JP2006185492A - Optical memory device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光メモリ装置に関し、特に円筒形状の記録媒体に対して情報の記録または再生、あるいは情報の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。 The present invention relates to an optical memory device, and more particularly to an optical memory device capable of recording or reproducing information on a cylindrical recording medium, or both information recording and reproduction operations.
現在実用化されているCD(コンパクトディスク)やDVD(ディジタルビデオディスク)等の光メモリでは、対物レンズを用いてレーザ光を集光して記録媒体の微小領域に照射し、この微小領域からの反射光を検出することによって情報の再生を行っている。また、DVD−RやDVD−RW等の情報の記録が可能な記録媒体に対しては、集光照射した光で記録層を加熱することよって記録層材料に作用を与えて情報の記録を行っている。
上記方式では、対物レンズ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が、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。現段階では、青紫色レーザ(波長405nm)を光源とし、N.A.(開口数)0.85の対物レンズを用いて直径400nm程度のスポットを形成するシステムを超えるものは困難と考えられている。
In optical memories such as CDs (compact discs) and DVDs (digital video discs) that are currently in practical use, laser light is collected using an objective lens and irradiated onto a minute area of the recording medium, and reflected from this minute area. Information is reproduced by detecting light. For recording media capable of recording information such as DVD-R and DVD-RW, information is recorded by heating the recording layer with condensed light and acting on the recording layer material. ing.
In the above method, the recording density can be improved by reducing the size of the focused spot by the objective lens. However, the size of the focused spot is limited by the diffraction limit of light. It cannot be formed. At this stage, a blue-violet laser (wavelength 405 nm) is used as a light source. A. It is considered difficult to exceed a system that forms a spot having a diameter of about 400 nm using an objective lens having a numerical aperture of 0.85.
一方、このような回折限界の制限を超えた光メモリの方式として、近接場光メモリと呼ばれるものが提案されている(例えば、特許文献1、2、3参照)。
図27を例に用いて近接場光メモリ装置の基本概念について説明する。
図27は光メモリ装置の従来例としての近接場光メモリ装置の基本概念の説明図である。
回転運動する円板形状の記録媒体2700に、先端を尖らせて微小開口(例えば直径100nmの円形開口)を形成したファイバープローブ2701を数十nmの距離まで近接して配置する。この微小開口に光源としての半導体レーザ2703からのレーザ光が対物レンズ2702を介して伝搬して達すると、微小開口近傍において回折限界以下の領域に局在する近接場光が発生する。記録媒体は、ガラス表面に堆積させた金属膜に記録情報に従った波長以下の微小なピット(穴)が並んだものを用いた場合、ファイバープローブ2701で発生した近接場光は、この記録媒体2700の微小開口で散乱・透過し、レンズ2704を介して光検出器であるフォトダイオード2705においてその一部が検出される。従って、回転する記録媒体2700から透過してくる光強度の変化をこのフォトダイオード2705でモニタすることによって記録場体2700上の記録情報が再生される。
The basic concept of the near-field optical memory device will be described using FIG. 27 as an example.
FIG. 27 is an explanatory diagram of a basic concept of a near-field optical memory device as a conventional example of an optical memory device.
A
上記したように、近接場光を利用することによって記録密度を向上させることが可能であるが、従来の光ディスク(CDやDVD等)と同様に、装置を小型化しようとすると記録媒体が小さくなって記録可能な面積が減り、結果として全体の記録容量が低下してしまう。特に、円板状の記録媒体においては、円板の中心付近をモータと連結するための領域として使用するため、この部分に情報の記録が行えず、このため円板の直径を小さくすると記録可能な面積が極端に減少してしまう。
本発明はかかる問題を解決し、高密度記録を実現する近接場光記録技術を有効に機能させて小型でありながら大容量の光メモリを実現することを目的とする。
As described above, it is possible to improve the recording density by using near-field light. However, as with conventional optical discs (CD, DVD, etc.), the recording medium becomes smaller when the device is miniaturized. As a result, the recordable area decreases, and as a result, the entire recording capacity decreases. In particular, in a disk-shaped recording medium, since the area near the center of the disk is used as an area for connecting to a motor, information cannot be recorded in this area, and therefore recording can be performed by reducing the diameter of the disk. Area is extremely reduced.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem and to realize a small-sized and large-capacity optical memory by effectively functioning a near-field optical recording technique for realizing high-density recording.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、電磁場のエネルギーに応答して光学特性が変化する記録膜を有する円筒形状の記録媒体と、前記光学特性が変化する程度のエネルギーの近接場光を照射することによって前記記録媒体に情報の記録を行うための記録手段と、前記光学特性が変化しない程度のエネルギーの近接場光を照射したときの戻り光によって前記記録情報を読み出すための再生手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is directed to a cylindrical recording medium having a recording film whose optical characteristics change in response to energy of an electromagnetic field, and a near field of energy that changes the optical characteristics. Recording means for recording information on the recording medium by irradiating light, and reproduction for reading the recorded information by return light when irradiated with near-field light having an energy that does not change the optical characteristics Means.
請求項2記載の発明は、電磁場のエネルギーに応答して光学特性が変化する記録膜を有する円筒形状の記録媒体と、前記光学特性が変化する程度のエネルギーの近接場光を照射することによって前記記録媒体に情報の記録を行うための記録手段と、前記記録膜において透過・散乱された伝搬光を検出して前記記録情報を読み出すための再生手段とを備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a cylindrical recording medium having a recording film whose optical characteristics change in response to energy of an electromagnetic field, and irradiating near-field light having an energy enough to change the optical characteristics. It is characterized by comprising recording means for recording information on a recording medium, and reproducing means for detecting propagation light transmitted and scattered in the recording film and reading the recorded information.
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記記録手段及び前記再生手段の少なくとも一部が、前記円筒形状を有する記録媒体の内側の空間内に設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the recording means and the reproducing means is provided in a space inside the recording medium having the cylindrical shape. It is characterized by.
請求項4記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記記録媒体を回転運動させるための出力軸が中空であり、かつ、前記記録媒体と同軸であるモータと、前記モータの出力軸の空間内に設けられ、前記円筒形状の記録媒体における内周面と前記空間と前記出力軸外との間を光が透過できるようにするための透過手段とを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the output shaft for rotating the recording medium is hollow and the motor is coaxial with the recording medium, and the output shaft of the motor And transmitting means for allowing light to pass between the inner peripheral surface of the cylindrical recording medium and between the space and the outside of the output shaft.
請求項5記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記記録媒体は、金属材料を用いた円筒形状の基板に記録膜及び誘電体膜のうち少なくとも記録膜が積層された構成を有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the recording medium has a configuration in which at least a recording film of a recording film and a dielectric film is laminated on a cylindrical substrate using a metal material. It is characterized by that.
請求項6記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記記録媒体は、円筒の内周面または外周面に保護膜が設けられていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the recording medium is characterized in that a protective film is provided on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of a cylinder.
請求項7記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記記録手段または前記再生手段は、透明基板上に形成され、近接場光を発生または散乱させるための金属材料を用いた構造体を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the recording means or the reproducing means is formed on a transparent substrate and uses a metal material for generating or scattering near-field light. A structure is provided.
請求項8記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記記録手段または前記再生手段は、前記記録媒体の表面に対して浮上または滑走するスライダーの構成を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to claim 1 or 2, characterized in that the recording means or the reproducing means has a configuration of a slider that floats or slides with respect to the surface of the recording medium. To do.
請求項9記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記記録媒体を前記近接場光ヘッドが備えられた再生装置本体から分離する際に、前記記録媒体に装着して使用される保護用キャップが設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is used in the invention according to claim 1 or 2 by being mounted on the recording medium when the recording medium is separated from a reproducing apparatus main body provided with the near-field optical head. A protective cap is provided.
(請求項1)
円筒形状の記録媒体を用いて近接場光を照射して記録したり、戻り光を検出することにより、回転半径を小さくしても大容量の記録再生を行うことが出来るので、小型で大容量の光メモリ装置が実現される。
(Claim 1)
Recording and playback of large volumes can be performed even with a small radius of rotation by irradiating near-field light using a cylindrical recording medium and detecting return light. The optical memory device is realized.
(請求項2)
円筒形状の記録媒体を用いて近接場光の透過・散乱を利用して記録、再生を行うことにより、回転半径を小さくしても大容量の記録再生を行うことが出来るので、小型で大容量の光メモリ装置が実現される。
(Claim 2)
By using a cylindrical recording medium for recording and playback using transmission and scattering of near-field light, large capacity recording and playback can be performed even with a small radius of rotation. The optical memory device is realized.
(請求項3)
記録手段及び再生手段の少なくとも一部が、円筒形状を有する記録媒体の内側の空間内に設けられていることにより、装置全体の大きさをさらに小さくすることができるので、小型の光メモリ装置が実現される。
(Claim 3)
Since at least a part of the recording means and the reproducing means is provided in the space inside the recording medium having a cylindrical shape, the size of the entire apparatus can be further reduced, so that a compact optical memory device is realized. Is done.
