JP3583808B2

JP3583808B2 - 光磁気ディスク記録媒体における溝深さの設定方法

Info

Publication number: JP3583808B2
Application number: JP13701994A
Authority: JP
Inventors: 公博斉藤; 秀喜堀米; 正毅香川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JPH087357A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ランド部及びグルーブ部の双方に情報を記録するようにした光磁気ディスクのランド部とグルーブ部との間の溝深さを設定するようにした方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光磁気ディスクシステムにおいて、記録光源からの光が、光磁気再生ピックアップの対物レンズにより光磁気ディスク上に集光されて焦点を結び、スポットが形成され、このスポットサイズが約１．２２×λ／ＮＡとなるため、光磁気ディスク上のトラックピッチはこの値に近い値としていた。ここで、λは記録光源からの光の波長であり、ＮＡは光磁気再生ピックアップの対物レンズの開口数である。ともに、使用する記録光の波長と光磁気再生ピックアップの対物レンズを決めると決定される値である。
【０００３】
図７は、光磁気ディスクの基板４３に、ランド部４１とグルーブ部４２とが形成されることを示す。また、レーザ光４５がランド部４１上に焦点を結んで、スポット４４が形成される。また、従来の光磁気ディスクシステムにおいては、ランド部４１上のみに情報が記録され、再生に使用されていて、グルーブ部４２は回折格子としての機能を持たせ、サーボエラーを得るとともに隣接トラックからの信号の漏れを低減する手段としてのみ形成されていた。あるいは、グルーブ部４２上のみに情報が記録され、ランド部４１には回折格子としての機能を持たせていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の光磁気ディスクシステムにおいては、一般にランド部上のみに情報が記録され、グルーブ部上には情報が記録されてなかった。あるいは、グルーブ部上のみに情報が記録され、ランド部上には情報が記録されてなかった。
【０００５】
仮に、光磁気ディスクのランド部とグルーブ部との両方に情報を記録させて、これを再生する場合、従来の光磁気ディスクシステムにおいて情報を記録しない回折格子として存在していたグルーブ部が、情報記録媒体として使用されるため、クロストーク及び隣接トラックからの信号の漏れが生じると予測される。そこで、記録光源からの光の波長を変えて、この光を光磁気ディスク上に集光させて形成させるスポットサイズを小さくすれば、クロストークを低減することが可能であるが、この場合、従来使用してきた光磁気再生ピックアップは使用できなくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、従来の光磁気記録再生ピックアップが使用可能な、小型でかつ大容量の光磁気ディスク記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題を解決するために提案される本発明は、ランド部とグルーブ部とが設けられ、上記ランド部及び上記グルーブ部の双方に情報が記録される光磁気ディスク記録媒体の製造方法において、記録光源からの光を上記光磁気ディスク記録媒体上集光して照射し、上記ランド部から反射される光の戻り光と上記グルーブ部から反射される光の戻り光との間の往復位相差φが以下の（１）式を満たすように、上記ランド部と上記グルーブ部との間の溝深さを設定するようにしたものである。
【０００８】
【数２】

