专利名称：高密度信息记录再生方法
技术领域：
本发明涉及以光学记录/再生信息的装置，特别涉及在圆盘型的媒体上记录再生信息的光盘装置的高密度化。
现在已作为产品的光盘装置的面密度约为880兆/平方英寸，即使是研究开发水平，克服严格的光盘使用的环境条件，可以综合地实现的高密度是成品水平的3倍左右。另外作为产品的光盘装置的使用波长是780nm，物镜的NA是0.55，记录方式是标记长记录，伺服方式是连续伺服，参考文献是ECMA(欧州计算机制造商协会)标准文件。
本发明的目的是利用现在能实现的构成要素，实现在光盘上的最高密度的记录再生特性。所能实现的记录密度的值是10Gbit/in2。
本发明的意图如下。
(1)记录用的激光的采用输出50mw、波长680nm的半导体激光器，再生采用产生15mW以上的波长为530nm的SHG(产生二次谐波)光源。
(2)物镜使用的NA是0.55的对记录用和再生用的波长进行色像差修正的物镜。
(3)记录媒体使用与由波长和物镜的NA决定的光点尺寸相比，可以制成约1/4以下的微小标记的记录媒体。还可以使用具有应用了对于多层磁性膜的各层温度磁性特性不同的超解像特性的媒体。
(4)作为光学系统，可以使用比由波长和物镜的NA决定的光点尺寸在盘面上更小地超解像光学系统。而且，设置成在记录再生时使用多光点的构成。
(5)作为记录方式，在由轨迹方向和轨迹的半径方向形成的二维晶格的晶格结点上进行排列成同心圆状的标记的二维记录。
(6)再生方式检测来自二维晶格结点上的标记的再生信号，相互使用来自各标记的再生信号进行信号处理检出信息。这时，在与晶格结点同步的时间以具有比来自光源的通常的直流光的功率更大的峰值功率的光，脉冲性地照射晶格结点，并在与晶格结点同步的时间检测晶格结点上的反射光。
(7)跟踪采用所谓的采样伺服，根据离散地设置的嵌入槽制作记录和再生的时钟脉冲，根据摆动标记检测轨迹偏离信号。
记录使用现时可得的并可以直接调制的波长680nm的高输出激光器，光点尺寸设在1.23微米。进而在使之具有光学的超解像效果并考虑光输出的效率的同时，使光点尽寸缩小至约7成为0.87微米。使用此光点在可以形成记录光点的1/4以下的标记的媒体上记录0.22微米直径的标记。此媒体的构成如下(1)预先设置记录有具有0.22微米的目标形状的微小标记的嵌入标记层，由采样伺服在此上产生记录点位置，由已嵌入的槽制成时钟脉冲，通过根据此时钟脉冲是否进行嵌入标记的磁性复制，在再生层上记录信息标记。在再生层上记录的标记成为嵌入标记，并且是不依赖于记录光点的微小标记。
(2)在微小的区域使记录灵敏度特性局部地变化，制成不依赖于记录光点的微小标记。具体的方法是，在记录膜上以强激光照射，使得在局部产生结构缓和，减弱顽磁力。
(3)预先用喷射法在光盘的基板上设置微小凹凸的模板，设置形成磁标记的核，从而容易在局部形成记录标记。由此制成不依赖于光点的微小的标记。
使用采样伺服在按上述构成的标记上决定多个或单个光点，在根据由嵌入标记制成的时钟脉冲决定了光点在2维晶格结点上的位置时，进行脉冲照射，在与晶格节点同步时间检测晶格结点上的反射光，并分别采样保持。预先在学习区域求来自相邻晶格结点的干涉量，根据采样保持后的检测信号进行去除干扰量的处理，检测有无记录在格子点上的标记。
图1是为说明本发明的记录标记和记录再生光点关系的平面图。
图2是本发明的光学超解像的光学系统结构部件图。
图3是本发明的光学超解像的光学滤光片结构图。
图4是说明本发明光学超解像的效果的曲线图。
图5是说明顽磁力和记录膜上温度的关系的曲线图。
图6是磁性标记的记录过程的说明图。
图7A、7B是本发明的媒体的一实施例的结构及测定结果的各自说明图。
图8A、8B是本发明又一实施例的构成及测定结果的各自说明图。
图9A、9B是本发明媒体的再一实施例的结构和测定结果的各自说明图。
图10A、10B是TbFeCo组成的磁化标记的控制性能的曲线图。
图11是光点照射引起的温度分布的曲线图。
图12是顽磁力和记录温度的曲线图。
图13是由富RE组成的由记录能量变化引起的标记直径变化的曲线图。
图14是由富TM组成的因记录能量变化引起的标记直径变化的曲线图。
图15是本发明的记录再生系统的构成方框图。
图16是本发明的记录再生系统的光点配置的平面图。
图17是本发明轨迹偏离信号检测过程的说明图。
图18是检测本发明的轨迹偏离信号的计算电路的方框说明图。
图19是说明由本发明检测出的轨迹偏离信号的曲线图。
图20是使用了由本发明检测出的轨迹偏离信号的控制电路图。
图21是说明本发明的记录方法的轨迹局部的平面图。
图22是说明本发明记录方法的又一轨迹局部的平面图。
图23是说明学习本发明为再生用的干涉系数的平面图。
图24是本发明数据记录电路的概略方块图。
图25是本发明数据检测部分的说明方框图。
图26是本发明数据选择部分的说明方框图。
图27是本发明数据记录部分的一个实施例的说明方框图。
图28是本发明数据再生电路的概略方框图。
图29是本发明数据再生中检测部分发的说明方框图。
图30是本发明记录再生的同步修正部分的说明方框图。
图31是本发明再生信号处理的说明方框图。
图32是本发明的区域识别电路的说明图。
图33是干涉系数的说明图。
图34是二烯丙基乙烯衍生物的光谱特性的曲线图。
图35是本发明光检测器的结构图。
图36是展示光色材料的入射能量密度和透过率关系的曲线图。
图37是展示光色材料的入射能量密度和透过光功率密度关系的曲线图。
图38A、38B是磁性超解像的原理图。
图39A、39B、39C、39D是在本发明的记录再生方式中的标记排列和信号处理的说明图。
图40是从在本发明的晶格结点间隔上存在的标记检测出信号和处理区域的说明图。
图41是在光盘中的局部响应(1、1)的说明图。
图42是没有来自本发明相邻轨迹干涉的局部响应处理说明图。
图43A、43B是除去和不除去来自本发明相邻轨迹的干涉时的局部响应波形说明图。
图44A—44D是脉冲再生方式的原理说明图。
图45是信号电平和噪声电平的频率频普曲线图。
图46是各个噪声电平频率频谱曲线图。
图47是信号电平和噪声电平的再生能量依赖特性曲线图。
图48是SN的再生能量依赖特性曲线图。
图49是克尔转角的温度依赖特性曲线图。
图50是线速度和峰值温度保持功率的关系以及此时的SN关系曲线图。
图51是直流照射时和脉冲照射时的温度分布曲线图。
图52A—52D是第2脉冲再生方式说明图。
为实现本发明的最好的形态。
图1展示了本发明记录媒体上的结构。
记录光点101、101′、101″使用波长685μm的半导体激光器的光源，在盘半径方向进行光学超解像，来自激光器的激光使用数值孔径为0.55的光学系统收集在盘面上，设定记录光点101的尺寸在盘半径方向为0.87nm，在圆周方向为1.24nm。所记录的信息标记102的大小在盘圆周方向上约0.22μm，在半径方向上约为0.30μm。信息标记102之间的最小间隔为0.22μm。轨迹的间距约为0.30μm。再生光点103a、103b、103c使用后述波长533 nm的激光的磁性超解像(FAD)和光学超解像，在盘圆周方向设成0.96μm，半径方向设成0.67μm。在信息标记102之前，形成凹凸形状的时钟脉冲标记104，摆动标记105，地址标记106等。
图2展示光学超解像的具体结构。来自半导体激光器201的光由耦合透镜202收集成平行光，通过棱镜204等导入目镜205，在成像面206上成像。在此光路中插入遮挡板203。
图3详细展示了遮挡板203。遮挡板只遮挡直径为r的光束在光轴中心的一部分直径为r′光。遮挡比α用r和r′的比(r′/r)定义。若使遮挡比α大，则在成像面206上的聚光光点的两侧出现其它光点，正中心的光点的中心强度减小。但是，正中光点尺寸变小，这些光点对应于图1中101、101′、101″。
