JP2001160232A

JP2001160232A - 光学的情報再生装置

Info

Publication number: JP2001160232A
Application number: JP34359399A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Nishikawa; 幸一郎西川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2001-06-12

Abstract

(57)【要約】【課題】超解像再生記録媒体の再生パワーの設定に従
来方法を用いると、精度良く再生パワーを設定できな
い。【解決手段】磁壁移動型光磁気媒体５から再生された
再生信号レベルの、半導体レーザ１の再生パワーで規格
化された値が一定となるように半導体レーザ１の再生パ
ワーを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の情
報記録媒体の記録情報を再生する光学的情報再生装置、
特に再生時に光源の再生パワーを制御する装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ネットワーク、デジタルカメラ、
デジタルビデオ等の普及により画像データを扱う機会が
飛躍的に増え、特に、動画像データを記録再生するに適
した媒体及び装置が強く要望され、研究開発が盛んに行
われている。その中で、光ディスクの分野においてはデ
ジタル動画像データを扱うのに適した光ディスク及び光
ディスク装置の研究開発が盛んである。そのような大容
量の光ディスク及び光ディスク装置としては、例えば、
特開平６−２９０４９６号公報に開示されているように
磁壁移動再生方式のものがある。

【０００３】磁壁移動再生方式は同公報に記載されてい
るように光ヘッドの持つ分解能では分解できない微小マ
ークを、媒体上に光スポットを照射して媒体上に温度勾
配を形成することによりマークを形成している磁壁を移
動させてマークをトラック方向に拡大して再生する方式
である。このような磁壁移動再生方式を用いることによ
り、従来にない大容量のシステムを構築することが可能
である。ところが、磁壁移動再生方式に限らず、磁気超
解像を利用した再生方式では媒体上の温度分布を利用し
ているため、その特性は特に再生パワーに依存する。

【０００４】そこで、特開平８−６３８１７号公報に
は、記録媒体上の温度分布により形成される検出窓を用
いて微小マークを再生する超解像光磁気ディスク（磁気
超解像光ディスク）装置において、予め長マークと短マ
ークを再生し、ジッターが最小となる長マーク再生信号
レベルと短マーク再生信号レベルの振幅比を基準値とし
て求めておき、その基準値となるように再生パワーを設
定する方法が開示されている。そのため、同公報ではデ
ィスク側に所定の制御データ（振幅比算出のための長マ
ークと短マーク）が記録された再生パワー設定領域が複
数設けられ、再生領域に近い再生パワー設定領域から制
御データを読み取ることにより再生パワーを設定してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の磁壁移動再生方式では、磁壁を移動させてマークを
拡大する場合、ほぼ瞬間的な磁壁の移動により再生信号
の大きさが決まるので、信号レベルのマーク長依存性は
極めて小さい。従って、磁壁移動再生方式の場合、振幅
比の大きな変化が得られないので、磁壁移動再生方式に
上記特開平８−６３８１７号公報の長マーク再生信号レ
ベルと短マーク再生信号レベルの振幅比を基準として再
生パワーを設定する方法を用いると、再生パワーを精度
良く設定できない問題があった。また、ディスク側に予
め制御データが記録されている再生パワー設定領域を複
数設けることは容量を損ってしまう。更に、再生パワー
の制御に再生パワー設定領域を利用すると、磁気超解像
光ディスクの場合、媒体上の温度分布を利用して微小マ
ークを検出するので、再生パワーに非常に敏感なので、
頻繁に再生パワー設定領域へアクセスすることになり、
時間の損失が生じるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、再生パワーに非常に敏感な磁気超解像を利用
した情報記録媒体を用いた場合でも再生パワーを精度良
く設定できると共に、容量の損失や時間の損失のない光
学的情報再生装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光源か
らの再生用光ビームを超解像再生可能な記録媒体に照射
することによって超解像再生を行う光学的情報再生装置
において、前記記録媒体から再生された再生信号レベル
の、前記光源の再生パワーで規格化された値が一定とな
るように前記光源の再生用光ビームの再生パワーを制御
する手段を備えたことを特徴とする光学的情報再生装置
によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、本発明の原理について説明する。な
お、ここでは超解像再生方式としてマークの磁壁を移動
させて微小マークの再生を行う磁壁移動再生方式を例と
して説明する。以下、この磁壁を移動させて再生を行う
記録媒体を磁壁移動型媒体という。磁壁移動再生方式に
ついては上記特開平６−２９０４９６号公報に開示され
ているので簡単に説明する。磁壁移動型媒体は同公報に
記載されているように少なくとも第１、第２、第３の磁
性層からなり、第１の磁性層は周囲温度近傍の温度にお
いて第３の磁性層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さく
磁壁移動度の大きい垂直磁化膜からなっている。また、
第２の磁性層は第１の磁性層及び第３の磁性層よりもキ
ュリー温度の低い磁性層からなり、第３の磁性層は垂直
磁化膜である。なお、記録媒体のトラック間は磁性的に
分断されていて磁壁は形成されていない。

