JPS61194656A - 情報記録媒体 - 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〕 本発明は光デイスク装置、カメラ、Ｖ−ザービームプリ
ンタなどの焦点調整を必要とする光学系に利用するに好
適な光学Ｖンズ装置を備え次情報記録媒体に関する。

〔発明の背景〕

上記したところの装置は多くのレンズにより構成される
光学系であり、レンズは主にガラスにより構成される。

かつレンズのうち多くのものは焦点調整を自動的に行な
う必要がある几めに、／ンズの駆動機構を有している。

係る光学系の・代表的−例として光デイスク装置は雑誌
［日立評論Ｊ　１９８４年８月号等にて知られている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は自動焦点系が不要な情報記録媒体を提供
するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、対物レンズと光ディスクとを一体化するとと
もに、前記記録媒体として固体状態で少なくとも２種類
の結晶構造を有し、一方の温度領域での結晶構造を他方
の温度領域で保持し、及び／又は結晶状態で互いに異な
つｔ体積変化を生じる金属又は合金からなることを特徴
とする情報記録媒体にある。

なお、結晶変化が生じなくても凹凸の変化を生じる合金
であれば使用可能である。

合金例としては、Ｃｕ−Ａ１合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃ
ｕ−７Ｖｌ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ａｔ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−
Ａｔ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ａｔ−Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｃｕ−
Ｑａ金合＋　Ｃｕ　Ａｔ　Ｑａ合金、Ｃｕ−Ｉｎ合金、
ＣｂｂＡＡ−Ｉｎ合金。

（：ｕ−Ｇａ合金、Ｃｕ−ｈｔ−Ｇｅ合金、Ｃｕ−８ｕ
合金、Ｃｕ−’Ｉ”ｅ合金、Ｃｕ−Ｔｉ合金。

Ｃｕ−Ａｔ−８ａ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−５ｉ合
金、ｃｕ−ｓｂ金合金　Ｃｕ−Ｂｅ合金。

Ｃｕ−［３ａ合金、ＣＬＩ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−ｐｄ金合
金ｃｕ−ｐｔ金合金Ａｇ−Ｚｎ合金、Ａｇ−Ａ／。

合金、Ａｇ−Ｃｄ合金、ｘｇ−Ｉｎ合金、Ａｇ−Ｑａ合
金、Ａｇ−ＡＬ−Ａｕ合金、ｘｇ−ＡＬ−Ｃｕ合金、Ａ
ｇ−Ａｔ−Ａｕ−Ｃｕ合金、Ａｇ−ｈｔ−Ｃｄ合金、Δ
ｇ−ｐｔメ′合金、ｘｇ−８合金。

ｘｇ−８ｎ合金、Ａｇ−’ｐｅ合金ｌＡｇ−Ｔｉ合金、
Ａｇ−Ｚｒ合金、Ａｇ−Ａｓ合金、Ａｇ−Ａｕ合金、Ａ
ｇ−Ｂｅ合金、Ａｇ−Ｍｇ合金。

Ａｇ−Ｌｉ合金、Ａｇ−Ｍｎ合金、Ａｔ−Ｆｅ合金、Ａ
ｔ−Ｍｇ合金、ｘｔ−Ｍｎ合金、Ａｔ−ｐｄ金合金ＡＬ
−Ｔｅ合金、Ａｔ−Ｔｉ合金。

ＡＡ−Ｚｎ合金、Ａｔ−Ｚｒ金合＋　Ｎ　Ｉ　　Ｓ　ｂ
合金、Ｎｉ−８ｎ合金、Ｎｉ−８ｎ合金、Ｎ１−（）ａ
合金、Ｍｎ−Ｇｅ合金、Ｎｉ　−Ｇｅ合金。

Ｎｆ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−８合金、Ｎｉ−Ｔｉ合金。

Ｆｅ−Ａｓ合金、Ａｓ−８合金、Ａｓ−Ｚｎ合金。

Ｆｅ−１３ａ合金、ｌ’ｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金
、Ｆｅ−Ｐ合金、Ｍｎ−Ｐｄ合金、Ｍｎ−Ｐｔ合金、Ｍ
ｎ−８ｂ合金、Ｍｎ−８ｉ合金、Ａｕ−Ｃａ合金、Ａｕ
−Ａ１合金、Ａｕ−Ｉｎ合金。

