JP3289798B2

JP3289798B2 - 光学式情報読み取り方法及び装置

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Publication number: JP3289798B2
Application number: JP24715693A
Authority: JP
Inventors: 孝則前田
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 2002-06-10
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: US5485441A; JPH07105540A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号や音声信号等
の情報を記録する、例えば光ディスクなどの光学式記録
媒体に記録された記録信号を再生するための光学式情報
読み取り方法及び装置に係わり、より詳細には情報の記
録密度を高めた光学式記録媒体上の情報を読み取って再
生するための光学式情報読み取り方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば光ディスクなどの光学式記録媒体
を回転させ、その光学式記録媒体に記録された信号を読
み出す場合において、その読み出すべき情報量の飛躍的
な増加に伴い、短時間で大量の情報を読み出すことが要
求されてきている。また、高精彩度テレビジョンの信号
を記録し、これを読み出す場合には、高い周波数までの
信号を記録再生できる、いわゆる信号の広帯域化が必要
となっている。

【０００３】これら記録情報の大量化や、広帯域化に対
応するために、信号をさらに微細に光ディスク中に記録
する方法が試みられている。すなわち、単位長さ当りに
記録される、情報を含んだ凸部（以下、信号ピットとい
う。）の数を増加させることにより記録可能な情報量を
増加させ、さらに１個の信号ピットを微細化することに
より記録信号の広帯域化を図るとともに、これら高密度
化した信号ピットを再生するために単位時間当たりに読
み取る信号ピット数を増加させようという試みである。

【０００４】従来の光学式ピックアップ装置を含んだ光
学式再生装置の構成を図９に示す。図９において、４１
は発光点の大きさが直径０．１μｍ程度の点光源を構成
する横シングルモードの半導体レーザ、４２は光ディス
ク４４への照射光と光ディスク４４からの反射光を分離
する分波器、４３は半導体レーザーからの光線束を光デ
ィスク４４上に収束させる対物レンズ、４５は反射光を
検出するｐｉｎフォトダイオード等により構成される光
検出器である。このとき、光源４１の半導体レーザーの
波長λと対物レンズ４３の開口数ＮＡは、λ／ＮＡ＞
０．１μｍとなるように選ばれており、光ディスク４４
上の半導体レーザーのスポットの大きさは、いわゆる回
折限界によって決定され、その直径は、１．２２×λ／
ＮＡとなる。

【０００５】また、光ディスク４４上の信号ピットは、
光ディスク中の円周方向に一列（以下、信号トラックと
いう。）を形成した凸部として配列され、光ディスク全
体としては螺旋状に配列され、１本の信号トラックを形
成している。また、一つの信号ピットの円周方向に沿っ
た長さの変化が、記録されるべき信号の変調度の変化に
対応するように情報が記録されている。

【０００６】図１０（ａ）に光ディスクの平面図（一部
分）を示し、図１０（ｂ）に平面図におけるＡ−Ｂ部の
断面図を示す。光ディスクは、図１０（ａ）におけるＡ
−Ｂを結ぶ方向を接線方向とする方向に回転する。ま
た、図１０（ｂ）において、光源からの光は図中下方か
ら上方に向けて照射され、透明樹脂層５３を透過して、
信号ピットに照射される。

【０００７】図１０（ｂ）に示すように、光ディスクは
保護層５１、反射膜５２及び透明樹脂層５３からなり、
信号ピットは保護層５１と透明樹脂層５３の間に反射膜
５２とともに形成されている。この信号ピットの回転方
向の長さを読み取ることにより、光ディスクに記録され
た情報を再生することができる。

【０００８】次に、図９を用いて従来技術の光ピックア
ップ装置の動作を説明する。光源４１としての半導体レ
ーザーから発光されたレーザー光は、分波器４２によっ
て変向され、対物レンズ４３によって光ディスク４４中
の信号ピットに結像されるように照射される。このレー
ザー光のスポットが信号ピットに当たり、信号ピットに
よって回折されるとき、信号ピットの大きさによってそ
の回折量が変化する。この回折量の変化により、対物レ
ンズ４３に反射される反射光の量が変化する。これによ
り、信号ピットに照射されたレーザー光が信号ピットの
形によって変調されたことになる。この変調された反射
光を対物レンズ４３、分波器４２を介して光検出器４５
で検出することにより、光ディスク４４中に記録された
情報を読み取ることができる。

【０００９】さらに、光ディスク４４からの反射光に
は、分波器４２を通過する際に非点収差が与えられる。
この非点収差によって、光束の縦方向の集光位置と横方
向の集光位置に差が生じ、この二つの集光位置の中間に
光検出器４５を配置することによって、光検出器４５上
に反射光の焦点が合うようになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記に示す構成を持つ
従来の光ピックアップ装置において、信号ピットの長さ
及び信号ピットの間隔を短くして情報密度を向上させた
光ディスク４４中の情報を読み取ろうとすると、信号ピ
ットの大きさ及び間隔が小さいために、レーザー光の回
折光が対物レンズ４３の外に出てしまい、いわゆる光学
的なカットオフ周波数（ＮＡ／λに比例する。）を越え
てしまうため、情報の読み取りが不可能になる。

【００１１】そこで、光学的カットオフ周波数を上げて
光ピックアップの再生空間周波数（ＮＡ／λに比例す
る。）を高くする必要が出てくるが、このためには光源
４１からの光の波長を短くするか、または対物レンズ４
３の開口数を増加させなければならない。

