JP3249000B2 - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学的情報記録再生装置
に係り、特に光磁気相互作用を利用して記録情報の再生
を行う光学的情報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光磁気相互作用（極カー効果）を
利用してディスク状の情報記録媒体（以下光ディスクと
称する）に情報を記録再生する方法が知られている。中
でも、再生光の光学的な分解能以上の記録密度を実現す
る超解像技術として、図５に示すような媒体構成が提案
されている。

【０００３】図５（ａ）は、超解像技術の一例である光
ディスクの断面図を示している。基板２０は通常ガラス
あるいはポリカーボネートの様な透明な材料であり、基
板２０上に第１の誘電体層（エンハンス層）２１、再生
層２２、記録層２３、第２の誘電体層（保護層）２４の
順に積層する。磁性体中の矢印は、膜中の磁化の向きを
表す。

【０００４】記録層２３は例えばＴｂＦｅＣｏやＤｙＦ
ｅＣｏなどの垂直磁気異方性の高い膜で、記録情報はこ
の層の磁区が上向きか下向きかで保持される。再生層２
２は飽和磁化Ｍｓが大きく垂直磁気異方性が小さい材料
で構成され、室温では面内磁化膜だが所定温度Ｔｔｈに
達すると飽和磁化Ｍｓが小さくなるために垂直磁化膜と
なる。

【０００５】このような構成の磁性膜に基板側から情報
再生用の光を照射すると、データトラックの中心では図
５（ｃ）に示すような温度勾配となり、これを基板２０
側から見ると図５（ｂ）の様にスポット内に所定温度Ｔ
ｔｈの等温線が存在することになる。すると、再生層２
２は先述のように所定温度Ｔｔｈ以下では面内磁化膜と
なるため極カー効果には寄与せず、再生光側からは記録
層２３の情報はマスクされて見えなくなる。一方所定温
度Ｔｔｈ以上の部分は再生層２２が垂直磁化膜になる
が、この時の磁化の向きは記録層２３からの交換結合に
より記録情報と同じ向きとなる。結果として、スポット
の大きさに比べて小さいアパーチャ部分だけに記録層２
３の情報が転写されるので、超解像が実現する。このよ
うな構成は、ディスク上をスポットが進む向きに対して
後側にアパーチャが出来るのでＲＡＤ（Ｒｅａｒ Ａｐ
ｅｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれる。

【０００６】図６は、スポットが進む向きに対して前側
にアパーチャが出来るＦＡＤ（Ｆｒｏｎｔ Ａｐｅｒｔ
ｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の構成の一例を示す。こ
の場合の再生層２２はＲＡＤに比べて面内異方性が弱
く、室温では交換結合により中間層２５を介して記録層
２３の磁区が再生層２２に転写されている。また中間層
２５のキュリー温度は１００℃前後に設定されており、
媒体が再生光により加熱されて中間層２５のキュリー温
度に達すると交換結合が切れるために再生層２２の磁化
の向きは面内となる。したがって中間層２５のキュリー
温度を所定温度Ｔｔｈに設定すると、図６（ｂ）に示す
所定温度Ｔｔｈの等温線を境にスポットの前側だけは記
録層２３の磁区が転写されて超解像となる。

【０００７】さらに別の超解像を行う方法として、図７
に示すような構成も提案されている。図７（ａ）の再生
層２２は保磁力が低い垂直磁化膜であり、室温で初期化
磁界Ｈｂを印加することにより記録層２３の向きに関わ
らず初期化磁界の方向に磁化が揃う。すなわち記録層２
３の磁化の向きと初期化磁界の向きが逆の部分では磁壁
が生じる。このようにして再生層２２の磁化を初期化し
た状態で初期化磁界と逆向きの再生磁界Ｈｒを印加しな
がら再生光を照射する。この時再生光スポットの中の低
温部分では記録層２３からの交換力と再生磁界により再
生層２２の磁化を反転させようとするエネルギーよりも
再生層２２の保磁力の方が大きいように再生磁界の大き
さを設定しておく。つまり、低温部分では再生層２２の
磁化が初期化磁界の方向を向いているので記録層２３の
磁化はマスクされた状態になっており、信号再生には寄
与しない。ところが再生光の照射により次第に高温にな
ると再生層２２の保磁力が低下し、磁壁が存在する部分
では記録層２３からの交換力と再生磁界により、再生層
２２の磁化が反転する。すなわち記録層２３の磁化が再
生層２２に転写される。このようにして、図７（ｂ）で
スポット中の温度が所定温度Ｔｔｈ以上の部分だけが信
号再生に寄与する超解像が実現できる。

