(57)【要約】【課題】本発明は、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体に記録された情報を消去、オーバーライトをすることなく、再生可能な情報記録媒体及びその記録・再生方法並びに記録・再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】基板上に、特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生方法であって、記録領域に特定波長の記録光を照射して情報を記録し、基板の屈折率と、記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、媒質から記録領域に、記録光とは異なる波長の再生光を入射し、その反射光強度を検出する構成とした。【選択図】  図１
2004177763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体であって、
前記基板の屈折率と、前記記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、前記媒質から前記記録領域に再生光を入射させたとき、
前記記録領域の互いに異なる屈折率を有する領域間で、再生光の反射光強度が異なることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】
前記屈折率の変化が可逆的であることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記記録領域が、特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成されることを特徴とする請求項１，２いずれか１項に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記フォトクロミック材料は下記の一般式（ｉ）で表される分子構造を有するフォトクロミック色素を含有する透明高分子複合材料またはフォトクロミック色素それ自信からなるアモルファス透明材料から成ることを特徴とする請求項３に記載の情報記録媒体。
【化１】
2004177763.tif 000010
〔上記の式（ｉ）においてＡは下記の置換基（ｉｉ）または置換基（ｉｉｉ）｛置換基（ｉｉ）および置換基（ｉｉｉ）においてＲ１はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換されていてもよいアリール基または下記の置換基（ｉｖ）または置換基（ｖ）｛置換基（ｉｖ）および置換基（ｖ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基，シアノ基、または置換されていてもよいアリール基を表す｝を表し、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表す）を表す｝を表し、
【化２】
2004177763.tif 000011
Ｂは下記の置換基（ｖｉ）または置換基（ｖｉｉ）｛置換基（ｖｉ）および置換基（ｖｉｉ）においてＲ１はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換されていてもよいアリール基または下記の置換基（ｖｉｉｉ）または置換基（ｉｘ）｛置換基（ｖｉｉｉ）および置換基（ｉｘ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基，シアノ基、または置換されていてもよいアリール基を表す｝を表し、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表す）を表す｝を表す〕
【化３】
2004177763.tif 000012
【請求項５】
基板上に、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生方法であって、
前記記録領域にエネルギーを付与して情報を記録し、
前記基板の屈折率と、前記記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、前記媒質から前記記録領域に再生光を入射し、その反射光強度を検出することを特徴とする情報記録媒体の記録・再生方法。
【請求項６】
基板上に、特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生方法であって、
前記記録領域に特定波長の記録光を照射して情報を記録し、
前記基板の屈折率と、前記記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、前記媒質から前記記録領域に、前記記録光とは異なる波長の再生光を入射し、その反射光強度を検出することを特徴とする情報記録媒体の記録・再生方法。
【請求項７】
前記フォトクロミック材料は下記の一般式（ｉ）で表される分子構造を有するフォトクロミック色素を含有する透明高分子複合材料またはフォトクロミック色素それ自信からなるアモルファス透明材料から成ることを特徴とする請求項６に記載の情報記録媒体の記録・再生方法。
【化４】
2004177763.tif 000013
