18微米)。结果，形成有机染料记录层，从槽的底部的厚度大约为200nm。
在所述衬底上预先记录表示用于多级记录的信号和表示激光功率的信号。
接着，利用溅射方法在有机染料记录层上形成厚度大约为100nm的银反射层。此外，使用旋转涂敷方法在所述反射层上涂敷紫外线固化树脂(Dainippon公司SD318)，其中转速从300rpm到4000rpm改变。在涂敷完成之后，用高压水银灯从涂敷的膜的上方照射紫外线，从而形成10微米厚的保护层。
然后，试图使用这样获得的光学记录介质进行本发明的多级记录。在记录时分6级改变激光束的照射时间：(1)50纳秒，(2)80纳秒，(3)110纳秒，(4)140纳秒，(5)170纳秒，(6)200纳秒。记录功率为14mW。
记录在盘的1转的时间间隔内进行，其中用激光束进行照射。
当用这种方式进行记录时，可以进行6级多级记录。此外，可以检测到并被证实识别多级记录的光学记录介质的识别信号和表示激光功率的信号。
例2
以和例1相同的方式制备光学记录介质，只是使用酞化青染料。然后，利用所得的光学记录介质以和例1相同的方式进行多级记录。结果，可以进行多级记录。此外，可以检测到并被证实识别多级记录的光学记录介质的识别信号和表示激光功率的信号。
当检测此时以相同的方式记录的信号的波动值时，也获得了较好的结果。
例3
以和例1相同的方式制备光学记录介质，只是使用含氮的染料。然后，利用所得的光学记录介质以和例1相同的方式进行多级记录。结果，可以进行多级记录。此外，可以检测到并被证实识别多级记录的光学记录介质的识别信号和表示激光功率的信号。
当检测此时以相同的方式记录的信号的波动值时，也获得了较好的结果。
对照例1
使用具有相改变介质的CD-RW作为光学记录介质以和例1相同的方式进行多级记录。记录功率为11mW。
当测量此时以相同的方式记录的信号的波动值时，发现各个信号的波动值很小。
上述的结果如表1所示。
表1
使用的染料和记录信号的波动值(％)
记录膜 例1青蓝染料 例2酞化染料 例3含氮染料 对照例1相改变膜
每个波动值(％) 激光照射时间(1)
激光照射时间(2)
激光照射时间(3)
激光照射时间(4)
激光照射时间(5)
激光照射时间(6)
例4
以和例1相同的方式制备光学记录介质，并进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是72％，最小限制反射率是20％。因而反射率波动宽度是0.52(＝0.72-0.20)。
用于使光学记录介质的初始反射率减少20％的反射率波动(大约0.1)宽度所需的照射时间A是50纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.42)宽度所需的照射时间B是200纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝3。
利用这种光学记录介质实现了6级记录，并且所述记录的数据能够被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或更小的较好的结果。
例5
例4中的青蓝染料被替换为酞化青染料，涂敷溶剂被替换为甲基环乙烷，制备染料溶液。除去使用上述的染料溶液之外，以完全和例4相同的方式制备光学记录介质。
用于记录的激光功率设置为13mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。
用于记录的激光照射时间是(1)50纳秒，(2)70纳秒，(3)90纳秒，(4)110纳秒，(5)130纳秒，(6)150纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是68％，最小限制反射率是22％。因而反射率波动宽度是0.46(＝0.68-0.22)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.68减少20％的反射率波动(大约0.92)宽度所需的照射时间A是50纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.37)宽度所需的照射时间B是150纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝2。
利用这种光学记录介质实现了6级记录，并且所述记录的数据能够被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表2所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或更小的较好的结果。
例6
例4中的染料溶液被替换为青蓝和含氮金属复合物的混合物，以和例4相同的方式制备光学记录介质。青蓝和含氮金属复合物的混合比是50∶50wt％。
用于记录的激光功率设置为14mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)20纳秒，(2)56纳秒，(3)92纳秒，(4)128纳秒，(5)164纳秒，(6)200纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是70％，最小限制反射率是21％。因而反射率波动宽度是0.49(＝0.70-0.21)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.70减少20％的反射率波动(大约0.10)宽度所需的照射时间A是20纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.39)宽度所需的照射时间B是200纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝9。
