JPH0249242A - 光磁気メモリ装置 - 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、光磁気記録媒体に光ビームを投射して、この
光磁気記録媒体への情報の記録、記録された情報の消去
および再生等を行う光磁気メモリ装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

光磁気メモリ装置は、情報の記録および消去等の可能な
光磁気記録媒体に、光学ヘッドから光磁気記録媒体へ１
μｍ程度の径に集光したレーザ光を投射し、光磁気記録
媒体に対する情報の記録、記録されている情報の読み出
しおよび消去等を行い、信号検出回路により、光学ヘッ
ドより得られた再生信号からディジタル再生信号を得る
ようになっている。信号検出回路は、再生信号における
情報パルスのピーク位置を検出するピーク位置検出回路
、あるいは情報パルスの長さおよび間隔を検出する振幅
検出回路を有しており、これら何れかの回路によって上
記の再生信号からディジタル再生信号が得られるように
なっている。

従来の光磁気メモリ装置は、第７図に示すように、光磁
気記録媒体としての光磁気ディスク１０１と、光磁気デ
ィスク１０１に対する情報の記録、記録されている情報
の読み出し、および消去等を行う光学ヘッド１０２とを
備えている。

光学ヘッド１０２は、半導体レーザ１１１、ビームスプ
リッタ（ハーフミラ−）１１２、対物レンズ１１３．１
／２波長板１１６、検光子１１７、集光レンズ１１４、
および光検出器１１５から構成されている。半導体レー
ザ１１１から出射された光ビームは、ビームスプリッタ
（ハーフミラ−）１１２を通って対物レンズ１１３で集
光され、光磁気ディスク１０１に照射される。光磁気デ
ィスク１０１で反射された再生光は対物レンズ１１３を
通って、ビームスプリッタ（ハーフミラ−）１１２によ
り、その一部が直角に曲げられる。

この光は１／２波長板１１６によって偏光方向が所定の
角度に傾けられ、検光子１１７を通り、集光レンズ１１
４によって集光され、光検出器１１５に入射される。光
検出器１１５において再生光は電気信号に変換され、信
号検出回路へ送られてデータが再生される。

上記の光磁気ディスク１０１、即ち光磁気記録媒体は膜
面に垂直な方向に磁化容易軸を有する磁性薄膜を備えて
おり、この光磁気記録媒体への記録は以下のようにして
行われている。即ち、光学ヘッド１０２から光磁気記録
媒体の磁性薄膜にレーザ光が照射されると、レーザ光の
照射された部位は、局所的に温度が上昇して保磁力が低
下する。そこで、この部位に外部から磁場を印加すると
、所望の方向へ磁化反転させることができ、これによっ
て情報の記録が行われる。

一方、再生動作は以下のようにして行われている。即ち
、記録時よりも弱い直線偏光のレーザ光を光磁気記録媒
体に投射すると、光磁気記録媒体からの反射光または透
過光である再生光の偏光面が光磁気記録媒体の磁化方向
に応じて所定角度回転する。この偏光面の回転は、透過
光についてはファラデー効果により、また反射光につい
てはカー効果により生じる。例えば、光磁気記録媒体の
ある磁化方向に対する反射光のベクトルをＲ＋、上記の
磁化方向と反転している磁化方向に対する反射光のべり
）−ルをＲ−とすると、第８図に示すように、これら反
射光Ｒ＋、Ｒ−と対応する偏光面の回転角はそれぞれ入
射偏光面に対して十〇や−θ、となる。そして、入射偏
光面に対して４５°に設定されている検波偏光面にて、
反射光Ｒ＋、Ｒ−の検波偏光面成分Ｒα＋、Ｒα−を検
波することにより、電気信号としての再生信号が得られ
るようになっている。このとき、Ｒα−がローレベル、
Ｒα＋がハイレベルとなる。

上記のような原理による光磁気メモリ装置の動作を第９
図に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。

光磁気記録媒体には、例えば第９図に示すディジタルデ
ータ（ａ）に対して、（ｂ）に示す記録マークが磁化反
転によって記録される。ここで、記録マークからの反射
光のベクトルをＲ−１記録マーク以外の部位である非マ
ーク部からの反射光のベクトルをＲ＋とすると、光磁気
記録媒体からの反射光を受けた光学ヘッド１０２からは
、再生信号（Ｃ）が得られる。この再生信号（Ｃ）にお
いては記録マークからの反射光Ｒ−により負方向のパル
スが発生し、非マーク部からの反射光Ｒ＋によりハイレ
ベルとなる。

