JP2005293781A - 情報記録再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トラック密度の向上と線密度の向上の両立が図れる新規な情報記録再生方法を提供する。
【解決手段】 情報を記録再生する光スポットの大きさを、情報トラックのピッチのおよそ二倍とし、その光スポットで二本の情報トラックを同時走査しながら、情報の記録は、情報に従って二本の情報トラックに同時に記録し、順次一本分の情報トラックだけ、隣のトラックに光スポットをずらすことによって行い、情報の再生は、情報記録媒体に照射した光スポットの反射光の全光量から得られる信号と、トラックに垂直方向に分割された二分割光検出器の差から得られる信号に基づいて行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複数の情報トラックが並んでいる情報記録媒体に対し、情報を記録する方法に関するものである。

近年、微小な光スポットを用いて情報の記録再生を行う情報記録媒体が注目されており、記録密度の向上を図る研究が盛んに行われている。情報の追記媒体としては、金属薄膜を用いたものや色素系記録材料を用いた追記型のものがある。また、書き換え型としては、光磁気材料や相変化材料を用いたものがある。

図１５は従来例の光磁気記録情報再生装置の光ヘッドを示す図である。図１５において、８０は光源である半導体レーザであり、半導体レーザ８０から射出された発散光束はコリメータレンズ８１で平行化され、ビーム整形プリズム８２で断面円形状の平行光束に修正される。この場合、互いに直交している直線偏光成分をＰ偏光、Ｓ偏光し、この平行光束をＰ偏光の直線偏光（ここでは、紙面に平行方向の直線偏光とする）とする。このＰ偏光の光束は偏光ビームスプリッタ８３に入射し、偏光ビームスプリッタの特性としては、例えばＰ偏光の透過率は６０％、反射率は４０％、Ｓ偏光の透過率は０％、反射率は１００％である。偏光ビームスプリッタ８３を透過したＰ偏光の光束は、対物レンズ８４により集光され、光磁気ディスク８５の磁性層上に微小光スポットとして照射される。また、この光スポット照射部に磁気ヘッド８６からの外部磁界が印加され、磁性層上に磁区（マーク）が記録される。

光磁気ディスク８５からの反射光は、対物レンズ８４を介して偏光ビームスプリッタ８３に戻され、ここで反射光の一部が分離されて再生光学系へもたらされる。再生光学系では、分離光束を別に用意された偏光ビームスプリッタ８７で更に分離する。偏光ビームスプリッタ８７の特性としては、例えばＰ偏光の透過率は２０％、反射率は８０％、Ｓ偏光の透過率は０％、反射率は１００％である。偏光ビームスプリッタ８７で分離された一方の光束は、集光レンズ９３を介してハーフプリズム９４へ導かれ、ここで２つに分離されて一方が光検出器９５に、他方がナイフエッジ９６を介して光検出器９７に導かれる。そして、これらの制御光学系により光スポットのオートトラッキングやオートフォーカシングのためのエラー信号が生成される。

偏光ビームスプリッタ８７で分離された他方の光束は、光束の偏光方向を４５度回転させる１／２波長板８８、光束を集光する集光レンズ８９、偏光ビームスプリッタ９０を経て、それぞれ光検出器９１及び９２に導かれる。偏光ビームスプリッタ９０の特性としては、Ｐ偏光の透過率は１００％、反射率は０％、Ｓ偏光の透過率は０％、反射率は１００％である。光検出器９１と９２で検出された信号は、差動アンプ（不図示）で差動検出することにより再生信号が生成される。

ところで、光磁気媒体においては、周知のように垂直磁化の方向の違いにより情報を記録している。この磁化の方向の違いにより情報が記録された光磁気媒体に直線偏光を照射すると、その反射光の偏光方向は磁化の方向の違いにより右回りか左回りかに回転する。例えば、光磁気媒体に入射する直線偏光の偏光方向を図１６に示すように座標軸Ｐ方向とし、下向き磁化に対する反射光は＋θｋ回転したＲ＋、上向き磁化に対する反射光は−θｋ回転したＲ−とする。そこで、図１６に示すような方向に検光子を置くと、検光子を透過してくる光は、Ｒ＋に対してＡ、Ｒ−に対してＢとなり、これを光検出器で検出すると光強度の差として情報を得ることができる。図１５の例では偏光ビームスプリッタ９０が検光子の役目をしていて、分離した一方の光束に対し、Ｐ軸から＋４５度、他方の光束に対し、Ｐ軸から−４５度の方向の検光子となる。つまり、光検出器９１と９２で得られる信号成分は逆相となるので、個々の信号を差動検出することで、ノイズが軽減された再生信号を得ることができる。

