JPS5873031A - 光デイスク情報読出装置 - 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】 本発明は磁気媒体に記録されている情報を読み散るため
のオプトエレクトロニクデノイヌに係り、特に、主とし
て情報処理シヌテムで使用□される磁気光学的記憶装置
に適用され得る。

周知のように、情報処理システムは基本的に１つの情報
処理中央ユニットと「周辺システム」と称する複数の情
報人力／出力機構とから成っている。これら周辺システ
ムはデータを中央具ニット内に導入するためのものであ
り、導入されたデータは該ユニット内で算術論理具ニッ
トにより処理された後出力機構へ送られる。中央工二ッ
トによる演算の結果は情報処理シヌテムの使用者によっ
て即刻使用され分析されるか。

又嬬多（の場合ｒ大容量記憶装置」と呼ばれるメ毫り内
に任意の時間にけ記憶される。

最も使用率の高い大容量記憶装置は磁気ディスク記憶装
置及び磁気テープ装置の２タイプである・ 磁気ディスク記憶装置では情報が磁気ディスクを媒体と
し、ｓＩ状同心記鍮ト２ツタ内郁に記憶される。これら
トラックは中径方向の幅が約数十電クロｙであり１通常
ディスク両面の大部分を覆っている。

磁気テープ装置では情報が磁気テープを媒体とし、テー
プの長さと平行なトラックの内部に記憶される。

通常、ａ気ディスク゛又は磁気テープのトラックに記録
された一連の磁気情報は、トラックの長さ金体に渡って
分散され且つ同−ＪＩ＆ジエールで互に逆方向の磁気誘
導を示す「基礎磁区（ｄ（２）ａｌｎ・−４１！ｍ＠ｎ
ｔａｌマ・ｓ）Ｊなる一連の小磁区として存在する。

情報をディスクもしくはテープに記−するか。

情報の読取りを行なうか、又はこれら両機能をいずれも
実現するため０ｑＰａは蜜換親方叉社より簡単に変換器
と称される０通常は、１）１１０所定記録媒体（ディス
ク又はテープ）に１つ又は複数の変換器が対応し、その
１つ又は複数の変換器の前を諌媒体が走行する。

磁気ディスク記憶装置には主として次の２タイプがある
。

ａ）周囲に巻線が配置されており且つ磁極間隙を持つ磁
気回路で通常構成されている磁気変換器によって、読取
り及び書込みが実施される磁気ディスク記憶装置。以後
このタイプを「従来型磁気ディスク記憶装置」と称する
。このような−装置では、前記の如き変換器の磁極間隙
内部での誘導変化により、該変換器の対応媒体に記憶さ
れた情報の読取り及び／又は記録が実施される拳 長手方向密度（又は線密度）とは磁気ディスクであれば
トラックの円周沿いに測定された単位長毎の情報数を意
味し、磁気テープであればテープの長手方向に沿って測
定された単位長毎の情報数を意味する。

（磁気ディスクの場合）ディスクの直径演いに測定され
九単位長毎のトラック数は径方向密度と称される。

周知のように、英語で言う′″ＢＩＴ”とは。

ｌ又はＯＫ等しい二進情報単位を意味すると共に１例え
、ば磁気ディスクのトラックＫｔまれている基礎磁区又
はアナログ電気信号もしくは論理電気信号などであり得
る前記情報のあらゆる形体化を４意味する。

従来型磁気ディスク記憶装置では、径方向密度が約３５
０乃至４００トラック／国（即ち８５０乃至１０００　
）ラック／インチ又は８５０乃至１０００ＴＰＩ）に達
している一方、總密度が約２０００ビット／３即ち５ｏ
ｏｏビット／インチ（５０００ｂｐｉとも言う）である
。

ｂ）大部分が磁性である手段によって書込みが実施され
ゐのに対し、読取りが光学的手段と受容した光を電気信
号に変換すゐ光電変換器とから成るアセンブリを含むオ
プトエレクトーニクデ／臂イスによって実施される磁気
光学的記憶装置。換言すれば、磁気光学的記憶装置とは
情報が磁気ディスクに記録されオプトエレクトロニクデ
／臂イスにより読取られる記憶装置である。このような
装置で得られる径方向及び長手方向密度は夫々的２５０
００ＴＰＩ及び２５０００ｂｐｌである。従って基礎磁
区の大きさは約１乃至２ミクロンであり。

トラックの幅も同程度の大きさを持つ。

磁気光学的記憶装置では情報の書込み方に２つの主要モ
ード、即ち「熱磁気」なる書込みモードと、前述したタ
イプの変換器であってよい磁気変換器を用いる純粋な磁
気書込みモードとが存在する。

熱磁気書込みモードの原理は、磁気ディスクの記鍮面を
構成する磁気材料に対する電磁レーザ放射線束のイン／
Ｑクトに起因した熱効果の利用にある。

レーザ放射線はコヒレントな単色電磁放射線であるとと
に留意されたい。

周知のように、電磁放射線（意味を広げて光とも言う）
は平面上で直線的に偏光するが、この時電界ベクトルは
（従って磁気誘導ベクトルも）放射線の伝播方向と直交
する平面内で常に同一方向を維持する。この現象は空間
における前記平面の位置と観測時点とに左右されない、
偏光面は光の伝播方向と電界ベクトルとを含む平面とし
て定義される。

電磁放射線は、例えば平面内で光が直線的に偏光してい
る場合、電界の位相が、従って磁気誘導界の位相も、伝
播方向に直交する同一平面内のあらゆる点において全く
同一であればコヒレントであると言われる。

