JPS58199466A - 光学的情報処理装置 - 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】 本発明はフロッピーディスクの如きフレキシブル記録媒
体を用いた光学的情報処理装置に関する。

近年、磁気記録媒体、特に円盤状の媒体に記録再生を行
なう分野ではフロッピーディスクの如きフレキシブルな
磁気記録媒体が多く用いられている。このようなフレキ
シブル記録媒体は、不可撓性の記録媒体に比べ取り扱い
易い、保存スペースが少なくて済む、更には郵送、持ち
歩きにも手軽等の利点を有するものである。

従来、上記の如きフレキシブルな磁気記録媒体への信号
記録、信号再生は、磁気ヘッドによる方式が大勢を占め
ている。これに対し光ビー　ム等によ□る光学的な記録
再生はその情報記録書４′ｔＱ 度の高さは評禾されているものの、フレキシブルな記録
媒体に対する焦点合わせの難かしさ故、はとんど実用化
されていない。

本発明は、上記事実に鑑みラレキシプル磁気記録媒体を
用いた情報記録密度の高い記録或いＩｒニア　：、、：
１．：　ｒ　：：７的情報処理装置を提４豐す、る本発
明は光磁気記録層を含むフレキシブル記録媒体を回転さ
せ、該記録媒体と該記録媒体に近接して固定された部材
との間に生じる風圧でその間隔を安定に保ち、前記光磁
気記録層に光ビームを照射する事によって記録或いは再
生を行かう光学的情報処理装置に士って上記目的を達す
るものである。即ち本発明は、回転によって生ずる風圧
で空気力学的にフレキシブル記録媒体を安定化させ、複
雑な焦点合わせの制御を不要とし、光ビームによって情
報記録密度の高い記録再生を行なうものである。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明に用いる記録媒体の構成例を示す図であ
る。第１図に於いて、１は例えばポリエステルの如きフ
レキシブルな基体、２は光磁気記録層、３は保護層で、
主に光磁気材料の酸化を防止する。或いはキズ、汚れか
ら守る目的で設けられる。光磁気記録層２の材料として
ｉ例えばＧｄＣｏ、　ＧｄＦｅ、　ＴｂＦｅ、　ＧｄＴ
ｂＦｓ、　ＴｂＤｙＦａ等が知られ、スパッタリング或
いは蒸着法等により基体１上に形成される。ここで信号
記録或いは信号再生は図中４で示す光ビームを前記光磁
気記録層に集光させることによって行なう。また本例の
構成に、加えて、記録感度を上げる為の断熱層、反射膜
層或いは再生効率を上げる為の反射防止層等を、必要に
応じて設けてもよい。

第２図（、）　（ｂ）　（、）は、光磁気材料の信号記
録原理を示す図である。光磁気記録層２は第２図（、）
に示す如く、信号記録前は外・部磁界ＭＰによって上向
き（又は下向きでも良い）に磁化の方向を揃えられてい
る。次に第２図（ｂ）に示す如く光ビーム４を光磁気記
録層に照射して、該記録層をキューり温度以上に温める
事によって照射部の磁化を消滅させる。照射を中止する
とこの部分は冷えながら相隣り合う領域の磁場の影響で
下向きに磁界が働き、第２図（ｃ）に示す如く磁化の向
きが反転する。第２図（ｂ）の段階で、破線で示した如
く外部から照射部以外の磁化方向が反転しない程度の強
さの磁界Ｍｂを印加し光照射部の、磁化反転を補助して
もよい。このように信号は磁化方向の反転として記録さ
れる。また第２図（ｊ）のよう４に磁化方向の反転した
部分にＭａの方向に外部磁界を加える事によって記録し
た信号を消去する事もできる。

第３図は光磁気記録の信号再生の原理を説明する図であ
る。第３図に於いて、２′は光磁気記録層の一部を示し
、左半分の領域６の磁化の向きは下向き、右半分の領域
７の磁化の向きは上向きである。この記録層２′に直線
偏光光５，６を照射すると１．磁気光学カー効果により
、それぞれの領域か、らの反射光９，１０はその偏光面
が前記入射光偏光面からそれぞれ一部に、θｋ　回転す
る。ここで反射光光路中に偏光・板を配し、９ま、たけ
１００反射光のいづれ、かをカットする事により明暗の
パターンとして磁化の向きを検・、出する事が出来、記
録された信号を再生するものである。本例では記録層に
よる反射光を検出する例を示したが、記録層を透過する
際の偏光面の回転（ファラデー効果）を利用して信号再
生を行なう事もできる。

