JP4392149B2 - 光情報記憶装置および光学ヘッド - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、記録媒体表面に光を照射して情報アクセスを行う光情報記憶装置、およびそのような情報記憶装置に用いられる光学ヘッドに関する。
背景技術
従来より、音声、画像情報、文字、コンピュータプログラム等を記憶する媒体として、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＰＤ、ＭＯといった光ディスクが知られており、このような光ディスク上に、上述したような光学ヘッドを用いてレーザ光等を集光することによって集光スポットを形成し、その集光スポットを用いて光ディスクにアクセスする光情報記憶装置も知られている。このような光情報記憶装置は、記録媒体が可搬である点や、大容量かつ小型軽量である点で注目されており、近年におけるコンピュータの高性能化に伴い、そのような光情報記憶装置による情報の記憶密度を飛躍的に向上させることが望まれている。
上述したような光情報記憶装置による情報の記憶密度は、光ディスク上での集光スポットサイズが小さいほど高い。そのため、短波長レーザ光源の開発や対物レンズの高ＮＡ化の研究が現在盛んに行なわれており、対物レンズの高ＮＡ化の方法としては、光学顕微鏡における油浸レンズのように、屈折率の高い媒質の中で光を集光させることにより、開口数が１を超えて１．４程度となるような対物レンズを実現する方法が知られている。しかし、レーザ光源の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化では、集光スポットのサイズを飛躍的に小さくすることはできず、従って記憶密度の飛躍的な向上は難しい。また、ピンホールを用いてサイズの小さな集光スポットを物理的に形成する技術も提案されている。しかし、ピンホールを用いる技術では、ピンホールを抜ける光量が少なくて光利用効率が０．１％以下であり、またピンホールに対する集光スポットの位置決めも困難であるため、安定した情報アクセスや高速な情報転送および再生が困難であるという問題がある。また、トラッキング時には、集光スポットとともにピンホールを高速に並進させる必要があるが、ピンホールを高速に移動させる低価格なアクチュエータ等の実現は難しい。
これらの技術に対して、集光スポットサイズよりも小さなマーク長で情報を記録する技術としてレーザパルス磁界変調方式による光磁気記録技術が提案されている。ところが、記憶密度の飛躍的な向上のためには、トラックピッチを狭くすることが不可欠であるところ、上述したような光磁気記録技術ではトラックピッチを狭くすることができないという問題がある。
発明の開示
本発明は、上記事情に鑑み、高い記憶密度での安定した情報アクセスが可能な光情報記憶装置および光学ヘッドを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の第１の光情報記憶装置は、光が照射されることによって情報が少なくとも再生されるトラックを有する記録媒体表面に光を照射して情報のアクセスを行う光情報記憶装置において、
記録媒体を所定の位置に保持する媒体保持部と、
媒体保持部が保持している記録媒体表面に光を照射する光学ヘッドとを備え、
光学ヘッドが、
光を発する光源と、
スリットが設けられた遮光体と、
前記遮光体を、該遮光体のスリットが前記トラックに対して４５°以下の角度で交わるように、前記記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持する遮光体保持部と、
光源から発せられた光を遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
集光手段によってスリット上に集光された光をスリットに沿って移動させる移動手段とを具備するものであることを特徴とする。
本発明の第１の光情報記憶装置は、上記保持部が、上記遮光体を、遮光体のスリットがトラックに対して５°以下の角度で交わるように保持するものであることが望ましい。
また、上記目的を達成する本発明の第２の光情報記憶装置は、光が照射されることによって情報がアクセスされる線状のトラックが表面に所定間隔で複数本設けられた記録媒体表面に光を照射して情報のアクセスを行う光情報記憶装置において、
記録媒体を所定の位置に保持する媒体保持部と、
媒体保持部が保持している記録媒体表面に光を照射する光学ヘッドとを備え、
光学ヘッドが、
光を発する光源と、
スリットが設けられた遮光体と、
前記遮光体を、該遮光体のスリットが前記トラックに対して４５°以下の角度で交わるように、前記記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持する遮光体保持部と、
光源が発した光を遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
集光手段に入射する光の入射角度を変えて、集光手段によってスリット上に集光された光をスリットに沿って移動させる移動手段とを具備し、かつ、
トラックの相互間隔Ｔｐと、集光手段の焦点距離ｆと、移動手段による角度変更の最小変更量Δθと、トラックに対してスリットが交わる角度αとが
Ｔｐ／（ｓｉｎα・ｆ・Δθ）≧１０
なる関係を有するものであることを特徴とする。
ここで、トラックとは、情報が線状に記録されるものであればよく、物理的な溝などとして形成されているものには限定されず、平面上に磁気的あるいは光学的にのみ形成されているものであってもよい。
また、「スリット」とは、光学的な意味でのスリットのことであって、光の光束を所定方向にのみ絞るものであればよく、光を透過する部分がガラスなどの透明物質で埋まっているものであってもよい。
また、遮光体保持部は、レールに沿って移動するキャリッジであってもよく、あるいは所定の視点を中心に回動するスイングアームであってもよい。また、これらのキャリッジやスイングアームは、遮光体が搭載されたスライダを保持するものであってもよい。
本発明の第１および第２の光情報記憶装置によれば、上述した角度でトラックと交わるスリットによって、集光スポットのスリット幅方向のサイズが物理的に小さくなるのでトラックピッチを狭くすることができ、高い記憶密度での情報アクセスができる。特に、レーザパルス磁界変調方式による光磁気記録技術と併用することにより極めて高い記憶密度を実現することができる。また、スリットの長手方向では集光スポットのけられがなく光利用効率のロスがないので光利用効率が高く、十分な光量を記録媒体に照射することができ、安定した情報アクセスおよび高速なデータ転送が可能である。更に、スリット上に集光された光が移動手段によってスリットに沿って移動されるので、トラックに直交する方向ではトラッキングの精度が高くなってきめ細やかなトラッキング制御ができる。
本発明の第１および第２の光情報記憶装置は、上記光学ヘッドの集光手段が、記録媒体のトラックに平行な方向に長い楕円状に光を集光するものであることが好適である。このような楕円状に集光スポットが形成されることにより、トラックに平行な方向について、スリットに対する集光スポットの位置決め精度は緩くてもよい。
