JP2690600B2 - Optical information processing device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学的多重干渉効果を有する記録媒体を初
期化する光学的情報処理装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical information processing apparatus for initializing a recording medium having an optical multiple interference effect.

［従来の技術］ 近年、光ディスク、光カード、光テープなどの光メモ
リと呼ばれる光学的情報記録媒体や、それを使用した記
録再生装置の発展には目覚しいものがある。このような
記録再生装置は、光メモリが高密度記録という特徴を有
するため、ビット当りのコストが磁気ディスクなどに比
較して安く、また高い転送レートが得られるなどの利点
がある。そのため、更に光メモリの高密度化を行うべき
研究開発が盛んである。[Prior Art] In recent years, there has been remarkable progress in the development of optical information recording media called optical memories such as optical disks, optical cards, and optical tapes, and recording / reproducing devices using the same. Since such a recording / reproducing apparatus has a feature that the optical memory has a high density recording, it has advantages that the cost per bit is lower than that of a magnetic disk and a high transfer rate can be obtained. Therefore, much research and development is needed to further increase the density of the optical memory.

光メモリの高密度化を目指すには、例えば最小ビット
サイズの微小化、情報記録の多値化、情報の多重記録な
どがあり、それぞれ種々の方式が提案されている。この
うち、従来公知の多値化技術に関しては、染料系媒体や
相変化型媒体の連続的な反射率変化を利用した技術の提
案がほとんどである。これらの提案は、基本的には、今
までの２値情報に対応していたコントラストの良い２つ
の異なる反射率のレベルの中間値をさらに細分化するも
のである。そのため、原理的にSNRを犠牲にした多値化
であり、エラレートの劣化を招くものであった。In order to increase the density of the optical memory, for example, miniaturization of the minimum bit size, multi-level recording of information, multiplex recording of information, and the like have been proposed, and various methods have been proposed. Among them, most of the conventionally known multi-valued techniques are proposals of techniques utilizing continuous reflectance changes of dye media and phase change media. Basically, these proposals further subdivide the intermediate value between two different reflectance levels with good contrast, which correspond to the binary information up to now. For this reason, in principle, the SNR is sacrificed, and the multi-value is obtained, which causes deterioration of the error rate.

この反射率を利用した方式では、最も単純には、基板
の複素屈折率N₁、媒体の複素屈折率N₂とすると、反射率
Ｒは次式で表わされる。In the method using this reflectance, the simplest, the complex refractive index N ₁ of the substrate, when the complex refractive index N ₂ of the medium, the reflectivity R is expressed by the following equation.

但し、n_m（ｍ＝1,2）は屈折率、K_m（ｍ＝1,2）は減衰
係数でN_m＝n_m−iK_mである。例えば、TeO_X系の相変化媒
体の場合アモルファス状態のとき、N₂＝3.5−0.8i、結
晶状態ではN₂＝3.9−1.3iであるから、N₁＝1.6とすると
反射率の変化ΔＲは６％と小さい。さらに、このΔＲを
細分化するのであるが、記録に要する光エネルギに対す
るΔＲの変化は非線形であるので等分化が難しい上、記
録に必要な光エネルギの制御も容易でない。 However, n _m (m = 1,2) is a refractive index, K _m (m = 1,2) is an attenuation coefficient, and N _m = n _m −iK _m . For example, when the case the amorphous state of TeO _X system of a phase change medium, N ₂ = 3.5-0.8i, because in the crystalline state is N ₂ = 3.9-1.3i, change ΔR in the reflectance between the N ₁ = 1.6 is It is as small as 6%. Further, although this ΔR is subdivided, since the change of ΔR with respect to the light energy required for recording is non-linear, it is difficult to evenly divide and it is not easy to control the light energy required for recording.

これに対して、多値化を目的としたわけではないが、
SNRを上げる手法として、特公昭63−26463号に示される
が如く、高反射率の金属ミラーを媒体裏面に設け、薄膜
の多重干渉効果により、２つの状態間での反射率の差を
広げ、コントラストを向上させる方法が提案されてい
る。この特公昭63−26463号には、特に吸収係数の変化
による反射率変化の増大について提案されているが、こ
の方法により、前記の多値化の問題点、非線形性と光エ
ネルギ制御の難しさが解決できるわけではない。むし
ろ、多値化に適用しようとすると、吸収スペクトルの変
化と多重干渉効果を組み合わせることにより、反射率の
変化を非線形性が増大する可能性が大きい。つまり、こ
のような２値に対応した２つの反射率の差を増大し、コ
ントラストを改善し、２値データとしてのSNRを向上で
きるからといって、必ずしも多値化に適した特性が得ら
れるわけではない。On the other hand, it is not intended to be multi-valued,
As a technique to increase the SNR, as shown in JP-B-63-26463, a metal mirror with high reflectivity is provided on the back surface of the medium, and due to the multiple interference effect of the thin film, the difference in reflectivity between the two states is expanded. Methods for improving contrast have been proposed. This Japanese Patent Publication No. 63-26463 proposes, in particular, an increase in reflectance change due to a change in absorption coefficient. With this method, however, the above-mentioned problems of multi-valued conversion, non-linearity and difficulty in controlling light energy are difficult. Can not be solved. Rather, if it is applied to multi-valued conversion, it is highly possible that the change in reflectance is increased in non-linearity by combining the change in absorption spectrum and the multiple interference effect. In other words, just because the difference between the two reflectances corresponding to such binary values is increased, the contrast is improved, and the SNR as binary data can be improved, characteristics suitable for multi-valued data are always obtained. Do not mean.

