JPH04195926A - 光記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、フォトクロミック材料を記録層材料とする媒
体に情報の多重記録を行う光記録方法に関する。

４口）従来の技術 フォトクロミック材料を記録層材料とする媒体に情報の
多重記録を行う光記録方法の一例が、例えば特開昭６１
−２０３４５０号公報（ＧＯ３Ｃ１／７３３）に開示さ
れている。かかる記録方法において用いられる媒体には
複数層の記録層が配されており、各層には互いに吸収波
長のことなる７オトクロミツク材料が含有されている。

かかる媒体に対して情報の記録を行う場合には、各層の
フォトクロミック材料の吸収波長に応じた波長のビーム
を照射することにより、対応する層にのみ７オトクロミ
ツク反応を生じせ、各層ごとに記録を行う。これにより
、巣−の媒体であっても記録層の数に応じた種類の情報
を多重記録することができる。

しかしながら、かがる記録方法によれば、記録に際し、
波長のことなる数種の光源を、記録層の数だけ準備しな
ければならない。また、フォトクロミック材料も、記録
層の数に応じた種類だけ準備しなければならない。かが
る場合、記録装置の構成が大要複雑になると共に記録媒
体の構成も複雑になる。

これに対して、単一波長のビームにより単一の記録層に
数種類の情報を多重記録する方法が、特開平２−１４４
２７号公報（Ｇ１１Ｂ７１００）に開示されている。か
かる記録方法は、記録ビームの強度を段階的に変化させ
て熱拡散により記録層上の記録マークの大きさを段階的
に変化させ、もって単一層に数種類の情報を多重記録す
るものである。しかしながらかかる方法によれば、最も
小さい記録マークの大きさが精々記録ビームスポットの
大きさに一致する程度であり、そのほかのマークは記録
ビームスポットよりかなり大きくなるため、記録トラッ
ク間のトラックピッチを小さくできず、このため、媒体
上における記録マークの記録密度を大きくできない。ま
た、熱拡散によりマークを形成するものであるから、マ
ークの形状を均一にできず、このため、再生時のノイズ
レベルが増大する。さらに熱拡散によりマークの大きさ
を制御する場合、媒体自身の温度など、周囲の環境が変
化すると、同一のビーム強度であっても熱拡散の度合い
が変化するため、良好にマークの大きさを制御できなく
なる。このように、かかる従来方法の場合、先の従来例
の間琶を一応解決できるが、その反面、種々の間組が存
在する。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、単一波長のビームによって単一ノ記録層に多
重記録を行え、しかもこの場合、記録マークの大きさを
記録ビームスポットの大きざにほぼ一致できるとともに
記録マークの制御を良好に行えるような光記録方法を提
供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 上記課題に鑑み本発明は、フォトクロミック材料を記録
層材料とする媒体に対して光記録を行う光記録方法であ
って、記録ビームの強度を段階的あるいは連続的に変化
させることにより記録層の記録部分の光学特性を段階的
あるいは連続的に変化させ、もって情報の多重記録を行
うことを特徴とする。

（ホ）作用 フォトクロミック材料は、吸収波長の光を照射されるこ
とにより、その光に反応して光学特性が変わる性質を有
している。ここで、光学特性の変化量（この場合は反射
率の変化）と照射光の強度とは、第１図に示すような一
定の対応関係を有している。従って、かかるフォトクロ
ミック材料を記録層材料として用いた場合、記録ビーム
の強度を段階的あるいは連続的に変化させることにより
、記録部分の光学特性を精度よく段階的にあるいは連続
的に変化させることができる。フォトクロミック材料は
光に反応するものであるから、記録層状に形成される記
録マーク（光学特性の変化部分）は、光が照射された部
分にのみ生じる。

従って、記録マークの大きさは記録ビームスポットの大
きさにほぼ一致する。またその形状も記録スポットの形
状に一致して均一になる。

（へ）実施例 第２図に記録層材料として用いられる７オトクロミツク
材料の一例を示す。かかる材料は、紫外光を照射される
ことによってフォトクロミック反応を起こし、吸光度特
性が変化する。第３図に、紫外光照射前後の吸光度特性
を示す。

