JPH06302038A - 光磁気記録再生装置および光磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源にレーザ光により励起された固体レーザ
の出射光の第２高調波を使用する光磁気記録再生装置に
おいて、光学系の構成および温度制御を簡単にし、記録
密度を向上する。 【構成】 対物レンズからのレーザ光の出射パワーを、
常に記録可能な一定パワーとし、再生はいわゆる磁気超
解像によって行い、再生後に再生した情報を一時保持
し、その情報に基づいて磁界変調方式で再記録を行う。
さらに、記録再生以外の動作では、対物レンズを一定量
だけデフォーカスし、記録されているデータが消去され
ないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光によって情報
の書き込み、読み出しを行う光磁気記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスクの記録密度、記録容量は
光磁気記録膜上に形成する対物レンズによって集光され
たレーザスポット径によって支配されるが、このレーザ
スポット径はＫ×ＮＡ／λ（λは光源に使用するレーザ
光の波長、ＮＡは対物レンズの開口数、Ｋは定数）と表
される。したがって、従来より光磁気ディスクの高記録
密度化を図るために、レーザ光により励起された固体レ
ーザの出射光の第２高調波（以下、ＳＨＧ光と略称す
る）を光源として使用し、記録あるいは再生に応じて光
変調手段によって光パワーを制御する方法が提案されて
いる。例えば、特開平１−１３８６３２では、この光変
調手段として、電気光学素子で構成された光スイッチを
使用し、この光スイッチによって、記録時あるいは再生
時の光パワーの設定を行い、さらに記録は情報信号に基
づいて光スイッチをオンオフする事によって行なってい
る。また、特開平４−１３４６４０では、記録時あるい
は再生時のＳＨＧ光のパワー設定を、固体レーザを励起
する半導体レーザの出射光量を変化させることによって
行い、記録時は光変調手段で記録する情報信号に基づい
て光パワーを変調している。また、特開平４−２６３１
４７では光変調手段に液晶シャッタを用いてこのシャッ
タの透過光量を変化させることによって記録時あるいは
再生時の光パワー設定を行い、記録時には外部磁界の方
向を情報信号に基づいて変化させる磁界変調方式にて記
録を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術ではＳＨＧ光の光パワーを変調するための光
変調手段を備えるため、光学系が複雑になり、装置が大
型化し、コストが増大するという問題点を有する。

【０００４】さらに、上述の第２の従来例では、ＳＨＧ
光の記録時あるいは再生時の光パワーを変化させるため
に、固体レーザを励起する半導体レーザの出射光量を変
化させているが、半導体レーザの出射光量を変化させる
と、温度変化によってＳＨＧ光を得るための位相整合条
件が変化するため、安定したＳＨＧ光を得るのが非常に
困難になるという問題点を有する。

【０００５】本発明は、上述した従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的は、光源にＳＨＧ
光を使用し、位相整合のための温度調整が簡単で、光学
系の構成を複雑にすることなく、レーザスポット径より
も小さい記録磁区を再生する光磁気記録再生装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光磁気記録再生
装置は、レーザ光が入射されて励起される固体レーザの
出射光の第２高調波を光源とし、前記光源からのレーザ
光を光磁気ディスクに対して対物レンズにより投射し
て、前記光磁気ディスクに情報を記録、再生する光磁気
記録再生装置において、前記対物レンズからの前記光源
のレーザ光の強度が、常に、前記光磁気ディスクに対し
て記録可能な一定の強度であることを特徴とする。

【０００７】また、本発明の光磁気記録再生装置は、前
記対物レンズを前記光磁気ディスクに対して合焦させる
動作を、前記光磁気ディスクの情報を記録しない領域で
行い、記録、再生以外の動作を行う場合は、前記対物レ
ンズの前記光磁気ディスクからの距離を合焦点から一定
の距離ずらして行うことを特徴とする。

【０００８】また光磁気記録再生装置は、前記対物レン
ズのずらす距離を、前記光磁気ディスクの記録膜上の光
磁気信号は消去されず、かつ、前記光磁気ディスクの基
板上に形成されたプリピットは再生できる範囲とする事
を特徴とする。

