JPH0210492B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、映像信号等の情報信号により変調さ
れた光を記録媒体上に照射し、その光照射し、そ
の光照射にともなう温度変化により記録媒体層に
変化を生じせしめることにより順次信号を記録す
る光学的記録用円盤に関するものであり、記録効
率を向上せしめんとするものである。

逐次信号を光学的に高密度に記録再生する方法
は大別すると二種類に分けられる。一つはいわゆ
る光学式ビデオデイスクと呼ばれているものであ
る。その基本的な原理は、記録信号を基板上の凹
凸として形成しておき、この凹凸の底部より反射
した光と凸部より反射した光を干渉させ凹凸信号
の書き込まれていない部分の反射率に比して凹凸
信号の書きこまれている部分の反射率が異なるこ
とによつている（特開昭47−37407号公報）。この
方式は主として再生専用のデイスクシステムとし
て開発されたもので、高出力のレーザ発振器と高
精度の機構系とを用いて作られた原盤から機械的
スタンプによつてデイスクが製作される。従つて
同一の情報が記録された複製盤を多量に製作する
には向くが、任意の情報を即時に記録再生するこ
とは不可能である。

これに対していま一つの方法として比較的低出
力のレーザを用いて任意の情報を実時間で記録し
現像等の後処理を必要とせずにたゞちに再生が可
能なデイスクシステムが知られている。例えば、
光吸収層とその裏面に光反射層を設け、記録層に
レーザ光のエネルギーを吸収させて昇温変形、蒸
発させて凹凸を作る方法がある（特開昭52−
114306号公報）、記録層としてたとえば金属ビス
マスを用いる。

また、他の方法として記録部材にカルコゲン化
物を用いるものもある（米国特許第3665425号）。
これは基板上のカルコゲン化物薄膜にレーザービ
ームを照射してその部分を融点近くまで昇温さ
せ、その部分にボイドを形成させる。再生に当つ
ては、このボイド部に照射されたレーザ光は散乱
されるので、未記録部分に比べて、反射されて返
つてくる反射光量が少ないことを利用するもので
ある。

またさらに他の方法として記録部材として低酸
化物薄膜、たとえばテルルの低酸化物を主成分と
する薄膜を用いる方法がある（特開昭53−
18468）。

これは基板上のテルルの低酸化物を主成分とす
る薄膜にレーザービームを吸収させその屈折率お
よび光学濃度を変化させ薄膜の表面からの反射光
の光量が実質的に変化することを利用するもので
ある。

以上の例はいずれも記録部材がレーザ光を吸収
して昇温しその状態が変化することを利用してい
るため、ヒートモード記録と呼ばれている。これ
らのヒートモード記録では基本的に記録部材の温
度をレーザ光を吸収することにより状態が変化す
る閾値温度より高くさせることで記録が行なわれ
るため、記録部材および基材の熱伝導が記録の感
度を大きく支配している。

第１図、第２図および第３図に、これら従来の
ヒートモード記録による光学的記録再生装置とそ
れに用いるデイスクにの一例を示す。

第１図で、１はレーザ等の光源を示す。光源の
出力光の強さを、記録信号で変調するためには半
導体レーザが好適である。光源１の出力光Ｌは、
レンズ２とレンズ４で、微小径の光ビームに絞ら
れてデイスク５の×点に照射される。２はレンズ
で、光源の光を集光する機能、光源の一次像を形
成する機能を有する。３は全反射ミラーで光路の
変更および、従来公知のトラツキング機能を行な
う。４は顕微鏡の対物レンズ等が用いられる絞り
レンズを示す。５はデイスク、６はデイスク５を
回転させるデイスクモータを示す。７はデイスク
に照射される光点×をデイスクの径方向に移送さ
せるための移送台を示す。８は移送ネジ、９は移
送ネジを回転させる移送モータを示す。移送ネジ
８を回転させることによつて、光点×をデイスク
の径方向に送ることができる。

第２図は、第１図の装置で用いるデイスク例を
示す。５１は透明かつ平担なデイスク基材を示
す。５２はこのデイスク基材の上に塗付される光
感応記録材料を、５３はデイスクの中心孔を示
す。第３図は、第２図の部分拡大図である。

