JPH04362538A - 光学式再生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定のデータが記録さ
れた記録媒体からデータを光学的に再生する光学式再生
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の方法に用いられる記録媒
体には、再生専用型（ＲＯＭ）のＣＤやレーザーディス
ク、追記型（ＷＯＲＭ）のＴｅ金属薄膜や有機色素膜、
可逆型（Ｅ−ＤＲＡＷ）として光磁気型やカルコゲナイ
ト相変化膜がある。このような記録媒体に所定のデータ
を記録する場合、波長程度に収束した記録用レーザービ
ームを記録媒体のトラック長さ方向に沿って照射して、
所定の間隔で複数のマークを形成する。そして、これら
マーク相互の間隔に対応して符号化したデータが記録媒
体に記録される。このような記録媒体から所定のデータ
を再生する場合、再生用レーザービームを、記録媒体の
トラック長さ方向に沿って走査し、マークの有無により
変化する回折光を検出して行われる。

【０００３】近年、記録密度の向上を目的として、以下
のような種々の方法が提案されている。各マークでの反
射率を段階的に変える方法、マークの深さを変える方法
、マークの大きさを変える方法、マーク間隔を変移させ
る方法、あるいは、トラック間隔を小さくする方法、又
は、記録媒体を構成する多層膜の各層にデータを記録し
て記録密度を向上させる方法がある。これらは、１マー
クの状態を段階的に変えることによって、多値化するス
トレートな方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の多値記
録は、マークからの信号を正確に検出できるように、段
階的に調整することが困難であると共に、２値〜４値の
多値化が限界である。更に記録密度を向上させるために
、例えば、まとまった一組のデータを記録媒体の一定エ
リアにパターン化して記録することも考えられる。しか
し、このような方法は、トラッキングやフォーカシング
を無くした簡易なシステムに用いることができるが、複
雑なシステムには用いることができない。また、記録媒
体を大型化することも考えられる。しかし、これに伴っ
て装置も大型化してしまう。そこで、以下のような記録
方法が提案されている。

【０００５】記録媒体のトラック幅方向に記録用レーザ
ービームを照射し、所定の間隔で複数のマークを並列し
て形成する。これら複数のマークを一組として、マーク
セットを構成する。そして、このマークセットを構成す
る前記複数のマーク相互の間隔によって符号化された所
定のデータをトラック幅方向に記録する。このような記
録方法によれば、トラック長さ方向に加えてトラック幅
方向にも別のデータが記録されるので、記録媒体の記録
密度が向上する。

【０００６】記録されたデータの再生は、再生用レーザ
ービームをマークセットに走査し、複数のマークから回
折する回析光を検出して行われる。具体的には、例えば
、複数のマークの夫々から回折する回折光が相互に干渉
して生じた光学的干渉パターンの極大位置や極小値の間
の距離の変化を検出して行われる。

【０００７】ここで、記録媒体のトラックに形成された
マークセットを構成する複数のマークから回折される±
１次回折光の回折角（θ）は、マーク相互の間隔（ｄ）
により、規定される。つまり、±１次回折光は、ｄｓｉ
ｎ　θ＝λ　　　　　　　　　　λ；コヒーレント光波
長

【０００８】によって規定される方向に回折する。従
って、マークセットを構成する複数のマークのマーク相
互の間隔が小さくなると回折角（θ）が大きくなること
が分かる。即ち、対物レンズのＮＡにより定まる受光角
を越えた回折光は、この対物レンズで受光されないので
、データの再生ができなくなるという問題がある。この
ことは、記録媒体に形成し得るマーク相互の間隔は、所
定値以下に小さくすることができず、記録密度の向上が
達成されないという問題を引き起こす。

【０００９】また、マークセットに走査される際の、再
生用レーザービームのビーム径は、トラック長さ方向に
隣接するマークセットに重ならない範囲に規制する必要
がある。もし、ビーム径が隣接するマークセットに重な
ると、隣接するマークセットを構成する複数のマークか
ら回折される回折光が混入して、光学的干渉パターンの
変化（クロストーク）が生じるという問題を生じる。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされ、その目的は、記録媒体に形成されたマーク
に、互いに位相が異なり、且つ、ビーム径が小さな再生
用レーザービームを走査し、これらマークから回折する
回折光を検出することによって、マーク相互の間隔に対
応して符号化されたデータを高精度に再生する光学式再
生装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ために、本発明は、記録媒体のトラックに沿って配置さ
れた複数のマークに、再生用レーザービームを走査して
、これら複数のマーク相互の間隔に対応して符号化され
たデータを再生する光学式再生装置であり、前記再生用
レーザービームを出射する手段と、前記再生用レーザー
ビームの一部に所定の位相差を与える手段と、位相差が
与えられた前記再生用レーザービームに光学的特性を与
えて、前記トラックに走査される際のビーム径を小さく
する手段と、前記複数のマークから回折する回折光の光
強度を検出して、前記データを再生する手段と、を備え
ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】光源から出射された再生用レーザービームは、
その一部に位相差が与えられ、次に、記録媒体に走査さ
れる際のビーム径が小さくなるように、光学的に特性が
与えられる。このような再生用レーザービームが記録媒
体のトラックに配置された複数のマークに走査される。 そして、これらマークから回折する回折光の光強度が検
出されて、データが再生される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る光学式再生装
置について、図１ないし図６を参照して説明する。なお
、本実施例では、透過型再生装置を用いる。図１には、
本実施例の光学式再生装置の構成が概略的に示されてい
る。

