JP2776207B2 - 光情報再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクあるいは光
カードなど、光記憶媒体上に記憶された光学情報を再生
する光情報再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高密度・大容量の記憶媒体として、ピッ
ト状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術
は、ディジタルオーディオディスク（以下ＤＡＤとす
る），ビデオディスク，文書ファイルディスク，さらに
はデータファイルディスクと用途を拡張しつつ、実用化
されてきている。ミクロンオーダに絞られた光ビームを
介して光ディスクへの情報の記録再生が高い信頼性のも
とに首尾よく遂行される光情報装置のメカニズムは、ひ
とえにその光学系である光ピックアップヘッド装置に因
っている。光ピックアップヘッド装置の基本的な機能
は、回折限界の微小スポットを形成する集光性、前記光
学系の焦点制御とトラッキング制御、及びピット信号検
出に大別される。これらは、目的、用途に応じて、各種
の光学系ならびに光電変換検出方式の組合せによって実
現されている。ＤＡＤを例にとると、トラックピッチ
１．６μｍ、最短ピット長０．８５μｍ、ピット幅０．
５μｍの情報を読み取る為に、光源の波長λ＝０．７８
〜０．８３μｍ、対物レンズのＮＡ＝０．４５〜０．５
程度の光学系を用いて回折限界まで集光されたビームを
用いることが必要とされる。このとき、光記憶媒体の基
板の厚さは１．２ｍｍである。光源としてコヒーレント
なレーザ光（位相がそろった波をもつ光）と高性能な集
光レンズを使うことにより、回折限界まで集光されたス
ポット径Ｓは約１μｍとなる。スポット径Ｓは、光源の
波長λに比例し、ＮＡに反比例した大きさとなる。回折
限界にまで集光された微小なビームを実現するために
は、光ピックアップヘッド装置の集光光学系全体の収差
を、０．０７λ以下にする必要がある。この回折限界の
条件がマーシャル限界と呼ばれていることはよく知られ
ている。ビームを集光光学系で集光したときの特性につ
いては、例えばラジオ技術社出版の光ディスク技術ｐｐ
５４〜６２に詳しく記載されている。

【０００３】近年、光源の波長を短く、例えばλ＝０．
６〜０．７μｍ、対物レンズのＮＡを大きく、例えばＮ
Ａ＝０．６として、回折限界のスポットの大きさを小さ
くし、さらに高密度に情報を記録再生しようとする試み
がなされている。このとき、基板の厚み誤差や傾きに対
して、急激に光ピックアップヘッド装置で読み取った信
号の品質が劣化するので、基板の厚みを薄くする試みも
なされている。このときの基板の厚さは、例えば０．６
ｍｍで、ＤＡＤと比べて半分の厚みである。このとき、
光記憶媒体は、トラックピッチ０．７〜１．０μｍ、最
短ピット長０．４〜０．６μｍ、ピット幅０．３〜０．
４μｍ程度にまで高密度に記録された情報を読み取るこ
とが可能となる。

【０００４】従来の光ピックアップヘッド装置の一例と
して、図１６に光記憶媒体４上にビームを集光して光記
憶媒体４上に記録された情報を読み取る光ピックアップ
ヘッド装置２７の構成を示す。光ピックアップヘッド装
置２７は、半導体レーザ光源１、平行平板７、有限系対
物レンズ１７、光検出器５１、焦点制御用アクチュエー
タ９１、トラッキング制御用アクチュエータ９２からな
る。

【０００５】半導体レーザ光源１から出射された直線偏
光を有する発散ビーム７０は、平行平板７でで反射され
た後、有限系対物レンズ１７を透過して光記憶媒体４の
情報記録面４３上に集光される。光記憶媒体４の情報記
録面４３で反射，回折されたビーム７０は、再び対物レ
ンズ１７を透過後、平行平板７に入射する。平行平板７
に入射したビーム７０は、平行平板７を透過する際、非
点収差波面が与えられた後、光検出器５１で受光され
る。光検出器５１から出力される信号を用いて、焦点誤
差信号、トラッキング誤差信号、光記憶媒体に記録され
た情報の読み取り信号が得られる。焦点誤差信号及びト
ラッキング誤差信号は、それぞれ焦点制御用アクチュエ
ータ９１及びトラッキング制御用アクチュエータ９２に
供給されて、焦点制御用アクチュエータ９１は、光ピッ
クアップヘッド装置２７から出射されるビーム７０が光
記憶媒体４上の所望のトラック上に焦点を結ぶように対
物レンズ１７の焦点の位置を、トラッキング制御用アク
チュエータ９２は、光ピックアップヘッド装置２７から
出射されるビーム７０が光記憶媒体４の所望のトラック
上を走査するように光記憶媒体４の情報記録面４３内の
ビームの位置をそれぞれ制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＤＡＤのよ
うに基板の厚さｄが１．２ｍｍの光記憶媒体と、高密度
に情報が記録された基板の厚さｄが０．６ｍｍの光記憶
媒体とを１つの光情報装置で再生しようとする概念はな
く、今までは、それぞれの基板の厚さに対して、それぞ
れ回折限界までビームが集光される光ピックアップヘッ
ド装置を有する光情報装置を用いて光記憶媒体上に記録
された情報を再生していた。

【０００７】光情報装置に、それぞれの基板の厚さに対
して回折限界までビームが集光される複数の光ピックア
ップヘッド装置を設けた場合、その分、光情報装置は大
きくなってしまう。また、１つの光ピックアップヘッド
装置のビームを分割して、それぞれの基板の厚さに対し
て回折限界までビームが集光される複数の集光光学系を
設けた場合、その分、集光されるビームの光量が低下
し、読み取られる信号のＳＮ比が低下する。また、複数
の集光光学系を有する光ピックアップヘッド装置は、複
雑な光学系を持つこととなり、光ピックアップヘッド装
置は高価になるという課題があった。