次に、信号検出回路がピーク位置検出回路を有している
場合、上記の再生信号（Ｃ）を入力した信号検出回路か
らは、負方向のピーク位置と立ち上がり部の一致するデ
ィジタル再生信号（ｄ）が得られる。一方、信号検出回
路が振幅検出回路を有している場合、信号検出回路から
は負方向のピーク位置に対して所定幅でハイレベルとな
るディジタル再生信号（ｅ）が得られる。そして、これ
らディジタル再生信号（ｄ）または（ｅ）から、再生情
報としてのディジタルデータ（ｆ）を得るものとなって
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の構成では、光磁気記録媒体におけ
る記録密度を高め、記録容量の増大を図ることが困難で
あるという問題点を有している。

即ち、上記の構成の場合、光磁気記録媒体の記録密度を
高めるためには記録マークの寸法をさらに小さくしなけ
ればならない。しかしながら、記録マークは小さくなる
程、光磁気記録媒体への記録が困難になる。例えば、レ
ーザ光を光磁気記録媒体上に集光して記録マークを記録
する場合、レーザビームの絞り込み度、光磁気記録媒体
の特性、および周囲温度等により、記録マークは小さく
なるほど適切に形成することが困難となる。従って、記
録マークを小型化することにより記録密度を高めるのは
困難であり、従来の構成は記録密度を増大させるのに不
向きである。尚、説明の便宜上、記録マークは１個の符
号と対応した孤立マークとして説明しているが、記録マ
ークを複数個の符号と対応させ、記録マーク以外の部位
と同寸法となるように形成した場合であっても同様に、
記録密度を高める点においては不十分である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光磁気メモリ装置は、上記の課題を解決するた
めに、光学ヘッドに対して相対移動可能に設けられ、情
報としての記録マークが記録される光磁気記録媒体と、
光磁気記録媒体への記録動作の際には、光学ヘッドとの
相対移動方向における記録マークの端部が２個の符号か
らなるディジタル情報の第１符号に囲まれた第２符号と
対応するように記録マークを記録する一方、再生動作の
際には、記録マークの幅以下の直径の集光スポットを有
する光ビームを光磁気記録媒体に投射し、光磁気記録媒
体から再生情報の含まれる再生光を入力することにより
再生信号を出力すると共に、光ビームが記録マークの端
部に照射されたときの再生光を人力することにより、記
録マークと非マーク部との再生光における干渉によって
上記の第２符号に対応した情報パルスを再生信号に生じ
る光学ヘッドと、この光学ヘッドから得られる再生信号
の情報パルスを第２符号として検出し、再生信号をディ
ジタル再生信号に変換する信号検出回路とを備えている
構成である。

〔作　用〕

上記の構成よれば、光磁気配゛録媒体の記録マークは、
光学ヘッドとの相対移動方向における記録マークの端部
が２個の符号からなるディジタル情報の第１符号に囲ま
れた第２符号と対応するように記録される。そして、再
生動作の際には、記録マークの幅以下の直径の集光スポ
ットを有する光ビームを光磁気記録媒体に投射し、その
再生光を入力することにより光学ヘッドから再生信号が
出力される。このとき、光学ヘッドは、光ビームが記録
マークの端部に照射されたときの再生光を入力すること
により、記録マークと非マーク部との再生光における干
渉によって上記の第２符号に対応した情報パルスを再生
信号に生じる。信号検出回路は、光学ヘッドから得られ
る再生信号の情報パルスを第２符号として検出し、再生
信号をディジタル再生信号に変換する。これによって情
報の再生が可能となる。

このような構成により、１個の記録マークに多数の情報
を含ませることができるので、記録密度を高めることが
可能となる。尚、記録マークは再生時の光ビームにおけ
る集光スポットよりも長さおよび幅が大きくなるように
形成すると上記の情報ハルスが発生し易い。

〔実施例］ 本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて以下
に説明する。

本発明に係る光磁気メモリ装置は、第１図に示すように
、光磁気記録媒体としての光磁気ディスク１と、光磁気
ディスク１に対する情報の記録、記録されている情報の
読み出しおよび消去等を行う光学ヘッド２と、光学ヘッ
ド２がら得られた再生信号をディジタル再生信号に変換
する信号検出回路３とを備えている。

上記の光磁気ディスク１は、膜面に垂直な方向に磁化容
易軸を有する磁性薄膜を備え、磁化方向の反転により情
報としての記録マークの記録および消去等が可能であり
、光学ヘッド２に対して移動可能となっている。

