JPH04123341A - 光磁気ディスク記録再生方式 - 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、光磁気ディスク装置にかかわり、特に情報の
高密度記録再生方式に関する。

〔従来の技術〕

光磁気ディスクは、従来の磁気ディスクに較べ、情報の
高密度記録が可能な記録媒体として知られている。光磁
気ディスクの記録方式には、光変調記録方式と磁界変調
記録方式がある。

光変調記録方式においては、情報の記録を、−定強度の
磁界を磁化膜に外部から印加しておき、記録情報に対応
させて、磁化膜上に照射するレーザ光強度を変調するこ
とにより行なう。すなわち、磁化膜の温度をキュリー点
以上に一旦上昇させ、初期化処理によって一方向に磁化
されていた磁化膜の磁化方向を、磁化膜の温度がキュリ
ー点以下に下がって来るときに、印加していた外部磁界
によって変える。

この記録方式では、記録された磁化ドメインの大きさは
、レーザ光スポットによって照射された磁化膜の、キュ
リー点以上に到達した領域の大きさによって決まる。照
射光量の変動に対しても、安定して磁化ドメインの形成
を行なうためには、それ以上照射光量を増しても、形成
される磁化ドメインの大きさが変わらない飽和領域を使
用する必要がある。一方、高密度に情報を記録するため
には、小さな磁化ドメインを形成する必要があるが、レ
ーザ光スポット径を小さくできない場合は、レーザ光の
照射光量を小さくし、未飽和領域を使用せねばならず、
安定記録に問題がある。

磁界変調記録方式においては、第４図（Ａ）に示される
ように、情報の記録に際して、一定強度の記録光ビーム
を、記録レンズ５４により細く収束し、基板５２を通し
て基板上の磁性膜５１に照射しながら、記録情報に対応
させて、磁気ヘッド５０に加えられる電流の方向を変調
し、磁性膜に印加する外部磁界Ｈの方向を変える。磁性
膜５１は、ガラス、ポリカーボネート樹脂などの透明な
光デイスク基板５２上に形成され、光ディスクを構成し
ている。

磁性膜はＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏを代表とした、非晶質磁性膜
である。磁性膜上に更に保護膜が形成されるが、図では
省かれている。また磁性膜は多層膜構成とされるが、図
では一層膜で代表する。光ディスクは使用前に、初期化
処理によって、磁化の方向を一方向にそろえである。図
では下向きの矢印で初期磁化の方向を示している。ここ
では光ディスクは右から左に動いている。

第５図は磁性膜の磁化の大きさＭの絶対値の、温度Ｔへ
の依存性を示す。Ｔｃはキュリー温度である０図は補償
温度が室温より低い場合をしめす。

記録光ビームの照射による膜温度の上昇と共に。

磁化の大きさは低下し、キュリー点以上で消滅する。保
磁力も同じ様にキュリー点以上でＯとなる。

この特性を用いることにより、保磁力の大きな磁性膜に
、弱い磁界を印加して、保磁力に抗して記録ドメインを
形成することができる。膜温度が再び下降し、磁化が出
現する過程で、膜の磁化方向は外部磁界にそろえられ、
記録が行なわれる。

第４図（Ｂ）に示されるごとく、磁性膜が、光ディスク
の回転によって、時間の経過とともに記録光ビームスポ
ット２から離れるにつれ、磁性膜温度は下降するので、
三日月状の、特有な形状の記録ドメイン１が形成される
。

記録すべきデータに従って、磁性膜に印加する磁界方向
は変えられる。第４図（Ａ）では、上向きの矢印で表さ
れる記録磁界Ｈが今かけられている。上述したように、
ディスクが記録光ビームスポット２から離れるにつれて
、三日月状の記録ドメイン１が記録データに従って形成
されていく。

小さな磁化ドメインの形成には、磁界変調記録方式では
外部磁界の方向を変える時間間隔を狭めればよい、すな
わち、磁界の変調周波数を高くすればよく、記録の安定
性には問題はない。従って、高密度記録の観点からみる
と、プロシーディングズ・オン・インターナショナル・
シンポジウム・オン・オプティカル・メモリー、　　１
４９　（１９８７年）（Ｐｒｏｃ、Ｉｎｔ、　Ｓｙｍｐ
、ｏｎ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｍｅｍｏｒｙ、　　１９８７
　。

Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉ
ｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、　ＶｏＱ。

２６　、１４９　（１９８７）　Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ
　２６−４　）に述べられているように、高い外部磁界
変調周波数の実現という技術課題はあるものの、磁界変
調記録方式のほうが適している。

