JP2812849B2 - 光記憶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置、光カ
ード装置、光テープ装置等の光記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスク装置等の光記憶装置で
は、光記録媒体に光ビームを収斂させることにより、光
スポット内に位置する光記録媒体部分に情報の記録を行
い、その部分より情報の再生を行っている。光記録媒体
は回転あるいは走行しているため、光スポットと光記録
媒体の相対速度は通常かなり大きい。その結果、記録再
生特性が低下する。

【０００３】そこで、特開平２−２６３３３３号公報に
開示されている光ヘッド装置では、光記録媒体と光ビー
ムの相対速度を小さくするため、電気光学特性を有する
可変位相板、または、ＡＯ（音響光学）モジュレーター
に光ビームを通すようにしている。可変位相板、また
は、ＡＯモジュレーターに電気的信号を与えると、光ビ
ームは光記録媒体のトラック方向に振動する。これによ
り、光記録媒体と光ビームの相対速度を小さくできるの
で、記録再生特性が改善される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、可変位相板やＡＯモジュレーターの振動
周波数の上限が数ＭＨｚであるため、記録周波数が１０
ＭＨｚ以上である場合、対応できないという問題点を有
している。

【０００５】そこで、光ビームを高周波数で振動させる
ため、写真工業別冊イメージング・パート３、ｐ．２８
〜３５（電子写真学会、１９８８年１２月２０日発行）
に開示されているホログラムスキャナーを利用すること
が考えられる。

【０００６】このホログラムスキャナーは、ホログラフ
ィック・グレーティングを同心円上に配置し、これを回
転させる構成であるので、光ビームを一方向に走査で
き、しかも、走査距離を大きくすることができる。この
ため、レーザービームプリンターに適している。

【０００７】しかしながら、このホログラムスキャナー
の構成では、走査周波数を高くすることは困難であり、
光磁気ディスク装置等の光記憶装置に応用することは難
しい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
記憶装置は、上記の課題を解決するために、光ビーム を
光記録媒体に照射することにより情報の記録または再生
を行う光記憶装置であって、光源と光記録媒体との間の
光路上に配置され、光ビームを回折する回折格子を有す
る回折素子と、回折素子を回転駆動する回転駆動手段と
が備えられており、上記の回折素子では、光ビームの光
路上に位置する回折格子が光記録媒体のトラックの方向
に対して直交する方向に形成されており、回折素子を回
転させることにより、回折した光ビームを光記録媒体の
トラックに沿って振らせ、光記録媒体と光ビームの瞬間
相対速度を小さくすることを特徴としている。

【０００９】請求項２の発明に係る光記憶装置は、上記
の課題を解決するために、請求項１の光記憶装置であっ
て、上記の回折素子はディスク形であり、ディスク面に
回折格子が放射状に形成されていることを特徴としてい
る。

【００１０】請求項３の発明に係る光記憶装置は、上記
の課題を解決するために、請求項１の光記憶装置であっ
て、上記の回折素子は円筒形であり、円筒面に回折格子
が円筒軸方向に形成されていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１の構成によれば、光記録媒体と光ビー
ムの瞬間相対速度が小さいときに、記録または再生を行
えば、正確な記録再生を行うことが可能になる。つま
り、記録再生特性が改善される。しかも、上記の回折素
子では、光ビームの光路上に位置する回折格子が光記録
媒体のトラックの方向に対して直交する方向に形成され
ており、回折素子を回転させることにより、回折した光
ビームを振らせているので、光ビームを光記録媒体のト
ラックに沿って高速に振らすことができる。これによ
り、データ転送速度が速い場合でも、光記録媒体と光ビ
ームの瞬間相対速度を小さくすることが可能になり、記
録再生データの信頼性が向上する。

【００１２】請求項２の構成によれば、上記の回折素子
はディスク形であり、ディスク面に回折格子が放射状に
形成されているので、請求項１の作用に加え、回折素子
の構成が簡素化し、容易に上記の光記憶装置を実現でき
る。

【００１３】請求項３の構成によれば、上記の回折素子
は円筒形であり、円筒面に回折格子が円筒軸方向に形成
されているので、請求項２とほぼ同様の作用がある。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図１２
に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１５】本実施例の光磁気ディスク装置（光記憶装
置）は、図１に示すように、再生クロックを発生させる
再生クロック発生回路１１４と、記録クロックを発生さ
せる記録クロック発生回路１１８と、記録クロックに同
期させて記録データを出力する記録データ発生回路１０
３と、光ビームを出射する半導体レーザー１０６（光
源）と、記録データに応じて半導体レーザー１０６を駆
動する半導体レーザー駆動回路１０４を備えている。