【０００９】この記録媒体上に再生用光スポットを照射
することにより微小マークの再生を行う。即ち、記録媒
体上の光スポットの照射により形成された温度分布によ
り、第２の磁性層のキュリー温度近傍Ｔｓで、第１と第
２の磁性層間の交換結合が切断され、第１の磁性層の磁
壁が温度の高い方へ先の温度分布のピーク位置まで移動
する。これにより、微小マークが拡大され、その拡大さ
れたマークからの反射光の偏光面の変化を検出して再生
を行う。このようにして光ヘッドの持つ分解能では分解
出来ない微小マークが再生可能となり、大容量の光ディ
スクシステムの構築が可能となる。

【００１０】図１は磁壁移動型媒体上の温度分布と光ス
ポット強度分布を示す図である。実線は温度分布、破線
は光スポット強度分布を示している。Ｘ０は光スポット
強度分布のピーク位置、ＸＴは温度分布の温度ピークＴ
ｐの位置をトラック移動方向の座標で示している。ま
た、Ｔｃは第１の磁性層のキュリー温度である。ここで
再生信号は再生にあずかる光学系の通常の分解能を超え
る微小マークを再生する場合、再生パワーが増加し、温
度ピーク値が第２の磁性層のキュリー温度を超え、磁壁
移動を開始すると信号レベルが急激に立ち上がる。更
に、再生パワーを増加させると、磁壁が移動している領
域の媒体温度、特に温度ピーク近傍は第１の磁性層（移
動層）のキュリー温度に近づく。再生パワーを更に増加
させると、一部の領域はキュリー温度を超えて信号レベ
ルは低下する。

【００１１】図２は第１の磁性層のカー回転角の温度依
存性を示す図である。縦軸は相対的なカー回転角、横軸
は温度である。Ｔ＝０は室温、Ｔ＝１は第１の磁性層の
キュリー温度に相当する。図２から分かるように第１の
磁性層のキュリー温度Ｔｃ近傍で急激にカー回転角が小
さくなっている。従って、温度ピーク近傍では相対的に
キュリー温度Ｔｃに近づくため、カー回転角はその温度
依存性により小さくなり、再生パワーを更に増加してキ
ュリー温度を超えると、その領域のカー回転角はゼロと
なる。その結果、温度ピークＴｐがキュリー温度Ｔｃに
近づいてくると、再生パワーを増加させても温度依存性
によるカー回転角の減少と相殺し合うため、信号レベル
は増加しなくなり、ある再生パワーからは信号レベルは
減少に転じる。

【００１２】また、磁壁移動型媒体からのノイズは再生
パワーの増加と共に増加し、温度分布のピーク温度がＴ
ｓを越えて磁壁移動を開始し、磁壁移動による領域が増
加するにつれて減少する。記録が開始されてしまう程の
再生パワー（ピーク温度が第３の磁性層のキュリー温度
程度）になると、再び増加傾向となる。

【００１３】図３は信号レベルとノイズの再生パワー依
存性を示す図である。縦軸は信号レベル（キャリアレベ
ルＣ）とノイズレベルＮ、横軸は再生パワーである。キ
ャリアレベルＣを実線、ノイズレベルＮを破線で示して
いる。再生パワーを増加していくと、再生パワーＰｒ２
でノイズレベルがピークとなり、再生パワーＰｒ３でキ
ャリアレベルＣがピークとなる。再生パワーＰｒ２を過
ぎるとノイズレベルは減少し、再生パワーＰｒ３を過ぎ
るとキャリアレベルは減少し始める。再生パワーがＰｒ
４になるとノイズレベルは再び増加し始める。