〔上記の式（ｉ）においてＡは下記の置換基（ｉｉ）または置換基（ｉｉｉ）｛置換基（ｉｉ）および置換基（ｉｉｉ）においてＲ１はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換されていてもよいアリール基または下記の置換基（ｉｖ）または置換基（ｖ）｛置換基（ｉｖ）および置換基（ｖ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基，シアノ基、または置換されていてもよいアリール基を表す｝を表し、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表す）を表す｝を表し、
【化５】
2004177763.tif 000014
Ｂは下記の置換基（ｖｉ）または置換基（ｖｉｉ）｛置換基（ｖｉ）および置換基（ｖｉｉ）においてＲ１はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換されていてもよいアリール基または下記の置換基（ｖｉｉｉ）または置換基（ｉｘ）｛置換基（ｖｉｉｉ）および置換基（ｉｘ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基，シアノ基、または置換されていてもよいアリール基を表す｝を表し、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表す）を表す｝を表す〕
【化６】
2004177763.tif 000015
【請求項８】
前記記録光及び前記再生光が近接場光であることを特徴とする請求項６，７いずれか１項に記載の情報記録媒体の記録・再生方法。
【請求項９】
前記記録領域に前記記録光とは異なる波長の消去光を照射して、前記記録領域に記録された情報を消去することを特徴とする請求項６〜８いずれか１項に記載の情報記録媒体の記録・再生方法。
【請求項１０】
基板上に、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生装置であって、
前記情報記録媒体の記録領域にエネルギーを付与する記録手段と、
再生光を出射する再生用光源及び前記情報記録媒体の記録領域に隣接する再生光入射媒体で構成され、前記基板の屈折率と、前記再生光入射媒体の媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、前記再生光入射媒体から前記記録領域に再生光を入射する再生光入射手段と、
前記情報記録媒体からの前記再生光の反射光を受光する光検出器とを、具備したことを特徴とする情報記録媒体の記録・再生装置。
【請求項１１】
特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生装置であって、
前記記録領域に特定波長の記録光を照射して情報を記録する記録手段と、
再生光を出射する再生用光源及び前記情報記録媒体の記録領域に隣接する再生光入射媒体で構成され、前記基板の屈折率と、前記再生光入射媒体の媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、前記再生光入射媒体から前記記録領域に再生光を入射する再生光入射手段と、
前記情報記録媒体からの前記再生光の反射光を受光する光検出器とを、具備したことを特徴とする情報記録媒体の記録・再生装置。
【請求項１２】
前記記録領域に前記記録光とは異なる波長の消去光を照射して、前記記録領域に記録された情報を消去する消去手段を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の情報記録媒体の記録・再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体及びその記録・再生方法並びに記録・再生装置に関し、特に、
特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体及びその記録・再生方法並びに記録・再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクの高密度化のニーズに対応して、種々の光記録再生技術が検討されている。更に、高密度化に加え、情報を記録・消去再生可能な光ディスクとして相変化型の光ディスクも知られている。
【０００３】
これら相変化型の書き換え可能な光ディスクは、近年、実用的な短波長のレーザーの開発によりその高密度化が図られているが、記録再生光の回折限界が上限であり、実用面では記録再生光となるレーザーの波長に依存され、その高密度化には限界がある。
【０００４】
そこで、記録密度を更に向上させるため、近接場光を利用した光記録再生技術が検討されている。近接場光を利用した光記録再生技術では、その光記録媒体にフォトクロミック材料が用いられる。そして、このフォトクロミック材料は極微弱光での情報記録が可能であり、近接場光を利用して光記録再生を行うことによって高密度化の試みがなされている。例えば、（特許文献１）にその開示がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２５１２８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術には以下のような問題があった。