【００１６】半導体レーザー１０６と光磁気ディスク１
１０（光記録媒体）との間の光路上には、光磁気ディス
ク１１０から半導体レーザー１０６への戻り光を阻止す
る偏光子１２０と、光磁気ディスク１１０からの反射光
を再生系に導くビームスプリッター１１１と、光ビーム
を光磁気ディスク１１０のトラックに沿って振らせるデ
ィスク形の回折素子１０８が配置されている。

【００１７】再生系は、検光子１２１と、再生手段１０
９から構成されており、再生手段１０９は、光検出器１
１２と再生回路１１３から構成されている。

【００１８】光磁気ディスク装置は、さらに、回折素子
１０８を回転させるモーター１０７（回転駆動手段）
と、記録データ発生回路１０３からの記録データまたは
再生クロック発生回路１１４からの再生クロックを切り
換えて出力するスイッチ１１５と、スイッチからの記録
データまたは再生クロックに応じてモーター１０７を駆
動するモーター駆動回路１０５（回転駆動手段）を備え
ている。

【００１９】上記の回折素子１０８は、図２に示すよう
に、その外縁付近に、放射状に形成された多数の溝２０
１…（回折格子）を有しており、光ビームが通過する部
分の溝２０１の方向が光磁気ディスク１１０のトラック
１１０ａの方向にほぼ直交するように形成されている。

【００２０】上記の構成において、半導体レーザー１０
６からの光ビームは、偏光子１２０、ビームスプリッタ
ー１１１を通り、回折素子１０８に入射する。

【００２１】光ビームが、図３に示すように、回折素子
１０８の溝２０１と溝２０１との間のランド２０２の左
側部分に入射した場合、光ビームは右に回折し、ランド
２０２の中央部分に入射した場合、光ビームは真っ直ぐ
進み、ランド２０２の右側部分に入射した場合、左に回
折する。

【００２２】したがって、回折素子１０８の回転によっ
て、光ビームがランド２０２を左から右に横切るとき、
光磁気ディスク１１０上の光ビームスポットは、トラッ
ク１１０ａ上を右から左に移動する。

【００２３】同様の理由により、光ビームが溝２０１を
左から右に横切るとき、光磁気ディスク１１０上の光ビ
ームスポットは、トラック１１０ａ上を左から右に移動
する。

【００２４】このように、光ビームがランド２０２とグ
ルーブ２０１を横切る度に、光ビームスポットは光磁気
ディスク１１０のトラック１１０ａに沿って左右に１回
振れる。

【００２５】このため、トラック１１０ａの移動方向に
光ビームが振れるとき、光磁気ディスクと光ビームの瞬
間相対速度が小さくなる。

【００２６】回折素子１０８の回転速度をＮ、回折素子
１０８上の光ビームの半径位置をｒ、溝２０１と溝２０
１との間隔をｄとすると、光ビームの振れの周波数
（Ｆ）は、 Ｆ＝Ｎ×２πｒ／ｄ になる。したがって、Ｎ＝１２０００ｒｐｍ（＝２００
Ｈｚ）、ｒ＝５０ｍｍ、ｄ＝２μｍの場合、Ｆ＝３１．
４ＭＨｚとなる。

【００２７】以上のように、本実施例の回折素子１０８
を用いると、光ビームをトラック１１０ａに沿って高速
に振らすことが可能になる。これにより、記録周波数が
高い場合でも、記録再生特性を改善することができる。

【００２８】以下、本実施例の光磁気ディスク装置の記
録再生について、詳述する。

【００２９】記録を行う場合、スイッチ１１５が記録デ
ータ発生回路１０３側に切り換えられる。これにより、
記録データに同期して、回折素子１０８が回転する。し
たがって、記録データに同期して、光ビームは振れる。
モーター１０７の回転速度は、光ビームの振れの速さが
光磁気ディスク１１０の線速度にほぼ一致するように、
制御される。

【００３０】図４に示すように、光磁気ディスク１１０
上の位置Ｐに記録を行う場合、光ビームを位置Ｐに照射
する。光磁気ディスク１１０上の位置Ｐは、同図（ａ）
から（ｃ）に示すように、光磁気ディスク１１０の回転
により、ｘ方向、つまり左方向に移動している。光ビー
ムを上述のように振らせていると、光ビームと位置Ｐと
の相対瞬間速度が小さくなる。その結果、位置Ｐにおけ
る温度分布Ｔは、同図（ｄ）に示すように、光ビームを
振らせないときの温度分布Ｔ’と比較して、より急峻に
なる。

