JPH05128530A - 情報記録方法及びその情報再生装置 - Google Patents

情報記録方法及びその情報再生装置

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JPH05128530A
JPH05128530A JP3311373A JP31137391A JPH05128530A JP H05128530 A JPH05128530 A JP H05128530A JP 3311373 A JP3311373 A JP 3311373A JP 31137391 A JP31137391 A JP 31137391A JP H05128530 A JPH05128530 A JP H05128530A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 情報の多値度を高めて記録媒体の記録容量を
大きくとれるようにし、また情報の再生も高速で行える
ようにする。 【構成】 情報ピットのトラック方向における幅と情報
ピットの再生用光スポットに対するトラック方向のシフ
ト量の組合わせによって、多値情報を記録する。また、
光学的情報記録媒体から反射または透過された再生用光
束を検出するための多分割光検出器と、予め設定された
情報ピットのトラック方向の幅と再生用光スポットに対
するトラック方向のシフト量の組合わせによる多値情報
の各情報ピットに対応した全光量と光量分布を記憶する
ための記憶手段と、前記多分割光検出器で得られた情報
ピットの全光量及び光量分布と前記記憶手段に記憶され
た全光量及び光量分布の相関をとってそれぞれの情報ピ
ットの情報を認識するための情報認識手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多値情報を記録する情
報記録方法及びその多値情報を再生するための情報再生
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光メモリ産業は拡大しつつあり、
再生専用の光学式ビデオディスクやコンパクトディスク
から金属薄膜や色素系記録材料を用いた追記型光ディス
クが開発されている。また、今日においては光磁気記録
方式や相転位記録方式を用いた書き換え型光ディスクへ
と研究、開発が進められ、その応用も民生品からコンピ
ュータの外部メモリへと拡大されてきている。そして、
これらの光メモリ装置においては、微小スポットを所望
のトラックに追従させる制御技術と高密度記録や高速読
み出しを可能にする記録、再生技術が重要な技術であ
り、光ディスクの進歩と相まって制御技術や記録、再生
技術に関する提案が種々なされている。例えば、本願出
願人は高密度記録、高速読み出しを目的として、光学的
情報記録再生方法及び光学的情報記録再生装置を特開平
２−１７２０３９号として公開した。以下、その詳細を
図面を参照して説明する。
【０００３】まず、図１５は光ディスク上に記録された
情報ピットを示す。このピットは情報トラック上に凹状
または凸状に形成されており、その深さや高さは読出し
用のレーザ波長の１／４である。また、情報ピットは単
位ピットの数やトラックの幅方向における位置の違いに
よって７通り記録されている。従って、ここでは符号０
〜６にそれぞれ対応した７値の多値記録により情報が記
録されている。具体的に説明すると、まず基本ピットの
トラック幅方向における中心位置は、トラック中心とこ
のトラック中心より単位ピット幅の約１／２左右にずれ
た計３ケ所にある。符号０はトラック中心に対して左右
２ケ所に記録された２つの単位ピットを情報ピットと
し、また符号１はこの情報ピットの中心位置を左の中心
位置に、符号２は反対に右の中心位置にシフトしたピッ
トを情報ピットとして記録されている。更に、符号３は
トラック中心に記録された１つの単位ピットを情報ピッ
トとし、符号４は左の中心位置に、符号５は右の中心位
置にそれぞれ記録された単位ピットを情報ピットとする
ものである。なお、ピットを全く記録しないことが符号
６を表わしている。
【０００４】次に、以上のような多値記録を行う記録装
置について図１６により説明する。同図において、１０
２は符号変換回路、１０３はレーザ駆動回路、１０４は
レーザ、１０５はアクチュエータ、１０８は光ディス
ク、１０９はスピンドルモータを示す。記録データ１０
１は、符号変換回路１０２によりトラックの幅方向のピ
ットの中心位置と、ピットの幅（単位ピットの数）との
組合せの情報に変換される。ここで、これらの情報は単
位ピットのトラック幅方向位置及び該単位ピットの有無
としてとらえられる。情報を記録する場合、トラッキン
グ位置を変え、上記単位ピットの位置の個数回だけ光ビ
ームスポットにより同一トラックを走査し各単位ピット
位置での走査において単位ピットの幅及びその有無の情
報に応じて単位ピットが記録される。図１５に示した７
値記録に例をとると、単位ピットの位置は３ケ所である
ため、同一トラックを３回走査することになる。従っ
て、それぞれの走査で、単位ピットの位置信号１０７と
して、アクチュエータ１０５のＡＴに、０，±のオフセ
