JPH02177131A - 光学記録媒体の記録消去方法および記録消去装置 - 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、書換え可能な光学記録媒体上に信号を記録・
消去する方法および装置に関する。

従来の技術 アモルファス相と結晶相との間の相変化を利用した書換
え可能型光学記録媒体は、現在、文書ファイル、データ
ファイル等への応用展開を目指して研究開発が進められ
ている。この記録媒体上では信号の記録は、一般的に結
晶相状態の案内溝上にアモルファス相のビットを形成す
ることにより行ない、消去は再び案内溝上を全て結晶化
することにより行なう。信号の記録、すなわち記録層の
アモルファス相比は記録層を加熱して一旦溶融した後急
冷することにより得られる。逆に信号の消去、すなわち
記録層の結晶化は記録層を加熱して一旦溶融した後徐冷
することにより得られるし、またアモルファス相を結晶
化温度以上融点以下に保つことによっても得られる。こ
の信号の記録・消去を実際にレーザー光を用いて記録媒
体上で実現するために様々な方法が提案されており、以
下に主なものを記す。

１）記録媒体上に記録レベルと消去レベルの２つのレベ
ル間で変調されたレーザー光を照射することで、記録済
みの案内溝上に直接新しい信号を記録する。この方法で
は、既に記録されている古い信号を消去しながら同時に
新しい信号を記録していくといういわゆるオーバーライ
ドが１つのレーザースポットで実現できるという特徴が
ある（特開昭５６−目５５３０号公輔）。

２）レーザースポットの記録媒体上へのフォーカスの状
態を変化させて、消去時のレーザースポットの大きさを
記録・再生時よりも大きくすることにより、１つのレー
ザー光だけで記録と消去を実現する（特開昭５２−３７
４０４号公報、特開昭５２−５０６４９号公報）。

３）消去時には案内溝にそって複数個のレーザーを一列
に同時に発光させておき、それぞれ絞り込んで記録媒体
上に照射し、案内溝上で徐冷条件を実現する（特公昭Ｇ
Ｏ−４９９７７号公報）。

４）同一案内溝上に案内溝方向に長円状に整形したスポ
ットと円形スポットを設置し、先行する長円スポットに
より徐冷条件を実現して古い信号を消去し、後続する円
形スポットで新しい信号を記録する（Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ　ｏｆ　５ＰＩＥ　ｖｏｌ、４２０　ＰＰ１７３
〜１７７（＋９８３））。

発明が解決しようとする課題 上記従来例の１）、２）は単一のレーザースポットで信
号の記録および消去ができるため、光学系、制御系が簡
単になるという特徴があり、特に１）ではオーバーライ
ドが可能という大きなメリットがあった。しかしながら
ｌ）では単一のレーザースポットで信号の記録と消去を
同時に行なうため、古い信号を充分に消去できない場合
があった。２）ではレーザースポットを大きくした状態
ではトラッキングが不安定になり、さらには隣接する案
内溝上の必要な信号を消去してしまう恐れがあった。さ
らに２）ではオーバーライドができないため古い信号を
消去したのち改めて新しい信号を記録する必要があり、
信号の転送レートが遅くなり、また記録消去の制御系も
複雑になる。３）４）は消去スポットと記録スポットが
それぞれ独立しているため充分な消去率は得られるもの
の、複数個のレーザースポットや長円杖のレーザースポ
ットを同時に正確にトラッキングさせることは非常に高
度な光学的技術を必要とし、記録再生装置を量産する場
合には大きな問題となる。

ところで、相変化型光学記録媒体を用いる記録消去装置
を普及させるためには、以下の条件を満たす必要がある
。

ａ）高いＣ／Ｎ　（信号対雑音比）が得られると同時に
古い信号が充分に消去されること。

ｂ）光学系の構造が簡単で、かつレーザースポットのト
ラッキング制御が容易であること。

Ｃ）オーバーライドが可能なこと。

従来の技術では、前述したようにこれらの全ての条件を
満たすことはできなかった。本発明はこれらの全ての条
件を満たすべく開発された光学記録媒体の記録消去方法
および記録消去装置である。

課題を解決するための手段 レーザー光等の光照射によって光学的特性が可逆的に変
化する薄膜状記録層を基板上に設け、かつ前記記録層上
に案内溝を形成した光学記録媒体に、１個の記録用光ビ
ームを波長の回折限界まで集光して案内溝上をトラッキ
ングしながら新しい信号の記録を行うと同時に、１個以
上の消去用光ビームを前記記録用光ビームの進行方向に
対して斜め前方でかつ記録用光ビームが次にトラッキン
グする案内溝上付近にそのスポット径が前記記録用光ビ
ームのスポット径よりも太き（なるようにデフォーカス
状態で照射して古い信号を消去する光学記録媒体の記録
消去方法を提供するものである。

