(57)【要約】【課題】信号光と参照光の光路差の調整が容易で、信号増幅効果が高く、効果を安定に持続させることができ、光学系の小型化に適した、干渉型の光情報信号の検出方法を提供する。【解決手段】光ディスク１０９に照射せずに参照光として用いる光を、光ディスクからの反射光と干渉させ、複数の干渉信号出力からの演算により増幅信号を得る光ディスク装置において、演算途中、演算出力、あるいはその両方をモニタし、出力が安定になるように演算の調整を行う演算調整機構を信号処理回路内２５に設ける。これにより、装置構成部品のばらつきや特性の経時変化などの影響を回避することができ、安定して増幅効果を得ることが可能になる。【選択図】図１
2010170616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射した光束を第１と第２の光束とに分割し、
前記第１の光束を光情報記録媒体に集光して照射し、
前記光情報記録媒体から反射された信号光を複数の検出器に導き、
前記第２の光束を前記光情報記録媒体に照射せずに参照光として前記複数の検出器に導き、
前記複数の検出器上で前記信号光と前記参照光を両者の光学的な位相関係が互いに異なる状態で光学的に干渉させ、
前記複数の検出器からの出力を入力とする演算を行い、
前記演算の結果を再生信号として取得する光学的情報再生方法であって、
複数の干渉位相における前記演算の演算途中の出力、最終的な演算の出力、あるいはその両方に基づき、前記演算の演算内容を可変設定し、前記演算の結果の干渉位相に対する依存性が最小になるように前記演算内容を固定する調整工程を有し、
前記固定された演算内容にて再生信号を取得することを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学的情報再生方法において、前記信号光と前記参照光の間の光学的位相差を変調しながら前記演算内容を可変設定することを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光学的情報再生方法において、前記光学的位相差を所定の周波数で変調し、前記演算の結果における前記所定の周波数の成分とその２倍の周波数の成分の大きさを前記干渉位相に対する依存性の大きさとすることを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光学的情報再生方法において、
前記検出器の個数は４個であり、
前記４個の検出器上での干渉位相が互いに９０度の整数倍だけ異なり、
前記演算は、検出される前記信号光と前記参照光の干渉位相が互いに１８０度異なる第１の検出器と第２の検出器の差動信号を第１の差動信号とし、前記検出器のうち残りの第３の検出器と第４の検出器の差動信号を第２の差動信号として、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の２次の多項式演算結果を前記再生信号とするものであり、
前記調整工程では、前記演算結果の干渉位相に対する依存性が最小になる前記多項式演算の各項の係数を探索し、設定することを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項５】
請求項１に記載の光学的情報再生方法において、
前記検出器の個数は４個であり、
前記４個の検出器上での干渉位相が互いに９０度の整数倍だけ異なり、
前記演算は、検出される前記信号光と前記参照光の干渉位相が互いに１８０度異なる第１の検出器と第２の検出器の差動信号の直流成分を除いたものを第１の差動信号とし、前記検出器のうち残りの第３の検出器と第４の検出器の差動信号の直流成分を除いたものを第２の差動信号として、前記第１の差動信号の二乗と、前記第２の差動信号の二乗と、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の積とにそれぞれ所定の係数を乗算して加算したものを前記再生信号とするものであり、
前記調整工程では、前記演算結果の干渉位相に対する依存性が最小になるように前記係数を探索し、設定することを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項６】
請求項１に記載の光学的情報再生方法において、
前記検出器の個数は４個であり、
前記４個の検出器上での干渉位相が互いに９０度の整数倍だけ異なり、
前記演算は、検出される前記信号光と前記参照光の干渉位相が互いに１８０度異なる第１の検出器と第２の検出器の差動信号に対して直流成分を除き、第１の係数を掛けたものを第１の差動信号とし、前記検出器のうち残りの第３の検出器と第４の検出器の差動信号に対して直流成分を除き、第２の係数を掛けたものを第２の差動信号として、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の二乗和と、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の積とに、それぞれ第３の係数と第４の係数とを乗算した後に加算したものを前記再生信号とするものであり、
前記調整工程では、前記４つの検出器上での前記干渉位相が変動したときの前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の変動の大きさが等しくなるように前記第１の係数と前記第２の係数とを設定し、さらに前記演算の結果の干渉位相に対する依存性が最小になるように前記第３の係数と前記第４の係数とを設定することを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項７】
請求項１に記載の光学的情報再生方法において、
前記検出器の個数は４個であり、
前記４個の検出器上での干渉位相が互いに９０度の整数倍だけ異なり、
前記演算は、検出される前記信号光と前記参照光の干渉位相が互いに１８０度異なる第１の検出器と第２の検出器の差動信号を第１の差動信号とし、前記検出器のうち残りの第３の検出器と第４の検出器の差動信号を第２の差動信号として、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の２次の多項式演算結果を前記再生信号とするものであり、
前記調整工程では、前記第１の差動信号において少なくとも２種類の干渉位相状態における値を読み出し、前記第２の差動信号において少なくとも３種類の干渉位相状態における値を読み出し、前記読み出した値に基づき、前記２次の多項式演算の係数を演算により決定し、設定することを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光学的情報再生方法において、前記読み出す値は、干渉位相を変動させたときの、前記第１の差動信号の最大値及び最小値と、前記第２の差動信号の最大値及び最小値と、前記第１の差動信号が最大値を取る干渉位相状態における前記第２の差動信号の値であることを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項９】
請求項１に記載の光学的情報再生方法において、前記干渉位相に対する依存性の大きさをモニタし、それが所定の値を上回った時に前記調整工程を行うことを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の光学的情報再生方法において、装置起動時及び前回の調整から所定の時間が経過したときに前記調整工程を行うことを特徴とする光学的情報再生方法。
