JPH03116528A - 情報の記録・再生方法 - 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、相変化型情報記録媒体に対する情報の記録
・再生方法に関し、特に、オーバーライトする際の不都
合を回避することができる情報の記録・再生方法に関す
る。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 近年、大容量メモリとして光ディスクが注目を集めてい
る。先ディスクは、コンパクトディスク、レーザディス
及びＣＤ−ＲＯＭに代表される再生専用型と、電子式文
書ファイル、画像ファイルに代表される１回書き込み型
（ライトワンス型）と、ハードディスク及びフロッピー
ディスクの代替を目的とした消去可能型の３種類に大別
される。

この中で、再生専用型、及びライトワンス型はすでに実
用化されている。また、消去可能型のものも開発が進ん
でおり、一部実用化されつつある。

消去可能な光ディスクの中では、レーザ光の照射条件に
より、記録層のレーザ光照射部分を例えば結晶と非晶質
との間で可逆的に変化させる相変化型が注目されている
。

相変化型光ディスクでは、記録層に高出力で短パルスの
レーザビームを照射すると、その部分は非晶質となり、
また、比較的低いパワーで長めのパルス幅のレーザビー
ムを照射すると結晶となる。

そして、非晶質状態と結晶状態とでは光学定数が異なる
ため、記録・消去用レーザビームよりもはるかに低出力
の再生用レーザビームを記録層に照射することにより、
その際の反射率の差として再生信号を読み取ることがで
きる。

このような結晶−非晶質間の相変化を行なわせるために
は、記録時に円形スポットのレーザビームを用い、消去
時に楕円形スポットのレーザビームを用いればよい。す
なわち、円形スポットで短いパルスを形成し、楕円形ス
ポットで長めのパルスを形成するのである。

しかしながら、この方式では、基本的に記録・消去のた
めに２つのレーザビームが必要であり、光学系が複雑に
なる。また、ディスクの同じトラ・・・：・上に円形と
楕円形の２つのスポットを存在させることは極めて困難
であり、かっこのようにするためにはコストが高くなる
という不具合がある。

従って、近時、記録材料の機能を向上させ、記録（非晶
資化）と同じくらい短い時間で消去（結晶化）を生じさ
せることが行われている。すなわち、高速結晶化ができ
る材料で記録層を形成している。このように、高速結晶
化を実現させた材料で記録層を形成した相変化型の光デ
ィスクでは、記録と消去とは同じパルス幅のレーザビー
ムでよく、記録と消去とをレーザビームパワーで区別す
る。すなわち、円形スポットの単一レーザービームを用
い、記録層の記録したい部分は高パワーとし、消去した
い部分は低パワーとする。この方式では、従前の記録情
報を消去しながら、新たな情報に対応する非晶質の記録
部位（以下、記録マークという）を形成できるため、単
一レーザビームオーバーライト方式と呼ばれている。

現在までに、高速結晶化が可能で、単一レーザビームに
よるオーバーライトが可能な相変化材料・とじて、Ｇｅ
５ｂＴ　　Ｂ元合金系とＩｎ５ｂＴｅＢ元合金系が開発
されつつある。

しかしながら、これらの材料を記録層として用いた場合
、レーザビームのパワー変調により１０３〜１０４回程
度オーバーライトを繰り返すと、充分な大きさの再生信
号が得られないという不都合がある。このことは、通常
の記録・消去の場合にも同様に生じる。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
記録・消去又はオーバーライトを所定回数以上繰り返し
行った後でも再生信号が充分な値を維持している情報の
記録・再生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及び作用）この発明に係る
情報の記録・再生方法は、相変化型情報記録媒体の記録
層に光ビームを照射して、記録層のビーム照射部分を非
晶質と結晶質との間で可逆的に相変化させて情報を記録
・消去又はオーバーライトし、情報が記録された記録層
に再生用光ビームを照射して情報を再生する情報の記録
・再生方法であって、記録・消去又はオーバーライトの
繰り返し回数が所定回数を超えた際における再生用光ビ
ームの照射スポット径を、記録・消去用光ビームのスポ
ット径よりも小さ（することを特徴とする。

本願発明者がオーバーライトの繰り返しにより再生信号
が小さくなる原因について検討した結果、その原因がオ
ーバーライトの１０３〜１０’回程度の繰り返しにより
記録マークが細くなることにあることを見出した。つま
り、再生用光ビームスポット中に占める記録マークの面
積の割合が減少し、コントラストが小さくなるため、再
生信号が小さくなるのである。

この発明は、このような知見に基づいてなされたもので
あり、上述のように情報の記録・消去又はオーバーライ
トを所定回数繰り返した後における再生用光ビームの照
射スポットを、記録・消去用光ビームのスポット径より
も小さくすることにより、上記課題を解決するものであ
る。すなわち、再生用光ビームの照射スポットを小さく
することにより、非晶質の記録マークが細くなった場合
でも再生信号を大きくすることができる。

