JPS58161153A - 情報取扱い装置 - Google Patents

情報取扱い装置

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JPS58161153A
JPS58161153A JP58021744A JP2174483A JPS58161153A JP S58161153 A JPS58161153 A JP S58161153A JP 58021744 A JP58021744 A JP 58021744A JP 2174483 A JP2174483 A JP 2174483A JP S58161153 A JPS58161153 A JP S58161153A
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write
recording
thin film
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JP58021744A
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ジヨ−ン・シ−ム−ア・ウインスロウ
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EMU SHII BIDEODEISUKU Inc
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EMU SHII BIDEODEISUKU Inc
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Publication date
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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】 °本発明は情報記録装置に関するもので、更に具体的1
こ説明すると、光学的に読取るディスク上に光応答性の
薄膜を限定するのに適切な強度の光ビームを用いて情報
を記録するための装置に関する。
対物レンズ″を担持するキャリッジはディスクに関して
半径方向に可動する。ビームの行路部分はキャリンンの
移動方向に対して平行である。
ディスク・テープまたは他の媒体上に、ビデオ周波数で
信号を記録するため、種々の方式が今までに開発されて
きている。これらの方式は、特に、感光性媒体への光学
的記録、熱可塑性表面への電子ビーム記録、およびビデ
オ情報の再生可能な記録を4えるその他の方式を利用し
てきている。
従来技術は、写真表面を利用する方式、電子ビーム感知
表面を利用する方式、磁気的記録方式、およびこの発明
におけると同様の放射エネルギビ−ムか表面へ不可逆変
化な生し、それによってそ二(:情報を1書き、込む」
ところの方式(二人体分類することができる。
写真方式は、テープまたはフィルムのような連続的なウ
ニブートへの記録を教示するところの、ビー・ン一・ゴ
ールドマーク他所有の米国特許第3234326号、あ
るいは、螺旋形の通路内の回転ディスク」二・・のビデ
オ情報の写真的記録を教示するところの、ダブリュー・
アール・ジョンソン所有の米国特許第3361873号
に説明されている。
ダブリュー・シー・ヒユーズ他所有の米国特許第328
3310号は、熱可塑性フィルム表面−1−への情報の
記録について説明しており、これは、米国特許第312
0991号に開示されたような電子ビーム書込装置を利
用1.ている。
な封、その池の方式も、特殊の記!媒体4−へ情報を記
録するため(こ、電子ビームを使用してきでいる。この
ような方式の1つは、ティー・ビー・ブレツブ所有の米
国特許第33 S OS 03号に開示されている。写
真フィルムのような感光性媒体Yへの電子ビームを利用
する池の案が、アール・エフ・テユッペ他所有の米国特
許第3444.317号に教示されている。
最近数年間に、レーザビーム衝撃による材料の−除去、
または材料の蒸着にもとづくところの、高密度記録のた
めの他の方法が開示されてトでいる。
これらの方法は、雑誌 「エレクトロニックス(Ele
ctronics) J  1969年3月8日号第1
