JP2676703B2 - 光情報記録信号の消去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ビームを用いて情報が記録再生される光
情報記録媒体の記録再生装置に関し、特に光ビームの照
射によって光学的性質が可逆的に変化する光記録材料を
用いた光情報記録媒体の既記録情報の消去装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

光ビーム照射により情報を記録，再生、消去可能な光
情報記録媒体として、光記録材料の熱履歴の差にもとづ
く光学的性質の差を利用して情報の記録再生を可逆的に
行う相変化型光情報記録媒体が知られている。このよう
な記録材料としては、Ge−Te,Sb−Te,Ge−Te−Sb−Se,S
b−In,Ga−Sb,In−Se−Te等種々のものが知られてお
り、これらの材料をスパッタリングあるいは真空蒸着法
にて厚さ0.01〜1.0μｍの薄膜として付着させて記録媒
体を得る。

この様な記録材料を情報の書き換え可能な光記録媒体
として使用する場合、光ビームに対する反射率が低い非
晶質状態を記録状態とし、光ビームに対する反射率が高
い結晶質状態を消去状態とすることが多い。即ち、結晶
質状態にある記録材料に高強度の記録光ビームを照射し
記録材料を部分的に加熱溶融し、その後急冷して非晶質
状態にすることで記録を行ない、非晶質状態部分に消去
光ビームを照射して記録材料を加熱し、その後徐冷して
結晶状態にすることで消去を行うのが一般的である。

第４図はこの様な光情報記録媒体の従来の情報消去及
び記録の原理を示したものである。

図において、記録トラック15上の結晶質記録膜中に、
非晶質状態の既記録マーク11として情報が記録されてお
り、該既記録マーク11は、媒体が矢印Ａ方向に移動する
のにともなって移動する。一方楕円形消去光ビームスポ
ット13が固定位置に連続照射されているので、既記録マ
ーク11はこの消去光ビームスポット13によって加熱さ
れ、該消去光ビームスポット13通過後徐冷され周辺部と
同様結晶質となるので情報が消去される。

次に、情報が消去されて結晶質となった記録膜の部分
が、記録すべき新たな情報に応じてオンオフされている
高強度の記録用光ビームスポット14の位置を通過する
と、上記結晶質記録膜のこの部分は加熱急冷されるので
非晶質状態となり、新規な記録マーク12として記録され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述した如く情報を消去すると、非晶質記
録マーク11を消去光ビームスポット13を用いて消去した
部分と、その周辺部即ちもともと情報が記録されていな
かった結晶質記録膜部とは、同じ消去状態部にあっても
結晶状態に差異があり、したがって光学的性質は一致せ
ず消去は不完全で、既記録情報の消し残りの問題があっ
た。

即ち、既記録マーク11は、消去光ビームスポット13の
照射を受けて非晶質状態から結晶質状態となる。これに
対し、既記録マーク11同志の間の情報未記録部は、記録
媒体製造工程中の記録膜成膜工程直後には非晶質状態で
あったものを、消去光ビームスポット13と同一の光ビー
ムの照射を受けて初期化され、一様に結晶質状態にされ
たものである。従って、上述の様に記録された情報を消
去するに際し、情報未記録部が再び消去光ビームスポッ
ト13の照射を受けると、既に結晶質状態にあるものに、
再び消去光ビームスポット13を照射して結晶質状態とす
ることになる。

この様に、情報記録部と未記録部とは、同じ消去ビー
ムを受けて結晶質状態となされたものであっても、履歴
が異なり光学的性質は一致せず情報の消し残りが生じる
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による光情報記録装置は、再生光ビームにより
既に記録されているマークの位置と長さを検出し、この
検出信号を遅延させた遅延信号で消去用光ビームをオン
オフ制御して照射することにより、上記記録マークを消
去するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、既記録マークである非晶質部は消去
のさいに消去光ビームの照射を一度受けて結晶質状態と
なる。又この時、上記既記録マーク周辺の結晶質部は消
去光ビームの照射を受けないので、初期化時に一度消去
光ビームの照射を受けた結晶質状態のままである。従っ
て、消去された既記録マーク部の結晶状態と、その周辺
の初期化が行われたままの結晶質部の結晶状態とは、い
ずれも非晶質状態であるところに消去光ビームを一度照
射しただけで結晶質状態となったものであるから、光学
的性質も同一となり情報の消し残りは解消される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
図において、光ピックアップ１は消去用レーザ1a及び再
生用レーザ1bを有し、それぞれビームスプリッタ1c及び
1eに加えられ、対物レンズ1d及び1fを経て光ディスク２
に照射される。光ディスク２はモータ３により矢印９方
向に回転し、この回転数が回転数検出器４により検出さ
れて演算回路５に加えられる。位置検出器６は光ディス
ク２に対する光ピックアップ１の半径方向の位置を検出
するもので、その出力は演算回路５に加えられる。光デ
ィスク２に照射された再生用レーザ光の戻り光はビーム
スプリッタ1eにより再生光検出器1gに加えられ、再生信
号となって遅延回路７に加えられる。遅延回路７の制御
端子には演算回路５からのディスク線速信号が加えられ
る。遅延回路７により遅延された上記再生信号はレーザ
駆動回路８に加えれて消去用レーザをオンオフ制御す
る。

