JPS61928A - 光学的可逆記録再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光学的記録再生装置に係るものである。さら
に具体的には、レーザ光をレンズ等を用いて直径１１ｔ
ｍ程度の微小光ビームに絞り、光記録媒体に照射し、高
密度に信号を記録再生し、かつ一旦記録した信号をレー
ザ照射により消去することによって繰り返し信号を記録
再生できる消去可能な光学的記録再生装置に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 消去可能な光学的記録再生装置として、レーザ等の熱エ
ネルギーのみを用いて光学的濃度を可逆的に変化させる
方式が提案されている。前記方式の１つに記録薄膜の非
晶質状態と結晶質状態との間の転移を繰り返し利用する
方法がある。

第１図に、上記の非晶質状態と結晶状態の間の転移をモ
デル化して簡単に示す。

第１図で記録薄膜の非晶質状態をＡとして示す。

非晶質状態における記録薄膜の光の反射率は小さく、光
の透過率は大きい。また結晶状態をＣで示し、結晶状態
における記録薄膜は１反射率が大きく、透過率は小さい
。

この可逆的に光学濃度を変化しうる記録薄膜で、第１図
における非晶質状態Ａにある記録薄膜の温度を局部的に
融点近くまで上げ、その部分を徐冷すると結晶状態Ｃと
なる。一方、結晶状態にある記録薄膜の温度を局部的に
融点近くまで」こげてその部分を急冷すると非晶質状態
Ａになる。

第２図に記録薄膜上において、昇温急冷条件。

昇温徐冷条件を実現する１つの具体的方法を示す。

第２図ａは、矢印の方向に相対的に進む記録媒体上にレ
ーザ等によって形成される直径ｌｘの略円形の微小スポ
ラ）Ｌを示す。この光スポラ）Ｌの光強度を短時間だけ
強め才薄膜の局部を昇温すると、この局部での温度上昇
はすみやかに記録薄膜および薄膜の支持部材へ拡散し昇
温急冷条件を作る。この光スポラ）Ｌにより例えば信号
の記録が可能となる。この光スポットＬは以下記録スポ
ット光と呼ぶ。

一方、第２図すに示すように、記録媒体の進む方向（矢
印）に細長い長径ｍ工の光スポラ）Ｍを記録媒体上に、
レーザ等で形成し、光スポラ）Ｍの強度を連続的にある
いは間欠的に強くすると、記録薄膜の昇温部はａの場合
よりはるかにゆっくり冷却することになり、昇温徐冷条
件を得ることができる。この光スポラ）Ｍにより例えば
信号の消去が可能となる。以下この光スポラ）Ｍを消去
スポット光と呼ぶ。

第３図は両スポット光により照射された領域の時間的な
熱変化を示した図であり横軸は時間、縦軸は温度である
。

第３図ａにて消去スポット光による昇温時間は’Ｅ１　
’徐冷時間はｔＥ２−またｂにて記録スポット光による
昇温時間はｔｗｌ、急冷時間はｔＷ２　となる。同図に
おいて、消去条件は徐冷時間ｔＥ２＝記録条件は急冷時
間ｔＷ２に大きく影響を受け、両条件の違いは、ｔＥ２
とｔＷ２との差が大きい程明確で、記録薄膜の設計もや
りやすく安定した消去、および記録が可能となる。上記
’Ｅ２とｔＷ２の差を大きくするには、記録スポット光
の直径ｌ□に比べ消去スポット光の長径ｍ工が大きい程
前記差は大きくなる。しかし消去スポット光の長径ｍｘ
を長くすればする程、同一トラック上で一直線に記録ス
ポット光りと消去スポット光Ｍを並べることが難しくな
シ、特に温度変動等の環境条件の違いによりレーザの光
軸がわずかでも生ずると両スボ′ット光は同一トラック
上で一直線に並ばなくなる０ 従って両スポット光の配置の安定性からみれば消光スポ
ット光Ｍは短かい程良く、逆に記録薄膜の設計からみる
と前記消去スポット光Ｍは長い方が良くなる。

また一般に記録媒体がディスクの場合周速はディスクの
内周に比べ外周へ行く程早くなる。しかし消去スポット
光の長さｍｘは一定なので外周へ行く程、相対的に徐冷
時間ｔＥ２は短かくなり消去条件がディスクの外内周と
で大きく異なってしまう。例えばディスクの最内周の直
径Ｄｉ（１０ｃｒｎ）に対し、外周の直径Ｄ　０（３０
ｃｒｎ）が３倍あれば消去スポット光の長さｍｘは内周
に比べ外周では相対的にみて３Ａｍ！となり徐冷時間は
かなり短かくなる。このように徐冷時間が外内周とで大
きく異なる条件下で余裕のある安定した消去条件を持つ
記録薄膜の設計は難しくなる。

