JPS6278724A - 光記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光を用いた情報の記録装置に関するもので
あり、かつ、電場強度次元で情報を多電記録する装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は例えば、ル−ザー研究、第１１巻第８号、ｐｓ
４ｓ　−Ｐ２Ｓ５に（Ｒ、Ａ　、　Ｂａｒｔｏｌｉｎｉ
により）示された従来の光記録装置を示す断面図であり
、図において（１）は２鐸用のレーザー光源、（６）は
対物レンズ、（３）はディスク、（３ａ）はテルル化合
物等の゛記録媒体、（３Ｃ）はガラス等からなる記録媒
体支持基板である。（７）は、記録媒体に情報として記
録さユ些、Ｐピット（小穴）である。

次に動作について説明する。情報の記録は、ディスク（
３）を回転させながらレーザー光（ｌｂ）ヲ記ｉ９！媒
体（３ａ）の面に対物レンズ（６）で集光し、レーザー
光を書き込むべき情報で変調することによって、記録媒
体（３ａ）に熱的加工によりピット（小穴）（７）をあ
ける形で情報が書き込まれる。このようにレーザー光に
よる熱加工で書き込む方式では、情報は、１ビツトに１
ビツトが入るだけである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の光記録装置は以上のように構成されているので、
記録媒体の単位面積当りに書き込める情報量は記録媒体
の単位面積当りに、ピットを形成できる数できまる。一
般に、現行のレーザー書Ａ込みでは、レーザースポット
の径は約１ｇｎ　であり、ピットの径もほぼ１１ｒｍ　
　が限界値であり、１平方センチメートル（ＩＣＩＩり
当りに書き込めるピットの数、即ち記録容量は１０　　
ヒツト／ａ１１が限界値である。

また、情報記録に際しては、１つのスポットへの記録が
終丸でから、次のスポットの記録を行う逐次記録であり
、同時に複数個のスポットへの記録ができないなどの問
題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、記録媒体への情報の書き込みを１スポツト
に１ビツトではなく、１スポツト内に電場の強度の次元
でも情報を書き込むような多重性を持たせることにより
、単位面積当りの記録容量の限界値が１０’ビット／ｃ
ａ１以上にできるとともに、記録媒体の２ｇ数個のスポ
ットに、同時に情報を記録できる光記録装置を得ること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る光記録装置は、光を吸収することにより
光吸収特性が、光の吸収の前後で変化すること特徴とす
る記録媒体を電極を、線状に施した基板２枚を用い、各
基板の線状Ｗ極が交差するように挟み、その交差する点
を記録スポットとし、レーザー光を照射した状態で、電
極を介して、記録媒体の上記記録スポットに情報に応じ
て電界強度を変調した電場を印加にし、記録媒体の１つ
の記録スポットに、電場の強窟の次元での情報を、少な
くとも２つ以上書き込むことを可能とし、かつ、電極の
線巾を、電場の強度次元で書き込める情報量に応じて決
定し、好ましくは、１ｇｍ　以下にすることにまり、記
録媒体の単位面積当りの記録容量が、これまでの光記録
装置の限界値である１０　　ヒツト／ａＩｌを毬えるよ
うにしたものである。

さらに、両極ヰが交差した各記録スポットへは、電界強
度を情報に応じて変調した電気信号を、ダイナミック駆
動方式の電気回路を用いて送り、かつ、レーザービーム
径をビームエ本スパンダーで拡大し、少なくとも２つ以
上の記録スポットを同時にレーザー光で照射し、少なく
とも２つ以上の複数個の記録スポットに同時に情報の書
き込み操作が出来るようにしたものである。