利用这种光学记录介质实现了6级记录，并且所述记录的数据能够被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表2所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或更小的较好的结果。
对照例2
利用和例5的染料溶液相同的成分生产光学记录介质。在生产这种介质时，通过调整旋转涂敷方法的转速使染料的厚度改变为250nm，反射膜被改变为金膜。
用于记录的激光功率设置为13mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)50纳秒，(2)70纳秒，(3)90纳秒，(4)110纳秒，(5)130纳秒，(6)150纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是70％，最小限制反射率是20％。因而反射率波动宽度是0.50(＝0.70-0.20)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.70减少20％的反射率波动(大约0.10)宽度所需的照射时间A是50纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.40)宽度所需的照射时间B是140纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝1.8。
利用这种光学记录介质记录的6级记录不能被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在10％或以上的记录标记的评价结果不满意。
对照例3
通过改变例6的染料溶液的混合比生产一种光学记录介质，具体地说，其中青蓝染料和含氮金属合成物的混合比是30∶70wt％。
用于记录的激光功率设置为15mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)20纳秒，(2)64纳秒，(3)108纳秒，(4)152纳秒，(5)196纳秒，(6)240纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是70％，最小限制反射率是20％。因而反射率波动宽度是0.50(＝0.70-0.20)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.70减少20％的反射率波动(大约0.10)宽度所需的照射时间A是20纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.40)宽度所需的照射时间B是240纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝11。
利用这种光学记录介质记录的数据(4)、(5)可以被可靠地读出，但是其它的数据记录不能被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在10％或以上的记录标记的评价结果不满意。
对照例4完全以和例4相同的方式生产光学记录介质。
用于记录的激光功率设置为17mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)10纳秒，(2)40纳秒，(3)70纳秒，(4)100纳秒，(5)130纳秒，(6)160纳秒。
当激光照射200纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是72％，最小限制反射率是20％。因而反射率波动宽度是0.52(＝0.72-0.20)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.70减少20％的反射率波动(大约0.10)宽度所需的照射时间A是10纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.42)宽度所需的照射时间B是160纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝15。
利用这种光学记录介质记录的所有记录数据不能被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在10％或以上的记录标记的评价结果比对照例2更坏(T＝11)。
对照例5
以和例4相同的方式生产光学记录介质。
用于记录的激光功率设置为11mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)100纳秒，(2)130纳秒，(3)160纳秒，(4)190纳秒，(5)220纳秒，(6)250纳秒。
