JPH07307025A

JPH07307025A - 光ディスクおよびその信号再生装置

Info

Publication number: JPH07307025A
Application number: JP6098676A
Authority: JP
Inventors: Junji Nakajima; 順次中島; Yoshio Suzuki; 芳夫鈴木; Kunikazu Onishi; 邦一大西; Masayuki Inoue; 雅之井上; Toru Sasaki; 徹佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】光学的分解能を超えた高密度の位相ピットが
形成された光ディスクの再生を、良好に行うことを可能
にすること。【構成】光ディスクの信号再生装置は、再生信号の振
幅値と直流レベルピーク値を検出し、（振幅値）÷（ピ
ーク値）の除算値が最大となるときの出力パワーを最適
再生パワーとして設定する。また、３スポット方式にお
ける主光スポットと副光スポットの距離を、相変化膜の
アモルファス領域長さよりも長くする。【効果】光ディスク上の光スポット照射領域におい
て、マスク部の面積を最適化することができるので、良
好な信号再生が可能となる。また、３スポット方式によ
るオフセットのない安定したトラッキングエラー信号の
生成が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報信号に応じて位相
ピットまたは磁気ドメインよりなる情報記録部が形成さ
れた光ディスク、および該光ディスクの信号再生装置に
係り、特に、光学的分解能以上に高密度記録された情報
記録部による情報信号を再生可能な光ディスクと、該光
ディスクの信号再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学的情報再生装置（ディジタル
オーディオディスクやビデオディスク等）では、予めデ
ィスク内の信号記録面上に情報信号に応じた位相ピット
を形成しておき、再生用の光スポットがこの位相ピット
上に照射されたときに回折により反射光量が減少するこ
とを利用し、この反射光量の減少を光検出器で検出して
情報信号を再生するようにしている。しかし、従来の光
学的情報再生装置における信号再生分解能は、ほぼ再生
用光源の波長λと対物レンズの開口数ＮＡで決まり、空
間周波数２ＮＡ／λが光学的な信号再生分解能の限界と
なっていた。

【０００３】これに対して、特開平３−２９２６３２号
公報では、位相ピットが形成された光ディスク上に温度
によって反射率が変化する層を設け、再生用光スポット
内で反射率を部分的に変化させながら位相ピットを再生
する方法が提案されている。

【０００４】図２は、このような光ディスク１００の構
成を示す図である。光ディスク１００は、情報に応じて
位相ピットが形成された透明基板１０１と、該透明基板
１０１上に順次積層された光制御層１０２と、光反射膜
１０６とで構成されており、このうち光制御層１０２
は、例えば第１の光干渉膜１０３と、相変化膜１０４
と、第２の光干渉膜１０５とにより構成されている。

【０００５】図３は、上記光ディスク１００の再生原理
を模式的に示した図である。光ディスク１００に光スポ
ット２０１が照射されると、光スポット２０１内のトラ
ック中心１０９における光強度は、図３の（ｂ）におい
て破線で示す分布となる。光スポット２０１が矢印ｘ方
向に走査されているとすると、光スポット２０１内の温
度分布は、光スポット２０１の走査方向に対してわずか
に遅れたものとなるため、図３の（ｂ）において実線で
示す分布となり、相変化膜１０４はその融点Ｔａを超え
るｘ＝ｘ_a を境にして結晶状態からアモルファス状態へ
と移行する。よって、図３の（ａ）において斜線を施し
た領域４０１がアモルファス領域、それ以外の領域４０
２が結晶領域となる。ここで、相変化膜１０４の状態に
応じて光ディスク１００の反射率が変化するように、相
変化膜１０４と光干渉膜１０３，１０５の組成および膜
厚を設定して、相変化膜１０４が結晶状態のとき低反射
率（Ｒ_L ≒０）、アモルファス状態のとき高反射率（Ｒ
_H ）となるようにする。この結果、図３の（ｃ）に示す
ように、反射率は領域４０１で高く、領域４０２ではほ
ぼゼロとなるため、ピット１０７は信号として検出され
るが、ピット１０８は検出されない。すなわち、光スポ
ット２０１内において、融点Ｔａ以下の低温部分が実質
的には信号の再生に寄与しなくなるため、高密度に形成
された位相ピットの再生が可能となる。

【０００６】一方、光ディスク装置における焦点（以
下、フォーカスと記す）ずれ検出あるいはトラックずれ
検出は、光ヘッドの検出系構成が簡単で低コスト化がで
きる等の利点から、一般に非点収差方式および３スポッ
ト方式が採用されている。図４の光ヘッド１において、
光源であるレーザ２から出射した発散光束２０２は、回
折格子３により主光束２０２ａと２つの副光束２０２
ｂ，２０２ｃとに分離され、これら３つの光束は平板上
のハーフミラー４の表面で反射し、対物レンズ５により
光ディスク１００上に集光される。光ディスク１００か
らの反射光は、対物レンズ５、ハーフミラー４を透過し
て光検出器６上に集光される。ここでハーフミラー４を
透過する光ディスク１００からの反射光は、収束光束の
ために非点収差が付与される。

