JPH07109653B2

JPH07109653B2 - 情報書込装置

Info

Publication number: JPH07109653B2
Application number: JP61214112A
Authority: JP
Inventors: 利雄工藤
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1986-09-12
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPS6370935A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は光の透過量を制御することにより、記録媒体
に情報を書き込む情報書込装置に関する。

［従来技術］従来、情報書込装置に用いられている光制御素子は、誘
電体（液晶やPLZT等）の電気光学効果を利用して光の透
過量を制御する光シャッタ素子が使用されている。

例えば、誘電体として液晶を用いた光シャッタ素子は、
一対のガラス基板間の対向面に透明な電極を設け、この
対向する電極面上を配向処理するとともに、これらのガ
ラス基板間に液晶を封入することにより、液晶セルを形
成し、この液晶セルの上下面に偏光軸が互いに直交する
偏光板を設け、駆動装置で上下の電極に所定の電圧を印
加して、光の透過量を制御している。

また、誘電体としてPLZTを用いた光シャッタ素子は、(P
b₁-_XLa_X)(Zr₁-_YTi_Y)Ｏ₃の透光性セラミック（以下、PLZ
T板という）を使い、このPLZT板を偏光軸が互いに直交
する偏光板の間に配置し、このPLZT板と平行に電極を設
け、この電極に所定の電圧を印加することにより、光の
透過量を制御している。

［従来技術の問題点］前者の液晶を用いた光シャッタ素子は、透明な電極が形
成された２枚のガラス基板を極僅かな隙間を持たせて対
向配置し、その間に液晶を封入する必要があるため、素
子の構造が複雑で、小さな素子を製造することが困難で
ある。また、後者のPLZTを用いた光シャッタ素子は、PL
ZT板がセラミックであるため、薄くしたり小さくしたり
できず、やはり小さな素子の製造が困難である。

［発明の目的］この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、構造が簡単で、コンパクトに構成
できる情報書込装置を提供することにある。

［発明の要点］この発明は上述した目的を達成するために、光源からの
光を導く光ファイバの一端に磁界が作用したときに光を
透過する磁性光シャッタを設けるとともに、前記光ファ
イバの一端側外周面に磁性膜を形成し、この磁性膜に巻
き付けられたコイルに駆動手段で記録すべき情報に応じ
た電流を流すことにより磁界を発生させ、この磁界を前
記磁性膜を介して前記磁性光シャッタに作用させて磁性
光シャッタを開き、前記光源からの光を透過させて記録
媒体に情報を書き込むようにしたものである。

［第１実施例］以下、第１図および第２図を参照して、この発明の第１
実施例を説明する。

第１図は光制御素子10の原理図であり、図中１は光ファ
イバである。この光ファイバは光を導くものであり、一
端側（図中左端側）にはレーザ光を発生する光源２が配
置されており、他端面（先端）には磁性光シャッタ３
が、またその他端側外周面には磁性膜４がそれぞれ設け
られているとともに、この磁性膜４の外周にはコイル５
が巻き付けられている。このコイル５は駆動回路６に接
続され、この駆動回路６により駆動されて磁界を発生す
るようになっている。

磁性膜４はコイル５に発生した磁界を磁性光シャッタ３
に作用させるものであり、保持力が小さく且つ微弱磁場
で磁化し易い強磁性のアモルファス金属材料、例えば、
アモルファス合金［（Fe、Co、Ni）₉₀Zr₁₀］等からな
り、光ファイバ１の外周から磁性光シャッタ３の外周に
亘って被覆形成されている。

磁性光シャッタ３は磁性膜４の磁場の大きさによって光
の透過量を制御するものであり、光を良く通す透明磁性
酸化物結晶材料より成る薄膜７、及びその前後面に偏光
軸を互いに直交させて一体的に形成された一対の偏光膜
８、８′で構成されている。この場合、透明磁性酸化物
結晶材料膜７としては、例えば、ファラデ回転角の大き
いカドリニウム鉄ガーネット(Gd₃Fe₅O₁₂)、あるいはカ
ドリニウム（Gd）をビスマス（Bi）で置換したもの(Gd₂
BiFe₅O₁₂)等の結晶膜が用いられている。

