JP2957797B2 - 光記録媒体の多重記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度の情報記録が可能
なフォトクロミック材料を用いたフォトンモードの光記
録媒体に於て、多重記録を行なう方法に関する。

【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】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り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応する吸
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
戻るという性質を有している。

【０００４】従ってフォトクロミック材料を用いた光記
録媒体への情報の記録は、特定波長の光照射による分子
構造の変化によって行なわれ、再生はこれに伴って生じ
る光学的特性変化を検出することにより実行される。

【０００５】ところでフォトクロミック材料はその分子
構造の差に応じて夫々吸収スペクトルが異なるが、この
波長の自由度を利用した波長多重記録が特開昭６１−２
０３４５０号公報（Ｇ０３Ｃ １／７３３）で提案さ
れている。

【０００６】上記公報の場合、波長多重記録は光吸収波
長が相異なるフォトクロミック化合物を数種類用いて、
これらを積層または混合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、再生を行なうものであるが、記録、再生用のある
特定波長におけるフォトクロミック材料の反応の選択性
が不完全であるため、多重化されたチャンネル間でクロ
ストークが発生する恐れがあった。このクロストーク量
が大きいと再生信号の品質が劣化し、例えばデジタルデ
ータの記録、再生時にはエラーレートが増大するという
不都合が生じていた。

【０００７】本発明者等は上記従来技術の問題点を解決
すべく、特願平３−２９１６０１号に於て前記クロスト
ークには多重化された記録信号の重ね合わせに相当する
線形クロストーク成分のほかに、相互変調による多重化
された記録信号間の積に相当する非線形クロストーク成
分が存在すること、及び斯かる線形、非線形クロストー
ク成分は低減可能であることを示し、その方法を開示し
た。

【０００８】しかしながら斯かる方法に於て、そのクロ
ストーク低減の処理によって線形クロストーク成分の低
減については原理的にいくらでも可能であるが、非線形
クロストーク成分については限界があった。

【０００９】特に記録用光の出力が不十分な時、あるい
は再生信号のＣ／Ｎが低い時に前記非線形クロストーク
成分の存在が大きく影響し、再生信号の信頼性が低くな
るという問題点が生じていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明はフォト
クロミック材料を用いた光記録媒体に情報の多重記録を
行なう際、各信号間に生じるクロストークの線形成分及
び非線形成分を同時に低減し、再生信号の品質、信頼性
を高めることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】したがって本発明は、吸
収波長が夫々相異なる複数種類のフォトクロミック材料
からなる光記録媒体に対して、前記各種類のフォトクロ
ミック材料の吸収波長に対応する波長の光を出射する複
数個の光源から、記録しようとする多重信号に応じて夫
々独立して強度変調された記録用光を照射する光記録媒
体の多重記録方法において、前記複数個の光源から出射
される記録用光の強度を、前記多重記録された各信号間
に現れるクロストークの非線形成分が最小となる値に設
定することにしたものである。

【００１２】

【作用】クロストークの非線形成分の強度は、多重記録
を実行する複数個の光源の出射強度に依存し、非線形成
分の強度は光源の出射強度の増加に応じて減少し、最小
値を境に増加する特性を持つ。

【００１３】一方のクロストークの線形成分の強度は、
光源の出射強度の増加と共に減少する特性を有する。

【００１４】これら２つの特性を利用して、光源の出射
強度を非線形成分が最小となる値に設定することによ
り、線形、非線形共に低減されたクロストーク成分が得
られる。

【００１５】

【実施例】上述のごとく、波長多重記録におけるクロス
トークの線形成分は原理的には完全に除去できるが、非
線形成分は完全には除去できない。

【００１６】一方前記非線形成分の強度は、多重記録を
実行する複数個の光源の媒体に対する照射強度に依存す
る。

【００１７】従って記録時にこれら複数個の光源の出射
強度をクロストークの非線形成分が最小となるような値
に設定して記録を行ない、再生時にそれらの多重信号の
検出信号間でクロストーク低減のための演算処理を施せ
ば、クロストークがより低減化された高品質の再生信号
を取り出すことが可能となる。

【００１８】以下に斯かる原理を踏まえて本発明の多重
記録方法を実施するための一実施例を挙げ、図面に基づ
いて詳細に説明する。

【００１９】まず図１及び図２は本実施例で用いられる
フォトクロミック材料の代表例であるジアリールエテン
系材料２種の分子構造及び吸収スペクトルを示したもの
である。

