(57)【要約】【課題】複数波長を用いる多規格互換の光ディスク装置において、Ｓ／Ｎ比を向上できる受光光学系および回路系を低コストで構成したい。【解決手段】ＲＦ専用の受光面を設け、他受光面からの信号との帯域合成によりＳ／Ｎ比を改善する。光束分割に、回折格子を用い、調整精度を大幅に緩和する。ＲＦ用光電流アンプとしてＡＣアンプを使用できる。【選択図】図１
2006114165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体に対し光を照射するための光源と、
前記光源から出射された光を回折する第一の回折格子と、
前記情報記録媒体からの戻り光を回折する第二の回折格子と、
前記戻り光を受光して信号を検出する信号検出部とを有し、
前記第一の回折格子は前記光源と前記情報記録媒体の間に設けられており、
前記第二の回折格子は前記情報記録媒体と前記信号検出部の間に設けられており、
前記信号検出部は、
前記第二の回折格子を透過した０次光からＡＦ信号を検出するＡＦ信号検出部と、
前記第二の回折格子で回折された一次光から前記情報記録媒体の記録信号を専用に検出するＲＦ信号検出部とを有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
前記光源は、第一の波長の光を出射する第一の光源と、
前記第一の波長と異なる第二の波長の光を出射する第二の光源と、
前記第一・第ニの波長と異なる第三の波長の光を出射する第三の光源とを有することを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項３】
前記ＲＦ信号検出部で検出された信号を増幅するアンプとして、ＡＣアンプを用いたことを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項４】
前記ＡＦ信号検出部は第二のＲＦ信号検出部を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項５】
前記ＲＦ信号検出部で検出された信号を増幅するＡＣアンプと、
前記第二のＲＦ信号検出部で検出された信号を増幅するＤＣアンプとを有することを特徴とする請求項４に記載の情報再生装置。
【請求項６】
前記ＡＣアンプは化合物半導体トランジスタを用いたＡＣアンプであることを特徴とする請求項３に記載の情報再生装置。
【請求項７】
前記信号検出部は、
トラックずれ量を検出する第一および第二の受光部を有し、
前記ＡＦ信号検出部は前記第一および第二の受光部を結ぶ第一の直線上に実質的に配置され、
前記ＡＦ信号検出部と前記ＲＦ信号検出部を結ぶ第二の直線と前記第一の直線が略直交する位置に前記ＲＦ信号検出部は配置されることを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項８】
前記第二の回折格子は、Blaze型の回折格子であることを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項９】
前記ＡＦ信号検出部は四分割光検出器であり、前記第一および第二および第三の波長の０次光を受光する同一の受光部であることを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項１０】
前記ＡＦ信号検出部および、前記トラックずれ量を検出する第一および第二の受光部は、四分割光検出器を三つ以上用いてなることを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項１１】
情報記録媒体に光を照射する光源と、
前記情報記録媒体の記録信号を検出する第一、第ニの信号検出部と、
前記第一の信号検出部で検出された信号の所定の周波数成分をカットオフする第一の周波数フィルタと、
前記第ニの信号検出部で検出された信号の所定の周波数成分をカットオフする第ニの周波数フィルタと、
前記第一、第二の周波数フィルタを通過した二つの信号の差信号を得る手段と、
前記差信号と、前記第一の信号検出部で検出された信号とを加減算する加減算回路とを有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項１２】
前記第一、第二の周波数フィルタのカットオフ特性は、略同一であることを特徴とする請求項１１に記載の情報再生装置。
【請求項１３】
情報記録媒体に光を照射する光源と、
前記情報記録媒体の記録信号を検出する第一、第ニの信号検出部と、
前記第一、第ニの信号検出部で検出された信号の差信号を得る手段と、
前記差信号の所定の周波数成分をカットオフする周波数フィルタと、
前記周波数フィルタを通過した信号と前記第一の信号検出部で検出された信号とを加減算する加減算回路とを有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項１４】
前記第一、第ニのいずれかの信号検出部で検出された信号の利得を可変に変化させる手段を有することを特徴とする請求項１３に記載の情報再生装置。
【請求項１５】
前記第一、第ニのいずれかの信号検出部で検出された信号の利得を、
前記光源の波長に応じて切替える手段を有することを特徴とする、請求項１４に記載の情報再生装置。
【請求項１６】
前記第一の信号検出部で検出された信号の増幅に、ＡＣアンプを用いていることを特徴とする請求項１３に記載の情報再生装置。
【請求項１７】
前記第一の信号検出部で検出された信号の増幅に、化合物半導体トランジスタを用いたアンプを有することを特徴とする請求項１３に記載の情報再生装置。
【請求項１８】
情報記録媒体に光を照射する光源と、
前記情報記録媒体からの戻り光から、前記情報記録媒体の記録信号を検出する第一、第二の信号検出部と、
前記第一の信号検出部で検出された信号を増幅するＡＣアンプと、
前記第二の信号検出部で検出された信号を増幅するＤＣアンプとを有し、
前記ＤＣアンプで増幅された信号を用いて自動焦点制御とトラッキング制御を行い、前記ＡＣアンプで増幅された信号を用いて復号処理を行うことを特徴とする情報再生装置。
【請求項１９】
前記ＡＣアンプで増幅された信号を、長マークの変調信号の上限と下限を検知して、前記上限または下限を超えた分について、ＤＣレベルの加算補正量を変化させる追従補正手段を有することを特徴とする請求項１８に記載の情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置、光ディスク媒体、及び光を用いて記録媒体に情報を記録／再生す光情報記憶装置で、特に、再生信号の信号品質が問題となる、青色光／青紫光利用の高密度光ディスクや、波長の異なる光源を複数用いた、多方式／多規格互換かつ高速／高密度記録の情報再生装置に関係する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに代表される、光学記録媒体への情報記録の高密度化や、情報の読出し速度の高速化が進んでいる。この高速化・高密度化につれ、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）に代表される、検出信号品質の低下が問題となっている。
近年のＳ／Ｎ比不足の主な原因は、青色光に代表される短波長光源が新たに採用されることによって、光スポットのサイズが従来以上に小さく絞られ、記録媒体の記録膜上へ絞られる光スポットのパワー密度が上昇していることにある。記録膜が、熱による記録情報の消失や、熱破壊を起こさずに、記録情報を読み出せる光パワー密度には限界があり、結果として、小さい光スポットより得られる絶対的な信号光量が不足する。
【０００３】
また、高速化によって、検出時間が短くなることによっても、単位時間当りに検出できる総光量が減少しており、やはりＳ／Ｎ比不足の原因となっている。
また、光ディスクに代表されるように、多くの方式の光記録媒体が市場に流通し、多規格／多方式互換の光ディスクを読み書きできることが、利便性に大きく関わるようになった。このような多くの記録方式規格に対応するために、共通に互換で使用できる光ディスク記録／再生装置を構成するために、光ヘッドの受光光学系が複雑化し、光学部品数の増加による光量ロスなどが問題となって、やはりＳ／Ｎ比不足の原因となっている。
これら、高密度化と高速化と多規格互換への必要性によって、近年の高密度化した光情報記録装置の光ヘッドにおいては、光学的にＳ／Ｎを向上することが難しくなりつつある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４９５６５号
【０００５】
【特許文献２】特開平１１−０３９７０２号
【特許文献３】特開平１０−０１１７７３号
【特許文献４】特開２００１−１６７４４２号
【特許文献５】特開平５−２３２３２１号
【特許文献６】特開２００１−３５１２５５号
【特許文献７】特開平６−３０８３０９号
【特許文献８】特開平１１−３０６５７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この問題を解決するために、従来においては、例えば特許文献１（特開平１０−１４９５６５号）においては、３スポット法を用いて、焦点ずれ検出とトラッキングずれ検出を行う場合について、図２（ａ）に代えて、図２（ｂ）の様な受光面を用いて、Ｓ／Ｎ比を改善する方法を開示している。情報の復号に用いる再生信号を得るためには、中央スポット受光面１ａ、１ｂ、または１ｃに当たる光の総光量を得る必要があるが、図２（ａ）のように、中央スポット受光面１ａとして四分割光検出器を用いると、図３（ａ）のように、四つの光電流増幅器４の信号を加算器５で加算して再生信号６を得る回路が必要となる。四つの光電流増幅器４の発生するノイズが足し合わされるため、得られる再生信号６のノイズが６ｄＢ増加してしまう。これを改善するために、図２（ａ）の代わりに、図２（ｂ）のような受光面を用いることで、図３（ｂ）のように、再生信号を中央スポット受光面１ｂの一つの受光面で検出することができ、光電流増幅器４の数が一つで済み、得られる再生信号６のノイズを、図２（ａ）に比べて６ｄＢ下げることができる。なお、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃは、サブススポット用の受光面であり、トラッキングや自動焦点制御の検出のために用いる。
【０００７】
３スポット法では、通常、媒体（ディスク）の手前にある回折格子（これを本願では第一の回折格子と呼ぶ）で中央スポットから光束分割してサブスポット光を生成しており、サブスポットは、中央スポットとは記録媒体上で異なる位置に照射されている。このため、サブスポットから再生信号（ＲＦ信号）を得ることはできない。ＲＦ信号を得るためには、０次光である中央スポットの信号を検出する必要がある。そのため、図２（ａ）両端のサブスポット受光面２ａ・３ａではＲＦ信号を検出できず、図２（ｂ）のように、中央スポットの検出面を一面として、ＲＦ信号専用の受光面とする構成を用いていた。  ただし、この方法では、例えば、レーザの光源に二つの波長を用いる、多規格互換の光ディスクの情報再生装置を構成する場合、回折格子１２による回折角が波長によって変化し、受光面上のサブスポットの位置がずれるため、図２（ｂ）中のサブスポット受光面３ｂを、図２（ｃ）のサブスポット受光面３ｃのように、多面分割したものへ置換える必要がある。また、三波長以上の光源を用いる場合は、サブスポット受光面の分割数をさらに多くする必要が生じ、後段の回路もそれに合わせて複雑化するなど、コストを押上げる要因となっていた。
【０００８】
また、多くの規格の光ディスクの再生に対応しようとする場合、例えばＲＯＭ媒体（読出し専用記憶媒体）において、図２（ｂ）のような検出面の構成では、四分割光検出器がサブスポット上にあるため、差動位相検出によるトラッキング誤差検出が正確にできないという問題点があった。