なお、この光制御素子を製造するには、先ず光ファイバ
の外周面をマスクして光学研磨されたファイバの端面に
スパッタリング法などの膜形成技術を用いて偏光膜８、
透明磁性酸化物結晶材料膜７、偏光膜８′を順次形成
し、次に偏光膜８′の面をマスクしてファイバの先端側
外周面にアモルファス合金膜を形成すればよい。

このように構成された光制御素子10は以下のように作動
する。

まず、光源２でレーザ光を発生し、このレーザ光を光フ
ァイバ１の一端（図中左端）側に照射する。すると、こ
のレーザ光は光ファイバ１の一端側から侵入して先端側
（磁性光シャッタ３側）に導かれるが、磁性光シャッタ
３で遮断されて外部に漏れない。即ち、磁性光シャッタ
３は透明磁性酸化物結晶材料膜７の前後に設けられた偏
光膜８、８′の各偏光軸が互いに直交しており、且つ磁
場が零の状態（磁界が発生してない状態）では透明磁性
酸化物結晶材料膜７を透過する光の偏光面が回転しない
ので磁性光シャッタ３は閉状態（オフ状態）となり、光
を外部へ出さない。

この状態で、駆動回路６がコイル５に駆動パルス（電
流）を与えると、コイル５は駆動パルスに応じて光ファ
イバの軸方向に磁界を発生し、この磁界が磁性膜４を介
して磁性光シャッタ３を駆動する。即ち、光ファイバ１
および磁性光シャッタ３の外周面に設けられた磁性膜４
は弱い磁界で磁化されるとともに、特に光ファイバ１の
先端（磁性光シャッタ３）付近では大きな磁場となる。
そのため、磁性光シャッタ３は大きな磁場によって透過
する光の偏光面が回転し、開状態（オン状態）となり、
光ファイバ１で導かれたレーザ光を遮断することなく、
透過して外部へ送り出す。なお、駆動回路６からコイル
５に与えられる駆動パルスが断れると、磁場が零の状態
（磁界が発生してない状態）となり、上述したような閉
状態となって磁性光シャッタ３の偏光面が回転しない初
期状態に戻る。

次に、第２図を参照して、上記のような光制御素子を光
磁気記録装置に適用した場合につき説明する。

この光磁気記録装置は光制御素子10、記録媒体11、磁界
発生装置12等から構成されている。光制御素子10は上述
したように、光ファイバ１、光源２、磁性光シャッタ
３、磁性膜４、コイル５、駆動回路６等からなり、この
駆動回路６が記録する情報に応じてコイル５に駆動パル
ス（電流）を与えて磁界を発生させ、この磁界により磁
性光シャッタ３が開き、光源２からのレーザ光を記録情
報に応じて記録媒体11に照射するようになっている。ま
た、記録媒体11は表面に記録層11aを備え、レーザ光の
照射に応じて情報を記録するものであり、光磁気テープ
等からなり、磁性光シャッタ３の下側に配置されてい
る。この場合、表面の記録層11aは光が当ると保磁力が
弱くなるものであり、例えば、、垂直磁気記録材料（磁
化方向が垂直方向を向く材料）が用いられ、情報が記録
されていない部分の磁化方向は下を向き、記録されてい
る部分の磁化方向は反転して上を向くようになってい
る。さらに、磁界発生装置12は記録媒体11に磁界を与え
るものであり、コア12aと、このコア12aに巻き付けられ
た補助コイル12bと、この補助コイル12bを駆動する駆動
部12cとからなっている。コア12aは駆動部12cにより補
助コイル12bで発生した磁界を強くして記録媒体11に作
用させるものであり、磁性体からなり、記録媒体11の下
側に光制御素子10の磁性光シャッタ３と対応して配置さ
れ、磁性光シャッタ３を通して光源２からのレーザ光が
記録媒体11に照射され、記録層11aの保磁力が弱くなっ
た部分の磁化方向を反転させるようになっている。

