JP2001006208A - 光記録媒体及びこれを用いた記録再生方法、記録再生装置 - Google Patents
光記録媒体及びこれを用いた記録再生方法、記録再生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトンモードによる線形な記録を可能と
し、球環境保全の観点からの問題も解消する。 【解決手段】 光を照射することにより分子配向が変化
し複屈折性を示す有機材料を記録材料とする。例えば、
トランス−シス転位による構造変化に伴い分子配向が変
化する有機材料を記録材料とする記録層は、有機材料の
分子配向の変化に伴い複屈折が変化する。このような有
機材料における分子配向の変化を利用した記録方式は、
線形性を有し、例えば配向度、配向角度に応じて異なる
出力が得られる。したがって、多値記録が実現可能であ
る。また、有機材料は、廃棄時に規制される有害物質や
希少元素も含まない。
し、球環境保全の観点からの問題も解消する。 【解決手段】 光を照射することにより分子配向が変化
し複屈折性を示す有機材料を記録材料とする。例えば、
トランス−シス転位による構造変化に伴い分子配向が変
化する有機材料を記録材料とする記録層は、有機材料の
分子配向の変化に伴い複屈折が変化する。このような有
機材料における分子配向の変化を利用した記録方式は、
線形性を有し、例えば配向度、配向角度に応じて異なる
出力が得られる。したがって、多値記録が実現可能であ
る。また、有機材料は、廃棄時に規制される有害物質や
希少元素も含まない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機材料の分子配
向の変化による複屈折変化を利用して情報信号の記録再
生を行う新規な光記録媒体に関するものであり、さらに
は、このような光記録媒体を用いた記録再生方法、記録
再生装置に関するものである。
向の変化による複屈折変化を利用して情報信号の記録再
生を行う新規な光記録媒体に関するものであり、さらに
は、このような光記録媒体を用いた記録再生方法、記録
再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ディスクの記録再生原理とし
て、ピットや色素材料の凹凸による位相差変調、相変化
記録膜のようなアモルファス相と結晶相の反射率差によ
る変調、光磁気におけるカー効果による偏光検出等が知
られている。
て、ピットや色素材料の凹凸による位相差変調、相変化
記録膜のようなアモルファス相と結晶相の反射率差によ
る変調、光磁気におけるカー効果による偏光検出等が知
られている。
【０００３】そして、記録可能な光ディスクに用いられ
る記録方式は、いずれも熱記録であり、あるスレッシュ
ホールド温度で記録膜の状態変化を引き起こして記録す
るというのが基本的な考えである。この場合、記録再生
信号は非線形性を有し、デジタルの２値信号の記録に適
している。
る記録方式は、いずれも熱記録であり、あるスレッシュ
ホールド温度で記録膜の状態変化を引き起こして記録す
るというのが基本的な考えである。この場合、記録再生
信号は非線形性を有し、デジタルの２値信号の記録に適
している。
【０００４】一方、フォトンモードと呼ばれるフォトク
ロミック材料を用いた光記録方式も知られているが、こ
の方式は記録した後の保存安定性や読み出し安定性、繰
り返し寿命等の点で多くの課題を抱えており、これら全
てを解決する解は得られていない。
ロミック材料を用いた光記録方式も知られているが、こ
の方式は記録した後の保存安定性や読み出し安定性、繰
り返し寿命等の点で多くの課題を抱えており、これら全
てを解決する解は得られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、光記
録の分野では、光源の短波長化と対物レンズの高開口数
化（高ＮＡ化）が進展しており、青紫光源と開口数ＮＡ
＝０．８５の対物レンズの組み合わせにより、例えば直
径１２ｃｍの光ディスクで２０ＧＢの大容量が実現可能
であることが報告されている。ただし、このことは、い
わゆるファーフィールド光学系による記録再生が理論限
界に近づいていることを示しているとも言える。
録の分野では、光源の短波長化と対物レンズの高開口数
化（高ＮＡ化）が進展しており、青紫光源と開口数ＮＡ
＝０．８５の対物レンズの組み合わせにより、例えば直
径１２ｃｍの光ディスクで２０ＧＢの大容量が実現可能
であることが報告されている。ただし、このことは、い
わゆるファーフィールド光学系による記録再生が理論限
界に近づいていることを示しているとも言える。
【０００６】この限界を打破するひとつの方法が、線形
な記録再生が可能な記録材料を用いて多値記録化を図る
ことである。
な記録再生が可能な記録材料を用いて多値記録化を図る
ことである。
【０００７】しかしながら、これまで一般的であった熱
記録は非線形な記録方式であり、多値記録は難しい。
記録は非線形な記録方式であり、多値記録は難しい。
【０００８】また、一方で、地球環境保全の観点から、
廃棄時に規制される有害物質を使用せず、また希少な資
源を使用することなく製造できる光記録媒体の実現が非
常に重要となってきている。
廃棄時に規制される有害物質を使用せず、また希少な資
源を使用することなく製造できる光記録媒体の実現が非
常に重要となってきている。
【０００９】このような観点からも、熱記録方式の記録
材料（例えば相変化記録材料や光磁気記録材料等の金属
系材料）は、好ましいものとは言えない。
材料（例えば相変化記録材料や光磁気記録材料等の金属
系材料）は、好ましいものとは言えない。
【００１０】本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、線形な記録再生が可能で、地球環境
保全の観点からも問題のない新規な光記録媒体を提供す
ることを目的とし、さらには記録再生方法、記録再生装
置を提供することを目的とする。
されたものであり、線形な記録再生が可能で、地球環境
保全の観点からも問題のない新規な光記録媒体を提供す
ることを目的とし、さらには記録再生方法、記録再生装
置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の目
的を達成するために、長期に亘り種々の検討を重ねてき
た。その結果、光を照射することにより分子配向が変化
し複屈折性を示す有機材料を記録材料とすることで、こ
れまでに知られていない新規な光記録システムを構築す
ることができるとの結論を得るに至った。
的を達成するために、長期に亘り種々の検討を重ねてき
た。その結果、光を照射することにより分子配向が変化
し複屈折性を示す有機材料を記録材料とすることで、こ
れまでに知られていない新規な光記録システムを構築す
ることができるとの結論を得るに至った。
【００１２】本発明は、このような知見に基づいて完成
されたものである。すなわち、本発明の光記録媒体は、
偏光を照射することにより分子配向が変化する有機材料
を記録材料として含む記録層を有することを特徴とする
ものである。
されたものである。すなわち、本発明の光記録媒体は、
偏光を照射することにより分子配向が変化する有機材料
を記録材料として含む記録層を有することを特徴とする
