JPH03194737A - 光記録媒体および光記録装置 - 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、記録膜に特定の光が照射されて、情報の記録
再生が行われる追記ａまたは書き換え製の光記録媒体、
および、情報の記録、消去または再生を行う光記録装置
に関する。

〔従来の技術〕

情報の記録再生を行うことができる光記録媒体としては
、追記型のもので穴あけ記録、相変化記録、バブルフォ
ーミング、書き換え型のもので光磁気記録、相変化記録
などがある。

このうち、例えば、書き換え型の相変化光ディスクとし
ては、特公昭４７−２６８９７号公報に記載されたもの
がある。

この相変化光ディスクは、記録膜の相状態の変化に伴う
、光学的特性（反射率）の変化を利用して、情報の記録
・消去を行なうものである。記録膜の相状態はレーザ光
の照射による記録膜の加熱冷却過程により決定される。

また、その他の前記各種光記録媒体も、レーザ光の照射
により記録膜の状態を変化させて、情報の記録を行って
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、光記録媒体の再記録・消去防止につ
いては配慮されていなかった。すなわち、従来の光記録
媒体ではレーザ照射装置の誤動作により、不要な情報を
記録したり、必要な情報を消去してしまう可能性がある
という問題を拘えていたＯ 本発明の目的は、係る問題を鑑み、再記録・消去防止機
能を有する光記録媒体および光記録装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための手段として、本願は、以下の
発明を提供する。

記録膜に特定の光が照射されて、情報の記録再生が行わ
れる光記録媒体にかかる発明は、再生の際に照射される
光に対する反射量をほぼ一定に維持しつつ、記録゛また
は消去の際に照射される光に対する前記記録膜の吸収量
を変化させる光呼収量変化手段を有することを特徴とす
るものである。

ここで、前記光呼収量変化手段は、情報の記録、消去ま
たは再生の際に照射される光と異なる波長の光によって
、記録または消去の際に照射される光に対する前記記録
膜の吸収量を変化させるものでもよい。

また、前記光呼収量変化手段は、記録゛または消去の際
に照射される光に対する前記記録膜の吸収量を不可逆的
に変化させるものでもよい。

前記光呼収量変化手段は、記録または消去の際に照射さ
れる光に対する前記記録膜の吸収量を可逆的に変化させ
るものでもよい。

前記記録膜の吸収量を変化させる光は、太陽光であって
もよい。

特定の光を照射して、光記録媒体に情報を記録する光記
録装置にかかる発明は、前記特定の光の波長と異なる波
長の光を前記光ディスクに照射する光照射手段を有する
ことを特徴とするものである。

なお、前記光記録媒体は、記録膜に特定の光が照射され
ると、情報の記録再生が行われる追記型または書き換え
型の光記録媒体のことで、これがカードであるかディス
クであるかは問わない。

〔作　用〕

光記録媒体に情報が記録された後、光量変化手段により
、記録または消去の際に照射される光に対する記録膜の
吸収量を変化させる。

この状態の光記録媒体に対して、唱って、不要な情報の
記録や、記録されている必要な情報の消去などの操作を
したとする。

この操作により、前記光記録媒体には、記録または消去
用の光が照射されるが、記録または消去用の光に対する
記録膜の吸収量が変わっ【いるので、消去または再記録
されない。

なお、光吸収変化手段が記録膜の吸収量を不可逆的に変
化させるものでは、重要な情報などを半永久的に記録し
ておきたいときなどに有効である。

また、光吸収変化手段が記録膜の吸収量を可逆的に変化
させるものでは、重要な情報であるが。

後日、書き換える可能性のあるときに有効である。

記録膜の吸収量を変化させる光が太陽光であるものでは
、特別な装置を用いることなく、再記録・消去を防止す
ることができる。

す 以下に１図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明で用いる相変化光ディスク４の構成断
面図である。ＰＣ（ポリカーボネイ））２１１板１上に
膜厚的３５１の５４−５ｓ−Ｅｉ系の相変化記録膜２、
その上に膜厚約５０路風のシアニン系色素の再記録・消
去防止膜３が形成されている。光呼収量変化手段は、再
記録・消去防止膜３により形成されている。ここで対象
とするシアニン系色素は、記録・消去及び再生用のレー
ザ波長では光学的特性変化を生じないが、太陽光線の照
射などにより、その屈折率が変化する。

