JPS6085447A - 光学的再生装置 - 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 本発明は情報記録担体から光学的に情報を再生する光学
的再生装置に関するものである。

３　べ−〕ｆ 従来例の構成とその問題点 近年、高密度で情報が記録された情報記録担体から光学
的に情報を再生する装置が商品化され、テレビジョン信
号を再生できるビデオディスクプレーヤや、ディジタル
オーディオ信号が再生できるコンパクトディスクプレー
ヤ（フィリップス社登録商標）などとして既に販売され
ている。これらは光源として、ヘリウム・ネオン・レー
ザーあるいは半導体レーザーを用いている。レーザーを
用いるのは光束を小さな点に集束し易く、高密度の情報
が読めるからである。

以下、図面を参照しながら従来の光学的再生装置につい
て説明する。第１図は従来の光学的再生装置の主要部分
の概略構成図であり、１は情報記録担体、２は半導体レ
ーザー、３はコリメートレンズ、４は集束レンズ、５は
ビームスプリッタ、６は検出光学系、７は光電検出器、
８は信号処理手段、９は光束である。

以上のように構成された従来の光学的再生装置について
その動作を以下に説明する。半導体レー特開昭ＧＯ−８
５４４７（２） ザー２はレーザー光を放射するが、一般に半導体レーザ
ーからの放射光は１０度〜数１０度の角度で拡がるので
これをコリメータレンズ３で平行な光束９に変換する。

光束９のほぼ半分はビームスプリッタ５を透過し、集束
レンズ４によって情報記録担体１上に焦点を結び、光ス
ポットを形成する。情報記録担体１からの反射光は集束
レンズ４で再び集められ、そのほぼ半分がビームスプリ
ッタ５で反射されて検出光学系６に入射する。この検出
光学系を透過した光は光電検出器７に入射しこれによっ
て情報記録担体１に記録された情報によって変調を受け
た反射光は電気信号に変換される。上記光電検出器７に
は一般に複数の受光素子が集積されており、この複数の
受光素子と上記検出光学系との組合わせにより情報信号
の他にフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号が検
出され、情報記録担体上の情報トラックを光スポットが
正確にトラッキングするように制御することができる。

このようなトラッキング制御はここでは直接関係々いの
で説明は省略する。信号処理手段６　ページ ８は光電検出器７の出力信号に増幅や波形整形などの処
理を行なって再生信号を得る。

以上のようにして情報記録担体１から情報が再生される
が、半導体レーザー２の放射光の強度が一定でなく、雑
音を含む場合には再生信号にも雑音が混入する。特にこ
の従来例の場合には、集束レンズ４で集められた情報記
録担体１がらの反射光のほぼ半分はビームスプリッタ５
を透過して半導体レーザー２に戻るだめ、半導体レーザ
ー２がらの放射光は大きな雑音を含みゃすく、再生信号
に雑音が混入しやすいという欠点があった。

発明の目的 本発明の目的は、光源からの放射光が大きな雑音を含ん
でいる場合でもその雑音による影響が小さい光学的再生
装置を提供することである。

発明の構成 本発明の光学的再生装置は、光源と、この光源から放射
される放射光の一部を第１の光電検出器に導いて上記光
源からの発光源からの発光量を検出する第１の光検出手
段と、上記放射光を情報記６　ページ 録担体上に集束する光集束手段と、上記情報記録担体か
らの反射光あるいは透過光を第２の光電検出器に導いて
これを検出する第２の光検出手段と、この第２の光検出
手段から出力される情報検出信号を処理する信号処理手
段とを具備し、上記信号処理手段は上記第１の光検出手
段から出力される光量検出信号に応じて、上記光源の発
光量の変化による影響を打消すように構成したものであ
り、これにより光源の雑音による影響を受けにくくなる
ものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第２図は本発明の一実施例に係る光学的再生装置の概略
構成図で、１０は半導体レーザー２の反対側端面からの
放射光を受光する第１の光電検出器、１１は情報記録担
体からの反射光を受光するｌ第２の光電検出器、１２は
第２の光電検出器１１からの出力信号を処理する信号処
理手段である。

