JPH11191247A

JPH11191247A - 光ピックアップ、光磁気記録媒体および光磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH11191247A
Application number: JP10304198A
Authority: JP
Inventors: Junsaku Nakajima; 淳策中嶋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度記録された光磁気ディスクからの再生
信号振幅を大きくできると共に、簡素化された光ピック
アップおよび光磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】デジタル情報を垂直磁化によって記録す
るための記録層５と、記録層５の補償温度と同程度のキ
ュリー温度を有する再生層３とを備えた光磁気ディス
ク。光磁気ディスクに対し、再生用ビームスポット１３
と、再生層３の層内における磁気的交換結合を温度上昇
によって抑制する交換結合抑制用ビームスポット１２と
を形成する光ピックアップ。上記光磁気ディスクに対
し、デジタル情報を再生するように上記光ピックアップ
を設けた光磁気記録再生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度に記録され
たデジタル情報を再生するのに好適な光ピックアップ、
光磁気記録媒体および光磁気記録再生装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光磁気記録媒体の一つである
光磁気ディスクは、コンピュータ用の外部メモリとして
実用化がなされている。光磁気ディスクにおけるデジタ
ル情報の記録密度は、光磁気ディスク上の光ビームスポ
ットの大きさにより制約を受ける。つまり、記録単位で
ある、記録マークの大きさ、および隣り合う各記録マー
クの間隔が光ビームスポットの大きさに比べて小さくな
ると、光ビームスポットの中に複数のマークが入るた
め、各記録マークを分離して再生することができなくな
り、デジタル情報の再生精度、Ｃ／Ｎ比が劣化する。

【０００３】記録密度を向上させるために光ビームスポ
ットの大きさを小さくするには、レーザー光の波長を短
くすることが有効であるが、現在、市販されている半導
体レーザーは、６５０nm程度の波長のものが最短であ
り、より短波長を有する半導体レーザーは、いまだ開発
途上にある。したがって、現在、市販されている長い波
長のレーザーを用いて、光磁気ディスクの記録密度をさ
らに大きくすることは困難である。

【０００４】これに対して、例えば、Journal of The M
agnetics Society of Japan, Vol.19, Supplement, No.
S1(1995), p.421-424 には、静磁結合した２つの磁性
膜より構成された光磁気記録媒体と、光ビームスポット
中の温度分布を利用して再生分解能を向上させ、記録密
度を向上させる方法、すなわち静磁結合を利用した磁気
的超解像技術が示されている。

【０００５】この方法では、再生分解能は向上するが、
記録マークが小さくなれば、再生された信号振幅も小さ
くなる。したがって、例えば０．２μｍ程度の、小さな
記録マークを再生するときに、得られた再生信号におい
て、十分な信号振幅が得られなかった。

【０００６】これに対し、Applied Physics Letter, 69
(27), 1996, p.4257-4259 には、静磁結合を利用した磁
気的超解像媒体に、交番磁界を印加しながら再生するこ
とで、記録層の記録マークを再生層に転写する際、拡大
して転写することにより、再生信号の信号振幅を大きく
できることが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来では、再生信
号の信号振幅を大きくする場合、再生時に周波数の高い
交番磁界を再生磁界として印加する必要がある。このよ
うな交番磁界を発生するには、大きなコイルやその駆動
電力が必要であるので、光磁気記録再生装置の大型化、
消費電力の増加を招来するという問題を生じている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
光ピックアップは、以上の課題を解決するために、帯状
のトラックに沿った記録用領域に記録マークが垂直磁化
により記録される記録用磁性層と、上記記録用領域の垂
直磁化方向が転写された再生用領域への光の照射によっ
て情報を再生するための再生用磁性層とを有する光磁気
記録媒体に対し、再生用領域から情報を再生するための
再生用ビームスポットを上記トラックに沿って走査する
光学手段を備えた光ピックアップであって、光学手段
は、さらに、再生用磁性層の層内における磁気的交換結
合を温度上昇によって抑制する交換結合抑制用ビームス
ポットを、再生用ビームスポットに対し、上記記録マー
クの大きさに応じた間隔にて同一のトラック上に形成す
るように設けられていることを特徴としている。

【０００９】上記構成によれば、光学手段によって、再
生用ビームスポットを上記トラックに沿って、順次、形
成するために、光ピックアップおよび光磁気記録媒体の
少なくとも一方が相対的に移動するので、光磁気記録媒
体の相対的な移動方向において、再生用ビームスポット
に隣接する再生用磁性層および記録用磁性層に第１高温
部分を形成することができる。

【００１０】一方、上記構成では、交換結合抑制用ビー
ムスポットを、再生用ビームスポットに対し間隔を有し
て同一のトラック上に形成している。したがって、交換
結合抑制用ビームスポットにより、再生用磁性層の層内
における磁気的交換結合を抑制するように、再生用磁性
層のキュリー温度以上に温度上昇した第２高温部分を形
成することができる。

【００１１】したがって、上記構成では、交換結合抑制
用ビームスポットを、先行、すなわち光磁気記録媒体の
トラックの再生用領域に先んじて形成するように設定す
ると、トラック上の上記第１高温部分と第２高温部分と
の間に、室温を超え、再生用磁性層のキュリー温度未満
となる再生用磁性層の低温部分を形成でき、かつ、光磁
気記録媒体がビームスポットに対し相対的に移動するこ
とから、上記低温部分の上に再生用ビームスポットを位
置させることが可能となる。

【００１２】このことにより、上記構成では、記録マー
クの垂直磁化方向が転写された、再生用領域を介して、
記録用磁性層に垂直磁化の各方向によって記録されたデ
ジタル情報を光の照射、つまり上記再生用ビームスポッ
トによって再生することが可能となる。

【００１３】その上、上記構成では、低温部分となる再
生用領域に対して、第２高温部分を挟んで反対側となる
再生用領域の他の領域からの干渉を、キュリー温度以上
となって磁気的な交換結合を抑制する第２高温部分によ
り抑制できるので、低温部分の再生用領域の垂直磁化方
向を一方向に揃えることができる。

【００１４】さらに、上記構成では、第１高温部分およ
び第２高温部分に面する、近傍の記録用磁性層も温度上
昇して、その飽和磁化を小さくでき、低温部分の中心部
に面した最も低温となる記録用磁性層の記録マークの飽
和磁化のみを大きく維持することができる。

【００１５】上記低温部分の再生用磁性層の保持力は、
室温のときと比べて小さくできるので、低温部分の中心
部に面した記録用磁性層の大きな飽和磁化となる中心記
録マークの垂直磁化方向のみを、中心記録マークより、
面積の大きな、低温部分の再生用磁性層に転写すること
が可能となる。

【００１６】したがって、上記構成では、記録マークよ
り大きな、低温部分の再生用領域から再生用ビームスポ
ットによって再生信号を得られるので、記録用磁性層に
対し高密度に、つまり、より小さな面積を有する記録マ
ークで記録されたデジタル情報を、再生用領域に、拡大
して転写し、再生することができる。

【００１７】この結果、上記構成では、再生用ビームス
ポットと、交換結合抑制用ビームスポットとの少なくと
も２つのビームスポットを形成する光学手段を設けたこ
とにより、記録用磁性層に対し高密度に、つまり、小さ
な記録マークで記録されたデジタル情報を、大きな再生
信号振幅によって確実に再生することができ、しかも、
従来のような、周波数の高い交番磁界を発生する、大型
で消費電力の大きな磁界発生装置を省くことができるか
ら、光磁気記録再生装置の大型化、消費電力の増加を抑
制できる。

【００１８】本発明の請求項２記載の光ピックアップ
は、交換結合抑制用ビームスポットに加えて、再生用ビ
ームスポットも、再生用磁性層の層内における磁気的交
換結合を温度上昇によって抑制するように設定されてい
ることを特徴としている。

【００１９】上記構成によれば、再生用ビームスポット
によって、再生用領域に対して、第１高温部分を挟んで
反対側となる再生用領域の他の領域からの干渉を、磁気
的な交換結合を抑制する第１高温部分により低減できる
ので、低温部分の再生用領域の垂直磁化方向を、一方向
に揃えることができる。

【００２０】本発明の請求項３記載の光磁気記録媒体
は、デジタル情報が帯状のトラックに沿った記録用領域
に垂直磁化により記録される記録用磁性層と、記録マー
クの垂直磁化方向が転写された再生用領域に光を照射す
ることによって上記デジタル情報が再生される再生用磁
性層とを有する光磁気記録媒体であって、隣り合う各ト
ラック間で、各再生用磁性層は、各再生用磁性層間の磁
気的な交換結合が抑制されるように設定されていること
を特徴としている。

【００２１】本発明の請求項４記載の光磁気記録媒体
は、さらに、隣り合う各トラックの各再生用磁性層は、
各再生用磁性層間の磁気的な交換結合が抑制されるよう
に、互いに異なる面上となるように形成されていること
を特徴としている。

【００２２】上記請求項３および４記載の構成によれ
ば、隣り合う各トラック間での各再生用磁性層間の磁気
的な交換結合を抑制される。したがって、光の照射によ
って再生される低温部分の再生用領域に対する、隣合う
各トラックの再生用磁性層からの干渉を抑制できるの
で、再生される、低温部分の再生用領域の垂直磁化方向
をさらに安定に一方向に揃えることができる。