次に、このように構成された光磁気記録装置で情報を記
録する場合について説明する。

まず、磁界発生装置12の駆動部12cで補助コイル12bに駆
動信号を与え、常時、コア12aで記録媒体11に弱い磁界
を作用させておく。この状態で、記録媒体11を一定速度
で移動するとともに、光制御素子10の光源２からレーザ
光を光ファイバ１に与える。そして、光制御素子10の駆
動回路６に記録情報が与えられると、この駆動回路６が
記録する情報に応じてコイル５に磁界を発生させ、この
磁界の作用により光ファイバ１の先端の磁性光シャッタ
３が開き、光源２からのレーザ光を下側の記録媒体11に
照射する。このようにレーザ光が記録媒体11の表面の記
録層11aに照射されると、照射された部分の保磁力が弱
くなるため、記録層11aの磁化方向はその下側のコア12a
からの磁界の影響を受て向きが上下反転する。これによ
り、記録媒体11に情報が記録される。

上記のような光磁気記録装置によれば、光ファイバ１の
先端に磁性酸化物結晶の磁性光シャッタ３を設けるとと
もに、その先端側の光ファイバ１の外周面に強磁性アモ
ルファス金属等の磁性膜４を設け、この磁性膜４にコイ
ル５を巻き付けた構成であるから、構造が極めて簡単
で、コンパクトに構成することができる。しかも、僅か
な磁界がコイル５に発生しただけでも、強磁性アモルフ
ァス金属等の磁性膜４で大きな磁場を磁性光シャッタ３
に作用させることができるので、磁性光シャッタ３を確
実に開閉して光の透過量を正確に制御することができ、
その結果、記録媒体11に正確に情報を記録することがで
きる。

［第２実施例］次に、第３図を参照して、この発明の第２実施例を説明
する。この第２実施例は上述した光制御素子を光磁気記
録再生装置に応用したものであり、上述した第１実施例
と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

この光磁気記録再生装置は光制御装置20、記録媒体21、
磁界発生装置22、フォトセンサアレイ23等からなり、情
報の記録および再生を行なうようになっている。光制御
装置20は前述した光制御素子を複数配列したものであ
り、光ファイバ群20a、光源20b、駆動回路20c等からな
っている。光ファイバ群20aは光源20bからのレーザ光を
導くものであり、複数の光ファイバ１・・・を記録媒体
21の幅方向にライン状に複数配列してなり、各光ファイ
バ１・・・の先端（記録媒体21に接近する端部）にはそ
れぞれ磁性光シャッタ３・・・が設けられ、外周面には
磁性膜４・・・が設けられているとともに、各磁性膜４
・・・の外周にはコイル５・・・が巻き付けられてい
る。このコイル５・・・はそれぞれ駆動回路20cに接続
され、この駆動回路20cからの駆動パルスに応じて磁界
を発生し、光ファイバ１・・・の各磁性光シャッタ３・
・・を開閉するようになっている。この場合、特に各磁
性光シャッタ３・・・は記録時に上述したようにコイル
５・・・で発生した磁界により開閉するほか、後述する
記録媒体21に記録された磁気情報によっても開閉する。
駆動回路20cは記録情報およびリード／ライト信号R/Wが
与えられ、これらの情報および信号に基づいてコイル５
・・・に駆動パルスを与えるものであり、ライト信号Ｗ
が与えられた状態で記録情報が与えられると、記録情報
に応じて各コイル５・・・に駆動パルスを与え、また、
リード信号Ｒが与えられたときにはコイル５・・・を駆
動しないようになっている。なお、光ファイバ群20aの
各光ファイバ１・・・はそれぞれ先端側がライン状に配
列されているが、他端側は１つの光源20bに導かれ、こ
の光源20bからレーザ光が与えられるようになってい
る。

記録媒体21は前述した実施例と全く同様の透明なテープ
であり、表面に記録層を備え、この記録層にレーザ光が
照射された部分の保磁力が弱くなり、この弱くなった部
分に後述する磁界発生装置22で磁界が与えられると、記
録層の磁化方向が上下反転する。また、この記録媒体21
は光制御装置20の下に配置され、記録時および再生時に
は紙面の表裏方向へ移動する。