(請求項4)
モータと記録媒体および近接場光ピックアップを効率よく配置することができるので、さらに小型な光メモリ装置が実現される。
(Claim 4)
Since the motor, the recording medium, and the near-field optical pickup can be efficiently arranged, a further compact optical memory device is realized.
(請求項5)
反射膜を別途設ける必要がなくなるので、記録媒体を簡単かつ低価格で実現することができる。
(Claim 5)
Since there is no need to separately provide a reflective film, a recording medium can be realized easily and at a low price.
(請求項6)
何らかの要因によって記録媒体に衝撃が加わった場合においても、これらの危険要因から記録媒体を保護して装置の信頼性を確保することができる。
(Claim 6)
Even when an impact is applied to the recording medium for some reason, the reliability of the apparatus can be ensured by protecting the recording medium from these risk factors.
(請求項7)
ファイバープローブを用いた構成よりも微小な領域に近接場光を発生させてより高密度な記録を実現すると同時に、小型な装置を実現する。
(Claim 7)
Near-field light is generated in a smaller area than the configuration using the fiber probe to realize higher density recording and at the same time to realize a small apparatus.
(請求項8)
簡単で安価な構成を用いて、記録媒体とファイバープローブまたは近接場光プローブとの距離を一定に保つことができるので、安定かつ高品質の記録再生を行うことができる。
(Claim 8)
Since the distance between the recording medium and the fiber probe or the near-field optical probe can be kept constant using a simple and inexpensive configuration, stable and high-quality recording / reproduction can be performed.
(請求項9)
防塵措置を施すことにより、記録媒体を記録再生装置本体から分離して保管したり持ち運んだりした場合でも、その後の記録及び再生において不具合なく記録再生が行えるようになり、装置としての信頼性が確保できる。
(Claim 9)
By taking dust-proof measures, even if the recording medium is stored or carried separately from the recording / reproducing device body, recording and reproduction can be performed without any trouble in the subsequent recording and reproduction, ensuring the reliability of the device. it can.
本実施形態の光メモリ装置は、電磁場のエネルギーに応答して光学特性が変化する記録膜を有する円筒形状の記録媒体と、光学特性が変化する程度のエネルギーの近接場光を照射することによって記録媒体に情報の記録を行うための記録手段と、光学特性が変化しない程度のエネルギーの近接場光を照射したときの戻り光によって記録情報を読み出すための再生手段とを備えたことを特徴とする。
本実施形態の光メモリ装置は、電磁場のエネルギーに応答して光学特性が変化する記録膜を有する円筒形状の記録媒体と、光学特性が変化する程度のエネルギーの近接場光を照射することによって記録媒体に情報の記録を行うための記録手段と、記録膜において透過・散乱された伝搬光を検出して記録情報を読み出すための再生手段とを備えたことを特徴とする。
The optical memory device of this embodiment includes a cylindrical recording medium having a recording film whose optical characteristics change in response to the energy of an electromagnetic field, and a recording medium by irradiating near-field light with energy that changes the optical characteristics. And a recording means for recording information, and a reproducing means for reading the recorded information by return light when irradiated with near-field light having an energy that does not change the optical characteristics.
The optical memory device of this embodiment includes a cylindrical recording medium having a recording film whose optical characteristics change in response to the energy of an electromagnetic field, and a recording medium by irradiating near-field light with energy that changes the optical characteristics. And a recording means for recording information and a reproducing means for detecting the propagation light transmitted and scattered in the recording film and reading the recorded information.
本実施形態の光メモリ装置は、上記構成に加え、記録手段及び再生手段の少なくとも一部が、円筒形状を有する記録媒体の内側の空間内に設けられていてもよく、記録媒体を回転運動させるための出力軸が中空であり、かつ、記録媒体と同軸であるモータと、 モータの出力軸の空間内に設けられ、円筒形状の記録媒体における内周面と空間と出力軸外との間を光が透過できるようにするための透過手段とを備えてもよい。 In the optical memory device of the present embodiment, in addition to the above configuration, at least a part of the recording unit and the reproducing unit may be provided in a space inside the recording medium having a cylindrical shape, in order to rotate the recording medium. The output shaft of the motor is hollow and coaxial with the recording medium, and is provided in the space of the output shaft of the motor. Light is transmitted between the inner peripheral surface of the cylindrical recording medium and the space and the outside of the output shaft. And a transmission means for allowing the light to pass therethrough.
また、本実施形態の光メモリ装置は、上記構成に加え、記録媒体は、金属材料を用いた円筒形状の基板に記録膜及び誘電体膜のうち少なくとも記録膜が積層された構成を有してもよく、記録媒体は、円筒の内周面または外周面に保護膜が設けられていてもよく、記録手段または再生手段は、透明部材を用いた基板上に形成され、近接場光を発生または散乱させるための金属材料を用いた構造体を備えていてもよい。
さらに、本実施形態の光メモリ装置は、上記構成に加え、記録手段または再生手段は、記録媒体の表面に対して浮上または滑走するスライダーの構成を備えてもよく、記録媒体を近接場光ヘッドが備えられた再生装置本体から分離して保管または持ち運ぶ場合において、記録媒体に装着して使用される保護用キャップが設けられていてもよい。
In addition to the above configuration, the optical memory device according to the present embodiment may have a configuration in which at least the recording film of the recording film and the dielectric film is stacked on a cylindrical substrate using a metal material. The recording medium may be provided with a protective film on the inner or outer peripheral surface of the cylinder, and the recording means or reproducing means is formed on a substrate using a transparent member to generate or scatter near-field light. You may provide the structure using the metal material for making it.
Furthermore, in addition to the above-described configuration, the optical memory device of the present embodiment may include a slider that floats or slides with respect to the surface of the recording medium. A protective cap that is used by being attached to a recording medium may be provided in the case of being stored or carried separately from the provided reproducing apparatus main body.
以下、本発明の実施例を、図面を用いて具体的に説明する。
〔実施例1〕
図1は、本発明に係る光メモリ装置の一実施例を示す概念図である。
本実施例の基本構成は、円筒形状の記録媒体101と、この記録媒体101を一端で支持するとともにこれを回転運動させるためのモータ100と、記録媒体101に対して情報の記録を行うための記録手段及び記録された情報の再生を行うための再生手段とを一体化させた近接場光ピックアップ109が図1のように配置された構成となっている。
図2は図1に示した光メモリ装置に用いられる記録媒体のII−II線断面図である。
記録媒体101は、図2に示すように、ガラスや樹脂などで形成される円筒形状を有する基板200の外周面に、反射膜(金、銀、アルミなど)201、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)202a、相変化膜(AgInSbTeやGaAgInSbTe、GeSbTeなど)203、及び誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)202bの順に膜を堆積させた構成を有している。
また、図1に示すモータ100と記録媒体101とは着脱可能となっており、矢印110方向に記録媒体101を移動させることによって記録再生装置本体(モータ100や近接場光ピックアップ109など、記録媒体101に記録や再生を行うために必要な構成部分)から分離して持ち運ぶことが可能となっている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an optical memory device according to the present invention.
The basic configuration of this embodiment is a
2 is a cross-sectional view of the recording medium used in the optical memory device shown in FIG. 1 taken along the line II-II.
As shown in FIG. 2, the
Further, the
ここで、近接場光ピックアップ109は、図1に示すように、光源である半導体レーザ108と、近接場光の発生と近接場光を再び伝搬光に変換する役割とを担うファイバープローブ102と、光路分岐用のビームスプリッター104と、記録情報によって変調された光強度を検出するための光検出器(フォトダイオード)107と、上記素子間を光学的に効率よく連結するためのレンズ群(対物レンズ103、コリメートレンズ105、レンズ106)とを備えた構成となっている。
半導体レーザ108の波長には特別な限定はなく、例えば、780nmや680nm、405nmなどの一般的な光機器に用いられている信号の波長で発光する半導体レーザを用いることができる。
Here, as shown in FIG. 1, the near-field
There is no particular limitation on the wavelength of the
図3は図1に示した光メモリ装置に用いられるファイバープローブの縦断面図である。
ファイバープローブ102の先端は、図3に示すように、円錐台形状に先鋭化されたコア302の周囲を金属材料(例えば金、銀、アルミなど)でコーティングして金属コーティング層300を形成し、先端(図では左端)に微小開口(例えば、直径50nm程度の開口)303を形成させた構成となっており、ファイバープローブ102の内部を導波して先端に達した光がこの微小開口303近傍において近接場光を発生するようになっている。尚、301はコア302より低い屈折率を有しコア302を覆うクラッドである。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a fiber probe used in the optical memory device shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the tip of the
図4(a)は図1に示した光メモリ装置に用いられる記録媒体の外観斜視図であり、図4(b)は図4(a)に示した記録媒体の外周面の部分拡大図である。
図3に示したファイバープローブの先端の微小開口303の直径は、図4(b)のトラックピッチPより小さくなるように形成されている。図3に示した金属コーティング層300は、内部(コア302)の光が外部に漏れない程度、例えば、50〜300nm程度の厚みで形成されている。
近接場光ピックアップ109全体は一つのユニットとして一体化されており、円筒形状の記録媒体101の中心軸と平行な方向(図1の矢印110方向)に対して、図示しない駆動系によって移動させることができるように構成されている。移動の際、ファイバープローブ102の先端と記録媒体101の表面とは、光源(半導体レーザ108)の波長以下の一定距離を保つようになっている。
一方、記録媒体101は、図1に示すように、モータ100と接続されて一定の回転速度で回転運動するように構成されており、この回転運動機構と上記した近接場光ピックアップ109との水平移動機構によって、記録媒体101上におけるすべての位置の記録情報にアクセスできる構成となっている。
4A is an external perspective view of the recording medium used in the optical memory device shown in FIG. 1, and FIG. 4B is a partially enlarged view of the outer peripheral surface of the recording medium shown in FIG. .
