JPH11149677A - 光磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザの波長より小さく記録された磁気ピッ
トを再生する装置を提供する。 【解決手段】 光磁気ディスク記録面に、右回り円偏光
と左回り円偏光する２光束を集光させることによって、
光磁気記録データピットの再生を行う手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気記録媒体
（ＭＯ）に記録された情報を再生するのに好適な光磁気
記録再生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ディスク面上にレンズで集光さ
せ、磁気記録媒体、例えばＴｅＦｅＣｏ、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３２がディスク面に垂直方
向に磁化記録される。

【０００３】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ための光磁気記録再生装置
は、直線偏光のレーザビームを光磁気ディスクの記録面
にレンズで集光させた光スポットを照射し、記録面に磁
化方向として記録されている情報を光と磁化の相互作用
である電気光学カー効果あるいはファラデー効果による
偏光面の回転に変えて検出する。すなわち、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。

【０００４】上記に述べた技術はすでに３．５インチ、
あるいは５．２５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径Ｄは理論的に
光の波長ｗとレンズの開口数ＮＡによって決まり、Ｄ＝
０．５ｗ／ＮＡで表され、例えば半導体レーザの波長ｗ
＝０．６８ミクロン、レンズ開口数ＮＡ＝０．５５とす
れば、Ｄ＝０．６２ミクロンとなり、さらに小さな磁気
ピットを読みだすことは困難になる。

【０００５】近年、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、磁気超解像とい
う方法が研究されている。例えば、特開平３−９３０５
６号、あるいは日本応用磁気学会誌、１５−５，８３８
−８４４（１９９１）“超解像光磁気ディスク”では、
レーザ光を通常の再生出力より大きいパワーでディスク
上を走査し、照射光スポット内で中心部領域と外部領域
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（ＭＳＲ）”、例えば、ＦＡＤ（Ｆｒｏｎｔ Ａｐｅ
ｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）という方式が提案さ
れている。しかし、このＦＡＤ方式は、データ再生時に
磁界が必要である等問題が残されている。

【０００６】

【従来技術の問題点】従来技術の問題点を、レーザパル
ス照射および磁界変調による磁気光学ディスク記録再生
方式を例に図６、図７、図８を用いて説明する。

【０００７】図８において、レーザー素子１をレーザー
駆動装置９によりパルス発光させ、対物レンズ３により
磁気光学記録媒体８に光スポット４を形成し照射する。
ディスク上には対物レンズ３の開口数をＮＡ，レーザ１
の波長をｗとすると、Ｄ＝０．５ｗ／ＮＡのスポット径
がディスク上に形成される。一方ディスク近傍に設定さ
れた磁気ヘッド５を用いてデータ信号発生装置６でディ
スク面上に磁界変調７をかけながら、クロック１０の周
波数を高くしてパルス照射していくと、加熱された部分
が室温に戻るとき磁化反転がおこり、光スポット径Ｄよ
り小さなマーク長の磁気ドメイン１１がディスク面に垂
直方向に順次オーバライトされて磁化記録されていく。
この記録方法は特開平１−２９２６０３号において公知
の技術である。例えば波長ｗ＝０．６８ミクロン、レン
ズ開口数ＮＡ＝０．５５とすれば、集光された光スポッ
ト４は径Ｄ＝０．６２ミクロンであるが、パルス照射間
隔を小さくすることにより、最短マーク長ｄ＝０．１〜
０．２ミクロンの記録が可能になる。今直径１２０ｍｍ
のディスクで、トラックピッチｐ＝０．６ミクロン、最
短マーク長ｄ＝０．２６ミクロンにすれば、容量Ｃ＝７
〜１０ＧＢ（ギガバイト）の情報が記録できる。

【０００８】図７は、ディスク面に垂直方向に図８に示
す方法で光磁気ディスク２０の記録面２０ａに記録され
た光磁気データ３２を再生するための光磁気記録再生装
置の構成を斜視図で示したもので、円の中の矢印の向き
は直線偏光の偏光の向きを示す。

