JPH0335423A - 情報記録装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、レーザダイオード等のレーザ光源から発せ
られる光ビームを光ディスク等の情報記録媒体に照射す
ることにより情報を記録・消去・再生する情報記録装置
に関し、特にオーバーライドが可能な情報記録装置に関
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。光ディスクは、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としては、大別して垂直磁化膜の
スピンの方向を外部磁場及びレーザ光照射による熱を利
用して選択的に変化させる光磁気型と、レーザ光の照射
条件により、記録層のレ−ザ光照射部分を１つの構造状
態と他の構造状態との間で可逆的に変化させる相変化型
とが現在開発されている。

相変化型の記録媒体に用いられる記録層としては、例え
ばＴｅ、Ｇｅ、ＴｅＧｅ、ＩｎＳｅ。

５ｂＳｅ、５ｂＴｅ等の半導体、半導体化合物、金属間
化合物が知られており、これらは夫々安定な結晶と非晶
質との状態を取り得、各状態でＮ−ｎ−１ｋで表される
複素屈折率が異なる。

結晶と非晶質の２つの状態をレーザビーム照射により可
逆的に変化させて光メモリとする着想は、Ｓ、Ｒ，０ｖ
ｓｈｌｎｓｋｙ等によって示されている（Ｍａｔｅｌｌ
ｕｒｇｌｃａｌ　Ｔｒａｎｓａｃｉｌｏｎｓ　　２．　
６４１（１９７１））。これによれば、レーザビームの
照射により、非晶質又は結晶状態を選択的及び可逆的に
形成し、再生レーザ光の反射率の差により、これら２つ
の状態を区別し、情報を記録するものである。

このような記録媒体における情報の記録は、照射部分の
温度がその融点より高くなる高パワーで短イパルス幅の
レーザ光を照射することにより行われ、また情報の消去
は、照射部分の温度がその結晶化温度より高くなるパワ
ーで長いパルス幅のレーザ光を照射することにより行わ
れる。

一方、情報の記録及び消去を１つのレーザビームで行う
、いわゆる１ビ一ム方式が提案されている。この方式は
単一のレーザから放射されるビームを記録用パワーとそ
れより低い消去用パワーとの間でパワー変調し、これに
より既に記録されている情報を消去しながら新しい情報
を重ね書きすることができる。このため、この方式は１
ビ一ムオーバーライド方式と称され、相変化型の情報記
録媒においても盛んに研究されている。

しかしながら、この１ビ一ムオーバーライド方式では、
消去が完全ではなく、消去残りが生じてしまうという不
具合がある。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
オーバーライド後の消去残りを解消することができる情
報記録装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成Ｊ （３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、情報記録媒体に光ビー
ムを照射して情報を記録する第１のレーザ発生手段と、
照射面における強度分布が前記第１のレーザ発生手段よ
りもブロードな光ビームを照射して情報を消去する第２
のレーザ発生手段と、前記第１及び第２のレーザ発生手
段からの光ビームを前記情報記録媒体に集光照射するた
めの光学系とを有する情報記録装置であって、前記第１
のレーザ発生手段から記録すべき情報に応じて射出され
る光ビームと前記第２のし〜ザ発生手段からの光ビーム
とを重畳させたビームにより情報を記録・消去すること
を特徴とする。

（作用） この発明においては、記録用と消去用との２つのレーザ
発生手段を用い、照射面における記録用ビームの強度分
布よりも、消去用ビームの強度分布のほうをブロードに
したので、記録スポットよりも消去スポットのほうを大
きくすることができ、消去残りを解消することができる
。

（実施例） 以下、この発明について詳細に説明する。

本願発明者が、オーバーライドの際に消去残りが発生す
る原因について検討した結果、以下に示す結論を得た。

一般的に、記録層に集光されたレーザビームの強度はガ
ウス分布しているため、記録層のレーザビーム照射スポ
ットにおいては、その中心部から外側に温度分布が生じ
ることが良く知られている。

第６図に従来のオーバーライドにおける記録時のビーム
強度プロファイル及び非晶質記録ピット（図ではＡ−Ｄ
で示す）の模式図を、第７図に消去残りの状態を示す。

上述したように、記録層のビーム照射スポットの中心部
は、記録層の融点を超えているため、記録ビットのａで
示す部分は非晶質となる。しかし、ビームスポットの周
縁部、すなわち強度プロファイルの裾の部分す及びｄは
、温度がその融点には至っていないが、結晶化温度は超
えているため、結晶状態となっている。一方、オーバー
ライドの際の消去用のレーザパワーは、結晶化温度を超
えるパワーであるため、Ｃの部分も結晶状態となる。た
だし、ｂ、ｄの部分とＣの部分とでは、異なる温度で結
晶化したため、−船釣に結晶の形態又は結晶粒径が異な
る。このような状態で、次にオーバーライドして第６図
のＢ及びＣの記録ピットを消去しようとすると、第７図
に示すように、ｄの部分が消え残ってしまう。これは、
オーバーライドを行った後に、ｂの部分は消去用レーザ
ビームの照射によりＣと同様の結晶形態となるが、ｄの
部分は消去用のレーザビームが照射されないため、異な
る結晶のまま残ってしまうからである。

