(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも第一、第二及び第三磁性層を順次積層した多層構造を持つ光磁気記録媒体に光ビームを照射し、前記第三磁性層に記録された記録データを、これを変化させることなく第二磁性層を介した交換結合により前記第一磁性層に磁気的に転写し、前記光ビームの照射部位における温度分布の温度勾配を利用した前記第一磁性層内で磁壁の移動を生じることによる記録マークからの光ビームの反射光の偏光面の変化を検出することにより、前記記録データを再生するにあたって前記光磁気記録媒体に対する光軸の傾きを制御する光磁気記録再生装置のチルト制御装置において、
再生信号の振幅を検出する信号振幅検出回路と、この信号振幅検出回路の出力データを記憶させるメモリと、このメモリに保持された振幅データをもとに制御量を演算するチルト制御部と、このチルト制御部の出力により前記光磁気記録媒体に対する光軸の傾きを変化させるチルト位置可変手段とより構成され、前記チルト制御部は、前記チルト位置可変手段を所定の信号で変化させる間に検出された再生信号の振幅データの二つの極大点を判別し、その二つの極大点の中間点にチルト位置を設定するように制御することを特徴とする光磁気記録再生装置のチルト制御装置。
【請求項２】
前記制御されるチルトの種類は、ラジアルチルトとタンジェンシャルチルトの内の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１記載の光磁気記録再生装置のチルト制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光等の光ビームを照射すると共に磁界を印可することにより情報の記録再生を行う光磁気記録を用いる記録再生装置の中で、特に磁壁移動を伴うＤＷＤＤ（Domain Wall Displacement Detection）方式を用いた光磁気記録再生装置のチルト制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクは大容量のデータを記録再生する手段として盛んに開発が行われ、光磁気ディスクにおいても種々の方法が提案されより高い記録密度を達成するためのアプローチがなされている。その一方式として特開平６−２９０４９６号公報に於いて開示された光磁気再生方法および再生装置がある。
この再生方法は、光磁気記録媒体の記録層（第三磁性層）の記録磁区を、第二磁性層を介した交換結合力により第一磁性層である磁壁移動層に、室温に於いて転写し、再生時のレーザ光照射によるレーザスポット内の温度勾配を利用してレーザスポット内での磁壁移動を起こし、小さいマーク（磁区）を拡大して再生することを可能としたものであり、ＤＷＤＤ（Domain Wall Displacement Detection）方式と呼ばれる。これにより、上述の通常の再生分解能では再生不可能な微小磁区の再生を行うことで、記録密度の飛躍的な向上を図るものである。
【０００３】
ここで、前述した特開平６−２９０４９６号公報に於いて開示された光磁気再生方法および再生装置について簡単に説明する。光磁気記録媒体１は、図４に示す様な磁性三層膜（第一、第二及び第三磁性層）によって構成される。詳しくは、光磁気記録媒体１は、ガラス板またはポリカーボネイト等の光透過性の基板A1上（同図中ではその下面）に、保護膜または多重干渉膜となる透明な誘電体層A2を介して第一、第二及び第三磁性層A3、A4、A5を、真空中で例えば連続スパッタリング等により順次積層した三層磁性膜構造を有している。そして、さらにこの第三磁性層A5上（同図中ではその下面）に非磁性金属膜（図示せず）あるいは誘電体層A6を形成し、さらに、必要に応じて誘電体層A6上（同図中ではその下面）に、ＵＶ（紫外線）硬化樹脂等による保護層A7を形成してなるものである。レーザ光Ｌ等の光ビームの照射は光透過性の基板A1側から行われる（レーザ光の照射方向は同図上方から下方へとなる）。上記第一、第二及び第三磁性層A3、A4、A5の各層は、垂直方向（膜面に垂直な方向）に磁化容易軸を持つ膜であり、いわゆる垂直磁化膜で、重希土類−鉄族金属から成るアモルファス薄膜である。
【０００４】
