JPH073710B2 - 光磁気ディスク装置 - Google Patents

光磁気ディスク装置

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JPH073710B2
JPH073710B2 JP62151809A JP15180987A JPH073710B2 JP H073710 B2 JPH073710 B2 JP H073710B2 JP 62151809 A JP62151809 A JP 62151809A JP 15180987 A JP15180987 A JP 15180987A JP H073710 B2 JPH073710 B2 JP H073710B2
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    • G11B11/10515Reproducing

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気光学的に情報を記録再生する光磁気ディス
ク装置に関する。
〔従来の技術〕
光磁気ディスク装置は、磁性材料より成る記録媒体にレ
ーザ光を集束して照射し、熱磁気的変化により媒体上の
磁化の変化として情報を記録するとともに、信号再生時
にも媒体にレーザ光を照射し、カー効果、あるいはファ
ラデー効果等の磁気光学効果により媒体からの反射光あ
るいは透過光の偏光が変化することを利用して信号の読
み出しを行う。この種の光磁気ディスク装置は、光ディ
スク装置の同様の高密度大容量の記録が可能な上に、情
報の消去、再記録ができる利用価値の高いファイル装置
として注目されている。
従来、このような光磁気ディスク装置における情報の読
み出しは、媒体に記録された情報に応じて変化する光の
偏光を、検光子により光の強度変化に変換することによ
り行なわれていた。このような信号の読み出し方法で
は、媒体上の磁化の変化した部分、即ち、記録時に記録
用光ビームで照射された部分からの反射光が明または暗
に変化し、反射率変化形の記録媒体を使用した光ディス
ク装置と同様に、反射光全体の強度変化を検出すること
により再生信号がとり出されることになる。このような
検出方法としては、検光子を通過した光を1つの光検出
器(APD)で受ける単純なものや、偏光ビームスプリッ
タにより2つに分けられた光のそれぞれを2つの光検出
器で受けその出力の差をとる差動検出法などが考えられ
ているが、いずれも検光子又は偏光ビームスプリッタを
通過した光の全面の光量変化を検出するもので、その点
では明暗変化の検出と本来同じものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上述した従来の光磁気ディスク装置における読
み出し方式では、媒体上に集束される読み出し用光ビー
ムスポットが広がり(強度分布)を有しているため、反
射光の強度変化は急峻なものとならず、従って再生信号
のタイミング情報が不正確で、かつ照射する光の強度変
動、媒体の反射率変動、再生回路の特性変動等の影響を
受けやすく、信号再生における読み出し誤りが起りやす
いという欠点を有していた。更に情報が記録され磁化か
変化した領域(以下追記形光ディスクと同様にピットと
呼ぶ)の長さの変化(パルス幅変調)により情報を記録
し、再生しようとすると、直流成分あるいはそれに近い
低周波成分まで正確に増幅しないと、信号の乱れが大き
くなり、正確な情報が再生できないという欠点があっ
た。
これら従来の光磁気ディスク装置の読み出し方式の欠点
を解決するため、本発明と同一発明人出願による特願昭
61−30058号において、媒体の磁化による偏光の変化を
光の位相遅れ(又は進み)に変えて、その位相差によっ
て生じるファーフィールドパターンの変化をとらえるこ
とにより信号の読み出しを行う方法が提案されている。
この方法により上述した問題の多くは解決されるが、光
の位相変化は媒体面の凹凸によっても生じるため、媒体
面の微小な凹凸あるいは照射するレーザ光束の強度分布
のわずかな変動などにより、読み出し信号に雑音が多く
