JPS61194641A - 情報記録再生装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は新規な情報記録再生装置に係り、特に光、熱エ
ネルギーにより記録媒体に情報を記録。

消去、再生する情報記録再生装置に関する。

〔発明の背景〕

近年、情報記録の高密度化、デジタル化が進むにつれて
種々の情報記録再生方式の開発が進められている。特に
レーザの光エネルギーを情報の記録、消去、再生に利用
した光ディスクは工業レアメタル＆８０．１９８３（光
ディスクと材料）に記載されているように磁気ディスク
に比べ、高い記録密度が可能であり、今後の情報記録の
有力な方式である。このうち、レーザによる再生装置は
コンパクト・ディスク（ＣＤ）として実用化されている
。一方、記録可能な方式には追記型と書き換え可能型の
大きく２つに分けられる。前者は１回の書き込みのみが
可能であり、消去はできない６後者はくり返しの記録、
消去が可能な方式である。

追記型の記録方法はレーザ光により記録部分の媒体を破
壊あるいは成形して凹凸をつけ、再生にはこの凹凸部分
でのレーザ光の干渉による光反射量の変化を利用する。

この記録媒体にはＴｅやその合金を利用して、その溶解
、昇華による凹凸の成形が一般的に知られている。書き
換え可能型の記録媒体としては光磁気材料が主流である
。この方法は光エネルギーを利用してキュリ一点あるい
は補償点温度付近で媒体の局部的な磁気異方性を反転さ
せ記録し、その部分での偏光入射光の磁気ファラデー効
果及び磁気力効果による偏光面の回転量にて再生する。

この方法は書き換え可能型の最も有望なものとして数年
後の実用化を目指し精力的な研究開発が進められている
。しかし、現在のところ偏光面の回転量の大きな材料が
なく多層膜化などの種々の工夫をしてもＳ／Ｎ、Ｃ／Ｎ
などの出力レベルが小さいという大きな問題がある。

その他の書き換え可能型方式として例えば特公昭４７−
２６８９７号では記録媒体の非晶質と結晶質の可逆的相
変化による反射率変化を利用したものがある。また、追
記型においても結晶質と非晶質との一方向の相変化を利
用したものも知られている。

これらの追記型、書き換え可能型ともに記録時に与える
レーザ光の光量を適当にしなければ記録。

再生のＳ／Ｎ、Ｃ／Ｎのレベルが低下する。あるいは記
録膜が損傷するなどの大きな問題点がある。

〔発明の目的〕

そこで、本発明の目的は、上述した欠点を除去し、記録
媒体に情報を記録し、記録された情報を再生する光学式
の情報記録再生装置において、記録媒体の記録状態を検
知する手段を設は記録時あるいは消去時に与える熱エネ
ルギーを最適に制御することにより安定した記録の消去
ができる情報記録再生装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、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
持する金属又は合金を用いた記録再生媒体を用いたもの
あるいは特公昭４７−２６８９７号のように結晶質と非
晶質の可逆変化を示す記録媒体を用いたものあるいは前
記した光磁気による記録媒体を用いたものにおいて、特
にレーザダイオードに一定の駆動電流を流して、記録し
、その記録状態を検知する回路を備えることにより、後
述するような記録媒体の感度やレーザ光の出方変化の影
響を受けず安定した記録ができるようにしたことを特徴
とする情報記録再生装置にある。前記記録媒体は固体状
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し、及び／又は
結晶状態で互いに異なった体積変化を生じる金属又は合
金からなることを特徴とする。なお、結晶変化を生じな
くても凹凸の変化を生じる合金であれば使用できる。

（合金組成） 本発明の合金は高温及び低温状態で異なった結晶構造を
有するもので、高温からの急冷によってその急冷された
結晶構造が形成される。

更に、この急冷されて形成された相は所定の温度での加
熱によって低温−状態での結晶構造に変化する。このよ
うに高温からの急冷によって低温での結晶構造と異なっ
た結晶構造を得るための冷却速度として１０２℃／秒以
上又は、１０１℃／秒以上で、このような結晶構造の変
化が生じるものが好ましい。

本発明の結晶量転移合金は１周期律表のＩｂ族元素の少
なくとも１種とｎｂ族、■ｂ族、■ｂ族及びｖｂ族元素
から選ばれた少なくとも１種との合金からなるものが好
ましい。

合金例としては、Ｃｕ−Ａ１合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃ
ｕ−Ａ１１−Ｚｎ金合金　Ｃｕ　　ＡＱ　　Ｎｉ合金、
Ｃｕ　　ＡＱ　　Ｍｎ合金、Ｃｕ−ｋＱ−Ｆａ−Ｃｒ合
金、Ｃｕ−Ｇａ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｇａ合金、Ｃｕ−Ｉ
ｎ合金、Ｃｕ　　ＡＱ　　Ｉｎ合金。

Ｃｕ　−Ｇ　ｅ合金ｇ　Ｃｕ　　Ａｌｌ　　Ｇａ合金、
Ｃｕ−３ｎ合金、Ｃｕ−Ｔｅ合金、Ｃｕ−Ｔｉ合金。

Ｃｕ　−Ａ　（１−Ｓ　ｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ
−８ｉ合金、Ｃｕ−８ｂ合金、Ｃｕ−Ｂｅ合金。