デイスクへの記録は、絞られたレーザービーム
ＬあるいはL′を記録薄膜へ照射し記録薄膜の一部
５２ａのレーザ光を吸収させることにより行なわ
れるレーザービームL′は薄膜に対し基材と反対側
から照射した場合を示す。この結果記録薄膜の一
部は昇温し光学的な状態が変化して情報を記録す
ることができる。このような従来のヒートモード
による記録の場合記録薄膜の部分５２ａでレーザ
光の吸収により発生した熱量は一部分が基材に、
また他の一部分は記録薄膜の他の部分５２ｂへ熱
伝導により移行する。この他に通常熱量は大気中
へも移行するが、この議論においては無視し得
る。いま記録薄膜厚さをｔ、レーザ光ビーム吸収
して昇温する記録薄膜の部分を半径ｒの円筒状と
すると、この円筒状の部分と基材との境界面の面
積はπr²で、またこの円筒状の部分と記録薄膜の
他の部分との境界面の面積は2πftとなる。基材の
熱伝導率をK₁、記録薄膜の熱伝導率をK₂とする
と、単位時間当りそれぞれの境界面から流れ出る
熱量は、境界面の面積と熱伝導率を積πr²K₁およ
び2πftk₂に比例する。基材としてポリメチルメタ
アクリレートシート（熱伝導率1.7〜2.5×10^-3J／
cm・sec・〓）用い、記録薄膜として光吸収性の
低酸化物たとえばテルルの低酸化物TeOx（Ｏ＜
ｘ＜２）の厚さ1000Åの蒸着薄膜（熱伝導率0.6
〜1.5×10^-2J／cm・sec〓）を用い半導体レーザ
光を直径1μのビームに絞つて記録薄膜上に照射
し、記録薄膜を昇温させた場合を考えてみる。発
生した熱量のうち基材へ移行する部分は πr²k₁＝｛1μ／２）²×｛1.7〜2.4×10^-3
（Ｊ／cmsec〓）｝ ≒0.4〜0.8×π×10^-11（Ｊ／cm・s
ec〓） に比例した量となり、記録薄膜の他の部分へ移行
する熱量は 2πrtk₁＝２×π×1μ／２×1000Å×｛0.
6〜1.5×10^-2（Ｊ／cm・sec〓）｝ ≒0.6〜1.5×π×10^-11（Ｊ／cm・s
ec〓） に比例した量になる。

記録薄膜の厚さはレーザ光の吸収係数および記
録部と未記録部の状態変化によつて選ばれてい
る。この例の場合テルルの低酸化物の反射光量が
変化し、この反射光量変化を検出して信号を再生
する。このようにレーザ光を吸収して発生した熱
量は基材だけでなく記録薄膜の他の部分への移行
によつてかなりの部分が失なわれることがわか
る。従来熱伝導の条件を変えることによつて記録
感度を向上させることが試みられている。例えば
基材と記録薄膜との間に断熱層を設ける方法が提
案されている。しかし、この方法では基材へ逃げ
る熱量をおさえるのみであるので感度向上には不
充分である。

更に第１図の装置で、デイスク５上に、高密度
の信号の記録を行なう際、次の点も問題となる。

即ち、装置の内部振動・外部振動が記録トラツ
クピツチの縮少への障害となる。すなわち、第１
図でトラツキングミラー３の振動・デイスクモー
タ６の振動・移送台７と移送ネジ８の送りむら等
が、記録トラツクピツチの狭小化への障害とな
る。したがつて安価な装置で、高密度の記録を行
なうことが困難となる。また、デイスク５をデイ
スクモータ６に、かけ換えるたびに偏芯量が異な
るので以前に記録した信号トラツクと、これから
記録しようとする信号トラツクが交差しないよう
にするための安全領域としていくらかの未記録領
域を必要とする。

本発明は、第２図に示したデイスク基材５１に
予め同心円もしくは螺旋状の凹部もしくは凸部も
しくはその繰返しからなる情報トラツクを形成
し、その上に、光を照射することによつて光学的
特性が変化する記録材料のほぼ均一な膜を全面も
もくは情報トラツク間を少なくとも覆うように形
成するものである。これにより、基板上の記録材
料内の熱伝導を凹もしくは凸の形状によつて規制
し、効率のよい情報記録を可能にするとともに、
記録時のトラツキングおよびフオーカシング精度
をを向上させ、高密度な情報記録を可能にするも
のである。

以下図面に従つて本発明を説明する。

第４図ａは光学的な凸状の案内溝を有するデイ
スク基材（第２図５１に相当）一例を示す。この
図はデイスク基材の一部を拡大して示す図で、第
４図ａに示す情報記録トラツクＡはデイスク上の
少なくとも信号を記録する部分全面にほぼ一様に
同心円または、スパイラル状に形成される。

