JPH087873B2 - 情報記憶装置 - Google Patents

情報記憶装置

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JPH087873B2
JPH087873B2 JP58154855A JP15485583A JPH087873B2 JP H087873 B2 JPH087873 B2 JP H087873B2 JP 58154855 A JP58154855 A JP 58154855A JP 15485583 A JP15485583 A JP 15485583A JP H087873 B2 JPH087873 B2 JP H087873B2
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cylindrical lens
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敏光 賀来
慶二 片岡
義人 角田
和男 重松
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B27/00Editing; Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Monitoring; Measuring tape travel
    • G11B27/36Monitoring, i.e. supervising the progress of recording or reproducing
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/128Modulators

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  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はカルコゲナイド系記録膜による記録再生消去
可能な光デイスクを用いた情報記憶装置に係り、特に音
響光学光変調器を用いることによつて1本のレーザで情
報の記録/再生/消去を実現できる情報記憶装置に関す
る。
〔発明の背景〕
最近、記録薄膜に穴をあけることによつて情報を記録
再生する光デイスクに代つて、消去可能な光デイスクの
開発が行なわれている。このうち、カルコゲナイド系材
料を用いてレーザを照射し、記録材料を結晶化あるいは
非晶質化にすることによつて情報の記録/消去を行なう
情報記憶装置の報告が成されている。例えば、特願昭57
−179086号(特開昭59−68844号)参照。この種装置に
用いられる光学系の構成の一例を第1図に示す。半導体
レーザ1から出た光はレンズ2で集光され、ビーム成形
器(例えば、プリズム,シリンドリカルレンズ等)3で
ほぼ円形にされ、その後光学素子を通つて最後に絞り込
みレンズ4で円形スポツト41としてデイスク40上に形成
される。円形スポツト41は記録再生用として用いられ、
半導体レーザ1を短パルス駆動して、光照射し記録膜を
急熱急冷することによつて記録状態となる。この状態は
非晶質状態で光学的な反射率が低い。次に半導体レーザ
1と波長の異なる半導体レーザ5から出た光はレンズ6
で集光され、波長選択フイルタ7により光路を同一と
し、同様に絞り込みレンズ4で長円スポツト42としてデ
イスク上に円形スポツト41と隣合わせて形成される。長
円スポツト42は消去用として用いられ、半導体レーザ5
を長パルス駆動して光照射し、記録膜を徐熱徐冷するこ
とにより非晶質状態を結晶化状態として記録情報を消去
する。この状態は結晶化状態で光学的反射率は高い。以
上説明したメカニズムにより情報を記録/再生/消去が
可能となる。しかし、この光学系の構成では(1) 二
つの光源が必要で、また(2) 円形および長円形スポ
ツトの位置合わせが難しい、(3) 温度や振動によつ
てそれらの位置関係がずれることにより正常な記録/再
生/消去ができないという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、一個のレーザを用いて円スポツト、
長円スポツトを実現し、調整が簡単で、安定な記録/再
生/消去が可能な情報記憶装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、記録/再生/消去に必要な円スポツ
トと長円スポツトを1本のレーザ光と音響光学光変調器
で形成した点にある。円スポツトの場合は、単一の周波
数による単一の回折ビームで、また長円スポツトの場合
は、複数の周波数による複数本の回折ビームで形成す
る。これにより光学系の簡素化、調整のやり易さと安定
な記録/再生/消去が可能となる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第2図を用いて説明する。
本実施例では光源に半導体レーザを用いた場合について
示す。まず、半導体レーザ21から出た光はカツプリング
レンズ22によつて平行光束とされ、第1のシリンドリカ
ルレンズ23に入射する。半導体レーザの光束は発光領域
の特性から縦横比が異なり例えば1:2〜3の長円ビーム
となつており、カツプリングレンズ22を通過後も同様の
形状をしている。シリンドリカルレンズ23は音響光学光
変調器(以下A/O変調器と略す)24への入射ビームをさ
らに偏平にしてA/O変調器24のスイツチング特性を良好
にするために用いられ長円ビームの短径方向を絞り込む
ように設置される。シリンドリカルレンズ23のほぼ焦点
位置にA/O変調器24は設置され、コントローラ100、変調
回路101、トランスジユーサ102を通つた信号により1本
または複数本の回折ビームを発生する。
ここでA/O変調器24の動作を第3図により説明する。A
/O変調器24はTeO2,PbMoO4等の音響光学材料内に駆動信
号に応じた波長の超音波を伝播させ、この超音波によつ
て入射ビームを回折させる。したがつて駆動信号が同時
に複数の周波数を含んでいると回折ビームを複数本とす
ることができる。消去可能な光デイスクの記録再生は、
円形スポツト、消去は長円形スポツトで行なうので、記