含まれやすいという難点を有していた。
本発明の目的は上記の如き記録密度が高く、かつ再生信
号の安定性が良く、かつ再生信号の品質が良好で雑音が
少く従って読み出し誤りの少ない光磁気ディスク装置を
提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の光磁気ディスク装置は、磁気光学的に情報が記
録された記録媒体に対し直線偏光した光を集束して照射
する照射手段と、前記記録媒体からの反射光または透過
光の光路に配置された1/4波長板と、この1/4波長板を通
過した光を互いに直交する偏光方向の直線偏光を有する
2つの光ビームに分離するビームスプリッタと、このビ
ームスプリッタにより分離された2つの光ビームのそれ
ぞれに対し、そのファーフィールドにおける記録媒体進
行方向に対して前後の光強度の差を検出するように配置
された内部が少くとも2分割された2つの光検出器と、
これら2つの光検出器のおのおのに対しその2分割され
たそれぞれの部分からの出力の差をとり出す2つの差動
増幅器と、これら2つの差動増幅器の出力の差信号また
は和信号をとり出す回路手段とを有しており、この回路
手段よりの出力を磁気光学情報の再生信号として使用す
る。
本発明によれば、磁化による偏光の変化を光の位相遅れ
に変えてそれによって生じるファーフィールドパターン
の変化(前後方向の強度差)をとらえることによって信
号の読み出しを行うため、単に偏光による強度変化をと
らえる方式に対し、分解能が高く信号レベル変動の少い
読み出し信号が得られる。また媒体面の微小な凹凸など
による雑音は2つの光検出器の出力の差(あるいは和)
をとることにより互いにキャンセルし合って極めて小さ
くなるため、雑音の少い読み出し信号が得られ、従って
高密度、高信頼性の情報の記録再生を行うことができ
る。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例を示す図面を参照して詳しく説
明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。半
導体レーザ2はレーザ駆動回路1から電流を供給され
て、信号読み出しのためのレーザ光を出射する。コリメ
ートレンズ3は半導体レーザ2から出射された発散性の
レーザ光を平行なレーザ光束に変える。偏光子4はレー
ザ光束の偏光を一方向の直線偏光にそろえるためのもの
であるが半導体レーザ2の出射光は一般に直線偏光をし
ているので特に配置しなくても所定の特性を得ることも
可能である。ハーフミラー5は反射光の一部を入射光光
路から分離するためのもので例えば、偏光状態に無関係
に入射する光の一部を通過させ一部を直角方向に反射す
る無偏光ハーフミラーを使用する。対物レンズ6はハー
フミラー5を通過した入射光束を集束させ記録担体8上
の記録媒体7の表面に光の微小スポットとして照射す
る。記録媒体7の表面に照射させた光は媒体7の磁化状
態(記録状態)に応じて、その偏光方向がわずかに変え
られて反射(または透過)される。
媒体7は情報記録部(ビット部)では媒体表面に垂直な
一方向に磁化されており、非記録部(イレーズ部)では
その逆方向に磁化されている。これに直線偏光が照射さ
れるとカー効果あるいはファラデー効果により、その反
射光または透過光は入射光より偏光が傾く(回転す
る)。このような直線偏光の回転は旋光と呼ばれ右回り
及び左回り円偏光に対する位相進み及び位相遅れにより
説明できるが、直線偏光の回転と考えても良い。
媒体7から反射した光は対物レンズ6によって再び平行
の光束に戻される。この対物レンズ6により拡大され平
行になった状態の光束の強度分布をファーフィールドに
おける光強度分布(ファーフィールドパターン)と称す
る。対物レンズ6を通過した反射光はハーフミラー5に
より一部が反射され光路を直角に曲げられて1/4波長板
9に向う。1/4波長板9はある方向の直線偏光をした光
(常光)に対し、それと直交する方向に直線偏光した光
(異常光)の位相を90゜(1/4波長分)遅らせる性質を
有しており、一般には直線偏光を円偏光にまたは円偏光
