(57)【要約】【課題】  本発明は、記録媒体と、反射散乱体及び集光スポットとの位置調整を行うことにより、光の回折限界を超えた高密度・大容量な光メモリ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の光メモリ装置は、記録媒体と集光手段との位置ズレを検出する第１の位置ズレ検出手段と、集光手段と光プローブとの位置ズレを検出する第２の位置ズレ検出手段と、第１の位置ズレ検出手段及び第２の位置ズレ検出手段による各位置ズレに基づいて記録媒体、集光手段又は光プローブの相対的な位置を調整する駆動手段とを有している。【選択図】        図１
2005093009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の基板上に積層された記録層を有し、該記録層が設けられた面側の表面は同心円状の周期的な溝形状を成している記録媒体と、
該記録媒体の基板側から入射された光を前記記録層に集光するための集光手段と、前記記録媒体を挟んで前記集光手段の反対側に設けられ、前記集光手段で集光した光の一部を反射及び散乱させる反射散乱体を有する光プローブとを有する光学系とを具備する光メモリ装置において、
前記記録媒体と前記集光手段との位置ズレを検出する第１の位置ズレ検出手段と、
前記集光手段と前記光プローブとの位置ズレを検出する第２の位置ズレ検出手段と、
前記第１の位置ズレ検出手段及び前記第２の位置ズレ検出手段による各位置ズレに基づいて前記記録媒体、前記集光手段又は前記光プローブの相対的な位置を調整する駆動手段と
を有することを特徴とする光メモリ装置。
【請求項２】
前記第１の位置ズレ検出手段は、前記記録媒体の溝形状から生じる回折光の反射による光の光強度を電気信号に変換し、変換した電気信号に基づいて検出する請求項１記載の光メモリ装置。
【請求項３】
前記第２の位置ズレ検出手段は、前記光プローブの近傍に設けられ、前記光プローブに照射された光の一部の光が前記反射散乱体によって散乱され、散乱された光の光強度を電気信号に変換し、変換した電気信号に基づいて検出する請求項１記載の光メモリ装置。
【請求項４】
前記記録媒体からの反射光の光強度を高めるための反射放熱層が、前記記録媒体の前記記録層に隣接して設けられている請求項１又は２に記載の光メモリ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の前記記録媒体を収納し、前記記録媒体に対して記録再生の動作時又は非動作時に応じて開閉可能なシャッターを有することを特徴とする記録媒体収納カートリッジ。
【請求項６】
記録媒体の種類に応じた所定の範囲にある波長を放射する半導体レーザと、前記記録媒体に前記半導体レーザからのレーザ光を回折限界まで集光する集光手段と、前記記録媒体を挟んで前記集光手段の反対側に設けられ、前記集光手段で集光した光の一部を反射及び散乱させる反射散乱体を有する光プローブとを具備する光学系と、
前記記録媒体から前記集光手段に入射した光を入射して光強度信号を出力する光検出器とを有する光ピックアップにおいて、
前記反射散乱体によって散乱した散乱光を検出する散乱光検出器を前記光プローブの近傍に設け、前記散乱光検出器が出力する光強度信号に基づいて前記記録媒体の種類を判別する判別手段を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
記録又は再生のための所定の位置に装填された請求項５記載の記録媒体収納カートリッジの前記シャッターの開閉に応じて前記光プローブを待機位置から記録再生動作位置までの間移動させる第１の駆動手段を有する請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項８】
記録又は再生のための所定の位置に装填された請求項５記載の記録媒体収納カートリッジの前記シャッターの開閉に応じて前記光学系を記録再生動作位置へ移動させる第２の駆動手段を有する請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記光プローブと前記光学系を一体化し、記録又は再生のための所定の位置に装填された請求項５記載の記録媒体収納カートリッジの前記シャッターの開閉に応じて、一体化された前記光プローブ及び前記光学系を記録再生動作位置へ移動させる第３の駆動手段を有する請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記光プローブを前記記録媒体の面方向に対して略垂直方向に移動させ、前記集光手段で集光した光の一部が前記反射散乱体に反射及び散乱する位置に、前記光プローブを位置決めする駆動ユニットを設けた請求項６〜９のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかに記載の光ピックアップを有することを特徴とする情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光メモリ装置、記録媒体収納カートリッジ、光ピックアップ及び情報記録再生装置に関し、詳細には情報の記録又は／及び再生の動作が可能であり、回折限界を超えた高密度な光メモリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されているＣＤやＤＶＤといった記録媒体に対しては、対物レンズを介してレーザ光を集光して記録媒体の微小領域に照射し、この領域からの反射光を検出することによって情報の再生を行っている。また、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどといった情報の記録が可能な記録媒体に対しては、集光照射した光で記録層を加熱することよって記録層材料に作用を与えて情報の記録を行っている。
