JPH05217172A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光量の変動等によって、記録媒体上のピッ
トの大きさにばらつきが生じても、ピット中心を正確に
検出でき、データの正確な再生が可能な光学的情報記録
再生装置を提供すること。 【構成】 半導体レーザ４０と回折格子４４等を用いて
構成され２つの再生用光スポットを１トラックに２つ形
成する再生用光スポット形成手段と、前記再生用光スポ
ットのそれぞれを受光する第１の再生用受光素子と第２
の再生用受光素子とを有する光検出器１７と、前記第１
の再生用受光素子の出力から光カード７上に形成された
ピットの先端と後端を検出するピット幅検出手段と、こ
のピットに対応した前記第２の再生用受光素子の出力と
前記ピット幅検出手段の出力に基づいて、前記ピットの
中心位置を検出するピット中心位置判定手段とを具備し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体上のトラッ
クの延在方向に２つの再生用光スポットを形成し、さら
に２つの受光素子で各再生用光スポットを２回検出し、
先行する光スポットからの戻り光を受光する受光素子の
出力でピット幅を、他方でピット中心位置のピット検出
信号を生成出力し、そのピット検出信号に基づいてデー
タの再生をする光学的情報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に光学的情報記録再生装置には、マ
ーク間記録方式が用いられる場合が多い。この場合に
は、情報再生時に記録媒体上のピット間隔を検出してデ
ータを復調再生することになるので、ピットの中心を精
度よく検出することが重要になる。記録媒体上に形成さ
れるピットの大きさは、情報記録用の半導体レーザの温
度変化等に起因する発光量の変動や、記録媒体の感度ム
ラ等によってばらつきが生じる。

【０００３】図６は従来のピット中心検出方法を示す図
である。Ｐ１はピットが小さい場合を示し、Ｐ２はピッ
トが大きい場合を示す。また、それぞれの場合につい
て、そのピットが情報再生用光ビームに照射され、その
像を信号再生用受光素子で検出したときの出力信号を
（ａ）に示し、（ａ）の微分波形を（ｂ）に示す。この
場合、（ｂ）が基準レベルＳＬを横切るＣ点をピット中
心として検出することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上述
した従来のピット中心検出方法においては、図６のＰ１
に示すようなピットが小さい場合は正確にピットの中心
を検出することができるが、Ｐ２に示すようにピットが
大きい場合では基準レベルＳＬを横切る点はＲに示す範
囲内でばらつくことになり、正確にピットの中心を検出
することができない。この場合にピット間隔は本来の間
隔Ｄ０にはならず、例えばＤ１に示す間隔をピット間隔
として、次段の復調回路に出力することになるので、正
しいデータが得られなくなるという問題があった。この
ようなことは光記録媒体の感度ムラ、半導体レーザの発
光量の変動等によって起きやすいものである。また、ピ
ットの大きさが小さすぎても再生信号用受光素子からの
出力信号の振幅が小さくなるので、一概にピットが小さ
ければよいという問題ではない。

【０００５】本発明は、上記問題点に着目してなされた
もので、半導体レーザの発光量の変動、または記録媒体
の感度ムラ等によって、記録媒体上のピットの大きさに
ばらつきが生じても、ピット中心を正確に検出でき、デ
ータの正確な再生が可能な光学的情報記録再生装置を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【問題点を解決する手段】上記目的を達成するために本
発明では、半導体レーザ等を用いて構成され２つの情報
再生用光スポットを１トラックに２つ形成する情報再生
用光スポット形成手段と、前記情報再生用光スポットの
それぞれを受光する第１の情報再生用受光素子と第２の
情報再生用受光素子と、前記第１の情報再生用受光素子
の出力から前記記録媒体上に形成されたピットの先端と
後端を検出するピット幅検出手段と、このピットに対応
した前記第２の情報再生用受光素子の出力と前記検出手
段の出力に基づいて、前記ピットの中心位置を検出する
ピット中心位置判定手段を設けるようにする。

