JPH04176031A - 光記録及び若しくは再生装置 - 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 本発明は光記録及び若しくは再生装置に関する。

（ロ）従来の技術 最近、７オトクロミツク材料を媒体の記録層に用いる研
究が盛んに進められている。斯かる７オトクロミツク材
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、該分子の構造変化に応じて特定の
波長を有する光に対する光学的特性が変化するといった
様な性質を有している。また他の所定の波長の光が照射
されると、上記変化した分子の構造が元の構造に戻ると
いった性質を有している。

７オトクロミツク材料を無配向に分散した記録層に直線
偏光の光を照射すると上記直線偏光の偏光面方位に応じ
た分子だけが主に光化学反応を起こす。この結果、記録
層に分散した分子のうち、主に特定の分子のみが、他の
分子に対して分子構造を興にする（異方性の発生）よう
になり、情報の記録が行うことができる。上記異方性（
光学的異方性）の種類によって、次の様な情報の記録ま
たは再生方法等が提案されている。例えば、上記記録層
に所定の波長を有する直線偏光の光を照射することによ
り吸光度の差異を生じせしめて情報の記録を行い、特定
の波長を有する偏光の光が記録または未記録に対する前
記記録層の吸収が異なることを利用して再生する記録再
生方法が知られている。また所定の波長を有する直線偏
光の光により上記記録層に複屈折を生じさせて情報の記
録を行い、前記記録層による吸収が小さな偏光した光を
照射してその透過光又は反射光により記録層の複屈折の
有無を検出して再生を行う記録再生方法が知られている
。更に、上述の記録再生方法において、クロストークを
低減したものとして、隣接するトラックを互いに直交す
る直線偏光の光で記録、再生及び記録再生する方法等が
提案されている。

以下、従来の例について、図面を参照しつつ説明する。

第６図は、従来例に係る記録再生装置の光学系を示す図
である。

図中、（２００）はディスク状の記録媒体である。上記
記録媒体ｑ四）は、透明な基板（２０１）上に記録層（
２０３）が形成されており、更に上記記録層（２０３）
上にはＡＩ又はＡｕ等の反射層（２０２）が形成されて
構成されている。

従来例において上記記録層（２０３）に含有される７オ
トクロミツク材料としては、フルキト系、ジアリルエチ
ン系及びスピロピラン系等のフォトクロミック材等が使
用できる。上記記録層（２０３）には、フォトクロミッ
ク材料を分子を配向させることなく無配向な状態に含有
させている。斯かる媒体に、フォトクロミック材料によ
って吸収される波長の直線偏光の光を照射せしめると、
フォトクロミック材料のうち、この直線偏光の光の偏光
面に応じて特定の分子が光化学反応を起こす確率が高い
。従って、上記直線偏光の光にて記録層（２０３）に走
査すると該直線偏光の偏光面に応じた光学的異方性方向
をもつ記録部分が形成される。

以下、記録方法について述べる。

Ａｒイオンレーザ等の第１光源（２１）から出射された
直線偏光を有する記録用入射光ビーム（例えば、λ＝３
６０ｎｍ）は、情報信号に応じて該記録入射光ビームの
強度変調を行うビーム変調器（２２）によりパルスビー
ムに変換された後、記録用入射光ビームの直線偏光の偏
光面の方向を回転させるための１／２波長板（２３）に
入射される。前記１／２波長板（２３）はその中性軸の
方向を４５度回転させることにより上記記録用入射光ビ
ームの直線偏光の偏光方向を９０度回転させる。その後
、ダイクロツクミラー（２４）を介して対物レンズ（２
５）に入射され、該対物レンズ（２５）により記録媒体
（銭！２）の記録層（２０３）上に収束される。斯様に
第１光源（２１）が駆動されている状態において、ディ
スク駆動装置（３０１）により記記録媒体（２００）を
所定方向に相対移動させつつ、ビーム変調器（２２）に
より上記記録用入射光ビームを情報に応じて変調するこ
とにより、記録層（２０３）に記録用入射光ビームの直
線偏光の偏光面に応じた光学的異方性方向をもつ記録ト
ラックが形成される。上記記録トラックは同心円状に構
成される。上記記録トラックは記録層（２０３）中の分
子のうち、上記記録用入射光ビームの直線偏光の偏光方
向に応じて特定の方向に配列した分子が主に光化学反応
を起こすことにより形成される。

