JP3201759B2 - 光磁気記録再生方法、この方法に用いるのに好敵な記録媒体並びに光磁気記録再生装置 - Google Patents

光磁気記録再生方法、この方法に用いるのに好敵な記録媒体並びに光磁気記録再生装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ダイオードレーザからの放射により記録媒
体の光磁気情報層に情報を書込み書込まれた情報を読取
る方法であって、ダイオードレーザからの放射を情報層
上で回折限界の放射スポットに集束させ、放射スポット
と記録媒体とを相対的に移動させ、ダイオードレーザか
らの書込みビーム及び磁界によって情報層内の区域の磁
化方向を局部的に変化させることにより、書込みビーム
によって形成される放射スポットの位置に情報を書込
み、このようにして形成された情報区域を、情報区域で
生ずるダイオードレーザからの読取ビームの偏光状態の
変化を検出することにより読取る光磁気記録再生方法に
関するものである。さらに本発明は、この光磁気記録再
生方法を実施するための光磁気記録再生装置並びに上記
方法の使用に好適な光磁気記録媒体に関するものであ
る。
（従来の技術） このような光磁気記録再生方法及び装置は、例えば19
83年の“オーディオ エンジニアリング ソサイティ
（Audio Engineeing Society）”の第１〜第14頁に記載
されている文献“エクスペリメント トウワーズ アン
イレーサブル コンパクト ディスク デジタル オ
ーディオ システム（Experiment towards an erasable
Conpact Disc Digital Audio System）”及び関連する
９個の図面から既知である。上記文献に記載されている
装置は書込ビーム及び読取ビームを発生するダイオード
レーザを具えている。これら２本のビームは、１μｍ程
度の半値幅を有する回折限界放射スポットに集束され
る。磁気ドメイシの形態をした書込まれた情報区域の大
きさは、書込放射スポットの大きさによって決定され
る。上記既知の装置において、情報区域は円形であり、
１μｍ程度の直径を有し、情報密度は1mm2当たり約400,
000ビット程度である。この情報密度は1mm2当たり約1,0
00,000ビットまで増加させることができる。
一方情報密度を一層増大させて、同一寸法の記録媒体
により多くの情報を記録できるようにする必要性があ
る。この目的を達成するためには、前述した一般的な情
報区域によりも一層小さい情報区域を光磁気記録媒体に
書込むことができ及び書込んだ情報区域を読取ることが
できることが必要である。１個の放射源及び１個の放射
スポットを用いて書込及び読取を行なう光磁気記情報記
録の範囲において、上記目的は放射スポットを小さくす
ることによって達成される。
（発明が解決しようとする課題） 回折限界の放射スポットの大きさはλ/NA（ここで、
λは使用する放射の波長、NAは用いる対物レンズ系の開
口数である）に比例するから、放射スポットの大きさは
波長を短くすること及び／又は開口数を大きくすること
によって小さくすることができる。開口数を大きくする
ことは放射ビームの焦点深度を浅くすることになるか
ら、放射ビームを集束する際に課せられる条件が一層厳
格になってしまう。さらに、大きな開口数を有する対物
レンズ系は収差に敏感であるから、記録再生装置に一層
厳格な公差条件を課す必要がある。放射源としてダイオ
ードレーザを継続使用することが望まれる場合、光磁気
記録再生装置を大量生産する上でダイオードレーザが不
可欠である。しかしながら、現実には書込動作に必要な
十分に高いパワーを有する短波長のダイオードレーザが
存在しないため、放射ビームの波長を短波長とすること
は現実には極めて困難である。
従って、本発明は既知の技術を適切に結合して簡単な
手段で光磁気記録媒体の情報記録密度を一層増大するこ
とができる新規な光磁気記録の概念を提供するものであ
る。
（発明の概要） 光磁気記録媒体に情報を書込み、書込んだ情報を読取
る新規な方法は、移動方向における放射スポットの寸法
に等しい距離に亘って記録媒体及び放射スポットを相対
移動させるのに必要な時間期間よりも短い時間期間で磁
界を切り換えることにより、移動方向の寸法が書込放射
スポットの寸法よりも小さい情報区域を書込み、書込を
行なうためのダイオードレーザからのビームの波長より
も短い波長の読取ビームによって読取を行なうことを特
徴とする。
書込動作及び読取動作において同一の放射ビームを必
要とせず、波長及びパワーが異なるビームをそれぞれ必
要としているから、通常の一般的なダイオードレーザを
用いても、既知の技術により極めて寸法を小さくした情
報区域を書込むことができ、これら微小な区域を極めて
小さくした読取スポットで読取ることができる。
微小スポット状に集束した走査ビームと高周波数で切
り換えられる磁界とによって光磁気記録媒体に磁気ドメ
インの形態の情報区域を形成し、走査方向の寸法が放射
スポットの寸法よりも小さくした情報区域を形成するこ
とは、例えばドイツ国特許出願第3200134号から既知で
ある。この記録再生方法において、放射スポットが照射
された情報層の全体の区域は、はじめに情報層のオリジ
