JP3031274B2 - How information is recorded - Google Patents

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JP3031274B2
JP3031274B2 JP8347136A JP34713696A JP3031274B2 JP 3031274 B2 JP3031274 B2 JP 3031274B2 JP 8347136 A JP8347136 A JP 8347136A JP 34713696 A JP34713696 A JP 34713696A JP 3031274 B2 JP3031274 B2 JP 3031274B2
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JP
Japan
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power level
recording
information
power
energy beam
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元康 寺尾
哲也 西田
宏 安岡
圭吉 安藤
憲雄 太田
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/006Overwriting
    • G11B7/0062Overwriting strategies, e.g. recording pulse sequences with erasing level used for phase-change media

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、光,原子線などのエネ
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
のレーザビームにより記録・消去を行う、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
ものである。 【0002】 【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、例えば特開昭59−71140号公報
に示されている。この方法では、記録膜を結晶化させて
既に記録されていた情報を消去する場合には、トラック
方向に長い長円形光スポットを用いて比較的長時間結晶
化可能な温度を保つことによって行う。その後新しい情
報を記録するには、十分集光した円形光スポットのパワ
ーを、情報信号によって変調することによって行ってい
た。しかし、最近になって、本発明の発明者らは記録膜
に用いる材料を改良することにより、十分集光した円形
光スポットがディスク上の1点の上に通過する間に結晶
化することを可能にした。このため、円形光スポットに
より、ディスクの1回転でまず消去し、次の1回転でレ
ーザパワーを変調して照射することによって記録するこ
とが可能となった。さらに、レーザパワーを結晶化パワ
ーレベルと非晶質化パワーレベルとの間で情報信号に従
って変調することにより、ディスクの1回転で情報の書
き換えを行うことも可能となった。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、情報の転送速度を大きくするためにディスクの回
転速度を上げると、記録膜の原子配列変化(たとえば結
晶化)の速度をさらに上げる必要が有り、エネルギービ
ーム(たとえばレーザビーム)照射によって結晶を融解
しても、照射後の冷却中に原子配列が元にもどってしま
い(たとえば再結晶化)、逆方向の原子配列変化(たと
えば非晶質化)を行うことができない。 【0004】従って本発明の目的は、上記従来技術の問
題点を解決し、相変化速度の大きな記録膜を用いても、
確実に可逆的な相変化を起こさせることができる方法を
提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記の目的は、エネルギ
ービームスポットの中心が記録点の端から端まで通過す
る時間より短いパネル幅の単一または複数のパルスで記
録点を形成することによって達成される。上記端から端
まで通過する時間の3/4より狭いパルス幅のパルスと
すればより好ましく、1/2より狭いパルス幅のパルス
幅のパルスとすればさらに好ましく、1/4より狭いパ
ルス幅のパルスとすれば特に好ましい。 【0006】 【作用】上記のようにパルス幅を狭くすることによって
照射部分からその周囲への熱伝導による熱拡散を防ぎ、
照射ビームエネルギーを相対的に小さくすることができ
る。従って照射後の冷却速度を大きくすることができ
る。 【0007】本発明は単一のレーザビームで情報のオー
バーライト(あらかじめ消去せずに重ね書きによって書
き換えを行うこと)を行う場合に、レーザ光照射後の冷
却速度が低くなりやすいという問題点を解決するので、
特に有効である。 【0008】本発明を適用する記録媒体は、結晶−非晶
質間の相変化を起こすものの他、他の原子配列変化を起
こすものでもよい。たとえば一方の原子配列変化が急冷
を要する結晶−結晶間の原子配列変化、あるいは非晶質
−非晶質間の原子配列変化にも有効である。 【0009】本発明はエネルギービームの種類によらず
有効であり、光、電子線、イオンビームなどが使用でき
る。ただし電子線およびイオンビームの場合は、記録媒
体の記録膜の上につける保護膜は膜厚1μm以下が好ま
しく1000オングストローム以下がより好ましい。 【0010】 【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。 【0011】結晶状態と非晶質に近い状態との間で可逆
的に相変化によって記録・消去を行う、InとSeを主
成分とする記録膜の両側を、SiO2の保護膜で挟んだ
構造のものを、表面に紫外線硬化樹脂層を持ったディス
ク状ガラス基板上に形成した。紫外線硬化樹脂層の表面
にはトラッキング用の溝およびアドレスを表すビットが
転写されている。次に上記の保護膜上に紫外線硬化樹脂
を塗り、もう一枚のガラス基板と貼り合わせて紫外線に
よって硬化させた。 【0012】次にこの光ディスクを回転速度600rpm
で回転させ、トラッキングおよび自動焦点合わせを行い
ながら記録すべき場所を捜した。記録すべき場所では、
レーザ光のパワーを読み出しパワーレベルから結晶化パ
ワーレベルに上げた後、図1のようにパワーを変動させ
た。図1の上部には記録トラック上に形成される非晶質
化点の配列を示した。トラック上のその他の部分は結晶
化しており、トラック間はas−depo状態(蒸着したまま
の状態)である。実際には光スポットの位置は動かず、
ディスク上の点が左に動くが、図ではディスク上の点が
静止して光スポットが右に動くように表わしてある。図
1の下部の図では、横軸が上部の図における光スポット
中心の横方向の位置に対応しており、光スポットが右に
移動して行く時に各点に照射されるレーザパワーを示し
ている。情報信号に応じて非晶質化すべき場所では、パ
ワーを短時間だけ非晶質化レベルに上げている。レーザ
パワーが非晶質化レベルに上がる時間幅は、光スポット
の中心が対応する非晶質化点(周囲より結晶性が悪い範
囲)の端から端まで通過する時間の約3/4になってい
る。だたし、パワーの上がる時間幅の定義は、結晶化レ
ベルからのパルスの高さの半値の点の幅とした。非晶質
化パワーレベルのレーザ光照射によって、ディスク上の
照射された部分は融解し、急冷されて非晶質になる。 【0013】たとえば、最短のパルスの長さの2倍以上
の長さの長いパルスを含む情報を記録する場合は、図1
の波形の中央部に示したように、本来の記録波形を複数
の短いパルスに分割して照射する。図1の例では照射部
分は3つの非晶質化部分が互いにくっつき合った長い非
晶質化部分を形成する。このように短いパルスに分割し
た場合、パルスとパルスの間ではパワーを結晶化パワー
レベルより低くした方が好ましく、パワー0、あるいは
読み出しパワーレベルとするのが良い。しかし記録膜組
成や保護膜の材質によっては、結晶化パワーレベルある
いはそれより少し上まで下げるだけでもよい。パルスと
パルスの間の間隔が狭いほど、その部分のパワーの下げ
方を大きくするのが特に好ましい。図1では読み出しパ
ワーレベルまで下げた場合を示している。記録すべき情
報がどんなに長いパルス幅の部分を持っていても、この
ように複数のパルスに分割して照射することにより、原
