JP6930791B2 - 再生装置及び再生方法 - Google Patents

Description

本技術は、光ディスク等の光媒体を再生するのに適用される再生装置及び再生方法に関する。

例えば多層光ディスクを再生する場合、信号光量の低下が生じ、信号の読み取りにエラーが発生する可能性が高くなる。この問題を解決するため、光の干渉を利用して検出信号を増幅するホモダイン検出法が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１では、信号光と参照光とを干渉させた光を検波するホモダイン方式として、それぞれその位相差が９０°ずつ異なるようにされた４つの信号光・参照光の組について検波を行うようにされている。具体的には、位相差がそれぞれ０°、９０°、１８０°、２７０°とされた信号光・参照光の組について、それぞれ検波を行うものである。これらの各検波は、信号光と参照光とを干渉させた光についての光強度をそれぞれ検出することで行われる。

ホモダイン方式では、参照光の光強度に応じて増幅された信号光の成分を、再生信号として得ることができる。このように信号光が増幅されることで、再生信号のＳＮＲを改善することができる。

特許第４５６４９４８号公報

ホモダイン方式では信号光と参照光の光路長差（位相オフセット）θが存在すると、所期の効果が得られなくなる。θには、光ディスクの面振れによる比較的低域周波数の位相変動と、より高い周波数の位相変動とがある。高域の位相変動は例えばディスク表面の微小な凹凸（表面の粗さ）に起因して発生する。上述した文献に記載のものは、このような高域の位相変動の影響を防止することが困難であった。

したがって、本技術の目的は、ホモダイン検出方式を採用すると共に、高域位相変動分の影響を低減することができる再生装置及び再生方法を提供することにある。

本技術は、ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射してランドとグルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ光源より発せられた光から参照光を生成し、信号光と参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光を形成し、光分割素子によって重ね合わせ光の断面をタンジェンシャル方向及び／又はラジアル方向に複数の領域に分割し、
分割した領域と対応する複数の重ね合わせ光を使用して、ほぼ０°の位相差を与えた第１の信号光と参照光の組と、ほぼ１８０°の位相差を与えた第２の信号光と参照光の組と、ほぼ９０°の位相差を与えた第３の信号光と参照光の組と、ほぼ２７０°の位相差を与えた第４の信号光と参照光の組をそれぞれ生成する光学系と、
第１の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｉ）と、第２の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｊ）と、第３の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｋ）と、第４の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｌ）を出力する受光部と、
受光信号（Ｉ）と受光信号（Ｊ）の差分である差分信号ａと、受光信号（Ｋ）と受光信号（Ｌ）の差分である差分信号ｂを演算し、差分信号ａ及びｂから演算によって再生信号を得る再生信号生成回路とを備える再生装置である。

また、本技術は、ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射してランドとグルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ光源より発せられた光から参照光を生成し、信号光と参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光を形成し、光分割素子によって重ね合わせ光の断面をタンジェンシャル方向及び／又はラジアル方向に複数の領域に分割し、
分割した領域と対応する複数の重ね合わせ光を使用して、ほぼ０°の位相差を与えた第１の信号光と参照光の組と、ほぼ１８０°の位相差を与えた第２の信号光と参照光の組と、ほぼ９０°の位相差を与えた第３の信号光と参照光の組と、ほぼ２７０°の位相差を与えた第４の信号光と参照光の組をそれぞれ生成し、
受光部によって、第１の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｉ）と、第２の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｊ）と、第３の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｋ）と、第４の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｌ）を出力し、
再生信号生成回路によって受光信号（Ｉ）と受光信号（Ｊ）の差分である差分信号ａと、受光信号（Ｋ）と受光信号（Ｌ）の差分である差分信号ｂを演算し、差分信号ａ及びｂから演算によって再生信号を得る再生方法である。

少なくとも一つの実施形態によれば、ランド／グルーブ記録方式の光記録媒体をホモダイン検出方法を使用して良好に再生することができる。本技術では、ディスク表面の凹凸に起因するような高域の位相変動分の影響を防止することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であっても良い。

再生対象とする光記録媒体の断面構造についての説明図である。 再生対象とする光記録媒体の記録面の構造についての説明図である。 記録面上に形成される再生光のビームスポットとランド、グルーブの関係を示す略線図である。 光記録媒体の再生状態の説明に用いる略線図である。 再生装置で用いる光学系の構成を示す略線図である。 位相ダイバーシティ方式を用いる再生装置の信号生成系のブロック図である。 光記録媒体の再生状態を説明するための略線図である。 位相ダイバーシティ方式を説明するための略線図である。 シミュレーションの光学系を示す略線図及びランドとグルーブとの段差をそれぞれ異なる値に設定したときの、トラックピッチとジッタとの関係をシミュレーションにより求めた結果を示したグラフである。 シミュレーションの光学系を示す略線図及びランドとグルーブとの段差をそれぞれ異なる値に設定したときの、トラックピッチとジッタとの関係をシミュレーションにより求めた結果を示したグラフである。 ホモダイン方式の信号生成系のブロック図である。 ホモダイン方式の信号生成系におけるトラックピッチとジッタとの関係をシミュレーションにより求めた結果を示したグラフである。 本技術の第１の実施の形態の概略的説明に用いるブロック図である。 光分割素子の一例の略線図である。 本技術の第１の実施の形態の光学系の説明に用いる略線図である。 本技術の第１の実施の形態の電気系の説明に用いるブロック図である。 本技術の第１の実施の形態における前処理回路の説明に用いるブロック図である。 本技術の第１の実施の形態における後処理回路の説明に用いるブロック図である。 ＦＩＲフィルタの一例のブロック図である。 シミュレーション結果を示すグラフである。 シミュレーション結果を示すグラフである。 光分割素子の他の例の説明に用いる略線図である。 シミュレーション結果を示すグラフである。 第１の実施の形態の変形例の光学系の説明に用いる略線図である。 第１の実施の形態の変形例の光学系の説明に用いる略線図である。 第１の実施の形態の変形例の光学系の説明に用いる略線図である。 第１の実施の形態の変形例の光学系の説明に用いる略線図である。 第１の実施の形態のＦＩＲフィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。 本技術の第２の実施の形態の光学系の説明に用いる略線図である。 本技術の第２の実施の形態の電気系の説明に用いるブロック図である。 第２の実施の形態の変形例の光学系の説明に用いる略線図である。 第２の実施の形態の変形例の電気系の説明に用いるブロック図である。

以下に説明する実施の形態は、本技術の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本技術の範囲は、以下の説明において、特に本技術を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
なお、本技術の説明は、下記の順序にしたがってなされる。
＜１．ホモダイン検出方法の一例について＞
＜２．ホモダイン検出方法の他の例について＞
＜３．第１の実施の形態＞
＜４．第２の実施の形態＞
＜５．変形例＞

＜１．ホモダイン検出方法の一例について＞
ホモダイン検出方法の一例について説明する。以下では一例として、いわゆる位相ダイバーシティ方式によるホモダイン検出方法について説明する。

「再生対象の光記録媒体」
図１に、再生対象とする光記録媒体１の断面構造図を示す。回転駆動される光記録媒体１に対するレーザ光照射が行われて記録信号の再生が行われる。光記録媒体１は、例えば記録マークの形成により情報が記録されたいわゆる追記型の光記録媒体とされる。

図１に示されるように光記録媒体１には、上層側から順にカバー層２、記録層（反射膜）３、基板４が形成されている。ここで、「上層側」とは、再生装置側からのレーザ光が入射する面を上面としたときの上層側を指す。つまりこの場合、光記録媒体１に対しては、カバー層２側からレーザ光が入射することになる。

光記録媒体１において、基板４は、例えばポリカーボネートなどの樹脂で構成され、その上面側には凹凸の断面形状が与えられている。このような基板４は、例えばスタンパを用いた射出成形などにより生成される。

そして、上記凹凸形状が与えられた基板４の上面側に対して、スパッタ等により記録層３が形成される。ここで、従来のホモダイン検波で再生対象とする光記録媒体１のトラックは、光学的限界値を超えない通常のトラックピッチで形成されている。すなわち、記録層３におけるトラックピッチは、「λ／ＮＡ／２」（λは再生波長、ＮＡは対物レンズの開口数）でその理論値が表される光学的限界値よりも大に設定されているものである。

記録層３の上層側に形成されるカバー層２は、例えば紫外線硬化樹脂をスピンコート法等により塗布した後、紫外線照射による硬化処理を施すことで形成されたものとなる。カバー層２は、記録層３の保護のために設けられている。