かかるフォトクロミック材料を記録層材料として媒体を
形成し、本発明に係る記録方法によって多重記録の実験
を行ってみた。記録媒体は、ガラス基板上にＡ１反射膜
を真空蒸着により形成し、その上にこのフォトクロミッ
ク材料を含有する記録層を形成して構成する。記録層の
形成は、上記フォトクロミック材料とポリビニルブチラ
ールをメチルエチルケトン（Ｍ　Ｅ　Ｋ　）に溶解し、
これをスピンコード法によって塗布することによって行
う。７オトクロミンク材料とポリビニルブチラールの混
合比は、フォトクロミック材料１０重量％対ポリビニル
ブチラール９０重量％である。また形成した記録層の膜
厚は１μｍである。

第４図に実験に用いた装置の構成を示す。図において、
１は記録用の紫外レーザ光（波長３６０ｎｍ）を放射す
る記録用光源で、Ａｒレーザよりなる。かがる記録用レ
ーザ光は、ＡＯ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ−Ｏｐｔｉｃａｌ）
　Ｘ子２により０Ｎ１０ＦＦ制御された後、ビームエキ
スパンダ３によって拡大される。

そして、レーザパワーを調節するＮｐ　（Ｎｕｔｒａｌ
−Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタ４によってパワー調節され
た後、ダイクロツクミラー５により反射され、対物レン
ズ６によって媒体７上に収束される。

再生用光源８には、第３図に示した吸収波長特性の内、
紫外光照射後の７オトクロミツク材料に対してのみ良く
吸収される６　３３　ｎｍの波長のビームを放射するＨ
ｅＮｅレーザを選ぶ。かかる再生用レーザ光は、直線偏
光であり、上記と同様にＡＯ素子９及びビームエキスパ
ンダ１０を通った後、偏光ビームスプリッタ１１によっ
てほぼ全反射される。そして、１／４波長板１２によっ
て円偏光に変換された後、ダイクロツクミラー５を透過
し、対物レンズ６によって媒体７上に収束される。媒体
７からの反射光は、上記と同一の光路を逆行して偏光ビ
ームスプリッタ１１に達する。

ところがかかる場合は、１／４波長板１２によって上記
入射時とは偏光面が直交する直線偏光に変換されている
ため、偏光ビームスプリッタ１１をほぼ全透過する。し
かる後、かかる反射光は対物レンズ１３（こよってＰＩ
Ｎ）オドダイオード１４上に収束される。ＰＩＮフォト
ダイオード１４は、かかる反射光の強度に応じた電圧を
出力する。ストレージオシロスコープ１５は、この電圧
を逐次記憶する。

実験では、まずＡＯＸ’子２により記録用レーザ光を５
μｓｅｃだけ媒体７に照射して媒体に記録を行う。その
後、再生用レーザ光を記録部分に１ｍ５ｅｃだけ照射し
てその反射光強度から記録部分の反射率を求める。かか
る実験を、媒体上の記録レーザ光のパワーが１　ｍＷ、
２．５ｍＷ、４．５ｍＷである場合について行う。ここ
で、記録レーザ光のパワーの切り替えは、ＮＤフィルタ
４を適宜取り替えることにより行う。また、再生用レー
ザ光の強度は、記録部分のフォトクロミック材料が逆方
向の反応を起こさないような微弱レベル（０、５ｍ　Ｖ
ｖ’程度）に設定する。

記録用レーザ光のレベルに応じて次表のような結果が得
られた。なお、比較のため未記録時の反射率の測定結果
も示しておく。

以下余白 かかる測定結果から、記録レーザ光のパワーに応じて媒
体の反射率が変化することが確認できた。また、この測
定結果は、第１図に示す関係によく対応している。従っ
て、かがる実験時の記録レーザパワーに限らず、このほ
かのレーザパワーに対しても、同様に媒体の反射率を変
化させ得るものと認められる。

