JPH076402A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レ−ザ波長を短くしてスポット径を小さくす
ることでクロスト−クノイズを低減させる場合に、再生
信号のデュ−ティ比が外れることに起因して生ずるＥＦ
Ｍ信号の復調時のブロックエラ−レ−トの増大を防止す
る。 【構成】 ＭＵＳＥディスク又はＮＴＳＣディスクをレ
−ザビ−ムスポットで走査して、その反射光を読み取る
ことにより当該ディスクに記録されている情報を再生す
る光ディスク装置であって、ＭＵＳＥディスク用に規格
化されている波長よりも短波長のレ−ザビ−ムを出射す
るレ−ザ出射手段と、該レ−ザ出射手段から出射される
レ−ザビ−ムを、そのビ−ムスポットが前記ディスク上
で楕円形状を成すとともに該楕円の長軸が前記走査方向
に一致するように集光させる手段とを備えた装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクにレ−ザビ
−ムスポットを照射して、その反射光の強弱を読み取る
ことで、該光ディスクの情報を再生する光ディスク装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高品位テレビ信号をＴＣＩ多重サブ・ナ
イキスト・エンコ−ド方式で帯域圧縮したＭＵＳＥ信号
をＦＭ変調して記録したＭＵＳＥ方式のハイビジョンビ
デオディスク（ＭＵＳＥディスク）では、現行のテレビ
方式であるＮＴＳＣ方式のビデオディスク（ＮＴＳＣデ
ィスク）の約２倍の高密度で記録が行われている。これ
は、ＭＵＳＥ信号がＮＴＳＣ信号の約２倍の帯域を有し
ており、再生時に約２倍の線速度を必要とするため、Ｎ
ＴＳＣディスクと同程度の再生時間（例：両面で１２０
分）を得たい場合には、約２倍の高密度記録が必要とな
るためである。

【０００３】高密度で記録されているＭＵＳＥディスク
を読み取るためには、光ピックアップの分解能を高める
必要がある。これは、ディスク上に集光されるレ−ザビ
−ムのスポット径を小さくすることで達成でき、このス
ポット径はレ−ザビ−ムの波長に比例する。このため、
ＮＴＳＣディスク再生用の従来の光ディスク装置で７８
０[nm]に構成されていた波長が、ＭＵＳＥ＆ＮＴＳＣデ
ィスク再生用の最近の光ディスク装置では６７０[nm]に
構成されている。

【０００４】また、ＮＴＳＣディスク再生用の従来の光
ディスク装置で０．５に構成されていた対物レンズの開
口数ＮＡが、ＭＵＳＥ＆ＮＴＳＣディスク再生用の最近
の光ディスク装置では０．５５に構成されている。これ
は、６７０[nm]の波長のレ−ザでは、ビ−ムのスポット
径をＭＵＳＥディスクの記録密度のレベルまで小さくす
るには未だ不十分なため、対物レンズの開口数ＮＡを大
きくすることで対応するようにしたものである。

【０００５】このように、レ−ザを短波長に構成し、且
つ、対物レンズの開口数ＮＡを大きく構成することで、
約２倍の高密度記録のＭＵＳＥディスクの再生が可能に
されている。例えば、レ−ザの波長を６７０[nm]、対物
レンズの開口数ＮＡを０．５５、コリメ−トレンズの開
口数ＮＡを０．１に各々構成した場合、レ−ザビ−ムの
スポット径としては１．０７ [μm]程度が得られ、これ
に対して、ＭＵＳＥディスクのトラックピッチは１．１
[μm]程度であるため、上記の構成によりＭＵＳＥディ
スクの再生が可能になるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の光ディスク
装置では、ビ−ムのスポット径が１．０７ [μm]程度で
あるのに対して、ＭＵＳＥディスクのトラックピッチは
１．１ [μm]程度であるため、一応再生が可能である
が、トラックピッチ方向の余裕度が小さい。このため、
ディスクの反りや厚みムラの影響が大きくなった場合に
は、クロスト−クノイズが大きくなる。

【０００７】このクロスト−クノイズを低減させるため
に、レ−ザの波長を６７０[nm]よりも短波長の６３０[n
m]に変更することが提案されている。なお、対物レンズ
の開口数ＮＡを０．５５より大きくすることで対応する
ことは、ディスクの機械特性への要求が非常に厳しくな
るため極めて困難である。

【０００８】しかし、レ−ザの波長を６３０[nm]に構成
した場合、次の問題が生ずる。ＭＵＳＥディスク及びＮ
ＴＳＣディスクのピットは、映像信号に低域の信号成分
（ＥＦＭ信号，パイロット信号等）を周波数分割多重し
て成る信号を、情報として記録したものである。また、
このピットは、ＭＵＳＥディスクではレ−ザの波長が６
７０[nm]であるときにデュ−ティ比が１：１（最適値）
になるように規格化されており、また、ＮＴＳＣディス
クではレ−ザの波長が７８０[nm]であるときにデュ−テ
ィ比が１：１になるように規格化されている。

