DE3850430T2

DE3850430T2 - Verfahren und Gerät zur Aufzeichnung von Daten mit reversibler Phasenänderung.

Info

Publication number: DE3850430T2
Application number: DE3850430T
Authority: DE
Inventors: Keikichi Andoo; Tetsuya Nishida; Masahiro Ojima; Motoyasu Terao; Hiroshi Yasuoka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2008-04-09
Also published as: JP2796290B2; EP0286126A2; EP0286126A3; US4982396A; JPS63253536A; DE3850430D1; EP0286126B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Informationsaufzeichnungsverfahren und ein Informationsaufzeichnungsgerät unter Verwendung einer reversiblen Phasenänderung, wie sie durch Einstrahlen von Licht hervorgerufen wird, und sie betrifft insbesondere ein Informationsaufzeichnungsverfahren (unter Verwendung einer reversiblen Phasenänderung), das dazu in der Lage ist, mit einem einzigen Strahl ein Überschreiben auszuführen, d. h. das dazu in der Lage ist, neue Information mit einem einzigen Strahlfleck vorzunehmen, während bereits aufgezeichnete Information gelöscht wird, und das dazu in der Lage ist, ein Überschreiben vorzunehmen, ohne daß unvollständig gelöschte Information, sogenannte "nichtgelöschte Information" zurückbleibt, und sie betrifft insbesondere ein optisches Informationsaufzeichnungsgerät unter Verwendung einer überschreibbaren optischen Platte mit reversibler Phasenänderung.
Ein Aufzeichnungsgerät für überschreibbare optische Information unter Verwendung eines Aufzeichnungsfilms, der eine Phasenänderung zwischen einem kristallinem Zustand und einem amorphen Zustand erfährt, ist bereits bekannt. Bei einem solchen Gerät wird ein optischer Strahlfleck hoher Energie, der der aufzuzeichnenden Information entspricht, auf den Aufzeichnungsfilm aufgestrahlt, um die Temperatur des Aufzeichnungsfilms örtlich zu erhöhen. So wird eine Phasenänderung zwischen dem kristallinem Zustand und dem amorphen Zustand hervorgerufen, um Information aufzuzeichnen. Eine sich ergebende Änderung einer optischen Konstanten wird als Intensitätsänderung des reflektierten Lichts eines niederenergetischen Lichtstrahls gelesen, wodurch die aufgezeichnete Information wiedergegeben wird. Z.B. wird eine optische Platte mit reversiblem Effekt mit einem Phasenänderungs-Aufzeichnungsfilm in Drehung versetzt, und ein Lichtstrahlfleck wird auf den Aufzeichnungsfilm gebündelt, um die Temperatur des Aufzeichnungsfilms über seinen Schmelzpunkt zu erhöhen, wie dies in Proceedings of Spring Conference of the Japanese Society of Applied Physics, 7, p-x-1, 1983, beschrieben ist. Nachdem der optische Strahlfleck durchgelaufen ist, wird dieser Abschnitt des Aufzeichnungsfilms schnell abgekühlt, um diesen Abschnitt in den amorphen Zustand zu überführen, wodurch Information aufgezeichnet wird. Löschen wird dadurch ausgeführt, daß ein elliptischer Lichtstrahl, der in Strahllaufrichtung länger ist, so eingestrahlt wird, daß die Temperatur des Aufzeichnungsfilms innerhalb eines Temperaturbereichs für Kristallisierung gehalten wird, der nicht niedriger liegt als der Glasübergangspunkt, und der nicht höher liegt als der Schmelzpunkt, wobei das Einstrahlen für eine Zeit erfolgt, die dazu ausreicht, die Kristallisation zu fördern.
Ferner erfolgt ein Doppelstrahl-Pseudoüberschreiben (Aufzeichnen neuer Information nach dem Löschen bereits aufgezeichneter Daten) dadurch, daß ein löschender, elliptischer, optischer Strahlfleck vor dem aufzeichnenden, kreisförmigen Lichtstrahlfleck angeordnet wird.
Bei einem optischen Informationsaufzeichnungsgerät unter Verwendung eines Phasenänderungs-Aufzeichnungsfilms, der mit hoher Geschwindigkeit kristallisiert werden kann, wird die Leistung eines einzigen kreisförmigen Lichtstrahlflecks zwischen mehreren Leistungspegeln verändert, um Kristallisation oder Ausbildung eines amorphen Zustands hervorzurufen, wie z. B. in Proc. SPIE, Vol. 695, S. 105 bis 109, 1986, beschrieben. D.h., daß ein Teil des Aufzeichnungsfilms, der von einem Lichtstrahl beleuchtet wird, der eine Leistung aufweist, die dazu ausreicht, die Temperatur dieses Teils zu erhöhen, beim Abkühlen einen amorphen Zustand einnimmt. Andererseits nimmt ein Abschnitt des Aufzeichnungsfilms, der mit einem Lichtstrahl mit einer solchen Leistung beleuchtet wird, daß die Temperatur dieses Abschnitts über den Glasübergangspunkt und unter den Schmelzpunkt erhöht wird, einen kristallinen Zustand ein.
Jedoch ist es sehr schwierig, eine Differenz zwischen schnellem Abkühlen und Tempern dadurch zu erzielen, daß ein einziger Lichtstrahlfleck einmal über den Aufzeichnungsfilm geführt wird. Der Stand der Technik zum Erstellen eines Lichtstrahls abhängig von der aufzuzeichnenden Information, um die Information zu überschreiben, weist die Schwierigkeit auf, daß nach dem Überschreiben ein unvollständig gelöschter Abschnitt zurückbleibt. Bei optischen Platten mit Phasenänderung sind Aufzeichnungsfilme, die nach der Dampfabscheidung noch nicht bearbeitet wurden, in vielen Fällen ungleichmäßig, wenn sehr kleine Raumbereiche betrachtet werden. Demgemäß ist eine Initialisierung zum Erzielen von Gleichmäßigkeit erforderlich. Bei der Initialisierung wird ein optischer Strahl hoher Leistung eingestrahlt, um die Temperatur einmal über den Schmelzpunkt anzuheben. Darüber hinaus muß der zu beschreibende Teil bei manchen Aufzeichnungsverfahren in einen amorphen Zustand oder einen kristallinen Zustand überführt werden. Das Erfordernis einer solchen Initialisierung führt zu einer Schwierigkeit hinsichtlich eines ungünstigen Gebrauchs.
Ein anderes System mit mehreren Leistungspegeln ist aus JP-A-61 000 928 bekannt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
(1) es zu ermöglichen, mit einem einzelnen Strahl zu überschreiben, ohne daß ungelöschte Information zurückbleibt;
(2) Schwächung eines Signals aufgrund einer Differenzierung dadurch zu verhindern, daß das wiedergegebene Signal selbst einen Differenzierungs-Signalverlauf aufweist, um das Erfordernis der Differenzierung zu beseitigen;
(3) Regelung für die Spurführung und automatische Fokuseinstellung dadurch zu gewährleisten, daß das wiedergegebene Signal einen solchen Differenzierungs-Signalverlauf aufweist, daß sich der mittlere Pegel des ausgelesenen Lichts selbst dann nicht ändert, wenn Aufzeichnung ausgeführt wird;
(4) Überschreiben (Aufzeichnen) mit einem einzigen Strahl zu erzielen, wobei sich der Verlauf eines ausgelesenen Signals nicht stark abhängig von der Relativgeschwindigkeit v zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Energiestrahlfleck sowie der Kristallisationsgeschwindigkeit und demgemäß der Zusammensetzung des Aufzeichnungsfilms ändert;
(5) eine Initialisierung überflüssig zu machen;
(6) ein Überschreiben/Aufzeichnen mit einem einzigen Strahl zu erzielen, wobei es möglich ist, einen gewünschten Signalverlauf des ausgelesenen Signals zu erzielen, wenn die Kristallisationsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsfilms festgelegt ist; und
(7) eine Kristallisationsgeschwindigkeit für den Aufzeichnungsfilm aufzuzeigen, mit der es möglich ist, einen gewünschten Signalverlauf eines ausgelesenen Signals zu erzielen, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Energiestrahlfleck festliegt.
