JPS63251939A - 光情報記録装置 - 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、繰返し記録および消去の可能な光情報記録装
置に関り、管に高速で記録・消去することができ且つ消
し残りのない光情報記録装置に関する。

〔従来の技術〕

情報の記録および消去の反復が可能な、すなわち書換え
可能な、光情報記録媒体を用い走光ディスク等の光情報
記録装置の研究開発が近年活発に進められている。曹換
え可能な光ディスクとして、レーザ光照射による加熱を
利用して記録および消去を行うものがある。これは、レ
ーザ光の収束された微小スポットの照射による光ディス
クの記録媒体の加熱により記録媒体の温度を所定の記録
温度以上に上げた後室温まで急冷することによって記録
を行い、またレーザ光スポットの照射により上記記録温
度よりは低い消去温度に加熱して室温まで冷却すること
によって消去を行うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

書換え可能な光記録媒体は記録感度、消去感度がともに
高く、しかも記録した情報の保存性が高いことが要求さ
れる。しかし、消去感度が高いことは温度の影響を受は
易いことを意味し、これは記録の保存性が高いことと相
反する要求である。

そこで従来、保存性を良くするため、記録温度および消
去温度の高い記録媒体を用いているが、しかし、このた
め、記録感度および消去感度が悪く、記録および消去の
高速化ができないという問題があった。

すなわち、書換え可能な光デイスク装置の記録および消
去には半導体レーザが用いられているが、半導体レーザ
の出力は現在５０　ｍＷ程度と比較的小さいものであり
、必要なエネルギ密度を得るため、および記録密度を高
めるため元ディスク面でのスーット径を１μｍφ程度に
絞り込んでいる。しかし、それでも記録温度又は消去温
度までの温度上昇時間を充分に短縮するだけのエネルギ
ー密度が得うれず、高速の記録・消去ができない、しか
も、スポット径を小さく絞り込んでいるため消去時に記
録部の消し残りが生ずるという問題があった。

よって本発明の目的は、情報の記録および消去を高速度
で行うことができ、且つ消去時に情報の消し残りが発生
しない書換可能な光情報記録装置を提供するにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、光スポットの照射によりその被照射部が常温
より高い第１の温度以上に加熱された後宮＠まで急冷さ
れることによって常温で第１の安定相となり、また光ス
ポットの照射によりその被照射部が常温より高く上記第
１の温度より低い第２の温度と上記第１の温度との間の
温度に加熱された後常温まで冷却され不ことによって常
温で第２の安定相となる光記録媒体に対して、上記の元
スポットの照射を行なって上記の第１および第２の安定
相の一方を情報記録状態、他方を情報消去状態に対応さ
せて情報の繰返し記録および消去を行う光情報記録装置
において、光記録媒体上にし一ザ光のスポットと該レー
ザ光のスポットより大きい自然光のスポットとを近接し
て照射する光学的手段を備え、該光学的手段は、光記録
媒体の移動方向に関して自然光のスポットがレーザ光の
スポットに対し先行するように該両スポットを光記録媒
体上に照射することを特徴とするものである。

〔作用〕

自然光は波長帯域が広いので、光記録媒体上でレーザ光
のように微小スポットには集光されない。

しかし自然光の光源には十分高出力のものが得られるの
で、光記録媒体上での自然光スポットのエネルギー密度
は十分高くすることができる。光記録媒体上でこの自然
光スポットはレーザ光スポットに先行して広域を加熱し
、予熱作用を行う。このため、後行するレーザ光スポッ
トが弱いものであっても、記録又は消去温度までの温度
上昇時間は充分短くなり、高速の記録、消去、または消
去しながらの記録ができる。また自然光によりレーザ光
よシも広い範囲に亘って高いエネルギー密度で加熱がで
きるので消去時に消し残りが生じない。

