JPH03268252A

JPH03268252A - 光学的情報再生方法

Info

Publication number: JPH03268252A
Application number: JP2064305A
Authority: JP
Inventors: Susumu Matsumura; 進松村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JP2790701B2

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］本発明は光ディスクなどの光学的あるいは光磁気の情報
記録媒体に情報を記録、再生する光学的情報記録再生方
式に関し、とくにその記録媒体に記録された情報を再生
する光学ヘッド部分を改善した光学的情報記録再生方式
に関するものである。

［従来の技術］光学的情報記録再生方式では、記録媒体の大きさに対し
て、データの記憶容量が大きいという点で、コンピュー
タの外部記憶手段として利用されている。仲でも、光磁
気情報記録媒体は、データの書換えが可能なことで有用
である。このような記憶手段を用いて情報の記録、再生
を行なう方式にはマーク間記録方式およびマーク長記録
方式（エツジ記録方式）が知られている。後者は前者に
比べてデータ容量を上げ得る点で有利であるとされてい
るが、この方式によって記録された記録媒体から正確に
情報を再生するためには光学ヘッド部分で、情報ビット
のエツジ位置を正確に読み取る必要がある。

通常、光磁気記録媒体用の光学ヘッドにおいては、光源
としての半導体レーザからの光束を対物レンズにより微
小スポットに集光し、このスポット光を用いてマーク間
記録方式でデータの記録を行っており、また、この微小
スポット光の情報ビットからの反射光量の変化を差動検
出して情報の再生を行っている。

このような従来の差動検出方式においては、入射直線偏
光の偏光方向と４５度をなす偏光軸方向を有する偏光ビ
ームスプリッタ−を用いて、反射光を２つの信号光に分
解し、この両光束から２つの信号を検出し、これから差
動信号を作り出している。

［発明が解決しようとする課題］このマーク長記録方式において、従来から知られている
ガウス分布状の光量分布を有する単一微小スポット光を
用いると、情報ビットからの反射光の光量変化を差動検
出する時、投光スポット光の光量分布が、成る広がりを
有するガウス分布であって、反射光束全体の光量変化を
検出する場合にエツジ検出能力が低いという問題がある
。

［発明の目的］本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、マーク
長記録方式で記録する場合に、エツジ検出能力が高い光
学ヘッド部分を備えた光学的情報記録再生方式を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］このため、本発明では、半導体レーザからの光束を投光
光学系により、対物レンズを介して微小スポットとして
情報記録面上に設けた情報トラックに導き、また、前記
情報記録面からの反射光または透過光を前記情報記録面
上に記録された情報を光学的に読み取る光学的情報記録
再生方式において、前記検出器は前記受光光学系の光軸
上に設けられかつ該受光光学系の解像力で決まるエアリ
イディスクサイズとほぼ等しい有効受光面を具備してお
り、前記反射光または透過光の偏光成分の内、磁気光学
効果により新たに発生した偏光成分のみを、前記受光光
学系を介して上記受光面上に光スポットとして結像させ
、前記光検出器の信号出力から、前記情報トラック上に
記録された情報磁区のエツジを検出するようにしている
。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。第１図に示す実施例では、本発明の記録再生方式に
使用される光学ヘッド部分が構成されている。ここで、
符号１は半導体レーザであり、例えば波長ん、（先＋＝
８３０ｎｍ）の直線偏光（この光束の電界ベクトルの方
向なＥで示す）を発する。この光束はコリメータレンズ
２で平行光束に変換され、第１の偏光ビームスプリッタ
−３に投射される。ここではＥ方向の偏光成分はほとん
ど透過されるが、これを直交する方向の偏光成分は１０
０％反射される。そして、上記偏光ビームスプリッタ−
３を透過した光束は対物レンズ４で集光され、光磁気デ
ィスク（記録媒体）に設けられた情報トラック６の１つ
に投光スポット５を形成する。また、この情報トラック
６におけるトラッキング制御のためには、案内溝７が上
記光磁気ディスクに形成しである。上記情報トラック６
からの反射光あるいは透過光は上記対物レンズ４から上
記偏光ビームスプリッタ−３を経由して第２の偏光ビー
ムスプリッタ−８に向けられ、ここで２つに分割され、
一方は透過波面９のように取出され、他方はセンサーレ
ンズ１０を介して光電気変換素子１１にもたらされる。

