JPS60256928A - 光学情報記録再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオディスクの例にみられる様にディスク
上に記録された情報を光学的に読取る光学的再生装置、
又は、光感応性記録材料を塗布したディスクに、半導体
レーザの如き光ビームを１μｍ程度の微少光に絞シ照射
することによって、映像信号や、ディジタル信号等、の
情報信号を凹凸あるいは濃淡等゛の変化として高密度に
記録し又は再生する光学情報記録再生装置に係り、特に
信号検出に関する゛。

従来例の構成とその問題点 近年、光学式ビデオディスクは、上記の技術の中であら
かじめ高密度に記録された信号を再生のみ行なう装置と
して一般的に良く知られている。

又最近では、前記した光感応性記録材料をディスクに塗
布し映像信号や音声信号、ディジタル信号等の情報信号
を記録再生する光学情報記録再生装置が注目されている
。

光学情報記録再生装置において、信号の記録は、前記デ
ィスクの記録薄膜にレーカ膚を照射して前記記録薄膜の
光照射部を溶融蒸発させたり１反射率や透過率を変化さ
せたりすることによって記録が行なわれる。すなわちレ
ーザ光のエネルギーを熱的に利用して、記録材料の光学
特性を変化させることが一般的に行なわれる。

以上の様な光学情報記録再生装置について以下図を用い
て説明を行なう。

第１図は、光学情報記録再生装置の従来例を示したもの
である。

第１図において、半導体レーザ１から出力された元ビー
ムを集光レンズ２で集め平行光に直し、凹凸のシリンド
リカルレンズ３，４により半導体レーザ１の接合面に平
行方向のみの平行ビームに拡げ、垂直方向とほぼ同等な
幅のビーム径にして絞シレンズ６でディスク６上に等方
向な微少スポット光として収束する。ディスク６は、半
導体レーザの波長λと、光学的に関係を持つ深さく例え
ばλ／８）からなる溝状案内トランクが予め設けられて
いる。又ディスク６は１８００ｒｐｍ等の一定の回転数
で回転する。

係る装置においては、一般的に２つのサーボ技術を用い
ている。１つはフォーカスサーボであり他の１つはトラ
ッキングサーボである。これらのサーボを行う為のサー
ボ信号（誤差信号）は、ディスクの溝状案内トラック等
による回折等や反射率の変化により得ている。

第１図において、７は偏向ビームスプリッタでレーザの
偏向方向に応じて透過あるいは反射する。

８はλ／４板で、ディスク６よりの反射光はλ／４板８
を再び通り、その偏向方向が変えられ偏向ビームスプリ
ッタ７で反射される。９は凸レンズ、１０は分割ミラー
で、この分割ミラーにより元ビームは２分割され、かつ
方向を変えられ２分割された光検出器１１ａ、１１ｂと
２分割された光検出器１２ａ、１２ｂに各々導かれる。

２分割された光検出器１１ａ、１１ｂの出力を、差動増
幅器１４で各々の差を得ることにより、前記フォーカス
サーボの為のフォーカス誤差信号を得、端子Ｂよシ送出
する。又光検出器１２ａ、１２ｂの各々の出力を差動増
幅器１３で差を得ることにより前記トラッキングサーボ
の為のトラッキング誤差信号を得、端子Ａよシ送出する
。一方ディスクに記録したディジタル信号等の情報信号
を読み出す再生信号は、前記光検出器（１１ａ、１１ｂ
）、（１２ａ。

１２ｂ）の出力和を加算器１６で得る、つまり４ケの各
光検出器の出力の和により再生信号を得る。

１６は増幅器である。再生信号は端子Ｃより送出する。

次に、ディスク６に前記情報信号等を記録する場合は、
端子りより入力したディジタル信号等の情報信号を半導
体レーザ駆動回路１７に加え、前記半導体レーザ１の出
力光を、前記情報信号によって光の強弱に変調し、ディ
スク６に照射することによって記録を行なう。

第２図、第３図、第４図にディスク６の構成図を示す。

第２゛図（８）は、ディスク６の上面図を示す。

ディスク６には案内トラック２０が同心円状又はスパイ
ラル状に予め設けられている（第２図（八は一例として
同心円状の案内トラックを示す）。案内トラック２ｏに
は各々固有の番地信号が予め形成されている番地信号区
間２２と前記情報信号を記録する為の情報記録区間２１
がセクタ状に構成されている。従って番地信号の中には
、トラックを示す番地信号と、各々のセクタを示す番地
信号が各々形成されている。記録は案内トラック２゜に
沿って行なわれ、前記番地信号を読取り、それに対応し
た情報記録区間に記録を行なう。