（実施例） 以下、この発明について詳細に説明する。

この発明は、相変化型情報記録媒体において、情報の記
録・消去、特にオーバーライトを何回も繰り返して行う
際の行う際の不具合を解決するものである。

情報記録媒体の記録層として、レーザービームの照射条
件により結晶と非晶質との間で相変化し、高速結晶化が
できる材料、例えばＧ　ｅ　Ｓ　、ｂ　Ｔ　ｅ、Ｉｎ５
ｂＴｅを用いた場合には、大パワーのレーザビームパル
スを照射することにより、照射部分を溶融・急冷して非
晶質化し、記録ビットを形成する。また、記録の際より
も低パワーのレーザービームを照射することにより、照
射部分をアニル・徐冷して結晶化し、記録マークを消去
する。

単一レーザービームオーバーライトは、第１図に示すよ
うに、レーザービームをパワー変調することによりなさ
れる。すなわち、消去パワーに、それより高い記録パワ
ーのパルスを重畳させたレーザービームを照射すること
により、従前の非晶質記録マークを消去しながら、新し
い情報に対応する記録マークを形成する。なお、再生用
レーザービームは、第１図に示すように、消去パワーよ
りも更に低いパワーである。

この場合に、オーバーライトの繰り返し回数が少なけれ
ば、第１図に示すように、円形の非晶質記録ビットが形
成される。しかし、オーバーライトを１０３〜１０４回
程度繰り返すと、第２図に示すように、記録ビットが細
くなってしまう。

相変化型の記録層では、再生信号は、非晶質の記録マー
クと、結晶の非記録部分（消去部分）との反射率の差に
基づいてその大きさが決定される。

第３図（ａ）のように、記録マーク５１が略円形の場合
には、円形の再生用レーザビームスポット５２が、記録
マーク５１の位置に到達した際に、記録マーク５１から
の反射が大きな割合を占めるため、大きな再生信号が得
られる。しかしながら、第３図（ｂ）に示すように、非
晶質の記録マークが細くなってくると、スポット５２が
記録マーク５１に到達した際に、記録マーク５１からの
反射の割合が小さくなるため、再生信号が小さくなって
しまう。

本発明では、この点に着目し、少なくともオーバーライ
トの繰り返しにより記録マークが細くなった際に、再生
用レーザービームスポット径を第３図（Ｃ）に示すよう
に小さくすることにより、再生スポット中に占める記録
マークの割合を増加せしめることができ、記録マークが
細くなった場合でも大きな再生信号を得ることができる
。

再生用レーザビームのスポット径を、記録・消去用ビー
ムのスポット径よりも小さくする方法としては、例えば
、再生用レーザービームの波長を記録・消去用レーザー
ビームの波長よりも短くすればよい。これは、情報記録
媒体面におけるレーザービームスポット径ｄは、レーザ
ーの波長をλ、媒体面に対向した対物レンズのニューメ
ニ力ルアバーチャーをＮＡとすると、ｄＯＯλ／ＮＡの
関係が成り立つからである。

第２次高調波の波長が基本波の波長の１／２であること
は周知の事実であるから、再生用レーザービームとして
第２次高調波を用いることにより、そのスポット径を記
録・消去用レーザービームのスポット径の１／２にする
ことができる。

第２次高調波を利用してこの発明を実施するための光学
系の例を第４図を参照して説明する。この光学径１０は
情報記録媒体３０に対向して設けられており、半導体レ
ーザ１１を備えている。情報の記録・消去（オーバーラ
イト）を行う際には、情報信号に対応してパワー変調さ
れたレーザービームがレーザー１１から発振され、コリ
メートレンズ１２、ハーフプリズム１３、偏光ビームス
プリッタ−１４、及び対物レンズ７を通過して記録層３
に集光照射され、従前の情報が消去されて新しい情報が
記録される。

再生用ビームとして第２次高調波を用いる場合には、第
２次高調波発生器４０をレーザー１１とコリメータレン
ズ１２との間に設けて第２次高調波を発生させる。この
第２次高調波は記録・消去用レーザービームと同様にし
て記録層３に照射されるが、このようにして形成された
再生用レーザービームのスポットは、前述したように、
記録・消去用ビームのスポット径の１／２となる。

すなわち、半導体レーザー１１の基本波の波長が８３０
ｎｍである場合には、第２次高調波の波長は４１５ＴＩ
ｍとなる。

記録層３で反射した再生用レーザビームは、偏光ビーム
スプリッタ−１４で更に反射されてハーフミラ−１５に
導かれる。そして、ビームの一部はレンズ１６により集
束されてディテクタ１８に導かれ、再生信号が出力され
る。また、残部はレンズ１９により集束されてサーボ信
号用ディテクタ２０に導かれ、その強度信号により対物
レンズ７を適当な位置に調節する。

なお、この発明においては、オーバーライトを繰り返し
て非晶質の記録マークが細くなってから半導体レーザー
１１とコリメートレンズ１２との間に第２次高調波発生
器４０を設けるようにしてもよいし、再生時に最初から
第２次高調波発生器４０を設けるようにしてもよい。

