JPS5968828A - 光学的情報記録再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光学的に記録再生できる円盤状記録媒体（ディ
スク）に情報を記録しこのディスクから記録した情報を
再生するだめの光学的情報記録再生装置に関するもので
ある。

３べ、−ジ 従来例の構成とその問題点 レーザー等の光を直径１μｍ以下の光に絞って光記録デ
ィスクに高密度で信号を記録再生することは、ビデオデ
ィスクの原盤に信号を記録する場合に良く行なわれる。

また、最近新しい光記録材料の開発に伴って、光ディス
クにディジタル信号やビデオ信号の光学的記録再生が行
々われでいる。

また、簡易な装置で高密度の信号の記録再生を行なうだ
めに、光学的に検出可能な案内トラックを有するディス
クを用い、この案内トラックに沿っであるいは案内トラ
ック内に信号を記録再生することが行なわれている。

第１図に案内トラック１を有する光記録ディスク２の一
例を示す。上記のような案内トラックの一例として、深
さが記録再生に使用する光源の光の波長の約％で、幅が
ω（０，５〜１μｍ）の溝を用いることが提案されてい
る。この溝は、ディスク上の信号記録領域の全面にわた
ってスパイラル状あるいは同心円状に適当々トラックピ
ッチＰで配置される。

このようなディスクに記録材料４を蒸着し、レーザ光を
微小スポット光に絞り照射すると記録材料の反射率が変
化し記録ピット５が形成される。

第２図に光記録ディスクのフォーマットの一例を示す。

第２図では、図面の簡略化のために一本の信号記録トラ
ックのみを示す。図中、Ｎは、信号記録トランクを他の
トランクと区別するだめに固有のアドレス番号をあらか
じめ言己録しである番地信号を示す。ｎｌ　＋　ｎ２　
＋・・・、ｎｍは、一つの信号記録トランクを多数のセ
クターに分けて使用するだめの各セクターに固有なセク
ターアドレス信号が記録されているセクタ一番地信号を
示す。Ｎ＋、（Ｊ２　＋・・・＋　ＩＢ　は、各セクタ
一番地に対応して必要々情報信号が記録され再生される
情報記録領域を示す。

なお、矢印はディスクの回転方向を示す。

光記録ディスクの記録内容を保証するためにはいくつか
の方法がある。例えば記録信号の欠損を起こす情報記録
領域のドロップアウトを記録前に検査し、ドロップアウ
トが存在するセクターには記録を行なわないプリチェッ
ク記録方式がある。第５ベー二゛ ３図にブリチェック記録機能のある光学的情報記録再生
装置の構成を示す。６は半導体レーザ、７は集光レンズ
、８は例えばビームスプリッタ、９はトラッキングミラ
ー、１０は絞りレンズを示す。

絞りレンズ１０は半導体レーザ６の光を光記録ディスク
２上で直径１μｍ程度の光に絞り込む。１１は光検出器
でディスク２からの反射光を検出して電気信号に変換す
る。１２はディスクモータを示し、光記録ディスク２を
規定の速度で回転させる。

