(57)【要約】【課題】高いデータ密度を有する光学記録媒体から読み取るための改良された装置を提供すること。【解決手段】光学記録媒体からデータを読み取る装置に関連し、さらに詳細には、高いデータ密度の光学記録媒体から読み取るために適切な装置であって、第１の光線を生成するための光源と、第２の光線を生成するための手段と、第１の光線および第２の光線を光学記録媒体上にフォーカスして、第１の光スポットおよび第２の光スポットを形成する１又はそれ以上の手段であって、第２の光スポットは第１の光スポットより大きく、物理的におよび／又は実質的に第１の光スポットを取り囲む、手段と、光学記録媒体から反射された第１の光線および第２の光線を検出する１又は２以上のディテクタと、第１のおよび第２の反射された前記検出された光線の間の差分からデータ信号を生成する手段とを備え、前記第２の光線は前記第１の光線とは異なる波長を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学記録媒体からデータを読み取るための装置であって、
第１の光線を生成するための光源と、
第２の光線を生成するための手段と、
第１の光線および第２の光線を光学記録媒体上にフォーカスして、第１の光スポットおよび第２の光スポットを形成する１又はそれ以上の手段であって、第２の光スポットは第１の光スポットより大きく、物理的におよび／又は実質的に第１の光スポットを取り囲む、手段と、
光学記録媒体から反射された第１の光線および第２の光線を検出する１又は２以上のディテクタと、
第１のおよび第２の反射された前記検出された光線の間の差分からデータ信号を生成する手段とを備え、
前記第２の光線は前記第１の光線とは異なる波長を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
第２の光線を生成するための手段は、更なる光源又は波長シフトされた光線を生成するためのエレメントであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
データ信号で隣接するトラックからの干渉を低減する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
データ信号で隣接するトラックからの干渉を低減する手段は、第１の光スポットおよび／又は第２の光スポットの形状を修正するためのビーム形成エレメントであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
検出された第１の反射された光線からデータ信号を生成する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
実質的に第２の光スポットによって第１の光スポットを取り囲むことは、第１の反射された光線および第２の反射された光線から得られた信号の間の遅延を発生させるための遅延エレメントによって達成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
光学記録媒体から読み取るための方法であって、
第１の光線および第２の光線を生成するステップと、
第２の光線および第２の光線を光学記録媒体上にフォーカスして、第１の光スポットおよび第２の光スポットを形成するステップであって、第２の光スポットは第１の光スポットよりも大きく、第１の光スポットを物理的および／又は実質的に取り囲む、ステップと、
光学記録媒体によって反射された第１の光線および第２の光線を検出するステップと、
検出された第１のおよび第２の反射された光線の間の差分からデータ信号を生成するステップとを含み、
第２の光線は第１の光線とは異なる波長を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
データ信号で隣接するトラックからの干渉を減少させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
データ信号で隣接するトラックからの干渉を減少させるステップは、第１の光スポットおよび／又は第２の光スポットの形状を修正することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
検出された第１の反射された光線から更なるデータ信号を生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