The diameter of the
The entire near-field
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
情報の記録は、図1に示した記録媒体101の中心軸(図では縦軸)のまわりに回転させた記録媒体101に対して、記録したい情報に従って変調されたパルス状の近接場光(但し、光学特性が変化する程度のエネルギーを有する)を照射することによって行われる。
ここで、時間的に変調されたパルス状の近接場光は、半導体レーザ108によって強度変調された光をファイバープローブ102で近接場光に変換させることによって発生する。この操作によって形成される記録媒体101上の連続データは、図4(a)に示す円筒形状の記録媒体101の表面(外周面)に螺旋を描くように並べられる。
Information is recorded on the
Here, the temporally modulated pulse-like near-field light is generated by converting the light whose intensity is modulated by the
図4(b)においては、縦方向に並んだ記録マーク401が連続するデータ列(データトラック)を表し、円筒形状の記録媒体101を円周方向に1周すると隣接する記録マーク401の列に接続されるようになっている。記録マーク401及びデータトラック間の距離(トラックピッチ)Pの具体的寸法例としては、例えば、記録マーク401の直径が50〜100nm、トラックピッチPが記録マーク401の直径の2倍程度が挙げられる。
In FIG. 4B, the recording marks 401 arranged in the vertical direction represent a continuous data row (data track). When the
記録情報の再生(読み出し)は、まず、図1に示した記録媒体101を記録媒体101の中心軸のまわりに回転させ、ファイバープローブ102の先端が読み出したい情報のある記録マーク401(図4(b)参照)上に位置するように近接場光ピックアップ109を配置する。このような状態で、半導体レーザ108を連続点灯させてファイバープローブ102の先端と記録媒体101との間に近接場光を発生させ、記録マーク401(図4(b)参照)の並び方に従って時間的に変調されるファイバープローブ102内の戻り光(ファイバープローブ102の先端の微小開口303(図3参照)からビームスプリッター104側に伝搬する光)強度をフォトダイオード107で検出する。
このような動作によって、記録情報に対応した信号が検出される。読み出しを行っているトラックは、記録媒体101の回転運動に連動していずれか一方の隣接トラックの方向に移動して、近接場光ピックアップ109はこの動きに連動して移動するようになっている。この連動により、記録媒体101の外周面上に並んだ連続したデータを読み出すようになっている。
In reproducing (reading) the recorded information, first, the
By such an operation, a signal corresponding to the recorded information is detected. The track being read moves in the direction of one of the adjacent tracks in conjunction with the rotational movement of the
〔実施例2〕
図5は本発明に係る光メモリ装置の他の実施例を示す概念図である。図6は図5のVI−VI線断面図である。図7は図5に示した光メモリ装置に用いられる記録媒体のVII−VII線断面図である。図8(a)は図5に示した光メモリ装置に用いられる記録媒体の外観斜視図であり、図8(b)は図8(a)に示した記録媒体の内周面の部分拡大図である。
本実施例の基本構成は、図5に示す円筒形状の記録媒体500と、この記録媒体500を側面で支持するローラ508、ローラ600、601(図6参照)と、ローラ508を介して記録媒体500を回転運動させるためのモータ509と、記録媒体500に対して情報の記録を行うための記録手段と、記録された情報の再生を行うための再生手段とを一体化させた近接場光ピックアップ511が図5および図6に示すように配置された構成となっている。
記録媒体500は、図7に示すように、ガラスや樹脂などで形成される円筒形状を有する基板703の内面に、反射膜(金、銀、アルミなど)702、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)700a、相変化膜(AgInSbTeやGaAgInSbTe、GeSbTeなど)701、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)702bの順に膜を堆積させた構成となっている。
また、記録媒体500は、図6に示したローラ600、601を図6の紙面上方(矢印604方向)に移動させ、図5に示した矢印510方向に記録媒体500を移動させることによって記録再生装置本体(モータ508や近接場光ピックアップ511など、記録媒体500に記録や再生を行うために必要な構成部分)から分離して持ち運ぶことが可能となっている。
[Example 2]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing another embodiment of the optical memory device according to the present invention. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of the recording medium used in the optical memory device shown in FIG. 8A is an external perspective view of the recording medium used in the optical memory device shown in FIG. 5, and FIG. 8B is a partially enlarged view of the inner peripheral surface of the recording medium shown in FIG. is there.
The basic configuration of this embodiment is a
As shown in FIG. 7, the
Further, the
近接場光ピックアップ511は、図5に示すように、光源である半導体レーザ505と、近接場光の発生と近接場光を再び伝搬光に変換する役割とを担うファイバープローブ501と、光路分岐用のビームスプリッター503と、記録情報によって変調された光強度を検出するための光検出器(フォトダイオード)507と、上記素子間を光学的に効率よく連結するためのレンズ群(対物レンズ502、コリメートレンズ504、レンズ506)とを備えた構成となっている。
半導体レーザ505の波長には特別な限定はなく、例えば、780nmや660nm、405nmなどの一般的な光機器に用いられている信号の波長で発光する半導体レーザを用いることができる。
ファイバープローブ501の先端は、図3に示したように、円錐台形状に先鋭化されたコア302の周囲を金属材料(例えば金、銀、アルミなど)でコーティングして金属コーティング層300を形成し、先端に微小開口(例えば、直径50nm程度の開口)303を形成させ、かつファイバープローブ501の長手方向に対してほぼ垂直に折り曲げられた構成となっており、ファイバープローブ501の内部を導波して先端に達した光はこの微小開口303近傍において近接場光を発生するようになっている。微小開口303の直径は、図8(b)に示したトラックピッチPより小さくなるように形成されている。
金属コーティング層300は、コア302内部の光が外部に漏れない程度、例えば、50〜300nm程度の厚みで形成されている。近接場光ピックアップ511全体は一つのユニットとして一体化されており、円筒形状の記録媒体500の中心軸と平行な方向(図5において矢印510方向)に対して、図示しない駆動系によって移動させることができるように構成されている。この移動の際、ファイバープローブ501の先端と記録媒体500の内周面との間は、光源(半導体レーザ505)の波長以下の一定距離を保つようになっている。
As shown in FIG. 5, the near-field
There is no particular limitation on the wavelength of the
As shown in FIG. 3, the tip of the
The
一方、記録媒体500は、図5に示すように、ローラ508を介してモータ509と接続されて一定の回転速度で回転運動するように構成されており、この回転運動機構と上記した近接場光ピックアップ511の水平移動機構によって、記録媒体500上におけるすべての位置の記録情報にアクセスできる構成となっている。
情報の記録は、回転させた記録媒体500に対して、記録したい情報に従って変調されたパルス状の近接場光を照射することによって行われる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the
Information recording is performed by irradiating the rotated
ここで、時間的に変調されたパルス状の近接場光は、半導体レーザ505によって強度変調された光をファイバープローブ501で近接場光に変換させることによって発生させる。この操作によって形成される記録媒体500上の連続データは、図8(a)に示したように円筒形状の表面(内周面)に螺旋を描くように並べられる。図8(b)においては、縦方向に並んだ記録マーク801が連続するデータ列(データトラック)を表し、円筒形状の記録媒体500を円周方向に1周すると隣接する記録マーク801の列に接続されるようになっている。記録マーク801およびデータトラック間の距離(トラックピッチP)の具体的寸法例としては、例えば、記録マーク801の直径が50〜100nm、トラックピッチPが記録マーク801の直径の2倍程度が挙げられる。
Here, the temporally modulated pulse-like near-field light is generated by converting light intensity-modulated by the
記録情報の再生(読み出し)は、まず、記録媒体500を回転させ、ファイバープローブ501の先端が読み出したい情報のある記録マーク801(図8(b)参照)上に位置するように近接場光ピックアップを配置させる。この状態で、半導体レーザ505を連続点灯させてファイバープローブ501の先端と記録媒体500との間に近接場光を発生させ、記録マーク801(図8(b)参照)の並び方に従って時間的に変調されるファイバープローブ501内の戻り光(ファイバープローブ501の先端の微小開口303(図3参照)からビームスプリッター503側に伝搬する光)強度をフォトダイオード507で検出する。これによって、記録情報に対応した信号が検出される。読み出しを行っているトラックは、記録媒体500の回転運動に連動していずれか一方の隣接トラックの方向に移動して、近接場光ピックアップ511はこの動きに連動して移動するようになっている。この連動により、記録媒体状に並んだ連続したデータを読み出すようになっている。
For reproducing (reading) the recorded information, first, the
(実施例3)
図9は本発明に係る光メモリ装置の他の実施例を示す概念図である。
本実施例の基本構成は、円筒形状の記録媒体900と、この記録媒体900を一端(図では右側)で支持するとともに記録媒体900を回転運動させるためのモータ901と、記録媒体900に対して情報の記録を行うための記録手段、及び記録された情報の再生を行うための再生手段を一体化させた近接場光ピックアップ912とが図9に示すように配置された構成となっている。
記録媒体900は、図7に示すように、ガラスや樹脂などで形成される円筒形状を有した基板700の内周面に、反射膜(金、銀、アルミなど)701、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)702a、相変化膜(AgInSbTeやがGaAgInSbTe、GeSbTeなど)703、及び誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)702bの順に膜を堆積させた構成となっている。
円筒形状の記録媒体900は一端(図では右側)はモータ901の円板状の凸部に開口部の内周面が装着されるようになっており、他端(この場合左側)は図10に示したように防塵のために閉鎖された構成となっている。図10は図9に示した記録媒体にキャップ1000を被せた状態を示す外観斜視図である。
また、記録媒体900は、図9に示した矢印911方向に移動することによって記録再生装置本体(モータ901や近接場光ピックアップ912など、記録媒体900に記録や再生を行うために必要な構成部分)から分離して持ち運ぶことが可能となっている。
(Example 3)
FIG. 9 is a conceptual diagram showing another embodiment of the optical memory device according to the present invention.