【０００７】

【作用】上述のように、本発明の光学的情報記録再生装
置では、１トラックについて２個の情報再生用受光素子
を設け、トラック上のひとつのピットを２回検出するよ
うに構成したので、先行する情報再生用受光素子の出力
に基づいてピットの長さを測定し、その測定結果に基づ
いて、後行の情報再生用受光素子の出力から、ピットの
中心を検出することができ、よって半導体レーザ等の光
ビーム発生手段の発光量の変動、または記録媒体の感度
ムラ等によって、記録媒体上のピットの大きさにばらつ
きが生じても、ピット中心を正確に検出することが可能
となる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図１ないし図５は本発明の１実施例に係
り、図１は１実施例の光学的情報記録再生装置の光学ヘ
ッドの構成を示し、図２は光カード上に形成された記録
用光ビームスポットと、再生用光ビームの回折光による
スポットの位置関係を示し、図３は光検出器上に投影さ
れた記録用光ビームのスポット像及び再生用ビームの０
次回折光及び１次回折光のスポット像を示し、図４はピ
ット中心検出回路の構成を示し、図５はピット中心検出
回路の動作を説明するタイムチャートを示す。

【０００９】まず、図１を参照して光学的情報記録再生
装置の光学ヘッド１０の構成を説明する。情報記録用の
光源である半導体レーザ１で発生した光ビームはコリメ
ートレンズ２でほぼ楕円形の平行ビームとなる。さらに
この平行ビームは整形プリズム３において楕円形の長軸
方向成分のみが縮小されてほぼ円形に整形された後、円
形の絞り４によって記録媒体上でスポットサイズが所定
の値になるように平行ビーム径が絞られて、偏光ビーム
スプリッタ５に入射する。

【００１０】この記録用の円形ビームは半導体レーザ１
の性質によりほぼＳ偏光成分からなっているため、ビー
ムのほとんどが偏光ビームスプリッタ５の反射面で反射
されて、対物レンズ６の光軸上に入射する。この光は対
物レンズ６によって集光されて光カード７上に円形スポ
ットを形成し、局所的にエネルギー密度が高め、光カー
ド７の記録層に熱的不可逆変化を生じさせて記録ピット
を形成する。

【００１１】一方、上記半導体レーザ１とは別個に、情
報再生用の光源として設けた半導体レーザ４０から発せ
られた光ビームはコリメートレンズ９を通過してほぼ楕
円形の平行ビームとなり、整形プリズム４１で楕円の短
軸方向成分のみが拡大されてほぼ円形に整形される。こ
の円形ビームは更に、円形の絞り４２によって記録媒体
上でスポットサイズが所定の大きさになるように平行ビ
ーム径が絞られ、平凹シリンドリカルレンズ４３に入射
する。

【００１２】この光ビームは、平凹シリンドリカルレン
ズ４３によって光軸に対して垂直面内の一方向のみが屈
折作用を受け、その方向に僅かに発散するビームとな
る。このビームはさらに回折格子４４で０次回折光及び
２本の１次回折光に分割される。この時、シリンドリカ
ルレンズ４３と回折格子４４とは、シリンドリカルレン
ズ４３による光ビームの発散方向と、回折格子４４によ
る回折方向とがほぼ直交するような位置に配設する。
又、回折格子４４による回折方向は光カード７のトラッ
クの延在方向と一致するように配置される。

【００１３】回折格子４４によって分割された３本の光
ビームは、半導体レーザの性質によりほぼＰ偏光成分か
らなっているため、ほとんどの成分が偏光ビームスプリ
ッタ５を透過して対物レンズ６によって集光され、３つ
のスポットとなって光カード７上に形成される。もとも
と光ビームがシリンドリカルレンズ４３によって発散さ
れているため、光カード７上に形成されるそれぞれの光
ビームスポットも発散方向に拡大されて形成されること
となる。

【００１４】図２は光カード７上に形成された記録用光
ビームスポット２３と、再生用光ビームの回折光による
スポット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの位置関係を示す図で
ある。これらのビームスポットは、記録用光ビームスポ
ット２３が再生用光ビームの０次回折光によるスポット
２５ａと、１次回折光によるスポット２５ｂ、２５ｃの
どちらか一方との間に位置するように配置する。

