WO1995026548A1 - Procede d'enregistrement et de lecture d'informations a haute densite - Google Patents

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WO1995026548A1
WO1995026548A1 PCT/JP1995/000542 JP9500542W WO9526548A1 WO 1995026548 A1 WO1995026548 A1 WO 1995026548A1 JP 9500542 W JP9500542 W JP 9500542W WO 9526548 A1 WO9526548 A1 WO 9526548A1
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recording
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spot
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PCT/JP1995/000542
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Takeshi Maeda
Hisataka Sugiyama
Hiroyuki Awano
Harukazu Miyamoto
Keikichi Andoo
Kouichirou Wakabayashi
Atsushi Saito
Takeshi Shimano
Junko Ushiyama
Osamu Komoda
Hideki Saga
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Hitachi, Ltd.
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    • G11B7/24088—Pits for storing more than two values, i.e. multi-valued recording for data or prepits

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for optically recording and reproducing information, and more particularly to an optical disk apparatus for recording and reproducing information on a disk-shaped medium.
  • the areal density of the optical disc drive which is a product, is about 880 megabits Z square inch, and it is said that it can overcome the severe environmental conditions in which optical discs can be used even at the R & D level and can be realized comprehensively. This is about three times the product level.
  • the optical disc drive used as the product has a wavelength of 780 nm, the NA of the objective lens is 0.55, the recording method is mark length recording, and the servo method is continuous servo.
  • the reference is the ECMA (Eurobian 'Computer Manufacturing' Association) standard document.
  • An object of the present invention is to realize the highest density recording / reproducing characteristics of an optical disk by utilizing components which can be realized at present.
  • the realized recording density value is 10 Gbit / in 2 .
  • the gist of the present invention is as follows.
  • the recording laser uses a semiconductor laser with an output of 50 mW and a wavelength of 680 nm, and the reproduction uses an SHG (second harmonic generation) light source that oscillates a wavelength of 530 nm with an output of 15 mW or more. I do.
  • SHG second harmonic generation
  • optical system use a super-resolution optical system that can be smaller on the disk surface than the spot size determined by the wavelength and the NA of the objective lens. Also, a configuration is used in which a plurality of spots are created during recording or playback.
  • two-dimensional recording is performed in which marks of the same circular shape are arranged at grid points of a two-dimensional grid extending in the track direction and the track radial direction.
  • the reproduction method detects a reproduction signal from a mark on a two-dimensional grid point, performs signal processing using the reproduction signals from each mark, and detects information.
  • the light source irradiates a pulsed light having a larger peak power than the normal DC light emitted from the light source at the timing synchronized with the lattice point, and detects the reflected light at the timing synchronized with the lattice point.
  • a so-called sample servo is used, a recording and reproduction clock is created from discrete embedded pits, and a track shift signal is detected from a pebble mark.
  • the recording is currently available as a light source and uses a high output laser with a wavelength of 680 ⁇ m, which can be directly modulated, with a spot size of about 1.23 microns. Furthermore, the spot size will be reduced to about 70%, 0.87 microns, with the optical super-resolution effect and light output efficiency taken into account.
  • a mark having a diameter of 0.22 ⁇ m is recorded on a medium capable of forming a mark of 1 to 4 or less of a recording spot using this spot.
  • the composition of this medium is
  • the information mark is recorded on the reproduction layer depending on whether the embedded mark is magnetically transferred according to this clock or not. Playback
  • the mark recorded on the layer follows the shape of the embedded mark, and becomes a small mark independent of the recording spot.
  • the recording sensitivity characteristic is locally changed in a minute area to create minute marks independent of recording spots.
  • the recording film is irradiated with a strong laser beam to locally reduce the structure and weaken the coercive force.
  • a pattern of minute unevenness is provided in advance on the substrate of the optical disk by injection to serve as a nucleus for the formation of a magnetic mark, so that the recording mark force is less easily formed locally. Thereby, a minute mark is created without depending on the recording spot.
  • the optical spot is positioned on a 2D grid point according to the clock created from the embedded mark
  • the pulse is applied to the detector, and the detector and sampler are sampled and held at the timing synchronized with the reflected light.
  • the amount of interference from adjacent grid points is determined in advance in the learning area, and processing is performed to remove the amount of interference from the detection signal after sample hold, and the presence or absence of a mark recorded at a grid point is detected.
  • FIG. 1 is a plan view for explaining the relationship between a recording mark and a recording / reproducing spot according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of an optical super-resolution optical system according to the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of an optical filter for optical super-resolution according to the present invention.
  • FIG. 4 is a graph illustrating the effect of the optical super-resolution of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph illustrating the relationship between the coercive force and the temperature on the recording film.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a recording process of a magnetization mark.
  • FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams of the configuration of one embodiment of the medium of the present invention and the measurement results.
  • FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams of the configuration and measurement results of another embodiment of the present invention, respectively.
  • FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams of the configuration and measurement results of still another embodiment of the medium of the present invention, respectively.
  • FIGS. 1OA and 10B are graphs showing the control performance of the magnetization mark having the composition of TbFeCo.
  • FIG. 11 is a graph of a temperature distribution due to light spot irradiation.
  • FIG. 12 is a graph showing the coercive force and the recording temperature.
  • Fig. 13 is a graph of the change in the mark diameter due to the change in the recording power of the RE rich composition.
  • FIG. 14 is a graph showing a change in mark diameter due to a change in recording power of the TM rich composition.
  • FIG. 15 is a block diagram of the configuration of the recording / reproducing system of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view of the spot arrangement of the recording / reproducing system of the present invention.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of the track shift signal detection process of the present invention.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram of a block of an arithmetic circuit for detecting a track shift signal according to the present invention.
  • FIG. 19 is a graph illustrating a track shift signal detected according to the present invention.
  • FIG. 20 is a circuit diagram of a control circuit using a track shift signal detected according to the present invention.
  • FIG. 21 is a plan view for explaining the track layout of the recording method of the present invention.
  • FIG. 22 is a plan view for explaining another track layout of the recording method of the present invention.
  • FIG. 23 is a plan view for explaining the learning of the interference coefficient for reproduction according to the present invention.
  • FIG. 24 is a schematic block diagram of the data recording circuit of the present invention.
  • FIG. 25 is an explanatory block diagram of the data detection unit of the present invention.
  • FIG. 26 is an explanatory block diagram of the data selection unit of the present invention.
  • FIG. 27 is an explanatory block diagram of one embodiment of the data recording section of the present invention.
  • FIG. 28 is a schematic block diagram of the data reproducing circuit of the present invention.
  • FIG. 29 is an explanatory block diagram of a detection unit in data reproduction according to the present invention.
  • FIG. 30 is an explanatory block diagram of the recording / playback synchronization correction unit of the present invention.
  • FIG. 31 is an explanatory block diagram of the reproduction signal processing of the present invention.
  • FIG. 32 is an explanatory diagram of the area recognition circuit of the present invention.
  • FIG. 33 is an explanatory diagram of the interference coefficient.
  • FIG. 34 is a spectrum characteristic graph of the diarylethene derivative.
  • FIG. 35 is a configuration diagram of the photodetector of the present invention.
  • Figure 36 is a graph showing the relationship between the incident energy density and the transmittance of the photochromic material.
  • FIG. 37 is a graph showing the relationship between the incident power density and the transmitted light power density of the photochromic material.
  • Figures 38A and 38B show the principle of magnetic super-resolution.
  • FIGS. 39A, 39B, 39C, and 39D are illustrations of mark arrangement and signal processing in the recording / reproducing method of the present invention.
  • FIG. 40 is an explanatory diagram of signals detected from marks existing at grid point intervals and a processing area according to the present invention.
  • FIG. 41 is an explanatory diagram of the partial response (1, 1) in the optical disk.
  • FIG. 42 is an explanatory diagram of a partial response process of the present invention in which interference from an adjacent track is eliminated.
  • FIGS. 43A and 43B are explanatory diagrams of partial response waveforms when interference from an adjacent track is removed according to the present invention and when it is not.
  • FIGS. 44A to 44D illustrate the principle of the pulse reproduction method.
  • FIG. 45 is a frequency spectrum graph of the signal level and the noise level.
  • FIG. 46 is a frequency spectrum graph of each noise level.
  • FIG. 47 is a graph showing the reproduction power dependence characteristics of the signal level and the noise level.
  • FIG. 48 is a graph showing the dependence of SN on the reproduction power.
  • FIG. 49 is a graph of the temperature dependence of the force-per-rotation angle.
  • FIG. 50 is a graph showing the relationship between the linear velocity and the peak temperature holding power and the SN at that time.
  • FIG. 51 is a graph showing temperature distributions during DC irradiation and during irradiation of 'and “loose.
  • FIGS. 52A-52D are explanatory diagrams of the second pulse reproducing method.
  • FIG. 1 shows a state on a recording medium of the present invention.
  • a semiconductor laser with a wavelength of 685 nm is used as the light source, and optical super-resolution is performed in the disk radial direction.
  • the laser from the semiconductor laser converges on the disk surface using an optical system with an aperture of 0.55, and the size of the recording spot 101 is 1.24 zm in the disk circumferential direction and 0.87 in the radial direction. ⁇ M.
  • the size of the information mark 102 to be recorded is about 0.22 ⁇ m in the circumferential direction of the disc and about 0.30 zm in the radial direction.
  • Information mark 102 The minimum distance between comrades is about 0.22 m.
  • the pitch of the truck is about 0.30 / m.
  • the reproduction spots 103a, 103b, and 103c were obtained by using a laser with a wavelength of 533 nm using magnetic super-resolution (FAD) and optical super-resolution described below, at 0.96 mm in the disk circumferential direction and 0.67 mm in the radial direction. Make the size of zm. Further, prior to the information mark 102, a clock mark 104, a pebble mark 105, an address mark 106, and the like are formed in an uneven shape.
  • Fig. 2 shows the specific configuration of optical super-resolution.
  • the light from the semiconductor laser 201 is converted into a parallel light beam by a coupling lens 202, guided to an objective lens 205 through a prism 204 or the like, and formed on an image forming surface 206.
  • a shielding plate 203 is inserted into this optical path.
  • FIG. 3 shows details of the shielding plate 203.
  • the shielding plate blocks a part of the light beam of diameter r by the diameter r 'around the optical axis.
  • the shielding ratio ⁇ is defined as the ratio of r and r '(r' / r). As the shielding ratio ⁇ increases, another light spot appears on both sides of the aperture spot on the image plane 206, and the center intensity of the center spot decreases. The spot size in the middle is smaller. These spots correspond to 101, 101 ', 101 "in FIG.
  • Figure 4 shows the relationship between the shielding ratio ⁇ and the spot size.
  • ex p. is an experimental value
  • c a l. is a calculated value
  • the standard value of the normalized spot diameter is taken when the shielding ratio ⁇ is 0.
  • the shielding ratio is about 0.7
  • the center intensity of the spot is about 50%.
  • the intensity of the spots on both sides is about 20% of the intensity of the center spot, and there is no problem because recording is not performed on the spots on both sides during recording.
  • the domain wall of a magneto-optical mark is determined by magnetic energy stability conditions. Let w be the domain wall energy per unit area, M s the saturation magnetization, r the radius of the magnetic domain, H d the demagnetizing field acting on the domain wall, and H ext the external magnetic field. The sum of the magnetic fields, H total, which is the source of the force that tries to widen is expressed by the following equation (1) c
  • the domain wall is determined when the coercive force He of the recording film and the above Htota1 are balanced.
  • Figure 5 shows the relationship between the general coercive force of He and the temperature.
  • the laser beam irradiation changes the temperature distribution on the recording film.
  • the domain wall force stops at the temperature Trec where the balance between Htotal and He becomes ⁇ Tec, and a reversal magnetization mark is formed.
  • the stability of the recording mark can be expressed by the change in the domain wall position with respect to the power fluctuation, that is, the shape change amount of the magnetization mark.
  • Fig. 6 shows the principle of forming a magnetization mark.
  • the perpendicular magnetic film 601 is irradiated with the light beam 602, and at the same time, an external magnetic field 603 is applied to form a magnetization mark.
  • the recording temperature Tr ec is equal over the entire surface of the disk as shown by the dotted line.
  • the domain wall of the magnetization mark was determined at the intersection of the temperature distribution 604 formed by the light beam irradiation and the recording temperature Tr e c, and the domain wall 605 was formed on the perpendicular magnetization film 601. At this time, the width of the mark 606 was about a half of the spot size and was stable.
  • the recording temperature is set to T 'rec by locally changing the coercive force characteristic in FIG. 5 or the above H total, and the recording temperature characteristic on the disk surface is locally reduced. Then, when a light spot is applied to a portion where the recording temperature is locally lowered to form a temperature distribution 604a, an intersection between the recording temperature T ′ rec and the temperature distribution 604a becomes a peak portion of the temperature distribution. Therefore, a domain wall 605a is formed on the perpendicular magnetization film, and the width of the magnetization mark 606a is smaller than the width of the conventional magnetization mark 606. According to the present invention, the intersection at the peak portion of the conventional temperature distribution has a large fluctuation at the intersection with respect to the fluctuation of the temperature distribution.
  • FIG. 7 shows an example in which the structure is locally relaxed on the disk. Structural relaxation means that the coercive force of the recording medium is locally reduced by weakening the magnetic anisotropy by the annealing effect.
  • FIG. 7A shows a state in which recording is performed by a light beam 702 on a recording medium 701 in which structural relaxation has occurred.
  • Coercivity characteristics of temperature shown in FIG. 5, portion 703 caused the structural relaxation is reduced locally, c therefore effective recording temperature 704 falls since H t 0 ta 1 does not change by the light beam
  • a small magnetization mark 706 is formed.
  • the amount of reduction in coercivity depends on the energy provided for annealing.
  • One of the methods of annealing is to locally irradiate high-energy light and to cause structural relaxation by temperature. In this method, the local decrease in coercive force changes due to the high energy distribution, and the recording temperature changes accordingly.
  • the recording spot is determined by the recording wavelength 68011111 and the aperture number of 0.55, but a short-wavelength laser and a high numerical aperture lens used when creating the master disk of the optical disk are used to induce structural relaxation. Can be used.
  • a short-wavelength laser and a high numerical aperture lens used when creating the master disk of the optical disk are used to induce structural relaxation. Can be used.
  • Currently used laser and lens combinations can reduce the spot size to about 0.45 micron, thus reducing the anneal area to about 0.2 micron.
  • FIG. 7B shows measured reproduction output data 707 when the structure is relaxed and recording is performed thereon, in comparison with conventional data 708.
  • the intersection between the recording temperature and the temperature distribution approaches the peak point in the conventional method, the mark changes sharply due to power fluctuation, and the reproduction output decreases.
  • the mark power is almost similar to the conventional one.
  • FIG. 8 illustrates an example in which a region where a recording mark is formed on a recording medium is the same as a conventional coercive force, and a structure in which the coercive force is increased in other regions.
  • FIG. 8A shows the medium of the present invention.
  • the surface roughness other than the portion where the magnetization mark 706 is formed is roughened to improve the coercive force.
  • Only a portion where the mark 706 is formed is defined as a flat portion 801. Therefore, except for the flat portion 801, the surface energy for stopping the domain wall increases, and the apparent coercive force can be increased. With this configuration, the recording temperature 804 decreases relatively in the mark area.
  • a method of roughening the surface roughness first, use a resist that has a property that only the part irradiated with light is cross-linked and does not dissolve in the developing solution, and irradiate the light to the two-dimensional lattice point-like minute mark part .
  • the surface excluding the two-dimensional lattice points is roughened by etching with a highly concentrated developer.
  • a stamper is created from the master thus created, and the surface roughness around the minute mark can be increased by stamping the roughened surface on plastic.
  • Figure 8B shows the relationship between the magnetic domain width and the recording power. If a 0.2 m wide strip-shaped flat part is formed and the surface roughness on both sides is roughened, the relationship between the width of the formed magnetic domain and the recording power will be like 807. It can be seen that the width of the magnetic domain formed is smaller than the data 808 when the surface roughness is not increased.
  • FIG. 9 shows an example in which the magnetic field is locally changed.
  • a layer 903 in which a minute magnetization mark 902 is preliminarily embedded in magnetic contact with a recording film 901 is provided.
  • the minute magnetization marks 902 are two-dimensionally arranged, and the effective Ht otal is changed by increasing the external magnetic field on the recording layer 901 in contact with the buried layer 903 by the amount of the magnetic field generated by the magnetization marks 902.
  • the basic structure of the magneto-optical recording film is a three-atom amorphous structure of TbFeCo.
  • TbFeCo perpendicular magnetic properties depending on the ratio between Tb and Fe.
  • Fig. 10 Coercivity, temperature and temperature of TM rich and RE rich with high Fe in 10 A Shows the relationship.
  • the slope of the coercive force characteristic with respect to temperature is steeper in the RE rich than in the TM rich.
  • the coercive force characteristics described in FIG. 5 become the characteristics shown in FIG.
  • FIG. 11 shows the temperature distribution of each medium when the medium at room temperature of 20 ° C. is irradiated with laser light. It is known that the temperature distribution on the medium is almost equal to the spot distribution when a short pulse is irradiated.
  • FIG. 12 is a diagram showing coercive force characteristics of each medium corresponding to FIG. With this coercive force characteristic and the recording temperature determined by Ht0ta1, a recording mark of 0.2 micron is formed.
  • Fig. 13 The relationship between the displacement of the mark and the coercive force due to the temperature distribution in Fig. 11 is shown in Fig. 13 for the RE rich medium and in Fig. 14 for the TM rich medium.
  • the mark variation when the recording power changes from 0.9 to 1.1 times the value that can record a 0.2 micron recording mark can be obtained from the intersection of Htotal and coercive force characteristics. As a result, it is understood that the mark width fluctuation is smaller in the RE rich.
  • a recording mark having a width about half that of the conventional one can be formed when recording is performed at the same spot.
  • FIG. 15 is a configuration diagram of the recording / reproducing apparatus of the present invention.
  • a laser beam having a wavelength of 532 nm emitted from a light source for reproduction SHG 300 is converged in one direction by a cylindrical lens 303 via a slit 302.
  • Reference numeral 301 denotes a detector system that controls the A / 0 drive circuit 377 to detect a part of the laser light and control the intensity of the laser light.