ット量を与え、トラック中心と該トラック中心より単位
ピットの幅の約１／２だけ＋または−に走査する位置が
ずらされる。そして、その位置での単位ピットの有無信
号１０６をレーザ駆動回路１０３に与え、それによりレ
ーザ１０４の強度を変化させることによって、スピンド
ルモータ１０９で回転している光ディスク１０８の記録
面に図１５に示したような情報ピットが形成される。
【０００５】図１７は、こうして形成された７値記録の
情報を再生するための再生装置を示す。同図において、
１１０はレーザ、１１１は対物レンズ、１１３は２分割
フォトディテクタ、１１４，１１５はアンプ、１１６は
引算器、１１７は加算器、１１８ａ〜１１８ｄはコンパ
レータ、１１９はエンコーダである。引算器１１６の出
力信号である差信号Ｄ′はコンパレータ１１８ａ，１１
８ｂに入力され、比較電圧Ｖａ，Ｖｂと比較される。ま
た、加算器１１１の出力信号である和信号Ａ′はコンパ
レータ１１８ｃ，１１８ｄにそれぞれ入力され、比較電
圧Ｖｃ，Ｖｄと比較される。各コンパレータからのそれ
ぞれの出力信号は、エンコーダ１１９により復調され、
再生情報１２０として出力される。
【０００６】次に、図１８のタイムチャートを用いて図
１７の情報再生装置の動作を更に詳細に説明する。同図
において、和信号Ａ′はピットの有無と幅を見るもの
で、ピットが有る場合には比較電圧Ｖｃより低くなり、
またピットの幅が符号０，１，２のように単位ピットの
幅よりも大きくなると、比較電圧Ｖｄより低くなる。そ
こで、和信号をＶｃでスライスし、Ｖｃ以上を１とする
と図１８ｃのような２値信号が得られる。また、Ｖｄで
スライスし、Ｖｄ以上を１とすると図１８ｄのような２
値信号を得ることができる。また、差信号Ｄ′はピット
の位置を見るものである。ピットがトラック中心に対し
て対称にある場合と、全くピットが無い場合には、差信
号Ｄ′は比較電圧ＶａとＶｂとの間にある。トラック幅
方向に関するピットの中心がトラック中心に対し上にず
れた場合（符号２と５）には、差信号Ｄ′は比較電圧Ｖ
ａより高くなり、下にずれた場合（符号１と４）には差
信号Ｄ′は比較電圧Ｖｂより低くなる。そこで、Ｖａで
スライスし、Ｖａ以上を１とすると図１８ａのような２
値信号が得られ、またＶｂでスライスし、Ｖｂ以下を１
とすると図１８ｂのような２値信号を得ることができ
る。そして、図１８ａ，ｂ，ｃ，ｄの２値信号をエンコ
ーダに入力し、その組合せに対応した符号を検出し、復
調することで、再生情報を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】上記記録方法や記
録再生装置にあっては、７値の多値記録を可能とし、記
録密度を飛躍的に高め、また高密度で記録された情報を
高速で読出すことができるという効果がある。しかしな
がら、上記多値記録装置では、情報ピットのトラック幅
方向の幅を組合わせて情報を記録するために、多値度に
限界があった。また、トラック幅方向の単位ピットの中
心位置を増せば、更に多くの組合わせによって多値度を
増すことができるが、記録時にそれに応じて光ビームが
走査する回数が増えてしまうので、記録速度が遅くな
り、この点も多値度を制限する原因となっていた。
【０００８】本発明は、このような実情に鑑みなされた
もので、情報の多値度を大幅に高めまた高速読出しも可
能とした情報記録方法及びその情報再生装置を提供する
ことを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光学的
情報記録媒体の情報トラック上に、情報ピットのトラッ
ク方向における幅と、情報ピットの再生用光スポットに
対するトラック方向のシフト量の組合わせによって、多
値情報を記録することを特徴とする情報記録方法によっ
て達成される。また、本発明の更なる目的は、光学的情
報記録媒体から反射または透過された再生用光束を検出
するための多分割光検出器と、予め設定された情報ピッ
トのトラック方向の幅と再生用光スポットに対する位置
の組合わせによる多値情報の各情報ピットに対応した全
光量と光量分布を記憶するための記憶手段と、前記多分
割光検出器で得られた情報ピットの全光量及び光量分布
と前記記憶手段に記憶された全光量及び光量分布の相関
をとってそれぞれの情報ピットの情報を認識するための
情報認識手段とを有することを特徴とする情報再生装置
によって達成される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。初めに、本発明の情報記録方法の
実施例について説明する。まず、図２は光学的情報記録
媒体のフォーマットの一例で、ここではディスク状記録
媒体の１周のトラックの一部を示している。図２におい
て、ブロック１は例えばセクタなどの１つの記録領域の
単位で、制御領域２と情報領域３に分かれている。制御
領域２内にはウォブリングピットからなるトラッキング
用ピット領域４、鏡面となったフォーカシング用領域
５、データ再生のタイミングをとるクロッキング用ピッ
ト領域６が設けられている。また、情報領域３は自由に
