JPH01100755A - 光磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は磁気記録、再生装置に係り、特に磁気テープを
記録媒体とした光磁気記録再生装置に関する： ［発明の概要］ この発明は、テープ状の記録媒体に記録、再生を行う装
置Ｃ関するもので、光学系に回転多面鏡を導入し記録媒
体上を走査することにより、高速で高密度な記録ができ
るようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、磁気シートあるいは磁気テープのような剛性の低
い記録媒体を利用した記録、再生装置、たとえば、ビデ
オテープレコーダ（ＶＴＲ）やフレキシブルディスク装
置では、磁気ヘッドを記録媒体に接触させて、信号の記
録、再生を行なっている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような磁気ヘッドを利用した記録、再生では、高密
度な記録を行おうとすると次のような問照点があった。

（１）信号を記録媒体上の特定の場所に正確に記録、再
生する手段を有しないために、原理的に記録密度の向上
がむずかしい。

（２）記録密度を上げると、記録信号のピット長に比例
して、また、トラック幅の平方根に比例して、再生信号
品質が低下する。

（３）磁気ヘッドは、記録媒体との接触状態が悪いと再
生信号品質が劣化する。高密度に記録、再生するために
はヘッドの接触状態を常に良好に保たねばならず、技術
的な困難性を持つ。

この他、ヘッドを記録媒体が接触するために、ヘッドあ
るいは記録媒体の摩耗やそれに起因する低信頼性の問題
も存在した。

本発明の目的は上述した従来の問題点を解決し、高密度
の記録・再生が可能な大容量の光磁気記録再生装置を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、走行し案
内溝が設けられたテープ状の光磁気記録媒体の側方にレ
ーザビームを発する固定光学系を、上方に回転多面鏡を
配設すると共に、回転多面鏡の光反射面と光磁気記録媒
体との間に対物レンズを配設し、集光スポットが光磁気
記録媒体上を走査するようにしたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、従来の磁気ヘッドの代わりにレーザービー
ムで記録、再生を行い、上記の問題点の解決を図るもの
である。すなわち、記録媒体に案内溝を形成するのでレ
ーザービームが正確に案内溝をトレースして信号の記録
、再生ができる。そのために記録密度を向上させること
ができる。また光磁気記録ではレーザースポット径を小
さくしても記録、再生信号の品質の劣化がないので高密
度記録が可能である。さらにヘッドと記録媒体とが非接
触なので接触状態による問題を生じないし、摩耗や信頼
性上の問題もない。

このように、本発明によれば、レーザースポットの大き
さまでの非常に高密度な記録、再生が磁気テープで可能
となり、大容量のメモリが実現可能となる。

［実施例］ 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

本発明による光磁気記録再生装置の第１の実施例を第１
図に示す、同図において、テープ状の記録媒体１は剛性
の低い耐熱性の樹脂性フィルム上にＴｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−
Ｆｅ−Ｃｏなどの光磁気記録材料層を蒸着またはスパッ
タリングにより設けたもので、トラッキング用の案内溝
が形成され供給リール１３に−巻かれている。案内溝の
深さはレーザ光の波長の１／８程度である。記録媒体１
は、テープ送りサーボ用光学ヘッド８がトラッキング用
案内溝を検出しテープ移動速度を一定にするようにモー
タ１１によって駆動されるキャプスタン１０で制御され
つつ巻取リール１４に巻き取られる。この際、ピンチロ
ーラ９とガイドローラ１２によって記録媒体１は一定の
力で引っ張られ平面になるように制御される。

回転多面鏡６はモータ７によって一定速度で回転してお
り、テープ状記録媒体１の側方に対向して配設した固定
光学系Ａ２と固定光学系Ｂ３から出たレーザービームは
回転多面鏡６で反射し各々、対物レンズを内蔵したアク
チュエータ４および５に入射し、記録媒体１上に集光さ
れ記録、再生を行なう。アクチュエータ４および５は夫
々固定光学系ＡおよびＢの外匣から伸びるブラケットに
支持され、対物レンズを移動してフオーカスイングやト
ラッキング作用を行う。

