JPH0581974B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学的に記録再生できる円盤状記録媒
体（デイスク）に情報を記録しこのデイスクから
記録した情報を再生するための光学的情報記録再
生装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 レーザー等の光を直径1μｍ以下の光を絞つて
光記録デイスクに高密度で信号を記録再生するこ
とは、ビデオデイスクの原盤に信号を記録する場
合に良く行なわれる。また、最近新しい光記録材
料の開発に伴つて、光デイスクにデイジタル信号
やビデオ信号の光学的記録再生が行なわれてい
る。また、簡易な装置で高密度の信号の記録再生
を行なうために、光学的に検出可能な案内トラツ
クを有するデイスクを用い、この案内トラツクに
沿つてあるいは案内トラツク内に信号を記録再生
することが行なわれている。

第１図に案内トラツク１を有する光記録デイス
ク２の一例を示す。上記のような案内トラツクの
一例として、深さが記録再生に使用する光源の光
の波長の約1/8で、幅がω（0.5〜1μｍ）の溝を用
いることが提案されている。この溝は、デイスク
上の信号記録領域の全面にわたつてスパイラル状
あるいは同心円状に適当なトラツクピツチＰで配
置される。

このようなデイスクに記録材料４を蒸着し、レ
ーザ光を微小スポツト光に絞り照射すると記録材
料の反射率が変化し記録ピツト５が形成される。

第２図に光記録デイスクのフオーマツトの一例
を示す。第２図では、図面の簡略化のために一本
の信号記録トラツクのみを示す。図中、Ｎは、信
号記録トラツクを他のトラツクと区別するために
固有のアドレス番号をあらかじめ記録してある番
地信号を示す。n₁，n₂，…，n_nは、一つの信号記
録トラツクを多数のセクターに分けて使用するた
めの各セクターに固有なセクターアドレス信号が
記録されているセクター番地信号を示す。l₁，l₂，
…，l_nは、各セクター番地に対応して必要な情報
信号が記録され再生される情報記録領域を示す。
なお、矢印はデイスクの回転方向を示す。

光記録デイスクの記録内容を保証するためには
いくつかの方法がある。例えば記録信号の欠損を
起こす情報記録領域のドロツプアウトを記録前に
検査し、ドロツプアウトが存在するセクターには
記録を行なわないプリチエツク記録方式がある。
第３図にプリチエツク記録機能のある光学的情報
記録再生装置の構成を示す。６は半導体レーザ、
７は集光レンズ、８は例えばビームスプリツタ、
９はトラツキングミラー、１０は絞りレンズを示
す。絞りレンズ１０は半導体レーザ６の光を光記
録デイスク２上で直径1μｍ程度の光に絞り込む。
１１は光検出器でデイスク２からの反射光を検出
して電気信号に変換する。１２はデイスクモータ
を示し、光記録デイスク２を規定の速度で回転さ
せる。１３は半導体レーザー駆動回路で、半導体
レーザー６の光出力を記録、再生に応じて切換あ
るいは一セクター分のデータで光変調を行なう回
路を示し、制御装置２１より記録信号が入力され
る。１４は前置増幅器でデイスクからの反射光量
の変化を再生信号として出力することができる。
この再生信号を用いてトラツク番地検出器１５、
セクタ番地検出器１６によりそれぞれトラツク番
地とセクタ番地との検出を行い、特定のセクター
情報領域をアクセスする。そしてそのセクター情
報領域内のドロツプアウトをドロツプアウト検出
器１７により再生信号から検出し、もし規定個数
以上のドロツプアウトがあればドロツプアウト検
査器１８が動作し、不良セクタとし記録を行なわ
ず、次に続くセクタ情報領域へスキツプする。こ
のように記録信号の保証は復調された信号がエラ
ー訂正可能か否かの判断に基づいてドロツプアウ
トの規定個数を定め、規定個数以下のセクタ情報
領域のみ記録することにより行う。しかしながら
上記のような構成では、記録信号に欠損を与える
ドロツプアウトを完全に検出することは出来な
い。その理由を第４図を用いて説明する。第４図
は実際に、記録信号に欠損を与えるいくつかの種
類のドロツプアウトの形態を模式的に示したもの
である。第４図ａは溝状案内トラツク１で情報記
録領域ｌの一部分を拡大した図である。溝幅は
0.5〜1μｍである。第４図ｂは第４図ａの案内ト
ラツク１のトラツク平行方向の断面図を示す。

