JP2575119B2 - 情報の記録・再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光、電子線などのエネルギービーム照射に
よって情報の書き換えが可能な情報の記録用部材を用い
た情報の記録方法に係り、特に単一のビームスポットに
より記録・消去を行なう、書き換え可能な相変化型光デ
ィスクに有効な情報の記録方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の相変化型光ディスク記録媒体における記録・消
去方法は、特開昭59−71140号公報に示されているよう
に、記録は光ビームスポットを十分収束させた微小円形
光スポットを短時間照射し、急熱急冷によって記録膜を
完全に非晶質状態にすることにより行ない、記録の消去
はトラック方向に長い長円光スポットなどを用い、比較
的長時間結晶化可能な温度に保つことによって非晶質状
態である記録部分を完全な結晶状態に戻すことにより行
なっていた。このように、記録用と消去用では異なる二
つのビームスポットを用いていた。

ところが、最近になって情報記録時に要するレーザ照
射時間とほぼ同じ程度の時間で結晶化が行なえる、高速
消去が可能な記録膜が本発明者らによって開発された。
この膜を用いることにより、レーザパワーを変化させた
だけで、光ディスク基板が一回転する間に単一のビーム
スポットで情報の書き換えが可能となった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、記録膜への情報の書き換えを繰り
返し行なっていると、場所によって結晶質状態あるいは
非晶質状態が結晶化の進行によって不均一になったり、
相変化による膜の変形によって膜に凹凸が生じたりして
くる。また、高温中に放置していた場合にも結晶化が進
む場合がある。このような変化は表面ノイズの増加とな
って現われるため、CN比（搬送波対雑音比）が低下す
る。

本発明の目的は、情報の記録、消去の繰り返し等によ
って生じるCN比の低下を極力防ぐような情報の記録方法
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、記録膜の結晶化等により反射率があらか
じめ設定した値まで変化した時点、あるいは、信号レベ
ル、ノイズレベルの少なくとも一方があらかじめ設定し
た値まで変化した時点で、このような変化の起きた場所
を連続光照射することにより一たん均一化することによ
り達成される。この時記録膜の少なくとも一部を融解さ
せると均一化のために特に好ましい。連続光照射前に記
録されていた情報は融解を行なう前に他の場所（装置）
に一たん移しておき、融解を行なった後に再記録すれば
よい。また、情報書き換えの際に以上のような操作を行
なう場合は、新たに記録すべき情報を一たん他の場所に
記憶させておいて行なう。記録膜の所定の部分の反射率
を常時モニターしておき、変化をできるだけ早く検出で
きるようにすれば特に好ましい。

本発明の方法は、一定の書き換え回数毎、読み出し回
数毎、あるいは保存時間毎に自動的に行なうよいにして
もよい。

〔作用〕

記録膜が融ける、あるいは十分に相変化などの変化を
起こすような連続光を照射することにより照射部分は完
全な非晶質状態または結晶質状態となるようにする。こ
のことは、信号レベルやノイズレベルに影響を及ぼす結
晶化の不均一や変形等がなくなることを意味する。そし
て、記録書き換えや高温中の保管により、再び反射率の
不均一が増してきた場合には、上に述べた操作を再度行
なうことにより、記録情報を長期間安定に保つことがで
きる。本発明の操作を行なう、行なわないにかかわら
ず、記録時にレーザパワーを変動させる時の高い方と低
い方のレベル（高レベル、中レベルと呼び、パワー０の
レベルからの高さとする）の比によって再生信号の信号
対雑音比が決まる。中レベルは高レベルの55％以上90％
以下の範囲が好ましく、65％以上85％以下の範囲が特に
好ましい。パワー波形が正弦波などで一定のパワーレベ
ルになる時間が短かい時は、波形の最も低い部分を含み
波形の上下動の最短周期の1/4の範囲の平均値と、波形
の最も高い部分を含み波形の上下動の最短周期の1/4の
範囲の平均値をそれぞれ中レベル、高レベルとする。