ナルの磁化方法と反対の方向に磁化される。次に、放射
スポットの一部が上記区域上に存在する間において、磁
界が反転し放射スポットの存在する部分がオリジナルの
磁化方法に磁化される。しかしながら、このドイツ国特
許出願では、走査方向に微小寸法化された磁気ドメイン
をいかにして読取ことができるかについては説明されて
しない。
また、光記録媒体から情報を読取る場合、赤外線放射
を放出する通常のダイオードレーザと非線形光学結晶体
の形態をしたいわゆる周波数倍増素子との結合体を用い
ることは、1988年８月に発行された雑誌“エレクトロニ
クズの第48頁に記載されている文献”ブルーライト レ
ーザ アップス シーディー デンジティ（Blue−ligh
t Laser ups CD Dengity）”から既知である。この結合
体は400nm程度の波長のブルーのレーザビームを発生
し、このレーザビームを用いて直径がダイオードレーザ
だけの場合のビームによって形成される放射スポットの
直径の約1/2の読取スポットを形成することができる。
しかしながら、この文献には、青の放射スポットの強度
が弱すぎ記録媒体に情報区域を書込むことができず、微
小化された情報区域はガスレーザのようなより高いパワ
ーの青のレーザによってだけ書込むことができると述べ
られている。
本発明においては、第１に１個の放射源を用いて光磁
気記録媒体に情報を書込むと共に情報を読取らなければ
ならないとする概念を放棄することにより、上記２個の
文献に記載されている技術を結合することを可能なもの
とする。
本発明の概念を利用することにより、情報区域の走査
方法の寸法は相当小さくなり、走査方向の情報密度が相
当増大する。
走査方向と直交する方向における情報密度も増大させ
るため、記録媒体に関する本発明による第２の概念を利
用する。この記録媒体は、前もって形成され、幅が情報
区域の幅を光学的に決定するトラック、構造によって特
徴付けられる。
トラックは情報層のトラック以外の部分から物理的に
及び幾何学的に相異させられるので、情報区域はトラッ
クだけでなく隣接するトラックの一部にまで位置して
も、このように封止することによりクロストークが生ず
るおそれが減少し、トラックを互いに近接して形成する
ことができる。
さらに、この記録媒体は、トラック構造の、トラック
方向と直交する方向の周期を1.4μｍ以下としたことを
特徴とする。
このトラック1.4μｍの周期は、簡単な構造の光学系
及び通常のダイオードレーザが用いられるように設定し
たものである。市販の記録媒体で通常用いられているト
ラック周期よりも一層小さく、トラックの内部に情報区
域を封止する効果を達成できる記録媒体の第１の実施例
は前記トラック構造をレリーフ構造とし、前記光磁気層
が一定の厚さを有すると共に、書込中にはじめにコアが
形成されその後外側に向けて拡大する磁気ドメインによ
って情報区域が形成される材料を含むことを特徴とす
る。
このような材料は、例えば1988年７月に発行された雑
誌“ジャーナル オブ アブライド フィジクス”第25
2頁〜第261頁に記載されている文献“サーモマグネティ
ック ライティング インTbFe:モデリング アンド
コンパリスン ウイズ エクスペリメント（Thermomagn
etic Writing in TbFe:Modelling and Camparison mith
Experiment）”においては、バルブモデル材料と称さ
れている。この材料においては、はじめに微小な磁気ド
メン（コア）が書込スポットの中心に形成され、次に十
分なエネルギーを供給するとコアの壁部が外側に向けて
移動して磁気ドメインが形成される。このレリーフ構造
トラックは光磁気材料の支持部材内に形成した溝又は支
持部材上に形成した突条で構成でき、このトラックはト
ラックの底部又は頂部から壁部に対する遷移が急峻とな
るような所定のスロープを有している。これらの壁部
は、ドレインがトラックの外部に向けて拡大することに
対する障壁となる。ドメインをトラックの外側に向けて
移動させるために特別なエネルギーを必要としない。け
だし、放射スポットは記録媒体に対して比較的高速で移
動するからである。
この記録媒体の第１実施例は、磁気材料をガドリウム
テルビウム及び鉄から成る合金としたことを特徴とす
る。
この材料は顕著な“バルブ”効果を有し、レリーフト
ラック構造と組み合せることにより情報区域を閉じ込め
るのに極めて好適である。光磁気記録装置に、前もって
トラックが形成されている記録媒体を用いることは、例
えば前述した1983年に発行された雑誌“オーディオ エ
ンジニアリングソサイシティ”に記載されている文献か
ら既知である。この既知のシステムにおいては、情報区
域が正確に決定されたトラックに従って形成されるよ
う、トラックはサーボトラックとしてだけ用いられてい
る。本発明によるシステムにおいて、トラックは、トラ
ック方向と直交する方向における情報区域の寸法を規定
するために用いられる。
磁気ドメインをトラック内に封止する効果を達成する
本発明による別の記録媒体は、トラック内の光磁気層が
トラック以外の部分の光磁気層よりも大きな磁化感度を
有することを特徴とする。
この記録媒体の第１実施例は、光磁気層のトラック部
分の化学組織を、トラック以外の部分の化学組織と相異
