JPH0233750A - 情報記録方法及び装置及び情報記録再生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光磁気ディスクおよび光磁気ディスク装置に係
り、特に高密度記録に適した光磁気信号記録方式に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、光磁気ディスクの高密度記録に関して、はインタ
ーナショナル・シンポジウム・オン・オプティカル・メ
モリ・エフビー４（１９８７年）（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ
ｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　０ｐｔｉｃａＩ
　ＭｅｍｏｒｙＦＢ−４（１９８７））において述べ、
られているように、光変調記録方式によるものが提案さ
れている。

光変調記録方式は、情報を記録する際、すなわち記録膜
である垂直磁化膜に磁化ドメインを形成する時、一定強
度の外部磁場を印加しておき、該磁化膜上に照射する光
スポラ］−の強度を記録する情報に対応させて変調する
ことにより、局所的に温度上昇した部分に周囲とは反対
向きの磁化を持つ領域を形成するものである。

光変調記録方式は光源であるレーザのスイッチングが比
較的高速に行なえること、外部印加磁場は高速切換しな
くても良いという特長がある。しかしながら、情報の重
ね書き、すなわち既に磁化ドメインが形成されている部
分に新しい磁化ドメインを形成することが同時に旧磁化
ドメインの消去になるオーバーライドを行なうことは、
］ビームを用いた装置では非常に困難である。したがっ
て磁気ディスクと同様のオーバーライｌ−を行なうには
、光変調記録方式では２ビーム、あるいは２つの光学ヘ
ッドを用いる必要がある。

また光変調記録方式の場合、磁化ドメイン間の距離は熱
干渉の生じない範囲に限られる。すなわち、ある磁化ド
メインを形成した直後に磁化ドメインを形成しようとす
ると、前の磁化ドメインを形成する際に照射された光ス
ポットの余熱の影響によりドメインの位置シフトが生じ
たり、磁化の反転が不十分になることが考えられる。こ
のため磁化ドメイン間隔は光スポツト径程度以下に詰め
ることは困難である。

以」二のように光変調記録方式は外部印加磁場の高速切
換は不用なため、光ヘッドとともに外部磁場発生手段も
ディスク表面から１■程度以上離して設置できるため、
光ディスクの特長の一つである非接触記録再生を生かす
ことができる反面、情報の重ね書き、磁化ドメイン間隔
の短縮等に関しては、不利であるといえる。

一力、磁界変調記録方式は磁界１−メインを形成するに
は、光スポラ１への照射出力を再生時よりも高くし、垂
直磁化膜の温度レキユリ−点近傍まで上昇させながら、
磁場印加手段、例えば磁気コイルヘッドにより発生する
磁界を情報に対応して変調して行なう。磁界変調記録方
式は印加磁界の高速変調が要求されるため、一般に磁気
ヘッドをディスク面に数十ミクロン程度にまで近接させ
る必要がある。しかし、情報の重ね書きは容易に実現で
きる。また、記録時に垂直磁化膜の温度は連続的に昇温
されるため、熱干渉の影響はなく、印加磁界の切換速度
を上げてやれば、原理的に光変調記録方式に比べて、よ
り微小な磁化ドメインな形成することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術、すなわち光変調記録においては情報の重
ね重き、磁化ドメイン間隔の短縮化に実現するのは困難
であった。

本発明の目的は、情報を磁界変調方式により記録するこ
とにより、重ね書き（オーバライド）を実現するととも
に、記録された情報を再生するための光スポツト照射領
域内に、磁化ドメインを２個以上形成し、該磁化ドメイ
ンが光スポツト内に占める面積により情報を記録し、高
密度化を実現することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、記録時に再生時よりも高出力のレーザ出力
を照射し、記録する情報に対応して外部磁場の磁界方向
を切換ないしは反転し、記録対象とするディスク位置で
再生光スポラ１−径と同じ距離だけ該光スポットが移動
する際に該印加磁界の反転動作を複数回行なうことによ
り達成される。

