JP2850966B2 - 光磁気記録装置 - Google Patents
光磁気記録装置Info
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- G11B11/1053—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing characterised by the transducing operation to be executed to compensate for the magnetic domain drift or time shift
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- G11B11/10595—Control of operating function
Landscapes
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
Description
気カード、または、光磁気テープ等の光磁気記録媒体に
情報を記録する光磁気記録装置に関するものである。
気記録媒体は書き換え可能な大容量光メモリーとして注
目されている。
からなる記録膜にレーザー光を照射して昇温させなが
ら、外部磁界を印加することにより行われる。一方、情
報の再生は、記録膜にレーザー光を照射してその反射光
の偏光面の回転方向を検出することにより行われる。
界強度を一定にしてレーザー光の強度を情報に応じて変
調する光変調記録と、レーザー光の強度を一定にして外
部磁界の向きを情報に応じて反転させる磁界変調記録と
に大別される。
あるので、記録を行うためには、予め、外部磁界の向き
とは逆方向に磁化を揃える消去動作が必要である。
た情報を消去しながら新たな情報を記録できるので、消
去動作を予め行う必要がなく、いわゆるオーバーライト
が可能である。これにより、記録時間を短縮できるの
で、磁界変調記録を採用した光磁気記録装置の研究は近
年活発になされている。
外部磁界は、通常、円柱状のフェライトコアにコイルを
巻回した電磁石によって発生される。電磁石では、コイ
ルに供給する電流の極性を切り換えることにより、発生
する磁界の向きを容易に反転できる。
向きは瞬時に反転するのではなく、実際には、有限の時
間をかけて反転する。すなわち、外部磁界の反転時、磁
界強度は時間の経過とともに減少し、ある時刻でゼロに
なり、そして増加していく。したがって、磁界強度がゼ
ロになる時刻を中心にして、記録に必要な磁界強度より
も弱い外部磁界が印加される期間が存在する。
い外部磁界が印加された記録膜上の記録領域では、記録
ビットの形状が不均一になって、再生時に信号品質が劣
化するという問題点を有している。
録装置は、光磁気記録媒体に光ビームを照射しながら外
部磁界を印加する磁界変調記録によって情報を記録する
光磁気記録装置において、上記光磁気記録媒体に外部磁
界を印加する外部磁界印加手段と、上記光磁気記録媒体
に光ビームを照射する照射手段と、上記光磁気記録媒体
への記録信号のビットパターンに応じて、上記外部磁界
の印加方向を反転させる磁界反転手段と、磁界変調記録
中において、外部磁界の反転時には、光ビームの光強度
を、再生時における光ビームの光強度とほぼ等しくし、
外部磁界の反転時以外の記録時には、光ビームの光強度
を、再生時における光ビームの光強度よりも高くする制
御を行う光強度制御手段とを備えていることを特徴とし
ている。
1記載の構成において、上記光強度制御手段は、外部磁
界が反転しない期間が長い程、記録時における光ビーム
の光強度のレベルが低くなるような制御をさらに行うこ
とを特徴としている。
反転時には、記録時における光ビームの光強度が、再生
時における光ビームの光強度とほぼ等しくなるように制
御する光強度制御手段を備えており、外部磁界の反転時
において、再生時の光強度では記録が行われないので、
記録ビットの形状が不均一にならない。また、外部磁界
の反転時においても再生時の光強度で光ビームが照射さ
れているので、フォーカス制御やトラッキング制御を行