〔実施例〕

本発明の実施例について第１図を用いて説明する。波長
λ１のレーザ光を発生する半導体レーザ４０の発散レー
ザ光は周知のようにコリメートレンズ４２で平行光ｌと
なる。この平行光１はプリズム４４によりビームの縦横
比が小さくなるように整形され、その縦横比はほぼ１と
なる。さらに波長分離フィルタ４６は半導体レーザ４０
の波長λ１のみを通過させるので、プリズム４４かもの
ビームは偏光ビームスプリッタ４８、ミラー５０゜１／
４波長板５２を通り、対物レンズ３６ｂで絞られて光デ
イスク１０上にほぼ円形の光スポットを形成する。

一方、光源２２は半導体レーザではなく、比較的幅広い
帯域の波長の光を出すキセノンランプ、赤外線ランプあ
るいは水銀ランプ等であり、半導体レーザに比べ大出力
の発光体である。この光源２２から出る光を、レーザ光
に対比して、自然光という。反射鏡２４は凹面鏡の形状
を持ち、光源２２から発散する光を集光する作用をする
。コリメートレンズ３２は反射鏡２４から反射され集光
される焦点より後ろにあり、集光径拡散光となった光を
ほぼ平行光にする。この光は広域の波長を持つ光である
ので、中心波長付近の光が平行光となるようにコリメー
トレンズ３２を配置する。はぼ平行光となった自然光ｎ
は波長分離フィルタ４６で反射し、レーザ光ｌと同様に
偏光ビームスブリック４８、ミラー５０．１／４波長板
５２を通り、対物レンズ３６ｂで絞られて光デイスク１
０上にほぼ円形の光スポットを形成する。但し、この自
然光ｎのスポットは、波長が比較的幅広い帯域を持って
いるので、大きいスポットになる。この場合、元ディス
ク１０の記録媒体面には光源２２が発する波長の中心波
長付近の光が集光されるように光学系を調整する。従っ
てその前後の波長の光はディスク面では僅かに非収束状
態にあり、該自然光ｎのスポットは最小径になっていな
い。このため光源２２の発する波長帯域が広い程ディス
ク面でのそのエネルギー密度は低くなるので、本発明で
は光源２２の出力を大きくすることによりエネルギー密
度を高くするようにする。

上記の自然光れのスポットと前記レーザ光１のスポット
は、第３図に示すように、ディスクの同一箇所に対し、
自然光ｎのスポットが先行スポットとなるように光軸を
設定しである。゛消し残りの発生を防止するためには自
然光ｎのスポット径は２トラック以上に渡る大きさであ
ることが好ましい。

ディスク１０で反射されたレーザ光ビームｌは対物レン
ズ３６ｂ　、　１／４波長板５２、を通ってＳ偏光とな
り、ミラー５０で９０’向きを変えたのち偏光ビームス
プリッタ４８で反射され、この反射された光は波長分離
フィルタ５５を通過し、ミラー５６で反射されてフーコ
プリズム５８、レンズ６０を通りて光検出器６２に達す
る。この光検出器の結偉状態により、対物レンズ３６ｂ
とディスク１０間の距離の制御、すなわちフォーカシン
グやディスクに設けられている案内溝に沿ってトラック
を追跡するトラッキング制御を行う。これらは前記の光
検出器６２により得られる、フォカスエラー、トラック
エラー信号をフィトパックする）ブー２回路によシ対物
レンズ３６ｂのアクチュエータ５４により行われる。

他方、ディスク１０で反射された自然光ビームｎは光検
出器６２の方向に戻ってくるが波長分離フィルタ５５で
反射されるので、光検出器６２には達せず、サーが回路
外乱とはならない。すなわち、フォーカシングおよびト
ラッキングの制御はレーザ光ｌの反射光を用いて行う。