最近では、この光磁気媒体の記録密度を高める要求が高まっている。一般に、光磁気媒体等の光ディスクの記録密度は、再生光学系のレーザ波長及び対物レンズのＮＡ（開口数）に依存する。即ち、再生光学系のレーザ波長λと対物レンズのＮＡが決まると光スポットの径が決まるため、再生可能な磁区の大きさはλ／２ＮＡ程度が限界となってしまう。従って、従来の光ディスクでは高密度化を実現するために、再生光学系のレーザ波長を短くするか、あるいは対物レンズのＮＡを大きくする必要があった。しかしながら、レーザ波長や対物レンズのＮＡの改善にも限度があるため、記録媒体の構成や読み取り方法を工夫し、記録密度を改善する技術が開発されている。

記録密度を向上させる方法として、大きく分けて、線密度を向上するものと、トラック密度を向上するものとがある。

線密度を向上させる方法としては、光スポットの高温部分を用いて、情報を記録する筆先記録がある。これは相変化材料や光磁気材料の情報記録媒体に対して、光スポットの変調により情報を記録するものである。また、線密度を向上させる他の方法として、光磁気材料の情報記録媒体に対しては、磁界変調記録と、超解像媒体との組み合わせで、より線密度を向上させる方式がある。

例えば、本願出願人は、特開平６−２９０４９６号公報で複数の磁性層を積層してなる光磁気媒体上のトラックに対して光スポットで走査することにより、第１の磁性層に垂直磁化として記録されている磁区（マーク）を、交換結合力を調整するための第２の磁性層を挟んで配置された第３の磁性層に転写し、その第３の磁性層に転写した磁区の磁壁を移動させることにより、第１の磁性層に記録されている磁区よりも大きくしてから再生信号を得る磁壁移動再生方式を提案している。

図１７〜図１９を用いてこの磁壁移動再生方式を説明する。図１７は磁壁移動再生方法の原理を説明する図である。（ａ）は磁性層の構成を示す断面図、（ｂ）は光スポットが入射する側から見た平面図である。図中９８は光磁気媒体である光磁気ディスクであり、３層の磁性層からなっている。まず、９９は第１の磁性層であり、磁区として情報を記録する記録層である（以下、記録層とする）。１００は第２の磁性層で、第１の磁性層９９と第３の磁性層１０１との間の交換結合力を調整するための調整層である（以下、調整層とする）。第３の磁性層１０１は記録層９９に記録されている磁区を、調整層１００の働きと光スポットによる熱分布とを利用して転写し、更に転写した磁区の磁壁を移動させることにより、記録層９９に記録されている磁区の大きさよりも大きくする再生層である（以下、再生層とする）。１０２は再生用光スポットを表わし、１０３は光磁気ディスク９８上の再生すべき所望のトラックである。記録層９９と調整層１００と再生層１０１の各層中の矢印は原子スピンの向きを表わし、スピンの向きが相互に逆向きの領域部には磁壁１０４が形成されている。また、１０５は再生層１０１に転写された磁区の移動しようとしている磁壁を示している。

図１７（ｃ）はこの光磁気ディスク９８に形成された温度分布を示すグラフである。磁壁移動再生は１つの光スポットを用いても、２つの光スポットを用いても原理的には可能であるが、ここでは説明の簡単のために、２つの光スポットを用いて再生を行う方法を説明する。図１７には再生信号に寄与する光スポットのみを示してある。２つ目の光スポット（不図示）は（ｃ）の温度分布を形成するために照射される。今、位置Ｘｓでは光ディスク９８上の温度は調整層１００のキュリー温度近傍のＴｓになっているものとする。（ａ）の１０６に示す斜線部はキュリー温度以上になっている部分を示している。

図１７（ｄ）は（ｃ）に示す温度分布に対応する再生層１０１の磁壁エネルギー密度σ１の分布を示すグラフである。このようにＸ方向に磁壁エネルギー密度σ１の勾配があると、位置Ｘに存在する各層の磁壁に対して図中に示す力Ｆ１が作用する。このＦ１は磁壁エネルギーの低い方に磁壁を移動させるように作用する。再生層１０１は磁壁抗磁力が小さく磁壁移動度が大きいので、単独でこの力Ｆ１によって容易に磁壁が移動する。しかし、位置Ｘｓより手前（図では右側）の領域では、まだ光磁気ディスク９８の温度がＴｓより低く、磁壁抗磁力の大きな記録層９９との交換結合により、記録層９９中の磁壁の位置に対応した位置に再生層１０１中の磁壁も固定されることになる。

