JP2001344772A - 光ディスク装置及びトラッキングエラー検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分離光学系において光ファイバを介してトラ
ッキングエラーを検出する。 【解決手段】 レーザダイオード１及びフォトダイオー
ド４を有する処理部と、光ディスク１０１に対向し、光
ディスク１０１に光を照射すると共に光ディスク１０１
から光を集める対物レンズ８を有するヘッドと、処理部
のレーザダイオード１から発した光をヘッドの対物レン
ズ８に導き、ヘッドの対物レンズ８で集められた光を処
理部のフォトダイオードに導く光ファイバアレイ７とを
有し、フォトダイオード４における検出結果を用い、光
ディスク１０１の記録トラックの両側にこの記録トラッ
クから所定距離離間して形成されたサーボパターンに基
づいてトラッキングエラー信号を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対し
て情報信号の記録及び／又は再生を行う光ディスク装
置、並びに光ディスクに対して情報信号を記録及び／又
は再生する際にトラッキングエラー信号を検出するトラ
ッキングエラー検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク装置において、回転駆
動される光ディスクの記録トラックに沿って集光スポッ
トを追随させるために、この集光スポットの記録トラッ
クからの変位（detrack）を示すトラッキングエラー信
号が用いられている。

【０００３】このトラッキングエラー検出方法として
は、記録トラックに照射された光の回折光を利用して集
光スポットの変位を検出するプシュプル（push‐pu11）
法や位相差検出（differential phase detection; DP
D）法などが一般的である。

【０００４】ここで、プシュプル法を例にとって従来の
トラッキングエラー検出方法を説明する。

【０００５】図４に示すように、光ディスク装置におい
て情報信号の記録及び／又は再生が行われる光ディスク
１０１には、ピット又はグルーブによる記録トラック１
０１ａが形成されている。光ディスク１０１に対して情
報信号の記録や再生を行う場合には、この記録トラック
１０１ａに沿って光が照射される。

【０００６】記録トラック１０１ａに照射された光の戻
り光には、０次回折光２１、−１次回折光２２及び＋１
次回折光２３が含まれている。これらの回折光は、図示
しない対物レンズを介して、フォトダイオード３０に導
かれる。

【０００７】このフォトダイオード３０は、互いに隣接
する第１の領域（ＰＤ１）３０ａ及び第２の領域（ＰＤ
２）３０ｂから構成されている。そして、フォトダイオ
ード３０は、０次回折光２１、−１次回折光２２及び＋
１次回折光２３より形成された回折パターン３１につい
て、第１の領域３０ａ及び第２の領域３０ｂでそれぞれ
検出した光量に応じた電流を発生する。

【０００８】例えば、図５のＡ（detrack<0）、図５の
Ｂ（detrack=0）及び図５のＣ（detrack>0）に示すよう
に記録トラック１０１ａからの集光スポット４１の変位
（detrack）に応じて、図６のＡ（detrack<0）、図６の
Ｂ（detrack=0）及び図６のＣ（detrack>0）に示すよう
にフォトダイオード３０における回折パターン３１が異
なる。したがって、この回折パターン３１に応じてフォ
トダイオード３０で検出した光量を用いて、記録トラッ
ク１０１ａからの集光スポット４１の変位（detrack）
を示すトラッキングエラー信号を生成することができ
る。

【０００９】ところで、大容量のハードディスクドライ
ブとして、複数の磁気ディスクを一つの回転軸に取り付
けた、いわゆるマルチプラッター方式のディスクアレイ
が提供されている。

【００１０】このようなマルチプラッター方式のディス
クアレイでは、一つのアームによって支持され、回転駆
動される複数のディスクに対向し、それぞれのディスク
に対して情報信号の記録及び再生を行う複数のヘッドが
備えられている。

【００１１】したがって、マルチプラッター方式のディ
スクアレイにおいては、複数のディスクのそれぞれに対
して情報信号の記録及び再生を行うので、記録容量の大
容量化が図られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】マルチプラッター方式
のディスクアレイにおいては、複数の光ディスクに対向
して設けられるそれぞれのヘッドは、対向する光ディス
クの隙間を小さくすると共に光ディスクの所望の領域へ
のアクセスを高速化するために、小型軽量であることが
要求される。

