JP2667678B2 - 光磁気メモリ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気記録媒体に光ビームを投射して、こ
の光磁気記録媒体への情報の記録、記録された情報の消
去および再生等を行う光磁気メモリ装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

光磁気メモリ装置は、情報の記録および消去等の可能
な光磁気記録媒体に、１μｍ程度の径に集光したレーザ
光を投射し、光磁気記録媒体に対する情報の記録、記録
されている情報の読み出しおよび消去等を行い得るよう
になっている。

上記の光磁気記録媒体は膜面に垂直な方向に磁化容易
軸を有する磁性薄膜を備えており、この光磁気記憶媒体
への記録は以下のようにして行われている。即ち、光学
ヘツドから光磁気記録媒体の磁性薄膜にレーザ光が照射
されると、レーザ光の照射された部位は、局所的に温度
が上昇して保磁力が低下する。そこで、この部位に外部
から磁場を印加すると、所望の方向へ磁化反転させるこ
とができ、これによって情報の記録が行われる。

一方、再生動作は以下のようにして行われている。即
ち、記録時よりも弱い直線偏光のレーザ光を光磁気記録
媒体に投射すると、光磁気記録媒体からの反射光または
透過光である再生光の偏光面が光磁気記録媒体の磁化方
向に応じて所定角度回転する。この偏光面の回転は、透
過光についてはファラデー効果により、また反射光につ
いてはカー効果により生じる。例えば、光磁気記録媒体
のある磁化方向に対する反射光のベクトルをＲ＋、上記
の磁化方向と反転している磁化方向に対する反射光のベ
クトルをＲ−とすると、第６図に示すように、これら反
射光Ｒ＋、Ｒ−と対応する偏光面の回転角はそれぞれ入
射偏光面に対して＋θ_Ｋ、−θ_Ｋとなる。そして、入射
偏光面に対して45゜に設定されている検波偏光面にて、
反射光Ｒ＋、Ｒ−の検波偏光面成分Ｒα＋、Ｒα−を検
波することにより、電気信号としての再生信号が得られ
るようになっている。このとき、Ｒα−はローレベル、
Ｒα＋はハイレベルとなる。

従来の光磁気メモリ装置は、第７図に示すように、光
磁気記録媒体としての光磁気ディスク101と、光磁気デ
ィスク101に対する情報の記録、記録されている情報の
読み出し、および消去等を行う光学ヘッド102とを備え
ている。

光学ヘッド102は、半導体レーザ111、ビームスプリッ
タ（ハーフミラー）112、対物レンズ113、1/2波長板11
6、検光子117、集光レンズ114、および光検出器115から
構成されている。半導体レーザ111から出射された光ビ
ームは、ビームスプリッタ（ハーフミラー）112を通っ
て対物レンズ113で集光され、光磁気ディスク101に照射
される。光磁気ディスク101で反射された再生光は対物
レンズ113を通って、ビームスプリッタ（ハーフミラ
ー）112により、その一部が直角に曲げられる。この光
は1/2波長板116によって偏光方向が所定の角度に傾けら
れ、検光子117を通り、集光レンズ114によって集光さ
れ、光検出器115に入射される。光検出器115において再
生光は電気信号に変換され、信号検出回路へ送られてデ
ータが再生される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の光磁気メモリ装置は、第７図に
示すように、1/2波長板116と検光子117とを配置しなけ
ればならず、従って、部品点数が多く、光学系の簡略化
に支障を来している。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するために、本発明の光磁気メモリ
装置は、光学ヘッドに対して相対移動可能に設けられ、
情報としての記録マークが記録された光磁気記録媒体
に、上記記録マークにおけるトラック方向の直交する方
向の幅よりも大きい直径の集光スポットを有する光ビー
ムを照射する照射手段と、上記集光スポット内に記録マ
ークと記録マークでない部分とが含まれるときに、光磁
気記録媒体より得られる上記両部分から各再生光を互い
に逆位相の光とする偏光ビームスプリッタと、この偏光
ビームスプリッタから得られる再生光が記録マークと記
録マークでない部分とで逆位相となることによる信号レ
ベルの変化に基づいて記録マークを検出し、この記録マ
ークを信号として再生する信号検出手段とを備えている
ことを特徴としている。

〔作 用〕

上記の構成によれば、再生動作の際に、照射手段は、
記録マークの幅よりも大きい直径の集光スポットを有す
る光ビームを光磁気記録媒体に照射する。光学手段は、
集光スポット内に記録マークと記録マークでない部分と
が含まれるときに、光磁気記録媒体より得られる上記両
部分からの各再生光を互いに逆位相の光とする。光学手
段が、例えば偏光ビームスプリッタである場合、入射偏
光面と直角な方向に検波偏光面を配置して、記録マーク
に光ビームが照射された際の記録マークの再生光と記録
マークでない部分の再生光との逆位相成分が互いに干渉
することを利用する。信号検出手段は、この光学手段か
ら得られる再生光が記録マークと記録マークでない部分
とで逆位相となることによる信号レベルの変化に基づい
て記録マークを検出し、この記録マークを信号として再
生する。