【０００３】
このような方式では、対物レンズによる集光スポットのサイズを小さくすることによって記録密度を向上させることができるが、集光スポットのサイズには光の回折限界という制限があり、これより小さな集光スポットを形成することはできない。現段階では、青紫色レーザ（波長４０５ｎｍ）を光源とし、Ｎ．Ａ．（開口数）０．８５の対物レンズを用いて直径４００ｎｍ程度のスポットを形成するシステムを超えるものは困難と考えられている。
【０００４】
一方、このような回折限界の制限を超えた光メモリ方式として、特許文献１に提案されているものがある。従来の光ピックアップの構成を示す概略図である図２６を用いて従来の方式について説明すると、記録媒体８１を挟んで対物レンズ８２と反対側に対物レンズ８２で集光したレーザ光の一部を反射・散乱する光プローブ８３を配置させる。この光プローブ８３には、金属で形成されるレーザ光の波長より微小な反射散乱体８４が設けられており、これが記録媒体８１に対して数十ｎｍ以下の距離まで近接するように配置される。このように構成された従来の光ピックアップにおいて、記録媒体８１及び光プローブ８３に向けて半導体レーザ８５から放射されたレーザ光は、コリメートレンズ８６によって平行光に変換された後に偏向ビームスプリッタ８７によって光路が９０度折り曲げられ、１／４波長板８８へ入射される。ここで、レーザ光は円偏光へと変換され、対物レンズ８２によって集光される。集光された光は、記録媒体８１を透過して光プローブ８３へ照射される。そして、この光プローブ８３に設けられた集光スポットより小さな反射散乱体８４によってその一部だけが反射散乱されるため、反射散乱体８４に近接する記録層の集光スポットより小さな領域がこの反射散乱光によって照明される。従って、集光スポットより小さな領域において情報の記録又は再生の動作が実現される。
【特許文献１】特開２００２−２７９６８２号公報
【特許文献２】特開２００２−３５８６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の光ピックアップでは、集光スポットと反射散乱体及び記録媒体との位置制御が重要であり、これの間に位置ズレがあると良好な記録又は再生動作が実現されないという問題がある。これに対し、特許文献２では、反射散乱体と集光スポットの位置制御を行うため、反射散乱体の中心線を挟んで配置し反射散乱体で反射及び散乱した光の強度を検出する少なくとも２つの光検出器と、各光検出器が出力する光強度信号の差を演算して対物レンズの光軸に対する反射散乱体の中心の位置ズレ量を検出する演算手段を有する光ピックアップが提案されている。しかし、この特許文献２には、記録媒体との位置制御を行う手段は存在せず、ＣＤやＤＶＤなどのように記録媒体上に連続した情報を大面積に効率良く記録してこれを再生するには至っていないという課題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためのものであり、記録媒体と、反射散乱体及び集光スポットとの位置調整を行うことにより、光の回折限界を超えた高密度・大容量な光メモリ装置、当該光メモリ装置に適用する記録媒体を収納した記録媒体収納カートリッジ、光メモリ装置に適用する記録媒体に対して位置決め可能な光ピックアップ、更に光ピックアップを有し光メモリ装置に適用する記録媒体に対して情報の記録・再生が可能となる情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明の光メモリ装置は、記録媒体と、光学系とを具備している。そして、記録媒体は、透光性の基板上に積層された記録層を有し、記録層が設けられた面側の表面は同心円状の周期的な溝形状を成している。光学系は、記録媒体の基板側から入射された光を記録層に集光するための集光手段と、記録媒体を挟んで集光手段の反対側に設けられ、集光手段で集光した光の一部を反射及び散乱させる反射散乱体を有する光プローブとを有している。更に、本発明の光メモリ装置は、記録媒体と集光手段との位置ズレを検出する第１の位置ズレ検出手段と、集光手段と光プローブとの位置ズレを検出する第２の位置ズレ検出手段と、第１の位置ズレ検出手段及び第２の位置ズレ検出手段による各位置ズレに基づいて、記録媒体、集光手段又は光プローブの相対的な位置を調整する駆動手段とを有することに特徴がある。よって、従来不可能であった記録媒体と対物レンズ及び光プローブの位置調節を可能にして、良好な記録または再生の動作を行う光の回折限界を超えた高密度・大容量な光メモリ装置を実現できる。
【０００８】
また、第１の位置ズレ検出手段は、記録媒体の溝形状から生じる回折光の反射による光の光強度を電気信号に変換し、変換した電気信号に基づいて検出する。
【０００９】
更に、第２の位置ズレ検出手段は、光プローブの近傍に設けられ、光プローブに照射された光の一部の光が反射散乱体によって散乱され、散乱された光の光強度を電気信号に変換し、変換した電気信号に基づいて検出する。
【００１０】
更に、記録媒体からの反射光の光強度を高めるための反射放熱層が、記録媒体の記録層に隣接して設けられることにより、相変化記録材料を用いて構成される記録層に対する記録・再生動作を良好にするとともに、記録媒体とこれに光源からのレーザ光を集光して照射する集光手段との位置ズレを反映した信号を良好に検出できる。
【００１１】