情報の記録、再生ができる領域である。トラッキング用
ピット及びクロッキング用ピットは、凹状または凸状の
ピットとし、その深さまたは高さは再生光の波長をλ、
基板の屈折率をｎとした場合、λ／８ｎとするのが望ま
しい。なお、ブロック１は１周のトラック内に１０００
〜１４００程度設けられている。
【００１１】図１は本発明の情報記録方法の一実施例を
示した図で、情報領域３内に記録された情報ピット列を
示すものである。図１において、８ａ〜８ｅはクロッキ
ング用ピットを検出して作成される基準クロックのタイ
ミングを示しており、このタイミングに従って情報がサ
ンプリングされ、再生される。９ａ〜９ｅはそれぞれ再
生用光スポットで、８ａ〜８ｅのタイミングの再生位置
を示している。１０ａ〜１０ｅは情報トラック７上に記
録された情報ピットで、詳しく後述するようにピットの
並び方向（トラック方向）の幅と再生用光スポット内で
のそのスポットに対する情報ピットの相対位置との組合
わせによって、多値情報が記録されている。情報ピット
としては、前記と同様に凹状または凸状のピットである
が、その深さまたは高さはλ／４ｎにするのが望まし
い。また、情報ピットのトラック方向における幅の最大
値は、高密度記録による隣りのピットへのクロストーク
を考慮すると、再生用光スポットの直径と同等か、それ
以下が好ましい。
【００１２】情報ピット１０ａのトラック方向における
幅は、再生用光スポット９ａの直径の約半分で、その中
心位置は再生用光スポット９ａに対して図中に示すｙ方
向の＋側に所定幅シフトしている。なお、ｙ方向はトラ
ック方向、ｘ方向はそれに直交する方向である。情報ピ
ット１０ｂ〜１０ｄの幅は、それぞれ再生用光スポット
の直径の約１／３であるが、情報ピット１０ｂの中心位
置は再生用光スポット９ｂの中心よりもｙ方向−側に所
定幅シフト、情報ピット１０ｃの中心位置は再生用光ス
ポット９ｃと同じ中心位置、情報ピット１０ｄの中心位
置は再生用光スポット９ｄの中心位置よりもｙ方向＋側
に所定幅シフトしている。また、情報ピット１０ｅの幅
は再生用光スポット９ｅの直径の約３／５、その中心位
置は再生用光スポット９ｅの中心よりｙ方向−側に所定
幅シフトしている。このように本実施例では、情報ピッ
トのトラック方向における幅と再生用光スポットに対す
る相対位置によって、各情報ピットに多値情報の意味を
持たせているが、その組合わせは図１に限るものではな
い。即ち、図１では一例として情報ピットのトラック方
向における幅を３通り、情報ピットの再生用光スポット
に対する位置を３通りとしているが、それ以上の組合わ
せによって多値度を高めることはもちろん可能である。
１１ａ〜１１ｃは、情報ピットに再生用光スポットを照
射し、その反射光を光検出器面上で再結像したときの光
量分布を立体的に示した立体視図である。１１ａは情報
ピット１０ｂに、１１ｂは情報ピット１０ｃに、１１ｃ
は情報ピット１０ｄにそれぞれ対応する。また、図中の
ｙ′方向は光検出器面上のトラック方向に対応する方向
を示し、ｘ′方向はそれに直交する方向を示す。
【００１３】次に、再生用光スポットで各情報ピットを
再生するときの光検出器面上の光量分布について説明す
る。まず、情報ピットが記録されていないときの光量分
布を図３により説明する。図３において、情報を再生す
る場合、図示しない半導体レーザから再生用光束が出射
され、更にこの光束は図示しないビーム整形ピリズムや
コリメータレンズなどを経てガウシアン分布を有する平
行光束となる。この入射平行光束の光量分布を図３
（ａ）に示している。図３ではこの平行光束の大きさを
およそ６ｍｍ、光ヘッドの開口の大きさをおよそ４ｍｍ
としてある。なお、図３の光量分布の図は、最大の値で
規格して示してあり、全光量に対応したものではない。
上記入射平行光束は対物レンズ１２で集光され、１〜２
μｍの光スポットとして媒体面上に結像される。図３
（ｂ）はその媒体面の光量分布を示す。入射された光束
は媒体面で反射され、再び対物レンズ１２を経て反射平
行光束となる。この反射平行光束の光量分布は、媒体面
上に情報ピットがないので、図３（ｃ）に示すように入
射平行光束と同じ光量分布となる。もちろん、媒体面は
均一な反射面とする。こうして媒体面で反射された平行
光束は、集光レンズ１３で集光され、光検出器面上に結
像される。光検出器面上の光量分布は、やはりピットが
ないため、図３（ｄ）に示すように媒体面上の光量分布
とほぼ同じとなる。
【００１４】一方、媒体面上に情報ピットが記録されて
いる場合は、光検出器面上の光量分布は次のようにな
る。まず、図４に情報ピットのトラック方向における幅
を再生用光スポットの径の約１／３とし、また情報ピッ
トを再生用光スポットに対して所定量ずつ、段階的にト
ラックのｙ方向−側にシフトさせたときの光量分布を示
す。なお、情報ピットの深さまたは高さは、前述のよう
にλ／４ｎであり、この条件のときに情報ピット部とそ
の回りの部分からの反射光の位相は、πだけ異なるもの
となる。図４（ａ）は情報ピット１０が再生用光スポッ
ト９の中心に位置したときの光検出器面上の光量分布を
示し、このときの光検出器面上の全光量の相対値は３．
