JPH07334847A - 光情報再生方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分解能並びに利用効率を向上させた光情報再
生方法及びその装置を提供する。 【構成】 光ディスク１からの再生光をビーム分割素子
４によって、光ディスク１上のビーム進行方向に空間的
に分割し、光ビームの中心部分を集光レンズ８を介して
検出器１０により検出し、光ビームの両サイド部分を集
光レンズ７を介して検出器９によって検出する。さら
に、これらの検出器９，１０による検出信号を演算回路
１１によって演算処理する。この演算処理では、光ビー
ムの中心部分の検出信号から両サイド部分の検出信号を
引き算する等の演算を行う。 【効果】 ノイズや記録マークの信号成分以外の影響が
抑圧されると共に分解能並びに光の利用効率を向上させ
ることができ、光ディスク１上の記録マークを感度良く
検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の光情報
記録媒体に光ビームを照射して情報を再生する光情報再
生方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク装置においては、特開
平1-245433等に開示される通り、半導体レーザから出て
きた光を光学系を用いて、光媒体の一点に絞り込んで照
射すると共に、その一点からの反射光を前記光学系で集
め、光ディテクタに導き、光ディテクタ上で反射光の光
強度、偏光方向の変化を捕え、その一点に記録された信
号を再生していた。

【０００３】また、光磁気記録用の次世代光ヘッド技術
（応用物理 第６１巻 第３号(1992)２５８頁から２６
１頁）に開示されるように、高密度化技術としては半導
体レーザの他に超解像光学技術を用いて回折限界を越え
る微小スポットを記録媒体上に形成していた。

【０００４】この次世代光ヘッド技術では、図２に示す
ように、半導体レーザ１０１から出射したレーザ光をビ
ーム整形プリズム１０２に通して整形した後、超解像ス
ポット形成用の遮光帯１０３を通してレーザ光を記録媒
体１０４に照射することにより、回折限界を越える微小
スポットを記録媒体１０４上に形成している。この際、
記録媒体１０４からの反射光のエラー検出系１０５及び
信号検出系１０６への抽出は遮光帯１０３と対物レンズ
１０７との間に配置されたビームスプリッタ１０８，１
０９を用いて行われ、エラー信号は一般的なナイフエッ
ジ法とプッシュプル法によって検出される。また、信号
検出系１０６では、スリット面上にスポットを形成して
メーンローブ成分のみを透過させ、偏光分離した後に光
検出器で信号を差動検出している。

【０００５】前述した構成により、光源波長を７８０ｎ
ｍとしＮＡ０．５５の集光レンズを用いた場合、ビーム
径は従来の１．４μｍから１．１μｍに縮小され、これ
に対応して約２０％の周波数特性の向上がみられてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の光ヘッドを用いた光情報再生装置では、１つの
光ディテクタで反射光の強度等を検出しており、また、
信号検出系も余計なサイドローブの影響を抑圧するため
に使用されるのみであったため、再生ビームの持ってい
る光媒体上に形成したスポット内の状態を検出できず、
微小なピットの再生ができなかった。さらに、前述した
次世代光ヘッド技術による方法はサイドローブが発生す
るので、このサイドローブを抑圧するために信号検出系
にスリットをいれているため、光の利用効率が低下して
いた。

【０００７】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、分解
能並びに利用効率を向上させた光情報再生方法及びその
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決しようとするための手段】本発明は上記の
目的を達成するために、請求項１では、光ビームを用い
て情報記録媒体上に形成された記録マークの情報を再生
する光情報再生方法において、前記情報記録媒体上に光
ビームを照射し、該情報記録媒体から戻ってきた光を空
間的に分割し、該分割された光を各々集光して光を検出
し、該検出した複数の信号を演算して前記記録マークの
情報を再生する光情報再生方法を提案する。