熱磁気書込み毫−ドにより磁気ディスクに１ビット書込
むためには、書込みたいと思うビットとほぼ同じ大きさ
、即ち１乃至２電りｐンの集束し一ザビームを送出する
。

磁気ディスクを構成する磁気層の初励磁は均一。

即ちいずれの点でも磁気誘導の方向及びモジュールが同
一であると仮定する。

レーザビームが磁気ディスク表面にぶつかる部分では腋
表面が加熱されて、その部分の磁気層の温度が磁性材料
のキュリ一温度Ｔｃ、即ちこれを越えると該材料の磁気
が失われるという温度、より高くなる・従って磁気層の
磁化と逆方向の磁界の作用下にその部分をおけば、磁気
材料は冷却時に（コノ時レーザビームは中止する）磁気
ディスクの磁気層の残余部分の均一磁化と逆方向に磁化
されることになる。

磁気光学的記憶装置では情報読取りモードが偏光と磁気
ディスク構成層の磁気状態との相互作用、即ち伝播方向
に直交する平面内の電界ベクトルを（従って偏光を構成
する電磁放射線の磁界ベクトルも）回転させる結果を生
じる相互作用、の原理に基づく、その九めｋは、好壕し
くは単色の直曽偏光光線束（骸偏光は例えばレーザＯ偏
光など）を送出するが、この場合皺ビームは磁気ディス
クの情報を構成する磁区とほぼ等しい大きさを持つよう
集束される。

磁気媒質が層表面に対し−直に磁化されている、即ち直
交磁化方向を有しているε′仮定すれば（磁化が長手方
向即ち層自体に平行する磁気媒質を使用すること４でき
よう）、該層上で入射ビームが反射した後、光の伝播方
向に直交する平面上での偏光の電界ベクトルの回転が観
察される。この場合の回転角は光線束が負Ｏ磁化Ｏ磁区
にぶつかれば角度（−＃）に等しく、正の磁化の磁区に
ぶつかれば（＋−）に等しいものとする。

以上説明して１１先物理現象（磁界ベクトルと電界ベク
トルとを回転させることになる光と材料の磁気状態との
相互作用）は力１−効果と呼ばれる（方−効果祉磁気層
の磁化が直交方向であれば／−２であると言われ１層の
磁化が長手方向であれば長手方向であ今と言われる）。

１ピツトの値を決定するには電界ベクトルの回転を検出
するだけでよいことが理解される。これは、光の伝播方
向に特権を与える結晶で構成された検光子と呼ばれる装
置を用いて実施されるが。

この場合腋検光子は負の磁化の磁区上で反射した時の反
射光の電界ベクトルが占める方向に対して前記の伝播方
向が９０’を成すよう配置する。光が負の磁化の磁区上
で反射すると強さが無に等しい光が検光子の出口で集め
られ、光が正の磁化、の磁区上で反射すると、逆に強さ
のある光が検光子の出口で得られる。換言すれば、負磁
化磁区が検光子出口に配置されたスクリーン上に黒く写
し出されるのに対し、正磁化磁区は明かるい部分として
写し出される。

充電変換器（珪素フォトダイオードなど）を検光子出口
に配置すれば一該充電変換器より送出される信号が負磁
化磁区に係る場合は零電圧（又線電流）を有し、正磁化
磁区に係る場合は非零電圧を有するであろうことは明白
である。

前述の原理に基づく磁気情報読取り用オプトエレクトロ
エフデバイスは既に知られており、その−例が１９８０
年１２月発行の”Ｊａｐａｎｅｓｅゴｏｗｎａｌｏｆ　
ＡｐｐＨ＊ｄ　ｐｋＦｓｉｅｓ″誌第１９４）第１２号
、’ｐＴｈＬ、？３１〜７Ｂ４に発表されたＮｏｂｕｔ
ａｋ＠ＩＮＡＭＵＲＡ及びＣｈｕｌｏｈｉ　ＯＴＡ　Ｉ
　＠Ｅｘｐ＠ｒ１ｍ＠ｎｔａｌ　５ｔｕｄｙ　ｏｎｍａ
ｇｎ＠ｔｏ−ｏｐｔｉｅａｌ　ｄｌｓａ　ｅｘ＠ｒｃｉ
ｓ＠ｒ　ｗｉｔｈ　ｔｉｎ　ｌａｓ＠ｒｄｉｏｄ＠ａｎ
ｄ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　ｍａｇｎ＠ｔｌａ　ｔｈｌｎ
　ｆｉｌｍｓ　’に開示されでいる。

とのオプトエレクトロエフデバイスは、−偏光レーザ放
射線工ζツタ。

一入射ビーム１反射ビーム分離素子。

−読み取・るべき情報がｉ鍮されている磁気ディスクの
表面にレーザビームを集束させゐデ／ｑイス。

−検光子、並びに 一光電変換器 を含んでいる。

偏光レーザビームはレーザエ書ツタから分離素子とディ
スク表面上に集束させるデバイスとを介し、層表面に対
して直角を成し且つ磁区とほぼ同一の大きさを有するよ
う送出される。ディスクの表面で反射した後、反射レー
ザビームは分離素子を介して検光子に送られ、該検光子
出口で光電変換器に捕集される。

ビームをディスクの表面上に集束させるデ／ダイスは、
ディスク表面の振動に係りなく（ディスクは表面が決し
て平坦で紘なく回転中成る種変の中心のズレを必ず伴う
）レーザビームを當に正確にディスク表面上に集束する
よう制御される。

更に、読取りレーザビームは、読み取るべきトラックが
選択され且つ読取りデバイスが諌選択トラックに対し正
確に配置された時点で読み取るべき情報を持つトラック
の磁区の完全な中心に位置してｂるのが望まし込。

そのためレーザビームは３つの観測ビームに区分されて
おり、中央ビームが情報の読取りに、）ラックの両側に
位置する２つの側方観測ビームが読み覗るべきトラック
に対するデノ譬イスの調心に夫夫使用される。

以上簡単に説明した読取りデ／（イスは、極めて多数の
情報を記憶している磁気ディスクの読威りが可能であっ
ても（磁気光学的記憶装置で使用されるこのようなディ
スクの密度は従来型磁気ディスク記憶装置で使用される
磁気ディスク表面の単位当り情報の１００乃至２００倍
の情報を含むことに留意され丸い）容積が大きすぎると
いう欠点を有し、極めて精確な集束デバイス及び調心デ
バイスを含むためコストが＾〈、且り光電錠換器の出口
における信号／ノイズ比の如きｌｌ！ＩＩＬり信号が制
限される。今日、磁気光学的記憶装置の使用率が従来型
磁気ディスク記憶装置に比べて比較的低いの紘このよう
な理由による。

