JPS5971143A - 光学的記録再生装置 - 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スポット光に絞シ、光記録媒体
に高密度で信号を記録再生し、かつ一旦記録した信号を
消去するだめの光学的記録再生装置に関するものである
。

従来例の構成とその問題点 レーザ光をφ１μｍ以下の微小スポット光に絞シ、光感
応性記録材料を塗布した、例えば回転する光ディスクに
照射して、信号を高密度に記録再生できる装置は記録密
度が高く、１ビツト当シ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、光学ヘッドと光ディスクが
非接触で記録再生を行なえ、光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
されている。

上記の光記録に用いる記録媒体として、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
状態転移を用いて行なわれ、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シ行
なわれる。

以降説明の簡単のために、非晶質状態と結晶状態の間の
転移として、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〇第１図で非晶質状態を人
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。

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。

前記可逆的に光学濃度を変化しうる記録薄膜で第１図に
おける非晶質状態ム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（例えば情報の消去）。

一方結晶状態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急冷すると非晶質状態ムになる（例
えば情報の記録）。

記録薄膜上における昇温急冷条件および昇温徐冷条件を
実現する方法として、記録薄膜と微小スポット光との相
対スピード（光ディスクの回転数）を変える方法が考え
られる。すなわち光ディスクの回転数が早い（例えばｊ
　８００　ｒｐｍ　）時、単位長さ当シの記録薄膜に前
記微小スポット光が照射される時間は短かい（例えば１
＋）ため昇温急冷条件となシ、逆に光ディスクの回転数
が遅い（例えばθＯｏ　ｒｐｍ　）と、前記時間は長（
（３ｈ）なるため昇温徐冷の条件が実現されることにな
る。

しかし上述のような方法では、消去時（例えば昇温徐冷
条件）と、記録時（例えば昇温急冷条件）とでは光ディ
スクの回転数をいちいち変えなければならず、例えば以
前書かれた情報を消去しながら新しい情報を記録するリ
アルタイム消去記録の機能が実現できず、記録再生装置
としては大きな欠点となる。

発明の目的 したがって本発明の目的は、記録薄膜と微小スポット光
間の相対スピードを変えることなしに、光学的特性を可
逆的に変化させるにあり、リアルタイムで消去ならびに
記録再生が可能な新規な光学的可逆記録再生装置を提供
することである。

発明の構成 本発明は前記両条件は記録薄膜に照射する微小スポット
光の数の違いから得ることを特徴としており、まず略円
形に絞られた１ケの微小スポット光が昇温急冷、一方記
録薄膜の進行方向に並べられた少なくとも２ケ以上の複
数個の微小スポット光で昇温徐冷の条件を得ている。

さらに前記複数個の微小スポット光の光強度分布も両条
件を実現する重要な構成となる。

実施例の説明 以下図面にしたがい詳細に本発明の実施例についての説
明を行う。

第２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。ここでは案内トラッ
クの１つの例としてディスク上の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２図でディスク基材１は透明な材質が用いられ、その
上に幅Ｗ１深さｄ、）ラックピッチｐの溝２がスパイラ
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３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４が設けられる。

溝２０幅Ｗは照射するレーザビーム５の径よシ小さい値
をとる。また、溝２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るレーザ光の波長を人とすると
、λ／６〜λ／１２程度に設定される。

このような溝はレーザビーム５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７１−フィールドパタンの非対称
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２図のレーザビーム５は特定の
溝に沿って信号を記録または再生することができる。

第３図に前記溝トラツク上で、昇温急冷および昇温徐冷
の条件をつくるだめの本発明の微小スポット光の構成の
一実施例を示す。

まず第３図ａは矢印の方向に進行する記録媒体上にレー
ザビームを絞った略円形の微小スポット光Ｌ１が照射さ
れている様子を示し、グラフは微小スポット光Ｌ１が当
ったところの記録薄膜上の温度分布を示し横軸は距離、
縦軸は前記記録薄膜の温度である。

前記微小スポット光Ｌ１の強度を強めて記録薄膜の局部
に照射すると、前記局部が照射され、熱っせられている
間Ｃ１１秒間とする）は昇温するが、その後は、すみや
かに記録薄膜および接りする基材および保護層に熱が吸
収、拡散され急冷条件をつくる。

