コラム①光学ディスク

今回は、我々の生活を豊かにしているアイテムの1つである
光学ディスクについてまとめました。よかったら見ていってください。

・光学ディスクとは

光ディスクは厚さ数ミリ程度の円盤であるが、
保護層・記録層・反射層などそれぞれ役割の異なる複数の層が重なる形で作られている。規格により多少異なる要素はあるが、レーザー光を光ディスクに照射するとレーザーは保護層を通り抜けて記録・反射層に到達する。ここでレーザー光は記録層に設けられたピットと呼ばれる凹みにより性質が変えられたうえで反射される。この反射されたレーザー光を光センサーにより解析することで情報を読み取る仕組みである。　　　　　　　(wikiから引用)

すなわち、光学ディスクは異なる層の積み重ねでできており、レーザー光を当てたとき反射した光をセンサーで解析することで情報を読み取る仕組みです。記録層には幅0.5μm、高さ0.1μmほどの小さな窪み(ピット)または突起(マーク)があります。
ピットやマークがなく平坦な部分をランドといい、この線をトラックといいます。ここにレーザー発振器から波長780nmの赤外線レーザーを当てて、
その光の反射して返ってくる光の量を比べてピットの有無を確認しています。

・CD-ROM

CD-ROM (Compact disc Read Only Memory)
再生専用の光学ディスク。プレス費が比較的安価であることから、製品の大量配布用に作られた読み込み専用の専用メディアです。主に、パソコンやゲーム機で使用されています。今となっては見かける機会も減りましたが…

元になる原盤にプラスチック板を押し付け、物理的に記録層の表面に凹凸を付けたものであるため、自分で情報を書き込むことはできません。
一度書き込んだものを読み取る専用です。

・CD-R

CD-R (Compact disc Recordable)
情報を一回だけ書き込める光学ディスク。記録面に有機系色素が塗布されており、これにレーザー光を照射し、色素を焦がして情報を記録します。
焦目がCDのピットに相当します。

・CD-RW

CD-RW (Compact disc Rewritable)
再書き込み可能な光学ディスク。
記録層に相変化材料(結晶状態ー非結晶状態)を使用しており、相変化現象を応用して繰り返し書き込み、消去が可能になりました。データを書き込むとき、強いレーザーを照射し、溶融そして急冷することで、非晶質状態に相変化させ、CDのピットに相当する部分を書き込みます。
結晶相と非結晶相のレーザー光の屈折率の違いを利用し、情報を記録します。

データを読み出すとき、結晶相と非結晶相の光の屈折率の違いをデジタル信号として読み取ります。
データを消去するとき、弱いレーザー光を照射し、ゆっくり加熱、ゆっくり冷却すると結晶状態に戻るので、データを何度も書き換えることが可能になります。

・DVD

DVD (Digital versatile disc)
CDと形状や記録・読み取り方式は同じですが、記憶容量の大きな多用途の光ディスクです。DVD情報の読み取りには、赤色レーザー光(650nm)を用いられており、長時間の映像のデジタル記録が可能となりました。

・BD

BD (Blue-ray disc)
DVDやCDと同様の形状や記録・読み取り方式です。
DVDで読み取りに用いていた赤色レーザー光を青色レーザー光に変えたものです。DVDより高密度の映像のデジタル記録が可能となりました。

・まとめ

今回は光学ディスクの紹介をしました。初めは物理的に窪みを作って読み取る専用という不可逆だったものが、結晶性の差を可逆的に変化させ読み書きできるように進歩しているところが非常に興味深かったです。
０から１へ生み出すことは勿論ですが、今回のCD-RからCD-RWへの進歩のようにすでにあるものをよりよくする、いわば１から１０への進歩というものも容易ではなく、このひらめきはとても素晴らしいものであると思いました。
この程度のボリュームのコラムも定期的に書いていきたいと思っています。
自分が得た知識をまとめるためのものであるため、内容は浅く広くなってしまっていることは重々承知です。温かい目で見守って頂ければ幸いです。
何卒宜しくお願い致します。ではまた！