９である。また、図４（ｂ）〜（ｅ）は情報ピット１０
を再生用光スポット９に対してｙ方向−側に段階的にシ
フトしたときの光量分布を示している。情報ピット１０
のシフト量の変化に応じて光量分布は変化し、このとき
の全光量の相対値もシフト量が大きくなるにつれ、６．
５８，１４．２，２５．８，３９．６として示すように
順次大きくなる。なお、情報ピット１０をｙ方向＋側に
シフトした場合、例えば図１の１１ａに対する１１ｃの
ように光量分布はｘ′軸に対して対称な分布となり、全
光量はシフト量が同じであれば全く同じ光量となる。ま
た、図５は情報ピットを再生用光スポットの約半分、図
６は情報ピットを再生用光スポットの約３／５とし、そ
れぞれの情報ピットを再生用光スポットに対してｙ方向
−側に段階的にシフトしたときの光検出器面上の光量分
布と全光量を示した図である。図５、図６から明らかな
ように、情報ピットを再生用光スポットに対してシフト
させた場合、前記と同様に光量分布及び全光量はそのシ
フト量に応じて変化することがわかる。
【００１５】以上の図３〜図６の説明から光検出面上に
おける光量分布と全光量は、情報ピットのトラック方向
の幅と再生用光スポットに対する相対位置によって異な
ることがわかる。従って、この光量分布と全光量を検知
することにより、情報ピットの幅と再生用光スポットに
対するトラック方向のシフト量、即ちこれらの組合わせ
によって記録された多値情報を再生することができる。
また、多値情報を記録するときの組合わせとしては、例
えば情報ピットの幅を図４〜図５に示したように再生用
光スポットの約１／３，１／２，３／５の３通りとし、
情報ピットの再生用光スポットに対する相対位置とし
て、情報ピットを図４（ａ）に示すように再生用光スポ
ットの中心位置、図４（ａ），（ｂ）に示すように情報
ピットをｙ方向−側に２段階にシフトした位置、及びこ
れとは反対のｙ方向＋側に２段階にシフトした位置とす
れば、５通りの位置となり、情報ピットの３通りの幅と
組合わせると、合計で１５通りの組合わせができる。従
って、情報ピットのない状態を加えれば、合計で１６通
り、即ち１６値の多値記録が可能となり、１つの情報ピ
ットに４ビット分の情報を記録することができる。もち
ろん、これは一例であり、分解能力が十分にあれば、更
に多値度を上げることができる。また、以上の組合わせ
に加えて、前述したような情報ピットのトラック方向に
直交する方向の幅の違いを組合わせれば、更に多値度を
上げることができる。
【００１６】図７は上記情報記録方法で記録された情報
を再生するための光学的情報再生装置の一実施例を示し
たブロック図である。図７において、１２は例えば光デ
ィスクや光カードなどの光学的情報記録媒体、１３はこ
の記録媒体１２に近接して配設された対物レンズであ
る。対物レンズ１３はアクチュエータ１４の駆動によっ
てトラッキング方向及びフォーカシング方向へ移動す
る。１５は光源として設けられた半導体レーザ、１６は
コリメータレンズ、１７はビーム整形プリズムである。
半導体レーザ１５で出射されたレーザ光束は、コリメー
タレンズ１６で平行化された後、ビーム整形プリズム１
７で楕円光束から真円光束に変換される。そして、偏光
ビームスプリッタ１８を透過し、対物レンズ１３で微少
光スポットに絞られて、記録媒体２の情報トラック上に
照射される。一方、記録媒体２から反射した光束は、再
び対物レンズ１３を通って偏光ビームスプリッタ１８へ
入射しここで反射光束はビームスプリッタ１９へ導か
れ、半導体レーザ１５からの入射光束と分離される。ビ
ームスプリッタ１９に入射した光束は、ここで更に２つ
に分割され、一方の光束２０は図示しない光検出器へ導
かれる。この光検出器では従来公知の方式により図２に
示した制御領域２の信号が検出され、得られた検出信号
は基準クロック作成回路２５、制御信号作成回路２７へ
送られる。
【００１７】また、他方側の光束は集光レンズ２１によ
って集光され、多分割光検出器２２の受光面上に再結像
される。多分割光検出器２２の各素子の信号は、それぞ
れ情報認識回路２３へ出力される。情報認識回路２３に
は、上記情報ピットの前述したトラック方向における幅
と再生用光ピットの中心位置に対するシフト量に対応し
た全光量と光量分布が予め記憶されている。情報認識回
路２３では、多分割光検出器２２で得られた実際の全光
量と光量分布との相関をとり、その結果情報ピットの幅
とシフト量を認識すると共に、それに対応した情報に変
換して順次情報再生回路２４に出力していく。以上の情
報の認識はハード的に行ってもよいし、ソフトにも行っ
てもよい。基準クロック作成回路２５では、図２で説明
したクロッキング用ピットを検出して基準クロックが作
成され、情報再生回路２４に出力される。情報再生回路
２４では、情報認識回路２３で得られた情報の中から基
準クロックのタイミングでサンプリングが行われ、再生
情報２６が生成される。一方、制御信号作成回路２７で
は、トラッキング用ピットを検出してトラッキングエラ
ー信号を生成すると共に、フォーカシング用領域の鏡面
部でフォーカシングエラー信号を生成する。これらのサ
