光記録媒体及び光記録媒体再生装置
【目的】 再生時の読出レーザ光波長と対物レンズ開口数により規定される空間周波数を越える情報が記録された光ディスクおよびその再生装置を提供する。
【構成】 第１の発明は、位相ピットによって情報が保持された光記録媒体であって、外部から照射された読出光の強度分布、照射による温度分布に対応して、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域と第２の領域内の反射光または透過光の偏光状態が異なるように変化させる偏光状態変化層を設ける。また、第２の発明は、第１の発明の光記録媒体に読出光を照射する光照射手段と、照射された読出光の反射光または透過光のうちから第１の領域の読出光または第２の領域の読出光のいずれか一方のみを分離する分離手段と、分離された読出光を受光し読出信号として出力する受光手段と、読出信号に基づいて光記録媒体の記録情報の再生動作を行う再生手段と、を備える。
【構成】 第１の発明は、位相ピットによって情報が保持された光記録媒体であって、外部から照射された読出光の強度分布、照射による温度分布に対応して、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域と第２の領域内の反射光または透過光の偏光状態が異なるように変化させる偏光状態変化層を設ける。また、第２の発明は、第１の発明の光記録媒体に読出光を照射する光照射手段と、照射された読出光の反射光または透過光のうちから第１の領域の読出光または第２の領域の読出光のいずれか一方のみを分離する分離手段と、分離された読出光を受光し読出信号として出力する受光手段と、読出信号に基づいて光記録媒体の記録情報の再生動作を行う再生手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位相ピットにより情報が記録された光記録媒体及びその再生装置に係り、特に再生時の読出光の波長および対物レンズの開口数により規定される空間周波数を越える空間周波数を有する情報を記録した光記録媒体及びその再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＤ（Compact Disk）やＬＤ（Laser Disk）等に代表される光ディスクにおいては、読出レーザ光のスポットが（位相）ピットに照射されたときに回折や散乱あるいはピット部分の光学定数の変化によって生じる反射光量の減少を光検出器で検出することにより、ピットの有無に対応した情報を取り出していた。より具体的には、ピット上に読出レーザ光のスポットが照射されている場合（図６（ａ）参照）には、散乱などにより反射による戻り光量が小さく、ピット間に読出レーザ光のスポットが照射されている場合（図６（ｂ）参照）には戻り光量が大きいことを利用して情報を読み出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来における光ディスクの再生分解能は、読出レーザ光の波長λと、対物レンズの開口数ＮＡによって制限され、空間周波数ｆc ＝２ＮＡ／λを越える周波数成分を有する情報を再生することはできないという問題点があった。
【０００４】そこで本発明の目的は、再生時の読出レーザ光の波長λと、対物レンズの開口数ＮＡによって規定される空間周波数ｆc ＝２ＮＡ／λを越える空間周波数を有する情報が記録された光記録媒体及びその光記録媒体を再生することが可能な光記録媒体再生装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、第１の発明は、位相ピットによって情報が保持された光記録媒体であって、外部から照射された読出光の強度分布あるいは前記読出光の照射に伴う温度分布に対応して、前記情報記録面上の前記読出光スポット内の第１の領域内の反射光または透過光の第１の偏光状態を当該読出光スポット内の他の領域である第２の領域内の反射光または透過光の第２の偏光状態とは異なるように変化させる偏光状態変化層を設けて構成する。
【０００６】また、第２の発明は、第１の発明の光記録媒体から記録情報を再生する光記録媒体再生装置であって、前記光記録媒体に読出光を照射する光照射手段と、前記照射された読出光の前記光記録媒体の反射光または透過光のうちから、前記第１の偏光状態を有する読出光または前記第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを分離する分離手段と、前記分離手段により分離された読出光を受光し読出信号として出力する受光手段と、前記読出信号に基づいて前記光記録媒体の記録情報の再生動作を行う再生手段と、を備えて構成する。
【０００７】
【作用】第１の発明によれば、偏光状態変化層は、外部から照射された読出光の強度分布あるいは読出光の照射に伴う温度分布に対応して、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内の反射光または透過光の偏光状態である第１の偏光状態を当該読出光スポット内の他の領域である第２の領域の反射光または透過光の偏光状態である第２の偏光状態とは異なるように変化させる。
【０００８】したがって、第１の偏光状態を有する読出光あるいは第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを受光することにより、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内あるいは第２の領域内のいずれか一方に記録されている位相ピット（記録情報）のみの情報を再生することが可能となる。
【０００９】また、第２の発明によれば、光照射手段は、光記録媒体に読出光を照射し、分離手段は、この照射された読出光の光記録媒体の反射光または透過光のうちから、第１の偏光状態を有する読出光または第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを分離する。
【００１０】これにより、受光手段は、分離手段により分離された読出光を受光し読出信号として再生手段に出力し、再生手段は読出信号に基づいて光記録媒体の記録情報の再生動作を行う。
【００１１】したがって、それぞれが読出光スポット内の一部分である第１の領域からの第１の偏光状態を有する読出光または第２の領域からの第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみに含まれる記録情報のみを再生することができ、読出光スポット内に複数個存在するような場合のように高い空間周波数を有する情報を再生することが可能となる。
【００１２】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の好適な実施例を説明する。
第１実施例図１に光ディスクの断面図を示す。
【００１３】光ディスク１は、図１（ａ）に示すように、位相ピットが形成された基板２と、入射した直線偏光の読出光の偏光状態を読出光の照射に伴う温度分布に対応して回転させる偏光状態変化層としての材料層３と、材料層３を保護する保護層４ａ、４ｂと、を備えて構成されている。尚、以下の説明においては、材料層３、保護層４ａ及び保護層４ｂをまとめて光磁気層と呼ぶ。
【００１４】光ディスク１の具体的な構成としては、基板側からみて、誘電体保護層であるＺｎＳ層４ａ（８５ｎｍ）、磁気光学効果を示す材料層であるＴｂＦｅ層３（８０ｎｍ）、誘電体保護層であるＺｎＳ層４ｂ（３０ｎｍ）の順番で形成されている。なお、括弧内の数値は各層の厚さの一例を示している。また、この場合において、偏光状態の回転は、主としてカー効果による。
【００１５】また、図１（ａ）に示す光ディスク１は、材料層であるＴｂＦｅ層３の反射率が高いので、反射層を設ける必要がなかったが、光磁気層として低反射率のものを用いて、反射型の光ディスク１’として用いるには、図１（ｂ）に示すように、反射層５を設ける必要がある。好適には、反射層５として、Ａｌ、Ａｕ等を用いることができる。この場合の偏光状態の回転は主として、ファラディー効果による。
【００１６】具体的には、光ディスク１’は、基板側からみて、誘電体保護層であるＺｎＳ層４ａ、磁気光学効果を示す材料層であるＢｉ置換ＤｙＦｅガーネット層３’、誘電体保護層であるＺｎＳ層４ｂの順番で形成され、さらに保護層および反射層としてのＡｌ層５を設けている。
【００１７】ここで、本実施例における光磁気ディスクの再生原理について図２を参照して説明する。図２（ａ）に示す初期状態においては、永久磁石等の磁化手段ＭＧ１により、光磁気ディスクの光磁気層のすべての領域の垂直磁化方向はすべて同一方向（図面中、上方向）となるようにする。
【００１８】そして再生時に、図２（ｂ）に示すように、読出光の出力を調整した光スポットが照射されると、少なくとも光スポットの照射されている領域のうちの一部の領域Ａの温度がキュリー温度（ＴC ）以上に上昇することにより、領域Ａの磁区が消失する。
【００１９】この結果、磁区が消失した領域Ａ内においては、読出光の偏光状態には何等の変化も与えない。したがって、入射した読出光の偏光状態と同一の偏光状態を有する再生光が検出器により受光される。
【００２０】また、光スポット内の領域Ａを除く領域では、カー効果あるいはファラディー効果等の磁気光学効果により、材料層に依存した所定角度（θ）だけ読出光の偏光状態が回転する。したがって、入射した読出光の偏光状態とは異なる偏光状態を有する再生光が検出器により受光される。
【００２１】そこで、偏光状態の異なる２種の再生光を、偏光フィルタ、差動光学系等の分離手段を用いて分離すれば、読出光スポット内の一部分に存在するピットの情報を選択的に検出することができる。
【００２２】このことは、光学的には読出光の波長λ及び対物レンズの開口数ＮＡにより規定される読出光スポットの直径ｒよりも小さな開口を有するピンホールを光ディスクの情報記録面上に設けたことと等価となり、読出光スポット内に複数個存在するような微小サイズの位相ピット、すなわち、高い空間周波数ｆ（ｆ＞ｆC ）を有する位相ピットの情報を再生することが可能となる。
【００２３】図３に光ディスク再生装置の主要部の構成を示す。光ディスク再生装置１０は、読出光であるレーザ光を出射するレーザダイオード１１と、レーザダイオード１１から入射したレーザ光を透過し、後述のミラーから入射したレーザ光を反射するビームスプリッタ１２と、レーザ光を導くためのミラー１３と、レーザ光を光ディスクＤＫの情報記録面状に集光する対物レンズ１４と、ビームスプリッタ１２により反射されたレーザ光（再生光）のうち非読出領域からのレーザ光の後述の偏光ビームスプリッタにおける反射光量と透過光量の比率を調整する二分の一波長板（halfwave plate）１５と、所定の偏光状態を有する偏光のみを透過し、他の光を反射する偏光ビームスプリッタ１６と、偏光ビームスプリッタにより反射された偏光を受光し、第１読出信号Ｒ1 （ＲＦ信号）として出力する第１受光素子１７ａと、偏光ビームスプリッタ１６を透過した偏光を受光し、第２読出信号Ｒ2 （ＲＦ信号）として出力する第２受光素子１７ｂと、デコーダ、アンプ等を含み読出信号Ｒを再生信号Ｓに変換して出力する再生回路１８と、光ディスクＤＫの垂直磁化方向を一定方向に揃える（以下、初期化という。）磁石ＭＧ1 と、を備えて構成されている。