また、光学ヘッドの集光手段がこのような楕円状に光を集光するものである場合には、その集光手段が、記録媒体のトラックに直交する方向に母線が向くように遮光体のスリット上に設けられたシリンドリカルレンズを具備し、そのシリンドリカルレンズを通して光を集光するものであることが望ましく、更には、
上記光源が赤外線を発するものであり、
上記遮光体がシリコンからなるものであり、
上記集光手段が、その赤外線を透過する半導体からなるシリンドリカルレンズを具備したものであることが望ましい。
集光スポットを楕円状に形成する集光手段は、シリンドリカルレンズを用いることによって簡易な構造で実現することができる。また、上述した材質の遮光体やシリンドリカルレンズは、フォトエッチング技術などを用いることによって安価かつ大量に製造することができる。
上記目的を達成する本発明の光学ヘッドは、光を発する光源と、
記録媒体表面に対して光を導くスリットが設けられた遮光体と、
光源から発せられた光を遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
集光手段によってスリット上に集光された光をスリットに沿って移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の光学ヘッドが光記憶装置に用いられ、光学ヘッドの遮光体に設けられたスリットと記録媒体のトラックが上述したような角度で交わるように保持されることによって、高い記憶密度での安定した情報アクセスが可能となる。
また、本発明の光学ヘッドは、上記遮光体が、上記スリットとして、スリット幅が、光源から発せられた光の波長の２分の１以下であるスリットが設けられたものであることが望ましく、このような幅のスリットが設けられることによって、スリットから近接場光と称される光が滲みだしてきて微細なスポットが形成され、飛躍的に高い記憶密度での情報アクセスができる。
また、本発明の光学ヘッドは、記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持される、遮光体のスリットに沿ったコイルを備えたものであってもよい。
レーザパルス磁界変調方式による光磁気記録のために必要な磁界を記録媒体表面に発生させるためには、記録媒体表面に対しておよそ１０μｍ程度までコイルを近接させることが必要であり、上述したようなコイルは記録媒体表面に十分に近づけることができる。
以上説明したように、本発明の光情報記憶装置および光学ヘッドによれば、高い記憶密度での安定した情報アクセスが可能である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の光学ヘッドの一実施形態を含む、本発明の光情報記憶装置の一実施形態について説明する。
Ｆｉｇ．１は、光情報記憶装置の一実施形態に含まれる光学ヘッドの正面図であり、Ｆｉｇ．２は、その光学ヘッドの側面図である。
この光学ヘッド１０には、本発明にいう光源の一例である半導体レーザ１１が備えられている。本発明にいう光源としては半導体レーザ１１のほかＬＥＤ等が考えられる。また、この光学ヘッド１０には、本発明にいう移動手段の一例である回動自在なガルバノミラー１２が備えられており、ガルバノミラー１２は所定の回動軸を有する。ガルバノミラー１２の駆動方式は電磁型でもよくあるいは静電型でもよい。
半導体レーザ１１から発せられたレーザ光Ｌは、コリメートレンズ１３によって平行光にされ、ガルバノミラー１２によって反射され、反射ミラー１４によって更に反射されて、本発明にいう記録媒体の一例である光磁気ディスク２０表面へと導かれる。光磁気ディスク２０は、光情報記憶装置の媒体保持部３０によって所定位置に保持された状態で回転される。
また、この光学ヘッド１０には、本発明にいう集光手段および遮光体が搭載されたスライダ１５が備えられており、このスライダ１５は、光磁気ディスク２０の表面から極めて狭い間隔ｄだけ浮上している。スライダ１５に搭載された集光手段によってレーザ光Ｌが光磁気ディスク２０表面に集光されて集光スポットが形成される。スライダ１５の詳細な構造については後述する。
光磁気ディスク２０の表面には、情報が記憶されるトラックが同心円状に設けられており、矢印Ｆ１が示すようにレール１６に沿って光学ヘッド１０が移動することによってスライダ１５が光磁気ディスク２０上を所望のトラックまで移動するシーク動作が行われる。また、矢印Ｆ２が示すようにガルバノミラー１２が回動することによって、集光スポットが所望のトラック上に保持されるいわゆるトラッキング動作が行われる。
Ｆｉｇ．３は、スライダ１５の詳細な構造を示す斜視図である。
このスライダ１５には、集光レンズ１７ａとシリンドリカルレンズ１７ｂが搭載されており、集光レンズ１７ａとシリンドリカルレンズ１７ｂによって、本発明にいう集光手段の一例が構成されている。ここで、シリンドリカルレンズ１７ｂは、光ディスク上のトラックに対して母線が平行となるように搭載されている。また、このスライダ１５には、本発明にいう遮光体の一例である遮光膜１８が形成されており、遮光膜１８にはスリット１８ａが設けられている。また、遮光膜１８に沿って平面コイル１９が設けられている。
Ｆｉｇ．１およびＦｉｇ．２に示す反射ミラー１４によって反射されたレーザ光Ｌは、断面が円形のまま集光レンズ１７ａによって収束され、シリンドリカルレンズ１７ｂによって、光磁気ディスクのトラックに直交する方向にのみ更に収束されて、遮光膜１８のスリット１８ａ上に楕円形の集光スポットが形成される。レーザ光Ｌのうちスリット１８ａを通過した分だけが光磁気ディスク上に照射されるため、集光スポットのサイズはスリット１８ａによって物理的に小さくなる。スリット１８ａの幅Ｗ（Ｆｉｇ．５参照）は、レーザ光の波長の２分の１以下であり、このようなスリット幅Ｗのスリット１８ａが設けられた遮光膜を用いることによって、スリット１８ａからしみ出してくる近接場光により、トラックに直交する方向のサイズが微細なスポットが形成される。その結果、ＳＩＬなどを用いる従来技術では実現不可能なスポットサイズを実現し、飛躍的に高い記録密度を実現することができる。また、スリット１８ａを通過した光が光磁気ディスク上に照射されて情報アクセスに利用されるため、情報アクセスのための光量は十分に得られ、安定した情報アクセスが行われる。
ここでは、レーザーパルス磁界変調方式による光磁気記録技術が採用されており、所定時間間隔のパルス状に変調されたレーザ光Ｌが照射されるとともに、記録される情報に応じて極性が反転する記録磁界が平面コイル１９によって発生されて光ディスク上にマークが形成される。
Ｆｉｇ．４およびＦｉｇ．５は、遮光膜１８のスリット１８ａ周辺の詳細図であり、Ｆｉｇ．４には集光スポットの様子が示されており、Ｆｉｇ．５には、光磁気ディスク上にマークが形成される様子が示されている。
Ｆｉｇ．４およびＦｉｇ．５には、光ディスク上に同心円状に多数設けられているトラック２１の一部分が示されており、トラック２１相互間の境界は平行線で示されている。光ディスクの大きさに対して、トラック２１相互間の間隔やスリット１８ａの長さは十分に小さいので、スリット１８ａ周辺に着目した場合にはトラック２１は十分に直線的であると考えてよい。
