JPS62185268A - 光磁気メモリ−デイスク光照射方法 - 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】 （技術分野） 本発明は、光磁気メモリーディスク光照射方法に関する
。

（従来技術） 情報の記録・再生システムとして光磁気メモリーディス
クシステムが知られている。第６図は、光磁気メモリー
ディスクシステムを説明図として略示している。以下、
この第６図に即して光磁気メモリーディスクシステムの
あらましを簡単に説明し、あわせて、本発明により解決
しようとする問題点を説明する。

第６図において、符号１０は光磁気メモリーディスクを
示す。光磁気メモリーディスク１０　（以下、単に、デ
ィスク１０と称する。）は矢印方向へ回転可能である。

第６図で、符号＋２Ａは、情報書込のための光学系を示
し、符号１２Ｂは、情報読出用の光学系を示す。

まず、光による情報の書込みにつき説明すると、ディス
ク１０を矢印方向へ回転させつつ、記録すべき情報に応
じた信号をレーザー駆動装置１４に印加する。レーザー
駆動装置１４は印加される信号に応じてレーザーダイオ
ード１６を発光させ、情報（ｉ号を光信号に変換する。

レーザーダイオード１６から発せられた光は、レンズ１
８により平行光束化され。

平面鏡２０により反射されたのち、偏光ビームスプリッ
タ−２２，１／４波長板２４を透過し、対物レンズ２６
に入射すると、対物レンズ２６の作用にて、ディスク１
０の記録面上にスポット状に集束し、ディスク１０に信
号として書込まれる。

ディスク１０からの反射光は、対物レンズ２６を透過し
、１／４波長板２４を介して偏向ビームスプリッタ−２
２に入射し、同スプリッター２２により第１図左方へ反
射されると、シリンドリカルレンズ２８を介してフォト
ダイオード３０に入射する。このフォトダイオード３０
から、フォーカシング用および１〜ラツキング用の信号
が得られ、これら信号にもとづき１周知のフォーカシン
グ、トラッキングの制御が行なわれる。

次に、情報の読出しにつき説明する。

ディスク１０を回転させつつ、レーザーダイオード３２
を発光させる。発せられた光は、レンズ３４により平行
光束化され、次に回折格子３６にて３光束に分離され、
偏光子３８により直線偏光化される。

ついでレンズ４０により集束性の光束となって、平面！
！４２、ビームスプリッタ−４４を介して対物レンズ４
６に入射し、同レンズ４６の作用にて、ディスク１０の
記録面上にスポット状に集束する。

ディスク記録面による反射光は対物レンズ４６を介して
ビームスプリッタ−４４に入射すると５同スプリツター
４４により右方へ反射され、ビームスプリップ−４８に
入射し、ここで差動力式の信号検出用に再び３光束に分
けられる。

ビームスプリッタ−４８に反射された光束は、検光子５
０を介して、フォトダイオード５６および、シリコンプ
リューセル６０．６２に入射する。

ビームスプリッタ−４８を透過した光束は、検光子・５
２とシリンドリカルレンズ５４とをへて、フォトダイオ
ード５８と、シリコンプリューセル６４．６８に入射す
る。

フォトダイオード５８からは、フォーカシング用信号Ｃ
が得られる。また、フォトダイオード５６゜５８の出力
は、オペアンプ７０へ印加され、オペアンプ７０からは
、読み出し信号Ａが得られる。また。

シリコンプリューセル６４．６８の出力はオペアンプ７
２に印加され、オペアンプ７２からは、トラッキング用
の信号Ｂが得られる。これら信号Ｂ、Ｃによって周知の
トラッキング、フォーカシングの制御が行なわれること
はいうまでもない。

なお、検光子５０．５２は、一方が　ＩＩ　ｌ　ｌ＃の
信号を透過させ、他方がＩＩ　０１ｊの信号を透過させ
るように、配備態位を定められる。

さて、このような、光磁気メモリーディスクシステムに
おいては、上述の如く、情報の記録にせよ、読出しにせ
よ、照射レーザー光を対物レンズによりディスク上にス
ポット状に集束せしめる必要がある。そして、このスポ
ットのスポット径が小さくなるほど、ディスク上におけ
る、信号単位の占める面積が小さくなるから、ディスク
に対する記録密度が高くなることは、上述の説明から容
易に理解されるであろう。

ところで、対物レンズによって、照射レーザー光を集束
させるとき、集束スポットの径Ｗｏは、照射レーザー光
の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、周知
のごとく、 Ｗｏ＝　１．２２λ／（ＮＡ）　　　　　　　　（１）
で与えられる。

