JP2003296982A - 光ディスクの再生方法及び光ディスク装置 - Google Patents
光ディスクの再生方法及び光ディスク装置Info
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Abstract
高密度化を行おうとした場合、光ビームの入射側から遠
い位置にある記録層の再生時に、光ビームの通過部に他
の再生層及び記録層が存在するため、その影響を受け
る。光ビームの入射側から遠い位置にある記録層に光ビ
ームを到達させるためには、その手前にある再生層及び
記録層の透過率を上げる必要がある。光入射側にある再
生層及び記録層の透過率を上げるためには、層厚を薄く
する必要があり、この場合、磁区拡大再生動作を実現す
るための層設計は非常に難しくなる。 【解決手段】 少なくとも2層以上の記録層と、再生層
を有した光ディスク媒体に対して、少なくとも4値以上
の再生磁界を印加しながら再生層に拡大転写することに
より再生を行う。本構成によれば、異なる記録層の記録
信号を容易に再生することができ、記録密度を上げるこ
とが可能となる。
Description
て、情報の再生、記録及び消去を行う光ディスクの再生
方法及び光ディスク装置に関するものである。
できる光ディスクは、開発が進められており、民生用や
データ保存用として広く使用されてきている。光ディス
クにおいては、その大容量化への要望が大きく、鋭意実
用化が目指されている。
ムスポット径を小さくすることが考えられた。光ディス
クに照射された光ビームのスポット径は、光ビームの波
長をλ、対物レンズの開口数をNAとすると、λ/NA
に比例する。従って、光ビームの短波長化、対物レンズ
の高NA化を図ることによって、ビームスポットの小径
化ができる。
なること、光ディスクのチルトの影響を抑制することの
点から、従来の、光ディスクに対して基板側から光ビー
ム入射を行うのではなく、層面側(膜面側)から光ビー
ムを入射させることが検討されている。
めに2枚のレンズを組み合わせた対物レンズを搭載し、
線速を一定に保ち対物レンズと光ディスクとの間隔を一
定にすることにより、焦点位置を合わせることができ
る。
上積層し各層で独立にデータの記録再生を行うことによ
り記録密度を上げる方法が提案されている。上記方法で
は、記録密度が記録層の層数の増加分だけ向上すること
になり高密度化の効果が非常に高い。
ビームの焦点深度以上に互いに離し、光ビームの焦点位
置を変えることにより各記録層の信号を干渉させずに独
立に再生する方法や、焦点深度内に2層以上を積層し、
波長の異なる光ビームを用いて各層の信号を再生する方
法等が提案されている。
度化技術として再生層に、情報としての記録マークを拡
大転写し信号を増幅させて再生を行う磁区拡大再生方式
が提案されている。磁区拡大再生を行うことにより、再
生信号強度を増大させることが可能となり、高密度化に
より記録ビット径が小さくなった場合の再生特性を向上
することができる。
1996年1月12日)および第20回日本応用磁気学
会学術講演概要集,22p,E-4,p313(1996)においては、
記録信号に同期したパルス磁界を再生時に印加させて磁
区拡大に加え、縮小させることにより、再生信号強度を
増大させると共に再生のクロストークを改善した光磁気
記録媒体の再生方法が提案されている。
大再生方式と多層技術を組み合わせて高密度化を行おう
とした場合、光ビームの入射側から遠い位置にある記録
層の再生時に、光ビームの通過部に他の再生層及び記録
層が存在するため、その影響を受ける。光ビームの入射
側から遠い位置にある記録層に光ビームを到達させるた
めには、その手前にある再生層及び記録層の透過率を上
