JPH0729203A - 光ディスク再生装置 - Google Patents

光ディスク再生装置

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JPH0729203A
JPH0729203A JP5174047A JP17404793A JPH0729203A JP H0729203 A JPH0729203 A JP H0729203A JP 5174047 A JP5174047 A JP 5174047A JP 17404793 A JP17404793 A JP 17404793A JP H0729203 A JPH0729203 A JP H0729203A
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隆也 田辺
Nobuo Amano
宣夫 天野
Kyoichi Arai
亨一 新居
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクに記録された信号を再生する光デ
ィスク再生装置に関し、光ディスク上に形成された超解
像スポットの反射光に対して、スリットを用いずにメイ
ンローブの分解能を向上させることを目的とする。 【構成】 光ディスク上に光ビームを照射し、その反射
光から光ディスクに記録された信号を再生する光ディス
ク再生装置において、光ビームの強度分布を変えて光デ
ィスク上に超解像スポットを形成するアポダイズ素子
と、光ディスクからの反射光を受光し、その再生信号か
ら超解像スポットのサイドローブにかかわる信号を抑圧
する等化回路とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクに記録され
た信号を再生する光ディスク再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスク再生装置は、ビーム整形した
レーザ光を対物レンズを介して光ディスクの一点に絞り
込んで照射し、その反射光を同じ光学系で集光して光検
出器に導き、光検出器上で反射光の光強度,偏光方向の
変化を捕らえ、その一点に記録された信号を再生する構
成になっている。
【0003】ところで、このような従来の光ディスク再
生装置において、光ディスク上に超解像スポットを形成
し、さらにその超解像スポットのサイドローブの反射光
を抑圧して分解能を向上させる超分解能再生技術が発表
されている(「光磁気用の次世代光ヘッド技術」,応用
物理 第61巻第3号(1992))。それは、光ディスクに
照射するビームの中央部を遮光帯を用いて減衰させるこ
とにより、超解像スポットを形成するものである。ま
た、その超解像スポットのサイドローブの反射光を微小
なスリットを用いて抑圧することにより、メインローブ
の分解能を向上させるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、信号検出系で
用いる微小なスリットは、スリット幅10〜20μmでかつ
精度の高いものが要求されるために、コスト上昇が避け
られなかった。また、スリットは、超解像スポットのサ
イドローブの反射光を抑圧する際にメインローブの反射
光も抑圧し、再生信号の光量を低下させてSN比を劣化
させる要因になっていた。
【0005】本発明は、光ディスク上に形成された超解
像スポットの反射光に対して、スリットを用いずにメイ
ンローブの分解能を向上させることができる光ディスク
再生装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、光ビームの強度分布を変えて光ディスク上に超解像
スポットを形成するアポダイズ素子と、光ディスクから
の反射光を受光し、その再生信号から超解像スポットの
サイドローブにかかわる信号を抑圧する等化回路とを備
える。
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の光ディスク再生装置において、伝達関数H(ω)が、超
解像スポットのメインローブに対するサイドローブの大
きさK0 、遅延時間τ、定数α(0<α<1/K0 )と
したときに、 H(ω)=1−2K0 α cos(ωτ) である等化回路を用いる。
【0008】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の光ディスク再生装置において、伝達関数H(ω)が、超
解像スポットのメインローブに対するサイドローブの大
きさK0 、遅延時間τ、波形スリミング係数a、K1