２４が溝間平坦部、２５が溝底のレベルを表
し、表面には記録材料４が蒸着されている。第４
図ｃは第４図ａ，ｂに示す如く案内トラツクにト
ラツキング制御をかけたときの再生信号出力波形
を示す。記録信号に欠損を与えるドロツプアウト
はＡ〜Ｅの５つのタイプがある。Ａタイプは一般
にピンホールと呼ばれるもので、溝状案内トラツ
ク１内に記録材料４が蒸着されていない部分２２
ａである。この場合ピンホールの位置で反射率が
減少する。デイスク基材２３上の小さなキズ、穴
または蒸着時にゴミ等の異物が付着、または蒸着
物質のむら等により発生する。２４は案内トラツ
クにそつてトラツキングしている微小光スポツト
の大きさを示している。Ａタイプのようにピンホ
ールの大きさが微小スポツト光より大きい場合に
は、再生信号に充分大きな出力でドロツプアウト
が検出される。再生信号は記録材料の反射率の変
化を検出するため、光記録デイスクからの全反射
光量変化が出力される。ところがＢタイプのよう
に微小スポツト光よりピンホール２２ｃの大きさ
が小さい場合は再生信号出力にほとんど現われて
こない。微小スポツト光が完全にピンホールに含
まれるような大きさでないと充分な反射率変化の
検出が出来ないためである。

Ｂの様な微小なピンホール状のドロツプアウト
は記録前はこのように再生信号からは検出されな
いにもかかわらず、実際このドロツプアウト上に
重ねてデータ信号を記録し再生すると、数ビツト
と間隔は短いが再生信号が欠損しており復調エラ
ーが発生している。

Ｃタイプのドロツプアウトは基材上に設けられ
た案内トラツク１に欠損がある場合で、溝カツテ
ング時の原盤の表面ムラ、カツテイング中のノイ
ズ又はスタンパ時に異物が付着したときに発生す
る溝形状の不良である。

Ｄタイプのドロツプアウトはデイスク基材上に
穴、へこみ等、基材そのものに欠損がある場合で
ある。しかもフオーカス制御が追従することが不
可能な高い周波数成分をもつているドロツプアウ
トである。Ｅタイプのドロツプアウトは溝状案内
トラツクが同心円またはスパイラルの軌跡からず
れている場合である。カツテイング中の振動、ス
タンパ時の圧力不良により発生する。以上Ｂ〜Ｅ
タイプのドロツプアウトはいずれも記録信号に欠
損を与えるにもかかわらず再生信号のみでは、す
べてのタイプのドロツプアウト検出が不可能であ
つた。したがつてプリチエツク記録を行つても、
データ再生時になお訂正不可能なエラーが発生
し、記録信号の充分な保証が得られず、この種の
光学的情報記録再生装置の信頼性を低下させてい
た。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
光記録デイスクに記録された信号に欠損を与える
いかなる形態のドロツプアウトの検出も可能と
し、復調後のエラー訂正の能力により、不良セク
タを決定し、プリチエツク記録を行うことによつ
て、復調後のエラーレートを向上させることを目
的とする。

発明の構成 本発明は、ドロツプアウトの検出を再生信号か
らのみではなく、光記録デイスクからの反射光ま
たは透過光を案内トラツクと直角方向およびトラ
ツクに沿つた方向に分割線を有する光検出器で受
光し、前記光検出器出力の差信号と、光記録デイ
スクに微小スポツト光をフオーカシングさせるた
めに得られるフオーカス誤差信号とを用いて、ド
ロツプアウトの検出を行う手段を備えた光学的情
報記録再生装置である。上記の様な構成にするこ
とにより光記録デイスクのいかなる形態のドロツ
プアウトの検出も可能となり、不良セクタを確実
に検出できるため復調後のエラーレートを向上さ
せることが出来、光記録デイスクの記録内容の保
証に適するものである。

