JPH04219625A - 光学式再生装置 - Google Patents

光学式再生装置

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JPH04219625A
JPH04219625A JP3088788A JP8878891A JPH04219625A JP H04219625 A JPH04219625 A JP H04219625A JP 3088788 A JP3088788 A JP 3088788A JP 8878891 A JP8878891 A JP 8878891A JP H04219625 A JPH04219625 A JP H04219625A
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pits
light
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pit
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Hidetsugu Ikuta
英嗣 生田
Chiaki Sato
千秋 佐藤
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ピットの形態で記録
媒体に記録されたデータを光学的に再生する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年の情報化社会に伴い、取り扱うデー
タの量は増加の一途をたどる傾向にあり、大量のデータ
を記録再生できるシステムの提供が望まれている。これ
に応えるものとしては、現在、データを高密度で記録し
再生できる様々な光学式データ処理システムがある。こ
のシステムでは、データは光学的に検出可能な物理的な
マークに符号化されて記録媒体に記録され、これらのマ
ークが光学的手段によって検出されることによりデータ
が再生される。このような物理的なマークの一例として
は、記録媒体に形成されるピットがある。この場合、ア
ナログデータは、例えば、トラック方向にデータに応じ
た様々な長さを有するピットとして記録される。また、
デジタルデータは、例えば、トラックに沿った一連のピ
ット列として記録される。このように記録された一例が
、現在普及しているコンパクトディスクである。このコ
ンパクトディスクは音楽の分野で広まっているが、最近
ではCD−ROMと呼ばれるコンピューターのメモリー
としても使用され始めている。これはパーソナルコンピ
ューターに用いられている5.25”フロッピーディス
クの千倍以上の記録容量を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような光データ処
理システムは、現在の要望にかなり応えてはいるが、ま
た一方では、さらに改善や改良が加えられた、より高密
度でのデータの記録が可能な新しいデータ処理システム
が望まれてもいる。このような要望もあって、新しい処
理システムの研究や開発が現在も盛んである。この発明
の目的は、より高い密度でのデータの記録を達成するこ
とである。
【0004】
【課題を解決するための手段】より高密度でのデータ記
録を達成する一方法として、記録トラックの幅方向にデ
ータに対応した間隔を有する複数のピットからなるピッ
トの組を記録媒体の記録トラックに沿って形成すること
によりデータを記録し、これらのピットの組にコヒーレ
ント光のビームを照射し、各ピットで回折された光によ
って、それぞれのピットの組のピット間隔に対応して形
成される干渉パターンから元のデータを再生することが
考えられる。このようにして得られる干渉パターンでは
、その極大値や極小値の位置はピット間隔に依存する。 例えば、中央極大値と1次極大値の間隔は、ピット間隔
が広くなるにつれて狭くなる。従って、中央極大値と1
次極大値の間隔をフォトダイオードなどを用いて検出す
ることによって、ピット間隔に符号化されて記録された
データを読み出すことができる。
【0005】この発明の光学式再生装置は、光を射出す
る光源と、光源からの光をピットの組に照射する手段と
、ピットの組で回折された+1次回折光と−1次回折光
の夫々を受光する2個の2分割フォトダイオードを有し
、2分割フォトダイオードの各領域からの光電変換出力
を検出することにより得られる、ピットの組のピット間
隔に応じて移動する1次回折光の位置情報からデータを
再生する手段とを備え、記録トラックの幅方向にデータ
に対応した間隔で形成された複数のピットからなるピッ
トの組を有し、データをピットの組の形態で保持する記
録媒体からデータを再生する。
【0006】
【作用】この発明の光学式再生装置では、記録媒体で回
折された+1次回折光および−1次回折光は、2個の2
分割フォトダイオードにそれぞれ照射される。+1次回
折光および−1次回折光の位置は、データに対応して形
成されたピット間隔に対応して、0次回折光に対して相
対的に移動する。従って、例えば、+1次回折光と−1
次回折光の間隔を検出することによって、記録媒体に記
録されたデータを再生することができる。これらの1次
回折光の位置情報は、2分割フォトダイオードの各領域
に照射される光量に対応する光電変換出力を検出演算す
ることにより得られ、これらの位置情報に基づいてデー
タが再生される。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明しよう。
【0008】図1に示すように、レーザーダイオード1
2から放射されたレーザー光は、コリメートレンズ14
で平行ビームに変えられ、絞り15によりビーム径が制
限される。絞り15を通過した平行ビームは、偏光ビー
ムスプリッター16及びλ/4板18を通過して対物レ
ンズ20に入射する。対物レンズ20は平行ビームを光
ディスク22の表面に収束させる。光ディスク22は、
記録トラックの幅方向にデータに応じた間隔を置いて形