以上のように構成された本実施例の光学的再生７　パー
ジ 装置について以下その動作を説明する。光源である半導
体レーザー２が放射した光束９を情報記録担体１の上に
導き、これからの反射光を第２の光電検出器１１に導い
て情報信号やフィーカス誤差信号などの各種信号が検出
されるのは第１図に示した従来例と同じであるので、こ
こでは説明を省略する。本実施例ではさらに半導体レー
ザー２の反射側端面からの放射光１０を受光する第１の
光電検出器を備え、信号処理手段１２は第２の光電検出
器１１からの出力信号を処理し、その処理の仕方を第１
の光電検出器１ｏからの出力信号に応じて変化させるこ
とによって光源２の放射光の光量変化による影響を軽減
するようになっている。

ここにおいて、コリメートレンズ３および集束レンズ４
は光集束手段を、第１の光電検出器１ｏは第１の光検出
手段を、集束レンズ４．ビームスプリッタ５．検出光学
系６および第２の光電検出器１１は第２の光検出手段を
それぞれ構成する。

次に信号処理手段の具体的な構成およびその動作につい
てさらに詳しく説明する。

特開昭ＧＯ−８５４４７（３） 第３図は本実施例における信号処理手段１２の具体的構
成を示すブロック図で、２１は端子Ａからの入力信号を
端子Ｂから入力信号で除算する除算器である。この除算
器２１は除算手段を構成し端子Ａからは第２の光電検出
器からの出力信号である情報検出信号が、寸だ、端子Ｂ
からは第１の光電検出器からの出力信号である光量検出
信号がそれぞれ入力する。光源２の放射光量を時間の関
数ｄｔ）と表わせば上記情報検出信号ａ（１）はａ（ｔ
）−ｐ（ｔ）・ｆ（ｔ）　・−−−−−（１）と表わさ
れる。ここで、、　ｆ（１）は情報記録担体１に記録さ
れた情報による変調を表わす項で、とのｆ（ｔ）を検出
することによって情報が再生される。

一方、光量検出信号ｂ（ｔ）は、上記光源２の放射光量
に比例するので、 ｂ（ｔ）−に−ｐ（ｔ）　（但し、ｋは定数）・・・・
・・（２）と表わされる。しだがって除算器２１の出力
信号は、 ｆ（ｔ）／に となって、光源２の放射光量の変動の影響を受け９　ぐ
−已゛ ることなく、情報信号はアナログあるいはディジタルの
いずれであっても常に正しく再生されることは明らかで
ある。

第４図は、信号処理手段１２の他の構成例を示すブロッ
ク図で、３１は乗算器、３２は基準電圧発生器、３３は
減算器である。このように構成した信号処理手段の動作
原理は第３図の場合と実質的に同じであり、乗算器３１
．基準電圧発生器３２および減算器３３は除算手段を構
成する。以下、その動作について説明する。

上記光源２からの放射光量ｐ（ｔ）の変化量は一般にｐ
（ｔ）の時間平均値ｐ０に対して十分小さく、ｐ（ｔ）
＝ｐ０＋６（ｔ）　（６（ｔ）（ｐｏ）と表わせるとす
れば、（１）　、　（２）式より１０　ページ と近似できる。そこで基準電圧発生器３２の出力電圧Ｖ
を２・ｋ−ｐｏ　に設定すると乗算器３１の出力は（３
）式の分子に等しくなる。（３）式の分母は定数である
ので上記乗算器３１の出力信号は実質的に第２０光電検
出器１１の出力信号を第１の光電検出器１ｏの出力信号
で除算した値となる。

以上の実施例では再生すべき信号の種類はとくに限定さ
れないが、再生信号がディジタル信号である場合には、
信号処理手段１２はさらに異なる構成にすることができ
る。

第６図はディジタル信号を再生する他の実施例における
信号処理手段のブロック図を示すもので、４１は係数器
、４２は比較器で波形整形手段を構成する。

以上のように構成された信号処理手段について以下その
動作を説明する。第６図は本実施例における信号処理手
段の動作を説明する信号波形図である。再生すべき情報
記録担体には第６図（ａ）に示すようなディジタル信号
ｈ（ｔ）が記録されているものとする。このディジタル
信号ｈ（ｔ）を読み取１１ベゾ るとき半導体レーザー２からの放射光量ｐ（ｔ）は第６
図（ｂ）に示すように雑音を含むものとし、基準光量は
ｐｏ　であるとする。このとき第２の光電検出器１１か
ら得られる情報検出信号ａ（ｔ　）は前にも述べた通り ａ（ｔ）＝ｐ（ｔ）・ｆ（ｔ）　・・・・・・・・・・
・・・・・　（４）で第６図（Ｃ）の実線のようになる
。第６図（Ｃ）の破線は、上記半導体レーザー２の放射
光量ｐ（ｔ）が雑音を含まず一定で、 ｐ（ｔ）＝ｐ。

