JPH0762922B2

JPH0762922B2 - 光磁気情報処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0762922B2
Application number: JP60108126A
Authority: JP
Inventors: 温斉藤; 敏光賀来
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-05-22
Filing date: 1985-05-22
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPS61267953A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、光磁気デイスク装置に係り、特に位相情報と
磁化情報とが混在して記録された光磁気デイスクを再生
する場合に好適な信号処理方式に関する。

〔発明の背景〕

熱磁気効果により記録・消去、磁気光学効果により再生
を行なう光磁気情報記録再生装置の一例が、電子通信学
会技術報告CPM83−53,pp13〜19に提案されている。この
装置では、アドレス情報は凹凸ビツトの位相信号で記録
し、データは磁化信号で記録した媒体を対象としてい
る。しかし、情報の処理方法、アナログ信号の２値化
（デイジタル化）に関しての記述は無い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、位相情報と磁化情報とが混在して記録
されている光磁気デイスクを再生する場合、偏向回転検
出系のみで両者情報を検出し、両者の信号振幅の差を利
用して、別個のスライスレベルでデイジタル化した後、
ロジツク的に合成し一連のデータとすることにより、信
号検出光学系の簡素化を実現し、かつデータ欠落の生じ
ない信号処理方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を実現させるための方法を説明する。

位相情報と磁化情報を混在させて扱うことは、データ管
理の立場から考えて便利なためである。すなわち、デイ
スク上のトラツクおよびセクターのアドレス情報や、信
号再生の為のセルフクロツク、セクターの先頭であるこ
とを認識させる為のセクターマーク等は、ユーザが変更
を必要としない固定情報であるから、デイスク作製のレ
プリカ段階で凹凸のビットとして予め設けておくことが
できる。すなわちヘツダー領域は位相情報として記録さ
れていることになる。一方、ユーザデータ等の書き換え
を要する領域は、磁化情報として扱う。この様にする
と、デイスクの量産性の点から有利なだけでなく、磁化
情報の記録消去の際にも、誤つてヘツダー領域の情報を
破壊してしまうことが無くなる。情報をセクター単位に
管理する方法は、光磁気デイスクでも有効である。

さて、この様な混在異種信号が記録されたデイスクを再
生する方法として、以下の様な方法が考えられる。

第１の方法として、検光子等を用いた偏光面回転の検出
手段と、検光子を用いずに光量変化のみを検出する手段
とを別々に設けておき、前者によつて磁化情報を、後者
によつて位相情報を検出し、その後で、ヘツダー領域と
データ領域に対応してスイツチングすることで、両者の
情報の切換・合成を行ない、一連のデイジタルデータと
する方式がある。この場合、偏光面回転検出系でも位相
情報の検出は可能であるが、一般に検光子通過後の位相
情報と磁化情報の信号振幅は異なるため、単一のスライ
スレベルで信号対雑音比を低下させることなく２値化す
ることはむずかしい。

第２の方法として、検光子を用いた偏光面回転検出手段
だけで位相情報と磁化情報の両者の信号を検出し、検光
子回転角の選定により両者の信号振幅と極性を一致さ
せ、単一のスライスレベルにより２値化する方式であ
る。この場合、上記検光子選定角では、必ずしも磁化信
号の信号対雑音比が最大になるとは限らないという欠点
がある。したがつて、位相情報の信号変調度を設定して
やることによつて、磁化信号の信号対雑音比を最大に保
つたまま、両者の信号の振幅と極性を一致させる必要が
ある。

ここで、検光子回転角に対する位相信号と磁化信号の振
幅と極性の振舞いについて簡単に説明しておく。検光子
の消光位置からの回転角度が小さい範囲において、該検
光子通過後の信号極性について考えると、磁化信号は検
光子の回転方向により反転するが、位相信号は変化しな
い。又、信号振幅については、磁化信号と位相信号は、
検光子回転角度の大きさのそれぞれ１乗と２乗に比例す
る。さらに位相信号の振幅は、凹凸ビットの深さに伴な
う変調度にも依存し、磁化信号の振幅は、カー回転角お
よび再生光学系に用いる偏光プリズムの反射率に依存す
る。加えて磁化信号の極性は、磁化ドメインの磁化方向
にも依存する。したがつて、これらパラメータを考慮
し、検光子の回転角の大きさと回転方向を選定すること
によつて、両者の信号振幅と極性の一致を図ることがで
きる。