The basic configuration of this embodiment is based on a
As shown in FIG. 7, a
The
In addition, the
記録再生装置本体から分離された記録媒体900は、図10に示すように、一端の開口部から塵埃が進入するのを防止するためキャップ1000を取り付けて持ち運ぶような構成となっている。
近接場光ピックアップ912は、図9に示したように、光源である半導体レーザ910と、近接場光の発生と近接場光を再び伝搬光に変換する役割とを担うファイバープローブ902と、光路分岐用のビームスプリッター905と、記録情報によって変調された光強度を検出するための光検出器(フォトダイオード)910と、上記素子間を光学的に効率よく連結するためのレンズ群(対物レンズ904、コリメートレンズ906、レンズ908)とを備えた構成となっている。
半導体レーザ910の波長には特別な限定はなく、例えば、780nmや660nm、405nmなどの一般的な光機器に用いられている信号の波長で発光する半導体レーザを用いることができる。
ファイバープローブ902は、図9に示したように剛性を高めるための支持体(例えば金属パイプ)903が装着され、モータ901の出力軸の中心に長手方向に設けられた透過手段としての透過穴907に挿入されている。ファイバープローブ902は先端部近傍がファイバープローブ902の長手方向に対して垂直に折り曲げられており、その先端は、図3に示したように、円錐台形状に先鋭化されたコア302の周囲を金属材料(例えば金、銀、アルミなど)でコーティングしてコーティング層300を形成を形成し、先端に微小開口(例えば、直径50nm程度の開口)303を形成した構成となっており、ファイバープローブ501の内部を導波して先端に達した光はこの微小開口303の近傍において近接場光を発生するようになっている。微小開口303の直径は、図8(b)に示したトラックピッチPより小さくなるように形成されている。
金属コーティング層300は、コア302(図3参照)内部の光が外部に漏れない程度、例えば、50〜300nm程度の厚みで形成されている。近接場光ピックアップ912全体は、ファイバープローブ902を含めて一つのユニットとして一体化されており、円筒形状の記録媒体900の中心軸と平行な方向(図9の矢印911方向)に対して、図示しない駆動系によって移動させることができるように構成されている。この移動の際、ファイバープローブ902の先端と記録媒体900の内周面との間は、光源(半導体レーザ910)の波長以下の一定距離を保つようになっている。
As shown in FIG. 10, the
As shown in FIG. 9, the near-field
The wavelength of the
As shown in FIG. 9, the
The
一方、記録媒体900は、モータ901と接続されて一定の回転速度で回転運動するように構成されており、この回転運動機構と上記した近接場光ピックアップ912の水平移動機構によって、記録媒体900上におけるすべての位置の記録情報にアクセスできる構成となっている。
上記以外の構成および記録、再生の動作については、実施例2と同様である。
On the other hand, the
Other configurations and recording / reproducing operations are the same as those in the second embodiment.
(実施例4)
図11は本発明に係る光メモリ装置に用いられる記録媒体の他の実施例を示す断面図である。
本実施例は、実施例1における記録媒体101の構成(図2参照)を図11に示すような構成としたものである。
この記録媒体1100は、図11に示すように、金属材料(アルミなど)で形成される円筒形状を有する基板1101の外周面に、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)1103a、相変化膜(AgInSbTeやGaAgInSbTe、GeSbTeなど)1102、及び誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)1103bの順に膜を堆積させた構成となっている。その他の構成および記録、再生の動作については実施例1と同様である。
Example 4
FIG. 11 is a sectional view showing another embodiment of a recording medium used in the optical memory device according to the present invention.
In the present embodiment, the configuration of the
As shown in FIG. 11, this
(実施例5)
図12は本発明に係る光メモリ装置に用いられる記録媒体の他の実施例を示す断面図である。
本実施例は、実施例2および3における記録媒体の構成(図7参照)を図12に示すような構成としたものである。
この記録媒体1200は、金属材料(アルミなど)で形成される円筒形状を有する基板1201の内周面に、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)1202a、相変化膜(AgInSbTeやGaAgInSbTe、GeSbTeなど)1203、及び誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)1202bの順に膜を堆積させた構成となっている。その他の構成および記録、再生の動作については実施例1および2と同様である。
(Example 5)
FIG. 12 is a sectional view showing another embodiment of a recording medium used in the optical memory device according to the present invention.
In the present example, the configuration of the recording medium in Examples 2 and 3 (see FIG. 7) is configured as shown in FIG.
This
(実施例6)
図13は本発明に係る光メモリ装置の他の実施例を示す概念図である。図14は図13のXIV−XIV線断面図である。
本実施例の基本構成は、円筒形状の記録媒体1300と、この記録媒体1300を一端で支持するとともにこの記録媒体1300を回転運動させるためのモータ1301と、記録媒体1300に対して情報の記録を行うための記録手段及び記録された情報の再生を行うための再生手段を一体化させた近接場光ピックアップ1304とで構成されている。
記録媒体1300は、図2に示すように、ガラスや樹脂などで形成された円筒形状を有する透明基板の外周面に、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)、相変化膜(AgInSbTeやGaAgInSbTe、GeSbTeなど)、及び誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)の順に膜を堆積させた構成となっている。また、記録媒体1300とモータ1301とは着脱可能となっており、図13に示した矢印1305の方向に記録媒体1300を移動することによって記録再生装置本体(モータ1301や近接場光ピックアップ1401など、記録媒体1300に記録や再生を行うために必要な構成部分)から分離して持ち運ぶことが可能となっている。
(Example 6)
FIG. 13 is a conceptual diagram showing another embodiment of the optical memory device according to the present invention. 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG.