当激光照射300纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是72％，最小限制反射率是20％。因而反射率波动宽度是0.52(＝0.72-0.20)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.72减少20％的反射率波动(大约0.10)宽度所需的照射时间A是100纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.42)宽度所需的照射时间B是250纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝1.5。
利用这种光学记录介质记录的数据都不能被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在10％或以上的记录标记的评价结果比对照例1更坏(T＝1.8)。
表2
反射率波动余额T的值和记录信号的波动值(％)
例4 例5 例6 对照例2 对照例3 对照例4 对照例5
反射率波动余额T
每个波动值(％) 激光照射时间(1)
激光照射时间(2)
激光照射时间(3)
激光照射时间(4)
激光照射时间(5)
激光照射时间(6)
例7
以和4完全相同的方式制备光学记录介质，只是例4中的青蓝染料用另一种青蓝染料代替。
用于记录的激光功率设置为14mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)50纳秒，(2)75纳秒，(3)100纳秒，(4)125纳秒，(5)150纳秒，(6)175纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是65％，最小限制反射率是28％。因而反射率波动宽度是0.37(＝0.65-0.28)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.65减少20％的反射率波动(大约0.07)宽度所需的照射时间A是50纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.30)宽度所需的照射时间B是175纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝2.5。
利用这种光学记录介质实现了6级记录，并且所述记录的数据能够被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表2所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或以下的较好的结果。
对照例6
完全以和例4相同的方式生产光学记录介质。只是例4中的青蓝染料被换成和例4、例7中的不同类型的。
用于记录的激光功率设置为14mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)15纳秒，(2)55纳秒，(3)95纳秒，(4)135纳秒，(5)175纳秒，(6)215纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是65％，最小限制反射率是32％。因而反射率波动宽度是0.35(＝0.65-0.32)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.65减少20％的反射率波动(大约0.07)宽度所需的照射时间A是15纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.28)宽度所需的照射时间B是215纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝13.3。
利用这种光学记录介质记录的6级数据都不能被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表3所示，认为在10％或以上的记录标记的评价结果不满意。
对照例7
完全以和例4相同的方式生产光学记录介质。只是例4中的青蓝染料被换成和例4、例7中的不同类型的。
用于记录的激光功率设置为14mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)10纳秒，(2)55纳秒，(3)100纳秒，(4)145纳秒，(5)190纳秒，(6)235纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是71％，最小限制反射率是38％。因而反射率波动宽度是0.33(＝0.71-0.38)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.71减少20％的反射率波动(大约0.07)宽度所需的照射时间A是10纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.26)宽度所需的照射时间B是235纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝22.5。
利用这种光学记录介质记录的6级数据都不能被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表3所示，认为在10％或以上的记录标记的评价结果不满意。
例8
以和5完全相同的方式制备光学记录介质，只是例5中的酞化青染料用另一种酞化青染料代替。
