JPH0798938A - 光学的再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光学ヘッドの周波数特性に起因する再生信号の
波形歪み（特に位相歪み）を低減する。 【構成】光ディスクからの反射光を情報トラックの方向
に対応させた少なくとも１対の光検知器からなる光検知
器１で受光する光学的再生装置１０に於いて、前記１対
の光検知器の一方の出力Ｓ２１の高域での位相を進める
進相手段４と、この進相手段４の出力と前記１対の光検
知器の他方の出力Ｓ１１とを加算する加算手段５とを備
えて、前記光ディスクに記録された情報を位相遅れなく
読み出す光学的再生装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学的記録媒体の記録或
いは再生を行う装置に係わり、特に記録情報を位相遅れ
なく再生するようにした光学的再生装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等の光学的記録媒体に記録さ
れた情報の再生に際し、光ピックアップの光学特性に起
因して再生周波数特性が帯域制限を受けるため、高密度
に記録された光ディスクの再生では特に符号間干渉が発
生し易い。このため再生信号の波形特性を改善する方法
として、余弦等化回路により高周波成分の利得を上げる
方法等が提案されている。またニューラルネットワーク
を用いた波形等化装置も提案されている。ところで音楽
用コンパクトディスクのような交換可能の光学的記録媒
体では、媒体の交換等により光学ヘッドの光軸と記録媒
体の記録面との成す角度が９０゜からずれて直交性の悪
い状態になることがあり、この場合コマ収差が発生し、
その結果再生信号のジッタが増大し、再生信号のエラー
レートが高くなる場合がある。

【０００３】前記波形等化装置は、光ディスク等の光学
的記録媒体が傾斜した時のコマ収差による特性劣化の補
償や、光学的記録媒体の作製時の記録マーク（以下、ピ
ットとも記す）のばらつきや光学ヘッド特性のばらつき
などで周波数特性が劣化した時、高域信号の波形歪みを
補正することが主目的とされており、前記波形歪みの原
因を特定せずに補正しようとするものである。また、こ
れらは信号検波系でアナログ信号を２値化する前に、光
学ヘッドから出力されるＲＦ再生信号（有限開口による
反射光量の総和信号）をある周波数特性で等化し、アイ
開口率特性やジッタ特性を改善するものであり、前記Ｒ
Ｆ再生信号が持つ波形歪みの原因にかかわらず波形特性
がマクロ的に補正されるものである。

【０００４】以下、図３、図４及び図５を基に従来の光
学的再生装置について、光ディスクの再生を例に説明す
る。図３は光ディスク装置に於ける一般的な光学ヘッド
を示す図である。図３に於いて、ターンテーブル上に固
定された光ディスク３０は、所定の回転速度或いは所定
の線速度で回転される。光ディスク３０の再生では、光
学ヘッド２０のレーザ光源１１で発生されるレーザ光が
対物レンズ１４で集光され、光ディスク３０の記録面に
光スポットが形成される。

【０００５】前記光ディスク３０上の信号列（ピット
列）は同心円状或いは螺旋状に形成されて情報トラック
が形成されている。また光ディスク３０は交換可能であ
って光学ヘッド２０の光軸に対し面振れや偏心が存在す
るため、前記レーザ光が光ディスク３０の記録面上で光
スポットを形成しかつ前記情報トラックの中心線上を正
確にトレースするように、フォーカス制御やトラッキン
グ制御が行われる。前記ピット列に於けるピットの長さ
は、基準長の整数倍になるように情報信号によって変調
されている。図３に於いて、レーザ光源１１から出射さ
れたレーザ光はコリメートレンズ１２で平行光とされ、
ビームスプリッタ１３を介して対物レンズ１４に案内さ
れる。