第１の反射された光線および第２の反射された光線から得られた信号の間の遅延を生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体からの読み取り装置に関する。さらに詳細には、この装置は、高いデータ密度を有する光記録媒体からの読み取りに最適である。
【背景技術】
【０００２】
デジタルデータは、例えば、ピットなどの情報エレメントの形態のバイナリデータとして光記録媒体に通常はストアされる。これらのエレメントは、一般的に、媒体内の１又は２以上の平面表面上に割り当てられ、情報レイヤと呼ばれる。例えばコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）などの従来の光ディスクの場合、同じレイヤの情報エレメントは空間トラック又は同心円トラックに配される。
【０００３】
情報レイヤ上の最大のストレージ密度は、情報エレメントの最小サイズによって、および隣接するトラック間の最小距離、いわゆるトラックピッチ、によって制限される。データ密度を増大させるために、情報エレメントの最小サイズおよびトラックピッチをできるだけ減少させることが望まれている。
【０００４】
しかしながら、実際には、ストアされたデータを、従来の光検出手段によって読み取ることができるように、この最小サイズおよびトラックピッチは、光検出のために使用される光の波長によって決定される。これは、トラックを読み取るために使用される光線が最小の直径にフォーカスされるだけであるということが原因であり、最小の直径は回折限界およびビームの質によって決定される。
【０００５】
この観点において、特許文献１には、光線を、直交する偏光方向を有する２つの空間ビームに分割するビームスプリッタ光ピックアップ装置が開示されている。２つの空間光線は、円偏光光線に変換され、２つのビームスポットが部分的に重ねられるように磁気−光学ディスクにフォーカスされる。重ね合わせ領域において、結果として生じるビームスポットは、線形の偏光を有し、光ディスク上の磁気情報エレメントを検出させ、そのサイズは２つの光線のスポットサイズよりも小さい。重ね合わせ領域の外のビームスポットの領域において、光線は磁気情報によって影響を受けず、よって円偏光のままである。このソリューションは、磁気−光学記録媒体に非常に適している。
【０００６】
同様に、特許文献２には、２つの光線は光学記録媒体上に非コヒーレントに重ね合わせられている、スーパー−ソリューションスキャニング光学システムを開示している。光線の１つは、他方の光線の中心と同じ位置に中心がある２こぶ（double-humped）光線である。このソリューションは、トラックピッチ又はトラックに沿った情報エレメントのサイズを減らさせ、それは、２こぶ光線はトラックに関連してどのように配置されたかによって決まる。加えて、必須の精度で要求された２こぶ光線を生成するのはかなり困難である。
【０００７】
特許文献３には、異なるサイズの２つの光スポットを光記録媒体上に生成する光ピックアップが開示されている。第２の光スポットは、第１の光スポットを全て取り囲み、クロストークを減少させるために使用される。データ信号は、検出された第１および第２の光スポットの差分を使用して、生成される。
【０００８】
特許文献４には、ピットおよび磁気ドメインを有する磁気−光学記録媒体についての光学スキャン装置が開示されている。データ信号は、遅延エレメントを使用して、垂直的に重ね合わされた２つの光スポットから生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５３９４３８１号明細書
【特許文献２】米国特許第５６２５６１３号明細書
【特許文献３】米国特許第６３７００９２号明細書
【特許文献４】国際公開ＷＯ９２／０３８２１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、高いデータ密度を有する光学記録媒体から読み取るための改良された装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、装置は、
−第１の光線を生成するための光源と、
−第１の光線とは異なる波長を有する第２の光線を生成する手段と、
