JPH05250748A - 光学式記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、高密度にデータが記録された記録媒
体から、高精度且つ安定してデータを再生できる光学式
記録再生方法を提供する。 【構成】本発明は、磁化の向きが逆転した複数のマーク
が形成された光磁気ディスク１５のトラックに、レーザ
ーダイオード２７から出射される再生用レーザビームを
トラックに沿って走査する。光磁気ディスク１５を透過
した透過ビームは、第２のビームスプリッタ４５を介し
て第１及び第２の検光子４７、４９方向に振分けられ、
これら第１及び第２の検光子４７、４９を介して第１及
び第２の光検出器５１、５３に照射される。これら第１
及び第２の光検出器５１、５３から出力されたアナログ
信号は、差動アンプ５５を介して差動出力に変換され、
この差動出力の変化を検知することによって、複数のマ
ーク相互の間隔に対応して符号化したデータが再生され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光ディスクや
光カード等の記録媒体に対する光学式記録再生方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザービームを用いて大量のデ
ータを高密度で記録・再生することのできる記録媒体が
既に知られている。この記録媒体は、例えば、ＣＤやレ
ーザーディスク等の再生専用型（ＲＯＭ）、Ｔｅ金属薄
膜や有機色素膜を用いた追記型（ＷＯＲＭ）、光磁気型
やカルコゲナイト相変化膜を用いた書換型（Ｅ−ＤＲＡ
Ｗ）に大別される。近年、この種の記録媒体の記録密度
を更に向上させるため、データを夫々の記録媒体の特性
に合った符合語に変換する方法が知られている。

【０００３】例えば、再生専用の光ディスクを使うＣＤ
（コンパクトディスク）は、ＥＦＭ（eight to fourtee
n modulation）符号、磁気テープを使うＤＡＴ（ディジ
タル・オーディオ・テープレコーダ）は、８−１０変換
符号、そして、光ディスク（追記型、書換可能型）装置
は、４／１５符号及びＭＦＭ（modified frequency mod
ulation ）と、いずれも異なる方法によって、データの
高密度記録が行われている。

【０００４】いずれの記録媒体においても、データは、
記録トラックに沿って記録用レーザービームを照射し、
記録トラック上に、例えば、凹凸のマーク又は磁化され
たマークを形成して記録される。記録されたデータの再
生は、記録トラックに沿って、記録より出力の弱い再生
用レーザービームを照射し、マークから反射してくる反
射光の光強度やカー回転角等の変化を検出して行われ
る。なお、再生されるデータは、マークの有無による２
値化データである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
な方法で高密度記録が施された記録媒体からデータを再
生する場合、例えば、隣接するマーク相互の間隔（最短
ラン(run) ；符号語の１と１の間の０の最小個数）が短
いため、マーク相互の検出時間が短くなる。このため、
マーク相互の干渉やジッタの影響を受け易くなる。ま
た、最短ランを短くすることは、再生用レーザービーム
の波形干渉を考慮する関係上制限される。

【０００６】前述のジッタとは、回転速度の変動やノイ
ズの影響により、再生時における時間軸方向でのマーク
の検出時間が変動して、マーク位置の検出誤差を生じる
ことを意味する。このような検出誤差が大きい場合、デ
ータを正確に再生できず、再生エラーを生じる。

【０００７】このような再生エラーを防止するために
は、ジッタが生じない程度の余裕（ジッタマージン）
を、マーク間隔に持たせればよい。例えば、光学式記録
において、２−７変調でマーク記録を行った場合、マー
ク間距離は、マーク相互の間隔が約０．５μm ずつ変化
した６種類の離散値となる。

【０００８】しかし、ジッタマージンを確保すると、マ
ーク相互の間隔が大きくなり、データの高密度記録が達
成できない。即ち、高密度記録及びその再生を達成する
上で、前述したジッタは大きな障害となる。