させたことを特徴とする。
従って、磁気ドメインをトラック内に形成するのに必
要なエネルギーは、トラック以外の部分に磁気ドメイン
を形成するのにに必要なエネルギーよりも一層小さくな
る。
この種の記録媒体の第２実施例は、光磁気層のトラッ
ク部分の厚さを、トラック以外の部分の厚さから相異さ
せたことを特徴とする。
書込エネルギーの感度がトラック以外の部分よりも一
層高いトラックを記録媒体に形成し、比較的大きな書込
スポットで細い情報区域を書込むことができる記録媒体
は米国特許第4176377号から既知である。しかしなが
ら、この既知の記録媒体の情報区域はトラック方向に寸
法が適切に小さくなってはいない。さらに上記米国特許
では、寸法を小さく制限した情報区域をいかにして良好
に読取ることができるかについては何んら開示していな
い。
従って、トラック幅の狭いトラックが形成されている
記録媒体を使用するには、本発明による方法を用いては
じめて可能になる。けだし、本発明を有効に利用するこ
とにより、上記記録媒体の有用な可能性を比較的簡単な
手段で最良に利用でき、従ってクロストークを生ずるこ
となく情報トラックを読取ることができるからである。
本発明の別の概念は、上記新規な方法を実施する光磁
気記録再生装置に関する。本発明による光磁気記録再生
装置は走査スポットとして集束させる対物レンズ系と、
走査スポットの位置で磁界を発生させる磁界発生装置
と、記録媒体からの放射を電気信号に変換する放射感知
検出系とを具える光磁気記録再生装置において、前記放
射源を第１の波長及び第１の強度を有し書込放射スポッ
トを形成する書込放射ビームを発生すると共に、第１の
波長より短い第２の波長及び第１の強度よりも弱い第２
の強度を有し書込放射スポットよりも小さい読取放射ス
ポットを形成する読取放射ビームを発生する複合放射源
としたことを特徴とする。
この光磁気記録再生装置は、前記放射源が、第１の波
長を有する書込放射ビームを発生する第１のダイオード
レーザと、第２のダイオードレーザ及び光周波数増倍素
子を具え、第１の波長のほぼ半分の第２の波長の読取放
射ビームを発生する組立体とを有することを特徴とす
る。
十分なパワーを有し短波長の青の放射を放出し得るダ
イオードレーザが入手できれば、赤のダイオードレーザ
と周波数増倍素子の結合体の代りに、この青のダイオー
ドレーザを用いて読取を行なうことができる。
本発明による光磁気記録再生装置の第２実施例は、前
記放射源が、１個のダイオードレーザと、ダイオードレ
ーザの光路中に配置され、２個の放射光路から一方の光
路を選択する制御可能な偏向素子と、２個の放射光路の
うち一方の光路中に配置した周波数増倍素子とを具える
ことを特徴とする。
この偏向素子は、プリズムのような屈折性又は反射性
の素子で構成できるだけでなく、例えばいわゆるブラッ
グ偏向器のような電気光学変調器すなわち電気光学素子
で構成できる。
以下図面に基いて本発明を詳細に説明する。
（実施例） 第１図において符号１は光磁気記録媒体を示し、この
記録媒体は透明基板２と磁気情報層３とを具える。この
情報層に向けて光源10から供給される放電ビームｂを投
射する。この光源10はダイオードレーザで構成し、例え
ば800nm程度の波長の放射を放射するAlGaAsレーザで構
成する。ダイオードレーザから放出された放射の一部を
コリメータレンズ11に入射させ、対物レンズ系12により
情報面で約１μｍの半値幅の回折限界の走査スポットＶ
として集束させる。対物レンズ系12は単レンズとして線
図的に示す。
ダイオードレーザを適切に制御することにより、情報
層３に磁気ドメインの形態をした情報区域を書込むこと
ができる。ダイオードレーザは、例えば50n秒のパルス
期間及び例えば250n秒のパルス間隔を有する光パルスを
放出するように制御する。この光パルスのピークパワー
は例えば40mWとする。一方、放射光路中での損失により
放射スポットＶは例えば10mWになる。このパワーは、情
報層３の一部の区域を所定の温度例えば200℃まで加熱
するのに十分高いパワーである。磁気情報層３は矢印M1
で示される所定の方向に予め磁化しておく。放射スポッ
トＶの位置の磁気層３を加熱することによりその位置に
おける保持力が減少し、磁気コイル13から発生する比較
的弱い外部磁界によりその磁化方向を第１図の矢印M2の
方向に局部的に反転させることができる。レーザパルス
照射が終了した後、磁気情報層３の材料が再び冷却さ
れ、その磁化方向はM2に固定される。
放射スポットＶ及び記録媒体１を相対的に移動させる
ことにより、例えば円形のディスク状記録媒体の場合記
録媒体を軸15を中心にして回転させることにより、多数
の情報区域を走査方向に沿って順次書込むことができ、
この結果情報トラックが形成される。第２図は、このよ
うにして形成した情報トラックの微小部分を断面として
示す。情報層３の磁化方向がM2に反転した区域を情報区
域４として図示し、オリジナルの磁化方向M1に維持され
ている区域を中間区域５と称する。放射スポットＶ及び
記録媒体１を第１図の紙面と直交する方向に相対的に移
動させることにより、円形のディスク状記録媒体の場合
は径方向に多数のトラックを順次書込むことができる。
情報を書込む方法として種々の方法がある。第１に、
