JPH08321070A - 光記録媒体の再生方法及び再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査型プローブメモリ技術を採用した光記録
媒体において、より簡単な構造で複数のプローブにより
複数のチャンネルを同時に再生する。 【構成】 光記録媒体７上を複数のプローブ１で走査す
ることにより、各プローブ１に対応するチャンネルに記
録された情報を同時に再生する方法であり、タイミング
クロック発生回路４からのタイミングクロックによって
分周された光パルスを光源２から各プローブ１に導入
し、これによって得られた光を光検出器６によって検出
し、得られた電気信号をタイミングクロック発生回路４
からのタイミングクロックによって分周器５で分周する
ことにより、各プローブ１に対応するチャンネルに記録
された情報の再生出力信号を得ることを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プローブで走査するこ
とにより超高密度に情報が記録された光記録媒体から情
報を再生する再生装置及び再生方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピューターの高速化やビデオ
画像のデジタル化に伴い、より大容量の情報が記録でき
る装置やメディアが強く望まれている。光記録における
記録密度は、記録媒体に照射するレーザースポットの大
きさによって制限されるが、近年光の回折限界によって
決定されるレーザースポットよりも小さいスポットによ
り超高密度に情報の記録・再生を行う技術として、いわ
ゆる走査型プローブメモリの技術が提案されている（例
えば、光メモリシンポジウム’９４論文集ＭｏＢ１
ｐ．１３、第５５回応用物理学会学術講演会予稿集第０
分冊 講演番号２０ｐ−Ｄ−４ ｐ．１２０４）。

【０００３】図５は、このような走査型プローブメモリ
の一種であるフォトンＳＴＭ型メモリにおける記録再生
原理を説明するための模式図である。図５に示されるよ
うに、ガラス製プローブ１０の先端部である微小開口部
１０ａの部分を除き、ガラス製プローブ１０の表面には
金属膜コート１１が設けられている。このようなプロー
ブ１０は、光記録媒体１４の媒体表面１４ａに対し数百
Å〜数千Åの距離まで近づき、媒体表面１４ａ上を走査
することにより情報の記録または再生が行われる。プロ
ーブ１０に入射光１２が導入されると、微小開口部１０
ａからエバネッセント波が発生し、エバネッセント場１
３が形成される。このようなエバネッセント場１３の作
用により、光記録媒体１４の媒体表面１４ａの記録層に
何らかの変化が生じ情報が記録される。

【０００４】また再生時には、同様にして光記録媒体１
４の媒体表面１４ａ上をプローブ１０が走査するが、プ
ローブ１０の微小開口部１０ａから発生するエバネッセ
ント場１３と媒体表面１４ａとの相互作用により光が媒
体中にとりこまれ伝達される。この光を検出することに
より再生を行うことができる。一般にエバネッセント場
１３中に屈折率が異なる領域が存在すると、その境界で
エバネッセント場が実光子へと変化して光としてとりこ
まれるので、例えば記録層の記録領域に屈折率の異なる
部分を形成しておくことにより、このような屈折率の異
なる部分で光がとりこまれて、これを再生信号として捉
えることができる。

【０００５】このような走査型プローブメモリにおい
て、記録密度は主にプローブ先端の開口部の大きさによ
って決定される。従って、先端部を鋭くして開口部を小
さくすることにより、原理的には幾らでも高密度化を図
ることができる。従って、プローブ先端部に光の回折限
界よりも小さな開口部を形成することにより、光の回折
限界により制限されていた従来の記録再生方式よりも高
い密度で記録及び再生を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような走査型プロ
ーブメモリでは、一般に情報の転送速度が遅いことが大
きな問題となっている。このような問題を解決する方法
の一つとして、複数のプローブを用いて並列に情報の記
録または再生を行う方式が考えられる。このような方式
によれば、複数のプローブを用いることにより、各プロ
ーブに対応する複数のチャンネルを同時に記録または再
生することができるので、プローブの数だけ転送速度を
向上させることができる。