録再生時は単一の回折光、消去時は近接した複数の回折
ビームで擬似的に実現することになる。変調回路101は
記録用ビームのための周波数を有する発振回路と消
去用ビームのための周波数を有するn個の発
振回路とから成る発振回路50、コントローラ100の指命
によつて発振回路50からの出力をon−offならびに強度
変化させるゲート回路51、さらにこれらのn+1個の信
号を加算する加算回路52とからなり、その出力は、電気
信号を機械振動に変換し、音響光学材料内に超音波を伝
播させるトランスジユーサ102に印加する。この様にし
て任意の回折ビームを得ることができる。なお入射ビー
ムに対して直進するビームは0次光と呼ばれ、回折しな
い光で不使用のビームである。A/O変調器24から出たビ
ームは第1のシリンドリカルレンズ23と同一の特性をも
つ第2のシリンドリカルレンズ25で再び長円ビームとな
り、さらにビーム成形器26(プリズム、またはシリンド
リカルレンズ群)により円ビームとなる。なお、この時
シリンドリカルレンズ25をシリンドリカルレンズ23と同
一のものを用いず、双方のシリンドリカルレンズの焦点
距離の比を半導体レーザ光束の縦横比と同等に設定する
場合には、ビーム成形器26は用いなくてもよい。これら
は偏光プリズム27、1/4波長板28を通過し、二次元アク
チユエータ29についている絞り込みレンズ30で、デイス
ク31上に絞り込まれる。記録再生時は、A/O変調器24を
の発振回路で変調することにより単一の回折ビーム
を得、これを絞り込みレンズ30により直径1μm程度の
微小スポツトとしてデイスク31上の案内溝32に絞り込
む。記録は半導体レーザ21をコントローラ100によりパ
ルス変調し、記録材料を結晶から非晶質に変換すること
により行なう。この時半導体レーザ21の駆動信号は記録
情報を含むパルス信号のほかに、再生時と同じ出力をも
つためのDC信号が重畳されており記録と同時に、トラツ
ク番地の読出し、デイスクの上下振れを検出する焦点ず
れ検出、デイスクの偏心を検出するトラツキングずれ検
出にも使用される(後述)。消去時はA/O変調器24を複
数の周波数で変調し、近接した複数のスポツト群により
擬似的に長円スポツトを得る。これを第4図,第5図を
用いて説明する。第4図はA/O変調器の基本原理を示す
もので、ビームの入射角θを出射角の関係は(1)式
で表わされる。
Λ(sinθ+sin)=λ (1) 但し、Λは材料内の定在波の間隔,λはビームの波長
である。θ,は微小角であるから通常(2)式とな
る。
Λ(θ+)=λ (2) また、駆動する発振周波数を,音響光学材料中の音
速をvとすれば、v=Λなる関係があるから(2)式
と書きなおせる。従つて発振周波数をΔ変えることに
よつて回折ビームの出射角をΔ変えることができる。
第5図は複数ビームの絞り込み特性を示す。絞り込みレ
ンズ30の焦点距離をFとすれば、焦点面上のスポツト間
隔dは(4)式で表わされる。
さらにスポツト間隔dとスポツト径Dの比率をKとす
ると、スポツト径Dはλ/NAで表わされるので、(4)
式は次式となる。
例えばK=1/2で長円スポツトを実現する場合には例
としてF=4.5mm,N.A=0.5,音速v=3630m/sec(PbMoO4
の場合)とするとΔ≒0.8MHzと選べば良いことにな
る。また、この時スポツト径は波長λ=830nmとすれ
ば、D=1.66μmであるから、10μmの長円スポツトは
n=11本の回折ビームで実現できる。消去時、半導体レ
ーザは消去のための比較的パルス幅の長いパルスと再生
時と同じ出力をもつためのDC信号が重畳されており、記
録・再生時に使用した回折ビームによるスポツトで再生
機能をも実現している。すなわち、発振周波数によ
る回折ビームは記録,再生,消去時ともに発生してい
る。記録再生スポツトWSと消去スポツトESの位置関係を
第6図に示す。同図において、(1)〜(3)は各スポ
ツトが近接して配置される場合、(4)〜(5)はWSと
ESが隔離されて配置される場合を示し、これらは使用す
る複数の周波数を適当に選択することによつて実現でき
る。
デイスク31で反射されたビームは再び絞り込みレンズ
30、1/4波長板28、を通り、偏光プリズム27で反射され
て検出光学系へ導かれる。この反射光は、ハーフミラー
33で二分され、レンズ34、光検出器35から成るトラツキ
ングずれ検出系、レンズ36,37、光検出器38からなる焦
点ずれ検出系へ入射する。光検出器35は通常二分割され
ており、トラツクずれに応じた案内溝32からのWSによる
回折パターン変化を受光し、その差動出力でトラツキン
グずれ検出信号を、和動出力で情報信号を取り出してい
る。トラツキングずれ検出信号はトラツキングサーボ回
路60へ導かれ、さらに駆動回路61を介して、二次元アク
チユエータ29のうちトラツキング方向に絞り込みレンズ
30を捩る磁気回路62に導かれ、トラツク追跡を行なう。
トラツキングサーボ回路60は、記録時、消去時のパルス
によるパワー変化ならびにビーム変化の影響を受けない
ためにコントローラ100からの記録パルス、消去パルス
でトラツキングずれ検出信号をサンプルホールドするよ
うに構成されている。和動出力の情報信号はアンプ70を
通してコントローラ100へ導かれ、データとして再生さ
れる。光検出器38は通常4分割されており、記録再生ス
ポツトWSによる焦点ずれに応じたパターン変化を受光
し、焦点ずれ検出信号を取り出している。焦点ずれ検出
信号は焦点ずれサーボ回路63へ導かれ駆動回路64を介し
て二次元アクチユエータ29のうちデイスク方向に絞り込
みレンズ30を捩る磁気回路65に導かれ、自動焦点を行な
う。焦点ずれサーボ回路63はトラツキングサーボ回路60
と同様にコントローラ100からの記録パルス、消去パル
スで焦点ずれ検出信号をサンプルホールドするように構
成されている。
なお、消去時の半導体レーザの駆動方法は、パルス駆
動である必要はなく、第6図の(4),(5)において
は直流駆動であつてもよい。したがつてこの場合はサン
プルホールドを必要としない。
以上、光源に半導体レーザを用いた場合について説明
したが、光源にARレーザなどの気体レーザを用いても同
