JP2790701B2

JP2790701B2 - 光学的情報再生方法

Info

Publication number: JP2790701B2
Application number: JP2064305A
Authority: JP
Inventors: 進松村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JPH03268252A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の属する技術分野）本発明は、光ディスクなどの光学的あるいは光磁気の
情報記録媒体に情報を記録、再生する光学的情報再生方
法に関し、とくに、その記録媒体に記録された情報を再
生する光学ヘッド部分を改善した光学的情報再生方法に
関する。

（従来の技術）光学的情報の記録／再生装置は、記録媒体の大きさに
対して、データの記憶容量が大きいという点で、コンピ
ュータの外部記憶手段として利用されている。中でも、
光磁気情報記録媒体は、データの書換えが可能なことで
有用である。このような記憶手段を用いて情報の記録、
再生を行なう方法にはマーク間記録方法およびマーク長
記録方法（エッジ記録方法）が知られている。後者は前
者に比べてデータ容量を上げ得る点で有利であるとされ
ているが、この方式によって記録された記録媒体から正
確に情報を再生するためには、光学ヘッド部分で情報ビ
ットのエッジ位置を正確に読み取る必要がある。

通常、光磁気記録媒体用の光学ヘッドにおいては、光
源としての半導体レーザからの光束を対物レンズにより
微小スポットに集光し、このスポット光を用いてマーク
間記録方法で、データの記録を行っており、また、この
微小スポット光の情報ビットからの反射光量の変化を差
動検出して、情報の再生を行っている。

このような従来の差動検出方法においては、入射直線
偏光の偏光方向と45度をなす偏光軸方向を有する偏光ビ
ームスプリッターを用いて、反射光を２つの信号光に分
解し、この両光束から２つの信号を検出し、これから差
動信号を作り出している。

（発明が解決しようとする課題）このマーク長記録方法において、従来から知られてい
るガウス分布状の光量分布を有する単一微小スポット光
を用いると、情報ビットからの反射光の光量変化を差動
検出する時、投光スポット光の光量分布が、或る広がり
を有するガウス分布であって、反射光束全体の光量変化
を検出する場合に、エッジ検出能力が低いという問題が
ある。

（発明の目的）本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、マー
ク長記録方法で記録した場合に、光学ヘッド部分で高い
エッジ検出能力を発揮する光学的情報再生方法を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段）このため、本発明では、半導体レーザからの光束を投
光光学系により、対物レンズを介して微小スポットとし
て情報記録面上に設けた情報トラックに導き、また、前
記情報記録面からの反射光または透過光を前記対物レン
ズを介して受光光学系により光検出器へ導き、前面情報
記録面上に記録された情報を光学的に読み取る光学的情
報再生方法において、前記検出器は前記受光光学系の光
軸上に設けられ、かつ、該受光光学系の想像力で決まる
エアリィディスクサイズとほぼ等しい有効受光面を具備
しており、前記反射光または透過光の偏光成分の内、磁
気光学効果により新たに発生した偏光成分のみを、前記
受光光学系を介して上記受光面上に光スポットとして結
像させ、前記光検出器の信号出力から、前記情報トラッ
ク上に記録された情報磁区のエッジを検出するようにし
ている。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。図１に示す実施例では、本発明の再生方法に使用
される光学ヘッド部分が構成されている。ここで、符号
１は半導体レーザであり、例えば波長λ_１（λ_１＝830n
m）の直線偏光（この光束の電界ベクトルの方向をＥで
示す）を発する。この光束はコリメータレンズ２で平行
光束に変換され、第１の偏光ビームスプリッター３に投
射される。ここでは、Ｅ方向の偏光成分はほとんど透過
されるが、これと直交する方向の偏光成分は100％反射
される。

そして、上記偏光ビームスプリッター３を透過した光
束は、対物レンズ４で集光され、光磁気ディスク（記録
媒体）に設けられた情報トラック６の１つに投光スポッ
ト５を形成する。また、この情報トラック６におけるト
ラッキング制御のためには、案内溝７が上記光磁気ディ
スクに形成してある。上記情報トラック６からの反射光
あるいは透過光は、上記対物レンズ４から上記偏光ビー
ムスプリッター３を経由して、第２の偏光ビームスプリ
ッター８に向けられ、ここで２つに分割され、一方が透
過波面９のように取出され、他方がセンサーレンズ10を
介して光電気変換素子11にもたらされる。