第４図に本発明の情報処理装置に於けるディスク部の構
成例を示す。ここで１１は例えば第その一部に傾斜凸部
を有しておりその中心部に気圧によるヌペース間隔をよ
り一定に保つ目的で設けられているもので、記録媒体１
１の回転速度等によっては、必ずしも必要ではな似。

第５図は本発明で信号記録を行なう際のフレの軸とは連
結されておらず、記録媒体１１の回間隔ｄを安定に保ち
ながら浮上回転走行する。

信号記録は、例えば半導体レーザの如き光源からの光束
を集光レンズ１６により記録媒体１１上に集光し、第２
図で説明したような過程で行なう。ここで光源１５と集
光レンズ１６とを半径方向に送ることにより同心円状或
いは螺旋状のトラックに信号を記録することが出来る。

また記録媒体１１が第１図のようにフレキシブルな基体
と基体上に形成された光磁気記録層とから成る場合は、
記録媒体１１の基体側を安定基板と対向させることが望
ましい。これは記録媒体１１が完全に浮上していない時
の回転によって、安定基板との接触で光磁気記録層にキ
ズがつくのを防ぐ為である。

更に第６図に示す如く、光−１５及び集光レンズ１６と
磁界発生器１３の位置を入れ換える構成も可能である。

ただしこの構成で、前述のように記録媒体１１の基体１
を安定部材側にした場合は光ビームを基体１を通して磁
気記録層に照射せねばならず、基体表面に細かなキズ等
がついた場合に乱反射等によって光強度が影響を受ける
場合がある。またフレキシブルな基体１は、強度等、基
体として要求される性能の他に、透明度、記録層との屈
折率差等、種々な条件を満足するように選択されねばな
らない。

信号を消去する際の補助磁界を発生するものである。こ
こで第５図のように磁界発生器１３が安定部材１２に組
み込まれている構成は本発明のフレキシブル光磁気記録
媒体を用いた光学的情報処理装置に非常に有効である。

以下にその理由を述べる。

第７図は従来の不可撓性の光磁気ディスクに於ける補助
磁界の廃承手段を説明する図である。

第７図に於いて、２１′は不可撓性基板□、２２は光磁
気記録層、２３は保護層、２４は光ビーム、２５はコイ
ル、２６は集光レンズである。本図に示すように従来の
光磁気ディスクに於いては、集光レンズ近傍に設けられ
たコイル２５によって補助磁界を発生していた。ここで
集光レンズ２６と記録媒体との距離りはサーボ機構によ
って微小な値に保たれ、補助磁界は、コイル２５によっ
て充分な強度が得られた。しか、し、第５図に示しだよ
う、な本発明の情報処理装置に於いては集光レンズ１６
と記録媒体１１との距離は、風圧によって安定に保たれ
ているとは言っても、事故による回転むら等によってレ
ンズ及び記録媒体が接触し、損傷する場合を考えるとあ
まり短かく設定することは出来ない。即ち、第５図の実
施例に、第７図と同様の磁界発生手段を用いると、記録
層の位置での磁束は発散してしまい、充分１な強度の磁
界は得られ危い。従って本実施例では安定部材１２に組
み込まれた磁界発生器１３によって効率のよい補助磁界
を得るものである。また第５図のように・構成できるの
は、安定部材１２と記録媒体１１との距離が、微小値ｄ
に安定に保たれ、記録媒体１１の第１図のような構成に
おけるフレキシブル゛な基体１が一般に比較的薄い等の
理由による。　　　゛本発明に於いて、例えば第５図の
実施例の光源１５と集光レンズ１６との間等に、光偏向
手段を設けて記−媒体上に集光スポットを接動゛させ、
記録時の同心円状或いは螺旋状の信号トラック形成或い
は再生時のトラッキング等に用いても良い。このような
光偏向手段として、′従来ガルバノミラーが良く知られ
て”いるが、第８図に示すような光集積型偏向素子を用
い為事も可能である。光集積型偏向素子の利点は高速偏
向が可能な事で、トラックの移行が瞬時に出来、省だ再
゛生系に用いる事によ゛す□精度の高い、高速応答のト
ラッキングが可能であ□る所である。　　　　゛第８図
においてその構造、機−能につ伝ての説明を行なう。偏
向素子は圧電性結晶基板（例□え□ばＬＩＮｂＯｆｉ　
）　３１の表面にＴ＆等を拡散させ九゛、”基板より屈
缶率の高い導波路層３２、この′導′波路゛層に表面弾
性波を生ぜしめ□る櫛′の歯゛萩電極（ＩＤＴ）３３か
ら構成される。熱論、上記構成は基本的なもので、例え
ば、ガラス基板等の上にＺｎＯの如き圧電性物質を乗せ
て導波路とした構成でも構わない。

