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  CDには何が書き込まれているの!?



CD(Compact Disk)は、デジタルデータを保存する媒体として広く利用されています。音楽、写真、さらには映像やゲームまであらゆるデータを記録し、パソコンなどで手軽に再生することができます。 では、CDはどうやってデータを記録しているのでしょうか。
 

そもそも、どこにデータが入っているの?







実は・・・・!!!






CDのデータが書き込まれている面(銀色に輝いている面:記録層)は、一見するとCDの裏側にあるように見えますが、実際にはラベルなどが印刷されている表側のすぐ下にあります。
写真のように印刷面をめくると、ペラペラの薄膜となって剥がすことができ、そのすぐ裏側が記録層であることが分かります。書き込まれたデータを走査型電子顕微鏡(SEM)で観察するには、写真のように記録層を剥がして直接観察する必要があります。
CDの残りの部分は分厚い透明な樹脂の層で、データの書き込まれた面を保護しています。





  走査型電子顕微鏡(SEM)で見てみよう








  さらにZOOM IN!!





上の2枚のSEM写真では、記録層に様々な長さの突起がたくさん並んでいる様子が観察できます。SEM画像で白っぽく見える突起の部分を「ピット」、周囲の黒く見える平らな部分を「ランド」と言います。この「ピット」と「ランド」のパターンをレーザー光を当てて読み取ることで、記録されたデータを再生できるのです。デジタルデータはすべて「0」か「1」の2つの数字の並びで表されますが、CDはその0と1の並びを凹凸の形に置き換えることで記録しているのです。
















  つぎはCD−Rを同じように見てみよう



CD-R



このSEM画像は、データを書き込んだCD-Rの記録層を先ほどのCD-ROMと同じように観察しました。 CD-ROMと同じようにピットとランドが並んでいる様子が分かりますが、見え方が少し違うようです。




  さらにZOOM IN!!



CD-R




  データのないところも見てみよう



CD-Rのデータの無い部分



この画像は、CD-Rのデータの書き込まれていない部分です。 ピットはなく、「グルーブ」だけが規則的に並んでいる様子が分かります。 さらに、先程のデータのある部分の画像をよく見ると、ピットはグルーブの上に沿って並んでいることも分かります。


  グルーブってなに?







  CD−Rの断面にズームイン!!




CD-R断面

  さらに拡大して見てみよう



CD-R断面




  実は、CDの作り方に違いがあった!


CD-ROMとCD-Rの記録層には微妙な形の違いがありました。 その理由は、それぞれの製造方法が全く異なるためです。








  CD-ROMとCD-Rを比較してみよう













  CD-ROMのデータのない(はずの)部分
も観察してみました。











データの無い部分のピットの並びをよく見ると、同じパターンばかりが何度も繰り返されている部分が多いことに気づきます。データが書き込まれている部分ではこのような規則性は見られませんでした。 しかしながら、この規則性にどんな意味があるか、までは解読できませんでした。


デジタルデータそのものには形がありませんが、CDではデータを「ピット」と「ランド」という形のある情報に置き換えて記録していることが分かりました。その一つ一つの形を電子顕微鏡でしか見られないほど小さくすることで、手のひらほどの大きさの1枚のCDに、大量の情報を記録することを可能にしているのです。








2017.7.31公開




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