JPH0369041A - Optical recording and reproducing device - Google Patents
Optical recording and reproducing deviceInfo
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Abstract
Description
[産業上の利用分野]
本発明は記録ヘッドと再生ヘッドを有する、高密度の情
報の記録/再生が可能な光学的記録再生装置に関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to an optical recording/reproducing device that has a recording head and a reproducing head and is capable of recording/reproducing high-density information.
従来の記録再生可能な光デイスク装置においては、高出
力の半導体レーザを記録再生用の光源として使用し、半
導体レーザ自身をパルス変調して高出力発振させること
により、Teなどを主成分とする追記可能記録膜に穴(
ピット)を形成したり、TbFeなどを主成分とする垂
直磁化膜に磁区(ドメイン)を形成することにより、情
報を記録し、その半導体レーザの出力を弱めて、記録し
たピットやドメインなどを読み出して信号を再生してい
る。In conventional recordable and reproducible optical disk devices, a high-output semiconductor laser is used as a light source for recording and reproducing, and by pulse-modulating the semiconductor laser itself and causing high-output oscillation, it is possible to record additional data containing Te etc. as the main component. Possible holes in the recording membrane (
Information is recorded by forming (pits) or magnetic domains in a perpendicularly magnetized film mainly composed of TbFe, etc., and the recorded pits, domains, etc. are read out by weakening the output of the semiconductor laser. is playing the signal.
安定に記録できるピットやドメインなどの大きさdは使
用する半導体レーザ波長λと絞り込む対物レンズの開口
数(N、A、)で決定され、およそ絞り込みスポットの
半分のd=λ/2NAである。
また連続的に記録されたピットなどを同じスポットで再
生する場合、ピット間距離は再生信号の振幅劣化の関係
からスポット径と同程度に選ばれる。
小径ピットの記録は、記録パワーを下げて記録すること
により可能だが、記録膜の記録メカニズム上不安定であ
り、また焦点ずれなどの外乱の影響を受けやすいという
問題がある。さらに再生時もピット径に対してスポット
径の方が大きいので再生振幅が大幅に劣化するという問
題もある。このように安定な光ディスクの記録再生を考
える場合、記録密度は使用する半導体レーザの波長によ
って制限されることがわかる。したがって、高記録密度
を実現するには半導体レーザの波長を短くすることが要
求されるが、まだ記録用の高出力発振可能な短波長レー
ザが世の中にないのが現状である。
一方、書換え可能な光磁気ディスクにおいては、先述し
た半導体レーザをパルス発振させる光変調方式の他に、
光を熱的に垂直磁化膜の温度上昇用のみに使用し、情報
の記録は外部に設けた磁気コイルの磁界スイッチングに
よる磁界変調方式がある。この場合、記録される記録ド
メインの時間軸方向の大きさは半導体レーザの波長で決
まるのではなく、磁界のスイッチング時間によって決定
され、現在、記録用光源波長の1/2〜1/4のドメイ
ンが記録できることが確認されている。この方法は高密
度記録が可能であるが、この場合にも記録用光源での再
生は先述したと同じ理由で不可能である。
このように従来は、記録用光源で記録し、かつ再生して
いたため、記録用光源の波長により、光ディスクの高密
度化が制限されていた。本発明の目的は、光ディスクの
記録再生可能な記録密度を大幅に改善することにある。The size d of pits, domains, etc. that can be stably recorded is determined by the wavelength λ of the semiconductor laser used and the numerical aperture (N, A,) of the objective lens for focusing, and is approximately half the focused spot, d=λ/2NA. Further, when reproducing continuously recorded pits or the like using the same spot, the distance between the pits is selected to be approximately the same as the spot diameter in view of amplitude deterioration of the reproduced signal. Recording of small-diameter pits is possible by lowering the recording power, but there are problems in that the recording mechanism of the recording film is unstable and it is susceptible to disturbances such as defocus. Furthermore, during reproduction, the spot diameter is larger than the pit diameter, so there is a problem in that the reproduction amplitude is significantly degraded. When considering stable recording and reproduction of optical disks in this way, it is understood that the recording density is limited by the wavelength of the semiconductor laser used. Therefore, in order to achieve high recording density, it is necessary to shorten the wavelength of the semiconductor laser, but the current situation is that there is still no short-wavelength laser capable of high-output oscillation for recording in the world. On the other hand, in rewritable magneto-optical disks, in addition to the optical modulation method that uses a semiconductor laser to oscillate pulses as described above,
There is a magnetic field modulation method in which light is used only to thermally raise the temperature of the perpendicularly magnetized film, and information is recorded by switching the magnetic field of an external magnetic coil. In this case, the size of the recording domain in the time axis direction is determined not by the wavelength of the semiconductor laser but by the switching time of the magnetic field, and currently, the size of the recording domain in the time axis direction is determined not by the wavelength of the semiconductor laser but by the switching time of the magnetic field. It has been confirmed that it is possible to record Although this method allows high-density recording, reproduction using a recording light source is also impossible in this case for the same reason as mentioned above. In this way, in the past, recording and reproduction were performed using a recording light source, and therefore, the ability to increase the density of optical discs was limited by the wavelength of the recording light source. An object of the present invention is to significantly improve the recordable and reproducible recording density of an optical disc.