【０００９】したがって、再生用のレ−ザ波長を６３０
[nm]にすると、再生信号のデュ−ティ比が最適値から外
れることとなり、その結果、映像信号の低域に周波数多
重されている信号成分（ＥＦＭ信号等）との混変調が大
きくなって、ＥＦＭ信号等の復調時のエラ−レ−トが増
大する等の不具合が生ずる。また、その度合いは、７８
０[nm]の波長に規格化されている（＝６３０[nm]との差
が大きい）ＮＴＳＣディスクの場合に特に著しい。

【００１０】例えば、ＭＵＳＥディスクでは、６７０[n
m]でのスポット径は１．１ [μm]であり、６３０ [μm]
でのスポット径は０．９５ [μm]である。なお、対物レ
ンズの開口数ＮＡは０．５５で同じとする。デュ−ティ
比のずれに実効的に作用するレベルは、ガウス分布のピ
−クの８０％程度であるため、この場合のデュ−ティ比
のずれは３％に満たない。これを、図６によりＥＦＭ信
号の復調時のブロックエラ−レ−トに対応させると５％
に満たず、ブロックエラ−レ−トの規格値である８％を
クリアしている。

【００１１】これに対して、ＮＴＳＣディスクでは、波
長７８０[nm]／対物レンズの開口数ＮＡ０．５でのスポ
ット径は１．３５ [μm]であるため、波長６７０[nm]／
対物レンズの開口数ＮＡ＝０．５５でのスポット径１．
１ [μm]で再生した場合のデュ−ティ比のずれは３．７
％になる。これを、図６によりＥＦＭ信号の復調時ブロ
ックエラ−レ−トに対応させると７％程度になる。即
ち、この場合には、規格値の８％をクリアしている。し
かし、波長６３０[nm]／対物レンズの開口数ＮＡ０．５
５でのスポット径０．９８ [μm]で再生した場合のデュ
−ティ比のずれは５．４％になり、これを、図６により
ＥＦＭ信号の復調時ブロックエラ−レ−トに対応させる
と１３％となり、規格値の８％を大きく越えている。

【００１２】このように、レ−ザの波長を６３０[nm]に
構成すると、ＮＴＳＣディスクの再生の際、ＥＦＭ信号
のブロックエラ−レ−トが許容値を大きく越えてしまう
という問題が生ずる。本発明は、再生レ−ザ波長が比較
的に長波長に規格化されているディスクと比較的に短波
長に規格化されているディスクの双方を再生できる互換
装置で、比較的に長波長の規格のディスクの再生時のＥ
ＦＭ信号等のブロックエラ−レ−トの増大を抑制でき、
且つ、比較的に短波長のディスクの再生時のクロスト−
クノイズを一層低減できるようにすることを目的とす
る。例えば、ＭＵＳＥディスク再生時のクロスト−クノ
イズを一層低減でき、且つ、ＮＴＳＣディスクの再生時
の前記の如きＥＦＭ信号のブロックエラ−レ−トの増大
を抑制できる互換装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の情報に
他の情報が低域成分として周波数分割多重された情報を
記録されて成り再生用のレ−ザ波長を特定値に規格化さ
れている光ディスクをレ−ザビ−ムスポットで走査して
その反射光を読み取ることにより該光ディスクに記録さ
れている情報を再生する光ディスク装置に於いて、前記
特定値よりも短波長のレ−ザビ−ムを出射するレ−ザ出
射手段と、前記レ−ザ出射手段から出射されるレ−ザビ
−ムをそのビ−ムスポットが前記光ディスク上に於いて
楕円形状を成し、且つ、該楕円の長軸が前記走査の方向
に一致するように集光させる手段と、を備えた光ディス
ク装置である。所定の情報としては、請求項２のように
映像情報や、請求項３のようにＭＵＳＥ方式の映像情報
（高品位テレビ信号をＴＣＩ多重サブ・ナイキスト・エ
ンコ−ド方式で帯域圧縮したＭＵＳＥ信号の情報）等が
ある。短波長とは、例えば、請求項３のように６１０〜
６４０[nm]の範囲の波長であり、これは、再生用レ−ザ
波長の規格化された特定値が６７０[nm]程度である場合
に対応する。