【００２３】本発明の請求項５記載の光磁気記録媒体
は、さらに、記録用磁性層の磁気モーメントを実効的に
増加させるための軟磁性層を有することを特徴としてい
る。上記構成によれば、軟磁性層により記録用磁性層の
磁気モーメントが実効的に増加するため、記録用磁性層
から、再生用磁性層への垂直磁化方向の転写を、より確
実化できて、より高密度に記録された記録用磁性層か
ら、再生用磁性層を介して再生されるデジタル情報の再
生を安定化できる。

【００２４】本発明の請求項６記載の光磁気記録媒体
は、さらに、記録用磁性層は、室温で希土類金属副格子
モーメントが遷移金属副格子モーメントより大きく、か
つ、室温と、記録用磁性層のキュリー温度との間に補償
温度を有する第１希土類遷移金属合金からなり、再生用
磁性層は、室温で遷移金属副格子モーメントが希土類金
属副格子モーメントより大きく、かつ、再生用磁性層の
キュリー温度が、記録用磁性層の補償温度の近傍に有す
る第２希土類遷移金属合金からなることを特徴としてい
る。

【００２５】上記構成によれば、再生用磁性層を、その
キュリー温度の近傍まで昇温できる光ビームスポットを
２つ、それらの間に間隔を有し、トラックに沿って照射
することによって、再生用磁性層内の磁気的な交換結合
を抑制できる高温部分をそれぞれ形成することが可能と
なる。

【００２６】また、上記構成では、２つの光ビームスポ
ットの間に間隔を有するように設定しているので、上記
のような各高温部分の間に、室温を超え、上記高温部分
より低温となる低温部分を再生用磁性層に形成すること
ができると共に、上記高温部分に面した記録用磁性層で
は、記録用磁性層の補償温度の近傍となるので、飽和磁
化がほぼゼロとなる。一方、低温部分の中央は、低温と
なるため、この中央部分に面した記録用磁性層の飽和磁
化を、大きな値に維持できる。

【００２７】このことから、上記構成では、中央部分に
面した小さな記録マークの飽和磁化の垂直磁化方向を、
その記録マークより大きな面積となっている、低温部分
の再生用領域に転写することが可能となり、また、再生
用領域が大きければ、大きな再生信号振幅が得られるの
で、記録用磁性層に高密度記録されたデジタル情報の再
生を確実化できる。

【００２８】本発明の請求項７記載の光磁気記録再生装
置は、請求項３ないし６の何れか一つに記載の光磁気記
録媒体から、請求項１または２記載の光ピックアップ
が、デジタル情報を再生するように設けられていること
を特徴としている。

【００２９】上記構成によれば、上記光ピックアップお
よび光磁気記録媒体を用いたことにより、記録マークか
ら、その垂直磁化方向が転写され、かつ、記録マークよ
り大きな面積となる再生用領域を形成でき、その上、上
記再生用領域に対して、再生用磁性層の他の領域が、磁
気的交換結合して干渉することを抑制できる。

【００３０】このことから、上記構成では、記録マーク
より大きな面積の再生用領域から、再生用領域の他の領
域からの干渉を低減しながら再生できるので、記録密度
を大きくしながら、デジタル情報の再生を確実化でき
る。

【００３１】その上、上記構成では、特に、再生用磁性
層において、トラックの長手方向の磁気的な交換結合
が、２つのビームスポットにより抑制され、かつ、隣合
う各トラック間の各再生用磁性層の間での磁気的な交換
結合も抑制されている場合、２つのビームスポットの間
の低温部分となる再生用領域は、４方からの交換結合が
抑制された領域となるので、垂直磁化は一方向に安定し
て揃うこととなる。そして、その方向は、上記再生用領
域に面した記録用磁性層の垂直磁化方向に沿ったものと
なる。

【００３２】また、このような磁化反転が生じる領域
は、対面している記録用磁性層の記録マークより大きな
面積であるから、上記記録マークの小さな面積から発生
する磁界で、より大きな面積を有する再生用領域を磁化
反転させることができることとなり、上記再生用領域か
ら得られる再生信号の振幅を大きくすることが、より一
層可能となる。

【００３３】本発明の請求項８記載の光磁気記録再生装
置は、さらに、再生用ビームスポットと、交換結合抑制
用ビームスポットとの各出力が互いに異なるように光学
手段を制御する制御手段が設けられていることを特徴と
している。

【００３４】上記構成によれば、再生用磁性層におい
て、交換結合抑制用ビームスポットおよび再生用ビーム
スポットにより光が照射される位置と、上記各ビームス
ポットにより、それぞれ温度上昇した位置とが、互いに
位置的なずれを生じる。

【００３５】このことから、上記構成において、交換結
合抑制用ビームスポットを、再生用ビームスポットに対
して先行させ、かつ、交換結合抑制用ビームスポットの
出力を、再生用ビームスポットの出力より大きくなるよ
うに設定すると、交換結合抑制用ビームスポットにより
キュリー温度以上となった再生用磁性層は、各ビームス
ポットの間の光の照射が行われていない部位でキュリー
温度未満となっても、予熱された状態になっているか
ら、再度、より小さな出力の再生用ビームスポットが照
射されると、上記再生用ビームスポットによっても、迅
速にキュリー温度以上に昇温することが可能となる。

【００３６】したがって、上記構成では、少なくとも交
換結合抑制用ビームスポットによる温度上昇によって、
再生用磁性層の磁気的な交換結合が抑制される位置を制
御することができ、各ビームスポットによって生じる、
再生用磁性層における各高温領域に挟まれた低温領域
に、再生用ビームスポットの照射位置を合わせること
が、より確実に可能となる。

【００３７】これにより、上記構成では、高密度記録の
ために、小さな領域となっている記録用磁性層の各記録
マークの垂直磁化方向を、上記各記録マークより大きな
領域となる、再生用磁性層の低温部分となる再生用領域
に転写し、かつ、上記再生用領域に対して再生用ビーム
スポットを確実に照射して、各記録マークに記録された
デジタル情報を上記再生用領域および再生用ビームスポ
ットによって再生できるので、高密度記録された光磁気
記録媒体からデジタル情報の再生を確実化できる。

【００３８】本発明の請求項９記載の光磁気記録再生装
置は、さらに、再生用ビームスポットと、交換結合抑制
用ビームスポットとの各出力を制御するパワー制御手段
が、再生用磁性層における交換結合の抑制位置を制御し
て、記録マークの垂直磁化方向が再生用磁性層に転写さ
れ、かつ、転写されたマークが、上記記録マークより大
きくなるように設けられていることを特徴としている。

【００３９】上記構成によれば、再生用ビームスポット
と、交換結合抑制用ビームスポットとの各出力につい
て、パワー制御手段を制御することにより、再生用ビー
ムスポットと、交換結合抑制用ビームスポットとが照射
された再生用磁性層を、それぞれ例えばキュリー温度以
上に昇温することが可能となる。そして、そのように昇
温した再生用磁性層の各高温領域により、各高温領域に
挟まれた再生用磁性層の低温部分は、再生用磁性層の他
の領域と、磁気的に交換結合することが抑制される。

【００４０】また、上記各出力を制御することによっ
て、再生用ビームスポットと、交換結合抑制用ビームス
ポットとに挟まれた再生用磁性層を、室温を超え、キュ
リー温度未満となる低温領域に設定することが可能とな
るので、各ビームスポットの照射位置と、昇温位置との
ずれを利用して、上記低温領域に対し、再生用ビームス
ポットが照射されるようにし、上記低温領域の再生用磁
性層の再生用領域を介して、記録用磁性層に記録された
デジタル情報を再生することができる。

【００４１】これらのことから、上記構成では、各ビー
ムスポットの出力をパワー制御手段によって制御するこ
とにより、高密度記録された光磁気記録媒体からデジタ
ル情報の再生を確実化できる。

【００４２】本発明の請求項１０記載の光ピックアップ
は、以上の課題を解決するために、請求項１記載の光ピ
ックアップにおいて、光学手段は、再生用ビームスポッ
トのためのメインローブと、交換結合抑制用ビームスポ
ットのための各サイドローブとを、光学手段の光源から
の光ビームを回折によって発生させるようになってお
り、各サイドローブのパワーがメインローブのパワーよ
り大きくなるように設定されていることを特徴としてい
る。

【００４３】上記構成によれば、記録マークより大き
な、低温部分の再生用領域から再生用ビームスポットに
よって再生信号を得られるので、記録用磁性層に対し高
密度に、つまり、より小さな面積を有する記録マークで
記録されたデジタル情報を、再生用領域に、拡大して転
写し、再生することができる。

【００４４】さらに、上記構成では、再生用ビームスポ
ットと、交換結合抑制用ビームスポットとの少なくとも
２つのビームスポットを回折によって形成する光学手段
を設けたことにより、単一の光源からの光ビームを用い
て複数のビームスポットを形成でき、光学手段を簡素化
できる。

