JPH02192053A - 光磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁化情報を光学微分によって再生する光磁気デ
ィスク装置に関する。

〔従来の技術〕

光磁気ディスク装置の情報の記録方法は、磁性薄膜から
なる記録媒体にレーザ光を集光照射し、媒体上の磁化の
変化として情報を記録する熱磁気記録により行われる。

すなわち、あらかじめ記録層の膜面全体に垂直に外部磁
界をかけ、上向き磁化になるように記録層を磁化させて
“０”を書き込んだ後、“１”を書き込む部分にレーザ
ビームをスボソＩ−的に照射して加熱する。加熱された
微小部分は保磁力Ｈｃが小さくなり、レーザビーム照射
の際微弱な外部バイアス磁界を下向き磁化となる方向に
与えておくと、磁化反転して“１゛が記録される。レー
ザビームを照射するかしないか、すなわち記録層に照射
された微小スポットの温度を上昇させるかさせないかに
より、磁気記録パターンを形成する方法がとられる。

一方、情報の読み出しの方法としては、例えば直線偏光
したレー、ザビームを磁気記録パターンに照射した場合
、その反射光または透過光の偏光面を回転させる効果（
それぞれ磁気カー効果、　ＶＡ気ラフアラデー効果呼ば
れる）を記録層は有しているので、例えば磁気カー効果
を利用する場合には、反射光の偏光面の回転角θ１が記
録磁化の方向によって異なることを利用して、反射光が
光検出器に入る前に検光子を通し、磁化の向きに対応し
た情報を光量変化として読み出す。この種の光磁気ディ
スク装置は、追記型光ディスクとは異なり、情報の書き
換えができる利用価値の高いファイル装置として注目さ
れている。

従来、このような光磁気ディスク装置における情報の読
み出しは、記録媒体面上に記録された磁化情報により回
転する偏光面を、検光子により光の強度変化に変換する
方法により行われていた。

このような信号の読み出し方法では、記録媒体面上の磁
化の変化した部分が明または暗となり、反射率変化型の
光デイスク装置と同様に反射光全体の光量変化を検出す
ることで再生信号が読み出されることになる。このよう
な検出方法には、単一の光検出器を用いたものや、偏光
ビームスプリッタにより２つに偏光分割された光束をそ
れぞれ２つの光検出器で受光し、その出力の差をとる差
動検出法等がある。これらの方法は、検光子を通過した
光束の全光量の変化を検出するもので、明暗変化の検出
方法と本質的に同じものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来の光磁気ディスク装置にお
ける読み出し方法では、記録媒体面上に集光される読み
出し用の光スポットの強度分布が広がり　（ガウシアン
）を持つため、反射光の強度変化は急峻なものとはなら
ない。従って、再生信号のタイミング情報が不正確で、
かつ照射する光スポットの強度変動や記録媒体の反射率
変動、再生回路の特性変動等の影響を受けやすく、信号
再生における読み出し誤りが起こりやすいといった欠点
を有していた。

また更に、磁化情報が記録された領域（以下、記録ピア
）と称する）の長さの変化を利用して情報を記録（パル
ス幅変調）し、再生しようとすると、直流成分あるいは
それに近い低周波成分まで正確に増幅しないと、信号の
乱れが大きくなり、正確な情報再生ができないといった
欠点があった。

そのため、記録密度を高（していくと安定に再生するこ
とができず、ビット誤り率が増大することになり、ディ
スクの記録容量が制限されることになる。

これら従来の光磁気ディスク装置の読み出し方法の欠点
を解決するため、特願昭６１〜３００５８号（特開昭６
２−１８８０４７号）明細書において、記録媒体の磁化
の変化を光の位相遅れ（または進み）に変換し、その位
相差によって生じるファーフィールドパターンの変化を
捕らえることにより信号の読み出しを行う方法が提案さ
れている。この方法により、上述した問題の多くは解決
されるが、光の位相変化は記録媒体面の凹凸やプリグル
ープの不均一性などによっても生じるため、読み出し信
号に雑音が多く含まれやすいといった難点を有する。