げる必要がある。光入射側にある再生層及び記録層の透
過率を上げるためには、層厚を薄くする必要があり、こ
の場合、磁区拡大再生動作を実現するための層設計は非
常に難しくなる。
されたものであって、磁区拡大再生媒体を多層化した場
合にも、各記録層の信号を容易に再生できる、光ディス
クの再生方法及び光ディスク装置を提供することを目的
とする。
めに、本発明に係る光ディスクの再生方法は、上記課題
を解決するために、少なくとも2層の記録層と、再生層
とを有した光ディスク媒体に対して、少なくとも4値の
再生磁界を印加しながら再生を行うことを特徴としてい
る。
層における層方向での垂直磁化方向により表される記録
信号の各組み合わせに対して、少なくとも4値の再生磁
界を印加しながら再生を行うことにより、上記各組み合
わせに応じて、再生層に転写される垂直磁化方向である
転写信号(再生信号)の転写領域の長さ、つまり時間的
な長さを変化させることが可能となる。このとき、上記
方法においては、各記録層より再生層を光入射側に配置
することで、各記録層から再生層に対して磁区拡大転写
できる。
される垂直磁化方向の時間的な長さの変化に基づいて異
なる記録層の記録信号を容易に、同時に再生することが
でき、記録密度を上げることが可能となると共に再生速
度も大きくできる。
して各記録層の記録信号を同時に再生できるので、従来
のように光入射側にある再生層及び記録層の透過率を上
げるために、光入射側にある再生層及び記録層の層厚を
薄くする必要を回避できて、磁区拡大再生動作を実現す
るための層設計の自由度を大きくできる。
も2層の記録層の記録信号を、再生層に拡大転写するこ
とにより再生を行ってもよい。
マーク長を短くすることができ、記録密度をさらに上げ
ることが可能となる。
ディスクの層面側から光ビームを入射させ再生を行って
もよい。
物レンズを各記録層や再生層に、より近接させることが
できて、上記対物レンズのNAを上げることが容易とな
り、ビームスポット径を小さくでき、記録密度をさらに
上げることが可能となる。
に加え、DCの補助磁界を印加しながら再生を行っても
よい。上記方法によれば、補助磁界の印加によって、再
生磁界の大きさを低減することが可能となる。
決するために、記録層及び再生層を基板上に備える光デ
ィスク媒体に対して、光学系からの光を照射して、上記
記録層の情報が再生層を介して再生される光ディスク装
置において、光ディスク媒体は、少なくとも2層の記録
層を有し、光ディスク媒体に対して、少なくとも4値の
再生磁界を印加する磁界印加手段が設けられていること
を特徴としている。
号を容易に再生することができ、記録密度を上げること
が可能となると共に、磁区拡大再生動作を実現するため
の層設計の自由度を大きくできる。
ク媒体の層面側に光学系及び磁界印加手段を設けてもよ
い。上記構成によれば、光ディスクの層面側から光ビー
ムを入射させ再生することができ、記録密度をさらに上
げることが可能となる。
板側に補助磁界印加手段を設けてもよい。
手段によってDCの補助磁界を印加することにより、再
生磁界の大きさを低減することが可能となる。
いて図1乃至図7に基づいて、それぞれ詳細に説明す
る。
スク装置における第1の実施の形態について図1乃至図
4に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
の構成図を示す。光源1から出射されて光ビーム2は、
ビームスプリッタ3を通り、対物レンズ4を介して、基
板12側から光ディスク5に照射される。光源1には青
紫色半導体レーザを用い、その波長λは400nm〜4
10nmである。対物レンズ4のNAは0.55〜0.