このような構成では、半導体レーザ１から発した光束
は直線偏光であり、その電界ベクトルの方向Ｅを、Ｐ偏
光の方向とし、これと直交する方向をＳ偏光の方向とす
る。この光束は、光磁気ディスクに透過された時、TbFe
Coなどの光磁気記録膜上に光スポット５として結像され
る。この光磁気記録膜により磁気カー効果を受けた反射
光束は、Ｅ方向と直交するＳ偏光成分を有するから、こ
の偏光成分が第１の偏光ビームスプリッター３により、
全て反射され、また、元々のＰ方向偏光成分が、その一
部を反射され、第２の偏光ビームスプリッター８に入射
されることになる。

そして、第２の偏光ビームスプリッター８は、Ｓ方向
の偏光成分を100％反射し、Ｐ方向の偏光成分を100％透
過する特性を有しているので、これを透過した透過波面
９となる光束は、全てＰ偏光成分である。これは、図示
しないオートフォカス制御用AF検出光学系、オートトラ
ッキング制御用AT検出光学系へ導かれる。これら検出光
学系には従来公知の各種方法を用いればよい。他方、第
２の偏光ビームスプリッター８により反射されたＳ偏光
成分の光束は、センサーレンズ10で結像され、光電変換
素子11に入射される。

図２は光磁気記録膜上の情報トラック内に記録された
１つの情報磁区12（磁化の方向Ｍ）上に光スポット５が
入射した場合を示している。この光スポットを形成する
入射光束13上での電界ベクトルをEiとすると、この方向
は、先の図１におけるＰ方向であり、これを符号14で示
す。この入射光束13が光スポット５として光磁気記録膜
で反射されると、磁気カー効果を受け、情報磁区12の磁
化の方向に応じて直線偏光の偏光方向がθだけ回転し、
反射光束15上での電界ベクトルは符号16で示されるよう
になる。また、この電界ベクトルのＳ偏光成分は符号17
で示されている。

この図の場合において、光スポット内には情報磁区の
エッジが存在しないから、反射光束はエッジの情報を持
っていない。この実施例において、光電変換素子上に結
像されるのはＳ偏光成分17だけであり、この場合には、
反射光束は情報磁区のエッジ情報を持たないため、その
波面内に何等、位相分布を持たず、反射光束のＳ偏光成
分は、センサーレンズにより、通常の単一スポット光と
して、光変換素子上に結像されるのである。

図３は光磁気記録膜上の情報トラック内に記録された
情報磁区のエッジ上にスポット光５が入射している場合
を示している。入射光束13上での電界ベクトルの方向は
先述の図２の場合と同じであって、符号16で示してい
る。スポット光５が入射する情報磁区はエッジ17を境
に、符号18、19で示されるように、互いにその磁化の方
向が異なっている。入射スポット光５の波面の内、磁化
18の影響を受ける領域５−１、磁化19の影響を受ける領
域５−２とすると、領域５−１の光は、磁化18による磁
気カー効果を受け、反射光束20の、この領域に対応する
部分の光20−１は、先の図２と同じ方向にカー回転を受
け、その電界ベクトルは符号21で示され、このＳ偏光成
分は符号22で示される。一方、波面５−２の光は、磁化
19による磁気カー効果を受け、反射光束20の、この領域
に対応する部分の光20−２は、20−１とは反対方向へ偏
光面を回転し、電界ベクトルは符号23となり、そのＳ偏
光成分は符号24となる。

このＳ偏光成分22、24を比較するとわかるように、そ
の方向が逆になっている。換言すれば、反射光束20のＳ
偏光成分位相分布は、情報磁区エッジ17を境に位相がπ
だけ異なっているのである。

図４は、図３での波面のＳ偏光に対する結像関係を示
しており、同図では、光磁気記録膜に入射した光スポッ
ト５は反射され、反射光束20はその波面上、Ｓ偏光成分
について、光20−１と20−２とが位相差πを有するもの
となる。この光束が対物レンズ４を通過後、センサーレ
ンズ10により結像されると、この位相差により、単一の
光スポットとはならず、中心部にゼロを持つ振幅分布25
となり、強度分布としては、符号26に示すように中心部
が暗い分布となる。この暗い中心部のサイズは、対物レ
ンズ４、センサーレンズ10からなる受光光学系の解像力
で決まるエアリィ・ディスクの大きさと略等しい。

