JPH04153933A - 光磁気記録装置 - 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、磁界変調方式の光磁気記録装置において、特
に記録媒体の面振れなどによる磁界強度の変動を防止し
て記録特性を向上させるために設けられる磁界制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来光磁気記録装置で信号の重ね書きを実現する手段と
して、記録媒体に一定の光ビームを照射すると共に記録
信号によって変調された外部磁界を付与する磁界変調方
式が注目を集めている。

磁界変調方式では、２０００　ｅ程度の高い磁界強度と
共に、数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚ程度の高い磁界変調周波
数が必要である。このため磁気ヘッドを小型化し記録媒
体にできるだけ近づけて記録位置での磁界強度を上げる
手法が考えられる。

しかし、光磁気ディスクに代表されるような光磁気記録
媒体は、製作上の誤差や経時変化などによる反りで回転
中に面振れを起こしやすく、上記のように磁気ヘッドを
記録位置に近づけるとヘッド先端が記録媒体面に当たり
記録面が傷ついたりヘッドが破損するなどの不具合を生
じる。また、磁気ヘッドを記録媒体に当たらないように
離しても記録媒体の回転により磁気ヘッドと記録媒体と
の間隔が変動すると、記録位置での磁界強度が変動し、
良好な記録特性が得られなくなる。

このような問題を解決するために、記録媒体の面振れに
同期させて磁気ヘットを動かし、常に磁気ヘッドと記録
媒体との間隔を一定に保つ制御手段が必要となり、いく
つかの方法が提案されている。例えば、特開昭６３−１
３８５４７号公報には、記録媒体上に記録用の光スポッ
トを正しく照射するため、ディスクの面振れに応じて対
物レンズを光軸方向に変位させるフォーカスサーボ信号
を用い。

この信号にもとづいて磁気ヘッドを変位させる方法が開
示されている。また特開平１−２５１３５９号公報には
、記録媒体をはさむ形態で光ヘッドと相対する位置に記
録媒体の面振れ量を光学的に検出する機構を設ける方法
が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術のうち前者は、フォーカスサーボ
信号に従って光ヘッドの対物レンズを駆動するフォーカ
スアクチュエータと、磁気ヘッドを駆動するフォーカス
アクチュエータの駆動特性を厳密に一致させねばならず
実用面で問題がある。

また後者は非接触で記録媒体の面振れ量を直接検知する
ことができるが、例えば、記録媒体の裏面（面捩れ検出
機構に対向している面）にラベルを貼られた場合など、
裏面の光学的反射率を著しく変化させるものは、面振れ
信号の検出ができなくなるという問題がある。さらに同
様の面振れ検出機構を記録媒体の表側（光ヘッドが設け
られている側）に設けた場合には、ケースに記録媒体を
収納するタイプでは面振れ検出用の光ビームが記録媒体
に入射するスペースを確保できないため検出が困難にな
る。

本発明の目的は、上記のように記録媒体の裏面にラベル
が貼られた場合や、記録媒体がケースに収納された場合
にも記録媒体の面振れ量検出を良好に行なうための光磁
気記録装置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、本発明では、記録用レーザ
光スポットと同様に、光ヘッドの対物レンズを経て、か
つその記録用レーザ光スポットに対して、光軸方向に所
定距離だけずれた位置に集光する面振れ検品用光束を記
録媒体上に照射し、その光束の記録媒体からの反射光の
集光状態の変化すなわち集光点の光軸方向位置の変化を
光学的手段を用いて記録用レーザ光スポットの反射光と
は独立に検出する光学的手段を設けた。

また、面振れ検出用光束と記録用レーザ光束の光利用効
率を確保するため、両光束の波長を互いに異ならせて、
かつ両光束を合成して対物レンズに導く光学素子として
、一方の光束の波長に対しては光透過率が高く、他方の
光束の波長に対しては光反射率が高くなるような波長選
択性フィルタを設けた。

さらに、上記したような面振れ検出用の光学的手段を設
けたことによって光磁気記録装置が大型化することを防
ぐため、面振れ検出用光束と記録用レーザ光束を合成し
て対物レンズに導くための光学素子として、曲線または
直線状の格子パターンをもつ回折格子を設けた。