Ｃｕ−Ｂｅ合金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ｐｄ合金、Ｃ
ｕ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｚｎ金合金Ａｇ−Ａ０合金、Ａｇ
−Ｃｄ合金、Ａｇ　−Ｉｎ合金。

Ａ　ｇ　−Ｇ　ａ合金ｓ　Ａｇ　　ＡＱ−Ａｕ金合金Ａ
ｇ−ＡＱ−Ｃｕ合金、Ａｇ−ＡＱ−Ａｕ−Ｃｕ合金。

Ａｇ−Ａｆｉ−Ｃｄ金合ｔＡｇＰｔ金合＊Ａｇ−８合金
＋　Ａ　ｇ　　Ｓ　ｎ合金、　Ａ　ｇ−Ｔ　ｓ合金ｅｇ
ｇ−Ｔｉ合金、Ａｇ−Ｚｒ合金、　Ａ　ｇ−Ａ　ｓ合金
。

Ａ　ｇ　−Ａ　ｕ合金ｔＡｇＢ金合金ｔ　Ａ　ｇ　　Ｍ
　ｇ合金、Ａｇ−Ｌｉ合金、Ａｇ−Ｍｎ合金、ＡＱ−Ｐ
ｄ合金、ＡＱ−Ｍｇ合金、Ａｆｌ−Ｍｎ合金。

ＡＱ−Ｐｄ合金、　Ａ　Ｑ　−Ｔ　ｏ合金、ＡＱ−Ｔｉ
合金、Ａｎ−Ｚｎ合金、ＡＱ−Ｚｒ合金、　Ｎｉ　−ｓ
ｂ金合金Ｎｉ−８ｉ合金、Ｎｉ−８ｎ合金。

Ｎ　ｉ　−Ｇ　ｎ合金、Ｍｎ−Ｇｅ合金、Ｎ１−Ｇａ合
金、Ｎｉ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−８合金、Ｎｉ−Ｔｉ合金、
ＦｅＡｓ合金、Ａｓ−８合金、八３−Ｚｎ合金、Ｆｅ−
Ｂｅ合金、’Ｆｅ−Ｎｉ合金。

Ｆ　ａ　−Ｃｒ合金、Ｆａ−Ｐ合金、Ｍｎ−Ｐｄ合金。

Ｍ　ｎ　−Ｐ　を合金、Ｍｎ−Ｓｂ合金、Ｍｎ−８ｉ合
金、Ａｕ−Ｃａ合金、ＡｕＡ１合金、Ａｕ−Ｉｎ金合金
　Ａ　ｕ　　Ｇ　ａ合金、Ａｕ−Ｃｄ合金。

Ａｕ　　Ｃｕ合金、ＡｕＦｅ合金、Ａｕ　　Ｍｎ金合金
　Ａ　ｕ　　Ｚ　ｎ合金、Ｂａ−Ｃａ合金、Ｂｉ−ｐｂ
金合金Ｂｉ−ＴＱ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金。

Ｎ　ｉ　−Ｖ合金、Ｎｉ−Ｚｎ合金、Ｃｄ−Ｌｉ合金。

Ｃｄ−Ｍｇ合金、Ｃｄ−Ｐｂ合金、Ｃｄ−Ｓｂ合金、５
ｂ−Ｉｎ合金、Ｓｂ−Ｉｎ−８ｇ金合金Ｍ　ｇ　−Ｃｅ
合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、　Ｇ　ｏ−Ｇ　ｅ合金、Ｃｏ−
Ｍｎ合金、Ｇｏ−Ｓｂ合金、Ｃｏ−Ｖ合金、Ｉｎ−Ｍｇ
合金、Ｉｎ−Ｍｎ合金＊Ｉｎ−Ｎｉ合金、Ｉｎ−８ｎ合
金、Ｉｎ−Ｔ！１合金。

Ｌｉ−Ｚｎ合金、Ｍｎ−Ｚｎ合金、Ｐｄ−Ｔｆ１合金、
ｐｂ−ｓ合金、ｐｂ−ｓｂ金合金Ｐｄ−Ｚｎ合金、５ｎ
−Ｓｂ合金、Ｔｆｌ−８ｂ合金、５ｂ−Ｚｎ合金、Ｔｉ
−８ｎ合金、Ｔｊｌ−５ｎ合金。

Ｚｒ−５ｎ合金、Ｚｒ−Ｔｈ合金、Ｔｉ−Ｚｎ合金、Ｔ
ｉ−Ｚｒ合金などがある。

合金例として、重量組成で次のものが好ましい。

Ａｇに３０〜４６％Ｚｎ、６〜１０％ＡＱ、４０〜６０
％Ｃｄ、２０〜３０％Ｉｎ、１３〜２３％Ｇａを単独、
Ｃｕに１０〜２０％ＡＩ２．２０〜３０％Ｇａ、２０〜
４０％Ｉｎ、２０〜３０％Ｇｅ、１５〜３５％Ｓｎ、１
０〜６０％Ｚｎ、５〜１０％Ｓｉ、４〜１５％Ｂｅ、３
０〜４５％ｓｂを単独、Ａｕに１５〜２５％Ｉｎ、１０
〜１５％Ｇａ、５〜２５％Ｚｎ、２０〜５５％Ｃｄ。

