JPWO2005029486A1 - 光情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体に対し、位相ピットの深さを浅くすることなく高速転送時においても、ＲＡＭ信号を正確に読み出すことができる光情報処理装置を提供する。光情報処理装置は、トラック上にＲＯＭ信号情報が位相ピットとして記録され、前記位相ピット上にＲＡＭ信号情報が光磁気記録されるコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭの記録媒体における情報の書込み、読出しを制御する光情報処理装置であって、記録媒体上の同一トラックに沿って間隔を有して第１及び第２の二つのビームスポットを形成する光学系と、前記第１のビームポット強度を、前記第２のビームスポットにより読み出される第２のＲＯＭ信号で変調する回路部と、前記第１のビームポットにより読み出される第１のＲＯＭ信号からＲＡＭ信号を検出する回路部を有する。
Description
本発明は、光情報処理装置に関し、特に、同一の記録媒体に記録、再生されるＲＯＭ（固定記録）情報とＲＡＭ（書込み・読出し可能記録）情報の記録、再生処理に光学素子を用いる光情報処理装置に関する。
ＲＯＭ情報とＲＡＭ情報を同一の記録媒体に記録、再生する技術として、所謂コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクが知られている（例えば、非特許文献１）。コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクは、ＲＯＭ信号として物理的凹凸による位相ピット信号が形成された透明な基板上に、ＲＡＭ信号の記録・再生用として光磁気記録膜を形成したものである。
１個のピックアップでＲＯＭ信号（位相ピット信号）とＲＡＭ信号（光磁気信号）の検出およびＲＡＭ信号の位相ピット上への重畳記録が出来る。このことにより、従来のＲＯＭディスクやＲＡＭディスクに比べて、記録密度が２倍、読み出しの転送速度が２倍になるという利点がある。
しかし、ＲＡＭ信号の検出にあたっては、位相ピットからの強度変調信号がクロストークとなり、ＲＯＭ信号に埋もれてしまいＲＡＭ信号の読出しが困難になるという不都合がある。この問題を解消するために、これまでいくつかの提案が示されている。
その一つとして第１の技術は、ＲＡＭ信号をＲＯＭ信号量で割算を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、第２の技術として位相ピットによる変調信号を検出光の光源駆動回路に負帰還し、位相ピットからの強度変調信号を抑える方法（レーザーフィードバック法）が提案されている（特許文献２、非特許文献１）。
さらに又、本発明者等は、ピット深さを浅くすることで、ＲＯＭ信号とともに、レーザーフィードバック無しでもＲＡＭ信号が正確に読み出すことができる技術を先に提案している（特許文献３）。
一方、ＣＤ−ＲＯＭドライブの倍速競争に象徴されるように、ドライブの転送速度が増大しており、コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭを用いた装置においても同等の再生特性が要求されることは必然であると考えられる。
かかる要求に対し、上述した第１の技術あるいは、第２の技術は非常に有効な方法である。しかし、両者とも周波数依存性があり、高速転送化が進むと正確なＲＡＭ信号の検出が難しくなる。
特にレーザーフィードバックによる第２の技術による方法では、一巡回路となるため周波数特性が低下したところでフィードバックゲインを増大させると、回路の発振が生じ、ＲＡＭ信号が全く検出出来なくなる。また、先に本発明者等が提案した方法においてピット深さを浅くした場合には、ＲＯＭ信号振幅が小さくなり、通常のＣＤ−ＲＯＭ再生装置ではコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体のＲＯＭ部の信号が読み出すことができないことが想定される。
「コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクに関する一実現方法」テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．４６ Ｎｏ．１０，ｐｐ．１３１９−１３２４ 特開平２−９１８４１号公報 特開平１−１６６３５０号公報 ＰＣＴ／ＪＰ０３／００１４５
１個のピックアップでＲＯＭ信号（位相ピット信号）とＲＡＭ信号（光磁気信号）の検出およびＲＡＭ信号の位相ピット上への重畳記録が出来る。このことにより、従来のＲＯＭディスクやＲＡＭディスクに比べて、記録密度が２倍、読み出しの転送速度が２倍になるという利点がある。
しかし、ＲＡＭ信号の検出にあたっては、位相ピットからの強度変調信号がクロストークとなり、ＲＯＭ信号に埋もれてしまいＲＡＭ信号の読出しが困難になるという不都合がある。この問題を解消するために、これまでいくつかの提案が示されている。
その一つとして第１の技術は、ＲＡＭ信号をＲＯＭ信号量で割算を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、第２の技術として位相ピットによる変調信号を検出光の光源駆動回路に負帰還し、位相ピットからの強度変調信号を抑える方法（レーザーフィードバック法）が提案されている（特許文献２、非特許文献１）。
さらに又、本発明者等は、ピット深さを浅くすることで、ＲＯＭ信号とともに、レーザーフィードバック無しでもＲＡＭ信号が正確に読み出すことができる技術を先に提案している（特許文献３）。
一方、ＣＤ−ＲＯＭドライブの倍速競争に象徴されるように、ドライブの転送速度が増大しており、コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭを用いた装置においても同等の再生特性が要求されることは必然であると考えられる。
かかる要求に対し、上述した第１の技術あるいは、第２の技術は非常に有効な方法である。しかし、両者とも周波数依存性があり、高速転送化が進むと正確なＲＡＭ信号の検出が難しくなる。
特にレーザーフィードバックによる第２の技術による方法では、一巡回路となるため周波数特性が低下したところでフィードバックゲインを増大させると、回路の発振が生じ、ＲＡＭ信号が全く検出出来なくなる。また、先に本発明者等が提案した方法においてピット深さを浅くした場合には、ＲＯＭ信号振幅が小さくなり、通常のＣＤ−ＲＯＭ再生装置ではコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体のＲＯＭ部の信号が読み出すことができないことが想定される。
「コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクに関する一実現方法」テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．４６ Ｎｏ．１０，ｐｐ．１３１９−１３２４
発明の概要
したがって、本発明の目的は、位相ピットの深さを浅くすることなく、高速転送時においても、ＲＡＭ信号を正確に読み出すことができる光情報処理装置を提供することにある。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第１の側面は、トラック上にＲＯＭ信号情報が位相ピットとして記録され、前記位相ピット上にＲＡＭ信号情報が光磁気記録されるコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭの記録媒体における情報の書込み、読出しを制御する光情報処理装置であって、記録媒体上の同一トラックに沿って間隔を有して第１及び第２の二つのビームスポットを形成する光学系と、前記第１のビームポット強度を、前記第２のビームスポットにより読み出される第２のＲＯＭ信号で変調する回路部と、前記第１のビームポットにより読み出される第１のＲＯＭ信号からＲＡＭ信号を検出する回路部を有することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第２の側面は、第１の側面において、前記光学系は、前記第１及び第２の二つのビームスポットのそれぞれを、対応する２つのレーザ光源からの光を独立の２つの対物レンズを通して形成し、それぞれ前記第１及び第２の二つのビームスポットに対するフォーカシング制御可能な第１及び第２の光学系を有することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第３の側面は、第１の側面において、前記光学系は、前記第１及び第２のビームポットのそれぞれを、対応する２つのレーザ光源からの光を共通の対物レンズを通し、且つ光軸を互いに異ならして、前記第１及び第２のビームポット間に間隔を有する様に形成することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第４の側面は、第２の側面において、前記第１及び第２の光学系を共通にトラック上に沿って並ぶように搭載したヘッドベースと、前記ヘッドベースをトラック方向と垂直な方向に移動制御するネジ機構を有していることを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第５の側面は、第２の側面において、さらに前記第１のＲＯＭ信号及び第２のＲＯＭ信号から、それぞれ第１のビームスポット位置アドレス及び第２のビームスポット位置アドレスを求める回路部と、前記第１及び第２のビームスポット位置アドレスの差分を検知する回路部と、前記アドレスの差分を検知する回路部の出力に基づき、前記第１の光学系、前記第２の光学系又は、前記第１の光学系及び前記第２の光学系を制御して前記第１及び第２のビームポットを同一のトラック上に位置するように制御する回路部を有することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第６の側面は、第１乃至３の側面のいずれかにおいて、前記第１のビームポット強度を前記第２のＲＯＭ信号で変調する回路部は、前記第２のビームスポットが前記第１のビームスポットより先行する場合、前記第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間隔に対応する遅延量を前記第２のビームスポットに与える遅延回路部と、前記第２のＲＯＭ信号で変調する回路部は、さらに前記第２のビームスポットの極性を反転し、且つ利得が制御可能の増幅回路部を有することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第６の側面は、第６の側面において、増幅回路部の利得は、前記第１のＲＯＭ信号の変動を極小とする値に設定されることを特徴とする光情報処理装置。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第８の側面は、第１乃至３の側面のいずれかにおいて、前記第１のビームスポットのデトラッキング量を走査し、位相ピットからＲＡＭ信号への偏光ノイズが最小となる位置に前記デトラッキング量を調整することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第９の側面は、第１乃至３の側面のいずれかにおいて、前記記録媒体の前記光学系と反対側で前記第１及び第２のビームスポットに対向する位置に第１及び第２の磁気ヘッドを配置し、前記第２のビームスポットに対向する第２の磁気ヘッドに印加する磁界の方向を、前記第１のビームスポットに対向する第１の磁気ヘッドに印加する磁界の方向と反対の向きとし、前記第２のビームスポットに高パワーの光を照射しＲＡＭ情報の消去を行い、前記第１のビームスポットを形成する光の強度を変調させてＲＡＭ情報の記録を行うことを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第１０の側面は、第１乃至３の側面のいずれかにおいて、前記第１及び第２のビームスポットは、互いに波長の異なる第１及び第２のレーザ光源からのレーザ光により形成されることを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第１１の側面は、第２の側面において、前記第１のビームスポットの形成、前記第１のＲＯＭ信号及びＲＡＭ信号の検出をレーザ光源と受光素子を一体とした第１の光集積モジュール及び、前記第２のビームスポットの形成、前記第２のＲＯＭ信号の検出をレーザ光源と受光素子を一体とした第２の光集積モジュールを用いることを特徴とする。
