JPH02158918A - 光学情報の記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザー光線等の光学的手段を用いて情報信号
を記録・再生あるいは書き換えを行う光学情報記録媒体
への信号の記録方法に関するものである。

従来の技術 レーザー光線を利用して、ユーザーが高密度な情報の記
録再生を行う技術は公知であり、文書ファイルシステム
、静止画ファイルシステム等への応用が行われている。

現在では書き換え可能型の情報記録システムについても
盛んに研究開発がなされており、事例が報告されている
。信号の記録・消去メカニズムの違いにより以下のよう
に分類できる。

１）カルコゲン化物を主成分とする記録薄膜を用い、レ
ーザー光照射により加熱・急冷することによってアモル
ファス状態にし、加熱・徐冷により結晶状態として、光
学定数が結晶状態とアモルファス状態で変化するという
現象を、信号の記録と消去状態に対応させる。

２）１ｎＳｂ合金等では、レーザー光照射後の冷却速度
の大小に対応して結晶構造が異なる。これは光学定数の
変化を伴うため、この現象を信号の記録と消去状態に対
応させる。

３）膜面に垂直方向に一軸磁気異方性を持つ強磁性体薄
膜を用い、外部磁界を採用しながらレーザー光を照射し
て、磁化を膜面に対して上下どちらかの方向に向かせて
信号を記録する。これは光磁気記録方式と呼ばれるもの
であり、信号の読み出しは磁気カー効果を利用する。

上述の方法では信号の記録は、レーザー光線等の照射に
よって記録薄膜を昇温させるという過程をとるため、一
般にヒートモードと呼ばれる。

また、信号の記録方式は大別すれば、記録マークの位置
に情報を持たせる方法と記録マークの幅に情報を持たせ
る方法がある。前者の代表としてはパルス位置変調方式
（ＰＰＭ方式）があり、後者の代表としてはパルス幅変
調方式（ＰＷＭ方式）がある。信号の記録密度は、ＰＰ
Ｍ方式では１つの記録マークが１つの情報に対応するの
に対して、ＰＷＭ方式では信号パルスの立ち上がりと立
ち下がりの両方に情報を持つために、一般にＰＰＭ方式
よりも高くなる。すなわち、今後の高記録密度化のため
には、記録方式はＰＷＭ方式の方が適しているといえる
。

発明が解決しようとする課題 前述のように高記録密度化のためにはＰＷＭ方式が遺し
ているが、ＰＷＭ方式ではパルスの立ち上がりと立ち下
がりの両方に情報を持たすために波形歪みの小さい、前
後対称なパルスが必要となる。しかしながらヒートモー
ドによる記録では、マークの先端のレーザー光がオンに
なる部分と終端のオフになる部分では、到達温度および
冷却条件が異なるため、先端と終端では形状が非対称に
なり、これが波形歪みの原因となって、ＰＷＭ方式に適
さない場合が生ずるという問題点があった。

課題を解決するための手段 記録すべき信号のマーク長の変化に応じて、そのマーク
から信号を再生した場合に２次高調波歪みが最小となる
ように記録パワーを変化させるものであって、特に記録
マーク長が長（なるにつれて記録パワーを大きくする。

作用 本発明によれば、前後の対称性のよい記録マークが得ら
れるため、再生波形の歪みが小さくなり、ＰＷＭ方式に
よる信号の記録が採用できるようになる。

実施例 前述のごとく、ヒートモードにおいてＰＷＭ記録方式を
実現するためには、前後対称の記録マークを形成する必
要がある。一般に信号の記録は第２図（ａ）のようなパ
ルスレーザ−光を光デイスク上に照射することにより行
われる。この場合の記録マークの形状は第２図（ｂ）の
ようになる。

つまり、記録マークの先端はやや細く尖っており、終端
は太（丸（なっている。これは到達温度と冷却速度の違
いによって生じるものと考えられる。すなわち同一のレ
ーザーパワーで照射されても、先ｆ４１部では室温から
昇温するために高温に達する領域は狭いが、終端部では
前方部分からの伝導熱によってあらかじめ昇温している
ため、高温に達する領域が広くなる。また先端部および
中央部では、レーザースポットの通過後もレーザーは点
灯しているため後方からの伝導熱によって冷却速度は小
さ（なるが、終端部ではレーザーはオフとなるため冷却
速度は大きくなる。つまり到達温度と冷却速度の兼ねあ
いによって記録マークの形状は決まるものと考えられる
。このような形状の記録マークから光学的に信号を再生
すると第２図（Ｃ）のようになり、波形歪みが生じて、
パルスの立ち上がりと立ち下がりが対称ではない。これ
はパルスの立ち上がりと立ち下がりの両方に情報を持た
せるＰＷＭ方式に向かない場合があった。