【０００９】本発明は、このような弊害を除去するため
になされ、その目的は、高密度にデータが記録された記
録媒体から、高精度且つ安定してデータを再生できる光
学式記録再生方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の光学式記録再生方法は、光磁気録媒
体のトラックに記録用レーザビームを照射して、磁化の
向きが逆転した複数のマークを形成し、これら複数のマ
ーク相互の間隔に対応して符号化したデータを前記光磁
気記録媒体に記録する工程と、

【００１１】再生用レーザビームを前記光磁気記録媒体
のトラックに沿って走査する工程と、 前記光磁気記録
媒体からの光の光量の変化を検知して、前記光磁気記録
媒体に記録されたデータを再生する工程と、を有する。

【００１２】

【作用】本発明において、記録用レーザービームを光磁
気記録媒体のトラックに照明して、磁化の向きが逆転し
た複数のマークを形成し、これらマーク相互の間隔に対
応して符号化したデータを記録する。そして、再生用レ
ーザービームをトラックに沿って走査し、光磁気記録媒
体からの光の光量の変化を検知して、データを再生す
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る光学式記録再
生方法について、図１ないし図７を参照して説明する。
図１には、一実施例に係る光学式記録再生方法に用いら
れる記録装置の構成が概略的に示されている。

【００１４】図１に示すように、レーザーダイオード１
から出射した断面長円形状の記録用レーザビームは、コ
リメータレンズ３を介して平行光束に変換される。平行
光束に変換された記録用レーザビームは、整形プリズム
５で断面円形状に規制され、ＡＯ偏向素子７に照射され
る。ＡＯ偏向素子７は、照射されたレーザビームを非回
折光と回折光とに回折させて、夫々を偏光ビームスプリ
ッタ９方向に出射する機能を有する。

【００１５】偏光ビームスプリッタ９は、入射面に平行
な方向に振動する成分（Ｐ成分）を透過し、入射面に垂
直な方向に振動する成分（Ｓ成分）を反射する機能を有
する。

【００１６】このため、偏光ビームスプリッタ９に入射
した記録用レーザービームは、そのＰ成分のみ透過し
て、１／４波長板１１に照射される。１／４波長板１１
に照射された記録用レーザービームは、直線偏光から円
偏光に変換され、対物レンズ１３を介して光磁気ディス
ク１５に設けられ、ピッチ１．６μｍのトラック（図示
しない）に集光される。記録用レーザビームは、ＡＯ偏
向素子７で回折されているため、所定の間隔を有したビ
ームスポットとして光磁気ディスク１５上に照射され
る。

【００１７】なお、前記ＡＯ偏向素子７に伝搬される超
音波の周波数を変化させることによって、光磁気ディス
ク１５に照射されるビームスポット相互の間隔を変化さ
せることができる。ここで、光磁気ディスク１５上に集
光された記録用レーザービームによって、所定の情報を
記録するための方法について説明する。

【００１８】図２に示すように、本実施例の光学式記録
再生方法に用いられる光磁気ディスク１５は、例えば、
ガラス又はプラスチック製の透明な基板１７と、この基
板１７上にＲＦスパッタ法で飛着して形成したＢｉ置換
ガーネット製の垂直磁化膜１９と、を備えている。

【００１９】垂直磁化膜１９は、未記録状態では、その
磁化が同一方向に揃っている。この磁化が有する保磁力
は、熱を加えると弱くなる特性を有している。そこで、
垂直磁化膜１９側に、磁気ヘッド２１を配置し、磁化の
方向とは逆方向に外部磁界をかけ、この状態で、記録用
レーザービームを垂直磁化膜１９に照射する。

【００２０】記録用レーザービームが照射された部分
は、その磁化の有する保磁力が減少し、外部磁界の向き
に磁化の方向が反転する。ここで、レーザービームの照
射を止めると、磁化の方向は、その状態が保持される。

【００２１】このように磁化の向きが逆転した部分が、
記録されたマーク２３（図５参照）の部分（マーク径１
μｍ）となり、トラック長さ方向に複数のマーク２３を
記録することによって、これらマーク２３相互の間隔の
変化に対応して符号化したデータが、光磁気ディスク１
５に記録される。