【００２０】図１の材料、すなわち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（非対称インドー
ル・チオフェンタイプと略称する）は、図中実線で示さ
れた吸収スペクトルを有する状態Ａに於て、波長４００
〜４９０ｎｍ付近の光を照射すると、破線で示された吸
収スペクトルを有する状態Ｂへと変化し、波長５００〜
７００ｎｍ付近の光を照射すると、これと逆の反応によ
って実線で示される状態Ａに復帰する特性を持ってい
る。

【００２１】この特性を用いれば、非対称インドール・
チオフェンタイプの記録材料に対しては、あらかじめ破
線状態Ｂにしておいて、これに６３３ｎｍの波長を有す
るＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とする光を比較的強いパワ
ーで照射することで記録が実行でき、同じく６３３ｎｍ
のレーザーを光源とする光を比較的弱いパワーで材料に
照射し、その反射率の変化を検出することにより再生を
実行できることになる。

【００２２】他方図２の材料、すなわち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（対称ベンゾチオフェンタイプと略称す
る）は実線で示された吸収スペクトルを有する状態Ｃに
於て、波長４００〜４６０ｎｍ付近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Ｄへと変化
し、また状態Ｄに於て波長５００〜６００ｎｍ付近の光
を照射することによってこれとは逆の反応により実線で
示される状態Ｃへ復帰するという特性を有する。

【００２３】したがってこの特性を用いれば、例えばこ
の対称ベンゾチオフェンタイプの材料に対しては、あら
かじめ破線状態Ｄにしておき、５１４．５ｎｍのＡｒレ
ーザーの光源を比較的強いパワーで照射することで記録
が実行でき、同じ５１４．５ｎｍのレーザーの光源を比
較的低いパワーで材料に照射してその反射率変化を検出
することにより再生が実行できることになる。

【００２４】図３は前記図１及び図２に開示した材料を
用いた光記録媒体の構造を示す。同図において１０１は
ガラス基板、１０２は記録層、１０３は反射層である。

【００２５】前記材料をポリビニルブチラール樹脂に対
して５ｗｔ％で混合し、アノンによって溶解後、厚み寸
法１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍφのグルーブレスのガラ
スディスク基板１０１上にスピンコートし、乾燥して膜
厚約１ｍｍの記録層１０２を形成したものである。

【００２６】次に斯かる光記録媒体を用いた多重記録再
生装置について説明する。

【００２７】図４は記録再生光学系を示すブロック図で
あり、１は前記記録媒体、２は対物レンズ系、３、４は
ダイクロイックミラー、５はフォーカス・トラッキング
サーボ用光学系、６は第１の記録再生用ビーム系、７は
第２の記録再生用ビーム系、８はフォーカスサーボ用制
御回路である。

【００２８】前記第１の記録再生用ビーム系６及び第２
記録再生用ビーム系７は、第１、第２λ／４板６１、７
１、第１、第２偏光ビームスプリッター６２、７２、第
１第２コリメーターレンズ６３、７３、第１、第２光フ
ァイバー出射部６４、７４、第１、第２光ファイバー入
射部６５、７５、第１、第２ＡＯ変調器６６、７６、第
１、第２ＮＤフィルター６７、７７を夫々有し、各出射
部６４、７４〜入射部６５、７５間は光ファイバ−６
０、７０にて結合されている。

【００２９】また前記第１記録再生用ビーム系６では光
源として波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザー６８が用
いられ、第２記録再生用ビーム系７では波長５１４．５
ｎｍのＡｒレーザー７８が用いられている。

【００３０】さらに前記フォーカス・トラッキングサー
ボ用光学系５は、第３λ／４板５１、第３偏光ビームス
プリッター５２、第３コリメーターレンズ５３、フォー
カスサーボ用光学系５９を有し、光源として波長７８０
ｎｍの半導体レーザー５８が用いられている。

【００３１】斯かる光学系に於て、Ｈｅ−Ｎｅレーザー
光源６８から放射された波長６３３ｎｍのビームは、Ｎ
Ｄフィルター６７によりパワー調整されてＡＯ変調器６
６へ入射する。

【００３２】このＡＯ変調器６６は、記録時に於て外部
から変調信号周波数ｆ1 で前記レーザー光源６８からの
光を強度変調し、再生時に於ては一定パワーでレーザー
光源６８からの光を透過させる働きを有する。