また、ファーフィールドで信号検出を行うためピントに
よる回折の影響が残り、集光光学系に比べて再生ＳＮ比
が劣化するといった欠点を有している。

本発明の目的は上記のごとき欠点を改善して、記録密度
が高く、再生信号の安定性が良く、かつ再生信号の品質
が良好で、従って再生ＳＮ比の高い読み出しができるた
め誤り率の少ない光磁気ディスク装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光磁気ディスク装置は、 光源と、 情報である磁気光学的なビット列が記録された光磁気デ
ィスクに対し、光源からの光束を微小な開き角をもって
２方向に偏光分割する複像素子と、２方向に分割された
光束を光磁気記録媒体の記録トランク方向に沿って一部
重なるように隣接して集光照射する光学系と、 集光された各光スポットの同一ビソ１−からの反射光ま
たは透過光の一部を反射するビームスプリッタと、 このビームスプリッタからの光路中に配置された１／４
波長板と、 この１／４波長板を通過した２つの光束を２つの偏光成
分にそれぞれ分離する検光子と、この検光子からの光を
受光する少なくとも２つ以上の受光部からなる光検出器
と、各々の受光部からの出力信号の差信号または和信号
を取り出す回路手段とを有し、 前記回路手段により出力される差信号または和信号を磁
気光学情報の再生信号とすることを特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、２つの集光ビームによる各反射光の偏
光の変化を捕らえることによって信号の読み出しを行う
ため、単に偏光による強度変化を捕らえる方式に対し、
分解能が高く信号レベル変動の少ない読み出し信号が得
られる。また、記録媒体面の微小な凹凸などによる雑音
は２つの光検出器の出力の差あるいは和をとることによ
り互いにキャンセルし合ってきわめて小さくなるため、
雑音の少ない読み出し信号が得られ、従って高密度、高
信頼性の情報の記録再生を行うことができる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例について図面を参照して詳しく
説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。この光磁気ディスク装置は、光源である半導体レーザ
６と、半導体レーザ６から集光レンズである対物レンズ
２までの光路中に配置され、情報である磁気光学的なピ
ント列が記録された光磁気記録媒体１である光磁気ディ
スクに対し、半導体レーザ６からの光束を微小な開き角
をもって２方向に偏光分割する複像素子を構成するウォ
ラストンプリズム４と、２方向に分割された光束を光磁
気記録媒体１の記録トラック方向に沿って一部重なるよ
うに隣接して集光照射する光学系を構成する、例えば２
軸アクチユエータ上に搭載された対物レンズ２と、集光
された各光スポットの同一ビットからの反射光の一部を
反射するビームスプリッタ３と、ビームスプリッタ３か
らの光路中に配置した１／４波長板８と、１／４波長板
８を通過した２つの光束を収束するレンズ９と、１／４
波長板８およびレンズ９を通過した２つの光束を２つの
偏光成分にそれぞれ分離する検光子を構成する偏光ビー
ムスプリッタ１０と、分離された偏光成分をそれぞれ受
光する、２つの受光部からなる光検出器ＩＬ　１２と、
各々の光検出器の受光部からの出力信号の差信号を取り
出す、差動増幅器１３゜１４、１５よりなる演算回路２
１と、この演算回路２１より出力される差信号を磁気光
学情報の再生信号として出力する信号処理回路１６とを
有している。

次に、本実施例の動作を説明する。

半導体レーザ６はレーザ駆動回路７から電流を供給され
て、再生用のレーザ光を出射する。コリメートレンズ５
は半導体レーザ６から出射された発散性のレーザ光を平
行なレーザ光束に変える。

半導体レーザ６からの光束は複像素子であるウォラスト
ンプリズム４により２方向に偏光分割される。この２方
向に分割された光束の分離方向は、対物レンズ２により
記録媒体１の進行方向２５（記録トラック方向）に沿っ
て集光照射される方向にとる。ビームスブリック３は分
離された２つの光束の偏光をそれぞれ一方向に揃える働
きをする。

すなわち、半導体レーザ６から出射される光束の偏光を
Ｐ偏光とすれば、ビームスプリッタ３の特性としては例
えばＰ偏光を６０％透過させ、Ｓ偏光をすべて反射させ
る特性を持つものである。対物レンズ２は前述したよう
に２軸アクチユエータ上に搭載されており、ビームスプ
リッタ３からの２つの光束１．７．１８を集束させ記録
媒体面上に２個の微小スポットとして照射する。記録媒
体上に集光される２つの光束１７．１８は、第２図（ａ
）に示すように例えば光束が半分型なり合うように集光
照射する。第２図（ｂ）は、光束１７．１８の光強度分
布を示す。

記録媒体１に照射された各光スポットは記録媒体の磁化
状態（記録状態）に応じて、その偏光方向がわずかにカ
ー回転されて反射される。ここで記録媒体１は、情報記
録部（ピント部）では記録媒体表面に垂直な一方向（例
えば“Ｉ”）に磁化されており、非記録部（イレーズ部
）ではその逆方向に磁化されている。

