JP2006179047A - Optical information recording medium and optical information processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光情報記録媒体及び光情報処理装置に関するものである。 The present invention relates to an optical information recording medium and an optical information processing apparatus.
近年、映像情報、音声情報、又は、コンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量0.65GBのCD、記録容量4.7GBのDVDなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、現在では、さらなる記録密度の向上及び大容量化の要求が強くなっている。 In recent years, optical recording media such as a CD having a recording capacity of 0.65 GB and a DVD having a recording capacity of 4.7 GB have been widely used as means for storing video information, audio information, or data on a computer. At present, there is a strong demand for further improvement in recording density and capacity.
このような光記録媒体の記録密度を上げる手段としては、光記録媒体に情報の書込み又は読出しを行う光情報処理装置において、対物レンズの開口数(NA)を大きくすること、或いは、光源の波長を短くすることにより、該対物レンズによって集光されて光記録媒体上に形成されるビームスポットを小径化することが有効である。 As means for increasing the recording density of such an optical recording medium, in an optical information processing apparatus for writing or reading information on the optical recording medium, the numerical aperture (NA) of the objective lens is increased, or the wavelength of the light source It is effective to reduce the diameter of the beam spot that is condensed by the objective lens and formed on the optical recording medium by shortening the length of the beam spot.
そこで、例えば、「CD系光記録媒体」では、対物レンズの開口数が0.50、光源の波長が780nmとされているのに対して、「CD系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「DVD系光記録媒体」では、対物レンズの開口数が0.65、光源の波長が660nmとされている。そして、光記録媒体は、上述したように、さらなる記録密度の向上及び大容量化が望まれており、そのためには、対物レンズの開口数を0.65よりもさらに大きく、或いは、光源の波長を660nmよりもさらに短くすることが望まれている。このような大容量の光記録媒体及び光情報処理装置として、青色の波長領域の光源を用いて、大容量確保を満足するシステム提案などがある(例えば、非特許文献1参照)。 Therefore, for example, in the “CD optical recording medium”, the numerical aperture of the objective lens is 0.50 and the wavelength of the light source is 780 nm, whereas the recording density is higher than that of the “CD optical recording medium”. In the “DVD optical recording medium” in which the objective lens is formed, the numerical aperture of the objective lens is 0.65, and the wavelength of the light source is 660 nm. As described above, the optical recording medium is desired to further improve the recording density and increase the capacity. For this purpose, the numerical aperture of the objective lens is further larger than 0.65, or the wavelength of the light source. Is desired to be shorter than 660 nm. As such a large-capacity optical recording medium and optical information processing apparatus, there is a system proposal that uses a light source in a blue wavelength region to satisfy a large capacity (for example, see Non-Patent Document 1).
しかしながら、対物レンズの開口数をより大きく、或いは光源の波長をより短くすると、光記録媒体の各種変動に伴うマージンが低下する問題がある。例えば、光記録媒体のチルト(傾き)によって発生するコマ収差が大きくなる問題がある。コマ収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるスポットが劣化するため、正常な記録再生動作が行えなくなる。光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差は、一般的に以下の式で与えられる。 However, when the numerical aperture of the objective lens is increased or the wavelength of the light source is shortened, there is a problem that the margin associated with various fluctuations of the optical recording medium is lowered. For example, there is a problem that coma generated by the tilt of the optical recording medium is increased. When coma occurs, a spot formed on the information recording surface of the optical recording medium deteriorates, so that normal recording / reproducing operation cannot be performed. The coma generated by the tilt of the optical recording medium is generally given by the following equation.
W31=((n2−1)/(2n3))×(d×NA3×θ/λ) W 31 = ((n 2 −1) / (2n 3 )) × (d × NA 3 × θ / λ)
ここで、nは光記録媒体の透明基板の屈折率、dは透明基板の厚み、NAは対物レンズの開口数、λは光源の波長、θは光記録媒体のチルト量を意味する。この式から、短波長、高NAほど収差が大きくなることが判る。同様に、光記録媒体の基板厚みの違いによって発生する球面収差も開口数:NAの4乗、波長:λの−1乗に比例するため、短波長、高NAほど球面収差が大きくなる。 Here, n is the refractive index of the transparent substrate of the optical recording medium, d is the thickness of the transparent substrate, NA is the numerical aperture of the objective lens, λ is the wavelength of the light source, and θ is the tilt amount of the optical recording medium. From this equation, it can be seen that the shorter the wavelength and the higher the NA, the larger the aberration. Similarly, since the spherical aberration caused by the difference in the substrate thickness of the optical recording medium is proportional to the numerical aperture: the fourth power of NA and the wavelength: the first power of λ, the spherical aberration becomes larger as the wavelength is shorter and the NA is higher.
そこで、別の提案として、光記録媒体上に形成されたピットの信号レベルを2値以上の値に制御する多値記録再生方法が提案されている。即ち、従来の光記録媒体では、読取用レーザ光が光記録媒体上を走査したときのピットの有無による反射光量の変化を用いて信号の読出しが行われるのに対して、特許文献1に示されるようなピット深さとピット幅の組合せによる反射光量の変化から信号の読出しを行う多値記録再生方法や、特許文献2に示されるような、ピット深さとピット幅と、ピットの位置ずれの変化から読出しを行う多値記録再生方法が提案されている。 Therefore, as another proposal, a multi-value recording / reproducing method for controlling the signal level of the pit formed on the optical recording medium to a value of two or more has been proposed. That is, in the conventional optical recording medium, a signal is read using a change in the amount of reflected light depending on the presence or absence of pits when the reading laser beam scans the optical recording medium, whereas Patent Document 1 discloses that. A multi-value recording / reproducing method for reading out a signal from a change in the amount of reflected light depending on the combination of the pit depth and the pit width, and a change in pit depth, pit width, and pit misalignment as disclosed in Patent Document 2. A multi-value recording / reproducing method for reading out from the recording medium has been proposed.
2値記録データでは、特許文献3(第6図)に示されるような、データから再生される信号から同期信号を生成すること(セルフクロック方式と呼ばれる)が行われる。これに対して、多値再生信号は、2値記録データと異なり、データから再生される信号から同期信号を生成することはできない。このため多値記録では、データの他に同期信号生成するための同期パターン(CMと表記)をデータ中に定期的に挿入することが必要になる。特許文献3では無記録セルと最大サイズのマークが記録されたセルの組み合わせの繰り返しで、同期信号用配列パターンが構成されている。 In binary recording data, as shown in Patent Document 3 (FIG. 6), a synchronization signal is generated from a signal reproduced from data (referred to as a self-clock method). On the other hand, unlike a binary recording data, a multilevel reproduction signal cannot generate a synchronization signal from a signal reproduced from the data. For this reason, in multi-level recording, it is necessary to periodically insert a synchronization pattern (denoted as CM) for generating a synchronization signal in addition to data into the data. In Patent Document 3, a sync signal array pattern is formed by repeating a combination of a non-recorded cell and a cell in which a mark of the maximum size is recorded.
また、特許文献4中には、記録マーク占有率方式で多値情報を記録する方式に関して、凹凸形状の位相ピットによる場合には、Rf信号の信号利得が最大となるように位相ピットの光学的溝深さをλ/4にすることが記載されている。 Further, in Patent Document 4, regarding the method of recording multi-value information by the recording mark occupancy rate method, in the case of uneven phase pits, the optical characteristics of the phase pits are maximized so that the signal gain of the Rf signal is maximized. It is described that the groove depth is λ / 4.