発明の目的 本発明は、以上の問題点に鑑みて為された発明で、消去
時に消去スポット・光と記録スポット光を同時に照射す
ることにより消去スポット光だけが照射される時、ｌ徐
冷時間を長くし、消去スポット光の長さを短かくする仁
とにより、安定な光学的可逆記録再生装置を提供するこ
とを目的とした０ さらに本発明の他の目的は、ディスクの外内周に従い記
録スポット光の照射パワーｆ変え外内周にかかわらず常
に徐冷時間がほぼ一定となるようにし、記録薄膜の設計
が容易になるような新規な光学的可逆記録再生装置を提
供することを目的とした。

発明の構成 本発明は、同一トラック上で消去スポット光が記録スポ
ット光より時間的に先行するようにし、かつ消去スポッ
ト光が照射する領域に記録スポット光が熱的影響与える
程度の距離能れて両スポット光を配置し、消去時には記
録スポット光が再生パワーと同等あるいはそれより高く
、かつ記録パワーより低くなるようなパワーで照射し、
消去スポット光の徐冷時間がより長くなるように構成し
ている。

また前記記録スポット光の照射パワーを、周速が早くな
るディスクの外周へ行くに従い太きくなるようにパワー
制御するように構成することにより、実質的な徐冷時間
がディスクの外内周でほぼ同じになるようにしている。

実施例の説明 以下本発明を実施例にもとづいて詳しく説明する。

第４図に、本発明で用いる光学的案内トラックを有する
光ディスクの径方向の断面図を示す。ここでは光学的案
内トラックの１つの例として光デイスク上の信号記録領
域全面に溝を有する溝付き光ディスクの例を示す。図で
基材６ｏは透明な材質が用いられ、その上に幅Ｗ、深さ
ｄ、）ラックピッチｐの溝５１がスパイラル状あるいは
同心円状に作られる。その上に厚さｔの記録薄膜６２が
蒸着あるいはその他の方法で形成され、その上に保護層
６３が設けられる。溝６１は、レーザの照射光５４に対
して、光学的に検出可能な案内トラックとして機能する
よう深さｄ９幅Ｗが設計される。この溝によって照射光
６４は特定の溝に沿って信号を記録または再生を行なう
ことができる。

第５図は本発明の一実施例を示したものである。

図で１０１は波長λ１の光を発生する半導体レーザを示
し、その出力光ビームをｌで示す。１０２は集光レンズ
を示し、拡が９を有する半導体レーザの出力光を集光し
て略平行な光ビームとした。

１０６は、波長λ１の光を透過し、後述の波長λ２の光
を反射する光ビーム合成器、１０６はビームスプリッタ
、１０７は反射ミラーを示す。半導体レーザ１０１の光
ビームｌはこれらの光学素子を通って絞りレンズ１０８
に入射する。絞りレンズ１０８は、入射する光ビームｌ
を絞って、案内トラック５１上に略円形の記録スポット
光りを作る。１０９は絞りレンズ１０８を駆動するアク
チュエータを示し、ディスクの面ぶれに対応して、絞り
レンズを光軸方向に駆動して公知のフォーカス制御を行
なう。また本来偏心を有する案内トラックに公知のトラ
ッキング制御を行なうために絞りレンズ１０８を入射光
軸および案内トラックに対して直角方向に駆動する。

第５図で１０３は波長λ２の光ビームｍを発生する半導
体レーザであり、１０４は集光レンズを示す。光ビーム
ｍは、ビーム合成器１０５で反射されて、光ビームｌと
ほぼ同じ光路を通り絞りレンズ１０８に入射し、記録ス
ポット光りと同じ溝６１上に長円形で、かつその長径方
向が溝６１の長手方向と一致する消去スポット光Ｍが形
成される０ 第６図には、上記の様に、溝６１上に形成した波長の異
なる２ケの光スポットＬ　、Ｍと溝６１の相互関係を拡
大して示す。

光スポラ）Ｌ　、Ｍは同一案内溝上に近接し、かつ速度
Ｖで進行する溝６１に対し消去スポット光Ｍが先行する
ようかつ記録スポット光が消去スポット光に熱的影響を
与える範囲離れて配置される。

光ディスクで反射された光は、絞りレンズ１ｏ８゜ミラ
ー１０７を通ってビームスプリッタ１０６に入射し、ビ
ームスプリッタ１０６で反射されてフィルター板１１１
に入射する。ここでは波長λ１の光のみが透過し、波長
λ２の光は透過しないフィルター板を示す。１１２は単
レンズで反射光ビ−ムｌを絞シ光に変換する。１１３は
反射ミラーを示し、単レンズ１１２による絞り光の約半
分を遮りかつ反射してその光を光検出器１１６の方へ導
び〈役割りをする。１１４はフォーカス誤差信号を検出
するだめの二分割のフォトダイオードを示し、単レンズ
１１２のフォーカス点に配置され、分割された光１１　
に移動に対応して、従来公知のフォーカス誤差信号を検
出する。１１６はトラッキング誤差信号を検出するだめ
の二分割フォトダイオードであり、ミラー１１３による
反射光１２によシ従来公知のトラッキング誤差信号を検
出する０ また光デイスク上の溝６１に記録された信号の再生信号
は、光検出器１１４、または１１５より得られる。

