JPH041929A - 光情報記録再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光ディスクに情報を記録再生する光情報記録再
生装置に関し　特に光ディスクの表面を浮上してレーザ
光で信号を記録再生する光情報記録再生装置に関するも
のであも 従来の技術 光ディスクを記録媒体として用いた記録再生装置Ｃヨ　
　記録密度で磁気記録再生装置に優る力（アクセス速度
は十分とは言えな〜　これ（よ　信号を記録再生する記
録再生ヘッドの質量の違いによム即板　磁気ヘッドは非
常に軽量・小型であるのに対して、光ヘッドは大型で重
（ｌ　このような課題を解決する方法として、分離光学
系方式の光ヘッドがあも　また　面記録密度の点で４！
　　光ディスクがトラック密度の優位性から数倍から１
０倍程度高密度であム しかし　ドライブ装置として比較するとメモリ容量はほ
ぼ同じレベルにあも　これは　磁気ヘッドが非常に小型
なの℃　磁気ディスクを複数枚積み上げたスタック構造
を採用できることにその理由があａ　従って、光ディス
クのメモリ容量を上げるにｌ−Ｌ　　面記録密度の向上
と光ヘッドの小型化による光ディスクのスタック化が課
題であも光記録の面記録密度Ｄ（よ　光波長をλ、絞り
レンズの開口数をＮＡとしてＤｏ：　（ＮＡ／λ）２で
あるか収　面記録密度を高くするには波長を短くする力
＼　レンズのＮＡを高くする二通りのアプローチがあａ 光波長λを短波長化【友　半導体レーザ技術の進歩を待
たねばならな１〜　現ｉ６７０ｎｍの半導体レーザの開
発が急がれている力（これ以下の波長のレーザを可能に
する結晶材料はまだ実用に耐えるものがなく、絞りレン
ズのＮＡを上げるのが現実的であも しかし　光ビームをディスク基板を通して記録層に照射
して信号を記録再生する従来の光ディスク構造ではレン
ズの作動距離ＷＤ　（ワーキングデイスタンス；　　Ｗ
　ｏｒｋｉｎｇ　　Ｄ　１ｓｔａｎｃｅ）が長く、　レ
ンズのＮＡを上げることＣ戴　　直接レンズの大型化に
つながりヘッドを小型にできな（〜　また　光ディスク
は面振れが１００μｍ程度あり、可動範囲の広いレンズ
アクチュエータが必要なことも光ヘッドの小型化を妨げ
てい丸 従来の光情報記録再生装置としてζよ　例えば特開昭６
４−３５７３４号公報に示されていも第６図はこの従来
の光情報記録再生装置の構成図を示すものであり、　ｌ
は光ディス久　２は光ディスクを回転させるモー久　３
はモータの回転線４はコリメート光１１を出射する固定
光学部　５はレーザ光１３を光ディスクｌのトラック１
６に集光させる可動光学区　６はレー吠　７はレーザ６
の出射光を平行光に整形するコリメート光ンＸ８は光デ
ィスク１からの反射光をレーザ６に戻さないでフォトデ
ィテクタ１１に反射して信号を検出するための偏光ビー
ムスプリッ久　９はλ／４［１０は非点収差を発生させ
るシリンドリカルレンＸ　　１１は光ディスク１からの
反射光を受光してサーボ信号や再生信号を検出するフォ
トデイチク久　１２はコリメートレンズ７をフォーカシ
ングするために動かすアクチュエー久　１３はコリメー
ト光　１４は全反射ミラー　１５はコリメート光１３を
光ディスク１のトラック１６に集光する絞りレンス　１
６は信号を記録再生するトラッ久　１７はリニアモー久
　１８はレールであも以上のように構成された光情報記
録再生装置について以下動作について説明すも 第６図において、光ヘツド部は固定光学部４と移動光学
部５に分割され　移動光学部５を回転する光ディスクｌ
の径方向にリニアモータ１７でレール１８に沿って移動
させて目的のトラックをアクセスすａ　コリメートレン
ズ７で集光されたレーザ６のコリメート光１３は全反射
ミラー１４で反射され　絞りレンズ１５で光ディスク１
のトラック１６にほぼ垂直に集光されも　光ディスク１
