JP3490750B2 - フォトンモード光記録媒体の記録方法 - 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フ
ォトンモード光記録媒体の記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年書き換え可能な光記録媒体としてフ
ォトンモード（光化学反応）を記録に利用するフォトク
ロミック光記録の研究が活発に行われている。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
より分子の構造が変化し、これ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
他の波長の光や熱を加えることで変化した分子構造が元
に戻るという性質を有している。従って、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
造変化によって行われ、再生はこれに伴う光学的特性変
化、特に吸光度の変化を検出することにより実行され
る。

【０００３】このようにフォトンモード光記録の大きな
特徴は、異なる吸収を有する複数の材料を混合または積
層して記録層を構成し、対応する複数個の相異なる波長
のレーザを照射することで波長多重記録が実現でき、従
来の光磁気ディスクや相変化型光ディスク等のヒートモ
ード光記録よりも高密度記録が可能となるところにあ
る。

【０００４】またフォトンモード光記録の他の特徴とし
て、記録に熱が関与しないため熱拡散の影響による記録
マーク形状の変動がないということが挙げられる。以
下、ヒートモード記録における熱拡散と記録マーク形状
の形、及び記録マーク形状を最適化するために従来行わ
れてきた対策等について説明し、フォトンモード光記録
における利用可能性について検討する。

【０００５】（i)ヒートモード記録において記録マーク
変動と記録条件との関係については「光ディスクの測定
・評価技術」久保高啓監修、日本工業技術センター発行
（１９８８）、１８１頁〜１８３頁に開示されているも
のがある。これには図１６に示されるように再生信号の
２次歪みを極小にする最適記録パワーの存在が示唆され
ている。そして記録パルスのデューティを５０％とし、
記録レーザパワーを変化させると図１７（ａ）〜（ｃ）
に示すように記録マークの大きさが変化し、最適記録パ
ワーにおいて記録マークの大きさが最適化され、再生デ
ューティが５０％に最も近くなることがわかる。これと
同様のことは光メモリシンポジウム’９０論文集７３頁
〜７４頁「相変化型光ディスクにおけるピットエッジ記
録の検討」にも開示されている。

【０００６】記録パワーが最適記録パワー（図１６の丸
付２）より大きく（図１６の丸付３）あるいは小さく
（図１６の丸付１）ても記録マークが熱により形成され
る限り、記録マークの大きさが図１７のように変化し
て、この結果再生デューティ比が５０％からずれる。こ
のことはデジタル情報の記録を行う場合のいわゆるアイ
パターンの劣化をもらたし、エラーレートの増大につな
がるのでは望ましくない。従って、ヒートモード記録で
は記録パワーを調整することにより再生デューティの改
善が行われる。

【０００７】ところでフォトンモード記録においては上
述したような熱による記録マークの拡大は当然存在しな
いからヒートモード記録におけるような最適記録パワー
は存在しないと思われるが、これまでのところこれを裏
付ける報告はなされていない。

【０００８】(ii)さてヒートモード媒体、特に相変化型
媒体では低速記録時に記録マークが図１８（ｂ）にて示
されるように涙粒形状に歪むという現象が知られてい
る。これは例えば記録パルスが図１８（ａ）のように一
定パワーで照射されると、マーク形成時の初端よりも終
端の方がエネルギーの蓄積による温度上昇が大きく、従
って、熱拡散が強く起こってマークが拡がるためであ
る。このことは再生時に波形歪みとなって現れ、やはり
エラーレートの増大等をもたらす原因となる。

【０００９】この問題点に関しては、例えば光メモリシ
ンポジウム’９０論文集７７頁〜７８頁「マルチパルス
記録方式による相変化光ディスクのＰＷＭ記録」に開示
されているように記録レーザパルスの後半部をマルチパ
ルス化し、熱の蓄積を防止するというような手法が用い
られる。図１９（ａ），（ｂ）はかかるマルチパルスの
記録パルスの波形と対応マーク形状を示す。フォトンモ
ード記録においては熱拡散の影響がないので当然このよ
うな記録マークの変形は起こらない。

【００１０】(iii) ヒートモード記録では光が熱に変換
されて記録が行われる。従って、媒体の熱的バックグラ
ウンドに依存してマーク形状（マークエッジ）が変動
し、再生波形に歪みが生じることが例えば光メモリシン
ポジウム’９２論文集６１頁〜６２頁「光磁気ディスク
のマーク長記録における再生信号処理方式の検討」で指
摘されている。ここで熱的バックグラウンドとは環境温
度や、高密度記録時に生じる隣接マークによる熱干渉を
示す。これに対しては同論文集において複雑な再生補償
回路を設けることで対応がなされている。

