JPH0447528A - 光学式再生装置 - 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］ この発明は、ピットの形態で記録媒体に記録されたデー
タを光学的に再生する装置に関する。

［従来の技術］ 近年の情報化社会に伴い、取り扱うデータの量は増加の
一途をたどる傾向にあり、大量のデータを記録再生でき
るシステムの提供か望まれている。

これに応えるものとしては、現在、データを高密度で記
録し再生できる様々な光学式データ処理システムかある
。このシステムでは、データは光学的に検出可能な物理
的なマークに符号化されて記録媒体に記録され、これら
のマークが光学的手段によって検出されることによりデ
ータが再生される。このような物理的なマークの一例と
しては、記録媒体に形成されるピットがある。この場合
、アナログデータは、例えば、トラック方向にデータに
応じた様々な長さを有するピットとして記録される。ま
た、デジタルデータは、例えば、トラックに沿った一連
のピット列として記録される。

このように記録された一例が、現在普及しているコンパ
クトディスクである。このコンパクトディスクは音楽の
分野で広まっているか、最近ではＣＤ−ＲＯＭと呼ばれ
るコンピューターのメモリ−としても使用され始めてい
る。これはパーソナルコンピューターに用いられている
５、２５”フロッピーディスクの千倍以上の記録容量を
有する。

［発明が解決しようとする課題］ このような光データ処理システムは、現在の要望にかな
り応えてはいるが、また一方では、さらに改善や改良が
加えられた、より高密度でのデータの記録が可能な新し
いデータ処理システムが望まれてもいる。このような要
望もあって、新しい処理システムの研究や開発が現在も
盛んである。

この発明の目的は、より高い密度でのデータの記録を達
成することである。

［課題を解決するための手段］ より高密度でのデータ記録を達成する一方法として、記
録トラックの幅方向にデータに対応した間隔を有する複
数・のピットからなるピットの組を記録媒体の記録トラ
ックに沿って形成することによりデータを記録し、これ
らのピットの組にコヒレント光のビームを照射し、各ピ
ットで回折された光によって、それぞれのピットの組の
ピット間隔に対応して形成される干渉パターンから元の
データを再生することが考えられる。このようにして得
られる干渉パターンでは、その極大値や極小値の位置は
ピット間隔に依存する。例えば、中央極大値と１次極大
値の間隔は、ピッｒ間隔が広くなるにつれて狭くなる。

従って、中央極大値と１次極大値の間隔をフォトダイオ
ードなどを用いて検出することによって、ピット間隔に
符号化されて記録されたデータを読み出すことができる
。

しかし、光ディスクのピットで回折される光の回折角は
きわめて大きいため、回折光のすべてが検出光学系の対
物レンズに入射されるわけではない。現在、実用されて
いる検出光学系の対物レンズでは、その直径は５■φ程
度、開口数ＮＡはせいぜい０．６程度であるため、光デ
ィスクからの反射回折光のすべてを受光することはでき
ない。従って、このようなレンズで得られる干渉パター
ンから極大値や極小値の位置を検出することはできない
。このため、対物レンズには、ＮＡが大きく、かつ、口
径の大きなものが望まれる。しかし、その反面、検出光
学系が大型になり、重量も増えるため、フォーカシング
サーボ、［・ラッキングサーボ周波数が低下し、制御の
上で大きな支障が生しる。

一方、ピット間隔を広げることによって、干渉パターン
の分布を狭くして、反射回折光の殆どすべてが対物レン
ズに入射するようにすることもできるが、これは光ディ
スクのトラックのピッチを増大させ、データの記録密度
を低下させる。

以上の事情を考慮した本発明の光学式再生装置は、光を
射出する光源と、光源からの光をピットの組に照射する
手段と、ピットの組で回折された０次回折光、＋１次回
折光および一１次回折光の夫々の少なくとも一部を受光
して、ピットの組のピット間隔に応じてＯ次回折光に対
して相対的に移動する１次回折光の位置情報を検出する
ニーとによりデータを再生する手段とを備える。