  • the light converged by the cylindrical lens 303 is input to the ANO 0 modulator 304, and the transmitted diffracted light is converted into the original light beam diameter by the cylindrical lens 304.
  • the light converted into the original light beam system is expanded and converted to, for example, three times the diameter of the light beam by the beam expander 307 through the slit 306.
  • the converted light beam is deflected by the deflecting mirror 309 and the folded mirror 310. And is incident on the diffraction grating 311.
  • the light is split by the diffraction grating 311 into three luminous fluxes of 0th-order and ⁇ 1st-order diffracted light, and after passing through an optical filter 308 for super-resolution, it is made incident on a prism 312 for optical path synthesis.
  • the light that has passed through the filter 313 has its optical path bent by the optical deflector 3 14 and the folding mirror 3 15, and is incident on the optical path combining prism 3 16.
  • the laser beams having wavelengths of 532 nm and 685 nm are synthesized by the optical path synthesizing prisms 3 1 2 and 3 16, and after passing through the folding mirror 3 18 and the beam splitting prism 3 19, the optical disk 398
  • the light is emitted toward the moving optical system 320 moving upward.
  • the moving optical system 320 the light beam emitted from the fixed optical system 3221 is bent by the deflection mirror toward the surface of the optical disk 398 attached to the spindle motor.
  • the bent light beam is converged on the optical disk 398 by the objective lens to form a light spot.
  • the formed light spot has a positional relationship like a recording spot 101 and a reproduction spot 103 in FIG.
  • the moving optical system 320 which incorporates an objective lens and a light deflecting mirror, performs access operation on a moving table that moves at high speed in the radial direction 380 of the optical disk.
  • the light deflection mirror is linked and moved.
  • the reflected light from the optical disk is bent by the light beam splitting prism 319 via the light deflecting mirror, is bent by the turning mirror 1353, and is sent to the signal by the 685 nm separating prism 3554.
  • the light of 532 nm is transmitted through the prism 354, and is made incident on the magneto-optical signal detection system 357 by the 5332 nm separation prism 356.
  • the light incident on the magneto-optical signal detection system 357 is rotated by a half-wave plate 358 to rotate the polarization angle to about 45 degrees, and the s-polarized light and p
  • the three polarized light beams are detected by the three-division detectors 360 and 370, and the difference between the outputs from the photodetectors corresponding to the reproduction spots 103a, 103b, and 103c shown in FIG. Formed in 1 and detected as magneto-optical signal 381.
  • the magneto-optical signal 381 enters the recording / reproduction control circuit 37 And receive the processing described later.
  • the servo signal no-clock signal detection optical system 355 detects marks such as 104, 105, and 106 in FIG.
  • the detected signal 382 is input to the data clock generation circuit 3 7 3, servo circuit 3 7 4, and recording / playback control circuit 3 7 2, which control the generation of clock signal, tracking control, auto focus control, and recording, respectively. The control of the reproduction operation described later is performed.
  • the spindle 383 for rotating the disk sends a signal from an encoder mounted on the spindle to the rotation control system 375, and synchronizes with the reference clock via the spindle driver 384 so that the number of rotations becomes constant. Control the spindle.
  • a command for a control operation is given from the recording / reproduction control circuit 372 to the servo circuit 374 to control the position of the moving optical system 320.
  • a signal for controlling the power level for recording / reproduction and recording data are sent from the recording / reproduction control circuit 372 to the laser control circuit 376, and the drive circuit 377 for the AZO deflector 304 for controlling the output from the SH G300 To control playback output.
  • the APC (auto power control) control signal 385 for controlling the DC power, the recording power setting level command value 386, and the binary data 387 that is the recording data are transmitted to the high-speed laser driver 378. input.
  • FIG. 16 shows the arrangement relationship of the optical spots on the optical disk 398.
  • the recording spot 101 of 685 nm is placed at the top, and the wobble pits 3 31, 33 32, 33 33, 33 34, 33 35, which have been created in advance by the recording spot 101 in an uneven shape.
  • a detection signal for tracking servo is obtained by a well-known method from a small bit offset from the center of the track to the left and right by a small amount, and a mark from the clock bit is recorded and reproduced on the disk surface. Create a clock signal that is a reference for the timing of.
  • the spot 85 of 685 nm has side lobes, and ⁇ on both sides of the spot due to the wavefront manipulation after passing through the optical super-resolution filter.
  • the optical super-resolution should appear in the radial direction of the track and not in the circumferential direction of the track.
  • the laser beam of 532 nm for reproduction is separated into three spots 103a, 103b, and 103c by a diffraction grating, and side lobes 103a ', 103b, 103c', and 103a ", are provided on both sides of each spot.
  • 103b ", 103c" is generated.
  • the three spots 103a, 103b, 103c are
  • the diffraction grating 311 shown in FIG. 17 is rotated in a plane perpendicular to the light flux so as to be located at 350, 351, and 352 on the center line of the adjacent virtual track.
  • the deflector on the moving system 320 is controlled by a control signal detected by the 685 nm light spot 101, and simultaneously moves the 52 nm spots 103a, 103b, and 103c.
  • the alignment between 532 nm and 685 nm is finely adjusted by the deflector 314 of the 532 nm light source system shown in Fig.15.
  • For focusing use the spot 101 of 685 nm in the same way as for tracking error detection, detect the out-of-focus using the astigmatism method in the unillustrated focusing area, and drive the objective lens of the moving system. Is controlled by
  • the spot size for detecting track deviation is as large as 0.87 microns, which is larger than the virtual track interval. Since the conventional track pitch was about the size of a spot, a control signal capable of positioning finer than the track pitch is generated using the prepits for the conventional sample servo.
  • the pre-pit interval is assumed to be 1.2 micron
  • the inter-pit interval between the possible pits is assumed to be 0.3 micron.
  • FIG. 17 illustrates a method of forming a track shift signal.
  • the signals A, B, and C are used to sample-hold the level of the total light amount signal 1701 from each mark.
  • FIG. 18 illustrates a specific configuration of the servo circuit 374 that forms a track shift signal.
  • the sample and hold circuits 150a, 150b, and 150c sample and hold the total light amount signal modulated by the wobbled mark 333, the clock mark 338, and the wobbled mark 335, respectively.
  • the subtraction circuits 152a, 152b, and 152c take differences between the sampled and held signals, and create tracking signals A (1801), B (1802), C (1803), and D (1804). These signals serve as control signals for positioning the light spot on the virtual track center lines N, N + 1, N + 2, and N + 7 obtained by dividing the track pitch shown in FIG. 16 into eight. 7 shows the relationship between the virtual track center line and the tracking signals 1801, 1802, 1803, and 1804.
  • FIG. 20 shows a specific control signal forming circuit. Adjust the amplitude of tracking signals C (1803) and D (1804) with gain controls 2001 and 2002. The polarity is adjusted by the polarity inversion circuits 2003, 2004, 2005, and 2006 to create tracking signals A, B, C, D, and (2003 to 2006). These signals are switched by the switching circuit 2007, processed by the phase compensation circuit 2008, and input as a control signal of the control system to control the optical deflector inside the moving optical system 320.
  • FIG. 21 shows an example of the recording mode of the present invention in which the reproduction information block is composed of three information tracks.
  • Information to be recorded is recorded as an information block 211 including three rows of information marks 102.
  • the information block has a conventional concept of a sector in the circumferential direction of the optical disk, and includes, for example, an address area, a timing area, an interference coefficient learning area, and a data storage area in order from the top. Marks contained in these areas
  • FIG. 1 is a perspective view showing the state of FIG.
  • a specific pattern indicating the start of a sector, a sector address, and the like are formed in advance as pre-pits 106.
  • the timing mark 104 is formed in advance on the grid point 213 on each information mark row.
  • a strobe pulse used for recording an information mark on a lattice point or sampling a signal on the lattice point is created or corrected using a PLL circuit based on the detection signal of the timing mark.
  • the interference coefficient learning area described later a learning mark for learning an interference coefficient required for signal processing calculation at the time of information reproduction is recorded.
  • FIG. 21 shows a part of the data storage area.
  • the information mark 102 to be recorded is recorded on the lattice point 213. Specifically, using the strobe pulse generated based on the above-described timing mark, the information mark 102 is formed in accordance with the time..., Ti-1, ti, ti + l,. Record. Therefore, information is represented by whether or not the information mark 102 exists on the grid point 213 to be recorded.
  • FIG. 22 shows an example of another recording method.
  • the grid points 213 are aligned in the radial direction of the optical disk and in the circumferential direction of the optical disk, but in the example of FIG.
  • the lattice point periods on the rack were shifted by half a period from each other.
  • the crosstalk in the radial direction of the optical disc at each lattice point is smaller than in the case of FIG.
  • the interval between lattice points can be further reduced in the radial direction of the optical disc as compared with the example of the recording method shown in FIG. 21, and the density can be further increased in the radial direction of the optical disc.
  • FIG. 23 shows an example of the learning mark described above.
  • the learning mark 231 may be recorded as an isolated mark located on the grid point of the center information track among the three information tracks.
  • the learning mark 231 may be formed in advance as a pre-pit, or may be recorded when the disk is shipped.
  • the interference coefficient which is a function of the light spot shape, the information mark shape, and the lattice point spacing, must be learned in an actual optical disc device. Therefore, at the time of information reproduction, the learning mark 231 is detected by the light spot, and the interference coefficient is learned.
  • the interference coefficient is a ⁇ ! ! It has the following characteristics.
  • the diagonal interference coefficient j is given by the ratio Q (j) / SM, N between the diagonal interference amount q (j) and the isolated signals SM, N.
  • the interference coefficient in the radial direction is given by the ratio Q (£) / SM, N between the amount of interference q (£) in the radial direction and the isolated signals SM and N
  • the interference coefficient f in the circumferential direction is Is given by the ratio Q (f) / SM, N between the interference amount q (f) of and the isolated signal SM, N.
  • the diagonal interference coefficients n and m are determined when the center of the light spot 103c reaches the lattice point (M + 1, N + 1) and when the center of the light spot 103c is the lattice point ( M +2, N + 1).
  • the diagonal interference coefficients d and e are calculated when the center of the optical spot 103a reaches the lattice point (M + 1, N-1) and when the center of the light spot 103a is the lattice point. Obtained when (M + 2, N-1) is reached.
  • the interference coefficient h, i in the circumferential direction is calculated by calculating the ratio of the spot 103 b to the value of the isolated signal SM, N obtained at the grid points (M + 1, N) and (M + 2, N). Finding the coefficient c
  • the accuracy of the learning of the interference coefficient can be improved by performing the above learning several times and averaging the results. As an example, a method of providing a plurality of interference coefficient learning marks can be considered.
  • the signal processing operation for reducing the crosstalk noise component is performed using each interference coefficient obtained by the above-described means and a detection signal sampled at each lattice point position by the above-described strobe pulse. At this time, if the strobe pulse whose timing is corrected by the PLL circuit is used, the information mark detection signal at the lattice point position can be sampled more accurately.
  • Figure 40 shows the matrix of the magnitude of the signal amplitude at each grid point when only the recorded marks are isolated, including the two tracks adjacent to the three tracks 1, 2, and 3. Show. In this embodiment, only three tracks can be detected at the same time in this embodiment, and therefore it is considered to accurately detect marks in the area surrounded by the dotted line. Therefore, the arithmetic expression (2) representing the isolated signal obtained at each grid point position
  • S (j, k) is a column vector whose component is an isolated signal obtained at 21 grid point positions
  • K (i, j) is a 2 1st-order square matrix whose component is an interference coefficient
  • S , (I, j) are the column vector components whose components are the detection signals obtained at the 21 grid points
  • E is the column vector representing the crosstalk from grid points other than the 21 grid points. It is a kutor.
  • the signal S (i, j) can be calculated using equation (3) (
  • the calculated value obtained by ignoring E is calculated. That is, the signal S ′ ′′ at the position of the grid point (i, j) is calculated using the inverse matrix of K from the signal detected using the equation (4).
  • the optical system for realizing the plurality of light spots, and for tracking and autofocusing of the plurality of light spots for example, means described in Japanese Patent Publication No. 58-021336 may be used.
  • the axis connecting the plurality of light spots has an inclination with respect to the radius of the information block, and as a result, there is a certain time difference between the light spots in the circumferential direction of the optical disc. Occurs. If this time difference is not a multiple of the lattice point interval, in order to simultaneously record and reproduce the information mark 102 on the lattice point 213 using a plurality of light spots 103a to 103c, a unique light spot is required. It is necessary to prepare one pulse.
  • FIG. 24 shows a block diagram of a recording circuit for performing the above recording.
  • This recording circuit has as many detectors 201 a to 201 c as the number of light spots for detecting that the light spot has entered the learning area, and a data selection for selecting learning data and information data.
  • a data recording unit 203 The data recording unit 203 is controlled by a computer 2310.
  • FIG. 25 shows an example of the detecting section 201 of FIG.
  • the detector 210 detects a mark on the optical disk corresponding to each optical spot.
  • the detection signal from the detector 210 is extracted by the gates 2501a and 2501b at a predetermined timing.
  • the PLL circuit 2110 forms a timing signal from a signal corresponding to the timing mark output from the gate 2501a.
  • the sector head recognition circuit 211 recognizes the head of the sector from the signal corresponding to the header mark recorded at the head of the area output from the gate 2501b.
  • the area recognition circuit 2130 is a part that controls the detection unit 201.
  • the area recognition circuit 2130 recognizes the position of the optical spot by counting the strobe pulse 215 output from the PLL circuit 2110, and as a result, the address area signal 217 and the address It outputs a timing area signal 218, an interference coefficient learning area signal 219, and a data storage area signal 220.
  • the count value of the strobe pulse 215 is
  • the sector area recognition circuit 222 detects a specific pattern indicating the head of the sector formed in the address area 2170 based on the output signal 214 from the photodetector. Outputs pulse signal 2 2 3 when detected.
  • the address recognition circuit 2 12 is a circuit that detects address information formed in the address area 2170 based on the output signal 2 14.
  • the timing area signal 218 Since the light spot exists in the timing area 2180 between the count values a and b, only the timing area signal 218 is turned on and output.
  • the output signal 214 from the photodetector is input to the PLL circuit 2110 via the gate circuit 2501a.
  • the PLL circuit 2110 detects a timing mark formed in the timing area 2180 on the basis of the output signal 214 from the photodetector, and uses the detection result to determine the timing between the strobe pulse and the grid point position. Correct the misalignment.
  • the PLL circuit 211 outputs a strobe pulse 215, which is output when the interference coefficient learning area signal 219 or the data storage area signal 220 is on. Output from the detector 201 via the gate circuit 2501c.
  • FIG. 26 shows an example of a block diagram of the data selection section 202.
  • the data selection section 202 includes user data 204 and a plurality of data storage area signals 220 a to 220 c output from the detection sections 201 a to 201 c and A plurality of interference coefficient learning area signals 2 19 a to 2 19 c are input. At this time, for example, when at least one of the data storage area signals 220a to 220c is turned on, the data selection section
  • the user data 204 is output as serial data 222. Also, when at least one of the interference coefficient learning area signals 219 a to 219 c is turned on, the information mark necessary for learning the interference coefficient is recorded in the interference coefficient learning area.
  • the data string stored in the learning data ROM 226 is output as serial data 225. In this case, the data string may represent an isolated mark as shown in FIG.
  • FIG. 27 shows an example of the data recording section 203.
  • the data recording section 203 receives the data recording strobe pulse 221 and the serial data 225. At this time, the serial data 2 25 is converted into a serial-parallel converter
  • the converted data 232 is stored in a FIZFO (first in first out) memory 233 and read out from the FIZFO memory 233 by a recording strobe pulse 221. These read data 234 are input to the modulator 235.
  • the modulated data 236 is input to the laser drive circuit 237, and a mark is recorded by the intensity modulation of the light spot 238.
  • one spot of the spot 101 in FIG. 1 is used to record information blocks 211 of three information tracks shown in FIG. 21, one information track is recorded every one rotation of the disk using the above circuit. Recording on three information tracks.
  • a three-beam laser array with a wavelength of 685 is used as the recording light source, and the recording spot is positioned on each of the three information tracks in the information block.
  • the F1 / F0 memory 233, modulator 235, and laser drive circuit 273 shown in Fig. 27 are used. Three systems may be provided. Alternatively, three SHG lasers with a wavelength of 532 nm may be provided without using a laser with a wavelength of 685 °, and three A / 0 modulators may be used to perform recording and reproduction with three beams.
  • This regenerating circuit has the same number of detectors 25 1 a to 25 1 c as the number of light spots for detecting that an optical spot has entered each area shown in FIG. It is composed of a synchronization correction unit 252 for synchronizing the detection signals and a calculation unit 2553.
  • FIG. 29 shows an example of a block diagram of the detection section 251.
  • the detection section 25 1 mainly consists of the detector 2 67 corresponding to each light spot, the sample hold circuit 256, the PLL circuit 257, the sector head recognition circuit 258 and the area recognition circuit 259. Become.
  • the PLL circuit 257, the sector start recognition circuit 258, the area recognition circuit 259 and the address recognition circuit 267 are the same as those described in the above recording circuit, and the detection unit 251 records.
  • the detection unit 201 in the circuit it is controlled by the area recognition circuit 255. First, when the optical spot enters the timing area, the timing area signal 218 output from the area recognition circuit 213 is turned on, and the timing mark signal detected by the optical spot is in the detection unit.
  • the PLL circuit 257 corrects the phase shift of the strobe pulse 264 due to uneven disk rotation or the like based on the timing mark signal.
  • the interference coefficient learning area signal 262 is turned on or the data storage area signal 263 is turned on
  • the strobe pulse 264 output from the PLL circuit 257 is output from the sample hold circuit 256 clock.
  • the sample-and-hold circuit 256 samples a signal value of the input detection signal 255 on a grid point according to the clock 256. The sampled value is output as the detection signal 2666 from the detection unit 251, and is input to the synchronization correction unit 252.
  • the output from the sample and hold circuit 25 6 that generates a pulse corresponding to the lattice point is the control clock 2 6 5 is output from the detection unit 251, and is input to the synchronization correction unit 252.
  • FIG. 30 shows an example of a block diagram of the synchronization correction section 252.
  • the synchronization correction section 252 mainly comprises a FI / FO memory and a read clock control circuit.