Die vorstehend angegebene Aufgabe wird durch das gelöst, was in den Ansprüchen 1 und 17 angegeben ist.
Im Oberbegriff jedes dieser Ansprüche sind die Merkmale aufgelistet, wie sie aus der obigen SPIE-Veröffentlichung bekannt sind.
D.h., daß erfindungsgemäß die Intensität von Laserlicht auf dem Ausleseleistungspegel gehalten wird, während das Aufzeichnungsmedium für optische Information gedreht wird, und die Leistung in erforderlichen Abschnitten erhöht wird, um einen Energiestrahl hoher Leistung auf Abschnitte aufzustrahlen, in denen bereits Aufzeichnung erfolgte. Als Ergebnis des Durchlaufs eines Lichtstrahls mit hoher Leistung über Abschnitten, in denen bereits Aufzeichnungen erfolgte, steigt die Temperatur des Aufzeichnungsfilms über den Schmelzpunkt. Demgemäß erreicht ein existierender Datenabschnitt einmal den Schmelzzustand unabhängig davon, ob er sich in kristalliertem oder amorphem Zustand befindet. Danach nimmt der gesamte beleuchtete Abschnitt im wesentlichen beim Abkühlen denselben Zustand ein. Demgemäß wird das Ausmaß unvollständig, nichtgelöschter Abschnitte stark verringert. Da die Lichtlösch(Ausschalt)-Zeit zum Aufzeichnen kürzer als die vorangehende oder folgende Zeit mit höherem Leistungspegel ist, werden alle Abschnitte außer dem mit einem neuen Aufzeichnungspunkt gelöscht. Der endgültige Zustand, wie er durch das Löschen hervorgerufen wurde, kann ein kristalliner Zustand, ein amorpher Zustand oder ein Zwischenzustand sein, in dem Kristallisation zu einem gewissen Grad fortgeschritten ist.
Erfindungsgemäß nimmt ein Abschnitt mit Aufzeichnung einen anderen Phasenzustand ein als ein gelöschter Abschnitt, und er nimmt innerhalb kurzer Zeit einen amorphen oder kristallinen Zustand ein.
Ferner steigt gemäß der Erfindung die Temperatur der meisten Abschnitte des Schreibbereichs des Aufzeichnungsfilms beim anfänglichen Aufzeichnungsbetrieb eines Aufzeichnungsfilms, der nach der Dampfabscheidung noch nicht bearbeitet wurde, über den Schmelzpunkt an. Selbst wenn der Aufzeichnungsfilm nach seiner Dampfabscheidung noch nicht bearbeitet wurde, kann Information auf dem Aufzeichnungsfilm aufgezeichnet werden, ohne ihn einmal mit einem Laserstrahl zu beleuchten oder aufzuheizen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A bis 1E zeigen die Änderung von Daten und die zugehörige optische Aufzeichnungsleistung bei der Erfindung abhängig von der Zeit.
Fig. 1F bis 1H sind Diagramme der Verläufe ausgelesener Signale, entsprechend den Fig. 1A bis 1E.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung zum Umsetzen codierter Daten in ein Aufzeichnungssignal, d. h. ein Laseransteuersignal in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein für die Erfindung verwendetes Gerät zum optischen Aufzeichnen, Löschen und Lesen zeigt.
Fig. 4A, 4B und 5 zeigen solche zeitliche Änderungen eines Beleuchtungsstrahls, daß der Verlauf eines wiedergegebenen Signals selbst dann nicht verändert wird, wenn Daten mit linearen Geschwindigkeiten innerhalb eines weiten Bereichs aufgezeichnet werden.
Fig. 6A und 6B zeigen einen typischen Verlauf eins Aufzeichnungssignals mit einem einzigen Strahl beim Überschreiben bzw. einen Verlauf eines ausgelesenen Signals, wie es erhalten wird, wenn Schreiben mit einem einzelnen Strahl bei der Bedingung einer Gleichung (2) ausgeführt wird.
Fig. 7 zeigt das Ergebnis einer numerischen Simulation für Temperaturänderungen jeweiliger Abschnitte eines Aufzeichnungsfilms, wie sie erhalten werden, wenn ein Überschreiben mit einem einzigen Strahl mit der in Fig. 6A dargestellten optischen Leistung ausgeführt wird.
Fig. 8A und 8B zeigen einen Verlauf eines ausgelesenen Signals bzw. ein Ausgangsdatensignal, wie es daraus erhalten wird.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung, die zum Umwandeln des Verlaufs eines ausgelesenen Signals in ein Ausgangsdatensignal verwendet wird.
Fig. 10A bis 10E veranschaulichen ein Verfahren zum Erzeugen eines Ausgangsdatensignals aus dem Verlauf eines abgespielten Signals mit kleinen Fehlern.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung zum Umsetzen eines ausgelesenen Signals in ein Ausgangsdatensignal gemäß dem in den Fig. 10A bis 10E dargestellten Verfahren.
Fig. 12A und 12B zeigen ein anderes Beispiel eines Verlaufs eines ausgelesenen Signals gemäß der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bevor die Erfindung beschrieben wird, wird zunächst ein herkömmliches Aufzeichnungsverfahren beschrieben, das die Schritte des Bündelns eines Lichtstrahls als Fleck auf einen Abschnitt eines Aufzeichnungsfilms zum Erhöhen der Temperatur dieses Abschnitts über den Schmelzpunkt, und des schnellen Abkühlens dieses Abschnitts nach dem Durchführen des Lichtstrahlflecks aufweist, um diesen Abschnitt in einen amorphen Zustand zu überführen und dadurch Information aufzuzeichnen. Wenn ein Abschnitt des Aufzeichnungsfilms in einen amorphen Zustand zu überführen ist, wird z. B. ein Lichtstrahl mit einer Leistung zum Erhöhen der Temperatur des Aufzeichnungsfilms über den Schmelzpunkt eingestrahlt. Wenn dieser Lichtfleck über einen Punkt auf dem Aufzeichnungsfilm läuft, wird dieser Abschnitt abgekühlt, nachdem die Temperatur dieses Abschnitts den Schmelzpunkt Tm überschritten hat, wie durch eine Kurve E in Fig. 7 dargestellt. Es hängt von der Zeit, in der dieser Abschnitt durch einen Temperaturbereich mit großer Kristallisationsgeschwindigkeit zwischen dem Schmelzpunkt Tm und dem Glasübergangspunkt Tx läuft, ab, ob dieser Abschnitt in einen amorphen Zustand überführt wird oder nicht. Wenn ein Abschnitt des Aufzeichnungsfilms zu kristallisieren ist, wird ein Lichtstrahl mit einer solch geringen Leistung eingestrahlt, daß die Temperatur dieses Abschnitts den Schmelzpunkt Tm nicht erreicht. Wenn dieser Lichtstrahlfleck über einen Punkt auf dem Aufzeichnungsfilm läuft, ist die Zeitdauer, in der die Temperatur dieses Abschnitts über dem Glasübergangspunkt Tx und unter dem Schmelzpunkt Tm gehalten wird, höchstens ein Mehrfaches der Abkühlzeit beim oben beschriebenen Fall der Ausbildung eines amorphen Zustands. Demgemäß kann man nicht sagen, daß der Unterschied zwischen dem für die Erzeugung des amorphen Zustands erforderlichen schnellen Abkühlen und der für die Kristallisation erforderlichen langsamen Abkühlung groß ist.
Wenn Information aufgezeichnet wird, während eine Platte mit konstanter Drehzahl gedreht wird, ist die Lineargeschwindigkeit, die am Innenumfang der Platte erhalten wird, die Hälfte derjenigen, die am Außenumfang erhalten wird, und die Durchlaufzeit des optischen Strahlflecks, die am Innenumfang der Platte erhalten wird, ist doppelt so groß wie diejenige, die am Außenumfang erhalten wird. Demgemäß unterscheiden sich die Abkühlzeit und die Temperzeit um den Faktor 2 zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang. Um sowohl am Innenumfang als auch am Außenumfang einen von einem optischen Strahl hoher Leistung beleuchteten Abschnitt amorph zu machen, und einen mit einem optischen Strahl kleiner Leistung beleuchteten Abschnitt zu kristallisieren, muß daher ein Aufzeichnungsfilm mit einer Zusammensetzung ausgebildet werden, der optimale Kristallisationsgeschwindigkeit aufweist.
