JPS5812151A - 信号記録再生方式 - 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】 この発明は、アモルファス半導体フィルムを用いて映倫
、音声その他の信号を記録し再生する信号記録再生方式
に関する。

映像信号を高密度に記録するビデオデ（スタト列と称さ
れる凹凸の形で機械的に行ない、光学的を九は静電容量
の検出によって再生を行なうものであるため、ニーず−
が任意に記録内容を消去して再記録することがで自ない
という欠点がある。一方、磁気ディスクは消去、再記録
が可能であるが、凹凸記録方式のビデオディスクと比較
して記録密度の点で大きく劣っている。

このような点を解決する丸め、発明者ら状既に、半導体
フィルム上に電荷蓄積作用を持つ絶縁体膜を形成しえも
のを記録媒体として用い、この上を針状の導電性ヘッド
を相対的に移動させて信号を絶縁体膜への電荷蓄積の形
で記録し、再生はこの蓄積電荷による電界によりて半導
体フィルムに＊成される空乏層０厚み変化に伴う静電容
量の変化を検出することで行なう方式を提案している。

ζＯ方弐社凹凸記鋒方式のビデオディスクと同等Ｏ高密
度記録が可−であるとともに、記録。

再生、消去を任意に行なうことができる利点を有する。

しかし、この方式では半導体１イルム上の絶縁体膜への
電荷蓄積の形で記録を行なう丸め、記録媒体と導電性へ
、ドとの車線による電荷中外部からの誘導電荷が雑音電
荷として信号電荷に重畳され異（、ｇ／Ｎを向上させる
ととが難しいという問題がある。

この発明の目的は、高密度に信号を記録することがで自
るとともに、記録、再生、消去を任意に行なうことが可
能で、がっ！Ｉ／ＮＯ向上が図れる信号記録再生方式を
提供することにある。

この発明では、アモルファス半導体フィルムを記録層と
する記録媒体を用い、この上を相対的に移動する導電性
ヘッドを介してその厚み方向に記録信号電圧を加′えゐ
仁とによつて、信号を記録信号電圧の直接的作用による
アモルファス半導体フィルムの膜質の変化として記録す
る。

そして、一方、再生は同様に記録媒体上を相対的に移動
する導電性ヘッドを介してアモルファス半導体フィルム
の厚み方向の電気的特性の変化を検出するととによりて
行なう。

すなわち、アモルファス半導体フィルム紘電圧を印加す
るを、電圧印加部分で局所的にテン）ＰライＦの成長あ
るいは結晶化等の膜質の変化を生じ、それに＃りて厚み
方向の電気的特性、例えば電気抵抗中靜電容量が変化し
、電圧除去後もその変化は半永久的に保持され、メモリ
作用を持つことが知られている。そして、このような膜
質の変化を生じた状態のアモルファス半導体フィルムの
厚み方向に例えば記録時と逆極性の電圧を印加すると、
膜質の変化した部分紘尤の状態Ｋ　Ｒ、ａ　、記録内容
が消去されるととも知られている。

ζＯ発明はこのようなアモルファス半導体フィルムの性
質を利用し、アモルファス半導体フィルムを記録層とす
る記録媒体上を導電性ヘッドを相対的に移動させて、映
像、音声その他の信号を記録し再生す本ものである。従
って、この斃嘴によれば導電性へ、Ｐとして針状勢の微
小なものを使用することにょ９、アモルファス半導体フ
ィルムの膜質の変化を局所的に生じさせることができる
ため、非常に高密度の記録が可能となり、記録内容の消
去も上述のように電気的手段により簡単に行なうことが
できる。すなわち、記録、再生、消去を任意に行なうこ
とがで會る。を九、アモルファス半導体フィルムは単結
晶半導体フィルムに比べ大面積のものが害鳥に得られる
ため、記録密度が高いことと相まって大容量化が可能で
ある。

