JPS6289233A - 光学的記録再生装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光学的記録再生装置に係り、特に光スポツト照
射時の温度上昇によりその光学的性質が変化することを
利用して信号の記録、消去を行う光記録媒体を用いるの
に好適な光学的記録再生装置に関するものである。

〔発明の背景〕 特開昭５９−６８８４４号に示されているようにレーザ
光を直径１μｍ程度の微小ビーム径に絞り、光感応性記
録材料を塗布した、例えば、回転する光記録ディスクに
照射して、信号を高密度に記録し、再生する装置は、記
録密度が高く、１ビット当りのメモリコストが安くでき
る点、高速でアクセスできる点、光学ヘッドと光記録デ
ィスクが非接触で記録再生を行なえ、光記録ディスクお
よび装置の信頼性を高めることが可能であるという点で
今後の情報化社会に新しい記録装置、媒体を提供するも
のとして注目される。

上記の光記録に用いられる記録媒体として、記録薄膜を
、レーザの熱エネルギーで蒸発させ、記録薄膜に小孔を
形成する方式のもの、レーザ光の熱エネルギーで記録薄
膜の光学的濃度を変化させる方式のもの等が提案されて
いる。

また、上記の光学的濃度を変化させる記録薄膜には、非
晶質の記録薄膜を用いて、光学的濃度を可逆的に変化さ
せうろことも報告されている。この可逆的に光学的濃度
を変化させつるということは、信号の記録再生、および
消去が可能であることを意味するが、非晶質の記録薄膜
は本質的に不安定であり、室温においても結晶化が進展
するため、長期間の記録保存には適さない、また、記録
感度を高めるために用いているＴａ、Ｓｓ、Ｓｎなどは
いずれも人体に有毒であり、製造時および廃棄物となっ
た時には公害問題となる恐れもあった。

我々は上記した問題の無い光記録媒体として結晶と結晶
間での相変化に伴う光学的反射率変化を示す合金を発明
し、特願昭５１１−４２０７９号、特願昭５９−１３０
６１１号に８顆した。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記レーザ光等による熱エネルギーを
利用して、記録薄膜の光学的特性を可逆的に変化させる
光学的記録再生装置において、常温より高い第２の温度
とさらに高い第１の温度に対し、第１の温度を越えた後
に冷却される第１の条件を与える光スポットと第２の温
度を越え、第１の温度以下まで昇温された後に冷却され
る第２の条件を与える光スポットを同一の絞りレンズで
形成し、ディスク上の同一案内トラック上に前記両スポ
ットを近接して配置し、その両光スポットのスポット径
および光強度を必要に応じて制御することにより、光記
録媒体に信号を記録し、再生し、消去できる新規な光学
的記録再生装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は記録媒体の光学的反射率の変化を示す相変化を
生ぜしめるに必要な温度と時間を実験により確認し、前
記した第１の条件と第２の条件を与える手段として、波
長の異なるレーザを２個備え、１方のレーザから照射す
るビームはほぼジャストフォーカスになるように、他方
のレーザから発生するビームはデフォーカスとなるよう
に光学系を構成することによりデフォーカススポットで
記録媒体の予熱または徐冷を行ない、ジャストフォーカ
ススポットにより所定の温度となるようスポット径およ
びレーザの強度を制御して記録媒体に記録あるいは記録
された信号を消去するようにしたものである。

（発明の実施例〕 第２図は相変化による記録と消去の原理を示す図で、前
記第１の温度ＴＩ　を越えるとβ結晶相となり、ピンク
色を呈す。このβ結晶相は常温まで急速に温度が低下す
るとβ相を保持する。このβ相に対し第２の温度Ｔｘを
越え、第１の温度Ｔｌ以下となる温度を保持するとζ結
晶相となり銀白色を呈す、このようにピンク色と銀白色
を示す結晶はレーザ光１例えば波長８３０ｎｍのレーザ
光に対する反射率の変化、すなわち一定の光量を照射す
れば反射光量の変化から区別することができる。