２．５〜５％Ａｌを単独、Ｎｉに５５〜６０％ＡＱ、４
０〜５０％Ｔｉを単独で加えた合金。

Ｉｎ−２５〜３５％Ｔｉ合金、Ｆｅに５５％以下のｐｔ
を加えた合金、Ｍ　ｎ　−５〜５０％Ｃｕ合金、５ａ１
５〜２５％−Ｉ　ｎ　３０〜４０％−ｓｂ金合金これら
の合金に対し更に第３成分、第４成分。

第５成分等として第２成分以外の次の元素を加えること
ができる。

Ｉ　ａ、Ｉ［ａ、ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ、■ａ、■。

ｒｂ−ｖｂ、希土類元素の１種又は２種以上の合計で１
５重量％以下である。

具体的には、Ｉｎ族はＬｉ、ｌｌａ族はＭｇ。

Ｃａ、Ｎａ族はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖａ族はＶ。

Ｎｂ、Ｔａ、ＶＩａ族はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、■ａ族はＭｎ
、■族はＧｏ、Ｒｈ、Ｉ　ｒ、Ｆｅ、Ｒｕ。

Ｏｓ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｂ族はＣｕ、Ａｇ。

Ａｕ、ｍｂ族はＺｎ、Ｃｄ、ｍｂ族はＢ、Ａｌ。

Ｇａ、Ｉｎ、ＩＶｂ族はＣ，Ｓｉ、Ｇｏ、Ｓｎ。

ｐｂ、ｖｂ族はＰ、Ｓｂ、Ｂｉ、希土類元素はＹ。

Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｌｕが好ましい
。特に、０．１　〜５重量％が好ましい。

また、Ｔｅ、Ｓｅを主にした合金を溶解、昇華によって
凹凸を形成させる合金も使用できる。

（製造法） 本発明の結晶量転移合金は反射率の可変性を得るために
材料の加熱急冷によって過冷相を形成できるものが必要
である。高速で情報の製作及び記憶させるには材料の急
熱急冷効果の高い熱容量の小さいノンバルクが望ましい
、即ち、所望の微小面積に対して投入されたエネルギー
によって実質的に所望の面積部分だけが深さ全体にわた
って基準となる結晶構造と異なる結晶構造に変り得る容
積を持つノンバルクであることが望ましい。従って、所
望の微小面積によって高密度の情報を製作するには、熱
容量の小さいノンバルクである箔、膜、細線あるいは粉
末等が望ましい。記録密度として、２０メガビット／Ｃ
−２以上となるような微小面積での情報の製作には０．
（１１−０，２μｍの膜厚とするのがよい、一般に金属
間化合物は塑性加工が難しい、従って、箔、膜、細線あ
るいは粉末にする手法として材料を気相あるいは液相か
ら直接急冷固化させて所定の形状にすることが有効であ
る。これらの方法にはＰＶＤ法（蒸着、スパッタリング
法等）、ＣＶＤ法、溶湯を高速回転する高熱伝導性を有
する部材からなる、特に金屑ロール円周面上に注湯して
急冷凝固させる溶湯急冷法、電気メッキ、化学メッキ法
等がある。膜あるいは粉末状の材料を利用する場合、基
板上に直接形成するか、塗布して基板上に接着すること
が効果的である。！！！布する場合、粉末を加熱しても
反応などを起こさないバインダーがよい。また、加熱に
よる材料の酸化等を防止するため、材料表面、基板上に
形成した膜あるいは塗布層表面をコーティングすること
も有効である。

箔又は細線は溶湯急冷法によって形成するのが好ましく
、厚さ又は直径０．１　＋ｓｍ以下が好ましい。

特に０．１　μｍ以下の結晶粒径の箔又は細線を製造す
るには０．０５ｍｍ以下の厚さ又は直径が好ましい。

粉末は、溶湯を気体又は液体の冷媒とともに噴霧させて
水中に投入させて急冷するアトマイザ法によって形成さ
せることが好ましい。その粒径は０．１■以下が好まし
く、特に粒径１μｍ以下の超微粉が好ましい。

膜は前述の如く蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ電気メッ
キ、化学メッキ等によって形成できる。

特に、０．１μｍ以下の膜厚を形成するにはスパッタリ
ングが好ましい、スパッタリングは目標の合金組成のコ
ントロールが容易にできる。

（組織） 本発明の結晶量転移合金は、高温及び低温において異な
る結晶構造を有し、高温からの急冷によって高温におけ
る結晶構造を低温で保持される過冷相の組成を有するも
のでなければならない。高温では不規則格子の結晶構造
を有するが、過冷相は一例としてＣｓ　−ＣＱ型あるい
はＤ○、型の規則格子を有する金属間化合物が好ましい
。光学的性質を大きく変化させることのできるものとし
て本発明合金はこの金属間化合物を主に形成する合金が
好ましく、特に合金全体が金属間化合物を形成する組成
が好ましい、この金属間化合物は電子化合物と呼ばれ、
特に３／２電子化合物（平均外殻電子濃度ｅ　／　ａが
３／２）の合金組成付近のものが良好である。