【００２２】ここで、記録符号に２−７変調を採用する
ためには、６種類のマーク間隔を用意すればよいので、
１〜２μｍの間隔を０．２μｍのピッチで分けた６種類
のマーク間隔でデータが記録される。このようなマーク
記録が行われている間、光磁気ディスク１５から反射し
たレーザビームは、再び、対物レンズ１３を介して１／
４波長板１１を透過する。

【００２３】１／４波長板１１を透過した反射レーザー
ビームの偏光面は、最初の直線偏光から９０°回転した
直線偏光に変換される。このため、偏光ビームスプリッ
タ９で反射され、フォーカス・トラッキングサーボ用デ
ィテクタ２５に照射される。

【００２４】フォーカス・トラッキングサーボ用ディテ
クタ２５は、照射された反射レーザビームの光量の変化
を検出して、光磁気ディスク１５のトラック上に最適な
ビームスポットが形成されるように、対物レンズ１３の
位置を制御する機能を有する。この結果、光磁気ディス
ク１５の面振、偏心等によって生じるマーク２３の記録
不良が防止される。

【００２５】図３には、本実施例の光学式記録再生方法
に用いられ、データが記録された光磁気ディスク１５が
配置された透過型再生装置の構成が概略的に示されてい
る。図３に示すように、レーザーダイオード２７から出
射した再生用レーザビームは、コリメータレンズ２９を
介して平行光束に変換され、整形プリズム３１に照射さ
れる。

【００２６】整形プリズム３１は、光磁気ディスク１５
のトラックに集光されたビームスポットが１μｍの円形
状を有するように構成されている。このような整形プリ
ズム３１を透過した再生用レーザービームは、偏光ビー
ムスプリッタ３３、λ／２板３５及び対物レンズ３７を
介して、光磁気ディスク１５のトラック上に集光され
る。

【００２７】なお、図５に示すように、光磁気ディスク
１５のトラックに記録されたマーク２３は、トラック長
さ方向に並列している。もし、再生用のレーザビームの
スポット径が大きく、トラック長さ方向に隣接した他の
マーク２３に重なってしまう場合には、再生時にこの重
なった部分がノイズとなり、記録されたデータを正確に
読み出すことができなくなる恐れがある。従って、本実
施例の光学式記録装置において、再生用レーザビーム
は、最短マーク間隔（１μｍ）のマーク２３を３つに亘
って同時に照明することなく、且つ、２つのーク２３を
同時に照明することができるように制御されている。

【００２８】ここで、光磁気ディスク１５のトラックに
沿って再生用レーザービームを走査することによって、
所定のデータを再生する方法について、図３ないし図７
を参照して説明する。まず、本実施例の光学式記録再生
方法に用いられた透過型の光磁気ディスク１５の特性に
ついて具体的に説明する。

【００２９】光磁気ディスク１５の垂直磁化膜１９は、
この垂直磁化膜１９を透過する再生用レーザービームの
偏光面を磁気光学効果（ファラディ効果）によって、所
定方向に回転させる特性を有している。このときの回転
角（θ_F ）をファラディ回転角という。

【００３０】具体的には、再生用レーザービームの入射
方向と垂直磁化膜１９の磁化の向きとが同じ場合は、偏
光面は右回転し、再生用レーザービームの入射方向と、
垂直磁化膜１９の磁化の向きとが異なる場合は、偏光面
は左回転する。

【００３１】なお、本実施例では、透過型の光磁気ディ
スクを用いたが、反射型の光磁気ディスクを用いても、
同様の結果となる。ただし、この場合は、極カー効果に
よって、偏光面が所定方向に回転することになる。この
ときの回転角（θ_K ）をカー回転角という。

【００３２】図６には、例えば、光軸に対して直交する
方向の偏光面Ｓを有する直線偏光の再生用レーザービー
ムが、垂直磁化膜１９のうち、一対の磁化の向きが反転
した領域に、同時に、照射されている状態が示されてい
る。