−第１の光線および第２の光線を光学記録媒体上でフォーカスして第１の光スポットおよび第２の光スポットを形成するための１又は２以上のフォーカス手段であって、第２の光スポットは第１の光スポットより大きく、第１の光スポットを物理的（physically）および／又は実質的(virtually)に取り囲む、フォーカス手段と、
−前記光学記録媒体から反射された第１の光線および第２の光線を検出するための１又は２以上のディテクタと、
−検出された第１および第２の反射された光線の間の差分からデータ信号を生成するための手段とを備えている。
【００１２】
同様に、光学記録媒体から読み取る方法は、以下のステップを含んでいる。すなわち、
−第１の光線および第２の光線を生成するステップであって、第２の光線は、第１の光線と異なる波長を有する、ステップ、
−第１の光線および第２の光線を、光学記録媒体上にフォーカスして、第１の光スポットおよび第２の光スポットを形成するステップであって、第２の光スポットは第１の光スポットよりも大きく、第１の光スポットを物理的および／又は実質的に取り囲む、ステップ、
−光学記録媒体によって反射された第１の光線および第２の光線を検出するステップ、
−検出された第１および第２の反射された光線の間の差分からデータ信号を生成するステップ。
【００１３】
本発明によれば、異なるサイズの２つの光スポットが光学記録媒体の情報レイヤ上に形成される。大きい方の光スポットは、小さい方の光スポットと完全にオーバーラップする。このオーバーラップは、物理的、すなわち、両方の光スポットが同時に同じ位置に形成される、であるか、又は実質的である。後者の場合、２つの光スポットは、情報レイヤ上の異なる物理的位置を有する。しかしながら、２つの光線によって得られた信号は、例えば遅延エレメントによって、２つの信号が同じ位置で得られる信号に対応する態様で、一時的に互いに相対的にシフトされる。いずれの場合にも、評価回路は、２つのオーバーラップする光スポットからの信号を受信し、このとき第２の光スポットは、第１の光スポットを完全に取り囲んでいる。本発明のアイデアは、小さい方の光スポットには覆われていない大きい方の光スポットの一部分であり、読み取りデータについて使用される効果的な光スポットを構築する部分である。言い換えれば、光スポットの読み取りの効果的なサイズは、２つの光スポットの差分領域のサイズである。第２の光線は第１の光線とは異なる波長を有している。今日光学記録媒体を駆動する多くのものは、すでに、光学記録媒体の異なるタイプについての２又はそれ以上の光源を有する。それゆえ、そのような駆動においてのみ、追加のコンポーネントのはるかに限定された数が本発明の実施のためには必要である。加えて、異なる波長は、データ検出のための２つの反射された光線の簡単な分離をさせる。
【００１４】
有利なことには、第２の光線は更なる光源によって生成される。これは、２つの光線の個々の制御が容易になり、そのプロパティを適合させるという利点を有する。このソリューションは、２つの光線の光学パスの分離を提供する可能性をさらにオファーする。これは、光学コンポーネントの質の要求を減少させ、この場合は、２つの同時の光線が最適化される必要がない。
【００１５】
有利なことには、ビーム形成エレメントは、光線の形状すなわち断面又は光学的プロパティを修正するために提供され、したがって、光線がフォーカスされる光学記録媒体のレイヤ上の第１の光スポットおよび／又は第２の光スポットの形状が制御される。これは、データ信号の形態において光学記録媒体の隣接するトラックからの干渉を減少させる。このような干渉は、２つの光スポット間の差分領域がアドレスされたトラック上に位置せずに、隣接するトラック上に部分的に位置するときに、引き起こされる。
【００１６】
好ましいことに、検出された第１の反射された光線から更なるデータ信号を生成するために手段が提供される。特に、２つの光線が異なる波長を有するときに、第１の光スポットは光学記録媒体から読み取られたデータよりも十分に小さいサイズを有するだろう。この場合において、第１の光スポットは、１つのトラックからの読み取りデータについて好都合に使用され、にもかかわらす、オーバーラップする光スポットの異なる領域が隣接するトラックから読み取られるデータについて使用される。この態様で、達成可能なデータレートは増大する。
【００１７】
