JPH0432040A - Optical information recording medium, information recording method using this medium, as well as information reproducing method and information reproducing device - Google Patents

Optical information recording medium, information recording method using this medium, as well as information reproducing method and information reproducing device

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JPH0432040A
JPH0432040A JP2137267A JP13726790A JPH0432040A JP H0432040 A JPH0432040 A JP H0432040A JP 2137267 A JP2137267 A JP 2137267A JP 13726790 A JP13726790 A JP 13726790A JP H0432040 A JPH0432040 A JP H0432040A
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medium
light
wavelength
information
refractive index
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JP2137267A
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Hiroaki Hoshi
星 宏明
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Abstract

PURPOSE:To allow many valuing with high SNR (S/N) by providing 1st and 2nd reflecting layers which are disposed in parallel with each other and providing medium layers which vary in the refractive index thereof when irradiated with light between these layers. CONSTITUTION:The 1st and 2nd reflecting layers 12a, 12b, 14a, 14b which are disposed in parallel with each other and the medium layers 13a, 13b which vary in the refractive index thereof when irradiated with light are provided. Inorg. media consisting of TeOx, InSeTlCo, GeTeSbTl, GeTeSe, etc., and org. media consisting of an anthraquinone deriv., dioquiquedine compd., triphenodithiazine compd., etc., are adequate as the medium layers 13a, 13b. The multilayered reflecting layers 12a, 12b and 14a, 14b are formed by alternately laminating the layers having a high refractive index and the layers having a low refractive index at the optical path length thickness corresponding to 1/4 the wavelength. The phases of an optical multiple interference effect are varied in this way and, therefore, the many valued information is obtd. and the recording density is additionally increased in spite of high SNR.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光学的多重干渉効果を有する記録媒体、その
媒体を用いた情報記録方法、および情報再生方法、およ
び情報再生装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a recording medium having an optical multiple interference effect, an information recording method using the medium, an information reproducing method, and an information reproducing apparatus.

[従来の技術] 近年、光ディスク、光カード、光テープなどの光メモリ
と呼ばれる光学的情報記録媒体や、それを使用した記録
再生装置の発展には目覚しいものがある。このような記
録再生装置は、光メモリが高密度記録という特長を有す
るため、ビット当りのコストが磁気ディスクなどに比較
して安く、また高い転送レートが得られるなどの利点が
ある。
[Background Art] In recent years, optical information recording media called optical memories, such as optical disks, optical cards, and optical tapes, and recording and reproducing devices using them have made remarkable progress. Such a recording/reproducing device has the advantage that the cost per bit is lower than that of a magnetic disk, etc., and a high transfer rate can be obtained because the optical memory has the feature of high-density recording.

そのため、更に光メモリの高密度化を行うべ(、研究開
発が盛んである。
Therefore, research and development is actively being conducted to further increase the density of optical memory.

光メモリの高密度化を目指すには、例えば最小ビットサ
イズの微小化、情報記録の多値化、情報の多重記録など
があり、それぞれ種々の方式が提案されている。このう
ち、従来公知の多値化技術に関しては、染料系媒体や相
変化型媒体の連続的な反射率変化を利用した技術の提案
がほとんどである。これらの提案は、基本的には、今ま
での2値情報に対応していた、コントラストの良い2つ
の異なる反射率のレベルの中間値をさらに細分化するも
のである。そのため、原理的にSNRを犠牲にした多値
化であり、エラレートの劣化を招くものであった。
In order to increase the density of optical memories, various methods have been proposed, such as miniaturization of the minimum bit size, multi-level recording of information, and multiple recording of information. Of these, most of the conventionally known multilevel techniques have been proposed using continuous reflectance changes of dye media or phase change media. These proposals basically involve further subdividing the intermediate value between two different reflectance levels with good contrast, which corresponded to conventional binary information. Therefore, in principle, multileveling is performed at the expense of SNR, which leads to deterioration of error rate.

この反射率変化を利用した方式では、最も単純には、基
板の複素屈折率N1、媒体の複素屈折率N、とすると、
反射率Rは次式で表わされる。
In the method using this reflectance change, in the simplest form, if the complex refractive index N1 of the substrate and the complex refractive index N1 of the medium are:
The reflectance R is expressed by the following formula.

但しn m (m= 1.2)は屈折率、K、  (I
11=1.2)は減衰係数でN m” n s −iK
 @である。例えば、TeOx系の相変化媒体の場合、
アモルファス状態のとき、N *:3.5−0.8i−
結晶状態ではN1=3.9−1.3iであるから、N、
=1.6とすると反射率の変化ΔRは6%と小さい。さ
らに、このΔRを細分化するのであるが、記録に要する
光エネルギに対するΔRの変化は、非線形であるので等
分化が難しい上、記録に必要な光エネルギの制御も容易
ではない。
However, nm (m= 1.2) is the refractive index, K, (I
11=1.2) is the damping coefficient N m”ns −iK
It is @. For example, in the case of a TeOx-based phase change medium,
When in amorphous state, N*: 3.5-0.8i-
Since N1=3.9-1.3i in the crystal state, N,
=1.6, the change in reflectance ΔR is as small as 6%. Further, this ΔR is divided into smaller parts, but since the change in ΔR with respect to the optical energy required for recording is non-linear, it is difficult to divide it into equal parts, and it is also not easy to control the optical energy required for recording.

これに対して、多値化を目的としたわけではないが、S
NRを上げる手法として、特公昭63−26463号に
示されるが如(、高反射率の金属ミラーを媒体裏面に設
け、薄膜の多重干渉効果により、2つの状態間での反射
率の差を広げ、コントラストを向上させる方法が提案さ
れている。この特公昭63−26463号には、特に吸
収係数の変化による反射率変化の増大について提案され
ているが、この方法により前記の多値化の問題点、非線
形性と光エネルギ制御の難しさが解決できるわけではな
い。むしろ多値化に適用しようとすると、吸収スペクト
ルの変化と多重干渉効果を組み合わせることにより、反
射率の変化の非線形性が増大する可能性が大きい。つま
り、このような2値に対応した2つの反射率の差を増大
し、コントラストを改善し、2値データとしてのSNR
を向上できるからといって、必ずしも多値化に適した特
性が得られるわけではない。
On the other hand, S
As a method to increase the NR, as shown in Japanese Patent Publication No. 63-26463, a metal mirror with high reflectance is provided on the back surface of the medium, and the difference in reflectance between the two states is widened by the multiple interference effect of the thin film. , a method for improving the contrast has been proposed.This Japanese Patent Publication No. 63-26463 proposes an increase in reflectance change due to a change in absorption coefficient, but this method solves the above-mentioned problem of multileveling. However, the nonlinearity and the difficulty of optical energy control cannot be solved.In fact, if we try to apply it to multi-leveling, the nonlinearity of the change in reflectance increases by combining the change in the absorption spectrum and the multiple interference effect. In other words, it is possible to increase the difference between the two reflectances corresponding to such binary values, improve the contrast, and improve the SNR as binary data.
Even if the characteristics can be improved, it does not necessarily mean that characteristics suitable for multilevel processing can be obtained.

デジタルメモリにおいては、媒体レベルでの多値化レベ
ル数をLとすると、2進数のデータを記録する際の情報
の記録bitv!iMは、次式で表わされる。
In a digital memory, if the number of multivalue levels at the medium level is L, information is recorded bitv! when binary data is recorded. iM is expressed by the following formula.

M = 1ogzL 例えば、前記反射率変化による多値化において、媒体で
8レベルの多値(L=8)を実現しても、記録できる情
報量は3bit(M=3)なので、記録密度は3倍にし
か上がらない。デジタルメモリからのデータを受けとる
コンピュータ等の機器の信号処理、またメモリ内の変復
調等の処理系を考えると、多値化の効果が顕著となるの
は、8bitの多値化からであろうから、媒体としては
256レベルの多値化を確保する必要がある。
M = 1ogzL For example, in the case of multi-value conversion using reflectance change, even if the medium achieves 8 levels of multi-value (L = 8), the amount of information that can be recorded is 3 bits (M = 3), so the recording density is 3. It only doubles. When considering the signal processing of devices such as computers that receive data from digital memory, and the processing systems such as modulation and demodulation within the memory, the effect of multilevel conversion becomes noticeable from 8-bit multilevel conversion. , it is necessary to ensure 256 levels of multi-value for the medium.

