JP2015028823A - 再生装置および再生方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成の複雑化を生じることなく、トラック間のクロストークを低減する。【解決手段】ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体を再生する。ほぼ0?の位相差を与えた第1の信号光と参照光の組と、ほぼ180?の位相差を与えた第2の信号光と参照光の組と、ほぼ90?の位相差を与えた第3の信号光と参照光の組と、ほぼ270?の位相差を与えた第4の信号光と参照光の組をそれぞれ生成する。第1受光素子で得られる第1受光信号と第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、第3受光素子で得られる第3受光信号と第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、第1差分信号および第2差分信号を使用した演算を行って、参照光の位相ズレと、ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する再生信号生成回路とを備える。【選択図】図3
Description
本開示は、光ディスク等の光媒体を再生するのに適用される再生装置および再生方法に関する。
例えば多層光ディスクを再生する場合、信号光量の低下が生じ、信号の読み取りにエラーが発生する可能性が高くなる。この問題を解決するため、光の干渉を利用して検出信号を増幅するホモダイン検出法が知られている(特許文献1および特許文献2参照)。
特許文献1や特許文献2では、信号光と参照光とを干渉させた光を検波するホモダイン方式として、それぞれその位相差が90°ずつ異なるようにされた4つの信号光・参照光の組について検波を行うようにされている。具体的には、位相差がそれぞれ0°、90°、180°、270°とされた信号光・参照光の組について、それぞれ検波を行うものである。これらの各検波は、信号光と参照光とを干渉させた光についての光強度をそれぞれ検出することで行われる。
さらに、従来のホモダイン検出方法に比して再生信号のSNRを向上させることができる再生装置が特許文献3に記載されている。
光ディスクにおいて、記録容量の増大のためには、グルーブトラックおよびランドトラックの両方にデータを記録する方法(ランド/グルーブ記録方式と適宜称する)が望ましい。上述した特許文献1乃至3においては、ランド/グルーブ記録方式については言及されていない。ランド/グルーブ記録方式の場合、トラックピッチが狭くなるので、トラック間クロストークの影響を受け易くなる。したがって、ホモダイン検出方法においても、トラック間クロストークをキャンセルできることが望ましい。
したがって、本開示の目的は、ホモダイン検出方式を採用すると共に、ランド/グルーブ記録方式の光媒体を良好に再生することができる再生装置および再生方法を提供することにある。
上述の課題を解決するために、本開示は、ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射してランドとグルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ光源より発せられた光から参照光を生成し、信号光と参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光に対し、略0°の位相差を与えた第1の信号光と参照光の組と、略180°の位相差を与えた第2の信号光と参照光の組と、略90°の位相差を与えた第3の信号光と参照光の組と、略270°の位相差を与えた第4の信号光と参照光の組をそれぞれ生成する光学系と、
第1の信号光と参照光の組を第1受光素子、第2の信号光と参照光の組を第2受光素子、第3の信号光と参照光の組を第3受光素子、第4の信号光と参照光の組を第4受光素子によってそれぞれ受光する受光部と、
第1受光素子で得られる第1受光信号と第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、第3受光素子で得られる第3受光信号と第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、
第1差分信号および第2差分信号を使用した演算を行って、参照光の位相ズレと、ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する再生信号生成回路と
を備える再生装置である。
第1の信号光と参照光の組を第1受光素子、第2の信号光と参照光の組を第2受光素子、第3の信号光と参照光の組を第3受光素子、第4の信号光と参照光の組を第4受光素子によってそれぞれ受光する受光部と、
第1受光素子で得られる第1受光信号と第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、第3受光素子で得られる第3受光信号と第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、
第1差分信号および第2差分信号を使用した演算を行って、参照光の位相ズレと、ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する再生信号生成回路と