ものである。
【００１３】また、本発明の記録再生方法は、有機材料
を記録材料として含む記録層に対し偏光を照射し、その
分子配向を変化させることにより情報信号を記録すると
ともに、上記分子配向の変化による複屈折変化を入射光
の偏光状態の変化として読み出すことを特徴とするもの
である。
を記録材料として含む記録層に対し偏光を照射し、その
分子配向を変化させることにより情報信号を記録すると
ともに、上記分子配向の変化による複屈折変化を入射光
の偏光状態の変化として読み出すことを特徴とするもの
である。
【００１４】さらに、本発明の記録再生装置は、偏光を
照射することにより分子配向が変化する有機材料を記録
材料として含む記録層を有する光記録媒体を記録媒体と
し、上記記録層に対して所定の偏光を記録光として照射
する記録光学系と、上記記録層へ入射した再生光の偏光
状態を検出する再生光学系とを備えることを特徴とする
ものである。
照射することにより分子配向が変化する有機材料を記録
材料として含む記録層を有する光記録媒体を記録媒体と
し、上記記録層に対して所定の偏光を記録光として照射
する記録光学系と、上記記録層へ入射した再生光の偏光
状態を検出する再生光学系とを備えることを特徴とする
ものである。
【００１５】本発明は、上述の通り、光を照射すること
により分子配向が変化し複屈折性を示す有機材料を記録
材料とするというのが基本的な考えである。
により分子配向が変化し複屈折性を示す有機材料を記録
材料とするというのが基本的な考えである。
【００１６】上記有機材料における分子配向の変化を利
用した記録方式は、線形性を有し、例えば配向度、配向
角度に応じて異なる出力が得られる。したがって、多値
記録が実現可能である。また、上記有機材料は、廃棄時
に規制される有害物質や希少元素も含まない。
用した記録方式は、線形性を有し、例えば配向度、配向
角度に応じて異なる出力が得られる。したがって、多値
記録が実現可能である。また、上記有機材料は、廃棄時
に規制される有害物質や希少元素も含まない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した光記録媒
体、記録再生方式、記録再生装置について、図面を参照
しながら詳細に説明する。
体、記録再生方式、記録再生装置について、図面を参照
しながら詳細に説明する。
【００１８】先ず、本発明における記録再生原理につい
て説明する。
て説明する。
【００１９】これまで、光を照射することにより、分子
配向が変化し複屈折性を示す材料が知られている。
配向が変化し複屈折性を示す材料が知られている。
【００２０】例えば、アゾベンゼン誘導体をシリル化し
た液晶材料は、偏光紫外線の照射により、基板面に垂直
に分子軸が並ぶホメオトロピック配向から基板面に平行
に分子軸が並ぶホモジニアス配向に変わり、複屈折性を
示す。これはコマンドサーフェス（面外配向）と呼ばれ
ている。
た液晶材料は、偏光紫外線の照射により、基板面に垂直
に分子軸が並ぶホメオトロピック配向から基板面に平行
に分子軸が並ぶホモジニアス配向に変わり、複屈折性を
示す。これはコマンドサーフェス（面外配向）と呼ばれ
ている。
【００２１】また、側鎖にアゾベンゼンを有するメタク
リレート系ポリマーは、液晶部位が基板に対して平行に
配向しており、サイドオン型と呼ばれる。これに直線偏
光の可視光を照射すると、光の電場により分子が偏光方
向に対して垂直に回転し、統計的にホモジニアス配向の
方向が変わり、同様に複屈折性を示す。
リレート系ポリマーは、液晶部位が基板に対して平行に
配向しており、サイドオン型と呼ばれる。これに直線偏
光の可視光を照射すると、光の電場により分子が偏光方
向に対して垂直に回転し、統計的にホモジニアス配向の
方向が変わり、同様に複屈折性を示す。
【００２２】これらの材料はいずれもアゾベンゼンのト
ランス体とシス体の異性化反応が光により誘起される。
ランス体とシス体の異性化反応が光により誘起される。
【００２３】図１は、このトランス体とシス体の異性化
反応を模式的に示すものである。ここでは、光反応性を
有する側鎖（クロモファー）Ａと光安定性を有する側鎖
（メソゲン）Ｂとを有する有機材料を例に挙げて説明す
る。
反応を模式的に示すものである。ここでは、光反応性を
有する側鎖（クロモファー）Ａと光安定性を有する側鎖
（メソゲン）Ｂとを有する有機材料を例に挙げて説明す
る。
【００２４】上記クロモファーＡ、メソゲンＢは、いす
れもアゾベンゼン部分を有する側鎖であり、例えば化
１、化２に示されるような構造を有する。
れもアゾベンゼン部分を有する側鎖であり、例えば化
１、化２に示されるような構造を有する。
【００２５】
【化１】
【００２６】
【化２】
【００２７】上記異性化反応では、図１に示すように、
直線偏光の照射によりクロモファーＡにおいてトランス
体Ａ−１からシス体Ａ−２への異性化反応が起こる。た
だし、アゾベンゼンは、熱的にはトランス体Ａ−１が安
定状態であり、直線偏光の照射に対してトランス−シス
異性化反応を起こした後、トランス体に戻る。
直線偏光の照射によりクロモファーＡにおいてトランス
体Ａ−１からシス体Ａ−２への異性化反応が起こる。た
だし、アゾベンゼンは、熱的にはトランス体Ａ−１が安
定状態であり、直線偏光の照射に対してトランス−シス
異性化反応を起こした後、トランス体に戻る。
【００２８】ここで、シス−トランス異性による吸収ス
ペクトルの変化を記録に利用することも考えられるが、
この場合には記録状態の安定性や可逆性等の点で課題が
多く、実用的な光記録媒体の実現は難しい。
ペクトルの変化を記録に利用することも考えられるが、
この場合には記録状態の安定性や可逆性等の点で課題が
多く、実用的な光記録媒体の実現は難しい。
【００２９】そこで、本発明では、分子配向の変化に伴
って現れる複屈折性を記録再生に利用する。
って現れる複屈折性を記録再生に利用する。
【００３０】以下、アゾベンゼン誘導体の光による配
向、及びそれに伴う複屈折変化のメカニズムについて説
明する。
向、及びそれに伴う複屈折変化のメカニズムについて説
明する。
【００３１】先ず、光入射前は、アゾベンゼンはトラン
ス体の方が熱的に安定であるので、トランスがドミナン
トである。また、トランス体の方が自由体積が小さいの
で、回転し難く安定である。このことは即ち、光記録に
応用した場合、読み出し耐久性が高いということにつな
がる。
ス体の方が熱的に安定であるので、トランスがドミナン
トである。また、トランス体の方が自由体積が小さいの
で、回転し難く安定である。このことは即ち、光記録に
応用した場合、読み出し耐久性が高いということにつな
がる。
【００３２】ここに光が入射すると、光異性化反応が誘
起され、光の電場によりアゾベンゼンが配向する。
起され、光の電場によりアゾベンゼンが配向する。
【００３３】具体的には、分子に平行な電場成分を有す
る偏光が入射した場合に、アゾベンゼンは光を吸収して
シス体になる。この状態は不安定であるので、直ちにト
ランス体に戻るが、光が連続的に入射されている場合に
はさらに励起され、共鳴を起こしシス体の状態が維持さ
れる。シス体になると、自由体積が変化し回転し易くな
り、また、アゾベンゼンは分子に垂直な電場成分には反