上記目的は、記録ヘッドと再生ヘッドの2個のヘッドを
持ち、記録は磁界変調により、記録波長の1/2〜1/
4の記録ピッチで記録し、記録用光源での再生は行なわ
ず、再生は記録用光源のおよそ1/2の波長を持つ光を
使用し、光磁気的に再生することにより、高記録密度化
を達成できる。The above purpose has two heads, a recording head and a reproducing head, and the recording is performed by magnetic field modulation, which is 1/2 to 1/2 of the recording wavelength.
High recording density is achieved by recording at a recording pitch of 4, without using a recording light source, and using light with a wavelength approximately 1/2 that of the recording light source, and by magneto-optical reproduction. can be achieved.
記録ヘッドとして、磁界変調記録が可能な磁気ヘッドを
有するヘッドを用いると、情報の記録ドメインは記録ヘ
ッドの光源の波長ではなく、磁気ヘッドの磁界スイッチ
ング時間で決定されるので、記録用光源の波長の1/2
〜1/4の密度で記録することができる。一方、情報の
再生に関しては、記録用光源では、記録用光源の波長の
1/2〜1/4の密度で記録したドメインは読取り不可
能であるので、別の再生ヘッドを設け、記録用光源の波
長のおよそ1/2の波長の光を用いて読取る。
こうすることにより、従来のように記録用光源で記録・
再生を行う場合にくらべて記録密度を大幅に向上するこ
とができる。When a head with a magnetic head capable of magnetic field modulation recording is used as a recording head, the information recording domain is determined not by the wavelength of the recording head's light source but by the magnetic field switching time of the magnetic head. 1/2 of
It is possible to record at a density of ~1/4. On the other hand, when it comes to reproducing information, it is impossible for a recording light source to read domains recorded at a density of 1/2 to 1/4 of the wavelength of the recording light source. It is read using light with a wavelength of approximately 1/2 of the wavelength of . By doing this, you can record and record with a recording light source like in the past.
The recording density can be significantly improved compared to the case of reproduction.
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図は本発明の光学的記録再生装置の一実施例である光デ
イスク装置の全体構成を示す。ベース1の上にはリニア
アクチュエータに搭載された記録用光ヘツド2と再生用
光ヘツド3が対向あるいは90度ずれた位置に設置され
ている。中心にはスピンドルモータ4が配置されており
、スピンドルモータ4には光磁気ディスク5が取付けら
れて、定速度回転している。光磁気ディスク5の記録膜
は希土類−遷移金属の蒸着またはスパッタリングにより
形成されている。記録用光ヘツド2には、磁気ヘッド2
1が光磁気ディスク5に対向あるいは光ヘツド側に配置
されており、磁気ヘッド21に流す電流の方向を切換え
る磁界変調により情報が記録される。また、記録用光ヘ
ツド2、再生用光ヘツド3はリニアアクチュエータ22
゜74に搭載されており、制御回路6により同一トラッ
クあるいは任意トラックに位置付けられる。
第2図を用いて、記録用光ヘツド2の構成について詳し
く説明する。記録用の半導体レーザ23には高出力で波
長830nm程度のものを用いる。
半導体レーザ23から出た光はカップリングレンズ24
で集光され、平行光となって偏光プリズム25.1/4
波長板26、ガルバノミラ−27゜ボイスコイル28に
取付けられた絞り込みレンズ29に導かれ、絞り込みレ
ンズ29により光磁気ディスク5上に1μm程度のスポ
ットに絞り込まれる。174波長板26は入射する光の
偏光面(P偏光)に対し45度の角度で配置され、光磁
気ディスク5上では円偏光となる。半導体レーザ23の
出力は、情報を記録する時には光磁気ディスク5上にお
いてDC的な約10mWとなって。
磁界変調により情報を記録するための温度上昇の手助け
をし、その他の時は任意トラックへの光ヘツド位置付け
を行なうためにトラックにあらかじめ凹凸ピットで記録
されているアドレス情報を読取るために1〜2mWの低
出力となっている。光磁気ディスク5で反射された光は
再び絞り込みレンズ29、ガルバノミラ−27,1/4
波長板26を通り、S偏光となって偏光プリズム25で
光路を分離されてレンズ30に入射し、その後ハーフプ
リズム31により光量が二等分され、同一形状で多分割
の光検出器32.33に入射する。