65である。
6が光ディスク5を挟んで、上記対物レンズ4と対面す
る位置(つまり、対物レンズ4により集光される光ビー
ム2の光軸上)に配置されている。上記磁気ヘッド6
は、光ディスク5内において、上記光ディスク5の再生
層14、第1及び第2記録層16、18の垂直磁化の方
向と略平行となる磁界を発生するようになっていて、上
記光ディスク5に対して、記録磁界及び再生磁界を印加
するために用いられる。
リッタ3にてほぼ90度の角度で反射され、続いて、ビ
ームスプリッタ7を通り、偏光ビームスプリッタ9によ
り2分割され、各光検出器10、11にそれぞれ入射さ
れる。
気信号に変換され、これらの差動信号から光磁気再生信
号が生成される。また、ビームスプリッタ7で分離され
たもう一方の光は、光検出器8に入射され、サーボ信号
やクロック信号がそれぞれ生成される。
ィスク装置では、光ビーム2と光ディスク5の記録用ト
ラックとを、互いに相対移動できるように、上記光ディ
スク5が、例えばスピンドルモータにより光ディスク5
の中心軸を回転軸として回転駆動されるようになってい
る。上記記録用トラックは、らせん状又は同心円状に形
成されている。
5としての光磁気ディスクの概略断面図を示す。本実施
に用いた光ディスク5は、図2に示すように、基板1
2、透明誘電体層13、再生層14、非磁性中間層1
5、第1記録層16、非磁性中間層17、第2記録層1
8、記録補助層19、保護層20、放熱層21、オーバ
ーコート層22が、この順にて積層された構成になって
いる。
式としてキュリー温度記録方式が用いられており、第1
記録層16や第2記録層18の記録用トラック上の各記
録ビットに対する、昇温や記録磁界の大きさをそれぞれ
変えることにより、第1及び第2記録層16、18に対
して独立して情報をデジタル式にて記録を行うことがで
きる。
記録された信号は、再生層14を介して、極カー効果と
して知られている光磁気効果によって再生されるように
なっている。上記極カー効果とは、磁性層(例えば、再
生層14)における、入射表面方向に対して垂直な磁化
の反平行な各向きにより、上記磁性層からの反射光の偏
光面における回転の向きが逆方向になる現象である。
ネート等のプラスチック樹脂材からなり、ディスク状に
形成される。図には示していないが、基板12上にはト
ラッキング用の案内溝やアドレス情報等が記録用トラッ
クに沿ってプリフォーマットされている。透明誘電体層
13は、AlN、SiN、AlSiN等の酸素を含まな
い材料で構成されている。
移金属合金、または、希土類金属、または、遷移金属を
主成分とする磁性層であり、その磁気特性が、再生温度
近傍において、垂直磁化を示し、かつ、保磁力が小さく
なるように組成調整されている。
iN、AlSiN等の誘電体、または、Al、Ti、T
a等の非磁性金属合金からなり、再生層14と、第1記
録層16及び第2記録層18とが互いに静磁結合すべ
く、その層厚が1〜40nmに設定されている。
類遷移金属合金からなる垂直磁化層からなり、室温で保
磁力の大きなTbFeCo、DyFeCoまたはTbD
yFeCo等で構成されている。
結合し、第2記録層18の記録磁界を低減する目的で形
成されるもので、希土類遷移金属合金、または、希土類
金属、または、遷移金属を主成分とする磁性層で構成さ
れている。
N等の誘電体、または、Al、Ti、Ta等の非磁性金
属合金からなり、再生層14、第1記録層16や第2記
録層18に用いる希土類遷移金属合金の酸化を防止する
目的で形成されるものであり、その層厚が5nm〜60
nmの範囲に設定されている。
率良く逃がすための層であり、AlもしくはAlを含む
合金層からなり、反射層としても機能している。
または熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、紫外
線を照射するか、または加熱するかによって形成され
る。オーバーコート層22上には、必要に応じて、潤滑
層や帯電防止層が形成されている。
て説明する。図3に再生磁界の印加方法を示す。まず、
集光された光ビーム2を照射しながら回転する光ディス