【０００７】図５は、光ディスク上のトラックと光スポ
ットの位置および信号の検出方法を示す図である。な
お、主光束２０２ａの光スポット２０３ａと副光束２０
２ｂ，２０２ｃの光スポット２０３ｂ，２０３ｃとの光
ディスク半径方向の距離をｄ₁、光スポット２０３ａと
光スポット２０３ｂ，２０３ｃとのトラック接線方向の
距離をｄ₂ とすれば、ｄ₁ は１／４トラックピッチ、ｄ
₂ は一般に２０〜３０μｍである。光スポット２０３
ａ，２０３ｂ，２０３ｃの光ディスク１００からの反射
光は、それぞれ光検出器６内の光電変換素子６ａ，６
ｂ，６ｃに入射する。光電変換素子６ａは４つの領域に
分割されており、対角領域の信号を加算した後、加算し
た信号の差を演算することにより非点収差方式のフォー
カス誤差信号を生成する。また、これら４つの領域の信
号は加算器７により４領域の和を演算することにより、
光ディスク１００に位相ピット情報として記録された信
号３０１を生成する。一方、光電変換素子６ｂ，６ｃの
信号は、差動増幅器８により差分演算を行なってトラッ
キング誤差信号３０２を生成する。

【０００８】ここで、上記の３スポット方式は、対物レ
ンズの移動や光ディスクの傾きに伴うオフセットの発生
がないため、光磁気記録方式の装置にも応用されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術においては、以下に示すような問題点があっ
た。

【００１０】図６および図７は、再生レーザパワーが最
適パワーに対して高い場合と低い場合の光ディスク反射
率を、それぞれ模式的に示した図である。両図におい
て、４０３はアモルファス領域４０１のうち光スポット
２０１が照射されている部分（以下、これをウインドウ
部と記す）、４０４は結晶領域４０２のうち光スポット
２０１が照射されてい部分（以下、これをマスク部と記
す）である。光スポット２０１のパワーが高い場合に
は、図６に示すように、ｘ_a の位置がｘ軸正方向にずれ
るためウインドウ部４０３の面積が大きくなり、マスク
部４０４の面積は小さくなる。この結果、ウインドウ部
４０３と光スポット２０１の面積が略一致し、いわゆる
マスク効果が得られなくなり、光学的分解能が低下す
る。逆に、光スポット２０１のパワーが低い場合には、
図７に示すように、ｘ_a の位置がｘ軸負方向にずれるた
めウインドウ部４０３の面積が小さくなり、マスク部４
０４の面積は大きくなる。この結果、光ディスク１００
からの反射光量がほぼゼロとなり、信号の検出を行なう
ことが不能となる。したがって、ウインドウ部４０３あ
るいはマスク部４０４の面積が最適な値となるように、
再生レーザパワーを設定する必要がある。

【００１１】また、同一光ディスクに対して再生動作を
繰り返し行うと、相変化膜１０４は結晶状態とアモルフ
ァス状態の間を繰り返し変化することになるので、相変
化膜１０４には疲労性の劣化が生じる。例えば、相変化
膜１０４の劣化によりアモルファス状態から結晶状態へ
の状態移行（初期化）が完全には行なわれず、アモルフ
ァス領域が一部残留した場合、マスク部の反射率Ｒ_L が
増大したのと等価となるため、マスク部４０４によるマ
スキングが不完全となり良好な再生が行なえなくなる。

【００１２】さらに、図５に示したように、例えば副光
スポット２０３ｂが照射される位置において、相変化膜
１０４が初期化されていないような場合には、この副光
スポット２０３ｂの反射率と先行する副光スポット２０
３ｃの反射率が異なるので、トラッキング誤差信号にオ
フセットが生じる。

【００１３】前記した先願公報による従来技術では、以
上の点についての配慮が払われていなかった。

【００１４】本発明の目的は、光スポット内のウインド
ウ部あるいはマスク部の面積が最適となるように再生レ
ーザパワーを制御することにより、光学的分解能以上に
高密度記録された位相ピットによる情報信号を良好に再
生すること、再生動作の繰り返しによる光制御層の劣化
が進んだ場合にはこれを検出すること、さらにトラッキ
ング誤差信号を安定に検出すること、が可能な光ディス
クと、該光ディスクの信号再生装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による光ディスクは、所定の位置に例えば空
間周波数が略２ＮＡ／λの位相ピット列を形成した構成
とした。また、この光ディスクの信号再生装置は、再生
信号の振幅値を検出する手段と、直流レベルの最大値を
検出する手段と、両検出手段の出力の除算を行なう除算
手段とを備え、再生レーザパワーをコントロール信号に
より設定可能な構成とした。

【００１６】また、本発明による光ディスクあるいは該
光ディスクの信号再生装置においては、光ディスク面上
の２つの副光スポットの主光スポットに対するトラック
接線方向の距離をそれぞれｄ₂ としたとき、この距離ｄ
₂ と、主光スポット通過後に相変化膜１０４がアモルフ
ァス状態から結晶状態へ状態移行する初期化時間Ｔ₁お
よび光ディスクの線速度ｖとの関係を、ｄ₂＞Ｔ₁×ｖ ………式上記式を満たすように設定した。

【００１７】

【作用】上記した光ディスクの信号再生装置において
は、再生レーザパワーの設定を行なう際、光ディスク上
の前記所定位置に形成された位相ピット列を、半導体レ
ーザの出力パワーを徐々に変化させながら再生を行な
う。このとき、各出力パワーにおいて再生信号の（振幅
値）÷（直流レベル最大値）の除算値を計算し、該除算
値が最大となる出力パワーを再生パワーとして設定する
ことにより、再生信号の信号変調度が最大となるよう
な、すなわち高反射率領域あるいは低反射率領域の面積
が最適となるような再生レーザパワーの設定が可能とな
る。これにより、光学的分解能以上の高密度に記録され
た位相ピットによる情報信号を良好に再生することがで
きる。