また、本発明の結晶量転移合金は固相変態、たとえば共
析変態又は包析変態を有する合金組成が好ましく、その
合金は高温からの急冷と非急冷によって分光反射率の差
が大きいものが得られる。

本発明合金は超微細結晶粒を有する合金が好ましく、特
に結晶粒径は０．１　μｍ以下が好ましい。

即ち、結晶粒は可視光領域の波長の値より小さいのが好
ましいが、半導体レーザ光の波長の値より小さいもので
よい。

（特性） 本発明の記録材料は、可視光領域における分光反射率を
同一温度で少なくとも２種類形成させることができる。

即ち、高温からの急冷によって形成された結晶構造（組
織）を有するものの分光反射率が非急冷によって形成さ
れた結晶構造（組織）を有するものの分光反射率と異な
っていることが必要である。

また、急冷と非急冷によって得られるものの分光反射率
の差は５％以上が好ましく、特に１０％以上有すること
が好ましい０分光反射率の差が大きければ、目視による
色の識別が容易であり、後で記載する各種用途において
顕著な効果がある。

分光反射させる光源として、電磁波であれば可視光以外
でも使用可能であり、赤外線、紫外線なども使用可能で
ある。

本発明の結晶量転移合金のその他の特性として、電気抵
抗率、光の屈折率、光の偏光率、光の透過率なども分−
光反射率と同様に可逆的に変えることができ、各種情報
の記録、記録された情報を再生することに利用すること
ができる。

分光反射率は合金の表面あらさ状態に関係するので、前
述のように少なくとも可視光領域において１０％以上有
するように少なくとも目的とする部分において鏡面にな
っているのが好ましい。

（用途） 本発明の結晶量転移合金は、加熱急冷によって部分的又
は全体に結晶構造の変化による電磁波の分光反射率、電
気抵抗率、屈折率、偏光率、透過率等の物理的又は電気
的特性を変化させ、これらの特性の変化を利用して情報
の記録用素子に使用することができる。

情報の記録の手段として、電圧及び電流の形での電気エ
ネルギー、電磁波（可視光、輻射熱、赤外線、紫外線、
写真用閃光ランプの光、電子ビーム、陽子線、アルゴン
レーザ、半導体レーザ等のレーザ光線、高電圧火花放電
等）を用いることができ、特にその照射による分光反射
率の変化を利用して光ディスクの記録媒体に利用するの
が好ましい。光ディスクには、ディジタルオーディオデ
ィスク　（ＤＡＤ又はコンパクトディスク）、ビデオデ
ィスク、メモリーディスク、フロッピーディスク、マイ
クロフィッシュなどがあり、これらに使用可能である。

本発明合金を光ディスクの記録媒体に使用することによ
り再生専用型、追加記録型、書換型ディスク装置にそれ
ぞれ使用でき、特に書換型ディスク装置においてはきわ
めて有効である。記録方法はエネルギーを断続的にパル
ス的に与えるやり方又は連続的に与えるやり方のいずれ
でもよい、前者ではディジタル信号として記録できる。

〔発明の実施例〕

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、その特性を調べた。第１図にその典型
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
７８０　（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応じて情報の有無を判定する
ものである。この図から明らかなように、記録するとき
はＣのように反射率が大きくなり、消去するときはｄの
ように反射率が小さくなる。また、５５０（ｎｍ）を選
択したときは、記録するときはＣ′のように反射率が小
さくなり、消去するときはｄ′のように反射率が大きく
なる。

ところで、この結晶量転移合金に情報が記録されあるい
は消去されるためには、第４図に示すような温度まで加
熱されねばならない、つまり、記録するときは、温度０
３以上に記録媒体が加熱されその複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０１以上であっ
て温度０２以上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。

ところで光ディスクは熱の吸収、光の干渉その他の目的
で薄い多層膜構成とされており、変形防止の面から必要
以上に加熱しないのがよい。そのため、θ２よりわずか
に高い０２′　まで加熱するように光パワーを制御する
必要がある。

一方、消去を考えると現状では小形、低コストが最も進
んでいる半導体レーザの波長は８００ｎｍ前後であり、
この波長帯域では消去が完了すると反射率は第１図に示
すように低下（吸収率は増大）するので同じ光パワーを
与えていると加熱が促進され、記録のための最低温度θ
２を越えてしまって再書き込みされてしまう問題がある
。

この現象は消去のための光パワーＰ、１を小さくするこ
とにより温度θ１に達するまでの時間ｔ１を長くすれば
ｌｔ、は長＜シ、その間に光パワーを弱めることにより
防止できるが、高速消去ができないことになる。

これらの記録、および消去のための温度θ、。

θ１は前記したように記録媒体の材質２組成、膜構成な
どによって異なること、又第２図に示すように半導体レ
ーザの光パワー出力は同一の形式のレーザで同一のレー
ザ駆動電流を与えても異なるのが普通である。従って、
書き換え可能型の記録媒体を用いて記録および消去を行
う場合には、必要にして十分なる光パワーを与えるよう
に光の反射レベルを検知して制御することが必要となる
。