【００３１】閾値温度（Ｔsh）以上の温度になった部分
では磁化が反転し、記録ドメイン４０１が形成される。
このとき、上述のように温度分布Ｔが急峻であるため、
明瞭な境界を有する均一な記録ドメイン４０１を形成で
きる。すなわち、記録特性を改善できる。

【００３２】なお、上記の説明では、回折素子１０８を
記録データに同期して回転させたが、記録クロックに同
期して回転させてもよい。

【００３３】再生を行う場合、半導体レーザー１０６か
らの光ビームを記録時よりも弱くする。スイッチ１１５
は再生クロック発生回路１１４側に切り換えられる。こ
れにより、再生クロックに同期して、回折素子１０８が
回転する。したがって、再生クロックに同期して、光ビ
ームは振れる。モーター１０７の回転速度は、光ビーム
の振れの速さが光磁気ディスク１１０の線速度にほぼ一
致するように、制御される。

【００３４】図５に示すように、光磁気ディスク１１０
上の位置Ｑにある記録ドメイン４０１の再生を行う場
合、光ビームを位置Ｑに照射する。光磁気ディスク１１
０上の位置Ｑは、図５（ａ）から（ｃ）に示すように、
光磁気ディスク１１０の回転により、ｘ方向、つまり左
方向に移動する。光ビームを上述のように振らせている
と、光ビームと位置Ｑとの相対瞬間速度が小さくなる。
その結果、記録ドメイン４０１からの読み出し信号は、
同図（ｄ）に示すように、大きく急峻になる。換言すれ
ば、高いＳ／Ｎが得られる。

【００３５】光磁気ディスク１１０からの反射光は、ビ
ームスプリッター１１１で反射され、検光子１２１を通
り、光検出器１１２に導かれ、光電変換される。こうし
て得られた読み出し信号は、再生回路１１３に入力さ
れ、振幅検出法やピーク検出法等によってデータが再生
される。

【００３６】以上のように、本実施例の光磁気ディスク
では、高いＳ／Ｎの読み出し信号が得られるので、再生
データの信頼性が向上する。すなわち、再生特性を改善
できる。

【００３７】以上においては、ポジション記録方式の記
録再生について説明したが、エッジ記録方式の記録再生
も行うことができる。

【００３８】エッジ記録方式で記録を行う場合も、回折
素子１０８を記録データまたは記録クロックに同期して
回転させる。モーター１０７の回転速度は、光ビームの
振れの速さが光磁気ディスク１１０の線速度に一致する
ように、制御される。

【００３９】記録クロックの周期を、図６（ａ）に示す
ように、ｔとすると、光ビームは、同図（ｃ）に示すよ
うに、光磁気ディスクのトラック１１０ａ上に等間隔Ｓ
で並んだ位置Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ＋１）、…、Ｐ（ｎ＋
ｍ）を、ｔ毎にジャンプしながら移動する。

【００４０】記録データに応じて、光ビームの強度を同
図（ｂ）のように変調すると、強い光ビームが照射され
た位置Ｐ（ｉ）の温度が上昇し、記録ドメイン４０１…
が形成される。ここで、ｉは｛ｎ，ｎ＋１，…，ｎ＋
ｍ｝のいずれかである。このとき、光磁気ディスク１１
０上の温度分布Ｔは、同図（ｄ）に示すように、光ビー
ムを追従させないときの温度分布Ｔ’と比較して、より
急峻になる。

【００４１】このため、明瞭な境界を有する均一な記録
ドメイン４０１を形成できる。すなわち、記録特性を改
善できる。

【００４２】エッジ記録方式で記録された情報の再生を
行う場合、再生クロックに同期して、回折素子１０８を
回転させる。したがって、光ビームは、再生クロックに
同期して、振れる。モーター１０７の回転速度は、光ビ
ームの振れの速さが光磁気ディスク１１０の線速度に一
致するように、制御される。

【００４３】記録クロックの周期を、図７（ａ）に示す
ように、ｔとすると、光スポットは、同図（ｂ）に示す
ように、光磁気ディスクのトラック１１０ａ上に等間隔
Ｓで並んだ位置Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ＋１）、…、Ｐ（ｎ＋
ｍ）を、ｔ毎にジャンプしながら移動する。