【０００８】そこで本発明は、上記の課題に鑑み、異な
る基板の厚さを有する光記憶媒体に記録される情報を１
つの集光光学系を有する光ピックアップヘッド装置を用
いて再生可能にする光情報再生方法を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、光源から出射されるコヒーレントビー
ムもしくは準単色のビームを集光光学系で受けて光記憶
媒体上へ微小スポットにビームを収束した後、前記光記
憶媒体で反射，回折したビームを光検出器で受け、前記
光記憶媒体上に記録された情報を再生する光情報再生方
法において、前記光源から出射されるビームの波長をλ
とし、前記光記憶媒体の光学的な厚さの最小及び最大を
それぞれｄ１及びｄ２とし、前記光記憶媒体の厚さがｄ
１のときに前記光記憶媒体上に記録されるトラック方向
もしくはトラックと直交する方向の情報の記録密度をｊ
１とし、前記光記憶媒体の厚さがｄ２のときに前記光記
憶媒体上に記録されるトラック方向もしくはトラックと
直交する方向の情報の記録密度をｊ２としたとき、ｊ１
＞ｊ２であり、前記光記憶媒体の厚さがｄ１のとき前記
集光光学系で光記憶媒体上に集光されるビームの有する
波面収差の根２乗平均をｗ１とし、前記光記憶媒体の厚
さがｄ２のとき前記集光光学系で光記憶媒体上に集光さ
れるビームの有する波面収差の根２乗平均をｗ２とした
とき、ｗ１＜ｗ２であり、ｗ２＞０．０７λであり、前
記光学的な厚さがｄ１の光記憶媒体上に集光されるビー
ムの大きさは前記光学的な厚さがｄ１の光記憶媒体上に
記録される情報を読み取ることが可能な大きさとなるよ
うにする。

【００１０】

【作用】上記光情報再生方法では、同一の集光光学系で
集光される１つのビームを用いて、光記憶媒体の基板の
厚さが薄く、光記憶媒体の情報記録面上に記録される情
報の記録密度が高いときには、光記憶媒体の基板の厚さ
が厚いときよりも、集光されるビームの有する波面収差
が小さく、光記憶媒体の情報記録面上に記録された情報
を再生することができる。

【００１１】一方、光記憶媒体の厚さが厚いときには、
光記憶媒体の厚さが薄いときよりも、集光されるビーム
が有する波面収差は大きいが、光記憶媒体の情報記録面
上に記録される情報の記録密度が低く、光記憶媒体上に
記録された情報を再生することができる。

【００１２】すなわち、光記憶媒体上に記録される情報
の記録密度及び光記憶媒体の基板の光学的な厚さが大き
く異なる光記憶媒体に記録された情報を、１つの集光ビ
ームを有する光ピックアップヘッド装置を用いて読み出
すことができる光情報再生方法となる。

【００１３】

【実施例】以下、図１〜図１５を参照しながら、本発明
による光情報再生方法の実施例について詳細に述べる。
なお、同一の構成要素を用いることが可能な場合には同
じ番号を付している。

【００１４】（第１の実施例）本発明の一実施例とし
て、図１に光記憶媒体４の情報記録面４ａもしくは４ｂ
上にビームを集光して光記憶媒体４の情報記録面４ａも
しくは４ｂ上に記録された情報を読み取る光ピックアッ
プヘッド装置２１の構成を示す。光ピックアップヘッド
装置２１は、半導体レーザ光源１、コリメートレンズ
２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板（以下λ／
４板とする）９、対物レンズ８、光検出器５、焦点制御
用アクチュエータ９１、トラッキング制御用アクチュエ
ータ９２からなる。

【００１５】半導体レーザ光源１は、例えば波長λ＝６
８０ｎｍのコヒーレントビームを出射する。半導体レー
ザ光源１から出射された直線偏光を有する発散ビーム７
０は、コリメートレンズ２を透過後平行ビームとなり、
偏光ビームスプリッタ３で反射される。偏光ビームスプ
リッタ３で反射されたビームは、λ／４板９を透過して
円偏光のビームとなり、対物レンズ８を透過して光記憶
媒体４の情報記録面４ａもしくは４ｂ上に集光される。
偏光ビームスプリッタ３は、光源１から出射されたビー
ム７０と同じ偏光を有するビームに対しては１００％反
射、光源１から出射されたビーム７０と直交した偏光を
有するビームに対しては１００％透過する特性を持たせ
ている。従って、光源１から出射されて光記憶媒体４に
向かうビーム７０は全て透過することなく偏光ビームス
プリッタ３で反射する。光記憶媒体４で反射，回折され
たビーム７０は、再び対物レンズ８を透過後、λ／４板
９を透過して光源１から出射したビームとは９０度偏光
方向が異なる直線偏光のビームとなり、偏光ビームスプ
リッタ３に入射する。偏光ビームスプリッタ３に入射し
たビーム７０は、全て透過した後、光検出器５で受光さ
れる。光検出器５から出力される信号を用いて、光記憶
媒体４上に記録された情報が再生される。

【００１６】光記憶媒体４の基板の厚さの最小及び最大
をそれぞれｄ１及びｄ２としたとき、本実施例において
は、ｄ１＝０．６ｍｍ、ｄ２＝１．２ｍｍとし、光記憶
媒体４の基板の有する屈折率ｎは、１．５７としてい
る。基板の材料はポリカーボネイトである。光記憶媒体
４の情報記録面４ａもしくは４ｂ上にはマークもしくは
スペースで表されるデジタル情報を記録している。光記
憶媒体４の基板の厚さが厚い（１．２ｍｍ）とき、最短
マーク及びスペースの長さはそれぞれ０．８５μｍ、ト
ラックピッチは１．６μｍとし、光記憶媒体４の基板の
厚さが薄い（０．６ｍｍ）とき、最短マーク及びスペー
スの長さは０．５μｍ、トラックピッチは０．７５μｍ
としている。すなわち、光記憶媒体４の基板の厚さが厚
いときの方が薄いときよりも、光記憶媒体４の情報記録
面上に記録される情報の記録密度を低くしている。

