KR800000203B1 - 광학적 기록방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광학적 기록방법

제1도는 기록매체의 일예를 설명하기 위한 개략도

제2도는 본 발명의 실시에 사용한 기록장치의 구성도

제3도는 기록매체의 감광특성곡선의 도시도

제4도는 광변조기의 일예의 구성도

제5도는 그 동작설명을 위한 개략도

제6도는 기록방법의 한가지 실시예의 설명을 위한 개략도

제7내지8도는 다른 실시예의 설명을 위한 개략도

제9도는 감도가 다른 감광특성 곡선도

본 발명은 예를들면 영상신호를 기록하는데 적용시킨 광학적 기록방법에 관한 것이다.

기계적 트래킹(tracking)을 이용한 기록매체로서 종래의 오우디오 디스크는 물론, 최근에는 제1도에 도시한 바와 같은 홈 1을 주사하는 바늘 2에 취부된 압전변환소자 3을 거쳐, 홈 1에 형성된 요철형상의 정보를 독출하도록한 비디오 디스크가 제안되어 있다. 이 비디오 디스크에 TV신호의 1프레임을 1회전의 비율로 기록하면, 재생시에 있어서는 1,800rpm으로 디스크를 회전시킬 필요가 있다. 이와같은 고속회전을 동반하는 재생기에 있어서는 종래의 오우디오 디스크의 경우보다도 여러점에서 기술적인 난점들이 있으며, 한편 신호를 기록하는 입장에서 생각하면 종래부터 행해지는 기계적 컷팅에서 기록속도를 올리는 것이 대단히 곤란하다. 즉 1,800rpm정도의 고속회전을 행하는 디스크에 홈과 신호에 대응 형태를 기입한다 하여도 컷팅바늘과 기록매체와의 사이에서 발생하는 마찰열에 의하여 바늘이타는 문제가 발생하고, 또 컷팅바늘 및 신호변환기의 고주파특성의 기록에서 한계점이 생기는 문제도 생긴다. 그리하여 실제로는 비디오 디스크의 기계적 컷팅은 회전수를 약 20분의 1정도 떨어뜨려서 행해지고 있다. 이 때문에 재생시간이 10분간의 비디오 디스크에서는 이것을 제작하는 데 약 3시간쯤 소비하여 기록하게 하고, 디스크 제작공정상 바람직하지 못하다. 더우기 기록속도가 저하되므로 비디오 카메라의 신호를 직접 기록할 수가 없고, 신호원과 기록장치와의 사이에 우수한 특성을 갖는 중간 기록매체가 필요하다.

본 발명은 기계적 컷팅에서의 상술한 바와같은 결점을 제거하기 위하여, 광학적장치를 이용하여, 트랙홈과 신호를 동시에 고밀도 기록할 수 있는 것을 실현하도록한 것이다.

하기에서 본 발명의 한가지 실시예를 설명한다. 제2도는 본 발명의 실시에 사용된 기록장치의 구성을 도시하였다. 제2도에 있어서 4는 레이져광원을 표시하고, 이것으로부터의 소정의 강도의 레이저비임 5는 광변조기 6에 공급되어, 광변조기 6의 신호에 대응한 강도로 변조된다. 7은 영상신호등의 변조신호원이고, 이것에 의한 신호는 보정회로 8을 거쳐 광변조기 6에 공급된다. 보정회로 8은 뒤에 설명되는 레이저비임의 강도에 대하여 감광특성 및 광변조기의 변조특성의 비직선을 보정하기 위한 것이다. 광변조기 6으로부터 얻어지는 레이저비임은 보정필터 9 및 집광렌즈 10을 통해, 원판상의 유리기판 11의 표면에 약 1μm의 두께로 균일하게 도포된 감광기록매체 12에 조사(照射)된다. 유리기판 11은 회전축 13에 고착되어, 예를들면 1,800rpm으로 고속회전 하고, 1회전에 1후레임이 기록됨과 동시에 화살표로 표시한 바와같이 직경방향으로 회전축 13이 이동되고, 나선형의 신호홈이 형성된다. 이경우 감광성 기록매체 12의 내주측과 외주측에서는 선속도가 다르기 때문에 조사된 광강도가 일정하다 할지라도 감광성 기록매체 12에서 볼 때 광감도가 실질적으로 변화된다. 이것을 보정하기 위하여 보정필터 9가 설계되어 있다. 즉 내주보다 외주로 향할수록 선형속도가 빨라지므로, 이것에 대응하여 보정필터 9에서 광에너지가 감소되는 율이적어진다.