しかしながら、特許文献3の同期信号用配列パターンは無記録セルと最大サイズのマークが記録されたセルの組合せの繰返しで構成されている。この方式では、同期信号用配列パターンから生成される再生信号波形のCNRが低いため、同期信号の精度を高めるために、前記組合せを少なくとも数十回繰り返したものを同期信号用配列パターンとして、信号を平均化処理する必要がある。同期信号用配列パターンが長くなると、冗長情報が増え記録可能なユーザデータの容量が減るため、短い同期信号用配列パターンで精度良く同期させることが課題であった。 However, the sync signal array pattern of Patent Document 3 is composed of a repetition of a combination of a non-recorded cell and a cell in which a mark of the maximum size is recorded. In this method, since the CNR of the reproduction signal waveform generated from the synchronization signal array pattern is low, in order to improve the accuracy of the synchronization signal, a signal obtained by repeating the combination at least several tens of times is used as the synchronization signal array pattern. Need to be averaged. When the synchronization signal array pattern becomes longer, redundant information increases and the volume of recordable user data decreases, so that it is a problem to accurately synchronize with a short synchronization signal array pattern.
また、特許文献1,2のように、ピット深さとピット幅による多値データが記録された光記録媒体は生産性が非常に悪くなってしまう。
すなわち、従来のフォトリソグラフィーによるマスタスタンパの製造工程において、ピット深さを制御する場合、フォトレジストを露光する工程における露光量をコントロールして、複数の深さのピットを形成する必要がある。しかし、その場合、底が平らでなくなる、即ち丸若しくは面粗さが生じ、記録媒体においては信号ノイズの原因となる。そのため、情報の多値化にはセル中のピット占有率を変化させる面積変調方式が望ましい。
Further, as in Patent Documents 1 and 2, the optical recording medium on which multi-value data based on the pit depth and the pit width is recorded has a very poor productivity.
That is, when controlling the pit depth in the conventional master stamper manufacturing process by photolithography, it is necessary to control the exposure amount in the step of exposing the photoresist to form pits having a plurality of depths. However, in that case, the bottom is not flat, that is, a round or surface roughness occurs, which causes signal noise in the recording medium. For this reason, an area modulation method that changes the pit occupancy in the cell is desirable for multilevel information.
一方、高密度記録のためにセル長を短くする場合、特にセル長をC、光強度1/e2で定義される再生ビーム径をRとしたときに、2≦(R/C)となるようなセル長まで微細化された場合、トラックエラー信号の生成方法が問題となる。即ち、従来のDVD再生系光記録媒体に対して採用されてきた位相差法或いはDPD(Differential Phase Detection)法と呼ばれる手法でのトラックエラー信号生成が不可能となる。 On the other hand, when the cell length is shortened for high-density recording, particularly when the cell length is C and the reproduction beam diameter defined by the light intensity 1 / e 2 is R, 2 ≦ (R / C). When the cell length is reduced to such a length, a method for generating a track error signal becomes a problem. That is, it becomes impossible to generate a track error signal by a method called a phase difference method or a DPD (Differential Phase Detection) method which has been adopted for conventional DVD reproducing optical recording media.
ここでDPD法とは、光記録媒体に照射された光スポットがピット上を通過する際、光スポットのピットの中心からのずれにより受光素子上のピットの写像(回折パターン)が変化することを利用したものであって、受光素子をピットの写像のトラック長さ方向で分割された領域を有するように構成し、各々の領域における受光光量に応じた出力信号レベルを見るとその変化の仕方は光スポットのピット中心からのずれの方向と量に応じて異なったものとなり、受光素子の出力を所定のレベルで2値化した後に、その2値化した信号の位相を比較し、どちらが先に変化したか、及びレベル変化の時間差(位相差)を見ることで、光スポットのずれの方向と量を示すトラックエラー信号を得ることを可能とするものである。 Here, the DPD method means that when the light spot irradiated on the optical recording medium passes over the pit, the mapping (diffraction pattern) of the pit on the light receiving element changes due to the deviation of the light spot from the center of the pit. The light receiving element is configured to have a region divided in the track length direction of the pit mapping, and how to change the output signal level according to the amount of light received in each region is Depending on the direction and amount of deviation of the light spot from the pit center, the output of the light receiving element is binarized at a predetermined level, and then the phase of the binarized signal is compared. It is possible to obtain a track error signal indicating the direction and amount of the deviation of the light spot by seeing whether the level has changed and the time difference (phase difference) of the level change.
その例を図1〜図3に示す。図1ないし図3は、光スポット1が情報ピット2上を通過するときの4分割受光センサ3の受光領域a,b,c,dで受光した反射光量の強度分布パターン(遠視野像)の変化例で、これら各図の(a)は光スポット1と情報ピット2との位置関係を表しており、(b)は光スポット1が情報ピット2上を通過するときの反射光量の遠視野像を各々示している。光スポット1が記録媒体の情報トラック上にある時、その遠視野像は一様の明るさとなる。光スポット1が情報ピット2の中央を通過する場合には、図2に示すように、遠視野像は左右対称のまま変化する。また、図1、図3に示すように、光スポット1が中央からずれて通過する場合には、遠視野像の左右の対称性は崩れ、変化の仕方に時間差(位相差)が生じ、光スポット1が情報ピット2の中心より右側を通るときは、図1(b)に示すように、時計方向に回転するように変化し、反対に、光スポット1が情報ピット2の中心より左側を通るときは、図3(b)に示すように、反時計方向に回転するように変化する。このパターンの変化は、光スポット1が情報ピット2の中心からずれることにより、より鮮明になる。これにより光量を電気信号に変換し、その時間差を検出する処理を行うことによって、図4に示したようなトラックエラー信号を得ることができる。 Examples thereof are shown in FIGS. 1 to 3 show intensity distribution patterns (far-field images) of reflected light amounts received by the light receiving regions a, b, c, and d of the four-part light receiving sensor 3 when the light spot 1 passes over the information pit 2. In the example of change, (a) in each of these figures represents the positional relationship between the light spot 1 and the information pit 2, and (b) is a far field of the amount of reflected light when the light spot 1 passes over the information pit 2. Each image is shown. When the light spot 1 is on the information track of the recording medium, the far field image has uniform brightness. When the light spot 1 passes through the center of the information pit 2, as shown in FIG. 2, the far-field image changes while being left-right symmetric. As shown in FIGS. 1 and 3, when the light spot 1 passes through from the center, the left-right symmetry of the far-field image breaks down, and a time difference (phase difference) occurs in the way of change. When the spot 1 passes the right side from the center of the information pit 2, as shown in FIG. 1B, the spot 1 changes so as to rotate clockwise, and conversely, the light spot 1 moves to the left side from the center of the information pit 2. When passing, it changes so as to rotate counterclockwise as shown in FIG. This pattern change becomes clearer when the light spot 1 is shifted from the center of the information pit 2. Thus, the track error signal as shown in FIG. 4 can be obtained by converting the light quantity into an electrical signal and performing the process of detecting the time difference.
トラックエラー信号は、図1ないし図3のように、反射光量を4分割受光センサ3の受光領域a,b,c,dで受光し、各々の対角に位置する受光領域a,c、b,dの和から、信号の差分を取ればトラックエラー信号は零となり、光スポット1がトラックの真上にあるオントラック状態と呼ばれる状態となる。一方、光スポット1が情報ピットから外れるとその光量に応じ、遠視野像の強度分布の対称性が崩れてトラックエラー信号が生じる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the track error signal is received by the light receiving areas a, b, c, and d of the four-divided light receiving sensor 3, and the light receiving areas a, c, b located at the respective diagonals. , D, the track error signal becomes zero if the signal difference is taken, and the light spot 1 is in an on-track state immediately above the track. On the other hand, when the light spot 1 deviates from the information pit, the symmetry of the intensity distribution of the far-field image is broken according to the amount of light and a track error signal is generated.