磁界発生装置22は記録媒体21に磁界を与え、レーザ光の
照射によって保磁力の弱くなった部分の磁化方向を反転
させるものであり、上述した実施例とほぼ同様に、コア
22a、複数の光ファイバ22b・・・、補助コイル22c、駆
動部22d等からなり、コア22a内に複数の光ファイバ22b
・・・が光制御装置20の各光ファイバ１・・・と対応し
て設けられているとともに、コア22aの外周に補助コイ
ル22cが巻き付けられており、この補助コイル22cが駆動
部22dにより駆動されたときに磁界を発生するようにな
っている。この場合、駆動部22dにはリード／ライト信
号R/Wが与えられており、ライト信号Ｗが与えられたと
きに補助コイル22cを駆動して磁界を発生し、リード信
号Ｒが与えられたときには補助コイル22cを駆動せず、
磁界を発生しないようになっている。なお、光ファイバ
22b・・・は記録された情報の再生時に記録媒体21側か
らフォトセンサアレイ23側へレーザ光を導くものであ
る。

フォトセンサアレイ23は光源20bからのレーザ光が光フ
ァイバ群20aおよび記録媒体21を通り、かつ、その下側
の各光ファイバ22b・・・を通って与えられたときに、
そのレーザ光を検出するものであり、磁界発生装置22の
各光ファイバ22b・・・と対応する箇所に受光素子（図
示せず）が配列されており、この各受光素子で検出され
た信号は増幅回路24に与えられて増幅された後、信号処
理回路25に与えられて記録媒体21に記録された情報とし
て再生される。

次に、上記のように構成された光磁気記録再生装置の作
用について説明する。

まず、情報を記録する場合には、光制御装置20の駆動回
路20cにライト信号Ｗを与えて各光ファイバ１・・・に
巻き付けられたコイル５・・・を駆動可能な状態にセッ
トし、かつ、光源20bからレーザ光を光ファイバ群20aの
各光ファイバ１・・・に与える。この状態では、まだ、
記録情報が与えられていないので、駆動回路20cは各コ
イル５・・・を駆動せず、磁性光シャッタ３・・・はそ
れぞれ閉じ、レーザ光を遮断する。これと同時に、磁界
発生装置22の駆動部22dにもライト信号Ｗを与え、コア2
2aに巻き付けられた補助コイル22bを駆動して、記録媒
体21に弱い磁界を与えておく。この状態で、光制御装置
20の駆動回路20cに記録情報が与えられるとともに、記
録媒体21を紙面の表裏方向へ移動すると、今度は、駆動
回路20cが記録情報に応じて各コイル５・・・を駆動し
て磁界を発生させ、各磁性光シャッタ３・・・を記録情
報に応じて開閉する。すると、レーザ光は各磁性光シャ
ッタ３・・・の開閉に応じて下側の記録媒体21に照射さ
れる。これにより、記録媒体21の記録層の保磁力が弱ま
り、この弱まった部分の磁化方向が下側の磁界発生装置
22の磁界により反転する。この結果、記録媒体21に磁気
情報が記録される。

また、記録媒体21に記録された情報を再生する（読み取
る）場合には、光源20bからレーザ光を記録時の場合よ
りも弱くして、光ファイバ群20aの各光ファイバ１・・
・に与え、この状態で、光制御装置20と磁界発生装置22
の駆動回路20cおよび駆動部22dにそれぞれリード信号Ｒ
を与え、駆動回路20cおよび駆動部22dを停止させる。す
ると、光ファイバ群20aの各コイル５・・・は磁界を発
生しないので、各磁性光シャッタ３・・・は閉じた状態
となり、光源20bからのレーザ光を遮断する。なお、下
側の磁界発生装置22も磁界を発生せず、記録媒体21に磁
界を与えない。このような状態で、記録媒体21を紙面の
表裏方向へ移動すると、記録媒体21の記録層から発せら
れる微弱磁場によって光制御装置20の磁性膜４・・・が
磁化されるとともに、この磁性膜４・・・で磁界を増幅
し、この増幅された磁界により磁性光シャッタ３・・・
が駆動される。しかしこの場合、記録層から発せられる
微弱磁場は、情報記録部と非記録部とでその向きを異に
するので、磁性光シャッタ３を構成している透明磁性酸
化物結晶材料膜７のファラデ回転角の大きさが異なり、
磁性光シャッタ３・・・を通過するレーザ光の量は情報
記録部と非記録部とで異なる。そして、この通過したレ
ーザ光は記録媒体21に与えられるが、記録時よりも弱い
レーザ光であるため、記録媒体21の保磁力を弱めて記録
された磁気情報を破壊することはない。このように記録
媒体21に照射されたレーザ光は、記録媒体21を通して磁
界発生装置22の各光ファイバ22b・・・に与えられ、さ
らに、この光ファイバ22b・・・を通して下側のフォト
センサアレイ23に与えられ、このフォトセンサアレイ23
の各受光素子（図示せず）で記録媒体21に記録された情
報が光量の大小として検出される。このようにして検出
された情報は電気信号として増幅回路24で増幅され、信
号処理回路25で再生される。