信号に忠実な再生信号を与えるディスク上の記録パター
ンを形成することができる。記録すべき情報が短いパル
ス幅の部分しか持っていない場合は、もちろん上記のよ
うな複数パルスへの分割は必要無い。本実施例のレーザ
パワー波形は、あらかじめ消去する必要の無い重ね書き
による情報書き換え、すなわちオーバーライトが可能な
波形である。 【0014】レーザパワーが非晶質化レベルに上がる時
間幅を、光スポットの中心が対応する非晶質化点の端か
ら端まで通過する時間の1/2以下とすればより好まし
く、1/4以下にすれば非晶質化が完全に行えて特に好
ましい。 【0015】連続レーザ光照射で一たんトラック全体を
結晶化させて消去した後、読み出しパワーレベルと非晶
質化パワーレベルとの間でパワー変調されたレーザ光で
記録する場合も、同様にパルス幅を狭くするのが好まし
い。しかし、この場合はパルスとパルスの間では常に読
み出しパワーレベルまでパワーを下げるのでもともと冷
却速度は大きい。従って効果は単一ビームオーバーライ
トの場合ほど顕著ではない。 【0016】単一ビームオーバーライトの場合、非晶質
化パワーレベルに対して結晶化パワーレベルを30〜9
5%の範囲で調節すれば、非晶質化パワーレベルに有る
時間幅の広狭にかかわらず一応再生信号が得られる。5
5〜90%の範囲がより好ましい範囲である。 【0017】本実施例では、非晶質化の記録と考えた
が、結晶化の方を記録と考えるように見方を変えてもよ
い。 【0018】 【発明の効果】本発明によれば、高速原子配列変化が可
能な記録膜を用いても逆方向の原子配列変化が可能であ
るから、情報の転送速度を大きくすることができ、しか
も単一のレーザビームによるオーバーライトも可能であ
るから、大量の情報の記録および読み出しに極めて有利
である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information recording method using an information recording member whose information can be rewritten by irradiation of an energy beam such as light or an atomic beam. In particular, the present invention relates to a method for recording information effective for a rewritable phase-change optical disk, which performs recording / erasing with a single laser beam. 2. Description of the Related Art A conventional recording / erasing method for a phase-change optical disk recording medium is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-71140. In this method, when erasing information that has already been recorded by crystallizing the recording film, it is performed by maintaining a temperature at which crystallization can be performed for a relatively long time using an oval light spot that is long in the track direction. Thereafter, new information was recorded by modulating the power of a sufficiently focused circular light spot with an information signal. More recently, however, the present inventors have improved the material used for the recording film so that a well-focused circular light spot crystallizes while passing over a point on the disk. Made it possible. For this reason, it has become possible to perform recording by first erasing with one rotation of the disk and modulating and irradiating the laser power with the next rotation by the circular light spot. Further, by modulating the laser power between the crystallization power level and the amorphization power level in accordance with the information signal, it has become possible to rewrite information in one rotation of the disk. However, in the above prior art, when the rotation speed of the disk is increased to increase the information transfer speed, the speed of the atomic arrangement change (for example, crystallization) of the recording film is reduced. Even if the crystal is melted by irradiation with an energy beam (eg, a laser beam), the atomic arrangement returns to its original state during cooling after irradiation (eg, recrystallization), and the atomic arrangement changes in the opposite direction (eg, recrystallization). (For example, amorphization) cannot be performed. Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to use a recording film having a high phase change speed.
An object of the present invention is to provide a method capable of reliably causing a reversible phase change. It is an object of the present invention to form a recording point with one or more pulses having a panel width shorter than the time required for the center of the energy beam spot to pass from one end of the recording point to the other. Achieved by: It is more preferable that the pulse has a pulse width smaller than 3/4 of the time required to pass from one end to the other end, and it is more preferable that the pulse has a pulse width smaller than 1/2. A pulse is particularly preferable. By narrowing the pulse width as described above, heat diffusion from the irradiated portion to the surroundings due to heat conduction is prevented,