2a2/3(τ4/8−a2)、定数α10(0<α10<1/
1 )、定数α20(0<α20<1/(K0+K1/4) )とし
たときに、 H(ω)={1−2K1α10 cos(ωτ/2)−2(K0−K1/4)
α20 cos(ωτ)}/(1−3K1/2) である等化回路を用いる。
【0009】
【作用】光ビームの強度分布を変えるアポダイズ素子を
用いてビーム中央部を減衰させることにより、光ディス
ク上に超解像スポットを形成することができる。また、
その反射光から得られた再生信号を処理する等化回路
で、超解像スポットのサイドローブにかかわる信号を抑
圧することにより、メインローブの分解能を向上させる
ことができる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明装置の実施例構成を示すブロ
ック図である。図において、半導体レーザ11から出射
されたレーザ光は、ビーム整形部12で平行光に整形さ
れ、中央部に遮光帯13を設けたアポダイズ素子14を
介して強度分布が調整される。ここでアポダイズされた
光は、ビームスプリッタ15に導かれて方向が変えら
れ、対物レンズ16を介して光ディスク10上の記録層
の位置に集光される。
【0011】一方、光ディスク10上で反射した光は、
対物レンズ16で集光され、ビームスプリッタ15を通
過し、集光レンズ17を介して光検出器18に集光され
て電気信号に変換される。この電気信号は増幅器19で
増幅され、本発明の特徴とする等化回路20を介して出
力端子21に出力される。
【0012】なお、アポダイズ素子14としては、対物
レンズ16の入射ビームの内周に対して外周の強度また
は位相を変化させる素子であればよく、例えばプリズム
または位相板を用いることができる。また、本実施例で
はビームスプリッタ15としてPBSを用いた構成を示
すが、他に1/4波長板とビームスプリッタとを組み合
わせて反射光を通過させる構成としてもよい。また、フ
ォーカス信号,トラッキング信号の検出およびその制御
は公知技術で対応することができるので、ここでは省略
している。
【0013】ここで、遮光帯13の有無に応じた光ディ
スク10上の光強度分布を図2に示す。横軸はビームス
ポット中央からの距離xであり、縦軸は光強度Iであ
る。また、実線は遮光帯13によってビームの中央部を
減衰させた場合の強度分布であり、破線は遮光帯13が
ない場合の強度分布である。このように遮光帯13を設
けることにより、中央のメインローブの幅が狭くなって
超解像スポットを形成することができる。しかし、一方
でサイドローブが大きくなるので、この抑圧が再生系に
おける課題となるメインローブとサイドローブのピーク
間隔をLとすると、光検出器18はメインローブが媒体
上の記録マークを検出した信号と、サイドローブがその
前後Lの記録マークを検出した信号を再生する。なお、
光ディスク10が速度vで回転し、遅延時間τ,定数β
とすると、L=vτ/βと表すことができ、光検出器1
8が再生する信号i(t) は、 i(t) =i0(t)+i1(t+τ)+i1(t−τ) …(1) と近似できる。なお、i0(t) はメインローブによる再生
信号であり、i1(t+τ)およびi1(t−τ) はサイドロー
ブによる再生信号である。
【0014】この関数をフーリエ変換すると、再生波形
スペクトルI(ω)は、 I(ω)=I0(ω)+I0(ω)K0{exp(jωτ)+exp(−jωτ)} …(2) と近似できる。なお、第1項はメインローブによる再生
信号i0(t) のスペクトルである。K0 はメインローブに
対するサイドローブの大きさであり、第2項は2つのサ
イドローブによる再生信号i1(t+τ) およびi1(t−τ)
のスペクトルである。
【0015】ここで、等化回路出力のスペクトルをO
(ω)とすると、等化回路20の伝達関数H(ω)は、 H(ω)=O(ω)/I(ω) =O(ω)/I0(ω)〔1+K0{exp(jωτ)+exp(−jωτ)}〕 …(3) となる。また、O(ω)=I0(ω)とすれば、伝達関数H
(ω)は、 H(ω)=1/〔1+K0{exp(jωτ)+exp(−jωτ)}〕 =1−2K0 α cos(ωτ) …(4) と近似される。
【0016】したがって、この (4)式を満足する伝達関
数を有する等化回路20を用いれば、アポダイズ素子1
4を用いて超解像スポットを形成したときに生じたサイ
ドローブの影響を抑圧することができる。すなわち、超
解像スポットのメインローブの分解能を向上させた信号
を出力端子21に取り出すことができる。なお、(4)式
において、τ=βL/vであり、定数βは 0.5<β<1.