ここで、光ビームが記録マークでない部分に照射され
ているときには、再生光は干渉を生じないので、光検出
器の受ける光量が多くなり、再生信号はハイレベルとな
る。

一方、光ビームが記録マークに照射されているときに
は、光ビームの集光スポットは記録マークよりも大きい
径を有しているので、記録マークと記録マークの回りの
記録マークでない部分とに照射される。これら記録マー
クと記録マークでない部分との両部位から得られ、偏光
ビームスプリッタを経た再生光同士は互いに干渉し、光
量が低下、即ち信号レベルが低下する。これにより、再
生信号はローレベルとなる。そして、このローレベルの
部位はディジタル情報における例えば符号１と対応して
いるので、これを検出することにより、情報の再生が可
能となる。

上記のような構成をとれば、1/2波長板と検光子とを
省略でき、ビームスプリッタの代わりに偏光ビームスプ
リッタを配置できる。従って、部品点数を削減でき、光
学系の簡略化が可能となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づいて以
下に説明する。

本発明に係る光磁気メモリ装置は、第１図に示すよう
に、光磁気記録媒体としての光磁気ディスク１と、光磁
気ディスク１に対する情報の記録、記録されている情報
の読み出しおよび消去等を行う照射手段としての光学ヘ
ッド２とを備えている。

上記の光磁気ディスク１は、膜面に垂直な方向に磁化
容易軸を有する磁性薄膜を備え、磁化方向の反転により
情報としての記録マークの記録および消去等が可能であ
り、光学ヘッド２に対して移動可能となっている。

光学ヘッド２は、光ビームとしてのレーザ光を投射す
る半導体レーザ11と、光学手段としての偏光ビームスプ
リッタ12とを備えている。偏光ビームスプリッタ12は、
半導体レーザ11から投射されたレーザ光を直線偏光にし
て対物レンズ13に供給する偏光子としての機能、対物レ
ンズ13を介して入謝した光磁気ディスク１からの反射光
における検波偏光面成分を検出する検光子としての機
能、および上記の反射光を半導体レーザ11と光磁気ディ
スク１との間の光路から取り出す機能として有してい
る。本実施例においては、偏光ビームスプリッタ12は、
第２図に示すように、入射偏光面に対して検波偏光面が
垂直を成すように配されている。

さらに、光学ヘッド２は、偏光ビームスプリッタ12を
介して入射したレーザ光を光磁気ディスク１上に集光さ
せる対物レンズ13と、偏光ビームスプリッタ12から得ら
れた光を光検出器15上に集光させる集光レンズ14と、集
光レンズ14を介して入射した光を電気信号に変換する光
検出器15とを備えている。そして、光学ヘッド２は、光
磁気ヘッド１への記録動作の際に、レーザ光を投射して
光磁気ディスク１の磁化方向を反転させることにより、
情報としての記録マークを記録するようになっている。
この記録マークは、２種の符号（０、１）からなるディ
ジタル情報の第１符号と対応するように記録される。本
実施例においては、第３図に示すように、ディジタル情
報としてのディジタルデータ（ａ）に対して、（ｂ）に
示す記録マークが第１符号としての１と対応するように
記録される。従って、記録マーク以外の部位である非マ
ーク部が第２符号としての０と対応している。また、記
録マークは再生時のレーザ光における集光スポット３の
径よりも狭い幅に記録されている。尚、記録マークの幅
は光磁気ディスク１におけるトラック方向と直交する方
向における記録マークの寸法を示している。また、光学
ヘッド２は、再生動作の際には結局、光磁気ディスク１
の記録マークの幅よりも大きい直径の集光スポット３を
有するレーザ光を光磁気ディスク１に投射することにな
り、再生光としての反射光を得るようになっている。

上記の光学ヘッド２における光検出器15には、光検出
器15から出力される再生信号を入力し、再生信号に含ま
れるローレベルの部位を１として検出することにより、
再生信号をディジタル再生信号に変換して出力する信号
検出手段としての信号検出回路が接続されている。

上記の構成において、光磁気メモリ装置の記録動作の
際には、光学ヘッド２の半導体レーザ11からレーザ光が
投射され、このレーザ光は偏光ビームスプリッタ12によ
り直線偏光とされて対物レンズ13に入射し、この対物レ
ンズ13にて光磁気ディスク１上に集光される。光磁気デ
ィスク１におけるレーザ光の照射部位は磁化反転し、第
３図に示すように、ディジタルデータ（ａ）に対応し
て、（ｂ）に示す記録マークが記録される。このとき、
ディジタルデータ（ａ）の１に記録マークが対応するよ
うに記録される。

