JP3083894B2

JP3083894B2 - 光学式再生装置

Info

Publication number: JP3083894B2
Application number: JP03334736A
Authority: JP
Inventors: 千秋佐藤
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JPH05166238A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定のデータが記録さ
れた記録媒体からデータを光学的に再生する光学式再生
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種の再生装置に用いられ
る記録媒体に大量のデータを記録させるため、以下のよ
うな記録装置が開発されている。

【０００３】例えば、図６（ａ）に示すような再生光学
系（特願平２−３２２０３０号明細書参照）に用いられ
た光磁気記録媒体２の垂直磁化膜（図示しない）には、
磁化の方向が反転した複数のマーク（即ち、磁区）４
が、トラック幅方向に所定の間隔で且つ並列して形成さ
れ、これら磁区４相互の間隔に対応して符号化されたデ
ータが記録されている。なお、図中には、一対の磁区４
のみ示す。更に、この光磁気記録媒体２の垂直磁化膜に
は、前記複数の磁区（即ち、マーク）４を一組としたマ
ークセット６を、トラック長さ方向に形成し、これらマ
ークセット相互の間隔に対応して符号化された他のデー
タが記録されている。つまり、上述した光磁気記録媒体
２の垂直磁化膜には、トラック幅方向及び長さ方向に、
夫々、異なるデータが記録されており、この結果、記録
密度の向上が達成されている。次に、このような光磁気
記録媒体２からデータを再生する方法について、図６
（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

【０００４】図６の（ａ）に示すように、レーザー光源
（図示しない）から出射されたレーザービームは、偏光
子８を透過することによって直線偏光に変換される。こ
の直線偏光のレーザービームは、対物レンズ１０を介し
て光磁気記録媒体２に集光される。

【０００５】この光磁気記録媒体２の垂直磁化膜は、こ
の垂直磁化膜を透過するレーザービームの偏光方向を磁
気光学効果（ファラディ効果）によって、所定方向に回
転させる特性を有している。このときの回転角（θ_F）
をファラディ回転角という。

【０００６】具体的には、図６の（ｂ）に示すように、
レーザービームの入射方向と磁化の向きとが同じ場合
（即ち、一対の磁区４の部分を透過した場合）、レーザ
ービームの偏光方向（Ｙ）は、＋θ_Fだけ右回転し、一
方、レーザービームの入射方向と磁化（即ち、磁区４以
外の部分を透過した場合）の向きとが異なる場合、レー
ザービームの偏光方向（Ｙ）は、−θ_Fだけ左回転す
る。

【０００７】一対の磁区４を透過して、夫々、偏光方向
（Ｙ）が＋θ_Fだけ回転した２つレーザービームは、対
物レンズ１２を介して検光子１４に照射される。この検
光子１４では、照射された２つのレーザービームの偏光
成分を同一平面内（即ち、検光子１４の透過軸内）に取
り出して互いに干渉させる機能を有している。ここで、
偏光方向（Ｙ）を＋θ_Fだけ回転させる一対の磁区４相
互の間隔を（ｄ）とすると、レーザービームの干渉条件
は、ｄｓｉｎθ＝±ｍλ …（１）ただし、θ＝ｘ／Ｄｍ；整数 λ；コヒーレント光波長Ｄ；垂直磁化膜と観測面との間の距離ｘ；観測面上での位置と表される。

【０００８】この結果、検光子１４を介して形成された
干渉光は、観測面たる光検出器１６によって、式（１）
に対応した光学的干渉パターンが観測される。そして、
この光学的干渉パターンの±１次極大値相互の間隔が、
磁化方向が反転した磁区４相互の間隔情報として検知さ
れ、所定のデータが再生される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光検出器１
６によって、磁区４（即ち、マーク）相互の間隔情報と
して検出される±１次極大値の位置は、ｄｓｉｎθ＝λ λ；コヒーレント光波長

【００１０】によって規定される。従って、マークセッ
ト６を構成する一対の磁区４相互の間隔を小さくする
と、±１次極大値の位置に対応した角度（θ）が大きく
なることが分かる。即ち、対物レンズ１２のＮＡにより
定まる受光角を越えた位置に、±１次極大値が発生して
しまい、データの再生ができなくなるという問題があ
る。このため、光磁気記録記録媒体２に形成し得る磁区
相互の間隔を所定値以下に小さくすることができず、結
果的に、記録密度の向上が達成されないという問題を引
き起こす。