【０００９】図７において、この光磁気記録再生装置
は、レーザ光源２１と、このレーザ光源２１からの出射
光を平行光にするコリメータレンズ２２と、このコリメ
ータレンズ２２からの平行光を集光して光磁気ディスク
２０の記録面２０ａに照射する対物レンズ２３と、レー
ザ光源２１と対物レンズ２３との間に配設され、光磁気
ディスク２０の記録面２０ａで反射された反射光を分離
するビームスプリッタ（ＢＳ）２４と、ビームスプリッ
タ（ＢＳ）２４で分離された反射光の偏光面を４５度回
転する１／２波長板２６と、反射光のＳ波成分またはＰ
波成分を分離するための偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）２７と、分離された所定の偏光成分、つまり、Ｓ波
成分またはＰ波成分を集光する集光レンズ２８と、ディ
テクタ２９ａ，２９ｂとで構成されている。

【００１０】図７において、レーザ光源２１は、例え
ば、半導体レーザで構成されている。光磁気ディスク２
０の記録面２０ａと平行な面において、図７の紙面に平
行な軸をＰ軸とし、紙面に垂直な軸（直交する軸）をＳ
軸とすると、レーザ光源２１からは、偏光面（振動方
向）が、例えば、Ｐ軸と平行なＰ波が出力される。この
Ｐ波はコリメータレンズで平行になり、Ｐ波の透過率，
例えばＴｐ＝８０％のビームスプリッタ２４、対物レン
ズ２３を介して直線Ｐ偏光の偏光状態で光磁気ディスク
１の記録面２０ａにスポット照射される。ディスク面で
反射されたその反射光は光路が反転するが、このとき、
ディスク面に垂直方向に磁化された磁気ドメイン３２に
よって電気光学的カー効果で角度＋θｋだけ偏光面が回
転する。この反射光はビームスプリッタ（ＢＳ）２４
（例えばＰ偏光成分反射率Ｒｐ＝２０％、Ｓ偏光成分反
射率Ｒｓ＝１００％の特性）で反射して、さらに１／２
波長板２６で４５度偏光面を回転させ、偏光ビームスプ
リッタ（ＰＢＳ）２７で、Ｓ波成分またはＰ波成分を分
離してその差信号でＭＯ信号を検出を行う。しかしこの
ような再生方法では記録面２０ａに照射される光スポッ
ト（Ｄ＝ｗ／２ＮＡ）より小さな光磁気データが記録面
２０ａに存在しても解像できない問題点がある。したが
って図８に示すような磁界変調して記録された最短マー
ク長ｄ＝０．１〜０．２ミクロンの磁気データを集光ス
ポット径Ｄ＝０．６２ミクロン（＝０．５ｗ／ＮＡ）で
再生することは極めて困難である。

【００１１】図６は、光スポット４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ＦＡＤ（Ｆｒｏｎ
ｔ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式を説
明するもので、特開平３−９３０５６号、あるいは日本
応用磁気学会誌、１５−５，８３８−８４４（１９９
１）“超解像光磁気ディスク”において公知の技術であ
る。図６（ａ）において、光磁性薄膜１２は、磁気特
性、温度特性の異なる３層、すなわち記録層１２−１、
再生層１２−２、スイッチング層１２−３、で構成さ
れ、その磁性膜面１２上を図６（ｂ）に示すように光ス
ポットが、データ記録トラック１６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、スポット４内で
磁性膜に温度分布が生じる。その結果、高温領域１３−
１ではスイッチング層１２−３はキューリ温度（Ｔｃ〜
１４０℃）付近になり、記録層１２−１と再生層１２−
２との間の交換結合力が弱まり、再生磁界１４を加える
と、保磁力の小さな再生層１２−２の磁化方向は、再生
磁界１４により揃えられる。その結果、光スポット４内
で高温領域１３−１での記録層１２−１での磁気ピット
１５−１はマスキングされるので、低温領域１３−２で
の磁気ピット１５のみが転写されて読みだせる。しかし
この方式は０．４ミクロンのマーク長での信号レベルは
目標の４５ｄＢを実現できるが、０．３ミクロンとマー
ク長が小さくなると３０ｄＢになってしまう。さらに低
温領域１３−２の形状が三日月形になるため、トラック
ピッチを狭くしていくと隣接トラックからの再生信号の
洩れ込みが大きくなり、トラック密度を向上させにくい
という問題点が残されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光スポット
より遥かに小さな磁気ピットを再生することを可能とす
る光磁気記録再生装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、光磁気
記録再生装置用光ピックアップにおいて、複合１／４波
長板を用いて、右回り円偏光と左回り円偏光する２光束
を形成し、その２光束をレンズで集光することを提案す
る。

