JP2000149258A

JP2000149258A - 光ディスクの記録再生装置

Info

Publication number: JP2000149258A
Application number: JP10338500A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Ueno; 一郎上野
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度記録とノイズの低減による高Ｓ／Ｎを
同時に達成することができる光ディスクの記録再生装置
を提供する。【解決手段】少なくとも情報が予め記録された面、ま
たは情報を記録再生する層と、照射光の強度或いは温度
が高くなると光透過率が上がるマスク層２とが積層され
た光ディスクＤの記録再生装置６において、前記光ディ
スクの回転方向に沿って所定の間隙を隔てて強度の異な
る２つの光スポットＳＰ，ＳＰ１を前記光ディスクに照
射する光学系７と、前記光ディスクからの前記光スポッ
トの反射光を個別に検出する複数の光検出器１８，１９
を有する光検出手段８と、前記各光検出器からの出力信
号を演算して情報再生信号を形成する信号処理手段９と
を備える。これにより、高密度記録とノイズの低減によ
る高Ｓ／Ｎを同時に達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度に情報が予
め記録された光ディスクから情報を再生したり、或いは
光ディスクに高密度に情報を光学的に記録再生する記録
再生装置に関する。尚、本明細書で記録再生と云う場合
は、記録すること、再生すること及び記録しながら再生
することも含めて意味する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスクに高密度に情報を光
学的に記録再生する手段として、以下のような５つの方
法が提案されている。すなわち、記録再生用のレーザ
波長を短くすること、光ディスクに集光するレンズの
ＮＡ（開口数）を大きくすること、情報を記録する層
を多層にすること、波長を変えて多重に記録するこ
と、及びマスク層を形成し、実質的にレーザ光のスポ
ット径を小さくすること、である。上記〜の項目の
内、の項目であるマスク層を形成し実質的にスポット
径を小さくする手段に関しては、例えば特開平５−１２
６７３号公報、特開平５−１２７１５号公報、特開平５
−２８４９８号公報及び特開平５−２８５３５号公報等
に開示されている。

【０００３】ここでマスク層を有する光ディスクを説明
する。図５はマスク層を有する光ディスクを示す部分拡
大断面図である。ここでは、再生専用の光ディスクＤに
レーザ光が入射し、このレーザ光がディスクから反射す
る場合を示している。符号１は基盤であり、マスク層２
はこの基盤１の上に塗布され、その上に反射膜３が成膜
され、更にその上に保護膜４が塗布されている。マスク
層２の材料としては、サーモクロミツク、フォトクロミ
ック、相変化材料などが用いられる。反射層３の材料と
しては、Ａｌ、Ａｕなどの金属が用いられる。保護層４
の材料としては、フォトポリマーなどが用いられる。ま
た、基盤１の材料としては、プラスチック材料を用いる
ことができる。

【０００４】上記マスク層２は、光を照射しないとき或
いは入射レーザ光が弱いときは、透過率が小さく、逆に
入射レーザ光の光強度が強くなるとマスク層２は、光学
的或いは光を吸収して温度が上がることにより熱的に変
化して、光の透過率が上がる。図６はマスク層に入射し
たレーザ光の光強度分布とマスク層を透過する光の光強
度分布の例を模式的に示しており、光強度の強いところ
で光の透過率が上がっている。このようにマスク層２を
透過したスポット径が実質的に小さくなり、これによ
り、小さなピットを記録再生することが可能となって記
録密度を向上させることができる。そして、このマスク
効果が大きければ大きい程、入射スポット径に対してマ
スク層２を透過するスポット径は小さくなり、より高密
度記録が可能になる。

