JPH08161788A

JPH08161788A - 光学装置

Info

Publication number: JPH08161788A
Application number: JP30238994A
Authority: JP
Inventors: So Fukada; 創深田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的はレーザの波長より小さく記録
された磁気ピットを再生する方式を提供する。【構成】ディスク上に記録されたデータに同期した周
波数で、磁気ピット上をレーザ光でパルス照射し、加熱
する手段と、ディスクに補助的に直流バイアス磁界を与
える手段を有する磁気光学データ再生装置。【効果】ディスク上に記録されたレーザの波長より小
さい磁気ピットを再生することができ、光磁気ディスク
の高密度化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気光学記録装置、詳
細に言えば、磁気光学的に記録されたデータを再生する
事ができる磁気光学データ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、光磁気ディスク装置で情報を記録
する方法としては、例えば記録するコードデータ信号で
変調されたレーザ光を波長程度の小さなスポットにディ
スク面上に集光させ、磁気記録媒体、例えばＴｅＦｅＣ
ｏ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ等のアモルファス希土類（Ｒ）と
遷移金属（ＴＭ）の合金、すなわち（Ｒ−ＴＭ）合金膜
の温度を１５０〜２００度℃程度に上昇させる。レーザ
の加熱によって媒体の温度がキューリ温度（Ｔｃ）以上
になると磁化が失われるが、その際、磁石で一方向に直
流バイアス磁界を印加させておくと、加熱された部分が
室温に戻るとき磁化反転がおこり磁気ドメインが記録さ
れる。一方、このようにしてディスクに記録されたコー
ドデータを再生するには、一定出力の直流のレーザ光を
波長程度の小さなスポットに集光させて行なう。集光し
た光スポットが光磁気記録媒体表面で反射すると、レー
ザ光の偏光状態がカー効果によって変化するので、その
反射光の偏光状態の変化を光学的に検出することによっ
てディスク上の磁化の情報を読みだすことができる。上
記に述べた技術はすでに３．５インチ、あるいは５．２
５インチ光磁気ディスクドライブで実用化されている
が、集光された光スポットのサイズＤは理論的に光の波
長λとレンズの開口数ＮＡによって決まり、D=０．５λ
／NA で表され、例えば半導体レーザの波長をλ=
０．６８ミクロン、レンズ開口数をNA＝０．５５とすれ
ば、Ｄ＝０．６２ミクロンとなり、それよりさらに小さ
な磁気ピットを読みだすことは光学的手法ではできなく
なる。

【０００３】例えば、特開平３−９３０５６号、特開平
３−９３０５８号では、光スポット径Ｄよりも小さな磁
気ピットｄ（＜Ｄ）を読みだす方法として、出力が一定
のレーザ光を通常の再生出力より大きいパワーで高速回
転するディスク上を走査し、光スポット径Ｄ内でディス
ク回転方向の後方と前方領域（＜Ｄ）とで磁性膜に温度
分布が生じるのを利用して、レーザスポットより小さな
磁気ピット情報を読みだす、磁気超解像という方法が提
案されている。しかしこの方法はレーザパワー、あるい
は磁性膜の厚さの変動によって非常に敏感に変化するの
で、これはエラーの原因になるなど実用化に問題が残さ
れている。さらに、特開平４−３０５８３４号では高温
のスポット中心領域とレーザスポットの重なった部分
（アパーチャの役目）から磁気ピット情報を読みだす方
法が開示されているが、この方法はディスクが高速回転
になると適用できないなど問題が残されている。

【０００４】

【従来技術の問題点】従来技術の問題点を、埋め込みク
ロック、ウオブリングピットを用いたサンプルサーボ方
式光磁気ディスクを例について、図５、図６、および図
７を用いて説明する。