１３は半導体レーザー駆動回路で、半導体レーザー６の
光出力を記録、再生に応じて切換あるいは一セクター分
のデータで光変調を行なう回路を示し、制御装置２１よ
り記録信号が入力される。１４は前記増幅器でディスク
からの反射光量の変化を再生信号として出力することが
できる。この再生信号を用いてトラック番地検出器１５
、セクタ番地検出器１６によりそれぞれトラック番地と
セクタ番地との検出を行い、特定のセクター情報領域を
アクセスする。そしてそのセクター情報領域内のドロッ
プアウトをドロップアウト検出器１７に６　ページ より再生信号から検出し、もし規定個数以上のドロップ
アウトがあればドロップアウト検査器１８が動作し、不
良セクタとし記録を行々わす、次に続くセクタ情報領域
へスキップする。このように記録信号の保証は復調され
た信号がエラー訂正可能か否かの判断に基づいてドロッ
プアウトの規定個数を定め、規定個数以下のセクタ情報
領域のみ記録することにより行う。しかしながら上記の
よう々構成では、記録信号に欠損を与えるドロップアウ
トを完全に検出することは出来ない。その理由を第４図
を用いて説明する。第４図は実際に、記録信号に欠損を
与えるいくつかの種類のドロップアウトの形態を模式的
に示したものである。第４図（ａ）は溝状案内トランク
１で情報記録領域ｌの一部分を拡大した図である。溝幅
は０．５〜１μｍである。第４図（ｂ）は第４図（２Ｌ
）の案内トランク１のトラック平行方向の断面図を示す
。　　２４が満開平坦部、２５が溝底のレベルを表し、
表面には記録材料４が蒸着されている。第４図（Ｃ１は
第４図ｆＩ＆）　、　（ｂｌに示す如く案内トラックに
トラッ７ベ゛ キング制御をかけたときの再生信号出力波形を示す。記
録信号に欠損を与えるドロップアウトはＡ〜Ｅの５つの
タイプがある。Ａタイプは一般にピンホールと呼ばれる
もので、溝状案内トラック１内に記録材料４が蒸着され
てい々い部分２２１Ｌである。この場合ピンホールの位
置で反射率が減少する。ディスク基材２３上の小さなキ
ズ、穴または蒸着時にゴミ等の異物が不着、または蒸着
物質のむら等により発生する。２４は案内トラックにそ
ってトラッキングしている微小光スポットの大きさを示
している。Ａタイプのようにピンホールの大きさが微小
スポット光より大きい場合には、再生信号に充分大きな
出力でドロップアウトが検出される。再生信号は記録材
料の反射率の変化を検出するだめ、光記録ディスクから
の全反射光量変化が出力される。ところがＢタイプのよ
うに微小スポット光よりピンホール２２１Ｌの大きさが
小さい場合は再生信号出力にほとんど現われてこない。

微小スポット光が完全にピンホールに含まれるような大
きさでないと充分な反射率変化の検出が出来ないためで
ある。

Ｂのよう々微小なドロップアウトでも記録信号の欠損を
招き復調エラーの原因となっている。

Ｃタイプのドロップアウトは基材上に設けられた案内ト
ランク１に欠損がある場合で、溝カツテング時の原盤の
表面ムラ、カッティング中のノイズ又はスタンパ時に異
物が付着したときに発生する溝形状の不良である。

Ｄタイプのドロップアウトはディスク基材上に穴。

へこみ等、基材そのものに欠損がある場合である。

しかもフォーカス制御が追従することが不可能な高い周
波数成分をもっているドロップアウトである。Ｅタイプ
のドロップアウトは溝状案内トラックが同心円またはス
パイラルの軌跡からずれている場合である。カッティン
グ中の振動、スタンパ時の圧力不良により発生する。以
上Ｂ−Ｅタイプのドロップアウトはいずれも記録信号に
欠損を与えるにもかかわらず再生信号のみでは、すべて
のタイプのドロップアクト検出が不可能であった。

したがってプリチェック記録を行っても、データ９ペー
パ？ 再生時に々お訂正不可能なエラーが発生し、記録信号の
充分な保証が得られず、この種の光学的情報記録再生装
置の信頼性を低下させていた。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、光記録デ
ィスクに記録された信号に欠損を与えるいかなる形態の
ドロップアウトの検出を可能とし、復調後のエラー訂正
の能力により、不良セフを決定し、プリチェック記録を
行うことによって、復調後のエラーレートを向上させる
ことを目的とする。

発明の構成 本発明は、ドロップアウトの検出を再生信号からのみで
はなく、光記録ディスクからの反射光または透過光を案
内トラックと垂直方向および水平方向に分割面を有する
光検出器で受光し、前記光検出器出力の差信号と、光記
録ディスクに微小スポット光をフォーカシングさせるた
めに得られるフォーカス誤差信号とを用いて、ドロップ
アウトの検出を行う手段を備えた光学的情報記録再生装
置である。上記の様々構成にすることにより元肥１０ベ
ーミ゛ 録ディスクのいかなる形態のドロップアウトの検出も可
能と々す、不良セクタを確実に検出できるだめ復調後の
エラーレートを向上させることが出来、光記録ディスク
の記録内容の保証に適するものである。

