JPH0492214A - 光ディスク再生方法 - 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】 本発明ζ戴　■溝方式を用いた光ディスクの再生方法に
関する。

従ｉ台術 光ディスクの高密度化に対応して、例えば特開昭５６−
５８１４４号公報　特開昭５７−１０５８２８号公報　
特開昭５８−１０２３３９号公報などにおいてＶ漕力式
が提案されていも第３図は従来におけるＶ溝ディスクの
レプリカ断面の斜視図を示していも　１は透明基板で２
はＶ溝であり、その斜面上に信号ピット３が形成されて
いも　信号再生用のレーザーは透明基板１側より照射さ
れ　基板１の表面に形成された図示しない反射膜により
、透明基板１側へ反射される。

次に　従来における信号再生を第４図を用いて簡単に説
明すも　半導体レーザー４からの光は回折格子５、ハー
フミラ−６を通り、コリメートレンズ７で平行光になり
、対物レンズ８でＶ溝ディスク上に絞られも ディスクからの反射光は対物レンズ８、コリメートレン
ズ７を再び通り、ハーフミラ−６で反射跣　シリンドリ
カルレンズ９で非点収差を与えられて光検出器１０に照
射されも　この反射光の照射によって光検出器１０から
得られる信号に基づきディスク上のレーザースポットの
位置制御と記録信号の再生を行う。

なお実際に（友　回折格子５における回折により半導体
レーザーのビームは３つに分割され　第５図に示すよう
にディスク上にも３つのスポットを形成するのである方
丈　第４図で３表　図面を見やすくするためにこの３つ
のビームうちの一つのみを示していも 第５図に示すディスク上の３つのスポットのうち真中の
スポットＩＨ１Ｖ溝の山または谷において絞られ焦点制
御やトラッキング制御を行う。

他の１次回折光と一１次回折光のスポット１２．１３は
Ｖ溝の隣接斜面において絞られ　これらの反射光を受光
する事で斜面上の信号を再生する。

この様に７面の２斜面の信号を同時に独立に再生できる
ので転送レートを２倍にできる。

第４図の光学系はＶ溝ディスクの再生だけではなく、Ｃ
Ｄやビデオディスクなどの従来の平板ディスクの再生に
も用いられており、その再生方法を以下に説明すも 従来の平板ディスク上には　やはり、３つのレーザース
ポット１１〜１３を第６図の様に配置せしめも　第７図
に従来の平板ディスクの場合の光検出器の光検出部の構
成と、ディスクからの３つの反射ビームを示す。反射ビ
ームｌｌａでスポット位置の焦点制御と信号再生を行う
。受光部１４と１６の和信号から受光部１５と１７の和
信号を差し引いた信号で焦点制御をし　受光部１４、１
５、１６、１７の和で信号再生する。また　受光部１８
と１９の受光量を比較する事でトラッキング制御できも この様にして、平板ディスクの場合における再生が行な
われるのであム さて、■溝方式において、高密度化のためにはＶ溝の山
と山の間隔を狭くして、　トラックピッチ（隣接斜面の
中心間隔）を小さくしたｌ、％　　その時でＬ　再生し
ているＶ溝斜面と隣り合った斜面からの漏れ信号（クロ
ストーク）を小さくする必要があり、このためのＶ溝デ
ィスクの再生方法がいくつか提案されていも　その代表
的な３つを以下に述べておく。

第１へ　特開昭５６−５８１４４号公報に番戴Ｖ溝の傾
斜面に垂直にレーザービームを照射して、その反射光の
すべてを受光する方法が提案されていも　この場合　０
．　５以上の高ＮＡの対物レンズではレーザービームの
入射角度は１度か２度以内でなければならず、それ以上
では収差の影響でレーザビームを十分に絞れず再生信号
品質は劣化すム　またＶ溝の斜面の傾斜角度は少なくと
も５度以上必要であり、この方法は実用面の使用は極め
て限定されも 第２へ　特開昭５７−１０５８２８号公報に提案された
ものがあａ　これ代　レーザービームは対物レンズの光
軸に略平行に入射させ、収差を小さくＶ溝上にレーザー
スポットを絞る事ができもここで、略平行とは対物レン
ズの光軸に１度以内とす、ｋＶ溝斜面は傾斜しているの
で、その反射光の方向は対物レンズの光軸から偏る。再
生するＶ溝斜面上にはレーザースポットの中心をトラッ
キングするので、大部分の光は再生斜面上に照射され　
その反射光の大部分も対物レンズの半内部分に返ってく
る。また　再生斜面と隣接する斜面からの反射光も対物
レンズの反対側の半内部分に偏る力（その隣接斜面には
レーザースポットの周辺だけが照射されているので、反
射光量も小さ（℃そこで、第８図（Ｂ）のＶ溝２の斜面
上のレーザースポットからの反射光が対物レンズ８を通
った後の分布は同図（Ａ）の曲線りの様になる。この反
射光分布りは斜面上に信号ピットがない所にレーザース
ポットが照射された場合の例であって、大きな強度の反
射光部分と小さな強度の反射光部分に分かれる。この大
きい方の反射光部分は再生斜面からの反射光に相当し　
対物レンズの半分以上に広がっている。