レーザ光Ｌに依る記録および再生時の昇温状態を考慮して、前記第一、第二及び第三磁性層A3、A4、A5の各キュリー温度を、それぞれＴｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３とすると、Ｔｃ３＞Ｔｃ１＞Ｔｃ２であることが必要である。また、磁壁移動層となる第一磁性層A3は、磁壁移動が容易に起こり得るために、異方性および保磁力が小さい膜であることが必要であり、それに対し、記録情報を保持するメモリ層となる第三磁性層A5は、室温に於いて安定に記録マーク（磁区）が存在するに充分な保磁力を有し、かつ記録に適したキュリー温度を持つ膜であることが必要となる。
【０００５】
図５は、ＤＷＤＤ方式光磁気記録媒体のデータ再生時における作用を説明するための模式図である。
図５（Ａ）は、再生時の磁壁移動検出の様子を示す概念図である（図を簡略化するため、第一、第二及び第三磁性層A3、A4、A5のみを光磁気記録媒体（ディスク）１として描いてある。各層中の矢印は原子スピンの向きを表している。スピンの向きが相互に逆向きの領域の境界部には磁壁が形成されている。
図５（Ｂ）は、レーザ光（光ビーム）の照射により加熱された光磁気記録媒体（ディスク）の温度分布である。一定速度で回転するディスクに、集光されたレーザスポットを照射してディスク１を加熱すると、レーザビームの進行方向前方（図示右側）と後方（図示左側）とで温度勾配の異なる楕円状の温度分布領域がディスクに形成される。この温度勾配は、レーザビームの進行方向前方がレーザビームの進行方向後方に比べより急峻な傾きを持つことになる。ここで位置ｘs においては、媒体温度が第二の磁性層A4のキュリー温度近傍の温度Ｔs になっている。
【０００６】
図５（Ｃ）は、第一磁性層A3内で磁壁移動を引き起こす力を示している。ここで、σは磁壁エネルギー、ｘはレーザビームの進行方向を正とし、図５（Ｂ）に示すレーザビームによるピーク温度位置を原点（ゼロ）とした場合の磁壁位置を表すものである。図５（Ａ）は、レーザビームの進行方向前方の温度勾配により、レーザビームの進行方向前方に於いて信号検出のための磁壁移動が、第一磁性層A3内で起こる様子を示している。図５（Ｂ）中の領域Ｓは、閾値温度Ｔｓ以上に加熱された領域を示している。ここでは、Ｔｓ＞Ｔｃ２であるため、第二磁性層A4では磁化が消失しており、それによって、第二磁性層A4を介した第三磁性層A5と第一磁性層A3との交換結合は、この領域Ｓでは遮断された状態となっている。記録信号は、第三磁性層A5内に磁化反転領域（磁区）として形成され保存される。図５（Ａ）中では、ハンチングを施した下向き矢印の領域がそれにあたる。領域Ｓの外側の領域に於いて、第三磁性層A5から第一磁性層A3に第二磁性層A4を介した交換結合によって転写された記録マーク（磁区）が、ディスクの回転に伴って領域Ｓ内に進入した時、記録マークの片側に形成された磁壁が領域Ｓ内のピーク温度位置まで瞬間的に移動することになる（図５（Ａ）中では、矢印ＡＡによりこの動作を示した）。磁壁移動を起こす起源となる力Ｆ(ｘ)は、図５（Ｃ  ）に示す様に、以下の式で表される。
Ｆ(ｘ)＝−∂σ／∂ｘ  ……（１）
【０００７】
この様にｘ方向に磁壁エネルギー密度σ の勾配があると、位置ｘに存在する 各層の磁壁に対して上記式１から求められる力Ｆ（ｘ）が作用する。
この力Ｆ（ｘ）は、磁壁エネルギーの低い方に磁壁を移動させるように作用する。第一磁性層A3は、磁壁抗磁力が小さくて磁壁移動度が大きいので、単独では、この力Ｆ（ｘ）によって容易に磁壁が移動する。しかし、位置ｘs より手前（図中では右側）の領域では、まだ媒体温度がＴs より低く、磁壁抗磁力の大きな第三磁性層A5と交換結合しているために、第三の磁性層A5中の磁壁の位置に対応した位置に第一磁性層A3の磁壁も固定されている。
図５（Ａ）に示す様に、磁壁が媒体の位置ｘs にあると、媒体温度が第二磁性層A4のキュリー温度近傍の温度Ｔs まで上昇し、第一磁性層A3と第三磁性層A5との間の交換結合が切断される。この結果、第一磁性層A3中の磁壁は、矢印ＡＡで示した様に、より温度が高くて磁壁エネルギー密度の小さな領域へと”瞬間的”に移動する。
【０００８】