Ｆｉｇ．４にはスリット１８ａの中心線ｍが一点鎖線で示されており、スリット１８ａは、トラック２１に対して所定の角度αで交わるように設けられている。上述したように、スリット１８ａ上には楕円状の集光スポットＳが形成され、集光スポットＳの長軸はトラック２１に対して平行である。また、集光スポットＳは、Ｆｉｇ．１およびＦｉｇ．２に示すガルバノミラーが回動することによって回転走査されて、矢印Ｆ３が示すようにスリット１８ａに沿って移動し、これによりトラッキング動作が行われる。つまり、トラッキング動作時には遮光体を動かす必要がない。また、ここでは集光スポットＳが楕円形であるため、集光スポットＳの位置がスリット１８ａの幅方向に相対的にある程度ずれても、スリット１８ａを透過して光ディスク上に照射される光の光量は安定しており、即ち、集光スポットＳの位置決めにはマージンがあるので、情報アクセスが安定している。
ここで、スリット１８ａとトラック２１が交わる角度αについて考察する。
トラック２１のトラックピッチをＴｐとし、Ｆｉｇ．３に示す集光レンズ１７ａおよびシリンドリカルレンズ１７ｂからなる集光光学系の焦点距離をｆとし、Ｆｉｇ．１およびＦｉｇ．２に示すガルバノミラー１２の最少回動によりレーザ光Ｌの進行方向が変更される最少変更角度をΔθとすると、トラックピッチＴｐがガルバノミラー１２の最少回動による集光スポットＳの移動量のいくつ分に相当するかを表すトラッキング誤差精度Ｃは、
Ｃ＝Ｔｐ／（ｓｉｎα・ｆ・Δθ） ・・・（１）
なる関係式で表される。そして、このトラッキング誤差精度Ｃは少なくとも１０以上の値であることが実用上不可欠であるため、
Ｔｐ／（ｓｉｎα・ｆ・Δθ）≧１０
なる関係式を満たす角度αでスリット１８ａとトラック２１が交わる必要がある。
また、現状における光磁気ディスクのトラックピッチＴｐは０．５μｍ程度であり、現状で一般的に求められるトラッキング誤差精度Ｃは１５０程度であり、通常のガルバノミラーによる最少変更角度Δθは１秒程度であり、通常の集光光学系の焦点距離ｆが１ｍｍ程度であることを考慮すると、式（１）から、スリット１８ａとトラック２１が交わる角度αは４５°以下であることが望ましいことがわかる。更に、角度αが５°以下であれば、トラックピッチＴｐが０．１μｍ程度で、かつ、トラッキング誤差精度Ｃが１０００程度であるという極めて高いスペックも実現可能であるので、将来的な技術進歩にも十分に対応することができる。このように角度αを設定することにより、光学ヘッドを構成するガルバノミラーや集光レンズといった光学素子の設定精度の許容度が高くなる。
次に、スリット１８ａを透過した光によって光磁気ディスク上に形成される記録マークについて、Ｆｉｇ．５を参照しながら説明する。
光磁気ディスク上に照射された光は、レーザ光の１パルス毎に光磁気ディスク表面を加熱する。そして、集光スポットＳ内の光強度の分布や、スリット１８ａとトラック２１との交差角度αや、光磁気ディスクの回転速度などが影響した結果として、楕円形領域２１ａが、記録磁場によって極性が反転可能な所定温度となる。ここで、Ｆｉｇ．３に示す平面コイル１９によって記録磁場が発生されることにより、各楕円形領域２１ａ内の極性は記録磁場の極性に応じた極性となる。また、楕円形領域２１ａの位置は、光磁気ディスクの回転に伴って各レーザパルス毎に少しずつずれていくので、記録磁場の極性が一定であると、その記録磁場の極性に応じた極性の領域が１パルス毎に延びていく。そして、記録磁場の極性が反転すると、その時点のレーザパルスによって所定温度になった楕円形領域２１ａ内の極性も反転し、その結果、Ｆｉｇ．５に斜線を付して示したような三日月型の記録マーク２１ｂが残されることとなる。
スリット１８ａを介して光磁気ディスクのトラック２１上に照射される光は、上述したようにトラック幅方向のサイズがスリット１８ａによって物理的に小さくされているため、トラック２１上に形成される三日月型の記録マーク２１ｂのトラック幅方向のサイズも小さく、その分だけトラックピッチを狭くして記録密度を高めることができる。尚、三日月型の記録マーク２１ｂとしては、縦横のサイズが互いに同程度のものが形成される。
上述した角度αを数度以内とし、トラック幅と矩形スリットの短辺の長さとをほぼ等しくするのが最も好ましく、トラック幅方向についてはスポットサイズが微細となる。また、スリットの長さ方向については光量のロスがなくてスポットサイズが微細ではないが、磁界変調によってマークサイズを短くすることできる。更に、スポットをガルバノミラーなどで粗く移動させても、トラック幅方向のトラッキングはきめ細やかに制御できる。
Ｆｉｇ．６は、本実施形態の光情報記憶装置の制御系等を表す概念構成図である。
半導体レーザ１１から出射されコリメートレンズ１３により平行光束にされた光は、偏光ビームスプリッタ４０によって透過光と反射光に分離される。反射光は集光レンズ４１によりフォトディテクタ４２に集光され、半導体レーザの光量モニタや、オートパワーコントロールに用いられる。
偏光ビームスプリッタ４０からの透過光は、ガルバノミラー１２等を経由した後、照射光として、スライダ１５に搭載された集光光学系により光磁気ディスク２０上に集光される。
スライダ１５には平面コイル１９（Ｆｉｇ．３参照）が設けられており、この平面コイル１９によって記憶磁界が発生される。光磁気ディスク２０に記録する情報に応じた入力信号が入力系４３から磁界変調駆動装置４４に入力され、磁界変調駆動装置４４から変調信号が出力される。この変調信号が平面コイル１９に入力されると変調記録磁界が発生する。一方、半導体レーザ１１は、レーザ光をパルス状に発しており、変調記録磁界のもとで光磁気ディスク２０にレーザ光が照射されることにより、上述したような三日月型の記録マークが光磁気ディスク２０上に形成される。このように記録マークが形成されることにより光磁気ディスク２０に情報が記憶される。尚、ここでは、情報読み出しの際にはレーザ光のみが照射されて磁界は発生されないものとする。
偏光ビームスプリッタ４０を透過して光磁気ディスク２０上に照射された光は、光磁気ディスク２０によって反射され、再び偏光ビームスプリッタ４０に到達して更に反射された後、ビームスプリッタ４５によって透過光と反射光に分割される。
ビームスプリッタ４５により反射された光はフォーカシングエラー信号の検出に用いられる。フォーカシングエラー信号の検出方法としては、ナイフエッジ法、非点収差法、スポットサイズ検出法または臨界角法等が考えられ、どの方法で検出を行っても何ら問題ない。このＦｉｇ．６には一例としてナイフエッジ法が示されており、ビームスプリッタ４５により反射された光は、レンズ４６、ナイフエッジ４７を介して２分割フォトディテクタ４８に到達する。２分割フォトディテクタ４８からの信号は差動アンプ４９によって検出され、フォーカシングエラー信号が得られる。このフォーカシングエラー信号がフォーカス制御系５０に入力され、フィードバック信号が、フォーカス制御系５０から、図示を省略したアクチュエータに入力される。このアクチュエータは、Ｆｉｇ．３に示す集光レンズを光磁気ディスク２０に対して垂直な方向に駆動させるものである。
なお、ここではスライダ１５が光磁気ディスク２０の表面に対して浮上しているので、浮上量を適切な手段で安定させることによりフォーカス制御系５０を省略することもできる。
