JPH03125330A - 光記録媒体の情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク等の光記録媒体の互換性に優れた
情報記録再生装置にかかり、特に各種の光記録媒体の再
生信号特性を良好にするための光記録媒体の情報記録再
生装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、光ディスクの分野でも、フロッピーディスクなど
磁気ディスクの分野と同じく、技術の進歩と共に益々情
報の記録密度を増加させる要請が高まっている。そのた
め、光ディスクでは、トラック長に沿うビット長、ピッ
ト周期を短か（し、トラック幅の方向のビット幅を狭く
して、ピットピッチおよびトラックピッチを縮めると共
に、該ディスク面の読み取りを行なうレーザビームのス
ポット径を小さくするのが一般的な方法となっている。

従って、新しいタイプ（バージョン）の、高密度記録さ
れたディスクの読み取りを行なう光デイスク装置では、
該ディスクに適合するように従来タイプに比較して細い
ビーム径の読み取りレーザビームを用いるようになって
いるが、この新しいタイプの読み取り装置を用いて従来
タイプの（古いバージョンの比較的ビット幅の広い）光
ディスクの読み取りにも兼用できるようにすることが望
ましい。

ところで、一般に光ディスクでは、データはトラック長
に沿うピット長、ビット周期（ビット間隔）の形で記録
されるが、追記型ディスクのプリフォーマット領域のデ
ータ（アドレス等のデータ）や再生専用ディスクのデー
タは、位相ビット方式で記録されるのが普通である。こ
の位相ビット方式とは、ビット（＜ぼみ）の深さを読み
取り光ビームの波長λの１７４とすることにより、ディ
スクの表面（非ビット部、すなわち凸部）からの反射光
とビットの底部からの反射光の光路差がλ／２となるよ
うにし、両度射光の総合（干渉）によりデータの読み出
しく検出）が行われる方式である。従って、この方式で
は、使用するレーザ光の波長やビームスポット径に対応
して最適なビット深さおよびビット寸法（ビットの面積
やビット幅）が決定され、また、逆に、所定深さおよび
寸法で形成された記録ビットのディスクを読み出すのに
最適な波長およびスポット径のレーザビームを用いる必
要がある。なお、−射的な、光ディスクの記録密度（空
間周波数）とトラック幅（ビット幅）の関係や、トラッ
ク幅とビームスポット径の関係を論じたものに、特公昭
５６−２３２２１号公報がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、位相ビット方式の光ディスク読み取り装
置では、最良の読み出し信号を得るために、使用するレ
ーザビームのスポット径と記録ビットの寸法特にビット
幅との間の関係を最適にする必要があり、さもないと、
読み出し信号の振幅が低くなったり、読み出し信号波形
に折り返しが発生したりする。以下に、このことを図面
を用いて詳しく説明する。

第２図（ａ）で、Ｓ、は、古いタイプで記録されたビッ
ト幅ｄのビットＰに対して最適なスポット幅り、を有す
るレーザビームとする。なお、Ｔはトラック長方向、即
ち、ビットに対するビーム。

スポットの相対移動方向を示す。このレーザビームＳａ
によるディスクからの反射光量Ｉ　　（ｔ、たがって、
読み出し信号波形）は、第２図（ｂ）の実線１、に示す
ように、最適な波形になる。このディスクを、バージョ
ンアップされた（新しいタイプの）ディスク読み取り装
置、即ち、Ｄ、よりも狭いスポット径り、を有するレー
ザビームＳ、により読み出しを行ったとすると、その反
射光量（読み出し信号波形）Ｉｂには、第２図（ｂ）に
示すように、不所望な折り返しＩｂｏが発生する。この
状況を、以下に、第３図により更に詳しく説明する。