応しないため、最終的には入射した直線偏光に対して垂
直方向に分子が配向した状態が安定状態となり、配向さ
れる。
る偏光が入射した場合に、アゾベンゼンは光を吸収して
シス体になる。この状態は不安定であるので、直ちにト
ランス体に戻るが、光が連続的に入射されている場合に
はさらに励起され、共鳴を起こしシス体の状態が維持さ
れる。シス体になると、自由体積が変化し回転し易くな
り、また、アゾベンゼンは分子に垂直な電場成分には反
応しないため、最終的には入射した直線偏光に対して垂
直方向に分子が配向した状態が安定状態となり、配向さ
れる。
【００３４】配向したアゾベンゼン分子は液晶性を有し
ているため、分子軸に沿って大きな複屈折を有する。こ
のため、配向状態の違いによって大きな屈折率の変化が
得られる。
ているため、分子軸に沿って大きな複屈折を有する。こ
のため、配向状態の違いによって大きな屈折率の変化が
得られる。
【００３５】なお、光異性化反応を起こすアゾベンゼン
（クロモファー）を安定化させるために、高分子に側鎖
（メソゲン）を導入すると、安定性が増す。メソゲン
は、クロモファーであるアゾベンゼンと結合し、これに
伴って動き、クロモファーと同様に配向してこれを安定
化する。配向状態での安定性は従来のフォトクロミック
材料よりも格段に高い。
（クロモファー）を安定化させるために、高分子に側鎖
（メソゲン）を導入すると、安定性が増す。メソゲン
は、クロモファーであるアゾベンゼンと結合し、これに
伴って動き、クロモファーと同様に配向してこれを安定
化する。配向状態での安定性は従来のフォトクロミック
材料よりも格段に高い。
【００３６】本発明は、このような原理を光記録媒体の
記録再生原理として応用したものである。
記録再生原理として応用したものである。
【００３７】図２に、上記記録再生原理を応用した光デ
ィスクの一構成例を示す。
ィスクの一構成例を示す。
【００３８】この光ディスク１は、基板２側から記録
光、再生光を照射して記録再生を行うもので、基板２上
に記録材料層３、反射層４、保護層５を順次成膜してな
るものである。
光、再生光を照射して記録再生を行うもので、基板２上
に記録材料層３、反射層４、保護層５を順次成膜してな
るものである。
【００３９】基板２は、例えばポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）やアモルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）等の材料
を射出成形することにより形成され、その表面に必要に
応じてトラッキング用のガイド溝やアドレスピット等の
ピットを形成する。
Ｃ）やアモルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）等の材料
を射出成形することにより形成され、その表面に必要に
応じてトラッキング用のガイド溝やアドレスピット等の
ピットを形成する。
【００４０】ガイド溝やピットを有する基板を作製する
ための別の方法としては、いわゆる２Ｐ法を挙げること
ができ、ガラス等のフラットな基板上に紫外線硬化樹脂
によりこれらのパターンを形成してもよい。
ための別の方法としては、いわゆる２Ｐ法を挙げること
ができ、ガラス等のフラットな基板上に紫外線硬化樹脂
によりこれらのパターンを形成してもよい。
【００４１】また、上記記録材料層４を形成するには、
基板２上に有機溶剤に溶解した記録材料を滴下し、通常
にはスピンコート法により記録材料を高速で振り切り、
基板２の信号エリア上に均一に塗布する。記録材料を溶
解する有機溶剤が基板２に影響を与える場合には、スピ
ンプロセスの前に有機溶剤に対して不溶性の材料により
基板２の表面を表面処理しておいてもよい。
基板２上に有機溶剤に溶解した記録材料を滴下し、通常
にはスピンコート法により記録材料を高速で振り切り、
基板２の信号エリア上に均一に塗布する。記録材料を溶
解する有機溶剤が基板２に影響を与える場合には、スピ
ンプロセスの前に有機溶剤に対して不溶性の材料により
基板２の表面を表面処理しておいてもよい。
【００４２】記録材料は、先にも述べた通り、光を照射
することにより、分子配向が変化し複屈折性を示す有機
材料であり、例えば液晶性を示しアゾベンゼン誘導体が
クロモファー及びメソゲンとして側鎖に導入された高分
子材料を用いる。
することにより、分子配向が変化し複屈折性を示す有機
材料であり、例えば液晶性を示しアゾベンゼン誘導体が
クロモファー及びメソゲンとして側鎖に導入された高分
子材料を用いる。
【００４３】溶剤を乾燥させた後、反射層４を蒸着、あ
るいはスパッタ法等で成膜する。最終的に光ディスクと
するためには、反射層４を酸化等から保護するため、紫
外線硬化樹脂等からなる保護層５をコーティングする。
るいはスパッタ法等で成膜する。最終的に光ディスクと
するためには、反射層４を酸化等から保護するため、紫
外線硬化樹脂等からなる保護層５をコーティングする。
【００４４】このとき、塗布厚、すなわち記録材料層３
の厚さは、以下のような考えに基づいて設定する。
の厚さは、以下のような考えに基づいて設定する。
【００４５】すなわち、記録材料の異性化による複屈折
（記録前後における屈折率変化）をΔｎとすると、信号
の最大変調度はΔｎ×（記録材料層の厚さｔ）＝λ（再
生光の波長）／４の時に得られる。ただし、これは反射
層４と基板２間の多重干渉を考慮しない場合の値であ
り、実際には膜厚が多少ずれたところで最大値となる。
また、透過光を検出するシステム（検出光学系と入射光
学系が光ディスクを挟んで対向して配置される場合）に
おいては、ちょうどλ／２Δｎの膜厚で変調度が最大と
なる。したがって、記録材料層３の厚さは、λ／２Δｎ
以下であればよい。ただし膜厚が零では記録ができない
ので、上記記録材料層３の厚さｔは、０＜ｔ≦λ／２Δ
ｎとすることが好ましい。
（記録前後における屈折率変化）をΔｎとすると、信号
の最大変調度はΔｎ×（記録材料層の厚さｔ）＝λ（再
生光の波長）／４の時に得られる。ただし、これは反射
層４と基板２間の多重干渉を考慮しない場合の値であ
り、実際には膜厚が多少ずれたところで最大値となる。
また、透過光を検出するシステム（検出光学系と入射光
学系が光ディスクを挟んで対向して配置される場合）に
おいては、ちょうどλ／２Δｎの膜厚で変調度が最大と
なる。したがって、記録材料層３の厚さは、λ／２Δｎ
以下であればよい。ただし膜厚が零では記録ができない
ので、上記記録材料層３の厚さｔは、０＜ｔ≦λ／２Δ
ｎとすることが好ましい。
【００４６】上記光ディスク１において、記録再生を考
えた場合、記録材料層３の記録前の配向状態をランダム
な状態にしておくか、円周状に配置されたガイド溝（グ
ルーブ）に沿って一定の配向状態に揃えておくかによ
り、記録再生光学系が異なってくる。
えた場合、記録材料層３の記録前の配向状態をランダム
な状態にしておくか、円周状に配置されたガイド溝（グ
ルーブ）に沿って一定の配向状態に揃えておくかによ
り、記録再生光学系が異なってくる。
【００４７】例えば、図３に示すように、塗布直後には
分子の向き（図中、矢印で模式的に示す。）は一定では
なく、ランダムな状態である（図３Ａ）。これに対し、
