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】 位相ピットで情報が保持され、外部から照射された所定の偏光面を有する読出光により情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内からの光の偏光面である第１偏光面の入射光の偏光面に対する回転方向を当該読出光スポット内の第２の領域内からの光の第２偏光面の入射光の偏光面に対する回転方向とは逆方向に変化させる偏光面回転方向変化層を設ける。また、光記録媒体に所定の偏光面を有する読出光を照射する光照射手段と、光記録媒体からの光から、第１、第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方を分離する分離手段と、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、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】 位相ピットで情報が保持され、外部から照射された所定の偏光面を有する読出光により情報記録面上の読出光スポット内の第１の領域内からの光の偏光面である第１偏光面の入射光の偏光面に対する回転方向を当該読出光スポット内の第２の領域内からの光の第２偏光面の入射光の偏光面に対する回転方向とは逆方向に変化させる偏光面回転方向変化層を設ける。また、光記録媒体に所定の偏光面を有する読出光を照射する光照射手段と、光記録媒体からの光から、第１、第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方を分離する分離手段と、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、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。
【０００３】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８（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８（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。
【０００４】
【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。
【０００５】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。
【０００６】
【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所定の偏光面を有する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偏光面である第１偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向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偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向とは逆方向になるように変化させる偏光面回転方向変化層を設けて構成する。
【０００７】また、第２の発明は、第１の発明の光記録媒体において、前記偏光面回転方向変化層は、第１の保磁力と所定の再生温度よりも高い第１のキュリー温度を有する第１光磁気層と、前記第１の保磁力より大きな第２の保磁力と前記再生温度よりも低い第２のキュリー温度を有し、常温において前記第１光磁気層と交換結合可能に設けられた第２光磁気層と、を備えて構成する。
【０００８】また、第３の発明は、第１の発明または第２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、前記光記録媒体に前記所定の偏光面を有する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の偏光面を有する読出光または前記第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方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。
【０００９】
【作用】第１の発明によれば、偏光面回転方向変化層は、外部から照射された所定の偏光面を有する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、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面である第１偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向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偏光面の所定の偏光面に対する回転方向とは逆方向になるように変化させる。
【００１０】したがって、第１偏光面を有する読出光あるいは第２偏光面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。
【００１１】第２の発明によれば、予め少なくとも第１光磁気層を外部の初期化磁界により垂直磁化方向を一定方向（以下、第１磁化方向という。）に揃えておき、読出光を照射することにより読出位置の温度を第２のキュリー温度よりも高い再生温度とする。
【００１２】これにより、第２光磁気層の磁区は消失し、第１光磁気層と第２光磁気層の交換結合力が消失し、第１光磁気層は本来の第１の保磁力となる。このとき、前記第１磁化方向とは逆方向の第２磁化方向に対応する再生磁界を外部より印加すると、読出位置の第１光磁気層の垂直磁化方向は、第２磁化方向となる。
【００１３】この結果、読出光の照射スポット内の第１光磁気層の読出位置のみ磁化方向が反転することとなり、当該読出位置のみ読出光の偏光面の回転方向が逆方向となる。従って、偏光面の回転方向に基づいて第１偏光面を有する読出光あるいは第２偏光面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。
【００１４】また、第３の発明によれば、光照射手段は、光記録媒体に所定の偏光面を有する読出光を照射し、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の偏光面を有する読出光または第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方を分離する。