Ａｕ−Ｇａ合金、４ｕ−Ｃａ合金、４ｕ−Ｃｕ合金、　
Ａｕ−１；’ｅ金合、Ａｕ−Ｍｎ金合、ｐ、ｕ−Ｚｎ合
金、、３ａ−Ｃａ合金、Ｂ１−Ｐｂ合金。

Ｂｉ−Ｔｔ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ｎ１−Ｖ合金。

Ｎｉ−Ｚｎ合金、Ｃｄ−Ｌｉ合金、Ｃｄ−Ｍｇ合金、Ｃ
ｄ−Ｐｂ合金、Ｃｄ−８ｂ合金、５ｂ−Ｉｎ合金、５ｂ
−Ｉｎ−Ｂｅ合金、Ｍｇ−Ｃｅ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、
Ｃｏ−Ｇｅ合金、ＣｏＭｎ合金、Ｃｏ−８ｂ合金、Ｃｏ
−Ｖ合金、Ｉｎ　−Ｍｇ合金、Ｉｎ−Ｍｎ合金、Ｉｎ−
Ｎｉ合金、Ｉｎ−８ｎ合金、Ｉｎ−Ｔｔ合金、Ｌｉ−Ｚ
ｎ合金。

Ｍｎ−Ｚｎ合金、Ｐｂ−Ｔ／１．合金、ｐｂ−ｓ合金。

ｐｂ−ｓｂ金合金Ｐｄ−Ｚｎ合金、５ｎ−８ｂ合金、Ｔ
ｔ−８ｂ合金、５ｂ−Ｚｎ合金、Ｔｉ−８ｕ合金、Ｔｔ
−ａｎ合金、Ｚｒ−８ｎ合金。

７、ｒ−’ｌ’ｈ合金、Ｔｉ−Ｚｎ合金金合ｉ−Ｚｒ合
金などがある。

合金例として、重量組成で次のものが好ましい。

Ａｇに３０〜４６％Ｚｎ、６〜１０％ＡＡ。

４０〜６０％Ｃｄ、２０〜３０％Ｉｎを単独、Ｃｕに１
０〜２０％八ｔＩ　２へ〜３０％Ｇ３゜２０〜４０％Ｉ
　ｎ　、　２０〜３０ＸＧ　ｅ　、　　１．５〜３５％
８ｎ、１０〜６０％Ｚｎ、５〜１０９（Ｓ　ｔ。

４〜１５％Ｂｅ、３０〜４５％Ｓｂを単独、Ａｕに１５
〜２５％Ｉｎ、１０〜１５％Ｇａ、５〜２５％Ｚｎ、２
０〜５５％Ｃｄ、Ｚ５〜５％Ａｔを単独、Ｎｉに５５〜
６０％Ａｔ、４０〜５０％Ｔｉを単独で加えた合金、Ｉ
ｎ−２５〜３５％Ｔｔ合金、Ｆｅに５５％以下のｐｔを
加えた合金。

Ｍ　ｎ　−５〜５０％Ｃｕ合金、５ｅ１５〜２５％−Ｉ
ｎ３０〜４０％−Ｓｂ合金。これらの合金に対し更に第
３成分として第２成分以外の次の元素を加えることがで
きる。

Ｉａ、［ａ、ｖａ、Ｖａｔ　■ａ＋■ａ、■。

Ｉｂ−Ｖｂ、希土類元素の１種又は２種以上の合計で１
５重量％以下である。

具体的には、Ｉａ族はＬｉ、ｌｒａ族はＭｇ。

Ｃａ、　ｖａ族はＴ　ｒ　、　Ｚ　ｒ　、　Ｈｆ　、　
Ｙ　ａ族は■。

Ｎｂ、’ｌ’ａ、　ｖａ族はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、■ａ族は
Ｍ　ｎ　、■族はＣｏ、ｌ（、ｈ、Ｉ　ｒ、Ｆｅ、　Ｒ
ｕ。

Ｏｓ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、　　Ｉｂ族はＣｕ、　Ａｇ。

Ａｕ、Ｉｂ族はＺｎ、Ｃｄ、ｍｂ族はＢ、　ＡＬ。

Ｇａ、ＩｎＮ　ｔｖｂ族はＣ，Ｓ　ｉ、Ｑｅ、　Ｓｎ。

Ｐｂ、Ｖｂ族はＰ、Ｓｂ、Ｂ　ｉ、希土類元ＸはＹ。

Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ）’、Ｌｕが好まし
い。特に、０．１〜５重量％が好ましい。

ま交、’ｌ’ｅ、　Ｓｅを主とした合金を溶解・昇華に
よって凹凸を形成させる合金も使用可能である。

〔発明の実施例〕

第９図は光デイスク装置の光学系の全体構成を示す。同
図の各部の記号とその動作について以下に説明する。１
は光源となるＶ−ザダイオードでアル。２はコリメーシ
ョンレンズで、レーザーダイオード１の光束を平行光に
する。コリメーションレンズ３は平行にした２つのかま
ぼこ形レンズで構成される。３は偏光ビームスプリッタ
（以下、ＰＢＳと略称する）で、コリメーションレンズ
の出力光を透過するとともに、つぎに述べる記号４で示
すλ／４板からのもとり光を屈折する。λ／４板はＰＢ
Ｓ３で入射光と反射光の識別を容易にする定めに光の位
相偏光に用いる。５は対物レンズであり、入射光を集光
する友めに用いられる。