【００１５】この配置は、光学ヘッド１０の組立調整時
に、対物レンズ６へ入射する前の記録用光ビームの光軸
と再生用光ビームの光軸との間に相対的な角度差を与え
るこによって調整する。光カード７上における再生用光
ビームスポット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの拡大される方
向がトラックの延在方向にほぼ直交するようにシリンド
リカルレンズ４３を配設しているため、複数のトラック
の情報を同時に得ることができる。

【００１６】再生用光ビームの回折光によるスポット２
５ａ、２５ｂ、２５ｃは、光カード７上のトラックガイ
ド２１とピット２２の有無によって光量変調をかけられ
た状態で光カード７上で正反射される。これらの反射光
は、対物レンズ６を逆方向に通過して、ほぼ平行光の状
態で偏光ビームスプリッタ５に導かれる。これらの反射
光は、光カード７上で正反射されているため、ほぼＰ偏
光を保持しており、殆どの成分が偏光ビームスプリッタ
５を透過して反射ミラー１４に導かれる。

【００１７】反射ミラー１４で反射された後、集光レン
ズ１５で集光され、さらにハーフミラー１６で分割され
て、信号再生用及びトラッキング用光検出器１７と、フ
ォーカス用光検出器１８の受光面にそれぞれ入射して、
前記スポットの像を拡大投影する。上述のとおり、再生
用光ビームは、対物レンズ６に対して光軸から偏心した
位置に入射して、いわゆる軸はずし方式のフォーカス検
出を行われる。フォーカス用光検出器１８には例えば２
分割の受光素子を配設してフォーカスずれによる再生用
光ビームスポットの像の移動を検出するように構成して
いる。

【００１８】図３は光検出器１７上に投影された記録用
光ビームのスポット像及び再生用ビームの０次回折光及
び１次回折光のスポット像を示す図である。光検出器１
７上には信号再生用受光素子５１、５２、５３及びトラ
ッキング用受光素子６１、６２、６３、６４が配設され
ており、さらに再生用光ビームの光像の拡大投影された
像２５ｄ、２５ｅ、２５ｆがトラックずれ及びフォーカ
スずれの無い状態でこれらの受光素子上の適正な位置に
結像した場合に、前記１次回折光によるスポット２５ｂ
に対応する像２５ｅが形成される位置に信号再生用受光
素子５４、５５、５６を設ける。

【００１９】トラッキング用受光素子６１、６２及び６
３、６４は、トラックずれによるトラックガイドの像の
位置変化を受光量の変化として検出して、トラッキング
エラー信号を生成する。信号再生用受光素子５１、５２
及び５３、または、５４、５５、及び５６では、トラッ
ク３本分についてのピットの有無を光量の変化により検
出して、再生信号を出力する。

【００２０】情報記録時は、図２に示すように光カード
７が矢印ａの方向（順方向と記す）に移動しているとき
は、記録用光ビームスポット２３によって形成されたピ
ット２２が、再生用光ビームの一方の１次回折光による
スポット２５ｃの方向に移動して行き、ピット２２がス
ポット２５ｃの位置に達したときに、光検出器１７上で
信号再生用受光素子５２に光量変化が生じ、再生信号が
出力されるので、記録直後の再生信号が得られることに
なり、この再生信号を基にしてベリファイ動作が行われ
る。

【００２１】また、光カード７の移動方向が反転して、
矢印ｂの方向（逆方向と記す）に移動する場合には、記
録用光ビームスポット２３によって形成されたピット２
２が、再生用光ビームの他の一方の１次回折光によるス
ポット２５ｂの方向に移動して行き、ピット２２がスポ
ット２５ｂの位置に達したときに、信号再生用受光素子
５５に光量変化が生じ、この光量変化から記録直後の再
生信号が得ることができ、この再生信号を基にしてベリ
ファイ動作が行われる。

