(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層の記録層を有する光磁気記録媒体の記録再生方法であって、
上記２層の記録層にそれぞれビット情報を記録し、
再生光を照射することによって光磁気記録媒体から２種の物理量Ｄｊ（１≦ｊ≦２）をそれぞれ検出し、
上記物理量Ｄｊに寄与する各記録層に固有の因子Ｓｉｊ（ｉは記録層の番号であり１≦ｉ≦２）とし、第ｉ層の記録層に記録されたビット情報をＸｉとし、２層すべてのビット情報の組み合わせにより決定される記録状態に対して再生光により検出される２種類の物理量をＤｊ＝Ｓ１ｊ×Ｘ１＋Ｓ２ｊ×Ｘ２で表わし、各記録層に記録されたビット情報Ｘｉを、物理量Ｄｊの検出値と上記各記録層に固有の因子Ｓｉｊとを演算することにより各記録層に記録されたビット情報を再生することを特徴とする光磁気記録媒体の記録再生方法。
【請求項２】
上記ビット情報Ｘｉを、物理量ＤｊにＳｉｊで表される行列の逆行列を作用することによって求めることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体の記録再生方法。
【請求項３】
上記２種の物理量Ｄｊが、２種の波長λｊ（１≦ｊ≦２）の再生光を照射することによって検出される磁気光学効果に基づく量であることを特徴とする請求項１または２に記載の光磁気記録媒体の記録再生方法。
【請求項４】
上記検出される物理量がカー効果θｋに基づく量及び楕円率ηＫに基づく量であることを特徴とする請求項１または２に記載の記録再生方法。
【請求項５】
２層の記録層を有する光磁気記録媒体の光磁気記録再生装置において、
上記光磁気記録媒体に２種の波長λｊ（１≦ｊ≦２）の再生光を照射するための光ヘッドと、
各波長λｊについて磁気光学効果に基づく再生信号を検出する検出系と、
上記検出系から各波長λｊについて得られた検出信号Ｄｊを、Ｄｊ＝Ｓ１ｊ×Ｘ１＋Ｓ２ｊ×Ｘ２で表した場合（ｉは記録層の番号を示し、１≦ｉ≦２であり、Ｓｉｊはｉ番目の記録層のλｊの光に対する磁気光学効果の大きさを示す因子であり、Ｘｉはｉ番目の記録層の磁化状態＋１または−１である）、検出信号Ｄｊと因子Ｓｉｊとから各記録層の磁化状態を演算する演算手段とを有することを特徴とする光磁気記録媒体の記録再生装置。
【請求項６】
さらに、上記Ｓｉｊの逆行列の成分から得られる係数に応じて上記検出信号Ｄｊを増幅する増幅器を備える請求項５に記載の記録再生装置。
【請求項７】
記録層ごとにビット情報を記録再生することができる請求項５または６に記載の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体及びその記録再生方法に関し、さらに詳細には、複数の磁性層を備えることによって高密度記録及びその再生が可能な光磁気記録媒体並びにその記録再生方法及び記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報化技術の発達により、小型で且つ大容量の記録媒体である光記録媒体が使用されている。かかる光記録媒体は、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の再生専用記録媒体、ＣＤ−Ｒ等の一回だけ情報の書き込みが可能な追記型記録媒体、及び情報の書換えが可能な書換型記録媒体に分類される。書換型記録媒体としては光磁気ディスク等の光磁気記録媒体が知られている。光磁気記録媒体に情報を記録するには、記録層（磁性層）にレーザ光を照射しながら記録情報に応じた極性の外部磁界を印加して記録層中の磁化を外部磁界の方向に反転させている。
【０００３】
光磁気記録媒体においても、記録密度を高密度化することが重要な技術的課題の１つになっている。従来より、光磁気記録媒体の高密度化手段としては、例えば第１３回応用磁気学会講演概要集（１９８９年発行）の第６８頁や、Japanese Jounal of Applied Physics, Vol. 28 (1989) Supplement 28-3 pp.343-347 に記載されているように、信号を多値化して記録する方式が知られている。
【０００４】
かかる多値記録方式は、互いに保磁力が異なる複数の磁性層を積層し、磁性層に印加する磁界強度を多段階に変調することによって、特定の磁性層の磁化を選択的に磁化反転させている。この方式によれば、互いに保磁力が異なる３層の磁性層を記録媒体中に設けることによって信号の４値記録が可能になると記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記光磁気記録媒体の多値記録方式によると、再生時に多値記録された信号を検出するために、光磁気記録媒体から検出された信号を複数のレベルでスライスして多値信号を区別していたために各多値状態に相当する信号振幅の差が大きく取れず、信号振幅の差が近い二つの状態間を明確に区別するのが困難であった。このため、再生された多値信号のＳ／Ｎが低いという問題があった。それゆえ、かかる高密度記録された光磁気記録媒体から高いＳ／Ｎで再生信号を得るための再生技術が要望されていた。