記録媒体から反射した２つの光束１７．１８は対物レン
ズ２によって再びそれぞれ平行光束に戻される。この記
録媒体１からの反射光は、ビームスプリッタ３により一
部が反射され光路を直角に曲げられて１／４波長板８に
向かう。１／４波長板８を出た光はレンズ９により収束
に向かい、偏光ビームスプリッタ１０により偏光分離さ
れる。このとき、１／４波長板８を出た光束はかならず
しも円偏光である必要はなく、任意の傾きでよい。すな
わち、偏光ビームスプリッタ１０で分離される光束は、
偏光の主軸が各々互いに直交した偏光方向でかつ強度が
等しい特性を有するように配置されてよい。

偏光ビームスプリッタ１０により分離された２つの光束
は、それぞれ光検出器１１と光検出器１２に入射する。

光検出器１１．１２はそれぞれ受光面がトラック方向（
記録媒体進行方向）に対して前後に２分割されており、
偏光ビームスブリック１０ｅＪ：、り出てくる記録媒体
１からの反射光を前後方向に分けて受光し、それぞれの
入射光強度に比例した電流を出力する。

前述したように、記録媒体上に集光される２つの光束１
７．１８は、第２図に示すように例えば光束が半分型な
り合うように集光照射されている。もちろん信号を再生
する光検出器ＩＬ　１２が別であるので重なったことに
よる影響はない。また、同一の光源を分離しほぼ同一の
位置に集光しているが、光路差に位相差が存在しないた
め干渉は生しない。

この条件で集光させるにはウォラスＩ・ンプリズム４と
して、分離角θが重要となる。対物レンズ２で記録媒体
面上に集光する場合、例えば対物レンズ２の開口数ＮＡ
を０．５５、焦点距離を３．９ｍｍ、ビーム径を１．４
μｍとすると、分離角θは約０．０１゜となる。

第３図は本発明に係る再生の原理を説明するための図で
ある。記録ビット３０の前縁に読み出し用のビーム１７
が１個照射された場合、ビットによる回折が起こり記録
ビットの前方と後方とで反射受光量が異なる。これは、
従来から知られている位相型回折格子による回折現象と
基本的には同一のものであり、磁化方向が記録ピントと
非記録部とでは位相が１８０°異なるため、反射される
光束は回折現象を受けることになる。その意味では、光
検出器ＩＬ　１２で受光される光量のみに着目して論を
進めてもよいことになる。

同様に、記録ピント前縁に読み出し用のビーム１８が照
射される場合、ビーム１７の半分の幅だけ空間的にずれ
た形で回折光が生じ反射される。光検出器１１．１２で
は分割された前後の部分にそれぞれビーム１７．１８の
反射光束が収束し、差動増幅器１３１４に導かれる。

差動増幅器１３は光検出器１２の分割された前後の部分
それぞれからの出ツノ電流を受け、その差を増幅して強
度差信号１０１を出力する。上記のような例の場合には
この強度差信号１０１は、記録ビット３０の前縁で正の
ピークを生じ記録ビットの後縁では負のピークを生じる
。

一方、差動増幅器１４は光検出器１１の分割された前後
の部分それぞれからの出力電流を受け、その差を増幅し
て強度差信号１０２を出力する。上記のような例の場合
にはこの強度差信号１０２は記録ピント３０の前縁で負
のピークを生じ記録ピントの後縁では正のピークを生じ
強度差信号１０１　とは逆の極性を有する。

差動増幅器１５はこれら２つの強度差信号１０１゜１０
２の差動増幅を行い、情報信号を加算し読み出し信号１
０３として出力する。もちろんここで、差動増幅器１３
の接続が逆であれば差動増幅器１５により加算回路を構
成することが可能となる。ごの差動増幅器１５により出
力された読み出し信号１０３は信号処理回路１６に入力
され、信号処理回路１６において例えば再生クロックと
のタイミング関係から記録ビットのエツジ情報検出を行
える。

上記のような光学的な微分検出が可能であるため記録ピ
ントの前縁、後縁において強度差信号が逆の極性を有す
るから基本的に直流成分が含まれず、従って低周波まで
の正確な増幅を行う必要が無い。また、記録ピントによ
る以外の記録媒体面の微小な凹凸、反射率変動、レーザ
光の強度分布変動などによる反射光の前後方向の強度変
化は、光検出器１１と１２に入射する光束の両方に同様
に現れるため、強度差信号１０１と１０２に対しては同
相ノイズとして現れる。読み出し信号１０３は、強度差
信号１０１．１０２の差動増幅を行うため互いに消し合
うことになりノイズが除去される。従って、読み出し信
号１０３には記録ビットの情報のみが正確に再生され、
他の要因による影響（雑音）はきわめて小さく抑えられ
る。