The basic configuration of the present embodiment is a
As shown in FIG. 2, the
近接場光ピックアップ1401は、図14に示すように、近接場光を記録媒体1300に照射するための近接場光照射ユニット1304と、記録媒体1300の内側の空間内に配置されて、記録媒体1300を透過してきた伝搬光を検出するための光検出器(フォトダイオード)1400との2つの部分より構成される。近接場光照射ユニット1304は、光源である半導体レーザ1303と、近接場光を発生させるファイバープローブ1310と、光源としての半導体レーザ1303とファイバープローブ1310とを光学的に連結するためのレンズ1302とで構成される。
As shown in FIG. 14, the near-
半導体レーザ1303の波長には特別な限定はなく、例えば、780nmや660nm、405nmなどの一般的な光機器に用いられている信号の波長で発光する半導体レーザを用いることができる。
ファイバープローブ1310の先端は、図3に示したように、円錐台形状に先鋭化されたコア302の周囲を金属材料(例えば金、銀、アルミなど)でコーティングして金属コーティング層300を形成し、先端に微小開口(例えば、直径50nm程度の開口)303を形成した構成となっており、ファイバープローブ1310の内部を導波して先端に達した光はこの微小開口303近傍において近接場光を発生するようになっている。
微小開口303の直径は、図4(b)に示したトラックピッチPより小さくなるように形成されている。金属コーティング層300は、コア302内部の光が外部に漏れない程度、例えば、50〜300nm程度の厚みで形成されている。近接場光ピックアップ1401全体は一つのユニットとして一体化されており、円筒形状の記録媒体1300の中心軸と平行な方向(図13において矢印1305方向)に対して、図示しない駆動系によって移動させることができるように構成されている。この移動の際、ファイバープローブ1310の先端と記録媒体1300の外周面との間は、半導体レーザ1303のレーザ光の波長以下の一定距離を保つようになっている。
There is no particular limitation on the wavelength of the
As shown in FIG. 3, the tip of the
The diameter of the
一方、記録媒体1300は、図13のように、モータ1301と接続されて一定の回転速度で回転運動するように構成されており、この回転運動機構と上記した近接場光ピックアップ1401の水平移動機構によって、記録媒体1300上におけるすべての位置の記録情報にアクセスできる構成となっている。
記録媒体1300の内側には、近接場光照射ユニット1304によって近接場光にさらされた記録媒体1300からの透過・散乱光強度を検出するためのフォトダイオード(光検出器)1400が図14に示すように配置されており、近接場光照射ユニット1304と一体となって上記した水平移動を行うようになっている。
記録媒体1300への情報の記録は、回転させた記録媒体1300に対して、記録したい情報に従って変調されたパルス状の近接場光(但し、光学特性が変化する程度のエネルギーを有する)を照射することによって行われる。ここで、時間的に変調されたパルス状の近接場光は、半導体レーザ1303によって強度変調された光をファイバープローブ1310で近接場光に変換させることによって発生させる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, the
Inside the
Information is recorded on the
この操作によって形成される記録媒体1300上の連続データは、図4(a)のように円筒形状の外周面に螺旋を描くように並べられる。図4(b)においては、縦方向に並んだ記録マーク401が連続するデータ列(データトラック)を表し、円筒形状の記録媒体1300を円周方向に1周すると隣接する記録マーク401の列に接続されるようになっている。記録マーク401およびデータトラック間の距離(トラックピッチP)の具体的寸法例としては、例えば、記録マーク401の直径が50〜100nm、トラックピッチPが記録マーク401の直径の2倍程度が挙げられる。
記録情報の再生(読み出し)は、まず、記録媒体1300を回転させ、ファイバープローブ1310の先端が読み出したい情報のある記録マーク401(図4(b)参照)上に位置するように近接場光ピックアップ1401を配置させる。このとき、フォトダイオード1400は、記録媒体1300を挟んでファイバープローブ1310の先端と対向する位置に配置される。この状態で、半導体レーザ1303を連続点灯させてファイバープローブ1310の先端と記録媒体1300との間に近接場光を発生させ、記録マーク401の並び方に従って時間的に変調される透過・散乱光(記録媒体内側の空間に透過・散乱される光)の強度をフォトダイオード1400で検出する。このフォトダイオード1400によって、記録情報に対応した信号が検出される。読み出しを行っているトラックは、記録媒体1300の回転運動に連動していずれか一方の隣接トラックの方向に移動し、近接場光ピックアップ1401はこの動きに連動して移動するようになっている。この連動により、記録媒体状に並んだ連続したデータを読み出すようになっている。
The continuous data on the
For reproduction (reading) of recorded information, first, the
(実施例7)
図15は本発明に係る光メモリ装置の他の実施例を示す概念図である。
本実施例の基本構成は、円筒形状の記録媒体1507と、この記録媒体1507を一端で支持するとともにこの記録媒体1507を回転運動させるためのモータ1501と、記録媒体1507に対して情報の記録を行うための記録手段及び記録された情報の再生を行うための再生手段を一体化した近接場光ピックアップとが配置された構成となっている。
記録媒体1507は、図7に示すように、ガラスや樹脂などで形成される円筒形状を有する基板700の内周面に、反射膜(金、銀、アルミなど)701、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)702a、相変化膜(AgInSbTeやGaAgInSbTe、GeSbTeなど)703、及び誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)702bの順に膜を堆積させた構成となっている。
円筒の一端(図では右端)は、モータ1501の円板状の凸部に装着されており、円筒の他端(この場合左端)は防塵のために閉鎖された構成となっている。
また、記録媒体1507は、図15に示した矢印1508方向に記録媒体1507を移動することによって記録再生装置本体(モータ1501や近接場光ピックアップなど、記録媒体1507に記録や再生を行うために必要な構成部分)から分離して持ち運ぶことが可能となっている。記録再生装置本体から分離された記録媒体1507は、図11に示すように、記録媒体1507の開口部を塞ぐためのキャップを取り付けて持ち運ぶような構成となっている。
(Example 7)
FIG. 15 is a conceptual diagram showing another embodiment of the optical memory device according to the present invention.
The basic configuration of this embodiment is a
As shown in FIG. 7, a
One end (right end in the figure) of the cylinder is attached to a disk-like convex portion of the
In addition, the
近接場光ピックアップは、図15のように、近接場光を記録媒体1507に照射するための近接場光照射ユニットと、記録媒体1507を透過してきた伝搬光を検出するための光検出器(フォトダイオード)1500の2つの部分より構成される。近接場光照射ユニットは、光源である半導体レーザ1505と、近接場光を発生させるファイバープローブ1502と、半導体レーザ1505とファイバープローブ1502とを光学的に連結するためのレンズ1504とで構成され、ファイバープローブ1502の一部はモータ1501の中空の出力軸の中心に長手方向に形成された透過穴1506を通して記録媒体1507内側の空間に配置されている。
半導体レーザ1505の波長には特別な限定はなく、例えば、780nmや660nm、405nmなどの一般的な光機器に用いられている信号の波長で発光する半導体レーザを用いることができる。ファイバープローブ1502は、図15のように剛性を高めるための支持体1503が装着され、モータ1501の出力軸の中心に長手方向に設けられた透過手段である透過穴1506に挿入された配置となっている。
As shown in FIG. 15, the near-field light pickup includes a near-field light irradiation unit for irradiating the
There is no particular limitation on the wavelength of the
ファイバープローブ1502の先端は、図3に示したように、円錐台形状に先鋭化されたコア302の周囲を金属材料(例えば金、銀、アルミなど)でコーティングして金属コーティング層300を形成し、先端に微小開口(例えば、直径50nm程度の開口)303を形成した構成となっており、ファイバープローブ1502内部を導波して先端に達した光はこの微小開口303近傍において近接場光を発生するようになっている。微小開口303の直径は、図8(b)に示したトラックピッチPより小さくなるように形成されている。金属コーティング層300は、コア302内部の光が外部に漏れない程度、例えば、50〜300nm程度の厚みで形成されている。近接場光ピックアップ全体は一つのユニットとして一体化されており、円筒形状の記録媒体1507の中心軸と平行な方向(図15において矢印1508方向)に対して、図示しない駆動系によって移動させることができるように構成されている。この移動の際、ファイバープローブ1502の先端と記録媒体1507の内周面とは、半導体レーザ1505のレーザ光の波長以下の一定距離を保つようになっている。
As shown in FIG. 3, the tip of the
一方、記録媒体1507は、図15のように、モータ1501と接続されて一定の回転速度で回転運動するように構成されており、この回転運動機構と上記した近接場光ピックアップの水平移動機構とによって、記録媒体1507上におけるすべての位置の記録情報にアクセスできる構成となっている。
記録媒体1507の外側には、近接場光照射ユニットによって近接場光にさらされた記録媒体1507からの透過・散乱光強度を検出するためのフォトダイオード(光検出器)1500が配置されており、近接場光照射ユニットと一体となって上記した水平移動を行うようになっている。
記録媒体1507への情報の記録は、回転させた記録媒体1507に対して、記録したい情報に従って変調されたパルス状の近接場光を照射することによって行われる。
On the other hand, as shown in FIG. 15, the
A photodiode (photodetector) 1500 for detecting the intensity of transmitted / scattered light from the
Information is recorded on the
ここで、時間的に変調されたパルス状の近接場光は、半導体レーザ1505によって強度変調された光をファイバープローブ1502で近接場光に変換させることによって発生させる。この操作によって形成される記録媒体1507上の連続データは、図8(a)に示したように円筒形状の表面に螺旋を描くように並べられる。図8(b)においては、縦方向に並んだ記録マーク401が連続するデータ列(データトラック)を表し、円筒形状の記録媒体1507を円周方向に1周すると隣接する記録マーク401の列に接続されるようになっている。記録マーク401およびデータトラック間の距離(トラックピッチP)の具体的寸法例としては、例えば、記録マーク401の直径が50〜100nm、トラックピッチPが記録マーク401の直径の2倍程度が挙げられる。
記録媒体1507への記録情報の再生(読み出し)は、まず、記録媒体1507を回転させ、ファイバープローブ1502の先端が読み出したい情報のある記録マーク401上に位置するように近接場光ピックアップを配置させる。このとき、フォトダイオード1500は、記録媒体1507を挟んでファイバープローブ1502の先端と対向する位置に配置される。このような状態で、半導体レーザ1505を連続点灯させてファイバープローブ1502の先端と記録媒体1507との間に近接場光を発生させ、記録マーク401の並び方に従って時間的に変調される透過・散乱光(記録媒体内側の空間に透過・散乱される光)の強度をフォトダイオード1500で検出する。これによって、記録情報に対応した信号が検出される。読み出しを行っているトラックは、記録媒体1507の回転運動に連動していずれか一方の隣接トラックの方向に移動し、近接場光ピックアップはこの動きに連動して移動するようになっている。この連動により、記録媒体状に並んだ連続したデータを読み出すようになっている。
Here, the temporally modulated pulse-like near-field light is generated by converting the light whose intensity is modulated by the
In reproducing (reading) recorded information on the
(実施例8)
図16は本発明に係る光メモリ装置の他の実施例を示す概念図であり、図17は図16のXVII−XVII線断面図である。
本実施例の基本構成は、円筒形状の記録媒体1600と、この記録媒体1600を一端で支持するとともにこの記録媒体1600を回転運動させるためのモータ1601と、記録媒体1600に対して情報の記録を行うための記録手段及び記録された情報の再生を行うための再生手段を一体化させた近接場光ピックアップ1608とが図16及び図17に示すように配置された構成となっている。
記録媒体1600は、図2に示すように、ガラスや樹脂などで形成される円筒形状を有した基板の外周面に、反射膜(金、銀、アルミなど)、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)、相変化膜(AgInSbTeやGaAgInSbTe、GeSbTeなど)、及び誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)の順に膜を堆積させた構成となっている。
(Example 8)
16 is a conceptual diagram showing another embodiment of the optical memory device according to the present invention, and FIG. 17 is a sectional view taken along line XVII-XVII in FIG.