【００２４】次に、図２を参照して本実施例の動作を説明する。まず、光ディスクＤＫの光磁気層に磁石ＭＧ1 を用いて外部磁界Ｈi を与え、記録情報読出前の垂直磁化方向を一定方向（初期化：図面では、上方向。）とする初期化を行なう。この場合において、第２の磁石ＭＧ2 を設けて再生時において記録情報の読出しの直前に初期化しても良い。また、必要に応じ、あらかじめ光ディスクＤＫの全ての領域の垂直磁化方向を磁石ＭＧ1 で初期化し、読出しのための垂直磁化方向を磁石ＭＧ2 により反転後、再び磁石ＭＧ1 で初期化するようにしても良い。
【００２５】以下の説明においては、あらかじめ光ディスクＤＫの全ての領域の垂直磁化方向を磁石ＭＧ1 により初期化する場合について説明する。レーザダイオード１１から出射された直線偏光である読出光（レーザ光）のスポットＬＢは、ミラー１３、ビームスプリッタ１２、対物レンズ１４を介して光ディスクＤＫの情報記録面上に集光され、図４（ａ）に示すように、トラックＴ1 上に読出スポットＬＢを形成し、この読出スポットＬＢはディスクＤＫの回転によりトラックＴ1 上を移動する。
【００２６】ところで、トラックＴ1 上には、読出光の波長λ及び対物レンズ１４の開口数ＮＡで規定される空間周波数ｆc ＝２ＮＡ／λを越える空間周波数ｆ（ｆ＞ｆC）を有する位相ピットが形成されている。具体的には、読出光スポットＬＢ内に複数個の位相ピットＰ2 、Ｐ3 が存在し、このままではそれらの位相ピットＰ2、Ｐ3 の情報を分離することができず、正しい再生を行なうことができない。同様にして、図４（ｂ）に示すように、読出光スポットＬＢ内に複数のトラックＴ0 ’、Ｔ1 ’、Ｔ2 ’が含まれるような場合にも正しい再生を行なうことができない。
【００２７】そこで、読出光の出力を調整すると、図４（ｃ）に示すように、材料層の温度は、読出光スポットＬＢの後方部分の領域ＡＲにおいてキュリー温度ＴC 以上に上昇し、例えば、図４（ａ）に示すような場合、位相ピットＰ2 が存在する領域ＡＲの磁区が消失する。
【００２８】この結果、磁区の消失した領域ＡＲ内においては、読出光の情報記録面による反射光である再生光の偏光状態は読出光の偏光状態と同一のまま、受光素子側に戻ることとなる。一方、領域ＡＲを除く読出光ＬＢ内の位相ピットＰ3 が存在する領域ＸＡＲにおいては、再生光の偏光状態は読出光の偏光状態と比較して、磁気光学効果により材料層に依存したある角度θK だけ回転した状態で受光素子側に戻ることとなる。
【００２９】領域ＡＲ及び領域ＸＡＲからの再生光は混合状態で受光素子１７ａ、１７ｂに達するが、二分の一波長板１５等を調節することにより、領域ＸＡＲからの再生光量が第１受光素子１７ａと第２受光素子１７ｂに等量づつ入射するように設定すると、第１読出信号Ｒ1 と第２読出信号Ｒ2 の差を取れば（差動出力）、領域ＸＡＲからの再生光による信号成分は相殺され、領域ＸＡＲはみかけ上遮蔽されることとなる。したがって、再生回路１８においては、領域ＡＲ、すなわち、位相ピットＰ2 の情報のみを読み出すことが可能となり、再生信号Ｓは位相ピットＰ2 の情報のみを含むこととなる。
【００３０】以上の説明のように、本第１実施例によれば、読出光の波長λと対物レンズ１４の開口数ＮＡによって規定される空間周波数ｆC （＝２ＮＡ／λ）を越える空間周波数ｆを有する情報を再生することが可能となる。
【００３１】また、連続再生を行なう場合には、再生時に磁石ＭＧ1 に外部磁界Ｈi を与え、領域ＡＲが冷却される過程で垂直磁化方向が初期化状態と同一になるようにするか、第２の磁石を設けて情報読出後に再初期化を行なえばよい。
【００３２】さらに上記実施例における光学系は、現在広く用いられている書換可能型光磁気ディスクの記録再生装置と等価であるため、装置を共用することが可能となる。
【００３３】さらにまた、二分の一波長板１５等の調節によって、みかけ上遮蔽される領域を設定することができるので、図４（ｂ）に示すように、ピット列方向ばかりでなく、トラックピッチ方向にも高密度化された光ディスクであっても、トラック間クロストーク、ピット間クロストークの発生が減少し、あるいは無視できるため、所望の位相ピットのみの情報を正確に再生することが可能となる。
第２実施例以上の第１実施例は、読出光スポット内の一方の領域の磁区を消失させる場合であったが、本第２実施例は図２（ｃ）に示すように、永久磁石等の磁化手段ＭＧ2 により、領域Ａの磁化方向を初期状態（図２（ａ））とは、反転（図中、下方向）させた場合のものである。この場合、領域Ａと領域Ａを除く読出光スポット内の領域では、再生光の偏光状態の角度差が図２（ｂ）の場合（第１実施例）に対して２倍（＝２×θ）となり、偏光状態の異なる２種の再生光の分離がより容易となる。さらに再生信号強度も向上する。
実験例次に実際に光ディスクを作成して行なった再生実験について説明する。
【００３４】以下に、試作した光ディスクの構成と測定条件を示す。
ピット長 ０．３μｍ トラックピッチ １．６μｍ 材料層の構成と膜厚 保護層（基板側、ＺｎＳ） ８５ｎｍ 光磁気材料層（ＴｂＦｅ） ８０ｎｍ 保護層（ＺｎＳ） ３０ｎｍ 対物レンズの開口数ＮＡ ０．５５ レーザ光の波長λ ８２５ｎｍ 線速度 ５．４ｍ／秒あらかじめ光ディスク全体を初期化しておき、続いて再生レーザ光の出力をパラメータとして差動出力をとりＣ／Ｎ（Carrier to Noise ratio）を測定した。このとき外部磁界は印加していない。この結果を図５に示す。
【００３５】上記光学系の再生分解能の限界に相当するピット長は０．３７５μｍであり、本発明を適用することにより、従来の再生方法では再生不可能な微小サイズ、すなわち高い空間周波数を有する位相ピットのもつ情報を検出することが可能であることが示されている。
【００３６】以上の第１及び第２実施例においては、材料層として光磁気記録媒体であるＴｂＦｅを用いたが、他の光磁気記録材料、たとえば、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＮｄＦｅ、ＮｄＦｅＣｏ、ＴｂＮｄＦｅＣｏ等、また、ＧｄＧａガーネット、Ｂｉ置換ＤｙＦｅガーネット等、また、Ｐｔ／Ｃｏ人工格子薄膜、Ｐｄ／Ｃｏ人工格子薄膜等およびこれらの多層膜を用いることも可能である。
第３実施例上記第１及び第２実施例においては、光磁気記録材料として、キュリー温度ＴC 以上で磁区が消失するキュリー点記録材料を用いていたが、本実施例は、補償温度ＴCOMPで保持力が急激に増大する補償点記録材料を用いた場合の実施例である。
【００３７】光磁気記録材料としては、ＧｄＣｏ系材料、ＧｄＦｅＣｏ系材料等を用いる。より具体的な例として、光磁気材料としてＧｄ28（Ｆｅ90Ｃｏ10）72を用いた場合について説明する。
【００３８】Ｇｄ28（Ｆｅ90Ｃｏ10）72の横軸に温度をとった場合の垂直保磁力Ｈｃ（⊥）を図６に示す。Ｇｄ28（Ｆｅ90Ｃｏ10）72の垂直保磁力Ｈｃ（⊥）は、５０℃〜１５０℃の温度範囲で１ｋエルステッド（Oersted ）より大きくなる。また、室温ＴR では垂直保磁力Ｈｃ（⊥）は、ほぼ０エルステッドとなる。
【００３９】この結果、光スポット内の高温部が５０℃〜１５０℃範囲内の温度となるように光ビームの出力パワーを設定して照射すれば、図７（ｂ）に示すように高温部内のカー回転角θK は、図７（ａ）に示す低温部内のカー回転角θK （＝ほぼ０）よりもはるかに大きくなり、カー回転角θK の大きな領域の情報のみを光学系で選択的に読み出すことにより、より空間周波数の大きな情報を読み出すことができるとともにトラック方向のピッチも狭くしてより高密度に記録された情報を再生することができる。
第４実施例上記第３実施例においては、補償点記録材料を用いて光スポット内の領域を２分割する場合の実施例であったが、本第４実施例は、補償点記録材料を用いるとともに光ビームの強度を上げて、あるいは、光スポットを楕円形状として光スポット内の領域を３分割し、さらに空間周波数の大きな情報を読み出すように構成したものである。
【００４０】ＧｄＦｅＣｏ系等の補償点記録材料を用いて光ディスクを作成し、再生を行った場合には、狭い範囲で安定に温度を保持する必要がある。したがって、制御が難しいという問題点が生じる。
【００４１】そこで、本第４実施例では、図８（ｂ）に示すように、光スポット内の温度分布が補償温度ＴCOMP上下にわたる広範な温度分布になるように光ビームの出力パワーを上げ、これに加えて、あるいはこれに代えてトラック方向が長軸方向となるように楕円形状の光ビームを照射し、光ビームの中間領域が補償温度ＴCOMP近傍の温度となるように設定する（図８（ａ）参照）。
【００４２】この結果、光スポットの中温領域ＡM （温度Ｔ＝ＴM ）のカー回転角θK は、図７（ｂ）と同様に大きくなり、低温領域ＡL （温度Ｔ＝ＴR ）及び高温領域ＡH （温度Ｔ＝ＴH ）のカー回転角θK はほぼ０となってカー回転角θK の大きな部分からの反射光のみを受光すべく光学系を構成すれば、中温領域のみを読出領域とすることができ、当該読出領域のみの情報を再生することができるので、より空間周波数の高い記録情報を再生することが可能となる。
第５実施例上記第１実施例においては、再生用磁界を印加することが必要であったが、本第５実施例はディスク形成後１度の初期化を行うだけで再生用磁界を印加することなく再生を行わせるものである。
【００４３】光ディスクは、図９に示すように、位相ピットが形成された基板２２と、入射した直線偏光の読出光の偏光状態を読出光の照射に伴う温度分布に対応して回転させる偏光状態変化層としての材料層２３と、再生磁界を印加するための再生磁界印加層２４と、再生磁界印加層２４を保護する保護層２５と、を備えて構成されている。
【００４４】光ディスクの具体的な構成としては、材料層２３はＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＣｏ等の補償点材料であり、かつ室温では垂直保磁力Ｈｃ（⊥）は、ほぼ０となり、５０℃〜１５０℃の読出温度範囲では垂直保磁力Ｈｃ（⊥）≧１ｋエルステッドとなるような材料で構成する。
【００４５】また、再生磁界印加層２４は読出温度の最高温度である１５０℃以下の温度では常に垂直磁化膜となるＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ等のキュリー点材料用いる。
【００４６】この結果、材料層と再生磁界印加層との相互間で、交換相互作用、静磁的結合力が働き、再生磁界印加層は材料層の磁化方向を垂直方向にしようとする。したがって、再生時に再生用磁界を印加する必要がなくなり、再生装置の構成を簡略化することが可能となる。
第６実施例上記第１乃至第５実施例では、垂直磁化膜を用いて情報の読出を行っている。
【００４７】しかしながら、垂直磁化膜は、ビームスポット径をより小さくすることができる青色光レーザではカー回転角θK が小さくなる傾向がある。より具体的には、図１０下部に示すように、Ｔｂ28（Ｆｅ90Ｃｏ10）72（厚さ１００ｎｍ）では波長が短い側ほどカー回転角θK が小さくなることが分る。
【００４８】そこで本実施例は、特定の面内磁化膜は、外部磁界を印加して垂直磁化状態となった領域の短波長の読出光によるカー回転角θK が大きくなることを利用し、高密度記録情報の再生を行うことができるようにしたものである。例えば、Ｎｄ20Ｆｅ40Ｃｏ40に±１０Ｋエルステッドの磁界を印加した場合のカー回転角θKを図１０上部に示す。