上記１／２波長板（２３）の中性軸の方向は機械的手段
により回転させられて、記録層（２０３）に収束される
前記記録用入射光ビームの直線偏光の偏光方向が隣接す
るトラック毎に直交させられる。

このように形成された記録トラックは、第７図に示すよ
うに上記直線偏光の記録用入射光ビームの偏光面路じて
特定の光学的異方性方向（図中、斜線方向で示す）を有
する。即ち、隣接した記録トラック（Ａ　）（Ｂ　）（
Ｃ）は互いに直交した光学的異方性方向を有する。この
時、光学的異方性方向は一般に記録及び再生用の光に対
して、吸光度の差異が大きい方向と定義する。尚、複屈
折が大きい場合には、光学的異方性方向は記録用入射光
ビームの偏光方向（偏光面）と一致した方向が望ましい
。

情報の再生は、第８図に示すように無配向のフォトクロ
ミック材料からなる記録層（２０３）において、直線偏
光の光が照射された上記記録層（２０３）と照射されて
いない上記記録層（２０３）とでは吸光度が異なり、且
つ、直線偏光の光を照射した上記記録層（２０３）に対
して、上記直線偏光の光の偏光面と角度θを有する直線
偏光の光の吸光度が上記角度θに依存して異なることを
利用して行われる。即ち、上記記録トラックの光学的異
方性方向と直線偏光の光の偏光方向が一致した場合は大
きな再生出力が得られ、他方未記録トラック及び上記記
録トラックの光学的異方性方向と直線偏光のビームの偏
光方向が一致していない場合は再生出力が低下すること
を利用する。

以下、情報の再生方法について詳細に述べる。

前記第６図に示すＨｅ−Ｎｅレーザ等の第２光源（２６
）　（例えば、λ＝６３３ｎｍ）から出射される入射光
ビームにより各記録トラックを走査することによって再
生が行われる。この第２光源（２６）から出射される入
射光ビームの強度は、各記録層（２０３）がこの入射光
ビームによって反応を起こさない程度に十分小さく設定
され、且つ新入射光ビームは直線偏光を有している。上
記出射された入射光ビームはビームスプリッタ（２７）
を透過して１／２波長板（２８）に入射される。前記１
／２波長板（２８）は記録トラック毎にその光学的異方
性方向と直線偏光の入射光ビームの偏光面とが一致する
ように回転される。その後、ダイクロ、ツクミラー（２
４）及び対物レンズ（２５）を介して上記記録媒体（≦
四）の記録層（２０３）に照射される。その後、前記入
射光ビームは反射層（２０２）に反射される。反射され
た入射光ビームは対物レンズ（２５）、ダイクロツクミ
ラー（２４）、１／２波長板（２８）、ビームスプリッ
タ（２７）及びレンズ（２９）を介してセンサ（３０）
により受光される。而して、センサ（３０）からは各記
録トラックに保持された情報に応じて変調された電気信
号が出力される。

上述の１／２波長板（２３）（２８）はディスク回転同
期信号を発生するディスク回転同期回路（３００）に接
続され、トラック毎にその中性軸を回転させている。

尚、複屈折の有無により記録再生を行う方法においても
、上記と類似した方法が用いられている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 然し乍ら、上述の光記録再生方法において、直線偏光の
偏光面の回転は１／２波長板を機械的に回転させること
により実現していた。従って、記録及び再生を高速に、
且つ精度良く実現することが困難であった。

この様に従来光記録再生装置では、光の偏光状態は１／
２波長板及び１／４波長板等を機械的に回転させて変化
させており、動作の高速性及び精度に問題があった。

（ニ）課題を解決するための手段 上記課題に鑑み、光記録材料からなる記録層に偏光した
光を照射して情報の記録及び若しくは情報の再生を行う
際、上記偏光の状態を切り換える光記録媒体の記録及び
若しくは再生装置において、上記偏光の状態を電気的な
手段により変化させることを特徴とする。

又、光記録材料からなる記録層に偏光した光を照射して
情報の記録及び若しくは情報の再生を行う際、上記偏光
の状態を切り換える光記録媒体の記録及び若しくは再生
装置において、上記偏光した光を２つの成分に分岐させ
る手段と一方の該成分と他方の該成分に位相差を生じせ
しめる手段と前記位相差を有する２つの成分を再度合成
する手段により上記偏光状態を変化させることを特徴と
する。

