JPH0222452B2

JPH0222452B2 -

Info

Publication number: JPH0222452B2
Application number: JP58244470A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanimoto; Seiichi Oogoshi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1990-05-18
Also published as: JPS60138748A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は、光ビームを情報記録担体に集束照
射してその記録情報を再生する光学式情報再生装
置に係り、特に再生信号出力の等化手段に関す
る。

［発明の技術的背景とその問題点］音声，映像および各種データ信号等の情報を光
学的に読取り可能な形態、例えばピツトの有無と
して記録する情報記録担体は光デイスクと称さ
れ、既にオーデイオ用であるコンパクトデイスク
や、ビデオデイスクあるいはドキユメントフアイ
ル等として実用化されている。

このような情報記録担体においては、担体上の
情報密度を高くして、できるだけ多くの情報を記
録したいという要求がある。この情報記録の高密
度化の制限条件の一つに、情報記録担体上のピツ
トの空間周波数がそれを光学的に読取つて再生信
号出力を得る再生光学系の伝達特性（MTF）に
よつて制限を受けるという事実がある。すなわ
ち、再生光学系のMTFは通常、低域通過型であ
つて、高い周波数ほど減衰量が大きい。従つて高
密度化のためには、なんらかの手段によつて高い
空間周波数の成分の減衰を補償し、再生特性を広
帯域化することが必要である。

第１図はこの事情を説明するため、従来の光学
式情報再生装置における光学系の構成を概略的に
示したものである。同図において、光源１から出
射された光束は集光レンズ２によつて平行光束に
された後、ビームスプリツタ３を経て対物レンズ
４に導かれ、コンパクトデイスク等の光デイスク
５上の情報記録面（ピツト面）６に焦点を結ぶ。
記録面６にある情報ピツトにより反射・回折され
た光束は対物レンズ４を通り、ビームスプリツタ
３を経て光検出器７の受光面に達する。そして、
光検出器７の出力信号（光電流）は等化回路８に
導かれ、MTFによる高周波成分の低下が等化さ
れて再生信号出力９となる。

第２図は光デイスク５の情報トラツク長さ方向
に沿う断面図であつて、透明樹脂基板２１上にピ
ツト２２が形成され、このピツト２２面上に金属
膜からなる光反射膜２３が形成され、さらにこの
光反射膜２３上に保護層２４が被覆された構造と
なつている。同図で下側（基板２１側）から入射
した光は、ピツト２２の有無によつて基板２１の
厚さが異なるため反射される際に位相変化を受
け、光量分布の変化を生じる。この光量分布の変
化は、ピツト２２の大きさ（幅，長さ，深さ）に
よつて異なる。ピツト２２の大きさは通常、規格
によつて定められており、コンパクトデイスクの
場合は例えば長さ（トラツク長さ方向の寸法）は
単位長さＴの３，４，５，６，７，８，９，10，
11倍の９種類を用いることになつている。

第３図ａ，ｂ，ｃはこのようなコンパクトデイ
スクを光デイスク５として用いた場合において、
それぞれ第１図における対物レンズ４によつて集
束された光ビームのスポツトの中心にピツトが無
い場合、長さが3Tのピツトがある場合、長さが
11Tのピツトがある場合の、光検出器７の受光面
における光デイスク５からの反射・回折光の結像
状態（斜線で示す）と、トラツク長さ方向に直角
な方向における反射・回折光強度分布を説明する
ための模式図である。同図において、３１は光デ
イスク５の記録面６上に照射された光スポツトを
示し、３２，３３はそれぞれ長さが3T，11Tの
ピツトを示している。また３４は対物レンズ４の
開口によつて制限される光検出器７の受光面上の
視野を表わし、３５，３６，３７はそれぞれピツ
トが無い場合、ピツト３２，３３がある場合の光
検出器７の受光面上での光デイスク５からの反
射・回折光のスポツトを表わし、また３８，３
９，４０はそれぞれの場合の反射・回折光強度分
布のトラツク長さ方向に直角な方向における断面
を表わしている。

第３図に示すように、光検出器７の受光面に入
射する総光量はピツトの無い場合が最も多く、長
さ3Tのピツトがある場合が次に多く、長さ11T
のピツトがある場合が最も少ない。3Tと11Tの
間の長さを持つピツトに対しても同様で、長いピ
ツトほど光検出器の受光面での総光量が少なくな
る傾向を持つ。従つて、光デイスク５が回転して
ピツト列からなる情報トラツクが走査されたとす
ると、光検出器７の出力光電流は入射総光量に比
例するから、ピツトの有無とその長さに応じた時
間変化を生ずる。