【０００６】
また、従来、複数の磁性層を有する光磁気記録媒体において、各磁性層毎に独立に情報を記録再生することができる記録媒体は知られていない。このような性能を備えた記録媒体が実現すると、多種類の情報を一つの記録媒体に相関させて記録する場合や複数のチャンネル情報と同時に並列記録・再生する場合において極めて有効な記録媒体となり得る。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたものであって、第１の目的は複数の記録層を有する光記録媒体に、各記録層毎に独立にデータを記録（多層記録）及び再生することができる新規な記録再生方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の第２の目的は、本発明の記録再生方法に用いられる光記録媒体であって、複数の光記録層を有し且つ各記録層毎に独立にデータを記録及び再生することができる新規な光記録媒体を提供することにある。
【０００９】
さらに本発明の第３の目的は、本発明の記録再生方法に用いられる光磁気記録媒体の記録再生装置であって、各記録層に記録されたデータを独立に再生することができる新規な記録再生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に従えば、ビット情報がそれぞれ記録されるｎ層（ｎ≧２）の記録層を有する光記録媒体であって、
上記記録層にそれぞれビット情報が記録された上記光記録媒体に、再生光を照射することによって該光記録媒体からｍ種（ｍ＝ｎ）の物理量Ｄｊ（１≦ｊ≦ｍ）がそれぞれ検出され、
ｍ種の物理量Ｄｊの検出値と、上記物理量Ｄｊに寄与する各記録層に固有の因子Ｓｉｊ（ｉは記録層の番号であり１≦ｉ≦ｎ）とから各記録層に記録されたビット情報が再生されることを特徴とする光記録媒体が提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様に従えば、ｎ層（ｎ≧２）の記録層を有する光記録媒体の記録再生方法であって、
上記ｎ層（ｎ≧２）の記録層にそれぞれビット情報を記録し、
再生光を照射することによって光記録媒体からｍ種（ｍ＝ｎ）の物理量Ｄｊ（１≦ｊ≦ｍ）をそれぞれ検出し、
ｍ種の物理量Ｄｊの検出値と、上記物理量Ｄｊに寄与する各記録層に固有の因子Ｓｉｊ（ｉは記録層の番号であり１≦ｉ≦ｎ）とを演算することにより各記録層に記録されたビット情報を再生することを特徴とする光記録媒体の記録再生方法が提供される。
【００１２】
本発明の第１の態様に従う光記録媒体及び本発明の第２の態様に従う光記録媒体の記録再生方法の再生原理を、２層の記録層を備えた光磁気記録媒体を再生する場合を例に挙げて説明する。光磁気記録媒体では、通常、直線偏光の再生光が媒体の記録層に照射されると、その反射光の偏光方向は記録層の磁気光学効果（例えば、カー効果）により記録された磁化状態の向きに応じて右回りまたは左回りに回転する。一定方向の偏光成分だけが通過できる検光子を通して反射光を検出すると、磁化方向の向きに応じて異なる強度の反射光として再生信号を得ることができる。それゆえ、再生信号の強度は、記録層の磁気光学効果の大きさと、記録層の反射率の積に比例する。多重干渉効果をもたせた光磁気記録媒体の場合は、反射率には記録層の反射率のみならず干渉効果によるエンハンス分が含まれる。本発明に従う２層の記録層（磁性層）を有する光磁気記録媒体の場合、多重干渉を考慮した２層の記録層からの反射率と２層の記録層の磁気光学効果の大きさの積に比例すると考えられる。
【００１３】
ここで、磁気光学効果は２層の磁性層の磁化状態の組み合わせに対応した大きさになる。一方、反射率はそれらの記録層の磁化状態とは独立に決まる。磁気光学効果は、図２に示したように入射光の波長により変化し、反射率も同様に入射光の波長により変化する。図２は、実施例１で用いた２層の磁性層から構成された光磁気ディスクの第１磁性層及び第２磁性層のカー回転角θK の波長依存性を示している。
【００１４】
ここで、２層の磁性層を有する光磁気記録媒体の磁化状態について、第１磁性層の２種類の磁化状態（↑または↓方向の磁化状態）をＸ1 （Ｘ1 ＝＋１または−１）で表し、第２磁性層の２種類の磁化状態（↑または↓方向の磁化状態）をＸ2 （Ｘ2 ＝＋１または−１）で表し、波長λ1 の光で検出される再生信号の強度をＤ1 、波長λ2 の光で検出される再生信号の強度をＤ2 でそれぞれ表すと、Ｄ1 及びＤ2 はそれぞれ下記式（１）及び（２）で表される。
【００１５】
【数１】
0003889838.tif 000002
【００１６】