【００１２】しかしながら、光源からの光の波長を短く
するためには、現在の半導体レーザーの代わりにガスレ
ーザーや非線形光学素子を用いたレーザー等を用いる必
要があり、装置が高価になり、且つ大型化するという問
題点が生じる。

【００１３】また、対物レンズ４３の開口数を大きくし
ようとすると、対物レンズ４３が大型化して制作が困難
になる。さらに、光ディスク４４の傾きや表面の不均一
性などの影響によって光ディスク４４上での光スポット
の形状が大きく変化し、周囲の信号ピットの信号をも併
せて検出してしまうために、これらの影響を少なくする
ための対物レンズ４３の製造が困難であるという問題が
生じる。

【００１４】本発明の目的は、情報の記録密度を向上さ
せて記録された光ディスク中の信号ピットを読み取るこ
とが可能な光ピックアップ装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、凹凸状の信号ピットが形
成された記録媒体から情報を読み出すための光学式情報
読み取り方法において、記録媒体に形成された凹凸状の
信号ピットに存在する一対のピットエッジ部のうち一方
の当該ピットエッジ部に一の読み取り光を照射し、相対
する他方の当該ピットエッジ部に他の読み取り光を照射
し、前記一対のピットエッジ部のそれぞれからの前記読
み取り光の反射光を検出信号に変換するように構成す
る。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の
構成に加えて、前記読み取り光が対物レンズ外の領域を
介して照射されるよう構成する。請求項３に記載の発明
は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記検出信
号を前記ピットの長さを示す情報に変換するよう構成す
る。

【００１６】請求項４に記載の発明は、記録媒体に形成
された凹凸状の信号ピットに存在する一対のピットエッ
ジ部のうち一方の当該ピットエッジ部に一の読み取り光
を照射し、相対する他方の当該ピットエッジ部に他の読
み取り光を照射する光源と、前記一対のピットエッジ部
のそれぞれからの前記読み取り光の反射光を検出信号に
変換する光電変換器と、を備えて構成する。請求項５に
記載の発明は、請求項４に記載の発明の構成において、
前記読み取り光が対物レンズ外の領域を介して照射され
るように前記光源が配置されるよう構成する。請求項６
に記載の発明は、請求項４に記載の発明の構成に加え
て、前記検出信号を前記ピットの長さを示す情報に変換
する信号復調手段とを備えて構成する。

【００１７】請求項７に記載の発明は、凹凸状の信号ピ
ットを周方向の同一軌道上に配列してなる信号トラック
によって情報を形成してなる光学式記録媒体中の信号ピ
ットを走査して読み取り、再生信号を出力する光学式再
生装置において、光軸が前記光学式記録媒体の記録面に
対して直角でない一定の角度を持ち、凹凸状の信号ピッ
トに存在する一対のピットエッジ部のうち一方の当該ピ
ットエッジ部に一の読み取り光を照射し、相対する他方
の当該ピットエッジ部に他の読み取り光を照射する対を
なす光源を、一対又は複数対持つ照射手段と、当該対を
なす光源を構成する一方の光源からの照射と、他方の光
源からの照射とを、交互に切り替えるように制御する照
射制御手段と、前記光源ごとの照射光の前記ピットエッ
ジ部における反射光をそれぞれ光電変換し、得られた前
記光源ごとの検出信号を前記対をなす光源ごとに合成し
て復調する信号復調手段と、を備えて構成する。

【００１８】請求項８に記載の発明は、凹凸状の信号ピ
ットを周方向の同一軌道上に配列してなる信号トラック
によって情報を形成してなる光学式記録媒体中の信号ピ
ットを走査して読み取り、再生信号を出力する光学式再
生装置において、光軸が前記光学式記録媒体の記録面に
対して直角でない一定の角度を持ち、凹凸状の信号ピッ
トに存在する一対のピットエッジ部のうち一方の当該ピ
ットエッジ部に一の読み取り光を照射し、相対する他方
の当該ピットエッジ部に他の読み取り光を照射する対を
なす光源を、一対又は複数対持つ照射手段と、前記対を
なす光源の一方の光源が前記信号トラックを照射した
後、他方の光源が前記一方の光源が照射した前記信号ト
ラックと同一の前記信号トラックを照射するように制御
する照射制御手段と、前記対をなす光源の照射による反
射光を検出するように対物レンズの移動を制御する対物
レンズ移動制御手段と、前記対をなす光源を構成する一
方の光源の照射による検出信号と、他方の光源の照射に
よる検出信号とを個別に記憶し、前記個別に記録された
検出信号を合成して情報を復調する信号復調手段と、を
備えて構成する。

【００１９】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、例えばコンパ
クトディスクに代表される記録媒体上に形成された凹凸
状の信号ピットに存在する一対のピットエッジ部のうち
一方の当該ピットエッジ部に一の読み取り光を照射し、
相対する他方の当該ピットエッジ部に他の読み取り光を
照射する。ここで、一対のピットエッジ部とは、凹凸状
の信号ピットを形成している側壁部のうち、相対する部
分を示す。その後、一対のピットエッジ部のそれぞれに
よって反射された読み取り光の反射光を検出信号に変換
する。請求項２に記載の発明によれば、請求項1の作用
に加えて、読み取り光は対物レンズ外の領域を介してピ
ットエッジ部に照射される。請求項３に記載の発明によ
れば、請求項１の作用に加えて、検出信号をピットの長
さを示す情報に変換する。