中央のトラック（グルーブＧにより挟まれた平坦領域）
にのみトラックと垂直な直線偏光を照射した場合、分子
がトラック方向に配向する（図３Ｂ）。このとき、完全
に配向するまでに中間の状態が存在し、そのレベルは光
の照射量によりコントロールが可能である。この中間状
態では、異性化による複屈折Δｎも中間の値を示すの
で、信号出力もそれに応じて中間のレベルとなる。これ
により多値記録が可能である。
分子の向き（図中、矢印で模式的に示す。）は一定では
なく、ランダムな状態である（図３Ａ）。これに対し、
中央のトラック（グルーブＧにより挟まれた平坦領域）
にのみトラックと垂直な直線偏光を照射した場合、分子
がトラック方向に配向する（図３Ｂ）。このとき、完全
に配向するまでに中間の状態が存在し、そのレベルは光
の照射量によりコントロールが可能である。この中間状
態では、異性化による複屈折Δｎも中間の値を示すの
で、信号出力もそれに応じて中間のレベルとなる。これ
により多値記録が可能である。
【００４８】この他、記録に用いる配向状態には、様々
な組み合わせを利用することができる。例えば、ランダ
ム（配向していない状態）を０、完全な配向状態を１と
する変調方式や、完全な配向状態に保ったままその配向
角度を変調する方式等が考えられる。
な組み合わせを利用することができる。例えば、ランダ
ム（配向していない状態）を０、完全な配向状態を１と
する変調方式や、完全な配向状態に保ったままその配向
角度を変調する方式等が考えられる。
【００４９】多値記録する場合にも、二通りの方式が考
えられる。すなわち、配向度を変調する方式と、配向度
を一定としたまま配向角度を変えることにより変調する
方式である。
えられる。すなわち、配向度を変調する方式と、配向度
を一定としたまま配向角度を変えることにより変調する
方式である。
【００５０】これら記録方式に応じて、様々な光学系を
採用する必要がある。
採用する必要がある。
【００５１】そこで、以下において、本発明を適用した
記録再生装置における光学系の構成について説明する。
記録再生装置における光学系の構成について説明する。
【００５２】基本的な光学系の構成例を図４〜図６に示
す。これらは、基本的にはＣＤ用、あるいはＤＶＤ用の
光学系と共通点が多い。すなわち、レーザダイオードＬ
Ｄからの光は、コリメータにより平行光に変換され、ビ
ームスプリッタＢＳを通して対物レンズＬに入射する。
また、光ディスク１の透明基板を通り信号面で反射され
た光は、ビームスプリッタＢＳで反射され、非点収差法
によるフォーカス検出等のためフォトディテクタＰＤに
入射する。フォトディテクタＰＤでは、基本的にＨＦ信
号、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が検出
される。ＣＤ用、ＤＶＤ用の光学系と異なるのは、複屈
折を検出するための偏光光学系である。
す。これらは、基本的にはＣＤ用、あるいはＤＶＤ用の
光学系と共通点が多い。すなわち、レーザダイオードＬ
Ｄからの光は、コリメータにより平行光に変換され、ビ
ームスプリッタＢＳを通して対物レンズＬに入射する。
また、光ディスク１の透明基板を通り信号面で反射され
た光は、ビームスプリッタＢＳで反射され、非点収差法
によるフォーカス検出等のためフォトディテクタＰＤに
入射する。フォトディテクタＰＤでは、基本的にＨＦ信
号、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が検出
される。ＣＤ用、ＤＶＤ用の光学系と異なるのは、複屈
折を検出するための偏光光学系である。
【００５３】具体的に説明すると、先ず、図４に示す光
学系は、ランダム状態と配向状態の間の信号量の違いを
検出するものである。最大の変調度が得られるように、
λ／４板１１を挿入し、再生時には円偏光が光ディスク
１に照射されるようにしてある。なお、最大の変調度が
取れるのは、再生光が光ディスクで反射される際に、複
屈折のそれぞれの軸の間の位相差がちょうどπとなるよ
うに記録材料層３の膜厚を設定した場合である。この場
合、記録材料層が配向すると、光ディスクがλ／４板＋
反射膜として機能する。
学系は、ランダム状態と配向状態の間の信号量の違いを
検出するものである。最大の変調度が得られるように、
λ／４板１１を挿入し、再生時には円偏光が光ディスク
１に照射されるようにしてある。なお、最大の変調度が
取れるのは、再生光が光ディスクで反射される際に、複
屈折のそれぞれの軸の間の位相差がちょうどπとなるよ
うに記録材料層３の膜厚を設定した場合である。この場
合、記録材料層が配向すると、光ディスクがλ／４板＋
反射膜として機能する。
【００５４】この構成において、光スポット内の分子の
向きがランダムである場合、光ディスク１は反射膜とし
てのみ機能するので、反射光は同じ円偏光のまま反射さ
れ、λ／４板１１を再度通過する際に入射時と直交する
方向の直線偏光となり、偏光ビームスプリッタＰＢＳに
より反射され、信号検出用ディテクタＰＤで検出され
る。また、光スポット内の分子が配向している場合に
は、光ディスク１がλ／４板＋反射膜として機能するの
で、反射光は入射光とは逆回りの円偏光となり、λ／４
板１１を再度通過した後には入射時と同じ方向の直線偏
光となり、信号検出用のディテクタＰＤには到達しな
い。このとき、配向の角度は任意でよいが、光ディスク
内で角度は統一されていなければならない。また、光デ
ィスクの複屈折がπよりも小さい位相を与える膜構成に
なっている場合（例えば、記録材料層の膜厚が薄い場
合）は、再度λ／４板１１を通過した後は楕円偏光また
は円偏光となるので、検出ディテクタに入射する光量が
低下する。また、配向度が中間状態である場合も同様で
あるが、この際には意図的に検出光量を複数段階に変調
することができ、多値記録が実現される。
向きがランダムである場合、光ディスク１は反射膜とし
てのみ機能するので、反射光は同じ円偏光のまま反射さ
れ、λ／４板１１を再度通過する際に入射時と直交する
方向の直線偏光となり、偏光ビームスプリッタＰＢＳに
より反射され、信号検出用ディテクタＰＤで検出され
る。また、光スポット内の分子が配向している場合に
は、光ディスク１がλ／４板＋反射膜として機能するの
で、反射光は入射光とは逆回りの円偏光となり、λ／４
板１１を再度通過した後には入射時と同じ方向の直線偏
光となり、信号検出用のディテクタＰＤには到達しな
い。このとき、配向の角度は任意でよいが、光ディスク
内で角度は統一されていなければならない。また、光デ
ィスクの複屈折がπよりも小さい位相を与える膜構成に
なっている場合（例えば、記録材料層の膜厚が薄い場
合）は、再度λ／４板１１を通過した後は楕円偏光また
は円偏光となるので、検出ディテクタに入射する光量が
低下する。また、配向度が中間状態である場合も同様で
あるが、この際には意図的に検出光量を複数段階に変調
することができ、多値記録が実現される。
【００５５】一方、記録、消去については、次のように
して実現する。初期状態はランダムであるので、これを
消去状態とする。記録に際しては、直線偏光を照射し、
記録材料層の分子を配向する。再度消去する際には、円
偏光を入射することにより配向をランダム化することが