さて、光ディスク１０は、第１図に示すように、プラス
チック又はガラス製の基板１２上に、スパッタ又は蒸着
又はスピンコード等で成膜された記録媒体１４、透過光
を吸収する熱吸収膜１６、保護膜１８を形成したもので
ある。ここで使用される記録媒体は、下記に述べるよう
に、加える温度条件によって記録・消去の繰返しの可能
な、すなわち可逆性の、材料であれば有機物でも無機物
でもよい。

本発明に用いられる、上記のような記録・消去の繰返し
の可能表、すなわち可逆性の記録媒体について説明する
。本出願人は特願昭５９−４２０７９号、特願昭５９−
１３０６１１号において可逆性の光記録合金媒体を開示
した。この光記録合金はその温度履歴条件に応じて室温
で二つの結晶構造を持つものである。すなわち、第２図
に示すように、室温より高い第１の温度０１以上に加熱
すると第１の結晶構造となり、これを室温まで急冷する
と室温で第１の結晶構造のまま安定する。次にこの第１
の結晶構造を上記第１の温度θｌより低く且つ室温よシ
高い第２の温度θ雪と上記第１の温度θ１との間の温度
に加熱し、その温度に保持すると第２の結晶構造となり
、これを室温まで冷却すると、室温で第２の結晶構造の
まま安定する。このように室温で二つの異なる結晶構造
を持つので、例えば第１の結晶構造を情報の記録された
状態、第２の結晶構造を情報の消去された状態に対応さ
せることによりて情報の記録および消去を繰返し行うこ
とができるものである。上記のような加熱温度は、例え
ばレーザ光のような光ビームエネルキーをディスク上の
上記のような光記録合金よりなる記録媒体に照射するこ
とによって与えられる。また、情報の記録の読出はレー
ザ光を記録媒体に当て、結晶構造の相違に応じたその分
光反射率、屈折率、偏光率、透過率等の特性の変化を検
出することによ、って行うことができる。

本発明実施例では上記の光記録合金を光ディスク１０の
記録媒体として用いることができる。また特公昭４７−
２６８９７号公報には、常温において結晶相と非晶質相
という二つの安定相を持つカルコグナイト系の可逆記録
材料が開示されており、これも本発明における光ディス
クの記録媒体に用いることができる。しかし、以上は例
示であって１本発明において使用される光ディスクの記
録媒体は、常温より高い第１の温度以上に加熱して常温
に急冷することによって常温で第１の安定相になり、ま
たこれを、常温よりは高く且つ該第１の温度よりは低い
第２の温度と上記第１の温度との間の温度に加熱した後
常温まで冷却することによって、常温で第２の安定相と
なるようなものであればよい。

第３図は本発明における自然光スポットとレーザ光スー
ットとの光ディスクｌｏ上での位置関係を示したもので
、両者は近接して位置しており、光ディスクｌＯの回転
方向に対して、自然光スポットがレーザ光スポットより
も先行するスポットとなるようになっており、これによ
り自然光スポットは予熱スポットの役割を果す。自然光
スポットで先行予熱しながら、レーザ光を記録又は消去
が行われるように強度変調すると、消去、又は消去しな
がら記録するオーバライドを行うことができる。すなわ
ち、第４図に示すように、自然光スポットによる加熱で
前記温度θ！以下の温度に予熱されるように自然光の強
度を制御する。そして、自然光の通過の直後に、消去用
に弱いレーザ光スポットを照射すると、第４図中の温度
曲線αで示すようにθ！とθ！との間の温度まで上昇し
て消去が行われる。また上記自然光スポットの通過直後
に、記録用の更に強いレーザ光スポットを照射すると、
第４図中の温度曲線βで示すように０１を越えた温度ま
で上昇し、消去と同時の記録を行うことができる。また
、自然光スポットのみで０１とθ鵞の間の温度まで加熱
するように自然光スポットの強度を制御すれば、自然光
のみで消去を行うこともできる。