【００１１】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされ、その目的は、光磁気記録媒体の磁化の向き
を反転させて所定のデータが記録されている磁区（即
ち、マーク）に、互いに位相の異なるレーザービームを
同時に照射し、これらマークを介して形成される光強度
を検出することによって、マーク相互の間隔が極めて小
さい場合でも、マーク相互の間隔に対応して符号化され
たデータを高精度に再生することができる光学式再生装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、光磁気記録媒体上のトラック幅方
向に配列された磁化の方向が反転した一対のマークの間
隔に対応して符号化されたデータが記録された光磁気記
録媒体に再生用レーザービームを照射してデータを光学
的に再生する光学式再生装置であって、

【００１３】レーザービームの半分にπ若しくはその奇
数倍の位相差が与えられた再生用レーザービームを、前
記光磁気記録媒体の前記一対のマークに夫々位相差の異
なる部分を同時に照射しながら、トラックの長さ方向に
順次走査させる走査手段と、

【００１４】前記一対のマークを走査することによっ
て、磁気光学効果が与えられた前記再生用レーザービー
ムの位相差の異なる２つの偏光成分を同一平面内に取り
出して互いに干渉させる偏光手段と、この偏光手段によ
って与えられた干渉パターンを検出することによって、
前記光磁気媒体からのデータを再生する再生手段とを備
える。

【００１５】

【作用】レーザービームの半分にπ若しくはその奇数倍
の位相差が与えられた再生用レーザービームは、走査手
段によって、光磁気記録媒体に記録された一対のマーク
に夫々位相差の異なる部分が照射されながら、トラック
の長さ方向に順次走査され、磁化の方向に対応した磁気
光学効果が与えられる。この磁気光学効果を帯びた再生
用レーザービームの位相の異なる２つの偏光成分は、偏
光手段によって、同一平面内に取り出されて互いに干渉
させられる。そして、この干渉が再生手段によって検出
され、光磁気記録媒体からデータが再生される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る光学式再生装
置について、図１ないし図４を参照して説明する。本実
施例の光学式再生装置には、互いに位相の異なる２つの
再生用レーザービームを光磁気記録媒体１８に同時に集
光させる位相板２０が設けられている。本実施例の説明
の前に、この位相板２０の特性について、図２ないし図
４を参照して説明する。図２は、この位相板２０の特性
を説明するための原理図である。

【００１７】図２に示すように、第１の対物レンズ２２
の入射側焦点位置Ｙ₁には、位相板２０が設けられてい
る。位相板２０は、開口の半分を透過するレーザービー
ムの位相に対して、他の半分を透過するレーザービーム
の位相をπだけ変えるように、使用波長（λ）に対して
πの奇数倍の位相差を与えるような厚みの薄膜が蒸着さ
れている。この蒸着膜２４の材料は、例えば、ＺｎＳ、
ＭｇＦ等が好ましいが、これらに限定されることはな
い。なお、この蒸着膜２４による位相板２０の分割方向
は、再生装置にセットされる光磁気記録媒体１８（図１
参照）の磁区（即ち、マーク）の配列方向に対応してい
る。この結果、位相板２０を透過したレーザービーム
は、その半分のレーザービームの位相が、他の半分に対
してπだけ変化する。

【００１８】また、第１の対物レンズ２２の出射側焦点
位置Ｙ₂には、他の磁化の方向に対して反転した磁化を
有する一対のマーク、即ち、磁区２６（磁区の幅をｂ、
これら磁区相互の間隔をｄとする）が形成された光磁気
記録媒体１８（図１参照）が設けられている（図２に
は、一対の磁区２６のみ示す）。なお、データは、これ
ら磁区２６相互の間隔に対応して符号化されて記録され
ている。位相板２０及び第１の対物レンズ２２を透過し
たレーザービームは、出射側焦点位置Ｙ₂において、そ
の複素振幅Ａ（ｕ）は、

