JPS5968844A - 光学的可逆記録再生装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ光を微小径（直径１μｍ以下）の光に
絞シ、光記録媒体に高密度で信号を記録再生し、かつ、
−たん記録した信号を消去するようにした光学的可逆記
録再生装置に関するものである。

（従来技術） レーザ光を直径１μｍ以下の微小ビーム径に絞り、光感
応性記録材料を塗布した、例えば、回転する光記録ディ
スクに照射して、信号を高密度に記録し、再生する装置
は、記録密度が高く、１ビット当りのメモリコストが安
くできる点、高速でアクセスできる点、光学ヘッドと光
記録ディスクが非接触で記録再生を行なえ、光記録ディ
スクおよび装置の信頼性を高めることが可能であるとい
う点で今後の情報化社会に新しい記録装置、媒体を提供
するものとして注目される。

上記の光記録に用いられる記録媒体として、記録薄膜を
、レーザの熱エネルギーで蒸発させ、記録薄膜に小孔を
形成する方式のもの、レーザ光の熱エネルギーで記録薄
膜の光学的濃度を変化させる方式のもの等が提案されて
いる。

また、上記の光学的濃度を変化させる記録薄膜には、非
晶質の記録薄膜を用いて、光学的濃度を可逆的に変化さ
せうろことも報告されている。この可逆的に光学的濃度
を変化させうるということは、信号の記録再生、および
消去が可能であるということになる。

一般に、上記記録薄膜の可逆的濃度変化は、記録材料の
状態を用いて行なわれ、薄膜の非晶質状態と結晶状態の
間の転移、あるいは１つの非晶質状態と他の安定な非晶
質状態の間の転移を繰り返し利用することにより行なわ
れる。

以下、説明を簡単にするために、非晶質状態と結晶状態
の間の転移を利用して、光学的濃度変化を得るものとし
て説明する。

第１図に、上記の非晶質状態と、結晶状態の間の転移条
件のモデルを簡略化して示す。

第１図で非晶質状態を幻として示し、非晶質状態におけ
る記録薄膜の光の反射率は小さく、光の透過率は大きい
。また、結晶状態を（Ｃ）で示し、結晶状態における記
録薄膜は、反射率が大きく透過率は小さい。この可逆的
に光学濃度を変化しうる記録薄膜で、第１図における非
晶質状態（４）にある記録薄膜の温度を局部的に融点近
くまで上げ、その部分を徐冷すると結晶状態（Ｃ）とな
る。一方、結晶状態にある記録薄膜の温度を局部的に融
点近まで上げその部分を急冷すると非晶質状態（Ａ）に
々る。

第２図に、記録薄膜上における昇温急冷条件、昇温徐冷
条件を実現する方法例を示す。

第２図（ａ）は、矢印の方向に進む記録媒体上にレーザ
等によって形成される略円形の微小スポットＬを示す。

この光スポラ）Ｌの強度を短時間だけ強めて薄膜の局部
−を昇温すると、該局部での温度上昇はすみやかに薄膜
および薄膜の支持部材へ拡散し、急冷条件を作る。一方
、第２図（ｂ）に示すように、記録媒体の進む方向（矢
印）に細長い光スポラｌ−Ｍを記録媒体上に前記同様レ
ーザ等で形成し、光スポットＭの強度を連続的にあるい
は間欠的に強くすると、記録薄膜の昇温部は（ａ）の場
合よりはるかにゆっくり冷却することになる。すなわち
、進行する記録薄膜上に微小円形ビームを当て、（５） その強度を時間的に強弱変調することによって昇温急冷
条件が得られ、また、進行する記録薄膜にその進行方向
に細長い光ビームを照射することによシ昇温徐冷条件が
得られる。

（発明の目的） そこで本発明の目的は、上記レーザ光等による熱現象を
利用して、記録薄膜の光学的特性を可逆的に変化させる
光学的記録再生装置において、前記昇温徐冷条件を与え
る光スポットと、昇温急冷条件を与える光スポットを同
一の絞りレンズで形成し、ディスク上の同一案内トラッ
ク上に前記両スポットを近接して配置し、その両党スポ
ットの強度を必要に応じて制御することにより、光記録
媒体に信号を記録再生および消去できる新規寿光学的可
逆記録再生装置を提供するにある。以下、図面により実
施例を詳細に説明する。

