JPH0231329A - 多重記録方法及び多重記録再生装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、光ビームの照射条件の違いにより、記録媒体
に生じる結晶状態と非晶質状態との相変化を利用して１
つのスポット中に複数の情報を書込む情報の多重記録方
法及び装置に関する。

（従来の技術） 情報の記録、消去の繰返しが可能な情報記録媒体に光ビ
ームを照射し、その相変化を利用したものが開発されて
いる。

このような情報記録媒体に情報を記録する際には、まず
光ビームを記録媒体全面に照射して記録層を結晶性の高
い状態（以下結晶状態とする）とする。次に情報を記録
するために、短い強いパルス光を記録層に照射して加熱
し急冷して記録層を原子配列が乱れた状態（以下、非晶
質状態とする）とする。記録された情報を消去する場合
には、長い弱いパルス光を記録層に照射して加熱し徐冷
して再び結晶状態とする。このような結晶状態と非晶質
状態とでは原子配列の変化に伴って反射率、透過率等の
光学的特性が変化するため、この光学的特性の変化を検
出することにより、情報を再生することができる。

ところが、このような従来の相変化を利用した記録方法
では、光ビームをスポット状に照射することによってそ
のスポットによって生ずる相変化を生じさせているので
１つの記録スポットに対して１つの情報しか書込むこと
ができない。

従って、いかに照射するレーザ光のスポット径を小さく
しても、情報の記録密度が１０８ピツト／Ｃ１２を越え
ることができなかった。そこで、１つの記録スポット中
に複数の情報を書込む多重記録により、情報の高密度化
、高速処理化を図る試みがなされている。このような多
重記録方法の１つとしては光化学ホールバーニング（Ｐ
ＨＢ）を利用した記録方法が有力である。ＰＨ８とは絶
対温度数度乃至数十度に保存した時にホスト中に分散さ
せたゲストの吸収スペクトル中にホールが生じる現象で
ある。ホールはレーザ光を吸収したゲストのみが光化学
反応を起こし、レーザ光波長位置のエネルギー状態ゲス
トが減少するために生ずる。ところがＰＨＢによる多重
記録を行なう場合、装置を絶対温度数度乃至数十度の低
温に保つ必要があるため、装置としての実用化が困難で
あった。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたＰＨ８による多重記録方法では、ＰＨＢメモ
リ膜を絶対温度数度乃至数十度の低温に保持する必要が
あり、光メモリ装置として実用化するのは困難であった
。

本発明では、レーザ光の照射により記録層に結晶状態と
非晶質状態との相変化を起こさせて、情報の記録を行な
う方法において、照射するレーザ光のパワー変調を行な
うことにより、結晶状態と非晶質状態との中間状態を設
け１つのレーザ光照射部分に複数の情報を書込んで多重
記録を行な方法及び装置を提供することを目的とした。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明では、レーザ光の照射条件の違いにより、記録媒
体に結晶、非晶質の相変化を生じさせて情報の記録を行
なう方法及び装置において、照射するレーザ光のパワー
を変調させることにより、記録媒体上の一つの照射部分
に、非晶質化の程度の異なる結晶状態と非晶質状態との
中間状態を設けることにより、１つ照射部分に複数の情
報を書込んで情報の多重記録を行なう記録方法及び′Ｉ
Ａ置を提供する。

（作　用） 第１図は情報紮記録する際に照射するレーザ光のパワー
、パルス幅と、記録媒体上のレーザ光照射領域の相変化
の関係を示した模式図である。

例えばパルス幅ＪでパワーＰ１のレーザ光を記録媒体上
に照射した場合には、その光ビームが照射された記録媒
体上の部分はアニールした後結晶化する。パルス幅Ｊで
、パワーＰ２のレーザ光を照射した場合には、その光ビ
ーム照射部分は溶解した後、非晶質化する。さらに、パ
ルス幅ＪでパワＰ３のレーザ光を照射した場合には、そ
の光ビーム照射部分は溶解後、結晶状態となる。このよ
うに照射するレーザのパワーレベルが記録媒体の溶解後
非晶化するレベルを越えると、照射スポットの放冷が困
難となるため光ビームが照射された部分を急冷すること
ができず、逆に非晶質化しにくくなる。また、照射する
レーザ光が溶解非易化のレベルの範囲内では、レーザ光
のパワーが大きくなるに従い、記録媒体上の照射部分の
非晶質化の程度が高くなり、それに伴って１反射率、透
過率等の光学的変化量も増大する。

そこで、予め記録する情報をｎ個の信号に変換し、記録
の際には、照射するレーザ光のパワーをアニール結晶化
レベル、溶解非晶化レベル又は溶解結晶化レベル内で変
換した信号に応じてＰｌ、Ｐ２・・・・・・Ｐｎのｎ段
階（ｎ≧２）に変調させることにより、記録媒体上の照
射部分に非晶化の程度の異なるＴ１．Ｔ２・・・・・・
Ｔｎのｎ段階の状態を記録することができる。また、そ
れぞれＴ１．Ｔ２・・・・・・Ｔｎの状態の記録媒体上
の部分の反射率変化量を検出することにより、記録媒体
上の１つの照射部分から、複数の信号を再生することが
できる。