増幅器１１８は分割されたフォトダイオード１１５の各
素子間の差信号を増幅し、端子ＴＲにトラッキング誤差
信号を発生する。増幅器１２９は分割されたフォトダイ
オード１１６の各出力の和信号を増幅する回路で端子Ｐ
Ｂに再生信号を出力する。増幅器１１９は分割されたフ
ォトダイオード１１４の各素子間の差信号を増幅する回
路で端子ＦＤにフォーカス誤差信号を出力する。

記録スポット光りは、略円形の微小スポットであり一案
内トラック６１に沿って信号の記録（非晶質化）まだは
再生に用いられる。また、焦点制御やトラッキング制御
等の制御信号の検出にも用いられる。一方、案内トラッ
クの接線方向に長径を有する消去スポット光Ｍは、光デ
ィスクに昇温徐冷条件を与え消去（非晶質化）に用いら
れる。

１１７は前記記録スポット光のパワーを制御する記録ス
ポット光パワー制御回路で、１１６は前記消去スポット
光のパワーを制御する消去スポット光パワー制御回路で
ある。

第７図ａに本発明に用いる記録スポット光パワー制御回
路の一構成例、ｂに消光スポット光パワー制御回路の一
構成例を示す。両回路とも基本的にはほぼ同じ構成なの
で同時に説明する。１．０１は記録／再生用の半導体レ
ーザ、１０３は消光用の半導体レーザ、１２０，１２１
は各半導体レーザに内蔵されたピンダイオードであり各
半導体レーザの後方から出射される半導体レーザパワー
をモニターする。１２２，１２３Ｆｉ基準電圧発生回路
でｖｓｗ、ｖｓＥを出力する。前記基準電圧ｖｓｗ。

ｖｓＥは例えば両スポット光が照射されるディスクの径
方向の位置に応じて可変される。１２４゜１２６は差動
幅増器で１２０　、１２１の両ビンダイオードからの出
力電圧ｖＰｗ、ｖＰＥと前記基準電圧発生回路■ｓｗ、
ｖｓＥとの各差を出力する。１２６゜１２７は両レーザ
駆動回路であり、常にｖＰｗ−ＶＳＷ、ｖＰＥ”ｖＳＥ
になるように各レーザに電流を流しパワー制御をかける
０１２８はスイッチング回路で端子Ｑに加えられる記録
すべき信号に応じて高速にスイッチングし、記録レーザ
パワーを変調する。第８図に再生時、消去時、記録時に
おける両生導体レーザの光出力パワーＰｗ１．Ｐｗ２゜
ＰＷ３・ＰＥ１・ＰＥ２と・基準電圧ｖＳＷ１・ＶＳＷ
２・７８ｗ３．■ｓＥ１．ｖｓＥ２の関係を各々示す。

同図において消去時には記録／再生用の半導体レーザの
光出力パワーは再生時の再生パワーＰｗ１と同等あるい
はそれより高く、かつ記録時の記録パワーＰｗ３より低
い消去補助記録パワーＰｗ２が出力されるように基準電
圧■ｓｗ２が選ばれている。すなわち消去時にはｖｓｗ
ｌく７８ｗ２く７８ｗ３なる基準電圧■ｓｗ２を加え、
記録／再生用レーザの光パワーが消去用レーザの光パワ
ーを補助するように構成している。

なお第８図において両レーザ光の立ち上り、立ち下り時
の時間差しは両スポット光が距離Ｘ（第６図）離れて配
置されているため、ディスクの速度Ｖとしたとｔ　＝　
Ｘ／Ｖ　　だけ早く消去スポット光Ｍを照射する必要が
あるために設けた時間差である。

第９図は記録／再生用レーザが消光用レーザを熱的に補
助する様子を説明するだめの図であり、消去時に記録／
再生用の半導体レーザ１ｏ１の光出力Ｐｗ２　をａの時
は２ｗ２−０．ｂの時１ｌ−ｔ、Ｐｗ１−ＰＷ’２　（
＝再生パワー）、ｃの時はＰｗｌ〈２ｗ２く２ｗ３にな
るように選んだ時の徐冷時間（ｔＥ１〜（Ｅ３）の違い
を示している。横軸は時間、縦軸は温度である。同図を
みてわかるように、消去時に再生パワーと同様あるいは
それ以上で、かつ記録パワーより低い消去補助記録パワ
ーを記録／再生用し〜ザ１ｏ１が出力すれば徐冷時間が
長くなり、短かい消去レーザスポット光Ｍでも安定した
消去条件が得られる。