また　斜面上に信号ビットがある時は第８図の分布りの
各々の山の部分が減少し　反射光分布はその減少分だけ
周辺に散らばる力（特に図示する事は省略すも 第８図の反射光分布Ｄ（ム　第４図の反射光路のレンズ
系でビーム径は縮小される方丈　分布の形状は相似的に
保たれたままで光検出器１０上に照射されも　特開昭５
７−１０５８２８号公報で（よ光軸の中心より少し外側
（第８図の矢印Ｘの範囲）において、反射光の干渉効果
により再生信号のクロストークは小さくなる事が解析的
に示され　その領域の反射光を再生する方法が提案され
ている。

以上が特開昭５７−１０５８２８号公報に示された概要
であも 第３へ　特開昭５８−１０２３３９号公報に提案された
方法耘　レーザービームを対物レンズの光軸に略平行に
入射させ、その反射光の多くもレンズの半分の部分に集
中する。その提案では対物レンズを透過する反射光につ
いては半円部分を受光する方法であり、ある程度クロス
トークを小さくできるが最適ではなｌ、％ 発明が解決しようとする課題 従来において（よ　レーザー光はいつも完全にコヒーレ
ンス（可干渉性）であるとの仮定に立脚している。

確かに　相変化による記録すなわちＶ溝斜面上に信号ビ
ットを形成しない記録方式゛にお０て（よ斜面上には凹
凸がないのでコヒーレンスの仮定番よある程度成立つ。

まＬ　ｖ溝表面に光磁気材料を形成して記録により磁化
方向を変化させる時も同様であム しかＬＶ溝溝面面上信号ピ・ントを形成する再生専用デ
ィスクの場合に（よ　ディスク上の信号ビットは理想的
な形状に形成する事は困難であり、底面や周辺が少し乱
れている事もあり、反射光（よ完全にコヒーレンスとは
いえな（℃ 例えは　反射光の中には散乱によって乱された成分も多
く、コヒーレンスが部分的に破れ干渉性が低下する。散
乱光には特定の方向性（よなく、それら散乱によるクロ
ストークの成分は反射光全般に散らばり、むしろ均一に
近く含まれて０る。

従って、反射光の一部分で特にクロスト−フカく最も小
さくなるという傾向は減少し　むしろ反射光分布の一部
だけを受光する場合は再生信号は最大ではなくなり、高
い信号品質を得るには不利である。

そこで現実問題として斜面に信号ビットを形成したＶ溝
ディスクの最適な再生方法を提供する必要がある。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段（友　レーザービームを
対物レンズの光軸に略平行に入射させもそしてＶ溝斜面
からの反射光のう板　対物レンズを通過してくる全部分
ではないパ　対物レンズの手内部分以上通過してくる光
を受光する様になすことであム 作用 上記手段によれば　レーザービームの入射方向は対物レ
ンズの光軸に略平行であり、ディスク面に絞られるレー
ザースポットの収差は小さくできる。

■溝斜面は傾斜しているので、その反射光の方向は対物
レンズの光軸から偏る。ディスク面からの反射光分布は
再生斜面からの大きな反射光部分と、再生斜面と隣接す
る斜面からの小さな反射光部分の２つに分かれも　その
再生斜面からの反射光に相当する大きな反射光部分は対
物レンズの半分以上に広が４ 斜面からの反射光の一部を光検出器の検出部に入射しな
い様に光学系を構成して、対物レンズを通過してくる反
射光の全部分ではないが対物レンズの手内部分以上を受
光する事により、再生斜面からの反射光に相当する部分
の殆どを受光する事になり、再生信号を最大に近くでき
る。その時にζよ　クロストーク成分は反射光全般に均
一に含まれる傾向が高いので、再生信号の大きさに対す
るクロストークの量は相対的に低下し　再生信号の品質
を向上させる事ができるのであも 実施例 以下、実施例を図面と共に説明する。