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される実施の形態例の説明から更に明らかになる。
したがって、本発明の目的は、位相ピットの深さを浅くすることなく、高速転送時においても、ＲＡＭ信号を正確に読み出すことができる光情報処理装置を提供することにある。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第１の側面は、トラック上にＲＯＭ信号情報が位相ピットとして記録され、前記位相ピット上にＲＡＭ信号情報が光磁気記録されるコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭの記録媒体における情報の書込み、読出しを制御する光情報処理装置であって、記録媒体上の同一トラックに沿って間隔を有して第１及び第２の二つのビームスポットを形成する光学系と、前記第１のビームポット強度を、前記第２のビームスポットにより読み出される第２のＲＯＭ信号で変調する回路部と、前記第１のビームポットにより読み出される第１のＲＯＭ信号からＲＡＭ信号を検出する回路部を有することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第２の側面は、第１の側面において、前記光学系は、前記第１及び第２の二つのビームスポットのそれぞれを、対応する２つのレーザ光源からの光を独立の２つの対物レンズを通して形成し、それぞれ前記第１及び第２の二つのビームスポットに対するフォーカシング制御可能な第１及び第２の光学系を有することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第３の側面は、第１の側面において、前記光学系は、前記第１及び第２のビームポットのそれぞれを、対応する２つのレーザ光源からの光を共通の対物レンズを通し、且つ光軸を互いに異ならして、前記第１及び第２のビームポット間に間隔を有する様に形成することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第４の側面は、第２の側面において、前記第１及び第２の光学系を共通にトラック上に沿って並ぶように搭載したヘッドベースと、前記ヘッドベースをトラック方向と垂直な方向に移動制御するネジ機構を有していることを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第５の側面は、第２の側面において、さらに前記第１のＲＯＭ信号及び第２のＲＯＭ信号から、それぞれ第１のビームスポット位置アドレス及び第２のビームスポット位置アドレスを求める回路部と、前記第１及び第２のビームスポット位置アドレスの差分を検知する回路部と、前記アドレスの差分を検知する回路部の出力に基づき、前記第１の光学系、前記第２の光学系又は、前記第１の光学系及び前記第２の光学系を制御して前記第１及び第２のビームポットを同一のトラック上に位置するように制御する回路部を有することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第６の側面は、第１乃至３の側面のいずれかにおいて、前記第１のビームポット強度を前記第２のＲＯＭ信号で変調する回路部は、前記第２のビームスポットが前記第１のビームスポットより先行する場合、前記第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間隔に対応する遅延量を前記第２のビームスポットに与える遅延回路部と、前記第２のＲＯＭ信号で変調する回路部は、さらに前記第２のビームスポットの極性を反転し、且つ利得が制御可能の増幅回路部を有することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第６の側面は、第６の側面において、増幅回路部の利得は、前記第１のＲＯＭ信号の変動を極小とする値に設定されることを特徴とする光情報処理装置。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第８の側面は、第１乃至３の側面のいずれかにおいて、前記第１のビームスポットのデトラッキング量を走査し、位相ピットからＲＡＭ信号への偏光ノイズが最小となる位置に前記デトラッキング量を調整することを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第９の側面は、第１乃至３の側面のいずれかにおいて、前記記録媒体の前記光学系と反対側で前記第１及び第２のビームスポットに対向する位置に第１及び第２の磁気ヘッドを配置し、前記第２のビームスポットに対向する第２の磁気ヘッドに印加する磁界の方向を、前記第１のビームスポットに対向する第１の磁気ヘッドに印加する磁界の方向と反対の向きとし、前記第２のビームスポットに高パワーの光を照射しＲＡＭ情報の消去を行い、前記第１のビームスポットを形成する光の強度を変調させてＲＡＭ情報の記録を行うことを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第１０の側面は、第１乃至３の側面のいずれかにおいて、前記第１及び第２のビームスポットは、互いに波長の異なる第１及び第２のレーザ光源からのレーザ光により形成されることを特徴とする。
上記の本発明の目的を解決する光情報処理装置の第１１の側面は、第２の側面において、前記第１のビームスポットの形成、前記第１のＲＯＭ信号及びＲＡＭ信号の検出をレーザ光源と受光素子を一体とした第１の光集積モジュール及び、前記第２のビームスポットの形成、前記第２のＲＯＭ信号の検出をレーザ光源と受光素子を一体とした第２の光集積モジュールを用いることを特徴とする。
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される実施の形態例の説明から更に明らかになる。
図１は、本発明の実施例に使用されるコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体の記録領域の一部を拡大して示す概念図である。
図２は、本発明の実施例に使用したコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記媒体の、図１において破線で示すトラックに垂直方向の断面形状を模式的に示すものである。
図３は、本発明の光情報処理装置の実施例構成を示すブロック図である。
図４は、図３中のメインコントローラ３９の詳細構成例ブロック図である。
図５は、４分割フォトディテクター２４の配置とビームスポット形状を示す図である。
図６は、２分割フォトディテクター２７の配置図を示す。
図７は、第１の光学系および第２の光学系を用いてＲＯＭ信号およびＲＡＭ信号の検出を行う本発明に従う方法の動作フローを示す図である。
図８は、第１の光学系により形成されるビームスポット３７と第２の光学系により形成されるビームスポット３８の配置を摸式的に示す図である。
図９は、ＲＯＭ１信号の波形を示す図である。
図１０は、図３の情報処理装置において、ビームスポット３７と３８を同一トラック上に集光させるための具体的な配置方法を実現する実施例を説明する図である。
図１１は、本発明の第２の実施例における情報処理装置のブロック構成を示す図である。
図１２、集積ヘッド５４の実施例構成を概念的に示す図である。
図１３は、集積ヘッド５４のフォトディテクタの配置を示す図である。
図１４は、集積ヘッド５７の実施例構成を概念的に示す図である。
図１５は、集積ヘッド５７のフォトディテクタの配置を示す図である。
図２は、本発明の実施例に使用したコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記媒体の、図１において破線で示すトラックに垂直方向の断面形状を模式的に示すものである。
図３は、本発明の光情報処理装置の実施例構成を示すブロック図である。
図４は、図３中のメインコントローラ３９の詳細構成例ブロック図である。
図５は、４分割フォトディテクター２４の配置とビームスポット形状を示す図である。
図６は、２分割フォトディテクター２７の配置図を示す。
図７は、第１の光学系および第２の光学系を用いてＲＯＭ信号およびＲＡＭ信号の検出を行う本発明に従う方法の動作フローを示す図である。
図８は、第１の光学系により形成されるビームスポット３７と第２の光学系により形成されるビームスポット３８の配置を摸式的に示す図である。
図９は、ＲＯＭ１信号の波形を示す図である。
図１０は、図３の情報処理装置において、ビームスポット３７と３８を同一トラック上に集光させるための具体的な配置方法を実現する実施例を説明する図である。
図１１は、本発明の第２の実施例における情報処理装置のブロック構成を示す図である。
図１２、集積ヘッド５４の実施例構成を概念的に示す図である。
図１３は、集積ヘッド５４のフォトディテクタの配置を示す図である。
図１４は、集積ヘッド５７の実施例構成を概念的に示す図である。
図１５は、集積ヘッド５７のフォトディテクタの配置を示す図である。
以下に、本発明に従う光情報処理装置の実施例を説明する。
図１は、本発明の実施例に使用されるコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体であって、例えば、ディスク形状の記録媒体上にＲＯＭ信号情報となる位相ピットと、ＲＡＭ信号情報となるＭＯ（光磁気記録）マークを形成した記録領域の一部を拡大して示す概念図である。
以下の本発明の実施例では、記録領域におけるＲＯＭ信号情報となる位相ピット１の深さ２を約１００ｎｍとしている。この深さ２に対応する光学的溝深さは、波長λ＝７８５ｎｍの光源を使用した場合、λ／５に相当する。また、ピット幅３は０．５μｍとし、トラックピッチ４は１．６μｍとしている。
また、位相ピットの変調方式は、８ビットのデータを１４ビットのランレングス符号に変換してマーク長を記録するＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調とし、基準となるクロック長Ｔに対して、最短マーク値３Ｔの長さを０．８３μｍとした。
