JPS62175943A - 情報書込み装置 - Google Patents

情報書込み装置

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JPS62175943A
JPS62175943A JP61288631A JP28863186A JPS62175943A JP S62175943 A JPS62175943 A JP S62175943A JP 61288631 A JP61288631 A JP 61288631A JP 28863186 A JP28863186 A JP 28863186A JP S62175943 A JPS62175943 A JP S62175943A
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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】 この発明は、情報の記録されているレコード（以下情報
レコードという）の形成に用いられる情報書込み装置に
関するものである。
記録媒体の表面にレーザからの充分な強さの光を集束し
て与え、その表面を形成する物質を加熱蒸発させて除去
する（ａｂｌａｔｃ）情報書込み方法が既に提案されて
いる。記録媒体とその表面に集束される光スポットとの
間に相対Ｊ！Ｉ！動か行なわれている状態で、この集束
される光の強さを、記録されるべき情報に従って適当に
制ｉｆ（変調）することによって、その記録媒体の表面
に情報を表わす凹部パターンが形成される。
このような記録型の記録法を、たとえば、リアルタイム
（実時間）の記録速度でビデオ情報の高密度記録に適用
する場合に、適切な記録成果を得るためには、書込み光
ビームから除去されるべき物質への効率の良いエネルギ
ーの供給が必要である。この発明の原理に従って、少な
くとも書込みビームを形成する光の周波数に於て高い反
射性を示す表面を持つ基板と、この反射面に重ねられた
。その書込みビーム光周波数に於て高い吸収性を持つ物
質の薄い層とから成る形態に記録媒体を構成することに
よって、」二に述べたエネルギー供給の効率か高められ
る。薄い吸収層を通りぬける入射光と反射光（基板表面
から反射される）との双方によって、吸収層物質の温度
を除去作用の発生に要する温度まて急速に−にＨさせる
能力を増強される。
また、吸収層て被覆されている基板に対して書込みビー
ム光周波数に於ける反射防止状態を作るように、吸収層
の厚さを選ぶことによって、吸収層へのエネルギー供給
の効率かさらに強化される。反射防止状態か作られたこ
とより反射エネルギー損失か減少したことと、反射面の
存在によって基板へ通りぬけてしまうエネルギー損失が
減少することとによって、吸収層をその除去温度まで効
率良く加熱することがてきる。
レコード素材の実施例として、ディスク（円盤）状のガ
ラス基板の一表面を処理して、研磨された平坦面を形成
する。次に、その表面に金属（たとえば、アルミニウム
ンのＰ１層を施して、基板として高い反射率を持つ面を
形成する。次に。
この反射面に、情報書込みに利用てきる単色光源（たと
えば、４５７９オングストロームの波長を持つ出力を生
じるアルゴン・レーザ）の光周波数に於て吸収性の大き
な物質（たとえば、フルオレセインのような有ａ染料）
の被覆層を形成する。この染料層の厚さは、書込み光波
長てこの被覆基板に反射防止状態が成立するように選ば
れる。
上に述べたようにして作られる被覆の施されたディスク
構体は、適切な周波数を持ち、適切に制御される光ビー
ム源と組合わせて使用したとき、光ビームから吸収層へ
効率の良いエネルギー供給を行なうことのできるレコー
ド素材になる。
この発明の実施例である書込み方式に於ては、上述のデ
ィスク状のレコード素材を一定速度で回転させ、同時に
、その被覆の施された面に、光源（たとえば、上述の反
射防止状態の得られる周波数を持つ光を供給する）から
の光ビームを集束させる。そして、その光ビームの強さ
を書込むべき情報に従って′ｆｆＩＫｍする。その制御
は、たとえば。
画像を表わすビデオ信号によって周波数の変調される搬