できる。したがって、図４に示す光学系のように、記録
時には直線偏光を、消去時には円偏光を入射できるよう
にしたものでを用いる。図４に示す光学系では、λ／４
板１１を挿入、あるいは取り外すことにより、これに対
応しているが、同等の機能を有する変調素子を用い、高
速で直線偏光と円偏光に変調することにより、オーバー
ライトも可能になる。変調素子としては、例えば液晶を
用いて電気的に光の位相を可変できるようにした素子を
使用することができる。
して実現する。初期状態はランダムであるので、これを
消去状態とする。記録に際しては、直線偏光を照射し、
記録材料層の分子を配向する。再度消去する際には、円
偏光を入射することにより配向をランダム化することが
できる。したがって、図４に示す光学系のように、記録
時には直線偏光を、消去時には円偏光を入射できるよう
にしたものでを用いる。図４に示す光学系では、λ／４
板１１を挿入、あるいは取り外すことにより、これに対
応しているが、同等の機能を有する変調素子を用い、高
速で直線偏光と円偏光に変調することにより、オーバー
ライトも可能になる。変調素子としては、例えば液晶を
用いて電気的に光の位相を可変できるようにした素子を
使用することができる。
【００５６】なお、この図４においては、理解が容易な
ように記録、再生の光学系を別々に記載しているが、実
際には記録、再生を同一のピックアップで実現すること
ができる。例えば、記録、再生の光波長が異なる場合で
も、２つのレーザをレーザカップラーにより同じ光路上
に導き、各光学部品を２波長に対応させれば、１つのピ
ックアップで記録再生が可能である。
ように記録、再生の光学系を別々に記載しているが、実
際には記録、再生を同一のピックアップで実現すること
ができる。例えば、記録、再生の光波長が異なる場合で
も、２つのレーザをレーザカップラーにより同じ光路上
に導き、各光学部品を２波長に対応させれば、１つのピ
ックアップで記録再生が可能である。
【００５７】記録再生に使用されるレーザとしては、波
長４００ｎｍ〜７８０ｎｍのレーザを挙げることができ
る。例えば、記録用のレーザとしては、波長４００ｎｍ
のものが実用的に使用可能なＧａＮ半導体レーザ等、短
波長レーザを使用することができる。再生用のレーザと
しては、ＤＶＤやＣＤ等で実用化されている波長６５０
ｎｍ、あるいは波長７８０ｎｍのＧａＡｓレーザ等、長
波長レーザを使用することができる。
長４００ｎｍ〜７８０ｎｍのレーザを挙げることができ
る。例えば、記録用のレーザとしては、波長４００ｎｍ
のものが実用的に使用可能なＧａＮ半導体レーザ等、短
波長レーザを使用することができる。再生用のレーザと
しては、ＤＶＤやＣＤ等で実用化されている波長６５０
ｎｍ、あるいは波長７８０ｎｍのＧａＡｓレーザ等、長
波長レーザを使用することができる。
【００５８】光波長は、記録材料層の波長特性に合わせ
て適宜選択する。この場合、再生には吸収の少ない波長
を用いることが好ましく、記録にはある程度の吸収が必
要である。同一の波長で記録再生を行うには、使用する
波長での吸収係数を適切に設定し、記録、再生時に光強
度を変えることにより対応可能である。
て適宜選択する。この場合、再生には吸収の少ない波長
を用いることが好ましく、記録にはある程度の吸収が必
要である。同一の波長で記録再生を行うには、使用する
波長での吸収係数を適切に設定し、記録、再生時に光強
度を変えることにより対応可能である。
【００５９】上記のように消去をランダム状態、記録を
配向状態とする光変調方式を採用した場合、これを再生
する光学系は図５のように構成することもできる。
配向状態とする光変調方式を採用した場合、これを再生
する光学系は図５のように構成することもできる。
【００６０】図５に示す光学系は、図４に示す光学系か
らλ／４板１１を取り除いたもので、光ディスク１には
直線偏光を照射する。
らλ／４板１１を取り除いたもので、光ディスク１には
直線偏光を照射する。
【００６１】この場合は、記録の配向方向を再生偏光面
に対して４５度傾ける。すなわち、記録の偏光面と再生
の偏光面を４５度回転する。
に対して４５度傾ける。すなわち、記録の偏光面と再生
の偏光面を４５度回転する。
【００６２】このように設定すると、消去状態では再生
光の偏光面は反射の際に回転しないので、検出ディテク
タには到達しない。また、記録状態では、光ディスク１
はλ／４板＋反射膜と等価なので、偏光面は９０度回転
する。したがって、反射光は検出ディテクタＰＤに導入
され、検出される。
光の偏光面は反射の際に回転しないので、検出ディテク
タには到達しない。また、記録状態では、光ディスク１
はλ／４板＋反射膜と等価なので、偏光面は９０度回転
する。したがって、反射光は検出ディテクタＰＤに導入
され、検出される。
【００６３】この例においても、記録、再生のピックア
ップを同一にすることができるが、この場合には、偏光
面を回転する機構と直線偏光を円偏光に変換する機構を
有する変調素子を用いることが必要である。これには、
先の例と同様に、液晶を用いて電気的に光の位相を可変
できるようにした素子を使用することができる。
ップを同一にすることができるが、この場合には、偏光
面を回転する機構と直線偏光を円偏光に変換する機構を
有する変調素子を用いることが必要である。これには、
先の例と同様に、液晶を用いて電気的に光の位相を可変
できるようにした素子を使用することができる。
【００６４】多値記録については、図４の場合と同様、
配向度を変えることにより実現可能である。また、配向
度は一定のままで、配向角度を再生光の偏光面に対して
０度と４５度の中間の角度に設定することによっても可
能である。中間の角度の場合は、偏光が楕円偏光または
円偏光になり、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過する
ことで検出光量が中間状態となる。すなわち、配向角度
を何段階かに分けることで多値記録が可能である。ここ
で、配向度と配向角度を同時に変えることも可能であ
る。
配向度を変えることにより実現可能である。また、配向
度は一定のままで、配向角度を再生光の偏光面に対して
０度と４５度の中間の角度に設定することによっても可
能である。中間の角度の場合は、偏光が楕円偏光または
円偏光になり、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過する
ことで検出光量が中間状態となる。すなわち、配向角度
を何段階かに分けることで多値記録が可能である。ここ
で、配向度と配向角度を同時に変えることも可能であ
る。
【００６５】図６は、記録、再生共に完全に配向した状
態で実現する光学系の例である。この場合、再生光の偏
光面に対して、消去状態の配向の角度を０度に、記録状
態の配向の角度を４５度にすることにより、最大の変調
が得られる。すなわち、再生光の偏光面に対して配向方
向が０度の場合は、検出光の偏光は入射光と同じ偏光な
ので検出ディテクタＰＤには到達しない。再生光の偏光
面に対して配向方向が４５度の場合は、光ディスク１が
λ／４板＋反射膜として機能するため、検出光の偏光面
が再生光の偏光面に対して９０度回転し、すべて検出デ
ィテクタＰＤに入射する。また、配向度が０度と４５度