式中、Ｓ11及びＳ21は、それぞれ、波長λ1 の入射光に対する第１磁性層の磁気光学効果の大きさ×反射率の大きさを示すパラメータ及び波長λ1 の入射光に対する第２磁性層の磁気光学効果の大きさ×反射率の大きさを示すパラメータである。また、Ｓ12及びＳ22は、それぞれ、波長λ2 の入射光に対する第１磁性層の磁気光学効果の大きさ×反射率の大きさを示すパラメータ及び波長λ2 の入射光に対する第２磁性層の磁気光学効果の大きさ（カー回転角θK ）×反射率（Ｒ）の大きさを示すパラメータである。パラメータＳ11，Ｓ21，Ｓ12，Ｓ22は、記録層の構成と入射光の波長λを決定すると一義的に決まる固有の値であり、例えば、後述する実施例１で用いた光磁気ディスクの第１記録層及び第２記録層のパラメータＳ11，Ｓ21，Ｓ12，Ｓ22は図１に示したように入射光（再生光）の波長λ1 ＝６３０ｎｍ及びλ2 ＝７８０ｎｍにより決定される。
【００１７】
ここで、式（１）及び式（２）を行列として扱うと、下記式：
【００１８】
【数２】
0003889838.tif 000003
のように表すことができ、
【００１９】
ここで、各記録層の磁化状態Ｘ1 ，Ｘ2 は式（３）を以下のように変形することができる。
【００２０】
【数３】
0003889838.tif 000004
【００２１】
すなわち、Ｘ1 及びＸ2 はそれぞれ下記式（５）及び（６）で表される。
【数４】
Ｘ1 ＝（Ｓ22×Ｄ1 −Ｓ21×Ｄ2 ）／（Ｓ11×Ｓ22−Ｓ21×Ｓ12）    (5)
Ｘ2 ＝（−Ｓ12×Ｄ1 ＋Ｓ11×Ｄ2 ）／（Ｓ11×Ｓ22−Ｓ21×Ｓ12）  (6)
で表され、この演算から、それぞれの磁性層の磁化状態Ｘ1 とＸ2 を決定できる。
【００２２】
前記のようにパラメータＳ11，Ｓ21，Ｓ12，Ｓ22は、記録層及び波長で決まる定数であるため、検出された信号強度Ｄ1 、Ｄ2 とともに上記式（５）及び（６）に代入することにより各層の磁化状態Ｘ1 、Ｘ2 を決定することができる。式（５）及び（６）における演算は、例えば、それらのパラメータの大きさ（例えば、Ｓ22／（Ｓ11×Ｓ22−Ｓ21×Ｓ12））に相当するゲインを有する増幅器及び加算器を用いて容易に実行することができる。こうして、本発明の再生方法を用いると、第１磁性層及び第２磁性層に記録された磁化情報をそれぞれ再生することができる。
【００２３】
上記原理説明では光記録媒体として２層の記録層を有する光磁気記録媒体を用い、物理量として異なる波長の再生光による磁気光学効果を観測したが、本発明はこれに限定されない。より一般的には、本発明において、光記録媒体の第ｉ層（ｉは１からｎまでの整数）の記録層に記録されたビット情報をＸｉとし、ｎ層すべてのビット情報の組み合わせにより決定される記録状態に対して再生光により検出されるｍ種類（ｍ＝ｎ）の物理量がＤｊ＝Ｓ１ｊ×Ｘ１＋Ｓ２ｊ×Ｘ２＋・・・＋Ｓｉｊ×Ｘｉ＋・・・＋Ｓｎｊ×Ｘｎで表わされ、各記録層に記録されたビット情報Ｘｉが、物理量Ｄｊの検出値とＳｉｊとから演算されることによって各記録層のビット情報を再生することができる。ここで、ビット情報Ｘｉは、物理量ＤｊにＳｉｊで表される行列の逆行列を作用することより容易に求められる。
【００２４】
本発明の光記録媒体及び記録再生方法において、光記録媒体が２層の記録層を有する光磁気記録媒体であり、再生光を照射することによって検出される物理量をカー回転角に基づく量及び楕円率に基づく量にすることができる。この光磁気記録媒体の場合、２層の磁性層を有する媒体の磁化状態について、第１磁性層の２種類の磁化状態（↑または↓方向の磁化状態）をＸ1 （Ｘ1 ＝＋１または−１）で表し、第２磁性層の２種類の磁化状態（↑または↓方向の磁化状態）をＸ2 （Ｘ2 ＝＋１または−１）で表し、カー回転角θK に基づいて検出される再生信号の強度をＦ1 と、楕円率ηK に基づいて検出される再生信号の強度をＦ2 とすると、Ｆ1 及びＦ2 はそれぞれ下記式（７）及び（８）で表される。
【００２５】
【数５】
Ｆ1 ＝ＳK1×Ｘ1 ＋ＳK2×Ｘ2     ・・・（７）
Ｆ2 ＝ＳE1×Ｘ1 ＋ＳE2×Ｘ2     ・・・（８）
【００２６】
ここで、上記多波長で観測された磁気光学効果の場合と同様に逆行列を用いて、各記録層の磁化状態Ｘ1 ，Ｘ2 について表すと、下記式（９）及び（10) のようになる。
【００２７】
【数６】
Ｘ1 ＝（ＳE2×Ｆ1 −ＳK2×Ｆ2 ）／（ＳK1×ＳE2−ＳE1×ＳK2）    (9)
Ｘ2 ＝（−ＳE1×Ｆ1 ＋ＳK1×Ｆ2 ）／（ＳK1×ＳE2−ＳE1×ＳK2）  (10)
【００２８】
ここで、ＳK1は第１層のカー回転角θK の大きさ×反射率に依存するパラメータであり、ＳK2は第２層のカー回転角θK の大きさ×反射率に依存するパラメータである。ＳE1は第１層のカー楕円率ηK の大きさ×反射率に依存するパラメータであり、ＳE2は第２層のカー楕円率ηK の大きさ×反射率に依存するパラメータである。これらのパラメータは第１磁性層（第１記録層）及び第２磁性層（第２記録層）の構成に固有の量である。従って、カー回転角及び楕円率に関してそれぞれ検出された信号強度とこれらのパラメータＳK1，ＳE1，ＳE2，ＳK2を式（９）及び（10) に代入することで各磁性層の磁化状態Ｘ1 ，Ｘ2 を求めることができる。
