JP2003296983A

JP2003296983A - 記録媒体及び再生装置

Info

Publication number: JP2003296983A
Application number: JP2002097139A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Ito; 彰義伊藤; Katsuji Nakagawa; 活二中川
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＡＭＭＯＳを採用した再生装置により、ア
ナログ的な信号処理を行う。【解決手段】記録マークが形成されている記録層と、
上記記録層の記録マークがアナログ的に磁気転写されて
外部磁界の印加により拡大される磁区拡大再生層とが積
層されている記録媒体に再生光を照射する再生光照射部
と、上記外部磁界を発生する磁界発生部と、上記記録媒
体に上記再生光照射部により再生光を照射するとともに
上記磁界発生部により外部磁界を印加して、上記磁区拡
大再生層に拡大転写された記録マークに基づき信号をア
ナログ的に読み出す読出部と、上記読出部により読み出
した信号に所定の信号処理を行う信号処理部とを備える
ことで実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録層、再生層及
び補助層が少なくとも積層されている記録媒体及び、上
記記録媒体から情報を再生する再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＴ産業の目覚ましい発展によ
り、家庭等においてもデータ量の大きな情報を扱う機会
が多くなってきている。これにともない、記録媒体の大
容量化が求められている。例えば、記録媒体に形成する
記録マークサイズの微小化により記録密度を向上し、記
録媒体の大容量化を図っている。以下に記録媒体の高密
度化について述べる。

【０００３】記録媒体は、一般的に、記録装置により記
録信号に対応した記録光が照射され、上記記録光の熱エ
ネルギーを用いて、記録層に記録マークを形成すること
により情報が記録される。また、記録媒体は、再生装置
により再生光が照射され、例えば、磁気光学効果を利用
して記録された情報が再生される。

【０００４】記録媒体の記録密度は、記録及び再生に用
いる光学系のレーザ光の波長λ及び上記レーザ光を情報
記録面に集光する対物レンズの開口数ＮＡに依存する。
光磁気記録装置のレーザ光のスポット径Ｒは、以下の式
に示すとおり、上記波長λと開口数ＮＡにより決まる。Ｒ∝λ／ＮＡ（１）従って、光磁気記録媒体の記録密度の向上には、スポッ
ト径Ｒの小規模化を図る必要がある。

【０００５】従来の光磁気記録装置及び光磁気再生装置
は、レーザ光のスポット径よりも細かい記録信号を記録
再生することが困難であった。そのため、従来の光磁気
記録媒体の記録密度は、レーザ光のスポット径Ｒによっ
て制限されていた。したがって、従来の光磁気記録媒体
を用いて高記録密度化を実現するためには、レーザ光の
波長λを短くするとともに、対物レンズの開口数ＮＡを
大きくする必要があった。

【０００６】光磁気記録媒体は、記録層となる磁性薄膜
の膜構成、信号の記録方式、あるいは信号の再生方式等
を工夫することにより、高記録密度化が図られている。

【０００７】このような高密度化の方法には、磁気超解
像（MSR、Magnetically induced Super Resolution）が
ある。ＭＳＲには、前方開口検出（FAD、Front Aperture
Detection）、後方開口検出（RAD、Rear Aperture Dete
ction）及び中央開口検出（CAD、Center Aperture Detec
tion）の検出方法がある。また、ＭＳＲに使用する光磁
気記録媒体は、記録層の上に直接、再生層が積層されて
いる。再生層の磁気モーメントは、室温においては面内
方向を向いており、室温では磁気光学効果による信号を
生じない。一方、再生レーザの照射により再生層の所定
の場所が昇温された場合、再生レーザ中心付近の磁気モ
ーメントが面内方向から垂直方向に変化しやすい状態に
なる。再生レーザの中心付近は、温度上昇が大きいため
にこのようなことが起こる。上述の状態のとき、再生層
の磁気モーメントは、再生層と記録層との交換結合によ
り記録層の磁気モーメントと同じ方向に揃う。

【０００８】ＭＳＲは、再生ビームのスポット径Ｒより
小さい領域で記録層の磁気モーメントを再生層に磁気転
写するので、空間分解能が大幅に向上する。しかし、Ｍ
ＳＲは、再生ビームのスポット径Ｒより小さい領域から
信号を検出する必要があり、信号強度の低下が問題とな
っている。