第４図には本発明の第２の実施例を示す。第１の実施例
と異なるのは、検光子として偏光ビームスプリッタでは
な（、例えばサバール板やウォラストンプリズムなどの
複像素子１９を用い、光検出器２０としては２分割プリ
ズムを２組用いた多分割検出器の構成にしたものである
。

以上の実施例では、基本的な光学系例を示したが光学素
子や光磁気記録媒体で生じるリターデーションの影響を
位相補償の効果を有する位相補償板を再生光学系に挿入
する構成にしてもよい。また、以上の実施例ではサーボ
情報の検出光学系を省略しているが、例えば１／４波長
板８の後に非点収差法を実現できる光学系を追加しても
よいし、ビームスプリッタ３とウォラストンプリズム４
との間に別のビームスプリッタを追加挿入しサーボ光学
系を構成してもよい。また、以上の実施例では光磁気記
録媒体からの反射光を用いて情報信号を検出する構成で
あるが光磁気記録媒体の透過光を用いる構成にしてもよ
い。また、２ビームレーザを用いウォラストンプリズム
を用いた構成にしても同様な効果を得ることが可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の光デイスク装置は、光源か
らの光束を複像素子によって微小な開き角を持った２つ
の光束にし、これら光束を光デイスク上に集光照射する
ため、再生用の光検出器上でも２つのビームが集光する
ため再生特性として格段に向上し、高い記録密度で再生
ＳＮ比が良好で、ビット誤り率の小さな情報再生を行う
ことができる。

すなわち、上記の構成にすることで、記録ビットによる
以外の記録媒体面の微小な凹凸、反射率変動、レーザ光
の強度分布変動などによる反射光の前後方向の強度変化
などの同相ノイズは、互いに消し合い除去される効果が
ある。さらに、読み出し信号には記録ビットの情報のみ
が正確に再生され、他の要因による影響（雑音）はきわ
めて小さく抑えられる。また、記録ビットの前縁、後縁
において強度差信号が逆の極性を有するから基本的に直
流成分が含まれず、従って低周波までの正確な増幅を行
う信号増幅が不要となる効果もある。

そのため、記録ピントのエツジ情報が検出できるため記
録密度を従来の２倍以上に高く設定できるといった効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光磁気ディスク装置の第１の実施例を
示す図、 第２図（ａ）、　　（ｂ＞は本発明に係る集光スポット
の状態を説明するための図、 第３図は本発明に係る光検出の原理を説明するための図
、 第４図は本発明の光磁気ディスク装置の第２の実施例を
示す図である。 ■・・・・・記録媒体 ２・・・・・対物レンズ ３・・・・・ビームスプリッタ ４・・・・・ウォラストンプリズム ５・・・・・コリメートレンズ ６・・・・・半導体レーザ ７・・・・・レーザ駆動回路 ８・・・・・１／４波長板 ９・・・・・レンズ １０・・・・・偏光ビームスプリッタ １１、　１２゜ １３，１４゜ １６・　・　・ １７．１８・ １９・　・　・ ２１・　・　・ ２５・　・　・ ３０・　・　・ ２０・・・光検出器 １５・・・差動増幅器 ・・信号処理回路 ・・集光ビーム ・・複像素子 ・・演算回路 ・・記録媒体進行方向 ・・ピント

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、 情報である磁気光学的なビット列が記録された光磁気デ
   ィスクに対し、光源からの光束を微小な開き角をもって
   ２方向に偏光分割する複像素子と、２方向に分割された
   光束を光磁気記録媒体の記録トラック方向に沿って一部
   重なるように隣接して集光照射する光学系と、 集光された各光スポットの同一ビットからの反射光また
   は透過光の一部を反射するビームスプリッタと、 このビームスプリッタからの光路中に配置された１／４
   波長板と、 この１／４波長板を通過した２つの光束を２つの偏光成
   分にそれぞれ分離する検光子と、 この検光子からの光を受光する少なくとも２つ以上の受
   光部からなる光検出器と、各々の受光部からの出力信号
   の差信号または和信号を取り出す回路手段とを有し、 前記回路手段により出力される差信号または和信号を磁
   気光学情報の再生信号とすることを特徴とする光磁気デ
   ィスク装置。