次に、第１の実施例における回転多面鏡６の構成例を第
２図に断面図として示す。

回転多面鏡６に記録媒体１に平行なレーザービームを入
射させる場合、記録媒体１に連続的に信号を記録、再生
するためには正ｎ角形回転多面鏡６の中心０と一辺の両
端Ｐ、Ｑとで形成される２等辺３角形の頂角であるｆ　
ＰＯＱを４αとするとき、αを奇数倍した値が４５度に
ならなければならない。例えば、第２図示の例ではα＝
９度で、２等辺３角形の頂角は３６度の正ｌＯ角形の回
転多面鏡６である。

第２図（ａ）で、回転多面鏡６は図の矢印の方向に回転
しており、固定光学系Ａ２からの入射ビームはａ、で反
射され、記録領域Ａ１５は今から走査を始めようとする
瞬間であり、記録領域ＢＩＢについてはす、で反射され
ており走査を終了した瞬間である。回転多面鏡６がさら
に角度α回転した時の様子を第２図（ｂ）に示す。記録
領域Ａ１５においては反射点がａ２に移り丁度中央を走
査しており、記録領域ＢＩＢにおいては回転多面鏡６の
角の部分Ｑでレーザービームが散乱されており記録媒体
１上を走査していない。

さらに、回転多面鏡６が角度α回転すると第２図（ａ）
の場合と逆に、反射点がす、およびａ３となることから
記録領域８１６が走査が開始されるようになり、記録領
域Ａ１５の走査は終了する。

このように、記録領域Ａ１５と記録領域Ｂ１１１に回転
多面鏡６を一定速度で回転させることで交互に信号を記
録することができ、その再生のときに信号に間欠が生じ
ない。

また、記録領域を走査開始する前作の回転多面鏡６の回
転角度α分、例えばレーザビームの照射位置が角の部分
Ｐからａｌあるいはす、に移行する迄の回転に要する時
間分内に、光学ヘッドとしてアクチュエータ４および５
のトラッキングサーボやフォーカスサーボを安定させる
ことができ、安定な記録、再生が可能となる。

尚、上記実施例は記録領域Ａ１５と記録領域８１６とに
交互に連続的に記録する例であるが、記録領域Ａ１５と
記録領域８１６とに同時に記録する場合は、αを偶数倍
した値が４５度になるように回転多面鏡６を構成すれば
よい０例えば、回転多面鏡を正１２角形としα＝７．５
°とする。

第３図に、本発明の第１の実施例に対応した記録媒体１
上の記録状態を示す。ｔαは回転多面鏡６が角度α回転
するのに要する時間である。記録媒体１にその走行方向
に対し傾斜させて直線状に形成された案内溝２８（煩雑
さを避けるため部分的に示す）に従って記録領域Ａ１５
と記録領域ＢＩＢに図の実線示のように順次記録されて
ゆく。１７および１８は夫々上述したアクチュエータ４
および５の安定化領域Ａおよび安定化領域Ｂを示す。

さて、アクチュエータ４および５の対物レンズの焦点距
離をｆｍｍ、回転多面鏡６によりレーザービームの偏向
角を対物レンズ中心線を零として±θ偏向させるとする
と、対物レンズ通過後、記録媒体１上では±ｆ　ｔａｎ
θ走査されることになる。したがって、記録領域の幅δ
は次式で表わされる。

δ＝　２　ｆ　ｔａｎθ（ｆｍｍ）　　　　　　　　　
（１）例えば、ｆ　＝　８　ｍａ＋、θ＝±３．６°と
すると記録媒体１上で±０，５■ふれ、δ＝　１　ｍｍ
となる。この場合、回転多面鏡６がθ回転すると反射光
は２０回転するのでθ＝±３．６°偏向させるためには
α＝１．８°となるように回転多面鏡６を選定すればよ
い。すなわち４α”４Ｘ　　１．８’　＝　７．２°で
あるから２等辺３角形の頂角が７．２°の正５０角形の
回転多面鏡とすればよい。

一般に、光磁気ディスクなどに使用される対物レンズは
、開口数が大きく有効口径が小さい。また、スポット径
も大きくなるのでθをあまり太きくとれない。したがり
て、δ＝ｘ　１　ｒｒｒｍ程度が実現可能な値である。