以下１本発明の光デイスク装置の構成についての一実施
例を第４図により説明する。

第４図において、半導体レーザ１２，１４から出た発散
光はコリメートレンズ２２．２４で平行光ｉ、にとなる
。ここで、記録と再生に用いる半導体レーザを１２、消
去に用いる半導体レーザを１４とすると、平行光ｉは光
合成器で９０度向きを変えられて、偏光ビームスプリッ
タ３１、λ／４板４、ミラー３９、対物レンズ５のほぼ
中心を通ってディスクの記録ラインの中心にほぼ円形の
光スポットを形成する。

ディスク１で反射された光は対物レンズ、ミラー３９、
λ／４板４を通って、偏光ビームスプリッタ３１で向き
を変えられて、カツプリングレンズ６、円筒レンズ６２
を通って光検出器７に達する。この光検出器の結像状態
により、対物レンズとディスク間の距離の制御、すなわ
ちフォーカスレンズやディスクのトラック方向の制御、
すなわちトラッキングのサーボ信号を得るにれらの方式
は各種の方式があり、公知であるのでここでは述べない
、この検出系には消去の光ｋによる反射光を遮ぎるフィ
ルタ４２を設けて光検出器に外乱の入るのを防止してい
る。

次に第３図は、半導体レーザのレーザ駆動電流とレーザ
光パワー出力を示す図であり、図では矩形波で変調した
レーザ出力を示している。図のように同一形状のレーザ
で同一駆動電流を与えてもレーザ出力は異なるのが普通
であり、同一出力を得るためには異なる駆動電流を与え
る必要があり、同一レーザであっても、気温その他によ
り安定した出力を得るには多少時間を要する。

また、記録媒体は感度の異なるものがあり、それぞれ記
録、および消去に要するレーザスポットの強度は異なり
、また、記録、未記録部の反射率が異なるので、再生時
に要する読出し用のレーザスポットの強度も適当に調整
する必要がある。

第５図は第４図に示すような光学系を用いて光記録媒体
にビームスポットを照射した時のレーザ出力と照射後の
記録媒体の反射率の変化を示したものである。ここで、
ａ、ｂは記録媒体の異なることを示す、ａにおいては未
記録状態で１５％の反射率であるが、記録に十分な強度
のビームスポットを与えると３０％の反射率となる。

この反射率３０％となるレーザ出力はこの場合１０ｍｍ
である、ｂにおいては未記録状態はａよりも低い反射率
であるが、記録後はａよりも高い反射率を示し、このよ
うな媒体はＳ／Ｎ比が高いものとなるが、消去時に照射
するレーザビームの吸収率の差が大きくなるという問題
がある。

第６図は記録媒体ａとビームスポットとの相対速度、す
なわち記録媒体の線速度を変えた場合のレーザ出力と反
射率の変化を示したものである。

線速度をｖｌ、Ｖ、、Ｖ３と漸次高くした時に反射率が
飽和する時のレーザ出力はｐｌ、ｐ、、ｐ、と増加する
。

第７図は第６図のようにして得た線速度に対するレーザ
出力をまとめたものである。すなわち、線速度に対し、
記録媒体の反射率を変化させるに必要なレーザ出力を表
わしたものである。同様に記録媒体すの場合も示してお
り、記録媒体により必要なレーザ出力の異なることがわ
かる。これは前述したように、記録媒体に過大のレーザ
ビームスポットを与えると薄膜が破れて９反射率が記録
と異なる値を示したり、後述するような消去が不可能と
なるため必要にして十分なレーザ出力ともいえる。従っ
て記録媒体と線速度が明らかな場合はレーザ出力の範囲
を限定すれば良いことが分ったが、第３図に示したよう
にレーザにより駆動電流とレーザ出力の特性にはばらつ
きがある。このため１本発明は第８図に示すようにレー
ザ駆動電流に適当な初期変調電流を与えて、それによる
レーザ出力により記録媒体の反射率変化を検出し、反射
率変化が飽和していない時は変調電流を増加して行き、
前記した必要にして十分なレーザ出力を求め、その時の
レーザ駆動電流を把握するようにしたことにある。この
レーザ駆動電流を得るに必要な変調電流を記録用駆動指
令と呼び、前記したようにこの記録用駆動指令のレベル
を求め、これを記憶しておく、これにより、記録媒体と
線速度と光学系が決められた時に適切が記録ができるレ
ーザ出力を得ることができ、通常はこの記録用駆動指令
のレベルを設定することができる。このレベルはレーザ
の特性が変ったり、記録媒体その他が変った場合には当
然修正する必要がある。

第９図は第３図に示す光学系を用いて光記録媒体に記録
された部分に消去を目的としてビームスポットを照射し
た時のレーザ出力と記録媒体の反射率の関係を示したも
のである。これは消去用のビームスポットを照射した後
に反射率を読み出すためのレーザ光を照射し、反射光を
反射率に換算したものである。消去用のレーザ出力が小
さい時は反射率は記録された状態の反射率３０％を示し
。