ここで、再記録・消去防止膜３の屈折率を初期のある値
からある値へ変化させることを、再記録・消去防止処理
と呼ぶ。この屈折率変化を生じさせることが再記録・消
去防止となることを以下に説明する。

第２図は記録膜が、情報が記録されていない結晶（複素
屈折率Ｎ　−＆０−　ｉ　４．０　）状態の場合におけ
る、再記録・消去防止膜３の屈折率ルと相変化光デイ２
２４０反射率、昧収率との関係を示したものである。

い゛ま、第２図において、再記録・消去防止膜３の屈折
率が太陽光の照射により初期値ｆ＆−５からルー３に変
化した場合を考える。この場合、反射率はほぼ一定であ
る。このことは、再記録・消去防止膜３の屈折率変化に
より結晶（消去）レベルの変動のないことを示しており
、フォーカス制御。

トラッキング制御が再記録・消去防止膜３の屈折率変化
の前後で影響を受けないことを示している。

一方、記録膜の吸収率は約４０−から約２５−まで減少
し、再記録・消去防止膜３の屈折率変化により約６３−
の吸収率減衰を生じることがわかる。従って、再記録・
消去防止膜５が初期状態での、光ディスク５の記録レー
ザパワーしきい値が、例えば１０ｍＦであるとすると、
再記録・消去膜５の屈折率変化後のそれは約１６ＩＩＩ
ＦＷとなる。すなわち。

再記録・消去防止膜３の屈折率変化後は、１６＋＋ａＦ
未満の記録レーザが誤って照射されても、光ディスクに
は記録されないのである。

第３図は記録膜２が、情報が記録されている非晶質（Ｎ
−２，９−α６１）の場合における、再記録消去防止膜
３の屈折率ルと相変化光デイ２２４０反射率、吸収率と
の関係を示したものである。

第３図において、再記録・消去防止膜３の屈折率が太陽
光の照射により、％−５からルー３に変化した場合、第
２図と同様に、反射率はほぼ一定である。従って、消去
部分の反射率変化も無いことから、再記録・消去防止膜
３の屈折率変化による記録変調度の変化はほとんどない
ことがわかる。

さらに、再記録・消去防止膜３の屈折率変化の前後で、
記録膜吸収率が約２５俤から約７参に減少している。従
って、再記録・消去防止膜３が初期状態での消去パワー
を例えば６１ＢＦとすると、再記録消去防止膜３の屈折
率変化後のそれは約２１　ｗｒＷになる。すなわち、再
記録・消去防止膜３の屈折率変化後は、記録（非晶質）
部分を消去するのに約２１　ｓＢ’ものレーザパワーを
必要とするわけである。

上記の如く、再記録・消去防止膜３の屈折率変化前後で
反射率の変化は＃１とんどなく、記録膜のレーザ光吸収
率のみ小さくなる光デイスク構造とすることで、再生機
能を損な５こと無く、再記録・消去防止が可能となる。

このような再記録・消去防止膜３には、シアニン系色素
などの有機材料の他、カルコゲン化物などの相変化記録
材料をも使用することができる。

以下に、再記録・消去防止膜にカルコゲン化物などの相
変化記録材料を使用した場合について説明する。

第４図は本説明で使用する相変化光ディスク４′の構成
断面図である。第４図において、基板１′（例えばガラ
ス）の上に相変化記録膜２′（例えば１％　　５４−Ｔ
ａ系、　５０３ｗｇ　）、その上に断熱膜５（例えばＳ
ｉｎｇ　、　２００ｗｇｍ→が形成され、さらにその上
に相変化記録膜２′とは異なる相変化材料の再記録・消
去防止膜３′（例えば５ｂ−５ｍ）が形成されている。

記録・消去・再生には、再記録・消去防止膜３′の吸収
率がほとんど０となるレーザ波長λ０を用い。

記録膜以外がレーザ光で直接的に発熱しないようにする
。逆に、再記録・消去防止処理には記録膜２′の吸収率
がほとんど０となるレーザ波長λ、を用い、再記録・消
去防止膜３′以外がレーザ光で直接的に発熱しないよう
Ｋする。

