JP2796418B2 - 光磁気記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁界変調方式の光磁気記録装置において、
特に記録媒体の面振れなどによる磁界強度の変動を防止
して記録特性を向上させるために設けられる磁界制御装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来光磁気記録装置で信号の重ね書きを実現する手段
として、記録媒体に一定の光ビームを照射すると共に記
録信号によって変調された外部磁界を付与する磁界変調
方式が注目を集めている。

磁界変調方式では、200Oe程度の高い磁界強度と共
に、数MHz〜数10MHz程度の高い磁界変調周波数が必要で
ある。このため磁気ヘッドを小型化し記録媒体にできる
だけ近づけて記録位置での磁界強度を上げる手法が考え
られる。

しかし、光磁気ディスクに代表されるような光磁気記
録媒体は、製作上の誤差や経時変化などによる反りで回
転中に面振れを起こしやすく、上記のように磁気ヘッド
を記録位置に近づけるとヘッド先端が記録媒体面に当た
り記録面が傷ついたりヘッドが破損するなどの不具合を
生じる。また、磁気ヘッドを記録媒体に当たらないよう
に離しても記録媒体の回転により磁気ヘッドと記録媒体
との間隔が変動すると、記録位置での磁界強度が変動
し、良好な記録特性が得られなくなる。

このような問題を解決するために、記録媒体の面振れ
に同期させて磁気ヘッドを動かし、常に磁気ヘッドと記
録媒体との間隔を一定に保つ制御手段が必要となり、い
くつかの方法が提案されている。例えば、特開昭63−13
8547号公報には、記録媒体上に記録用の光スポットを正
しく照射するため、ディスクの面振れに応じて対物レン
ズを光軸方向に変位させるフォーカスサーボ信号を用
い、この信号にもとづいて磁気ヘッドを変位させる方法
が開示されている。また特開平１−251359号公報には、
記録媒体をはさむ形態で光ヘッドと相対する位置に記録
媒体の面振れ量を光学的に検出する機構を設ける方法が
開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術のうち前者は、フォーカスサー
ボ信号に従って光ヘッドの対物レンズを駆動するフォー
カスアクチュエータと、磁気ヘッドを駆動するフォーカ
スアクチュエータの駆動特性を厳密に一致させねばなら
ず実用面で問題がある。また後者は非接触で記録媒体の
面振れ量を直接検知することができるが、例えば、記録
媒体の裏面（面振れ検出機構に対向している面）にラベ
ルを貼られた場合など、裏面の光学的反射率を著しく変
化させるものは、面振れ信号の検出ができなくなるとい
う問題がある。さらに同様の面振れ検出機構を記録媒体
の表側（光ヘッドが設けられている側）に設けた場合に
は、ケースに記録媒体を収納するタイプでは面振れ検出
用の光ビームが記録媒体に入射するスペースを確保でき
ないため検出が困難になる。

本発明の目的は、上記のように記録媒体の裏面にラベ
ルが貼られた場合や、記録媒体がケースに収納された場
合にも記録媒体の面振れ量検出を良好に行なうための光
磁気記録装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、記録用レー
ザ光スポットと同様に、光ヘッドの対物レンズを経て、
かつその記録用レーザ光スポットに対して、光軸方向に
所定距離だけずれた位置に集光する面振れ検出用光束を
記録媒体上に照射し、その光束の記録媒体からの反射光
の集光状態の変化すなわち集光点の光軸方向位置の変化
を光学的手段を用いて記録用レーザ光スポットの反射光
とは独立に検出する光学的手段を設けた。

また、面振れ検出用光束と記録用レーザ光束の光利用
効率を確保するため、両光束の波長を互いに異ならせ
て、かつ両光束を合成して対物レンズに導く光学素子と
して、一方の光束の波長に対しては光透過率が高く、他
方の光束の波長に対しては光反射率が高くなるような波
長選択性フィルタを設けた。

さらに、上記したような面振れ検出用の光学的手段を
設けたことによって光磁気記録装置が大型化することを
防ぐため、面振れ検出用光束と記録用レーザ光束を合成
して対物レンズに導くための光学素子として、曲線また
は直線状の格子パターンをもつ回折格子を設けた。

さらにまた、前述と同様、光磁気記録装置の大型化を
防ぐ目的で、記録媒体を反射した面振れ検出用光束を光
検出器に導くための光学素子として曲線または直線状の
格子パターンをもつ回折格子を設けた。