さらなる理解のために、本発明は、図面を参照してここでさらに詳細に説明されるだろう。本発明は、この例示的実施形態に限定されず、詳細な特徴はまた、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、便宜上、結合および／又は修正され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光学記録媒体から読み取るための従来技術のピックアップを概略的に示す図である。
【図２】光学記録媒体から読み取るための発明によるピックアップを概略的に示す図である。
【図３】減少されたサイズの光スポットを得るために異なるサイズの２つの光スポットの重ね合わせを示す図である。
【図４】トラック方向に拡張されたサイズを有する２つの光スポットの重ね合わせを示す図である。
【図５】光学記録媒体のトラックに関連して図３の重ね合わせられた光スポットを概略的に示す図である。
【図６】光学記録媒体上に空間的に整形された光スポットの重ね合わせを示す図である。
【図７】空間的に成形された光スポットの生成を概略的に示す図である。
【図８】低減されたサイズの光スポットを獲得するための２つの光スポットのさらなる重ね合わせを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１には、光学記録媒体８から読み取るための従来技術のピックアップが概略的に示されている。レーザダイオード２は、線形偏光された光線３を放射し、光線３はコリメータレンズ４によってコリメートされている。コリメートされた光線３は、対物レンズ７によって光学記録媒体８上にフォーカスされる前に、光線３を円偏光光線３に変換する、偏光線スプリッタ５および４分の１波長板６を通過する。光学記録媒体８によって反射された光線９は対物レンズ７によってコリメートされ、反射された光線９を線形偏光光線に変換する４分の１波長板６を通過する。４分の１波長板６のために、反射された光線９の偏光方向は最初の光線３の偏光方向と垂直となる。反射された光線９は、こうして、反射された光線９をディテクタ１１にフォーカスするフォーカスレンズ１０に向けた偏光光線スプリッタ５によって曲折される。評価回路１２はディテクタ１１によって得られた信号を評価する。
【００２０】
本発明に従ったピックアップ１は、図２に概略的に図示されている。ピックアップ１は、本質的に図１のピックアップ１と対応している。しかしながら、第１の光線３を生成するための光源２に加えて、本発明に従ったピックアップ１は第２の光線３’を生成するための手段２’を含んでいる。図において、２つの光線３、３’の間の距離が強調した方法で示されている。ディテクタ１１は反射された第２の光線９’もまた検出するよう適合される。もちろん、第２の光線３’の生成および／又は検出のための別々の光学経路を提供することも可能である。例えば、追加的な光源などの第２の光線３’を生成するための手段２’は、例えば第２調和生成器などの波長シフトされた光線を生成するためのエレメントである。２つの光線３、３’は、光学記録媒体８の表面上又はレイヤの１つ、好ましくは情報レイヤの上にフォーカスされる。第２の光線３’から結果的に生ずる光スポットは、第１の光線３から結果的に生じる光スポットとは異なるサイズを有する。２つの光スポットの大きい方は２つの光スポットの小さい方を取り囲む。オーバーラップを達成する１つの可能性は、光学記録媒体８の同じ位置上に２つの光スポットをフォーカスすることである。これは実際の物理的オーバーラップに対応する。この場合、２つの光線３、３’は、おそらく互いにインコヒーレントであり、干渉効果を避ける。選択的に、２つの光スポットは、光学記録媒体８の異なる位置にフォーカスされる。この場合、評価回路１２では、結果として生じる信号の１つを一時的に遅延し、光学記録媒体８の回転のために、２つの信号は、光学記録媒体８上の同じ位置からのいつもの結果を最終的に評価する。ピックアップ１は、光線３、３’の１つ又は両方の形状を修正するために、例えばホログラフィック光学エレメントなどの選択的にビーム形成エレメント１３を含む。これは、図６を参照して以下に説明するように、良いＳＮ比を得ることを可能としている。
【００２１】