を直線偏光に変える際に使用される。本例では、1/4波
長板9に入射する媒体7からの反射光が直線偏光をして
いるため、それを円偏光に変えるように1/4波長板9が
配置されているとすると考えやすいためそのような例を
示すが後述するように、この場合の1/4波長板9は必ず
しも媒体からの直線偏光をした反射光を円偏光に変える
ように配置されている必要はなく、任意の傾き(回転
角)で配置されていて良い。
1/4波長板9を通過した光は例えば円偏光となってお
り、互いに直交する2つの直線偏光が合成されたものと
見なせる。偏光ビームスプリッタ10は1/4波長板9を通
過した光を互いに直交した直線偏光(例えばS偏光とP
偏光)を有する互いに振幅(あるいは強度)が概ね等し
い2つのビームに分離する。この分離された光ビームの
振幅(または強度)をほぼ等しくするためには、2つの
ビームの偏光方向(S偏光またはP偏光)が1/4波長板
9における常光(または異常光)の偏光方向に対しほぼ
45゜の角度だけずれていることが必要である。従って、
例えば1/4波長板9の常光(または異常光)の偏光方向
が反射光の直線偏光の方向に対し45゜ずれているときは
(このとき1/4波長板を通過した光はほぼ円偏光とな
る)、偏光ビームスプリッタ10により分離された光ビー
ムの偏光方向がそれとは更に45゜ずれた、即ち反射光の
偏光方向(あるいはそれとは直交する方向)に等しくな
るように偏光ビームスプリッタ10は配置されなければな
らない。
尚、この1/4波長板9の常光の偏光方向と偏光ビームス
プリッタ10により分離された光ビームの偏光方向との関
係(互いに45゜ずれる)が満されるなら、1/4波長板9
あるいは偏光ビームスプリッタ10の傾き(回転角)は任
意に設定されて良い。また、偏光ビームスプリッタ10と
しては互いに直角方向に2つのビームを分離する通常の
PBSの他にウォラストンプリズム等分離された2つのビ
ームの光路を互いにわずかにずらし、あるいは曲げる形
のビームスプリッタも使用可能なことは勿論である。
偏光ビームスプリッタ10はビームの分離と同時に、その
出射する光の偏光状態を一定方向にそろえる働き(検光
作用)も行うから、偏光ビームスプリッタ10を通過した
光は位相の異なる光の間で干渉を起す。
上述した1/4波長板および偏光ビームスプリッタの働き
により、記録媒体7の磁化による偏光の変化(回転)は
光の位相ずれに変換される。例えばピット部(情報記録
部)の磁化により、ピット部からの反射光の偏光角が右
回りにわずかに回転すると、偏光ビームスプリッタ10を
出るS偏光成分ではわずかな位相進みになる。非記録部
で磁化の方向が逆の場合はピット部とは逆にその反射光
の偏光はわずかに左回りに回転し、これによって偏光ビ
ームスプリッタ10のS偏光成分ではわずかな位相遅れを
生じることになる。
このような関係は偏光ビームスプリッタ10のP偏光では
逆になる。即ち、偏光ビームスプリッタ10を出たところ
では、ピット部と非記録部の反射光の偏光角の遅いによ
りそれぞれの反射成分の間に位相差を生じることにな
る。またこのような位相関係は偏光ビームスプリッタ10
により分離された2つのビーム(S偏光及びP偏光)の
間では逆になる。
例えば、偏光ビームスプリッタ10を出たS偏光(光検出
器11に向う光)から見るとピット部の反射光の位相が、
非記録部からの反射光の位相より進んでおりピットが凸
に見える。一方、P偏光(光検出器12に向う光)から見
ると、ピット部からの反射光の位相が遅れており、ピッ
ドが凹に見える。このように記録ピットが凸対凹になっ
ている場合、あるいはピット部と非記録部の反射光の間
に位相差が存在する場合は、ピットエッジにおける反射
光(または透過光)のファーフィールドにおいて媒体進
行方向の前後方向に光強度の差を生じる。このような光
を2分割された光検出器で受光することにより記録され
た情報が検出できることは、本発明と同一発明人出願に
よる特願昭58−83082号(特開昭59−207434号公報)
「光学的記録再生方法」及び前記した特願昭61−30058
号にも詳しく説明されている。
偏光ビームスプリッタ10により分離された2つの光ビー