ク5において、集光された光ビーム2が記録ビットの最
短マークを通過する時間を1周期(T)として、1周期
の間にL1、L2、L3、L4の4つレベル(4値)の
再生磁界を、互いに同時間(T/4)ずつ、上記光ビー
ム2の照射位置に、その照射位置の反対側から、前記磁
気ヘッド6によって順次印加し、これを繰り返しながら
再生を行う。
Hcr、第1記録層16から再生層14への静磁界の大
きさをHs1、第2記録層18から再生層14への静磁
界の大きさをHs2、再生層14への再生層14から以
外の漏れ磁界(主に第1記録層16及び第2記録層18
から)の向きが下向き(再生層14から第1記録層16
に向かう方向、かつ光ビーム2の光軸と略平行)で大き
さをHbとした場合、 Hs1>Hs2 ‐‐(1) Hcr+Hs1+Hs2+Hb>L1>Hcr+Hs1−Hs2+Hb ‐ ‐(2) Hcr+Hs1−Hs2+Hb>L2>Hcr−Hs1+Hs2+Hb ‐ ‐(3) −Hcr−Hs1+Hs2+Hb>L3>−Hcr−Hs1−Hs2+Hb ‐ ‐(4) L4<−Hcr−Hs1−Hs2+Hb ‐‐(5) の条件を満足するよう、再生層14、第1記録層16及
び第2記録層18の各層の磁気特性を調整する。
直磁化の上向き(下向きに対して反平行)及び下向き
が、記録信号としてデジタル信号の0及び1にそれぞれ
対応しており、第1記録層16のデジタル信号が1、第
2記録層18のデジタル信号が1の場合を記録信号
(1、1)と表すとすると、第1及び第2各記録層1
6、18において、層方向に互いに隣り合った各記録信
号は(1、1)、(1、0)、(0、1)、(0、0)
の4つのパターンが存在する。
記録信号(1、1)では再生磁界L1、L2、L3で、
記録信号(1、0)では再生磁界L1、L2で、記録信
号(0、1)ではL1でそれぞれ磁区拡大再生が第1及
び第2各記録層16、18から再生層14に対して行わ
れる。また、記録信号(0、0)では磁区拡大再生は行
われない。このような4値の再生磁界を用いたとき、各
記録信号パターンに対する再生信号波形を図4に示す。
3T/4、記録信号(1、0)では長さ2T/4、記録
信号(0、1)では長さT/4の磁区拡大再生信号が検
出される。また、記録信号(0、0)では磁区拡大再生
信号が検出されない。
T/4の4種類の長さを検出することにより、第1記録
層16及び第2記録層18の各記録信号を同時に再生す
ることが可能となる。
いて説明したが、これに限定されるものではない。例え
ば、記録層が3層の場合は8値(2n 値、nは記録層の
数)の再生磁界を印加することにより、同様にして各記
録層の記録信号を再生することが可能である。
ク5を用いて磁区拡大再生を確認する試験を行った。試
験には、基板12が0.6mm厚のポリカーボネート基
板、透明誘電体層13、非磁性中間層15,17及び保
護層20がSiN、再生層14がGdFeCo、第1記
録層16及び第2記録層18がTbFeCo、記録補助
層19がGdFe、放熱層21がAlTi、オーバーコ
ート層22の層厚が5μmの光ディスク5を用いた。
0.4μm、深さ35nmの記録用トラックが形成され
ている。
crは30Oe、第1記録層16から再生層14への静
磁界の大きさHs1は140Oe、第2記録層18から
再生層14への静磁界の大きさHs2は70Oe、再生
層14へのそれ以外の下向きの漏れ磁界の大きさHbは
50Oeであった。
ーザ波長は405nm、対物レンズのNAは0.6であ
った。
/sで、最短マーク長0.3μmの(1,7)RLL
(run length limited、実行長制限)変調コードを記録
信号として第1記録層16及び第2記録層18それぞれ
に記録した。上記光ディスク5を、記録信号の1周期
(T)に同期させた4値の再生磁界を印加することによ
り再生を行った。再生磁界の4値は、前記の式(1)〜
(5)に基づいて、L1を+200Oe、L2を+10
0Oe、L3を−100Oe及び、L4を−200Oe
とした。
層14から対物レンズ4に向かう方向)、−は、再生磁
界の向きが下向き(対物レンズ4から再生層14に向か
う方向)である。また、各L1、L2、L3、L4の設