【００２０】請求項４に記載の発明によれば、光源は、
例えばコンパクトディスクに代表される記録媒体に形成
された凹凸状の信号ピットに存在する一対のピットエッ
ジ部のうち一方の当該ピットエッジ部に一の読み取り光
を照射し、相対する他方の当該ピットエッジ部に他の読
み取り光を照射し、光電変換器は、前記一対のピットエ
ッジ部のそれぞれからの前記読み取り光の反射光を検出
信号に変換する。ここで、光電変換器は集光された読み
取り光の反射光が、その受光面に結像するように配置さ
れている。請求項５に記載の発明によれば、請求項４の
作用に加えて、読み取り光は対物レンズ外の領域を介し
てピットエッジ部に照射される。請求項6に記載の発明
によれば、請求項４の作用に加えて、検出信号をピット
の長さを示す情報に変換する。

【００２１】請求項７に記載の発明によれば、照射手段
は、一対又は複数対の光源により、光軸が前記光学式記
録媒体の記録面に対して直角でない一定の角度で信号ピ
ットの相対する位置にあるピットエッジ部のうち、一方
の当該ピットエッジ部に一の読み取り光を照射し、相対
する他方の当該ピットエッジ部に他の読み取り光を照射
する。

【００２２】照射制御手段は、前記対をなす光源を構成
する一方の光源の照射と、他方の光源の照射とを、信号
ピットの進行速度に対して充分に速い速度で交互に切り
替えるように制御する。

【００２３】信号復調手段は、前記光源ごとの照射光の
前記ピットエッジ部における反射光をそれぞれ光電変換
し、得られた前記光源ごとの検出信号を、前記対をなす
光源ごとに合成して復調する。

【００２４】請求項８に記載の発明によれば、照射手段
は、一対又は複数対の光源により、光軸が前記光学式記
録媒体の記録面に対して直角でない一定の角度で信号ピ
ットの相対する位置にあるピットエッジ部のうち、一方
の当該ピットエッジ部に一の読み取り光を照射し、相対
する他方の当該ピットエッジ部に他の読み取り光を照射
する。

【００２５】照射制御手段は、前記対をなす光源の一方
の光源が信号トラックを照射した後、他方の光源が前記
一方の光源が照射した信号トラックと同一の信号トラッ
クを照射するように制御する。

【００２６】対物レンズ移動制御手段は、前記対をなす
光源の照射による反射光を検出するように対物レンズの
移動を制御する。信号復調手段は、前記対をなす光源を
構成する一方の光源の照射による検出信号と、他方の光
源の照射による検出信号とを個別に記憶し、前記個別に
記録された検出信号を合成して情報を復調する。

【００２７】以上説明した作用により、上記８つの発明
のいずれを用いても、信号ピットのピットエッジ部を、
一対のピットエッジ部のうち一方の当該エッジ部に一の
読み取り光を照射し、相対する他方の当該ピットエッジ
部に他の読み取り光を照射し、その結果得られるピット
エッジの位置を示す反射光を光電変換器によって検出す
るので、隣接するピットのピットエッジ部であって、同
時に照射されるピットエッジ部の間隔が、読み取り光及
び光電変換器の分解能より大きければ、そのピットエッ
ジ部を検出することができる。

【００２８】その後、検出したピットエッジ部の位置を
示す信号を合成することにより、読み取り光及び光電変
換器の分解能より小さいために検出不能であった信号ピ
ットでも、１個のピットとして検出することができる。

【００２９】したがって、信号ピットの大きさ及び隣接
する信号ピットの間隔を小さくして従来技術より情報の
記録密度を高めた光学式記録媒体の情報を読み取り、再
生することができる。

【００３０】

【実施例】次に、本願発明に好適な実施例を図面に基づ
いて説明する。（Ｉ）原理実施例を説明する前に、本願発明の原理を説明する。

【００３１】本願発明は、例えばコンパクトディスクに
代表される記録媒体に形成された凹凸状の信号ピットに
存在する一対の側壁部（以下、ピットエッジ部と言う。
図１０において斜線にて示す。）のそれぞれに読み取り
光を個別に照射し、その照射光が、当該一対のピットエ
ッジ部で散乱されることにより反射光となり、この反射
光を個別に電気信号に変換し、その信号を合成して１個
の信号ピットを検出する方法である。

【００３２】この方法を実施するための装置として、記
録媒体に形成された凹凸状の信号ピットに存在する一対
のピットエッジ部のそれぞれに読み取り光を個別に照射
する光源と、前記一対のピットエッジ部のそれぞれから
の前記読み取り光の反射光を個別に電気信号に変換する
光電変換器からなる光学式ピックアップ装置があり、当
該光電変換器からの信号を復調することにより高密度な
信号ピットに含まれる情報の再生が可能となるものであ
る。

【００３３】以下、この光学式ピックアップ装置を光学
式再生装置に応用した実施例を説明する。（II）第１実施例図１及び図２に請求項１乃至６又は７に記載の発明に対
応する実施例を示す。

【００３４】本実施例の特徴は、従来の技術における、
信号ピットに対して垂直な方向から照射していた方法と
異なり、信号ピットに対して左右斜めの２方向から信号
ピットの相対する２つのピットエッジ部を個別に照射
し、当該ピットエッジからの反射光を個別に検出し、そ
れらを合成することによって、信号ピットの長さとして
記録されている情報を再生しようとするものである。

