JPH0482018A - 光ディスク再生方法および光検出器 - 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　Ｖ溝刃式を用いた光ディスクの再生方法と、
それに用いて有用な光検出器に関するものであａ 従来の技術 光ディスクの高密度化に対して、例えば特開昭５６−５
８１４４号公報　特開昭５７−１０５８２８号公報　特
開昭５８−１０２３３９号公報などにおいてＶ溝刃式が
提案されていも 第４図はＶ溝ディスクのレプリカ断面の拡大斜視図を示
していも　１は透明基板で２はＶ溝であり、その斜面上
に信号ピット３が形成されていも信号再生用のレーザー
は透明基板１側より照射さ扛　ｖ溝表面の図示しない反
射膜で透明基板側へ反射されも 信号再生の光学系を第５図を用いて簡単に説明すも　半
導体レーザー４からの光は回折格子５、ハーフミラ−６
を通り、コリメートレンズ７で平行光になり、対物レン
ズ８でＶ溝ディスク上に絞られム　ディスクからの反射
光は対物レンズ８、コリメートレンズ７を再び通り、ハ
ーフミラ−６で反射也　シリンドリカルレンズ９で非点
収差を与えられて光検出器１０に照射されも　この光検
出器からの信号でディスク上のレーザースポットの位置
制御と記録信号の再生を行う。この光学系はＶ溝ディス
クの再生だけではなく、ＣＤやビデオディスクなどの平
板ディスクの再生にも用いられも 回折格子５により半導体レーザーのビームは第６図の様
に３つに分割され　ディスク上にも３つのスポットを形
成すも　第５図の再生光学系の図に（よ　この３つのビ
ームのうちの１つを示していも　第６図の真中のスポッ
ト１１はＶ溝の山または谷に絞られ焦点制御やトラッキ
ング制御を行し＼他の１次回折光と一１次回折光のスポ
ット１２．１３はＶ溝の隣接斜面に絞られ信号再生に用
いられも　２つの斜面の信号を同時に独立に再生てきる
ので転送レートは２倍とな４ ■漬方式の再生光学系でζよ　第５図の光検出器１０　
Ｉｔ、　　上記３つのレーザースポットに対応する３つ
の検出部よりなり、さらに　それらの検出部はいくつか
に分割されも　例えは　特開昭６０−２１２８３６号公
報で（友　第７図の様に全体として８分割（１４〜２１
）する事が提案されていもちなみ凶　平板ディスクの再
生には１８と１９か分離されずに一体となり、か−）Ｘ
　２０と２１も一体となった６分割の光検出器を用いて
いμＶ溝からの３つの反射ビームは光検出器１０上に第
７図の様に返ってくム　反射ビームｌｌａでスポット位
置の制御を行う。受光部１４と１５の和信号から受光部
１６と１７の和信号を差し引いた信号で焦点制御をし　
また　受光部１６の信号から受光部１７の信号を差し引
いた信号でトラッキング制御を行う。反射ビーム１２ａ
と１３ａで隣接する斜面上の信号を再生できる。その再
生には受光部１９と２０の組み合せを用し＼　受光部１
９で一方の斜面を再生し受光部２０で対向する斜面の信
号再生すム　光学系に依っては受光部１８と２１の組み
合せを用いる場合もあム 記録密度の高密度化のためにはＶ溝の山と山の間隔を狭
くして、　トラックピッチ（隣接斜面の中心間隔）を小
さくしたｔ〜　その時でｋ　再生しているＶ溝斜面と隣
り合った斜面からの漏れ信号（クロストーク）を小さく
する必要があり、このための■溝ディスクの再生方法が
いくつか提案されていも　その代表的な３つを以下に述
べも光重　特開昭５６−５８１４４号公報には　Ｖ溝の
傾斜面に垂直にレーザービームを照射して、その反射光
のすべてを受光することが提案されていも この場合にハロ。５以上の高ＮＡの対物レンズではレー