Wenn die Kristallisationsgeschwindigkeit eines Aufzeichnungsfilms kleiner als die optimale Kristallisationsgeschwindigkeit ist, schreitet die Kristallisation etwas fort, wenn ein Lichtstrahl mit hoher Leistung auf den Aufzeichnungsfilm aufgestrahlt wird, um ihn amorph zu machen. Selbst wenn ein optischer Strahl mit geringer Leistung eingestrahlt wird, um den Aufzeichnungsfilm zu kristallisieren, schreitet die Kristallisation nur teilweise fort, da die Zeit für allmähliches Abkühlen höchstens ein Mehrfaches länger ist als die Zeit für schnelles Abkühlen. In diesem Fall befinden sich sowohl ein Abschnitt mit Aufzeichnung als auch ein gelöschter Abschnitt im Aufzeichnungsfilm in Zwischenzuständen, in denen die Kristallisation zu einem gewissen Grad fortgeschritten ist. Der Abschnitt mit Aufzeichnung wird von einem gelöschten Abschnitt durch die Differenz im Ausmaß des Kristallisationsfortschritts im Zustand des Aufzeichnungsfilms unterschieden. Da durch einmaliges Einstrahlen eines Strahls keine vollständige Kristallisation erzielt wird, hängt der Aufzeichnungszustand nach dem Einschreiben neuer Information vom vorigen Aufzeichnungszustand ab. Dies bedeutet, daß bereits zuvor aufgezeichnete Information verbleibt.
Es wird nun der Fall beschrieben, daß die Kristallisationsgeschwindigkeit für den Aufzeichnungsfilm höher als die optimale Kristallisationsgeschwindigkeit ist. Wenn Information durch Änderung des Pegels der Lichtleistung aufgezeichnet wird, wie in Fig. 6A dargestellt, wird eine große Reflexionsänderung in einem Abschnitt hervorgerufen, in dem sich die Lichtleistung plötzlich ändert. In anderen Abschnitten auf dem Aufzeichnungsfilm wird keine deutliche Reflexionsänderung hervorgerufen. Der Grund dafür kann wie folgt beschrieben werden. Da die Kristallisationsgeschwindigkeit hoch ist, kristallisiert ein Abschnitt des Aufzeichnungsfilms, über den ein Lichtstrahlfleck mit einer solchen Leistung läuft, daß die Temperatur über den Schmelzpunkt ansteigt, zu einem gewissen Grad, während er vom Schmelzpunkt aus abgekühlt wird. Ein Abschnitt, über den ein Lichtstrahlfleck mit einem Leistungspegel für Kristallisation geführt wird, wird weiter kristallisiert als ein anderer Abschnitt, der von Licht mit hoher Leistung getroffen wird. Da sowohl der mit Licht hoher Leistung beleuchtete Abschnitt als auch der mit Licht geringer Leistung beleuchtete Abschnitt eine vergleichsweise weit fortgeschrittene Kristallisation aufweisen, ist der Unterschied zwischen diesen Zuständen gering. Infolgedessen ist der Reflexionsunterschied gering. In einem Abschnitt, in dem die Leistung des Lichtstrahls von niedrigem auf hohen Pegel ansteigt, entfernt sich der Lichtstrahlfleck in dem Moment, in dem die Lichtleistung erhöht wird. Die Temperatur dieses Abschnitts steigt über die Zieltemperatur (Fig. 7G) an, wie sie dann erhalten wird, wenn ein Lichtstrahl niedrigen Pegels eingestrahlt wird, wie in Fig. 7 durch eine gestrichelte Linie H wiedergegeben. Da der Kristallisationsprozeß durch thermische Energie gefördert wird, schreitet die Kristallisation um so schneller fort, je höher die Temperatur ist, solange die Temperatur nicht den Schmelzpunkt überschreitet. In einem Abschnitt, in dem die Lichtleistung von niedrigem auf hohen Pegel steigt, schreitet daher die Kristallisation am stärksten fort. In einem Abschnitt, in dem die Leistung von hohem auf niedrigen Pegel verringert wird, wird ein deutlicherer Effekt schneller Abkühlung erzielt als in jedem anderen Abschnitt, wie in Fig. 7 durch eine gestrichelte Linie F dargestellt, was zu einem amorphen Zustand führt. Auf diese Weise ändert sich die Reflektivität stark in Abschnitten, in denen die Lichtleistung plötzlich ansteigt oder abfällt. Das bekannte Überschreiben von Daten durch Erhöhen des Pegels eines optischen Strahls abhängig von der aufzuzeichnenden Information weist die Schwierigkeit auf, daß in großem Umfang nichtgelöschte Information verbleibt.
Daher ist es ein Merkmal der Erfindung, eine Einstrahlung eines Energiestrahls zum Löschen mit hoher Strahlleistung vorzunehmen, den Leistungspegel für eine Zeitspanne zu verringern, die kürzer als die Bestrahlungszeit ist, und danach die Leistung zum Aufzeichnen wieder zu erhöhen.
Da gemäß der Erfindung die Leistung in einem erforderlichen Abschnitt zum Einstrahlen eines Energiestrahls mit hoher Leistung auf einen Abschnitt, in dem bereits eine Aufzeichnung vorliegt, erhöht wird, steigt die Temperatur des Aufzeichnungsfilms infolge des Durchlaufs des Energiestrahls hoher Leistung über den Abschnitt, in dem bereits Aufzeichnung erfolgt ist, über den Schmelzpunkt an. Unabhängig davon, ob sich ein vorhandener Datenabschnitt in einem kristallinen oder amorphen Zustand befindet, gelangt daher der Datenabschnitt sofort in einen Schmelzzustand. Danach nimmt der gesamte beleuchtete Abschnitt beim Abkühlen nahezu denselben Zustand ein. Demgemäß wird das Ausmaß (nichtgelöschter) Information stark verringert. Da die Lösch- oder Ausschaltzeit beim Aufzeichnen kürzer ist als die vorangehende oder folgende Zeitdauer hohen Pegels, werden alle Abschnitte außer einem neuen Aufzeichnungspunkt gelöscht.
Welcher Phasenzustand durch das Löschen hervorgerufen wird, hängt von der Beziehung der relativen Länge zwischen der Zeit, die dazu erforderlich ist, daß sich die Temperatur des Aufzeichnungsfilms verringert (Abkühlzeit), in welcher Zeit der Aufzeichnungsfilm durch den Temperaturbereich läuft, der eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit ermöglicht, und der Zeit ab, die dazu erforderlich ist, daß der Aufzeichnungsfilm kristallisiert. Wenn z. B. die Abkühlzeit länger als die Kristallisationszeit ist, kristallisiert der Aufzeichnungsfilm. Wenn die Abkühlzeit kürzer als die Kristallisationszeit ist, nimmt der Aufzeichnungsfilm einen amorphen Zustand ein. Wenn die Abkühlzeit dicht bei der Kristallisationszeit liegt, nimmt der Aufzeichnungsfilm einen Zwischenzustand ein, in dem die Kristallisation in gewissem Grad fortgeschritten ist. Genau gesagt, hängt die Kristallisationsgeschwindigkeit von der Temperatur T und dem Grad X des Kristallisationsfortschritts ab. Bei dreidimensionalem Wachstum kann der Endzustand z. B. durch Einzelsummation wie folgt repräsentiert werden:
Kristallisationsverhältnis: X = 1 - exp {- α(t)dt}
Kristallisationsgeschwindigkeit: α(t) = α&sub0;exp {-ΔE/KBT(t)},
wobei α&sub0; eine Konstante bezeichnet, KB die Boltzmann-Konstante bezeichnet und ΔE die Aktivierungsenergie bezeichnet. Jedoch steigt die Temperatur des Aufzeichnungsfilms beim Durchlaufen des Lichtstrahls gleichförmig an und fällt dann gleichförmig. Wie vorstehend beschrieben kann daher der Löschzustand grob durch die Beziehung der relativen Längen hinsichtlich der Abkühlzeit und der Kristallisationszeit bestimmt werden.