【００１７】光ピックアップヘッド装置を構成する対物
レンズのＮＡは０．６としており、光記憶媒体の厚さが
薄い（０．６ｍｍ）ときには、光記憶媒体上に集光され
るビームの有する波面収差の根２乗平均ｗ１が０．０７
λ以下となるように設計した非球面レンズである。光記
憶媒体の厚さが厚い（１．２ｍｍ）ときには、光記憶媒
体上に集光されるビームの有する波面収差の根２乗平均
ｗ２が０．０７λ以上となる。このときの収差は、球面
収差が支配的である。

【００１８】図２に光記憶媒体４の情報記録面４ａ及び
４ｂ上に集光されたビーム７０の様子を示す。光記憶媒
体４の厚さが薄い（ｄ１＝０．６ｍｍ）ときには、光記
憶媒体４の情報記録面４ａ上に集光されるビーム７０の
有する波面収差の根２乗平均ｗ１が０．０７λ以下とな
るように対物レンズ８を設計しているので、情報記録面
４ａ上に形成されるビーム７０の集光スポットは７ａは
回折限界の大きさにまで絞られたスポットとなってい
る。光記憶媒体４の基板の厚さが薄い（ｄ１＝０．６ｍ
ｍ）ときには、最短マーク及びスペースの長さは０．５
μｍ、トラックピッチは０．７５μｍ程度まで情報の記
録密度を高めているが、集光されたスポット７ａは回折
限界まで絞られており、光源１の波長λ＝６８０ｎｍ、
対物レンズ８のＮＡ＝０．６としているので、光記憶媒
体４上に記録された情報を読み取ることができる。

【００１９】一方、光記憶媒体４の厚さが厚い（ｄ２＝
１．２ｍｍ）、ときには、光記憶媒体４の情報記録面４
ｂ上に集光されるビーム７０の有する波面収差の根２乗
平均ｗ２が０．０７λ以上となってしまうので、情報記
録面４ｂ上に形成されるビーム７０の集光スポットは回
折限界の大きさにまで絞られたスポットとはならない。
本発明の実施例では、さらに少しデフォーカスした状態
で集光スポット７ｂを光記憶媒体４の情報記録面４ｂ上
に形成している。このとき、集光されたスポット７ｂ全
体が有する波面収差は、集光点に位置するスポット７ｃ
が有する波面収差よりも大きくなるが、光量は比較的中
心部に集中し、微小なマーク及びスペースとして記録さ
れた情報を読み取る際の応答特性は、集光スポット７ｃ
よりも７ｂの方が良好となる。スポット７ｂ、７ｃ共、
０．０７λよりも大きな球面収差と比較的大きなサイド
ロープを有している。光記憶媒体４の基板の厚さが厚い
（ｄ２＝１．２ｍｍ）ときには、最短マーク及びスペー
スの長さはそれぞれ０．８５μｍ、トラックピッチは
１．６μｍ程度の記録密度としており、この記録密度
は、光源１の波長λ＝６８０ｎｍ、対物レンズ８のＮＡ
＝０．６として読み取ることが可能な最高の記録密度と
比較すると小さく、光源１から出射されるビーム７０は
光記憶媒体４の情報記録面４ｂ上で回折限界にまで集光
されていないが、光記憶媒体４の情報記録面４ｂ上に記
録された情報を読み取ることができる。

【００２０】また、光記憶媒体４の情報記録面上に記録
される情報の記録密度が高いときは、光記憶媒体の光学
的な厚さが薄く（ｄ１＝０．６ｍｍ）、光記憶媒体上に
記録される情報の記録密度が低く、光記憶媒体の光学的
な厚さが厚い（ｄ２＝１．２ｍｍ）ときは、集光ビーム
が波面収差を有して実質的な集光光学系の開口数が小さ
くなるので、光記憶媒体の光学的な厚さがどの場合も、
光軸が傾いたときに発生する収差は小さく、光軸の傾き
を大きく許容できる光情報再生方法となる。

【００２１】図３に光検出器５の様子を示す。光検出器
５は８つの受光部５０１〜５０８からなり、光記憶媒体
４で反射，回折したビーム７０を受光する。光検出器５
の受光部を分割する分割線３１は、ビーム７０における
光記憶媒体４のトラックの写像と大略方向が一致するよ
うにしている。

【００２２】本実施例においては、焦点誤差信号及びト
ラッキング誤差信号は、それぞれ位相差法により得てい
る。位相差法による焦点誤差信号及びトラッキング誤差
信号の検出方法は、いずれもよく知られており、詳しい
説明は省略する。焦点誤差信号は、受光部５０１，５０
３，５０６，５０８から出力される信号の和を第１の信
号とし、受光部５０２，５０４，５０５，５０７から出
力される信号の和を第２の信号としたとき、第１の信号
と第２の信号の強度が変化するタイミングを比較するこ
とにより検出できる。一方、トラッキング誤差信号は、
受光部５０１，５０２，５０５，５０６から出力される
信号の和を第１の信号とし、受光部５０３，５０４，５
０７，５０８から出力される信号の和を第２の信号とし
たとき、第１の信号と第２の信号の強度が変化するタイ
ミングを比較することにより検出できる。焦点誤差信号
及びトラッキング誤差信号は、それぞれ図１に示す光ピ
ックアップヘッド装置２１の焦点制御用アクチュエータ
９１及びトラッキング制御用アクチュエータ９２に供給
されて、焦点制御用アクチュエータ９１は、光ピックア
ップヘッド装置２１から出射されるビーム７０が光記憶
媒体４の情報記録面上の所望のトラック上に焦点を結ぶ
ように対物レンズ８の焦点の位置を、トラッキング制御
用アクチュエータ９２は、光ピックアップヘッド装置２
１から出射されるビーム７０が光記憶媒体４の情報記録
面上の所望のトラック上を走査するように光記憶媒体４
の情報記録面内のビームの位置をそれぞれ制御する。光
記憶媒体４の情報記録面上に記録された情報は、受光部
５０１〜５０８から出力される信号の総和により得られ
る。