【０００７】図６は、このような複数のプローブを用い
たフォトンＳＴＭ型メモリの再生装置の一例を示す模式
図である。図６を参照して、光記録媒体１７の媒体表面
１７ａには６つのプローブ１１が並列に設けられてい
る。各プローブ１１は、媒体表面１７ａの記録層の各チ
ャンネルに対応するように設けられている。各プローブ
１１の上方には、各プローブ１１に光を導入するための
光源１２がそれぞれ設けられている。光源１２は、光源
駆動系１３により駆動制御される。光源１２は、６つの
プローブ１１にそれぞれ対応し、それぞれのプローブ１
１に対し異なる波長λ１〜λ６の光を与える。

【０００８】各プローブ１１の先端部からエバネッセン
ト波が生じ、このエバネッセント波と媒体表面１７ａの
記録層との相互作用により、波長λ１〜波長λ６の各プ
ローブ１１に対応した光が媒体中にとりこまれる。光検
出部においては、ダイクロイックミラー１８ａ〜１８ｅ
が設けられている。ダイクロイックミラー１８ａにより
波長λ１の光が反射され、光検出器１６ａによって検出
され、出力１が取り出される。同様にダイクロイックミ
ラー１８ｂで波長λ２の光が反射され、ダイクロイック
ミラー１８ｃで波長λ３の光が反射され、ダイクロイッ
クミラー１８ｄで波長λ４の光が反射され、ダイクロイ
ックミラー１８ｅで波長λ５の光が反射され、それぞれ
光検出器１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び１６ｅで検出さ
れ、出力２〜出力５として取り出される。また波長λ６
の光はダイクロイックミラー１８ｅを通過し光検出器１
６ｆによって検出され出力６として取り出される。

【０００９】以上のように、図６に示すフォトンＳＴＭ
型メモリの再生方法では、各プローブに異なる波長光を
用い、検出器側では、ダイクロイックミラー等で異なる
波長の光毎に分離し、これを検出している。これは、プ
ローブ先端部の大きさがサブミクロン以下であり、また
プローブの間隔が通常１０ミクロン以下であり、光検出
器の大きさが通常１ｍｍ程度であるため、各プローブか
らの光を個別に検出することが極めて困難であるからで
ある。

【００１０】従って、複数のプローブを設けて複数のチ
ャンネルを同時に再生する方式は、再生の際の情報の転
送速度の向上には有効であるが、各プローブ毎に異なる
波長の光を用い、これらの波長の光を検出器側において
分離して検出しなければならず、装置が複雑で大型化す
るという問題があった。また検出器側において多数の光
学素子を用いる必要があり、光の損失によりＳＮ比が低
下するおそれがあった。

【００１１】本発明の目的は、より簡単な構造で複数の
プローブにより複数のチャンネルを同時に再生すること
ができる光記録媒体の再生方法及び再生装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の再生方法は、光
記録媒体上を複数のプローブで走査することにより、各
プローブに対応するチャンネルに記録された情報を同時
に再生する方法であり、タイミングクロックによって分
周された光パルスを該光パルス毎に定められた各プロー
ブに導入する工程と、光パルスが導入された各プローブ
の先端部と、光記録媒体の媒体表面との間で生じる相互
作用により得られた光を検出し、電気信号に光電変換す
る工程と、電気信号をタイミングクロックによって分周
することにより各プローブに対応するチャンネルに記録
された情報として各チャンネルからの再生出力信号を得
る工程とを備えている。

【００１３】また本発明の再生装置は、光記録媒体上を
プローブで走査することにより光記録媒体のチャンネル
に記録された情報を再生するための装置であり、光記録
媒体の複数のチャンネルを同時に再生するため各チャン
ネルに対応して設けられる複数のプローブと、各プロー
ブに導入される光パルスを発生するため設けられる光源
と、タイミングクロックによって分周された光パルスを
該パルス毎に定められた各プローブに与えるように光源
を駆動制御する手段と、光パルスが導入された各プロー
ブの先端部と光記録媒体の媒体表面との間で生じる相互
作用により得られた光を検出し電気信号に光電変換する
手段と、各プローブに対応するチャンネルに記録された
情報として各チャンネルからの再生出力信号を得るた
め、電気信号をタイミングクロックによって分周する手
段と、光源駆動制御手段及び分周手段に与えられるタイ
ミングクロックを発生する手段とを備えている。