【請求項１１】
光ヘッドと、制御部と、信号処理部とを有し、
前記光ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザから出射した光束を第１と第２の光束とに分割する第１の光学素子と、前記第１の光束を光情報記録媒体に集光して照射し前記光情報記録媒体から反射される反射光を信号光として受光する対物レンズと、前記第２の光束の光路中に設けられ、前記第２の光束を参照光として反射させる参照光反射手段と、複数の検出器と、前記信号光と前記参照光とを合波し、前記複数の光検出器に導き、前記信号光と前記参照光とを各検出器上において互いに異なる位相関係で干渉させる干渉光検出光学系とを含み、
前記制御部は、前記光ヘッド及び前記対物レンズの位置と、前記半導体レーザの発光状態を制御し、
前記信号処理部は、前記複数の検出器の出力を入力とする演算を行って前記演算の結果を再生信号として取得する演算回路と、複数の干渉位相における前記演算の演算途中の出力、最終的な演算の出力、あるいはその両方に基づき、前記演算の結果の干渉位相に対する依存性の大きさが最小になるように前記演算回路による演算の内容を可変設定する演算調整部とを有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光ディスク装置において、前記信号光あるいは前記参照光の光路中に、前記信号光と前記参照光との間の光学的位相差を変調する変調素子を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光ディスク装置において、前記変調素子により前記光学的位相差を所定の周波数で変調する回路を有し、前記演算の結果における前記変調周波数の成分とその２倍の周波数の成分の大きさを前記干渉位相に対する依存性の大きさとすることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の光ディスク装置において、
前記複数の検出器として４個の検出器を有し、
前記４個の検出器上での前記信号光と前記参照光との位相関係が互いに９０度の整数倍だけ異なり、
前記演算回路は、検出される前記信号光と前記参照光の干渉位相が互いに１８０度異なる第１の検出器と第２の検出器の差動信号として第１の差動信号を出力し、前記検出器のうち残りの第３の検出器と第４の検出器の差動信号として第２の差動信号を出力し、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の２次の多項式演算結果を出力する演算を行い、前記演算調整部は、前記演算回路の出力の干渉位相に対する依存性が最小になる前記多項式演算の各項の係数を探索し、設定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の光ディスク装置において、
前記複数の検出器として４個の検出器を有し、
前記４個の検出器上での干渉位相が互いに９０度の整数倍だけ異なり、
前記演算回路は、検出される前記信号光と前記参照光の干渉位相が互いに１８０度異なる第１の検出器と第２の検出器の差動信号の直流成分を除いたものを第１の差動信号として出力し、前記検出器のうち残りの第３の検出器と第４の検出器の差動信号の直流成分を除いたものを第２の差動信号として出力し、前記第１の差動信号の二乗と、前記第２の差動信号の二乗と、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の積とにそれぞれ所定の係数を乗算して加算したものを前記再生信号として出力し、
前記演算調整部は、前記演算回路の出力の干渉位相に対する依存性が最小になる前記係数を探索し、設定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１６】
請求項１１に記載の光ディスク装置において、
前記複数の検出器として４個の検出器を有し、
前記４個の検出器上での干渉位相が互いに９０度の整数倍だけ異なり、
前記演算回路は、検出される前記信号光と前記参照光の干渉位相が互いに１８０度異なる第１の検出器と第２の検出器の差動信号に対して直流成分を除き第１の係数を掛けたものを第１の差動信号として出力し、前記検出器のうち残りの第３の検出器と第４の検出器の差動信号に対して直流成分を除き第２の係数を掛けたものを第２の差動信号として出力し、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の二乗和と、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号との積とに、それぞれ第３の係数と第４の係数とを乗算して加算したものを前記再生信号として出力し、
前記演算調整部は、前記４個の検出器上での前記干渉位相が変動したときの前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の変動の大きさが等しくなるように前記第１の係数と前記第２の係数を設定し、さらに前記演算の結果の干渉位相に対する依存性が最小になるように前記第３の係数と前記第４の係数とを設定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１７】
請求項１１に記載の光ディスク装置において、
前記複数の検出器として４個の検出器を有し、
前記検出器上での干渉位相が互いに９０度の整数倍だけ異なり、
前記演算回路は、検出される前記信号光と前記参照光の干渉位相が互いに１８０度異なる第１の検出器と第２の検出器の差動信号として第１の差動信号を出力し、前記検出器のうち残りの第３の検出器と第４の検出器の差動信号として第２の差動信号を出力し、前記第１の差動信号と前記第２の差動信号の２次の多項式演算の結果を前記再生信号として出力し、
前記演算調整部は、前記第１の差動信号において少なくとも２種類の干渉位相状態における値を読み出し、前記第２の差動信号において少なくとも３種類の干渉位相状態における値を読み出し、前記読み出した値に基づき、前記２次の多項式演算の係数を演算により決定し、設定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光ディスク装置において、前記読み出す値は、干渉位相を変動させたときの、前記第１の差動信号の最大値及び最小値と、前記第２の差動信号の最大値及び最小値と、前記第１の差動信号が最大値を取る干渉位相状態における前記第２の差動信号であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１９】
請求項１１に記載の光ディスク装置において、前記干渉位相に対する依存性の大きさをモニタし、それが所定の値を上回った時に前記演算調整部を作動させることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２０】
