(57)【要約】【課題】再生限界に満たない長さのピットまたはマークを含む光記録媒体から高い信号対雑音比で情報を再生することのできる光再生装置を提供する。【解決手段】超解像光ディスクのピット（またはマーク）とスペースとからの反射光を分割フォトディテクタ３７によって検出する。分割フォトディテクタ３７に、反射光の光束におけるトラック方向の端部の信号を検出する第１端部フォトディテクタ４５および第２端部フォトディテクタ４７と、上記光束における中心部分の信号を検出する中心部フォトディテクタ４６とを備える。上記端部からの光検出信号ａ・ｃの加算信号ｅから、上記中心部分からの光検出信号ｂの信号量を調節した出力ｆを減算し、再生限界に満たない長さのピット（またはマーク）からの信号が強調された光再生信号ｇを得るようにする。【選択図】　図１
2004079067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体のピットまたはマークの情報を、上記光記録媒体に照射した光の反射光または透過光を検出することにより再生する光再生装置において、
上記反射光または透過光の光束におけるトラック方向の端部の信号を検出する端部検出手段と、
上記反射光または透過光の光束におけるトラック方向の少なくとも中心部分の信号を検出する中心検出手段と、
上記端部検出手段によって検出された信号と上記中心検出手段によって検出された信号との減算信号を生成して、上記減算信号から上記情報を再生する再生手段と、
を備えていることを特徴とする光再生装置。
【請求項２】
上記端部検出手段と上記中心検出手段とは、それぞれ個別のフォトディテクタから構成されることを特徴とする請求項１に記載の光再生装置。
【請求項３】
光記録媒体のピットまたはマークの情報を、上記光記録媒体に照射した光の反射光または透過光を検出することにより再生する光再生装置において、
上記反射光または透過光の光束全体での再生限界よりも高い空間周波数の信号を検出する第１検出部と、
上記再生限界よりも低い空間周波数の信号を検出する第２検出部と、
上記第１検出部によって検出された信号と上記第２検出部によって検出された信号との減算信号を生成して、上記減算信号から上記情報を再生する再生手段と、
を備えていることを特徴とする光再生装置。
【請求項４】
上記第１検出部は、上記反射光または透過光の光束における端部の信号を検出する端部検出手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の光再生装置。
【請求項５】
上記第１検出部と上記第２検出部とは、それぞれ個別のフォトディテクタから構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の光再生装置。
【請求項６】
長さが、（上記光の波長）／（４×開口数）以下である上記ピットまたはマークを含んでいることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光再生装置。
【請求項７】
上記光記録媒体として、上記反射光または透過光の光束全体での再生限界以下の長さとなるピットまたはマークを含んでいる超解像光記録媒体を使用することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体の光再生装置に関し、特に、超解像光ディスクの光再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光情報記録の高密度化を実現する光ディスクの一つとして、光の照射により物性的あるいは構造的な変化を生じる光記録媒体に、レーザ光を集光することによって超解像再生を行う光ディスク（超解像光ディスク）が提案されている。
【０００３】
従来の光ディスクに記録されたマークまたはピットの再生限界は、再生用の光の真空中での波長λと、対物レンズの開口数ＮＡに依存し、一対のマーク（またはピット）とスペースとからなるピッチの再生限界はλ／（２×ＮＡ）と表すことができる。たとえば、マーク（またはピット）の長さとスペースの長さとが同じならば、マーク（またはピット）の再生限界の長さは、λ／（４×ＮＡ）となる。
【０００４】
これに対して、超解像光ディスクでは、上記再生限界を超える微小なマークまたはピットの再生が可能である。たとえば、特開平６−１８３１５２号公報には、ピットが形成されたディスクにＢｉＴｅ合金などの相変化材料層を形成し、集光された光スポットよりも小さな液晶領域を形成して超解像再生を行うことが開示されている。
【０００５】
また、特開平５−２０５３１４号公報には、ピットが形成されたディスクにランタノイド材料層を形成し、温度勾配により反射率変化を引き起こして超解像再生を行うことが開示されている。
【０００６】
さらに、特開平１１−２５０４９３号公報には、ＧｅＳｂＴｅからなる相変化記録層に対して、Ｓｂからなる超解像マスク層を設け、マスク層と記録層との間にＳｉＮの中間層を３０ｎｍの厚さに形成した構造により、波長λが４８８ｎｍ、開口数ＮＡが０．６の光学系（再生限界のマーク長２００ｎｍ）において、マーク長１００ｎｍ以下の記録マークからの再生信号が検出可能であることが開示されている。
【０００７】
さらに、菊川らは、ＪＪＡＰ，４０，３Ｂ，１６２４にて、微小なピットが形成されたＲＯＭ型光ディスクにおいて、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｗ等を反射膜とした構造によって、波長：６３５ｎｍ、ＮＡ：０．６の光学系（再生限界のピット長２７０ｎｍ）を用いて、ピット長２００ｎｍの信号を超解像再生できることを示している。これらの超解像光ディスクでは、光学系に大きな変更を施すことなく記録密度を向上させることが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
