JP2803245B2 - 情報記録再生方法 - Google Patents
情報記録再生方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱履歴の違いにより誘起される相変化にと
もない光学定数が変化することを利用した情報の記録お
よび消去方法に関するものである。
もない光学定数が変化することを利用した情報の記録お
よび消去方法に関するものである。
レーザ光を利用して情報の記録・再生を行う光ディス
クは、大容量，可搬型のファイルメモリとして注目され
ており、すでに、再生専用型、追記型、書換型が実用化
されている。現在は、オーバーライトが可能なシステム
についての研究開発が盛んに行われている。
クは、大容量，可搬型のファイルメモリとして注目され
ており、すでに、再生専用型、追記型、書換型が実用化
されている。現在は、オーバーライトが可能なシステム
についての研究開発が盛んに行われている。
オーバーライトが可能な方式として、相変化型および
光磁気型がある。相変化型光ディスクでは、レーザ照射
による昇温，冷却の熱履歴の違いによって誘起される非
晶質・結晶間などの相変化を利用して記録・消去が行わ
れ、これらの相変化にともなう光学定数の変化が反射率
の変化として再生されている。
光磁気型がある。相変化型光ディスクでは、レーザ照射
による昇温，冷却の熱履歴の違いによって誘起される非
晶質・結晶間などの相変化を利用して記録・消去が行わ
れ、これらの相変化にともなう光学定数の変化が反射率
の変化として再生されている。
光磁気ディスクでは、垂直磁気異方性を持つ磁性薄膜
を用い、外部磁場をかけながらレーザ光を照射すること
によりキュリー点以上に加熱して磁化を反転させて記録
を行い、磁化の方向による反射レーザ光の偏光状態の差
を信号として再生を行っている。
を用い、外部磁場をかけながらレーザ光を照射すること
によりキュリー点以上に加熱して磁化を反転させて記録
を行い、磁化の方向による反射レーザ光の偏光状態の差
を信号として再生を行っている。
これらのうちで相変化型光ディスクは、光磁気ディス
クと比べ、オーバーライトが容易である、光学ヘッドの
構造が単純であるなどの特徴を有し、盛んに研究開発が
行われている。両者とも２値信号に対応した記録再生を
行っている。
クと比べ、オーバーライトが容易である、光学ヘッドの
構造が単純であるなどの特徴を有し、盛んに研究開発が
行われている。両者とも２値信号に対応した記録再生を
行っている。
光ディスクでは、直径1.6μｍ程度に収束したレーザ
光を用いて情報の記録・再生を行うため、磁気ディスク
などの他のファイルメモリに比べ情報を高密度に記録す
ることができる。現在、さらに高密度化をはかるため、
様々な方策が検討されている。例えば、半導体レーザを
短波長化すると、レーザ光の収束径を小さくでき、より
高密度に記録できるため、半導体レーザの短波長化が精
力的に研究されている。しかし、現在用いられている半
導体レーザの波長830nmが670nmに短波長化したとして
も、1.5倍の高密度化が達成されるにすぎない。
光を用いて情報の記録・再生を行うため、磁気ディスク
などの他のファイルメモリに比べ情報を高密度に記録す
ることができる。現在、さらに高密度化をはかるため、
様々な方策が検討されている。例えば、半導体レーザを
短波長化すると、レーザ光の収束径を小さくでき、より
高密度に記録できるため、半導体レーザの短波長化が精
力的に研究されている。しかし、現在用いられている半
導体レーザの波長830nmが670nmに短波長化したとして
も、1.5倍の高密度化が達成されるにすぎない。
本発明の目的は、飛躍的に高密度化をはかる情報記録
再生方法を提供することにある。
再生方法を提供することにある。
本発明の情報記録再生方法は、情報の多値記録を実現
することにより光ディスクの高密度化を達成するもので
あり、レーザ光の照射による昇温，冷却の熱履歴の違い
により誘起される、非晶質・結晶間などの相変化を利用
して記録・消去を行い、これらの相変化にともなう光学
定数の変化を、反射率または透過率の変化として再生す
る相変化型光記録媒体において、光記録媒体は透明基板
と、この透明基板上に形成された相変化型光記録層とを
有し、この相変化型光記録相の少なくとも３つの異なる
状態間での相変化を利用して、３値以上の多値の情報の
記録を行うことを特徴としている。
することにより光ディスクの高密度化を達成するもので
あり、レーザ光の照射による昇温，冷却の熱履歴の違い
により誘起される、非晶質・結晶間などの相変化を利用