以上の構成による動作を以下詳細に説明する。

先ず、ここで用いる光ディスク２について説明する
に、この光ディスク２は例えば、厚さ1.2mm直径130mmの
ポリカーボネート基板上に、スパッタリング法にてGe−
Te−Sb薄膜を厚さ100nmに成膜したものを用いる。この
薄膜は非晶質であるが、結晶化温度210℃以上に加熱後
冷却されると結晶質になる。さらに融点725℃以上に加
熱されると溶融し急冷によって非晶質となる性質を有す
る。

こうして作られた光ディスク２に記録消去再生を行う
光源として波長λ＝830nmの半導体レーザを用いた場
合、上記ポリカーボネート基板を通して光ビームを入射
させるが、この場合非晶質膜の光学反射率は20％、結晶
質膜の光学反射率は45％である。

この光ディスク２に記録を行う場合、先ず初期化を行
う必要がある。この為この円盤状光ディスク２を回転さ
せながら、集光された半導体レーザビーム、例えばビー
ム径半値幅１μｍ、レーザパワー5mWの連続ビームを記
録膜上に照射すると、その部分の記録膜は一様に結晶化
温度以上に加熱され、非晶質膜が結晶質膜に転移し反射
率も増大して未記録状態となり、初期化が行われる。

こうして初期化が行われた後の光ディスク２に、例え
ばビーム径半値幅１μｍ、レーザパワー10mW、パルス幅
0.2〜1.0μｓの半導体レーザパルスを照射すると、光ビ
ーム照射を受けた部位の記録膜は非晶質となり、情報が
非晶質のマークとして記録される。

次にこの記録マークを消去する場合について第１図を
参照しながら説明する。

この様に記録が行われた光ディスク２に、第１図の様
な再生用レーザ1bを連続発光させ、この再生ビームスポ
ットを光ディスク２に記録されている上記記録マーク上
に照射すると、その反射光は既記録マークの位置と長さ
に応じて変調され、再生光検出器1gにて再生信号に光電
変換される。演算回路５では、光ディスク２上における
半径方向の光ピックアップ１の位置を示す位置信号と、
ディスク回転用モータ回転数とからディスク回転線速信
号を得、この線速信号に応じて遅延回路７の遅延量を定
め、上記再生信号を遅延させて消去用レーザ駆動回路８
に入力する。

この遅延量は、再生用レーザ1bにより照射されたピッ
トが消去用レーザ1aの位置に達するに要する時間ｔにほ
ぼ等しくなる様に定める。

この様に、消去用レーザ1aは再生信号より遅れて、既
記録マークの位置と長さに応じて点滅するので、消去光
ビームは既記録マーク11上にのみ照射させることができ
る。

第２図は、前述の如く記録された情報を消去する消去
ビームの配置図を示すもので、再生光ビームスポット16
と消去光ビームスポット13の２個の光ビームスポット
が、光ディスク２の回転方向Ａに対して再生光ビームス
ポット16、消去光ビームスポット13の順で配置され、両
ビームスポット間距離はｌである。

再生用光ビームの強度を、光記録マーク11の結晶状態
に何らの変化を示さない小さい値、例えば1mWに制限し
連続照射を行うと、光ディスク２からの反射光量の変化
で第３図に見られる再生信号波形ａが得られ、既に記録
されていた非晶質光記録マーク11の位置と長さを知るこ
とができる。このとき、再生信号振幅が該振幅の1/2と
なる点を再生信号の立下がりおよび立下がりとし両者の
時間差τをパルス幅とする。この再生信号を前述の如く
遅延回路７で時間ｔだけ遅延させ第３図ｂに示す様な遅
延波形を得、消去光ビーム13をオンオフする。

消去光ビーム13は、非晶質マーク部の温度を結晶化温
度以上に上げるに必要なパワー例えば5mWのパワーでパ
ルス状に照射される。いま、光ディスク２の回転線速度
をｖとすると、この回転線速度ｖは消去光ビームスポッ
ト13の半径位置と、そのときの回転速度とから演算回路
５で演算することが出来る。又、上記再生光ビームスポ
ット16から消去光ビームスポット13まで、既記録マーク
11が移動するに要する時間ｔは ｔ＝l/v となる。従って第３図に示す様な再生信号ａにｔだけ遅
れた遅延信号ｂによって変調された消去光ビーム13を照
射すると、非晶質記録マーク11のみが消去光ビームの照
射を受けて結晶質への相変化を起こし、各非晶質記録マ
ーク11同志の間の結晶質部は消去光ビーム13の照射を受
けない。したがって、消去光ビーム13の照射を受けた非
晶質記録マーク11と、各非晶質記録マーク11同志の間の
結晶質部分は、いずれもその結晶質状態が、非晶質部に
5mWの光ビームの照射を一度与えただけの状態となり、
同一の結晶状態とすることができる。この様に結晶状態
が同一になるため、光ビームに対する反射率等の光学特
性も同一になり、記録された信号の消し残りが生じると
いう問題は解消される。