光検出器32はレンズ30の焦点位置の前方に、光検出
器33はレンズ30の焦点位置の後方に配置されている
。光検出器32.33からの出力を差動増幅器34で差
をとった差動信号から自動焦点検出信号が得られ、位相
補償回路、開動回路を含むAFサーボ回路35を通して
ボイスコイル38を微動することにより、絞り込みレン
ズ29で絞り込まれたスポットを1μmφ程度に保持す
る。また、光検出器32.33からの別の出力を差動増
幅器36で差をとった差動信号からトラックずれ検出信
号が得られ、自動焦点制御の場合と同様に位相補償回路
、開動回路を含むTRサーボ回路37を通してガルバノ
ミラ−27を回動することにより、スポットでトラック
上を正確に追跡させる。さらに、光検出器32.33か
らの別の出力を加算器38で加算することにより、トラ
ック上にあらかじめ例えは、凹凸の形で記録されている
アドレス情報信号を得て、アドレス情報検出回路39に
よりディジタル化をした後、復調回路40によりトラッ
ク番地を検出し、この値は制御回路6に導かれて光ヘッ
ドの位置付けに使われる。
光ヘツド2にはアクセスのために外部スケール41が取
付けられており、例えば可動スケールと固定スケールに
よるモアレ縞から相対的な移動距離を知ることができる
。外部スケール41からの信号は外部スケール検出回路
42によりパルス化されて制御回路6に導かれる。アク
セスは光ヘッドの現在番地と上位から指示された目標番
地の差を演算し、その値を外部スケールのピッチで割算
して得られた値分だけアクチュエータ邸動回路43を通
してリニアアクチュエータ22を開動して光ヘツド2を
移動し目標番地までの残りの誤差分をガルバノミラ−2
7によるトラックジャンプで行なうことになる。記録時
には前述したように半導体レーザ23はDC的な高出力
発振をし、それと同時に制御回路6から送出された情報
信号を磁気ヘッド輛動回路44を通して磁気ヘッド21
へ導き、流す電流の方向を切換えることにより、磁界変
調方式で情報が記録される。この時光磁気ディスク5に
記録される磁区(ドメイン)の大きさは、従来の光ディ
スク、例えば追記型光ディスクや光変調形の光磁気ディ
スクの場合のように記録用光源の波長や絞り込みレンズ
のNAで決まるのではなく、磁気ヘッド21による磁界
のスイッチング時間で決まるので、従来の光ディスクに
比、べて1/2〜1/4のドメインが記録出来る。この
大きさは記録用の半導体レーザ23では解像できないた
めに、記録ヘッド2では記録した情報を再生しない。そ
のために、記録用ヘッド2は光磁気信号検出光学系を持
たない。
第3図を用いて、再生用光ヘツド3の構成について詳し
く説明する。再生用光ヘツド3では記録ヘッド2で記録
した従来の光ディスクに比べて172〜1/4のドメイ
ンを再生する必要があり、再生用光源の波長は記録波長
の約1/2とする必要がある。そのために再生用光源と
して、記録用光源と同じ半導体レーザ50と、波長変換
素子として光導波路型第二次高周波発生素子51とを用
いる。半導体レーザ50から出た光はレンズ52で集光
されて先導波路内に導かれる。光導波路からは基本波に
対して位相整合のとれた第二次高調波がある角度θの方
向に円錐の形で放射していく。
したがって円錐の形で放射していく光を補正、集光して
平行光とするための光学素子53を配置する。光学素子
53を出た光はP偏光成分を8%(80>n50)透過
する偏光プリズム54、ガルバノミラ−55、ボイスコ
イル56に取付けられた絞り込みレンズ57により光磁
気ディスク5上に微小スポットとして絞り込まれる。光
磁気ディスク5から反射した光は再び絞り込みレンズ5
7、ガルバノミラ−55を通り、偏光プリズム54によ
り光路を分離されて1/2波長板58、レンズ59、偏
光プリズム60に入射する。1/2波長板58は偏光プ
リズム60に入射する偏光面を45度回転するために、
偏光面に対して22.5度の角度に設定される。こうす
ることにより、光磁気ディスク5から反射した光はP偏
光成分、S偏光成分に二分され、レンズ59の焦点位置
の前後に配置された光検出器61.62に入射し、記録
用光ヘツド2と同様に自動焦点検出信号、トラックずれ
検出信号、アドレス信号が検出される。さらには光磁気
ディスク5上の垂直磁化膜に記録されているドメインの
上向き、下向きの磁化の方向により反射補光面がわずか
に回転するカー効果を利用して光磁気信号が検出される
ことになる。光検出器61.62からの出力を差動増幅
器63で差をとった差動信号から自動焦点検出信号が得
られ1位相補償回路、a動回路を含むAFサーボ回路6
4を通してボイスコイル56を微動することにより、絞
り込みレンズ57で絞り込まれたスポットを1μmφ程
度に保持する。また、光検出器61.62からの別の出
力を差動増幅器65で差をとった差動信号からトラック
ずれ検出信号が得られ、自動焦点制御の場合と同様に位
相補償回路、開動回路を含むTRサーボ回路6グを通し
てガルバノミラ−55を回動することにより、スポット
でトラック上を正確に追跡させる。さらに、光検出器6
1.62からの別の出力を加算器67で加算することに
より、トラック上にあらかじめ記録されているアドレス
情報信号を得て、アドレス情報検出回路68によりディ
ジタル化をした後、復調回路69によりトラック番地を
検出し、この値は制御回路6に導かれて光ヘッドの位置
付けに使われる。このトラック上にあらかじめ記録され
ているアドレス情報は、記録用光ヘツド2と再生用光ヘ
ッドで共通に読取る必要があり、凹凸のピットの形で形
成する。また、ピットの大きさは光源の波長が長い記録
用光ヘツド2で読取れる大きさとし、その最短ピット長
は記録用光源を波長と同等以上とする。アドレス情報信
号を得た光検出器61,62からの出力を差動増幅器7
0で差をとると光磁気信号が得られ、制御回路6へ導か
れる。再生用光ヘツド3には記録用光ヘツド2と同様に
アクセスのために外部スケール71が取付けられており
、外部スケール検出回路72でパルス化されて制御回路
6へ導かれる。
上位からの指令によりアクチュエータ開動回路73を通
してリニアアクチュエータ74を開動することによって