このような光強度に対する反射率を用いて多値化を行う
場合、全(理想的に、0から100%の反射率がリニア
に変化するものとして等分化したとしても、256レベ
ルの多値を行なうと、ルベルあたり0.391%の変化
となり、媒体の製造技術、光源強度の安定化技術、検出
技術等を考えると、実用化は非常に難しいものであるこ
とがわかる。
When performing multi-value conversion using reflectance for such light intensity, even if the total (ideally, 0 to 100% reflectance changes linearly) and is divided into equal parts, 256 levels of multi-value processing are required. If this is done, the change will be 0.391% per rubel, which means that it will be extremely difficult to put it into practical use considering the medium manufacturing technology, light source intensity stabilization technology, detection technology, etc.

また、特公昭63−26463号と同じ、光吸収スペク
トルを用いた、フォトケミカルホールバーニング(以下
PHB)効果を利用した多重記録方式も提案されている
。この多重記録方式は、原理的には多重記録により、多
値記録が可能となるはずである。しかしながら、PHB
方式は現状では、極低温における原理確認実験が終了し
た段階であり、技術的に狭帯域の吸収スペクトルを多数
有する媒体を室温で安定に実現することは難しい。さら
に、情報の記録、再生、消去といったメモリとしての一
連の基本動作を行なう場合、光源は狭い各吸収スペクト
ル巾より十分狭いスペクトル巾を有する必要がある。ま
た、波長の掃引を同時に行う必要があること、しかも波
長の絶対値制御が必要であること等、媒体そのものの不
安定性以外にも解決すべき点が多いのが現状である。
Furthermore, a multiplex recording system using a photochemical hole burning (hereinafter referred to as PHB) effect using a light absorption spectrum has also been proposed, as in Japanese Patent Publication No. 63-26463. In principle, this multiplex recording method should enable multilevel recording by multiplex recording. However, PHB
At present, experiments to confirm the principle of this method at extremely low temperatures have been completed, and it is technically difficult to stably realize a medium with many narrow-band absorption spectra at room temperature. Furthermore, when performing a series of basic operations as a memory such as recording, reproducing, and erasing information, the light source needs to have a spectral width sufficiently narrower than each of the narrow absorption spectral widths. In addition, there are currently many issues that need to be resolved in addition to the instability of the medium itself, such as the need to simultaneously sweep the wavelength and the need to control the absolute value of the wavelength.

[発明が解決しようとしている課題] 前述したように、従来の多値化技術としては、多くの問
題点が残されており、特にSNRが低いことや、多値化
度が低いことなどの問題があった。また、多値化度を高
めるための提案もなされているが、数多くの技術的課題
が残されているというのが実情であった。
[Problems to be solved by the invention] As mentioned above, many problems remain with the conventional multilevel technology, especially problems such as low SNR and low degree of multilevel conversion. was there. In addition, although proposals have been made to increase the degree of multi-leveling, the reality is that many technical issues remain.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その
目的は高いSNRと高い多値塵を同時に実現し、もって
高信頼性と高密度記録を可能にした光学的情報記録媒体
、その媒体を用いた情報記録方法、情報再生方法、そし
て情報再生装置を提供することにある。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide an optical information recording medium that simultaneously realizes high SNR and high multilevel dust, thereby enabling high reliability and high density recording, and the medium. An object of the present invention is to provide an information recording method, an information reproducing method, and an information reproducing device using the above.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、各々で反射された光が多重干渉を起すよう
に、所定間隔で互いに平行に配置された第1および第2
の反射層と、これらの反射層の間に設けられ、光が照射
されることによって、その屈折率が変化する媒体層とか
ら成る光学的情報記録媒体により達成される。
[Means for Solving the Problem] The above object is to provide first and second light beams that are arranged parallel to each other at a predetermined interval so that the light reflected by each light beam causes multiple interference.
This is achieved by an optical information recording medium consisting of a reflective layer and a medium layer provided between these reflective layers and whose refractive index changes when irradiated with light.

また各々で反射された光が多重干渉を起すように、所定
間隔で互いに平行に配置された第1および第2の反射層
と、これらの反射層の間に設けられた媒体層とから成る
光学的情報記録媒体を用い前記媒体層に記録すべき情報
に従って強度変調された光束を照射することによって、
媒体層の屈折率を照射された光束の強度に応じて変化さ
せることを特徴とする情報記録方法により達成される。
Also, an optical system comprising first and second reflective layers arranged parallel to each other at a predetermined interval so that light reflected from each layer causes multiple interference, and a medium layer provided between these reflective layers. By irradiating the medium layer with a light flux whose intensity is modulated according to the information to be recorded using an information recording medium,
This is achieved by an information recording method characterized by changing the refractive index of the medium layer according to the intensity of the irradiated light beam.

更に、各々で反射された光が多重干渉を起すように、所
定間隔で互いに平行に配置された第1および第2の反射
層と、これらの反射層の間に設けられ、その屈折率の変
化として情報が記録された媒体層とから成る光学的情報
記録媒体に再生用光束を照射する過程、前記光束の波長
を所定の範囲で掃引する過程、前記光束の媒体による反
射光または透過光を受光し、多重干渉を起す波長を検知
する過程、および、検知された波長から媒体に記録され
た情報を判別する過程から成る情報再生方法により達成
される。
Furthermore, first and second reflective layers are arranged parallel to each other at a predetermined interval so that the light reflected from each causes multiple interference, and a change in the refractive index is provided between these reflective layers. A process of irradiating a reproducing light beam onto an optical information recording medium comprising a medium layer on which information is recorded, a process of sweeping the wavelength of the light beam within a predetermined range, and a process of receiving reflected light or transmitted light of the light beam by the medium. However, this is achieved by an information reproducing method comprising a process of detecting wavelengths that cause multiple interference, and a process of determining information recorded on a medium from the detected wavelengths.

また、光学的情報記録媒体に光束を照射し、この光束の
媒体による反射光または透過光を検出することによって
、媒体に記録された情報を再生する装置において、前記
媒体が、各々や反射された光が多重干渉を起すように、
所定間隔で互いに平行に配置された第1および第2の反
射層と、これらの反射層の間に設けられ、その屈折率の
変化として情報が記録された媒体層とから成り、前記光
束の波長を所定の範囲で掃引する手段、前記反射光また
は透過光を受光して多重干渉を起す波長を検知する手段
、および、検知された波長から媒体に記録された情報を
判別する手段とを備えたことを特徴とする情報再生装置
により達成される。
Further, in a device that reproduces information recorded on an optical information recording medium by irradiating a light beam onto the medium and detecting reflected light or transmitted light of the light beam by the medium, the medium is Just as light causes multiple interference,
It consists of first and second reflective layers arranged in parallel with each other at a predetermined interval, and a medium layer provided between these reflective layers, on which information is recorded as a change in the refractive index, and the wavelength of the light beam is means for sweeping the wavelength within a predetermined range, means for detecting a wavelength that causes multiple interference by receiving the reflected light or transmitted light, and means for determining information recorded on the medium from the detected wavelength. This is achieved by an information reproducing device characterized by the following.

[作用] 本発明によれば、光学的多重干渉効果を有する記録媒体
に、多値情報をその干渉効果の位相の光学的パラメータ
の変化として記録し、また前記干渉効果の分光特性を用
いて多値情報を光の波長に対応させて再生することによ
り、高いSNRと高い多値度を達成し、高信頼性で高密
度記録を行うようにしたものである。
[Operation] According to the present invention, multilevel information is recorded on a recording medium having an optical multiple interference effect as a change in the optical parameter of the phase of the interference effect, and the spectral characteristics of the interference effect are used to record multiple information. By reproducing value information in correspondence with the wavelength of light, a high SNR and a high degree of multi-value can be achieved, and high-density recording can be performed with high reliability.

[実施例] 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。第1図は本発明の特徴を最もよく表わす
構成図である。
[Examples] Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram that best represents the features of the present invention.