图4展示遮挡比α和光点尺寸的关系。exp.是实验值，cal.是计算值，标准化光点直径的基准值是遮挡比α为0的情况下的值。当将光点尺寸缩小到7或左右的情况下，遮挡比是0.7左右，光点的中心强度达到50％左右。此时的两侧的光点强度是正中的光点强度的2成，在记录时用两侧的光点肯定是不能记录的。
用上述的记录光点，说明具有光点尺寸的约1/4大小的标记的形成原理。光磁性标记的磁畴壁由磁性能量的稳定条件决定。如果设6W为单位面积上的磁畴壁能量，Ms的饱和磁化，r为磁区半径，Hd为作用于磁畴壁的反磁场，Hext为外部磁场，则成为要使磁畴壁扩大的力的根源的磁场的总和Htotat可以用以下的式(1)表示。
Htotal＝Hext＋Hd－σW/2rMs…(1)磁畴壁由记录膜的顽磁力HC和上述Htotal取得平衡的地方决定。
图5展示顽磁力HC为一般的顽磁力和温度的关系。由于激光的照射，记录膜上的温度分布产生变化，图5中在Htotal和HC取得平衡的温度为Trec的地方磁畴壁固定，形成反转磁化标记。记录标记的稳定性可用与能变动对应的磁畴壁位置的变化，即磁化标记的形状变化量来表现。
图6展示磁化标记的形成原理。在垂直磁化膜601上照射光束602的同时，施加外部磁场603，从而形成磁化标记。通常，如虚线所示那样，记录温度Trec在整个盘面上相等。并且，在由光束照射形成的温度分布604和记录温度Trec的交点处磁化标记的磁畴壁固定，在垂直磁化膜601上形成磁畴壁605。此时的标记606的幅宽在光点尺寸的一半处成为稳定状态。
但是，在本发明中，使图5的顽磁力特性或上述的Htotal在局部发生变化，使记录温度为T′rec，使盘面上的记录温度特性局部性地降低。并且当在记录温度局部性地降低了的部分上照射光点形成温度分布604a时，记录温度T′rec和温度分布604a的交点成为温度分布的峰值部分。因而，在垂直磁化膜上形成磁畴壁605a，磁化标记606a的幅宽比以往的磁化标记606的幅宽更狭。在以往温度分布的峰值部分，对应于温度分布的变动交点的变动大且不稳定，但如果根据本发明，由于所谓对应记录温度的位置的坡度对应于温度分布的位置坡度是反极性，因此可以抑制对应于温度分布变动的交点的变动。这样一来，可以用比以往低的记录能量稳定地形成微小标记。
使记录温度变化的方法有两种。一种是使媒体的顽磁力特性局部地发生变化，另一种是使Htotal局部地发生变化。用图7～图9说明有关使媒体的顽磁力特性发生局部性变化的方法。
图7展示使磁盘在局部地产生结构缓和的例子。所谓结构缓和是由退火作用通过减弱磁性反方向性使记录媒体的顽磁力在局部减弱。
图7A展示了在产生结构缓和的记录媒体701上用光束702进行记录的形态。在产生结构缓和的部分703中，如图5所示的温度的顽磁力特性局部性地低下，但因为Htotal未发生变化，所以有效的记录温度704下降。当由光束形成温度分布705时，就能形成小的磁化标记706。顽磁力的降低量依赖于为退火所赋与的能量，退火的方法就是在局部性地高能量的光的照射下，由温度产生的结构缓和。在此方法中通过高能量分布使局部的顽磁力的降低量变化，由此记录温度产生变化。为了使局部区域狭窄，希望使用比记录光点更微小的光点进行最适宜的记录。现在记录光点由记录波长680nm和数值孔径0.55决定，但是，为了产生结构缓和可以使用在制作光盘的原始盘时所使用的短波长的激光和高数值孔径的透镜。目前所使用的激光和透镜的组合可以使光点尺寸达到0.45微米左右，因而可以使退火区域窄至0.2微米左右。
图7B展示了使结构缓和并在其上记录时的再生输出的测定数据707和以往的数据708比较的情况。当使记录能量下降时，在以往的方法中，记录温度和温度分布的交点靠近峰值点，因而由于能量变动标记急速变化，从而使再生输出下降。但是，若在结构缓和后记录标记，并在记录能量大时标记比结构缓和区域大，则由于可以形成与以往大致相同的标记，所以再生信号没问题。但是，当记录能量下降，记录标记需要结构缓和区域时，由于标记幅宽变化对应记录能量变化小，所以输出电平的变化减小。
用图8说明设形成记录媒体的记录标记的区域与以往的顽磁力相同，而具以外的区域的顽磁力升高这种结构的例子。
图8A是本发明的媒体。在此垂直磁化膜701上使形成磁化标记706的部分以外的表面粗糙并使顽磁力向上。即，仅设形成磁化标记706的部分为平坦部分801。由此，在平坦部分801以外固定磁畴壁的表面能量增加，从而可以使外表上的顽磁力增加。通过此结构，记录温度804在标记区域中相对降低。
使表面粗糙的方法是首先只在光照射的地方交联，使用具有用显像液不溶的特性的保护膜，而后用光照射2维晶格结点状的微小的标记标分。通过在显像过程中用高浓度的显像液蚀刻，而将除去2维格子点的表面粗糙。根据这样制成的原始盘制做成原模，通过冲压粗糙了的塑料面就可以使微小标记周围的表面粗糙。
图8B展示磁区幅面与记录能量的关系。在形成幅宽0.2μm的带状平坦部并使其两侧表面粗糙的情况下，所形成的磁区的幅宽和记录能量的关系如807所示。从图中可知所形成的磁区的幅宽比使表面粗糙了的情况下的数据808还小。
在图9中尺示使磁场局部变化的例子。
如图9A所示，设置与记录膜901磁性连接并预先嵌入了微小磁化标记902的层903。微小磁化标记902在2维空间排列，通过只增加磁化标记902产生在与嵌入层903连接的记录层901上的外部磁场的部分，就可使有效的Htotal变化。
如果用图5说明此作用，则即使记录膜的磁性特性没有变化，与以往的Htotal相对应，当因由嵌入标记引起的磁化而在H′total上变化时，记录温度从Trec降至T′rec。因而，在图9A中，由于记录温度904在嵌入标记上下降，所以当使记录膜上的温度如曲线705那样上升时，形成与记录温度904的下降区域对应的记录标记706。在图9B中展示了记录时的标记形成能量和再生此标记时的输出信号的关系。
以下叙述有关通过改变记录膜的组成来形成微小磁畴的方法。光磁记录膜的基本的结构是TbFeCo的3原子非晶形结构。通过Tb和Fe的比例就可以在垂直磁性特性上产生差异。
图10A展示了Fe多的富TM和Tb多的富RE的顽磁力和温度的关系。顽磁力特性相对于温度的斜度富RF比富TM大。关于记录温度和记录标记的关系如果用图5说明的顽磁力特性成为图10那样的特性，则就可以稳定地形成比以往更微小的标记，并且可以抑制记录标记对应Htotal的变动。
图10B展示记录能量和信号输出的关系。根据上述理由，信号输出对记录能量的依赖性也是富RE的一方少。
进而使用图11、图12、图13、图14详细说明此理由。
图11展示了在室温为20度的媒体上照射激光的情况下的各媒体的温度分布。可知媒体上的温度分布在短脉冲照射时与光点分布大体相等。
图12是展示与图10A对应的各媒体的顽磁力特性的图。用此顽磁力特性和由Htotal决定的记录温度形成0.2微米的记录标记。
图13表示富RE媒体，图14表示富TM媒体的由图11的温度分布引起的标记位移和顽磁力的关系。从记录能量可以记录0.2微米的记录标记的值到该值从0.9到1.1倍变化时的标记的变动可以从Htotal和顽磁力特性的交点求得。从此结果可知富RE一方的标记幅宽变动小。在使用图7至图9的记录膜结构和富RE的记录媒体并用同一光点记录时，可以形成具有以往一半左右幅宽的记录标记。
图15是本发明的记录再生装置的结构图。