しかしながら、この記録マークの形状の歪みは一定では
な（、記録レーザーパワー、線速度（レーザー光スポッ
トと光ディスクの相対速度）、記録マークの大きさ等に
太き（依存する。そこで我々は、記録されるマークの大
きさと記録パワーのの大きさが、マークの形状歪みに与
える影響を調べ、その結果、記録マークの形状歪みを非
常に小さくできる信号の記録方式を見いだした。すなわ
ち、第１図に示すように、記録されるマーク長が長くな
るにつれて記録パワーを強くすることにより、常に再生
波形歪みの小さい記録マークを得ることができ、しいて
はＰＷＭ方式により適した再生波形を得ることができる
、というものである。

この方法は線速度が小さい場合に特に有効である。

なお、波形歪みの程度を定量的に示す方法としては、記
録された単一周波数の信号を再生したときの２次高調波
歪み（ＳＨＤ）の大きさで示した。つまり波形歪みが大
きくなるほど２次高調波歪みも太き（なる。

以下、具体的な実施例をもって本発明の詳細な説明する
。

厚さ１．２ｍｍ％直径１３０ｍｍのポリカーボネート基
板上に　１１００ｎのＺｎＳ保護層、１１００ｎのＴｅ
６ＱＧｅ４ＳｎｌｌＡｕ２５記録薄膜、２００ｎｍのＺ
ｎＳ保護層厚を順次真空蒸着法により形成し、その上に
基板と同じポリカーボネート基板を接着剤で張り合わせ
て光ディスクを準備した。基板には光ガイド用のトラッ
ク溝があらかじめ形成されている。この光ディスクでは
レーザー光照射によってアモルファスと結晶間で可逆的
に相転移することを利用して、信号の記録および書き換
えが可能である。すなわち、記録薄膜はレーザー光照射
で昇温し一度溶融した後急冷することによりアモルファ
ス化することができ、体熱・徐冷することにより結晶化
することができる。

この光ディスクを用いて信号の記録再生実験を討った。

光ディスクの線速度は１．２ｍ／Ｓとした。また光源と
しては、波長８３０ｎｍの半導体レーザーを用い、レー
ザー光線は半値幅約１μｍの丸い光スポットとして記録
薄膜上に集光される。

最初に３００ＫＨｚの信号の記録をおこなった。記録薄
膜はあらかじめ結晶化してあり、記録はレーザー光照射
によって結晶状態からアモルファス化することによりお
こなう。第３図に記録パワーと信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）
および２次高調波歪み（ＳＨＤ）の関係を示す。Ｃ／Ｎ
は記録パワーが大きくなるにつれて高（なり、およそ３
゜５ｍＷ以上では飽和する。またＳＨＤは４ｍＷで極小
値をとり、記録パワ、−がそれより太き（でも小さくて
もＳＨＤは太き（なる。これは３．５ｍＷ以上では記録
マークの大きさはほぼ一定になるが、マークの形状は４
ｍＷより小さくても大きくても歪みが太き（なるという
ことを示している。

すなわち３００ＫＨｚの信号を記録する場合に波形歪み
を最小に抑えられる最適な記録パワーは４ｍＷである。

（この場合記録マーク長は約２μｍである。） 同様にして求めた記録周波数と最適記録パワーの関係、
即ち記録マーク長と最適記録パワーの関係を第４図に示
す。第４図から記録マーク長が長くなるにつれて最適記
録パワーは太き（なることが分かる。この結果をもとに
して記録されるマーク長に合わせて記録パワーを変化さ
せるという実験を行った。