【０００６】前記レーザ光は対物レンズ１４で集光され
情報ピットが形成されている光ディスク３０の記録面上
で光スポットが形成される。前記光ディスク３０からの
反射光は、対物レンズ１４、ビームスプリッタ１３を介
して集光レンズ１５とシリンドリカルレンズ１６とに導
かれる。この集光レンズ１５とシリンドリカルレンズ１
６では前記反射光が集光され、光検知器１で受光されて
光電変換が行われる。図４は従来の光学的再生装置の要
部を示す図である。前記光検知器１は、図４に示すよう
な４分割光検知器であり、この４つの出力を演算するこ
とによりＲＦ再生信号や、トラッキング制御のためのト
ラッキング誤差信号やフォーカス制御のためのフォーカ
ス誤差信号が検出される。

【０００７】図４に於いて、光検知器１は２つの直交す
る分割線ｘ、ｙによって分割された光検知器Ｂ、Ａ、
Ｄ、Ｃによって構成されており、この光検知器１は、前
記分割線ｘが光ディスク３０の情報トラックの中心線に
対応し、前記分割線ｙが光ディスク３０の半径方向に対
応するように配置されている。図４に示す矢印は、光デ
ィスクのトラック方向を示すと共に、ピット列の移動方
向を示す。

【０００８】前記光検知器Ａ、Ｄの出力は加算器２で夫
々電流から電圧へ変換された後に加算され、前記光検知
器Ｂ、Ｃの出力は加算器３で夫々電流から電圧へ変換さ
れた後に加算される。遅延回路７では前記加算器２の出
力Ｓ１１が遅延されて信号Ｓ３１が出力される。この信
号Ｓ３１は、加算器８で前記加算器３の出力Ｓ２１と加
算される。前記加算器８の出力Ｓ４はＲＦ再生信号とし
て使用される。前記遅延回路７での遅延量は、前記信号
Ｓ３１と信号Ｓ２１との位相が略一致するように予め定
められている。

【０００９】図５は図４に於ける各部信号の例を示す図
である。図５に於いて、信号Ｓ１、Ｓ２は前記信号Ｓ１
１、Ｓ２１に対応するものであるが、前記光学ヘッド２
０の周波数帯域が十分広く、再生時の位相遅れがないと
仮定した場合の仮想出力信号である。実際の光学ヘッド
では、光検知器１で光電変換がなされて電流が出力され
るが、光検知器１の浮遊容量等により高域特性が劣化す
る。図５に示すように、例えば、比較的短いピットが再
生された場合の再生信号即ち比較的高い周波数の信号で
は、本来の信号Ｓ１は信号Ｓ１１で示すようにその位相
がｄだけ遅れ振幅も低下したものとなっている。また、
本来の信号Ｓ２は信号Ｓ２１で示すようにその位相がｄ
だけ遅れ振幅も低下したものとなっている。

【００１０】前記信号Ｓ１とＳ２とを位相遅れなく加算
して信号Ｓ３が得られると仮定すると、この信号Ｓ３は
前記光検知器１の中心に理想的な周波数特性を持つ単一
の光検知器を配置した場合の出力と同位相となる。この
場合、前記信号Ｓ１は前記信号Ｓ３より位相がαだけ進
み、前記信号Ｓ２は前記信号Ｓ３より位相がαだけ遅れ
ていることになる。ここに前記位相αは、ピットの形状
及びピットと光学ヘッドとの相対速度に応じた周波数に
比例したものである。しかし、実際に得られる前記信号
Ｓ１１、Ｓ２１は前記信号Ｓ１、Ｓ２より各々ｄだけ位
相が遅れ、その振幅も小さくなっている。前記信号Ｓ１
１は遅延回路７で２αだけ遅延され、その出力Ｓ３１の
位相と信号Ｓ２１の位相とは等しくされる。

【００１１】前記信号Ｓ２１とＳ３１とは加算器８で加
算され、振幅が２倍となった信号Ｓ４が出力される。こ
の信号Ｓ４は、前記信号Ｓ３に対して位相が（α＋ｄ）
だけ遅延されたものとなる。前記遅延回路７による群遅
延量は一定であり、信号の位相遅れ量はその周波数に比
例する。上記したように、分割線で分割して得られる少
なくとも１対の光検知器が光ディスクの情報トラックの
方向に配置され、この１対の光検知器からＲＦ再生信号
が得られたとすると、高域に於いては光検知器の高域特
性の劣化によりその振幅が減少し且つ位相が遅れるため
に、再生信号は波形歪みを持ったものとなる。このよう
な場合、光ディスクから再生された信号はジッタを含
み、このジッタが増大すると、光ディスクからの再生信
号のエラーレートが増大すると言う問題があった。