これにより再生光スポット径内に存在する磁化反転領域
の面積を連続的に変化させることができる。

再生時には、該面積の相違が偏光面回転を検出する手段
により光量の大小に変換されるため、複数の閾値による
多値量子化が可能となる。

〔作用〕

磁界変調記録方式により、再生用光スポツト照射領域内
の磁化ドメインの個数、ないしは該領域内に占める磁化
ドメインの面積を情報に対応させて変化させれば、再生
信号としては、振幅の変化として検出できるため、適当
な複数の閾値により量子化すれば、多値記録による高密
度化が実現できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。第１図は、
磁界変調記録方式を用いた光磁気ディスり装置の構成例
である。光磁気ディスク１はスピンドルモータ２により
回転している。半導体レーザ３は、レーザ駆動回路４に
より駆動され、制御信号１８により情報再生時には、磁
化ドメインに影響を与えない範囲内の比較的低い出力光
が出射し、情報記録時には、ディスク１上の磁化膜の磁
化が外部印加磁界により容易に反転できる範囲の高い出
力光が出射されるようになっている。以下、前者の光出
力を再生光パワー、後者の光出力を記録光パワーと呼ぶ
ことにする。

半導体レーザ３から出射された光はコリメートレンズ５
により平行光束になった後、ビームスプリッタ６を通り
、ガルバノミラ−７で反射され、絞り込みレンズ８によ
りディスク１の記録膜上に微小スポットとして集光され
る。情報を記録する場合、記録光パワーを記録膜上に照
射し、該記録膜の温度を連続的に上昇させながら、磁気
ヘッド９により変調磁界を印加することにより、記録膜
である垂直磁化膜上に磁化ドメインを形成していく。い
ま仮りに未記録時の磁化が下向きであったとすれば、変
調磁界の方向が上向きの時に未記録時の磁化とは逆向き
の磁化反転領域、すなわち磁化ドメインが形成される。

磁気ヘッド９は、磁気ヘッド駆動回路１０を介し、記録
信号１７により変調駆動され、それに対応した変調磁界
を発生する。記録信号１７を記録膜上に集光された光ス
ポットの移動速度よりも速く切換えれば、光スポツト照
射領域内に、複数個の磁化ドメインを形成することも可
能である。

情報を再生するには、形成された磁化ドメインの磁化方
向を検出すれば良い。この検出には磁気光学効果を利用
して行なう。磁気光学効果の−っであるカー効果は、磁
化方向の上下に伴ない、反射光の偏光面が入射光の偏光
面に対し左右逆向きに回転する現象である。したがって
、光磁気ディスクに記録された情報を読み出すには、偏
光面の回転を検出し、光量の強弱に変換することが必要
である。第１図に示した検出光学系は一般に差動検出系
と呼ばれるものである。ディスク１からの反射光は再び
絞り込みレンズ８を通すガルバノミラー７．ビームスプ
リッタ６、さらにビームスプリッタ１１で反射され、１
７２波長板１２へ導びかれる。１／２波長板１２は反射
光の偏光面の主軸を４５度回転させる性質がある。この
光をさらに偏光ビームスプリッタ１３へ導びく。偏光ビ
ームスプリッタ１３は、例えばＰ偏光成分の光は全透過
し、Ｓ偏光成分の光は全反射するような特性を持ってい
る。この特性により、反射光に含まれる偏光成分差を検
出し、光の強弱に変換するのである。透過光と反射光は
それぞれレンズで集光され光検出器１４および光検出器
１５で検知される。

両光検出器からの検出電流の差を差動アンプ１６でとる
ことにより再生信号１９を得ることができる。

光ディスクでは、常に光スポットが記録膜上に焦点を結
ぶように制御してやる必要がある。このための自動焦点
サーボ信号、および目的のトラック上に位置させるため
のトラック追従サーボ信号は、第１図の光学系では、ビ
ームスプリッタ１１の透過光により得るようになってい
る。第１図における光磁気信号の検出およびサーボ信号
の検出は他の方式を用いても本発明の実施に当り支障は
ない。