The irradiation beam energy can be relatively reduced. Therefore, the cooling rate after irradiation can be increased. The present invention has a problem that when information is overwritten by a single laser beam (rewriting is performed by overwriting without erasing in advance), the cooling rate after laser beam irradiation tends to be low. So we will solve
Especially effective. [0008] The recording medium to which the present invention is applied may be one which causes a phase change between a crystal and an amorphous phase, or one which causes another change in the atomic arrangement. For example, one of the atomic arrangement changes is effective for a crystal-to-crystal atomic arrangement change requiring rapid cooling or an amorphous-to-amorphous atomic arrangement change. The present invention is effective irrespective of the type of energy beam, and can use light, electron beam, ion beam and the like. However, in the case of an electron beam and an ion beam, the protective film formed on the recording film of the recording medium preferably has a thickness of 1 μm or less, more preferably 1000 angstrom or less. Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. Recording / erasing is performed reversibly by a phase change between a crystalline state and a state close to an amorphous state. Both sides of a recording film mainly composed of In and Se are sandwiched between protective films of SiO 2 . The structure was formed on a disk-shaped glass substrate having an ultraviolet curable resin layer on the surface. Tracking grooves and bits representing addresses are transferred to the surface of the ultraviolet curable resin layer. Next, an ultraviolet curable resin was applied on the above protective film, bonded to another glass substrate, and cured by ultraviolet light. Next, this optical disk is rotated at a rotational speed of 600 rpm.
And searched for a location to record while performing tracking and autofocusing. Where to record,
After raising the power of the laser beam from the read power level to the crystallization power level, the power was varied as shown in FIG. The upper part of FIG. 1 shows an arrangement of amorphous points formed on the recording track. The other portions on the tracks are crystallized, and the space between the tracks is in an as-depo state (as deposited). Actually, the position of the light spot does not move,
The points on the disk move to the left, but the points on the disk are shown stationary and the light spot moves to the right. In the lower diagram of FIG. 1, the horizontal axis corresponds to the horizontal position of the center of the light spot in the upper diagram, and indicates the laser power applied to each point when the light spot moves to the right. I have. In a place where the film is to be made amorphous according to the information signal, the power is raised to the amorphous level for a short time. The time width during which the laser power rises to the amorphization level is about / of the time required for the center of the light spot to pass from end to end of the corresponding amorphization point (a region having lower crystallinity than the surroundings). ing. However, the time width during which the power rises is defined as the width of the point at half the pulse height from the crystallization level. The irradiated portion on the disk is melted by the laser light irradiation at the amorphizing power level and rapidly cooled to become amorphous. For example, when recording information including a long pulse whose length is twice or more the length of the shortest pulse, FIG.