【００２９】
上記カー回転角及び楕円率を物理量として検出する光磁気記録媒体の場合、２層の磁性層の構成を選択することにより、媒体に直線偏光を入射したとき、一方の磁性層の２種類の磁化状態による磁気光学効果で反射光の偏波面が入射光の偏波面に対して回転するカー回転角を有する層とし、残るもう一方の磁性層の２種類の磁化状態による磁気光学効果で反射光の偏波面が入射光の偏波面に対して楕円偏光になるカー楕円率を有する層とにすることが可能である。このような光磁気記録媒体を実現すると、一方の磁性層の磁化状態を偏波面の回転で検出でき、もう一方の磁性層の磁化状態を楕円偏光の回転方向で検出することができるようになる。
【００３０】
本発明の第３の態様に従えば、ｎ層（ｎ≧２）の記録層を有する光磁気記録媒体の光磁気記録再生装置において、
上記光磁気記録媒体にｍ種（ｍ＝ｎ）の波長λｊ（１≦ｊ≦ｍ）の再生光を照射するための光ヘッドと、
各波長λｊについて磁気光学効果に基づく再生信号を検出する検出系と、
上記検出系から各波長λｊについて得られた検出信号Ｄｊを、Ｄｊ＝Ｓ１ｊ×Ｘ１＋Ｓ２ｊ×Ｘ２＋・・・＋Ｓｉｊ×Ｘｉ＋・・・＋Ｓｎｊ×Ｘｎで表した場合（ｉは記録層の番号を示し、１≦ｉ≦ｎであり、Ｓｉｊはｉ番目の記録層のλｊの光に対する磁気光学効果の大きさを示す因子であり、Ｘｉはｉ番目の記録層の磁化状態＋１または−１である）、検出信号ＤｊとＳｉｊとから各記録層の磁化状態を演算する演算手段とを有することを特徴とする記録再生装置が提供される。
【００３１】
本発明において光記録媒体として光磁気記録媒体を用いる場合には、本発明の第３の態様に従う光磁気記録媒体の記録再生装置を用いるのが好適である。本発明の光磁気記録媒体の記録再生装置において、上記演算手段は、例えば、図８に示したような回路で構成することができる。
【００３２】
本発明の第４の態様に従えば、２層（ｎ≧２）の記録層を有する光磁気記録媒体の光磁気記録再生装置において、
検出された再生光の偏光面の回転角を検出する光学系と、
検出された再生光の楕円率を検出する光学系とを備えることを特徴とする光磁気記録媒体の記録再生装置が提供される。
【００３３】
本発明の第４の態様に従う記録再生装置は、再生光の照射により検出される物理量がカー効果θK に基づく量と楕円率ηK に基づく量である場合に好適である。この場合、多波長の再生光を照射する光ヘッドは不要となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光記録媒体及びその記録再生方法並びに記録再生装置の実施の形態及び実施例を図面を参照しながら説明する。
【００３５】
実施例１
この実施例では多波長の再生光により再生される２層の記録層を有する光磁気ディスクの製造方法及びその記録再生方法並びに記録再生装置について説明する。
【００３６】
〔２層の記録層を有する光磁気ディスクの製造〕
最初に、射出成形機にスタンパを装着して、ポリカーボネート材料を射出成形することにより案内溝及びプリフォーマット信号が形成されたポリカーボネート透明基板を作製した。得られたポリカーボネート基板を、複数のスパッタ成膜室を有する連続スパッタ装置を用いて、基板上に各層を積層した。スパッタ雰囲気ガスとしてアルゴンガスまたはアルゴン／窒素混合ガスを用いた。基板を第１成膜室に設置し、スパッタターゲットとしてＳｉＮを用い、スパッタガスとしてＮ2 分圧１０％のＡｒ／Ｎ2 混合ガスを０．３Ｐａの圧力で用いることよって、第１誘電体層として屈折率２．１のＳｉＮを基板上に膜厚１５０ｎｍで成膜した。次いで、基板を第２成膜室に搬送して、ＴｂＦｅＣｏ合金をターゲットとしてＡｒガス圧０．３Ｐａ下で組成Ｔｂ22Ｆｅ68Ｃｏ10の第１磁性層を膜厚８ｎｍで成膜した。次いで、第３成膜室に基板を移し、ＳｉＮを第１誘電体層成膜時と同じスパッタ条件にて成膜して、磁性層上に膜厚１８０ｎｍのＳｉＮ第２誘電体層を得た。次いで、第４成膜室中で、再びＴｂＦｅＣｏ合金をターゲットとしてＡｒガス圧０．３Ｐａ下で組成Ｔｂ31Ｆｅ58Ｃｏ11の第２磁性層を膜厚４５ｎｍで成膜した。基板を第５成膜室に搬送し、スパッタターゲットとしてＰｔＣｏ合金を用い、スパッタガスとしてＡｒガスを０．３Ｐａの圧力で用いることよって、Ｐｔ90Ｃｏ10補助磁性層を膜厚４６ｎｍで成膜した。積層されたポリカーボネート基板をスパッタ装置から取り出し、最上層にＵＶ系保護樹脂をスピンコートして保護膜を形成した。
【００３７】
図３に、こうして得られた光磁気ディスク１０の構造を示す。光磁気ディスク１０は、ポリカーボネート基板１上にＳｉＮ第１誘電体層２／Ｔｂ22Ｆｅ68Ｃｏ10第１磁性層３／ＳｉＮ第２誘電体層４／Ｔｂ31Ｆｅ58Ｃｏ11第２磁性層５／Ｐｔ90Ｃｏ10補助磁性層６／ＵＶ系保護樹脂８を積層してなる構造を有する。第１磁性層３はＴＭリッチ組成であり、キュリー温度Ｔｃが２３０℃であり、第２磁性層５はＲＥリッチ組成であり、キュリー温度Ｔｃが２２０℃であった。第２誘電体層の屈折率は第１誘導体層と同じ２．１であった。