さらにまた、前述と同様、光磁気記録装置の大型化を防
ぐ目的で、記録媒体を反射した面振れ検出用光束を光検
出器に導くための光学素子として曲線または直線状の格
子パターンをもつ回折格子を設けた。

〔作用〕

記録用レーザ光の光スポットは従来の光磁気記録装置と
同様に対物レンズに設けられたフォーカスサーボ機構に
よりフォーカス制御がなされている。すなわち、記録媒
体が面振れによって上下動すると、ディスクを反射した
記録用レーザ光から検出される所定のフォーカスサーボ
信号に基づいて、対物レンズも上下に変位し、常に記録
媒体と対物レンズ間の距離が一定に保たれている。一方
、記録用光スポットに対して光軸方向にずれた位置に集
光する状態すなわちデフォーカス状態で記録媒体に照射
する面振れ検出用の光束は、記録媒体を反射して再び対
物レンズを経て光検出器に入射する際に、記録媒体の面
振れに伴う対物レンズの変位に応じ、その集光状態が変
化する。

したがって、この集光状態の変化を例えば記録用光スポ
ットに用いられているフォーカスサーボ信号の検出手段
と同様の光学的手段（例えば非点収差方式など）で検出
することによって、対物レンズの変位量すなわち記録媒
体の面振れ量を検出することができる。そして、この検
出信号により、磁気ヘッドを光軸方向に変位させるため
に設けた磁気へラドアクチュエータにフィードバックし
て、磁気ヘッドの位置を制御することにより、磁気ヘッ
ドと記録媒体の位置を一定に保ち、記録媒体の記録位置
における外部磁界を常に一定に保つことができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図において、１は記録用の半導体レーザ光源、２は
コリメートレンズ、３は偏光子、４は立ち上げミラー、
５は対物レンズ、６は円盤状の光磁気記録媒体（以下、
簡単のため光磁気ディスクと記す。）である。半導体レ
ーザ光源１を発した記録用レーザ光束は図中の破線であ
られされる光路をたどり、コリメートレンズ２で平行光
束に変換された後、偏光子３、立ち上げミラー４を経て
、対物レンズ５により光磁気ディスク６に集光される。

さらに、光磁気ディスク６を反射した記録用レーザ光は
、再び対物レンズ５、立ち上げミラー４を経て偏光子３
を反射し、ＭＯ倍信号サーボ信号検出系１００に入射す
る。このＭＯ倍信号サーボ信号検出系１００では、所定
の光学系および回路系が設けら九光磁気ディスク６に記
録された光磁気信号（ＭＯ倍信号および対物レンズの光
軸方向位置を制御するためのフォーカスサーボ信号が検
出される。検出されたフォーカスサーボ信号は対物レン
ズアクチュエータ１５０に供給され、この信号に応じて
対物レンズが上下に変位する。これにより、光磁気ディ
スク６が面振れにより上下に変位した場合にも常に記録
用レーザ光が光磁気ディスク６の記録面に正しく集光さ
れる。また光磁気ディスク６の上部には光磁気記録に必
要な外部磁界を印加するための磁気ヘッド５０が設けら
れている。以上の構成は、従来公知の光磁気記録装置と
全く同様であるので、詳細な説明は省略する。

またＭＯ倍信号サーボ信号検出系１００で検出されるサ
ーボ信号としては、図中にしめしたフォーカスサーボ信
号以外に、記録用レーザ光スポットを光磁気ディスク６
の所定の記録トラック上に正しく照射するために用いら
れるトラッキングサーボ信号があるが、本発明と直接関
係ないので以下の実施例では省略する。

