JP3128313B2 - 光記録媒体の記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度記録が可能な光記
録媒体の記録再生装置に係り、特に複数波長の光源を単
一の対物レンズによってフォーカスし、媒体に照射する
波長多重記録用の記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年書き換え可能な光記録材料として、
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。

【０００３】一般に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構造が変化
し、その分子構造変化に応じて特定の波長の光に対する
吸光度や屈折率等の光学的特性変化が生じ、また他の波
長の光や熱を加えることで前記変化した分子構造が元に
戻るというような性質を有している。

【０００４】従ってフォトクロミック型光記録媒体の記
録は、特定波長の光照射による分子構造変化によって行
われ、再生は特定波長の光照射によるこの構造変化に伴
う光学的特性変化を検出することにより実行される。

【０００５】このようにフォトクロミック材料はその分
子構造の差に応じて任意の波長に対する吸収スペクトル
が異なるが、斯かる波長の違いによる記録の自由度を利
用した波長多重記録が例えば特開昭６１−２０３４５０
号公報で提案されている。

【０００６】斯かる公報では波長多重記録に関し、光吸
収波長領域が異なるフォトクロミック化合物を数種類用
いてこれらを積層したりあるいは混合したりして記録媒
体を作成し、夫々の材料に対応した波長の光を照射する
ことによって、独立に記録あるいは再生を行うというも
のが開示されている。

【０００７】ところでこのような波長多重記録媒体に記
録再生を行うための装置としては、夫々の波長に対応し
て独立にピックアップ機構を設けるという手段が一つと
して考えられるが、この場合ピックアップ機構が多重度
に応じた個数だけ必要ということになり、大幅なコスト
アップを招く恐れがあった。

【０００８】一方、一つのピックアップ機構に多重度に
応じた複数個の光源を設け、これら光源からの光を単一
の対物レンズにより媒体へ集光するような装置も考えら
れるが、通常用いられている対物レンズには屈折率の波
長依存性が存在するため、波長の異なる複数光を通常行
うように対物レンズで集光すると焦点距離に差が生じ
て、フォーカスサーボ制御のためのフォーカスズレ検出
用光の波長では回折限界レベルにまで集光されても、他
の波長の光は記録層でデフォーカス（フォーカスされな
い）されて光のスポット径が大きくなり記録密度が低下
するという問題点があった。

【０００９】特開平３−４９０５４号公報では斯かる問
題点に鑑み、波長に応じて記録層を多層化し、且つ照射
される光の波長による対物レンズの焦点距離の差に応じ
て前記記録層を調整して多層に積層することにより解決
しようとしているが、この場合媒体構成が複雑になるた
め該媒体の製造コストが増大するという欠点があった。

【００１０】

【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、媒体の構成、ピックアップ系の構成を
簡単化して、より低コストで波長多重記録再生を高記録
密度で実現するための光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】このため本発明は、第１
の波長の記録再生用の光を出射する第１の光出射部と、
前記第１の波長と異なる第２の波長の記録再生用の光を
出射する第２の光出射部と、前記第１の光出射部の後段
から第１の距離を離して配置され、前記第１の光出射部
からの出射光の発散角を変化させる第１のレンズと、前
記第２の光出射部の後段から第２の距離を離して配置さ
れ、前記第２の光出射部からの出射光の発散角を変化さ
せる第２のレンズと、前記第１および第２の各光出射部
からの出射光によって記録再生される光記録媒体と、前
記第１および第２の光出射部からの出射光を前記媒体に
向かう光路へと導く光学系と、前記媒体で反射された光
をフォーカスエラー信号に変換するフォーカスエラー検
出系と、前記フォーカスエラー信号に基づいて前記第１
の光出射部の出射光と前記第２の光出射部の出射光が前
記媒体の所望の位置に焦点を結ぶように設けられた焦点
調整が可能な対物レンズとから成り、前記第１の距離と
前記第２の距離とを異ならせることにより、前記第１の
光出射部から前記対物レンズに至る出射光の発散角と前
記第２の光出射部から前記対物レンズに至る出射光の発
散角とを相異ならせ、前記第１の光出射部からの出射光
の収束スポット位置と前記第２の光出射部からの出射光
の収束スポット位置とを一致させることを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記の手段を用いれば第１の光出射部からの出
射光と第２の光出射部からの出射光とを媒体の所望の同
一ポイントに焦点を結ぶようにすることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の光記録媒体の記録再生装置を一
実施例に基づき図面に沿って詳細に説明する。

【００１４】まず前提条件として媒体構成として複数の
フォトクロミック材料を混合して記録層を形成すること
は容易に実行でき、また多層化により記録層を形成する
場合に単に各フォトクロミック材料を積層するだけで各
層間のスペース調整の必要がないので容易に形成できる
ものとする。