【００３８】
上記光磁気ディスクは、本発明者による特開平８−１２９７８４号に開示した多値記録が可能な光磁気記録媒体と同様な構成の光磁気ディスクであり、以下に簡単にこのタイプの光磁気ディスクの記録原理を図４を用いて簡単に説明する。なお、図３に示した光磁気ディスク１０において、第１磁性層３は第１記録層を構成し、第２磁性層５と補助磁性層６は第２記録層を構成する。
【００３９】
補助磁性層６は、組成によっては垂直磁気異方性エネルギーが形状異方性と同じか若しくはそれより低くなり、外部磁界が印加される以前において、磁化を面内方向（補助磁性層６の膜面と平行な方向）に向けることができる。このように調整された補助磁性層６は、キュリー温度近傍まで昇温され、外部磁界が印加されると、磁化の方向が面内方向より立ち上がって外部磁界方向の磁気モーメント成分を生じ、これに接して積層されている非晶質垂直磁化層５の遷移金属磁気モーメントに交換結合力を及ぼす。従って、非晶質垂直磁化層５と補助磁性層６とを積層してなる第２記録層は、外部磁界に対する記録信号レベルの変化が、図４(a) に示すように２つの磁界領域Ｈ1 ，Ｈ3 で記録状態が存在する。一方、第１記録層（第１磁性層３）は、図４(b) に示すように、第２記録層（第２磁性層５及び補助磁性層６）とは異なる磁界領域Ｈ2 に記録状態が存在する。
【００４０】
これらの２層の記録層の磁化状態を光磁気ディスク１０に印加する外部磁界との関係で図５に示す。図５では各記録層の磁化状態を磁化方向↑または↓で表しており、磁界をＨ0 〜Ｈ3 の４段階に変調して記録することにより磁界の大きさに応じて４つの磁化状態（↑↑），（↓↑），（↑↓）及び（↓↓）を形成することができる。すなわち、第１記録層に記録する２値符号系列と第２記録層に記録する２値符号系列とを上記磁化状態の組合せと捉えてＨ0 〜Ｈ3 の４段階に変調された磁界を印加することにより、第１記録層及び第２記録層にそれぞれ２値符号系列を記録することができる。特開平８−１２９７８４号ではこれらの磁化状態の組合せに応じて”０”，”１”，”２”，”３”の４値記録を実現している。
【００４１】
〔２層の記録層を有する光磁気ディスクへの記録〕
上記のような記録原理の下で図３に示した光磁気ディスク１０の第１記録層３及び第２記録層（５，６）にそれぞれ２値符号系列を記録する方法を具体的に説明する。
【００４２】
図３に示した光磁気ディスク１０に、クロック周期でパルス状に変調された記録用レーザビームを照射しながら、記録信号に応じて４段階に変調した外部磁界を印加することによって２つの２値符号系列を第１及び第２記録層にそれぞれ磁界変調記録する。まず、光磁気ディスクを、ターンテーブル等の媒体駆動部に装着し、基板側に光学ヘッドを保護膜側に磁気ヘッドを配置した。媒体駆動部を起動して光磁気ディスクを光学ヘッド及び磁気ヘッドに対して線速度７．５４ｍ／ｓで回転させ、光学ヘッド及び磁気ヘッドを記録すべき所定のトラックに位置付けた後、図６(a) に示した２つの２値符号系列からなる記録信号を記録した。
【００４３】
記録用レーザ光として半導体レーザからのλ＝７８０ｎｍの光を用い、記録パワーを９．５ｍＷとして記録した。図６(a) の上列及び下列に示した２値符号系列からなる記録信号は、それぞれ、光磁気ディスクの第１磁性層及び第２磁性層に記録される信号を示しており、上下列の信号の組み合わせにより４値の情報を記録することもできる。この２列の情報を１つおきに組合せ、図６(b) に示すような１列の信号列とした。
【００４４】
次いで、図６(b) に示した信号列を、図６(c) に示すタイミングチャートに従う処理を行い、図６(c) の最下列に示したような信号列を得た。この信号を記録クロックに同期して磁気ヘッドに入力することによって図６(d) に示したようなＨ0 〜Ｈ3 の４種類の磁場を磁気ヘッドから光磁気ディスクに印加した。そして、外部磁界が所定の値に切り替わった後、光学ヘッドより図６(e) に示したような光パルスを照射して、光パルス照射部の各磁性層を、外部磁界によって磁化反転できる温度まで加熱させた。このような操作により、各光パルスの照射部に、外部磁界の大きさに応じて、第１磁性層及び第２磁性層の磁化状態の組み合わせによる４つの磁化状態が形成される。形成された磁区のパターンを図６(f) に示した。４種の磁化状態を円形マークの模様により区別した。
【００４５】
磁界強度の信号変調は、前述の特開平８−１２９７８４号に述べられている方式及び信号変調回路によって行うことができる。すなわち、信号変調回路では記録信号を偶数ビットと奇数ビットとに分離し、タイミング合わせやパルス長の調整などの波形処理を行った後、ゲインが異なる増幅器でそれぞれ増幅し、これを加算する。次いで、この加算信号を磁気ヘッド駆動回路で電圧電流変換することによって、磁気ヘッドより外部磁界を印加するようにしている。また、別の信号変調回路では、記録信号を偶数ビットと奇数ビットとに分離し、タイミング合わせやパルス長の調整などの波形処理を行った後、ゲインが同一の増幅器でそれぞれ増幅する。次いで、各増幅信号を別々の磁気ヘッド駆動回路で電圧電流変換し、複数の巻線をもった磁気ヘッドより外部磁界を印加してもよい。