また、レーザ光スポットを再生用の微弱°光にしておき
、先行する自然光スポットで消去すれば、もし記録ピッ
トの消し残りがある場合には、これを該レーザ光により
検出器６２で検出することができるので、これによシ消
去状態をモニタすることができる。

また、記録時に、先行する自然光スポットで記録ピット
を相変態温度θｌ以下に予熱し、後行するレーザ光スポ
ットで記録信号に応じた照射を行なって０１以上の温度
にすることにより高密度の記録を高速に行うことができ
る。

〔発明の効果〕

本発明では先行する光スポットとしてキセノンランプ、
赤外線ランプ又は水銀ランプ等、比較的大出力で且つ比
較広波長帯域の比較的大径の自然光スポットを用いるの
で、記録又は消去に要する温度上昇時間は充分に短くな
り、高速の記録・消去、又は消去しながらの記録ができ
、また自然光によりレーザ光よりも広い範囲に亘って高
いエネルギー密度の加熱ができるので消去時に消し残り
が生じない効果がある。

本発明によれば記録時は先行する自然光ビームスポット
で記録ピットを相変態温度０１以下に予熱し、後行する
レーザ光ビームスポットで記録する信号に応じた照射を
行って０１以上の温度にすることにより、従来と同様に
回折限界まで絞り込んだビーム径により高密度の記録が
高速に行える。

また、消去しながら記録するオーバライド時には相変態
温度０２以下に自然光スポットで予熱し、後行するレー
ザ光スポットの強度を０１とθ鵞の間の温度になるよう
に制御することによりオーバライドが可能となる。

さらに、オーバライドで消し残りが間理となる場合は、
自然光ビームスポットの強度を高め広域をθ雪取上に加
熱することにより、２トラック以上に渡って高速に消去
できるので消し残りによるＣ／Ｎの低下が生じない。

以上述べたように本発明によれば記録・消去が高速化さ
れるので、ディスク回転数を高くして、転送速度が向上
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る実施例装置の光学系の説明図、第
２図は光ディスクの記録消去の基本原理を説明するため
の図、第３図は光デイスク上のスポットの位置関係を示
す図、第４図は記録媒体の温度を示す図である。 １０・・・光ディスク、　１２・・・基板、１４・・・
記録媒体、　　　１６・・・熱吸収膜、１８・・・保護
膜、　　　２２・・・光源、２４・・・反射鏡、　　　
２６・・・集光レンズ、３２・・・コリメートレンズ、 ３６６・・・対物レンズ、　４０・・・半導体レーザ、
４２…コリメートレンズ、 ４４…プリズム。 ４６・・・波長分離フィルタ、 ４８・・・偏光ビームスプリッタ、 ５０・・・ミラー、　　　　５２・・・１／４波長板、
５４・・・アクチュエータ、 ５５・・・波長分離フィルタ、 ５６・・・ミラー、 ５８・・・フーコプリズム、 ６０・・・レンズ、　　　　６２・・・光検出器。 Ｌ−、、、。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光スポットの照射によりその被照射部が常温より高い第
   １の温度以上に加熱された後常温まで急冷されることに
   よって常温で第１の安定相となり、また光スポットの照
   射によりその被照射部が常温より高く上記第１の温度よ
   り低い第２の温度と上記第１の温度との間の温度に加熱
   された後常温まで冷却されることによって常温で第２の
   安定相となる光記録媒体に対して、上記の光スポットの
   照射を行なって上記の第１および第２の安定相の一方を
   情報記録状態、他方を情報消去状態に対応させて情報の
   繰返し記録および消去を行う光情報記録装置において、
   光記録媒体上にレーザ光のスポットと該レーザ光のスポ
   ットより大きい自然光のスポットとを近接して照射する
   光学的手段を備え、該光学的手段は、光記録媒体の移動
   方向に関して自然光のスポットがレーザ光のスポットに
   対し先行するように該両スポットを光記録媒体上に照射
   することを特徴とする光情報記録装置。