JPH05182288A - 高密度情報記録媒体の再生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】光強度の変調により情報の書き込みが可能な第
１の記録媒体と、磁界の変調により書き込み可能な第２
の記録媒体を、光の照射位置に対して同一位置上に合わ
せ持つ高密度記録媒体の再生方法で、記録のカ−楕円率
とカ−回転角の変化を検出することにより再生する方法
及び装置。 【効果】この方法及び装置は、高密度情報記録媒体の再
生が可能であり、記録容量の大型化に対して好適に対応
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光と磁気を用いて記録さ
れた情報記録媒体の情報を再生する方法及び装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、情報記録媒体の記録容量は益々大
型化が要求されると共に記録媒体自体の小型化及び低価
格化が要求されている。

【０００３】従来、相変化型光ディスクや光磁気ディス
クは、記録層が１種類しか存在しなかった為に、このよ
うな高記録容量化に対応するには、トラックピツチの高
密度化やレ−ザ波長の短波長化などにより行なわれてき
た。しかし、トラック密度を高めるにはマスタリング装
置の改良が必要であり、現状のカッティング装置のレ−
ザ波長では限界に近い状態である。又、記録再生装置に
用いられる半導体レ−ザは、短波長で且つ高出力・高耐
久性のものが未だ開発段階であって実用化されるには至
っていない現状である。この様な現状の技術環境の中で
の光ディスクの高記録容量化は困難である。

【０００４】又、高転送速度を実現する為に、レ−ザ光
源の複数化又は、回転数を速めてデ−タ転送速度を上げ
る試みがなされているが、本質的な解決には至っていな
い。

【０００５】以上の様な問題点を解決する為に、記録層
を多層化する研究が様々な方向でなされている。しか
し、現在迄に考案されている多層記録媒体及びその記録
再生方法では、記録方式が複雑な、例えば、発振波長が
異なるレ−ザ光源を複数個用いて各層に個別の情報を記
録する方式が考えられているが、この方式は記録再生装
置の小型化及び低価格化にとって大きな支障となる。
又、このように高密度化された記録再生媒体及び方式
は、現状では直接オ−バ−ライトが困難であり、末端の
消費者の要求を満たすような、高密度でオ−バ−ライト
可能な媒体とはなりにくい。

【０００６】このように、種々の要求を全て満たした記
録媒体及び記録再生装置は現状では見当たらないのが実
情である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
したような現状に鑑み、高密度でかつオ−バ−ライトが
可能な記録再生装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を行なった結果、光強度変調に
より情報の記録及びオ−バ−ライトが可能な記録層（第
１記録層）と、磁界強度の変調により情報の記録及びオ
−バ−ライト可能な記録層（第２記録層）を同一基板に
積層することにより、一つのレ−ザ光源で２種類の異な
る情報を同時に記録・再生することが可能であることを
見出し本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち本発明は、光強度の変調により情報の
書き込みが可能な記録媒体と、磁界の変調により書き込
み可能な記録媒体とを、光の照射位置に対して同一位置
上に合わせ持つ即ち、単一光源を用いて情報の読みだし
・書き込みが可能な記録媒体の記録再生方法及び装置に
関するものであり、従来用いられているカ−回転角の再
生による光磁気記録再生方式に、カ−楕円率再生光学系
及び信号検出方式を併設したことに特徴がある。この様
にカ−回転角とカ−楕円率の再生系の双方を兼ね備えた
ことにより、カ−回転角で記録された信号とカ−楕円率
で記録された信号を同時に再生することが可能となる。

