JPH02267733A - 光情報再生方法及び装置 - 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〕 本発明はレーザ光を用いて情報を記録再生する方法及び
その方法を実現する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のレーザ光を用いた情報の再生方法の構成例を第２
図に示す、レーザ２より発した光ビームはレンズ７ａ、
ビームスプリッタ８．レンズ７ｂの順に通過し、情報記
録媒体１の上に光スポット３を形成する。この光スポッ
トは、記録ピット（マーク）４の上に照射され、ここで
反射された光は、再び、レンズ７ｂを通り、ビームスプ
リッタ８．レンズ’／　ｃを介して検出器１１に導かれ
る。

ここで、光スポット：３が記録ピット（マーク）４の丁
度真上に来た時と、光スポット３の中に記録ピット４が
存在しない場合とで、検出器１１へ導かれる反射光の光
量が異なる。そのため、光スポット３が情報記録媒体１
に対して相対的に移動する際、検出器１１で検出される
光量は、記録ビット４の有無に応じて時間的に変化する
。そのため、検出器１１の出力を記録ピットのイｊ°無
、即ち、記録情報と対）、Ｌ：させることができる。

〔発明が解決しようとするＲ題〕

上述したように、従来の光情報再生方法においては、光
スポット３から反射する光の光量の変化を検出している
ため、光スポット３内に同時に複数の記録ビットが入っ
た場合、反射光の変化だけでは記録ビットが判別できな
くなる。そのため、１つの情報を記録するのに必要な面
積は光スポット３の大きさで制限されており、記ｔｈ１
密度を高くすることができなかった。また、それに伴い
光スポット３の相対的な移動の方向の記録密度も大きく
できないため、情報の転送速度は光スポット３の相対的
移動の速度と、光スポット３の大きさによって制約され
ており、＾速度な再生を行うことができなかった。さら
に、情報の再生時に光スポット３の移動方向と垂直な方
向に隣接する記録ピットが、光スポット４の中に同時に
入った場合、本来読み出すべき情報と混同し、判別でき
なくなる（クロストーク）危険性があった。

本発明の目的は、光スポット３の大きさに制限されない
高密度な記録情報の再生を実現する光情報再生方法及び
光情報再生装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は光スポット３の大きさや、光
スポット３の相対的な移動速度に制限されずに面速度な
情報の再生を行う光情報再生方法および光情報再生装置
を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、クロストークの危険のな
い、高速・高密度な光情報再生方法及び光情報記録装置
ｉ’Ｙを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、記録媒体１にレーザ光を照
射して形成される光スポット３の中に少なくとも２つ以
上の記録情報（記録ビット４）が同時に存在するように
し、光スポットからの反射光の空間的な強度分布あるい
は、反射された光の強度の角度分布がその記録情報（記
録ビット４）に応じて変化することを利用して前記記録
情報を再生するようにしたものである。

また、上記１的を達成するために、前記光スポットから
反射される光の強度が空間的に一様でないあるいは種々
の方向に散乱された光の強度が各各界なることを利用し
て、少なくとも２つ以上の記録情報を同時に再生するよ
うにしたものである。

ここで、本発明においては、光スポットを光の回折限界
まで集光することが好ましい。ここで、空間的に一様で
ない強度の分布を持つ光は、レンズ等の光学素子によっ
て光の進行方向の分布とすることもできるため、上記光
の強度が空間的に一様でないことと、種々の方向に散乱
された光の強度が各々異なること、さらに、反射した光
の強度の角度分布が一様でないことは等価である。

ここで、単一の光スポット内に光の干渉を利用してホロ
クラフィックな干渉縞を記録し、反射光の回折方向の変
化を信号として検出する方法が、「光と磁気−その基礎
と応用−」　（礼）１本応用磁気学会、において提案さ
れている。しかし、この方法の場合、光スポットを回折
限界まで集光することができす、また、記録時に複数の
レンズが必要であり、装置が複雑になるという問題があ
った。

本発明の方式においては光スポットは回折限界まで集光
でき、また、記録時の装置構成も従来の方法を変更する
必要がない、さらに、従来のコンパクト・ディスク等に
用いられているリプリケーションプロセスをそのまま用
いることができるため、ＲＯＭとして、情報の大域復製
が容易に行え杭 また、上記目的は単一の光スポット３により複数の記録
情報を同時に再生することにより達成される。