超解像再生においては、上記再生限界よりも短いマーク（あるいはピット）とスペースとの並びを再生するが、このときの再生信号の空間周波数は、光学系の回折限界を超えている。そのため、これらのマークやピットからの再生光を効率よく、光検出装置に導くのは困難である。そこで、レーザ光のパワーを増加させることによって光スポット径よりも小さな開口を記録媒体上に発生させて、マークやピットからの再生信号の変調度を増加させる。ところが、レーザ光のパワーの増加は光検出器への入射光量の増加につながるため、再生された信号のホワイトノイズが増加する。このホワイトノイズの増加は信号対雑音比（ＣＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ　　ｔｏ　　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）を低下させる。つまり、上記に示す超解像再生においては、再生限界よりも短いマークまたはピットに対して信号対雑音比が低下しやすいという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、再生限界に満たない長さのピットまたはマークを含む光記録媒体から高い信号対雑音比で情報を再生することのできる光再生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光再生装置は、上記課題を解決するために、光記録媒体のピットまたはマークの情報を、上記光記録媒体に照射した光の反射光または透過光を検出することにより再生する光再生装置において、上記反射光または透過光の光束におけるトラック方向の端部の信号を検出する端部検出手段と、上記反射光または透過光の光束におけるトラック方向の少なくとも中心部分の信号を検出する中心検出手段と、上記端部検出手段によって検出された信号と上記中心検出手段によって検出された信号との減算信号を生成して、上記減算信号から上記情報を再生する再生手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、端部検出手段は反射光または透過光の光束におけるトラック方向の端部を検出する。光束の上記端部には記録媒体の再生限界に満たない長さに対応した空間周波数の信号が多く含まれる。また、中心検出手段は光束におけるトラック方向の中心部分の信号を検出する。光束の上記中心部分には再生限界以上の長さに対応した空間周波数の信号が多く含まれる。そして、再生手段は、検出された端部の信号から中心部分の信号を減ずる、あるいはその逆を行うなどして減算信号を生成する。これにより、再生限界以上の長さに対応した空間周波数の信号と、再生限界に満たない長さに対応した空間周波数の信号との両方を含む信号から、再生限界以上の長さに対応した空間周波数の信号を減じることができる。したがって、光記録媒体に記録されている情報において、再生限界に満たない長さに対応した空間周波数の信号を強調して再生することができる。また、減算により前記２つの信号に含まれる同相ノイズが低下するので、検出される信号における信号対雑音比を向上させることができる。
【００１２】
この結果、再生限界に満たない長さのピットまたはマークを含む光記録媒体から高い信号対雑音比で情報を再生することのできる光再生装置を提供することができる。
【００１３】
本発明の光再生装置は、上記課題を解決するために、上記端部検出手段と上記中心検出手段とは、それぞれ個別のフォトディテクタから構成されることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、それぞれのフォトディテクタにおいて電気信号に変換された信号における同相ノイズを容易に減じることができる。
【００１５】
本発明の光再生装置は、上記課題を解決するために、光記録媒体のピットまたはマークの情報を、上記光記録媒体に照射した光の反射光または透過光を検出することにより再生する光再生装置において、上記反射光または透過光の光束全体での再生限界よりも高い空間周波数の信号を検出する第１検出部と、上記再生限界よりも低い空間周波数の信号を検出する第２検出部と、上記第１検出部によって検出された信号と上記第２検出部によって検出された信号との減算信号を生成して、上記減算信号から上記情報を再生する再生手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、第１検出部は光束全体での再生限界よりも高い空間周波数の信号、すなわち再生限界に満たない長さに対応した空間周波数の信号を検出し、第２検出部は再生限界よりも低い空間周波数の信号、すなわち再生限界以上の長さに対応した空間周波数の信号を検出する。そして、再生手段は、これら２つの信号の一方から他方を減算するあるいはその逆を行うなどして、減算信号を生成する。従って、再生限界以上の長さの空間周波数の信号が減算されて再生される。これにより、再生限界に満たないピットまたはマークからの信号が強調されて再生される。また、減算により前記２つの信号に含まれる同相ノイズが低下するので、検出される信号における信号対雑音比を向上させることができる。
【００１７】
この結果、再生限界に満たない長さのピットまたはマークを含む光記録媒体から高い信号対雑音比で情報を再生することのできる光再生装置を提供することができる。
【００１８】