第４図は光検出器７の出力光電流の時間的変化
を示した図で、４１は光検出器７への入射光が無
い場合、４２はピツトが無い場合、４３は長さ
3Tのピツトがある場合、４４は長さ11Tのピツ
トがある場合の出力光電流をそれぞれ示してい
る。従つて、コンパクトデイスクのように光ビー
ムが光デイスクのトラツク上を走査する線速度が
一定である場合には、空間周波数のより高いピツ
トからの再生信号はより高い周波数の電気信号に
変換され、空間周波数のより低いピツトからの再
生信号はより周波数の低い電気信号に変換される
が、その振幅は高い周波数の成分ほど小さくなる
傾向がある。これは前述した再生光学系のMTF
によるものである。故に、第１図に示した等化回
路８によつて高周波成分の振幅を低周波成分に比
べて大きくすれば、光学系のMTFによつて低下
した高い空間周波数成分の信号振幅を電気的に等
化できることとなる。

しかしながら、MTFで決まる低域通過型の周
波数特性を電気的に等化するには、信号振幅の小
さい高域成分のレベルを低域成分に比べて持上げ
なくてはならないので、Ｓ／Ｎの劣化を招き易
く、さらにビデオデイスクの如く線速度が一定で
ない場合には、等化特性を線速度に応じて変化さ
せなければならないことから、等化回路が複雑に
なるといつた問題がある。

［発明の目的］この発明の目的は、光デイスク上に光学的に読
取り可能な形態で記録された情報の空間周波数の
変化による再生信号出力の周波数特性の等化を電
気的手段を用いずに行なうことによつて、Ｓ／Ｎ
の劣化を少なくし、かつ光デイスク上の記録面を
走査する際の線速度に無関係に正しく等化を行な
うことができる光学式情報再生装置を提供するこ
とにある。

［発明の概要］この発明は、光検出器の受光面の周辺部が光デ
イスク上の情報の高空間周波数成分に対応し、中
央部が低空間周波数成分に対応することに着目し
て、光検出器の受光面を周辺部と中央部の少なく
とも２つの領域に分割し、受光面周辺部に対応す
る出力信号Ａと中央部に対応する出力信号Ｂとを
α，β（α＞β）なる係数で重み付け加算した信
号αA＋βBを再生出力信号として取出すことによ
り、等化を行なうようにしたものである。

［発明の効果］この発明によれば、再生出力信号について従来
行なわれていた電気的な等化を行なう必要がなく
なるので、電気的な等化を行なうことに伴うＳ／
Ｎの劣化等の問題がなく、また記録面を走査する
ときの線速度が変化するような光デイスクから再
生を行なう場合でも、線速度の変化に適応させた
制御等をなんら必要とすることなく良好な等化を
行なうことが可能である。

［発明の実施例］第５図はこの発明の一実施例に係る光学式情報
再生装置の構成を示す図である。同図において、
光源１，集光レンズ２，ビームスプリツタ３，対
物レンズ４，光デイスク５およびその情報記録面
６は第１図の場合と同様である。

この実施例においては光検出器７として、受光
面が第６図にも示されるように周辺部７ａと中央
部７ｂとに同心円状に２分割されたものが用いら
れ、周辺部７ａと中央部７ｂに対応する出力信号
（光電流）Ａ，Ｂが独立して取出せるようになつ
ている。これら周辺部７ａおよび中央部７ｂに対
応する出力信号Ａ，Ｂは、それぞれ重み付け回路
１０ａ，１０ｂでα，βなる係数を乗じられた
後、加算回路１１で加算され、出力端子１２に再
生信号出力αA＋βBとして取出される。ここで
α，βは、α＞βの関係に設定されている。

上記のように構成された光学系では、光検出器
７の受光面が一般にほぼフアーフイールドにある
ことから、受光面における光デイスク５からの反
射・回折光の強度分布は、記録面６のピツトで回
折された像をフーリエ変換したもので表わすこと
ができ、高い空間周波数の成分ほど受光面上のよ
り周辺部に光強度の大きいパターンを生ずる。こ
こで、第５図の構成によつても光検出器７の受光
面における反射・回折光の像は第３図ａ〜ｃに示
したのと変わることはない。従つて、受光面の周
辺部７ａと中応部７ｂの境界が第３図ａに示す無
ピツト時の反射・回折光のスポツト３５の内側に
あり、かつその時の周辺部７ａ，中央部７ｂに対
応する出力信号Ａ，Ｂが等しくなるように定めれ
ば、長さ3Tのピツトがあるときの周辺部７ａで
の入射光量は中央部７ｂでの入射光量よりも少な
いから、ピツトが無いときと長さ3Tのピツトが
あるときの光電流出力の比を周辺部７ａと中央部
７ｂについて比較すると、周辺部７ａのそれの方
が大きい。その他の長さのピツトがある場合も同
様であるが、ピツトの長さが長くなるにつれてピ
ツトが無い時とある時の光電流出力の比は周辺部
７ａと中央部７ｂとで差がなくなつてくる。