なお、この様な消去を行った直後に新たな記録を行う
必要がある場合は、第１図の消去用レーザ1aの左隣に記
録用レーザを備えればよい。

一つの光ピックアップの中に再生用レーザと消去用レ
ーザを組み込んだ一体型光ピックアップにおいては、再
生用レーザと消去用レーザの波長を異ならせることが望
ましく、再生用レーザを短波長例えば780nmに、消去用
レーザを長波長例えば830nmにするのが好ましい。この
ようにすると光ディスク上に照射される消去用光ビーム
のスポット径が再生用光ビームのスポット径よりも波長
の比率に比例して大きくなるため、既記録マークよりも
大きい消去光スポットが照射されることになる。したが
ってディスク回転むらによる既記録マークと消去光ビー
ムスポットの位置ずれは消去光ビームスポットが既記録
マークよりも大きいことによって吸収することができ、
上記位置ずれによる消し残りは解消される。

なおこの場合、消去光ビームスポットが既記録マーク
径よりも大きいため、既記録マーク周辺部の結晶質部に
も消去光ビームが照射され結晶質状態が変化し、結晶質
部に２種類の結晶状態が存在し消し残りとなることが考
えられる。しかしながら、消去光ビームスポットはガウ
ス分布の強度をもっているため、消去光ビームスポット
周辺部の強度が低いこと、及び既記録マーク周辺の結晶
質部であって消去光ビームの照射を受ける部位の面積は
既記録マーク間の結晶質部であって消去光ビームの照射
を受けない部位の面積に比べて小さいため上記２種類の
結晶状態間の差異は無視できる程度である。

これらの消去及び再生に用いる２個の半導体レーザ
は、個別に光ピックアップに組み込んで再生用光ピック
アップ，消去用光ピックアップとすることも可能であ
り、又、これらレーザの光学系を共通化して一体型光ピ
ックアップとすることも可能であり、更に又、レーザア
レイを用いた１個の光ピックアップとすることも可能で
ある。

再生光ビームと消去光ビームの距離を短くすればディ
スクの回転むらの影響が小さくなるので、光ピックアッ
プは一体型の方が望ましい。

本実施例においては、２個の光ビームスポットを媒体
移動方向に合わせて、再生光ビームスポットに次いで消
去光ビームスポットの順に配置したが、他の実施例で
は、消去光ビームスポットに次いで再生光ビームスポッ
トの順に配置し、記録マークが再生光ビームスポットの
位置を通過し、円盤状媒体が一回転した後、消去光ビー
ムパルスによって記録マークを消去することも可能であ
る。

記録光ビームスポットの配置に関しては、何ら制限を
受けるものではなく、再生光ビームスポット、消去光ビ
ームスポット及び記録光ビームスポットの３種類の光ビ
ームを用いることも可能であり、また、再生光ビームと
消去光ビームのいずれか一方を記録用光ビームと兼用す
ることも可能である。

本発明の他の実施例として、一個の光ビームを用い、
再生光ビームと消去光ビームの両者の役割を保有させる
ことができる。即ち、情報が記録された円盤状媒体を回
転させながら光ビームを光記録膜の結晶状態に何らの変
化も及ぼさない小さいパワーで連続照射し、媒体からの
反射光量変化で得られる再生信号から記録マークの位置
と長さを検出する。そして、媒体が一回転した後、上記
記録マークの位置と長さに対応して光ビームを、非晶質
が照射を受けて結晶温度以上に昇温し結晶質への相変化
を生じる強度でパルス状に照射すると、記録マーク部の
みが光ビームの照射を受けて、結晶質状態に転移し情報
が消去される。この場合前述した再生光ビームスポット
と消去光ビームスポットとの距離ｌは記録トラックの１
周の距離に一致する。情報消去後、媒体がさらに一回転
した後、光ビームを結晶質記録膜を融点以上に加熱する
ことができる強度で、記録すべき情報に応じてパルス状
に照射すると新たに情報を非晶質マークとして記録する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば消去された記録
マーク部と、該記録マーク部周辺部の結晶質状態がほぼ
同一となりしたがって光学的性質も同一になるので記録
情報の消し残りを解消し完全な消去が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第２図はその動作説明に供する光ビーム配置図、 第３図は同じくその動作説明に供する動作波形図、 第４図は従来の情報消去及び記録の原理を示す原理説明
図である。 １……光ピックアップ ２……光ディスク ５……演算回路 ７……遅延回路 11……既記録マーク 12……新規記録マーク 13,16……消去，再生光ビームスポット 14……記録光ビームスポット 15……記録トラック

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光情報記録媒体上の記録信号に再生光を照
   射して再生信号を得る手段と、該再生信号を遅延させて
   遅延信号を得る手段と、該遅延信号により消去光をオン
   オフ制御して上記記録信号に照射し、該記録信号を消去
   することを特徴とする光情報記録信号の消去装置。