JP2574916B2 - 光磁気記録媒体の再生用光学装置 - Google Patents
光磁気記録媒体の再生用光学装置Info
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Description
特に、磁性体の円二色性効果を利用して光磁気信号を差
動検出する再生用光学装置に関するものである。
ィスクは、デジタルメモリとして実用化段階に入ってき
ている。光ディスクに記録された情報の再生には、通
常、半導体レーザが発する直線偏光を記録媒体に照射
し、その反射光の偏波面の回転を検光子で光強度に変換
する方法が採られている。
説明すると、第5図に示すように、半導体レーザが発す
る直線偏光の記録媒体における反射光R11は、検光子31
に導かれる。検光子31において、記録媒体の垂直磁化方
向の違いに対応する偏波面の傾きの違いによって分離さ
れた検出光D11と検出光D12とが、それぞれ光検出器32・
33によって電気信号に変換され、再生信号S11および再
生信号S12が得られる。
方向を(−)とし、(+)方向に磁化された記録ビット
における反射光ベクトルをα、(−)方向に磁化された
記録ビットにおける反射光ベクトルをβ、入射光ベクト
ルをγとする。第6図に示すように、反射光ベクトルα
の偏波面は入射光ベクトルγに対してカー回転角+θk
だけ回転している。また、反射光ベクトルβの偏波面は
入射光ベクトルγに対してカー回転角−θkだけ回転し
ている。
2つの偏光方向X・Yに検波される。偏光方向Xに対し
ては、反射光ベクトルβの成分βXに対応する信号が光
検出器32によってハイレベルで出力され、反射光ベクト
ルαの成分αXに対応する信号が光検出器32によってロ
ーレベルで出力される。これによって、ハイレベルが
(−)方向に磁化された記録に対応する再生信号S11が
光検出器32から出力される。
からローレベルとして出力されるとき、反射光ベクトル
αの成分αYに対応する信号が光検出器33によってハイ
レベルで出力される。また、成分βXが光検出器32から
ハイレベルとして出力されるとき、反射光ベクトルβの
成分βYに対応する信号が光検出器33によってローレベ
ルで出力される。これによって、光検出器32から出力さ
れ、ハイレベルが(−)方向に磁化された記録に対応す
る再生信号S11と、光検出器33から出力され、ハイレベ
ルが(+)方向に磁化された記録に対応する再生信号S
12とは、位相が互いに半周期ずれ、極性が互いに反転し
た信号となる。
12は、反射光の偏波面の回転に基づいて得られた信号な
ので、光ディスクに付着したほこり等の影響が少なくデ
ィスクノイズが含まれにくい。さらに、S/N比を向上さ
せるためこれらは差動増幅器に入力され、その出力信号
に基づいて情報の再生が行われる。
れるカー効果を利用した再生方法では、検光子31の設定
に高精度が要求され、また、再生装置の価格上昇を招く
という問題点を有している。
て再生装置のコストダウンを図ることができる方法とし
て、記録媒体に円偏光を照射し、記録媒体の垂直磁化方
向の違いに対応して反射光の強度と位相に異方性が生じ
ることを利用する、いわゆる円二色性効果を利用する再
生方法も理論的には考えられている。
屈折率をn0、記録媒体34の上向き磁化方向の記録ビット
34aの屈折率をn+、複素反射率をr+、下向き磁化方向の
記録ビット34bの屈折率をn-、複素反射率をr-とする。
このような記録媒体34に、例えば光の進行方向に正対し
て右回りの円偏光L11を照射したとき、記録ビット34aに
おける反射光は左回りの円偏光L12となり、記録ビット3
4bにおける反射光は強度に小さい左回りの円偏光L13と
なって、 (r+)2−(r-)2 ……(1) の式で表わされる反射光強度差が得られる(記録媒体34
に左回りの円偏光を照射したときは、反射光は右回りと
なり、記録ビット34aおよび記録ビット34bにおける反射
光強度の関係は上記と逆になる)。なお、r+およびr
-は、n0、n+、n-を用いて、 r+=(n0−n+)/(n0+n+) ……(2) r-=(n0−n-)/(n0+n-) ……(3) のように表される。
録媒体の磁化方向を反射光強度差で検出しようとするた
