JPH04263123A

JPH04263123A - 光学式ランダム・アクセス記憶装置

Info

Publication number: JPH04263123A
Application number: JP3294799A
Authority: JP
Inventors: Norbert Urban; ノーベルト・アーバン
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-10-20
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 1992-09-18
Also published as: US5311474A; DE59002405D1; EP0483388B1; EP0483388A1

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マトリクス状に配置
された複数の記憶フィールド、すなわち記憶フィールド
・マトリクスの各記憶フィールドが、マトリクス状に配
置された複数の記憶位置より成る記憶位置マトリクスを
有する型の光学式記憶媒体と、記憶フィールド・マトリ
クスの記憶フィールドにおける記憶の記憶位置をランダ
ムにアドレスするために、Ｘ制御信号とＹ制御信号に応
じて定められる記憶位置へ光ビームを導くＸ／Ｙ偏向系
とを有する光学式記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】このよ
うな光学式記憶装置は米国特許出願第３９９６５７０号
にみられる。これまでの光学式記憶装置の欠点は、すぐ
それとわかるが、記憶媒体との間でデータ項目を読み書
きするために２つに分かれた光学式デバイスが必要なこ
とである。光学式読み取り手段と、これと設計及び機能
上分離した光学式書き込み手段を用いれば、光学式記憶
装置の設計が複雑になる。

【０００３】データを光学式記憶媒体に書き込むための
書き込み手段には、光源としてのレーザがあり、これは
空間的にコヒーレントな平行な光ビームを出力する。レ
ーザ・ビームは電気光学式変調器を通過し、記憶媒体の
各記憶位置をランダムにアドレスするための２段Ｘ／Ｙ
偏向系に向けられる。Ｘ／Ｙ偏向系の記憶フィールド偏
向手段により、記憶媒体上にマトリクス状に配置された
複数の記憶フィールドの１つが選択される。記憶フィー
ルド偏向手段の前にある、Ｘ／Ｙ偏向系の音響光学式記
憶位置偏向手段により、記憶フィールド偏向手段によっ
て選択された記憶フィールドの記憶位置がランダムにア
ドレスされる。２段Ｘ／Ｙ偏向系を通過した偏向レーザ
・ビームは、半透明ミラーに向けられ、ここで反射され
る。反射された光ビームはマトリクス・レンズ・アレイ
に導かれてここで集束し、記憶媒体に届く。選択された
、記憶フィールドの記憶位置に対するレーザ・ビームの
影響により、その物理状態が変わる。これは、読み取り
のとき光学式記憶装置の読み取り手段によって検出され
る。

【０００４】光学式読み取り手段は、記憶媒体の後ろに
位置し、記憶媒体の各記憶フィールドに対して光ダイオ
ード１個を具備するマトリクス光ダイオード・アレイよ
り成る。マトリクス光ダイオード・アレイの各光ダイオ
ードは、光学式記憶装置の制御回路によって制御され、
記憶媒体の記憶フィールドがランダムにアドレスされる
。マトリクス光ダイオード・アレイの光ダイオードによ
って放射された光は、記憶媒体の、照明された記憶フィ
ールドを通過し、記憶媒体の前にあるマトリクス・レン
ズ・アレイによって集束し、半透明ミラーを通してレン
ズ系に向けられる。このレンズ系は記憶媒体の、照明さ
れた記憶フィールドの像を拡大する。像は、マトリクス
光ダイオード・アレイの光ダイオードによって生成され
る。このように複雑なレンズ・アレイは、記憶媒体の、
現像された記憶フィールドの各記憶位置を、光学式読み
取り手段の検出手段によって検出するのに必要である。検出手段には、マトリクス状に配置された複数の検出器
がある。検出器の個数と配置は、記憶フィールドの記憶
位置１つの構成に対応する。この記憶装置には、読み取
り、書き込み動作の分離と先に述べた欠点のほかにも、
不都合な特性が多く、最新のデータ処理システムに必要
な条件を満足しない。光学式書き込み手段の記憶フィー
ルド偏向手段は、ステッパ・モータによって調節され、
機械的に回転可能な２つのミラーより成る。記憶フィー
ルドのランダムな偏向に用いられる回転可能なミラーを
このように機械的に位置づけると、記憶媒体の、特定の
記憶フィールドへのアクセス速度が低下する。

【０００５】また、ミラーのセッティングは再現性が劣
る。記憶媒体の記憶位置の密度に悪影響を与える位置決
め公差は、記憶フィールド偏向手段の回転可能なミラー
を機械的に位置づけることによって生じる。レーザ・ビ
ームが、記憶媒体上に占める記憶位置の領域内に、位置
決め公差を考慮しても安定的にとどまるように、記憶媒
体の各記憶位置を物理的に離隔する必要がある。ビーム
の機械的位置決めによる公差を考えれば、隣接する２つ
の記憶位置が近接して配置される高集積度記憶媒体が使
えなくなる。そのような場合には、従来のＸ／Ｙ偏向系
に生じる位置決め誤差は、記憶位置アクセス・エラー、
したがってデータ・エラーの発生につながる。