Die Kristallisationszeit τ hängt vom Verhalten des Aufzeichnungsfilms ab, während die Abkühlzeit von der Relativgeschwindigkeit V zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Lichtstrahlfleck abhängt. D.h., daß sich ein Abschnitt hoher Temperatur, wie er durch den Lichtstrahl hervorgerufen wird, innerhalb des Aufzeichnungsfilms mit der Geschwindigkeit V bewegt. Diese Bewegungsgeschwindigkeit legt die Abkühlzeit jeweiliger Abschnitte fest. Genauer gesagt, wird nun angenommen, daß ein Lichtstrahlfleck eine Gauss'sche Verteilung aufweist, mit der Intensität e&supmin;² am Radius r und daß die Leistung dergestalt ist, daß der Aufzeichnungsfilm gerade den Schmelzpunkt erreichen kann. Wenn ein derartiger optischer Strahl eingestrahlt wird, wird der Radius eines Bereichs, der innerhalb des Aufzeichnungsfilms erzeugt wird und Kristallisation hoher Geschwindigkeit zuläßt, ar, wobei a eine von thermischen Konstanten (z. B. der Wärmeleitfähigkeit der spezifischen Wärme und Dichte) des optischen Informationsaufzeichnungsmediums und dessen Kristallisationstemperatur abhängige Konstante ist. In den meisten Fällen genügt a der Beziehung 0 < a ≤ 1. Wenn der optische Strahlfleck mit der Geschwindigkeit V über den Aufzeichnungsfilm läuft, ist daher die Abkühlzeit, die erforderlich ist, daß die Temperatur des Aufzeichnungsfilms unter den Temperaturbereich fällt, der Kristallisation mit hoher Geschwindigkeit erlaubt, durch ar/V gegeben.
Abhängig von der Beziehung der relativen Länge hinsichtlich der Kristallisationszeit τ des Aufzeichnungsfilms und der Abkühlzeit ar/V wird daher der Löschzustand entweder ein kristallisierter Zustand, ein Zwischenzustand oder ein amorpher Zustand.
((1)) Kristalliner Zustand: ar/V > τ (1)
((2)) Zwischenzustand: ar/V τ (2)
((3)) Amorpher Zustand: ar/V < τ (3)
Es werden nun der durch das erfindungsgemäße Verfahren hervorgerufene Aufzeichnungszustand und der zu diesem Aufzeichnungszustand führende Prozeß beschrieben. Das Aufzeichnen erfolgt dadurch, daß ein optischer Strahl mit einer Leistung unter dem Leistungspegel für Löschen nur für eine Zeit t eingestrahlt wird, wie in Fig. 1E dargestellt, oder daß der optische Strahl abgeschaltet wird. Jedoch ist es bevorzugt, daß t dicht bei der Zeit 2ar/V liegt, die dafür erforderlich ist, daß der Abschnitt hoher Geschwindigkeit über einen Abschnitt des Aufzeichnungsfilms läuft. Der Grund hierfür wird nun beschrieben. Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren entspricht einem Verfahren, das dadurch erhalten wird, daß dafür gesorgt wird, daß sich F in den Fig. 6A und 6B extrem H annähert. Es ist erwünscht, daß der Raum zwischen F und H nahezu der Größe des Hochtemperaturabschnitts entspricht; und es ist erwünscht, daß er nahe bei 2ar/V liegt. Abweichend von einem gelöschten Abschnitt nimmt ein Abschnitt mit Aufzeichnung einen amorphen Zustand (Fig. 1F), einen kristallisierten Zustand (Fig. 1H) oder einen paarweisen Zustand mit einem kristallinen Zustand und einem amorphen Zustand, die aneinander grenzen (Fig. 1G), ein.
Abhängig von der Kristallisationszeit τ für den Aufzeichnungsfilm und der Geschwindigkeit V der Aufzeichnungslinie wird der Aufzeichnungszustand einer dieser Zustände. Der zu jedem Aufzeichnungszustand führende Aufzeichnungsprozeß wird nun in Beziehung auf die vorstehend beschriebene Löschbedingung oder den Löschzustand beschrieben.
Zunächst geht es um den Fall, daß der Löschzustand der kristalline Zustand ist wie durch Gleichung (1) repräsentiert. In diesem Fall ist die Kristallisationszeit kurz oder die Lineargeschwindigkeit V ist gering, und zu Kristallisation kommt es, während der Aufzeichnungsfilm ausgehend vom Schmelzpunkt während des Löschvorgangs auf die Kristallisationstemperatur abgekühlt wird. Wenn die optische Leistung während des Aufzeichnungsvorgangs nur für eine Zeitspanne t verringert wird, wird in einem Abschnitt, in dem die Lichtleistung auf dem Aufzeichnungsfilm auf einen niedrigen Pegel geändert wird, wie in Fig. 7 dargestellt, ein größerer Effekt schneller Abkühlung erzielt als im Vergleich mit anderen Abschnitten, was zu Ausbildung eines amorphen Zustandes führt. In einem Abschnitt, der von einem Lichtstrahl niedrigem Energiepegel beleuchtet wird, und in einem Abschnitt, in dem die Lichtleistung plötzlich von niedrigem auf hohen Pegel ansteigt, wird die Temperatur in einem Bereich gehalten, der Kristallisation mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht (wie durch G und H in Fig. 7 repräsentiert). Dies ist eine Bedingung, bei der Kristallisation fortschreitet wie im Löschzustand. Jedoch ist die Kristallisation bereits abgeschlossen und die Zustandsänderung ist gering. Angesichts der Kristallisation wird ein unabhängiger Abschnitt in amorphem Zustand gebildet (Fig. 1F).
Es wird nun der durch Gleichung (2) wiedergegebene Fall beschrieben, d. h. der Fall, daß der Löschzustand ein Zwischenzustand ist, in dem Kristallisation zu einem gewissen Grad fortgeschritten ist. Dies ist der Fall, wenn die Abkühlzeit während des Löschvorgangs der Dauer nach nahezu der Kristallisationszeit entspricht. Wenn die niedrige Leistung beim Aufzeichnungsvorgang nur für eine Zeitspanne t verringert wird, nimmt ein Abschnitt auf dem Aufzeichnungsfilm, in dem die optische Leistung plötzlich von hohem auf niedrigen Pegel abnimmt, auf dieselbe Weise wie beim ersten Fall einen amorphen Zustand ein. In einem Abschnitt, der von einem Lichtstrahl niedrigen Energiepegels beleuchtet wird, und in einem Abschnitt, in dem die optische Leistung von niedrigem auf hohen Pegel erhöht wird, befindet sich die Temperatur im Bereich, der Kristallisation mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht, und demgemäß schreitet die Kristallisation fort. Insbesondere in einem Abschnitt, in dem die optische Leistung auf hohen Pegel ansteigt, wird eine höhere Temperatur als im Abschnitt G in Fig. 7 erreicht, wie durch H in Fig. 7 repräsentiert, und demgemäß wird der Kristallisationsgrad am größten (Fig. 1G).
Es wird nun der Fall beschrieben, daß der Löschzustand ein amorpher Zustand wird, wie durch den Ausdruck (3) repräsentiert. In diesem Fall ist die Abkühlzeit beim Löschvorgang kürzer als die Kristallisationszeit r, und während des Abkühlens wird ein amorpher Zustand hervorgerufen. Wenn die optische Leistung beim Aufzeichnungsvorgang nur für eine Zeitspanne t verringert wird, wird in einem Abschnitt, in dem die optische Leistung auf dem Aufzeichnungsfilm plötzlich von hohem auf niedrigen Pegel abfällt, ein Effekt schneller Abkühlung erhalten. Da dies beinahe mit dem Löschzustand übereinstimmt, ist jedoch der Unterschied zwischen den Zuständen gering. In einem Bereich, der mit einem optischen Strahl niedrigen Energiepegels beleuchtet wird, und in einem Abschnitt, in dem die optische Leistung plötzlich von niedrigem auf hohen Pegel ansteigt, ist die Kristallisationsbedingung erfüllt, was zu einem kristallinen Zustand führt. Insbesondere in einem Abschnitt, in dem die optische Leistung plötzlich von niedrigem auf hohen Pegel ansteigt, ist der Kristallisationsgrad maximal (Fig. 1H).

