JPH0792939B2 - 光磁気ディスク用読取ヘッド - Google Patents

光磁気ディスク用読取ヘッド

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JPH0792939B2
JPH0792939B2 JP63216718A JP21671888A JPH0792939B2 JP H0792939 B2 JPH0792939 B2 JP H0792939B2 JP 63216718 A JP63216718 A JP 63216718A JP 21671888 A JP21671888 A JP 21671888A JP H0792939 B2 JPH0792939 B2 JP H0792939B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 光磁気ディスクを記録媒体とする光磁気記録装置、特に
光磁気信号を読み取る光磁気ディスク用読取ヘッドに関
し、 設定誤差等に対して十分な余裕があり安定に動作する読
取ヘッドの提供を目的とし、 前記目的は1/4波長板を介して半導体レーザと向き合う
記録媒体と出力鏡とで外部共振器を形成し、磁気光学効
果により変化するビート信号の周波数差を利用して記録
媒体から情報を読み取る光磁気ヘッドであって、回転角
が該記録媒体のカー回転角に比べ十分大きく、該記録媒
体の媒体面における発振光の偏光方向を補正するファラ
デー回転子を、前記記録媒体と出力鏡間の光路上に配設
し、更に、前記出力鏡の後段に出力鏡から出射される光
を検知する光検知器と、記録媒体の回転速度にほぼ比例
してピーク値を示す周波数が連続的に変化するビート信
号をフォーカシング信号とし、光検知器の出力信号から
フォーカシング信号のピーク値を示す周波数成分のみを
取り出す周波数フィルタと、フォーカシング信号の周波
数の変動から共振器長の変化を導き出す信号処理回路
と、信号処理回路の出力信号により制御され半導体レー
ザと記録媒体との間隔を一定に保つアクチュエータとを
有する、または、前記出力鏡の後段に、出力鏡から出射
される光を検知する光検知器と、光検知器の出力信号中
に共存している複数のビート信号から複数のビート信号
を任意に取り出す周波数フィルタと、取り出された複数
のビート信号を比較照合しカー回転以外の要因による周
波数変動を検知すると共に、出力ビート信号からカー回
転以外の要因による周波数変動を除去する信号処理回路
とを有する、本発明の光磁気ディスク用読取ヘッドによ
って達成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は光磁気ディスクを記録媒体とする光磁気記録装
置に係り、特に光磁気信号を読み取る光磁気ディスク用
読取ヘッドに関する。
光磁気ディスクを記録媒体とする光磁気記録装置は高密
度記録が可能で、記録・再生に加えて消去が可能なこと
からその実用化が期待されている。かかる光磁気記録装
置における読取ヘッドは小型軽量であると共に、特性が
安定しており正確且つ容易に情報を読み取れることが要
求される。
〔従来の技術〕
第８図は従来の光磁気ディスク用読取ヘッドを示す原理
図、第９図は従来の読取ヘッドにおける出力信号を示す
図である。
第８図において従来の光磁気ディスク用読取ヘッド１
は、ARコートによる無反射膜21が両端面に形成された半
導体レーザ２、その両側にそれぞれ配設された1/4波長
板41、42、1/4波長板42を介して半導体レーザ２の一端
面に対向する出力鏡43、および出力鏡43の背後に配設さ
れた光検知器５で構成されている。なお44、45はコリメ
ートレンズ、46は対物レンズである。また1/4波長板41
を介して半導体レーザ２の他端面に対向する光磁気記録
媒体、即ち光磁気ディスク３は出力鏡43とで半導体レー
ザ２の外部共振器４を構成している。
かかる読取ヘッドにおいて半導体レーザ２から出射され
た光は、1/4波長板41、光磁気ディスク３、1/4波長板4
1、半導体レーザ２、1/4波長板42、出力鏡43、1/4波長
板42、半導体レーザ２の径路で往復しレーザ発振が行わ
れる。このとき半導体レーザ２から出射された直線偏光