尚、このように記録を行った媒体の記録部分を顕微鏡で
観測したところ、第５図に示すような記録マークを観測
できた。図において、Ｒｏは未記録状態を、Ｒｌ＋　Ｒ
Ｉ　Ｒｓはそれぞれ例１、例２、例３による記録マーク
を示す。各実験による記録マークの形状はほぼ均一でク
リアな輪郭を有しており、また記録レーザ光の収束スポ
ットの大きさにほぼ一致していた。また各記録マークの
着色濃度は、記録パワーに応じたものであった。

このように、記録レーザ光のパワーを３段階に変化させ
ると、各チャンネルの信号を２ＶＬによって表すことに
より、単一の記録層に２チヤンネルの情報を記録できる
。その−例を次表に示す。なお、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ
，はそれぞれ第５図の記録マークを示す。

かかる多重記録の方法は、デジタル信号あるいはＦＭ信
号等の記録に利用できる。

また、本発明によれば、記録マークの光学特性を連続的
に変化させることにより、情報をアナログ多重すること
もできる。第６図にかかる多電記録の一例を示す。記録
マークの長さおよび記録マーク間のスペースによって”
１”、°Ｏ”の情報（第１のＦＭ信号）を記録する。ま
た、各記録マークの濃度を変化させることによって第１
のＦＭ信号のピーク値を変化させ、この第１のＦＭ信号
の包結線検波信号により第２のＦＭ信号を得る。このよ
うに、かかる記録方法によれば、２つのＦＭ信号を多重
記録することができる。かかる記録方法は、例えば、ビ
デオ映像信号中の輝度信号成分と搬送波色信号成分（周
波数が相違する）のＦＭ多重記録などに適用できる。さ
らに、上記包路線検波信号をＡＭ信号とすることもでき
る。

さらに上記”１”、パ０”の信号をデジタル信号とする
こともできる。

以上の記録方法はいずれも単一のフォトクロミック材料
に対するものであるが、複数種類の７オトクロミツク材
料（記録層を他層にする場合あるいは単一記録層中に数
種類のフォトクロミック材料を混合する場合など）を用
いると更に情報の多重度を向上させることができる。ま
た、フォトクロミック材料の光学特性の変化要素として
濃度を利用したが、その他の光学特性の変化、例えば旋
光度の変化あるいは複屈折の変化などを利用してもよい
。

次に、本発明の記録方法に係る記録装置の例を以下に示
す。

第７図は、第１の記録装置を示す図である。本記録装置
は、記録媒体であるディスクＤ上に情報を多重記録する
ものであり、ディスクＤをを回転させながら光スポット
をディスクの径方向に少しづつ移動させることによって
ディスク上に螺旋状の記録トラックを形成する。

図において、２１は記録用の光源であり、直線偏光のレ
ーザ光を放射する。かかるレーザ光は、ＡＯ素子２２に
よって記録信号に応じたパルス光に変換された後、プリ
ズム２３によって反射される。２４はＡＯ！子２２に制
御信号を供給するＡＯ素子制御回路である。このように
して反射されたレーザ光は、ファラデー回転素子２５に
よって偏光方向を制御される。即ち、ファラデー回転素
子２５は、ファラデー素子制御回路２６からの制御信号
に応じてレーザ光の偏光面を回転させる。

しかる後レーザ光は、ビームエキスパンタ２７によって
拡大された後、偏光ビームスプリッタ２８に入射される
。ここでこのレーザ光は、その−部が偏光ビームスプリ
ッタ２８により反射され、透過制限を受ける。レーザ光
の透過量は、偏光ビームスプリッタ２８に対するレーザ
光の偏光面の状態によって決まる。即ち、レーザ光が偏
光ビームスプリッタに対してＰ波の状態で入射するとき
、レーザ光は偏光ビームスプリッタをほぼ全透過し、こ
れに対して偏光面が直交するＳ波の状態で入射するとき
、レーザ光は偏光ビームスプリッタによってほぼ全反射
される。このようにして偏光ビームスプリッタを透過し
たレーザ光は対物レンズ２９によってディスク上に収束
される。