このような構成では、半導体レーザ１から発した光束は
直線偏光であり、その電界ベクトルの方向Ｅを、Ｐ偏光
の方向とし、これと直交する方向をＳ偏光の方向とする
。この光束は光磁気ディスクに透過された時、ＴｂＦｅ
Ｃｏなとの光磁気記録膜上に光スポット５として結像さ
れる。この光磁気記録膜により磁気カー効果を受けた反
射光束はＥ方向と直交するＳ偏光成分を有するから、こ
の偏光成分は第１の偏光ビームスプリッタ３により全て
反射され、また、元々のＰ方向偏光成分はその一部が反
射され第２の偏光ビームスプリッタ−８に入射されるこ
とになる。そして、第２の偏光ビームスプリッタ−８は
Ｓ方向の偏光成分を１００％反射し、Ｐ方向の偏光成分
を１００％透過する特性を有しているので、これを透過
した透過波面９となる光束は全てＰ偏光成分である。こ
れは、図示しないオートフォカス制御用ＡＦ検出光学系
、オートトラッキング制御用Ａ、Ｔ検出光学系へ導かれ
る。これら検出光学系には従来公知の各種方式％式％他方、第２の偏光ビームスプリッタ−８により反射され
たＳ偏光成分の光束はセンサーレンズ１０で結像され、
光電変換素子１１に入射される。

第２図は光磁気記録膜上の情報トラック内に記録された
１つの情報磁区１２（磁化の方向Ｍ）上に光スポット５
が入射した場合を示している。この光スポットを形成す
る入射光束１３上での電界ベクトルをＥｉとすると、こ
の方向は先きの第１図におけるＰ方向であり、これを符
号１４で示す。この入射光束１３が光スポット５として
光磁気記録膜で反射されると、磁気カー効果を受け、情
報磁区１２の磁化の方向に応じて直線偏光の偏光方向が
θだけ回転し、反射光束１５上での電界ベクトルは１６
で示されるようになる。この電界ベクトルのＳ偏光成分
は１７で示されている。この図の場合において、光スポ
ツト内には情報磁区のエツジが存在しないから反射光束
はエツジの情報を持っていない。この実施例において、
光電変換素子上に結像されるのはＳ偏光成分１７だけで
あり、この場合には反射光束は情報磁区のエツジ情報を
持たないため、その波面内に何等、位相分布を持たず、
反射光束のＳ偏光成分はセンサーレンズにより通常の単
一スポット光として、光変換素子上に結像されるのであ
る。

第３図は光磁気記録膜上の情報トラック内に記録された
情報磁区のエツジ上にスポット光５が入射している場合
を示している。入射光束１３上での電界ベクトルの方向
は先述の第２図の場合と同じであって、１６で示してい
る。スポット光５が入射する情報磁区はエツジ１７を境
に、符号１８．１９で示されるように、互いにその磁化
の方向が異なっている。入射スポット光５の波面の内、
磁化１８の影響を受ける領域５−１、磁化１９の影響を
受ける領域５−２とすると、領域５−１の光は磁化１８
による磁気カー効果を受け、反射光束２０の、この領域
に対応する部分の光２０−１は、先きの第２図と同じ方
向にカー回転を受け、その電界ベクトルは２１で示され
、このＳ偏光成分は２２で示される。一方、波面５−２
の光は磁化１９による磁気カー効果を受け、反射光束２
０の、この領域に対応する部分の光２〇−２は２０−１
とは反対方向へ偏光面を回転し、電界ペルトルは２３と
なり、そのＳ偏光成分は２４となる。

このＳ偏光成分２２．２４を比較するとわかるように、
その方向が逆になっている。換言すれば、反射光束２０
のＳ偏光成分位相分布は情報磁区エツジ１７を境に位相
がπ異なっているのである。