さて、第１の方法の問題点として、既述の点の他に、ス
イツチング波形の立ち上がりに要する時間分だけデータ
が欠落する恐れがある。前もつてスイツチング動作時に
対応するデータビット列には、必要な情報とは直接関係
の無いダミーのデータを充当しておけばこの問題は解決
できるが、この分のデータだけ記録容量が無駄になるこ
とや、記録・再生の際に生じる回転ジツタ等によつてス
イツチング位置がずれる可能性がある。

又、第２の方式についても、既述の問題点に加え、デイ
スク反射率や、垂直磁化膜の偏光回転角、偏光特性を考
慮して、位相情報の信号変調度を正確に設定してやる必
要がある。したがつて、デイスク特性の違いに応じた対
処が必要になる。

本発明の方法は、検出方法としては第２の方法すなわ
ち、検光子通過後の光検出器で再生する方法を用いる
が、位相信号と磁化信号の振幅と極性については特に一
致を考慮せず、２値化する際の閾値を、該位相信号と、
該磁化信号のそれぞれについて設定し、２値化した後
に、両者２値化信号の論理和をとり一連のデータ列にす
るというものである。本方式によれば、検光子の回転角
度は磁化信号の信号対雑音比が最大となるように設定す
れば良く、特に位相信号との振幅一致を考えなくて良い
ため、該位相信号の変調度が最大になるようにビツト深
さを決めておけば良い。又、既述のように、第１の方法
で生じるスイツチングに伴なうデータ欠落の問題も解決
することができる。

〔発明の実施例〕

以下、実施例とともに本発明を説明する。

第１図は、本発明の一実施例である光磁気デイスク装置
の構成を示した図である。図において、１は光磁気デイ
スクであり、回転モータ２により回転している。デイス
ク１には、磁気光学効果を有する垂直磁化膜が形成され
ている。磁化情報の記録・消去・再生は以下のように行
なわれる。

半導体レーザ３から出射した光をカツプリングレンズ４
によつて平行光束に変換し、偏光プリズム５を介して、
絞り込みレンズ６に入射させ、デイスク１の垂直磁化膜
上に微小スポツトとして集光させる。情報を記録する場
合は、情報信号で半導体レーザ３の駆動電流を変調し、
情報に対応した光パルスの熱で、デイスク１上の垂直磁
化膜の温度をキユリー温度以上に上昇させることにより
磁化を失なわせる。ここで外部から電磁コイル７によつ
て、未記録部の磁化と逆方向の磁場を印加しておけば、
光照射部分だけが、逆向きの磁化を持つ記録ドメインと
なる。記録された情報を消去するには、光照射と同時
に、記録時とは逆向きの磁場を印加しておけばよい。３
〜９は、デイスクの半径方向に移動可能なキヤリツジ内
に配置され、デイスクの所望の位置に光ビームを照射で
きるように構成されている。但し、３〜９のすべてが、
デイスクに対し移動できるようにする必要はなく、少な
くとも対物レンズ６と電磁コイル７が移動可能であれば
よい。また、ここでは説明を省略したが、絞り込みレン
ズ６は例えば２次元アクチユエータに取り付けられてお
り、デイスクに常に微小な光スポツトを照射するための
自動焦点制御及びデイスク上のトラツクを追従するため
のトラツキング制御が行なわれることは勿論である。

情報の再生は、磁気光学効果を利用して行なう。磁気光
学効果とは、磁化の方向によつて、入射光の偏光面が回
転する効果であり、カー効果はその一例である。偏光面
の回転を生じたデイスク１からの反射光は、絞り込みレ
ンズ６、偏光プリズム５を通つて、検光子８に導かれ
る。検光子は或る特定の偏光成分だけを通過させる光素
子であるため、偏光面の回転を、光量の変化に変換する
ことができる。この光量変化は、光検出器９により電気
信号に変換された後、増幅器10で所望のレベルまで増幅
される。このような検出光学系による情報再生の原理を
検光子の偏光面回転検出を中心に、第２図で説明する。