と仮定したときの情報検出信号を示すものである。

この場合には適当なスライスレベルＢ。で波形整形する
と、記録されているディジタル信号ｈ（ｔ）と同一のデ
ィジタル信号が再生される。ところが光量ｐ（ｔ）が一
定でなく第６図中）のように雑音を含んでいる場合には
情報検出信号は第６図（Ｃ）の実線のようになり、一定
のスライスレベルＳ。１跳整形しても元のディジタル信
号は正確には再生されるとは限らず、第６図（ｄ）のよ
うにエツジ位置がずれて情報の読み取りに誤りが生ずる
ことがある。

特開昭ＧＯ−８５４４７（４） そこで、光量検出信号ｂ（ｔ）に係数ａを乗じて。

これをスライスレベルとすれば次のようにして上記雑音
の影響を除去することができる。光量検出信号ｂ（ｔ）
は ｂ（ｔ）−に−ｐ（ｔ）　（ｋは定数）　・・・・・・
（６）と表わすことができ、係数器４１の係数αをｃｔ
＝ｓｏ／　ｋ・ｐｏ　・・・・・・・・・・・・　（６
）となるように設定すれば、上記係数器４１の出力５（
ｔ）は ５（ｔ）−（ｓｏ／ｐ。）・ｐ（ｔ）　−・・・・・・
・　（７）となる。このＢ（１）をスライスレベルとし
て情報検出信号ａ（１）を波形整形すれば（４）　、　
（７）式より、情報検出信号ａ（ｔ）がスライスレベル
５（ｔ）を交差する時刻はｐ（ｔ）に依存せず、 ｆ（ｔ）−８゜／　ｐ。

となる時刻である。したがって、このとき比較器４２で
波形整形して得られるディジタル信号は、光ｕｐ（ｔ）
がｐ。で一定のときにスライスレベル８ｏ　で波形整形
して得られるディジタル信号と同じであり、記録されて
いる元のディジタル信号が１３　ページ 正確に再生されることを意味する。第６図（、）はこの
ときの情報検出信号ａ（ｔ）およびスライスレベル８（
ｔ）を示し、第６図（ト）は比較器４２によって波形整
形されたディジタル信号を示すものである。

以上説明したように、光源の雑音に影響されることなく
、簡単な構成でディジタル信号が正確に再生される。

第７図は、第６図の信号処理手段と同様の働きをする信
号処理手段の他の構成例を示すブロック図で４３は減算
器である。第５図の構成においては比較器４２は情報検
出°信号ａ（ｔ）をスライスレベル８（ｔ）と直接比較
して波形整形したが、第７図に示す本構成例は、情報検
出信号ａ（ｔ　）から８（ｔ）を減算器４３によって減
じ、これを比較器４２によって零電位と比較することに
よって波形整形するものである。この場合も情報検出信
号ａ（１）を５（ｔ）と直接比較するのと等価であり、
その動作は第６図の場合と実質的に同じである。

第８図は、さらに他の実施例における信号処理手段の具
体的構成を示すブロック図で、５１は乗１４　ページ 算器、６２は低域通過フィルタ、５３は基準電圧を発生
する基準電圧発生器、６４は上記低域通過フィルタ６２
の出力信号を上記基準電圧と比較してその差を増幅する
差動増幅器である。