5 が好例であり、 0.8<β<1.2 が最適である。また、
定数αは0<α<1/K0 が好例であり、 0.8<α<1.
2 が最適である。
【0017】この (4)式を満足する伝達関数は、例えば
図3に示す3タップのトランスバーサル形等化回路で実
現することができる。ただし、各遅延回路31の時定数
はτであり、各タップ32の係数は、 C0 =1 C1 =−α110-1=−α120 である。なお、定数α11,α12は、0<α11<1/
0 ,0<α12<1/K0 が好例であり、ともに 0.8か
ら1.2 の範囲が最適である。
【0018】また、超解像スポットのメインローブの分
解能をさらに向上させるには、波形スリミングが有効で
ある。この場合には、波形スリミング係数aとすると、 O(ω)/I0(ω)=exp(aω2) …(5) を実現すればよい。この波形スリミング係数aは、実際
の光ビームの波長をλ1とし、目標とする等化波長をλ
2 とし、光学系の構成で決まる定数をγとすると、 a=γ(λ1 2−λ2 2) …(6) と表される。
【0019】(5)式を (3)式に代入して変形すると、等
化回路20の伝達関数H(ω)は、 H(ω)={1−2K1α10 cos(ωτ/2)−2(K0−K1/4)α20 cos(ωτ)} /(1−3K1/2) …(7) と近似される。なお、K1=2a2/3(τ4/8−a2)で
ある。
【0020】この伝達関数は、例えば図4に示す5タッ
プのトランスバーサル形等化回路で実現することができ
る。ただし、各遅延回路31の時定数はτ/2であり、
各タップ32の係数は、 C0 =1 C1 =−α1 1-1=−α-112 =−α2 (K0+K1/4) C-2=−α-2(K0+K1/4) である。なお、定数α1 、α-1、α2 、α-2は、それぞ
れ0<α1 <1/K1 、0<α-1<1/K1 、0<α2
<1/(K0+K1/4)、0<α-2<1/(K0+K1/4)が好例
であり、ともに 0.8から1.2 の範囲が最適である。
【0021】このようなトランスバーサル形等化回路を
用いることにより、入力波形(C0のタップ出力)が、
補正波形(C1 ,C-1,C2 ,C-2の各タップ出力の合
成出力)で補正され、メインローブの分解能を向上させ
ることができる。ここで、等化回路入力波形,補正波
形,等化回路出力波形の一例を図5(a),(b),(c) に示
す。
【0022】次に、記録密度と再生出力振幅の関係につ
いての実験結果を図6に示す。図6において、横軸は規
格化記録密度であり、「1」は2000bpm(NRZ)を示
す。なお、(1,7),(2,7) RLLを用いればさらに記録密
度は上がる。縦軸は規格化再生出力振幅である。「△」
は従来の再生系の場合であり、「●」は超解像スポット
のみを形成した場合であり、「○」は超解像スポットを
形成し、かつ (7)式に示す伝達関数を有する等化回路を
用いた場合である。なお、実験には遮光帯幅を23%とし
た波長 670nmの光学系を用いた。
【0023】超解像スポットのみを形成した場合には、
従来の再生系に比べて23%の密度向上(D50:振幅が1
/2となる値)があるが、振幅特性にうねりが見られ
る。一方、本発明の等化回路を用いた場合には、35%の
密度向上が得られるとともに振幅特性の変動が改善され
ることがわかる。なお、本特性は信号検出系に微小スリ
ットを設けた場合と遜色のないものであった。
【0024】このように、超解像スポットのサイドロー
ブについて、微小スリットの代わりに等化回路を用いて
も十分に抑圧することができる。すなわち、超解像スポ
ットによる超分解能再生と、メインローブに対する分解
能向上により密度向上を達成することができる。しか
も、メインローブに対する抑圧はほとんどなく、SN比
のよい再生信号を得ることができる。
【0025】なお、図3,図4に示すトランスバーサル
形等化回路において、遅延回路31の出力に高入力抵抗
のアンプまたはエミッタフォロワー回路を接続し、信号
を反射させることによりタップ数を削減することができ
る。その一例を図7に示す。なお、図7に示す構成は、
図4に示すトランスバーサル形等化回路と等価なもので
ある。符号33は、高入力抵抗のアンプである。
【0026】また、以上示した無反射型の3タップのト