【００４６】
上記磁界強度変調方式の信号記録において、レーザービームは、一定強度で照射する他、周期的又はパルス状に照射することもできる（光磁界変調方式）。こうして、光磁気ディスクの２層の記録層にそれぞれ２値符号系列の信号を記録することができた。
【００４７】
〔２層の記録層を有する光磁気ディスクの再生〕
上記のようにして光磁気ディスクの各記録層に記録された信号を独立して再生する方法を以下に説明する。本発明に従って光磁気ディスクの各記録層に記録された信号をそれぞれ再生するために、図７に示したような構成の光ヘッド部及び図８に示したような信号処理回路を用いることができる。図７の光ヘッド部において、光源として波長λ1 ＝６３０ｎｍ及び波長λ2 ＝７８０ｎｍのレーザー光をそれぞれ出射するレーザー光源７１及びレーザー光源７３を備える。λ1 及びλ2 の波長のレーザー光は、ビームスプリッタＢＳ１により一つのビームに合成され、光磁気ディスク１０に集光レンズ７５を介して集光される。光磁気ディスク１０から反射された光の一部は、ビームスプリッタＢＳ２により自動焦点制御のためのフォーカスサーボ用光学系７７に導かれる。また、光磁気ディスク１０から反射された光の一部は、ビームスプリッタＢＳ３及びビームスプリッタＢＳ４により分割され、分割された光はそれぞれ波長板ＰＣ１，ＰＣ２及び偏向ビームスプリッタＢＳ５，ＢＳ６を介した差動光学系によって２組の検出器ＰＤ２，ＰＤ３及びＰＤ４，ＰＤ５により検出される。
【００４８】
ここで、検出器ＰＤ２，ＰＤ３は波長λ1 の光を検出することができるフォトダイオードであり、検出器ＰＤ４，ＰＤ５は波長λ2 の光を検出することができるフォトダイオードである。検出器ＰＤ２，ＰＤ３で検出された電流信号は、それぞれ、電流電圧変換器（図示しない）により電圧信号に変換された後、図８に示したように減算器９１によってその差が求められ、波長λ1 での検出信号Ｄ1 となる。また、検出器ＰＤ４，ＰＤ５で検出された電流信号は、それぞれ、電流電圧変換器（図示しない）により電圧信号に変換された後、減算器９３によってその差が求められ、波長λ2 における検出信号Ｄ2 となる。
【００４９】
次いで、検出信号Ｄ1 及びＤ2 はそれぞれ２つに分割された後、それぞれ、増幅器Ａ９４及びＢ９５、増幅器Ｃ９６及びＤ９７を用いて所定のゲインにより増幅される。そして、増幅器Ａ９４と増幅器Ｃ９６からの出力が加算器９８により加算されて出力Ｘ1 として出力され、増幅器Ｂ９５と増幅器Ｄ９７からの出力が加算器９９により加算されて出力Ｘ2 として出力される。ここで、各増幅器Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤのゲインは、前記式（５）及び（６）のＤ1 及びＤ2 の係数より決定される。
【００５０】
すなわち、増幅器ＡのゲインＧＡ、増幅器ＢのゲインＧＢ、増幅器ＣのゲインＧＣ、増幅器ＤのゲインＧＤはそれぞれ以下のように表される。
【００５１】
【数７】
ＧＡ＝Ｓ22／（Ｓ11×Ｓ22−Ｓ21×Ｓ12）
ＧＢ＝−Ｓ12／（Ｓ11×Ｓ22−Ｓ21×Ｓ12）
ＧＣ＝−Ｓ21／（Ｓ11×Ｓ22−Ｓ21×Ｓ12）
ＧＤ＝Ｓ11／（Ｓ11×Ｓ22−Ｓ21×Ｓ12）
【００５２】
ここで、パラメータＳ11，Ｓ12，Ｓ21及びＳ22は、前述のように、入射光の波長λ1 とλ2 の下での第１及び第２磁性層のカー効果と反射率との積により決定される数値である。本実施例で用いた光磁気ディスクの第１磁性層及び第２磁性層のパラメータＳの波長に対する変化を図１に示した。第１磁性層のパラメータＳは再生光の波長λ1 ＝６３０ｎｍにおいてＳ11＝０．１３７、波長λ2 ＝７８０ｎｍにおいてＳ12＝０．０２１であり、第２磁性層のパラメータＳは再生光の波長λ1 ＝６３０ｎｍにおいてＳ21＝−０．００４であり、波長λ2 ＝７８０ｎｍにおいてＳ22＝−０．１３４である。従って、それらのＳ値を上記各ゲインを表す式に代入することで、ゲインＧＡ＝７．７３、ＧＢ＝１．１５、ＧＣ＝−０．２２、ＧＤ＝−７．５０が得られた。
【００５３】
上記ゲインのアンプＡとアンプＣの出力を加算した出力Ｘ1 、及び上記ゲインのアンプＢとアンプＤの出力を換算した出力Ｘ2 はそれぞれの第１磁性層及び第２磁性層の磁化状態を直接示す２値信号列となる。
【００５４】
この実施例では、記録層が２層の場合を例に挙げて説明してきたが、磁性層の層数が３層以上の場合も上記と同様に検出することができる。すなわち、ｎ層の磁性層を有する媒体の磁化状態について、第ｉ層（ｉは１からｎまでの整数）の磁性層の２種類の磁化状態をＸi ＝＋１とＸi ＝−１であらわし、ｎ層すべての磁化状態の組み合わせにより決定される複数の磁化状態に対して、ｍ種類（ｍはｎ以上の整数）の波長λj （ｊは１からｍまでの整数）の光で検出される再生信号の強度をＤj ＝Ｓ1j×Ｘ1 ＋Ｓ2j  ×Ｘ2 ＋・・・＋Ｓij×Ｘi ＋・・・＋Ｓnj×Ｘn であらわすとき、Ｓijで構成される行列の逆行列をＤj に作用することにより、それぞれの磁性層の磁化状態Ｘi を決定できる。