10頁に詳細に論ぜられている。更に、「レーザ熱的マ
イクロイメールコーグ」がいくらか詳細に、シー・オー
・カールソンおよびエッチ・ディー・アイブスによって
、i !’368年ウェスコン(WESCON)  ミ
ーティング(Western  Elect、roni
c  5hou+and  Convention)に
おいて配られた論文中に説明され、この論文は、ウェス
コン・テクニカル・ヘ−ハーグ(WESCOHTpch
nical  Papers )1968年の第12巻
(こ、セクション1G/1の第1頁で刊行されている。
この著者は、1966年12月23日イ寸「ザイエンス
(5cience ) 」第54巻第3756号第1 
S 5 (1〜1551負、1 り (56年の〕オー
ル・ノヨーイ/グ・コンビ。
−ターー]ンファレンス(ト”all  Join);
  CoInputer  Conference’)
  のプロシーテ゛イング又(Proceedings
 )第71]、−716頁、および1968年3月の「
ベル・システムス′・テクニカル・ンヤーナル(Be1
l  5ystelIls  Technicat  
Journal  )第385 、405頁の論文にも
言及している。
これらの刊行物は、基板)−の非常に薄い金属フィルム
を利用するところの記録技術を開示している6二、の薄
い金属フィルムは、加熱されて急速に融けて、記録され
ナニスボンY内(こ小さな小球体をつくる。レーザ光の
高度;二集中されすこ久ボンドは、1−分難時間に七分
の熱を与えることかでトるので、移動する表面の」−に
衝突する適当に変調されたレーザビームは、金属表面に
孔のパターンを生ずる二とができ、1−読み返し」の時
記録された情報を再生できる。
上記のカールソンおよびアイブスの論文におい5− て指摘されているように、記録されtこ又ボッFまたは
孔の寸法は、送像レーザビームの直径より61−分に小
さくできる。金属フィルム材料、フィルム厚さ、レーサ
゛ダイパージエン又およびスポット電力を適当に選択す
る二と[二上って、高い解像度でビデオ周波数を記録す
る適当な方式を設計することかでトる。
本発明によれば、カールソンおよびアイブスのレーザ熱
的マイクロイメージ記録方式が従来技術のディスク記録
と共に使用されて、ビデオ情報を記録するための新規か
つ有用な配置および方法が呼えられる。
本発明はビデオ情報のような情報を貯蔵するための情報
記録装置をもたらすものであり、該貯蔵情報は収線の光
学的1−読取れる標識の形をしている。
本発明の書込み装置はディスクが均一に回転する(こつ
れて該ディスクの応答性被膜と相互作用する1こ充分な
強度の平行光ビームをもたらすレーザ光源を含む。光学
装置は前記光源とディスク上の6− 応答性被膜との1111に光路を限定する2光路部分は
ディスク表面に平行である。11j記薄被膜には光ビー
ムを集束するために対物レンズがある。光強度変調器か
光路に配置されておl)、光ビームを強度変調するため
に情報信号に応答する。
対物レンズはディスクに関して半径方向に可動するキャ
リンノ七に設置されている。キャリッジの移動方向は、
ディスク表面に対して平行である光路部分に対し平行で
ある。このことは、レーザ光源が堅固に保持されるよう
にし、同時に、ビームの光路が、レーザ・ビーム源と対
物レンズ間での臨界整合を妨害せず1こ、ディスク−ド
を半径方向に動くようにさせるものである。
駆動装置は、記録工程中にキャリッジをディスクに関し
て制御自在に動かすために、もたらされる。
明らかなように、所定のピッチの螺旋形の軌跡を創るた
めに、ディスクの駆動を、並進駆動と同期あるいはさも
なくば協働させることか所望される。好適な具体例にお
いては、螺旋の隣接するターンの間の間隔は、中心から
中心で2μmでおる。
スポットの直径を1μmとすると、隣接するトラックの
スポット間には、1μmのガード領域がある。
好適な具体例におけるト書込ヘッド4は、空気軸受」−
のディスクの上方を一定の高さで浮き]−っている顕微
鏡対物レンズである。この一定の高さは、対物レンズの
焦点深度が浅い故に必要である。
40×乾式顕微鏡の対物レンズが、ディスク表面で、レ
ーザビームのエネルギを集中して、1μ拍のスポットの