うことができる。
請求項1記載の構成の作用に加えて、上記光強度制御手
段は、外部磁界が反転しない期間が長い程、記録時にお
ける光ビームの光強度のレベルが低くなるような制御を
さらに行うので、外部磁界が反転しない期間の長短に依
らず、記録ビットの幅を均一にできる。これにより、再
生時の信号品質が向上する。
に基づいて説明すれば、以下の通りである。
置では、図1に示すように、光磁気ディスク1が光磁気
記録媒体として使用される。
円盤状の透光性のある基板11上に、第1の誘電体膜1
2、磁性体からなる記録膜13、第2の誘電体膜14、
反射膜15を順次積層した構成になっている。
部磁界印加手段としての磁気ヘッド2(図1)が配置さ
れている。磁気ヘッド2は、光磁気ディスク1上を滑走
できるスライダー2aと一体になって設けられている。
スライダー2aはサスペンション(図示されていない)
によって光磁気ディスク1に押圧されている。この押圧
力と、光磁気ディスク1の回転によりスライダー2aと
光磁気ディスク1との間に生じた空気流による浮上力と
が釣り合って、光磁気ディスク1面上の所定の間隔だけ
離れた位置に磁気ヘッド2を浮上させるようになってい
る。
は、光学ヘッド(照射手段)3が配置されている。光学
ヘッド3は光源として後述するレーザーダイオード3a
を備えており、レーザーダイオード3aから出射された
光ビームを対物レンズ(図示されていない)で集光し、
記録膜13に照射するようになっている。
号はパターン検出回路(光強度制御手段)4に入力され
る。パターン検出回路4では、記録信号のビットパター
ンが検出され、ビットパターンを識別するパターン検出
信号がレーザーパワーコントロール回路(光強度制御手
段)6に送出される。
ット反転検出信号に応じて極性が反転する駆動電流を磁
気ヘッド2に供給し、磁気ヘッド2から記録信号に応じ
て反転する外部磁界が記録膜13に印加される。
ビット反転検出信号を受け取ると、外部磁界の反転に必
要な期間、記録膜13の磁化が外部磁界の影響を受けな
いように、光ビームの光強度を低下させるためのレーザ
ーオフ信号をレーザーパワーコントロール回路6に送出
する。
ターン検出回路4から入力されたパターン検出信号に基
づいて、記録ビットの幅が一定になるように、光ビーム
の光強度を制御すると共に、レーザーオフ回路5からレ
ーザーオフ信号が入力されている期間、光ビームの光強
度を再生時の光ビームの光強度であるリードパワーにな
るように制御する。パターン検出回路4、レーザーオフ
回路5およびレーザーパワーコントロール回路6は光ビ
ームの光強度制御手段を構成する。
−7NRZI変調した場合を例に記録動作を説明する。
長さの記録ビットにより情報が記録される。情報のデー
タビット周期がTであるとき、記録ビット長は1.5
T、2T、2.5T、3T、3.5Tまたは4Tのいず
れかの期間に対応する。
対応する1.5T信号と、最長の記録ビット長に対応す
る4T信号と、中くらいの記録ビット長に対応する3T
信号とを記録する場合の光ビームの光強度の時間変化
(同図の(a))と、外部磁界の磁界強度および磁界方
向の時間変化(同図の(b))とを示している。
る。図では、外部磁界の時間変化を便宜上、矩形波で表
現しているが、実際には、反転領域では有限の立ち上が
り時間と立ち下がり時間を有している。
て変えられる。すなわち、最短の記録ビット長に対応す
る1.5T信号(外部磁界が反転しない期間が短い信
号)に対しては最も強い光強度であるハイレベルH
3 を、最長の記録ビット長に対応する4T信号(外部磁
界が反転しない期間が長い信号)に対しては最も弱い光
強度であるハイレベルH1 を、中くらいの記録ビット長
に対応する3T信号(外部磁界が反転しない期間が中く
らいの信号)に対してはハイレベルH1 とH3 の中間に
位置するハイレベルH2 を対応させている。
れないように、光ビームの光強度は外部磁界の反転直前
にローレベルLになるように制御されている。
御やトラッキング制御を行えないので、その期間にフォ
ーカスサーボやトラッキングサーボが外れる危険性があ
る。このため、本実施例では、ローレベルLは再生時の