実施例の説明 第５図は本発明の光学的情報記録再生装置にお
ける光学系の構成を示すものである。半導体レー
ザ２６から照射された光ビームは集光レンズ２７
により集められ、ビームスプリツタ２８、λ／４
板２９を通過し絞りレンズ１０によつて光デイス
ク２上に微小スポツト光として照射される。光デ
イスク２はデイスクモータ３０によつて回転して
いる。この光デイスク２からの反射光はλ／４板
２９によつて偏波面が変えられるためビームスプ
リツタ２８により分離される。さらに凸レンズ３
１、分割ミラー３２によりフオーカスデイテクタ
３３、トラツキングデイテクタ３４に各々分割さ
れ受光される。第６図はフオーカスデイテクタ３
３、トラツキングデイテクタ３４の受光素子の構
成と案内トラツク１との相対位置関係を示す図で
ある。フオーカスデイテクタ３３は反射光の焦点
位置に２分割光検出器F₁，F₂を配置している。
トラツキングデイテクタ３４は反射光の遠視野像
を案内トラツク１と平行および垂直に分割面をも
つように４分割光検出器T₁〜T₄を配置する。第
７図は本発明の光学的情報記録再生装置の信号処
理部の構成を示している。第８図は第７図ｃ〜ｆ
点における各部の信号波形を表す図である。３５
は高周波増幅器で光記録デイスクからの全反射光
量変化が出力される。この出力ｃは再生信号とし
て用いられ波形整形器３６ａで波形整形された
後、従来例（第３図）と同様に、トラツク番地検
出器１５、ドロツプアウト検査器１８ａ、記録信
号のデイジタル復調器１９に入力される。波形整
形器３６ａは第８図ｃに示す様に正のしきい値３
７ａ、負のしきい値３７ｂを用いて比較し、パル
ス波形が出力される。Ａタイプのドロツプアウト
は記録材料が蒸着されていないドロツプアウトで
一般にピンホールと呼ばれるものである。この場
合光記録デイスクからの反射光は減少するため第
８図ｃの３８ｂの如き信号波形となる。逆に
A′タイプのようなドロツプアウトがあると反射
率が増加する。原因は蒸着ムラ、不純物の付着等
が考えられる。以上はデイスク面上の単に反射率
の大きな変化を特徴とするドロツプアウトの検出
のみに有効な手段である。実際光記録デイスクに
おいて、記録信号に影響を与えるドロツプアウト
は各種存在する。第７図３９ａ，３９ｂは和増幅
器、４０ａは差動増幅器であり、３９ａ，３９ｂ
の２つの和増幅器の出力の差信号を出力する。従
つて出力は（T₁＋T₃）−（T₂＋T₄）となり第６図
ｂより案内トラツク１と直角な分割線を有する２
分割光検出器出力の差信号を出力することができ
る。この出力ｄは溝状案内トラツクの凸凹でセク
タ番地等カツテイングした場合に、その反射光の
回折像をＳ／Ｎ良く検出できる。従つて、実施例
ではｄ出力を波形整形器３６で波形整形した後、
セクタ番地検出器１６に印加されセクタ番地検出
に用いている。またドロツプアウト検査器１８ｂ
にも印加されドロツプアウト検出に用いている。
第８図Ｃタイプのドロツプアウトは案内トラツク
１の溝の形状欠損のためにやはり記録信号のエン
ベロープが著しく減少し、復調不能となる。溝の
形状や変化しても全反射率の変化はほとんど検出
されず、従つて再生信号ｃのみではＣタイプのド
ロツプアウトは検出不能である。ｄ出力は溝状案
内トラツクと垂直に分割面を有する２分割光検出
器であり溝状案内トラツク１からの遠視野像を受
光しているため溝状案内トラツクと平行方向の回
折像変化をＳ／Ｎよく検出できる。従つてＣタイ
プのような溝形状の変化があるとその反射光の回
折像が変化し、光検出器上で受光される遠視野像
に光量分布変化が生じる。ｄ出力をしきい値４６
ａ，４６ｂで比較出力しドロツプアウト検査１８
ｂに用いる。