斜面に信号ビットが形成されたＶ溝ディスクを再生して
、Ｃ／Ｎやクロストーク等の信号品質を測定して反射光
の最適な受光部分を検討しｋ　以下、その結果について
説明すも 第１図（Ａ）に示す円はＶ溝斜面からの反射光ビームの
断面を示すものである。■溝の再生斜面の信号を再生す
る時には隣接する斜面の信号も混じってくム　第８図の
様な右上がりの斜面からの信号を再生する場合には　第
８図の円内の左側の半内部分に反射光の大部分が集中す
る。そこで、第１図（Ａ）の縦線りの左側の反射光（）
飄ツチング領域）を再生すム　縦線りの位置を反射光の
中心Ｏを通るξ軸との交点で表し　その縦線りの位置に
対する再生斜面の再生信号Ｓと隣接斜面の再生信号Ｃの
測定値を示したものが第１図（Ｂ）であム　再生斜面と
隣接斜面の再生信号の差がクロストークとなる。

解析シミュレーションに基ず〈従来例で（よ　最適な受
光領域は第８図の矢印Ｘの範囲の様に半円より少し小さ
い反射光の部分であった　すなわち第１図で言えば　直
線りは点Ｏの左側にある場合が再生特性は良好であ４　
と言うのが従来の思想であっち それに対し　第１図によれは　半円より少し大きい反射
光の部分を受光して信号再生する方が再生信号振幅も太
きいしクロストークも小さくなる事が分かる。この領域
は　第８図の２つの部分に分かれた反射光分布りの大き
い方の反射光部分の殆どを受光する事に相当する。

解析に基づ〈従来例との上記の相違について簡単に説明
する。

従来の解析にはレーザー光は常に完全にコヒーレンス（
可干渉性）という仮定が含まれていた確かにＶ溝斜面上
に凹凸がない場合にはこの仮定はある程度成立つ。

しかＬＶ溝溝面面上信号ピットを形成する再生専用ディ
スクの場合に（よ　ディスク上の信号ピットは理想的な
形状に形成する事は困難であり、底面や周辺が少し乱れ
ている事もあり、反射光の中には散乱によって乱された
成分も多１．％　　そのために　この反射光は完全にコ
ヒーレンスとはいえず、コヒーレンスが部分的に破れ干
渉性が低下すも　それら散乱によるクロストークの成分
は特定の反射方向を持たず、むしろ反射光全般に均一に
近く含まれていも　従って、反射光の一部分で特にクロ
ストークが最も小さくなるという傾向は減少すム　むし
へ　反射光分布の一部だけを受光する場合ζよ　再生信
号は最大ではなく高い信号品質を得るには不利であも そこで、■溝斜面からの反射光分布には　第８図に示す
分布りの様ｊＱ　　再生斜面からの反射光に相当する大
きな部分と、再生斜面に隣接する斜面からの反射光に相
当する小さな部分があり、その大きい方の反射光部分の
殆どを受光する事で、再生信号を最大に近くできも　そ
の時に（よ　クロストーク成分は反射光全般に均一に含
まれる傾向が高いので、再生信号の大きさに対するクロ
ストークの量は相対的に低下し　再生信号の品質は向上
させる事ができも 即板　対物レンズを透過する反射光の全部ではない力（
対物レンズの半内部分より多くを受光すれば高い品質の
信号が得られるのである。

な耘　上記実施例における再生光学系を詳細に説明すも 上記実施例の光学系の構成図は第４図と同様である。

第４図で半導体レーザー４の波長をλ、その発光点と回
折格子５の間隔をｄとし　コリメートレンズ７の焦点距
離をｆｌ、対物レンズ８の焦点距離をｆ２とすム　回折
格子のピッチをｐとすれＩ′Ｌ回折格子を透過後の０久
　１次　−１次のレーザー光は Ａ＝　（λ／　ｐ　）　　・ｄ　　　　　・・・（１）
の距離を隔てた点から発光するように分割されディスク
上には Ｂ＝　（ｆ　２／ｆ　１）　　・Ａ　　　・・・（２）
の間隔を隔ててスポット状に絞られる。