从作为再生用光源的SHG300发出的波长532nm的激光，通过微缝302由圆柱形的透镜303聚集在一个方向上。301是为了检出激光的一部分并控制激光强度而控制A/O驱动电路377的检测器系统。用圆柱形透镜303聚集的光输入到A/O调制器304，并由圆柱形透镜305将透过衍射光转换到原光束路径上。被转换到原光束上的光经过微缝306用光束扩展器307将光束的直径转换扩大例如3倍。变换后的光束由偏转反射镜309折射，由反射镜310折射光路，照射在衍射光栅311上。在衍射光栅311上将光分成0次，±1次衍射光的3束光束，在通过超解像用的光学滤光器308后，入射到光学合成用的棱镜312中。
在用耦合透镜等的光学系统399，使来自作为记录用光源的波长685nm的半导体激光器光源378的激光准直以后，使之通过对光束超解像用的光学滤色器313。通过滤色器313后光用光偏转器314和折转反射镜315使光路折转，而后射入光路合成用的棱镜316。
用光路合成用棱镜312、316合成波长532nm、685nm的激光，使之通过折转反射镜318和光束分离棱镜319后，向着在光盘398之上移动的移动光学系统320射出。在移动光学系统320中，从固定光学系统321发出的光用偏转反射镜向着安装在主轴电机上的光盘398的表面折射。被折射的光束由物镜收束在光盘398上，形成光点。所形成的光点成为如图1的记录光点101、再生光点103那样的位置关系。内置物镜和光偏转反射镜的移动光学系统320，在装载在光盘的半径方向380上高速移动的移动台上并进行存取动作的同时，在使光点追踪轨迹的跟踪时，使移动台和光偏转反射镜连动动作。
来自光盘的反射光通过光偏转反射镜用光束分离棱镜319使光路折转，由折转反射镜353再折转后，用685m分离棱镜354将伺服信号和时钟脉冲信号射入检测光学系统355。另外，532nm的光透过棱镜354，用532nm分离棱镜356，射入到光磁性信号检测系统357。
入射到光磁性信号检测系统357的光，用2分之一波阻板358使偏振角转动约45度，用3分割检测器360和370检测通过S、P偏振光分离棱镜359的S偏振光和P偏振光的3光束，用差动放大器371形成来自对应于图1所示的再生光点103a、103b、103c的光检测器的输出差，作为光磁性信号381检出。光磁性信号381输入记录再生控制电路372，接受后述的处理。
在伺服信号/时钟脉冲信号检测光学系统355中，检测出图1的104、105、106等的标记。检测出的信号382输入到数据时钟脉冲生成电路373和伺服电路374以及记录再生控制电路372，分别进行后述的时钟信号的发生、跟踪控制、自动焦点控制的控动作，记录再生动作的控制。
使盘转动的主轴383通过主轴转动器384这样地控制，向转动控制系统375输送来自安装于主轴上的编码器的信号，取得与基准时钟脉冲的同步，从而使转速为一定值的转速。将控制动作的指令从记录再生控制电路372传给伺服电路374，控制移动光学系统320的位置。将控制记录再生的能量电平的信号和记录数据从记录再生控制电路372输送至激光器控制电路376，通过控制来自SHG300的输出的A/O偏转器304的驱动电路377控制再生输出。另一方面，向激光器高速驱动器378输入控制供给记录激光直流能量的APC(自动能量控制)控制信号385和记录能量的没定电平的指令值386以及作为记录数据的2值化数据387。
图16尺示光盘398上的光点排列关系。记录用685nm的光点101配置在前头，用记录用光点101检测预先制成凹凸状的摆动槽331、332、333、334、335和时钟脉冲槽336、337、338。由已知使之对轨迹中心在左右有微小偏移量的摆动槽的方法得到为进行跟踪伺服的检测信号，制成根据时钟脉冲槽在盘面上记录/再生标记的时间基准的时钟脉冲信号。
685nm的光点101通过经光学超解像滤波器后的波阵面操作在光点的两侧产生旁瓣101′、101″。要使光学超解像出现在轨迹半径方向上，而不要出现在轨迹圆周方向。
再生用的532nm的激光光束由衍射光栅分离成3个光点103a、103b、103c，并在各光点的两侧产生旁瓣103a′、103b′、103c′、103a″、103b″、103c″。如在3个光点103a、103b、103c相互邻接的假想轨迹中心线上350、351、352位置上那样，使圆17的衍射光栅311对于光束在垂直面内转动。移动系统320上的偏转器由用685nm光点101检测出的控制信号控制，而532nm的光点103a、103b、103c也同时移作。532nm和685nm的组合位置由图15所示的532nm光源系统的偏转器314微调。与轨迹偏移同样地使用685nm的光点101，在未图示的焦点组合区域使用非点像差方式检测出焦点偏移，通过驱动移动系统的物镜控制焦点组合。
假想轨迹间隔必须窄至0.3微米，但是检测出轨迹偏移的光点的大小是0.87微米，比假想轨迹间隙大，以往的轨迹槽成为了光点那样大小。因而，使用以往的采样伺服用的预制槽，产生可以决定比轨迹槽还细的位置的控制信号。在此，预制槽间隔设定成1.2微米，摆动槽的摆动间隔设定成0.3微米。
图17说明轨迹偏移信号的形成方法。用从时钟脉冲标记检测出的信号制成产生时间的时钟脉冲信号，用此信号制成采样保持信号A、B、C(1702、1703、1704)，用以检测出摆动标记A333、时钟脉冲标记338、摆动标记B335的信号电平。用此信号A、B、C，采样保持来自各标记的总光量信号1701的电平。
图18说明形成轨迹偏移信号的伺服电路374的具体构成，采样保持电路150a、150b、150c采样保持由摆动标记333、时钟脉冲标记338、摆动标记335调制后的总光量信号。减算电路152a、152b、152c在采样保持的信号间取各个差动，制成跟踪信号A(1801)、B(1802)、C(1803)、D(1804)。这些信号成为决定光点在8分割图16所示的轨迹槽的假想轨迹中心线N、N＋1、N＋2、N＋7上的位置的控制信号。
图19展示了图16所示的假想轨迹中心线和跟踪信号1801、1802、1803、1804的关系。用此关系可以进行跟踪控制。
图20展示具体的控制信号的形式电路。跟踪信号G(1803)、D(1804)的振幅用增益控制2001、2002调整。另外，用极性反转电路2003、2004、2005、2006调整极性后制成跟踪信号A′、B′、C′、D′(2003～2006)。用转换电路2007转换这些信号，并用相位补尝电路2008处理后作为控制系统的控制信号输入，以控制移动光学系统320内部的光偏转器。
图21是用3个信息轨迹构成再生信息组的本发明的记录形态的一例。把应该记录的信息作为信息标记102的列汇集3个所构成的信息组211记录。信息组在光盘圆周方向上具有以往的扇区的概念，例如，从开头按顺序由地址区域、时间区域、干涉系数学习区域、以及数据存储区域构成。包含在这些区域中的标记(也包括预制槽)形成在以规定的周期预先从扇区开头位置规定的晶格结点213上。用3个再生光点103a、103b、103c再生3个信息轨迹上的信息标记。
在图1中将图21的样式以斜视图表示。预先将显示作为扇区开头的特定结构和扇区地址等作为预制槽106形成于地址区域。在时间区域预先将时间标记104形成在各信息标记列上的晶格结点213位置上。在晶格结点上记录信息标记、或采样晶格结点上的信号时所使用的选通脉冲，以此时间标记的检出信号为基础，使用PLL电路制成或修正。在后述的干涉系数学习区域记录学习标记，以学习信息再生时信号处理运算所必须的干涉信号。
图21展示数据存储区域的部分。应记录的信息标记102记录在晶格结点213上。具体地说是使用以上述的时间标记为基础生成的选通脉冲，根据与所规定的间隔对应的时刻…ti－1，ti，ti＋1，…记录信息标记102。因而，信息就可以用在应该记录的晶格结点213上是否存在信息标记102来表现。