【００１９】

【数１】で与えられる。なお、２ａは位相板２０の幅である。こ
の結果、

【００２０】

【数２】となる。また、強度分布Ｉ（ｕ）は、

【００２１】

【数３】

【００２２】となる。従って、位相板２０及び第１の対
物レンズ２２を透過したレーザービームは、出射側焦点
位置Ｙ₂において、図３に示すような振幅分布及び強度
分布を有する。図からも明らかなように、出射側焦点位
置Ｙ₂でのレーザービームの振幅は反転し、強度分布は
双峰的となっている。つまり、出射側焦点位置Ｙ₂で、
レーザービームは、その位相差が互いにπずれた２つの
ビームスポットとなる特性を有している。以下、このよ
うに位相が互いにπずれた２つのレーザービームを位相
シフト光と称する。次に、このような位相シフト光が、
前記一対の磁区２６に照射された場合について説明す
る。以下、説明の簡略化のため、一対の磁区２６に、上
述した特性を有する平面波が入射したものと仮定する。

【００２３】これら一対の磁区２６によって磁気光学効
果が与えられた位相シフト光は、第２の対物レンズ２８
を介して観察位置Ｙ₃に案内される。この観察位置Ｙ₃
には、例えば、検光子（図示しない）が配置されてい
る。この検光子は、一対の磁区２６及び第２の対物レン
ズ２８を透過した２つのレーザービームの偏光成分を同
一平面内（即ち、検光子の透過軸内）に取り出して互い
に干渉させる機能を有している。この結果、観察位置Ｙ
₃には、一対の磁区２６相互の間隔に対応した複素振幅
分布Ｐ（ｘ₀）及び強度分布Ｉ_c（ｘ₀）を有する干渉
パターンが形成される。この観察位置Ｙ₃における複素
振幅分布Ｐ（ｘ₀）は、

【００２４】

【数４】となる。また、強度分布Ｉ（ｘ₀）は、

【００２５】

【数５】となる（図４の（ａ）参照）。一方、比較のためレーザ
ービームを位相シフトさせずに、通常の平面波で照明し
た場合（コンベンショナル法）の回折光の強度分布Ｉ_c
（ｘ₀）は、Ｉ_c（ｘ₀）＝ｓｉｎｃ² （ｂｐ／２）・ｃｏｓ² （ｄ
ｐ／２）となる（図４の（ｂ）参照）。なお、図４では、磁区２
６の幅ｂと、磁区２６相互の間隔ｄの関係をｄ＝ｍｂ

【００２６】とし、ｍ＝１．２、１．５、２．０の場合
について夫々示した。なお、ｍは、磁区相互の間隔に対
応している。即ち、ｂ＝１μｍとすると、ｄ＝ｍｂか
ら、ｄ＝１．２、１．５、２．０μｍとなる。

【００２７】上述の結果、コンベンショナル法（図４の
（ｂ）参照）では、第２の対物レンズ２８のＮＡ（この
場合、ＮＡ＝０．５と仮定する）の制限によって検出で
きない範囲に生じる±１次極大値の位置を、位相シフト
法を用いることによって、第２の対物レンズ２８のＮＡ
の範囲内に規制させることができる（図４の（ａ）参
照）。

【００２８】具体的には、磁区２６相互の間隔を、上述
のように狭くさせた場合（例えば、１．２μm 、１．５
μm ）でも、その極大値位置を第２の対物レンズ２８の
ＮＡの範囲内に、高い光強度で集中させることができ
る。このように位相シフト法を用いることによって、コ
ンベンショナル法では、検出できなかった磁区間隔の微
小変化を、高精度に検出することができる。このこと
は、光磁気記録媒体１８（図１参照）の記録密度が向上
することを意味する。

【００２９】以下、上述した特性を有する位相板２０を
備えた本実施例の光学式再生装置について、図１ないし
図４を参照して説明する。なお、本実施例の説明に際
し、上述した原理と同一の構成には、同一符号を付して
その説明を省略する。図１には、本実施例の透過型の光
学式再生装置の全体の構成が概略的に示されている。