更に、別の発明としての記録媒体収納カートリッジは、上記記載の記録媒体を収納し、該記録媒体に対して記録再生の動作時又は非動作時に応じて開閉可能なシャッターを有することに特徴がある。よって、大気中のごみや塵などが記録媒体に付着することが防止されるので、光プローブが記録媒体の表面に付着した異物に衝突して破損するなどの危険がない信頼性の高い記録・再生動作を実現できる。
【００１２】
また、別の発明としての光ピックアップは、主に、光学系と、光検出器とを有している。光学系は、記録媒体の種類に応じた所定の範囲にある波長を放射する半導体レーザと、記録媒体に半導体レーザからのレーザ光を回折限界まで集光する集光手段と、記録媒体を挟んで集光手段の反対側に設けられ、集光手段で集光した光の一部を反射及び散乱させる反射散乱体を有する光プローブとを具備している。また、光検出器は記録媒体から集光手段に入射した光を入射して光強度信号を出力する。そして、本発明の光ピックアップは、反射散乱体によって散乱した散乱光を検出する散乱光検出器を光プローブの近傍に設け、散乱光検出器が出力する光強度信号に基づいて記録媒体の種類を判別する判別手段を有することに特徴がある。よって、回折限界を超えた高密度な記録媒体であるか、あるいはＣＤ系の光ディスクまたはＤＶＤ系の光ディスクであるかの判別を自動的に実行できるようになり、従って従来の光ディスクに対しても記録や再生を可能にでき、かつ装置の誤動作防止及び装置の利便性の向上を図ることができる。
【００１３】
更に、記録又は再生のための所定の位置に装填された上記記録媒体収納カートリッジのシャッターの開閉に応じて、光プローブを待機位置から記録再生動作位置までの間移動させる第１の駆動手段を有することにより、記録媒体又は当該記録媒体を収めたカートリッジを、記録再生を行うための情報記録再生装置に着脱する際、光プローブと記録媒体またはカートリッジが接触するなどして破損するという問題が回避されるので信頼性の高い記録・再生動作を実現できる。
【００１４】
また、記録又は再生のための所定の位置に装填された上記記録媒体収納カートリッジのシャッターの開閉に応じて光学系を記録再生動作位置へ移動させる第２の駆動手段を有することにより、記録媒体又は当該記録媒体を収めたカートリッジを、記録再生を行うための情報記録再生装置に着脱する際、光プローブと記録媒体またはカートリッジが接触するなどして破損するという問題が回避されるので信頼性の高い記録・再生動作を実現できる。
【００１５】
更に、光プローブと光学系を一体化し、記録又は再生のための所定の位置に装填された上記記録媒体収納カートリッジのシャッターの開閉に応じて、一体化された光プローブ及び光学系を記録再生動作位置へ移動させる第３の駆動手段を有することにより、記録媒体又は当該記録媒体を収めたカートリッジを、記録再生を行うための情報記録再生装置に着脱する際、光プローブと記録媒体またはカートリッジが接触するなどして破損するという問題が回避されるので、低コストでかつ信頼性の高い記録・再生動作を実現できる。
【００１６】
また、光プローブを記録媒体の面方向に対して略垂直方向に移動させ、集光手段で集光した光の一部が反射散乱体に反射及び散乱する位置に、光プローブを位置決めする駆動ユニットを設けたことにより、簡単な構造で、光プローブの位置決めが可能となる。
【００１７】
更に、別の発明としての情報記録再生装置は、上記記載の光ピックアップを有することに特徴がある。よって、光の回折限界を超えた高密度な記録媒体に良好な記録を行うことが可能であるとともに当該記録媒体に記録された情報を安定して再生可能である情報記録再生装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光メモリ装置は、記録媒体、集光手段又は光プローブの相対的な位置を調整することができ、良好な記録または再生の動作を行う光の回折限界を超えた高密度な記録・再生が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の光メモリ装置は、本発明の光メモリ装置における位置ズレ検出機構の構成ブロック図である図１に示すように、記録媒体と集光手段との位置ズレを検出する第１の位置ズレ検出手段１０１と、集光手段と光プローブとの位置ズレを検出する第２の位置ズレ検出手段１０２と、第１の位置ズレ検出手段１０１及び第２の位置ズレ検出手段１０２による各位置ズレに基づいて記録媒体、集光手段又は光プローブの相対的な位置を調整する駆動手段１０３とを有している。
【実施例】
【００２０】
図２は本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体の構成を示す斜視図であり、図３は本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体の層構造を示す部分断面図である。図２に示すように、記録媒体１０は従来と同様に円板形状を有し、ポリカーボネイトやガラスなどを用いた透明基板１の片面に情報を記録しておくための記録層２を形成した積層構造となっている。ここで、記録層とは、情報の記録を行うために必要な層構成の全てをさしている。例えば、相変化材料を記録材料に用いた場合の記録層２は、図３に示すように、相変化記録材料であるAgInSbTeの相変化記録層２１とこれに隣接して配置されるZnS（硫化亜鉛）とSiO2（酸化珪素）の混合物の層２２，２３によって構成される。各層の厚みとしては、例えばAgInSbTeの相変化記録層２１を１５ｎｍ、ZnS（硫化亜鉛）とSiO2（酸化珪素）の混合物の層２２，２３を２０ｎｍといった構成がとれる。記録層２を形成させた面には、図３に示すような周期的な溝形状が円板形状の中心を中心として同心円状に形成されている。溝形状の周期と深さについては、例えば光源に波長４０５ｎｍの半導体レーザを用いた場合、周期は３００ｎｍ程度、深さは５０ｎｍ程度に形成しておけばよい。