第３図において、（ａ）はピットＰＩＯ幅ｄ、が小さ過
ぎる場合、（ｂ）はビットＰ８の幅ｄｔが最適の場合（
実際には安全度を見てやや小さめのビットとする）　、
（ｃ）はビットＰ、の幅ｄ、が大きすぎる場合を示し、
いずれも、レーザビームスポットＳのスポット径りは同
じであるとする。位相ピット方式では、ディスクの表面
（凸部）による反射光とビット底部による反射光とは１
８０°位相が異なるので、第３図では前者の反射光を正
（＋）、後者の反射光を負（−）示す。従って、総合反
射光量（読み出し信号出力）は、再反射光量の差となり
、再反射光量が等しくなる（バランスする）時には総合
反射光量■は零となる。第３図（ｂ）の最適のビット幅
の場合とは、ビームスポットＳがビットＰ：を最も広い
範囲（面積）で照射するような位置まで（図の左方から
）進行した時点で、再反射光量がほぼバランスするよう
に、ビット幅ｄ８が設定されている場合であり、この場
合の総合反射光量（読み出し信号波形）■は、同図（ｅ
）のＩｚに示す波形となる。これよりもビット幅が狭い
（ｄ、）第３図（ａ）の場合には、再反射光量がバラン
スするところまで行かず、スポットとビットの如何なる
位置関係でも、常に凸部での反射光量がビットによる反
射光量を上回っているので、同図（ｄ）に示す総合反射
光量（読み出し信号波形■、が得られる。この場合は、
読み出し信号■１の振幅が小さ（、再生効率が低い欠点
がある。

一方、ビット幅がｄ！よりも広い（ｄ３）第３図（Ｃ）
の場合には、ビームスポットが（図の左方から）進行し
てピッ）Ｐｓを最も広い範囲（面積）で照射するよりも
前に、再反射光量がバランスし、それ以後ピットによる
反射光量の方が凸部による反射光量を上回る事態が発生
する。この事態が発生すると、同図（ｆ）に示すように
、総合反射光量（読み出し信号波形）Ｉ３には、■、。

に示す過変調即ち折り返しが現われる。（Ｉｓ。は、負
の成分であるが、光検出器の出力としては、その絶対値
の光量に比例する大きさとして折り返して現われる）な
お、第３図（ｂ）の最適状態が得られる条件は、ビーム
スポットの強度分布によっても変わるが、ピット幅がビ
ームスポット径（直径）の１／３程度のところでバラン
スするのが経験的に確められる。

このような読み出し信号中の折り返し成分は、検出誤り
を引き起す原因となる。特に、次に述べる２階微分検出
方式では検出誤りを更に引き起こし易くなる。

第４図は２階微分検出方式によるデータ読み取反射光を
光検出器により同図（ｂ）に示す電気信号２ａに変換す
る。この電気信号２ａの立上りおよび立下りエツジを検
出するために、まず第１回の微分を行なって、同図（ｃ
）に示す信号５ａを得る。

微分信号５ａが正のスライスレベル＋■、を越える部分
が立上りエツジに相当する。また、信号５ａの負のスラ
イスレベル−Ｖ、を（負方向に）越える部分が立下りエ
ツジに相当する。信号５ａを更に（２階）微分し、同図
（ｄ）に示す２階微分信号６ａを得る。この信号６ａの
最初の（負の）ピーク値を過ぎた最初の零クロス個所を
立上りエツジとして検出する。同様に次の零クロス点で
立下りエツジを検出する。検出された立上りエツジと立
下りエツジにより、同図（ｅ）に示すように合成された
ピットの２値化信号１２ａを得る。

ここで、ピットの再生信号に、上記折り返しく検出器の
読み出し信号波形で、これを１階微分した同図（ｂ）の
実線に示す波形では、ピットの前縁および後縁に基づく
本来のピーク５′ａ１および５′ａ。