The basic configuration of this embodiment is a
As shown in FIG. 2, the
また、記録媒体1600とモータ1601とは着脱可能となっており、図16に示した矢印1609方向に記録媒体1600を移動させることによって記録再生装置本体(モータ1601や近接場光ピックアップ1608など、記録媒体1600に記録や再生を行うために必要な構成部分)から分離して持ち運ぶことが可能となっている。
近接場光ピックアップ1608は、図17に示すように、光源である半導体レーザ1607と、近接場光の発生と近接場光を再び伝搬光に変換する役割とを担う近接場光プローブ1602と、光路分岐用のビームスプリッター1605と、記録情報によって変調された光強度を検出するための光検出器(フォトダイオード)1701と、上記素子間を光学的に効率よく連結するためのレンズ群(対物レンズ1604、コリメートレンズ1606、レンズ1700)とを備えた構成となっている。半導体レーザ1607の波長には特別な限定はなく、例えば、780nmや660nm、405nmなどの一般的な光機器に用いられている信号の波長で発光する半導体レーザを用いることができる。
The
As shown in FIG. 17, the near-field
図18は図16に示した光メモリ装置の動作を説明するための模式図である。
近接場光プローブ1602は、図18に示すように、記録媒体1600(図16参照)の回転運動によって数〜数十nm程度浮上するスライダー1800の側面(図の左側)に近接場光を発生させるためのファイバープローブ1801が装着された構成となっている。
スライダー1800は、ガラスや樹脂などで形成されており、サスペンション1601を介して近接場光プローブ1602を支持するためのアーム1602に連結されている。ファイバープローブ1801の先端は、図3に示したように、円錐台形状に先鋭化されたコア302の周囲を金属材料(例えば金、銀、アルミなど)でコーティングして金属コーティング層300を形成し、先端に微小開口(例えば、直径50nm程度の開口)303を形成させた構成となっており、ファイバープローブ1801内部を導波して先端に達した光はこの開口近傍において近接場光を発生するようになっている。微小開口303の直径は、図4(b)に示したトラックピッチPより小さくなるように形成されている。金属コーティング層300は、コア302の内部の光が外部に漏れない程度、例えば、50〜300nm程度の厚みで形成されている。近接場光ピックアップ全体は一つのユニットとして一体化されており、円筒形状の記録媒体の中心軸と平行な方向(図16において矢印1609方向)に対して、図示しない駆動系によって移動させることができるように構成されている。この移動の際、ファイバープローブ1801先端と記録媒体1600の外周面との間の距離は、スライダー1800の浮上量が記録媒体1600の回転数に従うことによって常に半導体レーザ1607の波長以下の一定距離が保たれるようになっている。
記録媒体1600は、図16に示したように、その中心軸がモータ1601の出力軸と接続されて一定の回転速度で回転運動するように構成されており、この回転運動機構と、上記した近接場光ピックアップ1608の水平移動機構とで、記録媒体1600上におけるすべての位置の記録情報にアクセスできる構成となっている。
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining the operation of the optical memory device shown in FIG.
As shown in FIG. 18, the near-
The
As shown in FIG. 16, the
記録媒体1600への情報の記録は、回転させた記録媒体1600に対して、記録したい情報に従って変調されたパルス状の近接場光を照射することによって行われる。
ここで、時間的に変調されたパルス状の近接場光は、半導体レーザ1607によって強度変調された光をファイバープローブ1801で近接場光に変換させることによって発生させる。この操作によって形成される記録媒体1600上の連続データは、図4(a)に示したように円筒形状の表面に螺旋を描くように並べられる。図4(b)においては、縦方向に並んだ記録マーク401が連続するデータ列(データトラック)を表し、円筒形状の記録媒体1600(図4(a)の101対応)を円周方向に1周すると隣接する記録マーク401の列に接続されるようになっている。記録マーク401およびデータトラック間の距離(トラックピッチP)の具体的寸法例としては、例えば、記録マーク401の直径が50〜100nm、トラックピッチPが記録マーク401の直径の2倍程度が挙げられる。
Information is recorded on the
Here, the temporally modulated pulse-like near-field light is generated by converting the light whose intensity is modulated by the
図16〜図18に示した光メモリ装置において、記録情報の再生(読み出し)は、まず、記録媒体1600を回転させ、ファイバープローブ1801の先端が読み出したい情報のある記録マーク401上に位置するように近接場光ピックアップ1608を配置させる。この状態で、半導体レーザ1607を連続点灯させてファイバープローブ1801の先端と記録媒体1600との間に近接場光を発生させ、記録マークの並び方に従って時間的に変調されるファイバープローブ1801内の戻り光(ファイバープローブ1801の先端開口からビームスプリッター1605側に伝搬する光)強度をフォトダイオード1607で検出する。これによって、記録情報に対応した信号が検出される。読み出しを行っているトラックは、記録媒体1600の回転運動に連動していずれか一方の隣接トラックの方向に移動し、近接場光ピックアップ1608はトラックの動きに連動して移動するようになっている。この連動により、記録媒体1600上に並んだ連続したデータを読み出すようになっている。
本実施例では、近接場光プローブ1602が記録媒体1600から浮上して動作するスライダー1800を例示したが、本発明はこれに限らず、記録媒体1600に接して滑走する形態であっても構わない。
In the optical memory device shown in FIGS. 16 to 18, reproduction (reading) of recorded information is performed by first rotating the
In the present embodiment, the
(実施例9)
図19は本発明に係る光メモリ装置に用いられる近接場光ピックアップの他の実施例を示す概念図である。
本実施例は、実施例8に示した近接場光プローブ1602の構成図18を別の構成で実現させたものである。
図19に示す近接場光プローブは、レンズ形状の突起部1901を備えた透明基板(ガラスや樹脂など)1902に、図20に示すような微小開口部2000を形成した30〜100nm程度の薄い金属膜(金、銀、アルミなど)1903が設けられた構成となっている。
図20は本発明に係る光メモリ装置の近接場光ピックアップに用いられる金属膜の変形例を示す平面図である。
この近接場光プローブは、図17に示した近接場光プローブ1602と同様に、サスペンション1601を介してアーム1602に支持されており、近接場光プローブ1602自体が記録媒体の表面から数〜数十nmの距離で浮上するスライダーとして動作するようになっている。金属膜2001に設けられた微小開口2000は、ファイバープローブの場合と同程度の直径(図4(b)に示したトラックピッチPより小さな大きさ)で形成されている。透明基板1902に設けられたレンズ形状の突起部1901は、対物レンズ1900で集光される光が、平坦な基板を用いた場合よりさらに微小開口部に向けて集光されるためのものである。このような構成によって、微小開口部において基板の屈折率で実現される回折限界程度まで集光される。
以上のように構成される近接場光プローブを用いた装置構成及び記録、再生の動作については実施例8と同様である。
Example 9
FIG. 19 is a conceptual diagram showing another embodiment of the near-field optical pickup used in the optical memory device according to the present invention.