【００２１】
また、図５に示すように、記録媒体１０に対して、図４に示すような光プローブ３と集光手段の対物レンズ４が配置されている。ここで、図４に示す光プローブ３は、光源からのレーザ光に対して透明な材料、例えばガラスからなる筐体の側面に、例えば金、銀、アルミなどの金属材料の反射散乱体３１を形成させた構成となっている。反射散乱体３１の厚みは、レーザ光の波長より薄く形成されている。例えば、光源に波長４０５ｎｍの半導体レーザを用いた場合に、５０〜１００ｎｍの厚みに形成する。更に、図６は図５の様子を紙面において横方向から示した図である。対物レンズの開口数としては、光源に波長４０５ｎｍの半導体レーザに対して上述した溝形状の記録媒体１０を用いる場合では、およそ０．８程度のものを利用することができる。光プローブ３は、記録媒体１０の表面に対して数ｎｍ〜数十ｎｍ距離まで近接して配置され、対物レンズ４で集光される光は光プローブ３の反射散乱体３１の部分に記録媒体１０を透過して照射される。このとき、記録層２中の電磁場強度は、対物レンズ４から直接照射される光と、光プローブ３で反射される光及び反射散乱体３１の近傍に発生する近接場の重ね合わせとなる。従って、記録媒体１０の溝に平行な方向（図５においては紙面に垂直な方向）では反射散乱体３１の膜厚程度の領域に電磁場が発生し、これによりこの方向においては反射散乱体３１の膜厚程度の分解能で情報の記録及び再生が行われる。例えば、反射散乱体３１の膜厚を１００ｎｍとしたときにはおよそ１００ｎｍの分解能で記録及び再生動作が行われる。一方、記録媒体１０の溝に垂直な方向（図６においては紙面に垂直な方向）においては、従来の光ディスクと同様に、対物レンズ４で集光した光が複数の溝に照射されないように溝の周期が設定されているので、一つの溝に対して情報の記録及び再生が行われる。例えば波長４０５ｎｍのレーザ光を開口数０．８程度のレンズで集光させて波長程度の集光スポットを形成させる光学系に対して３００ｎｍ程度の周期で溝を形成しておけば、ほとんどの照射光強度は一つの溝に集中するので、一つの溝に対してのみ記録及び再生動作を行うことができる。
【００２２】
次に、図７は本発明の一実施例に係る光メモリ装置の構成を示す概略図である。同図において、図２〜図６と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。先ず、光源である半導体レーザ６１から放射されたレーザ光はコリメートレンズ６２によって平行光となり、偏光ビームスプリッタ６３を透過して１／４波長板６４へ入射されここで円偏光に変換される。その後、対物レンズ６５で集光されたレーザ光の一部が記録媒体１０の記録層２及び光プローブ３の反射散乱体３１で反射散乱され、再び対物レンズ６５、１／４波長板６４を透過して偏光ビームスプリッタ６３において光路が９０度曲げられ、検出系へと導かれる。検出系は、検出レンズ６６、円筒レンズ６７及び４分割フォトダイオード６８から構成され、対物レンズ６５のフォーカシング、つまり対物レンズ６５で集光したときの集光スポットと記録媒体１０及び光プローブ３との位置調節を行うための信号検出と、トラッキング、つまり対物レンズ６５で集光したときの集光スポットと記録媒体１０の溝との位置調節を行うための信号検出と、そして情報の再生を行うための反射強度の検出が行われる。このような信号検出を行う本発明の光メモリ装置によれば、最終的に集光スポット、記録媒体１０及び光プローブ３の位置調節を行うことができる。
【００２３】
ここで、フォーカシング信号の検出動作について説明すると、４分割フォトダイオード６８は、図８において紙面の左方向（光の入射側）から見ると、４つに分割されたフォトダイオードの配置となっている。ここに集光して照射される光の強度分布は、対物レンズが記録媒体に近すぎると図９の（ａ）のように、遠すぎると図９の（ｃ）のように、そして集光スポットが記録層の位置と一致したときに図９の（ｂ）のようになる。従って、図８に示すようにＡ〜Ｄの４つのフォトダイオードからの電気信号に対して（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）で表現される信号処理を行うことによってフォーカシングエラー信号の検出が可能となる。このフォーカシングエラー信号をもとに図示しない駆動機構（例えば電磁石を用いた方法）によって図７の対物レンズ６５を上下方向に駆動させることによって記録媒体１０と対物レンズ６５の距離を調節することができる。この方法は、いわゆる非点収差法と呼ばれているものである。なお、以上の説明では、記録媒体と対物レンズの距離調節について記載したが、光プローブ３は記録媒体１０に対してレーザ光の波長より十分小さな距離まで近接させているので対物レンズ６５と記録媒体１０の記録層２までの距離は光プローブ３までの距離にほぼ等しく、従って記録層２と対物レンズ間の位置調節は、自動的に光プローブ３と対物レンズ６５の間の位置調節として動作するようになっている。
【００２４】