【００４９】図１０に示すように、Ｎｄ20Ｆｅ40Ｃｏ40は短波長領域でカー回転角θK が増大することがわかる。このような挙動を示す材料層としては、ＮｄＦｅＣｏ系、ＰｔＣｏ系、ＰｔＭｎＳｂ（ホイスラー合金）等のキュリー点材料が挙げられる。
【００５０】より具体的には、材料層としてＮｄ40（Ｆｅ70Ｃｏ30）を９０ｎｍ程度の厚さとした場合、その印加磁界Ｈとカー回転角との関係は、図１１に示すようなものとなっており、同一の印加磁界Ｈ1 で比較した場合、カー回転角θK は室温の方が、１５０℃付近の温度の場合より大きい、すなわち、ビームスポット内の低温領域の方がカー回転角θK は大きくなる。
【００５１】そこで図１２（ａ）に示すように、ビームスポットの領域を含む広範囲な領域に外部磁界を印加し、図１２（ｂ）に示すようにカー回転角θK が大きな領域ＡL （温度Ｔ＝室温ＴR ）の情報を読み出すように光学系を構成すれば、ビーム径で規定される空間周波数よりも高空間周波数を有する記録情報を再生することが可能となる。
第７実施例上記第３実施例のように、反射兼マスク生成膜としてＧｄＦｅＣｏ系補償点記録材料膜を用いた場合等には、高温部が読出領域となるが、組成により垂直磁化状態となる温度が大きく変化する。また、読出領域を狭くしたい場合には、材料膜の温度を狭い範囲に安定に保持する必要がある。
【００５２】ところで、情報ビットそのものは位相ピットとして光ディスクに記録されているので、再生時の読出光の出力パワーを上げすぎたとしても情報が消えるおそれはない。
【００５３】そこで、光ピックアップの出力信号を増幅するアンプの出力信号レベルに応じて読出光を出射するレーザーダイオードの出力パワーを制御するように負帰還を構成するサーボ回路を設ければ、光ディスクの組成のばらつき等による最適再生温度のずれを補正して確実な情報再生を行うことができる。
【００５４】この場合において、サーボ周期は１８００ｒｐｍで回転する光ディスクの場合、３０Ｈｚ以下（１回転時間以上の長周期）でよい。この結果、光ディスクの製造条件が緩やかになる。また、光ディスク再生装置の使用中における装置内の温度変動にも容易に追従させることができる。
第８実施例上記第１実施例の光ディスク再生装置においては、２個の受光素子を有する差動光学系を用いて記録情報の再生を行っていたが、本第８実施例は、１個の受光素子を用いて光学系を構成した場合の実施例である。
【００５５】図１３に光ディスク再生装置の主要部の構成を示す。図３の第１実施例と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。光ディスク再生装置１０Ａは、読出光であるレーザ光を出射するレーザダイオード１１と、レーザダイオード１１から入射したレーザ光を透過し、後述のミラーから入射したレーザ光を反射するビームスプリッタ１２と、レーザ光を導くためのミラー１３と、レーザ光を光ディスクＤＫの情報記録面状に集光する対物レンズ１４と、ビームスプリッタ１２により反射されたレーザ光（再生光）のうち読出領域からのレーザ光のみを透過させる偏光板と、偏光板を透過した偏光を受光し、読出信号Ｒ’（ＲＦ信号）として出力する受光素子１７’と、デコーダ、アンプ等を含み読出信号Ｒを再生信号Ｓに変換して出力する再生回路１８と、を備えて構成されている。
【００５６】次に動作を説明する。レーザダイオード１１を出射したレーザ光はビームスプリッタ１２を透過し、ミラー１３により反射され、さらに対物レンズ１４によりレーザ光を光ディスクＤＫの情報記録面上に集光される。
【００５７】この時、ビームスポット内の光ディスクＤＫの状態は、図１４に示すように、ビームの進行方向前方の領域が低温領域ＡL となりカー回転角θK ＝ａ（ａ：ほぼ一定値）となり、進行方向後方の領域が高温領域ＡH となりカー回転角θK ＝０となる。
【００５８】そこで、偏光板１５をレーザダイオード側からの入射光と同一の偏光面を有する光を通すように設定すれば、低温領域ＡL からの反射光は偏光板１５を透過しづらくなるので、高温領域ＡH からの反射光（カー回転角θK ＝０）のみが偏光板１５を透過し、受光素子Ｒ’により受光され、再生回路１８により、再生信号Ｓとして出力されることとなる。
【００５９】すなわち、低温領域ＡL がマスク領域となり、高温領域ＡH が読出領域となる。したがって、トラックピッチ方向にも記録密度を向上させることができ、より高空間周波数を有する記録情報を再生することが可能となる。
第９実施例トラックピッチ方向にも高密度化された光ディスクにおいては、クロストークを低減し、良好な再生信号を得るためにはマスク領域が書換可能型光磁気ディスク再生装置における読出領域と反転させる必要があるため、二分の一波長板を調整する必要があり、従来の書換可能型光磁気ディスク再生装置の光学系と共用することは困難となっていた。
【００６０】そこで、本実施例は光学系を書換可能型光磁気ディスク再生装置の光学系と共通とし、信号処理によりトラックピッチ方向にも高密度化された光ディスクを読取れるようにしたものである。
【００６１】図１５に光ディスク再生装置の主要部の構成を示す。光ディスク再生装置１０Ｂは、読出光であるレーザ光を出射するレーザダイオード１１と、レーザダイオード１１から入射したレーザ光を透過し、後述のミラーから入射したレーザ光を反射するビームスプリッタ１２と、レーザ光を導くためのミラー１３と、レーザ光を光ディスクＤＫの情報記録面上に集光する対物レンズ１４と、ビームスプリッタ１２により反射されたレーザ光（再生光）のうち非読出領域からのレーザ光の後述の偏光ビームスプリッタにおける反射光量と透過光量の比率を調整する二分の一波長板（halfwave plate）１５と、所定の偏光状態を有する偏光のみを透過し、他の光を反射する偏光ビームスプリッタ１６と、偏光ビームスプリッタにより反射された偏光を受光し、第１読出信号Ｒ1 （ＲＦ信号）として出力する第１受光素子１７ａと、偏光ビームスプリッタ１６を透過した偏光を受光し、第２読出信号Ｒ2 （ＲＦ信号）として出力する第２受光素子１７ｂと、デコーダ、アンプ等を含み読出信号Ｒを再生信号Ｓに変換して出力する再生回路１８ａと、光ディスクＤＫの垂直磁化方向を一定方向に揃える（以下、初期化という。）磁石ＭＧ1 と、を備えて構成されている。
【００６２】再生回路１８ａの主要部の構成を図１６に示す。再生回路１８ａは、第１読出信号Ｒ1 及び第２読出信号Ｒ2 が入力され、両者を加算して加算信号ＳＵＭ（＝Ｒ1 ＋Ｒ2 ）を出力する加算器３０と、第１読出信号Ｒ1 及び第２読出信号Ｒ2 が入力され、第１読出信号Ｒ1 から第２読出信号を減算して減算信号ＤＩＦＦ（＝Ｒ1 −Ｒ2 ）を出力する第１減算器３１と、減算信号ＤＩＦＦに係数Ｋ（＝１／ｔａｎ θK ）を乗じて乗算信号ＭＵＬ（＝Ｋ×ＤＩＦＦ）を出力する乗算器３２と、加算信号ＳＵＭから乗算信号ＭＵＬを減算して再生信号Ｓ’を出力する第２減算器３３と、を備えて構成されている。
【００６３】次に動作を説明する。図１７に示すように、読出信号（カー回転角＝０）の成分を示すベクトルをａ1 、その第１受光素子１７ａに入射する成分をａ1 、その第２受光素子１７ｂに入射する成分をａ2 とし、マスクすべき信号（カー回転角＝θK ）の成分を示すベクトルをｂ、その第１受光素子１７ａに入射する成分をｂ1 、その第２受光素子１７ｂに入射する成分をｂ2 とすると、Ｒ1 ＝ａ1 ＋ｂ1Ｒ2 ＝ａ2 ＋ｂ2が成立する。
【００６４】また、ａ1 ＝ａ2 ＝ａ’（＝√２／２×｜ａ1 ｜）
が成立する。
【００６５】ここで、加算信号ＳＵＭ及び減算信号ＤＩＦＦを上記各成分で示すと、ＳＵＭ＝Ｒ1 ＋Ｒ2＝（ａ1 ＋ｂ1 ）＋（ａ2 ＋ｂ2 ）＝２ａ’＋ｂ1 ＋ｂ2ＤＩＦＦ＝Ｒ1 −Ｒ2＝（ａ1 ＋ｂ1 ）−（ａ2 ＋ｂ2 ）＝ｂ1 −ｂ2ここで、再生信号Ｓ’をＳ’＝ＳＵＭ−Ｋ×ＤＩＦＦと定義すると、Ｓ’＝２ａ’＋ｂ1 ＋ｂ2 −Ｋ（ｂ1 −ｂ2 ）
となり、読み出したい信号成分は２ａ’であるので、ｂ1 ＋ｂ2 −Ｋ（ｂ1 −ｂ2 ）＝０を満たすように、定数Ｋを定めればよいこととなる。すなわち、 Ｋ＝（ｂ1 ＋ｂ2 ）／（ｂ1 −ｂ2 ） ……（Ａ）
となる。
【００６６】ところで、図１７からわかるようにｔａｎ（θK ＋（π／４））＝ｂ1 ／ｂ2であるので、 ｂ1 ／ｂ2 ＝（１＋ｔａｎ θK ）／（１−ｔａｎ θK ）
……（Ｂ）
となる。
【００６７】したがって、（Ａ）式及び（Ｂ）式より、 Ｋ＝１／ｔａｎ θK ……（Ｃ）
となる。
【００６８】これにより、（Ｃ）式で示される係数Ｋを用いて図１６の再生回路を用いて再生を行えば、従来の書換可能型光磁気ディスク再生装置の光学系を用いてクロストークを生じることなく、確実に記録情報を再生することが可能となる。
【００６９】この場合において、係数Ｋを最適化する方法としては、１） 光ディスク内の変動は無視できると仮定し、予めカー回転角θK を測定し、係数Ｋを設定する。
【００７０】２） 光ディスク内に無信号部を一定間隔で設け、これに同期してカー回転角θK を測定して、係数Ｋを設定する。
３） 読出用のビームとは別個にカー回転角θK 測定用の補助ビームを設けて、カー回転角θK を測定し、係数Ｋを設定する。
等の方法が考えられる。
【００７１】なお、光学系によってθK を強調している場合には、係数Ｋにこの強調分を加味する必要がある。
第１０実施例上記第９実施例においては、再生光成分のうち一方が、入射した読出光と同一偏光面を有することが必要であるとともに、領域ＸＡＲの温度はキュリー温度近傍まで上昇させるので、温度上昇に伴い、カー回転角θK が減少し遮蔽（マスク）効率が低下する可能性があった。
【００７２】そこで、本第１０実施例は、再生光の偏光面が読出光の偏光面と同一である必要がなく、さらにマスク領域（例えば、領域ＸＡＲ；図４参照）の遮蔽効率を向上することを可能とするものである。
【００７３】図１８に光ディスクの断面図を示す。光ディスク５０は、図１８に示すように、位相ピットが形成された基板５１と、入射した直線偏光の読出光の偏光状態を読出光の照射に伴う温度分布に対応して回転させる偏光状態変化層としての再生層５２と、通常は再生層５２と交換結合可能であり、再生温度においては磁区が消失すべく設定されたスイッチング層５３と、再生層５２及びスイッチング層５３を保護する保護層５４ａ、５４ｂと、を備えて構成されている。尚、以下の説明においては、再生層５２、スイッチング層５３、保護層５４ａ及び保護層５４ｂをまとめて光磁気層と呼ぶ。
【００７４】光ディスク５０の具体的な構成としては、基板側からみて、誘電体保護層であるＺｎＳ層５４ａ、磁気光学効果を示す再生層であるＧｄＦｅＣｏ層５２、スイッチング層であるＴｂＦｅＣｏ層５３、誘電体保護層であるＺｎＳ層５４ｂの順番で形成されている。
【００７５】また、この場合において、偏光状態の回転は、主としてカー効果による。ここで、本第１０実施例における光磁気ディスクの再生原理について説明する。
【００７６】初期状態においては、永久磁石等の磁化手段により初期化磁界Ｈinitを印加し、光磁気ディスクの再生層５２及びスイッチング層５３のすべての領域の垂直磁化方向はすべて同一方向（図面中、上方向）となるようにしておく。
【００７７】そして再生時に、読出光の出力を調整した光スポットが照射されると、スイッチング層５３の少なくとも光スポットの照射されている領域のうちの一部の領域（例えば、領域ＡＲ；図４参照）の温度がキュリー温度（ＴC ）以上に上昇することにより、当該領域ＡＲの磁区が消失する。