一方、第３図すに示すように記録媒体の進行方向に、レ
ーザビームを絞った複数個の例えば３ケの微小スポット
光Ｌ２　＋　Ｌ５＋Ｌ４を構成し、前記記録薄膜の局部
を照射すれば、この場合熱分布は第３図ａに比ベグラフ
に示すように進行方向に細長い分布をしており、前記局
部に熱が与えられる時間ｔ２も前記ｔ１に比べ長くなる
。したがって第３図ａに示す場合よシもゆっくシと前記
局部は冷却されることとなる。

すなわち、進行する記録薄膜上に略円形の微小スポット
光を当て、その強度を書き込むべき情報に応じて時間的
に強弱変調すれば、局部では昇温急冷条件が得られ、ピ
ットの書き込みが行える。

また前記進行方向に複数個の微小スポット光を照射し強
弱変調すれば昇温徐冷条件が得られ、前記書かれたピッ
トの消去が可能となる。

ここで前記微小スポット光Ｌ１とＬ２〜Ｌ３　を同一の
溝トラツクに沿い、かつＬ２〜Ｌ４がり、よシ時間的に
先行するように配置すれば消去しながら記録するリアル
タイム消去記録が実現できる。また逆にＬｌがＬ２〜Ｌ
４　よシ時間的に先行するように配置すればＬｌよシ再
生された信号にもとづき、消去区間を固定し、前記区間
消去光を当て消去することができる。

なお微小スボ、ト光Ｌ２〜Ｌ４の間隔が隣接状態から熱
的にお互いが連続的につながる最長距離まで自由に選ぶ
ことができる。

つぎに本発明の消去可能な光学的可逆記録再生装置の一
実施例について説明する。第４図にて６〜１３は昇温徐
冷条件を与えるための光学系で、１４〜１９は昇温急冷
条件を与えるための光学系である。

６はレーザビームを出射する半導体レーザ、了はレーザ
ビームを集め、略平行にする集光レンズ、８は０次およ
び高次（±１．±２）の回折光を得るための回折格子で
、例えばレーザビームはａ２　（＋　１次）、ａ５（０
次）　１ａ４（−１次）の３本のビームに分けられる。

９は入射光ａ２〜ａ４と反射光ｂ２〜ｂ４を分離するビ
ームスプリッタ、１０は絞りレンズで第４図すに示すよ
うに３本の光ビームａ２＋”５＋”４を光ディスク１１
の記録薄膜上で３ケのＬ２．Ｌ３．Ｌ４　　の微小スポ
ット光をつくる。

ビームスプリッタ９で分離された反射光ｂ２〜ｂ４はレ
ンズ１２から光検出器１３に導かれ、公知のフォーカス
やトラッキングのための制御信号がとり出される。

一方半導体レーザ１４のレーザビームは集光レンズ１５
で集められ、絞シレンズ１７で光ディスク１１の記録薄
膜上で微小スポットＬ１をつくる。

入射光ａ１と反射光ｂ１はビームスプリッタ１６で分離
され、反射光す、はレンズ１８から光検出器１９に導か
れ、公知のフォーカスやトラッキングのための制御信号
ならびに光ディスクに書かれた信号の再生信号がとり出
される。

第６図、第６図は本発明の他の実施例である。

なお両図にて第４図の実施例の構成要素と同一のものに
ついては同一の符号を付し、また昇温急冷用の微小スポ
ット光Ｌ１をつくる光学系については第４図と同様なの
で略した。第５図にて集光レンズ７で集められたレーザ
ビームは台形プリズム２ｏに加えられ、溝トラツクの方
向に３本のビームａ２〜ａ４に分けられる。

各ビームは絞りレンズ１０で絞られ、溝上でＬ２〜Ｌ４
の微小スポット光をつくる。第４図の実施例と比べ微小
スポット光の形は第６図０））に示すように非等方的な
長円形になるが、昇温徐冷を与える条件には変わシがな
い。

第６図は第７図に示すように１チツプ上でレーザ発光面
が溝と平行方向には例えば２２．２３゜２４と３つ持つ
レーザアレイからなる半導体レーザ２１を用いた実施例
で、同様に光ディスク１１の溝上でＬ２〜Ｌ４の３つの
微小スポット光を得ることができる。なお、第７図２５
は電極を示す。