【００１８】また、上記再生レーザパワーの設定動作に
おいて、半導体レーザの出力パワーを変化させても前記
除算値が所定値以上にならない場合、これを検出する。
これにより相変化膜１０４の劣化、すなわち光ディスク
１００の寿命を検出することができる。

【００１９】さらに、光ディスク面上の２つの副光スポ
ットの主光スポットに対するトラック接線方向の距離ｄ
₂ を、前記初期化時間Ｔ₁ と光ディスク線速度ｖの積に
相当する距離以上となるように設定しているので、光デ
ィスク面上の主光スポット通過位置に、後行する副光ス
ポットが達するまでには相変化膜１０４は、初期化状態
すなわち結晶状態に戻っていることになる。したがっ
て、２つの副光スポットに対する反射率は等しくなり、
これによりオフセットのない安定したトラッキング誤差
信号を検出することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の光ディスクとその信号再生装
置について、図面を参照して詳細に説明する。

【００２１】〈第１実施例〉図１は、本発明の第１実施
例に係る光ディスクの信号再生装置の回路ブロック図で
ある。同図において、１は例えば図４にて示したような
光学ヘッドであり、半導体レーザ２、光検出器６以外は
ここでは省略している。Ｐ₀ は半導体レーザ２の出力パ
ワー、Ｐ₁ は光ディスク１００からの反射光量である。
なお、図示していないが光学ヘッド１内には、半導体レ
ーザ２の出力パワーＰ₀ を検出する検出手段を設けてあ
る。また、本実施例に用いる光ディスク１００には所定
の位置（以下、パワー設定領域と記す）に、例えば空間
周波数が略２ＮＡ／λ、ピットデューティ５０％である
ような位相ピット列を形成してある。

【００２２】また、図１において、９はＩ−Ｖ（電流−
電圧）変換回路、１０は振幅検出回路、１１はピーク検
出回路、１２は除算回路、１３はＩ−Ｖ変換回路、１４
は基準電圧発生回路、１５は差動増幅回路、１６はＬＤ
駆動回路、１７はシステム全体の制御を司るコントロー
ラである。

【００２３】図１に示した構成において、基準電圧発生
回路１４は、コントローラ１７からのコントロール信号
３０６を入力して、該コントロール信号に応じた基準電
圧Ｖ_ref を発生する。基準電圧Ｖ_ref は差動増幅回路１
５の非反転入力に入力される。また、半導体レーザ２の
出力パワーＰ₀ の検出出力３０３は、Ｉ−Ｖ変換回路１
３を介して電圧値に変換され、差動増幅回路１５の反転
入力に入力される。差動増幅回路１５の出力３０９はＬ
Ｄ駆動回路１６に入力され、この出力３０９に応じた駆
動電流にて半導体レーザ２を駆動する。これにより半導
体レーザ２の出力パワーＰ₀ は、基準電圧Ｖ_ref で定ま
る値にパワー制御される。

【００２４】一方、光ディスク１００からの反射光は光
検出器６に入射され、Ｉ−Ｖ変換回路９を介して再生信
号３０１を得る。この再生信号３０１は、振幅検出回路
１０およびピーク検出回路１１に入力され、振幅検出回
路１０では再生信号の振幅値を、またピーク検出回路１
１では再生信号の直流レベルのピーク値をそれぞれ検出
する。除算回路１２は、振幅検出値３０４およびピーク
検出値３０５を入力し、（振幅検出値３０４）÷（ピー
ク検出値３０５）の除算を行い、該除算値３０７はコン
トローラ１７に入力される。

【００２５】図８は、再生レーザパワー設定時における
図１の各部信号波形を示す図である。同図を用いて、本
実施例の動作について更に詳しく説明する。再生動作開
始時においては、コントローラ１７からの制御信号によ
り、光学ヘッド１を光ディスク１００の前記パワー設定
領域に移動させ（以上図示せず）、パワー設定領域に形
成された前記空間周波数略２ＮＡ／λのピット列をトレ
ースしながら、以下の動作を行なう。

【００２６】基準電圧発生回路１４は、コントローラ１
７からのコントロール信号３０６により、例えば期間Ｔ
₁ 〜Ｔ₄ において、図８の（ａ）に示すように段階的に
増加する基準電圧Ｖ_ref を出力し、これに応じて半導体
レーザ２の出力パワーＰ₀ も、図８の（ｂ）に示すよう
に段階的に増加する。このとき、光ディスク１００に照
射された光スポット２０１では、前記図６，図７にて示
したように、出力パワーＰ₀ によってウインドウ部４０
３の面積が大きく異なる。すなわち、出力パワーＰ₀ が
小さいときにはウインドウ部の面積が小さく、出力パワ
ーＰ₀ が大きいときにはウインドウ部の面積が大きくな
る。また、ウインドウ部の面積が大きくなると、これに
伴って光学的分解能が低下する。

【００２７】以上の結果、光ディスク１００からの反射
光量Ｐ₁ は、例えば図８の（ｃ）に示すような波形とな
る。なお反射光量Ｐ₁ は、光検出器６およびＩ−Ｖ変換
回路９を介して再生信号３０１となる。振幅検出回路１
０では、各期間Ｔ₁ 〜Ｔ₄ における再生信号３０１の振
幅値を検出し、図８の（ｄ）に示す振幅検出値３０４を
除算回路１２に出力する。また、ピーク検出回路１１で
は、各期間Ｔ₁ 〜Ｔ₄における再生信号３０１の直流レ
ベルのピーク値を検出し、図８の（ｅ）に示すピーク検
出値３０５を除算回路１２に出力する。そして、除算回
路１２では、（振幅検出値３０４）÷（ピーク検出値３
０５）の除算を行ない、図８の（ｆ）に示す除算値３０
７をコントローラ１７に出力する。