前述したように、ダイオードレーザの制御電流を、制御
回路16により書込まれるべき情報信号Siで変調し、ダイ
オードレーザから書込まれるべき信号で変調された放射
パルスを放出することができる。そして、書込処理中磁
界は連続して形成する。
第２の方法は、磁界を書込むべき情報に従って方向M1
とM2との間で切換えることである。そして、書込むべき
信号はコイル13用の電流を供給する制御回路に供給す
る。ダイオードレーザは連続したビーム又はいわゆるク
ロック周波数の固定周波数でパルス化されたビームを供
給する。
書込まれた情報を読取る場合、第１図の装置のダイオ
ードレーザ10を同様に用いる。しかしながら、このレー
ザは書込処理中のパワーよりも相当低いパワーで、例え
ば1/10のパワーで動作し、記録した情報に影響を及ぼさ
ないようにする。好ましくは、記録媒体を反射性とし、
情報層に入射し書込まれている情報に従って変調された
ビームを対物レンズ系12に向けて反射させる。光路中に
例えば70％透過率のハーフミラー又はプリズム17を配置
し、このハーフミラー又はプリズムにより情報層で反射
し変調された読取りビームｂ′の一部を放射感知検出系
18に向けて反射する。第１図の実施例において、放射を
検出系18上に集光させるレンズ19をプリズム17と検出系
18との間に配置する。
情報層の読取は、情報区域すなわちドメイン４によっ
て読取ビームの偏光状態が変化することに基いている。
この偏光状態の変化を検出するため、検光子20を光路の
検出系18の前側に配置し、この検光子により偏光変調を
強度変調に変換し、強度変調を検出系18により電気信号
S0に変換する。偏光子21を読取ビームの投射側光路中に
配置することができる。この偏光子21の偏光方向（偏光
面）は、検光子20の偏光方向（偏光面）に対して例えば
85゜の角度をなすように設定する。
読取中に読取スポットが情報トラックの中心に位置し
ているか否及び／又は読取ビームが情報面上に集束して
いるか否かを検出するため、例えば透過率90％のハーフ
ミラー又はプリズム22を反射ビーームｂ′の光路中に配
置し、このハーフミラー又はプリズムによって反射ビー
ムの一部を第２の放射感知検出系23に向けて反射する。
この検出系23から発生する電気信号を用いてトラッキン
グ及びフォーカシシング補正を行なう。同様に、書込中
記録媒体で反射した書込ビームの一部を利用してトラッ
キング及びフォーカシシングサーボ系を駆動することが
できる。光磁気記録媒体に情報を書込み及び情報を読取
ること並びにその装置に関する別の特性については、上
述した1983年に発行された文献“オーディオ エンジニ
アリング ソサイアティ（Andio Eng Soc.）及び1985年
８月に発行された“フィリップス テクニカル レビュ
ー”第２巻 第37〜47頁に記載されている文献“イレー
サブル マグネット−オプテヘカル レコーディング
（Erasable Magneto−Optical Recording）”を参考に
できる。
第１図の装置において、書込スポット及び読取スポッ
トは共に同一の寸法であり、この寸法が情報区域の寸法
を決定する。第３図は、この装置の書込スポットVw及び
このスポットにより書込まれた多数の情報区域４を示
す。この情報区域は情報トラック30に従って形成され
る。図示の情報トラックは一部だけを示したものであ
る。書込中書込スポットは情報面に対して矢印32で示す
右方向に移動する。第３図に示す状態において、書込ス
ポットはハッチングが施されていない円形部分であって
順次情報が書込まれる位置に存在する。情報トラック
は、その後第３図の左側に図示する読取スポットVrによ
り読取られる。
本発明では、書込中には読取中に用いられる放射スポ
ットとは異なる放射スポットを用いる。この目的は、第
３図に示す情報区域よりも一層小さい情報区域を書込み
及び読取ることができるようにするためである。第４図
は本発明の原理を線図的に示す。第３図と同様に、第４
図においてハッチングを施して示す情報区域４、書込ス
ポットVw及び読取スポットVr′を示す。原理的に、書込
スポットVwは第３図に示したものと同一の寸法及び強度
を有している。この放射スポットは、書込み用に十分大
きな強度を有し例えば800nmの波長の放射光を放出する
例えばAlGaAsダイオードレーザからのレーザビームを、
第１図の対物レンズ系により集束させることにより得ら
れる。このスポットは、例えば１μｍの半値幅を有して
いる。
書込スポットの大きさよりも小さい表面区域に情報区
域を書込みできるようにするため、第５図に示す既知の
原理を利用する。第５図において放射ビームは第１図の
進行ビームｂの方向に観測されるものとする。書込スポ
ットは情報面に対して速度VEで右方向に移動するものと
する。瞬時t0において、書込スポットVwの中心は位置Ａ
に位置する。その瞬時に外部磁界は第１図の矢印M2の方
向に向いており、放射スポットの円形区域全体がその方
向に磁化される。瞬時t1において放射スポットの中心Vw
は位置Ｂに移動する。この位置において、磁界の方向は
反転し、スポットVwの位置がM1の方向に磁化される。位
置ＢとＡとの間の距離は書込スポットの径よりも相当小
