JP3048759B2 - 光記録媒体の記録方法 - Google Patents

光記録媒体の記録方法

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JP3048759B2
JP3048759B2 JP4219203A JP21920392A JP3048759B2 JP 3048759 B2 JP3048759 B2 JP 3048759B2 JP 4219203 A JP4219203 A JP 4219203A JP 21920392 A JP21920392 A JP 21920392A JP 3048759 B2 JP3048759 B2 JP 3048759B2
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高密度の情報記録が可能
な光記録媒体の記録方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年書き換え可能な光記録媒体としてフ
ォトクロミック材料を応用するための研究が盛んに進め
られている。この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分子の構造が変化し、この変
化に伴って特定波長の光に対する吸光度や屈折率等の光
学的特性変化が生じ、またほかの波長の光や熱を加える
ことで前記変化した分子構造が基に戻るといった性質を
有している。したがってフォトクロミック光記録媒体の
記録は特定波長の光照射による分子構造変化によ行わ
れ、再生はこの構造変化に伴う光学的特性変化、特に吸
光度の差を検出することにより実行される。
【0003】ところで記録媒体の再生信号品質を表す尺
度にSN比がある。これは再生出力に含まれる信号出力
パワーとノイズ出力パワーとの比で定義され、光記録媒
体において高いSN比を得るには種々のノイズレベルが
十分低いことが必要であることが知られている。そして
このようなノイズの原因としてはディスク表面性や記録
総表面性に起因するノイズ、記録用光としてのレーザー
光の強度揺らぎによるレーザーノイズ、フォトディテク
ターやプリアンプ系のアンプノイズ、記録層材料に固有
の多結晶状態等のメディアノイズ、及びコヒーレント状
態で表される量子論的状態のレーザー光が本来有するシ
ョットノイズがある。
【0004】上記ノイズの中で特にレーザーノイズにつ
いての再生信号品質との関係は、例えば電子通信学会論
文誌 '85/3 Vol. J68-C No.3 P.216やSPIE Vol.695 Opt
icalMass Data StorageII(1986) P.72 に開示されてい
る。しかしながらこれらの文献では再生時のレーザーノ
イズの影響だけが議論されており、記録時のレーザーノ
イズの影響については何等言及されていなかった。これ
はこれらの文献で開示された媒体がヒートモードによっ
て記録が行われること、及びこの記録によって多少のレ
ーザー光強度の揺らぎは媒体上で熱に変換された時に平
均化されるために余り問題とならないからである。
【0005】一方前述したフォトクロミック媒体はフォ
トンモードで記録が行えることが特徴となっているが、
本願発明者はフォトンモード記録時には記録用レーザー
ノイズが再生SN比と重要な関係があることを見出し、
必要とされる再生SN比と記録用レーザーノイズ(記録
用レーザーのSN比)との関係を初めて明らかにしたの
で本願を出願するに至った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑み、フォトンモードの光記録媒体において
高い再生SN比を得るための記録方法を提供することを
目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、フォトンモー
ド光記録媒体を用いて情報の記録及び再生を行う際の再
生時に要求されるSN比をSNR(再生)とし、記録用
光のSN比をSNR(記録)とするとき、
【0008】
【数2】
【0009】なる関係を満足する記録用光パワー P
rec あるいはβの値を再生用光のSN比に応じて設定す
るものである。
【0010】なお、SNR(再生)及びSNR(記録)
をdB表示する場合には、
【0011】
【数3】
【0012】となる。
【0013】
【作用】フォトンモード光記録では記録時の反応分子の
量は記録用光パワーPrec により精度良く決まり、した
がって記録パワーPrec の揺らぎは反応分子の量の揺ら
ぎ及び反射率変化量の揺らぎとなって再生時のノイズの
原因となる。
【0014】本願発明者は、まず記録用光のノイズがな
い時のPrec と再生信号振幅との間の関係式が次の数4
のように表されることを理論的考察により導いた。なお
ここで記録用光は記録信号に応じてオンオフされるもの
となる。
【0015】
【数4】
【0016】さて記録用光パワーがPrec からPrec
(1+δ)へと揺らぐと、再生信号出力Vout は次のよ
うになる。
【0017】
【数5】
【0018】この数5より再生SN比は
【0019】
【数6】
【0020】と求められる。
【0021】一方記録用光の平均値Prec と揺らぎの大
きさPrec ・δを用いて記録用光のSN比を数7のよう
に定義すると、
【0022】
【数7】
【0023】結局次の数8のような関係式が得られる。
【0024】
【数8】
【0025】かかる数8はSNR(記録)と記録効率β