【００１４】光ディスク上でのビ−ムスポットを楕円形
状にするとともに、その長軸をビ−ムの走査方向（ピッ
トの配列方向）に一致させる手段は、例えば、ビ−ムを
中心軸として半導体レ−ザを９０°回転させることで実
現できる。また、上記走査方向の両側を減光もしくは遮
蔽する光学フィルタを、半導体レ−ザ〜ビ−ムスプリッ
タ間に配置することでも実現できる。

【００１５】

【作用】ディスク上に集光されるビ−ムスポットは楕円
形状を成し、その長軸方向が線速方向（ピットの配列方
向）に一致される。ここで、楕円の長軸の長さは、前記
特定値の波長（規格の波長）のビ−ムスポットをディス
ク上に集光させた場合に於ける線速方向の長さに略等し
い。このため、光ディスクの反射光から再生される信号
のデュ−ティ比が、前記規格の波長のレ−ザビ−ムを照
射した場合に於ける再生信号のデュ−ティ比から大きく
外れることは防止される。したがって、信号復調時のエ
ラ−レ−トの増大も防止される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は第
１の実施例の装置の光学系の構成を示し、図２は該装置
により光ディスクD 上に集光されるビ−ムスポットとピ
ットを示す。

【００１７】図示のように、半導体レ−ザ1 から出射さ
れた波長６３０[nm]のレ−ザビ−ムは、コリメ−トレン
ズ2 、偏向ビ−ムスプリッタ3 、１／４波長板4 を経
て、開口数ＮＡが０．５５の対物レンズ5 により集光さ
れて、ディスクD 上に楕円形状のビ−ムスポットS とし
て集光される。

【００１８】また、ディスクD から反射されたレ−ザビ
−ムは、対物レンズ5 、１／４波長板4 を経て、偏向ビ
−ムスプリッタ4 で９０°向きを変えられた後、レンズ
6 で集光されてセンサ7 に結像される。このセンサ7 で
読み取られた信号が公知の処理回路で処理されて、デ−
タが再生される。

【００１９】半導体レ−ザ1 から出射されるレ−ザビ−
ムは、偏光方向での拡がり角θp が約８°、偏光方向に
垂直な方向での拡がり角θv が約３０°である。従来
は、偏光方向に垂直な方向（θv の方向）の方がよく集
光されるため再生時の周波数特性が良くなるという理由
から、半導体レ−ザ1 は、偏光方向に垂直な方向（θv
の方向）がディスクD の線速方向（走査方向）に一致す
るように配置されている。この場合、ディスクD 上での
ビ−ムスポットは円形状を成し、そのスポット径は１．
０７ [μm]程度である。但し、コリメ−トレンズ2 の開
口数ＮＡは０．１、対物レンズ5 の開口数ＮＡは０．５
５である。

【００２０】しかし、本第１の実施例では、半導体レ−
ザ1 をビ−ムを中心に９０°回転させて配置すること
で、偏光方向に平行な方向（θp の方向）をディスクD
の線速方向（走査方向）に一致させている。この時、デ
ィスク上でのビ−ムスポットは楕円形状を成し、その長
軸がディスクD の線速方向（走査方向）に一致されてい
る。また、楕円の長軸方向の長さは１．０７ [μm]程度
であり、短軸方向の長さは０．９５ [μm]程度である。
但し、コリメ−トレンズ2 の開口数ＮＡは０．１３〜
０．１６、対物レンズ5 の開口数ＮＡは０．５５であ
る。つまり、線速方向での長さを従来と同程度に設定す
るのであれば、波長が６３０[nm]と短い分よく集光され
るため、コリメ−トレンズ2 の開口数ＮＡを従来より大
きくとることができ、レ−ザの利用効率が向上するとい
う利点もある。

【００２１】本第１の実施例では、ディスクD の線速方
向のスポット径が１．０７ [μm]程度であり波長６７０
[nm]の場合と同程度であるため、再生信号のデュ−ティ
比のずれも波長６７０[nm]の場合と同程度となる。した
がって、ＮＴＳＣディスクを再生する場合のＥＦＭ信号
の復調時のブロックエラ−レ−トも６７０[nm]の波長の
場合と同程度となり、規格値である８％以下を十分に満
たす。

【００２２】また、トラッキング方向（線速方向に垂直
な方向）でのスポット径は、波長が短い分よく集光され
て０．９５ [μm]程度になるため、クロスト−クノイズ
も十分に低減される。また、クロスト−クノイズが十分
に低減される結果、該クロスト−クノイズに影響され易
いＥＦＭ信号のエラ−発生率も低減される。なお、上記
では、波長６３０[nm]について述べたが、６１０〜６４
０[nm]の範囲であれば、十分に上記の効果を得ることが
できる。