は、、・・・の順に変化する。
即ち半導体レーザ２から出射された直線偏光は1/4波
長板41を透過し、円偏光となって光磁気ディスク３に
入射しそこで反射される。反射光は進行方向から見て
と逆回りの円偏光になって1/4波長板41を透過し、直
線偏光と直交する直線偏光になって再び半導体レー
ザ２に戻る。直線偏光はそのまま透過し直線偏光と
なって半導体レーザ２の反対側から出射される。
そして半導体レーザ２から出射された直線偏光は1/4
波長板42を透過し、円偏光となって出力鏡43に入射し
そこで反射される。反射光は進行方向から見てと逆回
りの円偏光になって1/4波長板41を透過し、直線偏光
と直交する直線偏光になって再び半導体レーザ２に
戻る。直線偏光はそのまま透過し直線偏光となって
半導体レーザ２の反対側から出射される。
このとき半導体レーザ２から出射される直線偏光がTE
モードであれば、直線偏光はTEモードで直線偏光と
直線偏光はTMモードになり、半導体レーザ２から出射
される直線偏光がTMモードであれば、直線偏光はTM
モードで直線偏光と直線偏光はTEモードになる。そ
して直線偏光がTEモードの場合とTMモードの場合と
で、光磁気ディスク３に入射される円偏光の回転方向
が反対になる。
このように読取ヘッドを構成する外部共振器４には偏光
が直交する二つのモードが存在し、この二つのモードは
全く対等で同一周波数で同時に発振する。一方、光磁気
ディスク３には磁化方向が上向きか下向きかで判別でき
る情報が記録されており、この磁化された情報によって
光路中にカー回転が生じる。
光路中にカー回転があると右廻りと左廻りの円偏光の間
に位相差を生じ、モード間の実効共振器長が変化して両
モードの発振周波数が若干ずれ、それぞれの信号が干渉
しあって第９図に示すビート信号が発生する。
このビート信号は磁化方向が上向きか下向きかで周波数
が異なるように設定可能で、第９図に実線で示すビート
信号または破線で示す二つのビート信号を発生させるこ
とができる。したがって光検知器５でそれぞれのビート
信号を検知しレベルを比較することによって、光磁気デ
ィスク３に記録された情報を検出することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
カー回転に伴うビート信号は媒体面での偏光が円偏光に
近い程変化が大きく検出が容易になる。しかし1/4波長
板の透過で得られる偏光に誤差が生じて、理想的な円偏
光から外れるとビート信号の変化が小さくなる。例えば
波長板の設定角がずれるとビート信号の変化が小さくな
る等、従来の光磁気ディスク用読取ヘッドは設定誤差に
対する余裕度が小さいという問題があった。
本発明の第１の目的は設定誤差等に対し十分な余裕を具
えた、光磁気ディスク用読取ヘッドを提供することにあ
る。
また従来のヘッド構成ではヘッドと媒体の距離を検出す
る機能が無く、別の装置を用いてフォーカシング信号を
得る必要がありヘッドが複雑になるという問題があっ
た。
本発明の第２の目的は情報読取り機能の他にヘッドと媒
体の距離を検出する機能を具えた、光磁気ディスク用読
取ヘッドを提供することにある。
更にカー回転に伴うビート信号の周波数変化がその他の
要素、例えば記憶媒体の面振れ等によって乱される場合
がある。しかし従来の読取ヘッドには監視機能がなく動
作が不安定になるいう問題があった。
本発明の第３の目的はカー回転以外の要因による周波数
変動を検知し、安定に動作する光磁気ディスク用読取ヘ
ッドを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
第１図は本発明になる読取ヘッドの原理を示す側断面図
である。なお全図を通し同じ対象物は同一記号で表して
いる。
上記第１の課題は1/4波長板を介して半導体レーザと向
き合う記録媒体と出力鏡とで外部共振器を形成し、磁気
光学効果により変化するビート信号の周波数差を利用し
て記録媒体から情報を読み取る光磁気ヘッドであって、
回転角が記録媒体のカー回転角に比べ十分大きく、記録
媒体の媒体面における発振光の偏光方向を補正するファ
ラデー回転子を、記録媒体と出力鏡間の光路上に配設し
てなる本発明の光磁気ディスク用読取ヘッドによって達
