JPH02302946A - 電荷像の記録再生装置 - Google Patents

電荷像の記録再生装置

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JPH02302946A
JPH02302946A JP12260689A JP12260689A JPH02302946A JP H02302946 A JPH02302946 A JP H02302946A JP 12260689 A JP12260689 A JP 12260689A JP 12260689 A JP12260689 A JP 12260689A JP H02302946 A JPH02302946 A JP H02302946A
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高梨 稜雄
Takashi Yamamura
隆 山村
Toshikatsu Shito
市東 敏克
Hiroki Kitamura
宏記 北村
Hiromichi Tai
裕通 田井
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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) 本発明は電荷像の記録再生装置に関する。
′(従来の技術) 各種の情報信号を高い記録密度で記録することについて
の要望が高まるのにつれて、近年になって色々な構成原
理や動作原理に基づいて作られた記録媒体を用いて情報
信号の高密度記録再生が行われるようになったことは周
知のとおりであり、各種の技術分野における高密度記録
再生の要求に応じるために、記録媒体の記録層に情報信
号によって強度変調された記録用ビームを照射すること
により、記録媒体における記録層に情報信号に応じた物
理変化あるいは化学変化を生じさせて情報信号の記録が
行おれるようにした記録媒体についても研究が行われる
ようになった。
近年、安定な動作を行う半導体レーザが容易に得られる
ようになったのに伴い、レーザ光を用いて高密度記録再
生を行うようにした各種の光ディスクが既に実用化され
たり、あるいは実用化のための研究開発が行われている
現状にあることは周知のとおりで、ある。
すなわち、幾何学的な凹部あるいは凸部として形成され
ているピットにより情報信号が記録された原盤から大量
に複製された記録済み光ディスク(再生専用の光ディス
ク)が、例えばビデオ・ディスクやコンパクト・ディス
ク等として、一般の家庭にも普及し始めている他、1回
だけユーザが追シーして記録できる光ディスク(追記型
光ディスク)や消去可能な光ディスクなどが、例えばオ
フィス用ファイルメモリ、その他の用途での実用化のた
lめに盛んに研究開発が行われており、これまでに/′ 追記型の光ディスクあるいは消去可能な光ディスクとし
ても、それらものにおける記録層がレーザ光ビームのス
ポットの加熱作用により、どのような物理的な変化で情
報信号の記録が行われるのかに着目して分類した場合に
、ピット形成型、泡あ、るいは凹凸形成型、光磁気型、
相変化型(熱エネルギにより光の透過率2反射率、吸収
率等に変化が生じる熱変態型)等のように大別できる各
種形式のものが提案されている他、記録、再生動作が先
具外のエネルギを用いて行われるようにする記録媒体に
ついての提案も多くなされており、それらの記録媒体を
用いた記録再生装置についても各種、の提案がなされて
いる。
前記した従来の各種の記録媒体を用いた記録再生装置で
は、高密度記録を行うための装置の構成が複雑、かつ、
大掛かりなものになっており、また、消去可能な記録媒
体も前述のように従来から提案されてはいるが、それが
例えば磁気記録媒体の場合には消去が容易である反面、
高密度記録の点に問題があり、それが例えば光ディスク
の場合には高密度記録が容易であるが簡単な手段で消去
が行えないという問題点があった。
前記の問題点を解決するために本出願人会社では、少な
くとも電荷保持層部材と光導電層部材と電極とを積層し
てなる電荷像記録媒体における光導電層部材に透明電極
を通して記録の対象にされている情報によって強度変調
されている電磁放射線束(例えばレーザ光束)を結像さ
せ、また、前記した透明電極と電荷像記録媒体における