本発明はこれらの欠点を除去し得るものであり。

比較的単色の普通の光（レーザ放射線を使用する必要は
もはやない）を使用して、多数のトラック（約１０乃至
数１０）及び各トラック上の多数の磁区の観測を可能に
するような直径φを持つビームをディスク表面に送るこ
とと、直径φのビームに照らされたディスク表面の像を
多数の光電変換器が配置されている平面上に射影するこ
ととを原理とする。

従ッテ、先行技術の情報読取り用フォトエレクトロニク
デＡイスに比較すると、極めて精確で高価な集束デバイ
スもレーザビームも使用する必要がなく、普通の光を使
用するデバイスと極めて簡単な光学レンズとによって信
号／ノイズ比がかなり向上する。

本発明によれば、磁気媒体上で多数のトラック内部に記
憶されている情報を読み取るためのフォトエレクトロニ
クオプチカルデ／々イスは。

−媒体表面の所定部分に送られ該部分の磁気状態との相
互作用によシ偏光面を回転させる偏光ビームを発する源
、並びに 一検光子１つと、電圧（又は電流）が前記部分に位置す
る情報の値の関数でるる電気信号を送出する複数のオプ
トエレクトロ二り蜜換器とｔ含む前記偏光面の回転角検
出手段 を有しておシ、その特徴は、 一多数のトラックと各トラック上の多数の情報とが同時
に観測されるより大台な観１ｌｌ１１領域を有するビー
ム集束用光学的手段と、 一該レンズによシ観＃１された媒体表面の像をオプトエ
レクトロニク変換器が配置されている平面Ｐ上に射影す
る手段、 と金含んでいることにある。

本発明の別の％徴及び利点は、添付図面に基づく以下Ｏ
具体例から明らかにされよう、但し本発明は該具体例に
制約されるものではない。

先ず第１ａ図乃至第１ｅ図に基づ鎗ディスクＤＩ８０に
配録された磁気情報の光学的読取如操作の原理を考察す
る。該ディスクは磁性層ＣＭで被覆された媒体ＳＮＭで
構成されておシ、基礎磁区Ｄｌ）集合体から成る多数の
情報ピッ）１−夫々が含む多数の同心トラックＴＲｊを
有している・好オしくは、基礎磁区Ｄ１における磁化方
向が前記の層と直交するよう情報記録モードを選択すゐ
。

このように磁化すれば情報の長手方向及び径方向密度が
よシ大きくなシ、光線束による観測モードが長手方向に
磁化した場合よシ容易になるからである。以後、磁化方
向が磁性層ＣＭ衣表面直交するような磁気ディスクの読
取りを実施するものと仮定する。第１１図には３つの磁
区Ｄ１％Ｄ１−１、ＤＩ＋１　ｔ−示し、これら磁区各
々の磁化ペタトルを宍々Ｍｉ１１．　Ｍ１％Ｍｌ−１で
示しえ。

好オしく紘＝ヒレントえる直線偏光入射ビームＦ　ｉ　
ｔｓ伝播方向ＤＰｉＫ従い層ＣＭＯ表面と直交するよう
送出する。峡ビーム紘例えばレーず光線束でるる、伝播
面ＰＰＲは伝播方向ＪＰｉに対し垂直であると見なす、
直線偏光入射ビームＦ１の電界はＩｉで６９第１６図及
び第１ｂ図に示されている方向を有する。第１＆図が平
面ＰＰＢの空間における説明図であるＯＫ対し、第１ｂ
図は該同一面ＰＰＢを伝播方向Ｋｉ＆直な平面上に射影
し九場合の説明図である。

ビームＦｌで構成された光の偏光厘はＰＰ０ＬＪで示さ
れておシ、伝播方向ＤＰＩとベクトルＥ１とによシ規定
されている・ 直線偏光ビー五線磁性層ＣＭ上で反射すると反射ビーム
Ｆ、になる。ビームＦ１が第１ａ図の磁化Ｍｌ）磁区Ｄ
１の如龜負の磁化Ｏ磁区上で反射すると、該入射ビーム
の電界ＩＩに対し角度（−のだけ回転した電界Ｅｒ−ｆ
持つような偏光反射ビームＦＲが得られる。この場合鋏
反射ビーム’ｉＬ。

偏光面Ｆｉ　Ｐ　Ｐ　ＯＬ　ｒ−で６）該面と平面ＰＰ
０Ｌｉとのダイオード角もやはｂ＜−ｅ＞に等しい・同
様にして、入射ビームＰｉが磁化Ｍｌ＋１の磁区Ｄｉ＋
１（又はＤＩ−１）の如龜正の磁化の磁区にぶつかると
、入射ビームＦ１の電界Ｅ１に対しく＋＃）だけ回転し
九電界ｇｒ＋を持りような反射ビームＦ８が得られる。

この場合偏光面ＰＰ０Ｌｒ＋は平面ＰＰ０Ｌｉと共に（
＋＃　）Ｋ等しいダイオード角町形成する。

第１ｂｗＡｔ見れば、入射ビームＦ１０ぶつかる磁区の
磁化が負であるか正であるかによって異なるビーＡＦｉ
及びＦ　の電界Ｋｉ、Ｅｒ−，Ｅｒ＋の相対位置がよ〉
良く理解される。

ディスタＤＩ８Ｃに記録された情報の値を検出する場合
紘、磁区ＤｉＯ磁化方向を測定するだけでよく、従って
電界ベクトルの回転角度が（−〇）であるか又は（十〇
）であるかを４ｉ１１１シさえすればよい。