従って、スポット径Ｗｏを小さくして記録密度を高くす
るには、第（１）式から明らかなように。

λを小さくするか、ＮＡを大きくすることが考えられる
。

しかし、光源として用いられるレーザーダイオードの波
長として、現在安定して得られているのは、７８０ｎｍ
までであり、従って、波長λに関しては、現像のところ
、これより小さくすることはできない。

一方、ＮＡを大きくすることには、以下の如き問題があ
る。

すなわち、対物レンズの焦点深度は、λ／（ＮＡ）”と
表され、光磁気メモリーディスクのスキュー及び記録媒
体層厚のバラツキに対する許容度が、それぞれλ／（Ｎ
Ａ）３．λ／（ＮＡ）’に比例するため、ＮＡを、任意
に大きくするという訳にはいかない。このような事情の
ため、Ｔｆｌ、情では、ＮＡとして０．４５の近傍の値
を選択し、λ＝　７８Ｏｒ＋ｍに対して、Ｗｏとして１
．２〜１．６μｍを得ている。

検出可能な、記録ピットの最小の大きさは、スポット径
と同程度であり、従って、＠状では最小記録ピットの大
きさも１μｍ以上必要である。

しかし、光磁気メモリーディスクの場合、媒体の垂直磁
化の安定性から算出される最小記録ピッ１−の大きさは
、ＭｎＢ１に対し０．２μ１．ＴｂＦｃに対して０．２
μｍ−ＢａＦｅｒｚ○１ｑに対してＯ，１μｍであるか
ら、もし、ディスクに照射するレーザー光のスポット径
を小さくすれば、さらに高密度の記録が可能である。

例えば、動画デジタルメモリーの場合、２０分間の記録
に必用な記憶容量は１３０Ｇｂであり、これは最小ピッ
１−の寸法を０．５μｍにすることで達成できろ。

（目　　的） 本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、光磁気メモリーディスクに照
射されるレーザー光のスポット径を、十分に小さくする
ことのできる。新規な光磁気メモリーディスク光照射方
法の提供にある。

（構　　成） 以下１本発明を説明する。

本発明の光磁気メモリーディスク光照射方法は以下にの
べる如き特徴を有する。

すなわち、照射すべき、レーザー光はマスクを介して、
光磁気メモリーディスクに照射させる。

上記マスクには、スリットないしピンポールが形成され
ており、光は、このスリットあるいはピンホールを通っ
て光磁気メモリーディスクに照射される。

マスクにおけるスリットは、その幅が、照射光の波長λ
に対して、２λ以下、好ましくはλ以下に定められ、長
さは、ディスクにおけるトラック幅に応じて定められる
。また、ピンホールに関しては、その直径が２λ以下、
好ましくはλ以下に定められる。

また、マスクの、スリットもしくはピンホールと、光磁
気メモリーディスクの記録面との間隔が２λ以下好まし
くはλ以下に保たれる。さらに、上記間隔は、スリット
の幅もしくはピンホールの直径と同程度に保たれる。

本発明は１発明者らによる、以下の如き実験的な発見に
基礎をおいている。

周知の如く、微小なピンホールを通して光を伝幡させる
と、透過光はピンホールにより回折する。

ピンホールの直径が、波長程度ともなると、同断効果は
最大となり、ピンホールを通過した光は。

ピンホールの位置を発散の中心とする球面波として伝幡
する。

しかしながら、ピンホールを通った光が球面波となるの
は、ピンホールの位置から、数波長もへたたった、所謂
ファーフィールドと呼ばれる領域においてであり、ピン
ホールの直後の、ニアフィールドと呼ばれる領域では１
通過光は、平面波としての性質を示す。

すなわち、ピンホールの直径を、レーザー光の波長λに
対し、２λ以下とすると、ピンホール通過直後の２λ程
度のニアフィールドにおいては。

通過レーザー光は、略ピンホール径と同じ光束径をもっ
て進行することが認められた。特に、ピンホールの直径
とニアフィールド長が同程度のときは、上記光束径はニ
アフィールド内では、実質的にピンホール径と同一であ
る。

そこで、光磁気メモリーディスクに照射すべきレーザー
光を、その波長λに対し、２λ以下の直径りを有するピ
ンホールを通して、ディスクの記録面に照射し、かつ、
ピンホールと、記録面との間の距離ｄを、Ｄ＝ｄかつ２
λ以下に保つことによって、記録面上での照射スポット
径を、実質的に、ピンホールの直径と同一にできる訳で
ある。