第７図ａ，ｂはそれぞれ受光面の周辺部７ａと
中央部７ｂに対応する出力信号（光電流出力）の
時間的変化の一例を示す図で、７１ａ，７１ｂは
光検出器７に入射光がないときの出力レベル、７
２ａ，７２ｂはピツトが無い場合の出力レベル、
７３ａ，７３ｂは長さ3Tのピツトがある場合の
出力レベル、７４ａ，７４ｂは長さ11Tのピツト
がある場合の出力レベルをそれぞれ示している。
長さ11Tのピツトに対応する出力信号の振幅が光
検出器７の受光面の周辺部７ａと中央部７ｂとで
差が少ないのに対し、長さ3Tのピツトに対応す
る出力信号の振幅は周辺部７ａのそれの方が中央
部７ｂのそれに比べて著しく大きくなつている。
すなわち、空間周波数の高い成分ほど周辺部７ａ
に対応する出力信号振幅が、中央部７ｂに対応す
る出力信号振幅より高くなる。

従つて、第５図において周辺部７ａに対応する
出力信号Ａに対して重み付け回路１０ａによつて
与えられる重み付け係数係数αを、中央部７ｂに
対応する出力信号Ｂに対して重み付け回路１０ｂ
によつて与えられる重み付け係数βより大きい適
当な値に選べば、加算回路１１の出力、つまり再
生出力信号αA＋βBでは空間周波数の違いによる
再生出力信号の振幅の差が補償される。すなわ
ち、等化が行なわれることになる。この場合、各
重み付け係数α，βは光デイスク５上の記録情報
の空間周波数が最高の成分と最低の成分とにそれ
ぞれ対応する再生出力信号の振幅が等しくなるよ
うに定めればよい。このような等化手段によれ
ば、第１図の如く等化回路８によつて電気的な等
化を行なつた場合のようなＳ／Ｎの劣化はなく、
また線速度とは無関係に良好な等化を行なうこと
ができる。

上述した実施例においては、光デイスク５上に
照射する光ビームのスポツトが情報トラツクに追
従せしめられ、常に光デイスク５上の情報が読取
られるようになつていることを前提とし、このよ
うなトラツキングを行なう手段が第５図に示した
光学系とは別にあるものと仮定していた。しかし
ながら、一般には光デイスク上の記録情報を正確
に読取るために、常に光ビームのスポツトを記録
面上に集束する手段であるフオーカシングサーボ
と、そのスポツトをトラツクの中央に位置させる
手段であるトラツキングサーボとが用いられる。
この場合、実際には光学系全体をフオーカシング
方向（光軸方向）とトラツキング方向（トラツク
幅方向）に移動させるよりも、対物レンズのみを
これら両方向に移動させる方が簡単なので、後者
の方法が多く用いられている。

ここで第５図に示したような光学系では、対物
レンズ４のフオーカシング方向の移動に対して
も、光ビームのスポツトが正しく集束されている
限り光検出器７の受光面上の像が移動することは
ないが、対物レンズ４のトラツキング方向の移動
に対しては、受光面上の像もそれに伴つて平行移
動する。第５図においてこのことを説明すると、
光デイスク５上のトラツクが上下方向にあるもの
とすれば、対物レンズ４を紙面に垂直の方向へ平
行移動させることでトラツキングサーボを行なう
ことにより、光検出器７の受光面上の像も紙面に
垂直の方向に移動することに対応する。このた
め、前記実施例において用いられる第６図に示し
たような受光面形状を持つ光検出器７では、対物
レンズ４がトラツキング方向に移動すると、光検
出器７の受光面上の像の中心と受光面の中心とが
ずれ、等化特性が変化することになる。

第８図はこのような対物レンズ４のトラツキン
グ方向の移動に対しても等化特性が変化しないよ
うにした、この発明の他の実施例に係る光学式情
報再生装置の要部の構成を示したものである。こ
の実施例においては、光検出器１３として受光面
が光デイスク５上のトラツクの法線方向と平行に
帯状に３分割され、２つの周辺部１３a₁，１３a₂
と１つの中央部１３ｂからなるものを用いてい
る。中央部１３ｂのトラツク長さ方向における幅
は、例えば無ピツト時の中央部１３ｂに対応する
出力信号の振幅が周辺部１３a₁，１３a₂に対応す
る出力信号の振幅の和と等しくなるように定めら
れているものとする。