光ビームの光強度、すなわち、リードパワーになるよう
に設定されている。
び外部磁界の位相を合わせて図示しているが、実際の記
録過程では、記録膜13の昇温・冷却過程には時間的な
ずれを生じるので、最適記録が行われるように、光ビー
ムおよび外部磁界の位相を設定する。また、光ビームの
光強度を記録可能なハイレベルH1 〜H3 に上げる期間
をt1 (記録ビット長により変わる)とし、光ビームの
光強度をローレベルLに落とす期間をt2 とすると、当
然のことながら、t1 /(t1 +t2 )で表されるデュ
ーティー比も最適記録が行われるように設定する。な
お、デューティー比の設定は、t2 を選択することによ
り行われる。
定されるので、情報を任意の変調方式で変調し、得られ
た記録信号に応じて外部磁界を反転させ、これと合わせ
て光ビームの光強度をハイレベルH1 〜H3 かローレベ
ルLかに切り換える。このとき、t2 は、記録ビット長
によって変化させる必要はなく、常に一定であること
が、本実施例の記録方法の特徴である。
ーコントロール回路6の一具体例を図3に示す。
シリアルデータを8ビットのパラレルデータに変換する
シフトレジスター21と、シフトレジスター21から出
力された8ビットのパラレルデータが$FF(2進数の
11111111)であるかどうかを検出する8ビット
のコンパレーター22と、シフトレジスター21から出
力された8ビットのパラレルデータが$00(2進数の
00000000)であるかどうかを検出する8ビット
のコンパレーター23と、インバーター24〜26と、
フリップフロップ27・28と、NORゲート29とか
ら構成されている。
ば、テキサス・インスツルメント社(以下、TI社と略
す)のSN74LS594を使用できる。また、コンパ
レーター22・23には、同じくTI社のSN74LS
688、フリップフロップ27・28には、SN74A
S74をそれぞれ使用できる。
号は、2つのクロック端子RCKとSCKに入力されて
いるクロックに同期して取り込まれ、8ビットのパラレ
ルデータに変換されて、出力端子QA 〜QH からコンパ
レーター22と23の入力端子P0 〜P7 に入力され
る。
はハイレベル(5V)に設定されており、入力端子P0
〜P7 が$FFであるときのみ、インバーター24にロ
ーレベルが出力される。インバーター24の出力はフリ
ップフロップ27のクロック端子CKに入力される。フ
リップフロップ27のデータ端子Dとプリセット端子P
Rはハイレベルに設定されており、出力端子Qはオープ
ンになっている。クリア端子CLにはシフトレジスター
21の出力端子QH が接続されており、インバーター2
4の出力がハイレベルのとき、フリップフロップ27の
反転出力端子Q’はローレベルを出力する。
〜Q7 はローレベル(0V)に設定されており、入力端
子P0 〜P7 が$00であるときのみ、インバーター2
5にローレベルが出力される。インバーター25の出力
はフリップフロップ28のクロック端子CKに入力され
る。フリップフロップ27のデータ端子Dとプリセット
端子PRはハイレベルに設定されており、出力端子Qは
オープンになっている。クリア端子CLにはシフトレジ
スター21の出力端子QH がインバーター26を介して
接続されており、インバーター25の出力がハイレベル
のとき、フリップフロップ28の反転出力端子Q’はロ
ーレベルを出力する。
子Q’はそれぞれNORゲート29の入力端子に接続さ
れており、このNORゲート29の出力がパターン検出
信号として、レーザーパワーコントロール回路6に送出
される。このため、パターン検出回路4は記録信号中に
“1”または“0”が8個続いたビットパターンを検出
すると、ローレベルのパターン検出信号を出力すること
になる。
H はレーザーオフ回路5と記録信号処理回路7の入力端
子に接続されており、所定のタイミングで記録信号をレ
ーザーオフ回路5と記録信号処理回路7に送出するよう
になっている。
ーザーダイオード3aの駆動電流を制御するトランジス
ターTr1 ・Tr2 および定電流源32と、トランジス