【００３３】図６に示すように、再生用レーザービーム
の入射方向と逆向きの磁化の部分を透過したレーザービ
ームの偏光面Ｓは、夫々、−θ_F だけ左回転される。ま
た、再生用レーザービームの入射方向と同方向の磁化の
部分を透過した再生用レーザービームの偏光面Ｓは、＋
θ_F だけ右回転される。従って、このように構成された
垂直磁化膜１９は、間隔２ｄの位相格子として機能して
いることになる。即ち、垂直磁化膜１９は、屈折率の分
布が周期２ｄとなる位相格子となり、回折角θとの関係
は、 ２ｄｓｉｎθ＝λ で表される。また、回折光の強度及び偏波面の回転角
は、以下の様に表される。i) ０次光に関して、

【００３４】 Ｉ(0) ＝ｃｏｓ² θ_F ＋（Ｍ／Ｍ_S ）² ｓｉｎ² θ_F …（１） θ(0) ＝Ｔａｎ^-1｛（Ｍ／Ｍ_S ）ｔａｎθ_F ｝ …（２） ii) Ｎ次光に関して、 Ｉ(N) ＝｛２／（Ｎ² π² ）｝×

【００３５】 ｓｉｎ² ｛（ｎπ／２）・（１＋Ｍ／Ｍ_S ）｝ｓｉｎ² θ_F …（３） θ(N) ＝π／２ …（４） なお、Ｉ；入射波の強度 Ｍ；照明領域内の磁化量 Ｍ_S ；飽和磁化量 である。上述した（１）〜（４）式から明らかなよう
に、強度については、０次光及びＮ次光が、共に、Ｍ／
Ｍ_S の関数で表されることが分かる。この結果、再生用
レーザービームが光磁気ディスク１５に集光されたと
き、この光磁気ディスク１５からは、上述した特性を有
した透過ビームが発生する。

【００３６】透過ビームは、集光レンズ３９及び第１の
ビームスプリッタ４１を介して偏光子４３に照射され、
所定の直線偏光に変換された後、第２のビームスプリッ
タ４５を介して第１及び第２の検光子４７、４９に照射
される。

【００３７】第１及び第２の検光子４７、４９は、夫
々、その主軸が、偏光子４３の主軸に対して±π／４傾
けられており、これら第１及び第２の検光子４７、４９
からは、これらの主軸の傾きに対して直交する成分が除
去された透過ビームが発生し、夫々、対応する第１及び
第２の光検出器５１、５３に照射される。第１及び第２
の光検出器５１、５３は、照射された透過ビームの光量
に対応したアナログ信号を差動アンプ５５に出力する機
能を有する。この差動アンプ５５から出力される差動出
力（Ｖ）は、

【００３８】 Ｖ＝（Ｍ／Ｍ_S ）・ｓｉｎ２θ_F …（５） となり（図５の（ｂ）参照）、この差動出力（Ｖ）は、
再生信号出力回路に入力される（図４参照）。図４に
は、再生信号出力回路の全体が概略的に示されており、
差動アンプ５５から出力された差動出力（Ｖ）は、コン
パレータ５９に入力される。

【００３９】図４に示すように、コンパレータ５９は、
マーク２３を透過した透過ビームの光量に対応した差動
出力（即ち、リファレンスレベル６１（図５の（ｂ）参
照）以下の出力）を除去し、他の透過ビームの光量に対
応した差動出力（即ち、マーク相互の中間部分を透過し
た光量に対応した差動出力）をコンパレート出力（図５
の（ｅ）参照）としてＡＮＤゲート６３に出力する機能
を有する。

【００４０】また、差動アンプ５５から出力された差動
出力（Ｖ）は、微分器６５に入力されて、微分演算が施
された後（図５の（ｃ）参照）、ゼロクロスディテクタ
６７によってピーク部分がパスル化され、ゼロクロス出
力（図５の（ｄ）参照）としてＡＮＤゲート６３に出力
される。