また、記録媒体21に記録された情報を消去する場合に
は、光制御装置20の総てのコイル５・・・に駆動パルス
を与えて各磁性光シャッタ３・・・を開き、レーザ光を
記録媒体21に照射するとともに、磁界発生装置22の補助
コイル22cに記録時とは逆向きの駆動信号を与えること
により、逆向きの磁界を記録媒体21に与え、この状態
で、記録媒体21を移動させれば、記録された磁気情報を
消去することができる。

なお、上述した実施例では記録の再生時（読み取り時）
に記録媒体21を透過したレーザ光を検出する透過型の場
合について説明したが、この発明はこれに限らず、第４
図に示すような反射型のものを別に設けても良い。即
ち、第４図に示されたものは、光ファイバ１の先端（下
端）の磁性光シャッタ３を設けるとともに、その外周面
に磁性膜４を形成し、この光ファイバ１を記録媒体21に
対して所定角度傾けて配置するとともに、この光ファイ
バ１の他端（上端）に光源２を配置する。そして、記録
媒体21に記録された磁気情報に応じて、先端の磁性光シ
ャッタ３が開いたときに、上方の光源２から光ファイバ
１に与えられたレーザ光が磁性光シャッタ３を通して記
録媒体21の記録層に照射され、その反射光を受光用の光
ファイバ26を介して受光素子27で受光することにより、
記録された情報を検出して再生する。このような反射型
のものでも、上述した透過型のものと同様に、情報の再
生を良好に行なうことができる。

［発明の効果］以上詳細に説明したように、この発明の情報書込装置に
よれば、光源からの光を導く光ファイバの一端に磁界が
作用したときに光を透過する磁性光シャッタを設けると
ともに、前記光ファイバの一端側外周面に磁性膜を形成
し、この磁性膜に巻き付けられたコイルに駆動手段で記
録すべき情報に応じた電流を流すことにより磁界を発生
させ、この磁界を前記磁性膜を介して前記磁性光シャッ
タに作用させて磁性光シャッタを開き、前記光源からの
光を透過させて記録媒体に情報を書き込むようにしたの
で、磁場の大きさによって光の透過量を良好に制御する
ことができるとともに、構造が簡単で、コンパクトに構
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の第１実施例を示し、第
１図は光制御素子の原理図、第２図はその光制御素子を
用いた光磁気記録装置の原理図、第３図は光磁気記録再
生装置に適用した場合の原理図、第４図は再生時の変形
例を示す図である。１……光ファイバ、２、20b……光源、３……磁性光シ
ャッタ、４……磁性膜、５……コイル、６、20c……駆
動回路、10……光制御素子、11、12……記録媒体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、この光源からの光を導く光ファイ
バと、この光ファイバの一端に設けられて磁界が作用し
たときに光を透過する磁性光シャッタと、前記光ファイ
バの一端側外周面に形成された磁性膜と、この磁性膜に
巻き付けられて磁界を発生するコイルと、このコイルに
電流を流して磁界を発生させる駆動手段とを備え、この
駆動手段で前記コイルに記録すべき情報に応じた電流を
流すことにより磁界を発生させ、この磁界を前記磁性膜
を介して前記磁性光シャッタに作用させて磁性光シャッ
タを開くことにより、前記光源からの光を透過させて記
録媒体に情報を書き込むようにしたことを特徴とする情
報書込装置。