As shown in the center of the waveform, the original recording waveform is divided into a plurality of short pulses and irradiated. In the example of FIG. 1, the irradiated portion forms a long amorphized portion in which three amorphized portions adhere to each other. When divided into such short pulses, the power between the pulses is preferably lower than the crystallization power level, and the power is preferably set to 0 or the read power level. However, depending on the composition of the recording film and the material of the protective film, the crystallization power level may be lowered to a level slightly higher than the crystallization power level. It is particularly preferable that the narrower the interval between pulses is, the greater the method of reducing the power of that portion is. FIG. 1 shows a case where the read power level is lowered to the read power level. Even if the information to be recorded has a part with a long pulse width, forming a recording pattern on a disk that gives a reproduction signal that is faithful to the original signal by irradiating it in this way by dividing it into multiple pulses Can be. When the information to be recorded has only a portion with a short pulse width, the division into a plurality of pulses as described above is not necessary. The laser power waveform of the present embodiment is a waveform that can be rewritten by overwriting that does not need to be erased in advance, that is, a waveform that can be overwritten. It is more preferable that the time width during which the laser power rises to the amorphization level be equal to or less than 1/2 of the time required for the center of the light spot to pass from one end of the corresponding amorphization point to the other. It is particularly preferable to set the number to 4 or less since the amorphous state can be completely achieved. In the case where the entire track is crystallized and erased by continuous laser beam irradiation and then erased, and then recording is performed with a laser beam power-modulated between a read power level and an amorphization power level, a pulse is similarly applied. Preferably, the width is reduced. However, in this case, the cooling rate is originally high even though the power is always reduced to the read power level between the pulses. The effect is therefore not as pronounced as in the case of single beam overwriting. In the case of single beam overwrite, the crystallization power level is set to 30 to 9 with respect to the amorphous power level.
If the adjustment is made in the range of 5%, a reproduced signal can be obtained irrespective of the width of the time width at the amorphizing power level. 5
A range of 5 to 90% is a more preferable range. In this embodiment, the recording is considered to be amorphous, but the viewpoint may be changed so that the crystallization is regarded as recording. According to the present invention, even if a recording film capable of changing the atomic arrangement at a high speed is used, the atomic arrangement can be changed in the reverse direction, so that the information transfer speed can be increased. Moreover, overwriting with a single laser beam is possible, which is extremely advantageous for recording and reading a large amount of information.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例の動作原理を示す図である。[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a diagram showing the operation principle of one embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 圭吉 東京都国分寺市東恋ケ窪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ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−266632(JP,A) 特開 昭61−216126(JP,A) 特開 昭56−145530(JP,A) 特開 昭63−113938(JP,A) 特開 昭63−266633(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/00 - 7/013 G11B 7/125 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Keikichi Ando 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Norio Ohta 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo (56) References JP-A-63-266632 (JP, A) JP-A-61-216126 (JP, A) JP-A-56-145530 (JP, A) JP-A-63-113938 (JP) , A) JP-A-63-266633 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 7/ 00-7/013 G11B 7/125

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1. 第1のパワーレベルのエネルギービームで第1の状
となり、第2のパワーのエネルギービームで第2の状
となる媒体に対して、情報が上記第1の状態にある種
々の長さを有するマークとしてオーバーライトによって
記録される情報の記録方法であって、マークを形成しな
い場所では上記第2のパワーレベルエネルギービーム
を媒体に照射しながら、媒体をエネルギービームに対し
て継続的に移動させ、マークを形成する場所ではオーバ
ーライトされるべき情報に基づいてエネルギービームを
第1のパワーレベル、第2のパワーレベルまたはそれ
以下のパワーレベルとに下げることを繰り返すが、最短
のマークを形成する場合には、上記第1のパワーレベル
に達する単一のパルスで記録することを特徴とする情報
の記録方法。
(57) [the claims] 1. The first state next to the first power level of the energy beam, a mark with respect to the second power of the energy beam is a second state in the medium, information having various lengths in said first state Is a method of recording information recorded by overwriting as
The medium is continuously moved with respect to the energy beam while irradiating the medium with the energy beam of the second power level at a location where the mark is to be formed. and an energy beam first power level Te, single repeat lowering the second power level or less power level, when forming the shortest mark is reaching the first power level Recording method using information pulses.
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