上記の光学ヘッド２においては、第２図に示すように、
半導体レーザ１１から出射されたレーザ光は、偏光ビー
ムスプリッタ１２を通り、対物レンズ１３で集光されて
光磁気ディスク１に入射される。反射光は再び対物レン
ズ１３を通り、その一部は偏光ビームスプリッタ１２に
よって光路が分散される。また、この偏光ビームスプリ
ッタ１２は偏光面が入射偏光面と直角になるように配さ
れていて、検光子の役目も兼ね備えている。この反射光
は集光レンズ１４によって集光され、光検出器１５によ
って電気信号に変換されて、信号検出回路へ送られるよ
うになっている。

光学ヘッド２は、光磁気ディスク１に光ビームとしての
直線偏光のレーザ光を投射して、光磁気ディスクｌの磁
化方向を反転させることにより、情報としての記録マー
クを記録するようになっている。この記録マークは、光
学ヘッド２との相対移動方向における端部、即ちエツジ
部が２個の符号からなるディジタル情報の第１符号に囲
まれた第２符号と対応するように記録される。本実施例
においては、第４図に示すように、ディジタル情報とし
てのディジタルデータ（ｈ）に対して、（ｉ）に示す記
録マークが記録される。この記録マークはエツジ部が、
０と１との２個の符号からなるディジクルデータ（ｈ）
のＯに囲まれた１に対応している。０は第１符号を成し
、１は第２符号を成している。従って、記録マークにお
けるエツジ部間の部位、および記録マーク以外の部位で
ある非マーク部がＯと対応している。また、記録マーク
は再生時のレーザ光における集光スポットの径よりも長
さおよび幅の大きい長円形に形成されており、このよう
に形成されることにより、後述の情報パルスが発生し易
くなっている。

また、光学ヘッド２は、再生動作の際に、光磁気ディス
クｌの記録マークの幅以下の直径の集光スポットを有す
るレーザ光を光磁気ディスク１に投射し、その反射光を
入力することにより再生信号を出力すると共に、レーザ
光が記録マークのエツジ部に照射されたときの反射光を
入力することにより、記録マークと非マーク部とからの
反射光における干渉によって第２符号としての１に対応
した情報パルスを再生信号に生じるようになっている。

本実施例においては、第３図に示すように、入射偏光面
に対して検波偏光面が垂直を成すように配された検光子
と、この検光子の出力を電気信号に変換する光検出器と
を光学ヘッド２が有している。そして、レーザ光が記録
マークのエツジ部に照射されたときに、記録マークと非
マーク部とからの反射光の偏光面がレーザ光の入射偏光
面にてそれぞれ反対方向に回転し、両度射光の検波偏光
面成分が１８０゛位相のずれたものとなることにより、
光検出器の出力である再生信号に情報パルスが生じるよ
うになっている。

信号検出回路３は、光学ヘッド２から入力された再生信
号の情報パルスを１として検出し、再生信号をディジク
ル再生信号に変換する。即ち、信号検出回路３は、再生
信号における情報パルスのピーク位置を検出するピーク
位置検出回路、あるいは情報パルスの長さおよび間隔を
検出する振幅検出回路を有しており、これら何れかの回
路によって上記の再生信号からディジタル再生信号が得
られるようになっている。

上記の構成において、本光磁気メモリ装置の記録動作の
際には、光学へラド２から光磁気ディスク１にレーザ光
が投射され、このレーザ光の照射部位の磁化反転により
、第４図に示すように、ディジタルデータ（ｈ）に対応
して、（ｉ）に示す記録マークが光磁気ディスク１に記
録される。このとき、ディジタルデータ（ｈ）における
Ｏに囲まれた１に記録マークのエツジ部が対応するよう
に記録される。

一方、再生動作の際には、光学ヘッド２から光磁気ディ
スク１へ上記の記録マークの幅以下の径の集光スポット
４を有するレーザ光が投射される。この反射光は光学ヘ
ッド２に入力され、再生信号（ｊ）が得られる。

ここで、光学ヘッド２から投射されたレーザ光が光磁気
ディスク１の非マーク部に照射されたときには、カー効
果により非マーク部の磁化方向に応じて、第３図に示す
ように、反射光の偏光面が＋θ８たけ回転するものとす
ると、反射光のベクトルはＲ＋となる。そして、検光子
の検波偏光面がレーザ光の入射偏光面に対して垂直に配
されているので、反射光Ｒ＋の検波偏光面成分であるＲ
α十が検光子での検波によって得られ、光検出器から得
られる再生信号（ｊ）はハイレベルとなる。