本発明の光再生装置は、上記課題を解決するために、上記第１検出部は、上記反射光または透過光の光束における端部の信号を検出する端部検出手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、第１検出部は端部検出手段によって反射光または透過光の光束における端部の信号を検出するので、再生限界に満たない長さのピットまたはマークからの信号をより増強して検出することができる。
【００２０】
本発明の光再生装置は、上記課題を解決するために、上記第１検出部と上記第２検出部とは、それぞれ個別のフォトディテクタから構成されることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、それぞれのフォトディテクタにおいて電気信号に変換された信号における同相ノイズを容易に減じることができる。
【００２２】
本発明の光再生装置は、上記課題を解決するために、長さが、（上記光の波長）／（４×開口数）以下である上記ピットまたはマークを含んでいることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、再生限界に満たない長さのピットまたはマークからの信号を確実に再生し、従来に比べて記録密度を向上させることができる。
【００２４】
本発明の光再生装置は、上記課題を解決するために、上記光記録媒体として、上記反射光または透過光の光束全体での再生限界以下の長さとなるピットまたはマークを含んでいる超解像光記録媒体を使用することを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、超解像光記録媒体からの反射光または透過光に含まれる再生限界に満たない長さのピットまたはマークの信号を、さらに強調して再生し、信号対雑音比を上げることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２７】
本実施の形態に係る光再生装置１０は、図２に示すように、光記録媒体駆動部１、光照射部２、光検出部３、および信号処理部（再生手段）４から構成されている。
【００２８】
光再生装置１０は、光記録媒体駆動部１に保持されている超解像光ディスク（光記録媒体、超解像光記録媒体）１２に記録された情報を再生するものである。超解像光ディスク１２の情報を再生する場合には、光照射部２から、上記光記録媒体駆動部１に保持されている超解像光ディスク１２に光を照射する。そして、光検出部３によって、超解像光ディスク１２に照射された光の反射光を信号として検出する。そして、信号処理部４によって、上記光検出部３で検出された信号を処理（減算）することにより、超解像光ディスク１２に記録されている情報が再生される。なお、超解像光ディスク１２からの反射光に限らず、透過光を信号として検出する構成としてもかまわない。
【００２９】
ここで、各部について、より詳細に説明する。
【００３０】
上記光記録媒体駆動部１は、例えば、図２に示すように、超解像光ディスク１２の回転駆動手段であるスピンドルモータ１１を備えている。このスピンドルモータ１１に超解像光ディスク１２が保持される。上記スピンドルモータ１１は、超解像光ディスク１２を、一定の線速度あるいは一定の回転数で一定方向に回転するように駆動する。本実施例では、上記超解像光ディスク１２は、線速度６ｍ／ｓの一定速度となるように回転される。
【００３１】
上記超解像光ディスク１２には、例えば、ポリカーボネイト基板上にＧｅの反射層を厚さ１５ｎｍに形成（成膜）したものが挙げられる。上記ポリカーボネイト基板には、ピットおよびスペースの長さに応じた情報が記録されている。これらのピットとスペースとは、超解像光ディスク１２において一定の方向に連続して形成されている。この方向がトラック方向であり、超解像光ディスク１２の回転方向と等しい。つまり、このトラック方向は、超解像光ディスク１２の情報を再生する際の再生スキャン方向となる。例えば、本実施の形態では最も短いピットの長さが２００ｎｍであり、最も短いスペースの長さが２００ｎｍである場合は、これらの一対のピットとスペースとからなる最短のピッチは４００ｎｍとなる。また、変調方式として（１，７）ＲＬＬを使用しており、最長のピットおよびスペースはどちらも８００ｎｍである。
【００３２】
上記光照射部２は、レーザダイオード２１、コリメータレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４、および対物レンズ２５を備えている。このレーザダイオード２１は超解像光ディスクへの光照射手段であり、波長λのレーザ光を照射する。また、対物レンズ２５は、駆動ユニット２６を備えている。この駆動ユニット２６は、超解像光ディスク１２に照射される光のフォーカスサーボとトラッキングサーボとを行うために、対物レンズ２５を２次元方向に駆動する。また、この対物レンズ２５は、所定の開口数ＮＡを有する。本実施の形態では、レーザダイオード２１から出射されるレーザ光の波長（λ）は６３０ｎｍ、対物レンズ２５の開口数（ＮＡ）は０．６である。したがって、再生限界のピットまたはスペースの長さは約２６０ｎｍ、再生限界のピッチの長さは約５３０ｎｍである。
【００３３】
上記光検出部３は、集光レンズ３６および分割フォトディテクタ３７を備えている。上記集光レンズ３６は、超解像光ディスク１２からの反射光を分割フォトディテクタ３７に適度に集光するようになっている。上記分割フォトディテクタ３７は、適度に集光された反射光の光束を、後述するように光信号として検出する。
【００３４】
上記信号処理部４は、信号処理回路（再生手段）４０を備え、上記光信号を処理して超解像光ディスク１２に記録されている情報を再生する。
【００３５】
次に、超解像光ディスク１２を再生するときの、光再生装置１０における各部の動作について説明する。
【００３６】