（実施例の説明） 第３図に、本発明で用いる案内トラックを有する光記録
ディスクの径方向の断面図を示す。とこでは案内トラン
クの１つの例としてディスク上の（６） 信号記録領域全面に溝を有する溝つき光ディスクの例を
示す。

第３図でディスク基材５０は透明な材質が用いられ、そ
の上に幅Ｗ、深さｄ、）ラックピッチｐの溝５１がスノ
々イラル状あるいは同心円状に作られる。その上に厚さ
ｔの記録薄膜５２が蒸着あるいはその他の方法で形成さ
れ、その上に保護層５３が設けられる。

溝の幅Ｗは照射するレーザビーム５４の径より小さい値
をとる。溝の深さｄは、反射光のファーフィールドパタ
ンにおいて溝による回折効果が溝の中心と光軸中心とが
ずれたときに光軸に対して非対称となる深さに選ばれる
、具体的には照射すλ　　λ るレーザ光の波長をλとすると、／６〜／□２程度に設
定される。

このような溝は、レーザの照射光５４に対して光学的に
検出可能な案内トラックとして機能する。

すなわち前記反射光のファーフィールド・ぐタンの非対
称性を検出して、公知のトラッキングサーボをかけるこ
とができる。したがって第３図の照射光５４は、特定の
溝に沿って信号を記録まだは再生することができる。

第４図は本発明の一実施例を示しだものである。

第４図において、１０１は波長λｌの光を発生する半導
体レーザを示し、その出力光ビームをｔで示す。１０２
は集光レンズを示し、拡がりを有する半導体レーザの出
力光を集光し略平行な光ビームとする。１０５は、波長
λ１の光を透過し、後述の波長λ２の光を反射する光ビ
ーム合成器、１０６はビームスシリツタ、１０７は反射
ミラーを示す。半導体レーザ１０１の光ビームｔば、こ
れらの光学素子を通って絞りレンズ１０８に入射する。

絞シレンズ１０８は、入射する光ビームｔを絞って、案
内トラックの機能をはだす溝５１上に略円形の光スポツ
）Ｌを作る。１０９は絞シレンズ１０８を駆動するアク
チーエータを示し、ディスクの面ぶれに対応して、絞り
レンズを光軸方向に駆動して公知のフォーカス制御が行
なわれ、また、本来偏心を有する案内トラックに公知の
トラッキング制御を行なうために絞りレンズ１０８を入
射光軸およ−び案内トラックに対して直角方向に駆動す
る。また必要に応じて、案内トラックの接線方向に駆動
することにより時間軸方向の制御が行なわれる。

第４図の１０３は、波長λ２の光ビームｍを発生する半
導体レーザであり、１０４は集光レンズを示す。元ビー
ムｍは、ビーム合成器１０５で反射されて光ビームｔと
ほぼ同じ光路を通り、絞りレンズ１０８に入射し、光ス
ポットＬと同じ溝５１上に略楕円形または長円形で、か
つその長径方向が溝５１の長手方向と一致する光スＩつ
）Ｍが形成される。上記楕円形の光スポラ）Ｍの作り方
およびその効果については、第５図、第６図、第７図で
後述する。

光記録ディスクで反射された光は、絞りレンズ１０８、
ミラー１０７を通ってビームスグリツタ１０６に入射し
、ビームスシリツタ１０６で反射されてフィルター板１
１１に入射する。ここでは、波長λＩの光のみが透過し
、波長λ２の光は透過しない。１１２は単レンズで反射
光ビームｌを絞（９） り光に変換する。１１３は、反射ミラーで、単レンズ１
１２による絞り光の半分を遮るナイフエッヂの役割りと
反射ミラーの役割をする。１１４はフォーカス誤差信号
を検出するための二分割のフォトダイオードを示し、単
レンズ１１２の絞り点に配置され、分割された光ｔｌに
応動して従来公知のフォーカス誤差信号を検出する。１
１５は、トラッキング誤差信号を検出するだめの二分割
フォトダイオードであり、ミラー１１３による反射光ｔ
２によって従来公知のトラッキングの誤差信号を検出す
る。まだ、ディスク上の溝５１に記録された信号の再生
信号はλ光検出器１１４、または１１５より得られる。

