JP2638496B2

JP2638496B2 - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2638496B2
Application number: JP20733694A
Authority: JP
Inventors: 順志川崎
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JPH0877564A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置に係
り、特に、超解像光ヘッドにより情報を再生する光ディ
スク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時の光ディスク装置は、光ディスク媒
体の高記録密度化に伴い、超解像光ヘッドを搭載してい
る。この超解像光ヘッドの従来例を図４乃至図６に示
す。ここで、超解像光ヘッドの技術に関しては、従来よ
り特開平２−１２６２２号公報，特開平２−９１８２９
号公報などが知られている。

【０００３】図４において、レーザ光源５１より発せら
れたレーザ光は、コリメータレンズ５２で平行光に変換
される。そのファーフィールドにおけるビーム強度及び
位相分布を遮光あるいは位相板５３により変化させる
と、対物レンズ５５を通り光ディスク媒体５６上に集光
されたレーザビームのスポット形状が変化する。例え
ば、図５に示すようにビーム断面中央付近を長方形の遮
光板５３で遮光した場合、光ディスク媒体５６上の集光
スポットの分布は、図６（ｂ）に示すように、通常光学
系の場合（図６（ａ））よりも径の小さなメインローブ
成分Ｍとその両脇に現れるサイドローブ成分Ｓとに分離
する。

【０００４】そして、光ディスク媒体５６からの戻り光
は対物レンズ５５で集められ、ビームスプリッタ５４を
介して集光レンズ５７を通り、ピンホール或いはスリッ
ト５８上に再集光される。ここでのビーム強度分布は、
図６（ｃ）に示すように再びメインローブ成分Ｍとサイ
ドローブ成分Ｓとに分離する。そして、ピンホール径や
スリット幅をそのメインローブの径以下にしておくこと
により、ピンホール／スリット５８を通過した光は、図
６（ｄ）に示すように理想的にはメインローブ成分Ｍの
みとなる。ディテクタ５９は、このメインローブ成分Ｍ
を受光し、電気信号（読み出し信号）に変換する。この
読み出し信号が、電流電圧変換アンプ６０を介して、デ
ータ復調回路へ入力されることにより、光ディスクから
の情報再生を行っていた。

【０００５】このように、超解像光ヘッドを用いた信号
再生方式では、当該ヘッド内のディテクタの前にスリッ
トやピンホールなどを配置することで、光ディスク媒体
からの戻り光中のサイドローブ成分を光学的に分離する
手法が一般的に用いられていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、コンパクトディスクやレーザディスク
などのように情報が光ディスク媒体上の凹凸（位相ピッ
ト）により記録されている場合、図７（ｂ）の符号Ａに
示すように、メインローブ成分Ｍとサイドローブ成分Ｓ
との間の谷がメインローブ側にずれることによりサイド
ローブ成分Ｓの一部がピンホールを通過してメインロー
ブ成分Ｍとして検出される事態が生じる。かかる場合、
読み出し信号に誤差が生じ、情報の読み取り誤りが増大
するという不都合があった。また、これがため、超解像
光ヘッドの利点である高記録密度化への対応を妨げる不
都合があった。

【０００７】ここで、前述した不都合は、光ディスク媒
体上の情報がディスク面の凹凸により記録されている場
合に生じるのであって、例えば、光磁気ディスク媒体や
相変化ディスク媒体のように情報が磁化の向きや反射率
の違いによって記録され、ディスク面上が平坦な媒体で
は同一の不都合は生じない。

【０００８】図７（ａ）と図７（ｂ）にそれぞれ、相変
化ディスク媒体と位相ピット媒体との情報読み出しを行
った場合のビーム強度分布を示す。この結果はスカラ場
近似光学計算によって算出したものであり、それぞれピ
ンホール／スリット上でのビーム強度分布を示してい
る。両図は、メインローブＭの中心がピットの中心に位
置する場合（図のオンピットと示した分布）から、当該
ピットとメインローブとの位置を徐々に移動させて、該
メインローブが完全にピットから離れるまで（図のミラ
ー部と示した分布）のビーム強度変化を明らかにしてい
る。