定については、それらの臨界値より20%程度、離れた
値とするのが好ましく、より好ましくは、想定された漏
れ磁界の大きさHb程度、離れた値とすることである。
上記の上向き、下向きや、各L1、L2、L3、L4の
設定に関しては、以下の各実施例でも同様である。
ンの対応した再生信号が得られ、再生信号より、第1記
録層16及び第2記録層18の記録信号を同時に再生す
ることができた。
で同様の実験を行った結果、最短マーク長0.3μmの
場合と同程度の再生信号振幅が得られ、磁区拡大再生が
行われていることが確認された。
スク装置における第2の実施の形態について図5及び図
6に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
の構成図を示す。光源1から出射されて光ビーム2は、
ビームスプリッタ3を通り、ミラー23で反射し、浮上
スライダー24に搭載された対物レンズ25を介して、
層面側から光ディスク28に照射される。光源1には青
紫色半導体レーザを用い、λは400nm〜410nm
である。対物レンズ25は,例えばレンズ間隔一定の2
枚のレンズから構成され、NAは0.8〜0.9であ
る。
ペンション27に取り付けられており、光ディスク5の
回転線速を一定にして浮上量を一定に保つことにより、
記録層へのフォーカシングを行う。浮上スライダー24
には、対物レンズ25以外に、記録磁界もしくは再生磁
界を発生させるための磁気コイル26が搭載されてい
る。
3で反射し、ビームスプリッタ3及び7を通り、偏光ビ
ームスプリッタ9により2分割され、各光検出器10、
11にそれぞれ入射される。各光検出器10、11に入
射された光は電気信号に変換され、これらの差動信号か
ら光磁気再生信号が生成される。また、ビームスプリッ
タ7で分離されたもう一方の光は、光検出器8に入射さ
れサーボ信号が生成される。
クの断面図を示す。本実施に用いた光磁気ディスクであ
る光ディスク28は、図6に示すように、オーバーコー
ト層22、透明誘電体層13、再生層14、非磁性中間
層15、第1記録層16、非磁性中間層17、第2記録
層18、記録補助層19、保護層20、放熱層21、基
板12が、この順にて積層された構成になっている。
あり、基板12に対して逆順に積層されており、オーバ
ーコート層22側から記録再生を行う。記録用トラック
が形成された基板12に対して反対側から記録再生を行
うため、基板12の反り(チルト)の影響が小さく、対
物レンズ25のNAを高くすることができるので、光デ
ィスク28の記録の高密度化が可能となる。
ク28を用いて磁区拡大再生を確認する試験を行った。
試験には、基板12が0.6mm厚のポリカーボネート
基板、透明誘電体層13、各非磁性中間層15、17及
び保護層20がSiN、再生層14がGdFeCo、第
1記録層16及び第2記録層18がTbFeCo、記録
補助層19がGdFe、放熱層21がAlTi、オーバ
ーコート層22の層厚が5μmの光ディスク28を用い
た。さらに、基板12には、0.5μmピッチで、幅
0.25μm、深さ50nmの記録用トラックが形成さ
れている。
近傍での、再生層14の保磁力Hcrは30Oe、第1
記録層16から再生層14への静磁界の大きさHs1は
140Oe、第2記録層18から再生層14への静磁界
の大きさHs2は70Oe、再生層14へのそれ以外の
下向きの漏れ磁界大きさHbは50Oeであった。
ける光源1のレーザ波長は405nm、対物レンズ4の
NAは0.9であった。
3m/sで、最短マーク長0.2μmにて、(1,7)
RLL変調コードを記録信号として第1記録層16及び
第2記録層18それぞれに記録した。その光ディスク2
8を、記録信号に同期させた4値の再生磁界を印加する
ことにより再生を行った。再生磁界の4値は、前記の式
(1)〜(5)に基づいて、+200Oe、+100O
e、−100Oe及び、−200Oeとした。
ンの対応した再生信号が得られ、再生信号より、第1記
録層16及び第2記録層18の記録信号を同時に再生す
ることができた。
で同様の試験をそれぞれ行った結果、最短マーク長0.