デジタルメモリにおいては、媒体レベルでの多値化レ
ベル数をＬとすると、２進数のデータを記録する際の情
報の記録bit数Ｍは、次式で表わされる。In a digital memory, when the number of multilevel levels at the medium level is L, the number M of information recording bits when binary data is recorded is represented by the following equation.

Ｍ＝log₂L 例えば、前記の反射率変化による多値化において、媒
体で８レベルの多値（Ｌ＝８）を実現しても、記録でき
る情報量は3bit（Ｍ＝３）なので、記録密度は３倍にし
か上がらない。デジタルメモリからのデータを受けとる
コンピュータ等の機器の信号処理、またメモリ内の変復
調等の処理系を考えると、多値化の効果が顕著となるの
は、8bitの多値化からであろうから、媒体としては256
レべルの多値化を確保する必要がある。M = log ₂ L For example, in the case of multi-leveling by changing the reflectance described above, the amount of information that can be recorded is 3 bits (M = 3) even if a multi-level of 8 levels (L = 8) is realized on the medium, so recording The density is only tripled. Considering signal processing of devices such as computers that receive data from digital memory and processing systems such as modulation and demodulation in the memory, the effect of multi-level conversion will be remarkable because 8-bit multi-level conversion is likely. , 256 as a medium
It is necessary to secure multi-valued levels.

［発明が解決しようとしている課題］ このような光強度に対する反射率を用いて多値化を行
なう場合、全く理想的に、０から100％の反射率がリニ
アに変化するものとして等分化したとしても、256レベ
ルの多値を行なうと、１レベル当り0.391％の変化とな
り、媒体の製造技術、光源強度の安定化技術、検出技術
等を考えると、実用化は非常に難しいものであることが
わかる。また、記録媒体の厚み、屈折率、製造上のバラ
ツキ、経時変化などにより、多値情報の基準となる初期
値が変動してしまう。そのため、情報が変化することに
なり、メモリとして機能しなくなる問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] When multi-valued conversion is performed by using the reflectance with respect to such light intensity, it is perfectly ideal that the reflectance is linearly changed from 0 to 100%. However, if 256 levels of multi-values are used, the change is 0.391% per level, and it is very difficult to put into practical use considering the manufacturing technology of the medium, the stabilization technology of the light source intensity, and the detection technology. Recognize. In addition, the initial value, which is a reference for multi-valued information, varies due to the thickness of the recording medium, the refractive index, variations in manufacturing, changes over time, and the like. Therefore, there is a problem that the information changes and the memory does not function.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、そ
の目的は、光学的多重干渉効果を利用した記録媒体を初
期化し、初期値の変動をなくすようにした光学的情報処
理装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical information processing apparatus which initializes a recording medium utilizing an optical multiple interference effect and eliminates fluctuations in initial values. Especially.

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、情報を光学的多重干渉効果
の位相の変化として記録する記録媒体の記録層の屈折率
と厚みの積の空間的不均一性を検出する手段と、この検
出手段の検出結果に基づき前記記録媒体に屈折率変化を
与えることで該記録媒体を初期化する手段とを有するこ
とを特徴とする光学的情報処理装置が提供される。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the spatial non-uniformity of the product of the refractive index and the thickness of the recording layer of a recording medium for recording information as a phase change of an optical multiple interference effect is detected. An optical information processing apparatus is provided, which comprises: means for initializing the recording medium by changing the refractive index of the recording medium based on the detection result of the detecting means.

［作用］ 本発明によれば、光学的多重干渉効果を有する記録媒
体の記録層の屈折率と厚みの積の空間的不均一性を検出
し、この検出結果に基づき屈折率変化を与えることで記
録媒体を初期化することにより、記録媒体の製造時の各
種条件、経時変化、あるいは消去などによつて生じる位
相の不均一性を解消するようにしたものである。[Operation] According to the present invention, the spatial nonuniformity of the product of the refractive index and the thickness of the recording layer of the recording medium having the optical multiple interference effect is detected, and the refractive index is changed based on the detection result. By initializing the recording medium, it is possible to eliminate the non-uniformity of the phase caused by various conditions at the time of manufacturing the recording medium, aging, or erasing.

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図は本発明の光学的情報処理装置
の一実施例を示す構成図である。Examples Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the optical information processing apparatus of the present invention.

第１図において、１は光学的多重干渉効果を利用して
多値情報を記録する記録媒体である。この記録媒体１の
具体的構成については、詳しく後述する。２は情報記録
用の第１の光源である半導体レーザ、３はその半導体レ
ーザ２のレーザ光を平行光とするコリメータレンズであ
る。４は情報再生用の第２の光源である半導体レーザ、
５はその半導体レーザ４のレーザ光を平行光とするコリ
メータレンズである。また、6,7はビームスプリッタ、
８はピックアップレンズ、９はセンサレンズ、10は光デ
ィテクタである。In FIG. 1, reference numeral 1 is a recording medium for recording multilevel information by utilizing the optical multiple interference effect. The specific configuration of the recording medium 1 will be described later in detail. Reference numeral 2 denotes a semiconductor laser which is a first light source for information recording, and reference numeral 3 denotes a collimator lens which makes the laser light of the semiconductor laser 2 parallel. 4 is a semiconductor laser which is a second light source for information reproduction,
Reference numeral 5 denotes a collimator lens that converts the laser light of the semiconductor laser 4 into parallel light. 6 and 7 are beam splitters,
Reference numeral 8 denotes a pickup lens, 9 denotes a sensor lens, and 10 denotes an optical detector.