〔作用〕

記録用レーザ光の光スポットは従来の光磁気記録装置
と同様に対物レンズに設けられたフォーカスサーボ機構
によりフォーカス制御がなされている。すなわち、記録
媒体が面振れによって上下動すると、ディスクを反射し
た記録用レーザ光から検出される所定のフォーカスサー
ボ信号に基づいて、対物レンズも上下に変位し、常に記
録媒体と対物レンズ間の距離が一定に保たれている。一
方、記録用光スポットに対して光軸方向にずれた位置に
集光する状態すなわちデフォーカス状態で記録媒体に照
射する面振れ検出用の光束は、記録媒体を反射して再び
対物レンズを経て光検出器に入射する際に、記録媒体の
面振れに伴う対物レンズの変位に応じ、その集光状態が
変化する。

したがって、この集光状態の変化を例えば記録用光ス
ポットに用いられているフォーカスサーボ信号の検出手
段と同様の光学的手段（例えば非点収差方式など）で検
出することによって、対物レンズの変位量すなわち記録
媒体の面振れ量を検出することができる。そして、この
検出信号により、磁気ヘッドを光軸方向に変位させるた
めに設けた磁気ヘッドアクチュエータにフィードバック
して、磁気ヘッドの位置を制御することにより、磁気ヘ
ッドと記録媒体の位置を一定に保ち、記録媒体の記録位
置における外部磁界を常に一定に保つことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図において、１は記録用の半導体レーザ光源、２
はコリメートレンズ、３は偏光子、４は立ち上げミラ
ー、５は対物レンズ、６は円盤状の光磁気記録媒体（以
下、簡単のため光磁気ディスクと記す。）である。半導
体レーザ光源１を発した記録用レーザ光束は図中の破線
であらわされる光路をたどり、コリメートレンズ２で平
行光束に変換された後、偏光子３、立ち上げミラー４を
経て、対物レンズ５により光磁気ディスク６に集光され
る。さらに、光磁気ディスク６を反射した記録用レーザ
光は、再び対物レンズ５、立ち上げミラー４を経て偏光
子３を反射し、MO信号・サーボ信号検出系100に入射す
る。このMO信号・サーボ信号検出系100では、所定の光
学系および回路系が設けられ光磁気ディスク６に記録さ
れた光磁気信号（MO信号）および対物レンズの光軸方向
位置を制御するためのフォーカスサーボ信号が検出され
る。検出されたフォーカスサーボ信号は対物レンズアク
チュエータ150に供給され、この信号に応じて対物レン
ズが上下に変位する。これにより、光磁気ディスク６が
面振れにより上下に変位した場合にも常に記録用レーザ
光が光磁気ディスク６の記録面に正しく集光される。ま
た光磁気ディスク６の上部には光磁気記録に必要な外部
磁界を印加するための磁気ヘッド50が設けられている。
以上の構成は、従来公知の光磁気記録装置と全く同様で
あるので、詳細な説明は省略する。またMO信号、サーボ
信号検出系100で検出されるサーボ信号としては、図中
にしめしたフォーカスサーボ信号以外に、記録用レーザ
光スポットを光磁気ディスク６の所定の記録トラック上
に正しく照射するために用いられるトラッキングサーボ
信号があるが、本発明と直接関係ないので以下の実施例
では省略する。

一方第１図の実施例では、半導体レーザもしくは、LE
Dからなる光源10、ハーフミラー11、ビームスプリッタ1
2、集光レンズ13、４分割光検出器14および面振れ信号
検出回路200によって、本発明の面振れ検出手段が構成
されている。光源10を発した面振れ検出用光束（図中で
は実線でしめす。）は、ハーフミラー11およびビームス
プリッタ12を反射し、記録用レーザ光束と同様の光路を
たどり、立ち上げミラー４を経て、光束300となって対
物レンズ５に入射し、光磁気ディスク６上に照射され
る。このとき光束300は記録用レーザ光束と異なり発散
光束となっているため、光磁気ディスク６上には、デフ
ォーカスした光スポットが照射される。さらに光磁気デ
ィスク６を反射した面振れ検出用光束300は、再度対物
レンズを経て発散光束301となり、往路と同様の光路を
通ってハーフミラー11に再度入射する。このハーフミラ
ー11を透過した光束301は集光レンズ13によって集光さ
れ、光束302となって４分割光検出器14に入射し、光ス
ポット303を形成する。

上述したような構成で光磁気ディスク６にデフォーカ
スした光スポットを照射した場合、光磁気ディスク６が
面振れによって上下動し、かつそれに追従して対物レン
ズ５が上下に変位すると、光源10と対物レンズ５あるい
は４分割光検出器14と対物レンズ５の間隔が変化し、４
分割光検出器14に入射する光束302の集光状態が変化す
る。すなわち光束302の集光点の位置が光軸方向に変位
する。本発明の面振れ検出方法は、この現象を利用した
ものである。