して記録・消去を行い、これらの相変化にともなう光学
定数の変化を、反射率または透過率の変化として再生す
る相変化型光記録媒体において、光記録媒体は透明基板
と、この透明基板上に形成された相変化型光記録層とを
有し、この相変化型光記録相の少なくとも３つの異なる
状態間での相変化を利用して、３値以上の多値の情報の
記録を行うことを特徴としている。
本発明における情報の記録は必ずしも非晶質・結晶間
の相変化を利用する必要はなく、光学的に区別できる状
態間の相変化を利用していれば良い。
の相変化を利用する必要はなく、光学的に区別できる状
態間の相変化を利用していれば良い。
情報の再生については、反射率または透過率のどちら
か一方の変化を２つ以上のスライスレベルを設けて再生
することもできるが、反射率および透過率を同時に測定
し、各々に１つもしくはそれ以上のスライスレベルを設
け、両者を併せて判定することにより再生する。
か一方の変化を２つ以上のスライスレベルを設けて再生
することもできるが、反射率および透過率を同時に測定
し、各々に１つもしくはそれ以上のスライスレベルを設
け、両者を併せて判定することにより再生する。
以下に本発明を実施例により、詳細に説明する。
第２図（ａ）は本発明に用いられる光記録媒体の基本
構成の断面図である。第２図（ａ）の光記録媒体では、
透明な基板１の上に記録層３が形成されている。基板１
としては、ガラス，ポリメタクリル酸メチル（PMMA），
ポリカーボネイトまたはエポキシなどの透明樹脂が用い
られる。この基板にはあらかじめトラッキングサーボ用
の溝やピットが形成されたものも用いられる。記録層３
としては、レーザ光の照射などによる昇温，冷却の熱履
歴の違いにより、少なくとも３つの異なる状態間で相変
化を生じる物質、例えば、Se,Teなどのカルコゲン系元
素を含む化合物が用いられる。記録層３の保護のため、
実際には第２図（ｂ）に示すように、記録層をはさみ込
む形でスペーサ２と保護膜４とを形成することが望まし
い。これらは光の干渉により読みだし信号を大きくする
干渉層としても用いられるため、所望の膜厚に設定され
る。スペーサおよび保護層としては、透明なSi3N4また
はAlNなどの窒化物やSiO,SiO2,Ta2O5などの酸化物ある
いはZnSなどのカルコゲン化合物である誘電体が使用さ
れる。
構成の断面図である。第２図（ａ）の光記録媒体では、
透明な基板１の上に記録層３が形成されている。基板１
としては、ガラス，ポリメタクリル酸メチル（PMMA），
ポリカーボネイトまたはエポキシなどの透明樹脂が用い
られる。この基板にはあらかじめトラッキングサーボ用
の溝やピットが形成されたものも用いられる。記録層３
としては、レーザ光の照射などによる昇温，冷却の熱履
歴の違いにより、少なくとも３つの異なる状態間で相変
化を生じる物質、例えば、Se,Teなどのカルコゲン系元
素を含む化合物が用いられる。記録層３の保護のため、
実際には第２図（ｂ）に示すように、記録層をはさみ込
む形でスペーサ２と保護膜４とを形成することが望まし
い。これらは光の干渉により読みだし信号を大きくする
干渉層としても用いられるため、所望の膜厚に設定され
る。スペーサおよび保護層としては、透明なSi3N4また
はAlNなどの窒化物やSiO,SiO2,Ta2O5などの酸化物ある
いはZnSなどのカルコゲン化合物である誘電体が使用さ
れる。
次に本発明による記録原理について説明する。レーザ
光の照射などによる昇温，冷却の熱履歴の違いにより、
３つの異なる状態間での相変化を示すものとして、例え
ば、In−Se二元系化合物があり、ここでは、Se濃度が40
％〜48％の組成を例にとって説明する。
光の照射などによる昇温，冷却の熱履歴の違いにより、
３つの異なる状態間での相変化を示すものとして、例え
ば、In−Se二元系化合物があり、ここでは、Se濃度が40
％〜48％の組成を例にとって説明する。
記録消去特性測定用の試料として、第２図（ｂ）のよ
うにガラス基板１上に、スペーサ2,記録層3,保護層４を
順次積層した。記録層３にはIn1-XSex（Ｘ＝40〜48％）
を用い、真空共蒸着法により成膜した。膜厚は160nmで
ある。スペーサ２および保護層４にはSi3N4を用い、反
応性スパッタ法により成膜した。スペーサの膜厚は210n
m、保護層の膜厚は120nmである。
うにガラス基板１上に、スペーサ2,記録層3,保護層４を
順次積層した。記録層３にはIn1-XSex（Ｘ＝40〜48％）
を用い、真空共蒸着法により成膜した。膜厚は160nmで
ある。スペーサ２および保護層４にはSi3N4を用い、反