光情報記録媒体の記録層に用いるフォトクロミック材料は近接場光のような極微弱光での情報記録が可能なものの、あまりに高感度であるため、フォトクロミック材料自身の光の吸収特性の差を利用した近接場光再生において、記録されていた情報の消去やオーバーライトが発生するという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたものであり、エネルギーを付与することによって屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体、特に、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体に記録された情報を消去、オーバーライトをすることなく、再生可能な情報記録媒体及びその記録・再生方法並びに記録・再生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報記録媒体は、基板上に、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体であって、基板の屈折率と、記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、前記媒質から前記記録領域に再生光を入射させたとき、記録領域の互いに異なる屈折率を有する領域間で、再生光の反射光強度が異なる構成とし、その記録・再生方法は、記録領域にエネルギーを付与して情報を記録し、基板の屈折率と、記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、媒質から記録領域に再生光を入射し、その反射光強度を検出する構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、基板上に、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体であって、基板の屈折率と、記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、媒質から記録領域に再生光を入射させたとき、記録領域の互いに異なる屈折率を有する領域間で、再生光の反射光強度が異なることを特徴とする情報記録媒体であって、屈折率の変化を記録情報とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、屈折率の変化が可逆的であることを特徴とする情報記録媒体であって、記録された情報を書き換え可能とすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１，２において、記録領域が、特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成されることを特徴とする情報記録媒体であって、屈折率の変化を記録情報とし、書き換え可能とすることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、フォトクロミック材料は下記の一般式（ｉ）で表される分子構造を有するフォトクロミック色素を含有する透明高分子複合材料またはフォトクロミック色素それ自信からなるアモルファス透明材料から成ることを特徴とする情報記録媒体であって、フォトクロミック材料の開環もしくは閉環による屈折率の変化を記録情報とし、書き換え可能とすることができる。
【００１３】
【化７】
2004177763.tif 000003
【００１４】
〔上記の式（ｉ）においてＡは下記の置換基（ｉｉ）または置換基（ｉｉｉ）｛置換基（ｉｉ）および置換基（ｉｉｉ）においてＲ１はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換されていてもよいアリール基または下記の置換基（ｉｖ）または置換基（ｖ）｛置換基（ｉｖ）および置換基（ｖ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基，シアノ基、または置換されていてもよいアリール基を表す｝を表し、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表す）を表す｝を表し、
【００１５】
【化８】
2004177763.tif 000004
【００１６】
Ｂは下記の置換基（ｖｉ）または置換基（ｖｉｉ）｛置換基（ｖｉ）および置換基（ｖｉｉ）においてＲ１はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換されていてもよいアリール基または下記の置換基（ｖｉｉｉ）または置換基（ｉｘ）｛置換基（ｖｉｉｉ）および置換基（ｉｘ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基，シアノ基、または置換されていてもよいアリール基を表す｝を表し、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表す）を表す｝を表す〕
【００１７】
【化９】
2004177763.tif 000005
【００１８】