しかしながら、ピットの直径に対してビーム径が大きくなるような大容量光記録媒体において、1つのビームの中に複数のエッジが存在するような場合は、複数の回折パターンが混在してしまい、DPD法は使用できなかった。 However, in a large-capacity optical recording medium in which the beam diameter is larger than the diameter of the pit, if there are a plurality of edges in one beam, a plurality of diffraction patterns are mixed, and the DPD The method could not be used.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、生産性の容易な多値情報が記録された再生系の光情報記録媒体を提供するとともに、大容量化(小ピット化)された再生系の光情報記録媒体に対してもトラックエラー信号生成を可能とする光情報処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and provides a reproduction type optical information recording medium on which multi-value information with easy productivity is recorded, and has a large capacity (small pit size). It is an object of the present invention to provide an optical information processing apparatus capable of generating a track error signal even for an optical information recording medium of a reproduction system.
前記課題を解決するために提供する本発明は、透明基板のトラック領域のくぼみに反射層が形成されてなるピットを有し、該ピットに照射されたレーザ光の反射光量から再生信号が生成される光情報記録媒体において、前記トラック領域を互いに等しい面積のセルに分割し、該セルに占める前記ピットの面積割合であるピット占有率に応じて多値の再生信号が生成されるように、前記ピットは複数の面積サイズのピット(ピットなしを含む)から選択されて前記セルごとに形成され、前記ピットの深さHは、照射されるレーザ光の波長をλ、前記透明基板の屈折率をnとしたとき、
λ/6・n < H < λ/4・n
を満足し、前記ピットのトラック領域の配列パターンは、前記多値の再生信号の復調に用いる同期信号を生成するために、前記ピット占有率が最小となるピットの前後にピット占有率が最大となるピットを配置した同期信号用配列パターンを有することを特徴とする光情報記録媒体である(請求項1)。
The present invention provided to solve the above-described problems has a pit formed with a reflective layer in a recess in a track area of a transparent substrate, and a reproduction signal is generated from the reflected light amount of the laser beam irradiated to the pit. In the optical information recording medium, the track region is divided into cells having the same area, and a multi-value reproduction signal is generated according to a pit occupancy that is an area ratio of the pits in the cell. The pits are selected from a plurality of pits having an area size (including no pits) and are formed for each cell. The depth H of the pits is the wavelength of the laser beam to be irradiated, and the refractive index of the transparent substrate. n,
λ / 6 · n <H <λ / 4 · n
The pit track area array pattern has a maximum pit occupancy ratio before and after the pit with the minimum pit occupancy ratio to generate a synchronization signal used for demodulating the multilevel reproduction signal. An optical information recording medium having an array pattern for synchronizing signals in which pits are arranged (claim 1).
ここで、前記同期信号用配列パターンのピット占有率が最大となるセル数をx、セル長をC、光強度1/e2で定義されるレーザ光のビーム径をRとしたとき、
2 ≦ x ≦ (R/C)
を満足することが好ましい。
Here, when the number of cells in which the pit occupancy of the synchronization signal array pattern is maximum is x, the cell length is C, and the beam diameter of the laser beam defined by the light intensity 1 / e 2 is R,
2 ≦ x ≦ (R / C)
Is preferably satisfied.
前記課題を解決するために提供する本発明は、光情報記録媒体に形成されたピットにレーザ光を集光照射する照射光学系と、少なくとも2分割され、前記光情報記録媒体からの反射光を受光する受光光学系と、該受光光学系が受光した検出信号に基づき和信号を生成し、該和信号を微分処理して該和信号のピーク位置を検出し、ついで該ピーク位置検出結果に基づいて同期信号を生成する信号処理手段Aと、前記受光光学系が受光した検出信号に基づきプッシュプル信号を生成し、該プッシュプル信号からトラックエラー信号を生成する信号処理手段Bとを有する信号処理部とを備える光情報処理装置であって、請求項1または2に記載の光情報記録媒体を用いて、前記信号処理手段Aにより前記同期信号用配列パターンに基づく和信号のピーク位置を離散的に検出し、このピーク位置検出タイミングで前記信号処理手段Bにより前記同期信号用配列パターンに基づくプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成し、該トラッキングエラー信号によりトラッキングサーボをかけることを特徴とする光情報処理装置である(請求項3)。 In order to solve the above problems, the present invention provides an irradiation optical system for condensing and irradiating a laser beam onto a pit formed on an optical information recording medium, and at least two parts, and reflecting light from the optical information recording medium. A light receiving optical system that receives light and a detection signal received by the light receiving optical system generate a sum signal, differentiate the sum signal to detect a peak position of the sum signal, and then based on the peak position detection result Signal processing means A for generating a synchronizing signal and signal processing means B for generating a push-pull signal based on the detection signal received by the light receiving optical system and generating a track error signal from the push-pull signal A sum signal based on the sync signal array pattern by the signal processing means A using the optical information recording medium according to claim 1 or 2. The tracking position is detected discretely, the tracking error signal is generated from the push-pull signal based on the synchronization signal array pattern by the signal processing means B at the peak position detection timing, and the tracking servo is applied by the tracking error signal. An optical information processing apparatus characterized by the above (claim 3).
前記課題を解決するために提供する本発明は、グレーティングによりレーザ光を分岐させ光情報記録媒体の主トラック上に主光を、前記主トラックの両隣のトラック上に第1及び第2の副光それぞれを集光照射するレーザ光照射光学系と、少なくとも2分割され、前記光情報記録媒体からの主光の反射光を受光する第1受光光学系と、少なくとも2分割され、前記第1及び第2副光の反射光をそれぞれ受光する第2及び第3受光光学系と、前記第1受光光学系が受光した検出信号に基づき和信号を生成し、該和信号を微分処理して該和信号のピーク位置を検出し、ついで該ピーク位置検出結果に基づいて同期信号を生成する信号処理手段Aと、前記第1〜第3受光光学系が受光した検出信号に基づきプッシュプル信号を生成し、該プッシュプル信号からトラックエラー信号を生成する信号処理手段Bとを有する信号処理部とを備える光情報処理装置であって、請求項1または2に記載の光情報記録媒体を用いて、前記信号処理手段Aにより前記同期信号用配列パターンに基づく和信号のピーク位置を離散的に検出し、このピーク位置検出タイミングで前記信号処理手段Bにより前記同期信号用配列パターンに基づくプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成し、該トラッキングエラー信号によりトラッキングサーボをかけることを特徴とする光情報処理装置である(請求項4)。 The present invention, which is provided to solve the above-mentioned problems, splits a laser beam by a grating so that the main light is on the main track of the optical information recording medium, and the first and second sub-lights are on the tracks adjacent to the main track. A laser beam irradiation optical system for condensing and irradiating each of the first light receiving optical system and a first light receiving optical system for receiving reflected light of the main light from the optical information recording medium. A second signal and a third light receiving optical system that respectively receive reflected light of two sub-lights, and a sum signal based on the detection signal received by the first light receiving optical system; A signal processing means A that generates a synchronization signal based on the peak position detection result, and generates a push-pull signal based on the detection signal received by the first to third light receiving optical systems, Push push 3. An optical information processing apparatus comprising: a signal processing unit having a signal processing unit B that generates a track error signal from a signal, wherein the signal processing unit A uses the optical information recording medium according to claim 1 or 2. To discretely detect the peak position of the sum signal based on the sync signal array pattern, and generate a tracking error signal from the push-pull signal based on the sync signal array pattern by the signal processing means B at the peak position detection timing. The optical information processing apparatus is characterized in that tracking servo is applied by the tracking error signal.