さいから、瞬時t0でM2の方向に磁化された区域の大部分
はオリジナルのM1の方向に再び磁化されることになる。
この結果、瞬時t0において書込スポットが存在した区域
のうち第５図において斜線を施した微小な部分だけがM2
の方向に磁化されて情報区域を形成し、一方この区域の
残りの部分は再び消去され次の情報区域を書込むために
用いられる。次に、書込スポットの中心が位置Ｃに到達
した時磁界をM2の方向に切り換えると共に、スポットの
中心が位置Ｄに到達した瞬時t3で磁界を再びM1の方向に
切り換えることにより残りの情報区域に情報が書込まれ
る。記録媒体に対して書込スポットが連続した速度で移
動する場合、書込スポットをその径に等しい距離だけ移
動させるのに必要な時間期間よりも短い時間期間で外部
磁界を切り換えることにより走査方向の寸法が書込スポ
ットの寸法よりも小さくされた情報区域を書込むことが
できる。この情報区域は走査方向すなわちトラック方向
において１μｍ程度の通常の寸法よりも小さい例えば0.
35μｍの寸法とすることができる。従って、トラック方
向の情報密度は相当量増大させることができる。
これら微小な情報区域を読取るため、トラック方向の
寸法が情報区域の寸法と同程度の読取スポットを用いる
必要がある。読取スポット及び書込スポットの両方を形
成する対物レンズ系を用いることができるようにするた
めには、読取ビームの波長を書込ビームの波長よりも相
当短くする必要がある。
本発明においては、光磁気書込兼読取装置に第２の放
射源を設ける。この第２の放射源は、ダイオードレーザ
と、“第２高調波発生”すなわち“SHG"として既知の現
象を利用してダイオードレーザから放出した放射光の周
波数を２倍にする非線形光学結晶体とから構成される。
レーザ放射光の周波数を２倍にすることは、この放射光
の波長を1/2にすることを意味する。800nm程度の波長光
を放出する赤外線ダイオードレーザを用いる場合、２次
高調波発生を利用すれば波長が400nm程度の青の放射光
が得られる。そして、対物レンズ系12により、この波長
のビームを集束して書込スポットの径の半分の径の読取
スポットを形成することができる。
1988年８月に発行された雑誌「エレクトロニクス」の
第48頁に記載されている文献“ブルー レーザ アップ
ス シーディー デンジティ（Blue Laser ups CD Dens
ity）”には、“コンパクトディスク”の名称として既
知の予め情報が記録されているオーディオ ディスクを
読取るためにブレーダイオードレーザ モジュールを用
いることが記載されている。しかしながら、この文献に
は、２次高調波の発生効率が小さすぎ、この結果ブルー
のレーザ放射強度が低くすぎ、このダイオード レーザ
モジュールを用いて光記録媒体に情報を書込むことがで
きないことが記載されている。従って、このレーザモジ
ュールは、１個の放射スポットだけを用いる光磁気記録
再生装置に用いることはできない。
本発明においては、書込及び読取に個別のスポットを
用いるため、ブルーのレーザモジュールを用いて読取ス
ポットを形成する。ダイオードレーザから発生するビー
ムによって形成される２個の放射スポットは、それぞれ
の特有の機能に対して最適のものとすることができる。
すなわち、書込スポットは情報層の材料を十分に加熱で
きる強度を有し、読取スポットは細い情報区域を明瞭に
読取ることができる程度に十分に弱い強度を有するよう
に構成できる。
第６図は本発明による装置の一例を線図的に示す。第
１図に示す装置との主要な差異は、２個の放射源を用い
ることである。第１の放射源を、冷却ブロック41上に装
着したダイオードレーザ40で構成し、この放射源から書
込ビームbwを発生する。このダイオードレーザは、800n
m程度の波長の放射を放出する例えばAlGaAsダイオード
レーザとする。第２の放射源は、例えば第１のダイオー
ドレーザ40と同一型式の第２のダイオードレーザ42と、
例えばリチウムニオベイト結晶体から成る周波数増倍素
子43とで構成する。素子42及び43は別の冷却ブロック又
はダイオードレーザ40の同一の冷却ブロック上に装着す
ることができる。レーザからの放射を周波数増倍素子に
有効に結合するため、レンズをダイオードレーザ42と周
波数増倍素子43との間に配置することができる。ブルー
のレーザモジュールは、赤外放射がモジュールから出射
するのを阻止するフィルタを含むことができる。
第６図に示すように、書込ビームbwを集束して書込ス
ポットVwを形成し、読取ビームbrを集束して読取スポッ
トVr′を形成する。読取スポットは例えば書込スポット
の径の例えば半分の径とし、相当低い強度とする。
第６図の実施例において、対物レンズ35は第１図のコ
リメータレンズ11の機能を同時に満たすと共に、さらに
第１図のレンズ19の機能も果たす。異なる波長及び異な
る強度の２本のビームをそれぞれ書込みスポット及び読
取りスポットとして情報層３上に集束させることができ
るならば、本発明による装置は第１図に示す素子で構成
でき、或いは第１図とは異なる構造のものとすることが
できる。800nmの波長光を放射するAlGaAsダイオードレ
ーザの代わりに、別の波長光を放出する別の半導体レー
ザを用いることもできる。
本発明は、１個のダイオードレーザを以て構成するこ