ここで第１図の実施例で示した差動検出系について説明
を加えておく。第２図は１／２波長板１２によって偏光
主軸が４５度だけ回軸した様子を示している。垂直磁化
膜の磁化方向の上下により、例えば未記録部の磁化方向
に対応する反射光の偏光面がＡのようにカー回転角に応
じた角αだけ偏光主軸から回転したとする。一方、記録
により未記録部とは逆方向の磁化を持つ磁化ドメインの
部分では、反射光の偏光面はＢのようにやはりＡと同一
角度αだけ今度は逆向きに回転する。いまＡからＢへ偏
光面が回転した場合を考える。偏光ビームスプリッタ１
３がＰ偏光成分を全透過、Ｓ偏光成分を全反射するもの
とすれば、光検出器１４へはＰ偏光軸への斜影骨、すな
わちａで示した光量の増加が生じる。一方、光検出器Ｊ
５へはＳ偏光軸への斜影骨、すなわちｂで示した光量の
減少が生じる。したがって、両者の差をとれば、偏光面
の回転、即ち磁化方向を検出することができる。光磁気
信号の検出には、他の方法でも良く、本発明の実施にあ
っては特に差動検出系に限定されるものではない。

次に、磁化ドメインの形成に関しては、光スポットの照
射範囲内に複数個の磁化ドメインを形成する方法につい
て説明する。磁界変調記録の場合、垂直磁化膜の熱伝導
の影響による磁化１〜メイン間の干渉は光変調記録の場
合にくらへて少ない。

磁界変調記録方式で形成される磁化ドメイン形状の特徴
については後述する。

したがって、変調磁界の方向切換の速度を上げることに
より、光スポットが１つ分だけ記＠膜上を移動する間に
複数個の磁化ドメインを形成することができる。また同
様に光スポットの１つ分の面積に対する磁化ドメインの
面積を変化させることも可能である。

第３図は、上記のように磁化ドメインを形成するための
変調磁界と、形成された磁化ドメインから得られる再生
信号の様子を示したものである。

第３図（ａ）は光スポット２０の照射領域の面積の半分
以下の磁化ドメイン２１を形成する場合を示した図であ
る。いま光スポット２０の有効径をＷｓ（ｍ）、光スポ
ラ１へ２０の単位時間当りの移動量すなわち線速度をｖ
（ｍ／ｓ）とすると、光スポツト径の半分の長さの磁化
ドメインを形成するためには、変調磁界が磁化ドメイン
形成側の方向にあるパルス長を光スポラ１−径の半分、
すなわちＷｓ／　２　（ｍ　）にすＡしば良い。該変調
パルスの時間は、Ｗｓ／２ｖ（ｓ）に対応する。例えば
、絞り込みレンズ８の開口数ｕｏ、５　、半導体レーザ
３の波長を８３０　（ｎｍ）とすると、光スポラ１−の
有効径は、両者の比として約１．６（μｒｎ）になる。

ここで光スポツト径の有効径は光強度が自然対数の底ｅ
の２乗分の１に下がるところの直径としている。また、
記録線速度、すなわぢ光スポットの移動速度を１０（ｍ
／ｓ）とすれば、光スポツト径の半分の長さの磁化ドメ
インを形成するには変調磁界のパルス時間を約８０（ｎ
ｓ）にしてやれば良い。このようにして記録された磁化
ドメインから得られる再生信号１９を第３図（ｂ）に示
す。

第３図（ｃ）は、光スポット２０の有効径とほぼ同じ長
さの磁化１（メイン２１を形成する場合を示している。

この場合、変調磁界２２の方向が磁化ドメイン形成側の
極性にある区間Ｔの長さをＷｓと等しくすれば良い。先
程と同じ記録条件ならば、変調磁界のパルス時間Ｔを約
１６０（ｎｓ）にすれば良い。第３図（ｄ）は、第３図
（ｃ）のように記録された磁化ドメイン２１から得られ
る再生信号］９を示した図である。第３図（ｂ）と第３
図（ｄ）とを比較すると、光スポット２ｏの中心付近に
磁化ドメイン２１が存在しているときの再生信号のレベ
ルが異なっている。この場合、第３図（ｄ）のほうが再
生信号のレベル２４が、第３図（ｂ）の再生信号のレベ
ル２３よりも高くなる。このレベル差は、光スポットの
有効径内に存在する磁化ドメインの面積に依存する。し
たがって、レベル２３と２４の中間値に閾値を設定すれ
ば、両者を区別して検出することができる。このように
、光スポツト有効照射面積に対する磁化ドメインの領域
面積の違いを用いることにより、複数の閾値による多値
量子化が実現できる。磁化ドメインの占有面積を変化さ
せるには、変調磁界２２のパルス時間Ｔを変化させる方
法のほかに、パルス時間Ｔは変えずに変調磁界パルスの
デユーティ比を変えることにより、磁化ドメインの占有
面積を変化させることもできる。