【００２３】（第２の実施例）本発明の別の実施例とし
て図４に光記憶媒体４の情報記録面上にビームを集光し
て光記憶媒体４の情報記録面上に記録された情報を読み
取る光ピックアップヘッド装置２２の構成を示す。光記
憶媒体４は第１の実施例と同様である。光ピックアップ
ヘッド装置２２は、半導体レーザ光源１、平行平板７、
有限系対物レンズ１０、光検出器５１、焦点制御用アク
チュエータ９１、トラッキング制御用アクチュエータ９
２からなる。

【００２４】半導体レーザ光源１から出射された直線偏
光を有する発散ビーム７０は、平行平板７でで反射され
た後、有限系対物レンズ１０を透過して光記憶媒体４の
情報記録面４ａもしくは４ｂ上に集光される。第１の実
施例では、偏光ビームスプリッタ３とλ／４板９を用い
て、光源１から出射されたビーム７０が光記憶媒体４に
向かう往路と、光記憶媒体４で反射されたビーム７０が
光検出器５１に向かう復路を完全に効率よく分離してい
たが、本実施例では、平行平板７及び有限系対物レンズ
１０を用いて光学系を簡素化している。平行平板７はハ
ーフミラーで透過率と反射率が各々５０％となるように
しており、光源１から出射したビーム７０が、光記憶媒
体４の情報記録面４ａもしくは４ｂで反射された後、光
検出器５１に入射する光の伝達効率は悪くなるが、偏光
ビームスプリッタ及びλ／４板を省略可能にしている。
また、対物レンズ１０は有限系とすることによりコリメ
ートレンズを省略可能にしている。光記憶媒体４の情報
記録面４ａもしくは４ｂで反射，回折されたビーム７０
は、再び対物レンズ１０を透過後、平行平板７に入射す
る。平行平板７に入射したビーム７０は、平行平板７を
透過する際、非点収差波面が与えられた後、光検出器５
１で受光される。光検出器５１から出力される信号を用
いて、光記憶媒体４上に記録された情報が再生される。

【００２５】本実施例においても第１の実施例と同様
に、光ピックアップヘッド装置２２を構成する対物レン
ズ１０のＮＡは０．６としており、光記憶媒体４の基板
の厚さが薄い（ｄ１＝０．６ｍｍ）ときには、光記憶媒
体４の情報記録面４ａ上に集光されるビーム７０の有す
る波面収差の根２乗平均ｗ１が０．０７λ以下となるよ
うに設計した非球面レンズである。光記憶媒体４の基板
の厚さが厚い（ｄ２＝１．２ｍｍ）ときには、光記憶媒
体４の情報記録面４ｂ上に集光されるビーム７０の有す
る波面収差の根２乗平均ｗ２が０．０７λ以上となる。
光記憶媒体４の情報記録面４ａもしくは４ｂ上に集光さ
れたビーム７０の様子は、第１実施例の図２に示すビー
ム７０の様子と同様である。本実施例の場合も、第１実
施例と同様に、光記憶媒体４の基板の厚さが薄い（ｄ１
＝０．６ｍｍ）ときも厚い（ｄ２＝１．２ｍｍ）ときも
１つの集光ビーム７０を用いて光記憶媒体４の情報記録
面４ａもしくは４ｂ上に記録された情報を読み出すこと
ができる。

【００２６】図５に光検出器５１の様子を示す。光検出
器５１は４つの受光部５０９〜５１２からなり、光記憶
媒体４で反射，回折したビーム７０を受光する。光検出
器５１の受光部を分割する分割線３２は、ビーム７０に
おける光記憶媒体４のトラックの写像と大略方向が一致
するようにしている。

【００２７】本実施例においては、焦点誤差信号は非点
収差法により、トラッキング誤差信号はプッシュプル法
により、それぞれ得ている。非点収差法による焦点誤差
信号の検出方法は、例えば特開昭５０−９９５６１号公
報に、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号の検
出方法は、例えば、特開昭４９−６０７０２号公報にそ
れぞれ開示されており、詳しい説明は省略する。焦点誤
差信号は、受光部５０９，５１１から出力される信号の
和を第１の信号とし、受光部５１０，５１２から出力さ
れる信号の和を第２の信号としたとき、第１の信号と第
２の信号を差動演算することにより検出できる。一方、
トラッキング誤差信号は、受光部５０９，５１２から出
力される信号の和を第１の信号とし、受光部５１０，５
１１から出力される信号の和を第２の信号としたとき、
第１の信号と第２の信号を差動演算することにより検出
できる。光記憶媒体４上に記録された情報は、受光部５
０９〜５１２から出力される信号の総和により得られ
る。