【０００６】データ処理システムに用いられる従来の光
学式記憶装置にみられるもう１つの欠点は、記憶媒体の
各位置に格納されるデータがビット直列にしか書き込め
ないということである。その結果、記憶位置や記憶フィ
ールド偏向手段を適切に制御することによってアクセス
できる記憶位置は１つだけになる。このような記憶媒体
の位置への時系列アクセスは、最新のデータ処理システ
ム及びそれと連動する光学式記憶装置の動作速度によっ
て達成される条件を満足しない。

【０００７】この発明は、こうした欠点を無くすために
、記憶媒体の位置が高速にアクセスされるように、上述
のような光学式ランダム・アクセス記憶装置をさらに発
展させることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】この目的
は、この発明に従って、光源と光学式記憶媒体の間に位
置するビーム・マルチプレクサによって達成される。マ
ルチプレクサが、照射される光ビームを複数の光ビーム
に拡散させ、光ビーム・マトリクスが形成される。これ
により光ビーム・マトリクスの各光ビームが、光学式記
憶媒体の記憶フィールド・マトリクスの記憶フィールド
１個に関連づけられる。Ｘ制御信号とＹ制御信号による
Ｘ／Ｙ偏向系の制御に応答して、光ビーム・マトリクス
の各光ビームは、記憶フィールド・マトリクスの、関連
する記憶フィールドの記憶位置に照射される。これによ
り、光ビーム・マトリクスの光ビームは、どの時間にも
複数の記憶フィールドの１つの記憶位置に入射する。

【０００９】この発明に従った手段には、記憶媒体の数
個の記憶位置がビット並列にアクセスされるというメリ
ットがある。この発明に従った光学式記憶装置のビーム
・マルチプレクサで実行されるように、光源から出る光
ビームを光ビーム・マトリクスの光ビームに２次元分割
するのには、１つの光ビームが、どの時点でも、光学式
記憶媒体の記憶フィールド・マトリクスの各記憶フィー
ルドの記憶位置１つに入射するという特別の利点がある
。複数の記憶位置が同時に検出されるこのビット並列ア
クセスにより、光学式記憶装置の動作速度をかなり高速
にすることができる。

【００１０】本発明に従ったビーム・マルチプレクサに
より、光学式記憶媒体の記憶フィールド・マトリクスの
各記憶フィールドの１位置へ、このようにビット並列に
アクセスすることのもう１つのメリットは、従来の光学
式記憶装置の各記憶フィールドをアドレスするのに必要
な、アクセスを遅く、不正確にする記憶フィールド偏向
手段を無くすことができる点である。この発明に従った
光学式記憶装置では、回転可能ミラーを機械的に位置決
めすることによって、記憶フィールド・マトリクスの特
定の記憶フィールドを選択する必要がなくなる。これは
、ビーム・マルチプレクサに生成される光ビーム・マト
リクスの光ビーム１つが、光学式記憶媒体のすべての記
憶フィールドに同時に関連づけられるからである。この
発明に従った光学式記憶装置にはさらに、記憶位置密度
がきわめて高くなるように設計できるというメリットが
ある。これまでの光学式記憶装置に含まれ、位置決め誤
差の発生につながる記憶フィールド偏向手段の回転可能
ミラーの機械的位置決めが無くなるからである。

【００１１】この発明のメリットには、この発明に従っ
た光学式記憶装置のビーム・マルチプレクサを、Ｘビー
ム・マルチプレクサと、そのビーム経路でこれに続くＹ
ビーム・マルチプレクサにより構成できることも含まれ
る。Ｘビーム・マルチプレクサは、光源からの光ビーム
を、Ｘ方向に拡散した平行な複数の光ビームに分割する
。Ｘビーム・マルチプレクサから出た平行光ビームはＹ
ビーム・マルチプレクサに入射する。Ｘ方向に拡散する
平行光ビームの各々は、Ｙビーム・マルチプレクサにお
いて、Ｙ方向に拡散した平行な複数の光ビームに分割さ
れる。Ｙビーム・マルチプレクサから出て、Ｘ方向とＹ
方向に広がる光ビームにより光ビーム・マトリクスが形
成される。この発明に従った手段では、記憶媒体の記憶
フィールド・マトリクスの全記憶フィールドを、簡単な
ビット並列方式で同時にアクセスすることができる。

【００１２】この発明のメリットには、Ｘビーム・マル
チプレクサやＹビーム・マルチプレクサを複数の光学的
複屈折結晶により形成できることも含まれる。光学的複
屈折結晶（方解石の結晶が望ましい）からは、光ビーム
を２次元分割するのに用いられ、かなり低コストに設計
されるビーム・マルチプレクサがきわめて容易に形成さ
れる。