再生用の光ビームのスポットの下を磁壁が通過すると、スポット内の第一磁性層A3の原子スピンは全て一方向に揃う。そして、媒体の移動に伴って磁壁が位置ｘs に来る度に、スポットの下を磁壁が瞬間的に移動しスポット内の原子スピンの向きが反転して全て一方向に揃う。この結果、図５（Ａ）に示す様に、再生信号振幅は記録されている磁壁の間隔（即ち記録マーク長）によらず、常に一定かつ最大の振幅になり、光学的な回折限界に起因した波形干渉等の問題から完全に解放されるのである。但し、磁壁の移動速度は無限大ではないから、スポットの下を磁壁が通過するのに要する時間τが、最短記録マーク長相当の距離を媒体が移動するのに要する時間ｔmin よりも長くならないようにする必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高記録密度を達成する際の課題は、Ｓ／Ｎや記録ピット間干渉の改善と同時に、光ディスクの形状、寸法等や光ディスク装置の形状、寸法、組立て誤差等のばらつきに対して信号品質を補償することである。このことは特に、光学ヘッドと光ディスクとの位置関係のばらつきとして代表されるデフォーカス、オフトラック（光スポットのトラック中心からのずれ）、タンジェンシャルチルト（記録トラック接線方向の傾き）、ラジアルチルト（ディスク半径方向の傾き）等による再生チャンネルの特性変化として指摘されており、これらに起因するエラーレートの増加の小さい装置が要求されている。
【００１０】
光ディスクの特長としては、媒体交換可能であることが注目されており、高密度化の進展に伴って前述のようなばらつきに対する補償性能が問題となってきた。例えばディスク内周部と外周部とではディスクの成型と反射膜の状態のばらつきに加えて、ディスクの反り等によって光学ヘッドとディスクとの平行度がずれてディスク半径方向および接線方向のチルトが発生し、このチルトによって再生信号品質が劣化する。加えてディスクの装着はそのセンターホールを用いて行われる中心支持のため、装着状態によってもチルト変化が生じる。
従来の光ディスクにおいては、より高密度化をはかった場合に光ディスク間あるいは装置間のばらつきが大きくなって信頼性が低下することが課題であった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、ＤＷＤＤ方式を用いた光磁気記録再生装置のチルトの変化に対する信号振幅、及び信号ジッタの特性を利用して、光学ヘッドの光磁気記録媒体に対するチルト調整を自動的に行なうことができる光磁気記録再生装置のチルト制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、基板上に、少なくとも第一、第二及び第三磁性層を順次積層した多層構造を持つ光磁気記録媒体に光ビームを照射し、前記第三磁性層に記録された記録データを、これを変化させることなく第二磁性層を介した交換結合により前記第一磁性層に磁気的に転写し、前記光ビームの照射部位における温度分布の温度勾配を利用した前記第一磁性層内で磁壁の移動を生じることによる記録マークからの光ビームの反射光の偏光面の変化を検出することにより、前記記録データを再生するにあたって前記光磁気記録媒体に対する光軸の傾きを制御する光磁気記録再生装置のチルト制御装置において、再生信号の振幅を検出する信号振幅検出回路と、この信号振幅検出回路の出力データを記憶させるメモリと、このメモリに保持された振幅データをもとに制御量を演算するチルト制御部と、このチルト制御部の出力により前記光磁気記録媒体に対する光軸の傾きを変化させるチルト位置可変手段とより構成され、前記チルト制御部は、前記チルト位置可変手段を所定の信号で変化させる間に検出された再生信号の振幅データの二つの極大点を判別し、その二つの極大点の中間点にチルト位置を設定するものである。
これにより、チルト調整を自動的に行ない、光ピックアップの光軸を光磁気記録媒体の面に対して垂直方向となるように制御することが可能となる。
【００１３】