ここでは、図１７（ａ）に示すように磁壁１０５が媒体の位置Ｘｓにあるとする。また、位置Ｘｓにおいて光磁気ディスク９８の温度は調整層１００のキュリー温度近傍のＴｓまで上昇し、再生層１０１と記録層９９との間の交換結合が切断されるとする。この結果、再生層１０１中の磁壁１０５は矢印Ｂで示すようにより温度が高く磁壁エネルギー密度の小さな領域へと瞬間的に移動する。従って、再生用の光スポット１０２が通過すると、スポット内の再生層１０１の原子スピンは（ｂ）に示すように全て一方向に揃う。そして、媒体の移動に伴って磁壁１０５（または１０４等）が瞬間的に移動し、光スポット内の原子スピンの向きが反転し、全て一方向に揃う。光磁気ディスク９８からの反射光は図１５の従来の光ヘッドで検出し、同様の差動検出を行うことにより、再生信号が得られる。このような磁壁移動再生方式によれば、光スポットによって再生する信号は記録層９９に記録されている磁区の大きさによらず常に一定な振幅となり、光学的な回折限界に起因する波形干渉の問題から解放される。つまり、磁壁移動再生を用いれば、レーザ波長λと対物レンズのＮＡから決まる分解能限界のλ／２ＮＡ程度よりも小さな磁区の再生を行え、サブミクロンの線密度の再生が可能となる。

図１８は２つの光スポットを用いる場合の光ヘッドの一例を示す図である。１０７は記録再生用の半導体レーザで波長は例えば７８０ｎｍである。１０８は加熱用の半導体レーザで波長は例えば１．３μｍである。両方とも記録媒体に対してＰ偏光で入射するように配置されている。半導体レーザ１０７及び１０８から発散されたレーザビームは不図示のビーム成形手段によりほぼ円形にした後、それぞれコリメータレンズ１０９、１１０により平行光束にされる。１１１は７８０ｎｍの光を１００％透過し、１．３μｍの光を１００％反射するダイクロックミラーである。また、１１２は偏光ビームスプリッタで、Ｐ偏光は７０〜８０％を透過し、それに対して垂直成分のＳ偏光はほぼ１００％反射するものである。

コリメータレンズ１０９及び１１０で変換された平行光束はダイクロックミラー１１１、偏光ビームスプリッタ１１２を経て対物レンズ１１３に入射する。この際、７８０ｎｍの光束は対物レンズ１１３の開口の大きさに対して大きくなるようにしてあり、１．３μｍの光束は対物レンズ１１３の開口の大きさに対して小さくなるようにしてある。従って、同じ対物レンズ１１３を用いても１．３μｍの光束に対してはレンズのＮＡが小さく作用し、記録媒体１１４上での光スポットの大きさは７８０ｎｍのものに比べ大きくなる。記録媒体１１４からの反射光は再び対物レンズ１１３を経て平行光束になり、偏光ビームスプリッタ１１２で反射され、光束１１５として得られる。光束１１５から不図示の光学系により波長分離等がなされた後、サーボエラー信号や情報再生信号が従来の方式と同様に得られる。

図１９は記録媒体上の記録再生用の光スポットと加熱用の光スポットの関係を示す図である。まず、図１９（ａ）において、１１６は波長７８０ｎｍの記録再生用の光スポットで、１１７は波長１．３μｍの加熱用の光スポットである。１１８は１１８のランドに記録された磁区の磁壁、１２０はグルーブである。また、１２１は加熱用光スポット１１７により温度が上昇した領域を示している。このようにグルーブ１２０の間のランド１１９上において、記録再生用の光スポット１１６と加熱用の光スポット１１７とを結合させている。これにより、移動している記録媒体上に図１９（ｂ）に示すような温度勾配を形成する事ができる。温度勾配と記録再生用の光スポット１１６との関係は図１７で示したものと同じになり、これにより磁壁移動再生が行える。

図１９では、二つの光スポットを用いた磁壁移動再生の方式を示したが、情報記録媒体の磁性層の工夫により、一つの光スポットを用いた磁壁移動再生の方式も提案されている。

これにより、線密度方向で高密度化が行われた。

一方、トラック密度を向上させる方法としてはランド・アンド・グルーブ記録が知られている。従来はランド部のみに記録していたが、トラッキングの案内溝（グルーブ部）として用いていた部分にも情報を効率的に記録して、密度を向上させようというものである。

また、前述した磁壁移動再生媒体に対して、トラッキングはサンプルサーボにより行い、情報トラック間はアニールによって、情報の記録できない領域を設けて、より狭トラックの記録を行おうとしたものがある。
特開平６−２９０４９６号公報

しかしながら、トラック密度を高める、ランド・アンド・グルーブ記録や、アニールを行なった狭トラックの記録では、所望の情報トラックに情報を記録している際の隣接トラックに誤って記録をしてしまうクロスライトの影響で、トラック密度に限界が生じてしまうという問題点があった。

また、再生においても、隣接するトラックからの信号がもれこんでしまうクロストークの影響で、トラック密度に限界が生じてしまうという問題点があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、複数の情報トラックが並んでいる情報記録媒体に対し、情報を記録再生する方法において、よりトラック密度を向上することを目的とする。