【００１３】この発明のメリットには、Ｘビーム・マル
チプレクサを別の設計にできることも含まれる。すなわ
ちＸビーム・マルチプレクサは、Ｘビーム・マルチプレ
クサの出力側に位置する反転プリズムと、入力側に位置
する３個のミラーによって形成される。Ｘ方向に拡散し
、Ｘビーム・マルチプレクサから出る平行光ビームは、
反転プリズムによって第１ミラーに戻る。第１ミラーか
ら戻った平行光ビームは、第２ミラー及び第３ミラーに
届く。これらのミラーは、Ｘ方向に拡散し、ミラーに入
射する平行光ビームが、Ｙ方向に拡散した状態でＸビー
ム・マルチプレクサに入るように、位置づけられる。Ｘ
ビーム・マルチプレクサでは、Ｙ方向に拡散したこれら
の光ビームが各々またＸ方向に拡散し、光ビーム・マト
リクスがビーム・マルチプレクサの出力側に出る。この
ように設計されたビーム・マルチプレクサは、反転プリ
ズムと３個のミラーがＹビーム・マルチプレクサに取っ
て代わるので、構造が、きわめて望ましい形で簡単に、
小型になるという特徴がある。

【００１４】この発明のメリットには、ビーム・マルチ
プレクサの設計を変えて、複数のガラス繊維の束で構成
できることも含まれる。このビーム・マルチプレクサは
、光源とＸ／Ｙ偏向系の間に置かれ、ガラス繊維束の入
力側の、光源から放射された光ビームを光ビーム・マト
リクスに変換する。光ビーム・マトリクスの光ビームは
次に、Ｘ／Ｙ偏向系のミラー・コーティングに向けられ
る。このようなビーム・マルチプレクサは、従来のガラ
ス繊維しか要しないため、きわめて容易に実現できると
いう優れた特徴を持つ。

【００１５】この発明のメリットには、光学式記憶装置
の制御回路によって、Ｘ制御信号とＹ制御信号を通して
制御されＸ／Ｙ偏向系を、ミラーで覆った２つのピエゾ
・クリスタル（圧電結晶）によって光学式記憶装置内に
形成できることも含まれる。この圧電結晶は、光学式記
憶装置の記憶位置をランダムにアドレスするもので、き
わめて高速なアクセスを可能にするというメリットを持
つ。圧電結晶は、Ｘ／Ｙ制御信号電圧を印加することに
よって生じる振動効果によって変形し、これらの信号の
変化にほぼ即座に対応する。アクセス時間は、実質上、
光学式記憶装置の制御回路における電子信号処理によっ
て決定される。圧電結晶による２次元のビーム偏向では
、偏向値の再現性を高め、光学式記憶媒体上にビームを
位置づける際の局所解像度を大幅に高めることができる
。

【００１６】

【実施例】図１に示した光学式ランダム・アクセス記憶
装置の実施例は、平行な偏光である光ビーム２０を放射
する光源２としてレーザを備えている。光ビーム２０は
Ｘ／Ｙ偏向系３とビーム・マルチプレクサ５を通過して
光学式記憶媒体１に届く。光学式記憶媒体（詳細は図２
）はマトリクス状に配置された複数の記憶フィールド１
０ａａ−ａｈ、１０ｂａ−ｂｈ、．．．、１０ｈａ−１
０ｈｈを有する。光学式記憶媒体１の記憶フィールド・
マトリクス１０の各記憶フィールドには、マトリクス状
に配置された複数の記憶位置１１ａａ−１１ｈｈがある
。図２に示した光学式記憶媒体の実施例は、ｍ＝８　　
ｘ　　ｎ＝８の記憶フィールドを持つ記憶フィールド・
マトリクス１０に関係する。ｍ　　ｘ　　ｎ　　＝　　
６４の記憶フィールド１０ａａ−１０ｈｈは各々、ｋ＝
８　　ｘ　　ｌ＝８の記憶位置１１ａａ−１１ｈｈより
成る。ｋ、ｌ、ｍ、ｎの値はあくまで実施例の理解を容
易にするための一例にすぎない。記憶フィールド・マト
リクス１０または記憶位置マトリクス１１の記憶フィー
ルドまたは記憶位置の行数ｍまたはｋは、列数ｎまたは
１に対応させる必要はない。

【００１７】光学式記憶媒体１は、技術上の理由から、
記憶フィールド・マトリクス１０と記憶位置マトリクス
１１に分けられている。後述するように、光学式記憶媒
体１の分割は、実質上、外部の要因ではなく以下に述べ
る記憶要素によって決定される。

【００１８】記憶媒体１は、従来の方法で、磁気薄膜に
覆われた磁気光学的記憶媒体として設計される。光学式
記憶媒体１の磁化膜は、光ビームが記憶位置１１ａａ−
１１ｈｈの１つに与える影響により、その領域のキュリ
ー点以上に加熱されるので、記憶媒体の記憶位置の磁気
膜は元の磁性を失う。光学式記憶媒体１の各記憶フィー
ルド１０ａａ−１０ｈｈの背後には磁石が配置される。これは、光学式記憶装置の制御回路４によって制御され
る。この磁石は磁界を生じ、磁界のアラインメントは、
記憶位置に記憶される２進データ・ビットの２進状態に
対応する。磁石によって生じる外部磁界は、記憶媒体の
、加熱された記憶位置の磁化膜の原子を一定の方向に押
しやる。この方向は、記憶位置が冷却した後に保持され
る。記憶位置の読み取りでは、偏光である光ビームが用
いられる。そのエネルギは、光学式記憶媒体の磁化膜を
キュリー点以上に加熱するには不充分である。このレー
ザ・ビームが反射されると、入射する光ビームの偏向の
方向が、磁気光学的カー効果によって回転する。偏向方
向のこの回転は、アナライザによって光強度の変化に変
換され、検出器に記録される。