【００１１】さらに光メモリシンポジウム’９０論文集
２１頁〜２２頁「光ディスクの記録過程へのフィードバ
ック制御」ではかかるマーク形状（マークエッジ）変動
に対し記録パルスのエッジ位置と記録パワーをフィード
バック制御する方法にて対応がなされている。この論文
にはかかるエッジ変動は記録パルスの長さやパルス間隔
により変化するのでフィードバック調整は極めて複雑で
ある点が指摘されている。図２０に記録パルス補償前後
の信号の様子及び記録マークと再生パルス波形とを示
す。同図からパルス幅、パルス間隔に応じて補償の様子
（特にパルスエッジ位置）が異なることがわかる。

【００１２】ところでフォトンモード記録ではこのよう
な熱的バックグラウンド、特に隣接パルス間の熱干渉の
影響を受けないので当然上で述べたような記録パルスの
補償は不要であると考えられていた。従って、フォトン
モード記録に関するこのような記録パルスの補償はこれ
まで全くなされていなかった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、フォトン
モード記録に関する理論的・実験的研究を行った結果、
従来存在しないと思われていた再生波形の２次歪みが比
較的大きく存在すること、及びその原因がヒートモード
記録時のような熱拡散ではなく、低光学濃度媒体では記
録レーザスポットにおける光強度の拡がりであり、高光
学濃度媒体では照射光量に対する反射率の非線形的変化
であることを見出した。フォトンモード記録で発生する
この波形歪みは、原因がヒートモードの場合と全く異な
っているため、従来のように記録パワーの最適化で低減
することができないという問題点があった。

【００１４】そこで、本発明はこのようなフォトンモー
ド記録特有の原因で生じる波形歪みを簡単な方法で低減
することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の記録方法では、
フォトンモード光記録媒体の反射率が約０．３以上であ
る低光学濃度の場合と、フォトンモード光記録媒体の反
射率が約０．３以下である高光学濃度の場合とで、異な
る記録方法を採用しており、前者の場合には信号パルス
のパルス幅が時間幅τだけ短くなるように補償信号パル
スを作成し、この補償信号パルスによって光源を駆動し
ている。また後者の場合には、時間幅τだけ信号パルス
のパルス幅を長くして補償信号パルスを作成し、この補
償信号パルスによって光源を駆動している。

【００１６】すなわち、本発明の記録方法に従う第１の
局面は、反射率が約０．３以上であるフォトンモード光
記録媒体に対し、信号パルスにより光源を駆動して記録
用ビームを集光して照射し情報を記録する方法であり、
該信号パルスのパルス幅を、光源のスポット径をφ（ｃ
ｍ）、光記録媒体の光源に対する相対速度をｖ（ｃｍ／
ｓｅｃ）するとき、

【００１７】

【数４】

【００１８】によって定義される一律の時間幅τ（ｓｅ
ｃ）だけ短くして補償信号パルスを作成し、この補償信
号パルスによって前記光源を駆動することを特徴として
いる。この場合において、上記時間幅τは、

【００１９】

【数５】

【００２０】を満足することが望ましい。また、本発明
の記録方法の第２の局面は、反射率が約０．３以下であ
るフォトンモード光記録媒体に対し、信号パルスにより
光源を駆動して記録用ビームを集光して照射し情報を記
録する方法であり、該信号パルスのパルス幅を、０以上
の時間幅τだけ長くして補償信号パルスを作成し、この
補償信号パルスによって光源を駆動することを特徴とし
ている。この場合において、上記時間幅τは、光源のス
ポット径をφ（ｃｍ）、光記録媒体の光源に対する相対
速度をｖ（ｃｍ／ｓｅｃ）するとき、

【００２１】

【数６】

【００２２】を満足することが好ましい。

【００２３】

【作用】反射率が約０．３以上である光学濃度が低いフ
ォトンモード光記録媒体においては、記録レーザスポッ
トにおける光強度の拡がりにより、記録マークエッジが
時間軸上で前後に拡がる。本発明では、このような記録
マークエッジの拡がりを補償するため、時間幅τだけ信
号パルスのパルス幅を短くしており、これによってフォ
トンモード記録で発生する再生波形の歪みを低減するこ
とができる。

【００２４】また反射率が０．３以下である光学濃度が
高いフォトンモード光記録媒体においては、照射光量に
対する反射率の非線形的変化により記録マークエッジが
時間軸上で前後に狭くなる。本発明では、信号パルスの
パルス幅を時間幅τだけ長くし、これによりフォトンモ
ードで発生する特有の再生波形歪みを低減している。

【００２５】

【実施例】以下、本発明のフォトンモード光記録媒体の
記録方法及び記録装置の実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。

【００２６】低光学濃度媒体に対する本発明の適用 まず、反射率が約０．３以上であるフォトンモード光記
録媒体、すなわち光学濃度の低いフォトンモード光記録
媒体の記録方法及び記録装置について説明する。