成される。
また上記第２の課題は出力鏡の後段に、出力鏡から出射
される光を検知する光検知器と、記録媒体の回転速度に
ほぼ比例してピーク値を示す周波数が連続的に変化する
ビート信号をフォーカシング信号とし、光検知器の出力
信号からフォーカシング信号のピーク値を示す周波数成
分のみを取り出す周波数フィルタと、フォーカシング信
号の周波数の変動から共振器長の変化を導き出す信号処
理回路と、信号処理回路の出力信号により制御され半導
体レーザと記録媒体との間隔を一定に保つアクチュエー
タとを有する、本発明の光磁気ディスク用読取ヘッドに
よって達成される。
更に上記第３の課題は出力鏡の後段に、出力鏡から出射
される光を検知する光検知器と、光検知器の出力信号中
に共存している複数のビート信号から複数のビート信号
を任意に取り出す周波数フィルタと、取り出された複数
のビート信号を比較照合しカー回転以外の要因による周
波数変動を検知すると共に、出力ビート信号からカー回
転以外の要因による周波数変動を除去する信号処理回路
とを有する、本発明の光磁気ディスク用読取ヘッドによ
って達成される。
〔作用〕
第１図において回転角が記録媒体のカー回転角に比べ十
分大きいファラデー回転子を、外部共振器内に配設する
ことによって媒体面における偏光が円偏光に近づいて、
設定誤差等に対して十分な余裕がある光磁気ディスク用
読取ヘッドを実現させることができる。
また記録媒体の回転速度に同期して連続的に変化する周
波数成分を、検出された光ビート信号からフォーカシン
グ信号として取り出すことによって、情報読取り機能の
他にヘッドと媒体の距離を検出する機能を具えた、光磁
気ディスク用読取ヘッドを実現させることができる。
更に少なくとも二つ以上のビート信号を同時に検出して
比較照合することによって、カー回転以外の要因による
周波数変動を検知してこれを補正することが可能にな
り、安定に動作する光磁気ディスク用読取ヘッドを実現
させることができる。
〔実施例〕
以下添付図により本発明の実施例について説明する。第
２図は本発明の第１の実施例を示す側断面図、第３図は
第１の実施例における効果を示す図、第４図は本発明の
第２の実施例を示す模式図、第５図は第２の実施例の作
用を説明するための図、第６図は本発明の第３の実施例
を示す模式図、第７図は信号のスペクトル分布を示す図
である。
第２図において本発明の第１の実施例は半導体レーザ２
と、半導体レーザ２の両側にそれぞれ配設された1/4波
長板41、42と、1/4波長板42を介して半導体レーザ２に
対向する出力鏡43と、出力鏡43の背後に設けられた光検
知器５とで読取り用ヘッド１が構成され、半導体レーザ
２の両端面にはARコートによる無反射膜21が形成されて
いる。なお44、45はコリメートレンズ、46は対物レンズ
である。
また1/4波長板41を介して半導体レーザ２の他端面に対
向する光磁気記録媒体、即ち光磁気ディスク３は出力鏡
43とで外部共振器４を構成している。そして外部共振器
４を構成する1/4波長板42と出力鏡43との間に、YIG等の
結晶体61と磁場印加用磁石62からなるファラデー回転子
６が配設されている。
第３図はファラデー回転子の回転角と相対ビート周波数
差の関係を、波長板の設定誤差をパラメータとして計算
により求めた一例で、横軸はファラデー回転子の回転角
（度）、縦軸は波長板の設定角に１度の誤差があった場
合の相対ビート周波数差、破線は波長板の設定角に誤差
がない場合の相対ビート周波数差である。
同図においてファラデー回転子の回転角が０度即ちファ
ラデー回転子が無い場合は、波長板の設定角に１度の誤
差があると相対ビート周波数差は、ほぼ０で光磁気ディ
スクに記録された情報の検出が不可能になる。
それに対しファラデー回転子の回転角が増大するに伴っ
て相対ビート周波数差が拡がり、例えば回転角が20度に
なると設定角に誤差がない場合とほぼ等しい。即ちファ
ラデー回転子の回転角が十分に大きければ光磁気ディス
ク面での偏光が円偏光に近づき、ビート信号の変化に劣
化がなく光磁気ディスクに記録された情報を十分検出で
きる。
このように回転角が記録媒体のカー回転角に比べ十分大
きいファラデー回転子を、外部共振器内に配設すること