を備える再生装置である。
本開示によれば、ランド/グルーブ記録方式の光記録媒体をホモダイン検出方法を使用して良好に再生することができる。したがって、記録容量をさらに増大することができる。
以下に説明する実施の形態は、本開示の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本開示の範囲は、以下の説明において、特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
なお、本開示の説明は、下記の順序にしたがってなされる。
<1.従来のホモダイン検出方法について>
<2.検出方法の一例>
<3.一実施の形態>
<4.変形例>
なお、本開示の説明は、下記の順序にしたがってなされる。
<1.従来のホモダイン検出方法について>
<2.検出方法の一例>
<3.一実施の形態>
<4.変形例>
<1.従来のホモダイン検出方法について>
本開示の一実施の形態の再生方法についての説明に先立ち、従来のホモダイン検出方法について説明しておく。以下では一例として、いわゆる位相ダイバーシティ方式によるホモダイン検出方法について説明する。
本開示の一実施の形態の再生方法についての説明に先立ち、従来のホモダイン検出方法について説明しておく。以下では一例として、いわゆる位相ダイバーシティ方式によるホモダイン検出方法について説明する。
位相ダイバーシティ方式では、互いの位相差が90°ずつ異なるようにされた4つの信号光・参照光の組を用いる。具体的に位相ダイバーシティ方式では、位相差がそれぞれほぼ0°、ほぼ180°、ほぼ90°、ほぼ270°となるように調整された信号光・参照光の組について、それぞれ検波を行うようにされる。これらの各検波は、信号光と参照光とを干渉させた光についての光強度をそれぞれ検出することで行われる。
図1は、位相ダイバーシティ方式で用いる光学系の構成を主に示す。光記録媒体1は、再生装置に装填されると、スピンドルモータによって回転駆動される。光学系には、再生のためのレーザ光源となるレーザ(半導体レーザ)10が設けられている。レーザ10より出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ11を介して平行光となるようにされた後、1/2波長板12を介して偏光ビームスプリッタ13に入射する。
このとき、偏光ビームスプリッタ13は、例えばP偏光を透過しS偏光を反射するように構成されているとする。1/2波長板12の取り付け角度(レーザ光の入射面内において光軸を中心した回転角度)は、偏光ビームスプリッタ13を透過して出力される光(P偏光成分)と反射して出力される光(S偏光成分)との比率(すなわち偏光ビームスプリッタ13による分光比)がほぼ1:1となるように調整されているとする。
偏光ビームスプリッタ13にて反射されたレーザ光は、1/4波長板14を介した後、2軸アクチュエータ16により保持された対物レンズ15を介して光記録媒体1の記録層に集光するようにして照射される。
2軸アクチュエータ16は、対物レンズ15をフォーカス方向(光記録媒体1に対して接離する方向)およびトラッキング方向(光記録媒体1の半径方向:上記フォーカス方向とは直交する方向)に変位可能に保持される。2軸アクチュエータ16には、フォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられており、これらフォーカスコイル、トラッキングコイルにそれぞれ後述するフォーカスドライブ信号FD、トラッキングドライブ信号TDが供給される。対物レンズ15は、フォーカスドライブ信号FD、トラッキングドライブ信号TDにしたがってフォーカス方向、トラッキング方向にそれぞれ変位する。
光記録媒体1の記録層からの反射光は、対物レンズ15および1/4波長板14を介して偏光ビームスプリッタ13に入射される。偏光ビームスプリッタ13に入射した反射光(復路光)は、1/4波長板14による作用と記録層における反射時の作用とにより、その偏光方向が、レーザ10側から入射し該偏光ビームスプリッタ13にて反射された光(往路光とする)の偏光方向に対して90°異なったものとなっている。すなわち、反射光は、P偏光で偏光ビームスプリッタ13に入射する。このため、反射光は、偏光ビームスプリッタ13を透過する。なお、以下、このように偏光ビームスプリッタ13を透過することになる光記録媒体1の記録信号を反映した反射光のことを、信号光と称する。
図1において、レーザ10より出射され偏光ビームスプリッタ13を透過したレーザ光(P偏光)は、ホモダイン検出方式における参照光として機能する。偏光ビームスプリッタ13を透過した参照光は、図中の1/4波長板17を介した後、ミラー18にて反射されて、再び1/4波長板17を通過して偏光ビームスプリッタ13に入射する。
ここで、このように偏光ビームスプリッタ13に入射する参照光(復路光)は、1/4波長板17による作用とミラー18での反射時の作用とにより、その偏光方向が往路光としての参照光とは90°異なるものとされる(つまりS偏光となる)。従って、復路光としての参照光は、偏光ビームスプリッタ13にて反射されることになる。