【００２７】低光学濃度の場合、フォトンモードにおけ
る２次歪みは記録スポットの拡がりによって生じる。例
えば図１（ａ）に示すようにデューティ５０％の記録パ
ルスで記録を行うと同図（ｂ）で示すようなスポットの
拡がりによって同図（ｃ）で示すように記録パルスがＯ
ＦＦの部分に対応する媒体上のエリアにも光が照射さ
れ、フォトンモードによってフォトクロミック分子が反
応し、記録マークエッジが時間軸上で前後に拡がる。こ
の拡がりが再生波形歪みの原因となる。そしてこのマー
クエッジの変動の大きさは明らかに前端部及び後端部で
スポット径φの１／２程度またはそれ以下であり、しか
もその大きさはフォトンモードであるが故にマーク長、
すなわち記録パルス幅によらず一定である。

【００２８】次に（ｄ）で示すようにパルス幅を一律τ
だけ短くするという補償を行うと、マークエッジ変動が
同様に発生する結果、（ｅ）に示すように再生波として
に２次歪みの小さい良好なものを得ることができる。ま
たこの時間τは以下の理由により明らかなように０より
大きくかつφ／ｖ程度以下である（ただしφはスポット
径、ｖは媒体のレーザスポットに対する相対速度であ
る）必要がある。

【００２９】まず、τが０のときは記録補償を行わない
ということであるから上記の構成により効果は存在しな
い。次にτがφ／ｖより大きいときは記録マークの長さ
はスポットの拡がり分を加えたとしても本来望ましいマ
ーク長よりも短くなってしまう。さらに後述する理由に
よってτを（０．２〜０．４）×φ／ｖとすれば２次歪
みが最も小さい良好な波形を得ることが可能となる。

【００３０】記録用光源としてのレーザのスポットのパ
ワー分布が例えば図２（ａ）（縦軸にパワー密度Ｆ
（ｘ，ｙ）、横軸にｘ，ｙを取る）に示すようにガウス
型分布を有するものとする。通常このような過程は光デ
ィスク記録において良い近似を与えることが知られてい
る。

【００３１】ここでスポット中心のレーザパワー密度を
Ｆ₀ とすると、スポット中心を原点とする座標系におい
てレーザパワー分布Ｆ（ｘ，ｙ）は数７で表される。

【００３２】

【数７】

【００３３】ただし、ａはスポットの大きさに対応する
長さの次元を有するパラメータであり、レーザパワー密
度が中心部のｅ^-2倍となる条件でスポット径φを定義す
ると

【００３４】

【数８】

【００３５】の関係を有する。また全記録パワーＰ_rec
（Ｗ）は、

【００３６】

【数９】

【００３７】の関係を有する。このようにして定義され
たレーザを用いてフォトクロミック材料分子を初期濃度
Ｃ₀ （ｍｏｌ／ｌ）で含む光記録媒体に照射し、フォト
ンモード反応で消色反応（すなわち、フォトクロミック
分子濃度を低下させ、言い換えれば反射率を向上させる
こと）により記録を行うことを考える。フォトクロミッ
ク媒体とレーザスポットの相対速度をｖ（ｃｍ／ｓ）、
フォトクロミック材料の分子吸光係数をε、反応の量子
収率をκ、記録光波長をλ（ｍ）、定数α＝１．９×１
０⁴ （Ｊｍ／ｍｏｌ）とすると、記録後のフォトクロミ
ック分子濃度分布Ｃ（Ｘ，Ｙ）は、

【００３８】

【数１０】

【００３９】で表される。ただしｔ₁ はレーザがＯＮと
なった時刻、ｔ₂ はＯＦＦとなった時刻であり、Ｘ，Ｙ
は媒体上に固定された座標系で記録トラック方向をＸ
軸、トラック幅方向をＹ軸とし、Ｙ＝ｙである。

【００４０】上記数式及び条件から記録マークのトラッ
ク幅方向におけるフォトクロミック分子濃度を計算によ
って求めることができる。図２（ｂ）〜（ｄ）は記録パ
ワーＰ_rec を３種に変化させたときの様子をそれぞれ示
している。ただし、図２ではＰ_rec の代わりにβＰ_rec
を変化させており、

【００４１】

【数１１】

【００４２】である。図２（ａ）のレーザスポットパワ
ー分布とこれら（ｂ）〜（ｄ）の濃度分布と対比させれ
ばわかるようにスポット中心部だけでなく、周辺のレー
ザパワー密度が低いところでもフォトンモード反応が進
みフォトクロミック分子濃度が変化している。