【００２８】図６に、本実施例で得られる焦点誤差信号
を示す。横軸は対物レンズ１０と光記憶媒体４との相対
的な距離、縦軸は焦点誤差信号の強度である。光記憶媒
体４の基板の厚さが薄い（ｄ１＝０．６ｍｍ）ときに
は、動作点Ｄ１に焦点制御がなされるようにオフセット
電圧は与えず、光記憶媒体４の基板の厚さが厚い（ｄ２
＝１．２ｍｍ）ときには、動作点Ｄ２に焦点制御がなさ
れるように焦点誤差信号にオフセット電圧Ａを与えてい
る。光記憶媒体４の基板の厚さが厚い（ｄ２＝１．２ｍ
ｍ）とき、焦点誤差信号にオフセット電圧Ａを与えるこ
とによって、光記憶媒体４の基板の厚さの違いによって
焦点誤差信号に発生するオフセットを補正し、さらに図
２に示すようなデフォーカス状態を集光スポットに与え
ることを可能にしている。

【００２９】（第３の実施例）本発明の更に別の実施例
として、図７に光記憶媒体４の情報記録面上にビームを
集光して光記憶媒体４の情報記録面上に記録された情報
を読み取る光ピックアップヘッド装置２３の構成を示
す。光記憶媒体４は第１の実施例と同様である。光ピッ
クアップヘッド装置２３は、半導体レーザ光源１、コリ
メートレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、対物レンズ
８、λ／４板９、ビームスプリッタ１２、円柱レンズ１
３，１４、集光レンズ１５，１６、光検出器５１ａ，５
１ｂ、焦点制御用アクチュエータ９１、トラッキング制
御用アクチュエータ９２からなる。

【００３０】半導体レーザ光源１から出射されたビーム
７０が、光記憶媒体４の情報記録面４ａもしくは４ｂ上
に集光され、光記憶媒体４で反射，回折されたビーム７
０が偏光ビームスプリッタ３を透過するところまでは、
第１の実施例と全く同様である。偏光ビームスプリッタ
３を透過したビーム７０はビームスプリッタ１２に入射
して、２つのビーム７１，７２に分割される。ビーム７
１は円柱レンズ１３で非点収差波面が与えられた後、集
光レンズ１５で集光されて光検出器５１ａで受光され
る。一方、ビーム７２は円柱レンズ１４で非点収差波面
が与えられた後、集光レンズ１６で集光されて光検出器
５１ｂで受光される。光検出器５１ａ，５２ｂはいずれ
も第２の実施例に示す光検出器５１と同様である。本実
施例においても、第２実施例と同様に焦点誤差信号は非
点収差法により、トラッキング誤差信号はプッシュプル
法により、それぞれ得ている。

【００３１】本実施例においても第１の実施例と同様
に、光ピックアップヘッド装置２３を構成する対物レン
ズ８のＮＡは０．６としており、光記憶媒体の基板の厚
さが薄い（ｄ１＝０．６ｍｍ）ときには、光記憶媒体の
情報記録面４ａ上に集光されるビーム７０の有する波面
収差の根２乗平均ｗ１が０．０７λ以下となるように設
計した非球面レンズである。光記憶媒体の基板の厚さが
厚い（ｄ２＝１．２ｍｍ）ときには、光記憶媒体４の情
報記録面４ｂ上に集光されるビーム７０の有する波面収
差の根２乗平均ｗ２が０．０７λ以上となる。本実施例
の場合も第１実施例と同様に、光記憶媒体４の基板の厚
さが薄い（ｄ１＝０．６ｍｍ）ときも厚い（ｄ２＝１．
２ｍｍ）ときも１つの集光ビーム７０を用いて光記憶媒
体４の情報記録面４ａもしくは４ｂ上に記録された情報
を読み出すことができる。

【００３２】図８に、本実施例で得られる焦点誤差信号
を示す。横軸は対物レンズ８と光記憶媒体４との相対的
な距離、縦軸は焦点誤差信号の強度である。焦点誤差信
号ＦＥ１は光検出器５１ａから出力される信号を用い
て、焦点誤差信号ＦＥ２は光検出器５１ｂから出力され
る信号を用いて、それぞれ得ている。図７に示す集光レ
ンズ１５，１６は、各々の焦点誤差信号のゼロクロス点
に動作点Ｄ１，Ｄ２がくるように集光レンズ１５，１６
の焦点位置を調節している。

【００３３】本実施例では、光記憶媒体４の基板の厚さ
が薄い（ｄ１＝０．６ｍｍ）ときには、焦点誤差信号Ｆ
Ｅ１を用いて焦点制御を行い、光記憶媒体４の基板の厚
さが厚い（ｄ２＝１．２ｍｍ）ときには、焦点誤差信号
ＦＥ２を用いて焦点制御を行う。複数の焦点誤差信号を
切り替えて用いることにより、光記憶媒体４の基板の厚
さの違いによって１つの焦点誤差信号に発生するオフセ
ットを補正し、さらに図２に示すようなデフォーカス状
態を集光スポットに与えることを可能にしている。本実
施例に示す光学系を用いた場合、焦点誤差信号にオフセ
ット電圧を加えないので、焦点制御範囲が広くとれ、外
乱が発生したとき等のプレイヤビリティーが向上する。

【００３４】なお、第１〜３実施例では、焦点誤差信号
を位相差法及び非点収差法によって、トラッキング誤差
信号を位相差法及びプッシュプル法によって検出する方
法について述べたが、例えば、焦点誤差信号をスポット
サイズディテクション法やフーコー法等、また、トラッ
キング誤差信号を３ビーム法やウォブリング法等、いず
れの方式も全く問題なく本発明の光情報再生方法に適用
することができる。

【００３５】また、光源についても半導体レーザ光源の
例について述べたが、非線形結晶を用いて第２高調波を
発生させて、より短波長のビームを得る光源等、他の様
々な光源を適用可能できる。勿論、ビームスプリッタや
焦点誤差信号の検出を可能にする波面を与える素子とし
て、ホログラム素子を用いることも何等問題ない。