【０００９】また、請求項２では、請求項１記載の光情
報再生方法において、前記情報記録媒体上における光ビ
ームの進行方向に前記光の分割を行う光情報再生方法を
提案する。

【００１０】また、請求項３では、請求項２記載の光情
報再生方法において、前記光の分割領域を１次回折光の
形状に対応させた光情報再生方法を提案する。

【００１１】また、請求項４では、情報記録媒体に光ビ
ームを照射して該情報記録媒体上に形成された記録マー
クの情報を再生する光情報再生装置において、前記情報
記録媒体から戻ってきた光を空間的に分割する光分割素
子と、該光分割素子によって分割された光を検出する検
出手段と、該検出手段の検出結果を演算する演算手段と
を設けた光情報再生装置を提案する。

【００１２】また、請求項５では、請求項４記載の光情
報再生装置において、前記光分割素子は、前記情報記録
媒体上における光ビームの進行方向に前記光の分割を行
う光情報再生装置を提案する。

【００１３】さらに、請求項６では、請求項５記載の光
情報再生装置において、前記光分割素子による光の分割
領域を１次回折光の形状に対応させて設定した光情報再
生装置を提案する。

【００１４】

【作用】本発明の請求項１記載の光情報再生方法によれ
ば、情報記録媒体上に光ビームが照射され、該情報記録
媒体から戻ってきた光が空間的に分割される。さらに、
該分割された光は各々集光された後に検出され、該検出
された複数の信号が演算されて前記情報記録媒体上に形
成されている記録マークの情報が再生される。例えば、
記録マークからの信号成分が多い部分とその他の部分と
に光が空間的に分割され、演算においては記録マークの
部分の検出信号から他の部分の検出信号が引き算され
る。これにより、ノイズや記録マークの信号成分以外の
影響が抑圧される。

【００１５】また、請求項２によれば、前記情報記録媒
体上における光ビームの進行方向に前記光の分割が行わ
れ、光ビームの進行方向の収差が補正される。

【００１６】また、請求項３によれば、前記光の分割領
域は前記情報記録媒体上の記録マークから発生する１次
回折光の形状に対応したものとされ、再生対象の信号成
分と１次回折光成分が分離される。

【００１７】また、請求項４記載の光情報再生装置によ
れば、情報記録媒体から戻ってきた光が光分割素子によ
って空間的に分割され、該分割素子によって分割された
光が検出手段によって検出される。さらに、該検出手段
の検出結果が演算手段によって演算され、前記情報記録
媒体上に形成されている記録マークの情報が再生され
る。例えば、光分割素子によって記録マークからの信号
成分が多い部分とその他の部分とに光が空間的に分割さ
れ、演算手段によって記録マークの部分の検出信号から
他の部分の検出信号が引き算される。これにより、ノイ
ズや記録マークの信号成分以外の影響が抑圧される。

【００１８】また、請求項５によれば、前記光分割素子
によって前記情報記録媒体上における光ビームの進行方
向に前記光の分割が行われ、光ビームの進行方向の収差
が補正される。

【００１９】また、請求項６によれば、前記光分割素子
によって、前記情報記録媒体上の記録マークから発生す
る１次回折光の形状に対応して光の分割が行われ、再生
対象の信号成分と１次回折光成分が分離される。

【００２０】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の第１の実施例を示す構成図であ
る。図において、１は光ディスク、２は光ディスク１上
にビームスポットを形成する対物レンズ、３は光を分離
するビームスプリッタ、４は例えばミラーからなるビー
ム分割素子、４４は分割素子搭載部、５はレンズ等から
なるビーム整形部、６はレーザ、７，８は集光レンズ、
９，１０は検出器、１１は演算回路である。

【００２１】以下、本実施例のさらに詳細な構成及び動
作を説明する。レーザ６から出力された光はビーム整形
部５によって平行光に整形され、この平行光はビームス
プリッタ３を介して、対物レンズ２に照射され、該対物
レンズ２によって光ディスク１上の記録層に集光され
る。この記録層からの反射光は、ビームスプリッタ３に
より、その偏光方向を変えられ（方向を変えるために
は、周知の１／４波長板を挿入したり、ＰＢＳを用いる
などしてもよい）、ビーム分割素子４に向かう。

