JPS58147830A

JPS58147830A - 信号記録再生装置

Info

Publication number: JPS58147830A
Application number: JP2997982A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Hosaka; 保坂　靖夫
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1983-09-02
Also published as: JPS6258053B2

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】〔発明の警衛分野〕この発明は、信号を電荷注入の形で記録し、静電容量変
化を検出して再生する信号記録再生装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ビデオ信号、オーディオ記号、データ信号等の信号を電
荷注入の形で記録する装置として、シリコン単結晶基板
上に絶縁層を形成した記録媒体（ディスク）を用い、こ
の記録媒体上を相対的に移動する導電性ヘッドを介して
信号に応じ九電荷を注入するものが知られている（％開
開５５−１５３１４０）。

この方式のものは信号を幾可学的形状変化（凹凸、ピッ
ト等）として記録するものと比べて、記録内容の書替え
が可能であるという利点を有する０しかしながら、シリ
コン単結晶基板として例えば直４ｋ　２０　ｃｍｇ〜３
０３というような大面積のものは技術的に実現が馨しい
ことから、ディスク１枚尚りの記録容量が十分に得られ
ないという問題がある。

ま九、このようにして記録され良信号を再生する方式と
して、注入蓄積され九電荷によシリコン単結晶基板中に
生じた空乏層による記録媒体の靜電容を変化を、例えば
共振回路の共振周波数の変化として検出することにより
再生信号を得る方式が考えられているが、上記静電容量
変化は極めて微小なため、振幅の大きいＳ／Ｎの良好な
再生信号出力を得ることが困峻であった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、記録内容の書替えが可能であるとと
もに、記録媒体の記録容量を十分上げることができ、さ
らに大振幅でＳハの良い再生信号が得られる信号記録再
生装置を提供することである。

〔発明の概要〕

この発明では、導電性基板上に光導電層および絶縁層を
順次形成してなる記録媒体を用い、この記録媒体の絶縁
層と光導電層との界面に記録すべき信号に広じて空間電
荷を蓄積せしめて信号を記録し一方、記録された信号の
再生は記録媒体上を相対的に移動する導電性ヘッドを介
して前記空間電荷による前記記録媒体の静電容量の変化
を検出することによって行なう。そして、との静電容量
変化を検出する際に記録媒体に光を照射して光導電層を
導電化せしめることを特徴としている。

〔発明の効果〕

この発明によれば、信号を空間電荷の蓄積の形で記録す
るため、記録内容の消去、新たな記録を容易に行なうこ
とができるとともに、シリコン単結晶半導体基板に代え
て光導電層を用いる九め、記録媒体の大容量化が容易で
ある。即ち、光導電層は導電性基板上に蒸着、スパッタ
等の膜形成技術により形成できるため、記録媒体をディ
スク状にする場合、直径３０３といりえような大面積の
ものも容易に実現することができる。

そしてさらに、再生に際して光導電層を光の照射により
導電化せしめることによって、空間電荷によって生じる
空乏層による記録媒体の静電容量変化を極力大きくとる
ことができるので、再生信号出力の振幅が大きくなり、
Ｓ／／Ｎの大幅な向上が図られる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施における記録動作を示す図で
ある・図にお−で、記録媒体１ｏは導電性基板１１上に
光導電層１２を蒸着またはス／豐ツタ等によ膜形成し、
さらにその上に絶縁層１３を形成し丸亀ので、全体とし
て例えばディスク状に形成されている。絶縁層１３の材
料は特に限定されないが、例えばテフロン（商品名）、
／リイミド、ぼりプロピレン等のエレクトレット材料が
電荷保持能力の点から望ましい。

信号記録に際しては、まず第１図（亀）に示すように記
録媒体１０上に針状の導電性へ、ド１４を当接し、これ
を記録媒体１００回転によプ矢印Ａ方向に相対的に移動
させながら、へ、ド１４と基板１１との間に、記録すべ
き信−ｊ）Ｋ応じ圧変化をもウィルス状の信号電圧１５
を印加する。これによって、絶縁層１ｓ上−よび基板１
１上に互いに逆極性の電荷１６．１１が付与される◎ そして次に、第１図（ｂ）に示すように記碌謀体１０全
面に絶縁層ｉｓ＠から光１８を照射し、光導電層Ｊ２を
導電化する。ここで、光導電層１ｚがＰｇの場合は、第
１図（ａ）における信号電圧１５を正極性とすると、第
１図（ｂ）のプロセスで基板１１から光導電層１２に信
号に応じた負極性の空間電荷１９が注入され、光導電層
１２と絶縁層１３との界面に蓄積される。光導電層１２
がＮ型の場合は、信号電圧１５を負極性とすることで、
同一に空間電荷が蓄積される。