成された複数のピットからなるピットの組を有する。光
ディスク22に照射された光はピットの組で回折され、
図2に示すように、+1次回折光30及び−1次回折光
32が0次回折光28に対して角度θだけ異なる方向に
反射される。図中、説明のため、入射光を左側に、反射
光を右側に示してある。これらの回折光28,30,3
2は対物レンズ20に入射し、対物レンズ20で平行ビ
ームに変えられ、λ/4板18を通過し、偏光ビームス
プリッター16で反射され、検出器26に投影される。 検出器26は、図3に示すように、互いに隣接する3つ
の2分割フォトダイオード36,38,40を備える。 2分割フォトダイオード36,38,40には、それぞ
れ回折光28,30,32が照射される。
【0009】ところで、光ディスク22を回折格子とし
て考えた場合、光ディスク22に入射する光と回折され
る光との関係は、光の入射角をα、回折角をθ、波長を
λ、格子の周期をpとして、sinα−sinθ=n・
λ/p
【0010】と表される。ここに、nは整数で回折光の
次数を示す。つまり、回折光は、回折格子の周期pが大
きくなると、その回折角θが小さくなり、逆に周期pが
小さくなると、回折角θが大きくなる。このため、ピッ
トの組のピット間隔が小さくなるにつれて±1次の回折
光38,40の間隔は増加し、ピット間隔が大きくなる
につれて±1次の回折光38,40の間隔は減少する。 従って、ピットの組のピット間隔に対応させて光ディス
ク22に記録された元のデータは、±1次の回折光30
,32の位置(または移動量)を検出することによって
再生することができる。
【0011】この実施例では、この±1次の回折光38
,40の位置(または移動量)は検出器26で検出され
る。つまり、図3において、2分割フォトダイオード3
8の各領域38a,38bの出力電流を各々I(38a
),I(38b) 、2分割フォトダイオード40の各
領域40a,40bの出力電流を各々I(40a),I
(40b) とすると、ピット間隔が減少して±1次の
回折光38,40が外側に移動した際、出力電流の関係
はI(38a) >I(38b) かつI(40a) 
<I(40b) となる。また、ピット間隔が増加して
±1次の回折光38,40が内側に移動した際、出力電
流の関係はI(38a) <I(38b) かつI(4
0a)>I(40b) となる。
【0012】従って、±1次の回折光の位置(または移
動量)は、比較器42を用いてI(38a) とI(3
8b) の差を、あるいは、比較器44を用いてI(4
0a) とI(40b) の差を検出することによって
、またさらに比較器42,44の両方を用いて例えばア
ナログ量として検出され、記録トラックの幅方向に形成
される複数のピットの間隔に対応させて光ディスク22
に記録されたデータが高速で再生される。このとき、0
次回折光28が常に2分割フォトダイオード36の中心
に照射されるようにオフセット制御される。このオフセ
ット制御は、領域36aと領域36bの光量差を出力す
る比較器46の出力が常に0になるようにフィードバッ
ク制御されることによって行われる。
【0013】このように、この発明の光学式再生装置は
、±1次の回折光の位置を検出するための素子の数が少
ないので、ピット間隔に符号化されて記録されたデータ
を高速に読み出すことができる。
【0014】ところで、2分割フォトダイオードの各領
域からの出力には少なからずノイズが含まれている。こ
のノイズ成分は、レーザーノイズや媒体ノイズなどの光
量変動性ノイズと、フォトダイオードのショットノイズ
である。光量変動性ノイズは光源光量の変動が原因であ
るため、その大きさは回折パターン各点の真の光量に比
例し、その位相も等位相である。したがって光量変動性
ノイズは回折パターン各点において相関性をもつ変動を
する。一方ショットノイズはランダムノイズであるため
、回折パターン各点において相関性をもたない。出力に
対する光量変動性ノイズ電圧の比率をrとすると、フォ
トダイオード38の各領域からの実際の光電変換出力は
それぞれI(38a) +rI(38a),I(38b
) +rI(38b) で表される。ここにI(38a
),I(38b) は光量変動性ノイズを除いた出力値
、rI(38a),rI(38b) は光量変動性ノイ
ズ成分を示している。従って、これらの領域の差動出力
は、
【0015】と表される。ここにr[I(38a) −
I(38b) ]はレーザーノイズや媒体ノイズなどの
光量変動性ノイズを示している。ここでI(38a),
I(38b) は同じような範囲の値をとり、ピット間
隔変化に対応したそれぞれの値の変化は、例えば、I(
38a) が増加するにつれて、I(38b) が減少
するような傾向を示す。I(38a)−I(38b) 
が0近傍の値をとるようなピット間隔の時には光量変動
性ノイズr[I(38a) −I(38b) ]の値も
小さくなる。前述したように、この光量変動性ノイズは
一般にシステムの全ノイズの大部分を占めることが知ら
れている。従って、このような相関性ノイズを除去する
ことは、S/Nを実質的に高め、記録密度の向上に効果
がある。
【0016】次に、この発明の第2実施例について説明
する。図4はこの第2実施例における検出器の構成を示
す。図4の検出器の構成の大部分は図3の検出器と共通
であるが、1次回折光の位置(または移動量)は減算器
42と加算器50と除算器51を用い、例えばフォトダ
イオード38a,38bの出力の差をそれらの和で割っ
た値から求めている。ここで、
【0017】
【数1】 より、相関性ノイズ成分が完全にキャンセルされること
がわかる。
【0018】さらに、この発明の第3実施例について説
明する。図5はこの第3実施例による検出器の構成を示
す図である。この検出器26では、フォトダイオード3
8aの出力をフォトダイオード38bの出力で除算(ま
たはその逆)した値から1次回折光の位置(または移動
量)を求めている。この場合、除算出力は、