上記ビームスプリッタ４５を透過した光は、トラッキング制御と信号検出に用いられる。ビームスプリッタ４５を透過した光は、ウォラストンプリズム５１により偏光成分が分離され、レンズ５２を経て２分割フォトディテクタ５３に到達する。２分割フォトディテクタ５３からの信号は、差動アンプ５４により光磁気信号として検出されて検出系５５に入力され、この検出系５５によって、光磁気ディスク２０に記憶されていた情報が得られる。
上述したようなトラックを光磁気ディスク２０上に設ける方式としては、ここでは一例として、光磁気ディスク２０上にプリグルーブを設けてトラックの境界として用いる方式が採用されているものとする。このようなプリグルーブを設ける方式では、光磁気ディスク２０表面を平滑にすることができるので、スライダ１５を光磁気ディスク２０表面に十分に近接させることができる。
２分割フォトディテクタ５３からの信号は、和算アンプ５６によって足し合わされ、プリグルーブによって強度変調されたサンプルサーボ信号となってトラッキング制御系５７に入力される。トラッキング制御系５７は、サンプルサーボによるトラッキングエラー信号を検出し、このトラッキングエラー信号に基づいたフィードバック信号に従ってガルバノミラー１２が回動する。その結果、Ｆｉｇ．４等で説明したようにトラッキング動作が行われる。また、ここでは、上述したシーク動作もトラッキング制御系５７によって制御されており、更に、媒体保持部３０による光磁気ディスク２０の回転速度もシーク動作に応じて制御される。
なお、スリット１８ａとトラックとの交差角度αが小さくなると、スリット１８ａからの戻り光が弱くなる。この場合には、プリグルーブに替えて、トラックの位置情報を記録したピットパターンを用いたサンプルサーボ方式が有用である。このサンプルサーボ方式では、通常の再生信号を読み取るのと同様にサーボ信号を読み取る。
上記説明したような構成によって、大容量であり、かつデータ転送速度が高速な光情報記憶装置が実現される。
以下、本発明の光学ヘッドの他の実施形態について説明する。以下説明する実施形態の光学ヘッドは、スライダが異なる点を除いて、Ｆｉｇ．１およびＦｉｇ．２に示す光学ヘッド１０と同様の光学ヘッドであって、上記説明した光情報記憶装置の光学ヘッドとしてそのまま適用することができるものである。
Ｆｉｇ．７は、本発明の光学ヘッドの他の実施形態におけるスライダを示す斜視図であり、Ｆｉｇ．８は、そのスライダの断面図である。
このスライダ６０には、集光レンズ６１ａとシリンドリカルレンズ６１ｂが搭載されており、集光レンズ６１ａおよびシリンドリカルレンズ６１ｂによって、本発明にいう集光手段の一例が構成されている。
また、このスライダ６０には、本発明にいう遮光体の一例である遮光ブロック６２が形成されており、遮光ブロック６２にはスリット６２ａが設けられている。また、遮光ブロック６２の周囲に沿って平面コイル６３が設けられている。
遮光ブロック６２はシリコン結晶で形成されており、シリンドリカルレンズ６１ｂは、遮光ブロック６２にフォトエッチング技術などによってスリット６２ａを設けた後、半導体材料を積層すること等によって形成される。但し、この半導体材料としては、赤外線を透過する性質を有するものが用いられ、光源としては、その赤外線を発する半導体レーザが用いられる。このような材料が用いられたスライダ６０は、フォトエッチング技術などによって大量かつ安価に製造することができ、光学ヘッドや光情報記録装置のコストダウンを図ることができる。
このようなスライダ６０により集光スポットが形成される様子は、Ｆｉｇ．３などを用いた説明と重複するので説明を省略する。
尚、本発明の光情報記憶装置や光学ヘッドでは、光源の短波長化および、シリンダレンズを形成するシリコンに屈折率の高いものを用いることにより、記録マークの微細化や高い光利用効率を実現することができる。また、光源としてＬＥＤを用いることにより光源を十分に高出力化することができ、高速メモリが安価に実現できるよういう利点がある。
また、本発明にいう記録媒体は、光磁気ディスクに限定されるものではなく、レーザ光による補助が用いられる磁気ディスクであってもよい。このような磁気ディスクの場合には、情報再生は磁気ディスク用のＧＭＲヘッドやスピンバルブヘッドが用いられて行われる。そして、これらのヘッドと、上述したスライダとを一体化して用いることができる。さらに、本発明にいう記録媒体は、光テープを用いた光カードであってもよく、この光カードは、直線状の平行トラックを有している。
【図面の簡単な説明】
Ｆｉｇ．１は光情報記憶装置の一実施形態に含まれる光学ヘッドの正面図である。
Ｆｉｇ．２は光情報記憶装置の一実施形態に含まれる光学ヘッドの側面図である。
Ｆｉｇ．３はスライダの詳細な構造を示す斜視図である。
Ｆｉｇ．４は遮光膜のスリット上の集光スポットの様子を示す図である。
Ｆｉｇ．５は光磁気ディスク上にマークが形成される様子を示す図である。
Ｆｉｇ．６は本実施形態の光情報記憶装置の制御系等を表す概念構成図である。
Ｆｉｇ．７は本発明の光学ヘッドの他の実施形態におけるスライダを示す斜視図である。
Ｆｉｇ．８は本発明の光学ヘッドの他の実施形態におけるスライダを示す断面図である。
本発明は、記録媒体表面に光を照射して情報アクセスを行う光情報記憶装置、およびそのような情報記憶装置に用いられる光学ヘッドに関する。
背景技術
従来より、音声、画像情報、文字、コンピュータプログラム等を記憶する媒体として、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＰＤ、ＭＯといった光ディスクが知られており、このような光ディスク上に、上述したような光学ヘッドを用いてレーザ光等を集光することによって集光スポットを形成し、その集光スポットを用いて光ディスクにアクセスする光情報記憶装置も知られている。このような光情報記憶装置は、記録媒体が可搬である点や、大容量かつ小型軽量である点で注目されており、近年におけるコンピュータの高性能化に伴い、そのような光情報記憶装置による情報の記憶密度を飛躍的に向上させることが望まれている。
上述したような光情報記憶装置による情報の記憶密度は、光ディスク上での集光スポットサイズが小さいほど高い。そのため、短波長レーザ光源の開発や対物レンズの高ＮＡ化の研究が現在盛んに行なわれており、対物レンズの高ＮＡ化の方法としては、光学顕微鏡における油浸レンズのように、屈折率の高い媒質の中で光を集光させることにより、開口数が１を超えて１．４程度となるような対物レンズを実現する方法が知られている。しかし、レーザ光源の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化では、集光スポットのサイズを飛躍的に小さくすることはできず、従って記憶密度の飛躍的な向上は難しい。また、ピンホールを用いてサイズの小さな集光スポットを物理的に形成する技術も提案されている。しかし、ピンホールを用いる技術では、ピンホールを抜ける光量が少なくて光利用効率が０．１％以下であり、またピンホールに対する集光スポットの位置決めも困難であるため、安定した情報アクセスや高速な情報転送および再生が困難であるという問題がある。また、トラッキング時には、集光スポットとともにピンホールを高速に並進させる必要があるが、ピンホールを高速に移動させる低価格なアクチュエータ等の実現は難しい。
