JPS63848B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は安定で正確な情報記録を行い得る光情
報記録方式に関する。

近時、光デイスクを情報記録媒体とした大容量
メモリ装置が注目されている。例えばアクリル盤
やガラス盤上に光記録材料としてTeやBi等の金
属薄膜を形成してなる光記録媒体に、記録信号に
応じてパルス変調した1μmφ程度のレーザ光を照
射し、このレーザ光によるジユール熱で上記金属
薄膜を溶解してピツトを形成して情報記録が行わ
れる。この場合、記録信号のビツトデータ“０”
あるいは“１”に対応させてビツトデータ“１”
のときにのみピツトを形成したり、あるいは記録
容量の増大を図る為に上記信号をMFMや3PM等
の変調を施し、この変調信号のビツトデータに対
応してピツト形成する等して情報記録が行われ
る。

第１図ａ〜ｇはその一例を示すもので、ａに示
す記録情報データを同図ｂに示すようにMFM変
調し、この変調信号に応じてレーザ光出力を同図
ｃに示すように変調して光デイスクに照射する。
この変調レーザ光によつて光デイスク上には第１
図ｄに示すようにビツトデータ長に応じた長さの
ピツトが形成され、ここに情報記録が行われる。
ところが上記ピツトを形成するレーザ光の一部は
光デイスクの基板を伝達してピツト位置周囲を予
熱する為、ビツトデータ長が長く、この結果レー
ザ光照射時間が長い場合には第１図ｄに示すよう
に一定の照射エネルギに比してピツト長が長くな
ると云う不具合がある。この為、上記ピツトに読
出し用レーザ光を照射して第１図ｅに示すように
情報を読出し、その信号を同図ｆに示す如く波形
整形して再生したとき、第１図ｇに示すように信
号のずれを招来する。この信号の立上りおよび立
下り点におけるずれは読出しデータの誤りの原因
となるもので、誤り率の増大を招いた。

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、ピツト長の変化
によるデータ誤りを招く虞れがなく、常に簡易に
して安定で、且つ正確な情報記録を行い得る光情
報記録方式を提供することにある。

本発明の概要はビツトデータの“０”または
“１”に対応したピツト形成期間に所定寸法のピ
ツトを所定間隔で複数個形成して上記データをピ
ツトの列で示すことにより、常に安定で正確な情
報記録を可能として、上述した目的を効果的に達
成したものである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。

第２図ａ〜ｊは一実施例方式による信号記録形
態とその読出し形態を示す図である。今、第２図
ａに示す如きデータ列の信号を光情報記録せんと
するとき、同信号は先ず第２図ｂに示すように
MFM変調される。しかしてこのMFM変調され
た信号は、例えばその最小ピツト長Ｔの1/2の周
期長を有する第２図ｃに示す書込みクロツク信号
によりサンプリングされ、所定寸法径の例えばレ
ーザ光スポツトの変調に供される。この変調によ
つて上記レーザ光はその出力を第２図ｄに示す如
く変調されて光デイスクに照射される。しかして
光デイスクでは上レーザ光を受けて第２図ｅに示
す如く所定寸法のピツトを形成する。尚、ここで
は変調信号のビツトデータ“１”に対応し、デー
タの最小ビツト長Ｔで２個のピツトを形成する例
が示されている。そして、このMFM変調された
信号のビツトデータ“１”の信号幅がＴ、３／
2T、2Tの３種からなることから、２個、３個、
４個のピツト列が上記ビツトデータ長に対応して
形成されるものとなつている。

しかして、このようなピツト列を形成してなる
光デイスクを読出し用レーザ光を用いて走査し、
その反射光情報を取出せば、その読出し信号波形
は第２図ｆに示すようになる。この読出し信号波
形を第２図ｇに示す読出しクロツク信号によりサ
ンプリングし、同図ｈに示すゲート信号を受けて
データを抽出すれば、その再生情報は同図ｉに示
すようになる。尚、上記読出しクロツク信号は前
記書込みクロツク信号に比して、その位相が90゜
遅れたものとなつており、これによつてビツトデ
ータ中央部の波形安定した情報成分が抽出される
ようになつている。かくしてこのように再生され
た信号を復調すれば第２図ｊに示す如きデータ列
を得ることができ、信号エツジのずれに起因する
データ誤りが生じることがない。

つまり、光デイスク上に、記録信号のビツトデ
ータ長に対応して所定寸法のピツトを所定間隔で
複数個形成して情報記録がなされているので、こ
の情報を読出した際の信号波形の幅（長さ）が正
確に定められる。従つて信号波形エツジのずれが
生じることがなく、このエツジのずれに起因する
データ誤りを招く虞れがなくなる。