適当なレーザ出力の時反射率の低下が見られ、最適値を
与えると未記録状態の反射率１５％になり。

消去されたことを意味している。さらに、レーザ出力を
高めていくと反射率は高くなり始め、一定値以上のレー
ザ出力を与えると反射率は３０％となり、飽和傾向を示
す。これは第２図で示したようにレーザ出力が大きくな
り、θ１を越え０２以下の範囲では消去され、さらにレ
ーザ出力が大きくなるとθ、を越えるために記録される
ためである。従って記録媒体と線速度が明らかな場合は
レーザ出力の範囲を選べば消去できるが、記録の場合と
同様に第１０図に示すように消去に必要な変調電流を求
めこれを消去用駆動指令と呼び、前記したようにこの消
去用駆動指令のレベルを求め、これを記憶しておく。

これにより、記録媒体と線速度と光学系が決められた時
に適切な消去ができるレーザ出力を得ることができ、通
常はこの消去用駆動指令のレベルを設定することができ
る。このレベルはレーザの特性が変化したり、記録媒体
その他の条件が変わった場合には当然修正する必要があ
る。

次に記録された記録媒体の情報を読み出す場合にも再生
用レーザ光を照射し、反射光のレベルを適当にする必要
がある。このため、第１１図に示すように再生駆動指令
のレベルを求め、これを記憶しておく。

これにより、記録媒体と光学系が決められた時に適切な
再生ができるレーザ出力を得ることができ１通常はこの
再生用駆動指令のレベルを設定することができる。この
レベルはレーザの特性が変化したり、記録媒体その他の
条件が変わった場合には当然修正する必要がある。

第１２図は本発明の一実施例の回路構成の概略図である
。レーザ駆動回路１００によりレーザ１４が駆動されレ
ーザビーム１４１が光学系２００に入射する。レーザ駆
動回路１００は、書込み。

消去、再生モード設定回路１１０によるモード切換によ
る信号１１２より各々駆動レベルに設定され、レーザビ
ーム１４１は各々のレベルに応じた強度に設定され、光
学系２００にてビーム形状整形を施され、記録媒体１上
に微小なスポットを形成する。書き込み時には、書き込
み信号１１２がモード設定回路１１０を経てレーザ駆動
回路１００に加わり、書き込み信号に応じて記録媒体１
上に記録スポットが記録される。記録媒体１からの反射
光２０４は光学系２００の光検出器７で検出され５反射
強度２０６となり１反射光強度補正回路１２０にて、書
き込み、消去、再生各モードによる強度の補正が行なわ
れ、補正反射光強度１２２が出力される。この補正反射
光強度１２２は、レーザ出力補正回路１５０に入力され
、このレーザ出力補正回路１５０は補正反射光強度１２
２に応じて補正値１５２を出力する。この補正値１５２
は、レーザ駆動指令回路９０からのレーザ出力の基準値
９２と比較され、レーザ駆動回路１００への指令値９４
を増減する。ここでは、基準値９２に補正値１５２が満
たない場合は、レーザ１４が劣化して、レーザ駆動信号
１０２に対してレーザビーム１４１の強度が低下したた
め、または、記録媒体１の反射率が低下してビーム光２
０２に対して反射光２０４が低下したためであるので、
指令値９４は正の値をとリレーザ駆動信号１０２を増加
させ、基準値９２より補正値１５２が大きい場合は、前
記の場合と逆であるので、指令値は負の値をとリレーザ
駆動信号１０２を減少させ、この結果、基準値９２と補
正値１５２が常に一致するように、レーザビーム１１１
の強度が制御され、安定な記録、再生、消去が行なわれ
る。

また、前記補正反射強度１２２は、前記レーザ出力補正
に使用される他に、記録信号を再生する信号再生回路１
３０．フォーカス、トラッキング等のサーボ制御回路１
４０へも入力される。

また、前記レーザ出力の基準値９２は、各記録媒体に対
して適正な値があり１本装置にて使用する記録媒体を変
える度に前記基準値９２を設定し直す必要があるので、
第８図、第１０図、第１１図で示したような方法で基準
値を求めメモリ８゜を設けて、各々の記録媒体１の基準
値９２を記憶しておき、新たな記録媒体装着時には基準
値９２を適正に設定するか前記したように新たに求める
。

更に、記録媒体を本装置より取出す時に、指令値９４を
新たな、その記録媒体の基準値としてメモリ８０に記憶
することにより、常に各々の記録媒体の最も新しい状態
に応じた基準値を設定できる。

ところで、前記したように適正なレベルで記録再生して
いるにもかかわらず、再生信号が基準レベル内に入らな
い場合には記録内容が何らかの原因で劣化していること
が考えられる。これは反射強度補正回路１２０の出力１
２２により容易に判別できるので、この出力レベルが一
定範囲外になった時、劣化状態を知らせる表示１６０を
行なう。

これにより、必要ならば記録内容を再記録することによ
り記録内容を正常に戻すことができる。

第１３図は本発明の一実施例を示すフォーカス制御回路
の概略構成図である。光検知器７はイ。

口、ハ、二の４つの部分に割分され、イ、ハの検知器出
力が第１のアンプ２１０に、二２口の検知器出力が第２
のアンプ２１２に入力され、更にフォーカスアンプ２２
０にて第１のアンプ２１０と第２のアンプ２１２の出力
の差分がとられる。フォーカスアンプ２２０の出力はア
クチュエータ駆動アンプ２３０を介して増幅されて、ア
クチュエータ２４０に加わり、アクチュエータ２４０（
本例ではフォーカス用アクチュエータ）を駆動する。

