JPH05101395A - 光学式記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、多値記録のデータ転送レイトを向上
し、記録密度の向上を図る光学式記録再生装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】本発明は、入射集光レンズ３０で集光させ記録
媒体３２を透過した回析パターン３５の平行光を干渉パ
ターンとしてリニアアレイ３６に投影する。つまりピッ
ト間隔で変化する干渉パターンの０次光量の光量変化を
制御信号として、±１次干渉パターンのピーク付近のリ
ニアアレイ検出素子の範囲を限定し、リニアアレイの必
要な部分の素子のみ検出演算するもので、干渉パターン
の不必要な部分を除いて検出及び演算の高速度と高精度
を図り、多値記録の分解能を高めることにより、高密度
記録できる光学式記録再生装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高記録密度化された多値
記録の光学式記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光記録では、波長程度の大きさの
ピットを記録媒体上に記録し、このピットの有無によっ
て２値化されたデータを再生する。このような２値化デ
ータを記録再生するシステムに対して、さらに高密度化
を目的として、データを多値化する記録再生装置が提案
されている。例えば、特開昭６１−１１７７４３号公報
に記載されるものなどがある。

【０００３】このような記録再生装置における多値化す
るための手法は、一定の情報を符号化して、２若しくは
３個の複数のピットの間隔に変換し、これらのピットの
組を記録媒体のトラック幅方向に記録する、また再生時
には、一組のピットをレーザー光で照射してピットの間
隔に対応した光学的干渉パターンを得る。図７に示す干
渉パターン１を多素子の光電変換器２で検出して、デー
タに復調する。

【０００４】このような多素子の光電変換器２として、
一次元か二次元のＣＣＤ若しくは、フォトダイオード
（ＰＤ）が用いられる。通常には一方向のみの検出であ
るため、一次元のリニアアレイが用いられている。

【０００５】このリニアアレイを用いて光学的干渉パタ
ーンからデータを復調する手法として、干渉パターンの
±１次ピーク位置を検出する手法がある。

【０００６】この手法としては、３つの手法が提案され
ている。

【０００７】第１の手法として、逐次比較手法がある。

【０００８】図８に示すように、干渉パターン３をリニ
アアレイ４で検出して、各素子の出力を転送クロック６
から出力されるクロックにしたがって、順次、シフトレ
ジスタ５で転送する。

【０００９】この出力を比較器７で順次比較し、最大の
値をピークホールド８に記憶すると共に、その検出素子
のアドレスをピークアドレスのホールド９に記録する。
このようにして、全素子の出力を逐次比較して、最大値
の検出素子のアドレスをピークデータとして出力する。

【００１０】図８に示した例では、５番目の素子が最大
となるのでデータアドレスとして「５」が出力される。

【００１１】第２の手法として、プライオリティエンコ
ーダ（以下Ｐ．Ｅと称す）がある。

【００１２】図９に示すように、干渉パターン１０をリ
ニアアレイ１２で検出し、隣り合う２素子の大小を複数
の比較器１３で比較する。図９の例では、比較器１３の
出力は順に「ＨＨＨＨＬＬＬ」となる。この出力を複数
のゲート１４に入れて、比較器１２の隣り合う２素子の
出力を比較する。図９の例では、ゲート１４の出力は、
順に「ＬＬＬＨＬＬ」となる。Ｐ．Ｅ１５は、この出力
の中から「Ｈ」の出力を検出して、リニアアレイ１２の
最大値のアドレスをデータとして出力する。図９の例で
は、データアドレスとして「５」が出力される。以上の
ようにして、Ｐ．Ｅ１５は凸形をしたピークがあると、
ピークのアドレスをデータとして出力する。

【００１３】次に第３の手法として、重心による手法が
ある。

【００１４】図１０に示すように、干渉パターン１８を
リニアアレイ１９で検出し、各素子の出力を転送クロッ
ク２１から出力されるクロックに従って、順次、シフト
レジスタ２０で転送する。この出力を加算器２５で加算
する。