情報トラツクＡの幅ｔは、使用する光源の波長
やコヒーレンシイ程度で異なつてくるが、8000Å
程度の波長の半導体レーザが光源として用いる場
合には、0.7〜1μｍ程度が好ましい。Ｔはトラツ
クピツチを示し、記録再生する信号の内容、およ
び許容されるトラツク間のクロストークの量によ
つて規定されるが、1.4〜2.0μ程度の値に設定さ
れる。

情報トラツクＡの、情報トラツクＡ間の溝Ｂに
対する高さｄは、情報記録トラツクＡを照射する
光に対して、非対称な回折効果を得るように、入
射光の波長λの1/6〜1/12の深さに設定される。

このような凹もしくは凸の案内溝を有するデイ
スク基材は、従来ビデオデイスクの原盤を作る技
術によつて作成できる。

第４図ｂは、ａに示したデイスク基材に光感応
性記録材料５２（以下光記録材料という）を一様
に塗付したものを示す、光記録材料は、記録材料
の種類によつて異なるが数100Å〜2000Åの範囲
の厚さに塗付される。

第４図ｂで、基材５１の案内溝側と反対側から
入射する記録光Ｌは、情報記録トラツクＡの幅
0.7〜1.0μｍのと同等かそれ以上の径の光ビーム
に絞られて光記録材料に照射される。

情報記録トラツクＡの端面、ｐ、ｑは入射する
光の軸に対して、情報記録トラツクＡに直角な方
向に、非対称な回折効果を発生するように、デイ
スク上における情報記録トラツクＡとトラツク間
Ｂの高さｄを選んでおく（前述のλ／６〜λ／
12）と、光記録材料面における反射光のフアーフ
イールドパタンは記録光と情報記録トラツクＡと
のトラツクに直角方向の位置ずれを良く表わし、
トラツキング誤差信号を得やすくできる。従つて
第１図のトラツキングミラー３で、第４図ｂ情報
記録トラツクを追ずいすることができる。第４図
ｂで記号Ｂは、光記録材料５２とデイスク基材５
１の境界面を示す。基材５１としては光学的に均
質で透明な物質、たとえばソーダガラス、石英、
パイレツクスガラス等のガラス類、あるいはポリ
メチルメタアクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチルテレフタ
レート樹脂等の合成樹脂のシートあるいはフイル
ムが用いられる。これらのうち合成樹脂の方がガ
ラス類よりも熱伝導率が小さく、加工、取り扱い
が容易であるので有用である。中でもポリメチル
メタアクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポ
リエチルテレフタレート樹脂が透明性、均質性に
優れていて有用である。またこれらの基材上に他
の透明で均質な部材を設け凹凸を形成することも
可能ある。記録材料５２としては低酸化物光も吸
収性薄膜、例えばTeOx（Ｏ＜ｘ＜2.0）を主成分
とする薄膜が適用できる。この薄膜は真空蒸着法
で形成することができ基材の凹凸に係りなく一定
の膜厚で形成することができる。

次に本発明によるデイスク構造のいくつかの例
を示す拡大図第５図ａ〜ｄを用いて本発明の原理
を説明する。第５図ａは第４図ｂに対応する構造
である。第５図において、基材の情報トラツクを
構成する相対的に凸な部分５ｃに設けられた記録
薄膜５ａにレーザビームを照射する。記録薄膜５
ａはこのレーザ光を吸収して昇温する。この際発
生した熱量は基材および記録薄膜５ａの他の部分
へ移行して逃げるが、５ａで示す部分と５ｂで示
す部分の境界の断面積は、凹凸の存在のため、記
録薄膜の膜厚ｔから算定される面積よりも小さく
なる。すなわち記録媒体層の熱抵抗が案内トラツ
クの段差部分で平担部分に比較して大きくなる。
したがつて５ａの部分から５ｂの部分へ移行する
熱量は第１図に示す平担な形状に比べて小さくな
る。一方基材で移行する熱量は第３図の場合と同
じである。したがつて全体としてレーザ光を吸収
して発生した熱量に対して記録薄膜が到達する最
高温度は高くなる。また同じ温度に記録薄膜を到
達せしるレーザ光のパワーは第３図の場合に比し
て第５図ａ場合が少なくてもすむ。