【００１５】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。
【００１６】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偏光面を有する読出光または第２の領域からの第２偏光面を有する読出光のいずれか一方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。
【００１７】
【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。
【００１８】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面回転方向変化層を構成する第１材料層３ａと、同様に偏光面回転方向変化層を構成する第２材料層３ｂと、第１材料層３ａ及び第２材料層３ｂ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、第１材料層３ａ、第２材料層３ｂ、保護層４ａ及び保護層４ｂをまとめて光磁気層と呼ぶ。
【００１９】光ディスク１を構成する第１材料層３ａとしては、例えば、ＧｄＦｅＣｏを用い、その組成はＧｄが２０〜３０［ａｔ％］のを用いるのがよく、特にＧｄが２１〜２４［ａｔ％］のものが好ましい。
【００２０】この時の第１材料層３ａの保磁力ＨC3a は、ＨC3a ＜１キロエルステッド（k oersted ）：室温にてであり、より望ましくは、ＨC3a ＜５００エルステッド（oersted ）：室温にてである。
【００２１】また、第１材料層３ａのキュリー温度ＴC3a は、ＴC3a ＞２００℃である。
【００２２】また、第２材料層３ｂとしては、例えば、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅを用い、その組成はＴｂが１５〜３５［ａｔ％］のを用いるのがよく、特にＴｂが１６〜２０［ａｔ％］あるいは２６〜３０［ａｔ％］のものが好ましい。
【００２３】この時の第２材料層３ｂの保磁力ＨC3b は、ＨC3b ＞２キロエルステッド（k oersted ）：室温にてであり、より望ましくは、ＨC3b ＞１０キロエルステッド（k oersted ）：室温にてである。
【００２４】また、第２材料層３ｂのキュリー温度ＴC3b は、ＴC3b ＜１５０℃である。
【００２５】以上の関係をまとめれば、第１材料層の保磁力ＨC3a 、飽和磁化ＭS1、膜厚をｈ1 とし、第２材料層の保持力ＨC3b 、飽和磁化ＭS2、膜厚をｈ2 とし、２層間の交換結合による界面磁壁エネルギーをσw とし、初期化磁界をＨini とし、再生磁界をＨｒとすれば、室温においては、以下の条件が成り立つこととなる。
（Ｉ）第１材料層、第２材料層が共に希土類リッチ、または、遷移金属リッチの場合。
ａ）条件■：Ｈini ＞ＨC3a ＋（σw ／（ＭS1・ｈ1 ））
かつＨC3a ＞（σw ／（ＭS1・ｈ1 ））
ｂ）条件■：Ｈini ＞ＨC3a ＋（σw ／（ＭS1・ｈ1 ））
かつＨini ＞ＨC3b −（σw ／（ＭS2・ｈ2 ））
ただし、条件■，■のうちいずれか一方が成立すればよい。
（II）第１材料層が希土類リッチ、第２材料層が遷移金属リッチの場合。またはその逆の場合。
ａ）条件■：Ｈini ＞ＨC3a ＋（σw ／（ＭSi・ｈ1 ））
かつＨC3a ＞（σw ／（Ｍs1・ｈ1 ））
ｂ）条件■：Ｈini ＞ＨC3a ＋（σw ／（ＭS1・ｈ1 ））
かつＨini ＞ＨC3b ＋（σw ／（ＭS2・ｈ2 ））
ただし、条件■または条件■のいずれか一方が成立すればよい。
【００２６】また、再生温度においては、次式で表される条件が成り立つこととなる。
Ｈｒ＞ＨC3a図１に光ディスクのより具体的な構成例を示す。
【００２７】光ディスクは、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第１材料層であるＧｄ22（Ｆｅ70Ｃｏ30）78層３ａ（５０ｎｍ）、磁気光学効果を示す第２材料層であるＴｂ20Ｆｅ80層３ｂ（５０ｎｍ）、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。
【００２８】また、図１（ａ）に示す光ディスク１は、材料層３ａ、３ｂの反射率が高いので、反射層を設ける必要がなかったが、材料層３ａ、３ｂの厚さを３０ｎｍ程度として透過率を上げ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。
【００２９】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、下方向）となるようにする。尚、原理的には第１材料層３ａのみが初期化されれば良い。
【００３０】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、第２材料層３ｂ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ＡＲの磁区が消失する。
【００３１】この結果、磁区が消失した領域ＡＲにおいては、第１材料層３ａ及び第２材料層３ｂ間で生じていた交換結合力が消失し、第１材料層３ａの保磁力は第１材料層本来の保磁力ＨC3a となる。
【００３２】この結果、第１材料層３ａの領域Ａの磁化方向は上向きの外部磁界Ｈｒ（≦５００エルステッド）により反転する。この結果、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、上向きの磁化方向による材料層に依存した所定角度（＋θ）だけ読出光の偏光面が回転し、第１偏光面を有する再生光が検出器により受光される。
【００３３】また、光スポット内の領域ＡＲを除く領域ＸＡＲ（図２（ｃ）参照）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、下向きの磁化方向による材料層に依存した所定角度（−θ）だけ読出光の偏光面が回転し、第２偏光面を有する再生光が検出器により受光される。
【００３４】そこで、偏光面の異なる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（例えば、領域Ａ）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。この場合において、偏光面の差Δθは、Δθ＝（＋θ）−（−θ）＝２θとなるので、容易に両再生光を分離することが可能となる。
【００３５】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。
【００３６】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。）初期化磁石ＭＧ1 と、再生磁界を印加する再生磁石ＭＧ2 と、を備えて構成されている。