請求項１１に記載の光ディスク装置において、装置の起動時と、前回の演算内容の可変設定後、所定の時間が経過した時に前記演算調整部を作動させることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置の再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは、青色半導体レーザと、高ＮＡ対物レンズを用いるブルーレイディスクの製品化に至って、光学系の分解能としてはほぼ限界に達し、さらなる大容量化に向けては、今後、記録層の多層化が有力となると考えられる。このような多層光ディスクにおいては各記録層からの検出光量がほぼ同等となる必要性から、特定の記録層からの反射率は小さくせざるを得ない。ところが光ディスクは大容量化とともにビデオなどのダビング速度の高速化の必要性から、データ転送速度の高速化も続いており、そのままでは再生信号のＳ／Ｎ比が十分確保できなくなりつつある。したがって今後の記録層の多層化と高速化を同時に進めていくためには、検出信号の高Ｓ／Ｎ化が必須となる。
【０００３】
光ディスクの再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関する技術は、たとえば特許文献１〜３などに述べられている。特許文献１，２は光磁気ディスクの再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関して、半導体レーザからの光を光ディスクに照射する前に分岐して、光ディスクに照射しない光を、光ディスクからの反射光と合波して干渉させることにより、微弱な信号の振幅を、光ディスクに照射しない光の光量を大きくすることによって増幅することを狙ったものである。光磁気ディスクの信号検出で従来用いられている偏光ビームスプリッタの透過光と反射光の差動検出は、本質的には、もとの入射偏光成分と光磁気ディスクによる偏光回転によって生じる入射偏光方向と直交する偏光成分を干渉させて、入射偏光で直交偏光成分を増幅して検出を行なうことになっている。したがって、もとの入射偏光成分を増大させれば信号を増大させることができるが、光ディスクに入射させる光強度は、データを消去したり上書きしたりしないようにするために、ある程度以下に抑える必要がある。これに対して上記従来の技術では、予め信号光と干渉させる光を分離しておいて、これをディスクに集光せずに信号光と干渉させ、信号増幅のため干渉させる光の強度を、ディスク表面の光強度と関係なく強くできるようにしているのである。これにより原理的には光強度の許す範囲で、強度を強くすればするほど、光検出器からの光電流を電圧変換するアンプのノイズに比べたＳ／Ｎ比を高めることができる。特許文献３はフォトクロミック媒体を用いた光ディスクの再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関し、特許文献１，２と同様に、光ディスクに照射しない光を、光ディスクからの反射光と干渉させることによって信号増幅を狙っている。フォトクロミック媒体を用いた光ディスクについても、信号再生のため入射光強度が高い程媒体の劣化を早めるため、上記光磁気ディスクと同様に記録媒体に照射する光の強度に制限を伴う。
【０００４】
特許文献１では、２つの光を干渉させて干渉光強度を検出している。この際、干渉させるディスク反射光の光路長を可変とし、干渉信号振幅の確保を狙っている。特許文献２，３，４では干渉光強度検出に加えて、差動検出も行っている。これにより信号に寄与しない各光の強度成分をキャンセルし、信号振幅を２倍にすることで高Ｓ／Ｎ化を図っている。
【０００５】
一般に、２つの光の干渉により得られる干渉信号は、干渉させる二つの光の間の干渉位相（光路長差）に依存する。これに対し、特許文献１では光路中に挿入された三角プリズムを入射光軸方向に可動とすることで光路長差の安定化を図っている。同様に、特許文献４では干渉光学系全体を光ディスクに追従させることで、光ディスクの回転に伴う面ぶれにより発生する光路長差をキャンセルすることを図っている。また、光ディスクに当てない光を反射するミラーの位置を光軸方向に可動とすることで光路長差の安定化を図っている。特許文献５では、互いに干渉状態の異なる複数の干渉信号を生成し、それらの演算により信号を生成することで、干渉位相に依存しない増幅信号を出力することを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３４２６７８号公報
【特許文献２】特開平６−２２３４３３号公報
【特許文献３】特開平６−６８４７０号公報
【特許文献４】特開２００７−３１７２８４号公報
【特許文献５】特開２００８−６５９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術において、光路長差を安定に保つには、現在の光ディスクの面ぶれ約６００μｍに対し、可動とする対象物を追従させ、更に光源の波長よりも十分小さい数ｎｍ程度の精度で位置決めを行う必要がある。しかし、現在のアクチュエータでこの要求に見合うストロークと位置決め精度を達成することは難しい。更に、光ディスクに設けられたカバー層の厚みのむらも光路長差を乱す原因となるが、上記従来技術には、この厚みむらに対応する光路長の制御方法については特に述べられていない。
【０００８】
これに対し、特許文献５では光路長差に依存しない出力を得る方法を採っているため上記の問題は発生しないが、光学系が理想的な状態からずれている時に、干渉位相に対する依存性が発生してしまい、本来の効果が得られなくなってしまう。干渉位相に対する依存性を発生させる主な原因としては、複数の干渉光を発生させるための光学系におけるハーフビームスプリッタの分岐比、偏光に対する遅延量の違い、λ／２板やλ／４板の設定角、遅延量、検出器の量子効率などの誤差が挙げられる。しかし、これらの誤差の全てを無視できる程度に抑えることは一般に難しく、仮に光学系の組み立て時に誤差を抑えることができたとしても、温度変化や経時変化などにより再び誤差が発生するため、本来の効果を安定に得ることは難しい。
【０００９】
本発明の第１の目的は、２つの光の光路差の調整が容易で、信号増幅効果が高く、効果を安定に持続させることができ、光学系の小型化に適した、干渉型の光情報信号の検出方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、２つの光の光路差の調整が容易で、信号増幅効果が高く、効果を安定に持続させることができ、光学系の小型化に適した、干渉型の光情報信号の検出系を備えた光ディスク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】
本発明では、上記第１の目的を達成するために以下の手段を用いた。
光源から出射した光束を第１の光束と第２の光束とに分割し、第１の光束を光情報記録媒体上に集光して照射し、光情報記録媒体から反射した信号光を複数の検出器に導き、第２の光束を光情報記録媒体には集光せず参照光として複数の検出器に導き、複数の検出器上で信号光と参照光を位相関係が互いに異なる状態で光学的に干渉させ、複数の検出器からの出力を入力として演算を行うことにより再生信号を取得する。その際、複数の干渉位相における演算途中の出力、最終的な演算の出力、あるいはその両方に基づき、演算の演算内容を可変設定し、演算の結果の干渉位相に対する依存性が最小になるように設定する演算調整を行うこととした。演算内容は、一度可変設定されると、その設定に固定される。
【００１２】
