(57)【要約】光磁気記録媒体であって、ＲＯＭ信号となる複数の位相ピットが形成されたＲＯＭ領域を有する基板と、この基板のＲＯＭ領域に対応する領域に成膜されたＲＡＭ信号が記録される光磁気記録膜を含んでいる。各位相ピットの深さの半分±２０％の位置における各位相ピットの端部の平均傾斜角度は１０°〜４０°の範囲である。各位相ピットの幅は３００ｎｍ〜５００ｎｍであり、各位相ピットの変調度は１０％〜３０％である。
2004055804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＯＭ信号となる複数の位相ピットが形成されたＲＯＭ領域を有する基板と、
前記基板の前記ＲＯＭ領域に対応する領域に成膜されたＲＡＭ信号が記録される光磁気記録膜を具備し、
前記各位相ピットの深さの半分±２０％の範囲内の位置における各位相ピットの端部の平均傾斜角度が１０°〜４０°であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】
前記平均傾斜角度は１５°〜３０°である請求項１記載の光磁気記録媒体。
【請求項３】
前記各位相ピットの幅が３００ｎｍ〜５００ｎｍである請求項１記載の光磁気記録媒体。
【請求項４】
前記各位相ピットの変調度が１０％〜３０％である請求項１記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】
前記基板と前記光磁気記録膜の間に挿入された誘電体層をさらに具備し、
該誘電体層の膜厚は再生レーザビーム波長の１０％以上であり、且つ前記位相ピットが形成されていない部分での前記光磁気記録媒体の再生レーザビームの反射率が１８％〜２５％である請求項１記載の光磁気記録媒体。
【請求項６】
前記各位相ピットの幅が再生レーザビーム径の３０％〜５０％である請求項１記載の光磁気記録媒体。
【請求項７】
光磁気記録媒体に記録された情報を少なくとも読み出し可能な光磁気記憶装置であって、
直線偏光を有するレーザビームを前記光磁気記録媒体に照射する光学ヘッドと、
前記光磁気記録媒体で反射された反射光から再生信号を生成する光検出器とを具備し、
前記光磁気記録媒体は、ＲＯＭ信号となる複数の位相ピットが形成されたＲＯＭ領域を有する基板と、
前記基板の前記ＲＯＭ領域に対応する領域に成膜されたＲＡＭ信号が記録される光磁気記録膜とを具備し、
前記各位相ピットの深さの半分±２０％の範囲内の位置における各位相ピットの端部の平均傾斜角度が１０°〜４０°であることを特徴とする光磁気記憶装置。
【請求項８】
前記光磁気記録媒体に入射するレーザビームの偏光面が前記各位相ピットの長さ方向に対して垂直方向±５°の範囲内に設定されている請求項７記載の光磁気記憶装置。
【請求項９】
前記各位相ピットの幅が前記レーザビームの直径の３０％〜５０％になるように前記レーザビームの直径が設定されている請求項７記載の光磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記光磁気記録媒体は前記基板と前記光磁気記録膜の間に挿入された誘電体層を更に含み、該誘電体層の膜厚は前記レーザビームの波長の１０％以上であり、且つ位相ピットを有さない部分での前記光磁気記録媒体の再生光反射率が１８％〜２５％の範囲内である請求項７記載の光磁気記憶装置。
【請求項１１】
複数の位相ピットを有する基板を作成するためのスタンパであって、
前記各位相ピットにの形状と相補的な形状を有する複数の凸部を具備し、
前記各凸部の高さの半分±２０％に位置における各凸部の端部の平均傾斜角度が１０°〜４０°であることを特徴とするスタンパ。
【請求項１２】
前記平均傾斜角度が１５°〜３０°である請求項１１記載のスタンパ。
【請求項１３】
光磁気記録媒体に記録された情報を少なくとも読み出し可能な光磁気記憶装置であって、
直線偏光を有するレーザビームを前記光磁気記録媒体に照射する光学ヘッドと、
前記光磁気記録媒体で反射された反射光から再生信号を生成する光検出器とを具備し、
前記光磁気記録媒体は、ＲＯＭ信号となる複数の位相ピットが形成されたＲＯＭ領域を有する基板を有しており、
前記光磁気記録媒体に入射するレーザビームの偏光面が前記各位相ピットの長さ方向に対して垂直方向±５°の範囲内に設定されていることを特徴とする光磁気記憶装置。
【請求項１４】
前記光磁気記録媒体は、前記基板の前記ＲＯＭ領域に対応する領域に成膜されたＲＡＭ信号が記録される光磁気記録膜を有しており、
前記各位相ピットの変調度が１０％〜３０％である請求項１３記載の光磁気記憶装置。
【請求項１５】
前記光磁気記録媒体は、前記基板の前記ＲＯＭ領域に対応する領域に成膜されたＲＡＭ信号が記録される光磁気記録膜を有しており、
前記各位相ピットの幅が前記レーザビームの直径の３０％〜５０％になるように、前記レーザビームの直径が設定されている請求項１３記載の光磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、一般的に光磁気記録媒体に関し、特に、ＲＯＭ／ＲＡＭ同時再生可能な光磁気記録媒体に関する。