【００２８】コントローラ１７では、各期間における除
算値３０７の大小を比較し、これが最大となる期間Ｔ₃
を検出する。期間Ｔ₁ 〜Ｔ₄ の一連の動作が終了後、コ
ントローラ１７は基準電圧発生回路１４に対して、期間
Ｔ₃ のときの基準電圧すなわち電圧Ｖ₁ を発生させるよ
うなコントロール信号３０６を出力し、これにより出力
パワーＰ₀ はＰ_r1に設定される。この出力パワーＰ_r1に
て光ディスク１００の再生を行なうことにより、ウイン
ドウ部４０３の面積が最適化されて良好な再生信号３０
１を得ることができる。

【００２９】ところで、以上においては光スポット照射
領域のうち高温部で光反射率が高くなるような、いわゆ
る高温部ウインドウ型の光ディスクの再生パワー設定を
例にとって説明したが、これとは逆に、光スポット照射
領域のうち低温部で光反射率が高くなるような、いわゆ
る低温部ウインドウ型の光ディスクの再生パワー設定に
も、本実施例は全く同様にして適用可能である。

【００３０】図９は、低温部ウインドウ型光ディスクに
対する再生レーザパワー設定時の動作波形図である。前
述と同様に、基準電圧発生回路１４は、図９の（ａ）に
示すような基準電圧Ｖ_ref を出力し、これに応じて出力
パワーＰ₀ は、図９の（ｂ）に示すように段階的に増加
する。このとき、光ディスク１００に照射された光スポ
ット２０１では、図８の場合とは逆に、出力パワーＰ₀
が小さいときにはウインドウ部の面積が大きく、出力パ
ワーＰ₀ が大きいときにはウインドウ部の面積が小さく
なる。

【００３１】以上の結果、光ディスク１００からの反射
光量Ｐ₁ は、例えば図９の（ｃ）に示すような波形とな
る。振幅検出回路１０とピーク検出回路１１と除算回路
１２の出力は、それぞれ図９の（ｄ），（ｅ），（ｆ）
に示すようなものとなり、コントローラ１７では、除算
値３０７が最大となる期間Ｔ₇ を検出する。期間Ｔ₅〜
Ｔ₈ の一連の動作が終了後、コントローラ１７は基準電
圧発生回路１４に対して、期間Ｔ₇ のときの基準電圧す
なわち電圧Ｖ₂ を発生させるようなコントロール信号３
０６を出力し、出力パワーＰ₀ は最適値Ｐ_r2に設定され
る。

【００３２】〈第２実施例〉次に、前記再生パワー設定
領域を特に設けていない光ディスクに対しても、最適な
再生パワーを設定することが可能な実施例について説明
する。

【００３３】図１０は、本発明の第２実施例に係る光デ
ィスクの信号再生装置の回路ブロック図であり、同図に
おいて、図１の第１実施例と均等な構成要素および信号
には同一符号を付し、その説明は割愛する。図１０にお
いて、１８は３Ｔ振幅検出回路、１９は１１Ｔ振幅検出
回路、２０は除算回路である。また、本実施例に用いる
光ディスク１００には、例えばＥＦＭ変調による信号が
位相ピットとして形成されているものとし、前述のよう
なパワー設定領域は特に必要としない。

【００３４】図１０に示した構成において、光ディスク
１００からの反射光は光検出器６に入射され、Ｉ−Ｖ変
換回路９を介してＥＦＭ信号である再生信号３０１を得
る。ＥＦＭ信号には３Ｔから１１Ｔ（Ｔはチャネルビッ
トの周期）までの９種類の周期をもつ信号が含まれてお
り、３Ｔ振幅検出回路１８はこのうち３Ｔに相当する信
号を抜き出して、その振幅を検出する。同様に、１１Ｔ
振幅検出回路１９は１１Ｔに相当する信号を抜き出し
て、その振幅を検出する。３Ｔ振幅検出回路１８から出
力された３Ｔ振幅検出値３１０は、除算回路１２に入力
され、１１Ｔ振幅検出回路１９から出力された１１Ｔ振
幅検出値３１１は、除算回路２０に入力される。また、
ピーク検出回路１１から出力されたピーク検出値３０５
は、除算回路１２および除算回路２０にそれぞれ入力さ
れる。そして、除算回路１２は、（３Ｔ振幅検出値３１
０）÷（ピーク検出値３０５）の除算を行ない、除算回
路２０は、（１１Ｔ振幅検出値３１１）÷（ピーク検出
値３０５）の除算を行なう。この２つの除算値３０７，
３１２は、コントローラ１７に入力される。

【００３５】図１１は、再生レーザパワー設定時におけ
る図１０の各部信号波形であり、光ディスク１００とし
て高温部ウインドウ型の光ディスクを使用した場合につ
いて示した図である。再生動作開始時においては、光デ
ィスク１００の任意のトラック上のピット列をトレース
しながら、以下の動作を行なう。