ム(S偏光及びP偏光)はそれぞれ光検出器11及び光検
出器12に入射する。光検出器11および12はそれぞれ受光
面が媒体進行方向(図の矢印30)に対して前後に少くと
も2分割されており、偏光ビームスプリッタ10より出て
くる媒体7よりの反射光のファーフィールドパターンを
前後方向に分けて受光し、それぞれの入射光強度に対応
した電流を出力する。
ピット前縁に読み出し用ビームが照射された場合は、ピ
ットが凸であれば反射光ファーフィールドにおいて前方
が明るくなり、ピットが凹であれば反射光ファーフィー
ルドの後方が明るくなる。従って本例の構成において
は、例えばピット前縁では光検出器11では前方側(図で
は下方)の部分の受光量が多くなり、光検出器12では後
方側(図の右方)の部分の受光量が多くなる。
差動増幅器13は光検出器11の分割された前後の部分それ
ぞれからの出力電流を受けその差を増幅して強度差信号
101として出力する。上記の例のような場合、この強度
差信号101はピットの前縁で正のピークを生じピットの
後縁で負のピークを生じる信号となる。一方、差動増幅
器14は光検出器12に対して同様のことを行い強度差信号
102を出力する。上記のような例では強度差信号102はピ
ットの前縁で負のピークを生じる、強度差信号101とは
逆極性の信号となる。減算回路15は、これら2つの強度
差信号101および102差をとる形で2つの信号に含まれる
情報成分(ピット前縁及び後縁におけるピーク)を加算
し、増幅して読み出し信号103として出力する。容易に
分るように差動増幅器13あるいは14の光検出器11あるい
は12に対する接続が逆であれば、減算回路15のかわりに
加算回路を使用することができる。この減算回路15より
出力される読み出し信号103を読み出し信号処理回路16
で処理することにより、記録媒体7に記録された情報が
再生される。
光検出器11および12に入射する反射光の磁化(記録ビッ
ト)によるファーフィールド前後方向の強度変化は光検
出器11と12では互いに逆方向(逆極性)となり、これら
の変化の差をとる形で読み出し信号103が得られるた
め、媒体反射率変動、照射レーザ光パワー変動等による
同相の雑音は極めて小さく抑えられる。また、媒体面の
微小な凹凸あるいは照射レーザ光の光強度分布変動など
により起る反射光ファーフィールドの前後方向の強度変
動は磁化による前後方向の強度変化とは異なり、光検出
器11と12に対して同一方向(同位相)となる。従って強
度差信号101と102の差をとることにより、これら磁化以
外の要因によるファーフィールド前後方向の強度変動は
極めて小さくなり、磁化、即ち記録された情報による反
射光の偏光変化のみが正確にとり出されることになり、
低雑音、高品質の信号再生が実現される。
第2図は本発明における記録信号読み出しの原理を説明
するための図であり、ファラデー効果またはカー効果に
よる旋光性(直線偏光の回転)が1/4波長板9及び偏光
ビームスプリッタ10を通過することにより位相進みまた
は位相遅れに変化する様子を模式的に示すベクトル図で
ある。同図(A)はV方向に直線偏光した光の偏光ベク
トルを示し例えば記録媒体7の非記録部からの反射光の
偏光がこれに当る。この光の振幅ベクトルをEo=cos wt
で表わす。
第2図(B)は(A)に示す直線偏光を1/4波長板9に
通した後の光の偏光ベクトルを示す。1/4波長板9の常
光の偏光方向OがS偏光方向となる角度をαとするとα
=45゜のとき入射した直線偏光Eoは左回りの円偏光に変
換されて通過する。この通過した光の振幅をψoとする
と、Eoの常光成分Eoo=cos αeiαcos wtと異常光成
とに対し、異常光成分のみ位相を だけおくらせるものがψoとなるから となる。これを整理すると となる。
ここでα=(45゜)とすると 即ち左回り円偏光となり、常光偏光方向が45゜傾いた1/
4波長板によって直線偏光が円偏光になることが示され
る。
一方、第2図(C)は、V方向より偏光角がθだけ傾い
た光の偏光を示し、例えば記録媒体7の磁化ピット部
(記録部)からの反射光がこれに当る。この直線偏光の