【００７８】これと並行して、再生時には、再生磁界Ｈr （磁化方向は図面中、下方向）を印加する。この結果、スイッチング層５３の磁区が消失した領域ＡＲに対応する再生層５２の再生位置においては、スイッチング層５３との交換結合力が無くなって再生層５２の本来の保磁力となり、再生磁界Ｈr により磁化方向が下方向となる。
【００７９】これに対し、再生層５２の再生位置以外の領域の磁化方向は上方向となっているので、読出光スポット内の領域ＸＡＲの磁区の向きは上方向であり、領域ＡＲにおける読出光の偏光面の回転方向と、領域ＸＡＲにおける読出光の偏光面の回転方向とは、逆方向となり、両領域からの再生光の偏光面の開き角度を大きくすることができる。
【００８０】図１９に光ディスク再生装置の主要部の構成を示す。図１９において、光ディスク再生装置１０Ｂが図１５の光ディスク再生装置１０Ａと異なる点は、デコーダ、アンプ等を含み第１読出信号Ｒ1 （ＲＦ信号）及び第２読出信号Ｒ2 （ＲＦ信号）を再生信号Ｓ”に変換して出力する再生回路１８ｂと、光ディスクＤＫの垂直磁化方向を一定方向に揃えて初期化磁界Ｈinitを印加するための初期化磁石ＭＧ3 と、再生磁界Ｈr を印加するための再生磁石ＭＧ4 と、を備えて構成した点である。他の部分については同一であるので詳細な説明を省略する。
【００８１】再生回路１８ｂの主要部の構成を図２０に示す。再生回路１８ｂは、第１読出信号Ｒ1 が入力され、第１読出信号Ｒ1 に係数Ｋ’を乗じて乗算信号ＭＵＬ2 （＝Ｋ’・Ｒ1 ’）を出力する乗算器６０と、第２読出信号Ｒ2 及び乗算信号ＭＵＬ2 が入力され、第２読出信号Ｒ2 から乗算信号ＭＵＬ2 を減算して再生信号Ｓ”を出力する減算器６１と、を備えて構成されている。
【００８２】次に動作を説明する。図２１に示すように、マスクすべき信号（カー回転角＝θK1）の成分を示すベクトルをＡ、その第１受光素子１７ａに入射する成分をＡx 、その第２受光素子１７ｂに入射する成分をＡy とし、読み出すべき信号（カー回転角＝θK2）の成分を示すベクトルをＢ、その第１受光素子１７ａに入射する成分をＢx 、その第２受光素子１７ｂに入射する成分をＢy とすると、Ｒ1 ＝Ａx ＋ＢxＲ2 ＝Ａy ＋Ｂyとなる。
【００８３】ここで、乗算信号ＭＵＬ2 及び再生信号Ｓ”を上記各成分で示すと、ＭＵＬ2 ＝Ｋ’・Ｒ1＝Ｋ’・（Ａx ＋Ｂx ）
Ｓ”＝Ｒ2 −Ｒ1 ・Ｋ’＝Ａy −Ｋ’・Ａx ＋Ｂy −Ｋ’・Ｂxとなり、読み出したい信号成分はＡy −Ｋ’・Ａx あるいはＢy −Ｋ’・Ｂx であるので、Ｂy −Ｋ’・Ｂx ＝０あるいは、Ａy −Ｋ’・Ａx ＝０を満たすように、定数Ｋ’を定めれば、読み出すべき領域（ＡＲまたはＸＡＲ；図４参照）を入れ替えることが可能となる。
【００８４】より具体的には、領域ＡＲの情報を再生する場合には、Ａy −Ｋ’・Ａx ＝０とすればよい。この時、Ａx ＝｜［Ａ］｜ｃｏｓ（（π／４）＋θK1）
Ａy ＝｜［Ａ］｜ｓｉｎ（（π／４）＋θK1）
であるから（但し［Ａ］はベクトルＡを表わす。以下同じ。）、Ａy −Ｋ’・Ａx ＝｜［Ａ］｜ｓｉｎ（（π／４）＋θK1）−Ｋ’・（｜［Ａ］｜ｃｏｓ（（π／４）＋θK1））＝０である。
【００８５】従って、 Ｋ’＝ｔａｎ（（π／４）＋θK1）） ……（Ｄ）
となる。
【００８６】同様にして、領域ＸＡＲの情報を再生する場合には、Ｂy −Ｋ’・Ｂx ＝０とすればよい。この時、Ｂx ＝｜［Ｂ］｜ｃｏｓ（（π／４）−θK2）
Ｂy ＝｜［Ｂ］｜ｓｉｎ（（π／４）−θK2）
であるから（但し［Ｂ］はベクトルＢを表わす。以下同じ。）、Ｂy −Ｋ’・Ｂx ＝｜［Ｂ］｜ｓｉｎ（（π／４）−θK2）−Ｋ’・（｜［Ｂ］｜ｃｏｓ（（π／４）−θK2））＝０である。
【００８７】従って、 Ｋ’＝ｔａｎ（（π／４）−θK2）） ……（Ｅ）
となる。
【００８８】これにより、（Ｄ）式あるいは（Ｅ）式で示される係数Ｋ’を用いて図１９の再生回路を用いて再生を行えば、従来の書換可能型光磁気ディスク再生装置の光学系を用いてクロストークを生じることなく、確実に記録情報を再生することが可能となる。
【００８９】この場合において、係数Ｋ’を最適化する方法としては、１） 光ディスク内の変動は無視できると仮定し、予めカー回転角θK1（あるいはθK2）を測定し、係数Ｋ’を設定する。
【００９０】２） 光ディスク内に無信号部を一定間隔で設け、これに同期してカー回転角θK1（あるいはθK2）を測定し、係数Ｋ’を設定する。
３） 読出用のビームとは別個にカー回転角θK 測定用の補助ビームを設けて、カー回転角θK1（あるいはθK2）を測定し、係数Ｋ’を設定する。
等の方法が考えられる。
【００９１】なお、光学系によってθK1（あるいはθK2）を強調している場合には、係数Ｋ’にこの強調分を加味する必要がある。以上の説明のように、本第１０実施例によれば、再生光の偏光面は入射した読出光と同一である必要が無くなる。
【００９２】さらにマスクする領域と再生する領域の偏光面の開き角度が大きくとれ（θK＝θK1＋θK2）、再生層としてキュリー温度の高い材料を用いることができるので、温度上昇に伴うカー回転角θK の減少を防止できるため遮蔽効率を向上させることができる。
他の変形例以上の各実施例においては、光磁気記録材料について述べたが、光磁気記録材料に限らず、照射する光の強度あるいは材料層の温度に依存して偏光状態が初期の偏光状態に対して変化を生じる材料（例えば、フォトクロミック材料等）であれば、本発明を適用することが可能である。
【００９３】さらに、以上の各実施例においては、レーザダイオード１１の出射レーザ光をビームスプリッタ１２、ミラー１３、対物レンズ１４を介してそのまま光ディスクＤＫの情報記録面に照射していたが、直線偏光性をよくするために、レーザダイオード１１とビームスプリッタ１２の間の光路中に偏光板を設け、偏光板を介して光ディスクＤＫに照射させてもよい。
【００９４】さらにまた、以上の各実施例においては、読出光を直線偏光とする場合について説明したが、楕円偏光を用いるように構成することも可能である。また、偏光状態は２種類に限らないので、複数の偏光状態の再生光から一の偏光状態を有する再生光を分離するように構成しても良い。
【００９５】
【発明の効果】第１の発明によれば、偏光状態変化層は、外部から照射された直線偏光である読出光の強度分布あるいは読出光の照射に伴う温度分布に対応して、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内の反射光または透過光の偏光状態である第１の偏光状態を当該読出光スポット内の他の領域である第２の領域の反射光または透過光の偏光状態である第２の偏光状態とは異なるように変化させるので、第１の偏光状態の偏光状態を有する読出光あるいは第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを受光することにより、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内あるいは第２の領域内のいずれか一方に記録されている位相ピット（記録情報）のみの情報を再生することが可能となる。
【００９６】また、第２の発明によれば、それぞれが読出光スポット内の一部分である第１の領域からの第１の偏光状態を有する読出光または第２の領域からの第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみに含まれる記録情報のみを再生することができ、読出光スポット内に複数個存在するような場合のように高い空間周波数を有する情報を再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の光ディスクの詳細構造を示す断面図である。
【図２】第１実施例及び第２実施例の光ディスクの再生原理を説明する図である。
【図３】第１実施例の光ディスク再生装置の主要部の構成図である。
【図４】第１実施例の再生動作の説明図である。
【図５】再生実験の説明図である。
【図６】Ｇｄ26（Ｆｅ90Ｃｏ10）74における横軸に温度をとった場合の垂直保磁力Ｈｃ（⊥）を説明する図である。
【図７】第３実施例の動作を説明する図である。
【図８】第４実施例の説明図である。
【図９】第５実施例の光ディスクの詳細構造を示す断面図である。
【図１０】第６実施例の原理を説明する図である。
【図１１】Ｎｄ40（Ｆｅ70Ｃｏ30）〔厚さ９０ｎｍ〕の保磁力Ｈとカー回転角との関係を説明する図である。
【図１２】第６実施例の再生状態を説明する図である。
【図１３】第８実施例の光ディスク再生装置の主要部の構成図である。
【図１４】第８実施例の動作を説明する図である。
【図１５】第９実施例の光ディスク再生装置の主要部の構成図である。
【図１６】第９実施例の再生回路の詳細構成図である。
【図１７】第９実施例の動作を説明する図である。
【図１８】第１０実施例の光ディスクの詳細構造を示す断面図である。
【図１９】第１０実施例の光ディスク再生装置の主要部の構成図である。
【図２０】第１０実施例の再生回路の詳細構成図である。
【図２１】第１０実施例の動作を説明する図である。
【図２２】従来の情報読出原理の説明図である。
【符号の説明】
１…光ディスク
２…基板（位相ピット付き）
３…光磁気層（ＴｂＦｅ層）
３’…光磁気層（Ｂｉ置換ＤｙＦｅガーネット層）
４ａ…誘電体層（ＺｎＳ層）
４ｂ…誘電体層（ＺｎＳ層）
５…反射層（Ａｌ層）
１０…光ディスク再生装置
１１…レーザーダイオード
１２…ビームスプリッタ
１３…ミラー
１４…対物レンズ
１５…二分の一波長板
１６…ビームスプリッタ
１７ａ…第１受光素子
１７ｂ…第２受光素子
１７’…受光素子
１８、１８ａ…再生回路
２２…基板
２３…材料層
２４…再生磁界印加層
２５…保護層
３０…加算器
３１…第１減算器
３２…乗算器
３３…第２減算器
５０…光ディスク
５１…基板
５２…再生層
５３…スイッチング層
５４ａ…保護層
５４ｂ…保護層
６０…乗算器
６１…減算器
ＡH …高温領域
ＡM …中温領域
ＡL …低温領域
Ｒ1 …第１読出信号
Ｒ2 …第２読出信号
Ｒ’…読出信号
ＤＩＦＦ…減算信号
ＳＵＭ…加算信号
ＭＵＬ、ＭＵＬ2 …乗算信号
ＭＧ1 …磁石
ＭＧ2 …磁石
ＭＧ3 …初期化磁石
ＭＧ4 …再生磁石
ＬＢ…読出光スポット
Ｐ1 〜Ｐ4 …位相ピット
ＴC …キュリー温度
Ｔcomp…補償点温度
ＴR …室温
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位相ピットにより情報が記録された光記録媒体及びその再生装置に係り、特に再生時の読出光の波長および対物レンズの開口数により規定される空間周波数を越える空間周波数を有する情報を記録した光記録媒体及びその再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＤ（Compact Disk）やＬＤ（Laser Disk）等に代表される光ディスクにおいては、読出レーザ光のスポットが（位相）ピットに照射されたときに回折や散乱あるいはピット部分の光学定数の変化によって生じる反射光量の減少を光検出器で検出することにより、ピットの有無に対応した情報を取り出していた。より具体的には、ピット上に読出レーザ光のスポットが照射されている場合（図６（ａ）参照）には、散乱などにより反射による戻り光量が小さく、ピット間に読出レーザ光のスポットが照射されている場合（図６（ｂ）参照）には戻り光量が大きいことを利用して情報を読み出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来における光ディスクの再生分解能は、読出レーザ光の波長λと、対物レンズの開口数ＮＡによって制限され、空間周波数ｆc ＝２ＮＡ／λを越える周波数成分を有する情報を再生することはできないという問題点があった。
