JPH0335428A - 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ｔｈ＆媒体に照
射することにより情報を記録・再生、又は記録・消去・
再生する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
ク及び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書き替え可能型（リライ
タプル型）の３種類に大別される。

この中で、ライトワンス型及びリライタブル型の光ディ
スクは、その開発当時には、従来の磁気ディスクに比較
して容量が１０倍程度も大きいという利点を有していた
。

しかし、光ディスクの記録容量は未だ十分なものとは言
えず、また最近の磁気記録技術の急速な進歩により磁気
ディスクにおいても光ディスクの記録密度に近い記録容
量のものも開発されつつあり、光ディスクにおける一層
の高記録密度化が要求されている。

光ディスクにおける記録密度を高密度化する方法は、従
来から種々検討されている。

例えば、記録するためのレーザビームのスポット径を小
さくして記録ピットをより小さくし、ピットとピットと
の間隔を小さくする試みがなされている。一般によく知
られているように、レーザビームのスポット径をｄ１レ
ーザビームを光ディスクに照射する際に用いられる対物
レンズのニューメリ力ルアバーチャーをＮＡ、レーザ波
長をλとすると、ｄｃｘ３λ／ＮＡの関係があるから、
スポット径を小さくするためにＮＡを大きくするか、又
はλを小さくすればよい。

ＮＡを大きくする場合には、光デイスク上に集光された
レーザビームのスポット径を小さくすることはできるが
、焦点深度が小さくなるため、ディスクのわずかな面振
れや反り等のために、レーザビームのトラッキングやフ
ォーカシングのサーボがかからなくなるという不具合が
ある。こうした事情を考慮すると、現状ではＮＡが０．
５５〜０．６程度が上限であり、高記録密度化の観点か
ら十分とはいえない。

一方、現在市販されている半導体レーザの波長は７８０
ｎ−又は８３０　ｎｓであり、これを短波長化してとり
あえず６８０ｎ讃にする研究もなされているが、市販レ
ベルにはないのが現状である。

λを小さくするために半導体レーザの第２次高調波のみ
を取り出して先ディスクの記録・再生用に利用しようと
いう試みもなされている。この場合には、基本波の波長
が８３Ｏｎ１１であれば第２次高調波の波長は４１５ｒ
ｖであって、波長を十分に小さくすることができる。

しかし、第２次高調波のパワーは高々１ｍｗであり、記
録のために最低必要なパワーである５ｍｗ（光デイスク
面での値）に比較して著しく小さいため、未だ実用化に
は至っていない。

半導体レーザ以外では、例えばＡ「のように波長が４８
８０鳳と半導体レーザよりも短いものがあるが、これら
は大型であり、レーザドライブの小型化が要求されてい
る現状では、このようなレーザを使用することは非現実
的である。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
比較的簡単な構成で、実用的に記録密度の高密度化を図
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］ （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、情報記録媒体に光ビー
ムを照射して情報を記録するための第１のレーザ光源と
、情報が記録された前記媒体に光ビームを照射して情報
を再生するための第２のレーザ光源と、前記第１及び第
２のレーザ光源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のレーザ光源はその基本波で情報を記録し
、前記第２のレーザ光源は前記基本波の第ｎ次高調波で
情報を再生することを特徴とする。

（作用） この発明においては、レーザ光源の基本波を記録用とし
、第ｎ次高調波を再生用としたので、記録スポットに比
較して再生スポットを小さくすることができ、従来より
も記録スポットが近接していても、情報の再生が可能と
なる。従って、記録スポットが近接した分だけ高記録密
度化することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して、この発明の実施例について
詳細に説明する。第１図は、この実施例に係る情報記録
装置を示す概略構成図である。

この情報記録装置は、半導体レーザからなる再生用レー
ザ光源１と、同様に構成された記録用レーザ光源１３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１０に集光照射するための光学系２０
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１２とを備えている。

なお、光デイスク１０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、記録層としてはピット形成タ
イプのもの、相変化タイプのもの等、従来から使用され
ている種々のものを適用することができる。

再生用レーザ光源１及び記録用レーザ光源１３から発せ
られたレーザビームは、光学系２０に導かれる。

光学系２０において、記録用レーザ光源１３からのレー
ザビームは先ずコリメータレンズ１４を通過して平行光
にされ、その後偏光ビームスプリッタ−４で反射し、ハ
ーフミラ−７を通過して対物レンズ９により光デイスク
１０に集光照射される。これにより、情報が記録される
。