任意のトラックに再生用光ヘツド3を位置付けることが
できる。
第4図を用いてトラッキング方法について説明する。波
長の異なる光を照射する光ヘッドで共通のトラックを追
跡する必要があり、それを実現するトラッキング方法と
しては回折光差動形と3スボツ1へ形がある。まず、記
録用光ヘツド2と再生用光ヘツド3に回折光差動形を採
用した場合から第4図(a)を用いて説明する。ディス
ク5上には案内溝100が等ピッチでスパイラル状に記
録されており、そのピッチは記録用光源の波長をλl、
記録用光ヘツド2に搭載されている絞り込みレンズ29
の開口数NAIとした時のスポット径dl=λ1 /N
A 1とほぼ同程度である。回折光差動形は光デイスク
5からの反射回折光に対し、トラック中心と2分割光検
出器の分割線を一致させて配置し、2分割光検出器の2
つの出力の差によりトラックずれ検出信号を検出するも
ので、案内溝100の光学的な深さによりトラックずれ
検出信号の振幅が決定される。トラックずれ検出信号は
、案内溝の光学的な深さが光源の波長の1/8の場合が
最大で、1/4の場合には最小のOとなる。したがって
、この場合には記録用光源の波長λ上、再生用光源の波
長λ2(λ1=2Xλ2)の2つの波長に対して、案内
溝の光学的な深さが1/4の深さとならないように設定
する必要がある。第1の設定値として、案内溝100の
光学的な深さをλl/12(=λ2/6)とすることが
でき、また第2の設定値として、案内溝の光学的な深さ
をλ1/6 (=λ2/3)とすることができる。この
様子を第5図に示す。第5図は、光ディスクの回折計算
式をもとにλl”83’Onm(λ2=415nm)、
案内溝100の形状を矩形、案内溝100の幅を0.4
μm、トラックピッチを1.6μm、絞り込みレンズの
開口数N、A。
=0.55として回折光差動形におけるトラックずれ検
出信号を計算した結果であり、−は極性を表わしている
。こうすることにより、記録用光ヘツド2でのトラッキ
ングずれ検出信号と再生用光ヘツド3でのトラッキング
ずれ検出信号の振幅を同じにすることができる。しかし
、第2の設定値の場合には記録用光ヘツド2でのトラッ
キングず。
れ検出信号と再生用光ヘツド3でのトラッキングずれ検
出信号の極性は異なる。案内溝100のピッチは記録用
光源がつくる絞り込みスポット103の大きさに合せで
あるので、再生用光ヘッドが照射する絞り込みスポット
104が円形であると、案内溝100のピッチに対して
絞り込みスポット104が小さすぎるため、トラック中
心付近でトラックずれ検出信号に不感帯が生ずる。これ
を防ぐために再生用光ヘツド3において、光学素子53
により図中に示すように楕円形のスポット104とした
方が良い。また、アドレス情報を表わすアドレスピット
102も案内溝の間の1へラックに記録されており、そ
の光学的な深さは、前述の第2の設定値の場合と同じλ
1/6 (−λ2/3〉にすると記録用光ヘツド2と再
生用光ヘツド3で検出されるアドレス情報信号の振幅を
同じにすることができる(第6図)。第6図はトラック
ずれ検出信号を計算した時と同じパラメータで計算した
ものである。
次に、記録用光ヘツド2に回折光差動形を、再生用光ヘ
ツド3に3スポツト形を採用した場合について第4図(
b)を用いて説明する。記録用光ヘツド2における回折
光差動形については前述した通りであり、その説明を割
愛する。3スポツト形は回折格子などにより、0次光と
土工次光を発生させ、0次光を主ビーム105としてト
ラックの中心に位置して情報を読取り、11次光は副ビ
ーム106として案内溝100に接して配置され。
2つの副ビームに対応した2つの光検出器の出力の差を
とることにより、トラックずれ検出信号を得ることがで
きる。この時の案内溝の光学的な深さはλ1/8 (=
λ2/4)とする。そうすると記録用光ヘツド2におけ
る回折光差動形においてt)ノ
最大のトラックずれ検出信号を同時に再生用光ヘツド3
における3スポツト形においても最大のトラックずれ検
出信号を得ることができる。再生用光ヘツド3において
回折格子を配置する場所は光学素子53と偏光プリズム
54の間が最適である。
アドレス情報を表わすアドレスピット102の光学的な
深さは第4図(a)において説明したのと同じλl/6
(=λ2/3)とするのが良い。なお、以上の説明は
1枚のディスクを記録再生する場合について行なったが
、スタック形のマルチディスクの記録再生においても同
じ効果があることは言うまでもない。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1st
The figure shows the overall configuration of an optical disk device which is an embodiment of the optical recording/reproducing device of the present invention. On a base 1, a recording optical head 2 and a reproducing optical head 3 mounted on a linear actuator are installed facing each other or at positions shifted by 90 degrees. A spindle motor 4 is arranged at the center, and a magneto-optical disk 5 is attached to the spindle motor 4 and rotates at a constant speed. The recording film of the magneto-optical disk 5 is formed by vapor deposition or sputtering of rare earth-transition metals. The recording optical head 2 includes a magnetic head 2.