前述したように第４Ｎ〜第６図の本発明の実施例におい
て、略円形の微小スポット光Ｌ１は昇温急冷、一方微小
スポット光Ｌ２〜Ｌ３は昇温徐冷の条件を与える。

したがって例えば結晶状態にある光ディスクに半導体レ
ーザ１４の強度を記録すべきバイナリイな情報（１と　
０　）に応じて強弱の変調した微小スポット光を当てれ
ば、強い光量が当った局部（ピット部）は非晶質状態に
なり、記録が行える再生信号は半導体レーザ１４の光量
を弱め、信号を記録した溝に沿って照射すれば反射光量
の変化として読みとることができる。

一方半導体レーザ６，２１の光ビームは照射されたとこ
ろが結晶状態になるので消去したい区間照射すればその
区間の消去が可能となる〇発明の効果 本発明によれば、昇温徐冷の条件を熱分布を溝に沿って
長く分布させる複数本の微小スポット光から得ているの
で、記録媒体と微小スポット光との相対スピードを変え
ることなしに昇温急冷、昇温徐冷の両条件が満足され、
古い情報を消去しながら新しい情報を記録する、あるい
は消去区間を見つけながら消去する、いわゆるリアルタ
イム消去・記録が実現できる。

なお説明を簡単にするため各微小スポット光Ｌ２〜Ｌ４
の光強度Ｐ２〜Ｐ４が等しい場合で説明してきたが、以
下のような関係に選ぶことも可能である。

（１）　　Ｐ２　　＜Ｐ５　　＜Ｐａ （２）　　Ｐ２　　＞Ｐ３　＞Ｐ４ （３）　　Ｐ５　＞Ｐ２キＰ４ また微小スポット光の数は３ケの場合についてのみ説明
したが２ケ以上の複数個であれば、いくつでも同様な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は可逆的に光学的特性を変化できる記録媒体の動
作原理を示す動作説明図、第２図は本発明で用いる光学
的な案内トラックとして溝を有する光ディスクの構成例
を示す断面斜視図、第３図は記録媒体に照射される微小
スポット光の数で昇温急冷、昇温徐冷条件を説明するた
めの図、第４図、第５図および第６図はそれぞれ本発明
の実施２・・・・・・溝からなる案内トラック、３・・
・・・・記録薄膜、Ｌｌ・・・・・・略円形の微小スポ
ット光、Ｌ２〜Ｌ４・・・・・・複数の微小スポット光
、６，１４・・・・・・半導体レーザから成る光源、ａ
２〜ａ４・・・・・・複数本の光ビーム、８・・・・・
・回折格子、２ｏ・・・・・・台形プリズム、２１・・
・・・・レーザアレイから成る半導体レーザ、２２〜２
４・・・・・・発光面。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第　３　図 第４図 （α］　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（Ｅンノ第５図 （とスーフ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　＜ｂ　）イｆ 第　６　図 ６“′、ｂ。 ＠７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）レーザ等の光源で微小スポット光を形成し、前記
   微小スポット光で、光学的特性が可逆な記録媒体に情報
   を記録再生および消去する際に記録媒体の光学的特性を
   所定の一方向に変化させる時は記録媒体の進行方向に沿
   って近接する少なくとも２ケ以上の複数の微小スポット
   光を照射させて行い、前記方向を逆方向に変化させる時
   は略円形の１ケの微小スポット光によシ行うことを特徴
   とした光学曲譜記録再生装置。 （２）記録媒体に複数の微小スポット光の照射により昇
   温徐冷条件を、１ケの略円形の微小スポット光の照射に
   より昇温急冷条件をそれぞれ与えることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装置。 （３）複数の微小スポット光と、略円形の１ケの微小ス
   ポット光を同一の案内トラック上に並べたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装置。 （４）光源から出射された光ビームを、回折格子によシ
   複数本の光ビームに分け、複数個の微小スポット光を形
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   学的記録再生装置。 （６）光源から出射された光ビームを台形形状のプリズ
   ムよ９３本の光ビームに分け、複数個の微小スポット光
   を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光学的記録再生装置。 （６）光源が、少なくとも２ケ以上の発光面を持つレー
   ザアレイから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光学的記録再生装置。