各コリメータレンズ3,5で平行光に変換された光は、
ビームスプリッタ６で合成される。この場合、記録用の
半導体レーザ２は、比較的高出力レーザであり、記録す
べき情報に応じて光出力が変調される。一方、再生用の
半導体レーザ４は、比較的低出力で、波長の高速掃引が
行なわれる。なお、両方の半導体レーザ２、４とも、必
要に応じて楕円分布の光出力をビーム整形プリズムなど
で真円分布に近いものに変換することも可能である。The light converted into parallel light by each collimator lens 3, 5 is
The beams are combined by the beam splitter 6. In this case, the recording semiconductor laser 2 is a relatively high-power laser, and the optical output is modulated according to the information to be recorded. On the other hand, the semiconductor laser 4 for reproduction has a relatively low output and a high-speed wavelength sweep is performed. It should be noted that both the semiconductor lasers 2 and 4 can also convert the optical output of an elliptical distribution into one close to a perfect circular distribution by using a beam shaping prism or the like, if necessary.

再生用半導体レーザ４の波長の掃引は、通常のDHレー
ザを用いて、注入電流を変化させることによっても可能
であるが、タンデム電極型等の各種波長可変半導体レー
ザを用いる方が、掃引の範囲、スピードの点で有利であ
る。The wavelength of the reproducing semiconductor laser 4 can be swept by using a normal DH laser and changing the injection current. However, when using various tunable semiconductor lasers of the tandem electrode type or the like, the range of sweeping is better. , Is advantageous in terms of speed.

また、前述のようにビームスプリッタ６で合成された
平行光は、ピックアップレンズ８により、記録媒体１の
媒体層上に微小スポットとして結像される。記録媒体１
からの反射光は、ビームスプリッタ７により分離され、
センサレンズ９により、光ディテクタ10に導かれる。図
示しないが、オートフォーカス、オートトラッキング制
御により、光スポットの焦点位置は３次元的に制御され
る。The parallel light combined by the beam splitter 6 as described above is imaged as a minute spot on the medium layer of the recording medium 1 by the pickup lens 8. Recording medium 1
The reflected light from is separated by the beam splitter 7,
The light is guided to the photodetector 10 by the sensor lens 9. Although not shown, the focus position of the light spot is three-dimensionally controlled by autofocus and autotracking control.

次に、記録媒体１の具体的構成について説明する。第
２図に記録媒体１の断面構造を示す。Next, a specific configuration of the recording medium 1 will be described. FIG. 2 shows a sectional structure of the recording medium 1.

記録媒体１は、表、裏とも記録、再生を行なえる両面
構造の媒体である。11a,11bは透明ポリカーボネートの
基板であり、各基板上に複数の反射層が形成されてい
る。まず、基板11a,11b上に、それぞれ第１の反射層12
a,12bが形成され、その表面に熱により屈折率が変化す
る媒体層13a,13bが形成されている。また、各媒体層13
a,13b上に第２の反射層14a,14bが形成され、これらが接
着層15により貼着されている。The recording medium 1 is a medium having a double-sided structure capable of recording and reproducing both front and back sides. 11a and 11b are transparent polycarbonate substrates, and a plurality of reflective layers are formed on each substrate. First, the first reflection layer 12 is formed on each of the substrates 11a and 11b.
a and 12b are formed, and medium layers 13a and 13b whose refractive index changes by heat are formed on the surfaces thereof. In addition, each medium layer 13
Second reflective layers 14a and 14b are formed on a and 13b, and these are adhered by an adhesive layer 15.

媒体層13a,13bとしては、TeO_x,InSeTlCo,GeTeSbTl,Ge
TeSeなどの無機系媒体や、アントラキノン誘導体、ジオ
キサジン化合物、トリフェノジチアジン化合物などの有
機系媒体が好適である。また、多層膜反射層12a,12b及
び14a,14bとしては、屈折率が高い層と低い層を交互
に、波長の1/4に相当する光路長厚で積み重ねることに
より成膜されている。各反射層の材質としては、SiO₂,S
i₃N₄,MgF₄,Al₂O₃などが用いられる。このような記録媒
体１を作製するには、まず両面の各基板11a,11b上に、
スパッタ法や塗布法によりそれぞれ第１の反射層、媒体
層、第２の反射層を順次成膜する。そして、各基板11a,
11bを第２の反射層同志を対向させて接着剤（接着層1
5）で接着することにより、両面記録用の記録媒体が完
成する。The medium layers 13a and 13b include TeO _x , InSeTlCo, GeTeSbTl, Ge
Inorganic media such as TeSe and organic media such as anthraquinone derivatives, dioxazine compounds and triphenodithiazine compounds are suitable. The multilayer reflective layers 12a, 12b and 14a, 14b are formed by alternately stacking layers having a high refractive index and layers having a low refractive index with an optical path length corresponding to / 4 of the wavelength. The material of each reflective layer is SiO ₂ , S
i ₃ N ₄ , MgF ₄ , Al ₂ O ₃ or the like is used. In order to manufacture such a recording medium 1, first, on each of the substrates 11a and 11b on both sides,
The first reflection layer, the medium layer, and the second reflection layer are sequentially formed by the sputtering method and the coating method, respectively. Then, each substrate 11a,
11b with the second reflective layer facing each other and an adhesive (adhesive layer 1
A recording medium for double-sided recording is completed by adhering in 5).

