JPH0565939B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、レーザービームを用いてパルス信
号をデイスクに記録するデイスク記録装置に関す
る。

レーザービームの照射により生じる熱によつ
て、金属薄膜からなる記録層にピツト（くぼみ）
を形成してパルス信号を記録する場合、記録パル
ス信号の波長が短くなるにつれて、記録されたパ
ルスを再生したときの再生信号と記録パルス信号
との間でずれが生じ、特に短いパルス幅のパルス
信号の記録が難しかつた。

第１図Ａに示す記録信号によつてレーザー光源
をドライブすることで、同図Ｂに示すように、デ
イスクの記録層の上をレーザービームのスポツト
が移動したときに、同図Ｃに示すようなピツトが
形成される。つまり、レーザービームの波長に近
いような小さなピツトが形成されず、また、ピツ
トがパルス信号の立上りの始めの部分は小さく、
次第にピツトが大きくなり、その後一定の大きさ
となる。つまり、小さなピツトは、パワー（光強
度を意味する）を大きくしないと形成しにくく、
一方、小さなピツトも形成できるパワーとする
と、大きなピツトの場合では、入力信号以上の大
きな穴があいてしまうことになる。

このような再生信号の忠実度の劣下及び記録密
度の低下を解決する方法として、第２図Ａに示す
記録信号を第２図Ｂに示すものに変換し、この波
形でレーザービームのパワーを制御するものが提
案されている。つまり、記録信号の記録領域で
は、パルスの反転間隔が短かい区間程、レーザー
ビームのパワーを大とし、その非記録領域では、
逆に反転間隔が短かい区間程度、パワーを小とす
るものである。

しかし、この方法では、小さなピツトがレーザ
ーの波長近くになると、記録層上に形成されたピ
ツトが大きくなりすぎ、記録信号に忠実な再生信
号を得ることができない。

この点について第３図を参照して説明する。レ
ーザービーム１が第３図Ａに示すようにデイスク
の記録層２上に照射されると、照射部分の温度が
上昇すると共に、この熱が記録層２の深さ方向及
び横方向に拡散し、記録層２の記録しきい値以上
のエネルギーになつた時に穴があく。第３図Ｂに
示すように、パルス幅が異なり、広いパルス幅で
低いレベルのパルス信号S₁と狭いパルス幅で大レ
ベルのパルス信号S₂とによつてレーザービームを
ドライブした場合を比較すると、第３図Ｃに示す
ように、両者の間でビームスポツトの直径φが等
しくなる。しかし、パルス信号S₂によるレーザー
ビームの方がパワーＰが大きいので、第３図Ｃに
おいて斜線のような形状で同一エネルギーとな
り、穴があく。この場合、第３図Ｄに示すよう
に、パルス信号S₂は、パワーＰが高いがパルス幅
が狭い（照射時間が短い）ため、記録層中の熱の
拡散距離Ｌが短かくなる。パルス信号S₁の場合
は、これと逆の傾向となる。

一般に、レーザービームを凸レンズを用いて集
束させると、レーザービームのスポツト径φは
（φ＝K2／NA）となる。ここで、NAは凸レンズの 開口数、２はレーザーの波長、Ｋは定数い、ガウ
ス分布のレーザービームのパワーが１／e²（ｅ：自 然対数の底）になる時の値が0.82となるものであ
る。一例として（２＝830nm）の半導体レーザー
で、NA＝0.47の凸レンズを用いると、第４図Ａ
に示すレーザービームのパワーの分布から第４図
Ｂに示すようなビームスポツトが生じ、このスポ
ツト径φは φ＝0.82×830nm／0.47＝1.45μm になる。したがつて、レーザービームの波長に近
い1μm程度のピツトを形成することができない。
半導体レーザーでなくアルゴンレーザーの場合で
あれば、波長を短かくでき、ビームスポツト径を
小さくできるが、ガスレーザーの場合では、装置
が大規模になる問題が生じる。また、NA値がよ
り大きな凸レンズを用いて、レーザービームのス
ポツト径を小さくできるが、記録、再生時のフオ
ーカス、トラツキングが難しくなり、NA値を余
り小さくできない。

NA値及び２の値を上述と同様とし、1.4m／
secの線速一定で回転するデイスク上にピツトを
形成するときの測定結果について第５図を参照し
て説明する。なお、デイスクの記録層は、厚み
450Åのセレンの層を120Å及び260Åのテルルで
挟んだ積層構造のものを用いている。

