JPS63298729A - 光学的情報記録再生消去方法 - 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】 本発明は、映像信号、音響信号などの逐次信号を光学的
に高密度に記録再生する方法に係プ、ことに基板上に形
成された薄膜部材にレーザ光を照射してその反射率を変
化させて記録再生を行う方法において、その反射率変化
をより大きく生じさせＳ／Ｎの高い情報記録再生を行な
う光学的情報記録再生方法に関するものである。

従来逐次信号を光学的に高密度に記録再生する方法はい
わゆる、光学式ビデオディスクとして知られている。そ
の基本的な原理は、記録信号を基板上の凹凸として形成
しておき、この凹凸の底部（以下　余　白） より反射した光と凸部より反射した光を干渉させ凹凸信
号の書き込まれてない部分の反射率に比して凹凸信号の
書き込まれている部分の反射率が異なることによってい
る（特開昭４７−３７４０７号公報）。

これに似たものとして反射方式のビデオディスク（特開
昭５２−１１４３０６号公報）がある。

これは、光吸収性の配録層と、その裏面に光反射層を設
けたもので、この記録、智はレーザー光のエネルギーを
吸収して、昇温変形、蒸発させて凹凸を作る。

上記前者の方式は、機械的スタンプによりディスクが製
作されるので多量の複製盤を製作するのに向くが、即時
の記録再生が不可能である。また後者の方式は、記！１
部位が変形を伴なうので、表面被覆ができず取扱いが不
便で実用になってぃない〇 また、さらに他の方式として記！１部材昏ヒヵルコゲン
化物を用いるものもある（米国特許第３６６５４２５号
）。これは基板上のカルコゲン化物薄膜にレーザービー
ムを照射してその部位を融点近（まで昇温させ、その部
分にボイドを形成させる。再生に当っては、このボイド
部に照射されたレーザー光は散乱されるので、未記録部
分に比べて、反射されて返ってくる反射光量は少いこと
を利用するものである。

本発明は従来法と異なり光吸収性の薄膜記録部材の光学
的干渉効果を利用し、薄膜記録部材の屈折率と光学濃度
と膜厚とを適宜選択することにより、大きい反射率変化
を得、再生効率がすぐれ、形状変化をともなわない反射
方式の光学的情報記録再生方法を提供するものである。

本発明における方法を、つぎに、それぞれ図にを第１図
に示す。この光学記録部材は基材１、センタ一孔２、薄
膜状の記録＠３、保護層４、およびラベル６よりなりて
いる。

基材１としては光学的に透明で均質なものを用い、ガラ
ス、例えば、ソーダガラス、石英、パイレックス、ある
いは樹脂、例えば、アクリル、塩化ビニル、ＡＢ　Ｆｓ
＠脂、等のシート、プレート、又、透明フィルムとして
は、ポリエステル、アセテートテフワン等が使用できる
。