請求項５に記載の発明は、基板上に、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生方法であって、記録領域にエネルギーを付与して情報を記録し、基板の屈折率と、記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、媒質から記録領域に再生光を入射し、その反射光強度を検出することを特徴とする情報記録媒体の記録・再生方法であって、特定波長の吸収に依存せず記録媒体の感度のない波長を用いても記録・再生が可能となる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、基板上に、特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生方法であって、記録領域に特定波長の記録光を照射して情報を記録し、基板の屈折率と、記録領域と再生光入射側で隣接する媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、媒質から記録領域に、記録光とは異なる波長の再生光を入射し、その反射光強度を検出することを特徴とする情報記録媒体の記録・再生方法であって、特定波長の吸収に依存せず記録媒体の感度のない波長を用いても記録・再生が可能となる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、フォトクロミック材料は下記の一般式（ｉ）で表される分子構造を有するフォトクロミック色素を含有する透明高分子複合材料またはフォトクロミック色素それ自信からなるアモルファス透明材料から成ることを特徴とする情報記録媒体の記録・再生方法であって、フォトクロミック材料の開環もしくは閉環に寄与する特定波長以外の光を再生光として用いることによって、記録情報の消去もしくはオーバーライトを抑制し、再生ができる。
【００２１】
【化１０】
2004177763.tif 000006
【００２２】
〔上記の式（ｉ）においてＡは下記の置換基（ｉｉ）または置換基（ｉｉｉ）｛置換基（ｉｉ）および置換基（ｉｉｉ）においてＲ１はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換されていてもよいアリール基または下記の置換基（ｉｖ）または置換基（ｖ）｛置換基（ｉｖ）および置換基（ｖ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基，シアノ基、または置換されていてもよいアリール基を表す｝を表し、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表す）を表す｝を表し、
【００２３】
【化１１】
2004177763.tif 000007
【００２４】
Ｂは下記の置換基（ｖｉ）または置換基（ｖｉｉ）｛置換基（ｖｉ）および置換基（ｖｉｉ）においてＲ１はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換されていてもよいアリール基または下記の置換基（ｖｉｉｉ）または置換基（ｉｘ）｛置換基（ｖｉｉｉ）および置換基（ｉｘ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基，シアノ基、または置換されていてもよいアリール基を表す｝を表し、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表す）を表す｝を表す〕
【００２５】
【化１２】
2004177763.tif 000008
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項６，７において、記録光及び再生光が近接場光であることを特徴とする情報記録媒体の記録・再生方法であって、記録密度を向上できる。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、請求項６〜８において、記録領域に記録光とは異なる波長の消去光を照射して、記録領域に記録された情報を消去することを特徴とする情報記録媒体の記録・再生方法であって、書き換え可能とすることができる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、基板上に、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生装置であって、情報記録媒体の記録領域にエネルギーを付与する記録手段と、再生光を出射する再生用光源及び情報記録媒体の記録領域に隣接する再生光入射媒体で構成され、基板の屈折率と、再生光入射媒体の媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、再生光入射媒体から記録領域に再生光を入射する再生光入射手段と、情報記録媒体からの再生光の反射光を受光する光検出器とを、具備したことを特徴とする情報記録媒体の記録・再生装置であって、特定波長の吸収に依存せず記録媒体の感度のない波長を用いても記録・再生が可能となる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体の記録・再生装置であって、記録領域に特定波長の記録光を照射して情報を記録する記録手段と、再生光を出射する再生用光源及び情報記録媒体の記録領域に隣接する再生光入射媒体で構成され、基板の屈折率と、再生光入射媒体の媒質の屈折率との関係で決定される、再生光の全反射の臨界角以下の角度で、再生光入射媒体から記録領域に再生光を入射する再生光入射手段と、情報記録媒体からの再生光の反射光を受光する光検出器とを、具備したことを特徴とする情報記録媒体の記録・再生装置であって、特定波長の吸収に依存せず記録媒体の感度のない波長を用いても記録・再生が可能となる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、記録領域に記録光とは異なる波長の消去光を照射して、記録領域に記録された情報を消去する消去手段を備えたことを特徴とする情報記録媒体の記録・再生装置であって、書き換え可能とすることができる。