ターTr1 ・Tr2 を制御するANDゲート30・31
およびトランジスターTr3・Tr4 と、抵抗R1 〜R
6 とから構成されている。
ば、TI社のSN55452Bを使用できる。
4のNORゲート29から出力されるパターン検出信号
と、レーザーオフ回路5から出力されるレーザーオフ信
号とが入力される。したがって、記録信号中に“1”ま
たは“0”が8個続いたビットパターンが検出される
か、または、外部磁界が反転されると、ANDゲート3
0の出力はローレベルになり、トランジスターTr3 が
オフになる。これにより、トランジスターTr1 もオフ
になる。
フ回路5から出力されるレーザーオフ信号が入力されて
おり、片方の入力端子はハイレベルに設定されている。
したがって、外部磁界が反転されると、ANDゲート3
1の出力はローレベルになり、トランジスターTr4 が
オフになる。これにより、トランジスターTr2 もオフ
になる。
のトランジスターTr1 ・Tr2 がオフになるので、レ
ーザーダイオード3aの駆動電流は定電流源32からの
み供給される。定電流源32から供給される駆動電流は
光ビームがリードパワーになるように設定されているた
め、光ビームの光強度はローレベルLになる。
スターTr2 がオンになる。そして、パターン検出信号
に応じて、トランジスターTr1 がオン・オフする。す
なわち、パターン検出回路4が記録信号中に“1”また
は“0”が8個続いたビットパターンを検出すると、ト
ランジスターTr1 がオフになり、レーザーダイオード
3aの駆動電流には定電流源32から供給される駆動電
流に、電圧VccによるトランジスターTr2 のコレク
ター電流が加わる。これにより、光ビームの光強度はハ
イレベルH3 (あるいは、ハイレベルH2 )になる。一
方、パターン検出回路4が記録信号中に上記のビットパ
ターンを検出していないと、トランジスターTr1 がオ
ンになり、レーザーダイオード3aの駆動電流には定電
流源32から供給される駆動電流に、トランジスターT
r1 およびTr2 のコレクター電流が加わる。これによ
り、光ビームの光強度はハイレベルH1 になる。
ーレベルLと、2つのハイレベルH3 (あるいは、
H2 )およびH1 とに制御する回路を示したが、次に示
す具体例では、光ビームの光強度をローレベルLと、N
コのハイレベルH1 〜HN とに制御することができる回
路を示す。
に、N個のパターン検出回路P1 〜PN と、Nビットの
D/Aコンバーター34とから構成されている。各パタ
ーン検出回路P1 〜PN は図4のパターン検出回路4と
ほぼ同じ構成になっており、それぞれが所望のビットパ
ターンを検出できるように、各コンパレーター22の入
力端子Q0 〜Q7 がビットパターンに応じてローレベル
もしくはハイレベルに設定されている。
パターン検出信号はD/Aコンバーター34に入力さ
れ、各ビットパターンに対応する電圧に変換される。
レーザーダイオード3aの駆動電流を制御するトランジ
スターTr5 および定電流源32と、トランジスターT
r5を制御するANDゲート33およびトランジスター
Tr6 と、抵抗R7 〜R9 とから構成されている。
5から出力されるレーザーオフ信号が入力されており、
片方の入力端子はハイレベルに設定されている。したが
って、外部磁界の反転時では、ANDゲート31の出力
はローレベルになり、トランジスターTr6 がオフにな
る。これにより、トランジスターTr5 もオフになるの
で、レーザーダイオード3aの駆動電流は定電流源32
からのみ供給される。定電流源32から供給される駆動
電流は光ビームがリードパワーになるように設定されて
いるため、光ビームの光強度はローレベルLになる。
ランジスターTr6 がオンになる。そして、ビットパタ
ーンに応じたD/Aコンバーター34の出力電圧によ
り、トランジスターTr5 のコレクター電流が制御され
る。このため、レーザーダイオード3aの駆動電流には
定電流源32から供給される駆動電流に、電圧Vccに
よるトランジスターTr5 のコレクター電流が加わる。
これにより、光ビームの光強度はハイレベルH1 〜HN
のいずれかに設定される。