以上述べたようにＣタイプのドロツプアウトも
確実に検出できるところに本発明の１つの特徴が
ある。Ｂタイプのドロツプアウトは微小スポツト
光２４の直径よりさらに小さなピンホールタイプ
のドロツプアウトである。このような小さなピン
ホールに微小スポツト光が照射されるときは、記
録材料の蒸着された正常部分とピンホールに同時
に微小スポツト光がかかる。従つて４１に示すよ
うにわずかの反射率変化しか検出できず、３８ｂ
に示す如くしきい値レベルに達することが不可能
なため、検出不能である。微少スポツト光が完全
にピンホールに含まれるような大きさ（Ａまたは
A′の如く）でないと充分な反射率変化の検出が
出来ない。ところがｄ出力においては溝状案内ト
ラツクのトラツク平行方向の光量変化を差動で出
力する特性から、微小スポツト光のサイズより小
さな反射率変化も第８図４２の様に検出可能であ
る。フオーカスデイテクタ３３上に受光された光
は２分割光検出器F₁，F₂の差動出力より（F₁−
F₂）のフオーカス誤差信号ｅが出力され光ピツ
クアツプ４５を制御し光記録デイスク２面上で集
点を結ぶようにフオーカス制御４３がかけられ
る。トラツキングデイテクタT₁〜T₄は和増幅器
３９ｃ，３９ｄ、差動増幅器４０ｂにより（T₁
＋T₂）−（T₃＋T₄）が出力ｆされる。

出力ｆは案内トラツクに沿つた方向に分割線を
有する２分割光検出器の差動出力であるため、ト
ラツキング誤差信号となり光ピツクアツプ４５の
傾きを制御し所望のトラツクにトラツキング制御
４３をかけることができる。ところで光記録デイ
スクの溝部基材として紫外線硬化樹脂等使われる
が、数10μｍ以上の穴、へこみ凸部等の欠損が存
在する。スタンパ時の圧力ひずみ、スタンパの異
物付着等が原因である。これがＤタイプのドロツ
プアウトであり、その大きさが、数10μｍ程度で
は、フオーカス制御が追従することが不可能な高
い周波数成分となる。従つてＤタイプのドロツプ
アウト発生部分では、デイフオーカス状態とな
り、記録エンベロープが減少する。

Ｄタイプのドロツプアウト部分においても反射
率の変化はほとんど検出されず、再生信号ｃのみ
ではドロツプアウト検出不可能である。ところが
Ｄタイプのドロツプアウトにおいては前述したよ
うにデイフオーカス状態になるため、制御誤差と
してフオーカス誤差信号ｅ上に検出される。一般
にＤタイプのドロツプアウトはバースト的に発生
しその時間幅も長く、大きな範囲に渡つて記録エ
ンベロープの減少を招く。従つて記録内容への被
害も甚大である。プリチエツク記録する場合には
Ｄタイプのドロツプアウトの検出は必要不可欠で
ある。フオーカス誤差信号ｅはしきい値４７ｂに
より比較し、波形整形器３６ｄで波形整形されド
ロツプアウト検査器１８ｄに印加されドロツプア
ウト検出に用いられる。最後にＥタイプのドロツ
プアウトは案内トラツク１が同心円またはスパイ
ラルの軌跡からずれている場合で、案内溝カツテ
イングに振動が発生したり、スパンタ時の圧力ひ
ずみによつて発生する。この場合もフオーカス制
御と同様にそのズレ量が制御可能な周波数特性外
にあると、トラツキング制御エラーが発生し、正
確に案内トラツクに微小スポツト光を照射できな
くなる。この場合も記録エンベロープの減少を招
き、復調不可能となる。このようなＥタイプのド
ロツプアウトは、やはり全反射光量の変化はほと
んどなく再生信号ｃのみでは検出不可能である。
しかし、前述したとおりＥタイプのドロツプアウ
ト部分において制御エラーが発生するため、トラ
ツキング誤差信号ｆ上に、検出することができ
る。ｆ出力を波形整形器３６ｃにより波形整形
し、ドロツプアウト検査器１８ｃに印加して、ド
ロツプアウト検出に用いることにより正確なプリ
チエツク記録を行うことができる。

以上ドロツプアウト検出信号を分類すると、
ｃ，ｄは光検出器出力そのもののオープンループ
の信号でドロツプアウト検査を行い、ｅ，ｆは制
御ループ内の制御誤差信号を用いてドロツプアウ
ト検査を行つている。

以上述べたように本発明によれば、記録再生信
号のエンベロープを減少させ復調エラーを生じさ
せるいかなる形態のドロツプアウト（Ａ〜Ｅタイ
プ）をも正確に検出し、信頼性の高いプリチエツ
ク記録を行うことができる。制御装置２１は、以
上のドロツプアウト検査の結果をデータとして取
り込み、エラー訂正の可能性に基づいて、記録を
スキツプするセクターを決定し、そのセクターで
はデイジタル変調を停止しさらに半導体レーザ駆
動回路に記録信号を入力しないように、しかも半
導体レーザが記録可能な光パワーにならないよう
に制御することができる。

