JPS61133033A - 光記録再生方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明暎、レーザ等の光源を用い、微小スポットに絞っ
て光記録媒体に照射して、主に光の熱エネルギーを用い
て高密度に信号を記録再生し、かつ一旦記録した信号を
消去できる光記録再生方式〔発明の背景〕 サブミクロンオーダに集光したレーザ光を用いて情報を
記録媒体に高密度に記録し、かつ再生する装置は、映像
や音声などの大容量の情報を記録でき、今後の情報化社
会には不可欠な装置になると予想される。このような光
記録再生方式に例えば、光デイスク装置がある。光デイ
スク装置には、（１）再生専用形、（２）追記形、［Ｆ
］）書換え可能形、の３つの形態が６９、再生専用形、
追記形ははソ実用の段階に達している。

一方、一度記録した情報を簡単に消去６會しい情報を記
録することのできるいわゆる書換え可能形は、未だ確立
された方法がないっこのため、テープレコーダと同程度
の手軽さで記録、再生、消去のできる光記録、再生装置
について活発に開発が進められている段階である。

この課題を達成し得る記録媒体として例えば、特公昭４
７−２６８９７号では、非晶質半導体を記録材料とする
ことを提案している。ところが、非晶質状態は本質的に
安定な状態とは言えず、放置すると結晶化の傾向を示し
、長期的なメモリには適さなかった。

ところで、出願の時点で未公開ではめるが、記録の前後
で結晶−結晶間転移をする金属又は合金（以下単に結晶
量転移合金ということにする。）を記録媒体として使用
する方式が最近出願人によって提案された。

本発明者等は、この本発明の結晶量転移合金について種
々の実験を行ない、光デイスク装置に使用することを意
図して記録前と記録後とで光の反射率がどのように変化
するかを調べてみた。具体的にどのようにして結晶量転
移合金を作成し、そので説ＥＪＡｔ省略することとし、
第２図にその曲型的−例を示す。この図でａが記録前、
ｂが記録後を表わす。光デイスク装置はこの特性を利用
するものであり、例えば７００（ｎｍ）の波長の光ビー
ムを用い、記録された所に光が当ったときの反射量と、
記録されない所に光が当ったときの反射量の差に広じて
情報の有無を判定するものである。

ところで、この結晶量転移合金が情報を記録しあるいは
消去するためには、第５図に示すようｔ温度θ１．θ２
まで加熱されねばならない。つまり、記録するときは、
温度０１以上に記録媒体が加熱されその波速やかに冷却
されることが必要であり、消去するときは温度θ監より
低い温度θ。

以上であって温度０１以下の状態で十分な量のエネルギ
ーを記録媒体が受けることが必要である。

記録媒体における記録時の温度θ！と、消去時の温度θ
２を設定する方法として、照射する微小スポット光と記
録媒体との相対速度を変える方法がある。すなわち、光
ディスクの回転数の速い状態でＶ−ザ光を照射すると、
記録媒体の局部には温度が充分上昇しないうちにレーザ
光が次の局部に移動し、回転数の遅い状態では記録媒体
の局部には＠度が充分上昇するまでレーザ光が照射され
るので、記録時の温度θｌと、消去時の温度θ２が設定
モきる。しかし、この方法では、信号の記録時と消去時
で光ディスクの回転数をいちいち変えなければならず、
記録、消去に時間がかかシ、実用性に乏しいものとなる
。

〔発明の目的〕

以上のことから本発明は、例えば前記加熱冷却条件によ
って光学的濃度を可逆的に変化する記録媒体を用いて信
号を記録、再生、消去できる実用的な方式を提供するこ
とを目的とするものであり、高邑加熱急冷条件で記録媒
体に信号を記録し、前記記録時温度より低い加熱徐冷条
件で記録媒体に記録されている信号を消去する装置を提
供するものである。