第２図（Ｂ）に記録ビットの拡大図を示す。第２図（Ｂ
）において、２０は案内トラックであシ、その中の黒点
ａ４ｄ記録ピットの例を示す。

第３図は、ディスク６の半径方向の断面図を示す。ディ
スク６は、溝状案内トランクを形成する基材部ｆ、その
上に前記した光感応性記録材料を塗布した記録面ｑで形
成する。又記録面ｑの上には保護層等（第４図に図示）
が処理されている。

２０ａ　、２０ｂ、２０’ｃ　、２０ｄ・−−−−−，
２Ｏｎは案内トランクを示し、ｂは溝間を示す。各々の
案内トランク２ｏは、幅Ｗ（例えばＷ＝ｏ、ｓμｍ）ピ
ッチＰ（例えばＰ−１，６μｍ）、深さσ（例えば半導
体レーザの波長λに対してλ／８）で形成される。

案内トラックに記録されたピットの例をａに示す。

第４図（５）は案内トラック２０の平面図、第４図（Ｂ
）は、案内トラック２ｏのトラック方向の断面図を示す
。第４図（８）において２２は、前記番地信号等が記録
されている番地信号区間、２１は情報信号等を記録する
為の情報記録区間である。

案内トラック２ｏは、第４図（Ｂｌに示す様に深さσの
溝状構造物であって、番地信号区間２２には離散的に光
学変化をともなうピット構造で番地信号等が記録されて
いる。一方情報記録区間２１は、連続した深さσの溝状
構造物であって情報信号は濃淡の形で記録される。記録
された記録ピットの例を第４図（５）の黒点ａに示す。

記録ピットの部分は未記録の部分に比べて高濃度となっ
ていて反射率も高く変化している。従って情報信号は反
射率の変化によって再生される。

第４図（Ｂｌにおいて、ｆは基材部、ｑは光感応性記録
材料を塗布した記録面、ｈは記録面をゴミ。

キズから保護する為の保護層である。

第６図に、ディスク６の再生信号波形の一例を示す。第
５図ｆｉ）は、未記録時の再生信号波形の一例を示し、
前記番地信号区間２２の再生信号波形を（イ）に示し、
情報記録区間２１を（ロ）に示す。第６図（ｊ）は情報
記録区間２１に情報信号等が記録された時の再生信号波
形（ロ）を示す。図に示す様に、情報信号は、各々の情
報記録区間２１に、セクタ単位で記録再生される。

しかし、上記の様な構成ではディスク６は前記した様に
一定の回転数で回転している為ディスクの外周と内周で
周速度が異なりディスクの外周と内周でピント長が異な
ることになる。従って予め記録しである番地信号、又記
録した情報信号等を再生した場合は、ディスクの外周と
内周で再生信号の振幅差を生じ、又周波数特性も、外周
に比べて内周の方が悪くなるので、番地信号内での高周
波成分と低周波成分の比が内周の方が悪くなる。

第６図（ｋ）は、外周の番地信号（イ）の拡大再生波形
を示し、第６図律）は、内周の番地信号（イ）の拡大再
生波形を示す。

番地信号は、第１図の端子Ｃよ多出力された後、コンパ
レータ等（図示せず）で波形整形され、マイクロコンピ
ュータ等（図示せず）で読取を行なうＯ 以上の様に、番地信号の振幅や周波数特性がディスクの
径によって異なると、特に内周で番地信号の読取シが不
安定になる。本装置の様に、セクタ単位に番地信号を読
み取りディジタル信号等の情報信号を記録再生する場合
、番地信号が読み取れないということは１本装置の信頼
性に大きな障害となる。

発明の目的 本発明の目的は、前記した様な溝状構造物で形処する案
内トラックおよび離散的にピット構造で形成する番地信
号からなるディスクを用いた光学情報記録再生装置に係
り、前記した問題点を解消し、番地信号を正確に読める
光学情報記録再生装置を提供するものである。

