JPH07501907A - 光学的走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光学的走査装置 本発明は、光学的記録担体および光磁気記録担体、ならびにデータが磁気層にも いわゆるビットによっても上下に重ねて記録されている光磁気記録担体の読出し に適する光学的走査装置であって、光源の光ビームが記録担体にフォーカシング され、記録担体から第１のλ／２プレートを通って第１の偏光ビームスプリッタ に反射され、該第１の偏光ビームスプリッタは、光ビームをその偏光方向に依存 して第１または第２の光検出器へ偏向し、第１および第２の光検出器の出力側は 、第１の差動増幅器の入力側と接続されている光学的走査装置に関する。

公知の光学的記録担体は例えばＣＤディスクであり、ＣＤディスクでは透光層の 上に光反射性のアルミニウム層が施されている。光反射性のアルミニウム層は凹 部、いわゆるピントを有し、このビットがＣＤディスクに記憶されているデータ を表す。光学的走査装置によってＣＤディスクのデータを読出すことができる。

というのは、光反射性のアルミニウム層の反射特性はディスクに凹部を形成する パターンに依存しているからである。凹部（しばしば溝と称される）からは、隆 起部（しばしば畝と称される）よりも比較的に弱い光が反射される。

したがってＣＤディスクにより反射された光の強度について光学的走査装置は、 走査されたビットが例えば論理１であるか、または論理Ｏであるかを識別する別 の形式の光学的記録担体が光磁気ディスクとして公知である。これは”Ｍａｇｎ ｅｔｏｏｐｔ　１ｓｃｈｅ　Ｖｅｒｓｕｃｈ　ｄａｕｅｒ　ａｎ″、Ｆｕｎｋｓ ｃｈａｕ　１３，１９８６年６月２０日、３７〜４１頁に記載されている。

従来のＣＤディスクとは異なり光磁気ディスクはビットを有しない。透光層の後 方に磁気層があり、この磁気層にデータを記録し、これからデータを読出すこと ができる。まずどのように光磁気ディスクにデータを書き込むのかを説明する。

ディスクにフォーカシングされたレーザビームによって磁気層はキュリ一温度以 上に加熱される。しかし通常は磁気層を、キュリ一温度よりもやや低い補償温度 に加熱するだけで十分である。ディスク上の焦点後方には電磁石が配置されてお り、この電磁石はレーザビームにより加熱された領域を一方または他方の磁化方 向に磁化する。レーザビームの遮断後、加熱された個所は再びキュリ一温度以下 に冷却されるから、電磁石により設定された磁化方向はそのまま保持される。

磁化方向はいわゆる凍結される。このようにして個々のビットが異なる磁化方向 のドメインに記憶される。

その際例えば、一方の磁化方向が論理１に相応し、他方の磁化方向が論理Ｏを表 す。

データを読出すために、カー効果が利用される。直線偏光された光ビームの偏光 面は磁化ミラーでの反射の際に、測定可能な角度だけ回転される。ミラーがどち らの方向に磁化されているかに応じて、反射された光ビームの偏光面は右または 左に回転される。しかしディスク上の個々のドメインは磁化ミラーのように作用 するから、走査された光ビームの偏光面はちょうど走査されたドメインの磁化方 向に応じて即的可能な角度だけ左または右に回転される。

ディスクから反射された光ビームの偏光面の回転について、光学的走査装置は論 理１または論理Ｏのどちらのビットが存在しているかを識別する。ビットを有す るＣＤディスクとは異なり、光磁気ディスクはほぼ任意の頻度で消去および再書 き込みすることができるドイツ特許公開第３７３２８７５号公報から、光学的記 録担体と光磁気記録担体とを組み合わせたディスク状の記録担体が公知である。

この記録担体にはデータをピントによっても、ディスクの磁気層にも記憶するこ とができる。したがってこのディスクの記憶容量は、通常の光学的ディスクまた は光磁気ディスクの容量の２倍である。

特表平７−５０１９０７　（４） ドイツ特許公開第３７３２８７４号公報には、前記３つのディスク形式に適する 光学的走査装置が記載されている。この光学的走査装置は、光学的ディスク、例 えばコンパクトディスクからも、光磁気ディスクからも、さらにドイツ特許公開 第３７３２８７５号公報から公知のディスクからもデータを読出すことができる 。