【００３７】次に、図２乃至図４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Ｈini 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、下方向。図２参照）とする初期化を行なう。
【００３８】次に、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。
【００３９】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。
【００４０】そこで、読出光の出力を調整すると、図４（ｃ）に示すように、第２材料層３ｂ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ＴC3b 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。
【００４１】この結果、第２材料層３ｂの磁区の消失した領域ＡＲ内においては、第１材料層３ａと第２材料層３ｂとの間の交換結合力も消失し、第１材料層３ａの保磁力は本来の保磁力となって、再生磁石ＭＧ2 の再生磁界Ｈr により第１材料層の磁化方向が反転することとなる。
【００４２】この結果、読出光の情報記録面による反射光である再生光の偏光面は読出光の偏光面から磁気光学効果により材料層に依存した＋θだけ回転されて、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、再生光の偏光面は読出光の偏光面と比較して、磁気光学効果により材料層に依存したある角度（−θ）だけ回転した状態で受光素子側に戻ることとなる。
【００４３】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。
【００４４】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。
【００４５】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。
【００４６】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２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。
【００４７】光ディスク１”は、図５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面回転方向変化層を構成する第１材料層２３ａと、同様に偏光面回転方向変化層を構成する第２材料層２３ｂと、初期化磁界Ｈini を印加するための初期化磁界印加層２４と、初期化磁界印加層２４を保護する保護層４ａ、４ｂと、ディスク全体を保護する保護層２５と、を備えて構成されている。
【００４８】光ディスク１”を構成する第１材料層２３ａとしては、例えば、ＧｄＦｅＣｏを用い、その組成はＧｄが２０〜３０［ａｔ％］のを用いるのがよく、特にＧｄが２１〜２４［ａｔ％］のものが好ましい。
【００４９】この時の第１材料層２３ａの保磁力ＨC23aは、ＨC23a＜１キロエルステッド（k oersted ）：室温にてであり、より望ましくは、ＨC23a＜５００エルステッド（oersted ）：室温にてである。
【００５０】また、第１材料層２３ａのキュリー温度ＴC23aは、ＴC23a＞２００℃である。
【００５１】また、第２材料層２３ｂとしては、例えば、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅを用い、その組成はＴｂが１５〜３５［ａｔ％］のを用いるのがよく、特にＴｂが２０〜２３［ａｔ％］あるいは２６〜３０［ａｔ％］のものが好ましい。
【００５２】この時の第２材料層２３ｂの保磁力ＨC23bは、ＨC23b＞２キロエルステッド（k oersted ）：室温にてであり、より望ましくは、ＨC23b＞１０キロエルステッド（k oersted ）：室温にてである。
【００５３】また、第２材料層２３ｂのキュリー温度ＴC23bは、ＴC23b＜１５０℃である。
【００５４】また、初期化磁界印加層２４としては、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ等を用いる。この時の初期化磁界印加層２４の保磁力ＨC24 は、ＨC24 ＞５キロエルステッド（k oersted ）：室温にてである。
【００５５】また、初期化磁界印加層２４のキュリー温度ＴC24 は、ＴC24 ＞２００℃である。
【００５６】以上をまとめると、ＨC23b、ＨC24 ＞ＨC23aＴC23a、ＴC24 ＞ＴC23bとなる。
【００５７】光ディスクの具体的な構成としては、材料層２３は、磁気光学効果を示す第１材料層であるＧｄ22（Ｆｅ90Ｃｏ10）78層２３ａ（３０ｎｍ）、磁気光学効果を示す第２材料層であるＴｂ20Ｆｅ80層２３ｂ（１０ｎｍ）で構成し、初期化磁界印加層２４は補償点材料であるＴｂ24（Ｆｅ90Ｃｏ10）76で構成する。
【００５８】この場合において、第１材料層２３ａ、第２材料層２３ｂ及び初期化磁界印加層２４は、室温で垂直磁化状態となる組成であれば良いが、初期化磁界印加層２４が再生中に初期化能力を失わないようにするため、初期化磁界印加層２４の補償温度Ｔcompが第２材料層のキュリー温度Ｔc とほぼ等しくなるのが望ましい。
【００５９】この場合の再生条件及び初期化条件は、線速１０ｍ／ｓｅｃの場合、再生ビームパワー＝２．０ｍＷ、再生磁界Ｈr ＝４００エルステッド、初期化ビームパワー＝６．０ｍＷ、初期化磁界Ｈini ＝５００エルステッドとなる。
【００６０】室温では、第１材料層２３ａ、第２材料層２３ｂ及び初期化磁界印加層２４は、各々交換結合力が働いて磁気的に強く結合しており、安定な状態にあるが、再生温度（例えば、１２０℃前後）では、第２材料層２３ｂの磁区が消失する。
【００６１】この結果、交換結合力が消失して、弱い再生磁界Ｈr （例えば、５００エルステッド未満）により、第１材料層２３ａの磁化状態が初期状態と反転する。この結果、読出光のスポット内の磁化状態が反転した領域と、初期化状態のままの領域では、偏光面の回転方向が逆方向となり、容易に両読出光の反射光を分離することができ、超解像再生を行うことができる。
【００６２】その後、読出光が通過し、読出光の照射後の位置の温度が室温に戻ると、再び第１材料層２３ａ、第２材料層２３ｂ及び初期化磁界印加層２４は、各々交換結合力が働いて磁気的に強く結合して、初期化が行われることとなる。