(Ausführungsbeispiel 1)

Die Fig. 1A bis 1E zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsverfahrens, und Fig. 1E ist ein Diagramm, das die zeitliche Änderung der optischen Aufzeichnungsleistung zeigt. Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung zum Umsetzen codierter Daten 1 in einen Halbleiterlaser-Ansteuerstrom. Aus dem codierten Datensignal 1 und einem Impulssignal 3, das in einer Verzögerungsschaltung 2 um eine Zeitdauer t im Vergleich zum Signal 1 verzögert wird, wird ein Impulssignal 6 als Ausgangssignal einer Flipflopschaltung 5 erhalten. Synchron mit einem Taktsignal 4 bleibt das Impulssignal 6 nur für die Zeitspanne t ab dem Moment, zu dem sich das Datensignal 1 auf den logischen Wert "1" ändert, auf dem logischen Wert "0". Mit Ausnahme von t befindet sich das Impulssignal 6 dauernd auf logisch "1". Dieses Signal 6 wird in einer Stromverstärkungsschaltung 7 in einen Strom umgesetzt und verstärkt. Das sich ergebende Signal und das Ausgangssignal einer Gleichstrom-Vorversorgungsquelle 8 werden in einer Summierschaltung 9 summiert, um einen Laseransteuerstrom zu erzeugen, um eine optische Aufzeichnungsleistung zu erhalten, wie sie in Fig. 1E veranschaulicht ist.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel des Aufbaus einer Vorrichtung zum optischen Aufzeichnen, Löschen und Wiedergeben, wie sie bei der Erfindung verwendet wird. Auf einem Substrat 17 einer optischen Platte, auf dem Spurführungsnuten ausgebildet sind, ist ein Aufzeichnungsfilm 18 für Phasenänderungen kristallin/amorph aus der Dampfphase abgeschieden. Auf dem Film 18 ist ein Schutzfilm 19 aus der Dampfphase abgeschieden, um eine optische Platte mit Phasenänderung herzustellen. Auf die so hergestellte optische Platte mit Phasenänderung werden Laserstrahlen fokussiert. Von einem Halbleiterlaser 10 emittierte Laserstrahlen werden durch eine Koppellinse 11 gebündelt. Durch ein Prisma 12 wird ein zirkularer Lichtstrahl gebildet. Die Polarisationsebene wird in einer Viertelwellenlängenplatte 14 um 45º verdreht. Durch einen Galvanospiegel 15 wird ein Lichtfleck auf einer Spur positioniert, und er wird durch einen Kondensor 16 auf den Aufzeichnungsfilm 18 mit Phasenänderung fokussiert. Die Polarisationsebene der von der optischen Platte reflektierten Strahlen wird in der Viertelwellenlängenplatte 14 um 45º weitergedreht. Nur die von der optischen Platte reflektierten Strahlen werden von einem Polarisator 13 reflektiert. Die sich ergebenden reflektierten Strahlen werden durch eine konvexe Linse 20 gesammelt und von einem Polarisator 21 zweigeteilt. Die reflektierten Strahlen werden von einem Detektor 24 für automatische Fokussierung erfaßt. Der Kondensor 16 wird durch das so erfaßte Signal in Richtung der optischen Achse verstellt, was zu einer automatischen Fokussiereinstellung führt. Eine Zylinderlinse 22 und eine Messerkannte 23 bilden ein automatisches, optisches Fokussiersystem. Lichtstrahlen, die vom Polarisator 21 durchgelassen werden, werden von einem Spurführungsdetektor 25 erfaßt. Der Galvanospiegel 15 wird gesteuert durch das so erfaßte Signal so verdreht, daß er den optischen Fleck immer auf eine Spurführungsnut oder Zwischennuten positioniert. Beim Aufzeichnungs- und Löschvorgang werden vom Aufzeichnungsfilm 18 reflektierte Strahlen verstärkt, und in der automatischen Fokussierregelung und der Spurführungsregelung werden Regelabweichungsvorgänge ausgeführt. In dieser Zeit sind die Verstärkungen zum Verstärken der vom Spurführungsdetektor und vom Detektor für automatische Fokussierung gelieferten Spannungen klein eingestellt.
Was eine optische Platte betrifft, die noch nicht benutzt wurde, können Daten auf derselben dann aufgezeichnet werden, wenn der Aufzeichnungsfilm zwar nach der Dampfabscheidung noch nicht behandelt wurde, aber in gewissem Ausmaß gleichmäßig ist. Wenn der Aufzeichnungsfilm jedoch nicht gleichmäßig ist, ist es erwünscht, den Aufzeichnungsfilm durch Einstrahlen eines Lichtstrahls vom Löschpegel auf die Aufzeichnungsspuren und durch Erhöhen der Temperatur des Aufzeichnungsfilms über den Schmelzpunkt zu initialisieren.
Es wird nun ein Aufzeichnungs- und Löschverfahren beschrieben, wie es verwendet wird, wenn Information auf einen Aufzeichnungsabschnitt geschrieben wird, der nicht zum ersten Mal verwendet wird, oder wenn neue Information in einem Abschnitt überschrieben wird, in dem Information bereits aufgezeichnet war, um die Information zu überschreiben. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der optische Strahlfleck an einem Ort auf der optischen Spur ankommt, der zu überschreiben ist (Punkt A in Fig. 1E), wird die Laserleistung auf den Löschpegel erhöht. Wenn der Lichtstrahlfleck an einem Ort ankommt, an dem die Information "1" neu aufzuzeichnen ist (Punkt B in Fig.
1E), wird die Laserleistung auf den Laser-Aufzeichnungspegel verringert. Danach wird die Laserleistung erneut auf den Löschpegel erhöht (Punkt C in Fig. 1E). Der Löschpegel ist ein Pegel, bei dem die Temperatur des Aufzeichnungsfilms zumindest um die Mitte eines bestrahlten Abschnitts über den Schmelzpunkt ansteigt. Wenn der Löschpegel erhöht wird, kann das Ausmaß nichtgelöschter Information verringert werden. Die Eigenschaften des Aufzeichnungsfilms hängen sogar über dem Schmelzpunkt von der Temperatur ab. Wenn die Temperatur höher wird, bewegen sich Atome leicht, was zu verringerter Viskosität führt. Wenn die Temperatur höher wird, wird ein Bereich, in dem die Temperatur über den Schmelzpunkt steigt, größer.
Es ist möglich, Information unter der Bedingung aufzuzeichnen, daß der Aufzeichnungsleistungspegel über null und unter 3/4 des Löschpegels liegt, und die Zeit t, während der der Aufzeichnungslöschpegel beibehalten wird, im Bereich von 0,03 us bis 1 us für eine Lineargeschwindigkeit von 2 m/s liegt. Wenn die Zeit t, in der der Aufzeichnungsleistungspegel beibehalten wird, im Bereich von 0,1 us bis 0,8 us liegt und der Aufzeichnungsleistungspegel in einem Bereich vom Wiedergabepegel bis zu 60% des Löschpegels liegt, wird ein größeres Wiedergabesignal erhalten. Die Aufzeichnungsbedingung und der Verlauf des Wiedergabesignals werden nun konkret beschrieben.
Information wurde auf einer optischen Platte aufgezeichnet und gelöscht, bei der die Kristallisationszeit τ des Aufzeichnungsfilms ungefähr 0,1 us beträgt. Der Radius r, bei dem die Intensität des optischen Strahlflecks e&supmin;² wird, beträgt 0,8 um. Es stellte sich heraus, daß die Konstante a im Ausdruck (1), die die Festlegung des Aufzeichnungszustandes und des Löschzustandes betrifft, ungefähr 0,25 betrug, wenn eine lineare Geschwindigkeit von ungefähr 2 m/s für die Aufzeichnung verwendet wurde, bei der der Löschzustand der Zwischenzustand wurde.
Als erstes wird ein Beispiel beschrieben, bei dem Information mit einer linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 2 m/s oder weniger überschrieben wird und Löschen mit Kristallisation und Aufzeichnen durch Ausbildung eines amorphen Zustandes ausgeführt werden. Der Verlauf des Wiedergabesignals, wie er erhalten wird, wenn ein Lichtstrahl, der wie in Fig. 1E dargestellt zeitlich moduliert ist, mit einer Aufzeichnungsliniengeschwindigkeit von 1 m/s eingestrahlt wird, ist in Fig. 1F dargestellt. Diese Einstrahlbedingung ist durch den Ausdruck (1) wiedergegeben. Der Löschpegels des Lichtstrahls liegt über 7 mW. Wenn der Leistungspegel höher wird, bleibt weniger Information ungelöscht zurück. Information kann aufgezeichnet werden, wenn der Aufzeichnungspegel im Bereich von 0 bis 3/4 des Löschpegels liegt. Insbesondere ist es erwünscht, daß der Aufzeichnungspegel im Bereich zwischen dem Wiedergabepegel und 60% des Löschpegels liegt. Wenn die Zeit t, in der die Leistung des beleuchtenden Lichtstrahls auf dem Aufzeichnungspegel gehalten wird, im Bereich von 0,03 us bis 1 us lag, konnte Information aufgezeichnet werden. Um die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen, ist es von Vorteil, wenn t kürzer ist. Um einen hohen Modulationsgrad zu erzielen, ist es jedoch erwünscht, daß die Beziehung t = 2ar/V genauer erfüllt ist. Ferner sollte t dadurch verkürzt werden, daß der Aufzeichnungsleistungspegel verringert wird.
Der Aufzeichnungszustand wird unter Verwendung der Tatsache wiedergegeben, daß sich das Reflexionsvermögen bei kristallinem Zustand von dem bei amorphem Zustand unterscheidet, wobei die Intensität reflektierter Strahlen gemessen wird, wenn Wiedergabelichtstrahlen eingestrahlt werden. Bei der Wiedergabespannung der Fig. 1F bis 1H entspricht eine hohe Intensität reflektierten Lichts einem kristallinen Zustand, während eine geringe Intensität reflektierten Lichts einem amorphen Zustand entspricht. Abhängig von der Dicke des Aufzeichnungsfilms und der Wellenlänge des Wiedergabelichts kann jedoch der entgegengesetzte Fall erzeugt werden. Dies beruht darauf, daß das Reflexionsvermögen eines Mediums stark von einem Mehrfachinterferenzeffekt von Lichtstrahlen am Aufzeichnungsfilm beeinflußt wird.