図1中では、このように偏光ビームスプリッタ13にて反射された参照光を破線矢印により示している。図1中では、偏光ビームスプリッタ13を透過した信号光を実線矢印により示している。偏光ビームスプリッタ13によって、これら信号光と参照光とが重ね合わされた状態で同方向に出射される。具体的にこの場合、信号光と参照光とはそれらの光軸が一致するように重ね合わされた状態で同方向に出射される。ここで、参照光は、いわゆるコヒーレント光である。
偏光ビームスプリッタ13から出力された信号光と参照光の重ね合わせ光は、ハーフビームスプリッタ19に入射する。ハーフビームスプリッタ19は、入射光をほぼ1:1の割合で反射光と透過光とに分割する。
ハーフビームスプリッタ19を透過した信号光と参照光の重ね合わせ光は、1/2波長板20を介して偏光ビームスプリッタ21に入射される。一方、ハーフビームスプリッタ19で反射した信号光と参照光の重ね合わせ光は、1/2波長板22を介して偏光ビームスプリッタ23に入射される。
1/2波長板20および22は、偏光面を回転させる。したがって、1/2波長板20と偏光ビームスプリッタ21とを組み合わせることによって、偏光ビームスプリッタ21によって分岐される光量の比を調整することができる。同様に、1/2波長板22によって、偏光ビームスプリッタ23によって分岐される光量の比を調整することができる。
偏光ビームスプリッタ21および23のそれぞれによって分岐される光の光量がほぼ1:1となるようにされる。偏光ビームスプリッタ21によって反射された光が光検出部24に入射され、偏光ビームスプリッタ21を透過した光が光検出部25に入射される。偏光ビームスプリッタ23によって反射された光が光検出部26に入射され、偏光ビームスプリッタ23を透過した光が光検出部27に入射される。
光検出部24から出力される受光信号をIと表記し、光検出部25から出力される受光信号をJと表記し、光検出部26から出力される受光信号をLと表記し、光検出部27から出力される受光信号をKと表記する。これらの受光信号I〜Lは、図2に示すような構成の演算部に供給される。
演算部は、減算回路31aおよび31bと、演算回路32とからなる。減算回路31aに対して、受光信号IおよびJが供給され、減算回路31aが(a=I−J)の差分信号aを発生し、演算回路31bが(b=K−L)の差分信号bを発生する。減算回路31aの差分信号aおよび減算回路31bの差分信号bが演算回路32に供給される。
演算回路32は、遅延回路33aおよび33b、乗算回路34aおよび34b、ローパスフィルタ35aおよび35b、オフセット(φ)設定回路36aおよび36b、並びに加算回路37を有する。遅延回路33aは、ローパスフィルタ35aおよびオフセット(φ)設定回路36aにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。遅延回路33bは、ローパスフィルタ35bおよびオフセット(φ)設定回路36bにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。乗算回路34aの出力および乗算回路34bの出力が加算回路37に供給される。加算回路37の出力に再生信号が取り出される。
上述した再生装置は、以下に説明するように、光記録媒体1の面ブレ等による参照光の位相ズレ(θ(t))の成分の影響を受けない再生信号を得ることができる。
受光信号I〜Lは、下記の数式で示すものとなる。式中の各項の意味を下記に示す。
R:参照光成分
A:光記録媒体の記録面に形成されるミラー面(ランド部分)の反射成分
f:ピットの有/無に応じた変調成分(正負値をとる)
t:サンプリング時間
φ:ピットの深さ(光学的深さ)等に相当する位相
θ:信号光と参照光の光路長差(主に光記録媒体1の面ブレに起因して生じる)
R:参照光成分
A:光記録媒体の記録面に形成されるミラー面(ランド部分)の反射成分
f:ピットの有/無に応じた変調成分(正負値をとる)
t:サンプリング時間
φ:ピットの深さ(光学的深さ)等に相当する位相
θ:信号光と参照光の光路長差(主に光記録媒体1の面ブレに起因して生じる)
図3に示すように、対物レンズ15と光記録媒体1の信号面との間の距離が面ブレによって変化すると、信号光の光路長が変化する。一方、参照光は、ミラー18において反射するので、光路長が変化しない。その結果、信号光および参照光の間の位相差が設定した値とずれた値となる。この位相ずれの成分がθ(t)である。
減算回路31aの差分信号a(=I−J)および減算回路31bの差分信号b(=K−L)は、以下の式に示すものとなる。
図4Aに示すように、ホモダイン検出を行わない通常の検出においても、再生信号のDC成分が背景のミラー部分に対応して現れている。ホモダイン検出の場合、図4Bに示すように、ミラー部分に対応するDC成分が上述した参照光光路長差に対応する位相θによってうねることになる。
この位相θを求めるために、図4Bに示す差分信号aおよびbをローパスフィルタ35aおよび35bにそれぞれ供給する。ローパスフィルタ35aおよび35bによって、図4Cに示すように、cosθ(t)およびsinθ(t)を求めることができる。すなわち、[数5]および[数6]において、fは、ピットの有/無に応じた変調成分(正負値をとる)としているので、関数fが乗算されている項が消えて、sinθおよびcosθの項が残ると考えられる。
(tanθ=sinθ/cosθ)であるので、(arctanθ=θ)によってθを求め、φ(オフセット