まず、光記録媒体駆動部１において、スピンドルモータ１１に、超解像光ディスク１２が保持される。そして、スピンドルモータ１１がこの超解像光ディスク１２を定速で一定方向に回転させる。本実施の形態では、線速度６ｍ／ｓの一定速度となるように回転させる。
【００３７】
上記超解像光ディスク１２に対して、光照射部２からレーザ光を照射する。この光照射部２では、レーザダイオード２１から波長λのレーザ光が発生される。このレーザ光は、例えば、直線偏光の発散光であり、λ＝６３０ｎｍの波長である。このレーザ光は、コリメータレンズ２２で平行光に変換される。この平行光は、偏光ビームスプリッタ２３を透過する。このとき、一定の偏光のみが偏光ビームスプリッタ２３を透過する。そして、この偏光ビームスプリッタ２３を透過した光は、１／４波長板２４にて円偏光に変換される。この円偏光は、駆動ユニット２６により焦点を合わせられた対物レンズ２５により超解像光ディスク１２上に集光される。対物レンズ２５の開口数（ＮＡ）は０．６である。これにより、集光スポット径１０５０ｎｍ（λ／ＮＡ）のレーザ光が超解像光ディスク１２に照射される。
【００３８】
この超解像光ディスク１２上に照射されたレーザ光は、超解像光ディスク１２に形成されているピットやスペースに照射され、これによって変調された反射光を再生光とする。上記再生光は、対物レンズ２５によりコリメートされ、１／４波長板２４を通過し、最初の直線偏光から９０°傾いた直線偏光となる。この再生光は、偏光ビームスプリッタ２３により光検出部３に向かって反射される。
【００３９】
光検出部３では、集光レンズ３６により、再生光の光束が分割フォトディテクタ３７の検出部に入るように適度に集光される。分割フォトディテクタ３７は、光束の瞳面付近に配置される。言い換えれば、超解像光ディスク１２上のピットおよびスペースからなる信号をフーリエ変換した後の空間周波数に対するスペクトルが光束の断面に現れる位置に、この分割フォトディテクタ３７が配置される。なお、厳密に瞳面である必要はなく、超解像再生が可能となる程度にスペクトル分解される断面に分割フォトディテクタ３７を配置すればよい。また、厳密な焦点位置では、スペクトルは得られないため、分割フォトディテクタ３７は焦点には配置されない。光束の断面にスペクトルが現れる位置では、分割フォトディテクタ３７において、再生光から再生信号が検出される。この再生信号は、信号処理部４において処理され、超解像光ディスク１２の情報が再生される。
【００４０】
ここで、分割フォトディテクタ３７および信号処理部４の信号処理回路（再生手段）４０における動作について、図１に基づいて、説明する。
【００４１】
図１に示すように、分割フォトディテクタ３７には、上記再生光が検出ビームｈ（光束）（図１に示している鎖線で囲まれた領域）として集光される。そして、この分割フォトディテクタ３７において、検出ビームｈが光信号として検出される。
【００４２】
本実施の形態では、上記分割フォトディテクタ３７は、第１端部フォトディテクタ（端部検出手段、あるいは第１検出部）４５、中心部分フォトディテクタ（中心検出手段、あるいは第２検出部）４６、第２端部フォトディテクタ（端部検出手段、あるいは第１検出部）４７という、３つの個別のフォトディテクタに分割されている。この各フォトディテクタ４５〜４７は、検出ビームｈにおけるトラック方向に対して整列するようになっている。つまり、第１端部フォトディテクタ４５および第２端部フォトディテクタ４７は、超解像光ディスク１２から反射された後、瞳面付近に到達した反射光（再生光）の光束における、トラック方向の端部の光信号を検出し、検出結果をそれぞれ電気信号に変換して光検出信号ａ・ｃとして出力する。また、中心部分フォトディテクタ４６は、超解像光ディスク１２から反射され瞳面付近に到達した反射光の光束における、トラック方向の中心部分の光信号を検出し、検出結果を電気信号に変換して光検出信号ｂとして出力する。これにより、光束の断面上に分解されたスペクトルを、信号として検出することができる。つまり、第１端部フォトディテクタ４５および第２端部フォトディテクタ４７によって検出された信号には、再生限界に満たない長さに対応した空間周波数のピット（またはマーク）とスペースとからの信号が多く含まれ、中心部分フォトディテクタ４６によって検出された信号には、再生限界以上の長さに対応した空間周波数のピット（またはマーク）とスペースとからの信号が多く含まれる。
【００４３】
中心部分フォトディテクタ４６のトラック方向に沿った幅寸法は、検出ビームｈの直径に対して５０％〜９５％の割合であることが好ましい。また、第１端部フォトディテクタ４５および第２端部フォトディテクタ４７のトラック方向に沿った幅寸法は、上記中心部分フォトディテクタ４６によって検出された検出ビームｈの残りの部分を検出することのできる大きさであればよい。たとえば、中心部分フォトディテクタ４６の上記幅寸法が、検出ビームｈの直径に対して５０％である場合は、第１端部フォトディテクタ４５および第２端部フォトディテクタ４７の上記幅寸法は、それぞれ少なくとも検出ビームｈの直径の２５％あればよい。中心部分フォトディテクタ４６の幅寸法が、９５％である場合は、第１端部フォトディテクタ４５および第２端部フォトディテクタ４７の幅寸法は、それぞれ少なくとも２．５％あればよい。
【００４４】
第１端部フォトディテクタ４５から出力された光検出信号ａ、中心部分フォトディテクタ４６から出力された光検出信号ｂ、および第２端部フォトディテクタ４７から出力された光検出信号ｃは、信号処理部４に入力され、信号処理部４の信号処理回路４０により処理（減算）される。これにより超解像光ディスク１２の情報である光再生信号ｇ（減算信号）が生成される。これにより、超解像光ディスク１２の情報が再生される。
【００４５】