この温度上昇は情報トラツクＡの巾にも関係す
る。同心円又は螺旋状に形成されたトラツクよう
に、巾が一定で長さが充分に長い凸形状の場合に
ついて説明を行う。その巾Ｗがデイスク半径に近
い場合は、平面デイスクに対応する。巾Ｗが狭く
なるに従つて、単位長当り薄膜物質の量は少なふ
なるので熱容量は減少し、昇温し易くなる。ま
た、記録膜と基板との接触面積も情報トラツク巾
Ｗが狭くなるに従つて小さくなるので、基板への
熱伝達量も少なくなる。情報トラツク巾Ｗが光ビ
ームの太さと同程度かそれより小さい場合が、温
度上昇が良好である。すなわち、 ωＷ の条件のときに効果が大きい。

ここで光ビームの太さωとは、無信号時、すな
わち連続的に光ビームを照射した時に、照射され
た記録材料の光学的な特性変化を生じさせるのに
十分な強度を有する範囲の径、すなわち有効ビー
ム径がωであることを、従つて幅ωの記録跡を生
じるものをいう。この効果は第５図ｂのように情
報トラツクＡが相対的に凹となるように形成され
た場合にも同様に成り立つ。とくに基材の熱伝導
率k₁が記録薄膜の熱伝導率k₂に対して十分小さい
場合には第５図ａに示す凸の場合と第５図ｂに示
す凹の場合では差がない。

情報トラツクの巾Ｗを、有効ビーム径ωより狭
くしていくと、今度は再生の点で困難が生じる。
すなわち、情報トラツクに記録された信号による
反射光量または透過光量が減少するため、Ｓ／Ｎ
比の低下をもたらす。

総体的に述べると、情報トラツクＡの巾は、有
効ビーム径と同程度かやや狭い程度が最も良好で
ある。

次に記録薄膜の厚さｔと基材の深さ（高さ）ｄ
との関係について述べる。第５図ｃに示すよう、 ｔｄ の関係が成り立つとき基材の凹凸の段差の部分で
記録薄膜内の熱伝導は遮断されるため上記の効果
は最も大きい。しかし第５図ｄに示されるよう
に、 ｔ＞ｄ の関係が成り立つ場合でも、ｔがｄに比べて十分
に大きい場合以外はこの断熱効果が期待できる。
特に、 ｔ2d の場合は段差における記録膜の熱伝導は平担な場
合の半分以下になるので特に大きな効果がある。
これは、段差部分において記録媒体層断面積が小
さくなりそこで熱低抗が増すためである。

以上述べた凹凸の段差における断熱効果は基材
の熱伝導率k₁が記録薄膜の熱伝導率k₂に対して十
分に小さい場合には特に大きい。記録薄膜として
テルルの低酸化物TeOx（Ｏ＜ｘ＜2.0）を用いる
場合、熱伝導率k₂は0.6〜1.2×10^-2J／cm・sec〓
であるから基材の熱伝導率k₁は k₁＜５×10^-3J／cm・sec〓 であることが望ましい。以上に説明した本発明の
効果は、記録材料として、幾何学的な変化を伴わ
ずに屈折率叉は屈折率と光学濃度の両方が変化す
る物質を用いた場合に特に顕著である。このこと
は、次のように説明できる。

ここで、そのような物質を用いた記録方法、そ
の一般的な呼称である「相変化型記録」という用
語を用いて表わし、幾何学的変化を伴う記録方法
を「穴あけ型記録」という用語を用いて表わす。

まず、穴あけ型記録を行なう場合には、記録に
用いる光ビームはその有効ビーム径ω内全域にお
いて、記録材料を変形もしくは蒸発させるのに十
分な強度を持つことを要する。ところで、光ビー
ムにより照射された領域は、そのエネルギー分布
により記録材料に第６図ａに示すような温度分布
を生ぜしめる。従つて、有効ビーム径の最外周に
おいて十分な強度を持つよう設定すれば、有効ビ
ーム径内全域において、記録材料を変形もしくは
蒸発させることができる。

一方相変化型記録においては、光ビームの有効
ビーム径ωの最外周の強度を相変化に十分な大き
さとした場合、次のような問題がある。即ち、相
変化記録に必要なエネルギーは、穴あけ型記録に
必要とされるエネルギーに比べて低いので、有効
ビーム径ωの最外周の強度も低いものとなるが、
第６図ａに示すように、スポツトの中心部におい
ては、かなり高い温度となる。そのため、中心部
における記録材料が変形もしくは蒸発する結果を
生じ易く、制御が困難である。

これに対して、本発明のような断熱効果を発揮
する構造を用いれば、有効ビーム径内での熱伝達
の結果として、第６図ｂに示すような比較的均一
な温度分布を実現することができ、有効ビーム径
全域において、変形や蒸発のない良好な相変化型
記録を行なうことができる。