第２図において、軸21はデイスク１上に照射されるレー
ザ光の偏光軸である。デイスク１から反射された光の偏
光面は、磁化ドメインの有る部分で例えばカー回転角θ
_Ｋだけ回転したとすれば、未記録部は逆方向のカー回転
角−θ_Ｋだけ回転する。軸21に対して、90゜回転した軸
22は消光軸と呼ばれており、検光子８の偏光面通過軸を
この消光軸22に一致させると軸21の偏光状態の光の通過
光量は最小となる。

ここで検光子８の偏光面通過軸を消光軸22からθ_Ａだけ
回転して設定すると、検光子を通過する光量は、θ_Ａ軸
に斜影された光量になる。即ち磁化ドメインの有無に対
応する光量変化が、磁化信号として得られることにな
る。ここで光検出器９で検出される磁化信号S_Mは以下の
ように表わされる。

S_M＝Po sin²（θ_Ａ＋θ_Ｋ）−Po sin²（θ_Ａ−θ_Ｋ）＝Po sin2θ_Ａ・sin2θ_Ｋ ………（１）ここで、カー回転角θ_Ｋは垂直磁化膜の特性によつて一
律に決定するので、検光子への入射光量Poおよび検光子
の回転角θ_Ａによつて磁化信号S_Mの振幅と極性が変化す
る。

磁化信号の信号対雑音比は、増幅器10で発生するアンプ
雑音、光検出器９で発生するシヨツト雑音、半導体レー
ザ３の光量のゆらぎ等で発生するレーザ雑音、デイスク
１の表面の微細な凹凸によつて反射光量が変動すること
によつて発生するデイスク雑音等によつて決定される。
ここで、デイスク雑音は、検光子を通過する平均光量に
比例した値として次式のように表わされる。

N_D＝ε・Po（sin²θ_Ａ＋Ｃ） ………（２）ここで、デイスク雑音N_Dは、デイスクノイズフアクター
εと平均光量との積で表わされる。さらに消光位置、即
ちθ_Ａが零のときでも、検光子を通過してしまうわずか
な漏れ光が存在する。

（２）式でＣは、この漏れ光成分を示すもので、消光比
と対応付けられる。もし、雑音成分として、デイスク雑
音N_Dが支配的であれば、磁化信号の信号対雑音比は次式
で表わされる。

（３）式の値は、となる検光子回転角に設定した時、最大となる。次にデ
イスク１上に凹凸ビットの形で記録された位相情報の信
号光が検光子を通過すると、どのようになるかを示す。

凹凸ビットからの反射光量は、ビットの深さによつて、
信号の変調度が変化する。位相信号S_Pは、変調度ηと、
検光子を通過する平均光量との積で次式のように表わさ
れる。

S_P＝η・Po（sin²θ_Ａ＋Ｃ） ………（５）位相信号の変調度は、レーザ光波長の1/8の深さのビツ
トのとき最大値（約60％の変調度）をとる。

磁化信号の信号対雑音比が最大となるように検光子回転
角を設定してやると、一般には、位相信号と磁化信号の
振幅は数倍異なる。例えば、カー回転角θ_Ｋが0.5゜、
漏れ光成分（消光比）Ｃが1/100であり、雑音はデイス
ク雑音N_Dが支配的であるとすれば、（４）式より磁化信
号の信号対雑音比が最大となる検光子回転角は±5.7゜
と求められる。この時、磁化信号分の受光光量は、
（１）式から、S_M＝±3.4×10^-3Po（Ｗ）となり、さら
に位相信号分の受光光量は、変調度を60％とすれば、S_P
＝1.2×10^-2Po（Ｗ）となる。ここで磁化信号S_Mの複号
は、信号の極性を示しており、θ_Ａが正の時が正相であ
つた場合、θ_Ａを負方向に回転すれば逆相になることを
意味する。上記の例では、位相信号の振幅が磁化信号の
振幅にくらべて、約3.5倍大きくなることがわかる。し
たがつて磁化信号と位相信号の２値化を異なる閾値で行
なえば位相信号だけを読み出すことができる。さらに各
々の閾値で２値化した論理データの論理和（OR）をとれ
ば、一連のデータ列として再生させることも可能であ
る。