一方、再生用レーザ光源１からのレーザビームは、例え
ばＬｉＮｂＯ３で形成された第２次高調波発生器２を通
って第２次高調波となり、第２次高調波用コリメータ３
により平行光となる。そして、平行光の第２次高調波は
偏光ビームスプリッタ−４で反射し、第２次高調波用第
２纏高調波用λした後、第２次高調波用ミラー６で反射
する。

第２次高調波発生器２から出たビームは若干の基本波を
含んでいるが、ミラー６は基本波を透過するようになっ
ており、このミラー６では第２高調波のみが反射される
。ミラー６で反射された第２次高調波は再度λ／４板５
を通過するので、λ／４板５で４５＠づつ２回、合計９
０″位相がずれることになるため、ビームスプリッタ−
４を通過する。その後、再生用の第２高調波はハーフミ
ラ−７を通過して対物レンズ９により光デイスク１０に
集光照射される。

その後、光デイスク１０で反射した第２次高調波はハー
フミラ−７で２分され、その一方が、ディテクタ１２に
導かれる。これにより情報が再生される。

この場合に、再生用のレーザビームに第２次高調波を使
用しているため、光デイスク１０の再生スポット径は、
基本波によって形成された記録スポット径よりも小さい
。

このことを第２図を参照しながら説明する。第２図は、
波長が８３Ｏｎ−の半導体レーザを用い、ＮＡが０．５
５の対物レンズを用いた光学系を光デイスクドライブに
組み込んだときの光デイスク面の集光スポットにおける
照射強度分布を示す図であり、実線は基本波、破線は第
２次高調波を示すものである。この場合に、強度が約半
分になる位置における径（半値全幅）の約１．５倍がス
ポット径と一致する。この図に示すように半導体レーザ
の基本波の半値全幅（直径）は０．５７μｍとなり、第
２次高調波の半値全幅（直径）は０．２９μｍとなる。

すなわち、半導体レーザの３ｆＮ２次高調波を用いる場
合には、基本波を用いる場合よりもレーザスポット径を
約１／２に小さくできる。

次に、この発明における高記録密度化の原理について第
３図を参照しながら説明する。先ず、第３図（ａ）は従
来の記録・再生方式の場合について示す。従来は、記録
と再生とでパワーのみ異なる同一のレーザを用いている
から、両者の光デイスク面での集光スポット径は全く同
じ大きさである。この方式の場合には、高記録密度化の
観点から記録マーク相互間の間隔が狭まってくると、再
生用ビームを光ディスクに照射し、例えばその反射光量
を検出して情報を再生する場合に、解像度が極めて悪く
なる。

これに対して、この発明の場合には、光源の基本波を情
報の記録用にし、第２次高調波を再生用にしたので、前
述したように、再生スポット径が記録スポット径の約１
／２になる。従って、第３図（ｂ）に示すように、記録
マーク相互間の間隔が狭まった場合でも、解像度良く忠
実に再生することができる。従って、記録密度を少なく
ても従来よりも２倍にすることが可能である。

次に、この発明に基づいて実際に記録・再生を行った試
験例について説明する。記録用及び再生用のレーザ発振
器として波長が８３ｏｎ−の半導体レーザを用い、対物
レンズのＮＡを０．５５とした。

光ディスクとしては直径５ｃ園のものを用い、その記録
層としては、レーザビームの照射により穴を形成して情
報を記録するタイプのＴｅ−Ｃ（テルル−カーボン）を
用いた。

（１）記録用レーザの光デイスク面でのパワーを１０ｍ
Ｗに設定し、再生用の第２次高調波のバワーを０．８ｍ
Ｗに設定した。この場合の半値幅は、前述の第２図に示
すものと同様、基本波が０．５７ａｍ、第２次高調波が
０．２９μｍであった。

光ディスクを１８００　ｒｐ−で回転させ、先ず記録用
の光源としての半導体レーザからレーザビムを発光させ
、ディスク中心から３０−厘の位置に３．７ＭＨｚ、パ
ルス幅５０　ｎ５ｅｃで記録を行った。

これにより光ディスクの記録層に形成されたピット（記
録マーク）の最小ピッチ（互いに隣接するピット中心間
の距Ｍ）は１．５μｍであった。ピットの長さは、前述
したように照射された基本波の半値全幅の１．５倍程度
になるから、ピットとピットとの間隔は０．６５μｍ以
下となる（実際には、ピットの回りにリムが形成される
ため、ピット間隔は更に小さくなる）。