ザービームの入射角度は１度か２度以内でなければなら
ず、それ以上では収差が発生して十分に絞れず再生信号
品質は劣化すム　ｖ溝の斜面の傾斜角度は少なくとも５
度以上であり、従って、この方法は実用性がな（〜 次低　特開昭５７−１０５８２８号公報で提案のものを
説明すも　レーザービームは対物レンズの光軸に平行に
入射させ、−収差を小さくｖ溝上にレーザースポットを
絞る事ができる。■溝斜面は傾斜しているので、その反
射光の方向は対物レンズの光軸から偏も　再生するＶ溝
斜面上にはレーザースポットの中心をトラッキングする
ので、大部分の光は再生斜面上に照射され　その反射光
の大部分も対物レンズの半内部分に返ってくる。また　
再生斜面と隣接する斜面からの反射光も対物レンズの反
対側の半内部分に偏るカミ　その隣接斜面にはレーザー
スポットの周辺だけが照射されているので、反射光量も
小さ（〜 第８図に　この場合のＶ溝斜面上のレーザースポットか
らの反射光が対物レンズ８を通った後の分布りを示す。

この反射光分布りは斜面上に信号ビットがない所にレー
ザースポットが照射された場合の例であり、大きな反射
光部分と小さな反射光部分に分かれも この大きい方の反射光部分は再生斜面からの反射光に相
当し　対物レンズの半分以上に広がっていも 斜面上に信号ピットがある時は第８図の分布りの各々の
山の部分が減少し　反射光分布はその減少分だけ周辺に
散らばる力（特に図示する事は省略すも 再生斜面と隣接する斜面に信号ピットがあると、第８図
の分布りの小さい山の部分が減少し　その分だけ大きい
山の方向に散らばって来て、これが隣接斜面からの漏れ
信号（クロストーク）になム第８図の反射光分布Ｄ　Ｅ
　　第５図の反射光路のレンズ系でビーム径は縮小され
る力交　分布形状は第８図と相似形を保ったまま光検出
器１０上に照射されも 特開昭５７−１０５８２８号公報で！よ　光軸の中心よ
り少し外側（第８図の矢印Ｘの範囲）において、反射光
の干渉効果により再生信号のクロストークは小さくなる
事が解析的に示され　その領域の反射光を再生する方法
が提案されている。そして、この再生方法に用いる光検
出器（よ　第７図の様に受光部１８と１９の間の部分、
および、受光部２０と２１の間の部分に光を感じない部
分を挿入すればよ（を 更に　特開昭５８−１０２３３９号公報に提案のものＬ
　レーザービームを対物レンズの光軸に平行に入射させ
、その反射光の多くもレンズの半分の部分に集中すム　
その提案では対物レンズを透過する反射光については手
内部分を受光する方法であり、ある程度クロストークを
小さくできるが最適ではなしｔ 発明が解決しようとする課題 上記従来例における解析では　レーザー光はいつも完全
にコヒーレンス（可干渉性）という仮定が含まれてい４
ｖ溝斜面上には信号ピットを作らず、■溝表面に相変化
材料薄膜を形成し信号記録により記録部の反射率のみを
変化させる場合に（表　斜面上には凹凸はなくコヒーレ
ンスの仮定はある程度成立板　解析シミュレーションの
結果は実際の実験結果を説明できも まｔ、　　Ｖ溝表面に光磁気材料を形成して記録により
磁化方向を変化させる時も同様であムしかＬＶ溝溝面面
上信号ピットを形成したディスクの場合には　ディスク
上の信号ピットは理想的な形状に形成する事は困難であ
り、底面や周辺が少し乱れている事もあり、反射光は完
全にコヒーレンスとはいえず、実際の現象は上記各従来
例で示されたものとかなり異なっており、上記従来例で
は最適の信号再生を行なう事が出来な（−反射光の中に