（ホ）作用 よって、本発明によれば、偏光状態を変化させるのは、
電気的な手段であるため、又は位相差を生じせしめる手
段において上記２つの成分の光路差に微小な変化を発生
させるだけであるため、動作の速比及び高精度化を図る
ことができる。

（へ）実施例 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について詳細に
説明する。

直線偏光の光は、該直線偏光の偏光面と角度４５度と一
４５度の傾きを持つ２つの直交した電場ベクトル成分の
電ね合わせで表される。上記２つの直交成分は位相差が
Ｍ×π（Ｍ：整数）である。従って、上記位相差を変化
させることにより、上記直線偏光の偏光面を回転させ、
又上記直線偏光を楕円偏光及び円偏光に変化させること
ができる。

即ち、上記直交成分のうち、少なくとも一方の成分の位
相をＬ×π（Ｌ：奇数）ずらして上記位相差を（Ｍ±Ｌ
）Ｘπにすることにより、上記直線偏光と直交する直線
偏光の光を得ることができる。第１図にＸ成分の位相が
偏光状態を変える偏光状態変換装置によりπだけ興なる
直線偏光の光に変換された図を示す。又、上記位相差を
Ｌ×π／２だけずらすことにより、上記直線偏光を円偏
光に変えることができる。

又、円偏光の光も２つの直交した電気ベクトル成分で表
される。従って、上記直線偏光の光と同様の方法で他の
偏光状態に変化させることができる。

第２図は、本発明の第１実施例に係る偏光状態変換装置
である。

図中、（囮）は偏光状態変換装置である。（１）は第１
偏光ビームスプリツタであり、入射される直線偏光又は
円偏光の光（１０）をＰ波成分（１１）とＳ波成分（１
２）の強度が等しく分岐されるように設定されている。

この設定は上記第１（Ｅｉ光ビームスプリッタ（１）の
配置等により可能であり、また第１偏光ビームスプリツ
タ（１）に入射される光が直線偏光の光の場合１／２波
長板（図示せず）によって偏光面を調整することによっ
て容易に実現できる。上記第１偏光ビームスプリ・Ｚり
（１）により分岐された等しい強度のＰ波（１１）及び
Ｓ波（１２）のうち、Ｐ波（１１）は第２偏光ビームス
プリツタ（２）に入射される。一方、Ｓ波（１２）はミ
ラー（３）を介して電気光学素子（４）に入射される。

前記電気光学素子（４）は印加電圧により屈折率が変化
し、該印加電圧に応じて入射される光に位相ずれを生じ
せしめる。上記印加電圧は偏光状態を決定する偏光方向
変更信号（１８）により制御されている。上記電気光学
素子（４）を通過したＳ波（１２）は該電気光学素子（
４）に印加された電圧に応じてＰ波（１１）に対して位
相ずれ（Ｐ波とＳ波の光路差に基づく位相差も含む）を
有し、ミラー（５）を介して第２偏光ビームスプリツタ
（２）に入射される。この結果、Ｐ波（１１）とＳ波（
１２）は第２偏光ビームスプリツタ（２）で合成され、
上記位相ずれに応じた偏光状態の光（１５）が得られる
。。

尚、上記電気光学素子（４）の配置位置はミラー（３）
とミラー（５）の間に限らず、Ｐ波（１１）と５（１２
）波に分岐されている光路中であれば、上記と同様の効
果を得られる。例えば、Ｐ波（１１）に位相ずれを生じ
せしめて偏光状態を変化させてもよい。

又、２つの電気光学素子を用いてＰ波（１１）とＳ波（
１２）に位相ずれを生じさせる構成でもよい。

従って、上述のような第１実施例の偏光状態変換装置で
は、直線偏光又は円偏光の光を電気的な手段を用いて偏
光状態に変化を起こさせるため、前記偏光状態の変化を
高速、且つ高精度に行うことができる。