応性スパッタ法により成膜した。スペーサの膜厚は210n
m、保護層の膜厚は120nmである。
作製した試料に高パワー短時間のレーザパルス、例え
ば18mW,0.5μｓのレーザパルスを照射した場合、反射率
が25.5％、透過率が7.7％となった。この状態を記録点
（Ｉ）とする。
ば18mW,0.5μｓのレーザパルスを照射した場合、反射率
が25.5％、透過率が7.7％となった。この状態を記録点
（Ｉ）とする。
また、低パワー長時間のレーザパルス、例えば、4mW,
20μｓのレーザパルスを照射すると、反射率が16.0％、
透過率が7.7％となった。この状態を記録点（II）とす
る。
20μｓのレーザパルスを照射すると、反射率が16.0％、
透過率が7.7％となった。この状態を記録点（II）とす
る。
低パワーでさらに長時間のレーザパルス、例えば、4m
W,40μｓのレーザパルスを照射すると、反射率が17.4
％、透過率が14.6％となった。この状態を消去点とす
る。
W,40μｓのレーザパルスを照射すると、反射率が17.4
％、透過率が14.6％となった。この状態を消去点とす
る。
以上の結果を光学定数の変化で整理すると、記録点
（Ｉ）から記録点（II）への変化では、おもに屈折率が
減少し、消衰係数はほとんど変化しない。記録点
（Ｉ），記録点（II）に、低パワーで、記録点（II）を
形成するよりもさらに長時間レーザパルスを照射した消
去点は、屈折率とともに、消衰係数も減少している。
（Ｉ）から記録点（II）への変化では、おもに屈折率が
減少し、消衰係数はほとんど変化しない。記録点
（Ｉ），記録点（II）に、低パワーで、記録点（II）を
形成するよりもさらに長時間レーザパルスを照射した消
去点は、屈折率とともに、消衰係数も減少している。
これらの点を透過型電子顕微鏡で観察した結果、記録
点（Ｉ）から記録点（II）の変化は微細粒の粒径の変
化、記録点（Ｉ），（II）から消去点への変化は結晶化
であることがわかった。
点（Ｉ）から記録点（II）の変化は微細粒の粒径の変
化、記録点（Ｉ），（II）から消去点への変化は結晶化
であることがわかった。
以上のように、レーザの照射条件の違いによって、３
つの異なる状態の間で相変化が生じていることがわかっ
た。
つの異なる状態の間で相変化が生じていることがわかっ
た。
次に、記録再生方法について説明する。第１図は記録
信号のレベルおよび再生方法を示す図で、第１図（ａ）
の３値のデータ列に対応して３種類の条件のレーザパル
スを第１図（ｂ）のクロックに同期させて照射する。
信号のレベルおよび再生方法を示す図で、第１図（ａ）
の３値のデータ列に対応して３種類の条件のレーザパル
スを第１図（ｂ）のクロックに同期させて照射する。
照射条件を第１図（ｃ）に示す。第１の照射条件は記
録点（Ｉ）、すなわち第１図（ｄ），（ｅ）に示すよう
に反射率が高く透過率が低い点を作製する照射条件であ
る。第２の照射条件は記録点（II）、すなわち反射率が
低く透過率が低い点を作製する条件である。第３の照射
条件は消去点、すなわち反射率が低く透過率が高い点を
作製する照射条件である。
録点（Ｉ）、すなわち第１図（ｄ），（ｅ）に示すよう
に反射率が高く透過率が低い点を作製する照射条件であ
る。第２の照射条件は記録点（II）、すなわち反射率が
低く透過率が低い点を作製する条件である。第３の照射
条件は消去点、すなわち反射率が低く透過率が高い点を
作製する照射条件である。
消去のために長時間レーザパルスを照射する方法とし
ては、消去用に専用の楕円ビームを用いる方法や、記録
点（II）上に再度レーザを照射する方法がある。記録点
（II）上に再度レーザを照射する方法としては、一周目
に記録点（Ｉ），記録点（II）を形成し、二周目に記録
点（II）上に再度レーザを照射する方法や、記録点
（Ｉ），記録点（II）用と消去用の２つのビームを用意
し、記録点（Ｉ），記録点（II）を形成した直後に消去
用のビームで記録点（II）上に再度レーザを照射する方
法がある。本実施例では一周目に記録点（Ｉ），記録点
（II）を形成し、二周目に記録点（II）上に再度レーザ
を照射して消去する方法を用いた。
ては、消去用に専用の楕円ビームを用いる方法や、記録
点（II）上に再度レーザを照射する方法がある。記録点
（II）上に再度レーザを照射する方法としては、一周目
に記録点（Ｉ），記録点（II）を形成し、二周目に記録
点（II）上に再度レーザを照射する方法や、記録点
（Ｉ），記録点（II）用と消去用の２つのビームを用意
し、記録点（Ｉ），記録点（II）を形成した直後に消去
用のビームで記録点（II）上に再度レーザを照射する方