【０００８】また、実際には再生層２２と記録層２３と
の間に磁壁エネルギーをコントロールするために中間層
を設ける場合もあるが、原理的には図７と同一のもので
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては再生光スポット中の温度分布が超解像に
寄与しているため、以下のような問題点があった。

【００１０】図８はＲＡＤの場合を例に取って、再生パ
ワーが最適な場合、小さい場合、大きい場合のスポット
付近の温度分布を示している。図８の場合、最適パワー
（図８（ｂ））で所定温度Ｔｔｈの等温線がスポット中
心あたりまで伸びており、超解像効果としては最適なレ
ベルになっている。ところが再生パワーが小さすぎると
図８（ａ）に示すように最高温度が低くなり、所定温度
Ｔｔｈの等温線はスポットの後縁側に近くなるのでアパ
ーチャが小さすぎて情報再生が出来なくなる。また一方
再生パワーが大きすぎると、図８（ｃ）に示すように、
所定温度Ｔｔｈの等温線はスポットの前側まで伸びてく
るので結果としてアパーチャが大きくなりすぎて最適パ
ワーの時ほど小さいピットを再生することが出来なくな
る。

【００１１】したがって、ディスクの温度特性のばらつ
きや動作温度、レーザパワー制御の誤差によって再生信
号のレベルに差が生じて、正確な情報再生が行えない場
合があるという問題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光学的情報記録
再生装置は、情報を磁気的に保持する垂直磁化膜からな
る記録層と、前記記録層との磁気的な結合状態が温度に
よって変化する再生層とを少なくとも積層してなる光学
的情報記録媒体に再生光をスポット状に照射し、前記ス
ポット内の一部の領域において前記結合状態を変化せし
め、前記領域における再生層の磁化状態の変化を検出す
ることにより前記情報を再生する光学的情報記録再生装
置において、前記再生光の反射光を受光するセンサと、
前記センサからの信号を微分する微分手段とを備え、前
記微分手段の出力の大きさに応じて前記再生光の強度を
変化させることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明は、再生光を受光するセンサと、このセ
ンサからの信号を微分する微分手段とを設けて、該微分
手段の出力の大きさに応じて前記再生光の強度を変化さ
せることにより、安定した情報記録再生を提供するもの
である。

【００１４】即ち、ディスクの温度特性のばらつきや動
作温度、レーザパワー制御の誤差等によって再生パワー
が適正な値でなくなっても、再生信号の微分信号のレベ
ルが大きくなるように再生パワーを調整して、安定した
情報記録再生を行うものである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て詳細に説明する。 ［第１の実施例］図１は本発明の第１の実施例を説明す
る構成図である。図中、１はＣＰＵ、２，３はＤＡコン
バータ、４はスイッチ、５はレーザドライバ回路、６は
情報記録再生用光ヘッド、７はプリアンプ、８は微分手
段となる微分回路、９はピーク検出器、１０はＡ／Ｄコ
ンバータ、１１は光ディスクである。

【００１６】再生動作を行うときには、ＣＰＵ１は、後
述の手順に従い再生パワー設定用ＤＡコンバータ３にデ
ータをセットし、設定値に従ってレーザドライバ回路５
を駆動して光ヘッド６中のレーザダイオードを点灯させ
る。レーザダイオードから出射した光は光ヘッド６によ
り光ディスク１１上に集光され、反射光は記録情報に従
って変調される。光ヘッド６内のセンサで受光した光は
プリアンプ７で電圧に変換され、情報信号となる。この
信号は図示しない再生系の復調回路によって復調され
て、光ディスク１１に記録されている情報を再生する。

【００１７】また記録動作を行うときには、ＣＰＵ１で
記録パワー設定用ＤＡコンバータ２にデータをセットし
ておき、スイッチ４を介してＤＡコンバータ２の出力の
レーザドライバ回路５への入力を制御してやる。スイッ
チ４の制御信号としては図示しない変調回路からの記録
信号を用い、記録信号のデータに従ってレーザが変調さ
れて光ディスク１１上に記録が行われる。記録パワーの
設定については、最適な記録条件で情報記録を行うため
に通常次のような方法が取られている。