次に、トラッキング信号の検出について説明すると、記録媒体の溝に向けて照射されたレーザ光は、図５に示すように対物レンズ４側に向けて回折光を生じる。この生じた回折光は、４分割フォトダイオード６８上において重なりあい、図１０に示すような強度分布を示す。この重なり合う２カ所の光強度は、対物レンズ４の図５における左右方向の位置ズレに応じて強度差を生じる。従って、図８に示す４分割フォトダイオード６８からの電気信号に対して（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）で表現される信号処理を行うことによって図５に示すように対物レンズ４と記録媒体１０の溝との位置ズレが検出される。この信号をもとに図示しない駆動機構（例えば電磁石を用いた方法）によって図５の対物レンズ４を図５における左右方向に駆動させることによって記録媒体１０の溝と対物レンズ４の（図５における左右方向の）位置調節を行うことができる。
【００２５】
そして、記録情報の再生を行うための反射強度の検出について説明する。記録情報は、検出系に入っていくる光強度に反映される。従って、図８に示す４分割フォトダイオード６８で検出される光強度信号の総和、つまりＡ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄで表現される信号を検出することによって記録情報が再生される。
【００２６】
次に、対物レンズと記録媒体の位置調整は上述した通りであるが、記録媒体の所定の領域に対して情報の記録及び再生を行うためにはこれに加えて対物レンズと光プローブの位置調整を行う必要があり、これについて説明する。図７に示すように、光プローブ３は、サスペンション６９を介してアーム７０に取り付けられており、光プローブ３の全体はいわゆる浮上スライダーとして動作するようになっている。そして、アーム７０上には図７及び図１１に示すように、光プローブ３に照射されたレーザの光の一部が反射散乱体３１によってアーム７０側（図７において下側）に散乱される光を検出するための２分割フォトダイオード７１が装着されている。図１１に示すように、この２分割フォトダイオード７１の２つの光検出部をそれぞれＥ及びＦとすると、これらに照射される散乱光強度は、図６の紙面上において対物レンズ６５と光プローブ３の位置関係が横方向にずれると変化を生じる。例えば、図６及び図７のように集光スポットの中心が光反射散乱体３１の中心に位置する状態を中心として、図７の紙面上において光プローブ３が対物レンズ６５に対して左方向にずれるとＥに照射される光強度が減少し、Ｆに照射される光強度が増加する。反対に、図７の紙面上において光プローブ３が対物レンズ６５に対して右方向にずれるとＥに照射される光強度が増加し、Ｆに照射される光強度が減少する。従って、図６及び図７のように集光スポットの中心が光反射散乱体３１の中心に位置する状態、つまり記録及び再生において最適な状態からの位置ズレは、Ｆ−Ｅで表現される信号の変化を検出することによって可能となる。つまり、記録及び再生において最適な位置におけるＦ−Ｅの値を基準としてこの値が増加すれば図７の紙面上において光プローブ３が対物レンズ６５に対して左側に位置ズレを生じていることが分かり、またＦ−Ｅの値が減少すれば図７の紙面上において光プローブ３が対物レンズ６５に対して右側に位置ズレを生じていることが分かる。このようにして検出された位置ズレ信号は、図示しないフィードバック制御回路によって圧電体（ピエゾ）を用いたアクチュエータへ伝達され、常に対物レンズ６５と光プローブ３が最適な位置関係を保つように制御される。
【００２７】
以上のように構成された光メモリ装置における記録情報の再生は、記録媒体を図示しない駆動装置で回転運動させた状態で連続光を照射し、このとき４分割フォトダイオードで検出される光強度信号をモニタすることによって行われる。一方、記録媒体への情報の記録は、例えば相変化記録材料を用いた記録媒体では、数nsec〜数十nsec程度のパルス光を記録媒体に照射することによって行われる。このような記録及び再生が行われる記録媒体の領域は、前述のように光散乱体の厚みと記録媒体に設けられた溝形状の幅による制限を受けるので高密度な光記録を実現できる。
【００２８】
次に、図１２は本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体の層構造を示す部分断面図である。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。記録媒体２０は、図１２に示すように最表面に光プローブが接触するなどの衝撃から相変化記録材料を用いた記録層２を保護するための保護膜５が記録層２上に積層された構成となっている。その他の記録媒体の構成、つまり全体の形状や溝形状の構成については第１の実施例と同様である。保護膜５は、光源の波長に対して透明な窒化珪素（SiN）を５〜１５ｎｍの厚みで形成されている。この記録媒体２０に対しての光ピックアップの構成及び動作、そして記録及び再生の動作については上述したものと同様である。
【００２９】