この場合、請求項２に規定するように、前記制御されるチルトの種類は、ラジアルチルトとタンジェンシャルチルトの内の少なくとも一方である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る光磁気記録再生装置のチルト調整装置の一実施例について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明のチルト制御装置の第１の実施例を有する光磁気記録再生装置を示すブロック構成図である。図１において、１は光磁気記録媒体としての光磁気ディスク、２は光ピックアップよりなる光学系、３は半導体レーザ素子、４Ａ、４Ｂはピンフォトダイオード、５はプリアンプ、６は波形等化器、７は整形器、８はＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）、９は復調・誤り訂正手段、１１は信号振幅検出回路、１２はメモリ、１３Ａはチルト制御部、１４Ａはチルト位置可変手段である。上記光学系２は、対物レンズ２Ａや偏光ビームスプリッタ２Ｂ等を有している。
【００１５】
この第１実施例においては、光ピックアップから射出されるレーザ光Ｌがディスク半径方向に対する傾き、すなわちラジアル方向に対する傾きを調整する場合を例にとって説明する。従って、ここでは、チルト位置可変手段１４Ａとしてはラジアル用チルト位置可変手段が用いられ、また、チルト制御部１３Ａとしてはラジアル用チルト制御部が用いられる。ここで、破線で囲まれた部分がチルト制御装置２０を示し、これには光学系２、プリアンプ５、信号振幅検出回路１１、メモリ１２、ラジアル用チルト制御部１３Ａ及びラジアル用チルト位置可変手段１４Ａが含まれる。尚、光学系２及びプリアンプ５は光磁気記録再生装置自体に備えられているものである。
【００１６】
図１において光磁気ディスク１は、先に図４を参照して説明したディスクであり、基板A1上に、少なくとも、第一、第二、第三磁性層A3、A4、A5を順次積層した多層構造を持つ（図４参照）。この光磁気ディスク１に光ビームＬを照射し、第三磁性層A5に記録された記録データを、変化させることなく第二磁性層A4を介した交換結合により第一磁性層A3に磁気的に転写し、この照射部位における温度分布の温度勾配を利用して第一磁性層A3内で磁壁の移動を生じることによる記録マークからの光ビームの反射光の偏光面の変化を検出することにより記録データを再生する。上記半導体レーザ素子３から出力されるレーザ光は光学系２内で処理されて光磁気ディスク１上に光スポットとして集光され、その反射光が偏光ビームスプリッタ２Ｂを介して２つのピンフォトダイオード４Ａ、４Ｂに入射される。プリアンプ５は２つのピンフォトダイオード４Ａ、４Ｂにより検出された信号を差動増幅し、結果として光磁気ディスク１上の磁化の向きを検出し、ピット長さ変化により変化する再生信号を出力する。再生信号は波形等化器６で波形干渉の小さい信号に変えられ、整形器７で信号の有無を表すパルス信号に変換される。変換されたパルス信号はＰＬＬ８に入力され、光磁気ディスク１に記録されたリードデータである２値化信号を出力し、復調・誤り訂正手段９で復調・誤り訂正処理を行ってエラーのないディジタルデータ信号１０を出力する。
【００１７】
ここでＤＷＤＤ方式による光磁気ディスク再生における再生信号の振幅とラジアルチルト、再生ジッタの関係を図２に示す。ＤＷＤＤ方式の光磁気ディスクではラジアルチルトが無い状態（光ピックアップから出射されるレーザ光の光軸と光磁気ディスクがラジアル方向において垂直）の再生信号の振幅に対して、光軸がラジアル方向へ傾くにつれて再生信号の振幅は大きくなる。さらに傾くと再生信号の振幅はある点Ｐ１或いはＰ２で極大点を持ち、その後、小さくなるという特性を持っている。この特性は、従来の光ディスクや光磁気ディスクでは見られず、チルトが無い状態近辺で信号振幅が最大となる。
【００１８】
ラジアルチルトと再生信号ジッタとの関係は、従来の光ディスク、光磁気ディスク同様に、チルトが無い状態において再生信号ジッタが最小値を得られる。但し、再生信号の振幅の最大点と再生信号ジッタの最小点は必ずしも一致しないため、従来の光ディスクでは再生信号の振幅によるチルト制御は行えず、再生信号ジッタ値によってチルト制御を行うなどの方法が採られている。
これに対して、本発明では、ＤＷＤＤ方式の光磁気ディスクの再生時特有のラジアルチルトと信号振幅の関係を利用して、＋方向、−方向にラジアルチルトを与えたときの再生信号の振幅の極大点Ｐ１及びＰ２を求め、その中点の位置Ｐ０にラジアルチルト位置を設定する。これにより最適なラジアルチルト制御を行うことが可能となる。