ーボ制御信号は駆動回路２８へ送られ、駆動回路２８で
は各サーボ制御信号に基づいてアクチュエータ１４を駆
動し、媒体面に焦点を結ぶフォーカシング制御及び光ス
ポットを目的のトラック上を走査させるトラッキング制
御を行う。
【００１８】次に、情報認識回路２３の具体例を説明す
る。本実施例では、情報認識回路２３の一例として人間
の情報処理機構を模倣した神経回路綱を使用した。神経
回路綱としては、例えば図８に示すようにバックプロパ
ゲーションという神経回路綱が知られているが、まずそ
の原理について図８を用いて説明する。なお、図８は神
経回路綱により手書き文字を認識する例である。まず、
図８（ａ）に示す２９−１〜２９−ｋは、ｋ個に分割さ
れた入力部である。また、図８（ｂ）に示す３０−１〜
３０−ｋは、入力層と呼ばれるセルであり、入力部の各
素子で検出した信号がそれぞれ入力層の各セル３０−１
〜３０−ｋに与えられる。各セルは、ある重みをかけた
信号を中間層と呼ばれる各セル３１−１〜３１−ｍに与
え、更に中間層の各セルは出力層と呼ばれる各セル３２
−１〜３２−ｎに与える。ここで中間層、出力層の各セ
ルは、入力がある一定の値を越えた場合に、出力信号を
出す非線型素子である。また、各セル間の重みは学習と
呼ばれる作業により決定される。つまり、入力に対する
出力の誤差より各重みを数学的な約束に従い変えてい
く。この作業を反復することにより、正しい値が出力さ
れるように重みの値がそれぞれ収束していく。従って、
学習が終了すると、各セル間の重みという形で手書き文
字の認識回路ができる。
【００１９】以上の原理で説明した神経回路綱内の各セ
ル間の重みは、学習という手法によって決定される。本
実施例では、この学習を光ヘッドの製造時や調整時に図
９に示す装置によって行うものとする。図９において、
３３は学習を行うためのコンピュータ、３４は参照用記
録媒体、３５は参照用記録媒体３４の位置を制御するた
めの位置制御部である。コンピュータ３３はアクチュエ
ータ１４の駆動回路２８と位置制御部３５を制御し、光
スポットと参照用記録媒体３４の位置を任意に変えるこ
とができる。参照用記録媒体３４には予め決められた位
置に前述したように幅とシフト量を組合わせた参照用ピ
ットが記録されている。また、アクチュエータ１４はコ
ンピュータ３３の制御により、決められた位置に光スポ
ットを結ぶように固定されている。ここで、参照用ピッ
トとして、表１に示す１６の情報ピットが参照用記録媒
体３４に記録されているものとする。なお、各参照用ピ
ットと多値情報の符号（情報）との対応も表１に示すと
うりである。
【００２０】
【表１】 以上のように参照用ピットが記録された参照用記録媒体
３４に対し、半導体レーザ１５から再生用光ビームが照
射され、参照用ピットが記録された情報トラック上を再
生用光スポットが走査するよう制御される。情報トラッ
クからの反射光は多分割光検出器２２で読取られ、神経
回路綱２３′に送られる。このとき、コンピュータ３３
は神経回路綱２３′の出力層の状態を読取り、正しい出
力層の状態（教師信号）との誤差を算出する。これによ
り、コンピュータ３３はその誤差に従い、神経回路綱２
３′内の各セル間の重みを一定の数学的手法により順次
変えていく。このときの教師信号は各ピットに対する符
号である。つまり、コンピュータ３３内のメモリに参照
用記録媒体３４上での各ピットの位置とそれに対応する
符号が記憶されており、コンピュータ３３はこれを用い
て重みを決定する。
【００２１】学習の方法としては、例えば１つの参照ピ
ットに対し正しく認識されるまで重みを変化させ、これ
が終了すると次の参照ピットに対して同様に重みを変化
させるというように、それぞれのピットで正しく認識さ
れるまで重みを変化させる。また、他の方法として１つ
のピットに対し重みを一巡変化させ、順次ピットを巡回
して各ピットの重みを一巡変化させる。そして、それぞ
れのピットで正しく認識されるまで、上記のようなピッ
トの重みの変化を繰返し行う方法もある。なお重みの初
期値は乱数値より与えてもよいし、予め他の手法で求め
た重みを与えてもよい。また、他の基準となる光ヘッド
の学習値を用いてもよいし、光ヘッドの精度が良い場合
は、基準の学習済の神経回路綱をそのまま用いてもよ
い。以上で神経回路綱２３′内のメモリに重みが記録さ
れ、学習が終了する。学習が終了すると、コンピュータ
３３などは不要であるので、装置から取外せばよい。
【００２２】図１０は従来のバックプロパゲーションの
手法を基本とした神経回路綱２３′を具体的に示した回
路図である。図１０において、５０−１〜５０−ｋは入
力層のセルであり、ｋ個に分割された多分割光検出器２
２の各素子で光電変換された電気信号がこのそれぞれｋ
個の入力セル５０−１〜５０−ｋに与えられる。多分割
光検出器２２は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように方
形状あるいは輪状に分割されており、この分割された個
々の素子の信号が入力層のセルに与えられる。なお、多
分割光検出器２２としては、図１１に限ることなく種々
の変形がある。５１は重みセルであって、ｍ個の中間セ