【００１４】また、磁壁移動型媒体においては再生パワ
ーがＰｒ３からＰｒ４に至る過程でＰｒ３に近い時ほど
ノイズレベルは減少している。そして、更に再生パワー
が増加し、Ｐｒ４に近づくにつれて、キャリアレベルの
減少がノイズレベルの減少を上回るようになる。その結
果、再生パワーＰｒ３からＰｒ４の間にキャリアレベル
に対するノイズレベルの割合が最小となる点が存在する
ことがわかる。そこで、その点における再生パワーをＰ
ｒ１とする。また、再生パワーＰｒ３の点は再生パワー
の増加による信号レベルの増加とカー回転角の温度依存
性による信号レベルの減少がほぼ完全に相殺し合う点と
なる。従って、再生パワーで規格化した信号レベルが最
大となる再生パワーをＰｒ０とすると、Ｐｒ０＜Ｐｒ３
＜Ｐｒ４の関係が成り立つ。

【００１５】本発明においては、このような原理に基づ
いて図４に示すように再生パワーで規格化した信号レベ
ルが最大となる再生パワーよりも大きい値に再生パワー
Ｐｒ１を設定し、且つ、この再生パワーを保持するよう
に再生パワー制御を行う。再生パワーＰｒ１は、Ｐｒ１
≒１．４×Ｐｒ０としている。図４において、横軸は再
生パワー、縦軸は再生パワーで規格化されたキャリアレ
ベルである。Ｐｒ０は再生パワーで規格化された信号レ
ベルが最大となる再生パワー、Ｐｒ１は設定された再生
パワーである。

【００１６】そこで、以上のような原理をふまえて本発
明の実施の形態について説明する。図５は本発明の一実
施形態の構成を示す図である。図５において、１は記録
再生用光源の半導体レーザである。半導体レーザ１から
発したレーザ光は偏光ビームスプリッタ２を透過し、コ
リメータレンズ３で平行化されて対物レンズ４に入射す
る。この入射光は対物レンズ４で集光され、光磁気媒体
５上に微小光スポットとして照射される。光磁気媒体５
としては磁壁移動型媒体が用いられ、媒体５に記録され
ているマークの磁壁を移動させてマークを拡大し、記録
情報を再生するものである。光磁気媒体５からの反射光
は再び対物レンズ４、コリメータレンズ３を経由して偏
光ビームスプリッタ２に入射する。偏光ビームスプリッ
タ２では媒体５からの反射光を半導体レーザ１からの入
射光と分離し、ウォラストンプリズム７側に反射する。
この反射光はウォラストンプリズム７、センサレンズ８
を経由して信号センサ９で検出される。信号センサ９の
検出信号は再生回路１５に出力され、光磁気信号として
再生される。

【００１７】また、半導体レーザ１のレーザ光の一部は
モニタセンサ６で検出され、検出回路１２で電圧信号と
して検出される。検出回路１２の検出信号は比較器１３
で基準信号発生器１１からの基準信号と比較され、その
差に応じた信号がレーザ駆動回路１４に出力される。即
ち、検出信号と基準信号の差信号をレーザ駆動回路１４
にフィードバックすることにより、基準信号と検出信号
とが等しくなるように半導体レーザ１の再生パワーが設
定される。この際、コントローラ１７は基準信号を決定
する処理を行う。即ち、基準信号発生器１１からの基準
信号を順次変化させて、再生回路１５からのその時々の
光磁気信号振幅を検出する。再生回路１５の光磁気信号
は図示しないＡ／Ｄ変換器を経てコントローラ１７に取
り込まれ、コントローラ１７では基準信号及び基準信号
と光磁気信号振幅の比（光磁気信号振幅／基準信号）を
メモリ１６に格納する。コントローラ１７はメモリ１６
に格納した中から基準信号と光磁気信号振幅の比が最大
となる基準信号を検出し、これを基準信号Ｖｍとして決
定する。

【００１８】次に、コントローラ１７は基準信号発生器
１１の基準信号Ｖｍに所定値αをかけて基準信号をα・
Ｖｍとして半導体レーザの再生パワーを設定する。本実
施形態では、前述のようにα＝１．４としている。つま
り、基準信号がＶｍ時のレーザ出力の１．４倍となるよ
うに半導体レーザ１の光出力を設定する。αの値は実験
的に決められる。図６は再生パワーに対する再生信号の
キャリアレベルＣ、ジッターσの測定結果を示してい
る。測定条件としては、磁壁移動型媒体を用い、マーク
長は０．１５μｍ、線速は１．５ｍ／ｓ、光学系のＮＡ
は０．５５、半導体レーザ１の波長は６８０ｎｍとして
いる。但し、図６において縦軸は０．１５μｍのマーク
長に対応する時間をＴ、ジッター値をσとしてσ／Ｔ
（破線）、キャリアレベルＣ（一点鎖線）、再生パワー
で規格したキャリアレベルＣ／Ｐｒ（実線）を示してい
る。