【０００４】そこで本発明の目的は、再生時の読出レーザ光の波長λと、対物レンズの開口数ＮＡによって規定される空間周波数ｆc ＝２ＮＡ／λを越える空間周波数を有する情報が記録された光記録媒体及びその光記録媒体を再生することが可能な光記録媒体再生装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、第１の発明は、位相ピットによって情報が保持された光記録媒体であって、外部から照射された読出光の強度分布あるいは前記読出光の照射に伴う温度分布に対応して、前記情報記録面上の前記読出光スポット内の第１の領域内の反射光または透過光の第１の偏光状態を当該読出光スポット内の他の領域である第２の領域内の反射光または透過光の第２の偏光状態とは異なるように変化させる偏光状態変化層を設けて構成する。
【０００６】また、第２の発明は、第１の発明の光記録媒体から記録情報を再生する光記録媒体再生装置であって、前記光記録媒体に読出光を照射する光照射手段と、前記照射された読出光の前記光記録媒体の反射光または透過光のうちから、前記第１の偏光状態を有する読出光または前記第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを分離する分離手段と、前記分離手段により分離された読出光を受光し読出信号として出力する受光手段と、前記読出信号に基づいて前記光記録媒体の記録情報の再生動作を行う再生手段と、を備えて構成する。
【０００７】
【作用】第１の発明によれば、偏光状態変化層は、外部から照射された読出光の強度分布あるいは読出光の照射に伴う温度分布に対応して、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内の反射光または透過光の偏光状態である第１の偏光状態を当該読出光スポット内の他の領域である第２の領域の反射光または透過光の偏光状態である第２の偏光状態とは異なるように変化させる。
【０００８】したがって、第１の偏光状態を有する読出光あるいは第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを受光することにより、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内あるいは第２の領域内のいずれか一方に記録されている位相ピット（記録情報）のみの情報を再生することが可能となる。
【０００９】また、第２の発明によれば、光照射手段は、光記録媒体に読出光を照射し、分離手段は、この照射された読出光の光記録媒体の反射光または透過光のうちから、第１の偏光状態を有する読出光または第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを分離する。
【００１０】これにより、受光手段は、分離手段により分離された読出光を受光し読出信号として再生手段に出力し、再生手段は読出信号に基づいて光記録媒体の記録情報の再生動作を行う。
【００１１】したがって、それぞれが読出光スポット内の一部分である第１の領域からの第１の偏光状態を有する読出光または第２の領域からの第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみに含まれる記録情報のみを再生することができ、読出光スポット内に複数個存在するような場合のように高い空間周波数を有する情報を再生することが可能となる。
【００１２】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の好適な実施例を説明する。
第１実施例図１に光ディスクの断面図を示す。
【００１３】光ディスク１は、図１（ａ）に示すように、位相ピットが形成された基板２と、入射した直線偏光の読出光の偏光状態を読出光の照射に伴う温度分布に対応して回転させる偏光状態変化層としての材料層３と、材料層３を保護する保護層４ａ、４ｂと、を備えて構成されている。尚、以下の説明においては、材料層３、保護層４ａ及び保護層４ｂをまとめて光磁気層と呼ぶ。
【００１４】光ディスク１の具体的な構成としては、基板側からみて、誘電体保護層であるＺｎＳ層４ａ（８５ｎｍ）、磁気光学効果を示す材料層であるＴｂＦｅ層３（８０ｎｍ）、誘電体保護層であるＺｎＳ層４ｂ（３０ｎｍ）の順番で形成されている。なお、括弧内の数値は各層の厚さの一例を示している。また、この場合において、偏光状態の回転は、主としてカー効果による。
【００１５】また、図１（ａ）に示す光ディスク１は、材料層であるＴｂＦｅ層３の反射率が高いので、反射層を設ける必要がなかったが、光磁気層として低反射率のものを用いて、反射型の光ディスク１’として用いるには、図１（ｂ）に示すように、反射層５を設ける必要がある。好適には、反射層５として、Ａｌ、Ａｕ等を用いることができる。この場合の偏光状態の回転は主として、ファラディー効果による。
【００１６】具体的には、光ディスク１’は、基板側からみて、誘電体保護層であるＺｎＳ層４ａ、磁気光学効果を示す材料層であるＢｉ置換ＤｙＦｅガーネット層３’、誘電体保護層であるＺｎＳ層４ｂの順番で形成され、さらに保護層および反射層としてのＡｌ層５を設けている。
【００１７】ここで、本実施例における光磁気ディスクの再生原理について図２を参照して説明する。図２（ａ）に示す初期状態においては、永久磁石等の磁化手段ＭＧ１により、光磁気ディスクの光磁気層のすべての領域の垂直磁化方向はすべて同一方向（図面中、上方向）となるようにする。
【００１８】そして再生時に、図２（ｂ）に示すように、読出光の出力を調整した光スポットが照射されると、少なくとも光スポットの照射されている領域のうちの一部の領域Ａの温度がキュリー温度（ＴC ）以上に上昇することにより、領域Ａの磁区が消失する。
【００１９】この結果、磁区が消失した領域Ａ内においては、読出光の偏光状態には何等の変化も与えない。したがって、入射した読出光の偏光状態と同一の偏光状態を有する再生光が検出器により受光される。
【００２０】また、光スポット内の領域Ａを除く領域では、カー効果あるいはファラディー効果等の磁気光学効果により、材料層に依存した所定角度（θ）だけ読出光の偏光状態が回転する。したがって、入射した読出光の偏光状態とは異なる偏光状態を有する再生光が検出器により受光される。
【００２１】そこで、偏光状態の異なる２種の再生光を、偏光フィルタ、差動光学系等の分離手段を用いて分離すれば、読出光スポット内の一部分に存在するピットの情報を選択的に検出することができる。
【００２２】このことは、光学的には読出光の波長λ及び対物レンズの開口数ＮＡにより規定される読出光スポットの直径ｒよりも小さな開口を有するピンホールを光ディスクの情報記録面上に設けたことと等価となり、読出光スポット内に複数個存在するような微小サイズの位相ピット、すなわち、高い空間周波数ｆ（ｆ＞ｆC ）を有する位相ピットの情報を再生することが可能となる。
【００２３】図３に光ディスク再生装置の主要部の構成を示す。光ディスク再生装置１０は、読出光であるレーザ光を出射するレーザダイオード１１と、レーザダイオード１１から入射したレーザ光を透過し、後述のミラーから入射したレーザ光を反射するビームスプリッタ１２と、レーザ光を導くためのミラー１３と、レーザ光を光ディスクＤＫの情報記録面状に集光する対物レンズ１４と、ビームスプリッタ１２により反射されたレーザ光（再生光）のうち非読出領域からのレーザ光の後述の偏光ビームスプリッタにおける反射光量と透過光量の比率を調整する二分の一波長板（halfwave plate）１５と、所定の偏光状態を有する偏光のみを透過し、他の光を反射する偏光ビームスプリッタ１６と、偏光ビームスプリッタにより反射された偏光を受光し、第１読出信号Ｒ1 （ＲＦ信号）として出力する第１受光素子１７ａと、偏光ビームスプリッタ１６を透過した偏光を受光し、第２読出信号Ｒ2 （ＲＦ信号）として出力する第２受光素子１７ｂと、デコーダ、アンプ等を含み読出信号Ｒを再生信号Ｓに変換して出力する再生回路１８と、光ディスクＤＫの垂直磁化方向を一定方向に揃える（以下、初期化という。）磁石ＭＧ1 と、を備えて構成されている。
【００２４】次に、図２を参照して本実施例の動作を説明する。まず、光ディスクＤＫの光磁気層に磁石ＭＧ1 を用いて外部磁界Ｈi を与え、記録情報読出前の垂直磁化方向を一定方向（初期化：図面では、上方向。）とする初期化を行なう。この場合において、第２の磁石ＭＧ2 を設けて再生時において記録情報の読出しの直前に初期化しても良い。また、必要に応じ、あらかじめ光ディスクＤＫの全ての領域の垂直磁化方向を磁石ＭＧ1 で初期化し、読出しのための垂直磁化方向を磁石ＭＧ2 により反転後、再び磁石ＭＧ1 で初期化するようにしても良い。
【００２５】以下の説明においては、あらかじめ光ディスクＤＫの全ての領域の垂直磁化方向を磁石ＭＧ1 により初期化する場合について説明する。レーザダイオード１１から出射された直線偏光である読出光（レーザ光）のスポットＬＢは、ミラー１３、ビームスプリッタ１２、対物レンズ１４を介して光ディスクＤＫの情報記録面上に集光され、図４（ａ）に示すように、トラックＴ1 上に読出スポットＬＢを形成し、この読出スポットＬＢはディスクＤＫの回転によりトラックＴ1 上を移動する。
【００２６】ところで、トラックＴ1 上には、読出光の波長λ及び対物レンズ１４の開口数ＮＡで規定される空間周波数ｆc ＝２ＮＡ／λを越える空間周波数ｆ（ｆ＞ｆC）を有する位相ピットが形成されている。具体的には、読出光スポットＬＢ内に複数個の位相ピットＰ2 、Ｐ3 が存在し、このままではそれらの位相ピットＰ2、Ｐ3 の情報を分離することができず、正しい再生を行なうことができない。同様にして、図４（ｂ）に示すように、読出光スポットＬＢ内に複数のトラックＴ0 ’、Ｔ1 ’、Ｔ2 ’が含まれるような場合にも正しい再生を行なうことができない。
【００２７】そこで、読出光の出力を調整すると、図４（ｃ）に示すように、材料層の温度は、読出光スポットＬＢの後方部分の領域ＡＲにおいてキュリー温度ＴC 以上に上昇し、例えば、図４（ａ）に示すような場合、位相ピットＰ2 が存在する領域ＡＲの磁区が消失する。
【００２８】この結果、磁区の消失した領域ＡＲ内においては、読出光の情報記録面による反射光である再生光の偏光状態は読出光の偏光状態と同一のまま、受光素子側に戻ることとなる。一方、領域ＡＲを除く読出光ＬＢ内の位相ピットＰ3 が存在する領域ＸＡＲにおいては、再生光の偏光状態は読出光の偏光状態と比較して、磁気光学効果により材料層に依存したある角度θK だけ回転した状態で受光素子側に戻ることとなる。
【００２９】領域ＡＲ及び領域ＸＡＲからの再生光は混合状態で受光素子１７ａ、１７ｂに達するが、二分の一波長板１５等を調節することにより、領域ＸＡＲからの再生光量が第１受光素子１７ａと第２受光素子１７ｂに等量づつ入射するように設定すると、第１読出信号Ｒ1 と第２読出信号Ｒ2 の差を取れば（差動出力）、領域ＸＡＲからの再生光による信号成分は相殺され、領域ＸＡＲはみかけ上遮蔽されることとなる。したがって、再生回路１８においては、領域ＡＲ、すなわち、位相ピットＰ2 の情報のみを読み出すことが可能となり、再生信号Ｓは位相ピットＰ2 の情報のみを含むこととなる。