従って、このような不都合を解決するためには、ｄの部
分にも消去用のビームを照射できればよい。

このため、この発明においては、記録用及び消去用の２
つの光源を設け、記録用のビームよりも消去用のビーム
のほうが照射面における強度分布がブロードになるよう
に構成し、ｄの部分にも消去用のレーザビームが照射さ
れるようにした。これにより、装置構成を複雑にするこ
となく、オーバーライドの際の消去残りを解消すること
ができる。

以下、第１図を参照しながら、この発明の実施例につい
て具体的に説明する。この実施例に係る情報記録装置は
、記録・再生用レーザ発生装置１０と、消去用レーザ発
生装置２０と、これらから発光されたレーザビームを情
報記録媒体としての光デイスク５０に集光照射するため
の光学系３０と、Ｒ，Ｆ信号及びフォーカスやトラッキ
ングのサーボ系のためのディテクタ４０とを備えている
。

なお、光デイスク５０は基板の上に情報記録用の記録層
が形成されたものであり、記録層としては従来から知ら
れているＩ　ｎ　Ｓ　ｅ　１１　ｎ　Ｓ　ｂ　５ＩｎＳ
ｂＴｅ等の相変化タイプのものを適用することができる
。

記録・再生用レーザ発生装置１０は半導体レーザからな
るレーザ光源１１と光源１１から発振されたレーザ光を
拡大するビームエキスパンダ１２とを備えており、消去
用レーザ発生装置２０は半導体レーザからなるレーザ光
源２１とビームエキスパンダ２２とを備えている。ビー
ムエキスパンダ２２の拡大率Ｍ２はエキスパンダ１２の
拡大率Ｍｌの３倍程度大きくなっている。

光１ｆＥ１１及び２１から発せられたレーザ光は、夫々
ビームエキスパンダ１２及び２２を通過した後平行光と
なる。なお、消去用のレーザビームは前述したようにエ
キスパンダ２２により拡大率を大きくしておき、第２図
（ａ）に示すように、ビーム強度が大きくて平らな部分
のみをアパーチャー２３で取り出し、コリメータレンズ
を通過した後にブロードな強度分布になるようにしてお
く。

また、記録・再生用ビームは、第２図（ｂ）に示すよう
に、拡大率は消去用のビームよりも小さく、アパーチャ
ーが入っていないからビーム強度のプロファイルはガウ
ス分布となっている。

記録・再生用のレーザ光源１１より発振され、ビームエ
キスパンダ１２により平行光にされた記録用レーザビー
ムは、光学系３０に導かれる。

光学系３０において、記録用レーザビームは、先ず偏光
ビームスプリッタ−３１により上側へ反射し、λ／４板
３板金２過した後、反射１１３３により反射されて再び
λ／４板３板金２過する。この場合に、記録用のレーザ
ビームはλ／４を２回通過しているため、位相が反転し
、偏光ビームスプリッタ−３１を通過して、さらにλ／
４板３板金４過後、対物レンズ３５により光デイスク５
０に集光照射される。

一方、消去用のレーザ光？Ｒ２１からレーザビームは、
光学系３０において、先ず偏光ビームスプリッタ−３１
により下側へ反射し、λ／４板３板金４過後、対物レン
ズ３５により光デイスク５０に集光照射される。

オーバライドの際には、ブロードなビーム強度プロファ
イルを有する消去用ビームにシャープなガウス分布した
記録用パルスビームが重畳された第３図に示すようなオ
ーバーライド波形が形成され、これが光ディスクに集光
照射される。すなわち、パワーがＰ、の消去用のレーザ
ビームとパワーがＰｗ　　（Ｐｗ　＞Ｐａ　）の記録用
のレーザパルスとを重畳させたレーザビームを照射する
ことにより、従前の記録情報を消去しながら新しい情報
を書込むことができる。

情報の再生においては、記録・再生用のレーザ光源１１
から発振され、ビームエキスパンダ１２により強度がガ
ウス分布した平行光にされ、記録用ビームと同様に光デ
ィスクに照射される。そして、光デイスク５０で反射し
た再生光は、対物レンズ３５、λ／４板３板金４過する
。この際に、再生光はλ／４板３板金４回通過すること
になうため位相が反転し、偏光ビームスプリッタ−３１
で左側へ反射する。そして、ハーフミラ−３６で２分さ
れ、その一方がレンズ３７によりディテクタ４０に集光
され、これにより再生信号、フォーカスサーボ及びトラ
ッキングサーボ信号が取り出される。

以上説明したように、消去用のレーザビームの強度分布
を記録・再生用のビームの強度分布よりもブロードにし
たから、消去用ビームの照射スポット径が、記録・消去
用ビームの照射スポット径よりも大きい。従って、オー
バーライドの際に、従前の記録スポットを十分な幅をも
って消去することができるので、消去残りの発生を防止
することができる。また、２つの光源を用いて１ビーム
オーバーライドを行うので、１つの光源を用いる場合よ
りも、個々のレーザ光源の出力が小さくてよい。