【００１４】図１に示すように、半導体レーザ１１から
出射した再生用レーザービーム（波長８３０ｎｍ）は、
コリメータレンズ１３で平行光束に規制されて位相板１
５に照射される。この位相板１５は、照射された再生用
レーザービームの一部に位相差を与える機能を有してい
る。位相差が与えられた再生用レーザービームは、透過
素子１７に照射される。この透過素子１７は、光軸Ｚか
ら半径方向に遠ざかるに従って透過率が高くなるように
構成されており、記録媒体２１に集光される際のビーム
径を小さくする機能を有している。透過素子１７を透過
した再生用レーザービームは、対物レンズ１９を介して
記録媒体２１に集光される。この記録媒体２１には、ト
ラック幅方向（図中ｘで示す方向）に一対のマーク（図
示しない）が形成されており、これらマーク相互の間隔
に対応して符号化されたデータが記録されている。これ
らマークから回折した透過回折光は、集光レンズ２３に
よって平行光束に規制されて検出器２５（例えば、ＣＣ
Ｄカメラ）に照射される。この検出器２５では、一対の
マークから回折した透過回折光によって形成された光学
的干渉パターンが検出され、例えば、０次、±１次回折
光の極大値相互の間隔が計測される。この結果、マーク
相互の間隔が算出され、データが再生される。なお、極
小値相互の間隔あるいは他の部分相互の間隔を計測して
も、同様にデータを再生することができる。なお、透過
素子１７を透過した場合でも、再生用レーザービームの
位相差には、何ら変位は生じない。次に、本実施例の光
学式再生装置に設けられた位相板１５及び透過素子１７
について詳細に説明する。

【００１５】位相板１５は、ガラス基板上にＺｎＳを蒸
着して形成されており、図中斜線Ａで示す部分を透過す
る再生用レーザービームに、他の部分を透過する再生用
レーザービームに対してπだけ位相差を与える特性を有
している。従って、このような位相板１５を透過した再
生用レーザービームは、そのトラック幅方向の半分の光
束が残りの光束に対してπだけ位相差が与えられる。

【００１６】このように位相差が与えられた再生用レー
ザービームが記録媒体２１に集光される際の、強度分布
は、図２に示すような特性を有している。即ち、光軸に
対して対称位置に夫々ピーク（Ｉｍａｘ　）を持つ強度
分布を有している。位相の点で考えると、一方のピーク
を持つ強度分布は、他方に対して位相がπずれている。 そして、これらピークが、対物レンズ１９を介して記録
媒体２１に形成された一対のマークに集光される。つま
り、一対のマークは、互いに位相がπずれたビームで照
明されていることになる。これらマークからは、互いに
位相の異なる透過回折光が発生し、集光レンズ２３を介
して検出器２５に照射される。このとき、検出器２５で
検出された光学的干渉パターンは、図３の（ａ）に示す
ような特性を有する。なお、図３には、マーク相互の間
隔が１．４μｍでマークの直径が１μｍの場合の光学的
干渉パターンが示されている。なお、図３の（ｂ）には
、位相板１５が無い場合の干渉パターンが示されている
。

【００１７】図３の（ａ）、（ｂ）を比較することで明
らかなように、位相板１５が無い場合（図３の（ｂ）参
照）では、集光レンズ２３のＮＡ（０．５５）の制限に
より検出できない範囲に生じる回折光のピーク位置を、
位相板１５を用いることによって、集光レンズ２３のＮ
Ａの範囲内に高い光強度で集中させることができる（図
３の（ａ）参照）。つまり、従来では検出できなかった
マーク間隔を、高精度に検出することができる。このこ
とは、記録媒体２１の記録密度が向上することを意味す
る。

【００１８】このような位相板１５は、記録媒体２１の
トラックに集光される際の、再生用レーザービームのビ
ーム径を大きくする特性を有している。このため、他の
トラックに再生用レーザービームが重なりクロストーク
が発生する場合がある。