【０００９】
また、従来の光ディスクのような情報再生装置では、後段以降の信号処理回路の関係から、図３中の光電流増幅器４として、光量ゼロにおける信号電位を基準として、直流的な光量の変化が検出できる、ＤＣアンプが用いられている。ＤＣアンプは、ゼロ基準の直流成分の信号を正確に増幅するために、図４（ａ）のような、差動増幅器を用いることが多かった。この差動増幅器は、原理的には、トランジスタ素子８０のペアを一組として、２つの入力信号の差分に比例した増幅電圧を出力することができる回路であるが、２つの増幅器が逆位相で信号を加算することに相当するため、図４（ｂ）のようなＡＣアンプに比べ、信号のノイズが６ｄＢ大きくなってしまい、信号品質が劣化する一因となっていた。近年の光ディスクの高速・高密度に伴い、Ｓ／Ｎ比の余裕が不足するにしたがって、この増幅器の構成による回路ノイズの発生が問題となってきた。
【００１０】
そこで、本発明は、光ディスク装置に代表される、光情報再生装置における、多方式の互換と、高密度化・高速化に伴う信号ノイズの問題を解決し、利便性の高い光情報再生装置を提供することを目的とする。
多方式の互換とは、例えば赤外光・赤色光・青色光を用いる多波長／多方式の規格の光ディスクの再生を、同一の光ヘッドで行うことである。その課題としては、多方式の互換のための光学系の複雑化に伴うコスト増大の問題がある。
【００１１】
また、高密度化に伴う信号ノイズの問題とは、赤色から青色光利用への移行に伴う光スポット径の縮小により、再生光の絶対光量の不足（信号光（Ｓ）の減少）して、Ｓ／Ｎ比が低下することである。
また、高速化に伴う信号ノイズの問題とは、高速化に伴い、検出帯域が拡大することで、検出するノイズ（Ｎ）が増大し、Ｓ／Ｎ比が低下することである。
【００１２】
本発明では、これらを、光ヘッドや光ディスク装置の光学系／回路系の構成の工夫によって、低コストで実現することを課題としている。
なお、特許文献１（特開平１０−１４９５６５号）、特許文献２（特開平１１−０３９７０２号）にはＲＦ専用ディテクタが記載されているが、一次光をＲＦ専用ディテクタで受光する点や、ＤＣ変動等による補正は記載されていない。また特許文献３（特開平１０−０１１７７３号）にはＲＦ専用ディテクタを用いて一次光をＲＦ専用ディテクタで受光する点は記載されているが、０次光によるＡＦ検出は記載されていない（一次光ＡＦ検出である）。また特許文献４（特開２００１−１６７４４２号）には主トラック信号とフォーカスエラー信号との演算によりクロストークを除去する技術が開示されているが、一次光をＲＦ専用ディテクタで受光する点や、ＤＣ変動等による補正は記載されていない。また、特許文献５（特開平５−２３２３２１号）、特許文献６（特開２００１−３５１２５５号）には一次光をＲＦ検出する点は開示されているが、専用ディテクタで受光する点は開示されていない。また、特許文献７（特開平６−３０８３０９号）にはホログラムにより回折された一次光をＲＦ専用ディテクタで受光する点が記載されているが、０次光によるＡＦ検出は記載されていない。また特許文献８（特開平１１−３０６５７９号）には、光磁気記録のためのウォラストンプリズムを使った偏光分割について記載されているが、回折格子の一次光をＲＦ専用ディテクタで受光する点は記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、高密度化・高速化・多規格互換の光学情報再生装置において、再生信号品質（Ｓ／Ｎ比）を向上するため、光学系、光電変換部、復号回路までの回路構成を工夫することにより、Ｓ／Ｎ比を改善して、多方式の互換性を高めた信号／情報再生を可能とする。
【００１４】
本発明では、媒体と信号検出部との間にもう一つの回折格子を設け（これを本願では第二の回折格子と呼ぶ）、この第二の回折格子による一次光で、ＲＦ信号を専用面で受光する。そしてこの第二の回折格子を透過した０次光でＡＦ制御／ＴＲ制御に用いる。すなわち、３スポット法のために用いる第一の回折格子は、光源と情報記録媒体の間に設けられており、ＲＦ信号を専用面で受光するために光束を分割する第二の回折格子は、情報記録媒体と信号検出部の間に設けられている。そして、このＡＦ制御／ＴＲ制御に用いる０次光は、第一の回折格子をも第二の回折格子をも透過した、両方の回折格子の０次光となっている。これにより多規格・多方式互換性が向上する。つまり、一次光でＲＦ信号を専用面で受光することで光源の波長が変化しスポット位置がずれても同一の受光面で検出が可能となり、また単一の受光面で受光することでノイズも低減する。また、０次光でＡＦ制御／ＴＲ制御を行うことで、光源の波長が変化してもスポット位置がずれない。つまり、上記構成により、複数波長の光源を用いる装置においても、同一のＡＦ検出面を用いて低コスト・低ノイズ化が可能となり多規格・多方式互換性が向上する。
【００１５】
また、例えばそのようにして得られた信号を、増幅する回路として、第一のＲＦ信号（専用面で検出したＲＦ信号）と、第二のＲＦ信号（ＡＦ制御／ＴＲ制御用の検出面より得られるＲＦ信号）を周波数帯域合成回路を構成する。具体的には、第ニのＲＦ信号の低域通過フィルタ通過後の信号より、第一のＲＦ信号の低域通過フィルタ通過後の信号を差引いた差信号を、第一のＲＦ信号へ加算する加算器を設けて、合成ＲＦ信号を出力する。つまり、フィルタを通過する低周波信号については、第一のＲＦ信号の同じ信号を足して引くことにより相殺して、第二のＲＦ信号が出力される。高周波信号については、第一のＲＦ信号の高周波成分がそのまま出力される。これにより、両方の信号の周波数感度の不足する領域を互いに補い合い、またノイズの良い周波数帯域の信号を合成して低ノイズの合成ＲＦ信号を得ることができる。  また、先の帯域合成回路のもう一つの例として、低域通過フィルタを後置し、第一のＲＦ信号（専用面で検出したＲＦ信号）と、第二のＲＦ信号（ＡＦ制御／ＴＲ制御用の検出面より得られるＲＦ信号）の差信号の低域通過フィルタ通過後の信号を、第一のＲＦ信号へ加算する加算器を設けて、合成ＲＦ信号を出力する。先の帯域合成回路と同様、フィルタを通過する低周波信号については、第二のＲＦ信号が出力され、高周波信号については、第一のＲＦ信号が出力される。両者の周波数感度の不足する領域を互いに補い合い、帯域合成により低ノイズのＲＦ信号を得ることができる。
【００１６】
また、先の受光面での検出した信号のもう一つの処理方法として、第一のＲＦ信号（専用面で検出したＲＦ信号）と、第二のＲＦ信号（ＡＦ制御／ＴＲ制御用の検出面より得られるＲＦ信号）を、各々独立して利用する構成を取る。この場合、第一のＲＦ信号のＤＣレベルの変動をクリッピングにより検知し補正して、補正量のＤＣレベルを第一のＲＦ信号に加算し出力する。つまり、クリッピング範囲に信号が常に収まるよう、ＤＣレベルを調節されて加算され、信号が補正される。これにより、ＤＣレベルの変動する不安定な増幅信号を補正し、正確な復号を行える信号とすることができる。
【００１７】
（用語の定義）
なお、本願においては、復号を行う光スポットの反射光量に比例した再生信号のことを、復号用の高周波（Ｒａｄｉｏ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）成分を持つ信号として、ＲＦ信号とも呼ぶことにする。これは、記録信号の復号に使うための光量信号である。一般には、ＲＦ信号は、１０ｋＨｚ以上の周波数領域に、復号用の高周波信号の成分を持っている。また、自動焦点調節（Ａｕｔｏ−Ｆｏｃｕｓｉｎｇ）のための、制御のことをＡＦ制御、焦点ずれ量の検出信号のことをＡＦ信号とも呼ぶ。また、情報の記録されているトラック上にトラッキング（Ｔｒａｋｉｎｇ）追従調節するための、制御のことをＴＲ制御、トラックずれ量の検出信号のことをＴＲ信号とも呼ぶ。
【００１８】
また、ＲＦ信号を検出するための受光器上の検出面のことをＲＦ信号検出面、またその検出面の集まりのことを、ＲＦ信号検出部と呼ぶことにする。
また、ＡＦ信号を検出するための受光器上の検出面のことを、ＡＦ信号検出面、またその検出面の集まりのことをＡＦ信号検出部と呼ぶことにする。
また、ＴＲ信号を検出するための受光器上の検出面のことをＴＲ信号検出面、またその検出面の集まりのことをＴＲ信号検出部とも呼ぶことにする。
また、直流（０Ｈｚ）における増幅器の利得が、交流利得の半分以下に落ちているアンプのことを、交流アンプまたはＡＣアンプと呼ぶ。また、直流における増幅器の利得が、交流利得に対して遜色なく得られているアンプのことを、直流アンプまたはＤＣアンプと呼ぶことにする。
【００１９】
また、情報記録媒体に光を照射し、反射して戻ってきた光を、戻り光、とも呼ぶ。
また、回折格子にて回折されずに透過した光を、ゼロ次光（０次光）とも呼ぶ。これに対し、一次回折された光を、一次光と呼ぶ。
また、完全な直交でなくとも、直交から１５度程度まで斜めにずれた場合についても、おおよそ直交しているとみることができるものを略直交と呼ぶことにする。
また、所定周波数以上または以下の信号に対して信号振幅を減衰させることをカットオフと呼ぶ。
【００２０】
なお、ＲＦ信号は、ここでは、戻り光の光束の、全光量に比例した信号とする。また前記全光量に比例した信号のうち、一部の周波数領域の信号を抽出したものも含めてＲＦ信号と呼ぶ。またＲＦ信号検出部と呼ぶものには、四分割光検出器のように、領域分割された検出面を持つものであっても、各分割された検出面の信号を加算することによって、ＲＦ信号を検出可能なものを含めるものとする。
なお、本願においては、光情報再生を行う装置だけでなく、光ヘッドにあたる光ピックアップ単体についても含めて、光情報再生装置と呼ぶことにする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、光学系または回路系を工夫することにより、複数の波長の光源を用いる、多波長・多規格互換の光学情報再生装置において、互換性または高速性または高信頼性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図２６を用いて説明する。理解を容易にするため、各図において、同じ作用を示す部分には同じ符号を付して説明する。
【実施例１】
【００２３】
（ＲＦ信号検出面別置き光学系）
本発明による、専用のＲＦ信号検出面を備える光学的な情報再生装置の構成例について、図１〜図２０を用いて説明する。
まず、図５と図１４を用いて、本発明による、情報再生装置の光学系受光部の構成例について説明する。
【００２４】
図５は、３スポット法の一つである、差動プッシュプル法によるＴＲ信号検出に対応した、受光素子上の検出面と、その近傍の光電流増幅器の接続例である。レーザ光源から、情報記録媒体に対し光を照射し、記録情報による光量変調を受けて、情報記録媒体にて反射される。反射された戻り光の光束は、検出レンズにて収束されながら、本光学系に入射される。３つのスポットのうち、両端のサブスポットは、サブスポット用受光面３１にて検出される。一方、残る中央スポットは、受光素子手前に配置された回折格子２７により分割されて、中央の四分割光検出器２９と、ＲＦ信号検出面３０に照射される。回折格子２７を透過した０次光が四分割光検出器２９に照射される。回折格子２７により回折された１次光が、ＲＦ信号検出面３０に照射される。ＲＦ信号検出面３０は、四分割光検出器２９を中心として、サブスポット用受光面３１と略直交する方向に配置されている。このようにＲＦ信号検出面を、サブスポット用受光面に対し、直交に近い位置関係に配置することによって、回折格子２７（第二の回折格子）の回折角を小さくすることができるため、異なる波長を用いた場合でも、一次回折光の落射位置の変動を小さくでき、小さな受光面積で済むことで、周波数特性を上げることができる。
【００２５】