【００１８】図３は一般的な光ディスクにおける情報領
域の構成の一例を表す。図３の各部分は以下のような役
割を持っている。 （ａ）Ｌｅａｄ−ｉｎ Ｚｏｎｅ（リード・イン領域）
…再生ビームを光ディスク上の情報トラックに追従させ
るための焦点制御、トラッキング制御の引き込みやサー
ボ調整を行うための領域。 （ｂ）Ｉｎｎｅｒ Ｔｅｓｔ Ｚｏｎｅ（内周テスト領
域）…内周側で記録パワー調整などを行うテスト領域。 （ｃ）Ｉｎｎｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｚｏｎｅ（内周コ
ントロール領域）…ディスクに関する情報を記録してあ
る領域で、サーボ情報や最大再生パワー、消去条件など
が書いてある。 （ｄ）Ｄａｔａ Ｚｏｎｅ（データ領域）…データ記憶
として有効な領域。 （ｅ）Ｏｕｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｚｏｎｅ（外周コ
ントロール領域）…（ｃ）と同じ情報が書いてある外周
側の領域。 （ｆ）Ｏｕｔｅｒ Ｔｅｓｔ Ｚｏｎｅ（外周テスト領
域）…外周側で記録パワー調整などを行うテスト領域。 （ｇ）Ｌｅａｄ−ｏｕｔ Ｚｏｎｅ（リード・アウト領
域）…外周側のバッファ領域。

【００１９】このように、（ｂ）（ｆ）のテストゾーン
が記録パワーのテストに用いられている。すなわちディ
スクが装着されると、この領域で再生パワーは一定のま
ま記録パワーを数段階に振り、もっとも再生信号レベル
の高い記録パワーを最適記録パワーとしている。

【００２０】次に本発明の特徴である再生パワー設定の
方法について説明する。本発明ではテストゾーンにおい
て記録パワーの調整を行なった後、今度は記録パワーは
最適値に固定して最短ピットをテストゾーンに記録して
おいて、再生パワーを数段階に振りながらそのピットを
再生して最適再生パワーを求めようというものである。
又、最適再生パワーに従って記録パワーを再調整するこ
とで更に調整精度が上げられる。

【００２１】図１において、プリアンプ７の出力Ａは再
生系に送られると同時に微分回路８で微分され、微分出
力Ｂからピーク検出器９とＡ／Ｄコンバータ１０を使っ
て微分出力ＢのレベルをＣＰＵ１に取り込む構成となっ
ている。図２は、ＲＡＤディスクに対して孤立ピットを
記録しておき、同じピットに対してパワーを変化させて
再生したときのプリアンプ出力Ａと微分出力Ｂの変化を
表している。図２（ｂ）は再生パワーを最適値に設定し
たときのプリアンプ出力Ａと微分出力Ｂを示す。ここ
で、再生信号が立ち上がりと立ち下がりで非対称になっ
ている理由は、次の事実による。

【００２２】ディスク上における再生光の強度分布は通
常ガウシアン分布の形を取っているので、超解像でない
一般のディスクでの再生波形のエッジは緩やかになる。
ＲＡＤディスクの場合のアパーチャも、立ち下がり側は
一般のディスクと同じと考えられるので緩やかになる
が、図８（ｂ）から明らかなように立ち上がり側でのア
パーチャの境界は充分光量が得られているところである
ので、立ち上がり波形は図２（ｂ）に示すように鋭く立
ち上がる。したがってその微分波形は正側は大きく、負
側は小さくなる。

【００２３】次に再生パワーが小さく図８（ａ）の様な
アパーチャの場合は、アパーチャが小さすぎるので再生
信号振幅も小さくなり、また立ち上がりも鈍くなってく
るのでプリアンプ出力Ａと微分出力Ｂは図２（ａ）に示
すように小さいレベルとなる。

【００２４】逆に再生パワーが大きくなると、アパーチ
ャは図８（ｃ）のように大きくなりすぎるために最小ピ
ットに対する解像力は低下し、プリアンプ出力Ａの振幅
は光量の増加ほどには増加しない。さらに、アパーチャ
が大きくなるほど立ち上がりも鈍くなってくるので、微
分信号Ｂの振幅は逆に減少していく。再生パワー調整に
当たり最短ピットを用いるのは、アパーチャの必要以上
の広がりに対する解像力の低下を利用するからである。