【０００９】上述のＭＳＲの問題点を解決するのが磁区
拡大再生方式（MAMMOS、Magnetic Amplifying Magneto-O
ptical System）である。ＭＡＭＭＯＳでは、保持力の
大きな記録層の上部に非磁性層を介して保持力の小さな
拡大再生層を設けた多層膜構造の記録媒体を用いる。Ｍ
ＡＭＭＯＳは、記録層の記録マークが補助層を介して再
生層に磁気転写され、外部磁界を印加することにより、
拡大再生層に磁気転写されている記録マークを拡大す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＭＡＭＭＯ
Ｓで利用されている記録媒体の拡大再生層は、デジタル
的に応答する材料で形成されているため、拡大再生層に
は、記録層から１か０かの２値で記録マークが磁気転写
されており、デジタル的な再生処理を行っていた。した
がって、記録マークの大きさに信号振幅が比例しないた
め、従来開発されてきたＰＲＭＬ（Partial Response M
aximum Likelihood）方式での信号処理方法が利用でき
なかった。

【００１１】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みて提案されたものであり、拡大再生層がアナログ的
に応答する記録媒体と、上記記録媒体から記録マークを
アナログ的に検出し、ＰＲＭＬ方式で信号処理を行い、
情報の再生を行うことが可能な再生装置とを提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る記録媒体
は、上述の課題を解決するために、記録マークが形成さ
れている記録層と、上記記録層の記録マークが磁気転写
されて外部磁界の印加により拡大される磁区拡大再生層
とが積層されている記録媒体であって、上記磁区拡大再
生層は、上記記録層から記録マークが磁気転写される際
に、アナログ的に応答する。

【００１３】本発明に係る記録装置は、上述の課題を解
決するために、記録マークが形成されている記録層と、
上記記録層の記録マークがアナログ的に磁気転写されて
外部磁界の印加により拡大される磁区拡大再生層とが積
層されている記録媒体に再生光を照射する再生光照射手
段と、上記外部磁界を発生する磁界発生手段と、上記記
録媒体に上記再生光照射手段により再生光を照射すると
ともに上記磁界発生手段により外部磁界を印加して、上
記磁区拡大再生層に拡大転写された記録マークに基づき
信号をアナログ的に読み出す読出手段と、上記読出手段
により読み出した信号に所定の信号処理を行う信号処理
手段とを備える。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１５】本発明は、例えば図１に示すような光磁気
記録媒体１に適用される。

【００１６】この光磁気記録媒体１は、基板１０上に記
録層１１と、補助層１２と、拡大再生層１３とが積層さ
れている。記録層１１は、保持力の大きな希土類元素
（以下ＲＥという。）と遷移金属元素（以下ＴＭとい
う。）との合金性の磁性層であり、ＴＭリッチ又はＲＥ
リッチのフェリ磁性層である。補助層１２は、磁気的性
質のない非磁性層である。拡大再生層１３は、保持力の
小さなＲＥとＴＭとの合金性の非晶質膜である。また、
拡大再生層１３は、例えば、ＧｄＦｅＣｏ（Ｇｄの組成
を２０原子％以下とする。）のようなアナログ的に応答
する材料で形成されており、磁気モーメントが連続的に
変化する性質を有している。なお、光磁気記録媒体１
は、リムーバブル方式の媒体でもよいし、固定方式の媒
体でもよい。

【００１７】このような光磁気記録媒体１は、例えば、
図２に示すような、再生装置２により情報が再生され
る。再生装置２は、磁界印加部２０と、再生光照射部２
１と、ハーフミラー２２と、対物レンズ２３と、信号検
出部２４と、信号処理部２５とを備える。なお、再生装
置２は、磁区拡大再生方式（MAMMOS、Magnetic Amplifyi
ng Magneto-Optical System）による再生方式を採用し
ており、上記光磁気記録媒体１の記録層１１に形成され
ている記録マークを、補助層１２を介して拡大再生層１
３にアナログ的に拡大転写して再生する。以下に、再生
装置２により光磁気記録媒体１から情報を再生する動作
について説明する。

【００１８】再生光照射部２１は、ハーフミラー２２及
び対物レンズ２３を介して光磁気記録媒体１に再生光を
照射する。このとき照射される再生光のパワーは、記録
層１１の記録マークが消えない程度に弱いものとする。
そして、拡大再生層１３は、上記再生光により暖めら
れ、保持力が小さくなる。

【００１９】磁界印加部２０は、保持力の小さくなった
上記拡大再生層１３に、記録層１１の記録マークの方向
と反対方向にパルス磁界を印加する。拡大再生層１３
は、上記パルス磁界の印加方向に磁化の向きが揃えられ
る。このような状態で磁界印加部２０のパルス磁界をゼ
ロにすると、弱い静磁結合により、記録層１１の記録マ
ークが補助層１２を介して拡大再生層１３に磁気転写さ
れる。