【０００５】図７は、マスク層２に入射するレーザ光の
光スポットと、光を吸収して温度が上がって透過率が上
がったマスク層２を透過する光スポットとの関係を示す
図である。光ディスクを回転させながら一定強度のレー
ザ光を連続して照射すると、光ディスク上の例えばＢ点
は、光スポットＳＰのＡ点からＢ点までの光量を積分し
た強度の光が照射されることになる。この光を吸収して
変換された熱量から、熱伝導や輻射で失われる熱量を引
き、逆に近接部からの熱量を加えた熱量で温度が上昇
し、この時、マスク層２の透過率が上がる。よって、透
過率の上がる部分は、ディスク回転方向で云うと、スポ
ット径の後ろ部分になって図示例では領域Ｃとして斜線
で示されており、実質的にスポット径が縮小する。この
ような現象は、再生専用の光ディスクのみならず、記録
再生用の光ディスクの場合も同じである。尚、図中、Ｐ
は情報ピットである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ディ
スクに集光したスポット径のうち、中心部分や熱的に透
過率が上がった所を照射していて、マスク層を透過して
情報を記録再生する部分はよいが、マスク層を透過しな
いスポット径の部分は情報の記録再生に関係しないとこ
ろから反射してバックグラウンドノイズとなる。このノ
イズの原因となる部分は図７において領域Ｅとして示さ
れている。この領域Ｅは、強い光スポットＳＰの円内に
おいて斜線を施したマスク透過光スポットである領域Ｃ
を除いた領域であり、この領域Ｅはマスク層を透過しな
い部分であり、この領域Ｅからの反射光がノイズとな
る。この領域Ｅからの反射光を極力小さくすれば問題が
ないが、領域Ｅからの反射率が小さいと云うことは、光
強度が上がらない限り光ディスクの反射率が小さいこと
になり、フォーカス制御やトラッキング制御等が困難に
なる。よって、領域Ｅの部分からの反射率は、フォーカ
ス制御性やトラッキング制御性を維持するために５〜１
０％は最低必要であるが、しかしながら、この領域Ｅか
らの反射光がバックグラウンドノイズとなり、Ｓ／Ｎの
悪い再生信号となってしまう問題があった。

【０００７】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的は、高密度記録とノイズの低減による高Ｓ／Ｎを同時
に達成することができる光ディスクの記録再生装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、少なくとも情報が予め記録された面、または情報を
記録再生する層と、照射光の強度或いは温度が高くなる
と光透過率が上がるマスク層とが積層された光ディスク
の記録再生装置において、前記光ディスクの回転方向に
沿って所定の間隙を隔てて強度の異なる複数の光スポッ
トを前記光ディスクに照射する光学系と、前記光ディス
クからの前記光スポットの反射光を個別に検出する複数
の光検出器を有する光検出手段と、前記各光検出器から
の出力信号を演算して情報再生信号を形成する信号処理
手段とを備えるようにしたものである。

【０００９】これにより、マスク層を有する光ディスク
から反射する複数の光スポットを光検出手段で検出し、
信号処理手段で各光検出器からの出力信号を演算するこ
とにより、ノイズが少なくてＳ／Ｎが高い情報再生信号
を得ることができる。この場合、請求項２に規定するよ
うに、例えば前記光スポットの数は２つであり、強度の
弱い光スポットは強度の強い光スポットよりも、前記光
ディスクの回転方向において同一場所に先行して照射さ
れる。また、請求項３に規定するように、前記信号処理
手段の演算は、強度の強い光スポットを受ける前記光検
出器の出力から、強度の弱い光スポットを受ける前記光
検出器の出力を減算することになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る光ディスク
の記録再生装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。図１は本発明の記録再生装置を示す概略構成図、図
２は光検出手段を示す平面図、図３は信号処理手段を主
として示すブロック構成図である。図示するように、こ
の記録再生装置６は、読み取り用、或いは書き込み用の
レーザ光Ｌを光ディスクＤに対して照射する光学系７
と、この反射光を検出する光検出手段８と、この出力を
演算して信号を再生する信号処理手段９とにより主に構
成されている。上記光学系７は、光ピックアップの一部
を構成するものであり、周知のように、レーザ光Ｌを発
射するレーザ素子９と、平行光を得るコリメータレンズ
１１と、レーザ光を出射する往路側にのみ設けられて回
折現象により複数の光スポットを得る回折格子１２と、
偏光プリズム１３と、１／４波長板１４と、光ディスク
Ｄの表面に光を集光させる対物レンズ１５と、光ディス
クＤからの反射光を集光させる集光レンズ１６と、シリ
ンドリカルレンズ１７とにより主に構成されている。こ
こで上記回折格子１２は、プラスチック成形法やガラス
のエッチング法で製作した位相型格子となっており、回
折により光強度が強い光スポットと光強度が弱い光スポ
ットを形成できるように設計されている。