め、光ディスクに付着したほこり等の異物が反射光強度
に影響を与え、再生信号にノイズが含まれることにな
る。その結果、従来のカー効果を利用した再生方法より
も、信号品質が劣化し易いという問題点を有している。
果を利用せず、円二色性効果を利用して光学系を簡略化
し、しかも従来のように再生信号を差動増幅できるよう
にした光磁気記録媒体の再生用光学装置を提供すること
にある。
記の課題を解決するために、光ビームをたとえば希土類
遷移金属合金薄膜から成る光磁気記録媒体に照射し、そ
の反射光を光検出手段によって検出することにより、磁
化方向の違いによって光磁気記録媒体に記録された情報
を読み取る光磁気記録媒体の再生用光学装置において、
S偏光を出射する第1の光源たとえば半導体レーザと、
上記S偏光とは波長の異なるP偏光を出射する第2の光
源たとえば半導体レーザと、S偏光およびP偏光を円偏
光に変換して光磁気記録媒体に導く1/4波長板と、上記
第1及び第2の各光源の駆動信号の位相をずらして第1
及び第2の各光源を交互にON−OFFし、S偏光の出射と
P偏光の出射とを交互に切り換えるスイッチング手段た
とえばインバータおよび高周波アンプと、光検出手段が
光磁気記録媒体における各反射光の強度変化に対応する
再生信号を分離して出力するための分離手段たとえばイ
ンバータおよび高周波アンプ、あるいは偏光ビームスプ
リッタとを備え、上記各再生信号が差動増幅されること
を特徴としている。
は、1/4波長板(互いに垂直な方向に振動する直線偏光
間の光路差が1/4波長±20%以内であれば使用できる)
でたとえば右円偏光に変換され光磁気記録媒体に照射さ
れる。第2の光源は、スイッチング手段の動作によっ
て、第1の光源がOFFのときP偏光を出射し、P偏光と
S偏光とは各光源から交互に出射される。出射されたP
偏光は、1/4波長板でたとえば左円偏光に変換され光磁
気記録媒体に照射される。
媒体は、円二色性を有しているので、光磁気記録媒体の
磁化方向が垂直下向きになっている磁区では、照射され
た右円偏光は強度が大きく減衰した左円偏光となって反
射される。一方、照射された左円偏光は強度の減衰が小
さい右円偏光となって反射される。従って、垂直下向き
の磁区では、反射光強度は照射された右円偏光と左円偏
光のON−OFF、即ち、P偏光とS偏光のON−OFFに同期し
て変化することになる。
照射された左円偏光は強度が大きく減衰した右円偏光と
なって反射される。一方、照射された右円偏光は強度の
減衰が小さい左円偏光となって反射される。従って、垂
直上向きの磁区では、反射光強度は上記と逆に、照射さ
れた左円偏光と右円偏光のON−OFF、即ち、S偏光とP
偏光のON−OFFに同期して変化することになる。結局、
光磁気記録媒体における反射光の強度変化は、磁化方向
が垂直下向きの磁区と垂直上向きの磁区とで対象的とな
るので、その位相は半周期ずれることになる。
1の光源と第2の光源のON−OFFに同期して、極性が互
いに逆向きの2種類の再生信号として光検出手段に出力
させるので、差動増幅が可能になる。こうして得られた
再生信号は、記録媒体の磁化方向に対応して変化し、こ
れに基づいて記録情報がディジタルに読み出される。反
射光強度に基づく各再生信号にほこり等の影響によるノ
イズが含まれていたとしても、差動増幅されることによ
ってノイズが相殺されるので、実用レベルのS/N比が得
られる。
明すれば、以下の通りである。
示すように、異なる波長を有すると共に偏光方向が互い
に直交するレーザ光を発射する第1の光源および第2の
光源としての半導体レーザ1・2、偏光ビームスプリッ
タ3、ハーフミラー4、平行光線束を作るコリメートレ
ンズ5、直線偏光を円偏光に変える1/4波長板6、対物
レンズ7、光検出手段としての光検出器10、入力された
基準信号がハイレベルのとき光検出器10の出力に基づい
て再生信号S1および再生信号S2をそれぞれ出力する分離
手段としての高周波アンプ11および高周波アンプ12、ク
ロックパルスを出力する発振器13、光ディスク8からの
戻り光によるレーザノイズ低減のためにレーザ駆動電流
に高周波信号を重畳させ、半導体レーザ1・2にマルチ
縦モードでレーザ光を発振させるためのスイッチング手