【００１４】本発明においては、タイミングクロックに
よって分周された光パルスを各プローブに与えており、
また得られた電気信号をタイミングクロックによって分
周して各チャンネルからの再生出力信号としている。こ
のようなタイミングクロックの周期（Ｔｔ）は、記録チ
ャンネルクロックの周期（チャンネルにおける記録マー
クのビットの周期：Ｔｃ）及び記録チャンネルの数
（Ｎ）に対し、Ｔｃ＝Ｔｔ×Ｎの関係を有するように選
択することが好ましい。

【００１５】

【作用】本発明に従えば、タイミングクロックによって
分周された光パルスを光パルス毎に定められた各プロー
ブに導入し、光記録媒体の媒体表面との間での相互作用
により得られた記録情報を含む光を検出して電気信号に
光電変換し、この電気信号をタイミングクロックによっ
て分周することにより各チャンネルからの再生出力信号
を得ている。

【００１６】従って、タイミングクロックによって分周
されるパルス周期が各プローブに対して割り当てられ、
このようにして割り当てられた周期毎に各プローブで再
生が行われ、得られた電気信号をタイミングクロックに
よって分周することにより、各チャンネルからの再生出
力信号として取り出される。従って、本発明によれば単
一の光検出器で各プローブからの光を検出することがで
き、図６に示したような数多くのダイクロイックミラー
や光検出器を用いることなく複数のプローブからの光を
検出することができる。従って、より簡単な構造で複数
のプローブにより複数のチャンネルを同時に再生するこ
とができる。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明に従う一実施例の再生装置を
示す模式図である。図１を参照して、本実施例において
は、６つのプローブ１が並列に配置されている。プロー
ブ１が配列される方向は、光記録媒体のチャンネルが形
成されるトラックの幅方向である。６つの各プローブ１
は、光記録媒体７の媒体表面７ａの６つのチャンネルに
対応するように配置されている。

【００１８】プローブ１としては、マルチコアの光ファ
イバーをフッ化水素酸でエッチングすることによって形
成したものを用いることができる。またシングルコアの
光ファイバーから形成したプローブを束ねて配列させて
もよい。このようなプローブ１は、例えば数ミクロン以
下の間隔で束ねて取り付けられる。またこれらのプロー
ブは、例えばピエゾ素子を用いたアクチュエーターによ
り駆動することができる。

【００１９】各プローブ１は、媒体表面７ａに対して数
百〜数千Åの距離を保つように制御されるが、これは、
例えば、上述のようなピエゾ素子等のアクチュエーター
により行うことができる。なお、図１においてアクチュ
エーターは図示省略している。このようなアクチュエー
ターの制御のための信号は、光検出器６で検出される信
号のうち、記録信号に比較して低周波の成分を利用する
ことができる。

【００２０】各プローブ１に対応して、各プローブ１に
光パルスを与えるための光源２がそれぞれ設けられてい
る。各光源２は光源駆動系３によって駆動制御されてい
る。光源駆動系３は、タイミングクロック発生回路４か
ら与えられるタイミングクロックにより、光源２から各
プローブ１に順次パルス光を発するように光源２を制御
する。このようなパルス光は、例えば端から順番に各光
源２によって放射され、６つのプローブ１に対して順次
パルス光が導入された後、再び端のプローブ１に戻りパ
ルス光が放射される。このようなパルス光の放射が繰り
返され、６つのパルス光の放射の一周期の間に、プロー
ブ１と光記録媒体７は、相対的に１つの記録マーク分だ
け移動し、次の記録マークが再生される。