【０００５】図７はサンプルサーボ方式の光磁気ディス
ク装置のディスクフォーマット構造とデータ再生処理方
式を説明ものである。ディスク上の各トラック２は１０
００〜１５００個からなるセグメント３に分割されてお
り、その各セグメントは、さらにシステムを制御するた
めのサーボ領域４と、データ領域５とに分割されてい
る。サーボ領域４には凹凸でトラッキング用のウオブリ
ングピット６とデータクロック制御用の埋め込みクロッ
クピット７が形成されている。データ領域５にはデータ
ピット８がデータチャネルクロック９に同期して記録さ
れている。従来、光磁気ディスクから磁気データピット
８を読みだすには出力が一定のレーザ光を集光してスポ
ット１をトラック２上に照射し、まずサーボ領域のウオ
ブリングピット６で光スポット１のトラッキング制御を
行ない、そして埋め込みクロック７を再生した信号から
ＰＬＬ回路でデータチャネルクロック９を形成する。デ
ータ領域５に記録された磁気ピット８を再生するには、
一定出力のレーザ光を集光したスポット１を照射し、そ
の光反射信号をデータチャネルクロック９に同期してサ
ンプリングしながらＡ／Ｄ変換して磁気ピット８を再生
していく。この方式は磁気記録ピット８の大きさが光ス
ポット１と同じ程度ならばいいが、光スポット１より小
さい磁気ピットは光学原理的に再生が出来ないという問
題が生じる。

【０００６】図６は光スポット１より小さい磁気ピット
を磁気超解像という方法で読みだす方法を説明するもの
で、特開平３−９３０５６号、あるいは、特開平３−９
３０５８号において周知の技術である。光磁性薄膜２１
は、磁気特性、温度特性の異なる２〜４層からなる光磁
性薄膜２１（記録層２１−１、再生層２１−２、スイッ
チング層２１−３）からなり、その磁性膜２１に出力が
一定のレーザ光１０で、光スポット１がトラック２の上
を走査すると、光エネルギーは磁気媒体によって吸収さ
れて熱になるが、ディスクが高速で回転している場合に
は、スポット１内でスポット進行方向の後方と前方領域
とで磁性膜に温度分布が生じる。その結果、高温領域１
３−１ではスイッチング層２１−３はキューリ温度（Ｔ
ｃ〜１４０℃）付近になり、記録層２１−１と再生層２
１−２との間の交換結合力が弱まり、保磁力の小さな再
生層２１−２の磁化方向は、再生磁界１２により揃えら
れる。その結果、光スポット１内で高温領域１３−１で
の磁気ピット８−１はマスキングされ、低温領域１３−
２での磁気ピッ８のみが読みだせる。しかしこの方式は
図でも明かのように、読みだし領域の低温領域１３−２
の形状が三日月型になっているので、隣接トラックの影
響を受けやすく、狭トラック化にも問題がある。

【０００７】図５は特開平３−９３０５６号、あるい
は、特開平３−９３０５８号において示されている磁気
超解像方式が再生レーザパワーの変動によってどのよう
に影響を受けるかを計算したものである。高温部１３−
１あるいは低温部１３−２の領域の大きさがレーザ出力
のわずかな変動によって非常に敏感に変化することがわ
かる。これはデータ読み出しのエラーの大きな原因にな
って、これが実用化の大きな障害になっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光スポット
より小さな磁気ピットを再生する場合に、レーザパワー
の変動に強く、隣接トラックの影響を受けにくい、高密
度化を可能とする再生方式を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁気光
学記録媒体に記録されたデータに同期した周波数でレー
ザ光をパルス的に照射、加熱する第１の手段と、上記記
録媒体に照射されたレーザ光を受光し、データ再生する
手段とを備えた磁気光学装置を提供することである。さ
らに本発明によれば付加的に磁気記録に記録されたデー
タに補助的に直流バイアス磁界を与える第２の手段を有
する磁気光学装置を提供するものである。このデータチ
ャネルクロック信号はディスクのサーボ領域に凹凸ピッ
トで形成されているサーボマークからＰＬＬ回路によっ
て得られる。