本発明の目的は、複数の情報トラックが並んでいる情報記録媒体に対し、情報を記録再生する方法において、情報を記録再生する光スポットの大きさを、情報トラックのピッチのおよそ二倍とし、その光スポットで二本の情報トラックを同時走査しながら、情報の記録は、情報に従って二本の情報トラックに同時に記録し、順次一本分の情報トラックだけ、隣のトラックに光スポットをずらすことによって行い、情報の再生は、情報記録媒体に照射した光スポットの反射光の全光量から得られる信号と、トラックに垂直方向に分割された二分割光検出器の差から得られる信号に基づいて行われることを特徴とする情報記録再生方法によって達成される。

本発明の情報記録再生方法によれば、トラック密度の向上と線密度の向上の両立が行えるという効果がある。また、投光光学系に位相シフト素子からなる光学フィルタを配置することで、記録の際の最適記録光スポット形状を作成することができるという効果がある。

以下、本発明の実施例について、図面を用いて詳しく説明する。

図１は本発明の、光学的情報記録再生装置の一実施形態の構成を示す図である。図１において、１は光学的情報記録再生装置、２は情報記録再生装置１全体の制御を行う制御回路である。制御回路２は外部のコンピュータ等の情報処理装置との情報の送受信を制御したり、光磁気ディスクに対する情報の記録や再生を制御したり、その他の稼働部の制御を行う。３は光ディスクで、この実施例では磁壁再生方式の光磁気媒体を考える。もちろん、トラック密度のみを高密度化して、線密度に対して同時に高密度化を考えない場合は、筆先記録を用いた、相変化材料の光ディスクや、磁壁移動再生方式以外の光磁気材料を用いた光磁気ディスクであってもよい。

４は光磁気ディスク３を回転駆動するためのスピンドルモータであり、スピンドルモータコントローラ１０により制御される。光磁気ディスク３は不図示の機構により情報記録再生装置１に対して挿入または排出される。５は光磁気ディスク３に光学的に情報の記録再生を行う光ヘッド、６は光磁気ディスク３に対し光ヘッド５と反対側に位置し、情報の記録に際して磁界を印加する磁気ヘッドである。光ヘッド５としては１ビームによる磁壁移動再生が行えるものとする。

７は光ヘッド５の光スポットの位置と磁気ヘッド６の位置を制御する光ヘッド及び磁気ヘッド制御回路である。この制御回路７によりオートトラッキング制御、シーク動作の制御、オートフォーカシング制御を行う。８は情報を記録する際の情報記録回路、９は情報を再生する際の情報再生回路である。

また、光磁気ディスク３としては、図１７等で示したものを用いている。即ち、少なくとも記録層（第１の磁性層）と調整層（第２の磁性層）と再生層（第３の磁性層）の３層の磁性層を含んでいる。その機能についても従来技術の説明と同様である。つまり、記録層は磁区として情報を記録し、調整層は記録層と再生層との間の交換結合力を調整し、再生層は記録層に記録されている磁区を調整層の働きと光スポットによる熱分布とを利用して転写し、更に転写した磁区の磁壁を移動させることにより、記録層に記録されている磁区の大きさよりも大きくするものである。

磁性層群の各層の具体的な材料としては、遷移金属と希土類金属の各１種類以上の組み合わせによる非晶質合金を用いることができる。例えば、遷移金属としては、主にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、希土類金属としては、主にＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｓｍがある。代表的な組み合わせとしてはＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等がある。また、耐食性向上のためにＣｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｉｎなどを少量添加してもよい。更に、これらの層構成にＡｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、Ｃｕなどの金属層を付加し、熱的な特性を調整してもよい。

図２は、本発明に用いる光ディスク３を表面からみたものであり、情報トラックがスパイラル上につながったものである。この場合、光ディスク３を回転させながら、光スポットで情報トラック上を走査していると、光ディスク３が一回転するごとに、隣の情報トラックに移動していく。

図３は光ディスク３の一部を拡大したものである。

図３において、１４は、情報を記録または、再生する光スポットである。情報トラックは、１５の情報を記録する領域（信号領域）と、１６の制御信号があらかじめ凹凸ピットで記録された領域（制御領域）とからなる。

信号領域１５は１９の情報を記録する情報トラック部と、２０の情報トラックを分断する分断部とからなる。ここでは、光スポット１４の大きさは、情報トラック部１９の幅のおよそ二本分と同じか、少し大きいものとする。

また、分断部１９は高音の微小スポットで処理するアニ−ル工程によって作成するものにしてもよいし、溝形状の工夫により作成するものにしてもよい。トラック分断処理がなされた情報トラックに磁界変調で磁区マークを記録すると、記録された磁区マークはおよそ矩形状に記録される。

制御領域１６には、トラッキングエラー信号を得るためにの、１７、１８のウォブルピットと、記録のタイミングをとるための、２１のタイミングピット等が形成されている。ウォブルピット１７、１８は、分断部２０を中心にちどりに配置されており、いわゆるサンプルサーボ方式のトラッキングによって、光スポット１４の中心が、分断部２０上にくるように制御される。