図２は、再生対象の光記録媒体１の記録面の構造を示している。図２Ａは記録面の一部を拡大した平面図であり、図２Ｂは記録面の一部を拡大した斜視図である。なお、図２Ｂは、再生のためのレーザ光が照射される側の面を示すすなわち、図面の上側より、再生のためのレーザ光が照射される。光記録媒体１には、グルーブＧとランドＬとが形成されている。ここで本明細書においては、ＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）の場合と同様に、再生のためのレーザ光が先に到達する側、すなわち凸部側をグルーブＧとし、凹部側をランドＬと称するものとする。

再生対象とする光記録媒体１には、グルーブＧとランドＬの双方にマーク列が形成されている。マーク列をトラックとすると、トラックピッチＴｐは、図２Ｂに示されるようにランドＬとグルーブＧとの形成ピッチと定義できる。トラックピッチＴｐが光学的限界値を超える狭ピッチに設定されることで、情報記録密度の向上が図られたものとなる。例えば、光記録媒体１におけるグルーブＧの形成ピッチが、従来の光記録媒体におけるトラックピッチ（マーク列の形成ピッチ）と同じであるとすると、光記録媒体１は、従来のほぼ２倍に情報記録密度が高められたものとなる。

ランドＬとグルーブＧとの間の段差（深さと適宜称する）をｄと表す。例えば光記録媒体１の屈折率をｎとすると、深さｄが「λ／８／ｎ」とされる。例えば再生波長λ＝４０５ｎｍ、ｎ＝１．５の条件であれば、約３３ｎｍの深さｄが形成される。

ここで、光記録媒体１では、ランドＬとグルーブＧとの形成ピッチが光学的限界値を超えているので、記録面上に形成される再生光のビームスポットとランドＬ、グルーブＧとの関係は、例えば図３に示すようなものとなる。

従来と同様に、グルーブＧ或いはランドＬを対象として対物レンズのトラッキングサーボ制御を行ったとする。図３では、グルーブＧを対象として対物レンズのトラッキングサーボ制御を行った場合を例示している。この場合、サーボの対象とされたグルーブＧの再生信号に対して、隣接する２本のランドＬの記録情報が混在してしまうことが分かる。

すなわち、ランド／グルーブ記録方法において、トラックピッチが狭くなると、隣接トラックからクロストークが発生する。図４に示すように、グルーブを再生する場合、グルーブの再生信号ｆ（ｔ）のみならず、隣接するランドの再生信号ｇ（ｔ）も混入する。グルーブの再生信号の位相φ＝０とすると、ランドの位相Ψ＝４πｎｄ／λ（λは、波長、ｎは、光記録媒体１の基板の屈折率である）となる。

「位相ダイバーシティ方式によるホモダイン検出方法の一例」
位相ダイバーシティ方式では、互いの位相差が９０°ずつ異なるようにされた４つの信号光・参照光の組を用いる。具体的に位相ダイバーシティ方式では、位相差がそれぞれほぼ０°、ほぼ１８０°、ほぼ９０°、ほぼ２７０°となるように調整された信号光・参照光の組について、それぞれ検波を行うようにされる。これらの各検波は、信号光と参照光とを干渉させた光についての光強度をそれぞれ検出することで行われる。

図５は、位相ダイバーシティ方式で用いる光学系の構成を主に示す。光記録媒体１は、再生装置に装填されると、スピンドルモータによって回転駆動される。光学系には、再生のためのレーザ光源となるレーザ（半導体レーザ）１０が設けられている。レーザ１０より出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ１１を介して平行光となるようにされた後、１／２波長板１２を介して偏光ビームスプリッタ１３に入射する。

このとき、偏光ビームスプリッタ１３は、例えばＰ偏光を透過しＳ偏光を反射するように構成されているとする。１／２波長板１２の取り付け角度（レーザ光の入射面内において光軸を中心した回転角度）は、偏光ビームスプリッタ１３を透過して出力される光（Ｐ偏光成分）と反射して出力される光（Ｓ偏光成分）との比率（すなわち偏光ビームスプリッタ１３による分光比）が例えばほぼ１：１となるように調整されているとする。

偏光ビームスプリッタ１３にて反射されたレーザ光は、１／４波長板１４を介した後、２軸アクチュエータ１６により保持された対物レンズ１５を介して光記録媒体１の記録層に集光するようにして照射される。

２軸アクチュエータ１６は、対物レンズ１５をフォーカス方向（光記録媒体１に対して接離する方向）及びトラッキング方向（光記録媒体１の半径方向：上記フォーカス方向とは直交する方向）に変位可能に保持する。２軸アクチュエータ１６には、フォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられており、これらフォーカスコイル、トラッキングコイルにそれぞれ後述するフォーカスドライブ信号ＦＤ、トラッキングドライブ信号ＴＤが供給される。対物レンズ１５は、フォーカスドライブ信号ＦＤ、トラッキングドライブ信号ＴＤにしたがってフォーカス方向、トラッキング方向にそれぞれ変位する。

光記録媒体１の記録層からの反射光は、対物レンズ１５及び１／４波長板１４を介して偏光ビームスプリッタ１３に入射される。偏光ビームスプリッタ１３に入射した反射光（復路光）は、１／４波長板１４による作用と記録層における反射時の作用とにより、その偏光方向が、レーザ１０側から入射し該偏光ビームスプリッタ１３にて反射された光（往路光とする）の偏光方向に対して９０°異なったものとなっている。すなわち、反射光は、Ｐ偏光で偏光ビームスプリッタ１３に入射する。このため、反射光は、偏光ビームスプリッタ１３を透過する。なお、以下、このように偏光ビームスプリッタ１３を透過することになる光記録媒体１の記録信号を反映した反射光のことを、信号光と称する。

図５において、レーザ１０より出射され偏光ビームスプリッタ１３を透過したレーザ光（Ｐ偏光）は、ホモダイン検出方式における参照光として機能する。偏光ビームスプリッタ１３を透過した参照光は、図中の１／４波長板１７を介した後、ミラー１８にて反射されて、再び１／４波長板１７を通過して偏光ビームスプリッタ１３に入射する。

ここで、このように偏光ビームスプリッタ１３に入射する参照光（復路光）は、１／４波長板１７による作用とミラー１８での反射時の作用とにより、その偏光方向が往路光としての参照光とは９０°異なるものとされる（つまりＳ偏光となる）。従って、復路光としての参照光は、偏光ビームスプリッタ１３にて反射されることになる。

図５中では、このように偏光ビームスプリッタ１３にて反射された参照光を破線矢印により示している。図５中では、偏光ビームスプリッタ１３を透過した信号光を実線矢印により示している。偏光ビームスプリッタ１３によって、これら信号光と参照光とが重ね合わされた状態で同方向に出射される。具体的にこの場合、信号光と参照光とはそれらの光軸が一致するように重ね合わされた状態で同方向に出射される。ここで、参照光は、いわゆるコヒーレント光である。

偏光ビームスプリッタ１３から出力された信号光と参照光の重ね合わせ光は、ハーフビームスプリッタ１９に入射する。ハーフビームスプリッタ１９は、入射光をほぼ１：１の割合で反射光と透過光とに分割する。

ハーフビームスプリッタ１９を透過した信号光と参照光の重ね合わせ光は、１／２波長板２０を介して偏光ビームスプリッタ２１に入射される。一方、ハーフビームスプリッタ１９で反射した信号光と参照光の重ね合わせ光は、１／４波長板２２を介して偏光ビームスプリッタ２３に入射される。

１／２波長板２０及び１／４波長板２２は、偏光面を回転させることが可能とされている。したがって、１／２波長板２０と偏光ビームスプリッタ２１とを組み合わせることによって、偏光ビームスプリッタ２１によって分岐される光量の比を調整することができる。同様に、１／４波長板２２によって、偏光ビームスプリッタ２３によって分岐される光量の比を調整することができる。

偏光ビームスプリッタ２１及び２３のそれぞれによって分岐される光の光量がほぼ１：１となるようにされる。偏光ビームスプリッタ２１によって反射された光が光検出部２４に入射され、偏光ビームスプリッタ２１を透過した光が光検出部２５に入射される。偏光ビームスプリッタ２３によって反射された光が光検出部２６に入射され、偏光ビームスプリッタ２３を透過した光が光検出部２７に入射される。

光検出部２４から出力される受光信号をＩと表記し、光検出部２５から出力される受光信号をＪと表記し、光検出部２６から出力される受光信号をＬと表記し、光検出部２７から出力される受光信号をＫと表記する。

これらの受光信号Ｉ〜Ｌは、減算器３１ａ及び３１ｂに対して供給される。減算器３１ａに対して、受光信号Ｉ及びＪが供給され、減算器３１ａが（ａ＝Ｉ−Ｊ）の差分信号ａを発生し、減算器３１ｂが（ｂ＝Ｋ−Ｌ）の差分信号ｂを発生する。

