JP2810523B2

JP2810523B2 - 光記録媒体の記録及び再生方法

Info

Publication number: JP2810523B2
Application number: JP26542690A
Authority: JP
Inventors: 強辻岡; 宏太郎松浦
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH04141492A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は光記録媒体の記録及び再生方法に関する。

（ロ）従来の技術最近、フォトクロミック材料を媒体の記録層に用いる
研究が盛んに進められている。斯かるフォトクロミック
材料は、所定波長の光を照射すると、光化学反応によっ
て分子の光が変化し、該分子の構造変化に応じて特定の
波長を有する光に対する光学的特性が変化するといった
様な性質を有している。また他の所定の波長の光が照射
されると、上記変化した分子の構造が元の構造に戻ると
いった性質を有している。

従って、上述の様な性質を有するフォトクロミック材
料を媒体の記録層に用いた場合、次の様な情報の記録ま
たは再生方法が行われる。例えば、所定の波長を有する
光を照射することにより前記記録層の特定の波長に対す
る吸収を変化させることにより情報の記録を行い、前記
特定の波長を有する光が記録または未記録に対する前記
記録層に異なる吸収をもつことを利用して再生する記録
再生方法が知られている。また、情報の消去はの他の所
定の波長を有する光を照射させて上記分子の構造を元の
状態に元すことにより行われる。

（ハ）発明が解決しようとする課題然し乍ら、この様な光記録媒体を再生する場合、上記
フォトクロミック材料が再生用光ビームを吸収して、分
子構造が元の構造に戻って情報の記録が破壊されるとい
う不都合が生じる。

本発明は斯かる不都合を解決せんとするもので、情報
の記録が破壊されずに情報の再生が行える光記録媒体の
記録、再生及び記録再生方法を提案するものである。

（ニ）課題を解決するための手段上記課題に鑑み本発明の記録方法は、光学異性体が互
いに逆の旋光性を有し、層全体では旋光性は生じないフ
ォトクロミック材料からなる記録層に、左右どちらか一
方の円偏光の光を照射して上記記録層の旋光性を変化せ
しめて情報の記録を行うことを特徴とする。

また、本発明の再生方法は、光学異性体が互いに逆の
旋光性を有し、層全体では旋光性は生じないフォトクロ
ミック材料からなる記録層に、左右どちらか一方の円偏
光の光を照射して上記記録層の旋光性を変化せしめて情
報の記録を行われた光記録媒体に、偏光した光を照射し
て生じる光の偏光状態の変化を検知して情報の再生を行
うことを特徴とする。

（ホ）作用フォトクロミク材料には所定波長域の光を照射するこ
とによりその分子の構造を変化させて、光の偏光面を回
転させる旋光性とよばれる性質を有する（光学活性）も
のがある。上記旋光性は、左右の円偏光に対する媒質の
屈折率に差が有るために生じる。即ち、直線偏光は同位
相、同振幅の左右円偏光の重ね合わせと表せるためであ
る。更に、上記光学活性材料は分子レベルで見ると、一
般の化学的性質は同じで旋光性だけ逆であるような互い
に鏡像関係にある光学異性体（分子）を有するものがあ
る。更に上記光学異性体には、旋光性を有し、光を吸収
する光学活性吸収帯の波長領域で左右の円偏光に対する
吸収強度の差が異なる円２色性と呼ばれる性質を有す
る。

上記旋光性と円２色性は密接な関係を有することは良
く知られている。互いに逆の旋光性を有する光学異性体
の場合、旋光性を有し、光を吸収する光学活性吸収帯の
波長領域で上記光学異性体は左右の円偏光に対する吸収
強度比が逆転するという性質を有する。

本発明では上記原理を用いて行われる。

フォトクロミック分子が、光及び熱等により光学活性
を有さない状態から、光学異性を有する状態に変化し、
逆に、光及び熱等により光学異性を有する状態から光学
不活性の状態に変化する場合、上記光学異性体を等量を
含むフォトクロミック材料からなる記録層では、上記光
学異性体が互いに逆の旋光性を有するので、全体として
旋光性は生じない。上記記録層に吸収される左右どちら
か一方の円偏光を照射することにより、上記光学異性体
のうち一方が主に旋光性を持たない分子に変化する。こ
の結果、上記円偏光が照射された部分には旋光性が生
じ、情報の記録が行われる。