上記光再生信号ｇの生成について、より詳細に説明すると、以下の通りである。
【００４６】
上記各光検出信号ａ、ｂ、ｃは、図１に示すように、信号処理回路４０に入力される。上記光検出信号ｂは、ボリューム４３により信号量が調節され、出力ｆとなる。この出力ｆは光検出信号ｂの振幅を変化させただけの信号であり、やはり中心部分フォトディテクタ４６による検出結果である。このような処理は光検出信号ａ、ｃについても同様に言える。一方、上記光検出信号ａ、ｃは、加算アンプ４２に入力され、加算される。これにより加算出力ｅが生成される。そして、上記出力ｆと加算出力ｅとが減算アンプ４４に入力され、減算アンプ４４によって加算出力ｅから出力ｆを減算する処理が行われ、再生信号ｇが生成される。なお、上記各光検出信号ａ、ｂ、ｃを加算アンプ（図示せず）に入力し、その加算出力で図１の出力ｆの直前のｂを置き代えてもよい。さらに、上記の中心部分フォトディテクタ４６の幅寸法割合が大きい場合は光検出信号ｂを、小さい場合は光検出信号ａ、ｂ、ｃを加算した信号を、減算アンプ４４によって加算出力ｅから減算する方がよい。また、出力ｆから加算出力ｅを減算する処理を行って光再生信号ｇとしてもよい。
【００４７】
ここで、光再生装置１０を用いて超解像光ディスク１２の再生を行う場合の各信号波形について、図３に基づいて、より具体的に説明する。このときの再生では、図１に示す信号処理回路４０によって処理を行っている。
【００４８】
図３のＡは、超解像光ディスク１２（ＲＯＭ型）に連続的に形成されているピットを示す。ここでは、２００ｎｍおよび４００ｎｍのマークと、長さが２００ｎｍおよび１０００ｎｍのスペースとによって構成されたマーク列の例を挙げる。超解像光ディスク１２の反射膜の材料はゲルマニウムまたはシリコンであり、その膜厚は１５ｎｍである。超解像光ディスク１２に照射されるレーザ光の光量は、１．５ｍＷ〜２．０ｍＷである。Ｂは、中心部分フォトディテクタ４６から出力された光検出信号ｂの波形を示す。Ｃは、加算アンプ４２から出力された加算信号ｅの波形を示す。Ｄは、光検出信号ａ、ｂ、ｃを加算した場合の信号であり、言い換えるとフォトディテクタ３７が分割されていない場合の信号である。また、Ｅは、加算アンプ４４から出力された光再生信号ｇの波形を示す。この光再生信号ｇは、信号量の調節された上記光検出信号ｂ（Ｂの波形）を上記加算信号ｅ（Ｃの波形）から減算した波形を示す。
【００４９】
Ｄに示す信号の波形より、分割フォトディテクタ３７によって検出される再生光を全て積分した信号（図１に示す検出ビームｈの全ての領域）からは、再生限界に満たない空間周波数である１５０ｎｍおよび２５０ｎｍにおけるピット（再生限界より短いピット）がほとんど検出されていないことが判る。つまり、たとえ超解像光ディスクであっても、従来の検出方法では、再生限界以上の長いピットからの光信号（低周波成分）は検出されやすいが、再生限界に満たないピットからの光信号（高周波成分）は検出しにくいことがわかる。これは、再生限界より短いピットからの光信号が小さいため、再生限界以上のピットからの大きい光信号に埋もれてしまうからである。再生限界以上のピットとは、再生限界以上の長さの空間周波数に対応したピットを表し、再生限界より短いピットとは、再生限界に満たない長さの空間周波数に対応したピットを表す。
【００５０】
これに対し、Ｃに示す加算信号ｅの波形を見ると、トラック方向の端部の光束（図１に示す検出ビームｈにおける第１端部フォトディテクタ４５および第２フォトディテクタ４６上の領域）からは、再生限界に満たない空間周波数の、２００ｎｍにおけるピット（再生限界より短いピット）からの光信号が検出されていることが判る。つまり、この再生光におけるトラック方向に対する端部の光束からは、高周波成分を検出することができ、再生限界よりも短いピットを分解して検出できることが判る。このように光束における端部の信号を検出することにより、再生限界に満たない長さのピット（またはマーク）からの信号を特に増強して検出することができる。
【００５１】
空間周波数の高い光信号（高周波成分）は、光束における端の方を通過しやすいと考えられる。そのため、端部フォトディテクタ４５・４７では、空間周波数の高い光信号をより鮮明に検出することができる。そして、加算アンプ４２では、これらの端部フォトディテクタ４５・４７で検出された空間周波数の高い光信号を強調することができる。したがって、図３のＣに示すようにこの加算アンプ４２により、空間周波数の高い光信号である、再生限界に満たない短いピットからの光信号を強調して出力することができる。
【００５２】
さらに、上記再生限界以上の長さに対応する空間周波数の再生信号を検出した光検出信号ｂ（図３のＢ）を再生限界に満たない長さに対応する空間周波数の再生信号を検出した光信号ｅ（図３のＣ）から減算することにより、相対的に再生限界に満たない短いピットからの光信号を増大させることができる。なお、減算する場合に光検出信号ｂは図１におけるボリューム４３によって調整される。これにより、再生限界に満たない短いピットからの再生信号を増強することができ、また、減算処理により同相ノイズをキャンセルして信号対雑音比を向上させることができる。つまり、減算処理を行わない従来の再生信号波形（図３のＤ）に比べて、情報をより確実に再生することができる。特に、超解像光ディスク１２の再生において、この効果は顕著である。また、ここでは、前述したような個別のフォトディテクタを用いて光信号を検出するので、減算処理される２つの信号（加算出力ｅおよび出力ｆ）を容易に生成することができる。
【００５３】
以上のように、光再生装置１によれば、再生限界に満たない長さのピットまたはマークを含む超解像光ディスク１２から高い信号対雑音比で情報を再生することができる。