【００４３】ところで媒体の反射率Ｒ（Ｘ，Ｙ）の記録
層の厚み寸法を１（ｃｍ）、反射層の反射率を１とする
と、

【００４４】

【数１２】

【００４５】で与えられ、媒体からの反射光パワーは、

【００４６】

【数１３】

【００４７】となる。ここでＦ_rep は再生レーザパワー
密度で、記録レーザと同様の形で次のように定義され
る。

【００４８】

【数１４】

【００４９】上記各数式から記録パワーＰ_rec と再生信
号レベルとの関係を計算により導くと図３のような特性
曲線が描かれる。すなわち、フォトンモード記録におい
ては出力が完全に緩和（図３中の０ｄＢに相当）するに
は原理的に無限大の記録パワーが必要となり、実際には
飽和レベルが−３ｄＢ以下になるようにＰ_rec を設定す
ることが効率的であることがわかる。この条件は同図の
特性曲線からβＰ_rec≦２ということになる。これはβ
Ｐ_rec ≦２ではＰ_rec の増大とともに急激に再生信号レ
ベルは向上するが、βＰ_rec ＞２ではＰ_rec を大幅に増
大しても再生信号レベルの向上はごく僅かであるいう理
由による。

【００５０】さて記録ビームスポットを媒体上に走査し
ながらデューティ比５０％で強度変調して記録した時の
Ｃ（Ｘ，Ｙ）を考える。前記数１０を一般化すると、

【００５１】

【数１５】

【００５２】となる。ただし２ｔ₀ がパルス幅を表す。
この数１５を用いてトラック中心Ｙ＝０におけるＣ
（Ｘ，Ｙ）をβＰ_rec をパラメータとして求めると図４
（ａ）〜（ｄ）の特性図が得られる。ただし記録波長＝
２×スポット径となるように相対速度ｖとパルス幅が設
定してあるものとする。しかも同図において縦軸はＣ
（Ｘ，Ｙ）を表し、横軸は媒体上のトラック方向の座標
でａで規格化した値を表している。同図を見るとデュー
ティ比５０％で記録を行うとβＰ_rec ＝２の程度では２
次歪みが大きく出ること、そしてこの２次歪みはＰ_rec
を小さくすると相対的に小さくなる反面、再生信号レベ
ルも大幅に低下するという不都合が生じることがわか
る。これからデューティ比５０％で記録を行う限り、ヒ
ートモードのときのように記録パワー調整で２次歪みを
小さくできないということになる。

【００５３】そこで、本発明のポイントである記録パル
スをτだけ短くする場合を考える。これは周波数一定の
場合はデューティを５０％より小さくすることに対応
し、前記数１５は次のように修正された形となる。

【００５４】

【数１６】

【００５５】次に、トラック中心Ｙ＝０におけるＣ
（Ｘ，Ｙ）をＱ（すなわち、τ）をパラメータとし、β
Ｐ_rec ＝２で一定として求めてプロットしたものが図５
（ａ）〜（ｄ）である。ここで記録波長＝２×スポット
径であり，横軸をａで規格化している。そして各Ｃ
（Ｘ，Ｙ）分布の上部に示した大小幅の異なる水平矢印
は記録パルスの時間幅に対応する長さを示し、縦軸に平
行して示した点線の間隔は記録波長の半分に対応してい
る。これらの図を見ると、（ａ）のＱ＝１、すなわちデ
ューティ５０％（τ＝０）のときは明らかに波形歪みが
生じ、（ｂ）のＱ＝０．８または（ｃ）のＱ＝０．６で
歪みは改善されるが（ｄ）のＱ＝０．４になると再び波
形歪みが大きくなることがわかる。従って、最も好まし
い条件としてはＱ＝０．６〜０．８程度ということにな
る。

【００５６】またＱと時間幅τとの関係はこの場合スポ
ット径がφ＝２ｔ₀ ｖだからτ＝２（１−Ｑ）ｔ_o の関
係式を用いて、

【００５７】

【数１７】

【００５８】という形で求められる。従って、Ｑ＝０．
６〜０．８はτ＝（０．２〜０．４）×φ／ｖという条
件になる。上記の場合は記録波長＝２×スポット径とい
う条件でτの値の範囲を求めたものであるが、このよう
な波形歪みはレーザスポットの拡がりによってもたらさ
れ、原因となる記録マークエッジシフト量は記録波長
（＝相対速度／記録周波数）に存在しないことを考慮す
れば、明らかに記録パルス補償としてパルス長、パルス
間隔によらず、一律の時間幅τだけ短くすれば良いとい
うことがわかる。

【００５９】次にこのようなフォトクロミック材料を用
いた波形歪み低減の検証結果について説明する。フォト
クロミック材料としては図６で分子構造と吸収スペクト
ルが示されたジアリールエテン誘導体を用いた。これは
他にもスピロピラン等のフォトクロミック材料が知られ
ているが、これらは記録時に熱による反応の割合が大き
く本発明の効果を確認することが難しいからである。こ
れに対しジアリールエテン誘導体は熱による反応を含ま
ず記録がフォトンモードだけで起こるので本発明の効果
を確認するのに好適である。