によって媒体面における偏光が円偏光に近づいて、設定
誤差等に対して十分な余裕がある光磁気ディスク用読取
ヘッドを実現させることができる。
また第４図において本発明の第２の実施例は第２図に示
す読取りヘッド１の他に、半導体レーザ２と光磁気ディ
スク３との間隔を一定に保つアクチュエータ７と、光検
知器５の出力信号からビート信号のピーク値のみを検出
する周波数フィルタ8aと、ピーク値の変動から共振器長
の変化を導き出す信号処理回路9aとを具えている。
読取ヘッド１は通常板ばね等で垂直方向に移動可能に支
持され、半導体レーザ２と光磁気ディスク３との間隔が
一定に保たれている。しかるに光磁気ディスク３の回転
に面振れ等があると、その間隔が変化して光磁気ディス
ク３上に集光しない場合があり、隣接する情報を同時に
検出する等誤動作の要因になる。
ここでカー回転角をθ、光速をｃ、共振器長をＬとする
とビート信号周波数ｆ＝ｃθ/2πＬで表され、共振器長
Ｌが一定であればビート信号周波数ｆはカー回転角θに
比例する。また共振器長Ｌが変化すればビート信号周波
数ｆは共振器長Ｌに逆比例し連続的に変化する。したが
ってビート信号周波数ｆをモニターすればフォーカシン
グ信号が得られる。
読取ヘッド１の出力信号には光磁気信号によるビート信
号変化と、共振器長変化によるビート信号変化が含まれ
ておりこれを切り分ける必要がある。そのため以下に述
べる両ビート信号の挙動の差を用いる。
即ち、光磁気信号によるビート信号変化は媒体の磁化が
飽和しているため、遷移中における挙動は第５図（ａ）
乃至第５図（ｄ）に示す如く、磁化方向の上向きと下向
きに対応する２値をとり中間の周波数は発生しない。一
方共振器長変化によるビート信号変化ではそのピーク値
が、第５図（ｅ）乃至第５図（ｈ）に示す如く連続的に
移動する。したがってこの挙動の差を利用してそれぞれ
のビート信号変化を切り分けることができる。
またディスクの回転に伴って各ビットを光が横断する時
間から決定される、光磁気信号の変化速度は数ＭHz乃至
数10MHzのオーダになるが、フォーカシング信号の周波
数はディスクの回転数にほぼ比例し数ＫHzである。かか
る挙動の差を利用してビート信号変化を切り分けること
も可能である。
第４図においてビート信号変化の切り分けは周波数フィ
ルタ8aと信号処理回路9aとで行われ、信号処理回路9aか
ら出力されるフォーカシング信号に基づいて、アクチュ
エータ７を駆動し間隔変動を補正することによって、半
導体レーザ２と光磁気ディスク３を一定距離に保つこと
が可能になる。
このように記録媒体の回転速度に同期して連続的に変化
する周波数成分を、検出された光ビート信号からフォー
カシング信号として取り出すことによって、情報読取り
機能の他にヘッドと媒体の距離を検出する機能を具え
た、光磁気ディスク用読取ヘッドを実現させることがで
きる。
更に第６図において本発明の第３の実施例は第２図に示
す読取りヘッド１の他に、光検知器の出力信号に含まれ
た複数のビート信号から任意のビート信号を取り出す手
段として、周波数フィルタ8bおよび信号処理回路9bを具
えている。
外部共振器型読取りヘッドでは通常カー回転により生じ
た二つの光、即ち第７図（ａ）に示す光01と02が干渉し
あって生じる０次のビート信号が利用される。しかし外
部共振器には０次の光01、02の他に一定の間隔（数100M
Hz）をおいて、１次モードの光11、12、２次モードの光
21、22等が存在し、それぞれの光が互いに干渉しあって
数多くのビート信号を発生する。
第７図（ｂ）において二つの光01と02が干渉しあって生
じる０次のビート信号は一つであるが、０次モードの光
01と１次モードの光11との干渉で１次縦モード間ビート
信号1Mが生じ、０次モードの光01と２次モードの光21と
の干渉で２次縦モード間ビート信号2Mが生じる。
また０次モードの光01と１次モードの光12との干渉で１
次ビート信号1+が生じ、０次モードの光02と１次モード
の光11との干渉で１次ビート信号1-が生じる。更に０次
モードの光01と２次モードの光22との干渉で２次ビート
信号2+が生じ、０次モードの光02と２次モードの光21と