【００１４】

【発明の実態の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例である磁気光学デ
ータ装置の光学データ再生装置の実施例を示す光磁気記
録再生装置の平面構成図である。この光磁気記録再生装
置は、レーザ光源２１と、このレーザ光源２１からの出
射光を平行光にするコリメータレンズ２２と、このコリ
メータレンズ２２からの平行光を集光して光磁気ディス
ク２０の記録面２０ａに照射する対物レンズ２３と、レ
ーザ光源２１と対物レンズ２３との間に配設された、光
軸○−○’に直交する平面上において少なくとも左右
（または光軸○−○’に対象に）に２分割されたそれぞ
れの領域２５ａ，２５ｂでのそれぞれのＣ軸、つまり、
Ｃ１軸とＣ２軸とが異なる角度に設定された１／４波長
板２５を備え、さらに光磁気ディスク２０の記録面２０
ａで反射された反射光を分離するビームスプリッタ（Ｂ
Ｓ）２４と分離された所定の偏光成分、つまり、Ｓ波成
分またはＰ波成分を分離するための１／２波長板２６と
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２７，および集光レン
ズ２８とディテクタ２９ａ，２９ｂで構成されている。
この光磁気記録再生装置では、光磁気ディスク２０の記
録面２０ａと平行な面において、図１の紙面に平行な軸
をＰ軸とし、紙面に垂直な軸（直交する軸）をＳ軸とす
ると、レーザ光源２１からは、偏光面（振動方向）が、
例えば、Ｐ軸と平行なＰ波が出力される。

【００１６】図２および図３は図１に図解した本発明の
一実施例である光磁気記録再生装置の斜視図である。１
本のレーザビームを２本の光路ＡとＢという光路を通る
レーザビームに分けて述べる。図２はＡの偏光面の変換
を示し、図３はＢの偏光面の変換を示す。図２および図
３において、円の中の矢印の向きは偏光の偏光方向を示
す。

【００１７】図２において、コリメータレンズ２２から
のＰ偏光である直線偏光のレーザビームはビームスプリ
ッタ２４（例えばＴｐ＝８０％，Ｒｓ＝１００％）を通
過し、そのレーザビームが本発明の実施例である分割さ
れた１／４波長板２５ａを通過する際、偏光面が右回り
の回転が与えられた円偏光レーザピーム３３となる。一
方図３において、光路Ｂを通るレーザビームは、他方の
分割された１／４波長板２５ｂを通過する際には、偏光
面が左回りの回転が与えられた円偏光レーザピーム３４
となる。

【００１８】図４は本発明の一実施例である、分割され
た１／４波長板２５のそれぞれのＣ軸、つまり、Ｃ１軸
とＣ２軸とが異なる角度に設定することによって右回転
あるいは左回転した円偏光波３３，３４を形成する方法
を示した図である。図４（ａ）では、一組の右左回転円
偏光、図４（ｂ）のようにＣ１軸とＣ２軸を組み合わせ
ると二組の右左回転円偏光が形成される。