【００３０】以上の説明のように、本第１実施例によれば、読出光の波長λと対物レンズ１４の開口数ＮＡによって規定される空間周波数ｆC （＝２ＮＡ／λ）を越える空間周波数ｆを有する情報を再生することが可能となる。
【００３１】また、連続再生を行なう場合には、再生時に磁石ＭＧ1 に外部磁界Ｈi を与え、領域ＡＲが冷却される過程で垂直磁化方向が初期化状態と同一になるようにするか、第２の磁石を設けて情報読出後に再初期化を行なえばよい。
【００３２】さらに上記実施例における光学系は、現在広く用いられている書換可能型光磁気ディスクの記録再生装置と等価であるため、装置を共用することが可能となる。
【００３３】さらにまた、二分の一波長板１５等の調節によって、みかけ上遮蔽される領域を設定することができるので、図４（ｂ）に示すように、ピット列方向ばかりでなく、トラックピッチ方向にも高密度化された光ディスクであっても、トラック間クロストーク、ピット間クロストークの発生が減少し、あるいは無視できるため、所望の位相ピットのみの情報を正確に再生することが可能となる。
第２実施例以上の第１実施例は、読出光スポット内の一方の領域の磁区を消失させる場合であったが、本第２実施例は図２（ｃ）に示すように、永久磁石等の磁化手段ＭＧ2 により、領域Ａの磁化方向を初期状態（図２（ａ））とは、反転（図中、下方向）させた場合のものである。この場合、領域Ａと領域Ａを除く読出光スポット内の領域では、再生光の偏光状態の角度差が図２（ｂ）の場合（第１実施例）に対して２倍（＝２×θ）となり、偏光状態の異なる２種の再生光の分離がより容易となる。さらに再生信号強度も向上する。
実験例次に実際に光ディスクを作成して行なった再生実験について説明する。
【００３４】以下に、試作した光ディスクの構成と測定条件を示す。
ピット長 ０．３μｍ トラックピッチ １．６μｍ 材料層の構成と膜厚 保護層（基板側、ＺｎＳ） ８５ｎｍ 光磁気材料層（ＴｂＦｅ） ８０ｎｍ 保護層（ＺｎＳ） ３０ｎｍ 対物レンズの開口数ＮＡ ０．５５ レーザ光の波長λ ８２５ｎｍ 線速度 ５．４ｍ／秒あらかじめ光ディスク全体を初期化しておき、続いて再生レーザ光の出力をパラメータとして差動出力をとりＣ／Ｎ（Carrier to Noise ratio）を測定した。このとき外部磁界は印加していない。この結果を図５に示す。
【００３５】上記光学系の再生分解能の限界に相当するピット長は０．３７５μｍであり、本発明を適用することにより、従来の再生方法では再生不可能な微小サイズ、すなわち高い空間周波数を有する位相ピットのもつ情報を検出することが可能であることが示されている。
【００３６】以上の第１及び第２実施例においては、材料層として光磁気記録媒体であるＴｂＦｅを用いたが、他の光磁気記録材料、たとえば、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＮｄＦｅ、ＮｄＦｅＣｏ、ＴｂＮｄＦｅＣｏ等、また、ＧｄＧａガーネット、Ｂｉ置換ＤｙＦｅガーネット等、また、Ｐｔ／Ｃｏ人工格子薄膜、Ｐｄ／Ｃｏ人工格子薄膜等およびこれらの多層膜を用いることも可能である。
第３実施例上記第１及び第２実施例においては、光磁気記録材料として、キュリー温度ＴC 以上で磁区が消失するキュリー点記録材料を用いていたが、本実施例は、補償温度ＴCOMPで保持力が急激に増大する補償点記録材料を用いた場合の実施例である。
【００３７】光磁気記録材料としては、ＧｄＣｏ系材料、ＧｄＦｅＣｏ系材料等を用いる。より具体的な例として、光磁気材料としてＧｄ28（Ｆｅ90Ｃｏ10）72を用いた場合について説明する。
【００３８】Ｇｄ28（Ｆｅ90Ｃｏ10）72の横軸に温度をとった場合の垂直保磁力Ｈｃ（⊥）を図６に示す。Ｇｄ28（Ｆｅ90Ｃｏ10）72の垂直保磁力Ｈｃ（⊥）は、５０℃〜１５０℃の温度範囲で１ｋエルステッド（Oersted ）より大きくなる。また、室温ＴR では垂直保磁力Ｈｃ（⊥）は、ほぼ０エルステッドとなる。
【００３９】この結果、光スポット内の高温部が５０℃〜１５０℃範囲内の温度となるように光ビームの出力パワーを設定して照射すれば、図７（ｂ）に示すように高温部内のカー回転角θK は、図７（ａ）に示す低温部内のカー回転角θK （＝ほぼ０）よりもはるかに大きくなり、カー回転角θK の大きな領域の情報のみを光学系で選択的に読み出すことにより、より空間周波数の大きな情報を読み出すことができるとともにトラック方向のピッチも狭くしてより高密度に記録された情報を再生することができる。
第４実施例上記第３実施例においては、補償点記録材料を用いて光スポット内の領域を２分割する場合の実施例であったが、本第４実施例は、補償点記録材料を用いるとともに光ビームの強度を上げて、あるいは、光スポットを楕円形状として光スポット内の領域を３分割し、さらに空間周波数の大きな情報を読み出すように構成したものである。
【００４０】ＧｄＦｅＣｏ系等の補償点記録材料を用いて光ディスクを作成し、再生を行った場合には、狭い範囲で安定に温度を保持する必要がある。したがって、制御が難しいという問題点が生じる。
【００４１】そこで、本第４実施例では、図８（ｂ）に示すように、光スポット内の温度分布が補償温度ＴCOMP上下にわたる広範な温度分布になるように光ビームの出力パワーを上げ、これに加えて、あるいはこれに代えてトラック方向が長軸方向となるように楕円形状の光ビームを照射し、光ビームの中間領域が補償温度ＴCOMP近傍の温度となるように設定する（図８（ａ）参照）。
【００４２】この結果、光スポットの中温領域ＡM （温度Ｔ＝ＴM ）のカー回転角θK は、図７（ｂ）と同様に大きくなり、低温領域ＡL （温度Ｔ＝ＴR ）及び高温領域ＡH （温度Ｔ＝ＴH ）のカー回転角θK はほぼ０となってカー回転角θK の大きな部分からの反射光のみを受光すべく光学系を構成すれば、中温領域のみを読出領域とすることができ、当該読出領域のみの情報を再生することができるので、より空間周波数の高い記録情報を再生することが可能となる。
第５実施例上記第１実施例においては、再生用磁界を印加することが必要であったが、本第５実施例はディスク形成後１度の初期化を行うだけで再生用磁界を印加することなく再生を行わせるものである。
【００４３】光ディスクは、図９に示すように、位相ピットが形成された基板２２と、入射した直線偏光の読出光の偏光状態を読出光の照射に伴う温度分布に対応して回転させる偏光状態変化層としての材料層２３と、再生磁界を印加するための再生磁界印加層２４と、再生磁界印加層２４を保護する保護層２５と、を備えて構成されている。
【００４４】光ディスクの具体的な構成としては、材料層２３はＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＣｏ等の補償点材料であり、かつ室温では垂直保磁力Ｈｃ（⊥）は、ほぼ０となり、５０℃〜１５０℃の読出温度範囲では垂直保磁力Ｈｃ（⊥）≧１ｋエルステッドとなるような材料で構成する。
【００４５】また、再生磁界印加層２４は読出温度の最高温度である１５０℃以下の温度では常に垂直磁化膜となるＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ等のキュリー点材料用いる。
【００４６】この結果、材料層と再生磁界印加層との相互間で、交換相互作用、静磁的結合力が働き、再生磁界印加層は材料層の磁化方向を垂直方向にしようとする。したがって、再生時に再生用磁界を印加する必要がなくなり、再生装置の構成を簡略化することが可能となる。
第６実施例上記第１乃至第５実施例では、垂直磁化膜を用いて情報の読出を行っている。
【００４７】しかしながら、垂直磁化膜は、ビームスポット径をより小さくすることができる青色光レーザではカー回転角θK が小さくなる傾向がある。より具体的には、図１０下部に示すように、Ｔｂ28（Ｆｅ90Ｃｏ10）72（厚さ１００ｎｍ）では波長が短い側ほどカー回転角θK が小さくなることが分る。
【００４８】そこで本実施例は、特定の面内磁化膜は、外部磁界を印加して垂直磁化状態となった領域の短波長の読出光によるカー回転角θK が大きくなることを利用し、高密度記録情報の再生を行うことができるようにしたものである。例えば、Ｎｄ20Ｆｅ40Ｃｏ40に±１０Ｋエルステッドの磁界を印加した場合のカー回転角θKを図１０上部に示す。
【００４９】図１０に示すように、Ｎｄ20Ｆｅ40Ｃｏ40は短波長領域でカー回転角θK が増大することがわかる。このような挙動を示す材料層としては、ＮｄＦｅＣｏ系、ＰｔＣｏ系、ＰｔＭｎＳｂ（ホイスラー合金）等のキュリー点材料が挙げられる。
【００５０】より具体的には、材料層としてＮｄ40（Ｆｅ70Ｃｏ30）を９０ｎｍ程度の厚さとした場合、その印加磁界Ｈとカー回転角との関係は、図１１に示すようなものとなっており、同一の印加磁界Ｈ1 で比較した場合、カー回転角θK は室温の方が、１５０℃付近の温度の場合より大きい、すなわち、ビームスポット内の低温領域の方がカー回転角θK は大きくなる。
【００５１】そこで図１２（ａ）に示すように、ビームスポットの領域を含む広範囲な領域に外部磁界を印加し、図１２（ｂ）に示すようにカー回転角θK が大きな領域ＡL （温度Ｔ＝室温ＴR ）の情報を読み出すように光学系を構成すれば、ビーム径で規定される空間周波数よりも高空間周波数を有する記録情報を再生することが可能となる。
第７実施例上記第３実施例のように、反射兼マスク生成膜としてＧｄＦｅＣｏ系補償点記録材料膜を用いた場合等には、高温部が読出領域となるが、組成により垂直磁化状態となる温度が大きく変化する。また、読出領域を狭くしたい場合には、材料膜の温度を狭い範囲に安定に保持する必要がある。
【００５２】ところで、情報ビットそのものは位相ピットとして光ディスクに記録されているので、再生時の読出光の出力パワーを上げすぎたとしても情報が消えるおそれはない。
【００５３】そこで、光ピックアップの出力信号を増幅するアンプの出力信号レベルに応じて読出光を出射するレーザーダイオードの出力パワーを制御するように負帰還を構成するサーボ回路を設ければ、光ディスクの組成のばらつき等による最適再生温度のずれを補正して確実な情報再生を行うことができる。
【００５４】この場合において、サーボ周期は１８００ｒｐｍで回転する光ディスクの場合、３０Ｈｚ以下（１回転時間以上の長周期）でよい。この結果、光ディスクの製造条件が緩やかになる。また、光ディスク再生装置の使用中における装置内の温度変動にも容易に追従させることができる。
第８実施例上記第１実施例の光ディスク再生装置においては、２個の受光素子を有する差動光学系を用いて記録情報の再生を行っていたが、本第８実施例は、１個の受光素子を用いて光学系を構成した場合の実施例である。