減少したサイズの光スポット３２を得るための、光線３、３’（ここでは図示せず）から生じる異なるサイズの２つの光スポット３０、３１の重ね合わせは、概略的に図３の上方部分に図示されている。小さい方の光スポット３００によって覆われていない、大きい方の光スポット３１の領域３２は、この領域３２内に含まれるデータを読み出すために使用される。言い換えると、小さい方の光スポット３０の読み取り信号Ｓｓを、大きい方の光スポット３１の読み取り信号Ｓ１から減じることによって、差分領域３２の読み取り信号Ｓｄ、すなわちＳｄ＝Ｓ１−Ｓｓ、が得られる。差分領域３２は、光線３、３’の波長に依存していない、または、少なくとも減少している程度だけまでである。光スポット３０が、それぞれの波長において、達成されることができる最小の光スポットであり、光スポット３１の幅は、最小の幅に対して５０％ずつ増加される場合、差分領域３２は最小の幅の５０％に対応する幅を有する。
【００２２】
図４は、光スポット３２’を得るための異なるサイズの２つの光スポット３０’、３１’の同様の重ね合わせを図示している。しかしながら、この実施形態において、光スポット３０’、３１’はトラック方向に拡張されたサイズを有している。これは、光スポット３０’、３１’の非円形形状、およびわずかに増大したＳＮ比に帰結する。
【００２３】
２つのスポット３０、３１が、差分領域３２が光学記録媒体８のトラック上に配置された光学記録媒体８の表面上にそのような方法で配置される場合、減少されたトラックピッチは現実化され得る。これは、トラックが互いに相対的に小さい距離で配置され得ることを意味し、増大したデータ密度に帰着する。これは、２つの光スポット３０、３１、差分領域３２を伴う重ね合わされた光スポット３０、３１、および、光学記録媒体８のトラック７０に関連した、差分領域３２に本質的に対応する、更なる光スポット３３を示す図５に視覚化されている。もちろん、異なる光スポット３０、３１、３２、３３は、図示だけのために同時に示されている。図示されるように、少なくとも２つのトラック７０とオーバーラップするので、小さい方の光スポット３０は、単一のトラック７０をアドレスするには大きすぎる。原則として、図の下方に示されるような光スポット３３は単一のトラック７０を読み出すために必要であるだろう。光スポット３３それ自体では、各波長において実現され得ないので、境界光スポット３１が提供される。差分領域３２の信号Ｓｄは、Ｓｄ＝Ｓ１−Ｓｓのように、２つの光スポット３１、３０の信号Ｓ１−Ｓｓから生成される。原則として、結果的に生じる信号Ｓｄは、更なる光スポット３３によって得られた信号に本質的に対応している。しかしながら、差分領域３２は、隣接トラックの小さい部分を、依然として取り囲んでいる。
【００２４】
トラック７０により良好な差分領域３２のオーバーラップを得るために、光スポットの形状を変化させて、小さい方の光スポットとより良くオーバーラップするようにすることが提案されている。これは、確実に、隣接トラックからの干渉を回避することを可能としている。スポット形状のバリエーションなどの一形態は、図６に図示される。２つの光スポット３０’’、３１’’は特別な形状を有する。図示されたように、差分領域３２’’は、この場合、もはや隣接トラックの部分を取り囲まない。これは、ＳＮ比が増大することに帰結する。
【００２５】
特別な形状は、トラック７０に平行な小さい方の光スポット３０’’を延長することによって達成される。大きい方の光スポット３１’’は、同様の形状を有するが、追加的な横方向の突出（protrusion）を備える。言い換えると、大きい方の光スポット３１’’の形状は、小さい方の光スポット３０’’および図５の光スポット３０の重なりの包絡線（envelope）の近似に対応し、後者は１トラックピッチずつ横方向にシフトされる。この重ね合わせは図７に図示される。
【００２６】
続いて、結果として生じる信号の検出を簡潔に説明する。第１のアプローチによれば、２つの光スポット３０’’は、光学記録媒体８の表面に物理的にオーバーラップする、すなわち、２つの光線３、３’は同時に同じ位置にフォーカスされる。これは、図６の下方に図示されている、差分領域３２’’を有する、オーバーラップする光スポットが結果として生じることとなる。
【００２７】
このアプローチが使用されるときは、反射された光線９、９’の信号は、異なる波長を有する２つの光線３、３’として簡単に分離され得る。追加的に、２つの光線３、３’は、異なる偏光方向を有するか、又は交互にスイッチオン−オフ、すなわち、時間的に複雑に操作される場合がある。２つの光線３、３’は、異なる波長を有するので、２つの光線３、３’は、より簡単に、異なるディテクタ１１へと向けられ得る。