  • Each of the detection signals 2 66 a to 2 66 c output from each of the detection units 25 1 a to 25 1 c and input to the synchronization correction unit 25 2 is similarly converted to each of the detection units 25 1 a to 25 1 c.
  • Output from 2 5 1 c In accordance with each of the control clocks 265a to 266c input to the synchronous correction unit 252, the data is stored in each of the FIZFO memories 271a to 271c.
  • a signal that is turned on when all of the interference coefficient learning area signals 26 2 a to 26 2 c output from the detection units 25 1 a to 25 1 c are on is an interference coefficient learning area signal. 2 75, If the signal that is turned on when all the data storage area signals 2 63 a to 2 63 c output from the respective detection units are on is the data storage area signal 2 76, these two signals When either of them is turned on, the read clock control circuit 272 outputs the reference clock 277.
  • the frequency of the reference clock 277 shall be lower than the frequency of the control clocks 265a to 265c.
  • Each of the detection signals 2666a to 2666c stored in the FI / FO memories 2711a to 2771c is read in accordance with the output signal 2777 of the read clock control circuit 2772. However, it is output from the synchronization correction unit 252 as a synchronized detection signal 2778a to 2778c, and is input to the calculation unit 2553. In addition, the interference coefficient learning area signal 275 and the data storage area signal 276 are output from the synchronization correction section 252 and input to the calculation section 253.
  • FIG. 31 shows an example of the arithmetic section 253.
  • Each of the detection signals 278a to 278c output from the synchronization correction unit 252 and input to the arithmetic unit 2553 is input to the arithmetic unit 280.
  • the arithmetic unit 280 based on the detection signals 278a to 278c
  • the interference coefficient is calculated by performing the above-described calculation, and the inverse matrix is calculated based on these interference coefficients (Equation (4)) to calculate the operation coefficient.
  • the calculated operation coefficient is stored in the operation coefficient memory 281.
  • the arithmetic unit 280 calculates the detection signals 278a to 278c and the calculation calculated by the above means. Based on the coefficients, the calculations shown in Expressions (2), (3), and (4) are performed, and the calculation results 283a to 283c in which the crosstalk noise is reduced are output to the comparator 284.
  • the comparator 284 determines the presence or absence of the information mark based on the operation value 283.
  • the discrimination results 285a to 285c are demodulated by the demodulator 286, and are output as reproduction signals 287a to 287c.
  • serial data 2 89 That is, user data is reproduced.
  • the spots 103a and 103c are used to detect a signal leak from an adjacent track leaking into the information track to be irradiated with the spot 103b.
  • the information block interval shown in Fig. 21 can be reduced.
  • accurate information can be detected. Therefore, the recording density can be further increased. Recording was performed in the same manner as shown in Fig. 1, using a recording spot 101 of 685 nm, and three spots 103a, 103b, and 103c of 532 nm. Play the data of the information track above spot 103b.
  • the spot size W is 0.96 microns.
  • the optical super-resolution effectively increases the spot size in the track direction by 0.7 times to 0.67 microns. Since the track pitch can be reduced to about 0.4 times W in the playback method adopted this time, the track pitch can be increased by 0.3 microns.
  • a shielding plate for cutting the side lobe is usually inserted in the light beam after passing through the objective lens. Since there are at least three beams this time, and the luminous flux is arranged obliquely with respect to the track direction, setting with the same shielding plate is difficult.
  • Figure 35 shows an example of a photodetector that solves the sidelobe problem.
  • the non-linear transmission material 351 was coated on the photodetector 350.
  • this material for example, a diarylethene derivative, which is a photochromic medium, is preferable.
  • Figure 34 shows the spectral characteristics of the diarylethene derivative. Enough energy When there is intensity (Jearliestene A ring opening), the transmittance characteristic curve changes from curve 342 to curve 341. The transmittance changes nonlinearly with respect to the energy intensity of the reproduced light of 530 nm.
  • Figure 36 shows how the transmittance changes with the energy intensity of the reproduction light. For light with little intensity change, energy is equivalently expressed as average power.
  • Figure 37 shows the principle of signal reproduction.
  • the non-linear characteristics of the incident power density and the transmitted power density are as shown by the curve 407, the reproduced light reaches the photodetector only at the portion where the intensity is strong. Therefore, the intensity distribution of the incident light spot 401 becomes an intensity distribution like the light spot 400 after transmission.
  • light that is weaker than the main lobe 402 such as the side lobe 400, is remarkably compared to the main lobe like the side lobe 405 after transmission.
  • the entire surface of the material is irradiated with light 352 of a blue light emitting diode 3520 having a short wavelength other than the reproduction light 353.
  • a wavelength band from 420 to 480 nm having a transmission characteristic in a curve 342 which is another spectrum characteristic (Jearliestthene A ring closure) is selected.
  • Curve 342 has an absorption characteristic at a wavelength of 530 nm of the light for detecting a signal, so that the nonlinear material as a whole absorbs light at 530 nm. It can be configured to transmit light of 530 nm.
  • the non-linearity can therefore be controlled by the overall power of the light emitting diode.
  • this type of nonlinear material has a slow response, but can sufficiently respond to a response that follows a track deviation.
  • a simple configuration using a nonlinear material and a size based on optical super-resolution can be used. Leakage from the drobe can be removed, making assembly and adjustment of the optical system easier.
  • Fig. 38A describes FAD (Front 'Aperture Detection), which is a type of magnetic super-resolution to improve the reproduction resolution in the circumferential direction.
  • FAD Front 'Aperture Detection
  • a cutting layer 382 made of TbDyFe and a reproducing layer 383 made of GdFeCo are placed on a recording layer 381 made of TbFeCo or the like shown in FIGS.
  • the light spot 384 is irradiated on the medium having this structure and moves in the direction of the arrow 385, the temperature distribution 387 on the center of the track on the medium has a distorted spread with a high temperature behind the spot.
  • the asymmetry can be compensated for by taking in the interference coefficient in all of the front, rear, left, and right directions and calculating.
  • the resolution of the detection signal depends on the temperature distribution and the position of the spot. When the temperature distribution is closer to the center of the spot, the aperture becomes narrower and the resolution improves.
  • the A / 0 deflector is used to irradiate the reproduction light in a pulse shape at the position where the mark is recorded, so that the temperature distribution becomes sharp and the temperature distribution approaches the center.
  • the timing for modulating the intensity of the reproduction light is generated from the clock signal generated by starting PLL from the prepits formed on the disk surface as described above. For this purpose, the timing for sampling and holding the signal within the irradiation period of the detection light is set.
  • Figure 38B illustrates another magnetic super-resolution, RAD (Lya Aperture Detection).
  • a switch layer 3801 and a reproducing layer 3802 are formed on the recording layer 381 described in FIGS.
  • the RAD applies an initial magnetic field 3804 ahead of the light spot 3803 to initialize the reproducing layer 381.
  • the SW layer 3801 marks the recording layer 301. It works so as not to transfer to the reproduction layer 3802, and when the temperature rises due to the light spot 3803, the mark 389 of the recording layer 301 is transferred to the reproduction layer 3802.
  • a mask 3812 is formed, and an aperture 3811 is generated behind the spot 3803 in the traveling direction.
  • the reproducing light of the recording mark 389 is irradiated in a pulse shape, the position of the aperture 3811 can be positioned at the center of the light spot, so that the asymmetry of the reproducing waveform can be reduced.
  • FIG. 39 illustrates the principle of detecting information recorded in this manner.
  • the recording mark 102 is recorded according to the NRZ (non-'return 'to to' zero ') rule where the presence or absence of a mark at the grid point 213 corresponds to the recording data "1" and "0". . Therefore, the detected signal has only two levels.
  • Figure 39C shows the signal of track 2 (eye pattern) detected from spot 103b. Eye level hardly opens due to crosstalk from adjacent tracks 1 and 3, and data cannot be detected accurately.
  • the eye opens, and it is necessary to process signals that can accurately read data.
  • FIG. 39B shows a configuration of a two-dimensional equivalent processing circuit for compensating the above-mentioned crosstalk and obtaining a signal as shown in FIG. 39D from the signal of FIG. 39C.
  • the result of calculating the inverse matrix of K and the signals from Track 1, Track 2, and Track 3 are used to determine the calculation coefficient for removing the interference amount.
  • the signals x (t) 3900-l, 3900-2, and 3900-3 reproduced from each track are converted to 7-tap transversal filters 391-1, 391-2, and 391-3. Let it through.
  • the transversal filter 391 has a delay circuit 392, an attenuator 395, and an adder 396, and shapes a signal waveform for each track.
  • the signal g (t) from each track is weighted by the weighting circuits 397-1, 397-2, and 397-3, and the sum is obtained by the addition circuit 393.
  • the coefficients of the delay circuit and the attenuator of the transversal filter 391 through which the signal from each track passes and the weight coefficient by which the signal from each track is multiplied by the weighting circuit 397 are obtained from the inverse matrix.
  • the delay circuits 394 a and 394 b have a delay time corresponding to the distance r (sec) between the reproduction spots 103.
  • the grid spacing is 0.25 micron and the track spacing is 0.3 micron
  • the mark diameter is 0.22 microns.
  • T be the time corresponding to the grid point interval
  • the time interval of the three spots be the time.
  • a time delay is given in advance to compensate for the time delay between tracks. If all signal processing is performed digitally, the clock generated from the PLL can be used, so it is easy to control the time delay of the interval.
  • the diameter of the circumferential spot is about 0.96 microns, so that a signal cannot be detected from a grid having a period of 0.5 micron as it is. Therefore, we apply partial response well-known in the field of transmission lines.
  • the simpler partial response is the response characteristic of PR (1, 1). This is a characteristic that, when the optical disk is regarded as a transmission path, the response to the input pulse exists only in two detection time slots, and no response appears in the other slots.
  • the flow of signal processing for PR (1, 1) will be described with reference to FIG.
  • the user data a k is converted into modulated data b k by the processing of the precoder.
  • the role of the precoder is to apply the reverse characteristics of the optical disk to the recorded data in advance in order to prevent errors due to defects on the optical disk.
  • a recording pulse 411 is created according to the modulation data, and a recording mark 102 is recorded on a lattice point 213 based on a clock signal according to the recording pulse 41 1. If the size of the effective reproduction spot 103 is as shown in the figure, the mark cannot be resolved from the reproduction signal waveform 412 even if there is one grid interval between the mark and the mark.
  • the mark arrangement can be known by setting the force and the level to an intermediate value of the saturation level. Saturation levels occur when multiple marks are arranged sequentially. It can be seen that the detection level takes three values due to the interference between the marks. Two slice levels 413a and 413b are provided to detect at which level, and each of the time slots detects which of the three values is divided into two levels.
  • the obtained three values are calculated by mod 2 and converted into binary demodulated data.
  • a signal can be detected even at a density at which the resolution is reduced. Force described using signal from one track as an example In the present invention, a waveform suitable for a partial response cannot be detected due to interference from an adjacent track. this The means for obtaining are described below.
  • Figure 42 shows an array for inputting detection signals 3900 from three spots to a two-dimensional equalizer.
  • the detection signal 3900-2 (S'cc to S'ci) from the track 2 and the detection signal 3900-3 (S'dc to S'di) from the track 3 are input to the equalization processing circuit 4201. .
  • a signal 4200 (S ′′ cc to S ′′ ci) of track 2 is obtained in which interference from adjacent marks is removed at each timing.
  • This signal is an array of reproduction signals from isolated recording marks, and the amount of interference required for the partial response has been removed.
  • Fig. 43 shows the simulation results of the equalization process in Fig. 42. The calculation was performed at intervals of 0.0125 micron intervals, which were obtained by dividing the grid point interval into 20 equal parts, and the signal waveform corresponding to S '"cf, which could be regarded as continuous, was obtained.
  • Figure 43A shows the waveform when random patterns are arranged on tracks 1, 2, and 3 and only track 2 is reproduced, and only signal processing for partial response is performed. It can be seen that the eye opening required for signal detection was not obtained due to interference from adjacent tracks.
  • FIG. 43B shows the result of performing signal processing for a partial response after detecting signals of tracks 1 and 3 and removing interference between adjacent marks by the above-described two-dimensional equalization.
  • a sufficient eye opening 4300 is obtained, and it can be seen that three values can be reliably determined at the signal detection point 4302 using the two slice levels 413a and 413b.
  • the recording position is a grid point, but the signal detection point is the midpoint between the grid points.
  • the simulation shows the waveform processing in a form close to a continuous waveform. In the present invention, all signal processing is performed by digital processing synchronized with a clock.
  • the grid point interval T corresponds to the slot interval, and the time slot is the midpoint of each grid point. Therefore, in the above-described embodiment, the signal is sampled and held at each grid point.
  • each reproduction detection signal is sampled and held for each time slot, and performs signal processing.
  • 4301 corresponds to the amplitude of the reproduction signal of the isolated mark.
  • the optical super-resolution effect was used in the track radial direction.
  • the magnetic transfer structure shown in FIG. 9 as a medium has difficulty in magnetic super-resolution, the above-described partial response is used. I have to use it.
  • the elliptical shape can cope with changes in track pitch and lattice point spacing. As described above, the influence of side lobes can be removed by applying a nonlinear transmission material on the detector surface as described above.
  • Figure 44 shows the principle of high SN detection.
  • Fig. 44A shows the state on the medium
  • Fig. 44B shows the clock signal
  • Fig. 44C shows the intensity of the irradiated laser
  • Fig. 44D shows the temperature distribution on the medium.
  • the reproduction spot 4401 irradiates as normal DC light 441 in the sample area 500 where the pre-pit mark 4400 is provided for extracting a tracking signal and a clock, and performs reproduction.
  • the light 442 having a peak power level 503 higher than the reproduction level 502 is radiated in a pulsed manner at the timing synchronized with the lattice point, and the reflected light is synchronized with the lattice point.
  • a gap region 505 was provided between the sample region 500 and the data region 501.
  • the double period of the grid point interval corresponds to the highest repetition frequency.
  • the signal 4500 corresponding to the mark repetition period corresponds to the signal component C, and the base level signal 4501 corresponds to the total noise N.
  • Figure 46 shows the spectrum of various noises included in the noise level 4501 shown in Figure 45. The measured values are shown. The reproduction light power was lmW.
  • the noise component 4501 includes a system noise 506 including an amplifier noise, a shot noise 507 generated by a photodetector, and a disk noise 508 including a modulation noise due to a mark variation during recording.
  • the noise of the laser itself is at a sufficiently negligible level because the SHG laser is used.
  • Figure 47 shows the relationship between the signal level Sp-p, the amount of noise N of each type, and the power of the reproduction light focused on the medium surface.
  • the signal level Sp-p corresponds to the value obtained by multiplying the peak value of the signal 4500 in FIG. 45 by 2 ⁇ 2
  • the noise N is the noise amount integrated in the band from the frequency 0 to the cut-off frequency shown in FIG. 46. Equivalent to.
  • the horizontal axis is normalized on a logarithmic scale with the reproduction power P0 as 1.
  • 509 is a theoretical curve of shot noise represented by 10Log (P / P0)
  • 510 is a theoretical curve of signal level represented by 20Log (P / P0)
  • 511 is a theoretical curve of disk noise represented by 20Log (P / P0)
  • 500 is the theoretical curve of system noise.
  • the system noise 500 does not depend on the power of the reproduction light.
  • the shot noise has a theoretical curve 509 proportional to the power P of the reproduction light.
  • the signal level and the disk noise are proportional to the square of the power of the reproduction light, and are represented by theoretical curves 510 and 511.
  • the shot noise that controls the high band of the signal band can be reduced with respect to the disk noise, and the noise amount obtained by integration within the band can be reduced.
  • Fig. 48 shows the relationship between the playback power and the playback signal Sp-p and the total noise Nnns.
  • 51 2 is the theoretical curve of the relationship with the reproduction power when irradiating the reproduction light DC
  • 517 is the measured value when the reproduction light is irradiated with DC at a linear velocity of 20 m / sec
  • 518 is the pulse irradiation of the reproduction light with a linear velocity of 10 m / sec This is the actual measured value in the case of performing.
  • a curve 513 is a measured value of the signal level when the light is irradiated with DC at a linear velocity of 10 m / sec
  • a curve 514 is the measured value of the disk noise level when the light is irradiated with DC at a linear velocity of 10 m / sec.
  • the signal level is lower than the theoretical curve 5 10 like the measured curve 5 13. This is because, as shown in Fig. 49, since the rotation angle per force of the magnetic film, which controls the signal level, decreases with temperature, the temperature of the film surface rises with the increase in read power, and the signal level decreases. To do that.
  • the disk noise level increases with the increase of the reproducing power as compared with the theoretical curve 511. This is because when the film surface temperature increases, the magnetization of the magnetic film becomes unstable and the disk noise increases.
  • the curve 515 shows the measured signal level when the linear velocity was doubled to 20m / s and the reproduction light was irradiated with DC, and the curve 516 was the measured disk noise level. It is. Curves 515 and 516 show that the reproduction power can be increased to about 3 mW. As shown by the measured curve 517 in FIG. 48, the measured SN with respect to the power and the read power can only be improved by about 0.5 dB. The reason for this is that the signal bandwidth must be increased proportionally as the linear velocity increases, and as can be seen in Fig. 46, the amount of noise in the band of shot noise that governs high-frequency noise increases. As a result, the SN decreases. This phenomenon will be described below.
  • Fig. 50 shows the result of obtaining the reproduction power 5000 at which the peak temperature of the film surface is maintained for each linear velocity, and obtaining the SN for the obtained reproduction power to obtain SN5001 for the linear velocity.
  • a pulse is irradiated at the data detection point during reproduction to reproduce the signal while keeping the film surface temperature from rising.
  • the intensity level of the reproduction light is such that light having a third intensity level Pp503 higher than the reproduction level Pdc502 normally irradiated from the light source with DC light is pulsed at lattice points. Irradiation.
  • Figure 51 shows the measured temperature distribution on the recording film surface during DC light reproduction and various pulse widths under the above recording and reproduction conditions.
  • the peak value of the irradiation power was 2 mW
  • the linear velocity of the light spot was 10 m / sec
  • the pulse width was changed to 101 ⁇ , 201 ⁇ , 30 ⁇
  • DC irradiation Curve 511 is a pulse width of 10 ns
  • 512 is a pulse width of 20 ns
  • 513 is a pulse width of 30 ns
  • 514 is the attained temperature in the case of DC irradiation.