複数の記録情報を同時に再生するために、光スポット内
に少なくも２つ以上の記録情報が存在するようにし１例
えば、検出器１１を複数に分割し、検出器の各部分での
光量を独立して検出するようにしたものである。さらに
、検出器各部分で検出された光量を演算処理し、複数の
記録情報に変換するようにしたものである。

また、上記目的を達成するために、記録ビット（マーク
）４の配列を第５図の様にしたものである。すなわち、
隣接する３つの記録ビット４が、正三角形の頂点となる
ようにし、二次走入格子状の記録ビット４の配列を実現
したものである。

また、上記目的を達成するために、記録再生方式として
光磁気？ＩＣ！録再生録再全方式たものであるにの際、
レーザ光の光路中に１／４波長板を挿入し、光スポット
に照射する光を円偏光とし１反射光の位相の差によって
検出器上での光量分布差ができることを利用して再生す
るようにしたものである。

また、上記目的を達成するために情報の記録媒体１とし
て相変化により屈折率の差が生じることを利用し、反射
光に位相差が生じなる様にしたものである。

また、上記目的を達成するために情報の記録媒体として
媒体の一部を蒸発または溶融することにより、媒体に凹
凸を形成し２反射光に位相差が生じる様にしたものであ
る。

また、上記目的を達成するために情報記録媒体１として
媒体として垂直磁化膜からなるものを用い、媒体の磁化
の方向によって円偏光に対する反射光の位相差が生じる
ことを利用したものである。

さらに、上記目的を達成するために、記録ビット４の上
と記録媒体１上のその他の部分とで反射される光の位相
差δが、その光の波長をλとするとき。

０くδ≦０．４λ となるようにしたものである。

〔作用〕

第１図においてレーザ２から発せられた光は、レンズ７
ａ及びビームスプリッタ８を通過後、対物レンズ７ｂに
よって情報記録媒体１上に集光された光スポット４を形
成する。その光スポット３から反射光はレンズ７ｂによ
って平行光に戻され、ビームスプリッタ８によって反射
され、レンズ７ｃによって多分割検出器６上に集光され
ている。

このとき、光スポット３中４ある記録ビット（マーク）
４によって多分割検出器６上に入射する反射像は変化を
受ける。その様子を第３図に示す６反射像は記録ビット
の有無によって明暗のパターンとなるが、これを例えば
第４図に示すような４分割検出器によって検出し、演算
処理することにより、元の記録情報（マークの有無）が
再現される。

このように、本発明の方法を用いた場合、一つの光スポ
ット３で複数の記録ビット４よりの情報が再生されるた
め、光スポットの大きさに制限されない畠密度な記録情
報の再生を行うことが可能となる。また、この方式は本
質的に並列Ｈ方式であるため大きなデータ転送速度が得
られる。さらに一つの記録情報だけでなく、そのまわり
の情報も同時に検出するため、本質的に隣接記録端株に
よるデータの誤まった読み出しくクロストーク）の危険
性がない。そのため、情報記録媒体上に記録情報をすき
まなく並べることができ、さらに高密度化が図れる。

情報を平面上すきまなく並べる方法としては第５図（ａ
）のように２次元六方格子状に並べる方法がある。ここ
で、同図（ｂ）は多分割光検出器の正面図である。

以上のような再生を実現するための記録媒体としては反
射光に位相差を生じさせる形式のものがよく、例えば光
磁気型、相変化型、穴あけ型がよい。光磁気型の場合は
、レーザ光の光路中に１７４波長板を挿入して、光スポ
ット３として、照射する光を円偏光にするのが良い。何
れの媒体の場合でも記録ビット４で生じる位相の変化は
１／４波長程度がよい。位相差が１／４波長の時反射光
の非対称性が最大になる。位相差が１／２波長の場合は
反射光の強度分布は中心対称となり好ましくない、この
位相差は実用上０．４　波長以上であればよい。

〔実施例〕

以上、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

〈実施例１〉 第１図は本発明の一実施例の構成図である。レーザ２か
ら発せられる光はレンズ７ａ、ビームスプリッタ８を通
り、対物レンズ７ｂによって情報記録媒体１上に集光さ
れ、光スポット３を形成する。媒体上には、記録ビット
４が形成されている。