【００１３】このため、光ディスクに照射する光を発す
る光源部及び光ディスクからの戻り光を検出する受光部
はヘッドとは別の場所に配設し、複数の光ディスクに対
応する各ヘッドと伝送路により接続する構成が考えられ
る。

【００１４】この場合、光源部及び受光部と各ヘッドと
を接続する伝送路として光ファイバを用いると、光源部
及び受光部と各ヘッドとが分離された汎用性の高い分離
光学系が構成される。

【００１５】しかし、光ファイバとして、単一モードの
みを伝送するシングルモード光ファイバや偏波面を保存
して伝送する偏波面保存ファイバは、ただ一つのモード
の光だけを伝送する。すなわち、これらの光ファイバ
は、特定の入射開口数（ＮＡ）の光のみを伝送するた
め、回折パターンのような２次元の情報の伝送には不向
きである。

【００１６】ここで、図４において、記録トラック１０
１ａからの０次回折光２１、−１次回折光２２及び＋１
次回折光２３により形成された回折パターン３１を、シ
ングルモードファイバ又は偏波面保存ファイバにより伝
送した実験結果について、図７及び図８を参照して説明
する。

【００１７】なお、図７及び図８においては、図９に示
すように、左半分の領域が図４に示したフォトダイオー
ド３０の第１の領域（ＰＤ１）３０ａに、右半分の領域
が第２の領域（ＰＤ２）３０ｂに、それぞれ対応するも
のとする。

【００１８】図７のＡ（detrack〜-λ/4）、図７のＢ
（detrack〜±0）及び図７のＣ（detrack〜+λ/4）に
は、光ファイバにより伝送する前の回折光により形成さ
れた回折パターンが示されている。ここで、λ/4は、集
光スポットをトラックピッチの１／４だけ変位（detrac
k）させたことを意味する。なお、トラックピッチと
は、記録トラックの中心から隣接する記録トラックの中
心までの間隔である。

【００１９】図８のＡ（detrack〜-λ/4）、図８のＢ
（detrack〜±0）及び図８のＣ（detrack〜+λ/4）に
は、シングルモードファイバ又は偏波面保存ファイバに
より伝送した後の回折パターンが示されている。

【００２０】図８のＡ、Ｂ及びＣに示した伝送後のスポ
ット３１の形状は、図７のＡ、Ｂ及びＣに示した伝送前
の回折パターンの形状とは異なり、２次元情報が失わ
れ、強度のみが現れている。

【００２１】したがって、シングルモードファイバ又は
偏波面保存ファイバ伝送により伝送された回折光を用い
ると、２次元情報を利用してトラッキングエラーを検出
するプシュプル法は適用することができない。同様に、
位相差検出法などの普通のトラッキングエラー検出方法
も、回折パターンのような２次元情報を利用しているの
で適用することができない。

【００２２】一方、２次元情報の伝送に不向きなシング
ルモードファイバや偏波面保存ファイバに代わって、２
次元情報をある程度伝送することができるマルチモード
ファイバの利用も考えられる。しかし、このマルチモー
ドファイバは、分散による信号品質の劣化が大きく、ま
た、偏光を考慮する必要がある場合には利用することが
できない。

【００２３】本発明は、上述の実情に鑑みて提案される
ものであって、マルチプラッター方式のディスクアレイ
において光ファイバによる分離光学系を用いてトラッキ
ングエラー信号を検出する光ディスク装置及びかかる光
ディスク装置におけるトラッキングエラー検出方法を提
供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる光ディスク装置は、光ディスクに
対して情報信号の記録及び／又は再生を行い、上記光デ
ィスクの記録トラックに沿って形成されたサーボパター
ンを用いてサーボ制御を行う光ディスク装置において、
光源及び受光部を有する第１の光学手段と、上記光ディ
スクに光を照射すると共に上記光ディスクから戻り光を
集める対物レンズを有する第２の光学手段と、上記第１
の光学手段の光源から出射した光を上記第２の光学手段
の対物レンズに伝送すると共に、上記第２の光学手段の
対物レンズで集められた戻り光を上記第１の光学手段の
受光部に伝送する光ファイバとを有し、上記第１の光学
手段は、上記受光部で上記戻り光を検出し、上記光ファ
イバを介して伝送された上記サーボパターンからの戻り
光に基づいてトラッキングエラー信号を生成するもので
ある。