そ〇九めＫは反射ビームＦ、０伝播路上に光分析素子即
ち検光子を配置する０通常該検光子は光の優先伝播方向
【持つ結晶で構成されている。この優先方向ＩＤＰＰと
し、第１ａ図及び第１ｂ図には点線で、第１Ｃ鴫には実
線で夫々表わした。

前記の検光子は骸優先伝播方向ＤＰＰが電界Ｅｒに対し
垂直でめるよう配置される。

検光子の出口では、該検光子Ｏ光の優先伝播方向上Ｋ）
ける電界（ｉｔ−又はＥ　ｒ＋　）の射影九るベクトル
Ｏ自乗に比列する光度を持つ光が得られる。従って、ビ
ームＦ１が負磁化磁区にぶつかれば検光子出口で捕集さ
れる光は伝播方向ＤＰＰ上におけるベクトルＥｒ−の射
影たるベクトルＥｒｐ−に比例する光度を有し、ビーム
Ｆ１が負磁化磁区（Ｄｌ＋１・）にぶつかれば優先伝播
方向ＤＰＰ上におけるベクトルＥｒ＋の射影九るＩＣｒ
ｐ＋に比例する光度を有することになる。検光子の出口
に光電蜜換器とも呼ばれる感光素子を配置すれば、負磁
化磁区の場合はＥｒｐ−に比例し正磁化磁区Ｏ場会はＥ
ｒｐ＋に比例する電気信号がこれら素子の出口で得られ
る。

負磁化磁区の場合、光電変換器の出口で得られる信号の
電圧は殆んど零電圧に等しいが、その他の場合ではこの
電圧が非零で６６増幅した後で例えば電子的閾値手段な
どによ如検出し得る程十分に大きい。

第２図ａＩＮＡＭＵＲムによシ前述の論文に開示されて
いゐような磁気情報読取〉用フオトエレクトロニクデ／
ｑイスの原理を図式的に示している。

このデバイスは、第２図に示されている如く磁化方向が
垂直で６る磁性層ＣＭを含む磁気ディスクＤＩＳＣに記
鎌６れた情報の読取りに使用される。情報線第３図及び
第４図に示されている方式で磁気デ、イスクのトラック
に書込まれる。トラツり間の間隔（即ち、トラツタＴＲ
１及びＴＲｌ−１又はＴＲ１及びＴＲ１＋１などの対称
軸間の距＃）は約１乃至ｚｔ１０ｙｓ各トラックＫｔま
れる各磁区Ｏ大龜さは約１乃至２ｔクロンでめる。

・・ｈ常これらの情報は夫々第３図及び第４図に示され
ている２つの異なるコードに従い書込まれる。

第３図には、情報間の間隔を変化させるという書込みコ
ードに従い、３つのトラックＴＲ１゜ＴＲｌ−１、ＴＲ
１＋ｌに属する多数の円形磁区を示した。第４図にも前
記と同じトラックＴＲ１乃至ＴＲ１＋１　　を示したが
％この場合の書込みコードは、情報間の間隔（即ち、同
一トラック上の隣接２磁区間の距１１１１）を一定にし
て、情報Ｏ長ｇｔ変化させることにある。

第３図の場合であれ第４図の場合でめれ、情報は熱磁気
記録手段（前項参照）又は記録用磁気変換器によ並書込
まれる。

先行技術によるフォトエレクトロ二戸デバイスａ　Ｄ　
Ｌ　ＯＥ　ａで表わされている。該デバイスは。

−ディスクＤＩＳＣの磁性層ＣＭ衣表面対し垂直に送出
されるコヒレント偏光ビームＦｉを発生するコヒレント
偏光源５ＬＰＣ。

−入射ビームを反射ビームＦｒがら分離するための分離
素子ＥＳ。

−ビームＦ１をその大龜さが・１区とほぼ同一、即ち１
乃至２ンクロンになるよう層０Ｍ上に集束させるための
集束レンズ、 一層ＣＭの表面の振動如何に拘らず、ビームＦｌを該表
面上に集束させるべく制御するための集束制御装置ＤＡ
ＦＯＣ１並びに 一ディスクＤＩＳＣＯ層ＣＭの各トラックに記録された
情報のビットを「カー効果」にょ夛検出する手段 を有している。

光源５ＬＰＣは例えばレーザビームなどの、コヒレント
偏光ビームＦ１ｔ−送出し、該ビームは分離素子Ｅ８と
集束レンズＬＦＯＣとを順次通過し九後層ＣＭの表面に
垂直に到達する。第２図に示されているように、集束レ
ンズはこれと層ＣＭとの間の距離が如何に変化しようと
も入射ビームＦ１が常に完壁に層ＣＭ表面上に集束され
るよう、集束制御装置ＤＡＦＯＣによって制ｍされる。

入射ビームＦ１は層ＣＭの表面上で反射して反射ビーム
Ｆｒとなり、集束レンズＬＦＯＣと分離素子Ｅ８とを順
次通過し九後「カー効果」による検出手段ＭＤＫを通過
する。該検出子ｆｆ１ＭＤＫの出口では、入射ビームＦ
ｉが負磁化磁区Ｄｉに対応する時は零電圧信号を発し、
正磁化磁区に対応する時は非零電圧信号を発する信号５
ＥＤＫが得られる。

第２図から明らかなように、源５ＬＰＣはレーザダイオ
ードＤＬと、レンズＬＥＳと偏光子ＰＯＬＡＲとを有し
ている。レーザダイオードよシ発せられ九レーザ放射線
はレンズＬＩＣ８によって平行光線束に変えられた後備
光子ＰＯＬＡＲｔ通過する。該偏光子の出口で得られる
ビームＦ１は直線偏光ビームでらる。

