JP2002288869A - 光メモリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の回折限界を超える記録密度を達成する高
密度な光メモリ装置を提供すること。 【解決手段】 光源である半導体レーザー１と、光を集
光するための対物レンズ５と、記録媒体７の表面に近接
して配置し、対物レンズによって集光された光の一部を
反射さるための反射素子６と、を備え、対物レンズ５に
よって集光された光が反射素子６と記録媒体７の境界に
照射されるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスクに情
報の記録または再生、および記録と再生の両方の動作が
可能な光メモリ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在実用化されている一般的な光メモリ
の構成は、図１に示すようになっている。このような構
成の基本的なコンセプトは、レーザー光を対物レンズ１
０５を用いて記録媒体１０７上の微小領域に集光させ、
その領域からの反射光強度を検出することによって記録
情報の読み出しをおこなうというものである。このよう
な方式では、対物レンズ１０５による集光スポットのサ
イズを小さくすることによって記録密度を向上させるこ
とができるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術においては、集光スポットのサイズには光の回
折限界という制限があり、これより小さな集光スポット
を形成することはできない。実用化されている光メモリ
は、既に回折限界に集光させた光を用いているので、現
在の光メモリの記録密度を向上させるためには青色レー
ザーを利用するなどの短波長化を実現させる必要があ
る。しかし、このような手段を用いたとしても現在の１
０倍以上という高密度な記録を達成することは困難であ
る。本発明は、これらの問題点を解決するものであっ
て、光の回折限界を超える記録密度を達成する高密度な
光メモリ装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明にかかる光メモリ装置は、光
源と、光を集光するための集光手段と、記録媒体の表面
に近接して配置し、前記集光手段によって集光された光
の一部を反射さるための反射手段と、を備え、前記集光
手段によって集光された光が前記反射手段と前記記録媒
体の境界に照射されることを特徴とする。

【０００５】また、請求項２に記載の発明にかかる光メ
モリ装置は、請求項１に記載の発明において、前記反射
手段の反射面が誘電体によって構成されていることを特
徴とする。

【０００６】また、請求項３に記載の発明にかかる光メ
モリ装置は、請求項１に記載の発明において、前記反射
手段が、前記記録媒体上を滑走して走査することが可能
なコンタクトスライダーの構成を有していることを特徴
とする。

【０００７】また、請求項４に記載の発明にかかる光メ
モリ装置は、請求項１に記載の発明において、前記集光
手段と前記反射手段とが、前記記録媒体上を走査可能に
する同一のアームに取り付けられた構成であることを特
徴とする。

【０００８】また、請求項５に記載の発明にかかる光メ
モリ装置は、請求項１に記載の発明において、前記光源
と前記集光手段を結ぶ光路中に反射ミラーを配置するこ
とを特徴とする。

【０００９】また、請求項６に記載の発明にかかる光メ
モリ装置は、請求項１に記載の発明において、前記集光
手段が、反射凹面鏡であることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる光メモリ装置の好適な実施の形態について
詳細に説明する。

【００１１】まず光メモリ装置の全体構成について説明
する。図２は、この発明の本実施の形態にかかる光メモ
リ装置の全体構成を示す説明図である。図２において、
光源である半導体レーザー１から放射されたレーザー光
はコリメートレンズ２によって平行光とされた後、偏光
ビームスプリッター３と１／４波長板４を透過し、集光
手段である対物レンズ５によって反射手段である反射素
子６と記録媒体７の境界へ集光される。

【００１２】反射素子６は、図３に示すように、筐体
（プラスチック、ガラス、セラミックなど）６１に金属
の反射面（反射膜）６２を形成した構成となっており、
これをフライングスライダーのように記録媒体（例えば
表面記録型の相変化記録媒体）７に近接して配置するこ
とで集光された光の一部（例えば図３に示す光線１）が
この反射面６２で反射されて記録媒体７に入射するよう
になっている。このとき、記録層７１中では対物レンズ
から直接照射される光（例えば図３における光線２およ
び光線３）と反射素子で反射した光が干渉を生じ、対物
レンズで集光したときのスポットサイズより小さなスポ
ットを形成することができる。

【００１３】例えば、対物レンズ５で集光した光の周辺
部分の光である図４の光線１と光線４が記録層の点ａの
部分において逆位相の状態（光路差が波長の半分になっ
ている状態）になっているとすると、このような２つの
光線間の光路差は光線２が照射される図４ｂ点に近づく
につれて小さくなるので、ａ点からｂ点付近にかけて強
度が高い領域が形成される。このようにして形成された
スポットは、対物レンズ５で集光されたスポットサイズ
より小さな領域で生じるため、従って回折限界以下のス
ポットを発生させることが可能となる。集光スポットを
なるべく記録媒体７の反射面近くに形成するには、記録
媒体７の反射層７２を反射による位相変化の小さい金属
膜（アルミなど）で形成することによって実現される。