これらの技術に対して、集光スポットサイズよりも小さなマーク長で情報を記録する技術としてレーザパルス磁界変調方式による光磁気記録技術が提案されている。ところが、記憶密度の飛躍的な向上のためには、トラックピッチを狭くすることが不可欠であるところ、上述したような光磁気記録技術ではトラックピッチを狭くすることができないという問題がある。
発明の開示
本発明は、上記事情に鑑み、高い記憶密度での安定した情報アクセスが可能な光情報記憶装置および光学ヘッドを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の第１の光情報記憶装置は、光が照射されることによって情報が少なくとも再生されるトラックを有する記録媒体表面に光を照射して情報のアクセスを行う光情報記憶装置において、
記録媒体を所定の位置に保持する媒体保持部と、
媒体保持部が保持している記録媒体表面に光を照射する光学ヘッドとを備え、
光学ヘッドが、
光を発する光源と、
スリットが設けられた遮光体と、
前記遮光体を、該遮光体のスリットが前記トラックに対して４５°以下の角度で交わるように、前記記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持する遮光体保持部と、
光源から発せられた光を遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
集光手段によってスリット上に集光された光をスリットに沿って移動させる移動手段とを具備するものであることを特徴とする。
本発明の第１の光情報記憶装置は、上記保持部が、上記遮光体を、遮光体のスリットがトラックに対して５°以下の角度で交わるように保持するものであることが望ましい。
また、上記目的を達成する本発明の第２の光情報記憶装置は、光が照射されることによって情報がアクセスされる線状のトラックが表面に所定間隔で複数本設けられた記録媒体表面に光を照射して情報のアクセスを行う光情報記憶装置において、
記録媒体を所定の位置に保持する媒体保持部と、
媒体保持部が保持している記録媒体表面に光を照射する光学ヘッドとを備え、
光学ヘッドが、
光を発する光源と、
スリットが設けられた遮光体と、
前記遮光体を、該遮光体のスリットが前記トラックに対して４５°以下の角度で交わるように、前記記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持する遮光体保持部と、
光源が発した光を遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
集光手段に入射する光の入射角度を変えて、集光手段によってスリット上に集光された光をスリットに沿って移動させる移動手段とを具備し、かつ、
トラックの相互間隔Ｔｐと、集光手段の焦点距離ｆと、移動手段による角度変更の最小変更量Δθと、トラックに対してスリットが交わる角度αとが
Ｔｐ／（ｓｉｎα・ｆ・Δθ）≧１０
なる関係を有するものであることを特徴とする。
ここで、トラックとは、情報が線状に記録されるものであればよく、物理的な溝などとして形成されているものには限定されず、平面上に磁気的あるいは光学的にのみ形成されているものであってもよい。
また、「スリット」とは、光学的な意味でのスリットのことであって、光の光束を所定方向にのみ絞るものであればよく、光を透過する部分がガラスなどの透明物質で埋まっているものであってもよい。
また、遮光体保持部は、レールに沿って移動するキャリッジであってもよく、あるいは所定の視点を中心に回動するスイングアームであってもよい。また、これらのキャリッジやスイングアームは、遮光体が搭載されたスライダを保持するものであってもよい。
本発明の第１および第２の光情報記憶装置によれば、上述した角度でトラックと交わるスリットによって、集光スポットのスリット幅方向のサイズが物理的に小さくなるのでトラックピッチを狭くすることができ、高い記憶密度での情報アクセスができる。特に、レーザパルス磁界変調方式による光磁気記録技術と併用することにより極めて高い記憶密度を実現することができる。また、スリットの長手方向では集光スポットのけられがなく光利用効率のロスがないので光利用効率が高く、十分な光量を記録媒体に照射することができ、安定した情報アクセスおよび高速なデータ転送が可能である。更に、スリット上に集光された光が移動手段によってスリットに沿って移動されるので、トラックに直交する方向ではトラッキングの精度が高くなってきめ細やかなトラッキング制御ができる。
本発明の第１および第２の光情報記憶装置は、上記光学ヘッドの集光手段が、記録媒体のトラックに平行な方向に長い楕円状に光を集光するものであることが好適である。このような楕円状に集光スポットが形成されることにより、トラックに平行な方向について、スリットに対する集光スポットの位置決め精度は緩くてもよい。
また、光学ヘッドの集光手段がこのような楕円状に光を集光するものである場合には、その集光手段が、記録媒体のトラックに直交する方向に母線が向くように遮光体のスリット上に設けられたシリンドリカルレンズを具備し、そのシリンドリカルレンズを通して光を集光するものであることが望ましく、更には、
上記光源が赤外線を発するものであり、
上記遮光体がシリコンからなるものであり、
上記集光手段が、その赤外線を透過する半導体からなるシリンドリカルレンズを具備したものであることが望ましい。
集光スポットを楕円状に形成する集光手段は、シリンドリカルレンズを用いることによって簡易な構造で実現することができる。また、上述した材質の遮光体やシリンドリカルレンズは、フォトエッチング技術などを用いることによって安価かつ大量に製造することができる。
上記目的を達成する本発明の光学ヘッドは、光を発する光源と、
記録媒体表面に対して光を導くスリットが設けられた遮光体と、
光源から発せられた光を遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
集光手段によってスリット上に集光された光をスリットに沿って移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の光学ヘッドが光記憶装置に用いられ、光学ヘッドの遮光体に設けられたスリットと記録媒体のトラックが上述したような角度で交わるように保持されることによって、高い記憶密度での安定した情報アクセスが可能となる。
また、本発明の光学ヘッドは、上記遮光体が、上記スリットとして、スリット幅が、光源から発せられた光の波長の２分の１以下であるスリットが設けられたものであることが望ましく、このような幅のスリットが設けられることによって、スリットから近接場光と称される光が滲みだしてきて微細なスポットが形成され、飛躍的に高い記憶密度での情報アクセスができる。
また、本発明の光学ヘッドは、記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持される、遮光体のスリットに沿ったコイルを備えたものであってもよい。