電極との間に電圧を印加しておくことにより、電荷像記
録媒体における光導電層部材に入射されたレーザ光束の
光量に応じて光導電層部材に生じた電気抵抗の変化と対
応して電極間に生じた放電により電荷像記録媒体におけ
る電荷保持層部材に電荷像を形成させるようにし、また
、前記のようにして電荷像記録媒体に記録された電荷像
を光学的または静・霊的な読出し手段によって電気信号
として取出すようにした電荷像の記録再生装置を提案し
ている。
(発明が解決しようとする課題) 第3図は前記した既提案の電荷像の記録再生装置の構成
例を示すブロック図であり、第3図に示、されている既
提案の電荷像の記録再生装置におい、て、Dは電荷像記
録媒体円盤(以下、単に電荷像記録媒体りと記載する)
であり、この第3図中に示されている電荷像記録媒体り
としては、例えば第2図中に示されている電荷像記録媒
体りと同様に、電荷保持層部材CHL(その上に付着し
た電、荷を長時間にわたって保持できるような極めて高
い絶縁抵抗値を有するような材料(例えばシリコン樹脂
)を用いて作られる)と、光変調材層PML(例えばニ
オブ酸すチュウ仏単結晶または液晶を用いて構成された
層)と、光電導層部材PCLと1、電極Eとを基板BP
上に積層□させた構造のものが使用されている。
第3図に示されている電荷像記録媒体りは図示されてい
ない回転駆動機構によって所定の回転数で回転される。
第3図中においてPHは光学ヘッドであって、この光学
ヘッドPHはキャリッジ1によって電荷像記録媒体りの
径方向に移送されるようになされている(キャリッジ1
の詳細な構成については図示が省略されている)。
第3図に示されている光学ヘッドPHにおいて2は半導
体レーザであり、この半導体レーザ2は電荷像の記録再
生装置が記録モードになされている場合には、記録の対
象にされている情報によって強度変調されているレーザ
光を放射してコリメータレンズ3に与え、また、電荷像
の記録再生装置が再生モードになされている場合には一
定の強度のレーザ光を放射してコリメータレンズ3に与
える。
第3図において4〜6はビームスプリッタ、7は対物レ
ンズ(集光レンズ)、8〜10はレンズ、11はシリン
トリカフlレンズ、12〜14は光電変換器、15は透
明電極であって、前記した対物レンズ7は光学ヘッドP
Hにおける自動フォーカス制御系におけるアクチュエー
タACTによって対物レンズの光軸方向に駆動変位され
るようになされており、また透明電極15は電荷像記録
媒体りの表面に対して間隔を有するような状態となるよ
うにしてキャリッジ1に取付けられている。
電荷像記録再生装置が記録モードになされている場合に
、前記した半導体レーザ2から放射されたレーザ光束は
記録の対象にされている情報によって強度変調された状
態になされて、コリメータレンズ3によって平行光にさ
れてから、ビームス′プリッタ4→対物レンズ7→透明
電極15→電荷像記録媒体りの光路によって電荷像記録
媒体りにおける光導電層部材PCLに結像される。
前記した透明電極15と電荷像記録媒体りの電極(第2
図中で符号Eで示されている)との間には電源Vwから
電圧が与えられているから、前記のように記録の対象に
されている情報によって強度変調されているレーザ光束
が光導電体層PCLに入射されていると、光導電体層P
C′Lにおけるレーザ光束が与えられた部分の電気抵抗
値が低下して、その部分で電荷像記録媒体りの電荷保持
層部材CHLとの間で放電が起こり、それによって電荷
像記録媒体りの電荷保持層部材CHLの表面に記録の対
象にされている情報に応じた電荷が付着する。
前記のようにして電荷像記録媒体りの電荷保持層部材C
HLに形成された電荷像は、次のようにして再生できる
。すなわち、電荷像記録媒体りにおける例えばニオブ酸
リチウム結晶のような材料で作られている光変調材層P
MLは、電荷像記録媒体りの電荷保持層部材CHLの表
面に付着している電荷像による電界により、その中を通
過する光の偏光面を変化させるから、電荷像記録再生装
置が再生モードになされた状態において、半導体レーザ
2から放射されて、コリメータレンズ3とビームスプリ
ッタ4とを介して対物レンズ7に与えられた後に対物レ
ンズ7から出射した一定の光強度を有するレーザ光束ガ
、電荷像記録媒体りの光変調材層PMLを往復通過した