上記偏向素子に、プリズム等のカップラー３４を介して
レーザ光等の光３５を導波させる。又、カップラー３４
は導波路上に直接設けられているグレーティング、端面
２２から直接光を導波させるパッドエンドファイヤ一方
式、また本出願人が特願昭５６−２７７５０、特願昭５
６−８７１８７で提案した回折格子構造体を用いたカッ
プリング方式でも構わない。

導波された光はＩＤＴ３３にかけた電気信号により発せ
られる表面弾性波３８により３７の光の如く回折される
。

回折光３７と非回折光３５′がなす角θはλｆ θ＝　５ｉｎ−”　（−）　　　　、１）ｖｎ で与えられる。ここで、λは光の空気中での波長、ｆは
ＩＤＴ３３に印加する電気信号の周波数、■は表面弾性
波の伝播速度、ｎは導波路の屈折率である。

θはＩＤ７３３に加える信号の周波数ｆの肉数であるか
ら、ｆを変え、光を偏向させる事が出来る。

また、光偏向のくり返しの速さは、弾性波の速度Ｖと光
束の幅Ｗに依存する、繰返し周波数Ｆは Ｆ＝ｉ（２） で与えられる。例えば、光の幅６鶴とすると、弾性波の
速度は約３．５　Ｘ　Ｉ　Ｑ’ｍｍ％釦であるからＦ　
％５８０　ＫＨｚ　　となる。これは通常のガルバノミ
ラ−に比べ２〜３桁応答が速い。

第９図、第１０図に光集積型偏向素子を用いた光束の集
光系を示す。

第９図において、３９は光源から発せられた光束で入射
カップラ４０を介して導波路層４１罠導波され、表面“
−性液４２により偏向される。

出射カップラー４３から空気中に出射された光束は集光
レンズ４４により記録媒体上に集光する。

第１０図は他の例で、導波路層に薄膜レンズ４５が設け
られている。弾性波４２により偏向された光束はこの薄
膜レンズ４５により端面近傍に置かれた記録媒体上に集
光する。即ち、外部の集光レンズも偏向素子と灸体化し
た例で、コンパクト化に有利である。

このような光集積型偏向素子に関しては、本出願人によ
って特願昭５５−１１３３７．特願昭５５−１２９３９
．特願昭５５−１４９８９．特願昭５５−５６０８０．
特願昭５５−５６０８２で提案されている。

第１１図（−）　（ｂ）及び第１２図に本発明の光学的
情報処理装置の実施例を示す。ここで第１１図（−）は
信号記録装置の例を示す概略図、第１１図（ｂ）は記録
ビットの形成された様子を示す概略図、第１２図は信号
再生装置の例を示す概略図である。

第１１図（、）において、４６は基準信号発生源で、こ
こからの基準信号を基にして、記録信号の変調、モータ
ーの回転、記録媒体上のスポット移動を行なう。モータ
駆動回路４８からの信号でモータ４９が回転すると伴に
記録媒体５゜は浮上し、安定回転走行する。記録媒体に
既に不要となった信号が記録されている彦らば外部磁界
発生器５１により消去磁場を加え磁化を一方向に揃えて
消去し、次にその反対方向に、前記消去磁場よりや＼弱
い記録の効率を高める補助磁場がかかるようにしておく
。記録信号源４７からの信号により例えば半導体レーザ
ドライバ５４を駆動し、レーザ光を変調する。変調光束
は集光レンズにより記録媒体上に集光する。集光レンズ
５２と半導体レーザ５３は１体化されておφ、〃イド５
５にそって送りネジ５６でモーターの回転に同期して記
録媒体の中心方向へ送られる。記録媒体上の記録パター
ンは第１１図（ｂ）に示す如くとなる。