次に、図４、５を用いて、本発明の情報の記録について説明する。

図４、５のそれぞれにおいて、２２は情報の記録を行う光スポットであり、２３、２４、２５はそれぞれ、異なる情報トラック部を示している。また、図中Ｃ方向は、光ディスクの半径方向であり、また、図中Ｄ方向は、光スポット２２が相対的に光ディスク上を走査する方向である。

図４では、情報トラック２３と２４の間の分断部２７上に光スポット２２が走査されている。この状態で光スポット２２によって、媒体面を昇温しながら、記録情報に従って不図示の磁気ヘッドの磁界を切り替えて印加することにより、２６で示される磁区マークが、情報トラック２３と２４に同時に記録される。

図５は、図４の状態から、光ディスクが一周した状態を示している。光スポット２２は、情報トラック２４と２５の間の分断部２７´上にあり、情報トラック１本分だけ隣を走査している。この状態で同様に光スポット２２によって、媒体面を昇温しながら、記録情報に従って不図示の磁気ヘッドの磁界を切り替えて印加すると、２８の領域で情報トラック２４と２５に同時に情報が記録される。図４の状態で、情報トラック２４に記録されていた２８の領域の磁区マークは上書きされて書き換わる。２９の領域では、書き換わる前の状態が示されている。従って、図４の状態で二本同時に記録された情報は、図５の状態で１本だけ、上書きされることで、順次、１本分の情報トラックに記録された磁区マークが残されることになる。

以上のように順次、二本の情報トラックに同時に情報を記録しながら、回転一周ごとに、１本ずつ情報トラックを移動し、情報を上書きしていくことにより、光スポット２２の大きさに対して、約半分の幅の情報トラックに情報を記録することができる。

次に図６、図７を用いて、本発明の再生について説明する。

図６の（６−ａ）において、３０は情報の再生を行う光スポットであり、情報トラック３３と３４の間の、３５の分断部上を走査しているものとする。

磁壁移動再生の場合、３１、３２で示された移動窓に記録層に記録された磁区の磁壁が転写されて、図１７等で説明したメカニズムで磁壁が移動して拡大される。

ここで、移動窓３１は情報トラック３３に記録された磁区マークに従って磁壁が移動拡大され、また、移動窓３２は情報トラック３４に記録された磁区マークに従って磁壁が移動拡大されることになる。

図７は、本実施例の光ディスクを再生するための再生光学部を示すものである。図１５の従来例で示した、点線の四角で囲った部分を図７で置き換えることで行える。

３６は光磁気ディスクからの反射光は、光束を集光する集光レンズ３６、偏光ビームスプリッタ３７を経て、それぞれ２分割光検出器３８及び３９に導かれる。２分割光検出器の分割線の方向は、光ディスク上の情報トラックの方向（Ｄ方向）と相対的に一致する。２分割光検出器の受光信号の差を取ることで、情報トラックと垂直方向の磁区の分布の違いを検出することができる。つまり、図６の光スポット３０内の移動窓３１と３２の磁区が同じ方向（両方とも上向き、または、両方とも下向き）の場合、差の信号は０となり、違う方向の場合（上向きと下向き、または、下向きと上向き）の場合、０以外の正（＋）または、負（−）の値をとる。

図７に戻って説明を続ける。

４０と、４２は、それぞれ、２分割光検出器３８と３９のそれぞれの検出信号の和を得る加算器であり、４１と４３は、それぞれ、２分割光検出器３８と３９のそれぞれの検出信号の差をとる差分器である。

加算器４０と４２のそれぞれの信号は４４の差分器によって、４６の従来の光磁気信号検出と同じ差動検出信号を得ることが出来る。

また、差分器４１と４３のそれぞれの信号は４５の差分器によって、４７の上述したように、移動窓３１と３２内の磁区の方向が同じか異なるか、また、異なる場合、どのように異なるかを検出する信号を得ることが出来る。

図６に戻って、具体的に図７の４６及び４７の検出信号を示し、再生原理を説明する。

情報トラック３３、３４上には図（６−ａ）で示されたような磁区マークが記録されているとする。ここで、白い部分を上向き磁化、暗い部分を下向き磁化とし、光スポット３０内の移動窓３１と３２以外の部分は下向き磁化に固定されているとする。この場合、４６の差動検出信号は、移動窓３１と３２の両方に上向き磁化（白い部分）が移動拡大されていれば、１レベルが得られ、両方に下向き磁化（黒い部分）が移動拡大されていれば０レベルが得られ、また、両者の向きが違っていれば（黒い部分と白い部分、または、白い部分と黒い部分）０．５レベルの信号が得られる。つまり、（６−ｂ）に示した信号が情報に従って得られる。（６−ｂ）の信号をみると、情報トラック３３と３４の磁区マークが両方同時に上向き磁化（白い部分）または、下向き磁化（黒い部分）の場合は判別できるが、両者が違った場合、どちらが上向き磁化（白い部分）で、どちらが下向き磁化（黒い部分）なのかまでは判別できない。