【００１０】次に本発明を図面に基づき詳細に説明す
る。尚、カ−回転角の再生については従来の方式と同様
の方式で対応が可能である。

【００１１】図１にカ−楕円率の再生装置の概略を示
す。図１に示す装置において、コヒ−レントな直線偏光
の入射光はレ−ザ半導体素子１から発せられる。この入
射光はコリメ−トレンズ２により平行光に整形され、レ
ンズ４により光磁気記録媒体５上に収束される。この光
磁気記録媒体５に照射された入射光は光磁気記録媒体５
の記録信号により変調され戻り光となってビ−ムスプリ
ッタ−３、ビ−ムスプリッタ−６に導入される。なお、
ビ−ムスプリッタ−６において、戻り光はサ−ボ系に導
入される光と記録信号再生検出系に導入される光に分割
される。

【００１２】次に記録信号再生検出系に導入された戻り
光は相対位相差が１８０度以下の複屈折位相板７に導入
され、この複屈折位相板７を通過した戻り光は偏光ビ−
ムスプリッタ−８に導入される。戻り光はこの偏光ビ−
ムスプリッタ−８において分割され、この分割された戻
り光は２つのディテクタ−９に導入され、このディテク
タ−９で受光した戻り光の強度を差動検出することによ
って戻り光の楕円率が検出され、さらにこの検出された
戻り光の楕円率により光磁気記録媒体の信号が再生され
る。

【００１３】本発明の一部である楕円率再生系は、前記
複屈折位相板７の進相軸、遅相軸が、記録媒体入射光の
直線偏光の軸に対して一致した状態とすることにも特徴
がある。なお、本例の装置において組み込まれる複屈折
位相板７は偏光ビ−ムスプリッタ−８の前段にあり、磁
気光学効果による戻り光の偏光面の振れ角の中心角に設
定されれば特に限定されない。

【００１４】以下、本発明の一部である楕円率の検出の
原理について図２〜６に基づき説明する。図２〜６には
偏光ビ−ムスプリッタ−の前段に複屈折位相板として１
／４波長板を組み込んだ場合の戻り光の偏光状態を例示
した。なお、図中、偏光ビ−ムスプリッタ−は入射光に
対して４５度傾け、その軸をｘ、ｙ軸に一致させてい
る。コヒ−レントな直線偏光の入射光は光磁気記録媒体
の記録信号により変調され、図２の様な右回りの楕円偏
光または左回りの楕円偏光となる。この時、入射光の直
線偏光の軸と１／４波長板の進相軸（Ｆ軸）を一致させ
れば、左回り楕円偏光の短軸成分の有する９０度の相対
位相遅れに１／４波長板による９０度の位相差が加えら
れ、遅相軸（Ｓ軸）成分はＦ軸成分に対し逆相となり、
図３の様な−θの直線偏光に置き換えられる。

【００１５】一方、右回り楕円偏光は図４の様な＋θの
直線偏光に置き換えられる。従って、戻り光の楕円率は
回転角の再生と同様に再生することが可能となり、図
３、図４のｘ、ｙ軸成分に示した矢印が偏光ビ−ムスプ
リッタ−で分離された電解成分となって、それぞれのデ
ィテクターで検出される。また、図３、図４の状態は磁
気記録媒体の磁化の反転に対応することから差動光学系
で再生することが可能となる。

【００１６】偏光ビ−ムスプリッタ−の前段の１／２以
下の波長板をＡ（４５°、１３５°、２２５°、３１５
°）、Ｂ（９０°、２７０°）、Ｃ（０°、１８０°）
に設定することにより回転角再生モ−ド、楕円率再生モ
−ド、位相差マ−ジンを広くした再生モ−ドに対応でき
る。なお、上述の検出において入射光の直線偏光の軸と
１／４波長板の遅相軸（Ｓ軸）を一致させることによっ
ても楕円率の検出は可能である。

【００１７】以上の様な楕円率再生系と回転角再生系を
備えた再生光学系の一例を図７に例示する。図中１〜９
は図１と同じ光学素子であり、これに１０〜１２の光学
素子を組み込むことでカ−回転角とカ−楕円による記録
信号を同時に且つ個別に再生が可能となる。