【００３３】斯かるＡＯ変調器６６を通過した光は光フ
ァイバー入射部６５により光ファイバー６０へと入射
し、出射部６４へと伝達される。この出射部６４から出
射した光はレンズ６３によりコリメートされ、偏光ビー
ムスプリッター６２によりＳ波で入射・反射されて、λ
／４板６１で円偏光へと変換される。

【００３４】その後、ダイクロイックミラー４及び３で
反射され、対物レンズ系２によりフォトクロミック媒体
１上に集光される。ここでダイクロイイクミラー４は６
３３ｎｍの光を反射し、５１４．５ｎｍの光を透過する
性質を有し、ダイクロイックミラー３は７８０ｎｍの光
を透過し、７００ｎｍ以下の光を反射する性質を有して
いる。

【００３５】したがってＨｅ−Ｎｅレーザー光源６８に
よる再生時には媒体１からの反射光が再び対物レンズ系
２及びダイクロイックミラー３、４を通り、λ／４板６
１及び偏光ビームスプリッター６２を通過してフォトデ
ィテクター６５で検出されるようになっている。

【００３６】またＡｒレーザー光源７８から出射される
５１４．５ｎｍの光については、ダイクロイックミラー
４を透過する以外は前記６３３ｎｍの光の場合と同様に
動作する。そして斯かるＡｒレーザー光源７８の光も前
記６３３ｎｍの光と同一のスポットへと集光される。

【００３７】さらに前記フォーカス・トラッキングサー
ボ用光学系５については、本実施例ではグルーブレスの
基板１０１を使用し、記録直後に再生を行なうという方
法を実施するものとし、特にトラッキングサーボは行な
わないことにした。

【００３８】半導体レーザー光源５８からの放射光は偏
光ビームスプリッター５２、λ／４板５１、ダイクロイ
ックミラー３を透過して、対物レンズ２により媒体１へ
と照射され、一方の反射光は再び同じ光路を通って偏光
ビームスプリッター５２で反射され、フォーカスサーボ
用光学系５９へと入射する。

【００３９】そしてこのフォーカスサーボ用光学系５９
を介して得られたフォーカスエラー信号により、フォー
カスサーボ用制御回路で対物レンズ系２を駆動してフォ
ーカスサーボが実行されることになる。

【００４０】図５は前記フォトディテクタ６５、７５で
検出された再生信号からクロストークを低減するための
回路ブロック図を示し、６０１、７０１はＩ−Ｖ変換
器、６０２、７０２はＤＣ除去フィルター、６０３、７
０３、６０４、７０４は減算器、８００は乗算器であ
る。

【００４１】斯かる回路に於て、フォトディテクター６
５、７５からの出力電流をＩ−Ｖ変換器６０１、７０１
にて電圧信号に変換し、フィルター６０２、７０２を通
ってＤＣ成分を除去した後 、これら２つの信号の引算
を減算器６０３、７０３を用いて行ない、クロストーク
の線形成分をまず除去する。

【００４２】そして次に乗算器８００にてクロストーク
線形成分低減後の出力の積すなわち非線形成分を作成
し、こうして作成したクロストークの非線形成分を前記
線形成分が低減された信号から減算器６０４、７０４を
用いてさらに引算を行なうことにより、クロストークの
非線形成分の低減を行なうことができる。

【００４３】なお、図中（Ａ１）〜（Ａ３）、（Ｂ１）
〜（Ｂ３）は各部分の出力を示している。

【００４４】さて上記の光学系、光記録媒体、再生信号
検出系を用いて媒体１に対する波長多重記録再生の実験
を行なった。このときのディスク回転速度は３００ｒｐ
ｍ、相対速度は１．４ｍ／ｓであり、再生時の光源の出
射強度はＨｅ−Ｎｅレーザー、Ａｒレーザーともディス
ク面上で０．３ｍＷの一定パワーとして、記録時の出射
強度を種々変化させてその再生信号に含まれるクロスト
ーク成分の強度を測定した。

【００４５】なお、記録時の周波数はＨｅ−Ｎｅレーザ
ー系で１００ｋＨｚ、Ａｒレーザー系で８０ｋＨｚと
し、再生出力をスペクトラムアナライザーで解析した結
果を図６に示す。

【００４６】図６ではＨｅ−Ｎｅレーザー系の再生出力
に於てクロストーク低減処理を行なう前の出力（Ａ１）
について、記録用Ａｒレーザーパワーを一定（５ｍＷ）
とし、記録用Ｈｅ−Ｎｅレーザーパワーを１〜１０ｍＷ
で変化させた時のクロストークの線形成分（８０ｋＨ
ｚ：Ｘ印で示す）及び非線形成分（１８０ｋＨｚ：Δ印
で示す）を信号成分（１００ｋＨｚ）を基準（０ｄＢ）
としてプロットしたものである。