【００１１】この場合、上記回折格子１２は前述のよう
にプラスチックの成形法やガラスのエッチング法などで
鋸歯状の凹凸になされて、＋１次光と−１次光の一方の
みが強く回折するようにし、０次光と１次光を利用して
いる。０次光の光強度と１次光の光強度のどちらかを強
くし、強い光のスポットを用いて情報の記録再生をす
る。２つの光の強度比は、マスク層２の材料の特性にも
よるが、例えば１：３〜１：６である。０次光と１次光
のどちらを強い光スポットにしても良いが、０次光を強
い光スポットにする方が良い。その理由は、回折格子１
２の凹凸深さを浅くしても良いからである。そして、回
折格子１２により光ディスクＤ上には０次光と１次光と
による２つのスポットが得られる。

【００１１】また、図２に示すように、光検出手段８
は、０次光と１次光とによる２つの光スポットを検出す
るために、４分割光検出器１８とその隣りに単板の光検
出器１９を配置している。４分割光検出器１８の出力信
号によりトラッキング制御とフォーカシング制御を行な
うが、本発明においてノイズの少ない再生信号を得るた
めに、２つの光検出器１８、１９を用いる。ここでは、
４分割光検出器１８は弱い光スポットからの反射光を受
光し、他方の光検出器１９は強い光スポットからの反射
光を受光するように設定されている。また、図３に示す
ように、信号処理手段９は、２つの光検出器１８、１９
の出力側に、電流電圧変換器２１、２２及び増幅回路２
４、２５をそれぞれ順次接続している。増幅回路２４の
出力は、制御回路２７に入力してフォーカス制御信号や
トラッキング制御信号を得るようになっている。

【００１２】また、２つの増幅回路２４、２５の出力は
本発明の特徴とする演算回路２８へ入力され、ここで所
定の演算をした後に、出力を復調回路２９へ入力してノ
イズの少ない情報再生信号を得るようになっている。こ
こで、上記演算回路２８では光強度の強い光スポットか
らの信号を出力する増幅回路２５の出力から、光強度の
弱い光スポットからの信号を出力する増幅回路２４の出
力を減算する処理をしており、これにより、ノイズ成分
を除去するようになっている。

【００１３】次に、以上のように構成された装置の動作
について説明する。まず、レーザ素子１０から出力され
たレーザ光Ｌは、コリメータレンズ１１により平行光に
なされて回折格子１２を通り、ここで所定の回折を受け
て強い光と弱い光とが得られる。更に、このレーザ光Ｌ
は偏光プリズム１３、１／４波長板１４及び対物レンズ
１５を介して進行し、光ディスクＤの面に２つの光スポ
ットを形成する。尚、図４は、光ディスク面における光
スポットの状態を拡大して示す平面図であるが、ここで
は本発明に主として用いる２つの光スポットを示す。こ
の各光スポットの反射光は、対物レンズ１５、１／４波
長板１４を介して偏光プリズム１３に入射して、ここで
９０度方向が変えられ、更に、集光レンズ１６及びシリ
ンドリカルレンズ１７を介して各対応する光検出器１
８、１９に入射し、ここで光が検出される。前述のよう
に、ここでは図４における光強度の強い光スポットＳＰ
からの反射光を一方の単板の光検出器１９へ入射させ、
光強度の弱い光スポットＳＰ１からの反射光を４分割光
検出器１８へ入射させている。尚、図４中の斜線の領域
Ｃはマスク層が透過状態になった部分である。