図１３は本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体の層構造を示す部分断面図である。記録媒体３０は、図１３に示すように相変化記録材料を用いた記録層２と保護膜５の間に反射放熱層６を設けた構成となっている。よって、上述したように反射放熱層６によって回折光の光強度が増し、記録媒体と集光スポット及び光プローブとの位置調整の精度がより一層高くなる。なお、本実施例では保護膜５を設けた例であるが、保護膜５を設けなくてもよく、そして反射放熱層６は少なくとも記録層２に隣接して設けられていればよい。また、その他の記録媒体の構成、つまり全体の形状や溝形状の構成については上記の記録媒体２０と同様である。反射放熱層６は、例えば金、銀、アルミなどの金属材料で形成されている。反射放熱層６の膜厚の設定については、記録層材料の条件などによって異なるが、図１３に示したAgInSbTeの４元系の相変化材料を用いた構成では、およそ１０〜２０ｎｍにしておけばよい。この記録媒体３０に対しての光ピックアップの構成及び動作、そして記録及び再生の動作については上述したものと同様である。ここで、図１３に示すように、ｄで示した基板の厚みは、ＣＤ系の光ディスク（CD-ROM、CD-R、CD-RW）と同じ１ｍｍとなり、溝形状の周期は１．６ミクロンとなっている。また、ｄで示した基板の厚みは、ＤＶＤ系の光ディスク（DVD-ROM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RWなど）と同じ０．６５ｍｍとなり、溝形状の周期は０．７４ミクロンとなっている。
【００３０】
この記録媒体を用いた光メモリ装置の一例を図１４及び図１５に示す。図１４は、光プローブを用いて上記の記録媒体２０に対して記録及び再生を行う場合の光メモリ装置の構成を示す概略図である。図１４及び図１５において、図７と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図１４において、光源である半導体レーザ６１には波長７８０〜８００ｎｍの範囲のものが使用され、ここでは例えば７８０ｎｍのものが使用され、これに伴って光学系を構成する偏光ビームスプリッタ６３、１／４波長板６４などは波長７８０ｎｍ用のものが使用されている。対物レンズ６５は、開口数（Ｎ．Ａ．）が０．５で、ｄ＝１ｍｍ厚のポリカーボネイトやガラスなどを用いた透明基板１を透過して記録層２に達したときに回折限界まで集光されるようなレンズとなっている。その他の装置構成及び動作については図７に示した例と同様である。一方、図１５は、記録媒体としてＣＤ系の光ディスク（CD-ROM、CD-R、CD-RW）が配置された場合の光ピックアップの構成を示す概略図である。なお、記録媒体からの情報の再生または記録の動作については、対物レンズによる集光スポットと光プローブの位置制御の動作以外は、図７に示した例と同様である。例えば、記録媒体として図１３と同様な相変化記録材料を用いた場合では以下のようになる。光源である半導体レーザ６１から放射されたレーザ光はコリメートレンズ６２によって平行光となり、偏光ビームスプリッタ６３を透過して１／４波長板６４へ入射されここで円偏光に変換される。その後、図１６に示すように対物レンズ６５で集光されたレーザ光が記録層２及び反射放熱膜６で強度変調及び反射され、再び対物レンズ６５、１／４波長板６４を透過して偏光ビームスプリッタ６３において光路が９０度曲げられ、検出系へと導かれる。検出系は、検出レンズ６６、円筒レンズ６７及び４分割フォトダイオード６８から構成され、上述したように、対物レンズ６５のフォーカシングを行うための信号検出と、トラッキングを行うための信号検出と、情報の再生を行うための反射強度の検出とが行われる。
【００３１】
以上のように、上述した記録媒体２０に対して記録及び再生を行う場合には光プローブと図１４の紙面において記録媒体の上部に配置された光学系を連動させて動作させ、ＣＤ系の光ディスクが配置された場合には、光プローブは動作させずに光学系のみによって記録または再生が行われるようになっている。ここで、光ピックアップに装填される記録媒体が図１３に例示したものであるか、それともＣＤ系の光ディスクであるかの区別は、アーム上に配置された２分割フォトダイオード７１からの信号、例えば図１７に示すような信号処理回路を用いて図１４及び図１５に示す２分割フォトダイオード７１のＥとＦの光検出領域からの和信号Ｅ＋Ｆを取り出し、この信号強度がゼロか否かで判別する。つまり、ＣＤ系の光ディスクが配置された場合には記録媒体を透過する光が存在しないため上記和信号はゼロとなり、また図１３に例示した記録媒体が配置された場合には２分割フォトダイオード７１に反射散乱光が照射されるため上記和信号がゼロではなくなるので、この和信号をモニタすることによって記録媒体の種類を判別してそれぞれの記録媒体に対応した動作を実現することができる。
【００３２】
更に、ＤＶＤ系の光ディスクが配置された場合には、光源である半導体レーザ６１に波長６５０〜６７０ｎｍの範囲のものが使用され、ここでは例えば６６０ｎｍのものが使用され、これに伴って光学系を構成する部品である偏光ビームスプリッタ６３、１／４波長板６４などは波長６６０ｎｍ用のものが使用される。対物レンズ６５は、開口数（Ｎ．Ａ．）が０．６５で、ｄ＝０．６５ｍｍ厚のポリカーボネイトやガラスの透明基板１を透過して記録層２に達したときに回折限界まで集光されるようなレンズとなっている。その他の装置構成及び動作については図１４に示した例と同様である。
【００３３】
以上説明した記録媒体では、記録層に用いた相変化記録材料としてAgInSbTeを例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、この他にTeまたはSeを含む、いわゆるカルコゲナイド系材料またはＳｂを含む材料、例えばTeSbGe、TeSnGe、TeSbGeSe、TeSnGeAu、InSbSe、InTeSeなどの材料を用いることも可能である。
【００３４】