【００１９】１／４波長板２５を、ビームスプリッタ
（２４）あるいは対物レンズ（２３）側の面に固定する
と、光学系を構成するのが非常に簡単になる。

【００２０】図２および図３において、右回転円偏光レ
ーザビーム３３と左回転円偏光レーザビーム３４がそれ
ぞれ、対物レンズ２３を透過して光磁気ディスク２０の
情報記録面２０ａに集光して照射される。光磁気ディス
ク２０の記録面２０ａ近辺でレーザビームの偏光状態を
斜視図的に示したのが図５である。

【００２１】図５において、右回転した円偏光レーザビ
ーム３３と左回転した円偏光レーザビーム３４がディス
ク記録面２０ａに集光し、反射されて再び対物レンズ２
３を透過すると、ディスク記録面２０ａの集光領域では
図示するように右回転円偏光領域３５、左回転円偏光領
域３６、そしてその両方の波の位相と振幅の等しいクロ
スする領域で直線偏光領域３７が形成される。その直線
偏光領域３７は非常に微少な領域である。本発明では、
この直線偏光で領域を照射する反射光は光路が反転する
とき、直線偏光のレーザ光は電気光学的カー効果で角度
＋θｋだけ位相がずれるのを利用して高密度に記録され
た磁気ドメインデータ３２を再生する。光磁気ディスク
面２０を照射する円偏光波３３，３４は光磁気ディスク
面２０ａで、光路が反転するとき、電気光学的カー効果
で角度＋θｋだけ位相がずれても円偏光の状態は殆ど変
化しない。

【００２２】図２において、右回り円偏光反射光３３は
入射するときとは異なった１／４波長板２５ｂを通過す
るので、Ｐ偏光の反射光となってビームスプリッタ２４
に入射する。さらに図３において左偏光の円偏光３４は
他方の１／４波長板２５ａを通過するので、同じＰ偏光
の反射光となってビームスプリッタ２４に入射する。デ
ィスク面上で大部分の集光領域では円偏光領域３５，３
６になっているので光磁気データの影響を受けないが、
その振幅と位相の合った領域３７の光波は光磁気データ
の影響を受け、その反射光は１／４波長板を通過した後
にはレーザ光は電気光学的カー効果で角度＋θｋだけ位
相がずれたＰ偏光光になる。図２および図３において、
ビームスプリッタ２４の光学特性は例えばＰ偏光の透過
率をＴｐ＝８０％、Ｓ偏光反射率Ｒｓ＝１００％にする
事が光磁気の信号再生に好ましい。さらに１／２波長板
２６で４５度偏光回転をさせた後に偏光ビームスプリッ
タ（ＰＢＳ）２７でＰ波、Ｓ波を分離してその信号を光
検出器２９ａ，２９ｂで受光しその差信号は光磁気デー
タ信号となる。

【００２３】以上、本発明を１／４波長板２５を用いて
円偏光する場合について説明したが、楕円偏光するよう
にしてもよい。

【００２４】以上説明したように、右回り、左回りする
２波の円偏光３３，３４を集光すると、ディスク記録面
２０ａで、両方の波の位相と振幅の等しいクロスする領
域で微少な直線偏光領域３７が形成され、この直線偏光
で領域を照射する反射光は光路が反転するとき、直線偏
光のレーザ光は電気光学的カー効果で角度＋θｋだけ位
相がずれるのを利用して高密度に記録された磁気ドメイ
ンデータ３２を再生する。光磁気ディスク記録面２０ａ
を照射する右左回転の円偏光波が位相と振幅が異なって
重なっても直線偏光にはならないので光磁気信号再生に
は寄与せず、この技術は高密度光磁気ディスク再生に好
適である。