【０００９】また、本発明の光磁気ディスクは、トラッ
クアドレスの最小ピット長を前記光磁気信号の最小ドメ
イン長の少なくとも１．３倍以上の大きさにし、前記ト
ラックアドレスのプリピット部を１トラック上に１カ所
あるいは複数カ所設けたことを特徴とする。

【００１０】また本発明の光磁気記録再生装置は、シー
ク動作時には前記トラックアドレスを読みとりながら目
標トラックにシークすることを特徴とする。

【００１１】

【実施例】以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

【００１２】（実施例１）図１は本発明の光磁気記録再
生装置の実施例を示す図である。

【００１３】図１において、コントロール回路１は、光
磁気ディスク４を所定の回転数にするスピンドル３の回
転制御、対物レンズ５からの光スポットを目標トラック
に照射するために光学ヘッド２を半径方向に移動させる
シーク動作制御、対物レンズ５のフォーカシング制御、
記録動作あるいは再生動作の制御等を行う。

【００１４】図２は図１の光学ヘッド２の内部構成を示
す図である。半導体レーザ２１からの出射光は集光レン
ズ２２、ミラー２３を介して、Ｎｄ：ＹＡＧの固体レー
ザ２４に入射される。この固体レーザ２４からの波長１
０６４ｎｍの出射光は検光子２５によってＰ偏向成分が
出射され、ＫＴｉＰＯ₄の非線形光学結晶２６に入射さ
れる。この非線形光学結晶２６からは波長５３２ｎｍの
成分が含まれたレーザ光が出射され、波長５３２ｎｍの
みを透過するミラー２７によって５３２ｎｍのレーザ光
が透過される。ここで、半導体レーザ２１、集光レンズ
２２、ミラー２３、固体レーザ２４、検光子２５、非線
形光学結晶２６、ミラー２７はペルチェ素子による温度
制御手段３７に取り付けられているが、本実施例では半
導体レーザ２１の光パワー出力は常に一定であるため、
半導体レーザ２１の急激な温度変化はなく、周囲温度の
変化に対してのみ温度制御をすれば良いため、温度制御
手段３７でこれらの光学系を所定の温度に保つのは簡単
となる。ミラー２７を透過した５３２ｎｍのレーザ光は
コリメータレンズ２８によって平行光とされ、偏向ビー
ムスプリッタ２９を介して対物レンズ５によって光磁気
ディスク４の記録膜上に集光される。記録時には、スイ
ッチ１２によって記録データ１１が磁気ヘッド駆動回路
１３に送られ、このデータに基づいて磁気ヘッド６の印
加磁場を変調することによって記録を行う。また再生時
には、光磁気ディスク４からの反射光が、対物レンズ
５、偏向ビームスプリッタ２９及び１／２波長板３０を
経て偏向ビームスプリッタ３１に入射され、その透過光
および反射光を集光レンズ３２、３３で光検出器３４、
３５上に集光し、それぞれの光検出器３４、３５の出力
の差を差動増幅器３６で検出して再生信号８を得る。本
発明では、対物レンズ５から出射される光パワーは常に
一定なので、再生後には記録されていたデータは消去さ
れてしまう。そこで、図１において、再生信号８を、二
値化回路９によってディジタル信号化し、このディジタ
ル信号を一時記憶装置１０で保持する。そして、再生動
作終了後に上述した記録と同様にして、再記録を行う。
このとき、磁気ヘッド駆動回路１３に送られるデータ
は、スイッチ１２によって一時記憶装置１０で保持され
たデータが選択される。これにより、光磁気ディスク４
に記録されていたデータは再生後に消去されることはな
い。