【００４５】この結果、上記構成では、記録用磁性層に
対し高密度に、つまり、小さな記録マークで記録された
デジタル情報を、大きな再生信号振幅によって確実に再
生することができ、しかも、従来のような、周波数の高
い交番磁界を発生する、大型で消費電力の大きな磁界発
生装置を省くことができるから、光磁気記録再生装置の
大型化、消費電力の増加を抑制できる。

【００４６】本発明の請求項１１記載の光磁気記録再生
装置は、請求項１０記載の光ピックアップを備えた光磁
気記録再生装置であって、各サイドローブとメインロー
ブとが、記録媒体の同一トラック上となるように上記光
ピックアップは設定されていることを特徴としている。

【００４７】上記構成によれば、各サイドローブとメイ
ンローブとを、記録媒体の同一トラック上となるように
設定したことから、再生用磁性層における再生用領域に
対して、最も影響を与え易い、同一トラックの隣接した
再生用磁性層からの影響を、各サイドローブによって抑
制することが可能となる。

【００４８】この結果、上記構成では、記録用磁性層に
対し高密度に、つまり、小さな記録マークで記録された
デジタル情報を、大きな再生信号振幅によって、より一
層確実に再生することができ、しかも、従来のような、
周波数の高い交番磁界を発生する、大型で消費電力の大
きな磁界発生装置を省くことができるから、光磁気記録
再生装置の大型化、消費電力の増加を抑制できる。

【００４９】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１ないし図１１に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。本発明に係る光磁気記録媒体と
しての円盤状の光磁気ディスクは、図２に示すように、
円盤状の基板１、透明誘電体層２、再生用磁性層として
の再生層３、非磁性層４、記録用磁性層としての記録層
５、保護層６、およびオーバーコート層７がこの順に積
層された構成を有している。

【００５０】また、上記基板１の表面には、デジタル情
報が順次記録される基板１の周方向に沿ったトラック、
すなわち同心円または渦巻、溝状のグルーブ１ａが形成
されている。よって、基板１の径方向に沿って隣合う各
グルーブ１ａ間には、ランド１ｂがそれぞれ形成されて
いる。

【００５１】上記の積層された構成は、グルーブ１ａ
上、およびランド１ｂ上の双方に形成されているので、
グルーブ１ａ上、およびランド１ｂに各トラックが形成
されている。また、このようなグルーブ１ａの深さを調
整することで、隣合うトラック完で磁性層が接すること
のないように、つまり離間させることにより、光磁気デ
ィスクの再生層３は、隣合うトラック間で磁気的な交換
結合が切断（遮断）されている。

【００５２】次に、図１は、本発明の再生原理を表すも
のであり、トラックに沿った断面を表している。再生
時、レーザーから照射された光ビーム９は、後述する回
折格子とレンズを用いて２つの各ビームスポット１２、
１３を、光磁気ディスク上にそれぞれ形成する。図１
中、白抜きの矢印は飽和磁化の方向と大きさを表し、実
線の矢印は遷移金属の磁化の方向と大きさを表す。

【００５３】これら２つの各ビームスポット１２、１３
は、同一トラック上に、記録層５のデジタル情報の記録
単位である記録マーク２０の、トラックの長手方向長さ
に応じた所定の間隔を有するように設定されている。

【００５４】これら各ビームスポット１２、１３によ
り、光磁気ディスクのトラック上には、仮想線１４にて
示す温度分布がトラックの移動方向に沿って生じる。こ
のような温度分布は、後述する従来例１にて示したよう
に、温度分布の高温領域１５は、光磁気ディスクの移動
のために、各ビームスポット１２、１３の中心から、光
磁気ディスクの移動方向Ｘに偏ることになる。信号の再
生は、ビームスポット（再生用ビームスポット）１３を
用いて行う。

【００５５】再生層３のうち斜線にて示した各高温領域
１５では、光磁気ディスクの温度が再生層３のキュリー
温度近辺もしくはキュリー温度を越える温度となってい
る。したがって、各高温領域１５に挟まれた、再生層３
の低温領域１６は、各高温領域１５により、トラックの
線方向（光磁気ディスクの回転によりトラックの移動方
向Ｘ）の各高温領域１５の外側の他の各再生層３と磁気
的な交換結合が切断されていることとなる。

【００５６】図３は、再生の様子を基板１側から示した
平面図であり、ビームスポット１２、１３が、トラック
１８を光磁気ディスクの回転による上記トラック１８の
移動により順次走査して、再生層３に対し、斜線にて示
した、各高温領域１５と、それらに挟まれた低温領域１
６とをそれぞれ形成している様子を表している。トラッ
ク１８に隣接して他のトラック１７、１９がある。再生
層３の低温領域１６は、図３に示す隣接の各トラック１
７、１９の再生層３とは、例えば隣合う各トラック１
７、１８が互いに異なる面上となる、つまり図２にて示
したように段差を有することによって互いに、磁気的に
交換結合しておらず、また、図１にて示したように、ト
ラック１８の線方向（長手方向）には、各高温領域１５
により交換結合がそれぞれ切断されている。

【００５７】したがって、低温領域１６は、四方の周囲
からの交換結合がそれぞれ切断されており、単磁区の再
生用領域として振る舞い易くなる。この低温領域１６
は、トラック１８の線方向の長さがミクロンもしくはサ
ブミクロンオーダーの微小なものであるが、図１に示す
記録マーク２０の長さより、はるかに大きく、よって上
記記録マーク２０よりはるかに大きい面積の領域を有し
ている。

【００５８】図１において、再生時に、低温領域１６
は、室温を超え、かつ、再生層３のキュリー温度未満と
なる低温であり、後述するように比較的大きな飽和磁化
を有している。一方、記録層５は、再生層３のキュリー
温度付近に補償温度を有する構成になっている。したが
って、記録層５は、再生時、低温領域１６の真下、つま
り領域１６に面した部位では飽和磁化が大きく、高温領
域１５の真下、つまり高温領域１５に面した部位では、
補償温度の近傍となって飽和磁化がほぼゼロとなる。

【００５９】この状態では、低温領域１６のほぼ中央と
なる、記録層５に形成された記録マーク２０の飽和磁化
は、それに隣接する他の記録マーク２０の飽和磁化と比
べて大きくなるように設定できるので、低温領域１６に
おける再生層３の飽和磁化と、記録マーク２０の飽和磁
化の静磁的な相互作用が支配的となり、また、低温領域
１６の再生層３は、前述したように単磁区として振る舞
うので、再生層３の低温領域１６全体が記録マーク２０
の垂直磁化方向に従うこととなる。

【００６０】このようにして再生層３には、記録層５の
記録マーク２０より大きな再生用領域にて、記録マーク
２０の磁化方向が転写されると共に、低温領域１６で
は、再生用のビームスポット１３の大部分が照射される
ように設定されているので、上記再生用領域１６から、
大きな再生信号振幅が得られる。

【００６１】以上のことから、高密度記録のために、小
さな記録マーク２０からデジタル情報を再生するときで
も外部磁界の印加を省いて、再生信号の振幅を大きくで
きるので、光磁気ディスクでの記録密度を高密度化しな
がら、光磁気ディスクからデジタル情報を再生する信頼
性を向上させることが可能となる。

【００６２】次に、本発明に係る光ピックアップ、光磁
気記録再生装置、および光磁気記録媒体についての具体
例を説明する。図１に示すように、基板１、透明誘電体
層２、再生層３、非磁性層４、記録層５、保護層６、お
よびオーバーコート層７が、この順に積層された構成を
有する光磁気ディスク（光磁気記録媒体）を作製した。
基板１は、光透過性を有する、例えばポリカーボネート
からなっている。透明誘電体層２には、膜厚６０ｎｍの
ＺｎＳ−ＳｉＯ₂を用いた。

【００６３】再生層３は、膜厚３０ｎｍのＧｄＦｅＣｏ
（第２希土類遷移金属合金）である。非磁性層４は、膜
厚１０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂である。記録層５は、膜
厚３０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ（第１希土類遷移金属合金）
である。保護層６は、膜厚２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂
である。オーバーコート層７は厚さ５μｍの紫外線硬化
樹脂である。再生層３と記録層５とは互いに静磁的に結
合することはあるが、上記非磁性層４によって相互間で
交換結合することが防止されている。

【００６４】基板１には、同心円状または渦巻状の、溝
（グルーブ）が、０．７μｍ幅、１００ｎｍ深さで、
１．４μｍピッチで形成されている。記録はグルーブ１
ａにも、隣り合う各グルーブ１ａ間に形成されたランド
１ｂにもなされるので、この光磁気ディスクのトラック
ピッチは０．７μｍである。

【００６５】溝の深さは、グルーブ部の記録層５と、ラ
ンド部の再生層３との間には、双方とも非磁性体である
保護層６および透明誘電体層２の少なくとも一方が介在
するように、例えば１００ｎｍに設定されているので、
隣り合うトラック間、すなわちグルーブ１ａの再生層３
と、隣接する各ランド１ｂの再生層３との間での交換結
合は切断されている。