様の効果を得られることはいうまでもない。この場合、
半導体レーザの場合と比較してビーム成形器が不用で、
ビームのパルス化は長円ビームを作るために用いるA/O
変調器と兼用とすることができる。また、トラツキング
検出方式、焦点ずれ検出方式は上記で説明した方式にこ
だわることなく各種方式が採用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、単一レーザと
音響光学系変調器を用いることによつて単一の記録再生
スポツトと複数スポツトによる消去用の長円スポツトが
実現できるので、記録/再生/消去可能な光デイスク用
の光学系が可能となり、光学系の簡素化、調整がやりや
すい、スポツトの位置ずれが発生しないなどの効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の2レーザによる光学系を示す構成図、第
2図は本発明の一実施例を示す図、第3図はA/O変調器
の動作を説明する図、第4図はA/O変調器の原理を説明
するための図、第5図は複数ビームの絞り込み特性を示
す図、第6図は記録再生スポツトWSと消去スポツトESの
位置関係を示す図である。 21……半導体レーザ、24……音響光学光変調器、26……
ビーム成形器、29……二次元アクチユエータ、30……絞
り込みレンズ、31……デイスク、100……コントロー
ラ、101……変調回路、102……トランスジユーサー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 義人 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 重松 和男 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−119941(JP,A) 実開 昭52−26839(JP,U)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ビームを出射する単一のレーザ光源と、上
    記ビームの光路中に配置され複数の制御信号に応じて上
    記ビームを複数のビームに偏向する偏向手段と、上記偏
    向された複数のビームを情報記録媒体に絞り込む手段を
    有し、上記偏向された複数のビームのうちの2以上のビ
    ームを上記記録媒体上のトラック方向に重なるように並
    べて絞り込み、疑似的な長円形スポットを形成し、上記
    情報記録媒体上の情報を消去することを特徴とする情報
    記憶装置。
  2. 【請求項2】上記偏向手段は音響光学変調器であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の情報記憶装
    置。
  3. 【請求項3】上記制御信号は互いに異なる周波数を有す
    る複数の信号であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項または第2項のいずれかに記載の情報記憶装置。
  4. 【請求項4】上記長円形スポットに離間して上記トラッ
    ク方向に、円形スポットを形成することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項から第3項のうちいずれかに記載の
    情報記憶装置。
  5. 【請求項5】上記情報記録媒体がカルコゲナイド系記録
    膜を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項から
    第4項のうちいずれかに記載の情報記憶装置。
  6. 【請求項6】上記レーザ光源として半導体レーザを用
    い、上記半導体レーザから出射された断面が長円形の上
    記ビームを平行化するためのレンズと、上記レンズから
    の平行ビームを短径方向を絞り込んで上記偏向手段へ入
    射させる第1のシリンドリカルレンズと、上記偏向手段
    からの出射ビームを円形状のビームに成形する光学手段
    と、上記光学手段からのビームを上記情報記録媒体上に
    集束するレンズとからなることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項から第5項のうちいずれかに記載の情報記憶
    装置。
  7. 【請求項7】上記光学手段が、上記第1のシリンドリカ
    ルレンズと同一の特性を有する第2のシリンドリカルレ
    ンズと、上記第2のシリンドリカルレンズからのビーム
    を円形状のビームに成形するビーム成形器とからなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の情報記憶
    装置。
  8. 【請求項8】上記光学手段が、上記第1のシリンドリカ
    ルレンズの焦点距離に対して上記断面が長円形のビーム
    の長径と短径の比に相当する焦点距離を有する第2のシ
    リンドリカルレンズからなることを特徴とする特許請求
    の範囲第6項に記載の情報記憶装置。
JP58154855A 1983-08-26 1983-08-26 情報記憶装置 Expired - Lifetime JPH087873B2 (ja)

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EP84109355A EP0135750B1 (en) 1983-08-26 1984-08-07 Optical information recording and reproducing apparatus
US06/639,004 US4656618A (en) 1983-08-26 1984-08-09 Optical information recording and reproducing apparatus

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JPS5629785Y2 (ja) * 1975-08-14 1981-07-15
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