これらのピットに関するパラメータは、従来の再生速度１．２ｍ／ｓｅｃのコンパクトディスクの規格値と同様である。なお、本発明にかかる光情報処理装置は、光ディスクに限定されるものではなく光カード、光テープ等の媒体においても同様に利用できるものである。
さらに、コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体は、図１において、位相ピット１上にＲＡＭ信号情報となるＭＯ（光磁気記録）マーク５が記録可能である。
図２は、本発明の実施例に使用したコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体の、図１において破線で示すトラックに垂直方向の断面形状を模式的に示すものである。物理的凹凸により金属スタンパに形成されたＲＯＭ情報は、射出成形法により光学的にほぼ透明な基板６に位相ピット７の集合として形成される。
基板６の上にスパッタリング法により、第１の誘電体層８／光磁気記録層９／第２の誘電体層１０／反射層１１が順次形成され、最後にスピンコート法により保護コート１２が形成される。第１の誘電体層８および第２の誘電体層１０は、光の多重反射条件による光磁気信号の性能指数の最適化および光磁気記録層の酸化や防錆効果のために設けている。
本実施例では、反応性スパッタリングによりＳｉＮｘを誘電体層８，１０に用いている。光磁気記録層９は、キュリー温度が約２００度のＴｂＦｅＣｏにより形成されている。反射層１１は、Ａｌを用いており、光磁気記録膜の保護と光磁気信号への記録時の光パワー感度調整の役目をしている。保護コート１２は紫外線硬化型の樹脂をスピンコートによりほぼ均一にコートし紫外線により硬化させている。硬化後の樹脂の厚みは約７μｍである。
図３は、本発明の光情報処理装置の実施例構成を示すブロック図である。また、図４は、図３中のメインコントローラ３９の詳細構成例ブロック図である。
図３において、光ディスク１９はその一部のみが模式的に示されている。図示省略されている、光ディスク１９の内径部をチャッキングしスピンドルモータにより矢印回転方向３６に回転する。
波長λ＝７８５ｎｍの半導体レーザ１３より出射されたレーザ光は、焦点距離ｆ＝１５ｍｍのコリメータレンズ１４により平行光となり、偏光ビームスプリッター１５に入射する。入射したレーザ光の約３０％は反射されて集光レンズ１６によりフォトディテクター１７上に集光される。
フォトディテクター１７により半導体レーザ１３の発光パワーをモニターして、対応する電気信号がフォトディテクター１７から出力され、メインコントローラ３９に入力される。
フォトディテクター１７から出力される信号に対応して、メインコントローラ３９のオートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路１００（図４参照）によりコントロール信号が生成され、ＬＤドライバ４２を通して、半導体レーザ１３にフィードバックされる。これによりオートパワー制御が行われる。
一方、偏光ビームスプリッター１５に入射する半導体レーザ１３からの平行光のうち約７０％は透過し、焦点距離ｆ＝３ｍｍ、開口数ＮＡ＝０．５５の対物レンズ１８により光ディスク１９上に集光され、ビームスポット３７を形成する。
光ディスク１９上でのビームスポット３７の大きさは、トラック方向で約１．２２μｍ、トラックに垂直方向で約１．３４μｍ（自然対数の底をｅとすると光強度分布１／ｅ２おいて）となる。
光ディスク１９によりレーザ光が反射され、逆方向に対物レンズ１８を通り、偏光ビームスプリッター１５に再び入射する。そこで、約３０％の光が反射され、偏光ビームスプリッター２２に入射する。偏光ビームスプリッター２２に入射した光のうち約５０％の光はトロイダルレンズ２３を通して４分割フォトディテクター２４に集光される。
図５は、４分割フォトディテクター２４の配置とビームスポット形状を示している。この４分割フォトディテクター２４の出力は、メインコントローラ３９において、対物レンズ１８のフォーカシングを制御するためのコントロール信号生成のために用いられる。
すなわち、メインコントローラ３９のフォーカシングエラー（ＦＥＳ：Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）検知回路１０１により、対物レンズ１８のフォーカシングエラー（ＦＥＳ：Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）信号が、次のように生成される。
ＦＥＳ検知回路１０１により、非点収差法により４分割ディテクター２４の各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対して
ＦＥＳ（Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
が得られる。
光ディスク１９に対してレーザ光が対物レンズ１８側（ニア側）に集光される場合には、４分割ディテクター２４のうちの分割部２４ａ、２４ｃ方向に広がるようなビームスポット４８ａのようになる。逆に対物レンズ１８から離れる方向（ファー側）に集光される場合には、４分割ディテクター２４のうちの分割部２４ｂ、２４ｄ方向に広がるようなビームスポット４８ｂのようになる。ジャストフォーカス近傍では、ビームスポット４８ｃのように真円に近い形状となる。
さらに、４分割フォトディテクター２４の出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、トラッキングエラー（ＴＥＳ：Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）検知回路１０２に入力する。ＴＥＳ検知回路１０２によりトラッキングエラー（ＴＥＳ：Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）信号として、プッシュプル法により、４分割ディテクター２４の各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対して
ＴＥＳ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）
が得られる。
このようにしてＦＥＳ信号が得られると、フォーカスＯＮ／ＯＦＦ回路１０１ａをＯＮとして、アクチュエータ駆動回路４４にフォーカシング補正制御信号を送る。アクチュエータ駆動回路４４は、フォーカシング補正制御信号に対応して、フォーカスエラーを修復する方向にアクチュエータ２０にフォーカシング駆動電流を流し、対物レンズ１８の焦光位置のサーボ制御を行う。
一方、ＴＥＳ信号が得られると、トラックＯＮ／ＯＦＦ回路１０２ａをＯＮとして、アクチュエータ駆動回路４４にトラッキング補正制御信号を送る。アクチュエータ駆動回路４４は、トラッキング補正制御信号に対応して、トラックエラーを修復する方向にアクチュエータ２０にトラッキング駆動電流を流し、対物レンズ１８のトラック方向位置におけるサーボ制御を行う。
アクチュエータ２０に関して図３には詳細な機構を示していないが、実施例として、４本ワイヤー構造のアクチュエータを用いて構成される。
ＲＯＭ信号は、ＲＯＭ１検知回路１０３により４分割ディテクター２４の各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを次のように加算演算して求められる。
ＲＯＭ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ
ここで、４分割フォトディテクター２４により検出された出力に基づきＲＯＭ１検知回路１０３により得られる上記ＲＯＭ信号を以降の説明において、ＲＯＭ１信号と表記する。
ＲＯＭ１信号は、ＲＯＭ復号器１０３ａによりランレングス符号に対する復号処理が行われＲＯＭデータとしてデータ出力端子（ＤＡＴＡ ＯＵＴ）Ａ３から出力される。
一方、偏光ビームスプリッター２２に入射した反射レーザ光のうち、残りの約５０％の光は反射され、ウォラストンプリズム２５により偏光方向に応じて２つのビームに分離され、集光レンズ２６により２分割フォトディテクター２７上に集光される。
図６に、２分割フォトディテクター２７の配置図を示す。２分割ディテクター２７の２つの分割ディテクタ２７ａ，２７ｂの各出力Ａ，Ｂは、メインコントローラ３９のＲＡＭ検知回路１０４に入力される。ＲＡＭ検知回路１０４において、ＲＡＭ信号として光磁気（ＭＯ）信号が
ＲＡＭ＝Ａ−Ｂ
により得られる。
ＲＡＭ検知回路１０４により得られたＲＡＭ信号は、復号器１０４ａにより復号され、ＲＡＭデータとしてデータ出力端子Ａ３から出力される。
なお、上述したＲＯＭ１信号に関しては、上述した方法以外に、２分割ディテクター２７の２つの分割ディテクタ２７ａ，２７ｂの各出力Ａ，Ｂを用いて、
ＲＯＭ＝Ａ＋Ｂ
により検出することも可能である。
上記のＲＡＭ検知回路１０４で検知されたＲＡＭ信号は、復号器１０４ａにより復号化された後、エラー検出回路１０４ｂによりエラー検出が行われる。このエラー検出により検出されるエラーを修正するべく、トラック修正回路１０２ｂによりトラックＯＮ／ＯＦＦ回路１０２ａの出力を補正して、アクチュエータ駆動回路４４に出力される。
上述した第１の光学系が本発明の対象とする光情報処理装置におけるＲＯＭ信号検出系およびＲＡＭ信号検出系の基本的な構成例である。
これに対し、本発明の特徴は、上述した第１の光学系と同様構成の第２の光学系を更に追加して、第２のビームスポット３８を形成する。これにより、これまで問題と考えていた位相ピットの深さを浅くする必要性をなくし、高速転送時においてもＲＡＭ信号を正確に読み出すことができるようにしたものである。
実施例として、光学系の小型化も考慮して、第２のビームスポット３８を形成する第２の光学系は図３に示される構成としている。
図３において、波長６５０ｎｍの半導体レーザ２８から出射された光は、ビームスプリッター２９に入射する。ビームスプリッター２９に入射した光のうち約３０％の光は、反射されてフォトディテクター３０上に落射する。フォトディテクター３０からの出力は、メインコントローラ３９のＡＰＣ回路１０５に導かれ、ＡＰＣ回路１０５によりＬＤドライバー４３を通して半導体レーザ２８の駆動電流を制御する。これにより、レーザ２８のレーザ光出力に対し、オートパワーコントロールが行われる。
一方、前記したビームスプリッター２９に入射した光のうち約７０％は、透過した後、対物レンズ３１により光ディスク１９上に第２のビームスポット３８を形成する。対物レンズ３１は、焦点距離ｆ＝３．５ｍｍで開口数ＮＡ＝０．５０のものを使用している。
光ディスク１９上でのビームスポット３８の大きさは、トラック方向で約１．１１μｍ、トラックに垂直方向で約１．２２μｍである。次いで、光ディスク１９よりレーザ光が反射され、対物レンズ３１を通して再びビームスプリッター２９に入射し、次いで入射した光の約３０％は反射される。反射された光はシリンドリカルレンズ３４を通って４分割フォトディテクター３５上に集光される。
４分割フォトディテクター３５の配置は、同様に図５に示すようであり、前記したビームスポット３７を形成する第１の光学系におけると同じ演算方法により、メインコントローラ３９のＦＥＳ検知回路１０６、ＴＥＳ検知回路１０７及びＲＯＭ２検知回路１０８により４分割フォトディテクター３５の出力に基づき、それぞれＦＥＳ信号、ＴＥＳ信号、及びＲＯＭ信号が得られる。ここで、かかる第２の光学系で検出したＲＯＭ信号は以下ＲＯＭ２信号と表記する。