ル５２−１〜５２−ｍのそれぞれに対してｋ個ずつ備わ
っている。例えば、入力セル５０−１の出力はｍ個に分
けられ、重みセル５１−１−１〜５１−１−ｍにそれぞ
れ与えられる。同様に、入力セル５０−２〜５０−ｋの
出力もそれぞれｍ個に分けられ、それぞれ対応する重み
セルに与えられる。各重みセルは増幅素子であり、その
増幅率は前述したようにコンピュータ３３によって個々
に決定されている。例えば、それぞれの増幅率がディジ
タル的にランダムアクセスメモリ（不図示）に記憶さ
れ、ディジタル／アナログ変換を行って、各重みセルに
与えられている。
【００２３】また、それぞれの重みセルは電子スイッチ
（不図示）を備え、抵抗値を切り変えることで、各重み
セルに与える増幅率を変えることができる。この場合、
コンピュータ３３は、電子スイッチを切り変えることに
より、増幅率を制御することになる。各重みセル５１で
重みをかけられた信号は、中間セルに入力される。例え
ば、重みセル５１−１−１〜５１−ｋ−１は中間セル５
２−１に入力される。各中間セルは正の入力信号は加算
し、負の入力信号は減算して、合計の値がある閾値を越
えると、出力信号を出力する非線形素子である。５３は
５１と同様に重みセルであって、ｎ個の出力セル５４−
１〜５４−ｎのそれぞれに対し、ｎ個ずつ備わってい
る。例えば、中間セル５２−１の出力はｎ個に分けら
れ、それぞれ対応する各重みセルに与えられる。同様
に、他の各中間セルの出力も、それぞれｎ個に分けら
れ、対応した重みセルにそれぞれ与えられる。重みセル
５３は重みセル５１と同様に増幅素子であり、その増幅
率は、前記と同様にコンピュータ３３で決定されてい
る。
【００２４】各重みセル５３で重みをかけられた信号
は、出力セル５４−１〜５４−ｎに入力される。例え
ば、重みセル５３−１−１〜５３−ｍ−１の信号は、出
力セル５４−１に入力される。各出力セルは前述の中間
セルと同様に、正の入力信号は加算し、負の入力信号は
減算して、合計の値がある閾値を越えると出力信号を出
力する。この各出力セルの出力信号は、それぞれ決めら
れた符号（ここでは、０〜１５であるから、ｎ＝１６で
ある）に対応したセルである。例えば、出力セル５４−
１を図４（ｃ）で示したピットを認識するセルだとす
る。この場合、図４（ｃ）に対応した入力があると、出
力セル５４−１が出力信号を出力し、神経回路綱の出力
信号として符号０が出力されることが正しい出力とな
る。コンピュータ３３は、出力変換セルの出力状態を読
み取り、これと教師信号との差を算出し、その結果に基
づいて重みセル５１，５３のそれぞれの増幅率を決定す
る。
【００２５】図１２は、神経回路綱の他の実施例を示し
たブロック図である。図１０の実施例はハード的に神経
回路綱を構成したが、この実施例はそれをマイクロコン
ピュータを用いてソフト的に構成した例である。図１２
において、６０−１〜６０−ｋは入力変換セルである。
このｋ個の入力変換セルに、前述の如くｋ個に分割され
た多分割光検出器２２の各素子で光電変換された電気信
号がそれぞれ与えられる。入力変換セルでは、アナログ
／ディジタル変換が行われ、それぞれ情報処理部６１に
より読み込まれる。情報処理部６１は、図１０で説明し
た処理をソフト的に行うものであり、その処理は従来の
バックプロパゲーションの手法を基本としたものであ
る。各セル間の重みは、ランダムアクセルメモリ（ＲＡ
Ｍ）６２に記憶される。情報処理部６１で得られた出力
６３は、各ピットに対して認識した符号であり、その認
識出力６３は図７で示した情報再生回路２４に送出され
る。ここで、情報処理部６１の機能には、少なくとも学
習モードと情報処理モードとがあり、その切り換えはス
イッチ６４によって行われる。
【００２６】光ヘッドの製造、調整時は、学習モードに
設定され、このとき教師信号は情報処理部６１の内部メ
モリに記憶される。この場合、図９で示した学習用のコ
ンピュータ３３は用いず、情報処理部６１から出力する
信号６５により、アクチュエータ１４の駆動回路２８及
び参照用記録媒体３４の位置を制御するための位置制御
部３５を制御することで、予め決められた幅と再生用光
スポット内でのシフト量を組合わせた参照ピットを光ス
ポット内に配置する。そして、参照ピットを順次変え
て、それに対する入力信号を読み込み、図１０で説明し
た動作をソフト的に行い、その結果を教師信号と比べ
る。次いで、教師信号との誤差に従い、各セル間の重み
を変え、ＲＡＭ６２の内容を書換える。学習が終了する
と、スイッチ６４を切り換え、情報処理モードに切換え
る。この時のＲＡＭ６２の内容は保持しておき、この重
みを用いて入力信号に対して認識した符号を情報再生回
路２４に送出する。
【００２７】このように本実施例にあっては、上記多分
割光検出器２２で検出した全光量と光量分布を神経回路
綱２３′で順次認識し、基準クロックのタイミングによ
りその認識された情報列から正しい情報をサンプリング
し再生することにより、各光学部品の特性のバラツキや
位置合せの誤差を含めて学習ができ、部品の条件に左右
されず情報を再生できるという効果がある。