図６に示すように、上述した差分信号ａ及びｂが演算回路３２に供給される。演算回路３２は、遅延回路３３ａ及び３３ｂ、乗算回路３４ａ及び３４ｂ、ローパスフィルタ３５ａ及び３５ｂ、オフセット（φ）設定回路３６ａ及び３６ｂ、並びに加算器３７を有する。遅延回路３３ａは、ローパスフィルタ３５ａ及びオフセット（φ）設定回路３６ａにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。遅延回路３３ｂは、ローパスフィルタ３５ｂ及びオフセット（φ）設定回路３６ｂにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。乗算回路３４ａの出力及び乗算回路３４ｂの出力が加算器３７に供給される。加算器３７の出力に再生信号が取り出される。

上述した再生装置は、以下に説明するように、光記録媒体１の面ブレ等による参照光の位相ズレ（θ（ｔ））の成分の影響を受けない再生信号を得ることができる。

受光信号Ｉ〜Ｌは、下記の数式で示すものとなる。式中の各項の意味を下記に示す。
Ｒ：参照光成分
Ａ：光記録媒体の記録面に形成されるミラー面（ランド部分）の反射成分
ｆ：記録マークの有／無に応じた変調成分（正負値をとる）
ｔ：サンプリング時間
φ：読みたいマークと信号光の平均位相の位相差である。使用者が推定してセットする値である。
θ：信号光と参照光の光路長差（主に光記録媒体１の面ブレに起因して生じる）

図７に示すように、対物レンズ１５と光記録媒体１の信号面とが面ブレによって変化すると、信号光の光路長が変化する。一方、参照光は、ミラー１８において反射するので、光路長が変化しない。その結果、信号光及び参照光の間の位相差が設定した値とずれた値となる。この位相ずれの成分がθ（ｔ）である。

減算器３１ａの差分信号ａ（＝Ｉ−Ｊ）及び減算器３１ｂの差分信号ｂ（＝Ｋ−Ｌ）は、以下の式に示すものとなる。

図８Ａに示すように、ホモダイン検出を行わない通常の検出においても、再生信号のＤＣ成分が背景のミラー部分に対応して現れている。ホモダイン検出の場合、図８Ｂに示すように、ミラー部分に対応するＤＣ成分が上述した参照光の光路長差に対応する位相θによってうねることになる。

この位相θを求めるために、図８Ｂに示す差分信号ａ及びｂをローパスフィルタ３５ａ及び３５ｂにそれぞれ供給する。ローパスフィルタ３５ａ及び３５ｂによって、図８Ｃに示すように、cosθ（ｔ）及びsinθ（ｔ）を求めることができる。すなわち、数式（５）及び数式（６）において、ｆは、記録マークの有／無に応じた変調成分（正負値をとる）としているので、関数ｆが乗算されている項が消えて、sinθ及びcosθの項が残ると考えられる。

（tanθ＝sinθ／cosθ）であるので、（arctanθ＝θ）によってθを求め、φ（オフセット）を設定して、乗算回路３４ａにおいて、（cos（φ−θ（ｔ））をａに乗算し、乗算回路３４ｂにおいて、（sin（φ−θ（ｔ））をｂに乗算する。そして、加算器３７によって、これらの乗算出力を加算する。加算器３７から得られる再生信号は、以下の式に示すものとなる。

この数式から分かるように、再生信号では、θ（ｔ）の成分が消えて、安定した信号となる。なお、ホモダイン検出方式として、ミラー１８の位置制御を行って、面ブレに伴い生じる信号光と参照光との位相差をキャンセルする方法もあるが、位相ダイバーシティ方式によれば、このようなミラー１８の位置制御のための構成を省略することができる。さらに、信号光の成分が参照光の成分で増幅された再生結果が得られることが分かる。すなわち、光記録媒体１の記録信号が増幅されて検出されるものであり、この点でＳＮＲの改善が図られる。なお、位相ダイバーシティ方式の用語は、差分信号ａ及びｂの二乗和（ａ²＋ｂ²）又は二乗和の平方根を計算することによって、再生信号を求める方式を意味している。本明細書では、上述したように、（cos（φ−θ（ｔ））をａに乗算し、乗算回路３４ｂにおいて、（sin（φ−θ（ｔ））をｂに乗算する演算に対しても位相ダイバーシティ方式の用語を使用している。

上述したようなランド／グルーブ記録の光記録媒体を図９Ａに示す光学系によって再生することを想定し、トラックピッチＴｐを変えた場合の再生信号（グルーブの再生信号又はランドの再生信号）のジッタをシミュレーションによって求めた結果を図９Ｂのグラフに示す。なお、ジッタは、再生性能を表す指標の一つであり、ジッタ以外の指標を使用しても良い。

図９Ａに示すように、レーザダイオード４１からのレーザ光がレンズ４２、偏光ビームスプリッタ４３及び対物レンズ４４を通って光記録媒体１の信号面に照射される。信号面からの反射光が偏光ビームスプリッタ４３によって反射され、レンズ４５を介して光検出部４６に供給される。光検出部４６から再生信号が得られる。図９Ａに示す再生光学系は、上述したホモダイン検出を使用しないものである。

シミュレーションは、下記の計算条件で行った。なお、面ブレがないものとし、トラック間クロストークを減少させるような再生方法を使用するようにしている。
λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５、リム＝６５％／６５％、グルーブデューティ＝５０％
傾斜＝９０°、マーク反射率＝０％、マーク幅＝０．９Ｔｐ、線密度＝２５ＧＢ一定

図９Ｂに示すグラフは、（Ｍｒｒ（ミラーを意味し、ｄ＝０）、（ｄ＝０．１２５λ）、（ｄ＝０．１５λ）、（ｄ＝０．１７５λ））のそれぞれについて、Ｔｐに対するジッタの値の変化を示している。例えば（Ｔｐ＝０．２２）において、ミラー以外のグルーブの深さに関して、ジッタを少ないものとできる。さらに、グルーブの深さが異なっても、ジッタの変化をほぼ同様のものとできる。

図１０は、ランド／グルーブ記録の光記録媒体１をホモダイン検出を利用して再生する場合のシミュレーション結果を示している。図１０Ａに示すように、ミラー４７が設けられ、光記録媒体１からの反射光（信号光）とミラー４７の反射光（参照光）とがレンズ４５を介して光検出部４６に供給される。

図１０Ａに示す光学系を使用した場合のシミュレーションの結果を図１０Ｂに示す。シミュレーションの計算条件は、図９Ｂと同様である。図１０Ｂに示すグラフは、（Ｍｒｒ（ミラーを意味し、ｄ＝０）、（ｄ＝０．１λ）、（ｄ＝０．１２５λ＝λ／８）、（ｄ＝０．１５λ）、（ｄ＝０．１７５λ））のそれぞれについて、Ｔｐに対するジッタの値の変化を示している。

例えば（Ｔｐ＝０．１５）において、ミラーに比してジッタを少なくできる。しかしながら、深さｄの値によって、ジッタの値の変化にバラツキがある。すなわち、（ｄ＝０．１２５λ＝λ／８）の場合では、ジッタを大幅に改善できるのに対して、（ｄ＝０．１７５λ）の場合では、ジッタが大きすぎる。さらに、（ｄ＝０．１λ）及び（ｄ＝０．１５λ）の場合のジッタの値は、充分良好とはいえない。ｄ＝λ／８とする場合には、グルーブの再生信号とランドの再生信号との間に９０°の位相差を生じさせることができるので、クロストークを少ないものとでき、ジッタを良好とできる。

上述したように、特定のグルーブの深さｄの場合にしか、良好な再生性能が得られないことは、光記録媒体１の設計上の制約が生じる。しかも、ｄ＝λ／８の値は、比較的大きな値であり、グルーブ間のランドにマークを記録する面では、好ましいものとはいえない。さらに、ｄが大きい場合には、光ディスクを成型する場合に段差の壁の面を傾斜なく、きれいなものとすることが困難となる。したがって、ｄの値が（λ／８）に限定されないことが好ましい。

＜２．ホモダイン検出方法の他の例について＞
この点を改良するために、図５と同様の再生光学系を使用し、図６に示すのと同様の再生信号生成回路を使用する。図５の光検出部２４〜２７のそれぞれから出力される受光信号Ｉ〜Ｌから形成される差分信号が図１１に示すような構成の再生信号生成回路に供給される。

再生信号生成回路は、減算器３１ａ及び３１ｂと、演算回路４０とからなる。減算器３１ａに対して、受光信号Ｉ及びＪが供給され、減算器３１ａが（ａ＝Ｉ−Ｊ）の差分信号ａを発生し、演算回路３１ｂが（ｂ＝Ｋ−Ｌ）の差分信号ｂを発生する。減算器３１ａの差分信号ａ及び減算器３１ｂの差分信号ｂが演算回路４０に供給される。