【００１９】図１にも示したとおり、光源２は、放射さ
れた光ビーム２０のパルス間隔とパルス振幅が、読み取
りと書き込みの間のパルス電力に関して上記の要件に対
応するように、光学式記憶装置の制御回路４よって制御
される。

【００２０】光源２から放射された光ビーム２０は図３
ａに示したＸ／Ｙ偏向系３に向けられる。このシステム
は光ビーム２０をＸ、Ｙ方向の２次元に偏向する（図１
も参照のこと）。光ビーム２０の２次元偏向は、２枚の
ミラーで覆われた圧電結晶によって、きわめて好都合な
形で行われる。Ｘ／Ｙ偏向系の第１圧電結晶３１は（ミ
ラー・コーティング３３がある）、光ビーム２０をＸ方
向に偏向させる役割を持つ。第２圧電結晶３２（ミラー
・コーティング３４を持つ）は、第１圧電結晶３１のミ
ラー・コーティング３３から反射した光ビーム２０をＹ
方向に向ける。第１及び第２の圧電結晶３１、３２は、
第１及び第２の制御ライン３１ａ、３２ａによって、光
学式記憶装置の制御回路４に電気的に接続される。これ
らのラインは、光ビーム２０の所望の偏向に対応するＸ
、Ｙ制御信号を生成する。ＸまたはＹの制御信号の電圧
を第１または第２の圧電結晶３１、３２に印加すること
によって、振動を伴う圧電効果が生じ、これによって圧
電結晶が変形する。Ｘ／Ｙ制御信号の個々の変化により
、第１または第２の圧電結晶３１、３２のミラー・コー
ティング３３、３４の位置が一定の形で変化する。これ
により、光源２より放射された光ビーム２０の入射角が
変化する。光学式記憶装置の制御回路によって生成され
るＸ、Ｙ制御信号によって第１／第２圧電結晶３１、３
２を適切に制御することにより、記憶位置マトリクス１
１の記憶位置１１ａａ−１１ｈｈを、ごくシンプルな形
でランダムにアドレスすることができる。

【００２１】記憶位置マトリクス１１の行数ｋ及び列数
ｌは、実質上、ある電圧範囲内で反復可能な独立した電
圧値が何個生成されるかによって決定される。記憶フィ
ールド・マトリクス１０の記憶フィールド１１の記憶位
置１１ａａ−１１ｈａの行数ｋまたは記憶位置１１ａａ
−１１ｈａの列数ｌは、基本的には、Ｘ／Ｙ偏向系３の
第１または第２の圧電結晶３１、３２の、識別可能な定
義された偏向につながるＸまたはＹの制御信号の個別電
圧値の個数によって決定される。光学式記憶媒体１上の
光ビームの入射点の位置変化（Ｘ、Ｙ制御信号の、隣り
合う２つの個別電圧値を印加することによって生じる）
は、実質上、記憶媒体１に入射するビームの直径によっ
て決定される。ビームの２次元偏向に、ミラーで覆った
圧電結晶３１、３２を用いることには、光学式記憶媒体
１の各位置へのアクセスがきわめて高速になるというメ
リットもある。第１圧電結晶３１または第２圧電結晶３
２は、アクセス時間が、実質上、制御回路４における電
子信号処理によって決定され、Ｘ／Ｙ偏向が実質上、デ
ィジタル／アナログ変換によって行われるように、Ｘま
たはＹの制御信号の変化に即座に応答する。圧電結晶に
よるビームの２次元偏向には、偏向の再現性が高いとい
うメリットもある。このメリットと、光学式記憶媒体１
に対してビームを位置決めする際の局所解像度の高さと
により、きわめて高密度の記憶媒体に前記の記憶手段を
用いることができる。

【００２２】光学式記憶媒体のＸ／Ｙ偏向系の代替例を
図３ｂに示した。これと先のＸ／Ｙ偏向系とは、第１圧
電結晶３１と第２圧電結晶３２が結合され固定されてい
る点が異なる。結合、固定された圧電結晶３１、３２よ
り成るＸ／Ｙ偏向系の機能は、当業者には先の説明から
明らかであるので、詳細は省略する。