(Ausführungsbeispiel 2)

Es wird nun ein Beispiel für ein Überschreiben mit einem einzigen Strahl bei einer linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 2 m/s beschrieben. Die anderen Bedingungen sind dieselben wie beim Ausführungsbeispiel 1. Die Lichteinstrahlbedingung ist die durch Gleichung (2) repräsentierte Bedingung. Wenn ein Lichtstrahl, der eine zeitliche Leistungsmodulation erfahren hat, wie sie in Fig. 1E dargestellt ist, eingestrahlt wird, zeigt der Verlauf des ausgelesenen Signals eine Intensität des reflektierten Lichts, wie es in Fig. 1G dargestellt ist. Ein Abschnitt mit geringem Reflexionsvermögen entspricht einem amorphen Zustand, während ein Abschnitt mit hohem Reflexionsvermögen einem kristallinem Zustand entspricht. Es ist aus Fig. 1G erkennbar, daß der gelöschte Abschnitt einen Zwischenzustand einnimmt, in dem die Kristallisation zu einem gewissen Grad fortgeschritten ist, und der Abschnitt mit Aufzeichnung einen Zustand einnimmt, in dem ein Paar aus einem amorphen Zustand und einem kristallinen Zustand aneinandergrenzen. Die zum Löschen erforderliche Beleuchtungsleistung beträgt 10 mW oder mehr. Wenn die Leistung des optischen Strahls von 10 mW ausgehend erhöht wird, kann das Ausmaß nichtgelöschter Restinformation verringert werden. Information kann aufgezeichnet werden, wenn der Aufzeichnungspegel im Bereich vom Pegel null bis 3/4 des Löschpegels liegt. Insbesondere ist es erwünscht, daß der Aufzeichnungspegel im Bereich vom Wiedergabepegel bis 45% des Löschpegels liegt. Wenn die Zeit t, in der die Leistung des eingestrahlten Lichtstrahls auf dem Aufzeichnungspegel gehalten wurde, im Bereich von 0,03 us bis 0,8 us lag, konnte Information aufgezeichnet werden.

(Ausführungsbeispiel 3)

Es wird nun ein Beispiel beschrieben, bei dem Überschreiben mit einem einzelnen Strahl mit einer linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 4 m/sec ausgeführt wurde. Die anderen Bedingungen sind dieselben wie beim Ausführungsbeispiel 1. Die Lichteinstrahlbedingung ist die durch den oben angegebenen Ausdruck (3) wiedergegebene Bedingung. Wenn optischer Lichtstrahl, der wie in Fig. 1E dargestellt, moduliert ist, eingestrahlt wird, zeigt der Verlauf des wiedergegebenen Signals eine Intensität reflektierten Lichts, wie es in Fig. 1H dargestellt ist. Es konnte bestätigt werden, daß sich gelöschte Abschnitte in einem amorphem Zustand und Abschnitte mit Aufzeichnung in einem kristallinen Zustand befanden. Die zum Löschen erforderliche Beleuchtungsleistung beträgt 14 mW oder mehr. Wenn die Leistung des Lichtstrahls größer wird, kann das Ausmaß von Restbereichen beim Löschvorgang verringert werden. Der Aufzeichnungspegel liegt wünschenswerterweise im Bereich von null bis 3/4 des Löschpegels. Es ist erwünschter, daß der Aufzeichnungspegel im Bereich vom Wiedergabepegel bis 45% des Löschpegels liegt. Wenn die Zeit t, in der die Leistung des eingestrahlten Lichtstrahls auf dem Aufzeichnungspegel gehalten wurde, im Bereich von 0,03 us bis 0,5 us lag, konnte Information aufgezeichnet werden.
Das wie vorstehend erhaltene Wiedergabesignal kann wie nachfolgend beschrieben verarbeitet werden. Bei einem ersten Verfahren wird ein Wiedergabesignal 28 unter Verwendung eines Komparatorpegels 30, der sich von der mittleren Ausgangsspannung unterscheidet, wie in den Fig. 8A und 8B dargestellt, in einen Binärwert codiert. Fig. 9 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung, die für die Signalverarbeitung verwendet wird. Ein Lichtstrahlen-Meßsignal 26 wird durch einen Spannungsverstärker 27 verstärkt. Nur wenn der Verlauf des so erhaltenen Wiedergabesignals 28 den Komparatorpegel 30 überschreitet oder wenn es unter dem Komparatorpegel 30 liegt, gibt ein Komparator 29 einen Impuls aus. Aus diesem Impuls und einem Impuls, der durch Verzögern dieses Impulses um eine Zeit τ in einer Verzögerungsschaltung 31 erhalten wird, erzeugt eine Flipflopschaltung 33 ein Ausgangsdatensignal 34 mit einer Impulsbreite t', das einem Wiedergabesignal synchron zu einem Taktsignal 32 entspricht. Ein ausgelesenes Signal, das zu wenigen Fehlern führte, wurde erhalten, wenn der errichtete Komparatorpegel von der mittleren Ausgangsspannung ausgehend um 1/10 bis 9/10 der Differenz zwischen der mittleren Ausgangsspannung und der Spitzenausgangsspannung des Aufzeichnungsabschnitts verschoben wurde. Es ist erwünschter, daß die Verschiebung im Bereich von 1/4 bis 2/3 der Differenz liegt. Wenn eine Spitzenausgangsspannung zu beiden Seiten der mittleren Ausgangsspannung auftritt, ist es erwünscht, den Komparatorpegel auf der Seite des größeren Peaks oder auf einer Seite zu wählen, auf der der größere Wert unter den Differenzen zwischen einem oberen oder unteren Peaklevel erhalten wird, und der Pegel des Löschabschnitts minimiert ist, da die Schwankungsbreite (d. h. der vom Komparatorpegel einnehmbare Bereich, wie in Fig. 8A dargestellt) größer ist.
Wenn ein zweites Verfahren verwendet wird, wird ein Verlauf des Wiedergabesignals, wie er in Fig. 10A dargestellt ist, einmal differenziert. Während ein sich ergebendes Torsignal, wie es in Fig. 10D dargestellt ist, logisch 1 ist, wird ein einziger Impuls zu dem Zeitpunkt erzeugt, zu dem der Verlauf des Wiedergabesignals von Fig. 10A einen Komparatorpegel 39 überkreuzt, der bei der mittleren Ausgangsspannung errichtet ist. So wird der Verlauf des Wiedergabesignals in Binärwerte umgesetzt. Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das das Verfahren veranschaulicht. Ein Lichstrahlen-Meßsignal 35 wird durch einen Spannungsverstärker 36 verstärkt, um ein Wiedergabesignal 37 zu erzeugen. Ein Komparator 38, dessen Komparatorpegel auf die mittlere Ausgangsspannung eingestellt ist, erzeugt ein Komparatorsignal 40, das nur dann logisch 1 ist, wenn die ausgelesene Spannung nicht unter dem Komparatorpegel liegt, wie in Fig. 10C dargestellt. Andererseits wird das Wiedergabesignal von Fig. 10A in einer Differenzierschaltung 41 differenziert. Das sich ergebende differenzierte Signal 42, wie es in Fig. 10B dargestellt ist, wird einem Komparator 43 zugeführt, dessen Komparatorpegel 44 auf dieselbe Weise wie bei Fig. 8A eingestellt ist. Infolgedessen wird ein Torausgangssignal 45 mit Impulsen erhalten, das nur in der Nähe der Abschnitte mit Aufzeichnung Impulse aufweist, wie in Fig. 10D dargestellt. Dieses Torausgangssignal 45 und das Ausgangssignal 40 vom Komparator für das Wiedergabesignal erfahren in einer UND-Schaltung 46 eine logische UND-Verknüpfung. In dem Augenblick, in dem die Spannung vom Abschnitt mit Aufzeichnung gemäß dem Wiedergabesignal 37 den Komparatorpegel 39 übersteigt, wird daher ein Impuls erzeugt. Auf dieselbe Weise wie bei Fig. 9 wird dieser Impuls einer Verzögerungsschaltung 47 zugeführt, um den Impuls um T' zu verzögern, und er wird einer Flipflopschaltung 49 zugeführt. Dadurch ist es ermöglicht, ein Datenausgangssignal 50 mit einer Impulsbreite t' synchron zu einem Taktsignal 48 zu erhalten, wie in Fig. 10E dargestellt. Dank dieses Verfahrens werden Störsignale, wie sie durch eine Pegeländerung des Löschabschnitts hervorgerufen werden, beseitigt, und es werden Auslesesignale erhalten, die auf dieselbe Weise wie bei Fig. 8B wenig Fehler hervorrufen.