  • the peak temperature is half that of DC light irradiation, indicating that 2 mW of reproduction power can be irradiated at 10 m / s.
  • a curve 4700 shows an actual measured value of the reproduced signal when the reproducing light is irradiated in a pulse shape at a linear velocity of 10 m / s
  • a curved line 4701 similarly shows the actual measured value of the disk noise.
  • Reference numeral 517 in FIG. 48 also shows the measured curve of SN with respect to the reproduction power. As can be seen, at a linear velocity of 10 m / s and a read power of 3 mW, S ⁇ 2.3 dB could be increased.
  • Figure 52 shows a method of keeping the temperature level constant without providing a gap region.
  • a pulse for preheating at a second intensity level 5 19 greater than 502 is provided.
  • reproduction was performed by irradiating with DC light, and in the data area 501, shown in FIGS. 24, 25, and 26.
  • the recording circuit is also used during playback, and the AO drive circuit shown in Fig. 15 is synchronized with the grid points during playback by each recording strobe pulse 2 21. 3 7 7 is driven to modulate the reproduction light.
  • the reproduction spot 4400 is composed of three spots by the diffraction grating, the pulses from each recording strobe 221 are mixed so that each spot can generate a pulse at a lattice point. Modulates the AO drive circuit 377.
  • the pulse width is set to about 1 to 3 so that the pulse irradiation power by the other two spots ⁇ the temperature force ⁇ does not rise even if it occurs.
  • the rotation of the diffraction grating 311 shown in FIG. 15 may be controlled so that the three spots are always located at the same time at the grid point interval in the spot scanning direction. As a result, a pulse is emitted at each grid point of three spots by one recording strobe pulse 2 21, so that the reproduction pulse condition can be satisfied with one spot condition.
  • modulation may be performed independently by using three light sources and three AO drive circuits as reproduction light sources without using a diffraction grating.
  • the reproduction circuit applies the configuration shown in FIGS. 28 and 29 as it is, detects the reflected light during the reproduction pulse irradiation period at timing 504 synchronized with the lattice point, and detects the level by the sample hold.
  • the sample clock 265 does not need to be the same as the pulse irradiation time, and may be optimized by providing a learning area and controlling the position so that SN is maximized. At this time, the sampling time constant can be learned and optimized.
  • the reproduction pulse condition for pulse reproduction is defined by the peak temperature of the film surface.
  • the mark has a finite width, it is more optimal in consideration of the temperature distribution in the mark width.
  • pulse irradiation may be performed at detection points in that class.
  • the pulse conditions should be optimized for the effective spot diameter, that is, (s / ⁇ ⁇ (spot miniaturization rate by optical super-resolution, 0.8 in the embodiment)). Combinations are possible.
  • the recording density of the current optical disk device is about 1 Gbit Zin2
  • the currently available light source, optical elements, and recording / reproducing technology have a recording density of about one digit or more. Can be realized.

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Description

明 細 書 高密度情報記録再生方法 本願は 1 9 9 4年 1 0月 1 2日出願の米国特許出願第 0 8 3 2 1 6 1 9号及 び今は放棄された米国特許出願第 0 Ίハ 0 4 2 2 7号の 1 9 9 4年 8月 2日付 出願の継続出願である米国特許出願第 0 8 2 8 5 0 0 3号の一部継続出願 (cont inuation-in-part) であり、 米国特許出願第 0 8 / 3 2 1 6 1 9号及び 0 8 / 2 8 5 0 0 3号の開示内容はここに援用される（the disclusures of Ser. Nos. 08/321619 and 08/285003 being hereby incorporated by reference ) 。 技術分野
本願発明は光学的に情報を記録し、 再生する装置に係り、 特に円板状の媒体に 情報を記録再生する光ディスク装置の高密度化に関する。
背景技術
現在、 製品になっている光ディスク装置の面密度は約 8 8 0メガビット Z平 方ィンチ程度であり、 研究開発レベルでも光ディスクの使われる環境条件の厳し さを克服し、 総合的に実現できるといわれているのは製品レベルの 3倍程度であ る。 また、 製品となっている光ディスク装置の使用波長は 7 8 0 n m、 対物レン ズの N Aは 0 . 5 5、 記録方式はマーク長記録であり、 サ一ボ方式は連続サーボ である。 参考文献は E C MA (ユーロビアン'コンピュータ ·マニファクチャラ ' アソシエーション） の規格文書である。
本願発明の目的は、 現在実現可能な構成要素を利用して、 光ディスクにおける 最も高密度な記録再生特性を実現することである。 実現される記録密度の値は 1 0 G b i t / i n 2 である。
発明の開示
本願発明の趣旨は以下の通りである。
( 1 ) 記録用のレーザは出力 5 0 mW、 波長 6 8 0 n mの半導体レーザ、 再生 は出力 1 5 mW以上の波長 5 3 0 n mを発振する S H G (セカンド · ハーモニッ ク · ジェネレーション） 光源を採用する。 ( 2 ) 対物レンズの N Aは 0 . 5 5、 記録用と再生用の波長に対して色収差の 補正をおこなったものを使用する。
( 3 ) 記録媒体は波長と対物レンズの N Aから決まるスポットサイズに比較し て約 1 Z 4以下の微小マークを作成することのできるものを使用する。 さらに、 磁気多層膜の各層の温度に対する磁気特性の違いを用いた超解像特性をもつ媒体 も使用する。
( 4 ) 光学系としては波長と対物レンズの N Aから決まるスポッ卜サイズより もディスク面上で小さくできる超解像光学系を用いる。 また、 複数のスポットを 記録または再生時に作成する構成とする。
( 5 ) 記録方式としてはトラック方向とトラック半径方向に渡る 2次元格子の 格子点に同一円形状のマークを配列させる 2次元記録を行う。
( 6 ) 再生方式は 2次元格子点上のマークからの再生信号を検出し、 各マーク 力、らの再生信号を互いに用いて信号処理を行い、 情報を検出する。 この際、 格子 点に同期したタイミングで光源から通常直流光で照射するより大きなピークパヮ 一を持つ光をパルス的に照射し、 その反射光を格子点に同期したタイミングによ り検出する。
( 7 ) トラッキングは所謂サンプルサーボを用い、 離散的に設けられた埋込ピ ッ卜から記録と再生のクロックを作り、 ゥォブルマークからトラックずれ信号を 検出する。
記録は光源として現在入手でき、 かつ直接変調することのできる波長 6 8 0 η mの高出カレ一ザを用い、 スポットサイズを 1 . 2 3 ミクロン程度にする。 さら に、 光学旳超解像効果をもたせ、 かつ光出力の効率を考慮しつつ、 約 7割の 0 . 8 7ミクロンにスポットサイズを縮小する。 このスポットを用いて記録スポット の 1ノ4以下のマークを形成できる媒体に 0 . 2 2ミクロン径のマークを記録す る。 この媒体の構成としては
( 1 ) あらかじめ 0 . 2 2ミクロン程度の目標とする形状をもつ微小マークが 記録された埋込マーク層を設け、 サンプルサーボによりこの上に記録スポットを 位置ずけ、 埋め込まれたピットからクロックを作成し、 このクロックに従って埋 込マークを磁気転写するか、 否かによって情報マークを再生層に記録する。 再生 層に記録されたマークは埋込マーク形状にならい、 記録スポッ卜に依存しない微 小マークとなる。
( 2 ) 記録感度特性を微小な領域で局部的に変化させて、 記録スポッ卜に依存 しない微小マークを作成する。 具体的な手段としては記録膜に強力なレーザ光を 照射し、 局部的に構造緩和を発生させ、 保磁力を弱める。
( 3 ) 光ディスクの基板に微小凹凸のパターンをインジヱクションであらかじ め設け、 磁気マークの形成の核とし、 記録マーク力 <局部的に形成しやすくする。 これにより記録スポットに依存しな 、微小マ一クを作成する。
以上のようにして形成されたマークに複数または単数のスポットをサンプルサ —ボを用いて位置決めし、 埋込マークから作成したクロックに従って、 2次元格 子点上に光スポッ卜が位置決めされたときにパルス照射を行ない、 反射光を格子 点に同期したタイミングにより検出子、 それぞれサンプルホールドする。 あらか じめ隣接格子点からの干渉量を学習領域で求めておき、 サンプルホールド後の検 出信号から干渉量を除去する処理を行い、 格子点に記録されたマークの有無を検 出する。
図面の簡単な説明
図 1は本発明の記録マークと記録再生スポットとの関係説明のための平面図で あ 。
図 2は本発明の光学的超解像の光学系構成プロック図である。
図 3は本発明の光学的超解像の光学フィルタ構成説明図である。
図 4は本発明の光学的超解像による効果の説明グラフ図である。
図 5は保磁力と記録膜上の温度との関係説明グラフ図である。
図 6は磁化マークの記録過程の説明図である。
図 7 A, 7 Bはそれぞれ本発明の媒体の一実施例の構成、 及び測定結果の説明 図である。
図 8 A， 8 Bはそれぞれ本発明のもう一つの実施例の構成、 及び測定結果の説 明図である。
図 9 A， 9 Bはそれぞれ本発明の媒体のさらに別の実施例の構成、 及び測定結 果の説明図である。 図 1 O A, 1 0 Bは T b F e C o組成の磁化マークの制御性能のグラフ図であ る。
図 1 1は光スポット照射による温度分布のグラフ図である。
図 1 2は保磁力と記録温度のグラフ図である。
図 1 3は R Eリツチ組成の記録パワー変動によるマ ク径の変動のグラフ図で あ o
図 1 4は TMリツチ組成の記録パワー変動によるマーク径の変動のグラフ図で ある。
図 1 5は本発明の記録再生系の構成プロック図である。
図 1 6は本発明の記録再生系のスポット配置の平面図である。
図 1 7は本発明のトラックずれ信号検出過程の説明図である。
図 1 8は本発明のトラックずれ信号を検出する演算回路のプロック説明図であ る。
図 1 9は本発明により検出されたトラックずれ信号説明グラフ図である。 図 2 0は本発明により検出されたトラックずれ信号を用いた制御回路回路図で ある。
図 2 1は本発明の記録方法のトラックレイァゥト説明の平面図である。
図 2 2は本発明の記録方法のもう一つのトラックレイァゥト説明の平面図であ 。
図 2 3は本発明の再生のための干渉係数を学習する説明の平面図である。 図 2 4は本発明のデータ記録回路の概略プロック図である。
図 2 5は本発明のデータ検出部の説明プロック図である。
図 2 6は本発明のデータ選択部の説明プロック図である。
図 2 7は本発明のデータ記録部の一つの実施例の説明プロック図である。 図 2 8は本発明のデータ再生回路の概略プロック図である。
図 2 9は本発明のデータ再生において検出部の説明プロック図である。
図 3 0は本発明の記録再生の同期補正部の説明プロック図である。
図 3 1は本発明の再生信号処理の説明プロック図である。
図 3 2は本発明の領域認識回路の説明図である。 図 3 3は干渉係数の説明図である。
図 3 4はジァリ一ルェテン誘導体のスぺクトラム特性グラフ図である。
図 3 5は本発明の光検出器の構成図である。
図 3 6はフォ トクロミツク材料の入射エネルギー密度と透過率の関係を示すグ ラフ図である。
図 3 7はフォ トクロミック材料の入射パワー密度と透過光パワー密度の関係を 示すグラフ図である。
図 3 8 A， 3 8 Bは磁気超解像の原理図である。
図 3 9 A， 3 9 B , 3 9 C， 3 9 Dは本発明の記録再生方式におけるマーク配 列と信号処理の説明図である。
図 4 0は本発明の格子点間隔で存在するマークから検出される信号と処理領域 の説明図である。
図 4 1は光ディスクにおけるパーシャルレスポンス （1、 1 ) の説明図である。 図 4 2は本発明の隣接トラックからの干渉をなくしたパーシャルレスポンス処 理説明図である。
図 4 3 A, 4 3 Bは本発明の隣接トラックからの干渉を除去したときとしない ときのパーシャルレスボンス波形説明図である。
図 4 4 A— 4 4 Dはパルス再生方式の原理説明図である。
図 4 5は信号レベルとノイズレベルの周波数スぺク トラムグラフ図である。 図 4 6は個々のノイズレベルの周波数スぺクトラムグラフ図である。
図 4 7は信号レベルとノイズレベルの再生パワー依存特性グラフ図である。 図 4 8は S Nの再生パワー依存特性グラフ図である。
図 4 9は力一回転角の温度依存特性グラフ図である。
図 5 0は線速度とピーク温度保持パワーの関係と、 その時の S Nの関係グラフ 図である。
図 5 1は直流照射時と '、"ルス照射時の温度分布グラフ図である。
図 5 2 A— 5 2 Dは第 2のパルス再生方式説明図である。
発明を実施するための最良の形態
図 1に本発明の記録媒体上の様子を示す。 記録スポット 101，10 ，10Γ は光源に波長 6 8 5 n mの半導体レーザを用い、 ディスク半径方向に光学的超解像をおこなう。 半導体レーザからのレーザは、 開 口数 0 . 5 5の光学系を用いてディスク面上に収束し、 記録スポット 101 のサイ ズをディスク周方向に 1 . 2 4 zm、 半径方向に 0 . 8 7〃m にする。 記録され る情報マーク 102 の大きさは、 ディスク周方向に約 0. 22〃m、 半径方向に約 0. 30 z mである。 情報マーク 102 同志の最小間隔は約 0. 22〃 mである。 トラックのピ ツチは約 0. 30 /mである。 再生スポット 103a， 103b， 103cは、 波長 533nmのレーザ を後述する磁気超解像 (FAD) および光学的超解像を用いて、 ディスク周方向に 0. 96〃m、 半径方向に 0. 67 /zmの大きさにする。 また、 情報マーク 102 に先だって、 クロックマーク 104、 ゥォブルマーク 105、 アドレスマーク 106 などが凹凸形状 で形成されている。
図 2に光学的超解像の具体構成を示す。 半導体レーザ 201 からの光をカツプリ ングレンズ 202 によって平行光束にし、 プリズム 204等を通して対物レンズ 205 に導き、 結像面 206上に結像する。 この光路中に遮蔽板 203 を挿入する。
図 3に遮蔽板 203の詳細を示す。 遮蔽板は直径 rの光束の一部を光軸を中心に 直径 r ' だけ遮る。 遮蔽比 αは rと r ' の比（r' /r)で定義する。 遮蔽比 αを大き くしていくと、 結像面 206上の絞り込みスポッ卜の両側に別の光スポッ卜が現れ、 真中のスポットの中心強度が減少していく。 し力、し、 真中のスポットサイズは小 さくなる。 これらのスポットは、 図 1中 101, 101'，101" に対応する。
図 4に遮蔽比 αとスポットサイズとの関係を示す。 e x p . は実験値、 c a l . は計算値であり、 規格化スポット径の基準値は遮蔽比 αが 0の場合のとる。 スポ ッ トサイズを 7割程度に微小化した場合、 遮蔽比は 0. 7程度であり、 スポッ卜の 中心強度は 50%程度になる。 この時の両側のスポッ 卜の強度は真中のスポッ卜の 強度の 2割程度であり、 記録時には両側のスポットで記録されることはなく問題 がない。