【００３１】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１による情報記録媒体及びその記録・再生方法並びに記録・再生装置について図面を用いて説明する。
【００３２】
まず、本発明の実施の形態１による情報記録媒体への記録方法について述べる。
【００３３】
図１は本発明の実施の形態１による情報記録媒体の記録装置の構成模式図である。
【００３４】
図１において、１は情報記録媒体、２は記録層、３は基板であり、４は記録光光源、５は対物レンズ、６は半球レンズを示している。
【００３５】
情報記録媒体１は基板３上に記録層２が形成され、記録層２は記録領域を備える。なお、本実施の形態１では、記録層２が特定波長の光を照射することにより、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成されている場合で説明する。
【００３６】
そして、本発明の実施の形態１による情報記録媒体の記録は、近接場光を照射することにより行う。
【００３７】
まず、記録光光源４から出射された光は、対物レンズ５へ導かれる。対物レンズ５を通過した光は半球レンズ６の中心に焦点を結び集光されている。基板１上にフォトクロミック材料からなる記録層２を成膜した情報記録媒体１は半球レンズ６の直下に近接して配置され、半球レンズ６の底面から出射される近接場光が照射される。
【００３８】
ここで、情報記録についての原理を説明する。図２は本発明の実施の形態１によるフォトクロミック材料の光吸収特性を示すグラフである。
【００３９】
図２に示すように、このフォトクロミック材料は、光波長４００ｎｍ以下および６００ｎｍ近傍に顕著な吸収ピークを持つ材料であり、４００ｎｍ以下の光は開環から閉環への変化に、６００ｎｍ近傍の光は閉環から開環状態への変化に寄与する。なお、本材料は開環から閉環、閉環から開環の状態変化に伴い、材料そのものの色が透明から青、青から透明へと変化する。
【００４０】
また、このフォトクロミック材料としては、上記で示した一般式（ｉ）で表される分子構造を有するフォトクロミック色素を含有する透明高分子複合材料またはフォトクロミック色素それ自信からなるアモルファス透明材料を好適に用いることができる。そして、このフォトクロミック材料の具体的化合物（１）の構造式を下記に示す。
【００４１】
【化１３】
2004177763.tif 000009
【００４２】
更に、これらフォトクロミック材料の種々の具体例や合成方法としては、「“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｄｉａｒｙｌｅｔｈｅｎｅｓ，”Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｐ．７０２−７０３，２００１」、「“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｓｍ  ｏｆ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｄｉａｒｙｌｅｔｈｅｎｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｓｔｙｒｙｌ  Ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔｓ，”Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，３４５，ｐｐ．２５１−２５５，２０００」、「“Ｄｉａｒｙｌｅｔｈｅｎｅｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｍｏｒｉｅｓ  ａｎｄ  Ｓｗｉｔｃｈｅｓ，”Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ，１００，ｐｐ．１６８５−１７１６，２０００」に記載されている。
【００４３】
なお、上記した一般式（ｉ）で表される分子構造を有するフォトクロミック材料に限定されるものではなく、同じ特性を備えるものであれば、他の分子構造を有する材料を用いる事もできる。
【００４４】
このようなフォトクロミック材料で構成される情報記録媒体１の記録層２に記録を行う場合、記録光の波長は顕著な吸収ピークを持つ光波長を選択する。図２の特性から判断すると、４００ｎｍもしくは６００ｎｍ付近の光を使用するのが望ましい。半球レンズ６の底面中心に集光されるスポットサイズ（＝ＳＤ）は、光波長（＝λ）、対物レンズ５の開口数と対物レンズ５に対する記録光の入射位置およびそのビーム径から決定される出射角度（＝ＮＡ＝ｓｉｎθ）、半球レンズ６の屈折率（ｎ）により、以下の式で導かれ、
式（１）  ＳＤ＝λ／（ｎ×ＮＡ）
フォトクロミック材料に形成される記録ピットは、ほぼこのスポットサイズを反映する。ゆえに、光波長λ＝４００ｎｍ、対物レンズ５から出射される記録光の角度（ＮＡ＝０．６）、半球レンズ６の屈折率ｎ＝１．８を用いれば、約３７０ｎｍのピット形成が可能となる。同様に、光波長λ＝６００ｎｍであればＳＤ＝５５０ｎｍである。