再記録・消去防止膜３′はレーザ波長λ、の光の吸収・
発熱により、その波長λ。Ｋおける屈折率が町から１に
転移するものとする。

再記録・消去防止膜３′の屈折率化ａ１→ｈで、記録膜
２′が結晶状態なら結晶状態のままの反射率を、非晶質
状態なら非晶質状態の゛まま反射率をほぼ維持し、なお
かつ、記録膜２′の波長λ。における吸収率のみが減少
するようにディスク構成を設定することにより、前述と
同様の再記録・消去防止効果がレーザ波長λ。において
得られる。

なお、第４図に示される光ディスク４′の再記録・消去
防止膜３′はレーザ光吸収による発熱でその光学定数を
変化させる。従って、レーザ波長λ１により記録膜２′
で生じた熱が再記録・消去防止膜３′へ直接影響しない
よつ、マた逆に、レーザ波長λ０により再記録・消去防
止膜３′に生じた熱が記録膜２′へ直接影響しないよう
、断熱膜５が設けられている。

また、再記録・消去防止膜３′に屈折率変化が可逆（ｎ
１＋＋Ｊ）な相変化材料を用いることにより、光ディス
クの任意のトラック・セクターを再記録・消去禁止にし
たり、その解除をすることが可能となる。

〔実施例〕

以下に１本発明を図を用いて詳細に説明する。

〈実施例１〉 第１図は１本発明の相変化光ディスクの第１の実施例を
示す構成断面図である。第１図において。

１は幅０５μ簿、深さ７０＋ｓｍ、ピッチ１．５μ簿の
トラッキング制御用案内溝を有する円形（直径１ｓｏｃ
ｍ）のｐｃ基板である。この基板１上に、５ｂ−５ｓ　
−Ｂｉの記録膜２をスパッタリングにて約３５％ｍの厚
さに形成するこの記録膜２上にインドレニン系シアニン
色素の再記録・消去防止膜３をスピンコード法にて約５
０１の薄さに形成する。光呼収量変化手段を形成するこ
の再記録・消去防止膜３は、太陽光の照射により、光学
的性質が、不可逆的に変化する。

第５図は第１図に記載した光ディスク４に情報を記録、
消去または再生する光ヘッド１１を示すブロック図であ
る。第５図において、記録、消去時には、半導体レーザ
６かも出射されたレーザ光７はビームスプリッタ８を通
過後、対物レンズ９により光ディスク４の記録面上でビ
ーム径約１μ琳に集光される。

また、再生時には記録、消去時より低いレーザ光７が照
射され、光ディスク４によって反射されり光７′が対物
レンズ９とビームスプリッタ８を介してフォトダイオー
ド１０に入射する。フォトダイオード１０はこの入射光
を検出し、その検出信号が再生信号として出力される。

光ディスク４の記録膜２を初期結晶化させた後。

光ディスク４を回転させ、光ヘッド１１を用い記録パワ
ーＰｗとＣ／Ｎ　（搬送波レベルとランダム雑音の平均
レベルとの比）との関係を設定した（線速度ＴＩ　”　
７　ｓ／　Ｉ　ｒ　搬送波周波数ｆ　＝　５　ＭＨｚ　
）、　　測定結果を第６図に（α）として示す。この結
果に示されるように、約１０＋ａｊＦ’から記録後のＣ
／Ｎが大きくなり、約１４＋＋ａｔ’でＣ／Ｎは飽和す
る。

また、記録信号（記録パワーＰ　ｗ　＝１４　ｍ　ｌ’
　＋　搬送波周波数ｆ　＝　５ＭＨｚ　）を連続レーザ
照射により消去した場合の消去パワーＰ−を消去比との
関係を測定した。この結果を第７図に（、）として示す
、消去パワーＰａ　＝　６　ｎｇＷから消去されはじめ
、Ｐｇ＝８ｓＦで約−２８ｃｔＨの消去比を達成してい
る。