６はカップリングレンズで、ＰＢＳ３からの光束を受け
てこれを集光させる。カップリングレンズ６は直交され
几２つのかまぼこ形レンズで構成されている。７は光検
知器である。光検知器７はカップリングレンズ６からの
入射光Ｌ６の光スポツト形状を検知することによって対
物レンズ５からの出力光Ｌ５の光スポツト形状を間接的
に検知する。８はアクチュエータであり、アクチュエー
タ８は光検知器７の出力に従い、対物レンズ５の出力光
Ｌ５の焦点位置を調整する。８５はレンズ駆動部であり
、レンズ駆動部８１はアクチュエータ８からの駆動制御
出力によって、対物レンズ５の位置を調整する。９は情
報を光学的に記録、再生、消去等が可能なディスクであ
りくその一部を示す。

ディスク９は対物レンズ５からの出力光Ｌ５がディスク
面上に所望の光スポットを照射することによって、上記
の記録、再生、消去などを可能にしている。８６はモー
タであり、ディスク９はモータ８６により駆動する。

第１図は本発明による１つの実施例で、保護膜の表面を
球面に加工して同心円状の凸レンズを組み入れｍディス
クの断面を示したものである。

図中１０はガラス等のディスク母材、１１が記録媒体、
１２ならびに１３がディスクの保護と、対物レンズをか
ね次回心円状の凸レンズを示している。記祿媒体と凸レ
ンズまでの距離は、その凸レンズの焦点距離とし、凸レ
ンズに平行な光を入射すると記録媒体上に焦点を結ぶ。

従ってディスクの記録、再生光に平行な光線を利用する
と、装置の光学系と、ディスクまでの距離が面ぶれなど
で変動しても、常に記録媒体上にスポットを結ぶことが
できる。

まｔ第２の実施例として、第２図に示す様に保護膜をか
ねた凸レンズ２１を同心円状かつ放射状にならべる方式
も考えられる。この場合も第１の実施例と同様に、レン
ズと記録媒体までの距離をレンズの焦点位置にすること
で、自動焦点系が不用になる。これらのディスクの駆動
光学系は後泳する。

瀉４図にディスクを上面から見文ものを示す。

４１．４２で示される同心円状のものがレンズの機能を
果たす。この同心円の間隔は後述する走査匿光学系を利
用すれば、比較的太きく（ミリメートルのオーダ）する
ことができる。

次に具体的なレンズ機能の実現例について説明する。第
３図にフレネルレンズを応用した実現例を示す。第３図
は第４図におけるディスクを；４３で示される腺で切断
し、その断面を書いたものである。

第３図中、３３はディスク母材、３２は記録媒体、３１
ａならびに３１ｂがフンネルレンズであり記録媒体上に
焦点を結ぶように設計されている。

従って３１へ平行な光を入射することにより記録媒体へ
の記録、再生が可能となる。フンネルレンズは光感光素
材と、エレクトロンビーム照射法により比較的簡単に作
ることができる。

ま次第５図に屈折率分布型のレンズを利用し几実施例を
示す。

５３はディスク母材、５２は記録媒体、５１ａ。

５１ｂが屈折率分布型のレンズである。

屈折率分布型レンズはガラスなどの透明な材料の屈折率
分布を第６図に示すように放物線状にすることで実現す
る。これはイオン交換法により容易に作ることができる
。

第７図は対物レンズ付ディスクの記録、再生の光学系を
説明するものである。

図中、７１．７２は位置決め用アクチュエータで、７２
がスライドＶディスつて対して半径方向の移動を担当す
る。７５はガルバノミラ−１７６は記録、再生用光源、
７９はディスク本体である。

記録ならびに再生用光源７６は平行光線としてガルバノ
ミラ−７５へ送られる。ガルバノミラーはある周期を持
って支点７３を中心に振動しており、ディスク上のレン
ズ１２へ平行光線を走査しながら送ることができる。７
５の位置にミラーがある時は、７７示される光線をたど
るが、ミラーが７４の位置に来九時、光は図中７８で示
される光線を九どることになる。従ってこの光学系では
ディスクの半径方向に対して光スポットを走査し、記録
高密度で行なうことができる。この様子を第８図に示す
。ディスクは比較的低速で回転しつつ、ミラーにより半
径方向に情報が記録されるので、情報の走査軌せきは８
３で示される様にジグザグを描くことになる。