後に電荷像記録媒体りからの反射光として再び前記の対
物レンズ7に入射する光は、前記した電荷像記録媒体り
の・電荷保持層部材CHLの表面に形成されている電荷
像と対応して偏光面が変化しているものになっている。
前記した電荷像記録媒体りからの反射−光はビームスプ
リッタ4で反射された後に検光子ALによって光強度が
変化している状態の光となされた後にビームスプリッタ
5に与えられ、ビームスプリッタ5を通過した光はレン
ズ8と円筒レンズ11とを介して4分割光電変換器12
に与えられる。
4分割光電変換器12からの出力信号は周知の非点収差
法による自動フォーカス制御系の制御信号となされる。
また前記したビームスプリッタ5で反射してビームスプ
リッタ6に与えられた光の内で、ビームスプリッタ6を
透過した後にレンズ10を通して光電変換器14に供給
されて光電変換された光電変換器14からの出力信号と
、前記したビームスプリッタ5で反射してビームスプリ
ッタロに与えられた光の内で、ビームスプリッタ6で反
射した後にレンズ9を通して光電変換器13に供給され
て光電変換された光電変換器13からの出力信号とは図
示されていない差動回路に供給されてS/Nの良好な検
出信号として用いられる。
(発明が解決しようとする課題) 前記した記録再生装置では、充分に径♀小さなレーザ光
を使用することにより、高い記録密度の記録再生を簡単
な装置によって実現することが可能である。しかし、電
荷像記録媒体りにおける電極Eと透明電極15の間隔が
情報信号の書込み時に大巾に変化した場合には、電荷像
記録媒体に情報信号を2値記録させるようにしている場
合であっても情報信号が電荷像記録媒体に正しく記録さ
れないということが起こり、特に、記録再生をより一層
高い情報密度で行うために電荷像記録媒体りに対して多
値記録の形態で情報信号の記録が行われる場合には、前
記した電荷像記録媒体りにおける電極と透明電極15と
の間隔がわずかに変化しても正しい多値記録が行われな
いことになるために、前記した透明電極15の位置の調
整はそれぞれ厚さにばらつきのある各電荷像記録媒体毎
に正しく行うことが必要とされるが、前記の透明電極1
5の位置の調整は記録再生装置について行わなければな
らないために微調整が困難であるし、また、前記した透
明電極15と電荷像記録媒体りの電極との間隔が、例え
ば電荷像記録媒体りの面、振れによって変動した場合に
は記録内容に誤りを生じさせてしまう。
すなわち、前記した既提案の電荷像記録再生装置におい
て、電荷像記録媒体りの電荷保持層部材CHLに記録形
成された電荷像における電荷量の分布は、電荷像記録媒
体りの電極Eと透明電極15との間隔が一定な状態で、
前記した両電極E。
15間に電源Vwから一定の電圧Vwを印加している場
合には、電荷像記録媒体りに入射されたレーザ光の強度
変調に対応しているものになされる、しかし、前記した
両電極E、15間に電源Vwから一定の電圧Vwが加え
られている状態において、電荷像記録媒体りの電極Eと
透明電極15との間隔が変動している場合には、電荷像
記録媒体りの電荷保持層部材CHLに記録形成される電
荷像における電荷量の分布は、電荷像記録媒体りに入射
されたレーザ光の強度変調に対応しないものになる。
前記の問題は、電荷像記録媒体りに対する情報信号の記
録が2値記録の形態で行われる場合には余り大きな支障
にはならないが、電荷像記録媒体りに対する情報信号の
記録が多値記録の形態で行われる場合には大間−題とな
る。
それで、前記した第3図示の電荷像記録再生装置におい
て、高速回転されている電荷像記録媒体りの面上に、第
4図示のように、例えば第5図に例示されているような
所謂ウィンチェスタ型浮上磁気ヘッドと同様な構成の浮
上型電極FEを浮上させて、電荷像記録媒体りの電極E
と浮上電極FE(第3図中の透明電極15)との間隔を
一定にさせるようにすることが試みられたが、前記した
浮上電極FEを電荷像記録媒体り上に一定の距離に浮上
させた状態にするのには、電荷像記録媒体Dを定線速度
方式(CL V)に従って高速に回転させなければなら
ず、また、浮上型電極FEの浮上量としても10ミクロ
ン程度しか得られないために、浮上型電極FEを用いる
という解決策は採用し菫い。
前記した透明電極15と電荷像記録媒体りの電極との間