감광성 기록매체 12의 일예로서는 포토레지스터를 사용할 수가 있다.

제3도는 파장이 4,579Å의 레이저비임에 대한 포토레지스터의 감광특성 즉, 광조사량과 광생성물의 양의 관계특성을 도시한 것으로, 14는 네가티브형 포토레지스터 예를들어 에스트만 코닥 캄페니의 KOR(상품명)의 특성을 도시하고, 15는 포지티브형 포토레지스터, 예를들어 쉽플리캄페니의 AZ-1,350J(상품명)의 특성을 도시한 것이다. 제3도의 힁축은 광조사량이고, 종축은 네가형 포토레지스터에 대하여 감광에 의한 광생성물이 생기고, 형상후 이것이 가교반응(架橋反應)에 의하여 용해 되지 않는 남은 부분은 표면으로부터의 깊이로 광생성물의 양을 표시한다. 이 감광특성은 소정의 경사영역을 갖는 것을 알 수 있다.

또 제4도는 광변조기 6의 일예의 구조를 도시한 것으로, 입사광에 대하여 편광소자 16, 수정파장의 판 17, 전기광학결정 18 및 검광소자 19가 순차적으로 배치되어 있다. 전기광학결정 18은, 전기광학효과(PEM효과)를 가지며, 니오브산 리튬, 탄탈산 리튬의 결정도를 이루어지고, 여기에 신호원 7에서의 신호전압을 인가함으로 이것에 대응하는 광감도의 출력광을 얻을 수가 있다. 즉 편향 소자 16 및 검광소자 19가 상호직교의 상태이면, 출력광도와 전기광학결정에 인가시킨 신호전압 V의 관계를 나타나는 변조곡선은 제 5도에 도시한 바와같이 sink V에 비례하는 출력광강도로 되는 것으로 알려져 있다. 단 여기서 K는 정수이다. 여기에서 변조곡선상의 A점을 동작점(광감도 I)으로 선택하고, 신호전압을 결정에 인가하면, 신호전압에 의해 광감도의 변조된 출력광이 얻어진다. 이 점을 정하는데 있어서는 소정의 직류전압 V_B를 전기 광학결정 18에 인가하여도 좋고, 또 전기광학효과가 굴절률의 변조, 이에 의한 광의 위상변조로 되므로 제4도에 도시한 바와같이 직류전압 V_B에 상당하는 위상을 주는 수정파장의 판 17을 삽입하도록 해도 좋다.

또한 감광성 기록매체 12로서 포지티브 포토레지스터를 사용하면, 제3도에서 전술된 감광특성을 갖는 제6도에 도시한 바와같이 변조된 광비임의 강도에 대응하여 감광되는 광생성물을 제거하고 현상한후 후막은 소정의 경사영역으로 변화하고, 변조된 광비임의 강도에 대응하여 감광성 기록매체 12상에 형성되는 홈부분의 깊이가 변화된다. 이 경우 레이저 광원 4로부터의 무변조의 레이저비임의 광강도 I를 감광특성의 경사부의 양호한 부분의 대략 중앙부(B점)에서 선택되도록 함과 동시에 제6도에 도시된 바와같이 변조시의 레이저비임의 최대 강도와 최소강도에 이 경사영역내에 있도록 선정된다. 이러한 광강도 I에 의하여 포토레지스터가 현상후에 제거되어 d₁의 두께 이였던 것이 d₂의 두께로 된다고 하면, 현상후 감광성기록매체 12의 표면에는 d₁-d₂깊이의 홈과 이 홈의 저면의 요철(즉 신호)을 동시에 기록할 수가 있다. 일예로서, 홈의 폭은 3내지 10μm, 홈의 깊이 d₁-d₂는 0.5μm, 신호의 진폭은 ±0.3μm로 할 수가 있다.