图22展示了另一记录方式的例子。在图21的例子中，使晶格结点213定向于光盘半径方向和光盘圆周方向，但是在图22的例子中，使相邻的信息轨迹上的晶格结点周期相互错开半周期。此时，在各晶格结点上的光盘半径方向的交调失真，比图21的情况还小。因此，与图21的记录方式例子相比，可以沿光盘半径方向进一步减小晶格结点间隔，因而沿光盘半径方向的进一步高密度化成为可能。
图23是上述学习标记的例子。可以将学习标记231作为在3个信息轨迹中的中央信息轨迹的晶格结点上的孤立标记记录。学习标记231也可以预先作为预制槽形成，也可以在盘出厂时记录。
在再生信息时首先学习干涉系数。作为光点形状、信息标记形状以及晶格结点间隔的函数的干涉系数，必须在实际的光盘装置中学习。因此，在信息再生时，用光点检出此学习标记231，并学习干涉系数。
当再生信息组由3个信息轨迹构成的情况下，干涉系数具有图33所示的a～n的特性。
首先，当光点103C的中心到达晶格结点(M－2，N＋1)时，测定q(i)作为对角方向的干涉量，在光点到达晶格结点(M－1，N＋1)时，测定q(k)作为对角方向的干涉量，接着当到达晶格结点(M，N＋1)时，测定q(l)作为半径方向的干涉量。下面，当光点103b的中心到达晶格结点(M－2，N)时，测定q(＋)作为圆周方向的干涉量，当到达晶格结点(M－1，N)时，测定q(g)作为圆周方向的干涉量，接着当到达晶格结点(M，N)时，检测出干涉系数学习用标记231的孤立信号SM、N。
以上述的测定值为基础，用对角方向的干涉量q(i)和孤立信号SM、N的比q(i)/SM，N给与对角方向的干涉系数。同样地，半径方向的干涉系数l由半径方向的干涉量q(l)和孤立信号SM，N的比q(l)/SM，N给与，圆周方向的干涉系数f用圆周方向的干涉量q(f)和孤立信号SM、N的比q(f)/SM，N给与。
同样，当光点103C的中心到达晶格结点(M＋1，N＋1)时，以及光点103C的中心到达晶格结点(M＋2，N＋1)时，可以检测出对角方向的干涉系数n、m。另外，对角方向的干涉系数d、e当光点103a的中心到达晶格结点(M＋1、N－1)时，以及光点103a的中心到达晶格结点(M＋2、N－1)时能得到。进而，圆周方向的干涉系数h，i取光点103b在晶格结点(M＋1，N)，(M＋2、N)得到的值与孤立信号SM，N的比求干涉系数。另外，多次进行上述学习并使其结果平均化，也能提高干涉系数的学习精度。作为其一例，可以考虑设置多个干涉系数学习用标记的方法。
为减低交调失真噪声的信号处理运算，是使用由上述手段得到的各干涉系数、以及由上述选通脉冲在各晶格结点位置上采样出的检出信号进行。这时，如果使用由PLL电路进行时间修正后的选通脉冲，就可以更正确地采样出晶格结点位置的信息标记检出信号。
在如图21所示的信息标记列的情况下，使用晶格结点(M、N)上的检出信号和与晶格结点(M，N)相邻的14近傍(5×3－1＝14)的晶格结点上的检出信号(如图33所示)。
图40展示了再添加与3个轨迹1、2、3相邻的2个轨这，且已记录的标记只是孤立存在时的各晶格结点上的信号振幅大小的矩阵。在这里认为由于在本实施例中可以同时检出的只是3个轨迹，因此用虚线围成的区域的标记可以正确检出。
因而，在展示用各晶格结点位置得到的孤立信号的运算式(2)中，将无视正得到的运算值作为削减交调失真后应求的值。
在此，S(j，k)是以在21个晶格结点位置上得到的孤立信号为成分的列向量，k(i，j)是以干涉系数为成分的21次正方矩阵，S′(i，j)是以从来自21个晶格结点位置得到的检出信号为成份的列向量，E是表示来自上述21个晶格结点以外的晶格结点的交调失真的列向量。若完全去除交调失真的影响，则在各晶格结点上的孤立的信号S(i，j)就可以用式(3)计算。
S(i，j)＝K-1(i，j)S′(i，j)－E)…(3)但是，由于在列向量E之中有用3个光点不能检出的部分，所以计算可以无视E得到的计算值。即，在晶格结点(i，j)位置上的信号S″根据用(4)式检测出的信号，使用K的逆矩阵计算。
S″(i，j)＝K-1(i，j)S″(i，j)
如上所述，与以往的方式相比较，通过使用本发明中的记录方式及信号处理运算方法，可以进一步实现高密度的记录再生。另外，由于可以得到来自用于信息再生时的全部光点的再生信号中充分削减交调失真噪声后的信号，所以与以往方式相比，数据转送速度也提高了。
以下，取信息组由3个信息轨迹构成的情况为例，叙述有关为实现上述的信息记录方法以及信号处理运算方法的记录装置。
首先，有关实现上述多个光点的光学系统、多个光点的跟踪、以及自动调焦，可以使用例如特公昭58—021336号公报上记载的手段，此时，如图21所示，连结多个光点的轴线相对于信息组半径倾斜，其结果，各光点间相对于光盘圆周方向产生一定的时间差。当此时间差不是晶格结点间隔的倍数的情况下，为了使用多个光点103a～103c同时在晶格结点213上记录及再生信息102，需要准备各光点固有的选通脉冲。即，使各选通脉冲准确地与各信息轨迹上的晶格结点同步，各光点就可以根据此选通脉冲的时间记录/再生信息。此时，各选通脉冲间的时间差，就与上述各光点的时间差对应。
图24展示了为进行上述记录的记录电路的方框图。此记录电路由与为检测光点投入学习区域的光点数相同的检测部201a～201c；选择学习数据和信息数据的数据选择部202、以及数据记录部203构成。数据记录部203用时钟脉冲2310控制。
图25是展示图24的检出部201的一例的图。检测器210对应各光点检知光盘上的标记。来自检测器210的检知信号用选通电路2501a、2501b提取规定的时间信号。PLL电路2110根据对应于从选通电路2501a输出的时间标记的信号形成时间信号。扇区开头识别电路213，根据对应于记录在从选通电路2501b输出的区域的开头的开头标记的信号，识别扇区的开头。区域识别电路2130是控制检测部201的部分。
再参照图32的时间图展示检测部201的动作。区域识别电路2130根据计算从PLL电路2110输出的选通脉冲215识别光点的位置，作为其结果，输出地址区域信号217、时间区域信号218、干涉系数学习区域信号219、以及数据存储区域信号220。
详细地说，选通脉冲215的计算值，首先被从扇区开头识别电路222输出的脉冲信号223置位成为0。扇区识别电路222是以来自光检测器的输出信号为基础，检测表示形成于地址区域2170的扇区开头的特定模型的电路，在检测出此特定模型时输出脉冲信号223。
计算值从0到a之间，由于光点处在地域区域2170，所以只将地址区域信号217作为通输出。当地址区域信号217变为通时，来自光检测器的输出信号214通过选通电路2501b向地址识别电路212输出。地址识别电路212是以输出信号214为基础，检测形成于地址区域2170的地址信息的电路。
计算值在a到b之间，由于光点在时间区域2180上，所以只将时间区域信号218作为通输出。当时间区域信号218变为通时，来自光检测器的输出信号214通过选通电路2501a向PLL电路2110输出。PLL电路2110以来自光检测器的输出信号214为基础，检出形成于上述时间区域2180上的时间标记，使用此检出结果修正上述选通脉冲和晶格结点位置的时间偏差。PLL电路211输出选通脉冲215，此选通脉冲215在上述干涉系数学习区域信号219为通，或上述数据存储区域信号220为通时，通过选通电路25010从检出部201输出。