一方、４７の差分信号は、移動窓３１と３２の両方が同じ向きの磁化の場合（両方とも白い部分、または、両方とも黒い部分）は０レベルとなり、両者が違った場合、正（＋）または、負（−）の値をとる、今、３１の移動窓が上向き磁化（白い部分）で、３２の移動窓が下向き磁化（黒い部分）のとき、負（−）の値をとり、逆に３１の移動窓が下向き磁化（黒い部分）で、３２の移動窓が上向き磁化（白い部分）のとき、正（＋）の値をとるものとする。つまり、（６−ｃ）に示した信号が情報に従って得られる。（６−ｃ）の信号を見ることで、（６−ｂ）の信号では判断できなかった。両者が移動窓の磁化の向きが違った場合の、どちらが上向き磁化（白い部分）で、どちらが下向き磁化（黒い部分）なのかが判別できる。

本発明の再生では、（６−ｂ）の信号と（６−ｃ）の信号から判断して、情報トラック３３と３４の記録磁化マークを判断するものである。（６−ｄ）は、判断の結果得られた情報トラック３３上に記録された磁区マーク、（６−ｅ）は、同じく、判断の結果得られた情報トラック３４上に記録された磁区マークを示す。“１”は上向き磁化（白い部分）に対応し、“０”は下向き磁化（黒い部分）に対応する。ここで、（６−ｂ）の信号の１レベルと０レベルの時は、（６−ｄ）と（６−ｅ）の信号は同じく、“１”と“０”の値をとる。（６−ｂ）が０．５レベルの時は、（６−ｃ）の信号により判断され、正（＋）の時は、（６−ｄ）が、“０”の値、（６−ｅ）が“１”の値をとり、逆に負（−）の時は、（６−ｄ）が、“１”の値、（６−ｅ）が“０”の値をとる。

以上のように、従来の差動検出信号４６と２分割光検出器で得られた差分検出信号４７の結果より、光スポット内に二本同時に情報トラックが入っていても情報を再生できる。

本実施例の方式では、二本同時の再生が行われるので、光ディスクが一周するたびに、２本ずつ情報トラックを移動して倍速の再生を行っても良いし、トラックジャンプの動作がわずらわしい場合は、どちらか一方の再生信号のみを採用して、トラックジャンプを行わないようにしてもよい。

以上、ここまで、磁壁移動再生を用いた光磁気ディスクのトラック密度を高めることについて説明してきたが、線密度方向の高密度化にこだわらず、トラック密度の向上だけを考えた場合、相変化材料や、磁壁移動再生以外の光磁気材料の光ディスクもちいて、本発明の記録再生を適応できることはいうまでもない。

次に、図８から図１４を用いて、本発明の記録時にさらに最適な光スポットを形成する方法について説明する。前述の説明では、情報トラックの間の分断部をアニ−ル工程や溝形状の工夫により、熱分断すると記録された磁区形状が概ね矩形形状になるとしたが、ここでは、より矩形形状の磁区マークを得られやすいように、光スポットの形状を変形するものである。

図８において、４８は投光光学系の中（例えば、図１５で示した光ヘッドでは、ビーム整形プリズム８２と偏光ビームスプリッタ８３の間）に配置する光学フィルターである、位相シフト素子を示すものである。位相シフト素子４８は、中央の中心線を境に左右の領域４８ａ、４８ｂの厚みがｌだけ異なっている。これにより、光路長が左右の領域４８ａ、４８ｂでＬ（Ｌ＝ｌ（ｎｓ−１））だけ異なるように構成されている。なお、ｎｓは位相シフト素子４８の材料の屈折率である。また、以下の説明では、Ｌ＝（ｎ＋１／２）λ（ｎは整数、λは半導体レーザの波長）として説明する。

図９は前述のように光路中に位相シフト素子４８を配置したときの対物レンズ４９の焦点面に結像される光スポットを示した図である。同図において、位相シフト素子４８を透過した光束は、対物レンズ４９によって集光されるが、この場合対物レンズ４９の瞳面で半円形の領域４９ｂでの位相を０とすると、他方の領域４９ａでの位相はπとなる。その結果、焦点面５０において対物レンズ４９より集光された２つの光スポット５０ａ、５０ｂが形成される。この光スポット５０ａ、５０ｂは、位相シフト素子４８の中央分割線に対応したｙ軸（トラック方向：Ｄ方向）に対して対称である。なお、図中のｘはトラック方向に対し直交する方向（トラック横断方向：Ｃ方向）を示す。

図１０（ａ）は上記光スポット５０ａ、５０ｂの光強度分布、同図（ｂ）はその形状を詳細に示した図である。光強度はｘ方向に２つのピークが存在し、これはｙ軸に対して対称な分布である。また、同図（ｂ）は光強度がピーク値の１／２以上の領域の断面形状を示しており、得られた光スポット径はｙ軸方向の径ｄｙよりもｘ方向の径ｄｘが大きいことがわかる。