【００６６】図４は、再生層３の飽和磁化（Ｍｓ）と保
磁力（Ｈｃ）の温度依存性を示したものである。図５
は、記録層５の飽和磁化（Ｍｓ）と保磁力（Ｈｃ）の温
度依存性を示したものである。再生層３および記録層５
は、何れも、室温からキュリー温度に至るまで、垂直磁
化を示すものである。

【００６７】図４および図５に示した飽和磁化（Ｍｓ）
と保磁力（Ｈｃ）の温度依存性については、図６に示す
サンプルを用いて行った。すなわち、このサンプルは、
ガラス基板２１上に、磁性層２２として、再生層３に相
当するＧｄＦｅＣｏ、もしくは記録層５に相当するＴｂ
ＦｅＣｏを３０ｎｍ、保護層２３としてＺｎＳ−ＳｉＯ
₂を膜厚２５ｎｍにて積層したものである。

【００６８】図４および図５から明らかなように、再生
層３も記録層５も低温で大きな飽和磁化を有するもので
ある。一方、再生層３のキュリー温度は２００℃に設定
されており、記録層３のキュリー温度より低いものとな
っている。

【００６９】図１に示したように、２つのビームスポッ
ト１２、１３により温度の高い高温領域１５を生成すれ
ば、記録マーク２０の飽和磁化が低温領域１６の飽和磁
化と静磁的に相互作用し、その結果、記録マーク２０よ
り面積が広い、再生層３における低温領域１６が、記録
層５の記録マーク２０と同じ垂直方向に向くことにな
る。

【００７０】この結果、上記光磁気ディスクでは、高密
度記録された光磁気ディスクからデジタル情報の再生
を、従来のような大型で消費電力の大きな外部磁界を省
いて、確実化できる。

【００７１】次に、上述の光磁気ディスクの記録再生す
る際に使用する光ピックアップについて説明する。図７
に、本発明の光ピックアップの構成を示す。レーザーダ
イオード（光学手段）２４から出射された波長６８０ｎ
ｍのレーザー光は、グレーティング（光学手段）２５に
入射されて、そのグレーティング２５により、＋１次光
と−１次光とに分けられ、コリメーターレンズ２６で平
行光となる。レーザーダイオード２４から出た光は、紙
面方向に偏光面を有する直線偏光（すなわち、Ｐ波）で
ある。また、上記回折格子の溝形状は、正弦波、三角
波、台形波、矩形波の何れも用いることができる。

【００７２】ビームスプリッター２７は、Ｐ波を８割透
過し、２割を反射させ、また、Ｐ波に対して直行する偏
光面を有するＳ波の１０割を反射するようになってい
る。ビームスプリッター２７で反射された２割のＰ波
は、フォトディテクター３１に入射し、そのフォトディ
テクター３１からの光強度を示す検出信号に基づいて、
レーザーダイオード２４のパワー制御がなされる。

【００７３】ビームスプリッター２７を透過した８割の
Ｐ波は、立ち上げミラー２８で反射され、開口数（以
下、ＮＡと略す）＝０．６の対物レンズ２９により光磁
気ディスク３０上に集光される。集光された光は、前述
の＋１次光と、−１次光とに対応したビームスポット１
２、１３をそれぞれ形成する。

【００７４】ビームスポット（交換結合抑制用ビームス
ポット）１２は、ビームスポット（再生用ビームスポッ
ト）１３に対して先行して、光磁気ディスク３０に照射
され、前述の一方の高温領域１５を光磁気ディスク３０
において形成するためのものである。ビームスポット１
３は、前述の他方の高温領域１５を光磁気ディスク３０
において形成すると共に、再生用にも用いられるもので
ある。

【００７５】ビームスポット１２とビームスポット１３
とは、それらのビームスポット中心の間隔が、前述の低
温領域１６をビームスポット１３がほぼ覆うように対応
する、例えば２．５μｍとなるように、グレーティング
２５は形成されている。

【００７６】光磁気ディスク３０の再生層３で反射され
た反射光は、垂直磁化を示す再生層３における光磁気効
果（カー効果）によってＳ成分として含んだ光となり、
ビームスプリッター２７に達する。

【００７７】上記ビームスプリッター２７では、上記反
射光のＰ成分の８割、Ｓ成分の１０割は反射されて、プ
リズム３２、３３に入射される。プリズム３２、３３
は、それぞれ、入射した光の光束の幅を紙面方向に３倍
に広げるように機能する。その後、反射光は、ウォラス
トンプリズム３４、ＮＡ＝０．１の集光レンズ３５、シ
リンドリカルレンズ３６を通り、フォトディテクター３
７上に導入される。

【００７８】ウォラストンプリズム３４は、入射光を、
Ｓ波、Ｐ波、およびＳ波とＰ波との混在したものという
３つのビームへと、紙面に対し、垂直方向に分離するも
のである。紙面垂直方向については、後述する図８にて
説明する。紙面内方向については、ビームスポット１
２、１３に応じて、フォトディテクター３７上にビーム
スポットＡ、Ｂがそれぞれ形成される。対物レンズ２９
のＮＡと集光レンズ３５のＮＡの相違、およびプリズム
３２、３３によって、ビームスポットＡ、Ｂのビームス
ポット中心の間隔は、本実施の形態１において１３５μ
ｍとなる。フォトディテクター３７の構成については後
述する。

【００７９】図７におけるウォラストンプリズム３４以
後の、紙面に垂直方向の光路が、紙面内に表現されるよ
う、光軸を回転軸として９０度回転させて書き直したの
が図８である。ウォラストンプリズム３４により反射光
は、３つのビームに分割され、フォトディテクター３７
上に互いに間隔が、例えば２００μｍごとに、α、β、
γで表した３つのビームスポットが形成される。

【００８０】図９は、フォトディテクター３７の構成
と、集光されるビームスポットの関係を表したものであ
る。フォトディテクター３７を含む同一平面上には、
Ａ、Ｂと、α、β、γとの組み合わせで表される、Ａ
α、Ａβ、Ａγ、Ｂα、Ｂβ、Ｂγの合計６個のビーム
スポットが形成される。

【００８１】フォトディテクター３７は、８個の各光感
応部Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗを、それぞれの光
感応面が同一平面上となるように有している。Ｂα、Ｂ
β、Ｂγは、光磁気ディスク３０における光ビームスポ
ット１３からの反射光である。Ｂβは、フォトディテク
ター３７における各光感応部Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓからなる４
分割ディテクターの中央部に位置するように設定されて
いる。

【００８２】各光感応部Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓの各光感応面サ
イズは、６０μｍ四方の正方形である。各光感応部Ｐ、
Ｑ、Ｒ、Ｓは、互いの辺を互いに平行に、かつ、間隔が
５μｍとなるように、かつ、各辺が、前述のＡ−Ｂ方向
およびα−β−γ方向の何れかと平行となるように配列
されている。

【００８３】この４分割ディテクターＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓに
おける、各光感応部からの出力信号Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓによ
る種々の演算により、デジタル情報の再生や、光ピック
アップの制御が実行される。すなわち、（Ｐ＋Ｒ）−
（Ｑ＋Ｓ）の演算を行うことにより、プッシュプル信号
が生成され、そのプッシュプル信号によって再生用のビ
ームスポット１２、１３のトラッキングが行われる。
（Ｐ＋Ｓ）−（Ｑ＋Ｒ）の演算を行うことにより、非点
収差法による再生ビームスポット１２、１３のフォーカ
シングが行われる。また、各ビームスポットＢα、Ｂγ
は、それぞれ、各光感応部Ｔ、Ｕのほぼ中央部に位置す
るように設定されており、各光感応部Ｔ、Ｕの各出力信
号から、（Ｔ−Ｕ）の演算を行うことで、差動検出法に
よる再生信号が得られる。

【００８４】一方、光磁気ディスク３０上のビームスポ
ット１２（先行ビームスポット１２）からの反射光は、
Ａα、Ａβ、Ａγの各ビームスポットをそれぞれ形成し
ている。Ａβのビームスポットは、光感応部Ｖ、Ｗの中
央に位置するように設定されている。各光感応部Ｖ、Ｗ
の各光感応面は、６０μｍ×１２５μｍの長方形となっ
ている。各光感応部Ｖ、Ｗは、それらの長手方向端辺
を、前述のＡ−Ｂ方向に平行に、かつ、それらの間隔が
５μｍとなるように配列されている。

【００８５】（Ｖ−Ｗ）により得られるプッシュプル信
号が、オフセットを示さないようにグレーティング２５
を、光軸を中心とした回転をすることによって、各ビー
ムスポット１２、１３が、光磁気ディスク３０上の同一
トラックの中心にそれぞれ設定されるように各ビームス
ポット１２、１３を調整することができる。なお、Ａ
α、Ａγの各ビームスポットは、光感応部に入れる必要
はない。

【００８６】以上、説明した光磁気ディスク３０と光ピ
ックアップを用いて、記録再生を行った。なお、光磁気
ディスク３０上の各ビームスポット１２、１３は、それ
らのパワーの比が３：１となる分割比となるように、グ
レーティング２５には、ブレーズが施されている。