また、レーザ光が記録マークの工・ンジ部間に照射され
ると、記録マークは非マーク部に対して磁化反転されて
いるので、反射光の偏光面は−θえたけ回転し、反射光
のベクトルはＲ−となる。そして、反射光Ｒ−の検波偏
光面成分Ｒα−が検光子での検波によって得られ、光検
出器から得られる再生信号（ｊ）はハイレベルとなる。

尚、このときの再生信号（ｊ）のレベルが若干下がって
いるのは、記録マークからの反射光に対して非マーク部
からの反射光が多少干渉することによる。

また、レーザ光が第４図に示すように記録マークのエツ
ジ部に照射されたときには、記録マークと非マーク部と
からの反射光の偏光面がそれぞれ一θ６、＋θ８だけ回
転するので、再反射光の検波偏光面成分は１８０゛位相
のずれたものとなる。従って、レーザ光の集光スポット
４が記録マークと非マーク部とに均等に照射される時点
にて光検出器の出力は最小となり、再生信号（ｊ）には
負方向の情報パルスが生じる。

ここで、第５図および第６図により、再生信号について
の計算機シミュレーションの結果の一例を示す。

第５図は第６図の再生信号についての計算機シミュレー
ションにおける記録マークと集光スポット４との関係を
示す説明図である。同図において、記録マークは、長さ
が４μｍ、幅がＷ、エツジ部の湾曲部が半径Ｗ／２の半
円である。集光スポット４はガウシアンビームであり、
その半径（ビーム中心強度の１／ｅ２倍になる円におけ
る半径）は、０．６５μｍである。集光スポット４の走
査方向は、記録マークの長袖方向であり、記録マーク中
央と集光スポット４の中心の距離を同図の上部に示す。

また、記録マークを形成した光デイスク１０基板の屈折
率は１．５、紙面縦方向における隣接トラックとのピッ
チは１．６μｍであり、対物レンズの開口率は０．５５
、集光スポット４を形成するレーザ光の波長は０．７８
μｍである。

第６図はシミュレーション結果を示す図であって、横軸
が集光スポット４の走査方向であり、記録マーク中央と
集光スポット４の中心との距離を示す。縦軸は光検出器
へ入射する再生光の強度を示す。集光スポット４が完全
に記録マーク以外の部位にあるときを１．０、再生強度
がＯのときを０゜０にしである。光検出器においては、
これに相当する再生信号が得られる。そして、記録マー
クの幅Ｗ（およびエツジ部の湾曲部の半径の２倍）を、
０．４μｍ、０．６μｍ、０．８μｍ、１．０μｍ１１
゜４μｍ、１．８μｍとし、これら７種について再生波
形をシミュレーションした。その結果、Ｗ＝１゜４μｍ
および１．８μｍのとき、記録マークのエツジ部にてパ
ルスが顕著であった。

記録マークの幅Ｗ（およびエツジ部の湾曲部の半径の２
倍）にっていは、Ｗ＝１．８μｍおよび１゜４μｍのと
き、情報パルスが顕著であり、Ｗ＝１゜０μｍおよび０
．８μｍのときも、エツジ部でのパルスはまだ残ってお
り、記録マーク中央部のレベルが徐々に下がっているこ
とが分かる。

また、このシミュレーションは、上記のような条件下に
て行ったものであるが、これ以外に例えば基板の屈折率
、レーザ光の波長λ、あるいは対物レンズの開口率等の
条件が変われば、当然これに応じて最適な記録マークの
幅も変化する。

次に、記録マークの幅Ｗを変えて記録する方法について
説明する。例えば、集光スポット４の径は同じにしてお
き、外部から印加する磁場の強さを弱くする。そうすれ
ば、記録マークの幅を小さくして記録することができる
。逆に、外部から印加する磁場を強−くすると、記録マ
ークの幅は大きくなる。

また、磁場の強さを変化させる代わりに、記録時の集光
スポット４の光強度を変化させてもよい。つまり、光強
度を下げると記録マークの幅は小さくなり、逆に、光強
度を上げると記録マークの幅は大きくなる。

尚、集光スポット４を光磁気ディスク１上に集光するた
めのフォーカスサーボ系において、電気的にフォーカス
点をずらしても同様な効果がある。つまり、フォーカス
点にオフセットを加えることによって、集光スポット４
を広げることである。

次に、上記の再生信号（ｊ）は信号検出回路３に入力さ
れるが、信号検出回路３がピーク位置検出回路を備えて
いる場合、再生信号（ｊ）の情報パルスにおける負方向
のピーク位置に対して立ち上がり部の一致するディジタ
ル再生信号（ｋ）が得られる。一方、信号検出回路３が
振幅検出回路を備えている場合、情報パルスにおける負
方向のピーク位置に対して所定幅でハイレベルとなるデ
ィジタル再生信号（１）が得られる。そして、このディ
ジタル再生信号（ｋ）または（Ｉ！、）のパルスはディ
ジタルデータ（ｈ）の１と対応しているので、この信号
から再生情報としてのディジタルデータ（ｍ）が得られ
る。