【００２２】したがって、光カード７の移動方向が順方
向、逆方向のいずれの場合であっても記録直後に再生信
号を得ることができる。すなわち、光学ヘッド１０に対
して往復運動する光カード７の移動方向に関係なく、記
録直後に再生信号を得て、記録の良否をチェックするベ
リファイ動作を行うことができる。次に本発明の特徴で
あるピット中心検出回路７０について図４を参照して説
明する７１は光検出器１７上に設けられた信号再生用受
光素子であり、例えば５５に対応する。８１も光検出器
１７上に設けられた信号再生用受光素子であり、例えば
５２に対応する。７２、８２はそれぞれ７１、８１で受
光した信号を電流電圧変換するＩ／Ｖ変換器である、７
３、８３はそれぞれ、７２、７３の出力を基準レベルＳ
Ｌで２値化信号に変換する２値化回路である。９１は２
値化回路７３、８３の出力をそれぞれ、タイミング回路
７４、８４に供給するかをカード移動方向に応じた移動
方向指示信号で切り替えるセレクタである。

【００２３】７４、８４は後段のカウンタ７５、７６、
８５、８６、メモリ７７を制御する信号を生成するタイ
ミング生成回路である。タイミング生成回路７４はＤフ
リップフロップ７４ａ、７４ｂ及びゲート７４ｃ、７４
ｄで構成されている。又、タイミング生成回路８４はＤ
フリップフロップ８４ａ、８４ｂ及びゲート８４ｃで構
成されている。

【００２４】７５は高周波クロック（図示せず）でカウ
ント動作を行い、タイミング生成回路の出力７８でリセ
ットされるカウンタ、７６はタイミング生成回路の出力
７８毎にカウント動作を行うカウンタである。８５は高
周波クロック（図示せず）でカウント動作を行い、タイ
ミング生成回路の出力８８でリセットされるカウンタ、
８６はタイミング生成回路の出力８８毎にカウント動作
を行うカウンタである。

【００２５】７７はカウンタ７６の出力をアドレスとし
て、タイミング生成回路７４の出力７９のタイミング
で、カウンタ７５の出力をライトし、カウンタ８６の出
力をアドレスとして、ライト動作以外の期間アドレスで
指定された内容を出力するメモリである。８７はメモリ
７７の出力の１／２回路７７ａを通したメモリ７７の出
力の１／２の値とカウンタ８５の出力値を比較し、一致
を検出するコンパレータである。なお、タイミング生成
回路７４、８４、カウンタ７５、７６、８５、８６には
同一の高周波クロックが供給される。

【００２６】図５は図５のブロックの動作を説明するた
めのタイムチャートである。今、カードの移動方向は図
３の矢印ａの方向、すなわち順方向であるとする。この
場合、ピットの像はまず受光素子５５（７１）に現れ、
（（受光素子５５と受光素子５２の間隔）／カード移動
速度）だけ時間が経過した後、受光素子５２（８１）に
現れることになる。したがって、一つのピットは光検出
器１７上の受光素子によって、必ず２回検出されること
になり、本発明はこの光検出器の構成の特徴を有効に利
用するものである。

【００２７】図５中のｔはこの時間を示している。受光
素子７１の出力はＩ／Ｖ変換器７２で電流電圧変換され
て図５（ａ）に示す信号にされた後、２値化回路７３に
よって図５（ｂ）に示す２値化信号に変換される。セレ
クタ９１はカード移動方向が順方向の場合は２値化回路
７３の出力をタイミング生成回路７４に供給し２値化回
路８３の出力をタイミング生成回路８４に供給するよう
に動作する。

【００２８】タイミング生成回路７４ではこの２値化信
号の立ち上がりを検出して図５（ｃ）に示す信号７８を
出力し、この２値化信号の立ち下がりを検出して図５
（ｄ）に示す信号７９を出力する。信号７８はカウンタ
７５のクリア端子に入力され、このタイミングでカウン
タ７５はリセットされる。さらに、信号７８はカウンタ
７６のカウントアップ端子にも入力され、このタイミン
グでカウンタ７６はカウントアップされる。