【００１５】さて記録再生装置において、対物レンズと
レーザースポット位置間の距離は該対物レンズに入射す
るビームの発散角を調整することにより変化させること
ができるので、これによりスポット位置の焦点方向の位
置調整が可能である。

【００１６】図１（ａ）は対物レンズ１に入射するビー
ム２の波長の差によるスポット位置の変位３〜５を示
し、（ｂ）は本発明の方法による変位の修正を説明した
ものである。

【００１７】図１（ａ）においてビーム２は波長λ1 、
λ2 、λ3 の各ビームが同一の発散角で（この場合は正
しくコリメートされて）対物レンズ１に入射しており、
かかる各ビーム６〜８は対物レンズによって相異なるス
ポット３〜５に収束される。

【００１８】先に説明したように例えばλ1 のビームで
フォーカスサーボを行うと、媒体記録層上でデフォーカ
スされ、記録密度が低下する。

【００１９】これに対して（ｂ）では波長λ1 、λ2 、
λ3 の各ビーム６〜８が光源から対物レンズ１へ入射す
る過程において、その発散角が調整されて各波長に対し
レーザースポット９が一致するようになされている。し
たがって例えば波長λ1 のビームでフォーカスサーボを
行えば波長λ2 、波長λ3 のビームについても記録層上
に正しくフォーカスされ、（ａ）の例のようなデフォー
カスは起こらず、記録密度の低下も防止できることにな
る。

【００２０】もちろん図１のように３波長に限らず、も
っとたくさんの波長を光源とした場合でも同じである。

【００２１】次に本発明記録再生装置の光学系を図２の
ブロック図に沿って説明する。

【００２２】同図において１０はフォトクロミック記録
媒体、１は前記対物レンズ、１２、１３は第１、第２ダ
イクロイックミラー、１４〜１６は第１〜第３λ／４
板、１７〜１９は第１〜第３偏光ビームスプリッター、
２０〜２２はコリメーターレンズ、２５、２６は光ファ
イバー入射部、２３、２４は光ファイバー出射部、２
７、２８は光ファイバー、２９、３０はＡＯ変調器、３
１、３２はＮＤフィルター、３３〜３５はそれぞれ第１
〜第３レーザー光源、３６はフォーカスサーボ用光学
系、３７はフォーカスサーボ用駆動回路である。

【００２３】斯かる構成において、フォーカスサーボ用
の光源すなわち第３光源３５としては波長λ＝７８０ｎ
ｍの光を放射する半導体レーザーを用いた。この半導体
レーザー３５からの放射光はコリメートレンズ２２によ
って平行光へとコリメートされ、第３偏光ビームスプリ
ッター１９をＰ波で透過し、第３λ／４板１６により円
偏光へと変換され、ダイクロイックミラー１２を透過し
て、対物レンズ１により波長多重記録用フォトクロミッ
ク媒体１０へと集光される。

【００２４】ここでダイクロイックミラー１２はλ＝７
８０ｎｍ光を透過し、それ以外の波長の光を反射する性
質を有している。

【００２５】前記フォトクロミック媒体１０からの反射
光は再びダイクロイックミラー１２、λ／４板、偏光ビ
ームスプリッター１９へともどり、該偏光ビームスプリ
ッター１９で反射されてフォーカスサーボ用光学系３６
へと入射し、フォーカスエラー信号が得られる。

【００２６】前記フォーカスエラー信号を得るための光
学系としては例えば非点収差法等公知の種々の方法が使
用可能である。

【００２７】次に斯かるフォーカスエラー信号を用いて
フォーカスサーボ用駆動回路３７により対物レンズ１を
駆動することでフォーカスサーボが実行される。したが
ってλ＝７８０ｎｍ光に関しては媒体１０の記録層上に
正しくフォーカスされて回折限界レベルのレーザースポ
ットを形成することになる。

【００２８】次に記録再生用として本実施例ではλ＝６
３３ｎｍのレーザー光を放射できるＨｅ−Ｎｅレーザー
３３及びλ＝５１４．５ｎｍのレーザー光を放射できる
Ａｒレーザー３４を光源として用いた。

【００２９】前記Ｈｅ−Ｎｅレーザー３３からの放射光
はＮＤフィルター３１によりパワー調整され、ＡＯ変調
器６６によって記録時には周波数ｆ１で強度変調され、
再生時にはＣＷで通過し、光ファイバー入射部２５によ
って偏波面保存ファイバー２７へと入射する。光ファイ
バー出射部２４から出射したビームは発散光となってい
るのでコリメータレンズ２１によって平行光またはわず
かに発散または収束する準平行光へと変換される。この
時の発散角の調整は図３の（ａ）〜（ｃ）で示されるよ
うに光ファイバー出射部２４とコリメータレンズ２１と
の間の距離を調整することで実行できる。