これを実現するには、レーザー光等の光照射によって光
学的特性が可逆的に変化する薄膜状記録層を基板上に設
け、かつ前記記録層上に案内溝を形成した光学記録媒体
に、１個の記録用光ビームを波長の回折限界まで集光し
て案内溝上に照射すると同時に、１個以上の消去用光ビ
ームを前記記録用光ビームの進行方向に対して斜め前方
でかつ記録用光ビームが次にトラッキングする案内溝上
付近にそのスポット径が前記記録用光ビームのスポット
径よりも大きくなるようにデフォーカス状態で照射する
光学系と、前記記録用光ビームおよび消去用光ビームの
光源の半導体レーザーアレイと、前記記録用光ビームの
光学記録媒体からの反射光のみを受ける光検出器と、前
記光検出器の出力により前記記録用光ビームが前記案内
溝上をトラッキングするよう制御する装置とを備えた光
学記録媒体の記録消去装置を用いる。

作用 本発明による光学記録媒体の記録消去方法および記録消
去装置を用いれば、古い信号は案内溝幅よりも充分に大
きなスポットにより消去されるので案内溝の中央にスポ
ットの中心がこなくても大きな消去率が得られ、もし消
去スポット径が大きすぎるが故に隣接する案内溝上の信
号を消去したとしでも、そのスポットの位置が記録スポ
ットよりも一周以上先行しているため、古い信号を消去
するだけであってなんら問題はない。したがってレーザ
ースポットのトラッキング制御は記録用のスポットにつ
いて行なうだけでよく、非常に簡単になる。

さらに記録用光ビームおよび消去用光ビームの光源とし
て１個の半導体レーザーアレイを用いて、各レーザーの
波長あるいは発光端面の位置を適切に設定することによ
り簡単な光学系でこれを実現することができ、量産が可
能な記録消去装置を提供することができる。

実施例 以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

実施例１ 第１図は本発明による光学記録媒体の記録消去方法の１
実施例を示す平面図である。案内溝１上の古い信号を記
録したとット４は消去スポット３で消去され、光学記録
媒体である光ディスクが１回転した後記録スポット２で
新しい信号を記録したビット５を形成する。本発明の特
徴は、消去スポットは記録スポットから１周以上先行し
てデフォーカス状態で照射され、フォーカシング制御お
よびトラッキング制御は記録スポットのみに掛けられて
おり、消去スポットは記録スポットとの相対的位置関係
を保ちながら案内溝上付近に照射することにある。これ
は記録スポットと消去スポットの光源を同一の光学ヘッ
ドに組み込めば可能である。

このような構成にすることにより ａ）トラッキングは一つのスポットについてのみ行なえ
ばよいから、制御システムが容易になる。

ｂ）消去スポットと記録スポットが独立しているため、
オーバーライドが可能で、かつ大きな消去率と高いＣＮ
Ｒが得られる。

Ｃ）消去スポットが案内溝の幅に比べて充分に大きいた
めに、消去スポットの中心が案内溝の中心からはずれて
も大きな消去率を得ることができる。

ｄ）消去スポット径が大きいかあるいは、消去スポット
の中心が案内溝の中心からはずれて隣接する案内溝上の
信号を消去しても、古い信号を消去するのみであり新し
く記録した信号を消去することはない。逆に２本以上の
案内溝上にまたがるような場合には、同じ案内溝上を２
回以上消去することになり、より大きな消去率が得られ
る。

といったことが実現できる。

本発明による光学記録媒体の記録消去方法は、１つの光
学ヘッドに二つ以上の半導体レーザーを組み込めば実現
できるが、さらに記録スポットと消去スポットの光源と
して適切な構造にした半導体レーザーアレイを用いれば
、光学系が非常に簡単になり容易に実現できる装置を提
供することができる。

第２図は本発明による光学記録媒体の記録消去装置の光
学系の１実施例を示す概略図である。異なる波長の２本
のレーザー光を発振できる半導体レーザーアレイ６から
照射された記録用レーザー光７は、レンズ８．９．１０
により円形の平行光に成形され、さらに偏光ビームスプ
リッタ１１で反射し１／４波長板１２を介してレンズ１
３で光デイスク１４上の案内溝１５上に波長の回折限界
まで絞り込まれ、記録スポット１６を形成する。

このスポットからの反射光は偏光ビームスプリッタ１１
を透過して光検出器２０へと導かれる。この光検出器２
０からの出力は記録信号の再生信号となるのみならず、
記録スポットを案内溝上にトラッキングさせるための制
御信号となる。