かかる実施例によれば、ファラデー回転素子２５によっ
てレーザ光の偏光方向を適宜変化させることにより、偏
光ビームスプリッタに対するレーザ光の偏光面を変化さ
せることができ、もってディスクＤ上におけるレーザ光
の強度を変化させることができる。

第８図に第２の記録装置を示す。かかる記録装置ではマ
イケルソン干渉計（辻内順平著「光学概論１１ＪＰ３５
〜Ｐ３８参照）３０を用いて記録用レーザ光の強度を変
化させるものである。つまり、ビームスプリッタ３１に
よってレーザ光を透過光と反射光に分離し、このうち反
射光をミラー３２．３３によって順次反射させ、その後
、この反射光と先の透過光とをビームスプリッタ３１の
よって合成させ、かかる透過光に反射光を干渉させる。

この際、透過光と反射光の間の位相差に応じて、干渉後
の透過光の強度が変わる。本実施例では、かかる位相差
をＥ　Ｏ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ）素子３４によ
り調節する。ＥＯ素子３４は印加される電圧に応じて屈
折率が変化する性質を有するので、これを透過する光の
位相を印加電圧に応じて変化させることができる。３５
はＥＯ素子制御回路で、記録情報に応じてＥＯ素子３４
に電圧を印加−１これによりディスクＤ上におけるレー
ザ光の強度を変化させる。なお、上記位相差を変化させ
る手段とじて、かかるＥＯ素子を用いる代わりに、ミラ
ー３２あるいは３３を光軸方向に微小移動させて、反射
光の光路長を変化させるようにしてもよい。この場合、
ミラーを移動させる手段として、例えば圧電素子を用い
ることができる。

第９図に、第３の記録装置を示す。かかる記録装置は、
ファブリペロ−干渉針（辻内順平著「光学概論１１ＪＰ
４３〜Ｐ４８参照）３６を用いてレーザ光の強度を調節
するものである。図において３７．３８はハーフミラ−
１３９はＥＯ素子である。ハーフミラ−３７を透過した
たレーザ光は、その半分がハーフミラ−３８を透過し、
残りはハーフミラ−３８によって反射される。ファブリ
ベロー干渉計３６は、この反射光を前記透過光に干渉さ
せて透過光の強度を調節する。つまりこの反射光は、そ
の一部がハーフミラ−３７によって反射された後ハーフ
ミラ−３８を透過して前記透過光に合成される。反射光
と透過光の間の位相差は先の記録装置と同様、ＥＯ業子
３９によって調節される。なお、本記録装置においても
、ハーフミラ−３７，３８を光軸方向に微小移動させる
ことによってレーザ光の強度を変化させるようにしても
よい。

（ト）発明の効果 以上、本発明によれば、単一波長のビームによって単一
の記録層に多重記録を行え、しかもこの場合、記録マー
クの大きさを記録ピームスボ、７トの大きさにほぼ一致
できるとともに記録マークの制御を良好に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はフォトクロミック材料に係る照射光強度と反射
率の関係を示す図、第２図は実験に用いたフォトクロミ
ック材料を示す図、第３図はかかるフォトクロミック材
料の光学特性を示す図、第４図は実験に用いた装置を示
す図、第５図は記録マークを示す図、第６図は多重記録
方法の一例を示す図、第７図、第８図、第９図は記録装
置の一例を示す図である。 １．２１・・記録用光源、 ４　・・　ＮＤフィルタ、 ２５・・　ファラデー回転素子、 ３０・　マイケルソン干渉計、 ３６　　・ファブリベロー干渉計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フォトクロミック材料を記録層材料とする媒体に
   対して光記録を行う光記録方法であって、記録ビームの
   強度を段階的あるいは連続的に変化させることにより、
   記録層の記録部分の光学特性を段階的あるいは連続的に
   変化させることを特徴とする光記録方法。