上述の記録スポットを用いて、 スポッ卜サイズの約 1 4の大きさを持つマー クの形成原理を説明する。 光磁気マークの磁壁は磁気的なエネルギーの安定条件 によって決められる。 び wを単位面積あたりの磁壁エネルギー、 M sを飽和磁化、 rを磁区の半径、 H dを磁壁に働く反磁界、 H e x tを外部磁界とすると、 磁壁 を広げようとする力のもとになる磁界の和 H t o t a lは以下の式 (1)で表される c
Ht o t a l ^He x t+Hd-σ w/ 2 r M s (1)
磁壁は記録膜の保磁力 Heと上記 H t o t a 1のバランスがとれたところで決
3；る。
図 5に保磁力 Heの一般的な保磁力と温度の関係を示す。 レーザ光の照射によ つて記録膜上の温度分布が変化し、 図 5において H t o t a lと Heのバランス 力《とれる温度 Tr e cになったところで磁壁力止まり、 反転磁化マークが形成さ れる。 記録マークの安定性はパワー変動に対する磁壁位置の変化、 すなわち磁化 マークの形状変化量で表現できる。
図 6には磁化マークの形成原理を示す。 垂直磁化膜 601 に光ビーム 602 を照射 すると同時に外部磁場 603 を印加して磁化マークを形成する。 通常、 点線で示し たように記録温度 Tr e cはディスク全面で等しい。 そして、 光ビームの照射に より形成される温度分布 604 と記録温度 Tr e cの交点で磁化マークの磁壁が決 まり、 垂直磁化膜 601上に磁壁 605が形成されていた。 この時のマーク 606の幅 はスポットサイズの半分程度で安定状態をとるようになっていた。
しかし、 本発明では、 図 5の保磁力特性または上記の H t o t a lを局部的に 変化させ記録温度を T' r e cにし、 ディスク面上での記録温度特性を局部的に 低下させる。 そして、 記録温度を局部的に低下させた部分に光スポットを照射し 温度分布 604aを形成すると、 記録温度 T' r e cと温度分布 604aとの交点は温度 分布のピークの部分になる。 従って、 垂直磁化膜上には磁壁 605aが形成され、 磁 化マーク 606aの幅は従来の磁化マーク 606の幅よりも狭くなる。 従来温度分布の ピークの部分では温度分布の変動に対しても交点の変動が大きく安定ではなかつ たカ^ 本発明によれば記録温度の位置に対する勾配が温度分布の位置に対する勾 配とは逆極性であるため温度分布変動に対して交点の変動は抑えられる。 このよ うにレて、 従来よりも低い記録エネルギーで微小マークを安定に形成できる。 記録温度を変化させる方法には 2つの方法がある。 一つは媒体の保磁力特性を 局部的に変化させる方法、 もう一つは H t o t a lを局部的に変化させる方法で ある。 媒体の保磁力特性を局部的に変化させる方法について図 7〜図 9を用いて 説明する。 図 7でディスク上に局部的に構造緩和を起こさせた例を示す。 構造緩和とはァ ニール作用により磁気異方性を弱めることにより記録媒体の保磁力を局所的に弱 めることである。
図 7 Aに構造緩和を生じた記録媒体 701 に光ビーム 702で記録を行なう様子を 示す。 構造緩和を起こした部分 703では図 5に示した温度の保磁力特性が局所的 に低下するが、 H t 0 t a 1は変化しないので実効的な記録温度 704 は低下する c よって、 光ビームにより温度分布 705 を形成すると小さな磁化マーク 706力形成 される。 保磁力の低下量はァニールのために与えたエネルギーに依存する。 ァニ —ルの方法としては局部的に高エネルギーの光を照射し、 温度により構造緩和を 起こさせるものがある。 この方法では高エネルギー分布により局部的な保磁力の 低下量が変化し、 これに従って記録温度が変わる。 局部的な領域を狭くするため には好適には記録スポッ卜よりも微小なスポットにより記録することが望ましい。 現在記録スポットは記録波長 6 8 0 11 111と開ロ数0 . 5 5で決まるが、 構造緩和 を起こさせるために光ディスクの原盤を作成する時に使用する短波長のレーザと 高開口数のレンズが使用できる。 現在使われているレーザとレンズの組合せでは スポットサイズを 0 . 4 5ミクロン程度にでき、 従ってァニール領域を 0 . 2ミ クロン程度に狭くできる。
図 7 Bに構造緩和を生じさせ、 その上に記録をしたときの再生出力の測定デー タ 707 を従来のデータ 708 と比較して示す。 記録パワーを下げていくと従来の方 式では記録温度と温度分布の交点がピーク点に近ずきパワー変動により急激にマ —クが変化し、 再生出力が低下する。 しかし、 構造緩和した後にマークを記録す ると記録パワーが大きい時には構造緩和の領域よりもマークが大きいとほとんど 従来と同様なマーク力《形成されるため、 再生信号上は違いはない。 し力、し、 記録 パワーを低下してくると記録マークが構造緩和領域にかかると記録パワー変化に 対するマーク幅変化が小さくなるため、 出力レベルの変化が小さくなる。
図 8では記録媒体の記録マークを形成する領域は従来の保磁力と同じにし、 そ れ以外の領域の保磁力を上げるような構造にした例を説明する。
図 8 Aに本願発明の媒体を示す。 この垂直磁化膜 701 では磁化マーク 706が形 成される部分以外の表面粗さを粗くして保磁力を向上させる。 すなわち、 磁化マ ーク 706が形成される部分のみを平坦部 801 とする。 よって、 平坦部 801 以外で は磁壁を止める表面エネルギーが増加し、 見かけ上の保磁力を増加させることが できる。 この構成により、 記録温度 804 はマーク領域では相対的に低下する。 表面粗さを粗くする方法としては、 まず光を照射したところだけが架橋し、 現 像液で溶けない特性をもつレジストを使用し、 2次元格子点状の微小のマーク部 に光を照射する。 現像過程において濃度の濃い現像液でェッチングすることによ り 2次元格子点を除いた表面を粗す。 このようにして作成した原盤から、 スタン パを作成し、 プラスチックに粗くした面をスタンビングすることにより微小マー ク周囲の表面粗さを粗くすることができる。
図 8 Bには磁区の幅と記録パワーの関係を示す。 幅 0 . 2 mのストライプ状 平坦部を形成し、 その両側の表面粗さを粗くした場合、 形成される磁区の幅と記 録パワーの関係は 807 のようになる。 表面粗さを粗くしなかった場合のデータ 80 8 よりも、 形成される磁区の幅が小さいことがわかる。
図 9では磁界を局部的に変化させる例を示す。
図 9 Aに示すように、 記録膜 901 に磁気的に接して微小磁化マーク 902 をあら かじめ埋め込んだ層 903 を設けておく。 微小磁化マーク 902 を 2次元に配列し、 埋め込み層 903 に接した記録層 901 上の外部磁場を磁化マーク 902が発生する磁 場の分だけ増加させることにより実効的な H t o t a lを変化させる。
図 5を用いてこの作用を説明すると、 記録膜の磁気特性が変化しなくても、 従 来の H t o t a 1に対して埋込マークによる磁ィ匕のため H' t o t a 1に変化す ると記録温度は T r e c力、ら T' r e cに低下する。 従って、 図 9 Aで記録温度 904が埋込マークの上で低下するため、 記録膜上の温度を曲線 705のように上昇 させると、 記録温度 904 の低下領域に対応した記録マーク 706が形成される。 図 9 Bには記録時のマーク形成パワーと、 このマークを再生したときの出力信号の 関係を示す。
次に、 記録膜の組成を変えることにより微小ドメインを形成する方法について 述べる。 光磁気記録膜の基本的な構成は T b F e C oの 3原子のァモルファス構 造となっている。 T bと F eの割合によつて、 垂直磁気特性に差が出て来る。 図 1 0 Aに F eが多い TMリツチと T bが多い R Eリツチでの保磁力と温度と の関係を示す。 温度に対する保磁力特性の傾斜が TMリツチに比較して R Eリッ チの方が急峻である。 記録温度と記録マークの関係については図 5で説明した保 磁力特性が図 1 0のような特性になると従来よりも微小なマークを安定に形成す ることができ、 かつ H t 0 t a 1の変動に対して記録マークの変動が抑えられる c 図 1 0 Bに記録パワーと信号出力の関係を示す。 上述の理由により、 記録パヮ 一に対する信号出力の依存性も R Eリツチの方が少ない。
この理由をさらに詳細に図 1 1と図 1 2、 図 1 3， 図 1 4を用いて説明する。 図 1 1は室温 2 0度にある媒体にレーザ光を照射した場合の、 各媒体ごとの温 度分布を示す。 媒体上の温度分布は、 短いパルスを照射したときはほぼスポット 分布に等しいことがわかっている。
図 1 2は図 1 O Aに対応する各媒体の保磁力特性を示す図である。 この保磁力 特性と H t 0 t a 1から決まる記録温度により、 0 . 2ミクロンの記録マークを 形成する、
図 1 1の温度分布によるマークの変位と保磁力の関係を、 図 1 3に R Eリッチ 媒体について、 図 1 4に TMリツチ媒体について表した。 記録パワーが 0 . 2ミ クロンの記録マークを記録できる値から 0 . 9から 1 . 1倍変化したときのマ一 クの変動が H t o t a lと保磁力特性の交点から求められる。 この結果 R Eリッ チの方がマーク幅変動が少ないことが分かる。 図 7乃至図 9 の記録膜構造と REリ ツチの記録媒体を用いて、 同一スポッ卜で記録したときに従来の半分程度の幅を もつ記録マ一クを形成することができる。
図 1 5は本発明の記録再生装置の構成図である。
再生用光源である S H G 3 0 0から出た波長 5 3 2 n mのレーザ光は、 スリツ ト 3 0 2を介してシリンドリカルレンズ 3 0 3により一方向に収束される。 301 はレーザ光の一部を検出してレーザ光の強さを制御するために A/0駆動回路 377 を制御する検出器系である。 シリンドリカルレンズ 303で収束された光は Aノ 0 変調器 3 0 4に入力され、 透過回折光をシリンドリカルレンズ 3 0 5によりもと の光束径に変換される。 もとの光束系に変換された光は、 スリット 3 0 6を介し てビームエキスパンダー 3 0 7により光束の径を例えば 3倍に拡大変換される。 変換後の光束は偏向ミラー 3 0 9と折り返しミラ一 3 1 0によって光路を曲げら れ、 回折格子 3 1 1に入射される。 回折格子 311 で光を 0次、 ± 1次回折光の 3 つの光束に分割し、 超解像用の光学的フィルタ 3 0 8を通した後、 光路合成用の プリズム 3 1 2に入射させる。
記録用光源である波長 6 8 5 n mの半導体レーザ光源 378からのレーザを、 力 ップリングレンズなどの光学系 399でコリメートした後、 光束を超解像用の光学 的フィルタ 3 1 3を通過させる。 フィルタ 313 を通過した光は光偏向器 3 1 4と 折り返しミラー 3 1 5により光路を折り曲げられ、 光路合成用のプリズム 3 1 6 に入射さ τしる。
光路合成用プリズム 3 1 2、 3 1 6により波長 5 3 2 n m, 6 8 5 n mのレー ザ光が合成され、 折り返しミラー 3 1 8と光束分離プリズム 3 1 9を通過後、 光 ディスク 398 の上を移動する移動光学系 3 2 0に向け出射される。 移動光学系 3 2 0では固定光学系 3 2 1から出た光束を偏向ミラ一によりスピンドルモータに 取り付けられた光ディスク 398 の面に向けて折り曲げる。 折り曲げられた光束は 対物レンズにより光ディスク 398 に収束され、 光スポットを形成する。 形成され た光スポットは図 1 の記録スポット 101 、 再生スポット 103 のような位置関係に なる。 対物レンズと光偏向ミラーを内蔵する移動光学系 320 は、 光ディスクの半 径方向 380 に高速に移動する移動台の上に載りアクセス動作を行なうと共に、 光 スポットをトラックに追従させるトラッキング時には移動台と光偏向ミラーを連 動させて動かす。
光ディスクからの反射光は光偏向ミラーを介して光束分離プリズム 3 1 9によ り光路を曲げられ、 折り返しミラ一 3 5 3により折り曲げられ、 6 8 5 n m分離 プリズム 3 5 4によりサ一ボ信号及びクロック信号検出光学系 3 5 5入射される。 また 5 3 2 n mの光はプリズム 3 5 4を透過し、 5 3 2 n m分離プリズム 3 5 6 により、 光磁気信号検出系 3 5 7に入射させられる。
光磁気信号検出系 3 5 7に入射した光は 2分の 1波長板 3 5 8により偏光角を 約 4 5度に回転させ、 s， P偏光分離プリズム 3 5 9を通過した s偏光と p偏光 の 3光束を 3分割検出器 3 6 0と 3 7 0で検出し、 図 1 で示した再生スポット 10 3a, 103b， 103cに対応する光検出器からの出力の差を差動アンプ 3 7 1で形成し、 光磁気信号 381 として検出する。 光磁気信号 381 は記録再生制御回路 3 7 2に入 力され、 後述する処理を受ける。
サーボ信号ノクロック信号検出光学系 355では、 図 1 の 104 , 105， 106 など のマークを検出する。 検出された信号 382 はデータクロック生成回路 3 7 3とサ —ボ回路 3 7 4、 記録再生制御回路 3 7 2に入力され、 それぞれクロック信号の 発生、 トラッキング制御、 自動焦点制御の制御動作、 記録再生動作の後述する制 御を行う。
ディスクを回転させるスピンドル 383 はスピンドルに取り付けられたェンコ一 ダからの信号を回転制御系 3 7 5に送り、 基準クロックとの同期をとつて一定回 転数になるようにスピンドルドライバ 384 を介してスピンドルを制御する。 記録 再生制御回路 3 7 2から制御動作の指令をサ一ボ回路 3 7 4に与えて、 移動光学 系 320の位置を制御する。 記録再生制御回路 3 7 2から記録再生のパワーレベル を制御する信号と記録データをレーザ制御回路 3 7 6に送り、 S H G300からの 出力を制御する AZO偏向器 304 の駆動回路 3 7 7を介して再生出力をコント口 —ルする。 一方、 記録レーザへは直流パワーを制御する A P C (オートパワーコ ントロール） 制御信号 385 と記録パワーの設定レベルの指令値 386 と記録データ である 2値化データ 387 をレーザの高速ドライバー 3 7 8に入力する。
図 1 6に光ディスク 398上の光スポッ卜の配列関係を示す。 記録用 6 8 5 n m のスポット 101 が先頭に配置され、 記録用スポット 101 によりあらかじめ凹凸形 状にて作成されたゥォブルピット 3 3 1， 3 3 2， 3 3 3 , 3 3 4 , 3 3 5とク ロックピット 3 3 6 , 3 3 7 , 3 3 8を検出する。 トラック中心に対して左右に 微小量オフセッ卜させたゥォブルピッ卜からはよく知られた手法によりトラツキ ングサーボのための検出信号を得、 クロックピッ卜からはディスク面上にマーク を記録し、 再生するためのタイミングの規準となるクロック信号を作成する。
6 8 5 n mのスポッ卜 101 はスポッ卜の両側に光学的超解像フィルタ通過後の 波面操作によりサイドローブ ΙΟΓ , ΙΟΓ を発生する。 光学的超解像はトラック半 径方向に現れるようにし、 トラック周方向には現れないようにする。
再生用の 5 3 2 n mのレーザビームは回折格子により 3つのスポッ卜 103a，103 b， 103cに分離され、 かつそれぞれのスポッ卜の両側にサイドローブ 103a'， 103b，， 103c' , 103a", 103b", 103c" が発生する。 3つのスポット 103a, 103b， 103cが互いに 隣接する仮想トラック中心線上 3 5 0， 3 5 1， 3 5 2に位置するように図 17の 回折格子 3 1 1を光束に対して垂直面内で回転させる。 移動系 3 2 0の上にある 偏向器は 6 8 5 n m光スポット 101 で検出した制御信号により制御され、 5 3 2 n mのスポット 103a， 103b， 103cも同時に動かす。 5 3 2 n mと 6 8 5 n mの位置 合わせは図 1 5に示した 5 3 2 n m光源系の偏向器 3 1 4により微調される。 焦 点合わせはトラックずれ検出と同様に 6 8 5 n mのスポット 101 を用い、 図示し ない焦点合わせ領域で非点収差方式を用いて焦点ずれを検出し、 移動系の対物レ ンズを駆動することにより制御する。
仮想トラック間隔を 0 . 3ミクロンと狭くしなくてはならない力 トラックず れを検出するスポットの大きさは 0 . 8 7 ミクロンと大きく、 仮想トラック間隔 に比較して大きい。 従来のトラックピッチはスポッ卜の大きさ程度になっていた そこで、 従来のサンプルサ一ボ用のプリピットを用いてトラックピッチよりも細 かい位置決めができる制御信号を発生する。 ここではプリピット間隔を 1 . 2ミ クロン、 ゥォブルピットのゥォブル間隔は 0 . 3ミクロンとする。
図 1 7にトラックずれ信号の形成方法を説明する。 クロックマークから検出し た信号により、 タイミングを作り出すクロック信号を作成し、 これを用いてゥォ ブルマーク A333、 クロックマーク 338、 ゥォブルマーク B 335の信号レベルを 検出するためのサンプルホールド信号 A, B、 C (1702， 1703， 1704)を作成する。 この信号 A， B , Cにより各マークからの総光量信号 1701のレベルをサンプルホ —ルドする。
図 1 8にトラックずれ信号を形成するサ一ボ回路 374の具体構成を説明する。 サンプルホールド回路 150a， 150b， 150cは、 それぞれゥォブルマーク 333、 クロッ クマーク 338、 ゥォブルマーク 335 によって変調された総光量信号をサンプルホ —ルドする。 減算回路 152a， 152b, 152cはサンプルホールドされた信号間で各々差 動をとり、 トラッキング信号 A (1801)， B (1802), C (1803), D (1804)を作成す る。 これらの信号は、 光スポットを図 1 6で示したトラックピッチを 8分割した 仮想トラック中心線 N， N + l， N + 2， N + 7に位置決めする制御信号となる 図 1 9に図 16に示す仮想トラック中心線とトラッキング信号 1801, 1802， 1803, 1 804の関係を示す。 この関係を用いてトラツキング制御を行なうことができる。 図 2 0に具体的な制御信号の形成回路を示す。 トラッキング信号 C (1803)， D (1804)の振幅をゲインコントロール 2001， 2002で調整する。 また、 極性を極性反 転回路 2003， 2004, 2005， 2006で調整してトラッキング信号 A，， B，， C，， D， (2003〜20 06) を作成する。 これらの信号を切り替え回路 2007で切り換えて、 位相補償回路 2008で処理して制御系の制御信号として入力し、 移動光学系 320 内部の光偏向器 を制御する。
図 2 1は再生情報プロックが 3つの情報トラックで構成される本発明の記録形 態の一例である。 記録すべき情報を情報マーク 102の列が 3つ集まってなる情報 ブロック 211 として記録する。 情報ブロックは光ディスク周方向に従来のセクタ の概念を持ち、 例えば、 先頭から順にアドレス領域、 タイミング領域、 干渉係数 学習領域、 及びデータ記憶領域で構成される。 これらの領域に含まれるマーク
(プリピットも含む） は、 セクタの先頭位置から所定の周期で予め定められた格 子点 213上に形成される。 3つの情報トラック上の情報マークは、 3 つの再生ス ポット隐， 103b， 103cで再生される。
図 1には図 2 1の様子が斜視図として示されている。 アドレス領域にはセクタ の先頭であることを示す特定パターンやセクタアドレスなどをプリピット 106 と して予め形成しておく。 タイミング領域には各情報マーク列上の格子点 213上位 置にタイミングマーク 104 を予め形成しておく。 格子点上に情報マークを記録し たり、 格子点上の信号をサンプルする時に用いるストローブパルスは、 このタイ ミングマークの検出信号を基に P L L回路を用いて作成あるいは補正される。 後 述する干渉係数学習領域には、 情報再生時の信号処理演算に必要となる干渉係数 を学習するための学習マークを記録する。