【００２０】磁界印加部２０は、上述のように記録層１
１の記録マークが拡大再生層１３に磁気転写された際
に、パルス磁界を印加する。拡大再生層１３の磁化状態
は、パルス磁界の印加方向と磁気転写されている記録マ
ークの磁化方向が同一ならば拡大され、一方で、パルス
磁界の印加方向と磁気転写されている記録マークの磁化
方向が反対ならば縮小される。また、記録層１１の磁化
状態が斜めの方向に揃っている場合には、拡大再生層１
３には、斜めの方向に記録マークが磁気転写され、パル
ス磁界の印加方向に応じて拡大又は縮小する。これは、
拡大再生層１３が、アナログ的に応答する性質を有して
いるからである。なお、光磁気記録媒体１は、反射光を
出力した後、磁界印加部２０のパルス磁界をゼロにする
ことで、拡大再生層１３の磁化状態は拡大又は縮小する
前の状態に戻る。そして、拡大再生層１３の磁化方向と
は反対向きのパルス磁界を印加して、磁化状態を消去す
る。

【００２１】光磁気記録媒体１は、上述のように拡大再
生層１３にアナログ的に拡大転写された記録マークを反
射光として対物レンズ及びハーフミラー２２を介して信
号検出処理部２４に出力する。

【００２２】信号検出処理部２４は、波長板３０と、ビ
ームスプリッタ（以下、ＢＳという。）３１と、第１の
光検出器３２と、第２の光検出器３３と、アナログ信号
生成部３４を備えている。光磁気記録媒体１から反射さ
れた反射光は、波長板３０により直線偏光にされ、ＢＳ
３１によりＳ偏光成分の光とＰ偏光成分の光に偏光分離
される。Ｐ偏光成分の光は、第１の光検出器３２に出射
され、Ｓ偏光成分の光は、第２の光検出器３３に出射さ
れる。第１の光検出器３２は、Ｐ偏光成分の光からカー
回転角等を検出する。また、第２の光検出器３３は、Ｓ
偏光成分の光から同様にカー回転角等を検出する。な
お、光磁気記録媒体１は、直線偏光の光ビームが光磁気
記録媒体１に照射されると、右回り円偏光又は左回り円
偏光を反射光ビームとして反射する。この反射光の回転
する方向は、光磁気記録媒体１の記録マークの磁化状態
により決まる。

【００２３】第１の光検出器３２及び第２の光検出器３
３は、検出した信号をアナログ信号生成部３４に出力す
る。アナログ信号生成部３４は、入力された信号に基づ
き微分特性を有するアナログ信号を生成し、生成したア
ナログ信号を信号処理部２５に出力する。

【００２４】信号処理部２５は、増幅器３５と、Ａ／Ｄ
変換器３６、等化器３７と、ＰＲ４ＭＬ（Partial Resp
onse Class 4 with Maximum Likelihood）処理部３８と
を備えている。

【００２５】信号処理部２５では、高密度記録に伴う符
号間干渉の増大による信号対雑音比の低下に対処するた
めに、ＰＲ方式を採用し、再生チャネルで構成される既
知の干渉を用いて、ビタビアルゴリズム（最尤系列推
定）により再生信号に最も近い信号系列を検出するＰＲ
４ＭＬを採用する。ＰＲ４ＭＬ処理部３８への入力信号
系列を０及び１のバイナリデータとすると、ＰＲ４ＭＬ
によって得られる信号系列間の最少２乗距離（MSED、Mi
nimum Squared Euclidean Distance）は、２であること
が知られている。よってＰＲ４ＭＬは、最尤系列推定を
行わずに記録媒体の情報を０及び１のみで判定するピー
ク検出方式（ＭＳＥＤ＝１）に比べて、雑音に対する余
裕度が３ｄＢ向上する。

【００２６】また、ＰＲ４ＭＬよりも更に高密度記録を
実現するためには、ＭＳＥＤをより大きくするような信
号処理技術が必要となる。これを実現する方法として、
ＥＰＲ４ＭＬ（Extended PR４ML）、ＥＥＰＲ４ＭＬ（E
xtended EPR４ML）などがある。これらは、ＰＲ４ＭＬ
の考え方を拡張したものであり、ＭＳＥＤはそれぞれ
４，６（バイナリ換算）になることが知られている。ま
たチャネル状態数は、ＥＰＲ４ＭＬで８、ＥＥＰＲ４Ｍ
Ｌで１６になる。