また、本実施例の記録媒体１では、第１の反射層12a,
12bと第２の反射層14a.14bに挟まれた媒体層13a,13bと
いう構成により、いわゆるファブリーペローエタロンを
実現している。つまり、後述するように入射光は、２つ
の反射層の間で繰り返し反射し、多重干渉効果が生じ
る。本発明は、この多重干渉効果を有効に利用し、詳し
くは後述するように情報の多値記録を行うものである。In addition, in the recording medium 1 of the present embodiment, the first reflective layer 12a,
A so-called Fabry-Perot etalon is realized by the configuration of the medium layers 13a and 13b sandwiched between 12b and the second reflective layers 14a and 14b. That is, as will be described later, the incident light is repeatedly reflected between the two reflective layers, and a multiple interference effect occurs. The present invention makes effective use of this multiple interference effect, and carries out multilevel recording of information as will be described later in detail.

この媒体記録１に、通常の光ヘッドと同じように、ピ
ックアップレンズ８によりレーザ光を微小スポツトに絞
って照射し、エタロン部からの反射光から情報を再生す
る。説明を簡単にするために、２つの反射率層12a,14a
の両側は空気で、両反射率ともＲであると仮定すると、
エタロンからの反射率R_Eは（１）式で表わされる。As in the case of a normal optical head, the medium recording 1 is irradiated with laser light focused by the pickup lens 8 into minute spots, and information is reproduced from the reflected light from the etalon portion. In order to simplify the explanation, the two reflectance layers 12a, 14a
Assuming that both sides of are air and both reflectances are R,
The reflectance R _E from the etalon is expressed by equation (1).

ここで、Ｆはいわゆるフィネスに対応し、干渉縞の鮮
鋭度を表わすもので（２）式で得られる。 Here, F corresponds to the so-called finesse, and represents the sharpness of the interference fringes, and is obtained by equation (2).

また、Ψは次の（３）式で表わされる位相差である。 Ψ is a phase difference represented by the following equation (3).

但し、n_Mは媒体層13aの屈折率、λは光の波長であ
る。 Here, n _M is the refractive index of the medium layer 13a, and λ is the wavelength of light.

ここで、反射率R_Eを位相差Ψの関数で表わすと、第３
図に示すようになる。第３図では、ｍを整数として、
（４）式を満たすところで、鋭く暗い干渉縞が現われ
る。Here, when representing the reflectivity R _E as a function of the phase difference [psi, third
As shown in the figure. In FIG. 3, m is an integer,
Where Expression (4) is satisfied, sharp and dark interference fringes appear.

Ψ＝２πｍ …（４） 位相差Ψの変化は、（３）式より、一般に（５）式で
表わされる。Ψ = 2πm (4) The change in the phase difference Ψ is generally expressed by the equation (5) from the equation (3).

この新しい多値記録方式は、多値に対応した情報を、
屈折率変化Δn_Mを通して、位相差変化ΔΨとして媒体に
記録する。そして、再生においては、光の波長を掃引す
ることによって、Δn_Mにより生じた位相差ΔΨをちょう
どキャンセルする位相差を与えるΔλに対応する波長
で、（４）式の条件が回復する。すなわち、波長を時間
的に掃引すると、記録した情報の値に対応した位相差に
マツチした波長において、鋭い干渉縞が現われ、時間波
形として、第３図に対応したパルスが得られる。このパ
ルスの時間軸上の位置Δｔが、多値情報を与える。屈折
率、波長、時間の対応は、波長掃引がリニアである時、
（６）式で表わさる。 This new multi-level recording method uses multi-level information,
Through the refractive index change Δn _M , it is recorded on the medium as a phase difference change ΔΨ. Then, in reproduction, by sweeping the wavelength of the light, the condition of the expression (4) is restored at a wavelength corresponding to Δλ that gives a phase difference that exactly cancels the phase difference ΔΨ caused by Δn _M. That is, when the wavelength is swept in time, sharp interference fringes appear at the wavelength matched with the phase difference corresponding to the recorded information value, and a pulse corresponding to FIG. 3 is obtained as a time waveform. The position Δt of this pulse on the time axis gives multi-value information. Correspondence between refractive index, wavelength, and time, when the wavelength sweep is linear,
It is expressed by equation (6).

この時、（５）式で表わされる位相差ΔΨに、空間的
な媒体の厚みむらΔｄが含まれていると、それは最終的
に、パルスのジッタ成分となって現われ、エラーの原因
となり、信頼性の低下、高密度性の低下をもたらす。 At this time, if the phase difference ΔΨ expressed by the equation (5) includes the spatial unevenness Δd of the medium, it finally appears as a pulse jitter component, which causes an error and is reliable. This leads to a decrease in sex and a decrease in high density.