送波に従って行なわれ、その結果、光ビームの強さが吸
収性物質を除去するに充分な高レベルと除去するには不
充分な低レベルとの間で変化し、またそのレベル変化の
周波数がビデオ信号の振幅変化に従って変動するように
なされる。
ディスクの被覆された表面の高レベル光ビームにさらさ
れた部分に、高レベル光ビームを受けた吸収層物質の蒸
発消滅に基づいて発生する、間隔をもって連なる四部の
列から成る情報トラックが形成される。この四部の長さ
と間隔が記録された情報を表わしている。複数の一連の
画像を記録す゛る場合には、その記録の行なわれる間、
書込み光ビームと回転するディスクとの間で、半径方向
にかつ一定速度で相対運動を行なわせることによって、
渦巻状の情報トラックを形成させることかてきる。また
、書込み時に上述の相対運動を行なわせなければ、円形
の情報トラックを形成することができる。これは「スラ
イド」画面の記録に適する。
上述の情報書込み処理の結果、ＪＦ込まれている情報を
光学的再生法で容易に読出しできる形を持つ情報レコー
ドが形成される。このような情報レコードの情報トラッ
クは、 （］）適当な光周波数で非常に低い反射率（レフレフタ
ンス）を示す（前述の反射防止状態を作る厚さの選定に
よる）平滑な部分と、これと交互する（２）除去処理に
よって形成され、同じ光周波数でかなり高い反射率を示
す（基板の反射面を被う吸収層が完全にあるいは少なく
とも部分的に１反射防止状態からの離脱を保証する程度
に取除かれることによる）四部の部分とから成る。凹部
領域の反射率とそれらに挟まれた（平滑面の）部分の反
射率との間の高い比か容易に得られる。
次に１図面を参照しつつこの発明の詳細な説明する。第
１図は光学的書込み方式て用いるためのレコード素材１
０の一部の断面図てあって、その実施例である記録媒体
の具体的構造が示されている。レコード素材ｌ口は、た
とえば円ａｈに形成された基板１１を持っている。基板
１１は主表面Ｓが平滑面となるように処理されている。
基板■は、このような表面処理を行なうのにつごうのよ
い材料たとえばカラスで作られることか望ましい。
基板Ｉ＋の表面Ｓの上に、高い反射性を示す（少なくと
も、光スペクトルの所定部分に亙）て）物質から成る薄
い層１３か重ねられている。この反射層１３は、たとえ
ば、アルミニウムのような金属で作られ、たとえば蒸着
法によって表面Ｓ上に付着形成されたものである。
この反射層＋３の上に、さらに、高い光吸収性（少なく
とも、上述の、光スペクトルの所定部分に亙って）を持
つ物質から成る層１５か重ねられている。この吸収層１
５は、たとえば、フルオレセインのような有機染料で作
られ、たとえば蒸着法で反射層１３に被着形成されてい
る。
表面Ｓに垂直な軸線Ｘに平行に導かれる光ビームＬ（前
述のスペクトルの所定部分にある周波数を持つ）か吸収
層１５の表面またはその近くに集束される場合に得られ
る効果を考えると１図示された記録媒体の構成に於て、
反射面に重ねて吸収層を設けたことの意味がよく理解さ
れよう、　ｌ！Ｊち、吸収層１５の内側境界面に到着し
た入射光の部分の多くは、反射層１３の存在しない場合
にはこの層１５からノ、（板１１へ入りこんて「損失」
分となるか、この図示の構成ては１反射され吸収層１５
へ戻されて、「損失１分とならない。そこて、吸収層１
５は入射光と反射光との双方を受けることになる。書込
み光による露光に応じて表面除去を行ない度い場合には
、この基板内部への透過による損失か無いことによって
、書込ろ光ビームから表面物質へのエネルギー供給量が
増大し、書込み感度か高まる。反射性物質から成る表面
層（吸収層で被われてない）の形成によっても記録奴体
内部の透過損を同様に避けることは可能であろうが、そ
の透過損の回避の効果は、高い反射損によって相殺され
ることになろう。
書込み光ビームＬから吸収層１５へのエネルギー供給に
ついて最適の効率を得るには、書込みビーム周波数にお
けるいわゆる「反射防止」状態を系１５−１３−１１に
ついて成立させるように、反射層１３の厚さｄ２とこの
系ｔｓ−ｔ３−　ｔｔの構成要素のそれぞれの光学的定
数とに関係づけて吸収層１５の厚さｄ。
を選定することによって、反射損を低レベルに抑えるこ
