JPS61296544A - 光デイスク装置 - 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】 「発明の利用分野」 この発明は、書換可能な不揮発性メモリ作用を有する液
晶（以下ＳＬＣという）を用いた書換可能な光ディスク
装置を提案することにある。

「従来の技術」 光ディスク装置は、コンパクトディスクに代表されるよ
うに、レーザ光の反射面を有する凹凸面での反射具合を
利用して書換不可能なディジタル式ディスクメモリ装置
が知られている。この応用はオーディオ用、ビデオ用の
みならず、情報処理用の光ディスクメモリ装置としてき
わめて将来を有望視されている。しかしこれらディスク
メモリは書換が不可能である。このため、書換を可能と
する方式が求められ、その代表例として光磁気メモリ装
置が知られている。さらに、カルコゲン系（テルル系）
を用いたアモルファス半導体の光ディスクメモリ装置も
知られている。

「発明が解決したいとする問題点」 しかし光磁気メモリを用いたディスク装置はきわめて高
価かつ希少材料を用いており、将来の多量生産に不安を
残す。またカルコゲン系アモルファス半導体を用いた方
法は光の制御がきわめて微妙である。

これらより、本来多量生産し得る材料を用いること、光
のオン、オフがより容易に行い得ること、不揮発性を有
し、メモリをストア（保持）する時、何等の外部エネル
ギを必要としないこと、等の機能を有する手段が求めら
れていた。

本発明はかかる問題点を解決するものである。

「問題を解決するための手段」 かかる問題を解決するため、本発明は電気熱光学効果を
用いたもので、その液晶材料としてスメクチック相を呈
する液晶（ＳＬＣという）を用いた。

即ち、スメクチック型液晶においてはＴｋｓ　（固体−
スメクチック液晶相転移温度）、ＴＮＩ（ネマチック液
晶−等方性液体相転移温度）を有する。そして電圧の印
加でこのＳＬＣは配列（整列）する。するとこのＳＬＣ
は透明となる。さらにレーザ光の照射によるビーム加熱
でＴＨＩを越えるとネマチック液晶となりＴＨＩをへて
液体となる。そしてこの液体のため液晶の各分子の配列
が乱れる。さらにこの液体を冷却するとこの乱れたまま
の状態で固体となるため、光に対し非透過（難透過を含
む）となる。その結果配列した状態（整列状態）を「１
」、乱れた状態を「０」とすることにより不揮発性の光
ビーム書き込みができる。またこの後、この非透過の状
態の液晶に対し十分電圧を印加（一般には７０ＫＶ／ｃ
ｍ以上の強電界）すると再び配列をして透過とすること
ができる。さらに透明な配向組織を誘起するのに必要な
電界より大きな電圧を加えつつレーザ光を局部的に照射
すると局部的にレーザ光の照射された個所のみ液晶分子
を整列させて透明とすることができる。

本発明の光ディスクは一対の基板の内側にＳＬＣを挟ん
だものである。

さらに本発明の光ディスクは、一対の基板の一方の内側
に反射板を有し、この反射板と他の透光性基板の一面と
の間でＳＬＣを挟んだものである。

この本発明の光ディスクは光ディスクの内部に電極を有
さない。

本発明においては、セルを構成する一対の基板（光の入
射側を対抗基板、内部側（奥側）を単に基板という）と
せしめている。

特に本発明は、この光ディスクに対し光ビーム特に好ま
しくは半導体レーザ光を反射する層を有する。

その場合、入射光の経路はレーザ光源よりハーフミラ−
を経て対抗基板、ＳＬＣ１反射面、さらにその逆の経路
を経て反射光がハーフミラ−にて方向を変換されフィル
タを経てフォトセンサに至る。

そしてＳＬＣが整列している場合、透光性となる。

しかしこのＳＬＣが乱れている場合はＳＬＣ（５）での
光が十分反射板（６）にまで至らず、結果として反射光
（１６’）が減少し、フォトセンサの感光は減少する。

即ちＳＬＣの「整列」、「乱れ」により光が照射された
番地のｒＯＪ、ｒｌＪの判定が可能となる。

かかる光ディスクの記憶の「書消し」　「書き込み」及
び「読み出し」を以下に概説する。

即ち記憶の「書消し」はこのＳＬＣに所定の電界をこの
ディスクの基板の外部側よりＳＬＣに加えることにより
実施する。また所定の番地の「書き込み」はディスクの
回転速度及び中央部よりの所定の距離に対しＳＬＣの初
期の配列をみだし局部的に液体状態になるような強いビ
ーム光または熱を照射する。

するとその番地のみはネマチック相をへて液体とし得、
それを冷却して光散乱がなされる乱れの状態を作ること
ができる。かくすることにより初期状態を「０」とする
ならば、光照射により「１」とすることができる。

この書き込み情報のすべての書消しを行うにはＳＬＣに
対し垂直方向に電界を加えればよい。この電界を一対の
基板の外部側より印加するために、本発明では内部に一
対の電極を有さない光ディスクを挟んで電界を印加する
一対の電極端子をディスクの外側に配設する。そしてこ
の電極より光ディスクの全面または一部に対し電界を加
え、ＳＬＣの全部または一部に再配列させて「書き消し
」を行う。

記憶の「読み出し」は前記した如く、半導体レーザの所
定の番地に対し光ビーム例えばレーザ光を照射し、その
反射光をフォトセンサにて検出する。

「作用」 かくすることにより、 （１）読み出し光が２回ＳＬＣを透過するため、ＳＬＣ
の厚さを実効的に２倍とし得、ｒＯＪ　　ｒｌＪのコン
トラスト比を向上させ得る。