1 is disposed opposite to the magneto-optical disk 5 or on the optical head side, and information is recorded by magnetic field modulation that switches the direction of the current flowing through the magnetic head 21. Furthermore, the recording optical head 2 and the reproducing optical head 3 are operated by a linear actuator 22.
74, and can be positioned on the same track or on any desired track by the control circuit 6. The configuration of the recording optical head 2 will be explained in detail with reference to FIG. As the semiconductor laser 23 for recording, a high output laser with a wavelength of about 830 nm is used. The light emitted from the semiconductor laser 23 passes through the coupling lens 24
The light is focused by the polarizing prism 25.1/4 and becomes parallel light.
The light is guided to a wavelength plate 26, a galvanometer mirror 27, and a focusing lens 29 attached to a voice coil 28, and the focusing lens 29 focuses the light onto the magneto-optical disk 5 into a spot of about 1 μm. The 174 wavelength plate 26 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the polarization plane (P polarization) of the incident light, and the light becomes circularly polarized on the magneto-optical disk 5. The output of the semiconductor laser 23 is about 10 mW in DC on the magneto-optical disk 5 when recording information. It helps raise the temperature to record information by magnetic field modulation, and at other times it uses 1 to 2 mW to read the address information pre-recorded in uneven pits on the track in order to position the optical head to a desired track. The output is low. The light reflected by the magneto-optical disk 5 is again passed through the aperture lens 29 and the galvanometer mirror 27, 1/4
It passes through the wavelength plate 26, becomes S-polarized light, has its optical path separated by the polarizing prism 25, and enters the lens 30. Thereafter, the amount of light is divided into two by the half prism 31, and the light is divided into two by the same shape and multi-segmented photodetector 32, 33. incident on . The photodetector 32 is placed in front of the focal position of the lens 30, and the photodetector 33 is placed behind the focal position of the lens 30. An autofocus detection signal is obtained from a differential signal obtained by taking the difference between the outputs from the photodetectors 32 and 33 using a differential amplifier 34, and finely moves the voice coil 38 through an AF servo circuit 35 including a phase compensation circuit and an opening circuit. As a result, the spot narrowed down by the narrowing lens 29 is maintained at approximately 1 μmφ. In addition, a track deviation detection signal is obtained from a differential signal obtained by subtracting the difference between other outputs from the photodetectors 32 and 33 using a differential amplifier 36, and a phase compensation circuit and an open circuit are used as in the case of automatic focus control. By rotating the galvanometer mirror 27 through the included TR servo circuit 37, the spot can be accurately tracked on the track. Furthermore, by adding other outputs from the photodetectors 32 and 33 in an adder 38, an address information signal recorded in advance on the track, for example in the form of unevenness, is obtained, and the address information detection circuit 39 After digitization, the track address is detected by the demodulation circuit 40, and this value is led to the control circuit 6 and used for positioning the optical head. An external scale 41 is attached to the optical head 2 for access, and the relative movement distance can be determined from, for example, moire fringes formed by the movable scale and the fixed scale. The signal from the external scale 41 is pulsed by the external scale detection circuit 42 and guided to the control circuit 6. For access, the difference between the current address of the optical head and the target address instructed from the upper level is calculated, and that value is divided by the pitch of the external scale, and the linear actuator 22 is opened by the value obtained through the actuator operation circuit 43. Then move the optical head 2 and calculate the remaining error to the target address using the galvano mirror 2.
This will be done with a track jump based on 7. During recording, the semiconductor laser 23 emits DC-like high-power oscillation as described above, and at the same time, the information signal sent from the control circuit 6 is sent to the magnetic head 21 through the magnetic head movement circuit 44.
