JPH0289229A - 情報記録装置及び情報記録方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、情報記録媒体に光ビームを照射して、照射
部分に多段階の情報を記録することができる情報記録装
置及び情報記録方法に関する。

（従来の技術） 従来、光学的情報記録媒体として以下に示すようなもの
が知られている。すなわち、光ビームの照射により記録
層に穴を形成して情報を記録し、穴の形成による光学的
特性の変化を検出して情報を再生するもの、及び光ビー
ムの照射により記録層に相変化を生起させて情報を記録
し、相変化による光学的特性の変化を検出して情報を再
生するもの等である。これらのような情報記録媒体は、
光ディスク又は光カードとして用いられている。

ところで、将来の計算機の大容量化、高速処理化にとっ
て、メモリの高密度化、大容量化が重要な技術課題の一
つであるが、上記のような方式の情報記録媒体では一つ
の記録スポットに１段階の信号しか書込めないため（即
ち、記録の有・無に対応した信号）、１０８ビツト／ｃ
ＩＩ１２が限界であり、メモリ密度は未だ不十分である
。

このメモリ密度の限界を打破る方法として、つの記録ス
ポット中に複数の信号を書込む多重記録方式が考えられ
る。このような多重記録方式としては、光化学ホールバ
ーニング（ＰＨＢ）による超高密度光メモリが知られて
いる（トビカルミーティング、オン、オブティ力ルデー
タストレイジ、１９８７年３月１１〜１３日、ネバタ州
ステートライン）。ここでＰＨＢとは、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
化学反応を起してレーザ光波長位置のエネルギ状態のゲ
ストが現象するために生ずる。ホールの有・無を０．１
の信号として用いれば、波長次元での多重記録が可能で
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようなＰＨＢによる多重記録方式は
、ＰＨＢメモリ膜を数に乃至数十にの低温に保持するこ
とが必要であり、光メモリ装置として解決すべき問題が
多く、実用化に至っていない。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
実用的に高密度記録を達成することができる情報記録装
置及び情報記録方法を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） この発明に係る情報記録装置は、情報記録媒体に情報を
記録する情報記録装置であって、入力した情報信号を３
段階以上の信号に変換する信号処理手段と、情報を記録
するための光ビームを出力する光ビーム出力手段と、前
記信号処理手段の３段階以上の処理信号に応じて前記光
ビーム出力手段から出力された光ビームの断面形状を変
調する変調手段と、断面形状が変調された光ビームを前
記情報記録媒体に集光照射する光学系とを有し、前記情
報記録媒体に形状が異なる多段階の記録マークを形成す
ることを特徴とする。

この発明に係る情報記録方法は、情報記録媒体に光ビー
ムを照射し、照射部分に状態の変化を生じさせて情報を
記録する情報記録方法であって、記録しようとする情報
信号に応じて前記光ビームの断面形状を変調させ、これ
により情報記録媒体に形状が異なる多段階の記録マーク
を形成して多重情報を記録することを特徴とする。

（作用） この発明においては、信号処理手段からの多段階の信号
に基き、変調手段により光ビーム出力手段から出力され
た光ビームの断面形状を変調させて情報記録媒体に光ビ
ームを照射する。これにより、情報記録媒体に形状が異
なる多段階の記録マークを形成することができる。従っ
て、一つの記録スポットに対し複数の信号を記録し得る
ので、情報の記録密度を極めて高くすることができる。

［実施例］ 以下この発明について具体的に説明する。第１図はこの
発明の第１の実施例に係る情報記録装置を示す概略構成
図である。情報信号処理装置１０は、２値化された情報
信号を４値化してその信号レベルに応じて後述するモー
タドライブ回路１２を制御すると共に、光源ドライブ回
路１１を駆動させるものである。

円板状をなす回転スリット板１８は、丸、三角、四角の
スリットが形成されており、モータ１９によって駆動さ
れる。このスリット板１８に形成されたスリットは、光
源１３から出力されたレーザビームを透過させて照射さ
れたレーザビームの断面形状を変調させるものである。

これらスリットは、前述の情報信号処理装置１０におい
て４値化された信号に応じて選択される。すなわち、４
値化された信号がモータドライブ回路１２に出力され、
この信号の値に応じてモータドライブ回路１２がモータ
１９を駆動させて、所定のスリットがレーザビームを透
過させるような位置（又はレーザビームを透過させない
ブランク位置）になるようにスリット板１８を回転させ
る。