【００１０】

【作用】本発明によれば、レーザ光をデータチャネルク
ロック周波数に同期して短いパルスを連続的に等間隔で
微小磁気ピットを加熱させると同時に、直流バイアス磁
界を印加させて、磁気ピットを読みだす。このために、
レーザ光を短いパルスで連続的に等間隔でピットのある
微小領域を加熱させることで、高温領域のアパーチャ形
状はディスク回転数に関係なく、円形となり、磁気ピッ
トの再生の点で好ましい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１２】図１は本発明の実施例である磁気光学デー
タ装置の磁気ピット再生方式の実施例を示す図である。
図１において、光磁気薄膜２１がディスク基盤に形成さ
れている。レーザ２２から放射した光はレンズ２５によ
って光磁気薄膜媒体２１上に光スポット１を形成する。
レーザ素子２２は例えば波長が０．４〜０．８３ミクロ
ンの半導体レーザが用いられ、このレーザ光１０は、埋
め込みクロックピット７を再生信号をＰＬＬ回路２４で
逓倍化したチャネルクロック周波数９でパルス発光す
る。レーザパルスのデューティの範囲は０．０５〜０．
８で行なうとよい。図１（ａ）は、ディスクの近くに
は、磁気コイル２０があり、この磁気コイルはディスク
データ読みだし時には直流バイアス磁界１２がディスク
に印加されている。図１（ｂ）は、直流バイアス磁界が
印加されていない場合の本発明の別の実施例を示す。

【００１３】図２は本発明の一実施例である図１（ａ）
に示す磁気光学データ再生装置のディスクフォーマッ
ト、および信号処理方式を説明するためのものである。
図２において、ディスク上の各トラックは一周当たり１
０００〜１５００個のセグメント３に分割され、その各
セグメント３は、サーボ領域４とデータ領域５から構成
される。サーボ領域４にはトラッキングビット６と埋め
込みクロックビット７とがあらかじめディスクに形成さ
れている。データ領域５の磁気ピット８を読みだすため
に、埋め込みクロックビット７を読みだした信号からＰ
ＬＬ回路２４でデータチャネルクロック９を形成する。
レーザパルス幅のデユーティは０．８〜０．１が好まし
い。レーザパルス周波数はデータチャネルクロック９の
周波数と同じか、整数倍、あるいは１／２、１／３であ
ってもよい。光磁気媒体２１には磁気コイル２０で数十
〜数キロエルステッドの直流バイアス磁界１２が印加さ
れている。

【００１４】図３は、本発明の一実施例である図１
（ａ）に示す磁気光学データ再生装置の光磁気媒体２１
の作用を説明するものである。図３において、光磁気媒
体２１は、光磁気特性の異なる２〜４層からなる光磁性
膜が用いられ、図３では垂直磁性膜の記録層２１−１、
例えばＤｙＦｅＣｏ、再生層２１−２、例えばＧｄＦｅ
Ｃｏの２層膜の例を示しているが、この例に限ることな
く、他の周知の構造であってもよい。

【００１５】図３（ａ）において、データチャネルクロ
ックに同期したレーザパルス光１０は、集光され、その
光スポット１はトラッキング制御されてトラック２の上
を走査する。レーザパルス１０の一つが磁気ピット８の
ほぼ中央を狙って照射されると、その光エネルギーは光
磁気媒体２１で吸収されて温度上昇する。レーザパルス
の幅を例えば５〜２００ナノ秒と狭くしておくと、ディ
スクが高速に回転しても、光スポット１内で、その中心
部が局所的に高温領域１３−１、その週辺部が低温領域
１３−２となる。