は散乱によって乱された成分も多く、コヒーレンスが部
分的に破れ干渉性が低下すム　散乱光には特定の方向性
はなく、それら散乱によるクロストークの成分は反射光
全般に散らばり、むしろ均一に近く含まれている。

従って、反射光の一部分で特にクロストークが最も小さ
くなるという傾向は減少すも　むしへ反射光分布の一部
だけを受光する場合は再生信号は最大ではなくなり、高
い信号品質を得るには不利であム 課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段（表　レーザービームを
対物レンズの光軸に平行に入射させ、Ｖ溝ディスクから
の反射光のう敷　対物レンズを通過する全部ではない力
（しかし　対物レンズの半内部分以上を通過する反射光
を受光することであム作用 レーザービームの入射方向は対物レンズの光軸に平行で
あるのて　Ｖ溝ディスク面に絞られるレーザースポット
の収差は小さくできａ　ｖ溝斜面は傾斜しているので、
その反射光の方向は対物レンズの光軸から偏る。ディス
ク面からの反射光分布は再生斜面からの大きな反射光部
分と、再生斜面と隣接する斜面からの小さな反射光部分
の２つに分かれも　その再生斜面からの反射光に相当す
る大きな反射光部分は対物レンズの半分以上に広が、Ｌ
ＶＶ斜面からの反射光のう板　対物レンズを通過してく
る全部分ではなく、しかし　対物レンズの半内部分以上
を受光する事は　再生斜面からの反射光に相当する部分
の殆どを受光する事になり、再生信号を最大に近くでき
る。その時に？！クロストーク成分は反射光全般に均一
に含まれる傾向が高いので、再生信号の大きさに対する
クロストークの量は相対的に低下し　再生信号の品質は
向上させる事ができも 実施例 斜面に信号ビットが形成されたＶ溝ディスクを実際に再
生して、信号品質（Ｃ／Ｎやクロストーク）を測定して
反射光の最適な受光部分を検討しｔ４　　その実験条件
を以下に説明すもレーザースポットを照射して再生信号
を得る斜面には長さ０．６μｍの信号ビットが周期的に
形成され（周期１．２μｍ）、その隣接する２斜面には
共に長さ０．８μｍの信号ピットが形成されている（周
期１．６μｍ）。これらの信号！よ　ディスクを線速度
約１０ｍ／ｓｅｃで回転させた時に約８ＭＨｚと６ＭＨ
２の信号に相当す４このディスク原盤は　原盤のスタン
バから得たレプリカに金属反射膜を形成して得られるも
のであム ８ＭＨｚの信号を再生する時には隣接する２つの斜面上
の６ＭＨｚの信号も混じってくる。第１図（Ａ）の円は
反射光を示し　第７図の１２ａまたは１３ａに相当すム 右上がりの斜面からの信号再生を示す第８図の場合に（
よ　図の円内の左側の半内部分に反射光の大部分が集中
すも さて、第１図（Ａ）に示す直線りの左側（／Ｓ１ンチン
グを施した部分）の反射光の再生を行なつ九第１図（Ａ
）の中心Ｏを通るξ軸と直線りとの交点座標ξをパラメ
ータとＬ　　６ＭＨｚと８ＭＨｚの再生信号の測定値を
第１図（Ｂ）に示す。６ＭＨｚと８ＭＨｚの信号の差が
クロストークとなム従来の解析シミュレーションで最適
な受光領域は第８図の矢印Ｘの範囲の様に半円より少し
小さい反射光の部分であった　それに対し　実際の実験
では半円より少し大きい反射光の部分を受光して信号再
生する方が再生信号振幅も大きく且つクロストークも小
さくなる事が分かる。

この領域は　第８図の２つの部分に分かれた反射光分布
りの大きい方の反射光部分の殆どを受光する事に相当す
る。

解析結果と実際の実験結果が異なる理由につし１て、簡
単に説明しておく。従来の解析にはレーザー光はいつも