【００６３】したがって、再生時に初期化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３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３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。
【００６４】図６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。
【００６５】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。
【００６６】この時、ビームスポット内の光ディスクＤＫの状態は、図７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 ＝＋ａとなる。
【００６７】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 ＝＋ａ）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。
【００６８】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。
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。
【００６９】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。
【００７０】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。
【００７１】また、上記各実施例では各材料層間で交換結合を行わせていたが、交換結合でなく静磁結合を行わせるべく構成することも可能である。
【００７２】
【発明の効果】第１の発明によれば、偏光面回転方向変化層は、外部から照射された所定の偏光面を有する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、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面である第１偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向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偏光面の所定の偏光面に対する回転方向とは逆方向になるように変化させるので、第１偏光面を有する読出光あるいは第２偏光面を有する読出光のいずれか一方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り、読出光のビーム径により規定される空間周波数よりも高い空間周波数を有する記録情報を再生することができる。
【００７３】第２の発明によれば、予め少なくとも第１光磁気層を外部の初期化磁界により垂直磁化方向を第１磁化方向に揃えておき、読出光を照射することにより読出位置の温度を第２のキュリー温度よりも高い再生温度とし、第２光磁気層の磁区を消失させて第１光磁気層と第２光磁気層の交換結合力を消失させ、さらに第１磁化方向とは逆方向の第２磁化方向に対応する再生磁界を外部より印加することにより、読出光の照射スポット内の第１光磁気層の読出位置のみ磁化方向が反転するので、偏光面の回転方向に基づいて第１偏光面を有する読出光あるいは第２偏光面を有する読出光のいずれか一方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り、超解像再生を行うことができる。
【００７４】また、第３の発明によれば、光照射手段は、光記録媒体に所定の偏光面を有する読出光を照射し、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の偏光面を有する読出光または第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方のみを分離し、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ので、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偏光面を有する読出光または第２の領域からの第２偏光面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】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】第２実施例の光ディスクの詳細構造を示す断面図である。
【図６】第３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７】第３実施例の動作を説明する図である。
【図８】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
３ａ…第１材料層
３ｂ…第２材料層
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
２３ａ…第１材料層
２３ｂ…第２材料層
２４…初期化磁界印加層
２５…保護層
ＡH …高温領域
ＡL …低温領域
Ｒ1 …第１読出信号
Ｒ2 …第２読出信号
Ｒ’…読出信号
ＭＧ1 …初期化磁石
ＭＧ2 …再生磁石
ＬＢ…読出光スポット
Ｐ1 〜Ｐ4 …位相ピット
ＴC3a ，ＴC3b ，ＴC23a，ＴC23b…キュリー温度
Ｔcomp…補償温度
Ｈr …再生磁界
Ｈini …初期化磁界
ＨC3a ，ＨC3b ，ＨC23a，ＨC23b…保磁力
【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。
【０００３】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８（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８（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。
【０００４】
【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。
【０００５】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。
【０００６】