【００８７】まず、光磁気ディスク３０を６ｍ／ｓｅｃ
の線速で回転させ、ビームスポット１２に７ｍＷ、ビー
ムスポット１３に２．３ｍＷのパワーを投入して、外部
磁界を変調することで単一の記録マーク長の信号を記録
した。その後、ビームスポット１２に２．４ｍＷ、ビー
ムスポット１３に０．８ｍＷのパワーを投入して再生を
行った。図１０に再生信号振幅の記録マーク長への依存
性を示す。図１０および後述の従来例を示す図１７で
は、０．７μｍ長の記録マークで再生したときの信号振
幅を、基準として規格化してある。図１０と図１７とで
は、０．７μｍ長の記録マークの信号振幅はほぼ同じで
あった。したがって、図１０と図１７との結果を比較す
ると、本実施の形態１において、０．７μｍ長より小さ
い記録マーク長の再生信号における再生信号振幅の大き
さが大幅に改善されており、高密度記録においてもデジ
タル情報の再生を確実化できていることが判る。

【００８８】次に、上述した再生ビームパワーと先行ビ
ームパワーを、上記パワー比となるように選択した理由
について述べる。まず、グレーティング２５のブレーズ
を種々変えて、先行のビームスポット１２、再生用のビ
ームスポット１３のパワー比を変え、０．１μｍの記録
マーク長信号のＣ／Ｎ比の再生ビームのパワー依存性を
測定した。その結果が図１１である。先行のビームスポ
ット１２、再生用のビームスポット１３のパワー比によ
って、トラックの線方向で再生層３の交換結合が切断さ
れる位置が変化するため、パワー比によりＣ／Ｎ比の再
生ビームパワー依存性は変化する。

【００８９】本実施の形態１で用いた光磁気ディスク３
０や線速では、再生用のビームスポット１３と先行のビ
ームスポット１２とのパワー比が、１：１．５〜３．６
の範囲内、より好ましくは１：２〜３．４の範囲内、さ
らに好ましくは１：２．５〜３．２の範囲内、本実施の
形態１では１：３である。

【００９０】また、再生用のビームスポット１３のパワ
ーは、０．５ｍＷから３．５ｍＷの範囲内、より好まし
くは０．５ｍＷから２．５ｍＷの範囲内、さらに好まし
くは０．５ｍＷから２．５ｍＷの範囲内であり、とく
に、パワー比が、１：３のときには、再生用のビームス
ポット１３のパワーは０．５ｍＷから２ｍＷである。こ
のような各パワー比と再生用のビームスポット１３のパ
ワーの組み合わせにて、最も良好なＣ／Ｎ比が得られ
た。この実験結果から、上述の実施の形態１での各ビー
ムパワーが選択されている。

【００９１】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について以下に説明する。図１２に示す構成の光磁気デ
ィスクを作製した。つまり、上記実施の形態１記載の光
磁気ディスク３０に対し、さらに、記録層５と保護層６
との間に、記録層５に接する、膜厚１０ｎｍのＺｎＳ−
ＳｉＯ₂からなる非磁性層３８が積層され、かつ、上記
非磁性層３８と保護層６との間に軟磁性体からなる裏打
ち層３９が設けられている。上記裏打ち層３９は、軟磁
性体としてのＣｕ−Ｍｏパーマロイを膜厚１５ｎｍにて
形成されたものである。この実施の形態２記載の光磁気
ディスクは、非磁性層３８および裏打ち層３９以外の構
成は前記光磁気ディスク３０と同一である。

【００９２】上記実施の形態１に記載した、再生用のビ
ームスポット１３と先行のビームスポット１２とのパワ
ー比が１：３の光ピックアップを用い、実施の形態１と
同じ条件で記録再生を行った。図１３に、再生信号振幅
の記録マーク長の依存性を示す。ここでも、０．７μｍ
長の記録マークを再生したときの信号振幅で規格化した
値で示してある。

【００９３】図１０と図１３とでも、０．７μｍ長の記
録マークを再生したときの信号振幅は、互いにほぼ同一
であった。したがって、図１０と図１３の結果を比較す
ると、本実施の形態２においては、実施の形態１に増し
て、より小さい記録マーク長での再生信号の振幅の大き
さが改善されることが判る。これは、裏打ち層３９によ
り、記録層５の磁気モーメントが実効的に大きくなった
ためである。

【００９４】〔従来例１〕まず、比較用の、従来の静磁
結合を用いた磁気的超解像ディスクについて説明する。
この比較用の光磁気ディスクは、図１４に示すように、
基板５１、透明誘電体層５２、再生層５３、非磁性層５
４、記録層５５、保護層５６、およびオーバーコート層
５７がこの順に積層された構成を有している。

【００９５】このような光磁気ディスクにおいては、光
ビーム５９が、対物レンズ５８により透明誘電体層５２
から保護層５６までの層に絞りこまれ、再生が行われる
ようになっている。このとき、光磁気ディスク上には、
光ビーム５９によって、図１４に示す仮想線により示さ
れる温度分布６０が生じると共に、記録層５５の記録マ
ークから磁束７１が漏洩する。媒体の温度分布６０は、
光磁気ディスクの移動方向に偏るので、光ビーム５９の
スポット中心と、温度分布６０の中心とは互いに一致し
ないこととなる。

【００９６】再生層５３は、低温では、面内方向に磁化
が向いており、高温では垂直方向を向くようになってい
る。したがって、光ビーム５９による高温領域では、記
録層５５の記録マークから漏洩される磁束にしたがって
再生層５３の磁化が垂直方向を向く。再生層５３および
記録層５５は、希土類遷移金属アモルファス合金で構成
されている。図１４中、白抜きの矢印は飽和磁化の方向
と大きさを表し、実線の矢印は遷移金属の磁化の方向と
大きさを表す。

【００９７】この比較用の光磁気ディスクでは、再生層
５３の磁化方向を集光された光ビーム５９により発生す
る温度分布６０に基づき制御している。これによって、
光ビーム５９が照射されている部分のうち高温になって
いる部分の再生層５３の磁化を、記録層５５に形成され
た記録マークから漏洩により発生する磁束７１の方向に
向けている。そして、低温になっている部分の再生層５
３の磁化は、面内方向を向いている。これにより、集光
された光ビーム５９のビーム径よりも小さなピッチで記
録された記録層５５の情報の再生を可能にしている。

【００９８】ここでは、基板５１にはポリカーボネート
基板を用いている。透明誘電体層５２は、膜厚７０ｎｍ
のＡｌＮを用いた。再生層５３は、膜厚３０ｎｍのＧｄ
ＦｅＣｏである。非磁性層５４は、膜厚１５ｎｍのＡｌ
Ｎである。記録層５５は、膜厚４０ｎｍのＤｙＦｅＣｏ
である。保護層５６は、膜厚３０ｎｍのＡｌＮである。
オーバーコート層５７として、５μｍの紫外線硬化樹脂
が形成されている。

【００９９】さて、上記光磁気ディスクを用いると、再
生分解能が向上して、ビーム径よりも小さな記録マーク
を判別することが容易になるが、小さい記録マーク程再
生信号の振幅が小さくなるため、さらなる高密度化が困
難といった問題点がある。

【０１００】これは、図１５に表したように、記録層５
５において大きな記録マーク長を有する記録マークを再
生すると、再生層５３に対して大きな再生マークが転写
される。一方、図１６に示すように、小さな記録マーク
を再生すると、再生層５３には、小さな再生マークが転
写されるという現象によっている。図１５および図１６
では、５９は光ビーム、白抜きの矢印は飽和磁化の方向
と大きさを表している。５３は再生層、５４は非磁性
層、５５は記録層であって、他の層は簡略化のために省
略している。

【０１０１】図１７に記録マーク長と再生信号振幅の関
係を示す。ここでは０．７μｍ長の記録マークを再生し
たときの信号振幅で規格化してある。上述の理由で記録
マーク長が小さくなると信号振幅が小さくなる。このこ
とが、光磁気記録媒体のさらなる高密度記録化を困難に
していることが判る。

【０１０２】〔従来例２〕従来例１に記載の問題点を解
決するために提案されたのが、図１８に示す方法であ
る。光磁気ディスクの構成は、従来例１と同様であり、
再生時に、マグネット６１により外部磁界６２が印加さ
れる。磁界の印加方向によっては、再生層５３に転写さ
れた再生用領域が拡大することになり、再生信号の振幅
が大きくできる。第４４回応用物理学関係連合講演会講
演予稿集（Extended Abstracts (The44th Spring Meeti
ng, 1997);The Japan Society of Applied Physics and
Related Societies) p.1069, 30a-NF-5 には、このよ
うな構成を用いて、記録マーク長が０．１μｍになって
も、再生信号振幅がほとんど減少しないことが報告され
ている。

【０１０３】しかしながら、上記構成では、マグネット
６１やコイル（図示せず）などの外部磁界発生装置が必
要であり、光磁気記録再生装置において、大型化や消費
電力の増大化を招来する。

【０１０４】〔実施の形態３〕本発明のさらに他の実施
の形態について図１９ないし図２８に基づいて以下に説
明する。本実施の形態では、上記の実施の形態１および
２に記載した部材と同一の機能を有する部材に対して
は、同一の部材番号を付与して、その説明を省いた。