この光学的走査装置では、レーザ光がディスクにフォーカシングされ、そこから 偏光ビームスプリンタに反射される。偏光ビームスプリッタはレーザ光をその偏 光方向に依存して第１または第２の光検出器に反射する。第１および第２の光検 出器の光電圧の差から、ディスクの磁気ドメインに記憶されているデータ信号が 得られる。第１および第２の光検出器の光電圧の和からピントによってディスク に記憶されているデータを表すデータ信号が形成される。ドイツ特許公開第３７ ３２８７４号公報に記載された光学的走査装置は、例えばドイツ特許公開第３７ ３２８７５号公報に記載されたディスクの場合、ピントによって記憶されている データも、磁気ドメインに記憶されているデータも読出すことができる。

しかしビットも同様に（非常に僅かではあるが）レーザから照射された光の偏光 方向を回転させるから、ビットの走査によって得られたデータ信号とカー効果に よって磁気ドメインから読出されたデータ信号との間のクロストークを完全に回 避することはできない。

本発明の課題は、不所望のクロストークを簡単な手段によりできるだけ完全に抑 圧することである。

上記課題は本発明により、記録担体は、光ビームを第２のλ／２プレートおよび λ／４プレートを通して第２の偏光ビームスプリッタへ反射し、該第２の偏光ビ ームスプリッタは、光ビームをその偏光方向に依存してＭ３または第４の光検出 器へ偏向し、第３および第４の光検出器の出力側は、第２の差動増幅器の入力側 と接続されており、第１の差動増幅器の出力側は第３の差動増幅器の非反転入力 側と接続されており、該第３の差動増幅器の出力側にて、記録担体の磁気層から 得られた、クロストークのないデータ信号が取り出され、第２の差動増幅器の出 力側は第３の差動増幅器の反転入力側と接続されているように構成して解決され る。

図１は、本発明の実施例の概略図であり１、図２は、ビットを有する光磁気ディ スクの断面図であり、 図３は、クロストークのある光磁気データ信号の波形図である。

図１に示された実施例の構成について説明する。

光源、例えばレーザＬＳにより形成された光ビームは、コリメータレンズＫＬ、 プリズムビームスプリッタＰＳ１および対物レンズＯＬを通って光磁気記録担体 ＣＤを照射する。この記録担体ではデータが磁気層に、またビットにより上下に 重ねて記憶されている。

対物レンズＯＬによって光ビームはディスク状の光磁気記録担体ＣＤにフォーカ シングされる。ディスク状の光磁気記録担体は以下、光磁気ディスクと称する。

光磁気ディスクＣＤは光ビームを対物レンズＯＬおよびプリズムビームスプリッ タＰＳ１の方へ再反射する。プリズムビームスプリッタＰＳ１は反射された光ビ ームをプリズムビームスプリッタＰＳ３の方へ直角に偏向する。プリズムビーム スプリッタＰＳ３は光ビームを直角に偏向し、この光ビームはレンズＬ５および 円柱レンズＺＬを通過して４象限光検出器ＰＤ５に達する。４象限光検出器は４ つのホトダイオードＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄから構成される。光ビームは直線的にプリズムビームスプリンタＰＳ ３をプリズムビームスプリッタＰＳ２の方へ通過し、さらにλ／２プレートおよ びλ／４プレートを通って偏光ビームスプリッタＰＯ２に達する。光ビームはプ リズムビームスプリッタＰＳ２により直角にλ／２プレートの方へ偏向され、そ こから光ビームはさらに偏光ビームスプリッタＰｏ１に達する。偏光ビームスプ リッタＰＯＩは光ビームをその偏光方向に依存して、レンズＬ１を通過して光検 出器ＰＤＩへ、またはレンズＬ２を通過して光検出器ＰＤ２へ偏向する。偏光ビ ームスプリッタＰＯ２は、λ／４プレートＰＬ３から到来した光ビームをその偏 光方向に依存して、レンズＬ３を通過して光検出器ＰＤ３へ、またはレンズＬ４ を通過して光検出器ＰＤ４へ偏向する。

４象限光検出器ＰＤ５の対角に対向配置された２つのホトダイオードＡとＣの出 力側は差動増幅器ＤＶ４のそれぞれ１つの加算入力側と接続されている。また別 の２つの対角に対向配置されたホトダイオードＢとＤは差動増幅器ＤＶ４の減算 入力側と接続されている。