【００１４】以上のようにして記録媒体上の微小領域に
集光された光は、記録媒体７上の記録情報に従って強度
変化を受け、再び対物レンズに取り込まれる。その後、
この光は１／４波長板４、偏光ビームスプリッター３、
集光レンズ８を介してフォトダイオード９に入射される
ようになっており、このフォトダイオード９からの信号
をモニタすることによって情報の読み出しがおこなわれ
るようになっている。

【００１５】ここで、１／４波長板４、偏光ビームスプ
リッター３は、半導体レーザー１から記録媒体７へ向か
う光と、記録媒体７からフォトダイオード９へ向かう光
を偏光を制御することによって分離するために用いてい
る。

【００１６】一方、光の照射によって記録媒体７の温度
が上昇する現象を利用して記録マークを作成することが
可能な光記録方式（例えば、相変化記録、光磁気記録、
光アシスト磁気記録など）においては、半導体レーザー
１の光強度を変調することによって情報の記録をおこな
うことができる。この場合においても、記録媒体７に与
えられる熱エネルギーは上述した光の干渉効果を反映す
るので、対物レンズ５で集光した場合より微小な記録マ
ークを作成することができる。

【００１７】また、さらに微小なスポットを記録媒体７
上に形成させるために、反射素子（６）の反射面を誘電
体で構成するようにした（誘電体反射膜６３）。この構
成を図５に示す。この構成では、図３において金属で構
成されていた反射膜を誘電体反射膜（例えばＴｉＯ２の
蒸着膜）６３で構成するものである。このようにする
と、反射の際に生じる位相の変化が１８０度となり、前
述した干渉によって生じるスポットの中心が記録層７１
寄りになると同時に、図４の光線１と光線４のように逆
位相で干渉する位置が図５のように光線１に近い位置と
なるためスポットサイズも小さく形成することができる
ようになる。

【００１８】例えば、反射膜を金属で構成していたとき
に図６のような位置にスポットが形成されていたとする
と、反射膜を誘電体で構成することによって図７のよう
に変化する。このように、反射膜を誘電体で構成するこ
とによってスポットサイズが小さくなるので、記録密度
をさらに向上させることができる。

【００１９】次に、反射素子６と記録媒体７との間で生
じる干渉を利用して微小スポットを形成させる構成で
は、反射素子６と記録媒体７の表面との距離が大きくな
ると、図８に示すように、光線２のように対物レンズ５
からの光がこの隙間に入りこんでしまい、スポットが大
きくなってしまう。

【００２０】例えば、反射素子６がフライングスライダ
ーである場合においては、上記したような隙間が僅かに
存在するため、干渉の効果を十分に得ることが困難であ
る。そこで、反射素子６と記録媒体７の表面とをなるべ
く近接させた状態を保って安定した微小スポットを形成
させるために、反射素子６が記録媒体７上を滑走できる
コンタクトスライダーの構造を持つようにした。図９
に、この構成を示す。

【００２１】この構成では、反射素子６に記録媒体７上
を滑走するためのパッド６４を形成した。反射素子６全
体は、図１０に示すようにサスペンション６５を介して
アーム（支持体）６６に取り付けられていて、記録媒体
７を回転させたときに記録媒体７上を滑走するようにな
っている。そして、光学系は図１０に示すように配置さ
れ、これによって記録媒体７上の情報を読み出したり、
記録情報を書き込んだりすることができる。

【００２２】以上のように構成することによって、記録
媒体７を回転させた状態においても安定した微小スポッ
トが形成されるので、従って良好な記録・再生動作を実
現することができる。

【００２３】さらに、反射素子６を取り付けたアーム６
６に対物レンズ５も取り付けるようにして、記録媒体７
を走査するための機構を一体化させた。この構成を図１
１に示す。この構成では、図１０に示したアーム６６に
対物レンズ５を含む光学系をすべて取り付た構成となっ
ている。アーム６６は回転軸を中心にして記録媒体７に
対する位置制御が可能であり、記録媒体７を回転させな
がらアーム６６を制御することによって記録媒体７上を
走査することができるようになっている。光学系は、小
型化させるために反射光強度を検出するための光学系は
ミラーを用いて光路を折り曲げている。

【００２４】以上のように装置を構成すると、反射素子
６と光学系が連動して動くようになるので、互いの位置
関係が安定し良好な記録・再生が実現されると同時に、
走査するための機構が簡略化されるので小型・軽量化を
実現することができる。

【００２５】また、さらに装置を小型化させるために、
集光手段である対物レンズ５と光源の間の光路に反射ミ
ラー１１を配置させた。この構成を図１２に示す。この
構成では、１／４波長板４と対物レンズ５の間に反射ミ
ラー１１を配置させて、対物レンズ５以外の光学素子が
記録媒体７の表面と平行になるように構成した。反射光
強度を検出する光学素子も、図１３（図１２の上方から
見た図）のように配置することによって記録媒体７の表
面と平行になるようにしている。このように、反射ミラ
ー１１によって光路を折り曲げることで、対物レンズ５
以外の光学系を記録媒体７の表面と平行に構成すること
ができる、これによって、装置を全体を小型化すること
ができる。