【００１８】図７に示す装置において、コヒ−レントな
直線偏光の入射光はレ−ザ半導体素子１から発せられ
る。この入射光はコリメ−トレンズ２により平行光に整
形され、レンズ４により光磁気記録媒体５上に収束され
る。この光磁気記録媒体５に照射された入射光は光磁気
記録媒体５の記録信号により変調され、戻り光となって
ビ−ムスプリッタ−３、ビ−ムスプリッタ−６に導入さ
れる。なお、ビ−ムスプリッタ−６において、戻り光は
サ−ボ系及びもう一つの再生系に導入される光と直接楕
円偏光再生モ−ドでの記録信号再生検出系に導入される
光に分割される。

【００１９】次に直接楕円偏光再生モ−ドでの記録信号
再生検出系に導入された戻り光は相対位相差が１８０度
以下の複屈折位相板７に導入され、この複屈折位相板７
を通過した戻り光は偏光ビ−ムスプリッタ−８に導入さ
れる。戻り光はこの偏光ビ−ムスプリッタ−８において
分割され、この分割された戻り光は２つのディテクター
９に導入され、このディテクター９で受光した戻り光の
強度を差動検出することによって戻り光の楕円率が検出
され、さらにこの検出された戻り光の楕円率により光磁
気記録媒体の信号が再生される。

【００２０】また、ビ−ムスプリッタ−６により分割さ
れた残りの戻り光はビ−ムスプリッタ−１０において回
転角再生モ−ドによる信号検出系とサ−ボ系の光とに分
割される。回転角再生モ−ドによる信号検出系に導入さ
れた戻り光は偏光ビ−ムスプリッタ−１１に導入され
る。戻り光はこの偏光ビ−ムスプリッタ−１１において
分割され、この分割された戻り光は２つのディテクタ−
１２に導入され、このディテクタ−１２で受光した戻り
光の強度を差動検出よって戻り光の回転角が検出され、
さらにこの検出された戻り光の回転角により光磁気記録
媒体の信号が再生される。

【００２１】実際にカ−楕円率とカ−回転角が分離され
て検出されることを示す為、図７に示した差動光学系の
ヘッドに１／４波長板を挿入した理想的な光学系を仮定
してシミュレ−トした。図８（ａ）にカ−回転角のみの
場合、図８（ｂ），（ｃ）にカ−回転角とカ−楕円率を
含んだ時の再生出力ＲＦ_ｄｉｆを反射率ＲＦ_ｓｕｍで規
格化した値の１／４波長板の進相軸回転（図の横軸に示
す）に伴う変化を示す。図中、細線は基板に複屈折が存
在しない場合、太線は基板に複屈折が存在する場合を示
す。

【００２２】この結果から１／４波長板の進相軸を４５
＋９０×ｎ（ｎは０、１、２、３）度に設定することで
カ−回転角の再生を行うことができることが判る。又、
カ−楕円率とカ−回転角が混在している場合には、９０
×ｎ（ｎは０、１、２、３）度に設定することでカ−楕
円率の再生、４５＋９０×ｎ（ｎは０、１、２、３）度
に設定することでカ−回転角の再生ができることが判
る。

【００２３】次にこの様な再生装置に用いられる記録媒
体の一例を次に示す。単一光源を用いて情報の読みだし
・書き込みが可能な記録媒体、即ち、光強度の変調によ
り情報の書き込みが可能な第１記録媒体と、磁界の変調
により書き込み可能な第２記録媒体とを併せ持つ高密度
情報記録媒体であり、第１記録層に相変化型記録媒体、
第２記録層に光磁気記録媒体を用いたものである。

【００２４】本発明の再生装置に使用する記録媒体は、
例えば上記したような構成のもので、このものに情報を
記録する場合、２ビット信号の上位ビットを第１記録層
に割り当て、下位ビットを第２記録層に割り当てるなど
して信号を記録する。つまり、記録デ−タの上位ビット
を光強度の変調により書き込み、下位ビットを磁界強度
の変調により書き込む。例えば、元になるデ−タパタ−
ンの上位ビットと下位ビットを分離し、上位ビットを相
変化層の記録に割り当て、下位ビットを光磁気記録層に
割り当てて記録する。この様な記録方法により通常記録
再生速度の２倍で情報の読み書きが可能となる。