【０００９】
上記（１）式において、Ｓ_１ａ及びＳ_１ｂは生じる回折パターンの０次回折光と１次回折光との干渉光部分が占める面積で、Ｓ_０は０次回折光のみが占める面積である。
【００１１】
【作用】
本発明は、ランド部とグルーブ部とを設け、ランド部及びグルーブ部の双方に情報が記録される光磁気ディスク記録媒体において、ランド部と上記グルーブ部との間の位相深さを上記（１）式を満たすように設定するようにしているので、再生時に起こるクロストーク及び隣接トラックからの信号の漏れが低減される。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明に係る光磁気ディスク記録媒体の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、記録光源からの光が、光磁気ディスク上に集光される様子を示す図である。
【００１４】
図１において、基盤３上にランド部１とグルーブ部２とが設置され、ランド部１とグルーブ部２との幅が等しい。また、トラックピッチ５が、グルーブ部２の中央から隣接したグルーブ部２の中央までの距離となっている。また、ランド部１上では、光磁気ディスク上に集光された光が、スポット４を形成する。
【００１５】
図１で示されたように、光磁気ディスクのランド部１を読み出し時に、グルーブ部２上に書かれた情報が読み出されないような位相深さ、あるいはランドグルーブ間の位相深さ６が存在することを以下に示す。ここで「位相深さ」とは、ランド部あるいはグルーブ部からの戻り光の双方の位相差を指す。
【００１６】
光磁気ディスク上に集光された光は、光磁気ディスクにより回折され、光磁気再生ピックアップにて、回折パターンが得られる。この回折パターンを図２に示す。図２において、対物レンズ１２上で振幅ｕ（ｘ，ｙ）を示す光が、光磁気ディスク表面１１上で回折され、得られる回折パターンは、第１次回折光部分の振幅がｕ_１ａ及びｕ_１ｂである領域と、第０次回折光部分の振幅がｕ_０である領域とで表される。このときの回折光の角度は、トラックピッチ（Ｐ）と光磁気再生ピックアップの対物レンズで決まるスポットサイズ（λ／ＮＡ）により設定される。以下、話を単純にするために、Ｐ＝λ／ＮＡとすると図３で示される回折パターンが得られる。
【００１７】
ここで、図３で示される回折パターンの各領域、エリアＳ_１ａ、Ｓ_１ｂ、Ｓ_０の光量を求める。ここで、Ｓ_１ａ及びＳ_１ｂは、１次回折光と０次回折光の重なり部分の面積を表し、Ｓ_０は０次回折光部分の面積を表す。さて、上述したように、図２の光磁気ディスク１１にて回折された後の戻り光の振幅は、光磁気ディスク１１を位相回折格子とみなすと、対物レンズ１２の上の光の振幅をｕ（ｘ，ｙ）としたとき、ｕ（ｘ，ｙ）と位相回折格子をフーリエ級数展開したときの係数Ｒ_１ａ、Ｒ_１ｂ、Ｒ_０と掛け合わせた値、ｕ_１ａ＝Ｒ_１ａ×ｕ、ｕ_１ｂ＝Ｒ_１ｂ×ｕ、ｕ_０＝Ｒ_０×ｕで表される。したがって、図３の面積Ｓ_１ａ、Ｓ_１ｂ、Ｓ_０における光量が次の（２）式に表す演算式によって求められる。
【００１８】
【数３】

【００１９】
次に、実際に光量を計算するために、Ｒ_１ａ、Ｒ_１ｂ、Ｒ_０を求める。ここで、図４に光磁気ディスクの断面を示す。基盤上にランド部２１とグルーブ部２２が形成され、トラックピッチ２３は、グルーブ部２２の中線と隣接トラックのグルーブ２２の中線との間の距離である。また、光磁気ディスクを位相回折格子と見なすとランド部２１とグルーブ部２２との間の光学的位置の差は、次の（３）式で示される値になる。ここで、ランドグルーブ間の往復位相深さをφとする。また、ランド部２１の光学的位置を１と置くと、グルーブ部２２の光学的位置は（３）式で表される値になる。
【００２０】
【数４】

【００２１】
ここで、ランド部とグルーブ部はほぼ等しい幅を持つと仮定する。前述したようにトラックピッチ２３をｐとすると、ランド部２１の幅２４及びグルーブ２２ａの幅はｐ／２となる。このとき、光磁気ディスクを位相回折格子と見なし光磁気ディスクに集光して回折した戻り光の振幅をフーリエ級数展開する場合に、実際の係数は、ランド部以外は０としたときの展開係数（Ｒ_Ｌ）とグルーブ部以外は０としたときの展開係数（Ｒ_Ｇ）の足し算で表される。すなわち、
Ｒ_０＝Ｒ_Ｌ０＋Ｒ_Ｇ０、Ｒ_１ａ＝Ｒ_１ｂ＝Ｒ_Ｌ１ａ＋Ｒ_Ｇ１ａ＝Ｒ_Ｌ１ｂ＋Ｒ_Ｇ１ｂ（４）
と表される。
【００２２】
図５は、ランド部のみが反射すると仮定したときの戻り光の振幅パターンを表す。図５で示されるような戻り光の振幅パターンをフーリエ級数展開するとＲ_Ｌ０＝１／２、Ｒ_Ｌ１ａ＝Ｒ_Ｌ１ｂ＝Ｒ_Ｌ１＝１／πとなる。また、図６は、グルーブ部のみが反射すると仮定したときの戻り光の振幅パターンを表す。図６で示されるような戻り光の振幅パターンを、図５の振幅パターンに施したのと同様のフーリエ級数展開を行うと、Ｒ_Ｇ０とＲ_Ｇ１ａ及びＲ_Ｇ１ｂの値は、次の（５）式に示される。したがって上記のＲ_Ｌ０、Ｒ_Ｌ１ａ、Ｒ_Ｌ１ｂの各値、（４）式及び（５）式により、実際のＲ_１ａ、Ｒ_１ｂ、Ｒ_０の各値が算出され、次の（６）式に示される。また、各エリアにおける光量は（２）式及び（６）式から求められる。
【００２３】
【数５】