このように複数の検出器の出力を基に演算を行うことによって、各々の検出器での光学的干渉状態が変化したとしても常に最適に位相が合った状態と同様の再生信号を得ることができる。また、演算の調整を行うことで、光学系が不完全又は不安定な状況においても、干渉状態によらない再生信号を得ることができる。
【００１３】
具体的には、干渉信号を取得する検出器が４個の場合、参照光と信号光の間の位相関係は、第１の検出器上と第２の検出器上では互いに１８０度異なり、第３の検出器上と第４の検出器上では互いに１８０度異なり、第１の検出器上と第３の検出器上では９０度異なるようにする。これにより、３６０度の位相関係のうち、９０度ずつずれた４つの位相状態を同時に検出することができる。再生信号は光の位相状態の３６０度の変化に応じて正弦波状に変化するため、９０度ずつ位相状態のずれた４つの信号を観測することで、任意の位相状態での信号状態を演算によって再現することが可能になる。すなわち任意の位相状態での安定した再生・検出が実現される。
【００１４】
前記の演算として、第１の検出器と第２の検出器の差動信号と、第３の検出器と第４の検出器の差動信号との、２次の多項式とした。ここで、第１と第２の検出器の組と第３と第４の検出器の組では位相が９０度ずれているため、干渉位相によらずどちらか一方の差動信号が十分な振幅を持つため、常に一定した最大出力信号を得ることが可能になる。また、４つの干渉信号を取得する光学系などが理想的な状態からずれている場合も、出力信号の干渉位相依存性をモニタし、これが最小になるように２次多項式の係数を適当に選ぶことにより、干渉位相に依存しない一定の出力信号を得ることが可能である。
【００１５】
別の手段として、前記手段に加え、信号光と干渉光の光学的位相差（光路長差）を変調することを行った。これにより、光路長の揺らぎが小さく出力信号の干渉位相依存性が十分に測れない状況においても、意図的に干渉位相を変調することができるため、上記干渉位相依存性を安定して得ることができる。さらに、干渉位相の変調を一定周波数とし、出力信号における当該周波数成分を検出することで、出力信号の干渉位相依存性を精度よく測ることができる。
【００１６】
別の手段として、上記演算は、上記２つの差動信号のぞれぞれの直流成分を除き、第１の差動信号の二乗と、第２の差動信号の二乗と、第１の差動信号と第２の差動信号の積とを、適当な係数を乗じて加算する演算とした。これにより、探索する係数の個数が減少するため、演算の調整を高速に行うことができる。
【００１７】
さらに別の手段として、上記演算は、２つの差動出力からそれぞれ直流成分を除き所定の係数を乗算したものに対し、これらの二乗和と、これらの積とを、所定の係数で加算するものとした。これにより、調整が一意に定まる演算と１つの係数の探索になるため、演算の調整が高速になる。
【００１８】
さらに別の手段として、上記演算は、上記２つの差動信号の２次多項式とし、上記演算調整は、２次多項式の係数を、片方の差動信号から異なる干渉位相状態で読み出した３つの値と、もう片方の差動信号から異なる干渉位相状態で読み出した２つの値を用いた演算により決定するものとした。これにより、一意に決まる演算のみにより調整を行うことが可能であるため、調整が高速になる。より具体的には、読み出す値として、２つの差動信号の最大値と最小値、さらに片方の差動信号が最大になる干渉位相状態におけるもう片方の差動信号の値とした。
【００１９】
第２の目的を達成するために、好適には光ディスク装置を、光ヘッドと、制御部と、信号処理部とを有する構成とし、以下の手段を用いることができる。
【００２０】
光ヘッドは、半導体レーザと、半導体レーザからの光束を第１の光束と第２の光束に分岐する第１の光学素子と、第１の光束を光情報記録媒体の記録膜面に集光し、反射光を受光する対物レンズと、第２の光束の光路中に設けられた参照光束反射手段と、第１の光検出器と、第２の光検出器と、第３の光検出器と、第４の光検出器とを有する。また、光情報記録媒体によって反射された第１の光束と参照光束反射手段によって反射された第２の光束とが合波された光束を分岐して第１の光検出器と第２の光検出器に入射させる第２の光学素子と、第１の光束と第２の光束とを第２光学素子による合波とは９０度位相関係が異なる状態で合波し、当該合波された光束を分岐して第３の光検出器と第４の光検出器に入射させる第３の光学素子とを有し、第１の光束と第２の光束の間の位相関係は、第１の検出器上と第２の検出器上では互いに１８０度異なり、第３の検出器上と第４の検出器上では互いに１８０度異なり、第１の検出器上と第３の検出器上では９０度異なっているように構成した。
【００２１】
制御部は、光ヘッド及び対物レンズの位置と、半導体レーザの発光状態を制御する。信号処理部は、第１から第４の光検出器の出力信号から所定の演算により再生信号を生成し、複数の干渉位相における上記演算の演算途中の出力、最終的な演算の出力、あるいはその両方に基づき、上記演算の演算内容を可変設定し、固定された設定により前記演算の結果の干渉位相に対する依存性が最小になるように設定する演算調整を行うように構成した。
【００２２】
これにより、第１、第２、第３、第４の検出器で、参照光と光ディスクに当たって反射してきた信号光を合成し、干渉効果により増幅して再生することができるため、微小な反射信号を高Ｓ／Ｎで検出することができる。すなわち、特に反射率が低く信号量の少ない多層媒体や、広帯域ノイズの影響の大きい高速再生時のＳ／Ｎ比を大幅に向上することが可能になる。
【００２３】
また、演算の調整機能により、光ヘッドの構成部品の特性や組み立てにおける誤差の許容範囲を広く取ることができるようになるため、装置製造のコストを下げることが可能になる。
【００２４】
本発明によると、実際の光学系に生じる様々な特性のばらつきに影響を受けることなく、安定した増幅信号を出力でき、光学系の小型化に適した干渉型の光ディスク信号検出系を備えた光ディスク装置を、安価に提供することが可能となる。これにより、記録層数が複数存在する多層光ディスクなど、信号光強度を従来よりも低くせざるを得ない場合や、信号再生速度が従来に比べて高速化することによりノイズが増大する場合などに、信号増幅によって再生信号品質を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、従来のディスク装置と同等のサイズで作製可能で、内蔵する干渉光学系の様々な特性のばらつきの影響を受けることなく安定な出力信号を生成可能な、信号増幅効果のある、干渉型の光ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による光ディスク装置の一例を示す摸式図。
【図２】サーボ検出用検出器の詳細を表す図。
【図３】信号処理回路のブロック図。
【図４】コーナーキューブの外形を示す図。
【図５】コーナーキューブの偏光擾乱補正の説明図。
【図６】演算回路、演算調整回路のブロック図。
【図７】干渉信号を検出する検出器が３つの場合の光ヘッドを示す図。
【図８】ピエゾ素子により光路長差の変調を行う別の実施形態を示す図。
【図９】アクチュエータの傾きにより光路長差の調整と変調を行う別の実施形態を示す図。
【図１０】演算調整を簡略化した別の実施形態を示す図。
【図１１】演算調整をさらに簡略化した別の実施形態を示す図。
【図１２】演算調整を差動出力の演算により行う別の実施形態を示す図。