演算回路４０は、遅延回路３３ａ及び３３ｂ、乗算回路３４ａ及び３４ｂ、ローパスフィルタ３５ａ及び３５ｂ、オフセット（Ψ）設定回路３９ａ及び３９ｂ、並びに減算器５０を有する。遅延回路３３ａは、ローパスフィルタ３５ａ及びオフセット（Ψ）設定回路３９ａにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。遅延回路３３ｂは、ローパスフィルタ３５ｂ及びオフセット（Ψ）設定回路３９ｂにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。乗算回路３４ａの出力及び乗算回路３４ｂの出力が減算器５０に供給される。減算器５０の出力に再生信号が取り出される。

オフセット（Ψ）設定回路３９ａ及び３９ｂは、以下に説明するように、クロストーク分と信号光の平均位相の位相差に相当する値（Ψ）を使用者が推定してセットする固定値である。例えばグルーブＧとランドＬとの段差、すなわち、深さｄに応じた位相のオフセットを設定する。再生対象の光記録媒体１の深さｄの値は、予め分かっているので、オフセットΨを設定することが可能である。

上述したホモダイン方式の他の例では、以下に説明するように、光記録媒体１の面ブレ等による参照光の位相ズレ（θ（ｔ））の成分の影響を受けず、しかも、トラック間クロストークが除去された再生信号を得ることができる。図３及び図４を参照して説明したように、ランド／グルーブ記録方法において、トラックピッチが狭くなると、隣接トラックからクロストークが発生する。図４に示すように、グルーブを再生する場合、グルーブの再生信号ｆ（ｔ）のみならず、隣接するランドの再生信号ｇ（ｔ）も混入する。グルーブの再生信号の位相φ＝０とすると、ランドの位相Ψ＝４πｎｄ／λ（λは、波長、ｎは、光記録媒体１の基板の屈折率である）となる。

図５に示す再生光学系を使用して受光信号Ｉ〜Ｌを求める。上述した数式と同様に、式中の各項の意味を下記に示す。
Ｒ：参照光成分
Ａ：光記録媒体の記録面に形成されるミラー面（ランド部分）の反射成分
ｆ：記録マークの有／無に応じた変調成分（正負値をとる）
ｇ：隣接トラックからのクロストーク成分
ｔ：サンプリング時間
φ：読みたいマークと信号光の平均位相の位相差である。使用者が推定してセットする値である。
θ：信号光と参照光の光路長差（主に光記録媒体１の面ブレに起因して生じる）
Ψ：クロストーク分と信号光の平均位相の位相差である。使用者が推定してセットする値である。

さらに、図１１に示す再生信号生成回路を使用して演算を行う。減算器３１ａの差分信号ａ（＝Ｉ−Ｊ）及び減算器３１ｂの差分信号ｂ（＝Ｋ−Ｌ）は、以下の式に示すものとなる。

上述したように、ローパスフィルタ３５ａ及び３５ｂによって、cosθ（ｔ）及びsinθ（ｔ）を求める。すなわち、式（１２）及び式（１３）において、ｆは、記録マークの有／無に応じた変調成分（正負値をとる）としており、ｇが隣接トラックからのクロストーク成分としているので、関数ｆ及びｇが乗算されている項が消えて、sinθ及びcosθの項が残ると考えられる。（tanθ＝sinθ／cosθ）であるので、（arctanθ＝θ）によってθを求め、オフセット（Ψ）設定回路３９ａ及び３９ｂによってΨ（オフセット）を設定して、乗算回路３４ａにおいて、（sin（Ψ−θ（ｔ））をａに乗算し、乗算回路３４ｂにおいて、（cos（Ψ−θ（ｔ））をｂに乗算する。そして、減算器５０によって、これらの乗算出力を合成する。減算器５０から得られる再生信号は、以下の式に示すものとなる。

式（１４）に示されるように、再生信号では、θ（ｔ）の成分が消えて、安定した信号となる。加えて、再生信号中には、隣接トラックの再生信号成分ｇ（ｔ）が含まれておらず、トラック間クロストークを除去される。

図１０Ａに示す光学系と同様の光学系を使用した場合のシミュレーションの結果を図１２に示す。シミュレーションの計算条件は、図９Ｂ及び図１０Ｂと同様である。図１２に示すグラフは、（Ｍｒｒ（ミラーを意味し、ｄ＝０）、（ｄ＝０．１λ）、（ｄ＝０．１２５λ＝λ／８）、（ｄ＝０．１５λ）、（ｄ＝０．１７５λ））のそれぞれについて、Ｔｐに対するジッタの値の変化を示している。

図１２のグラフから分かるように、ミラー以外の全てのｄの値に関して、ジッタを少なくすることができる。上述した図１０Ｂの場合では、（ｄ＝０．１２５λ＝λ／８）の場合のみ、ジッタを大幅に改善できるのに対して、ホモダイン方式の他の例では、ｄが他の値の場合でも、同様に、ジッタを大幅に改善することができる。

＜３．第１の実施の形態＞
本技術の第１の実施の形態の概要は、図１３に示すように、信号光と参照光が重ね合わされた光束の断面を光分割素子２８によって複数例えば３個の領域に分割して、各領域に対応する複数チャンネルの再生信号を得るようになされる。光分割素子２８によって分割する際には、例えば、対物レンズを通過し、フォトディテクタに至る光路中に、複数の領域を分離するための光路変換素子を配置し、光路変換素子によって分離された複数のビームを異なるフォトディテクタで受光する方法を使用することができる。光路変換素子としては、ホログラフィック光学素子等の回折素子や、マイクロレンズアレイ、マイクロプリズム等の屈折素子等を使用することができる。領域毎の再生情報信号を得る方法としては、光分割素子２８によって分割する方法以外にも、光検出部のフォトディテクタを分割することによってフォトディテクタに光分割素子の機能をもたせる方法も使用できる。

瞳分割は、タンジェンシャル方向及び／又はラジアル方向に行われる。例えば図１４に示すように、瞳をタンジェンシャル方向に３個の領域Ａ，Ｂ，Ｃに分割する。３分割の比率は、例えば（４：３：４）となされる。瞳分割の光分割素子２８によって分離された３個の領域に対応する信号（チャンネル１の信号，チャンネル２の信号及びチャンネル３の信号と適宜称する）は、異なる周波数成分を含む。すなわち、中央の領域Ｂに対応するチャンネル２の信号は、比較的低域周波数成分を多く含んでおり、両側の領域Ａ及びＣのそれぞれと対応するチャンネル１の信号及びチャンネル３の信号は、比較的高域周波数成分を多く含んでいる。３個の再生信号がそれぞれホモダイン方式の信号処理部２９ａ，２９ｂ，２９ｃに供給される。信号処理部２９ａ，２９ｂ，２９ｃには、適応イコライザ回路がそれぞれ設けられている。信号処理部２９ａ，２９ｂ，２９ｃの出力が加算回路３０において合算することによって例えばディスク表面の微小な凹凸に起因する位相変動分が除去された再生信号を得ることができる。

「光学系の構成」
図１５を参照して本技術の第１の実施の形態の光学的構成について説明する。上述した図５に示される位相ダイバーシティ方式で用いる光学系の構成と同様の構成であり、対応する部分に対しては同一参照符号を付すことにする。なお、再生光の光路を実線で示し、参照光の光路を破線で示す。

光記録媒体１は、再生装置に装填されると、スピンドルモータによって回転駆動される。光学系には、再生のためのレーザ光源となるレーザ（半導体レーザ）６０が設けられている。レーザ６０より出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１３、１／４波長板１４、対物レンズ１５を介して光記録媒体１の記録層３に集光するようにして照射される。

記録層３からの反射光（復路光）は、対物レンズ１５及び１／４波長板１４を介した後、偏光ビームスプリッタ１３に入射する。偏光ビームスプリッタ１３に入射した反射光は、１／４波長板１４による作用と記録層３における反射時の作用とにより、その偏光方向が、レーザ６０側から入射し該偏光ビームスプリッタ１３を透過した光（往路光）の偏光方向に対して９０°異なったものとなっている。すなわち、反射光はＳ偏光で偏光ビームスプリッタ４３に入射する。このため、復路光としての反射光が偏光ビームスプリッタ１３にて反射される。

レーザ６０からのレーザ光が偏光ビームスプリッタ１３に入射される場合、その一部例えば１／２の光量が反射され、１／４波長板１７及びレンズ６１を介してミラー１８に入射される。ミラー１８によって反射された成分がレンズ６１及び１／４波長板１７を通って偏光ビームスプリッタ１３に参照光として入射される。上述した復路光と参照光の重ね合わせ光が光分割素子としてのホログラフィック光学素子１００に入射される。

ホログラフィック光学素子１００によって偏光ビームスプリッタ１３からの重ね合わせ光は、光ディスク１のタンジェンシャル方向に帯域の異なる信号を含む複数例えば３個の領域に分割される。ホログラフィック光学素子１００から光がハーフビームスプリッタ１９に入射する。ハーフビームスプリッタ１９は、入射光をほぼ１：１の割合で反射光と透過光とに分割する。