Information is recorded using a magnetic field modulation method by switching the direction of current flowing through the magnetic field. At this time, the size of the magnetic domain recorded on the magneto-optical disk 5 depends on the wavelength of the recording light source and the NA of the focusing lens, as in the case of conventional optical disks, such as write-once optical disks and optical modulation type magneto-optical disks. Instead, it is determined by the switching time of the magnetic field by the magnetic head 21, so 1/2 to 1/4 domains can be recorded compared to conventional optical discs. Since this size cannot be resolved by the recording semiconductor laser 23, the recording head 2 does not reproduce the recorded information. Therefore, the recording head 2 does not have a magneto-optical signal detection optical system. The configuration of the reproducing optical head 3 will be explained in detail with reference to FIG. The reproduction optical head 3 needs to reproduce 172 to 1/4 as many domains as the conventional optical disk recorded with the recording head 2, and the wavelength of the reproduction light source needs to be about 1/2 of the recording wavelength. . For this purpose, a semiconductor laser 50, which is the same as the recording light source, is used as a reproduction light source, and an optical waveguide type second high frequency generation element 51 is used as a wavelength conversion element. The light emitted from the semiconductor laser 50 is focused by a lens 52 and guided into the leading wavepath. A second harmonic wave whose phase is matched to the fundamental wave is radiated from the optical waveguide in the direction of a certain angle θ in the shape of a cone. Therefore, an optical element 53 is arranged to correct and condense the light emitted in a conical shape into parallel light. The light exiting the optical element 53 is narrowed down to a minute spot on the magneto-optical disk 5 by a polarizing prism 54 that transmits 8% of the P-polarized component (80>n50), a galvanometer mirror 55, and a focusing lens 57 attached to the voice coil 56. It will be done. The light reflected from the magneto-optical disk 5 passes through the aperture lens 5 again.
7. The light passes through a galvano mirror 55, is separated in its optical path by a polarizing prism 54, and enters a 1/2 wavelength plate 58, a lens 59, and a polarizing prism 60. The half-wave plate 58 rotates the plane of polarization incident on the polarizing prism 60 by 45 degrees.
The angle is set at 22.5 degrees with respect to the plane of polarization. By doing this, the light reflected from the magneto-optical disk 5 is divided into a P-polarized component and an S-polarized component, and enters the photodetectors 61 and 62 placed before and after the focal position of the lens 59, and is directed to the recording optical head. Similarly to 2, an autofocus detection signal, a track deviation detection signal, and an address signal are detected. Furthermore, the magneto-optical signal is detected by utilizing the Kerr effect, in which the reflection supplementary light surface rotates slightly depending on the upward and downward magnetization directions of the domains recorded in the perpendicularly magnetized film on the magneto-optical disk 5. Become. An autofocus detection signal is obtained from a differential signal obtained by subtracting the output from the photodetectors 61 and 62 using a differential amplifier 63.1 An AF servo circuit 6 including a phase compensation circuit and an a-dynamic circuit
By slightly moving the voice coil 56 through the diaphragm 4, the spot narrowed down by the diaphragm lens 57 is maintained at approximately 1 μmφ. In addition, a track deviation detection signal is obtained from a differential signal obtained by subtracting the difference between other outputs from the photodetectors 61 and 62 using a differential amplifier 65, and a phase compensation circuit and an open circuit are used as in the case of automatic focus control. By rotating the galvanometer mirror 55 through the included TR servo circuit 6, the spot can be accurately tracked on the track. Furthermore, the photodetector 6
By adding another output from 1.62 in an adder 67, an address information signal recorded in advance on the track is obtained, which is digitized by an address information detection circuit 68, and then digitized by a demodulation circuit 69. The address is detected, and this value is led to the control circuit 6 and used for positioning the optical head. Address information previously recorded on this track must be read by both the recording optical head 2 and the reproducing optical head, and is formed in the form of uneven pits. Further, the size of the pit is such that it can be read by the recording optical head 2 having a long wavelength of the light source, and the shortest pit length is equal to or greater than the wavelength of the recording light source. The output from the photodetectors 61 and 62 that obtained the address information signal is sent to the differential amplifier 7.
When the difference is taken at 0, a magneto-optical signal is obtained and guided to the control circuit 6. Similar to the recording optical head 2, an external scale 71 is attached to the reproducing optical head 3 for access, and the signal is converted into a pulse by an external scale detection circuit 72 and guided to the control circuit 6. The reproducing optical head 3 can be positioned on any track by opening the linear actuator 74 through the actuator opening circuit 73 in response to a command from a higher level. The tracking method will be explained using FIG. It is necessary to track a common track using optical heads that emit light of different wavelengths, and there are two types of tracking methods to achieve this: differential diffraction type and three-spot type. First, the case where the recording optical head 2 and the reproducing optical head 3 are of the diffraction light differential type will be explained with reference to FIG. 4(a). Guide grooves 100 are recorded in a spiral shape on the disk 5 at equal pitches, and the pitch is set so that the wavelength of the recording light source is λl,
A diaphragm lens 29 mounted on the recording optical head 2
Spot diameter dl = λ1 /N when the numerical aperture NAI is
It is almost the same as A1. The diffracted light differential type is arranged so that the track center and the dividing line of the two-split photodetector coincide with the reflected diffracted light from the optical disk 5, and the two of the two-split photodetector are
The track deviation detection signal is detected based on the difference between the two outputs, and the amplitude of the track deviation detection signal is determined by the optical depth of the guide groove 100. The track deviation detection signal is maximum when the optical depth of the guide groove is 1/8 of the wavelength of the light source, and is minimum O when it is 1/4 of the wavelength of the light source. Therefore, in this case, the optical depth of the guide groove should not be 1/4 of the wavelength for the two wavelengths, λ of the recording light source and wavelength λ2 of the reproducing light source (λ1 = 2Xλ2). It is necessary to set it to . As a first setting value, the optical depth of the guide groove 100 can be set to λl/12 (=λ2/6), and as a second setting value, the optical depth of the guide groove 100 can be set to λ1. /6 (=λ2/3). This situation is shown in FIG. Figure 5 shows λl"83'Onm (λ2=415nm),
The shape of the guide groove 100 is rectangular, and the width of the guide groove 100 is 0.4.