【背景技術】  従来のＩＳＯ規格の光磁気ディスクの一例の平面図を図１に示す。リードイン２とリードアウト４はポリカーボネート基板に凹凸により形成された位相ピットで構成されるＲＯＭ情報を有しており、ディスクの使用等の情報が記録される。このＲＯＭ情報となる位相ピットの深さは再生時の光強度変調が最大になるように設定されている。リードイン２とリードアウト４の間に光磁気記録膜がスパッタ装置により成膜されたユーザエリア６があり、このユーザエリア６にはユーザが自由に情報を記録できる。
図２はユーザエリア６を拡大した一部平面図である。トラッキングガイドとなるグルーブ８に挟まれたランド１０にヘッダー部１２となる位相ピット１６とユーザデータ部１４を有している。ヘッダー部１２の情報は、セクター・フォーマットに従いセクターマーク、ＶＦＯ，ＩＤなどから構成される。ユーザデータ部１４はグルーブ８に挟まれた平坦なランド１０であって、光磁気信号が記録される。
図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線概略断面図である。光磁気ディスクは、ポリカーボネート等の基板１８、誘電体膜２０、ＴｂＦｅＣｏ等の光磁気記録膜２２、誘電体膜２４，Ａｌ膜２６、保護層としての紫外線硬化膜２８を積層して構成される。ただし、図３においては、グルーブ８の領域でも光磁気記録を行わせるために、ランド１０の領域と半径方向において同様の幅を有するごとく、図２を修正して示されている。
光磁気信号の読み出しの際は、弱いレーザビームを光磁気ディスクに当てることによりレーザビームの偏光面が記録層の磁化の向きによって極カー効果によって変わり、このときの反射光の偏光成分の強弱により信号の有無を判断する。これにより、ＲＡＭ情報の読み出しが可能である。
このような光ディスクメモリーの特徴を活かす研究開発が進められ、例えば、特開平６−２０２８２０号公報にＲＯＭ（リードオンリーメモリ）−ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）による同時再生可能なコンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ光ディスクについて開示されている。かかるＲＯＭ−ＲＡＭによる同時再生が可能な光磁気記録媒体は図４に示す半径方向の断面構造を有し、一例としてポリカーボネート等の基板１８、誘電体膜２０，ＴｂＦｅＣｏ等の光磁気記録膜２２、誘電体膜２４，Ａｌ膜２６、保護層としての紫外線硬化膜２８を積層して構成される。
かかる構造の光磁気記録媒体において、図５に示すように、ＲＯＭ情報は位相ピットＰＰにより固定記録され、ＲＡＭ情報は位相ピットＰＰ列上に光磁気記録ＯＭＭにより記録される。尚、図５におけるディスク半径方向のＩＶ−ＩＶ線断面図が図４に一致する。図５に示した例では、位相ピットＰＰがトラッキングガイドとなるので図２に示したようなグルーブ８は設けられていない。
このようなＲＯＭ情報とＲＡＭ情報を同一記録面に有する光記録媒体において、位相ピットＰＰからなるＲＯＭ情報と光磁気記録ＯＭＭからなるＲＡＭ情報を同時に再生するためには、多くの課題がある。第一に、ＲＯＭ情報と共にＲＡＭ情報を安定に再生するには、ＲＯＭ情報読み出しにおいて生じる光強度変調がＲＡＭ情報再生の際のノイズ原因の一つとなる。このため従来技術においては、ＲＯＭ情報の読み出しに伴う光強度変調信号を読み出し駆動用レーザに負帰還させることにより光強度変調ノイズを低減させているが、ＲＯＭ情報の光強度変調度が大きい場合はノイズ低減効果が十分ではないという問題がある。また、高速でレーザ強度をフィードバック制御することは困難である。
【発明の開示】
よって、本発明の目的は、ＲＯＭ−ＲＡＭ情報の同時読み出しにおいて、ＲＯＭ情報及びＲＡＭ情報共に安定に再生できる光磁気記録媒体を提供することである。
本発明の他の目的は、ＲＯＭ−ＲＡＭ情報の同時読み出しにおいて、ＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ上の光磁気（ＭＯ）信号ジッタを改善可能な光磁気記録媒体を提供することである。
本発明の更に他の目的は、ＲＯＭ−ＲＡＭ情報の同時読み出しにおいて、ＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ上のＭＯ信号ジッタを改善可能な光磁気記憶装置を提供することである。
本発明の一側面によると、ＲＯＭ信号となる複数の位相ピットが形成されたＲＯＭ領域を有する基板と、前記基板の前記ＲＯＭ領域に対応する領域に成膜されたＲＡＭ信号が記録される光磁気記録膜を具備し、前記各位相ピットの深さの半分±２０％の範囲内の位置における各位相ピットの端部の平均傾斜角度が１０°〜４０°であることを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