これにより情報の高密度化及び高速処理化を図ることが
できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

本発明の多重記録に用いられる情報記録媒体は第２図に
示すように、基板１１の上に無機物保護Ｈ１２，記録層
１３．無機物保護層１２．有機物保護５１１４が順次積
層された断面構造になっている。基板１１はポリメチル
メタクリレートよりなる。記録層１３は、■ｎ５ｂＴｅ
よりなりレーザビームの照射により、結晶状態と非晶質
状態の間で相変化を起こして、情報を記録する領域であ
る。

この記録層１３はスパッタリング法により形成され、膜
厚は１０００Ａである。無機物保護層１２は、情報の記
録または消去の際に記録層１３が飛散したり、穴開きし
たりするのを防止するとともに記録ｌ！！１３の光学的
特性の変化を増大させる効果（エンハンスメント効果）
を有する。の無機物保護層１３は、ＳｉＯ２よりなりス
パッタリング法により形成され、膜厚は１０００Ａ程度
である。

有機物保護層１４は、情報記録媒体の傷や埃を防止する
ために配設されるものであり、紫外線硬化樹脂をスピン
コード法により無機物保護ｌ！１１１２上に塗布し紫外
線を照射して硬化させて形成する。

以上は片面の情報記録媒体の１例であるが、本発明はこ
れに限らずこの片面の情報記録媒体を記録層１３側を内
側にして２枚貼り合せ、両面の情報記録媒体としたもの
を用いることもできる。

次にこの情報記録媒体に情報の記録再生を行なう際に用
いられる装置について説明する。第３図は用いられる装
置の構成を示した概略図である。情報記録媒体２１はス
パイラル状の情報が記録される溝（トラック２３）を有
し、スピンドルモータ２２上に固定され回転することが
できる。情報記録媒体２７上にはこの情報記録媒体２１
の面に対して垂直な方向に、上から順に半導体レーザ源
２４、コリメータレンズ２５．ビームスプリッタ２６、
λ／４板２７．対物レンズ２８が一直線上に配置されて
いる。また、対物レンズ２８の両端には駆動コイル２９
が設置されている。さらにビームスプリッタ２６から、
情報記録媒体２１の面に平行な方向に検出レンズ３０．
受光Ｂ３１が設置され、受光器３１より垂直下方にサー
ボ系３２が設置されている。次にこの装置の動作につい
て説明する。まず情報を記録する際には、半導体レーザ
源２４から変換された信号に応じてパワーを変調したレ
ーザ光を発振する。発振されたレーザ光は、コリメータ
レンズ２５を通過して平行光となる。この平行光は次に
ビームスプリッタ２６．λ／４板２板金７過する。ここ
でビームスプリッタ２６は４５°のプリズムを２つ貼り
合せたものであり、レーザ光のＰ成分（入射面に平行な
方向の成分）を入射光と平行な方向に透過させ、レーザ
光のＳ成分（入射面に垂直な方向の成分）を入射光と垂
直な方向に反射させる機能を有する。またλ／４板はＰ
成分波を右向きの円偏光に、Ｓ成分波を左向きの円偏光
に変えて透過させる機能を有する。このため、ビームス
プリッタ２６を透過した光はＰ成分のみとなっており、
このＰ成分波はλ／４板を透過した後に右向き円偏光と
なる。この右向き円偏光は対物レンズ２８により情報記
録媒体２１上のトラック２３上に集光されて照射スポッ
トに結晶、非晶質の相変化を起こさせ、情報を記録する
。

また、情報を再生する際には、レーザ源２４よリレーザ
光を発振させる。このレーザ光は、記録の際に用いたレ
ーザ光と同様コリメータレンズ２５、ビームスプリッタ
２６．λ／４板２７．対物レンズ２８を透過することに
より右向き円偏光となり、情報記録媒体２１表面で反射
されて左向き円偏光となる。この左向き円偏光は、再び
λ／４板を通過することにより、Ｓ成分波となる。この
Ｓ成分波は、ビームスプリッタ２６により、進行方向が
直角に曲げられて反射され、検・出レンズ３０より集光
されて受光器３１に入り、再生信号となる。この再生信
号は、サーボ系３２により電流に変換され、このｌＩ流
が駆動コイル２９に伝えられることにより対物レンズ２
８を駆動して、レーザ光が情報記録媒体２１上のトラッ
ク２３に正確に集光されるように調整されている。

以上説明した情報記録再生装置を用いて、情報を多重記
録、及び再生する方法を以下に述べる。

−記録層 まず４値化回路３３によって記録情報を０，１゜２．３
の４つの信号に変換した。次にパワー変調回路３４によ
り変換された４つの信号に応じてレーザ光のパワーを変
調させて情報記録媒体に照射した。ここで照射したレー
ザ光のパルス及びパワーは第４図に示す通りである。