このようにして、記録媒体１０に空間電荷１９の形で信
号が記録嘔れる。この記録された信号の再生は例えば第
２図の如き構成によって光源２０で記録媒体１０上に透
明絶縁層１３側から光２１を照射しつつ、再生回路２２
により記録媒体１０の静電容量を検出することで行なう
。即ち、第１図（ｂ）の状態において光導電層１２中に
は空間電荷１９が蓄積され九部分に空乏層が生じ、この
空乏層の静電容１には空間電荷１９の電荷量に依存する
。このとき記録媒体１０の等価囲路は嬉３図に示され、
その厚み方空芝屑容量の変化分４Ｃを含む光導電層１２
の静電容量ＣＰとの直列合成容量となる。

そζで、第２図に示すように記録媒体１０上を第１図（
、）と同様に導電性へ、ド１４を矢印入方向に相対的に
移動させるようにすると共に、このヘッド１４にインダ
クタンス素子２３を接続して、記録媒体ＩＱの静電容量
とこのインダクタンス素子２３とで共振回路を構成する
と、この共振回路の共振周波数は容量ΔＣの変化に伴い
第４図のように変化する。即ち、空間電荷１９によるΔ
Ｃの変化がないときは実線４１の共振特性、ΔＣの変化
があるときは点線４１の共振特性をそれぞれ示し、前者
の共振周波数（基本共振周波数）１０に対し、後者の共
振周波数はＩｆだけ変化する。ここで、インダクタンス
素子２３に結合させ九イン！クタンス素子２２を介して
高周波発振器２１よシ共振回路に周波数ｆｏの高周波信
号を供給するとともに、もう１つのインダクタンス素子
２４管介して共振回路の出力管取出すと、共振回路の出
力は共振周波数がｆｏのと龜マ１　＊　ｆｏ　＋ｊ　／
のときマ３となる＠従りて、この出力変化マ・をダイオ
ード２５、コンデンサ２＃および抵抗２１からなる検波
回路を通して取出すことにより、周波数変調された再生
信号を得ることができる０次に、再生時に第２図に示す
如く光２１を照射する効果を第３図により詳しく説明す
る。第３図で（ａ）は光２１を照射しない場合、（ｂ）
は照射し大場合の等価回路である。（、）では光導電層
１２が高抵抗Ｒを持つ丸め、光導電層１２の静電容量Ｃ
１は空乏層の有無に関係なく存在する容量Ｃと、空乏層
の容量ｌＣとの直列合成容量となる。これに対し、（ｂ
）では光２１の照射により光導電層１２が導電性を示し
、Ｒキ０となるので、ｃＦｉ短絡されてＣｐキΔＣとな
る。

従って、記録媒体１０の静電容量は、空間電荷１９によ
る空乏層が生じていない部分の光照射がされ九ときと、
されないときの容量Ｃ１１゜Ｃ１ｌおよ−び空乏層が生
じている部分の光照射がされたときと、されないときの
容量ｃｓｔ　ａ　Ｃａｍを個々に求めると次のようにな
る。

Ｃ６−Ｃ０・・・（２）以上から、光２１を照射すると、空乏層が生じていない
部分と生じている部分との静電容量の差ｃｓｓ−ｃｓｓ
は、光２１を照射しない場合の差Ｃ１１−ｃ、より大き
くなることが明らかである。このため、第４図における
４ｆの値も大きくなり、従って再生信号の出力振幅マ。＝マ１−マ、４よシ大きくなるので、し乍が向上す
る〇第５図はこの発明の他の実施例における記録動作を説明
するための図で、導電性ヘッド１４を用いずにレーデビ
ームのような光ビームを用いて信号を記録する場合の例
である。即ち、まず＠、ｓｒ図（、）に示すように記録
媒体１０上全面に光５０を照射し光導電層１２を導電化
させた状態で、絶縁層１３上に一定極性の電荷５１を付
与し、光導電層Ｊ２と絶縁層１３との界面にこれと逆極
性の電荷５２を付与する。このとき、光導電層１２がＰ
型の場合は、電荷５１を負極性、電荷５２を正極性とし
、Ｎ型の場合は逆にする。

次に、第５図（ｂ）に示すように記録媒体１０上に電荷
５１とは逆極性の電荷を与えながら、記録すべき信号に
よ如変調されたレーデビーム等ノ光ビーム５４をレンズ
５３により細く絞り、且つ記録媒体１に対し矢印Ａ方向
に相対的に移動させつつ記録庫体１０上に一照射する。

このとき、光ビームＦすが照射された部分では絶縁層ｌ
Ｓ上および光導電層１２と絶縁層１３との界面にそれぞ
れ電荷５５．５６が蓄積され、また光ビーム！＋が照射
されなかった部分では光導電層１２の絶縁層１３および
導電性基板１１との肉界面に電荷５７／、５Ｂが蓄積さ
れる。これらの電荷のうち、光ビーム５◆が照射された
部分の光導電層１２と絶縁層ＩＳとの界面の電荷５６は
空間電荷となる。