好ましくは、各位相ピットの幅は３００ｎｍ〜５００ｎｍであり、各位相ピットの変調度は１０％〜３０％である。光磁気記録媒体は更に、基板と光磁気記録膜の間に挿入された誘電体層を備えている。この誘電体層の膜厚は再生レーザビーム波長の１０％以上であり、且つ位相ピットは形成されていない部分での再生レーザビームの反射率は１８％〜２５％である。好ましくは、各位相ピットの幅は再生レーザビーム径の３０％〜５０％である。
本発明の他の側面によると、光磁気記録媒体に記録された情報を少なくとも読み出し可能な光磁気記憶装置であって、直線偏光を有するレーザビームを前記光磁気記録媒体に照射する光学ヘッドと、前記光磁気記録媒体で反射された反射光から再生信号を生成する光検出器とを具備し、前記光磁気記録媒体は、ＲＯＭ信号となる複数の位相ピットが形成されたＲＯＭ領域を有する基板と、前記基板の前記ＲＯＭ領域に対応する領域に成膜されたＲＡＭ信号が記録される光磁気記録膜とを具備し、前記各位相ピットの深さの半分±２０％の位置における各位相ピットの端部の平均傾斜角度が１０°〜４０°であることを特徴とする光磁気記憶装置が提供される。
好ましくは、光磁気記録媒体に入射するレーザビームの偏光面が各位相ピットの長さ方向に対して垂直方向±５°の範囲内に設定されている。
本発明の更に他の側面によると、複数の位相ピットを有する基板を作成するためのスタンパであって、前記各位相ピットの形状と相補的な形状を有する複数の凸部を具備し、前記各凸部の高さの半分±２０％に位置における各凸部の端部の平均傾斜角度が１０°〜４０°であることを特徴とするスタンパが提供される。好ましくは、各凸部の端部の平均傾斜角度は１５°〜３０°である。
【図面の簡単な説明】  図１は従来のＩＳＯ規格の光磁気ディスクの平面図：
図２はユーザエリアを拡大した一部平面図；
図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線概略断面図；
図４はＲＯＭ−ＲＡＭ同時再生可能な光磁気記録媒体の半径方向の概略断面図；
図５はその平面図；
図６は本発明の光磁気記録媒体の特徴を理解するための前提となる位相ピットの配置状態を示す図；
図７は基板に形成された位相ピット端部の傾斜角度の説明図；
図８はスタンパの概略図；
図９はスタンパの凸部を基板に転写して位相ピットを形成する説明図；
図１０は本発明実施形態の光磁気記録媒体の断面構成図；
図１１は位相ピット端部の角度に対するＲＯＭ上のＭＯ信号ジッタとＲＯＭ再生信号ジッタを示すグラフ；
図１２は位相ピットの端部の傾斜角度を概略２０°としたときの、位相ピット深さと位相ピット再生信号の変調度の関係を示すグラフ；
図１３は変調度を変えたときのＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ部上のＭＯ信号ジッタを示すグラフ；
図１４は位相ピットの幅を変えたときのＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ部上のＭＯ信号ジッタの測定結果を示すグラフ；
図１５は位相ピットの形状に対する入射光ビームの偏光方向を説明する図；
図１６はＮ２ガス流量を３３ｓｃｃｍとしたときのアンダーコートＳｉＮ層の膜厚に対する反射率の変化を示すグラフ；
図１７はアンダーコートＳｉＮ層の膜厚を変えたときのＲＯＭ上ＭＯ信号ジッタとＲＯＭ再生信号ジッタの変化を示すグラフ；
図１８はアンダーコートＳｉＮ層の成膜時間に対する膜厚の変化を示すグラフ；
図１９は成膜時間に対する反射率の変化をＮ２ガス流量をパラメータにしてプロットしたグラフ；
図２０は成膜時間に対するＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ上のＭＯ信号ジッタを示すグラフ；
図２１は本発明の実施形態の光磁気ディスク装置のブロック構成図；
図２２はメインコントローラの詳細構成を示すブロック図；
図２３は各モードでのＲＯＭ１，ＲＯＭ２、及びＲＡＭの検出の組み合わせを示す図；
図２４は暗号器及び復号器の構成とそれらの処理の一例を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】  図６は、本発明の光磁気記録媒体の特徴を理解するための前提となる位相ピットの配置状態を示す図である。図６において、参照記号Ｐｄは位相ピットの深さ、即ち光学的深さを意味している。トラックピッチＴｐは半径方向の位相ピット相互間の間隔、ピット幅Ｐｗは半径方向の位相ピットの幅を意味する。以下の実験において、トラックピッチＴｐ＝１．６μｍ、ピット幅Ｐｗ＝０．４０μｍ、最短ピット長さ０．８μｍ、溝深さＰｄ＝４０ｎｍのポリカーボネート基板を準備した。ここで、スタンパプロセスでスタンパに塗布するフォトレジストの膜厚と基板への紫外線照射により、基板３０に形成するピット３２の深さを約４０ｎｍとして、図７に示すピット３２の端部（エッジ部）の角度θ１を調整した複数の基板を準備した。