第1図において、1は光学的多重干渉効果を利用して多
値情報を記録する記録媒体である。この記録媒体1の具
体的構成については、詳しく後述する。2は情報記録用
の第1の光源である半導体レーザ、3はその半導体レー
ザ2のレーザ光を平行光とするコリメータレンズである
。4は情報再生用の第2の光源である半導体レーザ、5
はその半導体レーザ4のレーザ光を平行光とするコリメ
ータレンズである。また、6.7はビームスプリッタ、
8はピックアップレンズ、9はセンサレンズ、10は光
デイテクタである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a recording medium that records multilevel information using optical multiple interference effects. The specific configuration of this recording medium 1 will be described in detail later. 2 is a semiconductor laser which is a first light source for information recording, and 3 is a collimator lens that converts the laser beam of the semiconductor laser 2 into parallel light. 4 is a semiconductor laser which is a second light source for information reproduction; 5
is a collimator lens that converts the laser beam of the semiconductor laser 4 into parallel light. Also, 6.7 is a beam splitter,
8 is a pickup lens, 9 is a sensor lens, and 10 is a light detector.

各コリメータレンズ3,5で平行光に変換された光は、
ビームスプリッタ6で合成される。また媒体1は、不図
示のモータによって駆動され、上記光源から発した光束
でこの媒体が走査されるように構成されている。
The light converted into parallel light by each collimator lens 3, 5 is
They are combined by a beam splitter 6. The medium 1 is driven by a motor (not shown), and is configured to be scanned by the light beam emitted from the light source.

記録用の半導体レーザ2は、比較的高出力のレーザであ
り、記録レーザ駆動回路31によって駆動される。端子
30からは、多数のビット(例えば8ビツト)の2値信
号で表されるワードが次々に入力される。入力されたワ
ードは変調回路32において、予め定められたテーブル
に従って、対応した信号レベルに変換される。例えば、
1ワードが8ビツトから成る場合には、256通りのワ
ードが存在することになり、各々のワードに対応して2
56通りのレベルに変調された記録信号が変調回路から
出力される。この記録信号は、記録レーザ駆動回路31
に入力され、半導体レーザ2からは、その信号レベルに
応じた強度の記録用光束が出射される。
The recording semiconductor laser 2 is a relatively high-output laser, and is driven by a recording laser drive circuit 31. From the terminal 30, words expressed as binary signals of a large number of bits (for example, 8 bits) are input one after another. The input word is converted into a corresponding signal level in the modulation circuit 32 according to a predetermined table. for example,
If one word consists of 8 bits, there are 256 words, and 2 words corresponding to each word.
A recording signal modulated into 56 levels is output from the modulation circuit. This recording signal is transmitted to the recording laser drive circuit 31
The semiconductor laser 2 emits a recording light beam having an intensity corresponding to the signal level.

前記記録用光束は、コリメータレンズ3で平行化され、
ビームスプリッタ6および7を透過してピックアップレ
ンズ8で媒体1の媒体層上に微小スポットとして結像さ
れる。媒体層は、この記録光束の照射によって加熱され
、屈折率の変化した微小記録領域の連続として信号が記
録される。ここで、各微小記録領域は、照射された光束
の強度に対応した屈折率を示す。即ち、1つの記録領域
に1つのワードが記録されたことになる。前記変調回路
32からの信号の出力は、クロック信号発生回路33か
ら出力されるクロック信号に基づいて、一定周期で行な
われる。従って、記録媒体1上には、光束の走査方向に
、一定のピッチで微小記録領域が形成される。
The recording light beam is collimated by a collimator lens 3,
The light passes through the beam splitters 6 and 7 and is imaged as a minute spot on the medium layer of the medium 1 by the pickup lens 8. The medium layer is heated by the irradiation of the recording light flux, and signals are recorded as a series of minute recording areas with varying refractive indexes. Here, each minute recording area exhibits a refractive index corresponding to the intensity of the irradiated light beam. That is, one word is recorded in one recording area. The signal output from the modulation circuit 32 is performed at regular intervals based on the clock signal output from the clock signal generation circuit 33. Therefore, minute recording areas are formed on the recording medium 1 at a constant pitch in the scanning direction of the light beam.

一方、再生用の半導体レーザ4としては、比較的低出力
のレーザが用いられる。この半導体レーザ4は、再生レ
ーザ駆動回路34によって駆動される。再生レーザ駆動
回路34は、クロック信号発生回路33から入力される
クロック信号に同期させて、半導体レーザ4から発する
再生用光束の波長を一定周期で掃引させる。このような
波長の掃引は、例えば、通常のDHレーザを用いて、こ
のレーザに注入される電流量を変化させることによって
行なうことが出来る。また、特開昭63−32985号
等で提案されているタンデム電極型の波長可変半導体レ
ーザな用いれば、更に広範囲で高速な掃引が可能である
。クロック信号発生回路33は、例えば、媒体に予め記
録された同期マークの検出によって、媒体上の微小記録
領域とクロック信号との同期をとっている。そして、こ
のクロック信号に基づいて、半導体レーザ4は、微小記
録領域内で少な(とも−度の波長の掃引を行なうように
制御される。
On the other hand, as the semiconductor laser 4 for reproduction, a relatively low output laser is used. This semiconductor laser 4 is driven by a reproduction laser drive circuit 34. The reproducing laser drive circuit 34 sweeps the wavelength of the reproducing light flux emitted from the semiconductor laser 4 at a constant cycle in synchronization with the clock signal input from the clock signal generating circuit 33. Such wavelength sweeping can be performed, for example, by using a normal DH laser and changing the amount of current injected into the laser. Further, if a tandem electrode type wavelength tunable semiconductor laser proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-32985 is used, it is possible to sweep an even wider range and at higher speed. The clock signal generation circuit 33 synchronizes the minute recording area on the medium with the clock signal, for example, by detecting a synchronization mark recorded in advance on the medium. Based on this clock signal, the semiconductor laser 4 is controlled to perform a wavelength sweep of a small number of degrees within the minute recording area.

半導体レーザ4から発した再生用光束は、ビームスプリ
ッタ6で反射され、ビームスプリッタ7を透過して、ピ
ックアップレンズ8で媒体1の媒体層上に微小スポット
として結像される。媒体1で反射され、記録された情報
に応じて変調された光は、ビームスプリッタ7でレーザ
からの入射光と分離され、センサレンズ9で集光されて
、光デイテクタ10で受光される。
The reproducing light beam emitted from the semiconductor laser 4 is reflected by the beam splitter 6, transmitted through the beam splitter 7, and imaged as a minute spot on the medium layer of the medium 1 by the pickup lens 8. The light reflected by the medium 1 and modulated according to the recorded information is separated from the incident light from the laser by the beam splitter 7, focused by the sensor lens 9, and received by the optical detector 10.

光デイテクタ1oの出力はピーク検知回路35に入力さ
れ、ここで検出信号のピークが検知される。そして、計
時回路36は、クロック信号発生回路33から入力され
るクロック信号に基づき、再生用光束の波長の掃引の開
始時点からピークの検知時点までの時間をカウントする
。後述するように、本発明は、媒体1の媒体層の屈折率
変化として記録された情報を、光学的多重干渉効果を用
いて、干渉が起る波長の変化に変換して検出するもので
ある。そして、第1図の装置では、波長を一定のレート
で掃引させている為、上記波長の変化は、掃引開始から
の時間として現われる。従って、情報再生回路37は、
計時回路36で計時された時間から、媒体1に記録され
た情報を再生し端子38より出力する。
The output of the optical detector 1o is input to a peak detection circuit 35, where the peak of the detection signal is detected. Based on the clock signal inputted from the clock signal generation circuit 33, the timer circuit 36 counts the time from the start of the wavelength sweep of the reproducing light beam to the time when the peak is detected. As will be described later, the present invention detects information recorded as a change in the refractive index of the medium layer of the medium 1 by converting it into a change in the wavelength at which interference occurs using optical multiple interference effects. . In the apparatus shown in FIG. 1, the wavelength is swept at a constant rate, so the change in wavelength appears as the time from the start of the sweep. Therefore, the information reproducing circuit 37
The information recorded on the medium 1 is reproduced from the time measured by the clock circuit 36 and output from the terminal 38.