記録ビット４は、光の入射側から見て、光学的に窪んで
いる。すなわち、記録ビット４で反射された光の位相は
その周りの部分で反射された光と比べて遅れる。この位
相の遅れの鰍は約１／４波長分になるようにビットの光
学的な深さを設定しである。レーザ光の波長は８８０ｎ
ｍであり、開口数０．７のレンズで直径０．９８μｍの
光スポット３を形成する。記録ビット４の直径は０．４
μｍであり、１辺０．５μｍの正方格子上に規則的に配
置されている。すなわち記録密度としては４×１０δｂ
ｉｔ／ｃｄであり、５．２５インチの円板片σ１１に４
．２５ＭＢの情報を記録することが可能である。

これにより従来の方法を用いた場合と較べて約１０倍記
録密度向上がなされている。

このような記録媒体上からの反射光を多分割検出器６の
上の集光した。ここでは多分割検出器６として４分割検
出器を用いている。この検出器６上での光の強度分布と
記録ピット関係は第３図の様になっている。この検出器
６で検出された信号を演算装置１２を用いて演算処理し
、元の情報を再生している。

ビーム情報記録媒体の相対速度が１５　ｍ　／　ｓ、す
なわち情報記録媒体として５．２５インチ円板を用い半
径３０ｍｍ位置で４８００ｒｐｍの回転数で再生した場
合、６０Ｍｂｐｓのデータ転送が実現される。

〈実施例２〉 実施例１において情報記録媒体の記録ビットの配置を２
次元六方格子状とし、最密化した場合の例を第５図に示
す。記録ビットは１辺０．６μｍの正三角形の各頂点に
配置されている。この場合、実施例１と較べて１つの記
録ビット４の直径は大きくできるため、再生信号のＳ／
Ｎすなわち信頼性が向上する。それにもかかわらず記録
密度は、６Ｘ１０δｂｉｔ／ａ＆　と実施例１と較べて
約５０％向上する。データ転送も同時に５０％向上する
。

検出器としては同図（ｂ）のような７分割検出器を用い
る。

〈実施例３〉 第６図は本発明のさらに他の実施例の構成図である。２
波長レーザ２（λ＝３４０　ｎｍ、　６８０ｎｍ）から
発せられた光は、レンズｌａでコリメートされた。ビー
ムスプリッタ１４を通る。この後レーザ光は１７４波長
板１５を通過する。ここで１／４波長１５は波長６８０
ｎｍの光に対して１／４波長になっている。さらに光は
集光レンズ７ｂで集光され、情報記録媒体１上に集光さ
れ、光スポット３を形成する。この情報記録媒体１とし
ては光磁気記録媒体を用いる。また、この集光された光
スポット３の直径は波長６８０ｎｍの光に対しては１μ
ｍ、波長３４０ｎｍの光に対しては０．５μｍである。

この光スポット３からの反射光が多分割検出器６上に集
光されている。

この例において波長６８０ｎｍの光は再生に、波長３４
０ｎｍ光は記録に用いる。まず、再生から詳細に説明す
る。

再生光（６８０ｎｍ）に対しては１／４波長板１５が正
確に１／４の位相差を与えるため、その１／４波長板を
通過して情報記録媒体１に照射される光は、円偏光とな
っている。ところで光磁気記録媒体においてはその上記
録された情報、すなわち磁化の向きに応じて円偏光に対
する反射の位相が異なる。そのため、反射光は干渉によ
って強度が分布を持つ、これを、多分割検出器（例えば
２次元）第１−ダイオードアレイ）６で、検出する。

ここで検出された信号は２次元フーリエ変換処理され　
媒体上での記録パターンを得ることができる。ここでは
記録パターン単位（ｂｉｔ）の大きさを０．３μｍ　Ｘ
　０　、２μｍの大きさにすることが可能であり、同時
スポット３で約１０ｂｉｔの情報を読み出している。

ここで再生光に波長３４０ｎｍの光を使用しないであえ
て波長６８０ｎｍの光を使用していのは一般に光磁気記
録媒体１が６８０程度の長波長側で大きな光磁気効果を
示すからである。波長が３４０ｎｍと短波長の領域にお
いては光磁気効果が小さくなるばかりか、光の吸収が増
加し、反射車が少なくなってしまい、再生信号の品質が
劣化していまい不利である。しかし、このことは、波長
：３４０　ｎ　ｍの光を記録光として用いた場合、記録
感度の而で有利であることを示している。次に記録過程
について説明する。