一方第１図の実施例では、半導体レーザもしくは、ＬＥ
Ｄからなる光源１０、ハーフミラ−１１、ビームスプリ
ッタ１２、集光レンズ１３．４分割光検出器１４および
面振れ信号検出回路２００によって、本発明の面振れ検
出手段が構成されている。光源１０を発した面振れ検出
用光束（図中では実線でしめす。）は、ハーフミラ−１
１およびビームスプリッタ１２を反射し、記録用レーザ
光束と同様の光路をたどり、立ち上げミラー４を経て、
光束３００となって対物レンズ５に入射し、光磁気ディ
スク６上に照射される。このとき光束３００は記録用レ
ーザ光束と異なり発散光束となっているため、光磁気デ
ィスク６上には、デフォーカスした光スポットが照射さ
れる。さらに光磁気ディスク６を反射した面振れ検出用
光束３００は、再度対物レンズを経て発散光束３０１と
なり、往路と同様の光路を通ってハーフミラ−１１に再
度入射する。このハーフミラ−１１を透過した光束３０
１は集光レンズ１３によって集光され、光束３０２とな
って４分割光検出＠１４に入射し、光スポット３０３を
形成する。

上述したような構成で光磁気ディスク６にデフォーカス
した光スポットを照射した場合、光磁気ディスク６が面
振れによって上下動し、かつそれに追従して対物レンズ
５が上下に変位すると、光［１０と対物レンズ５あるい
は４分割光検出器１４と対物レンズ５の間隔が変化し、
４分割光検出器１４に入射する光束３０２の集光状態が
変化する。すなわち光束３０２の集光点の位置が光軸方
向に変位する。本発明の面振れ検出方法は、この現象を
利用したものである。

第２図は、光磁気ディスクの面振れによる反射光束の集
光状態変化の説明図である。すなわち、第１図の実施例
における面振れ検出用光束のうち、光磁気ディスク６を
反射し４分割光検出器１４に入射する光束３０１および
３０２のみを示したものでビームスプリッタＩ２と立ち
上げミラー４を省略して光束３０１．３０２が通る光路
を直線状に書き直した図である。

今、光磁気ディスク６が中立位置にある場合。

第２図（ａ）にしめすように、焦点距離ｆｌｌ＋の対物
レンズ５と焦点距１１１ｆｄの集光レンズ１３間の間隔
をＬｌ、光磁気ディスク６上の面振れ検出用光スポット
のデフォーカス量（ディスク６と仮想集光点Ｐまでの距
離）をδｄとすると、集光レンズ１３から反射光束３０
２の集光点Ｑまでの距離Ｌ２は次式のように表わされる
。

次に、第２図（ｂ）にしめすように、光磁気ディスク６
が中立位置からδＬだけ変位し、かつそれに追従して対
物レンズ５が同様にδＬだけ変位した場合、反射光束３
０２の集光点はＱからＱ′に変位する。集光レンズ１３
からこのＱ′までの距離Ｌ２′は、（１）式でしめした
Ｌ□をＬ□＋δＬとすることにより次式のように表わさ
れる。

（実際はデフォーカス量δｄも変化するが変化量は微小
であり無視できる。） すなわち、光磁気ディスクの面振れ量δＬによって、反
射光束３０２の集光点は次式であられされるΔだけ変位
する。

（３）式から明らかなように。

反射光束３０２ の集光点Ｑは、光磁気ディスク６の面振わに応じてその
面振れ量δＬにほぼ比例した距離だけ変位する。またそ
の比例定数は、ディスク上のデフォーカス量δｄに依存
する。そこで、この集光点Ｑの移動すなわに反射光束３
０２の集光状態の変化を検出することにより、光磁気デ
ィスク６の面振れを検出することができる。

なお、反射光束３０２の集光状態の変化を検出する光学
的方法としては、従来の光磁気記録装置において、光デ
ィスクの記録面上に光スポットが正しく集光されるよう
に対物レンズを光軸方向に動して光スポットの光軸方向
位置を制御する言ゎゆるフォーカスサーボ制御方法（例
えば、非点収差方式、光束面積比較方式、ナイフエッチ
方式などの公知の光学的方法）と全く同様の手段を用い
ることができる。