ベクトルはEp=eiθcos wtで表わされる。同図(D)
は(C)に示す直線偏光を、(B)と同様に常光の偏光
方向がV方向に対しαだけ傾いた1/4波長板を通した後
の偏光ベクトルを示す。この振幅ベクトルをψpとする
と、Epの常光成分Eoo=cos(α−θ)eiαcos wtと異
常光成分 とに対し、異常光成分のみ位相を だけおくらせたものとなるから、 となる。これを整理すると となる。
ここでαが45゜でありかつQが小さいとするとψpもほ
ぼψoと同じく左回りの円偏光となる。同図(E)は偏
光ビームスプリッタ10により分離された2つの光ビーム
のうちS偏光成分を有するものの振幅ベクトルを示す。
第2図(F)はもう一方のP偏光成分の振幅ベクトルを
示す。偏光ビームスプリッタ10のS偏光の方向は1/4波
長板の常光方向(O方向)に対し の角度をなしている。従って偏光ビームスプリッタ10の
S偏光は同図(A)に示す非記録部からの反射光の偏光
方向Vに対し の角度をなしている。容易に分るように の場合はV方向とS方向は同じになる。入射する光ビー
ムを角度 方向のS偏光とそれと直交する方向 のP偏光との2つのビームに分離する偏光ビームスプリ
ッタにその振幅(偏光)ベクトルがψの光が入射すると
分離された光のうちS偏光成分の振幅ベクトルは (Re(Z)はZの実数成分を示す)となり、P偏光成分
の振幅ベクトルは となる。従って非記録部からの反射光が1/4波長板9を
通過してきた振幅ベクトルψoの光に対しては偏光ビー
ムスプリッタ10通過後のS偏光成分は となり、P偏光成分は となる。一方、ピット部(磁化記録部)からの反射光
が、1/4波長板9を通過してきた振幅ベクトルψpの光
に対しては、偏光ビームスプリッタ10によって分離され
たS偏光の振幅は となり、P偏光の振幅は となる。
これから、偏光ビームスプリッタ10により分離される光
のうちS偏光の光では、ピット部からの反射光による成
分Eapが、非記録部からの反射光による成分Eaoより位相
がθだけ進むことが分る。一方、P偏光の光では、ピッ
ト部からの反射光による成分Ebpが非記録部からの反射
光による成分Eboより位相がθだけ遅れるのが分る。即
ちS偏光のビームで見るとピットは凸に見え、P偏光の
ビームで見るとピットは凹に見えることになる。また、
容易に分るように、このような関係はα、即ち1/4波長
板の図形角とは無関係に成立する。このように偏光ビー
ムスプリッタ10によって分離された2つの光ビームで
は、それぞれピット部の反射光と非記録部の反射光の間
に位相差が生じ、これによってピットエッジ(前縁また
は後縁)では、反射光ファーフィールドにおいて媒体進
行方向の前後方向に、光強度の変化を生じることにな
る。これを、前記したように分割された光検出器で受光
し、前後方向の光強度の変化をとらえることにより、記
録された情報が検出できる。
第3図は第1図に示す実施例におけるピットの位相と読
み出し信号103の関係を示す図である。図において、P1
およびP2はピット(記録部)を示し、波形Aは強度差信
号101の波形、波形Bは強度差信号102の波形、波形Cは
読み出し信号103の波形を示す。
非記録領域に照射光40が当っているときは、光検出器11
および12に入射する光の前後方向の強度差は無く、強度
差信号101および102はいずれもOレベルであるが、ピッ
トP1の先端部に光スポット40が当ったときは、光検出器
11および12に入射する光は前後方向に強度差を生じ、強
度差信号101は正方向にふれ、強度差信号102は負方向に
ふれる。その後、媒体7の移動に伴い光スポット40がピ
ットP1の中に完全に入ると光検出器11および12に入射す
る光の前後方向の強度差はなくなり、強度差信号101お
よび102のレベルはともにOレベルに戻る。
光スポット40がピットの後端に当ると、先端に当った場
合とは逆の向きで、光検出器11および12に入射するその
前後方向に強度差を生じ、強度差信号101は負方向に強
度差信号102は正方向にふれる。強度差信号101および10
2は、それぞれピットの先端および後端で逆の極性に変