〔作用〕

この発明における光記録装置は、これまでのように、レ
ーザー光により記録スポットにピットを形成させる記録
媒体の物理的形状変化を利用するため、１つの記録スポ
ットに１つの情報ピットしか記録出来ないのとは異なり
、光吸収の前後における吸収スペクトルが変化し、かつ
、その変化の度合が、当刻記録媒体に印加される電場の
強さにより制御（いわゆる５ｔａｒｋ効果）しうる記録
媒体を用いているため、同一の記録スポットには、レー
ザー光照射中に、印加する電場の強度が少なくとも２つ
以上の異な。た値をもつモードよりなる電場を印加する
仁とにより、記録媒体の吸収スペクトルの変化が、その
モードに従って２つ以上生起し記録媒体中の１つの記録
スポット中に電場の強さの次元での情報ピットを２つ以
上多重記録される。即ち、Ｎ個ので場の強ツよりなる宿
場モードを情報の記録のために用いれば記録媒体の吸収
スペクトルの変化がＮ個のモードに従ってＮ個起こしつ
るため電場次元で多重度Ｎの記録が行なわれ、１つの記
録スポット中にＮピットの記録容量を与えることができ
る。

次に、記録媒体の単位面積当りの情報の記録容量を支配
する、もう１つの重要な因子は、単位面積当りの記録ス
ポットの数Ｍであり、上記の多重度Ｎと単位面積当りの
記録スポットのＰＭとの債、ＮＸＭが単位面積当りの記
録容量ＮＸＭピット／ａ１１となる。

この７明では、記録スポットは透明基板に線状に地した
透明ｍｔｉｆｆｉを、２枚重ねることにより、それぞれ
の７極線を交差させ、その交差した点を記録スフドツト
としている。

よって、囃位面積当りの記録スポットのｌＡ　Ｍは、透
明両極の線幅Ｗ、と相隣り合う胃極懐間堤Ｗ２との和ｗ
、＋ｗ２により決まるため、例えば、ＮＸＭが１０８を
越えるようなＭを与えるＷ、とＷ２の［ｔａ加工を行う
ことにより、現行の光記録方式の記＠音量の限界値でゐ
る１０’ビツト／ａｄを猷えることができる。

好ましくは、サブミクロンの微細加工技術を用い、Ｗｌ
＋Ｗ２がＩＩＸｎ　　以下にすることにより、Ｍは１０
８個／ａ＋ｌＪａ上となり、この発明による単位面積当
りの記録容量は、現行の光記録方式の記３容攬の限界値
１０８ピツト／ａＩ１１７）Ｎ倍であるＮＸｌ０’ビッ
ト／ａｌ１以上の記録容量を与える。

次に、記録スポットへの情報の書き込み方法については
、各記録スポットに記録したい情報に対応して電場の強
度を変調させた電場モードの電気信号を送り、かつレー
ザー光を照射した状態で各記録スポット下の記録媒体の
吸収スペクトル特性を情報に対応して変調させられた電
場モードに１対１に対応させて変化させることにより、
各記録スポットに記録したい情報が１対１対応で記録さ
れる。

よって、各記録スポットの情邦を規制するのは、各スポ
ットに送られてくる！唱モードの電値信号であり、照射
するレーザー光は、記録媒体の光吸収特性に変化を起こ
す波長域の光を発振すれば、同一モードのレーザー光で
よい。

一方、この発明の電極パターン方式は、各記録スポット
への９気信号の送付に、すでに実用化している液晶表示
パネルの各画素への電場モードの電気信号を同時に送付
するダイナミック駆動を用いることができる。

即ち、この発明の記録装置ではダイナミック駆動方式に
より、各２霞スポットに、それぞれ記録すべき情報ので
気信号を同時に送り、かつ、レーザービームのビーム径
をビームエキスパンダーを用いて拡大し、記録媒体の広
笥な面精（Ｓ）に光を照射することＩζより、ＳＸＭ個
め多数の記録スポットに同時に、各記録スポットに対応
した情報を記録することが出来る。

なお、情報の読み出しは、各記録スポットに！場の強度
を連続して変化させたｗＩ場を印加した状態で、各記録
スポットの記録媒体の吸収スペクトル、および／または
、発光スペクトル、および／または、反射スペクトルを
測定すれば、それらの結果は情報の記録時に印加された
電場の強々の電場を印加された履歴に対応した記録媒体
の吸収スペクトルの変化および、その吸収スペクトルの
変化に起因する発光スペクトルあるいは反射スペクトル
の変化を示すものであるため、その結果より各記録スポ
ットに情報により変調されて、印加された宿場の強度の
モードの内容を判定し情報を検知する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