なお本実施例では略直交位置に配置しているが、前記利点のためであり、必ずしも略直交位置に配置される必要はない。四分割光検出器２９で検出された光の光電流は、各々、直流増幅光電流アンプ３２により増幅されて、出力され、ＡＦ信号・ＴＲ信号の生成に用いられる。ＲＦ検出器にて検出された光の光電流は、ＲＦ用光電流アンプ３３にて検出され、出力される。ＴＲ信号は、上記四分割光検出器２９と、サブスポット用受光面３１の各分割検出面により検出されるお互いの光量差により、差動プッシュプル法により生成される。なお、受光素子上の検出面のパターンとしては、図１４（Ａ）のような差動非点収差法に対応したものでもよい。図１４（ａ２）は、図１４（Ａ）の受光検出面の上面図である。
【００２６】
本光学系では、信号検出部は、ＲＦ信号を専用に検出するＲＦ信号検出部（ＲＦ信号検出面３０）と、ＡＦ信号検出部（四分割光検出器２９）がある。四分割光検出器の４つの受光面の信号の和によっても記録信号（もう一つのＲＦ信号）を得ることができることから、ＡＦ信号検出部が、第二のＲＦ信号検出部を兼ねることができる。また、四分割光検出器の各２つの受光面の和の取り方によっても、トラックずれ量を検出する（プッシュプル法）ことができるが、本構成ではさらに２つのサブスポット用受光面３１（トラックずれ量検出用の第一および第二の受光部）があり、これらの信号の組合せによって、差動プッシュプル法、差動非点収差法によるＴＲ検出、ＡＦ検出も可能になっている。また、本検出系では、ＡＦ信号検出部が、上記トラックずれ量検出用の第一および第二の受光部を結ぶ一直線上に配置され、ＲＦ信号検出部がＡＦ信号検出部に対し、前記直線と直交する方向に配置されている。ＡＦ信号検出部と、サブスポット受光用の第一および第二の受光部に、四分割光検出器を三つ以上用いることで、差動非点収差による安定なＡＦ検出が実現でき、高信頼なサーボ制御が可能となっている。
【００２７】
本光学系では、中央スポット光の再生信号を、回折格子にて光束分割しているため、同一の受光素子面上にて、四分割光検出器とＲＦ信号用の検出面を配置することができる。回折格子に代えて、半反射鏡または半反射プリズムを用いて光束分割した場合、安定した性能を出すためには反射角を一定角度以上確保することが必要で、同一の受光素子面上にＲＦ信号検出面を配置した場合、プリズムの角度と位置の調整が必要となるため、コストが高くなる。本構成のように回折格子を用いることで、安価な回折格子を用いて光束分割でき、ＲＦ信号検出面を同一受光素子面上に配置でき、光学系全体をより小さくより低コストで構成することができる。また、収束光を用いた場合でも、回折格子を透過した非回折光と、回折光が、受光素子面上でほぼ同時に焦点距離が合うため、調整も簡易で低コストとなり、信頼性も高くなる。また、受光素子の入射光窓上に回折格子を形成しても良い。
【００２８】
また、この際、回折格子２７として、通常の図１４（ｂ１）のような回折格子を用いると、図１４（Ｂ）のように±１次光が四分割光検出器２９の両側に回折されるため、ＲＦ信号検出面３０が、四分割光検出器の両脇に２つ必要となる。これに対し、格子の断面溝形状（格子溝形状）が、三角波状の形状をしている図１４（ａ１）のようなブレーズ型（Ｂｌａｚｅ型）回折格子を用いると、片側へのみ回折を起こすことができるため、ＲＦ信号検出面３０の受光面を１つにまとめることができ、受光面の面積を減らすことができ、より低ノイズかつより高速な光検出ができるという利点がある。断面溝形状が、三角波状のブレーズ型のほか、三角波形を階段波形で近似した、階段状のセミブレーズ型（Ｓｅｍｉ−Ｂｌａｚｅｄの型）のものを用いても同様に効果がある。以下ではセミブレーズ型についてもブレーズ型に含めて述べる。
【００２９】
本構成を用いることで、専用の検出面にてＲＦ信号得られるため、直流増幅光電流アンプを経由した４つの信号を加算してＲＦ信号を生成する必要がなく、ノイズの低いＲＦ信号を得ることができる。具体的には、ＲＦ用光電流アンプ３３として、直流増幅光電流アンプ３２と同じＤＣアンプを用いたとしても、回折格子による分割を行わずに四分割光検出器の信号を増幅後に加算する場合に比較して、６ｄＢアンプ雑音を低くすることができる。一方、本構成にて回折格子により光量を５０％ずつ等分に分割しているとすると、信号光量は半減し、３ｄＢ減少する。総合的にはＳ／Ｎ比は６ｄＢ−３ｄＢ＝３ｄＢ改善する。
【００３０】
さらに、本光学系構成を用いた場合、ＲＦ用光電流アンプとしてＡＣアンプを用いても、自動焦点やトラッキングは、別の四分割光検出器の信号によって制御できる。このため、ＤＣアンプに代えて、よりノイズの少ないＡＣアンプを使用することができる。ＡＣアンプでは、差動増幅器が不要となるため、ノイズを６ｄＢ小さくすることができる。これにより、先程のＳ／Ｎ比３ｄＢに加えて、ノイズをさらに６ｄＢ改善でき、総合的にはＳ／Ｎ比を３ｄＢ＋６ｄＢ＝９ｄＢ改善することができる。
【００３１】
従来は、青色光源を用いた光ディスクにおいては、特に光量が少ないためノイズの問題が厳しく、Ｓ／Ｎ比の改善のために光量をできるだけ確保したいという考え方によって、回折格子による戻り光の分割をできるだけ避けて、受光面を共通化しようと考えられてきた。しかし、光電流アンプの発生するノイズが主体となっている現状では、上記のように、光束を敢えて分け、別々の光検出器で検出することで、光量が減る分以上に、光電流増幅部のＳ／Ｎ比を向上することができる。特に青色光源を用いた光ディスクの情報再生装置では、記録媒体の記録膜材料によって、再生光のパワー密度が限られているため、本発明のようにＲＦ信号検出面を専用に設け方が、良いＳ／Ｎ比を得ることができる。なお、この問題は、従来の赤色光源を用いた光ディスクでは、大きな問題となっていなかった。青色光源を用いた光ディスクにおいて、顕著となり始めた、青色光ディスク特有の問題である。本発明の構成は、青色光ディスクにおいて、特に利点を有する。本構成では、光学系と回路との組合せによって、ノイズの発生を最小限に抑えて光信号を増幅している。
【００３２】
また、ＡＣアンプを用いる場合は、増幅器のトランジスタに、ノイズの小さい化合物半導体（ＧａＡｓ等）のトランジスタを用いることができるため、ＡＣアンプの発生するノイズをさらに小さくでき、総合的にさらにＳ／Ｎ比を改善できる。これについては実施例２で説明する。
なお、ブレーズ型の回折格子ではなく、通常の回折格子を用いた場合は、両側の回折光が生じるため、光を無駄なく受光するためには、図１４（ｂ２）のような検出面の配置が必要となる。この場合ＲＦ信号検出面３０が２つ必要となり、受光面の面積が増えるため、周波数特性が若干劣化するが、２つの検出面を配線にて結線すれば、ＲＦ用光電流アンプは１つで済むため、アンプノイズについては上記のＳ／Ｎ比の改善の効果を得ることができる。
【００３３】
本光学系の構成では、回折格子による回折の影響を受けない０次光を、四分割光検出器にて検出しているため、差動プッシュプル法だけでなく、差動位相検出、また通常プッシュプル法によるＴＲ信号の生成すべてに対応できる。また、ＡＦ信号とＴＲ信号は、回折格子で回折されない０次光で検出しているため、使用する光源の波長が変わってもスポットの位置がずれない。この構成は、複数の波長の光源を用いる、多規格互換の光ディスク装置などを構成する場合、受光素子を一つにまとめることができるため、低コストであるという利点がある。
【００３４】
また、ＲＦ信号検出面３０も、光源の波長が変化しスポット位置がずれても、同一の受光面で兼用できるという利点がある。この利点は特に、三つ以上の波長の異なる光源を用いた三波長互換の光ディスク装置の場合や、差動非点収差法との組合せで大きい。差動非点収差法との組合せで用いる場合は、図１４（ａ２）のような受光検出面を用いればよい。差動非点収差法では、３つ田の字型に分割される四分割光検出器を３つ同時に用いており、受光面数が１２面以上と多いため、もし回折格子２７で回折された１次光でＡＦ検出・ＴＲ検出する場合は、使用する光源の波長によってスポット位置がずれるため、各光源の波長の違いによりずれたスポット位置に応じて、四分割光検出器を各々用意する必要があり、多数の受光面が必要となって、コストが増大する。本光学系のように、０次光のスポット位置を基準としたＡＦ・ＴＲ受光面の構成を用いることで、光源の波長が変わっても、受光面を共用することができ、受光面数を減らすことができるため、低コスト・低ノイズかつ、より高速な信号検出ができるという利点がある。
【００３５】
なお、受光素子として、フォトダイオードのみでなく、フォトダイオードと光電流アンプを一体化した光電子集積回路（ＯＥＩＣ）を用いると、配線途中における雑音の飛込みを防ぐことができ、さらに低ノイズ化できる。
【実施例２】
【００３６】
（ＡＣアンプを用いたＲＦ信号増幅）
本発明による、ＡＣアンプを光電流アンプとして用いた場合の構成と効果について、図４〜図８を用いて説明する。
従来技術にて前述したように、ＤＣアンプでは、光量ゼロにおける信号電位を基準として、直流的な光量の変化を正しく増幅するために、図４（ａ）のような差動増幅器を一般に用いており、これによって、アンプ雑音制限となっている場合に、Ｓ／Ｎ比が、この差動増幅によって約６ｄＢ劣化していた。
【００３７】
これに対し、図４（ｂ）のようなＡＣアンプを用いることが出来れば、アンプ雑音の発生を最小限に抑えることができる。アンプ雑音は、図４（ａ）に比べて約６ｄＢ改善する。ＡＣアンプでは、交流結合となるために、直流的な電圧の変化は増幅できない。ただし、電圧変換やレベルシフトの回路などを必要としないため、ノイズ特性が優れている。
【００３８】
また、ＡＣアンプ回路の構成をとる場合、通常のシリコン系半導体電流トランジスタ（バイポーラ・トランジスタ）に代えて、化合物半導体トランジスタを用いることができる。化合物半導体トランジスタの代表的なものとしては、ＧａＡｓを用いたＭＥＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）がある。具体的な化合物半導体による光電流アンプの回路例を図６に示す。化合物半導体のトランジスタは、シリコン系半導体のトランジスタに比べ、より高い周波数の信号まで増幅でき、かつ電流を流した時のノイズが、シリコン系半導体に比べて約一桁小さい特徴がある。ＡＣアンプを構成する場合、化合物半導体トランジスタを用いることで、よりノイズの小さな増幅器を構成することができ、アンプ雑音を、典型的には１５ｄＢ〜２０ｄＢ程度、さらに小さくできる。
【００３９】
ＡＣアンプとＤＣアンプの利得の周波数特性の例を図７に示す。横軸が周波数７０、縦軸が信号強度７１（ここでは利得）で、図７（ａ）がＡＣアンプ利得７２の周波数特性、図７（ｂ）がＤＣアンプ利得７３の周波数特性の典型的な例である。ＡＣアンプの場合は、０Ｈｚ付近の利得がないものの（図７（ａ））、高い周波数まで高い利得が得られる。一方、ＤＣアンプの場合は、０Ｈｚまで一様な利得が得られるものの（図７（ｂ））、一般的には高い周波数では利得が落ちる。
【００４０】
このように、従来のＤＣアンプによる光電流増幅器に代えて、ＡＣアンプをＲＦ信号用の光電流増幅器を用いることで、Ｓ／Ｎ比を６ｄＢ改善でき、さらにＡＣアンプに化合物半導体トランジスタを用いることで１５ｄＢ近く改善することができる。
実際の、ＤＣアンプとＡＣアンプを用いた光電流増幅器のノイズ特性を、図８に示す。
【００４１】
図８（ａ）は、化合物半導体トランジスタ（ＭＥＳ−ＦＥＴ）を用いたＡＣアンプの光電流増幅器（増幅度：抵抗換算Ｒ＝２００ｋΩ）の雑音スペクトルである。一方、図８（ｂ）は、従来のＤＣアンプの光電流増幅器（増幅度：抵抗換算Ｒ＝８０ｋΩ）の雑音スペクトルである。横軸は、周波数で、範囲は０〜１００ＭＨｚである（１０ＭＨｚ／ｄｉｖ）。縦軸は、アンプの雑音強度で、範囲はー１２０ｄＢｍ〜ー２０ｄＢｍである。なお、−１０５ｄＢｍにも線があるが、これはこの測定器の測定限界を示している。化合物半導体トランジスタを用いたＡＣアンプの光電流増幅器では、感度（増幅率）が倍以上高いにもかかわらず、ノイズはＤＣアンプのものよりも全体的に１０〜２０ｄＢ低いことがわかる。ただし化合物半導体ＦＥＴでは、１／ｆ雑音のために、低域（＜３ＭＨｚ）では、かえってＤＣアンプよりもノイズが大きい。