なお、上記配録用光束および再生用光束は、図示しない
が、オートフォーカス、オートトラッキング制御により
、光スポットの焦点位置は3次元的に制御される。また
、前述の両方の半導体レーザとも、必要に応じて楕円分
布の光出力をビーム整形プリズムなどで真円分布に近い
ものに変換することも可能である。
Although not shown in the drawings, the focal position of the light spot of the recording light beam and the reproduction light beam is three-dimensionally controlled by autofocus and autotracking control. Further, in both of the semiconductor lasers described above, it is also possible to convert the optical output having an elliptical distribution into one having an approximately perfect circular distribution using a beam shaping prism or the like, if necessary.

次に、記録媒体1の具体的構成について説明する。第2
図に記録媒体1の断面構造を示す。
Next, the specific configuration of the recording medium 1 will be explained. Second
The figure shows a cross-sectional structure of the recording medium 1.

記録媒体1は、表、裏とも記録、再生を行える両面構造
の媒体である。11aJlbは透明ポリカーボネートの
基板であり、各基板上に反射層と媒体層が交互が形成さ
れている。まず、基板11a、llb上に、それぞれ第
1の反射層12a、 12bが形成されその表面に熱に
より屈折率が変化する媒体層13a。
The recording medium 1 is a double-sided medium that allows recording and reproduction on both the front and back sides. Reference numeral 11aJlb is a transparent polycarbonate substrate, and reflective layers and medium layers are alternately formed on each substrate. First, first reflective layers 12a and 12b are formed on substrates 11a and llb, respectively, and a medium layer 13a whose refractive index changes with heat is formed on the surface thereof.

13bが形成されている。また、各媒体層13a、]3
b上に第2の反射層14a、 14bが形成され、これ
らが接着層15により貼着されている。各層は所定間隔
で互いに平行に形成され、後述するように多重干渉を起
すようになっている。
13b is formed. In addition, each medium layer 13a, ]3
Second reflective layers 14a and 14b are formed on the second reflective layer 14a and 14b, and these are adhered by an adhesive layer 15. The layers are formed parallel to each other at predetermined intervals, and are designed to cause multiple interference as will be described later.

媒体層13a、13bとしては、TeOx、 TnSe
T(l Co。
As the medium layers 13a and 13b, TeOx, TnSe
T(l Co.

GeTe5+、TJ2 、 GeTeSeなどの無機系
媒体や、アントラキノン誘電体、シオキケジン化合物、
トリフエツジチアジン化合物などの有機系媒体が好適で
ある。また、多層膜反射層12a、12b及び14a、
 14bとしては、屈折率が高い層と低い層を交互に、
波長の174に相当する光路長厚で積み重ねることによ
り成膜されている。各反射層の材質としては、SiOx
、5isN4.MgF4.Al2O5等の誘電体が用い
られる。
Inorganic media such as GeTe5+, TJ2, GeTeSe, anthraquinone dielectrics, sioquikedine compounds,
Organic media such as triphuedithiazine compounds are preferred. In addition, multilayer reflective layers 12a, 12b and 14a,
14b, a layer with a high refractive index and a layer with a low refractive index are alternately formed,
The films are formed by stacking them with an optical path length and thickness corresponding to 174 wavelengths. The material of each reflective layer is SiOx
, 5isN4. MgF4. A dielectric material such as Al2O5 is used.

このような記録媒体1を作製するには、まず両面の各基
板11a、 llb上に、スパッタ法や塗布法によりそ
れぞれ第1の反射層、媒体層、第2の反射層を順次成膜
する。そして、各基板11a、 llbを第2の反射層
同志を対向させて接着剤(接着層15)で接着すること
により、両面記録用の記録媒体が完成する。
To manufacture such a recording medium 1, first, a first reflective layer, a medium layer, and a second reflective layer are sequentially formed on each of the substrates 11a and llb on both sides by sputtering or coating, respectively. Then, a recording medium for double-sided recording is completed by bonding each substrate 11a, llb with an adhesive (adhesive layer 15) with the second reflective layers facing each other.

また、本実施例の記録媒体1では、第1の反射層と第2
の反射層に挟まれた媒体層という構成により、いわゆる
ファプリーベローエタロンを実現している。つまり後述
するように入射した光は、2つの反射層の間で繰返し反
射し、多重干渉効果が生じる。本発明は、この多重干渉
効果を有効に利用し、詳しく後述するように情報の多値
記録を行うものである。
Further, in the recording medium 1 of this embodiment, the first reflective layer and the second reflective layer
The structure of a medium layer sandwiched between reflective layers realizes a so-called Fapley bellows etalon. That is, as will be described later, the incident light is repeatedly reflected between the two reflective layers, resulting in a multiple interference effect. The present invention effectively utilizes this multiple interference effect to perform multilevel recording of information as will be described in detail later.

そこで、記録媒体1への多値情報の記録再生動作につい
て説明する。まず、本発明の記録再生の原理を第3図を
参照して説明する。
Therefore, the recording and reproducing operation of multivalued information on the recording medium 1 will be explained. First, the principle of recording and reproducing according to the present invention will be explained with reference to FIG.

第3図中、16は媒体層であり、第2図で示した媒体層
13a、13bに対応する。また、17は第1の反射面
で、第2図で示した第1の反射層12a。
In FIG. 3, 16 is a medium layer, which corresponds to the medium layers 13a and 13b shown in FIG. Further, 17 is a first reflective surface, which is the first reflective layer 12a shown in FIG.

12bを等価的に反射面として置換えたものである。第
2の反射面18も同様に第2の反射層14a、14bを
等価的に反射面として置換えたものである。19はレー
ザ光束を示し、第1図と同様に図面上方より媒体層16
に入射する。レーザのビームウェストは、前述のオート
フォーカス機構により、媒体層16の中心付近に位置す
るよう制御されている。従って、媒体層16内では、レ
ーザ光はほぼ平行光であると見なすことができる。
12b is equivalently replaced with a reflective surface. Similarly, the second reflective surface 18 is equivalently replaced with the second reflective layers 14a and 14b as a reflective surface. Reference numeral 19 indicates a laser beam, and the medium layer 16 is shown from the top of the drawing as in FIG.
incident on . The beam waist of the laser is controlled to be located near the center of the medium layer 16 by the aforementioned autofocus mechanism. Therefore, within the medium layer 16, the laser light can be considered to be substantially parallel light.

ここで、簡単のために、第3図の媒体層16の上下は両
側とも空気であり、2つの反射面の反射率も等しいと仮
定すると、最も単純なファプリーペローエタロンに、平
行光束を入射させたものとして取り扱うことができる。
Here, for the sake of simplicity, assuming that both the upper and lower sides of the medium layer 16 in FIG. It can be treated as if the

従って、第1、第2の反射面の強度反射率をRとし、媒
体層16の屈折率をn。、厚みをdとすると、このエタ
ロンの反射率Rtは、くり返し反射による多重干渉効果
の結果、次の(1)式で表わすことができる。
Therefore, the intensity reflectance of the first and second reflective surfaces is R, and the refractive index of the medium layer 16 is n. , where the thickness is d, the reflectance Rt of this etalon can be expressed by the following equation (1) as a result of the multiple interference effect due to repeated reflections.

ψ F sin” R,=              ・・・  (1)
ψ 1  + F sin” ここで、Fは(2)式で表わされ、ψは入射光の波長を
先としたときに(3)式で表わされる位相差である。
ψ F sin” R, = ... (1)
ψ 1 + F sin'' Here, F is expressed by equation (2), and ψ is a phase difference expressed by equation (3) when the wavelength of the incident light is taken first.

4πnvd ψ=□       ・・・  (3)λ なお、Fはフィネスに対応し、干渉縞の鮮鋭度を示すパ
ラメータであり、反射率Rが大きくなる程、後はど第4
図に示すように反射光の多重干渉の結果、位相差変化に
対応する反射率変化が鋭くなり、かつ変化量も大きくな
る。つまり、記録できる多値度を向上させられる。反射
率が低くなるのは、(1)式よりmを整数として、(4
)式のときである。
4πnvd ψ=□ ... (3) λ F corresponds to finesse and is a parameter indicating the sharpness of interference fringes.
As shown in the figure, as a result of multiple interference of reflected light, the change in reflectance corresponding to the change in phase difference becomes sharper and the amount of change becomes larger. In other words, the degree of multi-level recording that can be recorded can be improved. The reason why the reflectance decreases is that from equation (1), where m is an integer, (4
) when the expression.