のほかに、前記過変調によるピーク５′ａ、が生じ、こ
のため、エツジの検出のとき誤った検出信号を発生する
ことになる。

なお、再生信号（読み出し信号）を２値化する回路とし
て、２階微分方式を用いず、読み出し信号を固定したス
ライスレベルで単にスライスして２値化を行なう方式も
あるが、この方式はディスクの反射率変動により誤動作
し易いので、上記２階微分方式が好んで用いられる。い
ずれにしても、上記の折り返し成分があると、誤ったエ
ツジ検出が生じ易く、誤った信号読み取りの原因となる
。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を克服
し、新しいバージョン即ち比較的細いスポット径の光ビ
ームを用いて該新しいバージョンに適合する新しいバー
ジョンの光ディスク等の光記録媒体のデータ読み取りを
良好に行なうことができると共に、同一スポット径の光
ビームの読み取り装置を用いて古いバージョン即ち比較
的広いスポット径に適合する光記録媒体のデータ読み取
りを行なう際にも、読み取り信号の折り返し成分に基づ
く誤信号検出を防止し、もって、互換性に優れ読み取り
誤りのない光記録媒体の情報記録再生装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、位相ピットによっ
て情報が記録された光記録媒体の情報を記録再生する装
置において、読み出し信号波形の折り返し部を圧縮する
振幅圧縮器を備えたことを特徴とする。

前記折り返し部の振幅は前記光記録媒体の位相ピットの
幅に応じて異なるので、前記振幅圧縮器の圧縮レベルを
、どんなピット幅の光記録媒体を用いるかに応じて制御
する手段を設ける。

この振幅圧縮器は、再生信号２値化回路（ピット信号２
値化回路）中で、微分回路の前に設けられる。

〔作用〕

上記構成に基づく作用を親潮する。

比較的細いスポット径の光ビームを用いる新バ−ジョン
の本装置により新バージョンの光記録媒体を再生すると
きには、比較的細いスポット径の光ビームに、比較的狭
いピット幅・の光記録媒体が適合し、前記第３図（ｂ）
　（ｅ）のような最適状態で読み出しが行なわれ、折り
返しく過変調）は生じないので、振幅圧縮器は除外され
るかまたはその振幅圧縮作用が実質的に生じないように
制御される。

一方、本装置により古いバージョンのディスクを再生す
るときには、第３図（ｃ）（ｆ）のように読み出し信号
波形に折り返しが発生するが、該折り返し部分は前記振
幅圧縮器により十分に圧縮されるか制限（クリップ）さ
れるので（第４図（ａ）の点線３ａ参照）、その後の２
貫徹分（２重微分）を行って２値化信号を形成するとき
にも、１重微分信号に余分なピークを発生することがな
（（第４図（ｂ）の点線５ａ参照）、誤検出を防止でき
る。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は、本発明における光デイスク装置のビット信号
（読み出し信号）の２値化回路部の構成を示すブロック
図である。ピット信号は例えば、プリフォーマット信号
や再生専用ディスクのデータ信号で、前記のように位相
ビット方式で記録されたものとする。また、その各合波
形の一部を第４図および第５図に示す。

第１図において、ｌはフォトディテクタ（光検出器）、
２はプリアンプ、３は本実施例の特徴である振幅制限器
（リミッタ）、４は低域フィルタ（ＬＰＦ）　、５は１
階（１次＞Ｗｔ分、６は２階（２次）微分、？、８．９
は第１．第２．第３のレベル比較器、１０．１１はゲー
ト回路、１２はＲＳフリップフロップ回路である。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず、ディスクのビット幅が古いタイプで、第３図（Ｃ
）のように過大な場合について説明する。