段としての高周波アンプ14・15、および発振器13が出力
するクロックパルスを反転させるスイッチング手段とし
てのインバータ16から構成されている。
対して垂直なS偏光を全反射し、電場ベクトルが入射面
に対して平行なP偏光を全透過させる機能を有してい
る。半導体レーザ1が発射する直線偏光L1Sは、偏光ビ
ームスプリッタ3に対してS偏光となり、半導体レーザ
2が発射する直線偏光L2Pは、偏光ビームスプリッタ3
に対してP偏光となるようになっている(従って、直線
偏光L1Sと直線偏光L2Pとは、偏光方向が互いに直交して
いる)。
成分の位相を1/4波長遅らせる機能を有している。主軸
Mの配設方向は、第2図に示すように、入射する直線偏
光L1Sの偏光方向NSが主軸Mに対してθ=左45゜の傾き
を持ち、また、直線偏光L2Pの偏光方向NPがθ=右45゜
の傾きを持つようになっている。このような直線偏光L
1Sは、1/4波長板6によって主軸M方向成分の位相が1/4
波長遅れると、右円偏光に変わる。一方、上記のような
直線偏光L2Pは、主軸M方向成分の位相が1/4波長遅れる
と、左円偏光に変わる。
光軸に垂直に設けられ、希土類遷移金属合金薄膜より成
っている。情報は記録媒体9の垂直磁化方向の違いによ
って記録されており、例えば第3図(a)・(b)に示
すように、磁化方向が垂直上向きの磁区9b(↑)が記録
ビットになっている。
は、第3図(c)に示すように、入力した高周波重畳用
の信号に基づいて、通常の記録再生信号の周波数の10倍
以上にあたる周波数10〜100MHzのクロックパルス列を高
周波アンプ14およびインバータ16に出力する。高周波ア
ンプ14は、第3図(d)に示すように、上記のクロック
パルスに同期して、高周波重畳のための駆動電流として
高周波信号I1を半導体レーザ1に出力すると共に、高周
波アンプ11にも基準信号として出力する。高周波アンプ
15は、第3図(e)に示すように、インバータ16によっ
て反転したクロックパルスに同期して、高周波重畳のた
めの駆動電流として高周波信号I2を半導体レーザ2に出
力すると共に、高周波アンプ12にも基準信号として出力
する。これによって、半導体レーザ1および半導体レー
ザ2は直線偏光L1Sおよび直線偏光L2Pを交互にON−OFF
しながら発射する。
直線偏光L1Sは、S偏光となっているので、偏光ビーム
スプリッタ3によって対物レンズ7の光軸方向に全反射
される。そして、直線偏光L1Sはハーフミラー4を透過
しコリメートレンズ5で平行光線束にされたのち、既に
説明したように、1/4波長板6によって右円偏光に変わ
る。右円偏光は対物レンズ7によってビームスポットに
集光され、光ディスク8の記録媒体9に照射される。こ
の右円偏光は、従来例の第6図で説明したように、円二
色性効果によって、記録媒体9において左円偏光(記録
媒体9から見て)となって反射される。ただし、磁区9b
(↑)においては反射光強度の減衰は小さいが、磁化方
向が垂直下向きの磁区9a(↓)においては反射光強度の
減衰は大きくなる。反射された左円偏光は対物レンズ7
で平行光線束となり、再び1/4波長板6に右円偏光(1/4
波長板6から見て)となって戻る。1/4波長板6では、
右円偏光の透過光は主軸M方向成分の位相が1/4波長遅
れると、P偏光の直線偏光L1Pとなる。直線偏光L1Pは、
コリメートレンズ5を介してハーフミラー4で反射さ
れ、光検出器10に照射される。
2から発射された直線偏光L2P(半導体レーザ1から発
射された直線偏光L1Sとは波長が異なっている)は、P
偏光となっているので、偏光ビームスプリッタ3を全透
過する。そして、直線偏光L2Pは、直線偏光L1Sと同様
に、ハーフミラー4、コリメートレンズ5を介して1/4
波長板6によって左円偏光に変わる。対物レンズ7を介
して記録媒体9に照射された上記の左円偏光は、円二色
性効果によって、記録媒体9において右円偏光(記録媒
体9から見て)となって反射される。ただし、磁区9b
(↑)においては反射光強度の減衰は大きいが、磁区9a
(↓)においては反射光強度の減衰は小さい。反射され
た左円偏光は対物レンズ7を通り、再び1/4波長板6に