さらに第７図に示されるような記録薄膜５２を
機械的な保護のために他の部材１０でおおつた構
造が考えられる。この場合も保護部材１０の熱伝
導率が小さい場合には基材５１に図に示すような
幾何学的な凸もしくは凹を設けることによつて記
録感度を向上させることができる。物質１０とし
ては光学的に均質な樹脂、例えばポリスチレン
（熱伝導率0.8〜1.2×10^-3J／cm・sec〓を芳香族系
の溶剤、例えばキシレンに溶かしたものを記録材
料５２′上に塗布、乾燥することによつて設ける
ことが出来る。このような密着保護構造の場合、
レーザービームによる薄膜への記録の方法として
変形、蒸発によるものは使用出来ない。形状の変
化を伴なわずにその光学的状態、例えば反射率が
変化させるような方法のみが使用できる。

以上は記録に適した構造と効果について述べて
きたが、記録薄膜には消去性を有するものもあり
上述の凹凸基材に消去可能な薄膜を組み合わせる
と消去性能が向上する。この消去に適した部材構
成と効果について記述する。ヒートモード記録に
よつて消去可能な材料として、カルコゲン化物の
ある種のもの、テルルの低酸化物（特公昭54−
3725号）などが知られている。これらの材料の一
般的性質として、加熱急冷によつて白化の状態
（相対的に透過率大で、反射率小）となり、また、
加熱除冷によつて黒化の状態（相対的に透過率小
で、反射率大）に可逆的に変化し得るものであ
る。ここで言う急冷条件とは、1μｍ程度に集束
したレーザービーム平面上に形成された薄膜に
100ns以下の瞬間に照射して自然冷却した場合の
冷却条件であり、また除冷条件とは、同じ試料に
ついて、100ns以上の時間を照射して、熱拡散に
より照射部位の周辺まで多少暖めて後に自然冷却
した場合の冷却条件を指している。もちろんこれ
は、膜の材質、基材の材質、膜厚などによつて変
るが、概念的、相対的な除冷、急冷の状況を説明
したものとする。これを実際のデイスクに適用し
て表現すると、1800rpmで回転するデイスク上の
半径５cmの部位に、1μｍにしぼつたレーザー光
を照射した場合、レーザービームの相対的走行速
度は2π×５×30cm／sec〜900cm／secであり、直
径1μｍのビームの微小点での照射時間は約
110nsecとなる。これは白化と黒化の境界領域で
あり、半径が５cmより大きい部分では白化条件と
なる。実用上は、全面が黒化できることが必要
で、何らかの方法で除冷条件が実現されることが
必要である。一方、急冷白化条件は、ビームの走
行速度が遅い場合でも、レーザ照射時間を50nsec
以下の短時間に制御することで全面について実現
可能である。さて、除冷黒化の方向は、これまで
述べてきた凹凸構造のデイスクで実現できる。完
全平面上に薄膜が形成されている場合、熱は薄膜
上を二次元的に拡散されるが、凹凸溝がある場合
は、熱は溝に沿つて一次元的にのみ拡散される。
従つて、冷却速度は平面に比べてだいぶん遅くな
る。これは、実施例として、実際のデイスクを用
いて確認された。アクリル系基材の上に、テルル
低酸化物薄膜を800Aの厚さに蒸着し、これをａ
平面状、ｂ情報トラツクが凸形状で巾0.8μｍの巾
のもの、ｃ情報トラツクが凸形状で1.5μｍの巾の
ものについて比較した結果、ａでは半径５cm以上
で白化したのに対し、ｂでは半径15cmまで完全に
黒化し、また、ｃでは半径８cm以下で黒化、８cm
以上で白化した。溝の巾が広いと熱の拡散が多少
大きいことを示しており情報トラツク巾が狭いと
除冷条件の上からも好ましいことを示している。

第８図は、このような消去性のデイスクについ
て、記録除去の同様な実施例を別の観点から説明
する図である。図において、５１は基材、５２は
消去記録用薄膜である。D₁は凸型の情報記録ト
ラツク巾より狭いビーム径のレーザーで書き込み
を行なつた場合のレーザービームであり、D₂は
情報トラツク巾より狭い消去用レーザービームで
ある。また、ｇは書き込まれた白化信号記録部、
ｈは消し残された白ビツト信号の一部である。こ
のように、レーザービーム径が情報記録トラツク
巾より狭い場合には、レーザービーム走行の多少
のづれによつて消し残りが生じる。一方、同図に
おいて、D₁′，D₂′，g′は前述のD₁，D₂，ｇに対応
するもので、レーザービーム径が情報トラツク巾
と同程度か、それよりやゝ太い場合の例を示して
いる。この場合、レーザービームは情報トラツク
に沿つて走行するので消し残りは生じない。この
ような消去上の条件からも、前述したようなビー
ム径ωと溝巾Ｗとの条件 Ｗ≦ω が得られる。