得られたＦＥＳ信号に基づきフォーカスＯＮ／ＯＦＦ回路１０６ａをＯＮ状態とし、アクチュエータ駆動回路４５によりアクチュエータ３２にフォーカシング駆動のための電流を流し、同時にＴＥＳ信号に基づきトラックＯＮ／ＯＦＦ回路１０７ａをＯＮ状態とし、トラックジャンプ回路１０７ｂを通してアクチュエータ駆動回路４５によりアクチュエータ３２にトラッキング駆動のための電流を流し、フォーカシング及びトラッキングサーボ制御が行われる。
第２の光学系では、部品点数を減らすために第１の光学系にあるコリメータレンズ１４およびオートパワーコントロールのための集光レンズ１６に相当するレンズを省略している。
次に、以下に前記した第１の光学系および第２の光学系を用いてＲＯＭ信号およびＲＡＭ信号の検出を行う本発明に従う方法を図７の動作フローを参照して詳しく説明する。
図８に第１の光学系により形成されるビームスポット３７と第２の光学系により形成されるビームスポット３８の配置を摸式的に示す。光ディスクの移動方向３６に対して同一のトラック上で、ビームスポット３８がビームスポット３７に対して先行するように配置される。
図７において、第１の半導体レーザ１３が発光する（ステップＳ１）とビームスポット３７を形成するようにフォーカシングＯＮ／ＯＦＦ回路１０１ａをＯＮとし（ステップＳ２）、トラッキングＯＮ／ＯＦＦ回路１０２ａをＯＮとする（ステップＳ３）。
これにより、ＲＯＭ１検知回路１０３によりＲＯＭ１信号が読み込まれる（ステップＳ４）。ＲＯＭ１信号は、次いで、復号器１０３ａにより復号処理され、復号出力からアドレス検出回路１０３ｂによりビームスポット３７の位置しているトラック番号ｎ１が検出される（ステップＳ５）。
同様に、第２の半導体レーザ２８が発光する（ステップＳ６）とビームスポット３８を形成するようにフォーカシングＯＮ／ＯＦＦ回路１０６ａをＯＮ とし（ステップＳ７）、トラッキングＯＮ／ＯＦＦ回路１０７ａをＯＮとする（ステップＳ８）。
これにより、ＲＯＭ２検知回路１０８によりＲＯＭ２信号が読み込まれる（ステップＳ９）。ＲＯＭ２信号は、次いで、復号器１０８ａにより復号処理され、復号出力からアドレス検出回路１０８ｂによりビームスポット３８の位置しているトラック番号ｎ２が検出される。
ビームスポット３７と、ビームスポット３８の位置するトラック番号ｎ１，ｎ２が各々アドレス検出回路１０３ｂ、１０８ｂで検出されると、更に比較回路１０９で、これらのトラック番号が比較される（ステップＳ１１）。
この比較において差があると（ステップＳ１１、ＮＯ）、トラック番号の差（ｎ１−ｎ２）を検出し、ビームスポット３７に対してそのトラック差分（ｎ１−ｎ２）のトラックジャンプを行う制御を行う（ステップＳ１２）。すなわち、比較回路１０９のトラック番号の差（ｎ１−ｎ２）に相当する出力に基づき、トラックジャンプ回路１０２ｃに補正信号を送り、アクチュエータ駆動回路４４によりアクチュエータ２０に補正信号相当分の電流を流し、トラック番号の差分（ｎ１−ｎ２）のトラックジャンプを行わす。これにより、ビームスポット３７と３８を同一トラック上に位置させることが可能である。
ここで、本発明の実施例では、図４のメインコントローラ３９でビームスポット３７に対し、トラックジャンプを行わせているが、ビームスポット３８或いはビームスポット３７および３８の両方がそれぞれトラックジャンプを行うように構成制御することも可能である。あるいは、後に説明するように、第１の光学系と第２の光学系をヘッドベース上で物理的に一体にすることにより、容易にビームスポット３７および３８を同一トラック上に位置づけることが可能である。最終的にビームスポット３７および３８を所望の同一トラックへ移動できれば良い。
一方、ステップＳ１１で同一トラックであることが確認できる（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）と、４分割フォトディテクター３５の出力からメインコントローラ３９のＲＯＭ２検知回路１０８で検出したＲＯＭ２信号をもとに、ＡＰＣ回路１００を通してＬＤドライバー４２へ指示を送り、半導体レーザ１３の光出力を変調させる。
前記光出力の変調にあたっては、４分割フォトディテクター２４から検出したＲＯＭ２信号の振幅が所定値Ｋ１、例えばゼロに近づくように遅延量回路４０の遅延量及び、増幅回路４１の増幅率を、エラー検出回路１０３ｃの出力に基づき調整する。
光ディスク１９はビームスポット位置の線速度がほぼ４．８ｍ／ｓｅｃとなるように制御されており、ビームスポット３７と３８の間隔は、約２５ｍｍになるように配置されている。これにより光ディスク１９のピット信号がビームスポット３８位置よりビームスポット３７位置に達するまでの時間は、約５．２ｍｓｅｃである。
メインコントローラ３９のエラー検出回路１０３ｃからの指示により、遅延回路４０の遅延量を約５．２ｍｓｅｃに設定する（ステップＳ１５）。さらに、半導体レーザ１３の光出力を変調する際に、ＲＯＭ２信号用の半導体レーザ２８に対しての極性と反転するように増幅回路４１により利得調整させる（ステップＳ１６）。
図９は、ＲＯＭ１信号の波形を示す図である。図９において、ＲＯＭ２信号をもとにした半導体レーザ１３の光出力の変調がない場合、ＲＯＭ１信号は４９ａのような波形となる。
ＲＯＭ１信号に対し、遅延量回路４０による遅延量の調節によって、ＲＯＭ１信号とＲＯＭ２信号の位相がほぼ一致すると、ＲＯＭ２信号用の半導体レーザ２８に対しての極性と反転となるようにＬＤドライバ４２を変調しているので、ＲＯＭ１信号は、４９ｂのように振幅が減少する。
さらに、増幅回路４１のゲインを調整すると、遅延量とゲインの最適化が行われ、ＲＯＭ１信号波形は４９ｃに示すようにほぼゼロとなる。遅延量回路４１による最適な遅延量からのズレが大きい場合や、増幅回路４１におけるゲインが高すぎて発振した場合などには、ＲＯＭ１信号波形は、４９ｄに示すようにノイズの大きな信号となってしまう。
先に説明した従来のレーザフィードバック法を用いた場合には、１個の光ピックアップでレーザダイオードへの１巡回路で負帰還を行うために、転送速度を上げていくと遅延量が大きくなりＲＯＭ１信号４９ｄのような波形になってしまう。
これに対し、本発明によれば先行する第２光学系のビームスポット３８の位置で検出したＲＯＭ２信号を、後発のビームスポット３７を形成する第１の光学糸へ変調信号として送るため、ビームスポット３７と３８の間隔分の遅延量は容易に調整可能となる。
前記した様にＲＯＭ１信号をほぼゼロにすることで、２分割フォトディテクター２７により検出されたＲＡＭ信号は、位相ピット信号の強度変調の影響を受けることなく、読み出しが可能となる。
しかしながら、テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１３１９−１３２４に開示されているように、ＲＡＭ信号には、位相ピットによる変調ノイズの他に偏光ノイズが問題となる。
偏光ノイズとは、位相ピットの湾曲部（例えば、図１に示す位相ピット１の縁端部１ａである）による偏光面の回転や複屈折に起因するものである。かかる位相ピットの湾曲部１ａによる偏光面の回転は、ピットの非対称性やデトラックに起因する。
そこで、図７のフローにおいて、更にエラー検出回路１０４ｂでＲＡＭ１信号のエラー率を検出し（ステップＳ１７）、エラー率が所定閾値Ｋ２より小さいとＲＡＭ再生は終了し（ステップＳ１９）、大きい場合（ステップＳ１７、Ｎｏ）、デトラック回路１０２ｂにより光ビームのスポットを最適なトラック位置に調整する（ステップＳ１８）。
さらに、ＲＡＭ信号の記録にあたっては、図３の光ディスク１９を挿んでそれぞれ対物レンズ１８、３１と対向して磁気ヘッド２１と３３を配置している。まず、ビームスポット３７と３８を同一トラック上に配置し、ビームスポット３８に約８ｍＷの高いパワーの光を照射しながら、磁気ヘッド３３に一定量の電流を流し、ＲＡＭ情報の消去をする。
次いで、磁気ヘッド２１には、磁気ヘッド３３と反対の磁界が光ディスク１９に印加できるように一定の電流を流しながら、半導体レーザ１４に変調パルス信号をＬＤドライバー４２より注入し、ＲＡＭ情報の記録を行う。
ＲＡＭ情報は、メインコントローラ３９のデータ入力端子Ａ２から入力されるデータを符号器１１０によりランレングス符号化して、磁気ヘッドドライバー４６に電流を供給する。
本発明の実施例構成では、光変調記録にもかかわらず光ディスク１９を１回転させるだけで、情報の記録が可能となる。本実施例のバリエーションとしては、消去と記録の２回のステップが必要となるが、ビームスポット３７および３８を互いに異なるトラック上に配置して、それぞれのトラックに記録することも可能である。
上述した本発明の第１の実施例によりＲＯＭ信号とおなじＥＦＭ変調方式およびマーク長でＲＡＭ情報を記録しジッター測定を行ったところ、クロック対データ換算で、約７％のＲＡＭジッター値が得られた。
また、ＲＯＭ２信号より検出したＲＯＭジッターは約４％であり、実用上問題のない特性が得られた。
ここで、図１０は、図３の情報処理装置において、ビームスポット３７と３８を同一トラック上に集光させるための具体的な配置方法を実現する実施例を説明する図である。
まず、図３の集光レンズ１８、３１を有するそれぞれの光学系は、ヘッドベースＡ５上に配置されている。ヘッドベースＡ５は、ガイドレールＡ８とボールネジＡ７により、スピンドルモータ駆動乖離Ａ４により軸Ａ９を中心に回転される光ディスク１９の半径方向に移動可能である。具体的には、メインコントローラ３９からの司令によりヘッドベース移動回路Ａ１よりモータＡ６が駆動されて、所望の半径位置へ移動できる。
対物レンズ１８および３１は、光ディスク１９の回転中心Ａ９からほぼ等しい半径位置に配置される。このような配置においては、対物レンズ１８と３１により光ディスク１９上にそれぞれ形成されるビームスポット３７と３８において、後に説明するレーザーフィードバックのための遅延量は、２つのビームスポット３７と３８を通る円弧の長さによるため、アクセスする半径位置により変化してしまう恐れがある。
この半径位置による遅延量の変化は、ＲＯＭ１信号或いはＲＯＭ２信号から検出されたアドレス情報により、物理的トラック位置を割り出し、アクセス時に遅延回路４０を所定の値にシフトさせることにより解決できる。
また、前記物理的トラック位置に合わせて、スピンドルモータ駆動回路Ａ４を調整し、スピンドルモータＡ９の回転数を前記半径位置により変えることにより解決できる。
次に、図１１に本発明の第２の実施例における情報処理装置のブロック構成を示す。図３で示した第１の実施例の情報処理装置の構成に対して図１１の実施例の特徴は、１個の対物レンズ７４を用いて２つのビームスポット３７、３８を形成している。
集積ヘッド５４、５７は、先に本発明者等により発明した光学ヘッドの構造（特開２００１−３４９９９号公報、特開２００１−２３６６７２号参照）を有するものが使用可能である。また、メインコントローラ３９は、図４の構成と同様である。
図１２、図１３に集積ヘッド５４の実施例構成を概念的に示す。集積ヘッド５４は、波長λ＝６５０ｎｍの半導体レーザ６０を光源としている。一方集積ヘッド５７は図１４、図１５に示す構成からなり、波長λ＝７８５ｎｍの半導体レーザ７０を用いている。
集積ヘッド５４より出射された光は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー５５により反射され、コリメータレンズ５６により平行光となり、ダイクロックミラー５３に入射する。前記入射した光は、ほぼ１００％透過し対物レンズ７４により光ディスク１９上にビームスポット３８として集光される。