検出手段ＭＤＫは検光子ＡＮと、レンズＬＥＲと、１つ
（又は複数）の光電変換器ＴＲＰＥとを有している。

検光子は反射したコヒレント偏光ビームＦｒｔ受けとめ
、第１ｂ図及び第１Ｃ図に従って機能する。

検光子から出たビームはレンズＬＥＲに送られ。

該レンズによって光電変換器ＴＲＰｇ上に集束される。

同じく第２図上には前記デ／櫂イスＤＬＯｇｍの一変形
例がＤＬＯＥＦ＆として点線で示されている。

このデバイスの原理はディスクＤＩＳＣの磁性層ＣＭと
非磁性部分ＳＮＭとを通過する伝送ビームと称するビー
ムＦｔ１に反射ビームＦｌに代えて使用することにある
。この場合該伝送ビームはビームＦ量が層ＣＭに到達し
九時に生じる回転と類似゛の偏光面回転を生じる。この
現象はファラデー効果と呼ばれ「カー効果」に酷似して
いる。？−のようなデバイスＤＬＯＥＦｍは集束レンズ
ＬＦＯＣＦを有しておシ、これに続いてファラデー効果
による検出手段ＭＤＦが配置されている。

レンズＬＦＯＣＥ及び検出手段ＭＤＦＯ機能は前述した
レンズＦＯＣ及び検出手段ＭＢＫの機能に類似している
。ファラデー効果を利用すれば、デバイスＤＬＯＥａの
場合のように分離素子Ｅ８をデノ臂イＸＤＬＯＥＦａが
備える必要は明らかにない、好ましくは、レンズＬＦＯ
ＣＦが集束制御装置によって制御され得るとよい。

これらデノ櫂イスＤＬＯＥｍ及びＤＬＯＥＦａは以下の
加色欠点を有している。

即ち、入射ビームＦｉが磁区Ｏ大ｍｇとは埋同−即ち１
乃至２電クロンＯ大龜ＩＩを有するよう層０Ｍ上に集束
されるため、先行技術によるデノ櫂イスー所定トラック
に対し極めて正確に配置されなければならないと共に集
束装置ＤＡＦＣＯも極めて精確でなければならない・ 更に、信号／ノイズ比、即ち変換器ＴＲＰＨの出口で得
られる信号５ＥＤＫ（ＳＥＤＦ）とノイズとの間の比が
比較的小さいことも示されている。

加えて、先行技術によるデバイスは容積もコストも極め
て大急い。

第５図に原理説明図が示されている本発明のオプトエレ
クトａニク読攻シデバイスを使用すれば前述の欠点を除
去することができる。

磁気層ＣＭｔ−含むディスタＤＩＳＣの多数の環状同心
トラック内部に記録されている磁気情報の讐堆シは第３
図及び第４図の方式に従うものとする０本発明のオゾト
エレクトロニクデバイスは、第１図の説明の中で言及し
た読取シ原理、即ちディスク表面に対し画直に入射する
偏光ビームを使　・用し且つ反射ビームの偏光面の回転
を検出するという原理に従い機能する。

本発明によるオプトエレクトｐニク絖取）デバイスの主
要構成要素は以下の通シ。

□偏光ｗｓＬｐｔ。

□入射ビーム反射ビーム分離素子１８１゜−多数（少く
とも１０）のトラックと各トラック内部の多数Ｏ磁区と
が同時に観測されるよう。

ディスクＤＩＳＣＯ磁性層ＣＭｔ−直径φの面積に渡っ
て照らすための拡大光学しｙ　ｙｅ　０ＢＧＢＯＢ　。

−射影手段ＭＰＲＯＪｉ。

□検光子ＡＮｉ ｍ−入射ビームで照らされ九デバイス表面の像が射影手
段ＭＰＲＯＪｉによ〉射影される射影面Ｐ。

検光子五Ｎｌは射影手段と諌千面Ｐとの関に配置される
。

一被観測ディスクの入射ビームで照らされ九表面内部の
種々の磁区に対応する電気信号群を尭する光電変換器ア
センブリＴＲＰＥ１ｊ。

偏光源８ＬＰｉは平行入射ビームＦｉ　ｌｅ発する。諌
光線線相対的に単色で６シ、コヒレントであって４なく
てもよい。

入射ビームＦｌｌは分離素子Ｂ８１を通過し。

拡大光学レンズ０ＢＪＧＲＯ８を経てディスクＤＩＳＣ
の磁性層０Ｍ表−に垂直に送られる。このようにして照
らされた表面はＳで示されてお〕はぼ円形である。光学
レンズ０ＢＪＧＲＯ８の倍率が例えば１０乃至５００（
余シ大きくない）であれば、直径約１０乃至５００電り
°田ンの面積が観測され得、従って数十から約百までの
トラックと１トラックＭＡＤ数十から数百までの磁区と
が観測され得る。

その丸めの先行技術のオシドエレクトロ易夕読取〕デバ
イスとは逆にビームを単一の磁区上に集束させることが
なく、従って直径の極めて小さいビームを必要とする欠
点が除去される・反射ビームＦｒｉは光学レンズ０ＢＪ
ＧＲＯ８と分離素子ＥＳｉとを順次通過し死後射影手段
ＭＰＲＯＪｌを通過する０反射ビームＦｒｌの光は次い
で偏光検光子λＮｋを通過し、その後光電変換器ＴＲＰ
ＥＩＪが配置されている平面Ｐ上に射影される。