μm, the track pitch is 1.6 μm, and the numerical aperture of the diaphragm lens is N and A. This is the result of calculating the track deviation detection signal in the diffracted light differential type with =0.55, and - represents the polarity. By doing this, the amplitude of the tracking deviation detection signal in the recording optical head 2 and the tracking deviation detection signal in the reproducing optical head 3 can be made the same. However, in the case of the second set value, the recording optical head 2 does not track. The polarity of the deviation detection signal and the tracking deviation detection signal in the reproducing optical head 3 are different. The pitch of the guide grooves 100 is matched to the size of the narrowing spot 103 created by the recording light source, so if the narrowing spot 104 irradiated by the reproducing optical head is circular, the narrowing spot 104 will be smaller than the pitch of the guiding groove 100. is too small, a dead zone occurs in the track deviation detection signal near the center of the track. In order to prevent this, in the reproduction optical head 3, the optical element 53
Therefore, it is better to form an elliptical spot 104 as shown in the figure. Further, an address pit 102 representing address information is also recorded on the rack between the guide grooves, and its optical depth is λ, which is the same as in the case of the second set value described above.
When set to 1/6 (-λ2/3>), the amplitude of the address information signal detected by the recording optical head 2 and the reproducing optical head 3 can be made the same (Fig. 6). This was calculated using the same parameters as when calculating the detection signal.Next, Figure 4 shows the case where the recording optical head 2 is of the diffracted light differential type and the reproducing optical head 3 is of the 3-spot type.
This will be explained using b). The differential type of diffracted light in the recording optical head 2 has been described above, and its explanation will be omitted. The 3-spot type uses a diffraction grating or the like to generate 0th-order light and earthwork-order light.The 0th-order light is used as a main beam 105 and is positioned at the center of the track to read information, and the 11th-order light is used as a sub beam 106 in the guide groove 100. placed in contact with. A track deviation detection signal can be obtained by taking the difference between the outputs of the two photodetectors corresponding to the two sub-beams. The optical depth of the guide groove at this time is λ1/8 (=
λ2/4). Then, in the diffracted light differential type in the recording optical head 2, the maximum track deviation detection signal of t) is simultaneously transmitted to the reproducing optical head 3.
The maximum track deviation detection signal can also be obtained with the three-spot type. The optimum location for arranging the diffraction grating in the reproduction optical head 3 is between the optical element 53 and the polarizing prism 54. The optical depth of the address pit 102 representing address information is λl/6, which is the same as explained in FIG. 4(a).
(=λ2/3) is preferable. Although the above explanation has been made regarding the case of recording and reproducing on a single disc, it goes without saying that the same effect can be obtained when recording and reproducing a stacked multi-disc.
本発明は、以上説明したように記録用光ヘッドと再生用
光ヘッドを別々にもち、記録用光源の波長の172〜1
/4の情報ピット(ドメイン)が記録可能な磁界変調方
式により情報を記録し、その情報の再生は、記録用光源
と同じ半導体レーザと第二次高調波発生素子を用いて記
録用光源の波長の172の光源を実現し、記録された情
報ピットを読取ることにより行なう。こうすることによ
って、記録用光源で記録再生する場合に比べて2倍以上
の記録密度を実現し、2倍以上の記憶容量を実現するこ
とができる。As explained above, the present invention has a recording optical head and a reproducing optical head separately, and has a wavelength of 172 to 100 nm of the wavelength of the recording light source.
Information is recorded using a magnetic field modulation method that can record /4 information pits (domains), and the information is reproduced at the wavelength of the recording light source using the same semiconductor laser and second harmonic generation element as the recording light source. This is done by realizing 172 light sources and reading the recorded information pits. By doing so, it is possible to achieve a recording density that is twice or more, and a storage capacity that is more than twice as much as when recording and reproducing is performed using a recording light source.
第1図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第2図は
本発明における記録用光ヘッドの説明図、第3図は本発
明における再生用光ヘッドの説明図、第4図は本発明に
おけるトラックずれ検出方法の説明図、第5図および第
6図は本発明におけるトラックずれ検出動作を説明する
ための図である。
2・・・記録用光ヘッド、3・・・再生用光ヘッド、5
・・・光磁気ディスク、6・・・制御回路、21・・・
磁気ヘッド、23・・・記録用の半導体レーザ、40.