【００２３】Ｘ／Ｙ偏向系３において２次元に偏向され
たビーム２０は、ビーム・マルチプレクサ５に届き、こ
こで複数の平行光ビームに分割される。図４ａ、図４ｂ
に示したビーム・マルチプレクサは、基本的には、Ｘビ
ーム・マルチプレクサ５ａとＹビーム・マルチプレクサ
５ｂにより成る。Ｘビーム・マルチプレクサ５ａは、第
１、第２、及び第３の光学的複屈折結晶５１、５２、５
３を持つ。Ｘビーム・マルチプレクサ５ａに入射する光
ビーム２０は、これらの結晶によりＸ方向に拡散する。Ｙビーム・マルチプレクサ５ｂも同様に、第４、第５、
及び第６の光学的複屈折結晶５４、５５、５６より成り
、Ｘビーム・マルチプレクサから出てＸ方向に拡散した
光ビームがこれらの結晶を通してＹ方向に拡散する。ビーム・マルチプレクサ５の光学的複屈折結晶５１ない
し５６は、複屈折性に優れる方解石から形成するのが望
ましい。結晶５１ないし５３における複屈折の結果、ビ
ーム・マルチプレクサ５に入射する光ビーム２０は、第
１光学的複屈折結晶５１において独立した２つのビーム
に分割される（第１常光ビーム２１ｏと第１異常光ビー
ム２１ｅ）。第１光学的複屈折結晶５１から出た第１の
常光ビーム２１ｏと異常光ビーム２１ｅは、第２光学的
結晶５２に入射し、ここで前記と同様に、２つの第２常
光ビーム２２ｏ、２２ｏ’及び２つの第２異常光ビーム
２２ｅ、２２ｅ’に分割される。第２光学的複屈折結晶
５２において生成された４つの光ビーム２２ｏ、２２ｏ
’、２２ｅ、２２ｅ’は、Ｘビーム・マルチプレクサ５
ａの第３光学的複屈折結晶５３に届き、ここで４つの第
３常光ビーム２３ｏ、２３ｏ’、２３ｏ’’、２３ｏ’
’’、及び４つの第３異常光ビーム２３ｅ、２３ｅ’、
２３ｅ’’、２３ｅ’’’に分割される。

【００２４】当業者は、Ｘビーム・マルチプレクサ５ａ
の機能の説明から、Ｘビーム・マルチプレクサ５ａに入
る光ビーム２０が、適切に、直列に整合された数個の光
学的複屈折結晶により、どのようにして複数の平行光ビ
ーム２０ａ−２０ｈに分割されるかが理解できよう。Ｘ
ビーム・マルチプレクサ５ａから出る平行光ビーム２０
ａ−２０ｈの個数は２ｘ　である。ここでｘはＸビーム
・マルチプレクサ５ａに配置された光学的複屈折結晶の
個数である。Ｘマトリクスから出る光ビーム２０ａ−２
０ｈの個数は、よって、記憶フィールド・マトリクス１
０の記憶フィールドの列数ｎを決定する。

【００２５】Ｘ方向における平行光ビーム２０ａ−２０
ｈの等距離拡散は、ある結晶（たとえば第２結晶５２）
の厚みを、Ｘビーム・マルチプレクサを通る光ビーム２
０の経路でこれに先行する結晶（この場合第１結晶５１
）の厚みの半分になるように、光学的複屈折結晶５１な
いし５３の厚みｄ１、ｄ２、ｄ３を対応させることによ
って得られる。図の例では、Ｘビーム・マルチプレクサ
５ａに入射する光ビーム２０は、８つの平行光ビーム２
０ａ−２０ｈに、等距離を保つように分割され、第１、
第２、及び第３の光学的複屈折結晶の厚みｄ１、ｄ２、
ｄ３の比は４：２：１である。

【００２６】Ｘビーム・マルチプレクサ５ａから出る平
行光ビーム２０ａ−２０ｈは、Ｙビーム・マルチプレク
サ５ｂの第４光学的複屈折結晶５４に届く。

【００２７】Ｙビーム・マルチプレクサ５ｂでは、先に
Ｘ方向に拡散した平行光ビーム２０ａ−２０ｈがＹ方向
に分割される。Ｙビーム・マルチプレクサ５ｂにおける
ビーム多重化は図４ｂに示した。これは当業者には、Ｘ
ビーム・マルチプレクサ５ａにより先に説明したビーム
多重化から明らかなので、Ｘビーム・マルチプレクサに
よる詳しい説明は省略できよう。

【００２８】Ｙビーム・マルチプレクサ５ｂの出力側す
なわち６番目の光学的複屈折結晶５６の端面５６ａにお
いては、２ｘ　　ｘ　　２ｙ個の平行光ビーム２０ａａ
−２０ａｈ、２０ｂａ−２０ｂｈ、．．．、２０ｈａ−
２０ｈｈが出力される。ここでｙはＹビーム・マルチプ
レクサ５ｂの光学的複屈折結晶５４ないし５６の個数で
ある。Ｙビーム・マルチプレクサ５ｂからＹ方向に出る光ビー
ムマトリクス２５の光ビーム２０ａａ−２０ａｈの個数
は、よって、光学式記憶媒体１の記憶フィールド・マト
リクス１０の記憶フィールド１０ａａ−１０ａｈの行数
を決定する。