このようにして記録した情報を前述したような第２次高
調波にて再生し、スペクトロアナライザで再生信号のＣ
／Ｎを測定した結果、５０ｄＢであった。

これに対して、従来のように基本波を用いて再生した場
合には、再生信号のＣ／Ｎが４９ｄＢとなり、第２次高
調波により再生した場合とほとんど差が無かった。

（２）前述のように構成された光ディスクに対し、（１
）と同じ基本波を用い、記録周波数のみを変化させて、
記録ピット間の距離を０．４ｐｍ、０．３μｍ、０．２
５．ｃｚｍ、０．２０μｍ。

０．１５μｍと短くして記録を行い、この記録情報を前
述のように第２次高調波及び基本波によって再生する実
験を行った。その結果を第１表に示す。

第　　　１　　　表 第１表に示すように、基本波で再生した場合、第２次高
調波で再生した場合のいずれも、ピット間隔が小さくな
るに従ってＣ／Ｎが低下しているが、基本波で再生した
場合にはその低下が大きいのに対し、第２次高調波で再
生した場合にはこれが小さい。

電子式文書ファイル等のデジタル記録においては、Ｃ／
Ｎは実用上４５ｄＢ以上あればよいから、第２次高調波
を用いて再生する場合にはピット間隔を０．２μｍまで
小さくすることができる。基本波を用いた場合には、ピ
ット間隔が０．４以上でなければならないから、第２次
高調波で再生する場合にはピット間隔を従来の１／２に
できることが確認された。すなわち、ピット密度を２倍
まで高密度化することができた。

なお、以上の例では、記録方式としてライトワンス型、
記録層としてＴｅ−Ｃを用い、パルスレーザにより穴を
形成して情報を記録する光ディスクを示したが、この発
明はこれに限ることなく種々変形可能である。

例えば、穴を形成するタイプの記録層の代わりに、２つ
の金属又は半導体を積層してレーザ照射部分に原子拡散
を生じさせて記録マークを形成する拡散膜又は合金膜や
、非記録状態では非晶質であってレーザビームの照射に
より結晶化させて記録マークを形成する相変化型の記録
層としても同様の効果を得ることができる。

また、記録した情報を消去可能なりライタプル型のもの
であってもよい。この場合にも、第２次高調波を再生に
用いることによりライトワンス型の場合と全く同様の効
果を得ることができる。リライタプル型では、前述の記
録用光源を消去用にも用いればよい。このようなりライ
タプル型に用いられる記録層としては、例えば結晶−非
晶質間で可逆的に変化を生じる変化型のもの、磁化の向
きを変化させて情報を記録・消去する光磁気記録タイプ
のものがある。

記録ピットを円形にしてピトの位置によって情報処理を
おこなういわゆるピットポジション記録の例について説
明したが、これに限らず、ピットを楕円形にしピットの
長さによって信号処理を行ういわゆる長さ記録に対して
も、同様な効果を得ることができる。

また、上述の例では、再生用のビームとして第２次高調
波を用いたが、再生可能なパワーを得られる限り第３次
以降の高調波を用いることもできる。

さらに、情報記録媒体としては、光ディスクに限らず、
光カード等地のものを用いることもできる。

［発明の効果］ この発明によれば、光源の基本波を記録用に用い、再生
用にスポット径が基本波よりも小さい第０次高調波を用
いるような構成にしたので、比較的装置構成が簡単であ
りながら、高記録密度を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る情報記録装置を示す概
略構成図、第２図は光源としての半導体レーザの基本波
及び第２次高調波の強度分布を示す図、第３図は従来及
びこの発明における記録スポットと再生スポットとの関
係を説明するための図である。 １．１３；レーザ発振器、１０；情報記録媒体（光ディ
スク）　　１２；ディテクタ、２０；光学系。

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ため
   の第１のレーザ光源と、情報が記録された前記媒体に光
   ビームを照射して情報を再生するための第２のレーザ光
   源と、前記第１及び第２のレーザ光源からの光ビームを
   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のレーザ光源はその
   基本波で情報を記録し、前記第２のレーザ光源は前記基
   本波の第ｎ次高調波で情報を再生することを特徴とする
   情報記録装置。