（２）光ディスクの上面、下面等に偏光板を設ける必要
がなく、取扱が容易にできる。

（３）反射板が大気に触れないため、酸化されることな
く、反射率を高く保つことができる。

（４）不揮発性メモリとしてＳＬＣを用いるため、メモ
リの「書き込み」を高スピード（ミリ秒のオーダ）で実
施可能であり、また「書消し」はディスクの全面または
局部に対し瞬時に行い得る。書換プロセスでの繰り返し
による疲労が本質的にない。

（５）　ＳＬＣの使用材料が特殊な元素材料を用いるこ
となくかつ部品点数が少ないため安価であることを期待
できる。

（６）　ＳＬＣを用いるため不揮発性であり、その記憶
保持のため新たなエネルギを必要とせず、省エネルギで
ある。

（７）書換に伴うＳＬＣは「整列」と「乱れ」の２つ状
態を固有に有するため劣化が本質的にないことが期待で
きる。

以下に実施例に従って本発明を説明する。

「実施例１」 第１図は本発明の光ディスクメモリ装置を示す。

第１の系（１００）は情報の「読み出し」用であり第２
の系（１０１）は情報の「書き込み」用である。

また（１０３）は情報の「書消し」用である。ディスク
は（１０）により示す。

光ディスク（１０）は円盤状をしており、図面にその縦
断面を示す。このディスクは一対の対抗基板（３）及び
基板（７）を有する。一方の対抗基板（３）は透光性で
ある。また層（６）は反射性を有する。

さらにその一対の基板の間にはＡＬＣ（５）が充填され
る。

この光ディスクは周辺をＳＬＣが大気に触れないように
封止（３０）　、　（３０°）されている。

この光ディスク（１０）に対し、一対の電極（３１）。

（３１’）に外部より高圧発生源（２５）よりＦＬＣに
対し所定の電界を配すべく直接電圧を印加する。

この時、電界の印加端子（３１）　、　（３１”）は光
ディスク（１０）の外側にかるく接せしめＳＬＣに電圧
の印加および書換に必要な微小エネルギの供給をしてい
る。この端子（３１）　、　（３１’）がディスクの半
径方向の長さを有する場合は光ディスクを一回転させ、
全面消去を行い得る。また一部のみとするならば、一対
の電界を局部消去し得る。この場合はディスクを回転し
つつ外側から内側またはその逆に端子（３１）を走査し
て、ディスクの全面を消去し得る。

図面において端子（３１’）は反射板（６）が導体であ
る場合、下側の端子（３１）の真上にある必要は必ずし
もない。なんらの手段で反射層（６）と実質的にかるく
連続していればよい。

かくして全面が「０」の状態のディスクに対し情報の「
書き込み」を系（１０１）を用いて行う。即ち全面に一
方向に整列したＳＬＣに対し光ビーム特に赤外半導体レ
ーザ光線を（２３）よりハーフミラ−（２２）を経て集
光光学系、位置補正等の系（２１）を経て所定の番地に
対し光を照射（２５）　Ｌ、所定の番地の位相を初期状
態よりずらすことにより書き込みを行う。さらにその光
はハーフミラ−（２２）を経てフォトセンサ（９）に至
る。ここで情報の書き込みが行われていることをモニタ
する。その際適量の光強度となるように（２４）にて補
正をする。

情報の「読み出し」に関しては系（１００）を用いる。

即ち、半導体レーザ（１２）よりの光ビームはハーフミ
ラ−（２）をへて集光光学系、位置の補正（オートトラ
ッキング装置）（１１）を経て、光ディスク（１０）に
光（１６）を入射する。さらにこの光ディスク（１０）
より光が（１６’）として反射し、ハーフミラ−（２）
により光路を分離しフィルタ（８）を経て受光センサ（
９）に至る。

この光ディスク（１０）に関し以下にさらに具体的に示
す。

即ちプラスチック基板またはコーニング７０５９ガラス
基板（７）を用いた。この基板上に反射Ｎ（６）として
アルミニュームを真空蒸着法により形成した。そしてこ
の一対を構成する反射層（６）と透光性基ｖｉ（３）を
設け、その間に混合スメチフク液晶例えばビフェニル系
を介在させる。さらにこのディスクの周辺に対し十分の
封止（３０）　、　（３０“）をせしめた。液晶の充填
は真空容器内にてはロボ−／　）により自動化して行っ
た。このＳＬＣとしては公知のものを用いた。

「効果」 以上の説明より明らかな如く、本発明の光ディスクメモ
リ装置はＳＬＣを用いるため書換回数が比較的多い場合
に特に有効である。そして書換のスピードも究めて瞬時
に行い得る特長を有する。

本発明の光学系は「読み出し」と「書き込み」とを異な
る光学系を用いた。しかし、他の方式としてジグ（２１
）を略し、光源（２３）よりの光をハーフミラ−等によ
り光路（１６）　、　（１６’　）と同じとし得ること
は可能である。しかしこの場合は「書き込み」と「読み
出し」の光量が１０倍近く異なるため、部品点数は少な
くなるが光路設計が面倒になる欠点を有する。

かかる方式において、書換は光学方式のため、メモリ容
量がきわめて大きいという特長を有する。

本発明の実質的応用は単に民生用のコンパクトディスク
のみならず、大容量のファイルメモリに対しても有効で
ある。またディスクも円形状で回転方式であるが、ディ
スクを固定し、光路を移動させる方式等の応用も可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスクメモリ装置の概略を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の基板の一方の面を互いに対抗させ、前記基板
   間の配向処理面に接して不揮発性メモリ作用を有する液
   晶とを有することを特徴とした光ディスク装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、一方の基板の内側
   には光を反射する層を有し、他方の基板は透光性を有す
   ることを特徴とする光ディスク装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、液晶はスメクチッ
   ク相を有することを特徴とする光ディスク装置。