一方第９図をみてわかるように消去補助記録パワーの強
さに応じて徐冷時間は可変できる。従って消去スポット
光だけではディスクの外周へ行く程徐冷時間が短かくな
るので、記録スポット光の前記消去補助記録パワーを強
くしてやれば、前記短かくなった徐冷時間が補正でき、
ディスクの内外周にかかわらずほぼ一定の徐冷時間を得
ることが可能となる。

第１０図に前記記録スポット光の消去補助記録パワーの
強さく縦軸に示す）をディスクの内外周（横軸に示す）
に応じて変化させる様子を示す。

ここで消去補助記録パワーを可変させるには、両スポッ
ト光が照射しているディスクの径方向の位置の情報を第
７図の端子Ｐに加え、基準電圧■ｓＥを可変して行う。

発明の詳細 な説明してきたように本発明の構成によれば、従来と比
べ消去スポット光の長さｍｘが短かくても、長い徐冷時
間が得られることとなり、前記両スポット光を一直線に
並べることが容易で、かつ温度等の環境変化に対しても
安定した両スポット光配置が得られる。まだ消去スポッ
ト光の長さｍｘが一定でも、可変しやすい記録スポット
光の光パワーを可変することによりディスクの外内周の
周速の違いにより生ずる徐冷時間の違いを無くすること
ができるため、記録条件とは明らかに異なりかつ常に一
定の消去条件が得られ記録薄膜の設計も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は非晶質状態と結晶状態の間の転移をモデル化し
て示した図、第２図は記録薄膜上において昇温急冷、昇
温徐冷条件を実現する光スポットの一例を示す図、第３
図は昇温徐冷と昇温急冷の時間的な熱変化を示す図、第
４図は本発明で用いる光学的案内トラックを有する光デ
ィスクの径方向の断面図、第５図は本発明の一実施例を
示すブロック図、第６図は両スポット光の溝トラツク上
の配置を示す図、第７図は本発明に用いる両レーザのパ
ワー制御回路の一実施例を示す回路図、第８図は両レー
ザパワーの各状態におけるパワーの変化を示す図、第９
図は本発明により徐冷時間が変化する様子を示す図、第
１０図は記録スポット光の強さをディスクの径方向で変
化させる様子を示した図である。 ６１・・・・・・溝トラツク、５２・・・・・・記録媒
体、１０１・・・・・・記録／再生用レーザ、１０３・
・・・・・消去用レーザ、１１６・・・・・・消去用レ
ーザ駆動回路、１１７・・・・・・記録／再生用レーザ
、Ｌ・・・・・・記録スポット光（第１の微小スポット
光）、Ｍ・・・・・・消去スポット光（第２の微小スポ
ット光）、Ｐｗｌ、２ｗ２，２ｗ３・・・・・・再生時
、消去時、記録時の記録スポット光の強さ、ｔＥｌ　”
　Ｗｌ　・・””昇温時間、ｔＥ２〜ｔＥ４・・・・・
・徐冷時間、ｔＷ２・・・・・・急冷時間。 第１図 第２図 ［ 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 （の　　　　　　（１））

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体上で絞られた第１の微小スポット光によ
   り前記記録媒体に昇温急冷効果を与え信号を記録し、前
   記第１の微小スポット光と同一トラック上で略一直線に
   並び、かつ前記第１の微小スポット光の照射領域に熱の
   影響を与える範囲離れて、時間的に先行するよう配置さ
   れる少なくとも１ヶ以上の第２の微小スポット光により
   前記記録媒体に昇温徐冷効果を与えて消去を行う装置で
   あって、前記第２の微小スポット光が照射し消去する領
   域を前記第１の微小スポット光が続いて同時に照射し、
   かつその時の前記第１の微小スポット光の強さが記録時
   の前記第１の微小スポット光の強さより低いことを特徴
   とした光学的可逆記録再生装置。
2. （２）第２の微小スポット光が照射し消去する記録媒体
   上の領域を、第１の微小スポット光が続いて同時に照射
   し、かつその時の前記第１の微小スポット光の強さが信
   号再生時の前記第１の微小スポット光の強さより高く、
   かつ信号記録時の前記強さより低いことを特徴とした特
   許請求の範囲第１項記載の光学的可逆記録再生装置。
3. （３）第２の微小スポット光が照射し消去する記録媒体
   上の領域を、第１の微小スポット光が続いて同時に照射
   し、かつその時前記第１の微小スポット光の強さが前記
   記録媒体の進行速度に応じて変化させることを特徴とし
   た特許請求の範囲第１項または第２項記載の光学的可逆
   記録再生装置。