とか望ましい。適当な厚さと光学的特性とを持つ薄いフ
ィルムを用いて反射防止効果を得ること自体はよく知ら
れており、透過性物質のフイ、ルムな用いるこの効果は
、光学的装置に於て広く利用されている。第１図の系の
吸収構成について所望の反射防止状態の得られるパラメ
ータの組合せを求める公式は、あとで、第４図の説明に
あわせて示す。
集束された光ビームＬの強さか充分な大きさを持ってい
れば、吸収層１５を形成する物質は除去（蒸発）温度ま
で高められ、その￥ＪＲ質の蒸発が起り、レコード素材
ＩＯの表面に四部が形成される。
光ビームの進路をレコード素材ＩＯのつぎつぎと連なる
部分が通過するに従って、記録される信号によって、ビ
ームＬの強さに適当な変調を与えると、強度の高いビー
ムにさらされた吸収層部分に生じる凹部か、吸収層の変
化のない（強いビームにさらされてない）部分に隔てら
れた状態て繰返される情報トラックが形成される。
第２図は、第１図のレコード素材１０に上述の制御され
た光ビームの露光を与えて形成した情報レコードの一部
を示す。第２図の断面図に示されるように、情報トラ・
ンクは一連の凹部Ｐ１、Ｐａ、Ｐ：ｌ、Ｐ、と、これら
を隔てるｌＩｌ、Ｌｉ２、ｌＩ：ｌ、　１４とから成フ
ている。これらの隔てる部分たとえばｕｌは、吸収層１
５の光ビームによって表面の侵されていない部分である
。例示の目的で、各凹部の深さは吸収層１５の厚さに等
しく、また凹部ては反射層１３がすっかり露出されてい
るように示されている。あとで述べるように、除去の深
さをこのようにすることは、読出しコントラスト比を最
大にすることになって好ましいことであるが、良好な再
生成果を得るための必須の条件ではない。即ち、図示さ
れた情報レコードの代りに、四部の底の反射層１３の上
に、吸収物質の残留分（已然、ｄｌより小さい厚さを持
つ）か重なっているものも利用てきる。
第３図に、この発明の情報書込み装置のｌ実施例である
書込みと再生との両機能が組合された装置か示されてい
る。図示の装置を先ず書込みモートでの動作について説
明するか、そのためターンデープル２０Ｌに支持されて
いる円ｉ　１０’は第１図に示された形のレコード素材
であるとする。このターンチーフル２０は、ターンテー
ブル回転駆動機構２１によって一定回転速度（たとえば
＋８００ｒｐｍ　）で駆動される。
レーザ３１（たとえば、４５７９オングストロームの出
力波長を生じるアルゴン型のもの）の単色光出力が、偏
光子３２と強度変調器３３を通して、偏向ビームスプリ
ッタ３５に導かれる。偏光子３２は、強度変調された光
かビームスプリッタ３５を通過できる方向に、レーザ出
力光を偏光する。強度変調器３３は、周波数変調される
発振器５３の形を持つ搬送波源に応動する変調器駆動器
５５によって駆動される。発振器５３の搬送波出力の周
波数は、記録されるビデオ信号源５１から与えられる変
調信号の振幅に従って、変動させられる。変調器３３の
出力光の強さは、変調された搬送波と一致して、高レベ
ルと低レベルとの間で変化する。
レンズ３７は、ビームスプリッタ３５の出力を。
１７４波長板３９を通りぬけ得るビームにする。１７４
波長板３９を通りぬけたビームは鏡４１て反射されて、
レンズ４３の入口窓に達する。レンズ４３は　鏡４１て
反射された光ビームをディスク１０’の吸収層１５に集
束する。吸収層の、この集束された光ビームの進路にあ
る部分は、光ビームの強さか高レベルにあるときは除去
され（蒸発させられ）、それか低レベルにあるときはそ
のままて残る。その結果、第２図に示された型の情報ト
ラックが形成される。強度変調器３３を制御する搬送波
の周波数か高いときは、情報トラックにある上の隣接す
る四部相互間の間隔が短かく（たとえば、凹部ｐ、とＰ
２との間隔）：搬送波周波数か低いときは、四部相互間
の間隔は長くなる（たとえば、凹みＰ３とＰ４との間隔
）。
レンズ平行移動のための駆動機構６１によって、渦巻状
の情報トラックを形成するときには構体４０（レンズ４
３と！Ｑ４１とか組込まれている）を定速度で半径方向
に移送し、また円形トラックを一つまたはいくつか形成
する場合には構体４０を歩進的に半径方向に移送する。