【０００９】図７（ａ）に示す相変化ディスク媒体の場
合では、メインローブとサイドローブとの間の谷が図７
（ａ）の左右方向にずれることはない。ゆえに、ピンホ
ールを通過してディテクタに到達できるのは常にメイン
ローブ成分のみとなる。ところが、図７（ｂ）に示す位
相ピット媒体の場合では、符号Ａ部分のように、メイン
ローブとサイドローブとの間の谷が同図の左右方向にず
れることがある。このため、前述のような不都合を生じ
る原因となっていた。

【００１０】次に、図７（ａ）と図７（ｂ）に示すビー
ム強度分布をディテクタで受光して得られる読み出し信
号を図８（ａ）と図８（ｂ）にそれぞれ示す。

【００１１】図８（ａ）に示す相変化ディスク媒体の場
合は、メインローブがオンピットからミラー部に移動す
る際に、スムーズに読み出し信号が変化している。とこ
ろが、図８（ｂ）に示す位相ピット媒体の場合は、同図
中に示す理想信号に対し誤差を生じていることが明かと
なった。ここでの誤差は、メインローブ成分のみによる
理想信号に対して振幅増幅方向への誤差となっている
が、これはディテクタの特性によるものである。

【００１２】さらに、前述したサイドローブ成分による
読み出し信号の誤差がどのような状況で生じるのか調べ
るために、超解像光ヘッドを使用した場合の読み出し信
号を光学シミュレーションにより計算した。その結果を
図１０乃至図１１に示す。ここで、前述したディテクタ
の特性は、理想信号に対して振幅減衰方向への誤差を生
じるものを前提とした。

【００１３】先ず図１０（ａ）及び（ｂ）では、読み出
し信号のパターンを００００から１１１１まで（２進
数）の１６種類考え、図９に示すようにビームがこれら
のピット上を移動した場合の読み出し信号を算出した。
また、図１１は、図１０（ａ）及び（ｂ）の各パターン
を実際の読み出し信号の一例として並べ換えたものであ
る。このシミュレーション結果より次のことが明かとな
った。

【００１４】初期位置パターンと移動後パターン
（図９参照）に変化が無いときは読み出し信号にサイド
ローブ成分の影響を受けないことが判明した（例：００
００）。

【００１５】後ろ側サイドローブ位置で符号反転が
生じる場合、読み出し信号の初期位置での誤差が大きい
ことが判明した（例：０１１１）。

【００１６】また、サイドローブ位置の前後とも符
号反転が生じる場合には、読み出し信号の初期位置及び
移動後位置ともに誤差が大きくなることが明かとなった
（例：０１１０）。

【００１７】これらの条件と図１１に示す読み出し信号
の一例から、ピットの連なり具合によって異なるが、読
み出し信号のゼロクロス付近で傾きが変化したり、信号
が１から０へと状態をかえる位置がずれるなど、読み出
し信号に符号反転が生じるとき、その符号反転部分の前
後においてサイドローブ成分による誤差が生じるという
事実を見いだすことができた。

【００１８】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、サイドローブ成分の影響を抑制し、こ
れによって、情報の読み取り誤りを減少させ、良好な再
生信号を出力できる光ディスク装置を提供することを、
その目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、超解像光ヘッ
ドと、この超解像光ヘッドからの読み出し信号を補正す
る信号補正回路とを備える光ディスク装置において、当
該信号補正回路を、読み出し信号の符号反転情報を検出
する符号反転検出回路と、当該符号反転時の所定時間前
後における読み出し信号を特異点信号として検出する特
異点信号検出部と、検出された特異点信号に所定の係数
を乗ずると共に当該特異点信号を符号反転時を中心に前
後入れ替えたものを読み出し信号と加算して得られる補
正された読み出し信号を出力する読み出し信号補正出力
部とにより構成している。これにより、前述した目的を
達成しようとするものである。