【００２９】ビーム・マルチプレクサ５によって満足す
べき基本条件は、ビーム・マルチプレクサ５に入射する
光ビーム２０の空間角度と、光ビーム・マトリクス２５
を成す平行光ビーム２０ａａ−２０ｈｈの空間角度とに
相関がなければならないということである。この角度の
相関により、Ｘ／Ｙ偏向系３における光ビーム２０の偏
向から、光ビーム・マトリクス２５の平行光ビーム２０
ａａ−２０ｈｈの偏向が正確に予測できるようになり、
Ｘ／Ｙ偏向系３を制御回路４によって適切に制御するこ
とによって、光学式記憶媒体１の記憶フィールド・マト
リクス１０の各記憶フィールド１０ａａ−１０ｈｈにあ
る記憶位置マトリクス１１の特定の記憶位置をランダム
にアクセスすることができる。この条件は、上述のビー
ム・マルチプレクサ５によれば、きわめて望ましい形で
満足される。

【００３０】上記に代わるビーム・マルチプレクサの設
計を図５ａないし図５ｃに示した。この第２実施例５’
の特徴は、設計が、きわめて望ましい形で簡素化される
ことにある。必要なのはＸビーム・マルチプレクサ５ａ
だけである。Ｙビーム・マルチプレクサ５ｂは、反転プ
リズム５ｃと３つのミラー５ｄ、５ｅ、５ｆに置き換え
られる。

【００３１】ビーム・マルチプレクサ５’の設計と機能
は図５ａないし図５ｃにはっきり示した。図５ａは図１
のＹ方向から見た側面図である。図５ｂは図１のＸ方向
から見たビーム・マルチプレクサの平面図である。図５
ｃは、入射する光ビーム２０から見たビーム・マルチプ
レクサ５’である。先の同様の説明からわかるように、
光ビーム２０はＸビーム・マルチプレクサ５ａにおいて
、Ｘ方向に拡散する複数の光ビーム２０ａ−２０ｈに分
割される。平行光ビーム２０ａ−２０ｈは、Ｘビーム・
マルチプレクサ５ａを出ると、反転プリズム５ｃに入り
、ビーム・マルチプレクサ５ａの出力側からその入力側
に戻る。入力側では、反転プリズム５ｃから偏向した光
ビーム２０ａ−２０ｈがＸビーム・マルチプレクサ５ａ
の入力側に対して実質上平行に伸びるように方向が変え
られるように、第１ミラー５ｄが傾斜する。光路のなか
の第１ミラー５ｄに続く第２ミラー５ｅは、第１ミラー
５ｄから反射された光ビーム２０ａ−２０ｈを、Ｘ方向
の拡散がＹ方向の拡散に変換されるように偏向する。第３ミラー５ｆは、入力側に平行になり、第２ミラー５
ｅから反射された光ビームを、Ｙ方向に拡散し且つ光源
２から放射された光ビーム２０と平行なＸビーム・マル
チプレクサ５ａに入るように導く。よって光ビーム２０
ａ−２０ｈは、相対的に階段状のＹ方向でビーム・マル
チプレクサ５ａの入力側に届く。その結果、各光ビーム
２０ａ−２０ｈが再びＸ方向に分割されるので、光ビー
ム２０ａａ−２０ｈｈによって形成される光ビーム・マ
トリクス２５はビーム・マルチプレクサ５ａの出力側に
出る。

【００３２】光ビーム１０をこのように光ビーム・マト
リクス２５の平行光ビーム２０ａａ−２０ｈｈに２次元
分割することには、特に、光学式記憶媒体１の記憶フィ
ールド・マトリクス１０の各記憶フィールド１０ａａ−
１０ｈｈの記憶位置が、ビット並列に、どの時点でも１
つしかアクセスされないというメリットがある。したが
って、ｍ　　ｘ　　ｎ（ここでは８　　ｘ　　８）個の
ビットを、きわめて望ましい形で、光学式記憶装置の記
憶位置に同時に格納することができる。ビット並列アク
セスでは、ビット処理時間が短縮され、光学式記憶装置
の動作がかなり高速になる。

【００３３】光学式記憶媒体１に格納されたデータは、
書き込みと同じように読み出される。この操作には、前
述のとおり、光学式記憶媒体１がキュリー点以上に加熱
されないように低エネルギの光ビーム２０が用いられる
。記憶フィールド・マトリクス１０の各記憶フィールド
１０ａａ−１０ｈｈの、ランダムに走査された記憶位置
１１ａａ−１１ｈｈから反射した光ビーム２２ａａ−２
２ｈｈは、マトリクス状に配置された複数の検出器６１
ａａ−６１ｈｈより成る検出器アレイ６に導かれる。検出器６１ａａ−６１ｈｈの個数は、ビーム・マルチプ
レクサ５によって生成され、光ビーム・マトリクス２５
を形成する平行光ビーム２０ａａ−２０ｈｈの個数に対
応する。検出器アレイ６の各検出器６１ａａ−６１ｈｈ
は、反射した光ビーム２２ａａ−２２ｈｈの１つに関連
し、その強度の記録が（上述のとおり）、各記憶位置の
２進内容を表わす。