図５は、先の図２の場合におけるＳ偏光に対する受光
光学系による結像関係を示している。ここでは、図２で
説明しているように、反射光束15の波面上のＳ偏光成分
には位相差が存在しないから、通常の結像スポットの光
分布と同じ強度分布が形成される。

したがって、光電変換素子11の受光面サイズをエアリ
ィ・ディスクの大きさと略等しいものにして置けば、こ
の素子11からの出力信号レベルを判定することで、投光
スポット内の情報磁区のエッジの存在、準存在が判定で
きる。このように、上記実施例では、従来の光学系に若
干の変更に加えるだけで、精度よくエッジを検出でき
る。

この実施例では、投光ビーム内に情報ビットのエッジ
が存在する場合には、光電変換素子からの出力がゼロと
なる。通常、信号処理では、エッジが存在する場合に出
力パルスが発生するのがよいから、この点を考慮して、
次のような実施例を実現するとよい。すなわち、本発明
の別の実施例として、図６のような構成が提唱される。
ここでは、図１におけるコリメータレンズ２の後に位相
板28が設けられる。この位相板28は、光軸を含む直線29
により２つの領域28−1,28−２に分割されていて、領域
28−１には、屈折率ｎ、厚みＤの光学的に透明な誘電体
膜が設けられている。この厚みと屈折率と半導体レーザ
からの光束の波長λとの間には２π（ｎ−１）・D/λ＝π なる関係がある。したがって、投光光束は、この２つの
領域に対応した波面上で互いにπの位相差を有してい
る。

この位相板を透過した光束は、第１の偏光ビームスプ
リッター３を透過し、対物レンズ４により結像される
が、この場合には、情報トラック６上の投光スポットの
中に位相板28による位相差πが存在することになる。

図７は、図６の投光スポット５が１つの情報磁区30の
上に存在する場合を示している。ここでは、投光光束中
に位相板により与えられた位相差が存在するため、位相
板の領域28−1,28−２に対応して投光光束31の31−1,31
−２の間には位相差πが存在する。したがって、31−１
での電界ベクトルを符号32のように示すと、波面31−２
の電界ベクトルは符号33のように示される。投光スポッ
ト５の波面上にも、この投光波面の位相差が存在し、波
面５−1,5−２の間には位相差πが存在する。したがっ
て、１つの情報磁区30により反射され、磁気カー効果を
受けた光束34以上にも、この位相差が存在し、波面34−
1,34−２の電界ベクトルは、それぞれ、符号35,37のよ
うに示すことができる。これらのＳ偏光成分は符号36,3
8のようになり、互いに位相差πが存在する。

図８は、投光スポット５内に情報磁区39,40のエッジ4
1が存在する場合を示している。ここでは投光波面31−
1,31−２の、波面上での電界ベクトルを、先述の図７の
場合と同様に表現している。図８において、投光スポッ
ト５−１での磁化は、図７と同様であり、同じような磁
気カー効果を受け、これからの反射波面42−１での電界
ベクトルは、図７と同じように表現でき、符号35とな
り、そのＳ偏光成分は符号36となる。

これに対して、投光スポット５−２では、磁化の向き
が異なるため、反射波面42−２の電界ベクトルは符号43
で示すようになる。また、このＳ偏光成分は符号44とな
る。

したがって、図６に示す実施例では、投光スポット内
に存在する位相差πにより、第１の実施例の場合とは逆
に、投光スポット内に情報磁区のエッジが存在する場合
に、反射波面上のＳ偏光成分の位相差がない状態とな
る。したがって、受光光学系での結像作用により作られ
る光学変換素子上でのスポット光の強度分布が図５によ
るものと同じになる。

この第２の実施例では、投光ビーム上に位相差が付与
されているので、投光スポットサイズが第１の実施例に
比較して大きくなるが、投光スポット内に情報磁区エッ
ジが存在する場合に、光電変換素子から大きな出力信号
が発生するようにできる。