【００１２】例えば音楽用コンパクトディスクの場合、
高域での位相が低域での位相に対して２０゜程度乱れる
と、ジッタについてかなりの悪影響があることが知られ
ている。再生専用型光ディスクの再生では、光学ヘッド
などによる再生信号の位相遅れが略予測できるために、
原盤への記録時に、前記位相遅れを補償するように情報
ピットの位置が調整されて形成されるので、前記問題点
はある程度緩和される。ところが、光学ヘッド等の再生
系の特性が予測された特性から大きくずれている場合に
は、前記した補償が不可能となる。このことは、例えば
高密度型光ディスクと一般的な光ディスクを同一の光デ
ィスク装置で兼用して再生しようとした場合などに生じ
る問題点である。

【００１３】一方、記録可能型光ディスクのように情報
トラックが離散的に設けられた管理情報領域とそれ以外
の記録領域とからなっている相変化型光ディスクの場合
には、前記管理情報領域に予め形成されたクロックピッ
ト（クロックマーク）が再生され、この同期信号に位相
同期（ＰＬＬ）された基準クロック信号が得られる。そ
して、前記基準クロック信号に同期して光ディスクのデ
ータの読み書きが行われるために、やはり前記再生信号
の位相遅れが問題となる。この場合、光ディスクへの記
録は殆ど時間遅れなく行われるために、前記クロックマ
ークが位相遅れなく正確に読み取られないと、前記管理
情報領域に予め形成されたクロックマークと記録領域に
記録された情報ピットの位相が一致せず、光ディスクか
ら再生された信号はジッタを含み、再生信号のエラーレ
ートが増大すると言う問題があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、時間
軸方向に複数の光検知器が配置され、この複数の光検知
器の出力から再生信号を得ようとする場合に、光学ヘッ
ドの高域特性の劣化に起因して、再生信号は波形歪み、
特に位相歪みを伴ったものとなると言う問題点があっ
た。前記位相歪みは光検知器による光電変換の際に高周
波域で位相が遅れることが主因で、このことは記録媒体
の記録密度が高く最小ピット長が小さくされたり或いは
広帯域化のために記録媒体と光学ヘッドとの相対速度が
高められた場合には特に問題となる。本発明の光学的再
生装置は上記問題点に鑑みて成されたもので、その目的
は、光学ヘッドの周波数特性に起因する再生信号の波形
歪み、特に位相遅れを低減することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光学的再生装置
は、少なくとも１対の光検知器からなる光検知器を、前
記１対の光検知器が光学的記録媒体の情報トラック方向
に対応するように配置し、その一方の出力の高域補償を
した後に他方の出力と加算することにより、光学的記録
媒体の情報を位相遅れなく読み出せるようにしたもので
ある。即ち、光学的記録媒体からの反射光を情報トラッ
クの方向に対応させた少なくとも１対の光検知器で受光
する光学的再生装置に於いて、前記１対の光検知器の一
方の出力の高域での位相を進める進相手段と、この進相
手段の出力と前記１対の光検知器の他方の出力とを加算
する加算手段とを備えて、前記光学的記録媒体に記録さ
れた情報を位相遅れなく読み出すようにした光学的再生
装置である。