第２図は、光磁気ディスクの面振れによる反射光束の
集光状態変化の説明図である。すなわち、第１図の実施
例における面振れ検出用光束のうち、光磁気ディスク６
を反射し４分割光検出器14に入射する光束301および302
のみを示したものでビームスプリッタ12と立ち上げミラ
ー４を省略して光束301,302が通る光路を直線状に書き
直した図である。

今、光磁気ディスク６が中立位置にある場合、第２図
（ａ）にしめすように、焦点距離f₀の対物レンズ５と焦
点距離fdの集光レンズ13間の間隔をL₁,光磁気ディスク
６上の面振れ検出用光スポットのデフォーカス量（ディ
スク６と仮想集光点Ｐまでの距離）をδｄとすると、集
光レンズ13から反射光束302の集光点Ｑまでの距離L₂は
次式のように表わされる。

次に、第２図（ｂ）にしめすように、光磁気ディスク
６が中立位置からδＬだけ変位し、かつそれに追従して
対物レンズ５が同様にδＬだけ変位した場合、反射光束
302の集光点はＱからＱ′に変位する。集光レンズ13か
らこのＱ′までの距離L₂′は、（１）式でしめしたL₁を
L₁＋δＬとすることにより次式のように表わされる。

（実際はデフォーカス量δｄも変化するが変化量は微小
であり無視できる。） すなわち、光磁気ディスクの面振れ量δＬによって、
反射光束302の集光点は次式であらわされるΔだけ変位
する。

（３）式から明らかなように、反射光束302の集光点
Ｑは、光磁気ディスク６の面振れに応じてその面振れ量
δＬにほぼ比例した距離だけ変位する。またその比例定
数は、ディスク上のデフォーカス量δｄに依存する。そ
こで、この集光点Ｑの移動すなわに反射光束302の集光
状態の変化を検出することにより、光磁気ディスク６の
面振れを検出することができる。

なお、反射光束302の集光状態の変化を検出する光学
的方法としては、従来の光磁気記録装置において、光デ
ィスクの記録面上に光スポットが正しく集光されるよう
に対物レンズを光軸方向に動して光スポットの光軸方向
位置を制御する言わゆるフォーカスサーボ制御方法（例
えば、非点収差方式，光束面積比較方式，ナイフエッチ
方式などの公知の光学的方法）と全く同様の手段を用い
ることができる。

例えば、第１図および第２図に示した実施例では反射
光束301が光軸に対して傾斜して配置された平行平板状
のハーフミラー11を透過することにより所定の非点収差
が発生することを利用し、非点収差方式によって反射光
束302の集光状態の変化を検出している。すなわち、第
３図に示すように、面振れ信号検出回路200内に加算回
路201a,201b,減算回路202を設けて４分割光検出器14の
各検出面1,2,3,4の出力から（１＋３）−（２＋４）の
演算を行ない、その出力信号を面振れ信号としている。
このような検出系を設けると、前述したように第２図の
反射光束302に所定の非点収差が与えられているため
に、ディスクの面振れによって反射光束302の集光状態
が変化するとそれに合わせて第３図の光検出器14の検出
面上の光スポット303が図の（ａ）〜（ｃ）のように変
化し、それに伴い演算後の検出信号（１＋３）−（２＋
４）は、第４図に示すようなＳ字信号になる。したがっ
てこのようなＳ字信号からディスク面振れの方向と面振
れ量を検出することができる。そこでこの面振れ信号を
もとに第１図の磁気ヘッドアクチュエータ駆動回路210
を経て、磁気ヘッド50に設けられた磁気ヘッドアクチュ
エータ250を駆動し、磁気ヘッド50を上下方向（光軸方
向）に位置制御することにより、光磁気ディスク６に面
振れが発生した場合にも常にディスクと磁気ヘッドの間
隔を一定に保持することができる。

なお、第１図の実施例において、記録用レーザ光の波
長をλ₁,面振れ検出用光束の波長をλ_２（≠λ_１）と
し、ビームスプリッタ12として例えば第５図に示すよう
に波長λ_１の光に対しては透過率が高く波長λ_２の光に
対しては反射率が高くなるような波長選択性をもつ光学
フィルタを用いることにより、各光束に対する光利用効
率を低下させることなく磁気ヘッドの位置制御をおこな
うことができる。