【００２５】また、本発明にかかるトラッキングエラー
検出方法は、光ディスクに対して情報信号を記録及び／
又は再生する際に、トラッキングエラー信号を検出する
トラッキングエラー信号の検出方法において、光源から
出射した光を光ファイバにて伝送し、対物レンズを介し
て上記光ディスクの記録トラックに沿って照射し、上記
光ディスクからの戻り光を上記対物レンズで集光し、上
記光ファイバにて受光部に伝送し、上記光ディスクの記
録トラックに沿って形成されたサーボパターンからの戻
り光を上記受光部で検出し、この戻り光に基づいてトラ
ッキングエラー信号を生成するものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００２７】本発明を適用した光ディスク装置は、一の
回転軸に複数の光ディスクを取り付けたマルチプラッタ
ー方式のディスクアレイを採用している。そして、この
光ディスク装置は、光源部及び受光部と、複数の光ディ
スクに対向してそれぞれ設けられたヘッドとを分離して
構成し、これらの間を光ファイバによる伝送路で接続し
た分離光学系を有している。

【００２８】この光学系は、図１に示すように、レーザ
光源となるレーザダイオード（laser diode; LD）１と
レーザダイオード１を出射した光を平行光線にする第１
のレンズ２と、第１のレンズ２から入射した光を透過さ
せるが光ディスク１０１₁，１０１₂，…１０１_nからの
戻り光を反射してほぼ直角に角度を転じるビームスプリ
ッタ（beams splitter）３と、光を受光するフォトダイ
オード（photo diode;PD）４と、光路を開閉する光スイ
ッチ（optical switch）５とを有している。

【００２９】また、この光学系は、光スイッチ５から入
射した光を収束させると共に光ファイバアレイ７から入
射した光を平行光線にする第２のレンズ６と、光を伝送
する光路を構成する光ファイバアレイ（optical fiber
array）７₁，７₂，…７_nと、この光ファイバアレイ
７₁，７₂，…７_nの他端に光ディスク１０１₁，１０
１₂，…１０１_nに対向して配設された対物レンズ８₁，
８₂，…８_nとを有している。

【００３０】レーザダイオード１を出射した光は、第１
のレンズ２にて平行光線とされ、ビームスプリッタ３に
入射する。第１のレンズ２からビームスプリッタ３に入
射した光は、このビームスプリッタ３を透過し、光スイ
ッチ５によって複数の光ディスク１０１₁，１０１₂，…
１０１_nに対応する各部分をオン／オフされる。

【００３１】光スイッチ５は、この内で使用する光ディ
スク１０１₁，１０１₂，…１０１_nに対応する光路のみ
をオンとし、使用しない光ディスク１０１₁，１０１₂，
…１０１_nに対応する光路はオフとする。

【００３２】光スイッチ５を透過した光は、第２のレン
ズ６によって収束され、光ファイバアレイ７₁，７₂，…
７_nに入射し、各対物レンズ８₁，８₂，…８_nを介して光
ディスク１０１₁，１０１₂，…１０１_nに集光スポット
として照射される。

【００３３】ここで、光ファイバアレイ７₁，７₂，…７
_nは、単一モードの光を伝送するシングルモードファイ
バや、偏波面を保存して光を伝送する偏波面保存ファイ
バである。なお、多モードの光を伝送するマルチモード
ファイバは、分散による信号品質の劣化が大きく、ま
た、偏光を考慮する必要がある場合には利用することが
できない。本実施の形態では、マルチモードファイバに
ついてはこれ以上言及しないものとする。

【００３４】なお、以下では簡単のために、光ファイバ
アレイ７₁，７₂，…７_n、対物レンズ８₁，８₂，…８_n及
び光ディスク１０１₁，１０１₂，…１０１_nを必要な箇
所を除いて単に光ファイバアレイ７、対物レンズ８及び
光ディスク１０１と記述することにする。