このレーザ光は、パワーが４Ｉ１ｗの連続光Ｅ１にパル
ス幅が１００ｎｓでパワーを変換された０、１゜２．３
の４つの信号に応じて１３１１．１５１１Ｌ　１７ｍｗ
、１９ｎｗの４段階に変調させたレーザ光Ｅ２を重畳さ
せたものである。レーザ光Ｅ１を照射することにより既
に記録層１３に書込まれた情報は消去される。また、レ
ーザ光Ｅ２のパワーを１３ｍｗ、　１５０１Ｗ、　１７
　ｎｗ、　１９Ｉｗの４段階に変調させることにより、
記録部分にそれぞれのパワーに応じた記録状態Ｔ１．Ｔ
２　、Ｔ３　、Ｔ４の４つの状態を記録させた。Ｔ１．
Ｔ２　、Ｔ３＊　Ｔ４の順に非晶質化の度合いは高くな
り、また反射率変化量は第４図に示すようにそれぞれ２
，４，６．８゜と増していく。情報ピット、照射するレ
ーザ光のパワー、記録部分の記録状態２反射率変化量の
対応関係は第１表に示す通りである。このように照射す
るレーザ光のパワーを信号に応じて４段階に変調して対
応させれば１つの記録部分に非晶質化の度合いの違う４
段階の状態を記録させることが第１表 一再生 上述の方法で記録された情報は以下に述べるような方法
で再生される。レーザ源よりパワー０゜５ｎｗの連続光
を発振し、受光器の入った反射光をＡ／Ｄ変挽回路３５
により、それぞれの反射率変化量に対応した０、１，２
．３の４つの信号に変換し、さらにこの４つの信号を４
値化回路３６により、再生情報として出力した。本実施
例では第２表に示すように検出された反射率変化量の値
及びその近傍の値と情報ピットとを対応させた。

第２表 これにより１つの記録部分から、４つの信号を読取るこ
とができた。また反射率変化量と情報ピットとの対応関
係は第３表に示すように段階的に対応させてもよい。（
但しＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ第３表 以上述べたように本実施例ではレーザ光のパワー変調に
より、１つの記録部分に非晶質の程度の異なる４つの記
録状態を記録する事により、１つの記録部分に４つの信
号を書込むことができた。

又、４つの記録状態の反射率変化量が異なることから反
射率変化量を検出することにより、この反射率変化量に
対応した情報ピットを読取ることができ、記録の高密度
化、高速処理化を図ることができた。さらにアニール結
晶化レベルのレーザ光を重畳させることにより、既に記
録層に書込まれた情報を消去することができるのでオー
バーライド多重記録が可能である。

尚、本実施例では溶解非晶化レベルでパワー変調を行な
ったが、アニール結晶化レベル内あるいは溶解結晶化レ
ベル内でパワー変調を行なってもよい。また本実施例で
はレーザパワーを４段階に変調し、１つのスポット中に
４進法の情報を記録したが、レーザパワーを任意の複数
段階に変調させることによりパワー変調の段階に応じた
任意のビット数の情報を記録再生することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明のパワー変調による多重記録
方法及び装置によれば、情報のピット数に応じて記録媒
体上の１つの光ビームの照射された部分に複数の信号を
書込むことができるため、情報の高密度化及び高速処理
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ光の照射条件と記録媒体上の照射領域の
状態の相関を示す概念図、第２図は、実施例に用いられ
た情報記録媒体の断面構造図、第３図は、実施例で用い
られた記録再生装置の構成図、第４図は、実施例でレー
ザ源より発振したレーザ光のパワーとパルスを示す概念
図、第５図は照射するレーザ光のパワーと、反射率変化
量の相関を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームの照射により、記録媒体に第１の結晶状
   態とこの第１の結晶状態とは異なる第２の結晶状態との
   相変化を生じさせ、第１の結晶状態および第２の結晶質
   状態における光学的特性の差によって情報を記録する記
   録方法において、照射する光ビームのパワーを変調させ
   ることにより記録媒体の光ビームが照射された領域に対
   し第１の結晶状態と第２の結晶状態との間の結晶化の程
   度の異なる複数の状態を存在させることにより、１つの
   光ビーム照射領域中に複数の情報を記録することを特徴
   とする情報の多重記録方法。
2. （２）光ビームを記録媒体に照射させ、この照射する光
   ビームのパワーを変調させることにより、記録媒体に結
   晶化の程度の異なる複数の状態を存在させ、かつ結晶化
   の程度に応じて異なる光学的特性の差を検出する手段と
   、 記録情報を複数の信号に変換する手段と、 この変換された複数の信号に応じて光ビームのパワーを
   変調させる手段と、 前記検出された光学的特性の差を複数の再生信号に変換
   する手段 とを有することを特徴とする情報の多重記録再生装置。