一方、再生動作の際には、半導体レーザ11から投射さ
れたレーザ光は、対物レンズ13により上記の記録マーク
の幅よりも大きい径の集光スポット３に集光されて光磁
気ディスク１に照射されることになる。光磁気ディスク
１からの反射光は対物レンズ13を介して偏向ビームスプ
リッタ12に入射し、光磁気ディスク１の磁化方向に対応
する検波偏光面成分として取り出される。このようにし
て取り出された光は、集光レンズ14によって光検出器15
上に集光され、電気信号に変換されて再生信号（ｃ）が
得られる。

ここで、光学ヘッド２からのレーザ光が光磁気ディス
ク１の非マーク部に照射されたときには、カー効果によ
り非マーク部の磁化方向に応じて反射光の偏光面が回転
する。このとき、この偏光面が、第２図に示すように、
＋θ_Ｋだけ回転するものとすると、反射光のベクトルは
Ｒ＋となる。そして、偏光ビームスプリッタ12の検波偏
光面がレーザ光の入射偏光面に対して垂直に配されてい
るので、反射光Ｒ＋の検波偏光面成分Ｒα＋が偏光ビー
ムスプリッタ12での検波によって得られる。上記の検波
偏光面成分Ｒα＋の光は検出器15に入射するが、このと
きには、光の干渉が生じないので、光検出器15への入射
光の光量は多くなる。従って、光検出器15から出力され
る再生信号（ｃ）はハイレベルとなる。

また、光磁気ディス71の移動により、レーザ光の集光
スポット３が記録マークに照射されたときには、記録マ
ークは非マーク部に対して磁化反転されているので、記
録マークと非マーク部とからの反射光の偏光面がそれぞ
れ−θ_Ｋ、＋θ_Ｋだけ回転し、両反射光の検波偏光面成
分は180゜位相のずれたものとなる。これにより、記録
マークと非マーク部とからの反射光が互いに干渉し、光
検出器15へ入射する反射光の光量が減少する。従って、
光検出器15から出力される再生信号（ｃ）は記録マーク
の長さに応じた範囲でローレベルとなる。

ここで、第４図および第５図により、再生信号につい
ての計算機シミュレーションの結果の一例を示す。

第４図は第５図の再生信号についての計算機シミュレ
ーションにおける記録マークと集光スポット３との関係
を示す説明図で得ある。同図において、記録マークは、
長さが４μｍ、幅がＷ、エッジ部の湾曲部が半径W/2の
半円である。集光スポット３ガウシアンビームであり、
その半径（ビーム中心強度の1/e²倍になる円における半
径）は、0.65μｍである。集光スポット３の走査方向
は、記録マークの長軸方向であり、記録マーク中央と集
光スポット３の中心距離を同図の上部に示す。また、記
録マークを形成した光ディスク１の基板の屈折率は1.
5、紙面縦方向における隣接トラックとのピッチは1.6μ
ｍであり、対物レンズの開口率は0.55、集光スポット３
を形成するレーザ光の波長は0.78μｍである。

第５図はシミュレーション結果を示す図であって、横
軸が集光スポット３の走査方向であり、記録マーク中央
と集光スポット３の中心との距離を示す。縦軸は光検出
器へ入射する再生光の強度を示す。集光スポット３が完
全に記録マーク以外の部位にあるときを1.0、再生強度
が０のときを0.0にしてある。光検出器においては、こ
れに相当する再生信号が得られる。そして、記録マーク
の幅Ｗ（およびエッジ部の湾曲部の半径の２倍）を、0.
4μｍ、0.6μｍ、0.8μｍ、1.0μｍ、1.4μｍ、1.8μｍ
とし、これら７種について再生波形をシミュレーション
した。その結果、Ｗ＝1.4μｍおよび1.8μｍのとき、記
録マークのエッジ部にてパルスが顕著であった。

記録マークの幅Ｗ（およびエッジ部の湾曲部の半径の
２倍）につていは、Ｗ＝1.8μｍおよび1.4μｍのとき、
情報パルスが顕著であり、Ｗ＝1.0μｍおよび0.8μｍの
ときも、エッジ部でのパルスはまだ残っており、記録マ
ーク中央部のレベルが徐々に下がっていることが分か
る。

また、このシミュレーションは、上記のような条件下
にて行ったものであるが、これ以外に例えば基板の屈折
率、レーザ光の波長λ、あるいは対物レンズの開口率等
の条件が変われば、当然これに応じて最適な記録マーク
の幅も変化する。