ともできる。この場合、調整可能な偏向素子を放射光路
中に配置して、レーザビームが周波数増倍層を通過させ
又は通過しないようにする。第7a図および第7b図は、こ
の偏向素子を含む装置の一部を示す２個の実施例を示
す。第7a図において、この偏向素子は音響光学素子又は
電気光学偏向素子45とする。この偏向素子を電圧Vcで付
勢すると、その内部に回折格子が形成され、入射ビーム
ｂを周波数増倍素子43に向けて回折する。この周波数増
倍素子43から出射した読取ビームbrはビームｂの波長の
半分の波長を有することになる。偏向素子45が付勢され
ないと、レーザビームは偏向されずこのビームはオリジ
ナルの波長を有する書込ビームとして対物レンズ35に向
けて通過する。勿論読取ビームも対物レンズを通過する
必要がある。
第7b図の実施例においては、ミラー47をダイオードレ
ーザ41の背後に配置する。このミラーは矢印48で示すよ
うに光路中に装入されると共に装路から取り除くことが
できる。ミラーが放射光路から取り除かれると、ビーム
ｂは書込ビームとして対物レンズ35に入射する。ミラー
が放射光路中に装入されると、レーザビームｂは例えば
第２ミラー49を経て周波数増倍素子43に入射し、読取ビ
ームbrが得られる。
フィルタ46を読取ビームbrの光路中に配置して、周波
数増倍素子43から出射する赤のレーザ放射を完全に阻止
する。或いは書込まれている情報に影響を与えないよう
に減衰させることができる。赤のレーザ光を減衰させる
場合、読取中に赤のレーザ放射光を用いて光学式記録媒
体用の書込兼読取装置に既知の方法でトラッキング誤差
信号及び／又はフォーカシング誤差信号を発生させるこ
とができる。
２個のダイオードレーザを用いる装置においても青の
レーザ放射光で読取る場合、赤のレーザ放射光を用いて
上記誤差信号を発生させることができる。さらに、赤の
レーザ光で書込みを行う間に、青のサーザ放射光を用い
て上記誤差信号を発生させることができる。
前述したように、書込用レーザは連続ビームを発生す
ることとする。しかし、このレーザ12はパルス制御する
のも好適である。この場合、制御信号はこのレーザの制
御回路に供給され、第１図の方法と同様に磁界を切り換
える瞬時においてこの制御信号を零にする。このように
構成すれば、書込ドメイン４のエッジが一層シャープに
規定され、読み取られた情報信号に含まれるノイズが一
層減少する利点がある。情報区域が一層短くなるため、
この方法は従来の光磁気記録媒体及び装置よりも一層有
益な効果がある。パルス駆動レーザは、連続的に動作す
るレーザを用いる場合よりも高いピークパワーで出力す
る必要がある。
上述した説明は、トラック方向の情報密度を増大させ
ることに関するものである。本発明の第２の重要な概念
は、トラック方向と直交する方向の情報密度を増大させ
ることに関する。
第４図に示す微小な読取スポットは、トラック方向だ
けに最適範囲にある情報区域を読取るため、すなわちト
ラック方向に微小寸法な情報区域を読取るために用いら
れた。しかし、読取スポットVr′はトラック方向と直交
する方向にも微小であるから、細い情報区域、すなわち
トラック方向と直交する方向に微小寸法な情報区域も微
小読取スポットVr′で読取ることができる。本発明で
は、この可能性を利用して、前もって細いトラック構造
が形成されている記録媒体を用いると共にこれらのトラ
ックに情報を書込むことにより一層細い情報区域を書込
む。この結果、磁気ドメインはほぼトラック内にだけ形
成されることになる。この目的を達成するのに好適な記
録媒体の第１実施例は、レリーフトラックパターンおよ
び“バブル”材料例えばガドリウム、テレニウム、鉄か
ら成る非晶質合金で構成される。
第８図は、このような記録媒体の一例を示す。
第８図は光磁気記録媒体の微小部分を径方向断面図と
して示す。この記録媒体はガラス又は合成材料から成る
透明基板２を有し、この基板上に層50を形成する。この
層50にトラックを溝51の形態で予め形成しておく。基板
２が合成材料で出来ている場合、層50を別個に形成する
必要はなく、溝51を基板に形成することができる。溝は
相当広い幅の中間区域すなわち中間トラック52により互
いに分離する。層50は例えばポリカーボネート（PC）の
ような透明な硬化性ポリマで構成され、この透明ポリマ
中に“コンパクトディスク”の製造で用いられる既知の
レプリカ技術により溝51を形成する。
層50に誘電体層53をコートし、この誘電体層53により
層50を光磁気層54から分離する。光磁気層54の表面は層
50と同一の構造形態を表し、すなわちトラック30′及び
中間トラック31を形成する。光磁気層54は、例えば鉄、
カドリウム、テルビウムから成る非晶質合金で構成さ
れ、記録媒体表面と直交する方向に内部磁化する。光磁
気層54に例えばアルミニウムの反射層55をコートし、こ
の反射層上に例えばSiO2層又はラッカ層から成る保護層
56を形成する。
例えば1988年７月に発行された雑誌“ジャーナル オ
ブ アプライド フィジクス”第252頁〜第262頁に記載
されている文献に記載されているように、“バブル”材
料に書込みを行なうと、はじめに微小な磁気コアが放射
スポットの中心に形成される。この放射スポットの中心