の干渉で２次ビート信号1-が生じる。
０次のモード信号にこれ等のビート信号が重畳して光検
知器から出力され、例えば０次のビート信号で情報の検
出を行う場合は周波数フィルタ８を通すことによって、
情報の読み出しに必要な０次のビート信号のみを取り出
すことができる。
ここでカー回転以外の要因で０次のビート信号に周波数
変動が発生した場合、周波数フィルタを通して１次ビー
ト信号1+や１次ビート信号1-を取り出し、０次のビート
信号と比較することでビート周波数シフトを除去するこ
とが可能になる。
このように少なくとも二つ以上のビート信号を同時に検
出して比較照合することによって、カー回転以外の要因
による周波数変動を検知してこれを補正することが可能
になり、安定に動作する光磁気ディスク用読取ヘッドを
実現させることができる。
〔発明の効果〕
上述の如く本発明によれば特性が安定しており正確且つ
容易に情報を読み取れる、光磁気ディスク用読取ヘッド
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明になる読取ヘッドの原理を示す側断面
図、 第２図は本発明の第１の実施例を示す側断面図、 第３図は第１の実施例における効果を示す図、 第４図は本発明の第２の実施例を示す模式図、 第５図は第２の実施例の作用を説明するための図、 第６図は本発明の第３の実施例を示す模式図、 第７図は信号のスペクトル分布を示す図、 第８図は従来の光磁気ディスク用読取ヘッドを示す原理
図、 第９図は従来の読取ヘッドにおける出力信号を示す図、 である。図において １は読取り用ヘッド、２は半導体レーザ、 ３は光磁気ディスク、４は外部共振器、 ５は光検知器、６はファラデー回転子、 ７はアクチュエータ、8a,8bは周波数フィルタ、 9a,9bは信号処理回路、21は無反射膜、 41、42は1/4波長板、43は出力鏡、 44、45はコリメートレンズ、46は対物レンズ、 61は結晶体、62は磁場印加用磁石、 をそれぞれ表す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】1/4波長板（41,42）を介して半導体レーザ
    （２）と向き合う記録媒体（３）と出力鏡（43）とで外
    部共振器（４）を形成し、磁気光学効果により変化する
    ビート信号の周波数差を利用して該記録媒体から情報を
    読み取る光磁気ヘッドであって、 回転角が該記録媒体のカー回転角に比べ十分大きく、該
    記録媒体の媒体面における発振光の偏光方向を補正する
    ファラデー回転子（６）を、前記記録媒体と出力鏡間の
    光路上に配設してなることを特徴とする光磁気ディスク
    用読取ヘッド。
  2. 【請求項２】前記出力鏡（43）の後段に、該出力鏡から
    出射される光を検知する光検知器（５）と、記録媒体の
    回転速度にほぼ比例してピーク値を示す周波数が連続的
    に変化するビート信号をフォーカシング信号とし、該光
    検知器の出力信号から該フォーカシング信号のピーク値
    を示す周波数成分のみを取り出す周波数フィルタ（8a）
    と、該フォーカシング信号の周波数の変動から共振器長
    の変化を導き出す信号処理回路（9a）と、該信号処理回
    路の出力信号により制御され半導体レーザ（２）と記録
    媒体（３）との間隔を一定に保つアクチュエータ（７）
    とを有する、請求項１記載の光磁気ディスク用読取ヘッ
    ド。
  3. 【請求項３】前記出力鏡（43）の後段に、該出力鏡から
    出射される光を検知する光検知器（５）と、該光検知器
    の出力信号中に共存している複数のビート信号から複数
    のビート信号を任意に取り出す周波数フィルタ（8b）
    と、取り出された複数のビート信号を比較照合しカー回
    転以外の要因による周波数変動を検知すると共に、出力
    ビート信号からカー回転以外の要因による周波数変動を
    除去する信号処理回路（9b）とを有する、請求項１記載
    の光磁気ディスク用読取ヘッド。
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