さて、本方式を採用して実現される光情報記録
再生装置は、例えば第３図に示すように構成され
る。即ち、光情報記録再生装置は、光デイスクＡ
の記録面に対向配置され、相対的に移動自在に設
けられたヘツドＢ、このヘツドＢに記録制御信号
を与える情報記録部Ｃ、そして上記ヘツドＢを介
して光デイスクＡから読出された情報を再生する
情報再生部Ｄとによつて構成される。

記録に供される情報データは情報記録部Ｃに導
びかれて、そのバツフアメモリ１に一時記憶され
る。このバツフアメモリ１に格納されたデータは
記録クロツク発生部２が出力する書込みクロツク
信号に同期して読出され、変調回路３にて例えば
MFM変調される。この変調回路３は上記記録デ
ータのMFM変調を行うだけでなく、定められた
記録フオーマツトに従つてアドレス情報信号、同
期信号、頭出しコード信号等を発生して上記変調
データに挿入している。しかして駆動回路４は、
前記記録クロツク発生部２からの書込みクロツク
に同期して上記MFM変調データ列のビツトデー
タ“０”、“１”に対応して、例えばビツトデータ
“１”であるときにパルス信号を生成してこれを
ヘツドＢに与えている。このパルス信号はビツト
データ“１”の最小期間がＴであるとき、Ｔ／２
なる時間間隔で２個のパルスを発するものであ
り、またビツトデータ“１”の期間が３／2T、
2Tの場合にはそれぞれ３個、４個のパルスを
Ｔ／２なる間隔で発生するものとなつている。従
つて、このように構成された情報記録部Ｃでは、
光情報記録するビツトデータ“１”の長さに対応
して、所定間隔（Ｔ／２）で複数のパルス信号が
生成されており、このパルス信号をヘツドＢに供
給して、ヘツドＢの光スポツト発生光源を駆動す
るようになつている。

さて、ヘツドＢは、光源としての半導体レーザ
素子５を備え、同レーザ素子５から発生出力され
るレーザ光をレンズ６、偏光ビームスプリツタ
７、1/4波長板８を介したのち、対物レンズ９を
介して略1μmφのスポツト径に集束して光デイス
クＡに照射する如く構成される。またこの照射レ
ーザの光デイスクＡによる反射光は上記対物レン
ズ９から1/4波長板８を介して偏光ビームスプリ
ツタ７に導かれ、同スプリツタ７にて側方向に光
分割して取出されるようになつている。この側方
向に取出された光は受光器１０により受光され、
光電変換されたのちバツフアアンプ１１を介して
焦点制御部１２に与えられる。この焦点制御部１
２は、その入力信号、つまり受光器１０による受
光信号に応じて前記対物レンズ９を支持するボイ
スコイル１３を駆動し、対物レンズ９の支持位置
を上下するものである。即ち、光デイスクＡとヘ
ツドＢとの対向距離は、光デイスクＡのそり等に
起因して変動し、この結果前記レーザ光の照射ス
ポツト径が焦点位置ずれによつて変化することが
ある。これを防ぐ為、照射レーザ光の反射光を受
光器１０で検知し、その状態に応じて焦点制御部
１２はボイスコイル１３を駆動して、常に略1μm
径のビーム径が得られるべく、自動焦点制御を行
つている。この自動焦点制御の下で、前記半導体
レーザ素子５が情報記録部Ｃからのパルス信号を
受けて駆動され、その出力を強度変調する。この
結果ヘツドＢからは先の第２図ｄに示す如き変調
されたスポツト光がデイスクＡに照射され、光デ
イスクＡにピツトの列を形成して情報記録が行わ
れることになる。この照射光の変調は、例えば光
デイスクＡ上にピツトを形成するに十分な強度
Pwと、ピツト形成に寄与しない低レベルの反射
光を得るだけに十分な強度P_Rとの２つのレベル
に選択的に切替えることによつて行われる。従つ
てピツトを形成することのない非信号記録時に
も、低レベルのスポツト光が光デイスクＡに照射
されており、その反射光から前述した自動焦点制
御が行われるようになつている。かくしてここ
に、所定寸法のピツトの列によつて示される情報
記録が行われる。そして、MFM変調された信号
の時間幅変化は、連続して複数個形成される同一
寸法、所定間隔のピツトの数の変化として記録さ
れることになる。

ところで、このようにして記録された光デイス
クＡ上の情報は次のようにして読出される。この
情報読出し時には、半導体レーザ素子５は情報読
出しに必要な程度の十分低レベルの強度P_Rのス
ポツト光を照射し、ヘツドＢはその反射光を検出
することになる。この反射光検出信号は前記バツ
フアアンプ１１を介して所定レベルに増幅された
のち、情報再生部Ｄに導びかれる。この情報読出
し時においても前述した自動焦点調整がなされる
ことは云うまでもない。またこのときの光スポツ
ト径も略1μmφに定められる。