【００１９】図６から明らかなように再生パワーで規格
したキャリアレベルＣ／Ｐｒが最大となる再生パワーは
約１．３ｍＷ、α／Ｔが最小（即ち、最も媒体の性能を
引き出すことができる）となる再生パワーは約１．８ｍ
Ｗである。従って、α＝１．８／１．３≒１．３８とな
り、実験ではα≒１．４が最適値として得られた。ま
た、図６からジッター値が検出窓幅（０．１５μｍのマ
ーク長に対応する時間）に対して、３％増まで許容でき
るとすると、α＝１．１〜１．６であれば性能を確保で
きることがわかる。従って、キャリアレベルとノイズレ
ベルの比が最大となる付近（ジッター値が最小となる点
に相当）に再生パワーを設定でき、媒体の性能を最大限
引き出すことができる。

【００２０】ここで、磁壁移動再生方式の再生信号の信
号レベルは、前述のようにマーク長依存性はないので、
再生パワー設定時のキャリアレベルの検出対象となる信
号は、α決定時のマーク長の信号レベルに限らなくても
よく、既に光磁気媒体５に記録されている信号群のエン
ベローブ幅でよい。

【００２１】次に、再生パワー設定後の再生パワーの制
御について説明する。再生パワーを最適値に設定するこ
とは、再生用光スポット内における磁壁移動領域の割合
を設定することに等しい。従って、再生パワーで規格化
したキャリアレベルＣ／Ｐｒを再生パワー設定時の値に
保てれば、光スポット内の磁壁移動領域内の割合を一定
に保つことができ、常に媒体の性能を最大限に引き出す
ことが可能である。そこで、本実施形態では、再生パワ
ーで規格化したキャリアレベルＣ／Ｐｒを一定に保つよ
うに再生パワーの制御を行う。

【００２２】具体的には、半導体レーザ１の再生パワー
の設定後は、設定された再生パワーに対応する光磁気信
号振幅をＳ₀ とすると、コントローラ１７の制御により
基準信号発生器１８から基準信号Ｓ₀ を発生させる。光
磁気媒体５の情報再生中は比較器１９は再生回路１５か
らの光磁気信号振幅をモニターし、基準信号発生器１８
の基準信号Ｓ₀ と比較する。光磁気信号振幅と基準信号
Ｓ₀ の差が所定レベルを越えると、コントローラ１７は
基準信号発生器１１の基準信号ＶｍをΔＶｍ変化させ、
それに応じて比較器１３、レーザ駆動回路１４の働きに
より半導体レーザ１の光出力を変化させる。

【００２３】半導体レーザ１の光出力が変化すると、再
生パワーで規格化されたキャリアレベルＣ／Ｐｒの分母
も変化するので、ＶｍがＶｍ＋ΔＶｍに変化すると、最
適となる光磁気信号振幅はＳ₀ からＳ₀ ×（Ｖｍ＋（Δ
Ｖｍ／Ｖｍ））＝Ｓ₀ ′となる。そこで、コントローラ
１７は基準信号発生器１１の基準信号ＶｍをΔＶｍ変化
させると同時に基準信号発生器１８の基準値をＳ₀ ′と
する。比較器１９では再生回路１５からの光磁気信号振
幅をモニターして基準信号Ｓ₀ ′を比較し、同様の制御
を行う。従って、再生パワー設定位置において再生パワ
ーが大きくなると、前述のように媒体上の光スポット近
傍の温度は高くなり、光磁気信号レベルは小さくなるの
で、基準信号発生器１１の基準信号を減少させて半導体
レーザ１の再生パワーを低下させる。例えば、周囲温度
が高くなって媒体上の温度が高くなった等の要因により
光磁気信号レベルが小さくなった場合、相対的に再生パ
ワーが大きくなったとみなして再生パワーを低下させ
る。その結果、媒体上の温度は低くなるので、光磁気信
号レベルは復帰する。

【００２４】また、再生パワー設定位置において再生パ
ワーが小さくなると、媒体上の光スポット近傍の温度は
低くなり、光磁気信号レベルは大きくなる。従って、光
磁気信号レベルが大きくなると、相対的に再生パワーが
小さくなったとみなして基準信号を増加させ、半導体レ
ーザ１の再生パワーを増加させる。その結果、媒体上の
温度が高くなるので、光磁気信号レベルは復帰する。こ
こで、光磁気信号レベルは実際に再生している信号群の
エンベロープ幅を用いるものとする。このように本実施
形態では、実時間で再生パワーを制御することにより、
常時再生パワーで規格化したキャリアレベルＣ／Ｐｒを
一定に保つことができる。