【００２５】

【発明の効果】このように本発明によれば、光磁気記録
再生装置は高密度記録された磁気データを再生するのに
好適に使用できる。すなわち、本発明の光磁気記録再生
装置用光磁気記録再生装置を構成する要素として例示し
た分割された１／４波長板のそれぞれのＣ軸、つまり、
Ｃ１軸とＣ２軸とが異なる角度に設定することによって
右回り円偏光と左回り円偏光する２光束を形成し、その
２光束をレンズで集光させ、することによって高密度光
磁気記録情報を高分解能に再生することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気記録再生装置の第１実施例とし
ての光磁気記録再生装置の平面構成図である。

【図２】本発明の第１実施例の光磁気記録再生装置の動
作原理を説明するためのレーザビームのベクトルを図解
説明する図である。

【図３】本発明の第１実施例の光磁気記録再生装置の動
作原理を説明するためのレーザビームのベクトルを図解
説明する図である。

【図４】本発明の第１実施例の光磁気記録再生装置を構
成する１／４波長板２５ａ，２５ｂを構成する２つの領
域におけるＣ１軸とＣ２軸を示す平面図である。

【図５】本発明の第１実施例の光磁気記録再生装置の動
作原理を説明するための、ディスク記録面での、右左回
転する円偏光領域、位相振幅の等しい微少領域に形成さ
れる直線偏光の状態を示す図である。

【図６】記録された磁気ピットをＦＡＤ方式磁気超解再
生する従来の方式を説明する図。

【図７】光磁気データを再生する従来の方法を説明する
ための図。

【図８】レーザ光をパルス照射、データを磁界変調して
記録する従来の方法を説明する図。

【符号の説明】

１ レーザー素子 ２ 発光パルス波形 ３ 対物レンズ ４ 光スポット ５ 磁気ヘッド ６ データ信号発生装置 ７ 変調磁界 ８ 磁気光学記録媒体 ９ レーザー駆動装置 １０ クロック １１ 磁気ピット １２ 光磁性薄膜 １３ 温度領域 １４ 再生磁界 １５ 磁気ピット １６ 記録トラック ２０ 光磁気ディスク ２０ａ 記録面 ２１ レーザ光源 ２２ コリメータレンズ ２３ 対物レンズ ２４ ビームスプリッタ（ＢＳ） ２５ａ，２５ｂ １／４波長板 ２６ １／２波長板 ２７ 偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ） ２８ 集光レンズ ２９ａ，ｂ フォトディテクタ ３０ 差動増幅器 ３１ ＭＯ信号 ３２ 記録磁気ドメイン ３３ 右回り円偏光 ３４ 左回り円偏光 ３５ 右回り円偏光照射領域 ３６ 左回り円偏光照射領域 ３７ 直線偏光照射領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸（○−○’）に沿って配設された、
   レーザ光源（２１）と、ビームスプリッタ（２４）と、
   対物レンズ（２３）と、光検出素子（２９）とを有し、
   前記レーザ光源からの射出光を光磁気記録媒体（２０）
   の記録面（２０ａ）に収束光として射出させ、該光磁気
   記録媒体の記録面からの反射光のうちの所定の偏光成分
   を前記偏光ビームスプリッタ（２７）で分離して前記光
   検出素子で取り出す光磁気記録再生装置において、 前記ビームスプリッタ（２４）と前記対物レンズ（２
   ３）との間に、レーザ光源からのレーザ光を右回り円又
   は楕円偏光にする領域と左回り円又は楕円偏光にする領
   域とを有する位相変化手段を設け、前記位相変化手段で
   変化された光を前記偏光ビームスプリッタ（２７）およ
   び前記光検出素子（２９）を介して検出することを特徴
   とする光磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記位相変化手段は２分割又は４分割さ
   れた１／４波長板で構成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の光磁気記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記１／４波長板（２５）が、前記ビー
   ムスプリッタ（２４）あるいは前記対物レンズ（２３）
   側の面に固定されている、請求項２記載の光磁気記録再
   生装置。