同図で、光ディスクからの反射光は、フォトディテクタ
１で電気信号に変換され、プリアンプ２で増幅される。

増幅された信号（第５図（ａ）実線２８′）はリミッタ
回路３で振幅制限され、それにより第５図（ａ）の点線
３ａのような波形が得られる。

この場合、ビット部での信号レベルが一定値■。

以下にならないように、リミッタ回路３でのクリップレ
ベルＶ、を設定することによって、過変調による波形の
折り返しを除去する０次いで、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）４により信号帯域外のノイズを除去した後、第１の
微分回路５で第１次の微分を行ない、第４図（Ｃ）に示
す１重微分信号５ａを得る。１重微分信号５ａは、第１
および第２のレベル比較器７，８により所定スライスレ
ベル＋Ｖ、および一■、で比較され、それにより立上り
ゲート信号Ｇ１および立下りゲート信号Ｇ、が得られる
。また、１重微分信号５ａは更に第２の微分回路６で微
分されて２次（２階）微分信号６ａ（第４図（ｅ））と
なり、２重微分信号６ａは第３のレベル比較器９で零レ
ベル（微分の基準レベル）と比較されてその各零クロス
位置でビットのエツジ（前縁と後縁）に相当する立上り
信号９ａを得る。ゲート信号Ｇ１と信号９ａがゲート回
路１ｏへ、ゲート信号Ｇ１と信号９．がゲート回路１１
へ印加され、ビットの前縁（フロントエツジ）で立上る
パルスｐｂと、ビットの後縁（リアエツジ）で立上るパ
ルスＰａを得て、該パルスＰａとｐｂによりフリップフ
ロップ１２をセットリセットして、ビットの２値化信号
１２ａ（第４図（ｅ））を得る。

本実施例によれば、リミッタ回路３の出力３ａは、折り
返し成分がないため、これを微分しても第５図（ｂ）の
５′ａ、のような付加的なピークを発生することがな（
、ビットの前縁および後縁のみによるピーク信号位置を
正確に検出できる。

光ディスクのプリピットの大きさが小さく、その幅が第
３図（ｂ）のように、ビーム径に対し適切な場合（読み
取り装置もディスクも共に新しいタイプの場合）には、
リミッタ回路３を制御し、振幅制限を行なわないように
するか、または、リミッタ回路３を介在させないように
すると、波形の歪みがなく、ジッタの発生を防ぎ、高密
度記録に適するという利点がある。これは、記録可能な
形式の光ディスク例えば追記形光ディスクにおいて、プ
リピット部と追記部でリミッタ回路を切り替えることに
も適用できる。

第６図は、振幅制限器３（第３図）の具体回路例とその
特性を示したものである。

第６図（ａ）の振幅制限器は、抵抗Ｒ，クリッパダイオ
ードに、および、クリップレベルｖＬを与える増幅器Ａ
Ｍからなり、その入出力特性は同図（ｂ）に示すように
なる。これによって、同図（ａ）に示すように、折り返
しを有する読み出し信号波形２ａはクリップされて、折
り返しの完全に除かれた波形３ａが得られる。

第６図（ｃ）は振幅制限器４の他の例を示し、本例は抵
抗Ｒ＋　、Ｒｔを有する点で第６図（ａ）の回路と異な
っており、他は同じである０本例の入出力特性は、同図
（ｄ）に示され、レベルｖＬ以上で一定でなく穏やかな
傾斜をもっているので、この緩傾斜部で波形の折り返し
部が圧縮されることになる０本例は第６図（ａ）よりも
折り返し部の除去効果はやや低いが、丸みを帯びている
ので、周波数特性が低くなる利点がある。

第６図（ｅ）は、上記ダイオード等の能動素子にの特性
を選ぶことで入出力特性を対数特性としたものであり、
−層丸みを帯びて、なめらかな振幅制限作用を持たせる
ことができる。

前述のように、新バージ田ン（比較的細いビーム径）の
読み取り装置に対して、使用ディスクのビット寸法が最
適のもか（新バージョンのディスク）、あるいはビット
幅が広すぎるものか（古いバージョンのディスク）、あ
るいはビット幅が更に広すぎるものか（もつと古いバー
ジョンのディスク）等、使用ディスクの種別が変わる毎
に、振幅制限器（振幅圧縮器）の制限（圧縮）作用を行
なわせず、または、クリップレベルや圧縮率を切り替え
るように調整（制ａ）する必要がある。（たとえば、プ
リピットの大きさが小さく、ビーム径に対し適切な場合
は、振幅制限回路を制御して振幅制限を行わないように
すると、波形の歪みがなく、ジッタを低下させ、高密度
記録に適するという利点がある）、この切り替えを使用
者がディスクの種別毎に手操作で行なうのは不便で、使
用ディスクの種別に応じて自動的に切り替えられるよう
にすることが望ましい。自動切り替えの方法としでは、
例えば、■ディスクカートリッジにその種別を表わすマ
ークや切欠きを付けておき、ディスクカートリッジを読
み取り装置にローディングしたとき、このマーク、切欠
き等を検出することにより、適正な振幅制限作用を与え
るように振幅制限器の切り替えを行う、■ディスクの種
別を表わす信号をディスクのコントロールトラックに記
録°しておき、再往時にこの種別信号を読み取って、こ
の信号により同様に振幅制限器を切り替える、等が考え
られる。