用于记录的激光功率设置为13mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)50纳秒，(2)75纳秒，(3)100纳秒，(4)125纳秒，(5)150纳秒，(6)175纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是43％，最小限制反射率是22％。因而反射率波动宽度是0.21(＝0.43-0.22)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.43减少20％的反射率波动(大约0.04)宽度所需的照射时间A是50纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.17)宽度所需的照射时间B是175纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝2.5。
利用这种光学记录介质实现了6级记录，并且所述记录的数据能够被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表2所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或以下的较好的结果。
例9
以和8完全相同的方式制备光学记录介质，只是其中的酞化青染料用和例5、例8不同的另一种酞化青染料代替。
用于记录的激光功率设置为13mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)43纳秒，(2)67纳秒，(3)94纳秒，(4)121纳秒，(5)148纳秒，(6)175纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是43％，最小限制反射率是22％。因而反射率波动宽度是0.30(＝0.52-0.22)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.30减少20％的反射率波动(大约0.06)宽度所需的照射时间A是43纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.24)宽度所需的照射时间B是175纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝3.07。
利用这种光学记录介质实现了6级记录，并且所述记录的数据能够被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表2所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或以下的较好的结果。
对照例8
以和例5完全相同的方式制备光学记录介质，只是例5中的酞化青染料用和例5、例8、例9不同的另一种酞化青染料代替。
用于记录的激光功率设置为13mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)15纳秒，(2)57纳秒，(3)99纳秒，(4)141纳秒，(5)183纳秒，(6)225纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
当激光照射250纳秒或以上时，光学记录介质的初始反射率是37％，最小限制反射率是22％。因而反射率波动宽度是0.15(＝0.37-0.22)。
用于使光学记录介质的初始反射率0.37减少20％的反射率波动(大约0.03)宽度所需的照射时间A是15纳秒，用于使光学记录介质的初始反射率减少80％的反射率波动(大约0.12)宽度所需的照射时间B是225纳秒，因而，反射率波动差额T＝(B-A)/A＝14。
利用这种光学记录介质记录的6级数据不能被可靠地读出。此外，记录标记(1)-(6)的波动值如下表3所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或以上的结果不满意。
表3
反射率波动余额T的值和记录信号的波动值(％)
例7 例8 例9 对照例6 对照例7 对照例8
反射率波动余额T
每个波动值(％) 激光照射时间(1)
激光照射时间(2)
激光照射时间(3)
激光照射时间(4)
激光照射时间(5)
激光照射时间(6)
例10
以和例1相同的方式制备光学记录介质。
在本例中，最短的照射时间TS是(1)50纳秒，最长的照射时间TL是(6)200纳秒。因而，TS/TL的比是0.250，满足上面的公式2。利用这种光学记录介质实现了6级多级记录，记录数据可以可靠地被读出。此外，在这种介质中的记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或以下的较好的结果。
例11
利用和例10相同的方式生产光学记录介质。
在多级记录期间用于记录的激光功率设置为13mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)100纳秒，(2)125纳秒，(3)150纳秒，(4)175纳秒，(5)200纳秒，(6)225纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
在本例中，最短的照射时间TS是(1)100纳秒，最长的照射时间TL是(6)225纳秒。因而，TS/TL的比是0.444，满足上面的公式2。利用这种光学记录介质实现了6级多级记录，记录数据可以可靠地被读出。此外，在这种介质中的记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或以下的较好的结果。