次に、記録マークの幅Ｗを変えて記録する方法につい
て説明する。例えば、集光スポット３の径は同じにして
おき、外部から印加する磁場の強さを弱くする。そうす
れば、記録マークの幅を小さくして記録することができ
る。逆に、外部から印加する磁場を強くすると、記録マ
ークの幅は大きくなる。

また、磁場の強さを変化させる代わりに、記録時の集
光スポット３の光強度を変化させてもよい。つまり、光
強度を下げると記録マークの幅は小さくなり、逆に、光
強度を上げると記録マークの幅は大きくなる。

尚、集光スポット３を光磁気ディスク１上に集光する
ためのフォーカスサーボ系において、電気的にフォーカ
ス点をずらしても同様な効果がある。つまり、記録時に
は集光スポット３を小さく絞り、再生時にはフォーカス
点にオフセットを加えることによって、集光スポット３
を広げることである。

次に、前記の再生信号（ｃ）は信号検出回路に入力さ
れ、信号検出回路では、再生信号（ｃ）に含まれるロー
レベルの部位を１として検出し、再生信号をディジタル
再生信号に変換して出力する。そして、このディジタル
再生信号から再生情報としてのディジタルデータが得ら
れる。

尚、本実施例においては、偏光ビームスプリッタ12の
検波偏光面を再生光の入射偏光面に対して垂直となるよ
うに配した構成としているが、本発明においては、光ビ
ームが記録マークに照射されたときにおける記録マーク
と非マーク部からの再生光間の干渉による受光量の低下
を検出することができればよいのであるから、必ずしも
上記の両者が垂直を成す必要はない。

また、光磁気ディスク１からの反射光の偏光面が、カ
ー効果により回転することを利用して再生を行う構成に
ついて示したが、これに限定されることなく、光磁気デ
ィスク１の透過光の偏光面が、ファラデー効果により回
転することを利用して再生を行うものでもあってもよ
い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の光磁気メモリ装置は、光学ヘッ
ドに対して相対移動可能に設けられ、情報としての記録
マークが記録された光磁気記録媒体に、上記記録マーク
におけるトラック方向と直交する方向の幅よりも大きい
直径の集光スポットを有する光ビームを照射する照射手
段と、上記集光スポット内に記録マークと記録マークで
ない部分とが含まれるときに、光磁気記録媒体より得ら
れる上記両部分からの各再生光を互いに逆位相の光とす
る偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタ
から得られる再生光が記録マークと記録マークでない部
分とで逆位相となることによる信号レベルの変化に基づ
いて記録マークを検出し、この記録マークを信号として
再生する信号検出手段とを備えることを特徴とするもの
である。

それゆえ、例えば第７図に示す1/2波長板116、検光子
117を省略して、ビームスプリッタ112の代わりに偏光ビ
ームスプリッタを配置することができる。従って、部品
点数を減らすことができ、光学系を簡略化することが可
能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図は光磁気メモリ装置の主要部の構成を示す
説明図、第２図は光学ヘッドにおける再生動作の説明
図、第３図は記録マークと各信号波形との関係を示す説
明図、第４図は第５に示した再生信号についての計算機
シミュレーションにおける記録マークと集光スポットと
の関係を示す説明図、第５図は計算機シミュレーション
の結果を示し、記録マーク上における集光スポットの位
置と光検出器へ入射する再生光強度との関係を示すグラ
フ、第６図および第７図は従来例を示すものであって、
第６図は光学ヘッドにおける再生動作の説明図、第７図
は光磁気メモリ装置の主要部の構成を示す説明図であ
る。 １は光磁気ディスク（光磁気記録媒体）、２は光学ヘッ
ド（照射手段）、３は集光スポット、11は半導体レー
ザ、12は偏光ビームスプリッタ（光学手段）、15は光検
出器である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 出口 敏久 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 太田 賢司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 寺島 重男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−153858（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−105745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−169947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−14327（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学ヘッドに対して相対移動可能に設けら
   れ、情報としての記録マークが記録された光磁気記録媒
   体に、上記記録マークにおけるトラック方向と直交する
   方向の幅よりも大きい直径の集光スポットを有する光ビ
   ームを照射する照射手段と、 上記集光スポット内に記録マークと記録マークでない部
   分とが含まれるときに、光磁気記録媒体より得られる上
   記両部分からの各再生光を互いに逆位相の光とする偏光
   ビームスプリッタと、 この偏光ビームスプリッタから得られる再生光が記録マ
   ークと記録マークでない部分とで逆位相となることによ
   る信号レベルの変化に基づいて記録マークを検出し、こ
   の記録マークを信号として再生する信号検出手段とを備
   えていることを特徴とする光磁気メモリ装置。