第１１図（ｍ）において、送りネジ５６で行彦った記録
媒体５０上の集光スポットの移動を、第８．９．１０図
で説明した光集積型偏光素子を用いて行なってもよい。

この場合、云わゆる固定ヘッドとなり精密な送り機構が
省略できる、振動に強い等の効果がある。

第１２図に、本発明を信号再生装置に適用した実施例を
示す。第１２図６２は、光集積型偏向素子で、半導体レ
ーザ６０で連続に発振されコリメータ光学系６３で平行
光束となった光を偏向させる。偏向された光は集光レン
ズ５９で記録媒体５８に集光される。この偏向は、信号
トラック１周読み出す毎に光を偏向させ、順次信号トラ
ックをトレース出来るようにする。

記録媒体５８から反射された光は第３図にて示したよう
に記録信号である磁化の向きにより偏光面が回転してい
る。ビームスプリッタ−６１等の光分割素子で取り出し
だ後、偏光板６４で明暗のパターンに変換し、集束レン
ズ６５で光検出器６６に導き電気信号に変換する。光集
積型偏向素子の光偏向の応答性が良い事は先に述べたが
、再生の際この特性によって、いわゆるトラッキングの
性能を上げる事が出来、記録時の振動等による信号トラ
ックの揺動、真円度等の制限を大幅に緩める効果がある
。

以上説明したように本発明は、従来のフレキシブル磁気
記録媒体を用いた情報処理装置に於いて、空気圧による
記録媒体の位置安定手段によって、光学的な信号記録、
信号再生を可能にし、情報記録密度を向上させる効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

笛１図は本発明に用いる記録媒体の構成例を示す断面図
、第２図（、）　（ｂ）　Ｔｃ）は夫々光磁気材料の信
号記録原理を説明する概略図、第３図は光磁気材料の信
号再生の原理を説明する概略図、第４図は本発明の情報
処理装置に於けるディスク部の構成例を示す斜視図、第
５図、第６図は夫々本発明で信号記録を行う際のフレキ
シブル記録媒体の状態を説明する概略図、第７図は従来
１１１１１１１１ の光磁気記録装置における補助磁界発生手段を示す概略
図、第８図、第９図、第１０図は夫々本発明に用いる事
のできる光集積型偏向素子の例を示す斜視図、第１１図
（、）は本発明を光磁気記録装置に適用した例を示す概
略図、第１１図（ｂ）は・記録媒体に形成された記録ビ
ットパターンを示す概略図、第１２図は本発明を光磁気
再生装置に適用した例を示す概略図である。 １１・・・光磁気記録媒体 １２・・・安定部材 １３・・・磁界発生器 １４・・・モータ １５・・・光　源 １６・・・集光レンズ 出願人　　キャノン株式会社 タブ！ＡｆＩミ 第６Ｖ 第７図 Ｃｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　フレキシブルな光磁気記録媒体を回転させ、
   該記録媒体と該記録媒体に近接させて固定された部材と
   の間に生ずる風圧でその間隔を安定に保ち、該記録媒体
   に光ビームを照射することによって、該記録媒体に情報
   を記録する或いは該記録媒体に記録された情報を再生す
   る光学的情報処理装置。
2. （２）前記フレキシブルな光磁気記録媒体はフレキシブ
   ルな基体と光磁気材料層とから成り、該基体側が前記部
   材に面している特許請求の範囲第１項記載の光学的情報
   処理装置。
3. （３）前記フレキシブルな光磁気記録媒体の前記光磁気
   材料層側から光ビームが照射される特許請求の範囲第２
   項記載の光学的情報処理装置。
4. （４）　　前記部材が磁界発生手段を有する特許請求の
   範囲第１項記載の光学的情報処理装置。