【００２０】ここで、特異点信号とは、符号反転時の所
定時間前後における読み出し信号の瞬時値を示す信号で
ある。また、特異点信号を符号反転時を中心に前後入れ
換えるとは、当該符号反転時より所定時間前の読み出し
信号と、該符号反転時から所定時間後の読み出し信号と
を入れ換える意である。

【００２１】

【作用】超解像ヘッドからの読み出し信号は、符号反転
検出回路に入力されると共に特異点信号検出部に入力さ
れる。そして、符号反転検出回路が読み出し信号の符号
反転情報を検出すると、特異点信号検出部に動作トリガ
を出力する。特異点信号検出部は、動作トリガを受信す
ると、符号反転時の所定時間前後における読み出し信号
を特異点信号として検出する。読み出し信号補正出力部
は、特異点信号を受信すると、当該特異点信号に所定の
係数を乗じて振幅を減衰させると共に、正負の符号を反
転した補正信号を算出する。そして、この補正信号を読
み出し信号と加え合わせることにより、補正された読み
出し信号を生成出力する。

【００２２】ここで、符号反転時の所定時間前後にそれ
ぞれ生じる誤差の割合は、当該所定時間前の誤差であれ
ば当該所定時間後の読み出し信号値と、当該所定時間後
の誤差であれば当該所定時間前の読み出し信号値と、そ
れぞれおよそ等しい割合になっていることがわかってい
る。

【００２３】このため、前述のように、符号反転時の所
定時間前後の読み出し信号を検出し、この読み出し信号
に所定の係数を乗じて、それぞれ前後逆の読み出し信号
に加算してやることで、符号反転時の所定時間前後にお
ける読み出し信号を理想値に近づけている。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３に基
づいて説明する。本実施例において、超解像光ヘッドか
らの読み出し信号は、理想信号に対して振幅減衰方向の
誤差を生じるものとする。

【００２５】図１において、符号６１は従来例で示した
のと同一の超解像光ヘッドを示す。そして、その出力段
と図示しないデータ復調回路との間には信号補正回路１
が接続されている。また、この信号補正回路１の入力段
には、図示しないサンプルホールド回路及びＡ／Ｄ変換
器が設けられており、当該信号補正回路にはデジタル信
号が入力されるようになっている。ここでの標本化周波
数はビットクロックの整数倍（ｎ／Ｔ，ｎは整数）に設
定されている。

【００２６】図２に信号補正回路１の構成を示す。

【００２７】この図２に示すブロック図は、読み出し信
号（再生ＲＦ信号）の符号反転情報を検出する符号反転
検出回路２と、当該符号反転時の所定時間前後における
読み出し信号値を特異点信号として検出する特異点信号
検出部３と、検出された特異点信号に所定の係数を乗ず
ると共に当該特異点信号を符号反転時を中心に前後入れ
替えたものを読み出し信号と加算して得られる補正され
た読み出し信号を出力する読み出し信号補正出力部４と
を備えている。

【００２８】本実施例において、光ディスク媒体の近傍
には、当該媒体の再生線速度を検出するセンサが装備さ
れている。そして、このセンサが出力する再生線速度情
報に基づいて、当該所定時間がビットクロックＣの周期
Ｔの半分（Ｔ／２）に自動設定されるようになっている
（ここにＴの値は再生線速度によって異なる）。また、
符号反転検出回路２は、遅延量Ｔ／２の読み出し信号を
ビットクロックＣに同期した信号によりホールドし、サ
ンプル値の符号反転部を判断することによって、符号反
転情報を検出するようになっている。

【００２９】前述した構成のうち、特異点信号検出部３
は、読み出し信号（第１の枝信号）の位相を所定時間遅
延した主信号を出力する遅延回路３Ａと、主信号の位相
を更に所定時間遅延した第２の枝信号を出力する遅延回
路３Ｂと、第１の枝信号から特異点信号を検出するサン
プリング回路３Ｃと、第２の枝信号から特異点信号を検
出するサンプリング回路３Ｄとを備えている。本実施例
において、各遅延回路３Ａ，３Ｂは、それぞれ多段のシ
フトレジスタにより構成されている。このシフトレジス
タは、信号をビットクロックＣの整数倍のクロックでシ
フトする。また、各サンプリング回路３Ｃ，３Ｄは、符
号反転検出回路２から出力されるトリガ信号に同期して
動作を行い、当該トリガを受信してからＴ／ｎの間（一
標本化周期分）だけ信号を採取するようになっている。