第６図は、本発明の他の一実施例を示した光磁気記録
装置の構成図である。図中の構成部品の内、第１図の実
施例と同一の部品には同一の記号を符し説明を省略す
る。

第６図の実施例では、記録用のレーザ光束400と光磁
気ディスクの面振れ検出用の光束300の両者を合成し
て、この合成光を対物レンズに導く光学素子に曲線また
は直線状の格子パターンを持つ回折格子17を設けてい
る。回折格子17に入射した記録用レーザ光束400のう
ち、回折されない０次光は、そのまま直進して偏光子３
および立上げミラー４を経て対物レンズ５に入射する。
一方、光源10を発した面振れ検出用光束300は、回折格
子17で回折され、その１次回折光は光路を曲げられて記
録用レーザ光束400と同一の光路を経て、対物レンズ５
に導かれる。このように回折格子17を２光束の合成用に
用いることにより装置の小型化を実現することができ
る。

なお、第６図の実施例では、第１図の実施例の場合と
異なり、面振れ検出用光束300が周速状態で対物レンズ
５に入射する。しかしこのような場合でも第１図の実施
例の場合と全く同様の原理で光磁気ディスク６の面振れ
検出をおこなうことができる。

また、第６図の実施例では第１図の実施例と異なり面
振れ信号を検出する光学的な手段として光束面積比較方
式を用いている。本検出方式の原理については後述す
る。

さらに、第６図の実施例では光束合成用回折格子17
を、集光レンズ16と偏光子３の間に配置しているが、第
７図に示した実施例のように記録用レーザ光源１とコリ
メートレンズ２の間に配置してもよい。このような配置
にするとコリメートレンズ２に第６図の実施例で示した
集光レンズ16と同様の機能も兼ねさせることができ、集
光レンズ16を省略できる利点がある。

なお、第６図および第７図の実施例では、面振れ検出
用光源10と集光レンズ16またはコリメートレンズ２間の
光学的距離を所定の距離に定めることにより、検出光束
300を所定の収束光束にしているが、光束合成用回折格
子17をホログラフィック回折格子により曲線状の格子パ
ターンを持たせることにより、回折される検出光束300
を所定の収束光束にすることもできる。

第８図の実施例は本発明の他の一実施例を示す光磁気
記録装置の構成図である。第１図の実施例と同一の構成
部品には同一の符号を付して説明を省略している。

本実施例では、第１図の実施例において面振れ検出用
光源10を発し、光磁気ディスク６に向う光束300と、光
磁気ディスク６を反射した光束301の両者を分離する機
能をもつハーフミラー11のかわりに、同様の機能をもつ
回折格子15を設けている。第８図において光源10を発し
た面振れ検出用光束300は、回折格子15を透過して集光
レンズ13、対物レンズ５を経て光磁気ディスク６に入射
する。一方、光磁気ディスク６を反射した検出光束301
は、再度対物レンズ５、集光レンズ13を経て、回折格子
15に入射する。この入射光の一部が回折されて３分割光
検出器14′に入射する。３分割光検出器14′は第９図に
示すように短冊状の検出領域が一列に並んでいる。面振
れ検出光束302は、そのほぼ中央部に入射し光スポット3
03を形成する。光磁気ディスク６の面振れに従って検出
光の集光状態が変化すると光スポット303は、図の
（ａ）〜（ｃ）に示すようにスポットの面積が拡大ある
いは縮少する。このため図中の真中の検出領域の検出
光量と外側の検出領域およびの検出光量の割合が光
磁気ディスク６の面振れに応じて増減する。そこで図中
に示すように、面振れ信号検出回路200内に加算器201と
減算器202を設け、各検出領域の出力信号を演算して１
−（２＋３）の信号を出力することにより、第４図に示
した面振れ信号とほぼ同様のＳ字特性をもつ面振れ信号
を得ることができる。このような検出方式は、一般に光
束面積比較方式と称されている。なお、前述の第６図に
示した実施例でもこの光束面積比較方式による検出手段
が設けられている。

第８図に示した構成にすると、光源10と３分割光検出
器14′を近接した位置に配置することができる。したが
って、第10図にしめすように光源10、３分割光検出器1
4′回折格子15、集光レンズ13、光源10の出射光量モニ
タ用光検出器31など光磁気ディスクの面振れ検出用の光
学部品をすべて同一のパッケージ20内に収納することが
でき、装置の小型化に極めて有効である。