実施例の説明 第５図は本発明の光学的情報記録再生装置における光学
系の構成を示すものである。半導体レーザ２θから照射
された光ビームは集光レンズ２７により集められ、ビー
ムスプリッタ２８、λ／４板２９を通過し絞りレンズ１
０によって光デイスク２上に微小スポット光として照射
される。光ディスク２はディスクモータ３ｏによって回
転している。この光ディスク２からの反射光はλ／４板
２９によって偏波面が変えられるためビームスプリッタ
２８により分離される。さらに凸レンズ３１゜分割ミラ
ー３２によりフォーカスディテクタ３３゜トラッキング
ディテクタ３４に各々分割され受光される。第６図はフ
ォーカスディテクタ３３．トランキングディテクタ３４
の受光素子の構成と案１１ヘ−ジ 内トラック１との相対位置関係を示す図である。

フォーカスディテクタ３３は反射光の集魚位置に２分割
光検出器Ｆ１．Ｆ２を配置している。トラッキングディ
テクタ３４は反射光の遠視野像を案内トラック１と平行
および垂直に分割面をもつように４分割光検出器Ｔ１〜
Ｔ４を配置する。第７図は本発明の光学的情報記録再生
装置の信号処理部の構成を示している。第８図は第７図
（ｃ＋〜（０点における各部の信号波形を表す図である
。３５は高周波増幅器で光記録ティスフ２からの全反射
光隈変化が出力される。この出力Ｃは再生信号として用
いられ波形整形器３６ａで波形整形された後、従来例（
第３図）と同様に、トラック番地検出器１５゜ドロップ
アウト検査器１８ａ、記録信号のディジタル復調器１９
に入力される。波形整形器３６１Ｌは第８図（Ｃ＋に示
す様に正のしきい値３７１Ｌ　、負のしきい値３７ｂを
用いて比較し、パルス波形が出力される。Ａタイプのド
ロップアウトは記録材料が蒸着されていないドロップア
ウトで一般にピンホールと呼ばれるものである。この場
合光記録ディスクからの反射光は減少するため第８図Ｃ
の３８ｂの如き信号波形となる。逆にＡ′タイプのよう
なドロップアウトがあると反射率が増加する。原因は蒸
着ムラ、不純物の付着等が考えられる。以上はディスク
面上の単に反射率の大きな変化を特徴とするドロップア
ウトの検出のみに有効な手段である。実際光記録ディス
クにおいて、記録信号に影響を与えるドロップアウトは
各種存在する。第７図３９ｉＬ　、３９ｂは和増幅器、
４０＆は差動増幅器であり、３９ａ　、３９ｂの２つの
和増幅器の出力の差信号を出力する。従って出力は（Ｔ
Ｉ　＋Ｔ３）（Ｔ２　＋　Ｔ４　）となり第６図（ｂ）
より案内トラック１と垂直に分割面を有する２分割光検
出器出力の差信号を出力することができる。この出力ｄ
は溝状案内トラックの凸凹でセクタ番地等カッティング
した場合に、その反射光の回折像をＳ／Ｎ　　良く検出
できる。従って、実施例ではｄ出力を波形整形器３６で
波形整形した後、セクタ番地検出器１６に印加されセレ
クタ番地検出に用いている。またドロップアウト検査器
１８ｂにも印加されドロッ１３ページ プアウト検出に用いている。第８図Ａタイプのドロップ
アウトは案内トラック１の溝の形状欠損のためにやはり
記録信号のエンベロープが著しく減少し、復調不能とな
る。溝の形状が変化しても全反射率の変化はほとんど検
出されず、従って再生信号ＣのみではＣタイプのドロッ
プアウトは検出不能である。ｄ出力は溝状案内トラック
と垂直に分割面を有する２分割光検出器であり溝状案内
トラック１からの遠視野像を受光しているだめ溝状案内
トラックと平行方向の回折像変化をＳＡよく検出できる
。従ってＣタイプのような溝形状の変化があるとその反
射光の回折像が変化し、光検出器上で受光される遠視野
像に光量分布変化が生じる。ｄ出力をしきい値４６＆　
、４６ｂで比較出力しドロップアウト検査１８ｂに用い
る。