光ディスク１９により反射された光は、対物レンズ７４を通して、さらにダイクロックミラー５３を透過後、コリメータレンズ５６を通り、ＭＥＭＳミラー５５で反射された後に、再び集積ヘッド５４に戻る。ＭＥＭＳミラーの代わりに、いわゆるガルバノミラーの使用も可能である。ただし装置の小型化のためには、ＭＥＭＳが有効である。
一方、集積ヘッド５７より出射された光は、コリメータレンズ５８により平行光となり、ダイクロックミラー５３に入射する。前記入射した光は、ほぼ１００％反射され対物レンズ７４により光ディスク１９上にビームスポット３７として集光される。
光ディスク１９により反射された光は、対物レンズ７４を通して更に、ダイクロックミラー５３で反射後、コリメータレンズ５８を通り、集積ヘッド５７に戻る。
ビームスポット３７と３８の調整にあたっては、対物レンズ位置オートコリメータでみた光軸が、約０．３度ずれるように調整している。対物レンズ７４の焦点距離がｆ＝３ｍｍであるため、光ディスク１９上でのビームスポット３７と３８の間隔は約１６μｍとなる。
図１１に示した構成では、対物レンズ７４が１つであるため、ビームスポット３７と３８のフォーカシングとトラッキングをそれぞれ別個に制御することができない。
そこで、ビームスポット３７に関しては、集積ヘッド５７から検出されるＦＥＳ信号およびＴＥＳ信号よりアクチュエータ７５をアクチュエータ駆動回路４５により制御する。
ビームスポット３８に関しては、集積ヘッド５４から検出されるＴＥＳ信号よりＭＥＭＳミラー５５をアクチュエータ駆動回路５１より制御を行い、フォーカスに関しては、光学系の初期調整時に集積ヘッド５４のＴＥＳ信号振幅が最大となるようにコリメータレンズ５６を調整し、以後は、集積ヘッド５７のフォーカシングに依存させる。
以下集積ヘッド５４の構成について説明する。図１２，１３において、分割フォトディテクター６２ａ〜６２ｉが配置された面上にヒートシンク５９および半導体レーザ６０が半田付けされている。半導体レーザ６０から出射された光は、反射ミラー６１で反射される。反射ミラー６１に当たった光のうち約５％の光は、前記ミラー６１の面で屈折して分割フォトディテクター６２ｉに落射する。このフォトディテクター６２ｉからの出力信号により半導体レーザの光出力を調整するオートパワーコントロールを行う。
反射ミラー６１で反射された約９５％の光量の光は、ホログラムパターンの形成された基板６３を通って出射される。さらに、光ディスク１９により光が反射され、最終的に戻ってきた光は、再び基板６３に到達し、ホログラムパターン６４ａおよび６４ｂにより回折光が発生し、それぞれフォトディテクター６２ａおよび６２ｂ、６２ｃおよび６２ｄのそれぞれの分割線上に落射する。
一方ホログラムパターン６５ａおよび６５ｂで回折された光は、それぞれ６２ｇおよび６２ｈ、６２ｅおよび６２ｆに落射する。図１３に示したフォトディテクターの配置図において、フォーカシングエラー（ＦＥＳ）信号は、ダブルナイフエッジ法を用いてフォトディテクター６２ａ〜６２ｄの出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから
ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
により検出される。
トラッキングエラー信号は、プッシュプル法を用いてフォトディテクター６２ｅ〜６２ｈの出力Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈから
ＴＥＳ＝（Ｅ＋Ｆ）−（Ｆ＋Ｇ）
により検出される。
ＲＯＭ信号はフォトディテクター６２ａ〜６２ｈの各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対して
ＲＯＭ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ
により検出される。
前記したＲＯＭ信号が図３に示した情報処理装置でのＲＯＭ２信号にあたる。本実施例では、前記したＴＥＳとＲＯＭ信号のみを使用している。なお、ホログラムのパターン６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂの±１次光の回折効率は約１８％である。
次に集積ヘッド５７の構成について図１４および１５を用いて説明する。ホログラムを用いたＦＥＳ、ＴＥＳの検知方法およびオートパワーコントロールの方法に関しては集積ヘッド５４と全く同様である。
図１４に示すように、ホログラムパターンの形成された基板７３の上に、偏光ビームスプリッター６６が配置されている。基板７３を通過した光のうち約７０が偏光ビームスプリッター６６を透過する。
光ディスク１９により反射され最終的に戻ってきた光は、偏光ビームスプリッター６６に入射し、約７０％が透過しホログラムパターン７８によりサーボ信号が集積ヘッド５４と同様に
ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
ＴＥＳ＝（Ｅ＋Ｆ）−（Ｆ＋Ｇ）
と検出される。
偏光ビームスプリッター６６に入射した光のうち約３０％は反射されウォラストンプリズム６７によって、偏光方向に応じて２つのビームに分離され、フォトディテクター６８ｉおよび６８ｋ上に落射する。
ＲＯＭ信号は、図３に示した情報処理装置１のＲＯＭ１信号に対応し、フォトディテクターの各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋに対して
ＲＯＭ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ
により検出される。
一方ＲＡＭ信号はフォトディテクター６８ｊ、６８ｋの各出力Ｊ，Ｋに対して
ＲＡＭ＝Ｊ−Ｋ
により検出される。
ＲＡＭ情報の検出にあたっては、図３に示した情報処理装置１では遅延量が５．２ｍｓｅｃと長いところで、ピット信号のオーダーであるｎｓｅｃレベルで調整が必要となるのに対して、図１１に示した第２の実施例の情報処理装置では、ビームスポット３７と３８の間隔が１６μｍで、線速度４．８ｍ／ｓｅｃで光ディスク１９を回転させた時の遅延量が約３μｓｅｃと短いため、遅延回路の設計が容易となる。
さらに、集積ヘッド５４および５７およびＭＥＭＳミラー５５を用いていることおよび対物レンズを１個にしていることで、光学ヘッドの大きさ、重量を飛躍的に小さくできる。
ＲＡＭ情報の記録にあたっては、スライダーを有する浮上タイプの磁気ヘッド７９を光ディスク１９を挿んで対物レンズ７４と対向した位置に配置した。磁気ヘッド３８の位置は、ビームスポット３７で記録した時に特性が良くなる位置に設定した。ＲＡＭ情報の記録にあっては、集積ヘッド５７より光りディスク１９上で約７ｍＷになる高パワーの光を照射しながら、磁気ヘッドドライバー８０により変調磁界を印加して情報の記録を行った。
上述した図１１の第２の実施例構成において、ＲＯＭ情報と同じＥＦＭ変調方式およびマーク長でＲＡＭ情報を記録しジッター測定を行ったところ、クロック対データ換算で、約７％のＲＡＭジッター値が得られた。また、ＲＯＭ２より検出したＲＯＭジッターは約４％であり、実用上問題の無い特性が得られた。
本発明に従うかかる光情報処理装置を用いることで、位相ピットの深さを浅くせずに、高速転送時においても、ＲＡＭ信号を正確に読み出すことができる。また、ＲＯＭ−ＲＡＭディスクのＲＯＭ部の信号に関しては、位相ピット深さが従来ＲＯＭ信号の深さに設定でき、ＲＯＭ信号の変調度を大きくできるため、従来のＲＯＭ検出装置においても読み出しが可能である。さらに、検出用光のビームスポットが複数個（ｎ個）あることからＲＯＭ信号の読み出しがｎ倍速以上になる上にＲＡＭ信号の読み出しおよび書き込みが可能となる。また、集積ヘッドモジュールの使用、ＭＥＭＳミラーの使用により装置の小型化が図れる。
図１は、本発明の実施例に使用されるコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体であって、例えば、ディスク形状の記録媒体上にＲＯＭ信号情報となる位相ピットと、ＲＡＭ信号情報となるＭＯ（光磁気記録）マークを形成した記録領域の一部を拡大して示す概念図である。
以下の本発明の実施例では、記録領域におけるＲＯＭ信号情報となる位相ピット１の深さ２を約１００ｎｍとしている。この深さ２に対応する光学的溝深さは、波長λ＝７８５ｎｍの光源を使用した場合、λ／５に相当する。また、ピット幅３は０．５μｍとし、トラックピッチ４は１．６μｍとしている。
また、位相ピットの変調方式は、８ビットのデータを１４ビットのランレングス符号に変換してマーク長を記録するＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調とし、基準となるクロック長Ｔに対して、最短マーク値３Ｔの長さを０．８３μｍとした。
これらのピットに関するパラメータは、従来の再生速度１．２ｍ／ｓｅｃのコンパクトディスクの規格値と同様である。なお、本発明にかかる光情報処理装置は、光ディスクに限定されるものではなく光カード、光テープ等の媒体においても同様に利用できるものである。
さらに、コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体は、図１において、位相ピット１上にＲＡＭ信号情報となるＭＯ（光磁気記録）マーク５が記録可能である。
図２は、本発明の実施例に使用したコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ記録媒体の、図１において破線で示すトラックに垂直方向の断面形状を模式的に示すものである。物理的凹凸により金属スタンパに形成されたＲＯＭ情報は、射出成形法により光学的にほぼ透明な基板６に位相ピット７の集合として形成される。
基板６の上にスパッタリング法により、第１の誘電体層８／光磁気記録層９／第２の誘電体層１０／反射層１１が順次形成され、最後にスピンコート法により保護コート１２が形成される。第１の誘電体層８および第２の誘電体層１０は、光の多重反射条件による光磁気信号の性能指数の最適化および光磁気記録層の酸化や防錆効果のために設けている。
本実施例では、反応性スパッタリングによりＳｉＮｘを誘電体層８，１０に用いている。光磁気記録層９は、キュリー温度が約２００度のＴｂＦｅＣｏにより形成されている。反射層１１は、Ａｌを用いており、光磁気記録膜の保護と光磁気信号への記録時の光パワー感度調整の役目をしている。保護コート１２は紫外線硬化型の樹脂をスピンコートによりほぼ均一にコートし紫外線により硬化させている。硬化後の樹脂の厚みは約７μｍである。
図３は、本発明の光情報処理装置の実施例構成を示すブロック図である。また、図４は、図３中のメインコントローラ３９の詳細構成例ブロック図である。
図３において、光ディスク１９はその一部のみが模式的に示されている。図示省略されている、光ディスク１９の内径部をチャッキングしスピンドルモータにより矢印回転方向３６に回転する。
波長λ＝７８５ｎｍの半導体レーザ１３より出射されたレーザ光は、焦点距離ｆ＝１５ｍｍのコリメータレンズ１４により平行光となり、偏光ビームスプリッター１５に入射する。入射したレーザ光の約３０％は反射されて集光レンズ１６によりフォトディテクター１７上に集光される。
フォトディテクター１７により半導体レーザ１３の発光パワーをモニターして、対応する電気信号がフォトディテクター１７から出力され、メインコントローラ３９に入力される。