In this embodiment, the configuration diagram 18 of the near-field
The near-field optical probe shown in FIG. 19 is a thin metal with a thickness of about 30 to 100 nm in which a
FIG. 20 is a plan view showing a modification of the metal film used in the near-field optical pickup of the optical memory device according to the present invention.
Similar to the near-field
The apparatus configuration using the near-field optical probe configured as described above and the recording and reproducing operations are the same as in the eighth embodiment.
(実施例10)
図21は本発明に係る光メモリ装置の近接場光ピックアップに用いられる透明基板の変形例を示す平面図である。
本実施例は、実施例8に示した近接場光プローブの構成図18を別の構成で実現させたものである。この近接場光プローブは、実施例9に示した微小開口の代わりに、透明基板1902に微小な金属パターン(金、銀、アルミなどの金属材料で形成される)を形成させた構成となっている。
金属パターンの形状例としては、例えば、図21や図22等の構成が挙げられる。図21の構成は、実施例8における透明基板1902上にファイバープローブの先端開口径程度の大きさの微小散乱体(金、銀、アルミなどの金属材料で形成された金属パターン)2100を形成させてあり、この微小散乱体2100に光を集光照射することによって金属パターン近傍に近接場光を発生させるような構成となっている。
(Example 10)
FIG. 21 is a plan view showing a modification of the transparent substrate used in the near-field optical pickup of the optical memory device according to the present invention.
In the present embodiment, the configuration diagram 18 of the near-field optical probe shown in the eighth embodiment is realized by another configuration. This near-field optical probe has a configuration in which a minute metal pattern (formed of a metal material such as gold, silver, or aluminum) is formed on the
Examples of the shape of the metal pattern include the configurations shown in FIGS. In the configuration of FIG. 21, a minute scatterer (a metal pattern formed of a metal material such as gold, silver, or aluminum) 2100 having a size about the diameter of the tip of the fiber probe is formed on the
図22の構成は、2つのほぼ三角形状の微小金属パターン2200a、2200bを線対称となるように向き合わせて配置し、この2つのパターン間(図22において微小ギャップ2201として示した部分)に光を集光照射することによって近接場光を発生させるような構成となっている。微小ギャップ2201の値は、数十nm程度である。図21及び図24のいずれの構成を用いた近接場光プローブの場合にも、図18の近接場光プローブと同様にサスペンション1601を介してアーム1602に支持されており、近接場光プローブ自体が記録媒体表面から数〜数十nmの距離で浮上するスライダーとして動作するようになっている。
以上のように構成される近接場光プローブを用いた装置構成及び記録、再生の動作については実施例8と同様である。
In the configuration of FIG. 22, two substantially triangular
The apparatus configuration using the near-field optical probe configured as described above and the recording and reproducing operations are the same as in the eighth embodiment.
(実施例11)
図23は本発明に係る光メモリ装置の他の実施例を示す概念図である。図24は図23のXXIV−XXIV線断面図である。
本実施例の基本構成は、円筒形状の記録媒体2300と、この記録媒体2300を一端で支持するとともにこの記録媒体2300を回転運動させるためのモータ2301と、記録媒体2300に対して情報の記録を行うための記録手段及び記録された情報の再生を行うための再生手段を一体化させた近接場光ピックアップとが図23及び図23に示すように配置された構成となっている。
記録媒体2300は、図2に示すように、ガラスや樹脂などで形成される円筒形状を有した基板の外周面に、反射膜(金、銀、アルミなど)、誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)、相変化膜(AgInSbTeやGaAgInSbTe、GeSbTeなど)、及び誘電体膜(ZnSとSiO2との混合材料による膜など)の順に膜を堆積させた構成となっている。
(Example 11)
FIG. 23 is a conceptual diagram showing another embodiment of the optical memory device according to the present invention. 24 is a sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG.
The basic configuration of this embodiment is a
As shown in FIG. 2, the
また、記録媒体2300とモータ2301とは着脱可能となっており、図23に示した矢印2306方向に記録媒体2300を移動することによって記録再生装置本体(モータ2301や近接場光ピックアップなど、記録媒体2300に記録や再生を行うために必要な構成部分)から分離して持ち運ぶことが可能となっている。
近接場光ピックアップは、図24に示すように、近接場光を記録媒体2300に照射するための近接場光照射ユニット2306と、記録媒体2300の内側空間に配置されて、記録媒体2300を透過してきた伝搬光を検出するための光検出器(フォトダイオード)2307の2つの部分より構成される。
The
As shown in FIG. 24, the near-field light pickup is disposed in the inner space of the
近接場光照射ユニット2306は、光源である半導体レーザ2304と、近接場光を発生させる近接場光プローブ2302と、光源2304と近接場光プローブ2302を光学的に効率よく連結するための対物レンズ2303とで構成されている。半導体レーザ2304の波長には特別な限定はなく、例えば、780nmや660nm、405nmなどの一般的な光機器に用いられている信号の波長で発光する半導体レーザを用いることができる。近接場光プローブは、図18に示すように、記録媒体の回転運動によって数〜数十nm程度浮上するスライダー1800の側面に近接場光を発生させるためのファイバープローブ1801が装着された構成となっている。スライダー1800は、ガラスや樹脂などで形成されており、サスペンション1601を介して近接場光プローブを支持するためのアーム1602に連結されている。ファイバープローブ1801の先端は、図3に示すように、円錐台形状に先鋭化されたコア302の周囲を金属材料(例えば金、銀、アルミなど)でコーティングして金属コーティング層300を形成し、先端に微小開口(例えば、直径50nm程度の開口)303を形成させた構成となっており、ファイバープローブ1801内部を導波して先端に達した光はこの微小開口303近傍において近接場光を発生するようになっている。微小開口303の直径は、図4(b)に示したトラックピッチPより小さくなるように形成されている。金属コーティング層300は、コア303内部の光が外部に漏れない程度、例えば、50〜300nm程度の厚みで形成されている。近接場光ピックアップ全体は一つのユニットとして一体化されており、円筒形状の記録媒体の中心軸と平行な方向(図23において矢印2306方向)に対して、図示しない駆動系によって移動させることができるように構成されている。この移動の際、ファイバープローブ2302の先端と記録媒体2300の外周面との間は、光源(半導体レーザ2304)の波長以下の一定距離を保つようになっている。
The near-field
一方、記録媒体2300は、図23に示すように、モータ2301と接続されて一定の回転速度で回転運動するように構成されており、この回転運動機構と上記した近接場光ピックアップの水平移動機構によって矢印2310方向に移動することができ、記録媒体2300上におけるすべての位置の記録情報にアクセスできる構成となっている。記録媒体2300の内側には、近接場光照射ユニット2306によって近接場光にさらされた記録媒体2300からの透過・散乱光強度を検出するためのフォトダイオード(光検出器)2307が図24のように配置されており、近接場光照射ユニット2306と一体となって上記した水平移動を行うようになっている。
記録媒体2300への情報の記録は、回転状態の記録媒体2300に対して、記録したい情報に従って変調されたパルス状の近接場光を照射することによって行われる。
On the other hand, as shown in FIG. 23, the
Information is recorded on the
ここで、時間的に変調されたパルス状の近接場光は、半導体レーザ2304によって強度変調された光をファイバープローブ2302で近接場光に変換させることによって発生させる。この操作によって形成される記録媒体2300上の連続データは、図4(a)のように円筒形状の表面に螺旋を描くように並べられる。図4(b)においては、縦方向に並んだ記録マーク401が連続するデータ列(データトラック)を表し、円筒形状の記録媒体を円周方向に1周すると隣接する記録マーク401の列に接続されるようになっている。
記録マーク401およびデータトラック間の距離(トラックピッチP)の具体的寸法例としては、例えば、記録マーク401の直径が50〜100nm、トラックピッチPが記録マーク401の直径の2倍程度が挙げられる。
記録媒体2300への記録情報の再生(読み出し)は、まず、記録媒体2300を回転させ、ファイバープローブ2302の先端が読み出したい情報のある記録マーク401(図4(b)参照)上に位置するように近接場光ピックアップ2306を配置させる。このとき、フォトダイオード2307は、記録媒体2300を挟んでファイバープローブ2302の先端と対向する位置に配置される。この状態で、半導体レーザ2304を連続点灯させてファイバープローブ2302の先端と記録媒体2300との間に近接場光を発生させ、記録マーク401の並び方に従って時間的に変調される透過・散乱光(記録媒体2300の内側の空間に透過・散乱される光)の強度をフォトダイオード2307で検出する。このフォトダイオード2307の検出によって、記録情報に対応した信号が検出される。読み出しを行っているトラックは、記録媒体2300の回転運動に連動してどちらか一方の隣接トラックの方向に移動していき、近接場光ピックアップ2306はこの動きに連動して移動するようになっている。この連動により、記録媒体2300上に並んだ連続したデータを読み出すようになっている。
本実施例では、近接場光プローブ2302が記録媒体2300から浮上して動作するスライダーを例示したが、本発明はこれに限らず、記録媒体2300に接して滑走する形態であってもよい。
Here, the temporally modulated pulse-like near-field light is generated by converting light intensity-modulated by the
Specific examples of dimensions of the distance between the
In reproducing (reading) recorded information on the
In the present embodiment, the slider in which the near-field
(実施例12)
本実施例は、実施例11に示した近接場光プローブの構成図18を別の構成で実現させたものである。
この近接場光プローブは、図19に示したように、レンズ形状の突起部1901を備えた透明基板(ガラスや樹脂などで形成)1902に図20に示したような微小開口部2000を形成させた30〜100nm程度の薄い金属膜(金、銀、アルミなど)1903が設けられた構成となっている。この近接場光プローブは、図18の近接場光プローブと同様にサスペンション1905を介してアーム1904に支持されており、近接場光プローブ自体が記録媒体表面から数〜数十nmの距離で浮上するスライダーとして動作するようになっている。金属膜1903に設けられた微小開口2000は、ファイバープローブの場合と同程度の直径(図4(b)のトラックピッチPより小さな大きさ)で形成されている。透明基板1903に設けられたレンズ形状の突起部1901は、対物レンズで集光される光が、平坦な透明基板1902を用いた場合よりさらに微小開口部2000に向けて集光されるようにするためのものである。この構成によって、微小開口部2000では、透明基板1902の屈折率で実現される回折限界程度まで集光される。
以上のように構成される近接場光プローブを用いた装置構成及び記録、再生の動作については実施例11と同様である。
(Example 12)
In this embodiment, the configuration diagram 18 of the near-field optical probe shown in the embodiment 11 is realized by another configuration.
