JPH0222453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般に新規な高密度情報記録体に関
する。この発明は特に光学的記録再生装置に適し
た情報記録体に関する。

記録媒体として（少なくとも記録ビームを形成
する光の周波数で）高い反射率の表面を有し、そ
の反射面を記録ビームの光周波数に対して透明な
材料の層で覆われ、更にその層を記録ビームの光
周波数に対して高い吸収特性を有する材料の薄層
で覆われた基板の形の記録媒体を使用すれば、記
録光ビームから（適正な記録感度を得るのに必要
な）その吸光材料層への効率の良いエネルギの結
合が得られる。入射光と反射光（透明層を通つて
基板表面で反射されたもの）との両者が薄い吸収
層を通過することによつて吸収層の材料の温度を
溶融に必要な温度まで急速に上昇する能力が増大
する。

上述の記録媒体の１つの特徴として、吸光層材
料はチタン、白金、ロジウム等の吸収係数が大き
くかつ長期間安定なものが選ばれ、さらに反射面
が透光層によつて周囲環境から酸化に対して保護
されて、記録媒体全体の長期安定性を強化してい
る。

上述の記録媒体の他の特徴として、記録ビーム
光の周波数に対して被覆基板にいわゆる反射防止
状態が生ずるように透明層の厚さを選ぶことによ
つて吸収層へのエネルギ結合効率を向上すると共
に、反射防止機能により反射エネルギ損失を抑制
し、かつ反射面により基板への透過エネルギ損失
を抑制することにより、吸収層の融点への加熱効
率を向上している。

上述の記録媒体のさらに他の特徴として、吸光
層の厚さをできるだけ薄くして記録に必要なレー
ザ出力を著しく減じている。しかし、この厚さは
入射光のできるだけ大部分が吸収されるように選
ばなければならない。

金属吸光層を用いる時は、情報記録に必要な吸
光層への効率のよいエネルギ結合によつて生ずる
溶融のために、薄い吸光層に端縁の滑らかな細孔
（ピツト）を形成することができ、このため溶融
に遭つた細孔領域ともとのままの領域との間の区
分が明瞭になつて、読出しにおける信号対雑音比
を向上する効果を及ぼす。

記録媒体のさらに他の特徴として、金属のよう
な融点の高い吸光層を用いることによつて、情報
の読出しを比較的強い光で行なうことができ、こ
のため情報読出し中の「シヨツト雑音」の欠点が
減少している。

この発明の例示実施例によれば、円板型（例え
ばガラス）の基板表面を処理して平坦な研磨仕上
面とした後、この表面に反射性材料（例えばアル
ミニウム）の層を被着し、さらにこの上に記録に
適する単色光源（例えば4880オングストロームの
出力波長のアルゴンレーザ）の光周波数に対して
透明な材料（例えば２酸化珪素のような誘電体）
の層を被着し、最後に、その誘電体層に記録光源
の周波数の光を吸収する材料（例えば有機染料ま
たは金属）の薄層を被着する。

これに対応する記録装置（例えば、スポング
（F.W.Spong）による米国特許願第668495号明細
書…特開昭52−114306号対応…記載の装置）で
は、この発明を実施する上記円板型の記録媒体を
一定の回転速度で回転すると共に、光源（例えば
反射防止状態が得られる周波数の光を与えるレー
ザ）からの光ビームをその円板の被覆面に収束さ
せる。光ビームの強度は記録される情報に従つて
制御される。具体的に言えば、この制御は、画像
を表わす映像信号により周波数変調された搬送波
によつて行なわれ、光ビーム強度は吸収材料を溶
融するに足る高いレベルと溶融不能の低いレベル
との間で変化し、このレベルの交番周波数は映像
信号の振幅と共に変化する。

このようにして、互いに離間して配置された細
孔群から成る情報トラツクが円板の被覆表面に形
成される。この細孔は高いレベルのビームに対す
る露出によつて吸光層の材料が溶融することによ
りそのビームに露出された表面領域に現われ、そ
の細孔の長さと間隔との変化によつて記録された
情報が表わされる。画像を連続して記録する場合
には、記録中記録ビームと回転円板との間に半径
方向一定速度の相対運動を与えることによつて渦
線状の情報トラツクが形成される。また、記録中
にこのような相対運動のない場合には、「スライ
ド」記録に適した円形情報トラツクが形成され
る。

上述の記録工程により、光学的再生方式によつ
て記録情報の再生を行なう型の情報記録体が形成
される。このような情報記録体の情報トラツクは
(1)適当な光周波数で反射率が非常に低い（前述の
反射防止機能を呈する厚さが選定されていること
による）もとのままの表面領域と、(2)溶融により
形成され、同じ光周波数で反射率が著しく高い
（透光層と基板の反射表面とを覆う吸光層の全部
または少なくとも一部が除去されて反射防止機能
が失われたことによる）細孔領域とから成る。こ
の細孔領域の反射率とその間の領域（もとのまま
の表面）の反射率との比の値は容易に大きくな
る。