【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所定の偏光面を有する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偏光面である第１偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向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偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向とは逆方向になるように変化させる偏光面回転方向変化層を設けて構成する。
【０００７】また、第２の発明は、第１の発明の光記録媒体において、前記偏光面回転方向変化層は、第１の保磁力と所定の再生温度よりも高い第１のキュリー温度を有する第１光磁気層と、前記第１の保磁力より大きな第２の保磁力と前記再生温度よりも低い第２のキュリー温度を有し、常温において前記第１光磁気層と交換結合可能に設けられた第２光磁気層と、を備えて構成する。
【０００８】また、第３の発明は、第１の発明または第２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、前記光記録媒体に前記所定の偏光面を有する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の偏光面を有する読出光または前記第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方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。
【０００９】
【作用】第１の発明によれば、偏光面回転方向変化層は、外部から照射された所定の偏光面を有する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、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面である第１偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向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偏光面の所定の偏光面に対する回転方向とは逆方向になるように変化させる。
【００１０】したがって、第１偏光面を有する読出光あるいは第２偏光面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。
【００１１】第２の発明によれば、予め少なくとも第１光磁気層を外部の初期化磁界により垂直磁化方向を一定方向（以下、第１磁化方向という。）に揃えておき、読出光を照射することにより読出位置の温度を第２のキュリー温度よりも高い再生温度とする。
【００１２】これにより、第２光磁気層の磁区は消失し、第１光磁気層と第２光磁気層の交換結合力が消失し、第１光磁気層は本来の第１の保磁力となる。このとき、前記第１磁化方向とは逆方向の第２磁化方向に対応する再生磁界を外部より印加すると、読出位置の第１光磁気層の垂直磁化方向は、第２磁化方向となる。
【００１３】この結果、読出光の照射スポット内の第１光磁気層の読出位置のみ磁化方向が反転することとなり、当該読出位置のみ読出光の偏光面の回転方向が逆方向となる。従って、偏光面の回転方向に基づいて第１偏光面を有する読出光あるいは第２偏光面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。
【００１４】また、第３の発明によれば、光照射手段は、光記録媒体に所定の偏光面を有する読出光を照射し、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の偏光面を有する読出光または第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方を分離する。
【００１５】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。
【００１６】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偏光面を有する読出光または第２の領域からの第２偏光面を有する読出光のいずれか一方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。
【００１７】
【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。
【００１８】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面回転方向変化層を構成する第１材料層３ａと、同様に偏光面回転方向変化層を構成する第２材料層３ｂと、第１材料層３ａ及び第２材料層３ｂ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、第１材料層３ａ、第２材料層３ｂ、保護層４ａ及び保護層４ｂをまとめて光磁気層と呼ぶ。
【００１９】光ディスク１を構成する第１材料層３ａとしては、例えば、ＧｄＦｅＣｏを用い、その組成はＧｄが２０〜３０［ａｔ％］のを用いるのがよく、特にＧｄが２１〜２４［ａｔ％］のものが好ましい。
【００２０】この時の第１材料層３ａの保磁力ＨC3a は、ＨC3a ＜１キロエルステッド（k oersted ）：室温にてであり、より望ましくは、ＨC3a ＜５００エルステッド（oersted ）：室温にてである。
【００２１】また、第１材料層３ａのキュリー温度ＴC3a は、ＴC3a ＞２００℃である。
【００２２】また、第２材料層３ｂとしては、例えば、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅを用い、その組成はＴｂが１５〜３５［ａｔ％］のを用いるのがよく、特にＴｂが１６〜２０［ａｔ％］あるいは２６〜３０［ａｔ％］のものが好ましい。
【００２３】この時の第２材料層３ｂの保磁力ＨC3b は、ＨC3b ＞２キロエルステッド（k oersted ）：室温にてであり、より望ましくは、ＨC3b ＞１０キロエルステッド（k oersted ）：室温にてである。
【００２４】また、第２材料層３ｂのキュリー温度ＴC3b は、ＴC3b ＜１５０℃である。
【００２５】以上の関係をまとめれば、第１材料層の保磁力ＨC3a 、飽和磁化ＭS1、膜厚をｈ1 とし、第２材料層の保持力ＨC3b 、飽和磁化ＭS2、膜厚をｈ2 とし、２層間の交換結合による界面磁壁エネルギーをσw とし、初期化磁界をＨini とし、再生磁界をＨｒとすれば、室温においては、以下の条件が成り立つこととなる。
（Ｉ）第１材料層、第２材料層が共に希土類リッチ、または、遷移金属リッチの場合。
ａ）条件
かつＨC3a ＞（σw ／（ＭS1・ｈ1 ））
ｂ）条件
かつＨini ＞ＨC3b −（σw ／（ＭS2・ｈ2 ））