)を設定して、乗算回路34aにおいて、cos(φ−θ(t))をaに乗算し、乗算回路34b
において、sin(φ−θ(t))をbに乗算する。そして、加算回路37によって、これらの乗
算出力を加算する。加算回路37から得られる再生信号は、以下の式に示すものとなる。
)を設定して、乗算回路34aにおいて、cos(φ−θ(t))をaに乗算し、乗算回路34b
において、sin(φ−θ(t))をbに乗算する。そして、加算回路37によって、これらの乗
算出力を加算する。加算回路37から得られる再生信号は、以下の式に示すものとなる。
この数式から分かるように、再生信号では、θ(t)の成分が消えて、安定した信号となる。なお、ホモダイン検出方式としては、ミラー18の位置制御を行って、面ブレに伴い生じる信号光と参照光との位相差をキャンセルする方法もあるが、位相ダイバーシティ方式によれば、このようなミラー18の位置制御のための構成を省略することができる。さらに、信号光の成分が参照光の成分で増幅された再生結果が得られることが分かる。すなわち、光記録媒体1の記録信号が増幅されて検出されるものであり、この点でSNRの改善が図られる。なお、位相ダイバーシティ方式の用語は、差分信号aおよびbの二乗和(a2 +b2 )または二乗和の平方根を計算することによって、再生信号を求める方式を意味している。本明細書では、上述したように、cos
(φ−θ(t))をaに乗算し、乗算回路34bにおいて、sin(φ−θ(t))をbに乗算す
る演算に対しても位相ダイバーシティ方式の用語を使用している。
(φ−θ(t))をaに乗算し、乗算回路34bにおいて、sin(φ−θ(t))をbに乗算す
る演算に対しても位相ダイバーシティ方式の用語を使用している。
<2.検出方法の一例>
「再生対象の光記録媒体」
図5は、再生対象の光記録媒体1の記録面の構造を示している。図5Aは記録面の一部を拡大した平面図であり、図5Bは記録面の一部を拡大した斜視図である。なお、図5Bは、再生のためのレーザ光が照射される側の面を示すすなわち、図面の上側より、再生のためのレーザ光が照射される。光記録媒体1には、グルーブGとランドLとが形成されている。ここで本明細書においては、BD(Blu-ray Disc:登録商標)の場合と同様に、再生のためのレーザ光が先に到達する側、すなわち凸部側をグルーブGとし、凹部側をランドLと称するものとする。
「再生対象の光記録媒体」
図5は、再生対象の光記録媒体1の記録面の構造を示している。図5Aは記録面の一部を拡大した平面図であり、図5Bは記録面の一部を拡大した斜視図である。なお、図5Bは、再生のためのレーザ光が照射される側の面を示すすなわち、図面の上側より、再生のためのレーザ光が照射される。光記録媒体1には、グルーブGとランドLとが形成されている。ここで本明細書においては、BD(Blu-ray Disc:登録商標)の場合と同様に、再生のためのレーザ光が先に到達する側、すなわち凸部側をグルーブGとし、凹部側をランドLと称するものとする。
本開示の一実施の形態で再生対象とする光記録媒体1には、グルーブGとランドLの双方に対してピット列が形成されている。ピット列をトラックとすると、トラックピッチTpは、図6Bに示されるようにランドLとグルーブGとの形成ピッチと定義できる。トラックピッチTpが光学的限界値を超える狭ピッチに設定されることで、情報記録密度の向上が図られたものとなる。例えば、光記録媒体1におけるグルーブGの形成ピッチが、従来の光記録媒体におけるトラックピッチ(ピット列の形成ピッチ)と同じであるとすると、光記録媒体1は、従来のほぼ2倍に情報記録密度が高められたものとなる。
ランドLとグルーブGとの間の段差(深さと適宜称する)をdと表す。例えば光記録媒体1の屈折率をnとすると、深さdが「λ/8/n」とされる。例えば再生波長λ=405nm、n=1.5の条件であれば、約33nmの深さdが形成される。
上述したようなランド/グルーブ記録の光記録媒体を図6Aに示す光学系によって再生することを想定し、トラックピッチTpを変えた場合の再生信号(グルーブの再生信号またはランドの再生信号)のジッタをシミュレーションによって求めた結果を図6Bのグラフに示す。なお、ジッタは、再生性能を表す指標の一つであり、ジッタ以外の指標を使用しても良い。
図6Aに示すように、レーザダイオード41からのレーザ光がレンズ42、偏光ビームスプリッタ43および対物レンズ44を通って光記録媒体1の信号面に照射される。信号面からの反射光が偏光ビームスプリッタ43によって反射され、レンズ45を介して光検出部46に供給される。光検出部46から再生信号が得られる。図6Aに示す再生光学系は、上述したホモダイン検出を使用しないものである。
シミュレーションは、下記の計算条件で行った。なお、面ブレがないものとし、トラック間クロストークを減少させるような再生方法を使用するようにしている。
λ=405nm、NA=0.85、リム=65%/65%、グルーブデューティ=50%
傾斜=90°、マーク反射率=0%、マーク幅=0.9Tp、線密度=25GB一定
λ=405nm、NA=0.85、リム=65%/65%、グルーブデューティ=50%
傾斜=90°、マーク反射率=0%、マーク幅=0.9Tp、線密度=25GB一定