【００４４】その結果、記録ドメイン４０１…からの読
み出し信号は、同図（ｃ）に示すように、大きく急峻に
なる。換言すれば、高いＳ／Ｎが得られる。このため、
読み出し信号を再生クロックに同期して再生すれば、信
頼性の高い再生データ（同図（ｄ））が得られる。すな
わち、再生特性を改善できる。

【００４５】以上の実施例では、回折素子１０８の溝２
０１の断面形状を矩形にしたが、図８〜１０に示すよう
に、円形、波形、三角形にしてもよく、光ビームを回折
できれば、いかなる断面形状でもかまわない。

【００４６】また、図１１に示すように、回折素子１０
８の溝２０１に、ベース１０８ａとは異なる屈折率を有
する部材８０１を充填するようにしてもよい。

【００４７】さらに、図１２に示すように、ディスク形
の回折素子１０８の代わりに、円筒形の回折素子１０８
を用いてもよい。この場合、回折素子１０８の内側円筒
面または外側円筒面の少なくともいずれか一方に、光ビ
ームの回折用の溝（回折格子）を円筒軸に沿って形成し
ておく。

【００４８】また、以上の実施例では、回折素子１０８
を透過型にしたが、これを反射型にしてもよい。反射面
は、回折素子１０８の溝２０１が形成されている側にあ
っても、その反対側にあってもよい。

【００４９】さらに、以上の実施例では、光ビームを記
録データに応じて変調するいわゆる光変調方式の光磁気
ディスク装置について説明したが、外部磁界を変調する
磁界変調方式の光磁気ディスク装置にも応用できる。

【００５０】また、光磁気ディスク装置だけでなく、光
磁気カード装置や光磁気テープ装置にも応用できる。

【００５１】さらに、コンパクトディスク等の凹凸ピッ
トを有する光ディスク、孔明け型光ディスク、相変化型
光ディスク、フォトクロミック型光ディスクなど、さま
ざまな光記録媒体を用い、光ビームにより記録または再
生を行う光再生装置、光記録装置等の光記憶装置に本発
明を幅広く応用できる。

【００５２】それ以上に、光記録媒体の原盤作製時、フ
ォトレジストの露光を本発明に係る光記録装置で行い、
これによってマスター盤を作製し、射出成形、あるいは
密着露光等により複製光記録媒体を作るようにすれば、
信頼性が高い光記録媒体、つまり正確な再生情報が得ら
れる光記録媒体を提供することが可能になる。

【００５３】なお、本発明の記録装置によって記録され
た光記録媒体を、従来の再生装置によって再生しても、
高品質の読み出し信号が得られることは言うまでもな
い。

【００５４】請求項１の発明に対応する光磁気ディスク
装置は、半導体レーザー１０６からの光ビームを回転す
る光磁気ディスク１１０に照射することにより情報の記
録または再生を行う光磁気ディスク装置であって、半導
体レーザー１０６と光磁気ディスク１１０との間の光路
上に配置され、光ビームを回折する溝２０１…を有する
回折素子１０８と、回折素子１０８を回転駆動するモー
ター１０７およびモーター駆動回路１０５とが備えられ
ており、上記の回折素子１０８では、光ビームの光路上
に位置する溝２０１が光磁気ディスク１１０のトラック
１１０ａの方向に対して直交する方向に形成されてお
り、回折素子１０８を回転させることにより、回折した
光ビームを光磁気ディスク１１０のトラック１１０ａに
沿って振らせ、光磁気ディスク１１０と光ビームの瞬間
相対速度を小さくする構成である。

【００５５】したがって、光磁気ディスク１１０と光ビ
ームの瞬間相対速度が小さいときに、記録または再生を
行えば、正確な記録再生を行うことが可能になる。つま
り、記録再生特性が改善される。しかも、回折素子１０
８を回転させることにより、回折した光ビームを振らせ
ているので、光ビームを光磁気ディスク１１０のトラッ
ク１１０ａに沿って高速に振らすことができる。これに
より、データ転送速度が速い場合でも、光磁気ディスク
１１０と光ビームの瞬間相対速度を小さくすることが可
能になり、記録再生データの信頼性が向上する。

【００５６】請求項２の発明に対応する光磁気ディスク
装置は、請求項１の光磁気ディスク装置であって、上記
の回折素子１０８はディスク形であり、ディスク面に溝
２０１…回折格子が放射状に形成されているので、請求
項１の作用効果に加え、回折素子１０８の構成が簡素化
し、容易に上記の光磁気ディスク装置を実現することが
できる。