【００３６】図１１の（ａ），（ｂ）に示すように、基
準電圧Ｖ_ref および半導体レーザ２の出力パワーＰ₀
を、前記した第１実施例の動作と同様に段階的に増加さ
せる。このとき、出力パワーＰ₀ に応じてウインドウ部
の面積が変化し、ＥＦＭ信号に含まれる３Ｔから１１Ｔ
までの周期の信号のうち、特に最も短い位相ピットに相
当する３Ｔ信号の変調度が大きく変化する。以上の結
果、光ディスク１００からの反射光量Ｐ₁ は、例えば図
１１の（ｃ）に示すような波形となる。

【００３７】３Ｔ振幅検出回路１８では、各期間Ｔ₉ 〜
Ｔ₁₂における再生信号３０１の３Ｔ振幅値を検出し、図
１１の（ｄ）に示す３Ｔ振幅検出値３１０を除算回路１
２に出力する。除算回路１２では、（３Ｔ振幅検出値３
１０）÷（ピーク検出値３０５）の除算を行ない、図１
１の（ｆ）に示す除算値３０７をコントローラ１７に出
力する。一方、１１Ｔ振幅検出回路１９では、各期間Ｔ
₉ 〜Ｔ₁₂における再生信号３０１の１１Ｔ振幅値を検出
し、図１１の（ｇ）に示す１１Ｔ振幅検出値３１１を除
算回路２０に出力する。除算回路２０では、（１１Ｔ振
幅検出値３１１）÷（ピーク検出値３０５）の除算を行
ない、図１１の（ｈ）に示す除算値３１２をコントロー
ラ１７に出力する。

【００３８】コントローラ１７では、各期間における除
算値３１２の値を監視し、これが所定の値Ｄ₃ 以上であ
る期間Ｔ₁₀〜Ｔ₁₂を検出する。また、該期間Ｔ₁₀〜Ｔ₁₂
において除算値３０７の大小を比較し、これが最大とな
る期間Ｔ₁₀を検出する。期間Ｔ₉ 〜Ｔ₁₂の一連の動作が
終了後、システムコントローラ１７は基準電圧発生回路
１４に対して、期間Ｔ₁₀のときの基準電圧すなわち電圧
Ｖ₃ を発生させるようなコントロール信号３０６を出力
し、これによって出力パワーＰ₀ はＰ_r3に設定される。

【００３９】また、全く同様の動作により、低温部ウイ
ンドウ型で例えばＥＦＭ変調による信号が位相ピットと
して形成されている光ディスクに対しても再生パワーの
設定が可能である。図１２に、この場合の再生パワー設
定時における図１０の各部信号波形図を示す。期間Ｔ₁₃
〜Ｔ₁₆の一連の動作により、出力パワーＰ₀ は、期間Ｔ
₁₅のときの値であるＰ_r4に設定される。

【００４０】なお、以上の説明においては基準電圧Ｖ
_ref を段階的に増加させるものとしたが、図８，図９，
図１１，図１２の各期間Ｔ₁ 〜Ｔ₁₆の長さ、および基準
電圧Ｖ_ref 値の変化率をどのように設定しても、第１，
第２実施例は適用可能である。したがって、基準電圧Ｖ
_ref を連続的に増加あるいは減少させるようにしてもよ
い。また、図１および図１０のピーク検出回路１１の代
わりに、再生信号３０１の直流成分を検出するようなロ
ーパスフィルタを用いることも可能である。

【００４１】ところで、同一の光ディスク１００に対し
て再生動作を繰り返し行うと、相変化膜１０４は結晶状
態とアモルファス状態との間を繰り返し変化することに
なるので、相変化膜１０４には疲労性の劣化が生じる。
このため、前述のようにして設定した再生パワーＰ_r1〜
Ｐ_r4にて光ディスク１００の再生を行うのは、外部より
情報再生のリクエストがある場合のみに限定した方が良
い。すなわち、情報再生のリクエストがなく、再生スポ
ットが同一のトラック上をトラックジャンプを繰り返し
ながらトレースするような場合、あるいはフォーカス制
御のみを行い、トラッキング制御をオフとするような場
合等の、いわゆるスタンバイ状態においては、少なくと
も前記再生パワーＰ_r1〜Ｐ_r4よりも低いパワーを設定す
るものとする。これにより、光ディスク１００の実質的
な再生回数の寿命を延ばすことができる。

【００４２】〈第３実施例〉ここで、光ディスク１００
の相変化膜１０４に劣化が生じた場合には、再生パワー
を上述してきた手法を用いて最適値に設定しても、良好
な再生信号が得られなくなる。この相変化膜１０４の劣
化、すなわち光ディスク１００の寿命を検出し、光ディ
スク１００が寿命により再生不可能となったときに、信
号再生装置の誤動作を未然に防ぐ方法を以下に示す。