光検知器７上に形成される反射光の形状は、合焦点時に
はＢの破線で示すような円形となり、４分割の各々の検
知器イ２２ロ、ハ二の出力は相等しいので、フォーカス
アンプ２２０の出力は零となり、アクチュエータ２４０
は駆動されない、焦点がずれると、検知器７上に形成さ
れる反射光の形状は、Ａの実線で示すようなだ円となり
、４分割の感知器二２口の出力は増加し、イ、ハの出力
は減少する。このため、フォ−カスアンプ２２０の出力
は合焦点方向にアクチュエータ２４０を駆動する方向（
極性）に増加し、この結果アクチュエータ２４０が駆動
される。これは検知器７の反射光の形状がＢの如く合焦
点になるまで自動的に行なわれ、いわゆるオートフォー
カス制御となる。

本実施例では、上述の構成に加えて、検知器７の４分割
の出力の総和をとり、これを反射光アンプ２５０にて増
幅し、この反射光アンプ２５０の出力をフォトダイオー
ド２３２に印加し、該フォトダイオード２３２に対して
アクチュエータ駆動アンプ２３０のフィードバック抵抗
をなす光導電素子２３４を設置する構成としている。こ
のような構成とすることにより、検知器７上に形成され
る反射光の強度に応じて、フォトダイオード２３２の発
光強度が変化するため、アクチュエータ駆動アンプ２３
０のフィードバッグ抵抗の光導電素子２３４の抵抗値が
変化し、この結果、検知器７上の反射光の強度に応じて
アクチュエータ駆動アンプ２３０のゲインが変化する。

従って、レーザの劣化により、総体的に反射光が減少し
た場合や、記録媒体の変質により反射光強度が増減した
場合でも、その反射光強度の変化に応じて、アクチュエ
ータ駆動用アンプ２３０のゲインが自動的に調整される
ため１反射光強度に影響なくフォーカス制御を安定かつ
精密に行なうことができる。

また、本実施例では反射光アンプの出力によりフォーカ
スアンプのゲインを変化させる構成としているが、第１
４図に示すように反射光アンプの出力とフォーカスアン
プの出力の差分を取ることでも同等の機能を実現できる
。

フォーカス制御の他に、トラッキング制御、あるいはジ
ッタ制御等、反射光によりアクチュエータの制御を行う
回路では、上述の構成と同等な構成で、反射光の強度変
化に応じてアクチュエータの制御に補正を行い１反射光
の強度変化に影響なく、安定に制御できる。

以上の装置を具えて具体的に本発明合金を用いた実験を
行った。

スパッタリング法によってＡｇ−４０重量％Ｚａ合金膜
をガラス基板に形成させ光ディスクを作製した０合金膜
の記録、消去による加熱による酸化を防止するため及び
基板から剥離するのを防止するため、その表面にＳ　ｉ
　Ｏｌの保護膜（厚さ３０ｎｍ）を蒸着によって形成し
た。ガラス板上の合金膜の蒸着にはＤＣ−マグネトロン
型を、Ｓ　ｉ　Ｏ，膜の形成にはＲＦ型のスパッタ法を
それぞれ適用した。スパッタ出力は１４０〜２００Ｗ。

基板温度は２００℃の条件に設定した。容器内を１０−
’Ｔｏｒｒ程度まで真空排気後、Ａｒガスを５〜３０　
ｍＴｏｒｒ導入して薄膜を作製した。膜厚は。

Ｓｉ、Ｏ，膜厚を３０ｎｍ程度とし、合金膜厚を０．０
５〜１０　μｍの範囲内で種々の厚さに変えた。このよ
うにして製作した光ディスクを使用して、記録及び消去
、又それらの繰返しを行った。

Ａｒガスレーザは連続発振させた。試料を手動移動ステ
ージの上に設置し、試料を移動させて２００ｍＷレーザ
光を該試料の膜表面に焦点を合せ走査させた。レーザ光
を照射させた部分はピンクに変化した０合金膜はあらか
じめ基板ごと銀白色になる熱処理を施しである０次にレ
ーザ光の焦点を膜表面から若干ずらし、レーザの出力密
度を低くしてピンク色の部分と交差する方向（図の上下
方向）に走査させた。その結果、元のピンク色は消去さ
れ銀白色に変化した。これらの色の変化と同時にベース
面に凹又は凸部が生じて記録でき、消去によって元の平
坦な面に戻ることが確認された。