特に、［）＝ｄ≦λのときは、良好である。

以下、具体的な実施例に即して説明する。なお、繁雑を
避けるために、混同の虞れのないものについては、各実
施例をあられす図面とも、同一の符号を用いる。

第１図に示す例は、情報読出し用の光学系を示している
。

レーザーダイオード１００からの光をレンズ１０２で平
行光束化し、偏光子１０４．ビームスプリッタ−１０６
，対物レンズ１０８を介してマスク１１０の、ピンホー
ルの部分に集束せしめる。

ピンホールを通った光は、光磁気メモリーディスク１０
の記録面（マスク１１０に近接する面）に入射する。

記録面からの反射光は、ピンホールを通り、対物レンズ
１０８、ビームスプリッタ−１０６を介してビームスプ
リッタ−１１２に入射し、同スプリッター１１２により
２光束に分離し、検光子１１／Ｉ、　１１６を介して、
それぞれフォトダイオード１１８．１２０に入射する。

フォトダイオード１１８．１２０の出力は、オペアンプ
１２２に印加され、このオペアンプ１２２から所望の読
出し信号が得られる。

第２図は、記録面近傍の状態を説明図的に示している。

対物レンズ１０８による集束光ＬＯが、マスク１１０上
に集束すると、ピンホールＰ　Ｒを通過した光Ｌ１は、
ディスク１０の記録面を、スポット状に照射する。

ピンホールの直径ＬＡ、ピンホールと記録面との距離１
．　Ｂをともに、２λ以下とすると、記録面を照射する
光スポットの直径は、実質的にＬＡに等しい。

第１図に示す実施例において、レーザーダイオード１０
０から放射されろ光の波長λは７８０ｎｌｉであり、マ
スク１１０におけるピンホールの直径は、０．５μｍと
した。

マスク１１０は、１．５１の厚さの低膨張ガラスにクロ
ームを１００ＯＡにスパッターで薄膜形成し、その上に
フォトレジストを塗布したのち、電子ビームにる露光を
行ない、現像後クローム薄膜をドライエツチングし、し
かるのち、フォトレジストをとりのぞくことにより、０
．５μｍ径のピンホールを有するものとして作製した。

もちろんマスク１１０は、クローム薄膜の例を記録面に
対向させて用いる。

また、マスク１１０と記録面との間の距離は、ウィンチ
ェスタディスクに用いられている空気浮上式の光ピツク
アップと同様の方式を用い、０．５±０．１μｍに保持
した。これにより、フォーカシング制御は不要となった
。トラッキング制御は適当な方式で行う。

マスク１１０上に集束する集束光ＬＯ（第２図）の集束
スポット径は１．２〜１．６μ−である。

このとき、記録面上での、照射スポット径は、０．５〜
０．６μｍ、すなわち、０．７λ〜０．８λであった。

記録面への入射光量は、対物レンズ１０８によるマスク
１１０上への集束スポット径とピンホール径とによって
定まる。今説明している例では１面積比による計算値と
同程度の１０〜１７％であった。マスク１１０と記録面
とが近接しているため、ピンホールから入射した光が再
度ピンホールを通過するまでの光量減少は大きくないが
、光磁気メモリーディスマの場合、信号分としての光強
度変化は２〜３％しかないため、一般に行なわれている
、差動増幅回路を用いて信号検出を行っている。この点
は、第３図、第４図に示す実施例の場合も同様である。

光磁気メモリーディスクの記録媒体としては、ファラデ
ー効果、カー効果を有する磁性材料であれば、特に制限
なく用いうる。ファラデー効果を有する磁性材料として
は、アイアンガーネット系。

コバルトスピンネルフェライト系、バリウムフェライト
系のものを例としてあげることができ、カー効果を有す
るものの例としては、Ｇ　ｄ　Ｃｏ　、　Ｔ　ｄ　Ｆ　
ｅ　。

Ｄｙ　　Ｆｏ、　　ＧｄＴｅＦｅＣｏ、　　Ｍｎ　Ｂｉ
、　　ＲｔＭｎＳｂ、　　ＧｄＦｅ。

ＧｄＦｅＢ１．ＧｄＴｂＦｅの各県のものをあげること
ができる。

因みに、第１図、第３図、第４図に示す実施例において
は、記録媒体材料として、Ｓｒ０・６［ＡＱｏ、＋。

Ｔ　ｉａ、＋　、　Ｃｏａ、＋　、　Ｆｅ＋−Ｉ、Ｏｓ
　］を用いている。第１図に示す例では、ディスクは基
板上に反射層としてＳｉＯの層を、スパッタリングによ
り１５００Ａに形成し、そのうえ上記組成の磁性膜を３
μ盲１１に形成してなっている。このディスクに１本発
明の方法により径０．５μｍのピットを０．５μｍピッ
チで書き込み、読出すことができた。