【０１０５】図１９は、光磁気ディスク（記録媒体）３
０をその移動方向に対し直交する方向に切断した際の断
面を示すものである。光磁気ディスク３０には、グルー
ブ１ａと呼ばれる溝が形成されており、各グルーブ１ａ
とそれらの間に形成されるランド１ｂとの双方の上に、
それぞれ再生層３が設けられている。

【０１０６】光磁気ディスク３０の再生層３は、前述し
たように、グルーブ１ａの深さｄを調整することで、隣
接トラック間では上記深さｄによって磁気的に遮断、つ
まり隣接トラック間での交換結合が切断されている。な
お、図１９では、再生層３以外の他の構成を省略してい
る。

【０１０７】次に、図２０は、本実施の形態３の再生原
理を示すものであり、トラックに沿った断面を表してい
る。再生時、レーザーから出射した光は、超解像光学系
に設けた、後述する位相変換板により、図２３に示すメ
インローブ９ｂと２つのサイドローブ９ａに分離される
ので、光磁気ディスク３０には、走行方向Ｘに沿って、
図２０に示すような、２つのサイドローブ９ａに基づく
各温度分布４７ａおよびメインローブ９ｂに基づく温度
分布４７ｂがそれぞれ生じる。

【０１０８】ここで用いた超解像光学系では、サイドロ
ーブ９ａの方が、メインローブ９ｂよりパワーが大きく
なるように設定されているので、メインローブ９ｂによ
り形成されるメインローブ温度領域４１の前後（光磁気
ディスク３０の走行方向Ｘに沿った前後）に、メインロ
ーブ温度領域４１より温度の高いサイドローブ温度領域
４０が各サイドローブ９ａによって、それぞれ形成され
る。このような超解像光学系を用いた光ピックアップの
詳細については後述する。

【０１０９】図２０で、白抜きの矢印は記録層５や再生
層３の飽和磁化の様子を表す。磁化の上下方向（光磁気
ディスク３０の表面に対し直交する方向）にて表される
ビット情報が記録層５に記録されている。記録層５の飽
和磁化の温度依存性を図２１に示す。サイドローブ９ａ
により加熱されたサイドローブ温度領域４０は、記録層
５の補償温度付近まで昇温している。したがって、記録
層５における、サイドローブ温度領域４０に対応する温
度の高い領域は、飽和磁化が小さいか、ほとんどゼロと
なっている。

【０１１０】一方、再生層３の飽和磁化の温度依存性を
図２２に示す。再生層３は、メインローブ９ｂが照射さ
れたメインローブ温度領域４１では、温度が低いため、
大きな飽和磁化を有し、かつ、サイドローブ９ａが照射
されたサイドローブ温度領域４０では、キュリー温度近
傍に、もしくは上記キュリー温度を超えて昇温されてい
る。

【０１１１】このことから、メインローブ温度領域４１
の再生層３は、各サイドローブ温度領域４０の各再生層
３の高温部分をそれぞれ挟んだ、他の再生層３部分との
交換結合が、上記の各高温部分によって、それぞれ切断
されることになる。

【０１１２】この様子を光磁気ディスク３０の平面図と
して表したのが図２３である。超解像光学系において、
光ビーム９は、メインローブ９ｂと２つのサイドローブ
９ａとなって光磁気ディスク３０上に照射されるように
なっている。２つのサイドローブ９ａとメインローブ９
ｂとは、同一のトラック上に、トラックの長手方向に沿
って互いに並ぶように、それぞれ照射されている。

【０１１３】サイドローブ９ａで加熱されたサイドロー
ブ温度領域４０では、そのサイドローブ温度領域４０を
挟んだ再生層３の各部との相互間での交換結合が切断さ
れている。また、図１９にて説明したように、互いに隣
接する各トラックにおける各再生層３間の交換結合も切
断されている。

【０１１４】したがって、再生層３の内、２つのサイド
ローブ９ａで挟まれたメインローブ温度領域４１は、各
サイドローブ温度領域４０を間に挟んだ、外側の各再生
層３と交換結合が切断された孤立した領域となってい
る。

【０１１５】この孤立した部位の大きさは、トラック幅
と各サイドローブ９ａの間隔で設定されており、複数の
磁区が存在できない、単磁区として振る舞うように設定
されている。このため、本実施の形態３では、例えばト
ラック幅は０．６μｍ、光磁気ディスク３０上での各サ
イドローブ９ａの間隔は１μｍとなるように設定されて
いる。

【０１１６】図２０において、再生時にメインローブ温
度領域４１の再生層３および記録層５は低温であり、比
較的大きな飽和磁化を有するようになっている。また、
記録層５は、再生層３のキュリー温度付近に補償温度を
有する構成になっている。

【０１１７】したがって、記録層５は、再生時、メイン
ローブ温度領域４１の対面する領域では飽和磁化が大き
く、高温のサイドローブ温度領域４０に対面する領域で
は補償温度となって飽和磁化がゼロとなる。

【０１１８】この状態では、記録層５に形成された記録
マーク４２の飽和磁化は、最も大きくなるので、メイン
ローブ温度領域４１の飽和磁化と、記録マーク４２の飽
和磁化との間の静磁的な相互作用が支配的となり、ま
た、メインローブ温度領域４１は単磁区として振る舞う
ので、メインローブ温度領域４１全体が記録マーク４２
の磁化方向にしたがうこととなる。

【０１１９】このようにして再生層３には、記録層５の
記録マーク４２の磁区領域より大きな磁区領域となっ
て、上記記録マーク４２の磁化方向が転写される。メイ
ンローブ温度領域４１は、メインローブ９ｂの光磁気デ
ィスク３０上での照射領域と同程度の大きさ、もしくは
上記照射領域より大きいので、メインローブ９ｂから得
られる信号を再生信号とすれば、大きな再生信号振幅が
得られることとなる。

【０１２０】以上のことから、小さな記録マーク４２を
再生するときでも、従来のような再生磁界を印加するこ
とを省いて、再生信号の振幅を大きくでき、光磁気ディ
スク３０の信頼性を向上させ、上記光磁気ディスク３０
への情報密度を高密度化することが可能となる。

【０１２１】次に、本実施の形態３に係る、光ピックア
ップ、記録再生装置、および光磁気媒体についての具体
例を以下に説明する。

【０１２２】図２０に示す光磁気記録媒体としての光磁
気ディスク３０を、図１に示す光磁気ディスクと同様に
作製した。なお、図２０では、本実施の形態３の光磁気
ディスクにおいても、図１に示した、基板１、透明誘電
体層２、保護層６、およびオーバーコート層７を有する
が、本実施の形態３では、それらの図示を省いた。

【０１２３】図２１は記録層５の飽和磁化の温度依存性
を示したグラフである。図２２は、再生層３の飽和磁化
の温度依存性を示したグラフである。記録層５、再生層
３とも室温からキュリー温度に至るまで、垂直磁化を示
す磁性層である。図２１および図２２の測定は、図２４
に示すサンプルを用いて行った。すなわち、上記サンプ
ルは、ガラス基板４３上に磁性層４４として、再生層３
となるＧｄＦｅＣｏ、もしくは記録層５となるＴｂＦｅ
Ｃｏを膜厚３０μｍ、保護層４５としてＺｎＳ−ＳｉＯ
₂を膜厚２５ｎｍにて積層したものである。

【０１２４】図２１および図２２から明らかなように、
再生層３も記録層５も低温で大きな飽和磁化を有する。
また、再生層３のキュリー温度は１５０℃であり、比較
的低いものとなっている。図２０にて示したように、２
つのサイドローブ９ａにより温度の高いサイドローブ温
度領域４０を形成してやれば、記録層５の記録マーク４
２の飽和磁化がメインローブ温度領域４１の飽和磁化と
静磁的に相互作用し、その結果、記録マーク４２より面
積が広いメインローブ温度領域４１が、記録マーク４２
の磁化方向と同じ磁化方向に向くこととなる。

【０１２５】次に、上述の光磁気ディスクに対し、記録
再生する際に使用する、本実施の形態３に係る光ピック
アップについて説明する。

【０１２６】図２５に、上記光ピックアップの構成の概
略を示す。上記光ピックアップは、図７にて前述した光
ピックアップにおける、コリメーターレンズ２６とビー
ムスプリッター２７との間の光路上に対し、前記のメイ
ンローブ９ｂおよび各サイドローブ９ａを形成するため
の、正方形板状の位相変換板４６が、上記光路を横断す
るように設けられている他は、図７に示した光ピックア
ップと同様なものである。

【０１２７】次に、本実施の形態３の光ピックアップの
動作について説明すると、まず、レーザーダイオード２
４から出射された波長６８０ｎｍの光ビーム９は、コリ
メーターレンズ２６で平行光となり、位相変換板４６を
通って、ビームスプリッター２７に入射する。レーザー
ダイオード２４から出射した光ビーム９は、Ｐ波（偏光
方向が紙面に対し直交する方向）となっている。ビーム
スプリッター２７はＰ波を通過させ、また、Ｓ波を反射
して９０度、Ｓ波の光ビームの光路を変更するようにな
っているので、上記光ビーム９をそのまま通過させる。