【００２１】光記録媒体７の媒体表面７ａには記録層が
設けられている。このような記録層の記録マーク部は、
記録層の素材にも依存するが、例えば周囲の領域に比べ
て光の透過率が異なる領域として形成することができ
る。このような記録層材料としては、フォトクロミック
色素等の有機色素材料や、相変化型記録材料、光磁気記
録材料等を用いることができる。

【００２２】パルス光が導入されたプローブ１の先端部
からは、エバネッセント波が生じ、このエバネッセント
波と媒体表面７ａとの相互作用により光が媒体中にとり
こまれる。このような光は、各プローブ１に対して光パ
ルスが導入された順序で順次光検出器６によって検出さ
れる。検出された光は光電変換され、分周器５に送られ
る。分周器５においては、光検出器６から送られてきた
電気信号がタイミングクロックによって分周される。こ
のタイミングクロックはタイミングクロック発生手段４
から分周器５に送られる。このタイミングクロックは光
源駆動系３に送られるのと同じタイミングクロックであ
るので、光源駆動系３による光パルスの周期に同期させ
て電気信号を分周することができる。分周器５によって
分周された電気信号は、それぞれ各プローブに対応する
チャンネルに記録された情報を含む出力信号１〜出力信
号６として取り出される。

【００２３】光検出器６で検出される光量は、通常数ｎ
Ｗ以下であり、極めて微弱であるので、光検出器６して
は、アバランシェフォトダイオードや光電子倍増管のよ
うな光電流の自己増幅機能を有するものが望ましい。

【００２４】以上のようにして、本実施例の再生装置を
用いることにより、１つの光検出器６で６つのプローブ
１により検出された光を検出し、各プローブ１に対応し
たチャンネルの再生出力信号を得ることができる。

【００２５】図２は、チャンネル１（ＣＨ１）及びチャ
ンネル（ＣＨ２）における光パルスの光強度及びチャン
ネル１及びチャンネル２に記録された信号を示してお
り、さらには光パルス照射により検出された電気信号
と、この電気信号から得られた出力１及び出力２の信号
を示している。図２に示す記録信号の、データ１は記録
層の透過率が大きい状態に対応し、データ０は記録層の
透過率が低い状態に対応している。

【００２６】図２に示すように、チャンネル１にデータ
１が記録されている場合、チャンネル１の記録信号とし
て高い値の記録信号で表される。またデータ０が記録さ
れている場合には、電気信号として低い値の記録信号で
表される。検出された電気信号を、各チャンネル毎に分
周することにより、各チャンネルに記録された情報に対
応する出力信号が得られている。例えば出力１はチャン
ネル１の記録信号に相当しており、出力２はチャンネル
２の記録信号に相当している。

【００２７】タイミングクロック発生回路４としては、
通常の水晶発信子等を発生源に用いたものを使用するこ
とができる。上述のようにタイミングクロック発生回路
のクロックの周期は、プローブの数（記録再生のチャン
ネル数）及びプローブが媒体上を走査する相対速度（あ
るいは記録チャンネルクロック）に対応して定められ
る。すなわち、タイミングクロックのパルス列がチャン
ネル数の分だけ経過した後、プローブは記録チャンネル
クロック相当分だけ移動する必要がある。すなわち、プ
ローブ走査の相対速度がより遅ければ、同じチャンネル
ビットが繰り返して呼び出されることになり、より早け
ればチャンネルビットが飛ばされ、呼び出されないチャ
ンネルビットが生じることになる。

【００２８】より定量的にいえば、上述のように、記録
チャンネルにおけるクロック周期をＴｃ、タイミングク
ロックの周期をＴｔ、記録チャンネル数をＮとすると、
Ｔｃ＝Ｔｔ×Ｎの関係を満たす必要がある。