【００５５】図１３に光ディスク再生装置の主要部の構成を示す。図３の第１実施例と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。光ディスク再生装置１０Ａは、読出光であるレーザ光を出射するレーザダイオード１１と、レーザダイオード１１から入射したレーザ光を透過し、後述のミラーから入射したレーザ光を反射するビームスプリッタ１２と、レーザ光を導くためのミラー１３と、レーザ光を光ディスクＤＫの情報記録面状に集光する対物レンズ１４と、ビームスプリッタ１２により反射されたレーザ光（再生光）のうち読出領域からのレーザ光のみを透過させる偏光板と、偏光板を透過した偏光を受光し、読出信号Ｒ’（ＲＦ信号）として出力する受光素子１７’と、デコーダ、アンプ等を含み読出信号Ｒを再生信号Ｓに変換して出力する再生回路１８と、を備えて構成されている。
【００５６】次に動作を説明する。レーザダイオード１１を出射したレーザ光はビームスプリッタ１２を透過し、ミラー１３により反射され、さらに対物レンズ１４によりレーザ光を光ディスクＤＫの情報記録面上に集光される。
【００５７】この時、ビームスポット内の光ディスクＤＫの状態は、図１４に示すように、ビームの進行方向前方の領域が低温領域ＡL となりカー回転角θK ＝ａ（ａ：ほぼ一定値）となり、進行方向後方の領域が高温領域ＡH となりカー回転角θK ＝０となる。
【００５８】そこで、偏光板１５をレーザダイオード側からの入射光と同一の偏光面を有する光を通すように設定すれば、低温領域ＡL からの反射光は偏光板１５を透過しづらくなるので、高温領域ＡH からの反射光（カー回転角θK ＝０）のみが偏光板１５を透過し、受光素子Ｒ’により受光され、再生回路１８により、再生信号Ｓとして出力されることとなる。
【００５９】すなわち、低温領域ＡL がマスク領域となり、高温領域ＡH が読出領域となる。したがって、トラックピッチ方向にも記録密度を向上させることができ、より高空間周波数を有する記録情報を再生することが可能となる。
第９実施例トラックピッチ方向にも高密度化された光ディスクにおいては、クロストークを低減し、良好な再生信号を得るためにはマスク領域が書換可能型光磁気ディスク再生装置における読出領域と反転させる必要があるため、二分の一波長板を調整する必要があり、従来の書換可能型光磁気ディスク再生装置の光学系と共用することは困難となっていた。
【００６０】そこで、本実施例は光学系を書換可能型光磁気ディスク再生装置の光学系と共通とし、信号処理によりトラックピッチ方向にも高密度化された光ディスクを読取れるようにしたものである。
【００６１】図１５に光ディスク再生装置の主要部の構成を示す。光ディスク再生装置１０Ｂは、読出光であるレーザ光を出射するレーザダイオード１１と、レーザダイオード１１から入射したレーザ光を透過し、後述のミラーから入射したレーザ光を反射するビームスプリッタ１２と、レーザ光を導くためのミラー１３と、レーザ光を光ディスクＤＫの情報記録面上に集光する対物レンズ１４と、ビームスプリッタ１２により反射されたレーザ光（再生光）のうち非読出領域からのレーザ光の後述の偏光ビームスプリッタにおける反射光量と透過光量の比率を調整する二分の一波長板（halfwave plate）１５と、所定の偏光状態を有する偏光のみを透過し、他の光を反射する偏光ビームスプリッタ１６と、偏光ビームスプリッタにより反射された偏光を受光し、第１読出信号Ｒ1 （ＲＦ信号）として出力する第１受光素子１７ａと、偏光ビームスプリッタ１６を透過した偏光を受光し、第２読出信号Ｒ2 （ＲＦ信号）として出力する第２受光素子１７ｂと、デコーダ、アンプ等を含み読出信号Ｒを再生信号Ｓに変換して出力する再生回路１８ａと、光ディスクＤＫの垂直磁化方向を一定方向に揃える（以下、初期化という。）磁石ＭＧ1 と、を備えて構成されている。
【００６２】再生回路１８ａの主要部の構成を図１６に示す。再生回路１８ａは、第１読出信号Ｒ1 及び第２読出信号Ｒ2 が入力され、両者を加算して加算信号ＳＵＭ（＝Ｒ1 ＋Ｒ2 ）を出力する加算器３０と、第１読出信号Ｒ1 及び第２読出信号Ｒ2 が入力され、第１読出信号Ｒ1 から第２読出信号を減算して減算信号ＤＩＦＦ（＝Ｒ1 −Ｒ2 ）を出力する第１減算器３１と、減算信号ＤＩＦＦに係数Ｋ（＝１／ｔａｎ θK ）を乗じて乗算信号ＭＵＬ（＝Ｋ×ＤＩＦＦ）を出力する乗算器３２と、加算信号ＳＵＭから乗算信号ＭＵＬを減算して再生信号Ｓ’を出力する第２減算器３３と、を備えて構成されている。
【００６３】次に動作を説明する。図１７に示すように、読出信号（カー回転角＝０）の成分を示すベクトルをａ1 、その第１受光素子１７ａに入射する成分をａ1 、その第２受光素子１７ｂに入射する成分をａ2 とし、マスクすべき信号（カー回転角＝θK ）の成分を示すベクトルをｂ、その第１受光素子１７ａに入射する成分をｂ1 、その第２受光素子１７ｂに入射する成分をｂ2 とすると、Ｒ1 ＝ａ1 ＋ｂ1Ｒ2 ＝ａ2 ＋ｂ2が成立する。
【００６４】また、ａ1 ＝ａ2 ＝ａ’（＝√２／２×｜ａ1 ｜）
が成立する。
【００６５】ここで、加算信号ＳＵＭ及び減算信号ＤＩＦＦを上記各成分で示すと、ＳＵＭ＝Ｒ1 ＋Ｒ2＝（ａ1 ＋ｂ1 ）＋（ａ2 ＋ｂ2 ）＝２ａ’＋ｂ1 ＋ｂ2ＤＩＦＦ＝Ｒ1 −Ｒ2＝（ａ1 ＋ｂ1 ）−（ａ2 ＋ｂ2 ）＝ｂ1 −ｂ2ここで、再生信号Ｓ’をＳ’＝ＳＵＭ−Ｋ×ＤＩＦＦと定義すると、Ｓ’＝２ａ’＋ｂ1 ＋ｂ2 −Ｋ（ｂ1 −ｂ2 ）
となり、読み出したい信号成分は２ａ’であるので、ｂ1 ＋ｂ2 −Ｋ（ｂ1 −ｂ2 ）＝０を満たすように、定数Ｋを定めればよいこととなる。すなわち、 Ｋ＝（ｂ1 ＋ｂ2 ）／（ｂ1 −ｂ2 ） ……（Ａ）
となる。
【００６６】ところで、図１７からわかるようにｔａｎ（θK ＋（π／４））＝ｂ1 ／ｂ2であるので、 ｂ1 ／ｂ2 ＝（１＋ｔａｎ θK ）／（１−ｔａｎ θK ）
……（Ｂ）
となる。
【００６７】したがって、（Ａ）式及び（Ｂ）式より、 Ｋ＝１／ｔａｎ θK ……（Ｃ）
となる。
【００６８】これにより、（Ｃ）式で示される係数Ｋを用いて図１６の再生回路を用いて再生を行えば、従来の書換可能型光磁気ディスク再生装置の光学系を用いてクロストークを生じることなく、確実に記録情報を再生することが可能となる。
【００６９】この場合において、係数Ｋを最適化する方法としては、１） 光ディスク内の変動は無視できると仮定し、予めカー回転角θK を測定し、係数Ｋを設定する。
【００７０】２） 光ディスク内に無信号部を一定間隔で設け、これに同期してカー回転角θK を測定して、係数Ｋを設定する。
３） 読出用のビームとは別個にカー回転角θK 測定用の補助ビームを設けて、カー回転角θK を測定し、係数Ｋを設定する。
等の方法が考えられる。
【００７１】なお、光学系によってθK を強調している場合には、係数Ｋにこの強調分を加味する必要がある。
第１０実施例上記第９実施例においては、再生光成分のうち一方が、入射した読出光と同一偏光面を有することが必要であるとともに、領域ＸＡＲの温度はキュリー温度近傍まで上昇させるので、温度上昇に伴い、カー回転角θK が減少し遮蔽（マスク）効率が低下する可能性があった。
【００７２】そこで、本第１０実施例は、再生光の偏光面が読出光の偏光面と同一である必要がなく、さらにマスク領域（例えば、領域ＸＡＲ；図４参照）の遮蔽効率を向上することを可能とするものである。
【００７３】図１８に光ディスクの断面図を示す。光ディスク５０は、図１８に示すように、位相ピットが形成された基板５１と、入射した直線偏光の読出光の偏光状態を読出光の照射に伴う温度分布に対応して回転させる偏光状態変化層としての再生層５２と、通常は再生層５２と交換結合可能であり、再生温度においては磁区が消失すべく設定されたスイッチング層５３と、再生層５２及びスイッチング層５３を保護する保護層５４ａ、５４ｂと、を備えて構成されている。尚、以下の説明においては、再生層５２、スイッチング層５３、保護層５４ａ及び保護層５４ｂをまとめて光磁気層と呼ぶ。
【００７４】光ディスク５０の具体的な構成としては、基板側からみて、誘電体保護層であるＺｎＳ層５４ａ、磁気光学効果を示す再生層であるＧｄＦｅＣｏ層５２、スイッチング層であるＴｂＦｅＣｏ層５３、誘電体保護層であるＺｎＳ層５４ｂの順番で形成されている。
【００７５】また、この場合において、偏光状態の回転は、主としてカー効果による。ここで、本第１０実施例における光磁気ディスクの再生原理について説明する。
【００７６】初期状態においては、永久磁石等の磁化手段により初期化磁界Ｈinitを印加し、光磁気ディスクの再生層５２及びスイッチング層５３のすべての領域の垂直磁化方向はすべて同一方向（図面中、上方向）となるようにしておく。
【００７７】そして再生時に、読出光の出力を調整した光スポットが照射されると、スイッチング層５３の少なくとも光スポットの照射されている領域のうちの一部の領域（例えば、領域ＡＲ；図４参照）の温度がキュリー温度（ＴC ）以上に上昇することにより、当該領域ＡＲの磁区が消失する。
【００７８】これと並行して、再生時には、再生磁界Ｈr （磁化方向は図面中、下方向）を印加する。この結果、スイッチング層５３の磁区が消失した領域ＡＲに対応する再生層５２の再生位置においては、スイッチング層５３との交換結合力が無くなって再生層５２の本来の保磁力となり、再生磁界Ｈr により磁化方向が下方向となる。
【００７９】これに対し、再生層５２の再生位置以外の領域の磁化方向は上方向となっているので、読出光スポット内の領域ＸＡＲの磁区の向きは上方向であり、領域ＡＲにおける読出光の偏光面の回転方向と、領域ＸＡＲにおける読出光の偏光面の回転方向とは、逆方向となり、両領域からの再生光の偏光面の開き角度を大きくすることができる。
【００８０】図１９に光ディスク再生装置の主要部の構成を示す。図１９において、光ディスク再生装置１０Ｂが図１５の光ディスク再生装置１０Ａと異なる点は、デコーダ、アンプ等を含み第１読出信号Ｒ1 （ＲＦ信号）及び第２読出信号Ｒ2 （ＲＦ信号）を再生信号Ｓ”に変換して出力する再生回路１８ｂと、光ディスクＤＫの垂直磁化方向を一定方向に揃えて初期化磁界Ｈinitを印加するための初期化磁石ＭＧ3 と、再生磁界Ｈr を印加するための再生磁石ＭＧ4 と、を備えて構成した点である。他の部分については同一であるので詳細な説明を省略する。
【００８１】再生回路１８ｂの主要部の構成を図２０に示す。再生回路１８ｂは、第１読出信号Ｒ1 が入力され、第１読出信号Ｒ1 に係数Ｋ’を乗じて乗算信号ＭＵＬ2 （＝Ｋ’・Ｒ1 ’）を出力する乗算器６０と、第２読出信号Ｒ2 及び乗算信号ＭＵＬ2 が入力され、第２読出信号Ｒ2 から乗算信号ＭＵＬ2 を減算して再生信号Ｓ”を出力する減算器６１と、を備えて構成されている。
【００８２】次に動作を説明する。図２１に示すように、マスクすべき信号（カー回転角＝θK1）の成分を示すベクトルをＡ、その第１受光素子１７ａに入射する成分をＡx 、その第２受光素子１７ｂに入射する成分をＡy とし、読み出すべき信号（カー回転角＝θK2）の成分を示すベクトルをＢ、その第１受光素子１７ａに入射する成分をＢx 、その第２受光素子１７ｂに入射する成分をＢy とすると、Ｒ1 ＝Ａx ＋ＢxＲ2 ＝Ａy ＋Ｂyとなる。
【００８３】ここで、乗算信号ＭＵＬ2 及び再生信号Ｓ”を上記各成分で示すと、ＭＵＬ2 ＝Ｋ’・Ｒ1＝Ｋ’・（Ａx ＋Ｂx ）
Ｓ”＝Ｒ2 −Ｒ1 ・Ｋ’＝Ａy −Ｋ’・Ａx ＋Ｂy −Ｋ’・Ｂxとなり、読み出したい信号成分はＡy −Ｋ’・Ａx あるいはＢy −Ｋ’・Ｂx であるので、Ｂy −Ｋ’・Ｂx ＝０あるいは、Ａy −Ｋ’・Ａx ＝０を満たすように、定数Ｋ’を定めれば、読み出すべき領域（ＡＲまたはＸＡＲ；図４参照）を入れ替えることが可能となる。