〔発明が解決しようとした課題〕

上記従来の磁界変調記録方式においては、情報の記録を
高密度に行なうことは可能であっても、記録された情報
を読みだす再生光スポットの大きさが大きく、複数の記
録された磁化ドメインに、再生光スポットが同時に当た
るため、個々の磁化ドメインを読みだすことはできなか
った。

従って、従来は、第６図に示すように、はぼ再生光スポ
ット径３に相当する間隔をあけて１個の記録ドメイン１
′が配列するように記録せざるをえなかった。

本発明の目的は、高密度記録再生が可能な光磁気ディス
ク記録再生方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においては。

磁界変調記録方式の、安定に高密度記録可能な特徴を用
いて、磁化ドメインを形成する方法、および読みだした
アナログ電圧波形から再生信号を得る信号処理方法を考
案し、大きな再生光スポットによっても高密度記録再生
を可能とした。

〔作用〕

第１図に本発明の記録方式によって形成された磁化ドメ
イン、すなわち記録ドメイン１と光スポット２，３の関
係を示す。ここでは簡単のため、案内溝などのトラッキ
ングガイドは省略されている。わかりやすくするため、
ここでは記録媒体は静止し、光スポットが矢印の方向に
移動していくとした。

図に示されるように、３個の記録ドメインがひとつの光
スポット径に収まる間隔（この例ではこれが記録ブロッ
クとなっている）に記録されている。そして、光スポッ
ト径、ここでは光スポット分布をガウス分布と仮定し、
光強度がピーク値の１／ｅ２の部分の径とした、に相当
する間隔を空けて１次の記録ブロックに記録ドメインの
形成が行なわれる。ブロックとブロックの間は、光スポ
ット径だけ離れているために、再生光信号はブロック間
では分離し、相互の干渉はない。

第２図に、再生光スポットがトラックに沿って、記録ブ
ロック上を移動したときの、記録ブロック内の記録ドメ
インの記録状態と信号光強度の関係を示す。縦軸は信号
光強度工、横軸は記録ブロック径、ここでは再生光スポ
ット径に等しくしている、を１とし、記録ブロックの中
心をＯとしたときの、移動していく再生光スポット中心
位置である。記録ドメインは、第３図に示されるように
、記録ブロック径の１７３の間隔で形成する場合を示す
。この間隔がこの例の場合は基準間隔、すなわち記録ド
メインの最短記録間隔、である。基準間隔は、次回にも
示すように、再生光スポットが記録ブロック上を走査し
たときに、記録ドメインによる信号光に、十分区別しう
る変化の生ずるように選ばねばならない。

第２図中の曲線は、１００が第３図の記録ドメインＡ、
Ｂ、Ｃすべてが存在するとき、１０１が記録ドメインＢ
、Ｃが存在するとき、１０２が記録ドメインＡ、Ｂが存
在するとき、１０３が記録ドメインＣのみの場合、１０
４が記録ドメインＡ。

Ｃが存在するとき、１０５が記録ドメインＡのみの場合
、１０６が記録ドメインＢのみの場合である。再生光強
度はふたつのグループに分がれ、連続した記録ドメイン
が存在する場合は光強度が大きく、連続していない場合
は、ふたつの記録ドメインが存在しても、光強度は小さ
い。従って、図中、レベル１．レベル２と記したふたつ
の閾値を設けることにより、記録ドメインの分布パター
ンを分離することが可能となり、以下に示すようにこれ
を信号の再生処理に適用することにより、正しく信号を
読みだすことが可能となる。

第７，８図に本発明による信号の読みだし法を示す。

第７図は、情報が記録ドメイン１として記録されている
トラック５を、案内溝４によって案内された光スポット
２が、走査し、情報を読みだしている状態を示す。光ス
ポット２の大きさは、はぼトラックピッチに等しい、記
録ドメインは、第７図の例では、光スポット内に３個形
成可能である。

光スポット径に対応する大きさの領域を１ブロツクとし
たと、１ブロツクおきに基準間隔毎に設けられた基準位
置に、記録すべきデータにしたがって、記録ドメインを
記録する。基準位置はユーザデータエリア内に、基準間
隔毎に連続して設けられる基準クロック点のうち、記録
ブロック内に存在するものである。

第７図のように記録された記録ドメインの、本発明によ
る信号再生の様子を、第８図に示す。図（ａ）〜（ｄ）
の横軸は共通で、図（ｄ）に示され。

−目盛が基準間隔に対応する基準クロック間隔である。

図（ａ）は記録ドメインの検出信号である。連続して記
録された２個以上の記録ドメインからの信号振幅は、連
続していない記録ドメインからの信号振幅に沈入、明ら
かに大きく、図中に示されたレベル１、レベル２のふた
つの閾値によって弁別可能であることがわかる。図（ｂ
）には信号検出用ゲート信号を示す。ゲート信号は、記
録ブロック内の基準クロック信号から生成され、これを
用いて、（ａ）の検出信号をサンプリングする。