次に、前述の光スポットによって光磁気ディスクに情報を記録する動作を、図１１を参照して説明する。

図１１（ａ）は光スポット５０ａ、５０ｂを光ディスク上の分断部の間に設けられた情報トラック上に照射した状態を示す。同図から明らかなように、光スポット５０ａ、５０ｂはトラック横断方向に隣接して照射される。図１１（ｂ）はこの光スポットの照射による等温度曲線５２、即ち記録ドメインが形成される臨界温度の等温度曲線を示した図である。等温度曲線は、後端が熱拡散のために概略直線に近い形状となる。

一方、光スポットの照射による温度上昇部位には、不図示の磁気ヘッドから記録信号に応じて変調されたバイアス磁界が印加される。この結果、情報トラック上には図１１（ｃ）に示すように前記等温度曲線に従った概ね矩形の磁区マーク５３が形成される。

図１２から図１４に最適な記録光スポットを作成する他の実施例を示す。この実施例では図１２で示すように、三つの光スポットを合成するものである。

図１２（ａ）は光強度分布を示しており、半導体レーザの光スポット５０ａ、５０ｂの強度分布は図１０（ａ）に示したものと同じである。また、５０ｃは半導体レーザの位相シフト素子を通さない場合の光スポットの強度分布である。

このような光スポットの分布を得る光学系の例を図１４を用いて説明する。

図１４において、６２は半導体レーザで、７９の記録信号に従って、７８のレーザ駆動回路により駆動される。

半導体レーザ６２から射出された光は、紙面に平行な偏光成分（ｐ偏光成分）の直線偏光の光とする。この光は６１のコリメートレンズにより、並行光とされ、６０のビーム整形プリズムにより、概ね円形の光束になる。

６９はファラデーセル、７０はファラデーセル６９に磁界を印加するための電磁石である。この電磁石７０によりファラデーセル６９に磁界を印加すると、直線偏光の偏光方向が回転し、紙面に垂直な偏光成分（ｓ偏光成分）が生じる。従って、ファラデーセル６９を透過した光束は、ｐ偏光とｓ偏光成分の光束に変化する。また、７７のファラデーセル駆動回路は、電磁石７０に電流を与えるもので、ファラデーセル６９への印加磁界を変化させることで、ｐ偏光成分とｓ偏光成分の比率を変化させることができる。なお、外部磁界がないときは、光はファラデーセル６９をｐ偏光のままで透過する。７１は偏光ビームスプリッタで、Ｐ偏光に対してはほぼ１００％透過し、反射はほぼ０％である。また、Ｓ偏光に対してはほぼ１００％反射し、透過はほぼ０％である。つまり、ｐ偏光成分はそのまま透過し、Ｓ偏光成分は反射されて、双方が分離される。

偏光ピームスプリッタ７１の図面左側には、７２の１／４波長板、７３の位相フィルタ、７４のミラーが配設され、図面右側には７５の１／４波長板、７６のミラーが配置されている。偏光ビームスプリッタ７１で反射されたｓ偏光成分は、１／４波長板７２で円偏光に変換された後、位相フィルタ７３を経てミラー７４へ入射する。そして、ミラー７４で反射され、再び位相フィルタ７３、１／４波長７２を経てｐ偏光となる。ここで、光磁気ディスクのトラック方向を紙面に垂直な方向とすると、位相フィルタ７３では光速が往復することで、光軸より上の光束（斜線部）と下の光束との間で、πの位相差が生じるように作用する。

このように１／４波長板７２、位相フィルタ７３、ミラー７４を往復した光束は、前述の如くｐ偏光となって偏光ビームスプリッタ７１に入射する。そして、この偏光ビームスプリッタ７１を透過し１／４波長７５を通って円偏光になり、更にミラー７６に反射されて再び１／４波長板７５へ入射してＳ偏光に戻る。１／４波長板７５を経たＳ偏光の光束は、偏光ビームスプリッタ７１で反射され、元の光束と合成されて５９のビームスプリッタ、５８の対物レンズを通って５７の光磁気ディスクに光スポットを結ぶ。このとき、ｐ、ｓ偏光は互いに直交する直線偏光であるので、干渉することはなく、図１２（ａ）で示した強度分布となる。

５６は磁界変調記録用の磁気ヘッド。光磁気ディスク５７からの反射光は、対物レンズ５８、偏光ビームッスプリッタ５９を経て、分離され再生信号検出光学系と制御信号検出光学系に導かれ、前述したのと同様な信号処理がなされる（ここでは説明を省略する）。

ここで、ｐ偏光による光スポットは位相が一様であるので、図１２に示す光スポット５０Ｃのようになり、光軸上に１つのピークを持つものとなる。これを第１のスポットとする。これに対して、ｓ偏光は前述のように位相フィルタ７３によって光束内でπの位相差が生じるので、図８に示した光スポット５０ａ、５０ｂと全く同様に光軸の両側に２つのピークを持つものとなる。これを第２、第３のスポットとする。つまり、光磁気ディスク上に３つの光スポットが形成され、第１のスポットは光軸上に中心があり、第２、第３のスポットは第１のスポットの両側に形成される。