本発明においては、そのような厚みむらΔｄを持つ記
録媒体を以下に示すような初期化により高信頼性を持つ
記録媒体に改良することができる。In the present invention, a recording medium having such thickness unevenness Δd can be improved to a highly reliable recording medium by the following initialization.

厚みむらΔｄによる位相差変化は、（３）式より次の
（７）式で表わされる。The phase difference change due to the thickness unevenness Δd is expressed by the following expression (7) from the expression (3).

但し、ｄ′＝ｄ＋Δｄとした。本発明は、この位相差
むらをキャンセルするような位相差を屈折率変化で与え
ることにより、媒体の位相差を均一に初期化することを
可能にするものである。屈折率変化Δn_Mによる位相差の
変化ΔΨ′は、（７）式により次の（８）式で表わされ
る。 However, d ′ = d + Δd. The present invention makes it possible to uniformly initialize the phase difference of the medium by giving a phase difference that cancels the unevenness of the phase difference by changing the refractive index. The phase difference change ΔΨ ′ due to the refractive index change Δn _M is expressed by the following formula (8) from the formula (7).

従って、（７），（８）式より、ΔΨ−ΔΨ′＝０と
して、（９）式が得られる。 Therefore, from the equations (7) and (8), the equation (9) is obtained with ΔΨ−ΔΨ ′ = 0.

つまり、（９）式を満たすΔn_Mを与えることにより、
Δｄをキャンセルすることができる。 That is, by giving Δn _M that satisfies equation (9),
Δd can be canceled.

多値情報の記録は、記録用半導体レーザ２からの光で
媒体を加熱し、その屈折率n_Mを変化させることにより行
なう。よって、屈折率変化による反射率の変化を記録の
原理とした従来の方法と異なり、本発明は屈折率の変化
をエタロンの位相差の変化に対応させて記録する。一
方、再生はその位相差の変化分に対応する波長の変化と
して検出する。The recording of multi-valued information is performed by heating the medium with light from the recording semiconductor laser 2 and changing its refractive index n _M. Therefore, unlike the conventional method in which the change in the reflectance due to the change in the refractive index is used as a recording principle, the present invention records the change in the refractive index in correspondence with the change in the phase difference of the etalon. On the other hand, reproduction is detected as a change in wavelength corresponding to the change in the phase difference.

そこで本実施例では（９）式で表わされる厚みむらΔ
ｄをキャンセルする屈折率変化Δn_Mを、記録レーザによ
る加熱で与え、媒体の初期化を行なう。但し、ここで注
意すべきこととして、一般に厚みむらΔｄは正負の値に
バラツクのに対し、加熱による屈折率変化Δn_Mは、正又
は負のいずれか一方であることである。従って、条件
（４）式を満たす初期値（n_M′ｄ′）_intは、（10）式
で与えられるが、これを達成するには、あらかじめ加熱
による屈折率変化の正負に応じて、製造時にn_Mdの値
を、（10）式に対して、負あるいは正にシフトしておけ
ばよい。Therefore, in this embodiment, the thickness unevenness Δ represented by the equation (9) is
Refractive index change Δn _M that cancels d is given by heating by the recording laser to initialize the medium. However, it should be noted here that the thickness unevenness Δd generally varies between positive and negative values, whereas the refractive index change Δn _M due to heating is either positive or negative. Therefore, the initial value (n _M ′ d ′) _int that satisfies the condition (4) is given by the formula (10). To achieve this, the manufacturing process is performed in advance according to the positive or negative change in the refractive index due to heating. Sometimes, the value of n _M d may be shifted negatively or positively with respect to equation (10).

以上の説明で明らかなように、本発明は、単に厚みむ
らΔｄの補正ばかりでなく、屈折率のむらΔn_Mの補正も
可能である。つまり、例えば加熱による屈折率変化が正
の値の記録媒体であれば、その製造時の各種条件のバラ
ツキ、経時変化の影響を含めた総合のΔ（n_Md）の負側
の偏差分以上の量を差し引いたn_Mdの値を目標値として
製造すればよい。 As is apparent from the above description, the present invention can correct not only the thickness unevenness Δd but also the refractive index unevenness Δn _M. That is, for example, if the recording medium has a positive change in the refractive index due to heating, it is equal to or more than the negative deviation of the total Δ (n _M d) including the variation of various conditions during manufacturing and the influence of the change over time. The value of n _M d from which the amount of is subtracted may be used as the target value for manufacturing.

Δ（n_Md）による変動は、（３），（５）式でΔλ＝
０とすると、（11）式で表わされる。The variation due to Δ (n _M d) is expressed by Δλ = (3) and (5)
When set to 0, it is expressed by the equation (11).

これを屈折率の変化による位相変化ΔΨ′、つまり
（12）式で得られるΔΨ′でキャンセルすることになる
から、ΔΨ＝−ΔΨ′として、（13）式で得られる量の
Δn_M′を加熱により変化させればよいことになる。 This is canceled by the phase change ΔΨ ′ due to the change in the refractive index, that is, ΔΨ ′ obtained by the equation (12), so that ΔΨ = −ΔΨ ′, and the amount Δn _M ′ obtained by the equation (13) is It should be changed by heating.

