JPH02183452A

JPH02183452A - 光磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH02183452A
Application number: JP183489A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Iwanaga; 敏明岩永
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1990-07-18
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2551129B2

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）本発明は磁気光学情報を光学微分に依って再生する光磁
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、磁気薄膜から
、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、上向き磁化によなるように記録層を磁化さ
せて＋１０１１を書き込んだ後、６１″を書き込む部分
にレーザビームをスポット的に照射して加熱する。加熱
された微小部分は保磁力Ｈｅ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
方向に与えておくこと、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前記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、磁気ファラデー効果と
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θ、
が記録磁化の方向に依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
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、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。この様な信号の読み出し方法では
、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。この様な検出方法には、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、検光子を透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、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（ガウシアン分布）
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
録ピットと称する）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、記録密度を高くして行
うと安定に再生することができず、ピット誤り率が増大
するコトになり、ディスクの記録容量が制限されるとい
った欠点となる。

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６２−１５１８０９号明細書に
おいて、第７図に示すように媒体の磁化の変化を４分の
１波長板によって光の位相遅れ（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
の変化を捕らえられ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、ファーフィールドで信号検出を
行うため集光光学系に比べて光ヘッドのディスク面に対
する傾きなどのトレランスに弱いことや再生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
を高くしても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）その目的を達成するため、本発明の光磁気ディスク装置
はレーザを光源とし、磁気光学的なピット列を用いて情
報の記録再生を行う光磁気ディスク装置であって、前記
ピット列が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、前記ビームスプリッタがら反射され
た光束の光路に配置した波長板と、前記波長板を通過し
た偏光光束を集光する集光レンズと、前記集光レンズに
より集光される光路中に前記記録ピットのジッタ方向に
対応して２方向に振幅分割するウェッジプリズムと、該
ウェッジプリズムにより２分割された光束の各々を前記
ジッタ方向と垂直な方向に微小な開き角もしくは平行な
開きで偏光分割する複像素子からなる検光子とを配し、
前記ウェッジプリズムと前記複像素子とにより分離され
た四つの光束のそれぞれを前記集光レンズの集光位置で
受光する四つの受光部からなる４分割光検出器と、前記
４分割光検出器の各々の受光部からの出力信号の差と和
信号を取り出す回路手段とを有することを特徴とする光
磁気ディスク装置である。特に、波長板に４分の１波長
板または２分の１波長板または２分の１波長板と４分の
１波長板との組合せを用いることが有効である。

（作用）本発明によれば、媒体の磁化（記録ピット列）の変化を
波長板によって光の位相遅れ（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
強度変化をファーフィールド上での検出ではなく集光し
た形で捕らえられることができるため、信号効率の良い
検出が達成される。

また、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極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、したがって高密度、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図は本発明の一実施例を示す模式図である。半導
体レーザ１は図には示していないレーザ駆動回路から電
流を供給されて、記録再生用のレーザ光を出射する。コ
リメートレンズ２とビーム整形プリズム３は半導体レー
ザ１から出射された発散性のレーザ光を円形で平行なレ
ーザ光束に変える。該光束は、アクチュエータ上に搭載
された対物レンズ６により光磁気媒体７の進行方向（ジ
ッタ方向）に沿って集光照射される。このときビームス
プリッタ４．５は媒体に照射する光束の偏光を一方向（
直線偏光）に揃える働きをする。すなわち、半導体レー
ザ１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６は例えば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５からの光束を集束させ記録
媒体面上に微小な光スポットを照射する。記録媒体に照
射された光スポットは媒体の磁化状態（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転（ま
たは透過）される。媒体から反射された光束は対物レン
ズ６によって再び平行光束に戻される。この媒体からの
反射光はビームスプリッタ５により上述したＰ偏光成分
の一部とＳ偏光成分の全成分が反射され光路を直角に曲
げられて波長板８に向かう。ここで、波長板としては例
えば４分の１波長板を用い、この４分の１波長板８を出
た光は集光レンズ９で収束されウェッジプリズム１０で
２方向に分割される。このとき４分の１波長板を出た光
束は記録ピット列の磁化情報に応じて位相差を有した概
略円偏光となっている。このウェッジプリズム１０で分
割する軸線は光ビームの走査するトラック方向（ジッタ
方向）に垂直な方向であり、光束の中心位置に設置する
。次にこの２方向に分割され集束に向かう光束は各々例
えばウオーラストンプリズム１１により開き角をもって
２方向に偏光分離される。なお、ウオーラストンプリズ
ム１１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し、ウェッ
ジプリズムでの分割方向と空間的に垂直方向に分離する
ように配置される。このとき偏光分割された後の光束は
４本となる。ウオーラストンプリズム１０により分離さ
れた４つの光束はそれぞれの光束を受光する４分割検出
器１２に入射する。

第４図には本発明に係る４分割光検出器の例を示す。そ
れぞれの受光部分Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄにはウェッジプリ
ズム、ウオーラストンプリズムによって分割された平均
光量分布が示されている。４分割光検出器１２の軸線１
．２は媒体進行方向（ジッタ方向）とトラック方向に垂
直な方向（軸線２）に対して設置されており、それぞれ
の入射光強度に比例した電流を出力する構成である。