【００１５】また、光磁気記録再生装置においては、記
録あるいは再生動作以外に、光磁気ディスク４上の目標
アドレスに移動するためのシーク動作、あるトラック上
で待機するポーズ動作等があるが、これらの動作の時に
対物レンズ５で集光された光スポットが光磁気ディスク
４の記録膜上に合焦されていると、光スポットが以前に
記録されたデータ上を通過する際にこれらのデータを消
去してしまう。したがって、これらのシークあるいはポ
ーズ動作の時は、記録されたデータが消去されず、アド
レス等のプリピット情報は再生できる範囲で光スポット
をデフォーカスすればよい。本発明では、シークあるい
はポーズ動作の時は、図１において対物レンズ５のフォ
ーカスアクチュエータ７にオフセットを加え、対物レン
ズ５の光磁気ディスク４からの距離を３μｍ近づけるあ
るいは遠ざけることによって、記録されたデータは消去
されず、プリピット情報を再生することができた。以下
にこの光磁気記録再生装置の動作シーケンスを示す。ま
ず、１）光磁気ディスク４を所定の回転数になるように
スピンドル３を回転し、２）対物レンズ５を光磁気ディ
スク４のデータを記録しない最内周の領域に移動させて
レーザ光を出射させて、フォーカスサーボをかけ、３）
対物レンズ５を光磁気ディスク４から３μｍ近づけるあ
るいは遠ざけてデフォーカスする。４）シーク命令が来
たら、まずあるトラックに移動してトラックアドレスを
読み取り、これを基準として目標トラックとの差だけト
ラックを横断することによってシークを行う。５）目標
アドレス到達時に対物レンズ５で集光される光スポット
を記録膜上に合焦させ、記録動作あるいは再生及び再記
録動作を行い、これらの動作終了後には、再び上記の
３）のデフォーカス状態になり、次の動作命令がくるま
で待機する。

【００１６】図５は本実施例に用いた光磁気ディスク４
の断面図を示すものである。ポリカーボネート基板５１
上にＡｌＳｉＮのセラミック層５２、膜面に垂直な方向
に磁化容易軸を持つＮｄＤｙＦｅＣｏの磁性体薄膜５
３、ＡｌＳｉＮのセラミック層５４、ＡｌＴｉの反射層
５５をこの順にマグネトロンスパッタ法で積層し、その
上に保護膜５６をスピンコートした８６ｍｍ型光磁気デ
ィスクであり、ポリカーボネート基板５１上の記録膜面
側には、トラッキングサーボ用の１μｍピッチのトラッ
ク溝および、アドレス等を記録したプリピットが形成さ
れている。このプリピットの最小ピット長は、光磁気デ
ィスク４に記録される信号の最小ドメイン長に等しい。
図６に、この光磁気ディスク４のＣ／Ｎの記録パワー依
存性を測定した結果を示す。ただし、半径３０ｍｍの位
置で回転数１８００ｒｐｍとし、７ＭＨｚで±２００Ｏ
ｅの磁界を変調して記録を行ない、再生パワー１ｍＷと
して測定を行った。図６より、対物レンズ５から出射さ
れる光パワーを、記録が十分に可能な４ｍＷとした。

【００１７】図３に、再生パワーを本発明の４ｍＷとし
たとき、また比較例として再生パワーを１ｍＷとしたと
きの光磁気ディスク４のＣ／Ｎの記録周波数依存性を測
定した結果を示す。図３において、記録周波数が７ＭＨ
ｚ以下では再生パワーが１ｍＷのときの方が高いＣ／Ｎ
が得られたが、記録周波数が８ＭＨｚ以上では本発明の
再生パワーが４ｍＷのときの方が高いＣ／Ｎが得られ、
記録周波数１０ＭＨｚのとき最も高い４９ｄＢのＣ／Ｎ
が得られた。これは磁気超解像効果によるものである
が、この原理について図４を用いて説明する。

【００１８】図４において、レーザスポット４２が光磁
気ディスク４の回転にともなって記録磁区４１上を通過
するが、その通過の際、再生光の強度を強くすると、温
度上昇によって光磁気記録膜が磁化を失う、あるいは反
射光のカー回転角がほぼ零になる領域４３ができる。こ
のときこの領域４３からの反射光は光磁気情報を持たな
いため、この領域４３はマスクされた状態になる。これ
に対して、レーザスポット４２のマスクされた領域以外
の領域では光磁気記録膜の温度が上昇していないためこ
こからの反射光は光磁気情報を持つ。したがって、レー
ザスポット４２の一部分だけが光磁気信号の再生に寄与
するため、レーザスポット４２よりも小さな記録磁区を
検出することができる。

【００１９】以上に示した構成の光磁気記録再生装置に
よって光磁気ディスク４に、記録および再生を行ったと
ころ、劣化のない良好な記録再生を行うことができた。
また、シークあるいはポーズ動作の際も、記録されたデ
ータが消去されることなく、光磁気記録再生装置として
必要な機能を十分に満たしていた。