【００１４】図４において、強い光スポットＳＰは、図
７の光スポットＳＰと同じように、光強度の強い所或い
は温度の上昇した部分でマスク層の光透過率が上がり、
実質的にスポット径が小さくなって記録ピットＰを検出
できる。弱い光スポットＳＰ１では、マスク層に透過率
の変化が生ずることがなく、記録されている情報の検出
は出来ない。本発明では弱い光スポットＳＰ１は、光デ
ィスクＤのノイズをキャンセルするために用いる。

【００１５】弱い光スポットＳＰ１は、強い光スポット
ＳＰと同一線上である微少な定まった距離Ｘだけ離れ
て、照射するように設定されている。また、弱い光スポ
ットＳＰ１は、光ディスクの回転方向に対して強い光ス
ポットＳＰに先行して照射するように設定されている。
スポット順序がこの逆に設定されていると、マスク層の
透過率が元に戻らないうちに弱い光スポットが照射され
てしまって反射光に悪影響が生ずる。ここで光ディスク
Ｄの線速度を仮にＹ／秒とすると、２つの光スポットＳ
Ｐ１、ＳＰが光ディスクＤ上の同一部分に照射する時間
差は、Ｘ／Ｙ秒である。光ディスクＤからの反射光は、
前述のように図２に示した光検出器１８、１９上に集光
される。弱い光スポットＳＰ１からの反射光は通常用い
られる４分割の光検出器１８に入射させ、フォーカス制
御信号やトラッキング制御信号の検出にも用いている。
強い光スポットＳＰからの反射光は一方の単板の光検出
器１９に入射させている。図２中において中央の斜線部
分はマスク層を透過した部分と対応している。強い光ス
ポットＳＰの反射光と弱い光スポットＳＰ１の反射光の
うちどちらの光がどちらの光検出器に入射しても良い。
そして、図２では弱い光スポットの反射光を４分割光検
出器１８に入射させているが、これは、入射光量の違い
によりマスク層を透過する光量やスポット径が大きく変
動しやすく、トラッキングやフォーカスが不安定になり
易いためである。よって、弱い光スポットＳＰ１を用い
てノイズ低減を行わない場合でも、本発明のような光学
系に形成し、強度の異なる２つのスポットを入射させ、
強度の弱い光スポットＳＰ１ではマスク層を透過させな
く、フォーカス制御やトラッキング制御に用いるだけで
も、安定的に記録再生する上で効果が大きい。

【００１６】ここで強い光スポットＳＰの反射光には、
情報信号も含まれているが、弱い光スポットＳＰ１の反
射光と同じように光ディスクのノイズ成分も含まれてい
る。マスク層２を透過するスポット径が小さい場合に
は、情報の検出に無関係な部分の光成分が大きくなって
ノイズが相対的に大きくなる。強い光スポットＳＰと弱
い光スポットＳＰ１とは、図１に示した光学系では、強
度は異なるがスポット径は略同じである。そして、両光
スポットＳＰ、ＳＰ１はＸ／Ｙの時間差を持つが、光デ
ィスク上では略同じ所に照射される。すなわち、非常に
僅かな時間差はあるが、ディスクが原因とするノイズ分
布は略同じであり、両反射光が略同じノイズ成分を含む
ことになる。よって、図３のブロック図に示したよう
に、強い光スポットＳＰの反射光の光検出器１９の出力
と、弱い光スポットＳＰ１の反射光の光検出器１８の出
力とを各電流電圧変換回路２２、２１で電流電圧変換
し、これらをそれぞれ増幅回路２５、２４で増幅し、そ
の後２つの信号を演算回路２８にて演算（減算）するこ
とにより、ノイズ成分が略キャンセルされるのでノイズ
成分が低減された情報再生信号を得ることが可能とな
る。また、それぞれの増幅回路２５、２４における増幅
率は、Ｓ／Ｎが最大になるように決定する。