【００３６】また、光記憶媒体の基板の厚さの０．６ｍ
ｍと１．２ｍｍも一例に過ぎず、他の基板の厚さとして
も構わない。

【００３７】本発明の主旨を変えない範囲で、様々な変
形を行うことができる。 （第４の実施例）本発明の更に別の実施例として図９に
光記憶媒体４の情報記録面にビームを集光して光記憶媒
体上に記録された情報を読み取る光ピックアップヘッド
装置２４の構成を示す。光記憶媒体４は第１の実施例と
同様である。光ピックアップヘッド装置２４は、半導体
レーザ光源１、コリメートレンズ２、偏光ビームスプリ
ッタ３、対物レンズ８、λ／４板９、ビームスプリッタ
１２、光検出器５，５２、集光レンズ１６、焦点制御用
アクチュエータ９１、トラッキング制御用アクチュエー
タ９２からなる。

【００３８】半導体レーザ光源１から出射されたビーム
７０が、光記憶媒体４の情報記録面４ａもしくは４ｂ上
に集光され、光記憶媒体４で反射，回折されたビーム７
０が偏光ビームスプリッタ３を透過してビームスプリッ
タ１２に入射し、ビーム７０が２つのビーム７１，７２
に分割されるところまでは、第３の実施例と全く同様で
ある。ビーム７１は光検出器５で受光される。一方、ビ
ーム７２は、集光レンズ１６で集光されて、光検出器５
２の受光面でビーム７２が焦点を結ぶようにしてビーム
７２を光検出器７２で受光する。焦点誤差信号、トラッ
キング誤差信号の検出方法は第１の実施例と同様であ
る。光検出器５２は受光面にアパーチャー６０を有して
おり、集光レンズ１６で集光されたビーム７２と同程度
の大きさの開口を有している。光記憶媒体４の情報記録
面４ａもしくは４ｂ上に記録された情報は、光検出器５
２から出力される信号を用いて得られる。

【００３９】光記憶媒体の厚さが厚い（ｄ２＝１．２ｍ
ｍ）ときには、光記憶媒体４の情報記録面４ｂ上に集光
されるビームの有する波面収差の根２乗平均ｗ２が０．
０７λ以上と大きく、光記憶媒体４の情報記録面４ｂ上
に集光されたビームは比較的大きなサイドロープを持つ
集光スポットとなるので、光記憶媒体４の情報記録面４
ｂ上に記録された情報を読み取る際、クロストーク及び
符号間干渉が発生する。

【００４０】本実施例においては、光検出器５２の受光
面上にビーム７２が焦点を結ぶように構成しているの
で、光源１と光記憶媒体４と光検出器５２とがいわゆる
共焦点光学系となっており、クロストーク及び符号間干
渉の成分は、光検出器５２の受光面に位置するアパーチ
ャー６０によって遮断され、光検出器５２から得られる
信号に含まれるクロストーク及び符号間干渉の成分は非
常に低減される。したがって、本実施例に示す光情報再
生方法では、光記憶媒体４の情報記録面４ｂ上に記録さ
れた情報を非常に信頼性高く再生することが可能とな
る。

【００４１】なお、本実施例では、光検出器５２の受光
面にアパーチャー６０を配置する例について述べたが、
例えば光検出器の受光部の大きさを予め小さく形成する
方法や、光検出器の受光面に非線形透過膜を配置する
等、実質的に光検出器に開口の制限がなされるような構
成の光検出器であれば、全く問題なく本発明の実施例に
示す光検出器５２の代わりに適用することができる。本
発明において、光検出器の開口制限の構成方法に全く制
約を受けることがなく、光記憶媒体上に記録された情報
を非常に信頼性高く再生することが可能となる。

【００４２】（第５の実施例）本発明の更に別の実施例
として図１０にクロストークを低減する光情報装置の構
成を示す。光ピックアップヘッド装置２５から出力され
る信号は、クロストーク低減手段６１に入力されて、光
ピックアップヘッド装置２５から出力される信号に含ま
れるクロストークが低減され、出力端子４５からクロス
トークが低減された信号が出力される。

【００４３】図１１に光検出器５３の構成を、図１２に
クロストーク低減手段の構成を示す。例えば、光検出器
５３を図４に示す光ピックアップヘッド装置２２を構成
する光検出器５１と交換することにより、光ピックアッ
プヘッド装置２５を構成することができる。光検出器５
１の分割線３２は光検出器５３の分割線３３に、光検出
器５１の受光部５０９は光検出器５３の受光部５１７，
５１８に、光検出器５１の受光部５１０は光検出器５３
の受光部５１９，５２０に、光検出器５１の受光部５１
１は光検出器５３の受光部５１３，５１４に、光検出器
５１の受光部５１２は光検出器５３の受光部５１５，５
１６に、それぞれ相当し、第２の実施例と同様に焦点誤
差信号及びトラッキング誤差信号が検出される。

【００４４】光検出器５３の受光部５１４，５１５，５
１８，５１９から出力される信号の和を第１の信号と
し、受光部５１３，５１６，５１７，５２０から出力さ
れる信号の和を第２の信号として、それぞれクロストー
ク低減手段の入力端子４６，４７に入力する。入力端子
４６に入力された信号は、利得調整手段８０で増幅もし
くは減衰させられることによって、強度が調節される。
加算手段８１は、入力端子４７に加えられた信号及び利
得調整手段８０から出力される信号を加算して、入力端
子４６，４７に入力される信号に含まれるクロストーク
を低減する。加算手段８１から出力される信号は出力端
子４５から得られる。

【００４５】第４の実施例においては、光学的にクロス
トークを低減させていたが、本実施例においては、クロ
ストークを電気的に低減させている。本実施例に示す光
情報再生方法においても、第４の実施例と同様に光記憶
媒体上に記録された情報を非常に信頼性高く再生するこ
とが可能となる。

