JPH0244553A - 光磁気記録再生方法 - 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、単一光源の半導体レーザから複数のビームを
射出させ、同一の対物レンズにより光磁気ディスクの同
一のトラック上に集光させ、記録モード時には先行ビー
ムにより情報の記録を行い後行ビームで記録直後の情報
の再生を行うマルチビーム光ピックアップによる光磁気
記録再生方法に関する。

従来の技術 近年、半導体レーザからのビームを対物レンズで微小ス
ポットに絞り込み、情報の記録／再生又は記録／再生／
消去を行う光ディスクが注目を集めている。これは、光
ディスクが大容量であり、ビット当りのコストが安く、
ディスクがリムーバルで取扱いが容易である等の利点を
持つからである。

しかし、従前の磁気ディスク等に比べ、アクセス時間が
長いという欠点を持つ。つまり、光ディスクで記録を行
う時には、命令があると、まずアクセスし、所望のアド
レスにスポットが位置する。

次いで、記録を行い、記録完了後に、書込んだ情報を確
認するために確認再生をする。このように光ディスクの
記録モードは記録子確認再生の２モードになっているた
め、多くの時間を要する。

このような欠点を解決するため、マルチビーム光ピック
アップ装置が提案されている。即ち、複数のビームを同
一のトラック上に相前後させて集光させ、先行する一方
のビームで記録を行い、後続の他方のビームで情報の確
認再生ＲＡＷ　（リード・アフタ・ライト）を行う。こ
の方式によれば、記録と再生とを１回転中に同時に行う
ことができ、記録モードの処理に要する時間を短縮でき
るという長所を持つ。これは、例えば文献「昭和６３年
電子情報通信学会春季全国大会予稿集「３．５インチ小
型光磁気ディスク装置の試作」」において報告されてい
る。即ち、光磁気ディスクの高速、高性能化を達成する
上で、オーバライド及びＲＡＷは必須の技術課題である
。

このようなマルチビーム光ピックアップ装置の従来例を
第８図により説明する。まず、２つの発光点１ａ、ｌｂ
を持つアレイ状の半導体レーザ（又は２波長ハイブリツ
ドレーザアレイ）■から異なる射出角で射出された２つ
のレーザ光は同一のカップリングレンズ２により平行光
束とされ、ビームスプリッタ３を透過し、更に偏向プリ
ズム４により略９０’反射されて光磁気ディスク５側に
向かう。この時、同一の対物レンズ６により光磁気ディ
スク５上に集光されるものであり、光磁気ディスク５上
では同一のトラック上にて２つのスポット７ａ、７ｂと
して相前後して照射される。

ここに、先行スポット７ａが記録用であり、記録時には
記録情報に応じて変調される空気浮上型の磁気ヘッド８
による磁界を受けて記録が行われる。

後行スポット７ｂは再生用又は確認再生用である。

また、光磁気ディスク５から反射されたこれらのスポッ
ト７ａ、７ｂによる反射光は再び対物レンズ６、偏向プ
リズム４を透過し、ビームスプリッタ３により反射され
て入射光と分離された後０、波長分離フィルタ９を通過
することにより２つの反射光の内の一方の反射光のみが
信号検出系１０に向かい、光磁気信号、フォーカス誤差
信号、トラック誤差信号の検出に供される。

発明が解決しようとする問題点 ところが、このような従来のマルチビーム光ピックアッ
プ装置、即ち光源１に半導体レーザアレイや複数の半導
体レーザを用い、同一の対物レンズを介してディスク上
に結像し、複数のスポットを得るものでは、ディスク上
のスポットの相対的な位置関係が、全て半導体レーザの
特性（チップ間隔、波長等）により決定されるため、複
数の光束によるスポットのフォーカス制御を高精度に行
うことは難しい。また、複数の発光点を持つ半導体レー
ザは高価である等の欠点がある。