図6Bに示すグラフは、(Mrr(ミラーを意味し、d=0)、(d=0.125λ)、(d=0.15λ)、(d=0.175λ))のそれぞれについて、Tpに対するジッタの値の変化を示している。例えば(Tp=0.22)において、ミラー以外のグルーブの深さに関して、ジッタを少ないものとできる。さらに、グルーブの深さが異なっても、ジッタの変化をほぼ同様のものとできる。
図7は、ランド/グルーブ記録の光記録媒体1をホモダイン検出を利用して再生する場合のシミュレーション結果を示している。図7Aに示すように、ミラー47が設けられ、光記録媒体1からの反射光(信号光)とミラー47の反射光(参照光)とがレンズ45を介して光検出部46に供給される。
図7Aに示す光学系を使用した場合のシミュレーションの結果を図7Bに示す。シミュレーションの計算条件は、図6Bと同様である。図7Bに示すグラフは、(Mrr(ミラーを意味し、d=0)、(d=0.1λ)、(d=0.125λ=λ/8)、(d=0.15λ)、(d=0.175λ))のそれぞれについて、Tpに対するジッタの値の変化を示している。
例えば(Tp=0.15)において、ミラーに比してジッタを少なくできる。しかしながら、深さdの値によって、ジッタの値の変化がバラツキがある。すなわち、(d=0.125λ=λ/8)の場合では、ジッタを大幅に改善できるのに対して、(d=0.175λ)の場合では、ジッタが大きすぎる。さらに、(d=0.1λ)および(d=0.15λ)の場合のジッタの値は、充分良好とはいえない。d=λ/8とする場合には、グルーブの再生信号とランドの再生信号との間に90°の位相差を生じさせることができるので、クロストークを少ないものとでき、ジッタを良好とできる。
<3.本開示の一実施の形態>
このように、特定のグルーブの深さdの場合にしか、良好な再生性能が得られないことは、光記録媒体1の設計上の制約が生じる。しかも、d=λ/8の値は、比較的大きな値であり、グルーブ間のランドにマークを記録する面では、好ましいものとはいえない。さらに、dが大きい場合には、光ディスクを成型する場合に段差の壁の面を傾斜なく、きれいなものとすることが困難となる。したがって、dの値が(λ/8)に限定されないことが好ましい。
このように、特定のグルーブの深さdの場合にしか、良好な再生性能が得られないことは、光記録媒体1の設計上の制約が生じる。しかも、d=λ/8の値は、比較的大きな値であり、グルーブ間のランドにマークを記録する面では、好ましいものとはいえない。さらに、dが大きい場合には、光ディスクを成型する場合に段差の壁の面を傾斜なく、きれいなものとすることが困難となる。したがって、dの値が(λ/8)に限定されないことが好ましい。
本開示の一実施の形態では、図1と同様の再生光学系を使用し、図2に示すのと同様の再生信号生成回路を使用する。図1の光検出部24〜27のそれぞれから出力される受光信号I〜Lが図8に示すような構成の再生信号生成回路に供給される。
再生信号生成回路は、減算回路31aおよび31bと、演算回路38とからなる。減算回路31aに対して、受光信号IおよびJが供給され、減算回路31aが(a=I−J)の差分信号aを発生し、演算回路31bが(b=K−L)の差分信号bを発生する。減算回路31aの差分信号aおよび減算回路31bの差分信号bが演算回路38に供給される。
演算回路38は、遅延回路33aおよび33b、乗算回路34aおよび34b、ローパスフィルタ35aおよび35b、オフセット(Ψ)設定回路39aおよび39b、並びに加算回路37を有する。遅延回路33aは、ローパスフィルタ35aおよびオフセット(Ψ)設定回路39aにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。遅延回路33bは、ローパスフィルタ35bおよびオフセット(Ψ)設定回路39bにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。乗算回路34aの出力および乗算回路34bの出力が加算回路37に供給される。加算回路37の出力に再生信号が取り出される。
オフセット(Ψ)設定回路39aおよび39bは、以下に説明するように、グルーブGとランドLとの段差、すなわち、深さdに応じた位相のオフセットである。再生対象の光記録媒体1の深さdの値は、予め分かっているので、オフセットΨを設定することが可能である。
上述した本開示の一実施の形態は、以下に説明するように、光記録媒体1の面ブレ等による参照光の位相ズレ(θ(t))の成分の影響を受けず、しかも、トラック間クロストークが除去された再生信号を得ることができる。
ランド/グルーブ記録方法において、トラックピッチが狭くなると、隣接トラックからクロストークが発生する。図9に示すように、グルーブを再生する場合、グルーブの再生信号f(t)のみならず、隣接するランドの再生信号g(t)も混入する。グルーブの再生信号の位相φ=0とすると、ランドの位相Ψ=4πnd/λ(λは、波長、nは、光記録媒体1の基板の屈折率である)となる。
図1に示す再生光学系を使用して受光信号I〜Lを求める。上述した数式と同様に、式中の各項の意味を下記に示す。
R:参照光成分
A:光記録媒体の記録面に形成されるミラー面(ランド部分)の反射成分
f:ピットの有/無に応じた変調成分
g:隣接トラックからのクロストーク成分
t:サンプリング時間
φ:ピットの深さ(光学的深さ)等に相当する位相