４象限光検出器ＰＤ５の並置された２つのホトダイオードＡとＤは差動増幅器Ｄ Ｖ５の加算入力側と接続されている。また４象限光検出器の他方の並置された２ つのホトダイオードＣとＢは差動増幅器ＤＶ５の減算入力側と接続されている。

光検出器ＰＤＩの出力側は差動増幅器ＤＶＩの反転入力側、および加算増幅器Ａ Ｖの第１の入力側と接続されている。光検出器ＰＤ２の出力側は差動増幅器Ｄｖ １の非反転入力側、および加算増幅器ＡＶの第２の入力側と接続されている。

光検出器ＰＤ３の出力側は差動増幅器ＤＶ２の反転入力側と接続されており、ま たこの差動増幅器の非反転入力側は光検出器ＰＤ４の出力側と接続されている。

差動増幅器ＤＶ２の出力側は増幅器Ｖの入力側と接続されており、この増幅器の 出力側は差動増幅器ＤＶ３の反転入力側と接続されている。差動増幅器ＤＶＩの 出ノｊ側は差動増幅器ＤＶ３の非反転入ノコ側と接続され特表平７−５０１９０ ７　（５） でいる。

図２に示された光磁気記録担体の断面図に基づきクロストークの発生について説 明する。この記録担体にはデータが磁気層とビットにより上下に重ねて記憶され ている。

光磁気ディスクでは光磁気層の後方に基板層が配置されている。しかし光磁気層 は通常の光磁気ディスクのように平坦ではなく、凹部、いわゆるビットを有し、 このビットが光学的コンパクトディスクの場合のようにデータ記憶に用いられる 。レーザから照射された直線偏光された光がディスクの光磁気層ＭＯで反射され ると、この光に偏光方向は光磁気層の磁化方向に依存して、カー効果により右ま たは左へ小さな角度だけ回転される。しかしビットのエツジでの反射の際には楕 円に偏向された光が形成され、この光が光磁気データ信号でのクロストークの原 因となる。

既に説明したように、ディスクから反射された光ビームは偏光ビームスプリンタ ＰＯ１によってしび偏光方向に依存して光検出器ＰＤＩへ、または光検出器ＰＤ ２へ偏向される。したがって２つの光検出器ＰＤＩとＰＤ２の出力信号の差形成 を差動増幅器ＤＶ１で行うことにより、ディスクＣＤの磁気層ＭＯに記憶されて いるデータを表す光磁気データ信号ＭＳＮが形成される。

２つの光検出器ＰＤＩとＰＤ２の出力信号を加算増幅器ＡＶで加算することによ り、ディスクにピントにより記憶されたデータを表すデータ信号ＰＳが得られる 。

しかじ差動増幅器ＤＶＩの出力側に出力される光磁気データ信号ＭＳＮには、図 ３が示すように、障害となるクロストークが含まれている。

本発明は、λ／４プレートが直線偏光された光を楕円偏光された光に変換すると いう知識に基づくものである。ディスクＣＤから反射された光は、一方では磁気 層の磁化方向に依存して所定の平面で直線偏光されており、他方ではピントのエ ツジでの反射のため楕円偏光された成分を含んでいる。この光はプリズムビーム スプリッタＰＳ２に照射される。プリズムビームスプリッタＰＳ２はこの光を偏 光ビームスプリンタＰＯ１へ偏向するだけでなく、λ／２プレートＰＬ２および λ／４プレートＰＬ３を介して偏光ビームスプリッタＰＯ２へ偏向する。λ／４ プレートＰＬ３は光磁気データ信号を表す光の直線偏光成分を楕円偏光光に変換 する。これに対し、ピントのエツジでの反射により惹起された光の楕円偏光成分 はほぼ直線偏光光に変換される。偏光ビームスプリンタＰＯ２は光をその偏光方 向に依存して光検出器ＰＤ３またはＰＤ４へ偏向する。

２つの光検出器ＰＤ３とＰＤ４の出力信号を差動増幅器ＤＶ２によって差形成し て得た信号ＥＳが図４に示されている。信号ＥＳでは光磁気データ信号は十分に 抑圧されており、信号ＥＳはクロストークに起因する障害信号である。