の中間である場合、図５に示す光学系と同様、検出光は
楕円偏光または円偏光となるので中間の出力が得られ、
多値記録が実現される。
態で実現する光学系の例である。この場合、再生光の偏
光面に対して、消去状態の配向の角度を０度に、記録状
態の配向の角度を４５度にすることにより、最大の変調
が得られる。すなわち、再生光の偏光面に対して配向方
向が０度の場合は、検出光の偏光は入射光と同じ偏光な
ので検出ディテクタＰＤには到達しない。再生光の偏光
面に対して配向方向が４５度の場合は、光ディスク１が
λ／４板＋反射膜として機能するため、検出光の偏光面
が再生光の偏光面に対して９０度回転し、すべて検出デ
ィテクタＰＤに入射する。また、配向度が０度と４５度
の中間である場合、図５に示す光学系と同様、検出光は
楕円偏光または円偏光となるので中間の出力が得られ、
多値記録が実現される。
【００６６】また、この図６に示す光学系においては、
記録、消去にも直線偏光を用い、その偏光面を回転する
素子を用いて記録、消去を実現する。本例では、λ／２
波長板１２を用いているが、高速の変調素子を用いるこ
とによりオーバーライトが実現できることは、図４、図
５に示す光学系の場合と同様である。
記録、消去にも直線偏光を用い、その偏光面を回転する
素子を用いて記録、消去を実現する。本例では、λ／２
波長板１２を用いているが、高速の変調素子を用いるこ
とによりオーバーライトが実現できることは、図４、図
５に示す光学系の場合と同様である。
【００６７】さらに、光学系として、次のような構成も
考えられる。
考えられる。
【００６８】図４〜図６に示す光学系では、光ディスク
が多重反射の効果も含めてλ／４板＋反射膜として機能
するときに最大の変調が得られる。しかしながら、記録
材料層の厚さを薄くしたい場合には、複屈折Δｎを大き
くする必要がある。逆に、複屈折Δｎが小さい場合に
は、λ／４板＋反射膜と等価となる場合の記録材料層の
膜厚が厚くなり、焦点深度よりも厚くなってしまう場合
があり得る。
が多重反射の効果も含めてλ／４板＋反射膜として機能
するときに最大の変調が得られる。しかしながら、記録
材料層の厚さを薄くしたい場合には、複屈折Δｎを大き
くする必要がある。逆に、複屈折Δｎが小さい場合に
は、λ／４板＋反射膜と等価となる場合の記録材料層の
膜厚が厚くなり、焦点深度よりも厚くなってしまう場合
があり得る。
【００６９】そこで、記録材料層を薄くしても十分な変
調度が得られるようにするには、次のような光学系を用
いればよい。
調度が得られるようにするには、次のような光学系を用
いればよい。
【００７０】先ず、光ディスク１は、λ／８板＋反射膜
として機能するように設定する。これは、λ／４板＋反
射膜として機能する場合の半分の膜厚で実現することが
できる。
として機能するように設定する。これは、λ／４板＋反
射膜として機能する場合の半分の膜厚で実現することが
できる。
【００７１】記録、消去は、分子を完全に配向し配向角
度を変調する。これは図６に示す例の場合と同様であ
る。ただし、この場合には配向角度を０度から９０度で
変調する。
度を変調する。これは図６に示す例の場合と同様であ
る。ただし、この場合には配向角度を０度から９０度で
変調する。
【００７２】さらに、検出光学系には、図７に示すよう
に、λ／８板１３を設置し、その軸を配向の軸に合わせ
る。
に、λ／８板１３を設置し、その軸を配向の軸に合わせ
る。
【００７３】このように設定することで、例えば配向が
９０度である場合、λ／８板１３を合わせるとλ／８板
＋λ／８板＋反射膜となり、入射した直線偏光は９０度
回転し、検出ディテクタＰＤに入射する。配向が０度の
場合には、λ／８板−λ／８板＋反射膜となり、反射膜
として機能しないので、入射した直線偏光は回転せず、
検出ディテクタＰＤには入射しない。
９０度である場合、λ／８板１３を合わせるとλ／８板
＋λ／８板＋反射膜となり、入射した直線偏光は９０度
回転し、検出ディテクタＰＤに入射する。配向が０度の
場合には、λ／８板−λ／８板＋反射膜となり、反射膜
として機能しないので、入射した直線偏光は回転せず、
検出ディテクタＰＤには入射しない。
【００７４】このようにして図６の場合と同様の信号が
得られる。また、０度と９０度の中間の角度では検出光
が中間のレベルを取るため、多値記録が可能であること
も同様である。
得られる。また、０度と９０度の中間の角度では検出光
が中間のレベルを取るため、多値記録が可能であること
も同様である。
【００７５】以上のような光ディスクと偏光光学系によ
り、従来の相変化材料や光磁気記録材料のようなヒート
モードによる記録ではなく、フォトンモード記録の記録
再生システムを構築することが可能である。
り、従来の相変化材料や光磁気記録材料のようなヒート
モードによる記録ではなく、フォトンモード記録の記録
再生システムを構築することが可能である。
【００７６】ところで、上述のように、本発明は、複屈
折性を有する有機薄膜（記録材料層）において、常光
線、異常光線で屈折率が異なることを信号検出に利用す
るものであり、最大の変調度が得られるのは、具体的な
検出光学系の例でも示したように、常光線、異常光線の
軸の光入射に対して反射光の位相がπ（λ／４板＋反射
膜に相当）、またはπ／２（λ／８板＋反射膜に相当）
だけずれる場合である。これは、有機薄膜に反射膜を隣
接して形成した場合、有機薄膜の膜厚がそれぞれλ／４
Δｎ、λ／８Δｎの時に実現される。しかしながら、複
屈折がある場合には、屈折率が大きく異なるために、有
機薄膜に隣接して誘電体膜が形成されている場合に、多
重干渉の効果が常光線、異常光線で異なる。
折性を有する有機薄膜（記録材料層）において、常光
線、異常光線で屈折率が異なることを信号検出に利用す
るものであり、最大の変調度が得られるのは、具体的な
検出光学系の例でも示したように、常光線、異常光線の
軸の光入射に対して反射光の位相がπ（λ／４板＋反射
膜に相当）、またはπ／２（λ／８板＋反射膜に相当）
だけずれる場合である。これは、有機薄膜に反射膜を隣
接して形成した場合、有機薄膜の膜厚がそれぞれλ／４
Δｎ、λ／８Δｎの時に実現される。しかしながら、複
屈折がある場合には、屈折率が大きく異なるために、有
機薄膜に隣接して誘電体膜が形成されている場合に、多
重干渉の効果が常光線、異常光線で異なる。
【００７７】そこで、これを利用して、より薄い有機薄
膜の膜厚で最大の変調度が得られる光ディスクを提供す
ることができる。
膜の膜厚で最大の変調度が得られる光ディスクを提供す
ることができる。
【００７８】すなわち、多重干渉の効果は、次のように
して見ることができる。
して見ることができる。
【００７９】先ず、入射光を直線偏光とし、検出光学系
に偏光板を透過偏光軸を入射偏光面に垂直に設置（クロ
スニコル配置）し、検出光を観測する場合を考える（図
５の検出光学系を参照）。
に偏光板を透過偏光軸を入射偏光面に垂直に設置（クロ
スニコル配置）し、検出光を観測する場合を考える（図
５の検出光学系を参照）。
【００８０】誘電体膜を設けず、有機薄膜＋反射膜のみ
の構成のときの反射光量を図８に示す。
の構成のときの反射光量を図８に示す。
【００８１】ここでは、常光線の屈折率を１．５、異常