投光スポットサイズを小さくして解像力を維持する点
を配慮したのが、第３の実施例である。これは図９に示
されている。ここで、符号45は受光光学系内に設けられ
た位相板である。該位相板45は受光光学系の光軸を含ん
で情報トラック方向と直交する方向の境界線46により、
２つの領域45−1,45−２に分けられ、各々の領域を通過
する光束に対して互いにπの位相差を与えるような位相
膜を設けている。すなわち、図６に示す位相板28と同様
な部材である。

この実施例においては、投光ビームは先の図１と同様
であり、情報磁区からの反射光束上の位相差も、図２、
図３と同様であるが、受光光学系に位相板45が設けられ
ているから、情報エッジからの反射光束が光電変換素子
に結像される途中、受光光学系において、その反射光束
の波面上の位相差が補償され、結像スポット光が通常の
スポット光強度分布を有するものとなる。換言すれば、
投光スポット光の光軸上に情報磁区エッジが存在する場
合に、反射光束は通常の光スポットのような単一強度ピ
ークを有する光スポットとなり、先の第２の実施例と同
様な出力が得られる。しかも、ここでは、第２実施例の
場合のように、投光光学系内に投光光束波面を分割する
ような光学素子を設けていない。このため、情報トラッ
ク上に投光される光スポットサイズは大きくならないか
ら、情報読み取りの解像力は低下しない。

なお、上記説明では、光電変換素子の受光面上にスポ
ット像が結像されるとしているが、この場合には、受光
面上での場所による感度ムラを生じるおそれがあるか
ら、例えば、光電変換素子の受光面を結像面から、わず
かにデフォーカスさせた位置にするような対策を講じる
とよい。

（発明の効果）本発明は、以上詳述したようになり、光磁気記録膜に
よって生じる磁気カー効果のＳ偏光成分を用いて、従来
の光磁気ヘッドの構造を複雑化させることなく、高精度
に情報磁区のエッジを検出できるという効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の一実施例を示す斜視図、図２は本発明の
一実施例を示す斜視図、図３は本発明の一実施例を示す
斜視図、図４は本発明の一実施例を示す斜視図、図５は
本発明の一実施例を示す斜視図、図６は本発明の他の実
施例を示す斜視図、図７は本発明の他の実施例を示す斜
視図、図８は本発明の他の実施例を示す斜視図、図９は
第３の実施例を示す斜視図である。１……半導体レーザ、２……コリメータレンズ、３……
偏光ビームスプリッタ、４……対物レンズ、５……投光
スポット、６……情報トラック、７……案内溝、８……
偏光ビームスプリッタ、９……透過波面、10……センサ
レンズ、11……光電変換素子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザからの光束を投光光学系によ
り、対物レンズを介して微小スポットとして情報記録面
上に設けた情報トラックに導き、また、前記情報記録面
からの反射光または透過光を前記対物レンズを介して受
光光学系により光検出器へ導き、前記情報記録面上に記
録された情報を光学的に読み取る光学的情報再生方法に
おいて、前記光検出器は前記受光光学系の光軸上に設け
られ、かつ、該受光光学系の解像力で決まるエアリィ・
ディスクサイズとほぼ等しい有効受光面を具備してお
り、前記反射光または透過光の偏光成分の内、磁気光学
効果により新たに発生した偏光成分のみを、前記受光光
学系を介して上記受光面上に光スポットとして結像さ
せ、前記光検出器の信号出力から、前記情報トラック上
に記録された情報磁区のエッジを検出するようにしたこ
とを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項２】前記投光スポット光は、これを形成する光
束が、光軸を含むように情報トラック方向と直交する境
界線で二分割され、各々の領域を通過する光束に対し互
いにπの位相差を与える光学フィルターによって形成さ
れる特許請求の範囲第１項に記載される光学的情報再生
方法。
【請求項３】情報記録面からの反射光あるいは透過光
は、受光光学系内で、その光軸を含むように情報トラッ
ク方向と直交する境界線で二分割され、各々の領域を通
過する光束に対し互いにπの位相差を与える光学フィル
ターによって形成される特許請求の範囲第１項に記載の
光学的情報再生方法。