ハーフビームスプリッタ１９を透過した復路光と参照光の重ね合わせ光は、１／２波長板２０を介して偏光ビームスプリッタ２１に入射される。一方、ハーフビームスプリッタ１９で反射した復路光と参照光の重ね合わせ光は、ミラー６２で反射されて１／４波長板２２を介して偏光ビームスプリッタ２３に入射される。

１／２波長板２０及び１／４波長板２２は、偏光面を回転させることが可能とされている。したがって、１／２波長板２０と偏光ビームスプリッタ２１とを組み合わせることによって、偏光ビームスプリッタ２１によって分岐される光量の比を調整することができる。同様に、１／４波長板２２によって、偏光ビームスプリッタ２３によって分岐される光量の比を調整することができる。

偏光ビームスプリッタ２１及び２３のそれぞれによって分岐される光の光量がほぼ１：１となるようにされる。偏光ビームスプリッタ２１を透過した光がレンズを介して光検出部としてのフォトディテクタＰＤ１₁，ＰＤ１₂，ＰＤ１₃にそれぞれ入射される。また、偏光ビームスプリッタ２１で反射された光がミラー２８を介してフォトディテクタＰＤ２₁，ＰＤ２₂，ＰＤ２₃にそれぞれ入射される。偏光ビームスプリッタ２３を透過した光がレンズを介してフォトディテクタＰＤ３₁，ＰＤ３₂，ＰＤ３₃にそれぞれ入射される。また、偏光ビームスプリッタ２３で反射された光がミラー２９を介してフォトディテクタＰＤ４₁，ＰＤ４₂，ＰＤ４₃にそれぞれ入射される。

図５に示す光学系と対応させると、フォトディテクタＰＤ１₁，ＰＤ１₂，ＰＤ１₃から出力される３個の受光信号がＪ₁〜Ｊ₃となり、フォトディテクタＰＤ２₁，ＰＤ２₂，ＰＤ２₃から出力される３個の受光信号がＩ₁〜Ｉ₃となり、フォトディテクタＰＤ３₁，ＰＤ３₂，ＰＤ３₃から出力される３個の受光信号がＫ₁〜Ｋ₃となり、フォトディテクタＰＤ４₁，ＰＤ４₂，ＰＤ４₃から出力される３個の受光信号がＬ₁〜Ｌ₃となる。

「電気的構成」
これらの受光信号が供給される再生信号処理回路の全体構成を図１６に示す。受光信号Ｌ₁，Ｊ₁，Ｋ₁，Ｌ₁が前処理回路１０１に供給され、受光信号Ｌ₂，Ｊ₂，Ｋ₂，Ｌ₁が前処理回路１０２に供給され、受光信号Ｌ₃，Ｊ₃，Ｋ₃，Ｌ₃が前処理回路１０３に供給される。前処理回路１０１、１０２及び１０３のそれぞれは、差動演算と検出位相回転演算と検出位相オフセトの処理を行う。前処理回路１０１、１０２及び１０３に対して共通に抽出位相（θ）７１が供給される。抽出位相７１を得るためには、フォトディテクタＰＤ１₁〜ＰＤ４₃からの電気信号に関して、（Ｉ＝Ｉ₁ ＋Ｉ₂ ＋Ｉ₃）の加算信号、（Ｊ＝Ｊ₁ ＋Ｊ₂ ＋Ｊ₃）の加算信号、Ｋ（＝Ｋ₁ ＋Ｋ₂ ＋Ｋ₃）の加算信号、並びにＬ（＝Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ＋Ｌ₃）の加算信号を形成する。そして、差分信号ａ（＝Ｉ−Ｊ）及び差分信号ｂ（＝Ｋ−Ｌ）を形成し、ローパスフィルタを使用し、ローパスフィルタの出力を演算する構成を使用することができる。

前処理回路１０１が出力する差分信号ａ'₁及びｂ'₁、前処理回路１０２が出力する差分信号ａ'₂及びｂ'₂、前処理回路１０３が出力する差分信号ａ'₃及びｂ'₃が後処理回路１０４に対して供給される。後処理回路１０４は、補間及び適応イコライザの処理を行うものである。後処理回路１０４の出力がビタビ検出器１０５に供給され、ビタビ検出器１０５から再生データが得られる。

本技術の第１の実施の形態における前処理回路１０１〜１０３は、互いに同様の構成（図１７参照）を有している。すなわち、抽出位相を用いて変動（摂動要因）による信号品質低下を抑制するものである。差分信号ａ及びｂに対して、抽出位相を用いて演算を施す。その結果、下記の式（１５）及び数式（１６）で表される信号ａ’及びｂ’を独立に読み出すことができる。

図１７に示すように、受光信号Ｉ_i（ｉ＝１，２，又は３）及びＪ_iが減算器３１ａに対して供給され、受光信号Ｋ_i及びＬ_iが減算器３１ｂに対して供給される。減算器３１ａが（ａ_i ＝Ｉ_i−Ｊ_i）の差分信号ａ_iを発生し、減算器３１ｂが（ｂ_i＝Ｋ_i−Ｌ_i）の差分信号ｂ_iを発生する。

オフセット設定回路７２及び７３が設けられており、それぞれ再生対象の光ディスクに対応して設定されたオフセットφ及びΨを出力する。上述したように、φは読みたいマークと信号光の平均位相の位相差であり、Ψはクロストーク分と信号光の平均位相の位相差である。これらのオフセットは、使用者が推定してセットする値である。

抽出位相７１の出力及びオフセット設定回路７２の出力が減算器７４に供給され、減算器７４から（Ψ−θ）の位相が得られる。信号発生回路７６及び７７は、それぞれ（Ψ−θ）の位相と同期した正弦波及び余弦波を発生する。差分信号ａ_iと信号発生回路７６からの正弦波とが乗算回路７８に供給され、乗算回路７８の出力信号が減算器８０に供給される。差分信号ｂ_iと信号発生回路７７からの余弦波が乗算回路７９に供給され、乗算回路７９の出力信号が減算器８０に供給される。減算器８０の出力には、式（１５）で示す差分信号ａ'_iが取り出される。

抽出位相７１の出力及びオフセット設定回路７３の出力が減算器７５に供給され、減算器７５から（φ−θ）の位相が得られる。信号発生回路８１及び８２は、それぞれ（φ−θ）の位相と同期した正弦波及び余弦波を発生する。差分信号ａと信号発生回路８１からの正弦波とが乗算回路８３に供給され、乗算回路８３の出力信号が減算器８５に供給される。差分信号ｂと信号発生回路８２からの余弦波が乗算回路８４に供給され、乗算回路８４の出力信号が減算器８５に供給される。減算器８５の出力には、式（１６）で示す差分信号ｂ'_i が取り出される。

差分信号ａ'_i及びｂ'_iが図１８に示す後処理回路に対して供給される。後処理回路１０４は、後処理回路１０４₁、後処理回路１０４₂及び後処理回路１０４₃を含むものである。後処理回路１０４₁、後処理回路１０４₂及び後処理回路１０４₃の出力信号が加算器９５に対して供給される。これらの後処理回路は、互いに同一の構成を有しているので、図１８においては後処理回路１０４₁のみの具体的構成が示されている。

差分信号ａ'₁及びｂ'₁が補間回路９１ａ及び９１ｂに対して供給される。補間回路９１ａ及び９１ｂには、位相誤差検出回路９２の出力が供給される。補間回路９１ａ及び９１ｂは例えばＰＬＬ（Phase Locked Loop ）回路の構成とされ、位相誤差を補正するために設けられている。補間回路９１ａ及び９１ｂの出力信号が適応イコライザ９３ａ及び９３ｂに対して供給される。適応イコライザ９１ａ及び９１ｂは、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタの構成とされ、ＦＩＲフィルタのタップ係数が振幅誤差検出回路９４の出力によって制御される。適応イコライザ９３ａは、差分信号ａ'₁をもとにＰＲ（Partial Response）適応等化処理を行う。適応イコライザ９３ｂは、差分信号ｂ'₁をもとにＰＲ適応等化処理を行う。

適応イコライザ９３ａの出力信号ｙａと適応イコライザ９３ｂの出力信号ｙｂとが加算器９５に供給される。加算器９５の出力信号ｙｃ（＝ｙａ＋ｙｂ）がビタビ検出器１０５に入力される。ビタビ検出器１０５は、ＰＲ等化された等化信号ｙｃに対して最尤復号処理を行って２値化データ（ＲＦ信号）を得る。所定の長さの連続ビットを単位として構成される複数のステートと、それらの間の遷移によって表されるブランチで構成されるビタビ検出器が用いられ、全ての可能なビット系列の中から、効率よく所望のビット系列を検出するように構成されている。