(Ausführungsbeispiel 4)

Wenn ein plattenförmiges, optisches Informationsmedium mit Phasenübergang mit konstanter Drehzahl gedreht wird, kann sich der Geschwindigkeitszustand für die Aufzeichnungslinie am Innenumfang und am Außenumfang der Platte im Bereich zwischen den vorstehend beschriebenen Ausdrücken (1) und (3) ändern. Wenn der Löschleistungspegel und der Aufzeichnungsleistungspegel erhöht werden und die Zeit τ verkürzt wird, in der der Aufzeichnungspegel aufrecht erhalten wird, wenn Information am Außenumfang aufgezeichnet wird, ist es möglich, die Information bei optimalen Aufzeichnungsbedingungen aufzuzeichnen und die Änderung beim Verlauf des Wiedergabesignals zu verringern, wie sie durch Ändern der linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit hervorgerufen wird. Z.B. ist es erwünscht, daß die Lichtleistung um das -fache gegenüber der Geschwindigkeit V erhöht wird und t dicht bei einem Wert liegt, der der folgenden Beziehung genügt:
t = 2ar/V
Es ist auch zulässig, die Zusammensetzung oder Schichtdicke des Aufzeichnungsfilms und die Zusammensetzung oder Schichtdicke des Schutzfilms in radialer Richtung der Platte stufenweise oder kontinuierlich zu ändern, damit die Kristallisationsgeschwindigkeit größer wird oder die Abkühlung schwieriger ist, wenn der Umfang näher bei einer äußeren Position liegt. Beide Vorgehensweisen können ausgeführt werden. In manchen Fällen können jedoch nahezu dieselben Wiedergabesignale selbst dann erhalten werden, wenn der Film vom Innenumfang zum Außenumfang gleichmäßig ausgebildet wird und Information unter denselben Aufzeichnungsbedingungen aufgezeichnet wird, wenn ein geeigneter Wert für die Aufzeichnungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsfilms gewählt wird. Wenn die Dicke des Schutzfilms verändert wird, ist es erwünscht, die Filmdicke am Innenumfang dicker auszugestalten.

(Ausführungsbeispiel 5)

Es wird nun ein Verfahren zum Aufzeichnen von Information in solcher Weise, daß das Wiedergabesignal den in Fig. 12A oder Fig. 12B dargestellten Signalverlauf selbst dann aufweist, wenn das ausgelesene Signal den in Fig. 1G dargestellten Signalverlauf aufweist, beschrieben.
Als erstes wird ein Aufzeichnungsverfahren beschrieben, das einen Verlauf des Wiedergabesignals erzeugt, wie er in Fig. 12A dargestellt ist. Zum Zeitpunkt, zu dem ein Lichtstrahl an einem mit einer Aufzeichnung zu versehenden Abschnitt ankommt, wird die Lichtleistung für eine Zeitspanne t&sub1; auf P&sub2; verringert, wie in Fig. 4A dargestellt, und anschließend wird die Lichtleistung für eine Zeitspanne t&sub2; auf P&sub1; erhöht. Auf dem Aufzeichnungsfilm erreicht der Abschnitt, der mit einem Lichtstrahl der Leistung P&sub2; beleuchtet wird, eine Temperatur, bei der Kristallisation möglich ist. Selbst nachdem der Lichtstrahlfleck über den Aufzeichnungsfilm hinweggelaufen ist, wird dieser auf der Kristallisationstemperatur gehalten, da aufgrund von P&sub2; ein Wärmefluß besteht. Infolgedessen schreitet Kristallisation bis zu einem gewissen Grad fort. An einem Punkt B werden jedoch t&sub1; und P&sub2; in der nachfolgend beschriebenen Weise so eingestellt, daß nicht einfach ein amorpher Zustand auftritt. D.h., daß t&sub1; und t&sub2; den Wert 2ar/V nicht überschreiten und daß P&sub2; den Löschpegel nicht überschreitet, während P&sub1; auf höherem Pegel ist als PE. Jedoch ist es erwünschter, daß der Bereich t&sub1; · (PE P&sub2;) ist, was dichter als t&sub2; · (P&sub1; - PE) liegt. Wenn mit 2 m/s aufgezeichnet wurde, konnte z. B. der in Fig. 1H dargestellte Verlauf des ausgelesenen Signals durch Aufzeichnen von Information unter der Bedingung, daß t&sub1; = t&sub2; = 0,5 us, PE = 13 mW, P&sub1; = 18 mW und P&sub2; = 8 mW waren, erhalten werden. Jedoch ist der Phasenzustand des gelöschten Abschnitts ein Zwischenzustand zwischen dem kristallinen Zustand und dem amorphen Zustand.
Es wird nun ein Aufzeichnungsverfahren zum Erhalten eines Verlaufs des Wiedergabesignals, wie er in Fig. 12B dargestellt ist, beschrieben. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Lichtstrahl an einem Abschnitt, in dem aufgezeichnet werden soll, ankommt, wird die optische Leistung für eine Zeitspanne t&sub1;' auf P&sub1;' erhöht, wie in Fig. 4B dargestellt, und anschließend wird die optische Leistung für eine Zeitspanne t&sub2;' auf P&sub2;' verringert. Auf dem Aufzeichnungsfilm wird der Abschnitt, in dem die Leistung stark von P&sub1;' auf P&sub2;' verringert wird, in den amorphen Zustand umgewandelt. Jedoch werden t&sub1;' und P&sub1;' so eingestellt, daß Kristallisation nicht einfach auftritt. D.h., daß t&sub1; und t&sub2; auf 2ar/V oder weniger festgelegt sind und daß P&sub1;' als Löschpegel oder höher festgelegt ist. Es ist erwünschter, daß der Bereich t&sub1;' · (P&sub1;' - PE) dichter am Bereich t&sub2;' · (PE - P&sub2;') liegt. Bei einer Aufzeichnung mit 2 m/s konnte z. B. der Verlauf des Wiedergabesignals, wie er in Fig. 12B dargestellt ist, erhalten werden, wenn Information unter der Bedingung aufgezeichnet wurde, daß t&sub1;' = t&sub2;' = 0,5 us, PE = 13 mW, P&sub1; = 18 mW und P&sub2; = 8 mW waren.
Wenn ein Lichtstrahl, der eine zeitliche Intensitätsmodulation erfahren hat, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, eingestrahlt wird, wird an einer Position B kein Effekt schneller Abkühlung erhalten und die Temperatur liegt zwischen Orten B und D innerhalb des Temperaturbereichs für Kristallisation mit höherer Geschwindigkeit. Selbst bei der durch den Ausdruck (2) wiedergegebenen Bedingung kann daher der in Fig. 1H dargestellte Verlauf des Wiedergabesignals erhalten werden. Ferner ist es in diesem Fall bevorzugt, daß die mittlere Steigung des Abschnitts mit fallender Leistung kleiner ist als die mittlere Steigung des Abschnitts mit ansteigender Leistung. Ferner ist es bevorzugt, daß die Steigung des Abschnitts mit fallender Leistung am äußeren Umfang der Platte kleiner ist als am inneren Umfang. Selbst wenn Information mit Liniengeschwindigkeiten in einem breiten Bereich aufgezeichnet wird, können demgemäß identische Verläufe des Wiedergabesignals dadurch erhalten werden, daß der Verlauf des Aufzeichnungssignals eingestellt wird.
Die Erfindung bringt die vier nachstehend beschriebenen Wirkungen mit sich:
(1) Es wird Überschreiben mit einem einzelnen Strahl möglich, wobei nur wenig Information in unvorteilhafter Weise ungelöscht zurückbleibt. Durch eine einfache Vorrichtung zum Aufzeichnen, Auslesen und Löschen von Information mit einem Strahl, wie durch ein Gerät mit einer einmalbeschreibbaren optischen Platte kann Überschreiben mit einem einzelnen Strahl sicher realisiert werden.
(2) Selbst wenn die linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeiten mit gewissem Ausmaß verschieden sind (ungefähr vom Faktor
2), können nahezu identische Verläufe der Wiedergabesignale erhalten werden. Selbst wenn ein plattenförmiges optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit konstanter Drehzahl gedreht wird und sich die Lineargeschwindigkeit am Innenumfang von der am Außenumfang unterscheidet, wird daher Überschreiben mit einem einzelnen Strahl möglich.
3) Da die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Aufzeichnungslinie und der Kristallisationsgeschwindigkeit zum Erhalten eines gewünschten Verlaufs des Wiedergabesignals vorgegeben ist, kann abhängig von der Anwendung ein optimaler Verlauf des Auslesesignals erhalten werden.
4) Da keine Initialisierung erforderlich ist, können beim ersten Aufzeichnungsbetrieb Zeit und Arbeit verringert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur auf Phasenübergänge kristallin/amorph anwendbar, sondern auch auf optische Aufzeichnung, die andere Phasenübergänge wie einen Phasenübergang kristallin/kristallin oder einen Phasenübergang amorph/amorph verwendet. Ferner kann die Erfindung auf Aufzeichnung unter Verwendung eines anderen Energiestrahls außer Licht, wie Elektronenstrahlen, angewandt werden.