隔が、例えば電荷像記録媒体りの面振れによっても変動
しないようにするための手段としては、特願昭63−1
3252号明細書に記載されているように、電荷像記録
媒体に対する透明電極の位置を静電容量値の変化によっ
て検出し、その検出値を用いて透明電極の位置の自動制
御を行うようにする方式も提案されているが、この既提
案方式はそれの実施に際して複雑な構成が必要とされる
という点が問題になる。
(課題を解決するための手段) 本発明は自動フォーカス制御系のアクチュエータによっ
て光軸方向に駆動変位される対物レンズにより記録の対
象にされている情報を含む電磁放射線を少なくとも電荷
保持層部材と光導電層部材と電極とを積層してなる電荷
像記録媒体における光導電層部材に結像させる手段と、
前記した電荷像記録媒体を所定の電界強度の電界中に位
置させるための電界を前記した電荷像記録媒体における
電極との間に発生させるための可動電極を前記した対物
レンズに対して一体的に連結固着して設ける手段とを備
えている電荷像の記録再生装置を提供するものである。
(作用) 少なくとも電荷保持層部材と光導電層部材と電極とを積
層してなる電荷像記録媒体における光導電層部材に、記
録の対象にされている情報によって強度変調されている
電磁放射線束(例えばレーザ光束)を結像させるための
対物レンズを自動フォーカス制御系のアクチュエータに
よって光軸方向に駆動変位させる。
前記した電荷像記録媒体を所定の電界強度の電界中に位
置させるための電界を前記した電荷像記録媒体における
電極との間に発生させるための可動電極を前記した対物
レンズと一体的に連結固着して設けて、電荷像記録媒体
における電極と可動電極との間隔が一定になされるよう
にする。
それにより、電荷像記録媒体に情報信号が2値記録され
る場合は勿論のこと、電荷像記録媒体に情報信号が多値
記録される場合でも良好な記録状態で記録される。
(実施例) 第1図は本発明の電荷像の記録再生装置の構成例を示す
ブロック図であり、また、第2図は対物レンズと可動電
極との関連構成を示す縦断側面図である。
第1図示の電荷像の記録再生装置において、Dは電荷像
記録媒体円盤(電荷像記録媒体)であり、この第1図中
に示されている電荷像記録媒体りは、第2図中に示され
ている電荷像記録媒体りと同様に、電荷保持層部材CH
L(その上に付着した電荷を長時間にわたって保持でき
るような極めて高い絶縁抵抗値を有するような材料(例
えばシリコン樹脂)を用いて作られる)と、光変調材層
PML′(例えばニオブ酸すチュウム単結晶または液晶
を用いて構成された層)と、光電導層部材PCLと、電
極Eとを基板BP上に積層させた構造のものである。
前記した電荷像記録媒体りは図示されていない回転駆動
機構によって所定の回転数で回転されている。第1図中
においてPHは光学ヘッドであり、この光学ヘッドPH
はキャリッジ1によって電荷像記録媒体りの径方向に移
送されるようになされている(キャリッジ1の詳細な構
成については図示が省略されている)。
第1図に示されている光学ヘッドPHにおいて2は電磁
放射線源として用いられている半導体レーザであり、こ
の半導体レーザ2は電荷像の記録再生装置が記録モード
になされている場合には、記録の対象にされている情報
によって強度変調されているレーザ光を放射してコリメ
ータレンズ3に与え、また、電荷像の記録再生装置が再
生モードになされている場合には一定の強度のレーザ光
を放射してコリメータレンズ3に与える。
第1図において4〜6はビームスプリッタ、7、、、、
 −15− は対物レンズ(集光レンズ)、8〜10はレンズ、11
はシリンドリカルレンズ、12〜14は光電変換器であ
る。
前記した対物レンズ7は光学ヘッドPHにおける自動フ
ォーカス制御系におけるアクチュエータACTによって
対物レンズの光軸方向に駆動変位されるようになされて
おり、前記した対物レンズ7には連結部材16を介して
可動電極Emが一体、的に設けられている。
前記した対物レンズ7に対して連結部材16を介して一
体的に構成させるべき可動電極Emの位置は、例えば次
のようにして定めることができる。
まず、レーザ光束が入射されている対物レンズ7の集光
点の位置に顕微鏡の対物レンズを合焦させ、次に、顕微
鏡の合焦位置が前記した対物レンズ7の集光点の位置か