完全にコヒーレンス（可干渉性）という仮定が含まれて
い九　Ｖ溝斜面上には信号ビットを作らず、■溝表面に
相変化材料を蒸着し信号記録により記録部の反射率のみ
を変化させる場合には　ｖ溝斜面上にはコヒーレンスを
乱す凹凸はないので仮定はある程度成立板　解析シミュ
レーションの結果は実際の実験結果を説明できもしかし
　再生専用ディスクの様にＶ溝斜面上に信号ピットを形
成したディスクの場合には　ディスク上の信号ピットは
理想的な形状に形成する事は困難であり、底面や周辺が
少し乱れている事もあり、反射光の中には散乱によって
乱された成分も多（ｌ　そして、この反射光は完全にコ
ヒーレンスとはいえず、コヒーレンスが部分的に破れ干
渉性が低下すム　加えて、それら散乱によるクロストー
クの成分は特定の反射方向を持たず、むしろ反射光全般
に均一に近く含まれていも　従って、反射光の一部分で
特にクロストークが最も小さくなるという傾向は減少す
ム　むしへ　反射光分布の一部だけを受光する場合（友
　再生信号は最大ではなく高い信号品質を得るには不利
であ４Ｖ溝斜面からの反射光分布に（上　再生斜面から
の反射光に相当する大きな部分と、再生斜面に隣接する
斜面からの反射光に相当する小さな部分がある（第８図
の分布Ｄ）。その大きい方の反射光部分の殆どを受光す
る事で、再生信号を最大に近くできも　その時にＣヨ　
　クロストーク成分は反射光全般に均一に含まれる傾向
が高いので、再生信号の大きさに対するクロストークの
量は相対的に低下し　再生信号の品質は向上させる事が
できａ節板　対物レンズを透過する反射光のすべてでは
ないが、　対物レンズの半内部分より多くを受光して信
号再生する方法が良１．％ 次艮　本実施例の再生光学系を第５図にそって、より詳
細に説明する。本実施例の再生光学系ζよ光検出器を除
けば従来例と同一構成であａ第５図で半導体レーザー４
の波長はλ＝０．６７μｍで、その発光点と回折格子５
の間隔は６５ｍｍであム　コリメートレンズ７の焦点距
離はｆｌ＝２４ｍＢ　　対物レンズ８の焦点距離はｆ２
＝４ｍｍであム　回折格子のピッチはｐ＝５０μｍであ
り、回折格子を透過後の０次　１次、−１次のレーザー
光は （λ／ｐ）ｘｃｌ＝Ａ＝６７μｍ の距離を隔てた位置から発光するように分割されディス
ク上には （ｆ　２／　ｆ　１　）　×Ａ＝１３＝　１１　μｍの
間隔で絞られも 反射したレーザー光はハーフミラ−６で入射光路から分
離されてシリンドリカルレンズ９に導かれる。シリンド
リカルレンズ９による非点収差によって、導かれた反射
ビームはその形状が光軸に沿って変化する力＜、　３つ
のビームが分離され　かつ、それらのビーム形が円形に
なる位置に光検出器１０が配置される。

各々のビームの直径を約３０μｍ位に選べ（′Ｌ。

その位置はコリメートレンズ７による焦点位置に近くな
る。３つの反射ビームのおよその間隔はディスク上のス
ポット間隔のおよそ（ｆ　１／ｆ　２）倍であり約６７
μｍになム また　第６図において、■溝ディスクの山と山のピッチ
を１．　６μれ　即敷　信号のトラックピッチを０，８
μｍとできるので、レーザースポット１１と１２、ま？
＝１１と１３のディスク半径方向の間隔は０．４μｍで
ある。それが光検出器上では約６倍の２．４μｍ位に拡
大される。

本実施例の光検出器として、第２図の様に　１次、−ｉ
次の回折光を受光する検出部が対称に２分割された光検
出器を用いる場合を考える。　１８ａ、　１９ａ、　２
０ａ、２１ａはそれぞれ同じ大きさの検出部である。検
出部１８ａと１９ａの分割線　および、　２０ａと２１