〔発明の磯牢〕

不発明はＶ−ザ等光ビームを相対的に移動する記録媒体
に照射し、その記録媒体の加熱サイクルの相異による状
態転移を利用して光学的な濃度変化として信号を可逆的
に記録再生できる可逆的光学記録再生方式であって、高
温に加熱し更に急冷した場合に到達する記録媒体の状態
を信号を記録した状態とし、少なくとも前記温度より低
温に加熱し更に徐冷した場合に到達する記録媒体の状態
を信号を消去した状態として用いる点に特徴を有するう 〔発明の実施例〕 第２図に本発明で用いる信号を記録再生消去できる光記
録ディスクの細部構成例を示す。基材１は、透明な樹脂
またはガラスで構成され、表面に光学的に検出可能な案
内溝２を有する。この溝２ば、ディスク上の信号記録領
域において、ディスクの回転中心に対して、スノ（イラ
ル状、あるいは同心円状に設けられ、溝深さは約λ／！
３ｎ（λは照射レーザ光の波長、ｎは屈折率）に選ばれ
る。

記録媒体３は、基材１の上に蒸着等の手段で形成される
。この記録媒体３の上に樹脂の保護層４が形成され記録
媒体を保護する。記録再生用のｖ　−ザピーム５は基材
ｌを通して溝２に照射される。

この光ビームは、溝２による反射光の回折パタンを検出
して公知のトラッキング手段によす、溝２に沿って光を
走査して信号を記録し再生する。記録ドツト６は、信号
の記録によって、光学的濃度が変化した部分を示す。

第３図は、記録媒体上で、高温加熱急冷条件、および低
温加熱徐冷条件を得るための光の照射方法の一例を示す
。第３図ａで絞９レンズ１０は、入射するレーザビーム
ａＬ＋　ａＺを微小な光に絞って光ディスクの記録媒体
３に照射するレンズを示す。入射ビームａ１は例えばレ
ンズ１００光軸に平行に入射し、記録媒体３上に円形の
微小光スボツ）ＬＬを発生する。一方、入射ビームａ２
は絞りレンズ１０の光軸とθの角度をもって入射し、記
録媒体３上に溝にそって長円形の微小光スポットＬｚを
発生する。前記ディスク上の溝２に対する、光スポット
Ｌｔ　、Ｌｍの位置関係は一例としてｂに示す。溝２上
で記録媒体の進行方向から順にＬ＋　　、Ｌｌ　と並び
、同一の溝上に距離ｔだけ近接して配置される。光スポ
ツト間の距離ｔは特に規定されるものでなく、お互いに
重なり合っても良く、あるいはＬｌとＬｌが連続的に連
らなっても良く、それぞれの配置に応じた特長をもたす
ことができる。第３図Ｃには上記の光スボッ）Ｌ、。

Ｌｌを短時間記録媒体上に照射した時に、それぞれの光
スポットによって、溝２に沿った方向で記録媒体３上に
形成される温度分布の様子を示す。

ＳＬは円形光スポットＬＬで形成される温度分布を示し
、光照射部位が局所的に昇温しシャープな温度分布とな
る。したがって走行している光記録媒体上に光スポット
ＬＬを短時間の繰り返し光パルスとして照射すると記録
媒体は局所的に昇温後光パルスが消えるとすみやかにそ
の熱が周囲に伝播し冷却するので、温度θＩまで高温に
加熱後、急速に冷却するという条件を満足する。

したがって光スポットＬｔを照射する前の記録媒体の状
態が前記消去状態にあったとすれば、光スポットＬＩに
よる光照射部位のみ、前記記録状態とな９光学的濃度が
変化する。これによって記録媒体上に第２図の記録ドツ
ト６のように濃淡の繰り返しとして信号を記録すること
ができる。ｉた第３図Ｃの８ｚは溝に沿って長円形の光
スポットＬ２の短時間照射による温度分布の例を示す。

図のように溝に沿ってブロードな温度分布を示す。

したがって走行している記録媒体上に光スポットＬ２を
時間的に連続した光として照射すると記録媒体は光パル
スＬ１を照射したときと比して、温度θ２まで低温に加
熱後、著しくゆるやかに冷却されるという条件を満足す
る。したがって、連続光Ｌｘを照射する前の記録媒体の
状態が記録状態であれば、光Ｌ２を照射することによっ
て消去状態にもどる。すなわち、第２図の記録トッド６
は消えることになる。