化するから強度差信号101および102には直流成分が含ま
れず、従って、低周波までの正確な増幅を行う必要は無
い。これら2つの強度差信号101および102の差をとり増
幅することにより、ピット先端部で正のピークを生じ、
ピット後端部で負のピークを生じる読み出し信号103が
得られる。この読み出し信号103にも本質的には直流成
分が含まれないから、低域までの正確な増幅を行う必要
はない。
また、ピット(磁化)による以外の、媒体面の微小な凹
凸あるいは照射レーザ光の光強度分布変動などによる、
反射光の前後方向の強度変化は、光検出器11および12に
入射する光両方に同じ方向に起り、従って、強度差信号
101および102には同じ方向(極性)の変化として現われ
る。読み出し信号103は強度差信号101と102の差をとる
形で得られるため、これら同じ方向の変化は互いに消し
合って除かれる。従って読み出し信号103にはピット
(磁化)による反射光の変化のみが正確にとらえられ、
他の要因による変動(雑音)は極めて小さく抑えられ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は光磁気ディスクの信号読
み出しのために、記録媒体よりの反射光または透過光の
光路に、1/4波長板と偏光ビームスプリッタと、偏光バ
ームスプリッタにより分離された2つの光ビームそれぞ
れに対し、2分割された光検出器とを配置し、それぞれ
の光検出器に入射する光の前後方向の強度差をとらえ、
更にそれぞれの光検出器によりとらえられた強度差信号
を減算または加算することにより、ピットの先端部また
は後端部に光が当ったとき正または負のピークを生じる
読み出し信号を得ており、これにより従来問題となった
光強度変動、媒体反射率変動等の影響を受けずに記録さ
れた情報を正確に再生することができる効果がある。ま
た本発明の装置においては読み出し信号には低周波成分
が含まれず低周波までの正確な信号増幅が不要となる効
果もある。更に本発明によれば記録情報以外の媒体面の
微小な凹凸照射レーザ光の光強度分布変動などによる雑
音、変動が除去され、低雑音高品質の読み出し信号が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本発明における記録信号読み出しの原理を説明するため
の図、第3図は第1図に示す実施例におけるピットの位
置と読み出し信号103の関係を示す図である。 1……レーザ駆動回路、2……半導体レーザ、3……コ
リメートレンズ、4……偏光子、5……ハーフミラー、
6……対物レンズ、7……記録媒体、8……記録担体、
9……1/4波長板、10……偏光ビームスプリッタ、11,12
……光検出器、13,14……差動増幅器、15……減算回
路、16……読み出し信号処理回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気光学的に情報が記録された記録媒体に
    対し直線偏光した光を集束して照射する照射手段と、前
    記記録媒体からの反射光または透過光の光路に配置され
    た1/4波長板と、前記1/4波長板を通過した光を互いに直
    交する偏光方向の直線偏光を有する2つの光ビームに分
    離するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタによ
    り分離された2つの光ビームのそれぞれに対してその光
    ビームのファーフィールドにおける記録媒体進行方向に
    対して前後の光強度の差を検出するように配置された内
    部が少くとも2つに分割された2つの光検出器と、前記
    2つの光検出器の各々に対し2つに分割された各部分か
    らの出力の差をとり出す2つの差動増幅器と、前記2つ
    の差動増幅器の出力の差信号または和信号を取り出す回
    路手段とを有し、前記回回手段より出力される差信号ま
    たは和信号を磁気光学情報の再生信号とすることを特徴
    とする光磁気ディスク装置。
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