【００５７】請求項３の発明に対応する光磁気ディスク
装置は、請求項１の光磁気ディスク装置であって、上記
の回折素子１０８は円筒形であり、円筒面に回折格子が
円筒軸方向に形成されているので、請求項２と同様の作
用効果がある。

【００５８】

【発明の効果】請求項１の発明に係る光記憶装置は、以
上のように、光源と光記録媒体との間の光路上に配置さ
れ、光ビームを回折する回折格子を有する回折素子と、
回折素子を回転駆動する回転駆動手段とが備えられてお
り、上記の回折素子では、光ビームの光路上に位置する
回折格子が光記録媒体のトラックの方向に対して直交す
る方向に形成されており、回折素子を回転させることに
より、回折した光ビームを光記録媒体のトラックに沿っ
て振らせ、光記録媒体と光ビームの瞬間相対速度を小さ
くするので、光記録媒体と光ビームの瞬間相対速度が小
さいときに、記録または再生を行えば、正確な記録再生
を行うことが可能になる。つまり、記録再生特性が改善
される。しかも、回折素子を回転させることにより、回
折した光ビームを振らせているので、光ビームを光記録
媒体のトラックに沿って高速に振らすことができる。こ
れにより、データ転送速度が速い場合でも、光記録媒体
と光ビームの瞬間相対速度を小さくすることが可能にな
り、記録再生データの信頼性が向上するという効果を奏
する。

【００５９】請求項２の発明に係る光記憶装置は、以上
のように、請求項１の光記憶装置であって、上記の回折
素子はディスク形であり、ディスク面に回折格子が放射
状に形成されているので、請求項１の効果に加え、回折
素子の構成が簡素化し、容易に上記の光記憶装置を実現
できるという効果を奏する。

【００６０】請求項３の発明に係る光記憶装置は、以上
のように、請求項１の光記憶装置であって、上記の回折
素子は円筒形であり、円筒面に回折格子が円筒軸方向に
形成されているので、請求項１の効果に加え、回折素子
の構成が簡素化し、容易に上記の光記憶装置を実現でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光磁気ディスク装置を示す概略の
構成図である。

【図２】図１の光磁気ディスク装置の回折素子の部分斜
視図である。

【図３】図１の光磁気ディスク装置における、回折素子
による光ビームの振れを示す説明図である。

【図４】図１の光磁気ディスク装置における、ポジショ
ン記録を示す説明図である。

【図５】図１の光磁気ディスク装置における、ポジショ
ン記録された情報の再生を示す説明図である。

【図６】図１の光磁気ディスク装置における、エッジ記
録を示す説明図である。

【図７】図１の光磁気ディスク装置における、エッジ記
録された情報の再生を示す説明図である。

【図８】図２の回折素子の他の例を示す縦断面図であ
る。

【図９】図２の回折素子のその他の例を示す縦断面図で
ある。

【図１０】図２の回折素子のさらにその他の例を示す縦
断面図である。

【図１１】図２の回折素子のさらにその他の例を示す縦
断面図である。

【図１２】図１の回折素子の他の例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０５ モーター駆動回路（回転駆動手段） １０７ モーター（回転駆動手段） １０６ 半導体レーザー（光源） １０８ 回折素子 １１０ 光磁気ディスク（光記録媒体） １１０ａ トラック ２０１ 溝（回折格子）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを光記録媒体に照射することによ
   り情報の記録、再生の少なくともいずれかを行う光記憶
   装置であって、 光源と光記録媒体との間の光路上に配置され、光ビーム
   を回折する回折格子を有する回折素子と、回折素子を回
   転駆動する回転駆動手段とが備えられており、上記の回
   折素子では、光ビームの光路上に位置する回折格子が光
   記録媒体のトラックの方向に対して直交する方向に形成
   されており、回折素子を回転させることにより、回折し
   た光ビームを光記録媒体のトラックに沿って振らせ、光
   記録媒体と光ビームの瞬間相対速度を小さくすることを
   特徴とする光記憶装置。
2. 【請求項２】上記の回折素子はディスク形であり、ディ
   スク面に回折格子が放射状に形成されていることを特徴
   とする請求項１記載の光記憶装置。
3. 【請求項３】上記の回折素子は円筒形であり、円筒面に
   回折格子が円筒軸方向に形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の光記憶装置。