この光ディスク４の再記録・消去防止膜に約１２時間太
陽光線を照射し、再記録・消去防止膜の状態を変化させ
た後、上記と同様の記録・消去実駁を行なった。

再記録・消去防止処理後の記録パワーＰｗと再生信号Ｃ
／Ｎとの関係を第６図に（ｂ）として示す。第６図の（
α）と（Ａ）との比較から、再記録・消去防止処理前に
は１４＋ｍｒで十分記録可能であった光ディスク４が、
その処理後には同一パワーではまったく記録不可能とな
っていることがわかる。

また、再記録・消去防止処理後の未記録部分のフォトダ
イオードの出力レベルは、その処理前のレベルとほぼ同
一であった。さらに、再記録・消去防止前に記録された
信号のＣ／Ｎは、その処理後においてもほぼ同一で劣化
はなかりた。

そこで、この記録信号について、消去パワーＰ−と消去
比との関係を測定し、結果を第７図に（ｂ）として示す
、第７図の（、）と（ｈ）との比較から、再記録・消去
防止処理前には消去可能であったレーザパワーＰｇ　”
　８　ｔｈｌｌ’では、その処理後においては全く消去
不可能であるばかりか、約２０　ｍＷ未満のそれでもほ
とんど消去不可能であることがわかる。

上記の如く、光ディスク４を用いると、再記録・消去防
止処理前では記録・消去が可能であったレーザパワーで
は、その処理後において、再生機能は同様に保ちつつも
、記録・消去が不可能となっている。これは１作用で述
べたように、再記録・消去防止膜３の光学定数が、その
処理前後で１反射率を一定とした１１記録膜の吸収率を
減衰させる方向に変化しているためである。

なお、再記録・消去防止処理は光ディスク４の全面に行
なう必要はなく、所要の部分のみの処理を行なえば良い
、たとえば、光ディスク４の半径４５■より外周部分の
み再記録・消去防止処理を行なう場合の実施例を第８図
を用いて説明する。第８図に示されるように、半径４５
ｍの円形黒板１２で、光ディスク４の再記録・消去防止
処理を施さない部分を覆い、その後太陽光線１３を照射
する。これにより、半径４５■以内の部分は記録・消去
が可能の１１保存される。ただし、半径４５ｍ付近の部
分は光の回折の影響で再記録・消去防止処理の不完全な
領域が生じる。

また、この処理領域の形状は同心円状のみならず、所要
のトラック・セクターに対応する扇状でも可能であるこ
とは言う゛までもない。

〈実施例２〉 本発明の相変化光ディスクの第２の実施例を説明する０
本実施例では、再記録・消去防止膜３として、実施例１
に示されたシアニン系色素有機膜にかわり、カルコゲン
化物相変化材料を用いている。さらに、実施例１に記載
したトラッキング制御用の溝を有する基板１を用いずに
、トラッ中ング用のピットを有する基板を用いたもので
ある。

まず１本実施例の光ディスク４′について第４図、第９
図を用いて説明する。第９図は本実施例で用いる光ディ
スク４′の基板表面を一部拡大して示した平面図である
０本実施例の光ディスク４′はピットを検出することに
よってトラッキング制御な行５方式に対応させたもので
ある。第９図におい【、１４はウォブルピット、１５は
クロックピット、１６は仮想トラック中心、１７は情報
記録エリアである。

第４図が本実施例の光ディスク４′の構成断面図である
。第４図において、直径１３０ｃｍの円形ガラス基板１
′上に１％−７’＃−５４の記録膜２′を約３０１鶏の
厚さに成膜し、この記録膜２′の上にＳ＊０１の断熱膜
５を厚さ約２００ｓｓに形成する。この断熱膜５上に５
４−５ｍの再記録・消去防止膜３′を厚さ約１００ｓ＋
＋ａにスパッタリングにて形成し、片面光ディスクとす
る。

第１０図に、本実施例の光ディスク４′に情報を記録・
消去或いは再生し、更に、再記録・消去防止処理を行な
い、或いは解除する光デイスク装置の構成ブロック図を
示す。