位相ピット３２の長さは最短長さ０．８μｍで一定間隔の数種類のランダムな長さとした。ピット端部角度θ１は基板３０への紫外線照射によって調整可能である。紫外線照射によってピット３２が浅くなるが、その分はスタンパ作成時のフォトレジストの膜厚で予め補正することにより、ほぼ同じピット深さでピット端部の角度θ１の異なる複数の基板を準備した。尚、基板３０のピット端部角度の調整は、スタンパ作成時のフォトレジストプロセスで紫外線照射により行うことも可能である。或いは、プラズマ処理等の方法によってピット角度θ１を調整してもよい。図８はスタンパ３４の概念図を示しており、基板３０の位相ピット３２に対応する位置に位相ピット３２の形状と相補的な形状を有する凸部３６が形成されている。凸部３６の端部はθ２の傾斜角を有している。
図９はスタンパ３４の凸部３６を基板３０に転写して位相ピット３２を形成する概念図を示す。この場合には、θ１は実質上θ２に等しい。スタンパ３４はニッケル合金から形成され、金型にスタンパをセットして成型器による転写加工により位相ピット３２を有する基板３０が作成される。スタンパ３４に形成された凸部形状３６は成型時に樹脂基板３０に転写され、位相ピット３２が形成される。基板３０はポリカーボネート等から形成される。
基板を到達真空度５×１０−５パスカル（Ｐａ）以下の複数の成膜室を有するスパッタ装置に挿入する。Ｓｉターゲットが装着された第１のチャンバに基板３０を搬送し、ＡｒガスとＮ２ガスを導入し、３ｋＷのＤＣ電力を投入して反応性スパッタリングによりアンダーコートＳｉＮ層（誘電体層）３８を成膜した。ここで、成膜時間とＮ２ガスの流量を偏光することにより、アンダーコートＳｉＮ層３８の膜厚と反射率が異なる複数のサンプルを作成した。Ａｒガスの流量は５０ｓｃｃｍ（１ｓｃｃｍ＝１．６７７×１０−８ｍ３／ｓ）とした。次に、基板３０を別のチャンバに移動し、Ｔｂ２２（ＦｅＣｏ１２）７８等の希土類遷移金属材料からなる記録層４０を成膜した。基板３０を更に別のチャンバに移動し、膜厚７ｎｍのＧｄ１９（ＦｅＣｏ２０）８１からなる記録補助層４２を成膜した。次に、基板３０を第１のチャンバに移動し、膜厚１５ｎｍのＳｉＮオーバコート層４４を成膜した。更に、基板３０を別のチャンバに移動し、膜厚５０ｎｍのＡｌからなる反射層４６を成膜した。Ａｌ反射層４６上に紫外線硬化樹脂コートを施し、図１０に示す光磁気記録媒体を作成した。
このように作成した光磁気記録媒体のサンプルを波長６５０ｎｍ，開口数ＮＡ＝０．５５、ビーム径１．０８μｍ（１／ｅ２）の記録再生装置に装着し、４．８ｍ／ｓの線速になるように回転させた。このサンプルのＲＯＭ部に最短マーク長０．８μｍの１−７変調で光変調記録を行い、位相ピットによるＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ上のＭＯ再生信号ジッタを測定した。ここで、ジッタとはマーク長のばらつき量を意味する。ＲＯＭ部にも同様に最短マーク長が０．８μｍの位相ピットが形成されている。また、位相ピットの形成されていないミラー面にレーザビームをフォーカスして、アンダーコートＳｉＮ層３８を変更した複数のサンプルの反射率も測定した。尚測定は位相ピットの長手方向に垂直な偏光面を有するレーザビームを記録再生装置に装着したサンプルに入射させることにより行った。
図１１に位相ピット端部の角度に対するＲＯＭ上のＭＯ信号ジッタとＲＯＭ再生信号ジッタを示す。ここで、アンダーコートＳｉＮ層３８の成膜条件は厚さ８０ｎｍ、Ｎ２ガスの流量は３３ｓｃｃｍとした。位相ピットの傾斜角度の測定には原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用し、図７に示す角度θ１を測定した。角度θ１は位相ピット３２の深さの半分±２０％の位置で測定した。このサンプルのミラー面での反射率は２３％である。図１１から明らかなように、位相ピット傾斜角度が急になるとＲＯＭ部のＭＯ信号ジッタが上昇し、傾斜角度が４０°以上になると急激に上昇する。逆に、位相ピット傾斜角度が緩くなるとＲＯＭ信号ジッタが上昇し、傾斜角度が１０°以下で急激に上昇する。
よって、ＲＯＭ部上のＭＯ信号ジッタとＲＯＭ信号ジッタ共に良好なジッタと認められる１０％以下にするには位相ピット端部の傾斜角度を１０°〜４０°の間に設定すれば良い事が分かる。より好ましくは、傾斜角度はジッタ８％以下を達成する１５°〜３５°の範囲内が良い。位相ピット端部の傾斜角度を緩くするとＲＯＭ部上のＭＯ信号ジッタが何ゆえ小さくなるかはっきりした理由は不明だが、恐らくＭＯ膜の磁化方向の乱れが少なくり、それによって再生時の偏光面の乱れが少なくなることがＲＯＭ部上のＭＯ信号ジッタの改善原因と推察される。
図１２は位相ピットの端部の傾斜角度を概略２０°としたときの、位相ピット深さと位相ピット再生信号の変調度の関係を示す図である。ここで、変調度は１００×位相ピット信号振幅／反射レベル（％）で定義した。尚、反射レベルは位相ピットの形成されていない平担部からの反射レベルである。例えば、平担部は図６の媒体における位相ピットが形成されていない部分である。位相ピットを深くすると変調度が増加する。尚、当然のことながら基板の位相ピット深さを調整するために、スタンパの凸部の高さを概略基板の位相ピットの深さと同程度わずかに調整する。図１３は変調度を変えた時のＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ部上のＭＯ信号ジッタを示す図である。図１３から明らかなように、変調度が１０％〜３０％の間でＲＯＭ信号ジッタ及びＲＯＭ部上のＭＯ信号ジッタ共に良好な特性が得られていることが分かる。