计算值在b到c之间，由于光点处在干涉系数学习区域2190，所以只将干涉系数学习区域信号219设为通状态输出。在计算值从c到d之间由于光点处在数据存储区域2200，因此只将数据存储区域信号220作为通状态输出。这些干涉系数学习区域信号219以及数据存储区域信号220成为检测部201的输出信号。因而，各检测部201a～201c输出上述选通脉冲215a～215c、上述干涉学习区域信号219a～219c以及数据存储区域信号220a～220c。
图26是展示数据选择部202的方框图的一例的图。向数据选择部202输入用户数据204、来自各检测部分201a～201c的输出的多个数据存储区域信号220a～220c以及多个干涉系数学习区域信号219a～219c。此时，例如当数据存储区域信号220a～220c中至少有一个成为通状态时，数据选择部202将用户数据204作为串行数据225输出。另外，当干涉学习区域信号219a～219c中至少有一个成为通状态时，为了学习干涉系数，为了将所需要的信息标记记录在干涉系数学习区域，将存储在干涉系数学习用数据Rom226上的数据列作为串行数据225输出。这种情况下，数据列就可以表现如图23所示的孤立的标记。
图27是展示数据记录部203一例的图。在数据记录部203上输入上述数据记录用选通脉冲221和上述串行数据225。此时，串行数据225用由比各记录用选通脉冲221更高频的基准时钟脉冲231动作的串行并行转换电路230转换。转换后的数据232存储在FI/FO(先进/先出)存储器233中，用记录用选通脉冲221从FI/FO存储器233读出。这些被读出的数据234输入到调制器235。受调制后的数据236输入激光器的驱动电路237，通过调制光点238的强度记录标记。
这里，当使用图1中的1个光点101，在图21所示的3条信息轨迹的信息组211上进行记录时，使用上述电路，通过盘每转1回记录1条信息轨迹，来实现记录3个信息轨迹。另外，使用波长685nm的3光束激光数组作为记录用光源，在信息组内的3条信息轨迹上分别产生记录充足位置，可以设置如图27所示的FI/FO存储器233、调制器235、激光驱动电路273这3个系统。再有，不使用685nm波长的激光，而设置3个波长532nm的SHG激光，使用了系统A/O调整器，用3光束也可以记录或再生。
图28展示了为再生己记录的信息的信息再生电路的方框图。此再生电路由与为检测光点侵入图23所示的各区域的光点数相同的检测部251a～251c，以及取来自各检测器的检出信号的同步的同步修正部252以及运算部253构成。
图29是展示上述检测部251的方框图一例的图。检测部251主要由与各光点对应的检测器267、采样保持电路256、PLL电路257、扇区开头识别电路258以及区域识别电路259组成。PLL电路257、扇区开头识别电路258、区域识别电路259以及地址识别电路267与用前述的记录电路所述的相同，检测部251与记录电路中的检测201一样，由区域识别电路259控制。首先，当光点进入时间区域时，从区域识别电路213输出的时间区域信号218变为通状态，由光点检测出的时间信号，输入到位于检测部分内的PLL电路257。PLL电路257以上述时标记信号为基础修正由盘转动不稳定等引起的选通脉冲264的相位偏移。并且，在干涉系数学习区域信号262为通状态，或数据存储区域信号263为通状态时，作为PLL电路257的输出的选通脉冲264成为采样保持电路256的时钟脉冲265。采样保持电路256根据时钟脉冲265，采样作为输入的在检出信号255的晶格结点上的信号值。采样的值作为检出信号266成为检测部251的输出，输入到同步修正部252。
只有在干涉系数学习区域信号262为通状态，或数据存储区域信号263为通状态时，来自发生对应于晶格结点的脉冲的采样保持电路256的输出，才作为控制时钟脉冲265成为检测部251的输出，向同步修正部252输入。
图30是展示同步修正部252的方框图一例的图。同步修正部252主要由FI/FO存储器和读出时钟脉冲控制电路组成。从各检测部251a～251c输出的，输入到同步修正部252的各检测信号266a～266c，同样地与从各检测部251a～251c输出，并与输入到同步修正部252的各控制时钟脉冲265a～266c对应地存储于各FI/FO存储器271a～271c。另外，当从各检测部251a～251c输出的各干涉系数学习区域信号262a～262c全部为通状态时，设变为通状态的信号为干涉系数学习区域信号；而当从各检测部输出的各数据存储区域信号263a～263c全部为通信号时，设成为通状态的信号为数据存储区域信号276，这样一来，这二个信号中的某一方成为通信号时，读出时钟脉冲控制电路272输出基准时钟脉冲277。基准时钟脉冲277的频率设在控制时钟脉冲265a～265c的频率之下。
在上述各FI/FO存储器271a～271c中存储的各检出信号266a～266c，根据上述读出时钟脉冲控制电路272的输出信号277读出，作为同步的检测信号278a～278c成为同步修正部252的输出，并向运算部253输入。另外，上述干涉系数学习区域信号275和上述数据存储区域信号276，成为同步修正部252的输出，向运算部253输入。
图31是展示运算部263的一例的图。从同步修正部252输出的，输入到运算部253的各检出信号278a～278c，向运算器280输入。此时，当来自同步修正部252的作为输入的干涉系数学习区域信号276为导状态时，运算器280以检出信号278a～278c为基础，同前述的运算算出干涉系数，再以这些干涉系数为基础计算逆矩阵(式(4)，算出运算系数。算出的运算系数存储在运算系数用存储器281。
当来自同步修正部252的作为输入的数据存储区域信号276为通信号时，运算器280以由检测信号278a～278c和上述方法算出的运算系数为基础，进行式(2)、(3)、(4)所示的运算，把削减了交调失真噪声的运算结果283a～283c输出到比较器284。比较器284以运算值283为基础，判别有无信息标记。判别结果285a～285c由解调器286解调，并将其作为再生信号287a～287c输出。
进而，由混联转换电路288再生串行数据289，即用户数据。
以上，是以3个信息轨迹组为1个信息组，同时再生1个信息组的3轨迹同时再生的例子，但是，也可以只记录/再生光点中间的光点103b扫描的1根轨迹。
在这种方式中，可以只再生光点103b扫描的轨迹。光点103a和103b被用于检测在光点103b照射的信息轨迹上漏入的来自相邻轨迹的信号的漏入。通过将用光点103a和103c检测出的信号的漏入(交调失真)，从用光点103b检测出的信号中消除这一方法，则即使使如图21所示的信息组间隔变窄，也可以检测出正确的信息。因而，可以进一步使记录密度更高。在记录中与图1所示的构成相同，用685nm的记录光点101记录，用532nm的3光点103a、103b、103c再生光点103b上的信息轨迹的数据。
如果用这次的面密度具体地计算，则如果再生波长为530nm，设数值孔径为0.55，那么光点尺寸W成为0.96微米。通过光学超解像作用，轨迹方向的光点尺寸成为有效值的0.7倍，为0.67微米。由于在此次所采用的再生方式中，可以使轨迹槽缩小至W的0.4倍左右，所以可以实现轨迹槽为0.3微米。
若进行光学超解像，则在盘面上发生旁瓣，并从旁瓣覆盖的轨迹漏入信号。为了在检测器面上不检出旁瓣，通常在通过物镜后的光束的途中，插入为切掉旁瓣的遮挡板。但是，由于此次的光束至少有3根，并且光束对应轨迹方向倾斜地设置，因此用同一遮挡板设定是困难的。
图35展示了解决上述旁瓣问题的光检出器的例子。在光检出器350上涂覆非线性透过材料。作为此材料例如是光致变色媒体，最好是二烯丙基乙烯衍生物。