以上の装置を用い次の実験を行つ次。

スパッタリング法によってＡｇ−４０重シイ合金膜をガ
ラス基板に形成させ光ディスクを製作し友。合金膜の記
録、消去による加熱による酸化を防止する友め及び基板
から剥離するのを防止するため、その表面に５ｉ（ｈの
保護膜（厚さ３０ｎｍ）を蒸着によって形成した。ガラ
ス板上の合金膜の蒸着にはＤＣ−マグネットロン型を、
５ｉＯｚ膜の形成にはＲＦ型のスパッタ法をそれぞれ適
用した。スパッタ出力は１４０〜２００Ｗ、基板温度は
２００Ｃの条件に設定し友。容器内を１０−’’ｌ’□
ｒｒ程度まで真空排気後、ｐ、ｒガスを５〜３０ｍ’ｐ
□ｒｒ導入して薄膜を作製した。膜厚は、Ｓ　ｉＣｈ膜
厚を３Ｑ１ｍ程度とし、合金膜厚を０．０５〜１０μｍ
の範囲内で種々の厚さに変え次。このようにして製作し
次光ディスクを使用して、記録及び消去、又それらの繰
返しを行った。ｐ、ｒガスレーザは連続発振させ友。試
料を手動移動ステージの上に設置し、試料を移動させて
２００ｍＷレーザ光を該試料の膜表面に焦点を合せ走査
させた。

レーザ光を照射させ穴部分はピンクに変化し穴。

合金膜はあらかじめ基板ごと銀白色になる熱処理を施し
である。次にＶ−ザ光の焦点金膜表面から若干ずらし、
Ｖ−ザの出力密度を低くしてピンク色の部分と交差する
方向（図の上下方向）に走査させ文。その結果、元のピ
ンク色は消去され銀白色に変化し友。これらの色の変化
と同時にベース面に凹又は凸部が生じて記録でき、消去
によって元の平担な面に戻ることが確認された。

以上の結果から薄膜状態の合金による記録、消去が可能
であることを確認された。この書込み、消去は何回でも
繰返しが可能であることが確認された。

〔発明の効果〕

本発明によれば自動焦点合わせが不必要な光デイスク装
置を構成できる。またもう一つの効果として、ビームの
走査をガルバノミラ−でディスクの半径方向におこなう
ため、ディスクの回転数を下げても高密度、高速記録、
再生が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は対物レンズと記録媒体を一体化させた光ディス
クの断面図、第２図は球面レンズをディスクの表面に同
心円かつ放射状にならべた光デイスフ、第３図は対物レ
ンズをフレネルレンズで実現し次回、第５図は屈折率分
布型レンズで実現し次回、第４図は上面より見比ディス
クを示す図、第６図は屈折率の分布状態を示すグラフ、
第７図は対物レンズ一体化光デイスクへ情報を記録、再
生する友めの光学系の構成、第８図は光デイスク上の情
報の走査順序、第９図は従来の光デイスク装置の光学系
の構成である。 １０・・・ディスク母材、１１・・・記録媒体、１２゜
１３・・・保護と対物レンズを兼ね九レンズ。 来１図 ３１ＣＬ　　　　　　　３１＆ 佑乍図 帛５図 帛６図 イイ［装置【

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ等の光源からの光を微小なスポットに形成し
   、加熱することにより光学的濃度、光学的反射率、光学
   的透過率、光学的吸収率など光学的特性が変化する記録
   媒体において、光源からの光を集光し、スポット形成す
   る対物レンズを記録媒体と一体化し、前記記録媒体は固
   体状態で少なくとも２種類の結晶構造を有し、一方の温
   度領域での結晶構造を他方の温度領域で保持し、及び／
   又は結晶状態で互いに異なつた体積変化を生じる金属又
   は合金からなることを特徴とする情報記録媒体。 ２、前記記録媒体は固体状態の高温における結晶構造が
   高温からの過冷によつて保持される金属又は合金からな
   る特許請求の範囲第１項に記載の情報記録媒体。 ３、前記記録媒体は相変態を有する結晶質状態の金属あ
   るいは合金にあつて、固相状態の少なくとも２つの温度
   領域において結晶構造の異なつた相を有し、その相間の
   変態に伴なう凹部又は凸部を形成してベース面との光の
   反射状態を変化させて情報としての信号、文字、図形、
   記号を識別できるように記憶させ又は前記凹部又は凸部
   を元の状態に消去させる加熱手段及び前記情報を再生さ
   せる手段を有する特許請求の範囲第１項に記載の情報記
   録媒体。 ４、前記記録媒体は元素周期律表の I ・ｂ族からVII・
   ｂ族及びVIII族の金属元素遷移金属元素を主成分とする
   金属あるいは合金からなる特許請求の範囲第１項〜第３
   項のいずれかに記載の情報記録媒体。