第４図は、第３図での波面のＳ偏光に対する結像関係を
示しており、同図では、光磁気記録膜に入射した光スポ
ット５は反射され、反射光束２０はその波面上、Ｓ偏光
成分について、２０−１と２０−２とが位相差πを有す
るものとなる。この光束が対物レンズ４を通過後センサ
ーレンズ１０により結像されると、この位相差により、
単一の光スポットとはならず、中心部にゼロを持つ振幅
分布２５となり、強度分布としては２６に示すように中
心部が暗い分布となる。この暗い中心部のサイズは、対
物レンズ４、センサレンズ１０からなる受光光学系の解
像力で決まるエアリイ・ディスクの大きさと略等しい。

第５図は、先きの第２図の場合におけるＳ偏光に対する
受光光学系による結像関係を示している。ここでは、第
２図で説明しているように、反射光束１５の波面上のＳ
偏光成分には位相差が存在しないから、通常の結像スポ
ットの光分布と同じ強度分布が形成される。

したがって、光電変換素子１１の受光面サイズをエアリ
イ・ディスクの大きさと略等しいものにして置けば、こ
の素子１１からの出力信号レベルを判定することで、投
光スポット内の情報磁区のエツジの存在、準存在が判定
できる。このように、上記実施例では、従来の光学系に
若干の変更に加えるだけで、精度よくエツジを検出でき
る。

この実施例では、投光ビーム内に情報ビットのエツジが
存在する場合には、光電変換素子からの出力がゼロとな
る。通常、信号処理では、エツジが存在する場合に出力
パルスが発生するのがよいから、この点を考慮して、次
のような実施例を実現するとよい。すなわち、本発明の
別の実施例として、第６図のような構成が提唱される。

ここでは、第１図におけるコリメータレンズ２の後に位
相板２８が設けられる。この位相板２８は、光軸を含む
直線２９により２つの領域２８−１．２８−２に分割さ
れていて、領域２８−１には屈折率ｎ、厚みＤの光学的
に透明な誘電体膜が設けられている。この厚みと屈折率
と半導体レーザからの光束の波長λとの間には２π（ｎ、−＝１）　　・Ｄ／λ＝π なる関係がある。したがって、投光光束は、この２つの
領域に対応し波面だ上で互いにπの位相差を有している
。

この位相板を透過した光束は、第１の偏光ビームスプリ
ッタ−３を透過し、対物レンズ４により結像されるが、
この場合には情報トラック６上の１２投光スポットの中に位相板２８による位相差πが存在す
ることになる。

第７図は、第６図の投光スポット５が１つの情報磁区３
０の上に存在する場合を示している。ここでは、投光光
束中に位相板により与えられた位相差が存在するため、
位相板の領域２８−１．２８−２に対応して投光光束３
１の３１−１．３１−２の間には位相差πが存在する。

したがって、３１−１での電界ベクトルを３２のように
示すと、波面３１−２の電界ベクトルは３３のように示
される。投光スポット５の波面上にも、この投光波面の
位相差が存在し、波面５−１．５−２の間には位相差π
が存在する。したがって１つの情報磁区３０により反射
され、磁気カー効果を受けた光束３４以上にも、この位
相差が存在し、波面３４−１．３４−２の電界ベクトル
はそれぞれ３５．３７のように示すことができる。これ
らのＳ偏光成分は３６．３８のようになり、互いに位相
差πが存在する。

第８図は、投光スポット５内に情報磁区３９．４０のエ
ツジ４１が存在する場合を示している。

ここでは投光波面３１−１．３１−２の波面上での電界
ベクトルを、先述の第７図の場合と同様に表現している
。第８図において、投光スポット５−１での磁化は第７
図と同様であり、同じような磁気カー効果を受け、これ
からの反射波面４２−１での電界ベクトルは第７図と同
じように表現でき、３５となり、そのＳ偏光成分は３６
となるこれに対して、投光スポット５−２では、磁化の
向きが異なるため、反射波面４２−２の電界ベクトルは
４３で示すようになる。このＳ偏光成分は４４となる。

したがって、第６図に示す実施例では、投光スポット内
に存在する位相差πにより、第１の実施例の場合とは逆
に、投光スポット内に情報磁区のエツジが存在する場合
に、反射波面上のＳ偏光成分の位相差がない状態となる
。したがって、受光光学系での結像作用により作られる
光電変換素子上でのスポット光の強度分布が第５図によ
るものと同じになる。