なお、第８図の実施例では、第１図の実施例における
立ち上げミラー４の位置に、ビームスプリッタ12′を設
けている。このビームスプリッタ12′は、第１図の実施
例における立ち上げミラー４の機能と光束合成用のビー
ムスプリッタ12の機能を兼ね備えた光学部品であり、こ
のような光学部品を設けることにより、光学部品点数を
削減することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、磁界変調方式に
よる光磁気記録装置において記録用レーザ光束と同様に
対物レンズを経て光磁気ディスクの記録位置近傍に入射
する面振れ検出用光束によって、光磁気ディスクの面振
れを光学的に検出することができる。したがってディス
ク裏面にラベルが貼られている場合や、ディスクがケー
スに収納されている場合にもディスクの面振れに応じて
磁気ヘッドの位置を制御することができる。

また、記録用レーザ光束と面振れ検出用光束の波長を
異ならせ、かつ波長選択性を有する光学フィルタによっ
て両光束を合成、分離することにより、記録用レーザ光
束の光利用効率を低下させることなくディスクの面振れ
を検出することができる。これらディスクの面振れ検出
による磁気ヘッド位置の制御を行なう事により、面振れ
のある光磁気ディスクに対して磁気特性の良い記録を行
なう事ができると共に、効率良くデータの再生が可能と
なる効果を有する。

さらに、記録用レーザ光束と面振れ検出用光束を合成
して共に対物レンズに導く光学素子として所定の格子パ
ターンをもつ回折格子を用いることにより装置の小型化
が図れ、また、面振れ検出用光源を発し、光磁気ディス
クに向かう面振れ検出光束と、光磁気ディスクを反射す
る面振れ検出光束を分離し、ディスク反射光束を光検出
器に導く機能をもつ光学素子に所定の格子パターンをも
つ回折格子を用いることにより、ディスクの面振れ検出
に用いる各光学素子を単一のパッケージ内に収納する事
ができるため、より一層の装置の小型化が期待できる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の構成図、第２図
は本発明の検出原理を説明するための模式図、第３図は
第１図の実施例における光検出器と面振れ信号検出回路
の説明図、第４図は第１図の実施例で検出される面振れ
信号の一例を示す特性図、第５図は第１図の実施例にお
けるビームスプリッタの光学的特性の一例を示す図、第
６図および第８図はそれぞれ本発明の他の一実施例を示
す装置の構成図、第７図は回折格子利用の他の実施例を
示す図、第９図は３分割光検出器の構成図、第10図は検
出用光学系の断面図である。 １……記録用半導体レーザ光源、 ５……対物レンズ、 ６……光磁気ディスク、 10……面振れ検出用光源、 12……ビームスプリッタ、 14……４分割光検出器、 15……回折格子、 17……光合成用回折格子、 50……磁気ヘッド、 200……面振れ信号検出回路、 210……磁気ヘッドアクチュエータ駆動回路、 250……磁気ヘッドアクチュエータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 福井 幸夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−88102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−100642（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−225648（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−195604（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 11/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光磁気記録媒体と、第１の光源と、該第１
   の光源を発した第１の光束を前記光磁気記録媒体の所望
   の記録位置に集光する対物レンズと、前記記録位置に集
   光された前記第１の光束の集光スポットを一定のスポッ
   ト径に制御するフォーカシングサーボ手段と、所定の記
   録信号に応じて変調された磁界を前記光磁気記録媒体の
   記録位置に印加する磁気ヘッドとを備えた磁界変調方式
   の光磁気記録装置において、 第２の光束を発する第２の光源を備え、該第２の光束を
   前記対物レンズを経て前記光磁気記録媒体の記録位置も
   しくはその近傍に照射する照射手段と、 前記光磁気記録媒体を反射した前記第２の光束を受光す
   る光検出手段と、 該光検出手段の出力信号から前記光磁気記録媒体の前記
   対物レンズの光軸方向への変位に対応する制御信号を生
   成する演算手段と、 該制御信号に応じて、前記磁気ヘッドを前記光磁気記録
   媒体の変位方向に対し略平行な方向に変位させる磁気ヘ
   ッド駆動手段とを備えたことを特徴とする光磁気記録装
   置。
2. 【請求項２】前記第１の光束と前記第２の光束が互いに
   異なる波長を持ち、かつ前記第２の光束を前記対物レン
   ズに導く光学素子として、波長選択性を有する光学フィ
   ルタを備えたことを特徴とする請求項１記載の光磁気記
   録装置。
3. 【請求項３】前記第２の光束を前記対物レンズに導く光
   学素子として、回折格子を用いたことを特徴とする請求
   項１記載の光磁気記録装置。
4. 【請求項４】前記光磁気記録媒体を反射した前記第２の
   光束を前記光検出手段の受光面に導く光学素子として、
   回折格子を用いたことを特徴とする請求項１記載の光磁
   気記録装置。