また、本実施例においては、情報の記録時にファラデーセル駆動回路７７により電磁石７０が駆動され、ファラデーセル６９に外部磁界が印加される。これにより、ｐ偏光とＳ偏光が生成され、そのパワー比はファラデーセル駆動回路７７により決定される。また、そのパワーの大きさはレーザ駆動回路７８により決定される。このレーザ駆動回路７８へは、記録すべき情報を含んだ記録信号７９が入力されており、レーザ発光強度は記録信号７９に応じて変調されている。従って、本実施例にあっては、図１２に示した光スポット５０ａ、５０ｂと光スポット５０ｃとの強度比率をファラデーセル駆動回路７７により変えられる。

図１２に戻って説明を続ける。

図１２（ｂ）は前記と同様に光強度がピーク値の１／２以上の領域の断面形状を示し、これを光スポット５０ａ、５０ｂとして示している。また、光スポット５０ｃは円形スポットであり、光スポット５０ａ、５０ｂの間に重なる状態で照射される。この結果、媒体面においては図１２（ｃ）に示すように、光スポット５０ａ、５０ｂと光スポット５０ｃが合成された光スポット５０ｄとして形成されその形状は概ね矩形に近い形状となる。

図１３は記録過程を示した図で、同図（ａ）は図１２（ｃ）に示した合成光スポット５０ｄが分断部５１を中心として、両隣の情報トラック上に照射された状態を示している。また、同図（ｂ）は光スポット５０ｄの照射による等温度曲線５４を、同図（ｃ）は前記光スポット５０ｄの照射と不図示の磁気ヘッドからのバイアス磁界の印加によって記録された磁区マーク５５を示すものである。この実施例においては、前記実施例に比べ等温度曲線の端部の形状を更に直線形状に近づけられるので、記録ドメインの端部はより直線形状に近づきよりドメイン形状の改善を行うことができる。

本発明の情報記録再生装置を示すものである。 本発明に用いる光ディスクを説明するものである。 本発明に用いる光ディスクの一部拡大図である。 本発明の情報の記録方法を説明する図である。 本発明の情報の記録方法を説明する図である。 本発明の情報の再生方法を説明する図である。 本発明の情報の再生に用いる再生信号検出系の一例である。 本発明の記録の際に、最適な記録光スポットを作成する、位相シフト素子を説明する図である。 図８の位相シフト素子により結像される光スポット形状を説明する図である。 図８の位相シフト素子により結像される光スポット形状を説明する図である。 図８の位相シフト素子により結像される光スポットの光ディスク上での状態を説明する図である。 本発明の記録の際に、最適な記録光スポットの他の方式を説明する図である。 図１２の光スポットの、光ディスク上での状態を説明する図である。 図１２の光スポットを作成する方法を説明する図である。 従来例の光磁気記録に用いる光ヘッドを示すもの。 光磁気信号の再生原理を説明するための図である。 磁壁移動再生方式を説明するための図である。 ２ビームによる磁壁移動再生に用いる光ヘッドの例を示す図である。 図１８の光ヘッドによる記録媒体上の２ビーム及び温度分布を示す図である。

符号の説明

１ 光学的情報記録再生装置
２ 制御回路
３ 光磁気ディスク
５ 光ヘッド
６ 磁気ヘッド
７ 光ヘッド及び、磁気ヘッド制御回路
８ 情報記録回路
９ 情報再生回路
１９ 情報トラック部
２０ 分断部

Claims (5)

1. 複数の情報トラックが並んでいる情報記録媒体に対し、情報を記録再生する方法において、情報を記録再生する光スポットの大きさを、情報トラックのピッチのおよそ二倍とし、その光スポットで二本の情報トラックを同時走査しながら、情報の記録は、情報に従って二本の情報トラックに同時に記録し、順次一本分の情報トラックだけ、隣のトラックに光スポットをずらすことによって行い、情報の再生は、情報記録媒体に照射した光スポットの反射光の全光量から得られる信号と、トラックに垂直方向に分割された二分割光検出器の差から得られる信号に基づいて行われることを特徴とする情報記録再生方法。
2. 前記情報記録媒体は光磁気材料からなり、前記情報の記録は光スポットを照射しながら、外部磁界を変調することによって行い、前記情報の再生は照射した光スポットの反射光を差動光学系で検出することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生方法。
3. 前記情報記録媒体は相変化材料からなることを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生方法。
4. 前記情報記録媒体は磁壁移動型光磁気記録媒体であることを特徴とする請求項２に記載の情報記録再生方法。
5. 照射する光スポットの投光光学系内に光学フィルタを配置し、光スポットによる熱分布を矩形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生方法。

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