【００６０】ジアリールエテン誘導体は青色光を照射す
ると図６の破線の状態から実線で示される吸収スペクト
ルへと変化し、波長５５０〜７００ｎｍの光によって再
び破線状態へと変化する。従って、あらかじめ実線状態
にした上で例えば波長λ＝６３３ｎｍのＨｅＮｅレーザ
を高パワーで照射することで記録が行え、同レーザを低
パワーで照射して反射率変化を検出することで再生が実
行できる。

【００６１】さて検証にはこの材料を用いたフォトンモ
ード光記録媒体を次のようにして作成した。すなわち、
前記材料をポリスチレン樹脂と混合し、シクロヘキサノ
ンに溶解して厚み寸法が１．２ｍｍのガラスディスク基
板上にスピンコートし、乾燥して膜厚０．３μｍの記録
層を形成した。次にこの上からＡｇを真空蒸着して反射
層とした。従って記録・再生用のレーザはガラス基板を
透過して記録層へと照射されることになる。

【００６２】かかるフォトンモード記録媒体を相対速度
１２０ｃｍ／ｓｅｃとなるように回転させ、記録パワー
を変化させて一定周波数９０ｋＨｚの信号を記録・再生
し、信号レベル（Ｃ）の２次歪みレベル（Ｃ₂ ）とを測
定した。なお再生パワーは６μＷの一定値とした。

【００６３】まずτ＝０μＳ（デューティ５０％）、す
なわち記録パルスの補償をしない場合の結果を図７に示
す。この図においてＣレベルは再生出力の大きさをｄＢ
ｍでそのまま示し、Ｃ₂ レベルはＣレベルとの比Ｃ₂ ／
ＣをｄＢで示している。また記録パワーＰ_rec ＝２．６
ｍＷが前記図３で説明したβＰ_rec ＝２（飽和レベル−
３ｄＢ）に略対応している。そして前記図４で理論的に
予想されたように記録パワーを低くしていくに従ってＣ
₂ ／Ｃは単調に低下するがＣレベル自身の低下が著し
く、低記録パワー化による２次歪みの低減はＣ／Ｎの低
下をもたらす理由により好ましくないことが立証され
た。

【００６４】次にτ＝０．２μｓ、０．４μｓ、０．６
μｓと変化させてそれぞれを同様に測定した場合の結果
を図８〜１０に示す。特に図７と図８とを比較するとＣ
レベルとして比較的高い値が得られるＰ_rec ＝２．６ｍ
Ｗにおいてτ＝０μｓから０．２μｓへとわずかに小さ
くするだけでＣ₂ ／Ｃは−２２ｄＢから−３１ｄＢへ９
ｄＢも改善されていることがわかる。またこの改善効果
はＰ_rec の広い範囲で得られていることもこの比較によ
り明らかである。この事実からも一律時間幅τを０＜τ
とすることの効果が確認できる。

【００６５】またτ＝０．４μｓに対する結果を図９よ
り考察すると、Ｐ_rec ＝２．６ｍＷに対し、−４３ｄＢ
と最も２次歪みの低減効果が高いということがわかる。
このときは別途測定されたレーザスポット径φ＝１．６
×１０^-4（ｃｍ）と相対速度ｖ＝１２０ｃｍ／ｓからτ
＝０．３×φ／ｖという関係が得られるが、これは先に
述べたように理論的に予想された最も効果が高いとされ
るτ＝（０．２〜０．４）×φ／ｖに含まれている。

【００６６】さらに、τ＝０．６μｓに対しても、Ｐ
_rec ＝２．６ｍＷで−２８ｄＢとＣ₂／Ｃがτ＝０μｓ
よりも６ｄＢ改善されているのが図１０から明らかであ
る。次に種々のパルス幅、パルス間隔によって２次歪み
を低減する時間幅τが変化するかどうかを調べるため、
ｖ＝１２０ｃｍ／ｓ、Ｐ_rec ＝２．６ｍＷと一定にし、
記録周波数を変化させてＣ₂ ／Ｃのτ依存性を調べた。
その結果を図１１に示す。同図を見れば明らかなように
記録周波数を２００、９０、４０ｋＨｚと変化させても
τ＝０．４μｓで２次歪みは極小値（−４０ｄＢ以下）
になることが示されている。従って、実際に媒体への情
報記録を行う時のように種々のパルス幅が記録信号に含
まれている場合であっても、一律にτだけ記録信号パル
スを短くすれば効果が生まれることがわかる。

【００６７】一方フォトンモード記録装置について以下
に説明する。図１２は当該装置の基本構成を示し、記録
用光源３と、記録用光源３から放射された光をフォトン
モード記録媒体１へと集光するレンズ系２と、前記光源
３からの放射光強度を補償後の記録信号に応じて強度変
調を行う光源駆動回路系４と、記録チャンネルビットに
対応した信号パルス（補償前の記録信号）に対し、記録
パルス幅を、パルス幅、パルス間隔によらず一律一定の
時間τだけ短くなるように補償された記録信号を発生す
る記録補償回路系５とにより構成されている。