【００４６】なお、本実施例では、クロストーク低減手
段を電気的に実現する一例について述べたが、例えば光
記憶媒体上に３つのビームを照射して実現する方法等、
他の構成のクロストーク低減手段を用いても全く問題な
く本発明の光情報装置に適用することができる。すなわ
ち、本発明においては、クロストーク低減手段の構成に
全く制約を受けることがなく、光記憶媒体の情報記録面
上に記録された情報を非常に信頼性高く再生することが
可能となる。

【００４７】（第６の実施例）本発明の更に別の実施例
として図１３に符号間干渉を低減する光情報装置の構成
を示す。光ピックアップヘッド装置２６から出力される
信号は、符号間干渉を低減する波形等化手段６２に入力
されて、光ピックアップヘッド装置２６から出力される
信号に含まれる符号間干渉が低減され、出力端子４４か
ら符号間干渉が低減された信号が出力される。

【００４８】光ピックアップヘッド装置２６は、どのよ
うな構成の光ピックアップヘッド装置でも構わず、例え
ば第１の実施例〜第５の実施例に示す光ピックアップヘ
ッド装置２１〜２５を何れも用いることができる。

【００４９】図１４に波形等化手段６２の構成を示す。
入力端子４８に入力された信号は、３つの信号に分けら
れる。１つは入力端子４８に入力された信号と同じ信号
Ｉ１、１つは遅延手段８２で遅延時間Ｔが与えられた信
号Ｉ２、１つは遅延手段８２と８３でそれぞれ遅延時間
Ｔが与えられて合計２Ｔの遅延時間が与えられた信号Ｉ
３である。信号Ｉ１及びＩ３は、利得調整加算手段８４
で加算された後、増幅もしくは減衰させられることによ
って、強度が調節される。差動演算手段８５は、信号Ｉ
２及び利得調整加算手段８４から出力される信号を差動
演算して、入力端子４８に入力される信号に含まれる符
号間干渉を低減する。差動演算手段８５から出力される
信号は出力端子４４から得られる。

【００５０】本実施例においては、符号間干渉を電気的
に低減させており、この方法はトランスバーサルフィル
タと呼ばれており、一般によく知られている方法であ
る。本実施例に示す光情報再生方法においても、符号間
干渉を低減させることによって、第４〜５の実施例でク
ロストークを低減させたときと同様に光記憶媒体上に記
録された情報を非常に信頼性高く再生することが可能と
なる。

【００５１】なお、本実施例では、波形等化手段を電気
的に実現するトランスバーサルフィルタの例について述
べたが、例えば第５の実施例に示すクロストーク低減手
段の光検出器を９０度回して配置して実現する方法や、
光記憶媒体上に３つのビームを照射して実現する方法
等、他の構成の波形等化手段を用いても全く問題なく本
発明の光情報装置に適用することができる。すなわち、
本発明において、波形等化手段の構成に全く制約を受け
ることがなく、光記憶媒体の情報記録面上に記録された
情報を非常に信頼性高く再生することが可能となる。

【００５２】（第７の実施例）本発明の更に別の実施例
として図１５に、光ピックアップヘッド装置２５から出
力される信号に対してクロストーク低減手段６１と波形
等化手段６２を両方用いる光情報装置のブロックダイア
グラムを示す。クロストーク低減手段６１と波形等化手
段６２を両方用いることによって、クロストーク及び符
号間干渉をどちらも低減させることにより、第４〜６の
実施例に示す光情報装置よりもさらに信頼性高く光記憶
媒体の情報記録面上に記録された情報を再生することが
可能となる。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたところから明かなように、本
発明は、光源から出射されるコヒーレントビームもしく
は準単色のビームを集光光学系で受けて光記憶媒体上へ
微小スポットにビームを収束した後、前記光記憶媒体で
反射，回折したビームを光検出器で受け、前記光記憶媒
体上に記録された情報を再生する光情報再生方法におい
て、前記光源から出射されるビームの波長をλとし、前
記光記憶媒体の光学的な厚さの最小及び最大をそれぞれ
ｄ１及びｄ２とし、前記光記憶媒体の厚さがｄ１のとき
に前記光記憶媒体上に記録されるトラック方向もしくは
トラックと直交する方向の情報の記録密度をｊ１とし、
前記光記憶媒体の厚さがｄ２のときに前記光記憶媒体上
に記録されるトラック方向もしくはトラックと直交する
方向の情報の記録密度をｊ２としたとき、ｊ１＞ｊ２で
あり、前記光記憶媒体の厚さがｄ１のとき前記集光光学
系で光記憶媒体上に集光されるビームの有する波面収差
の根２乗平均をｗ１とし、前記光記憶媒体の厚さがｄ２
のとき前記集光光学系で光記憶媒体上に集光されるビー
ムの有する波面収差の根２乗平均をｗ２としたとき、ｗ
１＜ｗ２であり、ｗ２＞０．０７λであり、前記光学的
な厚さがｄ１の光記憶媒体上に集光されるビームの大き
さは前記光学的な厚さがｄ１の光記憶媒体上に記録され
る情報を読み取ることが可能な大きさである光情報再生
方法とすることにより、光記憶媒体上に記録される情報
の記録密度及び光記憶媒体の光学的な厚さが大きく異な
る光記憶媒体に記録された情報を、１つの集光ビームを
用いて読み出すことができるようになる。したがって、
本発明の光情報再生方法によれば、光記憶媒体の基板の
厚さ，情報の記録密度等、異なる規格の光記憶媒体に記
録された情報を小型な光ピックアップヘッド装置を用い
て、再生することが可能となり、多機能を有する光情報
システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光ピックアップヘッド
装置の構成図