【００４２】
このようなＤＣ付近における化合物半導体（ここではＧａＡｓ−ＦＥＴ）のノイズの大きさは、ガン効果に見られる半導体中のキャリア速度の双安定性に起因している。この低周波領域のノイズを、回路等の工夫によって補正できれば、全体として、さらに低ノイズの再生信号を得ることができる余地がある。ＧａＡｓ半導体中は、キャリアの移動速度が速いため、素子の応答速度も速く、シリコン系半導体のトランジスタに比べ、より高周波まで利得を持つ増幅器を構成することができる。このため、化合物半導体トランジスタを用いた光電流増幅器は、ＤＣ増幅はやや不安定であるが、ＡＣアンプとして用いる際には、前記の様に良好なノイズ特性と良い高周波特性を持つ。
【００４３】
なお、従来の光ディスクの復号回路では、同期信号などを検出する際に直流レベルの信号電位を用いているため、ＡＣアンプの信号だけでは、正しい同期／復号処理が行えない場合がある。そこで、ＡＣアンプにて欠落している０Ｈｚ付近の信号を、ＤＣアンプの信号を用いて補うことで、従来のＤＣアンプの信号の代替となる信号（合成ＲＦ信号）を生成することができる。これについて、実施例３、４、５、６に示す。
また、同期信号をＤＣアンプの信号で別に検出することで代用できれば、ＡＣアンプの信号だけで、低ノイズなまま復号処理できる。これについては実施例７、８に示す。
【００４４】
このように、光学系を工夫し、ＲＦ信号専用の検出部を設け、ＡＣアンプによる光電流増幅器を、このＲＦ信号の検出部の信号増幅に用いることによって、得られる再生信号のＳ／Ｎ比を、ＤＣアンプを用いた場合に比較して、さらに改善することができる。また、従来ＤＣアンプの増幅素子としては特性が不安定で使えなかった化合物半導体トランジスタを用いることもできるため、通常のＡＣアンプを用いた場合に比べ、さらに低ノイズな再生信号を得ることができる。
【実施例３】
【００４５】
（ＲＦ合成再生系１）
次に、本発明による、ＡＣアンプによるＲＦ増幅信号と、四分割光検出器からのＤＣアンプによる増幅信号を用いて、より低ノイズな合成ＲＦ信号を得る場合の一つ目の構成例と効果について、図１および図８〜図１６を用いて説明する。
【００４６】
図１は、光学情報再生装置における、光ヘッドの受光部および受光部（光ヘッド）近傍の回路構成である。受光素子チップ手前にて、回折格子を設け、受光器に入射する光束を二つ以上に分割する。図１では、３スポット法によるＴＲ信号検出およびＡＦ信号検出に対応している。その全体装置構成については、図２０を用いて後で説明する。
【００４７】
受光素子上に照射された光は、回折格子２７によって光束分割され、３つの光スポットのうち、中央のスポット光は、四分割光検出器２９にて検出されるゼロ次光と、ＲＦ信号検出面３０にて検出される一次回折光（一次光）に分割される。回折格子としては、例えばブレーズ型（Ｂｌａｚｅ型）のものを用いる。両端の２つのサブスポット光は、図１では描かれていないが、サブスポット用受光面３１にて検出され、差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）によるＴＲ信号の検出に用いる。ＲＦ信号検出面３０で検出された光信号の電流は、ＲＦ用光電流アンプ３３にて増幅されて第一のＲＦ信号となる。四分割回折格子２９で検出された光信号の電流は、４つの直流増幅光電流アンプ３２にて各々増幅され、ＡＦ信号やＴＲ信号の生成に使われると共に、加算器３４にて加算され、光信号の直流成分の正しく増幅された第ニのＲＦ信号となり、一つ目の低域通過フィルタ３６に供給される。第一のＲＦ信号は、利得調整手段３５を通過して低域の振幅が第ニのＲＦ信号と同じとなるように調整された後、もう一つの低域通過フィルタ３６に供給される。低域通過フィルタを通過した二つのＲＦ信号の差分信号を、減算器３７にて出力する。その差分信号と、元の第一のＲＦ信号とを、加算器３８によって加算して、合成されたＲＦ信号を得る。
【００４８】
この構成では、ＲＦ用光電流アンプ３３として、通常のＤＣアンプに代えて、ＡＣアンプを用いている。ＡＣアンプによってＲＦ信号の直流レベルの信号が失われていても、四分割光検出器２９よりＤＣアンプ（直流増幅光電流アンプ）より得られる信号を用いて、前記失われた直流レベルの信号を、補うことができる。この原理を、次に図９を用いて説明する。
【００４９】
図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各々ＡＣアンプの雑音強度、ＤＣアンプの雑音強度、合成後の雑音強度を示しており、横軸が周波数７０、縦軸が信号強度７１で、ここでは縦軸は雑音強度である。ＡＣアンプ雑音強度７４は、低周波領域では大きいものの、高周波領域では、ＤＣアンプに比べ、小さいという利点がある（図９（ａ））。また、ＤＣアンプ雑音強度７３は、低周波から高周波までほぼ一定しており、低周波領域でもある程度小さいという利点がある。そこで、ＡＣアンプの高周波領域の信号と、ＤＣアンプの低周波領域の信号を、合成すれば、全体として、より低ノイズのＲＦ信号を得ることができる。
【００５０】
そこで、図１の構成を用いて、ＡＣアンプ（ここではＲＦ用光電流アンプ３３）より得られるＲＦ信号と、ＤＣアンプ（ここでは直流増幅光電流アンプ３２）より得られるＲＦ信号の、低周波領域を、各々低域通過フィルタ３６で取出し、その差分を減算器３７によって得る。この差分を、失われた直流レベルの信号として、ＡＣアンプにより得られるＲＦ信号に加算することで、低ノイズな合成ＲＦ信号が得られる。
【００５１】
また、ＡＣアンプに限らず、化合物半導体トランジスタを用いて、図２７のようなＤＣアンプを構成し、前記ＡＣアンプに代えることもできる。化合物半導体トランジスタを用いているため、直流近くの周波数で、トランジスタの１／ｆ揺らぎによるＤＣレベルの変動がノイズとなって生じるが、前記図１のようなＲＦ合成回路の構成を用いることで、ＡＣアンプの場合と同様に、ノイズを遮断することができ、第二のＲＦ信号の信号を用いて補うことができる。この様な構成は、ＡＣアンプに比べ大容量のコンデンサが不要となるため、集積回路化に向いている場合があり、集積回路化によって低コスト化したい場合に向いている。
【００５２】
また、ノイズ低減の効果はやや小さいものの、シリコン系トランジスタを用いながらノイズを低減した、図２８のようなＤＣアンプを用いて、前記同様、ＡＣアンプに代えることができる。図２８のようなＤＣアンプの構成を取る場合、アンプの初段に差動増幅を用いる構成に比べ、トランジスタや部品の個々の特性のばらつきによるＤＣレベルの誤差（オフセット）が生じやすい。このようにオフセットが生じた場合でも、前記図１の構成を用いることで、同様にＤＣレベルの誤差を排除しつつ、必要な帯域を第二のＲＦ信号により補うことができる。この様な構成は、同一のプロセスを用いて第二のＲＦ信号のＤＣアンプと一体化できるため、より低コストな集積回路化に向いており、光電子集積回路（ＯＥＩＣ）化に向いている。  すなわち、この構成においては、光学系として、情報記録媒体の記録信号の検出において、第一の信号検出部（ＲＦ信号検出面３０）・第ニの信号検出部（四分割光検出器２９）を有し、図１や図１０のように、第一の信号検出部で検出された信号の高周波成分をカットオフする第一の周波数フィルタ（一つ目の低域通過フィルタ３６）と、前記第ニの信号検出部で検出された信号の高周波成分をカットオフする第ニの周波数フィルタ（二つ目の低域通過フィルタ３６）と、前記第一、第ニの周波数フィルタを通過した二つの信号の差信号を得る手段（減算器３７）と、前記差信号と前記第一の信号検出部で検出された信号とを加減算して合成ＲＦ信号を得る加減算回路（加算器３８）を設けている。
【００５３】
第一の信号検出部と第二の信号検出部で得られた記録信号（ＲＦ信号）に差がない場合は、補正信号（差信号）がどの周波数においてもゼロとなり、差があった場合にのみ、補正信号（差信号）が生じて元の信号（第一の信号検出部で検出された信号）へ加えられる。周波数フィルタを通過しない（カットオフされない）高周波成分の信号については、差信号はやはりゼロとなるため、補正信号は加えられず、元の信号（第一の信号検出部で検出された信号）がそのまま出力される。これにより、第一の信号検出部で検出された信号の増幅にＡＣアンプを用いていても、ＡＣアンプで欠けた直流付近の低周波成分の信号を、もう一つの第ニの信号検出部で得られた信号で補うことができる。  本構成では、低周波側では、低周波領域で低ノイズであるＤＣアンプの信号が使え、高周波側では、高周波領域で低ノイズであるＡＣアンプの信号が使える。これらを組合せることができるため、全体としてさらに低ノイズな再生信号を得ることができる。
【００５４】
なお、この際、ＡＣアンプより得られるＲＦ信号と、ＤＣアンプより得られるＲＦ信号の感度を、同じ感度に合わせおくために、片方に利得調整手段３５を挿入している。利得調整手段３５を挿入するのは、図１のように第一のＲＦ信号（ここではＡＣアンプより得たＲＦ信号）の途中でもよいし、図１０のように第ニのＲＦ信号（ここではＤＣアンプより得たＲＦ信号）の途中でもよい。また、低域通過フィルタの挿入位置は、減算器３７の手前側だけでなく、図１１のように減算器３７の後ろ側でも良い。これらの組合せで、図１２のように、構成しても良い。なお、利得調整手段３５は、直流増幅光電流アンプ３２またはＲＦ用光電流アンプ３３に内蔵しても良い。なお、利得調整手段は、増幅器である必要はなく、半固定抵抗器のように、減衰量を可変に調整できる素子でよい。
【００５５】
図１や図１０のように、低域通過フィルタ３６を、減算器３７の前に挿入する場合は、正確な差分信号を生成するために、２つの低域通過フィルタ３６のカットオフ特性を同じに揃えておく必要がある。同じ特性のものを用いることで、正確な補正信号を生成でき、低周波領域と高周波領域の２つの周波数領域のＲＦ信号を、歪なく混合できる。なお、カットオフ特性は、完全に同一でなくとも実質的には十分な効果があるため、略同一でよい。このように低域通過フィルタ３６を減算器３７の前に挿入した構成では、低域通過フィルタが２つ必要になるものの、減算器の入力に高周波が加わることを防げるため、回路特性が安定しやすい。一方、図１１や図１２のような構成では、低域通過フィルタ３６が一つで済む。また減算器３７が生じる高周波ノイズを、減算器３７の後ろ側の低域通過フィルタ３６で取除くことができる利点がある。
【００５６】
すなわち、この構成においては、光学系として、情報記録媒体に光を照射する光源と、前記情報記録媒体からの戻り光から前記情報記録媒体の記録信号を検出する受光素子上に、第一の信号検出部（ＲＦ信号検出面３０）・第ニの信号検出部（四分割光検出器２９）を有し、図１１や図１２ように、前記第一、第ニの信号検出部で検出された信号の差信号を得る手段（減算器３７）と、前記差信号の高周波成分をカットオフする周波数フィルタ（低域通過フィルタ３６）と、前記周波数フィルタを通過した信号と前記第一の信号検出部で検出された信号とを加減算して合成ＲＦ信号を得る加減算回路（加算器３８）を設けている。
【００５７】
また、図１と図１１の両方の利点を生かして、図１３のように、減算器３７の手前だけでなく、低域通過フィルタ３６ａを後ろ側にも挿入することもできる。このように、周波数フィルタを、減算器３７の後ろ側に挿入した場合も、減算器３７の手前側に挿入した場合も、その効果は基本的には同一である。以後、周波数フィルタを前置・後置した場合を含めて、どちらも、差信号の周波数成分をカットオフすることと記す。  すなわち、本発明は、複数のＲＦ信号検出部を備え，周波数フィルタ後に前記複数のＲＦ信号間で加減算することにより，低ノイズな合成ＲＦ信号を得ることに特徴がある。図１または図１０〜図１３のように、回路の形についてはいくつか応用ができる。