【００２８】
異なるアプローチによれば、２つの光線３、３’は、光学記録媒体８上の異なる位置にフォーカスされる。結果として生じる光スポット３０’’、３１’’の両方が互いに近接して配置される場合は、光学記録媒体８の動きによって短い時間の後に、後続する(following)光スポット３０’’、３１’’が先の光スポット３０’’、３１’’の位置に到達する。これは、２つの光スポット３０’’、３１’’の実質的なオーバーラップが、後続する光スポット３０’’、３１’’の信号を先の光スポット３０’’、３１’’から引くことによって得られる。言い換えると、結果として生じる信号は、Ｓｄ（ｔ）＝Ｓ１（ｔ）−Ｓｓ（ｔ−Ｔ）である。Ｔは、後続する光スポット３０’’、３１’’が先の光スポットの位置に到達するような角度で、光学記録媒体８を回転するために必要な時間である。Ｔは、正であれ、負であれ、光スポット３０’’、３１’’のいずれが後続する光スポットであり、先の光スポットであるかに依存している。２つの光スポット３０’’、３１’’の順番は、自由に選択可能である。ＳＮ比を向上させるために、光学記録媒体８上にもう一度光線３、３’をフォーカスすることも可能である。（全ての光スポットが等距離で配置されていることが推定される）この場合、結果として生じる信号は、２Ｓｄ（ｔ）＝Ｓ１１（ｔ）−Ｓｓ１（ｔ−Ｔ）＋Ｓ１２（ｔ−２Ｔ）−Ｓｓ２（ｔ−３Ｔ）である。しかしながら、これは、４つの光スポットが同時に生成されるべきであろうために、さらに複雑な光学システムを導く。
【００２９】
例えば、システムの公差又は技術的制約を原因とする、非一様の光スポット３０’’、３１’’の明るさを補償するために、補正係数ｋは差分信号の計算、すなわちＳｄ＝Ｓ１−ｋ・Ｓｓ、に好都合に導入される。補正係数ｋは、光学記録媒体８又は光学記録媒体８の材料に依存するだろう。それゆえ、補正係数ｋは、例えば光学記録媒体のリードインから得られる光学記録媒体の識別子を評価することによって、光学ドライブによって好ましく決定される。異なる光学記録媒体の補正係数ｋは、好都合にドライブファームウエアに含まれるテーブルで与えられる。検索された識別子に基づいて、光学ドライブは、適切な補正係数ｋを選択することができる。
【００３０】
図８は、光学記録媒体８の表面上の２つの光スポット４０、４１の更なる重ね合わせを図示する。この実施形態において、異なる波長で２つの異なる光源は、差分信号を生じさせるために使用される。今日の光学ドライブの多くは、光学記録媒体の異なるタイプから読み取る又は書き込むことを可能とするために、２つ又は２つ以上の光源を含んでいる。例えば、ブルーレイプレイヤは、青色光線を生成する第１の光源と赤色光線を生成する第２の光源とを一般に含んでいる。図８において、短い方の波長を有する光線で生成される光スポット４０は、長い方の波長を有する光線で生成される光スポット４１の断片を取り囲む。光スポット４０、４１の両方の重ね合わせは、図の下方に示された差分領域４２を結果的に生じる。
【００３１】
この例において、短い方の波長の光スポット４０は、単一トラック７０を読み取るのに十分小さい。これは、２つトラック７０を同時に読み取ることを可能にする。第１のトラック７０は、短い方の波長の光スポット４０で読み取られ、第２のトラック７０は、２つの光スポット４０、４１の重ね合わせを使用して読み取られる。光学記録媒体８が２重トラック構造、すなわち２つのトラックの螺旋、を有する場合、２重のデータレートが特に有利である。従来のトラック構造が単一のトラックの空間を有する場合、光学記録媒体８の１つの回転を終了した後、１つのトラックずつジャンプが実行されるのに適している。トラックジャンプの後に、先の内側トラックを読み取るために以前は使用された光スポットが先の外側のトラックを連続して読む必要があるので、各ジャンプにおいて、信号パスはスイッチされる。スイッチングは、チャネルビットの損失を回避するために、十分に速い。しかしながら、チャネルビットのいくらかの損失は、許容され得、有効なエラー訂正メカニズムによって補償される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2010020890000001.pdf