るため、以下に示す光磁気ディスク1を試作してオーバ
ーライトを実際に行い、消去率を実測した。
径86mm、内径15mm、厚さ1.5mmのポリカー
ボネイト板が用いられた。第1および第2の誘電体膜1
2と14としては、それぞれ膜厚80nmと25nmの
AlN膜が用いられた。また、記録膜13としては、膜
厚20nmのDyFeCo膜が用いられ、反射膜15と
しては、膜厚30nmのAl膜が用いられた。
eY Co(1-Y) )(1-X) で表わされるが、本実施例で
は、Yを0.78に固定し、Xをそれぞれ0.212、
0.225、0.237に設定した3種類のDyFeC
o膜を用いて、3種類の光磁気ディスク1を準備した。
以下、これらを光磁気ディスク1a、1b、1cと呼ん
で区別する。これらのDyFeCo膜のキュリー温度
は、それぞれ、220℃、210℃、205℃であっ
た。なお、Xを0.225に設定したDyFeCo膜で
は、磁気的補償温度が室温になっている。
転角の温度依存性を示す曲線41〜43と、保磁力の温
度依存性を示す曲線44〜46を示す。
て波長780nmの光ビームを出射するレーザーダイオ
ード3aと、NA(開口数)が0.55の対物レンズと
を備えている。また、外部磁界の磁界強度は160Oe
であり、外部磁界の反転に要する時間、すなわち、磁界
スイッチング時間は20〜30nsである。なお、光磁
気ディスク1は線速度が10m/sになるように回転駆
動されている。
T信号を光磁気ディスク1のトラック1周に渡って記録
した後、この上に1.5T信号をオーバーライトした時
のオーバーライト前後における4T信号のキャリアレベ
ルの差として定義した。4T信号のキャリアレベルはス
ペクトラムアナライザーで実測した。
を2.1MHzとし、1.5T信号に相当する記録周波
数を5.6MHzとしたので、線速度が10m/sの下
では、4T信号および1.5T信号に対応する記録ビッ
ト長はそれぞれ約2.4μmと、約0.9μmになる。
を図7および図8に示す。
外部磁界の反転領域では光ビームの光強度をローレベル
Lにし、反転領域以外では光ビームの光強度を4T信号
に対しても、1.5T信号に対しても同一のハイレベル
Hにしてオーバーライトを行ったときに得られたもので
ある。
信号品質評価(C/N評価)で最も高いC/Nが得られ
た8mWに設定されている。横軸のデューティー比は、
前述のように、t1 /(t1 +t2 )であり、1.5T
信号を記録する時のt1 (光ビームの光強度がハイレベ
ルHにある期間)が用いられている。
1a〜1cで得られた消去率であり、いずれの光磁気デ
ィスク1a〜1cにおいても、デューティー比を約44
%以上にすれば、実用上必要とされる消去率、−30d
Bを確保できることが分かった。
外部磁界の反転領域では光ビームの光強度をローレベル
Lに下げ、反転領域以外では光ビームの光強度を4T信
号に対してはハイレベルH1 にし、1.5T信号に対し
てはハイレベルH1 よりも大きいハイレベルH3 にし
て、オーバーライトを行ったときに得られたものであ
る。
れ、ハイレベルH3 は8mWに設定されている。ここ
で、4T信号を8mWで記録しても、6mWで記録して
も、C/Nはほぼ同じであり、約56dBであることを
確認している。
光磁気ディスク1aで得られた消去率である。曲線50
と、図7ですでに示した曲線47とを比較すると、デュ
ーティー比が約44%以上のとき、曲線50の消去率の
方が良いことが分かる。特に、デューティー比が約55
%以上では、曲線50の消去率は約−50dBであり、
オーバーライト前の4T信号のC/Nが約56dBであ
ることを考慮すると、ほとんど消し残りがないことを示
している。
釈される。すなわち、図9の(a)に示すように、光ビ
ームの光強度を4T信号に対しても、1.5T信号に対
しても同一のハイレベルHにしたとき、同図の(b)に
示す外部磁界を印加した場合、4T信号に対応した長い
記録ビットでは、同図の(c)に示すように、終端部分
になるほど光ビーム照射により昇温する領域広くなるた
め、幅が広くなってしまう。
の上に1.5T信号をオーバーライトした場合、4T信