【００２０】（実施例２）本実施例では、実施例１にお
ける再生後の再記録の別の実施例について図１、図７を
用いて説明する。

【００２１】図７において、レーザスポット４２の通過
後の光磁気記録膜は温度が下がってもレーザスポット４
２の通過前の磁化の方向に戻るとは限らない。しかし、
温度上昇によってマスクされた部分４３のレーザスポッ
ト４２の進行方向からみて後ろ側の温度が下降する部分
４４に外部より再生前の記録磁区の磁化の向きと同じ方
向に磁場を印加すれば、磁界変調方式による記録と同様
に再生信号を再び記録することができる。すなわち、図
１において、再生信号８を二値化回路９によってディジ
タル信号化し、このディジタル信号を一時記憶装置１０
で保持し、再生した記録磁区４１の位置がディスクの回
転によって４４の位置まで移動する時間だけ遅延させた
あと、そのデータに基づいて磁気ヘッド駆動回路１３で
磁気ヘッド６を駆動し外部磁場を４４の位置に印加すれ
ば、再びデータを光磁気ディスクに記録することが出来
る。したがって、再生時にデータを消去することなく繰
り返し再生を行うことが出来る。この場合、再生と再記
録は光磁気ディスクの同一回転時に行われるため、実施
例１の様な再記録による再生時間の増加はない。以上に
示した構成の光磁気記録再生装置によって光磁気ディス
ク４に、記録および再生を行ったところ、劣化のない良
好な記録再生を行うことができた。

【００２２】（実施例３）図８は、本発明の光磁気ディ
スクの実施例を示す図である。

【００２３】図８において、光磁気ディスク４の基板上
には、トラックアドレス情報のみが記録されたプリピッ
ト領域８１が１トラック上に１カ所あるいは複数カ所あ
り、この部分の最小ピット長は、光磁気信号の最小ドメ
イン長に対して少なくとも１．３倍の大きさを持つよう
にする。この光磁気ディスク４を実施例１で述べた光磁
気記録再生装置に応用すれば、シーク動作時に、ディス
クの回転にともなって光スポットがこの領域８１を通過
する際にトラックアドレスを読みとることができるた
め、実施例１で述べたシーク動作のように、シーク動作
の開始時にある基準となるトラックに移動する必要がな
く、高速シーク動作が可能となる。以下に、この光磁気
ディスク４を用いた光磁気記録再生装置の動作シーケン
スを示す。まず、１）光磁気ディスク４を所定の回転数
になるようにスピンドル３を回転し、２）対物レンズ５
を光磁気ディスク４のデータを記録しない最内周の領域
に移動させてレーザ光を出射させて、フォーカスサーボ
をかけ、３）対物レンズ５を光磁気ディスク４から３μ
ｍ近づけるあるいは遠ざけてデフォーカスする。４）対
物レンズ５を半径方向に移動させ、トラックアドレスを
読みとりながら、目標アドレスにシークする。５）目標
アドレス到達時に対物レンズ５で集光される光スポット
を記録膜上に合焦させ、記録動作あるいは再生及び再記
録動作を行い、これらの動作終了後には、再び上記の
３）のデフォーカス状態になり、次の動作命令がくるま
で待機する。

【００２４】以上に示した光磁気ディスクと光磁気記録
再生装置によって、良好な記録再生を行うことができ、
より高速なシーク動作が実現できた。

【００２５】尚、本発明はこれらの実施例に限定される
と考えられるべきではなく、本発明の主旨を逸脱しない
限り種々の変更は可能である。例えば、上述の実施例で
は、光磁気ディスクの基板にトラッキングサーボ用のト
ラック溝を形成したが、このトラック溝の代わりにウォ
ブルピットを形成してサンプルサーボ方式でトラッキン
グサーボを行ってもなんら問題はない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
源にレーザ光により励起された固体レーザの出射光の第
２高調波を使用したとき、光学系を複雑にすることなく
記録再生が可能で、光学系の温度制御を簡単にする事が
でき、またレーザスポット径よりも小さい記録磁区を再
生することができるため、光磁気記録の高密度化を図る
ことができる。また、本発明の光磁気ディスクを用いれ
ば、高速シークが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す光磁気記録再生装置の
構成図である。