【００３０】上記図３に於て、（ａ）はちょうどコリメ
ータレンズ２１から出射するビームが平行となる距離だ
け光ファイバー出射部２４から離れている場合を示して
おり図の一点鎖線はこの時の前記レンズ２１の中心線を
示している。

【００３１】そして（ｂ）は前記レンズ２１を図の矢印
３８方向に移動させ、出射部２４から離した場合には、
レンズ２１から出る光は発散角の小さいいくぶん収束す
るビームとなる。また逆に前記レンズ２１を図の矢印３
９の方向に移動させ、出射部２４に近づけた場合には、
レンズ２１から出る光は発散角の大きい発散したビーム
となる。

【００３２】このようにして発散角の調整されたビーム
は、偏光ビームスプリッター１８に対してＳ波で入射し
て反射され、λ／４板１５で円偏光へと変換され、ダイ
クロイックミラー１３及びダイクロイックミラー１２で
反射されて、対物レンズ１によりフォトクロミック媒体
１０上へ集光される。ここで前記ダイクロイックミラー
１３はλ＝６３３ｎｍ光を反射しλ＝５１４．５ｎｍ光
を透過する性質を有するものを用いる。

【００３３】一方再生時には媒体１０からの反射光強度
の変化をフォトディテクター４１により検出するように
なっている。

【００３４】Ａｒレーザー３４についてもその放射光は
偏光ビームスプリッター１７に対しＰ波で透過する点、
ダイクロイックミラー１３を透過する点、およびフォト
ディテクター４０によって再生光の検出がなされる点が
異なっているもののその他の点についてはＨｅ−Ｎｅレ
ーザー３３の場合と略同様である。

【００３５】次に上記光学系に用いる波長多重用光記録
媒体について説明する。

【００３６】本実施例に使用するフォトクロミック材料
としては図４及び図５に分子構造及び吸収スペクトル変
化を示したジアリールエテン系材料が適している。

【００３７】図４の材料は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（以下非対称インドール・
チオフェン型と略す）であり実線で示された吸収スペク
トルを有する状態にλ＝４００〜４９０ｎｍの光を照射
すると破線で示された吸収スペクトルを有する状態へと
変化し、λ＝５５０〜７００ｎｍの光を照射すると実線
で示された状態へと復帰する特性を有する。

【００３８】したがって例えば前もって破線で示された
状態に初期化しておいた上でλ＝６３３ｎｍのＨｅ−Ｎ
ｅレーザー３３を強いパワ−で照射することで記録で
き、再生は同じλ＝６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザー３
３を低パワーで媒体１０へ照射してその反射率の変化を
検出することで実現できる。

【００３９】また図５の材料は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（以下対称ベンゾチオフェン型と略す）であり、実線
で示された吸収スペクトルを有する状態にλ＝４００〜
４６０ｎｍの光を照射すると破線で示された吸収スペク
トルを有する状態へと変化し、λ＝５００〜６００ｎｍ
の光を照射すると実線で示された状態へと復帰する特性
を有する。

【００４０】したがって例えば前もって破線で示された
状態にしておいた上でλ＝５１４．５ｎｍのＡｒレーザ
ー３４を強パワーで照射することで記録でき、やはりλ
＝５１４．５ｎｍのＡｒレーザー３４を低パワーで媒体
１０に照射してその反射率変化を検出することで再生が
可能である。

【００４１】このような特性を利用して、非対称インド
ール・チオフェン型材料と対称ベンゾチオフェン型材料
とを混合したものを用いれば多重記録用の媒体として用
いることが可能であることは明らかである。

【００４２】具体的には図６にその構造を示すように前
記各型のフォトクロミック材料をポリビニルブチラール
樹脂に対し９ｗｔ％で混合し、アノンに溶解して熱さ
１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍのガラスディスク基板４２
にスピンコート法により厚さ１μｍの記録層４３を形成
し、さらにその上から真空蒸着法によりＡｇ反射膜４４
を形成することで作成した。

【００４３】記録再生時には前述のようにして作成され
たフォトクロミック媒体１０（光ディスク）にまず初期
化のためにキセノンランプ放射光（図示せず）からフィ
ルターを用いてλ＝４００〜４５０ｎｍの光を取り出し
て全面照射し、次に記録する場合は前記Ｈｅ−Ｎｅレー
ザー３３及びＡｒレーザー３４共に１０ｍＷとし、一方
再生時には共に０．５ｍＷとして、記録再生を行った。
またこの時の相対速度は１．４ｍ／ｓとし記録周波数を
種々に変化させ再生出力レベルの周波数依存性を調べ
た。