図 2 1はデータ記憶領域の部分を示す。 記録すべき情報マーク 102 は、 格子点 213上に記録される。 具体的には、 前述のタイミングマークを基に生成したスト ローブパルスを用いて、 所定の間隔に応じた時刻. . .， t i - 1， t i， t i +l，. . .に従って 情報マーク 102 を記録する。 従って、 情報は記録されるべき格子点 213上に情報 マーク 102が存在するか否かで表現されることになる。
図 2 2に他の記録方式の例を示す。 図 2 1の例では格子点 213 を光ディスク半 径方向及び光ディスク周方向へ整列させたが、 図 2 2の例では、 隣接する情報ト ラック上の格子点周期を互いに半周期ずらした。 このとき、 各格子点における光 ディスク半径方向のクロストークは、 図 2 1の場合よりも小さくなる。 このため、 図 2 1の記録方式例に比べて光ディスク半径方向へさらに格子点間隔を狭めるこ とができ、 光ディスク半径方向へのより一層の高密度化が可能となる。
図 2 3は前述の学習マークの例である。 3つの情報トラックのうち中央の情報 トラックの格子点上に位置する孤立マークとして学習マーク 231 を記録すればよ い。 学習マーク 231 は、 プリピットとして予め形成しておいてもよいし、 デイス ク出荷時に記録しておいてもよい。
情報再生時には、 まず干渉係数を学習する。 光スポット形状、 情報マーク形状 及び格子点間隔の関数である干渉係数は、 実際の光ディスク装置で学習されなけ ればならない。 このため、 情報再生時にはこの学習マーク 231 を光スポットで検 出し、 干渉係数を学習する。
再生情報プロックが 3つの情報トラックから成る場合には、 干渉係数は図 3 3 で示す a〜！！のような特性を持つ。
まず、 光スポット 103 cの中心が格子点 （M— 2、 N+ 1 ) に達したとき、 対 角方向の干渉量として q ( j ) を測定しておき、 格子点 （M— 1、 N+ 1 ) に達 したとき、 対角方向の干渉量として q (k) を測定しておき、 続いて格子点 （M、 N+ 1 ) に達したとき、 半径方向の干渉量として q ( 1 ) を測定しておく。 次に、 光スポット 1 0 3 bの中心が格子点 （M— 2、 N) に達したとき、 周方向の干渉 量として q (f ) を測定しておき、 格子点 （M_ l、 N) に達したとき、 周方向 の干渉量として q (g) を測定しておき、 続いて格子点 （M、 N) に達したとき、 干渉係数学習用マーク 2 3 1の孤立信号 SM，Nを検出する。
以上の測定値を基に、 対角方向の干渉係数 jは対角方向の干渉量 q ( j ) と孤 立信号 SM，N との比 Q ( j ) /SM,Nで与えられる。 同様にして、 半径方向の干 渉係数 は半径方向の干渉量 q (£) と孤立信号 SM，N との比 Q (£) /SM，N で与えられ、 周方向の干渉係数 f は周方向の干渉量 q (f ) と孤立信号 SM，N と の比 Q (f ) /SM,Nで与えられる。
同様に、 対角方向の干渉係数 n， mは、 光スポット 1 0 3 cの中心が格子点 (M+ 1、 N+ 1 ) に達したとき、 及び光スポット 1 0 3 cの中心が格子点 （M + 2、 N + 1 ) に達したときに検出できる。 また対角方向の干渉係数 d， eは、 光スポッ卜 1 0 3 aの中心が格子点 (M+ 1、 N— 1 ) に達したとき、 及び、 光 スポット 1 0 3 aの中心が格子点 （M+ 2、 N - 1 ) に達したときに得られる。 さらに、 周方向の干渉係数 h， iは、 スポット 1 0 3 bが格子点 （M+ 1、 N) 、 (M+ 2、 N) で得られる値の孤立信号 S M，N との比をとつて干渉係数を求める c また、 上記学習を数回行いその結果を平均化することで、 干渉係数の学習精度を 上げることもできる。 その一例としては、 干渉係数学習用マークを複数個設ける 方法が考えられる。
クロストークノイズ成分を低減するための信号処理演算は、 上記手段によって 得られた各干渉係数と、 上述のストローブパルスによって各格子点位置でサンプ ルされた検出信号を用いて行う。 このとき、 P L L回路によってタイミング補正 されたストローブパルスを用いれば、 より正確に格子点位置の情報マーク検出信 号をサンプルすることができる。
図 2 1のような情報マーク列の場合には、 格子点 （M、 N) 上の検出信号と格 子点 （M、 N) に隣接する 1 4近傍 （5 X 3— 1 = 1 4 ) の格子点上の検出信号 を用いる （図 3 3に示す） 。
図 4 0に、 3つのトラック 1、 2、 3に隣接する 2つのトラックもいれて、 記 録されたマークのみが孤立で存在したときの、 各格子点での信号振幅の大きさの マトリックスを示す。 ここで、 本実施例で同時に検出できるのは 3つのトラック 分しかなし、ので点線で囲まれた領域のマークを正確に検出することを考える。 そこで、 各格子点位置で得られる孤立信号を表す演算式 (2)
Trackl
Track2
Figure imgf000019_0002
Track3
Figure imgf000019_0001
において、 Eを無視して得られる演算値を、 クロストークが削減された求める べき値とする。 ここで、 S ( j， k ) は 2 1個の格子点位置で得られる孤立信号 を成分とする列べクトル、 K ( i、 j ) は干渉係数を成分とする 2 1次正方行列、 S， （i、 j ) は 2 1個の格子点位置で得られた検出信号を成分とする列べクト ノレ、 Eは上記 2 1個の格子点以外の格子点からのクロストークを表す列べクトル である。 ここで、 クロストークの影響を完全に取りきると、 は各格子点での孤立 信号 S ( i , j ) は式 (3)用いて、 演算できる (
SCi^K-kijX S Ciji -E) (3)
しカヽし、 列べクトル Eの中には 3つのスポットによっては検出できない部分が あることから、 Eを無視して得られる演算値を計算する。 すなわち、 格子点 （i、 j ) 位置での信号 S ' 'は式 (4)を用いて検出した信号から Kの逆行列を用いて演算 する。
Figure imgf000020_0001
以上のように、 本発明における記録方法及び信号処理演算方法を用いることに より、 従来方式に比べてさらに高密度な記録再生が実現可能となった。 また、 情 報再生時に用いる全ての光スポッ十からの再生信号において、 クロストークノィ ズ成分が十分に削減された信号が得られるので、 従来方式に対してデータ転送レ —トも向上した。 以下では、 情報プロックが 3つの情報トラックで構成される場合を例にとって、 前述した情報記録方法及び信号処理演算方法を実現するための記録装置について ベる。
まず、 上記複数光スポットを実現する光学系、 及び複数光スポットのトラツキ ング、 オートフォーカスについては、 例えば、 特公昭 58- 021336号公報に記載さ れている手段を用いればよい。 このとき、 図 2 1に示すように、 複数の光スポッ トを結ぶ軸線は情報ブロック半径に対して傾きを持ち、 この結果、 各光スポット 間には光ディスク円周方向に対して一定の時間差が生じる。 この時間差が格子点 間隔の倍数でない場合、 複数の光スポット 103 a〜103 cを用いて格子点 213上 に情報マーク 1 0 2を同時に記録及び再生するためには、 各光スポット固有のス トロ一ブパルスを用意する必要がある。 すなわち、 各ストローブパルスを各情報 トラック上の格子点と正確に同期させ、 各光スポットはこの各ストローブパルス のタイミングに従って情報を記録再生するということである。 このとき、 各スト ローブパルス間の時間差が、 上記各光スポッ卜の時間差に対応することになる。 図 2 4は上記の記録を行うための記録回路のプロック図を示す。 この記録回路 は、 光スポッ卜が学習領域に突入したことを検出するための光スポット数と同じ 数の検出部 2 0 1 a〜2 0 1 cと、 学習データと情報データを選択するデータ選 択部 2 0 2、 及び、 データ記録部 2 0 3で構成される。 データ記録部 203 は、 ク 口ック 2310で制御される。
図 2 5は、 図 2 4の検出部 2 0 1の一例を示したものである。 検出器 210 は各 光スポッ卜に対応して光ディスク上のマークを検知する。 検出器 2 1 0からの検 知信号はゲート 2501a、 2501bで所定のタイミングの信号を抽出される。 P L L 回路 2110はゲート 2501aから出力されるタイミングマークに対応する信号から、 タイミング信号を形成する。 セクタ先頭認識回路 2 1 2は、 ゲート 2501b力、ら出 力される領域の先頭に記録されるヘッダーマークに対応する信号から、 セクタの 先頭を認識する。 領域認識回路 2130は検出部 2 0 1を制御する部分である。
図 3 2のタイムチャートも参照して検出部 201 の動作を示す。 領域認識回路 21 30は、 P L L回路 2110から出力されるストローブパルス 2 1 5をカウントするこ とで光スポッ卜の位置を認識し、 その結果として、 アドレス領域信号 2 1 7、 タ ィミング領域信号 2 1 8、 干渉係数学習領域信号 2 1 9、 及び、 データ記憶領域 信号 2 2 0を出力する。
詳しくは、 ストローブパルス 215 のカウント値は、 まず、 セクタ先頭認識回路
2 2 2から出力されるパルス信号 2 2 3によりリセッ卜され 0となる。 セクタ領 域認識回路 2 2 2は、 光検出器からの出力信号 2 1 4を基にァドレス領域 2170に 形成されているセクタの先頭を示す特定パターンを検出する回路であり、 この特 定パターンを検出したときパルス信号 2 2 3を出力する。
カウント値が 0から aの間は光スポットがァドレス領域 2170に存在するので、 ァドレス領域信号 217のみをオンとして出力する。 ァドレス領域信号 217がオン になると、 光検出器からの出力信号 2 1 4はゲート回路 2501bを介してァドレス 認識回路 2 1 2へ出力される。 アドレス認識回路 2 1 2は、 出力信号 2 1 4を基 にァドレス領域 2170に形成されているァドレス情報を検出する回路である。
カウント値が aから bの間は光スポットがタイミング領域 2180に存在するので、 タイミング領域信号 218 のみをオンとして出力する。 タイミング領域信号 218が オンになると光検出器からの出力信号 2 1 4はゲート回路 2501aを介して P L L 回路 2110へ入力される。 P L L回路 2110は、 光検出器からの出力信号 2 1 4を基 に上記タイミング領域 2180に形成されているタイミングマークを検出し、 この検 出結果を用いて上記ストローブパルスと格子点位置とのタイミングずれを補正す る。 P L L回路 2 1 1はストローブパルス 2 1 5を出力し、 このストローブパル ス 2 1 5は上記干渉係数学習領域信号 2 1 9がオン、 あるいは上記データ記憶領 域信号 2 2 0がオンのときにゲート回路 2501cを介して検出部 2 0 1から出力さ れる。
カウント値が bから cの間は光スポッ卜が干渉係数学習領域 2190に存在するの で、 干渉係数学習領域信号 219 のみをオンとして、 カウント値が cから dの間は 光スポッ卜がデータ記憶領域 2200に存在するのでデータ記憶領域信号 220 のみを オンとして出力する。 これら干渉係数学習領域信号 219及びデータ記憶領域信号 220 は検出部 2 0 1の出力信号となる。 したがって、 各検出部 2 0 1 a〜2 0 1 cは上記ストローブパルス 2 1 5 a〜2 1 5 c、 上記干渉係数学習領域信号 219 a〜219 c及びデータ記憶領域信号 220 a〜220 cを出力する。 図 2 6は、 データ選択部 2 0 2のブロック図の一例を示したものである。 デー 夕選択部 2 0 2には、 ユーザデータ 2 0 4と、 各検出部 2 0 1 a〜2 0 1 cから の出力である複数のデータ記憶領域信号 2 2 0 a〜2 2 0 c及び複数の干渉係数 学習領域信号 2 1 9 a〜2 1 9 cが入力される。 この時、 例えば、 データ記憶領 域信号 2 2 0 a〜2 2 0 cのうち少なくとも一つがオンになると、 データ選択部
2 0 2はユーザデータ 2 0 4をシリアルデータ 2 2 5として出力する。 また、 干 渉係数学習領域信号 2 1 9 a〜2 1 9 cのうち少なくとも一つがオンになると、 干渉係数を学習するために必要な情報マークを干渉係数学習領域に記録するため に、 干渉係数学習用データ R OM 2 2 6に記憶されているデータ列をシリアルデ 一夕 2 2 5として出力する。 この場合、 データ列は図 2 3に示したような孤立マ —クを表現するものでよい。
図 2 7は、 データ記録部 2 0 3の一例を示したものである。 データ記録部 2 0 3には、 上記データ記録用ストローブパルス 2 2 1と上記シリアルデータ 2 2 5 が入力される。 この時、 シリアルデータ 2 2 5は、 各記録用ストローブパルス 2 2 1よりも高周波の基準クロック 2 3 1で動作するシリアルパラレル変換回路 1
3 0によって変換される。 変換されたデータ 2 3 2は、 F I ZF O (ファースト インノフアーストアウト） メモリ 2 3 3に蓄積され、 記録用ストロ一ブパルス 2 2 1によって F I Z F Oメモリ 2 3 3から読みだされる。 これら読みだされたデ 一夕 2 3 4は、 変調器 2 3 5へと入力される。 変調を受けたデータ 2 3 6は、 レ 一ザの駆動回路 2 3 7へと入力され、 光スポット 2 3 8の強度変調によってマ一 クが記録される。
ここで、 図 1 におけるスポット 101 の 1 つのスポッ卜で図 21に示す 3本の情報 トラックの情報ブロック 211 に記録を行なう場合、 上記回路を用いて情報トラッ ク 1 本をディスク 1 回転ごとに記録することにより、 3つの情報トラックに記録 する。 また、 記録光源として波長 685 の 3 ビームレーザアレイを用い、 情報ブ ロック内の 3本の情報トラックにそれぞれ記録スポットを位置づけ、 図 27に示す F1/F0 メモリ 233、 変調器 235 、 レーザ駆動回路 273 を 3系統設ければ良い。 ま た、 波長 685围 のレーザを用いず、 波長 532nmの SHG レーザを 3個設け、 A/0変 調器を 3系統用い、 3 つのビームで記録再生してもよい。 図 2 8は記録した情報を再生するための情報再生回路のプロック図を示す。 こ の再生回路は、 光スポッ卜が図 32に示した各領域に侵入したことを検知するため の光スポット数と同じ数の検出部 2 5 1 a〜2 5 1 c、 各検出器からの検出信号 の同期をとる同期補正部 2 5 2及び演算部 2 5 3で構成される。
図 2 9は、 上記検出部 2 5 1のブロック図の一例を示したものである。 検出部 2 5 1は、 主に、 各光スポットに対応した検出器 2 6 7、 サンプルホールド回路 2 5 6、 P L L回路 2 5 7、 セクタ先頭認識回路 2 5 8及び領域認識回路 2 5 9 から成る。 P L L回路 2 5 7、 セクタ先頭認識回路 2 5 8、 領域認識回路 2 5 9 及びァドレス認識回路 2 6 7については前述の記録回路で述べたものと同一であ り、 検出部 2 5 1は記録回路における検出部 2 0 1と同様、 領域認識回路 2 5 9 によって制御される。 まず、 光スポッ卜がタイミング領域に進入すると、 領域認 識回路 2 1 3から出力されたタイミング領域信号 2 1 8がオンになり、 光スポッ 卜によって検出されたタイミングマーク信号が、 検出部内にある P L L回路 2 5 7へ入力される。 P L L回路 2 5 7は上記タイミングマーク信号をもとにデイス ク回転むらなどによるストローブパルス 2 6 4の位相ずれを補正する。 そして、 干渉係数学習領域信号 2 6 2がオン、 またはデータ記憶領域信号 2 6 3がオンの 時に、 P L L回路 2 5 7の出力であるストローブパルス 2 6 4はサンプルホール ド回路 2 5 6のクロック 2 6 5となる。 サンプルホールド回路 2 5 6はクロック 2 6 5に従って、 入力である検出信号 2 5 5の格子点上における信号値をサンプ ルする。 サンプルされた値は、 検出信号 2 6 6として検出部 2 5 1の出力となり、 同期補正部 2 5 2へと入力される。
干渉係数学習領域信号 2 6 2がオン、 またはデータ記憶領域信号 2 6 3がオン の時にのみ、 格子点に対応するパルスを発生するサンプルホールド回路 2 5 6か らの出力は、 制御クロック 2 6 5として検出部 2 5 1の出力となり、 同期補正部 2 5 2へと入力される。
図 3 0は、 同期補正部 2 5 2のブロック図の一例を示したものである。 同期補 正部 2 5 2は、 主に F I / F Oメモリと読みだしクロック制御回路から成る。 各 検出部 2 5 1 a〜2 5 1 cから出力され、 同期補正部 2 5 2に入力された各検出 信号 2 6 6 a〜 2 6 6 cは、 同様に各検出部 2 5 1 a〜2 5 1 cから出力されて 同期捕正部 2 5 2に入力された各制御クロック 2 6 5 a〜 2 6 6 cに応じて、 各 F I Z F Oメモリ 2 7 1 a〜2 7 1 cに蓄積される。 また、 各検出部 2 5 1 a〜 2 5 1 cから出力された各干渉係数学習領域信号 2 6 2 a〜2 6 2 cがすべてォ ンである時にオンとなる信号を干渉係数学習領域信号 2 7 5、 各検出部から出力 された各データ記憶領域信号 2 6 3 a〜2 6 3 cがすべてオンである時にオンと なる信号をデータ記憶領域信号 2 7 6とすると、 この 2つの信号のうちどちらか 一方がオンとなった時に、 読みだしクロック制御回路 2 7 2は基準クロック 2 7 7を出力する。 基準クロック 2 7 7の周波数は、 制御クロック 2 6 5 a〜 2 6 5 cの周波数以下とする。
上記各 F I / F Oメモリ 2 7 1 a〜2 7 1 cに蓄積された各検出信号 2 6 6 a 〜2 6 6 cは、 上記読みだしクロック制御回路 2 7 2の出力信号 2 7 7に従って 読みだされ、 同期した検出信号 2 7 8 a〜2 7 8 cとして同期補正部 2 5 2の出 力となり、 演算部 2 5 3へ入力される。 また、 上記干渉係数学習領域信号 2 7 5 と上記データ記憶領域信号 2 7 6は、 同期補正部 2 5 2の出力となり、 演算部 2 5 3へと入力される。
図 3 1は、 演算部 2 5 3の一例を示したものである。 同期補正部 2 5 2から出 力され、 演算部 2 5 3に入力された各検出信号 2 7 8 a〜2 7 8 cは、 演算器 2 8 0へ入力される。 この時、 同期補正部 2 5 2からの入力である干渉係数学習領 域信号 2 7 6がオンの場合には、 演算器 2 8 0は検出信号 2 7 8 a〜 2 7 8 cを 基に前述した計算を行うことで干渉係数を算出し、 これらの干渉係数を基に逆行 列を計算し （式 (4)) 、 演算係数を算出する。 算出された演算係数は、 演算係数用 メモリ 2 8 1に保存される。
同期補正部 2 5 2からの入力であるデータ記憶領域信号 2 7 6がオンの場合に は、 演算器 2 8 0は、 検出信号 2 7 8 a〜2 7 8 cと上記手段によって算出した 演算係数を基に、 式 (2)、 （3)、 （4)に示した演算を行い、 クロストークノイズを削減 した演算結果 283a〜283cをコンパレータ 2 8 4へ出力する。 コンパレータ 2 8 4 は、 演算値 2 8 3を基に情報マークの有無を判別する。 判別結果 285a〜285cは復 調器 2 8 6で復調され、 これが再生信号 287a〜287cとして出力される。