法がある。本実施例では一周目に記録点（Ｉ），記録点
（II）を形成し、二周目に記録点（II）上に再度レーザ
を照射して消去する方法を用いた。
信号再生に関しては、反射率と同時に透過率を測定
し、スライスレベルを設けて判定することにより、第１
図（ｆ）に示すように３値の情報を再生する。第１図
（ｄ），（ｅ）に示すように、反射率と透過率は異なる
変化を示しており、反射率と透過率とを併せて判定する
ことにより、３値信号の再生がなされる。
し、スライスレベルを設けて判定することにより、第１
図（ｆ）に示すように３値の情報を再生する。第１図
（ｄ），（ｅ）に示すように、反射率と透過率は異なる
変化を示しており、反射率と透過率とを併せて判定する
ことにより、３値信号の再生がなされる。
以上、３値記録の場合について説明したが、本発明
は、ここで示した３値記録に限定されるものではなく、
レーザ光の照射などによる昇温，冷却の熱履歴の違いに
より、少なくとも３つの異なる状態間で相変化を生じる
光記録層を用いて３値以上の多値記録を行う方法にも適
用できる。
は、ここで示した３値記録に限定されるものではなく、
レーザ光の照射などによる昇温，冷却の熱履歴の違いに
より、少なくとも３つの異なる状態間で相変化を生じる
光記録層を用いて３値以上の多値記録を行う方法にも適
用できる。
本発明の情報記録再生方法によれば、記録密度を従来
の２値記録に比べて飛躍的に向上できる。
の２値記録に比べて飛躍的に向上できる。
第１図は本発明による記録再生方法を示す図、 第２図は本発明に用いられる相変化型光ディスクの基本
構成の断面図である。 １……基板 ２……スペーサ ３……記録層 ４……保護層
構成の断面図である。 １……基板 ２……スペーサ ３……記録層 ４……保護層
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ光の照射による昇温，冷却の熱履歴
の違いにより誘起される相変化を利用して記録・消去を
行い、これらの相変化にともなう光学定数の変化を、反
射率または透過率の変化として再生する相変化型記録媒
体において、少なくとも３つの異なる状態間での相変化
を利用して、３値以上の多値の情報を記録し、前記記録
された３値以上の情報を、再生光に対する反射光と同時
に透過光を検出することにより再生する情報記録再生方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29485889A JP2803245B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 情報記録再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29485889A JP2803245B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 情報記録再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03156727A JPH03156727A (ja) | 1991-07-04 |
| JP2803245B2 true JP2803245B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=17813164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29485889A Expired - Fee Related JP2803245B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 情報記録再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803245B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990065561A (ko) * | 1998-01-14 | 1999-08-05 | 구자홍 | 광 기록 방법 |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP29485889A patent/JP2803245B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03156727A (ja) | 1991-07-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |