JPH02192042A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光記録媒体上に記録されたディジタル情報を光
学的微分によって検出する光ディスク装置に関する。

〔従来の技術〕

光ディスクは従来の磁気ディスクに比べ可搬型でヘッド
がディスク面に非接触な特徴を持つ大容量の情報を記録
できる情報メモリである。

光ディスク装置のディジタル情報の記録方法としては、
記録トラックに沿ってピット“０”“１”に対応して楕
円形状の穴（以下、記録ビットと称する）の有り無しの
形で記録される。

従来、記録パターンのディジタル情報を読み出すには“
０”、“１”に対応する波形のピーク値を検出し、再生
クロックとのタイミング関係から０″、”１”のパター
ン判定をしている。このとき、ピーク値検出の代表的な
方法として微分回路を用いて検出する方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来の光ディスク装置における
読み出し方法では、記録媒体面上に集光される読み出し
用の光スポットの強度分布が広がり（ガウシアン）を持
つため、反射光の強度変化は急峻なものとはならない。

従って、再生信号のタイミング情報が不正確で、かつ照
射する光スポットの強度変動や記録媒体の反射率変動、
再生回路の特性変動等の影響を受けやすく、信号再生に
おける読み出し誤りが起こりやすいといった欠点を有し
ていた。

また更に、情報が記録された記録ピットの長さの変化を
利用して情報を記録（パルス幅変調）し、再生しようと
すると、直流成分あるいはそれに近い低周波成分まで正
確に増幅しないと、信号の乱れが大きくなり、正確な情
報再生ができないといった欠点があった。そのため、記
録密度を高くして行くと安定に再生することができず、
ビット誤り率が増大することになり、ディスクの記録容
量が制限されることになる。

これら従来の光ディスク装置の読み出しの方法の欠点を
解決するため、特開昭５９−１３２４３０号公報「情報
再生装置」において、光ディスク上に記録されたディジ
タル情報を光学的な微分によって検出する方法が提案さ
れている。この方法は、従来トラック位置検出で用いら
れているプッシュプル法と基本的に同等であり、記録方
向でのプッシュプル法と言えるものである。この方法に
よれば、上述した問題の多くは解決されるが、光の位相
変化は記録媒体面の凹凸やプリグループの不均一性など
によっても生じるため、読み出し信号に雑音が多く含ま
れやすいといった難点を有する。また、その方法は記録
ピットの中心位置を検出するものであり、基本的には再
生信号を理想的な微分回路に通したものと等価であり、
記録密度の飛躍的な増加には寄与しない。

本発明の目的は上記のごとき欠点を改善して、記録密度
を従来の検出方法に比べ２倍以上に高くでき、再生信号
の安定性が良く、かつ再生信号の品質が良好で、従って
再生ＳＮ比の高い読み出しができ、誤り率の少ない光デ
ィスク装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光ディスク装置は、 光源と、 情報であるピット列が記録された光ディスクに対し、光
源からの光束を微小な開き角をもって２方向に偏光分割
する複像素子と、 ２方向に分割された光束を光記録媒体の記録トランク方
向に沿って一部重なるように隣接して集光照射する光学
系と、 集光された各光スポットの同一ピットからの反射光また
は透過光の一部を反射するビームスプリッタと、 このビームスプリッタからの光を受光する少なくとも２
つ以上の受光部からなる光検出器と、各々の受光部から
の出力信号の差信号または和信号を取り出す回路手段と
を有し、 前記回路手段により出力される差信号または和信号を情
報の再生信号とすることを特徴としている。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を示す図面を参照して詳しく説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。こ
の光ディスク装置は、光源である半導体レーザ７と、こ
の半導体レーザ７に電流を供給するレーザ駆動回路１９
と、半導体レーザ７から出射された発散性のレーザ光を
平行なレーザ光束に変えるコリメートレンズ６と、平行
なレーザ光束を微小な開き角をもって２方向に偏光分割
する複像素子としてのウォラストンプリズム５と、偏光
ビームスプリッタ４と、１／４波長板３と、対物レンズ
２と、例えば非点収差法が適用できるように球面レンズ
８とシリンドリカルレンズ９との組合せよりなるレンズ
系と、複数の受光部からなる光検出器１０と、光検出器
１０の受光部からの出力信号の差信号を取り出す演算回
路２０と、この演算回路２０により出力される差信号か
ら記録ピットのエツジ情報検出を行う信号処理回路１６
とを有している。

第２図は、第１図の光検出器１０および演算回路２０の
一例を示す図である。光検出器１０は、サーボ情報用の
信号が検出できる多分割光検出器であり、前後に分割さ
れた受光部１０．、１０．よりなり、受光部１０．はさ
らに４個の受光部１０．、、１０．２．１０ｂ３１０．
４に分割されている。演算回路２０は、５個の加算器２
０１〜２０５と、３個の減算器２０６〜２０８より構成
され、減算器２０６．２０７の出力端子２０９．２１０
からはサーボ情報信号が出力され、減算器２０８の出力
端子２１１からは強度差信号が出力される。

次に、本実施例の動作を説明する。

半導体レーザ７はレーザ駆動回路１９から電流を供給さ
れて、再生用のレーザ光を出射する。コリメートレンズ
６は半導体レーザ７から出射された発散性のレーザ光を
平行なレーザ光束に変える。

半導体レーザ７からの光束は複像素子であるウォラスト
ンプリズム５により２方向に偏光分割される。この２方
向に分割された光束の分離方向は、対物レンズ２により
記録媒体１の進行方向２５（記録トランク方向）に沿っ
て集光照射される方向にとる。

光源の偏光方向をＰ偏光、光量をＩＦとすると、分離さ
れた偏光成分としてはそれぞれ（１／２）ｒｐ　＋　（
ｉ／２）Ｉｓとなるように設定する。ここで、添字Ｓは
Ｐ偏光と直交する方向の偏光を示す。この分離された２
つの光束は、偏光ビームスプリッタ４により、（１／２
）Ｉｓとしては反射され、（１／２）Ｉ、のみが透過す
る。次に、各々の（１／２）Ｉｐの光束が１／４波長板
３により円偏光にされ、対物レンズ２により、情報であ
るビット列が記録された光記録媒体面に２つの光束１７
．１８として集光照射される。この集光された各光スポ
ットの同一記録ピットからの反射光を、再び１／４波長
板３により直線偏光に変換し、偏光ビームスプリッタ４
により、球面レンズ８．シリンドリカルレンズ９の方向
に反射する。球面レンズ８およびシリンドリカルレンズ
９は、反射光束を光検出器１０の２つの受光部１０．、
１０ｂへ集光させる。演算回路２０は、光検出器１０の
２つの受光部１０＠、　１０．からの出力信号の差信号
を減算器２０８から取り出し信号処理回路１６へ送る。

信号処理回路１６では演算回路２０により出力される差
信号から記録ピットのエツジ情報検出を行う。

本実施例の動作をさらに詳細に説明する。

記録媒体１上に集光される２つの光束１７．１８は、記
録媒体面上の集光スポットの状態を示す第３図（ａ）、
集光スポットの光強度分布を示す第３図（ｂ）に示すよ
うに例えば光束が半分型なり合うように集光照射する。

もちろん信号を再生する光検出器１０の受光部が別であ
るので重なったことによる影響はない。また、同一の光
源を分離しほぼ同一の位置に集光しているが、光路差に
位相差が存在しないため干渉は生じない。この条件で集
光させるにはウォラストンプリズム５として、分離角θ
が重要となる。対物レンズ２で記録媒体面上に集光する
場合、例えば、対物レンズの開口数ＮＡを０．５５、焦
点距離を３．９ｍｍ、ビーム径を１．４μｍとすると、
分離角θは約０．０１°となる。

第４図は本発明に係る再生の原理を説明するための図で
ある。記録ピット３０の前縁に読み出し用のビーム１７
が１つ照射された場合、ピットによる回折が起こり記録
ピット３０の前方と後方とで反射受光量が異なる。これ
は、従来から知られている位相型回折格子による回折現
象と基本的には同一のものである。

同様に、記録ピット３０の前縁に読み出し用のビーム１
８が照射される場合、ビーム１７の半分の幅だけ空間的
にずれた形で回折光が生じ反射される。

光検出器１０では分割された前後の受光部１０．、１０
゜にそれぞれビーム１７．１８の反射光束が収束し、演
算回路２０に導かれる。演算回路２０は光検出器１０の
分割された前後の受光部１０．、１０ｂそれぞれからの
出力電流を受けその差を増幅して強度差信号を出力する
。上記のような例の場合には、この強度差信号は記録ピ
ット３０の前縁で正のピークを生じ記録ピットの後縁で
は負のピークを生じる。この演算回路２０により出力さ
れた強度差信号は信号処理回路１６に入力され、信号処
理回路１６で例えば再生クロックとのタイミング関係か
ら記録ピットのエツジ情報検出を行い、読み出し信号を
出力する。

本実施例によれば、上記のような光学的な微分検出が可
能であるため、記録ピットの前縁、後縁において強度差
信号が逆の極性を有するから基本的に直流成分が含まれ
ず、したがって低周波までの正確な増幅を行う必要がな
い。また、記録ピットによる以外の記録媒体面の微小な
凹凸、反射率変動、レーザ光の強度分布変動などによる
反射光の前後方向の強度変化は、光検出器１０に入射す
る光束の両方に同様に現れるため、受光部出力信号に対
しては同相ノイズとして現れる。強度差信号は受光部出
力信号の差動増幅を行うため互いに消し合うことになり
ノイズが除去される。従って、読み出し信号には記録ピ
ットの情報のみが正確に再生され、他の要因による影響
（雑音）はきわめて小さく抑えられる。

以上の実施例では、基本的な追記型の光学系例を示した
が、複像素子としてはローションプリズム、セナモンプ
リズムによっても同等な効果を得ることが可能である。

また、光源として２ビームレーザを用いた構成でも同様
な効果を得ることができる。また、以上の実施例では光
記録媒体からの反射光を用いて情報信号を検出する構成
であるが光記録媒体の透過光を用いる構成にしてもよい
。

また、演算回路の構成によっては、各々の受光部からの
出力信号の和信号を取り出し、この和信号を情報の再生
信号とすることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の光ディスク装置は、光源を
複像素子によって微小な開き角をもって２つの光束に偏
光分割し、分割された光束を光ディスク上に集光照射す
るため、再生用の光検出器上でも２つのビームが集光す
るため再生特性として格段に向上し、高い記録密度で再
生ＳＮ比が良好で、ビット誤り率の小さな情報再生が行
える。

すなわち、上記の構成にすることで、記録ピットによる
以外の媒体面の微小な凹凸、反射率変動、レーザ光の強
度分布変動などによる反射光の前後方向の強度変化など
の同相ノイズは、互いに消し合い除去される効果がある
。さらに、読み出し信号には記録ピットの情報のみが正
確に再生され、他の要因による影響（雑音）はきわめて
小さく抑えられる。また、記録ピットの前縁、後縁にお
いて強度差信号が逆の極性を有するから基本的に直流成
分が含まれず、したがって低周波までの正確な増幅を行
う信号増幅が不要となる効果もある。

そのため、記録ピットのエツジ情報が検出できるため記
録密度を従来の２倍以上に高く設定できるといった効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスク装置の一実施例を示す図、 第２図は第１図の光検出器および演算回路の一例を示す
図、 第３図は第１図の実施例に係る記録媒体面上の集光スポ
ットの状態を説明するための図、第４図は本発明に係る
光検出の原理を説明するための図である。 １・・・・・記録媒体 ２・・・・・対物レンズ ３・・・・・１／４波長板 ４　・　・　・ ５　・　・　・ ６　・　・　・ ７　・　・　・ ８　・　・　・ ９　・　・　・ １０・　・　・ １６・　・　・ １７．１８・ １９・　・　・ ２０・　・　・ ２５・　・　・ ３０・　・　・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、 情報であるピット列が記録された光ディスクに対し、光
   源からの光束を微小な開き角をもって２方向に偏光分割
   する複像素子と、 ２方向に分割された光束を光記録媒体の記録トラック方
   向に沿って一部重なるように隣接して集光照射する光学
   系と、 集光された各光スポットの同一ピットからの反射光また
   は透過光の一部を反射するビームスプリッタと、 このビームスプリッタからの光を受光する少なくとも２
   つ以上の受光部からなる光検出器と、各々の受光部から
   の出力信号の差信号または和信号を取り出す回路手段と
   を有し、 前記回路手段により出力される差信号または和信号を情
   報の再生信号とすることを特徴とする光ディスク装置。