【００６８】図１３は、前記記録補償回路系５の具体的
な構成例を示したものであり、単一のモノマルチバイブ
レータ（ＨＣ１２３）と、単一のフリップフロップ（Ｈ
Ｃ７４）とからなる極めて簡単な構成でできる。

【００６９】また図１４（ａ）〜（ｃ）は補償前の信号
パルス（ａ）と補償後の信号パルス（ｃ）との波形を比
較したものであり、モノマルチバイブレータ（ＨＣ１２
３）に付随するコンデンサＣ１、抵抗Ｒ１の値を調整す
ることによって時間幅τを記録信号パルス幅、パルス間
隔によらず一律になるように設定することができる。

【００７０】図１５は、ＥＦＭ信号を用いた記録信号に
対して本発明を適用した時のタイミング図を示してい
る。ＥＦＭ信号は周知のように１６ビットのデータビッ
ト（ａ）を８ビットに分解し、この８ビットの信号
（ｂ）を変換テーブルによって１４ビット＋３マージン
ビット＝１７ビットのチャンネルビット（ｃ）へと割当
て、対応する補償前の記録信号（ｄ）はチャンネルが１
の位置で反転するようになっている。この信号（ｄ）に
対しての上記実施例で説明したような方法により記録信
号補償を行うことにより、記録パルス幅、パルス間隔に
よらず一律に時間幅τだけ短くなった記録信号（ｅ）を
得ることができる。この記録信号（ｅ）により光源３を
駆動し、フォトンモード媒体への記録を実行することに
なる。もちろんこのようなＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ
Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号の場合
のみではなく他の光ディスク記録に用いられているデジ
タル変調方式、例えば（２，７）変調、ＭＦＭ（Ｍｏｄ
ｉｆｉｅｄ ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ）、Ｍｉｌｌｅｒ² （Ｍｉｌｌｅｒ ｓｑｕａｒｅ）
等（詳細はラジオ技術社、平成２年４月１０日第３版発
行「光ディスク技術」尾上守夫他著１８２頁〜３３５頁
を参照）へも本発明は容易に適用可能である。

【００７１】高光学濃度媒体に対する本発明の適用 次に、反射率が約０．３以下である、すなわち光学濃度
が高いフォトンモード光記録媒体に対する本発明の記録
方法及び記録装置について説明する。

【００７２】図２１は、上述の反射率が約０．３以上で
ある、すなわち光学濃度が低いフォトンモード光記録媒
体に対し、デューティ５０％の記録パルスにより走査し
た場合の媒体の反射率を示す図である。上述のように、
低光学濃度の場合には、ビームスポットの周辺での拡が
りの影響により、記録マークのエッジが拡がり２次歪み
を発生している。

【００７３】図２２は、反射率が約０．３以下である、
すなわち高光学濃度のフォトンモード光記録媒体に対
し、デューティ５０％の記録パルスで走査した場合の媒
体の反射率を示す図である。図２２（ｂ´）に示される
ように、媒体上の記録マークの中心Ｂ部分の照射光量が
高くなり、パルスのＯＮ及びＯＦＦに相当するＡ部分及
びＣ部分では照射光量がＢ部分の約半分程度になってい
る。これは、図２３に示すように、反射率が照射光量に
対し非線形的に変化することが原因していると考えられ
る。すなわち、図２３に示されるように、照射光量が１
の近傍であれば、反射率変化量は５％程度であるのに対
し、照射光量が２になれば照射率変化量は３０％以上に
急激に高くなる。また、記録マークのエッジ部であるＡ
部分及びＣ部分においては照射光量は低く、記録マーク
の中心部であるＢ部分では照射光量が高くなる。従っ
て、このようなことから媒体の反射率は図２２（ｃ）に
示すような分布となり、記録マーク部が狭くなるものと
思われる。従って、反射率が約０．３以下の高光学濃度
の場合には、反射率が約０．３以上の低光学濃度と逆
に、記録マークエッジが時間軸上で前後に狭くなること
となる。

【００７４】以上のようなことから、高光学濃度の場合
は、信号パルスのパルス幅を０以上の時間幅τだけ長く
した補償信号パルスを作成し、この補償信号パルスによ
って記録光を制御することにより拡がった照射光量分布
を得ることができ、その結果２次歪みのない記録マーク
を形成させることができる。

【００７５】図２４は、高光学濃度の場合のこのような
記録方法を示す図である。図２４（ａ）で示されるよう
な信号パルスに対し、同図（ａ´）で示されるようなト
ラック方向座標の前後にτ／２の時間幅だけ長くしたよ
うな補償信号パルスを作成すると、同図（ｂ）に示すよ
うにトラック方向に拡がった照射光量分布が得られ、こ
の結果、同図（ｃ）示すような反射率が得られ、２次歪
みのない記録マークを形成することができる。