第９図に前述の光学的記録デイスクに情報記録
し再生する光学的記録再生装置の最も簡易な構成
例を示す。

１１は半導体レーザ等の光源、１２は集光レン
ズで半導体レーザの光を略平行光に変換する。記
録に用いるレーザ光源１１としては波長λ＝8200
Åの半導体レーザを用いる。この他にHe−Neレ
ーザλ＝6328Å、He−Cdレーザ、λ＝4416Å、
Ar、レーザλ＝5145Å等を用いることが出来る。
ここで、レーザービームは、情報に対応する変調
信号電流によつて強度変調を受ける。又、再生時
には、記録時により小さなエネルギーの一定ビー
ムとする。１３，１４は組みの凹凸シリンドリカ
ルレンズで、長方形断面の平行光を略正方形断面
の平行先に変換する。１５はトラツキングミラを
示す。１６は絞りレンズで、入射光をφ以下の光
に絞つて記録材料に照射する。１７は公知のボイ
スコイル等を示し、公知のフオーカス制御のため
に用いられる。１８は例えば第４図ｂに示すよう
な記録デイスクを示す。

１９はλ／４板を示し、デイスク１８からの反
射光を半導体レーザから光路から分離して取り出
しやすくなる。

２０は偏光ビームスプリツタでデイスクからの
反射光を、単凸レンズ２１の方へ取り出す。この
凸レンズ２１は偏光ビームスプリツタ２０からの
反射光を絞る。この凸レンズ２１は、凸シリンド
リカルレンズと協同して公知の非点収差光学係を
作る。すなわち、第９図で紙面に示す断面の光は
点ｌで絞り紙面に垂直な断面の光（シリンドリカ
ルレンズ１４が動作しない方向）は点ｍで絞る。
２２は絞りｌを作る光と絞りｍを作る光の交点を
示し、ここに、第１０図に示す公知の４分割光検
出器がおかれる。この４分割の光検出器で、フオ
ーカス誤差信号、トラツキング誤差信号、および
再生の場合には再出信号が得られる。

第９図２２の場所へ、第１０図の４分割光検出
器を置いた場合、光検出器上での反射光の形は、
第９図の絞りレンズ１６とデイスク１８との距離
によつてかわる。なお、第１０図のＶ、Ｚは分割
線を示す。第１０図ａはデイスク１８と、絞りレ
ンズ１６が規定の距離より遠い場合を示し、同図
ｃは反対に近い場合を示す。一方同図ｂは、絞り
レンズ１６と、デイスク１８が好ましい距離にあ
る場合を示す。この場合光検出器上で、円形の反
射光を形成する。

今第１０図で、４分割光検出器の分割線Ｚに平
行な方向にデイスク上の情報トラツクの像ができ
るように光検出器を設定すると、フオーカスのの
誤差信号は、ε_F＝（e_E＋e_H）−（e_F＋e_G）、トラツキ
ングの誤差信号は、ε_T＝（e_E＋e_F）−（e_G＋e_H）（但
し、e_E，e_F，e_G，e_Hはそれぞれ光検出器Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈの受光量を示す。）で与えられる。一方記
録部分の再生信号は、一般的には４ケの光検出器
出力の和で与えられる。

以上のようにして、第９図で説明した非点収差
方式の装置は１ケの光電変換器で、必要な制御信
号および再出信号を得られるという点および、光
学部品が少なくてすむという点で効果がある。

第９図において、デイスク基材５１としてポリ
塩化ビニル樹脂の厚さ1.0mmのシートを使用した
円盤でトラツクピツチが2.5μで幅1μ、高さ1500Å
の案内用凸状部がスパイラル上に設けられたもの
を用いた場合について説明する。このような基材
はあらかじめ凹凸を設けられた原盤からのスタン
ピングの方法によつて作ることが出来る。この基
材上に記録薄膜としてテルルの低酸化物TeOx
（Ｏ＜ｘ＜2.0）を主成分とする薄膜を真空蒸着法
によつて厚さ1100Åに形成する。このような記録
部材に半導体レーザ光を有効ビーム径1μ程度に
収束して基材側から記録薄膜へ照射する。記録薄
膜上で８ｍＷのレーザーパワーで記録薄膜の状態
を変化させた場合、幅1μの凸状部の記録薄膜の
光学的状態は平担な部分に同じパワーレーザ光を
照射したときの光学的状態に対して透過率にして
約1/2になることが顕微鏡写真のネガフイルムに
描かれた線の光透過の測定によつて確かめられ
た。