第１０図におい【、１８は光ディスク４′に情報を記録
・消去または再生する信号用光ヘッドである・信号用光
ヘッド１８の構成は第５図に示されるものと同様である
が、レーザ波長はλ。”８３０１ｕｌｌＬである。また
、１９は光ディスク４′に再記録・消去防止処理あるい
は処理の解除を行なう再記録・消去防止用光ヘッドであ
る。再記録・消去防止用光ヘッド１９の構成も第５図に
示されるものと同様であるが、レーザ波長はλ１　＝６
３５ｎｍである。

光ディスク４′を２００°０のベータ炉に約１０分量大
れて記録膜２′及び再記録・消去防止膜３′の両者を初
期結晶化させた後、光デイスク装置の信号用光ヘッド１
８を用い、実施例１と同様の再生信号Ｃ／Ｈの記録パワ
ーＰ＃依存性を測定した。測定の結果、記録パワーＰ−
が約１１＋ａＦでＣ／Ｎ　＝　２０　ｄＢ　、約１３ｓ
ｊＦ’でｃ／ｙ　＝　３５　ｅｔＢでありた。

また、記録信号（記録パワーＰｗ　＝　１３ｍＦ）　　
を連続レーザ照射により消去した場合の、消去比の消去
パワーＰ−依存性についても実施例１同様の測定した。

その結果、消去パワーＰｇ”７ｗａＷで消去率約−６ｔ
ＬＢ、約１０鶏Ｗで消去率−２４ｔＬＢであった。

つぎに、再記録・消去防止用光ヘッド１９を用い。

光ディスク４′の未記録部分と記録（記録）くワーＰｇ
。

＝１３簿Ｗ）部分に波長λ１　＝６３５　ｎｍ、１８ｍ
Ｆのレーザ光を照射し、再記録・消去防止処理を行なつ
た。再記録・消去防止処理を施された記録部分の信号用
光ヘッド１８による再生信号Ｃ／Ｎは約５５ｄＢで、こ
の処理による信号劣化は小さかった。続いて、この記録
部分に対し、信号用光ヘッド１８による消去を行なった
が、Ｐｇ　＝　１５ｍＦ以下では全く消去できなかった
。

一方、再記録・消去防止処理された未記録部分を信号用
ヘッド１８で記録してみたが、記録パワーＰｗ　＝　１
３ｙｘｒでは記録できず、１８ｎ＠Ｆでｃ／ｙ約２０ｃ
ＬＢを得るに過ぎなかった。

上記の如く、光ディスク４′において、再記録・消去防
止処理前では記録・消去が可能であったレーザパワーで
は、その処理後において、再生Ｃ／Ｎはほぼ保ちつつも
、記録・消去が不可能となっている。これは、作用で述
べたように、再記録・消去防止膜３′が結晶状態から非
晶質状態に変化し、このため波長λ。における再記録・
消去防止Ｍ３′の光学定数が記録膜２′の吸収率を減衰
させる方向に変化しているためである。

再び、再記録・消去防止用光ヘッド１９を用い、光ディ
スク４′の再記録・消去防止処理された記録部分、未記
録部分に波長λ、　＝　６５５ｎｗｈ、１２ｍＪＰ’の
レーザ光を照射し、再記録・消去防止解除処理を行なっ
た。記録部分に対し、信号用光ヘッド１８による消去を
行なったところ、再記録・消去防止処理前とほぼ等しく
、消去パワーＰｇ　＝　１０ｍＦ　で消去比２２ｄＢが
得られた。

また、再記録・消去防止解除処理を施した未記録部分を
信号用ヘッド１８で記録してみたところ、記録パワーＰ
ｗ＝１５ｒｇＷで再生信号Ｃ／Ｎ約３２ｄｊｌｌが得ら
れた。

このように、再記録・消去防止解除部分が再記録・消去
防止処理を施さない全くの初期部分とほぼ同様の記録・
消去特性が得られるのは、再記録・消去防止処理により
再記録・消去防止のため非晶質化されていた再記録・消
去防止膜３′かもとの結晶状態に戻ったためと考えられ
る。

なお、上記実施例１から２における効果は、基板の大き
さや光ディスクがトラッキング制御用に案内溝を有する
か、ピットを有するかにはかかわらない。もちろん、デ
ィスク構成は第１図、第４図に示した構成に限るもので
はなく、基板と記録膜との間に誘電体膜の存在するもの
でも良い。