【００２５】実際の再生原理を図９〜１１を用いて簡単
に説明する。第１記録層が消去状態の場合はカ−回転角
のみとし、第２記録層が記録状態の時はカ−回転角とカ
−楕円率が生じる様に、磁気光学エンハンス効果を各層
の膜厚で調整する。又、図に示した偏光状態の変化は光
磁気層の組成及び磁気光学エンハンス条件によりどの様
にでも設定できるが、ここでは図９、図１０に示す様に
統一した。以下この様に理想的にエンハンス条件を設定
した場合について説明する。図中、上から順に各記録層
の状態、偏光状態、再生信号を示す。

【００２６】第１記録層が全て消去状態の場合に第２記
録層にビットが形成されている状態を表したものが図９
であり、この場合図に示した様に、第２記録層の磁化の
反転によりカ−回転角が正負に変化するが、カ−楕円率
は生じない。従って各再生系に出力される信号はカ−回
転角のみとなる。

【００２７】次に第１記録層が全て記録状態の場合を図
１０に示す。この場合の偏光状態は図中に示した様に第
１記録層が全て記録状態である為、カ−回転角とカ−楕
円率が同時に生じ、右に傾いた右回り楕円偏光あるいは
左に傾いた左回り楕円偏光になる。従って、各再生系は
カ−回転角による信号とカ−楕円率による信号が出力さ
れる。

【００２８】次に第１記録層に記録ビットが書き込まれ
た状態を図１１に示す。この状態は全ての状態を含んだ
例であり全てのパタ−ンはこれらの組み合わせで考えら
れる。

【００２９】再生信号はカ−回転角とカ−楕円率を含
み、第１記録層が記録あるいは消去状態で、一定値をと
らずに図に示した様に再生信号は第２記録層の正負によ
って変化する為、楕円率再生回路に半波整流回路などの
波形整形回路を必要とする。以上の様な原理で第１記録
層及び第２記録層の再生が個別に行なわれることが判
る。

【００３０】以上の様な記録・再生方式を採用すること
で記録密度が２倍となる為、片面ディスクで現状の両面
張り合わせディスクと同等な記録・再生を行うことが可
能となる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、高密度情報記録媒体の再生が
可能であり、記録容量の大型化に対応可能となる。

【００３２】

【実施例】高密度記録媒体の第１記録層としてＧｅＴｅ
Ｓｂを用い、第２記録層として希土類・遷移金属アモル
ファス合金であるＴｂＦｅＣｏ磁性膜を用いた。

【００３３】始めに、第２記録層の磁化反転によるカ−
回転角の極性反転による２値信号に、第１記録層の相転
移によるカ−楕円率の絶対値の変化及び反射率の変化を
シミュレ−ションにより理論的に確かめた。この結果を
図１２に示す（図中ａは結晶化状態、ｂは非晶質状態の
変化を示す。又、１は回転角、２は楕円率、３は反射率
を夫々示す。）。

【００３４】本発明における再生装置のカ−楕円率の再
生信号は第二記録膜における磁化の反転によりその信号
が不定期に反転するため、あらかじめ信号検出回路に半
波整流の機能を設けた。本実施例で使用した記録膜の膜
構造を図１３に示した。ポリカーポネート基板上に第１
記録層（ＧｅＴｅＳｂ：厚さ７ｎｍ）及びその上下に保
護層（ＳｉＮ：厚さ、上：１５０ｎｍ、下：１２０ｎ
ｍ）を高周波スパッタ装置にて成膜した。