【００４４】図７は比較のために光源３３、３４、３５
とも対物レンズに入射するビームを平行になるように完
全にコリメートさせた状態で再生出力のレベルを測定し
た結果を示したものである。

【００４５】同図において、周波数の出力レベルに対し
３ｄＢだけ出力が低下した時の周波数をもって記録密度
を定義する（周波数が大きいほど記録密度は高い）こと
にすると、Ｈｅ−Ｎｅレーザー３３では５００ｋＨｚ、
Ａｒレーザー３４では４７０ｋＨｚという値が得られ
る。

【００４６】次に前記図１で説明した方法を用いてコリ
メータレンズ２０、２１の対物レンズ１との距離の調整
を行い、各レーザー３３、３４の発散角を調整すること
により対物レンズ１から出たビームの収束スポット位置
を一致させた上で図７と同じ測定を行った。その結果を
図８に示す。

【００４７】同図から明らかなようにＨｅ−Ｎｅレーザ
ー３３では７８０ｋＨｚ、Ａｒレーザー３４では８２０
ｋＨｚと前記図７の結果より高い記録密度が得られた。

【００４８】なお、本実施例では記録再生用の光源とし
てＨｅ−Ｎｅや、Ａｒ等のガスレーザを用いたが、もち
ろん短波長のレーザー出力を発する半導体レーザーやＳ
ＨＧ素子を用いた光源を使った場合にも本実施例を適用
可能である。

【００４９】更に本実施例においてはフォーカスサーボ
用光源は記録再生用には用いなかったが、当該光源を用
いて記録再生を行う場合にも利用できることは言うまで
もない。

【００５０】しかも本実施例は波長多重記録に限らず、
複数の波長の光を単一の対物レンズにより媒体上に集光
するような装置であれば適用可能であることは明らかで
ある。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、光記録媒体の媒体構造
を複雑にすることなく低コストで所望の媒体を作成する
ことができ、また第１のレンズと第２のレンズの取り付
け位置を調整することにより、異なる波長の光に対して
収束スポット位置を簡単且つ精度良く一致させ、波長多
重記録のような複数の光を用いた記録再生を良好に行う
ことができ、高密度記録を達成することが可能な光記録
再生装置を提供できる効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の原理を説明する光学系
の図である。

【図２】本発明の光記録媒体の記録再生装置の一実施例
を示す光学系のブロック図である。

【図３】上記図２のコリメートレンズの発散角調整機能
を説明する図である。

【図４】フォトクロミック材料のひとつの実施例の分子
構造式並びに吸光度特性を示す図である。

【図５】フォトクロミック材料の他の実施例の分子構造
式並びに吸光度特性を示す図である。

【図６】媒体の構造を示す断面図である。

【図７】発散角の調整を行わず対物レンズに入射するビ
ームを平行にした時の再生光出力のレベル測定結果を示
す図である。

【図８】発散角を調整して対物レンズを出た光が同じ位
置に焦点を結ぶようにした時の再生出力のレベル測定結
果を示す図である。

【符号の説明】

１ 対物レンズ １０ 媒体 ２０ コリメータレンズ ２１ コリメータレンズ ３３ Ｈｅ−Ｎｅレーザー ３４ Ａｒレーザー ３５ 半導体レーザー ３６ フォーカスサーボ用光学系

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の波長の記録再生用の光を出射する
   第１の光出射部と、前記第１の波長と異なる第２の波長
   の記録再生用の光を出射する第２の光出射部と、前記第
   １の光出射部の後段から第１の距離を離して配置され、
   前記第１の光出射部からの出射光の発散角を変化させる
   第１のレンズと、前記第２の光出射部の後段から第２の
   距離を離して配置され、前記第２の光出射部からの出射
   光の発散角を変化させる第２のレンズと、前記第１およ
   び第２の各光出射部からの出射光によって記録再生され
   る光記録媒体と、前記第１および第２の光出射部からの
   出射光を前記媒体に向かう光路へと導く光学系と、前記
   媒体で反射された光をフォーカスエラー信号に変換する
   フォーカスエラー検出系と、前記フォーカスエラー信号
   に基づいて前記第１の光出射部の出射光と前記第２の光
   出射部の出射光が前記媒体の所望の位置に焦点を結ぶよ
   うに設けられた焦点調整が可能な対物レンズとから成
   り、前記第１の距離と前記第２の距離とを異ならせるこ
   とにより、前記第１の光出射部から前記対物レンズに至
   る出射光の発散角と前記第２の光出射部から前記対物レ
   ンズに至る出射光の発散角とを相異ならせ、前記第１の
   光出射部からの出射光の収束スポット位置と前記第２の
   光出射部からの出射光の収束スポット位置とを一致させ
   ることを特徴とする光記録媒体の記録再生装置。