Claims

1. Datenaufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen von Informationen auf einer Informationsaufzeichnungsschicht (18) unter Verwendung einer reversiblen Phasenänderung durch Einstrahlen von Energie auf die Aufzeichnungsschicht, um Phasenzustandsänderungen zu verursachen, wobei die Bestrahlungszeit (t) beim Aufzeichnen kleiner ist als die Bestrahlungszeit beim Löschen; gekennzeichnet durch die Schritte

(a) des Ausführens der Energieeinstrahlung mit einem ersten, hohen Leistungspegel zum Löschen von Abschnitten mit Aufzeichnungen;

(b) des Änderns der Leistung der Energieeinstrahlung auf einen vorgegebenen zweiten Pegel, der für die Aufzeichnung vorgesehen ist und der niedriger ist als der erste Pegel; und

(c) des erneuten Änderns der Leistung auf den ersten Pegel, um die Aufzeichnung zu beenden und das Löschen erneut zu beginnen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Energieeinstrahlung ein Energiestrahlpunkt mit einem Radius r verwendet wird, und wobei im Schritt (b) die Leistung der Energieeinstrahlung für eine Zeit t, die die Beziehung

erfüllt, verringert oder abgeschaltet wird, worin v eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Lichtpunkt und der Informationsaufzeichnungsschicht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (b) zusätzlich zur Verringerung der Leistung auf den zweiten Pegel den weiteren Schritt des Anheben der Leistung der Energieeinstrahlung über den ersten Pegel beinhaltet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Pegel im Bereich vom Nullpegel bis zu 3/4 des ersten Pegels liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Bestrahlungszeit beim zweiten Pegel im Bereich von 0,03 usek bis 1 usek liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erste Pegel entsprechend der Relativgeschwindigkeit variiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es der erste Pegel mit der hohen Leistung ermöglicht, daß die Temperatur der Aufzeichnungsschicht über deren Schmelzpunkt ansteigt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Pegel aus einem dritten Pegel, der niedriger ist als der erste Pegel, und einem folgenden vierten Pegel zusammengesetzt ist, der höher ist als der erste Pegel (Fig. 4A).

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Pegel aus einem fünften Pegel, der höher ist als der erste Pegel, und einem folgenden sechsten Pegel zusammengesetzt ist, der niedriger ist als der erste Pegel (Fig. 4B).

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem ersten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem kristallinen Zustand befindet, und wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem zweiten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem amorphen Zustand befindet.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem ersten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem Zwischenzustand zwischen einem kristallinen Zustand und einem amorphen Zustand befindet, und wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem zweiten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich in einem aus dem im wesentlichen kristallinen Zustand und dem im wesentlichen amorphen Zustand zusammengesetzten Zustand befindet.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem ersten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem amorphen Zustand befindet, und wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem zweiten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem kristallinen Zustand befindet.

13. Verfahren nach Anspruch 8, wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem ersten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem Zwischenzustand zwischen einem kristallinen Zustand und einem amorphen Zustand befindet, und wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem dritten und dem vierten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem kristallinen Zustand befindet.

14. Verfahren nach Anspruch 9, wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem ersten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem Zwischenzustand zwischen einem kristallinen Zustand und einem amorphen Zustand befindet, und wobei durch die Einstrahlung des Energiestrahles mit dem fünften und dem sechsten Pegel ein Abschnitt in der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, der sich im wesentlichen in einem amorphen Zustand befindet.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei t&sub1; · (PE - P&sub2;) im wesentlichen gleich t&sub2; · (P&sub1; - PE) ist, worin

PE der erste Pegel;

P&sub2; der dritte Pegel;

P&sub1; der vierte Pegel;

t&sub1; die Bestrahlungszeit beim dritten Pegel; und

t&sub2; die Bestrahlungszeit beim vierten Pegel ist.

16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei t&sub1;', · (PE - P&sub2;') im wesentlichen gleich t&sub2;' · (P&sub1;' - PE) ist, worin

PE der erste Pegel;

P&sub1;' der fünfte Pegel;

P&sub2;' der sechste Pegel;

t&sub1;' die Bestrahlungszeit beim fünften Pegel; und

t&sub2;' die Bestrahlungszeit beim sechsten Pegel ist.

17. Datenaufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen von Informationen auf einer Informationsaufzeichnungsschicht (18) unter Verwendung einer reversiblen Phasenänderung, mit

einer Energiequelle (10) zum Aussenden eines Energiestrahles;

einer Bestrahlungseinrichtung (11 bis 16) zum Einstrahlen des Energiestrahles, der von der Energiequelle ausgestrahlt wird, auf die Aufzeichnungsschicht, wobei die Bestrahlungszeit (t) beim Aufzeichnen kleiner ist als die Bestrahlungszeit beim Löschen;

einer Transporteinrichtung zum Ändern der relativen Position des Energiestrahles bezüglich der Informationsaufzeichnungsschicht; und mit

einer Modulationseinrichtung (5 bis 9) zum Modulieren der Leistung des Energiestrahles, der von der Energiequelle ausgesendet wird; gekennzeichnet durch

(a) das Ausführen der Energieeinstrahlung mit einem ersten, hohen Leistungspegel zum Löschen von Abschnitten mit Aufzeichnungen;

(b) das Ändern der Leistung der Energieeinstrahlung auf einen vorgegebenen zweiten Pegel, der für die Aufzeichnung vorgesehen ist und der niedriger ist als der erste Pegel; und

(c) das erneute Ändern der Leistung auf den ersten Pegel, um die Aufzeichnung zu beenden und das Löschen erneut zu beginnen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Modulationseinrichtung eine Stromansteuerschaltung (7 bis 9) zum Ansteuern der Energiequelle (10) aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Stromansteuerschaltung eine Vorspannungsstromquelle (8) und eine Summierschaltung (9) zum Addieren eines Stromes von einer Stromverstärkungsschaltung (7), die entsprechend dem Informationssignal einen sich ändernden Strom ausgibt, zu einem Strom von der Vorspannungsstromquelle und zum Anlegen der addierten Ströme an die Energiequelle (10) aufweist.