＠１図において、（１ａ）はレーザー光源、（１ｂ）は
（１ａ）より発せられたレーザー光、（１ｃ）は、ビー
ム拡大器（２）によりビーム径が拡大されたレーザー光
、（２１はビーム拡大器、（３ａ）は記録媒体、（３ｂ
）は透明両極、（３ｃ）は透明基板、（４）は電場印加
装置、（５）はＴ場印加リード線である。

実施例１、 記録媒体（３ａ）として、光の吸収の前後で、光の吸収
スペクトルの吸収ピーク位置がシフトする、いわゆるフ
ォトクロミズム化合物を用いた例を示す。

フォトクロミズム化合物は、宿場を印加しない状態では
、光吸収スペクトルは、光の吸収の前後で第２図の特性
図のＡからＡ。へ光吸収のピーク位置がラフトする。な
お特性図の横軸Ｘは波長（ｎｍ）、縦軸Ｙは吸光度を表
わす。ここで、宿場を印加した状態で光を照射すれば、
印加するＮ場の強度伍）が、Ｅｌ、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、
・・・ＥＮ　と太きなるに従って、ピーク位置がそれぞ
れ第２図のＡ１、Ａ２、Ａ３ｓ　Ａ４、・・・ＡＮへと
シフトする（いわゆる５ｔａｒｋ効果）。

よって、第２図の吸収スペクトルＡの波長レーザー光（
１ｂ）をレーザー光源（１ａ）より発振し、かつ、ビー
ム拡大器（２１を通して、ビーム径を拡大したレーザー
光（１ｃ）として記録媒体（３ａ）に照射する。

この状態で、Ｗ１惧印加装置より、透明雫極（３ｂ）が
交差する、記録スポットに電場の強度を情報により変調
した電場を印加する。例えば印加する電場の強度のモー
ドか、Ｅ　＝　Ｈ２とＥ　＝　Ｅ、として電場を印加す
れば、第３図のまりに、記録媒体（３ａ）の吸収スペク
トル特性は、Ａ２とんにのみ吸収ピークが存在し、印加
しなかったＡｏ％Ａｌｂ　Ａａ、・・・、ＡＮには吸収
ピークが存在しない。この各ＷＩ場の強度（Ｅ）に対応
する吸収スペクトルピーク囚の有俸を１とＯのバイナリ
−コードとして（０，Ｏｌｌ、１．０、・・・、０）の
（Ｎ＋１）ビットの情報を記録スポットに記録する。

なお、好ましくは、各記録スポットへの情報の記録は、
ビーム拡大器（２）により、ビーム径が拡大されたレー
ザー光（１ｃ）により同時に複数個の各記録スポットを
レーザー光照射し、かつダイナミック駆動によりそれぞ
れの情報＋で誹り変調された電場を・同時に印加するこ
とにより、それぞれの記録スポットに同時に（Ｎ＋１）
ビットの情報を記録する。

なお、記録媒体（３ａ）として用いた、ホトクロミズム
化合物としては、スピロピラン類、フルギド類、アゾベ
ンゼン類、およびｓ　Ｒｕ　ｍ体やＨｇ錯体の錯体類を
始めとする一般のホトクロミズム材゛間が用いられる。

実施例２、 記録媒体（３ａ）として、光の吸収により、吸収した波
長部分の吸収のみが、光吸収前の吸収スペクトルより欠
除させられる、いわゆるホールバーニング現象を示す化
合物を用いた例を示す。

第４図は、ホールバーニング現象を示す記録媒体（３ａ
）のレーザー光照射によるスペクトル中へのホールの生
成を示す図である。

電場（ト）を印加しない（Ｅ＝Ｏ）の場合には、吸収ス
ペクトル中の波Ｎ　ＨＯの位電にホールが生成する。

電場［有］）の強度をＥ　＝　Ｅ、％Ｅ２、Ｈ３、・・
・、ＥＮ　と大きくするに従い、それぞれの１ｗ場の強
度に対応シて、吸収スペクトル中に生成するホールの位
ｆｔがＨ，、Ｈ，、Ｈ８、・・・、ｉ（Ｎへとレフトす
る（いわゆるＳｔａ　ｒｋ効果）。