以上述べたようＫＯＣタイプドロップアウトも確実に検
出できるところに本発明の１つの特徴がある。Ｂタイプ
のドロップアウトは微小スポット光２４の直径よりさら
に小さなピンホールタイプのドロップアウトである。こ
のような小さなビン１４　ページ ホールに微小スポット光が照射されるときは、記録材料
の蒸着された正常部分とピンホールに同時に微小スポッ
ト光がかかる。従って４１に示すようにわずかの反射率
変化しか検出できず、３８ｂに示す如くしきい値レベル
に達することが不可能なため、検出不能である。微少ス
ポット光が完全にピンホールに含まれるような大きさく
ＡまだはＡ′の如く）でないと充分な反射率変化の検出
が出来ない。ところがｄ出力においては溝状案内トラッ
クのトラック平行方向の光量変化を差動で出力する特性
から、′微小スポット光のサイズよりの小さ々反射率変
化も第８図４２の様に検出可能である。フォーカスディ
テクタ３３上に受光された光は２分割光検出器ＦＩ　＋
　’２の差動出力より（Ｆｌ−Ｆ２）のフォーカス誤差
信号ｅが出力され光ピツクアップ４５を制御し光記録デ
ィスク２面上で集魚を結ぶようにフォーカス制御４３が
かけられる。

トラッキングディテクタＴ１〜Ｔ４は和増幅器３９ｃ。

３９ｄ１差動増幅器４０ｂにより（ＴＩ　＋Ｔ２　）−
（Ｔ３　＋Ｔ４　）が出力ｆされる。

１５　ページ 出力ｆは案内トラックと水平方向に分割面を有する２分
割光検出器の差動出力であるため、トラッキング誤差信
号となり光ピンクアップ４５の傾きを制御し所望のトラ
ックにトラッキング制御４３をかけることができる。と
ころで光記録ディスクの溝部基材として紫外線硬化樹脂
等使われるが、数１０μｍ以上の穴、へこみ凸部等の欠
損が存在する。スタンパ時の圧力ひずみ、スタンパの異
物付着等が原因である。これがＤタイプのドロップアウ
トであり、その大きさが、数１０μｍ程度では、フォー
カス制御が追従することが不可能な高い周波数成分とな
る。従ってＤタイプのドロップアウト発生部分では、デ
ィフォカス状態となり、記録エンベロープが減少する。

Ｄタイプのドロップアウト部分においても反射率の変化
はほとんど検出されず、再生信号Ｃのみではドロップア
ウト検出不可能である。ところがＤタイプのドロップア
ウトにおいては前述したようにディフォカス状態になる
ため、制御誤差としてフォーカス誤差信号ｅ上に検出さ
れる。一般にＤタイプのドロップアウトはバースト的に
発生しその時間幅も長く、大きな範囲に渡って記録エン
ベロープの減少を招く。従って記録内容への被害も甚大
である。プリチェック記録する場合にはＤタイプのドロ
ップアウトの検出は必要不可欠である。フォーカス誤差
信号ｅはしきい値４７ｂにより比較し、波形整形器３６
（ｉで波形整形されドロップアウト検査器１８ｄに印加
されドロップアウト検出に用いられる。最後にＥタイプ
のドロップアウトは案内トラック１が同心円またはスパ
イラルの軌跡からずれている場合で、案内溝カッティン
グに振動が発生したり、スパンタ時の圧力ひずみによっ
て発生する。この場合もフォーカス制御と同様にそのズ
レ量が制御可能な周波数特性外にあると、トラッキング
制御エラーが発生し、正確に室内トラックに微小スポッ
ト光を照射できなくなる。この場合も記録エンベロープ
の減少を招き、復調不可能と々る。このよう々ＥＤタイ
プドロップアウトは、やはり全反射光量の変化はほとん
どなく再生信号Ｃのみでは検出不可能である。しか１７
ベー゛ し、前述したとおりＥタイプのドロップアウト部分にお
いて制御エラーが発生するため、トラッキング誤差信号
ｆ上に、検出することができる。ｆ出力を波形整形器３
６Ｃにより波形整形し、ドロップアウト検査器１８Ｃに
印加して、ドロップアウト検出に用いることにより正確
々プリチェック記録を行うことができる。

以上ドロップアウト検出信号を分類すると、Ｃ９ｄは光
検出器出力そのもののオープンループの信号でドロップ
アウト検査を行い、ｅ、ｆは制御ループ内の制御誤差信
号を用いてドロップアウト検査を行っている。

以上述べたように本発明によれば、記録再生信号のエン
ベロープを減少させ復調エラーを生じさせるいか々る形
態のドロップアウト（Ａ−Ｅタイプ）をも正確に検出し
、信頼性の高いブリチェック記録を行うことができる。