例えば、第１図および第２図に示した実施例では反射光
束３０１が光軸に対して傾斜して配置された平行平板状
のハーフミラ−１１を透過することにより所定の非点収
差が発生することを利用し、非点収差方式によって反射
光束３０２の集光状態の変化を検出している。すなわち
、第３図に示すように、面振れ信号検出回路２００内に
加算回路２０１ａ、２０１ｂ、減算回路２０２を設けて
４分割光検出器１４の各検出面１，２，３．４の８力か
ら（１＋３）−（２＋４）の演算を行ない、その８力信
号を面振れ信号としている。二のような検出系を設ける
と、前述したようしこ第２図の反射光束３０２に所定の
非点収差が与えられているために、ディスクの面振れに
よって反射光束３０２の集光状態が変化するとそれに合
わせて第３図の光検出鉛工４の検品面上の光スポット３
０３が図の（ａ）〜（Ｃ）のように変化し、それに伴い
演算後の検出信号（１＋３）−（２＋４）は、第４図に
示すようなＳ字信号になる。したがってこのようなＳ字
信号からディスク面振れの方向と面振れ量を検出するこ
とができる。そこでこの面振れ信号をもとに第１図の磁
気へラドアクチュエータ駆動回路２１０を経て、磁気ヘ
ッド５０に設けられた磁気へラドアクチュエータ２５０
を開動し、磁気ヘッド５０を上下方向（光軸方向）に位
置制御することにより、光磁気ディスク６に面振れが発
生した場合にも常にディスクと磁気ヘッドの間隔を一定
に保持することができる。

なお、第１図の実施例において、記録用レーザ光の波長
を１０９面振れ検出用光束の波長をλ２（≠λ□）とし
、ビームスプリッタ１２として例えば第５図に示すよう
に波長λ１の光に対しては透過率が高く波長λ２の光に
対しては反射率が高くなるような波長選択性をもつ光学
フィルタ登用いることにより、各光束に対する光利用効
率を低下させることなく磁気ヘッドの位置制御をおこな
うことができる。

第６図は、本発明の他の一実施例を示した光磁気記録装
置の構成図である。図中の構成部品の内、第１図の実施
例と同一の部品には同一の記号を符し説明を省略する。

第６図の実施例では、記録用のレーザ光束４００と光磁
気ディスクの面振れ検出用の光束３００の両者を合成し
て、この合成光を対物レンズに導く光学素子に曲線また
は直線状の格子パターンを持つ回折格子１７を設けてい
る。回折格子１７に入射した記録用レーザ光束４００の
うち、回折されない０次光は、そのまま直進して偏光子
３および立上げミラー４を経て対物レンズ５に入射する
。一方、光源１０を発した面振れ検出用光束３００は、
回折格子１７で回折され、その１次回折光は光路を曲げ
られて記録用レーザ光束４００と同一の光路を経て、対
物レンズ５に導かれる。このように回折格子１７を２光
束の合成用に用いることにより装置の小型化を実現する
ことができる。

なお、第６図の実施例では、第１図の実施例の場合と異
なり、面振れ検出用光束３００が周速状態で対物レンズ
５に入射する。しかしこのような場合でも第１図の実施
例の場合と全く同様の原理で光磁気ディスク６の面振れ
検出をおこなうことができる。

また、第６図の実施例では第１図の実施例と異なり面振
れ信号を検出する光学的な手段として光束面積比較方式
を用いている。本検出方式の原理については後述する。

さらに、第６図の実施例では光束合成用回折格子１７を
、集光レンズ１６と偏光子３の間に配置しているが、第
７図に示した実施例のように記録用レーザ光源１とコリ
メートレンズ２の間に配置してもよい。このような配置
にするとコリメートレンズ２に第６図の実施例で示した
集光レンズ１６と同様の機能も兼ねさせることができ、
集光レンズ１６を省略できる利点がある。

なお、第６図および第７図の実施例では、面振れ検出用
光源１０と集光レンズ１６またはコリメートレンズ２間
の光学的距離を所定の距離に定めることにより、検出光
束３００を所定の収束光束にしているが、光束合成用回
折格子１７をホログラフィック回折格子により曲線状の
格子パターンを持たせることにより、回折される検出光
束３００を所定の収束光束にすることもできる。