또 이와 같이 기록된 기록매체는 원반에 있어서, 이에 의해 오우디오 디스크의 경우와 같은 방법으로 비디오 디스크를 다량으로 복사할 수가 있다. 이러한 비디오 디스크는 제1도에 도시한 방법에 의해 재생되며, 이 외에도 신호가 정전용량적으로 검출되며, 광학적으로도 검출된다.

상술한 본 발명에 의하면, 비접촉형의 기록방법이므로, 기록속도를 대단히 향상시킬 수가 있고, 재생속도와 동일 혹은 그 이상의 속도로 할 수가 있다. 또 홈과 신호가 동시에 기록되는 것으로, 미리 홈을 형성시켜놓고 신호를 기록하는 경우와 달라서, 기록시에 홈의 추적이 필요없게 된다. 또 기계적 컷팅에 비하여 고주파수기록이 용이하고, 홈의 폭을 좁게 할 수 있고, 고밀도의 기록이 실현될 수 있다. 더우기 전자비임에 의해 기록하는 경우에 비하여 대기중에서 기록을 행하는 것으로, 장치가 대형화되지 않는 이점이 있다.

또 홈의 단면형상은 구형(矩形) 포물선형에 근사한 것, 정규분포형, 삼각형 등으로 할 수가 있다.

이를 위한 광학적 방법으로서는 예를들면 렌즈투과율분포를 갖는 필터등에 의해 광비임의 단면에 있어서 광강도분포를 소정의 형태로 정형(整形)하는것이 생각되어 진다.

또 기록매체에 적용할 재료로서는 포토레지스터이외에 승화성물질 및 포토열 플라스틱재료이다. 승화성물질은 광의 흡수에 의해 생긴 열에 의해 광반응생성물로 되어 증발하는 것으로 열확산이 적고 또 광흡수계수가 대단히 큰 것이며 조사되는 광비임의 광강도에 반응하여 물질표면에서 내부로 향하여 증발하여 상기의 기록이 가능하게 된다. 포토 열플라스틱재료는 광도전성물질과 열플라스틱물질을 조합한 것이다.

또 레이저광으로서는 감광재료의 감도에 대응하는 출력을 갖는 여러가지 종류의 레이저들을 사용할 수가 있다. 구체적으로 크립톤 레이저 헬륨-카드뮴 레이저, 아르곤 레이저가 사용된다.

더우기 광변조기로서는 초음파에 의한 광의 회절효과를 이용하여, 광의 강도변조를 일으킨다. 상술된 실시예는 단일 광비임으로 기록하지만 제7도 A혹은 B에 도시한 바와같이 하여도 좋다. 제7도 A는 2개의 광비임을 이용한 경우이고, 광비임 20a는 일정 강도의 홈구성용비임이고, 광비임 20b는 신호정보를 함유한 비임이고, 기록매체 12상에 두가지 광에너지가 합산되어, 홈의 깊이가 신호에 의하여 변조된 형으로 기록된다. 제7도A에 있어서 21은 전 반사경을 표시하고, 22는 비임스프리터(splitter)를 표시한다.

이와 같이 제7도B에 도시한 바와같이, 신호 정보를 포함한 광비임들 20b₁, 20b₂…20b_n을 사용함으로써 복수개의 신호들을 홈안에 기록형성 할 수가 있다. 이제 7도B에 도시된 경우에서는 광비임들 20b₁, 20b₂……20b_n의 광에너지의 총화가 어느 범위내에 있어야할 필요가 있다.

복수개의 광비임들을 얻는 방법으로서는 동일광원(동일파장)의 출력비임을 분할하는 방법, 복수개의 광원동(일파장에 한하지 않음)을 사용하는 방법등이있다.