【００７６】次に、フォトンモード光記録媒体の光学記
録材料として代表的なフォトクロミック材料である次式
に示すような構造式を有するジアリールエテン誘導体を
用いて行った実験結果について述べる。

【００７７】

【化１】

【００７８】上記ジアリールエテン誘導体は、インドー
ル環に長鎖アルキル基が付加しており、これによって低
ノイズ化が図られたものである。この材料をポリスチレ
ン樹脂に対し、濃度を変えて混合し、シクロヘキサン溶
媒でガラスディスク基板上にスピンコートし、さらにそ
の上に銀反射膜を形成して光学記録媒体を作成した。媒
体としては、上記材料を比較的少量配合して低光学濃度
とした媒体と、上記材料を比較的多量に配合し高光学濃
度とした媒体の２種類を作成した。

【００７９】以上にして得られた媒体の分光反射率特性
を図２５に示す。これらの媒体に対し、λ＝６３３ｎｍ
の波長を有するＨｅＮｅレーザー光を用いて記録・再生
を行った。図２５に示されるように、波長λ＝６３３ｎ
ｍに対し、低光学濃度の媒体は６０％、高光学濃度の媒
体は１５％の反射率を有していることがわかる。

【００８０】これらの２つの媒体に対して、相対速度
１．５ｍ／ｓｅｃ、記録パワー１．７ｍＷの条件で、１
００ｋＨｚの信号を時間幅τだけそのパルス幅を短くま
たは長くして変化させて記録・再生し、それぞれの場合
の２次歪みの大きさを測定した。測定結果を図２６に示
す。

【００８１】図２６に示されるように、低光学濃度の媒
体（反射率Ｒ＝０．６）においては、記録パルスを０．
５μｓｅｃ短く補正した場合に２次歪みが最も小さくな
ることがわかる。また、高光学濃度の媒体（反射率Ｒ＝
０．１５）では、逆に０．２μｓｅｃ長く補正した場合
に２次歪みが最も小さくなることがわかる。

【００８２】さらに、上記と同様にして種々の光学濃度
の媒体を作成し、２次歪みが極小値となる記録パルス補
正量τを測定したところ、τ＞０、すなわちパルス幅を
長くする補正が必要となるのは、初期反射率が０．３以
下であることがわかった。さらに、τ＝０となる場合、
すなわち記録パルス信号の補正が必要でない場合も存在
しており、これは記録パワー等の記録条件に依存する
が、反射率が０．２〜０．３の範囲内であるときに、補
正が必要でない場合が存在することがわかった。

【００８３】なお、高光学濃度の記録媒体において信号
パルスのパルス幅を時間幅τだけ長くする場合の記録装
置としては、基本的には図２に示すのと同様の装置を用
いることができ、記録補償回路５としては、例えば図２
７に示すような回路のものを用いることができる。図２
７に示す回路は、図１３に示す回路にインバータ（ＨＣ
０４）を加えたものである。従って、この場合にも極め
て簡単な構成で記録補償回路とすることができる。

【００８４】当然のことながら高光学濃度の媒体の場合
にも、その記録信号は特に限定されるものではなく、上
述のようなＥＦＭ信号のみならず他の光記録ディスク記
録に用いられているデジタル変調方式にも適用され得る
ものである。

【００８５】以上本発明を実施例に則して説明したが、
個々に記載した実施例以外にも種々本発明を適用でき
る。例えば、スピロピラン記録にヒートモードの割合が
高く本発明の対象から外れるということを説明したが、
フォトンモードの比率が高くなれば本発明を適用し得る
材料となる。また他のフォトクロミック材料（例えばフ
ルギドやアゾベンゼン等）もフォトンモード記録されて
いるならば本発明の対象とされるばかりではなく、ＰＨ
Ｂ（Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｈｏｌｅ Ｂｕｒｎ
ｉｎｇ）等にも本発明を適用することが可能となる。も
ちろん本発明は波長多重記録や偏光多重記録方式へも容
易に適用することが可能である。

【００８６】

【発明の効果】本発明に従えば、フォトンモード記録で
発生する特有の再生波形歪みを低減でき、その結果良好
な再生信号品質（例えば、デジタル記録なら低いエラー
レート）を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｅ）は低光学濃度媒体におけるフォ
トンモード記録特有の波形歪みの発生原因とこれを低減
するための本発明の原理を示す模式図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）はフォトンモード記録において
レーザスポットの拡がりによる反応でフォトクロミック
分子の分布を示す理論計算結果を示す図である。

【図３】フォトンモード記録における記録パワーと再生
信号レベルとの関係を示す理論計算結果を示す図であ
る。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は記録パワーを変化させてフォ
トンモード記録媒体にデューティ５０％で変調記録を行
った時のフォトクロミック分子濃度を示す理論計算結果
を示す図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は記録パルス補償により時間幅
τ（またはデューティ）を変化させて変調記録を行った
時のフォトクロミック分子濃度を示す理論計算結果を示
す図である。