図１４は位相ピットの端部の傾斜角度２０°、深さ４０ｎｍで位相ピットの幅を変えた時のＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ部上のＭＯ信号ジッタの測定結果を示す図である。図１４から明らかなように、ピット幅が５００ｎｍ以上ではＲＯＭ信号ジッタが上昇し、３００ｎｍ以下ではＭＯ信号ジッタの上昇が顕著となる。よって、位相ピットの幅は３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲が好ましい。
表１に位相ピット端部の傾斜角度２０°、ピット深さ４０ｎｍ、ピット幅３９０ｎｍとして入射光の偏光方向を変えたときのＲＯＭ上のＭＯ信号ジッタを示す。
2004055804.tif 000003
表１からＲＯＭ上のＭＯ信号ジッタは水平方向よりも垂直方向が良好で、垂直方向±５°の範囲内に設定することにより良好なジッタが得られることが分かる。尚、ここで偏光方向とは、図１５に示す位相ピット３２の長さ方向に対しての入射光ビーム４８の偏光角度である。
表１の測定と同じサンプルでＭＯ信号ありなしに応じた位相ピットのＲＯＭ信号のジッタを測定した結果を表２に示す。
2004055804.tif 000004
ＲＯＭ信号は再生レーザビームの強度変化信号を検出しているので、原理的には偏光方向変化によるＭＯ信号の漏れこみは発生しない。表２から明らかなように、ＭＯマークを消去した状態では再生レーザビームの偏光方向によらずほぼ一定で良好なＲＯＭ信号ジッタが得られている。しかし、ＭＯマークをＲＯＭ上に記録すると、ＲＯＭ再生信号への漏れこみが発生しジッタが増大する。特に、再生レーザビームが水平方向の偏光面を有する場合にジッタの増加が著しい。一方、再生レーザビームが垂直偏光面を有する場合は、ＭＯ信号によるジッタの上昇はわずかである。以上の結果から、ＲＯＭからＭＯ信号への漏れこみ、ＭＯからＲＯＭ信号への漏れこみ共に再生レーザビームの偏光面を位相ピットの長手方向に対して垂直方向にすることで抑制することが可能である。
次に、アンダーコートＳｉＮ層３８の条件に応じたジッタの改善方法について説明する。尚、以下の実施例では位相ピット端部の傾斜角度１８°の基板を使用した。図１６はＮ２ガス流量を３３ｓｃｃｍとしたときのアンダーコートＳｉＮ層の膜厚の変化に対する反射率の変化を示す図である。ここでは、成膜時間を変えることでアンダーコートＳｉＮ層の膜厚を変化させた。図１７はアンダーコートＳｉＮ層３８の膜厚を変えたときのＲＯＭ上ＭＯ信号ジッタとＲＯＭ信号ジッタの変化を示す。アンダーコートＳｉＮ層の膜厚を厚くして反射率を高くすることにより、ＲＯＭ信号ジッタは一貫して減少する。即ち、反射率が高いとＲＯＭ信号の振幅が大きくなるのでジッタが改善する。
一方、ＲＯＭ上ＭＯ信号ジッタは再生レーザビーム波長の１１．５％以上、即ち本実施例では膜厚７５ｎｍ以上の範囲でＲＯＭ信号ジッタと逆に膜厚を厚くし高反射率化することでジッタが上昇傾向となる。膜厚８５ｎｍ以上では、ＭＯ信号ジッタ非常に大きくなっている。これは、ＭＯ信号再生にとってはノイズ原因であるＲＯＭ信号振幅が大きくなることによって、ジッタが上昇したと説明できる。この結果から、良好なＲＯＭ上ＭＯ信号ジッタを得るには、アンダーコートＳｉＮ層３８の反射率が２５％以下である必要がある。
しかし、アンダーコートＳｉＮ層の膜厚が７０ｎｍ以下では、反射率が低下するにも関わらずＭＯ信号ジッタは上昇している。っまり、アンダーコートＳｉＮ層が７０ｎｍ以下の低膜厚領域では、ＲＯＭ信号ジッタ及びＲＯＭ上ＭＯ信号ジッタ共に上昇してしまう。よって、アンダーコートＳｉＮ層は７０ｎｍ以上の膜厚を有することが好ましい。一方、位相ピットの形成されていない通常のグルーブのＭＯ信号再生では、膜厚８５ｎｍ以上でわずかなジッタの上昇があるが膜厚６０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲でジッタは十分に小さい値である。このことから位相ピット上のＭＯ信号再生のためには、アンダーコートＳｉＮ層の条件を限定する必要があることが分かる。
即ち、ＲＯＭ再生信号及びＲＯＭ上のＭＯ再生信号共に実用上必要な１０％以下の良好なジッタを得るには、アンダーコートＳｉＮ層の膜厚を再生レーザビーム波長の１０％以上、好ましくは１１％以上とし、且つ位相ピットが形成されていないミラー面での再生レーザビーム反射率を１８％〜２５％の範囲内にすればよいことがわかる。反射率を１８％以上とすることにより良好なＲＯＭ信号ジッタが得られ、またアンダーコートＳｉＮ層の膜厚を再生レーザビーム波長の１０％以上、好ましくは１１％以上とすることで、位相ピット上でも良好なＭＯ再生信号を得ることが可能となる。尚、本実施例では波長６５０ｎｍのレーザビームを使用したのでそれに合わせてピット深さを４０ｎｍとしたが、例えば波長４０５ｎｍの青紫レーザを使う場合は、位相ピット深さを２５ｎｍ程度とし、アンダーコートＳｉＮ層の膜厚を４０ｎｍ以上に設定すれば同様な効果が得られる。