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。ここで媒体は情報記録部Ｐ（記録ピット）では媒
体表面に垂直で一方向に磁化されており、非記録部Ｎは
その逆方向に磁化されている。記録ピット前縁に読み出
し用のビーム１５が照射された場合、照射部が記録ピッ
）Ｐ側と非記録部Ｎ側とで検光子を通過した後の、空間
的な光量分布が異なることになる。すなわち、記録ピッ
トＰと非記録Ｎとでは磁化方向が１８０度異むつ、カー
回転各±θ、を有しているため反射光は４分の１波長板
を通過した後、位相差がカー回転角分具なった概略円偏
光となる。数式で説明すると、非記録部Ｎでの反射光の
振幅Φは φ＝ｅｘｐ［−ｊ（ωｔ−ａ）］／ｖ′ｒ、、、、、、
、、、　（１）で表される。ここで、ωは光の角周波数
、αは４分の１波長板の常光偏光方向に対する相対方位
である。

一方、記録ピッ）Ｐでの反射光の振幅φはφ＝　ｅｘｐ
（ｊａ）［（ｃｏｓ（ａ−θ）−ｓｉｎ（ａ−θ））ｅ
ｘｐ（ｊωｔ）＋（ｃｏｓ（ａ−θ）　−５ｉｎ（ａ−
θ））ｅｘｐ（−ｊωを月７２　　、、、、　　（２）
となる。ここでθはカー回転角θ、である。

式（１）、（２）とも左回りの円偏光になることが分か
る。したがって、記録ピッ）Ｐと非記録部Ｎとの境界（
ピットエツジ）に再生ビームが照射されたとき、反射光
の偏光状態は媒体進行方向（ジッタ方向）に対して空間
的に２分された状態となる。もちろんこのとき、記録ピ
ット列が見かけ上、位相回折格子と同様に考えられるた
め、回折現象が生ずるが微小であるため無視できる。

この位相差の異なるそれぞれの円偏光がウオーラストン
プリズムを通過すると偏光成分の主軸が９０度度異る２
方向に偏光分離される。このとき、偏光分離の方向はジ
ッタ方向と垂直な方向に設定しておく。

この２方向に偏光分離された振幅成分のうちＳ偏光成分
に対する振幅成分は、非記録部ＮでＥ　＝ｅｘｐ［ｊ（
ａ−ｎ／４）ｌｃｏｓ（ωｔ−ａ）／ｖ’ｒ　、、、、
、、、、、　（３）Ｓと表される。一方、記録ピットＰではＥ　＝ｅｘｐ［ｊ（ａ−ｎ／４）ｌｃｏｓ（ωｔ−ａ＋
θ）ｌゾｒ、、、、、、　（４）同様に、Ｐ偏光成分に
対しては非記録部ＮでＥ　　＝ｅｘｐｉ（ａ＋ｎ／４）
ｌｃｏｓ（ωｔ＋ａ）／Ｖ’２’　　、、、、、、、、
　　（５）ｐとなる。一方、記録ピットＰではＥ＝ｅｘｐ［ｊ（ａ＋ｎ／４）ｌｃｏｓ（ωｔ＋ａ−θ
）／ｖ’；’　、、、、、　（６）ｐとなる。

これらのことより、Ｓ偏光に対しては記録ピットＰから
の反射光成分Ｅは非記録部Ｎからの反射光酸ｓ分Ｅより位相がθだけ進むことが分かる。一方、Ｐ偏光
に対しては記録ピッ）Ｐからの反射光成分Ｅｐｐは非記
録部Ｎからの反射光成分Ｅ　より位相がθだけｐ遅れることが分かる。

このように、記録ピットＰと非記録部Ｎでの反射光には
カー回転角０２分だけ位相差が生ずることになり、ピッ
トエツジでは反射光ファーフィールドにおいてジッタ方
向の前後方向に光強度の変化を生ずることになる。よっ
て、前述したようにウェッジプリズムによってファーフ
ィールド上でジッタ方向に分割してＳ偏光成分、Ｐ偏光
成分のそれぞれに対して光強度の変化を捕らえることで
、記録された情報を検出することが可能となる。

第５図には本発明に係る信号処理系１３の構成例を示す
。同図（ａ）では４分割光検出器の受光部ＡとＢが例え
ばＰ偏光成分のジッタ方向の光強度変化を検出するよう
に差動増幅器１７を設け、Ｓ偏光成分のジッタ方向の光
強度変化を検出するように差動増幅器１８を設ける。そ
こで、各差動増幅器の出力Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄから差動増幅
器１９を用いて記録ピットのエツジ情報を出力すること
ができる。このことは結果的に（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）
と等価であるため同図（ｂ）に示すように光検出器出力
の段階でＡとり、　ＢとＣの和算を行い差動増幅器２０
により記録ピットのエツジ情報を出力する構成でも実現
できる。また、更にプリフォーマット信号を検出するた
め加算回路２１を付加してもよい。