本発明は、結晶質−非晶質間の相変化に伴なう反射率
変化を利用した記録膜のほか、結晶−結晶間あるいは非
晶質−非晶質間の原子配列変化による反射率変化を利用
して記録・読み出し・消去を行なえる記録膜や、光磁気
記録膜などにも適用することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

実施例 １ 高速消去が可能なInおよびSeを主成分とする記録膜を
用いた光ディスクにおいて、単一のビームスポットによ
り情報の書き換え（１ビームオーバーライト）を行なう
場合について説明する。

第１図（ａ）に書き換え前の旧情報の再生出力波形、
第１図（ｂ）に記録情報書き換え時のレーザパワーの時
間的推移、第１図（ｃ）にそれに伴なう記録膜の反射率
の変化（再生出力電圧の変化）の例を示した。記録を行
なう前の記録膜の状態は結晶質でも非晶質でもよい。ま
ず、図（ｂ）に示してあるように、低（再生）レベルか
ら高（非晶質化）レベルのパワーまで一気に上昇させ、
そのままのパワーで保持する。この間に情報があれば消
去される。そして、新しい情報記録場所に来ると、中
（結晶化）レベルのレーザパワーまでパワーをパルス的
に下降させる。そして、記録が終ると再び高レベルまで
レーザパワーを上げてから、既存の情報を消去して行
く。以上のように操作を繰り返して所定の情報を記録し
た。この時、高レベルにレーザパワーがあった場所では
記録膜は非晶質状態であり、中レベルにレーザパワーが
あった場所では結晶状態になっている。なお、低レベル
から一たん中レベルにパワーを上げた後、中レベル、高
レベル間でパワーを変動させてもよい。また、結晶質状
態と非晶質状態のどちらを記録状態または消去状態、情
報の１または０、あるいは高レベルまたは低レベルに対
応させるかは任意である。レーザパワーの中レベルは高
レベルの55％以上90％以下の範囲が好ましく、65％以上
85％以下の範囲が特に好ましい。中レベルのパワーが高
過ぎても低過ぎても照射中に十分相変化させることがで
きなかった。従って、特に好ましい範囲に比べて好まし
い範囲では信号対雑音比が3dB以上低下し、それ以外の
範囲では6dB以上低下した。この傾向は他の記録膜でも
ほぼ同様である。

記録周期が短かい場合には、完全な結晶状態にならな
いこともある。このような記録・消去を何回も繰り返し
行なっていると、レーザビームの当たる回数やパワーが
場所により異なってくる。そのため、結晶化の程度や、
結晶構造の違いや、変形の度合の違い等により、第１図
（ｃ）に見られるように、反射率のレベルが不均一にな
ってくる場合がある。そのために、CN比が低下するとい
う問題が生じてくる場合がある。また、情報の読み出し
中や高温の雰囲気中に置いた場合にも反射率の変化が生
じる場合がある。このような反射率変化は低レベルのレ
ーザパワーで情報読み出し時にモニターし、もし反射率
があらかじめ設定していた値を越えて変化している場合
は、その部分の情報を読み取って同じディスクの別の場
所に記録しておくか、メモリーICなどの他の記録媒体に
書き込んでおく。次に、第１図（ｄ）に示したような記
録膜が融けるような条件の連続光を照射して完全な非晶
質化を行なう。このような連続光照射を行なうことによ
り、第１図（ｅ）に示したように、元の非晶質状態の反
射レベルまで戻すことができる。その後で、この上か
ら、前に記録されていた情報を再記録する。ただし、新
しい情報に書き換える時に反射率変化を検出した場合
は、他の記録媒体へ退避は行なわず、連続光照射後新情
報を記録する。このように反射率変化が生じる都度、上
記の操作を１回ないし複数回行なうことにより、記録情
報を長期間安定に保持することが可能となった。反射率
変化は常時モニターしておけばさらに好ましい。また、
上記の操作は一定の書き換え回数毎、読み出し回数毎、
あるいは保存時間毎に自動的に行なうようにしてもよ
い。非晶質化するパワーの連続光照射ではなく、結晶化
するパワーの連続光照射を行なってもよい。