からの反射光４友　λ／４板９の作用で偏光ビームスプ
リッタ８でほぼ全反射され　シリンドリカルレンズ１０
を介してフォトディテクタ１１に入射すも　フォトディ
テクタ１１１；Ｌ　　シリンドリカルレンズ１０の非点
収差でフォーカス誤差信号を、またファーフィールド・
プッシュプル法ででトラッキング誤差信号を検出すも　
光ディスクｌの面振れによって生ずる絞りレンズ１５の
フォーカスずれは　コリメートレンズ７をアクチュエー
タ１２で駆動することによって合焦点状態にすも　レー
ザ６をデータ信舟で記録パワーレベルで強度変調するこ
とによって対応したトラックにデータが記録され　記録
媒体の情報に応じて再生されも発明が解決しようとする
課題 しかしながら上記のような構成で４Ｌ　　アクチュエー
タ１２は固定光学部４のコリメートレンズ７を光ディス
ク１の面振れ量と同程度移動させる必要があり、アクチ
ュエータ１２が大型化し駆動パワーが必要でありｔも また　可動光学部５は　レール１８に沿って移動するこ
とでトラック検索を行うため光ディスクｌの面振れ以上
の作動距離ＷＤであった　そのた八　高ＮＡの絞りレン
ズを使うとレンズ直径が大きくなり、光ヘッドが大型化
するという課題を有してい九 本発明はかかる点に鑑へ　高ＮＡの絞りレンズを持った
小型軽量の光ヘッドと、高密度記録再生ができる光情報
記録再生装置を提供することを目的とすも 課題を解決するための手段 本発明は　レーザ光線の照射によって検出可能な複数の
状態間を可逆的または非可逆的に変化する記録薄膜を単
板ディスク基板の外周部に形成した領域１の記録再生領
域と、記録薄膜表面にさらに必要に応じて形成した光学
的に透明で高々数百ミクロンメートルの厚さの保護層を
有し　単板ディスク基板の内周部に記録薄膜のない領域
２のＣ８５（コンタクト　スタート　アンド　ストップ
；　Ｃｏｎｔａｃｔ　５ｔａｒｔ　ａｎｄ　５ｔｏｐ）
領域を具備した記録媒体と、記録媒体を回転または移動
させるための駆動手段と、記録媒体の両面にそれぞれ近
接して配置され　記録媒体の回転　移動にともない周囲
の気体の抵抗によって所定の距離を保ちつつ浮上し　記
録媒体の各記録薄膜上に情報に応じた記録再生を行う光
ヘッドを備え　光ヘッドは記録媒体の回転　移動の開始
及び停止時にＣ８Ｓ領域に位置するように構成されも 作用 本発明は上記した構成により、光ヘッドを記録再生領域
の記録媒体上に気体層を介して浮上させて、光ディスク
の面振れに追従せしめることによって絞りレンズと記録
媒体面との間隔変化を抑えて、絞りレンズの高ＮＡ化と
小型化を可能とし強いては光ヘッドの小へ　軽量化が図
れ　光ディスクの回転開始或いは停止時にはＣ８Ｓ領域
に光ヘッドを待避することて　光ヘッドと記録媒体の摺
動で記録薄膜が破壊されることをも防止すも実施例 以下本発明の実施例の光情報記録再生装置について、図
面を参照しながら説明すも 第１図は本発明の第１の実施例である光情報記録再生装
置の構成図であム　第１図において第６図と同じ番号は
第６図の構成要素と同じものを表す。

１９は外部に設けられたレーザ光源（図示せず）から供
給されるコリメート光１３を絞って光ディスク１の記録
層２４に集束して信号を記録再弘或いは書換を行う浮上
式光ヘッドで、第６図の可動光学部５に相当す＆　　２
０はコリメート光１３をほぼ直角に反射する全反射プリ
ズム　２１は絞りレンス　２２は絞りレンズ２１と全反
射プリズム２０を記録層２４に気体層を介して浮上さす
セラッミクなどからなるスライダー、　２３はガラス或
いはセラミックやＡ１合金基材からなるディスク基材、
２４はトラック１６が形成され信号を記録再生する記録
層　２５は記録層２４を湿度やスライダー２２の不測の
接触による摩耗やダメージから保護する薄い保護Ｊｉ、
　　２６は浮上式光ヘッド１９のスライダー２２が浮上
開始及び浮上停止時にコンタクトするＣ８Ｓ領＠２７は