さらに、半導体フィルム上に電荷蓄積機能を持つ絶縁体
膜を形成するものに比べ、摩擦電荷ヤ紡導電荷による記
録内容の劣化がなく、イを大幅に向上させることができ
る利点がある。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図にこの発明の一実施例を示す０図において、記録
媒体１０はガラス等からなる絶縁性基板１１の上にモリ
ブデン（Ｍ・）等からなる背面電極層１２をス・譬、夕
勢の方法で被着し、その上にアモルファス半導体フィル
ム１３をスノ々ツタまたは蒸着畔の方法で被着形成した
もので、例えば全体として円形のディスク状に形成され
ている。ここで、アモルファス半導体フィルム１３は一
例として硫化砒素（ムＩ　ｔ　８　ｇ　）フィルムに銀
（Ａｇ）をドーグしたものが、用いられる。このような
アモルファス半導体フィルム１ｊを形成するには、まず
Ａｓ、８３フイルムを背面電極層１２の上に０、５〜１
　μｍｉｉ＆の厚さ被着し丸後、Ａｇを３００Ｘ程度の
厚さ蒸着し、その上に水銀ラングから光を照射してＡｇ
　′ｔＡ１２８ｓ　フィルム中にドー！すればよい、こ
の方法はフォトドー♂ンダ法として知られている。そし
て、好ましく紘ヒのようにム、がドーｆｉ！れたムｌＩ
Ｊフィルム上に、ム、微粒子層１４が微粒子どうしが重
ならない程度に薄く被着される。このム、微粒子層１４
の形成は、例えばム、がドーグされ九ム匂Ｓｊフィルム
から１にゐアモルファス半導体フィルムＩＪの表面に残
５九ム、を酸洗い等の方法で除去した後、気相析出（Ｃ
ＶＤ）法等の方法で再び銀の微粒子を被着してもよいし
、ム５２８１　フィルム上にム１黴粒子層を被着し先後
、７オトドー♂ンダ法により−ｓＯム、をムリＳ暴フィ
ルム中にドー♂ンダし、残ヤをム、黴粒子層１４として
もよい・ そしてさらに、好ましくはム１黴粒子層Ｊ４Ｃ）上にシ
ｖ：Ｉ−ンオイル等からなる絶縁性オイルフィルム１１
が薄く塗布されて、記録媒体１＃が構成畜れる。

１号記録時には、ダイヤモンドやｔ７フイヤＯような硬
質材料からなる針状の絶縁性基４ｉＦＪ１の側面に薄い
電極層２１を形成し良導電性ヘッド２−を用意し、この
ヘッド２ｏをその先端が絶縁性オイルフィルムＩＳを貫
通してム、微粒子層１４に電気的Ｋｌｌする形で記録媒
体１ｏに対して相対的に移動させる（実１１には、記録
媒体１０がディスク状の場合、記録媒体１ｏを矢印方向
に回転させる）、ζＯ場合、記録媒体１０の表面に絶縁
性オイルフィル五１ｊがあるため、へ、ドの相対的移動
は円滑に行なわれる。

そして、仁の状態で記録媒体１ｏの背面電極層１１とヘ
ッド２００電極層１１との間に、記録信号電圧Ｖを印加
する。この記録信号電圧Ｖとしては、例えば背面電極層
１２儒で一１電極層！１１１で十となる第２図（ａ）　
Ｋ示すよりなΔルス状の電圧を用いる。仁のようＫする
と、ム・ｇａｓフィルム中にム、をドーグしてなるアモ
ルファス半導体フィルムＪＪにおいて、記録信号電圧Ｖ
の印加部分でム１デンドライト（纏・凰む口・）と称さ
れるム、の極く局所的な析出が背面電極層ＪＪＩＩから
厚み方向に成長する。ヒのム、テンドライドは、記録信
号電圧Ｖを除去し先後もそのまま残る。従つて、記録信
号電圧Ｖによりて与えられ為情報信号は、アモルファス
半導体フィルム１３０ム、＃均一に存在し大部分とム１
デンドライトを生じ大部分との２種の状態をもつ膜質の
変化として記録されることになる。・ ζζで、アモルファス半導体フィルムＩＪにおいては第
２ＷＪ伽）に示すように、記録信号電圧Ｖが印加畜れて
ム、デンドライトが生じた部分では、その厚み方向の電
気抵抗ｌがそれ以外の部分と比較して大きく低下゛する
。換言すれば、この実施例においては信号がアモルファ
ス半導体フィルムＩＪの厚み方向の電気抵抗ｌの変化と
して記Ｉ＆される。