【００２２】ここで、図３にビーム分割素子４のある断
面での光ビームの分割領域を示す。図に示すように、ビ
ーム断面を媒体（光ディスク１）上のビーム進行方向に
対して、第１の領域２１、第２の領域２２、第３の領域
２３と分ける。そして、第２の領域２２の部分にビーム
分割素子４を挿入して光を分離する。第１の領域２１、
第３の領域２３の光は集光レンズ７によって検出器９に
集光される。また、第２の領域２２の光は、ビーム分割
素子４によって例えば直角方向に反射された後、集光レ
ンズ８によって検出器１０に集光される。検出器９及び
検出器１０の出力は演算回路１１に導かれて演算され
る。

【００２３】演算回路１１では、検出器９の出力をＶ
１、検出器１０の出力をＶ２とすると、出力Ｏは、次式
で表される。

【００２４】 Ｏ＝ａＶ１＋ｂＶ２ (1) ここで、ａ，ｂは増幅率であり、図３に示すビーム分割
領域に依存する。

【００２５】好例としては、ａＶ１＞ｂＶ２となるよう
にｂを小さくする。分解能を向上させる良い例として
は、０＜｜ｂＶ２／ａＶ１｜＜０．６である。また、ノ
イズを低下させる良い例としては０＞ｂＶ２／ａＶ１で
ある。

【００２６】このように、再生系を構成することによっ
て、光ディスク１上の記録マークからの信号が、光ディ
スク１上のフーリエ変換面である平行ビームの強度分布
として第１の領域２１及び第３の領域２３に第２の領域
２２より大きくなって現れる。そこで第１の領域２１及
び第３の領域２３の信号の増幅率を第２の領域２２の信
号の増幅率よりも大きくすることによって、小さい記録
マークの再生信号を強調して再生することができる。ま
た、ノイズがランダムであり、第１乃至第３の領域２
１，２２，２３に対して均等に現れると考えると、第１
の領域２１及び第３の領域２３の信号から第２の領域２
２の信号を引き算することによって、ノイズの影響を相
殺することができる。

【００２７】即ち、光のノイズによるフーリエ変換作用
を利用して、分解能を向上させると共にノイズを抑圧で
き、光ディスク１上の記録マークを感度良く検出するこ
とができる。また、光ビームを分割した後に集光レンズ
７，８で検出器９，１０上に光を集光しているので、高
速の光−電気変換を行うことができる。

【００２８】また、この実施例では、ビーム分割領域の
数Ｎを３にしている（Ｎ＝３）が、ビーム分割領域数Ｎ
を４以上の整数にすると、さらに分解能を向上させるこ
とができる。

【００２９】さらに、本実施例では、ビーム分割後の検
出器を２個設け、中心の領域に１つを割当て、左右の領
域に対して１つを割当てているが、これらの領域毎に別
々の検出器で検出すると共に、検出後の増幅率を調整す
ることで、光ディスク１に対する光ビームのビーム進行
方向の収差を補正することができる。

【００３０】尚、実際の信号の検出に必要なフォーカス
信号、トラッキング信号は図示しないビームスプリッタ
を用いて分割された光から検出されるが、周知の方法を
用いることができるので、ここではその説明を省略す
る。

【００３１】次の、本発明の第２の実施例を説明する。
本第２の実施例の装置構成は前述した第１の実施例と同
様であるのでその説明を省略する。また、第２の実施例
と第１の実施例との相違点は、ビーム分割素子４による
光ビームの分割領域形状を変えたことにある。