記録方法は磁界蛮調記録方式を用いる。この方法は、記
録レーザ光を連続的に（ＶＣ的に）照射、情報に応じて
磁界の大きさ、または方向を変えるものであり、記録パ
ターンによる熱的な干渉がなく、また線密度を大きくす
ることができるので本質的に高密度記録に適している。

磁界はコイル１６で発生させる。このコイル１６は±１
５００８の磁界を２０　Ｍ　Ｈｚの速度でスイッチング
させることがａｆ能である。記録時には光スポットの偏
光状態は何の影響も与えないので１７４波長板１５は正
確に１／４波易である必要は全くない。

この方法では記録密度として１．６　Ｘ　１０’ｂｉｔ
／ｄが得られる。データ転送速度としても２００Ｍｂｐ
ｓ程度が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、単一の光スポッ
トにより複数の記録ピットの情報を読み出すことがｏＪ
能となるため、従来の光情報再生方法と比して格段に大
きな記録密度の情報の再生が１ｌＩｆ能となる。さらに
、本質的に並列再生であるためデータ転射速度も大幅に
向上される。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の情報再生装置の模式的がな
構成図、第２図は従来装置の模式的構成図、第３図及び
第４図は本発明の原理説明図、第５図は本発明の他の実
施例の情報記録ピットの配列を示す平面図および光検出
器の受光面の平面図、第６図は本発明のさらに他の実施
例の装置の模式的構成図である。 １・・・情報記録媒体、２・・・レーザ、３・・・光ス
ポット、４・・・記録ピット（マーク）、５・・・反射
像、６・・・多分割検出器、７　ａ　、　７　ｂ　、　
７　ｃ　−レンズ、８゜１４・・・ビームスプリッタ、
１１・・・検出器、１２・・・演算器、１３・・・光ス
ポット移動方向、１５・・・１／４波長板、１６・・・
磁気ヘッド。 第 記 第 ■＝　ＢＸ（で＋Ａ［））十ＢＸＣＸＡＸＤ６　ケ掩ｒ
り糠チｊ九舊 ／２　　；１１Ｔ’Ｒ 鴇 記 カー　スガ＼−・ゾ１゛イ〒之す吃ワテ回第 ダ 図 （α） （ｂン 鵡 口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光を情報記録媒体に照射して形成される光ス
   ポットからの反射光を利用して情報の再生を行う方法に
   おいて、前記光スポット内に同時に少なくとも２つ以上
   の記録情報が存在するようにし、該記録情報によつて前
   記反射光の空間的な強度分布あるいは反射光強度の角度
   分布が変化することを利用して記録情報の再生を行うこ
   とを特徴とする光情報再生方法。 ２、前記光スポットより反射される光の強度が一様でな
   いことを利用して少なくとも２つ以上の記録情報を同時
   に再生することを特徴とする光情報再生方法。 ３、前記反射光の検出器として多分割検出器を用いたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項に記載
   の光情報再生方法。 ４、互いに隣接する３つの記録情報を正三角形の頂点に
   配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第
   ２項に記載の光情報再生方法。 ５、前記記録情報を２次元六方格子状にすきまなく配置
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項
   に記載の光情報再生方法。 ６、前記情報記録媒体として光磁気記録媒体を用い、前
   記レーザ光の光路中に１／４波長板を挿入したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項に記載の光情
   報再生方法。 ７、前記記録媒体として前記記録情報が前記反射光に位
   相差を生じさせるものを用いたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項及び第２項に記載の光情報再生方法。 ８、前記記録情報によつて生じる前記反射光の位相差が
   前記レーザ光の波長の０．４倍を越えない範囲であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の光情報再
   生方法。 ９．前記情報の記録媒体として、光磁気記録媒体、相変
   化型記録媒体、穴あけ型記録媒体の何れかを用いたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項に記載の
   光情報再生方法。 １０、レーザ光を情報記録媒体に照射して形成される光
   スポットからの反射光を利用して情報の再生を行う方法
   において、前記光スポット内に同時に少なくとも２つ以
   上の記録情報が存在するようにし、該記録情報によつて
   前記反射光の空間的な強度分布あるいは反射光強度の角
   度分布が変化することを利用して記録情報の再生を行う
   ことを特徴とする光情報再生装置。