その結果平面Ｐ上には光学レンズ０ＰＪＧＲＯ８゜分離
素子ＥＳＳ及び射影手段ＭＰＲＯＪ　ｉを介して見九表
面ＳＯ像が得られる０表面Ｓの該儂ｔ−Ｉｓとすれば、
工Ｓは光学レンズ０ＢＪＧＲＯ８により観測される表面
Ｓの内部で読取られる情報の領域の実像である。光学レ
ンズ０ＢＪＧＲＯ８と射影手段ＭＰＲＯＪ１とから成る
光学アセンブリを介して得られる＃儂は例えば１００乃
至１００００倍率？で拡大され得る。従って、情報の直
径を１イクロンとし１倍率ｔを約５００とすれば、５０
０ｔり四ンの情報に対応する斑点が平面Ｐ上Ｋ１１ｌさ
れることになる。これら斑点は正磁化磁区に対応する場
合は明るい部分として出現し、負磁化磁区に対応する場
合は黒く写し出される。これら斑点の大Ｉさは従って一
般的な光電変換器の大ｉでと完全に適合し得る。そのた
めのディスクの半径に対応する方向ＯＹに沿って平面Ｐ
上に多数の光電変換器（感光セルとも称され通常は半導
体フォトダイオードである）を間隔ＰＩが表面Ｉｓ内部
に見られるトラックの像の間隔ＩＴＲｊと等しくなるよ
う配置し得（第６図参照）、このようにすれば多数のト
ラックを同時に読取ることができる。更に、軸ＯＹの直
交軸ＯＸに沿って、即ちディスクのトラックの接線に対
応する方向に沿ってフォトダイオードパーを配置すれば
、同一の情報を何回も繰返し読取ることが可能となる。

このようにして。

軸ＯＹ方向の間隔がＰＩに等しく、軸ＯＸ方向の間隔が
各トラックの磁区の像ＩＤｉ相互間の距離に対応するフ
ォトダイオードマトリクスを平面Ｐ上に配置することが
できる。軸ＯＸ方向の間隔は例えば第６図の２つの像Ｉ
Ｄｉ及びＩＤｉ＋１間の距離に岬しい、このようＫして
同一〇情報を幾度も繰返し読取）得ることが理解される
。従って変換器アセンブリＴＲＰＥ１Ｊから成るマトリ
クスの出口に情報の冗長度を利用する電子論理回路を配
置すれば、即ち同一の情報が何回も読取られるという理
由から、単一の変換器のみを使用する場合に比べて信号
／ノイズ比が着しく減少することになる。実際、単一〇
変換器の場合、出口で振幅Ｓの信号とノイズＢとが得ら
れるとし、同一情報をｎ回読取シ、対応信号全体の和を
求めるとすれば。

加算器出口では信号Ｓが得られノイズはＢＫ等しい１１
でＴｏｌ＞、その結果信号／ノイズ比は８／Ｂで６つ九
のがｎ　８　／　Ｂとなる。

偏光渾８ＬＰｉＯ種々の構成要素には例えば白光源５Ｌ
Ｂｉ、ｙイルタＦＩＬＴｉを通過し九後偏光子ＰＯＬｉ
ｔ−通過する平行ビームを形成する丸めのレンズＬｌｌ
などが６４１゜ 射影手段ＭＰＲＯＪｉは例えばレンズ集合体などで構成
成れてｂる。

本発明のオプトエレクトロニク読取りデバイスによ〉観
測されるトラック数が約数千乃至頁程度であるのに対し
磁気ディスクのトラック総数は約数千であるため、全ト
ラックを観測するためには該読取シデノ櫂イスをディス
クの直径と平行に移動させる必要がある。従って本発明
の該デバイスは。

ディスクのトラック全てを観測し得るよう該デバイスを
移動させる装置上に少くとも一部が配置されていなけれ
ばならない。

第７図は、読取シブバイスによシディスクのトラック全
部が読取られるようにするためのプラットフォム上に一
部が配置された本発明のオプトエレクトロニク読取りデ
バイスを示している。該プラットフォームは例えばＡｐ
ｐｌｉｅｄ　Ｍａｇｎ＠ｔｉａＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
　（Ａ、　Ｍ、　Ｃ）”社製造のＷｉｎａｈｅｓｔ＠ｒ
３３０４及び３３０６などに類似の従来型プラットフォ
ームで６ってよい。このようなプラット７オームは例え
に一端がディスクＤＩ８Ｃ外部の可動キャリジ（図面簡
略化の丸め第７図に図示せず）などに固定されてお〉他
端が本体ＣＰｉｌ支持する担ばね５−ＰＩＫ固定されて
いる支持アームＢＳｌなどを有している。前記本体ＣＰ
１には磁気ディスクの情報書込み用電磁変換器などが収
納されている。＃変換器ａＴＥｉで示されている。

プラットフォームＰＬＩは可動式で１）シこれと対応す
るディスク面上方を半径方向に移動するため、書込み変
換器（及び本発明Ｏオプトエレクトロニクデバイス）に
よる骸ディスク面に記録された全情報へのアクセスが可
能となる。

通常１本体ＣＰｉは比較的平たい直方体形状を有してお
シ、ディスク面と対向する第１「大面」が書込み変換器
ＴＥｉの磁極間隙を含み、＄２「大面」が該変換器の入
力及び／又は出力コンダクタの先端を含入・でいる・ 磁気ディスクＤＩＳＣ（Ｄ＠転中社誼ディスクと本体Ｃ
ＰＳの第１大面との関に圧縮エアクッシ冒ンが生じるた
め、該本体がディスクに接触してこれｔ破壊する仁とは
ない、即ち本体はディスクの上方を走行するのでメジ、
この場合変換器τＥ１Ｏ磁極空隙とディスタの表面との
間には約−×数１０ 電クロンの距離が存在する。

１１１７図に示されているオゾトエレグ・）ａｘり読取
〕デバイスを構成する種々の素子は第６図と全く同様に
光学レンズ０ＢＪＧＲＯ８，分離素子Ｅ８１゜射影手段
ＭＰＲＯＪ１．検光子ＡＮ１．平面Ｐ、光電変換器アセ
ンプＩＪ　ＴＲＰＫ　ｉ　ｊ　、及び偏光源陽凹である
。

好ましくは、本発明によるｉデバイスの偏光源８ＬＰ１
以外の全素子がプツットフオームＰＬｉ上に載置されて
いるとよい。

その場合、源８ＬＰｉｄディスクの外側に固定的に配置
されるための、該源５ＬＰＩよｐ送出されたビームＦｌ
ｌを受けとめ、分離素子ｇｅｔｔ介して光学レンズ０Ｂ
ＪＧＲＯ８に送るＩ！ＭＩＲ１をプラント７オームＰＬ
ｉ上に配置する必要がある。