第３図は、２値化・合成の方法を示したタイムチヤート
である。増幅器10からの信号に対して比較器11、および
比較器12の２値化閾値を図のように設定してやれば、比
較器11からの２値化信号は、位相信号だけとなり、比較
器12からの２値化信号は、位相信号と磁化信号の混在し
たものとなる。ここで、ヘツダー情報が位相信号として
記録されているのであれば、比較器11の出力を用いれ
ば、ヘツダー情報だけを分離してやることも可能であ
る。一連のデータ列にするためには、比較器11と比較器
12の出力に対して論理和をとればよい。

又、検光子の回転方向を第３図とは、逆方向にしてやれ
ば、増幅器10の出力として第４図に示したような信号が
得られる。したがつて、比較器11、12の閾値をそれぞれ
図のように設定してやれば、各々の２値化信号は、位相
信号あるいは磁化信号だけとなる。一連のデータ列とし
て扱うのであれば、第３図の場合と同様に、両比較器1
1、12の出力の論理和をとればよい。

本発明は、位相信号と磁化信号の検光子回転に対する挙
動を積極的に利用することにより、両信号のスイツチン
グを行なわずに、分離あるいは合成することができるた
め、スイツチングに伴なうデータの読み落しを防止する
ことが可能となる。なお、比較器は一般に用いられてい
るアナログコンパレータで良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、位相信号と磁化信号とが混在して記録
された光磁気記録媒体から情報を再生する場合、検光子
の偏光面通過軸角は、磁化信号の信号対雑音比が最大と
なるように設定しておき、検光子後に設置された光検出
器によつて得られた信号に対して、位相信号と磁化信号
とでそれぞれ別個の閾値を設定し２値化するため、検出
光学系の小型・簡素化が図れるほか、データ欠落の無い
情報再生を可能にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す光磁気デイスク装置
の構成図、第２図は、磁気光学再生の原理を示す図、第
３図、および第４図は、位相情報と磁化信号の再生信号
の２値化を示したタイムチヤートである。１……光磁気デイスク、３……半導体レーザ、７……電
磁コイル、８……検光子、９……光検出器、11、12……
比較器、13……ORゲート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、磁化情報及び位相情報を有する記
録媒体と、上記光源からの照射光を上記記録媒体上に光
スポットとして照射するための光学系と、上記記録媒体
からの反射光を受ける検光子と、該検光子からの光を電
気信号に変換する光電変換手段と、上記電気信号をそれ
ぞれ異なる閾値と比較する２系列の２値化回路とを有
し、上記２系列の２値化回路の出力により上記磁化情報
に応じた磁化信号と上記位相情報に応じた位相信号とを
得る光磁気情報処理装置。
【請求項２】上記２系列の２値化回路の出力の論理和を
形成する手段を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の光磁気情報処理装置。
【請求項３】上記２系列の２値化回路のうち、上記位相
信号に対する２値化回路における閾値は、上記磁化信号
に対する２値化回路における閾値よりも大きいことを特
徴とする特許請求の範囲第２項に記載の光磁気情報処理
装置。
【請求項４】熱磁気効果によって記録された磁化情報お
よび凹凸のピットにより記録された位相情報とを有する
記録媒体に光ビームを照射し、その反射光を検光子を介
して光検出手段により電気信号に変換し、上記電気信号
について、２種の閾値によって並列に２系列の２値論理
信号に変換し、上記２系列の２値論理信号の論理和から
上記位相情報と上記磁化情報とに基づいた情報列を得る
ことを特徴とする光磁気情報処理方法。
【請求項５】上記検光子はあらかじめ所定角度だけ回転
していることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
の光磁気情報処理方法。
【請求項６】上記所定角度は上記磁化情報に基づく磁化
信号の信号対雑音比を最大にする角度であり、上記凹凸
ピットの深さは、上記位相情報に基づく位相信号の信号
変調度が再大となる深さであることを特徴とする特許請
求の範囲第５項に記載の光磁気情報処理方法。
【請求項７】上記所定角度は、上記磁化信号と上記位相
信号との極性が逆方向で、かつ上記磁化信号の信号対雑
音比が最大になる値であることを特徴とする特許請求の
範囲第６項に記載の光磁気情報処理方法。