以上のように構成された本実施例における信号処理手段
の動作を、第６図の信号波形図を参照しながら説明する
。本実施例においては、低周波成分を抑圧するようなデ
ィジタル変調を受けたディジタル信号が情報記録担体に
記録されており、上記情報記録担体の媒体特性の変動に
より低周波の雑音が情報検出信号に混入する場合につい
て説明する。媒体特性の変動による雑音を含む情報検出
信号ａ（１）は ａ（ｔ）＝ｐ（ｔ）・（ｆ（ｔ）＋ｎ（ｔ）ｌ　・−・
・−・（８）と表わされる。ただし、ｎ（ｔ　）は雑音
を表わす項である。この場合にはスライスレベル８（ｔ
）を５（ｔ）−（ｓ。／ｐ０＋ｎ（ｔＨ・ｐ（ｔ）・・
・・・・（９）とすれば、波形整形手段である比較器４
２によって情報検出信号ａ（ｔ）を波形整形するときｎ
（ｔ）の項は打ち消され、正確なディジタル信号を再生
１６　′・　ジ することができる。（９）式から、スライスレベル５（
１）を決めるためには雑音成分ｎ（１）を検出する必要
があるが、一般的にはこれは困難である。

ところが記録されているディジタル信号が、周波数ｆＬ
以下の低周波成分が抑圧され、直流値が所定の値になる
ようなディジタル変調を受けている場合には、スライス
レベル８（ｔ）が最適値となるように制御することがで
きる。もし、スライスレベルが（９）式に示す最適な値
になっているとすれば、波形整形された比較器４２の出
力信号はｆＬ以下の周波数成分をほとんど含まず、直流
値もディジタル変調方式によって決まる所定の値ｖＤｃ
　となる。ところが８（ｔ）が最適値からずれると比較
器４２の出力信号のデユーティ−比が変化するため、そ
の直流値は■Ｄｃ　からずれることになる。したがって
、比較器４２の出力信号から低周波成分を低域通過フィ
ルタ６２で取り出し、これを基準電圧発生器６３の出力
する基準電圧■Ｄｃ　と比較してその差をスライスレベ
ル５（ｔ）に帰還することによってスライスレベル５（
ｔ）を最適値に制御す特開昭ＧＯ−８５４４７（５） ることかできる。実際には本実施例では上記低域通過フ
ィルタ５２の出力信号と上記基準電圧ｖＤｃとの差を差
動増幅器５４で増幅し、その出力信号と光量検出信号ｂ
（ｔ）とを乗算器５１で乗算してこれをスライスレベル
とした。このように比較器４２、低域通過フィルタ６２
差動増幅器６４および乗算器５１は閉ループを構成して
おり、ループゲインが十分高ければ、スライスレベル５
（ｔ）はは淳。ハ９）式を満たすように制御される。し
たがってこの場合には、情報記録担体のゆっくりした媒
体特性の変動や光源の光量変化には影響されることなく
、正確なディジタル信号が再生される。なお、上の実施
例では低域通過フィルタ６２の出力信号と基準電圧■Ｄ
ｃ　との差を増幅してそのまま光量検出信号ｂ（ｔ）と
乗算しているが、適当なオフセットを加えた後に光量検
出信号ｂ（ｔ）と乗算するようにすれば、雑音成分ｎ（
ｔ）が無いときのスライスレベル５（ｔ）の誤差をより
少なくすることができる。また、低域通過フィルタ６２
と差動増幅器６４の順序もこの順序に限定されるもので
１７・・ジ はなく、飽和さえしなければ順序は逆でも差支えない。

また、以上の実施例では光源としてすべて半導体レーザ
ーを用いて、その後側端面からの放射光を第１の光検出
手段で検出して光量検出信号を得るようにしたが、前側
端面からの放射光で情報を読み取るとともにその一部を
第１の光検出手段で検出するようにしても差支えない。

さらに光源は半導体レーザーに何ら限定されるものでは
なく、例えばガスレーザーを用いても本発明は有効であ
る。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、光源と、こ
の光源から放射される放射光の一部を第１の光電検出器
に導いて上記光源の発光量を検出する第１の光検出手段
と、上記放射光を情報記録担体上に集束する光集束手段
と、上記情報記録担体からの反射光あるいは透過光を第
２の光電検出器に導いてこれを検出する第２の光検出手
段と、この第２の光検出手段から出力される情報検出信
号を処理する信号処理手段とを具備し、この信号１８　
ページ 処理手段は上記第１の光検出手段から出力される光量検
出信号に応じて、上記光源の発光量の変化による影響を
打消すように、処理のしかたを変化させるように構成す
ることによって、雑音の多い光源を用いてもその雑音の
影響が少ないという効果が得られる。