【００３４】図６は、ランダム・アクセス方式の光学式
記憶装置の第２実施例を示す。この例は実質上、先に述
べたものと同一であり、同じような参照符号で同じよう
な要素を示している。光学式記憶装置のこの２つの実施
例の主な違いは、第２実施例では、ビーム・マルチプレ
クサ５または５’がＸ／Ｙ偏向系３に先行する点である
。光源２からの光ビーム２０は、平行光ビーム２０ａａ
−２０ｈｈより成る光ビーム・マトリクス２５に分割さ
れてから２次元に偏向されるだけである。それによりビ
ーム・マルチプレクサ５、５’の設計を簡素化すること
ができる。光ビーム２０が同じ角度で入射するとは限ら
ないからである。したがって、光ビーム・マトリクス２
５の、入射する光ビーム２０の空間角度と、出射する平
行光ビーム２０ａａ−２０ｈｈの空間角度が、ビーム・
マルチプレクサ５または５’についてはっきりした相関
を示すことは重要ではない。

【００３５】この点から言えば、ビーム・マルチプレク
サは、ｍ　　ｘ　　ｎのガラス繊維束で、きわめて望ま
しい形で形成することができる。その入力は、光源から
放射された光ビーム２０を受け取る。ガラス繊維束の各
ガラス繊維は、相互に離隔したｍｘ　　ｎ個の平行光ビ
ームがガラス繊維束の出力側に出るように、相互に離隔
される。このように形成された光ビーム・マトリクス２
５の光ビームは、Ｘ／Ｙ偏向系３に送られる。

【００３６】ランダム・アクセス方式光学式記憶装置の
第２実施例のこのほかの機能は、当業者には、先に説明
した実施例から明らかであるので、詳細は省略できよう
。

【００３７】光学式記憶装置の上述の実施例は、光ビー
ム・マトリクス２５の光ビーム２０ａａ−２０ａｈが相
互に等間隔に、平行に伸びるという仮定による。ただし
この仮定とは逆に、ビーム・マルチプレクサは、光ビー
ム・マトリクス２５の光ビーム２０ａａ−２０ｈｈ（そ
の出力側から出る）が集束するように、すなわち光ビー
ム・マトリクス２５の各光ビーム２０ａａ−２０ｈｈが
光ビームのピラミッドを形成し、その頂点が光源２を向
くように、設計することができる。先に述べた、ｍ　　
ｘ　　ｎのガラス繊維束より成るビーム・マルチプレク
サは、特に、このようなビーム経路を作るのに適してい
る。繊維束の各ガラス繊維は、出射する光ビームが全体
として、上述の光ビーム・ピラミッドを形成するように
、相互に離隔されるかまたはその出力端が接地される。したがって、「光ビーム・マトリクス２５’’の光ビー
ム」は、特許請求の範囲で用いているように、光ビーム
・ピラミッドを成す平行光ビームと集束光ビームの両方
を指す。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す図である。