したがって信号ＥＳを信号ＭＳＮから差動増幅器ＤＶ３で減算することにより、 差動増幅器ＤＶ３の出力側にはクロストークの完全にない光磁気データ信号ＭＳ が形成される。この信号ＭＳはディスクＣＤの磁気層ＭＯに記憶されているデー タだけを表す。クロストークのない光磁気データ信号ＭＳは図５に示されている 。

差動増幅器ＤＶＩ、ＤＶ２．ＤＶ３からなる回路構成の補正の用いる増幅器Ｖの 増幅度は例えば実験によりめることができる。増幅器Ｖの増幅度は、信号ＭＳが 差動増幅器ＤＶ３の出力側で急峻なエツジを有するきれいな矩形パルスを有する まで変化させる。

ディスクのクロストークは、ディスクから反射された光の楕円偏光光成分の大き さに依存する。楕円偏光光成分が大きければ大きいほど、クロストークも大きい 。しかし楕円偏光光成分はディスクごとにディスクの品質に応じてばらついてい るから、で椅子区は種々異なる大きさのクロストークを示す。

したがって本発明の構成ではディスクの読出しの際に、信号ＭＳのエツジの急峻 度が差動増幅器ＤＶ３の出力側で測定され、エツジの急峻度が最大であるように 増幅器■の増幅度が調整される。この手段によって増幅器■の増幅度は走査され るディスクの固有反射特性に最適に適合される。したがってディスクの反射特性 に依存しないでクロストークが各ディスクごとに最適に除去される。

本発明は、光学的記録担体も、光磁気記録担体も、さらにこの２つ形式の組合せ も読出すことのできる光学的記録および／または再生装置に適する。本発明はデ ータ処理にも有利に適用される。というのは同時にデータの読出しと記録ができ るからである。しかし本発明はＣＤプレーヤおよびビデオディスクプレーヤにも 、再生と同時に音声および画像を記録することができるという利点を提供する。

ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、ｄ ＦＩＧ、　５

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．光学的記録担体および光磁気記録担体、ならびにデータが磁気層（ＭＯ）に もいわゆるピット（Ｐ）によっても上下に重ねて記録されている光磁気記録担体 （ＣＤ）の読出しに適する光学的走査装置であって、 光源（ＬＳ）の光ビームが記録担体（ＣＤ）にフォーカシングされ、記録担体（ ＣＤ）から第１のλ／２プレート（ＰＬ１）を通って第１の偏光ビームスプリッ タ（ＰＯ１）に反射され、 該第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＯ１）は、光ビームをその偏光方向に依存し て第１または第２の光検出器（ＰＤ１，ＰＤ２）へ偏向し、第１および第２の光 検出器（ＰＤ１，ＰＤ２）の出力側は、第１の差動増幅器（ＤＶ１）の入力側と 接続されている光学的走査装置において、記録担体（ＣＤ）は、光ビームを第２ のλ／２プレート（ＰＬ２）およびλ／４プレート（ＰＬ３）を通して第２の偏 光ビームスプリッタ（ＰＯ２）へ反射させ、 該第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＯ２）は、光ビームをその偏光方向に依存し て第３または第４の光検出器（ＰＤ３，ＰＤ４）へ偏向し、第３および第４の光 検出器（ＰＤ３，ＰＤ４）の出力側は、第２の差動増幅器（ＤＶ２）の入力側と 接続されており、 第１の差動増幅器（ＤＶ１）の出力側は第３の差動増幅器（ＤＶ３）の非反転入 力側と接続されており、 該第３の差動増幅器（ＤＶ３）の出力側にて、記録担体（ＣＤ）の磁気層（ＭＯ ）から得られた、クロストークのないデータ信号（ＭＳ）が取り出され、第２の 差動増幅器（ＤＶ２）の出力側は第３の差動増幅器（ＤＶ３）の反転入力側と接 続されていることを特赦とする光学的走査装置。
2. ２．第２の差動増幅器（ＤＶ２）と第３の差動増幅器（ＤＶ３）との間に増幅器 （Ｖ）が補正のために設けられている請求の範囲第１項記載の光学的走査装置。
3. ３．光源（ＬＳ）の光ビームはコリメータレンズ（ＫＬ）と第１のプリズムビー ムスプリッタ（ＰＳ１）を通って対物レンズ（ＯＬ）を照射し、該対物レンズは 光ビームを記録担体（ＣＤ）にフォーカシングし、 記録担体（ＣＤ）は光ビームを第１のプリズムビームスプリッタ（ＰＳ１）に再 反射し、該第１のプリズムビームスプリッタ（ＰＳ１）は、光ビームを第２のプ リズムビームスプリッタ（ＰＳ２）へ偏向し、 該第２のプリズムビームスプリッタ（ＰＳ２）は光ビームを第１のλ／２ブレー ト（ＰＬ１）およびさらに第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＯ１）へ偏向し、 さらに第２のプリズムビームスプリッタ（ＰＳ２）は光ビームを第２のλ／２プ レート（ＰＬ２）、さらにλ／４プレート（ＰＬ３）および第２の偏光ビームス プリッタ（ＰＯ２）へ偏向し、 第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＯ１）は光ビームを第１のレンズ（Ｌ１）を介 して第１の光検出器（ＰＤ１）へ偏向し、かつ第２のレンズ（Ｌ２）を介して第 ２の光検出器（ＰＤ２）へ偏向し、第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＯ２）は光 ビームを第３のレンズ（Ｌ３）を介して第３の光検出器（ＰＤ３）へ、かつ第４ のレンズ（Ｌ４）を介して第４の光検出器（ＰＤ４）へ偏向し、 第１の光検出器（ＰＤ１）の出力側は第１の差動増幅器（ＤＶ１）の反転入力側 と接続されており第２の光検出器（ＰＤ２）の出力側は第１の差動増幅器（ＤＶ １）の非反転入力側と接続されており、第３の光検出器（ＰＤ３）の出力側は第 ２の差動増幅器（ＤＶ２）の反転入力側と接続されており、第４の光検出器（Ｐ Ｄ４）の出力側は第２の差動増幅器（ＤＶ２）の非反転入力側と接続されており 、第１の差動増幅器（ＤＶ１）の出力側は第３の差動増幅器（ＤＶ３）の非反転 入力側と接続されており、 第２の差動増幅器（ＤＶ２）の出力側は増幅器（Ｖ）の入力側と接続されており 、 該増幅器の出力側は第３の差動増幅器（ＤＶ３）の反転入力側と接続されている 請求の範囲第１項または第２項記載の光学的走査装置。
4. ４．第１のプリズムビームスプリッタ（ＰＳ１）と第２のプリズムビームスプリ ッタ（ＰＳ２）との間に第３のビームスプリッタ（ＰＳ３）が設けられており、 該第３のビームスプリッタ（ＰＳ３）は光ビームを第５のレンズ（Ｌ５）および 円柱レンズ（ＺＬ）を介して４象限光検出器（ＰＤ５）に偏向する請求の範囲第 １項から第３項までのいずれか１項記載の光学的走査装置。
5. ５．それぞれ対角に対向配置された２つのホトダイオード（ＡとＣないしＢとＤ ）の出力側はそれぞれ第４の差動増幅器（ＤＶ４）の２つの加算入力側ないし減 算入力側と接続されており、 該第４の差動増幅器（ＤＶ４）の出力側にて焦点制御回路に対する焦点誤差信号 （ＦＥ）が取り出される請求の範囲第４項記載の光学的走査装置。
6. ６．それぞれ並置された２つのホトダイオード（ＡとＢないしＣとＤ）は第５の 差動増幅器（ＤＶ５）の２つの加算入力側ないし減算入力側と接続されている請 求の範囲第４項または第５項記載の光学的走査装置。
7. ７．第１の光検出器（ＰＤ１）の出力側と第２の光検出器（ＰＤ２）の出力側は 加算増幅器（ＡＶ）の入力側と接続されており、 該加算増幅器（ＡＶ）の出力側にて記録担体（ＣＤ）のピットから得られたデー タ信号（ＰＳ）が取り出される請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項 記載の光学的走査装置。
8. ８．増幅器（Ｖ）の増幅度は、信号（ＭＳ）のエッジの念峻度が第３の差動増幅 器（ＤＶ３）の出力側において所定の■値に達するかまたは最大になるように調 整される請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の光学的走査装置 。
9. ９．増幅器（Ｖ）の増幅度は自動的に、信号（（ＭＳ）のエッジの急峻度が第３ の差動増幅器（ＤＶ３）の出力側において所定の■値に達するかまたは最大にな るまで変化される請求の範囲第８項記載の光学的走査装置。