【００３２】即ち、第２の実施例におけるビーム分割素
子４による光ビームの分割領域は、図４に示すように図
３に示した分割領域に比較して、１次回折光の形にあわ
せて、分割領域の形状を曲線としている。このようにす
ることで、微小マークからの信号を効率良く第１の領域
３１、第３の領域３３に集めて微小マークからの信号を
効率良く検出することができる。尚、第１の領域３１と
第３の領域３３は中心部で接する様にしてもよい。

【００３３】次の、本発明の第３の実施例を説明する。
本第３の実施例の装置構成は前述した第１の実施例と同
様であるのでその説明を省略する。また、第３の実施例
と第１の実施例との相違点は、ビーム分割素子４による
光ビームの分割領域形状を変えたことにある。

【００３４】即ち、第３の実施例におけるビーム分割素
子４による光ビームの分割領域は、図５に示すように図
３に示した分割素子に比較して、分割する領域を中心か
らトラック幅方向の減少にあわせて、分割形状を曲線と
している。このようにすることでトラッキングによる影
響を抑圧して微小マークからの信号を効率良く検出する
ことができる。

【００３５】次に、本発明の第４の実施例を説明する。
図６は本発明の第４の実施例を示す構成図である。図に
おいて、前述した第１の実施例と同一構成部分は同一符
号をもって表しその説明を省略する。また、第４の実施
例と第１の実施例との相違点は、ビーム分割素子５１，
５２を用いて光ビームを分割すると共に、該分割された
光ビームのそれぞれを同一の集光レンズ５３を介して検
出器５４１，５４２に集光するようにしたことにある。

【００３６】即ち、光ディスク１からの反射光は、対物
レンズ２及びビームスプリッタ３を介して分割素子搭載
部５５に達し、その一部が該分割素子搭載部５５に搭載
されているミラーからなるビーム分割素子５１によって
例えば直角方向に反射される。ビーム分割素子５１に照
射されない部分の光ビームは集光レンズ５３によって基
板５４上の検出器５４１に集光され、電気信号に変換さ
れて演算回路５６に入力される。

【００３７】一方、ビーム分割素子５１によって反射さ
れた光ビームは、ミラーからなるビーム分割素子５２に
照射され、該ビーム分割素子５２によって集光レンズ５
３に向けて反射され、集光レンズ５３によって基板５４
上に検出器５４１と並んで配置された検出器５４２に集
光される。検出器５４２によって得られた電気信号は演
算回路５６に入力されて、検出器５４１の出力信号と演
算処理される。

【００３８】前述したように、本実施例では分割する素
子５２を変え、第１の実施例に比較して分割した光を同
一の集光レンズ５３を用いて同一基板５４上の検出器５
４１，５４２に導いている。このように構成することに
よって検出器５４１，５４２のノイズ特性を同じように
し、これらの検出器５４１，５４２の出力信号を演算回
路５６によって差動で検出することで検出器５４１，５
４２のノイズ特性を抑圧することができる。また、この
ときの光の分割形態は図３、図４、図５について説明し
たことと同様にすればよい。

【００３９】次に、本発明の第５の実施例を説明する。
図７は本発明の第５の実施例を示す構成図である。図に
おいて、前述した第１の実施例と同一構成部分は同一符
号をもって表しその説明を省略する。また、第５の実施
例と第１の実施例との相違点は、第５の実施例では、分
割する方法を変えたことにある。

【００４０】即ち、本実施例では、第１の実施例の分割
素子搭載部４に代えて分割素子搭載部４４を設けてい
る。この分割素子搭載部４４には、図３、図４、図５に
示したような形状の１／２波長板が再生ビーム中に配置
されると共に、偏光ビームスプリッタ４５が搭載されて
いる。

【００４１】これにより、光ディスク１からの反射光
は、その一部が１／２波長板４６を通過して偏光ビーム
スプリッタ４５に照射され、１／２波長板４６によって
偏光方向が変えられた光のみが、偏光ビームスプリッタ
４５によって反射され、他の光は集光レンズ７によって
検出器９に集光される。また、偏光ビームスプリッタ４
５によって反射された光は集光レンズ８によって検出器
１０に集光される。

