JPS6257134A - 光学的波形等化再生方法 - 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、光ディスクにレーザーを照射して情報信号を
再生する際に用いられる、光学的波形等化再生方法に関
するものである。

従来の技術 光ディスクは、大容量で°高密度のメモリとして利用さ
れている。第４図に光ディスクに情報を記録または再生
する光学系の基本構成を示す、半導体レーザー１から出
た光をコリメーターレンズ２で集光して、対物レンズ３
で光ディスク４の情報記録面５に絞る。光ディスク４か
らの反射光は。

ハーフミラ−６で入射光路より分離されて、レンズ７で
集められ、光検出ＩＩ８で受光され、情報が再生される
。第４図では、焦点制御やトラッキング制御に必要な構
成要素は省略している。

情報記録面５に記録材料薄膜ＴｓＯｘ（特公昭５４−３
７２５号公報参照）を蒸着した光ディスク４を用いる。

半導体レーザー１の波長を０．８μ■、対物レンズ３の
開口数（ＮＡ）を０．５とする。光ディスク４を毎分１
８００回転させ１．半径７５ｍの位置（線速度１４ｍ／
５ａｃ）に記録した再生信号振幅の周波数特性を第３図
に実線（ａ）で示す、１０ＭＨｚ　（記録ピット長０．
７μ■）の信号振幅は２．５ＭＨｚ　（記録ピット長２
．８μｍ）の信号振幅の４分の１になってしまう、しか
し、光記録は磁気記録と異なり、周波数が高くなるにつ
れてノイズ成分も小さくなる。そのため、１０Ｍ＆でも
Ｃ／Ｎ比５０ｄ　Ｂは確保できる。第５図に再生信号の
Ｃ／Ｎ比の周波数特性を示す。

発明が解決しようとする問題点 最高記録周波数を１０ＭＨｚとして、変調方式として密
度係数（Ｄ　Ｒ）が１．５の３ＰＭを用いれば、３０Ｍ
ｂｉｔ／ｓａｃのディジタル信号を記録再生できる。

ところが、このａＰＭ方式では、２．５Ｍ翫（６Ｔ；Ｔ
はデータビット長）から１０ＭＨｚ　（１，５Ｔ）まで
の信号を記録再生する必要があり、周波数の高い信号よ
り大きく増幅して、使用する周波数帯域の信号振幅をで
きるだけ等しくするように波形等゛化回路を用いている
。他の変調方式を用いても、・高転送レートを実現しよ
うとすれば、広い周波数帯域での波形等化が必要となり
、その回路は複雑である。そこで、広い帯域で、殆ど等
しい再生信号振幅を得るような、新規な光学的再生方法
が望まれている。

ここで、光ディスク４からの反射光の振舞いを理解し、
どのようにして再生信号振幅の周波数特性が決定される
かを説明しておく、第６図のように、レーザー光を光デ
ィスク４の情報記録面５上に絞る対物レンズ３の入射瞳
上に直交座標系（Ｘ−ｙ）を設定し、入射レーザービー
ムの振幅分布をＡ（χｐｙ）と表わす、光ディスク４の
情報記録面５上に直交座標系（ξ−η）を設定する。ξ
軸及びη軸は、各々、ｙ軸及びｙ軸に平行で、かつ、ξ
軸をディスク半径方向とし、η軸をトラックの接線方向
とする。レーザースポットの反射光振幅に影響を与える
。光ディスク４の複素反射率分布をＲ（ξ、η）と表わ
す、光ディスク４の情報記録面５に周期性を仮定し、ξ
方向にｐ、η軸方向にｑの周期を持つとすれば、Ｒ（ξ
、η）は次のようにフーリエ級数展開される。

Ｒ（ξ、η）＝ΣΣＲＡＩＩ　ｅｘｐ　（２πｊ　（３
−ξ＋＝η））　　−・・■息　ｓ　　　　　　　　　
　　　　　　ｐｑ光ディスク４からの反射光が戻ってく
る、対物レンズ３の出射瞳上に直交座標系（ｕ−ｖ）を
設定する。