左円偏光(1/4波長板6から見て)となって戻る。1/4波
長板6では、左円偏光の透過光はS偏光の直線偏光L2S
となる。直線偏光L2Sは、コリメートレンズ5を介して
ハーフミラー4で反射され、光検出器10に照射される。
偏光L2S)の強度変化について説明する。例えば、第3
図(d)に示すように、磁区9a(↓)において、半導体
レーザ1が高周波信号I1aによってONになり、直線偏光L
1Sを発射したとき、磁区9a(↓)で反射された直線偏光
L1Pの強度IR1aは、第3図(f)に示すように、前記の
説明によって小さくなっている。一方、半導体レーザ1
がOFFで、半導体レーザ2が、第3図(e)に示すよう
に、高周波信号I2aによってONになり、直線偏光L2Pを発
射したとき、磁区9a(↓)で反射された直線偏光L2Sの
強度IR2aは、第3図(f)に示すように、前記の説明に
よって相対的に大きくなっている。従って、磁区9a
(↓)では、反射光強度IRの立ち上がりは、高周波信号
I2の立ち上がりに同期して変化する。
いて、半導体レーザ1が高周波信号I1bによってONにな
り、直線偏光L1Sを発射したとき、磁区9b(↑)で反射
された直線偏光L1Pの強度IR1bは、第3図(f)に示す
ように、前記の説明によって相対的に大きくなってい
る。一方、半導体レーザ1がOFFで、半導体レーザ2
が、第3図(e)に示すように、高周波信号I2bによっ
てONになり、直線偏光L2Pを発射したとき、磁区9b
(↑)で反射された直線偏光L2Sの強度IR2bは、第3図
(f)に示すように、前記の説明によって小さくなって
いる。従って、磁区9b(↑)では、反射光強度IRの立ち
上がりは、高周波信号I1の立ち上がりに同期して変化す
ることになる。
(↓)とで対象的となり、位相が半周期ずれた変化をす
る。
図(g)に示すように、高周波信号I1aの立ち上がりに
同期して、光検出器10が受光した反射光の強度IR1aに基
づくローレベルの再生信号S1aを出力する。磁区9b
(↑)では、高周波アンプ11は高周波信号I2bの立ち上
がりに同期して、光検出器10が受光した直線偏光L1Pの
強度IR1bに基づくハイレベルの再生信号S1bを出力す
る。高周波信号I1がOFFのときは、当然、再生信号S1は
0となる。
回路で処理すると、第3図(i)に示すように、積分再
生信号T1が得られる。積分再生信号T1は、記録ビットと
しての磁区9b(↑)に対応してハイレベル、磁区9a
(↓)に対応してローレベルとなっている。
は、第3図(h)に示すように、高周波信号I2aの立ち
上がりに同期して、光検出器10が受光した直線偏光L2S
の強度IR2aに基づくハイレベルの再生信号2aを出力す
る。磁区9b(↑)では、高周波アンプ12は高周波信号I
2bの立ち上がりに同期して、光検出器10が受光した反射
光の強度IR2bに基づくローレベルの再生信号S2bを出力
する。高周波信号I2がOFFのときは、当然、再生信号S2
は0となる。
すると、第3図(j)に示すように、積分再生信号T2が
得られる。積分再生信号T2は、積分再生信号T1とは位相
が半周期ずれて極性が反対になっており、記録ビットと
しての磁区9b(↑)に対応してローレベル、磁区9a
(↓)に対応してハイレベルとなっている。
は差動増幅されることが可能となり、第3図(k)に示
すように、実用可能なS/N比を有する差動増幅再生信号
ΔT=T1−T2が得られ、この強度変化に基づいて記録媒
体9に記録された情報がディジタルに読み出される。さ
らに、光ディスク8の基板上に付着したほこり等の異物
によって反射光強度が影響を受け、たとえば再生信号S1
の信号強度が本来の値より小さくなり、積分再生信号T1
の強度が小さくなったとしても、同じ異物の影響によっ
て、再生信号S2の信号強度も小さくなり、積分再生信号
T2の強度が同量だけ小さくなる。従って、積分再生信号
T1および積分再生信号T2が差動増幅されれば、異物によ
る減少分は相殺されてしまう。この結果、記録情報の再
生信号以外のディスクノイズが低減されることになる。
以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記の実施例1