が決まっている時に、ある決まった再生SN比、すなわ
ちSNR(再生)を得るための最低必要な記録パワーを
与える式なので、再生SN比がSNR(再生)より大き
い値を得るためには
【0026】
【数9】
【0027】となる。図6は記録用光としてのレーザー
光のSNR(記録)が最低必要なSN比、すなわちSN
R(再生)より小さいと記録パワーPrec とβとの積
と、得られたSNR(再生)/SNR(記録)の関係を
dB表示で示した図である。同図においてSNR(記
録)≧SNR(再生)であれば問題はないが、例えばS
NR(記録)がSNR(再生)より10dB小さい時は
βPrec が2以上となるようにPrec を調節することで
SNR(記録)とSNR(再生)は略等しくできること
がわかる。
【0028】このように記録用光のSN比が悪くても、
記録条件の調整により再生SN比を改善することができ
る。
【0029】
【実施例】以下本発明の光記録媒体の記録方法をいくつ
かの実施例について図面に基づいて詳細に説明する。 [第1実施例]フォトクロミック材料として図1で分子
構造と吸収スペクトルが示された2−(1,2−ジメチ
ル−3−インドリル)−3−(2,3,5−トリメチル
−3−チエニル)マレイン酸無水物(以下インドールチ
オフェン型材料と略す)をポリビニルブチラール樹脂
(PVB)に10wt%で混合し、アノン溶媒に溶解し
てガラスディスク基板上にスピンコートを行って記録層
を形成した。
【0030】次にこの記録層の上から反射膜としてAg
層を真空蒸着により形成した。このようにして得られた
フォトクロミック材料は青色光照射により図1の破線で
示された特性状態から実線で示された特性状態へと変化
し、また波長600nm付近の光照射で実線の特性状態
から破線の特性状態へと変化する。
【0031】したがってこのようなフォトクロミック材
料を含む光記録媒体には、あらかじめ実線状態とした上
でλ=633nmのHe−Neレーザー光やλ=630
nm台の半導体レーザー光を比較的強いパワーで照射す
ることで記録でき、同波長光を低パワーで照射して反射
率変化を検出することにより再生が可能である。
【0032】図2は前記光記録媒体のSN比の測定に用
いた光記録再生装置の構成を示す図である。同図におい
て6は光源部であり、光源603としてはまず低ノイズ
性のλ=633nm光を放射するHe−Neレーザーを
使用した。AO変調器602は記録時に同レーザーを記
録信号(この場合一定周波数fとする)に応じてオンオ
フし、再生時にはDCレベルで透過させる作用をする。
601は前記光源603のレーザーパワーを調整するた
めのNDフィルターである。光源603を出たレーザー
ビームはレンズ系5によって適当な幅にまで拡大され偏
光ビームスプリッタ4、λ/4板3を通過して対物レン
ズ2によって光記録媒体1上に集光される。
【0033】そして記録時には強パワーレーザーが記録
信号に応じてオンオフされて照射されるため前記媒体1
上にこれに応じた反射率変化部が記録マークとして残
る。また再生時にはNDフィルター601を調整し低パ
ワー化したDC光を照射し、前記反射率変化に応じて強
度変調された反射光がフォトディテクタ7により光電流
として検出され、プリアンプ8によって電流ー電圧変換
された後、スペクトラムアナライザー(図示せず)によ
って評価される。
【0034】また一定周波数fを記録再生した場合、ス
ペクトラムアナライザーで評価できるのはいわゆるCN
比(CNR)と呼ばれるものであり、CN比からSN比
(SNR)は次のように換算する。
【0035】前記図2の装置系に使用される帯域幅を
B、スペクトラムアナライザーのRBW(Resolution Ba
nd Width) をΔfとすると
【0036】
【数10】
【0037】したがって得られる測定結果はSN比の代
わりにCN比を用いることができる。
【0038】以上の説明は再生時のSN比、すなわちC
N比の測定方法であるが、記録レーザー光のSN比、す
なわちCN比は次のようにして測定した。すなわち光記
録媒体(ディスク)1として反射層だけを設けたものを
静止状態で設定し、一定周波数で強度変調(オンオフ)
した時の反射光のフォトディテクター7、プリアンプ8
の出力を同時にスペクトラムアナライザーで評価した。
この時のレーザーノイズレベルとアンプノイズレベルと
の比較はレーザーオンの時のノイズレベルをレーザーノ
イズレベル、レーザーオフ時のノイズレベルをアンプノ
イズレベルとし、この時のすべての実験・測定において
レーザーノイズレベル>アンプノイズレベルであること
を確認しておいた。
【0039】さて上述の方法でHe−Neレーザーの記
録レーザーのCN比を測定した結果このCN比はレーザ
ーのパワーに依存せず、80dB(RBW:Δf=30
kHz、f=1MHz)であった。
【0040】次に記録レーザー光強度を種々に変えて記
録を行い、再生CN比を測定した。この時の光記録媒体
1の相対回転速度は5m/s、レーザースポットφ=
1.4μm、またλ=633nmに対する媒体1の記録
感度、すなわちε・κは1200l/mol・cmであ
り、この結果β=274(W-1)が得られる。
【0041】通常のデジタル記録にはCN比として50
dB程度必要とされるが、上記の測定の結果βPrec
0.1〜4.0の範囲においてすべてCNR≧50dB
が得られた。これは記録レーザーのCN比においてCN
R(記録)=80dB≧50dBとなるためである。
【0042】次にλ=630nmのレーザー光を放射す