中でも、樹脂としては、アクリル、ポリエステルフィル
ム等を使用する場合、透明性がすぐれており、記録した
信号ビットを光学的に記録、再生する際に有効である。

上記記録＃膜３の材料としては、低酸化物光吸収注記ｆ
ｉ＃膜、例えばＴ＊Ｏｘｓ　　Ｏ（Ｌ＜２．０を主成分
とする薄膜が適用できる。

次に本発明の情報記録再生のぽ理を第２図とともに説明
する。第２図において６は透明基材、了は光吸収性記録
薄膜である。

部位９は、未記録部で、部位１０は、記録部である。

それぞれの部位において、情報再生光８．１３が入射す
る場合、薄膜７の表面および裏面において反射光１１．
１２あるいは１４．１５が生じる。

これら表面８よび、裏面からの反射光の干渉により、再
生光の反射光量が変化し、これを検出して、情報再生を
おこなうものである。

この干渉による反射光の光量変化、つまり、反射率の変
化を説明する。

該記録薄膜７の膜厚をｄとし、未記録部および記録部に
おいて膜厚は、同じ、つまり、蒸発、変形等による凹凸
は形成されていないものとする。

第２図に詔いて、記録前後の反射率Ｒｔ　、　Ｒｖをそ
れぞれ記ａＩｆｆ後の膜の定数つまり、膜厚ｄ　、　ｅ
＝　ｄ　、。

屈折率１１ｔ、１ｅｌ−および、光吸収係数α工、α會
に対して、概念的に説明する。

まず、記録膜に吸収がない場合は、反射光量は膜の屈折
率ｎ、および膜厚ｄで、反射率が定まる。

膜７において、膜表面、つまり膜の上面における媒体６
への反射光１１と、膜裏面つまり膜下面における膜Ｔ内
への反射光１２の膜上面における波面の位相により、膜
面でのエネルギー反射率、つまり反射光量が変わる。反
射光１１と１２の位相は、２ｎｄｃｘＪ／の場合は、位
相が、π異り、打ち消しあって、反射率ｎは減少し、２
ｎｄ＝λの場合は、位相差が２πであり、強めあう結果
、反射率Ｒは増大する。

したがりて、第２図に３いて、光吸収がない場合、部位
９つまり未記録部に詔ける光反射は、１１と１２の光路
差Δｇ−２ｎｓｄ＊で定まり、同様に、部位１０におけ
る光反射は、１４と１５の光路差Δ３＝２ｎ虐ｄ！で定
まる◎ 信号再生に用いる光の波長λに対応して、膜厚ｄ、を選
ぶことにより、Δ怠、△■が定まり、未記録部９の反射
率Ｒ１，２よび、記録部１ｏの反射率Ｒｖが定まり、反
射率の変化量ΔＲ−Ｒ１−Ｒ１が生ずる。

したがりてこの変化量△Ｒを、膜厚ｄ１により、増減お
上、び、正負に選ぶことが可能になる。

つぎに、膜に吸収がある場合は１．上記屈折率として、
複素数屈折率η、　ｃ＝　Ｈ−ｌ　ｋただしｋは、光吸
収係数αから生ずる消衰係数である。かかる場合におい
ても基本的には、複素屈折率η１．１ｍを介して、膜厚
ｄ、により反射率Ｒ，、Ｒ，は、定まる。

この場合、第２図において、光波１１．１２の対詔よび
１４，１５の対によりて定まる反射率Ｒ，、Ｒ，は、そ
の膜厚に対する変化量は、膜の吸収のため、厚膜になる
にしたがいその振巾が減少ｌＩ！２［７の裏面に光反射
層を設けることにより、未記録部９における反射光量に
対し、記録部１ｏにおける反射光量は、屈折率ｎｌ　、
　１１ｍの変化よりも吸収係数α亀、α―の変化が、反
射光量変化△Ｒに大きい効果を与える。

記録部１ｏにおいては、膜自体の吸収が大きいため、膜
裏面の反射層からの反射光量が、顕著に減少する結果を
得る。

したがって、記録、再″生において情報再生に適した反
射率変化△Ｒを得る膜厚を選ぶことができき込みビット
の形状１６と、再生光照射において検出が行われる反射
光量のビット部における変化を１７　、１７’で示す。

反射光量の変化１７は、光照射により、記録部の吸収係
数および屈折率が変化し該記録膜の厚さとの関係で、反
射光量が、未記録部より減少する状態を示す。つまり反
射率の変化△Ｒが負になることを示す。

反射光量の変化１７°は、逆に反射光量が未記録部より
増大し、△Ｒが正になるような、該記録膜の厚さの場合
を示す。

つぎに本発明における情報記録の方法を述べる第４図に
示すように、レーザ光源１８としては、Ｈｅ−ＮａＬ／
−ザ、λ＝６３２８人Ｈｅ−Ｃｄレーザ、λ＝＝４４１
６人、Ａｒレーザλ＝５１４５Ａ等が使用できる。レー
ザ光源１８から出たレーザ光１９は情報処理装置２Φか
ら発生した変調信号２１により駆動した光変調器２２に
より信号に応じた強度変調を受け、ミラー２３を介し、
収束用レンズ２４により、スポット形成し、光吸収性記
録薄膜を設けた記録媒体２６を、基材２６側から照射す
る。

光ビームと、光学記録媒体の相対的な移動に伴って、遂
次にビット信号が該記Ｓ部材に書き込まれる。なお、ｋ
ザ光源として半導体レーザλ＝＆Ｃメを使用することも
できる。