【００１５】一方転送クロック２１から出力されるクロ
ックのカウンタ２２の出力と、各素子の出力は乗算器２
３で掛け合わせられた後、加算器２４で加算される。除
算器２６で、加算器２４の出力を加算器２５の出力で割
ると重心が求められ、データとして出力される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した干渉
パターンの±１次ピーク位置を検出する手法において
は、検出速度と検出精度の点で後述するような問題があ
る。

【００１７】まず、第１の手法である逐次比較手法にお
いては、図８に示すように、リニアアレイ４の前素子出
力を連続して、クロック転送するので、素子数に比例し
て検出時間が増加する。そして検出範囲が広いか、また
は、分解点数を増加することを目的とした素子数の多い
系では、検出と速度が増加し、データの転送レイトが低
下してまう。

【００１８】第２の手法であるプライオリティエンコー
ダ（Ｐ．Ｅ）においては、Ｐ．Ｅは一括並列比較処理を
行うので、高速検出速度である。しかし検出精度の点に
問題がある。図９に示したように、干渉パターン１０の
ピークが１個だけリニアアレイ１２に照射する場合に
は、正確なピーク出力が得られる。しかし２つのピーク
を有する干渉パターン１１をリニアアレイ１２に入射す
ると、ピーク出力が２つ得られ、真のピークは検出でき
ない。１個分のピーク位置のみにリニアアレイを設けれ
ばよいが、干渉パターンはピット間隔によって、そのピ
ーク位置が連続的に変化し、また、複数のピークが現れ
るので、そのような位置を設定するのは困難である。

【００１９】さらに第３の手法の重心による手法は、図
８に示したように、全素子の出力を連続的にクロック転
送するので、素子数に比例して検出時間が増加する。ま
た、干渉パターン１７のピークがリニアアレイ１９に１
個だけ入る場合（干渉パターン１）は、正確な重心が求
まるが、干渉パターン１８のようなピークが入る場合は
正確な重心がもとまらない。従って干渉パターンのピー
ク部分だけで重心をもとめることが正確な重心を求める
ために必要となる。

【００２０】そしてピーク位置のみにリニアアレイを設
けることを容易に推測できるが、第２の手法と同様に困
難である。

【００２１】以上のように干渉パターンはピット間隔に
よって複雑に変化するので、そのピーク値を検出するリ
ニアアレイ配置及び大きさによって検出速度と検出精度
が低下する。

【００２２】そこで本発明は、多値記録のデータ転送レ
イトを向上し、記録密度の向上を図る光学式記録再生装
置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、光学式記録媒体の記録トラックの幅方向
に、情報をピット間隔として符号化した複数のピット組
を形成することにより、該情報を記録する記録手段と、
前記複数のピット組に照明光を投光し、前記ピット間隔
の変化に対応する光学的干渉パターンとして取り出す光
学手段と、前記光学手段に取り出された光学的干渉パタ
ーンをアレイ状に配置された複数の検出素子に照射し、
光電変換して光学的干渉パターンの基本光の変化を検出
する検出手段と、前記検出手段の各検出素子からの検出
出力の変化に応じて、隣接する検出素子間で該検出出力
を比較する比較手段と、前記比較手段から出力された検
出光のピーク値を出力する検出素子を特定し、該検出素
子を軸として、アレイ状配置された検出素子の駆動範囲
を設定することにより、検出範囲を設定する検出範囲設
定手段と、前記検出範囲設定手段により、前記光学的干
渉パターン内の設定範囲の情報を読出す再生手段とから
なる光学式記録再生装置を提供する。

【００２４】

【作用】以上のような構成の光学式記録再生装置によっ
て検出された信号のうち、±１次ピーク付近の所定範囲
の出力のみが転送される。このような構成により、すべ
てのリニアアレイの出力を転送する必要がないため、検
出速度が高速となる。また、不必要な範囲の出力を転送
しないため、精度の高いピーク検出が可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２６】まず、本発明の実施例に用いられる光学式
記録再生装置の第１、第２の検出光学系の概略的な構成
図を示し説明する。

【００２７】図１に示す第１検出光学系は、透過型の検
出光学系であり、受光したレーザダイオード（ＬＤ）光
を入射集光レンズ３０によって集光された入射光３１
が、記録媒体３２を透過し、回折光３３になる。この回
折光３３は、中心軸に対して、θの広がりを持ち、出射
集光レンズ３４を通過することによって、平行光に変光
される。この平行光は、回析パターン３５として、リニ
アアレイ３６に投影される。