そして、第５図（、）に示すように記録媒体１０上全面
に光５９を照射することにより、第１図（ｂ）の場合と
全く同様に空間電荷５６が残り、信号が記録される。

従って、このように記録を行なった場合も、第２図で説
明したのと全く同様に再生を行なうことができる。

なお、上記の各実施例では絶縁層１３會透明としたが、
第６図に示すように導電性基板を透明としてもよい。第
６図において、記録媒体６０はガラス等の透明絶縁基板
６１上に透明導電膜６２を被着して透明導電性基板とし
、この上に光導電層６３．絶縁層６４を順次形成したも
のである。この−合、第１図（ｂ）、第２図、第５図（
、）〜（ｃ）等で行なわれた光照射は基板側から行なう
ことになるが、特に再生時の光源２ｏからの光２１の照
射に際しては、導電性ヘッド１すによる影が生じない利
点がある。

また、この発明において記録媒体に記録され良信号は、
例えば記録媒体に交番電荷を付与することによって空間
電荷を除去することで、容易に消去される。これにより
信号を何回も繰返し記録し直すことが可能である。

また、実施例では絶縁層１３を透明としたが、導電性基
板１１の方を透明にして、基板１１＠から光を照射して
もよい。

さらに、この発明は光導電層がシリコン等の半導体層の
場合にも適用できる。

第７図はこの発明を適用した信号記録再生装置の概略図
で、７０は記録媒体Ｊ（Ｆ（ディスク）を回転駆動する
モータ、ツ１はヘッド部であり、前述した導電性へ、ド
１４等を含む記録再生ヘッドｇ２と、第５図の記録を行
なうための光学ヘッドク３、および消去用の交番電荷発
生器ＪＦ９さらに光源２０等からなシ、矢印Ｂに示す記
録媒体１００半径方向に移動可能となっている。

【図面の簡単な説明】

第１図（、）　（ｂ）はこの発明の一実施例に係る信号
記録再生装置の記録動作を示す図、第２図は同じく再生
動作を示す図、第３図（ａ）　（ｂ）　Ｆｉ同実施例に
おける記録媒体の等価回路図、ｌＸ４図は同実施例にお
ける共振回路の共振特性の変化を示す図、第５図（１）
〜（、）はこの発明の他の実施例における記録動作を示
す図、第６図はこの発明のさらに別の実施例を示す図、
ｊｌ！７図はこの発明を適用した信号記録再生装置の概
略図である◎１０・・・記録媒体、１１・・・導電性基
板、１１・・・光導電層、１３・・・透明絶縁層、１４
・・・導電性ヘッド、１５・・・信号電圧、１９・・・
空間電荷、ｚ。・・−再生回路、６０・・・記録媒体、６１・・・透明
絶縁基板、６２・・・透明導電膜、６３・・・光導電層
、６４・・・絶縁層。第１図３６２図第３図（ａ）　　　　（ｂ）第４図第５１１！ｌ第７図

Claims

【特許請求の範囲】（ｌ）、導電性基板上に光導電層および絶縁層を順次形
成してなる記録媒体と、この記録媒体の前記絶縁層と光
導電層との界面に記録すべき信号に応じて空間電荷を蓄
積せしめて信号を記録する記録手段と、この手段によ多
信号が記録され友前記記録媒体上を相対的に移動する導
電性ヘッドを介して前記空間電荷による前記記録媒体の
静電容量の変化を検出して信号−再生する再生手段と、
この手段により前記静電容量変化。を検出する際に前記記録媒体に光を照射し前記光導電層
を導電化せしめる手段とを備えることを％黴とする信号
記録再生装置。（２）記録媒体の絶縁層はエレクトレット材料からなる
ものである特許請求の範囲＃１１項記載の信号記録再生
装置。（３）記録手段は記録媒体上を相対的に移動する導電性
へ、ドを介して記録媒体に信号電圧を印加するものであ
る特許請求の範囲＃Ｉ１項記載の信号記録再生装置。（４）記卑手段は記録媒体の絶縁層上に一定極性の電荷
管付与する手段と、この電荷と逆極性の電荷を付与しつ
つ記録すべき信号により変調され丸巻ビームを記録媒体
上を相対的に移動させて照射する手段とを含むものでら
る特許請求の範囲第１項記載の信号記録再生装置。　　
−′（５）再生手段は記録媒体の静電容量の変化をこの
静電容量と外部インダクタンス素子とで形成される共振
回路の共振周波数の変化として検出して記録された信号
を再生するものである特許請求の範囲第１項記載の信号
記録再生装置。