以下、本発明の第２実施例について説明する。

第３図は第２実施例の偏光状態変換装置である。

尚、第１実施例と同一部分には同一符号を付してその説
明は割愛する。

図中、（輿）は偏光状態変換装置である。（４ｏ）は反
射面（４１）（４２）を有するミラーである。ミラー（
４０）には圧電素子（５０）が付設されている。前記圧
電素子（５０）は印加電圧により変位して、上記ミラー
（４０）を移動させる（図中、矢印で移動方向を示す）
。従って、第１偏光ビームスプリツタ（１）により分岐
されて生じたＳ波（１２）の光路長が変化し、上記印加
電圧に応じた位相ずれを発生される。尚、上記では上記
圧電素子（５ｏ）をミラー（４ｏ）に付設したが、第１
偏光ビームスプリツタ（１）または第２偏光ビームスプ
リツタ（２）に付設することにより位相ずれを発生させ
てもよい。

従って、上述のような第２実施例の偏光状態変換装置で
は、第１実施例の偏光状態変換装置と同様に偏光状態を
高速、且つ高精度に変化させることができる。

次に、本発明の第３実施例について説明する。

第４図及び第５図は、第３実施例に係る記録再生装置の
記録用の光学系を示す図である。

尚、従来例、第１実施例及び第２実施例と同一部分には
同一符号を付してその説明は割愛する。

第４図は、本発明の第１実施例を従来例の記録用の光学
系に適用した図である。

直線偏光の入射光ビームが記録層（２０３）に照射され
る際、隣接するトラックにおいて上記直線偏光が直交さ
れるように、第１実施例で述べた偏光状態変換装置ｑ四
）を用いて上記直線偏光の方向を回転させる。上記直線
偏光の偏光方向は偏光方向を決定する偏光方向変更信号
（１８）に基づいて回転させられる。又、第４図におけ
る光学系では第１実施例で述べた偏光状態変換装置１（
１００−）を用いたが、第５図に示すように第２実施例
で述べた偏光状態変換装置（輿）を用いてもよい。

尚、第３実施例においては、第１、第２実施例で述べた
偏光状態変換装置を光記録再生装置の記録用の光学系に
用いたが、再生用の光学系に用いることができることは
明らかである。

以上、上述のような第３実施例の光記録装置は直線偏光
の偏光方向を９０度回転させるのに、電気的手段を利用
した偏光状態変換装置により行うため、記録の高速化及
び高精度化を達成できる。

更に第４の実施例を第９図及び第１０図に示す。本実施
例では、例えばオプトロニクス社発行「ニューセラミッ
クスＪ　　（１９９０）階３１．Ｐ７９に開示されたよ
うなＥ　Ｏ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ）素子（
６０）を用いて偏光面の９０°回転を行う。第９図に斯
かるＥＯ素子（６０）の構成及び動作を示す。図におい
て、（６１）はＸ軸方向またはｙ軸方向に複屈折の中性
軸方位を有する結晶体、（６２）（６２）はこの結晶体
にＸ軸方向の電圧を印加するための電極板である。結晶
体（６１）に、Ｚ軸方向を進行方向とする直線偏光の光
を、その偏光面が中性軸方位（Ｘ軸方向、ｙ軸方向）に
対して４５°の角度を有する様に入射せしめる。

斯かる光は、Ｘ軸方向の電磁成分Ｅｘとｙ軸方向の電磁
成分Ｅｙに分けられるが、結晶体（６１）の複屈折によ
り、光が結晶体（６１）を透過するに従って、電磁成分
ＥｘとＥｙの間に位相差が生じる。

このため、光が結晶体（６１）を透過した後の光の偏光
状態を、結晶体（６１）に入射する前の偏光状態に比べ
て変化せしめることができる。ここで、ＥｘとＥｙの間
の位相差は、結晶体（６１）の２軸方向の厚みによって
調節できる。本実施例では結晶体（６１）を透過した光
が直線偏光となる様に結晶体（６１）の厚みを設定する
。

斯かる状態において、電極板（６２）（６２）間に電圧
を印加すると、結晶体（６１）は、電磁成分Ｅｘに対す
る屈折率が変化する。斯かる屈折率の変化量は、印加電
圧に応じて変化する。斯様に屈折率が変化すると、これ
に応じてＥｘとＥＶの間の位相差が変化し、これにより
結晶体（６１）を透過した後の光の偏光状態を変化させ
ることができる。本実施例では、電圧印加前と印加後に
おいて、結晶体（６１）透過光の偏光面が直交する様に
印加電圧を設定する。