光照射を受けた部位では、光吸収注記ａ＊＊の屈折率が
増大し、記録が２となわれる。この場合テルル低ｌ！１
ｉｉＡヒ物では吸収率の増加も実際に伴っている。

以上、・１゛々報記録用光源としては、広い波長範囲の
ものが、適用できるわけであるが、使用波長により光吸
収注記ｉ＊ｉの膜厚ｄを、ΔＲが正に生じるように、あ
るいは、ΔＲが負に生じるように該記録膜の記録前後の
屈折率Ｊｌｌ、Ｘｌ−および吸収係数山、α諺から定め
る必要がある。

次に、本発明における情報再生方法について述べるＯ 本発明に８いて用いるに３ＲＫ体は光吸収性の記録＃ｆ
１への記録により、その屈折率がｎ＠からｎ−に変化す
るとともに、吸収係数が変化し記？ａ薄ｌの膜厚による
干渉効果を利用して情報再生をおこなうことを可能にす
るものである。

光照射により情報記録が行なわれた部位は、光吸収係数
および屈折率が増大し、記録′Ｒａの膜厚を介する干渉
により、反射率は、増大または減少し、同時に再生に使
用する照射光の波長によっても変化する。

次に反射式再生方法について第６図とともに説明する。

第６図において、照射光２８としては光源２７例えばレ
ーザ等の光を使用する。ハーフミラ−２９を通過した光
３ｏはレンズ３１により阜光され、信号像３２を照明す
る。

つぎに信号像３２から反射した光はレンズ３１を通ｊし
、ハーフミラ−２９によって反射し、反射光３３として
レンズ３４を通じて光感応ダイオード３６に込る。検出
信号３６は増巾器３Ｔを通して情報処理袋ｆｉ３８によ
り再生される。

反射光３３の強度は、信号像がある部位に２いては、２
〜３倍に増大あるいは、殉〜ｈに減少しこの変化を検出
して信号再生を２こなうものであるＯ 本発明の主たる目的は、この反射光通変化を、正または
、負の大きい変化量として得ることにある。

情報再生に用いるレーザの波長８よび光吸収注記ａ薄膜
に適用する材料の屈折率および、屈折率変化に対応して
、該記′ａ薄膚の膜厚を選ぶ。

これら膜厚および、屈折率の組合せにより、情報旧蔵に
伴う＆３Ｊ部位の反射率は、情報再生に使用する波長に
おいて、増大あるいは減少し、反射率の変化量ΔＨは、
正または負の値に選ぶことができる。

ΔＲが正の場合、つまり、検出器に入る光量が記録ビッ
トの部分では増大することになり、１１号を再生する場
ご、ビット検出の際受光面での光量が大きくなり、弱い
再生光つまり、検出器の検出限界近傍の再生光レベルに
おいても良好なＳ／Ｎで信号検出が可能になる。

ΔＲが負の場合、つまり検出器に入る光量が、記録ビッ
トの部分では、減少することになり、信号再生に２いて
、ビット検出の際、受光面での光量が減少し、強い再生
光で信号再生する場合は、良好な８／Ｎで信号検出が可
能になる。

さらに池の効果つまり、レーザビームによる消去を８こ
なう場合、記録部では、反射率が減少しているため、光
吸収効率が増大し、同一強度のビームを走査することに
より、選択的に記録部のみ消去できる。

実施例１ 基本的に光吸収性Ｍ１１！ｇよび、これを形成する基材
からなる構造を使用したものについて述べる。

該薄膜としては、ｆ＆酸化物光吸収性陣膜τ・０ｘＩ（
０（ｘ＠＜２・Ｏ）を主成分とするものを用いる。

基材は、アクリル樹脂厚み０１・０鰺を使用する。該薄
膜は、真空蒸着で形成する。

蒸着に用いる原材料の重ｆｆｉおよび蒸着時間により該
薄膜の膜厚を変えることができる。

特に光吸収性記録薄膜ｄが薄（透過率が５０％以上にな
るものについては基材および記録薄膜に加えて再生光の
照明を行う面とは異なる他の面に（以下？、白） 光反射層を設ける溝造のものについて述べる。

基板としては、アクリル樹脂厚みｌ　ｅ＝＋１．Ｑ　Ｍ
ｋを使用する。記録膜は真空蒸着法で形成する。

本実施例の構成に＃いては、光照射に際し、反射光量は
、膜表面の反射及び薄膜の裏面側に設けた光反射層から
の大きい反射光の影響で、一般に増大する。

第７図には光反射層を設けた部材において、記録簿ノ゛
１の厚さｄが趨い領域≦１２０ＯＡに２ける反射率の膜
厚依存性を示す。未記録状態における反射率Ｒ８を曲線
す、で記録状態に８ける反射率Ｒ。