ドライブ回路１１は、情報信号処理回路１０からの信号
に応じて光源１３を駆動し、光源１３から記録用のレー
ザビームを出力させる。

光Ｆｉ、１３は記録用のレーザビームＬ１を照射するも
のであり、この光源１３としては半導体レーザ又はＨｅ
Ｎｅレーザ等を好適に用いることができる。

光源１３から出力されたレーザビームＬ１は、整形レン
ズ１４で平行光束に変換され、前述した所定のスリット
を通過することにより所定の断面形状にされる。スリッ
トを通過したレーザビームは、次いで、ビームスプリッ
タ−１５を通過し、必要に応じて波長板１６により所定
の偏光光にされ、対物レンズ１７を通過してモータ２８
により回転駆動された情報記録媒体（光ディスク）３０
に集光照射される。これにより照射部分に状態変化が生
じて前述のスリット形状に近い所定形状の記録マーク（
情報記録部位）が形成される。従って、第１表に示すよ
うに、４値化された情報に応じて４段階の情報が記録さ
れる。

第　　１ 表 光源２５は再生用のレーザビームＬ２を出力するもので
あり、光源１３と同様に半導体レーザ又はＨｅＮｅレー
ザ等が好適に用いられる。光源２５から出力された再生
用のレーザビームは、整形レンズ２４で平行光束に変換
され、ビームスプリッタ−２０を通過し、更に、前述の
ビームスプリッタ１５で反射され、その後、前述の波長
板１６及び整形レンズ１７を通過して情報記録媒体３０
に集光照射される。このレーザビームは情報記録媒体３
０で反射し、波長板１６、ビームスプリッタ１５を通過
して、更にビームスプリッタ２０で反射し、集光レンズ
２１を通過して検出器２２に導かれる。この検出器２２
は例えばフォトダイオード等の光電変換素子であり、情
報記録媒体３０からの再生情報を検出する。そして、検
出器２２からの信号に基いて再生信号処理装置４０（詳
細は後述する）で再生信号が形成される。なお、検出器
２２からの検出信号は、制御装置２６にも出力され、こ
の制御装置２６は信号に基いて対物レンズ１７のフォー
カシング制御及びトラック制御を行なう。

次に、再生信号処理装置４０について具体的に説明する
。第２図は再生処理装置の概略構成を示すブロック図で
ある。この図に示すように、再生信号処理装置４０は、
処理回路４０１と、Ａ／Ｄ嚢換回路４０２と、４値化回
路４０３と、２値化回路４０４とを備えている。検出器
２２から出力された信号は、処理回路４０１で処理され
、Ａ／Ｄ変換回路４０２でディジタル化される。ディジ
タル化された信号は予め設定された基準電圧（又は基準
電流）との比較により４値化される。次いで４値化され
た信号が２値化回路４０４にて２値化されて出力され、
記録された情報が再生される。

次に、情報記録媒体３０について説明する。第３図及び
第４図は、夫々この発明に適用される情報記録媒体を示
す断面図である。基板３１は透明で経時変化が少ない材
料、例えばポリメチルメタクリレートのようなアクリル
樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、スチレン
樹脂、又はガラス等で形成されている。基板３１には記
録層３３が形成されている。記録層３３は光ビーム（レ
ーザビーム）が照射されることにより状態が変化する材
料で形成されている。このような材料としては例えば穴
開は型又は相変化型のもの等がある。穴開は型の記録層
は、レーザビームを照射して穴を開けることにより記録
マークを形成するものであり、Ｔｅ−Ｃ，Ｔｅ−５ｅ等
の材料で形成される。また、相変化型の記録層は、レー
ザビームの照射により、照射部分に相変化（例えば結晶
相と非晶質相との間の相変化）を生じさせて記録マーク
を形成するものであり、１　ｎ　Ｓ　ｂ　％Ｉｎ５ｂＴ
ｅ、ＩｎＳｅ等の材料で形成される。

上記いずれの場合でも、記録マークとそれ以外の部分と
で光学特性が異なっており、この光学特性の差を利用し
て情報が再生される。

なお、記録層３３が相変化型の場合には、レーザビーム
の照射条件により可逆的に層変化を生じさせて、情報の
記録のみならず消去をも行なうことができる。

また、記録層３３が相変化型である場合には、第４図に
示すように、保護層３２，３４．３５を配設することが
好ましい。保護層３２．３４は、記録層２３を挟むよう
に配設され、レーザビームの照射により記録層３３が飛
散したり、記録層３３に穴がおいてしまうことを防止す
る役割を有している。この保護層３２．３４は５ｉ０２
．５ｉＯ１Ａ　ｌＮ５Ａ　Ｉ’２０３　、Ｚ　ｒ０２、
Ｔ　ｉ０２　、Ｔａ２０３　、ＺｎＳ、Ｓ　Ｌ、又はＧ
ｅ等を真空蒸着法やスパッタリング法等で形成すること
ができる。保護層３５は、情報記録媒体３０を取扱う上
での傷、はこり等を防止するために配設さされるもので
あり、通常紫外線硬化樹脂等により形成される。