【００４５】
なお、半球レンズを用いた場合の近接場光の滲み出し深さｈは
式（２）  ｈ＝λ／（２π×（（ｎ×ｓｉｎθ）２−１）１／２）
で与えられる。
【００４６】
ゆえに、記録の際、半球レンズ６と情報記録媒体１は光波長λ＝４００ｎｍの場合は１５０ｎｍ以下、６００ｎｍの場合は２３０ｎｍ以下で近接させる必要がある。
【００４７】
例えば、初期状態をフォトクロミック材料の閉環状態とし、記録状態を開環状態とする場合では、記録光の波長を６００ｎｍとし、上記条件において、半球レンズ６と情報記録媒体１は２３０ｎｍ以下で近接させればよい。そして、６００ｎｍの光を照射することで、フォトクロミック材料を閉環から開環状態に変えて記録を行う。更に、４００ｎｍの光を照射することで、フォトクロミック材料を開環から閉環状態に変えて初期状態とすることができ、記録された情報の消去を行うことができる。よって、記録光の波長が６００ｎｍ、消去光の波長が４００ｎｍとなる。
【００４８】
或いは、初期状態をフォトクロミック材料の開環状態とし、記録状態を閉環状態とする場合には、記録光の波長を４００ｎｍとし、上記条件において、半球レンズ６と情報記録媒体１は１５０ｎｍ以下で近接させればよい。そして、４００ｎｍの光を照射することで、フォトクロミック材料を開環から閉環状態に変えて記録を行う。更に、６００ｎｍの光を照射することで、フォトクロミック材料を閉環から開環状態に変えて初期状態とすることができ、記録された情報の消去を行うことができる。よって、記録光の波長が４００ｎｍ、消去光の波長が６００ｎｍとなる。
【００４９】
なお、消去光の光源は、図１で示す記録光光源４と共に消去光光源を設けても良いし、情報記録媒体１の記録層２の全面を照射できるような消去光光源を設けてもよい。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態１による情報記録媒体への再生方法について述べる。
【００５１】
図３は本発明の実施の形態１による情報記録媒体の再生装置の構成模式図である。
【００５２】
図３において、７は再生光光源、８は再生光入射媒体、９は光検出器を示している。
【００５３】
そして、本発明の実施の形態１による情報記録媒体の再生は、記録と同様に、近接場光を照射することにより行う。
【００５４】
なお、詳細は後述するが、再生光に使用する波長は、フォトクロミック材料の吸収がない領域の波長の光を用いる。この場合では、赤外光が好ましく、例えば、ＣＤ−ＲＯＭの再生用の７８０ｎｍ等の赤外光を発するレーザーが挙げられる。
【００５５】
まず、再生光光源７から出射された光は、対物レンズ５を通過し、再生光入射媒体８に入射され、所定の角度θで情報記録媒体１の記録層２に近接場光が照射される。
【００５６】
そして、情報記録媒体１からの反射信号光は、再生光入射媒体８を通過し、対物レンズ５を介して光検出器９に導かれる。
【００５７】
ここで、情報再生の原理について説明する。フォトクロミック材料の長所は、極微弱光にも感応し、開環および閉環の状態変化が可能なことであるが、同時にこの長所は短所にもなり得る。図２において、λ＝４００ｎｍ以下および６００ｎｍ付近に光の吸収帯があることは先に述べた。しかし、これらの光波長を用いて再生を行うと、再生光の光パワーを極端に小さくしても、記録情報のオーバーライトもしくは消去という現象が起こる。ゆえに、情報記録に用いる顕著な光吸収を持つ光波長での再生は実用上困難となる。
【００５８】
そこで、フォトクロミック材料が閉環状態から開環状態に変化する際、屈折率が微小に変化することに着目した。フォトクロミック材料の閉環状態を初期状態として、λ＝６００ｎｍ付近の記録光で情報記録を行うと光を照射した部位のみが開環状態となり、微小に屈折率が低下する。この屈折率変化（＝Δｎ）は０．０１〜０．１０程度である。
【００５９】
そして、本発明者らは、再生光の入射角度を特定な角度として入射したとき、フォトクロミック材料の閉環状態と開環状態とでは再生光の反射光強度が異なることを見出し、この微小な屈折率の差異を検出することを可能とした。
【００６０】
即ち、再生光入射媒体８から情報記録媒体１の記録層２に入射される再生光の入射角θを、再生光入射媒体８を構成する媒質の屈折率と、情報記録媒体１の基板３の屈折率とで決定される再生光の全反射の臨界角以下の角度として入射する。なお、臨界角以下の角度である入射角θとは、臨界角をθ０とすると、θ０＞θであることを意味する。
【００６１】
再生光を全反射の臨界角以下の角度として入射したとき、この再生光は、基板３へのリークモード、即ち、記録層２を透過し基板３への放射モードに変わる。そして、このリークモードにおいて、フォトクロミック材料の閉環状態と開環状態とでは再生光の反射光強度が異なることが判明した。ところで、リークモードの再生光は、記録層２の屈折率が異なることに起因して、層内や界面における反射或いは吸収の差異が生じ、結果として反射光強度の差異に繋がるものと考えられるが、屈折率の大小と反射光強度の大小との相関関係についての詳細は明らかではない。
【００６２】
これらの事項は、本発明者らが実験から得られたものであり、以下実験内容及び結果について説明する。
【００６３】