第４図は、記録・再生用のレーザ光源及び消去用のレー
ザ光源の波長をともに０，８３μｍとした場合の光デイ
スク面におけるビームの強度プロファイルの計算値を示
す。第４図に示すように、記録・再生用のガウス型分布
のレーザビームでは、半値幅で計算したビーム直径は０
．５６μｍとなり、消去用のブロード分布のレーザビー
ム５７えは０．７８μｍとなる。従って、消去用ビーム
のスポット径は、記録・再生用ビームのスポット径の１
．４倍となり、記録スポットは消去用ビームによって十
分に消去され、消去残りの問題は解決される。

次に、この発明に基づいて実際にオーバーライドを行っ
た試験例について説明する。

ここでは、上述の本発明に係る情報記録装置と、比較の
ために従来の１つのレーザ光源を備えた１ビームオーバ
ーライド用の装置とを用いてオーバーライドを行った。

光ディスクとして第５図に示すものを用いた。

このディスクは、グループ付きのポリカーボネート製直
径５インチのディスク基板５１上に、１ｚｏｖ保護層５
２、Ｉｎ−５ｂ−Ｔｅ合金製の相変化型記録層５３、Ａ
Ｍ　２０３保護層５４、Ａｕ反射層５５、及び紫外線硬
化性樹脂の保護層５６がこの順に形成されて構成されて
いる。

レーザビーム５７は記録層５３に集光照射され、その際
の熱により結晶と非晶質との間で相変化し、情報が記録
・消去される。

このように構成された光ディスクを１８００「ｐ−で回
転させ、ディスク中心から半径５０ｍｍの位置でオーバ
ーライドを行った。

従来の装置において、光デイスク面における記録用パル
スのパワーＰＷが２０ｍＷ、消去用のバイアスパワーＰ
、が１０ｍＷとなるように、光源としてのレーザダイオ
ードのソースパワーを調整した。なお、光学系における
光透過損失は約５０％であるため、レーザダイオードの
ソースパワーは、記録時で約４ＱｍＷ、消去時で２０ｍ
Ｗである。

本発明の装置における光デイスク面でのパワーも同様の
値とした。ただし、本発明の装置では、記録用のレーザ
光と消去用のレーザ光とを重畳させているため、その分
レーザダイオードのソースパワーは少なくよく、実際、
記録・再生用のレーザダイオードのソースパワーは、記
録時で２５ｍＷであり、消去用のレーザダイオードのソ
ースパワーは１８ｍＷである。

試験は、先ず、４ＭＨｚ（デユーティ５０％）で記録を
行い、同じ部分を３ＭＨｚ（デユーティ５０％）でオー
バーライドを行った。その後、光ディスクに再生用のレ
ーザ光を照射して信号を検出し、スペクトロアナライザ
にて、３ＭＨｚの記録のＣ／Ｎ値と、従前の４　Ｍ　Ｈ
ｚでの記録の消去残り信号とを測定した。

その結果、従来の装置による３　Ｍ　Ｈｚの記録のＣ／
Ｎ値は５０ｄＢ、消去残りは２８ｄＢであった。これに
対し、本発明の装置では、３　Ｍ　Ｈｚの記録のＣ／Ｎ
値は５１ｄＢ、消去残りは５ｄＢであった。このように
、本発明の装置では消去残り信号が大幅に低下すること
が確認された。また、２つのレーザダイオードを使用し
ているため、個々のレーザダイオードのソースパワーを
大幅に低域することができた。

［発明の効果］ この発明によれば、記録用と消去用との２つのレーザ発
生手段を用い、照射面における記録用ビームスポットよ
りも、消去用ビームスポットのほうを広くしたので、消
去残りをなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る情報記録装置を示す概
略構成図、第２図はビームエキスパンダによるレーザビ
ームの拡大状態を示す図、第３図はオーバーライドの際
のレーザパワーを示す図、第４図は光デイスク面におけ
るビームの強度プロファイルを示す図、第５図はこの発
明の実施例に用いた光ディスクを示す断面図、第６図は
従来のオーバーライドにおける記録時のビーム強度プロ
ファイル及び非晶質記録ピットを示す模式図、第゛７図
は消去残りの状態を示す模式図である。 １０；記録・再生用レーザ発生装置、２０；消去用レー
ザ発生装置、３０；光学系、４０；ディテクタ、５０；
情報記録媒体（光ディスク）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 情報記録媒体に光ビームを照射して情報を記録する第１
   のレーザ発生手段と、照射面における強度分布が前記第
   １のレーザ発生手段よりもブロードな光ビームを照射し
   て情報を消去する第２のレーザ発生手段と、前記第１及
   び第２のレーザ発生手段からの光ビームを前記情報記録
   媒体に集光照射するための光学系とを有する情報記録装
   置であって、前記第１のレーザ発生手段から記録すべき
   情報に応じて射出される光ビームと前記第２のレーザ発
   生手段からの光ビームとを重畳させたビームにより情報
   を記録・消去することを特徴とする情報記録装置。