第３図に示すように、高温加熱急速冷却条件を作る光ス
ポットＬ１は、微小な光ビームで、かつ、光出力を断続
的な光パルスとして加える必要がおる。したがって光ス
ポットＬｔは、広帯域の繰り返しの早い信号の記録に用
いるのが最適である。

何故なら光スポットＬｍは、溝に沿って長く、シたがっ
て高い周波数による光学的濃度変化を記録媒体に与える
ことはできない。故に光スポットＬ２の光出力は繰り返
しの遅い信号または直流信号で変調され、記録媒体上の
溝に沿った所望区間の記録信号の消去に用いられる。

一方記録信号の再生は、光スポットＬ１を記録媒体を余
り温度上昇させない程度の弱い連続光して溝に沿って第
２図に示す記録ドツト６を反射率または透過率の変化と
して読み取ることにより行なわれる。

また第３図で光スポットＬ２を溝２に沿って長円形の例
で説明したが光スポットＬｘ　より径の大きい円形光ス
ポットでも同じ効果と得ることができる。しかしこの場
合、隣接トラックへの影響を考慮する必要がある。

第４図に本発明にもとすいた具体的実施例を示す。記録
再生用レーザ光源と消去用レーザ光源の２ケのレーザ光
源を有し、各レーザ光源によって光ディスクの溝２上に
第３図すに示すように、円形の光ビームＬ１と、溝に沿
って長円形の光ビームＬ２を形成する光学的記録再生装
置の例を示す。

第４図で、１０は入射光を光デイスク上で微小な光スポ
ットに絞るための絞りレンズを示す。半導体レーザー１
の出力光は記録再生用の光源で波長λｉを有し、集光レ
ンズ１２で集光され、光ビλ 一ム合成器１３．偏光ビームスプリッタ−４，−板１５
を通り、絞りレンズ１０で絞られて、光ディスクＤ上で
円形の微小光スポットを形成する。

他の半導体レーザー７の出力光は記録された信号を消去
するための光源で波長λ２を有し、集光レンズ１８で集
光され、光ビーム合成器１３で反射され、偏光ビームス
グリツタ−４，λ／４板１５゜絞ｐレンズ１０を通って
光ディスクＤの溝２に沿って長円形の光スポラ）Ｌｚを
形成する。光スポットＬ！とＬｌは同一の溝上に形成さ
れるように、光源１１と光源１７の配置が決められる。

ディスクからの反射光す、、ｂ２は従来公知の再生信号
の検出、フォーカスやトラッキングの誤差信号の検出に
用いられる。図゛ではディスクの反射光は偏光ビームス
グリツタ１４で入射光路と分離され、単レンズ１９で集
束光に変換され、従来公知のナイフエッヂ２０によるフ
ォーカス誤差信号の検出方法を示している。光検出器２
１は２分割ビンダイオード等が用いられ、これより、フ
ォーカス誤差信号、再生信号が検出される。アクチーエ
ゝン夕１６は、絞りＶクズ１０を駆動して、フォーカス
制御およびトラッキング制御を行なうものである。フォ
ーカス制御に対しては絞りレンズ１０をディスクに対し
て垂直方向に駆動し、トラッキング制御に対しては、絞
９レンズ１０をディスク上の溝２に対して直角方向に駆
動する。

２２は半導体レーザ１１の駆動回路を示し、信号の記録
時には、端子２２ａに印加される記録信号に応じて半導
体レーザ１１の出力光を強度変調する。また信号の再生
時には半導体レーザの出力光を記録媒体の光学的特性が
変化しない弱い一定の連続光に保持する。２３は半導体
レーザ１７の駆動回路を示し、端子２３ａから入力され
る消去指令信号に応じて、必要な時間のみ消去光を発生
し、ディスク上の溝２上の光スポットＬ２を所定の時間
、所定の強さで発光させる。