フォトディテクター１７から出力される信号に対応して、メインコントローラ３９のオートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路１００（図４参照）によりコントロール信号が生成され、ＬＤドライバ４２を通して、半導体レーザ１３にフィードバックされる。これによりオートパワー制御が行われる。
一方、偏光ビームスプリッター１５に入射する半導体レーザ１３からの平行光のうち約７０％は透過し、焦点距離ｆ＝３ｍｍ、開口数ＮＡ＝０．５５の対物レンズ１８により光ディスク１９上に集光され、ビームスポット３７を形成する。
光ディスク１９上でのビームスポット３７の大きさは、トラック方向で約１．２２μｍ、トラックに垂直方向で約１．３４μｍ（自然対数の底をｅとすると光強度分布１／ｅ２おいて）となる。
光ディスク１９によりレーザ光が反射され、逆方向に対物レンズ１８を通り、偏光ビームスプリッター１５に再び入射する。そこで、約３０％の光が反射され、偏光ビームスプリッター２２に入射する。偏光ビームスプリッター２２に入射した光のうち約５０％の光はトロイダルレンズ２３を通して４分割フォトディテクター２４に集光される。
図５は、４分割フォトディテクター２４の配置とビームスポット形状を示している。この４分割フォトディテクター２４の出力は、メインコントローラ３９において、対物レンズ１８のフォーカシングを制御するためのコントロール信号生成のために用いられる。
すなわち、メインコントローラ３９のフォーカシングエラー（ＦＥＳ：Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）検知回路１０１により、対物レンズ１８のフォーカシングエラー（ＦＥＳ：Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）信号が、次のように生成される。
ＦＥＳ検知回路１０１により、非点収差法により４分割ディテクター２４の各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対して
ＦＥＳ（Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
が得られる。
光ディスク１９に対してレーザ光が対物レンズ１８側（ニア側）に集光される場合には、４分割ディテクター２４のうちの分割部２４ａ、２４ｃ方向に広がるようなビームスポット４８ａのようになる。逆に対物レンズ１８から離れる方向（ファー側）に集光される場合には、４分割ディテクター２４のうちの分割部２４ｂ、２４ｄ方向に広がるようなビームスポット４８ｂのようになる。ジャストフォーカス近傍では、ビームスポット４８ｃのように真円に近い形状となる。
さらに、４分割フォトディテクター２４の出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、トラッキングエラー（ＴＥＳ：Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）検知回路１０２に入力する。ＴＥＳ検知回路１０２によりトラッキングエラー（ＴＥＳ：Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）信号として、プッシュプル法により、４分割ディテクター２４の各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対して
ＴＥＳ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）
が得られる。
このようにしてＦＥＳ信号が得られると、フォーカスＯＮ／ＯＦＦ回路１０１ａをＯＮとして、アクチュエータ駆動回路４４にフォーカシング補正制御信号を送る。アクチュエータ駆動回路４４は、フォーカシング補正制御信号に対応して、フォーカスエラーを修復する方向にアクチュエータ２０にフォーカシング駆動電流を流し、対物レンズ１８の焦光位置のサーボ制御を行う。
一方、ＴＥＳ信号が得られると、トラックＯＮ／ＯＦＦ回路１０２ａをＯＮとして、アクチュエータ駆動回路４４にトラッキング補正制御信号を送る。アクチュエータ駆動回路４４は、トラッキング補正制御信号に対応して、トラックエラーを修復する方向にアクチュエータ２０にトラッキング駆動電流を流し、対物レンズ１８のトラック方向位置におけるサーボ制御を行う。
アクチュエータ２０に関して図３には詳細な機構を示していないが、実施例として、４本ワイヤー構造のアクチュエータを用いて構成される。
ＲＯＭ信号は、ＲＯＭ１検知回路１０３により４分割ディテクター２４の各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを次のように加算演算して求められる。
ＲＯＭ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ
ここで、４分割フォトディテクター２４により検出された出力に基づきＲＯＭ１検知回路１０３により得られる上記ＲＯＭ信号を以降の説明において、ＲＯＭ１信号と表記する。
ＲＯＭ１信号は、ＲＯＭ復号器１０３ａによりランレングス符号に対する復号処理が行われＲＯＭデータとしてデータ出力端子（ＤＡＴＡ ＯＵＴ）Ａ３から出力される。
一方、偏光ビームスプリッター２２に入射した反射レーザ光のうち、残りの約５０％の光は反射され、ウォラストンプリズム２５により偏光方向に応じて２つのビームに分離され、集光レンズ２６により２分割フォトディテクター２７上に集光される。
図６に、２分割フォトディテクター２７の配置図を示す。２分割ディテクター２７の２つの分割ディテクタ２７ａ，２７ｂの各出力Ａ，Ｂは、メインコントローラ３９のＲＡＭ検知回路１０４に入力される。ＲＡＭ検知回路１０４において、ＲＡＭ信号として光磁気（ＭＯ）信号が
ＲＡＭ＝Ａ−Ｂ
により得られる。
ＲＡＭ検知回路１０４により得られたＲＡＭ信号は、復号器１０４ａにより復号され、ＲＡＭデータとしてデータ出力端子Ａ３から出力される。
なお、上述したＲＯＭ１信号に関しては、上述した方法以外に、２分割ディテクター２７の２つの分割ディテクタ２７ａ，２７ｂの各出力Ａ，Ｂを用いて、
ＲＯＭ＝Ａ＋Ｂ
により検出することも可能である。
上記のＲＡＭ検知回路１０４で検知されたＲＡＭ信号は、復号器１０４ａにより復号化された後、エラー検出回路１０４ｂによりエラー検出が行われる。このエラー検出により検出されるエラーを修正するべく、トラック修正回路１０２ｂによりトラックＯＮ／ＯＦＦ回路１０２ａの出力を補正して、アクチュエータ駆動回路４４に出力される。
上述した第１の光学系が本発明の対象とする光情報処理装置におけるＲＯＭ信号検出系およびＲＡＭ信号検出系の基本的な構成例である。
これに対し、本発明の特徴は、上述した第１の光学系と同様構成の第２の光学系を更に追加して、第２のビームスポット３８を形成する。これにより、これまで問題と考えていた位相ピットの深さを浅くする必要性をなくし、高速転送時においてもＲＡＭ信号を正確に読み出すことができるようにしたものである。
実施例として、光学系の小型化も考慮して、第２のビームスポット３８を形成する第２の光学系は図３に示される構成としている。
図３において、波長６５０ｎｍの半導体レーザ２８から出射された光は、ビームスプリッター２９に入射する。ビームスプリッター２９に入射した光のうち約３０％の光は、反射されてフォトディテクター３０上に落射する。フォトディテクター３０からの出力は、メインコントローラ３９のＡＰＣ回路１０５に導かれ、ＡＰＣ回路１０５によりＬＤドライバー４３を通して半導体レーザ２８の駆動電流を制御する。これにより、レーザ２８のレーザ光出力に対し、オートパワーコントロールが行われる。
一方、前記したビームスプリッター２９に入射した光のうち約７０％は、透過した後、対物レンズ３１により光ディスク１９上に第２のビームスポット３８を形成する。対物レンズ３１は、焦点距離ｆ＝３．５ｍｍで開口数ＮＡ＝０．５０のものを使用している。
光ディスク１９上でのビームスポット３８の大きさは、トラック方向で約１．１１μｍ、トラックに垂直方向で約１．２２μｍである。次いで、光ディスク１９よりレーザ光が反射され、対物レンズ３１を通して再びビームスプリッター２９に入射し、次いで入射した光の約３０％は反射される。反射された光はシリンドリカルレンズ３４を通って４分割フォトディテクター３５上に集光される。
４分割フォトディテクター３５の配置は、同様に図５に示すようであり、前記したビームスポット３７を形成する第１の光学系におけると同じ演算方法により、メインコントローラ３９のＦＥＳ検知回路１０６、ＴＥＳ検知回路１０７及びＲＯＭ２検知回路１０８により４分割フォトディテクター３５の出力に基づき、それぞれＦＥＳ信号、ＴＥＳ信号、及びＲＯＭ信号が得られる。ここで、かかる第２の光学系で検出したＲＯＭ信号は以下ＲＯＭ２信号と表記する。
得られたＦＥＳ信号に基づきフォーカスＯＮ／ＯＦＦ回路１０６ａをＯＮ状態とし、アクチュエータ駆動回路４５によりアクチュエータ３２にフォーカシング駆動のための電流を流し、同時にＴＥＳ信号に基づきトラックＯＮ／ＯＦＦ回路１０７ａをＯＮ状態とし、トラックジャンプ回路１０７ｂを通してアクチュエータ駆動回路４５によりアクチュエータ３２にトラッキング駆動のための電流を流し、フォーカシング及びトラッキングサーボ制御が行われる。
第２の光学系では、部品点数を減らすために第１の光学系にあるコリメータレンズ１４およびオートパワーコントロールのための集光レンズ１６に相当するレンズを省略している。
次に、以下に前記した第１の光学系および第２の光学系を用いてＲＯＭ信号およびＲＡＭ信号の検出を行う本発明に従う方法を図７の動作フローを参照して詳しく説明する。
図８に第１の光学系により形成されるビームスポット３７と第２の光学系により形成されるビームスポット３８の配置を摸式的に示す。光ディスクの移動方向３６に対して同一のトラック上で、ビームスポット３８がビームスポット３７に対して先行するように配置される。
図７において、第１の半導体レーザ１３が発光する（ステップＳ１）とビームスポット３７を形成するようにフォーカシングＯＮ／ＯＦＦ回路１０１ａをＯＮとし（ステップＳ２）、トラッキングＯＮ／ＯＦＦ回路１０２ａをＯＮとする（ステップＳ３）。
これにより、ＲＯＭ１検知回路１０３によりＲＯＭ１信号が読み込まれる（ステップＳ４）。ＲＯＭ１信号は、次いで、復号器１０３ａにより復号処理され、復号出力からアドレス検出回路１０３ｂによりビームスポット３７の位置しているトラック番号ｎ１が検出される（ステップＳ５）。
同様に、第２の半導体レーザ２８が発光する（ステップＳ６）とビームスポット３８を形成するようにフォーカシングＯＮ／ＯＦＦ回路１０６ａをＯＮ とし（ステップＳ７）、トラッキングＯＮ／ＯＦＦ回路１０７ａをＯＮとする（ステップＳ８）。
これにより、ＲＯＭ２検知回路１０８によりＲＯＭ２信号が読み込まれる（ステップＳ９）。ＲＯＭ２信号は、次いで、復号器１０８ａにより復号処理され、復号出力からアドレス検出回路１０８ｂによりビームスポット３８の位置しているトラック番号ｎ２が検出される。
ビームスポット３７と、ビームスポット３８の位置するトラック番号ｎ１，ｎ２が各々アドレス検出回路１０３ｂ、１０８ｂで検出されると、更に比較回路１０９で、これらのトラック番号が比較される（ステップＳ１１）。