【００５８】
また、図１５や図１６のように、利得調整手段３５における利得の調整を、主制御回路４５にて、行う構成としてもよい。情報記録媒体に光を照射する光源の波長を切替えた場合、回折格子の回折効率や、ビームスプリッタや反射鏡の反射／透過率は、波長によって変わるため、波長の切替えに応じて、主制御回路４５によって利得を切替える。また、受光素子の種類が、例えばシリコン系半導体の受光素子と、化合物系半導体の受光素子で、素子によって波長感度特性が異なっている場合も、波長の切替えに応じて、主制御回路４５によって利得を切替える。波長の切替えに応じて、利得を切替えることで、多くの規格に互換で使用できる光学情報再生装置を構成する場合でも、正しく第一または第ニのＲＦ信号の利得を調節して、歪みのない合成ＲＦ信号を得ることができる。
【００５９】
なお、上記利得の切替えに代えて、第１・第ニのＲＦ信号の振幅を検出して、利得を自動で調整することもできる。この自動利得調整方法の具体例は、次の実施例４で示す。
なお、本構成例では、第ニのＲＦ信号検出部である四分割光検出器２９が、ＡＦ信号検出部とＴＲ信号検出部を兼ねているため、本ＲＦ合成のための光束分割が１回だけで済み、光束分割によるＳ／Ｎ比の低下は最小限に抑えることができる。利得調整手段は、例えば光ピックアップの可動部に搭載しても良いし、固定部にある信号処理回路基板上に搭載しても良い。利得調整手段３５の挿入位置を、図１のようにＡＣアンプ側（第一のＲＦ信号の途中）とした場合、特性の安定した第ニのＲＦ信号線を基準に利得調整するので、合成ＲＦ信号の信号強度が安定しやすく、製品間でのばらつきを小さくできるという利点がある。一方、利得調整手段３５の挿入位置を、図１０のようにＤＣアンプ側（第ニのＲＦ信号の途中）とした場合、広帯域の第一のＲＦ信号が劣化せずに済むため、合成ＲＦ信号のノイズを小さく維持できるという利点がある。
【実施例４】
【００６０】
（ＲＦ合成再生系１における自動利得調整）
本発明による、第１・第２のＲＦ信号間の、自動利得調整を行う場合の構成例について、図１７〜図２０を用いて説明する。
本発明による、自動利得調整機能を有するＲＦ合成系の実施の形態を、図１７に示す。図１７は、図１６における利得の調整を、差信号の振幅を検出することにより制御する場合の構成例である。
【００６１】
ＲＦ用光電流アンプ３３にて増幅された光信号は、第一のＲＦ信号となる。一方、四分割回折格子で検出され、４つの直流増幅光電流アンプ３２にて各々増幅された光信号は、加算器３４にて加算されて、第ニのＲＦ信号となる。第二のＲＦ信号は、利得調整手段３５を通過して、低域の感度が第一のＲＦ信号と同じとなるように調整される。これら第一と第二のＲＦ信号より、各々同じカットオフ特性の同じ二つの低域通過フィルタ３６を用いて、低周波領域の信号を各々取出す。低域通過フィルタ３６を通過した二つのＲＦ信号の差分信号を、減算器３７により得る。前記差分信号の０Ｈｚ付近の信号を、高域通過フィルタ５６により取除いて、その振幅を振幅検出器５９にて検出する。前記振幅を最小とするよう、前記利得調整手段３５の利得を制御する。利得制御手段３５としては、例えば電界効果トランジスタを用いた電圧制御可変利得増幅器を用いればよい。
【００６２】
この構成では、第一のＲＦ信号と、第ニのＲＦ信号の振幅を調整するため、図７（ａ）（ｂ）のように、ＡＣアンプ利得７２とＤＣアンプ利得７３のうち、共通する低域高域フィルタ通過後利得７７の信号を取出し、その差分の振幅が最小となるよう制御することで、第一と第二のＲＦ信号の強度（感度）が同じとなるように調整している。このために、低域通過フィルタ３６と高域通過フィルタ５６の両方のフィルタを用いて、低域高域フィルタ通過後利得７７の周波数帯域の信号のみを取出している。振幅検出器５９では、これにより得られた差分の振幅を、図１８の手順に従って、最小となるように利得調整手段３５の利得を制御している。具体的には、以下の手順にて調節する。
【００６３】
振幅検出器に入力された、高域通過フィルタ通過後の差信号の振幅が、一定以下であれば調整は行わず、一定以上の時のみ調整を行う。調整は、まず、利得制御手段３５の制御電圧を、利得が少し小さくなる電圧から、少し大きくなる電圧まで走査する。その際に、振幅検出器５９にて、検出振幅が最小となった制御電圧を記憶する。次に走査後に、制御電圧を、先程振幅最小となった電圧へ更新する。
【００６４】
以上の制御電圧の更新を、一定時間周期で繰返すことで、減算器３７より得られる差信号の振幅を、ゼロに近づくように最小に保つことができる。
本構成では、振幅検出については比較的簡単な回路を用いて、利得制御手段の利得を自動で調節できる。
【００６５】
次に、本発明による、自動利得調整機能を有するＲＦ合成系の実施の２つ目の形態を、図１９に示す。図１９は、図１６における利得の調整を、差信号と元のＲＦ信号の相関演算により自動制御する場合の構成例である。
【００６６】
ＲＦ用光電流アンプ３３にて増幅された光信号は、第一のＲＦ信号となる。一方、四分割回折格子で検出され、４つの直流増幅光電流アンプ３２にて各々増幅された光信号は、加算器３４にて加算されて、第ニのＲＦ信号となる。第二のＲＦ信号は、利得調整手段３５を通過して、低域の振幅が第一のＲＦ信号と同じとなるように調整される。これら第一と第二のＲＦ信号より、各々同じカットオフ特性の同じ二つの低域通過フィルタ３６を用いて、低周波領域の信号を各々取出す。低域通過フィルタ３６を通過した二つのＲＦ信号の差分信号を、減算器３７により得る。前記差分信号の直流（０Ｈｚ）付近の信号を、高域通過フィルタ５６により取除く。一方、元の第二のＲＦ信号からも、別の高域通過フィルタ５６を用いて、０Ｈｚ付近の信号を取除く。前記二つの高域通過フィルタ５６通過後の信号を、乗算器５７にて実時間で乗算する。前記乗算後の信号を、積分器５８にて積分する。積分器５８としては、反転型の積分器を用いており、例えば入力に正電圧が加わると、積算出力電圧が下降する。
【００６７】
利得制御手段３５は、例えば電界効果トランジスタを用いた電圧制御可変利得増幅器で、入力電圧が高くなるほど、出力利得が増大するものを用いればよい。前記の積分出力電圧を、利得制御手段３５へ加えることで、帰還制御が実現される。具体的には、差信号が、第ニのＲＦ信号と同相の成分を持つ時は、利得制御手段３５における出力利得が減少し、逆相であれば出力利得が増加する。これにより、第一のＲＦ信号と、利得制御手段３５通過後の第二のＲＦ信号が、図７（ａ）（ｂ）に共通するの低域高域フィルタ通過後利得７７の周波数範囲において、信号の振幅の差がゼロとなるように、常に利得が制御される。これによって、第一のＲＦ信号と第二のＲＦ信号の、増幅後の信号の感度が、等しくように自動的に調節される。
【００６８】
本構成では、差信号の振幅を検出する手段として、乗算器による相関演算を用いているため、差信号の振幅がゼロ付近であっても、正確に利得（ゲイン）の増減を帰還制御することができる。
上記の構成では、利得調整手段を、第ニのＲＦ信号の信号線途中に設けているため、第一のＲＦ信号が劣化せず、合成ＲＦ信号のノイズを最終的小さく維持できるという利点がある。
【００６９】
また、逆に、利得調整手段を、第一のＲＦ信号の信号線途中に設け、第ニのＲＦ信号を基準に、第一のＲＦ信号の利得を調整することもできる。この場合、例えば先程の積分器５８として、非反転型の積分器を用いれば実現できる。この場合、第ニのＲＦ信号を基準に第一のＲＦ信号を利得制御するので、安定なＤＣアンプの信号を基準に用いることができ、合成ＲＦ信号の信号強度が安定しやすいという利点がある。
【００７０】
図１または図１０〜図１３いずれの構成においても、利得制御手段３５の利得を、上記と同様の原理で、自動で調整できる。その調整方法においては、利得を可変に変化させる手段を設け、２つのＲＦ信号の差信号を検知して、前記差信号の振幅を最小にするよう上記利得を変化させるている。
【００７１】
上記では、利得調整手段３５の利得を、帰還制御によって自動で調整する方法を示したが、簡易な方法としては、光ヘッド（ピックアップ）上に半固定ボリューム等を設け、手動調整してもよい。手動による調整によっても、ほとんどの場合、十分な合成ＲＦ信号を低ノイズ化する効果を十分に得られる。即ち、利得可変手段は、ヘッドの側にあっても良い。
手動ではなく、自動利得調整を行った場合は、周囲環境の変動や、ＡＣアンプの温度特性や不安定性により、ＡＣアンプの利得が変化した場合でも、自動的に適応してＲＦ信号の利得を最適に調節することができるという利点がある。
【実施例５】
【００７２】
（情報再生装置の全体構成）
次に、本発明による情報再生装置の、全体構成の実施の形態の一例を、図２０を用いて説明する。
記録媒体である光ディスク７は、回転サーボ回路８によって回転速度が制御されたモータ９上に取付けられている。この媒体に対して、レーザ駆動回路１０ａ・１０ｂ・１０ｃにより駆動された半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃからの光を照射する。半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃは、各々波長の異なる半導体レーザであり、１１ａとして青色半導体レーザ、１１ｂとして赤色半導体レーザ、１１ｃとして赤外光半導体レーザを用いている。半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃの光は、各々、３スポット法用の回折格子１２ａ・１２ｂ・１２ｃを通過して、コリメートレンズ１３ａ・１３ｂ・１３ｃを通過する。青色半導体レーザの光のみ、さらにビーム整形プリズム１４を通過する。
【００７３】
半導体レーザ１１ｂの光は、反射鏡１５により向きを変え、ディスク７へ向けて導入される。半導体レーザ１１ｃの光は、合成プリズム１６ａにより向きを変え、半導体レーザ１１ｂからの光と合成されて、ディスク７へ向けて導入される。半導体レーザ１１ａの光は、合成プリズム１６ｂにより向きを変え、半導体レーザ１１ｂ・１１ｃからの光と合成されて、ディスク７へ向けて導入される。さらに、各レーザ光は、偏向ビームスプリッタ１７と、液晶収差補正素子１８と、λ／４板１９を通過して、対物レンズ２０により、ディスク７上に集光照射される。
【００７４】
対物レンズ２０はアクチュエータ２１上に取付けられており、焦点位置を、焦点サーボ回路２２の信号によって焦点深度方向（フォーカス方向）に、トラッキングサーボ回路２３の信号によってトラック方向に、それぞれ駆動できるようになっている。また、この時、液晶収差補正素子１８によって、ディスク７の基板厚誤差や対物レンズ２０によって生じる球面収差が補正される。球面収差補正素子は、主制御回路４５の制御電圧に応じて、光束の内周と外周で異なる屈折率分布を生じ、波面の進みと遅れを補償して、球面収差を補償する。球面収差が補正されることで、集光された光スポットを、十分小さく絞ることができる。この光によって、ディスク７上に記録された微細なマークパターンを読み取ったり、マークパターンを記録したりする。ディスク７によって照射されたうち一部の光が反射され、再び対物レンズ２０、λ／４板１９、液晶収差補正素子１８を通過して、偏向ビームスプリッタ１７によって、今度はシリンドリカルレンズ２５の方向に分離される。分離された光は、シリンドリカルレンズ２５、検出レンズ２６を通り、回折格子２７により光束分割される。回折格子２７による回折を受けた１次光は、受光素子チップ２８上のＲＦ信号検出面にて検出され、電気信号に変換される。この電気信号を、ＲＦ用光電流アンプ３３で増幅し、第一の再生信号（ＲＦ信号）を生成する。
【００７５】