る半導体レーザーを記録用レーザーとして用いた。この
場合は光源部6の代わりに同半導体レーザーを設置すれ
ば良いことになる。この記録用レーザーのCN比を同様
にして前述の場合と測定したところ、ノイズが多くて4
4dBであった。なお、再生については低ノイズ性He
−Neレーザーで行った。
【0043】前記図6によれば、理論的にβPrec
1.2であり、再生CN比が50dB以上が得られると
予想される。ここでPrec と再生CN比との関係を示す
実験結果を図3に示す。同図によればCN比が50dB
以上となるのはPrec ≧4.2(mW)となり、βP
rec ≧1.15とほぼ理論的に予測したとおりの結果が
得られた。 [第2実施例] 次に第2実施例として、前記第1実施例とは異なるフォ
トクロミック材料を用いた場合について説明する。かか
るフォトクロミック材料としては図4にその分子構造と
吸収スペクトルが示された2,3−ビス(2−メチルベ
ンゾ[b]チオフェン−3−イル)マレイン酸無水物を
用いて、先の媒体と同条件でフォトクロミック光記録媒
体を作成したものである。この光記録媒体は青色光照射
により図4の破線で示す特性状態から実線で示す特性状
態へと変化する。したがってあらかじめ実線の特性状態
とした上でλ=514.5nmのArレーザー光やλ=
532nmのYAGレーザーのSHG光を比較的高パワ
ーで照射することによって記録することができ、逆に比
較的低パワーで同レーザーを照射して反射率変化を検出
することで再生が可能である。
【0044】また記録再生装置は前記図2と同様の構成
とした。ただしλ=514.5nmのArレーザー光の
CN比が40dBと低く、またYAG−SHGレーザー
(λ=532nm)のCN比が100dBと高いので、
記録はArレーザーで行い、再生はYAG−SHGレー
ザーを使用した。なお光記録媒体1の相対速度は5m/
s、レーザースポット径φ=1.1μm、スポット面積
s=9.5×10-9cm2 、λ=514.5、532n
mに対してε×κ=1100l/mol・cmであり、
β=253(W-1)となる。したがってこの場合は理論
的にはβPrec≧2.0で再生CN比50dB以上が得
られると予想される。
【0045】図5は前記条件の時のPrec と再生CN比
との関係を示す図である。同図においてPrec >8mW
でCN比が50dBとなるが、βPrec =2.02とほ
ぼ理論的予測に一致することが明らかである。
【0046】以上説明したように光記録媒体に照射する
記録用光の記録パワーを調整することにより必要なSN
R、すなわちSNR(再生)以上のSNRを得ることが
できることがわかる。しかもこれ以外の調整方法を取る
ことも可能である。すなわち重要なのはβPrec を調整
することなのでPrec の代わりにβ=αλκ・εt/s
を調整してもよい。そのための代表的なパラメータとし
ては光記録媒体特にディスクの相対速度が挙げられる。
【0047】また一般に記録パワーは高いほど光源の信
頼性の低下や、媒体に与える熱ダメージ等が大きくなる
ので、できるだけ
【0048】
【数11】
【0049】とすることが望ましい。
【0050】もちろん本発明は以上に述べた以外に種々
の変更が可能である。例えば必要なCN比についてもア
ナログ動画記録で要求されるように60dB以上の場合
についても本発明を容易に適用することができる。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば記録用光の出力のSN比
に応じて記録条件を最適に設定することができ、これに
よって光記録媒体に必要とされる再生時のSN比を確保
することが容易に可能となる効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例で用いたフォトクロミック
材料の分子構造式並びに吸収スペクトル特性を示す図で
ある。
【図2】記録再生に用いた装置の構造を示す図である。
【図3】第1実施例の再生CN比とPrec との関係を示
す図である。
【図4】本発明の第2実施例で用いたフォトクロミック
材料の分子構造式並びに吸収スペクトル特性を示す図で
ある。
【図5】第2実施例の再生CN比とPrec との関係を示
す図である。
【図6】本発明の原理を示す図である。
【符号の説明】
1 光記録媒体 2 対物レンズ 3 λ/4板 4 偏光ビームスプリッタ 5 レンズ系 6 光源部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/30 G11B 7/00 - 7/013 G11B 7/125 G03C 1/00 531 G03C 1/73 503 G03C 5/08 351 G03C 5/56 531

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトンモード光記録媒体を用いて情報
    の記録及び再生を行う際の再生時に要求されるSN比を
    SNR(再生)とし、記録用光のSN比をSNR(記
    録)とするとき、 【数1】 なる関係を満足するように記録用光パワーPrec あるい
    はβの値を設定することを特徴とする光記録媒体の記録
    方法。
JP4219203A 1992-08-18 1992-08-18 光記録媒体の記録方法 Expired - Lifetime JP3048759B2 (ja)

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