１１６は、レーザ１０３を駆動する回路で、溝５１上に
形成される橢円の光スポットＭの強度を・制御する。

１１７はレーザ１０１を駆動する回路で、溝５１上に形
成される前記光スポラ）Ｌの強度を制御する。

以上の構成において、同一の案内トラック上に、（１０
） ２個の光スポットが近接して形成され、一方の光スポッ
トは略円形であり、他方の光スポットは案内トラックに
沿った長円形であり、これらの光は、所望の強度あるい
は所望の信号を含み、光記録ディスク上の案内トラック
をトラッキングしながら記録薄膜に照射される。

次に、第５図は、溝５１上に円形の微小光スポラ）Ｌと
、長円形の光スポラ）Ｍを形成する場合の絞りレンズ１
０８への光の入射方法の例を示したものである。第５図
（ａ）は、案内溝５１の接線方向でかつ、案内溝５１に
垂直な断面における絞シレンズへの光の入射方法を示し
てお９、また、第５図（ｂ）は、絞りレンズ１０８の入
射面からみた平面図を示している。なお、第４図と同じ
ものには、同じ符号、番号を付した。

第５図（ａ）において、ｒｌは光ビームｔおよび絞りレ
ンズ１０８の光軸を示し、葡は光ビームｍの光軸を示す
。図に示したように、光ビームｍの光軸を溝５１の接線
方向に対して少し傾ける（のことにより溝５１上に、光
スポットＬとＭを近接しだ位置に杆ることかできる。第
５図（ｂ）は前記した平面図であり、光ビームｔは絞り
レンズ１０８の開ロ一杯に入射し、溝５１上に略円形の
光スポラ）　Ｌを作る。一方、光ビームｍけ溝５１に直
角な方向にハ、絞りレンズ１０８の開口を一杯に用いる
が、溝５１の接線方向には絞りレンズ１０８の開口の一
部のみを用いるように楕円形の光が入射し、溝５１上に
、溝幅方向には細く、溝の接線方向に長い光ス月？ッ）
Ｍを作ることができる。

矢印Ｘは、光スポラ）Ｌ、Ｍを溝５１にトラッキングさ
せる場合に絞りレンズ１０８の振る方向４示す。

第６図には、第５図（ｂ）に示した、楕円形の光ビーム
ｍｆ作る一つの方法を示す。第４図と同じものには同じ
番号を付Ｌ７た。

一般に半導体Ｉ／−ザ１０３は接合面に垂直方向（１）
と平行方向（１）で光ビームの拡かり角が異なり、この
値は接合面の設計の段階で決められる。第６図では、接
合面に平行方向の拡がり角をθ７、垂直方向の拡がり角
をθ□で示す。したがって、図に示すように集光レンズ
１０４を、θ１方向では開ロ一杯に用い、り方向では開
口の一部のみを用いるように、集光レンズ１０４を配置
することにより、光断面が楕円形を有する光ビームを作
ることができる。

第７図は、第４図の構成で同一の案内トラック上に近接
して形成される光スポラ）Ｌ、Ｍの具体的な例を示しだ
ものである。

光スポラ）Ｌは、波長λｌの略円形の微小スポ１、トで
あり、案内トラックへの信号の記録、再生に用いられ、
また、焦点制御やトラッキング制＠１等の判御信号の検
出にも用いられる。一方、案内トラックの接線方向に長
径を有する光スポットＭは、前記光スポラ）Ｌとは異な
る波長を有し、光スポラ）Ｌによる信号の記録再生に影
響を与えないようにするとともに、あらかじめ記録され
ている信号を消去する光スポットとして作用する。この
ことから、この消去用光スポットＭは、所望の情報を消
去しだい時間、または、消去すべき情報が記録されてい
るディスク上の区間だけディスク（１３） にエネルギーを供給するのみで良い。しだがって、この
消去用光スポットＭを作る第４図の半導体レーザ１０３
は、消去したいときのみ発光し、その他の場合は、発光
する必要がない。すなわち、通常の信号の記録再生時は
、光スポラ）Ｌのみが光れば良い。

光スーツ）Ｍで、あらかじめ記録された信号を消去する
には、前述のように、記録薄膜に昇温徐冷条件を与える
だめに、元スポットＭが時間的に連続した光パワーとし
て信号を消去しだい区間の記録薄膜に供給されることが
適切と々る。