【００３５】一方、光ディスク１０１からの戻り光は、
対物レンズ８を介して光ファイバアレイ７に入射され
る。光ファイバアレイ７を出射した光は、第２のレンズ
６により平行光線とされ、光スイッチ５を介して、ビー
ムスプリッタ３によってほぼ直角に角度を転じられ、フ
ォトダイオード４に入射される。

【００３６】次に、上述のような光学系を有する光ディ
スク装置の全体の構成について説明する。

【００３７】光ディスク装置は、図２に示すように、筐
体１０の内部に、回動できるようにクランパ１１によっ
て支持された光ディスク１０１と、光ディスク１０１に
対向して設けられたヘッド１２と、ヘッド１２を保持す
るサスペンション１３と、サスペンション１３を支持す
るアーム１４とを有している。

【００３８】光ディスク装置は、光ディスク１０１とし
て、第１の光ディスク１０１₁及び第２の光ディスク１
０１₂を有し、ヘッド１２及びサスペンション１３も、
これら第１の光ディスク１０１₁及び第２の光ディスク
１０１₂に対応して一組が設けられている。

【００３９】ヘッド１２は、光ディスク１０１に近接し
て配設されるスライダ構造を有し、光ディスク１０１に
対向する対物レンズ８を備えている。ヘッド１２は、サ
スペンション１３及びアーム１４によって、光ディスク
１０１の径方向に移動できるように支持されている。

【００４０】光ディスク１０１は、図示しないスピンド
ルモータによって、所定の角速度で回転駆動される。

【００４１】また、光ディスク装置は、アーム１４を回
動するボイスコイルモータ（voicecoile motor; VCM）
１５と、種々の処理を行う処理部１６と、処理部１６及
びアーム１４を接続するフレキシブル基板１７と、エア
フィルタ１８とを有している。

【００４２】ボイスコイルモータ１５は、アーム１４及
びサスペンション１３を介してヘッド１２を光ディスク
１０１の径方向に移動する。

【００４３】そして、光ディスク装置は、ヘッド１２と
処理部１６の間で光を伝送する光路を構成する光ファイ
バ１９を有している。光ファイバ１９は、サスペンショ
ン１３及びフレキシブル基板１７に沿って設けられ、ヘ
ッド１２と処理部１６を光学的に接続している。第１の
光ディスク１０１₁や第２の光ディスク１０１₂により構
成されるようなマルチスタックの光ディスク１０１が設
けられる場合には、ヘッド１２からサスペンションに沿
って配される光ファイバ１９は、フレキシブル基板１７
付近で束ねられ、適切にアレイ状にまとめられる。この
光ファイバ１９には、シングルモードファイバや偏波面
保存ファイバが用いられる。なお、この光ファイバ１９
は、図１における光ファイバ７に相当している。

【００４４】処理部１６は、図１に示したレーザダイオ
ード１、第１のレンズ２、ビームスプリッタ３、フォト
ダイオード４、光スイッチ５及び第２のレンズ６を備え
る光受発光部を備えている。この光受発光部においてレ
ーザダイオード１及びフォトダイオード４は、フレキシ
ブル基板１７、アーム１４及びサスペンション１３を介
して、ヘッド１２の対物レンズ８と光ファイバアレイ７
によって接続されている。処理部１６は、上記受発光部
の他に、光ディスク１０１に対して記録及び／又は再生
を行う信号に対する符号化／復号などを行う信号処理部
も有している。

【００４５】次に、この上記光ディスク装置におけるト
ラッキングエラー検出の方法について説明する。

【００４６】本実施の形態では、トラッキングエラー検
出のために、信号用ピット列の他にサーボ制御のための
ピットを別に設けるサンプルサーボ（sampled servo）
方式を採用している。このサンプルサーボ方式は、信号
用ピット列に対してそれぞれ反対方向にあらかじめ所定
の量だけずらした２種類のピットからの回折光をそれぞ
れ検出し、その差分を取ることでトラッキングエラー信
号を検出するものである。

【００４７】すなわち、本実施の形態では、サンプルサ
ーボとして、図３に示すように光ディスク１０１の記録
トラック１０１ａに沿って形成されたピット５２，５３
を用いている。

【００４８】ここで、記録トラック１０１ａは、ピット
列５１によりデータを記録したデータ領域６１と、サー
ボを掛けるために用いられるサーボ領域６２から構成さ
れている。データ領域６１にピット列５１によって記録
されたデータは、光をスポット４１に集光して照射する
ことにより読み取られる。