ａの分割線はＶ溝と平行であり、従って、　１次、−１
次の回折光の反射光の中心は光検出器上で検出部の分割
線から約２゜４μｍずれも　回折光の検出部が完全に２
分割された光検出器の一方の検出部だけ（例えば１９ａ
と２０ａ）を用いれ（戯　反射光の対物レンズの手内部
分より僅かに多くを透過する光を検出する事になる。

より積極的に対物レンズの半内部分以上の反射光を受光
するにＣヨ　　第３図の様にＶ溝斜面を再生する回折光
の反射光を受光する光検出部カミ　非対称で、一方が大
きく他方を小さくして、その大きい方の検出部で受光す
れば良１．％１９ａは１８ａより大きく、ま？；２０ａ
は２１ａより犬きｔ、％信号の再生にはそれらの大きい
方の検出部（例えば１９ａと２０ａ）を用いも 発明の効果 以上の様にして、■溝ディスクからの反射光のうち対物
レンズを透過する全部ではないが、　対物レンズの半内
部分以上を受光する事で、信号品質の高い再生信号を得
る事ができも まｆ、　　Ｖ溝斜面からの反射光を受光する光検出部を
２分割する事で、対物レンズの半内部分以上を通過する
反射光を受光でき信号品質の高い再生信号を得る事ので
きる光検出器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における再生領域を示す断面
図と再生信号　洩れ信号の特性医　第２巨　第３図は同
実施例における光検出器の構成と反射光の関係を示した
説明久　第４図は従来例および同実施例におけるＶ溝デ
ィスク断面の拡大斜視医　第５図は従来例及び同実施例
のＶ溝ディスクの再生光学系の構成図　第６図は従来例
及び同実施例におけるＶ溝ディスク上のレーザースポッ
トの配置に　第７図は従来の光検出器の受光部の構成図
　第８図はＶ溝斜面からの反射光分布を用いた従来の信
号再生方法の説明図である。 ２・・・Ｖ鳳　３・・・信号ピット、　８・・・対物レ
ンズ、１１〜１３、　ｌｌａ〜１３ａ・・・レーザース
ポット、１４〜１７、１８ａ〜２１ａ−受光服 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名／　　−−
−透　明　基　仮 ２　−−−　　ｖ　　　　シス ３−　信号ビワト １１ａ−１λ １４−１７．ｌ８ａ２１ａ し−ザースボウト 管ｔ　部 ＣＢ） （ｃ） 壬構停し−ヴー 回Ｗ′ｒ悟子 ！λ　−フ　ミ　　ラ　　− ］リメートレンズ 灯悔しシス シリンドリカルしンズ 光惇記昏 ティスフ上のし−す−ヌボ・ソト配Ｉ 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ディスク上にその半径方向の断面がＶ字形であ
   る溝を設け、そのＶ溝の斜面に信号を記録し、対物レン
   ズでディスク上にレーザーを照射してその反射光を受光
   する事で信号を再生する光ディスク再生方法において、
   前記ディスクからの反射光のうち前記対物レンズを通過
   する全部分ではないが、前記対物レンズの半円部分以上
   を通過する反射光を受光する事を特徴とする光ディスク
   再生方法。
2. （２）光ディスク上にその半径方向の断面がＶ字形であ
   る溝を設け、そのＶ溝の斜面に信号を記録し、ディスク
   上に複数のレーザービームを照射し、その反射光を受光
   して信号を再生する光ディスクの信号再生に使用される
   光検出器であって、前記斜面上の信号を再生する光検出
   部が２分割されている事を特徴とする光検出器。
3. （３）２分割された分割部の大きさが非対称である事を
   特徴とする請求項２記載の光検出器。