第１Ｏ図に斯かるＥＯ素子を利用した実施例を示す。図
において、（７０）は２／１波長板で、光源（２１）か
らの直線偏光を、その偏光面がＥＯ素子（６０）の結晶
体（６１）の中性軸に対して４５°の角度を有する様に
入射せしめるべく配されている。ＥＯ素子（６０）には
前述した電圧であるところの偏光方向変換信号（１８）
が選択的に印加される。斯かる印加電圧の有無により、
ＥＯＸ子（６０）を透過した光の偏光面を、前述した如
くして、直交せしめることができる。

本実施例に依れば、先の実施例の如く光路を分割、再合
成しなくても光の偏光面を容易に９０゜変更せしめるこ
とができる。このため、先の実施例では、光学部品の正
確な位置調整（光軸合わせなど）が必要であったが、本
実施例ではこの様な必要はなく、又、部品点数も少なく
て済むので装置の小型化を図ることもできる。

尚、斯かる実施例では、印加電圧の有無によりＥＯ素子
の複屈折の大きさを制御する様にしたが、これに限らず
、印加電圧の大きさにより（印加電圧を２値制御するこ
とにより）ＥＯ素子の複屈折の大きさを制御する様にし
ても良い。又、この様に電気的に複屈折の大きさを制御
できる他の素子としては、結晶体として液晶を用いた素
子を用いることもできる。斯かる場合には、電圧印加に
より、液晶分子が一方向に配列され、以ってこの方向に
複屈折が生じる。

尚、本発明の偏光状態変換装置は上述の光記録装置に限
るものでなく、偏光した光の偏光状態を変化させる方法
を利用する光記録装置、光磁気記録装置等に用いること
ができることは明らかである。又、本発明は上記例に限
定されるものではなく、電気的に偏光状態を変換できる
素子及び装置であれば他のどの様なものでも利用できる
。

（ト）発明の効果 従って、本発明によれば、光の偏光状態を変化させるの
が、電気的手段であるため、又は位相差を生じせしめる
手段において２つの成分の光路差に微小な変化を発生さ
せるだけであるため、高速及び高精度に偏光状態を変換
できる。従って、上記手段を備えた光学装置は動作の高
速化、高精度化及び小型化が図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係り、偏光状態の変化を示す概念図、
第２図は本発明の第１実施例に係る偏光状態変換装置、
第３図は本発明の第２実施例に係る偏光状態変換装置、
第４図乃至第５図は本発明の第３実施例に係り、第４図
は光記録再生装置における記録用光学系を示す図、第５
図は光記録再生装置における別の記録用光学系を示す図
である。第６図乃至第８図は従来例に係り、第６図は光
記録再生装置における光学系を示す図、第７図は記録ト
ラックの概念図、第８図は吸光度を示す図である。第９
図及び第１Ｏ図は本発明の第４の実施例を示す図である
。 （１）・・・第１偏光ビームスプリツタ、（２）・・・
第２偏光ビームスプリツタ、（４）・・・電気光学素子
、（５０）・・・圧電素子、（６０）・・・ＥＯ業子、
（履）（遅す、）・・・偏光状態変換装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光記録材料からなる記録層に偏光した光を照射し
   て情報の記録及び若しくは情報の再生を行う際、上記偏
   光の状態を切り換える光記録媒体の記録及び若しくは再
   生装置において、上記偏光の状態を電気的な手段により
   変化させることを特徴とする光記録媒体の記録及び若し
   くは再生装置。
2. （２）電気的な手段が、電圧印加により複屈折の大きさ
   が変化する素子と、この素子に電圧を印加する手段を有
   することを特徴とする請求項（１）に記載の光記録及び
   若しくは再生装置。
3. （３）光記録材料からなる記録層に偏光した光を照射し
   て情報の記録及び若しくは情報の再生を行う際、上記偏
   光の状態を切り換える光記録媒体の記録及び若しくは再
   生装置において、上記偏光した光を２つの成分に分岐さ
   せる手段と一方の該成分と他方の該成分に位相差を生じ
   せしめる手段と前記位相差を有する２つの成分を再度合
   成する手段により上記偏光状態を変化させることを特徴
   とする光記録媒体の記録及び若しくは再生装置。