ψ=2πm         ・・・  (4)従って
、反射率が低くなるのは、(5)式の条件を満すときで
ある。
ψ=2πm (4) Therefore, the reflectance becomes low when the condition of equation (5) is satisfied.

nvd =m   ・・・ (5) λ 第4図はこの様子を示した模式図であり、横軸が位相差
ψ、縦軸が反射光強度である。図中点線21は反射率R
が小さい場合、実線20は大きい場合である。反射率を
高(した場合、位相差に対する反射強度変化の半値幅、
つまり同図でWH,。
nvd = m (5) λ FIG. 4 is a schematic diagram showing this situation, where the horizontal axis is the phase difference ψ, and the vertical axis is the reflected light intensity. The dotted line 21 in the figure is the reflectance R
is small, the solid line 20 is large. When the reflectance is set to high, the half-width of the reflection intensity change with respect to the phase difference,
In other words, WH in the same figure.

W Hzで示される幅が鋭くなる事がわかる。It can be seen that the width indicated by WHz becomes sharper.

本発明による多値情報の記録は、本質的に上述の多重干
渉効果特性を利用したものである。即ち、第1図の記録
用の半導体レーザ2からの光により、媒体層16が加熱
されると、その屈折率n、が変化する。従来、その屈折
率変化による、反射率Rtの変化を記録の原理としてい
た。ところが、本発明においては、その従来原理と異な
り、屈折率の変化を、エタロンの位相差の変化に対応さ
せることにより記録し、再生はその位相の変化分を低反
射部ピークを示す波長の変化分として検出することとし
た。(3)式を用いて詳述すると、レーザ加熱により変
化した屈折率の変化分Δnvは(3)式より次の(6)
式で表わされる位相差変化分Δψとしてエタロン媒体に
記録される。
The recording of multilevel information according to the present invention essentially utilizes the above-mentioned multiple interference effect characteristics. That is, when the medium layer 16 is heated by the light from the recording semiconductor laser 2 shown in FIG. 1, its refractive index n changes. Conventionally, the principle of recording has been the change in reflectance Rt due to the change in refractive index. However, in the present invention, unlike the conventional principle, changes in the refractive index are recorded by making them correspond to changes in the phase difference of the etalon, and reproduction is performed using the changes in the phase as changes in the wavelength showing the peak of the low reflection area. It was decided to detect it as a minute. To explain in detail using equation (3), the change Δnv in the refractive index due to laser heating is calculated by the following equation (6) from equation (3).
It is recorded on the etalon medium as a phase difference change Δψ expressed by the equation.

つまり記録後は(7)式となる。In other words, after recording, equation (7) is obtained.

ん 即ち、記録前に波長λで(5)式の条件を濶たしていた
状態、つまり低反射率であったのに対し、記録後は△ψ
だけずれた高い反射率に変化したことになる。
That is, before recording, the condition of formula (5) was satisfied at wavelength λ, that is, the reflectance was low, but after recording, △ψ
This means that the reflectance has changed to a higher reflectance.

この記録した情報を再生するには、本発明においては、
従来のようなある単一波長に対する反射率の変化を検出
するのではなく(このような従来方式では多値度を上げ
られない)、低反射率のピークのシフト量△ψを検出す
る。それは、ピークのシフト量を、波長の変化量に変換
する方法で検出する。つまり、(7)式の状態で、(6
)式で表わされるΔψをキャンセルするような波長を求
めればよいから、(7)式よりΔψ°は(8)式で表ゎ
される。
In order to reproduce this recorded information, in the present invention,
Rather than detecting a change in reflectance for a single wavelength as in the conventional method (such a conventional method cannot increase the degree of multivalue), the shift amount Δψ of the peak of low reflectance is detected. It is detected by converting the amount of shift in the peak into the amount of change in wavelength. In other words, in the state of equation (7), (6
) Since it is sufficient to find a wavelength that cancels Δψ expressed by the equation (7), Δψ° is expressed by the equation (8) from the equation (7).

従って、(6)、(8)式より△ψ=Δψ°とすると、
次の(9)式の関係が成り立つ。
Therefore, from equations (6) and (8), if △ψ=Δψ°, then
The following relationship (9) holds true.

Δ λ    Δn え     n2        ・・・  (9)つ
まり、波長を八えシフトすることにより、低反射率のピ
ークをディテクタで検出することが可能となる。
Δ λ Δn e n2 (9) That is, by shifting the wavelength by eight, it becomes possible to detect the peak of low reflectance with a detector.

第5図は、本実施例の具体的な再生動作を説明するため
のタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart for explaining the specific reproduction operation of this embodiment.

第5図(a)は、再生用半導体レーザ4の波長掃引波形
である。本発明の場合、記録媒体1のトラック方向の微
小記録領域(以下セルと呼ぶ。コンパクトディスクでい
うビット、光磁気ディスクでいうドメインに相当)は、
空間的にあるいは時間的に等ピッチに配列されている。
FIG. 5(a) shows a wavelength sweep waveform of the reproducing semiconductor laser 4. FIG. In the case of the present invention, the minute recording area (hereinafter referred to as a cell) in the track direction of the recording medium 1 corresponds to a bit in a compact disk or a domain in a magneto-optical disk.
They are arranged at equal pitches in space or time.

従って、コンパクトディスクや光磁気ディスクに用いら
れるような、マーク間記録もしくはマーク長記録とは根
本的に異なり、固有の位置に多値化された情報が記録さ
れ、各セルの間隔や長さは、記録される情報とは無関係
である。そのため、記録の高密度化の点では、多値記録
というメインの高密度記録手段に加え、各セルの間をつ
めて密に連続して並べられるので、記録領域を無駄なく
利用でき、更に高密度記録が可能である。記録領域の効
率的利用といった点では、例えば従来のマーク間記録方
式に比べると、少な(ともそれだけで2倍以上の高密度
化が可能である。
Therefore, it is fundamentally different from mark-to-mark recording or mark-length recording used for compact discs and magneto-optical discs, in which multi-valued information is recorded at unique positions, and the spacing and length of each cell is , independent of the information recorded. Therefore, in terms of high-density recording, in addition to the main high-density recording means of multilevel recording, each cell can be arranged closely and consecutively, making it possible to use the recording area without wasting it. Density recording is possible. In terms of efficient use of the recording area, compared to, for example, the conventional mark-to-mark recording method, it is possible to increase the density by more than twice as much.

第5図(a)は、その場合の実施例であり、時間t0は
1セル当りの読み取り時間である。CI〜Csは前述し
たトラック方向の微小記録領域のセルであり連続して順
次セル内の情報が読み取られる。情報を再生するには、
第5図(a)の鋸歯状波22の立ち上り領域で情報を再
生する。このように鋸歯状波で波長を掃引して時間と波
長の関係をリニアにし、この状態で時間を測定すること
により、波長の換算が簡単になる。また、本発明の再生
の特徴である記録された位相差情報を、波長に変換する
という過程に加え、さらに波長の情報を時間に変換する
ことにより、再生系を更に簡単なものにすることが可能
となる。
FIG. 5(a) shows an example of such a case, and time t0 is the reading time per cell. CI to Cs are cells in the aforementioned minute recording area in the track direction, and the information in the cells is successively and sequentially read. To play the information,
Information is reproduced in the rising region of the sawtooth wave 22 in FIG. 5(a). By sweeping the wavelength with a sawtooth wave in this way to make the relationship between time and wavelength linear, and measuring time in this state, wavelength conversion becomes easy. Furthermore, in addition to the process of converting recorded phase difference information into wavelength, which is a feature of the reproduction of the present invention, the reproduction system can be further simplified by converting wavelength information into time. It becomes possible.