【図２】光学式記憶媒体を示す図である。

【図３ａ】Ｘ／Ｙ偏向系を示す図である。

【図３ｂ】Ｘ／Ｙ偏向系を示す図である。

【図４ａ】ビーム・マルチプレクサを示す図である。

【図４ｂ】ビーム・マルチプレクサを示す図である。

【図５ａ】ビーム・マルチプレクサの第２実施例を示す
図である。

【図５ｂ】ビーム・マルチプレクサの第２実施例を示す
図である。

【図５ｃ】ビーム・マルチプレクサの第２実施例を示す
図である。

【図６】第２実施例を示す図である。

【符号の説明】

１　　光学式ストレージ媒体２　　光源３　　Ｘ／Ｙ偏向系４　　制御回路５　　ビーム・マルチプレクサ６　　検出器アレイ２０　　光ビーム２０ａａ−２０ｈｈ　　平行光ビーム２２ａａ−２２ｈｈ　　反射光ビーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に配置された複数の記憶フィ
ールドから成る記憶フィールド・マトリクスを有し且つ
各記憶フィールドがマトリクス状に配置された複数の記
憶位置より成る記憶位置マトリクスを有する型の光学式
記憶媒体と、光ビームを生じる光源と、上記光学式記憶
媒体の記憶フィールド・マトリクスの記憶フィールドに
おける記憶位置をランダムにアドレスするために、Ｘ／
Ｙ制御信号に応じて定められる記憶装置へ光ビームを導
くＸ／Ｙ偏向系とを含み、更に上記光源と上記光学式記
憶媒体との間に配置されて、入射する光ビームを複数の
光ビームに分割することによって光ビーム・マトリクス
を生成するビーム・マルチプレクサを有し、上記光ビー
ム・マトリクスの各光ビームが上記光学式記憶媒体の記
憶フィールド・マトリクスの記憶フィールド１個に関連
づけられることと、上記Ｘ、Ｙ制御信号による上記Ｘ／
Ｙ偏向系の制御に応答して、上記光ビーム・マトリクス
の各光ビームが、上記記憶フィールド・マトリクスの、
関連づけられた記憶フィールドの、対応する記憶位置に
入射することとを特徴とする、ランダム・アクセス方式
の光学式記憶装置。
【請求項２】上記ビーム・マルチプレクサが、上記Ｘ／
Ｙ偏向系と上記光学式記憶媒体との間に位置することを
特徴とする、請求項１記載の光学式記憶装置。
【請求項３】上記ビーム・マルチプレクサが、上記光源
と上記Ｘ／Ｙ偏向系との間に位置することを特徴とする
、請求項１記載の光学式記憶装置。
【請求項４】上記ビーム・マルチプレクサが、Ｘビーム
・マルチプレクサとＹビーム・マルチプレクサより成り
、該Ｘビーム・マルチプレクサが、光源より放射された
光ビームを、Ｘ方向に拡散する複数の光ビームに分割し
、該Ｘビーム・マルチプレクサから出た各光ビームがさ
らに、該Ｙビーム・マルチプレクサにおいて、Ｙ方向に
拡散する複数の光ビームに分割されて光ビーム・マトリ
クスが形成されることを特徴とする、請求項１ないし３
のいずれかに記載の光学式記憶装置。
【請求項５】上記ビーム・マルチプレクサが光学的複屈
折結晶より成ることを特徴とする、請求項１ないし３の
いずれかに記載の光学式記憶装置。
【請求項６】上記Ｘビーム・マルチプレクサが、直列に
配置され且つ上記光ビームがＸ方向に拡散するように整
合された数個の光学的複屈折結晶より成ること、または
上記Ｙビーム・マルチプレクサが、該Ｘビーム・マルチ
プレクサより出る光ビームがＹ方向に拡散するように直
列に配置された数個の光学的複屈折結晶より成ること、
またはその両方を特徴とする、請求項４記載の光学式記
憶装置。
【請求項７】上記Ｘビーム・マルチプレクサと上記Ｙビ
ーム・マルチプレクサまたはそのいずれかの光学的複屈
折結晶が方解石より成る、請求項６記載の光学式記憶装
置。
【請求項８】上記ビーム・マルチプレクサがＸビーム・
マルチプレクサ、該Ｘビーム・マルチプレクサの出力側
に位置する反転プリズム、及び該Ｘビーム・マルチプレ
クサの入力側に位置する第１、第２、第３ミラーより成
り、該Ｘビーム・マルチプレクサより出てＸ方向に拡散
する複数の光ビームが、該反転プリズムを通して第１ミ
ラーに到達し、該第１ミラーから反射した複数の光ビー
ムが第２ミラーに到達し、それによってＹ方向において
拡散した状態になるように偏向させられて、第３ミラー
に入射し、該第３ミラーから該Ｘビーム・マルチプレク
サに入ること、及び、該Ｘビーム・マルチプレクサに入
り、Ｘ方向に拡散する複数の光ビームが、上記光ビーム
・マトリクスの複数の光ビームとして該Ｘビーム・マル
チプレクサの出力側に出ることとを特徴とする、請求項
１ないし３のいずれかに記載の光学式記憶装置。
【請求項９】上記ビーム・マルチプレクサが、複数のガ
ラス繊維より成るガラス繊維束によって形成され、該ガ
ラス繊維の入力側に、上記光源より放射された光ビーム
が導かれ、該ガラス繊維束の各ガラス繊維が離隔される
か、またはその出力端が接地されるか、またはその両方
であって、よって、上記光ビーム・マトリクスの平行光
ビームが該ガラス繊維束の出力側に出る、請求項３記載
の光学式記憶装置。
【請求項１０】上記ビーム・マルチプレクサが、複数の
ガラス繊維より成るガラス繊維束によって形成され、該
ガラス繊維の入力側に、上記光源より放射された光ビー
ムが導かれ、該ガラス繊維束の各ガラス繊維が離隔され
るか、またはその出力端が接地されるか、またはその両
方であって、よって、上記光ビーム・マトリクスの光ビ
ームがピラミッドの形で該ガラス繊維束の出力側に出る
、請求項３記載の光学式記憶装置。
【請求項１１】Ｘ／Ｙ偏向系が、ミラー・コーティング
を施した第１及び第２の圧電結晶を備え、該第１及び第
２の圧電結晶が各々、上記光学式記憶装置の制御回路に
よって生成されるＸ制御信号及びＹ制御信号によって制
御されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれ
かに記載の光学式記憶装置。
【請求項１２】上記第１及び第２の圧電結晶が接続、固
定されていることを特徴とする、請求項１１記載の光学
式記憶装置。
【請求項１３】光学式記憶媒体が磁気光学的記憶媒体と
して設計されていることを特徴とする、請求項１ないし
３のいずれかに記載の光学式記憶装置。
【請求項１４】上記光学式記憶媒体から反射された上記
光ビームが、マトリクス状に配置された複数の検出器よ
り成る検出器アレイに届き、該検出器アレイの検出器の
個数が、上記ビーム・マルチプレクサによって放射され
る上記光ビーム・マトリクスの光ビームの個数に対応し
、該光学式記憶媒体の上記記憶位置から反射された光ビ
ームの光強度が該検出器に記録されることを特徴とする
、請求項１ないし３のいずれかに記載の光学式記憶装置
。