第８図の実施例は本発明の他の一実施例を示す光磁気記
録装置の構成図である。第１図の実施例と同一の構成部
品には同一の符号を付して説明を省略している。

本実施例では、第１図の実施例において面振れ検出用光
＠１０を発し、光磁気ディスク６に向う光束３００と、
光磁気ディスク６を反射した光束３０１の両者を分離す
る機能をもつハーフミラ−１１のかわりに、同様の機能
をもつ回折格子１５を設けている。

第８図において光源１０を発した面振れ検出用光束３０
０は、回折格子Ｉ５を透過して集光レンズ１３゜対物レ
ンズ５を経て光磁気ディスク６に入射する。

一方、光磁気ディスク６を反射した検出光束３０１は、
再度対物レンズ５、集光レンズ１３を経て、回折格子１
５に入射する。この入射光の一部が回折されて３分割光
検出器１４′に入射する９３分割光検出器１４′は第９
図に示すように短冊状の検出領域が一列に並んでいる。

面振れ検出光束３０２は、そのほぼ中央部に入射し光ス
ポット３０３を形成する。光磁気ディスク６の面振れに
従って検出光の集光状態が変化すると光スポット３０３
は、図の（ａ）〜（ｃ）に示すようにスポットの面積が
拡大あるいは縮少する。このため図中の真中の検出領域
の・の検出光量と外側の検出領域■および■の検出光量
の割合が光磁気ディスク６の面振れに応じて増減する。

そこで図中に示すように、面振れ信号検出回路２００内
に加算器２０１と減算器２０２を設け、各検出領域の出
力信号を演算して１−（２＋３）の信号を出力すること
により、第４図に示した面振れ信号とほぼ同様の８字特
性をもつ面振れ信号を得ることができる。このような検
出方式は、一般に光束面積比較方式と称されている。

なお、前述の第６図に示した実施例でもこの光束面積比
較方式による検出手段が設けられている。

第８図に示した構成にすると、光源１０と３分割光検出
器１４’　を近接した位置に配置することができる。し
たがって、第１０図にしめすように光源１０．３分割光
検出器１４’回折格子■５、集光レンズＩ３、光源１０
の８射光量モニタ用光検出器３１など光磁気ディスクの
面振れ検出用の光学部品をすべて同一のパッケージ２０
内に収納することができ、装置の小型化に極めて有効で
ある。

なお、第８図の実施例では、第１図の実施例における立
ち上げミラー４の位置に、ビームスプリッタ１２’　を
設けている。このビームスプリッタ１２′は、第１図の
実施例における立ち上げミラー４の機能と光束合成用の
ビームスプリッタ１２の機能を兼ね備えた光学部品であ
り、このような光学部品を設けることにより、光学部品
点数を削減することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、磁界変調方式によ
る光磁気記録装置において記録用レーザ光束と同様に対
物レンズを経て光磁気ディスクの記録位置近傍に入射す
る面振れ検出用光束によって、光磁気ディスクの面振れ
を光学的に検出することができる。したがってディスク
裏面にラベルが貼られている場合や、ディスクがケース
に収納されている場合にもディスクの面振れに応じて磁
気ヘッドの位置を制御することができる。

また、記録用レーザ光束と面振れ検出用光束の波長を異
ならせ、かつ波長選択性を有する光学フィルタによって
両光束を合成、分離することにより、記録用レーザ光束
の光利用効率を低下させることなくディスクの面振れを
検出することができる。これらディスクの面振れ検出に
よる磁気ヘッド位置の制御を行なう事により、面振れの
ある光磁気ディスクに対して磁気特性の良い記録を行な
う事ができると共に、効率良いデータの再生が可能とな
る効果を有する。