【００１６】図３（ｂ）はレーザをパルス照射した場合
の効果を計算した一例である。ディスク回転速度１０ｍ
／秒、レーザパルス幅３０ナノ秒で照射した場合の温度
分布であり、先鋭な温度分布になっていることがわか
る。図３（ａ）において、再生層２１−２の磁気特性を
常温での保磁力が小さくなるように磁性膜の組成と膜厚
を設計しておくと、再生層２１−２の磁化方向は磁石２
０の直流バイアス磁界１２の方向に揃えられる。レーザ
パルス１０が集光して照射されると、光スポット１内で
の中心部の高温領域１３−１では、再生層２１−２の光
磁気膜の保磁力が弱まり、記録層２１−１の磁気ピット
８が、再生層２１−２に転写される。一方、低温領域１
３−２に存在する磁気ピット８−１は再生層２１−２で
マスクされているので、高温領域１３−１での磁気ピッ
ト８のみが読みだせる。レーザパルス光１０の集光スポ
ット１の反射光をサンプリングして逐次Ａ／Ｄ変換して
いくと、光スポット１より小さな磁気ピット８を信号再
生できる。本発明の別の実施例である図１（ｂ）に示す
直流バイアス磁界がない磁気光学データ再生装置におい
ては、図３（ａ）で周知の磁性膜２１を用いればよい。

【００１７】図４は磁界変調記録という磁気ピット形態
で記録された光磁気ディスクの本発明による再生方法を
示す。図４においてディスクフォーマット、および信号
処理方式は図２と同じであるが、違いは磁気ピット８が
磁界変調という方式によって三日月形状に記録されてい
ることである。このような記録の方法については特公昭
６０−４８８０６号によって示されている。三日月形状
の磁気ピット８を再生するには、同様にレーザパルス１
０の集光スポット１を三日月形状の磁気ピット８の中心
に照射して、円形の高温領域のアパチャー１３−１を形
成し、高温領域１３−１での磁気ピット８のみを読みだ
す。

【００１８】既に述べたように、本発明ではレーザはパ
ルス照射されているので、図５および図６の従来の直流
のレーザ照射の場合のブロードな温度分布に比較して、
図３（ｂ）に示すごとく尖鋭な温度分布が得られ、その
結果、光スポット１より小さな磁気ピット８を正確に読
みだすことができる。

【００１９】

【発明の効果】このように本発明によれば、データチャ
ネルクロック周波数に位相同期してレーザ光をパルス的
にディスク上の磁気ピットの上を局所的に等間隔加熱さ
せることによって、ディスク上の微小な磁気ピットを高
速にしかも安定に再生することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ピット再生装置の実施例を示す光
学信号処理ブロック図。

【図２】本発明に用いられるディスクフォーマットと本
発明の磁気ピット信号再生方式を説明するブロック図。

【図３】本発明に用いられる光磁気ディスク構造と本発
明の磁気ピット信号再生方式を説明するための図。

【図４】磁界変調方式で記録された光磁気ディスクの本
発明による磁気ピット信号再生方式を説明するための
図。

【図５】従来方式のレーザ光を直流的に照射した場合の
レーザパワーの変動によるディスク面上での温度分布の
変動を示す図。

【図６】従来方式のレーザ光を直流的に照射した場合の
ディスク面上での温度分布と光磁気ディスク構造を示す
図。

【図７】従来方式のレーザ光を直流的に照射する磁気ピ
ット信号再生方式を説明するブロック図。

【符号の説明】

１レーザスポット、２トラック、３セクタ
ー、４サーボ領域、５データ領域、６トラッ
キングピット、７クロックピット、８磁気ピッ
ト、９チャネルクロック、１０レーザパルス、
１１磁気ピット読みだし信号、１２直流バイア
ス磁界、１３（１３−１、１３−２）スポット内の低
温、高温領域、２０磁気コイル、２１（２１−
１、２１−２、２１−３）ディスク磁性媒体層、２
２レーザ、２３レーザドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気光学記録媒体のトラックに沿って記
録されたデータに同期した周波数でレーザ光をディスク
上にパルス的に照射、加熱する手段と、上記記録媒体に
照射されたレーザ光を受光し、データ再生する手段とを
有することを特徴とする磁気光学データ装置。
【請求項２】磁気光学記録媒体に補助的に直流バイア
ス磁界を与える第２の手段を有することを特徴とする請
求項１記載の磁気光学データ装置。