レーザパルス磁界変調方式による光磁気記録のために必要な磁界を記録媒体表面に発生させるためには、記録媒体表面に対しておよそ１０μｍ程度までコイルを近接させることが必要であり、上述したようなコイルは記録媒体表面に十分に近づけることができる。
以上説明したように、本発明の光情報記憶装置および光学ヘッドによれば、高い記憶密度での安定した情報アクセスが可能である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の光学ヘッドの一実施形態を含む、本発明の光情報記憶装置の一実施形態について説明する。
Ｆｉｇ．１は、光情報記憶装置の一実施形態に含まれる光学ヘッドの正面図であり、Ｆｉｇ．２は、その光学ヘッドの側面図である。
この光学ヘッド１０には、本発明にいう光源の一例である半導体レーザ１１が備えられている。本発明にいう光源としては半導体レーザ１１のほかＬＥＤ等が考えられる。また、この光学ヘッド１０には、本発明にいう移動手段の一例である回動自在なガルバノミラー１２が備えられており、ガルバノミラー１２は所定の回動軸を有する。ガルバノミラー１２の駆動方式は電磁型でもよくあるいは静電型でもよい。
半導体レーザ１１から発せられたレーザ光Ｌは、コリメートレンズ１３によって平行光にされ、ガルバノミラー１２によって反射され、反射ミラー１４によって更に反射されて、本発明にいう記録媒体の一例である光磁気ディスク２０表面へと導かれる。光磁気ディスク２０は、光情報記憶装置の媒体保持部３０によって所定位置に保持された状態で回転される。
また、この光学ヘッド１０には、本発明にいう集光手段および遮光体が搭載されたスライダ１５が備えられており、このスライダ１５は、光磁気ディスク２０の表面から極めて狭い間隔ｄだけ浮上している。スライダ１５に搭載された集光手段によってレーザ光Ｌが光磁気ディスク２０表面に集光されて集光スポットが形成される。スライダ１５の詳細な構造については後述する。
光磁気ディスク２０の表面には、情報が記憶されるトラックが同心円状に設けられており、矢印Ｆ１が示すようにレール１６に沿って光学ヘッド１０が移動することによってスライダ１５が光磁気ディスク２０上を所望のトラックまで移動するシーク動作が行われる。また、矢印Ｆ２が示すようにガルバノミラー１２が回動することによって、集光スポットが所望のトラック上に保持されるいわゆるトラッキング動作が行われる。
Ｆｉｇ．３は、スライダ１５の詳細な構造を示す斜視図である。
このスライダ１５には、集光レンズ１７ａとシリンドリカルレンズ１７ｂが搭載されており、集光レンズ１７ａとシリンドリカルレンズ１７ｂによって、本発明にいう集光手段の一例が構成されている。ここで、シリンドリカルレンズ１７ｂは、光ディスク上のトラックに対して母線が平行となるように搭載されている。また、このスライダ１５には、本発明にいう遮光体の一例である遮光膜１８が形成されており、遮光膜１８にはスリット１８ａが設けられている。また、遮光膜１８に沿って平面コイル１９が設けられている。
Ｆｉｇ．１およびＦｉｇ．２に示す反射ミラー１４によって反射されたレーザ光Ｌは、断面が円形のまま集光レンズ１７ａによって収束され、シリンドリカルレンズ１７ｂによって、光磁気ディスクのトラックに直交する方向にのみ更に収束されて、遮光膜１８のスリット１８ａ上に楕円形の集光スポットが形成される。レーザ光Ｌのうちスリット１８ａを通過した分だけが光磁気ディスク上に照射されるため、集光スポットのサイズはスリット１８ａによって物理的に小さくなる。スリット１８ａの幅Ｗ（Ｆｉｇ．５参照）は、レーザ光の波長の２分の１以下であり、このようなスリット幅Ｗのスリット１８ａが設けられた遮光膜を用いることによって、スリット１８ａからしみ出してくる近接場光により、トラックに直交する方向のサイズが微細なスポットが形成される。その結果、ＳＩＬなどを用いる従来技術では実現不可能なスポットサイズを実現し、飛躍的に高い記録密度を実現することができる。また、スリット１８ａを通過した光が光磁気ディスク上に照射されて情報アクセスに利用されるため、情報アクセスのための光量は十分に得られ、安定した情報アクセスが行われる。
ここでは、レーザーパルス磁界変調方式による光磁気記録技術が採用されており、所定時間間隔のパルス状に変調されたレーザ光Ｌが照射されるとともに、記録される情報に応じて極性が反転する記録磁界が平面コイル１９によって発生されて光ディスク上にマークが形成される。
Ｆｉｇ．４およびＦｉｇ．５は、遮光膜１８のスリット１８ａ周辺の詳細図であり、Ｆｉｇ．４には集光スポットの様子が示されており、Ｆｉｇ．５には、光磁気ディスク上にマークが形成される様子が示されている。
Ｆｉｇ．４およびＦｉｇ．５には、光ディスク上に同心円状に多数設けられているトラック２１の一部分が示されており、トラック２１相互間の境界は平行線で示されている。光ディスクの大きさに対して、トラック２１相互間の間隔やスリット１８ａの長さは十分に小さいので、スリット１８ａ周辺に着目した場合にはトラック２１は十分に直線的であると考えてよい。
Ｆｉｇ．４にはスリット１８ａの中心線ｍが一点鎖線で示されており、スリット１８ａは、トラック２１に対して所定の角度αで交わるように設けられている。上述したように、スリット１８ａ上には楕円状の集光スポットＳが形成され、集光スポットＳの長軸はトラック２１に対して平行である。また、集光スポットＳは、Ｆｉｇ．１およびＦｉｇ．２に示すガルバノミラーが回動することによって回転走査されて、矢印Ｆ３が示すようにスリット１８ａに沿って移動し、これによりトラッキング動作が行われる。つまり、トラッキング動作時には遮光体を動かす必要がない。また、ここでは集光スポットＳが楕円形であるため、集光スポットＳの位置がスリット１８ａの幅方向に相対的にある程度ずれても、スリット１８ａを透過して光ディスク上に照射される光の光量は安定しており、即ち、集光スポットＳの位置決めにはマージンがあるので、情報アクセスが安定している。
ここで、スリット１８ａとトラック２１が交わる角度αについて考察する。
トラック２１のトラックピッチをＴｐとし、Ｆｉｇ．３に示す集光レンズ１７ａおよびシリンドリカルレンズ１７ｂからなる集光光学系の焦点距離をｆとし、Ｆｉｇ．１およびＦｉｇ．２に示すガルバノミラー１２の最少回動によりレーザ光Ｌの進行方向が変更される最少変更角度をΔθとすると、トラックピッチＴｐがガルバノミラー１２の最少回動による集光スポットＳの移動量のいくつ分に相当するかを表すトラッキング誤差精度Ｃは、
Ｃ＝Ｔｐ／（ｓｉｎα・ｆ・Δθ） ・・・（１）
なる関係式で表される。そして、このトラッキング誤差精度Ｃは少なくとも１０以上の値であることが実用上不可欠であるため、
Ｔｐ／（ｓｉｎα・ｆ・Δθ）≧１０
なる関係式を満たす角度αでスリット１８ａとトラック２１が交わる必要がある。
また、現状における光磁気ディスクのトラックピッチＴｐは０．５μｍ程度であり、現状で一般的に求められるトラッキング誤差精度Ｃは１５０程度であり、通常のガルバノミラーによる最少変更角度Δθは１秒程度であり、通常の集光光学系の焦点距離ｆが１ｍｍ程度であることを考慮すると、式（１）から、スリット１８ａとトラック２１が交わる角度αは４５°以下であることが望ましいことがわかる。更に、角度αが５°以下であれば、トラックピッチＴｐが０．１μｍ程度で、かつ、トラッキング誤差精度Ｃが１０００程度であるという極めて高いスペックも実現可能であるので、将来的な技術進歩にも十分に対応することができる。このように角度αを設定することにより、光学ヘッドを構成するガルバノミラーや集光レンズといった光学素子の設定精度の許容度が高くなる。