【図１３】演算調整を差動出力の演算により行い、演算を簡略化した別の実施形態を示す図。
【図１４】光路長差を一定周波数で変化させる実施例における、ピエゾ素子への駆動電圧を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明による光ディスク装置の一例を示す摸式図である。
半導体レーザ１０１からの光をコリメートレンズ１０２によって平行光とし、λ／２板１０３を透過させて偏光ビームスプリッタ１０４に入射させる。偏光ビームスプリッタ１０４は分離面に入射するｐ偏光（以後、水平偏光と呼ぶ）をほぼ１００％透過し、ｓ偏光（以後、垂直偏光と呼ぶ）をほぼ１００％反射させる機能を有している。このときλ／２板１０３の光軸のまわりの回転角度を調整することにより、透過光と反射光の強度比を調整することができる。透過光は、まず特殊偏光ビームスプリッタ１０５に入射する。特殊偏光ビームスプリッタ１０５は水平偏光を１００％透過し、垂直偏光の一部を反射、一部を透過するという性質を持っている。このため入射した光は１００％透過し、λ／４板１０６を透過して円偏光に変換され、球面収差を補正するビームエキスパンダ１２９を通過し、２次元アクチュエータ１０７に搭載された対物レンズ１０８により、光ディスク１０９上の記録層に集光される。光ディスクからの反射光は同じ光路を戻り、対物レンズ１０８によって平行光とされ、λ／４板１０６により最初に入射したときとは９０°偏光方向が回転した直線偏光となる。次に特殊偏光ビームスプリッタ１０５に入射し、上記の性質により一部が透過、一部が反射する。反射光はシリンドリカルレンズ１１０によって検出器１１１に入射する。
【００２９】
ここで検出器１１１は図２のように検出器２０１，２０２，２０３，２０４の４つに分割されており、図のようにそれぞれの出力信号をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとおくと、演算Ａ−Ｂ−Ｃ＋Ｄが焦点ずれ信号（ＦＥＳ）として、演算Ａ−Ｂ＋Ｃ−Ｄがトラックずれ信号（ＴＥＳ）として、それぞれ２次元アクチュエータ１０７のボイスコイルモータに電流としてフィードバックされる。
【００３０】
一方、特殊偏光ビームスプリッタ１０５を透過した光は偏光ビームスプリッタ１０４に入射する。すると偏光が９０度回転しているため、反射して集光レンズ１１３に入射する。一方、半導体レーザ１０１から出射し、偏光プリズム１０４を反射した光は可動部１１４に搭載された反射プリズム１１５において反射し、２次元アクチュエータ１０７上に搭載されたコーナーキューブプリズム１１６に入射する。コーナーキューブプリズムは入射した光を正反対の向きに反射させる素子である。ここで、入射光は光軸がコーナーキューブプリズム１１６の３つの反射面のなす頂点に入射されるようにする。これにより反射された光は同じ光路を戻り、偏光ビームスプリッタ１０４に入射する。ここで、コーナーキューブプリズムによって光の偏光、波面が擾乱を受けるため、光路の途中に挿入された補償素子１１７によってそれらの擾乱が補償され、かつ往路の光に対して復路の光の偏光が９０度回転するようにしている。そのためコーナーキューブプリズムからの反射光は偏光ビームスプリッタ１０４を透過し、光ディスクからの反射光と互いに偏光が直交した状態で同軸となって集光レンズ１１３に入射する。
【００３１】
集光レンズ１１３に入射した二つの光は、無偏光ビームスプリッタ１１８によってそれぞれ１対１の割合で反射、透過する。透過した光はλ／２板１１９を透過することにより偏光が４５度回転した後、偏光ビームスプリッタ１２０によって水平偏光成分と垂直偏光成分に分離され、分離されたそれぞれの光は検出器１２１，１２２によって検出される。無偏光ビームスプリッタ１１８を反射した光はλ／４板１２３を通過した後、偏光ビームスプリッタ１２４によって水平偏光成分と垂直偏光成分に分離され、分離されたそれぞれの光は検出器１２５，１２６によって検出される。検出器１２１，１２２の出力信号は差動回路１２７に入力され、差動信号Ｄ1が出力される。同様に、検出器１２５，１２６の出力信号は差動回路１２８に入力され、差動信号Ｄ2が出力される。
【００３２】
ここでＤ1，Ｄ2は、再生ブロック２にある信号処理回路２５に入力される。ここでは、信号処理回路２５は入力の時点で、Ｄ1とＤ2をサンプリングしてデジタル化し、以降の処理をデジタル演算によって行う。
【００３３】
信号処理回路２５の回路ブロックの構成の具体例を図３に示す。Ｄ1とＤ2はＡＤ変換回路３０１，３０２によってデジタル化され、演算回路３０３に入力され、デジタル信号出力Ｓが得られる。ＡＤ変換器のサンプリングのタイミングは、演算回路３０３の出力と電圧制御可変周波数発信器（ＶＣＯ）３０４の出力を位相比較器３０５によって位相比較し、位相比較器の出力をローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０６によって平均化して、ＶＣＯの制御入力へとフィードバックすることによって生成している。すなわち、位相比較器３０５、ＶＣＯ３０４、ＬＰＦ３０６によって構成されたＰＬＬ（Phase-locked loop）回路によって位相制御されたクロック出力（ＣＫ）を得て、ＡＤ変換のタイミングを制御している。演算回路の内部では、Ｄ1，Ｄ2に関する２次の多項式演算が行われ、演算調整回路３０７より与えられる係数により演算式が決定される。
【００３４】
演算調整回路３０７は、演算出力にローパスフィルタ３０８を通して再生信号成分を落としたものを一定期間メモリに保存し、保存データより演算出力の揺らぎの大きさを最大値と最小値の差として算出する。そして算出された値が最小となるよう、上記係数の値を一定期間ごとに変えて演算回路３０３にフィードバックし、最適な係数を求める。なお、通常の光ディスク再生信号の周波数の下限は演算出力の揺らぎの周波数の上限より２桁以上大きいため、ローパスフィルタのカットオフ周波数は両者の中間に設定すればよい。例えば現行のブルーレイディスクを１倍速（線速度４．９１７ｍ／ｓ）で再生する場合の再生信号周波数は数１００ｋＨｚ以上であるのに対し、光路長差の変動による演算出力の揺らぎの周波数は数ｋＨｚ程度以下であるので、ローパスフィルタのカットオフ周波数は１０ｋＨｚ程度に設定すればよい。
【００３５】
最適な係数が決定された後に、デジタル信号出力Ｓは適当なデジタル等化処理の後、復調回路２４やアドレス検出回路２３に入力され、復号回路２６によって、ユーザデータとして、メモリ２９やマイクロプロセッサ２７に送られる。マイクロプロセッサは、上位装置９９からの指示によって、任意のサーボ回路７９や自動位置制御手段７６を制御し、任意のアドレスに光スポット３７を位置づける。マイクロプロセッサ２７は上位装置からの指示が再生か記録かによって、レーザドライバ２８を制御し、レーザ１０１を適当なパワー／波形で発光させる。サーボ回路７９は、サーボ信号ＦＥＳ，ＴＥＳに基づき２次元アクチュエータ１０７を制御する。またさらに、マイクロプロセッサ２７は、信号品質又はディスク情報に基づき可動部１１４の制御を行い、光路長差が最小に、すなわち信号出力が最大になる場所に可動部１１４の位置を調整する。
【００３６】