［作用］ この発明の光学式再生装置では、ピットの組で回折され
る１次回折光の回折角は、ピットの組のピット間隔に応
じて変化する。この結果、＋１次回折光および一１次回
折光の位置は、データに対応させて形成されたピット間
隔に応じて、０次回折光に対して相対的に移動する。従
って、例えば＋１次回折光と一１次回折光の間隔を検出
することによって、記録媒体に記録されたデータを再生
することかできる。このような１次回折光の位置情報は
、フォトダイオードアレイなどを用いて、位置に対する
光強度の変化として得られ、これらの位置情報に基づい
てデータか再生される。

［実施例コ 以下、図面を参照しながら、この発明の実施例について
説明する。

第１図に示されるように、レーサーダイオード１２から
放射されたレーザー光は、コリメートレンズ１４で平行
光束に変えられ、偏光ビームスプリッタ−１６及びλ／
４板１板金８過して対物レンズ２０に入射する。対物レ
ンズ２０は平行光束を光ディスク２２の表面に収束させ
る。光ディスク２２は、記録トラックの方向に対してほ
ぼ直交する方向に沿って形成された複数のピットからな
るピットの組を表面に有する。光ディスク２２に照射さ
れたレーザー光は、これらのピットによって第２図に模
式的に示されるように、＋１次回折光３０及び−１次回
折光３２はＯ次回折光２８に対して角度θだけ異なる方
向に回折される。説明のため、入射光を左側、反射光を
右側に示しである。このような回折によって、対物レン
ズ２０には０次と±１次の回折光だけが入射される。対
物レンズ２０に入射した光は平行光束に変えられ、λ／
４板を通過し、偏光ビームスプリッタ−１６で反射され
る。反射された平行光束は、投影レンズ２４を介してフ
ォトダイオードアレイ２６などの光検出器に照射される
。投影レンズ２４は、Ｓ／Ｎ比の向上のために設けられ
、フォトダイオードアレイ２６上に鮮明な像を提供する
。

光ディスク２２を回折格子として考えた場合、光ディス
ク２２に入射する光と回折される光との関係は、光の入
射角をα、回折角をθ、波長をλ、格子の周期をｐとし
て、 ｓｉｎα−５ｉｎθ−ｎφλ／ｐ と表される。ここに、ｎは整数で回折光の次数を示す。

つまり、回折光は、回折格子の周期ｐか大きくなると、
その回折角θか小さくなり、逆に周期ｐが小さくなると
、回折角θか大きくなる。ところで、第２図に図示され
るような０次及び±１次の回折光２８，３０．３２か対
物レンズ２０に入射した際、対物レンズ２０の瞳３４の
内側には第３図に示されるうに、０次回折光の像３６を
介して＋１次回折光の像３８と一１次回折光の像４０と
が図中のＸ方向に沿って並ぶ像が得られる。

従って、ピットの組のピット間隔が大きくなるにつれて
±１次の回折光の像３８．４０の間隔は減少し、ピット
間隔が小さくなるにつれて±１次の回折光の像３８．４
０の間隔は増加する。光ディスク２２に記録された元の
データは、±１次の回折光の像３８．４０の間隔を検出
することによって再生される。対物レンズ２０の＠３４
に現れる像のＸ方向の光強度分布が第４図に示されるよ
うに、０次回折光の像３６の光強度は±１次の回折光の
像３８．４０の光強度と大きく異なり、その境界で急峻
に変化するので、±１次の回折光の像３８．４０の間隔
はフォトダイオードアレイ２６の各素子の光強度を比較
することによって容易にａｐ＋定される。

次に、この発明の別の実施例について説明する。

この実施例の装置は、第５図に示されるように、第１図
の構成に加えて、コリメートレンズ１４と偏光ビームス
プリッタ−１６との間に、ビームを部分的に遮断する開
口を有する絞り４２を備える。