ら対物レンズの光軸に沿って所定の距離だけ対物レンズ
7側にずれた位置となるように顕微鏡の合焦位置を調整
する。
対物レンズ7の位置はそのままとしておいて、前記のよ
うに調整された顕微鏡の合焦位置に可動、電極Emだけ
を変位させ、可動電極Emをその位置において連結部材
16に固着させるのである。
前記した顕微鏡の像の観察は接眼レンズに取付けたテレ
ビジョンカメラで発生させた映像信号をモニタ受像機で
再生して観察することにより容易に行うことができる。
前記のようにして行われる可動電極Emの位置の設定に
よって、可動電極Emの位置が電荷像記録媒体りの電極
Eから所定の距離に位置された状態となされうろことは
容易に理解できる。
前記した可動電極Emは、対物レンズ7を通過するレー
ザ光に対して透明な透明電極であり、電荷像の記録再生
装置が記録モードとなされた場合には、前記した可動電
極Emと電荷像記録媒体りにおける電極Eとの間に電源
Vwが接続されて、前記した両電極E、 Enn−間に
発生された電界が電荷像記録媒体りに与えられるように
なされる。
電荷像記録再生装置が記録モードになされている場合に
、前記した半導体レーザ2から放射されたレーザ光束は
記録の対象にされている情報によって強度変調された状
態になされて、コリメータレンズ3によって平行光にさ
れてから、ビームスプリツタ4→対物レンズ7→可動電
極Em→電荷像記録媒体りの光路によって電荷像記録媒
体りにおける光導電層部材PCLに結像される。
電荷像記録再生装置が記録モードとなされている状態に
おいては、前記した可動電極Emと電荷像記録媒体りの
電極(第2図中で符号Eで示されている)との間には既
述のように電源Vwから電圧が与えられているから、前
記のように記録の対象にされている情報によって強度変
調されているレーザ光束が光導電体層PCLに入射され
ていると、光導電体層PCLにおけるレーザ光束が与え
られた部分の電気抵抗値が低下して、その部分で□電荷
像記録媒体りの電荷保持層部材CHLとの間で放電が起
こり、それによって電荷像記録媒体りの電荷保持層部材
CHi、の表面に記録の対象にされている情報に応じた
電荷像が形成される。
電荷像記録媒体りの電荷保持層部材CHLに形成された
電荷像の読出し動作は次のようにして行われる。すなわ
ち、電荷像記録媒体りにおける例えばニオブ酸リチウム
結晶のような材料で作られている光変調材層PMLは、
電荷像記録媒体りの電荷保持層部材CHLの表面に形成
されている電荷像による電界により、その中を通過する
光の偏光面を変化させるから、電荷像記録再生装置が再
生モードになされた状態において、半導体レーザ2から
放−射されて、コリメータレンズ3とビームスプリッタ
4とを介して対物レンズ7に与えられた後に対物レンズ
7から出射した一定の光強度を有するレーザ光束が、電
荷像記録媒体りの光変調材層PMLを往復通過した後に
電荷像記録媒体りからの反射光として再び前記の対物レ
ンズ7に入射する光は、前記した電荷像記録媒体りの電
荷保持層部材CHLの表面に形成されている電荷像と対
応して偏光面が変化しているものになっている。
前記した電荷像記録媒体りからの反射光はビームスプリ
ッタ4で反射された後に検光子ALによって光強度が変
化している状態の光となされた後にビームスプリッタ5
に与えられ、ビームスプリー19= ツタ5を通過した光はレンズ8と円筒レンズ11とを介
して4分割光電変換器12に与えられる。
4分割光電変換器12からの出力信号は周知の非点収差
法による自動フォーカス制御系の制御信号となされて、
自動フォーカス制御系のアクチュエータACTに供給さ
れる。
自動フォーカス制御系のアクチュエータACTとしては
周知の構成形態のものを使用することができる。
また、前記した4分割光電変換器1−2からの出力信号
から自動トラッキング制御系の制御信号を発生させて自
動トラッキング制御系のアクチュエ;−夕に供給するよ
うにしてもよい。
また、前記したビームスプリッタ5で反射してビームス
プリッタ6に与えられた光の内で、ビームスプリッタ6
を透過した後にレンズ1oを通して光電変換器14に供
給されて光電変換された光電変換器14からの出力信号
と、前記したビームスプリッタ5で反射してビームスプ
リッタ6に与えられた光の内で、ビームスプリッタ6で