一方、回折格子２７による回折を受けなかった０次光は、受光素子チップ２８上の四分割光検出器にて検出され、電気信号に変換される。この電気信号を、直流増幅光電流アンプ３２で増幅し、この信号を元に加減算して、焦点サーボ回路２２にてフォーカス誤差信号を、トラッキングサーボ回路２３にてトラッキング誤差信号を、加算器３４にて第ニの再生信号（ＲＦ信号）を生成する。なお受光素子チップ２８上の受光面の構成としては、図１や図１４に示した構成を用いることができる。
【００７６】
前記第ニの再生信号は、利得可変手段３５を経て、低域通過フィルタ３６を通過し、減算器３７の一入力へ供給される。一方、前記第一の再生信号は、もう一つの低域通過フィルタ３６を通過し、減算器３７のもう一つの入力と、加算器３８へ供給される。減算器３７にて、これらの信号の差分信号を生成して、加算器３８と、高域通過フィルタ３９へ供給する。高域通過フィルタは、前記差分信号の直流付近の周波数成分を取除いた信号を生成し、振幅検出手段を含む利得制御器４０へ供給する。利得制御器４０は、検出された差信号に応じて、利得制御手段３５へ出力する電圧を変化させ、差信号の振幅が最小となるよう制御する。なお、利得制御器４０は、主制御回路４５からの指令によって光源波長の切替えや装置の状態に応じて、利得の制御を変化させることができる。加算器３８は、前記差分信号と、第一の再生信号の和信号を生成する。この和信号が、合成された再生信号（合成ＲＦ信号）となる。
【００７７】
合成された再生信号は、等価回路４１、レベル検出回路４２、同期クロック生成回路４３を経て、複号回路４４にて、記録された元のデジタル信号に変換される。また、同期クロック生成回路４３は同時に、合成された再生信号を直接検知して同期信号を生成し、復号回路４４へ供給する。これらの一連の回路は、主制御回路４５によって統括的に制御される。
【００７８】
即ち、本構成においては、光源として、第一の波長の光を出射する第一の光源（半導体レーザ１１ａ）と、第二の波長の光を出射する第二の光源（半導体レーザ１１ｂ）と、第三の波長の光を出射する第三の光源（半導体レーザ１１ｃ）とを有し、前記ＡＦ信号検出部として四分割光検出器を用いており、第一・第二・第三の波長の０次光を同一の四分割光検出器にて受光している。
【００７９】
本構成を用いることで、三つの異なる波長を光源として記録媒体上の情報を再生する、信頼性の高い情報再生装置が実現できる。三波長の異なる光源に対し、受光素子チップ一つを共通に使えるため、受光素子が複数必要でないために、低コストである。また、各受光面の切替えのための回路的なスイッチが不要であり、回路が小型化できる。得られた再生信号は、低ノイズな専用アンプにより増幅されるため、高速かつ低ノイズであり、また、ＡＣアンプや化合物半導体トランジスタを用いてより低ノイズ化することができる。そのため、高速かつ高密度な光ディスク等情報再生装置を実現できる。典型的には、レーザ光電流アンプノイズにより制限されていた光情報再生装置の再生速度制限を解消でき、高い信頼性を保持したまま１５０Ｍｂｐｓ以上に高速化できる。上記ノイズと速度の制限と本発明の効果については実施例９にて後述する。
【実施例６】
【００８０】
（ＲＦ合成再生系２）
次に、本発明による、低ノイズなＲＦ信号の合成を行う情報再生装置の別の構成例について、図２１〜図２２を用いて説明する。
まず、本構成に用いる、受光素子の別の構成例を図２１に示す。
前記実施例においては、ＲＦ信号検出面にて１次光（一次回折光）を、四分割光検出器（ＡＦ検出面・ＴＲ検出面）にて０次光を受光する構成としていた。四分割光検出器を用いる代わりに、図２１（ａ）に示すような、方向の異なる回折溝をもつ領域に四分割された偏光性回折格子を用いることで、四分割光検出器に似た検出を、四分割光検出器を用いずに実現できる。この受光光学系の構成原理を、図２１（ｂ）に示す。
【００８１】
図２１（ｂ）は、対物レンズ２０から受光素子面に至るまでの光学系を、説明のため、実際よりも縮め、簡略化して記している。対物レンズ２０の直下に、λ／４板と偏光性回折格子５２を配置する。偏光性回折格子５２は、通過する光の偏光方向によって、回折を起こしたり、起こさなかったりする特性を持たせた特殊な回折格子である。半導体レーザから記録媒体である光ディスクへの往路中では、レーザの偏光によって回折を起こさない。λ／４板１９と対物レンズ２０を通過して、光ディスク媒体で反射され、帰路中で、対物レンズ２０とλ／４板１９を逆戻りする際、２回目にλ／４板を通過することで、偏光方向が、元のレーザ光と垂直になり、偏光性回折格子５２にて回折され、各領域ごとに、４つの方向へ光束が分割される（±１次回折される場合、対称な方向を合わせて８方向へ分割される）。
【００８２】
回折された光束（１次光）は、受光素子５３上の複数の各回折光検出面５５にて受光される。これらの検出信号は、四分割光検出器と同様に、加減算によって、ＡＦ信号とＴＲ信号とＲＦ信号を生成することができる。一方、偏光性回折格子５２にて回折されなかった０次光は、受光素子５３の中央のＲＦ信号検出面５４にて受光される。従って、中央のＲＦ信号検出面５４にて第一のＲＦ信号、周囲にある複数の回折光検出面５５の信号の加減算で第二のＲＦ信号を得ることができ、実施例５と同様に、ＲＦ信号の合成によって、低ノイズな再生信号を得ることができる。なお、１次光と０次光の光量比は、回折格子の溝デューティ比（溝幅比）と溝深さで調節できる。
【００８３】
この偏光性回折格子と受光素子を用いた、情報再生装置の、全体構成の実施の形態の一例を、図２２を用いて説明する。
記録媒体である光ディスク７は、回転サーボ回路８によって回転速度が制御されたモータ９上に取付けられている。この媒体に対して、レーザ駆動回路１０ａ・１０ｂ・１０ｃにより駆動された半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃからの光を照射する。半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃは、各々波長の異なる半導体レーザであり、１１ａとして青色半導体レーザ、１１ｂとして赤色半導体レーザ、１１ｃとして赤外光半導体レーザを用いている。半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃの光は、各々、コリメートレンズ１３ａ・１３ｂ・１３ｃを通過する。青色半導体レーザの光のみ、さらにビーム整形プリズム１４を通過する。
【００８４】
半導体レーザ１１ｂの光は、反射鏡１５により向きを変え、ディスク７へ向けて導入される。半導体レーザ１１ｃの光は、合成プリズム１６ａにより向きを変え、半導体レーザ１１ｂからの光と合成されて、ディスク７へ向けて導入される。半導体レーザ１１ａの光は、合成プリズム１６ｂにより向きを変え、半導体レーザ１１ｂ・１１ｃからの光と合成されて、ディスク７へ向けて導入される。さらに、各レーザ光は、偏向ビームスプリッタ１７と、偏光性回折格子５２と、液晶収差補正素子１８と、λ／４板１９を通過して、対物レンズ２０により、ディスク７上に集光照射される。
【００８５】
対物レンズ２０はアクチュエータ２１上に取付けられており、焦点位置を、焦点サーボ回路２２の信号によって焦点深度方向（フォーカス方向）に、トラッキングサーボ回路２３の信号によってトラック方向に、それぞれ駆動できるようになっている。また、この時、液晶収差補正素子１８によって、ディスク７の基板厚誤差や対物レンズ２０によって生じる球面収差が補正される。球面収差補正素子は、主制御回路４５の制御電圧に応じて、光束の内周と外周で異なる屈折率分布を生じ、波面の進みと遅れを補償して、球面収差を補償する。この光によって、ディスク７上に記録された微細なマークパターンを読み取ったり、マークパターンを記録したりする。ディスク７によって照射されたうち一部の光が反射され、再び対物レンズ２０、λ／４板１９、液晶収差補正素子１８を通過して、偏光性回折格子５２にて今度は回折され、微小な角度で光束が分割される。これらの光束（０次光・１次光）は、偏向ビームスプリッタ１７によって、今度は検出レンズ２６の方向に分離される。分離された光は、検出レンズ２６を通り、受光素子５３上の光検出面にて検出され、電気信号に変換される。受光素子５３上には、図２１（ｂ）に示した受光面パターンが形成されており、回折光検出面とＲＦ信号検出面にて各々の光束が受光され、検出される。前記偏光性回折格子の透過光（０次光）は、ＲＦ信号検出面にて検出され、電気信号に変換される。この電気信号を、ＲＦ用光電流アンプ３３で増幅し、第一の再生信号（ＲＦ信号）を生成する。
【００８６】
一方、偏光性回折格子５２により回折された１次光は、受光素子５３上の回折光検出面にて検出され、電気信号に変換される。この電気信号を、直流増幅光電流アンプ３２で増幅し、この信号を元に加減算して、焦点サーボ回路２２にてフォーカス誤差信号を、トラッキングサーボ回路２３にてトラッキング誤差信号を、加算器３４にて第ニの再生信号（ＲＦ信号）を生成する。
【００８７】
前記第ニの再生信号は、低域通過フィルタ３６を通過し、減算器３７の一入力へ供給される。一方、前記第一の再生信号は、利得可変手段３５を経て、もう一つの低域通過フィルタ３６を通過し、減算器３７のもう一つの入力と、加算器３８へ供給される。減算器３７にて、これらの信号の差分信号を生成して、加算器３８へ供給する。加算器３８は、前記差分信号と、第一の再生信号の和信号を生成する。この和信号が、合成された再生信号（合成ＲＦ信号）となる。なお、利得可変手段３５の利得は、主制御回路４５からの指令によって光源波長の切替えや装置の状態に応じて、変化させることができる。
【００８８】
合成された再生信号は、等価回路４１、レベル検出回路４２、同期クロック生成回路４３を経て、複号回路４４にて、記録された元のデジタル信号に変換される。また、同期クロック生成回路４３は同時に、合成された再生信号を直接検知して同期
信号を生成し、復号回路４４へ供給する。これらの一連の回路は、主制御回路４５によって統括的に制御される。
即ち、本構成では、四分割光検出器に代えて、前記第一のＲＦ信号検出部と第二のＲＦ信号検出部の検出面手前に光束分を分割する（領域を四分割した）偏光性回折格子を挿入している。
【００８９】
本構成を用いることでも、三つの異なる波長を光源とする、複数の規格の記録媒体上の情報を互換で再生する、信頼性の高い情報再生装置が実現できる。第一のＲＦ信号の生成と、第二のＲＦ信号の生成に、受光素子一つを共通に使えるため、受光素子が複数必要でないために、低コストである。また、三波長の異なる光源に対し、回折光検出面は、各波長に対応して切替えられる検出面の分割は必要であるが、波長切換えのための回路的なスイッチは、回折角度を調節することで不要となり、回路については小型化できる。また、ＲＦ信号検出面にて検出している光は非回折光（０次光）であるため、光点が波長によってずれないため、３波長同一のＲＦ信号検出面を用いることができ、かつＲＦ信号検出面のサイズを小さくすることができ、高速かつ低ノイズなＲＦ信号の検出ができるという利点がある。
【００９０】
また、実施例５と同様に、得られた再生信号は、低ノイズな専用アンプにより増幅されるため、高速かつ低ノイズであり、また、ＡＣアンプや化合物半導体トランジスタを用いてより低ノイズ化することができる。そのため、高速かつ高密度な光ディスク等情報再生装置を実現できる。典型的には、レー光電流アンプノイズにより制限されていた光情報再生装置の再生速度制限を解消でき、高い信頼性を保持したまま１５０Ｍｂｐｓ以上に高速化できる。
【００９１】
なお、光学系や回路系の構成として、実施例５と６を組合せたような実施の形態でもよい。すでに図２１（ｂ）に示した受光面パターンで、ＲＦ信号検出面５４のないものを用いている場合は、ＲＦ信号検出面５４を追加し、偏光性回折格子５２の溝デューティ比（溝幅比）と溝深さを調節することで実現できる。