ランスバーサル形等化回路では、遅延回路の時定数がτ
となり、5タップではτ/2となっているが、一般にタ
ップ数が2n+1以上4n+1未満(反射型の場合には
n+1以上2n+1未満)では、遅延回路の時定数τ1
を τ1 =τ/n とし、(4) 式,(7) 式をn次の項まで求めて各タップの
係数を定めればよい。なお、nは正の整数である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、信号検出
系に微小スリットを設けなくても、等化回路により超解
像スポットのサイドローブの影響を十分に抑圧すること
ができる。しかも、等化回路の伝達関数は電気回路で設
定できるので、超解像スポットのメインローブに対する
分解能向上も容易に実現することができ、密度向上を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の実施例構成を示すブロック図。
【図2】遮光帯13の有無に応じた光ディスク10上の
光強度分布を示す図。
【図3】等化回路20の第1実施例を示すブロック図。
【図4】等化回路20の第2実施例を示すブロック図。
【図5】等化回路20の動作を説明する図。
【図6】記録密度と再生出力振幅の関係についての実験
結果を示す図。
【図7】等化回路20の第3実施例を示すブロック図。
【符号の説明】
10 光ディスク 11 半導体レーザ 12 ビーム整形部 13 遮光帯 14 アポダイズ素子 15 ビームスプリッタ 16 対物レンズ 17 集光レンズ 18 光検出器 19 増幅器 20 等化回路 21 出力端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ディスク上に光ビームを照射し、その
    反射光から光ディスクに記録された信号を再生する光デ
    ィスク再生装置において、 前記光ビームの強度分布を変えて前記光ディスク上に超
    解像スポットを形成するアポダイズ素子と、 前記反射光を受光し、その再生信号から前記超解像スポ
    ットのサイドローブにかかわる信号を抑圧する等化回路
    とを備えたことを特徴とする光ディスク再生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光ディスク再生装置に
    おいて、 等化回路の伝達関数H(ω)が、超解像スポットのメイン
    ローブに対するサイドローブの大きさK0 、遅延時間τ
    (=βL/v,L:メインローブとサイドローブのピー
    ク間隔,v:光ディスクの回転速度,β:定数(0.5<β
    <1.5))、定数α(0<α<1/K0 )としたときに、 H(ω)=1−2K0 α cos(ωτ) であることを特徴とする光ディスク再生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の光ディスク再生装置に
    おいて、 等化回路の伝達関数H(ω)が、超解像スポットのメイン
    ローブに対するサイドローブの大きさK0 、遅延時間τ
    (=βL/v,L:メインローブとサイドローブのピー
    ク間隔,v:光ディスクの回転速度,β:定数(0.5<β
    <1.5))、波形スリミング係数a、K1=2a2/3(τ4
    /8−a2)、定数α10(0<α10<1/K1 )、定数α
    20(0<α20<1/(K0+K1/4) )としたときに、 H(ω)={1−2K1α10 cos(ωτ/2)−2(K0−K1/4)
    α20 cos(ωτ)}/(1−3K1/2) であることを特徴とする光ディスク再生装置。
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JPH0773501A (ja) * 1993-08-31 1995-03-17 Nec Corp 光学ヘッド装置
EP0831471A1 (en) * 1996-03-18 1998-03-25 Seiko Epson Corporation Optical head and optical recorder

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