ただし、条件
（II）第１材料層が希土類リッチ、第２材料層が遷移金属リッチの場合。またはその逆の場合。
ａ）条件
かつＨC3a ＞（σw ／（Ｍs1・ｈ1 ））
ｂ）条件
かつＨini ＞ＨC3b ＋（σw ／（ＭS2・ｈ2 ））
ただし、条件
【００２６】また、再生温度においては、次式で表される条件が成り立つこととなる。
Ｈｒ＞ＨC3a図１に光ディスクのより具体的な構成例を示す。
【００２７】光ディスクは、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第１材料層であるＧｄ22（Ｆｅ70Ｃｏ30）78層３ａ（５０ｎｍ）、磁気光学効果を示す第２材料層であるＴｂ20Ｆｅ80層３ｂ（５０ｎｍ）、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。
【００２８】また、図１（ａ）に示す光ディスク１は、材料層３ａ、３ｂの反射率が高いので、反射層を設ける必要がなかったが、材料層３ａ、３ｂの厚さを３０ｎｍ程度として透過率を上げ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。
【００２９】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、下方向）となるようにする。尚、原理的には第１材料層３ａのみが初期化されれば良い。
【００３０】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、第２材料層３ｂ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ＡＲの磁区が消失する。
【００３１】この結果、磁区が消失した領域ＡＲにおいては、第１材料層３ａ及び第２材料層３ｂ間で生じていた交換結合力が消失し、第１材料層３ａの保磁力は第１材料層本来の保磁力ＨC3a となる。
【００３２】この結果、第１材料層３ａの領域Ａの磁化方向は上向きの外部磁界Ｈｒ（≦５００エルステッド）により反転する。この結果、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、上向きの磁化方向による材料層に依存した所定角度（＋θ）だけ読出光の偏光面が回転し、第１偏光面を有する再生光が検出器により受光される。
【００３３】また、光スポット内の領域ＡＲを除く領域ＸＡＲ（図２（ｃ）参照）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、下向きの磁化方向による材料層に依存した所定角度（−θ）だけ読出光の偏光面が回転し、第２偏光面を有する再生光が検出器により受光される。
【００３４】そこで、偏光面の異なる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（例えば、領域Ａ）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。この場合において、偏光面の差Δθは、Δθ＝（＋θ）−（−θ）＝２θとなるので、容易に両再生光を分離することが可能となる。
【００３５】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。
【００３６】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。）初期化磁石ＭＧ1 と、再生磁界を印加する再生磁石ＭＧ2 と、を備えて構成されている。
【００３７】次に、図２乃至図４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Ｈini 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、下方向。図２参照）とする初期化を行なう。
【００３８】次に、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。
【００３９】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。
【００４０】そこで、読出光の出力を調整すると、図４（ｃ）に示すように、第２材料層３ｂ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ＴC3b 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。
【００４１】この結果、第２材料層３ｂの磁区の消失した領域ＡＲ内においては、第１材料層３ａと第２材料層３ｂとの間の交換結合力も消失し、第１材料層３ａの保磁力は本来の保磁力となって、再生磁石ＭＧ2 の再生磁界Ｈr により第１材料層の磁化方向が反転することとなる。
【００４２】この結果、読出光の情報記録面による反射光である再生光の偏光面は読出光の偏光面から磁気光学効果により材料層に依存した＋θだけ回転されて、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、再生光の偏光面は読出光の偏光面と比較して、磁気光学効果により材料層に依存したある角度（−θ）だけ回転した状態で受光素子側に戻ることとなる。
【００４３】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。
【００４４】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。
【００４５】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。
【００４６】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２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。
【００４７】光ディスク１”は、図５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面回転方向変化層を構成する第１材料層２３ａと、同様に偏光面回転方向変化層を構成する第２材料層２３ｂと、初期化磁界Ｈini を印加するための初期化磁界印加層２４と、初期化磁界印加層２４を保護する保護層４ａ、４ｂと、ディスク全体を保護する保護層２５と、を備えて構成されている。
【００４８】光ディスク１”を構成する第１材料層２３ａとしては、例えば、ＧｄＦｅＣｏを用い、その組成はＧｄが２０〜３０［ａｔ％］のを用いるのがよく、特にＧｄが２１〜２４［ａｔ％］のものが好ましい。