图34展示了二烯丙基乙烯衍生物的光谱特性。在有足够能量强度时(二烯丙基乙烯A开环)的透过率特性曲线，对应于530mn的再生光的能量强度，从曲线342变成曲线341，透过率是非线性地变化。
图36展示了与再生光的能量强度相对应的透过率变化的情况。在几乎没有强度变化的光的情况下，用平均功率等效地表示能量。
图37展示信号再生原理。如果入射能量密度和透过能量密度的非线性特性如曲线407所示，则只有在强度强的部分，再生光才能到达光检测器。因而，入射光点401的强度分布在透过后就如光点400所示的强度分布。在这里，在入射光点401中象旁瓣403那样的与主光点相比较的弱光，在透过后如旁瓣405那样，与主光点比较强度显著降低，因而，光检测器几乎不接受由旁瓣405照射的标记发出的信号。进而，若将安置光检测器的位置设置在远离成像位置的面上，则当再生光点用光偏转器开始跟踪时，就可以使光点在光检测器而上移动。即使在此状态下，为了对应于光点的移动产生非线性效果，以使得总能只使主光点的光透过，就要用与再生光不同的光始终在光点移动的全范围内激励些材料。
因此，如图35所示，除再生光353以外，用短波长的蓝色光二极管3520的光352照射此材料的整个面。作为发光二极管的波长，在作为又一个光谱特性(二烯丙基乙烯A开环)的曲线342中，选择具有透过特性的从波段420至480nm的光。用此波段区域的光照射，可以得到曲线342的特性。在曲线342上，在检测信号的光的波长530nm处具有吸收特性，由此，整个非线性材料吸收530nm的光，但当光能量强度高时，变成曲线341的特性，成为能使530nm的光透过的结构。非线性特性因此可以用照射全面积的发光二极管的能量控制。另外，一般来说，这种非线性形材料响应速度慢，但可以充分适应跟踪轨迹偏差那样的响应。如上所述，使用非线性形材料可以用简单的结构消除由于光学超解像引起的来自旁瓣的漏入信息，且光学系统的组装调整变得容易了。
用图38A说明为提高圆周方向的再生分瓣率所使用的一种磁性超解像FAD(检测波前孔径)。记录谋体在图7和图8所示的TbFeCo等的记录层381上设置由TbDyFe构成的切断层382和由GdFeCo构成的再生层383。若使光点384在这种结构的媒体上向箭头方向移动，则媒体上的轨迹中心的温度分布387具有在光点后方温度高的变形的扩展范围。在某外部磁场386的源头，记录在记录层381上的标记389在温度低时，通过切断层382将标记的磁化转写在再生层383上。但是，若超过某温度值3809，则由于切断层382的磁化消失区域3811转写不能进行。即，若从再生层383看，则形成在激光点384上用斜线所示的标记380，将温度低的区域作为孔径3800，检测出已记录的标记。因此，从有效地使光点384变小的方面看，可以提高圆周方向的分辩力。但是，由于此孔径3800的形状是3日月形状，因此，即使从记录标记转写的标记是圆形标记，所得到的信号波形也在行进方向为非对称的波形。
在后述的2维均衡处理中，通过将前后左右的干涉系数全部取入计算，就可以补偿非对称性。另外，由于检测信号的分辩力依赖于温度分布和光点的位置偏移，因而如果使温度分布接近光点中心，则孔径变得狭窄，分辩能力提高。为此，使用A/O偏转器使再生光脉冲状照射在已记录标记的位置上，并使温度分布徒峭地分布在光点中心。调制再生光强度的时间如前所述根据在盘面上制作出的预制槽，通过起动PLL制成的时钟脉冲信号制作出。因此，设定在检出光的照射期间内采样保持信号的时间。
在图38B中说明另一磁性超解像的RAD(检测波后孔径)。在图7、8所述的记录层381上形成开关层3801和再生层3802。RAD将初始磁场给与光点3803的行进的前方，使再生层381初始化。在温度低的地方，SW层3801的作用是使记录层301的标记不转写到再生层3802，当因光点3803温度升高时，向再生层3802转写记录层301的标记389。这样一来形成了屏蔽3812，在光点3803的行进方向的后方发生孔径3811。若以脉冲状的再生光照射记录标记389，则由于使孔径3811的位置处在光点的中心，所以可以减少再生波形的非对称性。
在图39中说明以这样记录的信息的检测原理。
如图39所示，以在晶格结点213上的标记有无对应记录数据的“1”和“0”的NRE(不远见0)规则记录记录标记102。因而，检测出的信号只取2个电平。
图39c展示了从光点103b检测出的轨迹2的信号(眼形图案)。由来自邻接轨迹1、3的交调失真几乎打不开眼电平，因而不能正确检出数据。
如图39D所示，有必要处理可以张开眼，能正确读出数据的信号。
图38B展示了补偿上述交调失真，从而可以从图39C的信号得到图39D那样信号的2维均衡处理电路的结构。其中，在学习干涉系数后，使用计算K的逆矩阵后的结果和来自轨迹1、轨迹2、轨迹3的信号，求得去除干涉量的运算系数。
在2维均衡处理电路中，使从各轨迹再生出的信号x(t)3900—1,3900—2,3900—3通过7分支的传送脉冲滤波器391—1,391—2,391—3。传送脉冲滤波器391具有延迟电路392、衰减器395、以及加法器396，对每条轨迹上的各信号波形进行整形。其后，用加权电路397—1,397—2,397—3在来自各轨迹的信号g(t)上加权，之后用加法电路求和。使来自各轨迹的信号通过的传送脉冲滤波器391的延迟电路和衰减器的系数、以及用加权电路397加在来自各轨迹的信号上权系数如前所述，从逆矩阵求得。延迟电路394a、394b具有与再生光点103的各光点的距离r(sec)对应的延迟时间。
在图39A中，晶格结点间隔变为0.25微米，轨迹间隔变为0.3微米，标记直径变为0.22微米。设对应晶格结点间隔的时间为T、3个光点的时间间隔为t。为了补偿轨迹间的时间延迟，预先给与2维方向的信号处理以时间性的延迟。若对信号全部进行数字性处理，则由于可以使用己制成的时钟脉冲，因而很容易控制间隔的时间延迟。
若不使在圆周方向的光点具有磁性超解像效果，则由于圆周方向的光点直径为0.96微米，因此如就这样使用，就不能从0.5微米周期的晶格检出信号。因此，在传送通路的领域应用已知的局部响应。在从直流过渡到高通而显示直接响应的光点中，更简单的局部响应是叫作PR(1，1)的响应等性。这种特性是在将光盘都作为传送路时，与输入脉冲相对应的响应只存在于检出时隙的2份中，而不出现在另一份中。
在图41中说明PR(1，1)的信号处理的流程。用户数据ak通过预编码器的处理转换成调制数据bk。预编码器的作用是为了防止由于光盘上的缺陷等引起的误传播，而预先向记录数据施加光盘的逆特性。
根据调制数据制成记录脉冲411，再根据记录脉冲411以时钟脉冲信号为基础，在晶格结点213上记录记录标记102。若将有效的再生光点103的大小设成图示那样，则即使标记和标记间空一个晶格间隔，也能从再生信号波形412分辩标记。但是，通过取电平的饱和电平的中间值，就可以知到标记排列。饱和电平产生于多个标记连续地排列时。由标记间的干涉可知检出电平取3值。为了检测出在哪个电平，设置2个限幅电平413a、413b，在每个时隙上检测出用2个电平分成的3值中的哪个值。得到的3值用mod2计算后恢复成2值的解调数据。由此，即使在分辩能力降下的密度中也能检测出信号。这是取来自一个轨迹的信号为例进行说明的，但是在本发明中，由来自相邻轨迹的干涉不能检出最适合局部响应的波形。为了得到它的方法在下面叙述。