即ち、 ■　光源が半導体レーザアレイ使用の場合、光磁気ディ
スク５上のスポット７ａ、７ｂの間隔が、発光点の間隔
により一義的に決定されてしまう。

つまり、発光点間隔は半導体レーザのチップ間の温度上
昇が相互に影響し、発光波長変動、出力変動などを生ず
るため、ある程度以上に狭くできない。故に、光磁気デ
ィスク５上でのスポット間隔の最小値が半導体レーザの
特性により規定されてしまう。また、この光磁気ディス
ク５上のスポット間隔のバラツキを抑えるには、半導体
レーザチップのチップ間隔の測定が必要となり、さらに
コスト高となる。

■　光源が半導体レーザアレイの場合、光磁気デイスク
５上の２つのスポット７ａ、７ｂの合焦位置が、半導体
レーザアレイの発光点位置により異なってしまう。即ち
、半導体レーザｌの取付は位置が正規の位置（カップリ
ングレンズ２〜対物レンズ６の光軸）に対し半導体レー
ザ１のチップ端面が垂直となる位置から傾いている場合
、光磁気ディスク５上での合焦位置の光軸方向のずれは
拡大されたものとなってしまう。よって、２つのスポッ
ト７ａ、７ｂの合焦位置のずれ許容値を満足し得るため
には、半導体レーザ１の取付は角に相当厳しさが要求さ
れることになる。そして、この取付は角が大きくなって
しまうと、スポット間隔も変化してしまうことになる。

■　発光点が独立なハイブリッドレーザアレイによる半
導体レーザの場合、光磁気ディスク５上の２つのスポッ
ト７ａ、７ｂの合焦位置が発光点１ａ、ｌｂの位置によ
り異なってしまう。この結果、光磁気ディスク５上の２
つのスポット７ａ、７ｂの合焦位置のバラツキを許容値
以下に抑えるためには、半導体レーザチップの光軸方向
の間隔のバラツキを極力抑える必要があり、コスト高に
つながるものとなる。また、前述した■の場合のように
、半導体レーザの取付けによっても発光点の光軸方向位
置にズレを生ずるため、組付は調整に厳しさが要求され
る。

■　半導体レーザの波長変動により、レンズの屈折率も
変動してしまう。光速をＣ１周波数をν（一定）とする
と、波長λと屈折率ｎとの間には、ｎ＝ｃ／λνなる関
係がある。これは、波長が大きくなる程、屈折率が小さ
くなることを意味する。

一方、一般に半導体レーザは、パワーが上がると波長が
大きくなる（例えば、数ｎｍｎｍ７ｌ０なる関係）とい
う特性を持つ。ここに、いま着目している複数発光点の
半導体レーザでは、これらの２つの発光点が同じ出力で
発光されるということはないので、各々の発光波長が異
なり、各々の波長に対するレンズの屈折率が変わり、光
磁気ディスク５上の２つのスポット７ａ、７ｂの合焦位
置がずれてしまう。ずれ方向は、■■で述べた両方向で
ある。

特に、２波長ハイブリツドレーザアレイの場合には、も
ともと７８０ｎｍと８３０ｎｍの如く、２つの波長が異
なるので、この傾向はより顕著に現われる。

ここに、波長変動をキャンセルするために色消しレンズ
を使用することも考えられるが、色消しは非球面等の単
レンズでは不可能であり、光ピツクアップの大型化・コ
ストアップにつながってしまう。

問題点を解決するための手段 単一光源の半導体レーザから射出させたビームから複数
のビームを形成し、これらのビームを同一の対物レンズ
により光磁気ディスクの同一のトラック上に集光させ、
記録モード時には先行ビームにより情報の記録を行い後
行ビームで記録直後の情報の再生を行う光磁気記録再生
方法において、前記光磁気ディスク上に集光照射される
複数のビーム中の強度の強いほうのビームの反射光に基
づきフォーカス誤差信号を検出する。

作用 光磁気ディスク上に得られる複数のスポットは単一光源
の半導体レーザから射出された１つのビームを分離して
形成したものであるため、光磁気ディスク上でのこれら
のスポットの光軸方向の集光位置は等しいものとなる。