【００４７】斯かる図６によれば、記録時にＨｅ−Ｎｅ
レーザーの出射強度を増大させていくとクロストークの
線形成分は単調に減少していくことが明らかである。

【００４８】一方の非線形成分の場合は出射強度を増大
させていくと５ｍＷ付近までは減少するが、ここで最小
値を取り、これを越えると逆に増大する傾向があること
がわかる。

【００４９】したがってクロストークの線形成分だけを
低減するのであれば記録時の出射強度を単純に増大させ
れば良いことになるが、この場合クロストーク低減処理
（図５の回路による）によって完全に除去するのが難し
いクロストークの非線形成分が増加するという不都合が
生じる。

【００５０】ところで表１はＨｅ−Ｎｅレーザーの出射
強度が１０ｍＷ時の前記（Ａ１）の出力のクロストーク
量及びクロストーク低減処理後の（Ａ３）出力と、Ｈｅ
−Ｎｅレーザーの出射強度５ｍＷ時の同じく（Ａ１）出
力及び（Ａ３）出力について比較したものである。

【００５１】

【表１】

【００５２】この表１を見ると記録パワー１０ｍＷの時
に比べ、５ｍＷの時はクロストークの両成分ともクロス
トーク低減演算処理により−３０ｄＢ以下のより低いレ
ベルに低減されているのがわかる。

【００５３】このように波長多重記録時には記録パワー
をクロストークの非線形成分が最小となるように設定す
ることによって、クロストーク低減演算処理によりより
小さなクロストーク、すなわちより高品質の再生信号出
力を得ることができる。

【００５４】なお、Ａｒレーザー系の再生出力に関して
は、表２に示すように、Ｈｅ−Ｎｅレーザーパワーが変
化しても、クロストークの良性分は比較的低いレベルで
あり、クロストーク低減演算処理により−３０ｄＢ以下
に低減するのは容易であった。

【００５５】

【表２】

【００５６】また本実施例ではフォトクロミック材料と
してジアリールエテン系２種を使用したが、その他のス
ピロピラン系、フルギド系等の種々の材料を使用した媒
体への記録時にも適用できる。

【００５７】更に本発明を実施するための装置として図
４に示した装置以外の種々の変更、例えば光源として短
波長半導体レーザーやＳＨＧ素子を使用したもの等を用
いることができ、３波長多重以上の多重記録へも応用が
可能であることは言うまでもない。

【００５８】

【発明の効果】本発明は以上の構成のごとくしたもので
あるから、波長多重記録時にクロストークの小さな、高
品質の再生信号出力を得ることができる効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ジアリールエテン系材料の分子構造式及び吸収
スペクトルを示す図である。

【図２】他のジアリールエテン系材料の分子構造式及び
吸収スペクトルを示す図である。

【図３】光記録媒体の構造を示す断面図である。

【図４】記録再生用光学系を示すブロック図である。

【図５】再生出力のクロストーク低減回路を示すブロッ
ク図である。

【図６】記録用光源の出射強度とクロストークの線形及
び非線形成分との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 媒体 ２ 対物レンズ系 ３、４ ダイクロイックミラー ５ フォーカス・トラッキング用光学系 ５１、６１、７１ λ／４板 ５２、６２、７２ 偏光ビームスプリッター ５３、６３、７３ コリメーターレンズ ６４、７４ 光ファイバー出射部 ６０、７０ 光ファイバー ６５、７５ 光ファイバー入射部 ６６、７６ ＡＯ変調器 ６７、７７ ＮＤフィルター ５８、６８、７８ 光源 ６９、７９ フォトディテクター

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収波長が夫々相異なる複数種類のフォ
   トクロミック材料からなる光記録媒体に対して、前記各
   種類のフォトクロミック材料の吸収波長に対応する波長
   の光を出射する複数個の光源から、記録しようとする多
   重信号に応じて夫々独立して強度変調された記録用光を
   照射する光記録媒体の多重記録方法において、前記複数
   個の光源から出射される記録用光の強度を、前記多重記
   録された各信号間に現れるクロストークの非線形成分が
   最小となる値に設定することを特徴とする光記録媒体の
   多重記録方法。