一方、基材５１としてポリメチルメタアクリレ
ート樹脂の厚さ1.1mmのシートの円盤でトラツク
ピツチ2μで幅0.9μ、深さ700Åの凹状部が同心円
状に設けられている場合について説明する。この
ような基材はあらかじめ凹凸を設けた原盤を用い
たメチルメタアクリレートのキヤステイングによ
る熱重合によつて作ることが出来る。この基材上
に記録薄膜としてテルルの低酸化物TeOx（Ｏ＜
ｘ＜2.0）を主成分とした薄膜を厚さ1100Åに真
空蒸着法によつて形成する。この記録部材に半導
体レーザ光を直径0.9μ程度に収束して基材側から
記録薄膜に照射する。この場合、平担部にある記
録薄膜に対しては記録薄膜上で7.5ｍＷのレーザ
光パワーで記録が開始するのに対し、基材の凹部
にある記録薄膜は6.5ｍＷのレーザ光パワーで記
録が開始することが再生信号振幅の測定によつて
確かめられる。

このように本発明における光学的記録デイスク
は、レーザ光を照射して記録薄膜を昇温せしめそ
の光学的状阻を変化させることを利用するヒート
モード記録において、基材に幾何学的な形状の変
化を設けて記録薄膜内の熱伝導を規制したもの
で、記録パワーを低くすることが可能となる。

次に、第９図装置における再生時のトラツキン
グおよびフオカシング制御の説明を通して、本発
明の他の効果を述べる。

第１１図ｂ，ｃ，ｄには、情報記録トラツクを
光ビームＭが同図ａの矢印の方向に横切る場合の
各状態での４分割光検出器上での光ビームの形を
示す。今、光検出器分割線ｈと平行方向に、情報
記録トラツクの像ができるように光検出器および
光学系を設定する。図ｂは、図ａで光ビームが情
報記録トラツクの端ｐにきたときの光検出器上で
光ビームを示す。本来フオーカス制御をかけた状
態で円形分布すべき光が、端ｐによる回折効果の
ために、斜線で示す分だけ光量増加を示し、前記
トラツキング誤差信号、ε_T＝（e_E＋e_F）−（e_G＋e_H）
で（e_E＋e_F）が大きくなるのでトラツキング誤差
信号を発生する。

一方フオーカス誤差信号は、 ε_F＝（e_E＋e_H）−（e_F＋e_G）で与えられ、回折効果
は情報記録トラツクに直角方向に起るので、検出
器ＥとＦに同等の光量変化を起すので、互いに打
消しあつて新たなフオーカス誤差を発生すること
はない。同様にｃは、情報トラツクの真中に光ビ
ームがきたとき、ｄは情報トラツクの端ｑに光が
きた場合を示す。いずれの場合も、記録状態が凹
凸になるものでなく材料の光学的特性変化を利用
するものであるためそこでの回折がなく、かつ情
報トラツクに直角方向に回折が起るかぎり、記録
状態によつてフオーカス誤差を発生することはな
い。

これに対し、第９図のような光学的記録再生装
置において、仮に記録デイスク１８として、第４
図ａのようなデイスク基体の情報トラツクＡ上
に、一定深さの孔を設け、凹凸のピツトとして情
報を記録した場合には、記録ピツトの端部による
回折の影響を受けフオーカス誤差信号を発生して
しまう。この点、前述のようなデイスク構造にお
いては、記録状態が開孔とならないため、フオー
カス誤差信号を生ずることがなく、精度よいフオ
ーカス制御が可能となる。

また前記のように孔開きピツトを形成する場合
には、エツヂ部の乱れによるエツヂ部の高さの変
化、ピツトの形状を均一には制御しにくい性質が
あり、前述のようなフオーカス誤差も一様には生
じない。このためサーボ系が不安定となる。その
程度は使用する記録材料の種類、記録材料の厚
さ、記録エネルギー条件によつて異なる性質を有
するが実用的ではない。これに対して本発明にお
いて用いる光学的特性変化（屈折率または屈折率
と光学濃度の両方が変化）の場合はサーボ系への
影響が少なく実用的である。