本発明はこのような相変化を示す光記録媒体を用いた時
に適した光学的記録再生装置に関するものでその１実施
例を第１図に示す、同図に於て波長の異なる半導体レー
ザ１２，１４から出た発散光はコリメートレンズ２２．
２４で略平行光ｉ。

ｋとなる。ここで、記録と再生に用いる半導体レーザを
１２、消去に用いる半導体レーザを１４とすると平行光
ｉは第１のプリズム２３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３２は半導体レーザ１２の波長を通
過させるのでプリズム２３からのビームは偏光ビームス
プリッタ３１、ミラー３９．１／４波長板４を通り、対
物レンズ７で絞られてディスク１上にほぼ円形の光スポ
ットｉを形成する。一方、略平行光には波長分離フィル
タ３２で反射され、以降はｉと同様に進行する。但しス
ポットにはビーム整形用のプリズムを通過していないの
で、レーザのファーフィルドパターンの楕円がそのまま
絞られた形となり、トラック方向に少し長円となる。デ
ィスク１で反射された光は対物レンズ７．１７４波長板
４、ミラー３９を通って、Ｓ偏光となり偏光ビームスプ
リッタ３１で反射される０反射された光は波長分離フィ
ルタ３３でビームに１とビームｉｌに分離されビーム１
１は波長分離フィルタ３３を通過し、ミラー４ｏで反射
されてフーコープリズム５１、レンズ５２を通って光検
出器５３に達する。

この光検出器の結像状態により、対物レンズ７とディス
ク間の距離の制御、すなわちフォーカスシングやディス
クのトラック方向の制御を行う。すなわちトラッキング
のサーボ信号を得て、対物レンズ７のアクチュエータ７
１の制御を行う。これらの方式には各種のものがあり、
公知であるのでここでは述べない、一方、ビームｋｚは
波長分離フィルタ３３で反射され、フーコープリズム６
１゜検出レンズ６２を経て光検出器６３に達し、対物レ
ンズ７のフォーカス、トラッキング用のサーボ信号を得
ることができる。

ところで、対物レンズ７には２つのスロット位置が設定
されており、アクチュエータ７１でこのどちらかを選択
する機構が設けられている（図示を省ｌｌｌ８）。更に
ビームに、ｉはともに略平行光であるが一方はわずかに
発散光、他方はわずかに収束光であるようにレンズ系を
設定しておく。そして対物レンズ７の１つのスロット位
置ではビームに、ｉの一方が最小スポットに絞り込まれ
、他方はややぼけ気味となるように、また他のスロット
位置ではそれが逆になるようにスロット位置は設定され
ているものとする。

本実施例では、まず記録動作時にはこのような機構を用
いて今スポットにの方を大きく、スポットｉの方を最小
となるスロットを選択する。このときのディスク１上の
各スポットの位置関係を第３図（ａ）に、そのときのア
クセスすべきピット位置に照射される光の時間ｔに対す
る強度変化を第３図（ｂ）に示す、但しこの図はレーザ
１２゜１４の出力がほぼ等しい場合であって、従ってス
ポットには径が大きいためにその最大強度は小さく、ス
ポットｉは回折限界近くまで絞り込まれているのでその
最大強度は大きい。このような第３図（ｂ）の強度変化
によって回転するディスク上の１点（ピット位置）の温
度Ｔは時間ｔに対して第３図（ｃ）のように変化する。

即ちこの場合は、スポットにはアクセスしようとしてい
るピット位置を予熱し、記録用のスポットｉにより温度
ＴがＴ１をこえるまでの時間を短くする、つまり高速記
録を可能とするように作用している。なお第３図（ａ）
ではスポットにとｉが隣接するように描いたが、要は位
置が少しずれていて第３図（ｃ）のような温度変化の特
性が得られるようにしておけばよい。