第5図(b)に23として示す波形は、第5図(a)の
波長掃引波形により、各セルを読み出した場合のエタロ
ンからの反射光強度の波形の一例である。つまり、光デ
イテクタ10の出力波形の一例である。最初のセルC1
には、初期状態のまま即ち(5)式を満している状態の
もので、初期の波長λで、低反射率、つまりエタロンの
鋭い暗い縞に相当するパルスP、が現われる。この場合
、波長掃引の鋸歯状波の立上り開始時間から、パルスの
ピークが現われるまでの時間は、Oseeであるから、
それを測定することにより、波長がλ、つまり波長変化
Δχ=0、位相差変化分Δψ=0、屈折率変化分ΔnM
=oということを検出することができる。
The waveform shown as 23 in FIG. 5(b) is an example of the waveform of the reflected light intensity from the etalon when each cell is read out using the wavelength sweep waveform of FIG. 5(a). That is, this is an example of the output waveform of the optical detector 10. first cell C1
, a pulse P corresponding to a low reflectance, that is, a sharp dark stripe of the etalon, appears at the initial wavelength λ in the initial state, that is, in a state satisfying equation (5). In this case, the time from the start time of the rise of the sawtooth wave of the wavelength sweep until the peak of the pulse appears is Osee, so
By measuring it, the wavelength is λ, that is, the wavelength change Δχ=0, the phase difference change Δψ=0, and the refractive index change ΔnM
=o can be detected.

次に2番目のセルC2の読み出しでは、パルスP、のピ
ークが表われる時間が、鋸歯状波の立上り開始時間から
t、たけ遅れている。この時間t1における再生レーザ
の波長λ1は、その掃弓がリニアであることから、簡単
に求められるので、Δλ:λ1−λとして、(8)式よ
り位相差の変化分Δψ°が求まり、(7) 、(6)式
により、屈折率の変化分Δn2との対応がとられる。第
3番目のセルC8では、パルスP、が現われるまで、さ
らに異なる時間t2が求められ、同様にそれに対応した
波長及び位相、屈折率が求められる。従って、多値情報
に対応した屈折率変化を媒体層に与えることにより、位
相差として多値情報を記録しその多値情報の再生には位
相差を波長変化に変換することにより、コントラストの
良好な信号を得ることができ、さらに波長の検出を時間
軸上のパルスの検出に変換することにより、装置の簡略
化が図れる。
Next, when reading the second cell C2, the time when the peak of the pulse P appears is delayed by t from the rise start time of the sawtooth wave. The wavelength λ1 of the reproducing laser at this time t1 can be easily determined because its sweep is linear, so the change in phase difference Δψ° is determined from equation (8), where Δλ: λ1 - λ, and ( 7) Correspondence with the change in refractive index Δn2 is taken using equation (6). In the third cell C8, a different time t2 is determined until the pulse P appears, and the corresponding wavelength, phase, and refractive index are similarly determined. Therefore, by giving the medium layer a refractive index change that corresponds to the multi-value information, the multi-value information is recorded as a phase difference, and the multi-value information is reproduced by converting the phase difference into a wavelength change, thereby achieving good contrast. Furthermore, by converting wavelength detection to pulse detection on the time axis, the apparatus can be simplified.

記録媒体に与える屈折率変化と、最終的波長変化の関係
は(9)式で与えられた。さらに、第5図(a)に示し
た鋸歯状波22の立上がり部分の傾きを(lO)式で与
えると、(9)式は次の(11)式で表わされる。
The relationship between the refractive index change given to the recording medium and the final wavelength change was given by equation (9). Furthermore, if the slope of the rising portion of the sawtooth wave 22 shown in FIG. 5(a) is given by the equation (lO), then the equation (9) can be expressed by the following equation (11).

ん a=−・・・  (lO) を 従って、多値情報として与える屈折率変化と、多値情報
として得られる時間間隔の関係が得られる。例えば、1
セルに8bitの多値化を行なうには、前述のように記
録媒体としては256の多値情報を記録することになる
から、必要な分解能は1/256以上となる。屈折率を
4とし、その分解能を10−4、レンジを3X10−”
とすると、対応する波長の9分解能、レンジは(11)
式より、λ=830止として0.2nm、 5nm程度
となる。電気的な時間分解能を10 n5ecとすると
レンジは2.56μ5ee(約400k)+2>となり
、波長掃引レートは、(10)式より2 nm/μse
c程度となる。セルの大きさを1μmとすると、スポッ
トと媒体の相対速度は、約0、4m/seeとなる。こ
れは通常の光ディスクより1桁遅い速度であるが、1セ
ルに8bitの情報が記録されているので、転送レート
は約3 Mbpsである。相対速度が遅い分、記録に必
要な光パワーが小さくてすむ。もちろん、時間分解能、
波長掃弓速度が向上すれば、より高多値化、高転送レー
ト化が実現できる。
Therefore, the relationship between the refractive index change given as multi-value information and the time interval obtained as multi-value information can be obtained. For example, 1
In order to perform 8-bit multi-value conversion on a cell, 256 multi-value information must be recorded on the recording medium as described above, so the required resolution is 1/256 or more. The refractive index is 4, the resolution is 10-4, and the range is 3X10-"
Then, the 9 resolution and range of the corresponding wavelength is (11)
From the formula, assuming that λ=830, it is approximately 0.2 nm and 5 nm. If the electrical time resolution is 10 n5ec, the range is 2.56μ5ee (approximately 400k) + 2>, and the wavelength sweep rate is 2 nm/μse from equation (10).
It will be about c. If the cell size is 1 μm, the relative velocity between the spot and the medium will be approximately 0.4 m/see. This is an order of magnitude slower than a normal optical disc, but since 8 bits of information are recorded in one cell, the transfer rate is approximately 3 Mbps. Since the relative speed is low, the optical power required for recording is small. Of course, the temporal resolution,
If the wavelength sweep speed is improved, higher multilevel values and higher transfer rates can be realized.

なお、第5図(b)において、第5図(a)の鋸歯状波
の各立下がり部分に生じるパルスP4は、同一セルを波
長掃引の往復で読み出しているために現われるパルスで
ある。このパルスはゲート回路などを設けることにより
、除去すれば何ら問題は生じない。また、第5図では、
各セルを隣接して並べたが、現実にはセル間のクロスト
ークを低減するために、マージンをとって配列する方が
よい。
In addition, in FIG. 5(b), the pulse P4 generated at each falling portion of the sawtooth wave in FIG. 5(a) is a pulse that appears because the same cell is read out in a round trip of the wavelength sweep. If this pulse is removed by providing a gate circuit or the like, no problem will occur. Also, in Figure 5,
Although the cells are arranged adjacent to each other, in reality, it is better to arrange them with a margin in order to reduce crosstalk between cells.

[他の実施例] 第6図は他の実施例の再生動作を説明するためのタイム
チャートである。
[Other Embodiments] FIG. 6 is a time chart for explaining the reproduction operation of another embodiment.

本実施例は、上述のセル間のクロストークの低減を解決
するため、また多値情報の基準を得るために、各セル間
に一定の間隔を設け、そこを未記録領域、すなわち初期
の屈折率を保った領域としたものである。第6図では、
その未記録領域をR+ ””’ R−とじて図示してい
る。本例では、情報を再生する場合、第6図(a)の各
鋸歯状波24の立上り時t、に情報セルを読み出し、立
下がり時t0°に、そのセル間に設けたレファレンスセ
ルを読み出す。従って、第6図(b)に示す波形25の
ように、各鋸歯状波の終了波長で、初期の(例えば、0
を意味する)情報に対応するレファレンスパルスP、が
得られる。そして、このパルスから情報パルスPaまで
の時間t+、txを検出することにより、各媒体間のバ
ラツキ、媒体内での空間的バラツキ、経時変化、再生用
半導体レーザ4の波長のバラツキなどの不確定要素を補
正することができる。この場合、記録密度は多少落ちる
が、データの信頼性は、著しく向上させることができる
In this embodiment, in order to solve the above-described reduction in crosstalk between cells and to obtain a standard for multilevel information, a certain interval is provided between each cell, and this is used as an unrecorded area, that is, an initial refraction area. This is an area where the ratio is maintained. In Figure 6,
The unrecorded area is shown as R+ ""' R-. In this example, when reproducing information, the information cells are read out at the rising edge t of each sawtooth wave 24 in FIG. 6(a), and the reference cells provided between the cells are read out at the falling edge t0°. . Therefore, as shown in waveform 25 shown in FIG. 6(b), at the end wavelength of each sawtooth wave, the initial (eg, 0
A reference pulse P corresponding to the information (meaning ) is obtained. By detecting the time t+, tx from this pulse to the information pulse Pa, uncertainties such as variations between each medium, spatial variations within the medium, changes over time, and variations in the wavelength of the reproducing semiconductor laser 4 are detected. elements can be corrected. In this case, although the recording density is somewhat reduced, data reliability can be significantly improved.