尚、本実施例においては、レーザ光の入射偏光面に対し
て検光子の検波偏光面が垂直となるように配した例につ
いて示したが、本発明においては記録マークのエツジ部
において記録マークからの反射光と非マーク部からの反
射光との間に干渉が生じればよいのであって、必ずしも
両者が垂直である必要はない。

〔発明の効果〕

本発明に係る光磁気メモリ装置は、以上のように、光学
ヘッドに対して相対移動可能に設けられ、情報としての
記録マークが記録される光磁気記録媒体と、光磁気記録
媒体への記録動作の際には、光学ヘッドとの相対移動方
向における記録マークの端部が２個の符号からなるディ
ジタル情報の第１符号に囲まれた第２符号と対応するよ
うに記録マークを記録する一方、再生動作の際には、記
録マークの幅板下の直径の集光スポットを有する光ビー
ムを光磁気記録媒体に投射し、光磁気記録媒体から再生
情報の含まれる再生光を入力することにより再生信号を
出力すると共に、光ビームが記録マークの端部に照射さ
れたときの再生光を入力することにより、記録マークと
非マーク部との再生光における干渉によって上記の第２
符号に対応した情報パルスを再生信号に生じる光学ヘッ
ドと、この光学ヘッドから得られる再生信号の情報パル
スを第２符号として検出し、再生信号をディジタル再生
信号に変換する信号検出回路とを備えている構成である
。

それゆえ、１個の記録マークに多数の情報を含ませるこ
とができるので、光磁気記録媒体における記録密度を高
めることが可能となり、記録容量の増大を図ることがで
きる。また、単に記録マークを小型化することによって
記録密度を高めるものではないから、記録マークを大き
く形成することが可能となり、記録マークの形成が容易
になる。また、例えば第７図に示す１／２波長板１１６
、検光子１１７を省略して、ビームスプリッタ１１２０
代わりに偏光ビームスプリフタを配置することができる
。従って、部品点数を減らすことができ、光学系を簡略
化することが可能となる等の効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図は光磁気メモリ装置の主要部を示す概略の
ブロック図、第２図は第１図に示した光磁気メモリ装置
の構成を具体的に示した説明図、第３図は光学ヘッドに
おける再生動作の説明図、第４図は記録マークと光磁気
メモリ装置の各部における信号波形との関係を示す説明
図、第５図は第６図に示した再生信号についての計算機
シミュレーションにおける記録マークと集光スポットど
の関係を示す説明図、第６図は計算機シミュレーション
の結果を示し、記録マーク上における集光スポットの位
置と光検出器へ入射する再生光強度との関係を示すグラ
フ、第７図ないし第９図は従来例を示すものであって、
第７図は光磁気メモリ装置の構成を示す説明図、第８図
は光学ヘッドにおける再生動作の説明図、第９図は記録
マークと光磁気メモリ装置の各部における信号波形との
関係を示す説明図である。 １は光磁気ディスク （光磁気記録媒体） ２は 光学ヘラ ド、 ３は信号検出回路、 ４は集光スポラ トである。 第 図 テ゛イシ゛タル　（ｍ） アーグ 図 第 図 第 図 テ′イラ“タル（ｆ） テ”１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学ヘッドに対して相対移動可能に設けられ、情報
   としての記録マークが記録される光磁気記録媒体と、 光磁気記録媒体への記録動作の際には、光学ヘッドとの
   相対移動方向における記録マークの端部が２個の符号か
   らなるディジタル情報の第１符号に囲まれた第２符号と
   対応するように記録マークを記録する一方、再生動作の
   際には、記録マークの幅以下の直径の集光スポットを有
   する光ビームを光磁気記録媒体に投射し、光磁気記録媒
   体から再生情報の含まれる再生光を入力することにより
   再生信号を出力すると共に、光ビームが記録マークの端
   部に照射されたときの再生光を入力することにより、記
   録マークと非マーク部との再生光における干渉によって
   上記の第２符号に対応した情報パルスを再生信号に生じ
   る光学ヘッドと、この光学ヘッドから得られる再生信号
   の情報パルスを第２符号として検出し、再生信号をディ
   ジタル再生信号に変換する信号検出回路とを備えている
   ことを特徴とする光磁気メモリ装置。