【００４３】コントローラ１７は、除算値３０７，３１
２に対して所定の判定値との比較を行う。例えば、図
８，９においては、除算値３０７に対して図８，９の
（ｆ）に示したＤ₁ を、図１１，１２においては、除算
値３０７に対して図１１，１２の（ｆ）に示したＤ₂
を、除算値３１２に対して図１１，１２の（ｈ）に示し
たＤ₃ をそれぞれ判定値として設定する。ここで、図
８，９においては、期間Ｔ₁ 〜Ｔ₄ ，Ｔ₅ 〜Ｔ₈ のいず
れの期間においても除算値３０７が判定値Ｄ₁ よりも小
さかった場合、図１１，１２においては、期間Ｔ₉ 〜Ｔ
₁₂，Ｔ₁₃〜Ｔ₁₆のいずれの期間においても除算値３０７
が判定値Ｄ₂ よりも小さかった場合、あるいは同様に期
間Ｔ₉ 〜Ｔ₁₂，Ｔ₁₃〜Ｔ₁₆のいずれの期間においても除
算値３１２が判定値Ｄ₃ よりも小さかった場合、コント
ローラ１７はこれを検出・認知する。そして、コントロ
ーラ１７は、このうちの少なくとも１つ以上が認知され
た場合には、例えば再生動作を中止し、光ディスク寿命
判別信号３０８を出力すると共に、この再生中止を少な
くとも解除信号が入力されるまでの間継続する。上記の
解除信号としては、図示していないが、例えば光ディス
クが装着状態であるか未装着状態であるかを検出するデ
ィスク装着検出手段を設け、該ディスク装着検出手段が
未装着状態を検出した場合に、これを解除信号とすれば
よい。

【００４４】このようにすれば、光ディスク１００が寿
命により再生不可能となったときに、信号再生装置の誤
動作を防ぐことができる。

【００４５】〈第４実施例〉次に、主光スポットにより
生成された光ディスク上のアモルファス領域の影響を受
けずに、オフセットのない３スポット方式によるトラッ
キング誤差信号が生成可能な光ディスクの信号再生装置
について説明する。なお、光ディスク１００の光制御層
１０２を構成する相変化膜１０４および光干渉膜１０
３，１０５の組成と各膜厚により、アモルファス状態か
ら結晶状態への状態移行（初期化）には以下に示す２通
りがある。すなわち、主光スポット通過後の相変化膜１
０４の冷却に伴って、アモルファス状態が自然に結晶状
態に戻るものと（以下、これを急冷初期化型と記す）、
自然には結晶状態に戻らないもの（以下、これを徐冷初
期化型と記す）とがある。光ディスク１００を複数回再
生する場合には、徐冷初期化型の光ディスクに対して
は、結晶状態に戻すための初期化用の光スポットを別途
照射する必要がある。

【００４６】図１３は、本発明の第４実施例による光デ
ィスクの信号再生装置における、光スポットの位置関係
と信号の検出方法の１例を示す図であり、本例は、特に
前記急冷初期化型の光ディスクに対しての適用例であ
る。図１３において、ｖは光ディスク１００と各光スポ
ット２０４ａ〜２０４ｃの相対速度、ｄ₃ は主光スポッ
ト２０４ａと副光スポット２０４ｂ，２０４ｃとのトラ
ック接線方向の距離、ｄ ₄ はアモルファス領域のトラッ
ク接線方向の長さである。なお、図１３において前記図
５に示したものと均等な構成要素，信号，寸法には同一
符号を付してあり、ここではその説明を省略する。

【００４７】いま、主光スポット２０４ａの照射により
上昇した相変化膜１０４の温度が、所定の時間Ｔ₁ が経
過した後に結晶化温度に冷却されるとすれば、アモルフ
ァス領域４０１の長さｄ₄ はＴ₁ ×ｖとなる。図１３に
示すように、このアモルファス領域４０１の長さｄ₄ よ
りも、主光スポット２０４ａと副光スポット２０４ｂの
距離ｄ₃ を長く設定すれば、副光スポット２０４ｂの照
射位置では相変化膜１０４は結晶状態に戻っているの
で、先行する副光スポット２０４ｃと後行する副光スポ
ット２０４ｂにおける反射率は等しくなる。これにより
オフセットのないトラッキング誤差信号３０２が得られ
る。

【００４８】図１４は、本第４実施例による光ディスク
の信号再生装置における光スポットの位置関係と信号の
検出方法の他の例を示す図であり、本例は、特に前記徐
冷初期化型の光ディスクに対しての適用例である。図１
４において、２０５はアモルファス状態の相変化膜１０
４を徐冷により結晶状態に状態移行させるための初期化
光スポット、ｄ₅ は主光スポット２０４ａと初期化光ス
ポット２０５とのトラック接線方向の距離である。な
お、図１４において、前記図１３に示したものと均等な
構成要素，信号，寸法には同一符号を付してあり、ここ
ではその説明を省略する。

【００４９】徐冷初期化型の光ディスクにおいては、主
光スポット２０４ａの照射によりアモルファス状態とな
った相変化膜１０４は、光スポット２０４ａ通過後の冷
却時においてもアモルファス状態が安定して継続する。
このアモルファス領域４０１に、例えば光スポット２０
４ａよりも光強度が小さいような初期化光スポット２０
５が照射されると、徐熱・徐冷されるため、この光スポ
ット２０５の通過後に相変化膜１０４は結晶状態に戻
る。そこで、図１４に示すように、主光スポット２０４
ａと初期化光スポット２０５とのトラック接線方向の距
離ｄ₅ よりも、主光スポット２０４ａと副光スポット２
０４ｂの距離ｄ₃ を長く設定すれば、副光スポット２０
４ｂの照射位置では相変化膜１０４は結晶状態に戻って
いるので、図１３の場合と同様に、オフセットのないト
ラッキング誤差信号３０２が得られる。

【００５０】なお、本発明の各実施例における光ディス
ク１００の光制御層１０２の構成として、例えば光干渉
膜１０３，１０５としてＺ_nＳ−Ｓ_iＯ₂ を、相変化膜１
０４としてＩ_n3Ｓ_bＴ_e2 を用いれば、前述したように相
変化膜１０４の各相状態に応じて反射率が変化する光デ
ィスク１００が得られる。また、この他にも光制御層の
相変化膜１０４として、各種カルコゲナイド系材料やＡ
_g−Ｚ_n等の金属系材料を用いても良く、本発明はこの光
制御層１０２の構成に特に限定されるものではない。