また、相変化記録膜については、上記の５ｂ−５ｓ−Ｂ
　ｉ系、Ｉルー５ｂ−ｒ−系に限るものではなく、ｓｂ
。

Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎなど元素単体と、Ｔ−やＳ−の化合物
からなるＳｂ　　Ｔｉ　、　Ｃｍ　　５ｂ−Ｔａ　、　
５に一５ｉ　、Ｔｇ−５ｓ　−５ｂ　、　Ｔｇ−５ｂ−
Ｓｂ、　Ｇａ−５ｂ−５ｓ　、　５ｂ−５ｓ−Ｚｎ、Ｓ
ｂ−Ｓ　ｇ　−Ｓｂなどが使用できる。

また、実施例２の再記録・消去防止膜３′は作用で記載
した条件を満足すれば、上記相変化材料から選択するこ
とができる。

また、実施例２の断熱膜５はＳ　龜０１に限るものでは
な（，５ｉｌＮ、　、　Ａｔｅ、　ＳｉＯ＋　Ｔａ！０
　＊　ＺｎＳ＊　ＬｉＮＡＯＢ＋Ｔａ　Ａ’　ｂ　□　
ｓなどのａｔ体が使用できる。

また、上記技術は、消去可能相変化光ディスクのみなら
ず、特定の光の照射により、情報を追記できるものや書
き換えることができるものであればよく、追記型穴あけ
記録光ディスク、追記型相変化光ディスク、バブルフォ
ーミング、光磁気ディスクや、カードなどにも適用でき
ることは、言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光呼収量変化手段により、情報の再記
録・消去をできなくすることができるので、装置の誤操
作等による不要な情報の記録や。

必要な情報の消去を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図は本発明の光ディスクの実施例の断面図
、第２図、第３図、第６図、第７図は本発明の光ディス
クの一実施例の特性図、第５図は光ディスクに記録・消
去・再生するための光ヘッドの構成図、第９図は光ディ
スクの基板表面の一部拡大図、第１０図は本発明の光デ
イヌクの再記録・消去防止及び記録・消去・再生を行な
う装置のブロック構成図、第８図は本発明の光ディスク
の再記録・消去防止処理に関する使用方法を説明する斜
視図である。 １・・・・・・・・・・・・基板 ２・・・・・−・・・・・記録膜 ３　・・・・・・・・・・・・ ４　・・・・・・・・・・・・ ５　・・・・・・・・・・・・ １２　・・・・・・・・・ １８　・・・・・・・・・ １９　・・・・・・・・・ 再記録・消去防止膜 光ディスク 断熱膜 円形黒板 信号用光ヘッド 再記録・消去防止用光ヘラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録膜に特定の光が照射されて、情報の記録再生が
   行われる光記録媒体において、 再生の際に照射される光に対する反射量をほぼ一定に維
   持しつつ、記録または消去の際に照射される光に対する
   前記記録膜の呼収量を変化させる光呼収量変化手段を有
   することを特徴とする光記録媒体。 ２、前記光吸収量変化手段は、情報の記録、消去または
   再生の際に照射される光と異なる波長の光によって、記
   録または消去の際に照射される光に対する前記記録膜の
   吸収量を変化させることを特徴とする請求項１記載の光
   記録媒体。 ３、前記光吸収量変化手段は、記録または消去の際に照
   射される光に対する前記記録膜の吸収量を不可逆的に変
   化させることを特徴とする請求項１または２記載の光記
   録媒体。 ４、前記光吸収量変化手段は、記録または消去の際に照
   射される光に対する前記記録膜の吸収量を可逆的に変化
   させることを特徴とする請求項１または２記載の光記録
   媒体。 ５、前記記録膜の吸収量を変化させる光は、太陽光であ
   ることを特徴とする請求項２記載の光記録媒体。 ６、特定の光を照射して、光記録媒体に情報を記録する
   光記録装置において、 前記特定の光の波長と異なる波長の光を前記光記録媒体
   に照射する光照射手段を有することを特徴とする光記録
   装置。