図１８にアンダーコートＳｉＮ層の成膜時間に対する膜厚の変化を、図１９に反射率の変化をＮ２ガス流量をパラメータにしてプロットしたグラフをそれぞれに示す。上述したように、アンダーコートＳｉＮ層の条件を膜厚７０ｎｍ以上且つ反射率２５％以下に調整するには、図１８の矢印５０及び図１９の矢印５２が示す範囲の成膜条件を選択すればよい。例として、Ｎ２ガス流量２８ｓｃｃｍの場合の、ＲＯＭ信号ジッタ及びＲＯＭ上ＭＯ信号ジッタの変化を図２０に示す。図１８よりアンダーコートＳｉＮ層の膜厚を７０ｎｍ以上にするためには、成膜時間は１２０秒以上必要である。また、図１９よりアンダーコートＳｉＮ層の反射率２５％以下のためには、成膜時間は１６０秒以下でなければならない。
図２０にアンダーコートＳｉＮ層の成膜時間に応じたＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ上ＭＯ信号ジッタの変化を示す。図２０から、ＲＯＭ上ＭＯ信号ジッタは、上述したように成膜時間を１２０秒〜１６０秒にすることで８％以下の良好な値が得られるが、ＲＯＭ信号ジッタは１４０秒以上の成膜時間で８％以下のジッタとなる。図１９と比較すると、良好なＲＯＭ信号ジッタを得るには１８％以上の反射率が必要であることが分かる。
以上説明した実施例ではアンダーコート層の誘電体材料としてＳｉＮを採用した例について説明したが、他の材料でも同様の効果が得られることは言うまでもない。他の材料としては、ＡｌＮ系，ＳｉＮ系（ＳｉＡｌＮ，ＳｉＡｌＯＮ），ＳｉＯ２系等が採用可能である。
本発明の光磁気記録媒体は、位相ピット信号からのＭＯ信号への漏れこみ、ＭＯ信号から位相ピット信号への漏れこみを減少させ、位相ピット信号及びＭＯ信号の各ジッタを改善して、ノイズの少ない良好な再生信号を得る事を可能とする。
次に本発明の光磁気記録媒体に情報を記録又は再生するのに適した光磁気ディスク装置の実施形態について図２１乃至図２４を参照して説明する。図２１は光磁気ディスク装置のブロック構成図である。図２１において、半導体レーザダイオード（ＬＤ）５４から出射されたレーザビームはコリメータレンズ５６によりコリメートビームに変換されて偏光ビームスプリッタ５８に入射する。偏光ビームスプリッタ５８での反射光は集光レンズ６０によりオートパワーコントロール（ＡＰＣ）用のフォトディテクタ６２にフォーカスされる。ここで光電変換された電気信号は、アンプ６４を介してメインコントローラ６６に入力され、ＡＰＣ制御又はＲＯＭ信号の再生に用いられる。
尚、レーザビームの偏光面は、前述したように位相ピットの長さ方向（トラック方向）に対して垂直もしくは垂直方向±５°の範囲内に設定されている。レーザビームの直径は、媒体の各位相ピットの幅の約２倍〜１０／３倍の範囲内に設定されている。
一方、偏光ビームスプリッタ５８を透過したレーザビームは対物レンズ６８によりほぼ回折限界にしぼられ、モータ７２により回転される光磁気記録媒体７０に照射される。光磁気記録媒体７０で反射されたレーザビームは、再び対物レンズ６８を通して偏光ビームスプリッタ５８に入射し、そこで反射されてサーボ光学系と記録情報検出系に導かれる。即ち、偏光ビームスプリッタ５８で反射された光磁気記録媒体７０からの反射光は、第２の偏光ビームスプリッタ７４に入射し、その透過光はサーボ光学系に導かれ、反射光は記録情報検出系に導かれる。
第２の偏光ビームスプリッタ７４の透過光は、サーボ光学系における集光レンズ７６及びシリンドリカルレンズ７８を介して四分割フォトディテクタ８０に入射し、そこで光電変換される。光電変換された四分割フォトディテクタ８０の出力により、非点収差法による生成回路８２でフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）の生成を行う。同時に、プッシュプル法による生成回路８４でトラックエラー信号（ＴＥＳ）の生成を行う。フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）及びトラックエラー信号（ＴＥＳ）はメインコントローラ６６に入力される。
一方、記録情報検出系においては、第２の偏光ビームスプリッタ７４の反射光はウオラストンプリズム８６に入射し、光磁気記録媒体７０上の光磁気記録の磁化の向きによって変わる反射レーザビームの偏光特性が光強度に変換される。即ち、ウオラストンプリズム８６において偏光検波により偏光方向が互いに直交する二つのビームに分離され、集光レンズ８８を通して二分割フォトディテクタ９０に入射し、それぞれ光電変換される。
二分割フォトディテクタ９０で光電変換された電気信号は、アンプ９２，９３で増幅された後加算アンプ９４で加算され、第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）となり、同時に減算アンプ（差動アンプ）９６で減算され、ＲＡＭ信号（ＲＡＭ）となり、それぞれメインコントローラ６６に入力される。第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）は、位相ピット信号による光強度変調の抑圧のためにフィードバック信号としても使用される。