図（ｃ）は、閾値レベル２を超え、ゲート信号によって
サンプリングされた検出信号をデジタル化した信号２で
あり、上述した如く、連続して記録ドメインが存在する
ときのみ、Ｏでない信号が得られる。図（ｄ）は、同じ
く閾値レベル１を超え、ゲート信号によってサンプリン
グされた検出信号のデジタル化信号１である。

信号１は、記録ブロックの両端にのみ記録ドメインが書
かれている場合は、記録ドメインに対応せず、ブロック
内の全ての基準位置に記録ドメインが存在している場合
と同じ信号となる。信号１で、Ｏでない信号が３個連続
する場合は、信号２においてもＯでない信号が３個連続
するときのみ、ブロック内の全ての基準位置に記録ドメ
インが存在し、信号２がそれ以外の場合は、記録ブロッ
クの両端にのみ記録ドメインが書かれている、と認識す
るように信号の処理を行なえば、正しく信号の読みたし
ができる。

〔実施例〕

第１０図は、本発明の一実施例である。これは信号の記
録およびアナログ信号検出に関するものである。制御信
号により、半導体レーザ２１から、一定のレーザ光出力
が得られるようレーザ駆動回路２０は制御される。半導
体レーザ２１からの記録再生光ビームは、コリメートレ
ンズ２２により、平行光にされたのち、ビームスプリッ
タ−２３゜トラッキング用ガルバノミラ−２４をへて、
記録レンズ２６により収束され、光デイスク２８上の磁
性膜４１に入射する。光ディスクはスピンドルモータ２
７により回転する。磁性膜上のトラックに記録再生光ビ
ームが焦点を結ぶように、ガルバノミラ−２４および記
録レンズ２６の駆動手段２５は、焦点およびトラッキン
グサーボ回路４２によって制御される。制御用信号は、
磁性膜からの反射光を、ビームスプリッタ−２３，３１
を介して、回路４２により検出、生成する。これらの検
出法は、公知の方法が多数ある。

光ディスクの記録レンズと反対側に、磁気ヘッド２９が
あり、データの記録時には、磁気ヘッド駆動回路３０を
介して、記録信号に応じた磁界を磁性膜に印加する。

本発明においては、すでに述へたように、信号を再生す
るためには、磁化ドメインがディスク上の基準位置のい
ずれかに形成されている必要があり、記録信号は、基準
間隔とディスク回転速度から決まる基準クロックに同期
している必要がある。

公知のサンプルドサーボ方式光ディスクのように。

光ディスクにクロック信号を凹凸マークとして埋め込み
、これを検品し、基準クロックを同期させ、これに記録
信号を同期させる方法を用いることが出来る。これには
、磁性膜からの反射光を、前と同様ビームスプリッタ−
２３，３１を介し、クロック信号発生回路１４により、
検出、生成する。

生成された基準クロックを用いて、記録信号変調回路４
０により、記録信号は基準クロックに同期しかつ記録ブ
ロック内でのみ存在する信号に変換され、磁気ヘッド駆
動回路に入力し、記録磁界を生成する。記録ブロックの
空間的サイズは、記録再生光スポット径にほぼ等しいこ
とが望ましい。

また本発明は、記録ブロック２個分を１単位としたこと
が好適であり、基準クロック間隔は、記録ブロック２個
分の整数分の１であることが望ましい。

一方、記録されたデータは、記録ドメインからの反射光
の偏光状態を検出することによって検出される。ビーム
スプリッタ−２３，３１を経た反射光は、１７４波長板
３２、偏光ビームスプリッタ−３３により、２本の光ビ
ームに分けられ、それぞれレンズ３４．３６を通して光
検出器３５゜３７によりその強度が電気信号として検出
される。

検出されたふたつの電気信号の差を、回路３８で取るこ
とによって、記録ドメインの再生アナログ光磁気（ＭＯ
）信号かえられる。

第９図は本発明の別の実施例である。これは第１０図の
方法により検出されたアナログＭＯ信号から、再生信号
を得る例である。検出されたアナログＭＯ信号は、二分
され、比較、ゲート回路１０．１１に入る。クロック信
号発生回路１４から生成された基準クロック信号は、ゲ
ート信号発生回路１５に入り、遅延時間、ゲート時間が
調整され、第８図（ｂ）に示されるゲート信号に変換さ
れた後、比較、ゲート回路１０．１１に入る。