さらに、記録用レーザ光束と面振れ検出用光束を合成し
て共に対物レンズに導く光学素子として所定の格子パタ
ーンをもつ回折格子を用いることにより装置の小型化が
図れ、また、面振れ検出用光源を発し、光磁気ディスク
に向かう面振れ検出光束と、光磁気ディスクを反射する
面振れ検出光束を分離し、ディスク反射光束を光検出器
に導く機能をもつ光学素子に所定の格子パターンをもつ
回折格子を用いることにより、ディスクの面振れ検出に
用いる各光学素子を単一のパッケージ内に収納する事が
できるため、より一層の装置の小型化が期待できる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の構成図、第２図
は本発明の検品原理を説明するための模式図、第３図は
第１図の実施例における光検出器と面振れ信号検出回路
の説明図、第４図は第１図の実施例で検出される面振れ
信号の一例を示す特性図、第５図は第１図の実施例にお
けるビームスプリッタの光学的特性の一例を示す図、第
６図および第８図はそれぞれ本発明の他の一実施例を示
す装置の構成図、第７図は回折格子利用の他の実施例を
示す図、第９図は３分割光検出器の構成図、第１０図は
検呂用光学系の断面図である。 １・・・記録用半導体レーザ光源、 ５・・・対物レンズ、 ６・・・光磁気ディスク、 １０・・・面振れ検出用光源、 １２・・・ビームスプリッタ、 １４・・・４分割光検呂器、 １５・・・回折格子、 １７・・・光合成用回折格子、 ５０・・・磁気ヘッド。 ２００・・面振れ信号検出回路、 ２１０・・・磁気ヘットアクチュエータ駆動回路、２５
０・・・磁気へラドアクチュエータ。 纂１図 １−一一記洋Ｗ１十Ｖす光源、 ５−一−す干物レンズ′− ６−−−犬〕該気テイスク ５０−−−λ波気ヘット ｔｓｏ　　−−一対坤勿しンズアクチュエータｚ５ｏ　
−−−Ａ気へットアテテユエータ稟２　圀 （ａ） プ寸物し′ンス萌敞ｆ。）／３−−−ルンズムヲ（焦熱
Ｘ峡子ｄ）磁気ディスク　　　　　１４−−−４公事し
ジ捗り江ぞ訓−ハーフミラー ＊ 図 第 図 稟 図 ５θ−ｍ−に法式へ一、） ２５θ−−二湯眩気へマドアグナエエーク纂 図 纂 図 Ｉ５−　　咽折鼾 ２θ−一−パ・ノ）フｒ゛−り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光磁気記録媒体と、第１の光源と、該第１の光源を
   発した第１の光束を前記光磁気記録媒体の所望の記録位
   置に集光する対物レンズと、前記記録位置に集光された
   前記第１の光束の集光スポットを一定のスポット径に制
   御するフォーカシングサーボ手段と、所定の記録信号に
   応じて変調された磁界を前記光磁気記録媒体の記録位置
   に印加する磁気ヘッドとを備えた磁界変調方式の光磁気
   記録装置において、 第２の光束を発する第２の光源を備え、該第２の光束を
   前記対物レンズを経て前記光磁気記録媒体の記録位置も
   しくはその近傍に照射する照射手段と、 前記光磁気記録媒体を反射した前記第２の光束を受光す
   る光検出手段と、 該光検出手段の出力信号から前記光磁気記録媒体の前記
   対物レンズの光軸方向への変位に対応する制御信号を生
   成する演算手段と、 該制御信号に応じて、前記磁気ヘッドを前記光磁気記録
   媒体の変位方向に対し略平行な方向に変位させる磁気ヘ
   ッド駆動手段とを備えたことを特徴とする光磁気記録装
   置。 ２、前記第１の光束と前記第２の光束が互いに異なる波
   長を持ち、かつ前記第２の光束を前記対物レンズに導く
   光学素子として、波長選択性を有する光学フィルタを備
   えたことを特徴とする請求項１記載の光磁気記録装置。 ３、前記第２の光束を前記対物レンズに導く光学素子と
   して、回折格子を用いたことを特徴とする請求項１記載
   の光磁気記録装置。 ４、前記光磁気記録媒体を反射した前記第２の光束を前
   記光検出手段の受光面に導く光学素子として、回折格子
   を用いたことを特徴とする請求項１記載の光磁気記録装
   置。