しかして、読出された信号波形には、ピツトの
間隔に相当する脈動分が重畳されており、その周
期はＴ／２となつている。このような読出し信号
は、情報再生部Ｄにおいて、復調回路１４と共に
読出しクロツク再生部１５にそれぞれ入力され
る。読出しクロツク再生部１５は後述するように
読出し信号のデータ変化点を検出して、つまり読
出し信号に含まれる脈動成分から周波数および位
相の制御された周期Ｔ／２の読出しクロツクを再
生しており、この読出しクロツク信号を復調回路
１４およびバツフアメモリ１６に供給している。
復調回路１４はこの読出しクロツク信号に従つて
上記読出し信号を波形整形し、データ復調するも
ので、これにより復調された再生データはバツフ
アメモリ１６に一時記憶される。このバツフアメ
モリ１６に格納されたデータを読出すことによ
り、ここに光デイスク記録情報の再生が行われる
ことになる。尚、この場合、上記データの復調が
従来のように読出し信号の立上りおよび立下りを
検出して行うものとは異なり、上記読出し信号に
含まれる脈動成分として重畳している記録クロツ
ク成分の検出およびこの検出によつて生成された
読出しクロツクに従つて行われるので非常に安定
したものとなる。従つてデータ誤り率の大幅な改
善を図り得る。

以上、本方式による光情報記録と、その情報読
出しにつき説明したが、その重要な事項につき、
更に説明する。

第４図ａ，ｂおよび第５図は、読出し信号の脈
動分がピツト間隔とビーム径によつてどのように
変化するかを示すものであり、第４図ａはピツト
の径がビーム光の径に等しく、且つピツトの間隔
Δdがビーム径の1/10である場合、また第４図ｂ
はピツト径がビーム径に比して小さくなつてお
り、その間隔Δdが大きくなつた例を示している。
このピツト径が小さくなる原因としては、書込み
条件が同じであつてレーザ光の照射エネルギが減
少したり、あるいは光デイスクの光感度が減少し
たりすること等が挙げられる。そして、このよう
な場合における読出し信号波形は、第５図中、特
性ａ，ｂにそれぞれ示すようになり、例えば上記
第４図ａに示す条件下で読出し信号の脈動成分は
14％程度となる。

そこで今、できる限り高密度な記録を行わんと
する場合には、各ピツトの寸法およびその間隔を
できるだけ小さくすればよいことが判る。然し乍
らピツトの寸法は情報の記録時および読出し時に
おける光スポツトの径の制限を受ける。特に読出
し時においては、光スポツトの径に対してピツト
の径が小さくなるに従つてピツト部における読出
し信号の変調度が低下し、そのＳ／Ｎが悪くな
る。これ故、光スポツト径が略1μmである場合に
は、ピツト径も略1μm程度とすることが望まし
い。一方、ピツトの間隔は第５図に示す特性から
も明らかなように、その間隔がピツトの径の1/10
程度であつても十分な脈動成分検出が可能であ
る。逆にピツト間隔が長くなるので脈動成分の変
調度が大きくなり、この結果、データ“０”と
“１”との判定との間の区別がつかなくなるので、
データ復調処理等に悪影響を及ぼす。従つて、望
ましくは、ピツト中心部の読出し信号に対して、
ピツトの中間位置の読出し信号のレベル変化を２
値化レベルの1/2以下に抑えるべく、ピツト間隔
を光スポツト径の1/2以下に設定すればよい。

また第４図ａ，ｂおよび第５図に示されるよう
に、読出し信号の脈動成分のピーク点は、時間軸
上で位置変化することがない。つまり、脈動成分
の周期は、ピツトの形成位置の間隔（中心間距
離）にのみ依存し、ピツト寸法には影響されな
い。しかも、この脈動成分の周期はピツト間隔に
対応してＴ／２と正確に規定されたものとなつて
いる。従つてこの脈動成分を検出すれば、読出し
信号のデータ復調（MFM復調）に必要な読出し
クロツクを十分正確に再生することが可能であ
る。