第４図（ａ）はやはりビームにの方が大きな径となるよ
うにして一定時間だけ連続に照射し一方、絞り込まれた
小径のビームｉは記録ビット位ｉ！０゜ｍ、ｎにだけ照
射した場合を示している。第４図（ｂ）はこのときのピ
ット位置のビームの強度変化を示しており、第４図（ｃ
）はピット位置の温度Ｔの変化を示している。この場合
はいくつかの記録信号に対するスポットｋによる予熱を
１ビツトずつオンオフせず連続して行うもので、このよ
うに先行するビームにで記録する部分を予熱しておき、
後行するビームｉで前記第１の温度Ｔ１以上に加熱する
と、光記録媒体の周速度が高い状態でも記録が可能とな
り、しかも記録部の幅はスポットにの予熱により小スポ
ットｉが利用できるので、従来通り高密度の記録が可能
であって、メモリとしてのアクセスタイムが高速化され
、リアルタイムでの記録あるいは再生できる信号をより
高速のものにできる。一般に高い周速での記録を可能と
するには材料の選択や媒体の構成を改善して記録媒体の
記録感度を高めるという方法がとられるが、記録感度が
高いということは温度、光等の影響を受は易くなること
を意味し、記録データの保存性が問題となる。従って１
本発明のように記録したい時にその部分を一時的に予熱
することにより、記録感度を高める方法は記録した後の
データの安定性も高くなるという効果もある。

以上は記録の場合であったが、次に消去の場合をのべる
。第５図（ａ）はビームにのスポットが最小になるよう
にフォーカス制御を行なった場合であり、このとき前記
したようにビームｉのスポットはデフォーカス状態とな
り、スポット径は大きくなる。このようなビームにとビ
ームｉが回転する光記録媒体に照射されるとディスク上
のピット位置の強度変化及び温度は第５図（ｂ）及び（
ｃ）に示すようになる。即ちビームにで前記した第２の
温度Ｔ２よりも大きく第１の温度Ｔ１より小さいように
対応ピットを加熱し、拡がったビームｉで徐冷時間を確
保して、媒体上に記録されていた情報を消去する。

第６図は第５図と同じビームｋ、ビームｉをどちらも連
続的に照射した場合であり、トラックを連続的に消去す
ることができる。

以上の第３図から第６図で示した記録、消去動作では各
ビームのスポット径の制御により照射光のエネルギー密
度、従って加熱温度の制御を行っており、レーザ１２，
１．４の出力はオンオフされるだけとした。しかし、こ
のスポット径の制御と合せて、例えば先行するビームに
では記録温度Ｔ１に達しない最大のエネルギーを与え、
記゛録時にはビームｉでＴ１を越えるように、消去時に
はビームｉもＴ１以下を保つようレーザ１２を制御すれ
ばより動作特性を向上させることができる。

ところで本発明は前記したように、記録時には先行する
ビームスポットｋが大きく、ビームスポットｉを回折限
界程度まで小さく絞＋１込むようにアクチュエータ７１
により対物レンズ７を制御するが、この制御信号は第１
図の検出器５３．６３のいずれを用いても可能である。

しかし、第７図に示すように光ディスク１には高密度に
記録するために、予め案内用の溝１１が設けられており
、その溝１１による回折光を検出しながら溝を追跡する
などのトラッキングが行われる。この場合には小スポッ
トｉを検出している方がトラックに対する光スポットの
誤差を敏感に捕えることができる。したがってトラッキ
ングの検出信号は小スポット光すなわち、記録時にはス
ポットｉ、消去時にはスポットｋを利用する方が誤差の
少ないトラッキングを行なうことができる。再生時は当
然回折限界まで絞り込んだスポットで記録ビットを読み
出すので、トラッキングの検出信号も小スポット側で行
う、一方フオカスサーボ用の検出は例えば４分割センサ
の非点収差方式などが用いられ、４分割センサの対角線
の和、それらの差信号が線形な範囲であれば、サーボ回
路にオフセットを与えることによりいずれのスポットを
利用しても良いが、前記した溝による回折現象などの少
ない小スポット側を利用する方が誤差を小さくできる。