【００３０】また、読み出し信号補正出力部４は、特異
点信号に一定の係数を乗ずる乗算回路４Ａ，４Ｂと、符
号反転検出回路２から出力された読み出し信号の位相を
所定時間遅らせる遅延回路４Ｃと、乗算回路４Ｂから出
力された信号の位相を当該所定時間の２倍遅らせる遅延
回路４Ｄと、乗算回路４Ａ，４Ｂからそれぞれ出力され
遅延された第１及び第２の補正信号と読み出し信号とを
加算して補正された読み出し信号を出力する加算回路４
Ｅとを備えている。この読み出し信号補正出力部４にお
いても、遅延回路４Ｃ，４Ｄは前述と同一の多段のシフ
トレジスタで構成されており、遅延時間は遅延回路３
Ａ，３Ｂと同様に外部からの再生線速度情報に基づいて
自動設定されるようになっている。

【００３１】次に、本発明の光ディスク装置に搭載され
た信号補正回路の動作を図１乃至図３に基づいて説明す
る。ここで、図３では、特に読み出し信号が情報「０１
１０１０１０」に基づく場合を例示している。

【００３２】特異点信号検出部３に読み出し信号が入力
されると、この読み出し信号は、当該読み出し信号と同
一である第１の枝信号と、遅延回路３Ａによって所定時
間遅延された主信号と、遅延回路３Ｂによって、この主
信号を更に所定時間遅延させた第２の枝信号とに分けら
れる（図３（ａ））。このうち、主信号は符号反転検出
回路２に入力される。そして、符号反転検出回路２が主
信号の符号反転情報ｆ₁・・・ｆ₆を検出する度に、サン
プリング回路３Ｃ，３Ｄに動作トリガＤを出力する。こ
の動作トリガＤを受信した各サンプリング回路３Ｃ，３
Ｄは、当該動作トリガＤを受信すると共に、入力されて
きた各枝信号から特異点信号ｔ₁₁・・・ｔ₂₆を検出して
読み出し信号補正出力部４に出力する。

【００３３】一方、符号反転検出回路２において、符号
反転情報が検出されない場合には、サンプリング回路３
Ｃ及び３Ｄに動作トリガＤは入力されず、当該サンプリ
ング回路３Ｃ及び，３Ｄは出力信号を零とするようにな
っている。また、サンプリング回路３Ｄが符号反転検出
回路２からの動作トリガＤを受信したときに、第２の枝
信号が当該サンプリング回路３Ｄに到達していない場合
にも、出力信号は零となる。

【００３４】読み出し信号補正出力部４は、各特異点信
号ｔ₁₁・・・ｔ₂₆と符号反転検出回路２からの主信号を
受信すると、このうちサンプリング回路３Ｃからの特異
点信号ｔ₁₁・・・ｔ₁₆は乗算回路４Ａで減衰および符号
反転されて第１の補正信号となる。また、サンプリング
回路３Ｄからの特異点信号ｔ₂₁・・・ｔ₂₆は乗算回路４
Ｂで減衰し符号反転される。その後、主信号は遅延回路
４Ｃによって、所定時間遅延される。また、乗算回路４
Ｂからの信号は遅延回路４Ｄによって、当該所定時間の
２倍遅延されて第２の補正信号となる（図３（ｂ））。
そして、各信号は加算器４Ｅに送られて、遅延後の位相
で加算される。具体的には、符号反転時ｆ₁の直前のビ
ットクロックＣ部分には、特異点信号ｔ₁₁に基づく補正
値が加算される。一方、符号反転時ｆ₁の直後のビット
クロックＣ部分には、ｔ₂₁に基づく補正値が加算され
る。また、図３（ｂ）の符号Ｂに示すように、二つの符
号反転に挟まれたビットクロックＣ部分では、特異点信
号ｔ₁₃とｔ₂₂との両方が加算される。そして、このよう
に加算された信号は、補正された読み出し信号としてデ
ータ復号回路（図示略）に出力される。