書込を可能にする点で満足すべきものであることがわか
った。
書込ビームの部分は、所定のレベル変調ビームの平均電
力を維持するのに役立つところの新規なポッケルス・セ
ル安定化回路(こよって感知される。
アルゴン・イオンレーザが書込ビームとして使用される
。ポッケルス・セルとグラン・プリズムの組合せが、レ
ーザビームをビデオ情報で変調する。この発明に従えば
、「書込後読出」能力が与えられて書込動作をモニタす
る。第2の、ヘリウム−ネオン(l]e−N(暑[読出
ル−ザが備えられ、これは書込ビーム通路中へより低い
出力のビームを向けるか、書込へノドに入るとト書込ビ
ームに対してわずかな角度で向けている。この角度は、
書込又ボンドがら下におよそ2μmnにある書込まれた
トランク上の領域を読出ビームか照射するように選択さ
れる。
二の読出ビームは、ディスク表面から反射されて書込へ
ノドを通って戻l)、続出ビームを書込通路中へ挿入し
たところの二色性波(clichr。ic 1nirr
ar >へとその光学的通路を引返していく。
読出ビームはそれからビーム・スプリンタ・\と向けら
れ、更に、同し通路をだどった書込ビームのいずれをも
阻止するところのバ′ノドバ又・フィルタを通して向け
られる。読出ビームは、それからフォト・デテクタ上に
衝突して、ビデオ情報信号を発生する。この信号の特質
は、オッシロスコープまたはテレビ・モニタ上に表示さ
れて、ピーク値の「記録1電力、平均記録電力および焦
点か正確であるかどうかを指示する。
一〇− [書込後読出]情報も、エラー・チェック方式において
利用することができ、特に、デンタル型の情報が書込ま
れているときにそうである。入力ビデオ情報は、書込ス
ポットと読出スポットとの間の時差に等しい時間遅延さ
れる。戻った情報は、そこで遅延された入力情報と「同
一性」が比較される。余りに多くの不同のものがあれば
、装置を由チェックおよび再整合するか、またはそのデ
ィスクを排除する。
この発明の構成は、完全な円でディスクを回転し、回転
するディスクの半径に沿って一定の速度で記録「へノド
」を並進させるところの精密旋盤を含んでいる。明らか
なように、所定のピンチの螺旋形のトラックを創ること
がでトるように、2−)の駆動を同期あるいはさもなく
ば協働することが要求される。もし、所望ならば、同心
円もまた北進および書込を交互にすることにより創るこ
とかでとる。
螺旋を使用する好適な具体例1こおいては、隣接する螺
旋のターンの間の間隔は、中心から中心で−10= 2μmである。スポットの直径を1μInとすると隣接
する)ランクにおけるスポットの間に1μInのガード
領域かある。
この発明の特性と信しられるところの新規な特徴は、動
作の機構および方法の脱力に関して、その更に池の目的
および利点と共に、この発明の好適な具体例か例として
示されているところの添付図面と共に以下の説明を考究
する二とにより、よりよく理解されるであろう。しかし
なから、図面は例示と説明のみのためのものであり、こ
の発明の範囲を限定しようとするものではないことを特
に理解しなければならない。
まず、第1し1をみると、書込装置は用、込へ、181
2を含んでおj)、これは、この実施例におい′ζは、
空気軸受支持部材16ト1こ取付けられすこ乾式顕@鏡
村物レンズ14である。4()×レンズが満足すべきも
のであることが゛わかっている。ディスク18か特に用
意されているが、これは従来技術の教示するところに従
って構成することがでと、基板は、はどよく低い融点と
高い表面張力をもっ金属の非常に薄いフィルムで被覆さ
れている。
水晶発振器20は駆動要素を制御する。ディスク18は
スピンドル24へ連結されているところの第1の回転駆
動要素22によって回転される。
゛第2の並進駆動要素26は書込ヘッド12の位置を制
御する。
並進往復台28、これは並進駆動要素26により、親ね
じおよび移動ナツトを通じて駆動されるのであるが、書
込ヘッド12を回転ディスク18+二ttl、てその半
径方向に移動する。往復台28は、犬込装置iこ必要な
光学系および電子系の残部が永久的1こマウントされる
よ)(こ、適当な鏡およびレンズを鵠えている。
二の発明の実施例においては、偏光分割レーザ;(0、
(これはアルゴンイオンレーザである)のビームは、ポ