光線の屈折率を２．０、消光係数を共に０．０４とし、
有機薄膜の膜厚を横軸にとってその変化を示した。な
お、光波長は６３３ｎｍである。
光線の屈折率を２．０、消光係数を共に０．０４とし、
有機薄膜の膜厚を横軸にとってその変化を示した。な
お、光波長は６３３ｎｍである。
【００８２】有機薄膜の膜厚が零の場合には、当然のこ
とながら常光線、異常光線の軸からの反射光の位相はず
れないため、検出光はない。有機薄膜の膜厚が厚くなる
に従い、検出ディテクタに入射する光量が増え、λ／４
Δｎのときに最大となる。したがって、この構成で最大
の変調度を得るためには、λ／４Δｎの膜厚が必要であ
る。
とながら常光線、異常光線の軸からの反射光の位相はず
れないため、検出光はない。有機薄膜の膜厚が厚くなる
に従い、検出ディテクタに入射する光量が増え、λ／４
Δｎのときに最大となる。したがって、この構成で最大
の変調度を得るためには、λ／４Δｎの膜厚が必要であ
る。
【００８３】しかしながら、複屈折Δｎが小さい場合
は、有機薄膜の膜厚を厚くする必要があるが、一方で集
光した光の焦点深度が限られているために、設定できる
膜厚には上限がある。また、この記録原理は、光照射に
よってのみ行われるため、有機薄膜に吸収された熱は速
やかに反射膜に逃がす必要がある。さらに、有機薄膜に
吸収がある場合、膜厚が厚いと光が透過せず、光の入射
側の表面にしか記録できないという問題も生ずる。
は、有機薄膜の膜厚を厚くする必要があるが、一方で集
光した光の焦点深度が限られているために、設定できる
膜厚には上限がある。また、この記録原理は、光照射に
よってのみ行われるため、有機薄膜に吸収された熱は速
やかに反射膜に逃がす必要がある。さらに、有機薄膜に
吸収がある場合、膜厚が厚いと光が透過せず、光の入射
側の表面にしか記録できないという問題も生ずる。
【００８４】これらの理由により、実用上、有機薄膜は
なるべく薄い方がよい。
なるべく薄い方がよい。
【００８５】より薄い有機薄膜で同様の変調度を得るた
めには、誘電体膜で有機薄膜を挟み込む構成が有効であ
る。この場合、基板の屈折率と誘電体膜の屈折率は異な
ることが好ましい。
めには、誘電体膜で有機薄膜を挟み込む構成が有効であ
る。この場合、基板の屈折率と誘電体膜の屈折率は異な
ることが好ましい。
【００８６】図９に、有機薄膜の膜厚を１２０ｎｍとし
た光ディスクにおいて、誘電体膜の膜厚を変更した場合
の変調度の変化を示す。
た光ディスクにおいて、誘電体膜の膜厚を変更した場合
の変調度の変化を示す。
【００８７】この有機薄膜の膜厚を１２０ｎｍとした光
ディスクは、λ／４Δｎの半分以下の膜厚での例であ
る。
ディスクは、λ／４Δｎの半分以下の膜厚での例であ
る。
【００８８】ここでは、有機薄膜の光学パラメータは、
図８に示す場合と同様とし、誘電体膜としてＳｉＮ（ｎ
＝２）、基板としてガラス（ｎ＝１．４６）を用いた。
光ディスクの構成としては、基板上にＳｉＮ（１）、有
機薄膜、ＳｉＮ（２）、反射膜（Ａｌ：１００ｎｍ）と
した。なお、図９において、各曲線の付記した数値はＳ
ｉＮ（２）の膜厚である。
図８に示す場合と同様とし、誘電体膜としてＳｉＮ（ｎ
＝２）、基板としてガラス（ｎ＝１．４６）を用いた。
光ディスクの構成としては、基板上にＳｉＮ（１）、有
機薄膜、ＳｉＮ（２）、反射膜（Ａｌ：１００ｎｍ）と
した。なお、図９において、各曲線の付記した数値はＳ
ｉＮ（２）の膜厚である。
【００８９】図９に示すように、誘電体膜であるＳｉＮ
の膜厚を適切に選ぶことにより、大きな検出光が得られ
ることがわかる。
の膜厚を適切に選ぶことにより、大きな検出光が得られ
ることがわかる。
【００９０】例えば、ＳｉＮ（２）が無い場合には、膜
厚１２０ｎｍの有機薄膜では０．３４の検出光しか得ら
れない。これに対して、ＳｉＮ（１）が１２０ｎｍ、Ｓ
ｉＮ（２）が２０ｎｍの場合に０．５１の検出光が得ら
れている。常光線、異常光線間の位相がπずれる場合の
変調度は、この例では図８の３００ｎｍの膜厚に示され
るように０．５８である。
厚１２０ｎｍの有機薄膜では０．３４の検出光しか得ら
れない。これに対して、ＳｉＮ（１）が１２０ｎｍ、Ｓ
ｉＮ（２）が２０ｎｍの場合に０．５１の検出光が得ら
れている。常光線、異常光線間の位相がπずれる場合の
変調度は、この例では図８の３００ｎｍの膜厚に示され
るように０．５８である。
【００９１】有機薄膜が１２０ｎｍの場合、位相はπま
では取れていないが、これに近い値である。
では取れていないが、これに近い値である。
【００９２】また、図７に示す光学系の場合、検出光学
系の工夫により上記の例の半分の位相のずれで最大の変
調度が得られるようになっている。この場合にも同様に
ＳｉＮの多重干渉の効果が有効に働くことも明らかであ
り、λ／８Δｎよりも薄い膜厚で十分に変調度が得られ
るという効果がある。
系の工夫により上記の例の半分の位相のずれで最大の変
調度が得られるようになっている。この場合にも同様に
ＳｉＮの多重干渉の効果が有効に働くことも明らかであ
り、λ／８Δｎよりも薄い膜厚で十分に変調度が得られ
るという効果がある。
【００９３】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、これまでとは全く異なる光記録システムの
構築が可能である。
明によれば、これまでとは全く異なる光記録システムの
構築が可能である。
【００９４】その効果としては、光磁気ディスクに比べ
て極めて大きい再生信号が得られること、光の照射量に
比例した信号が得られるので線形な記録再生が行え多値
記録等の信号処理等との組み合わせで高密度化が可能と
なること、有機材料で高転送記録と消去が可能であるこ
と、有機材料をスピン法で塗布することで作製できるの
で製造コストを大幅に低減できること、トラック方向に
対して記録膜の配向方向と光学系の偏光方向の組み合わ
せを選択することで信号レベルをシステムの要求に従っ
て変えることができること、偏光方向を変えることによ
り読み出しと書き込みを同じ波長で行うことが可能であ
ること、等を挙げることができる。
て極めて大きい再生信号が得られること、光の照射量に
比例した信号が得られるので線形な記録再生が行え多値
記録等の信号処理等との組み合わせで高密度化が可能と
なること、有機材料で高転送記録と消去が可能であるこ
と、有機材料をスピン法で塗布することで作製できるの
で製造コストを大幅に低減できること、トラック方向に
対して記録膜の配向方向と光学系の偏光方向の組み合わ
せを選択することで信号レベルをシステムの要求に従っ
て変えることができること、偏光方向を変えることによ
り読み出しと書き込みを同じ波長で行うことが可能であ
ること、等を挙げることができる。
【００９５】また、金属系材料は安全面と地球環境保全
の観点からその使用を避ける必要があるが、本発明では
記録材料として有機材料を使用するため、このような心
配が不要である。
の観点からその使用を避ける必要があるが、本発明では
記録材料として有機材料を使用するため、このような心
配が不要である。
【図１】トランス−シス転位の様子を示す模式図であ
る。
る。
【図２】本発明を適用した光ディスクの一構成例を示す
要部概略斜視図である。
要部概略斜視図である。