【００２８】以上ここまで、光学的情報記録媒体上の情
報ピットとして、凹状または凸状の位相型のピットにつ
いて説明したが、情報を上向き磁化と下向き磁化の違い
によって記録し、再生は光学的にカー効果又はファラデ
ー効果を用いて行なう光磁気媒体についても本発明は応
用が可能である。光磁気媒体の場合の記録方式は、図２
で示したサンプルサーボのフォーマットであってもよい
し、連続溝のフォーマットであってもよい。記録ピット
（ドメイン）の形態は、光磁気用光ヘッドによると、円
形（もしくは隋円形）や矢羽型となる。図１の情報ピッ
トに近いものとしては、磁界変調オーバーライトによる
矢羽型のドメインとなる。磁界変調オーバライトについ
ては後述する。また、光磁気媒体用の光ヘッドは、図７
に示した光ヘッドに類似したものであるが、磁界変調オ
ーバライトを利用したとすると、光学的情報記録媒体１
２（この場合、光磁気媒体）をはさんで対物レンズ１３
に対向した位置に、記録用の外部磁界を発生する磁気ヘ
ッドが必要である。更に、図７に示したビームスプリッ
タ１８及び１９は、偏光成分により反射率、透過率が異
なる偏光ビームスプリッタが望ましい。また、ビームス
プリッタ１９と集光レンズ２１の間には、検光子が必要
となる。
【００２９】光磁気媒体では、前述したように磁化の方
向の違いにより情報を記録するのであるが、これに直線
偏光の光を与えると、磁化の方向の違いにより直線偏光
の偏光方向が右回りか左回りかに回転する。例えば、
今、光学的情報記録媒体１２に入射する直線偏光の偏光
方向を図１３に示すように座標軸Ｐ方向とし、下向き磁
化に対する反射光は、＋θk 回転したＲ+ 、上向き磁化
に対する反射光は−θk回転したＲ- とする。ここで、
図１３で示すような方向に前述した検光子をおくと、検
光子を透過してくる光はＲ+ に対しＡ，Ｒ- に対しＢと
なる。そこで、従来ではこのＡとＢを光検出器で検出
し、光強度の差として情報を得ていた。本実施例では、
Ｓ方向の成分Ｓ+ とＳ- に着目し、例えば検光子の方向
をＳ方向に重ねたとすると、検光子を透過して来る光
は、Ｓ+ とＳ- だけになる。この両者は同じＳ偏光成分
の光であるが、光の位相がπ異なる。つまり、光磁気に
よる情報ピット（ドメイン）からの反射光のＳ偏光成分
を考えると、図４〜図６で示したものと同等な振る舞い
をする。これを多分割光検出器２２で検出することで、
前述同様の情報の再生を行うことができる。なお、Ｓ偏
光成分が小さい時には、検光子の方向を図１３で示した
ように、Ｐ方向とＳ方向の間とし、図４〜図６等で示さ
れるＳ偏光成分の分布と図３（ｄ）で示したようなガウ
シアン分布のＰ偏光成分の分布との干渉成分の分布とし
て同様の情報再生が可能である。
【００３０】ここで、情報ピット（ドメイン）を記録す
る一つの方法である磁界変調オーバーライトについて図
１４により説明する。磁界変調オーバライトでは、光ス
ポットの光強度を一定のパワーＰw で照射し、光磁気媒
体の磁性層上の記録層の温度をキュリー点温度付近に上
昇させる。この温度に上昇した状態で、光スポットの照
射部位に磁気ヘッドにより記録信号に応じて変調された
外部磁界を印加する。これにより、記録層の磁化の方向
が変調磁界の方向に向き、以前の情報を消去することな
く、オーバライトを行うことができる。この際、形成さ
れるドメインの形状は、図１４に示す如く矢羽根状とな
り、幅ｗは磁界の変調幅ｗ′に対応したものとなる。つ
まり、磁界の変調幅ｗ′を小さくすることにより、ドメ
インの幅ｗを光スポットの大きさよりも小さく制御する
ことができる。また、ドメインの中心位置を再生用光ス
ポットに対して変えて記録する場合は、基準クロックの
タイミングより磁界の変調を所定の時間速やくしたり、
または遅くしたりすればよい。これにより、図１の情報
ピットと同様に、ドメインの中心位置を前にシフトした
り、あるいは後にシフトしたりすることが可能である。
この場合、ドメインのエッジが変調磁界を切換えるタイ
ミングよりやや進むことを考慮する必要がある。
【００３１】以上の様に記録することで、図１で示した
情報ピットと同等の矢羽根状の光磁気ドメインを記録す
ることができる。このような光磁気ドメインは、前述し
たように全光量と光量分布を認識することにより、情報
を再生することができる。また、光磁気記録媒体を用い
て以上のような多値記録を行う場合、情報の高速記録や
高速再生が可能である。なお、情報ピットのトラック方
向に直交する方向の幅を組合わせて多値情報を記録する
場合は、それに応じた多分割光検出器、神経回路綱を構
成することにより、多値情報の再生が可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、情
報ピットのトラック方向における幅と再生用光スポット
に対するトラック方向のシフト量の組合わせにより、多
値情報を記録することによって、多値度を従来に比べて
著しく高めることができ、情報記録媒体の記録容量を大
幅に大きくできるという効果がある。また、多分割光検
出器で得られた全光量及び光量分布から情報ピットの幅
とシフト量を認識することにより、多値度の高い情報の