【００３５】その後、図１３の構造となる様に高周波ス
パッタ装置にて第２記録層（ＴｂＦｅＣｏ：厚さ２０ｎ
ｍ）、保護層（ＳｉＮ：厚さ９０ｎｍ）、反射層（Ａ
ｌ：厚さ５００ｎｍ）の順で成膜した。第１記録層は全
面を消去時（結晶化）あるいは書き込み時（非晶質化）
のいずれかの状態とするため、ディスク線速度７．７ｍ
／ｓ、レ−ザパワ−８ｍＷで消去（結晶化）した後、磁
界変調による光磁気記録層に７ｍＷで２ＭＨｚの信号を
記録し、再生を行った。この時、回転角再生系のＣ／Ｎ
は３０．３ｄＢ、楕円率再生系のＣ／Ｎは半波整流して
いるため中心周波数は４ＭＨｚで５ｄＢとなった。

【００３６】また同様にディスク全面を１４ｍＷで第一
記録層を書き込み状態（非晶質状態）として、その後磁
界変調による光磁気記録層に７ｍＷで２ＭＨｚの信号を
記録し再生を行った。この時、回転角再生系のＣ／Ｎは
２６．０ｄＢ、楕円率再生系のＣ／Ｎは前述の理由と同
様に２１．６ｄＢとなった。

【００３７】以上のの結果、第１記録層と第２記録層に
書き込まれた信号を個別に読み出せることが示され、本
発明の効果を確認した。

【図面の簡単な説明】

【図１】カ−楕円率の再生装置の概略を示す図。

【図２〜６】偏光ビ−ムスプリッタ−の前段に複屈折位
相板として１／４波長板を組み込んだ場合の戻り光の偏
光状態を示す図。

【図７】本発明の楕円率再生系と回転角再生系を備えた
再生光学系の一例を示す図。

【図８】カ−回転角とカ−楕円率が個別あるいは同時に
再生可能であることを示すシミュレ−ション結果

【図９〜１１】カ−回転角とカ−楕円率の再生の概略を
示す図

【図１２】磁化反転によるカ−回転角の極性反転による
２値信号に、相転移によるカ−楕円率の絶対値の変化及
び反射率の変化のシミュレ−ション結果を示す図。

【図１３】実施例で用いた記録媒体の膜構成を示す図。

【符号の説明】

１：レ−ザ半導体素子 ２：コリメ−トレンズ ３：ビ−ムスプリッタ− ４：レンズ ５：光磁気記録媒体 ６：ビ−ムスプリッタ− ７：複屈折位相板 ８：偏光ビ−ムスプリッタ− ９：ディテクタ− １０：ビ−ムスプリッタ− １１：偏光ビ−ムスプリッタ− １２：ディテクタ− １３：基板 １４：保護層 １５：第１記録層 １６：保護層 １７：第２記録層 １８：保護層 １９：反射層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単一光源を用いて情報の読みだし・書き込
   みが可能な記録媒体であって、光強度の変調により情報
   の書き込みが可能な第１の記録媒体と、磁界の変調によ
   り書き込み可能な第２の記録媒体を、光の照射位置に対
   して同一位置上に合わせ持つ高密度記録媒体の再生方法
   において、ファラデ−あるいはカ−楕円率（磁気光学円
   二色性）とファラデ−あるいはカ−回転角（磁気光学旋
   光性）の変化を検出することにより再生することを特徴
   とする再生方法。
2. 【請求項２】コヒ−レントな直線偏光又は楕円偏光の入
   射光を情報記録媒体に照射して同媒体の記録信号により
   変調された戻り光を電気信号に変換する２つの再生光学
   系を持ち、前記戻り光を２つの再生光学系に導入する手
   段及び該再生光学系少なくとも一方の再生光学系の前に
   複屈折位相板を設置し、ファラデ−又はカ−楕円率（磁
   気光学円二色性）とファラデ−又はカ−回転角（磁気光
   学旋光性）の変化を検出する機構を設けた情報記録媒体
   の再生装置