2μmの場合と同程度の再生信号振幅が得られ、磁区拡
大再生が行われていることが確認された。
スク装置における第3の実施の形態について図7に基づ
いて説明すれば、以下のとおりである。図7は本実施の
形態に係る光ディスク装置の構成図を示す。
気ヘッド29が配置されている以外は、上述した第2の
実施の形態と同様の構成である。磁気ヘッド29は、再
生時にDCの補助磁界を上記光ディスク28に対して印
加するために用いられる。
区拡大再生を確認するための試験を行った。試験には、
基板12が0.6mm厚のポリカーボネート基板、透明
誘電体層13、非磁性中間層15,17及び保護層20
がSiN、再生層14がGdFeCo、第1記録層16
及び第2記録層18がTbFeCo、記録補助層19が
GdFe、放熱層21がAlTi、オーバーコート層2
2の層厚が5μmの光ディスク28を用いた。基板12
には、0.5μmピッチで、幅0.25μm、深さ50
nmの記録用トラックが形成されている。
の、再生層14の保磁力Hcrは30Oe、第1記録層
16から再生層14への静磁界の大きさHs1は140
Oe、第2記録層18から再生層14への静磁界の大き
さHs2は70Oe、再生層14へのそれ以外の下向き
の漏れ磁界大きさHbは50Oeであった。
ーザ波長は405nm、対物レンズのNAは0.9であ
った。
m/sで、最短マーク長0.2μmの(1,7)RLL
変調コードを第1記録層16及び第2記録層18それぞ
れに記録し、記録信号に同期させた4値の再生磁界を印
加した。上記光ディスク28を、さらに、DCの補助磁界
を印加することにより再生を行った。
Oe、−100Oe及び、−170Oeとし、DC補助
磁界は下向きに20Oe印加した。
ンの対応した再生信号が得られ、再生信号より、第1記
録層16及び第2記録層18の記録信号を同時に再生す
ることができた。
長を0.15μm、0.1μmで同様の試験をそれぞれ
行った結果、最短マーク長0.2μmの場合と同程度の
再生信号振幅が得られ、磁区拡大再生が行われているこ
とが確認された。
界を印加することにより、再生磁界の大きさを±200
Oeから±170Oeに低減することができた。
のように、少なくとも2層の記録層と、再生層とを有し
た光ディスク媒体に対して、少なくとも4値の再生磁界
を印加しながら再生を行う方法である。
録信号を容易に再生することができ、記録密度を上げる
と共に、再生速度も向上できるという効果を奏する。
に、少なくとも2層の記録層と、再生層を有した光ディ
スク媒体に対して、少なくとも4値の再生磁界を印加す
る磁界印加手段を設けた構成である。
録信号を容易に再生することができ、記録密度を上げて
も、再生速度を改善することが可能になるという効果を
奏する。
スク装置の構成図である。
ディスクの断面図である。
ングチャートである。
信号波形を示す波形図である。
スク装置の構成図である。
ディスクの断面図である。
スク装置の構成図である。
Claims (7)
- 【請求項1】少なくとも2層の記録層と、再生層とを有
した光ディスク媒体に対して、少なくとも4値の再生磁
界を印加しながら再生を行うことを特徴とする光ディス
クの再生方法。 - 【請求項2】請求項1に記載の光ディスクの再生方法に
おいて、 少なくとも2層の記録層の記録信号を、再生層に拡大転
写することにより再生を行うことを特徴とする光ディス
クの再生方法。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の光ディスクの再生
方法において、 光ディスクの層面側から光ビームを入射させ再生を行う
ことを特徴とする光ディスクの再生方法。 - 【請求項4】請求項1乃至3の何れか1項に記載の光デ
ィスクの再生方法において、 再生磁界に加え、DCの補助磁界を印加しながら再生を
行うことを特徴とする光ディスクの再生方法。 - 【請求項5】記録層及び再生層を基板上に備える光ディ
スク媒体に対して、光学系からの光を照射して、上記記
録層の情報が再生層を介して再生される光ディスク装置
において、 光ディスク媒体は、少なくとも2層の記録層を有し、 光ディスク媒体に対して、少なくとも4値の再生磁界を
印加する磁界印加手段が設けられていることを特徴とす
る光ディスク装置。 - 【請求項6】請求項5に記載の光ディスク装置におい
て、光ディスク媒体の層面側に光学系及び磁界印加手段
を設けたことを特徴とする光ディスク装置。 - 【請求項7】請求項6に記載の光ディスク装置におい
て、光ディスク媒体の基板側に補助磁界印加手段を設け
たことを特徴とする光ディスク装置。
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