さらに、 パラレルシリアル変換回路 2 8 8により、 シリアルデータ 2 8 9、 す なわちユーザデ一タカ再生される。
以上は、 3つの情報トラック組みにしてを 1つの情報ブロックとし、 1つの情 報プロックの情報を同時に再生する 3 トラック同時再生についての例であるが、 再生スポッ卜の真中のスポッ卜 1 0 3 bの走査する 1本のトラックのみを記録再 生することも可能である。
この方式では、 スポット 1 0 3 bの走査するトラックのみ力く再生できればよい。 スポット 1 0 3 aと 1 0 3 cは、 スポット 1 0 3 b照射する情報トラックに漏れ てくる、 隣接するトラックからの信号の漏れ込みを検出するために用いられる。 スポット 1 0 3 aと 1 0 3 cで検出した信号の漏れ込み （クロストーク） を、 ス ポット 1 0 3 bで検出した信号からキャンセルすることで、 図 2 1に示す情報ブ ロック間隔を狭くしても正確な情報が検出できる。 従って、 さらに記録密度を高 密度にできる。 記録においては図 1に示す構成と同様で、 6 8 5 n mの記録スポ ット 1 0 1で記録し、 5 3 2 n mの 3スポット 1 0 3 a， 1 0 3 b , 1 0 3 cで スポット 1 0 3 bの上の情報トラックのデータを再生する。
具体的に今回の面密度で計算すると、 再生波長が 5 3 0 n m, 開口数を 0 . 5 5とするとスポットサイズ Wは 0 . 9 6 ミクロンとなる。 光学的超解像によりト ラック方向のスポットサイズは実効的に 0 . 7倍になり、 0 . 6 7ミクロンとな る。 今回採用した再生方式ではトラックピッチを Wの 0 . 4倍程度に縮小するこ とができることから、 トラックピッチ 0 . 3ミクロン力く実現できる。
光学的超解像を行なうとディスク面上でサイドロ一ブを発生し、 サイドロ一ブ にかかるトラックから信号が漏れ込んで来る。 これを検出器面上で検出しないよ うにするために、 通常は対物レンズ通過後の光束の途中にサイドローブブをカツ 卜するための遮蔽板を挿入する。 し力、し、 今回のビームは少なくとも 3本はあり、 かつ光束がトラック方向に対して傾けて配置されているため同一遮蔽板では設定 が困難である。
図 3 5に上記サイドローブの問題を解決する光検出器の例を示す。 光検出器 35 0上に非線形透過材料 351 をコーティングした。 この材料としては例えば、 ホト クロ媒体である、 ジァリールェテン誘導体がよい。
図 3 4にジァリールェテン誘導体のスぺク トル特性を示す。 十分なエネルギー 強度があるとき （ジァリールェテン A開環） の透過率特性曲線は、 曲線 342から 曲線 341 のようになり、 5 3 0 n mの再生光のエネルギー強度に対して透過率が 非線形に変化する。
図 3 6に再生光のエネルギー強度に対する透過率変化の様子を示す。 ほとんど 強度変化のない光の場合は、 エネルギーは等価的に平均パワーで表される。 図 3 7に信号再生原理を示す。 入射パワー密度と透過パワー密度の非線形特性 性が曲線 407のようにあると、 強度の強い部分しか光検出器に再生光が到達しな い。 従って、 入射光スポット 401 の強度分布は透過後には光スポット 400のよう な強度分布になる。 ここで、 入射光スポット 401 のうちサイドローブ 4 0 3のよ うなメインローブ 4 0 2に比較して弱い光は、 透過後においてはサイドロ一ブ 4 0 5のようにメインローブに比較して著しく強度が低下し、 光検出器はサイドロ —ブ 405が照射するマークからの信号をほとんど受光しない。 さらに、 光検出器 を置く位置を結像の位置から離れたファーフィールド面とすると、 再生スポット が光偏向器によりトラッキングを開始すると、 光検出器面上でスポッ卜が移動す るようになる。 この状態でも常にメインローブの光のみがが透過できるようにス ポット移動に応じて非線形効果が起こるようにするため、 再生光とは異なる光で 常にこの材料を、 スポットが移動する全面に渡って励起させておくことが必要と なる。
このため、 図 3 5に示したように、 再生光 353以外に短波長の青色発光ダイォ ―ド 3520の光 352 をこの材料の全面に照射させる。 発光ダイォ一ドの波長として はもう一つのスぺクトラム特性 （ジァリールェテン A閉環） である曲線 342 にお いて透過特性をもつ波長帯域 4 2 0から 4 8 0 n mのものを選ぶ。 この波長領域 の光照射によって、 曲線 342 の特性が得られる。 曲線 342では信号を検出する光 の波長 5 3 0 n mでは吸収特性を持つことにより、 非線形材料全体としては 5 3 0 n mの光が吸収される力 光エネルギー強度が強いと曲線 341 の特性となり、 5 3 0 n mの光が透過するように構成できる。 非線形性は従って、 全体的に照射 する発光ダイオードのパワーによって制御できる。 また、 一般にこの種の非線形 材料は応答性が遅いが、 トラックずれに追従するような応答には十分対応できる 以上述べたように、 非線形材料を用いて簡単な構成により光学超解像によるサイ ドローブからの漏れ込みを除去でき、 光学系の組立て調整が容易になる。
図 3 8 Aで円周方向の再生分解能を向上させるための、 磁気超解像の一種であ る F A D (フロント 'アパーチャ ·ディテクシヨン） を説明する。 記録媒体は図 7と図 8で示した TbFeCo等の記録層 381 の上に T b D y F eからなる切断層 382 と G d F e C oからなる再生層 383 を置く。 この構造の媒体上に光スポット 384 を照射し矢印 385 の方向に移動すると、 媒体上のトラック中心上の温度分布 387 はスポット後方に温度が高いひずんだ広がりをもつ。 ある外部磁界 386のもとで、 記録層 381 に記録されたマーク 389 は温度が低いときには切断層 382 を介してマ ークの磁化が再生層 383 に転写される。 し力、し、 温度がある値 3809を越えると切 断層 382の磁化消失領域 3811により転写ができなくなる。 すなわち、 再生層 383 から見ているとレーザスポット 384 に斜線で示すマスク 380が形成され、 温度の 低い領域をアパーチャ 3800として記録されたマークを検出することになる。 この ため、 実効的にスポット 384が小さくなつたように見え、 円周方向の分解能を向 上させることができる。 しかし、 このアパーチャ 3800の形状は三日月形状のため、 記録マークから転写したマークが丸いマークだとしても得られる信号波形は進行 方向に非対称な波形となる。
後述する 2次元等化では干渉係数を前後左右すべて取り込み演算することによ り、 非対称を補償できる。 また検出信号の分解能は温度分布とスポッ卜の位置ず れに依存し、 温度分布をスポット中心に近付けるとアパーチャ一が狭くなり、 分 解能は向上する。 そのためには A/0偏向器を用いて再生光をマークの記録され た位置でパルス状に照射し、 温度分布を急峻にして温度分布を中心に近付ける。 再生光強度を変調するタイミングはこれまで述べたようにディスク面上に作りつ けられたプリピッ卜から P L Lを起動し作成したクロック信号から作り出す。 こ のために、 検出光の照射期間内に信号をサンプルホールドするタイミングを設定 する。
図 3 8 Bに他の磁気超解像である R A D ( リャ ·アパーチャ ·ディテクショ ン） を説明する。 図 7、 8で述べた記録層 381 の上にスィッチ層 3801と再生層 38 02を形成する。 R A Dは光スポット 3803の進行前方に初期磁場 3804を与え、 再生 層 381 を初期化する。 温度が低いところでは S W層 3801が記録層 301 のマークを 再生層 3802に転写しないように働き、 光スポット 3803により温度が高くなると再 生層 3802に記録層 301 のマーク 389 を転写する。 このようにするとマスク 3812が 形成され、 スポッ ト 3803の進行方向後方にアパーチャ一 3811が発生する。 記録マ —ク 389の再生光をパルス状に照射すると、 アパーチャ 3811の位置を光スポット の中心に位置させることができるので、 再生波形の非対称性を少なくすることが できる。
図 3 9にこの様にして記録した情報の検出原理を説明する。
図 3 9 Aに示すように記録マーク 102 は記録データの 「1」 と 「0」 に格子点 213でのマークの有無が対応する N R Z (ノン ' リターン ' トウ 'ゼロ） 規則で 記録されている。 したがって検出される信号は 2つのレベルしかとらない。
図 3 9 Cにスポット 103bから検出されるトラック 2の信号（ アイ（ 目） パター ン） を示す。 隣接トラック 1 , 3からのクロストークによりほとんどアイレベル が開かず、 正確にデータを検出できない。
図 3 9 Dのようにアイが開き、 正確にデータを読みだすことができる信号を処 理する必要が有る。
図 3 9 Bに、 上記クロストークを補償して、 図 3 9 Cの信号から図 3 9 Dのよ うな信号を得るための 2次元等価処理回路の構成を示す。 ここでは、 干渉係数を 学習したのち、 Kの逆行列を演算した結果と、 トラック 1， トラック 2、 トラッ ク 3からの信号を用いて干渉量を取り除く演算係数を求める。
2次元等価処理回路においては、 各トラックから再生した信号 x(t)3900-l， 390 0-2， 3900- 3を 7タップのトランサ一バルフィルタ 391-1， 391-2， 391-3 に通す。 ト ランスバーサルフィルタ 391 は遅延回路 392、 減衰器 395、 及び加算器 396 を有 しており、 各トラックごとに信号波形を整形する。 その後、 各トラックからの信 号 g(t)に重み付回路 397- 1， 397-2， 397-3で重みを掛けて加算回路 393で和をとる。 各トラックからの信号を通すトランサ一バルフィルタ 391 の遅延回路および減衰 器の係数と、 各トラックからの信号に重み付回路 397で掛ける重み係数は前述の ごとく、 逆行列から求める。 遅延回路 394 a , 394 bは再生スポット 103 同志の 距離 r(sec)に対応する遅延時間を持つ。
図 3 9 Aでは、 格子点間隔は 0 . 2 5ミクロン、 トラック間隔は 0 . 3ミクロ ン、 マーク径は 0 . 2 2ミクロンになっている。 格子点間隔に対応する時間を T， 3つのスポッ卜の時間間隔をてとする。 2次元方向の信号処理にはあらかじめ、 トラック間の時間遅れを捕償するために時間的な遅延を与える。 信号処理をすベ てデジタル的に処理すると P L Lから作成されたクロックを用いることができる のでて間隔の時間遅れを制御することは容易である。
円周方向のスポットに磁気超解像の効果をもたせないと円周方向のスポット径 が 0 . 9 6ミクロン程度であるため、 このままでは 0 . 5ミクロン周期の格子か らは信号は検出できない。 そこで、 伝送路の分野でよく知られたパーシャルレス ポンスを応用する。 直流から高域に渡ってすなおな応答を示す光ディスクでは、 もっと簡単なパーシャルレスポンスは P R ( 1， 1 ) というレスポンス特性であ る。 これは光ディスクを伝送路とみなしたときに、 入力パルスに対する応答が検 出タイムスロッ卜の 2つ分にのみ存在し、 他のスロッ卜には応答が現れないとい う特性である。
図 4 1で P R ( 1， 1 ) の信号処理の流れを説明する。 ユーザデータ a k はプ リコーダの処理により変調データ b k に変換される。 プリコーダの役割は光ディ スク上の欠陥等によるエラ一伝幡を防ぐために光ディスクの逆特性をあらかじめ 記録データに施すものである。
変調データに従って記録パルス 411 を作成し、 格子点 213の上に記録パルス 41 1 に従ってクロック信号をもとに記録マーク 102を記録していく。 実効的な再生 スポット 103の大きさを図のようにすると、 再生信号波形 412からはマークとマ —クの間に 1つの格子間隔があいていてもマークを分解できない。 し力、し、 レべ ルが飽和レベルの中間値をとることにより、 マーク配列を知ることができる。 飽 和レベルは複数のマ一クが連続的に配列したときに生じる。 マーク間の干渉にに より検出レベルは 3値をとることが分かる。 どのレベルにあるかを検出するため に、 2つスライスレベル 413a，413bを設け、 各タイムスロットごとに 2つのレべ ルで分けられる 3値のどの値かを検出する。 得られた 3値を m o d 2で演算し 2 値の復調データになおす。 これにより分解能が低下する密度でも信号を検出でき る。 1つのトラックからの信号を例にとって説明した力 本発明では隣接トラッ クからの干渉によりパーシャルレスポンスに好適な波形は検出できない。 これを 得るための手段につき以下に述べる。
図 4 2には 3つのスポッ卜からの検出信号 3900を 2次元等化回路に入力するた めの配列を示す。 トラック 1からの検出信号 3900- 1( S'bc〜S'bi)を時間の順 番に入力する。 またトラック 2からの検出信号 3900- 2( S'cc〜S'ci)を、 トラ ック 3からの検出信号 3900- 3( S'dc〜 S' di)を等化処理回路 4201に入力する。 これらの信号から各タイミングごとに隣接マークからの干渉を取り除いたトラッ ク 2の信号 4200( S''cc〜S''ci) が得られる。 この信号は孤立の記録マークか らの再生信号を配列したものであり、 パーシャルレスポンスに必要な干渉量が取 り除かれている。 そこで、 パーシャルレスポンス （1， 1) の特性になるように 隣接マーク間の干渉量ァ- 3から y 3 を新たにつけ加えて加算する。 この結果、 隣 接トラックからの干渉を排除し、 かつ最適のパーシャルレスポンス特性をもつ信 号 S'''cf が得られる。 この信号は図 4 0の点線で囲まれた 2 1個のマーク列内 の真中のマークからの信号に相当する。
図 4 3に図 4 2の等化処理のシミュレーション結果を示す。 計算は格子点間隔 を 2 0等分した刻み幅 0. 0 1 2 5ミクロンごとに細かい間隔で計算を行い、 連 続的とみなせる S'"cf に対応する信号波形を求めた。
図 4 3 Aがトラック 1、 2、 3にランダムパターンを配置し、 トラック 2のみ を再生し、 パーシャルレスポンス用の信号処理のみを行つたときの波形である。 隣接トラックからの干渉により信号検出に必要なアイ開口が得られていないこと が分かる。
図 4 3 Bはトラック 1、 3の信号を検出し隣接マーク間の干渉を前述の 2次元 等化により除去したのち、 パーシャルレスポンス用の信号処理を施した結果であ る。 図 4 3 Aに比較して十分なアイ開口 4300が得られ、 2つのスライスレベル 41 3a, 413b を用いて信号検出点 4302において確実に 3値が判定できることが分かる。 NRZに比較して記録位置は格子点であるが、 信号検出点は格子点の中間点とな る。 またシミュレーションは連続波形に近い形で波形処理の様子を示した力 \ 本 発明ではすべての信号処理をクロックに同期したデジタル処理を行う。 そこで、 格子点間隔 Tがスロット間隔に対応し、 タイムスロットを各格子点の中点とする。 従って、 前述の実施例では各格子点で信号をサンプルホールドしていたが、 本実 施例では各再生検出信号はタイムスロットごとにサンプルホールドされ、 信号処 理を行う。 なお、 4301は孤立マークの再生信号の振幅に相当する。
これまでの実施例は光学超解像効果をトラック半径方向に対して用いてきたが、 媒体として図 9に示した磁気転写構造は磁気超解像が困難なため、 前述のパ一シ ャルレスポンスを使用せざるを得ない。 し力、し、 さらに高密度化を行う、 またマ 一ジンを持って 1 O G b Z i n 2 を実現するために、 円周方向に光学超解像を行 うことが本発明により可能である。 すなわち、 光学的フィルタ一として円形遮蔽 板、 または円形位相板を用いることにより光学超解像効果を等方的に行うことが できる。 また、 楕円形状にすることによりトラックピッチ、 格子点間隔が変化し ても対応することができる。 検出は前述のごとく非線形透過材料を検出器面上に 塗布することによりサイドローブの影響は除去できる。
次に、 さらに、 高 SN再生を行なうための実施例を以下に示す。
図 4 4に高 SN検出の原理図を示す。 図 4 4 Aは媒体上の様子、 図 4 4 Bはクロ ック信号、 図 4 4 Cは照射されるレーザの強度、 図 4 4 Dは媒体上の温度分布を 示す。 再生用スポット 4401は、 トラッキング信号及びクロックを抽出するために プリピットマーク 4400が設けられているサンプル領域 500では通常の直流光 441 として照射し、 再生を行なう。 データ領域 5 0 1においては、 格子点に同期した タイミングで再生レベル 5 0 2より大きなピークパワーレベル 5 0 3を持つ光 44 2をパルス的に照射し、 その反射光を格子点に同期したタイミング 5 0 4により 検出する。 サンプル領域 500 とデータ領域 501 の間にはギャップ領域 505 を設け た。
以下に、 高 SN再生ができる理由を示す。
図 4 5に波長； I 532nm，絞り込みレンズの開口数 NAが 0. 6の再生系において、 線 速度 V=10m/s 、 DC照射再生パワー lmWで、 最高繰り返し周波数 12. 5 [MHz] すなわ ち、 0. 4 〃mマークの繰り返しパターンを再生した場合のスペクトルナァライザ で測定した周波数のスぺクトルを示す。 ここで、 格子点の間隔の倍周期が最高繰 り返し周波数に対応する。 マークの繰返し周期に対応した信号 4500は信号成分 C に、 ベースレベルの信号 4501がトータルのノイズ N に対応する。
図 4 6に、 図 45に示したノイズレベル 4501が含む各種のノイズのスぺクトルの 実測値を示す。 再生光パワーは lmW とした。 ノイズ成分 4501は、 アンプノイズを 含むシステムノイズ 506、 光検出器で生じるショットノイズ 507、 そして、 記録 時のマークのばらつきに起因した変調性ノイズを含むディスクノイズ 508力、らな る。 ここで、 レーザ自体のノイズは、 SHG レーザを用いているので、 十分無視で きるレベルにある。 実測結果では、 周波数 fmi n=l l [MHz]を境に、 低域ではデイス クノィズ 508力りィズを支配しており、 高域ではショットノィズ 507が支配して いる。
図 4 7に信号レベル Sp- p、 各種類のノイズ量 N と媒体面上に絞り込まれた再生 光のパワーの関係を示す。 信号レベル Sp- pは、 図 45の信号 4500のピーク値に 2 ^2 を掛けた値に相当し、 ノイズ N は、 図 46で示した周波数 0からカツトオフ 周波数までの帯域で積分したノイズ量に相当する。 横軸は再生パワー P0を 1 とし て対数目盛で規格化してある。 509 は 10Log(P/P0) で示されるショットノイズの 理論曲線、 510 は 20Log(P/P0) で示される信号レベルの理論曲線、 511 は 20Log (P/P0)で示されるディスクノイズの理論曲線、 500 はシステムノイズの理論曲線 である。
検出器上での光量の変化だけを考慮すると、 システムノイズ 500 は、 再生光の パワーに依存しない。 これに対し、 ショットノイズは再生光のパワー P に比例し た理論曲線 509 となる。 信号レベルとディスクノイズは再生光のパワーの 2乗に 比例し、 理論曲線 510、 及び、 511 となる。 ここで、 再生パワーを上げることで、 信号帯域の高域を支配するショットノィズをディスクノィズに対して低減するこ とができ、 帯域内での積分で求められるノイズ量を低減できる。
図 4 8に再生パワーと再生信号 Sp-p及びトータルノイズ Nnnsの関係を示す。 51 2 は再生光 DC照射時の再生パワーとの関係の理論曲線、 517 は線速度 20m/secで 再生光を DC照射した場合の実測値、 518 は線速度 10m/secで再生光をパルス照射 した場合の実測値である。 この時の信号帯域は光学的カッ トオフ周波数であ る fmax=VZ ( λ / 2 NA) [MHz] =22. 5MHz とした。