まず、第５図Ａに示すように、パルス幅が
690nsecのパルス幅の記録パルス信号により、
2.2mw（記録層上で測定される値を意味し、以下
も同様である。）のパワーのレーザービームを発
生させる。このパルス幅は、（1.4m／sec×
690nsec＝0.97μm）の照射距離となる。しかし、
この場合には、形成されるピツトが大きくなりす
ぎてしまい、再生されたパルス信号のパルス幅が
第５図Ｂに示すように、900nsecになつた。

また、第５図Ｃに示すように、記録信号として
パルス幅が460nsecに縮小されると共に、より大
きなパワー（2.8mw）のレーザービームを用いた
場合、このパルス幅と対応する照射距離が
0.64μmとなり、形成されるピツトの大きさがほ
ぼ0.97μmとなり、第５図Ｄに示すような690nsec
のパルス幅のパルス信号が再生された。更に、第
５図Ａに示す記録パルス信号のパルス幅を
690nsecのままとし、そのパワーを下げていくと、
形成されるピツトが小さくなつていくが、記録層
の記録しきい値に近づき、デイスク上のきわめて
小さなゴミ、キズなどの影響を受けやすくなり、
ピツトとして穴があいたり、あかなかつたりする
現象が生じる。

この発明は、上述の実験結果及び検討に基づ
き、記録信号及び再生信号間でずれがなく、小さ
なピツトをも形成することが可能なデイスク記録
装置を実現せんとするものである。

以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第６図は、この一実施例の光学系
の構成を示すものである。

第６図において、３で示されるデイスクは、記
録層２の上に透明なアクリル基板４が被着された
もので、スピンドルモータ５によつて線速一定で
回転される。記録層２は、前述と同様にセレンの
両面にテルルが被着されたもので、アクリル基板
４の厚みは、1.2mmとされている。

また、半導体レーザーからなるレーザー発生器
６からのレーザービームがコリメーターレンズ７
により平行光に変換され、ビームスプリツタ８を
介してミラー９に入射され、ミラー９でもつて光
路を変換され、更に、対物レンズ（凸レンズ）１
０により集束されて記録層２上に照射される。こ
のレーザービームは、デイスク３の径方向に移動
され、うまずき状の信号トラツクがデイスク３に
形成される。

また、デイスク３の信号トラツクに対してレー
ザービーム照射され、デイスク３の再生が行なわ
れる。デイスク３の信号トラツクの読取光が対物
レンズ１０、ミラー９、ビームスプリツタ８及び
レンズ１１を介してフオトダイオードからなるデ
イテクタ１２に供給される。このデイテクタ１２
から再生信号が得られると共に、デイテクタ１２
の出力信号を処理することでフオーカスサーボ及
びトラツキングサーボのエラー信号が形成され
る。

第７図Ｂは、記録パルス信号の一例を示す。こ
の例では、オーデイオPCM信号を所定の記録デ
ータに変換し、更に、EFM変調してデイスクに
記録している。EFM変調は、８ビツトを14ビツ
トの好ましいパターンに変換するもので、第７図
Ａに示すクロツクの周期をＴとすると、反転間隔
が3Tから11Tのパルス信号が生じる。第７図Ｂ
には、3T，4T，5T，3Tの反転間隔を有する記
録パルス信号が示されている。クロツクとして
は、例えば4.3218MHzの周波数（約230nsecの周
期）のものが用いられる。

第８図において、１３で示す入力端子に上述の
記録パルス信号が供給され、１８で示す入力端子
にクロツクが供給される。記録パルス信号が単安
定マルチバイブレータ２２に供給され、単安定マ
ルチバイブレータ２２の出力信号がレベル調整器
１４に供給されると共に、フリツプフロツプ１５
に供給される。単安定マルチバイブレータ２２
は、記録パルス信号の高レベルの区間（パルス
幅）を立ち上がりから1Tだけ縮小する。このフ
リツプフロツプ１５に対してフリツプフロツプ１
６及び１７が縦続接続されており、この３個のフ
リツプフロツプにより、3Tだけ記録パルス信号
が遅延されると共に、反転される。入力端子１３
からの記録パルス信号と遅延、反転された記録パ
ルス信号とがANDゲート１９に供給され、この
ANDゲート１９の出力がレベル調整器２０に供
給される。