【００４１】ゼロクロス出力は、マーク位置とマーク相
互の中間部分を透過した光量に対応した出力が同時に示
されているため、マーク相互の中間部分のみのパルスを
出力させるように、ＡＮＤゲート６３では、コンパレー
ト出力とゼロクロス出力との論理積演算が施され、検出
パルス（図５の（ｆ）参照）として出力する。このよう
なＡＮＤゲート６３から出力される検出パルスは、トリ
ガーパルスとしてＡ／Ｄ変換器６９に入力される。

【００４２】一方、Ａ／Ｄ変換器６９には、差動アンプ
５５から出力されたアナログ信号が常時入力されてお
り、Ａ／Ｄ変換器６９は、トリガーパルスとして入力さ
れた検出パルスの立ち下がりに同期して前記アナログ信
号をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジ
タル信号は、ＲＯＭテーブル７１に入力され、対応する
再生信号に変換されてデータが復調される。

【００４３】なお、図３に示すように、データ再生中、
偏光ビームスプリッタ３３及び第１のビームスプリッタ
４１を介して導光された再生用レーザービーム及び透過
ビームは、夫々、対応するサーボ用光検出器７３、７５
に照射されている。これらサーボ用光検出器７３、７５
から出力された信号は、夫々、対応するアクチュエータ
７７、７９に出力され、対物レンズ３７及び集光レンズ
３９を介して所定のフォーカス・トラッキング制御が行
われる。

【００４４】このように本実施例に用いられる再生装置
では、再生用レーザービームが照明している領域中で、
磁化が反転している領域の占める割合に対応して上述し
た式（１）〜（５）のＭ／Ｍ_S の値が決定されることに
なる。つまり、光磁気ディスク１５からの０次光又はＮ
次光、あるいは、０次光及びＮ次光の光量を検出するこ
とによって、Ｍ／Ｍ_S の値及び磁化の反転領域を判別す
ることができる。

【００４５】この結果、本実施例の場合、２つのマーク
２３（図５の（ａ）参照）相互の間隔を再生用レーザー
ビームで同一時刻に検知する方法が適用されてるため、
マーク相互の干渉やジッタの影響も少なくできると共
に、図７のグラフからも明らかなようにランの分解幅も
小さくできる。具体的には、従来の２−７変調における
ランの分解幅（０．５μｍ）に対して、本実施例では
０．２μｍの分解幅でも高精度なデータ再生が可能とな
る。この結果、現行ランの平均値２．７５μｍに対し
て、本実施例では１．５μｍとなるため、記録密度及び
転送レートは１．８３倍に向上する。且つ、本実施例の
場合、再生用レーザービームの波長によって、マーク径
及びマーク間隔が制限されることはない。特に、図５の
（ａ）に示すように、マーク間隔が最小（Ｘmin)の場
合、具体的には、マーク相互が隣設されている場合で
も、高精度にデータを再生することができる。

【００４６】なお、本発明は、上述した一実施例の構成
に限定されることはなく、例えば、ピッチ１．６μｍの
トラック（図示しない）に、２−７変調を用いて、０．
１μｍのピッチで１〜１．５μｍまでの６種類のパルス
でデータを記録した光磁気ディスクに、ビームスポット
が１μｍの円形状を有する再生用レーザービームを走査
してデータを再生する場合にも適用できる。この場合、
図３に示された第１及び第２のビームスプリッタ４１、
４５に代えて偏光ビームスプリッタを用いることとなる
が、上述した一実施例と同様、高精度なデータの再生が
可能である。本変形例の場合、現行ランの平均値（２．
７５μｍ）に対して、ランの平均値は１．２５μｍとな
り、記録密度及び転送レートは２．２倍に向上される。
また、本発明は、図１に示す記録装置を用いてトラック
幅方向に一対のマーク２３を並列してデータが記録され
た光磁気ディスクにも適用できる。この場合、トラック
長さ方向のデータに加えてトラック幅方向に他のデータ
が記録されるため、光磁気ディスクの記録密度は更に向
上する。