理論曲線 512 から分かるように、 再生パワーを l mWから 2 mWにすることで 1. 8dB、 4 mWにすると 2. 8dB 、 SNが向上することが分かる。 ただし、 実際の系で は、 再生パワーを増加させると以下の問題力生じる。 図 4 7に戻ってその問題を説明する。 図 47で曲線 513 は線速度 10m/secで光を DC照射した場合の信号レベルの実測値、 曲線 514 は線速度 10m/secで光を DC照射 した場合のディスクノイズレベルの実測値である。
第 1に、 信号レベルが実測曲線 5 1 3のように理論曲線 5 1 0より低下してし まう。 これは、 図 4 9に示すように、 信号レベルを支配する磁性膜の力一回転角 が温度と共に減少する性質を有するため、 再生パワーの増加と共に膜面の温度が 上昇し、 信号レベルが低下するためである。
第 2に、 実測曲線 5 1 4のように、 ディスクノイズレベルが理論曲線 511 より も再生パワーの上昇に伴って増加する。 これは、 膜面温度が上昇すると磁性膜の 磁化が不安定になりディスクノィズが上昇するためである。
上記問題を解決するため、 線速度を上げて再生パヮーを上げても膜面の温度が 上昇しないようにすることが考えられる。
図 4 7を参照すると、 曲線 515 は線速度を 2倍の 20m/s にして、 再生光を DC照 射した場合した場合の信号レベルの実測値、 曲線 516 は同じくディスクノイズレ ベルの実測値である。 曲線 515 、 516 は、 再生パワーを 3mW程度まで上昇させる ことができることを示す。 し力、し、 再生パワーに対する実測の SNは、 図 4 8の実 測曲線 517 に示すように、 0. 5dB程度の改善しか得られない。 この理由は、 線速 度の増加と共に、 信号帯域を比例して増加させなければならず、 図 4 6で分かる ように、 高域のノイズを支配するショットノイズの帯域内でのノイズ量が増加し、 その結果、 SNが低下する。 この現象を以下に説明する。
図 5 0に、 膜面のピーク温度が保持される再生パワー 5000を各線速度に対し求 め、 求めた再生パワーに対して SNを求めることで、 線速度に対する SN5001を求め た結果を示す。 この結果から分かるように、 線速度を 10m/s から上昇させても、 S N向上がほとんど得られないことが分かる。
以上の考察より、 本実施例では信号の帯域を上げずに再生パワーを上げるため、 再生時においてデータの検出点でパルスを照射し、 膜面温度を上昇しないように しながら信号を再生する。 再生光の強度レベルは、 図 4 4 Cに示すように、 光源 から通常直流光で照射する再生レベル Pdc 5 0 2より大きな第 3の強度レベル Pp 5 0 3を持つ光を格子点でパルス的に照射する。 図 5 1に上記記録再生条件下で、 直流光再生時と各種パルス幅の記録膜面の温 度分布実測値を示す。 照射パワーの波高値を 2 mW、 光スポットの線速度を 10m/ sec とし、 パルス幅を101^，201^，30^， 及び DC照射と変化させた。 曲線 511 はパ ルス幅 10ns、 512 はパルス幅 20ns、 513 はパルス幅 30ns、 514 は DC照射の場合の 到達温度である。 パルス幅 10nsの場合、 直流光照射の半分のピーク温度になり、 10m/sで 2 mWの再生パワーを照射できることがわかる。
図 4 7において、 曲線 4700は線速度 10m/s で再生光をパルス状に照射した場合 の再生信号の実測値を、 曲線 4701に同じくディスクノイズの実測値を示す。 図 4 8の 517 は同じく再生パワーに対する S Nの実測曲線を示す。 これらからわかる ように、 線速度 10m/s、 再生パワー 3mW において、 S N^《2. 3 d B増加すること ができた。
ここで、 図 4 4 Cの照射時には以下の問題が生じる。 図 4 4 Dに示すように、 光を DCで照射しているサンプル領域 500からパルス照射に移るとき、 直流照射に よる格子点での余熱によって温度レベルが上昇する（4400)。 しかし、 次のパルス 照射時では余熱が小さくなるために温度レベルが低下する（4401)。 そして、 数パ ルス照射の後の温度レベルは定常値になる。 この温度レベルの変動を無くすため に、 サンプル領域とデータ領域の間にギャップ領域 5 0 5を設ける。
図 5 2にギャップ領域を設けずに、 温度レベルを一定にする方法を示す。 光源 から直流光で照射する再生レベル 5 0 2より大きな第 3の強度レベル 5 0 3を持 つパルスを格子点でパルス的に照射し、 強度ゼロの期間を挟んで、 格子点間では 再生レベル 5 0 2より大きな第 2の強度レベル 5 1 9の余熱用のパルスを与える。 図 5 2 Cのように強度変調することで、 サンプル領域 500からデータ領域 501 に 直接光スポッ卜が入っても、 パルス照射による温度レベルを図 5 2 Dに示すよう に一定にすることができる。
以下に具体的な再生時の動作を述べる。
再生時において、 トラッキング信号及びク口ックを抽出するためのサンプル領 域 500では直流光で照射し再生を行ない、 データ領域 5 0 1において、 図 2 4、 2 5と図 2 6に示した記録回路を再生時にも用い、 各記録用ストローブパルス 2 2 1によって、 再生時の格子点に同期したタイミングで図 1 5に示す AO駆動回路 3 7 7を駆動し、 再生光を変調する。 ここで、 再生スポッ卜 4400は回折格子によ り 3スポットを構成しているので、 個々のスポッ卜が格子点でパルスを発生でき るように、 各記録用ストローブ 2 2 1からのパルスを混合して AO駆動回路 3 7 7 を変調する。
ただし、 ひとつのスポッ卜が格子点でパルス照射すると他のスポットでは格子 点でないところでパルスを照射を行なうことになり、 温度力上昇してしまう。 実 際には、 他の 2個のスポットによるパルス照射力《生じても温度力《上昇しないよう に、 パルス幅を 1ノ 3程度にする。 また、 3つのスポットが常に同じ時刻にスポ ット走査方向の格子点間隔に位置するように図 1 5に示した回折格子 3 1 1を回 転制御してもよい。 これにより、 ひとつの記録用ストローブパルス 2 2 1によつ て 3スポッ 卜の各格子点でパルスが照射されるので、 1スポッ ト条件で再生パル ス条件を満たすことが出来る。 一方、 回折格子を用いずに、 再生光源として 3つ の光源と 3つの AO駆動回路を用いることで、 独立に変調してもよい。
再生回路は、 図 2 8および図 2 9の構成をそのまま適用し、 再生パルス照射期 間での反射光を格子点に同期したタイミング 5 0 4により検出し、 サンプルホー ルドによりレベルを検出する。 ここで、 サンプルクロック 2 6 5は、 パルス照射 時刻と同じくする必要はなく、 学習領域を設け、 SNが最大となるように位置を制 御して最適化してもよい。 この時、 サンプル時の時定数を学習して最適化するこ ともできる。
実施例では、 パルス再生のための再生パルス条件を膜面のピーク温度で規定し たが、 実際には、 マークは有限の幅を持っているので、 マーク幅での温度分布を 考慮するとさらに最適化ができる。 また、 パーシャルレスポンス信号処理を行な う場合については、 そのクラスでの検出点でパルス照射を行なえばよい。 また、 光超解像スポットについても、 実効スポット径、 すなわち、 （ス/ΝΑ Χ (光超解 像によるスポット微小化率、 実施例では 0. 8 ) ) に対して、 パルス条件を最適化 すれば、 組みあわせが可能である。
本発明によれば現状の光ディスク装置における記録密度が 1 G b i t Z i n 2 程度であるのに対して、 現在使用可能な光源、 光学的素子、 記録再生技術を用い て約 1桁以上の高密度化を実現できる。

Claims

請求の範囲
1 . 光学的に情報を記録し、 再生する方法において 1 0ギガビッ卜/平方ィ ンチ以上の面密度を実現することを特徴とする高密度情報記録再生方法。
2 . 記録光として波長 6 8 0 n mの記録レーザ光を用い、 該記録レーザ光を 超解像光学系により媒体上に記録スポットとして照射し、 該記録スポットによる 熱エネルギーにより記録スポッ卜の 4分の 1以下のマークを形成し、 再生光とし て波長 5 3 0 n mの再生レーザ光を用いて上記マークを再生する高密度情報記録 再生方法。
3 . 上記媒体上にトラック方向とトラック半径方向に渡る 2次元格子の格子 点に同一円形状のマークを配列させる 2次元記録を行う請求の範囲第 2項記載の 高密度情報記録再生方法。
4 . 上記マークからの再生信号を検出し、 各マークからの再生信号を互いに 用いて信号処理を行い、 情報を検出する請求の範囲第 3項記載の高密度情報記録 再生方法。
5 . 上記媒体に離散的に設けられたクロックマークから記録と再生のクロッ クを作り、 ゥォブルマークからトラックずれ信号を検出する請求の範囲第 4項記 載の高密度情報記録再生方法。
6 . 上記媒体にはあらかじめ所定形状をもつ微小マ一クが記録された埋込マ —ク層を設け、 この上に記録スポットを位置付け、 記録スポットにより埋込マ一 クを磁気転写するか否かによって情報マークを再生層に記録しする請求の範囲第 2項記載の高密度情報記録再生方法。
7 . 上記媒体の記録感度特性を微小な領域で局部的に変化させて、 記録スポ ット形状にに依存しない微小マークを作成するために、 予め記録膜に強力なレー ザ光を照射し、 局部的に構造緩和を発生させ、 保磁力を弱める請求の範囲第 3項 記載の高密度情報記録再生方法。
8 . 上記媒体の記録感度特性を微小な領域で局部的に変化させて、 記録スポ ッ卜に依存しない微小マークを作成するために、 光ディスクの基板に微小凹凸の パターンをインジヱクシヨンであらかじめ設け、 磁気マークの形成の核とし、 記 録マークが局部的に形成しやすくする。 これにより記録スポッ卜の形状に依存し ない微小マークを作成する請求の範囲第 3項記載の高密度情報記録再生方法。
9 . 形成されたマークに複数または単数のスポッ卜をサンプルサーボを用い て位置決めし、 埋込マークから作成したクロックに従って、 2次元格子点上に光 スポットが位置決めされたときの検出信号をそれぞれサンプルホールドし、 あら かじめ隣接格子点からの干渉量を学習領域で求めておき、 サンプルホールド後の 検出信号から干渉量を除去する処理を行い、 格子点に記録されたマークの有無を 検出する請求の範囲第 1項記載の高密度情報記録再生方法。
1 0 . 第 1の出力及び波長を有する記録用レーザと、 該第 1の出力より低い第 2の出力及び上記第 1の波長より短い第 2の波長を有する再生用レーザを用い、 上記記録及び再生用のレーザを N Aが約 0 . 5 5の対物レンズを用いて円板状記 録媒体上に照射し、 上記円板状記録媒体の記録特性及び上記レーザを照射する光 学系中の遮蔽板により上記記録用レーザの波長と対物レンズの N Aから光学的に 定まるスポットサイズに比較して約 1 / 4以下の微小マ一クを記録媒体上に形成 し、 記録方式としてはトラック方向とトラック半径方向に渡る 2次元格子の格子 点にマークを配列させる 2次元記録を行い、 再生方式は 2次元格子点上の上記マ 一クからの再生信号を検出して各マークからの再生信号を互いに用 、て信号処理 を行い情報を検出する光学的記録再生方法。
1 1 . ディスクから抽出されたクロックに同期してチャネルクロックを形成し、 情報の再生時に上記チャネルク口ックに同期して再生用ビームをパルス状に照射 する光磁気記録再生方法において、 再生光源波長 λ [ urn'] と開口数 NA絞り込み レンズを通して得られる直径 λ ΖΝΑの再生スポットを用い、 所定の線速度 V [m/s] および所定の直流レベルの膜面再生パワー Pdcで上記再生スポットを走査したと きに得られる再生信号のノイズスぺクトル N(f)の特性が、 ショットノイズ Nsがデ イスクノイズ Ndよりも大きくなる周波数 fmin [MHz] と光学的遮断周波数 fmax=V/ ( λ / 2 ΝΑ) [MHz] あいだに、 記録再生の最高繰り返し周波数があるものであり、 且つ、 上記一定直流レベルの膜面再生パワー Pdc よりも高い波高値 Ppのパルスを 照射して再生することを特徴とした高密度情報再生方法。
1 2 . ディスク上の 2次元格子点上のマークからの再生信号を検出し、 各マー クからの再生信号を互 、に用レ、て信号処理を行 、、 情報を検出することを特徴と する請求の範囲第 1 1項記載の高密度情報記録再生方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0883117A1 (en) * 1996-02-22 1998-12-09 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Magneto-optical recording medium on which information is recorded by optical super-resolution method, and recording/reproducing apparatus for the same medium
EP0884720A1 (en) * 1996-03-01 1998-12-16 Hitachi, Ltd. Optical reproduction method and optical information apparatus
US6614737B2 (en) 1998-08-31 2003-09-02 Hitachi, Ltd. Optical reproduction method and optical information device
WO2006004338A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for reproducing data of super resolution information storage medium

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6173244A (ja) * 1984-09-18 1986-04-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光記録再生装置
JPS61182651A (ja) * 1985-02-08 1986-08-15 Nec Corp 光磁気記録媒体
JPS61140443U (ja) * 1985-02-20 1986-08-30
JPS6314342A (ja) * 1986-07-05 1988-01-21 Canon Inc 光磁気記録媒体
JPH01130326A (ja) * 1987-11-16 1989-05-23 Hitachi Ltd 光デイスクの記録状況検出装置
JPH01315029A (ja) * 1988-06-13 1989-12-20 Nec Corp 追記型光ディスク装置の試験方法
JPH02263336A (ja) * 1989-04-04 1990-10-26 Canon Inc 光学的情報記録再生装置におけるトラッキングサーボ方式
JPH04232617A (ja) * 1990-08-31 1992-08-20 Samsung Electron Co Ltd 光検出信号の雑音除去装置
JPH05298768A (ja) * 1992-04-17 1993-11-12 Sony Corp 光磁気記録再生方法
JPH06215439A (ja) * 1991-05-21 1994-08-05 Thomson Csf 高密度記憶の情報キャリヤ上に光学的に書き込みまた読取る方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6173244A (ja) * 1984-09-18 1986-04-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光記録再生装置
JPS61182651A (ja) * 1985-02-08 1986-08-15 Nec Corp 光磁気記録媒体
JPS61140443U (ja) * 1985-02-20 1986-08-30
JPS6314342A (ja) * 1986-07-05 1988-01-21 Canon Inc 光磁気記録媒体
JPH01130326A (ja) * 1987-11-16 1989-05-23 Hitachi Ltd 光デイスクの記録状況検出装置
JPH01315029A (ja) * 1988-06-13 1989-12-20 Nec Corp 追記型光ディスク装置の試験方法
JPH02263336A (ja) * 1989-04-04 1990-10-26 Canon Inc 光学的情報記録再生装置におけるトラッキングサーボ方式
JPH04232617A (ja) * 1990-08-31 1992-08-20 Samsung Electron Co Ltd 光検出信号の雑音除去装置
JPH06215439A (ja) * 1991-05-21 1994-08-05 Thomson Csf 高密度記憶の情報キャリヤ上に光学的に書き込みまた読取る方法
JPH05298768A (ja) * 1992-04-17 1993-11-12 Sony Corp 光磁気記録再生方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0883117A1 (en) * 1996-02-22 1998-12-09 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Magneto-optical recording medium on which information is recorded by optical super-resolution method, and recording/reproducing apparatus for the same medium
EP0883117A4 (en) * 1996-02-22 2001-05-02 Sanyo Electric Co MAGNETOOPTIC RECORDING MEDIUM AND RECORDING / PLAYBACK APPARATUS THEREFOR, WITH OPTICALLY HIGH-RESOLUTION METHOD
EP0884720A1 (en) * 1996-03-01 1998-12-16 Hitachi, Ltd. Optical reproduction method and optical information apparatus
EP0884720A4 (en) * 1996-03-01 1999-09-01 Hitachi Ltd OPTICAL PLAYBACK METHOD AND OPTICAL INFORMATION DEVICE
US6614737B2 (en) 1998-08-31 2003-09-02 Hitachi, Ltd. Optical reproduction method and optical information device
WO2006004338A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for reproducing data of super resolution information storage medium
US7710850B2 (en) 2004-06-30 2010-05-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for reproducing data of super resolution information storage medium

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