本発明の効果として、請求項1の発明によれば、ピットが形成される領域が互いに等しい面積のセルに分割され、各々のセルに対するピット占有率に応じて多値の再生信号が生成される面積変調された1つのピットがセル毎に形成されていることにより、深さ変調により多値情報が記録されているわけでなく、面積変調により多値情報が記録されていることとなるので、ガラス基板まで露光を行う安定した現像工程を確保でき、生産性容易な多値情報が記録された再生系の光記録媒体を提供できる。この際、ピット深さとしては、プッシュプル信号振幅が最大となるλ/6nから、各ピットサイズにおける再生信号の振幅分離が最大、即ち、再生信号のS/Nが最大となるλ/4nの範囲内に設定することにより、ピットが形成された再生系の光情報記録媒体に対しても、記録系の光情報記録媒体で一般的に用いられているプッシュプル法によりトラックエラー信号を検出することが可能となり、記録系の光情報記録媒体のトラックエラー信号の生成との互換性を取ることができる。特に、プッシュプル信号、再生信号が十分に取れるその中間値、λ/5n付近に設定することが望ましい。また、多値の再生信号の復調に用いる同期信号を生成するための同期信号用配列パターンが、前記ピット占有率が最小となるピットの前後にピット占有率が最大となるピットを配置したパターンであり、前記同期信号用配列パターンの再生信号の和信号がセルの中央部でピークとなることから、同期信号を生成するために時間シフトさせる必要が無いので、同期信号生成のための信号処理を簡略化する事ができる。 As an effect of the present invention, according to the first aspect of the present invention, a region where pits are formed is divided into cells having the same area, and a multilevel reproduction signal is generated according to the pit occupancy for each cell. Since one area-modulated pit is formed for each cell, multi-value information is not recorded by depth modulation, but multi-value information is recorded by area modulation. It is possible to provide a reproduction type optical recording medium in which a stable development process for performing exposure up to a glass substrate can be secured, and multi-value information with easy productivity is recorded. At this time, the pit depth is from λ / 6n at which the push-pull signal amplitude is maximum to λ / 4n at which the amplitude separation of the reproduction signal at each pit size is maximum, that is, the S / N of the reproduction signal is maximum. By setting the value within the range, a track error signal is detected by a push-pull method generally used for a recording optical information recording medium even for a reproducing optical information recording medium in which pits are formed. Therefore, compatibility with the generation of the track error signal of the optical information recording medium of the recording system can be achieved. In particular, it is desirable to set the push-pull signal and its intermediate value at which the reproduction signal can be sufficiently obtained, in the vicinity of λ / 5n. Also, the sync signal array pattern for generating the sync signal used for demodulating the multilevel reproduction signal is a pattern in which pits having the maximum pit occupancy ratio are arranged before and after the pits having the minimum pit occupancy ratio. Yes, since the sum signal of the reproduction signals of the sync signal array pattern has a peak at the center of the cell, there is no need to shift the time in order to generate the sync signal. It can be simplified.
請求項2の発明によれば、セル長がレーザ光のビーム径に対して1/2以下である高密度記録であっても、2 ≦ x ≦ (R/C)を満たすので符号間干渉が小さいためCN比が大きい。すなわち、高密度記録のためにセル長を縮小しても、短い同期信号用配列パターンで精度良く同期させることができるので、データ領域を大きくすることが出来るため、更に記録の高密度化が可能である。 According to the invention of claim 2, even in high-density recording in which the cell length is 1/2 or less with respect to the beam diameter of the laser beam, since 2 ≦ x ≦ (R / C) is satisfied, intersymbol interference is reduced. Since it is small, the CN ratio is large. In other words, even if the cell length is reduced for high-density recording, it is possible to synchronize accurately with a short sync signal array pattern, so that the data area can be enlarged and recording density can be further increased. It is.
請求項3の発明によれば、請求項1または2に記載の光情報記録媒体を対象としているので、ピットが形成されたこのような再生系の光情報記録媒体に対しても、記録系の光情報記録媒体で一般的に用いられているプッシュプル法によりトラックエラー信号を検出することが可能となる。即ち、ピット占有率により再生情報がセル単位で記録されている場合、結果的には、ピットの連続的に並んだ構成が、ビームスポットにおいては連続的な溝が形成されたものと同等に観測されるためである。更に、最小ピット占有率となるピットと最大ピット占有率となるピットとの組み合わせである同期信号用配列パターンはデータ領域のランダムな配列パターンと比してプッシュプル信号の振幅が数段大きいため、再生された同期信号用配列パターンのプッシュプル信号により離散的にトラッキングエラー信号を検出し、該トラッキングエラー信号によりトラッキングサーボかけることにより、安定したトラッキングを行うことができる。 According to the third aspect of the invention, since the optical information recording medium according to the first or second aspect is targeted, the recording system can be applied to such a reproduction type optical information recording medium in which pits are formed. The track error signal can be detected by a push-pull method generally used in an optical information recording medium. In other words, when playback information is recorded in cell units based on the pit occupancy rate, as a result, the structure in which the pits are continuously arranged is observed as if the continuous spot was formed in the beam spot. It is to be done. Furthermore, since the sync signal array pattern, which is a combination of the pits having the minimum pit occupancy ratio and the pits having the maximum pit occupancy ratio, has a push-pull signal whose amplitude is several steps larger than the random array pattern in the data area, A tracking error signal is discretely detected by the reproduced push-pull signal of the synchronization signal array pattern, and tracking servo is applied by the tracking error signal, so that stable tracking can be performed.
請求項4の発明によれば、単純なプッシュプル法による場合、対物レンズの光軸が固定光学系の光軸からずれたり(シフト)、或いは傾いた(チルト)ときに受光部面上での光量分布が偏るためにトラックエラー信号にオフセットが生じる課題があるが、本発明のようにグレーティングを用いて主トラック上と隣接トラック上に主光と第1及び第2の副光とを集光照射するレーザ光照射光学系と、少なくとも2分割された前記光記録媒体からの主光の反射光を受光する第1受光光学系と、第1及び第2副光の反射光を各々受光する第2及び第3受光光学系と、これら受光光学系が受光した検出信号に基づき信号処理を行う信号処理部とを有し、差動プッシュプル信号により離散的にトラッキングエラー信号を検出することで解決する。 According to the invention of claim 4, when the simple push-pull method is used, the optical axis of the objective lens is shifted (shifted) or tilted (tilt) from the optical axis of the fixed optical system. Although there is a problem that an offset occurs in the track error signal because the light quantity distribution is biased, the main light and the first and second sub-lights are condensed on the main track and the adjacent track using the grating as in the present invention. A laser beam irradiation optical system for irradiation; a first light receiving optical system for receiving reflected light of the main light from the optical recording medium divided into at least two; and a first light receiving optical system for receiving reflected light of the first and second sub-lights. Solved by detecting the tracking error signal discretely with a differential push-pull signal, having a second and third light receiving optical system and a signal processing unit that performs signal processing based on the detection signal received by these light receiving optical systems To do.
以下に、本発明に係る光情報記録媒体の構成について説明する。
図5に、本発明に係る光情報記録媒体の断面構造例を示す。
図5に示すように、光情報記録媒体100は、透明基板101のトラック領域のくぼみに反射層102が形成されてなるピット101pを有し、該ピット101pに照射されたレーザ光Lの反射光量から再生信号が生成されるものである。ここで、透明基板101は例えば厚さ0.6mmのポリカーボネイト製基板を用いればよい。なお、前記透明基板101は反射層102側に接着層103を介して基板104が貼り合わされている。
The configuration of the optical information recording medium according to the present invention will be described below.
FIG. 5 shows an example of a cross-sectional structure of the optical information recording medium according to the present invention.
As shown in FIG. 5, the optical information recording medium 100 has a pit 101p in which a reflective layer 102 is formed in a recess in a track area of a transparent substrate 101, and the amount of reflected light of the laser light L irradiated to the pit 101p. From this, a reproduction signal is generated. Here, the transparent substrate 101 may be a polycarbonate substrate having a thickness of 0.6 mm, for example. The transparent substrate 101 has a substrate 104 bonded to the reflective layer 102 side through an adhesive layer 103.