第５図にディスク上の溝２上に円形光スポットＬ＋と溝
方向に長円形の光Ｌ２ｔ−作る場合の絞りレンズ１０へ
の光の入射方法を示す。円形光スポットＬＬを作るため
の入射光ａｌは絞シレンズ１０の開口の全域を均等に便
用する。一方光スポットＬ３を作る入射ビームは絞りレ
ンズ１０の開口のうち溝方向には一部のみ用い溝方向に
直角な方向には全域を用いるように入射することによっ
て溝上に溝方向に長円形の光スポットを得ることができ
る　光スポラ）Ｌｔ、Ｌｉ間の距離は第３図ａに示すよ
うに、入射光ビームａｌ　とａ２の光軸の角度を変える
ことによって任意に設定できる。

〔発明の効果〕

以上のように、レーザによる加熱を主に用いた光学的に
信号を記録再生消去し得る光記録再生装置を得ることが
でき、次の効果が得られる。

記録媒体と照射光の相対速度を変えることなく信号の記
録、再生、消去を行なえる。更に、記録薄膜が高温加熱
急冷条件で到達する状態を信号が記録され°る状態とし
、低温加熱除冷条件で到達する状態を信号が消去される
状態として使用することにより、高帯域かつ安定な信号
の記録再生が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の１実施例である光学的記録再生方式
の構成を示すブロック図、ｂは同要部の平面図、第２図
は本発明で用いる溝付き光記録ディスクの１例の要部断
面斜視図、第３図ａは本発明で用いる、１つの絞シンン
ズを用いて、円形の記録再生光Ｌ＋　と、溝方向に長円
形をした光Ｌ２を作る方法、および、構成を示す図、ｂ
は溝上における光スポットの平面図、Ｃは光Ｌｓ　、Ｌ
２が、記録媒体に与える熱的効果を説明するための図、
第４図は絞９レンズと絞９レンズへの入射光ａｌｐａ２
および溝の方向と溝上に形成される絞り光スポットＬｔ
　、Ｌｚの相互の関係を説明するための平面図、Ｋ５図
は本発明で使用する記録媒体の記録、消去時の原理図で
ある。 １・・・基材、２・・・溝、３・・・記録媒体、１０・
・・絞りしも　２囚 蔚　　斑　　５！！緯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ等の光ビームを相対的に移動する記録媒体に
   照射し、その記録媒体の加熱サイクルの相異による状態
   転移を利用して光学的な濃度変化として信号を可逆的に
   記録、及び消去する光記録方式であつて、高温に加熱し
   更に冷却した場合に到達する記録媒体の状態を信号を記
   録した状態とし、少なくとも前記温度より低温に加熱し
   更に冷却した場合に到達する記録媒体の状態を消去した
   状態として用いることを特徴とする光記録再生方式。 ２、記録媒体を記録状態とする場合の冷却を急速に行い
   、記録媒体を消去状態とする場合の冷却を少なくとも前
   記冷却時よりゆるやかに、冷却することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光記録再生方式。 ３、高温に加熱し更に冷却するために、レーザ等の光ビ
   ームによつて微小円形スポットを高い周波数の第１の信
   号で強度変調して記録媒体上に照射し、少くとも前記温
   度より低温に加熱し冷却するために、レーザ等の光ビー
   ムによつて微小で記録媒体の相対的移動方向に長円形の
   光スポットを、第１の信号より低い周波数の信号で強度
   変調して記録媒体上に照射することを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の光記録再生方式。 ４、記録媒体として固体状態で少なくとも２種類の結晶
   構造を有し、一方の温度領域での結晶構造を他方の温度
   領域で保持する金属または合金からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光記録再生方式を ５、記録媒体として固体状態で少なくとも２種類の結晶
   構造を有し、一方の温度領域での結晶構造を他方の温度
   領域で保持する金属または合金からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の光記録再生方式。 ６、記録媒体として固体状態で少なくとも２種類の結晶
   構造を有し、一方の温度領域での結晶構造を他方の温度
   領域で保持する金属または合金からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の光記録再生方式。