言うｔでもなく、これらの素子は極めて正確にプラント
７オーム上へ配置しなけ・ればなら１にい。

第８図は本体ＣＰｉと光学レンズとの配置をよシ正確に
示す平面図でめる。該図には矢印Ｆでディスクの回転方
向を示した。ディスクがこの方向に回転すれば、ディス
クＯ各Ｆラツタの情報は光学レンズ０ＢＪＧＲＯ８よ〉
先に本体ＣＰＬｉｍ従って書堆〉変換ロチＥｌｔ）＞前
を走行する仁とになる。

第９図から明らかなように、本発明のオプトエレクト田
エクデノ考イス線、好ｔｔ、＜は、３つのダイオ−「Ｔ
ＲＰＥＡ＞−ＴＲＰＩＡＩ＊ＴＲＰＥム、から成るアセ
ンブリを有し、そＯ出力信号が書込み変換器ＴＥｉと読
取シ用フォトエレクトＷ品タデ／臂イス全体とを完壁な
所定位置ＫＩＩＩ／Ａ持ナベ〈これらＯ位置を制御する
装置に送られるとよい、との所定位置は前者の場合はト
ラックＴＲｊＫ対してオードＴＲＰＥＡ＊及びＴＲＰＥ
Ａ、間の距離と参照）。

例えば、変換器ＴＲＰＥＡ、よシ送出された平均信号（
ｓｉｇｎａｌ　ｍｏｙｅｎ）が最大であればオプトエレ
クトロニク読取シデバイス（又祉書込み変換器）紘ディ
スクＤＩ８０に対し正確に配置されていることになる。

仁の場合他の２つの変換ＩＩ（フォトダイオード）’１
’ＲＩ’ｌＡ、及びＴＲｐｇＡ、祉可能な隈夛ゼロに近
い信号を発信する。平均信号を選択するのは、トラック
ＴＲｊの全磁区が変換器Ｔ　ＲＰ　Ｅ　Ａ、の前を走行
する場合、負磁化磁区に対する退出信号はゼロであｈ正
磁化磁区に如寸ス讃出信号はゼロではないという理由に
よる。

例えば第１Ｏ図に示されている変換器ＴＲＰＥ１ｊ。

ＴＲＰｌ、ｉ（ｊ＋１）、ＴＲＰＥ１（Ｊ−１）の如く
軸ＯＹと平行して互に隣接する３つ０光電変換１）（第
６図も参照）などによシ送出された情報を使用して、本
発明デバイスの位置制御装置の機能を更に向上させるこ
ともで睡る。

従って平面Ｐ上にはフォトダイオードマトリクスＴＲＰ
ＩＣＩＪと共に３つの位置制御フォトダイオードＴＲＰ
ＥＡｓ乃至ＴＲＰＥＡａ　ｔ−配置し得ることがわかる
。

本発明によゐオプトエレクトロニタデノ々イスの種々の
構成要素はミク四ン単位の極めて高い正確度をもって配
置されなければならない。

本体ＣＰ１に対する光学レンズ０ＢＪＧＲＯ８の配置並
びにこれら光学レンズ及び本体く対する平面Ｐの各フォ
トダイオードの配置は以下の原理に従い実施されゐ。

本体の大！ざは情報の大急すに比べ極めて大きく、高さ
が約２■、幅が約３ｍｓ、長さが約４鴎である。そのた
め、本体に対する。従って書＊ｂ変換器に対する。レン
ズの配置の正確度に応じ、所定トラックに書込まれた情
報が該レンズの観測領域内で、従って面ＳのイメージＩ
８内部で４０Ｙに沿って種々の位置を占め得る（軸ＯＸ
に対し変位された書込みヘッドによシ書込まれ九情報が
示されている第１１ａ図を参照のこと）。

３つの制御変換器ＴＲＰＥＡ、乃至ＴＲＰＥＡａを平面
Ｐ上に配置子る場合は次の方法に従う。　　。

ディスタＤＩＳＣの層ＣＭＣ）表面には何も記録されて
いないものとし、レンズ０ＢＪＧＲＯ８が本体上に固定
されたら、書取→変換器ＴＥｉを介して単一トラックの
書込みを行なう。その結果平面Ｐ上に咳トラックの儂が
出現する（第ｉ１ａ図も参照のこと）。同図面から明ら
かなように、書込み響れたトラックはレンズ近傍区域、
即ち儂工Ｓの内部に出現しなければならないが、諌レン
ズに対し完壁に調心されている必要はない。

骸トラック像に従い、３つの制御７オシダイオードＴＲ
ＰＥＡ、乃至ＴＲＰＥＡ、と情報読取ｐ用７オトダイオ
ード！トリクスＴＲＰＩＣ１ｊとを含む珪素製支持体が
調整されるからでＴｏゐ。

素子ＴＲＰＥＡ、は前述Ｏトラックと合致するよう珪素
製支持体上に配置され、これを包囲する他０２つの素子
Ｔ　ＲＰ　Ｂ　Ａ、及びＴＲＰＩＡｓはＰＩ／２に等し
い距離をおいて配置される（前記参照）。

書込み変換器ＴＥｉＫ対する３つＯ制御用フォトダイオ
ード素子の調整線比較的容易でめる。何故なら、レンズ
による拡大と射影手段とＫよシトラックの像と１■の幅
を持つような絨トツツク上に記録された情報とが得られ
るからである（磁区の偉−咳トフックどほぼ同程度の幅
を持つ）０例えば、ｍｌ　ｌ　ｂ図は像がＩＴＲｊ−ｅ
６．６記Ｉａすれたトラックの情報がフォトダイオード
ＴＲＰＩＣＡ、に対し調心されていないことを示してい
るが、この調心は制御フォトダイオ−ドア七ンプリを変
位することによシ極めて簡単に実施される。調心が完了
したら、同様にして読取〕フォトダイオードアセンブリ
も調整しなければならない。それに線、幾つかのダイオ
ードパー−（市販のもの）を配置するだけでよい。１つ
のパーのフォトダイオードが同一〇珪素製支持体に対し
て調心されている場合は、第１及び最終ダイオードを書
込みされたトラックＴＲｊの像に対し調心するだけでよ
い。この操作が多数のダイオードパーに関し、フォトダ
イオードマトリクスを構成すべく、繰返えされ得ること
は明白である。