第８図は、第１図の光検出器６３の方の光検出系を取除
いた実施例であって、この場合にはビームｋを利用した
フォーカス、トラッキング用のサーボ信号は得られない
ので、ビームｉの光検出器５３のみを利用する。このよ
うにするとビームｉのスポット径を小さくする記録時に
は前記したように精度の高いフォーカス、トラッキング
を行うことができるが、ビームｉのスポット径を大きく
する消去時はフォカスエラ信号にオフセットを与える必
要があるため、多少精度が低下する。しかし、消去時で
あるのでフォーカスが少しあまくなっても実用上問題な
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば記録時は先行する
ビームスポットにで記録ピットを相変態を伴う温度ＴＩ
以下に予熱し、後行するビームスポットｉで記録する信
号に応じた照射を行って、１１以上の温度にすることに
より、従来と同様に回折限界程度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という効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、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〜
第６図は本発明の装置による記録。 消去の動作説明図、第７図はディスクに設けられた溝の
１例を示す図、第８図は本発明の他の実施例を示す図で
ある。 １・・・光ディスク、４・・・１／４波長板、７・・・
対物レンズ、１２．１４・・・半導体レーザ、２２．２
４・・・コリメーションレンズ、２３・・・プリズム、
３１・・・偏光ビームスプリッタ、３２・・・波長分離
フィルタ。 ３３・・・波長分離フィルタ、３９・・・ミラー、４０
・・・ミラー、５１．６１・・・フーコープリズム、５
２゜６０・・・レンズ、５３．６３・・・光検出器、７
１・・・アクチュエータ。

Claims (1)

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の温度をこえて加熱されたのち冷却されると第１
   相の結晶構造となり、かつ光スポットの照射によりその
   被照射部が常温より高くて上記第１の温度より低い第２
   の温度と上記第１の温度との間で所定時間以上加熱され
   たのち冷却されると第２相の結晶構造となるところの、
   上記第１相または第２相の結晶構造を記録状態に他方の
   相の結晶構造を消去状態に対応させて情報を記録する光
   記録合金に対して、情報の記録、再生、及び消去を行う
   ための光学的記録再生装置に於て、２つの光ビームを発
   生する光ビーム発生手段と、該２つの光ビームを絞り込
   んで２つの光スポットとしかつこの２つの光スポットが
   上記光記録合金上をその記録トラックに沿つて近接した
   先行スポット及び後行スポットとして照射するように位
   置決めする光学的手段とを設けるとともに、該光学的手
   段は、上記光記録合金を上記第１相の結晶構造とすると
   きには上記先行スポットの径をその最小値よりも大きく
   して被照射部がその温度が上記第１の温度をこえない範
   囲で予熱されるようにし、かつ上記後行スポットの径を
   その最小値となるように絞り込んで上記予熱された被照
   射部の温度が上記第１の温度をこえるように調節する第
   １の調節機能と、上記光記録合金を上記第２相の結晶構
   造とするときには上記先行スポットの径をその最小値と
   なるように絞り込んで被照射部の温度が上記第１及び第
   ２の温度の間になるように加熱し、かつ上記後行スポッ
   トの径をその最小値よりも大きくして上記加熱された被
   照射部の温度が上記第１及び第２の温度の間で所定時間
   推持されるように調節する調節機能とを有したことを特
   徴とする光学的記録再生装置。 ２、前記ビーム発生手段からの２つの光ビームの強度を
   調整するビーム強度調整手段と、前記光記録合金の結晶
   構造を変化させるときにはその径が最小値となるように
   絞り込まれる方のスポットのビーム強度が他方のスポッ
   トのビーム強度より大きくなるように上記強度調整手段
   を作動せしめる強度制御手段とを設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装置。 ３、前記光学的手段による２つの光スポットの焦点調整
   のための焦点エラー信号の検出及び前記光記録合金上の
   案内トラックを利用したトラッキングエラー信号の検出
   を、その径が最小値となるように絞り込まれた光スポッ
   トの反射光を用いて行うようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装置。