또 복수광비임들의 광에너지들을 기록매체상에 합산시키는 방법은, 기록매체상에 공간적으로 중합시키는 방법에만 한정되지 않고, 기록매체상에서 제각기의 비임 스포트가 공간적으로 분리되어 있어도 기록매체(또 광비임)의 이동과 함께 동일 궤적을 그리는 것과 같이 시간적분에 의해 합산하는 방법을 사용하도록 해도 좋다. 이 후자의 방법은 동일 파장의 레이저광원을 분할하여 복수개의 광비임들을 형성하는 경우에 유용하다. 즉 전자의방법에서는 제각기의 광비임들 사이의 광통로 차이에 기인한 간섭효과가 생기고, 외부교란에 기인한 간섭이 기록매체상에 잡음으로 기록되지만 이러한 단점은 후자의 방법으로 용이하게 배제된다.

또 상술된 복수광비임들을 이용한 방법은 초옴파에 의한 광의 회절효과를 이용하여 광의 강도를 변조하는 초음파 광변조기를 사용하여 그 1차 회절광을 신호비임으로 선정하는 것이 유용하다. 즉 홈의 깊이를 결정하는 광강도 I는 광비임 20a의 강도를 설정함으로서 용이하게 얻어지기 때문이다. 더우기 제각기의 광비임들 사이에 간섭이 생기지 않도록 하면, 기록매체상에 있어서 신호에너지의 합성은 단순한 가산으로되고, 전술된 실시예에 있어서와 같이 광변조기 6의 비선형성에서 유래되어 생긴 혼합변조의 문제가 없어지는 이점이 있다.

제3실시예에서 단일광 비임으로 기록하는 점은 제 1실시예와 같지만, 감도가 다른 복수의 기록 매체를 적층하여된 감광성 기록매체를 사용 하도록한 것이 다르다. 제8도에는 감광층 12a상에 감광층 12b를 적층한 경우를 도시하였다. 이 경우 주의할 점은 광비임조 사면측의 감광층 12b가 감광층 12a의 감도보다도 높도록 하여야 된다는 점이다. 즉 제8도에서의 감광특성곡선 23은 감광층 12a의 것이고, 감광 특성곡선 24는 감광층 12b의 것이다. 이 조건이 만족되면, 감광층 12b를 홈형성층, 감광층 12a를 신호정보기록에 사용할 수가 있다. 제8도에서 명확히 알 수 있는 바와같이 감광층 12b중에 일정 깊이의 홈을 형성하기에 충분한 일정강도 I의 광비임을 감광충돌에 조사하고, 감광층 12a의 깊이를 신호정보에 대응하여 변화시키기에 충분한 진폭을 갖는 광비임을 조사하면 홈과 신호의 동시 기록을 할 수가 있다. 이 제3의 실시예는 일반적으로 감광성 기록매체의 감광특성곡선이 구형에 가까운 것이 유리하고 디지탈 기록에 적합하다.

제9도는 고감도의 포토레지스터, 예를들면 AZ-1,350J(상품명)의 4,762Å의 광에 대한 감광특성곡선 25와 저감도의 포토레지스터, 예를들면 AZ-111(상품명)의 같은 파장의 광에 대한 감광특성 곡선 26이 도시되고 있다.

또 포토레지스터에 한하는 것이 아니고, 하기와 같은 금속막중에서 소정의 것을 조합하여 사용할 수가 있다.

또 도시하지는 않았지만 제2도 및 제3도의 실시예를 조합하여 보수감광층에 대한 복수의 광비임으로 기록하는 방법도 생각된다. 이경우 레이저광원으서는 다른 파장의 복수의 광비임을 사용하고 감광성 기록매체의 파장감도가 다른 것을 이용하도록 하면 좋다.

Claims (1)

1. 도면에 예시되고 본문에 상술된 바와 같이, 광비임의 강도를 기록신호에 의하여 전기적으로 변조하고, 이 변조된 광비임을 광조사량에 대응하여 광반응생성물의 양이 변화하는 기록매체 조사(照射)하여, 상기신호에 의한 변조가 없을 때의 광비임의 광도를 선정함으로써 생성된 상기 신호의 기록홈부분과 트랙킹용의 홈부분을 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 광학적 기록방법

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