そして、周辺部１３a₁，１３a₂に対応する出力
信号は加算回路１４で加算されて信号Ａとなり、
重み付け回路１０ａに入力され、中央部１３ｂに
対応する出力信号Ｂは重み付け回路１０ｂに入力
される。重み付け回路１０ａ，１０ｂの出力は第
５図の場合と同様に加加算回路１１で加算され、
再生出力信号αA＋βBとして出力端子１２に送出
される。

この実施例によれば、対物レンズ４がトラツキ
ング方向に移動し、光検出器１３の受光面上で光
デイスク５からの反射・回折光の像が平行移動し
た場合でも、前記実施例で説明したと同様に等化
を行なうことができる。

この発明は上述した実施例に限定されるもので
はなく、例えば２つの重み付け係数α，βの関係
についてはα＞βであれば、いずれか一方を１、
つまりα＝１またはβ＝１とすることによつて、
重み付け回路１０ａ，１０ｂのいずれか一方を省
略することができる。また、β＝０としてもよ
い。

また、以上の説明では光検出器の受光面が光デ
イスクに対してフアーフイールドにあるとした
が、光デイスクからの反射・回折光を再び集束結
像させるような光学系を用いた場合においても、
受光面がその集束結像光学系の焦点面になく、ほ
ぼフアーフイールドにあるとみなせる程度に焦点
面から離れて配置されていれば、同様にこの発明
を適用できることは明らかである。

さらに、実施例では光検出器の受光面が同心円
状に分割されるものと、帯状に分割されたものを
例示したが、この発明の主旨を逸脱しない範囲で
受光面の周辺部および中央部の形状を種々変更し
ても差支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学式情報再生装置の構成を示
す図、第２図は情報記録担体（光デイスク）の構
造の一例を示す断面図、第３図ａ〜ｃは光デイス
ク上の各種ピツトによる反射・回折光の光検出器
の受光面上での光強度分布を説明するための図、
第４図は従来の光学式情報再生装置における光検
出器の出力信号の一例を示す図、第５図はこの発
明の一実施例に係る光学式情報再生装置の構成を
示す図、第６図は同実施例における光検出器の受
光面の形状を示す図、第７図ａ，ｂは同実施例に
おける光検出器の受光面周辺部および中央部に対
応する出力信号の一例を示す図、第８図はこの発
明の他の実施例に係る光学式情報再生装置の要部
の構成を示す図である。１…光源、２…集光レンズ、３…ビームスプリ
ツタ、４…対物レンズ、５…光デイスク（情報記
録担体）、６…記録面、７…光検出器、７ａ…光
検出器の受光面周辺部、７ｂ…光検出器の受光面
中央部、１０ａ，１０ｂ…重み付け回路、１１…
加算回路、１２…再生信号出力端子、１３…光検
出器、１３a₁，１３a₂…光検出器の受光面周辺
部、１３ｂ…光検出器の受光面中央部、１４…加
算回路。

Claims

【特許請求の範囲】１光源と、この光源から出射された光ビームを
情報記録担体に集束照射する手段と、この集束光
の照射による前記情報記録担体からの反射光を検
出する光検出器と、この光検出器の出力信号から
前記情報記録担体上に記録された情報信号を生成
して再生信号出力をうる情報信号生成手段とを備
えた光学式情報再生装置において、前記光検出器
は周辺部と中央部の少なくとも２つの領域に分割
された受光面を有し、前記情報信号生成手段は前
記光検出器の受光面周辺部に対応する出力信号Ａ
と受光面中央部に対応する出力信号Ｂとをα，β
（α＞β）なる係数で重み付け加算した信号αA＋
βBを再生信号出力とするものであることを特徴
とする光学式情報再生装置。２情報記録担体に集束照射される光ビームは情
報記録担体上の情報トラツクを追従するように情
報トラツク幅方向に移動制御されるものであり、
光検出器は受光面が情報トラツクの法線方向と平
行な方向に少なくとも２つの周辺部と１つの中央
部に分割されたものであり、情報信号生成手段は
光検出器の受光面の２つの周辺部に対応する出力
信号Ａと受光面中央部に対応する出力信号Ｂとを
α，β（α＞β）なる係数で重み付け加算した信
号αA＋βBを再生信号出力とするものであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学式
情報再生装置。３係数α，βは情報記録担体上に記録された情
報信号の空間周波数の最高の成分と最低の成分と
にそれぞれ対応する再生信号出力の振幅がほぼ等
しくなるように定められていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項または第２項記載の光学式
情報再生装置。