θ:信号光と参照光の光路長差(主に光記録媒体1の面ブレに起因して生じる)
R:参照光成分
A:光記録媒体の記録面に形成されるミラー面(ランド部分)の反射成分
f:ピットの有/無に応じた変調成分
g:隣接トラックからのクロストーク成分
t:サンプリング時間
φ:ピットの深さ(光学的深さ)等に相当する位相
θ:信号光と参照光の光路長差(主に光記録媒体1の面ブレに起因して生じる)
さらに、図8に示す再生信号生成回路を使用して演算を行う。減算回路31aの差分信号a(=I−J)および減算回路31bの差分信号b(=K−L)は、以下の式に示すものとなる。
上述したように、ローパスフィルタ35aおよび35bによって、cosθ(t)およびsinθ(t)を求める。すなわち、[数12]および[数13]において、fは、ピットの有/無に応じた変調成分(正負値をとる)としており、gが隣接トラックからのクロストーク成分いるので、関数fおよびgが乗算されている項が消えて、sinθおよびcosθの項が残ると考えられる。(tanθ=sinθ/cosθ)であるので、(arctanθ=θ)によってθを求め、オフセット(Ψ)設定
回路39aおよび39bによってΨ(オフセット)を設定して、乗算回路34aにおいて、sin
(Ψ−θ(t))をaに乗算し、乗算回路34bにおいて、cos(Ψ−θ(t))をbに乗算す
る。そして、加算回路37によって、これらの乗算出力を加算する。加算回路37から得られる再生信号は、以下の式に示すものとなる。
回路39aおよび39bによってΨ(オフセット)を設定して、乗算回路34aにおいて、sin
(Ψ−θ(t))をaに乗算し、乗算回路34bにおいて、cos(Ψ−θ(t))をbに乗算す
る。そして、加算回路37によって、これらの乗算出力を加算する。加算回路37から得られる再生信号は、以下の式に示すものとなる。
[数14]に示されるように、再生信号では、θ(t)の成分が消えて、安定した信号となる。加えて、再生信号中には、隣接トラックの再生信号成分g(t)が含まれておらず、トラック間クロストークを除去される。なお、差分信号aおよびbの二乗和(a2 +b2 )または二乗和の平方根を計算することによって、再生信号を求めるようにしても良い。
図7Aに示す光学系と同様の光学系を使用した場合のシミュレーションの結果を図10に示す。シミュレーションの計算条件は、図6Bおよび図7Bと同様である。図10に示すグラフは、(Mrr(ミラーを意味し、d=0)、(d=0.1λ)、(d=0.125λ=λ/8)、(d=0.15λ)、(d=0.175λ))のそれぞれについて、Tpに対するジッタの値の変化を示している。
図10のグラフから分かるように、ミラー以外の全てのdの値に関して、ジッタを少なくすることができる。上述した図7Bの場合では、(d=0.125λ=λ/8)の場合のみ、ジッタを大幅に改善できるのに対して、本開示の一実施の形態では、dが他の値の場合でも、同様に、ジッタを大幅に改善することができる。
なお、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
(1)
ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光に対し、ほぼ0°の位相差を与えた第1の信号光と参照光の組と、ほぼ180°の位相差を与えた第2の信号光と参照光の組と、ほぼ90°の位相差を与えた第3の信号光と参照光の組と、ほぼ270°の位相差を与えた第4の信号光と参照光の組をそれぞれ生成する光学系と、
前記第1の信号光と参照光の組を第1受光素子、前記第2の信号光と参照光の組を第2受光素子、前記第3の信号光と参照光の組を第3受光素子、前記第4の信号光と参照光の組を第4受光素子によってそれぞれ受光する受光部と、
前記第1受光素子で得られる第1受光信号と前記第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、前記第3受光素子で得られる第3受光信号と前記第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、
前記第1差分信号および前記第2差分信号を使用した演算を行って、前記参照光の位相ズレと、前記ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する再生信号生成回路と
を備える再生装置。
(2)
前記参照光は、前記光源より発せられた光をミラーにて反射させることによって生成される(1)に記載の再生装置。
(3)
前記再生信号生成回路は、
前記第1差分信号の低域成分を抽出した信号である第1低域信号をcosθとし、前記第2差分
信号の低域成分を抽出した信号である第2低域信号をsinθとしたとき、
arctanθ
を計算することで前記信号光と前記参照光との位相ずれθの値を得、該値θと前記位相オフセットを用いて演算を行う
(1)(2)の何れかに記載の再生装置。
(4)
前記位相オフセットは、(Ψ=4πnd/λ)(nは、屈折率、dは、前記ランドおよびグルーブ間の段差、λは光の波長)にほぼ等しいものとされる(1)(2)(3)の何れかに記載の再生装置。
(5)
前記再生信号生成回路は、
前記第1差分信号の値をa、前記第2差分信号の値をbとしたとき、
a・sin(Ψ−θ(t))−b・cos(Ψ−θ(t))