二のように本発明によれば、単に反射率の差で多値情報
を配録再生するのではなく、光の干渉を用いて位相を記
録し、再生には常に多重干渉効果により、高コントラス
ト化された縞のピークを検出するため、従来のような多
値化によるSNRの低下がな(、信頼性の高い多値情報
の記録再生を行なうことができる。また、狭い吸収スペ
クトルを用いているわけではないから、波長掃引時のレ
ーザのスペクトルは単一モードであればよく、PHBの
ような狭スペクトル巾である必要がないため、波長掃引
が容易である。更に、第2図に示した多層反射膜12a
、 12b、 14a、 14bは同一である必要はな
く、記録感度と記録レーザーパワー、相対速度の関係、
縞の鮮鋭度とSNRの関係から、最適値を決めればよく
、非対称でもよい。
2, according to the present invention, instead of simply recording and reproducing multilevel information based on differences in reflectance, the phase is recorded using optical interference, and the reproduction always uses the multiple interference effect to achieve high contrast. Because it detects the peak of the converted fringe, it is possible to record and reproduce highly reliable multi-value information without reducing the SNR due to multi-value conversion as in the conventional method. Therefore, the laser spectrum during wavelength sweeping only needs to be in a single mode, and does not need to have a narrow spectrum width like PHB, making wavelength sweeping easy.Furthermore, as shown in Fig. multilayer reflective film 12a
, 12b, 14a, and 14b do not need to be the same, and the relationship between recording sensitivity, recording laser power, and relative speed,
The optimum value may be determined based on the relationship between the sharpness of the stripes and the SNR, and may be asymmetrical.

なお、実施例においては、エタロンの光学的パラメータ
として、屈折率nMと波長λについて着目して説明した
が、位相差ψの変化は、一般に次の(12)式で表わさ
れ、厚みdによる変化もある。
In addition, in the examples, the refractive index nM and wavelength λ were focused on as optical parameters of the etalon, but the change in phase difference ψ is generally expressed by the following equation (12), and is determined by the thickness d. There are also changes.

Tt”               ・・・  (1
3)前記実施例においては、Δd=oとして扱ったこと
になるが、厚み変化Δdを通して、位相差△ψを記録し
、それをΔλで読み出すことも本発明によれば原理的に
可能である。また、△dとΔnの両方の変化により、Δ
ψを記録することも可能である。但し、厚みの変化△d
の場合、物理的形状変化であるため、多重干渉効果を保
ったまま、各セル間クロストークを小さくするには、各
セルを高密度に配列するには不利である。逆に不要な△
dが存在する場合は、第6図の実施例で示したようなレ
ファレンスセルを設けることにより補正可能である。
Tt”... (1
3) In the above embodiment, Δd=o, but according to the present invention, it is also theoretically possible to record the phase difference Δψ through the thickness change Δd and read it out as Δλ. . Also, due to changes in both Δd and Δn, Δ
It is also possible to record ψ. However, the change in thickness △d
In the case of , it is a physical shape change, so it is disadvantageous to arrange each cell densely in order to reduce the crosstalk between each cell while maintaining the multiple interference effect. On the contrary, unnecessary △
If d exists, it can be corrected by providing a reference cell as shown in the embodiment of FIG.

さらに、前記実施例においては、反射型の記録媒体につ
いて本発明を適用した場合について説明したが、本発明
は透過型の記録媒体にも適用可能である。この場合、エ
タロンの透過率T。は、(13)式で表わされる。
Further, in the above embodiments, the case where the present invention is applied to a reflective recording medium has been described, but the present invention can also be applied to a transmissive recording medium. In this case, the transmittance T of the etalon. is expressed by equation (13).

ψ 1+Fsin”− この透過率T。と反射率R1は、(14)式で示される
関係にあるので、透過光には鋭く明るい干渉縞が現われ
る。
ψ 1+Fsin''- Since the transmittance T and the reflectance R1 have the relationship shown by equation (14), sharp and bright interference fringes appear in the transmitted light.

R,+T、 = 1      −(14)従って、信
号検出器を記録媒体1に対して、光ヘッドと対向する位
置に置くことにより、第4図、第5図(b)、第6図(
b)のパルス波形20,21゜23、25を反転したパ
ルス波形が得られることになる。
R, +T, = 1 - (14) Therefore, by placing the signal detector at a position facing the optical head with respect to the recording medium 1,
A pulse waveform obtained by inverting the pulse waveforms 20, 21, 23, and 25 of b) is obtained.

第6図に対応する透過型の実施例を第7図に示す。この
ように透過型にすることにより、検出器の配置、光ヘッ
ドと同期して動かす等のある程度の複雑さは増す。しか
し、媒体の欠陥、傷、ゴミ等は、光を吸収、散乱するも
のが多く、検出器出力としては、下向きのパルス状波形
となることが多いので、第7図(b)に示す透過型の波
形27のように信号が上向きのパルスであると、基本的
に媒体欠陥等によるエラーに対し有利である。なお他の
特性は前記実施例と同様である。
FIG. 7 shows a transmission type embodiment corresponding to FIG. 6. By using a transmissive type as described above, a certain degree of complexity increases, such as the arrangement of the detector and the movement in synchronization with the optical head. However, many defects, scratches, dust, etc. on the medium absorb and scatter light, and the detector output often has a downward pulse-like waveform. If the signal is an upward pulse like waveform 27, it is basically advantageous against errors caused by medium defects. Note that other characteristics are the same as in the previous embodiment.

また、以上の実施例においては、媒体の屈折率変化を、
複素屈折率の実部の変化として、説明してきたが、本発
明は、複素屈折率Nの虚部も含めた一般的な場合にも適
用可能である。複素屈折率Nは、前述の如(、(15)
式で表わされる。
In addition, in the above embodiments, the refractive index change of the medium is
Although the explanation has been given as a change in the real part of the complex refractive index, the present invention is also applicable to general cases including the imaginary part of the complex refractive index N. The complex refractive index N is as described above (, (15)
It is expressed by the formula.

N=n+iK      −(15) 但し、Kは減衰係数である。nKはその物質の光の吸収
に関わる量を表わし、ヒートモード光メモリにおいては
、光を熱に変換する効率を表わす。
N=n+iK −(15) where K is an attenuation coefficient. nK represents the amount related to the absorption of light by the substance, and in the case of a heat mode optical memory, represents the efficiency of converting light into heat.

ヒートモード光メモリの媒体においては、nK≠0、つ
まりに≠0である。また、レーザの加熱により屈折率変
化ばかりでな(、減衰係数の変化をともなう媒体が多い
In a heat mode optical memory medium, nK≠0, that is, ≠0. Furthermore, in many media, laser heating causes not only a change in refractive index (but also a change in attenuation coefficient).

本発明において、K≠0で、Δに≠0の物質を媒体に用
いると、(3)式のエタロンの位相ψは、Kによる位相
差を仮定して、それをφとすると次の(16)式で表わ
せる。
In the present invention, if a material with K≠0 and Δ≠0 is used as a medium, the phase ψ of the etalon in equation (3) will be as follows (16 ) can be expressed by the formula.

従って、前述の(7)式は、(17)式で表わすことが
できる。
Therefore, the above-mentioned equation (7) can be expressed as equation (17).

4π(nv+ΔnM) ψ  =ψ+ Δψ=            (φ十
 Δφ)λ ・・・  (17) これがエタロン媒体に配録される位相差となる。
4π(nv+ΔnM) ψ = ψ+ Δψ= (φ10 Δφ)λ (17) This becomes the phase difference recorded on the etalon medium.