【００４２】従って、１／２波長板４６及び偏光ビーム
スプリッタ４５によって光ビームを分割することがで
き、分離した後の処理は第１の実施例と同様である。こ
こで、偏光ビームスプリッタ４５の他にウォラストン等
のプリズムを用いて光ビームを分離しても良い。

【００４３】また、第４の実施例と同様に、分離した光
ビームの一方をミラーで反射して、一つの基板上に並べ
て配置された二つの検出器に分離した二つの光ビームの
それぞれを集光するようにもできる。この場合、ウォラ
ストン等のプリズムを用いればミラーを用いる必要がな
く、好例となる。さらに、このときの光の分割形態は、
図３、図４、図５について説明したことと同様にすれば
良い。

【００４４】次に、本発明の第６の実施例を説明する。
前述した第１乃至第５の実施例はＣＤ等のＲＯＭ、相変
化、追記の光学系について示したが、光磁気の場合に
は、次の様に実現することができる。

【００４５】図８は本発明の第６の実施例を示す構成図
である。本実施例では、再生光がレーザ６から出射され
て光ディスク１に照射された後、光ディスク１で反射し
て偏向ビームスプリッタ７１に到るまでは第１の実施例
と同様に従来知られている方法であるので、その詳しい
説明は省略する。

【００４６】本実施例では偏光ビームスプリッタ７１で
二つの偏光成分に分離し、さらに各々の光を２分割して
いる。即ち、偏光ビームスプリッタ７１によって分離さ
れた一方の偏光成分の光は偏光ビームスプリッタ７１を
通過して分割素子搭載部７４４に向かい、他方の偏光成
分の光は偏光ビームスプリッタ７１によって反射されて
分割素子搭載部８４４に向かう。

【００４７】まず、偏光ビームスプリッタ７１を通過し
た光について説明する。ここで、図３に示すように、ビ
ーム断面を光ディスク１上のビーム進行方向に対して、
第１の領域２１、第２の領域２２、第３の領域２３とに
分ける。そして、第２の領域２２の部分にビーム分割素
子７４を挿入し、光を分離する。第１及び第３の領域２
１，２３の光は集光レンズ７７によって検出器７９に集
光され、第２の領域２２の光は集光レンズ７８によって
検出器７１０に集光される。

【００４８】次に、偏光ビームスプリッタ７１によって
反射されて方向を変えた光について説明する。ここで、
図３に示すように、ビーム断面を光ディスク１上のビー
ム進行方向に対して、第１乃至第３の領域２１，２２，
２３とに分ける。そして、第２の領域２２の部分にビー
ム分割素子８４を挿入し、光を分離する。第１の領域２
１及び第３の領域２３の光は、集光レンズ８７によって
検出器８９に集光され、第２の領域２２の光は集光レン
ズ８８によって検出器８１０に集光される。

【００４９】検出器７９及び検出器８９の出力は、差動
増幅器９１によって引き算されて演算回路９３に入力さ
れる。また、検出器７１０及び検出器８１０の出力は、
差動増幅器９２によって引き算されて演算回路９３に入
力される。演算回路９３では、差動増幅器９１及び差動
増幅器９２の出力を入力し、これらに対して第１の実施
例と同様の演算が行われる。また、このときの光の分割
形態は図３の他に、図４、図５の様にしても良い。

【００５０】以上の実施例は単独で行なっても、また組
み合わせて行なってもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載の光情報再生方法によれば、情報記録媒体から戻って
きた光が空間的に分割され、該分割された光に基づく信
号を演算しているので、ノイズや記録マークの信号成分
以外の影響が抑圧されると共に分解能並びに光の利用効
率を向上させることができ、情報記録媒体上の記録マー
クを感度良く検出することができる。