の演算を行って再生信号を得る
(1)(2)(3)(4)の何れかに記載の再生装置。
(6)
ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光に対し、ほぼ0°の位相差を与えた第1の信号光と参照光の組と、ほぼ180°の位相差を与えた第2の信号光と参照光の組と、ほぼ90°の位相差を与えた第3の信号光と参照光の組と、ほぼ270°の位相差を与えた第4の信号光と参照光の組を光学系によってそれぞれ生成し、
前記第1の信号光と参照光の組を第1受光素子、前記第2の信号光と参照光の組を第2受光素子、前記第3の信号光と参照光の組を第3受光素子、前記第4の信号光と参照光の組を第4受光素子によってそれぞれ受光し、
前記第1受光素子で得られる第1受光信号と前記第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、前記第3受光素子で得られる第3受光信号と前記第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、
前記第1差分信号および前記第2差分信号を使用した演算を行って、前記参照光の位相ズレと、前記ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する
再生方法。
(1)
ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光に対し、ほぼ0°の位相差を与えた第1の信号光と参照光の組と、ほぼ180°の位相差を与えた第2の信号光と参照光の組と、ほぼ90°の位相差を与えた第3の信号光と参照光の組と、ほぼ270°の位相差を与えた第4の信号光と参照光の組をそれぞれ生成する光学系と、
前記第1の信号光と参照光の組を第1受光素子、前記第2の信号光と参照光の組を第2受光素子、前記第3の信号光と参照光の組を第3受光素子、前記第4の信号光と参照光の組を第4受光素子によってそれぞれ受光する受光部と、
前記第1受光素子で得られる第1受光信号と前記第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、前記第3受光素子で得られる第3受光信号と前記第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、
前記第1差分信号および前記第2差分信号を使用した演算を行って、前記参照光の位相ズレと、前記ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する再生信号生成回路と
を備える再生装置。
(2)
前記参照光は、前記光源より発せられた光をミラーにて反射させることによって生成される(1)に記載の再生装置。
(3)
前記再生信号生成回路は、
前記第1差分信号の低域成分を抽出した信号である第1低域信号をcosθとし、前記第2差分
信号の低域成分を抽出した信号である第2低域信号をsinθとしたとき、
arctanθ
を計算することで前記信号光と前記参照光との位相ずれθの値を得、該値θと前記位相オフセットを用いて演算を行う
(1)(2)の何れかに記載の再生装置。
(4)
前記位相オフセットは、(Ψ=4πnd/λ)(nは、屈折率、dは、前記ランドおよびグルーブ間の段差、λは光の波長)にほぼ等しいものとされる(1)(2)(3)の何れかに記載の再生装置。
(5)
前記再生信号生成回路は、
前記第1差分信号の値をa、前記第2差分信号の値をbとしたとき、
a・sin(Ψ−θ(t))−b・cos(Ψ−θ(t))
の演算を行って再生信号を得る
(1)(2)(3)(4)の何れかに記載の再生装置。
(6)
ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光に対し、ほぼ0°の位相差を与えた第1の信号光と参照光の組と、ほぼ180°の位相差を与えた第2の信号光と参照光の組と、ほぼ90°の位相差を与えた第3の信号光と参照光の組と、ほぼ270°の位相差を与えた第4の信号光と参照光の組を光学系によってそれぞれ生成し、
前記第1の信号光と参照光の組を第1受光素子、前記第2の信号光と参照光の組を第2受光素子、前記第3の信号光と参照光の組を第3受光素子、前記第4の信号光と参照光の組を第4受光素子によってそれぞれ受光し、
前記第1受光素子で得られる第1受光信号と前記第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、前記第3受光素子で得られる第3受光信号と前記第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、
前記第1差分信号および前記第2差分信号を使用した演算を行って、前記参照光の位相ズレと、前記ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する
再生方法。
<4.変形例>
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、レーザ光源の波長は、405nm以外のものでも良い。さらに、位相オフセットを設定するための構成としては、電気的信号処理に限らず、光に対する光学的位相設定方法を使用することができる。例えば再生信号が最大となるように、ミラー18の位置をアクチュエータによって変化させるフィードバック制御を行うようにしても良い。