第１図に示す実施例では、光磁気メモリーディスクが反
射性であったが、第３図、第４図には。

光透過性のディスクを用いた例を示す。信号の検出は、
検出光が、ディスクＩＯＡを透過した光である点をのぞ
けば、第１図に示す実施例と同じである。また、第４図
の実施例では、第１図の実施例と同様の光学系で、ディ
スクに対する光照射を行っている。

第３図の実施例では、レーザーダイオード１００から放
射されるレーザー光を、直接マスク１１０に照射し、ピ
ンホールを通った光をディスク１０Ａの記録面に照射し
ている。レーザーダイオード１００からのレーザー光は
一般に１発散性である。従って、記録面に十分な光量を
照射するには、レーザーダイオード１００の出射鏡面と
、ピンホールとの間の距離は、可及的に小さい方がよい
。従って、かかる場合、上記出射鏡面に直接、蒸着等に
よってマスク面に、マスクと同様の効果を有する導波路
を設けることも考えられる。

第３図に示す照射方式は、反射光により情報読出を行う
方式にも適用可能である。

以上の実施例では、情報の読取りす場合を例にとったが
、本発明の光照射方法は勿論、情報の書込みについても
適用できろ。

また１以上の説明では、ピンホールの場合について説明
したが、ピンホールのがわりに、第５図に示すような、
スリットＳＬを用いてもよい。この場合は、スリットＳ
Ｌの長手方向を、ディスクの半径方向に合致させる。そ
して、スリットＳ　Ｌ。

の幅ＬＡＩは、２λ以下、好ましくはλ以下とし。

長さＬＡ２は、トラック幅より若干小さい大きさにする
。すなわち、トラッキングの際に、照射位置が多少ずれ
ても、照射光が、隣接トラックを照射しない程度の大き
さに定めるのである。スリットＳＬの長さＬＡ２を、ト
ラック幅に応じて定めるとは、このような意味である。

（発明の効果）　− 以上１本発明によれば、新規な光磁気メモリーディスク
光照射方法を提供できる。

この方法は、上記の如く構成されているので、第１に、
記録面を照射するスポットの照射面積を小さくすること
が可能であり、情報記録の高密度化が可能となる。また
、対物レンズによる集束スポット径自体を小さくする必
要がないので、対物レンズ等、光学系の設計条件がゆる
やかになる。

さらに、光源からの光を直接、マスクに照射し、ピンホ
ールないしスリットで絞って、記録面に照射することも
できるので、照射光学系の大幅な簡略化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を示す図、第２図は、本発
明を説明するための図、第３図は、本発明の他の実施例
を示す図、第４図は、本発明の別の実施例を示す図、第
５図は、マスクにおけるスリットを説明するための図、
第６図は、従来技術とその問題点を説明するための図で
ある。 １０・・・・光磁気メモリーディスク、　　１００・・
・・レーザーダイオー手続補正書 昭和６１年５月１５日 １、′￥Ｇ件の表示 昭和６１年特許願第２８４８０号 ２、発明の名称 光磁気メモリーディスク光照射方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　　　　称　（６７４）株式会社リコー（ばか１名） ４、代　理　人 ５、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 （１）明細書第１４頁第９行のｒＲｔ、Ｍｎ５ｂＪをｒ
Ｐｔ、Ｍｎ５ｂＪと補正する。 （２）同第１４頁第１７行のｒ３μｍＪをｒｏ、３　ｐ
　ｍｌと補正する。 （３）同第１５頁第１８行初頭の「て」の次から、同行
中の「同様の効果」の前までを、「マスクを設けてもよ
く、あるいはレーザーの放射鏡面にマスクと」と補正す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光磁気メモリーディスクに情報を書込むため、もしくは
   光磁気メモリーディスクに書込まれた情報を読み出すた
   めに、光磁気メモリーディスクを光照射する方法であっ
   て、 照射光の波長をλとするとき、２λ以下の幅と、トラッ
   ク幅に応じて定まる長さとを有するスリットもしくは、
   ２λ以下の直径を有するピンホールを有するマスクを用
   い、 上記スリットもしくはピンホールを通して光磁気メモリ
   ーディスクを光照射し、上記スリットもしくはピンホー
   ルと、光磁気メモリーディスクの記録面との間隔を、２
   λ以下で上記スリットの幅もしくはピンホールの直径と
   同程度の大きさに保つことを特徴とする、光磁気メモリ
   ーディスク光照射方法。