再生を有効に行え、しかも高速で再生を行えるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報記録方法の一実施例を示した説明
図である。
【図２】図１の実施例に使用される情報記録媒体のフォ
ーマットの一例を示した説明図である。
【図３】記録媒体に情報ピットがないときの各部の光量
分布を示した説明図である。
【図４】情報ピットのトラック方向の幅を再生用光スポ
ットの約１／３として、このピットを再生用光スポット
に対して段階的にシフトしたときの情報ピットの各シフ
ト位置における光検出器面上の全光量と光量分布を示し
た説明図である。
【図５】情報ピットのトラック方向の幅を再生用光スポ
ットの約１／２として、このピットを再生用光スポット
に対して段階的にシフトしたときの情報ピットの各シフ
ト位置における光検出器面上の全光量と光量分布を示し
た説明図である。
【図６】情報ピットのトラック方向の幅を再生用光スポ
ットの約３／５として、このピットを再生用光スポット
に対して段階的にシフトしたときの情報ピットの各シフ
ト位置における光検出器面上の全光量と光量分布を示し
た説明図である。
【図７】本発明の情報再生装置の一実施例を示したブロ
ック図である。
【図８】バックプロパゲーションの神経回路綱の原理を
説明するための図である。
【図９】神経回路綱の学習を行うための装置の一例を示
したブロック図である。
【図１０】図７の情報認識回路の一例としてバックプロ
パケーションの手法を基本とした神経回路綱を具体的に
示したブロック図である。
【図１１】図７の多分割光検出器の受光面の具体例を示
した説明図である。
【図１２】情報認識回路の他の例を示したブロック図で
ある。
【図１３】光磁気記録媒体の上向き、下向き磁化に対す
る反射光の回転状態、及びこの反射光の検光子に対する
変化を示した説明図である。
【図１４】磁界変調方式における記録用光スポットとそ
の光強度、変調磁界、及びそれによって記録されるドメ
インの関係を示した説明図である。
【図１５】従来例の多値記録方法を示した説明図であ
る。
【図１６】図１５で示した多値情報を記録するための情
報記録装置を示したブロック図である。
【図１７】図１５の多値情報を再生するための再生装置
を示したブロック図である。
【図１８】その図１７の再生装置の再生動作を示した説
明図である。
【符号の説明】
９ａ〜９ｅ 再生用光スポット １０ａ〜１０ｅ 情報ピット １２ 光学的情報記録媒体 １３ 対物レンズ １５ 半導体レーザ ２２ 多分割光検出器 ２３ 情報認識回路 ２３′ 神経回路綱 ２４ 情報再生回路 ３３ コンピュータ ３４ 参照用記録媒体 ３５ 位置制御部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光学的情報記録媒体の情報トラック上
    に、情報ピットのトラック方向における幅と、該情報ピ
    ットの再生用光スポットに対するトラック方向のシフト
    量の組合わせによって、多値情報を記録することを特徴
    とする情報記録方法。
  2. 【請求項２】 前記情報ピットのトラック方向に直交す
    る方向の幅を組合わせることによって、多値情報を記録
    することを特徴とする請求項１の情報記録方法。
  3. 【請求項３】 情報ピットは凸状または凹状の位相ピッ
    トであり、その高さまたは深さは、光スポットの波長を
    λ、情報記録媒体の基板の屈折率をｎとした場合、λ／
    ４ｎであることを特徴とする請求項１の情報記録方法。
  4. 【請求項４】 情報ピットは、上向き磁化または下向き
    磁化で記録される光磁気ドメインであることを特徴とす
    る請求項１の情報記録方法。
  5. 【請求項５】 情報ピットのトラック方向における最大
    幅は、再生用光スポットの径以下であることを特徴とす
    る請求項１の情報記録方法。
  6. 【請求項６】 光学的情報記録媒体から反射または透過
    された再生用光束を検出するための多分割光検出器と、
    予め設定された情報ピットのトラック方向の幅と再生用
    光スポットに対するトラック方向のシフト量の組合わせ
    による多値情報の各情報ピットに対応した全光量と光量
    分布を記憶するための記憶手段と、前記多分割光検出器
    で得られた情報ピットの全光量及び光量分布と前記記憶
    手段に記憶された全光量及び光量分布の相関をとってそ
    れぞれの情報ピットの情報を認識するための情報認識手
    段とを有することを特徴とする情報再生装置。
  7. 【請求項７】 前記情報認識手段は、所定の数学的約束
    に従って学習を行うことで決定された重みを記憶するた
    めの記憶手段と、この記憶手段に記憶された重みによっ
    て前記多分割光検出器で得られた全光量と光量分布と対
    応した情報を認識する神経回路綱よりなることを特徴と
    する請求項６の情報再生装置。
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