【図２】 図１における光学ヘッド２の内部構成を示し
た図である。

【図３】 光磁気ディスク４を再生パワー４ｍＷと１ｍ
Ｗで再生したときのＣ／Ｎの記録周波数依存性を測定し
た結果を示した図である。

【図４】 光磁気ディスク４の記録膜上で、記録磁区上
を再生光が通過するときの状態を示した図である。

【図５】 光磁気ディスク４の断面図を示した図であ
る。

【図６】 光磁気ディスク４のＣ／Ｎの記録パワー依存
性を測定した結果を示した図である。

【図７】 光磁気ディスク４の記録膜上で、記録磁区上
を再生光が通過するときの状態を示した図である。

【図８】 本発明の実施例を示す光磁気ディスクを示す
図である。

【符号の説明】

１ コントロール回路 ２ 光学ヘッド ３ スピンドル ４ 光磁気ディスク ５ 対物レンズ ６ 磁気ヘッド ７ フォーカスアクチュエータ ８ 再生信号 ９ 二値化回路 １０ 一時記憶装置 １１ 記録データ １２ スイッチ １３ 磁気ヘッド駆動回路 ２１ 半導体レーザ ２２ 集光レンズ ２３、２７ ミラー ２４ 固体レーザ ２５ 検光子 ２６ 非線形光学結晶 ２８ コリメータレンズ ２９、３１ 偏向ビームスプリッタ ３０ １／２波長板 ３２、３３ 集光レンズ ３４、３５ 光検出器 ３６ 差動増幅器 ４１ 記録磁区 ４２ レーザスポット ４３ レーザスポットの通過の際に光磁気記録膜が温度
上昇によって磁化を失なった、あるいは再生光の光磁気
記録膜からの反射光の磁気光学効果による直線偏光の回
転角がほぼ零になっている部分 ４４ レーザスポットの通過後に再生信号が再記録され
る部分 ５１ ポリカーボネート基板 ５２、５４ ＡｌＳｉＮのセラミック層 ５３ ＮｄＤｙＴｂＦｅＣｏの膜面に垂直な方向に磁化
容易軸を持つ磁性体薄膜 ５５ ＡｌＴｉの反射層 ５６ 保護膜 ８１ トラックアドレス情報のみが記録されたプリピッ
ト領域

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光が入射されて励起される固体レ
   ーザの出射光の第２高調波を光源とし、前記光源からの
   レーザ光を光磁気ディスクに対して対物レンズにより投
   射して、前記光磁気ディスクに情報を記録、再生する光
   磁気記録再生装置において、前記対物レンズからの前記
   光源のレーザ光の強度が、常に、前記光磁気ディスクに
   対して記録可能な一定の強度であることを特徴とする光
   磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光磁気記録再生装置にお
   いて、前記対物レンズを前記光磁気ディスクの記録膜上
   に合焦させる動作を、前記光磁気ディスクの情報を記録
   しない領域で行い、記録、再生以外の動作を行う場合
   は、前記対物レンズの前記光磁気ディスクの記録膜から
   の距離を合焦点から一定の距離ずらして行うことを特徴
   とする光磁気記録再生装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光磁気記録再生装置にお
   いて、前記対物レンズのずらす距離を、前記光磁気ディ
   スクの記録膜上の光磁気信号は消去されず、かつ、前記
   光磁気ディスクの基板上に形成されたプリピットは再生
   できる範囲とする事を特徴とする光磁気記録再生装置。
4. 【請求項４】 トラックアドレスを構成する前記光磁気
   ディスクの基板上に形成されたプリピットの最小ピット
   長を、前記光磁気信号の最小ドメイン長の少なくとも
   １．３倍以上の大きさにし、前記トラックアドレスのプ
   リピット部を１トラック上に１カ所あるいは複数カ所設
   けたことを特徴とする光磁気ディスク。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光磁気ディスクに対して
   記録再生を行う請求項３記載の光磁気記録再生装置にお
   いて、シーク動作時には前記トラックアドレスを読みと
   りながら目標トラックにシークすることを特徴とする光
   磁気記録再生装置。