Ｕ軸及びＶは、各々、ｙ軸及びｙ軸に一致させる。

この出射瞳面での光ディスク４からの反射光振幅分布は
次式で表わされる（特開昭５７−１０５Ｊ１２８号公報
参照）。

Ｅ（ｕ、ｖ）＝ΣΣＥｓｗａ　（ｕｔｖ）　　　　　　
　　　　”・■息■ Ｅ　ｍｓｍ（ＴｏＶ）＝　ＲｓｍＡ　（−ｕ　＋　”工
ｆ　ｔ−ｖ中入＝ｆ）ｑ この第０式は次のことを意味している。光ディスク４か
らの反射光は、多くの回折光ξ軸に分かれ、各回折光は
入射光；Ａ（ｘ＊ｙ）と相似形をしており、その振幅の
絶対値と位相とはＲ（ξ、η）のフーリエ級数係数ＲＡ
ＩＩで決定される。また、各々の回折光の中心は、Ｕ軸
方向にλＱｆ／ｐ、ｖ軸方向にλｍｆ／ｑ　だけ隔てあ
っている。ここで、ｆは対物レンズ３の焦点距離である
。これらの反射回折光が互いに重ね合わさって（干渉し
合って）。

反射光振幅分布Ｅ（ｕ、ｖ）を形成する。光強度は振幅
の絶対値の自乗であり、反射光強度分布はＩ（ｕ、ｖ）
＝　Ｉ　Ｅ（ｕ、ｖ）ｌ”　　　　　　−■と表わされ
る。複素反射率分布Ｒ（ξ、η）はり方向のみに一次元
的に分布しているとして、ξ方向には簡単のため一様と
する。従って上記第■及び第０式は次のようになる。

Ｒ（？ｌ）＝ΣＲｍ　ｅｘｐ　（２ｔｃｌ　　　Ｗ）　
　　　”’■Ｅ　（ｕ　ｖ　ｖ　）　＝ΣＥｗ（ｕ、ｖ
）　　　　　　　−・−■Ｅｍ（ｕ、ｖ）＝ＲｍＡ（−
ｕ、−ｖ−−Ｌ！０−ｆ）第７図のように、光ディスク
４の情報記録面５上に、長さ−ｑの記録部（反射率がｒ
８）と未記録部（反射率がｒ工）とが交互に周期ｑで並
んでいる場合を考える６光ディスク４が第８図のように
◆η力方向Ｖｔだけ移動した場合は、複素反射率分布を
Ｒ（η）として次式で表わされる。

Ｒ（η）＝ΣＲｓ　ａｘｐ　（２πｊ　”−＋ｙ）＝Ｒ
（ｙ？−Ｖｔ）　　　＋＋＋■上記第０式および第０式
より、時間的に変化するフーリエ級数係数は次式のよう
に求められる。

Ｒｔａ＝Ｒｍ　ｅｘｐ　（−２πｉ　　Ｖｔ）　　　　
−・・■対物レンズ３の出射瞳面上の成る点（ｕ、ｖ）
に、１つの回折光（例えばＯ次回折光）だけが他の回折
光とは干渉せずに返ってくれば、その点の光強度は上記
０００式より次のようになる。

Ｉ（ｕ、ｖ）＝ＩＥ（ｕ、ｖ）１”＝ｌＲｍｌ”ｌＡｌ
”これは、時間的に変化しない、光強度が時間的に変化
するのは、２つ以上の回折光が互いに干渉することによ
る。対物レンズ３の開口数が０．５であるから、入射瞳
や出射瞳の直径は焦点距離ｆに等しい、入射光は対物レ
ンズ全面に入射して、各回折光は入射光と相似であり、
それらの直径もｆである。半導体レーザーの波長は０．
８μ−である、第９図および第１０図に出射瞳面上の回
折光の様子を示す＠　Ｅ、、Ｅ、□、Ｅ、１は、各々０
次、＋１次、−１次回折光を表わす、第９図は、記録ピ
ット長が０．７μｍ　（前述の１０ＭＨ１に相当、周期
１．４μ＋ｓ）の場合である。隣り合う２つの回折光の
中心間隔は０．５７　ｆである。光強度が１０Ｍ＆で変
化する領域はＢ（Ｅ、とＥ＋、との干渉）およびＣ（Ｅ
、とＥ−、どの干渉）であり、領域ＡはＥ、だけで時間
的に変化しない、第１０図は、記録ピット長が２．８μ
ｍ（前述の２．５Ｍ＆に相当）の場合である。隣り合う
２つの回折光の中心間隔は０．１４　ｆで、出射瞳内の
いたるところで多くの回折光が干渉して２．５ＭＨｚで
光強度が変化する。第９図と第１θ図とを比較してわか
るように、　１０　Ｍ＆で光強度が変化する領域は、２
．５ＭＨｚで光強度が変化する領域より小さいために。