次に、上述した記録媒体に相当する記録媒体１００の全体が、図１８及び図１９に示すように、開閉可能なシャッター２０１を装備したカートリッジ２００に収められた形態となっている。ここで、図１８の（ａ）はシャッター２０１が開口部２０２を閉じた状態、図１８の（ｂ）はシャッター２０１がスライドして開いた状態を示している。また、図１９は、図１８の（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。このカートリッジ２００は、記録媒体１００とともに記録または再生の動作を可能とする光プローブや光学系を備えた光ピックアップ、そして当該光ピックアップを具備した情報記録再生装置から着脱可能となっており、例えば情報記録再生装置に装着された状態にあるとき図１８の（ｂ）に示すようにシャッター２０１が開き、また情報記録再生装置から取り外されたときに図１８の（ａ）に示すようにシャッター２０１が閉まるようになっている。
【００３５】
図２０は光ピックアップを具備した情報記録再生装置に記録媒体を収めたカートリッジにおけるシャッターが開いた状態で装着された状態を示す概略図である。図２０において、図７と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図２１は対物レンズと光プローブ及び記録媒体を収めたカートリッジとの位置関係を示す平面図である。図２０及び図２１において、シャッター２０１が開いて中の記録媒体１００が見えるようになった領域に光学系及び光プローブ３がアクセスできるようになっている。
【００３６】
図２２はカートリッジに収められた記録媒体に対して光学系及び光プローブがアクセスする動作の様子を示す概略平面図である。ここで、記録媒体１００を収めたカートリッジ２００は、情報の記録及び再生を行うための光プローブや光学系を収めた情報記録再生装置の記録媒体ドライブ３００に対して着脱可能となっている。そして、記録媒体１００を収めたカートリッジ２００は、図２２の（ａ）に示すように、情報記録再生装置の左側から挿入して記録再生動作が可能な位置に装填されるようになっている。光プローブ３を支持するアーム７０は、情報記録再生装置の駆動ユニット４００によって図２２の（ａ）における矢印Ｙで示す水平方向に移動され、所定の位置に位置決めすることができる。また、図２３はカートリッジに収められた記録媒体に対して光ピックアップを含む情報記録再生装置及び光プローブを移動する駆動系の構成を示す概略図である。図２３に示すように、図示していない対物レンズによる集光手段を含む記録及び再生のための光学系は、光学ユニットとして一体化され駆動ユニット４０１に連結されている。駆動ユニット４００，４０１の駆動方向は互いに平行となっており、従って連動して駆動する場合には光プローブと光学ユニットの相対的位置関係が固定されるようになっている。記録媒体１００を収めたカートリッジ２００が装置内に配置されていない状態では、図２２の（ａ）のようにカートリッジ２００に収められた記録媒体１００に光プローブ３が接触しない位置まで待避させた状態となっている。図示しないが、このとき光学系も図２２の（ａ）の紙面において光プローブ３の位置から垂直な方向に配置されている。記録媒体１００を収めたカートリッジ２００が装置内に装填されると、図２２の（ｂ）に示すようにカートリッジ２００に設けられたシャッター２０１が矢印Ｚの方向に開き、図示しないモータによって記録媒体を回転運動させる。その後、光学ユニットのレーザが一定時間点灯し、光プローブ３を支持するアーム７０に設けられた２分割フォトダイオード７１によってこの光学ユニットからのレーザ光が検出されると、駆動ユニット４００，４０１が連動して動作して光プローブ３と光学ユニットが記録または再生の動作が可能となる位置まで移動するようになっている。一方、カートリッジ２００が情報記録再生装置から取り出されるときは、取り出しを指示する信号を受けて駆動ユニット４００，４０１が作動して図２２の（ａ）に示した待機位置まで光プローブ３と光学ユニットが移動する。その後、記録媒体１００の回転が停止してシャッター２０１が閉じられ情報記録再生装置の外へ取り出し可能となる。
【００３７】
なお、情報記録再生装置に装填された記録媒体が光プローブを必要としないＣＤ系またはＤＶＤ系の光ディスクの場合には、記録媒体が情報記録再生装置内に装填されて駆動ユニットが動作する過程において、光学系からのレーザ光が記録媒体１００に遮られて２分割フォトダイオードで検出されなくなると駆動ユニット４００が光プローブ３を図２２の（ａ）に示す初期位置まで戻すように動作するようになっている。駆動ユニット４０１はそのまま光学ユニットを記録・再生が可能な位まで移動させる。記録媒体１００が取り出されるときは、駆動ユニット４０１だけが動作して図２２の（ａ）に示す光プローブ３と同じ位置まで光学ユニットを移動させるようになっている。
【００３８】
図２４はカートリッジに収められた記録媒体に対して光学系及び光プローブがアクセスする別の動作の様子を示す概略平面図である。ここでも記録媒体１００を収めたカートリッジ２００は、情報の記録及び再生を行うための光プローブや光学系を収めた情報記録再生装置の記録媒体ドライブ３００に対して着脱可能となっている。カートリッジ２００は、情報記録再生装置の左側から挿入して記録・再生動作が可能な位置に装填されるようになっている。また、図２５はカートリッジに収められた記録媒体に対して光ピックアップを含む情報記録再生装置及び光プローブを移動する駆動系の別の構成を示す概略図である。図２４に示すように、図示していない対物レンズによる集光手段を含む記録及び再生のための光学系は、図２５のように光学ユニットとして一体化され、光プローブ３を支持するアーム７０とともに駆動ユニット４０２に連結されている。記録媒体１００を収めたカートリッジ２００が装置内に装填されると、カートリッジ２００のシャッター２０１が開き、図示しないモータによって記録媒体１００が回転運動を開始する。