１個の回転多面鏡を用いた場合の記録領域δは小さい。

そこで、記録媒体１の記録可能な面積を″　有効に記録
領域として使用するためには、第４図（ａ）に示す第２
の実施例の如く回転多面鏡を複数個重ねて用いる。

第４図（ｂ）に示すように回転多面鏡６Ａを半径ＲＡの
円に内接した正多角形、回転多面鏡６Ｂを半径Ｒ１の円
に内接した正多角形とする。これらを図に示すように同
心状に重ねて回転多面鏡群を構成すると距離Ｓだけ離れ
た記録領域も同時に記録できる。ここでＳは次式で表わ
される。

上記の例のように記録領域幅δがＩＩＩＩＩｌｌの場合
には、ｓ　＝　１　ｍｆｆ１として記録、再生を行なえ
ば記録媒体１にむだがない。

このような構成にすれば、記録領域を第１の実施例に比
べて効率的に使用できることの他に、複数の記録領域に
同時に記録、再生できるのでビットレートが向上するこ
とにもなる。

さらに記録媒体１の記録領域を有効に使用するには、第
５図に示す第３の実施例の如く複数の回転多面鏡群を用
いるとよい。第２の実施例では最小の回転多面鏡６Ｂに
よる記録領域より内側の場所は記録領域として使用でき
ず有効利用範囲に制限があるが、本実施例はこれを大幅
に改善するものである。すなわち、回転多面鏡群を複数
個、記録媒体１の走行方向に回転軸を一致させて対向配
置し、それ等を駆動するモータを夫々用意すると共に、
個々の回転多面鏡群の夫々１側方に固定光学系を配置し
て記録媒体１上に効率よく記録できるようにしたもので
ある。第５図示の例ではモータ７Ａとモータ７Ｂの２個
のモータを使用し、各々に回転多面鏡群（６Ａ、６Ｂ）
および（６０゜６Ｄ）の２個を使用した場合を示してい
る。各回転多面鏡による記録領域をδ６Ａないしδ６Ｄ
とし、第５図（ａ）に示すように回転多面鏡６Ａ、回転
多面鏡６Ｂにつづけて回転多面鏡６Ｄと回転多面鏡６Ｃ
によって記録されるように配置すると、第５図（ｂ）に
示すように記録媒体１上に効率よく記録されることにな
る。回転多面鏡６Ａと回転多面鏡６Ｂによって案内溝２
８（点線で示す）に添って同時に記録（実線で示す）さ
れ、つづけて回転多面鏡６Ｄと回転多面鏡６Ｃによって
同時に記録される。これら４木の記録領域は記録媒体１
の走行による移動とともに順次、１つ飛んで次の案内溝
に添って記録、再生をくり返すので記録媒体１の有効記
録領域のむだがないばかりか、案内溝２８が非常に単純
なバタンとなる特徴を持つ。

ここで、本実施例につき具体的にビットレート１００Ｍ
ｂｐ≦のＴＶ傷信号記録、再生する場合について−説明
する。焦点比ｍ　ａ　ｍｏ＋の対物レンズを使用して、
記録媒体１上で±０．５ｍｍ幅の領域（δ＝１ｍｍ）に
記録、再生を行なうためには前述の如く対物レー　ンズ
への入射ビームを±３．６°偏向させる必要がある。し
たがってα＝１．８°となり正５０角形の断面をした回
転多面鏡となる。

記録領域δｍｖａにｔｕｓｅｃで記録、再生を行ない、
記録ビット長を２μｍとするとビットレートｂ　Ｍｂｐ
ｓは次式となる。

上式で、１＝１　μｍ　、　　ｔ＝１００　μｓｅｃ　
、　ｓ＝＝１ｍｍとするとビットレートはｂ　＝　１０
Ｍｂｐｓとなる。

さて、１個のモータ当りの回転多面鏡群に用いる多面鏡
の数をｍ個、この多面鏡群をｎ系統１意し記録、再生を
行なうことにすれば次式で示″すトータルビットレート
ｂ、ｒが実現できる。