の図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同
一の符号を付記して、その説明を省略する。
に基づく再生信号が、高周波アンプ11・12のスイッチン
グ動作によって、分離される場合を示した。本実施例で
は、反射光が偏光方向の違いを利用して、偏光ビームス
プリッタ3を分割手段として用いることにより分離され
る場合を示す。
レーザ1と偏光ビームスプリッタ3との間にハーフミラ
ー17が配設され、半導体レーザ2と偏光ビームスプリッ
タ3との間にハーフミラー18が配設されている。対物レ
ンズ7の光軸上には、第1図と同様に、コリメートレン
ズ5、1/4波長板6、光ディスク8およびその記録媒体
9が設けられている。また、後述するように、記録媒体
9における各反射光は、偏光ビームスプリッタ3によっ
て分離されたのち、一方はハーフミラー17によって光検
出器19に導かれ、同時に他方はハーフミラー18によって
光検出器20に導かれるようになっている。また、実施例
1と同様に、高周波アンプ14は、発振器13が出力するク
ロックパルスに同期して、高周波信号I1は半導体レーザ
1に出力する。高周波アンプ15は、インバータ16によっ
て反転したクロックパルスに同期して、高周波信号I2を
半導体レーザ2に出力するようになっている。
偏光L1SはS偏光であるから、ハーフミラー13を透過し
たのち偏光ビームスプリッタ3で全反射され、コリメー
トレンズ5、1/4波長板6、および対物レンズ7を介し
て、右円偏光となって光ディスク8の記録媒体9に照射
される。そして、その反射光は実施例1と同様に、1/4
波長板6でP偏光の直線偏光L1Pとなるから、偏光ビー
ムスプリッタ3を全透過し、ハーフミラー18で全反射さ
れたのち、光検出器20に導かれる。
が異なるP偏光の直線偏光L2Pも、実施例1と同様に、1
/4波長板6の作用によってS偏光の直線偏光L2Sとなっ
て戻ってくるから、偏光ビームスプリッタ3で全反射さ
れ、ハーフミラー17で全反射されたのち、光検出器19に
導かれる。こうして、光検出器20が出力する再生信号S1
と光検出器19が出力する再生信号S2とは、高周波アンプ
11・12のスイッチング動作を必要とせずに分離し取り出
される。
しており、磁区9a(↓)および磁区9b(↑)に対応する
強度変化については、実施例1と全く同様である。ま
た、再生信号S2は高周波信号I2の立ち上がりに同期して
おり、磁区9a(↓)および磁区9b(↑)に対応する強度
変化については、やはり実施例1と全く同様である。以
下、差動増幅によって得られる再生信号の説明を実施例
1と全く同じであるから省略する。
上のように、S偏光を出射する第1の光源と、上記S偏
光とは波長の異なるP偏光を出射する第2の光源と、S
偏光およびP偏光を円偏光に変換して光磁気記録媒体に
導く1/4波長板と、上記第1及び第2の各光源の駆動信
号の位相をずらして第1及び第2の各光源を交互にON−
OFFし、S偏光の出射とP偏光の出射とを交互に切り換
えるスイッチング手段と、光検出手段が光磁気記録媒体
における各反射光の強度変化に対応する再生信号を分離
して出力するための分離手段とを備え、上記各再生信号
が差動増幅される構成である。
性効果により、記録媒体の磁化方向に対応して反射光強
度の極性が互いに逆向きになるように変化するので、そ
れに応じて光検出手段から出力される各再生信号を差動
増幅することが可能となる。この結果、差動増幅によっ
てディスクノイズが相殺されることにもなり、実用レベ
ルのS/N比を従来のように高価な検光子を用いずに簡便
な光学系によって得ることができるという効果を奏す
る。
る。 第1図は光磁気記録媒体の再生用光学装置の要部の構成
図である。 第2図は1/4波長板の作用に関する説明図である。 第3図は記録媒体の磁化方向に対応する各種信号のタイ
ミングチャートである。 第3図(a)・(b)は記録ビットと垂直磁化方向との
対応図である。 第3図(c)はクロックパルスの波形図である。 第3図(d)・(e)は高周波信号の波形図である。 第3図(f)は反射光強度の波形図である。 第3図(g)・(h)は再生信号の波形図である。 第3図(i)・(j)は積分再生信号の波形図である。 第3図(k)は差動増幅再生信号の波形図である。 第4図は本発明の他の実施例を示すものであって、光磁