は、ガラス分布を有する通常の回折限界スポットにおい
てエネルギーが最大となる位置である。この磁気コアの
壁部は外側に向けて移動するので、コアは成長して磁気
ドメインになる。しかしながら、溝30′の壁部がこの成
長に大して障壁となる。特に、壁部と底部との間の遷移
が相当深い場合大きな障壁となる。この障壁を超えよう
とするには、特別のエネルギーを供給する必要がある。
書込みスポットが書込まれるべき位置に存在し外部磁界
が所定の方向に向いている時間期間は極めて短く、この
時間期間にこの区域の中心から外側に向けてリークする
エネルギーはほとんどないため、磁気ドメインはトラッ
ク内部に封止され、磁気ドメインのブロック壁（Block
wall）は溝の壁部と一致することになる。
第４図と同様に、第９図は第８図の記録媒体に書込ま
れたトラックの一部を示す。情報区域４のトラック方向
32の長さは第４図の長さと同一であるが、情報区域の幅
は第８図の溝30′の幅が一層小さくなるように選択され
ているため第４図の情報区域の幅よりも一層小さい。こ
の溝の幅は例えば0.5μｍであり、中間トラック21の幅
は例えば0.6μｍであるから、径方向の情報密度は、0.6
μｍの溝の幅及び１μｍの中間トラック幅を有する既知
の記録媒体に比べて1.5倍も増大する。
予め形成するトラックは層54内に溝として形成される
だけでなく、光磁気層54上に突条として形成することも
できる。
所定のトラック深さ、すなわちトラック高さを有する
レリーフトラック構造を利用する場合、光学式記録媒体
に関する米国特許第4363116号に記載されている方法に
より、書込中及び読取中にこれらトラックを用いてトラ
ッキング誤差信号を発生させることもできる。
幅の狭い情報区域を書込むことができる記録媒体の第
２の実施例においては、前もって形成した幅の狭いトラ
ックは情報属のトラック以外の部分よりも大きな磁気感
度を有している。このトラック内の材料は、トラック以
外の材料と異なる化学組成を有している。第10図は、こ
の記録媒体の一部を径方向断面図として示す。この記録
媒体は、溝が形成されている層が存在しないこと及び光
磁気層54が平坦である点において第８図の記録媒体と相
異している。この光磁気層はトラック30′を構成する細
条状の部分を有し、この細条状部分はトラック以外の部
分と化学組成がわずかに変化している。
第11図は記録媒体の別の変形例を径方向断面図として
示す。この記録媒体においては、光磁気層54を、トラッ
ク区域における厚さがトラック以外の部分の厚さよりも
一層薄くなるように形成し、トラック30′はトラック以
外の周囲部分よりも一層大きな磁化感度を有している。
従って、トラック内の材料は、光磁気層のトラック以外
の部分よりも一層短時間で所望の温度に到達するから、
記録媒体に対して書込スポットをより高速で移動させて
もトラック内においては磁化方向が直ちに反転する。
第10図及び第11図に示す実施例においては、第８図に
示す断面を有する薄いSiO2層から成る保護層の代わり
に、保護層56を、上面側を平坦に形成した厚いラッカ層
とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は光磁気記録媒体の既知の書込−読取装置の構成
を示す線図、 第２図は情報トラックの一部を示す断面図、 第３図は上記既知の装置によって形成される情報区域の
書込スポット及び読取スポットに対する寸法を示す線
図、 第４図は本発明による装置によって形成される情報区域
の書込スポット及び読取スポットに対する寸法を示す線
図、 第５図は情報区域の書込原理を示す線図、 第６図は本発明による光磁気記録再生装置の一例の構成
を示す線図、 第7a図及び第7b図は本発明による光磁気記録再生装置に
用いる複合放射源の構成を示す線図、 第８図は前もってトラックが形成されている光が磁気記
録媒体の第１実施例の一部を示す径方向断面図、 第９図は第８図の記録媒体に形成される情報区域の書込
スポット及び読取スポットに対する寸法を示す線図、 第10図及び第11図は前もってトラックが形成されている
光磁気記録媒体の第２及び第３実施例の一部を示す径方
向断面図である。 １……記録媒体 ２……透明基板 3,54……磁気情報層 18……検出系 ４……情報区域、30,30′……情報トラック 31……中間トラック 35……対物レンズ系 40,42……放射源（レーザ） 43……周波数増倍素子 47……ミラー 51……溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルナルダス アントニウス ヨハネス ヤコブス オランダ国5621 ベーアー アインドー フェン フルーネバウツウェッハ１ (72)発明者 コルネリス マリヌス ヨハネス ファ ン ウエイエン オランダ国5621 ベーアー アインドー フェン フルーネバウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 昭57−186248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−112250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−128034（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 11/105