第６図はこの脈動成分から読出しクロツクを再
生する前記読出しクロツク発生部１５の一例を示
す構成図であり、第７図ａ〜ｄはその動作波形図
である。

即ち、光デイスクＡよりヘツドＢを介して読出
された読出し信号は帯域通過フイルタ２１に入力
され、読出し信号に含まれるピツト記録周期
（Ｔ／２）なる脈動信号成分を得る。またこの読
出し信号は２値化回路２２に導かれて２値化さ
れ、位相比較ゲート信号として出力される。一
方、略2f（ｆ＝１／Ｔ）なる周波数で発振する電圧制 御発振器２３の出力信号は帯域通過フイルタ２４
を介して位相比較器２５に導びかれる。この位相
比較器２５は前記ゲート信号が与えられている期
間、各フイルタ２１，２４を介して与えられる信
号の位相を比較するもので、その位相差信号は低
域通過フイルタ２６を介して前記電圧制御発振器
２３に与えられている。このフイルタ２６を介し
て抽出される位相差成分に応じて電圧制御発振器
２３はその発振周波数および信号位相を変え、発
振出力の前記脈動成分に対する同期が確立されて
いる。つまり、読出しクロツク発生部１５は
PLL回路によつて実現されており、電圧制御発
振器２３の出力が再生読出しクロツク信号として
取出されている。尚、ゲート信号は読出し信号に
脈動成分が存在する期間だけ位相比較を行わしめ
るものであり、これによつて信号位相ずれが生じ
たときにのみ、ループ制御動作が行われるように
なつている。

第７図ａは読出し信号波形の一例を示すもの
で、帯域通過フイルタ２１は同図ｂに示すように
その脈動成分のみを抽出している。また第７図ｃ
は２値化回路２２によつて得られたゲート信号を
示している。しかしてこのような信号を受ける上
記PLL回路（読出しクロツク発生部１５）は電
圧制御発振器２３から第７図ｃに示す発振出力を
得て安定動作し、これによつて読出しクロツクが
再生されることになる。

以上のように、ピツトの列として情報記録する
ことによつて、その情報読出しを安定に且つ正確
に行うことが可能となり、データ誤り率の改善を
図ることができる。しかも、従来のように使用環
境やその他に大きな制約を受けることがなく、実
用性に優れる等の絶大なる効果を奏する。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば実施例ではMFM変調した信号デー
タを記録するようにしたが、変調前の情報データ
をそのまま記録してもよく、更には3PM変調等、
他の変調方式を採用して変調されたデータを記録
するようにしてもよい。またピツトの寸法や、そ
の間隔等も光スポツトの径に応じて定めればよ
い。要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲
で種々変調することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｇは従来方式による光情報記録の一
例を示す図、第２図ａ〜ｊは本発明の一実施例方
式による光情報記録とその読出しを示す図、第３
図は本方式を適用した光情報記録再生装置の概略
構成図、第４図ａ，ｂおよび第５図は本方式にお
ける情報読出し作用を示す図、第６図は読出しク
ロツク発生部の一例を示す構成図、第７図ａ〜ｄ
は読出しクロツク再生を示す信号波形図である。 Ａ…光デイスク、Ｂ…ヘツド、Ｃ…情報記録
部、Ｄ…情報再生部、１…バツフアメモリ、２…
記録クロツク発生部、３…変調回路、４…駆動回
路、５…半導体レーザ素子、６…レンズ、７…偏
光ビームスプリツタ、８…1/4波長板、９…対物
レンズ、１０…受光器、１１…バツフアアンプ、
１２…焦点制御部、１３…ボイスコイル、１４…
復調回路、１５…読出しクロツク発生部、１６…
バツフアメモリ、２１…帯域通過フイルタ、２２
…２値化回路、２３…電圧制御発振器、２４…帯
域通過フイルタ、２５…位相比較器、２６…低域
通過フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光記録媒体の光信号照射位置にピツトを形成
   して情報記録を行うに際し、所定寸法のピツトを
   所定の間隔で記録信号の“０”または“１”のビ
   ツトデータ長に応じて複数個形成してピツト列で
   示される情報記録を行うことを特徴とする光情報
   記録再生方式。 ２ 光記録媒体の光信号照射位置にピツトを形成
   して情報記録を行うに際し、所定寸法のピツトを
   所定の間隔で記録信号の“０”または“１”のビ
   ツトデータ長に応じて複数個形成してピツト列で
   示される情報記録を行い、この記録された情報の
   再生時には、ピツトによつて変化する反射光の脈
   動成分から読出しクロツクを再生し、この再生さ
   れた読出しクロツクに従つて上記反射光レベルを
   弁別して情報再生を行うことを特徴とする光情報
   記録再生方式。 ３ 記録信号は情報信号を変調した変調デイジタ
   ル信号からなるものである特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の光情報記録再生方式。 ４ 所定寸法のピツトは、記録信号ビツトデータ
   の整数倍の繰返し周期の情報光パルスを照射して
   光記録媒体上に形成されるものである特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の光情報記録再生方
   式。 ５ ピツト列を形成する各ピツトの間隔は、情報
   読出し用光スポツトの径の1/2以下に設定された
   ものである特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の光情報記録再生方式。