実際の回路では、各ステートに対してパスメトリックレジスタとよばれるそのステートに至るまでのパーシャルレスポンス系列と信号のパスメトリックを記憶するレジスタ、パスメモリレジスタと呼ばれるそのステートにいたるまでのビット系列の流れを記憶するレジスタの２つのレジスタが用意される。さらに、各ブランチに対してはブランチメトリックユニットとよばれるそのビットにおけるパーシャルレスポンス系列と信号のパスメトリックを計算する演算ユニットが用意されている。

このビタビ検出器１０５では、さまざまなビット系列を、ステートを通過するパスのひとつによって一対一の関係で対応付けることができる。また、これらのパスを通過するようなパーシャルレスポンス系列と、実際の信号（ＲＦ信号）との間のパスメトリックは、上記のパスを構成するステート間遷移、すなわち、ブランチにおける前述のブランチメトリックを順次加算していくことで得られる。

さらに、パスメトリックを最小にするようなパスを選択するには、この各ステートにおいて到達する２つ以下のブランチが有するパスメトリックの大小を比較しながら、パスメトリックの小さいパスを順次選択することで実現できる。この選択情報をパスメモリレジスタに転送することで、各ステートに到達するパスをビット系列で表現する情報が記憶される。パスメモリレジスタの値は、順次更新されながら最終的にパスメトリックを最小にするようなビット系列に収束していくので、その結果を出力する。

さらに、ビタビ検出器１０５に設けられているＰＲ（Partial Response）畳込器では、ビタビ検出の結果の畳み込み処理を行って目標信号Ｚｋを生成する。この目標信号Ｚｋは、２値検出結果を畳み込んだものであるためノイズのない理想信号である。例えばＰＲ（１，２，２，２，１）の場合、チャンネルクロック毎のインパルス応答が（１，２，２，２，１）となる。拘束長が５である。さらに、ＰＲ（１，２，３，３，３，２，１）の場合、チャンネルクロック毎のインパルス応答が（１，２，３，３，３，２，１）となる。

そして、加算器９５からの等化信号ｙｃと、目標信号Ｚｋから、位相誤差検出回路９２及び振幅誤差検出回路９４においてそれぞれ位相誤差及び等化誤差が求められる。等化誤差の二乗が最小となるように、適応イコライザ９３ａ、９３ｂを構成するＦＩＲフィルタのそれぞれのタップ係数が適応的に決定される。

適応イコライザ９３ａ、９３ｂを構成するＦＩＲフィルタの一例を図１９に示す。適応イコライザ９３ａは、遅延素子１１０−１〜１１０−ｎ、係数乗算器１１１−０〜１１１−ｎ、加算器６４を有するｎ＋１段のタップを有するフィルタとされる。係数乗算器１１１−０〜１１１−ｎは、それぞれ各時点の入力ｘに対してタップ係数Ｃ０〜Ｃｎの乗算を行う。係数乗算器１１１−０〜１１１−ｎの出力が加算器６４で加算されて出力ｙａとして取り出される。タップ係数は、予め初期値が設定されている。

適応型の等化処理を行うため、タップ係数Ｃ０〜Ｃｎの制御が行われる。このために、等化誤差ｅｔと、各タップ入力が入力されて演算を行う演算器１１２−０〜１１２−ｎが設けられる。また各演算器１１２−０〜１１２−ｎの出力を積分する積分器１１３−０〜１１３−ｎが設けられる。演算器１１２−０〜１１２−ｎのそれぞれでは、例えば−１＊ｅｔ＊ｘの演算が行われる。＊は、乗算を意味する。この演算器１１２−０〜１１２−ｎの出力は積分器１１３−０〜１１３−ｎで積分され、その積分結果により係数乗算器１１１−０〜１１１−ｎのタップ係数Ｃ０〜Ｃｎが変更制御される。なお、積分器１１３−０〜１１３−ｎの積分を行うのは、適応係数制御の応答性を調整するためである。

「第１の実施の形態の効果」
かかる第１の実施の形態によれば、ディスク表面の微小な凹凸等に起因して発生する変動要因による位相ずれを補正した上で、信号ｙｂがランドからのクロストーク成分に近づくことが期待され、信号ｙｃがクロストーク成分を除去したグルーブの信号に近づくことが期待できる。このようにして、適応等化により信号品質をより良好することが期待できる。

本技術の一実施の形態に関してのシミュレーションの一例の結果（図２０）について説明する。シミュレーション条件は以下の通りである。
ディスク容量：３３．４ＧＢ
Ｔｐ＝０．３２μｍ（グルーブ及びグルーブ間のトラックピッチ）
溝深さ：λ／８
マーク反射率：０．３（位相なし）
グルーブ孤立記録（ランドに記録せず）、グルーブ再生の例
評価指標：ＭＬＳＥ

ＭＬＳＥ（Maximum Liklihood Sequence Error）は、ビタビ検出されたデータを用いて設定されるターゲットレベルに対して実際の信号のレベルの差を用いて、エラー確率に対応した指標を計算したものである。ＭＬＳＥの値が小さい方がより良好な再生であることを示している。

図２０は、シミュレーション結果を示すグラフである。横軸がディスク凹凸の標準偏差を示し、縦軸がＭＬＳＥを示す。図２０において、特性１６１が従来のホモダイン検出法の場合におけるＭＬＳＥの値を示し、特性１６２が本技術の第１の実施の形態におけるＭＬＳＥの値を示す。また、特性１６３が従来のＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）の場合を示し、特性１６４が従来のＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）において本技術と同様に、再生光の光路中にホログラフィック光学素子を挿入して適応イコライザにより処理した場合を示す。

従来のＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）の場合では、ディスク表面の凹凸による位相変動を影響を受けないのに対して、ホモダイン検出法では、位相変動の影響を受けて再生信号の品質が低下する。しかしながら、本技術の第１の実施の形態によれば、かかる位相変動の影響をより少なくすることができる。

本技術の一実施の形態に関してのシミュレーションの他の例の結果（図２１）について説明する。シミュレーション条件は以下の通りである。
ディスク容量：３５ＧＢ
Ｔｐ＝０．１６μｍ（ランド及びグルーブ間のトラックピッチ）
溝深さ：λ／８
マーク反射率：０．３（マ−ク位相なし）
グルーブ再生の例
評価指標：ＭＬＳＥ

図２１は従来のホモダイン検出法（位相変動有りで、ランド及びグルーブに記録した場合）のＭＬＳＥの値と、本技術の第１の実施の形態（位相変動有りで、ランド及びグルーブに記録した場合）のＭＬＳＥの値と、従来のホモダイン検出法（位相変動無しで、グルーブのみの記録（孤立記録）で、グルーブを再生した場合）のＭＬＳＥの値を比較して示している。図２１から分かるように、位相変動による信号品質劣化を従来のホモダイン検出法（位相変動無しで、グルーブのみの記録（孤立記録）と同程度まで改善することができる。

「第１の実施の形態の変形例１」
上述した説明では、ディスク１の記録層３で反射された戻り光の瞳をタンジェンシャル方向に分割しているが、図２２に示すように、ラジアル方向に瞳を分割してもよい。例えば、瞳をラジアル方向に３個の領域Ａ，Ｂ，Ｃに分割する。３分割の比率は、例えば（４：３：４）となされる。ラジアル方向に瞳を２分割するホログラフィック光学素子を使用して第１の実施の形態の同様の処理を行った場合のシミュレーション結果を図２３に示す。

シミュレーション条件は以下の通りである。
ディスク容量：３５ＧＢ
Ｔｐ＝０．１６μｍ（ランド及びグルーブ間のトラックピッチ）
溝深さ：λ／８
マーク反射率：０．３（マ−ク位相なし）
グルーブ再生の例
評価指標：ｅ−ＭＬＳＥ

図２３は従来のホモダイン検出法のｅ−ＭＬＳＥの値と、本技術の第１の実施の形態と同様に、タンジェンシャル方向に瞳分割（ｔａｎ分割）した場合のｅ−ＭＬＳＥの値と、ラジアル方向に瞳分割（ｒａｄ分割）した場合のｅ−ＭＬＳＥの値を比較して示している。図２３から分かるように、ラジアル方向に瞳分割した場合も、従来のホモダイン検出法より良好に信号再生を行うことができる。

「第１の実施の形態の変形例２」
第１の実施の形態光学系（図１５参照）における偏光ビームスプリッタ２１、２３及びミラー２８、２９に代えて、図２４に示すようにウォラストンプリズム１１５及び１１６を使用するようにしてもよい。ウォラストンプリズム１１５及び１１６によって位相差の与えられた光がそれぞれ得られる。ウォラストンプリズム１１５及び１１６の出力光がフォトディテクタＰＤ１₁ 〜ＰＤ４₃ によってそれぞれ電気信号に変換される。そして、上述したのと同様の信号処理によって再生信号が得られる。