【００４７】この場合、一対のマーク２３が同時に照明
されるように、再生用レーザービームの集光スポット
は、トラック幅方向に長い楕円形状となることが必要で
ある。このため、再生用レーザービームは、レーザーダ
イオード２７から出射された際のビーム形状をそのまま
用いて光磁気ディスクに集光させることになる。かかる
場合には、図３に示された再生装置の構成のうち、整形
プリズム３１を光路中から回避させることによって、光
磁気ディスク上には、図８の（ａ）に示すような集光ス
ポット８１（１×２μｍ）が形成される。

【００４８】本変形例の場合、差動アンプ５５（図３参
照）から出力される差動出力（Ｖ）は、図８の（ｂ）に
示すような特性を有する。この場合、マーク２３の無い
部分からの差動出力は、他の部分からの差動出力よりも
大きくなるため、リファレンスレベルは、図５の（ｂ）
の場合と異なるが、本変形例も上述した一実施例と同様
に、再生信号出力回路を介して高精度にデータを再生す
ることができる。また、図９のグラフからも明らかなよ
うに、本変形例の場合でも、ランの分解幅を小さくでき
ると共に記録密度及び転送レートを向上させることがで
きる。また、本発明は、上述した一実施例では透過型の
記録・再生の場合について説明したが、反射型の場合に
も適用できることは言うまでもない。

【００４９】

【発明の効果】本発明は、再生用レーザービームが照明
した光磁気記録媒体からの光の光量の変化を検知するこ
とによって、磁化が反転している領域の占める割合、換
言すれば、複数のマーク相互の間隔を高精度に検知でき
るため、高密度にデータが記録された記録媒体から、高
精度且つ安定してデータを再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光学式記録再生方法に
適用された記録装置の全体の構成を概略的に示す図。

【図２】図１に示す記録装置に配置された光磁気ディス
クにデータが記録されている状態を示す図。

【図３】本発明の一実施例に係る光学式記録再生方法に
適用された透過型再生装置の全体の構成を概略的に示す
図。

【図４】図３に示す装置に設けられた再生信号出力回路
のブロック図。

【図５】（ａ）は、光磁気ディスクに記録されたマーク
の状態を示す図、（ｂ）は、図３に示す装置の差動アン
プから出力された差動出力の分布図、（ｃ）は、図４に
示す微分器から出力された微分出力の状態図、（ｄ）
は、図４に示すゼロクロスディテクタから出力されたゼ
ロクロス出力の状態図、（ｅ）は、図４に示すコンパレ
ータから出力されたコンパレート出力の状態図、（ｆ）
は、図４に示すＡＮＤゲートから出力された検出パルス
の状態図。

【図６】光軸に対して直交する方向の偏光面を有する直
線偏光の再生用レーザービームが、垂直磁化膜のうち、
一対の磁化の向きが反転した領域に、同時に、照射され
ている状態を示す図。

【図７】本発明の一実施例におけるマーク間隔とＭ／Ｍ
_S との関係を示す図。

【図８】（ａ）は、変形例に係る光磁気ディスクに記録
されたマークの状態を示す図、（ｂ）は、変形例に係る
装置の差動アンプから出力された差動出力の分布図。

【図９】変形例におけるマーク間隔とＭ／Ｍ_S との関係
を示す図。

【符号の説明】

１５…光磁気ディスク、２７…レーザーダイオード、４
５…第２のビームスプリッタ、４７…第１の検光子、４
９…第２の検光子、５１…第１の光検出器、５３…第２
の光検出器、５５…差動アンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光磁気録媒体のトラックに記録用レーザ
   ビームを照射して、磁化の向きが逆転した複数のマーク
   を形成し、これら複数のマーク相互の間隔に対応して符
   号化したデータを前記光磁気記録媒体に記録する工程
   と、 再生用レーザビームを前記光磁気記録媒体のトラックに
   沿って走査する工程と、 前記光磁気記録媒体からの光
   の光量の変化を検知して、前記光磁気記録媒体に記録さ
   れたデータを再生する再生工程と、を有する光学式記録
   再生方法。