以下、この発明の試験例について説明する。

ここでは、１ｎＳｂＴｅ３元合金を相変化型記録層の材
料として用いた光ディスクにより、次のような実験を行
った。

第１図に示すような単一ビームパワー変調のオーバーラ
イトを行うにあたり、光デイスク面において、記録パワ
ーを１６ｍＷ、消去パワーを１０ｍＷ、再生パワーを０
．５ｍＷに調整し、光ディスクの１トラツク（１周分）
を、記録周波数３ＭＨｚ　（デユーティ５０％）と４Ｍ
Ｈｚ　（デユーティ５０％）とで交互にオーバーライト
し、これを１０６回繰り返した。この際に、１０゜１０
’　　　１０２　１０’　　　１０’　　　１０’１０
６回のオーバーライト後に、再生用レーザービームによ
り再生し、スペクトロアナライザによりＣ／Ｎ値を測定
した。

この場合に、以下の３種類の試験を行った。

■最初から１０ｂ回のオーバーライト繰り返し後まで、
第２次高調波発生器を設けないで、再生用レーザービー
ムのスポット径を、記録・消去用レーザービームのスポ
ット径と同一にした従来方法。

■最初から１０６回のオーバーライト繰り返し後まで、
再生時のみ第２次高調波発生器４０を設けて、再生用レ
ーザービームのスポット径のみ従来の半分にした場合。

■Ｃ／Ｎ値が低下して再生信号−Ｄ’＋’４５　ｄ　Ｂ
以下になった時に、第２次高調波発生器４０を設けた場
合。

第５図は、この試験結果を示す図である。第５図中、実
線は■の場合を示し、−点鎖線が■の場合を示し、破線
が■の場合を示す。この図から明らかなように、再生用
レーザービームのスポット径が従来と同一の場合には、
１０６回のオーバーライトの繰り返しにより、Ｃ／Ｎ値
が初期の５５ｄＢから２５ｄＢまで著しい低下を示した
。

これに対し、■の場合には初期のＣ／Ｎ値が６０ｄＢで
あり、１０６回オーバーライトを繰り返した後も４０ｄ
Ｂと高いＣ／Ｎ値が得られた。

また、■の場合には、１０４回オーバーライトを繰り返
した時点でＣ／Ｎ値が４５ｄＢまで低下したため、第２
次高調波発生器４０により再生ビームのスポット径を１
／２にしたものであるが、これにより、１０’回繰り返
し後にＣ／Ｎ値は５９ｄＢに復帰し、その後は徐々に低
下してはいるが１０６回繰り返し後も４０ｄＢと高いＣ
／Ｎ値を維持していることが確認された。これにより、
この発明の効果が確認された。

なお、再生時に、オーバーライトの繰り返し回数が所定
値に達した時点で、第２次高調波発生器を用いて再生用
レーザービームのスポット径を小さくする場合には、そ
のデータ領域のオーバーライトの繰り返し回数を所定の
管理領域に書き込んでおくとよい。こうすることにより
、情報記録媒体、例えば光ディスクのあるデータ領域の
オーバーライト回数が所定回数を超えた時に再生スポッ
ト径を小さくして再生信号を大きくすることができる。

また、この発明では、再生用レーザービームのスポット
径を小さくするために、再生時のみに第２次高調波発生
装置を設けたが、予め、記録・消去用と再生用とで異な
る光源を用いる２ビ一ム方式にしても全く同様の効果が
得られる。しかし、この場合には、２ビ一ム方式である
ことから光学系が複雑になり高価であるという不都合が
ある。

［発明の効果］ この発明によれば１．少なくとも記録・消去又はオーバ
ーライトを所定回数繰り返した際に、再生用光ビームの
スポット径を、記録・消去用光ビームのスポット径より
も小さくするので、記録マークが細くなっても再生信号
を高いレベルに維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はオーバーライトの原理を説明するための図、第
２図はオーバーライトを所定回数繰り返した際の記録マ
ーク形状を示す図、第３図はこの発明の原理を示す図、
第４図はこの発明に用いられる光学系の例を示す概略構
成図、第５図はオーバーライト繰り返し回数と再生信号
のＣ／Ｎ値との関係を示す図である。 １０；光学系、３０；情報記録媒体、４０；第２次高調
波。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相変化型情報記録媒体の記録層に光ビームを照射して、
   記録層のビーム照射部分を非晶質と結晶質との間で可逆
   的に相変化させて情報を記録・消去又はオーバーライト
   し、情報が記録された記録層に再生用光ビームを照射し
   て情報を再生する情報の記録・再生方法であって、記録
   ・消去又はオーバーライトの繰り返し回数が所定回数を
   超えた際における再生用光ビームの照射スポット径を、
   記録・消去用光ビームのスポット径よりも小さくするこ
   とを特徴とする情報の記録・再生方法。