ｂｙ　＝　ｂ−ｍ−ｎ　　（Ｍｂｐｓ）　　　　　　（
４）例えば、１群につき回転多面鏡を５個使用し、これ
を２系統用いる（第５図示の場合２個のモータの各々に
２個の回転多面鏡を配しであるが、これを各々のモータ
につき５個の回転多面鏡を配する）ことにすれば、トー
タルビットレートは１００Ｍｂｐｓとなる。

この場合、記録媒体１のテープ幅Ｗは次式となる。

Ｗ≧ｓ−ｍ−ｎ　　　（ｍｍ）　　　　　　　　（５）
ここで、ｍ＝５、ｎ＝２なのでテープ幅は１０ｍｍ以上
あればよいことになる。

テープ速度ｖ　Ｔ（ｃｍ／ｓ）は、トラックピッチをｔ
ｐμｍとすると次式で表わせる。

上式で、ｔｐ　＝２ｐｒｎ　％ｔ＝１００　μｓｅｃ　
、　ｎ＝２とするとｖ丁＝４ｃｍ／ｓとなる。したがっ
て、１時間記録を行なうテープ長としては１４４　ｍと
なる。

また、回転多面鏡の回転数は、２αの角度を回転するの
にｔｕｓｅｃかかるので毎分の回転数Ｒは次式となる。

上式に、ａ　＝　１．８°、ｔ　＝　１００　μｓｅｃ
を代入するとＲ＝　８０００ｒｐＵａとなる。

以上まとめると、ビットレート１００ＭｂｐｓのＴＶ傷
信号記録、再生するためには、幅１０ｍｍのテープ状記
録媒体１を毎秒４ｃｍの速さで移動させ、光学ヘッドと
しては２系統用意し、！系統につぎ回転多面鏡を５個有
する回転多面鏡群を夫々モータで駆動するようにする。

また、回転多面鏡は毎分６０００回転で回転させればよ
いことになる。

なお、上述した実施例にあっては、１個の回転多面鏡に
つき１本のレーザビームを照射するようにしたが、これ
はトータルビットレートを増大させるためには複数本の
レーザビームを照射するようにしてもよいことはいうま
でもない。

例えば、上述の１００Ｍｂｐｓのビットレートを得るに
は５木のレーザビームを発する固定光学系を２系統用意
し、夫々がモータで駆動される回転多面鏡を２個対向配
置し、１個の回転多面鏡につき５木のレーザビームを照
射するのである。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来
の磁気ヘッドを使用したＶＴＲに比べて高密度な記録が
可能となる。例えば、商品化されている４：２：２のデ
ィジタルＶＴＲの１ビット面積が２０μｍ２必要とする
のに対して本発明では、１ビット当り２μｍ２以下の記
録密度が達成できる。現在、半導体レーザーの短波長化
が進められており、今後さらに記録密度の向上が期待で
きる。また、ヘッドが記録媒体に接触しないためにヘッ
ドや記録媒体の摩耗、その結果生じる信頼性の低下とい
った問題から開放されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図、第２図は
本発明の第１の実施例における回転多面鏡の構成および
走査の様子を示す説明図、第３図は本発明の第１の実施
例における記録媒体上の記録状態を示す平面図、 第４図は本発明の第２の実施例の部を示す平面図および
回転多面鏡の平面図、 第５図は本発明の第３の実施例を示す平面図およびその
記録媒体上の記録状態を示す平面図である。 １・・・記録媒体、 ２　（２Ａ、２Ｂ）　、　３・・・固定光学系、４．５
・・・アクチュエータ、 ６　（６Ａ、８８．６Ｃ，６Ｄ）・・・回転多面鏡、７
　（７Ａ、７Ｂ）　・・・モータ、 ８・・・テープ送りサーボ用光学ヘッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行し案内溝が設けられたテープ状の光磁気記録媒体の
   側方にレーザビームを発する固定光学系を、上方に回転
   多面鏡を配設すると共に、該回転多面鏡の光反射面と光
   磁気記録媒体との間に対物レンズを配設し、集光スポッ
   トが光磁気記録媒体上を走査するようにしたことを特徴
   とする光磁気記録再生装置。