また、光情報記録媒体100では、前記トラック領域を互いに等しい面積のセルに分割し、該セルに占める前記ピット101pの面積割合であるピット占有率に応じて多値の再生信号が生成されるように、前記ピット101pは複数の面積サイズのピット(ピットなしを含む)から選択されて前記セルごとに形成されている。なお、ピット101pは底面の直径φ、深さHの円柱形状の孔とするとよい。 Further, in the optical information recording medium 100, the track area is divided into cells having the same area, and a multilevel reproduction signal is generated according to the pit occupancy ratio which is the area ratio of the pits 101p occupying the cell. In addition, the pits 101p are selected from a plurality of pits having an area size (including no pits) and formed for each cell. The pit 101p is preferably a cylindrical hole having a bottom diameter φ and a depth H.
ここで、光情報記録媒体100において、レーザ光Lのビーム進行方向へのセルピッチを0.24μm、トラックピッチを0.43μmとし、ピット101pは、深さHを一定として0nm(ピットなし),80nm,110nm,140nm,170nm,190nm,210nm,230nmの8種類の直径φから選択された以下に示すピット配列パターンを形成した。 Here, in the optical information recording medium 100, the cell pitch in the beam traveling direction of the laser light L is 0.24 μm, the track pitch is 0.43 μm, and the pit 101p has a constant depth H of 0 nm (no pit), 80 nm. , 110 nm, 140 nm, 170 nm, 190 nm, 210 nm, and 230 nm, and the following pit arrangement patterns selected from eight diameters φ were formed.
<ピット配列パターン>
ML0,ML0,ML0,ML0,ML7,ML7,ML7,ML7,ML6,ML7,ML7,ML5,ML7,ML7,ML4,ML7,ML7,ML3,ML7,ML7,ML2,ML7,ML7,ML1,ML7,ML7,ML0,ML7,ML7
<Pit arrangement pattern>
ML0, ML0, ML0, ML0, ML7, ML7, ML7, ML7, ML6, ML7, ML7, ML5, ML7, ML7, ML4, ML7, ML7, ML3, ML7, ML7, ML2, ML7, ML7, ML1, ML7, ML7, ML0, ML7, ML7
上記配列パターンにおいて、ピットなしの場合を多値データ0(ML0と表記)、ピットサイズ(直径φ)が小さい順に多値データ1(ML1),多値データ2(ML2),多値データ3(ML3),多値データ4(ML4),多値データ5(ML5),多値データ6(ML6),多値データ7(ML7)と定義しており、多値データ最小はML0を、多値データ最大はML7を意味する。 In the arrangement pattern, when there is no pit, multivalue data 0 (indicated as ML0), multivalue data 1 (ML1), multivalue data 2 (ML2), multivalue data 3 ( ML3), multi-value data 4 (ML4), multi-value data 5 (ML5), multi-value data 6 (ML6), multi-value data 7 (ML7), and multi-value data minimum is ML0. Data maximum means ML7.
この光情報記録媒体100について波長405nmのレーザ光を発する光源と、NA0.65の対物レンズとを照射光学系として備える光ピックアップ装置を用いて、上記ピット配列パターンの再生を行った。その再生信号を図6に示す。ここでは、8値の多値情報が記録されていることがわかった。この時、ダイナミックレンジは0.87V、モジュレーションは49.7%である。 The optical information recording medium 100 was used to reproduce the pit arrangement pattern by using an optical pickup device including a light source emitting a laser beam having a wavelength of 405 nm and an objective lens having an NA of 0.65 as an irradiation optical system. The reproduction signal is shown in FIG. Here, it was found that 8-level multi-value information was recorded. At this time, the dynamic range is 0.87 V, and the modulation is 49.7%.
本発明では、ピット101pのトラック領域の配列パターンとして、多値の再生信号の復調に用いる同期信号を生成するために、図7に示すようにピット占有率が最小となるピット(ML0)の前後にピット占有率が最大となるピット(ML7)を配置した同期信号用配列パターンを有することを特徴とする。また、この同期信号用配列パターンは、データ領域のピットの配列パターンの中に適宜配置される。 In the present invention, in order to generate a synchronization signal used for demodulating a multilevel reproduction signal as an array pattern of the track area of the pit 101p, before and after the pit (ML0) having the minimum pit occupancy as shown in FIG. It is characterized by having an array pattern for synchronizing signals in which pits (ML7) having the maximum pit occupancy are arranged. The synchronization signal array pattern is appropriately arranged in the pit array pattern in the data area.
図7にはこの同期信号用配列パターンを再生した場合の再生信号(和信号)を合わせて示しているが、図8に示す従来技術の同期信号用配列パターンの再生信号よりもCN比が大きい。 FIG. 7 also shows a reproduction signal (sum signal) when this synchronization signal array pattern is reproduced. The CN ratio is larger than that of the reproduction signal of the conventional synchronization signal array pattern shown in FIG. .
本発明では、ピット深さHは、照射されるレーザ光の波長をλ、前記透明基板の屈折率をnとしたとき、プッシュプル信号振幅が最大となるλ/6nより大、再生信号のS/Nが最大となるλ/4nより小の範囲内としている。ここで、特にピット深さHをその中間値(λ/5n)に設定することが好ましい。これにより、ピット101pが形成された再生系の光情報記録媒体100においても、記録系の光情報記録媒体で一般的に用いられているプッシュプル法によりトラックエラー信号を検出することが可能となる。即ち、ピット占有率により再生情報がセル単位で記録されている場合、結果的には、ピット101pが連続的に並んだ構成が、ビームスポットにおいては連続的な溝が形成されたものと同等に観測されるためであり、記録系の光情報記録媒体のトラックエラー信号の生成との互換性を取ることができる。この場合、ビームスポットの走行方向のピット間のエッジを観測しなくて済むため、DPD法の課題が解決される。 In the present invention, the pit depth H is larger than λ / 6n where the amplitude of the push-pull signal is maximum when the wavelength of the irradiated laser light is λ, and the refractive index of the transparent substrate is n, and the S of the reproduction signal. The range is smaller than λ / 4n where / N is maximum. Here, it is particularly preferable to set the pit depth H to the intermediate value (λ / 5n). As a result, even in the reproducing optical information recording medium 100 in which the pits 101p are formed, it becomes possible to detect the track error signal by the push-pull method generally used in the recording optical information recording medium. . That is, when reproduction information is recorded in units of cells by the pit occupancy rate, as a result, the configuration in which the pits 101p are continuously arranged is equivalent to that in which continuous grooves are formed in the beam spot. This is because it is observed, and compatibility with the generation of the track error signal of the optical information recording medium of the recording system can be taken. In this case, since it is not necessary to observe the edge between the pits in the traveling direction of the beam spot, the problem of the DPD method is solved.
また、図7に示す本発明の同期信号用配列パターンの和信号は従来技術の同期信号用配列パターンの和信号に比してCN比が大きいため、短い同期信号用配列パターンで精度良く同期信号を生成することができる。更に、本発明の同期信号用配列パターンは、再生ビームに占めるピット面積比率が大きい事からPP信号振幅が大きい。 Further, since the sum signal of the sync signal array pattern of the present invention shown in FIG. 7 has a larger CN ratio than the sum signal of the sync signal array pattern of the prior art, the sync signal is accurately obtained with a short sync signal array pattern. Can be generated. Furthermore, the sync signal array pattern of the present invention has a large PP signal amplitude due to a large pit area ratio in the reproduction beam.