さて、この補正すべき位相差ΔΨの検出であるが、こ
れは、第１図の光ヘッドの再生系を用いて可能である。 Now, the detection of the phase difference ΔΨ to be corrected is possible by using the reproduction system of the optical head shown in FIG.

第４図は、そのΔΨの具体的な検出動作を説明するた
めのタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart for explaining the specific detection operation of ΔΨ.

第４図（ａ）は、再生用半導体レーザ４の波長掃引波
形を表わし、実線16が補正すべきΔΨの検出に用いる波
形、破線17は、通常の多値情報再生に用いる波形であ
る。本発明の場合、記録媒体の単位微小記録領域C₁〜C₃
（以下セルと呼ぶ。コンパクトディスクでいうピット、
光磁気ディスクでいうドメインに相当する）の並びは、
空間的に、あるいは時間的に等ピッチである。従って、
従来のコンパクトディスクや光磁気ディスクに用いられ
るような、マーク間記録もしくはマーク長記録とは根本
的に異なる。即ち、本発明では、固有の位置に多値化さ
れた情報が記録され、各セルの間隔や長さは、記録され
る情報とは無関係である。第４図（ａ）の時間t_Cは、１
セル当りの読み取り時間であり、各セルC₁〜C₃の情報は
連続的に読み出される。FIG. 4A shows a wavelength sweep waveform of the reproducing semiconductor laser 4, the solid line 16 is a waveform used for detecting ΔΨ to be corrected, and the broken line 17 is a waveform used for normal multilevel information reproduction. In the case of the present invention, the unit minute recording areas C _{1 to} C _{3 of the} recording medium
(Hereafter referred to as cell. Pit for compact disc,
The sequence of (corresponding to the domain in the magneto-optical disk) is
The pitch is spatially or temporally equal. Therefore,
It is fundamentally different from mark-to-mark recording or mark-length recording used in conventional compact discs and magneto-optical discs. That is, in the present invention, multi-valued information is recorded at a unique position, and the interval and length of each cell are irrelevant to the recorded information. The time t _{C in} FIG. 4 (a) is 1
It is a reading time per cell, and the information of each cell C _{1 to} C ₃ is continuously read.

通常の再生時には、図の破線17のように波長掃引の鋸
歯状波は、（４）式の条件を満す波長λ_０から始まる。
しかし、初期化における補正位相量ΔΨの検出において
は、前述の如く、ΔΨは正負どちらもありうるので、λ
_０をまたぐ形で、図中の実線16に示されるような鋸歯状
波を用いる。即ち、波形17の波長方向にシフトし、実線
16で示す波長掃引を行なう。At the time of normal reproduction, the sawtooth wave of the wavelength sweep as shown by the broken line 17 in the figure starts from the wavelength λ ₀ which satisfies the condition of the expression (4).
However, in the detection of the correction phase amount ΔΨ in the initialization, as described above, ΔΨ can be positive or negative.
A sawtooth wave as shown by a solid line 16 in the drawing is used so as to straddle _zero . That is, it shifts in the wavelength direction of waveform 17, and the solid line
Perform the wavelength sweep indicated by 16.

第４図（ｂ）は、同図（ａ）の波長掃引により、各セ
ルを読み出した場合のエタロンからの反射光強度の波形
の一例である。反射光強度は、波形18として示すように
パルス状であり、光ディテクタ10の出力はこれに対応し
たものとなる。最初のセルC₁は、（11）式において、Δ
Ψ＝０であり、λ＝λ_０で（４）式の条件を満足してい
る場合で、第３図に相当するパルスを、λ＝λ_０となる
時間t₀で発生する。鋸歯状波の立ち下りの部分でも、λ
＝λ_０となるため、パルスを発生するが、ここではこれ
は無視し使用しない。２番目のセルC₂は、（11）式にお
いてΔΨ≠０で、Δn_MもしくはΔｄが存在し、（４）式
の条件は、λ＝λ_０では満足せず、λ＝λ_０−Δλで満
足する。そのため、パルスはｔ＝t₀−Δｔで発生する。
従ってこのΔｔよりΔλがわかり、ΔΨが求まり、これ
によってそれを補正すべきΔn_M′が求められる。その関
係は、（６）式と（13）式で与えられている。第３のセ
ルC₃は逆に、λ＝λ_０＋Δλ′で（４）の条件を満足
し、パルスはｔ＝t₀＋Δｔ′で発生する場合を示してい
る。FIG. 4 (b) is an example of the waveform of the reflected light intensity from the etalon when each cell is read by the wavelength sweep of FIG. 4 (a). The reflected light intensity is pulsed as shown by the waveform 18, and the output of the photodetector 10 corresponds to this. The first cell C ₁ has Δ
When Ψ = 0 and λ = λ ₀ and the condition of expression (4) is satisfied, a pulse corresponding to FIG. 3 is generated at time t ₀ when λ = λ ₀ . Even at the trailing edge of the sawtooth wave, λ
= Λ ₀ , a pulse is generated, but this is ignored and not used here. The second cell C ₂ is ΔΨ ≠ 0 in the formula (11) and Δn _M or Δd exists, and the condition of the formula (4) is not satisfied when λ = λ ₀ , and when λ = λ ₀ −Δλ Be satisfied. Therefore, the pulse occurs at t = t ₀ −Δt.
Therefore, Δλ can be known from this Δt, ΔΨ can be obtained, and Δn _M ′ for correcting it can be obtained. The relationship is given by equations (6) and (13). On the contrary, the third cell C ₃ shows the case where the condition (4) is satisfied with λ = λ ₀ + Δλ ′ and the pulse is generated at t = t ₀ + Δt ′.