次に、スリット１８ａを透過した光によって光磁気ディスク上に形成される記録マークについて、Ｆｉｇ．５を参照しながら説明する。
光磁気ディスク上に照射された光は、レーザ光の１パルス毎に光磁気ディスク表面を加熱する。そして、集光スポットＳ内の光強度の分布や、スリット１８ａとトラック２１との交差角度αや、光磁気ディスクの回転速度などが影響した結果として、楕円形領域２１ａが、記録磁場によって極性が反転可能な所定温度となる。ここで、Ｆｉｇ．３に示す平面コイル１９によって記録磁場が発生されることにより、各楕円形領域２１ａ内の極性は記録磁場の極性に応じた極性となる。また、楕円形領域２１ａの位置は、光磁気ディスクの回転に伴って各レーザパルス毎に少しずつずれていくので、記録磁場の極性が一定であると、その記録磁場の極性に応じた極性の領域が１パルス毎に延びていく。そして、記録磁場の極性が反転すると、その時点のレーザパルスによって所定温度になった楕円形領域２１ａ内の極性も反転し、その結果、Ｆｉｇ．５に斜線を付して示したような三日月型の記録マーク２１ｂが残されることとなる。
スリット１８ａを介して光磁気ディスクのトラック２１上に照射される光は、上述したようにトラック幅方向のサイズがスリット１８ａによって物理的に小さくされているため、トラック２１上に形成される三日月型の記録マーク２１ｂのトラック幅方向のサイズも小さく、その分だけトラックピッチを狭くして記録密度を高めることができる。尚、三日月型の記録マーク２１ｂとしては、縦横のサイズが互いに同程度のものが形成される。
上述した角度αを数度以内とし、トラック幅と矩形スリットの短辺の長さとをほぼ等しくするのが最も好ましく、トラック幅方向についてはスポットサイズが微細となる。また、スリットの長さ方向については光量のロスがなくてスポットサイズが微細ではないが、磁界変調によってマークサイズを短くすることできる。更に、スポットをガルバノミラーなどで粗く移動させても、トラック幅方向のトラッキングはきめ細やかに制御できる。
Ｆｉｇ．６は、本実施形態の光情報記憶装置の制御系等を表す概念構成図である。
半導体レーザ１１から出射されコリメートレンズ１３により平行光束にされた光は、偏光ビームスプリッタ４０によって透過光と反射光に分離される。反射光は集光レンズ４１によりフォトディテクタ４２に集光され、半導体レーザの光量モニタや、オートパワーコントロールに用いられる。
偏光ビームスプリッタ４０からの透過光は、ガルバノミラー１２等を経由した後、照射光として、スライダ１５に搭載された集光光学系により光磁気ディスク２０上に集光される。
スライダ１５には平面コイル１９（Ｆｉｇ．３参照）が設けられており、この平面コイル１９によって記憶磁界が発生される。光磁気ディスク２０に記録する情報に応じた入力信号が入力系４３から磁界変調駆動装置４４に入力され、磁界変調駆動装置４４から変調信号が出力される。この変調信号が平面コイル１９に入力されると変調記録磁界が発生する。一方、半導体レーザ１１は、レーザ光をパルス状に発しており、変調記録磁界のもとで光磁気ディスク２０にレーザ光が照射されることにより、上述したような三日月型の記録マークが光磁気ディスク２０上に形成される。このように記録マークが形成されることにより光磁気ディスク２０に情報が記憶される。尚、ここでは、情報読み出しの際にはレーザ光のみが照射されて磁界は発生されないものとする。
偏光ビームスプリッタ４０を透過して光磁気ディスク２０上に照射された光は、光磁気ディスク２０によって反射され、再び偏光ビームスプリッタ４０に到達して更に反射された後、ビームスプリッタ４５によって透過光と反射光に分割される。
ビームスプリッタ４５により反射された光はフォーカシングエラー信号の検出に用いられる。フォーカシングエラー信号の検出方法としては、ナイフエッジ法、非点収差法、スポットサイズ検出法または臨界角法等が考えられ、どの方法で検出を行っても何ら問題ない。このＦｉｇ．６には一例としてナイフエッジ法が示されており、ビームスプリッタ４５により反射された光は、レンズ４６、ナイフエッジ４７を介して２分割フォトディテクタ４８に到達する。２分割フォトディテクタ４８からの信号は差動アンプ４９によって検出され、フォーカシングエラー信号が得られる。このフォーカシングエラー信号がフォーカス制御系５０に入力され、フィードバック信号が、フォーカス制御系５０から、図示を省略したアクチュエータに入力される。このアクチュエータは、Ｆｉｇ．３に示す集光レンズを光磁気ディスク２０に対して垂直な方向に駆動させるものである。
なお、ここではスライダ１５が光磁気ディスク２０の表面に対して浮上しているので、浮上量を適切な手段で安定させることによりフォーカス制御系５０を省略することもできる。
上記ビームスプリッタ４５を透過した光は、トラッキング制御と信号検出に用いられる。ビームスプリッタ４５を透過した光は、ウォラストンプリズム５１により偏光成分が分離され、レンズ５２を経て２分割フォトディテクタ５３に到達する。２分割フォトディテクタ５３からの信号は、差動アンプ５４により光磁気信号として検出されて検出系５５に入力され、この検出系５５によって、光磁気ディスク２０に記憶されていた情報が得られる。
上述したようなトラックを光磁気ディスク２０上に設ける方式としては、ここでは一例として、光磁気ディスク２０上にプリグルーブを設けてトラックの境界として用いる方式が採用されているものとする。このようなプリグルーブを設ける方式では、光磁気ディスク２０表面を平滑にすることができるので、スライダ１５を光磁気ディスク２０表面に十分に近接させることができる。
２分割フォトディテクタ５３からの信号は、和算アンプ５６によって足し合わされ、プリグルーブによって強度変調されたサンプルサーボ信号となってトラッキング制御系５７に入力される。トラッキング制御系５７は、サンプルサーボによるトラッキングエラー信号を検出し、このトラッキングエラー信号に基づいたフィードバック信号に従ってガルバノミラー１２が回動する。その結果、Ｆｉｇ．４等で説明したようにトラッキング動作が行われる。また、ここでは、上述したシーク動作もトラッキング制御系５７によって制御されており、更に、媒体保持部３０による光磁気ディスク２０の回転速度もシーク動作に応じて制御される。
なお、スリット１８ａとトラックとの交差角度αが小さくなると、スリット１８ａからの戻り光が弱くなる。この場合には、プリグルーブに替えて、トラックの位置情報を記録したピットパターンを用いたサンプルサーボ方式が有用である。このサンプルサーボ方式では、通常の再生信号を読み取るのと同様にサーボ信号を読み取る。
上記説明したような構成によって、大容量であり、かつデータ転送速度が高速な光情報記憶装置が実現される。
以下、本発明の光学ヘッドの他の実施形態について説明する。以下説明する実施形態の光学ヘッドは、スライダが異なる点を除いて、Ｆｉｇ．１およびＦｉｇ．２に示す光学ヘッド１０と同様の光学ヘッドであって、上記説明した光情報記憶装置の光学ヘッドとしてそのまま適用することができるものである。