【0019
【数2】
【0020】となり、同様に相関性ノイズ成分がキャン
セルされる。従って、基本的にノイズ成分はランダムノ
イズ成分のみとなり、S/Nが向上するので再生分解能
を高めることができ、結果として記録密度を上げること
ができる。
【0021】上の2つの検出器ではフォトダイオード3
8a,38bを用いて説明したが、当然ながらフォトダ
イオード40a,40bを用いてデータを再生すること
もできる。
【0022】また、この発明の第4実施例について説明
する。図6はこの第4実施例による検出器の構成を示す
図である。この検出器ではデータの再生に±1次回折光
の両方を利用している。つまり、フォトダイオード38
aと40aの出力を加算器60で加算した値をA、フォ
トダイオード38bと40bの出力を加算器61で加算
した値をBとし、(A−B)/(A+B)の演算値を再
生値として求めるものである。このような構成にすれば
相関性ノイズは上述の検出器と同様にキャンセルできる
上に、トラッキングずれによる±1次回折光のアンバラ
ンスを軽減できるため、トラッキングエラーの影響を補
正し、より正しい値を再生できるという利点がある。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、検出光学系を大型化
することなく、また、記録密度を低下させることなく、
複数のピットをデータに対応した間隔でトラックの幅方
向に形成することにより光記録媒体に高い密度で記録さ
れたデータを高いS/Nで高精度かつ高速に再生できる
光学式再生装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の再生装置の構成を示す。
【図2】入射光が光ディスク上で回折される様子を示す
【図3】図1の検出器の構成を示す。
【図4】この発明の第2実施例による検出器の構成を示
す図である。
【図5】この発明の第3実施例による検出器の構成を示
す図である。
【図6】この発明の第4実施例による検出器の構成を示
す図である。
【符号の説明】
12…レーザーダイオード、14…コリメートレンズ、
15…絞り、16…偏光ビームスプリッター、20…対
物レンズ、26…検出器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  記録トラックの幅方向にデータに対応
    した間隔で形成された複数のピットからなるピットの組
    を有し、データをピットの組の形態で保持する記録媒体
    からデータを再生する光学式再生装置であり、光を射出
    する光源と、光源からの光をピットの組に照射する手段
    と、ピットの組で回折された+1次回折光と−1次回折
    光の夫々を受光する2分割フォトダイオードと、2分割
    フォトダイオードの各領域の光電変換出力を演算して出
    力する演算出力手段と、前記演算出力手段からの出力に
    より得られるピットの組のピット間隔に応じて移動する
    1次回折光の位置情報からデータを再生する手段とを備
    える光学式再生装置。
  2. 【請求項2】前記演算出力手段が、2分割フォトダイオ
    ードの各領域の光電変換出力の差を演算して出力する請
    求項1記載の光学式再生装置。
  3. 【請求項3】前記演算出力手段が、2分割フォトダイオ
    ードの各領域の光電変換出力の差と和の比の値を演算し
    て出力する請求項1記載の光学式再生装置。
  4. 【請求項4】前記演算出力手段が、2分割フォトダイオ
    ードの各領域の光電変換出力の比の値を演算して出力す
    る請求項1記載の光学式再生装置。
JP3088788A 1990-06-15 1991-04-19 光学式再生装置 Expired - Lifetime JP2955382B2 (ja)

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JP3088788A JP2955382B2 (ja) 1990-06-15 1991-04-19 光学式再生装置
US07/711,213 US5212674A (en) 1990-06-15 1991-06-06 Optical high density data reproducing apparatus using interference techniques

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JP15552690 1990-06-15
JP2-155526 1990-06-15
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JP2955382B2 JP2955382B2 (ja) 1999-10-04

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09198700A (ja) * 1996-01-11 1997-07-31 Samsung Electron Co Ltd 光ピックアップ装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5056080A (en) 1989-09-22 1991-10-08 Russell James T Optical recording/reproducing system using interference techniques

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09198700A (ja) * 1996-01-11 1997-07-31 Samsung Electron Co Ltd 光ピックアップ装置

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Effective date: 19990615