よって、第４図の吸収スペクトルＨ，の波長ル−ザー光
（ｌｂ）をレーザー光源（１ａ）より発振し、かつ、ビ
ーム拡大器（２）を通して、ビーム径を拡大したレーザ
ー光（１ｃ）として記録媒体（３ａ）に照射する。

この状態で、笥思印加旬竹より、透明背極（３ｂ）が交
差する記録スポットに、電場の強度を情報により変調し
た電場を印加する。

例えば、印加する電場の強度のモードが、Ｅ＝Ｅ１とＥ
　＝　Ｈ３としてｒ！！場を印加すれば、第５図のよう
に、記録媒体（３ａ）の吸収スペクトル特性は、Ｈｌと
Ｈ３にのみ吸収ピークが存在し、印加しながった、Ｈｏ
−ｆＩ２、・・・、ＨＮにはホールが存在しない。

この各で場の強度（Ｅ）に対応する、吸収スペクトル中
ノホール（６）の有乍を１、ｏのバイナリ−ニア　−ト
として（０，１，０，１、・・・、０）の（Ｎ＋１）ビ
ットの情報を記録スポットに記録する。

なお、好ましくは、各記録スポットへの情報の記録は、
実施例１と同様に、ビーム拡大＠（２）により、ビーム
径が拡大されたレーザー光（１ｃ）により、同時に複数
個の各記録スポットをレーザー光照射し、かつ、ダイナ
ミック駆動により、それぞれの七情報により変調された
ｗＩ場を同時に印加することにより、それぞれの記録ス
ポットに同時に（Ｎ＋１）ビットの情報を記録する。

ここで、記録媒体（３ａ）として用いるホールバーニン
グ現象を示す化合物としては、クロリン類、ポルフィリ
ン類、フタロシアニン類、本二ザリン類、アミノアクリ
ジン類、ペリレン類、アルカリハライド類等を始めとす
る一般のホールバーニング現象を示す材料が用いられる
。

以上の実施例１と２で用いるフォトクロミズム化合物と
ホールバーニング現象を示す化合物の記録容量、即ち、
フォトクロミズム化合物では、電場印加により生ずる吸
収ピーク位置の数■とホ−ルバーニング現象を示す化合
物では、電場印加によす生スるシフトしたホールの数的
は、それぞれ、ピーク位置およびホールの位置に対応す
るそれぞれの化合物のエネルギー亭位の数■に対応する
ものであるから、それぞれのエネルギー１位が、明確に
分離している方が、ピーク位置の数（転）とシフトした
ホールのｔ；ｔ％を増大させるのには好ましいものであ
る。

その様な状態を与える条件としては、記録媒体（３ａ）
はなるべく低温状態に保たれることが好ましい。

また、記録した情報の読出しは、吸収スペクトルの変化
を直接、測定して行ってもよいが、吸収スペクトルの変
化は発光スペクトルおよび／または、反射スペクトルの
変化を測定することによっても行なえる。

なお、発光スペクトルまたは反射スペクトルにより情報
の読出しを行う少３合には、透明基板と透明９極のうち
、記録用レーザ光の入射側の反対側の基板と一極は必ら
ずしも透明である必要はない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、情報の記録を、光の
吸収の前後での光の吸収スペクトＪしの変化を生ずる化
合物を電極で挟み、スペクトルの変化の庁舎を、印加す
るＮ　ｋ％の強度により制御し、市場の強度の次元を情
報の記録に用いるように構成したので、情報の記録を行
うレーザー光を照射した記録スポ１．．トには、市場の
強度次元の多重度を上積みできる。

官らに、この発明による記録スポ、ットは、線状に施し
た透明両極を記録媒体を挟んで２枚重ねて、交差した点
を用いているため、透明一極をサブミクロン加工の微細
加工により容易に極めて細くすることが可卵であり、そ
の結果、記録スポット密度だけで、現行の光記録の記録
容量の限界値１０”ビット／ｃｄが可能であり、上述の
市場次元での多重間を各記録スポットに上積みすること
により、この発明の光記録装置の記録容量は現行の記録
容量の限界値１０’ビツト／ｃｄを容易に越える。