この比較において差があると（ステップＳ１１、ＮＯ）、トラック番号の差（ｎ１−ｎ２）を検出し、ビームスポット３７に対してそのトラック差分（ｎ１−ｎ２）のトラックジャンプを行う制御を行う（ステップＳ１２）。すなわち、比較回路１０９のトラック番号の差（ｎ１−ｎ２）に相当する出力に基づき、トラックジャンプ回路１０２ｃに補正信号を送り、アクチュエータ駆動回路４４によりアクチュエータ２０に補正信号相当分の電流を流し、トラック番号の差分（ｎ１−ｎ２）のトラックジャンプを行わす。これにより、ビームスポット３７と３８を同一トラック上に位置させることが可能である。
ここで、本発明の実施例では、図４のメインコントローラ３９でビームスポット３７に対し、トラックジャンプを行わせているが、ビームスポット３８或いはビームスポット３７および３８の両方がそれぞれトラックジャンプを行うように構成制御することも可能である。あるいは、後に説明するように、第１の光学系と第２の光学系をヘッドベース上で物理的に一体にすることにより、容易にビームスポット３７および３８を同一トラック上に位置づけることが可能である。最終的にビームスポット３７および３８を所望の同一トラックへ移動できれば良い。
一方、ステップＳ１１で同一トラックであることが確認できる（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）と、４分割フォトディテクター３５の出力からメインコントローラ３９のＲＯＭ２検知回路１０８で検出したＲＯＭ２信号をもとに、ＡＰＣ回路１００を通してＬＤドライバー４２へ指示を送り、半導体レーザ１３の光出力を変調させる。
前記光出力の変調にあたっては、４分割フォトディテクター２４から検出したＲＯＭ２信号の振幅が所定値Ｋ１、例えばゼロに近づくように遅延量回路４０の遅延量及び、増幅回路４１の増幅率を、エラー検出回路１０３ｃの出力に基づき調整する。
光ディスク１９はビームスポット位置の線速度がほぼ４．８ｍ／ｓｅｃとなるように制御されており、ビームスポット３７と３８の間隔は、約２５ｍｍになるように配置されている。これにより光ディスク１９のピット信号がビームスポット３８位置よりビームスポット３７位置に達するまでの時間は、約５．２ｍｓｅｃである。
メインコントローラ３９のエラー検出回路１０３ｃからの指示により、遅延回路４０の遅延量を約５．２ｍｓｅｃに設定する（ステップＳ１５）。さらに、半導体レーザ１３の光出力を変調する際に、ＲＯＭ２信号用の半導体レーザ２８に対しての極性と反転するように増幅回路４１により利得調整させる（ステップＳ１６）。
図９は、ＲＯＭ１信号の波形を示す図である。図９において、ＲＯＭ２信号をもとにした半導体レーザ１３の光出力の変調がない場合、ＲＯＭ１信号は４９ａのような波形となる。
ＲＯＭ１信号に対し、遅延量回路４０による遅延量の調節によって、ＲＯＭ１信号とＲＯＭ２信号の位相がほぼ一致すると、ＲＯＭ２信号用の半導体レーザ２８に対しての極性と反転となるようにＬＤドライバ４２を変調しているので、ＲＯＭ１信号は、４９ｂのように振幅が減少する。
さらに、増幅回路４１のゲインを調整すると、遅延量とゲインの最適化が行われ、ＲＯＭ１信号波形は４９ｃに示すようにほぼゼロとなる。遅延量回路４１による最適な遅延量からのズレが大きい場合や、増幅回路４１におけるゲインが高すぎて発振した場合などには、ＲＯＭ１信号波形は、４９ｄに示すようにノイズの大きな信号となってしまう。
先に説明した従来のレーザフィードバック法を用いた場合には、１個の光ピックアップでレーザダイオードへの１巡回路で負帰還を行うために、転送速度を上げていくと遅延量が大きくなりＲＯＭ１信号４９ｄのような波形になってしまう。
これに対し、本発明によれば先行する第２光学系のビームスポット３８の位置で検出したＲＯＭ２信号を、後発のビームスポット３７を形成する第１の光学糸へ変調信号として送るため、ビームスポット３７と３８の間隔分の遅延量は容易に調整可能となる。
前記した様にＲＯＭ１信号をほぼゼロにすることで、２分割フォトディテクター２７により検出されたＲＡＭ信号は、位相ピット信号の強度変調の影響を受けることなく、読み出しが可能となる。
しかしながら、テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１３１９−１３２４に開示されているように、ＲＡＭ信号には、位相ピットによる変調ノイズの他に偏光ノイズが問題となる。
偏光ノイズとは、位相ピットの湾曲部（例えば、図１に示す位相ピット１の縁端部１ａである）による偏光面の回転や複屈折に起因するものである。かかる位相ピットの湾曲部１ａによる偏光面の回転は、ピットの非対称性やデトラックに起因する。
そこで、図７のフローにおいて、更にエラー検出回路１０４ｂでＲＡＭ１信号のエラー率を検出し（ステップＳ１７）、エラー率が所定閾値Ｋ２より小さいとＲＡＭ再生は終了し（ステップＳ１９）、大きい場合（ステップＳ１７、Ｎｏ）、デトラック回路１０２ｂにより光ビームのスポットを最適なトラック位置に調整する（ステップＳ１８）。
さらに、ＲＡＭ信号の記録にあたっては、図３の光ディスク１９を挿んでそれぞれ対物レンズ１８、３１と対向して磁気ヘッド２１と３３を配置している。まず、ビームスポット３７と３８を同一トラック上に配置し、ビームスポット３８に約８ｍＷの高いパワーの光を照射しながら、磁気ヘッド３３に一定量の電流を流し、ＲＡＭ情報の消去をする。
次いで、磁気ヘッド２１には、磁気ヘッド３３と反対の磁界が光ディスク１９に印加できるように一定の電流を流しながら、半導体レーザ１４に変調パルス信号をＬＤドライバー４２より注入し、ＲＡＭ情報の記録を行う。
ＲＡＭ情報は、メインコントローラ３９のデータ入力端子Ａ２から入力されるデータを符号器１１０によりランレングス符号化して、磁気ヘッドドライバー４６に電流を供給する。
本発明の実施例構成では、光変調記録にもかかわらず光ディスク１９を１回転させるだけで、情報の記録が可能となる。本実施例のバリエーションとしては、消去と記録の２回のステップが必要となるが、ビームスポット３７および３８を互いに異なるトラック上に配置して、それぞれのトラックに記録することも可能である。
上述した本発明の第１の実施例によりＲＯＭ信号とおなじＥＦＭ変調方式およびマーク長でＲＡＭ情報を記録しジッター測定を行ったところ、クロック対データ換算で、約７％のＲＡＭジッター値が得られた。
また、ＲＯＭ２信号より検出したＲＯＭジッターは約４％であり、実用上問題のない特性が得られた。
ここで、図１０は、図３の情報処理装置において、ビームスポット３７と３８を同一トラック上に集光させるための具体的な配置方法を実現する実施例を説明する図である。
まず、図３の集光レンズ１８、３１を有するそれぞれの光学系は、ヘッドベースＡ５上に配置されている。ヘッドベースＡ５は、ガイドレールＡ８とボールネジＡ７により、スピンドルモータ駆動乖離Ａ４により軸Ａ９を中心に回転される光ディスク１９の半径方向に移動可能である。具体的には、メインコントローラ３９からの司令によりヘッドベース移動回路Ａ１よりモータＡ６が駆動されて、所望の半径位置へ移動できる。
対物レンズ１８および３１は、光ディスク１９の回転中心Ａ９からほぼ等しい半径位置に配置される。このような配置においては、対物レンズ１８と３１により光ディスク１９上にそれぞれ形成されるビームスポット３７と３８において、後に説明するレーザーフィードバックのための遅延量は、２つのビームスポット３７と３８を通る円弧の長さによるため、アクセスする半径位置により変化してしまう恐れがある。
この半径位置による遅延量の変化は、ＲＯＭ１信号或いはＲＯＭ２信号から検出されたアドレス情報により、物理的トラック位置を割り出し、アクセス時に遅延回路４０を所定の値にシフトさせることにより解決できる。
また、前記物理的トラック位置に合わせて、スピンドルモータ駆動回路Ａ４を調整し、スピンドルモータＡ９の回転数を前記半径位置により変えることにより解決できる。
次に、図１１に本発明の第２の実施例における情報処理装置のブロック構成を示す。図３で示した第１の実施例の情報処理装置の構成に対して図１１の実施例の特徴は、１個の対物レンズ７４を用いて２つのビームスポット３７、３８を形成している。
集積ヘッド５４、５７は、先に本発明者等により発明した光学ヘッドの構造（特開２００１−３４９９９号公報、特開２００１−２３６６７２号参照）を有するものが使用可能である。また、メインコントローラ３９は、図４の構成と同様である。
図１２、図１３に集積ヘッド５４の実施例構成を概念的に示す。集積ヘッド５４は、波長λ＝６５０ｎｍの半導体レーザ６０を光源としている。一方集積ヘッド５７は図１４、図１５に示す構成からなり、波長λ＝７８５ｎｍの半導体レーザ７０を用いている。
集積ヘッド５４より出射された光は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー５５により反射され、コリメータレンズ５６により平行光となり、ダイクロックミラー５３に入射する。前記入射した光は、ほぼ１００％透過し対物レンズ７４により光ディスク１９上にビームスポット３８として集光される。
光ディスク１９により反射された光は、対物レンズ７４を通して、さらにダイクロックミラー５３を透過後、コリメータレンズ５６を通り、ＭＥＭＳミラー５５で反射された後に、再び集積ヘッド５４に戻る。ＭＥＭＳミラーの代わりに、いわゆるガルバノミラーの使用も可能である。ただし装置の小型化のためには、ＭＥＭＳが有効である。
一方、集積ヘッド５７より出射された光は、コリメータレンズ５８により平行光となり、ダイクロックミラー５３に入射する。前記入射した光は、ほぼ１００％反射され対物レンズ７４により光ディスク１９上にビームスポット３７として集光される。
光ディスク１９により反射された光は、対物レンズ７４を通して更に、ダイクロックミラー５３で反射後、コリメータレンズ５８を通り、集積ヘッド５７に戻る。
ビームスポット３７と３８の調整にあたっては、対物レンズ位置オートコリメータでみた光軸が、約０．３度ずれるように調整している。対物レンズ７４の焦点距離がｆ＝３ｍｍであるため、光ディスク１９上でのビームスポット３７と３８の間隔は約１６μｍとなる。
図１１に示した構成では、対物レンズ７４が１つであるため、ビームスポット３７と３８のフォーカシングとトラッキングをそれぞれ別個に制御することができない。
そこで、ビームスポット３７に関しては、集積ヘッド５７から検出されるＦＥＳ信号およびＴＥＳ信号よりアクチュエータ７５をアクチュエータ駆動回路４５により制御する。
ビームスポット３８に関しては、集積ヘッド５４から検出されるＴＥＳ信号よりＭＥＭＳミラー５５をアクチュエータ駆動回路５１より制御を行い、フォーカスに関しては、光学系の初期調整時に集積ヘッド５４のＴＥＳ信号振幅が最大となるようにコリメータレンズ５６を調整し、以後は、集積ヘッド５７のフォーカシングに依存させる。
以下集積ヘッド５４の構成について説明する。図１２，１３において、分割フォトディテクター６２ａ〜６２ｉが配置された面上にヒートシンク５９および半導体レーザ６０が半田付けされている。半導体レーザ６０から出射された光は、反射ミラー６１で反射される。反射ミラー６１に当たった光のうち約５％の光は、前記ミラー６１の面で屈折して分割フォトディテクター６２ｉに落射する。このフォトディテクター６２ｉからの出力信号により半導体レーザの光出力を調整するオートパワーコントロールを行う。