よって、フォーカス誤差信号の検出は、光磁気ディスク
から反射される複数のビーム中の何れか１つのビームに
よるものでよいことになる。この際、強度の強いほうの
ものによって検出するため、誤差を最小限とするフォー
カス誤差信号の検出が可能となり、複数のビームについ
て高精度にフォーカス制御できる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて説明
する。まず、光源として単一チップの半導体レーザ１１
が設けられている。この半導体レーザ１１から射出され
た１つのレーザ光はカップリングレンズ１２により平行
光束化され、ビーム整形プリズム１３によりビーム整形
された後、ウォラストンプリズム１４に入射する。この
時、半導体レーザ１１から射出されたレーザ光の偏光面
は第１図において紙面に垂直な面内で角度θだけ傾いた
ものであり、ウォラストンプリズム１４にはＰ偏光成分
とＳ偏光成分との両偏光成分が入射することになる。よ
って、このウォラストンプリズム１４を透過することに
よりＰ偏光成分光のみのビームとＳ偏光成分のみのビー
ムとの２ビームに分離される。このように分離される２
つのビームの強度比は、ウォラストンプリズム１４に入
射するレーザ光の偏光面の角度θを変えることにより任
意に変更できる。

このウォラストンプリズム１４により分離された２ビー
ムは、同一のビームスプリッタ１５を透過した後、同一
の対物レンズ１６により光磁気ディスク１７の同一トラ
ック上に微小な２つのスポット１８ａ、１８ｂとして相
前後して集光形成される。ここに、先行スポット１８ａ
が記録用（オーバライド用）であり、記録時には記録情
報に応じて変調される空気浮上型の磁気ヘッド１９によ
る磁界を受けて記録が行われる。後行スポット１８ｂは
再生用又は確認再生用である。

そして、光磁気ディスク１７から反射されたこれらのス
ポット１８ａ、１８ｂによる反射光は再び対物レンズ１
６を透過し、ビームスプリッタ１５により反射されて入
射光と分離されて検出光学系へ向かう。まず、検出レン
ズ２０により収束化されつつ進み、ナイフェツジプリズ
ム２１により反射光と直進光とに分離される。ナイフェ
ツジプリズム２１による反射２ビームは、シリンドリカ
ルレンズ２２により長円スポット２３ａ、２３ｂとして
トラック信号検出用の受光素子２４に入射する。ここに
、この受光素子２３はＡ矢視状態として第２図に示すよ
うに４分割のものであり、かつ、シリンドリカルレンズ
２２の母線がトラック直交方向に配されているため、長
円スポット２３ａ又は２３ｂの上下（第２図において）
の差をとるプッシュプル法によりトラック誤差信号ΔＴ
を検出する。

一方、ナイフェツジプリズム２１部分を直進する２ビー
ムは、λ／２板２５によって偏光面が４５°回転された
後、ウォラストンプリズム１４によるビーム分離方向と
直交させたウォラストンプリズム２６により各々Ｐ偏光
成分とＳ偏光成分とに分離され、合計４つのスポット２
７　ａ、、　　２７ａ、、　　２７　ｂ、、　　２７　
ｂ□としてフォーカス誤差信号兼光磁気信号検出用の受
光素子２８に入射する。

この受光素子２８は第１図におけるＢ矢視図として第３
図に示すように８分割されたものである。

この受光素子２８の検出信号に基づきフォーカス誤差信
号ΔＦや光磁気信号Ｍ／○が検出される。

ここに、受光素子２４における４分割領域の信号をＥ−
Ｈ１受光素子２８の８分割領域の信号を■〜Ｐとすると
、記録／消去用のスポット１８ａについての情報は、 ΔＴ＝Ｅ−Ｆ ΔＦ＝　（Ｍ十Ｎ）−（０＋Ｐ）又は ΔＦ＝Ｍ−〇又は ΔＦ＝Ｎ−Ｐ Ｍ１０＝　（Ｍ十〇）−（Ｎ＋Ｐ） として検出できる。一方、再生（確認再生）用のスポッ
ト１８ｂについての情報は、 ΔＴ＝Ｇ−Ｈ ΔＦ＝　（Ｉ＋Ｊ）−（Ｋ＋Ｌ）又は ΔＦ＝Ｉ−Ｋ又は ΔＦ＝Ｊ−Ｌ Ｍ１０＝　　（Ｉ＋Ｋ）−（Ｊ＋Ｌ） として検出できる。