【００５１】また以上の説明においては、位相ピットが
形成された光ディスクとその信号再生装置について説明
したが、照射された光スポットの光強度あるいは温度に
より、光スポット内の磁気ドメイン（記録磁区）の一部
をマスクするような、光磁気ディスクとその信号再生装
置についても全く同様に適用可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、本発明による光ディスク
の所定の領域には、再生装置の光源波長をλ、対物レン
ズ開口数をＮＡとしたとき、空間周波数略２ＮＡ／λ、
位相ピットデューティ５０％の位相ピットを形成してお
き、該光ディスクの信号再生装置は、前記所定の領域に
おける再生信号の振幅値検出と、再生信号の直流レベル
のピーク値検出を行い、（振幅値）÷（ピーク値）の除
算値が最大となるように光源の出力パワーを設定するよ
うにしたので、光スポット照射領域におけるウインドウ
部あるいはマスク部の面積を最適化することができ、良
好な信号再生が可能となる。

【００５３】また、本発明による光ディスクの信号再生
装置は、３スポット方式によるトラッキング誤差信号生
成において、主光スポットと副光スポットのトラック接
線方向の距離を、主光スポットにより状態移行した相変
化膜のアモルファス領域の長さよりも長くしたので、先
行する副光スポットと後行する副光スポットにおける反
射率が等しくなり、この結果オフセットのない安定した
トラッキング誤差信号を検出することができる。

【００５４】さらに、本発明による光ディスクの信号再
生装置は、前記（振幅値）÷（ピーク値）の除算値の最
大値が所定の判定値よりも小さかった場合には、光ディ
スクの再生回数の寿命であると検出し、以後の再生動作
を停止するようにしたので、光ディスクの繰り返し再生
により相変化膜が劣化し信号の再生が不能となったとき
の装置の誤動作を未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光ディスクの信号再
生装置のブロック図である。