反射ミラー６１で反射された約９５％の光量の光は、ホログラムパターンの形成された基板６３を通って出射される。さらに、光ディスク１９により光が反射され、最終的に戻ってきた光は、再び基板６３に到達し、ホログラムパターン６４ａおよび６４ｂにより回折光が発生し、それぞれフォトディテクター６２ａおよび６２ｂ、６２ｃおよび６２ｄのそれぞれの分割線上に落射する。
一方ホログラムパターン６５ａおよび６５ｂで回折された光は、それぞれ６２ｇおよび６２ｈ、６２ｅおよび６２ｆに落射する。図１３に示したフォトディテクターの配置図において、フォーカシングエラー（ＦＥＳ）信号は、ダブルナイフエッジ法を用いてフォトディテクター６２ａ〜６２ｄの出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから
ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
により検出される。
トラッキングエラー信号は、プッシュプル法を用いてフォトディテクター６２ｅ〜６２ｈの出力Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈから
ＴＥＳ＝（Ｅ＋Ｆ）−（Ｆ＋Ｇ）
により検出される。
ＲＯＭ信号はフォトディテクター６２ａ〜６２ｈの各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対して
ＲＯＭ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ
により検出される。
前記したＲＯＭ信号が図３に示した情報処理装置でのＲＯＭ２信号にあたる。本実施例では、前記したＴＥＳとＲＯＭ信号のみを使用している。なお、ホログラムのパターン６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂの±１次光の回折効率は約１８％である。
次に集積ヘッド５７の構成について図１４および１５を用いて説明する。ホログラムを用いたＦＥＳ、ＴＥＳの検知方法およびオートパワーコントロールの方法に関しては集積ヘッド５４と全く同様である。
図１４に示すように、ホログラムパターンの形成された基板７３の上に、偏光ビームスプリッター６６が配置されている。基板７３を通過した光のうち約７０が偏光ビームスプリッター６６を透過する。
光ディスク１９により反射され最終的に戻ってきた光は、偏光ビームスプリッター６６に入射し、約７０％が透過しホログラムパターン７８によりサーボ信号が集積ヘッド５４と同様に
ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
ＴＥＳ＝（Ｅ＋Ｆ）−（Ｆ＋Ｇ）
と検出される。
偏光ビームスプリッター６６に入射した光のうち約３０％は反射されウォラストンプリズム６７によって、偏光方向に応じて２つのビームに分離され、フォトディテクター６８ｉおよび６８ｋ上に落射する。
ＲＯＭ信号は、図３に示した情報処理装置１のＲＯＭ１信号に対応し、フォトディテクターの各出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋに対して
ＲＯＭ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ
により検出される。
一方ＲＡＭ信号はフォトディテクター６８ｊ、６８ｋの各出力Ｊ，Ｋに対して
ＲＡＭ＝Ｊ−Ｋ
により検出される。
ＲＡＭ情報の検出にあたっては、図３に示した情報処理装置１では遅延量が５．２ｍｓｅｃと長いところで、ピット信号のオーダーであるｎｓｅｃレベルで調整が必要となるのに対して、図１１に示した第２の実施例の情報処理装置では、ビームスポット３７と３８の間隔が１６μｍで、線速度４．８ｍ／ｓｅｃで光ディスク１９を回転させた時の遅延量が約３μｓｅｃと短いため、遅延回路の設計が容易となる。
さらに、集積ヘッド５４および５７およびＭＥＭＳミラー５５を用いていることおよび対物レンズを１個にしていることで、光学ヘッドの大きさ、重量を飛躍的に小さくできる。
ＲＡＭ情報の記録にあたっては、スライダーを有する浮上タイプの磁気ヘッド７９を光ディスク１９を挿んで対物レンズ７４と対向した位置に配置した。磁気ヘッド３８の位置は、ビームスポット３７で記録した時に特性が良くなる位置に設定した。ＲＡＭ情報の記録にあっては、集積ヘッド５７より光りディスク１９上で約７ｍＷになる高パワーの光を照射しながら、磁気ヘッドドライバー８０により変調磁界を印加して情報の記録を行った。
上述した図１１の第２の実施例構成において、ＲＯＭ情報と同じＥＦＭ変調方式およびマーク長でＲＡＭ情報を記録しジッター測定を行ったところ、クロック対データ換算で、約７％のＲＡＭジッター値が得られた。また、ＲＯＭ２より検出したＲＯＭジッターは約４％であり、実用上問題の無い特性が得られた。
本発明に従うかかる光情報処理装置を用いることで、位相ピットの深さを浅くせずに、高速転送時においても、ＲＡＭ信号を正確に読み出すことができる。また、ＲＯＭ−ＲＡＭディスクのＲＯＭ部の信号に関しては、位相ピット深さが従来ＲＯＭ信号の深さに設定でき、ＲＯＭ信号の変調度を大きくできるため、従来のＲＯＭ検出装置においても読み出しが可能である。さらに、検出用光のビームスポットが複数個（ｎ個）あることからＲＯＭ信号の読み出しがｎ倍速以上になる上にＲＡＭ信号の読み出しおよび書き込みが可能となる。また、集積ヘッドモジュールの使用、ＭＥＭＳミラーの使用により装置の小型化が図れる。
上記特徴を有する本発明により、位相ピットの深さを浅くすることなく、高速転送時においても、ＲＡＭ信号を正確に読み出すことができる光情報処理装置を提供可能である。また、ＲＯＭ−ＲＡＭディスクのＲＯＭ部の信号に関しては、位相ピット深さが従来ＲＯＭ信号の深さに設定でき、ＲＯＭ信号の変調度を大きくできるため、従来のＲＯＭ検出装置においても読み出しが可能である。
さらに、本発明原理を応用して検出用光のビームスポットを複数個（ｎ個）設けることによりＲＯＭ信号の読み出しをｎ倍速以上とし、ＲＡＭ信号の読み出し及び書き込みを可能とする用い方が可能である。また、集積ヘッドモジュールの使用により、ＭＥＭＳミラーの使用により装置の小型化が図れる。
さらに、本発明原理を応用して検出用光のビームスポットを複数個（ｎ個）設けることによりＲＯＭ信号の読み出しをｎ倍速以上とし、ＲＡＭ信号の読み出し及び書き込みを可能とする用い方が可能である。また、集積ヘッドモジュールの使用により、ＭＥＭＳミラーの使用により装置の小型化が図れる。
Claims (11)
- トラック上にＲＯＭ信号情報が位相ピットとして記録され、前記位相ピット上にＲＡＭ信号情報が光磁気記録されるコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭの記録媒体における情報の書込み、読出しを制御する光情報処理装置であって、
記録媒体上の同一トラックに沿って間隔を有して第１及び第２の二つのビームスポットを形成する光学系と、
前記第１のビームポット強度を、前記第２のビームスポットにより読み出される第２のＲＯＭ信号で変調する回路部と、
前記第１のビームポットにより読み出される第１のＲＯＭ信号からＲＡＭ信号を検出する回路部を
有することを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項１において、
前記光学系は、前記第１及び第２の二つのビームスポットのそれぞれを、対応する２つのレーザ光源からの光を独立の２つの対物レンズを通して形成し、それぞれ前記第１及び第２の二つのビームスポットに対するフォーカシング制御可能な第１及び第２の光学系を有する
ことを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項１において、
前記光学系は、前記第１及び第２のビームポットのそれぞれを、対応する２つのレーザ光源からの光を共通の対物レンズを通し、且つ光軸を互いに異ならして、前記第１及び第２のビームポット間に間隔を有する様に形成することを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項２において、
前記第１及び第２の光学系を共通にトラック上に沿って並ぶように搭載したヘッドベースと、
前記ヘッドベースをトラック方向と垂直な方向に移動制御するネジ機構を有していることを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項２において、
さらに前記第１のＲＯＭ信号及び第２のＲＯＭ信号から、それぞれ第１のビームスポット位置アドレス及び第２のビームスポット位置アドレスを求める回路部と、
前記第１及び第２のビームスポット位置アドレスの差分を検知する回路部と、
前記アドレスの差分を検知する回路部の出力に基づき、前記第１の光学系、前記第２の光学系又は、前記第１の光学系及び前記第２の光学系を制御して前記第１及び第２のビームポットを同一のトラック上に位置するように制御する回路部を
有することを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項１乃至３において、
前記第１のビームポット強度を前記第２のＲＯＭ信号で変調する回路部は、前記第２のビームスポットが前記第１のビームスポットより先行する場合、前記第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間隔に対応する遅延量を前記第２のビームスポットに与える遅延回路部と、
前記第２のＲＯＭ信号で変調する回路部は、さらに前記第２のビームスポットの極性を反転し、且つ利得が制御可能の増幅回路部を有することを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項６において、
増幅回路部の利得は、前記第１のＲＯＭ信号の変動を極小とする値に設定されることを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記第１のビームスポットのデトラッキング量を走査し、位相ピットからＲＡＭ信号への偏光ノイズが最小となる位置に前記デトラッキング量を調整することを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記記録媒体の前記光学系と反対側で前記第１及び第２のビームスポットに対向する位置に第１及び第２の磁気ヘッドを配置し、
前記第２のビームスポットに対向する第２の磁気ヘッドに印加する磁界の方向を、前記第１のビームスポットに対向する第１の磁気ヘッドに印加する磁界の方向と反対の向きとし、前記第２のビームスポットに高パワーの光を照射しＲＡＭ情報の消去を行い、前記第１のビームスポットを形成する光の強度を変調させてＲＡＭ情報の記録を行うことを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記第１及び第２のビームスポットは、互いに波長の異なる第１及び第２のレーザ光源からのレーザ光により形成されることを特徴とする光情報処理装置。 - 請求項２において、
前記第１のビームスポットの形成、前記第１のＲＯＭ信号及びＲＡＭ信号の検出をレーザ光源と受光素子を一体とした第１の光集積モジュール及び、前記第２のビームスポットの形成、前記第２のＲＯＭ信号の検出をレーザ光源と受光素子を一体とした第２の光集積モジュールを用いることを特徴とする光情報処理装置。
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