【００３５】以下、本実施例の構成及び動作を説明す
る。図１に示すように、本実施例は、光ディスク１４
を、信号ピットが変調されている方向と平行な方向（例
えば、図１中右下方）から信号ピットを照射する光源１
１と、信号ピットが変調されている方向と平行な方向で
光源１１と対面する方向（例えば、図１中左下方）から
信号ピットを照射する光源１２と、光源１１及び光源１
２が照射した信号ピットからの反射光を集光する対物レ
ンズ１３と、対物レンズ１３によって集光された信号ピ
ットからの変調された反射光を光電変換する光検出部１
５と、光源１１と光源１２の照射を信号ピットの進行速
度より十分に早い速度で切り替える光源切り替え部１６
と、光源切り替え部１６を介して光源１１及び光源１２
に電力を供給する光源ドライバ１７と、光源切り替え制
御信号を生成して光源切り替え部１６に出力するととも
に、当該光源切り替え制御信号に基づいて光検出器１５
の出力を切り替え、光検出器１５の出力に基づいて信号
ピットに含まれた情報を復調し、図示しない従来技術の
ディジタル信号復調部へ復調信号を出力する信号復調部
Ｉ１８と、を備えて構成されている。

【００３６】また、図２に示すように、信号復調部Ｉ１
８は、光源１１と光源１２を切り替えるための制御信号
としての高周波信号を生成し、光源切り替え部１６及び
信号切り替え器２２へ出力する高周波発振器２１と、高
周波発振器２１で生成された光源切り替え制御信号に基
づいて光検出器１５の出力のうち、光源１１の照射光に
よる反射光の出力と、光源１２の照射光による反射光の
出力とを切り替え、それぞれを別個にローパスフィルタ
ー２３及び２４に出力する信号切り替え器２２と、信号
切り替え器２２からの光源１１と光源１２のそれぞれの
反射光による出力のうち、一方の出力の高周波成分をカ
ットするローパスフィルター２３と、信号切り替え器２
２からの光源１１と光源１２のそれぞれの反射光による
出力のうち、他方の出力の高周波成分をカットするロー
パスフィルター２４と、ローパスフィルター２３及びロ
ーパスフィルター２４を通過してきた信号をトリガーと
して所定の間隔の計数をカウントし、その結果を信号ピ
ットの長さを示す復調信号として図示しない従来技術の
ディジタル信号復調部へ出力する計数器２５と、を備え
て構成されている。

【００３７】次に、図１から図５までを用いて動作を説
明する。光源１１は、信号ピットの信号により変調され
ている方向と平行な方向（例えば、図１中右下方）から
信号ピットを照射する。また光源１２は、信号ピットの
信号により変調されている方向と平行な方向で光源１１
と対面する方向（例えば、図１中左下方）から信号ピッ
トを照射する。照射された光は光ディスク１４中のピッ
トエッジ部で散乱されることによって反射光となる。

【００３８】ここで、照射された光がピットエッジ部に
よって散乱された結果、反射光が得られる原理につい
て、図３を用いて説明する。図３において、（１）は光
ディスク中の信号ピットである。図３は、この信号ピッ
トが光ディスクの図３中左下方のＡ方向から光源１２に
より、図３中右下方のＢ方向から光源１１により照射さ
れている状況を示している。ここで、Ａ方向から照射さ
れた光は、図３（１）における信号ピットのピットエッ
ジ部ａ、ｃ及びｅ（図３中、斜線にて示す。）にて散乱
され、それぞれ反射光が得られる。さらに、光ディスク
が図３中の矢印で示す方向に回転している場合には、そ
れぞれのピットエッジからの反射光の強度と時間の関係
は図３（２）で示す関係が得られる。同様にして、Ｂ方
向から照射された光は、図３（１）における信号ピット
のピットエッジ部ｂ、ｄ及びｆ（図３中斜線にて示
す。）にて散乱され、その反射光の強度と時間の関係は
図３（３）に示す関係となる。

【００３９】本実施例は、図３（２）及び図３（３）に
示すような強度を持つ反射光を個別に検出し、検出後に
合成することによって図３（１）のａｂ間、ｃｄ間及び
ｅｆ間の長さ、すなわち信号ピットの長さを算出し、長
さの情報として再生するものである。

【００４０】次に、ピットエッジ部の散乱によって得ら
れた反射光は、光検出器１５によって検出され、光電変
換されて信号復調部Ｉ１８へ出力される。信号復調部Ｉ
１８へ出力された信号は、信号復調部Ｉ１８において信
号ピットの長さを示す情報に変換され、図示しないディ
ジタル信号処理部へ出力され、音声信号や画像信号等に
変換される。

【００４１】ここで、信号復調部Ｉ１８における信号復
調方法について、図４を用いて詳説する。初めに、光源
１１及び光源１２の照射方法について説明する。光源１
１及び光源１２は、光ディスク１４中のピットエッジ部
を照射するのであるが、その際に、信号復調部Ｉ１８中
の高周波発振器２１によって生成される光源切り替え制
御信号に基づいて、信号ピットが光源の照射位置（光源
１１と光源１２は、略同じ照射位置となるように予め設
置されている。）を通過する時間よりも十分に短い時間
間隔をもって切り替えられている。すなわち、１つの信
号ピットが２つの光源の照射位置を通過する間に、光源
１１と光源１２が十分に早い切り替え速度を持って交互
に同じ信号ピットを照射し、それぞれのピットエッジ部
からの反射光が交互に得られるのである。