【００２９】このカウンタ７６は先行するピット検出信
号（受光素子７１の出力）と後行のピット検出信号（受
光素子８１の出力）を対応付けるためのものである。そ
して、メモリ７７にタイミング生成回路７４の出力７９
をライト信号とし、カウンタ７６の出力で指定される図
５（ｆ）に示すライトアドレスに、カウンタ７５の出力
値、つまり図５（ｅ）に示すライトデータを書き込む。
信号７９は２値化信号の立ち下がりで出力されるので、
メモリ７７には先行するピット検出信号のパルス幅が記
憶されることになる。

【００３０】そして、時間ｔ経過後に今度は受光素子８
１にこのピットの像が現れる。受光素子８１の出力はＩ
／Ｖ変換器８２で電流電圧変換されて図５（ｇ）に示す
信号にされた後、２値化回路８３によって図５（ｈ）に
示す２値化信号に変換される。今、セレクタ９１によっ
て、２値化回路８３の出力がタイミング生成回路８４に
供給されているので、タイミング生成回路８４はこの２
値化回路８３からの２値化信号の立ち上がりを検出して
信号８８を出力する。

【００３１】この信号８８はカウンタ８５のクリア端子
に入力され、このタイミングでカウンタ８５はリセット
される。さらに、信号８８はカウンタ８６のカウントア
ップ端子にも入力され、このタイミングでカウンタ８６
はカウントアップされる。このカウンタ８６の出力はメ
モリ７７のリードアドレス（図５（ｊ）参照）であり、
メモリ７７はこのアドレスの内容をライト動作以外の期
間は常に出力するように動作する。

【００３２】メモリ７７の出力データ、つまり図５
（ｋ）に示すリードデータは１／２回路７７ａで１／２
にされ（出力を１ビットだけ最下位ビット側にシフトす
るたけでよい）、コンパレータ８７の一方の入力端子に
供給される。また、図５（ｌ）に示すカウンタ８５の出
力はコンパレータ８７のもう一方の入力端子に供給され
る。コンパレータ８７はこの二つの入力データを比較
し、一致したところをピットの中心として、図５（ｍ）
に示すコンパレータ８７の出力をピット中心検出信号と
して出力するように動作する。

【００３３】このピット中心検出信号は図示しないデー
タ再生処理系に入力され、このピット中心検出信号に同
期してデータ復調に利用されたり、データ復調のための
同期信号の生成等に利用される。

【００３４】カードの移動方向が図３の矢印ｂの方向、
すなわち逆方向である場合は、ピットの像はまず受光素
子５２（８１）に現れ、時間ｔ経過後、受光素子５５
（７１）に現れることになるので、セレクタ９１は２値
化回路７３の出力をタイミング生成回路８４に供給し、
２値化回路８３の出力をタイミング生成回路７４に供給
するようにすることによって、上記の動作と全く同様な
扱いでピット中心検出信号を得ることができる。

【００３５】上述の説明は全て信号記録用光スポットの
位置する受光素子５２、５５について行ったが、そのほ
かの受光素子５１、５４、または受光素子５３、５６に
ついても全く同様に行うことができることはいうまでも
ない。

【００３６】この実施例によれば１つのトラックの延在
方向に同一のビーム発生手段からのビームで２つのスポ
ットが形成されるようにし、光記録媒体からの反射光を
受光する光検出手段として、２つの受光素子で２回検出
するようにし、先行する受光素子でピット幅の検出に用
い、後行する受光素子でピット幅の中心のタイミングを
検出するのに用いるようにしているので、ビーム発生手
段の発光量が変動したり、光記録媒体に感度むらの存在
などでピットの大きさがばらついてもピットの中心位置
を精度良く検出できる。

【００３７】なお、上述の説明では１つの半導体レーザ
４０の光ビームを回折格子４４を通して２つの光ビーム
を生成し、この２つの光ビームをトラックの延在方向に
スポットが形成されるようにしている。本発明はこれに
限定されるものでなく、例えば２つの半導体レーザを用
いて、回折格子を用いないで各ビームをトラックの延在
方向に２つのスポットが形成されるようにしても良い。