又、上記フォトクロミック材料に吸収が殆ど無い波長
の偏光した光により偏光状態の変化を検出することによ
り、情報の再生が行われる。

（ヘ）実施例以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について詳細
に説明する。

実施例において、例えば、記録層に含有されるフォト
クロミック材料として、スピロピラン系のフォトクロミ
ック材料（１′,3′,3′−トリメチル−６−ニトロスピ
ロ［2H−１−ベンゾピラン−2,2′−インドリン］）を
使用する場合について説明する。第１図に上記ホトクロ
ミック材料の分子構造式を示す。

斯かる材料は紫外光の照射により光学活性を有するス
ピロピラン型から光学活性を有さないメロシアニン型へ
と分子構造が変化し、また可視光の照射または加熱によ
り上記メロシアニン型から上記スピロピラン型へと分子
構造を復帰する。

上記スピロピラン型のフォトクロミック材料は不斉炭
素（第１図中、＊で示される炭素原子）を有している。
従って、上記不斉炭素原子の結合方向により、互いに鏡
像関係にある２つの光学異性体が存在し、該光学異性体
は互いに逆の旋光性を有する。又、上記２種類の光学異
性体から復帰する上記メロシアニン型は同一構造のもの
である。さらに、上記光学異性体は、互いに鏡像関係で
あるという違いだけなので、ランダム偏光の光等でメロ
シアニン型に変換させたとき、上記光学異性体が略等量
生じることが予期される。

上記フォトクロミック材料をメチルエチルケトン（ME
K）に溶解し、その溶液を石英セルに封入して第２図に
示される装置により、上記溶液の旋光性の測定を行っ
た。

図中、（１）は平行光とした波長780nmの直線偏光ビ
ームを出力する半導体レーザ、（２）は波長325nmの直
線偏光ビームを出力するHe−Cdレーザ、（20）は1/4波
長板、（３）は波長633nmのランダム偏光（又は直線偏
光）ビームを出力するHe−Neレーザ、（４）は上記溶液
を入れる光学セル、（５）は偏光ビームスプリッタ、及
び（６）、（７）は光センサである。

上記旋光性は上記フォトクロミック材料に吸収されな
い波長780nmでも発生するので、旋光性の有無の検出に
半導体レーザ（１）を使用した。

上記半導体レーザ（１）から出力された直線偏光ビー
ムは偏光ビームスプリッタ（５）にＰ波で入射され、光
学セル（４）に溶液が入っていないときには、100％透
過して、光センサ（７）には出力が発生しないように、
偏光ビームスプリッタ（５）等が設定されてある。この
結果、上記溶液のフォトクロミック材料が旋光性を持つ
場合には、上記直線偏光ビームが上記溶液を入れた光学
セル（４）を透過することにより、上記直線偏光ビーム
の偏光面が回転する。従って、偏光ビームスプリッタ
（５）に入射されるＰ波成分が減少し、Ｓ波成分が増加
するため、光センサ（７）に出力が発生することにな
る。又、上記溶液のフォトクロミック材料が旋光性を持
たない場合は、上記光学セル（４）中に溶液が無い場合
と同様に光センサ（７）に出力は発生しないことにな
る。

上記フォトクロミック材料をすべてのスピロピラン型
にするために、He−Neレーザ（３）より出力されたラン
ダム偏光ビームを上記溶液を封入した光学セル（４）に
照射した後、半導体レーザ（１）を用いて旋光性の有無
を測定した。その結果、光センサ（７）には殆ど出力が
発生しなかった。即ち、上記溶液のフォトクロミック材
料は旋光性を持たないことが判った。この結果から、上
記フォトクロミック材料に波長633nmのランダム偏光の
光を照射することにより、変化したスピロピラン型の分
子は互いに逆の旋光性を有する略等量の光学異性体から
なることがわかる。

次に、上記He−Neレーザ（３）のランダム偏光ビーム
を照射した上記光学セル（４）に、He−Cdレーザ（２）
より波長325nmの紫外光ビームを1/4波長板（20）を介し
て照射した。即ち、上記紫外光ビームは円偏光してい
る。その後、同様に半導体レーザ（１）を用いて、旋光
性の有無を調べた。その結果、光センサ（７）に出力が
生じた。即ち、上記溶液が旋光性を持つことが判った。
この結果は、上記溶液中に略等量含まれた互いに異なる
スピロピラン型の光学異性体が上記円偏光の紫外光ビー
ムにより、一方の光学異性体が他方の光学異性体よりも
多く、旋光性を持たないメロシアニン型に変化し、上記
光学異性体の一方が多く存在することになるためであ
る。即ち、互いに逆の旋光性が打ち消されずに、全体と
して旋光性を有することを示している。