第３（！ｌに実線（ａ）で示すような周波数特性になっ
てしまうのである。

本発明は、上記の性質を利用して、広い帯域の再生信号
振幅について、光学的に波形等化する再生方法を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明の光学的波形等化再
生方法は、レーザービームを対物レンズで光ディスク上
に絞り、前記レーザービームの前記光ディスクからの反
射光を光検出器で受光して。

前記光ディスク上に記録された信号を再生するに際して
、前記光検出器として、少なくとも２分割されてその２
つの分割部の間に不感帯を有する光検出器を用い、前記
対物レンズの中心を通りかつ信号トラックと垂直な方向
に沿う細長い領域の反射光を前記光検出器の不感帯に照
射させるものである。

作用 上記方法によれば、対物レンズの中心を通りかつ信号ト
ラックと垂直な方向（ディスク半径方向）に沿う細長い
領域の光を不感帯に照射させて、受光しないようにした
ので、前記領域には低い周波数成分のみが含まれている
ことから、高い周波数の再生信号振幅は維持したまま、
低い周波数の再生信号振幅を小さくして、光学的に波形
等化できる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一実施例における光学的波形等化再生
方法を採用した光学系の構成図で、第４図と同様に制御
に用いる構成要素は省略してあり、第４図に示す構成要
素と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を省
略する。光検出器１１は２分割されたもので、反射光を
受光している。第２図は光検出器１１の構成図で、１２
は光検出器１１面上の反射光である。矢印（Ｔ）はトラ
ック方向を示す、光検出器１１の２つの分割部１１ａと
ｌｌｂとの間には、不感帯１３を設けである。この不感
帯１３には、１０ＭＨＥのような高い周波数で変化する
光はなく。

低い周波数成分だけである。従って、この光検出器１１
で受光すれば、低周波数成分の振幅を小さくできる。ま
た、低周波数のノイズ成分も小さくなり、Ｃ／Ｎ比の周
波数特性は第５図のままで、信号振幅の周波数特性は第
３図に破線（ｂ）で示すように改善され、波形等化回路
は不必要になるか、或いは、簡単なものでよい。

発明の効果 以上述べたごとく本発明によれば、光学的に波形等化さ
れた信号を再生でき、したがって、波形等化回路は不要
になるか、或いは簡単なものでよくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光学的波形等化再生
方法を採用した光学系の構成図、第２図は光検出器と反
射光との関係の説明図、第３図は再生信号振幅の周波数
特性図、第４図は従来の光学系の構成図、第５図は再生
信号のＣ／Ｎ比の周波数特性図、第６図は光ディスクの
再生原理の説明図、第７図及び第８図は情報記録面の複
素反射率分布の説明図、第９図及び第１０図は対物レン
ズの出射瞳面上の回折光の配置の説明図である。 ３・・・対物レンズ、４・・・光ディスク、１１・・・
光検出器、１２・・・反射光、１３・・・不感帯代理人
　　　森　　本　　義　　弘 第１図 ｆ ３、−村物レン人゛ ４、−一一梵テ”４人フ ｒｔ−＊、麦倣暮 第２図 丁 １２−反射光 １３−　　小格、帯 第３図 局液梗 第４図　　　　　、 第１図 第５図 １東 第７図 第β図 第２図 ゾ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レーザービームを対物レンズで光ディスク上に絞り
   、前記レーザービームの前記光ディスクからの反射光を
   光検出器で受光して、前記光ディスク上に記録された信
   号を再生するに際して、前記光検出器として、少なくと
   も２分割されてその２つの分割部の間に不感帯を有する
   光検出器を用い、前記対物レンズの中心を通りかつ信号
   トラックと垂直な方向に沿う細長い領域の反射光を前記
   光検出器の不感帯に照射させる光学的波形等化再生方法
   。