【００１７】このように、光強度の弱い光スポットから
の出力信号を、上記光強度の強い光スポットからの出力
信号から減算することにより、ノイズ成分をキャンセル
するようにしたので、記録の高密度化を維持しつつ、低
ノイズ化を図って情報再生信号のＳ／Ｎを高くすること
ができる。尚、上記実施例においては、４分割光検出器
１８の出力を用いてフォーカスとトラッキングの両制御
信号を得るようにしているが、図８に示すように３つの
光検出器１８、１９、２０を用いて、３ビーム方式のト
ラッキング信号を得るようにしても良い。この場合に
は、図９に示すように、信号処理手段９は、各光検出器
１８、１９、２０の出力側に、電流電圧変換回路２１、
２２、２３及び増幅回路２４、２５、２６をそれぞれ接
続しており、２つの増幅回路２４、２６の各出力を制御
回路２７に入力してトラッキング制御信号を得るよう
に、また増幅回路２５の出力を制御回路２７に入力して
フォーカス制御信号を得るようになっている。また、３
ビーム方式のトラッキングを行なう場合には、回折格子
１２は鋸波状の凹凸ではなく、正弦波状の凹凸にする。
また、ここでは再生専用の単板ディスクを例にとって説
明したが、本発明は、情報を記録する記録層を有する記
録再生が可能な光ディスク、或いは貼り合わせ光ディス
ク、２層光ディスク等のも適用できるのは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
クの記録再生装置によれば、次のように優れた作用効果
を発揮することができる。読み出しのレーザ光の光スポ
ットとして光強度の強いスポットと光強度の弱いスポッ
トを形成し、光強度の弱い光スポットからの出力信号
を、上記光強度の強い光スポットからの出力信号から例
えば減算することにより、ノイズ成分をキャンセルする
ようにしたので、記録の高密度化を維持しつつ、低ノイ
ズ化を図って情報再生信号のＳ／Ｎを高くすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録再生装置を示す概略構成図であ
る。

【図２】光検出手段を示す平面図である。

【図３】信号処理手段を主として示すブロック構成図で
ある。

【図４】光ディスク面における光スポットの状態を拡大
して示す平面図である。

【図５】マスク層を有する光ディスクを示す部分拡大断
面図である。

【図６】マスク層に入射したレーザ光の光強度分布とマ
スク層を透過する光の光強度分布の例を模式的に示す図
である。

【図７】マスク層に入射するレーザ光の光スポットと光
を吸収して温度が上がって透過率が上がったマスク層を
透過する光スポットとの関係を示す図である。

【図８】本発明の変形例の光ディスク面における光スポ
ットの状態を拡大して示す平面図である。

【図９】本発明の変形例の信号処理手段を主として示す
ブロック構成図である。

【符号の説明】

１…基盤、２…マスク層、６…記録再生装置、７…光学
系、８…光検出手段、９…信号処理手段、１０…レーザ
素子、１２…回折格子、１８…４分割光検出器、１９，
２０…光検出器、２１，２２，２３…電流電圧変換回
路、２４，２５，２６…増幅回路、２７…制御回路、２
８…演算回路、２９…復調回路、Ｄ…光ディスク、Ｌ…
レーザ光、Ｐ…情報ピット、ＳＰ…光強度の強い光スポ
ット、ＳＰ１…光強度の弱い光スポット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも情報が予め記録された面、ま
たは情報を記録再生する層と、照射光の強度或いは温度
が高くなると光透過率が上がるマスク層とが積層された
光ディスクの記録再生装置において、前記光ディスクの
回転方向に沿って所定の間隙を隔てて強度の異なる複数
の光スポットを前記光ディスクに照射する光学系と、前
記光ディスクからの前記光スポットの反射光を個別に検
出する複数の光検出器を有する光検出手段と、前記各光
検出器からの出力信号を演算して情報再生信号を形成す
る信号処理手段とを備えたことを特徴とする光ディスク
の記録再生装置。
【請求項２】前記光スポットの数は２つであり、強度
の弱い光スポットは強度の強い光スポットよりも、前記
光ディスクの回転方向において同一場所に先行して照射
されることを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記
録再生装置。
【請求項３】前記信号処理手段の演算は、強度の強い
光スポットを受ける前記光検出器の出力から、強度の弱
い光スポットを受ける前記光検出器の出力を減算するこ
とを特徴とする請求項１または２記載の光ディスクの記
録再生装置。