【００４９】この時の第１材料層２３ａの保磁力ＨC23aは、ＨC23a＜１キロエルステッド（k oersted ）：室温にてであり、より望ましくは、ＨC23a＜５００エルステッド（oersted ）：室温にてである。
【００５０】また、第１材料層２３ａのキュリー温度ＴC23aは、ＴC23a＞２００℃である。
【００５１】また、第２材料層２３ｂとしては、例えば、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅを用い、その組成はＴｂが１５〜３５［ａｔ％］のを用いるのがよく、特にＴｂが２０〜２３［ａｔ％］あるいは２６〜３０［ａｔ％］のものが好ましい。
【００５２】この時の第２材料層２３ｂの保磁力ＨC23bは、ＨC23b＞２キロエルステッド（k oersted ）：室温にてであり、より望ましくは、ＨC23b＞１０キロエルステッド（k oersted ）：室温にてである。
【００５３】また、第２材料層２３ｂのキュリー温度ＴC23bは、ＴC23b＜１５０℃である。
【００５４】また、初期化磁界印加層２４としては、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ等を用いる。この時の初期化磁界印加層２４の保磁力ＨC24 は、ＨC24 ＞５キロエルステッド（k oersted ）：室温にてである。
【００５５】また、初期化磁界印加層２４のキュリー温度ＴC24 は、ＴC24 ＞２００℃である。
【００５６】以上をまとめると、ＨC23b、ＨC24 ＞ＨC23aＴC23a、ＴC24 ＞ＴC23bとなる。
【００５７】光ディスクの具体的な構成としては、材料層２３は、磁気光学効果を示す第１材料層であるＧｄ22（Ｆｅ90Ｃｏ10）78層２３ａ（３０ｎｍ）、磁気光学効果を示す第２材料層であるＴｂ20Ｆｅ80層２３ｂ（１０ｎｍ）で構成し、初期化磁界印加層２４は補償点材料であるＴｂ24（Ｆｅ90Ｃｏ10）76で構成する。
【００５８】この場合において、第１材料層２３ａ、第２材料層２３ｂ及び初期化磁界印加層２４は、室温で垂直磁化状態となる組成であれば良いが、初期化磁界印加層２４が再生中に初期化能力を失わないようにするため、初期化磁界印加層２４の補償温度Ｔcompが第２材料層のキュリー温度Ｔc とほぼ等しくなるのが望ましい。
【００５９】この場合の再生条件及び初期化条件は、線速１０ｍ／ｓｅｃの場合、再生ビームパワー＝２．０ｍＷ、再生磁界Ｈr ＝４００エルステッド、初期化ビームパワー＝６．０ｍＷ、初期化磁界Ｈini ＝５００エルステッドとなる。
【００６０】室温では、第１材料層２３ａ、第２材料層２３ｂ及び初期化磁界印加層２４は、各々交換結合力が働いて磁気的に強く結合しており、安定な状態にあるが、再生温度（例えば、１２０℃前後）では、第２材料層２３ｂの磁区が消失する。
【００６１】この結果、交換結合力が消失して、弱い再生磁界Ｈr （例えば、５００エルステッド未満）により、第１材料層２３ａの磁化状態が初期状態と反転する。この結果、読出光のスポット内の磁化状態が反転した領域と、初期化状態のままの領域では、偏光面の回転方向が逆方向となり、容易に両読出光の反射光を分離することができ、超解像再生を行うことができる。
【００６２】その後、読出光が通過し、読出光の照射後の位置の温度が室温に戻ると、再び第１材料層２３ａ、第２材料層２３ｂ及び初期化磁界印加層２４は、各々交換結合力が働いて磁気的に強く結合して、初期化が行われることとなる。
【００６３】したがって、再生時に初期化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３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３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。
【００６４】図６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。
【００６５】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。
【００６６】この時、ビームスポット内の光ディスクＤＫの状態は、図７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 ＝＋ａとなる。
【００６７】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 ＝＋ａ）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。
【００６８】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。
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。
【００６９】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。
【００７０】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。
【００７１】また、上記各実施例では各材料層間で交換結合を行わせていたが、交換結合でなく静磁結合を行わせるべく構成することも可能である。
【００７２】
【発明の効果】第１の発明によれば、偏光面回転方向変化層は、外部から照射された所定の偏光面を有する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、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面である第１偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向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偏光面の所定の偏光面に対する回転方向とは逆方向になるように変化させるので、第１偏光面を有する読出光あるいは第２偏光面を有する読出光のいずれか一方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り、読出光のビーム径により規定される空間周波数よりも高い空間周波数を有する記録情報を再生することができる。
【００７３】第２の発明によれば、予め少なくとも第１光磁気層を外部の初期化磁界により垂直磁化方向を第１磁化方向に揃えておき、読出光を照射することにより読出位置の温度を第２のキュリー温度よりも高い再生温度とし、第２光磁気層の磁区を消失させて第１光磁気層と第２光磁気層の交換結合力を消失させ、さらに第１磁化方向とは逆方向の第２磁化方向に対応する再生磁界を外部より印加することにより、読出光の照射スポット内の第１光磁気層の読出位置のみ磁化方向が反転するので、偏光面の回転方向に基づいて第１偏光面を有する読出光あるいは第２偏光面を有する読出光のいずれか一方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り、超解像再生を行うことができる。