つぎに、本発明に係る光情報処理装置の構成について説明する。
本発明の光情報処理装置は、グレーティングによりレーザ光を分岐させ光情報記録媒体の主トラック上に主光を、前記主トラックの両隣のトラック上に第1及び第2の副光それぞれを集光照射するレーザ光照射光学系と、少なくとも2分割され、前記光情報記録媒体からの主光の反射光を受光する第1受光光学系と、少なくとも2分割され、前記第1及び第2副光の反射光をそれぞれ受光する第2及び第3受光光学系と、前記第1受光光学系が受光した検出信号に基づき和信号を生成し、該和信号を微分処理して該和信号のピーク位置を検出し、ついで該ピーク位置検出結果に基づいて同期信号を生成する信号処理手段Aと、前記第1〜第3受光光学系が受光した検出信号に基づきプッシュプル信号を生成し、該プッシュプル信号からトラックエラー信号を生成する信号処理手段Bとを有する信号処理部とを備える光情報処理装置であって、上述した本発明の光情報記録媒体を用いて、前記信号処理手段Aにより前記同期信号用配列パターンに基づく和信号のピーク位置を離散的に検出し、このピーク位置検出タイミングで前記信号処理手段Bにより前記同期信号用配列パターンに基づくプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成し、該トラッキングエラー信号によりトラッキングサーボをかけることを特徴とする。
Next, the configuration of the optical information processing apparatus according to the present invention will be described.
An optical information processing apparatus according to the present invention splits a laser beam by a grating and collects main light on a main track of an optical information recording medium and collects first and second sub-lights on tracks adjacent to the main track. A laser beam irradiation optical system for irradiating; a first light receiving optical system for receiving reflected light of the main light from the optical information recording medium; and at least for dividing the first and second sub-lights. A sum signal is generated based on the second and third light receiving optical systems that receive the reflected light and the detection signal received by the first light receiving optical system, and the sum signal is differentiated to obtain the peak position of the sum signal. Signal processing means A that detects and then generates a synchronization signal based on the peak position detection result, and generates a push-pull signal based on the detection signal received by the first to third light receiving optical systems, and the push-pull signal From the track An optical information processing apparatus comprising a signal processing unit having a signal processing unit B that generates an error signal, wherein the synchronization signal array is formed by the signal processing unit A using the optical information recording medium of the present invention described above. The peak position of the sum signal based on the pattern is discretely detected, and the tracking error signal is generated from the push-pull signal based on the synchronization signal array pattern by the signal processing means B at the peak position detection timing. The tracking servo is applied.
本発明の光情報処理装置の動作内容を図9〜図12を用いて説明する。
図9は、本発明の光情報処理装置の構成を示す概略図であり、グレーティングを採用した光ピックアップ(光情報処理装置の光学構成部分)を示している。
この光情報処理装置では本発明の光情報記録媒体100を用いて以下のように情報の再生を行う。
The operation content of the optical information processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the optical information processing apparatus of the present invention, and shows an optical pickup (an optical component of the optical information processing apparatus) employing a grating.
In this optical information processing apparatus, information is reproduced as follows using the optical information recording medium 100 of the present invention.
まず、半導体レーザ5から出射されたビームがコリメートレンズ6により平行光束化された後、グレーティング7で回折され、0次及び±1次回折光に分岐される。そして、この分岐された光は対物レンズ8により、図10(a)に示すように光情報記録媒体100に集光照射される。この時、0次回折光である主光M1のスポットは光情報記録媒体100の主トラックT上に結ばれ、±1次回折光である第1及び第2の副光S1,S2のスポットは主光M1のスポットに対して先行及び後行し、光情報記録媒体100のラジアル方向に±1/2トラックピッチほど外れるように結ばれる。 First, the beam emitted from the semiconductor laser 5 is collimated by the collimating lens 6 and then diffracted by the grating 7 and branched into 0th order and ± 1st order diffracted light. Then, the branched light is condensed and irradiated onto the optical information recording medium 100 by the objective lens 8 as shown in FIG. At this time, the spot of the main light M1 that is the 0th-order diffracted light is connected to the main track T of the optical information recording medium 100, and the spots of the first and second sub-lights S1 and S2 that are ± 1st-order diffracted light are the main light. It leads and follows the spot of M1, and is connected so as to deviate by ± 1/2 track pitch in the radial direction of the optical information recording medium 100.
つぎに光情報記録媒体100から反射されて対物レンズ8を経由した主光M1と第1及び第2副光S1,S2はビームスプリッタ10により照射光と分離され、検出レンズ11を介して受光素子12に受光される。受光素子12は図10(b)に示すように主光M1を受光する第1光検出器13aと、第1及び第2副光S1,S2を各々受光する第2及び第3光検出器13b,13cよりなる。これらの第1〜第3光検出器13a〜13cは各々独立して光電変換し、光記録媒体9のラジアル方向に分割された2枚の分割板より構成される。 Next, the main light M 1 reflected from the optical information recording medium 100 and passed through the objective lens 8 and the first and second sub-lights S 1 and S 2 are separated from the irradiation light by the beam splitter 10, and the light receiving element via the detection lens 11. 12 receives light. As shown in FIG. 10B, the light receiving element 12 includes a first photodetector 13a that receives the main light M1, and second and third photodetectors 13b that receive the first and second sub-lights S1 and S2, respectively. , 13c. These first to third photodetectors 13 a to 13 c are each composed of two divided plates that are independently photoelectrically converted and divided in the radial direction of the optical recording medium 9.
ここで、第1光検出器13aが本発明の光情報記録媒体のトラック上に離散的にある同期信号用配列パターンの反射光を受光して出力する受光信号に基づいて信号処理が行われ、同期信号が生成される。すなわち、第1光検出器13aが受光した検出信号の和信号(再生信号)は、図11,図12に示すように微分器により処理されて微分波形となり、この微分波形から前記和信号のピーク位置が検出され、このピーク位置検出結果に基づいて同期信号が生成される。 Here, the first photodetector 13a performs signal processing based on the received light signal that is received and output from the reflected light of the sync signal array pattern discretely on the track of the optical information recording medium of the present invention, A synchronization signal is generated. That is, the sum signal (reproduced signal) of the detection signal received by the first photodetector 13a is processed by a differentiator as shown in FIGS. 11 and 12 to become a differentiated waveform, and the peak of the sum signal is derived from this differentiated waveform. The position is detected, and a synchronization signal is generated based on the peak position detection result.
また、この同期信号用配列パターンの和信号のピーク位置が検出されると、第1〜第3光検出器13a〜13cが受光した同期信号用配列パターンの反射光の検出信号に基づきプッシュプル信号が生成され、該プッシュプル信号からトラックエラー信号を生成する。詳しくは以下の通りに信号処理が行われる。 When the peak position of the sum signal of the synchronization signal array pattern is detected, the push-pull signal is detected based on the detection signal of the reflected light of the synchronization signal array pattern received by the first to third photodetectors 13a to 13c. And a track error signal is generated from the push-pull signal. Specifically, signal processing is performed as follows.
第1〜第3差動増幅器14,15,16は各々第1〜第3光検出器13a,13b,13cの検出信号(同期信号用配列パターンの反射光の検出信号)が入力されてそれぞれ第1〜第3プッシュプル信号を出力する。第1増幅器17は第3プッシュプル信号を所定ゲインG1に増幅し、第2増幅器18は第1増幅器17から出力される信号と第2プッシュプル信号との和信号を所定ゲインG2に増幅する。第4差動器19は第2増幅器18から入力される信号と第1差動器14から入力される主光M1による第1プッシュプル信号とを差動してトラックエラー信号を出力する。なお、第1及び第2増幅器17,18のゲインG1,G2は主光M1と第1及び第2副光S1,S2の強度を考慮して設定されている。
そして、このトラッキングエラー信号により所定のトラッキングサーボがかけられる。
The first to third differential amplifiers 14, 15, and 16 receive the detection signals of the first to third photodetectors 13 a, 13 b, and 13 c (the detection signals of the reflected light of the synchronization signal array pattern), respectively. The first to third push-pull signals are output. The first amplifier 17 amplifies the third push-pull signal to a predetermined gain G1, and the second amplifier 18 amplifies the sum signal of the signal output from the first amplifier 17 and the second push-pull signal to a predetermined gain G2. The fourth differential 19 outputs a track error signal by differentiating the signal input from the second amplifier 18 and the first push-pull signal from the main light M1 input from the first differential 14. The gains G1 and G2 of the first and second amplifiers 17 and 18 are set in consideration of the intensity of the main light M1 and the first and second sub-lights S1 and S2.