レーザ３１から供給される書込みビームの光周波数が、
光スペクトル中の、ディスクに設けられた層１３か高い
反射性を示し、かつ層１５が高い吸収性を示す所定の部
分にあって、系＋５−１３−１１力４反射防止作用を示
す周波数またはその近くにあれば、高い記録感度か得ら
れる。
次に、第３図の装置の再生モードでの動作を説明するか
、この場合１回転するディスク１０′は第２図に示され
た情報レコードのように形成されたものであるとする。
再生モートては、変調制御系５１−５３−５５の働きを
適当に止めて、レーザ出力の強度に変動を与えない。駆
動機構６１の動作は、再生を希望する情報トラックの形
式（渦巻状か円形かなど）に従って、その走査に適する
ように定める。レーザからの定出力レベルは、レコード
の吸収層１５を形成する物質を除去する（蒸発させる）
レベル以下の安全な再生レベルにセ・ン卜する。レーザ
出力ビームは、前述の進路（要素３２．３３゜ｆｆ５．
３７．　：１９．４＋）を経てレンズ４３に到り、ディ
スクｌＯ′の所望の情報トラックに集束される。その情
報トラックから反射された光は、要素４３．４１．３９
．３７を通って、ビームスブリフタ３５へ戻る。戻りの
光は、すでに１７１波長板３９を２回通過しているので
、その偏光の方向が変更されており、その結果、ビーム
スプリッタ３５から光検出器用へ反射されることになる
。
光検出器７１に入る光の強さは、集束ビームの進路を情
報トラックの各部分（ｐ＋、１１．、Ｐ２．１１□等々
）かつぎつぎと通過することによって、最小レベルと最
大レベルとの間で交互に変化する。集束された光の進路
に、吸収層Ｉ５の変化を受けなかった部分（ｕ、、ｔ＋
□等）か入っているとき、光検出器７１に達する光の強
度は最小レベルになり、光進路に四部（ｐ＋、ｐ２Ｇ　
）が入ったとき、最大のレベルになる。
光検出器７１の出力は、集束された光進路を、四部の端
か通過するのに一致して嶽返されるゼロ交差を右する搬
送波から成る。この光検出器出力は帯域フィルタ７３に
ｑ・えられ、発振器５３に用いられる偏差範囲内にある
信号成分とその適当な側帯波とか選択的に通過させられ
る。フィルタ７３の出力は、リミッタ７５（周波数変調
された搬送波の不要振幅変調分を取除く）を経て、ＦＭ
復調器７７へ導かれ、ここで、記録されているビデオ信
号情報か再生される。
レーザ３１から与えられる再生ビームの光周波数か、ス
ペクトル中の所定部分すなわちレコードの層１５か高い
吸収性を示しかつレコードの反射層１３か高い反射性を
示す周波数で、系１５−１：ｌ−１１の変化を受けてい
ない部分（たとえば、第２図のｕ　１　）か反射防止効
果を示す周波数またはこれに近い周波数を含んでいる部
分にあれば、高い読出しコントラスト比か実現され、す
ぐれたＳ／Ｎ比をもって、ビデオ信号の再生か得られる
。たとえば、７−ｌ０Ｍ１１７．の偏差範囲を用いて、
５ＭＩＩｚのビデオ帯域幅について、　５５−６０ｄｂ
　（ｒ＊ｓ雑音に対するビーク−ピークビデオ信号て）
のビデオＳ／Ｎ比をもって、ＮＴＳＣ方式のカラーテレ
ビジョン信号がｉＩＩ生された。
第１図の系（ガラス人（板上に設けられた金属層の表面
に染料層を重ねて成る）のような二つの吸収層から成る
系の反射率は、薄膜光学の理論てよく知られた公式を用
いて計算することかできる。
このような系の反射率は、その系の振幅反射係数の法母
数（ｍｏｄｕｌｕｓ　）の平方て与えられる。このよう
な系の振幅係数は次の式で与えられるニー２ｉδ＋　　
　−２ｉ（６１÷６２）　　　−２ｉδ２Ｄｒ、ｒ２ｅ
　　　＋ｒ、ｒ、ｃ　　　　　＋ｒ２ｒ３ｃココニ、ｉ
＝ｍ、＊　タｒｌ　トｒ２トｒ：＋ト４；ｔ　、　空気
対染ネ４、染料対金属、金属対基板の境界面におけるフ
レネル反射係数であフて、複素数である。
フレネル反射係数は１次の式のように、複素屈折率のい
くつかの項て与えられる： η　０−　η　Ｉ 「　１　　＝ η０＋η１ η　１−　η　２ 「　２　　＝ η２　＋ηコ η２−ηコ 「　３　　＝ η　２　＋　η　ゴ ここに、η。、η１．η２、η３は、光媒体すなわち空
気、染料、金属およびガラス基板のそれぞれの複素屈折
率である。複素屈折率は、複素数η＝η−ｉｋであり、