第５図（ａ）に記録する信号パターンを示す。

ここではパルス幅の異なる３種類のパルスからなる信号
パターンを用いた。パルス幅はそれぞれ０．８３μｓ、
１．６７μｓ、２．５μｓである（記録されるマークの
長さはそれぞれ約１μｍ、２μｍ、３μｍである）。第
５図（ｂ）はこの信号を光ディスクに記録するために、
従来の方法で変調された半導体レーザーの出力を示して
いる。

記録されるマーク長に関係なく記録パワーは一定である
。第５図（Ｃ）は記録された信号の再生波形である。第
５図（ｄ）はこの再生波形のゼロクロスを判定レベルと
する復調回路によって、二値化されたディジタルの信号
パターンである。この信号パターンは位相変動によりパ
ルス幅が変わって、（ａ）の信号パターンを完全には再
現していないことが分かる。これは記録マークの形状歪
みによるものと考えられる。

また、第５図（ｅ）は（ａ）の信号パターンを光ディス
クに記録するために、本発明による方法で変調された半
導体レーザーの出力を示している。記録されるマーク長
に応じて波形歪みが最小になるように記録パワーを変化
しである。第５図（ｆ）は記録された信号の再生波形で
ある。第５図（ｇ）はこの再生波形のゼロクロスを判定
レベルとする復調回路によって、二値化されたディジタ
ルの信号パターンである。この信号パターンは位相変動
がほとんどなく、（ａ）の信号パターンはほぼ完全に再
現していることが分かる。これはそれぞれの記録マーク
の形状歪みが最小になるように記録パワーを最適化させ
た効果と考えられる。

以上のように、本発明による方法によって記録後再生さ
れた信号パターンは、記録された信号パターンを忠実に
再現しているため、記録マークの幅に情報を持たせるＰ
ＷＭ方式に従来の方法よりも敵していることが分かる。

つまり、記録される信号のマーク長の変化に応じて、そ
のマークから信号を再生した場合に２次高調波歪みが最
小となるように記録パワーを変化させる、風体的には記
録マーク長が長（なるにつれて記録パワーを強（するこ
とにより、波形歪みが小さい再生波形を得ることができ
る。

なお、本実施例では記録薄膜としてアモルファス−結晶
間の状態変化を用いた光ディスクを使用したが、本発明
は、結晶−結晶間の状態変化あるいは光磁気記録方式を
用いる記録薄膜等の、いわゆるヒートモードによって信
号を記録する記録薄膜を有する光デイスク全般に適用可
能であることは言うまでもない。

発明の効果 本発明による光学情報の記録方法を用いれば、記録され
る信号のマーク長の変化に応じて、そのマークから信号
を再生した場合に２次高調波歪みが最小となるように、
記録されるマーク長が長くなるにつれて記録パワーを強
（することにより、波形歪みが小さい再生波形を得るこ
とができ、結果としてＰＷＭ記録方式に、より適応した
再生波形となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における光学情報の記録方
法を示し、（ａ）はその記録レーザー出力の波形図、（
ｂ）は記録マークの形状を示す平面図′、第２図は従来
例の光学情報の記録方法を示し、（ａ）はそのパルスレ
ーザ−波形図、（ｂ）は記録マークの形状を示す平面図
、（Ｃ）は再生波形図、第３図はＣ／ＮとＳＨＤの記録
パワー依存性を示すグラフ、第４図は最適記録パワーと
記録マーク長の関係を示す図、第５図は本発明と従来例
の違いを示した波形図である。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第１図 （幻Ｗ録し−ザー出カＬｖ：Ｊ！Ｌ形 ＜ｂ）　　ｗ多果マー７の形１大 ディスクの移較向 第　２　図 （η）パルスレーブーン良形 ＣＩ））記録マー７ テラスフの＃動方向 （Ｃ）再主液形 第　３１２１ 記録バフ−（笥Ｗ） 第４図 ／　　　　　　Ｚ　　　　　　３　　　　４　　　　　
、ｓ言己錬マーク長　（μ′ＷＬ） 第　５　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザー光線等の照射によって、光学的特性が２つの状
   態間で可逆的に変化する記録薄膜を有する光学情報記録
   部材に信号を記録する方法であって、記録される信号の
   マーク長の変化に応じて、そのマークから信号を再生し
   た場合に２次高調波歪みが最小となるように、記録され
   るマーク長が長くなるにつれて記録パワーを強くするこ
   とを特徴とする光学情報の記録方法。