気記録媒体の再生用光学装置の要部の構成図である。 第5図ないし第7図は従来例を示すものである。 第5図は光磁気記録媒体の再生用光学装置の要部の構成
図である。 第6図はカー効果と再生信号の極性との関係を示す説明
図である。 第7図は光磁気記録媒体における円二色性効果に関する
説明図である。 1は半導体レーザ(第1の光源)、2は半導体レーザ
(第2の光源)、3は偏光ビームスプリッタ(分離手
段)、6は1/4波長板、9は記録媒体(光磁気記録媒
体)、10・19・20は光検出器(光検出手段)、11・12は
高周波アンプ(分離手段)、14・15は高周波アンプ(ス
イッチング手段)、16はインバータ(分離手段およびス
イッチング手段)、L1Sは直線偏光(S偏光)、L2Pは直
線偏光(P偏光)、S1・S2は再生信号である。
Claims (1)
- 【請求項1】光ビームを光磁気記録媒体に照射し、その
反射光を光検出手段によって検出することにより、磁化
方向の違いによって光磁気記録媒体に記録された情報を
読み取る光磁気記録媒体の再生用光学装置において、 S偏光を出射する第1の光源と、上記S偏光とは波長の
異なるP偏光を出射する第2の光源と、S偏光およびP
偏光を円偏光に変換して光磁気記録媒体に導く1/4波長
板と、上記第1及び第2の各光源の駆動信号の位相をず
らして第1及び第2の各光源を交互にON−OFFし、S偏
光の出射とP偏光の出射とを交互に切り換えるスイッチ
ング手段と、光検出手段が光磁気記録媒体における各反
射光の強度変化に対応する再生信号を分離して出力する
ための分離手段とを備え、上記各再生信号が差動増幅さ
れることを特徴とする光磁気記録媒体の再生用光学装
置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5397990A JP2574916B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 光磁気記録媒体の再生用光学装置 |
CA002037428A CA2037428C (en) | 1990-03-05 | 1991-03-01 | Reproducing optical device for a magneto-optical recording medium |
US07/664,183 US5202860A (en) | 1990-03-05 | 1991-03-04 | Magneto-optic reproducing device using right and left circularly polarized light |
DE69121744T DE69121744T2 (de) | 1990-03-05 | 1991-03-05 | Optische Wiedergabevorrichtung für ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium |
EP91301830A EP0446021B1 (en) | 1990-03-05 | 1991-03-05 | Reproducing optical device for a magneto-optical recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5397990A JP2574916B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 光磁気記録媒体の再生用光学装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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1990
- 1990-03-05 JP JP5397990A patent/JP2574916B2/ja not_active Expired - Lifetime
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