Ｆｉｇ．７は、本発明の光学ヘッドの他の実施形態におけるスライダを示す斜視図であり、Ｆｉｇ．８は、そのスライダの断面図である。
このスライダ６０には、集光レンズ６１ａとシリンドリカルレンズ６１ｂが搭載されており、集光レンズ６１ａおよびシリンドリカルレンズ６１ｂによって、本発明にいう集光手段の一例が構成されている。
また、このスライダ６０には、本発明にいう遮光体の一例である遮光ブロック６２が形成されており、遮光ブロック６２にはスリット６２ａが設けられている。また、遮光ブロック６２の周囲に沿って平面コイル６３が設けられている。
遮光ブロック６２はシリコン結晶で形成されており、シリンドリカルレンズ６１ｂは、遮光ブロック６２にフォトエッチング技術などによってスリット６２ａを設けた後、半導体材料を積層すること等によって形成される。但し、この半導体材料としては、赤外線を透過する性質を有するものが用いられ、光源としては、その赤外線を発する半導体レーザが用いられる。このような材料が用いられたスライダ６０は、フォトエッチング技術などによって大量かつ安価に製造することができ、光学ヘッドや光情報記録装置のコストダウンを図ることができる。
このようなスライダ６０により集光スポットが形成される様子は、Ｆｉｇ．３などを用いた説明と重複するので説明を省略する。
尚、本発明の光情報記憶装置や光学ヘッドでは、光源の短波長化および、シリンダレンズを形成するシリコンに屈折率の高いものを用いることにより、記録マークの微細化や高い光利用効率を実現することができる。また、光源としてＬＥＤを用いることにより光源を十分に高出力化することができ、高速メモリが安価に実現できるよういう利点がある。
また、本発明にいう記録媒体は、光磁気ディスクに限定されるものではなく、レーザ光による補助が用いられる磁気ディスクであってもよい。このような磁気ディスクの場合には、情報再生は磁気ディスク用のＧＭＲヘッドやスピンバルブヘッドが用いられて行われる。そして、これらのヘッドと、上述したスライダとを一体化して用いることができる。さらに、本発明にいう記録媒体は、光テープを用いた光カードであってもよく、この光カードは、直線状の平行トラックを有している。
【図面の簡単な説明】
Ｆｉｇ．１は光情報記憶装置の一実施形態に含まれる光学ヘッドの正面図である。
Ｆｉｇ．２は光情報記憶装置の一実施形態に含まれる光学ヘッドの側面図である。
Ｆｉｇ．３はスライダの詳細な構造を示す斜視図である。
Ｆｉｇ．４は遮光膜のスリット上の集光スポットの様子を示す図である。
Ｆｉｇ．５は光磁気ディスク上にマークが形成される様子を示す図である。
Ｆｉｇ．６は本実施形態の光情報記憶装置の制御系等を表す概念構成図である。
Ｆｉｇ．７は本発明の光学ヘッドの他の実施形態におけるスライダを示す斜視図である。
Ｆｉｇ．８は本発明の光学ヘッドの他の実施形態におけるスライダを示す断面図である。
Claims (7)
- 光が照射されることによって情報が少なくとも再生されるトラックを有する記録媒体の表面に光を照射して少なくとも情報再生を行う光情報記憶装置において、
前記記録媒体を所定の位置に保持する媒体保持部と、
前記媒体保持部が保持している記録媒体表面に光を照射する光学ヘッドとを備え、
前記光学ヘッドが、
光を発する光源と、
スリットが設けられた遮光体と、
前記遮光体を、該遮光体のスリットが前記トラックに対して４５°以下の角度αで交わるように、前記記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持する遮光体保持部と、
前記光源から発せられた光を前記遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
前記集光手段によってスリット上に集光された光を該スリットに沿って移動させる移動手段とを具備し、
前記遮光体のスリットの寸法は、スリットの長手方向の長さ×ｓｉｎαがトラック幅より長く、スリットの幅が、前記集光手段によって集光される光のスポットサイズよりも狭いことを特徴とする光情報記憶装置。 - 前記遮光体保持部が、前記遮光体を、該遮光体のスリットが前記トラックに対して５°以下の角度で交わるように保持するものであることを特徴とする請求項１記載の光情報記憶装置。
- 前記光学ヘッドの集光手段が、前記記録媒体のトラックに平行な方向に長い楕円状に光を集光するものであることを特徴とする請求項１記載の光情報記憶装置。
- 光が照射されることによって情報が少なくとも再生されるトラックが所定間隔で設けられた記録媒体の表面に光を照射して少なくとも情報再生を行う光情報記憶装置において、
前記記録媒体を所定の位置に保持する媒体保持部と、
前記媒体保持部が保持している記録媒体表面に光を照射する光学ヘッドとを備え、
前記光学ヘッドが、
光を発する光源と、
スリットが設けられた遮光体と、
前記遮光体を、該遮光体のスリットが前記トラックに対して４５°以下の角度αで交わるように、前記記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持する遮光体保持部と、
前記光源が発した光を前記遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
前記集光手段に入射する光の入射角度を変えて、該集光手段によってスリット上に集光された光を該スリットに沿って移動させる移動手段とを具備し、
前記遮光体のスリットの寸法は、スリットの長手方向の長さ×ｓｉｎαがトラック幅より長く、スリットの幅が、前記集光手段によって集光される光のスポットサイズよりも狭く、かつ、
前記トラックの相互間隔Ｔｐと、前記集光手段の焦点距離ｆと、前記移動手段による角度変更の最小変更量Δθと、前記トラックに対して前記スリットが交わる角度αとが
Ｔｐ／（ｓｉｎα・ｆ・Δθ）≧１０
なる関係を有するものであることを特徴とする光情報記憶装置。 - 光を発する光源と、
記録媒体表面に対して光を導くスリットが設けられた遮光体と、
光が照射されることによって情報が少なくとも再生されるトラックが所定間隔で設けられた記録媒体のトラックに対して前記遮光体のスリットが４５°以下の角度αで交わるように該遮光体を、前記記録媒体表面に近接しあるいは接触した位置に保持する遮光体保持部と、
前記光源から発せられた光を前記遮光体のスリット上に集光する集光手段と、
前記集光手段によってスリット上に集光された光を該スリットに沿って移動させる移動手段とを具備し、
前記遮光体のスリットの寸法は、スリットの長手方向の長さ×ｓｉｎαがトラック幅より長く、スリットの幅が、前記集光手段によって集光される光のスポットサイズよりも狭いことを特徴とする光学ヘッド。 - 前記遮光体が、前記スリットとして、スリット幅が、光源から発せられた光の波長の２分の１以下であるスリットが設けられたものであることを特徴とする請求項５記載の光学ヘッド。
- 前記遮光体のスリットの近傍に磁界発生用のコイルを備えたことを特徴とする請求項５記載の光学ヘッド。
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