このとき光プローブ３は、図２５の（ａ）に示すように、カートリッジ２００に収められた記録媒体１００に接触する恐れのない位置まで待避させた状態となっている。その後、光学ユニットのレーザが一定時間点灯し、光プローブ３を支持するアーム７０に設けられた２分割フォトダイオード７１によってこの光学ユニットからのレーザ光が検出されると、図２５の電磁石４０３に電流が流れ、スプリング４０４で支持部４０５に押し当てられていたアーム７０が軸回動して電磁石４０３に吸着されて図２５の（ｂ）に示すように記録及び再生動作が可能な配置となる。一方、カートリッジ２００が情報記録再生装置から取り出されるときは、取り出しを指示する信号を受けて電磁石４０３に流れていた電流が遮断され図２５の（ａ）に示した位置へ光プローブ３が待避した状態となる。その後、記録媒体１００の回転が停止してシャッター２０１が閉じられ情報記録再生装置の外へと取り外されるようになっている。一方、情報記録再生装置に挿入された記録媒体が光プローブを必要としないＣＤ系またはＤＶＤ系の光ディスクの場合には、記録媒体が記録再生装置内に挿入された際、光学ユニットからのレーザ光が記録媒体に遮られて２分割フォトダイオード７１で検出されなくなるので、電磁石４０３が働いて光プローブ３が記録媒体１００に近接配置される状態にはならないようになっている。
【００３９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の光メモリ装置における位置ズレ調整機構の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の係る光メモリ装置に適用する記録媒体の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体の層構造を示す部分断面図である。
【図４】本発明の光メモリ装置における光プローブの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の光メモリ装置における記録媒体に対する記録再生動作の様子を示す図である。
【図６】図４の様子を紙面において横方向から示した図である。
【図７】本発明の一実施例に係る光メモリ装置の全体構成を示す概略図である。
【図８】４分割フォトダイオードの構成を示す図である。
【図９】対物レンズと記録媒体との距離に応じた４分割フォトダイオードに集光するスポットの変化の様子を示す図である。
【図１０】左右方向の位置ズレに応じた４分割フォトダイオード上の光強度の変化の様子を示す図である。
【図１１】アームに設けられた２分割フォトダイオードの構成を示す図である。
【図１２】本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体の別の層構造を示す部分断面図である。
【図１３】本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体の別の層構造を示す部分断面図である。
【図１４】光プローブを用いて図１１の記録媒体に対して記録及び再生を行う場合の光ピックアップの構成を示す概略図である。
【図１５】記録媒体としてＣＤ系の光ディスクが配置された場合の光ピックアップの構成を示す概略図である。
【図１６】光ピックアップにおける図１２の記録媒体に対する記録再生動作の様子を示す図である。
【図１７】２分割フォトダイオードの出力信号の信号処理回路を示す回路図である。
【図１８】本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体を収めたカートリッジの構成を示す平面図である。
【図１９】本発明の光メモリ装置に適用する記録媒体を収めたカートリッジの構成を示す断面図である。
【図２０】光ピックアップを具備した情報記録再生装置に記録媒体を収めたカートリッジにおけるシャッターが開いた状態で装着された状態を示す概略図である。
【図２１】対物レンズと光プローブ及び記録媒体を収めたカートリッジとの位置関係を示す平面図である。
【図２２】図２０におけるカートリッジに収められた記録媒体に対して光学系及び光プローブがアクセスする動作の様子を示す概略平面図である。
【図２３】カートリッジに収められた記録媒体に対して光ピックアップを含む情報記録再生装置及び光プローブを移動する駆動系の構成を示す概略図である。
【図２４】図２２におけるカートリッジに収められた記録媒体に対して光学系及び光プローブがアクセスする別の動作の様子を示す概略平面図である。
【図２５】カートリッジに収められた記録媒体に対して光ピックアップを含む情報記録再生装置及び光プローブを移動する駆動系の別の構成を示す概略図である。
【図２６】従来の光ピックアップの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１；透明基板、２；記録層、３；光プローブ、４；対物レンズ、
５；保護膜、６；反射放熱層、１０，２０，３０，１００；記録媒体、
６８；４分割フォトダイオード、７１；２分割フォトダイオード、
１０１；第１の位置ズレ検出手段、１０２；第２の位置ズレ検出手段、
１０３；駆動手段、２００；カートリッジ、２０１；シャッター、
２０２；開口部、３００；記録媒体ドライブ、
４００，４０１，４０２；駆動ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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