このような検出動作により、初期化において、補正す
べき位相差むらを補正するのに必要な屈折率変化Δn_M′
が求められ、それに対応したレーザ加熱を記録用半導体
レーザ２により対応セルに与えることにより、媒体の位
相差むらをキャンセルでき、媒体を均一に初期化するこ
とができる。With such a detecting operation, the change in refractive index Δn _M ′ necessary to correct the phase difference unevenness to be corrected at the initialization.
By applying laser heating corresponding to the above to the corresponding cell by the recording semiconductor laser 2, it is possible to cancel the unevenness of the phase difference of the medium and uniformly initialize the medium.

具体的には、例えばディスク状媒体の場合、まず再生
用半導体レーザ４により、該当領域（トラックやセク
タ）の位相差むらを検出し、それをメモリに記憶してお
く。次に、記録用半導体レーザ２により、その領域を初
期化していくことにより、初期化が完了する。最も単純
には、ディスク１回転で当該トラックの補正すべき位相
差むらを検出し、バッファ等に記憶し、２回転目の回転
で当該トラックの初期化を行なえばよい。また、必要が
あれば３回転目で初期化の確認、つまりベリファイを行
なうことで、信頼性を向上させることも可能である。こ
れを順次繰返すことにより、全面の初期化が完了する。Specifically, for example, in the case of a disk-shaped medium, first, the reproducing semiconductor laser 4 detects the phase difference unevenness of the corresponding area (track or sector) and stores it in the memory. Next, the initialization is completed by initializing the area by the recording semiconductor laser 2. In the simplest case, the phase difference unevenness to be corrected of the track is detected by one rotation of the disk, stored in a buffer or the like, and the track is initialized by the second rotation. Further, if necessary, it is possible to improve reliability by confirming initialization, that is, verifying at the third rotation. By repeating this in sequence, the initialization of the entire surface is completed.

さらに、再生用スポットと記録用スポットを、トラッ
ク方向に空間的にずらし、先行する再生用スポットで補
正すべき位相差を検出し、また後続記録用スポットで、
初期化を行なうという動作を行なえば、１回転で初期化
を行なうことも可能である。Furthermore, the reproduction spot and the recording spot are spatially displaced in the track direction, the phase difference to be corrected is detected by the preceding reproduction spot, and the subsequent recording spot is
It is also possible to perform the initialization in one rotation if the operation of performing the initialization is performed.

以上の説明においては、簡単のため（11），（12）式
における位相差むらΔΨを０にすることを前提にした
が、本発明における本質は、製造時、経時変化により生
じるΔn_M′，Δｄに起因する媒体の不均一性を初期化に
より均一化することである。従って、ΔΨ＝０である必
要はなく、（13）式を場所によらず満足するような、Δ
Ψ＝−ΔΨ′＝一定なる位相差に初期値を設定可能であ
る。それは、特に（10）式の説明で述べたように、厚み
むらΔｄや、屈折率むらΔn_Mは、目標値に対し、正負ど
ちらへもバラツク可能性があるため、（11）式の位相差
むらΔΨも正負両方あり得るのに対し、レーザ加熱によ
る屈折率変化Δn_Mは、正か負一方であることに対処する
場合に有効である。それは例えば、互換性の問題等を考
える時に、媒体のロットや、材料の違い、もしくは記録
再生装置の違いにより、必ずしも（10）式に示す初期値
λ_intと、第４図に示した読み取り始めの波長λ_０を一
致させておくのは得策ではないこともある。即ち、レー
ザの波長掃引特性が、特に立上り初期で不安定である場
合などである。このような場合、再生のパルスの基準位
置が掃引波形の立上り部に対し、シフトすることにもな
りうるが、本発明はそれに左右されることはない。In the above description, the phase difference unevenness ΔΨ in the equations (11) and (12) is assumed to be 0 for simplicity, but the essence of the present invention is that Δn _M ′, It is to make the nonuniformity of the medium caused by Δd uniform by initialization. Therefore, it is not necessary that ΔΨ = 0, and if
Ψ = −ΔΨ ′ = It is possible to set an initial value to a constant phase difference. This is because the thickness unevenness Δd and the refractive index unevenness Δn _M may be positive or negative with respect to the target value, as described in the explanation of expression (10). The unevenness ΔΨ can be both positive and negative, while the refractive index change Δn _M due to laser heating is effective in dealing with either positive or negative. For example, when considering compatibility issues, the initial value λ _int shown in Eq. (10) and the read start shown in Fig. 4 may not always be obtained due to differences in medium lots, materials, or recording / reproducing devices. It may not be a good idea to match the wavelengths λ ₀ of the two. That is, this is the case, for example, when the wavelength sweep characteristic of the laser is unstable especially at the initial stage of rising. In such a case, the reference position of the reproduction pulse may be shifted with respect to the rising portion of the sweep waveform, but the present invention is not affected by this.