再生動作においては、この発明を実施した上記
形式の回転型情報レコードの情報トラツクに光ビ
ームを収束する。再生ビームは円板被膜を溶融し
ないような一定の強度を有し、もとのままの表面
領域が反射防止状態を示すような周波数を持つ。
情報トラツクの連続する領域から反射した光を受
光するように配置された光検出器が、その領域が
収束光の光路を通過するにつれて記録情報を表わ
す信号を発生する。トラツクの細孔領域とその間
の領域との反射率の差が大きいため高い読出コン
トラス比が容易に得られ、記録されたビデオ信号
を大きい信号対雑音比で再生することが可能であ
る。

次に添付図面を参照しつつこの発明をさらに詳
細に説明する。

第１図は光学的記録装置用の記録媒体１１の一
部分の断面図で、この発明の実施例に使用する記
録媒体の構造を示す。記録媒体１１は円板の形に
作られた基板１３を有し、その主表面Ｓは平面に
研磨仕上されている。基板１３はこのような表面
を形成するのに便利なガラスのような材料で作る
ことが好ましい。

基板１３表面ｓ上には（光スペクトルの所定部
分全体に対して）高い反射率を示す材料の薄層１
５が設けられている。この反射層１５は図示のよ
うに蒸着によつて表面ｓ上に被着された例えばア
ルミニウムのような金属で形成されている。

反射層１５の上には（光スペクトルの少くとも
上記の所定部分全体に対して）透明な材料の層１
７が設けられている。この透光層１７は図のよう
に蒸着によつて反射層１５上に被着された例えば
２酸化珪素のような誘電体物質で形成されてい
る。

最後に、透光層１７の上には光スペクトルの少
くとも上記所定部分全体に対して高い吸収率を示
す材料の薄層１９が設けられている。この吸収層
は蒸着により図のように、透明層１７上に被着さ
れた例えばチタンまたはロジウムのような厚さ50
オングストロームの金属で形成されている。

記録媒体の製造工程でチタンを被着すると、誘
電被膜の上に厚さ75オングストロームのチタン層
が形成される。この記録媒体を大気にさらすと、
チタン層の大気にさらされた部分が酸化して、厚
さ25オングストロームの２酸化チタン層を形成
し、誘電体層上には50オングストロームのチタン
層が残される。２酸化チタンは記録および再生ビ
ームの光周波数で透明であり、その影響は記録お
よび再生過程では無視できるほど小さい。

図示構成の記録媒体において、反射層を覆う透
光層の上に薄い吸光層を使用する利点は、（スペ
クトルの上記所定部分の周波数の）光ビームＬが
表面ｓに垂直な軸Ｘに沿つて進み、吸光層１９の
表面またはその近傍に収束される時に得られる効
果を考えると判る。吸光層１９の内部境界面に達
した入射光の大部分は反射層１５のない場合のよ
うに基板１３へまで透過して失なわれることはな
く、むしろ反射されて透光層１７を通つて吸光層
１９へ戻る。従つて、吸光層１９は入射光と反射
光の両方に露出される。記録光への露出に応じて
表面を溶融したい場合には、記録媒体の内部への
透過損失を少なくして記録光ビームから吸光材料
へのエネルギ結合効率を向上し、記録感度を増加
させる。記録媒体内への透過損失はまた吸光層を
厚くする（すなわちその反射率を増加する）こと
により同様に少なくできるが、この場合は反射損
失が高くなつて相殺される。

記録光ビームＬから吸光層１９へのエネルギ結
合効率を最適にするには、吸光層１９の厚さ
（d₁）を透光層１７の厚さ（d₂）、反射層１５の厚
さ（d₃）および装置の成分１９，１７，１５，１
３の光学的定数に関連して、記録ビーム周波数に
対してその装置がいわゆる反射防止状態を示すよ
うに選択することによつて、反射損失を低いレベ
ルにまで減らすことが望ましい。適当な厚さと光
学的性質を有する薄膜を使用して反射防止効果を
得ること自体は公知であり、透光材料の薄膜を利
用したこの効果は光学的装置に広く応用されてい
る。第１図の装置の吸収媒体１９，１７，１５に
対して所要の反射防止効果が得られるような諸定
数の組合せを求める公式は当業者に公知であり、
その式は前記スポング（Spong）の米国特許願の
明細書に記載されている。

収束された光ビームＬの強度が充分に大きい時
には、吸光層１９の材料は融点まで温度が上昇し
て溶融し、記録媒体１１の表面に細孔が形成され
る。ビームＬの強度を記録信号に従つて適当に変
調すると、記録媒体の連続する領域がビームを通
過するにつれて強いビームに露出された吸光層領
域に変化を受けない吸光層（強いビームに露出さ
れていない）部分によつて互いに離間された細孔
から成る情報トラツクが形成される。