ッケルス・セル駆動装置34により駆動されるところの
ポッケルス・セル32を通過する。FM変調器36は記
録されるべきビデオ信号を受けて、ポッケルス・セル駆
動装置34へ過負な制御信号を与える。周知のように、
ポッケルス・セル32は光ビームの偏光面を回転するこ
とによって印加された信号電圧に応答する。+fn線偏
光子は、兄は所定の偏光面(こおいてのみ透過するから
、実施例におけるグラン・プリズム38のような偏光子
か書込ビーム通路中に入れられて変調された書込ビーム
40を与える。
ボンケル基・セル32とグラン・7′リス′ム38の組
合せから出てくる変調された書込ビーム40は、この書
込ビーム40を並進往復台28・\向けるところの第1
の鏡・12へ当てられる。二の第1の鏡42は、書込ビ
ームの平均強度に応答してビームのエネルギ・レベルを
維持するところのボ。
ケル基・セル安定化回路44へ書込ビーム4(1の一部
を透過する。
レンズ46か書込ビーム40の通路中−二挿入されて実
質的に平行なビームを発散し、最適解像度を与えるよう
に、対物レンズ1゛1の入[]孔を満たして広かるよう
(二する。二1色性の鏡48か書込ビーム40の全てを
@2の関節鏡50・\実質的に透過するように向けられ
た通路中(こ入れられる。先13− のエリオソトの特許出願中に示されたような鏡をこの発
明においても使用できる。二の関lff+鏡50は、次
いでビームをレンズ14を通して向け、ビーム40の衝
突点をディスク18の表面J二で変えることかできる。
対物レンズ14およびそれと組合わされた空気軸受16
は、ディスク18の表面から実質的に一定の1巨離で空
気のクッションの一部を効果的に浮き−1−かる。この
距離は、軸受16の幾何学的形状、ディスク18の直線
速度、およびディスク18に対してヘッドを載せるのに
使用される力によって決められる。1μmのスポットを
解像することのできるレンズの焦点公差も、また1μm
の単位である故に、この一定のスペースが必要とされる
第2の比較的低出力のレーザ52は、モニタ・ビーム5
4を与える。実施例においては、読出レーザ52は、読
出ビームS4を波長により書込ビームから消去すること
がでとるところのヘリウム−ネオン装置である。偏光ビ
ーム分割立方体5Gは読出ビーム54を鏡58へ透過し
、この鏡はビ14− −ム54を第2の発散レンズ60を通して向け、このレ
ンズは読出ビームへ4を拡げて対物レンズ1.1の入1
]孔を満たすようにする。
・1分の1波長板62が、光学通路中に平面偏光ビーム
分割器5Gと関連して置かれ、ディスク18から反射さ
れtこ光か、レーザ52に再び入って、その発振モード
を混8Lさせることを防止する4、・1分の1波長板6
2は、ビームの偏光平面を45度たけそれか通過する毎
に回転し、そこで反射ビームは偏光ビーム分割器56に
対して00度回転され、それ故そこを通過しない。
読出ビー7ム54通路中の第2の鏡64は、ビームを二
色性波(dichroic  m1rror’) 48
中へ向け、更に以下によ1)詳細に説明されるように続
出ビーム「スポント」か゛書込ビーム久ボッ)から下流
でディスク18j:l二衝突する点を除いては、書込お
よび読出ビームの通路か実質的に同一であるように制限
された調整(することかでトる。
アルゴンイオンビームに対して不透明なフィルタ6Gが
、ビーム分割器S6から反射された先の通路中に挿入さ
れる。ディスク表面から戻された1−1e−Ne読出ビ
ーム54は1.フィルタ66およびレンズ68を通って
、光検知器70トヘ通過することができる。
光検知器70の出力は、続いて利用するのに十分17)
振幅および信号強度をもった信号を9えるところの前置
増幅器72へ加えられる。ビデオ、弁別器74は、そこ
でビデオ出力信号を与え、この信号はいろいろの方法で
利用されることかできるが、そのうち2つか例示のみと
して示されている。
第1の応用においては、ビデオ出力は、テレビモニタ7
6およびオンジロスフープ78へ加えられる。テレビ・
モニタ76は記録の映像忠実度を示しオンジロスフープ
78は、記録の信号対雑音比およびカンティングの質、
軽いか重いかを示す。図示されていないが、「孔4すな
わち「黒」と1孔無し]、すなわち「白4の領域との間
が、ディスク1−で十分な弁別が確実にできるようにす