次に、上記He−Neレーザ（３）のランダム偏光ビーム
を照射した上記光学セル（４）に、He−Cdレーザ（２）
より紫外光ビームを照射した。ここでは、1/4波長板（2
0）は取り除いている。即ち、上記紫外光ビームは直線
偏光している。

その後、同様に半導体レーザ（１）を用いて、旋光性
の有無を調べた。その結果、光センサ（７）に出力は生
じなかった。即ち、上記溶液が旋光性を持たないことが
判った。この結果は、直線偏光は左右円偏光を等しい比
率、且つ同位相で重ね合わせた状態であるため、上記２
種類に光学異性体が等しい確率でメロシアニン型に変化
するため、従って、上記２種類の光学異性体は相対的に
等しい比率で減少し、結果として、上記２種類の光学異
性体が等量含まれた状態となるためである。

従って、上述のようにランダム偏光の可視光ビームを
照射して、上記フォトクロミック材料をスピロピラン型
（未記録状態：旋光性が無い状態）にした記録媒体に、
左右どちらの円偏光の紫外光ビームを照射して旋光性を
生じせしめて情報の記録を行い、上記旋光性の有無を上
記フォトクロミック材料に殆ど吸収されない直線偏光の
近赤外光ビームを照射して旋光性の有無を検出して、情
報の再生を行うことが可能であることがわかる。

尚、上記記録、再生及び消去に用いる光の波長は、上
記実施例に限定されず、特に円偏光は、電子吸収スペク
トルの波長近傍に円２色性が極大になる波長域があるの
で、その波長域を使うことが望ましい。即ち、図３に示
されるように、旋光分散スペクトルが正のコットン効果
を示す場合は、そのモル旋光度の極大値と極小値の波長
域で円２色性が最大となり、又、負のコットン効果を示
す場合（図示せず）も同様であるため、このモル旋光度
の極大と極小値の間の波長域を使用すればよい。

又、旋光性の有無の検出には、直線偏光の光を用いた
が、楕円偏光の光でもよい。楕円偏光の光を使用した場
合には、楕円偏光の偏光面が回転することにより旋光性
の有無を検出できる。

又、本実施例では記録媒体として溶液状態の物を使用
したが、基板若しくはテープ上に上記フォトクロミック
材料を薄膜状態に形成したものでもよい。

又、フォトクロミック材料として、スピロピラン系に
限定されるものでなく、上記と異なるフォトクロミック
材料を使用することも可能である。特に異なるフォトク
ロミック材料を用いた場合は、異なる波長を用いる必要
が生じる場合がある。

（ト）発明の効果以上本発明によれば、光学異性体が互いに逆の旋光性
を有し、層全体では旋光性は生じない通常のフォトクロ
ミック材料からなる記録媒体において、その情報の再生
を上記記フォトクロミック材料に殆ど吸収されない波長
域の光により行うことができるので、非破壊読み出しが
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例に係り、第１図は記
録媒体に含有されるフォトクロミック材料の構造を示す
図、第２図は記録及び再生を行う光学系を示す図、第３
図は正のコットン効果を示す図で、同図（ａ）は旋光分
散スペクトルを示す図、同図（ｂ）は円２色性の強度を
示す図である。（１）……半導体レーザ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/00 G03C 5/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学異性体が互いに逆の旋光性を有し、層
全体では旋光性は生じないフォトクロミック材料からな
る記録層に、左右どちらか一方の円偏光の光を照射して
上記記録層の旋光性を変化せしめて情報の記録を行うこ
とを特徴とする光記録媒体の記録方法。
【請求項２】光学異性体が互いに逆の旋光性を有し、層
全体では旋光性は生じないフォトクロミック材料からな
る記録層に、左右どちらか一方の円偏光の光を照射して
上記記録層の旋光性を変化せしめて情報の記録が行われ
た光記録媒体に、偏光した光を照射して生じる光の偏光
状態の変化を検知して情報の再生を行うことを特徴とす
る光記録媒体の再生方法。