【０１２８】その後、上記光ビーム９は、対物レンズ２
９で集光されて、光磁気ディスク３０上に光学的超解像
スポットを形成する。上記位相変換板４６と超解像スポ
ットについての詳細は後述する。光磁気ディスク３０か
ら反射された光ビーム９は、磁気光学効果（カー効果）
により、その偏光面が回転し、Ｓ波（偏光方向が紙面に
対し平行）成分を含むこととなる。

【０１２９】このＳ波成分は、対物レンズ２９を介して
入射したビームスプリッター２７において反射され、９
０度光路が変更されて、集光レンズ５０を通過した後、
フォトディテクター３１に入射する。Ｓ波成分の光量変
化が、フォトディテクター３１で感知され、これが再生
信号となる。

【０１３０】ここで、位相変換板４６と対物レンズ２９
とは、図２６に示すように配置されている。図２６で
は、光ビーム９の光軸が紙面に対し直交するように表さ
れている。光磁気ディスク３０の走行方向は、図２６中
の矢印Ｘの方向である。光透過性を有する位相変換板４
６は、通過する光ビーム９の位相を維持する各光透過部
４６ａ・４６ｃと、上記各光透過部４６ａ・４６ｃに挟
まれた、長方形板状の位相変換部４６ｂとを有してい
る。

【０１３１】位相変換部４６ｂは、光透過部４６ａ・４
６ｃを通過した光ビーム９と、上記位相変換部４６ｂを
通過した光ビーム９との間に、およそ半波長分の位相差
を生じさせるものであり、光ビーム９の光軸と位相変換
部４６ｂの中心とが略一致するように設定されている。
このような位相変換部４６ｂは、位相差を生成するため
に、プラスチックシートに応力をかけ、その残留歪みに
よる光弾性効果などを有するプラスチックシート、また
は水晶や方解石や雲母などの複屈折を示す結晶から形成
されている。

【０１３２】このように位相差を生じた各光ビーム９に
よって、光磁気ディスク３０上の記録層５や再生層３の
位置となる焦点位置に形成されるビーム形状は、位相変
換部４６ｂと光透過部４６ａ・４６ｃとを通過した各光
ビーム９間の回折効果によって、図２７に示すようにな
る。上記ビーム形状は、メインローブ９ｂと、そのメイ
ンローブ９ｂにおける走行方向Ｘに沿って並んだ両側
に、各サイドローブ９ａとを有している。これらメイン
ローブ９ｂおよび各サイドローブ９ａにより、上記焦点
位置上において、図２７に示すような温度分布４７が形
成される。

【０１３３】上記位相変換部４６ｂは、その温度分布４
７に示すように、メインローブ９ｂより各サイドローブ
９ａの方がピーク強度が大きくなるように、サイドロー
ブ９ａおよびメインローブ９ｂの各パワー強度が、位相
変換部４６ｂの幅（走行方向Ｘの長さ、もしくは位相変
換部４６ｂの短手方向）や厚さ等によって設定されてい
る。なお、上記では、メインローブ９ｂに対し各サイド
ローブ９ａが等間隔となるように設定されているが、各
サイドローブ９ａによる温度上昇の遅れを考慮して、メ
インローブ９ｂに対し各サイドローブ９ａが互いに異な
る間隔となるように位相変換部４６ｂを設定してもよ
い。

【０１３４】再生時、このような光学的な超解像を利用
した光学系で再生すると、図２０で表したような光磁気
ディスク３０の温度分布４７を実現することができる。
再生信号は、メインローブ９ｂからの反射光のみから得
ることとなる。記録する際は、位相変換板４６を光路か
ら外す。これにより、光磁気ディスク３０上には、メイ
ンローブ９ｂのみのスポットが照射されて、従来の光磁
気記録媒体と全く同じ記録過程となる。

【０１３５】次に、本実施の形態３にて記録再生を行っ
た試験例について、具体的に説明する。まず、光磁気デ
ィスク３０を６ｍ／sec の線速で回転させ、位相変換板
４６を光路上から取り除いた光学系を用い、光ビーム９
の対物レンズ２９からの出射パワーを、１０ｍＷとし
て、記録層５に対し印加する外部磁界を記録ビット情報
に応じて変調することにより、単一記録マーク長の信号
を記録層５に対し記録した。その後、位相変換板４６を
光路上に挿入し、光ビーム９の対物レンズ２９からの出
射パワーを４ｍＷとして再生を行った。

【０１３６】図２８に、再生信号振幅のマーク長依存性
を示す。図２８では、各試験結果については、０．７μ
ｍ長の記録マークを再生したときの信号振幅を「１」と
して規格化されている。図２８および図１７の結果を比
較すると、本実施の形態３において、小さい記録マーク
長での再生信号の大きさが大幅に改善されていることが
判る。本実施の形態３では、記録マーク長が０．１μｍ
であっても、４５ｄＢのＣ／Ｎ比という高い再生信号の
振幅が得られた。

【０１３７】なお、上記実施の形態３では、位相変換板
４６において、位相差を形成する位相変換部４６ｂを用
いた例を挙げたが、回折によって、各サイドローブ９ａ
を形成するものであればよく、例えば、光ビーム９の一
部を、位相変換部４６ｂと同様の形状および配置にて遮
光する遮光板を用いることも可能である。

【０１３８】〔実施の形態４〕本発明のさらに他の実施
の形態について図２９および図３０に基づいて以下に説
明する。本実施の形態では、上記の実施の形態１ないし
３に記載した部材と同一の機能を有する部材に対して
は、同一の部材番号を付与して、その説明を省いた。

【０１３９】本実施の形態４に係る光磁気ディスク（光
磁気記録媒体）は、図２９に示すように、上記実施の形
態３に示した光磁気ディスクに対し、さらに、記録層５
と保護層６との間に、非磁性層４８と、軟磁性体からな
る裏打ち層４９が、その順序にてそれぞれ積層されてい
る。非磁性層４８は、例えば膜厚１０ｎｍのＺｎＳ−Ｓ
ｉＯ₂である。裏打ち層４９としては、例えば、膜厚３
０ｎｍのＣｕ−Ｍｏパーマロイを用いた。

【０１４０】このような光磁気ディスクを用いて、実施
の形態３と同様に試験を行った。その結果を図３０に示
した。図３０に示した結果においても、０．７μｍ長の
記録マークを再生したときの信号振幅の大きさに基づい
て規格化されている。図２８と図３０を比較すると、本
実施の形態４においては、前記の実施の形態３に増し
て、小さい記録マーク長での再生信号の大きさが大幅に
改善されていることが判る。

【０１４１】これは、裏打ち層４９により、記録層５の
磁気モーメントが実効的に大きくなったためである。本
実施の形態４では、記録マーク長が０．０７μｍであっ
ても、４５ｄＢのＣ／Ｎ比という高い再生信号の振幅が
得られた。

【０１４２】

【発明の効果】本発明の光ピックアップは、以上のよう
に、再生用領域から情報を再生するための再生用ビーム
スポットと、再生用磁性層の層内における磁気的交換結
合を温度上昇によって抑制する交換結合抑制用ビームス
ポットとを、光磁気記録媒体の記録マークの大きさに応
じた間隔にて光磁気記録媒体の同一のトラック上に形成
するように設けられている光学手段を備えた構成であ
る。

【０１４３】それゆえ、上記構成は、再生用ビームスポ
ットと、交換結合抑制用ビームスポットとの少なくとも
２つのビームスポットを形成する光学手段を設けたこと
により、記録用磁性層に対し高密度に、つまり、より小
さな記録マークで記録されたデジタル情報を、大きな再
生信号振幅により確実に再生する際に、従来のような、
周波数の高い交番磁界を発生する、大型で消費電力の大
きな磁界発生装置を省くことができるから、光磁気記録
再生装置の大型化、消費電力の増加を抑制できるという
効果を奏する。

【０１４４】本発明の光磁気記録媒体は、以上のよう
に、デジタル情報が帯状のトラックに沿った記録用領域
に垂直磁化により記録される記録用磁性層と、記録マー
クの垂直磁化方向が転写された再生用領域に光を照射す
ることによって上記デジタル情報が再生される再生用磁
性層とを有する光磁気記録媒体であって、隣り合う各ト
ラック間で、各再生用磁性層は、各再生用磁性層間の磁
気的な交換結合が抑制されるように設定されている構成
である。

【０１４５】それゆえ、上記構成は、隣り合う各トラッ
ク間での各再生用磁性層間の磁気的な交換結合を抑制す
るので、光の照射によって再生される再生用領域に対す
る、隣合う各トラックの再生用磁性層の他の領域からの
干渉を抑制できるので、再生される再生用領域の垂直磁
化方向を安定化できるという効果を奏する。

【０１４６】本発明の光磁気記録再生装置は、以上のよ
うに、請求項３ないし６の何れか一つに記載の光磁気記
録媒体から、請求項１または２記載の光ピックアップ
が、デジタル情報を再生するように設けられている構成
である。

【０１４７】それゆえ、上記構成は、デジタル情報を記
録している記録マークより大きな面積の再生用領域から
上記デジタル情報を、再生用磁性層の他の領域からの干
渉を低減しながら再生できるので、記録密度を大きくし
ながら、デジタル情報の再生を確実化できるという効果
を奏する。