なお、以上は片面の情報記録媒体の一例であるが、この
片面の情報記録媒体を記録層２３を内側にして２枚張合
わせ、両面の情報記録媒体として用いることもできる。

また、レーザビームは媒体の基板側から照射するように
してもよいし、基板の反対側から照射するようにしても
よい。

次に、この発明の第２の実施例について説明する。第５
図はこの発明の第２の実施例に係る情報記録装置を示す
概略構成図である。記録信号処理装置５０は２値化され
た情報信号を４値化する４値化回路を有している。この
処理装置５０で４値化された信号は、駆動回路５１に出
力され、４値化された情報に基いて、光源５２及び／又
は光源５５を駆動する。すなわち、４つの情報ビットに
対応して、例えば第２表に示すようにして光源５２．５
５を駆動する。

第　　２　　表 光源５２．５５から出力された記録用のレーザビームＬ
３及びＬ４は、夫々、レンズ５３，５４、及びレンズ５
６．５７を通過して情報記録媒体６０に集光照射される
。これら２つのレーザビームは極めて近接された位置に
照射され、情報ビットに応じて第２表に示すような形状
の記録マークが形成される。なお、情報記録媒体６０は
前述の情報記録媒体３０と同様の材料で形成することが
できる。

情報の再生は、光源７１から情報記録媒体に再生用のレ
ーザビームＬ５を照射することによりなされる。再生用
のレーザビームＬ４は、記録用レーザビームＬ３．Ｌ４
よりも径が大きく、光源５２．５５から照射された２つ
のビームスポットを包括し得る大きさを有している。こ
の場合に、光１Ｗ、７１から出力された再生用のレーザ
ビームＬ５は整形レンズ７２、ビームスプリッタ７３、
対物レンズ７４を通過して情報記録媒体６０に照射され
１、その反射光が対物レンズ７４、ビームスプリッタ７
３及び集光レンズ７５を通過して検出器７５に導かれる
。この検出器７５は前述の検出器２２と同様の機能を有
しており、情報記録媒体６０からの再生情報を検出する
ものである。そして、検出器７５からの信号に基いて再
生信号処理装置８０で再生信号が形成される。この再生
信号処理装置８０は前述の処理装置４０と同様な構成を
有しており、これにより記録された信号が再生される。

なお、上記実施例では情報記録媒体として穴開は型のも
の及び相変化型のものについて説明したが、これらに限
定されるものでなく、光ビームの照射により状態が変化
し得るものであればよい。

また、情報記録装置は形状の異なる複数の記録マ−りを
形成することができればよく、上述の例に限定されるも
のではない。記録マークの形状についても、種々変形が
可能である。更に、上述の実施例では４値化子重記録の
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、３値以上の多重記録であれば適用することができる
。

［発明の効果］ この発明によれば、従来の情報記録装置を基本にして、
一つの記録スポットに多段階の情報を記録することがで
きるので、極めて実用的に高密度記録を達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係る情報記録装置を
示す概略構成図、第２図は再生信号処理装置を示すブロ
ック図、第３図及び第４図はこの発明に使用する情報記
録媒体の実施例を示す断面図、第５図はこの発明の第２
の実施例に係る情報記録装置を示す概略構成図。 １０．５０；記録信号処理装置、１３，２５゜５２．５
５，７１　、光源、３０．６０．情報記録媒体、 ４０゜ 当願人代理人 ８０　；

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であ
   って、入力した情報信号を３段階以上の信号に変換する
   信号処理手段と、情報を記録するための光ビームを出力
   する光ビーム出力手段と、前記信号処理手段の３段階以
   上の処理信号に応じて前記光ビーム出力手段から出力さ
   れた光ビームの断面形状を変調する変調手段と、断面形
   状が変調された光ビームを前記情報記録媒体に集光照射
   する光学系とを有し、前記情報記録媒体に形状が異なる
   多段階の記録マークを形成することを特徴とする情報記
   録装置。
2. （２）情報記録媒体に光ビームを照射し、照射部分に状
   態の変化を生じさせて情報を記録する情報記録方法であ
   って、記録しようとする情報信号に応じて前記光ビーム
   の断面形状を変調させ、これにより情報記録媒体に形状
   が異なる多段階の記録マークを形成して多重情報を記録
   することを特徴とする情報記録方法。