なお、記録膜の結晶化速度が極めて速い場合は、記録
パルス光の立ち上り部と立ち下がり部のみが冷却速度が
早く、非晶質化する。この場合は連続光を照射して融解
すると全体が結晶化する（この場合、連続光照射の開始
部分と終了部分は結晶化しない）。

結晶化などによる変化は、トラック上でなく、トラッ
ク間に起こる場合がある。このような場合も読み出し時
に光スポットの端にかかり、ノイズが検出される。この
場合は故意にトラッキングの目標位置をズラすか、別の
光ビームによってトラック間（トラッキング用の溝の上
である場合も、溝間である場合もある。）に連続光を照
射し、均一化する。

実施例 ２ 記録用と消去用の二つの光スポットを用い、非晶質部
分を情報の記録状態とした場合について説明する。

第２図（ａ）に記録レーザパワーの時間的推移を、第
２図（ｂ）にそれに伴なう記録膜の反射率の変化（再生
出力電圧変化）の例を示した。消去光スポットはトラッ
ク方向に長い長円形とした方が消去効果が高いのでこの
ようにして。光ディスクの記録膜はレーザ光照射による
加熱などで一様に結晶化させておく。消去光は連続光と
して光ディスク上の点に記録光より先に照射されるよう
にし、記録・再生光のレーザパワーは再生（低）レベル
に保ち、記録場所（Ａ）がくると記録（高）レベルのレ
ーザパワーまでパワーをパルス的に上げる。そして記録
が終ると再生レベルまでレーザパワーを下降させて保持
する。上記の操作を繰り返して情報の記録を行なった。
この時、再生レベルにレーザパワーがあった場所では記
録膜は変化せず、結晶状態であり、記録レベルにレーザ
パワーがあった場所は非晶質状態になっている。結晶質
状態と非晶質状態を情報のどの値に対応させるかは任意
であることは実施例１と同様である。

なお、この実施例の場合においても、結晶化等により
反射率が変化する場合がある。この場合、消去光スポッ
ト、記録・再生光スポットのいずれかで、連続光照射に
よる非晶質化を行なえばよい。記録・再生光スポットを
用いる方が、記録時と同じレーザパワーで行なえるので
好ましい。また、光スポットは単一とし、消去（中）レ
ベルのレーザパワーで１回以上連続光を照射し、次のデ
ィスク回転でレーザ光を変調して記録してもよい。

トラック間に均一化のための連続光を照射する必要が
生ずる場合があるのは実施例１と同様である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、記録媒体上への記録の書き換えによ
る情報再生信号の劣化を防止することができ、記録媒体
の書き換え寿命や保存寿命を延ばすことができる。ま
た、本発明はディスク状の記録媒体ばかりでなく、カー
ド状、テープ状などの他の形態の記録媒体にも適用可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるレーザ光照射方法を
示す図、第２図は本発明の他の一実施例におけるレーザ
光照射方法を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀篭 信吉 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 太田 憲雄 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エネルギービームの照射によって、結晶質
   −非晶質間の相変化、結晶−結晶間あるいは非晶質−非
   晶質間の原子配列変化を利用して情報の書き換えが可能
   な情報記録媒体または光磁気記録媒体を用いた情報の記
   録・再生方法において、上記記録媒体の反射率または信
   号レベル、ノイズレベルの少なくとも一方が、正常な読
   み出しができなくなる直前の値にまで変化した部分が生
   じた場合に、該部分に記録されている情報が必要な場合
   にはいったん他の場所に記憶させておき、もしくは上記
   変化した部分の情報が不必要な場合にはそのままの状態
   となし、さらに、新たに記録させるべき情報がある場合
   には、該情報を他の場所に記憶させておき、その間に、
   上記記録媒体の上記変化した部分に、記録膜が融ける
   か、もしくは十分に相変化、原子配列変化を起こすエネ
   ルギービームを照射して上記記録媒体の状態を均一化し
   た後、上記他の場所に記憶させておいた情報を、上記記
   録媒体に記録することを特徴とする情報の記録・再生方
   法。