【００５５】
上記の方法により異なる波長で信号を再生し、その検出信号の線形結合で磁化状態を検出することにより、各記録層毎に情報を再生することができる。
【００５６】
上記の光磁気ディスクの記録層の構成として、Ｓ11及びＳ21の一方とＳ12及びＳ22の一方が極めて小さな値になるように再生波長λ１及びλ２並びに記録層の組成、厚みを選択すれば、検出信号出力Ｄ1 から第１記録層の磁化状態が直接得られ、検出信号出力Ｄ2 から第２記録層の磁化状態が直接得られ、一層Ｓ／Ｎの高い再生を行うことができる。
【００５７】
実施例２
本発明の実施例１においては、物理量として再生波長λ1 とλ2 におけるカー効果に基づいて信号を検出したが、この実施例では、単一波長の再生光を用い、物理量としてカー効果に基づく信号と楕円率に基づく信号を検出する。すなわち、光磁気ディスクの第１磁性層及び第２磁性層についてカー効果に基づくパラメータＳK1，ＳK2と楕円率に基づくパラメータＳE1，ＳE2をそれぞれ求めておき、カー効果による再生信号と楕円率による再生信号Ｆ1 及びＦ2 をそれぞれ測定して、測定された再生信号強度とそれらのパラメータから各磁性層の磁化状態を決定する。
【００５８】
〔２層の記録層を有する光磁気ディスクの製造〕
実施例１に示した製造方法と同様の方法を用いて、ポリカーボネート基板上に、膜厚１４０ｎｍの窒化シリコン第１誘電体層、膜厚８ｎｍのＴｂＦｅＣｏ第１記録層、膜厚４０ｎｍの窒化シリコン第２誘電体層、膜厚２０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ第２記録層、膜厚２００ｎｍのＰｔＣｏ層を順次積層して光磁気ディスクを作製した。この光磁気ディスクの積層構造は図３に示した実施例１の場合と同様である。
【００５９】
この実施例では第１磁性層及び第２磁性層の組成及び膜厚を調整することにより、カー効果による再生信号と楕円率による再生信号Ｆ1 及びＦ2 を表す前述の式：
【数８】
Ｆ1 ＝ＳK1×Ｘ1 ＋ＳK2×Ｘ2         ・・・（７）
Ｆ2 ＝ＳE1×Ｘ1 ＋ＳE2×Ｘ2         ・・・（８）
における各パラメータは、ＳK1＝０．１７２、ＳK2＝−０．０００３、ＳE1＝０．０００８，ＳE2＝−０．０５２とした。すなわち、第１磁性層は磁化状態の変化によりカー回転角θk は大きく変わるが、楕円率ηK は殆ど変化しないのに対して、第２磁性層では磁化状態の変化によりカー回転角θk は殆ど変化せず、楕円率ηK は大きく変化する光磁気ディスクを構成した。
【００６０】
〔２層の記録層を有する光磁気ディスクの記録方法〕                        上記のようにして得られた光磁気ディスクの第１記録層（第１磁性層）及び第２記録層（第２磁性層及び補助磁性層）に、実施例１で説明した記録方法を用いてそれぞれ２値符号系列を記録した（図６参照）。
【００６１】
〔２層の磁性層を有する光磁気ディスクの再生方法〕                        図９は、この実施例の光磁気ディスクを記録再生するための光ヘッド部の概略構成を示す。この光ヘッド部では、ビームスプリッターＢＳ４とλ／２波長板ＰＣ１との間に位相補償板としてλ／４波長板１０１を配置し、レーザー光源７１として波長６８０ｎｍのレーザー光を発振するレーザー光源を用いた以外は、実施例１で用いた光ヘッド部と同一の構成である。この場合、検出器であるフォトダイオードＰＤ２，ＰＤ３は楕円率ηK の検出用として用い、フォトダイオードＰＤ４，ＰＤ５はカー回転角θk の検出用として用いた。
【００６２】
この実施例の光磁気記録媒体では、各記録層の磁化状態Ｘ1 ，Ｘ2 を表す前述の式：
【数９】
Ｘ1 ＝（ＳE2×Ｆ1 −ＳK2×Ｆ2 ）／（ＳK1×ＳE2−ＳE1×ＳK2）    (9)
Ｘ2 ＝（−ＳE1×Ｆ1 ＋ＳK1×Ｆ2 ）／（ＳK1×ＳE2−ＳE1×ＳK2）  (10)
において、前記のようなパラメータＳK1＝０．１７２、ＳK2＝−０．０００３、ＳE1＝０．０００８，ＳE2＝−０．０５２を採用している。このため、
【数１０】
Ｘ1 ≒〔ＳE2／（ＳK1×ＳE2）〕×Ｆ1 ＝（１／ＳK1）×Ｆ1     (11)
Ｘ2 ≒〔ＳK1／（ＳK1×ＳE2）〕×Ｆ2 ＝（１／ＳE2）×Ｆ2     (12)