一方のレベル調整器１４からは、例えば2.2mw
のパワーのレーザービームを発生させるドライブ
信号が現れ、他方のレベル調整器２０からは、例
えば0.6mwのパワーのレーザービームを発生させ
るドライブ信号が現れる。そして、加算回路２１
の出力に第７図Ｃに示すようなパルス信号が発生
し、これによりレーザー発生器６がドライブされ
る。第７図Ｃから明かなように、記録パルス信号
の立ち上がりに対してＴの期間、遅延されると共
に、その立ち下がりが記録パルス信号のものと一
致し、立ち上がりから3Tの期間では2.8mwのパ
ワーのレーザービームが発生し、それ以後の高レ
ベルの区間では、2.2mwのレーザービームが発生
し、記録パルス信号の低レベルの期間では、
0.5mwのパワーのレーザービームが発生する。

記録パルス信号の低レベルの期間で生じる
0.5mwのパワーのレーザービームによつては、記
録層２に穴があかない。

デイスク３の線速が1.4m／secの場合には、前
述のように、3Tの期間は、デイスク３上で
0.97μmの照射距離となるので、1Tだけ縮小され
た2Tのパルス幅で、2.8mwのパワーのレーザー
ビームを用いることによつて再生パルス信号のパ
ルス幅が3Tとなるようなピツトが形成される。
また、縮小されたパルス幅で3Tを越える部分は、
2.2mwのパワーのレーザービームが発生させら
れ、ピツトの穴が大きくなり過ぎることが防止さ
れている。

上述の実施例の説明から理解されるように、こ
の発明に依れば、記録パルス信号の立上りの一定
期間のみレーザービームのパワーを大きくするこ
とにより、記録信号とずれがない再生信号が得ら
れるようなピツトをデイスクに形成することがで
きる。また、この発明に依れば、レーザービーム
の波長に近いようなきわめて小さなピツトも正確
に形成することができ、デイスクの記録密度を高
くすることができる。更に、この発明では、記録
パルス信号のパルス幅を検出する必要がないの
で、簡単な回路構成とすることができる。

なお、レーザービームによつて記録層を加熱し
てピツトを形成するのと異なり、この加熱により
屈折率や反射率を変化させるようにしても良い。
また、この発明は、角速度を一定としてデイスク
を回転させる場合にも適用でき、ガスレーザーを
レーザー発生器として用いる場合にも適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザーを用いた記録の説明に用いる
略線図、第２図は先に提案されているデイスク記
録装置の説明に用いる波形図、第３図、第４図及
び第５図はレーザーを用いて記録するときの問題
点の説明に用いる略線図、第６図はこの発明の一
実施例の光学系の構成を示す構成図、第７図はこ
の発明の一実施例及び他の実施例の説明に用いる
波形図、第８図はこの発明の一実施例の構成を示
すブロツク図である。 ２……記録層、３……デイスク、６……レーザ
ー発生器、１０……対物レンズ、１３……記録パ
ルス信号の入力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザ光源より照射されたレーザビームによ
   つて生じる熱を用いて光デイスクに上記レーザ光
   源に供給されたパルス信号に基づいて情報信号の
   記録を行うようにした光デイスク記録装置におい
   て、 光デイスクに記録すべきパルス信号の立ち上が
   り開始時点よりも一定期間遅延した立ち上がりを
   有し、且つ光デイスクに記録すべきパルス信号の
   立ち下がりと一致した立ち下がりを有してなり、
   上記遅延した立ち上がりから、上記光デイスクに
   記録されるパルス信号のうち最小幅のパルス信号
   を光デイスクに記録するに要する期間だけ、上記
   レーザ光源より出射されるレーザパワーを他の期
   間よりも増大させた駆動パルス信号を上記レーザ
   光源に供給して上記レーザ光源からの出射パワー
   の制御を行うと共に、 光デイスク上に最小のパルス幅のパルス信号を
   記録する場合には、光デイスクに記録すべきパル
   ス信号の立ち上がり開始時点よりも一定期間遅延
   した立ち上がりを有し、且つ光デイスクに記録す
   べきパルス信号の立ち下がりと一致した立ち下が
   りを有して上記他の期間よりも増大させた駆動パ
   ルス信号を上記レーザ光源に供給して上記レーザ
   光源からの出射パワーの制御を行うようにした制
   御手段とを備えてなる光デイスク記録装置。