【００１９】本実施例の光学式再生装置には、このよう
なクロストークを低減させるために、透過素子１７が設
けられている。この透過素子１７は、その光軸から半径
方向に遠ざかるに従って透過率が高くなるようにパター
ン印刷されたフィルムで形成されている。本実施例では
、光軸上の透過率が０％、最遠部での透過率が７０％の
透過素子１７が用いられている。この透過素子１７の透
過率分布が、図４に示されている。このような特性を有
する透過素子１７を設けることによって、記録媒体２１
に集光される再生用レーザービームのビーム径を小さく
することができる（図５参照）。

【００２０】図５に示すように、透過素子１７を用いた
場合のビーム径は、透過素子１７を用いない場合に比べ
て約２０％小さくなることが判明した。このことは、記
録密度が約２０％向上することを意味する。

【００２１】このように、位相板１５と透過素子１７と
を組合わせることによって、従来では検出できなかった
マーク間隔を、クロストークを発生させること無く、高
精度に検出することが可能となった。

【００２２】また、本実施例の光学式再生装置では、記
録媒体２１に形成される一対のマーク相互の間隔を１．
３μｍ、１．４μｍ、１．５μｍにした場合について、
夫々、光学的干渉パターンの検出を行った。なお、マー
クの直径は、１μｍである。

【００２３】図６には、この検出結果が示されている。 図６に示すように、位相板１５及び透過素子１７を用い
ない場合（図６の（ｂ）参照）では、集光レンズ２３の
ＮＡの制限によって検出できない範囲に生じる回折光の
ピークを、位相板１５及び透過素子１７を組合わせて用
いることによって、集光レンズ２３のＮＡの範囲内に規
制させることができる（図６の（ａ）参照）。

【００２４】具体的には、マーク相互の間隔を、上述の
ように狭くさせた場合（例えば、１．３μｍ　）でも、
その回折光のピークを集光レンズ２３のＮＡの範囲内に
、高い光強度で集中させることができる。

【００２５】このように本実施例の光学式再生装置では
、従来検出できなかったマーク間隔の微小変化を、高精
度に検出することができる。このことは、記録媒体２１
の記録密度が向上することを意味する。

【００２６】なお、このような再生が行われている間、
記録媒体２１のトラック上に最適なビーム径で再生用レ
ーザービームを集光させるように、フォーカス・トラッ
キングサーボが働いていることはいうまでもない。

【００２７】なお、本発明は、上述した一実施例に限定
されることはない。例えば、上述した一実施例では、透
過型の再生装置について説明したが、反射型の再生装置
でも同様の結果が得られる。また、記録媒体２１も上述
した構成に限定されることはなく、例えば、トラック長
さ方向にマークを形成してもよい。また、透過素子１７
も上述した構成に限定されず、例えば、光軸上の透過率
が０％、最遠部の透過率が５０％〜１００％としてもよ
い。また、上述した一実施例では、位相板１５が与える
位相差をπとしたが、これに限定されることはなく、例
えば、π近傍の値でもよい、

【００２８】

【発明の効果】本発明の光学式再生装置は、互いに位相
が異なり、且つ、ビーム径が小さい再生用レーザービー
ムを記録媒体に集光させ、トラックに沿って配置された
マークからの回折光を検出することによって、マーク相
互の間隔に対応して符号化されたデータを高精度に再生
することができる。この結果、記録媒体に形成されるマ
ーク間隔を従来より狭くすることができるため、記録密
度の向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光学式再生装置の構成
を概略的に示す図。

【図２】図１の装置で記録媒体に再生用レーザービーム
を集光させた際の光強度分布を示す図。

【図３】図１の装置に配置された検出器で検出された光
学的干渉パターンを示す図であり、（ａ）は位相板が有
る場合、（ｂ）は位相板が無い場合を示す図。

【図４】図１の装置に配置された透過素子の透過率分布
を示す図。

【図５】図１の装置に配置される透過素子の有無とビー
ム径との関係を示す図。

【図６】図１の装置に配置される位相板及び透過素子の
有無と光学的干渉パターンとの関係を示す図。

【符号の説明】

１１…半導体レーザ、１５…位相板、１７…透過素子、
２１…記録媒体、２５…検出器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　記録媒体のトラックに沿って配置され
   た複数のマークに、再生用レーザービームを走査して、
   これら複数のマーク相互の間隔に対応して符号化された
   データを再生する光学式再生装置であり、前記再生用レ
   ーザービームを出射する手段と、前記再生用レーザービ
   ームの一部に所定の位相差を与える手段と、位相差が与
   えられた前記再生用レーザービームに光学的特性を与え
   て、前記トラックに走査される際のビーム径を小さくす
   る手段と、前記複数のマークから回折する回折光の光強
   度を検出して、前記データを再生する手段と、を備える
   ことを特徴とする光学式再生装置。
2. 【請求項２】　　前記ビーム径を小さくする手段は、所
   定の透過率分布を有する透過素子であることを特徴とす
   る請求項１に記載の光学式再生装置。