In this near-field optical probe, as shown in FIG. 19, a micro-opening 2000 as shown in FIG. 20 is formed on a transparent substrate (formed of glass or resin) 1902 provided with a lens-shaped
The apparatus configuration and recording / reproducing operations using the near-field optical probe configured as described above are the same as those in the eleventh embodiment.
(実施例13)
本実施例は、実施例11に示した近接場光プローブの構成図18を別の構成で実現させたものである。
この近接場光プローブは、実施例12に示した微小開口の代わりに、基板に微小な金属パターン(金、銀、アルミなどの金属材料で形成される)を形成させた構成となっている。金属パターンの形状例としては、例えば、図21や図22等が挙げられる。図21に示した構成は、実施例11における透明基板上にファイバープローブの先端開口径程度の大きさの微小散乱体(金、銀、アルミなどの金属材料で形成された金属パターン)を形成させてあり、ここに光を集光照射することによって金属パターン近傍に近接場光を発生させるような構成となっている。
図22は本発明に係る光メモリ装置の近接場光ピックアップに用いられる透明基板の変形例を示す平面図である。
図22に示した構成は、2つの三角形状の金属パターン2200a、2200bを向き合わせて配置し、この2つのパターン間(図22において微小ギャップ2201として示した部分)に光を集光照射することによって近接場光を発生させるような構成となっている。微小ギャップ2201の値は、数十nm程度である。図21及び図22のいずれの構成を用いた近接場光プローブの場合にも、図18に示した近接場光プローブと同様にサスペンション1601を介してアーム1602に支持されており、近接場光プローブ自体が記録媒体表面から数〜数十nmの距離で浮上するスライダーとして動作するようになっている。
以上のように構成される近接場光プローブを用いた装置構成及び記録、再生の動作については実施例11と同様である。
(Example 13)
In this embodiment, the configuration diagram 18 of the near-field optical probe shown in the embodiment 11 is realized by another configuration.
This near-field optical probe has a configuration in which a minute metal pattern (formed of a metal material such as gold, silver, or aluminum) is formed on a substrate instead of the minute aperture shown in the twelfth embodiment. Examples of the shape of the metal pattern include FIG. 21 and FIG. In the configuration shown in FIG. 21, a minute scatterer (a metal pattern formed of a metal material such as gold, silver, or aluminum) having a size approximately equal to the diameter of the tip of the fiber probe is formed on the transparent substrate in Example 11. In this configuration, near-field light is generated near the metal pattern by collecting and irradiating light.
FIG. 22 is a plan view showing a modification of the transparent substrate used in the near-field optical pickup of the optical memory device according to the present invention.
In the configuration shown in FIG. 22, two
The apparatus configuration and recording / reproducing operations using the near-field optical probe configured as described above are the same as those in the eleventh embodiment.
(実施例14)
図25、図26は本発明に係る光メモリ装置に用いられる近接場光ピックアップの他の実施例を示す概念図である。
本実施例は記録媒体の構成例を示したものであり、図25または図26に示すように、記録媒体本体の外周面または内周面に保護膜2501、2601を設けた構成を有している。
ここで、記録媒体本体とは、図2および図7のように構成された記録媒体のことである。図25に示した構成では、図2の記録媒体の外側表面に、窒化珪素(SiN)やダイヤモンドライクカーボンなどの材料を用いた保護膜を5〜15nm程度の厚みで設けた構成となっている。同様に図26に示した構成では、図7に示した記録媒体500の内周面に、窒化珪素(SiN)やダイヤモンドライクカーボンなどの材料を用いた保護膜を5〜15nm程度の厚みで設けた構成となっている。
このように構成された記録媒体は、図25に示した構成の場合には図2に示した記録媒体を用いて装置を構成させた上記実施例の記録媒体に置き換えて使用され、また図26に示した場合には図7に示した記録媒体500を用いて装置を構成させた上記実施例の記録媒体に置き換えて使用される。これらの記録媒体を用いて装置を構成した場合の記録および再生の動作についても、対応する上記実施例で説明した場合と同様である。
(Example 14)
25 and 26 are conceptual diagrams showing other embodiments of the near-field optical pickup used in the optical memory device according to the present invention.
This embodiment shows a configuration example of a recording medium. As shown in FIG. 25 or FIG. 26, the recording medium main body has a configuration in which
Here, the recording medium main body is a recording medium configured as shown in FIGS. In the configuration shown in FIG. 25, a protective film using a material such as silicon nitride (SiN) or diamond-like carbon is provided on the outer surface of the recording medium in FIG. 2 with a thickness of about 5 to 15 nm. . Similarly, in the configuration shown in FIG. 26, a protective film using a material such as silicon nitride (SiN) or diamond-like carbon is provided on the inner peripheral surface of the
In the case of the configuration shown in FIG. 25, the recording medium configured as described above is used in place of the recording medium of the above embodiment in which the apparatus is configured using the recording medium shown in FIG. In this case, the
100 モータ
101 記録媒体
102 ファイバープローブ
103 対物レンズ
104 ビームスプリッタ
105 コリメートレンズ
106 レンズ
107 フォトダイオード
108 半導体レーザ
109 近接場光ピックアップ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記光学特性が変化する程度のエネルギーの近接場光を照射することによって前記記録媒体に情報の記録を行うための記録手段と、
前記光学特性が変化しない程度のエネルギーの近接場光を照射したときの戻り光によって前記記録情報を読み出すための再生手段とを備えたことを特徴とする光メモリ装置。 A cylindrical recording medium having a recording film whose optical characteristics change in response to energy of an electromagnetic field;
A recording means for recording information on the recording medium by irradiating near-field light with an energy that changes the optical characteristics;
An optical memory device comprising: reproducing means for reading the recorded information by return light when irradiated with near-field light having an energy that does not change the optical characteristics.
前記光学特性が変化する程度のエネルギーの近接場光を照射することによって前記記録媒体に情報の記録を行うための記録手段と、
前記記録膜において透過・散乱された伝搬光を検出して前記記録情報を読み出すための再生手段とを備えたことを特徴とする光メモリ装置。 A cylindrical recording medium having a recording film whose optical characteristics change in response to energy of an electromagnetic field;
A recording means for recording information on the recording medium by irradiating near-field light with an energy that changes the optical characteristics;
An optical memory device comprising: reproducing means for detecting propagation light transmitted and scattered in the recording film and reading the recorded information.
前記モータの出力軸の空間内に設けられ、前記円筒形状の記録媒体における内周面と前記空間と前記出力軸外との間を光が透過できるようにするための透過手段とを備えたことを特徴とする請求項3に記載の光メモリ装置。 An output shaft for rotating the recording medium is hollow, and a motor coaxial with the recording medium;
Provided in the space of the output shaft of the motor, and provided with a transmission means for allowing light to pass between the inner peripheral surface of the cylindrical recording medium and the space and the outside of the output shaft. The optical memory device according to claim 3.
Priority Applications (1)
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JP2004377349A JP2006185492A (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Optical memory device |
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Publications (1)
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