A predetermined tracking servo is applied by the tracking error signal.
なお、本発明の光情報処理装置の構成として、図9において、グレーティング7を省略した構成としてもよい。また、受光検出系としては、図10(b)において、第1光検出器13aと第1差動増幅器14とのみからなる構成とする。
すなわち、本発明の光情報処理装置は、光情報記録媒体に形成されたピットにレーザ光を集光照射する照射光学系と、少なくとも2分割され、前記光情報記録媒体からの反射光を受光する受光光学系と、該受光光学系が受光した検出信号に基づき和信号を生成し、該和信号を微分処理して該和信号のピーク位置を検出し、ついで該ピーク位置検出結果に基づいて同期信号を生成する信号処理手段Aと、前記受光光学系が受光した検出信号に基づきプッシュプル信号を生成し、該プッシュプル信号からトラックエラー信号を生成する信号処理手段Bとを有する信号処理部とを備える構成として、本発明の光情報記録媒体を用いて、前記信号処理手段Aにより前記同期信号用配列パターンに基づく和信号のピーク位置を離散的に検出し、このピーク位置検出タイミングで前記信号処理手段Bにより前記同期信号用配列パターンに基づくプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成し、該トラッキングエラー信号によりトラッキングサーボをかけることを特徴とするものである。
The configuration of the optical information processing apparatus of the present invention may be a configuration in which the grating 7 is omitted in FIG. Further, the light reception detection system is configured by only the first photodetector 13a and the first differential amplifier 14 in FIG. 10B.
That is, the optical information processing apparatus of the present invention receives the reflected light from the optical information recording medium which is divided into at least two parts, the irradiation optical system for condensing and irradiating laser light onto the pits formed on the optical information recording medium. A sum signal is generated based on the light receiving optical system and the detection signal received by the light receiving optical system, the sum signal is differentiated to detect the peak position of the sum signal, and then synchronized based on the peak position detection result A signal processing unit including a signal processing unit A that generates a signal and a signal processing unit B that generates a push-pull signal based on the detection signal received by the light-receiving optical system and generates a track error signal from the push-pull signal; The signal processing means A discretely detects the peak position of the sum signal based on the sync signal arrangement pattern using the optical information recording medium of the present invention. By the signal processing unit B by the position detection timing to generate a tracking error signal from the push-pull signal based on the synchronization signal sequence pattern, and is characterized in applying a tracking servo by the tracking error signal.
ここで、本発明の光情報処理装置の動作内容として第1光検出器13aが本発明の光情報記録媒体のトラック上に離散的にある同期信号用配列パターンの反射光を受光して出力する受光信号に基づいて信号処理が行われ、同期信号が生成される。すなわち、第1光検出器13aが受光した検出信号の和信号(再生信号)は、図11,図12に示すように微分器により処理されて微分波形となり、この微分波形から前記和信号のピーク位置が検出され、このピーク位置検出結果に基づいて同期信号が生成される。 Here, as an operation content of the optical information processing apparatus of the present invention, the first photodetector 13a receives and outputs the reflected light of the sync signal array pattern discretely on the track of the optical information recording medium of the present invention. Signal processing is performed based on the received light signal, and a synchronization signal is generated. That is, the sum signal (reproduced signal) of the detection signal received by the first photodetector 13a is processed by a differentiator as shown in FIGS. 11 and 12 to become a differentiated waveform, and the peak of the sum signal is derived from this differentiated waveform. The position is detected, and a synchronization signal is generated based on the peak position detection result.
また、この同期信号用配列パターンの和信号のピーク位置が検出されると、第1光検出器13aが受光した同期信号用配列パターンの反射光の検出信号に基づきプッシュプル信号が生成され、該プッシュプル信号からトラックエラー信号を生成する。すなわち、第1差動増幅器14は第1光検出器13aから入力される検出信号(同期信号用配列パターンの反射光の検出信号)を差動してトラックエラー信号を出力し、このトラッキングエラー信号により所定のトラッキングサーボがかけられる。 When the peak position of the sum signal of the synchronization signal array pattern is detected, a push-pull signal is generated based on the detection signal of the reflected light of the synchronization signal array pattern received by the first photodetector 13a. A track error signal is generated from the push-pull signal. That is, the first differential amplifier 14 differentially outputs the detection signal (the detection signal of the reflected light of the synchronization signal array pattern) input from the first photodetector 13a, and outputs a tracking error signal. A predetermined tracking servo is applied.
(実施例1)
図5に示す光情報記録媒体100において、トラック領域に図7に示した同期信号用配列パターンのみを配列し、この光情報記録媒体100について波長405nmのレーザ光を発する光源と、NA0.65の対物レンズとを照射光学系として備える光ピックアップ装置を用いて、上記ピット配列パターンの再生を行った。
そのときのプッシュプル信号を図13に示す。
また、比較例1としてトラック領域に図8に示した同期信号用配列パターンのみを配列し、同様に再生して得られたプッシュプル信号を図14に示す。
本発明の同期信号用配列パターンにおいてはプッシュプル信号の振幅はRF信号の29.7%であり、比較例1における同期信号用配列パターンでは17.7%の振幅であった。
Example 1
In the optical information recording medium 100 shown in FIG. 5, only the sync signal arrangement pattern shown in FIG. 7 is arranged in the track region, and a light source for emitting laser light having a wavelength of 405 nm for the optical information recording medium 100, NA 0.65 The pit arrangement pattern was reproduced using an optical pickup device including an objective lens as an irradiation optical system.
The push-pull signal at that time is shown in FIG.
Further, as a comparative example 1, FIG. 14 shows a push-pull signal obtained by arranging only the sync signal arrangement pattern shown in FIG. 8 in the track area and reproducing the same.
In the synchronization signal array pattern of the present invention, the push-pull signal amplitude was 29.7% of the RF signal, and in the synchronization signal array pattern of Comparative Example 1, the amplitude was 17.7%.
(実施例2)
図7に示した同期信号用配列パターンを設けた図5に示す光情報記録媒体を用いて、図9の構成の光照射及び受光光学系で再生し、受光信号を図11に示すブロック図の処理により図12に示す様に同期信号を生成した。また、再生された同期信号用配列パターンのプッシュプル信号(PP)を離散的に検出してトラッキングエラー信号(TE信号)とし、前記トラッキングエラー信号に基づいて離散的にトラッキングサーボをかけて再生信号を行った。
(Example 2)
The optical information recording medium shown in FIG. 5 provided with the sync signal array pattern shown in FIG. 7 is used for reproduction by the light irradiation and light receiving optical system having the configuration shown in FIG. The synchronization signal was generated by the processing as shown in FIG. Also, the reproduced push-pull signal (PP) of the sync signal array pattern is discretely detected to obtain a tracking error signal (TE signal), and the reproduced signal is subjected to the tracking servo based on the tracking error signal. Went.
このときの再生信号のSDR値を表1に示す。また、比較例2として、プッシュプル信号を連続で検出してトラッキングエラー信号としてトラッキングサーボをかけて再生信号を行った場合のSDR値も示す。ここで,SDR値とは,多値階調数をnとした時の各多値信号の標準偏差σiの平均値と,信号のダイナミックレンジDRとの比であり、次式で表される2値記録におけるジッターに相当する信号品質である。
SDR=Σσi /(n×DR)
Table 1 shows SDR values of the reproduction signal at this time. In addition, as Comparative Example 2, an SDR value when a reproduction signal is performed by continuously detecting push-pull signals and applying tracking servo as a tracking error signal is also shown. Here, the SDR value is a ratio between the average value of the standard deviation σi of each multilevel signal when the number of multilevel gradations is n and the dynamic range DR of the signal. Signal quality corresponding to jitter in value recording.