【００２５】図７は再生パワーと再生信号レベルの関係
を概念的に示すグラフである。横軸は再生パワー、縦軸
は再生パワーで規格したキャリアレベルである。図７に
示すように再生パワーで規格化した信号レベルがΔＣ／
Ｐｒ増加した時は再生パワーをＰｒ１からΔＰｒ１増加
させる。また、信号レベルがΔＣ／Ｐｒ２減少した時は
再生パワーをＰｒ１からΔＰｒ２減少させる。このよう
に制御することにより再生パワーで規格化したキャリア
レベルを一定に保つことができる。

【００２６】ここで、本実施形態では、光磁気信号レベ
ルと基準信号との差が所定レベルを越えた時に半導体レ
ーザ１の再生パワーを変えるので、実際の再生パワーの
切り替えは、媒体５のセクタの切り替わりに合わせて行
っている。また、本願発明者の実験によれば、再生パワ
ー設定時にＰｒ１≒１．８ｍＷとした場合、ΔＣ／Ｐｒ
１、ΔＣ／Ｐｒ２約１０％に対してΔＰｒ１、ΔＰｒ２
は対物レンズ４からの出力相当でΔＰｒ１≒ΔＰｒ２≒
０．０５〜０．１ｍＷであった。ΔＰｒ１、ΔＰｒ２は
Ｐｒ１に比べて非常に小さいので、ΔＣ／Ｐｒ１、ΔＣ
／Ｐｒ２は再生回路１５によりモニタされる信号変化に
等しい。そこで、再生パワーで規格した信号レベルの変
化の有無を再生回路１５によりモニターされる信号変化
にして１０％としている。即ち、基準信号発生器１８の
基準信号に対して再生回路１５からの光磁気信号が１０
％変化すると、基準信号発生器１１の基準信号ＶｍをΔ
Ｖｍ変化させている。これによって、α／Ｔの変化をほ
ぼ１％以内に保つことができた。

【００２７】なお、以上の実施形態では、半導体レーザ
１の出力の切り替えが必要な時として周囲温度の変化を
主な要因として説明したが、本発明は対物レンズ４が記
録媒体の偏心や現在の再生位置の近傍へのアクセス等で
媒体の半径方向に移動した場合の再生パワー変化にも対
応できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録媒体から再生された再生信号レベルの、光源の再生パ
ワーで規格化された値が一定となるように再生パワーを
制御しているので、超解像再生記録媒体を用いた場合に
も、再生パワーを精度良く設定することができる。ま
た、再生パワーの設定に時間を要することがなく、記録
媒体の容量を損うことがなく、効果的に再生パワーを設
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁壁移動型媒体を用いて再生する場合の媒体上
の温度分布と光スポットの強度を示す図である。

【図２】磁壁移動型媒体における第１の磁性層のカー回
転角の温度依存性を示す図である。

【図３】磁壁移動型媒体を用いた場合のキャリアレベル
とノイズレベルの再生パワー依存性を示す図である。

【図４】本発明の再生パワーを設定する原理を説明する
ための図である。

【図５】本発明の一実施形態の構成を示す図である。

【図６】図５の実施形態のαを決定するための測定結果
を示す図である。

【図７】図５の実施形態の再生パワー制御時における再
生パワーと信号レベルの関係を示す図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２偏光ビームスプリッタ３コリメータレンズ４対物レンズ５磁壁移動型光磁気媒体６モニタセンサ７ウォラストンプリズム８センサレンズ９信号センサ１１，１３基準信号発生器１２検出回路１３，１９比較器１４レーザ駆動回路１５再生回路１６メモリ１７コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの再生用光ビームを超解像再生
可能な記録媒体に照射することによって超解像再生を行
う光学的情報再生装置において、前記記録媒体から再生
された再生信号レベルの、前記光源の再生パワーで規格
化された値が一定となるように前記光源の再生用光ビー
ムの再生パワーを制御する手段を備えたことを特徴とす
る光学的情報再生装置。
【請求項２】前記制御手段は、再生信号レベルの増大
に応じて前記光源の再生パワーを増大し、再生信号レベ
ルの減少に応じて前記光源の再生パワーを減少させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光学的情報再生装置。
【請求項３】前記記録媒体は、磁壁移動型光磁気媒体
であることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報再
生装置。