【００２３】次に、図３〜図５を参照して、第２の実施
例を説明する。第２の実施例では、コリメ−トレンズ2
〜偏向ビ−ムスプリッタ3 間に、光学フィルタ9 が設け
られている。なお、他の構成は、前記第１の実施例と同
様である。上記の光学フィルタ9 は、透過されるレ−ザ
ビ−ムの両側（ディスクD 上での線速方向の両側）を減
光もしくは遮蔽するフィルタである。これにより、対物
レンズ5 の線速方向の開口数ＮＡが見掛け上小さくな
り、ディスク上のビ−ムスポットは、前記第１の実施例
と同様に楕円形状となる。

【００２４】光学フィルタ9 は、例えば、電界の印加で
フィルタ部91,92(図４）をオン・オフされる液晶シャッ
タ−を用いて構成してもよく、また、線速方向の透過光
量が図５の特性を示すアポタイトフィルタを用いて構成
してもよい。また、光学フィルタ9 の配置位置はコリメ
−トレンズ2 の後方に限定されない。つまり、半導体レ
−ザ1 〜偏向ビ−ムスプリッタ3 間であればよい。

【００２５】本第２の実施例では、レ−ザ波長６３０[n
m]、コリメ−トレンズ2 の開口数ＮＡ０．１、対物レン
ズ5 の開口数ＮＡ０．５５が採用されており、また、線
速方向でのスポット径が１．０７ [μm]程度になるよう
に、上記の光学フィルタ9 を調整されている。その結
果、本第２の実施例でもトラッキング方向が十分に集光
されてＭＵＳＥディスク再生時のクロスト−クノイズが
低減され、また、ＮＴＳＣディスク再生時のＥＦＭ信号
の復調時ブロックエラ−レ−トについても前記第１の実
施例と同様の効果が得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上、本発明によると、ディスク上に集
光される短波長のレ−ザビ−ムスポットは楕円形状を成
し、その長軸方向の長さは当該ディスクの再生用のレ−
ザ波長として規格化されている特定値（例：ＭＵＳＥデ
ィスクの場合は６７０[nm]）と同程度になる。また、楕
円の短軸方向（走査方向に直交する方向）の長さは、上
記特定値の波長のレ−ザスポットを照射した場合よりも
十分に小さくなる。

【００２７】このため、例えば、ＮＴＳＣディスクの再
生時に於ける再生信号のデュ−ティ比のずれは、ＭＵＳ
Ｅディスクの規格波長６７０[nm]を用いた場合と同程度
となる。したがって、ＥＦＭ信号の復調時ブロックエラ
−レ−トも上記規格波長６７０[nm]を用いた場合と同程
度に抑えることができる。また、ＭＵＳＥディスク再生
の場合には、クロスト−クノイズが十分に低減されるた
め映像信号のＳ／Ｎが向上する。また、クロスト−クノ
イズが十分に低減される結果、ＥＦＭ信号のエラ−発生
率も低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例装置の光学系の構成を示す模式
図。

【図２】第１及び第２の実施例装置により光ディスク上
に集光されるビ−ムスポットとピットを示す図。

【図３】第２の実施例装置の光学系の構成を示す模式
図。

【図４】第２の実施例装置で用いられる光学フィルタの
一例の構成説明図。

【図５】第２の実施例装置で用いられる光学フィルタの
一例の特性図。

【図６】ピットのデュ−ティ比のズレと信号復調時のブ
ロックエラ−レ−トの関係を示す特性図。

【符号の説明】

１ 半導体レ−ザ ２ コリメ−トレンズ ３ 偏向ビ−ムスプリッタ ４ １／４波長板 ５ 対物レンズ Ｄ ディスク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の情報に他の情報が低域成分として
   周波数分割多重された情報を記録されて成り再生用のレ
   −ザ波長を特定値に規格化されている光ディスクを、レ
   −ザビ−ムスポットで走査して、その反射光を読み取る
   ことにより該光ディスクに記録されている情報を再生す
   る光ディスク装置に於いて、 前記特定値よりも短波長のレ−ザビ−ムを出射するレ−
   ザ出射手段と、 前記レ−ザ出射手段から出射されるレ−ザビ−ムを、そ
   のビ−ムスポットが前記光ディスク上に於いて楕円形状
   を成し、且つ、該楕円の長軸が前記走査の方向に一致す
   るように集光させる手段と、 を備えた光ディスク装置。
2. 【請求項２】 請求項１に於いて、 前記所定の情報は映像情報である光ディスク装置。
3. 【請求項３】 請求項１に於いて、 前記所定の情報はＭＵＳＥ方式の映像情報である光ディ
   スク装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２又は請求項３に於
   いて、 前記特定値よりも短波長のレ−ザビ−ムは、６１０ｎｍ
   〜６４０ｎｍの範囲の波長のレ−ザビ−ムである光ディ
   スク装置。