発明の構成 本発明は、溝状構造物で形成する案内トラックおよび離
散的にビ、／）構造で形成される番地信号等の情報信号
を予め設けたディスクと、このディ°スクに記録再生す
る為の光ビームを発生する半導体レーザと、前記元ビー
ムを微少光として集学する光学手段と、前記微少光を、
前記ディスクの案内トラックに追従収束させる為のフォ
ーカス制御信号を得る為の２分割された光検出器の和を
得る第１の検出手段と、トラッキング制御信号を得る為
の２分割された光検出器の和を得る第２の検出手段を有
し、第１の検出手段と第２の検出手段の各々の出力の差
を得ることによシ、前記した離散的にピット構造で形成
する番地信号等の情報信号を再生し、各々の検出器の出
力の和を得ることにより、記録再生した情報信号を再生
する様に構成したものである。

実施例の説明 以下図面に従って本発明の詳細な説明を行なう。

第６図に本発明の光学情報記録再生装置の一実施例を示
す。第６図において第１図と同様なものには同じ番号を
付し詳細な説明は省略する。

第６図において、１は半導体レーザ、２は集光レンズ、
３，４は凹凸のシリンドリカルレンズ。

６は絞シレンズ、６は溝状案内トラックを有するディス
ク、７は偏向ビームスプリッタ、８はλ／４板、９は凸
レンズ、１０は分割ミラーである。

１１ａ、１１ｂはフォーカス誤差信号を得る為の２分割
された光検出器であり差動増幅器１４を介することによ
りフォーカス誤差信号を得、端子Ｂより送出する。又１
２ａ、１２ｂは、トラッキング誤差信号を得る為の２分
割された光検出器であり差動増幅器１３を介することに
よりトラッキング誤差信号を得、端子Ａよシ送出する。

１７は半導体レーザ駆動回路、端子りは記録する為の情
報信号を入力する為の端子である。

次に本発明である案内トラックに離散的にビット構造で
形成する番地信号等を再生する構成について述べる。３
ｏは抵抗加算器等で構成される加算器であシ、前記した
フォーカスサーボの為の信号を得る２分割された光検出
器１１ａ、１１ｂより各々の和を得る。又３１は、加算
器３ｏと同様力加算器であり前記したトラッキングサー
ボの為の信号を得る２分割された光検出器１２ａ、１２
ｂより各々の和を得る。次に各々の加算器３０．３１の
出力の差を差動増幅器３２で得ることにより、前記した
ビット構造で形成する番地信号を再生する。３３は前記
加算器３０，３１と同様な加算器であシ、各々の加算器
３０．３１の出力の和を得て、前記情報記録区間（第２
図の２１）に記録した情報信号の再生信号を得る。端子
Ｅは前記差動増幅器３２で得た番地信号等を出力する端
子、端子Ｆは前記加算器３３で得た記録再生信号を出力
する端子である。

以下第７図の波形図に従って動作の説明を行なう。第７
図において、（ｍ）は前記第４図四と同様な図であシ案
内トラックの平面図を示す。（ハ）は情報記録区間を示
し、に）は番地信号区間を示す。情報記録区間（ハ）の
黒点（ａｌは前記同様記録ピットの２例を示す。

以上の様に、半導体レーザの波長λと光学的に関係する
深さく例えば前記した様に深さσ＝λ／８）による溝状
でかつ離散的にビット構造で形成する番地信号等を再生
した場合、番地信号のエツジ部（点線で示す）（ホ）は
回折等の影響を受け、フォーカスサーボの為の、２分割
された光検出器１１ａ。

１１ｂの出力和を得る加算器３０の出力波形は、第７図
ｆｎｌの（へ）に示す様に番地信号を示すビットのエツ
ジ部でピークを持つ微分波形となる。一方トラッキング
サーボの為の２分割された光検出器１２＆、１２ｂの出
力和を得る加算器３１の出力鼓形は、第７図（０１の（
ト）に示す様に、前記フォーカスサーボの為の光検出器
１１ａ、１１ｂの出力和より得た信号（第７図（ｎ）の
（へ）波形）と番地信号のエツジ部のピークが逆位相の
信号として出力される。これは第６図に示す分割ミラー
１０によって。

再生元が２分割され、かつ方向を変えるので、光検出器
１１ａ、１１ｂと１２ａ、１２ｂから見れば、光学的に
位相が反転する為である。しかし、番地信号のＡＣ成分
は、溝部と溝部以外の所の反射率の変化によ）、再生光
量の変化として再生するノテ、光検出器１１ａ、１１ｂ
、光検出器１２ａ。

１２ｂとも同相で出力される。又情報記録区間ρ→に記
録した信号も、反射率の変化による再生光量の変化とし
て再生されるので第７図（ｎｌ　、　（０１の（力に示
す様に各々の加算器３０．３１の出力は同相で出力され
る。