图42展示了为了将来自3个光点的检出信号3900输入到2维均衡电路的排列。按时间顺序输入来自轨迹1的检出信号3900—1(S′bc～Sb′i)。并且分别按时间顺序将来自轨迹2的检出信号3900—2(S′cc～S′ci)，和来自轨迹3的检出信号3900—3(S′dc～S′di)输入到均衡处理电路4201中。可以得到从这些信号中除去在每个定时来自相邻标记的干涉的轨迹2的信号4200(S″cc～S″ci)。此信号就是排列来自孤立的记录标记的再生信号，在局部响应上去除必要的干涉量。在此，如局部响应(1，1)的特性那样，从相邻标记间的干涉量r—3重新附加r3进行加算。其结果，排除了来自相邻轨迹的干涉，并且得到具有最适宜的局部响应特性的信号S(1)cf。此信号相当于来自图40中用虚线围成的21个标记列内的正中的标记的信号。
图43展示图42的均衡处理的模拟结果。计算是用将晶格结点间隔20等分后的刻度宽度为每0.0125微米的细间隔进行计算，求与连续地看的与S(1)cf对应的信号波形。
图43A是在轨迹1、2、3上设置无规则晶体点阵，只再生轨迹2，并只进行局部响应用的信号处理时的波形。可知由来自相邻轨迹的干涉不能在信号检出时得到所需要的眼张开。
图43B是检出轨迹1、3的信号，并由前述的2维均衡化除去相邻标记间的干涉后，实施局部响应用的信号处理的结果。与图43A相比较可知，可以得到充分的眼张开，使用2个限幅电平413a、413b在信号检出点4302处可以准确判定3值。与NRZ比较，记录位置是晶格结点，但信号检出点变为晶格结点的中间点。另外，模拟结果展示了用与连续波形相近波形进行波形处理的样子，但是在本发明中进行使全部的信号处理与时钟脉冲同步的数字处理。在此，晶格结点间隔T与时钟脉冲对应，将时隙设在各晶格终点的中心。因此，在上述的实施例中，在各晶格结点处采样保持信号，而在本实施例中，是在每个时隙采样保持再生检出信号，并进行信号处理。进而，4301相当于孤立标记的再生信号的振幅。
在此前的实施例对应轨迹半径方向使用了光学超解像，但是作为媒如图9所示的磁性转写结构由于磁性超解像困难，所以不得不使用上述的局部响应。但是，为了进一步实行高密度化，还为了具有余量地实现10Gb/in2，由本发明就可以在圆周方向上进行光学超解像。即，通过使用圆形遮挡板或圆形相位板作为光学滤波器，就可以各向同性地进行光学超解像并得到相同的效果。另外，通过设置成椭圆形，即使轨迹槽、晶格结点间隔发生变化也可以对应。检出信号如前所述，通过在检测器面上涂覆非线性形透过材料，就可以去除旁瓣的影响。
以下揭示了进一步进行高SN再生的实施例。
在图44中展示高SN检出的原理。图44A是媒体上的形态，图44B是时钟脉冲信号，图44C是照射的激光的强度，图44D是媒体上的温度分布。再生用光点4401为了提取出跟踪信号和时钟脉冲信号，在设置有预制槽标记4400的采样区域500，以通常的直流光441照射进行再生。在数据区域501，用与晶格结点同步的时间脉动地照射具有比再生电平502大的峰值功率503的光442，根据与晶格结点同步的时间504检测出其反射光。在采样区域500和数据区域501之间设置间隔区域505。
以下展示可以高SN再生的理由。
在图45中展示了在波长为入532nm、聚焦镜头的数值孔径NA为0.6的再生系统中，在线速度V＝10m/s，DC照射再生能量1mv下，用再生最高返复频率12.5MHz，即用再生了0.41μm标记的循环晶格点情况下的光谱检偏镜测定的频率的频谱。在这里，晶格结点的间隔的倍周期与最高返复频率对应。与标记的返复周期对应的信号4500在信号成分C中，基础电平的信号4501与全部的噪声N对应。
在图46中展示了噪声电平4501包含的各种噪声频谱的实测值。再生光能量设为1mW。噪声成分4501由包含放大器噪声的系统噪声506、在光检出器中产生的发射噪声507、并且包含记录时标记偏移引起的调制性噪声的盘噪声508组成。在此，在激光自身的噪声由于使用SHG激光器，因此可以完全无视其噪声电平。在实测结果中，以频率fmin—11MHz为界，在低频区域盘噪声508占主要地位，在高频区域发射噪声507占支配地位。
在图47中展示了信号电平Sp—p、各种类的噪声量N和聚焦在媒体面上的再生光的能量的关系。信号电平Sp—p相当于在图45的信号4500的峰值上乘 的值，噪声相当于在图46所示的频率0到截止频率的区段内积分的噪声量。横轴以再生能量PO为1，用对数刻度规格化。509是用10Log(P/p0)表示的发射噪声的理论曲线，510是用20Log(P/P0)表示的信号电平的理论曲线，511是用20Log(P/P0)表示的盘噪声的理论曲线，500是系统噪声的理论曲线。
若只考虑在检测器上的光量的变化，则系统噪声500不依赖于再生光的能量。与此相反，发射噪声成为与再生光的能量P成比例的理论曲线509。信号电平和盘噪声与再生光的能量的平方成比例，成为理论曲线510、以及511。在此，提高再生能量，可以使在信号区域的高频区域起主要作用的发射噪声相对于盘噪声减低，并可以减低用在频带区域内积分得到的噪声量。
图48展示了再生能量和再生信号Sp—p以及全部噪声Nrms的关系。512是和再生光DC照射时的再生能量的关系的理论曲线，517是在线速度20m/sec下照射DC再生光情况下的实测值，518是在线速度10m/Sec下照射脉冲再生光情况下的实测值。此时的信号区域设为光学截止频率，fmax＝V(λ/2NA)〔MH2〕＝22·5MH2。
从理论曲线512可知，应该使再生能量从1mw变成2mw，若设成1.8dB、4mW则可知2.8dB、SN提高。但是，在实际系统中，若使再生能量增加则产生以下问题。
回到图47说明此问题。在图47中，曲线513是在线速度10m/sec下用直流光照射时的信号电平的实测值，曲线514是在线速度10m/sec下用脉流光照射时的盘噪声的实测值。
第1个问题，信号电平如实测曲线513所示比理论曲线510低下。这是因为如图49所示，支配信号电平的磁性膜的克尔转角具有与温度一同减小的性质，因为膜面的温度与再生能量的增加一同上升，而信号电平下降。
第2个问题，如实测曲线514所示，盘噪声电平与理论曲线511相比也伴随再生能量的上升而增加。这是因为，膜面温度一上升，磁性膜的磁化变得不稳定，因而盘噪声上升。
为了解决上述问题，考虑了膜面的温度即使在线速度上升再生能量提高时也不上升的方法。
若参照图47，则曲线515是将线速度设为2倍的20m/s，用直流再生光照射情况下的信号电平的实测值，曲线516同样地是盘噪声电平的实测值。曲线515、516展示了可以使再生能量上升至3mW的情况。但是，对应于再生能量的实测的SN，如同48的实测曲线517所示，只改善0.5dB左右。其理由是必须在线速度增加的同时不使信号带域成比例地增加，因为如图46可知，在高频区域起主要作用的发射噪声的带域内的噪声量增加，其结果、SN降低。以下说明此现象。
图50展示了通过对应各线速度求保持膜面的峰值温度的再生能量5000，对应求出的再生能量求SN，从而求对应线速度的SN5001的结果。从此结果可知，即使线速度从10m/s开始上升，SN也几乎不上升。
通过以上的考察，在本实施例中，由于为了不使信号的频带上升而提高再生能量，所以在再生时，要用脉冲光照射数据的捡出点，不提高膜面温度地再生信号。再生光的强度电平如图44C所示，在晶格结点上以来自光源的具有比用通常直流光照射的再生电平Pdc502大的第3强度电平Pp503的光脉动地照射。
图51展示了在上述记录再生条件下，直流光再生时和各种脉冲幅宽的记录膜面温度分布实测值。设照射能量的波峰值2mW，光点的线速度为10m/sec，并使脉冲幅宽变化为10ns，20ns，30ns以及直流照射。曲线511是脉冲幅宽10ns时，512是脉冲幅度20ns时，513是脉冲幅宽30ns时，514是直流照射时到达的温度。脉冲幅宽10ns的情况下可知，变成直流光照射的一半的峰值温度，因而可以在10m/s下，用2mW的再生能量照射。