例12
利用和例10相同的方式生产光学记录介质。
在多级记录期间用于记录的激光功率设置为15mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)10纳秒，(2)40纳秒，(3)70纳秒，(4)100纳秒，(5)130纳秒，(6)160纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
在本例中，最短的照射时间TS是(1)10纳秒，最长的照射时间TL是(6)160纳秒。因而，TS/TL的比是0.063，满足上面的公式2。利用这种光学记录介质实现了6级多级记录，记录数据可以可靠地被读出。此外，在这种介质中的记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在所有的记录标记中，获得了10％或以下的较好的结果。
对照例9
利用和例1相同的方式生产光学记录介质。
在多级记录期间用于记录的激光功率设置为17mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)5纳秒，(2)55纳秒，(3)60纳秒，(4)90纳秒，(5)120纳秒，(6)145纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
在本例中，最短的照射时间TS是(1)5纳秒，最长的照射时间TL是(6)145纳秒。因而，TS/TL的比是0.34，不满足上面的公式2。利用这种光学记录介质没有实现6级多级记录，并且记录数据不能可靠地被读出。此外，在这种介质中的记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在所有的记录标记中，10％以上的记录标记的评价结果不好。
对照例10
利用和例10相同的方式生产光学记录介质。
在多级记录期间用于记录的激光功率设置为12mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)120纳秒，(2)140纳秒，(3)160纳秒，(4)180纳秒，(5)200纳秒，(6)220纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
在本例中，最短的照射时间TS是(1)120纳秒，最长的照射时间TL是(6)220纳秒。因而，TS/TL的比是0.545，不满足上面的公式2。利用这种光学记录介质没有实现6级多级记录，并且记录数据不能可靠地被读出。此外，在这种介质中的记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，认为在所有的记录标记中，10％以上的记录标记的评价结果不好。
对照例11
使用CD-RW作为光学记录介质进行多级记录。
这种CD-RW具有作为记录层被形成的相改变膜，其不是由有机染料制成的，而是包括Ag-In-Te。这种相改变膜借助于在晶体相(晶体)和非晶体相(无定形)之间物理地进行相转换记录数据。在记录层的两侧形成介电层，其余的部分几乎和已经披露的CD-R相同。
对于这种CD-R用于记录的激光功率设置为12mw。记录线速度为4.8m/s，用于记录的时钟频率是4MHz(250纳秒)。用于记录的激光照射时间是(1)60纳秒，(2)65纳秒，(3)70纳秒，(4)75纳秒，(5)80纳秒，(6)85纳秒。每个信号在盘的一转的时间间隔内进行记录。
在本例中，最短的照射时间TS是(1)60纳秒，最长的照射时间TL是(6)85纳秒。因而，TS/TL的比是0.707，不满足上面的公式2。利用这种光学记录介质没有实现6级多级记录，并且记录数据不能可靠地被读出。此外，在这种介质中的记录标记(1)-(6)的波动值如下表所示，因为所有的记录标记有10％以上不好，所以认为比上述的对照例10还差(TS/TL＝0.545)。
表4
TS/TL的值和和记录信号的波动值
例10 例11 例12 对照例9 对照例10 对照例11
TS/TL
每个波动值(％) 激光照射时间(1)
激光照射时间(2)
激光照射时间(3)
激光照射时间(4)
激光照射时间(5)
激光照射时间(6)
TS(秒)：最短的激光束照射时间
TL(秒)最长的激光束照射时间
虽然上面对本发明的实施例进行了说明，但是应当理解，在所附权利要求限定的本发明的构思内可以作出各种改变和改型。

Claims (27)

1、一种光学记录介质，通过照射激光束从而在记录层上形成记录标记可以记录信息，并且通过在所述记录标记上照射读出激光束读出记录的信息，其中所述光学记录介质在记录层上具有虚拟记录单元，所述虚拟记录单元具有沿激光束和记录层之间的相对运动方向任意规定的单位长度，和沿着垂直于上述方向的单位宽度，并且沿着运动方向被连续地设置；通过对于每个所述虚拟记录单元，相应于5级或更多级调制激光束的照射时间，在虚拟记录单元上的记录层可以形成具有不同尺寸的记录标记，从而进行信息的5级或更多级的多级记录，其中借助于调制整个虚拟记录单元的反射率，所述反射率至少基于记录标记的面积对虚拟记录单元的面积的面积比和透射率当中的面积比。
2、如权利要求1所述的光学记录介质，其中所述虚拟记录单元的单位长度被设置为几乎等于由激光束照射最大的时间量所形成的记录标记的长度。
3、如权利要求1(1或2)所述的光学记录介质，其中：沿着所述记录层提供有用于引导激光束的槽，所述虚拟记录单元被设置在所述槽的内部，所述单位宽度和所述槽的宽度一致。