第４図は磁界ドメインの形成される方向の磁界パルス幅
Ｔを一定とし、この間隔てを変えた場合について示した
図である。第４図（ａ）では、間隔τが短かいため、再
生信号１９のレベル２５は、第４図（ｂ）の場合のレベ
ル２６にくらべて高くなる。この例では、光スポットが
２つの磁化ドメインを含む区間での磁化ドメインの占有
面積は等しい。しかし、実際には光スポットの光強度分
布は、中心を最大とするガウス分布であることを考える
と光スポット２０の中心付近に２つの磁化ドメイン２１
が近接して存在する第４図（ａ）のほうが、ピークレベ
ルは高くなる。第３図の場合と同様に両者レベルの中間
に閾値を設定すれば、（］４） （ａ）の状態と（ｂ）の状態を判別することができる。

第３図および第４図において形成される磁化ドメイン２
１の形状は光変調記録の場合と異なっている。光変調記
録の場合、形成される磁化ドメインはほぼ同形状になる
。第５図の（ａ）は光変調記録の場合、（ｂ）は磁界変
調記録の場合の磁化ドメインの形状を示している。第５
図において隣接する磁化ドメインの間隔は磁界変調記録
の場合のほうが広くなる。この理由は先に述べた熱干渉
の影響の違いに加え、磁化ドメインの前縁、後縁の形状
が記録光スポットの曲率で決定されることによる。した
がって磁界変調記録のほうが高密度化できることがわか
る。また変調磁界のパルス幅に対して形成される磁化ド
メインの面積は一対一の対応が成立しており、このため
再生信号レベルも記録変調磁界のパルス幅とも一定の関
係が成立する。したがって複数の閾値による多値量子化
が容易に実現できる。閾値の生成方法としては、ディス
クフォーマットとしてサンプルサーボフォーマットを用
い、サンプルピットのレベルを閾値の基準値として多段
階の閾値生成する方法が一例として挙げられる。その具
体的方法については特願昭６１−２９２３０９号公報に
述べられている。

本実施例の動作について以下に述べる。第１図に示した
構成により、第５図（ｂ）に示したような磁化ドメイン
が記録された場合、光スポツト径内の磁化反転領域の面
積を信号レベルの変化として検出し、スライス回路によ
り量子化するには、閾値の基準レベルを与える必要があ
る。閾値の基準レベルとしては、ディスク１上に予めデ
ィスク作製時に凹凸ピットを設けておき、再生時に該ピ
ットから得られる信号の尖頭値あるいは積分値を用いる
方法がある。第１図１では、再生信号１９は磁化情報で
あるため光検出器で検出した信号の差のみを必要とした
。凹凸ピットからの信号は、ディスク１からの反射光の
変化として検出されるため、ビームスプリッタ１１を透
過した信号光量、すなわち自動焦点サーボ、トラック追
従サーボ系で必要とする信号の一部を用いれば、ピット
信号のみを検出することができる。第６図はそのような
ディスクフォーマットの一実施例である。

第６図において、トラック案内溝５１はトラッキング信
号を得るためのもので、凹凸ピット５０て゛ は、該案内溝間にある間隔が設けられている。磁化情報
は、磁化ドメイン２１として、該ピット間の領域に図の
ように記録されたものとする。ピット信号５２は、ピッ
トの中心で最も信号レベルが低下する。したがってこの
尖頭レベル５３はピーク検出回路で検出すれば得ること
ができる。ピット信号５２は、ディスクからの反射光量
の変化のみに応答するため、該ピット信号の中に磁化ド
メイン２１の影響は現れないので光学的に分離されてい
る。一方、再生信号１９の量子化をするには、該尖頭レ
ベル５３の電位を分圧し、ルベル以上の閾値を生成する
以要がある。閾値の生成に関しても特願昭６１−２９２
３０９号公報に述べられているが、簡単に説明すること
にする。第７図は、ピット信号５２の尖頭レベル５３を
検出し、それから閾値を生成するための回路例である。