在图47中曲线4700展示了在线速度10m/s下用脉冲状的再生光照射情况下的再生信号的实测值，并展示与曲线4701相同地盘噪声的实测值。图48的517同样地展示了与再生能量对应的SN的实测曲线线。由这些曲线可知，在线速度10m/s、再生能量3mW的条件下SN可以增加2.3dB。
在这里，在图44C的照射时产生以下问题。如图44D所示，在从用直流(DC)照射光的采样区域500转移到脉冲照射时，由直流照射引起的在晶格结点上的余热使温度水平上升(4400)。但是，在以下的脉冲照射时，由于余热减小而使温度水平降低(4401)。而且，多脉冲照射后的温度水平为一常数。为了去掉此温度水平的变化，在采样区域和数据区域设置间隔区域505。
在图52中展示了不设置间隔区域，而使温度水平为一定值的方法。用来自光源的具有比用直流光照射的再生电平502大的第3强度电平503的脉冲光照射晶格结点，并插入强度零的期间，在晶格结点间给与比再生电平502大的第2强度电平519的余热用脉冲。通过如图52C那样地强度调制，即使光点直接从采样区域500进入数据区域，也可以使用由脉冲照射引起的温度水平如图52D所示那样为一定值。
以下具体地叙述再生时的动作。
在再生时，在为了提取跟信号及进钟脉冲的采样区域500中，用直流光照射进行再生，在数据区域501中，即使在再生时也使用图24、图25和图26所示的记录电路，根据各记录用选通脉冲221，用与再生时的晶格结点同步的时间，驱动图15所示的A0驱动电路337，调制再生光。这里，因为再生光点4400由衍射光栅构成3光点，所以，以各光点可以在晶格点上发生脉冲那样地混合来自各记录用选通221的脉冲，调制A0驱动电路377。
但是，若一个光点脉动地照射在晶格结点上，而另一光点在非晶格结点的地方进行脉冲照射，则温度上升。实际上，设脉冲幅宽为1/3，以使得即使由另2个光点引起的脉冲照射产生，温度也不上升。另外，也可以转动控制图15所示的衍射光栅，使得3个光点始终同时位于光点扫描方向的晶格结点间隔上。由此，因为可以用一个记录用选通脉冲221，在3光点的各晶格结点上脉冲照射，所以可以在1光点条件下满足再生脉冲条件。另一方面，不使用衍射光栅，而使用3个光源和3个A0驱动电路作为再生光源，也可以独立地调制。
再生电源，直接应用图28及图29的构成，用与晶格结点同步的时间504检测出在再生脉冲照射期间的反射光，用采样保持电路检测出电平。在此，采样时钟脉冲265不必与脉冲照射时刻相同，也可以象设置学习区域、SN为最大那样地最适合地控制位置。此时，也可以学习采样时的时间常数以得到最适合化。
在实施例中，用膜的峰值温度规定了脉冲再生用的再生脉冲条件，便是实际上，由于标记具有有限的幅度，若考虑在标记幅宽上的温度分布也可以进一步最适合化。另外，在有关进行局部响应信号处理时也可以在其类别的检出点进行脉冲照射。再有，即使是有关光学超解像光点，对于有效光点直径，即(λ/NA×(光超解像产生的光点微小化率，在实施例中是0.8))，如果使脉冲条件最合适化，则装配是可能的。
如果根据本发明，则对于现有的光盘装置的记录密度为1Gbit/in2的装置，使用现在可以使用的光源、光学元件、记录再生技术，可以实现1位以上的高密度化。
权利要求
1.一种高密度信息记录再生方法，其特征在于在光学地记录/再生信息的方法中，实现10吉比特/平方英寸以上的面密度。
2.一种高密度信息记录再生方法，包括使用波长680nm的记录激光作为记录光，通过超解像光学系统将该记录激光作为记录光点照射在媒体上，用该记录光点引起的热能形成记录光点的四分之一以下的标记，使用530nm的再生激光作为再生光再生上述标记。
3.如权利要术2所述的高密度信息记录方法，其中在上述媒体上进在轨迹方向和轨迹半径方向上的2维晶格的晶格结点上排列同心圆形的标记的2维记录。
4.如权利要求3所述的高密度信息记录再生方法，其中检出来自上述标记的再生信号相互使用来自各标记的再生信号进行信号处理，检出信息。
5.如权利要求4所述的高密度信息记录再生方法，其中根据离散性设置在上述媒体上的时钟脉冲标记制作记录和再生的时钟脉冲，从摆动标记检测出轨迹偏移信号。
6.如权利要求2记载的高密度信息记录再生方法，其中预先在上述媒体上设置具有规定形状的记录了微小标记的嵌入标记层，在其上设置记录光点，通过是否由记录光点磁性转写嵌入标记，在再生层上记录信息标记。
7.如权利要求了所述的高密度信息记录再生方法，其中，为了制成使上述媒体的记录灵敏度特性在微小的区域局部地变化，从而不依赖于记录光点形状的微小标记，预先用强激光照射记录膜，产生局部性的结构缓和，减弱顽磁力。
8.如权利要求了所述的高密度记录再生信息方法，其中，为了制成使上述媒体的记录灵敏度特性在微小区域内局部性地变化，从而不依赖于记录光点的微小标记，预先用喷射在光盘基板上设置微小凹凸的图案，设磁性标记的形成核，使记录标记在局部容易形成，由此制成不依赖记录光点形状的微小标记。
9.如权利要求1所述的高密度信息记录再生方法，其中，使用采样向服决定多个或单个光点在已形成的标记上的位置，根据以嵌入标记制成的时钟脉冲，分别采样保持在2维晶格结点上已确定了光点位置时的检出信号，预先在学习区域求得来自相邻晶格结点的干涉量，进行从采样伺服后的检测信号去除干涉量的处理，检测出有无记录在晶格结点上的标记。
10.一种光学记录再生方法，使用具有第1输出及波长的记录用激光、和具有比该第1输出低的第2输出以及比第1波长短的第2波长的再生用激光，用NA约为0.55的物镜将上述记录及再生用激光照射在圆盘状记录媒体上，通过上述圆盘记录媒体的记录特性以及发射上述激光的光学系统中的遮挡板，在记录媒休上形成与由上述记录用激光的波长和物镜的NA光学地决定的光点尺寸相比约1/4以下的微小标记，作为记录方式，进行在轨迹方向和轨迹半径方向上排列的2维晶格的晶格结点上排列标记的2维记录，再生方式是检测出来的自2维晶格结点上的上述标记的再生信号，相互使用来自各标记的再生信号进行信号处理，检出信息。
11.一种高密度信息再生方法，其特征在于在与从光盘提取出的时钟脉冲同步地形成信道时钟脉冲，在信息再生时，使再生用光束与上述信道时钟脉冲同步地脉冲状地照射的光磁性记录再生方法中，使用通过再生光源波长入(um)和数值孔径NA聚焦镜头得到直径入/NA的再生光点，在规定的线速度V(m/s)以及规定的直流电平的膜面再生功率Pdc下，使上述再生光点扫描时得到的再生信号的噪声频谱N(f)的特性，在发射噪声Ns比盘噪声Nd还大的频率fmin〔MHz〕和光学截止频率fmax＝v/(λ/2NA)〔NHz〕之间，有记录再生的最高返复频率，并且，使用比上述一定的直流电平的膜面再生功率Pdc更高的峰值的Pp的脉冲光照射进行再生。
12.如权利要求11所述的高密度信息记录再生方法，其特征在于检测出来自光磁盘上的2维晶格结点上的标记的再生信号，相互使用来自各标记的再生信号进行信号处理，检出信息。
全文摘要
本发明的光学记录再生方法，使用具有第1输出和波长的记录用激光、以及具有比第1输出低的第2输出和比第1波长短的第2波长的再生用激光，用NA约为0.55的物镜将记录及再生用的激光照射在圆盘状记录媒体上，在记录媒体上形成与由记录用激光的波长和物镜的NA光学地决定的光点尺寸相比在1/4以下的微小标记。再生方式是检测出来自2维晶格结点上的上述标记的再生信号。
文档编号G11B11/00GK1128078SQ95190379
公开日1996年7月31日 申请日期1995年3月24日 优先权日1994年3月25日
发明者前田武志, 杉山久贵, 粟野博之, 宫本治一, 安藤圭吉, 若林康一郎, 齐藤敦, 岛野健 申请人:株式会社日立制作所