号が消される幅は1.5T信号の幅Wの部分だけであ
り、この幅Wよりも外側の黒く塗った領域は、消し残り
となる。
号に対してはハイレベルH1 にし、1.5T信号に対し
てはハイレベルH1 よりも大きいハイレベルH3 にして
オーバーライトを行ったときは、長い記録ビットの終端
部分における幅が、短い記録ビットの横Wとほとんど変
わらなくなるため、消去率が大きく改善されると考えら
れる。
再生時、隣接トラックによるクロストークも低減され、
光磁気ディスク1における再生、記録、消去特性が向上
する。
例えば、3T信号を記録する場合、光ビームの光強度を
3T信号に対してはハイレベルH1 よりも大きく、ハイ
レベルH3 よりも小さいハイレベルH2 にすればよい。
すなわち、上記の場合のように、ハイレベルH1 が6m
W、ハイレベルH3 が8mWであるときは、ハイレベル
H2 を7mW前後に設定する。
て、光磁気ディスク1を使用する光磁気ディスク装置を
挙げて説明したが、光磁気カードを使用する光磁気カー
ド装置や、光磁気テープを使用する光磁気テープ装置に
も応用できる。
は、以上のように、光磁気記録媒体に光ビームを照射し
ながら外部磁界を印加する磁界変調記録によって情報を
記録する光磁気記録装置において、上記光磁気記録媒体
に外部磁界を印加する外部磁界印加手段と、上記光磁気
記録媒体に光ビームを照射する照射手段と、上記光磁気
記録媒体への記録信号のビットパターンに応じて、上記
外部磁界の印加方向を反転させる磁界反転手段と、磁界
変調記録中において、外部磁界の反転時には、光ビーム
の光強度を、再生時における光ビームの光強度とほぼ等
しくし、外部磁界の反転時以外の記録時には、光ビーム
の光強度を、再生時における光ビームの光強度よりも高
くする制御を行う光強度制御手段とを備えている構成で
あるので、記録ビットの形状が不均一にならない。ま
た、外部磁界の反転時においても再生時の光強度で光ビ
ームが照射されているので、フォーカス制御やトラッキ
ング制御を行うことができるという効果を奏する。
は、以上のように、上記光強度制御手段は、外部磁界が
反転しない期間が長い程、記録時における光ビームの光
強度のレベルが低くなるような制御をさらに行う構成で
あるので、請求項1記載の構成の奏する効果に加えて、
外部磁界が反転しない期間の長短に依らず、記録ビット
の幅を均一にできる。これにより、再生時の信号品質が
向上するという効果を奏する。
る。
を示す波形図、(b)は記録時の外部磁界の時間変化を
示す波形図である。
トロール回路の一具体例を示す回路図である。
トロール回路の他の具体例を示す回路図である。
である。
ある。
ある。
を示す波形図、(b)は記録時の外部磁界の時間変化を
示す波形図、(c)は記録ビットの形状を示す説明図で
ある。
りを示す説明図である。
段) 6’ レーザーパワーコントロール回路(光強度制御手
段) 7 記録信号処理回路(磁界反転手段) 13 記録膜
Claims (2)
- 【請求項1】光磁気記録媒体に光ビームを照射しながら
外部磁界を印加する磁界変調記録によって情報を記録す
る光磁気記録装置において、上記光磁気記録媒体に外部磁界を印加する外部磁界印加
手段と、 上記光磁気記録媒体に光ビームを照射する照射手段と、 上記光磁気記録媒体への記録信号のビットパターンに応
じて、上記外部磁界の印加方向を反転させる磁界反転手
段と、 磁界変調記録中において、外部磁界の反転時には、光ビ
ームの光強度を、再生時における光ビームの光強度とほ
ぼ等しくし、外部磁界の反転時以外の記録時には、光ビ
ームの光強度を、再生時における光ビームの光強度より
も高くする制御を行う光強度制御手段とを備えているこ
とを特徴とする光磁気記録装置。 - 【請求項2】上記光強度制御手段は、外部磁界が反転し
ない期間が長い程、記録時における光ビームの光強度の
レベルが低くなるような制御をさらに行うことを特徴と
する請求項1記載の光磁気記録装置。
Priority Applications (4)
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