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ダイオードレーザからの放射により記録媒
    体の光磁気情報層に情報を書込み書込まれた情報を読取
    る方法であって、ダイオードレーザからの放射を情報層
    上で回折限界の放射スポットに集束させ、放射スポット
    と記録媒体とを相対的に移動させ、ダイオードレーザか
    らの書込みビーム及び磁界によって情報層内の区域の磁
    化方向を局部的に変化させることにより、書込みビーム
    によって形成される放射スポットの位置に情報を書込
    み、このようにして形成された情報区域を、情報区域で
    生ずるダイオードレーザからの読取ビームの偏光状態の
    変化を検出することにより読取るに際し、 移動方向における放射スポットの寸法に等しい距離に亘
    って記録媒体及び放射スポットを相対移動させるのに必
    要な時間期間よりも短い時間期間で磁界を切り換えるこ
    とにより、移動方向の寸法が書込放射スポットの寸法よ
    りも小さい情報区域を書込み、 書込を行なうためのダイオードレーザからのビームの波
    長よりも短い波長の読取ビームによって読取を行なうこ
    とを特徴とする光磁気記録再生方法。
  2. 【請求項２】光磁気情報層を有し、請求項１に記載の方
    法を実施するのに用いる記録媒体において、前もって形
    成したトラック構造を有し、各トラックが、トラックの
    幅方向において情報領域の幅をトラックの幅に規定する
    非遮光性部材及びランド部により離間していることを特
    徴とする記録媒体。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の記録媒体において、トラ
    ック構造の、トラック方向と直交する方向の周期を1.4
    μｍ以下としたことを特徴とする記録媒体。
  4. 【請求項４】請求項２又は３に記載の記録媒体におい
    て、前記トラック構造をレリーフ構造とし、前記光磁気
    層が一定の厚さを有すると共に、磁場及びレーザビーム
    放射が照射された際、情報区域が中心から外側に向けて
    拡張する磁気ドメインにより形成される材料により構成
    されることを特徴とする記録媒体。
  5. 【請求項５】請求項４に記載の記録媒体において、前記
    磁気材料をガドリウム テルビウム及び鉄から成る合金
    としたことを特徴とする記録媒体。
  6. 【請求項６】請求項２に記載の記録媒体において、トラ
    ック部分の光磁気層が、トラック以外の部分の光磁気層
    よりも大きな磁化感度を有することを特徴とする記録媒
    体。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の記録媒体において、光磁
    気層のトラック部分の化学組成を、トラック以外の部分
    の化学組成と相異させたことを特徴とする記録媒体。
  8. 【請求項８】請求項６に記載の記録媒体において、光磁
    気層のトラック部分の厚さを、トラック以外の部分の厚
    さと相異させたことを特徴とする記録媒体。
  9. 【請求項９】請求項１に記載の光磁気記録再生方法を実
    施するための光磁気記録再生装置であって、走査ビーム
    を発生する放射源と、走査ビームを情報層上に走査スポ
    ットとして集束させる対物レンズ系と、走査スポットの
    位置で磁界を発生させる磁界発生装置と、記録媒体から
    の放射を電気信号に変換する放射感知検出系とを具える
    光磁気記録再生装置において、前記放射源を第１の波長
    及び第１の強度を有し、書込放射スポットを形成する書
    込放射ビームを発生すると共に、第１の波長より短い第
    ２の波長及び第１の強度よりも弱い第２の強度を有し、
    書込放射スポットよりも小さい読取放射スポットを形成
    する読取放射ビームを発生する複合放射源としたことを
    特徴とする光磁気記録再生装置。
  10. 【請求項１０】請求項９に記載の光磁気記録再生装置に
    おいて、前記放射源が、第１の波長を有する書込放射ビ
    ームを発生する第１のダイオードレーザと、第２のダイ
    オードレーザ及び光周波数増倍素子を具え、第１の波長
    のほぼ半分の第２の波長の読取放射ビームを発生する組
    立体とを有することを特徴とする光磁気記録再生装置。
  11. 【請求項１１】請求項９に記載の光磁気記録再生装置に
    おいて、前記放射源が、１個のダイオードレーザと、ダ
    イオードレーザビームの光路中に配置され、２個の放射
    光路から一方の光路を選択する制御可能な偏向素子と、
    ２個の放射光路のうち一方の光路中に配置した周波数増
    倍素子とを具えることを特徴とする光磁気記録再生装
    置。
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