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、レーザ光源の波長は、405nm以外のものでも良い。さらに、位相オフセットを設定するための構成としては、電気的信号処理に限らず、光に対する光学的位相設定方法を使用することができる。例えば再生信号が最大となるように、ミラー18の位置をアクチュエータによって変化させるフィードバック制御を行うようにしても良い。
さらに、再生光学系は、図1に示す構成に限らず、例えば4種類の受光信号I〜Lを得るために、ホモダイン検波光学系を使用しても良い。ホモダイン検波光学系は、ウォラストンプリズムを有しており、0°、90°、180°、270°の各位相差を有する光を生成することができるものである。
また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
1・・・光記録媒体
10・・・レーザ
13、21、23・・・偏光ビームスプリッタ
15・・・対物レンズ
19・・・ハーフビームスプリッタ
24〜27・・・光検出部
31a、31b・・・減算回路
35a、35b・・・ローパスフィルタ
36a、36b・・・オフセット(φ)設定回路
39a、39b・・・オフセット(Ψ)設定回路
10・・・レーザ
13、21、23・・・偏光ビームスプリッタ
15・・・対物レンズ
19・・・ハーフビームスプリッタ
24〜27・・・光検出部
31a、31b・・・減算回路
35a、35b・・・ローパスフィルタ
36a、36b・・・オフセット(φ)設定回路
39a、39b・・・オフセット(Ψ)設定回路
Claims (6)
- ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光に対し、ほぼ0°の位相差を与えた第1の信号光と参照光の組と、ほぼ180°の位相差を与えた第2の信号光と参照光の組と、ほぼ90°の位相差を与えた第3の信号光と参照光の組と、ほぼ270°の位相差を与えた第4の信号光と参照光の組をそれぞれ生成する光学系と、
前記第1の信号光と参照光の組を第1受光素子、前記第2の信号光と参照光の組を第2受光素子、前記第3の信号光と参照光の組を第3受光素子、前記第4の信号光と参照光の組を第4受光素子によってそれぞれ受光する受光部と、
前記第1受光素子で得られる第1受光信号と前記第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、前記第3受光素子で得られる第3受光信号と前記第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、
前記第1差分信号および前記第2差分信号を使用した演算を行って、前記参照光の位相ズレと、前記ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する再生信号生成回路と
を備える再生装置。 - 前記参照光は、前記光源より発せられた光をミラーにて反射させることによって生成される請求項1に記載の再生装置。
- 前記再生信号生成回路は、
前記第1差分信号の低域成分を抽出した信号である第1低域信号をcosθとし、前記第2差分
信号の低域成分を抽出した信号である第2低域信号をsinθとしたとき、
arctanθ
を計算することで前記信号光と前記参照光との位相ずれθの値を得、該値θと前記位相オフセットを用いて演算を行う
請求項1に記載の再生装置。 - 前記位相オフセットは、(Ψ=4πnd/λ)(nは、屈折率、dは、前記ランドおよびグルーブ間の段差、λは光の波長)にほぼ等しいものとされる請求項3に記載の再生装置。
- 前記再生信号生成回路は、
前記第1差分信号の値をa、前記第2差分信号の値をbとしたとき、
a・sin(Ψ−θ(t))−b・cos(Ψ−θ(t))
の演算を行って再生信号を得る
請求項4に記載の再生装置。 - ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光に対し、ほぼ0°の位相差を与えた第1の信号光と参照光の組と、ほぼ180°の位相差を与えた第2の信号光と参照光の組と、ほぼ90°の位相差を与えた第3の信号光と参照光の組と、ほぼ270°の位相差を与えた第4の信号光と参照光の組を光学系によってそれぞれ生成し、
前記第1の信号光と参照光の組を第1受光素子、前記第2の信号光と参照光の組を第2受光素子、前記第3の信号光と参照光の組を第3受光素子、前記第4の信号光と参照光の組を第4受光素子によってそれぞれ受光し、
前記第1受光素子で得られる第1受光信号と前記第2受光素子で得られる第2受光信号との差分である第1差分信号と、前記第3受光素子で得られる第3受光信号と前記第4受光素子で得られる第4受光信号との差分である第2差分信号とを計算し、
前記第1差分信号および前記第2差分信号を使用した演算を行って、前記参照光の位相ズレと、前記ランドおよびグルーブ間の段差に応じた値の位相オフセットとが除去された再生信号を生成する
再生方法。
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2014
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