【００２６】さらに、集光手段として反射凹面鏡１２を
用いることによって、反射ミラー１１と集光手段である
対物レンズ５の機能を一体化させた。その構成を図１４
にに示す。この構成では、図１２および図１３において
反射ミラー１１を配置していた位置に反射凹面鏡１２を
配置させた構成となっている。反射凹面鏡１２は集光機
能を有しているので、ここで反射した光はそのまま反射
素子６と記録媒体７の境界に集光されるようになってい
る。

【００２７】記録媒体７からの反射光強度を検出するた
めの光学素子は、図１３と同様に、図１５（図１４の上
方から見た図）のように記録媒体７の表面と平行に配置
された構成となっている。また、反射素子６と反射凹面
鏡１２を含めた光学系は、すべてアーム６６に取り付け
られた構成となっており、記録媒体７を回転させながら
アーム６６を駆動することによって記録媒体７上を走査
することが可能である。このようにこの構成においては
さらに部品点数を減らして小型化することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、対物レンズによって形成される集光スポットより小
さなスポットを形成することができるので、従来のＣＤ
やＤＶＤなどの光メモリより高密度な光メモリ装置が得
られるという効果を奏する。また、記録媒体に照射する
光のスポットをさらに小さくすることができるので、さ
らに高密度な光メモリ装置が得られる。

【００２９】また、反射手段または記録媒体を動かした
場合でも、反射手段と記録媒体が近接した状態を保てる
ようになるので安定した記録・再生動作を実現すること
が可能である。さらに、記録媒体上を走査して情報の読
み出しおよび書き込みをおこなう場合において、反射手
段と集光手段が記録媒体上を走査するための駆動機構が
一体・共有化されることによって部品点数を減らすこと
ができるとともに、反射手段と集光手段の位置関係が固
定されるので安定した記録・再生動作を実現することが
できる。

【００３０】また、反射ミラーを用いて光学系の光路を
折り曲げることによって装置全体を小型化することがで
きるようになる。また、集光手段を反射凹面鏡とするこ
とで、光学系の光路を折り曲げることが可能になり、装
置全体の小型化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術にかかる光メモリ装置の構成を示す説
明図である。

【図２】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置の
構成を示す説明図である。

【図３】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置の
反射素子と記録媒体との構成を示す説明図である。

【図４】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置の
反射素子と記録媒体との構成を示す説明図である。

【図５】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置の
反射素子と記録媒体との別の構成を示す説明図である。

【図６】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置の
反射素子と記録媒体との別の構成を示す説明図である。

【図７】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置の
反射素子と記録媒体との別の構成を示す説明図である。

【図８】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置の
反射素子と記録媒体との別の構成を示す説明図である。

【図９】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置の
反射素子と記録媒体との別の構成を示す説明図である。

【図１０】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置
の別の構成を示す説明図である。

【図１１】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置
の別の構成を示す説明図である。

【図１２】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置
の別の構成を示す説明図である。

【図１３】図１２の装置を上方から見た図である。

【図１４】この発明の実施の形態にかかる光メモリ装置
の別の構成を示す説明図である。

【図１５】図１４の装置を上方から見た図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザー ２ コリメートレンズ ３ 偏光ビームスプリッター ４ １／４波長板 ５ 対物レンズ ６ 反射素子 ７ 記録媒体 ８ 集光レンズ ９ フォトダイオード １１ 反射ミラー １２ 反射凹面鏡 ６１ 筐体 ６２ 反射膜 ６３ 誘電体反射膜 ６４ パッド ６５ サスペンション ６６ アーム ７１ 記録層 ７２ 反射層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 光を集光するための集光手段と、 記録媒体の表面に近接して配置し、前記集光手段によっ
   て集光された光の一部を反射さるための反射手段と、 を備え、 前記集光手段によって集光された光が前記反射手段と前
   記記録媒体の境界に照射されることを特徴とする光メモ
   リ装置。
2. 【請求項２】 前記反射手段の反射面は誘電体によって
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光メ
   モリ装置。
3. 【請求項３】 前記反射手段は、前記記録媒体上を滑走
   して走査することが可能なコンタクトスライダーの構成
   を有していることを特徴とする請求項１に記載の光メモ
   リ装置。
4. 【請求項４】 前記集光手段と前記反射手段とは、前記
   記録媒体上を走査可能にする同一のアームに取り付けら
   れた構成であることを特徴とする請求項１に記載の光メ
   モリ装置。
5. 【請求項５】 前記光源と前記集光手段を結ぶ光路中に
   反射ミラーを配置することを特徴とする請求項１に記載
   の光メモリ装置。
6. 【請求項６】 前記集光手段は、反射凹面鏡であること
   を特徴とする請求項１に記載の光メモリ装置。