【００１６】

【作用】本発明の光学的再生装置では、少なくとも１対
の光検知器Ａ、Ｂが光学的記録媒体の情報トラックの方
向に対応するように配置される。前記１対の光検知器に
は、光学的記録媒体からの反射光が一定の時間差をもっ
て照射される。前記１対の光検知器の出力は共に光検知
器の高域特性の劣化による影響を受け、高域の或る周波
数でｄだけ位相が遅延するが、後刻に反射光が照射され
る方の光検知器Ｂの出力は進相手段により高域補償が行
われ、前記高域の或る周波数に於いて位相が２ｄだけ進
められる。前記光検知器Ｂの出力は進相された後に前記
光検知器Ａの出力と加算される。前記光検知器Ａの出力
は位相遅れのない仮想の再生信号に対して位相が進んで
おり、前記光検知器Ｂの出力が進相された信号は位相遅
れのない仮想の再生信号に対して位相が遅れており、前
記進み位相、送れ位相の量は等しくされるので、前記加
算された信号の位相は位相遅れのない仮想の再生信号と
略同相となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の光学的再生装置の実施例につ
いて光ディスク再生装置を例に図１、図２及び図３を基
に説明する。図１は本発明の光学的再生装置の要部を示
す図であり、図４と同一機能、同一作用を呈するものに
は同一の符号を付しその説明を省略する。本実施例の光
ディスク再生装置１０は、光学ヘッドから出力される信
号の処理方式に特徴があるが、図３に示す光ディスク３
０からの情報読取りが一般的な光学ヘッド２０を使用し
て行われる点は従来例と同じである。

【００１８】図１に於いて、光検知器１は前記光学ヘッ
ドに内蔵されている４分割光検知器であり、図４に示す
従来例と同じく、その分割線ｘが光ディスク３０の情報
トラックの中心線に対応するように配置されている。ま
た、同図に示す矢印は前記情報トラックの方向を示すと
共に、光ディスク上のピットの移動方向を示している。
従って、回転する光ディスク３０からの反射光は、光検
知器Ａ、Ｄによって光検知器Ｂ、Ｃより時間的に早く受
光される。前記光検知器Ａ、Ｄの出力は加算器２で電流
−電圧変換された後に加算され、前記光検知器Ｂ、Ｃの
出力は加算器３で電流−電圧変換された後に加算され
る。

【００１９】進相手段４では位相進み回路などにより前
記加算器３の出力Ｓ２１が高域補償されて信号Ｓ２２が
出力される。この信号Ｓ２２は、加算器５で前記加算器
２の出力Ｓ１１と加算される。前記加算器５の出力Ｓ０
はＲＦ再生信号として使用される。進相手段４では、高
域に於ける振幅の低下と位相の遅れとが補正される。こ
の様子を図２を用いて説明する。

【００２０】図２は図１に於ける各部信号の例を示す図
である。図２に於いて、信号Ｓ１、Ｓ２は前記信号Ｓ１
１、Ｓ２１に対応するものであるが、前記光学ヘッド２
０の周波数帯域が十分広く、再生時の位相遅れがないと
仮定した場合の仮想出力信号である。しかし実際の再生
装置では、光検知器１の出力電流は光検知器１の浮遊容
量等の影響を受け高域特性が劣化する。図２に示すよう
に、例えば、情報トラックの比較的短いピットに相当す
る比較的高い周波数では、本来の信号Ｓ１は信号Ｓ１１
で示すようにその位相がｄだけ遅れ振幅も低下したもの
となっている。また、本来の信号Ｓ２は信号Ｓ２１で示
すようにその位相がｄだけ遅れ振幅も低下したものとな
っている。

【００２１】前記信号Ｓ１とＳ２とを位相遅れなく加算
して信号Ｓ３（図５に示す）が得られると仮定すると、
前記信号Ｓ１は前記信号Ｓ３より位相がαだけ進み、前
記信号Ｓ２は前記信号Ｓ３より位相がαだけ遅れている
ことになる。しかし、実際に得られる前記信号Ｓ１１、
Ｓ２１は前記信号Ｓ１、Ｓ２より各々ｄだけ位相が遅
れ、その振幅も小さくなっている。前記信号Ｓ２１は進
相手段４で略２ｄだけ位相が進められ、その出力Ｓ２２
の位相と前記信号Ｓ１１の位相とは略等しくされる。