ピット信号５２はピーク検出回路６０に入力され尖頭レ
ベル５３が検出される。この尖頭レベル５３はピーク保
持回路６１によりホールドされる。ピーク検出回路６０
およびピーク保持回路６１は一般的なもので良く、内部
詳細についての説明は省く。ピーク保持回路６１の出力
は、極性を再生信号１９と合わせるべく、反転増幅器６
２により反転されたあと、分圧器６３〜６５で構成され
る分圧回路へ人力される。分圧器６３〜６５は、例えば
可変抵抗のようなものであり、電圧レベルを分圧する機
能を持つ。分圧器６３〜６５で生成されたレベルは、そ
れぞれ閾値Ａ５４．閾値Ｂ５５となる。この閾値により
再生信号１９を比較器６６．６７により二値化すれば、
再生パルスＡ５６．再生パルスＢ５７を得ることができ
る。再生パルスＡ、Ｂから閾値Ａのみ越える再生信号、
閾値Ａ、Ｂともに越える再生信号を抽出するには以下の
ようにすればよい。

再生パルスＡ５６と再生パルスＢ５７との排他的論理和
（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ　ＯＲ）をとれば、閾値Ａのみ越
える再生信号に対応した再生パルスＡ７５８が得られ、
再生パルスＡ５６と再生パルスＢ５７の論理積（ＡＮＤ
）をとれば、閾値Ａ、Ｂともに越える再生パルスＢ′　
５９を得ることができる。

第６図に示したディスクフォーマツ１〜では、再生クロ
ックの生成法としては、再生パルス５８゜５９の前縁の
立ち」−かり、および後縁の立ち下がりをＰ１、■、（
フェーズ・ロックド・ループ）回路に入力し、再生用の
クロックを得ることもできるが、ピット信号５２のピー
ク付置を該ピット信号５２の微分波形の零クロス位置信
号として得て、これをＰ　Ｌ　Ｌ回路に入力し、ピット
５０と次のピットとの間のデータ記録領域に再生用のク
ロックを生成することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁界変調記録方式において、再生用光
スポットの照射領域内に存在する磁化ドメインの個数、
ないしは該光スポツト照射領域内に占める磁化ドメイン
領域の面積を変えることにより、異なる再生信号レベル
が得られるため、複数の閾値での量子化を行なえば多値
記録が可能である。これにより線記録密度の向」二を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１−図は本発明を実施するための光磁気ディスク装置
の記録再生系の構成例を示す図、第２図は差動検出系に
よる光磁気信号再生の原理を示す図、第３図は光スポツ
ト照射領域に対する磁化ドメインの占める面積を変化さ
せる場合の記録再生を示す図、第４図は磁化ドメインの
間隔を変化させた場合の記録再生を示す図、第５図は光
変調記録と磁界変調記録による磁化ドメインの形状を示
す図、第６図は本発明で用いるディスクフォーマツ１−
の−例とその再生波形を示す図、第７図は閾値生成特 噴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録膜として垂直磁化膜を用い、該垂直磁化膜の磁
   化反転によつて情報を記録するに際し、記録情報再生用
   光スポットの照射領域内に該磁化反転領域が少なくとも
   ２個以上存在するように記録することを特徴とする光磁
   気信号記録方式。 ２、上記磁化反転領域は、上記記録膜に再生時よりは高
   出力の連続光を照射すると同時に、記録する情報に対応
   して極性を反転する変調磁界を印加することによつて形
   成することを特徴とする請求項１記載の光磁気信号記録
   方式。 ３、上記磁化反転領域のうち最小のものが、記録膜移動
   方向の幅をＷ＿１、それに直交する方向の幅をＷ＿２と
   したとき、Ｗ＿１がＷ＿２よりも狭いことを特徴とする
   請求項１又は２記載の光磁気信号記録方式。 ４、上記記録情報再生用光スポットの照射領域内に存在
   する、上記磁化反転領域の面積の大小に対応させて情報
   を記録することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   に記載の光磁気信号記録方式。