ここまでは、主に信号読み出しにおける光ビームの流れについて説明した。次に、各フォトディテクタ６２，８０，９０からの出力信号の流れについて、図２２に示すメインコントローラ６６の詳細構成を参照しながら説明する。図２２において、メインコントローラ６６には、ＡＰＣ用フォトディテクタ６２に入射した偏光ビームスプリッタ５８の反射光がここで光電変換され、アンプ６４を通して第２のＲＯＭ信号（ＲＯＭ２）として入力される。更に、メインコントローラ６６には、加算アンプ９４の出力である第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）、差動アンプ９６の出力であるＲＡＭ信号（ＲＡＭ）、ＦＥＳ生成回路８２からのフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）、ＴＥＳ生成回路８４からのトラックエラー信号（ＴＥＳ）が入力される。
また、図２１に示すようにデータソース９８との間でインタフェース回路１００を通して記録用データ及び読み出しデータがメインコントローラ６６に入出力される。メインコントローラ６６に入力される第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）、第２のＲＯＭ信号（ＲＯＭ２）、及びＲＡＭ信号（ＲＡＭ）は、各モード毎に、即ち、ＲＯＭ及びＲＡＭ再生時、ＲＯＭのみ再生時、及び記録（ＷＲＩＴＥ）時に対応して検出され、使用される。
図２３は、各モードでのＲＯＭ１，ＲＯＭ２、及びＲＡＭの検出の組み合わせを示す図である。このような各モードでのＲＯＭ１，ＲＯＭ２、及びＲＡＭの検出の組み合わせのために、図２２に示すメインコントローラ６６はＲＯＭ切り替えスイッチＳＷ１，ＳＷ２を有している。図２２に示されるＲＯＭ切り替えスイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態は、図２３に示すモードにおけるＲＯＭ及びＲＡＭ再生時である。ＲＯＭのみ再生時及び記録時には、図２２に示されるＲＯＭ切り替えスイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態が、それぞれ反転された状態に切り替えられる。
メインコントローラ６６内のＬＤコントローラ１５０は、暗号器１５１及びＲＯＭ切り替えスイッチＳＷ１の出力を受け、ＬＤドライバ１０２（図２１参照）に対するコマンド信号を生成する。ＬＤドライバ１０２は、ＬＤコントローラ１５０で生成されたコマンド信号に従い、ＲＯＭ及びＲＡＭ再生時には、第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）に応じてＬＤ５４の発光パワーを負帰還制御し、ＲＯＭのみ再生時及び記録時には、第２のＲＯＭ信号（ＲＯＭ２）に応じてＬＤ５４の発光パワーを負帰還制御する。
光磁気信号記録時には、データソース９８からのデータがインターフェース１００を通してメインコントローラ６６に入力される。メインコントローラ６６において、この入力データはセキュリティを担保するために暗号器１５１により暗号化が行われ、記録データとして、磁気ヘッドコントローラ１５２を通して磁気ヘッドドライバ１０４（図２１参照）に供給される。磁気ヘッドドライバ１０４は磁気ヘッド１０６を駆動し、暗号化された記録データに対応して磁界を変調する。この際、メインコントローラ６６において、暗号器１５１から記録時を指示する信号がＬＤドライバ１０２に送られ、ＬＤドライバ１０２は第２のＲＯＭ信号（ＲＯＭ２）に応じて、記録に最適なレーザパワーになるようにＬＤ５４の発光パワーを負帰還制御する。
図２４は暗号器１５１及び復号器１５６の構成とそれらの処理の一例を説明する図である。暗号器１５１において、光磁気記録の対象となるＲＯＭ記録データであるデジタルＲＯＭ信号がバッファメモリ３００を通して、復調器１５５で再生されたＲＯＭ信号と共にエンコーダ３０１に入力される。エンコーダ３０１において、ＲＯＭ信号を利用してＲＡＭ信号を暗号化するためのエンコード処理が行われる。エンコーダ３０１の出力は、インターリーブ回路３０２において、エンコーダ３０１の出力であるシリアルビット列を所定規則で入れ替えるインターリーブ処理を行う。これは、正負符号のランダム性を担保するためである。次いで、同期及び変換回路３０３により、ＲＯＭ信号から再生されるクロック信号に同期化され、ＮＲＺＩ信号に変換されてＲＡＭ記録情報とされる。このＲＡＭ記録情報は、光磁気記録媒体７０のランド領域に位相ピットにより固定記録されているＲＯＭ領域上に重ねて光磁気記録される。