【００３８】この場合には、２つの半導体レーザの特性
が揃ったものが望ましい。このため、例えば同一のチッ
プ上に２つの半導体レーザを形成したものを用いても良
い。又、１つの半導体レーザ４０の背面方向に出射され
るビームを前方方向に出射されるビームと共に用い、回
折格子を用いることなくトラックの延在方向に２つのス
ポットが形成されるようにしても良い。なお、本発明は
カード状の記録媒体に限定されるものでなく、円板状の
記録媒体を用いた少なくとも情報再生機能を備えた情報
記録再生装置にも適用できるものである。

【００３９】

【発明の効果】上述説明したように本発明の光学的情報
記録再生装置では、１トラックについて２個の情報再生
用受光素子を光検出器上に設け、トラック上のひとつの
ピットを２回検出するように構成したので、先行する情
報再生用受光素子の出力に基づいてピットの長さを測定
し、その測定結果に基づいて、後行の情報再生用受光素
子の出力から、ピットの中心を検出することができ、よ
って半導体レーザの発光量の変動、または記録媒体の感
度ムラ等によって、記録媒体上のピットの大きさにばら
つきが生じても、ピット中心を正確に検出することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の光学的情報記録再生装置に
おける光学ヘッドの構成を示す構成図。

【図２】光カード上に形成された記録用光ビームのスポ
ットと、再生用光ビームの回折光によるスポットの位置
関係を示す説明図。

【図３】光検出器上に投影された記録用光ビームのスポ
ット像及び再生用ビームの０次回折光及び１次回折光の
スポット像を示す説明図。

【図４】ピット中心検出回路の構成を示すブロック図。

【図５】ピット中心検出回路の動作を説明するタイムチ
ャート図。

【図６】従来例におけるピット中心検出の方法を示す説
明図。

【符号の説明】

１…半導体レーザ ２…コリメートレンズ ３…整形プリズム ４…絞り ５…偏光ビームスプリッタ ６…対物レンズ ７…光カード １０…光学ヘッド １７…光検出器 ４０…半導体レーザ ４３…シリンドリカルレンズ ４４…回折格子 ７０…ピット中心検出回路 ７１、８１…再生用受光素子 ７３、８３…２値化回路 ７４、８４…タイミング生成回路 ７５、７６、８５、８６…カウンタ ７７…メモリ ８７…コンパレータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録媒体のトラックの延在方向に２つ
   の情報再生用光スポットを形成する情報再生用光スポッ
   ト形成手段と、前記光記録媒体からの戻り光を受光する
   光検出器上における前記情報再生用光スポットのそれぞ
   れに対応する位置に配置された第１の情報再生用受光素
   子及び第２の情報再生用受光素子と、前記第１の情報再
   生用受光素子の出力から前記光記録媒体上に形成された
   ピットの先端と後端を検出するピット幅検出手段と、こ
   のピットに対応した前記第２の情報再生用受光素子の出
   力と前記検出手段の出力に基づいて、前記ピットの中心
   位置を検出するピット中心位置判定手段とを設けたこと
   を特徴とする光学的情報記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記第１の情報再生用受光素子と前記第
   ２の情報再生用受光素子は、前記光記録媒体上の複数の
   トラックに対応する前記光検出器上の位置に、それぞれ
   複数個配設し、トラック毎に前記第１の情報再生用受光
   素子の出力を、前記光記録媒体が移動する方向によっ
   て、前記ピット幅判定手段か前記ピット中心位置判定手
   段に選択的に供給すると同時に、トラック毎に前記第２
   の情報再生用受光素子の出力を、前記光記録媒体が移動
   する方向によって、前記ピット幅判定手段か前記ピット
   中心位置判定手段に選択的に供給する選択手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録再生装
   置。
3. 【請求項３】 前記第１の情報再生用受光素子の出力
   を、前記光記録媒体が移動する方向によって、前記ピッ
   ト幅判定手段か前記ピット中心位置判定手段に選択的に
   供給すると同時に、前記第２の情報再生用受光素子の出
   力を、前記光記録媒体が移動する方向によって、前記ピ
   ット幅判定手段か前記ピット中心位置判定手段に選択的
   に供給する選択手段を設けたことを特徴とする請求項１
   記載の光学的情報記録再生装置。