【００２５】以上のことから、ディスク装着時にテスト
ゾーンにおいて記録パワーの調整を行う際に、再生信号
の微分信号ＢのピークレベルをＡ／Ｄコンバータ１０を
用いてＣＰＵ１に取り込み、そのレベルが最大になるよ
うに再生パワーを調整することにより、ディスクの違い
やレーザパワー制御の誤差に左右されない安定した情報
再生が可能になる。

【００２６】また、本実施例はＲＡＤを例に取って説明
したが、ＦＡＤのタイプのディスクを再生する場合は、
再生信号の立ち下がりに注目して微分信号が最大レベル
になるように調整することにより、同様の効果が得られ
ることはもちろんである。さらに本実施例では再生層に
面内磁化膜を用い、マスク部分では再生層が面内磁化膜
になる場合について説明したが、本発明はこのような膜
構成に限定されるものではないことは明らかである。し
たがって例えば、図７に示したように、垂直磁化膜から
なる再生層の磁化の向きを初期化磁界により一方向に揃
えてマスクとし、高温部分のみ記録層の磁化を転写して
再生するような場合であっても、本発明の特徴であると
ころの、膜の温度によって磁化の転写状態を変化させな
がら情報再生を行うという思想の範囲を逸脱するもので
はない。すなわち、図７の場合も本実施例で説明したよ
うにディスク装着時に再生信号の微分信号レベルが最大
になるように再生パワーを調整するような構成にするこ
とで同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００２７】なお、図５〜図７に示したような、第１の
誘電体層はカー効果を高めるため、第２の誘電体層は磁
性層の保護のために用いられるもので、本発明の本質と
は無関係であるので省略しても差し支えない。 ［第２の実施例］次に、本発明の第２の実施例について
図４を用いて詳細に説明する。但し、図１で示した部材
と同様の働きをするものは同一の番号を付し、詳細な説
明は省略する。図１との違いはプリアンプ出力Ａを微分
手段となるＡ／Ｄコンバータ１０に直接取り込んでいる
点である。

【００２８】近年、再生信号の処理をデジタルで処理す
る手法がいくつか提案されている。その場合、再生信号
の周波数（１０〜５０ＭＨｚ程度）とほぼ同等の変換速
度を持つＡ／Ｄコンバータを用いて信号処理を行う。一
般的なＡ／Ｄコンバータの実力はこれより数倍（数百Ｍ
Ｈｚ）の速度を持つものも多いので、これら高速のＡ／
Ｄコンバータを用いることにより最短の孤立ピットに対
して数ポイントのＡ／Ｄ変換を行うことができる。した
がって、Ａ／Ｄ変換毎のデータの差が第１実施例におけ
る微分信号に相当するので、その最大値をモニタしなが
ら再生パワー調整を行うことで第１実施例と同様の効果
が得られる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明では
記録層と再生層の磁気的な結合状態が温度によって変化
するような光学的情報記録媒体から情報再生する場合に
おいて、ディスク装着時に再生信号の微分信号を用いて
再生パワーの調整を行う構成としたので、ディスクの違
いやレーザパワー制御の誤差によらず安定した情報記録
再生が実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明するための構成図で
ある。

【図２】本発明の第１実施例における各部波形図であ
る。

【図３】ディスク上のフォーマット図である。

【図４】本発明の第２実施例を説明するための構成図で
ある。

【図５】従来のＲＡＤタイプのディスクの原理図であ
る。

【図６】従来のＦＡＤタイプのディスクの原理図であ
る。

【図７】従来の垂直磁化膜を使ったＲＡＤタイプの原理
図である。

【図８】従来の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２，３ Ｄ／Ａコンバータ ４ スイッチ ５ レーザドライバ回路 ６ 光ヘッド ７ プリアンプ ８ 微分回路 ９ ピーク検出器 １０ Ａ／Ｄコンバータ １１ 光ディスク

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報を磁気的に保持する垂直磁化膜から
   なる記録層と、前記記録層との磁気的な結合状態が温度
   によって変化する再生層とを少なくとも積層してなる光
   学的情報記録媒体に再生光をスポット状に照射し、前記
   スポット内の一部の領域において前記結合状態を変化せ
   しめ、前記領域における再生層の磁化状態の変化を検出
   することにより前記情報を再生する光学的情報記録再生
   装置において、 前記再生光の反射光を受光するセンサと、 前記センサからの信号を微分する微分手段とを備え、 前記微分手段の出力の大きさに応じて前記再生光の強度
   を変化させることを特徴とする光学的情報記録再生装
   置。