以上の結果から薄膜状態の合金による記録、消去が可能
であることを確認された。この書込み、消去は何回でも
繰返しが可能であることが確認された。

〔発明の効果〕

本発明によれば、記録媒体に与える熱エネルギーを最適
に制御することにより安定した記録、消去ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明で使用する合金の波長λと反射率との関
係を示す図、第２図は本発明で使用する記録媒体の記録
消去の原理、第３図はレーザダイオードの出力特性、第
４図は本発明の光デイスク装置構成の一実施例、第５図
、第６図は光記録媒体の反射率変化を示す図、第７図は
線速度に対する必要レーザ出力、第８図は記録用駆動指
令を求める図、第９図は消去に必要なレーザ出力、第１
０図は消去用駆動指令を求める図、第１１図は再生用駆
動指令を求める図、第１２図は本発明の一実施例を示す
ブロック図、第１３図はフォーカス制御の一実施例、第
１４１３ｉ！ｌは別の実施例である。 １・・・ディスク、１２．１４・・・レーザダイオード
。 ２２．２４・・・コリメートレンズ、３１川偏光ビーム
スプリツタ、３２．３３・・・光合成器、４・・・λ／
４板、５・・・対物レンズ、８ｏ・・・メモリ、９ｏ・
・・レーザ駆動指令回路、１００・・・レーザ駆動回路
。 １１０・・・モード設定回路６ 帛（図 躬′２図 時間 拓３図 も牟図 し−寸一あｔ）　（ｍｗＪ 躬四図 も８図 来１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光源と該レーザ光源を駆動するレーザ駆動回
   路と該レーザ光を光記録媒体面上に収束させる光学系を
   備えた情報記録再生装置において、レーザ駆動回路に与
   える記録用駆動指令と該駆動指令により記録された記録
   媒体に与える再生用レーザ光による反射光のレベルを検
   出し、該検出レベルに応じてレーザ駆動回路の記録用駆
   動指令のレベルを設定する手段を備え、前記記録媒体は
   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し、及び
   ／又は結晶状態で互いに異なつた体積変化を生じる金属
   又は合金からなることを特徴とする情報記録再生装置。 ２、前記記録媒体は固体状態の高温における結晶構造が
   高温からの過冷によつて保持される金属又は合金からな
   る特許請求の範囲第１項に記載の情報記録再生装置。 ３、前記記録媒体は相変態を有する結晶質状態の金属あ
   るいは合金にあつて、固相状態の少なくとも２つの温度
   領域において結晶構造の異なつた相を有し、その相間の
   変態に伴なう凹部又は凸部を形成してベース面との光の
   反射状態を変化させて情報としての信号、文字、図形、
   記号を識別できるように記憶させ又は前記凹部又は凸部
   を元の状態に消去させる加熱手段及び前記情報を再生さ
   せる手段を有する特許請求の範囲第１項に記載の情報記
   録再生装置。 ４、前記記録媒体は元素周期律表の I ・ｂからVII・ｂ
   族及VIII族の金属元素遷移金属元素を主成分とする金属
   あるいは合金からなる特許請求の範囲第１項〜第３項の
   いずれかに記載の情報記録再生装置。 ５、特許請求の範囲第１項において、記録媒体が結晶間
   の相転位による反射率変化を利用した記録合金であるこ
   とを特徴とする情報記録再生装置。 ６、レーザ光源と該レーザ光源を駆動するレーザ駆動回
   路と該レーザ光を光記録媒体面上に収束させる光学系を
   備えた情報記録再生装置において、レーザ駆動回路に与
   える消去用駆動指令と該駆動指令により記録された記録
   媒体に与える再生用レーザ光による反射光のレベルを検
   出し、該検出レベルに応じてレーザ駆動回路の消去用駆
   動指令のレベルを設定する手段を備え、前記記録媒体は
   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し、及び
   ／又は結晶状態で互いに異なつた体積変化を生じる金属
   又は合金からなることを特徴とする情報記録再生装置。 ７、レーザ光源と該レーザ光源を駆動するレーザ駆動回
   路と該レーザ光を光記録媒体面上に収束させる光学系を
   備えた情報記録再生装置において、記録された記録媒体
   に与える再生用レーザ光による反射光のレベルを検出し
   、該検出レベルの信号対ノズル比が一定値以上になるよ
   うにレーザ駆動回路の再生用駆動指令のレベルを設定す
   る手段を備え、前記記録媒体は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し、及び／又は結晶状態で互いに
   異なつた体積変化を生じる金属又は合金からなることを
   特徴とする情報記録再生装置。 ８、レーザ光源と該レーザ光源を駆動するレーザ駆動回
   路と該レーザ光を光記録媒体面上に収束させる光学系を
   備えた情報記録再生装置において、記録された記録媒体
   に与える再生用基準のレーザ光による反射光のレベルを
   検出し、該検出レベルと基準値を比較し、基準レベル内
   に入らない時、記録内容が劣化していることを知らせる
   劣化信号を発生する手段を備え、前記記録媒体は固体状
   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し、及び／又は
   結晶状態で互いに異なつた体積変化を生じる金属又は合
   金からなることを特徴とする情報記録再生装置。 ９、レーザ光源と該レーザ光源を駆動するレーザ駆動回
   路と該レーザ光を光記録媒体面上に収束させる光学系を
   備えた情報記録再生装置において、記録された記録媒体
   からの反射光のレベルを検出し、検出レベルに応じて、
   自動焦点制御手段やトラッキング制御手段のサーボ回路
   の伝達関数を変える特性補正手段を備え、前記記録媒体
   は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し、及
   び／又は結晶状態で互いに異なつた体積変化を生じる金
   属又は合金からなることを特徴とする情報記録再生装置
   。