【００４２】以上の動作を図４を用いて説明すると、図
４（１）に示す１つの信号ピットが、光ディスクの進行
に伴って図中右から左に移動しているとき、光源１１及
び光源１２は、図４（２）に示す光源切り替え制御信号
に基づいて信号ピットの移動より十分に早い速度で切り
替えられつつピットエッジ部を照射する。この照射によ
り得られた反射光による光検出器の出力と時間の関係が
図４（３）である。図４（３）においては、当初光源１
２の照射によるピットエッジ部ｇ（図中、斜線にて示
す。）の出力が得られ、信号ピットの長さに相当する時
間が経過したのちに光源１１の照射によるピットエッジ
部ｈ（図中、斜線にて示す。）の出力が得られている。
なお、それぞれの出力信号は、光源１１と光源１２を高
速度で切り替えているため、櫛状の波形となっている。
この出力において、光源１１の照射による反射光の出力
と、光源１２の照射による反射光の出力とは互いに位相
が逆になっている。

【００４３】光検出器１５から出力された櫛状の出力
は、信号復調部Ｉ１８中の信号切り替え器２２に入力さ
れる。信号切り替え器２２においては、高周波発振器２
１から出力される光源切り替え制御信号に基づいて、光
源１１及び光源１２の切り替え周期に同期して、光検出
器１５の出力が切り替えられる。これにより、光源１１
からの光の反射光による光検出器１５の出力と、光源１
２からの光の反射光による光検出器１５の出力とが分離
され、それぞれの出力が個別にローパスフィルター２３
及び２４に出力される。ローパスフィルター２３及び２
４においては、それぞれの出力の成分のうち高周波部分
が削除され、図４（４）及び図４（５）の波形となって
計数器２５へ出力される。計数器２５においては、ロー
パスフィルター２３及び２４からの出力をトリガーと
し、一定周期の計数を行い、その計数結果ｎ（図４
（６））を信号ピットの長さｌ₁を示す情報として図示
せぬディジタル信号処理部へ出力する。

【００４４】以上の動作により、ピットエッジの反射光
が、信号ピットの長さを示す信号に変換され、図示せぬ
ディジタル信号処理部へ出力される。以上説明したよう
に、本実施例によれば、信号ピットに対して斜め方向か
らピットエッジを照射し、これを検出し、信号ピットの
長さの情報に変換することによって、従来技術の光ディ
スクよりも情報密度を高めた光ディスクの情報を、従来
技術の光検出器で検出し、情報として再生することが可
能となる。

【００４５】この効果について図５を用いて詳説する。
図５において、図５（１）は従来技術の光ディスクであ
り、長さｌ₂の信号ピット（Ｗ）、（Ｘ）が間隔ｌ₃を
おいて並んでいる状況を示している。また、図５（２）
は情報の記録密度を高めた高情報密度光ディスクであ
り、長さｌ₄の信号ピット（Ｙ）および長さｌ₆の信号
ピット（Ｚ）が間隔ｌ₅をおいて並んでいる状況を示し
ている。なお、理解しやすくするため、図５においては
ピットエッジ部は光ディスク表面に対して垂直になって
いるものと仮定し、ピットエッジ部は斜線で示してい
る。

【００４６】図５（１）と、図５（２）を比較すると、
図５（１）では、２個の信号ピットを記録するために、２×ｌ₂＋ｌ₃ の長さが必要であるが、図５（２）では、２個の信号ピ
ットを記録するために、ｌ₄＋ｌ₅＋ｌ₆ の長さで足り、図５（２）の光ディスクは図５（１）の
光ディスクに比べて情報密度が高められていることがわ
かる。この高情報密度光ディスクの信号ピットを従来技
術の分解能（図５（１）に示す信号ピットを識別できる
分解能）を持つ光検出器で検出する場合に、従来技術の
ように信号ピットに垂直な方向から照射すると、高情報
密度光ディスクの信号ピットは、光検出器の分解能以下
の大きさであるために２個の信号ピットとして識別でき
なくなる。

【００４７】これに対し、本実施例におけるピットエッ
ジを検出する方法であれば、ピットエッジ部ｉ、ｊ、ｋ
及びｍを照射するが、ここで、ピットエッジ部ｉ、ｋ及
びｊ、ｍは、それぞれ従来技術の光検出器で分解可能な
距離だけ離れているので、従来技術の光検出器を用いて
も、図５（３）及び図５（４）に示す出力を得ることが
できる。これを計数器２５において信号ピットの長さに
変換し、出力する（図５（５））ので、高情報密度光デ
ィスクの信号ピットであっても従来技術の光検出器で検
出可能となるのである。（III ）第２実施例図６及び図７に請求項１乃至６又は８に記載の発明に対
応する実施例を示す。

【００４８】本実施例は、光ディスクの信号ピットに対
し、斜め方向から照射して、ピットエッジ部を検出する
点では第１実施例と共通であるが、本実施例では、光源
を高速で切り替えることはせずに、光ディスクの回転を
高速化し、同一信号トラックを複数回トレースする。そ
して、１回トレースする毎に光源を切り替えるととも
に、１回トレースする毎に計数結果を記憶し、１つの信
号トラックを２回トレースして両方向の光源による検出
結果が揃った後に、１つの信号として合成する点を特徴
としている。