第２図は第１図の記録媒体１１を上記のような
制御された光ビームに露出した時に形成される、
この発明による情報記録体の１例の一部分を示
す。第２図の断面に示すように、情報トラツク
は、吸光層１９の表面が変化を受けない領域
（μ₁、μ₂、μ₃、μ₄）で分離された一連の互いに離
間した細孔p₁，p₂，p₃，p₄から成る。例示のた
め、各細孔の深さは吸光層１９の厚さに等しく、
従つて細孔領域では透光層１７を通して反射層１
５が完全に露出しているが、後に説明するよう
に、このような深さまで溶融させることは読出コ
ントラスト比の向上には好ましいかも知れない
が、再生の品質には余り関係がないため、細孔の
底部において透光層１７が吸光材料の残部（もち
論、d₁以下の厚さ）で覆われていてもよい。

レーザで得られる再生ビームの光周波数が、円
板の層１９で強く吸収され、かつ層１５で強く反
射されるような所定のスペクトル部分にあつて、
システム１９、１７、１５、１３の変化のない領
域が反射防止効果を示す周波数またはそれに近い
時に、大きな読出コントラスト比が得られ、優れ
た信号対雑音比で映像信号を再生することができ
る。例えば、変動範囲を７〜10MHzとして、
NTSC方式のカラーテレビジヨン信号を映像信号
幅5MHzに対して40―50の映像信号対雑音比（映
像信号のピーク・ピーク値対２乗平均雑音比）で
再生することができた。

第３図のグラフの曲線ａは、第１図のシステム
において例示のために選ばれた諸定数に対する、
吸光層１９として例えば厚さ50Åのチタン層を備
えた記録媒体１１の反射率を示し、その最小反射
率の計算値（Dmin）が次式で与えられる誘電体
層の厚さにおいて得られることを示している。

D_nio＝790Å＋ｎ×1670Å ここでｎは零または正の整数である。従つて、
上記のシステムの諸定数に対して誘電体層の厚さ
をD_nio（例えば790Å）に選ぶと、第１図の記録媒
体（および第２図の情報記録体の変化を受けない
領域）はアルゴンレーザ出力に対して反射防止状
態を呈する。

平坦な基板を温度に敏感な材料（例えば、ポリ
塩化ビニル）で作つた場合には、記録工程で発生
する熱により基板が変形しないよう注意を払わね
ばならない。このような条件下では、誘電体層の
厚さD_nioがその誘電体層を通る熱の拡散長(1)より
大きくなる（例えばｎ＞２のときのD_nio）ように
選ぶことによつて、基板を記録レーザによつて発
生する熱から有効に絶縁することができる。

曲線ｂは、第１図のシステムにおいて上記の諸
定数に対する厚さ50Åのチタン層の吸光層１９を
備えた記録媒体１１の吸収率を誘電体層の厚さの
関数として計算したものを示す。

この発明の原理を上記第１図および第２図の構
体に関して説明したが、この発明を実施する場合
にはこの構体を種々変形することができる。例え
ば、基板自体を反射率の大きな材料で形成して、
透光層の下の反射層も省略することもできる。さ
らに、上記説明では吸光層を金属で例示したが、
有機染料（例えば、前記のスポング（Spong）の
米国特許願明細書記載の形式のもの）のような他
の材料を用いることもできる。このスポング
（Spong）方式の記録媒体に対する反射防止状態
はまた、上記の誘電体層の厚さのため有機染料の
厚さを著しく薄くしても得られる。他の例とし
て、反射層に対して広帯域の反射は必要ないの
で、金属層を多層（または単層）の誘電体反射層
で置換することもできる。また、利点の多い記録
媒体の構造を他の光学的記録（例えばパルスによ
るホログラム記録）にも利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に使用する記録媒体の１例の
部分断面図であり、第２図は第１図の形式の記録
媒体を使用した、この発明の情報記録体の情報ト
ラツクの部分断面図であり、第３図は第１図と第
２図の記録媒体及び情報記録体の誘電体層の厚さ
と反射率及び吸収率の間の関係を示す図である。 １１……記録媒体、１３……基板、１５……反
射層、１７……透光層、１９……吸光層、p₁〜p₄
……細孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定周波数の光に対して高い反射率を示す反
   射面と；該反射面を覆い上記所定周波数の光に対
   して透光性を示す材料から成る透光層と；該透光
   層を覆い情報トラツクが形成された、上記所定周
   波数の光に対して高い吸光性を示す材料から成る
   吸光層と；を備え、 上記情報トラツクは、互いに離間して配置され
   た細孔（ピツト）群であつて隣接するその端縁の
   間隔の変化で記録情報を表わすようにされたもの
   を含み、 上記細孔のない領域における上記吸光層の厚さ
   は、上記透光層の厚さと、上記所定周波数に対し
   反射防止状態が生ずるような関係にあり、 上記細孔のある領域における上記吸光層の厚さ
   はその領域に反射防止状態が生じない厚さにあ
   る、 ように構成された、上記所定周波数の光の再生ビ
   ームを用いる再生装置用情報記録体。