【００８４】より具体的には、領域ＡＲの情報を再生する場合には、Ａy −Ｋ’・Ａx ＝０とすればよい。この時、Ａx ＝｜［Ａ］｜ｃｏｓ（（π／４）＋θK1）
Ａy ＝｜［Ａ］｜ｓｉｎ（（π／４）＋θK1）
であるから（但し［Ａ］はベクトルＡを表わす。以下同じ。）、Ａy −Ｋ’・Ａx ＝｜［Ａ］｜ｓｉｎ（（π／４）＋θK1）−Ｋ’・（｜［Ａ］｜ｃｏｓ（（π／４）＋θK1））＝０である。
【００８５】従って、 Ｋ’＝ｔａｎ（（π／４）＋θK1）） ……（Ｄ）
となる。
【００８６】同様にして、領域ＸＡＲの情報を再生する場合には、Ｂy −Ｋ’・Ｂx ＝０とすればよい。この時、Ｂx ＝｜［Ｂ］｜ｃｏｓ（（π／４）−θK2）
Ｂy ＝｜［Ｂ］｜ｓｉｎ（（π／４）−θK2）
であるから（但し［Ｂ］はベクトルＢを表わす。以下同じ。）、Ｂy −Ｋ’・Ｂx ＝｜［Ｂ］｜ｓｉｎ（（π／４）−θK2）−Ｋ’・（｜［Ｂ］｜ｃｏｓ（（π／４）−θK2））＝０である。
【００８７】従って、 Ｋ’＝ｔａｎ（（π／４）−θK2）） ……（Ｅ）
となる。
【００８８】これにより、（Ｄ）式あるいは（Ｅ）式で示される係数Ｋ’を用いて図１９の再生回路を用いて再生を行えば、従来の書換可能型光磁気ディスク再生装置の光学系を用いてクロストークを生じることなく、確実に記録情報を再生することが可能となる。
【００８９】この場合において、係数Ｋ’を最適化する方法としては、１） 光ディスク内の変動は無視できると仮定し、予めカー回転角θK1（あるいはθK2）を測定し、係数Ｋ’を設定する。
【００９０】２） 光ディスク内に無信号部を一定間隔で設け、これに同期してカー回転角θK1（あるいはθK2）を測定し、係数Ｋ’を設定する。
３） 読出用のビームとは別個にカー回転角θK 測定用の補助ビームを設けて、カー回転角θK1（あるいはθK2）を測定し、係数Ｋ’を設定する。
等の方法が考えられる。
【００９１】なお、光学系によってθK1（あるいはθK2）を強調している場合には、係数Ｋ’にこの強調分を加味する必要がある。以上の説明のように、本第１０実施例によれば、再生光の偏光面は入射した読出光と同一である必要が無くなる。
【００９２】さらにマスクする領域と再生する領域の偏光面の開き角度が大きくとれ（θK＝θK1＋θK2）、再生層としてキュリー温度の高い材料を用いることができるので、温度上昇に伴うカー回転角θK の減少を防止できるため遮蔽効率を向上させることができる。
他の変形例以上の各実施例においては、光磁気記録材料について述べたが、光磁気記録材料に限らず、照射する光の強度あるいは材料層の温度に依存して偏光状態が初期の偏光状態に対して変化を生じる材料（例えば、フォトクロミック材料等）であれば、本発明を適用することが可能である。
【００９３】さらに、以上の各実施例においては、レーザダイオード１１の出射レーザ光をビームスプリッタ１２、ミラー１３、対物レンズ１４を介してそのまま光ディスクＤＫの情報記録面に照射していたが、直線偏光性をよくするために、レーザダイオード１１とビームスプリッタ１２の間の光路中に偏光板を設け、偏光板を介して光ディスクＤＫに照射させてもよい。
【００９４】さらにまた、以上の各実施例においては、読出光を直線偏光とする場合について説明したが、楕円偏光を用いるように構成することも可能である。また、偏光状態は２種類に限らないので、複数の偏光状態の再生光から一の偏光状態を有する再生光を分離するように構成しても良い。
【００９５】
【発明の効果】第１の発明によれば、偏光状態変化層は、外部から照射された直線偏光である読出光の強度分布あるいは読出光の照射に伴う温度分布に対応して、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内の反射光または透過光の偏光状態である第１の偏光状態を当該読出光スポット内の他の領域である第２の領域の反射光または透過光の偏光状態である第２の偏光状態とは異なるように変化させるので、第１の偏光状態の偏光状態を有する読出光あるいは第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを受光することにより、情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内あるいは第２の領域内のいずれか一方に記録されている位相ピット（記録情報）のみの情報を再生することが可能となる。
【００９６】また、第２の発明によれば、それぞれが読出光スポット内の一部分である第１の領域からの第１の偏光状態を有する読出光または第２の領域からの第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみに含まれる記録情報のみを再生することができ、読出光スポット内に複数個存在するような場合のように高い空間周波数を有する情報を再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の光ディスクの詳細構造を示す断面図である。
【図２】第１実施例及び第２実施例の光ディスクの再生原理を説明する図である。
【図３】第１実施例の光ディスク再生装置の主要部の構成図である。
【図４】第１実施例の再生動作の説明図である。
【図５】再生実験の説明図である。
【図６】Ｇｄ26（Ｆｅ90Ｃｏ10）74における横軸に温度をとった場合の垂直保磁力Ｈｃ（⊥）を説明する図である。
【図７】第３実施例の動作を説明する図である。
【図８】第４実施例の説明図である。
【図９】第５実施例の光ディスクの詳細構造を示す断面図である。
【図１０】第６実施例の原理を説明する図である。
【図１１】Ｎｄ40（Ｆｅ70Ｃｏ30）〔厚さ９０ｎｍ〕の保磁力Ｈとカー回転角との関係を説明する図である。
【図１２】第６実施例の再生状態を説明する図である。
【図１３】第８実施例の光ディスク再生装置の主要部の構成図である。
【図１４】第８実施例の動作を説明する図である。
【図１５】第９実施例の光ディスク再生装置の主要部の構成図である。
【図１６】第９実施例の再生回路の詳細構成図である。
【図１７】第９実施例の動作を説明する図である。
【図１８】第１０実施例の光ディスクの詳細構造を示す断面図である。
【図１９】第１０実施例の光ディスク再生装置の主要部の構成図である。
【図２０】第１０実施例の再生回路の詳細構成図である。
【図２１】第１０実施例の動作を説明する図である。
【図２２】従来の情報読出原理の説明図である。
【符号の説明】
１…光ディスク
２…基板（位相ピット付き）
３…光磁気層（ＴｂＦｅ層）
３’…光磁気層（Ｂｉ置換ＤｙＦｅガーネット層）
４ａ…誘電体層（ＺｎＳ層）
４ｂ…誘電体層（ＺｎＳ層）
５…反射層（Ａｌ層）
１０…光ディスク再生装置
１１…レーザーダイオード
１２…ビームスプリッタ
１３…ミラー
１４…対物レンズ
１５…二分の一波長板
１６…ビームスプリッタ
１７ａ…第１受光素子
１７ｂ…第２受光素子
１７’…受光素子
１８、１８ａ…再生回路
２２…基板
２３…材料層
２４…再生磁界印加層
２５…保護層
３０…加算器
３１…第１減算器
３２…乗算器
３３…第２減算器
５０…光ディスク
５１…基板
５２…再生層
５３…スイッチング層
５４ａ…保護層
５４ｂ…保護層
６０…乗算器
６１…減算器
ＡH …高温領域
ＡM …中温領域
ＡL …低温領域
Ｒ1 …第１読出信号
Ｒ2 …第２読出信号
Ｒ’…読出信号
ＤＩＦＦ…減算信号
ＳＵＭ…加算信号
ＭＵＬ、ＭＵＬ2 …乗算信号
ＭＧ1 …磁石
ＭＧ2 …磁石
ＭＧ3 …初期化磁石
ＭＧ4 …再生磁石
ＬＢ…読出光スポット
Ｐ1 〜Ｐ4 …位相ピット
ＴC …キュリー温度
Ｔcomp…補償点温度
ＴR …室温
【特許請求の範囲】
【請求項１】 位相ピットによって情報が保持された光記録媒体であって、外部から照射された読出光の強度分布あるいは前記読出光の照射に伴う温度分布に対応して、前記情報記録面上の前記読出光スポット内の第１の領域内の反射光または透過光の第１の偏光状態を当該読出光スポット内の他の領域である第２の領域内の反射光または透過光の第２の偏光状態とは異なるように変化させる偏光状態変化層を設けたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】 請求項１記載の光記録媒体から記録情報を再生する光記録媒体再生装置であって、前記光記録媒体に読出光を照射する光照射手段と、前記照射された読出光の前記光記録媒体の反射光または透過光のうちから、前記第１の偏光状態を有する読出光または前記第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを分離する分離手段と、前記分離手段により分離された読出光を受光し読出信号として出力する受光手段と、前記読出信号に基づいて前記光記録媒体の記録情報の再生動作を行う再生手段と、を備えたことを特徴とする光記録媒体再生装置。
【請求項１】 位相ピットによって情報が保持された光記録媒体であって、外部から照射された読出光の強度分布あるいは前記読出光の照射に伴う温度分布に対応して、前記情報記録面上の前記読出光スポット内の第１の領域内の反射光または透過光の第１の偏光状態を当該読出光スポット内の他の領域である第２の領域内の反射光または透過光の第２の偏光状態とは異なるように変化させる偏光状態変化層を設けたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】 請求項１記載の光記録媒体から記録情報を再生する光記録媒体再生装置であって、前記光記録媒体に読出光を照射する光照射手段と、前記照射された読出光の前記光記録媒体の反射光または透過光のうちから、前記第１の偏光状態を有する読出光または前記第２の偏光状態を有する読出光のいずれか一方のみを分離する分離手段と、前記分離手段により分離された読出光を受光し読出信号として出力する受光手段と、前記読出信号に基づいて前記光記録媒体の記録情報の再生動作を行う再生手段と、を備えたことを特徴とする光記録媒体再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図９】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１４】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図９】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１４】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開平７−６４３２
【公開日】平成７年（１９９５）１月１０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−２５１９８０
【出願日】平成５年（１９９３）１０月７日
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【公開日】平成７年（１９９５）１月１０日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）１０月７日
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
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