るため、適当なフィードバンク・ループを備えることか
でざる。
それに代わる利用として、弁別器74のビデオ出力は比
較器80へ加えられる。比較器80の他の入力は、遅延
線81を通して向けられるところのビデオ入力信号から
とられる。書込方式の蓄積された遅延および情報の書込
のv!#間とディスクのインクリメンタル領域か読出点
に達するのに必要な時間の間で経過する時間に等しい遅
延は、入力ビデオ信号へ分与されなければならない。
理想的には、弁別器74のビデオ出力信号は、適当な遅
延の後にビデオ入力信号と全ての点で同一であるベトで
ある。見るヘト差異は、ディスクの表面における欠陥、
または書込回路の感作用によって生ぜられるところの誤
差を表わしている。
この応用は、デジタル情報を書込むときは重要であるが
、池の情報か記録されるときにはそれほど臨界的ではな
い。
比較器回路80の出力は数量化かでき計数かで  ゛き
、そこで容認しうる数の誤差をどのディスクに対しても
確立することができる。計数された誤差が標準を超える
とぎ、書込動作を終えることかで17− トる。必要ならば、新しいディスクを書込むことかでき
る。過剰の誤差をもつディスクは、そこで再処理して続
く記録のための「新しい」ディスクとして役立たせるこ
とができる。
書込ヘッドアセンブリ12を回転ディスク18に灯し7
て、半径方向に並進させるためには周知の技術か利用で
きる。第1し1こおいては、回転ならび(二組進駆動装
置20.22が独立に示されているか、これら駆動装置
は、共通の水晶発振器20によって同期せられてディス
ク18の各回転毎に所定の増分だけ書込アセンブリ12
を並進させるよう1こできる。
次に、第2図に転すると、いくらか誇張された形で、書
込レーザ30からのビーム40および読出レーザ′52
からのビーム54のわずかに異なる光学的通路が示され
ている。書込ビーム40は顕” 微鏡対物しンズコ4の
光軸と一致している。読出ビーム54は、これと対照的
に、光軸と角度aをなし、そこでビームは書込ビーム4
0が「カッティング」するところから「下流」に対物レ
ンズの=18− 焦点にμ離の0倍に等しい距@Xずれる。その結果、生
じる読出と書込の間の遅延は溶けた金属を固めさせ、そ
こで記録は、その最終状態で読出される。
金属かまだ溶けている程に直ぐi二読出されるならば、
記録パラメータを調整するための適切な情報を与えられ
ない。
このことは、同し情報チャンネルにある2つの点かずら
して示されているところの第3図に最もよく示される。
書込ビーム40の衝突点であるところの点Aは、対物レ
ンズ14の光軸上にあるように示されている。点Aから
離れて、媒体の移動の方向に、矢印で示されるように、
顕微鏡対物レンズト4の軸から角度aのところにあると
ころの読出点Bがある。点AとBの間の2μmの距離は
書込動作の満足なモニタを与える。
最後に第4図に転すると、第1図の装置において使用す
るのに通した、ポッケルス・セル安定化回路44の理想
化したグイ7グラムが示されている。周知のように、ポ
ッケルス・セルは、印加電圧の関数として加えられた光
の偏光面を回転する。
それ故、ポッケルス・セルは平面偏向光線を回転するた
めに使用され、回転された光はグラン・プリズムのよ)
な平面偏光器を通過させられる。
偏光器から出る光は印加電圧によって振幅変調されてい
る。
個々のポッケルス・セルに依るのだか、およそ100ボ
ルトの電圧変化がセルをして偏光面360度回転させる
。しh化、個々のセルの移動特性は±5 +’)ポル)
の電圧変化に応して任意に変えることかでき、そこで、
セルを有用でほどよく直線的な動作範囲内に維持するた
めフィードバック・ループが望まれる。
安定化回路44は、感光性シリコン・ダイオード82を
含み、これは第1図の142から反射された書込ビーム
40の一部を受けるように置かれている。このシリコン
・ダイオード82は太陽電池と多く同様の態様で作用し
、入射光線が照射されるとき電気エネルギ源となる。
シリコン・ダイオード82の一方の端子は、通例の接地
信号で示される共通基準電位84へ接続され、他方の端
子は差動増幅器86の ノjの人力へ、接続されている
。シリコン・セル82は直線応答モードを可能にすると
ころの負荷88によってシャントされる。