となる。従って、第１磁性層の磁化状態はカー回転角に基づく再生信号（図８における信号Ｄ1 ）から直接得られ、第２磁性層の磁化状態は楕円率に基づく再生信号（図８における信号Ｄ2 ）から直接得ることができる。なお、この例では、図８に示した信号処理系において増幅器９４〜９７のゲインを上記式（９）及び式（10）のＦ1 及びＦ2 の係数となるように調整した信号処理系を用いたが、ＳE1及びＳK2が極めて小さな値である場合には、信号処理系は、ＳE2／（ＳK1×ＳE2）及びＳK1／（ＳK1×ＳE2）に相当するゲインの増幅器（図示しない）だけを用いて、図８に示した増幅器９４〜９７及び加算器９８及び９９を含む回路を省略することもできる。
【００６３】
本発明を実施例１及び２により具体的に説明してきたが、本発明はそれらに限定されず、特許請求の範囲内で具体化し得る全てのそれらの変形例や改良例を包含する。上記実施例では２層の記録層を有する光記録媒体を例示して説明してきたが、３層以上の層構成の媒体を用いることもできる。この場合、観測する物理量は３以上となり、異なる波長の再生光により物理量を観測する場合は３以上の異なる波長が用いられる。
【００６４】
また、複数の記録層を有する光記録媒体の記録方法は、実施例１で説明した方法に限定されず、記録層のキュリー温度の差を利用して光強度を変調する方法や集光位置を変調する方法を用いることもできる。
【００６５】
また、光磁気記録媒体に記録を行う場合には、磁界変調記録のみならず光磁界変調方式及び光変調方式を用いることができる。
【００６６】
さらに、本発明では、２層の記録層にそれぞれ２値系列の情報を記録し、それらを再生する例を示したが、４値系列の記録情報を２組の２値系列の情報として２層の記録層に記録し、２層の記録層から再生された２組の２値系列の情報から４値系列の記録情報を再生することもできる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の複数の記録層を有する光記録媒体は、各記録層にデータを独立して記録再生することができるため、記録密度を大幅に向上することができる。それゆえ本発明の光記録媒体は、多種類の情報を一つの記録媒体に相関させて記録する場合や複数のチャンネル情報を同時に並列記録・再生する場合において極めて有効な記録媒体となり得る。
【００６８】
本発明の記録再生方法は、記録層の数以上の種類の物理量を検出することにより、検出結果と、その物理量に関する記録層に固有の定数とを演算することにより各記録層に記録されたビット情報を再生することが可能になる。特に、それらの物理量に関する記録層に固有の定数を適宜選択することにより第１記録層からある物理量を検出し、第２記録層から別の物理量を検出ことも可能となり、各物理量の再生出力から直接記録層のビット情報を再生することも可能となる。本発明の記録再生装置は、本発明の光記録媒体の記録再生及び本発明の記録再生方法の実行に極めて好適な装置であり、高密度記録を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で用いた光磁気ディスクの各磁性層のカー効果の大きさを入射光の波長に対して示すグラフであり、パラメータＳ11，Ｓ21，Ｓ12，Ｓ22がこのグラフから決定される。
【図２】実施例１で用いた光磁気ディスクの２層の磁性層のカー回転角θkの波長依存性を示すグラフである。
【図３】実施例１で作製した２層の記録層を有する光磁気ディスクの積層構造を示す断面図である。
【図４】実施例１で作製した２層の記録層を有する光磁気ディスクの記録原理を説明する図であり、(a) 及び(b) に各記録層の記録可能な磁界領域を示す。
【図５】図４に示した光磁気ディスクの２つの記録層の磁化状態の組合せと、それらの磁化状態の組合せを形成するために印加した外部磁界を示す図である。
【図６】実施例１の記録方法において記録する２組の２値符号系列、それに応じて印加される磁場及び形成された磁区のパターンを示すタイミングチャートである（(a) 〜(f) ）。
【図７】実施例１において使用した光磁気記録再生装置の光ヘッド部の概略構成を示す図である。
【図８】図７に示した各フォトダイオードからの検出信号を処理して各記録層の磁化状態を求めるための信号処置回路を示す図である。
【図９】実施例２において使用した光磁気記録再生装置の光ヘッド部の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２  第１誘電体層
３  第１磁性層
４  第２誘電体層
５  第２磁性層
６  補助磁性層
１０  光磁気ディスク
７１，７３  レーザー光源
７５  集光レンズ
７７  自動焦点制御系
９１，９３  減算器
９４〜９７  増幅器
９８，９９  加算器
１０１  λ／４波長板
【図１】
0003889838.tif 000005
【図２】
0003889838.tif 000006
【図３】
0003889838.tif 000007
【図４】
0003889838.tif 000008
【図５】
0003889838.tif 000009
【図６】
0003889838.tif 000010
【図７】
0003889838.tif 000011
【図８】
0003889838.tif 000012
【図９】
0003889838.tif 000013