また、半導体レーザーアレイ８から照射された消去用レ
ーザー光２１は記録用レーザー光７と同様な経路を通っ
て光デイスク１４上に照射され消去スポット２２を形成
するが、記録用レーザー光７とは波長が異なるため光デ
イスク１４上ではデフォーカス状態となり、スポット径
は回折限界より大きくなる。この消去スポット２２が記
録スポット１６より一周以上先行する位置にくるように
半導体レーザーアレイ６をあらかじめ設置すれば、この
消去スポット２２は記録スポット１６との相対的な位置
関係を保ちつつ移動するため、常に同じ条件で古い信号
を消去することができる。なお消去スポット２２からの
反射光は偏光ビームスプリッタ１１を透過後１／４波長
板１７を経てグイクロイックミラー１８で反射され、偏
光ビームスプリタ１１により反射され、光検出器２０に
は到達しないように設計されている。

また、消去スポット径の大きさは半導体レーザーの波長
もしくは各レーザーの発光端面の位置関係により調整す
る。

第３図は本発明に用いる半導体レーザーアレイの１実施
例の断面図である。この半導体レーザーアレイは波長の
異なる２つの半導体レーザーを近接して設置し、１つの
パッケージの中に組み込まれた、いわゆるハイブリッド
型レーザーアレイである。記録用レーザー２３と消去用
レーザー２４は別々のレーザー固定台２７に、それぞれ
の背面が接するように設置されている。このような構造
であれば近接した２つのレーザースポットを光デイスク
上に形成でき、かつ２つのレーザーの発光端面に段差を
設けることにより、消去スポット径を自由に調整するこ
とができる。

なお、本実施例では記録スポットからの反射光と消去ス
ポットからの反射光を分離しやすくするために異なる波
長の半導体レーザーを使用したが、同じ波長の半導体レ
ーザーを使用してもかまわない。

記録用レーザーと消去用レーザーの波長を変える場合は
、記録用レーザーを短波長にするのがよい。これは短波
長であるほどスポット径を小さくすることができ、ひい
ては高い記録密度を実現できるからである。

さらに本実施例では消去スポットの数を１つとしたが、
複数個であってもかまわない。複数個にすることにより
光学系が若干複雑になるものの、より大きな消去率が得
られる。

実施例２ 本発明による光学記録媒体の記録消去方法および記録消
去装置を用いて、実際に光デイスク上に信号を記録消去
した実施例について詳細に述べる。

本実施例の光学記録媒体の記録消去装置は第３図の半導
体レーザーアレイが設置され、第２図の光学系を有して
いる。レーザーの波長は記録用が７　Ｇ　Ｏｎｍ、消去
用が８３０ｒ＋ｍである。レーザーの発光端面に約１５
μｍの段差を設けたところ、消去用レーザーのスポット
径は約２μｌとなった。光デイスク上での記録スポット
と消去スポットの間隔は約２５μ■であり、消去スポッ
トは記録スポットより一周先行した案内溝上に位置する
ようにレーザーアレイの位置決めを行なった。

第４図は本実施例に用いた光学記録媒体である光ディス
クの断面図である。厚さ１．２ＩＤｍ＋　　直径１３θ
Ｉのポリカーボネートよりなる基板２８上に、膜厚１１
００ｎのＺｎＳよりなる第１保護層２９、膜厚９０ｔ＋
ｍの組成がＴｅａ＠ＧｅｎＳｎ＋　Ｉ　Ａｕ２ｇである
記録層３０、膜厚２００ｒｖのＺｎＳよりなる第２保護
層３１を順次積層し、その上に基板２８と同じポリカー
ボネートよりなるバックカバー３２を接着剤で張り合わ
せた。基板２８上には案内溝が設けてあり、溝幅は０．
６μｍ。

溝ピッチは１．６μｍである。

光ディスクは４００ｐｐｍで回転し、線速度にして２＋
＋＋／ｓｅｃのポイントでオーバーライドの実験を行な
った。実験手順を以下に示す。

１）あらかじめ結晶化された案内溝上に、周波数５００
ｋＨｚの信号を記録した。このときの信号対雑音比（Ｃ
／Ｎ）をスペクトロアナライザーで測定したところ約５
５ｄＢであった。

２）オーバーライドにより５００ｋＨｚの信号を消去し
ながら３５０ｋＨｚの信号を記録した。このとき各スポ
ットのパワーは消去スポットが１５　ｍＷ、　　記録ス
ポラ　トが７鵬胃である。

３）消去された５００ｋＨｚの信号の消去率と新しく記
録された３５０ｋＨｚの信号のＣ／Ｎを測定したところ
、消去率＝　−４８ｄＢ、　　Ｃ／　Ｎ　＝　５８ｄＢ
を得た。