【００５４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図２および図４に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態に係る光再生装置２０（図２）は、前記実施の形態１における光再生装置１０の分割フォトディテクタ３７および信号処理回路４０の構成が異なるものである。すなわち、本実施の形態では、分割フォトディテクタ３７に代えて分割フォトディテクタ３７ａを備え、また、信号処理回路４０に代えて信号処理回路（再生手段）４０ａを備えている。
【００５５】
本実施の形態では、分割フォトディテクタ（光検出手段）３７ａは、端部フォトディテクタ（端部検出手段、第１検出部）５１・５４・５５・５８、中心部分フォトディテクタ（中心検出手段、第２検出部）５２・５３・５６・５７という、８つの個別のフォトディテクタに分割されている。各フォトディテクタ５１〜５４、および各フォトディテクタ５５〜５８は、実施の形態１と同様に、それぞれ、検出ビームｈにおけるトラック方向に対して整列するようになっている。また、中心部分フォトディテクタ５２・５３・５６・５７からなる領域は、実施の形態１における中心部分フォトディテクタ４６と同様に、検出ビームｈにおけるトラック方向に沿った幅寸法が、検出ビームｈの直径に対して５０〜９５％の割合であることが好ましい。その他、再生限界（λ／（２×ＮＡ））、照射される光量等も実施の形態１と同様である。
【００５６】
端部フォトディテクタ５１・５４・５５・５８は、超解像光ディスク１２から反射された後、瞳面付近に到達した反射光（再生光）の光束における、トラック方向の端部の光信号を検出し、検出結果をそれぞれ電気信号に変換して光検出信号Ｓ１・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ８として出力する。また、中心部分フォトディテクタ５２・５３・５６・５７は、超解像光ディスク１２から反射され瞳面付近に到達した反射光の光束における、トラック方向の中心部分の光信号を検出し、検出結果を電気信号に変換して光検出信号Ｓ２・Ｓ３・Ｓ６・Ｓ７として出力する。これにより、光束の断面上に分解されたスペクトルを、信号として検出することができる。つまり、端部フォトディテクタ５１・５４・５５・５８によって検出された信号には、再生限界に満たない長さに対応した空間周波数のピット（またはマーク）とスペースとからの信号が多く含まれ、中心部分フォトディテクタ５２・５３・５６・５７によって検出された信号には、再生限界以上の長さに対応した空間周波数のピット（またはマーク）とスペースとからの信号が多く含まれる。
【００５７】
各光検出信号Ｓ１〜Ｓ８は、信号処理部４に入力され、信号処理部４の信号処理回路４０ａにより処理される。これにより、光再生信号ｗ、光ビームを超解像光ディスク１２に集光させるためのフォーカス誤差信号ｔ、および光ビームを超解像光ディスク１２のトラックに追従させるためのトラック誤差信号ｕを同時に生成することができる。
【００５８】
ここで、信号処理回路４０ａに入力された各光検出信号Ｓ１〜Ｓ８からの、光再生信号ｗ、フォーカス誤差信号ｔ、およびトラック誤差信号ｕの生成について説明する。
【００５９】
まず、上記光再生信号ｗの生成について説明する。
各端部フォトディテクタ５１・５４・５５・５８から出力された各光検出信号Ｓ１・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ８は、加算アンプ６０によって加算され、加算出力ｌが生成される。一方、各中心部分フォトディテクタ５２・５３・５６・５７において検出された各光検出信号Ｓ２・Ｓ３・Ｓ６・Ｓ７は、加算アンプ６１によって加算され、加算出力ｍが生成される。
【００６０】
これら加算出力ｌ・ｍは、加算アンプ６６によって加算され、加算出力ｎが生成される。そして、この加算出力ｎは、ボリューム７０により信号量を調節され、出力ｖとなる。
【００６１】
上記出力ｖおよび加算出力ｌには、減算アンプ６７によって加算出力ｌから出力ｖが減算される形で減算処理が行われ、光再生信号（減算信号）ｗが生成される。加算出力ｌは光束における端部の検出信号であり、出力ｖは光束における少なくとも中心部分を含む部分の検出信号である。これにより、再生限界以上の長さに対応した空間周波数の信号と、再生限界に満たない長さに対応した空間周波数の信号との両方を含む信号から、再生限界以上の長さに対応した空間周波数の信号を減じることができ、この減算結果が上記光再生信号ｗとなっている。なお、出力ｖから加算出力ｌを減算する処理を行って光再生信号ｗとしてもよい。
【００６２】
したがって、超解像光ディスク１２に記録されている情報において、再生限界に満たない短いピット（高い空間周波数）からの信号を強調して検出し、再生することができる。このように光束における端部の信号を検出することにより、再生限界に満たない長さのピット（またはマーク）からの信号を特に増強して検出することができる。また、減算により前記２つの信号に含まれる同相ノイズが低下するので、検出される信号における信号対雑音比を向上させることができる。またここでは、前述したような個別のフォトディテクタを用いて光信号を検出しているので、減算処理される２つの信号（加算出力ｌおよび出力ｖ）を容易に生成することができる。
【００６３】
この結果、光再生装置２０によれば、再生限界に満たない長さのピットまたはマークを含む超解像光ディスク１２から高い信号対雑音比で情報を再生することことができる。
【００６４】
次に、フォーカス誤差信号ｔの生成について説明する。
【００６５】