ここに、光磁気ディスク１７上の２つのスポットｌ　８
　ａ、　　１８　ｂは、半導体レーザ１１から射出され
た１つのビームを分離して形成されたものであり、光磁
気ディスク１７上での２つのスポット１８ａ、１８ｂの
光軸方向の集光位置は等しくなる。即ちフォーカス誤差
に関する信号は２つのビームについて同一となる。従っ
て、フォーカス誤差信号ΔＦを検出するためには、上述
したΔＦ＝　（Ｍ十Ｎ）−（０＋Ｐ）又は ΔＦ＝Ｍ−０又は ΔＦ＝Ｎ−Ｐ又は ΔＦ＝　（Ｉ十Ｊ）−（Ｋ十Ｌ）又は ΔＦ＝Ｉ−Ｋ又は ΔＦ＝Ｊ−Ｌ なる６種類中の何れかにより検出すればよいといえる。

ユニに、何れの検出信号に基づきフォーカス誤差信号Δ
Ｆを検出すれば、最もよいかを検討する。

まず、記録／消去用のスポット１８ａと再生用のスポッ
ト１８ｂの強度比を３：１とし、第４図（ａ）に示すよ
うな成分として光磁気ディスク１７に入射したディスク
人射光成分がこの光磁気ディスク１７によりカー効果を
持って同図（ｂ）に示すようにカー角ｅｋで反射され、
光磁気信号Ｍ１０の信号成分Ｘとそうでない成分Ｙとの
強度比が１１０である場合を考える。この場合、受光素
子２８上での４つのスポット２７　ａ、、　　２７　ａ
２．　２７ｂ、、２７ｂ、の強度比は、 （Ｉ＋Ｋ）：（Ｊ＋Ｌ）：（Ｍ＋Ｏ）：（Ｎ＋Ｐ）井１
０：ｌ：３＋３０ となる。第５図はこのような強度比関係を示すものであ
る（第５図中の（１０）（１）（３）（３０）は比率を
表す）。

ここに、４つのスポット２７　ａ、、　　２７　ａ、、
　　２７ｂ、、２７ｂ、の位置関係につき、第５図中の
上下方向のスポット間隔はウォラストンプリズム２６の
構成により任意に変更することができる（このプリズム
２６の頂角により透過後の２つのビームの分離角が決定
されるため、例えばプリズムの頂角を工夫すればよい）
。一方、第５図中の左右のスポット間隔は、ウォラスト
ンプリズム１４と検出レンズ２０の構成により決定され
るものの、この左右方向の間隔（第１図によれば上下方
向の間隔）は、光磁気ディスク１７上のスポット間隔、
光ピツクアップの大きさにより制限される。よって、フ
ォーカス誤差信号ΔＦは左右のスポットの強度の差が最
大で強度の大きいほうをとることにより、フォーカス誤
差信号検出における誤差を最小限とすることができる。

本実施例にあっては、スポット２７ａ２によるΔＦ＝Ｎ
−Ｐ として検出するのがよい。このスポット２７ａ２は、光
磁気ディスク１７に照射される２本のビーム中の強度の
強い記録用のビームの反射光によるものであり、かつ、
この記録用のビームにあっては、光磁気ディスク１７か
ら反射された後、ウォラストンプリズム２６によりＰ偏
光成分とＳ偏光成分とに分離したビーム中の強度の強い
ほうの偏光成分光によるものである。

即ち、受光素子２８上で前述した強度分布を考え合せる
と、第６図のように示すことができる。

二のような状況下に、例えばフォーカス誤差信号ΔＦを ΔＦ＝　（Ｍ十Ｎ）−（０＋Ｐ）又は ΔＦ＝Ｍ−０又は ΔＦ＝　（Ｉ十Ｊ）−（Ｋ＋Ｌ）又は ΔＦ＝Ｊ−Ｌ の何れかに検出したとすると、Ｍ、Ｌ領域では各々に隣
りのスポットの影響が混入しているため、Ｍ、Ｌ成分を
含むこれらの検出では正確なフォーカス誤差信号ΔＦを
検出することができない。