【００１９】
図１において、最適なラジアルチルト制御を行う動作を説明する。光磁気記録再生装置の再生待機時や記録準備時を利用して、ラジアル用チルト制御部１３Ａによってラジアル用チルト可変手段１４Ａを動かしてラジアルチルトを＋方向、−方向の両方向に順次与える。この間にプリアンプ５で差動増幅によって得られた再生信号の信号振幅をチルト量と共にメモリ１２にデータとして保持する。チルト量と信号振幅の関係データを取り終えたら、このメモリ１２に保持されたデータをもとにラジアル用チルト制御部１３では信号振幅の２つの極大点（＋方向、−方向）Ｐ１、Ｐ２のチルト量を求め、そのチルト量の中点Ｐ０になるようにラジアル用チルト可変手段１４を制御する。これにより、最適なラジアルチルト制御を行うことができる。
【００２０】
ここでは、ラジアル方向へのチルト制御について説明したが、タンジェンシャル方向（光軸の記録トラック接線方向への傾き）へのチルト制御は同様にして行なう。図３は本発明のチルト制御装置の第２実施例を有する光磁気記録再生装置を示すブロック構成図であり、ここではタンジェンシャル方向へのチルト制御を行なう。
この場合には、図１に示す第１実施例のラジアル用チルト制御部１３Ａ及びラジアル用チルト位置可変手段１４Ａに代えて、それぞれタンジェンシャル用チルト制御部１３Ｂ及びタンジェンシャル用チルト位置可変手段１４Ｂを設けるだけである。これにより、図２を参照して説明したと同様な動作を行なうことにより、最適なタンジェンシャル用チルト制御を行なうことができる。
実際の記録再生装置では、一般的には、ラジアルチルト制御とタンジェンシャルチルト制御の両方ができるようになっており、チルト制御部１３Ａ、１３Ｂ及びチルト位置可変手段１４Ａ、１４Ｂ以外は共用されることになる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光磁気記録再生装置のチルト制御装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
再生信号の振幅とラジアルチルト量或いはタンジェンシャルチルト量との関係からチルト制御をすることにより、従来のチルト制御に利用する事が困難であった信号振幅を利用できるようになり、簡単な回路によりチルト制御のための信号を得ることができる。従って、光ピックアップの光軸を光磁気記録媒体の面に対して常に垂直方向とする制御を自動的に且つ容易に行うことができるようになり、この結果、例えば高密度の光ディスクの情報の記録再生にも対応でき、情報の高密度化が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチルト制御装置の第１の実施例を有する光磁気記録再生装置を示すブロック構成図である。
【図２】ＤＷＤＤ方式による光磁気ディスク再生における再生信号の振幅とラジアルチルト、再生ジッタの関係を示す図である。
【図３】本発明のチルト制御装置の第２実施例を有する光磁気記録再生装置を示すブロック構成図である。
【図４】磁性三層膜を有する光磁気記録媒体を示す拡大断面図である。
【図５】ＤＷＤＤ方式光磁気記録媒体のデータ再生時における作用を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１…光磁気ディスク（光磁気記録媒体）、２…光学系、３…半導体レーザ素子、４Ａ，４Ｂ…ピンフォトダイオード、５…プリアンプ、６…波形等化器、７…整形器、８…ＰＬＬ、９…復調・誤り訂正手段、１０…ディジタルデータ信号、１１…信号振幅検出回路、１２…メモリ、１３Ａ…ラジアルチルト制御部、１３Ｂ…タンジェンシャルチルト制御部、１４Ａ…ラジアルチルト位置可変手段、１４Ｂ…タンジェンシャルチルト位置可変手段、２０…チルト調整装置、A1…基板、A2…誘電体層、A3…第一磁性層、A4…第二磁性層、A5…第三磁性層、A6…誘電体層、A7…保護層。
【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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