【図３】初期状態（ランダム状態）と配向状態を模式的
に示す平面図である。
に示す平面図である。
【図４】記録再生光学系の一例を示す模式図である。
【図５】記録再生光学系の他の例を示す模式図である。
【図６】記録再生光学系のさらに他の例を示す模式図で
ある。
ある。
【図７】記録再生光学系のさらに他の例を示す模式図で
ある。
ある。
【図８】有機薄膜の厚さと検出光量の関係を示す特性図
である。
である。
【図９】誘電体膜の厚さと検出光量の関係を示す特性図
である。
である。
１ 光ディスク、２ 基板、３ 記録材料層、４ 反射
層、５ 保護層
層、５ 保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 眞伸 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 安田 章夫 ドイツ連邦共和国 ディー−70736 フェ ルバッハシュトゥットゥガルター シュト ラーセ 106 ソニー インターナショナ ル （ヨーロッパ） ゲゼルシャフト ミ ット ベシュレンクテル ハフツング シ ュトゥットゥガルト テクノロジー セン ター内 (72)発明者 佐飛 裕一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H123 AA00 AA02 AA04 AA51 BA00 BA49 CA33 EA05 5D029 JA04 JB11 JB35 JC07 LB07 5D090 AA01 BB03 BB17 BB18 CC06 CC14 DD02 FF11 KK07 KK20
Claims (23)
- 【請求項１】 偏光を照射することにより分子配向が変
化する有機材料を記録材料として含む記録層を有するこ
とを特徴とする光記録媒体。 - 【請求項２】 上記有機材料は、トランス−シス転位に
よる構造変化に伴い分子配向が変化する有機材料であ
り、 上記記録層は、上記有機材料の分子配向の変化に伴い複
屈折が変化することを特徴とする請求項１記載の光記録
媒体。 - 【請求項３】 上記有機材料が液晶系材料であることを
特徴とする請求項２記載の光記録媒体。 - 【請求項４】 上記有機材料がアゾベンゼン誘導体を含
むことを特徴とする請求項２記載の光記録媒体。 - 【請求項５】 上記記録層の記録前後の屈折率変化をΔ
ｎ、再生光の波長をλとしたときに、記録層の厚さｔが
０＜ｔ≦λ／２Δｎであることを特徴とする請求項１記
載の光記録媒体。 - 【請求項６】 上記記録層は、ガイド溝及び／又はピッ
トが形成された基板上に形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の光記録媒体。 - 【請求項７】 上記記録層は、基板とは異なる屈折率を
有する誘電体膜により挟み込まれており、その上に反射
膜が形成されていることを特徴とする請求項６記載の光
記録媒体。 - 【請求項８】 上記反射膜上に保護膜が形成されている
ことを特徴とする請求項７記載の光記録媒体。 - 【請求項９】 上記記録層の記録前後の屈折率変化をΔ
ｎ、再生光の波長をλとしたときに、記録層の厚さｔが
λ／４Δｎ以下であり、 且つ、複屈折の常光線軸、異常光線軸にそれぞれ平行に
入射した光に対して、反射光間の位相のずれがπに最も
近くなるように誘電体膜の膜厚が設定されていることを
特徴とする請求項７記載の光記録媒体。 - 【請求項１０】 上記記録層の記録前後の屈折率変化を
Δｎ、再生光の波長をλとしたときに、記録層の厚さｔ
がλ／８Δｎ以下であり、 且つ、複屈折の常光線軸、異常光線軸にそれぞれ平行に
入射した光に対して、反射光間の位相のずれがπ／２に
最も近くなるように誘電体膜の膜厚が設定されているこ
とを特徴とする請求項７記載の光記録媒体。 - 【請求項１１】 上記記録層を構成する有機材料の分子
の配向方向がガイド溝の方向に沿うように揃えられ、こ
の状態が初期化状態とされていることを特徴とする請求
項１記載の光記録媒体。 - 【請求項１２】 有機材料を記録材料として含む記録層
に対し偏光を照射し、その分子配向を変化させることに
より情報信号を記録するとともに、 上記分子配向の変化による複屈折変化を入射光の偏光状
態の変化として読み出すことを特徴とする記録再生方
法。 - 【請求項１３】 短波長光により上記記録を行い、長波
長光により上記読み出しを行うことを特徴とする請求項
１２記載の記録再生方法。 - 【請求項１４】 上記記録層に含まれる有機材料の配向
度が複数段階となるように記録することにより情報信号
を多値記録することを特徴とする請求項１２記載の記録
再生方法。 - 【請求項１５】 上記記録層に含まれる有機材料の配向
角度が複数段階となるように記録することにより情報信
号を多値記録することを特徴とする請求項１２記載の記
録再生方法。 - 【請求項１６】 上記記録層を透明基板上に形成し、当
該透明基板側から上記情報信号の記録及び／又は読み出
しを行うことを特徴とする請求項１２記載の記録再生方
法。 - 【請求項１７】 偏光を照射することにより分子配向が
変化する有機材料を記録材料として含む記録層を有する
光記録媒体を記録媒体とし、 上記記録層に対して所定の偏光を記録光として照射する
記録光学系と、 上記記録層へ入射した再生光の偏光状態を検出する再生
光学系とを備えることを特徴とする記録再生装置。 - 【請求項１８】 記録用の短波長光源と、再生用の長波
長光源とを有することを特徴とする請求項１７記載の記
録再生装置。 - 【請求項１９】 上記記録光学系及び／又は再生光学系
は、フォーカス及び／又はトラッキングのためのサーボ
機構を有することを特徴とする請求項１７記載の記録再
生装置。 - 【請求項２０】 上記記録光学系及び／又は再生光学系
は、偏光方向及び偏光の種類を電気的に制御可能な偏光
素子を有することを特徴とする請求項１７記載の記録再
生装置。 - 【請求項２１】 上記光記録媒体の記録層の厚さが入射
光に対して出力光の位相が複屈折軸間で略々πずれるよ
うに設定されており、 且つ、無配向状態と配向状態への光入射で異なる出力が
得られる再生光学系を有することを特徴とする請求項１
７記載の記録再生装置。 - 【請求項２２】 上記光記録媒体の記録層の厚さが入射
光に対して出力光の位相が複屈折軸間で略々πずれるよ
うに設定されており、 有機材料の分子配向の向きを０度から４５度まで制御し
得る記録光学系と、 記録層への光入射に対して配向の向きに応じて異なる出
力が得られる再生光学系とを有することを特徴とする請
求項１７記載の記録再生装置。 - 【請求項２３】 上記光記録媒体の記録層の厚さが入射
光に対して出力光の位相が複屈折軸間で略々π／２ずれ
るように設定されており、 有機材料の分子配向の向きを０度から９０度まで制御し
得る記録光学系と、 記録層への光入射に対して配向の向きに応じて異なる出
力が得られる再生光学系とを有することを特徴とする請
求項１７記載の記録再生装置。
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|---|---|---|---|
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