浮上式光ヘッド１９が浮上して信号を記録再生する記録
再生領域であも 上記のように構成された　光情報記録再生装置について
以下詳しく動作を説明すも モータ２が停止しているとき、浮上式光ヘッド１９は光
ディスク１の内周部に設けたＣ８Ｓ領域２６に降りてい
ａ　モータ２が回転を開始し　光ディスク１の回転数が
所定の速度に達すると、スライダー２２が気体の圧力で
浮上するし　浮上式光ヘッド１９をリニアモータで記録
領域２７に移送すも 次凶　レーザ光源が点灯され　固定光学部からのコリメ
ート光１３が全反射プリズム２０で反射され　絞りレン
ズ２１で光ディスク１の記録層２４にほぼ垂直に集束さ
れ　ツーカス・トラッキング制御がかけられて、信号の
記録再生が行われもスライダー２２＆友　光ディスク１
の周速度とスライダー２２の形状及び浮上光ヘッド１９
の質量で決まる浮上高さで保護層２５と気体層を介して
浮上すａ　例えば　１グラム程度の浮上光へ・リド１９
なら回転数１．　８０Ｏｒｐｍで面積１ｃｍ”程度のス
ライダー２２で、数μｍから１０μｍの浮上高さが得ら
れ　最内周と最外周では約数μｍの差が生じも　この絞
りレンズ２１のフォーカスずれは　公知のフォーカスサ
ーボ波巻　例えは第６図と同様にコリメートレンズ７を
アクチュエータ１２でフォーカス誤差信号で駆動する方
法で容易に行えも　また　トラック１６のトラッキング
も第６図のリニアモータ１７をディテクタ１１のトラッ
キング誤差信号で駆動することで行う。

モータ２を停止するとき１上　浮上式光ヘッド１９をＣ
８Ｓ領域２６に移送した徽　レーザ光源をオフしたの板
　モータ２に停止を指令すａ　回転数が低下すると、ス
ライダー２２がＣ８Ｓ領域２６にコンタクトし停止すａ スライダー２２　Ｇ；Ｌ　　硬くて軽いという条件から
磁気ディスクのフライイングヘッドに使用されているＭ
ｎＺｎフェライトが使用で畝　摺動時にディスク基材が
摩耗しないためｉ、Ｃ５Ｓ領域２６は硬質ガラス基材や
セラミック基材が適当で、記録薄膜は摺動時に摩耗して
微細な粒子として雰囲気中を浮遊するので窒化法　硫化
塩　セレン化物から成る保護層を形成して摩耗を防止し
ていもスライダー２２の保護層２５からの浮上高さは数
μｍと非常に小さいので、　レンズ作動距離ＷＤを非常
に短くでき、絞りレンズ２１のサイズを非常に小さくで
き４　更へ　スライダー２２は光ディスクｌの保護層２
５に沿って浮上し　絞りレンズ２１の光軸が保護層２５
はぼ垂直となって、□光ディスク１の傾きの影響を受け
にくいので、この点からも絞りレンズ２１のＮＡを大き
くできも以上のよう凶　本実施例によれば浮上式光ヘッ
ド１９を記録層２５に気体層を介して浮上さすことで絞
りレンズ２１のフォーカスずれ量を従来の数１０分の−
に抑えて、絞りレンズ２１を微動することによってフォ
ーカス制御が可能で小型・軽量の光ヘッドが構成できも 第１図では　光情報記録再生装置として当然必要な公知
のトラッキング機棟　浮上光ヘッドの検索機檄　信号載
録再生回路などが省略されている力交　これら機能が必
要なことはいうまでもな１．％第２図ｇｅｌ　　本発明
に適用される光ディスクの第１の実施例の平面図であも
　第２図において、Ｃ８Ｓ領域２６は　トラック１６を
プリフォーマットして記録層２４と保護層２５とを形成
した記録領域２７の内周部に設けてあも 記録層２４は　アモルファス相と結晶相との間で相変化
を生じるＧｅ−３ｂ−Ｔｅをベースとする相変化記録薄
膜が蒸着され　保護層２５にはレーザ光に対して光学的
に透明であること、摩耗しにくいことなどが望まれ　窒
化法　硫化塩　セレン化物およびこれらの混合物薄膜が
蒸着されａまｔ＝ｃｓｓ領域２６には　光ディスクの回
転開始時あるいは停止時にスライダー２２がこの面に接
触するた取　摩擦を低減するために潤滑材を塗布するこ
とがおこなわれも　しかし　潤滑材ζ上一般に油性であ