「第１の実施の形態の変形例３」
図２５に示すように、ホログラフィック光学素子１００をハーフビームスプリッタ１９の出射側と１／２波長板２０の間に配置してもよい。図１５の構成では、偏光ビームスプリッタ１３とハーフビームスプリッタ１５の間にホログラフィック光学素子１００を配置していた。したがって、図２５の構成では、ハーフビームスプリッタ１９を透過した重ね合わせ光の瞳が３分割されることになる。

偏光ビームスプリッタ２１を透過した光が３個のフォトディテクタＰＤ１₁，ＰＤ１₂，Ｐ１Ｄ₃によって受光され、偏光ビームスプリッタ２１で反射した光が３個のフォトディテクタＰＤ２₁，ＰＤ２₂，ＰＤ２₃によって受光される。一方、偏光ビームスプリッタ２３を透過した光は、分割されていないので、フォトディテクタＰＤ３によって受光され、偏光ビームスプリッタ２３で反射した光は、分割されていないので、フォトディテクタＰＤ４によって受光される。

フォトディテクタＰＤ１₁〜ＰＤ２₃のそれぞれの受光信号を演算することによって３個の差動信号が得られる。また、フォトディテクタＰＤ３，ＰＤ４の受光信号を演算することによって１個の差動信号が得られる。これらの差動信号に対して上述した適応イコライザ処理を施すことによって再生信号が得られる。この場合、信号Ｋｉとして信号Ｋが使用され、信号Ｌｉとして信号Ｌが使用される。

なお、参照光を反射させるミラー１８をアクチュエータによって参照光の光軸と平行な方向に変位させる参照光サーボを使用してもよい。例えばフォトディテクタＰＤ３及びＰＤ４の受光信号から形成された差動信号を目標値（例えば０）とするようなサーボがなされる。

「第１の実施の形態の変形例４」
光分割素子が重ね合わせ光を２分割するようにしてもよい。図２６に示すように、偏光ビームスプリッタ１３とハーフビームスプリッタ１９の間にホログラフィック光学素子２００が配置される。ホログラフィック光学素子２００は、上述したホログラフィック光学素子１００と同様に、タンジェンシャル方向に３分割された領域を有する。分割比もホログラフィック光学素子１００と同様に、（４：３：４）とされている。

そして、中央の領域Ｂに含まれる光成分の受光信号（チャンネル２）を第１のチャンネルとして扱い、左右の領域Ａ及びＣのそれぞれに含まれる光成分の受光信号（チャンネル１及びチャンネル３）を加算した信号を第２のチャンネルとして扱う。なお、加算した信号は、別々のフォトディテクタで受光した信号を加算して得るようにしてもよいし、共通のフォトディテクタによって領域Ｂ及びＣに含まれる光成分を受光するようにしてもよい。

例えばフォトディテクタＰＤ１₁及びＰＤ１₂から２個の受光信号Ｊ₁，Ｊ₂が出力され、フォトディテクタＰＤ２₁及びＰＤ２₂から２個の受光信号Ｉ₁，Ｉ₂が出力され、フォトディテクタＰＤ３₁及びＰＤ３₂から２個の受光信号Ｋ₁，Ｋ₂が出力され、フォトディテクタＰＤ４₁及びＰＤ４₂から２個の受光信号Ｌ₁，Ｌ₂が出力される。

フォトディテクタＰＤ１₁〜ＰＤ４₂のそれぞれの受光信号を演算することによって４個の差動信号が得られる。これらの差動信号に対して上述した適応イコライザ処理を施すことによって再生信号が得られる。

「第１の実施の形態の変形例５」
図２７に示すように、ホログラフィック光学素子２００をハーフビームスプリッタ１９の出射側と１／２波長板２０の間に配置してもよい。したがって、図２７の構成では、ハーフビームスプリッタ１９を透過した重ね合わせ光の瞳が２分割されることになる。

偏光ビームスプリッタ２１を透過した光が２個のフォトディテクタＰＤ１₁，ＰＤ１₂によって受光され、偏光ビームスプリッタ２１で反射した光が２個のフォトディテクタＰＤ２₁，ＰＤ２₂によって受光される。一方、偏光ビームスプリッタ２３を透過した光は、分割されていないので、フォトディテクタＰＤ３によって受光され、偏光ビームスプリッタ２３で反射した光は、分割されていないので、フォトディテクタＰＤ４によって受光される。

フォトディテクタＰＤ１₁，ＰＤ２₃のそれぞれの受光信号を演算することによって２個の差動信号が得られる。また、フォトディテクタＰＤ３，ＰＤ４の受光信号を演算することによって１個の差動信号が得られる。これらの差動信号に対して上述した適応イコライザ処理を施すことによって再生信号が得られる。

なお、参照光を反射させるミラー１８をアクチュエータによって参照光の光軸と平行な方向に変位させる参照光サーボを使用してもよい。例えばフォトディテクタＰＤ３及びＰＤ４の受光信号から形成された差動信号を目標値（例えば０）とするようなサーボがなされる。

図２８は、図２７に示す再生光学系を使用し、適応イコライザ処理で再生信号を形成した場合のＦＩＲフィルタのタップ係数の一例を示す。横軸がタップ位置を示し、縦軸がタップ係数の値を示す。１７１が第１のチャンネル（＝チャンネル２）のタップ係数の値を結んだ線であり、１７２が第２のチャンネル（＝チャンネル１＋チャンネル３）（左右の領域）のタップ係数の値を結んだ線である。さらに、１７３がこれらの二つのタップ係数の値を加算した値を示している。

（チャンネル１＋チャンネル３）のタップ係数は、ローパスフィルタの傾向を示している。
中央の領域に対応するチャンネル２は、δ関数及び（チャンネル１＋チャンネル３）をキャンセルするような傾向を示している。このことは、位相変動（ノイズ）キャンセルすることを意味するものと思われる。
タップ係数の和は、平均してみれば、δ関数のように見える。したがって、より低域側の位相ノイズをカットできるので、位相分離検出が良好になされる。

＜４．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、瞳分割を行い、参照光サーボによって位相変動成分を除くようにしたものである。図２９は、第２の実施の形態の再生光学系を示している。すなわち、再生光学系は、第１の実施の形態と同様の構成とされており、ホログラフィック光学素子１００により分割された３個の重ね合わせ光がフォトディテクタＰＤ１₁〜ＰＤ４₃によって受光される。

図３０は、フォトディテクタＰＤ１₁〜ＰＤ４₃からの電気信号を処理する電気的構成を示している。信号Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃が加算器１８１に供給され、（Ｉ＝Ｉ₁＋Ｉ₂＋Ｉ₃）の加算処理がなされ、信号Ｊ₁，Ｊ₂，Ｊ₃が加算器１８２に供給され、（Ｊ＝Ｊ₁＋Ｊ₂＋Ｊ₃）の加算処理がなされる。同様に、加算器１８３によってＫ（＝Ｋ₁＋Ｋ₂＋Ｋ₃）の加算処理がなされ、加算器１８４によってＬ（＝Ｌ₁＋Ｌ₂＋Ｌ₃）の加算処理がなされる。

加算器１８１の出力Ｉ及び加算器１８２の出力Ｊが減算器１８５に供給され、差分信号ａ（＝Ｉ−Ｊ）が得られる。加算器１８３の出力Ｋ及び加算器１８４の出力Ｌが減算器１８６に供給され、差分信号ｂ（＝Ｋ−Ｌ）が得られる。差分信号ａ及びｂが参照光サーボ用の位相（θ）抽出回路１８７に供給される。位相（θ）抽出回路１８７の出力がアクチュエータに供給されることによってミラー１８が変位される。位相（θ）抽出回路１８７としては、上述したようなローパスフィルタを使用し、ローパスフィルタの出力を演算する構成を使用することができる。かかる第２の実施の形態は、面ブレ等の低域の位相変動を抑圧する参照光サーボのための位相抽出機能を光学系を替えずに追加することができる特徴を有する。

「第２の実施の形態の変形例」
図３１に示すように、偏光ビームスプリッタ１９を透過した光のみをホログラフィック光学素子１００によって分割してもよい。偏光ビームスプリッタ１９で反射した光に対して瞳分割を行わないようになされる。したがって、８個のフォトディテクタ（ＰＤ１₁，ＰＤ１₂，・・・・フォトディテクタＰＤ３、フォトディテクタＰＤ４）によって光が電気信号に変換される。

図３２は、フォトディテクタＰＤ１₁ 〜ＰＤ４からの電気信号を処理する電気的構成を示している。信号Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃が加算器１８１に供給され、（Ｉ＝Ｉ₁＋Ｉ₂＋Ｉ₃）の加算処理がなされ、信号Ｊ₁，Ｊ₂，Ｊ₃が加算器１８２に供給され、（Ｊ＝Ｊ₁＋Ｊ₂＋Ｊ₃）の加算処理がなされる。