そζで、上記のようＫして記録された信号を再生するに
は、記録媒体１ｏ上の信号が記録され九記録トラ、りに
沿って、記録時と同機に導電性ヘッド１＃を記録媒体１
ｏに対し相対的に移動させ、このへ、ド２ｏを介してア
モルファス半導体フィル＾ＩＪの厚み方向の電気抵抗Ｒ
の変化を造画な分圧回路またはプリｙゾ回路等により電
圧として検出することによって、再生出力を得る。

また、他の再生方法として静電容量を利用して再生を行
なうことも可能である。具体的には、例えば導電性ヘッ
ド２０より記録媒体ｌｏに加わる圧力（針圧）を記録時
より小さくして、破線で示すようにヘラｒｘａの先端が
絶縁性オイルフィルム１Ｂ１１Ｃ＠するようＫＬ、この
オイルフィルムｚａＫＸｈヘッド２０とアモルファス半
導体フィルムＩＩとの間のギヤ、ｆの静電容量を通して
半導体フィルム１ａの厚み方向の電気抵抗の変化を検出
することＫよって、再生を行なうことができる−このよ
うな静電容量とこれに直列の電気抵抗の変化を電圧変化
として検出する手段としては、例えばこれらの変化を高
周波信号が注入された共振回路の共振周波数ま九はＱの
変化に変換し、それＫよゐ高周波信号出力の変化を検波
回路等を介して再生出力として取出す方式を用いること
ができる。

一方、記録媒体１０に記録された信号の消去は、導電性
ヘッド２０を記録時と同様に記録媒体１＃上を相対的に
移動させ、このへ、ド２０を介してアモルファス半導体
フィルム１１の厚み方向に記録信号電圧Ｖと逆極性の直
流電圧、りｔ）前面電極層１１側で＋、電極層！３１１
１で−となるような一定の電圧を加えることによって可
能である。すなわち、このような電圧を加えると７毫ル
７アス半導体フィルム１１中のム１デン２５）イトが解
かれてア毫ルフテス半導体フィルムＪＪＯ膜質が元の均
一な状態に戻るので、記録内容は消滅する。なお、この
消去グルセスにおいて社アモルファス亭導体フィル五Ｉ
Ｊ内での背面電極層１１と反対側からのム、デンドライ
トの成長を考慮する必ｌ！があるが、とＯム、デンドツ
イ）０成長ａ屓対側に設けられ九ムｇ黴粒子層２４０存
在によって抑制され問題とならない。

こＯような消＊プロセスにおけるムｇデンドライトの成
長抑制効果は、ムｇ微粒子層１４を設ける代９に、導電
性ヘラｒｘｅにおける電極層ＪＪＯ材料の一部あるいは
全部にムぎを使用することによりても達成される。

以上説明したように、この発明によれば信号をアモルフ
ァス半導体フィルムの膜質の変化として記録するため、
磁気ディスクに比べて格段に高密度な記録が可能であり
、まえ記録、再生、゛消去を任意に行なう辷とが可能で
ある。ｉ九、半導体フィル＾の上に電荷蓄積機能を持つ
絶縁体膜を形成して電荷の形で記録を行なう方式と比較
して雑音電荷の影響を原理的に受けないので、８７ｋＺ
の向上を図ることができ、またアモルファス半導体フィ
ルムを使用することから大面積で大容量のディスクを得
る辷とかで鳶る。さらに、アモルファス半導体フィルム
を記録層とする記録媒体上を導電性へ、ドな相対的に移
動させて記録、再生、消去を行なうため、従来の磁気デ
ィスクメ篭り等に比べ眉かに大容量のメモリディスクも
集塊可能である。