【図２】本発明の動作を示す光記憶媒体と集光スポット
の関係を示す説明図

【図３】本発明の一実施例を示す光検出器の構成図

【図４】本発明の別の実施例を示す光ピックアップヘッ
ド装置の構成図

【図５】本発明の別の実施例を示す光検出器の構成図

【図６】本発明の動作を示す焦点誤差信号を示す波形図

【図７】本発明の別の実施例を示す光ピックアップヘッ
ド装置の構成図

【図８】本発明の動作を示す焦点誤差信号を示す波形図

【図９】本発明の別の実施例を示す光ピックアップヘッ
ド装置の構成図

【図１０】本発明の別の実施例を示す光情報装置の構成
を示すブロック図

【図１１】本発明の別の実施例を示す光検出器の構成図

【図１２】本発明の別の実施例を示すクロストーク低減
手段の構成を示す回路図

【図１３】本発明の別の実施例を示す光情報装置の構成
を示すブロック図

【図１４】本発明の別の実施例を示す波形等化手段の構
成を示す回路図

【図１５】本発明の別の実施例を示す光情報装置の構成
を示すブロック図

【図１６】従来の光ピックアップヘッド装置の構成図

【符号の説明】

１ 半導体レーザ光源 ２ コリメートレンズ ３ 偏光ビームスプリッタ ４ 光記憶媒体 ４ａ 情報記録面 ４ｂ 情報記録面 ５ 光検出器 ７ 平行平板 ７ａ 集光スポット ７ｂ 集光スポット ７ｃ 集光スポット ８ 対物レンズ ９ １／４波長板 １０ 有限系対物レンズ １２ ビームスプリッタ １３ 円柱レンズ １４ 円柱レンズ １５ 集光レンズ １６ 集光レンズ １７ 対物レンズ ２１ 光ピックアップヘッド装置 ２２ 光ピックアップヘッド装置 ２３ 光ピックアップヘッド装置 ２４ 光ピックアップヘッド装置 ２５ 光ピックアップヘッド装置 ２６ 光ピックアップヘッド装置 ２７ 光ピックアップヘッド装置 ３１ 分割線 ３２ 分割線 ３３ 分割線 ４３ 情報記録面 ４４ 出力端子 ４５ 出力端子 ４６ 入力端子 ４７ 入力端子 ４８ 入力端子 ５１ 光検出器 ５１ａ 光検出器 ５１ｂ 光検出器 ５２ 光検出器 ５３ 光検出器 ６０ アパーチャー ６１ クロストーク低減手段 ６２ 波形等化手段 ７０ ビーム ７１ ビーム ７２ ビーム ８０ 利得調整手段 ８１ 加算手段 ８２ 遅延手段 ８３ 遅延手段 ８４ 利得調整加算手段 ８５ 差動演算手段 ９１ 焦点制御用アクチュエータ ９２ トラッキング制御用アクチュエータ ５０１ 光検出部 ５０２ 光検出部 ５０３ 光検出部 ５０４ 光検出部 ５０５ 光検出部 ５０６ 光検出部 ５０７ 光検出部 ５０８ 光検出部 ５０９ 光検出部 ５１０ 光検出部 ５１１ 光検出部 ５１２ 光検出部 ５１３ 光検出部 ５１４ 光検出部 ５１５ 光検出部 ５１６ 光検出部 ５１７ 光検出部 ５１８ 光検出部 ５１９ 光検出部 ５２０ 光検出部 Ａ オフセット電圧 ｄ 光記憶媒体の基板の厚さ ｄ１ 光記憶媒体の基板の厚さ ｄ２ 光記憶媒体の基板の厚さ Ｄ１ 動作点 Ｄ２ 動作点 ＦＥ１ 焦点誤差信号 ＦＥ２ 焦点誤差信号 Ｉ１ 信号 Ｉ２ 信号 Ｉ３ 信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 定夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−19836（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−69842（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−225572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−76061（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95224（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/00 G11B 7/135

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から出射されるコヒーレントビームも
   しくは準単色のビームを集光光学系で受けて光記憶媒体
   上へ微小スポットにビームを収束した後、前記光記憶媒
   体で反射，回折したビームを光検出器で受け、前記光記
   憶媒体上に記録された情報を再生する光情報再生方法に
   おいて、前記光源から出射されるビームの波長をλと
   し、前記光記憶媒体の光学的な厚さをそれぞれｄ１また
   はｄ２とし、前記光記憶媒体の厚さがｄ１のときに前記
   光記憶媒体上に記録されるトラック方向もしくはトラッ
   クと直交する方向の情報の記録密度をｊ１とし、前記光
   記憶媒体の厚さがｄ２のときに前記光記憶媒体上に記録
   されるトラック方向もしくはトラックと直交する方向の
   情報の記録密度をｊ２としたとき、ｊ１＞ｊ２であり、
   前記光記憶媒体の厚さがｄ１のとき前記集光光学系で光
   記憶媒体上に集光されるビームの有する波面収差の根２
   乗平均をｗ１とし、前記光記憶媒体の厚さがｄ２のとき
   前記集光光学系で光記憶媒体上に集光されるビームの有
   する波面収差の根２乗平均をｗ２としたとき、ｗ１＜ｗ
   ２であり、ｗ２＞０．０７λである光情報再生方法。
2. 【請求項２】光検出器から得られる信号を波形等化手段
   もしくはクロストーク低減手段に入力して符号間干渉も
   しくは隣接トラックからのクロストークを低減させて光
   記憶媒体上に記録された情報を再生する請求項１記載の
   光情報再生方法。
3. 【請求項３】光源と光記憶媒体と光検出器とが共焦点光
   学系となるように配置して光記憶媒体上に記録された情
   報を再生する請求項１記載の光情報再生方法。
4. 【請求項４】光記憶媒体の厚さがｄ１とｄ２とで異なる
   焦点誤差信号もしくは動作点を異ならせた焦点誤差信号
   を用いて集光光学系の焦点位置を制御して光記憶媒体上
   に記録された情報を再生する請求項１記載の光情報再生
   方法。