加算器１８１の出力Ｉ及び加算器１８２の出力Ｊが減算器１８５に供給され、差分信号ａ（＝Ｉ−Ｊ）が得られる。信号Ｋ及び信号Ｌが減算器１８６に供給され、差分信号ｂ（＝Ｋ−Ｌ）が得られる。差分信号ａ及びｂが参照光サーボ用の位相（θ）抽出回路１８７に供給される。位相（θ）抽出回路１８７の出力がアクチュエータに供給されることによってミラー１８が変位される。位相（θ）抽出回路１８７としては、上述したようなローパスフィルタを使用し、ローパスフィルタの出力を演算する構成を使用することができる。

なお、第２の実施の形態においても、瞳を２分割するホログラフィック光学素子を使用してもよいし、ラジアル方向に瞳を分割するホログラフィック光学素子を使用してもよい。

＜５．変形例＞
以上、本技術の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、レーザ光源の波長は、４０５ｎｍ以外のものでも良い。

また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

なお、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光を形成し、光分割素子によって前記重ね合わせ光の断面をタンジェンシャル方向及び／又はラジアル方向に複数の領域に分割し、
分割した領域と対応する複数の重ね合わせ光を使用して、ほぼ０°の位相差を与えた第１の信号光と参照光の組と、ほぼ１８０°の位相差を与えた第２の信号光と参照光の組と、ほぼ９０°の位相差を与えた第３の信号光と参照光の組と、ほぼ２７０°の位相差を与えた第４の信号光と参照光の組をそれぞれ生成する光学系と、
前記第１の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｉ）と、前記第２の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｊ）と、前記第３の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｋ）と、前記第４の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｌ）を出力する受光部と、
前記受光信号（Ｉ）と前記受光信号（Ｊ）の差分である差分信号ａと、前記受光信号（Ｋ）と前記受光信号（Ｌ）の差分である差分信号ｂを演算し、前記差分信号ａ及びｂから演算によって再生信号を得る再生信号生成回路と
を備える再生装置。
（２）
前記光分割素子の分割数をＮとすると、前記受光部がそれぞれＮ以下の個数の前記受光信号（Ｉ）及び前記受光信号（Ｊ）と、それぞれＮ以下の個数の前記受光信号（Ｋ）及び前記受光信号（Ｌ）を出力するようにした（１）に記載の再生装置。
（３）
前記光分割素子の分割数をＮとすると、前記受光信号（Ｉ）及び前記受光信号（Ｊ）の組と、前記受光信号（Ｋ）及び前記受光信号（Ｌ）の組の一方に関してＮ以下の個数の信号を出力するようにした（１）に記載の再生装置。
（４）
前記差分信号ａ及び前記差分信号ｂがそれぞれ適応イコライザ回路に供給され、前記適応イコライザ回路の出力が合成されることによって再生信号が形成される（１）に記載の再生装置。
（５）
前記適応イコライザ回路は、等化目標信号と等化信号から等化誤差を求め、該等化誤差を、適応等化のための制御信号として供給するようにした請求項４に記載の再生装置。
（６）
前記差分信号ａ及び差分信号ｂに対して、予め位相オフセットを与えるようにした（１）に記載の再生装置。
（７）
前記位相オフセットは、（Ψ＝４πｎｄ／λ）（ｎは、屈折率、ｄは、前記ランド及びグルーブ間の段差、λは光の波長）にほぼ等しいものとされる請求項６に記載の再生装置。
（８）
前記参照光は、前記光源より発せられた光をミラーにて反射させることによって生成される（１）に記載の再生装置。
（９）
ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光を形成し、光分割素子によって前記重ね合わせ光の断面をタンジェンシャル方向及び／又はラジアル方向に複数の領域に分割し、
分割した領域と対応する複数の重ね合わせ光を使用して、ほぼ０°の位相差を与えた第１の信号光と参照光の組と、ほぼ１８０°の位相差を与えた第２の信号光と参照光の組と、ほぼ９０°の位相差を与えた第３の信号光と参照光の組と、ほぼ２７０°の位相差を与えた第４の信号光と参照光の組をそれぞれ生成し、
受光部によって、前記第１の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｉ）と、前記第２の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｊ）と、前記第３の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｋ）と、前記第４の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｌ）を出力し、
再生信号生成回路によって前記受光信号（Ｉ）と前記受光信号（Ｊ）の差分である差分信号ａと、前記受光信号（Ｋ）と前記受光信号（Ｌ）の差分である差分信号ｂを演算し、前記差分信号ａ及びｂから演算によって再生信号を得る
再生方法。

１・・・光記録媒体
２８・・・光分割素子
４１，６０・・・レーザダイオード
１５，４４・・・対物レンズ
１００，２００・・・ホログラフィック光学素子
１０４，１０４₁，１０４₂，１０４₃・・・補間適応イコライザ回路

Claims (9)

1. ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光を形成し、光分割素子によって前記重ね合わせ光の断面をタンジェンシャル方向及び／又はラジアル方向に複数の領域に分割し、
   分割した領域と対応する複数の重ね合わせ光を使用して、ほぼ０°の位相差を与えた第１の信号光と参照光の組と、ほぼ１８０°の位相差を与えた第２の信号光と参照光の組と、ほぼ９０°の位相差を与えた第３の信号光と参照光の組と、ほぼ２７０°の位相差を与えた第４の信号光と参照光の組をそれぞれ生成する光学系と、
   前記第１の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｉ）と、前記第２の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｊ）と、前記第３の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｋ）と、前記第４の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｌ）を出力する受光部と、
   前記受光信号（Ｉ）と前記受光信号（Ｊ）の差分である差分信号ａと、前記受光信号（Ｋ）と前記受光信号（Ｌ）の差分である差分信号ｂを演算し、前記差分信号ａ及びｂから演算によって再生信号を得る再生信号生成回路と
   を備える再生装置。
2. 前記光分割素子の分割数をＮとすると、前記受光部がそれぞれＮ以下の個数の前記受光信号（Ｉ）及び前記受光信号（Ｊ）と、それぞれＮ以下の個数の前記受光信号（Ｋ）及び前記受光信号（Ｌ）を出力するようにした請求項１に記載の再生装置。
3. 前記光分割素子の分割数をＮとすると、前記受光信号（Ｉ）及び前記受光信号（Ｊ）の組と、前記受光信号（Ｋ）及び前記受光信号（Ｌ）の組の一方に関してＮ以下の個数の信号を出力するようにした請求項１に記載の再生装置。
4. 前記差分信号ａ及び前記差分信号ｂがそれぞれ適応イコライザ回路に供給され、前記適応イコライザ回路の出力が合成されることによって再生信号が形成される請求項１に記載の再生装置。
5. 前記適応イコライザ回路は、等化目標信号と等化信号から等化誤差を求め、該等化誤差を、適応等化のための制御信号として供給するようにした請求項４に記載の再生装置。
6. 前記差分信号ａ及び差分信号ｂに対して、予め位相オフセットを与えるようにした請求項１に記載の再生装置。
7. 前記位相オフセットは、（Ψ＝４πｎｄ／λ）（ｎは、屈折率、ｄは、前記ランド及びグルーブ間の段差、λは光の波長）にほぼ等しいものとされる請求項６に記載の再生装置。
8. 前記参照光は、前記光源より発せられた光をミラーにて反射させることによって生成される請求項１に記載の再生装置。
9. ランドとグルーブの双方に信号が記録される記録媒体に対して、光源より発せられた光を照射して前記ランドと前記グルーブの記録信号の双方を反映した信号光を得、且つ前記光源より発せられた光から参照光を生成し、前記信号光と前記参照光とを重ね合わせた重ね合わせ光を形成し、光分割素子によって前記重ね合わせ光の断面をタンジェンシャル方向及び／又はラジアル方向に複数の領域に分割し、
   分割した領域と対応する複数の重ね合わせ光を使用して、ほぼ０°の位相差を与えた第１の信号光と参照光の組と、ほぼ１８０°の位相差を与えた第２の信号光と参照光の組と、ほぼ９０°の位相差を与えた第３の信号光と参照光の組と、ほぼ２７０°の位相差を与えた第４の信号光と参照光の組をそれぞれ生成し、
   受光部によって、前記第１の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｉ）と、前記第２の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｊ）と、前記第３の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｋ）と、前記第４の信号光と参照光の組に対応する受光信号（Ｌ）を出力し、
   再生信号生成回路によって前記受光信号（Ｉ）と前記受光信号（Ｊ）の差分である差分信号ａと、前記受光信号（Ｋ）と前記受光信号（Ｌ）の差分である差分信号ｂを演算し、前記差分信号ａ及びｂから演算によって再生信号を得る
   再生方法。

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