再生は、前実施例と同様にこの位相差の変化をキャンセ
ルする波長変化と、波長を時間軸で検出する方法により
可能である。このように本発明は、複素屈折率が変化す
る媒体でも適用可能である。
Reproduction is possible by changing the wavelength to cancel this change in phase difference and by detecting the wavelength on the time axis, as in the previous embodiment. In this way, the present invention is applicable even to media in which the complex refractive index changes.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、光学的多重干渉効
果の位相を変化させることにより、多値情報を記録する
ようにしたので、高いSNRを実現できるばかりでな(
、高い情報の多値度も達成できる効果がある。従って、
高いSNRでありながらも、情報の記録密度を更に高く
できるので、高信頼性と高密度記録を同時に実現するこ
とが出来る。また、多重干渉効果の分光特性を利用して
位相の変化を波長の変化に変換し、その波長変化を時間
を検出することで検出するため、再生系を何ら特殊な装
置を要することなく、簡単に構成できる利点がある。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, multilevel information is recorded by changing the phase of the optical multiple interference effect, which not only makes it possible to achieve a high SNR (
This has the effect of achieving a high level of information. Therefore,
Although the SNR is high, the information recording density can be further increased, so that high reliability and high density recording can be achieved at the same time. In addition, since changes in phase are converted into changes in wavelength using the spectral characteristics of the multiple interference effect, and the wavelength changes are detected by detecting time, the reproduction system can be easily configured without the need for any special equipment. It has the advantage of being configurable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の情報再生装置の一実施例を示す構成図
、第2図は本発明の光学的情報記録媒体の一実施例を示
す断面図、第3図は記録媒体の要部を模式的に示す説明
図、第4図は記録媒体の多重干渉効果特性を示す特性図
、第5図は前記実施例の再生動作を示すタイムチャート
、第6図及び第7図はそれぞれ他の実施例の再生動作を
示すタイムチャートである。 l;記録媒体 2;記録用の半導体レーザ 3.5;コリメータレンズ 4;再主用の半導体レーザ 6.7:ビームスブリツタ 8;ピックアップレンズ 9;センサレンズ  10.光ディテクタ11a、ll
b ;基板 12a、12b ;第1の反射層 13a、13b ;媒体層 14a、14b ;第2の反射層 15、接着層 31、記録レーザ駆動回路 32;変調回路 33:クロック信号発生回路 34;再生レーザ駆動回路 35;ビーク検知回路 36;計時回路 37;情報再生回路
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an information reproducing apparatus of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of an optical information recording medium of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the main parts of the recording medium. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the multiple interference effect characteristics of the recording medium, FIG. 5 is a time chart showing the reproduction operation of the above embodiment, and FIGS. 6 and 7 are diagrams showing other embodiments. 3 is a time chart showing an example reproduction operation. Recording medium 2; Semiconductor laser for recording 3.5; Collimator lens 4; Semiconductor laser for refocusing 6.7: Beam splitter 8; Pick-up lens 9; Sensor lens 10. Optical detector 11a, ll
b; Substrates 12a, 12b; First reflective layers 13a, 13b; Medium layers 14a, 14b; Second reflective layer 15, adhesive layer 31, recording laser drive circuit 32; Modulation circuit 33: Clock signal generation circuit 34; Reproduction Laser drive circuit 35; beak detection circuit 36; clock circuit 37; information reproducing circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)各々で反射された光が多重干渉を起すように、所
定間隔で互いに平行に配置された第1および第2の反射
層と、これらの反射層の間に設けられ、光が照射される
ことによって、その屈折率が変化する媒体層とから成る
光学的情報記録媒体。
(1) The first and second reflective layers are arranged parallel to each other at a predetermined interval, and are provided between these reflective layers so that the light reflected from each layer causes multiple interference, and the light is irradiated. An optical information recording medium comprising a medium layer whose refractive index changes by changing the refractive index.
(2)前記媒体層がTeOx、InSeTlCo、Ge
TeSbTl、GeTeSe、アントラキノン誘電体、
シオキケジン化合物またはトリフエッジチアジン化合物
のいずれかより成る特許請求の範囲第1項記載の光学的
情報記録媒体。
(2) The medium layer is made of TeOx, InSeTlCo, Ge
TeSbTl, GeTeSe, anthraquinone dielectric,
2. The optical information recording medium according to claim 1, which comprises either a sioquikedine compound or a trifed thiazine compound.
(3)前記第1および第2の反射層の各々が、低屈折率
の誘電体と高屈折率の誘電体とを交互に積層した多層反
射膜から成る特許請求の範囲第1項記載の光学的情報記
録媒体。
(3) The optical system according to claim 1, wherein each of the first and second reflective layers comprises a multilayer reflective film in which a dielectric with a low refractive index and a dielectric with a high refractive index are alternately laminated. information recording medium.
(4)各々で反射された光が多重干渉を起すように、所
定間隔で互いに平行に配置された第1および第2の反射
層と、これらの反射層の間に設けられた媒体層とから成
る光学的情報記録媒体を用い前記媒体層に記録すべき情
報に従って強度変調された光束を照射することによって
、媒体層の屈折率を照射された光束の強度に応じて変化
させることを特徴とする情報記録方法。
(4) From first and second reflective layers arranged parallel to each other at a predetermined interval and a medium layer provided between these reflective layers so that the light reflected from each causes multiple interference. The refractive index of the medium layer is changed according to the intensity of the irradiated light beam by irradiating the medium layer with a light beam whose intensity is modulated according to the information to be recorded using an optical information recording medium consisting of: Information recording method.
(5)各々で反射された光が多重干渉を起すように、所
定間隔で互いに平行に配置された第1および第2の反射
層と、これらの反射層の間に設けられ、その屈折率の変
化として情報が記録された媒体層とから成る光学的情報
記録媒体に再生用光束を照射する過程、前記光束の波長
を所定の範囲で掃引する過程、前記光束の媒体による反
射光または透過光を受光し、多重干渉を起す波長を検知
する過程、および検知された波長から媒体に記録された
情報を判別する過程から成る情報再生方法。
(5) The first and second reflective layers are arranged parallel to each other at a predetermined interval, and the refractive index of the first and second reflective layers is provided so that the light reflected from each layer causes multiple interference. A process of irradiating a reproducing light beam onto an optical information recording medium consisting of a medium layer on which information is recorded as a change, a process of sweeping the wavelength of the light beam within a predetermined range, and a process of reflecting or transmitting light of the light beam by the medium. An information reproducing method comprising a process of receiving light and detecting a wavelength that causes multiple interference, and a process of determining information recorded on a medium from the detected wavelength.
(6)光学的情報記録媒体に光束を照射し、この光束の
媒体による反射光または透過光を検出することによって
、媒体に記録された情報を再生する装置において、 前記媒体が、各々で反射された光が多重干渉を起すよう
に、所定間隔で互いに平行に配置された第1および第2
の反射層と、これらの反射層の間に設けられ、その屈折
率の変化として情報が記録された媒体層とから成り、前
記光束の波長を所定の範囲で掃引する手段、前記反射光
または透過光を受光して多重干渉を起す波長を検知する
手段、および、検知された波長から媒体に記録された情
報を判別する手段を備えたことを特徴とする情報再生装
置。
(6) A device for reproducing information recorded on an optical information recording medium by irradiating a light beam onto the medium and detecting reflected light or transmitted light of the light beam by the medium, wherein the medium is reflected by each of the medium. The first and second lights are arranged parallel to each other at a predetermined interval so that multiple interference occurs in the received light.
means for sweeping the wavelength of the light beam within a predetermined range; An information reproducing device comprising means for receiving light and detecting a wavelength that causes multiple interference, and means for determining information recorded on a medium from the detected wavelength.
(7)前記掃引手段は所定のレートで波長を変化させ、
前記波長検知手段は、掃引の開始から、反射光または透
過光の光量にピークが現われる時点までの時間を計測す
ることによつて、多重干渉を起す波長を検知することを
特徴とする特許請求の範囲第6項記載の情報再生装置。
(7) the sweeping means changes the wavelength at a predetermined rate;
The wavelength detecting means detects the wavelength causing multiple interference by measuring the time from the start of the sweep to the time when a peak appears in the amount of reflected light or transmitted light. The information reproducing device according to scope 6.
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