【００７４】また、第３の発明によれば、光照射手段は、光記録媒体に所定の偏光面を有する読出光を照射し、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の偏光面を有する読出光または第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方のみを分離し、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ので、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偏光面を有する読出光または第２の領域からの第２偏光面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】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】第２実施例の光ディスクの詳細構造を示す断面図である。
【図６】第３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７】第３実施例の動作を説明する図である。
【図８】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
３ａ…第１材料層
３ｂ…第２材料層
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
２３ａ…第１材料層
２３ｂ…第２材料層
２４…初期化磁界印加層
２５…保護層
ＡH …高温領域
ＡL …低温領域
Ｒ1 …第１読出信号
Ｒ2 …第２読出信号
Ｒ’…読出信号
ＭＧ1 …初期化磁石
ＭＧ2 …再生磁石
ＬＢ…読出光スポット
Ｐ1 〜Ｐ4 …位相ピット
ＴC3a ，ＴC3b ，ＴC23a，ＴC23b…キュリー温度
Ｔcomp…補償温度
Ｈr …再生磁界
Ｈini …初期化磁界
ＨC3a ，ＨC3b ，ＨC23a，ＨC23b…保磁力
【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所定の偏光面を有する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偏光面である第１偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向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偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向とは逆方向になるように変化させる偏光面回転方向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記載の光記録媒体において、前記偏光面回転方向変化層は、第１の保磁力と所定の再生温度よりも高い第１のキュリー温度を有する第１光磁気層と、前記第１の保磁力より大きな第２の保磁力と前記再生温度よりも低い第２のキュリー温度を有し、常温において前記第１光磁気層と交換結合可能に設けられた第２光磁気層と、を備えていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】 請求項１または請求項２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、前記光記録媒体に前記所定の偏光面を有する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の偏光面を有する読出光または前記第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方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所定の偏光面を有する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偏光面である第１偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向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偏光面の前記所定の偏光面に対する回転方向とは逆方向になるように変化させる偏光面回転方向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記載の光記録媒体において、前記偏光面回転方向変化層は、第１の保磁力と所定の再生温度よりも高い第１のキュリー温度を有する第１光磁気層と、前記第１の保磁力より大きな第２の保磁力と前記再生温度よりも低い第２のキュリー温度を有し、常温において前記第１光磁気層と交換結合可能に設けられた第２光磁気層と、を備えていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】 請求項１または請求項２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、前記光記録媒体に前記所定の偏光面を有する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の偏光面を有する読出光または前記第２の偏光面を有する読出光のいずれか一方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５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【公開番号】特開平７−８５５１４
【公開日】平成７年（１９９５）３月３１日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−２３３５０３
【出願日】平成５年（１９９３）９月２０日
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【公開日】平成７年（１９９５）３月３１日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）９月２０日
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
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