4、如权利要求1-3任何一个所述的光学记录介质，其中在所述虚拟记录单元中的所述单位长度等于或小于所述读出激光束的会聚光束的直径。
5、如权利要求1-4任何一个所述的光学记录介质，其中信息以多级被预先记录在所述记录层的一部分上。
6、如权利要求1-5任何一个所述的光学记录介质，其中表示多级记录介质的特定信息被记录在所述虚拟记录单元和多级记录的部分的至少一个上。
7、如权利要求1-6任何一个所述的光学记录介质，其中用于引导激光束的槽被沿着所述记录层提供，并在中部被切断。
8、如权利要求1-7任何一个所述的光学记录介质，其中所述记录层由有机染料制成。
9、如权利要求1所述的光学记录介质，其中当规定所述虚拟记录单元在未被激光照射时的初始反射率为x％，在由激光照射之后的最小反射率是Y％，因而反射率波动宽度为X％-Y％时，所述虚拟记录单元被设置具有如下特征：
1.8＜(B-A)/A＜11
其中A是使用激光束照射在固定功率下用于使虚拟记录单元40的反射率由初始反射率X％减少20％的反射率波动宽度所需的时间，假定整个波动宽度是100％，B是进一步照射并减少80％的反射率波动宽度X/100-Y/100所需的照射时间。虽然使用所述激光束照射可以使所述光学记录介质在所述虚拟记录单元上进行多级记录，其中通过以5级或更多级转换具有固定功率的激光束的照射时间。
10、如权利要求9所述的光学记录介质，其中通过以5级或更多级转换所述激光束的照射时间从而以多级记录被形成的具有多种尺寸的记录标记包括一部分具有其长度等于或小于读出激光束的会聚光束直径的记录标记。
11、如权利要求9或10所述的光学记录介质，其中所述光学记录介质的所述记录层包括有机染料成分。
12、如权利要求9-11任何一个所述的光学记录介质，其中所述虚拟记录单元在记录之前的初始反射率X是40％，或以上，在记录之后的最小限制反射率Y是(X-10)％或更小。
13、如权利要求12所述的光学记录介质，其中在记录之后的最小限制反射率Y是30％或更小。
14、如权利要求1所述的光学记录介质，其中所述记录介质被这样构成，使得通过激光束照射在这样的状态下形成多个不同尺寸的记录标记，其中在所述记录层的以5级或更多级进行的照射期间在最长的照射时间TL和最短的照射时间TS之间的比满足关系：
0.05＜TS/TL＜0.5
15、如权利要求14所述的光学记录介质，其中所述记录层包括有机染料。
16、如权利要求14所述的光学记录介质，其中所述激光束的最长的照射时间被设置为2×10-8＜TL＜1×10-6秒。
17、如权利要求16所述的光学记录介质，其中所述记录层包括有机染料。
18、一种光学记录方法，包括在记录层上照射激光束同时沿恒定方向移动记录层或者激光束，从而在记录层上形成记录标记，借以记录信息的步骤；所述方法还包括以下步骤：
在所述记录层上沿所述运动方向连续地假设虚拟记录单元；
对于每个所述虚拟记录单元按照5级或更多级调制激光束的照射时间；以及
在所述虚拟记录单元中形成具有不同尺寸的记录标记，从而进行信息的5级或更多级的多级记录，其中借助于调制整个虚拟记录单元的反射率，所述反射率至少基于在记录标记的面积对虚拟记录单元的面积的面积比和透射率当中的面积比。
19、如权利要求18所述的光学记录方法，其中所述记录层包括一种这样的材料，当激光束的直径固定，并且激光束利用固定的激光束直径照射时，所述材料只响应激光束的照射时间，至少调制记录标记的尺寸和透射率当中的尺寸。
20、如权利要求18所述的光学记录方法，其中所述激光束照射，从而在这样的状态下形成具有多个不同尺寸的记录标记，其中在所述记录层的以5级或更多级进行的照射期间在最长的照射时间TL和最短的照射时间TS之间的比满足关系：
0.05＜TS/TL＜0.5
21、如权利要求20所述的光学记录方法，其中通过激光束的照射形成的具有不同尺寸的记录标记包括一部分具有长度等于或小于读出激光束的会聚光束直径的记录标记。
22、如权利要求20或21所述的光学记录方法，其中所述激光束的最长的照射时间TL被设置为2×10-8＜TL＜1×10-6秒。
23、如权利要求18所述的光学记录方法，其中当规定所述虚拟记录单元在未被激光照射时的初始反射率为x％，在由激光照射之后的最小反射率是Y％，因而反射率波动宽度为X％-Y％时，所述虚拟记录单元被设置具有如下特征：
1.8＜(B-A)/A＜11
其中A是使用激光束照射在固定功率下用于使虚拟记录单元的反射率由初始反射率X％减少20％的反射率波动宽度所需的时间，假定整个波动宽度是100％，B是进一步照射并减少80％的反射率波动宽度X/100-Y/100所需的照射时间。虽然使用所述激光束照射可以使所述光学记录介质在所述虚拟记录单元上进行多级记录，其中通过以5级或更多级转换具有固定功率的激光束的照射时间。
24、如权利要求23所述的光学记录方法，其中通过以5级或更多级转换所述激光束的照射时间从而以多级记录被形成的具有多种尺寸的记录标记包括一部分具有其长度等于或小于读出激光束的会聚光束直径的记录标记。
25、如权利要求22或24所述的光学记录方法，其中所述记录层包括有机染料成分，从而使得所述记录层具有上述的特性。
26、如权利要求22-24任何一个所述的光学记录方法，其中所述虚拟记录单元在记录之前的初始反射率X是40％，或以上，在记录之后的最小限制反射率Y是(X-10)％或更小。
27、如权利要求26所述的光学记录方法，其中在记录之后的最小限制反射率Y是30％或更小。
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