【００２７】増幅器３５は、アナログ信号生成部から入
力した信号を所定の大きさの信号に増幅し、Ａ／Ｄ変換
器３６に出力する。Ａ／Ｄ変換器３６は、入力された信
号をビット間隔毎にサンプルされたディジタル信号に変
換し、等化器３７に出力する。等化器３７は、入力され
たデジタル信号をＰＲ４，ＥＰＲ４，ＥＥＰＲ４等のパ
ーシャルレスポンスチャネルに等化し、ＰＲ４ＭＬ処理
部３８に出力する。なお、等化器３７は、周知のトラン
スバーサルフィルタによって実現できる。また、等化器
３７の出力は、ＰＲチャネル特性によって定まる信号レ
ベルに、雑音が加算されたものとなる。ここで、雑音
は、媒体雑音や、Ａ／Ｄ量子化雑音であり、これらは等
化器３７を通ることにより、相関のある有色雑音とな
る。

【００２８】ＰＲ４ＭＬ処理部３８は、上記雑音の加わ
った等化信号に最尤系列推定（MLSE、Maximum Likeliho
od Sequence Estimation）を行い、最も確からしいバイ
ナリデータ系列を出力する。このように信号処理部２５
では、パーシャルレスポンスとビタビアルゴリズムとを
組み合せることで、再生信号の信号対雑音比を高める処
理を行っている。

【００２９】このように構成された再生装置２は、アナ
ログ的に応答する拡大再生層１３を有する光磁気記録媒
体１からアナログ的に情報を読み出すので、ＰＲ４ＭＬ
処理を採用することができ、従来から開発されてきた信
号処理系との整合性を図ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る記録媒体は、記録マークが形成されている記録層と、
上記記録層の記録マークが磁気転写されて外部磁界の印
加により拡大される磁区拡大再生層とが積層されている
記録媒体であって、上記磁区拡大再生層は、上記記録層
から記録マークが磁気転写される際に、アナログ的に応
答するので、読み出した信号をアナログ処理することが
できる。

【００３１】また、本発明に係る再生装置は、記録マー
クが形成されている記録層と、上記記録層の記録マーク
がアナログ的に磁気転写されて外部磁界の印加により拡
大される磁区拡大再生層とが積層されている記録媒体に
再生光を照射する再生光照射手段と、上記外部磁界を発
生する磁界発生手段と、上記記録媒体に上記再生光照射
手段により再生光を照射するとともに上記磁界発生手段
により外部磁界を印加して、上記磁区拡大再生層に拡大
転写された記録マークに基づき信号をアナログ的に読み
出す読出手段と、上記読出手段により読み出した信号に
所定の信号処理を行う信号処理手段とを備えるので、信
号処理手段でＰＲ４ＭＬによる信号処理を行うことがで
き、高Ｓ／Ｎを実現する信号処理系との整合性を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した記録媒体の断面図である。

【図２】本発明を適用した再生装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１光磁気記録媒体、２再生装置、１０基板、１１
記録層、１２補助層、１３拡大再生層、２０磁
界印加部、２１再生光照射部、２２ハーフミラー、
２３対物レンズ、２４信号検出部、２５信号処理
部、３０波長板、３１ビームスプリッタ、３２第
１の光検出器、３３第２の光検出器、３４アナログ
信号生成部、３５増幅器、３６Ａ／Ｄ変換器、３７
等化器、３８ＰＲ４ＭＬ処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録マークが形成されている記録層と、
上記記録層の記録マークが磁気転写されて外部磁界の印
加により拡大される磁区拡大再生層とが積層されている
記録媒体であって、上記磁区拡大再生層は、上記記録層から記録マークが磁
気転写される際に、アナログ的に応答することを特徴と
する記録媒体。
【請求項２】上記磁区拡大再生層は、ＧｄＦｅＣｏで
形成されており、Ｇｄの組成比が２０原子％以下である
ことを特徴とする請求項１記載の記録媒体。
【請求項３】記録マークが形成されている記録層と、
上記記録層の記録マークがアナログ的に磁気転写されて
外部磁界の印加により拡大される磁区拡大再生層とが積
層されている記録媒体に再生光を照射する再生光照射手
段と、上記外部磁界を発生する磁界発生手段と、上記記録媒体に上記再生光照射手段により再生光を照射
するとともに上記磁界発生手段により外部磁界を印加し
て、上記磁区拡大再生層に拡大転写された記録マークに
基づき信号をアナログ的に読み出す読出手段と、上記読出手段により読み出した信号に所定の信号処理を
行う信号処理手段とを備えることを特徴とする再生装
置。