制御装置２１は、以上のドロップアウト検査の結果をデ
ータとして取り込み、エラー訂正の可能性に基づいて、
記録をスキップするセクターを決定し、そのセクターで
１８ページ はディジタル変調を停止しさらに半導体レーザ駆動回路
に記録信号を入力し々いように、しかも半導体レーザが
記録可能な光パワーにならないように制御することがで
きる。

前述したようにフォーカス誤差ｅ上に検出されるＤタイ
プおよびトラッキング誤差ｆ上に検出されるＥタイプの
ドロップアウトはバースト的に記録エンベロープが減少
するだめ被害が大きい。

従ってＤおよびＥタイプのドロップアウトが１セクタに
１つでも発生すれば、不良セクタと決定し、Ａ、Ｂ、お
よびＣタイプについてはエラー訂正可能なビット長のド
ロップアウトに限り記録可能と決定することも出来る。

なお実施例においては光記録ディスクからの反射光の検
出に限って説明したが、光記録ディスクの透過光の検出
出力を用いてもよいことは言うまでもない。

発明の効果 本発明の光学的情報記録再生装置は、記録再生信号のエ
ンベロープを減少させ復調エラーを起こ１９　／（−：
＋ させる有害なドロップアウトの検出を、光記録ディスか
らの反射光の全光量変化を検出する再生信号のみで々く
、光記録ディスクからの反射光を案内トラックと垂直方
向および水平方向に分割面を有する光検出器で受光し、
前記２分割光検出器出力の各差信号と、光記録ディスク
に微小スポット光をフォーカシングさせるだめに得られ
るフォーカス誤差信号とを用いて、ドロップアウトの検
出を行う手段を備えている。本発明によれば、光記録デ
ィスク上のいかなる形態のドロップアウトも確実に検出
できるため、プリチェック記録の際に不良セクタを正確
に決定することが出来、復調後のエラーレートを向上さ
せることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は案内トラックを有する光記録ディスクの構造を
示す一部切欠斜視図、第２図は光記録ディスクのフォー
マットを模式的に示す平面図、第３図は従来のブリチェ
ック記録機能のある光学的情報記録再生装置の構成を示
すブロック図、第４図はドロップアウトの形態を模式的
に示した模式図、第５図は本発明の一実施例における光
学的情報記録再生装置の光学系の構成図、第６図は本発
明の同実施例における光検出器素子の構成を示す図、第
７図は本発明の同実施例における信号処理部の構成を示
すブロック図、第８図はドロップアウトの形態と、第７
図の各点における信号波形を示す図である。 １・・・・・・案内トラック、２・・・・・・光記録デ
ィスク、２４・・・・・・微小スポット光、３３・・・
・・・フォーカスディテクタ、３４・・・・・・トラッ
キングディテクタ、Ｎ・・・・・・トラック番地領域、
ｎ・・・・・・セクタ番地領域、ｌ・・・・・・情報記
録領域・ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　レーザ等の光源を微小スポット光に絞って、同心円
   状またはスパイラル状の案内トラックとトラック番地領
   域、セクタ番地領域、情報記録領域とを有する光記録デ
   ィスクに照射し情報を記録再生する手段と、情報を記録
   する直前に光記録ディスクからの反射光または透過光を
   少々くとも２つ以上の分割面を有する光検出器で受光し
   、前記光検出器出力の差信号和信号の少なくとも一方の
   信号から情報記録領域のドロップアウトを検査する手段
   とを備えた光学的情報記録再生装置。 ■　光記録ディスクからの反射光または透過光の遠視野
   像を、同心円状またはスパイラル状のトラックと垂直方
   向に分割面を有する光検出器で受光し、前記光検出器出
   力の差信号から情報記録領域のドロップアウトを検査す
   る手段を備えた特許請求の範囲第１項記載の光学的情報
   記録再生装置。 ２ベーミ′ ■　光記録ディスクからの反射光または透過光の遠視野
   像を、同心円状またはスパイラル状のトラックと水平方
   向に分割面を有する光検出器で受光し、前記光検出器出
   力の差信号から情報記録領域のドロップアウトを検査す
   る手段を備えた特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の光学的情報記録再生装置。 ■　光記録ディスク面上に常に微小スポット光を結像さ
   せるフォーカス制御手段を有し、前記フォーカス制御を
   行うために光検出器から検出されたフォーカス誤差信号
   から情報記録領域のドロップアウトを検査する手段を備
   えだ特許請求の範囲第１項または第２項に記載の光学的
   情報記録再生装置。