また、各記録スポットへの記録すべき情報の送付は、情
報により市場の強度が変調された電場の電気信号として
行うが、この発明の電極パターンでは、ダイナミック駆
動を行うことが可能であるため、各記録スポットへの電
気信号の同時送付が容易に行える。そのため、照射する
レーザー光のビーム径をビーム拡大により拡大し、同時
に複数個の記録スポットをレーザー光で照射することに
より、複数個の記録スポットへの情報の同時記録が可能
となる。また、例えば、１００万個の記録スポットの形
成には、１枚のｗｔａｊ基板上に１　、０００本の線状
のｗ１極を微細加工するだけでよく、サブミクロン加工
技術を用いれば１００万個の記録スポットはＩＨ平方中
に可能となる。

しかし、この発明の装置によらず１つの記録スポットを
独立した電極ペアーで形成すれば、１００万個の記録ス
ポットには、１００万個の電極ペアーと２００万本の電
極リード線が必要となり各記録スポットへの電気信号の
同時送付はスタチック駆動となり極めて困難であるのみ
ならず、電極ペアーとＷｌ電極リード線パターニングも
複雑となり、記録密度を増大させるのも困難である。

さらに、この発明では、多重度を、記録媒体に印加する
電場次元で行っているため、記録用のレーザー光源は、
必らずしも、波長可変でなくてもよい。しかし、この装
置にも波長可変レーザーを用いて記録をすることはもち
ろん可能であり、波長次元をも記録に用いれば、記録の
多重度、即ち、記録容量は、より増大する。

以上のように、この発明によれば、現状の光記録装置の
情報の記録容量の限界限１０　　ヒツト／ｃｎＩを容易
に越え得るのみならず、複数個の記録スポットへの同時
２跨による情報の記録速度の窩速化も可能となり、さら
に、用いるレーザー光の発振波長が単一のものでも、良
い等の効果が得られ、この発明の産業上の利用価値は極
めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による光記録装置を示す
構成図、第２図は、この発明の一実施例の記録媒体の吸
収スペクトル特性を示す特性図、第３図は、第２図に示
された記録媒体に、情報の記録を行った後の記録媒体の
吸収スペクトル特性の１例を示す特性図、第４図は、こ
の発明の他の実施例の記録媒体の吸収スペクトル特性を
示す特性図、第５図は、第４図に示された記録媒体に、
情報の記録を行った後の記録媒体の吸収スペクトル持件
の１例を示す特性図、第６Ｍは、従来の、光記録装置を
示す慣成図である。 図において、（１ａ）はレーザー先師、（１ｂ）はレー
ザー光、（１ｃ）レーザー光（１ｂ）のビーム径が拡大
されたレーザー光、（１ｄ）はレーザー光（１ｂ）のビ
ーム径がしぼられたレーザー光、（２１はビーム拡大器
、（３）はディスク、（３ａ）は記録媒体、（３ｂ）は
透明電極。 （３ｃ）は基板、（４）は電場印加装置、（５）は！場
印加用リード線（６）は対物レンズ、（７）はピット（
小穴）である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極を一方の面に施した透明基板と、これと
   対をなす電極を一方の面に施した基板との間に、光を吸
   収することによりそのものの光吸収特性が、光を吸収す
   る前後で変化する性質を有する化合物を挟み、かつ両電
   極間に電場を印加することにより、当該化合物に置場を
   印加した状態で、光を照射することにより、当該化合物
   の光の吸収前後での光吸収特性の変化の度合を、印加す
   る電場の強度で制御し、電場の強度の次元で情報を多重
   記録するようにしたことを特徴とする光記録装置。
2. （２）電極を線状に施しかつ光の入射側が少なくとも透
   明電極からなり、両基板を互いの線状の電極が交差する
   ように向いあわせ、その交差スポットを情報の記録スポ
   ットとするようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光記録装置。
3. （３）電場強度のモードの情報を、ダイナミック駆動に
   より、各記録スポットに信号を送り、光照射の状態で情
   報を記録するようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光記録装置。