【００２８】また図２に示す第２検出光学系は、反射型
の検出光学系である。

【００２９】すなわち、２ピットの形成された記録媒体
４０にＬＤ光を照射して、得られる回析パターン３９を
レンズ３８を介し、ビームスプリッタ３７に反射させた
回析パターン４１をリニアアレイ４２に投影する。

【００３０】つまり、データ記録においては、レーザダ
イオード光を集光して記録媒体上にデータに対応した間
隔を有する２個のピットをトラック幅方向に形成するこ
とによって行われる。記録用のＬＤ光は、波長７８０〜
８３０nm、出射出力１０〜２０mWのものを用いている。
記録媒体３２は、穴形成による透過型、若しくは反射率
変化又は、移送変化の得られる反射型を用いる。

【００３１】そしてピットの大きさはＬＤ波長程度が望
ましく、約１μｍ径程度とする。２ピットの間隔は、波
長λの２〜６倍程度、即ち１．５〜４．８μｍの間で変
える。

【００３２】回析パターンの回析角と強度は次式で表わ
される。

【００３３】

【数１】 レンズ５，９の焦点距離をｆとし、記録媒体３を焦点面
に置くと回析光は平行光となる。この時、一次回析光の
レンズ５，９の中心からの距離（検出位置）は、次式で
示される。

【００３４】検出位置 ｘ＝ｆ×ｓｉｎθ 以上のことから、これらの実施例は、干渉パターンの±
１次ローブに対応する位置範囲のリニアアレイ素子のみ
を選択的に限定して、検出するものである。

【００３５】すなわち、リニアアレイ素子の位置範囲を
限定するための制御信号は、０次光の光量によって得る
ことができる。

【００３６】図３にピット間隔が１．５〜３μｍの範囲
で変わったときの干渉パターンの変化を示す。縦軸に０
次光の光量をとり、横軸に回析角（度）をとる。この結
果から、ピット間隔が大きくなるにしたがって、±１次
ローブのピークは、低回析角側に移動し、さらには０次
光ローブの幅が減少するために、０次光の光量が減少す
ることが分かる。

【００３７】従って、０次光の光量変化から±１次光の
ピーク位置を決定することができる。

【００３８】また、リニアアレイの検出範囲に関して
は、図４に示すように干渉パターン１０の０次光の光量
を検出するための０次光検出器１２の出力により、リニ
アアレイ１１の検出範囲の素子を選択する。

【００３９】これらの実施例の逐次比較手法では、±１
次ローブのピーク値付近のみを検出すればよいので、Ａ
の範囲の素子を選択すれば、ピークアドレスデータが得
られる。

【００４０】次に図５には、第１実施例として、前述し
た透過型若しくは、反射型の検出光学系を具備するプラ
イオリティエンコーダ（Ｐ．Ｅ）を用いた実施例を示し
説明する。

【００４１】図５に示すように、リニアアレイ４３によ
って、検出された信号出力は、複数の比較器４４、ゲー
ト４５によって演算され、Ｐ．Ｅ４７でピークアドレス
が出力される。

【００４２】この時、干渉パターンの０次元光量検出用
Ｐ．Ｄの出力は、ＡＤ変換器４８で変換され、干渉パタ
ーンの±１次ピーク付近のリニアアレイ４３のアドレス
に応答するゲート４５を駆動させるデータを出力するゲ
ート選択ＲＯＭ４９に入る。ゲート選択ＲＯＭ４９は、
実際に駆動するゲート４５を選択するために、設定エン
コーダ５０の出力を指定する。

【００４３】この出力によって、Ｐ．Ｅ４３でピークア
ドレスを検出する範囲を限定するので正しいアドレスが
得られる。

【００４４】この実施例のＰ．Ｅ手法は、±１次ローブ
のピーク値付近のみを検出すればよいので、図４に示す
Ａの範囲の素子を選択すれば、ピークアドレスデータが
得られる。