また孔開きピツトの深さ、ピツト自身の幅も回
折効果に著しく影響するので、記録材料を含めた
デイスクの製造条件を著しく限定したものにする
必要があり実用的ではない。

すなわち、第４図ｂに示した照射光に対して位
相情報における変化を与える案内トラツク構造
（凹もしくは凸の構造）に対して、濃淡で形成さ
れる記録ピツトは照射光に対する位相変化をほと
んど与えない。したがつて、信号の未記録部に対
しても、記録ずみ部に対しても全く同等のサーボ
特性を得ることができるので装置の安定性および
簡易化の点で非常に優れている。

以上の説明では、記録材料５２は、デイスク基
材５１上に全面に蒸着されているが、必要があれ
ば、少なくとも情報トラツクＡを覆うように、案
内トラツク上には蒸着しないように形成されてい
てもよい。

第１２図に照射光に対して位相変化構造を与え
る案内構造の他の構成例を示す。ここでは、案内
トラツクを連続的な凹もしくは凸状として形成す
るのではなく、各案内トラツクが凹凸構造の繰返
しから形成する例を示している。即ち、隣り合う
トラツク間で異る周規T₁、T₂で凹凸の繰返しの
案内構造を形成し、この案内構造間の平担部に情
報を記録する。この場合は、これまでの実施例の
構成に比べ、記録効率は悪いが、周波数の異なる
案内トラツクからの信号の差によつて、トラツキ
ング制御が容易になる効果がある。この場合も案
内トラツク間に形成される情報トラツク巾W₂は、
両案内トラツクからの信号を同時にピツクアツプ
するために照射光のビーム径より小さくする必要
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学的記録再生装置の構成を示
すブロツク図、第２図および第３図は第１図装置
において用いられる光学的記録デイスクを示す
図、第４図ａ，ｂは本発明による光学的記録デイ
スクの構造を説明するための部分断面図、第５図
ａ〜ｂは本発明による光学的記録デイスクの実施
例の構造を示す要部の断面斜視図、第５図ｃ〜ｄ
は同要部の断面図、第６図は本発明の効果を説明
するための図、第７図は本発明による光学的記録
デイスクの他の実施例の構造を示す要部断面図、
第８図は本発明による光学的記録デイスクにおけ
る照射ビームと情報トラツクの幅の関係を示す斜
視図、第９図は光学的記録再生装置の構成例を示
す断面図、第１０図は第９図における光検出器の
構成を示す平面図、第１１図は第９図の装置にお
ける非点収差によるフオーカス誤差検出を説明す
るための平面図、第１２図は本発明によう光学的
記録デイスクの他の実施例の構造を示す斜視図で
ある。 ５１……光学デイスク基材、５２……記録材
料、１１……光源、１３，１４……シリンドリカ
ルレンズ、１５……トラツキングシラー、１６…
…絞りレンズ、１８……記録デイスク、２０……
ビームスプリツタ、２１……単凸レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザービームを記録媒体に照射して記録再
   生を行なう光学的記録用円盤であつて、あらかじ
   め幾何学的な凹凸による情報トラツクを形成した
   円形基板上に、レーザービームの照射により幾何
   学的な変化を伴わずに屈折率叉は屈折率と光学濃
   度の両方が変化する物質よりなる記録媒体層を形
   成し、前記円形基板の熱伝導率を前記記録媒体層
   の熱伝導率よりも小さく、かつ前記情報トラツク
   の幅を前記レーザービームの有効径と略々同径と
   するとともに、その情報トラツクの側縁部に形成
   される段差部分における前記記録媒体層の断面積
   を前記情報トラツク上における前記記録媒体層の
   断面積よりも小さくしたことを特徴とする光学的
   記録用円盤。 ２ 記録媒体層の厚さは、情報トラツクの高さあ
   るいは深さの２倍以下であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光学的記録用円盤。 ３ 記録媒体層はテルル（Te）の酸化物TeOx
   （０＜ｘ＜２）を主成分とする物質により形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光学的記録用円盤。 ４ 円形基板が透明な部材からなり、この基板上
   に形成された記録媒体上にさらに均質かつ密着し
   て形成された保護層を形成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光学的記録用円盤。 ５ 保護層を形成する物質の熱伝導率が記録媒体
   層の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の光学的記録用円盤。 ６ 記録媒体層が相対的に光学的な特性の異なる
   二つの状態の間を可逆的に変化し得る物質からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光学的記録用円盤。