復号器１５６に入力される光磁気記録媒体から読み出したＲＡＭ信号は、同期検出及び復調回路３０５、デインターリーブ回路３０６、及びデコーダ３０７において、暗号器１５１における同期及び変換回路３０３、インターリーブ回路３０２及びエンコーダ３０１の処理と各々逆の処理が行われて、暗号の解かれたＲＡＭ信号を得ることができる。上記構成により、誤り訂正においてもＲＯＭとＲＡＭ信号を組み合わせることが可能である。例えば、図２４において、破線矢印で示されるように、復号器１５６におけるＲＡＭ信号の再生時にＲＯＭ再生信号の一部を用いて誤り訂正を行う。例えば、エンコーダ３０１において、ＲＯＭ信号より取り出した１ビット分をＲＡＭ信号と合わせてＲＡＭ情報として出力し、これを記録するように構成する。そして、再生時にデコーダ３０７において、パリティチェックを行わせることによりＲＯＭとＲＡＭ信号を組み合わせた誤り訂正が可能である。
図２２を再び参照すると、第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）から再生されたクロックに基づき、モータコントローラ１５９を介して、図２１に示されるモータドライバ１０８によりシーク動作の一部としてモータ７２の回転を制御する。サーボコントローラ１５３から出力されるサーボ制御信号が図２１に示すアクチュエータドライバ１１０に入力され、ＦＥＳ及び／又はＴＥＳに基づいてアクチュエータ１１２を駆動する。
次に、再生時の動作について説明する。位相ピット信号、即ち、読み出されるＲＯＭ信号による光強度変調が、ＲＡＭ信号に対してノイズとなることは先に説明した。従って、加算アンプ９４から第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）をＬＤ５４にＬＤドライバ１０２を介して負帰還させ、ＬＤ５４の発光を制御して第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）を低減し、平坦化することが可能である。このような対応で、読み出されるＲＡＭ信号へのクロストークを効率的に抑えることができる。
しかし、ＲＯＭ及びＲＡＭ信号の同時読み出しを行う場合、ＲＯＭ１信号が、上記のように負帰還制御により平坦であるため、ＲＯＭ信号を得ることが難しくなる。従って、別の方法によりＲＯＭ信号を検出しなければならない。本発明に実施形態においては、再生時に第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）によってＬＤ５４への注入電流が負帰還変調されている。即ち、ＲＯＭ信号と同じパターンで光強度変調されている。この光強度変調は、ＡＰＣ用フォトディテクタ６２により検出することが可能である。ＭＰＦループ動作時には、ＡＰＣループをオフとすることにより、位相ピット信号を第２のＲＯＭ信号（ＲＯＭ２）として得ることができる。
従って、本発明においては、この第２のＲＯＭ信号（ＲＯＭ２）が、図２２に示すメインコントローラ６６において、同期検出回路１５４によりクロック再生され、復調器１５５でＥＦＭ磁界変調に対応する復調を行い、ＲＯＭ情報として得ることができる。復調されたＲＯＭ情報は更に、暗号器１５１における暗号化に対応する復号化が復号器１５６により行われ、再生データとして出力される。
ＲＯＭ情報及びＲＡＭ情報の同時再生時は、同期検出回路１５４により得られる第２のＲＯＭ信号（ＲＯＭ２）から再生されたクロックに基づき、モータコントローラ１５９を介してモータドライバ１０８によりシーク動作の一部としてモータ７２の回転を制御する。ＲＡＭ信号はＬＤ５４へのＬＤドライバ１０２を含むＲＯＭ信号負帰還手段によりＲＯＭ信号の干渉を受けずに差動アンプ９６の出力として検出できる。
差動アンプ９６の出力は、メインコントローラ６６において同期検出回路１５７に同期検出され、復調器１５８でＮＲＺＩ変調に対応した復調が行われ、復号器１５６により復号化され、ＲＡＭ信号として出力される。尚、図２２のメインコントローラ６６は遅延回路１６０を有している。この遅延回路１６０は、先に説明したようにＲＡＭ信号の再生時にＲＯＭ情報である位相ピットエッジが発生する偏光ノイズの影響を低減するために、ＲＯＭ情報の上にＲＡＭ情報を記録する際に、ＲＡＭ情報を記録するタイミングをわずかにずらす処理を行ったことに対応するタイミング調整のためのものである。ＲＯＭ信号のみの再生時は、ＲＡＭ信号への影響を考慮する必要がないので、記録時と同様にＬＤフィードバック信号として第２のＲＡＭ信号（ＲＡＭ２）を用い、ＲＯＭ情報は第１のＲＯＭ信号（ＲＯＭ１）を復調再生する。
尚、本発明の光磁気記憶装置は、コンカレントＲＯＭ−ＲＡＭ媒体だけでなくＭＯ媒体もしくはＣＤ系媒体も使用可能である。
【産業上の利用可能性】  本発明の光磁気記録媒体は以上詳述したように構成したので、ＲＯＭ−ＲＡＭ情報の同時読み出しにおいて、ＲＯＭ情報及びＲＡＭ情報共に安定に再生できると共にＲＯＭ信号ジッタとＲＯＭ上のＲＡＭ信号ジッタを改善することができる。よって、本発明の光磁気記録媒体は、良好な品質でＲＯＭ−ＲＡＭ同時再生可能であり、本発明は用途に応じたＲＯＭ−ＲＡＭ同時記録及び再生媒体を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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