【００２９】図３は、マークポジション型の記録マーク
の長さとチャンネルクロックとの関係を説明するための
図である。記録マークの間隔Ｌは、記録チャンネルクロ
ックＴｃ（プローブが１つの記録マークを再生した後、
次の記録マークを再生するまでの期間に相当する）を、
プローブ走査の相対速度ｖで除算したものに相当する。
従って、Ｔｃ＝Ｌ／ｖの関係が成立する。また記録チャ
ンネルクロックＴｃと、タイミングクロックＴｔと、チ
ャンネル数Ｎとの間には、上記の式の関係が成立する。

【００３０】図４は、マーク長型の記録マークの長さと
チャンネルクロックとの関係を説明するための図であ
る。記録マークがマーク長型の場合には、図４に示すよ
うに、マーク長を決定する最小単位の間隔Ｌが、チャン
ネルクロックＴｃに相当する間隔となり、図３のマーク
ポジション型と同様の関係が成立する。

【００３１】なお、上記実施例の装置は再生装置として
示したが、情報を記録する際にもタイミングクロックに
よって分周された光パルスを用いて情報の記録を行うこ
とができる。従って、図１に示す装置を記録装置として
用いることもできる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に従えば、複数のプローブに入射
させる光として、タイミングクロックによって分周され
た光パルスを用いることにより、単一の光検出器で検出
し、各プローブに対応するチャンネルからの再生出力信
号を得ることができる。従って、複数のプローブに対し
て異なる波長の光を用いる必要がなく、数多くのダイク
ロイックミラーや、検出器等を備える必要がなくなる。
従って、より簡単な構造で、複数のプローブにより複数
のチャンネルを同時に再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う再生装置の一実施例を示す模式
図。

【図２】タイミングクロック、光パルス強度、光検出器
により検出された電気信号、及び出力信号を示す図。

【図３】マークポジション型の記録マークの長さとチャ
ンネルクロックとの関係を説明するための図。

【図４】マーク長型の記録マークの長さとチャンネルク
ロックとの関係を説明するための図。

【図５】フォトンＳＴＭ型メモリにおける記録再生の原
理を説明するための図。

【図６】複数のプローブを用いた比較の再生装置を示す
模式図。

【符号の説明】

１…プローブ ２…光源 ３…光源駆動系 ４…タイミングクロック発生回路 ５…分周器 ６…光検出器 ７…光記録媒体 ７ａ…媒体表面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録媒体上を複数のプローブで走査す
   ることにより、各プローブに対応するチャンネルに記録
   された情報を同時に再生する方法であって、 タイミングクロックによって分周された光パルスを該光
   パルス毎に定められた前記各プローブに導入する工程
   と、 前記パルスが導入された各プローブの先端部と、前記光
   記録媒体の媒体表面との間で生じる相互作用により得ら
   れた光を検出し、電気信号に光電変換する工程と、 前記電気信号をタイミングクロックによって分周するこ
   とにより前記各プローブに対応するチャンネルに記録さ
   れた情報として、各チャンネルからの再生出力信号を得
   る工程とを備える光記録媒体の再生方法。
2. 【請求項２】 光記録媒体上をプローブで走査すること
   により、光記録媒体のチャンネルに記録された情報を再
   生するための装置であって、 前記光記録媒体の複数のチャンネルを同時に再生するた
   め各チャンネルに対応して設けられる複数のプローブ
   と、 前記各プローブに導入される光パルスを発生するため設
   けられる光源と、 タイミングクロックによって分周された光パルスを該光
   パルス毎に定められた前記各プローブに与えるように前
   記光源を駆動制御する手段と、 前記光パルスが導入された各プローブの先端部と、前記
   光記録媒体の媒体表面との間で生じる相互作用により得
   られた光を検出し、電気信号に光電変換する手段と、 前記各プローブに対応するチャンネルに記録された情報
   として、各チャンネルからの再生出力信号を得るため、
   前記電気信号をタイミングクロックによって分周する手
   段と、 前記光源駆動制御手段及び前記分周手段に与えられるタ
   イミングクロックを発生する手段とを備える光記録媒体
   の再生装置。