るから記録領域２７に拡散すると、薄い薄膜が形成され
　レーザ光を多重反射して干Ｂを生ま　記録層２４に集
光された光ビームの強度変化　あるいは記録層２４から
の反射光強度に変動を生じも 第３図は　上記濶滑層の課題を解決する本発明に適用さ
れる光ディスクの第２の実施例の構成図であも 図において、記録領域２７とＣ８Ｓ領域２６の境界に同
心円で所定の深さに掘られた隔離溝２８が形成されてい
、ｂ　　ｃｓｓ領域２６の表面には浮上式光ヘッド１９
のスライダー２２がコンタクトするときの摩擦を減らす
目的で濶滑層２９が形成されていも　隔離溝２８ζよ　
一種のバリアーとして濶滑層２９に形成された潤滑材が
記録領域２７へ拡散するのを防止すも 隔離溝２８ｇ友　トラック１６のプリフォーマット作業
時にレーザ光を照射して、溝幅の広い同心円トラックを
形成して作られも　また　公知のＩＣ技術を使用してデ
ィスク基材２３をエツチングして形成することもできも 第４図（友　本発明に適用される光ディスクの第３の実
施例の構成図であも　第３図の隔離溝２８を複数個形成
した隔離溝３０を有Ｌ　　Ｃ８Ｓ領域２６の濶滑層２９
の潤滑材の記録領域２７への拡散防止能力を一層高めて
いも　第３＠　或いは第４図のよう！二　Ｃ８Ｓ領域２
６と記録領域２７の境界部に隔離溝２９．３０を設ける
ことでＣ８Ｓ領域２６に濶滑層２９として塗布した潤滑
材の記録領域２７への拡散を防止でき、潤滑材が記録領
域２６０表面に拡散して、薄い油膜となって、記録層２
４へのレーザ光の集光特性や光干渉特性への悪影響を防
止できも 第５図（よ　光ディスクと浮上式光ヘッドとを複数積層
して気密ボックスに収納した光情報記録再生装置の第２
の実施例の構成図であも 第５図において、　３１は５枚の光ディスク１を積層し
たスタック構造の記録媒体の例であも　光ディスク１の
厚さζヨ０，５〜２ｒｎｒｒＫ　　各光ディスク１の間
隔は３〜５ｍｍ程度に選ぶことができも　いわゆるハー
フハイド（４２ｍｍ）と呼ばれる装置の中に４枚から１
０枚程嵐　フルハイド（８４ｒｎｍ）と呼ばれる装置の
場合には　８枚〜２０枚程度の光ディスクを収容でき、
装置としての容量が１０倍以上に一気に向上すも　３２
は気密ボックスであって、記録媒体３１の周囲環境の影
像　例えばゴミ、塊風　　湿気などの影響から隔離すム
　気密ボックス３２　ｊ；Ｌ　　外気と完全に遮断し　
窒秦　アルゴン等の希ガスを充填することもできるし　
フィルターを通じて清浄な空気を循環させることもでき
、フィルターの目の大きさを適当に選べ＆瓜　外気から
の湿気の侵入をほとんど遮断できａ　すなわ板　気密ボ
ックス３２：友　記録媒体３１の記録層２４の湿度劣化
　酸イＫ　或いはゴミによる記録パワーマージン低下な
どが緩和され　媒体の設計の自由度の拡大と記録媒体の
寿命を大幅にのばす効果があも また　以上で示した実施例１よ　本発明の説明に必要な
最低限の構成要素を示したに過ぎず、光ディスクドライ
ブ装置を構成するのに必要な公知の手段が必要に応じて
使用されることは当然であム発明の詳細 な説明したように本発明によれば　絞りレンズを装着し
たスライダーを光ディスクのＣ８Ｓ領域に接触して浮上
間は　停止を行うことによって、記録層にスライダーを
接触させることなく、記録層上に光ディスクの面振れに
ほぼ無関係にスライダーを浮上させることができ、絞り
レンズのフォーカス可動距離を抑え　小型・高ＮＡの絞
りレンズの使用と、小型・軽量の光ヘッドを実現でき、
トラックアクセスの高速化・記録層のスタック構造化に
よる大容量のメモリ装置を実現できるなど、その実用的
効果は太き（〜

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における光情報記録再生
装置の構成図　第２図は本発明に適用される光ディスク