各フォトディテクタ５１・５２・５５・５６から出力された各光検出信号Ｓ１・Ｓ２・Ｓ５・Ｓ６は、加算アンプ６２によって加算され、加算出力ｏが生成される。一方、各フォトディテクタ５３・５４・５７・５８から出力された各光検出信号Ｓ３・Ｓ４・Ｓ７・Ｓ８は、加算アンプ６３で加算され、加算出力ｐが生成される。
【００６６】
これら加算出力ｏと加算出力ｐとは減算アンプ６８に入力される。減算アンプ６８によって加算出力ｏから加算出力ｐが減算されることにより、非点収差法のフォーカス誤差信号ｔが生成される。
【００６７】
次に、トラック誤差信号ｕの生成について説明する。
【００６８】
各フォトディテクタ５１・５２・５３・５４から出力された各光検出信号Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３・Ｓ４は、加算アンプ６４によって加算され、加算出力ｑが生成される。一方、各フォトディテクタ５５・５６・５７・５８から出力された各光検出信号Ｓ５・Ｓ６・Ｓ７・Ｓ８は、加算アンプ６５によって加算され、加算出力ｒが生成される。
【００６９】
これら加算出力ｑと加算出力ｒとは減算アンプ６９に入力される。減算アンプ６９によって加算出力ｑから加算出力ｒが減算されることにより、プッシュプル法のトラック誤差信号ｕが生成される。
【００７０】
以上のように、本実施の形態においては、再生限界に満たない短いピットからの信号検出と、サーボ信号検出とを同時に行うことができる。
【００７１】
以上、実施の形態１および２について述べた。
【００７２】
なお、本発明の光再生装置は、前記各実施の形態のものに限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。特に、超解像光ディスクとしては、ＲＯＭ型に限定されるものではなく、それ以外の追記型あるいは書き換え型媒体に適用することができる。ＲＯＭ型では情報をピットとスペースとの連続によって記録するが、追記型あるいは書き換え型ではマークとスペースとの連続によって記録する。また、光源ユニット、再生光検出用の光学系の詳細な構成は任意である。分割フォトディテクタについても、その形状を帯状に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００７３】
また、本発明に係る光再生装置は、再生用の光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、長さがλ／（４×ＮＡ）以下のマーク（またはピット）とスペースとを含む光記録媒体から情報を再生する装置において、前記光記録媒体からの光を検出する光学系の光路中の、光束の端部に多く存在する高い空間周波数（再生限界に満たない長さ）の信号成分から、光束の中心部分に多く存在する低い空間周波数（再生限界以上の長さ）の信号成分を減算して（あるいはその逆）、信号を再生する再生手段を備えていると表現することができる。
【００７４】
さらに、本発明にかかる光再生装置は、概略λ／（４×ＮＡ）よりも短いマーク（またはピット）とスペースとからの光信号（空間周波数が高い成分）を再生するための第１の検出系と、概略λ／（４×ＮＡ）よりも長いマーク（またはピット）とスペースとからの光信号（空間周波数が低い成分）を再生するための第２の検出系と、前記第１の検出系によって検出された信号から前記第２の検出系によって検出された信号を減算（あるいはその逆）して情報を再生する信号処理回路とを備えていると表現することができる。そして、第１の検出系は光束の端部を再生し、前記第２の検出系は光束の中心部分を再生する再生手段を備えていることが好ましい。
【００７５】
これらによれば、（上記光の波長）／（４×開口数）以下という、再生限界に満たない長さのピットまたはマークからの信号を確実に再生し、従来に比べて記録密度を向上させることができる。
【００７６】
ところで、超解像現象は、詳細なマーク（またはピット）とスペースとの並びによって発生する。再生される信号の空間周波数は、光学系の回折限界を超えている。再生光のパワーを増加させることにより、再生信号の変調度が増加するが、入射光量の増加に伴って同相ノイズも増加する。信号対雑音比を向上させるためには、変調度を上げながら同相ノイズの増加を抑制することが重要である。
【００７７】
したがって、本発明に係る光再生装置および光再生方法においては、再生光の少なくとも光束の中心部分を減算するようにしているため、再生限界に満たない長さの信号を強調しながら、さらに同相ノイズを減じ、再生信号の信号対雑音比が増加する。
【００７８】
また、超解像光ディスクにおいて、超解像効果で検出される空間周波数の高いマークまたはピットからの光信号は、検出光学系の瞳において端の方を通過しやすいと考えられる。したがって、空間周波数の高いマークまたはピットからの光信号を検出するために、瞳の端を通過する光束のみを検出した信号から、瞳の中心を通過する光束を検出した光検出信号を減じること、あるいはそのような光学系を設けることによって、光束全体での再生限界以下の信号を強調して再生することができる。そして、再生限界よりも小さく、かつ複数の長さのマークまたはピットからの信号を再生することができる。特に、前記実施の形態１および２のように、超解像光ディスクの再生に対して、分割ディテクタを使用して再生光を検出する場合に、再生限界に満たない長さの信号を強調すると同時に、同相ノイズを除去する効果が大きい。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の光再生装置は、以上のように、上記反射光または透過光の光束におけるトラック方向の端部の信号を検出する端部検出手段と、上記反射光または透過光の光束におけるトラック方向の少なくとも中心部分の信号を検出する中心検出手段と、上記端部検出手段によって検出された信号と上記中心検出手段によって検出された信号との減算信号を生成して、上記減算信号から上記情報を再生する再生手段と、を備えている構成である。