この絞り４２はビームの径を細めるため、回折光の径も
細くなり、第２図に図示されるような互いに交わる領域
もなくなる。この結果、対物レンズ２０の瞳３４の中に
は、第６図に示されるように、互いに分離された３つの
像、すなわち、０次回折光の像４４、＋１次回折光の像
４６、−１次回折光の像４８がＸ方向に沿って現れる。

対物レンズ２０の瞳３４の中の像のＸ方向に沿った光強
度分布か第７図に示されるように、０次、＋１次、１次
の回折光の像４４，４６．４８は瞳の中の明部として明
確に判別される。

絞り４２は、楕円形状の開口を有することか望ましい。

楕円の開口はビーム断面の縦横比を変化させ、光デイス
ク２２上に照射されるビームのスポット形状を楕円にす
る。ビームの断面の楕円の長軸の長さをａ、短軸の長さ
をｂとし、対物レンズ２０の焦点距離をｆとすると、長
軸方向の実効ＮＡ、及び短軸方向の実効ＮＡ２はそれぞ
れ、ＮＡ。

＝ａ／２　ｆ、　ＩＪＡ２−ｂ／２　ｆとなる。先ディ
スク２２に照射されるビームのスポットの径はλ／ＮＡ
に比例するので、複数のピットからなるピントの組を効
率よく照明する。この実施例では、絞り４２はコリメー
トレンズ１４と偏光ビームスプリンター１６との間に設
けられたが、光源１２とコリメートレンズ１４との間に
設けられてもよい。

また、対物レンズ２０の＠３４の中に現れる像には、０
次回折光と±１次回折光か重なった領域がないため、ト
ラッキング補正のための、いわゆるプッシュプル信号は
得られない。このため、０次の回折光の像４４と±１次
の回折光の像４６゜４８の一部が重なるように、絞り４
２の開口の大きさを調整してもよい。あるいは、第８図
に図示されるように、光を遮断する帯幅状の領域５２が
同中心に設けられた絞り５０を用いることによって、第
９図に示されるような０次と±１次の回折光か部分的に
重なる領域５４を得てもよい。

［発明の効果］ この発明によれば、検出光学系を大きなものにすること
なく、あるいは記録密度を低下させることなく、ピット
間隔が容易に検出されるようになり、ピット間隔に対応
させて高密度で記録されたデータを再生できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の再生装置の構成を示す図
、 第２図は、光デイスク上で入射光が回折される様子を示
す図、 第３図は、第１図の対物レンズの瞳の中の像を示す図、 第４図は、第３図の像のＸ方向に沿った光強度分布を示
す図、 第５図は、この発明の別の実施例の装置の構成を示す図
、 第６図は、第５図の対物レンズの瞳の中の像を示す図、 第７図は、第６図に示される像のＸ方向の光強度分布を
示す図、 第８図は、第５図に示される絞りの変形例を示す図、 第９図は、第３図に示される絞りを用いた際に対物レン
ズの瞳に生じる像を示す図である。 １２・・・レーザーダイオード、１４・・・コリメート
レンズ、１６・・・偏光ヒームスブリッター　２０．。 対物レンズ、２６・・・フォトダイオードアレイ。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第 図 第 ２図 第５図 第８図 第 ９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録トラックの幅方向にデータに対応した間隔で形成さ
   れた複数のピットからなるピットの組を有し、データを
   ピットの組の形態で保持する記録媒体からデータを再生
   する光学式再生装置であり、光を射出する光源と、 光源からの光をピットの組に照射する手段と、ピットの
   組で回折された０次回折光、＋１次回折光および−１次
   回折光の夫々の少なくとも一部を受光して、ピットの組
   のピット間隔に応じて０次回折光に対して相対的に移動
   する１次回折光の位置情報を検出することによりデータ
   を再生する手段とを備える光学式再生装置。