この第２の実施例では、投光ビーム上に位相差が付与さ
れているので、投光スポットサイズが第１の実施例に比
較して太き（なるが、投光スポット内に情報磁区エツジ
が存在する場合に、光電変換素子から大きな出力信号が
発生するようにできる。

投光スポットサイズを小さくして解像力を維持する点を
配慮したのが、第３の実施例である。これは第９図に示
されている。ここで、符号４５は受光光学系内に設けら
れた位相板である。該位相板４５は受光光学系の光軸を
含んで情報トラック方向と直交する方向の境界線４６に
より、２つの領域４５−１．４５−２に分けられ、各々
の領域を通過する光束に対して互いにπの位相差を与え
るような位相膜を備えている。すなわち、第６図に示す
位相板２８と同様な部材である。

この実施例においては、投光ビームは先の第１図と同様
であり、情報磁区からの反射光束上の位相差も、第２図
、第３図と同様であるが、受光光学系に位相板４５が設
けられているから、情報エツジからの反射光束が光電変
換素子に結像される途中、受光光学系においてその反射
光束の波面上の位相差が補償され、結像スポット光が通
常のスポット光強度分布を有するものとなる。換言すれ
ば、投光スポット光の光軸上に情報磁区エツジが存在す
る場合に、反射光束は通常の光スポットのような単一強
度ピークを有する光スポットとなり、先の第２の実施例
と同様な出力が得られる。

しかも、ここでは、第２実施例の場合のように、投光光
学系内に投光光束波面を分割するような光学素子を設け
ていない。このため、情報トラック上に投光される光ス
ポツトサイズは大きくならないから、情報読み取りの解
像力は低下しない。

なお、上記説明では、光電変換素子の受光面上にスポッ
ト像が結像されるとしているが、この場合には、受光面
上での場所による感度ムラを生じるおそれがあるから、
例えば、光電変換素子の受光面を結像面から、わずかに
デフォーカスさせた位置にするような対策を講じるとよ
い。

　５６（発明の効果）本発明は、以上詳述したようになり、光磁気記録膜によ
って生じる磁気カー効果のＳ偏光成分を用いて、従来の
光磁気ヘッドの構造を複雑化させることなく、光精度に
情報磁区のエツジを検出できるという効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示す斜視図、
第６図ないし第８図は本発明の他の実施例を示す斜視図
、第９図は第３の実施例を示す斜視図である。１・・・半導体レーザ２・・・コリメークレンズ３・・・偏光ビームスプリッタ４・・・対物レンズ　　　　５・・・投光スポット６・
・・情報トラック　　　７・・・案内溝８・・・偏光ビ
ームスプリッタ９・・・透過波面　　　　　１０・・・センサレンズ１
１・・・光電変換素子丁−粘に　打ロ　ロ己　書・１ε成　２年　５月２３日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体レーザからの光束を投光光学系により、対
物レンズを介して微小スポットとして情報記録面上に設
けた情報トラックに導き、また、前記情報記録面からの
反射光または透過光を前記対物レンズを介して受光光学
系により光検出器に導き、前記情報記録面上に記録され
た情報を光学的に読み取る光学的情報記録再生方式にお
いて、前記光検出器は前記受光光学系の光軸上に設けら
れかつ該受光光学系の解像力で決まるエアリィ・ディス
クサイズとほぼ等しい有効受光面を具備しており、前記
反射光または透過光の偏光成分の内、磁気光学効果によ
り新たに発生した偏光成分のみを、前記受光光学系を介
して上記受光面上に光スポットとして結像させ、前記光
検出器の信号出力から、前記情報トラック上に記録され
た情報磁区のエッジを検出するようにしたことを特徴と
する光学的情報記録再生方式。
（２）前記投光スポット光は、これを形成する光束が、
光軸を含むように情報トラック方向と直交する境界線で
二分割され、各々の領域を通過する光束に対し互いにπ
の位相差を与える光学フィルターによって形成される請
求項１に記載される光学的情報記録再生方式。
（３）情報記録面からの反射光あるいは透過光は、受光
光学系内で、その光軸を含むように情報トラック方向と
直交する境界線で二分割され、各々の領域を通過する光
束に対して互いにπの位相差を与える光学フィルターに
よって形成される請求項１に記載の光学的情報記録再生
方式。