【００３０】図１に示すように、まず、光磁気記録媒体
１８を光学式再生装置にセットする。この光磁気記録媒
体１８の垂直磁化膜（図示しない）には、磁化の方向が
反転した一対のマーク（即ち、磁区）２６が、トラック
幅方向に所定の間隔で且つ並列して形成され、これら磁
区２６相互の間隔に対応して符号化されたデータが記録
されている。更に、この光磁気記録媒体１８の垂直磁化
膜には、一対の磁区（即ち、マーク）２６を一組とした
マークセット３０を、トラック長さ方向に形成し、これ
らマークセット３０相互の間隔に対応して符号化された
他のデータが記録されている。つまり、上述した光磁気
記録媒体１８の垂直磁化膜には、トラック幅方向及び長
さ方向に、夫々、異なるデータが記録されている。

【００３１】半導体レーザ（図示しない）から出射した
再生用レーザービームは、位相板２０に照射され、この
位相板２０によって、その半分の再生用レーザービーム
の位相が、他の半分に対してπだけ変化される。位相板
２０によって、光学的特性が与えられた再生用レーザー
ビーム（即ち、再生用位相シフト光）は、第１の対物レ
ンズ２２を介して光磁気記録媒体１８上に、その位相差
が互いにπずれた２つのビームスポットとして、同時
に、集光される。そして、これら２つのビームスポット
が、上述した一対の磁区２６に照射されると、これら磁
区２６によって、上述した磁気光学効果が与えられる。
磁気光学特性を帯びた再生用位相シフト光は、第２の対
物レンズ２８を介して検光子３２に照射される。

【００３２】この検光子３２の透過軸は、一対の磁区２
６以外の他の磁区を透過して所定の磁気光学効果が与え
られた再生用位相シフト光の偏光方向に直交するよう
に、配置されている。従って、この検光子３２は、一対
の磁区２６を介して磁気光学効果が与えられた再生用位
相シフト光の夫々の偏光成分のみを同一平面内（即ち、
検光子３２の透過軸内）に取り出して、互いに干渉させ
る機能を有する。

【００３３】このため、図４の（ａ）に示すような強度
分布を有する干渉光が発生する。この干渉光を光検出器
３４で受光して、例えば、その±１次極大値を検出する
ことによって、一対の磁区２６相互の間隔に対応して符
号化されたトラック幅方向のデータを再生することがで
きる。

【００３４】なお、トラック長さ方向に記録されたデー
タの再生は、再生用位相シフト光を順次マークセット３
０に照射し、これらマークセット３０相互の間隔に対応
して変化する干渉光の極大値又は極小値の変化を検出す
ることによって行われる。

【００３５】このように、本実施例の光学式再生装置で
は、図４の（ａ）に示すように、磁区間隔（ｄ）を狭く
しても、その干渉光の極大値位置を第２の対物レンズ２
８のＮＡの範囲内に、高い光強度で集中させることがで
きる。この結果、従来の装置では検出できなかった磁区
間隔の微小変化を、高精度に検出することができる。従
って、光磁気記録媒体１８の記録密度を向上させること
が可能となる。

【００３６】なお、このような再生が行われている間、
光磁気記録媒体１８のトラック上に最適な位相シフト光
を集光させるように、フォーカス・トラッキングサーボ
が働いていることは言うまでもない。また、本発明は、
上述した一実施例の構成に限定されることはなく、例え
ば、図５に示すような反射型の光学式再生装置に適用す
ることもできる。

【００３７】以下、変形例に係る反射型の光学式再生装
置について、図５を参照して説明する。なお、本変形例
の説明に際し、上述した一実施例と同一の構成には、同
一符号を付してその説明を省略する。

【００３８】半導体レーザ３６から出射した再生用レー
ザービームは、コリメータレンズ３８を介して上述した
位相板２０に入射する。この位相板３４を透過した再生
用位相シフト光は、次に、偏光ビームスプリッタ４０に
入射する。この偏光ビームスプリッタ４０は、入射面に
平行な方向に振動する成分（Ｐ成分）を透過し、入射面
に垂直な方向に振動する成分（Ｓ成分）を反射する特性
を有する。本実施例に用いられる位相板２０によって形
成される再生用位相シフト光は、相対的に位相差πが与
えられているだけで、その偏光方向は何等変化していな
い。このため、偏光ビームスプリッタ４０に入射した再
生用位相シフト光は、そのＰ成分のみ透過して、１／４
波長板４２に入射する。１／４波長板４２に入射した再
生用位相シフト光は、直線偏光から円偏光に変換され、
対物レンズ４４を介して光磁気記録媒体１８の一対の磁
区２６に集光する。光磁気記録媒体１８に集光される際
の再生用位相シフト光は、図３に示すような振幅分布及
び強度分布を有する。