又、これら７オトダイオード／臂−（制御用及び読＊ｂ
用）のアセンブリが好ましくは同一の珪素製支持体上に
配置されるとよいことも自明でるる。

従って平面Ｐは珪素製支持体で構成されること寮理解さ
れる。

【図面の簡単な説明】

ＩＥｌａ図、Ｈ第１ｂ図、及び第１ｃ図社磁気媒体に記
録された情報の光学的読取りのＩ’ｌｌを示す説明図、
第２図は磁気媒体に記録された情報を読み取る丸めの先
行技術によるオプトエレクトロニクデ／ｑイスを示す説
明図、第３図及び第４図Ｆｉ嬉２図の如きデバイスによ
り読み取るぺ暑磁気ディスク上に記され九磁区全体を示
す略図、纂５図は磁気媒体に記録され九情報を読み取る
丸めの本発１ｊｌＩＫよる７オトエレク）諺二りデノセ
イスの原理を示す略図、第６１拡本発明によるフォトエ
レクト關二りデバイスの拡大レンズにより観測され九磁
気一体表面の僚を、媒体に記録された情報を読取る充電
変換器が配置されている平面Ｐ上に射影した場合の説明
図、第７図嬬磁気媒体に記録される情報の書込み変換器
を内包する本体を有するプラットフォーム上に配置され
た、磁気媒体の情報を読取る丸めＯ本発ＩｊＩＦｃよる
フォトエレクトロニクデバイスの好ましい具体例を示す
説明図、第８図は読取り用フォトエレクトロ竺りデノ々
イスの拡大レンズと磁気媒体の情報を書込むための変換
器を内包する本体との相対的配置を示す説明図、第９図
は磁気媒体の所定トラックに対して完壁に調心すべく読
取り用フォトエレクトロニクデバイスの位置を制御する
装置により使用される信号を発する。磁気媒体に記録さ
れた情報のフォトエレクトロニク変換器３つから成るア
センブリの説明図、第１０図は磁気媒体に記録された情
報を読取るための３つの７オトエレク）ａ＝り変換器か
ら成るアセンブリが平面Ｐ上に配置されている場合の説
明図、第１１ａ図、第１１ｂ図及び８１２図は本発明に
よるデバイスの光電変換器の平面Ｐ上における配置法を
示す説明図である。 ＤＩＳＣ・・・ディスク、ＣＭ・・・磁性層、　ｆｓＬ
Ｐｉ・・・偏光源、　ＭＤＫｌ・・・回転角検出手段、
ＡＮト・・検光子。 ＴＲＰＥ１ｊ・・・光電変換器、０ＢＪＧＲＯ８１ｊ・
・・光学的集束手段、　ＭＰＲＯＪｉ・・・射影手段、
ＰＬｉ・・・プラットフォーム、８Ｐｌ・・・／層　札
ＣＰＬｔ−・・本体。 ＴＥｔ　−・・書込み変換器、　ＴＲＰＥＡｔ　、ｔ　
、ｓ・・・感光変換器。 ０へＴＲＰＥＡ２ ＠”＝ＴＲＰＥｉ　ｌ＋１１ ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１ｂ ＦｆＧ、１２ 干１［ｉ、１１ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　磁気媒体上で多数のトラック内部に記録され
   た情報のオプトエレクトロニク読取り′・デノ臀イスで
   あり。 一媒体表面の所定部分に送られ該部分の磁気状態の方向
   に応じて偏光面を回転させる偏光ビームを発する源、並
   びに 一検光子１つと電圧又は電流が前記表面部分に位置する
   情報の値の関数である電気信号を送出する複数の光電変
   換器とを含む前記偏光面の回転角検出手段 を有しており。 一多数のトラックと各トラック上の多数の情報とが同時
   に観測されるよう大きな観測領域を持つビーム集束用光
   学的手段と。 −誼光学的手段によ秒観測された媒体表面の像を充電変
   換器が配置されている平面上に射影する手段 とを含む仁とを特徴とする読取りデバイス。 （２）観測領域の大きい前記光学的集束手段の倚率が１
   ０乃至１０００であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の読取りデバイス０（３）前記平面上に配
   置され九光電変換器が多数の行及び列から成るマトリク
   スを形成し、これら列がディスクの半径に対応する軸０
   ＹＫｆｆｉって配置され１行がＯＹの直交軸ＯＸと平行
   に配置され、ＯＹと平行に並置された変換器間の間隔が
   トラックの像の間隔に等しい一方、ＯＸと平行な行Ｋａ
   って並置された変換器間の間隔が磁区の儂の間隔に等し
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載のデバイス。 （４）回転角検出手段と、大観測領域光学的集束手段と
   、射影手段と、平面とオプトエレタト窒エク変換器とが
   媒体のトラツタに対して変位し得るゾツット７オーム上
   に配置されており、諌ゾラット７オームが、＃１体の情
   報の書込み変換器を収納している本体を支持する担ばね
   に固定された支持アームを有しており、ディスクの各ト
   ラックの情報が大観測領域光学的集束手段よ秒先に鋏本
   体の前を走行することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至謔３項のいずれかに記載のデバイス。 （５）軸ＯＹと平行に並置され九３つの感光変換器を有
   しており、隣接２変換器間の距離が隣接２トラツクの像
   間の間隔Ｏ＋に勢しく、媒体の情報を読取るオプトエレ
   クトｃ１！タデバイスを媒体の所定トラツタ集合に対し
   て正確に配置するための位置制御デバイスにこれら変換
   器の出力信号が送られることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項乃至第４項のいずれかに記載Ｏデ／々イヌ。