つまり、実施例３〜６記載の構成のように、２系統のＲＦ信号を、帯域合成する、合成ＲＦ信号を用いれば、後続の復号回路は、従来のものがそのまま使える。本手法では、前記受光素子と回折格子以外の光学系の構成は従来と同様であることから、これらの光ヘッドにおいて、従来光学系と同様の部品や回路をそのまま使えるため、低コストであるという利点がある。
【実施例７】
【００９２】
（クリッピング追従補正）
次に、本発明による、ＡＣアンプとＤＣアンプの複数の再生信号を独立に用いて、低ノイズなＡＣアンプの再生信号を直接利用して、情報再生装置を構成する場合の、構成例と効果について、図２３〜図２４を用いて説明する。
まず、図２３を用いて、ＡＣアンプの信号を直接に再生信号として復号する際に効果の大きい、本発明による、追従式のクリッピング補正の原理について説明する。
【００９３】
図２３（ａ）は、本発明によるＡＣアンプで、特に化合物半導体の電界効果トランジスタを用いている時に生じる、信号の変化を示している。横軸が時間６０であり、縦軸が増幅後の信号電圧６１である。電界効果トランジスタを用いた光電流アンプでは、先程図８（ａ）にて示したように、増幅信号において、低周波付近で、１／ｆノイズによる微小な変動が常に生じている。例えば、化合物半導体の電界効果トランジスタを用いて増幅した、長マークの繰返しパターンの再生信号６２（ＲＦ信号）は、正常に再生されていれば、変調信号上限電圧６３と変調信号下限電圧６４の間を、両端で飽和しながら往復する再生信号となっている。ところが、電界効果トランジスタのソース・ドレイン間電流が、１／ｆノイズによって変化する（揺らぐ）と、この再生信号６２の波形が、上下にシフトし、変調信号上限電圧６３または変調信号下限電圧６４のどちらか片方を続けてはみ出るようになる（図２３（ａ））。そこで、継続的に片側へ、はみ出した分を検知し、はみ出した分の補正量（補正電圧加算値６５）を加算して、信号を元の変調信号上限電圧６３と変調信号下限電圧６４の間に収まるように補正する。これによって、補正後の信号は、レベル検出時の誤差が縮小し、正しく復号処理されるように追従補正される。
【００９４】
本構成は、特にガリウム砒素（ＧａＡｓ）系の半導体材料を用いた光電流アンプにおいて効果が大きい。ＧａＡｓは、半導体中のキャリアの分散に、２つのキャリア速度の安定点を持つため、シリコン系半導体を用いた電界効果トランジスタに比べ、１／ｆ雑音がやや大きいという問題点がある。電流量の変化によって、信号のゼロ点や増幅率（利得）が変化しやすい。本構成を用い、ＤＣレベルの揺らぎを補正することで、ジッタを改善でき、再生信号／復号した情報の信頼性を向上できる。なお、以下では、本補正のことをクリッピング追従補正と呼ぶ。
【００９５】
次に、図２４を用いて、本発明による、クリッピング追従補正部の回路構成例について説明する。
図２４は、光学情報再生装置における、光ヘッドの受光部および受光部（光ヘッド）近傍の回路構成である。受光素子チップの手前にて、回折格子を設け、受光器に入射する光束を二つ以上に分割する。図２４では再び、３スポット法によるＴＲ信号検出およびＡＦ信号検出を想定している。その全体装置構成については、図２５を用いて実施例８で説明する。
【００９６】
受光素子上に照射された光は、回折格子２７によって光束分割され、３つの光スポットのうち、中央のスポット光は、四分割光検出器２９にて検出されるゼロ次光と、ＲＦ信号検出面３０にて検出される一次回折光に分割される。回折格子としては、例えばブレーズ型（Ｂｌａｚｅ型）のものを用いる。両端の２つのサブスポット光は、図２４では描かれていないが、サブスポット用受光面３１にて検出され、差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）によるＴＲ信号の検出に用いる。ＲＦ信号検出面３０で検出された光信号の電流は、ＲＦ用光電流アンプ３３にて増幅されて第一のＲＦ信号となる。ＲＦ用光電流アンプとしては、ＤＣアンプを用いてもＡＣアンプを用いてもよい。四分割回折格子２９で検出された光信号の電流は、４つの直流増幅光電流アンプ３２にて各々増幅され、ＡＦ信号やＴＲ信号の生成に使われる。一方、第一のＲＦ信号は、変調信号上限保持器４６と、変調信号下限保持器４７へ供給される。なお、４つの直流増幅光電流アンプ３２にて各々増幅された信号を用いて、ＡＦ信号やＴＲ信号と共に、同期用の第二のＲＦ信号を生成して用いることも可能である。
【００９７】
変調信号上限保持器４６は、最大電圧を保持し出力する一般的なピークホールド回路である。また変調信号下限保持器４７は、最小電圧を保持し出力する一般的なピークホールド回路である。これら変調信号上限保持器４６と、変調信号下限保持器４７の信号は、各々、再生信号の下限変調周波数より低いカットオフ周波数を持つ低域通過フィルタ４８を通過した後、各々、差動演算器４９に供給される。一つ目の差動演算器４９は、前記第一のＲＦ信号を基準として、低域フィルタ通過後の変調信号上限電圧との差分信号を出力する。二つ目の差動演算器４９は、前記第一のＲＦ信号を基準として、変調信号下限電圧との差分信号を出力する。各々の信号を、二つの差動演算器４９の出力を、補正加算値保持回路５０へ供給する。補正加算値保持回路５０は、差動演算の結果得られた、変調信号上限電圧を超える電圧分について、コンデンサの保持する直流電圧を、理想ダイオードを介して充放電する。この補正加算値保持回路５０の保持する直流電圧を、加算器５１により、ＤＣレベルの補正量として、前記第一のＲＦ信号に加算する。これによって、加算器５１の出力より、クリッピング追従補正された再生信号が得られる。
【００９８】
すなわち、この構成例においては、光学系として、情報記録媒体に光を照射する光源と、前記情報記録媒体からの戻り光から前記情報記録媒体の記録信号を検出する受光素子上に、第一のＲＦ信号検出部（ＲＦ信号検出面３０）・第ニのＲＦ信号検出部（四分割光検出器２９）を有し、前記第一のＲＦ信号検出部で検出された信号を増幅するＲＦ用光電流アンプとして例えばＡＣアンプを有し、前記第二のＲＦ信号検出部で検出された信号を増幅するＤＣアンプを有し、前記ＤＣアンプで増幅された信号を用いて自動焦点制御とトラッキング制御を行い、前記ＡＣアンプで増幅された信号を用いて再生情報を復号処理することが可能である。なお、ＲＦ用光電流アンプとして、ＤＣアンプを用いた場合であっても、本発明による情報再生装置は、媒体上の記録信号の円板上のムラや、場所依存性を補正して、情報の復号の信頼性を向上できる。また、ＲＦ用光電流アンプとしてＡＣアンプを用いた場合、例えば化合物半導体電界効果トランジスタを光電流アンプに用いた場合でも、１／ｆノイズによる再生信号の揺らぎを補正して、復号情報の信頼性を向上することができる。
【００９９】
共に、検出されたＲＦ信号は、専用の一面のＲＦ信号検出面にて検出され、増幅された信号であるので、四分割光検出器２９で得られた４つの受光面の信号を加算してＲＦ信号を生成する場合に比べ、再生信号の信号品質（Ｓ／Ｎ比）を改善することができる。
【実施例８】
【０１００】
（クリッピング追従補正を用いた情報再生装置の全体構成）
次に、前記実施例７のクリッピング追従補正を用いた、情報再生装置の全体構成例について、図２５を用いて説明する。
記録媒体である光ディスク７は、回転サーボ回路８によって回転速度が制御されたモータ９上に取付けられている。この媒体に対して、レーザ駆動回路１０ａ・１０ｂ・１０ｃにより駆動された半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃからの光を照射する。半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃは、各々波長の異なる半導体レーザであり、１１ａとして青色半導体レーザ、１１ｂとして赤色半導体レーザ、１１ｃとして赤外光半導体レーザを用いている。半導体レーザ１１ａ・１１ｂ・１１ｃの光は、各々、３スポット法用の回折格子１２ａ・１２ｂ・１２ｃを通過して、コリメートレンズ１３ａ・１３ｂ・１３ｃを通過する。青色半導体レーザの光のみ、さらにビーム整形プリズム１４を通過する。
【０１０１】
半導体レーザ１１ｂの光は、反射鏡１５により向きを変え、ディスク７へ向けて導入される。半導体レーザ１１ｃの光は、合成プリズム１６ａにより向きを変え、半導体レーザ１１ｂからの光と合成されて、ディスク７へ向けて導入される。半導体レーザ１１ａの光は、合成プリズム１６ｂにより向きを変え、半導体レーザ１１ｂ・１１ｃからの光と合成されて、ディスク７へ向けて導入される。さらに、各レーザ光は、偏向ビームスプリッタ１７と、液晶収差補正素子１８と、λ／４板１９を通過して、対物レンズ２０により、ディスク７上に集光照射される。
【０１０２】
対物レンズ２０はアクチュエータ２１上に取付けられており、焦点位置を、焦点サーボ回路２２の信号によって焦点深度方向（フォーカス方向）に、トラッキングサーボ回路２３の信号によってトラック方向に、それぞれ駆動できるようになっている。また、この時、液晶収差補正素子１８によって、ディスク７の基板厚誤差や対物レンズ２０によって生じる球面収差が補正される。球面収差補正素子は、主制御回路４５の制御電圧に応じて、光束の内周と外周で異なる屈折率分布を生じ、波面の進みと遅れを補償して、球面収差を補償する。ディスク７によって照射されたうち一部の光が反射され、再び対物レンズ２０、λ／４板１９、液晶収差補正素子１８を通過して、偏向ビームスプリッタ１７によって、今度はシリンドリカルレンズ２５の方向に分離される。分離された光は、シリンドリカルレンズ２５、検出レンズ２６を通り、回折格子２７により光束分割される。回折格子２７による回折を受けた１次光は、受光素子チップ２８上のＲＦ信号検出面にて検出され、電気信号に変換される。この電気信号を、ＲＦ用光電流アンプ３３で増幅し、第一のＲＦ信号を生成する。ＲＦ用光電流アンプとしては、ＤＣアンプを用いても、ＡＣアンプを用いてもよい。
【０１０３】
一方、回折格子２７による回折を受けなかった０次光は、受光素子チップ２８上の四分割光検出器にて検出され、電気信号に変換される。この電気信号を、直流増幅光電流アンプ３２で増幅し、この信号を元に加減算して、フォーカス誤差信号生成回路２２にてフォーカス誤差信号を、トラッキング誤差信号生成回路２３にてトラッキング誤差信号生成する。なお、前記直流増幅光電流アンプ３２にて各々増幅された信号を用いて、同期用の第二のＲＦ信号を生成して用いることも可能である。この場合、加算器３４にて第ニのＲＦ信号を生成する。この第二の再生信号（ＲＦ信号）は、同期クロック生成回路４３へ供給され、同期信号の生成に用いられる。なお受光素子チップ２８上の受光面の構成としては、図１や図１４に示した構成も用いることができる。
【０１０４】
一方、前記第一のＲＦ信号は、変調信号上限保持器４６と、変調信号下限保持器４７へ供給される。変調信号上限保持器４６は、最大電圧を保持し出力する一般的なピークホールド回路である。また変調信号下限保持器４７は、最小電圧を保持し出力する一般的なピークホールド回路である。これら変調信号上限保持器４６と、変調信号下限保持器４７の信号は、各々、再生信号の下限変調周波数より低いカットオフ周波数を持つ低域通過フィルタ４８を通過した後、各々、差動演算器４９に供給される。一つ目の差動演算器４９は、前記第一のＲＦ信号を基準として、低域フィルタ通過後の変調信号上限電圧との差分信号を出力する。二つ目の差動演算器４９は、前記第一のＲＦ信号を基準として、変調信号下限電圧との差分信号を出力する。各々の信号を、二つの差動演算器４９の出力を、補正加算値保持回路５０へ供給する。補正加算値保持回路５０は、差動演算の結果得られた、変調信号上限電圧を超える電圧分について、コンデンサの保持する直流電圧を、理想ダイオードを介して充放電する。この補正加算値保持回路５０の保持する直流電圧を、加算器５１により、ＤＣレベルの補正量として、前記第一のＲＦ信号に加算する。これによって、加算器５１の出力より、クリッピング追従補正された再生信号が得られる。