前述したようにフオーカス誤差ｅ上に検出され
るＤタイプおよびトラツキング誤差ｆ上に検出さ
れるＥタイプのドロツプアウトはバースト的に記
録エンベロープが減少するため被害が大きい。

従つてＤおよびＥタイプのドロツプアウトが１
セクタに１つでも発生すれば、不良セクタと決定
し、Ａ，Ｂ、およびＣタイプについてはエラー訂
正可能なビツト長のドロツプアウトに限り記録可
能と決定することも出来る。

なお実施例においては光記録デイスクからの反
射光の検出に限つて説明したが、光記録デイスク
の透過光の検出出力を用いてもよいことは言うま
でもない。

発明の効果 本発明の光学的情報記録再生装置は、記録再生
信号のエンベロープを減少させ復調エラーを起こ
させる有害なドロツプアウトの検出を、光記録デ
イスクからの反射光の全光量変化を検出する再生
信号のみでなく、光記録デイスクからの反射光を
案内トラツクと直角方向およびトラツクに沿つた
方向に分割線を有する光検出器で受光し、前記２
分割光検出器出力の各差信号と、光記録デイスク
に微小スポツト光をフオーカシングさせるために
得られるフオーカス誤差信号とを用いて、ドロツ
プアウトの検出を行う手段を備えている。本発明
によれば、光記録デイスク上のいかなる形態のド
ロツプアウトも確実に検出できるため、プリチエ
ツク記録の際に不良セクタを正確に決定すること
が出来、復調後のエラーレートを向上させること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は案内トラツクを有する光記録デイスク
の構造を示す一部切欠斜視図、第２図は光記録デ
イスクのフオーマツトを模式的に示す平面図、第
３図は従来のプリチエツク記録機能のある光学的
情報記録再生装置の構成を示すブロツク図、第４
図はドロツプアウトの形態を模式的に示した模式
図、第５図は本発明の一実施例における光学的情
報記録再生装置の光学系の構成図、第６図は本発
明の同実施例における光検出器素子の構成を示す
図、第７図は本発明の同実施例における信号処理
部の構成を示すブロツク図、第８図はドロツプア
ウトの形態と、第７図の各点における信号波形を
示す図である。 １……案内トラツク、２……光記録デイスク、
２４……微小スポツト光、３３……フオーカスデ
イテクタ、３４……トラツキングデイテクタ、Ｎ
……トラツク番地領域、ｎ……セクタ番地領域、
ｌ……情報記録領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同心円状またはスパイラル状の案内トラツク
   とトラツク番地領域とセクタ番地領域と情報記録
   領域とを備える光記録デイスクに微小スポツト光
   を照射し情報を記録再生する手段と、 前記光記録デイスクからの反射光を分割する反
   射光分割手段と、 前記分割した反射光の一方を２分割光検出器で
   受光しこの光検出器出力の差信号よりフオーカス
   誤差信号を得るフオーカス誤差信号検出手段と、 前記分割した反射光の他方を案内トラツクと平
   行に分割線を有する２分割光検出器で受光しこの
   光検出器出力の差信号よりトラツキング誤差信号
   を得るトラツキング誤差信号検出手段と、 前記分割した反射光の他方を案内トラツクと直
   角に分割線を有する２分割光検出器で受光しこの
   光検出器出力の差信号よりセクタ番地を検出する
   セクタ番地信号検出手段と、 情報を記録する直前に、前記フオーカス誤差信
   号、前記トラツキング誤差信号、前記セクタ番地
   信号の各信号より情報記録領域のドロツプアウト
   を検査する差信号ドロツプアウト検査手段と、 情報を記録する直前に、前記フオーカス誤差信
   号を検出する２分割光検出器の各々２つの出力信
   号と、前記トラツキング誤差信号を検出する２分
   割光検出器の各々２つの出力信号と、セクタ番地
   信号を検出する２分割光検出器の各々２つの出力
   信号の和信号により情報記録領域のドロツプアウ
   トを検査する和信号ドロツプアウト検査手段と、 前記ドロツプアウトの検査結果に基づき記録を
   禁止する情報記録領域を決定し、該記録領域には
   記録信号の入力を停止しレーザ等の光源が記録可
   能な光パワーにならないように制御する手段とを
   備えた光学的情報記録再生装置。