この発明は前記実施例に限定されず種々変形実施が可能
である０例えば実施例ではアモルファス半導体フィルム
としてムｇをドープし飽ｓ、！ｉｍフィルムを用い、信
号をムｇデンドライトによゐ膜質変化として記録するも
のを示したが、電圧印加により局所的に結晶化するもの
、例えば電圧印加によるジュール熱により結晶化を生じ
て非晶質のままの部分より厚み方向の電気抵抗が低下す
ゐようなアモルファス半導体フィルムを用いてもよく、
要するに電圧の印加によって局所的な膜質の変化を生じ
、かつその変化を電気的特性Ｏ変化として検出できるも
のであればなんでもよい。

まえ、記録媒体としてディスク状のものを例示したが、
テープ状に構成することも可能であシ、そＯ鳩舎従来の
磁気チーｌメモリ中磁気カセ、トテープレコー！、　Ｖ
ＴＲ等によりはるかに高密度記録が可能となる。さらに
用途としては、映像、音声信号用のほか、情報処理用と
しても用いゐことができる。

４１１１１ＷＩＯ簡単な説明 第１図はこの声明の一実施例の構成説明図。

第２図はその動作を説明するための図である。

１−一・記録媒体、１１−絶縁性基板、ＩＪ・・・背面
電極層、１３−アモルファス半導体フィルム、１４−Ａ
、微粒子層、ＩＪ−・絶縁性オイルフィルム、２ｏ・・
・導電性ヘッド、２１−針状絶縁性基体、２１・−電極
層・ 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　廖第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　アモルファス半導体フィルムを記録層とする
   記碌媒伴と、この記録媒体上を導電性ヘッドを相対的に
   移動させ、このヘッドを介して前記記録媒体の厚み方向
   に記録信号電圧を加えることにより、仁の装置信号電圧
   の直接的作用による前記アモルファス半導体フィルムの
   膜質の変化として信号を記録する記録手段と、この手段
   により信号が記録された前記記録媒体上を記録トラ、り
   に沿りて導電性へ、ドを相対的に移動させ、仁のへ、ド
   を介して前記アモルファス半導体フィルムの厚み方向の
   電気的特性の変化を検出することにより信号を再生する
   再生手段とを具備することを特徴とする信号記録再生方
   式。 （２）　　記録媒体は、硫化砒素フィルムに銀をドーグ
   してなるアモルファス半導体フィルムを記曇層とすゐも
   のである特許請求の範囲第１項記載の信号記録再生方式
   。 ―）　記録媒体は、アモルファス半導体フィルム上に金
   属微粒子層を被着し九ものである特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の信号記録再生方式。 （４）　　配置謹体は、アモルファス半導体フィルム上
   に直接または金属微粒子層を介して絶縁性オイルフィル
   ムを被着したものである特許請求の範囲第１項〜第３項
   のいずれかに記載の信号記録再生方式。 （５）　　再生手段は、導電性へ、ドを介してアモルフ
   ァス半導体フィルムの厚み方向の電気抵抗の変化を検出
   することにより信号を再生するもＯである特許請求の範
   囲第１項記載の信号記録再生方式。 （６）　　再生手段は、導電性ヘッドとアモルファス半
   導体フィルムとの間にギャップを設け、こＯ導電性ヘッ
   ドを介して導電性ヘッドとアモルファス半導体フィルム
   との間の静電容量を通してアモルファス半導体フィルム
   の厚み方向の電気抵抗の変化を検出することＫより信号
   を再生するものである特許請求の範囲第１項記載の信号
   記録再生方式。