SDR = Σσi / (n × DR)
一般に,多値階調数nを一定とすると,多値信号の標準偏差σiが小さいほど,且つダイナミックレンジDRが大きいほどSDR値は小さくなり,SDR値が小さいほど多値信号の分別性が良くなって、エラー率は低くなる。実施例2では、トラッキンが安定していることから、SDR値が低くなり、再生信号の品質が優れていることが分かった。 In general, when the number n of multi-value gradations is constant, the SDR value becomes smaller as the standard deviation σi of the multi-value signal is smaller and the dynamic range DR is larger, and the separability of the multi-value signal is better as the SDR value is smaller. Thus, the error rate becomes low. In Example 2, since the tracking was stable, it was found that the SDR value was low and the quality of the reproduced signal was excellent.
1 光スポット
2 情報ピット
3 4分割受光センサ
5 半導体レーザ
6 コリメートレンズ
7 グレーティング
8 対物レンズ
10 ビームスプリッタ
11 検出レンズ
12 受光素子
13a,13b.13c 光検出器
14,15,16,19 差動増幅器
17,18 増幅器
100 光情報記録媒体
101 透明基板
101p ピット
102 反射層
103 接着層
104 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical spot 2 Information pit 3 4 division | segmentation light reception sensor 5 Semiconductor laser 6 Collimating lens 7 Grating 8 Objective lens 10 Beam splitter 11 Detection lens 12 Light receiving element 13a, 13b. 13c photodetector 14, 15, 16, 19 differential amplifier 17, 18 amplifier 100 optical information recording medium 101 transparent substrate 101p pit 102 reflecting layer 103 adhesive layer 104 substrate
Claims (4)
前記トラック領域を互いに等しい面積のセルに分割し、該セルに占める前記ピットの面積割合であるピット占有率に応じて多値の再生信号が生成されるように、前記ピットは複数の面積サイズのピット(ピットなしを含む)から選択されて前記セルごとに形成され、
前記ピットの深さHは、照射されるレーザ光の波長をλ、前記透明基板の屈折率をnとしたとき、
λ/6・n < H < λ/4・n
を満足し、
前記ピットのトラック領域の配列パターンは、前記多値の再生信号の復調に用いる同期信号を生成するために、前記ピット占有率が最小となるピットの前後にピット占有率が最大となるピットを配置した同期信号用配列パターンを有することを特徴とする光情報記録媒体。 In an optical information recording medium having a pit formed with a reflective layer in a recess in a track region of a transparent substrate, and a reproduction signal is generated from a reflected light amount of laser light irradiated to the pit,
The track area is divided into cells having the same area, and the pit has a plurality of area sizes so that a multi-valued reproduction signal is generated according to a pit occupancy ratio that is an area ratio of the pit occupying the cell. Selected from pits (including no pits) and formed for each cell,
The depth H of the pit is such that the wavelength of the irradiated laser light is λ, and the refractive index of the transparent substrate is n.
λ / 6 · n <H <λ / 4 · n
Satisfied,
The array pattern of the track area of the pits is arranged with pits having the maximum pit occupancy before and after the pits having the minimum pit occupancy in order to generate a synchronization signal used for demodulating the multilevel reproduction signal. An optical information recording medium having a synchronized signal array pattern.
2 ≦ x ≦ (R/C)
を満足することを特徴とする請求項1に記載の光情報記録媒体。 When the number of cells that maximizes the pit occupancy of the synchronization signal array pattern is x, the cell length is C, and the beam diameter of the laser beam defined by the light intensity 1 / e 2 is R,
2 ≦ x ≦ (R / C)
The optical information recording medium according to claim 1, wherein:
少なくとも2分割され、前記光情報記録媒体からの反射光を受光する受光光学系と、
該受光光学系が受光した検出信号に基づき和信号を生成し、該和信号を微分処理して該和信号のピーク位置を検出し、ついで該ピーク位置検出結果に基づいて同期信号を生成する信号処理手段Aと、前記受光光学系が受光した検出信号に基づきプッシュプル信号を生成し、該プッシュプル信号からトラックエラー信号を生成する信号処理手段Bとを有する信号処理部とを備える光情報処理装置であって、
請求項1または2に記載の光情報記録媒体を用いて、前記信号処理手段Aにより前記同期信号用配列パターンに基づく和信号のピーク位置を離散的に検出し、このピーク位置検出タイミングで前記信号処理手段Bにより前記同期信号用配列パターンに基づくプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成し、該トラッキングエラー信号によりトラッキングサーボをかけることを特徴とする光情報処理装置。 An irradiation optical system for condensing and irradiating laser light onto pits formed on the optical information recording medium;
A light receiving optical system which is divided into at least two and receives reflected light from the optical information recording medium;
A signal that generates a sum signal based on a detection signal received by the light receiving optical system, differentiates the sum signal to detect a peak position of the sum signal, and then generates a synchronization signal based on the peak position detection result Optical information processing comprising processing means A and a signal processing unit having signal processing means B for generating a push-pull signal based on the detection signal received by the light-receiving optical system and generating a track error signal from the push-pull signal A device,
3. The peak position of the sum signal based on the sync signal array pattern is discretely detected by the signal processing means A using the optical information recording medium according to claim 1 or 2, and the signal is detected at the peak position detection timing. An optical information processing apparatus, characterized in that a processing unit B generates a tracking error signal from a push-pull signal based on the synchronization signal array pattern and applies tracking servo by the tracking error signal.
少なくとも2分割され、前記光情報記録媒体からの主光の反射光を受光する第1受光光学系と、少なくとも2分割され、前記第1及び第2副光の反射光をそれぞれ受光する第2及び第3受光光学系と、
前記第1受光光学系が受光した検出信号に基づき和信号を生成し、該和信号を微分処理して該和信号のピーク位置を検出し、ついで該ピーク位置検出結果に基づいて同期信号を生成する信号処理手段Aと、前記第1〜第3受光光学系が受光した検出信号に基づきプッシュプル信号を生成し、該プッシュプル信号からトラックエラー信号を生成する信号処理手段Bとを有する信号処理部とを備える光情報処理装置であって、
請求項1または2に記載の光情報記録媒体を用いて、前記信号処理手段Aにより前記同期信号用配列パターンに基づく和信号のピーク位置を離散的に検出し、このピーク位置検出タイミングで前記信号処理手段Bにより前記同期信号用配列パターンに基づくプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成し、該トラッキングエラー信号によりトラッキングサーボをかけることを特徴とする光情報処理装置。 A laser beam irradiation optical system that divides and irradiates the main beam on the main track of the optical information recording medium by splitting the laser beam with a grating, and the first and second sub beams on both adjacent tracks of the main track;
A first light receiving optical system that receives the reflected light of the main light from the optical information recording medium; and a second and a second light receiving optical system that receives the reflected light of the first and second sub-lights. A third light receiving optical system;
Generates a sum signal based on the detection signal received by the first light receiving optical system, differentiates the sum signal to detect the peak position of the sum signal, and then generates a synchronization signal based on the peak position detection result Signal processing means A, and a signal processing means B that generates a push-pull signal based on the detection signal received by the first to third light receiving optical systems and generates a track error signal from the push-pull signal. An optical information processing apparatus comprising a unit,
3. The peak position of the sum signal based on the sync signal array pattern is discretely detected by the signal processing means A using the optical information recording medium according to claim 1 or 2, and the signal is detected at the peak position detection timing. An optical information processing apparatus, characterized in that a processing unit B generates a tracking error signal from a push-pull signal based on the synchronization signal array pattern and applies tracking servo by the tracking error signal.
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