【０１０５】
前記クリッピング追従補正された再生信号は、等価回路４１、レベル検出回路４２、同期クロック生成回路４３を経て、複号回路４４にて、記録された元のデジタル信号に変換される。これらの一連の回路は、主制御回路４５によって統括的に制御される。
【０１０６】
本構成では、クリッピング追従補正によって、例えば化合物半導体電界効果トランジスタを光電流アンプに用いた場合でも、１／ｆノイズによる再生信号の揺らぎを補正して、復号情報の信頼性を向上することができる。また、ＲＦ用光電流アンプとして、ＤＣアンプを用いた場合でも、本発明による情報再生装置は、媒体上の記録信号の円板上のムラや、場所依存性を補正して、情報の復号の信頼性を向上できる。
【０１０７】
また、検出されたＲＦ信号は、専用の一面のＲＦ信号検出面にて検出され、増幅された信号であるので、四分割光検出器２９で得られた４つの受光面の信号を加算してＲＦ信号を生成する場合に比べ、再生信号の信号品質（Ｓ／Ｎ比）を改善することができる。
また、本構成では、ＡＣアンプにより増幅したＲＦ信号を、ＤＣアンプより得たＲＦ信号と混ぜる必要がないため、得られた再生信号を最も信号品質の良いまま復号に用いることができ、高いＳ／Ｎ比を得ることができ、情報の復号の信頼性を向上できる。
なお、本構成では、四分割光検出器より得た第ニのＲＦ信号を、同期検出に用いる例を示したが、一部読出し専用（ＲＯＭ）光ディスクのように、ＡＣアンプからの出力（第一のＲＦ信号）のみで同期検出できる場合があるため、四分割光検出器より得た信号を用いて第二のＲＦ信号を生成することは必須ではない。
【０１０８】
また、クリッピング追従補正によって、高周波でＳ／Ｎ比の良い化合物半導体トランジスタを用いることが可能となるため、Ｓ／Ｎ比のより厳しい青色光ディスクを構成したり、１５０Ｍｂｐｓ以上の高速な光学情報再生装置を構成することができる。より高密度・高速で信頼性の高い情報再生装置を低コストで実現できる。
【０１０９】
なお、本発明によるクリッピング追従補正は、第一・第ニのＲＦ信号を周波数帯域により合成する、実施例５や実施例６の構成例と組合せて用いても効果があり、光学系や回路系の構成として、実施例５や、実施例６と組合せたような実施の形態でもよい。この場合、図２４に示したようなクリッピング追従補正の回路を、例えば加算器３４や加算器３８の直後に挿入することで、上記に述べたクリッピング追従補正の利点を、前記実施例にても得ることができる。
【０１１０】
つまり、実施例７〜８記載の構成のように、ＲＦ信号を２系統で検出・増幅し、別々に処理するという場合、ミラーレベルや直流レベル検出によって同期検出するのではなく、交流信号によって同期検出・レベル補正するという信号処理上の工夫をすれば、１５〜２５ｄＢという大きなＳ／Ｎ比の向上が得られる。光電流アンプにおいて、発生するノイズを最小限に抑えて、品質のよい信号増幅ができるという特有の効果を得られる。
【実施例９】
【０１１１】
（本構成によるＳ／Ｎ比改善と高速化の効果）
前記実施例を、光源として短い波長の光を用いた、より高密度な光ディスク装置へ適用する場合の効果を示す。
現在市場にて主流となっているＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）に比較して、本発明の効果が研著になるのは、媒体上の光スポットからの反射光量が半分以下となる場合である。相変化記録媒体を用いる場合、再生時に得られる反射光量（信号光量）は、記録膜上の光強度密度（光パワー密度）により制限されており、媒体に記録された記録情報が消えない光パワー密度の上限は、用いる光源の波長によらずほぼ一定している。従って、信号光量が減少することにより、ノイズが一定であっても、信号／ノイズ比が劣化する。例えばＤＶＤに比較して、再生信号光量の上限が半分となるのは、波長にして、
【０１１２】
【数１】
2006114165.tif 000003
【０１１３】
となる４６０ｎｍ以下の場合であり、これより短波長の光源を用いた光ディスクの情報再生装置において、本願発明の効果を顕著に得ることができる。
【０１１４】
次に、ノイズの改善による高速化の効果について考察する。
前記実施例１を、４０５ｎｍ光源を用いた青色光ディスクへ適用した際の効果の例を図２６を用いて説明する。
図２６は、光ディスクを媒体とする市販の情報再生装置における、主要ノイズ要因ごとの雑音強度の再生速度依存性の実例を示している。横軸が転送速度８８、縦軸が雑音強度８９で、光電流増幅器の雑音を含むシステム雑音強度９０と、ディスク媒体の反射率ムラによる媒体雑音強度９１、光源であるレーザ光量の揺らぎによるレーザ雑音強度９２の３つが主要因である。この装置においては、６５Ｍｂｐｓ以上の転送速度では、システム雑音（アンプ雑音）が最大となっており、これにより転送速度の上限が、６５Ｍｂｐｓ付近（媒体雑音強度９１とシステム雑音強度９０の交点）で制限されていた。
【０１１５】
本発明の適用によって、システム雑音強度９０は、９ｄＢ改善できるため、改善後システム雑音強度９３の大きさにまで抑えることが出来る。これによって、従来、システム雑音で転送速度が制限されていたのに対し、本発明を適用した光ディスクの情報再生装置では、この制限（システム雑音制限）を解消して、媒体雑音強度９１とレーザ雑音強度９２との、次の交点である１５０Ｍｂｐｓ付近まで、転送速度を向上することができる。
【０１１６】
したがって、本発明の適用によって、１５０Ｍｂｐｓ以上まで転送速度を向上し、かつ再生信号品質を維持した青色高密度光ディスクの情報再生装置を実現することができる。
また、高速・低ノイズなＡＣアンプとの組合せによって、アンプ雑音はさらに改善できるため、よりアンプ雑音が大きく支配的となっているほとんどの光ディスクの情報再生装置にても、同様にシステム雑音制限を解消することができ、１５０Ｍｂｐｓ以上の転送速度を実現することができる。
【０１１７】
本発明の適用によって、高速・低ノイズなＡＣアンプを使って信号品質を向上しつつ、複数の受光面の検出信号を合成することによって、従来回路との信号の互換性も保っている。従来装置用の復号信号処理回路をそのまま用いることができるため、高速・高信頼・高密度の情報再生装置を低コストで実現できる。
【０１１８】
また、以上の実施例は、図１４（Ａ）に示したような受光面を持つ、差動非点収差法との組合せにて用いることもできる。この場合、自動焦点制御とトラッキング制御を安定化し、かつ良好なノイズ特性（高いＳ／Ｎ比）を得ることができ、高密度化・高速化・高信頼化できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明による、受光光学系と受光信号の増幅部の回路構成の例である。
【図２】従来の光学系の構成例である。
【図３】従来の光学系におけるＳ／Ｎの劣化要因を説明する図である。
【図４】ＤＣアンプとＡＣアンプの初段増幅部の回路構成例である。
【図５】本発明による光学系と初段アンプ部の構成例である。
【図６】化合物半導体トランジスタを用いたＡＣアンプの回路構成例である。
【図７】ＡＣアンプとＤＣアンプの帯域利得特性の例である。
【図８】化合物半導体トランジスタを用いたＡＣアンプとシリコン系ＤＣアンプの特性例である。
【図９】本発明によるＲＦ信号の合成によるノイズ低減の原理を説明する図である。
【図１０】本発明によるＲＦ信号合成回路の例である。
【図１１】本発明によるＲＦ信号合成回路の例である。
【図１２】本発明によるＲＦ信号合成回路の例である。
【図１３】本発明によるＲＦ信号合成回路の例である。
【図１４】本発明に用いることのできる受光部光学系の構成例である。
【図１５】本発明による利得の切替または調整を行うＲＦ信号合成回路の例である。
【図１６】本発明による利得の切替または調整を行うＲＦ信号合成回路の例である。
【図１７】本発明による自動利得調整を備えるＲＦ信号合成回路の例である。
【図１８】本発明による自動利得調整の制御方法を示す図である。
【図１９】本発明による自動利得調整を備えるＲＦ信号合成回路の例である。
【図２０】本発明による光情報再生装置の構成例である。
【図２１】本発明による受光部光学系の構成例である。
【図２２】本発明による光情報再生装置の構成例である。
【図２３】本発明による追従補正の方法を示す図である。
【図２４】本発明による追従補正回路の構成例である。
【図２５】本発明による追従補正を備えた光情報再生装置の構成例である。
【図２６】本発明による高速化の効果を説明する図である。
【図２７】化合物半導体トランジスタを用いたＤＣアンプの回路構成例である。
【図２８】シリコン系トランジスタを用いながらノイズを低減したＤＣアンプの回路構成例である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ａ，ｂ，ｃ…中央スポット受光面
２ａ，ｂ，ｃ…サブスポット受光面
３ａ，ｂ，ｃ…サブスポット受光面
４…光電流増幅器
５…加算器
６…再生信号
７…光ディスク
８…回転サーボ回路
９…モータ
１０…レーザ駆動回路
１１ａ，ｂ，ｃ…半導体レーザ
１２，１２ａ，ｂ，ｃ…回折格子
１３…コリメートレンズ
１４…ビーム整形プリズム
１５…反射鏡
１６ａ，ｂ…合成プリズム
１７…偏光ビームスプリッタ
１８…液晶収差補正素子
１９…λ／４板
２０…対物レンズ
２１…アクチュエータ
２２…焦点サーボ回路
２３…トラッキングサーボ回路
２４…差動位相検出回路
２５…シリンドリカルレンズ
２６…検出レンズ
２７…回折格子
２８…受光素子チップ
２９…四分割光検出器
３０…ＲＦ信号検出面
３１，３１ａ…サブスポット用受光面
３２…直流増幅光電流アンプ
３３…ＲＦ用光電流アンプ
３４…加算器
３５…利得調整手段
３６，３６ａ…低域通過フィルタ
３７…減算器
３８…加算器
３９…広域通過フィルタ
４０…利得制御器
４１…等化回路
４２…レベル検出回路
４３…同期クロック生成回路
４４…復号回路
４５…主制御回路
４６…変調信号上限保持器
４７…変調信号下限保持器
４８…低域通過フィルタ
４９…差動演算器
５０…補正加算値保持回路
５１…加算器
５２…偏光性回折格子
５３…受光素子
５４…ＲＦ信号検出面
５５…回折光検出面
５６…高域通過フィルタ
５７…乗算器
５８…積分器
５９…振幅検出器
６０…時間
６１…信号電圧
６２…再生信号
６３…変調信号上限電圧
６４…変調信号下限電圧
６５…補正電圧加算値
７０…周波数
７１…信号強度
７２…ＡＣアンプ利得
７３…ＤＣアンプ利得
７４…ＡＣアンプ雑音強度
７５…ＤＣアンプ雑音強度
７６…合成アンプ雑音強度
７７…低域高域フィルタ通過後利得
８０…トランジスタ素子
８１…化合物電界効果トランジスタ
８２…アンプ出力
８８…転送速度
８９…雑音強度
９０…システム雑音強度
９１…媒体雑音強度
９２…レーザ雑音強度
９３…改善後システム雑音強度。
【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】
2006114165.tif 000016
【図１５】
2006114165.tif 000017
【図１６】
2006114165.tif 000018
【図１７】
2006114165.tif 000019
【図１８】
2006114165.tif 000020
【図１９】
2006114165.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2006114165.tif 000029
【図２８】
2006114165.tif 000030
【図８】
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