【００４９】以下、本実施例の構成及び動作を説明す
る。図６に示すように、本実施例は、光ディスク１４
を、信号ピットの信号により変調されている方向と平行
な方向（例えば、図６中右下方）から信号ピットを照射
する光源１１と、信号ピットの信号により変調されてい
る方向と平行な方向で光源１１と対面する方向（例え
ば、図６中左下方）から信号ピットを照射する光源１２
と、光源１１及び光源１２が照射した光の信号ピットか
らの反射光を集光する対物レンズ１３と、対物レンズ１
３によって集光された信号ピットからの変調された反射
光を光電変換する光検出器１５と、光検出器１５の出力
をトリガーとして所定の間隔の計数をカウントする計数
器２５と、光源１１と光源１２の照射状況を切り替える
光源切り替え部１６と、光源切り替え部１６を介して光
源１１及び光源１２に電力を供給する光源ドライバ１７
と、光ディスク１４の回転毎に回転パルスを発生する回
転パルス発生部３３と、光源切り替え制御信号を生成し
て光源切り替え部１６及び信号切り替え器２２へ出力す
るとともに、対物レンズ移動制御信号を生成して対物レ
ンズ移動制御部３５に出力するアクセスコントローラー
３４と、アクセスコントローラー３４からの対物レンズ
移動制御信号に基づいて最適トレース状況が得られるよ
うに対物レンズを移動させる対物レンズ移動制御部３５
と、アクセスコントローラー３４からの光源切り替え制
御信号に基づき、光源１１と光源１２の切り替え周期に
同期して計数器２５からの出力を切り替え、光源１１の
照射による反射光の検出結果と、光源１２の照射による
反射光の検出結果を分離する信号切り替え器２２と、信
号切り替え器２２によって分離された出力を個別に記憶
するメモリ３１及びメモリ３２と、メモリ３１及びメモ
リ３２から出力された計数結果を合成し、信号ピットの
長さを示す信号に変換して、図示しないディジタル信号
復調部へ出力する信号復調部II３６と、を備えて構成さ
れている。

【００５０】次に、図６及び図７を用いて動作を説明す
る。光源１１と光源１２によってピットエッジ部に読み
取り光が照射され、エッジ部における散乱によって反射
光が得られ、それが光検出器１５によって光電変換さ
れ、検出信号が得られるまでは、第１実施例と同様であ
るので細部説明は省略する。

【００５１】ただし、本実施例においては、光源１１と
光源１２の切り替えを、信号ピットの進行速度に対して
十分に速い速度で実施するのではなく、光ディスクが１
回転するごとに切り替えを実施する点で、第１実施例と
異なっている。

【００５２】計数器２５においては、光検出器１５の出
力をトリガーとして、光検出器１５で検出したピットエ
ッジ部の間隔を計数し、結果を信号切り替え器２２に出
力する。

【００５３】信号切り替え部２２においては、アクセス
コントローラ３４の光源切り替え制御信号に基づき光源
１１と光源１２の切り替え周期に同期して計数器２５か
らの出力信号を切り替え、光源１１による反射光の検出
結果と、光源１２による反射光の検出結果を分離する。

【００５４】メモリ３１及びメモリ３２においては、信
号切り替え部２２によって分離された計数結果をそれぞ
れの信号トラック毎に記憶する。ここで、本実施例にお
ける信号トラックのトレースと、ピットエッジ部、及び
検出した信号の復調の関係について図７のタイミングチ
ャートを用いて説明する。

【００５５】図７においては、光源１１の照射によるピ
ットエッジの計数結果をメモリ３１に記憶し、光源１２
の照射によるピットエッジの計数結果をメモリ３２に記
憶するものとする。

【００５６】また、図７において、（Ｘ→Ｙ）の表示は
Ｘ番目の信号トラックを光源Ｙで照射した結果を示して
おり、例えば、（ｎ→１１）はｎ番目の信号トラックを
光源１１で照射した結果を示すものとする。

【００５７】ここで、光ディスクは通常の４倍の速度で
回転しているとする。回転パルス発生部３３は、光ディ
スクの１回転毎にパルスを発生している（図７中
（１））。このパルスに基づいて、アクセスコントロー
ラー３４は光ディスク２回転毎に半周期づつずれて光源
切り替え制御信号（図７中（２））を光源切り替え器１
６及び信号切り替え器２２に出力する。

【００５８】光源切り替え器１６においては、光源切り
替え制御信号に基づいて光源１１と光源１２を切り替え
る（図７中（３））。図７においては、光ディスクの最
初の１回転目は光源１１で光ディスクを照射することを
示している。

【００５９】また、同時に、信号切り替え器２２におい
ては、光源切り替え制御信号に基づいて、光源１１の照
射によるピットエッジ部の計数結果と、光源１２の照射
によるピットエッジ部の計数結果とを切り替える（図７
中（４））。図７においては、光ディスクの最初の１回
転目は光源１１の照射によるピットエッジ部の計数結果
を出力することを示している。

【００６０】光源切り替え器１６及び信号切り替え器２
２においては、以降は同様にしてアクセスコントローラ
ー３４からの光源切り替え制御信号が入力する度に光源
１１と光源１２、及びそれぞれの出力を切り替えること
を繰り返す。

【００６１】さらに、アクセスコントローラー３４は、
対物レンズ移動制御部３５に対して、最適トレース状況
が得られるように対物レンズ１３を移動させるための対
物レンズ移動制御信号を出力している（図７中
（５））。図７においては、光ディスク１４の１回転目
が終了したのち、アクセスコントローラー３４からの光
源切り替え制御信号が出力されるまでの間に２回の信号
トラック移動（トラックジャンプ）を命ずる信号を出力
している。この信号により、光ディスクの１回転目に、
例えばｎ番目の信号トラックをトレースし、２回転目に
入ってｎ＋１番目の信号トラックをトレースしていた対
物レンズ１３は２回トラックジャンプすることによりｎ
−１番目の信号トラックに戻ってトレースを開始する。
この間に、アクセスコントローラー３４は、光源切り替
え器１６及び信号切り替え器２２に対して光源切り替え
制御信号を出力しており、光源切り替え器１６及び信号
切り替え器２２はそれぞれ光源１１側から光源１２側に
切り替わる。