の第１の実施例の平面医　第３図は本発明多こ適用され
る光ディスクの第２の実施例の構成図　第４図は本発明
に適用される光ディスク第３の実施例の構成＠　第５図
は光ディスクと浮上式光ヘッドとを複数積層して気密ボ
ックスに収納した光情報記録再生装置の第２の実施例の
構成医　第６図は従来の光記録装置の構成図であも１・
・・光ディス久　２・・・モー久　３・・・回転ａ４・
・・固定光学区　５・・・可動光学区　６・・・レーザ
、７・・・コリメートレンＸ　８・・・偏光ビームスブ
リッ久９・・・λ／４＆１０・・・シリンドリカルレン
Ｘｌｌ・・・フォトデイチク久　１２・・・アクチュエ
ー久１３・・・コリメートＬ１４・・・全反射ミラー、
　１５・・・絞りレンＸ　　１６・・・トラッ久　１７
・・・リニアモー久　１８・・・レー／ｋ１９・・・浮
上式光ヘッド、２０・・・全反射ブリズベ　２１・・・
絞りレンＸ　　２２・・・スライダー、２３・・・ディ
スク基材、２４・・・記録凰２５・・・保護Ｎ、　２６
・・・Ｃ８Ｓ領Ｊｔ　　２７・・・記録再生類Ｊｔ　　
２８、３０・・・隔離法　２９・・・潤滑！　３１・・
・スタック構造の記録媒恢　３２・・・気密ボックス。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名囮 区 嘘 憾 ３回転軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光線の照射によって検出可能な複数の状態
   間を可逆的または非可逆的に変化する記録薄膜を単板デ
   ィスク基板の外周部に形成した領域１と、前記記録薄膜
   表面にさらに必要に応じて形成した光学的に透明で高々
   数百ミクロンメートルの厚さの保護層を有し、前記単板
   ディスク基板の内周部に記録薄膜を形成しない領域２と
   を具備した記録媒体と、前記記録媒体を回転させるため
   の駆動手段と、前記記録媒体の両面にそれぞれ近接して
   配置され、前記記録媒体の回転にともない周囲の気体の
   抵抗によって所定の距離を保ちつつ浮上し、前記記録媒
   体の各記録薄膜上に情報に応じた記録及び、各記録薄膜
   上の情報に応じた再生を行う光ヘッドとを備え、前記光
   ヘッドは前記記録媒体の回転の開始及び停止時に前記領
   域２に位置するようにした光情報記録再生装置。
2. （２）レーザ光線の照射によって検出可能な複数の状態
   間を可逆的または非可逆的に変化する記録薄膜を単板デ
   ィスク基板の外周部に形成した領域１と、前記記録薄膜
   表面にさらに必要に応じて形成した光学的に透明で高々
   数百ミクロンメートルの厚さの保護層を有し、前記単板
   ディスク基板の内周部に記録薄膜を形成しない領域２を
   具備した単板ディスク基板を複数枚積層した積層記録媒
   体と、前記記録媒体を回転させるための手段手段と、前
   記記録媒体の両面にそれぞれ近接して配置され、前記記
   録媒体の回転にともない周囲の気体の抵抗によって所定
   の距離を保ちつつ浮上し、前記記録媒体の各記録薄膜上
   に情報に応じた記録及び、各記録薄膜上の情報に応じた
   再生を行う光ヘッドとを、外部環境の変化から隔離する
   ための気密ボックス中に備え、前記光ヘッドは前記記録
   媒体の回転の開始及び停止時に前記領域２に位置するよ
   うにした光情報記録再生装置。
3. （３）領域２は光ディスク基材であって、光ヘッドを浮
   上せしめるスライダー材質よりも硬いことを特徴とする
   請求項１または２記載の光情報記録再生装置。
4. （４）記録媒体に領域２を光ヘッドが摺動するときの摩
   擦を低減する濶滑層を設け、領域１と前記領域２との境
   界部に少なくとも一つの溝部を形成したことを特徴とす
   る請求項１、２または３記載の光情報記録再生装置。