従って、各々の加算器３０．３１の出力信号の差を差動
増幅器３２で取ると、第７図（ｐ）に示す様に、番地信
号のＡＣ成分は削除され、番地信号のエツジ部にピーク
を持つ完全な微分信号として出力される。又情報記録区
間の記録した信号（イ）も削除され差動増幅器３２の出
力信号は、溝状構造物で離散的にビット構造で形成した
番地信号等のみを端子Ｅよシ出力する。一方情報記録区
間に記録した信号の再生は、各々の加算器３０．３１の
出力和を加算器３３で得、端子Ｆより出力する。再生波
形図を第７図Ωに示す。

次に、微分信号として再生された番地信号の整。

形回路を第８図に示し、動作を第９図の波形図に従って
述べる。

第８図において、端子Ｇは第６図に示す差動増幅器３２
から出力された微分された番地信号が入力する端子であ
る。入力信号の波形図を第９図（８）に示す。第８図の
４０は増幅器、４１は極性を反転する為のインバータ回
路、４２．４３はコンパレータ回路であり、増幅器４０
．及びインノく一タ回路４１よシ入力した微分された番
地信号と、端子Ｈより印加される任意ＤＣ電圧とを比較
しピーク部を検出し出力する。増幅器４０の出力波形を
第９図（Ｓ）に示し、インバータ回路４１の出力を第９
図（Ｔ）に示し、端子Ｈより印加されるＤＣ電圧を第９
図（Ｓ）　、　ｆ力の点線（更に示す。ＤＣ電圧（１刀
は、微分された番地信号のピーク部が検出される様な５
ＤＣ電圧に設定する。コンパレータ４２の出力波形を第
９図（ｕ）に示し、コンパレータ４３の出力波形を第９
図（ｖ）に示す。次に各々のコンパレータ４２゜４３の
出力をフリップフロップ４４に入力することによって第
９図（−に示す番地信号を得ることができる。

発明の効果 以上の様に、案内トラックに離散的にピット構造で形成
した番、他信号等の情報信号を、微分信号として検出す
ることにより、ディスク径に対する周速の違いによる、
ディスクの外周、内周による再生振幅の差異、又周波数
特性の差異の影響は軽減される。従ってディスクの外周
、内周でも安定に番地信号を再生し、読取ることができ
る。

父性の効果としては、番地信号を読取る場合、番地信号
部と記録再生した情報信号部を分離する必要があるが、
本発明の構成では、各々の光検出器の出力の差を取るこ
とにより情報信号部の信号が削除され、番地信号のみ出
力されるので回路構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学情報記録再生装置の一例を示す構成
図、第２図（Ａ）はディスクの上面図、第２図ＦＢ）は
同ディスクの部分拡大図、第３図は第２図に示すディス
クの半径方向の断面図、第４図（８）は系内トラックの
平面図、第４図（Ｅｌは同案内トランクのトラック方向
の断面図、第６図は第１図に示す光学情報記録再生装置
の再生信号の波形図、第６図は本発明の光学情報記録再
生装置の一実施例を示す構成図、第７図は第６図に示す
光学情報記録再生装置の再生信号の波形図、第８図は番
地信号の整形回路の一例を示す構成図、第９図は第８図
に示す整形回路の動作を示す波形図を示す。 １・・・・・・半導体レーザ、６・・・・・・ディスク
、１１ａ。 １　ｌ　ｂ　、　１２ａ　、　１２ｂ・−・−・・光検
出器、３０，３１゜３３・・・・・加算器、３２・・・
・・・差動増幅器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ２，２２ 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溝状構造物で構成する案内トラックおよびこの案内トラ
   ンクに離散的にピット構造で形成する番地信号等の情報
   信号を予め設けたディスクと、このディスクに、記録再
   生する為の光ビームを発生する半導体レーザと、前記光
   ビームを微少光に集光する光学手段と、前記微少光を、
   前記ディスクの案内トラックに追従収束させる為のフォ
   ーカス制御信号を得る為の２分割された光検出器の出力
   の和を得る第１の検出手段と、トラッキング制御信号を
   得る為の２分割された光検出器の出力の和を得る第２の
   検出手段を有し、第１の検出手段と第２の検出手段のそ
   れぞれの出力の差を得る手段と、前記第１の検出手段と
   、第２の検出手段のそれぞれの出力の和を得る手段を備
   えたことを特徴とする光学情報記録再生装置。