このゲート信号によってサンプリングされたアナログＭ
Ｏ信号を、更に基準電圧発生回路１２゜１３からの、閾
値、レベル１．レベル２に相当する基準電圧と比較し、
閾値以上のときは、０でない信号１および信号２を出力
する。これら信号１゜信号２はメモリー１６、メモリー
１７にいったん格納された後、記録ブロック単位に読み
だされ、弁別、論理処理回路１８によって処理され、再
生信号となる。

弁別、論理処理は、第８図で述べたように、１ブロツク
内に連続して信号１．信号２ともに３個の０でない信号
があるときのみ、３個の信号の存在を認め、信号１のみ
が３個の０でない信号を持つときは、１ブロツクの両端
にのみ２個の信号の存在を認め、それ以外の場合は、信
号１をそのまま信号と認めるものである。実際の回路は
図示していないが、公知の技術で容易に実現できるもの
である。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、磁界変調記録方
式の、記録光スポット径が大きくとも、高密度で安定に
記録ドメインの形成が出来る特長を利用して、再生光ス
ポット径を小さくしなくとも、高密度に記録されたデー
タの再生が可能となり、光スポット径を小さくするため
の、短波長光源や記録方式の開発を待たずに、高密度情
報ファイル装置の実現が可能となる。また、本方式は、
一種の多値記録であり、磁界変調記録方式が本質的にオ
ーバーライド可能な方式であることと相まって、光ディ
スクの回転速度を上げることなく、データの記録、再生
速度、すなわちファイルのデータ転送速度を高めること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の原理説明図、第４図。 第６図は従来の磁界変調記録方式原理説明図、第５図は
記録ドメインの形成の原理説明図、第７図〜第８図は本
発明による信号再生法の原理説明図、第９図〜第１０図
は本発明の実施例の装置構成を示すブロック図である。 １・・・記録ドメイン、２．３・・・光スポット、４・
・・案内溝、５・・・トラック、１４・・クロック信号
発生回路、２３．３１・・・ビームスプリッタ−５２９
・・・磁気ヘッド、３３・・・偏光ビームスプリッタ−
１３５゜■ ロ トフッ７万藺 ６型智ｔ・ 蔓 図 光スオＪヮト中ＩＧ４文１１ ■ ■ 猶 図 Ｃ 策 図 η 図 蓼今藺（け克スケール） ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、垂直磁化膜の磁化方向のちがいによって情報を記録
   し、磁化膜の磁化方向のちがいによって生ずる磁気光学
   効果の差を、光強度の差として検出して、情報の再生を
   行なう光磁気ディスクにおいて、ディスクの垂直磁化膜
   上に記録ブロックを設け、この記録ブロック径内に、複
   数個の情報に対応した複数個の磁化反転領域が存在する
   ように情報を記録し、信号の再生に際しては、２個以上
   の閾値を設けることを特徴とした光磁気ディスク記録再
   生方式。 ２、上記の記録ブロック径は、記録再生用光ビームの磁
   化膜上の光スポット径に、おおよそ等しく、記録ブロッ
   クは、ユーザデータエリア内に、記録トラックに沿って
   、互いに記録ブロック径に等しい間隔をへだてて連続し
   て存在することを特徴とした光磁気ディスク記録再生方
   式。 ３、上記の情報記録方式は、ディスクの磁化膜の温度が
   、垂直磁化膜のキュリー温度以上に達するように、時間
   的に連続的に磁化膜に光を照射しながら、情報信号に対
   応して磁化膜への印加磁界の方向を変えることによって
   、磁化反転領域を形成することを特徴とした光磁気ディ
   スク記録再生方式。 ４、請求項３記載の方式において、印加磁界の方向を、
   記録ブロック内の磁化膜上の基準位置のうち、記録する
   情報信号に応じて、そのいずれかに記録ドメインが存在
   するように、変調することを特徴とした光磁気ディスク
   記録再生方式。 ５、請求項４記載の方式において、磁化膜上の基準位置
   は、螺旋状あるいは同心円状記録トラックに沿って、ト
   ラック方向に一定間隔で配置された基準クロック点のな
   かから、記録ブロック径内に存在する基準クロック点か
   ら構成されることを特徴とした光磁気ディスク記録再生
   方式。 ６、上記の信号の再生において、上記基準位置に対応し
   たタイミングで、信号光を電気信号として順次検出し、
   この信号を、あらかじめ設定された複数個の閾値電圧と
   比較し、比較結果を論理処理することにより信号再生す
   ることを特徴とした請求項４もしくは５記載の光磁気デ
   ィスク記録再生方式。