【図６】検証実験で用いたフォトクロミック材料の分子
構造と吸収スペクトルを示す図である。

【図７】τ＝０μｓのときのＣレベルとＣ₂ ／Ｃレベル
との関係を示す図である。

【図８】τ＝０．２μｓのときのＣレベルとＣ₂ ／Ｃレ
ベルとの関係を示す図である。

【図９】τ＝０．４μｓのときのＣレベルとＣ₂ ／Ｃレ
ベルとの関係を示す図である。

【図１０】τ＝０．６μｓのときのＣレベルとＣ₂ ／Ｃ
レベルとの関係を示す図である。

【図１１】記録パルス幅によらずτ＝０．４μｓで２次
歪みが極小になることを示す実験結果を示す図である。

【図１２】本発明を実現するための装置の基本構成を示
す図である。

【図１３】低光学濃度媒体に対する記録補償回路系の構
成を示す図である。

【図１４】上記図１３の回部の入出力波形を示す図であ
る。

【図１５】本発明をＥＦＭ信号に適用した時の記録信号
パルスの変化を示す図である。

【図１６】ヒートモード記録特有の熱拡散による２次歪
みの発生と最適記録パワーの存在を示す図である。

【図１７】（ａ）〜（ｃ）は異なる記録パワーによる記
録マークの変化を示す図である。

【図１８】（ａ）、（ｂ）は従来の記録パルスに対する
記録マーク形状を示す図である。

【図１９】（ａ）、（ｂ）は従来の補償方法による記録
パルスに対する記録マーク形状を示す図である。

【図２０】ヒートモード記録に特有の熱拡散によってパ
ルス幅、パルス間隔に依存して起こる記録マークエッジ
変動を防止するための複雑な記録パルス補償方法を説明
する図である。

【図２１】低光学濃度媒体における記録パルスと媒体の
反射率との関係を示す図である。

【図２２】高光学濃度媒体における記録パルスと媒体の
反射率との関係を示す図である。

【図２３】高光学濃度媒体の照射光量に対する反射率変
化を示す図である。

【図２４】（ａ）〜（ｃ）は、高光学濃度媒体における
フォトンモード記録における本発明の原理を示す模式図
である。

【図２５】高光学濃度媒体及び低光学濃度媒体の分光反
射率を示す図である。

【図２６】高光学濃度媒体及び低光学濃度媒体における
記録パルス補正量と２次歪みとの関係を示す図である。

【図２７】高光学濃度媒体における記録補償回路系の構
成を示す図である。

【符号の説明】

１…フォトンモード光記録媒体 ２…集光レンズ系 ３…光源 ４…光源駆動回路系 ５…記録補償回路系

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−157627（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−137431（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−62194（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−215376（ＪＰ，Ａ) 入江正浩，新機能フォトクロミック化 合物 高耐性・熱不可逆機能をもつフォ トクロミック化合物の開発，日本の科学 と技術，日本，1991年，Ｖｏｌ． 32, Ｎｏ． 261，ｐｐ． 34−39 入江正浩、外３名，フォトクロミック 光記録媒体−非破壊読みだしの試み，光 メモリシンポジウム論文集，日本，1992 年 ７月13日，ｐｐ． 45−46 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013 G11B 7/30

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射率が約０．３以上であるフォトンモ
   ード光記録媒体に対し、信号パルスにより光源を駆動し
   て記録用ビームを集光して照射し情報を記録する方法で
   あって、 前記信号パルスのパルス幅を、光源のスポット径をφ
   （ｃｍ）、前記光記録媒体の光源に対する相対速度をｖ
   （ｃｍ／ｓｅｃ）とするとき、 【数１】 によって、定義される一律の時間幅τ（ｓｅｃ）だけ短
   くして補償信号パルスを作成し、この補償信号パルスに
   よって前記光源を駆動することを特徴とするフォトンモ
   ード光記録媒体の記録方法。
2. 【請求項２】 前記時間幅τが、 【数２】 を満足することを特徴とする請求項１に記載のフォトン
   モード光記録媒体の記録方法。
3. 【請求項３】 反射率が約０．３以下であるフォトンモ
   ード光記録媒体に対し、信号パルスにより光源を駆動し
   て記録用ビームを集光して照射し情報を記録する方法で
   あって、 前記信号パルスのパルス幅を０以上の時間幅τだけ長く
   して補償信号パルスを作成し、この補償信号パルスによ
   って前記光源を駆動することを特徴とするフォトンモー
   ド光記録媒体の記録方法。
4. 【請求項４】 前記時間幅τが、光源のスポット径をφ
   （ｃｍ）、前記光記録媒体の光源に対する相対速度をｖ
   （ｃｍ／ｓｅｃ）とするとき、 【数３】 を満足することを特徴とする請求項３に記載のフォトン
   モード光記録媒体の記録方法。