この点、４つのスポットの内、隣りのスポットの影響が
殆どないのは、第６図からも判るように、ＩとＫ及びＮ
とＰに入射するスポット２７ｂ１及び２７ａ２である。

この内、スポット２７ａ２のほうは強度が強く隣りのス
ポットとの強度比が１＝３０であるので、スポット２７
ｂ１側による場合よりも影響を受けにくい。よって、フ
ォーカス誤差信号ΔＦをΔＦ＝Ｎ−Ｐにより検出すれば
、最も誤差が小さい状態で検出できる。

なお、受光素子２８における受光検出領域を第３図等の
８分割に代えて、第７図に示すように、Ｉ、に部分をま
とめてＩとし、Ｊ、Ｌ部分をまとめてＪとし、Ｍ、０部
分をまとめてＭとし、Ｎ部分を２分割してＮｌ、Ｎ２と
し、Ｐ部分を２分割してＰＬ、Ｐ２としたものを用いる
ようにしてもよい。

この場合、 ΔＦ＝　（ＰＬ十Ｐ２）−（Ｎｌ十Ｎ２）Ｍ１０＝Ｍ　
　　（Ｎ１＋Ｎ２＋ＰＬ＋Ｐ２）記録直後の再生信号（
ベリファイ信号）＝Ｉ−Ｊ として検出すればよい。

なお、フォーカス誤差信号の検出方式として、本実施例
ではナイフェツジ法による例で説明したが、この他の非
点収差法、同心円法等であってもよい。

また、サンプルサーボ等によりトラック誤差信号が不要
な場合には、トラック誤差信号検出用の受光素子２４は
当然なくてもよい。

発明の効果 本発明は、上述したように構成したので、光磁気ディス
ク上に得られる複数のスポットは単一光源の半導体レー
ザから射出された１つのビームを分離して形成したもの
であるため、光磁気ディスク上でのこれらのスポットの
光軸方向の集光位置が等しいものとなるので、フォーカ
ス誤差信号の検出は、光磁気ディスクから反射される複
数のビーム中の何れか１つのビームによるものでよいこ
とになり、この内、強度の強いほうのものによって検出
するため、誤差を最小限とするフォーカス誤差信号の検
出ができ、複数のビームについて高精度にフォーカス制
御できる。

・・・光磁気ディスク 出　　願　　人 株式会社 リ　　　　コ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す光学系の概略正面図、
第２図は受光素子のＡ矢視の平面図、第３図は他方の受
光素子のＢ矢視の側面図、第４図は入射／反射光の偏光
成分のベクトル図、第５図は受光素子における強度比を
示す説明図、第６図は強度分布を合せて示す受光素子の
説明図、第７図は受光素子の変形例を示す側面図、第８
図は従来の光学系を示す正面図である。 １１・・・半導体レーザ、１６・・・対物レンズ、１７
〜第 」 図 （ａ） （ｂ） ］ 図 図 図 π

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単一光源の半導体レーザから射出させたビームから
   複数のビームを形成し、これらのビームを同一の対物レ
   ンズにより光磁気ディスクの同一のトラック上に集光さ
   せ、記録モード時には先行ビームにより情報の記録を行
   い後行ビームで記録直後の情報の再生を行う光磁気記録
   再生方法において、前記光磁気ディスク上に集光照射さ
   れる複数のビーム中の強度の強いほうのビームの反射光
   に基づきフォーカス誤差信号を検出することを特徴とす
   る光磁気記録再生方法。 ２、光磁気ディスクからの反射光をＰ偏光成分光とＳ偏
   光成分光とに分離した後の強度の強いほうの偏光成分光
   に基づきフォーカス誤差信号を検出することを特徴とす
   る請求項１記載の光磁気記録再生方法。