本光学系において、干渉信号出力を十分に得るためには、信号光と参照光の光路長差は光源のコヒーレンス長以内程度に設定する必要がある。このため可動部１１４は、多層光ディスクの読み取る層やディスクの種類などに応じて反射プリズム１１５を入射光の光軸方向に移動させ、信号光と参照光の光路長差がゼロになるように設定する。光路長差ゼロの位置は、干渉信号出力の振幅の大きさが最大になる位置として探索あるいは学習する。あるいは再生信号のジッタが最小になる位置としてもよい。また、光ディスクの面ぶれによる光路長差の変化は、コーナーキューブプリズム１１６が対物レンズ１０８とともにアクチュエータ１０７に一体に搭載されていることにより相殺される。
【００３７】
コーナーキューブプリズムの偏光補償について詳細に説明する。コーナーキューブプリズムは図４（ａ）に示すように、ガラスなどの媒質を切り出して立方体の３面を構成したものである。コーナーキューブプリズムへの入射光は、この３面によって反射され、入射光と正反対の方向に戻り光として出射される。ここで、各反射面での反射は全反射条件を満たすため、所定の入射角に応じた位相差が、入射面に対するｐ偏光とｓ偏光の間に発生する。このため戻り光は偏光と波面が乱れる。しかも光の入射する位置によって３つの反射面を反射する順番が異なることにより、偏光の乱れ方が異なる。図４（ｂ）はコーナーキューブを入射光の方向から見たときの図であり、ここに示す（１）（２）（３）（４）（５）（６）の領域においてそれぞれ異なる偏光擾乱が発生する。但し図の太線は反射面どうしの境界線を表している。
【００３８】
これを補正するには、図５のように３分割位相板５０１と、λ／４板５０２と、６分割λ／２板５０３からなる補償素子１１７を挿入すればよい。λ／４板，６分割λ／２板は偏光の補償だけでなく、入射光に対して戻り光の偏光を９０度回転させる機能も兼ねている。また、３分割位相板は特定領域の水平偏光と垂直偏光の間に所定の位相差φｐ−φｓ（φｐ，φｓはそれぞれ水平偏光，垂直偏光に発生する位相）を発生させるもので、入射時に本素子を通過する領域と通過しない領域の間の位相差を補償し、戻り光の波面をそろえる役割を持つ。例として、光の波長が４０５ｎｍ、コーナーキューブプリズムの媒質がＢＫ７であるときの３分割位相板、λ／４板と、６分割λ／２板の設定値を表１に示す。角度の定義は図４に示すように、垂直偏光方向５０４を０度とし、入射光方向から見て反時計回りを正としている。
【００３９】
【表１】
2010170616.tif 000003
【００４０】
次に、光の干渉によって増幅信号を得る過程を詳細に説明する。まず、光学系が理想的な状態にある場合を考える。集光レンズ１１３に入射する光は、水平偏光であるコーナーキューブ１１６からの戻り光と、垂直偏光である光ディスク１０９からの戻り光が同軸になったものである。従って光の偏光状態をジョーンズベクトルで表すと、式(1)となる。
【００４１】
【数１】
2010170616.tif 000004
【００４２】
ここでＥsは光ディスク４からの戻り光の電場、Ｅrはコーナーキューブプリズム１１６からの戻り光の電場である。また、このベクトルの第１成分は水平偏光を、第２成分は垂直偏光を表す。
【００４３】
この光は無偏光ビームスプリッタ１１８によって２分割され、透過光は軸方向が水平偏光方向から見て２２．５度の方向にfast軸を持つλ／２板１１９を通過する。このときジョーンズベクトルは、次式(2)となる。
【００４４】
【数２】
2010170616.tif 000005
【００４５】
次に偏光ビームスプリッタ１２０によって水平偏光成分が透過し、垂直偏光成分が反射するため、透過する光と反射する光の電場はそれぞれ式(3)、式(4)となる。
【００４６】
【数３】
2010170616.tif 000006
【００４７】
一方、無偏光ビームスプリッタ１１８を反射した光は、軸方向が水平偏光方向から見て４５度の方向にfast軸を持つλ／４板１２３を通過する。このときジョーンズベクトルは、式(5)となる。
【００４８】
【数４】
2010170616.tif 000007
【００４９】
次に、偏光ビームスプリッタ１２４によって水平偏光成分が透過し、垂直偏光成分が反射するため、透過する光と反射する光の電場はそれぞれ、式(6)、式(7)となる。従って４つの検出器１２１，１２２，１２５，１２６の検出信号はそれぞれ、式(8)から式(11)となる。
【００５０】
【数５】
2010170616.tif 000008
【００５１】
ηは検出器の変換効率である。Δφは信号光と参照光の位相関係、すなわち干渉位相である。これらをそれぞれＡ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4とおくと、差動信号Ｄ1，Ｄ2はそれぞれ式(12)、式(13)と表される。
【数６】
2010170616.tif 000009
【００５２】
このとき、演算回路では以下の式のように、Ｄ1，Ｄ2の二乗和（２次式のひとつ）の演算を行うときに干渉位相に依存しない出力が得られる。
【００５３】
【数７】
2010170616.tif 000010
【００５４】
この出力は、光ディスクから反射した光（以後、信号光と呼ぶ）の電場がコーナーキューブからの戻り光（以後、参照光と呼ぶ）の電場によって増幅された形をしている。したがって光ディスクの反射率が低い等の理由によってＥsが小さく、直接信号光を検出しても正しく信号が再生できない場合であっても、信号を増幅して正しく再生することが可能になる。なお、本出力の平方根を再生信号として扱っても良い。これにより信号の線型性が良くなるためにデータの復調が簡潔になる。
【００５５】
次に、光学系が不完全な場合に、演算調整回路３０７が有効に作用することを示す。実際に光ヘッドを作製するにあたり、光学系の各種パラメータ、例えばハーフビームスプリッタ１１８の反射率、透過率、遅延量や、λ／２板１１９，λ／４板１２３の遅延量、設定角、あるいは検出器１２１，１２２，１２５，１２６の変換効率、オフセットなどが理想的な値から誤差を生ずる。これらの誤差により、検出器の出力Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4はもはや式(8)(9)(10)(11)のような式で記述できない。一般に、このような誤差がある場合の差動出力Ｄ1，Ｄ2はそれぞれ式(15)、式(16)のように表される。ａ，ｒ，ｂ1，ｂ2，δは定数である。
【００５６】
【数８】
2010170616.tif 000011
【００５７】
これらに対して理想的な場合と同じ二乗和演算を出力すると、一般には干渉位相に依存する項が残ってしまう。ところが、式(17)(18)(19)とすると、Ｄ1’，Ｄ2”は理想的な場合のＤ1，Ｄ2と同じ形をしており、これらの二乗和は式(20)となって、位相に依存しない出力となる。
【数９】
2010170616.tif 000012
【００５８】
式(20)をＤ1，Ｄ2を用いて表すと、式(21)となり、Ｄ1，Ｄ2の２次の多項式となる（ただし、ｓ＝sinδである）。
【００５９】
【数１０】
2010170616.tif 000013
【００６０】
従って、演算出力をＤ1，Ｄ2の２次の多項式とし、各項の係数を式(21)の値に設定することで、理想的な状態と同じように干渉位相に依存しない出力信号を得ることができる。ただし、出力信号の振幅を理想的な場合と同等にするため、実際は以下の式のように、式(21)を１／cosδの二乗で除算したものを各係数の目標値とし、Ｄ1の二乗項の係数は１に固定とする。