【００２４】
一般に光磁気システムでは、記録情報に伴って変わる光の偏光状態の変化を検出するので、ジョーンズベクトル（Ｊｏｎｅｓｖｅｃｔｏｒ）を用いた偏光解析を行う。ここでは、光磁気ディスクのグルーブ部のみに光磁気成分が書き込まれている場合を考える。偏光後の光をジョーンズベクトル表示で示される２次元のベクトルで表すことにする。入射偏光成分を次の（７）式で示されるとすると、光磁気ディスクはカー回転を受けるため、カー回転角をθ_ｋとすると、光の偏光成分は、次の（８）式に示されるようになる。
【００２５】
【数６】

【００２６】
ここで、光磁気ディスクのグルーブ部のみにカー回転角θ_ｋが存在するとしたとき、各エリアの戻り光の振幅は（９）式で示される。また、ｖ_１及びｖ_０を次の（９）式で定義するとｖ_１及びｖ_０は、（１０）式で示される。
【００２７】
【数７】

【００２８】
ここで、ＭＯ差動検出は、１／２波長板及び偏光ビームスプリッタ等のの検光子で行うため、偏光ビームスプリッタにて分割された各成分の偏光状態ｉ_＋０、ｉ_−０、ｉ_＋１及びｉ_−１は、次の（１１）式で示される。この（１１）式より差動検出後のＭＯ信号は、次の（１２）式で示される。この（１２）式において、Ｓ_１ａ、Ｓ_１ｂ、Ｓ_０は、図３で示される各エリアの面積を表す。
【００２９】
【数８】

【００３０】
ここで、Ｓ_０／（Ｓ_１ａ＋Ｓ_１ｂ）＝α、（１／２＋１／π）＝Ａ、（１／２−１／π）／Ａ＝βとおくと、ＭＯ信号は、次の（１３）式に示されるようにカー回転角θ_ｋに比例する。このＭＯ信号は、隣接トラックからのクロストークと同じに考えてよいから、次の（１４）式を満たすようなφを設定すれば、このＭＯ信号、すなわちクロストークは消滅する。この（１４）式を変形して（１５）式を得て、図３に示した典型的な場合はα＝０．２８となり、これを（１５）式に代入するとφ≒１１８°となる。この場合、ほぼλ／６の深さとなる。
【００３１】
【数９】

【００３２】
以上説明してきたように、ランド部を読み出し時にグルーブ部上に書かれた情報が読み出されないような、ランドグルーブ間の位相深さが存在することが示された。
【００３３】
本実施例では、トラックピッチの値をｐ＝λ／ＮＡと限定したが、これに限定されることはなく、他のトラックピッチの値を用いての同様の効果が得られる。また本実施例では、ランド部のみに光磁気成分が書き込まれている場合にも、また、ランド部及びグルーブ部の両方に光磁気成分が書き込まれている場合にも、本発明が適用できることは、言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
上述したように、本発明方法を用いて製造される光磁気ディスク記録媒体は、ランド部及びグルーブ部の双方に情報の記録を行うことができるので、情報記録密度が倍になるような小型で大容量の光磁気ディスク記録媒体の実現を図ることができ、さらに、光磁気ディスク記録媒体の再生時に、クロストーク及び隣接トラックからの信号の漏れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光磁気ディスク記録再生システムの一実施例に用いる光磁気ディスクの構成を示す図である。
【図２】本実施例における光磁気ディスクの回折パターンを説明する図である。
【図３】本実施例における光磁気ディスクの回折パターンを説明する図である。
【図４】本実施例に用いる光磁気ディスクの断面を示す図である。
【図５】本実施例の光磁気ディスク再生の動作原理を説明する図である。
【図６】本実施例の光磁気ディスク再生の動作原理を説明する図である。
【図７】従来の光磁気ディスク記録再生システムに用いる光磁気ディスクの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ランド部
２グルーブ部
３基盤
４レーザスポット
５トラックピッチ
６位相深さ
１１光磁気ディスク表面
１２対物レンズ
２１ランド部
２２グルーブ部
２３トラックピッチ
２４ランド部の幅
２５グルーブ部の幅

Claims

ランド部とグルーブ部とが設けられ、上記ランド部及び上記グルーブ部の双方に情報が記録される光磁気ディスク記録媒体の上記ランド部と上記グルーブ部との間の溝深さを設定する方法において、
記録光源からの光を上記光磁気ディスク記録媒体上に集光して照射し、上記ランド部から反射される光の戻り光と上記グルーブ部から反射される光の戻り光との間の往復位相差φが以下の（１）式を満たすように、上記ランド部と上記グルーブ部との間の溝深さを設定することを特徴とする光磁気ディスク記録媒体における溝深さの設定方法。

ここで、Ｓ_１ａ及びＳ_１ｂは生じる回折パターンの０次回折光と１次回折光との干渉光部分が占める面積で、Ｓ_０は０次回折光のみが占める面積である。