まず、情報記録媒体１として、基板３にガラス基板（屈折率＝１．５６１）を用い、記録層２に上記具体的化合物（１）のフォトクロミック材料を用いた。なお、このフォトクロミック材料は、閉環状態の屈折率は１．６４８、開環状態の屈折率は１．６１１であり、初期状態をフォトクロミック材料の閉環状態、記録状態を開環状態とし、記録光の波長を６００ｎｍで、図１に示した記録装置を用いて記録を行った。
【００６４】
次に、図３に示す再生装置を用い、記録層２における初期状態の閉環状態である領域（非記録領域）と、記録層２における記録状態の開環状態である領域（記録領域）に対し、それぞれ再生光の入射角θを変更して入射し、反射光強度を光検出器９で検出した。また、再生光入射媒体８として半球レンズ（屈折率＝１．９５２）を用い、再生光の波長は８１７ｎｍの赤外光を用いた。
【００６５】
そして、非記録領域と記録領域における反射光強度の測定結果を図４に示す。なお、図４は本発明の実施の形態１による入射角θと反射光強度の関係を示すグラフである。
【００６６】
ここで、スネルの法則に従えば、再生光入射媒体８の屈折率（１．９５２）と、基板３の屈折率（１．５６１）とで決定される再生光の全反射の臨界角は、５３．１°となる。
【００６７】
そして、図４の結果から明らかなように、入射角θがこの臨界角５３．１°以下のとき、非記録領域と記録領域とは、共に全反射から前述のリークモードとなって反射光強度が低下する。また、非記録領域と記録領域とで、その反射光強度が異なっている。
【００６８】
よって、再生光入射媒体８から情報記録媒体１の記録層２に入射される再生光の入射角θを、再生光入射媒体８を構成する媒質の屈折率と、情報記録媒体１の基板３の屈折率とで決定される再生光の全反射の臨界角以下の角度として入射することにより、フォトクロミック材料の閉環状態と開環状態との間で再生光の反射光強度の差異を検出することができる。即ち、非記録領域と記録領域を判別できるので、情報記録媒体１の記録層２に記録された情報を再生することが可能である。
【００６９】
ここで、基板３、記録層２、再生光入射媒体８の屈折率の関係は、基板３の屈折率（１．５６１）＜記録層２の屈折率（閉環状態＝１．６４８、開環状態＝１．６１１）＜再生光入射媒体８の屈折率（１．９５２）であり、少なくともこの関係を満たせば、上述した再生原理は成立する。よって、この屈折率の関係を満足するように、基板３、記録層２、再生光入射媒体８の材料を適宜選択すればよい。更に、記録層２の上に記録層２よりも屈折率の高い材料の膜を形成して、再生光入射媒体８と同じ働きを持たせることも可能である。
【００７０】
なお、図４において、入射角５３．５°で閉環状態である非記録領域の反射光強度が低下しているが、これは、特定の条件を満たすことにより、記録層２が二次元導波路となり、再生光が記録層２の内部を導波モードとして伝搬した結果である。
【００７１】
以上、本実施の形態１について説明したが、便宜上、記録装置と再生装置を個別に図示して説明したが、図３で示した再生装置の再生光光源７と共に記録光光源４を設けて、再生光入射媒体８と半球レンズ６を共用し、一体化しても良いのは言うまでもない。そして、再生光光源７と記録光光源４に更に消去光光源を設けてもよい。
【００７２】
なお、本実施の形態１について説明した再生装置、再生方法は、特定波長の光照射により屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料を再生する例で説明したが、場合によっては、このフォトクロミック材料以外の材料を記録層として備える情報記録媒体にも適用できる。
【００７３】
即ち、エネルギーを付与することによって、屈折率が変化する材料、例えば、熱によって屈折率が変化する液晶、電圧により屈折率が変化するポリフッ化ビニリデン等の強誘電体が考えられ、いずれの材料であっても、上述した再生原理に基づき、リークモードにおける屈折率差が反射光強度の差として検出されれば適用可能である。
【００７４】
更に、本実施の形態１において説明した、フォトクロミック材料の特性、光学系の構成、使用光源および使用光源の中心波長、対物レンズおよび半球レンズの仕様は一例であり、その他様々な構成で、本実施の形態１と同様に情報記録媒体の記録／再生、消去を行うことができる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、エネルギーを付与することによって屈折率が変化する記録領域を備えた情報記録媒体、特に、屈折率が可逆的に変化するフォトクロミック材料で構成される記録領域を備えた情報記録媒体に記録された情報を消去、オーバーライトをすることなく、再生可能な情報記録媒体及びその記録・再生方法並びに記録・再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による情報記録媒体の記録装置の構成模式図
【図２】本発明の実施の形態１によるフォトクロミック材料の光吸収特性を示すグラフ
【図３】本発明の実施の形態１による情報記録媒体の再生装置の構成模式図
【図４】本発明の実施の形態１による入射角θと反射光強度の関係を示すグラフ
【符号の説明】
１  情報記録媒体
２  記録層
３  基板
４  記録光光源
５  対物レンズ
６  半球レンズ
７  再生光光源
８  再生光入射媒体
９  光検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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