【００６１】
【数１１】
2010170616.tif 000014
【００６２】
なお、現実的なδの変動範囲約±１０度程度において１／cosδの二乗は±３％程度しか変化しないため、上記の除算は出力信号の振幅にほとんど影響を及ぼさない。また、式(22)の定数項ｃ5は干渉位相に対する依存性と無関係であるが、以下のように他の項の係数ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4より一意に定まる。
【００６３】
【数１２】
2010170616.tif 000015
【００６４】
以上をまとめると、最適な演算の調整は図６のようなブロック図で表される。まず、入力信号Ｄ1，Ｄ2からＤ1の二乗、Ｄ2の二乗、Ｄ1とＤ2の積が二乗回路６０１，６０２などを用いて生成され、最適化回路６０３から与えられる係数ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4，ｃ5とともに信号出力Ｓが生成される。ここでＤ1の二乗項の係数は１に固定し、定数項以外の他の項の係数値ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4，ｃ5をパラメータとして探索する。定数項ｃ5は定数項生成回路６０４において探索パラメータｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4より式(23)を用いて生成される。出力信号Ｓはローパスフィルタ３０８により再生信号成分を落とされた後にメモリ６０５に一定期間保存され、データ処理回路６０６はそれらの最大値、最小値を生成し、差動回路６０７によりそれらの差が出力される。ただし、ローパスフィルタは省略しても構わない。以下に述べるすべてのローパスフィルタについても同様である。この出力は干渉位相に対する依存性の大きさを表すパラメータになっており、最適化回路６０３ではこの値が最小になるようにｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4の値を調整する。最適化されたパラメータは式(22)に示される値に設定されるため、干渉位相に依存しない信号出力Ｓが得られる。なお、探索するパラメータは上記係数値とは限らず、例えばｒ，ｂ1，ｂ2，sinδを探索するパラメータとし、これらの値から式(22)に従って２次式の係数を算出してもよい。
【００６５】
なお、演算出力の干渉位相に対する依存性の指標としては、上記のような出力の最大値と最小値の差だけに限らない。たとえばこの値を再生信号振幅の大きさや、ＤＣ成分で規格化した値を代わりに用いてもよい。
【００６６】
上述の演算調整が完了した後は、固定された設定値によって安定した再生信号を取得することができる。すなわち、調整完了後には再生信号を取得する時に調整を行わなくてよいということを意味している。ただし、装置の経時的な状態変化や、環境温度の変化などにより、理想的な設定値がシフトし、干渉位相依存性が徐々に発生する可能性があり、この場合、適切なタイミングで再度調整を行うことが必要となる。本実施例では、前記干渉依存性の大きさを表すパラメータを常にモニタし、一定値を上回った時に前述の演算調整を開始する。これ以外にも、当該装置の起動時と、最新の調整から所定の期間が経過した後に定期的に調整を行うようにしても構わない。
【００６７】
なお、本効果を得るための検出器の数や、各検出器上での信号光と参照光の位相差は上記のとおりとは限らず、原理的には３つ以上の検出器で、各検出器上での信号光と参照光の位相差が互いに異なるように検出を行えばよい。例として図７に、３つの検出器を用い、信号光と参照光の位相差が各検出器上でそれぞれ０度、１２０度、２４０度となる場合の光ヘッド部の構成を示す。集光レンズ１１３を通過した光は、無偏光ビームスプリッタ７０１，７０２によって３つの光束に分割され、それぞれ４５度偏光を透過する偏光子７０３，７０４，７０５を通過したのちに検出器７０６，７０７，７０８によって検出される。この３つの光束のうち、ひとつには信号光と参照光の間に６０度の位相差を発生させる位相板７０９が、もうひとつには信号光と参照光との間に３００度の位相差を発生させる位相板７１０がそれぞれ挿入されている。また、各検出器上での光量が等しくなるように、無偏光ビームスプリッタ７０１は透過率と反射率の比が１対２に、無偏光ビームスプリッタ７０２は透過率と反射率が等しくなるようなものを使用する。このとき、各検出器上に入射する光の強度Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3は、それぞれ次式のように表せる。
【００６８】
【数１３】
2010170616.tif 000016
【００６９】
ただし、ここで無偏光ビームスプリッタ７０１，７０２での反射時に信号光と参照光の間に１８０度の位相差が発生することを考慮している。次に、これらの出力信号を演算回路７１１に入力し、以下の出力Ｄ1，Ｄ2を生成する。
【００７０】
【数１４】
2010170616.tif 000017
【００７１】
すると、これらは上記の４つの検出器の例における差動信号Ｄ1，Ｄ2と同じ形をしている。したがって次式のような演算により、信号光と参照光の間の位相差に依存しない増幅信号を得ることができる。
【００７２】
【数１５】
2010170616.tif 000018
【００７３】
光学系が不完全な場合は、Ｄ1，Ｄ2が上記の４検出器の例と同様に式(15)、式(16)の形になるため、これらに対して上記の例と同じ演算、調整を行えばよい。
【００７４】
本実施例はＤＶＤやブルーレイディスクのような、通常の光ディスクの再生を前提としているが、入射光と変調された信号光がコヒーレントで同一の波長であれば、特に形態は問わない。例えばホログラムメモリや、近接場メモリなどの大容量メモリにおいても本発明は適用可能である。
【実施例２】
【００７５】
図８は別の実施形態として、光路長差を変調する機構を搭載した場合を示している。実施例１で述べた演算調整を正確に行うためには、干渉位相が２π以上の範囲で変化する必要がある。実施例１では光学系の不安定により生じる干渉位相の揺らぎを利用していたが、本実施例ではマイクロプロセッサからの命令によりピエゾ素子８０１に電圧を駆動して信号光を反射するミラー８０２を前後方向に変調することにより光路長差を変調するため、光学系が安定で干渉位相の揺らぎがほとんど生じない場合でも、意図的に干渉位相を変調することにより、演算調整を確実に行うことができる。
【００７６】
なお、光路長差を変調する機構は光路長差調整機構と同一でもよく、光路長差調整によって設定された位置を中心として光路長差を変調すればよい。また、図８では信号光路の途中にこれらの調整機構が挿入されているが、参照光路の途中にこれらを挿入しても全く同一の効果が得られる。また、変調の速度は数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度あればよく、可動機構としてステッピングモータ等を用いても十分である。別の可動機構として、図９のように対物レンズやコーナーキューブプリズムを搭載するアクチュエータを３次元アクチュエータ９０１とし、光軸方向に傾けることによって光路長差を発生させても良い。