ディスクから反射したレーザー光はハーフミラ−６で入
射光路から分離されも　シリンドリカルレンズ９による
非点収差で反射ビーム形は変化する方丈　３つのビーム
が分離され　かス　それらのビーム形が円形になる位置
に光検出器１０を配置すム　光検出器上の反射光ビーム
の直径は小さいのて　その位置はコリメートレンズ７に
よる焦点位置に近くな４３つの反射ビームの中心間隔は
ディスク上のスポット間隔のおよそ（ｆｌ／ｆ２）倍で
あり、およそ（１）式のＡの値になる。

光検出器上の反射光の中心間隔は　第２図の様に従来デ
ィスクより大きくなるように光学系を構成し　反射ビー
ム１２ａ、　１３ａの一部が検出部に入射しない様にす
ム 焦点制御（友　従来の場合と同様に　反射ビーム１１ａ
を用いて受光部１４と１６の和信号から受光部１５と１
７の和信号を差し引いた信号で行う。

非点収差方式の焦点制御では３つの反射ビームは光検出
器面で像が９０度回転するので、光検出器上での信号ピ
ットのトラック方向の像は受光部１４と１７、あるい１
ｉ１５と１６を分割する線に平行であム　従って、■溝
ディスクのトラッキング制御は受光部１４と１５の和信
号から受光部１６と１７の和信号を差し引いた信号で行
う事ができる。

この様に構成された光学系では　前述した様に非点収差
方式の焦点制御では３つの反射ビームは光検出器面で像
が９０度回転するので、光検出器上の３つの反射光の中
心間隔を第７図の従来ディスクより大きくして、■溝斜
面からの反射光（１２ａ、　１３ａ）の一部を検出部に
入射しない様にでき、対物レンズを透過する反射光の全
部ではないが半分以上受光して第１図に示した最適な領
域を再生する事になり、クロストークの小さい高い品質
の再生信号を得る事ができも 光検出器上の反射光の間隔（よ　前述した様番二半導体
レーザー４の波長λ、その発光点と回折格子５の間隔ｄ
、回折格子のピッチｐとして、およそ（λ／ｐ）　　・
ｄとなるので、従って、半導体レーザー４の発光点と回
折格子５の間隔ｄを従来のディスクの光学系よりより大
きくするだけで大きくできる。しかＬ　第２図の構成で
も受光部１８と１９の受光量を比較して、従来のディス
クにもトラッキングできも 発明の効果 以上の通りであって、本発明によれ（戴　レーザービー
ムを対物レンズの光軸に略平行に入射させるので、ディ
スク上のスポットの収差を小さくでき、またクロストー
クの小さい高品質の信号を再生できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるＶ溝ディスクからの反
射光の再生領域と信号レベルの関係医第２図は実施例に
おけるＶ溝ディスク用の光検出器の構成とその上への反
射光の照射状態を示す交第３図は実施例のＶ溝ディスク
の斜視医　第４図は実施例の再生光学系の構成医　第５
図は実施例のＶ溝ディスク上のレーザースポットの配置
１第６図は従来の平板ディスク上のレーザースポットの
分布医　第７図は従来の光検出器の構成とその上の反射
光の照射状態を示す医　第８図は従来におけるＶ溝斜面
からの反射光分布を用いた再生方法の説明図である。 １・・・透明基板　２・・・ＶＩＬ　　３・・・ピット
、　４・・・半導体レーザ、　５・・・回折格子、　８
・・・対物レンＸ１０・・・光検出器 第１図 Ｓ−ａ本　ター　イ寡　号 Ｃ−・−浅札（を号 ／／Ｌ　１２ａ、　／３Ｌ−Ｔｃ　Ｊｔ光７４．１！、
　１６．７７．１Ｂ、　／９・・・受矢部第 図 第 図 第 図 第 図 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ディスク上にその半径方向の断面がＶ字形であ
   る溝を設け、そのＶ溝の斜面に信号を記録し、対物レン
   ズでディスク上にレーザーを照射して、その反射光を光
   検出器で受光する事で信号を再生する方法において、前
   記反射光の一部を前記光検出器の光検出部に照射させな
   い事を特徴とする光ディスク再生方法。
2. （２）レーザーの光源と対物レンズとの間に回折格子を
   挿入してディスク上に複数のスポットを形成し、光検出
   器はその複数スポットの各々を受光する光検出部から成
   り、Ｖ溝斜面からの反射光の一部を前記光検出部に照射
   させない様に　回折格子と前記レーザー光源との距離を
   設定する事を特徴とする請求項１記載の光ディスク再生
   方法。