【００３５】ここで、図３において補正回路内における
各信号を表示した線図は、便宜上アナログ信号を示した
が、実際にはデジタル信号処理によって読み出し波形の
補正が行われるようになっている。また、図３（ｂ）に
示す第１及び第２の補正信号は、その振幅が図３（ａ）
に示す各特異点信号ｔ₁₁・・・ｔ₂₆と等しく描かれてい
るが、実際には、乗算回路４Ａ，４Ｂの作用により等し
く減衰された値となっている。

【００３６】ここに、符号反転時の所定時間前後にそれ
ぞれ生じる誤差の割合は、当該所定時間前の誤差であれ
ば当該所定時間後の読み出し信号値と、当該所定時間後
の誤差であれば当該所定時間前の読み出し信号値と、そ
れぞれおよそ等しい割合であることが明らかになってい
る。

【００３７】このため、前述のように、符号反転時の所
定時間前後の読み出し信号値を検出し、この読み出し信
号に所定の係数を乗じて、それぞれ前後逆の読み出し信
号に加算してやることで、符号反転時の所定時間前後に
おける読み出し信号を理想値に近づけることができる。

【００３８】このように、本実施例によれば、読み出し
信号の符号反転情報を検出し、この符号反転時の所定時
間前後の読み出し信号を特異点信号として検出し、この
検出結果に基づいて読み出し信号を補正することで、サ
イドローブ成分Ｓによる読み出し信号の誤差を有効に除
去することができる。

【００３９】ここで、遅延回路における所定時間は、本
実施例において、Ｔ／２と設定したが、このＴ／２の近
似値で最も理想的な読み出し信号が得られる値に設定さ
れていれば良い。また、超解像光ヘッドからの読み出し
信号が、理想信号に対して振幅増幅方向の誤差を生じる
場合には、読み出し信号補正出力部４の各乗算回路４
Ａ，４Ｂにおいて、乗じる係数を所定の正数に設定し
て、信号反転を行わないようにすれば良い。

【００４０】情報がディスク面上の凹凸として記録され
ている部分と、磁化の向き或いは反射率の増減などによ
り記録されている部分とを共有する光ディスク媒体を再
生する場合には、光ディスク面の凹凸の情報を再生する
時のみ、補正回路を作動させ、その他の場合には動作を
停止させるように設計しても良い。

【００４１】本発明の光ディスク装置において、信号補
正回路はアナログ回路で構成しても良い。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、超解像光ヘッドから出力された
読み出し信号の符号反転情報を検出し、当該符号反転時
の所定時間前後の読み出し信号を用いて信号処理するこ
とにより読み出し信号の補正を行うようにしたので、情
報の読み取り誤り率を減少させるとができ、従って、良
好な再生信号の出力が可能となり、ひいては、光ディス
ク媒体の高記録密度化にも好適な優れた光ディスク装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における信号補正回路の組み
込み位置を示す図である。

【図２】図１に示す信号補正回路の構成を示すブロック
図である。

【図３】図２に示す信号補正回路の動作を説明する図
で、図３（ａ）は特異点信号検出部及び符号反転検出回
路の動作を説明する図であり、図３（ｂ）は読み出し信
号補正出力部の動作を説明する図である。

【図４】超解像光ヘッドの従来例を説明する図である。

【図５】図４に示す超解像光ヘッドにおけるレーザスポ
ットの制御を説明する図である。

【図６】超解像光学系又は通常光学系でのビーム強度を
示す図で、図６（ａ）は通常光学系の光ディスク媒体上
でのビーム強度を示す図であり、図６（ｂ）は超解像光
学系の光ディスク媒体上でのビーム強度を示す図であ
り、図６（ｃ）は超解像光学系のピンホール又はスリッ
ト上でのビーム強度を示す図であり、図６（ｄ）は超解
像光学系のディテクタ上でのビーム強度を示す図であ
る。