【００７７】
また、干渉位相の変調を一定周波数ｆで行ってもよい。一般に、干渉位相依存性が残っているときの演算出力は、式(30)のように表される（Δφは位相差、ｋ1，ｋ2，ｋ3，ｋ4，ｋ5，ｋ6，ｋ7，ｋ8，δ1，δ2は定数）。
【００７８】
【数１６】
2010170616.tif 000019
【００７９】
ここで、光路長差Δｌを式(31)で表される速度vで変化させるようにピエゾ素子に駆動させる電圧を直線的に変化させると（λは光源の波長）、式(32)となるため（ｔは時間、ｌ0は時刻０のときの光路長差）、演算出力に周波数ｆの成分と２ｆの成分が生じる。
【００８０】
【数１７】
2010170616.tif 000020
【００８１】
従ってこれらの変調周波数成分の大きさを干渉位相依存性の大きさとし、これらが最小（ゼロ）となるように演算調整を行えばよい。なお、ピエゾ素子の駆動電圧としては、単に一方向に直線的に変化する電圧でなく、図１４のような三角波であっても構わない。
【実施例３】
【００８２】
図１０は、別の実施形態として、実施例１において、演算調整を簡略化した場合の信号処理ブロック図である。この場合、差動信号Ｄ1，Ｄ2はまずハイパスフィルタ１００１，１００２を通過し、ＤＣ成分が除去される。すると、式(15)、式(16)においてｂ1＝ｂ2＝０となるため、実施例１の式(22)は次式(33)となり、３成分のみの和となる。従って、本実施例では、ＤＣ成分を除去した差動信号Ｄ1，Ｄ2を用いて、式(34)の形の演算を行い、最適化回路６０３ではｃ1，ｃ2を最適化すればよい。
【００８３】
【数１８】
2010170616.tif 000021
【００８４】
この場合、実施例１に比べて演算式が簡略化され、さらに探索する係数の個数が４つから２つに減るため、調整をより高速に行うことができる。
【実施例４】
【００８５】
図１１は、別の実施形態として、実施例３の演算調整をさらに簡略化した場合である。これまでの実施例は演算の最終結果のみに基づいて演算調整を行っていたのに対し、本実施例では演算途中（差動演算と２次の多項式演算の間）の値も演算調整に用いる。この場合、ＤＣ成分を除去された差動信号のうち一方（ここではＤ2）は、次にゲイン調整回路１１０１に入力される。ここではＤ1，Ｄ2の変動の大きさを等しくする調整を行う。具体的には、Ｄ1，Ｄ2をそれぞれローパスフィルタ１１０２，１１０３に通して再生信号成分を落としたものを一定期間メモリ１１０４，１１０５に保存し、データ処理回路１１０６，１１０７、差動回路１１０８，１１０９によりＤ1，Ｄ2それぞれの振幅（一定期間における最大値と最小値の差）を出力し、さらにそれらの比を除算回路１１１０により生成し、これをＤ2に乗算するというものである。これにより、ｒ＝１となるため、実施例１の式(22)は式(35)となる。従って、本実施例では、ＤＣ成分を除去し、ゲイン調整回路を通過した後、式(36)の形の演算を行い、最適化回路６０３では係数ｃ1を最適化すればよい。
【００８６】
【数１９】
2010170616.tif 000022
【００８７】
本実施例では探索する係数は１つのみのため、調整をより高速に行うことができる。
【実施例５】
【００８８】
図１２は別の実施形態として、実施例１の演算調整を演算処理によって行う場合である。この場合、差動信号Ｄ1，Ｄ2それぞれの最大値、最小値と、Ｄ1が最大値を取る干渉位相におけるＤ2の値から、演算の係数を決定する。具体的には、Ｄ1，Ｄ2をそれぞれローパスフィルタ１２０１，１２０２に通して再生信号成分を落としたものを一定期間メモリ１２０３，１２０４に保存し、データ処理回路１２０５，１２０６によりＤ1の最大値ａ1、最小値ａ2、Ｄ2の最大値ａ3，最小値ａ4，Ｄ1が最大値を取る干渉位相におけるＤ2の値ａ5を出力する。そしてこれらの値を演算回路１２０７に入力し、以下の演算によりｒ，ｂ1，ｂ2，sinδの値を決定する。
【００８９】
【数２０】
2010170616.tif 000023
【００９０】
次に、これらの値から式(22)に従い２次式の各係数を決定すればよい。本実施例では上記実施例のように係数値の探索を行うことなく演算処理により一意に係数を決定できるため、演算を高速に行うことができる。なお、図１３に示すように、実施例４と同様にハイパスフィルタ１００１，１００２でＤ1，Ｄ2のＤＣ成分を落とした後に同様の処理を行ってもよい。この場合、ｂ1＝ｂ2＝０となるため、演算回路１２０７では式(37)、式(40)のみを演算し、式(33)に従い、式(34)の係数ｃ1，ｃ2を決定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明により、大容量多層高速光ディスクの再生信号を安定に、高品質で検出することが可能となり、大容量ビデオレコーダや、ハードディスクデータバックアップ装置、保存情報アーカイブ装置など、幅広い産業応用が期待できる。
【符号の説明】
【００９２】
２…再生信号処理ブロック、２３…アドレス検出回路、２４…復調回路、２５…信号処理回路、２６…復号回路、２７…マイクロプロセッサ、２８…レーザドライバ、２９…メモリ、７９…サーボ回路、７６…自動位置制御手段、７７…モータ、３７…光スポット、９９…上位装置、１５０１：光ヘッド、１０１：半導体レーザ、１０２：コリメートレンズ、１０３：λ／２板、１０４：偏光プリズム、１０５：特殊偏光ビームスプリッタ、１０６：λ／４板、１０７：２次元アクチュエータ、１０８：対物レンズ、１０９：光ディスク、１１０：集光レンズ、１１１：検出器、１１２：演算回路、１１３：集光レンズ、１１４：可動部、１１５：プリズムミラー、１１６：コーナーキューブプリズム、１１７：偏光補償素子、１１８：無偏光ハーフビームスプリッタ、１１９：λ／２板、１２０：偏光ビームスプリッタ、１２１，１２２：検出器、１２３：λ／４板、１２４：偏光ビームスプリッタ、１２５，１２６：検出器、１２７：演算回路、１２８：差動回路、１２９：ビームエキスパンダ、２０１，２０２，２０３，２０４：受光部、２０５：入射ビーム、３０１，３０２：ＡＤ変換回路、３０３：演算回路、３０４：電圧制御発信器、３０５：位相比較器、３０６：ローパスフィルタ、３０７：演算調整回路、３０８：ローパスフィルタ、５０１：３分割位相板、５０２：λ／４板、５０３：６分割波長板、５０４：垂直偏光方向、６０１，６０２：二乗回路、６０３：最適化回路、６０４：定数項生成回路、６０５：メモリ、６０６：データ処理回路、６０７：差動回路、７０１，７０２：無偏光ビームスプリッタ、７０３，７０４，７０５：偏光子、７０６，７０７：位相板、７０８，７０９，７１０：検出器、７１１：演算回路、８０１：ピエゾ素子、８０２：ミラー、９０１：三次元アクチュエータ、１００１，１００２：ハイパスフィルタ、１１０１：ゲイン調整回路、１１０２，１１０３：ローパスフィルタ、１１０４，１１０５：メモリ、１１０６，１１０７：データ処理回路、１１０８，１１０９：差動回路、１１１０：除算回路、１２０１，１２０２：ローパスフィルタ、１２０３，１２０４：メモリ、１２０５，１２０６：データ処理回路、１２０７：演算回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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