また、このことは記録のできる光ディスクにおいて、プ
リピット部と追記データ部（追記ピット部）とで、振幅
制限回路を切り替える場合にも適用できる。すなわち、
追記ピットは、記録膜の反射率変化等を利用してピット
を形成するため、レーザスポット径に対し、大きなピッ
トでも過変調が生じない、このため、振幅制限器は不要
である。

また、追記ビットは、記録レーザパワーの変動や、記録
膜の感度のばらつき等のため、予め形成される位相ピッ
トに比べ大きさが変動し易い。前後するピットの間隔が
最も密な場合に、第７図（ａ）点線に示すように、ピッ
トが適正値（同図実線）に比べて大きく形成されると、
ピットとピットの間隔が再生レーザスポットよりもかな
り小さくなり、第７図（ｂ）の点線に示すように、再生
信号振幅が小さくなる。その結果、特に反射率が低くな
る追記ピットを形成する光ディスクにおいては、前記振
幅制限器を付加すると振幅が更に低下し、誤検出を起し
易くなる。そこで、この形式の光ディスクでは、プリピ
ット部の再生期間のみ振幅制限器を働かせ、追記ピット
の期間は振幅制限器が働かないように切り替えるのがよ
い。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明によれば、振幅圧縮
器（振幅制限器を含む）を設けたことにより、再生光ビ
ームスポット径に対するビット幅の不適合のため発注し
た再生信号の過変調（折り返し）成分を十分に取り除い
て、記録データ信号を誤りなく読み取ることができると
いう、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光デイスク装置の読み
出し信号の２値化回路の構成を示すブロック図、第２図
および第３図は従来の光デイスク装置の読み出し動作を
示す説明図、第４図および第５図は一般的な読み出し信
号の２値化動作を説明するための図、第６図は第１図の
振幅制限器（振幅圧縮器）の具体回路例の説明図、第７
図は高密度記録で、ビット寸法が大き過ぎるとき、再生
信号に与える影響を説明するための図である。 ｌ・−・光検出器、２・・・プリアンプ、計−・リミッ
タ、４−低域フィルタ、５．６・・・−微分回路、７．
８゜９・−レベル比較器、１０．１１−・−ゲート回路
、１２−・−ＲＳフリップフロップ、Ｉ５゜＋　　ＸＳ
。−折り返しく過変調）成分、２ａ、２’ａ・−読み出
し信号。 第 図 ｂ 第３ 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） σ−１１− １１− ピー１）−ａ”；！Ｌ ピーＩト ス （ａ） 第４図 Ｃ＝つ　　０ 第 ６ 図 入ｎ 第 図 （ｂ） ニ＼っ昌Ｑ、、、、、ご貼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、位相ピットによつて情報が記録された光記録媒体の
   情報を記録再生する装置において、読み出し信号波形の
   折り返し部を圧縮する振幅圧縮器を備えたことを特徴と
   する光記録媒体の情報記録再生装置。 ２、前記位相ピットの幅に応じて前記振幅圧縮器の圧縮
   レベルを制御する手段を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の光記録媒体の情報記録再生装置。 ３、前記振幅圧縮器は、再生信号２値化回路において微
   分回路の前に設けられていることを特徴とする請求項１
   または２記載の光記録媒体の情報記録再生装置。