【図７】図４に示す超解像光ヘッドにおけるピンホール
上でのビーム強度分布を示す図であり、図７（ａ）は相
変化ディスク媒体を用いた場合のビーム強度分布、図７
（ｂ）は位相ピットディスク媒体を用いた場合のビーム
強度分布をそれぞれ示している。

【図８】図４に示す超解像光ヘッドにおける光ディスク
媒体からの戻り光とディテクタ受光量との関係を示す線
図で、図８（ａ）は相変化ディスク媒体を用いた場合の
線図、図８（ｂ）が位相ピットディスク媒体を用いた場
合の線図である。

【図９】図１０及び図１１における初期位置パターンと
移動後パターンとの関係を説明する図である。

【図１０】光学シミュレーションによる超解像光ヘッド
を用いた場合の読み出し信号変化を示す図で、図１０
（ａ）がシミュレーション結果の前半部分を示す図、図
１０（ｂ）がシミュレーション結果の後半部分を示す図
である。

【図１１】図１０に示すシミュレーション結果を並べ換
えた読み出し信号とこの読み出し信号に対応する実際の
ピットとの一例を示す図である。

【符号の説明】

１信号補正回路２符号反転検出回路３特異点信号検出部３Ａ第１の遅延回路３Ｂ第２の遅延回路３Ｃ，３Ｄサンプリング回路４読み出し信号補正出力部４Ａ，４Ｂ乗算回路４Ｃ第３の遅延回路４Ｄ第４の遅延回路４Ｅ加算回路６１超解像光ヘッドＣビットクロックＤ動作トリガＴビットクロックの周期

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】超解像光ヘッドと、この超解像光ヘッド
からの読み出し信号を補正する信号補正回路とを備えた
光ディスク装置において、前記信号補正回路を、前記読み出し信号の符号反転情報
を検出する符号反転検出回路と、当該符号反転時の所定
時間前後における読み出し信号を特異点信号として検出
する特異点信号検出部と、前記特異点信号に所定の係数
を乗ずると共に当該特異点信号を前記符号反転時を中心
に前後入れ替えたものを前記読み出し信号と加算して得
られる補正された読み出し信号を出力する読み出し信号
補正出力部とにより構成したことを特徴とする光ディス
ク装置。
【請求項２】前記特異点信号検出部が、読み出し信号
（第１の枝信号）の位相を所定時間遅延した主信号を出
力する第１の遅延回路と、当該主信号の位相を更に所定
時間遅延した第２の枝信号を出力する第２の遅延回路
と、前記第１の枝信号から特異点信号を検出するサンプ
リング回路と、前記第２の枝信号から特異点信号を検出
するサンプリング回路とを備え、前記読み出し信号補正出力部が、前記各特異点信号に一
定の係数を乗ずる乗算回路と、前記符号反転検出回路か
ら出力された信号の位相を所定時間遅らせる第３の遅延
回路と、前記第２の枝信号側に設けられた乗算回路から
の信号の位相を当該所定時間の２倍遅らせる第４の遅延
回路と、各乗算回路からそれぞれ出力され遅延された補
正信号と読み出し信号とを加算して補正読み出し信号を
出力する加算回路とを備えたことを特徴とする請求項１
記載の光ディスク装置。
【請求項３】前記所定時間は、ビットクロックの半分
の時間であることを特徴とする請求項１又は２記載の光
ディスク装置。
【請求項４】前記特異点信号検出部が、前記符号反転
検出回路にて前記読み出し信号から前記符号反転情報を
検出できなかった場合には特異点信号の出力を零とする
機能を備えたことを特徴とする請求項１，２又は３記載
の光ディスク装置。
【請求項５】前記特異点信号検出部が、光ディスク媒
体の再生線速度に基づいて前記所定時間を設定する機能
を備えていることを特徴とする請求項１，２，３又は４
記載の光ディスク装置。