【００６２】この状態で、さらに光ディスク１４の回転
が進行し、３回転目に入ると、対物レンズ１３はｎ番目
の信号トラックをトレースすることとなり、光源は光源
１２に切り替わっているので、光ディスク１４の１回転
目に光源１１で照射されていたｎ番目の信号トラック
が、今回は光源１２で照射され、その反射光による出力
は、信号切り替え器２２を介して、光源１２の照射によ
るピットエッジの計数結果を記憶するメモリ３２に出力
される。

【００６３】同様に、光ディスク１４が進行して４回転
目に入ると、アクセスコントローラー３４は次の光源切
り替え制御信号を出力するとともに、対物レンズ移動制
御部３５に対して、１回のトラックジャンプを命じる信
号を出力する。これにより、光ディスク１４が４回転目
に入ってｎ＋１番目の信号トラックをトレースしていた
対物レンズ１３は、ｎ番目の信号トラックに戻ってトレ
ースを開始する。同時に、光源切り替え器１６及び信号
切り替え器２２は、再び光源１１側に切り替わる。

【００６４】この状態で光ディスク１４の回転が５回転
目に入ると、対物レンズ１３は、ｎ＋１番目の信号トラ
ックをトレースすることとなり、結局ｎ＋１番目の信号
トラックが光源１１で照射され、その出力は、信号切り
替え器２２を介して光源１１の照射による計数結果を記
憶するメモリ３１に出力される。以降、以上のことが繰
り返され、光ディスクが４回転する間に、光源１１の照
射によるピットエッジ部の計数結果と、光源１２の照射
のよるピットエッジ部の計数結果が、それぞれメモリ３
１及びメモリ３２に記憶されることになるが、光ディス
クの回転数が４倍であるため、通常の場合と比較しても
時間の遅延が生じることはない。

【００６５】次に、メモリ３１及びメモリ３２に記憶さ
れた計数結果は、１つの信号トラックの光源１１と光源
１２による両方向からの照射が終了した後に信号復調部
II３６に出力され、２つの出力が合成され、１つの信号
トラックの計数結果として図示しないディジタル信号処
理部へ出力される。

【００６６】以上説明したように、本実施例によれば、
信号ピットに対して斜め方向からピットエッジ部を照射
し、これを検出するとともに、同一の信号トラックを複
数回トレースしてピットエッジ部からの信号を検出し、
合成して、信号ピットの長さの情報に変換するので、前
記第１実施例に記載した効果と同様の効果で、従来技術
の光ディスクよりも情報の記録密度を高めた光ディスク
の情報を、従来技術の光検出器で検出し、情報として再
生することが可能となる。（IV）変形例これまで述べた
実施例においては、光ディスク上の信号ピットの円周方
向に沿った長さの変化が、記録されるべき信号の変調度
の変化に対応するように情報が記録されていたが、本発
明は、円周方向に沿った長さの変化に加えて、光ディス
クの半径方向の長さの変化によって情報を記録した場合
にも適用が可能である。

【００６７】すなわち、図８に示すように第１実施例及
び第２実施例の場合に加えて回転方向に直角に照射する
光源を加え、４方向からピットエッジ部を照射し、円周
方向の長さの変化を示すピットエッジ部の検出と半径方
向の長さの変化を示すピットエッジ部の検出を行うもの
である。この場合にも、第１実施例及び第２実施例と同
様に高速で光源を切り替えたり、同じ信号トラックを４
回以上トレースすることによってピットエッジ部を検出
し、情報を再生することが可能である。

【００６８】また、上記実施例においては、光ディスク
上に照射する光源は、半導体レーザーを用いて狭い範囲
を照射していたが、この光源を発光ダイオードや、ハロ
ゲンランプ等を用いて広い範囲を照射し、その中の１個
のピットエッジ部を検出するという構成についても、こ
れまで述べた実施例と同様の方法によって可能である。

【００６９】さらに、この場合の光検出器を１個ではな
く、アレイ状に複数個配置することにより複数のピット
エッジ部の情報を１度に読み取ることも可能である。な
お、これまでの説明においては、ピットエッジ部を信号
ピットの側壁部として説明したが、信号ピットの角部ま
たは信号ピットの側壁部と角部の両方を含むとしてもか
まわない。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば光ディスクのような円形光学式記録媒体の信号ピ
ットの一対のピットエッジ部のうち一方の当該ピットエ
ッジ部に一の読み取り光を照射し、相対する他方の当該
ピットエッジ部に他の読み取り光を照射し、その結果得
られる記録された信号ピットのピットエッジ部の位置を
示す反射光を光電変換器により検出するので、隣接する
ピットのピットエッジ部であって、同時に照射されるピ
ットエッジ部の間隔が読み取り光及び光電変換器の分解
能より大きければ、そのピットエッジ部を検出すること
ができる。

【００７１】その後、検出したピットエッジ部の位置を
示す信号を合成して１個の信号ピットとして復調するこ
とにより、読み取り光及び光電変換器の分解能より小さ
いために検出不能であった信号ピットでも、１個のピッ
トとして検出することができる。

【００７２】したがって、信号ピットの大きさ及び隣接
する信号ピットの間隔を小さくして従来技術より情報の
記録密度を高めた光学式記録媒体の情報を読み取り、再
生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】第１実施例における信号復調部の構成を示す図
である。