を曲線ｂｍでそれぞれ示す。

同時に比較のために反射層を設けない場合の反射率Ｒ，
，Ｒ，を曲線ａ１．ａ２で示す。

本実施例の構成では未記録状１画の反射率は膜厚が傳い
領域では大きく膜厚を厚くするにしたがって低下し光反
射層の影響は小さくなり、反射層を設けない曲線ａ１に
近ずく。

未記録状態の反射率Ｒ，を示す曲線ｂ１に対し、肥厚後
の反射率Ｒ−を示す曲線ｂ２は、光反射層のない構成に
（らべて薄膜領域において全般にｂ２が下側になり、Ｒ
ｓの減少がみられる。つまり、再生に用いる変化量ΔＲ
−Ｒ，−Ｒ，は全般的に負になり、同時にその変化量も
３０％以上の値を得ることができる。この結果、再生効
率の良い情報再生方法が得られる。

本発明に８ける情報記録再生方法は、記録媒体である光
吸収性配録Ｒ膜を記壜再生の光源の波長に対応して選び
記録において、光吸収係数８よび屈折率を同時に変化さ
せ、または屈折率のみを変化させ、該記録膜の膜厚を介
する干渉効果を利用して情報記録再生をおこなうもので
次の効果を有する。

（１）形状の変化をともなわない、非破壊による反射方
式の光学的情報記録再生が行なわれる。

（２）反射率変化量が大きい値（１ΔＲ１２０％）が得
られ、再耐効率が向上した。

（３）　　膜厚を制御することにより、反射率の変化Δ
Ｒを正（ｄ−１５００λ〜２２００λ、ｄ≧３０００Ａ
ΔＲを負（ｄ≦’１ｓｏｏｎ−，２２００λ〜３０００
λ）に選ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の情報記録再生方法に用いる記録部材の
斜視図、第２図は、本発明における情報再生の原理を示
す図、第３図は本発明方法における情報記録部における
反射光量の変化を示す図、第４図は本発明方法を用いた
情報記録装置の概略図、第５図は、本発明方法を用いた
情報再生装置の慨略図、第６図は光吸収性記録薄膜会段
≠瞥侍岐六潰− ４に４ト　　　　　　　　　　　が薄い場合の裏面に光
反射層を設けた場合の未記録状態、記録状態の反射率を
示す図である。 １・・・・・・基材、２・・・・・・センタ一孔、３・
・・・・・記録層４・・・・・・保護層、６・・・・・
・透明基材、７・・・・・・光吸収性記録薄膜、９・・
・・・・未起録部、１０・・・・・・記録部、１８・・
・・・・レーザ光源、１９・・・・・・レーザ光、２ｏ
・・・・・・情報処理装置、２１・・・・・変調信号、
２２−・・・・・光変２１Ｉ器、２３・・・・・・ミラ
ー、２４・・・・・・レンズ、２５・・・・・・記録媒
体、２６・・・・・・基材、２７・・・・・・光源、２
８・・・・・・照射光、２９・・・・・・ハーフミラ−
１３１・・・・・・レンズ、３６・・・・・・光感応ダ
イオード、３７・・・・・・増幅器、３Ｂ・・・・・・
情報処理装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第　２− 瀉　３　図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光を光学記録部材に照射して記録再生を行なう光
   学記録再生方法において、基板上に薄膜状の記録層を設
   け、この膜の透過率が５０％以上になる膜厚とし、この
   上に、光反射層を設け、さらに密着保護層を設け、所定
   周波数の光ビームの照射によって上記記録層の屈折率ま
   たは屈折率と光学濃度の両方を変化させて記録し、上記
   光ビームを光学記録部材の基板側より入射させて記録再
   生する構成とし、上記薄膜状の記録層の表面より反射し
   た光と、裏面である記録層と光反射層の界面で反射した
   光が干渉するようにし、かつ記録状態における吸収係数
   の増大に伴う光反射層からの反射光量の減少を利用し反
   射率が、未記録状態の反射率よりも小さくなるようにし
   た光学的情報記録再生方法。