差動増幅器86の胆力の入力は、適当な分圧計90を通
して共通基準84へ接続されている。電源92か分圧計
90に結合され、これはポッケルス・セル32により伝
えられる平均光レベルを確立するため、差動増幅器86
をセットする二とができる。
そこで、差動増幅器86の1対の出力端子は、それぞれ
抵抗素子94.96を通して、第1図のポッケルス・セ
ル32の入力端子へ接続されている。ポッケルス・セル
駆動器34はポッケルス・セル32へ交流結合されてお
t)、一方、差動増幅器86はポッケルス・セル32へ
直流結合されている点か注意せられる。
動作において、この方式は付勢される。シリフンダイオ
ード82上に衝突する書込ビームからの光は、差動増幅
器86への入力において差動電圧−2l= を発生する。初めに、分圧計90が調整されて所定の平
均レベルの強さで兄を発生する。その後、シリコン・セ
ル82上に衝突する強さの平均レベルか増加するか減少
するかすると、補正電圧が差動増幅器86に発生される
。ポッケルス・セル32へ印加される補正電圧は、平均
レベルの強さを所定のレベルにもどすのに十分な極性お
よび大きさのものである。
このようにして、改良されたビデオ・ディスク・レコー
ディング・アセンブリが示された。空気軸受−トにマウ
ンYされた顕微鏡対物レンズは、金属化されたディスク
の表面から所定の距離で「浮かぶ」。金属化被覆はレー
ザ・ビームが適当な変調の下で、その表面の局部領域を
溶かすのに十分なエネルギを放つことができるようなも
のである。
表面張力の下で、溶けた金属は、直径でおよそ1ミクロ
ンの明瞭な領域を残して収縮する。
実質的に同じ光学的通路を利用する第2の低エネルギレ
ーザは、同じ顕微鏡対物レンズを通して向けられるが、
書込の点から「下流」のわずかな−22= y[離のところでディスクの表面へもたらされる。
読出ビームは、書込ビームの反射されたエネルギを排除
するところの適当な光学方式を通して戻され、ディスク
ト、に書かれた情報の分析を1能にする。
再生情報は、特に、書込ビームの強さを制御して適切な
「記録レベル」を保証し、受容し難い数の誤差か記録過
程で生しているかどうかを決定する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の装置の概略的図面である。 第2図は、第1図の対物レンズを通る光学的通路の図で
ある。 第3図は、書込ビームおよび読出ビームの衝突点の間の
相対的間隔を説明する図である。 第4図は、新規なボンケルス・セル安定化回路の図であ
る。 18・・・ディスク、  22・・・回転駆動要素、1
2・・・書込ヘッド、  20・・・並進駆動要素、 
 30・・・偏光分割レーザ、40・・・書込ビーム、
  32ボンケルス−セル、  38−9・グラン・プ
リズム、  46・・・対物レンズ、16・・・軸受、
  50・・・関節鏡、  52・・・読出レーザ。 ?2B21

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ) 記録すべき情報信号を発生する手段と、前記情
    報信号の標識を保有できるように光応答性の薄膜で覆っ
    た基板を包含する光学テ楡スクと、前記薄膜に作用する
    充分な強度の平行光線を発生するレーザ源と、前記光線
    を11j記デイスクの前記薄膜に向ける光学手段であっ
    て、一部か前記ディスクの表面に平行となっている光路
    に沿って前記光線を方向付ける手段を包含する光学手段
    と、Aij記光線光線記薄膜上に焦点合わせする対物レ
    ンズと、前記ディスクを前記光線に相対的に回転させる
    手段と、前記レーザ源と前記ディスクの前記薄膜との開
    i二設置してあって11j記記録すべき情報を持った前
    記光線の強度を変調する光強度変調手段と、少なくとも
    前記対物レンズを支え、前記レーザ源および前記光強度
    変調手段に相対的に動く搬送¥=段と、この搬送手段を
    前記光路の前記部分に沿ってかつ前記ディスクを横切っ
    て移動させる駆動手段とを包含する情報取扱い装置。
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