【００５２】また、請求項２によれば、上記の効果に加
えて、光ビームの進行方向の収差が補正され、より分解
能を高めることができる。

【００５３】また、請求項３によれば、上記の効果に加
えて、再生対象の信号成分と１次回折光成分が分離され
るので、これらの演算により微小な記録マークからの信
号を効率よく検出することができる。

【００５４】また、請求項４記載の光ディスク再生装置
によれば、情報記録媒体から戻ってきた光が光分割素子
により空間的に分割され、該分割された光に基づく信号
が演算されるので、ノイズや記録マークの信号成分以外
の影響が抑圧されると共に分解能並びに光の利用効率を
向上させることができ、情報記録媒体上の記録マークを
感度良く検出することができる。

【００５５】また、請求項５によれば、上記の効果に加
えて、光ビームの進行方向の収差が補正され、より分解
能を高めることができる。

【００５６】また、請求項６によれば、上記の効果に加
えて、再生対象の信号成分と１次回折光成分が分離され
るので、これらの演算により微小な記録マークからの信
号を効率よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図

【図２】従来例を示す構成図

【図３】本発明の第１の実施例における再生ビームの分
割領域を示す図。

【図４】本発明の第２の実施例における再生ビームの分
割領域を示す図。

【図５】本発明の第３の実施例における再生ビームの分
割領域を示す図。

【図６】本発明の第４の実施例を示す構成図。

【図７】本発明の第５の実施例を示す構成図。

【図８】本発明の第６の実施例を示す構成図

【符号の説明】

１…光ディスク、２…対物レンズ、３…ビームスプリッ
タ、４…ビーム分割素子、４４…分割素子搭載部、５…
ビーム整形部、６…レーザ、７，８…集光レンズ、９，
１０…検出器、１１…演算回路、５１，５２…ビーム分
割素子、５３…集光レンズ、５４…基板、５４１，５４
２…検出器、５５…分割素子搭載部、５６…演算回路、
４５…偏光ビームスプリッタ、４６…１／２波長板、７
１…偏光ビームスプリッタ、７４…ビーム分割素子、７
４４…分割素子搭載部、７７，７８…集光レンズ、７
９，７１０…検出器、８４…ビーム分割素子、８４４…
分割素子搭載部、８７，８８…集光レンズ、８９，８１
０…検出器、９１，９２…差動増幅器、９３…演算回
路。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを用いて情報記録媒体上に形成
   された記録マークの情報を再生する光情報再生方法にお
   いて、 前記情報記録媒体上に光ビームを照射し、 該情報記録媒体から戻ってきた光を空間的に分割し、 該分割された光を各々集光して光を検出し、 該検出した複数の信号を演算して前記記録マークの情報
   を再生することを特徴とする光情報再生方法。
2. 【請求項２】 前記情報記録媒体上における光ビームの
   進行方向に前記光の分割を行うことを特徴とする請求項
   １記載の光情報再生方法。
3. 【請求項３】 前記光の分割領域を１次回折光の形状に
   対応させたことを特徴とする請求項２記載の光情報再生
   方法。
4. 【請求項４】 情報記録媒体に光ビームを照射して該情
   報記録媒体上に形成された記録マークの情報を再生する
   光情報再生装置において、 前記情報記録媒体から戻ってきた光を空間的に分割する
   光分割素子と、 該光分割素子によって分割された光を検出する検出手段
   と、 該検出手段の検出結果を演算する演算手段とを設けたこ
   とを特徴とする光情報再生装置。
5. 【請求項５】 前記光分割素子は、前記情報記録媒体上
   における光ビームの進行方向に前記光の分割を行うこと
   を特徴とする請求項４記載の光情報再生装置。
6. 【請求項６】 前記光分割素子による光の分割領域を１
   次回折光の形状に対応させて設定したことを特徴とする
   請求項５記載の光情報再生装置。