【００３９】光磁気記録媒体１８の一対の磁区２６によ
り磁気光学効果（カー効果）が与えられた再生用反射位
相シフト光は、再び、対物レンズ４４で平行光束に規制
され、１／４波長板４２を透過する。この１／４波長板
４２を透過したとき、再生用反射位相シフト光の偏光面
は、最初の直線偏光から９０°回転した直線偏光に変換
される。このため、再生用反射位相シフト光は、偏光ビ
ームスプリッタ４０で反射されて、検光子３２に入射す
る。この検光子３２は、再生用反射位相シフト光の夫々
の偏光成分を同一平面内（即ち、検光子３２の透過軸
内）に取り出して、互いに干渉させる機能を有する。こ
のため、図４の（ａ）に示すような強度分布を有する干
渉光が発生する。この干渉光を光検出器３４を受光し
て、その±１次極大値を検出することによって、一対の
磁区２６相互の間隔に対応して符号化されたトラック幅
方向のデータを再生することができる。なお、トラック
長さ方向のデータの再生は、上述した透過型の再生装置
の場合と同様であるので説明を省略する。

【００４０】本変形例の反射型の光学式再生装置も、上
述のように、磁区間隔（ｄ）を狭くしても、干渉光の極
大値位置を対物レンズ４４のＮＡの範囲内に、高い光強
度で集中させることができる。この結果、従来の装置で
は検出できなかった磁区間隔の微小変化を、高精度に検
出することができる。従って、光磁気記録媒体１８の記
録密度を向上させることが可能となる。なお、移送シフ
ト光を形成する手段としては、レーザービームのＴＥＭ
₀₁モードを選択的に取り出して用いる等各種の手段が可
能である。

【００４１】

【発明の効果】本発明の光学式再生装置は、互いに位相
の異なる２つのビームスポットを同時に光磁気記録媒体
に集光させ、複数の磁区（マーク）からの干渉光の強度
分布を検出することによって、磁区相互の間隔に対応し
て符号化されたデータを高精度に再生することができ
る。この結果、光磁気記録媒体に形成される磁区間隔を
従来より狭くすることができるため、記録密度の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る透過型の光学式再生装
置の全体を概略的に示す図。

【図２】図１の光学式再生装置に用いられた位相板の特
性を説明するための原理図。

【図３】図２の出射側焦点位置に集光される際の、レー
ザービームの振幅分布及び強度分布を示す図。

【図４】（ａ）は、位相シフト法を用いた場合の光強度
分布を示す図、（ｂ）は、位相シフト法を用いない場合
の光強度分布を示す図。

【図５】本発明の変形例に係る反射型の光学式再生装置
の全体を概略的に示す図。

【図６】（ａ）は、従来の光学式再生装置の全体を概略
的に示す図、（ｂ）は、レーザービームの入射方向と磁
化の向きとの関係に対応して、レーザービームの偏光方
向の回転方向が変化する状態を示す図。

【符号の説明】

１８…光磁気記録媒体、２０…位相板、２２…第１の対
物レンズ、３２…検光子、３４…光検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 11/105

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光磁気記録媒体上のトラック幅方向に配
列された磁化の方向が反転した一対のマークの間隔に対
応して符号化されたデータが記録された光磁気記録媒体
に再生用レーザービームを照射してデータを光学的に再
生する光学式再生装置であって、レーザービームの半分にπ若しくはその奇数倍の位相差
が与えられた再生用レーザービームを、前記光磁気記録
媒体の前記一対のマークに夫々位相差の異なる部分を同
時に照射しながら、トラックの長さ方向に順次走査させ
る走査手段と、前記一対のマークを走査することによって、磁気光学効
果が与えられた前記再生用レーザービームの位相差の異
なる２つの偏光成分を同一平面内に取り出して互いに干
渉させる偏光手段と、この偏光手段によって与えられた干渉パターンを検出す
ることによって、前記光磁気媒体からのデータを再生す
る再生手段とを備えることを特徴とする光学式再生装
置。