反射壁た後にレンズ9を通して光電変換器13に供給さ
れて光電変換された光電変換器13がらの出力信号とは
、図示されていない差動回路に供給されてS/Nの良好
な検出信号として用いられる。
前記したように本発明の電荷像の記録再生装置において
は、自動フォーカス制御系のアクチュエータACTによ
って光軸方向に駆動変位される対物レンズ7によって集
光されたレーザ光束の集光点は、常に、電荷像記録媒体
りにおける光導電層部材PCLに結像されているから、
対物レンズ7と一体的に構成されている可動電極Emも
前記したレーザ光束の集光点に対して常に一定の距離に
位置しており、したがって、電荷像記録媒体りに面振れ
が生じても可l電極Emと電荷像記録媒体Eとの距離は
一定となされて電荷像記録媒体りを常に所定の電界強度
の電界中に位置させるようにすることができる。
(発明の効果) 以上、詳細に説明−したところから明らかなように、本
発明の電荷像の記録再生装置は、自動フォ−カス制御系
のアクチュエータによって光軸方向に駆動変位される対
物レンズにより記録の対象にされている情報を含む電磁
放射線を少なくとも電荷保持層部材と光導電層部材と電
極とを積層してなる電荷像記録媒体における光導電層部
材に結像させる手段と、前記した電荷像記録媒体を所定
の電界強度の電界中に位置させるための電界を前記した
電荷像記録媒体における電極との間に発生させるための
可動電極を前記した対物レンズに対して一体的に連結固
着して設ける手段とを備えている電荷像の記録再生装置
であるから、この本発明の電荷像の記録再生装置におけ
る可動電極Emは自動フォーカス制御系のアクチュエー
タACTによって光軸方向に駆動変位される対物レンズ
7によって集光されたレーザ光束の集光点に対して常に
一定の距離に位置しており、したがって、電荷像記録媒
体りに面振れが生じても可動電極Emと電荷像記録媒体
Eとの距離は一定となされて電荷像記録媒体りを常に所
定の電界強度の電界中に位、置させるようにすることが
できるのであり、本発明によれば既述した従来の問題点
及び既提案の電荷像の記録再生装置での問題点が良好に
解消でき、また、本発明によれば電荷像記録媒体と可動
電極との距離の設定を光学ヘッド側で容易に行うことが
できる他、可動電極の位置制御が自動フルーカス制御系
のアクチュエータACTによって行われるようになされ
ているために簡単な構成で電荷像記録媒体と可動電極と
の間隔をマイクロメータのオーダで保持させることを可
能にしている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の0t−荷−像の記録再生装置の構成例
を示すブロック図であり、また、第2図は対物レンズと
可動電極との関連構成を示す縦断側面図、第3図及び第
4図は既提案の電荷像の記録再生装置の構成例を示すブ
ロック図、第5図は浮上型電極の斜視図である。 Em・・・可動電極、D・・・電荷像記録媒体、Vw・
・・電源、PCL・・・光導−電層一部材、E・・・電
極、ACT・・・アクチュエータ、2・・・レーザ光源
、3,8,9゜10・・・レンズ、AL・・・検光子、
4〜6・・・ビームスプリッタ、12〜14・・・光電
変換器、15・・・透明電極、16・・・連結部材、 =24−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  自動フォーカス制御系のアクチュエータによって光軸
    方向に駆動変位される対物レンズにより記録の対象にさ
    れている情報を含む電磁放射線を少なくとも電荷保持層
    部材と光導電層部材と電極とを積層してなる電荷像記録
    媒体における光導電層部材に結像させる手段と、前記し
    た電荷像記録媒体を所定の電界強度の電界中に位置させ
    るための電界を前記した電荷像記録媒体における電極と
    の間に発生させるための可動電極を前記した対物レンズ
    に対して一体的に連結固着して設ける手段とを備えてい
    る電荷像の記録再生装置
JP1122606A 1989-05-16 1989-05-16 電荷像の記録再生装置 Expired - Lifetime JP2564937B2 (ja)

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