71・・・外部スケール、51・・・光導波路型第二次
高調波発生素子、53・・・光学素子。
m1EII+
第 4 図
第
5
図
第
図
(λJ0
(λl/2)
→光学的な深さFIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a recording optical head in the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of a reproducing optical head in the present invention, and FIG. FIGS. 5 and 6 are explanatory views of the track deviation detection method in the present invention, and are diagrams for explaining the track deviation detection operation in the present invention. 2... Optical head for recording, 3... Optical head for reproduction, 5
... magneto-optical disk, 6... control circuit, 21...
Magnetic head, 23... semiconductor laser for recording, 40.
71... External scale, 51... Optical waveguide type second harmonic generation element, 53... Optical element. m1EII+ Figure 4 Figure 5 Figure 5 (λJ0 (λl/2) → Optical depth
Claims (1)
において、光源としての半導体レーザと該半導体レーザ
から出た光を記録媒体上に導く光学系と磁界変調を行う
ための磁気ヘッドとを有する記録ヘッドを持ち、さらに
上記半導体レーザの波長の約1/2の波長を持つ再生用
光を出射し、該光を記録媒体上に導く光学系を有する再
生ヘッドを持つことを特徴とする記録再生可能な光学的
記録再生装置。 2、上記再生ヘッドとして、上記記録用半導体レーザと
光導波路形第二次高調波発生装置 (SHG)からなる光源を用いることを特徴とする請求
項1記載の光学的記録再生装置。 3、上記記録ヘッドから照射する絞り込みスポットの形
状を円形とし、上記再生ヘッドから照射する絞り込みス
ポットの形状をトラックに垂直な方向に長い楕円形とし
、上記スポットが追跡する案内溝の光学的な深さを上記
記録用光源の波長の1/12、もしくは1/6としたこ
とを特徴とする請求項1あるいは2に記載の光学的記録
再生装置。 4、上記記録ヘッドから照射する絞り込みスポットの形
状を円形とし、上記再生ヘッドから回折格子により分離
して3個のスポットを照射し、上記スポットが追跡する
案内溝の光学的な深さを上記記録用光源の波長の1/8
としたことを特徴とする請求項1あるいは2に記載の光
学的記録再生装置。 5、上記記録媒体上にあらかじめ記録された凹凸ピット
の光学的な深さを上記記録用光源の波長の1/6とした
ことを特徴とする請求項1ないし4項のいずれかに記載
の光学的記録再生装置。[Claims] 1. An optical recording/reproducing device having a recording head and a reproducing head, which includes a semiconductor laser as a light source, an optical system for guiding light emitted from the semiconductor laser onto a recording medium, and a system for performing magnetic field modulation. The recording head has a recording head having a magnetic head, and further has a reproducing head having an optical system that emits reproducing light having a wavelength of about 1/2 of the wavelength of the semiconductor laser and guides the light onto the recording medium. An optical recording and reproducing device capable of recording and reproducing. 2. The optical recording/reproducing apparatus according to claim 1, wherein a light source comprising the recording semiconductor laser and an optical waveguide type second harmonic generator (SHG) is used as the reproducing head. 3. The shape of the focused spot emitted from the recording head is circular, the shape of the focused spot emitted from the reproducing head is an ellipse long in the direction perpendicular to the track, and the optical depth of the guide groove tracked by the spot is determined. 3. The optical recording/reproducing apparatus according to claim 1, wherein the wavelength of the recording light source is 1/12 or 1/6 of the wavelength of the recording light source. 4. The shape of the focused spot irradiated from the recording head is circular, the three spots are irradiated from the reproducing head separated by a diffraction grating, and the optical depth of the guide groove tracked by the spot is recorded as described above. 1/8 of the wavelength of the light source
The optical recording/reproducing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that: 5. The optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical depth of the uneven pits recorded in advance on the recording medium is 1/6 of the wavelength of the recording light source. Recording and reproducing device.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1204658A JP2875290B2 (en) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Optical recording / reproducing method |
US07/509,743 US5270987A (en) | 1988-02-08 | 1990-04-17 | Magneto-optical recording and reproducing method, magneto-optical memory apparatus and magneto-optical recording medium therefor |
EP90107406A EP0393652B1 (en) | 1989-04-19 | 1990-04-19 | Magneto-optical recording and reproducing method, magnetooptical memory apparatus |
DE69029048T DE69029048T2 (en) | 1989-04-19 | 1990-04-19 | Magneto-optical recording and reproducing methods, magneto-optical storage device |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0369041A true JPH0369041A (en) | 1991-03-25 |
JP2875290B2 JP2875290B2 (en) | 1999-03-31 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1204658A Expired - Lifetime JP2875290B2 (en) | 1988-02-08 | 1989-08-09 | Optical recording / reproducing method |
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JP (1) | JP2875290B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004030919A1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical information recording substrate and recording/ reproducing device using it |
KR101595071B1 (en) * | 2015-05-07 | 2016-02-18 | 아이앤디 주식회사 | Pallet storage frame |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP1204658A patent/JP2875290B2/en not_active Expired - Lifetime
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WO2004030919A1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical information recording substrate and recording/ reproducing device using it |
KR101595071B1 (en) * | 2015-05-07 | 2016-02-18 | 아이앤디 주식회사 | Pallet storage frame |
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JP2875290B2 (en) | 1999-03-31 |
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