さらに信号処理手段は、情報検出信号を光量検出信号で
実質的に除算する除算手段を具備するように構成するこ
とによって、いかなる種類の信号も光源の雑音の影響を
うけることなく再生できるという効果が得られる。

さらに信号処理手段は、光量検出信号に所定の係数を乗
じる係数器と、情報検出信号を上記係数器の出力レベル
を実質的にスライスレベルとして波形整形する波形整形
手段とを具備するように構成することによって、簡単な
構成で光源の雑音による影響をうけることなくディジタ
ル信号を正確に再生できるという効果が得られる。

さらに信号処理手段は、光量検出信号に係数を乗じる乗
算手段と、この乗算手段の出力レベルを１９　ページ 実質的にスライスレベルとして情報検出信号を波形整形
する波形整形手段とを具備し、上記波形整形手段からの
出力信号の低周波成分を所定の基準値と比較して、その
差に応じて上記係数を決めることによって閉ループを構
成し、この閉ループによって上記波形整形手段の出力信
号の直流値が上記所定の基準値になるように制御するよ
うに構成することによって、光源の雑音や情報記録担体
の媒体特性に影響されることなく、低周波成分を抑圧す
るようなディジタル変調をされているディジタル信号を
正確に再生できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学的再生装置の主要部分の概略構成図
、第２図は本発明の一実施例に係る光学的再生装置の概
略構成図、第３図は本発明の実施例における信号処理手
段の一構成例を示すブロック図、第４図および第５図は
上記実施例における信号処理手段の他の構成例を示すブ
ロック図、第６図は上記実施例における信号処理手段の
動作を特開昭ＧＯ−８５４４７（６） 説明するだめの信号波形図、第７図は上記実施例におけ
る信号処理手段の他の構成例を示すブロック図、第８図
は本発明のさらに他の実施例における信号処理手段のブ
ロック図である。 ２・・・・・半導体レ−１’−１３・・・・・・コリメ
ートレンズ、４・・・・・・集束レンズ、５・・・・・
・ビームスグリツタ、６・・・・・・検出光学系、１０
・・・・・・第１の光電検出器、１１・・・・・第２の
光電検出器、１２・・・・・・信号処理手段、２１・・
・・・・除算器、３１．５１・・・・・・乗算器、３２
．５３・・・・・・基準電圧発生器、３３．４３・・・
・・・減算器、４１・・・・・・係数器、４２・・・・
・・比較器、６２・・・・・・低域通過フィルタ、５４
・・・・・・差動増幅器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第　２　図 第３図 漂４図 り一一一−−〜−−−−−−−−−−−−−−−一エ第
５図 第６図 第　７　図 第　８　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、この光源から放射される放射光の一部を
   第１の光電検出器に導いて上記光源の発光量を検出する
   第１の光検出手段と、上記放射光を情報記録担体上に集
   束する光集束手段と、上記情報記録担体からの反射光あ
   るいは透過光を第２の光電検出器に導いてこれを検出す
   る第２の光検出手段と、この第２の光検出手段から出力
   される情報検出信号を処理する信号処理手段とを具備し
   、上記信号処理手段は上記第１の光検出手段から出力さ
   れる光量検出信号に応じて、上記光源の発光量の変化に
   よる影響を打消すように構成されていることを特徴とす
   る光学的再生装置。”
2. （２）信号処理手段は、情報検出信号を光量検出信号で
   実質的に除算する除算手段を含めてなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の光学的再生装置。 ２　ページ
3. （３）信号処理手段は、光量検出信号に所定の係数を乗
   じる係数器と、情報検出信号を上記係数器の出力レベル
   を実質的にスライスレベルとして波形整形する波形整形
   手段とを具備してなることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の光学的再生装置。
4. （４）信号処理手段は、光量検出信号に係数を乗じる乗
   算手段と、この乗算手段の出力レベルを実質的にスライ
   スレベルとして情報検出信号を波形整形する波形整形手
   段とを具備し、上記波形整形手段からの出力信号の低周
   波成分を所定の基準値と比較して、その差に応じて上記
   係数を決めることによって閉ループを構成し、この閉ル
   ープによって上記波形整形手段の出力信号の直流値が上
   記所定の基準値になるように制御することを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の光学的再生装置。