【０１４８】本発明の他の光ピックアップは、光学手段
は、再生用ビームスポットのためのメインローブと、交
換結合抑制用ビームスポットのための各サイドローブと
を、光学手段の光源からの光ビームを回折によって発生
させるようになっており、各サイドローブのパワーがメ
インローブのパワーより大きくなるように設定されてい
る構成である。

【０１４９】それゆえ、上記構成では、記録用磁性層に
対し高密度に、つまり、小さな記録マークで記録された
デジタル情報を、大きな再生信号振幅によって確実に再
生することができ、しかも、従来のような、周波数の高
い交番磁界を発生する、大型で消費電力の大きな磁界発
生装置を省くことができるから、光磁気記録再生装置の
大型化、消費電力の増加を抑制できるという効果を奏す
る。

【０１５０】本発明の他の光磁気記録再生装置は、上記
光ピックアップを備えた光磁気記録再生装置であって、
各サイドローブとメインローブとが、記録媒体の同一ト
ラック上となるように上記光ピックアップは設定されて
いる構成である。

【０１５１】それゆえ、上記構成では、各サイドローブ
とメインローブとを、記録媒体の同一トラック上となる
ように設定したことから、再生用磁性層における再生用
領域に対して、最も影響を与え易い、同一トラックの隣
接した再生用磁性層からの影響を、各サイドローブによ
って抑制することが可能となる。

【０１５２】この結果、上記構成では、記録用磁性層に
対し高密度に、つまり、小さな記録マークで記録された
デジタル情報を、大きな再生信号振幅によって、より一
層確実に再生することができ、しかも、従来のような、
周波数の高い交番磁界を発生する、大型で消費電力の大
きな磁界発生装置を省くことができるから、光磁気記録
再生装置の大型化、消費電力の増加を抑制できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気ディスク、および上記光磁気デ
ィスクの再生時の様子を示す模式断面図である。

【図２】上記光磁気ディスクの径方向断面図である。

【図３】上記光磁気ディスクの再生時の様子を示す模式
平面図である。

【図４】上記光磁気ディスクの再生層の磁気特性を示す
グラフである。

【図５】上記光磁気ディスクの記録層の磁気特性を示す
グラフである。

【図６】上記各磁気特性を測定するためのサンプルの構
成を示す模式図である。

【図７】上記光磁気ディスクに対し用いる、本発明の光
ピックアップの概略説明図である。

【図８】上記光ピックアップの一部の概略説明図であ
る。

【図９】上記光ピックアップのフォトディテクターの平
面図である。

【図１０】上記光磁気ディスクに対し上記光ピックアッ
プを用いたときの、各記録マーク長の変化に対する再生
信号振幅の変化を示すグラフである。

【図１１】上記光磁気ディスクに対し上記光ピックアッ
プを用いたときの、各ビームパワーのパワー比および再
生ビームパワーのパワーに対するＣ／Ｎ比の変化を示す
グラフである。

【図１２】本発明の他の光磁気ディスクの模式断面図で
ある。

【図１３】上記光磁気ディスクに対し上記光ピックアッ
プを用いたときの、各記録マーク長の変化に対する再生
信号振幅の変化を示すグラフである。

【図１４】従来の光磁気ディスクおよびその再生時の様
子の模式断面図である。

【図１５】上記光磁気ディスクの再生時の様子を示し、
記録マーク長が大きいときの模式断面図である。

【図１６】上記光磁気ディスクの再生時の様子を示し、
記録マーク長が小さいときの模式断面図である。

【図１７】上記光磁気ディスクを用いたときの、各記録
マーク長の変化に対する再生信号振幅の変化を示すグラ
フである。

【図１８】従来の他の光磁気ディスクおよびその再生時
の様子の模式断面図である。

【図１９】本発明のさらに他の光磁気記録再生装置に用
いる本発明のさらに他の光ピックアップにおける再生時
の機能を説明する光磁気ディスクの概略断面図である。

【図２０】上記光磁気ディスクの再生時の様子を示す模
式断面図である。

【図２１】上記光磁気ディスクの記録層の磁気特性を示
すグラフである。

【図２２】上記光磁気ディスクの再生層の磁気特性を示
すグラフである。

【図２３】上記光磁気ディスクに対するメインローブと
各サイドローブの照射状態を示す説明図である。

【図２４】上記各磁気特性を測定するための説明図であ
る。

【図２５】上記光ピックアップの概略図である。

【図２６】上記光ピックアップにおける位相変換板の概
略説明図である。

【図２７】上記位相変換板によるメインローブおよび各
サイドローブの配置、およびそれらによる温度分布を説
明する説明図である。

【図２８】上記光磁気記録再生装置、および上記光ピッ
クアップにおける再生特性を示すグラフである。

【図２９】上記光磁気ディスクの一変形例を示す概略断
面図である。

【図３０】上記光磁気ディスクを上記光磁気記録再生装
置、および上記光ピックアップに用いた場合の、再生特
性を示すグラフである。

【符号の説明】

３再生層（再生用磁性層）５記録層（記録用磁性層）９ａサイドローブ（光学手段）９ｂメインローブ（光学手段）１２ビームスポット（交換結合抑制用ビームスポッ
ト）１３ビームスポット（再生用ビームスポット）２０記録マーク２４レーザーダイオード（光学手段）２５グレーティング（光学手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状のトラックに沿った記録用領域に記録
マークが垂直磁化により記録される記録用磁性層と、上
記記録用領域の垂直磁化方向が転写された再生用領域へ
の光の照射によって情報を再生するための再生用磁性層
とを有する光磁気記録媒体に対し、再生用領域から情報
を再生するための再生用ビームスポットを上記トラック
に沿って走査する光学手段を備えた光ピックアップであ
って、光学手段は、さらに、再生用磁性層の層内における磁気
的交換結合を温度上昇によって抑制する交換結合抑制用
ビームスポットを、再生用ビームスポットに対し、上記
記録マークの大きさに応じた間隔にて同一のトラック上
に形成するように設けられていることを特徴とする光ピ
ックアップ。
【請求項２】再生用ビームスポットが、再生用磁性層の
層内における磁気的交換結合を温度上昇によって抑制す
るように設定されていることを特徴とする請求項１記載
の光ピックアップ。
【請求項３】デジタル情報が帯状のトラックに沿った記
録用領域に垂直磁化により記録される記録用磁性層と、
記録マークの垂直磁化方向が転写された再生用領域に光
を照射することによって上記デジタル情報が再生される
再生用磁性層とを有する光磁気記録媒体であって、隣り合う各トラック間で、各再生用磁性層は、各再生用
磁性層間の磁気的な交換結合が抑制されるように設定さ
れていることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項４】隣り合う各トラックの各再生用磁性層は、
各再生用磁性層間の磁気的な交換結合が抑制されるよう
に、互いに異なる面上となるように形成されていること
を特徴とする請求項３記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】記録用磁性層の磁気モーメントを実効的に
増加させるための軟磁性層を有することを特徴とする請
求項３または４記載の光磁気記録媒体。
【請求項６】記録用磁性層は、室温で希土類金属副格子
モーメントが遷移金属副格子モーメントより大きく、か
つ、室温と、記録用磁性層のキュリー温度との間に補償
温度を有する第１希土類遷移金属合金からなり、再生用磁性層は、室温で遷移金属副格子モーメントが希
土類金属副格子モーメントより大きく、かつ、再生用磁
性層のキュリー温度が、記録用磁性層の補償温度の近傍
に有する第２希土類遷移金属合金からなることを特徴と
する請求項３、４または５記載の光磁気記録媒体。
【請求項７】請求項３ないし６の何れか一つに記載の光
磁気記録媒体から、請求項１または２記載の光ピックア
ップが、デジタル情報を再生するように設けられている
ことを特徴とする光磁気記録再生装置。
【請求項８】再生用ビームスポットと、交換結合抑制用
ビームスポットとの各出力が互いに異なるように光学手
段を制御する制御手段が設けられていることを特徴とす
る請求項７記載の光磁気記録再生装置。
【請求項９】再生用ビームスポットと、交換結合抑制用
ビームスポットとの各出力を制御するパワー制御手段
が、再生用磁性層における交換結合の抑制位置を制御し
て、記録マークの垂直磁化方向が再生用磁性層に転写さ
れ、かつ、転写されたマークが上記記録マークより大き
くなるように設けられていることを特徴とする請求項７
または８記載の光磁気記録再生装置。
【請求項１０】光学手段は、再生用ビームスポットのた
めのメインローブと、交換結合抑制用ビームスポットの
ための各サイドローブとを、光学手段の光源からの光ビ
ームを回折によって発生させるようになっており、各サイドローブのパワーがメインローブのパワーより大
きくなるように設定されていることを特徴とする請求項
１記載の光ピックアップ。
【請求項１１】請求項１０記載の光ピックアップを備え
た光磁気記録再生装置であって、各サイドローブとメインローブとが、記録媒体の同一ト
ラック上となるように上記光ピックアップは設定されて
いることを特徴とする光磁気記録再生装置。