また、上記消去用光スポラ）Ｍを形成しだいディスク上
の特定区間は、光スポットＬによって当該案内トラック
から再生される信号によって決定することができる。こ
のためには光スポットＬは、消去用光スポ、、トＭに先
きかけて、案内トラックを走査することが必要となる。

この事前の走査によってディスク上の消去区間を同定し
、その区間にのみ消去用光スポラ）Ｍを形成させ、該区
間にあらかじめ記録されている信号を消去することが（
１４） できる。

また、第７図における光スポラ）ＬとＭとが共同して、
光記録薄膜に昇温徐冷条件を作ることも可能である。

（発明の効果） 以」二説明したように、本発明によれば、略円形の微小
光スポットによって信号の記録・再生を行なうとともに
、記録した信号を長円形の光スポットによって自由に消
去することができるから、光記録再生装置の機能をさら
に高めることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、可逆的に光学濃度を変化させることのできる
光記録薄膜材料の動作原理の一例を示す図、、 第２図は、記録薄膜付和に照射される光ビームの形と薄
膜における昇温急冷条件、昇温徐冷条件を説明するだめ
の図） 第３図は、本発明の一実施例で用いられる、光学的な案
内トラックとしての溝を有する光記録ディスクの構成例
を示す図・ 第４図は、本発明の一実施例の構成図、第５図は、ディ
スク上に略円形の微小光スポットと、系内トラックの接
線方向に長径を有する長円形の光スポットを作る場合の
絞りレンズ上での光ビーム入射方法を説明するだめの図
・第６図は、ディスク上に長円形の光を作る場合の半導
体レーザと、集光レンズの相互関係を説明する図・ 第７図は、同一案内トラック上に形成された略円形光ビ
ームと、長円形光ビームとの相互の機能を説明するだめ
の図である。 １０１．１０３・・半導体レーザ、１０２’、　１０４
・・・集光レンズ、１０５・・・光ビーム合成器、１０
６・・・ビームスノリ１．夕、１０７．１１３・・・反
射ミラーｔ　１ｏｓ・・・絞りレンズ、１０９・・・ア
クチーエータ、１１１・・・フィルター板、１１２・・
・単レンズ、１１４．１１５・・・二分割フォトダイオ
ード、１１６゜１１７・・・駆動回路、Ｌ・・・略円形
の光スポット、Ｍ・・・長円形の光スポット、５１・・
・溝（光学的案内トラック）。 （１７） 第１図 第２図 （Ｑ） （ｂ） 第３図 １ ３ ２ ５０　　　圏 第４図 Ｑ 、。、　第５図 第６図 第７図 ２６０−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）可逆的変化を示し、光学的案内トラックを有する
   光記録媒体上に、レーザ等の光スポットを形成して信号
   を記録、再生する装置において、波長の異なるレーザビ
   ームをそれぞれ出射する２つのレーザ光源手段と、出射
   されたレーザビームを同一の光学的数９手段によりそれ
   ぞれ絞り、一方のレーザビームは略円形の微小光スポッ
   トとして、他方のレーザビームは前記光学的案内トラッ
   クの接線方向に長径を有する長円形の光スポットとして
   、前記光学的案内トラック上に近接してそれぞれ結像さ
   せる光学手段とを備えてなり、前記略円形光スポットで
   前記光記録媒体に昇温急冷条件を与え、前記長円形光ス
   ポツト単独、もしくは長円形光スポットと前記略円形光
   スポットの共同で前記光記録媒体に昇温徐冷条件を与え
   るようにしたことを特徴とする光学的可逆記録再生装置
   。
2. （２）　　前記略円形光スポット・で前記光記録媒体に
   信号の記録、再生を行ない、前記長円形光スポツト単独
   、もしくは長円形光スポットと前記略円形光スポットの
   共同で、記録された信号の消去を行なうことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の光学的可逆記録再生
   装置。
3. （３）前記光記録媒体に信号を記録再生するに必要なサ
   ーボ信号を前記略円形光スポットによって得ることを特
   徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の光学的可逆記
   録再生装置。
4. （４）　　前記略円形光ス２ットは、前記長円形光スポ
   ットに時間的、空間的に先行して光記録媒体を走査し、
   前記略円形光スポットによって再生された信号に基づい
   て前記光記録媒体上の消去区間を同定し、この同定され
   た信号に基づいて消去光を発生、照射するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光学的
   可逆記録再生装置。