【図３】第１実施例における照射方向とピットエッジ部
及び反射光の強度の関係を示す図である。

【図４】第１実施例において、信号周波数より早い周波
数で光源を切り替えた場合の各部の出力のタイミングチ
ャートである。

【図５】第１実施例において、高情報密度光ディスクの
情報を検出する場合のタイミングチャートである。

【図６】本発明の第２実施例を示す図である。

【図７】第２実施例における各出力等のタイミングチャ
ートである。

【図８】本発明の変形例における照射方向と信号ピット
の関係を示す図である。

【図９】従来技術における光学式情報再生装置の構成を
示す図である。

【図１０】光ディスク中の信号ピットの構造を示す図で
ある。

【符号の説明】

１１…光源１２…光源１３…対物レンズ１４…光ディスク１５…光検出部１６…光源切替部１７…光源ドライバ１８…信号復調部Ｉ２１…高周波発信器２２…信号切替器２３、２４…ローパスフィルター２５…計数器３１、３２…メモリ３３…回転パルス発生部３４…アクセスコントローラー３５…対物レンズ移動制御部３６…信号復調部II ４１…光源（半導体レーザ）４２…分波器４３…対物レンズ４４…光ディスク４５…光検出器５１…保護層５２…反射膜５３…透明樹脂層Ａ、Ｂ…光源の照射方向ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｍ…ピ
ットエッジ部ｌ₁、ｌ₂、ｌ₄、ｌ₆…ピットの長さｌ₃、ｌ₅…ピットの間隔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】凹凸状の信号ピットが形成された記録媒
体から情報を読み出すための光学式情報読み取り方法に
おいて、記録媒体に形成された凹凸状の信号ピットに存在する一
対のピットエッジ部のうち一方の当該ピットエッジ部に
一の読み取り光を照射し、相対する他方の当該ピットエ
ッジ部に他の読み取り光を照射し、前記一対のピットエッジ部のそれぞれからの前記読み取
り光の反射光を検出信号に変換することを特徴とする光
学式情報読み取り方法。
【請求項２】請求項１に記載の光学式情報読み取り方
法において、前記読み取り光は対物レンズ外の領域を介して照射され
ることを特徴とする光学式情報読み取り方法。
【請求項３】請求項１に記載の光学式情報読み取り方
法において、前記検出信号を前記ピットの長さを示す情報に変換する
ことを特徴とする光学式情報読み取り方法。
【請求項４】記録媒体に形成された凹凸状の信号ピッ
トに存在する一対のピットエッジ部のうち一方の当該ピ
ットエッジ部に一の読み取り光を照射し、相対する他方
の当該ピットエッジ部に他の読み取り光を照射する光源
と、前記一対のピットエッジ部のそれぞれからの前記読み取
り光の反射光を検出信号に変換する光電変換器と、を備えたことを特徴とする光学式ピックアップ装置。
【請求項５】請求項４に記載の光ピックアップ装置に
おいて、前記読み取り光が対物レンズ外の領域を介して照射され
るように前記光源が配置されていることを特徴とする光
ピックアップ装置。
【請求項６】請求項４に記載の光ピックアップ装置に
おいて、前記検出信号を前記ピットの長さを示す情報に変換する
信号復調手段をさらに備えたことを特徴とする光ピック
アップ装置。
【請求項７】凹凸状の信号ピットを周方向の同一軌道
上に配列してなる信号トラックによって情報を形成して
なる光学式記録媒体中の信号ピットを走査して読み取
り、再生信号を出力する光学式再生装置において、光軸が前記光学式記録媒体の記録面に対して直角でない
一定の角度を持ち、凹凸状の信号ピットに存在する一対
のピットエッジ部のうち一方の当該ピットエッジ部に一
の読み取り光を照射し、相対する他方の当該ピットエッ
ジ部に他の読み取り光を照射する対をなす光源を、一対
又は複数対持つ照射手段と、当該対をなす光源を構成する一方の光源からの照射と、
他方の光源からの照射とを、交互に切り替えるように制
御する照射制御手段と、前記光源ごとの照射光の前記ピットエッジ部における反
射光をそれぞれ光電変換し、得られた前記光源ごとの検
出信号を前記対をなす光源ごとに合成して復調する信号
復調手段と、を備えたことを特徴とする光学式再生装置。
【請求項８】凹凸状の信号ピットを周方向の同一軌道
上に配列してなる信号トラックによって情報を形成して
なる光学式記録媒体中の信号ピットを走査して読み取
り、再生信号を出力する光学式再生装置において、光軸が前記光学式記録媒体の記録面に対して直角でない
一定の角度を持ち、信号ピットに存在する一対のピット
エッジ部のうち一方の当該ピットエッジ部に一の読み取
り光を照射し、相対する他方の当該ピットエッジ部に他
の読み取り光を照射する対をなす光源を、一対又は複数
対持つ照射手段と、前記対をなす光源の一方の光源が前記信号トラックを照
射した後、他方の光源が前記一方の光源が照射した前記
信号トラックと同一の前記信号トラックを照射するよう
に制御する照射制御手段と、前記対をなす光源の照射による反射光を検出するように
対物レンズの移動を制御する対物レンズ移動制御手段
と、前記対をなす光源を構成する一方の光源の照射による検
出信号と、他方の光源の照射による検出信号とを個別に
記憶し、前記個別に記録された検出信号を合成して情報
を復調する信号復調手段と、を備えたことを特徴とする光学式再生装置。