【００４５】次に図６には、第２実施例として、前述し
た透過型若しくは、反射型の検出光学系を具備する逐次
比較及び重心を用いた実施例を示し、説明する。

【００４６】図６に示すように、干渉パターンを０次光
の光量を０次光検出用Ｐ．Ｄ５４で検出し、ＡＤ変換器
５５でデジタルデータに変換され、干渉パターンの±１
次ピーク付近のリニアアレイ５１を指定するＲＯＭ５６
に入力する。

【００４７】リニアアレイ指定ＲＯＭ５６の出力は、リ
ニアアレイ指定エンコーダ５７に入り、実際に駆動転送
するリニアアレイのアドレス範囲を決定する。

【００４８】従って、リニアアレイ５１によって検出さ
れた信号のうち、±１次ピーク付近の出力のみが転送さ
れる。このような構成により、すべてのリニアアレイの
出力を転送する必要がないため、検出速度が高速とな
る。また、不必要な範囲の出力を転送しないため、精度
の高いピーク検出が可能となる。

【００４９】この実施例の逐次比較及び重心手法では、
±１次ローブの全範囲を検出する必要があり、図４に示
すＢの範囲の素子を選択すれば、ピークアドレスデータ
が得られる。

【００５０】以上詳述したように、本発明の光学式記録
再生装置は、ピット間隔変化による干渉パターンの０次
光量の光量変化を制御信号として、±１次干渉パターン
のピーク付近のリニアアレイ検出素子の範囲を限定す
る。従って、リニアアレイの必要な部分の素子のみ検出
演算するので、検出速度が向上する。また、検出精度を
低下させる原因となる干渉パターンの不必要な部分を除
いて、検出するので検出精度が向上する。この事は多値
記録の分解能を高めることになり、高密度記録が実現で
きる。

【００５１】また本発明は、前述した一実施例に限定さ
れるものではなく、他にも発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の光学式記録
再生装置は、適正な検出範囲からの情報を採用すること
により、多値記録のデータ転送レイトを向上し、記録密
度の向上を図る光学式記録再生装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例とする光学式記録
再生装置の検出光学系の概略的な構成を示す図である。

【図２】図２は第２実施例の反射型光学式記録再生装置
の検出光学系の概略的な構成を示す図である。

【図３】図３は、ピット間隔が１．５〜３μｍの範囲で
変わったときの干渉パターンの変化を示す図である。

【図４】図４は、干渉パターンに対するリニアアレイの
検出範囲を示す図である。

【図５】図５は、第３実施例のプライオリティエンコー
ダ（Ｐ．Ｅ）の検出回路の概略的な構成を示すブロック
図である。

【図６】図６は、第４実施例の重心の検出回路系の概略
的な構成を示すブロック図である。

【図７】図７は干渉パターンを示す図である。

【図８】図８は従来の逐次比較手法による検出回路の概
略的な構成を示すブロック図である。

【図９】図９は、従来の逐次比較手法による検出回路の
概略的な構成を示すブロック図である。

【図１０】図１０は、従来の重心による検出回路の概略
的な構成を示すブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学式記録媒体の記録トラックの幅方向
   に、情報をピット間隔として符号化した複数のピット組
   を形成することにより、該情報を記録する記録手段と、 前記複数のピット組に照明光を投光し、前記ピット間隔
   の変化に対応する光学的干渉パターンとして取り出す光
   学段と、 前記光学手段に取り出された光学的干渉パターンをアレ
   イ状に配置された複数の検出素子に照射し、光電変換し
   て光学的干渉パターンの基本光の変化を検出する検出手
   段と、 前記検出手段の各検出素子からの検出出力の変化に応じ
   て、隣接する検出素子間で該検出出力を比較する比較手
   段と、 前記比較手段から出力された検出光のピーク値を出力す
   る検出素子を特定し、該検出素子を軸として、アレイ状
   配置された検出素子の駆動範囲を設定することにより、
   検出範囲を設定する検出範囲設定手段と、 前記検出範囲設定手段により、前記光学的干渉パターン
   内の設定範囲の情報を読出す再生手段とを具備すること
   を特徴とする光学式記録再生装置。