【図２】本発明で用いる光ディスクの主要部断面図であ
る。

【図３】マスク効果による位相ピット再生原理を説明す
るための模式的な説明図である。

【図４】従来の光学ヘッドの主要部の構成図である。

【図５】光ディスク上の相変化膜の状態と３スポット照
射位置を示した模式的な説明図である。

【図６】光スポットのパワーと光ディスク上の相変化膜
の状態の関係の１例を示す模式的な説明図である。

【図７】光スポットのパワーと光ディスク上の相変化膜
の状態の関係の他の１例を示す模式的な説明図である。

【図８】図１の信号再生装置の各部信号波形の１例を示
す図である。

【図９】図１の信号再生装置の各部信号波形の他の１例
を示す図である。

【図１０】本発明の第２実施例に係る光ディスクの信号
再生装置のブロック図である。

【図１１】図１０の信号再生装置の各部信号波形の１例
を示す図である。

【図１２】図１０の信号再生装置の各部信号波形の他の
１例を示す図である。

【図１３】本発明の第４実施例による光ディスク上の相
変化膜の状態と３スポット照射位置の１例を示した模式
的な説明図である。

【図１４】本発明に第４実施例よる光ディスク上の相変
化膜の状態と３スポット照射位置の他の１例を示した模
式的な説明図である。

【符号の説明】

１光学ヘッド２半導体レーザ３回折格子４ハーフミラー５対物レンズ６光検出器１０振幅検出回路１１ピーク検出回路１２，２０除算回路１４基準電圧発生回路１６ＬＤ駆動回路１７コントローラ１８３Ｔ振幅検出回路１９１１Ｔ振幅検出回路１００光ディスク１０２光制御層１０３，１０５光干渉膜１０４相変化膜２０１光スポット２０３ａ，２０４ａ主光スポット２０３ｂ，２０３ｃ，２０４ｂ，２０４ｃ副光スポッ
ト２０５初期化用光スポット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上雅之神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者佐々木徹神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に情報信号に応じて形成され
た位相ピット等の情報記録部と、前記透明基板の情報記
録部形成面側に形成され、温度あるいは光強度に応じて
互いに異なる反射率を有する第１の状態と第２の状態に
変化するような光制御層とを少なくとも備えた光ディス
クであって、信号再生装置の信号再生用光源の波長をλ、対物レンズ
開口数をＮＡとしたとき、光ディスク上の所定の領域
に、空間周波数が略２ＮＡ／λ、情報記録部デューティ
が略５０％であるような情報記録部列を設けたことを特
徴とする光ディスク。
【請求項２】請求項１記載において、前記光制御層は、カルコゲナイド系材料あるいは金属系
材料により構成されることを特徴とする光ディスク。
【請求項３】透明基板上に情報信号に応じて形成され
た位相ピット等の情報記録部と、前記透明基板の情報記
録部形成面側に形成され、温度あるいは光強度に応じて
互いに異なる反射率を有する第１の状態と第２の状態に
変化するような光制御層とを少なくとも備え、信号再生
装置の信号再生用光源の波長をλ、対物レンズ開口数を
ＮＡとしたとき、光ディスク上の所定の領域に、空間周
波数が略２ＮＡ／λ、位相ピットデューティが略５０％
であるような情報記録部列を設けた光ディスクの信号再
生装置であって、光源と、該光源の出力パワーを設定するパワー設定手段
と、光ディスクからの反射光量を検出する信号検出手段
と、該信号検出手段の出力の信号振幅を検出する振幅検
出手段と、前記信号検出手段の出力の最大直流値あるい
は平均直流値を検出する直流検出手段と、該直流検出手
段の出力と前記振幅検出手段の出力との除算を行う除算
手段とを、備えたことを特徴とする光ディスクの信号再
生装置。
【請求項４】請求項３記載において、前記光源の出力パワー設定期間には、前記パワー設定手
段により前記光源の出力パワーを変化させながら前記光
ディスクの再生を行い、前記除算手段の出力の値が最大
となるときの出力パワーである最適パワーを検出し、前
記光ディスクからの情報再生期間には、前記最適パワー
にて前記光ディスクの再生を行うことを特徴とする光デ
ィスクの信号再生装置。
【請求項５】請求項３記載において、前記出力パワー設定時の前記除算手段出力の最大値が所
定の判定値以下であることを検出した場合には、それ以
後の再生動作を、少なくとも解除信号が入力されるまで
の期間、中止するようにしたことを特徴とする光ディス
クの信号再生装置。
【請求項６】透明基板上に情報信号に応じて形成され
た位相ピット等の情報記録部と、前記透明基板の情報記
録部形成面側に形成され、温度あるいは光強度に応じて
互いに異なる反射率を有する第１の状態と第２の状態に
変化するような光制御層とを少なくとも備えた光ディス
クの信号再生装置であって、光源と、該光源の出力パワーを設定するパワー設定手段
と、光ディスクからの反射光量を検出する信号検出手段
と、該信号検出手段の出力の第１の周波数成分の信号振
幅を検出する第１の振幅検出手段と、前記第１の周波数
よりも低い周波数である第２の周波数成分の信号振幅を
検出する第２の振幅検出手段と、前記信号検出手段の出
力の最大直流値あるいは平均直流値を検出する直流検出
手段と、該直流検出手段の出力と前記第１の振幅検出手
段の出力との除算を行う第１の除算手段と、前記直流検
出手段の出力と前記第２の振幅検出手段の出力との除算
を行う第２の除算手段とを、備えたことを特徴とする光
ディスクの信号再生装置。
【請求項７】請求項６記載において、前記光源の出力パワー設定期間には、前記パワー設定手
段により前記光源の出力パワーを変化させながら前記光
ディスクの再生を行い、前記第２の除算手段の出力の値
が所定値を超える期間において、前記第１の除算手段の
出力の値が最大となるときの出力パワーである最適パワ
ーを検出し、前記光ディスクからの情報再生期間には、
前記最適パワーにて前記光ディスクの再生を行うことを
特徴とする光ディスクの信号再生装置。
【請求項８】請求項６記載において、前記出力パワー設定時の前記第１の除算手段出力の最大
値が所定の第１の判定値以下であること、または、前記
第２の除算手段出力の最大値が所定の第２の判定値以下
であることを検出した場合には、それ以後の再生動作
を、少なくとも解除信号が入力されるまでの期間、中止
するようにしたことを特徴とする光ディスクの信号再生
装置。
【請求項９】請求項５または８記載において、光ディスクが装着状態であるか未装着状態であるかを検
出するディスク装着検出手段を設け、該ディスク装着検
出手段が未装着状態を検出した場合に、これを前記解除
信号とすることを特徴とする光ディスクの信号再生装
置。
【請求項１０】請求項４または５または７または８記
載において、前記光ディスクからの情報再生を必要としない所定の期
間は、前記最適パワーよりも低い出力パワーを設定する
ことを特徴とする光ディスクの信号再生装置。
【請求項１１】透明基板上に情報信号に応じて形成さ
れた位相ピット等の情報記録部と、前記透明基板の情報
記録部形成面側に形成され、温度あるいは光強度に応じ
て互いに異なる反射率を有する第１の状態と第２の状態
に変化するような光制御層とを少なくとも備えた光ディ
スクの信号再生装置であって、光源と、回折格子と、対物レンズと、前記回折格子によ
る±１次光の前記光ディスクからの反射光をそれぞれ入
射する第１および第２の光検出手段と、該第１の光検出
手段の出力と第２の光検出手段の出力の差を出力する差
動増幅手段とを備え、前記光ディスク上の０次光による
光スポットと±１次光による光スポットとのそれぞれの
距離は、少なくとも０次光により状態移行した前記光制
御層のトラック方向の長さ以上であることを特徴とする
光ディスクの信号再生装置。
【請求項１２】透明基板上に情報信号に応じて形成さ
れた位相ピット等の情報記録部と、前記透明基板の情報
記録部形成面側に形成され、温度あるいは光強度に応じ
て互いに異なる反射率を有する第１の状態と第２の状態
に変化するような光制御層とを少なくとも備えた光ディ
スクの信号再生装置であって、第１の光源と、回折格子と、対物レンズと、第２の光源
と、前記回折格子による前記第１の光源の±１次光の前
記光ディスクからの反射光をそれぞれ入射する第１およ
び第２の光検出手段と、該第１の光検出手段の出力と第
２の光検出手段の出力の差を出力する差動増幅手段とを
備え、前記光ディスク上の前記第１の光源の０次光によ
る光スポットと前記第１の光源の±１次光による光スポ
ットとのそれぞれの距離は、少なくとも前記第１の光源
の０次光と前記第２の光源の０次光の距離以上であるこ
とを特徴とする光ディスクの信号再生装置。