一方ここで、従来の差動型検出と同様な信号を得るには
（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）の演算をすれば良いことが容易
に分かる。

第６図には本発明に係る動作説明の図を示す。前述した
強度差信号（Ａ　−Ｂ）は再生ビーム１５が記録ピット
の前縁を走査するとき正のピークを生じ記録ピットの後
縁では負のピークを生じる。一方、強度差信号（Ｃ−Ｄ
）は前記強度差信号（Ａ−Ｂ）とは位相が１８０度異む
つ、記録ピットの前縁で負のピークを生じ記録ピットの
後縁では正のピークを生じる。差動増幅器１９はこれら
２つの強度差信号の差動増幅を行い情報信号を算出し読
み出し信号（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ十〇）として出力する。

上記のように、記録ピットの光学的な微分検出が可能で
あるため記録ピットの前線、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、し
たがって低周波までの正確な増幅を行う必要が無い。ま
た、記録ピット以外の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ジッタ方
向の強度変化は、光検出部Ａ、　ＢとＣ，Ｄに入射する
光束の両方に同様に現れるため、強度差信号（Ａ−Ｂ）
と（Ｃ−Ｄ）に対しては同相ノイズとして現れる。読み
出し信号（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）は強度差信号の差動増
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、読み出し信号には記録ピットの情報のみ
が正確に再生され、他の要因による影響（雑音）は極め
て小さく抑えられる。このように、差動増幅器２０によ
り出力された読み出し信号（Ａ　十Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）に
より、例えば再生クロックとのタイミング関係から記録
ピットのエツジ情報検出を正確にしかも容易に行なうこ
とが可能である。

第２図には本発明の第２の実施例を示す。第１の実施例
ではウェッジプリズムとウオーラストンプリズムの組合
せで光束を４分割していた。そこで、例えばウェッジプ
リズム自体にウオーラストンプリズムのような複像素子
の効果をもたせて、部品点数を削減したものである。

以上本発明例では、振幅分割の後に偏光分割を行う構成
であるが偏光分割後に振幅分割する構成にしても同様な
効果を得ることができる。また、本発明例では基本的な
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４分の１波長板の前に挿入する構成にしてもよ
い。位相補償板の例としては２分の１波長板などが考え
られる。また、本発明では４分の１波長板によってカー
回転角分の位相差を有する概略円偏光化してプッシュプ
ル差動検出を行っているが、２分の１波長板によって概
略直線偏光のままプッシュプル差動検出を行ってもよい
。この場合にも位相補償板として例えば４分の１波長板
などを２分の１波長板の前に挿入する構成にしてもよい
。また本発明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、本発明では検光子
としてウオーラストンプリズムを用いているが、他の複
像素子、例えばサバール板やローションプリズムなどを
用いても同様な効果を得ることができる。

（発明の効果）以上説明したように本発明の光磁気ディスク装置は、記
録ピット列以外の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ピットの情
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、記録ピットの前縁
、後縁において強度差信号か逆の極性を有するから基本
的に直流成分が含まれず、したが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、記録ピッ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図は本発明の光デイスク装置の第一の実施例を示す
図、第２図は、本発明の光磁気ディスク装置の第二の実
施例を示す図、第３図は本発明に係る光磁気検出の原理
を説明するための図、第４図は本発明に係る光検出器の
構成例を説明するための図、第５図は本発明に係る信号
処理系の構成例を説明する図、第６図は本発明に係る動
作説明をするための図、第７図は従来装置例を説明する
ための図である。１・・・半導体レーザ、２・・・コリメータレンズ、３
・・・官−ム整形プリズム、４，５・・・ビームスプリ
ッタ、６・・・対物レンズ、７・・・光磁気ディスク、
８・・・４分の１波長板、９・・・集光レンズ、１０・
・・ウェッジプリズム、１１・・・複像素子、１２・・
・４分割光検出器、１３・・・信号処理系、１６・・・
複合素子。

Claims

【特許請求の範囲】

レーザを光源とし磁気光学的なピット列を用いて情報の
記録再生を行う光磁気ディスク装置であって、前記ピッ
ト列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、前記ビームスプリッタから反射された光
束の光路に配置した波長板と、前記波長板を通過した偏
光光束を集光する集光レンズと、前記集光レンズにより
集光される光路中に前記記録ピットのジッタ方向に対応
して２方向に振幅分割するウェッジプリズムと、該ウェ
ッジプリズムにより２分割された光束の各々を前記ジッ
タ方向と垂直な方向に微小な開き角もしくは平行な開き
で偏光分割する複像素子からなる検光子とを配し、前記
ウェッジプリズムと前記複像素子とにより分離された四
つの光束のそれぞれを前記集光レンズの集光位置で受光
する四つの受光部からなる４分割検出器と、前記４分割
光検出器の各々の受光部からの出力信号の差と和信号を
取り出す回路手段とを有することを特徴とする光磁気デ
ィスク装置。