また、屈折率変化媒体として列挙した媒体の中には、
いわゆる消去可能なものも含まれているが、本発明は、
消去型、追記型を問わず適用可能であることはいうまで
もない。さらに、本発明は消去型の場合、一度情報を消
去した後に再度初期化する時に適用することで、情報の
信頼性を向上させることが可能となる。Also, among the media listed as the refractive index changing medium,
The present invention also includes so-called erasable items,
Needless to say, it can be applied to both the erasing type and the write-once type. Further, in the case of the erasing type, the present invention can improve the reliability of information by applying it when erasing information once and then re-initializing it.

このように、本発明は多重干渉効果の位相を記録原理
に用い、物質の固有の分散を用いるのでなく、干渉の分
散特性を用いるため、n_Mやｄの絶対値が変動しても、n_M
dの値の絶対値として情報が保証されるので、一般に製
造上、あるいは経時変化等によるn_Mやｄのばらつきに敏
感である多重干渉効果を有効に利用することが可能とな
った。As described above, the present invention uses the phase of the multiple interference effect for the recording principle, and does not use the inherent dispersion of the substance but the dispersion characteristic of interference. Therefore, even if the absolute value of n _M or d fluctuates, _M
Since information is guaranteed as the absolute value of the value of d, it has become possible to effectively utilize the multiple interference effect which is generally sensitive to variations in n _M and d due to manufacturing or changes over time.

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、光学的多重干渉
効果を利用して情報を記録する記録媒体に対し、位相の
空間的不均一性を検出し、この検出値に基づき媒体の屈
折率を変化させることで初期化するようにしたので、記
録媒体の製造時の各種条件、経時変化、あるいは消去な
どにより生じる位相の不均一性を解消することができ
る。従って、光学的多重干渉効果を利用することによっ
て、高密度で情報を記録でき、しかも初期化を行うこと
によって、高い信頼性が得られる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the spatial non-uniformity of the phase is detected for the recording medium that records information by utilizing the optical multiple interference effect, and based on the detected value. Since the initialization is performed by changing the refractive index of the medium, it is possible to eliminate the non-uniformity of the phase caused by various conditions at the time of manufacturing the recording medium, aging, or erasing. Therefore, by utilizing the optical multiple interference effect, it is possible to record information at a high density, and further, it is possible to obtain high reliability by performing initialization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の光学的情報処理装置の一実施例を示す
構成図、第２図は前記実施例に使用される記録媒体の断
面構造を示す断面図、第３図は記録媒体の光学的多重干
渉効果特性を示す特性図、第４図は前記実施例の位相差
検出動作を示すタイムチャートである。 1:記録媒体、2:記録用の半導体レーザ、3,5:コリメータ
レンズ、4:再生用の半導体レーザ、6,7:ビームスプリッ
タ、8:ピックアップレンズ、9:センサレンズ、10:光デ
ィテクタ、11a,11b:基板、12a,12b:第１の反射層、13a,
13b:媒体層、14a,14b:第２の反射層、15:接着層。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical information processing apparatus of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a sectional structure of a recording medium used in the embodiment, and FIG. 3 is an optical diagram of the recording medium. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a characteristic multiple interference effect characteristic, and FIG. 4 is a time chart showing a phase difference detecting operation of the embodiment. 1: recording medium, 2: semiconductor laser for recording, 3, 5: collimator lens, 4: semiconductor laser for reproduction, 6, 7: beam splitter, 8: pickup lens, 9: sensor lens, 10: photodetector, 11a, 11b: substrate, 12a, 12b: first reflective layer, 13a,
13b: medium layer, 14a, 14b: second reflective layer, 15: adhesive layer.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】情報を光学的多重干渉効果の位相の変化と
して記録する記録媒体の記録層の屈折率と厚みの積の空
間的不均一性を検出する手段と、この検出手段の検出結
果に基づき前記記録媒体に屈折率変化を与えることで該
記録媒体を初期化する手段とを有することを特徴とする
光学的情報処理装置。1. A means for detecting spatial non-uniformity of a product of a refractive index and a thickness of a recording layer of a recording medium for recording information as a phase change of an optical multiple interference effect, and a detection result of the detecting means. An optical information processing device, comprising means for initializing the recording medium by changing the refractive index of the recording medium on the basis of the optical information processing apparatus. 【請求項２】前記記録媒体に記録する情報が多値情報で
ある請求項１項記載の光学的情報処理装置。2. The optical information processing apparatus according to claim 1, wherein the information recorded on the recording medium is multivalued information. 【請求項３】前記積の一定値が、前記記録媒体から情報
を再生する際の特定波長の半波長の整数倍である請求項
１項記載の光学的情報処理装置。3. The optical information processing apparatus according to claim 1, wherein the constant value of the product is an integral multiple of a half wavelength of a specific wavelength when information is reproduced from the recording medium. 【請求項４】前記記録媒体に与える屈折率変化が、レー
ザによる加熱でなされる請求項１項記載の光学的情報処
理装置。4. The optical information processing apparatus according to claim 1, wherein the change in the refractive index applied to the recording medium is performed by heating with a laser. 【請求項５】前記不均一性を検出する検出手段が、光源
の波長を時間的に鋸歯状に掃引する請求項１項記載の光
学的情報処理装置。5. The optical information processing apparatus according to claim 1, wherein the detecting means for detecting the nonuniformity sweeps the wavelength of the light source in a sawtooth shape in time.