実数部ηと虚数部にとからなり、ある媒体の本質的な光
学的特性を特徴づける。非吸収性媒体については、この
屈折率の虚数部が零である。
量δ、と６２は次の式で与えられる： ２　π δ１＝□　ゴ、ｄｌ 入 ２　π δ２　＝□　第２ｄ２ 入 ここに、ｄ、とδ２とは染料層と金属層との厚さく第１
図）てあり、入は空気中での光の波長である。
δ１と６２とは、複素屈折率に従属するので、複素１ｉ
１である。
以上に述べたことから、第１図の系のレフレフタンスは
、膜の厚さと光学的定数の関数として計算機を用いて容
易に計算できる。ガラス上に設けたアルミニウムの上に
フルオレセインを重ねた第１図の系についての計算結果
か第４図に示されている。この場合に次のパラメータが
仮定されたニアルミニウム膜の厚さ＝１００人 光の波長　　　　　　＝　４５７９人 染料の屈折率　　　　＝　（１，８４２−ｉ、：１６２
）アルミニウムの屈折率＝　（，１−δ４．８４）第４
図の曲線において、第１図の系についての上に例示した
パラメータの選定に対して、約５ｏ。
オングストロームの染色層厚さで、最小反射率が現われ
ることか示されている。即ち、この厚さの値を−Ｌに例
示された系のパラメータとあわせて用いると、第１図の
レコード素材（と、第２図の情報レコードの四部とされ
てない部分たとえば＋１１）か、アルゴンレーザ出力に
対して反射防止された状態を示す。
以上て、第１図と第２図に示された特定のものによって
この発明を説Ｉｌｌ　ｌ、たか、この発明を実施するに
当ってはこれらの例示構造と異なるものか種々採用され
ることがあり得る。たとえば、基板自体を高い反射性を
持つ物質て形成して、吸収層の下に反射面を設けるため
に別に反射層を用いる必要をなくすることがてきる。あ
るいは、別の例として、反射層としては広帯域の反射性
を必要としないので、金属被覆の代りに多層（あるいは
単層＞ｐ電性反射材料を使用してもよい。また、他の形
ての光学的書込み（たとえば、パルス化ホログラフ記録
）も上に述べたすぐれたレコード素材に対して利用でき
ることか理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、情報レコードを作るための記録媒体（レコー
ド素材）の−例の一部の断面図、第２図は、この発明に
従って、ｆｆ５１図に示された型の記録媒体から形成さ
れる情報レコードの情報トラックの一部の断面図、 第３図は、この発明に従って第２図に示される型の情報
レコードの形成に用いるのに適する光学的書込み装置と
、ｆｆ５２図に示される型の情報レコードから記録され
ている情報を再生ずるのに適する光学的再生装置との組
合せ装置の構成を示す図。 第４図は、第１図と第２図に例示された記録媒体の表面
層の厚さと反射率との関係を示すクラ７である。 １１・・・・基板、１３・・・・反射性物質の層、１５
・・・・光吸収性物質の層、３１・・・・レーザ、３２
・・・・偏光子、３３・・・・強度変調器、３５・・・
・ビームスプリッタ、３７・・・・レンズ、３９・・・
・Ｉ／４波長板、４ト・・・鏡、４３・・・・レンズ、
　５１・・・・ビデオ信号源、５３・・・・周波数変調
発振器、５５・・・・変２１Ｊ器駆動器、６１・・・・
レンズ乎行移動駆動機構、　７１・・・・光検出器、７
３・・・・帯域フィルタ、７５・・・・リミッタ、７７
・・・・ＦＭ復調器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）表面に被膜を持つレコード素材とともに用いられ
    る装置であって： 光源を含みこのレコード素材の被膜面に光を集束させる
    ための装置と、上記集束された光ビームの進路を通って
    、前記被膜面の一連の部分をつぎつぎと移動させる装置
    と、記録されるべき情報に従って上記集束される光ビー
    ムの強度を変調する装置とを備え、上記光源は、前記被
    膜面が反射防止状態を示す光周波数に事実上一致する周
    波数を上記集束される光ビームの周波数とするように選
    ばれている情報書込み装置。
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