【００８０】
それゆえ、再生限界以上の長さに対応した空間周波数の信号と、再生限界に満たない長さに対応した空間周波数の信号との両方を含む信号から、再生限界以上の長さに対応した空間周波数の信号を減じることができる。したがって、光記録媒体に記録されている情報において、再生限界に満たない長さに対応した空間周波数の信号を強調して再生することができる。また、減算により前記２つの信号に含まれる同相ノイズが低下するので、検出される信号における信号対雑音比を向上させることができる。
【００８１】
この結果、再生限界に満たない長さのピットまたはマークを含む光記録媒体から高い信号対雑音比で情報を再生することのできる光再生装置を提供することができるという効果を奏する。
【００８２】
本発明の光再生装置は、以上のように、上記端部検出手段と上記中心検出手段とは、それぞれ個別のフォトディテクタから構成される構成である。
【００８３】
それゆえ、減算処理される２つの信号を容易に生成することができるという効果を奏する。
【００８４】
本発明の光再生装置は、以上のように、光記録媒体のピットまたはマークの情報を、上記光記録媒体に照射した光の反射光または透過光を検出することにより再生する光再生装置において、上記反射光または透過光の光束全体での再生限界よりも高い空間周波数の信号を検出する第１検出部と、上記再生限界よりも低い空間周波数の信号を検出する第２検出部と、上記第１検出部によって検出された信号と上記第２検出部によって検出された信号との減算信号を生成して、上記減算信号から上記情報を再生する再生手段と、を備えている構成である。
【００８５】
それゆえ、再生限界以上の長さの空間周波数の信号が減算されて再生される。これにより、再生限界に満たないピットまたはマークからの信号が強調されて再生される。また、減算により前記２つの信号に含まれる同相ノイズが低下するので、検出される信号における信号対雑音比を向上させることができる。
【００８６】
この結果、再生限界に満たない長さのピットまたはマークを含む光記録媒体から高い信号対雑音比で情報を再生することのできる光再生装置を提供することができるという効果を奏する。
【００８７】
本発明の光再生装置は、以上のように、上記第１検出部は、上記反射光または透過光の光束における端部の信号を検出する端部検出手段を備えている構成である。
【００８８】
それゆえ、再生限界に満たない長さのピットまたはマークからの信号をより増強して検出することができるという効果を奏する。
【００８９】
本発明の光再生装置は、以上のように、上記第１検出部と上記第２検出部とは、それぞれ個別のフォトディテクタから構成される構成である。
【００９０】
それゆえ、減算処理される２つの信号を容易に生成することができるという効果を奏する。
【００９１】
本発明の光再生装置は、以上のように、長さが、（上記光の波長）／（４×開口数）以下である上記ピットまたはマークを含んでいる構成である。
【００９２】
それゆえ、再生限界に満たない長さのピットまたはマークからの信号を確実に再生し、従来に比べて記録密度を向上させることができるという効果を奏する。
【００９３】
本発明の光再生装置は、以上のように、上記光記録媒体として、上記反射光または透過光の光束全体での再生限界以下の長さとなるピットまたはマークを含んでいる超解像光記録媒体を使用する構成である。
【００９４】
それゆえ、超解像光記録媒体からの反射光または透過光に含まれる再生限界に満たない長さのピットまたはマークの信号を、さらに強調して再生し、信号対雑音比を上げることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光再生装置に用いられる分割フォトディテクタと信号処理回路との構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る光再生装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】図２の光再生装置で使用される超解像光ディスクにおける記録ピットの長さにに対応して、光再生装置によって検出される再生信号の波形種類を示す検出波形図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る光再生装置に用いられる分割フォトディテクタと信号処理回路との構成を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１０　　　光再生装置
１２　　　超解像光ディスク（光記録媒体）
２０　　　光再生装置
４０　　　信号処理回路（再生手段）
４０ａ　　信号処理回路（再生手段）
４５　　　第１端部フォトディテクタ（端部検出手段、第１検出部、フォトディテクタ）
４６　　　中心部分フォトディテクタ（中心検出手段、第２検出部、フォトディテクタ）
４７　　　第２端部フォトディテクタ（端部検出手段、第１検出部、フォトディテクタ）
５１・５４・５５・５８端部フォトディテクタ（端部検出手段、第１検出部、フォトディテクタ）
５２・５３・５６・５７中心部分フォトディテクタ（中心検出手段、第２検出部、フォトディテクタ）
ｇ　　　光再生信号（減算信号）
ｗ　　　光再生信号（減算信号）
ｈ　　検出ビーム（光束）
【図１】
2004079067.tif 000003
【図２】
2004079067.tif 000004
【図３】
2004079067.tif 000005
【図４】
2004079067.tif 000006