以上の実験から、本発明による光学記録媒体の記録消去
方法および記録消去装置を用いて大きな消去率と高いＣ
／Ｎを得られるオーバーライドを実現することができる
ということが実証できた。

発明の効果 本発明による光学記録媒体の記録消去方法および記録消
去装置を用いれば、光学系の構造が簡単で、かつレーザ
ースポットのトラッキング制御が容易でありながら、高
いＣ／Ｎが得られると同時に古い信号が充分に消去でき
るオーバーライドを実現することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学記録媒体の記録消去方法の１
実施例を示す平面図、第２図は本発明による光学記録媒
体の記録消去装置の光学系の１実施例を示す概略図、第
３図は本発明に用いる半導体レーザーアレイの１実施例
の断面図、第４図は本発明に用いた光学記録媒体である
光ディスクの断面図である。 ｌ、１５・・・・案内溝、２．１８・・・・記録スポッ
ト、３．２２・・・・消去スポット、４・・・・古い信
号を記録したビット、５・・・・新しい信号を記録した
ビット、６・・・・半導体レーザーアレイ、７．２５・
・・・記録用レーザー光、１４・・・・光ディスク、２
０・・・・光検出器、２１．２８・・・・消去用レーザ
ー光、２８・・基板、３０・・・・記録層。 代理人の氏名　弁理士　栗野重孝　はか１名第 図 第 図

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザー光等の光照射によって光学的特性が可逆
   的に変化する薄膜状記録層を基板上に設け、かつ前記記
   録層上に案内溝を形成した光学記録媒体に、１個の記録
   用光ビームを波長の回折限界まで集光して案内溝上をト
   ラッキングしながら新しい信号の記録を行うと同時に、
   １個以上の消去用光ビームを前記記録用光ビームの進行
   方向に対して斜め前方でかつ記録用光ビームが次にトラ
   ッキングする案内溝上付近にそのスポット径が前記記録
   用光ビームのスポット径よりも大きくなるようにデフォ
   ーカス状態で照射して古い信号を消去する光学記録媒体
   の記録消去方法。
2. （２）記録用光ビームの波長と消去用光ビームの波長が
   異なる請求項１に記載の光学記録媒体の記録消去方法。
3. （３）記録用光ビームの波長が消去用光ビームの波長よ
   りも短い請求項２に記載の光学記録媒体の記録消去方法
   。
4. （４）記録用光ビームおよび消去用光ビームの総数が２
   個である請求項１、２もしくは３に記載の光学記録媒体
   の記録消去方法。
5. （５）消去用光ビームのスポットが２本以上の案内溝上
   にまたがって存在する請求項１、２、３もしくは４に記
   載の光学記録媒体の記録消去方法。
6. （６）レーザー光等の光照射によって光学的特性が可逆
   的に変化する薄膜状記録層を基板上に設け、かつ前記記
   録層上に案内溝を形成した光学記録媒体に、１個の記録
   用光ビームを波長の回折限界まで集光して案内溝上に照
   射すると同時に、１個以上の消去用光ビームを前記記録
   用光ビームの進行方向に対して斜め前方でかつ記録用光
   ビームが次にトラッキングする案内溝上付近にそのスポ
   ット径が前記記録用光ビームのスポット径よりも大きく
   なるようにデフォーカス状態で照射する光学系と、前記
   記録用光ビームおよび消去用光ビームの光源の半導体レ
   ーザーアレイと、前記記録用光ビームの光学記録媒体か
   らの反射光のみを受ける光検出器と、前記光検出器の出
   力により前記記録用光ビームが前記案内溝上をトラッキ
   ングするよう制御する装置とを備えた光学記録媒体の記
   録消去装置。
7. （７）記録用光ビームの波長と消去用光ビームの波長が
   異なる請求項６に記載の光学記録媒体の記録消去装置。
8. （８）記録用光ビームの波長が消去用光ビームの波長よ
   りも短い請求項７に記載の光学記録媒体の記録消去装置
   。
9. （９）記録用光ビームおよび消去用光ビームの総数が２
   個である請求項６、７もしくは８に記載の光学記録媒体
   の記録消去装置。
10. （１０）消去用光ビームのスポットが２本以上の案内溝
    上にまたがって存在する請求項６、７、８もしくは９に
    記載の光学記録媒体の記録消去方法。
11. （１１）半導体レーザーアレイの記録用光ビーム用レー
    ザーの発光端面と消去用光ビーム用レーザーの発光端面
    の間に段差がある請求項６、７、８、９もしくは１０に
    記載の光学記録媒体の記録消去装置。