【００２２】前記進相手段４は図６に示すような１次の
位相進み回路等により構成される。図６は進相手段の一
例を示す図である。図６に於いて、差動増幅器４１の逆
相入力端子には前記信号Ｓ２１が図に示す抵抗Ｒ１、容
量Ｃ１を介して入力され、その出力は極性を反転するた
めの反転回路４２を介して前記信号Ｓ２２として出力さ
れる。前記差動増幅器４１の出力端子から逆相入力端子
にフィードバック抵抗Ｒ２が接続されて前記進相手段４
の低域での増幅度が１とされるが、極めて低い周波数に
於いては位相変化はない。この１次位相進み回路の遮断
周波数ωｃは、 ωｃ＝１／Ｃ１Ｒ１ と表され、その周波数の近傍より高域側では増幅度が大
きくなると共に位相が進められる。

【００２３】前記光検知器１の周波数特性を１次の低域
通過フィルタの特性に近似した場合の遮断周波数をωｓ
とすると、前記位相進み回路の遮断周波数ωｃは前記遮
断周波数ωｓの略１／２或いは１／２よりやや低めに設
定される。前記１次の低域通過フィルタでは、遮断周波
数ωｓ近傍より低域側では位相遅れ量が周波数に概略比
例し、群遅延量は略一定である。また前記１次の位相進
み回路では、遮断周波数ωｃ近傍より低域側では位相進
み量が周波数に概略比例し、群遅延量は略一定である。
例えば、最短ピットに対応する周波数ωｐに於いて、光
検知器１での位相遅れｄが１５゜である場合、前記光検
知器１の遮断周波数ωｓは略３．７３ωｐとなっている
ことになり、前記ωｃは０．４６４ωｓ（１．７３２ω
ｐに相当）に設定され、これによって前記周波数ωｓで
は信号の位相が３０゜進められ、振幅は１．１５倍とな
る。前記進相手段４による位相進めは４０゜程度が限界
であり、これ以上大幅に進相させた場合には群遅延量が
一定でなくなるので適当でない。

【００２４】前記のようにして、信号Ｓ２２の位相は信
号Ｓ２１より２ｄ進んだものとされ、振幅もやや増加さ
れる。そして前記信号Ｓ１１とＳ２２とは加算器５で加
算され信号Ｓ０が出力されるが、この信号Ｓ０の位相は
前記仮想信号Ｓ３のものと略一致し、光ディスク３０か
ら位相遅れを伴わずに情報が読取られる。以上、詳細に
述べた通り、光ディスク３０からの再生信号は、位相遅
れが殆ど無く波形歪の少ないものとなって、例えば光デ
ィスクに記録された基準クロックのピット（クロックマ
ーク）が正確に再生され、これに位相同期（ＰＬＬ）さ
れた基準クロック信号が生成され、この基準クロックに
同期して光ディスクからジッタの少ない再生信号が得ら
れ、この結果、信号処理された再生信号のエラーレート
が減少する。これらの効果は、情報ピットが反射光の回
折を利用する回折型の場合に限られず、反射率の変化を
利用する相変化型の場合でも同様の効果がある。

【００２５】

【発明の効果】本発明の光学的再生装置によれば、光学
ヘッドの周波数特性に起因する再生信号の位相遅れが殆
ど無く再生信号の波形歪みが良好に低減される。また受
光面積が比較的大きく高感度の光検知器を使用すること
ができると言う効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学的再生装置の要部を示す図であ
る。

【図２】図１に於ける各部信号の例を示す図である。

【図３】光ディスク装置に於ける一般的な光学ヘッドを
示す図である。

【図４】従来の光学的再生装置の要部を示す図である。

【図５】図４に於ける各部信号の例を示す図である。

【図６】進相手段の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 光検知器（４分割光検知器） ２、３ 加算器 ４ 進相手段 ５ 加算手段 １０ 本発明の光学的再生装置 ２０ 光学ヘッド ３０ 光学的記録媒体（光ディスク）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的記録媒体からの反射光を情報トラッ
   クの方向に対応させた少なくとも１対の光検知器で受光
   する光学的再生装置に於いて、前記１対の光検知器の一
   方の出力の高域での位相を進める進相手段と、この進相
   手段の出力と前記１対の光検知器の他方の出力とを加算
   する加算手段とを備えて、前記光学的記録媒体に記録さ
   れた情報を位相遅れなく読み出すことを特徴とする光学
   的再生装置。