【００４９】サーボ領域６２においては、記録トラック
１０１ａを基準として、一方に距離Ｄが１／４ピッチだ
け離れて第１のピット５２が、他方に距離Ｄが１／４ピ
ッチだけ離れて第２のピット５３が、それぞれ形成され
ている。

【００５０】これら第１のピット５２及び第２のピット
５３は、記録トラック１０１ａ方向に一定間隔で形成さ
れている。

【００５１】第１のピット５２からの戻り光は、０次回
折光及び＋１次回折光の干渉によって得られる強度分布
となる。また、第２のピット５３からの戻り光は、０次
回折光及び−１次回折光の干渉によって得られる強度分
布となる。それぞれの強度分布は、記録トラック１０１
ａを基準としたスポット４１の変位（detrack）量に応
じて相関を持ちながら変化する。

【００５２】この強度分布は、光ファイバアレイ７を介
して伝送されてもそれぞれの光量の関係は維持されるた
め、適切なトラッキングエラー信号として機能する。な
お、スポット４１が記録トラック１０１ａ上にあるとき
には、第１のピット５２及び第２のピット５３から得ら
れる回折光の強度は等しく、トラッキングエラー信号は
０となる。

【００５３】図１に示した光学系において、このように
生成された光の強度によるトラッキングエラー信号は、
光ファイバアレイ７を介してフォトダイオード４に送ら
れる。

【００５４】上述したように、光ファイバアレイ７とし
て用いられるシングルモードファイバ又は偏波面保存フ
ァイバは、光強度の強弱を伝送することはできるが、光
の回折等の２次元情報の伝送には適さない。しかし、こ
の方式によるトラッキング信号は光強度の強弱によるの
で、光ファイバによって伝送することができる。

【００５５】したがって、この方式によってトラッキン
グエラー信号を検出することにより、光受発光部を構成
する処理部１６と、ヘッド１２とを分離して構成し、こ
れらの間を光ファイバアレイ７で接続する分離光学系を
有する光ディスク装置を実現することができる。

【００５６】以上説明したように、本実施の形態は、ト
ラッキングエラー検出方式にサンプルサーボ方式を採用
することにより、シングルモードファイバや偏波面保存
ファイバを用いた光ファイバアレイ７によるトラッキン
グエラー信号の伝送を可能としたものである。

【００５７】この光ディスク装置は、伝送路に光ファイ
バアレイ７を採用することにより、光ファイバアレイ７
を介してトラッキングサーボ信号を検出するものであ
る。

【００５８】そして、この光ディスク装置は、マルチプ
ラッター方式において、各光ディスク１０１に対応した
複数のヘッド１２を備えるが、発光部、光検出部及び光
スイッチ部を有する光受発光部を処理部１６のみに設置
することにより、マルチプラッター方式を安価に実現す
るものである。

【００５９】さらに、この光ディスク装置は、各ヘッド
１２を浮上スライダ構造とすることにより、フォーカス
サーボを不要とするものである。

【００６０】

【発明の効果】上述のように、本発明は、光源部及び受
光部とヘッドが分離して構成され、これらの間を光ファ
イバによる伝送路で接続した分離光学系を用いてトラッ
キングエラー信号を検出する光ディスク装置及び上記分
離光学系を用いてトラッキングエラー信号を検出するト
ラッキングエラー信号の検出方法を提供する。

【００６１】したがって、本発明によると、光の伝送路
に光ファイバを用いることで、一の回転軸に複数の光デ
ィスクを備えるマルチプラッター方式の光ディスク装置
において、正確なトラッキングサーボを実現することが
できる。

【００６２】また、本発明によると、複数の光ディスク
を備えるマルチプラッター方式を採用することにより、
大容量の光ディスク装置を実現することができる。

【００６３】さらに、本発明によると、各光ディスクに
対応する複数のヘッドに対して、一つの光源部及び受光
部を分離することにより、マルチプラッター方式の光デ
ィスクを安価に実現することができる。

【００６４】そして、本発明によると、上記ヘッドを浮
上スライダ構造とすることにより、従来ヘッダの制御に
必要であったフォーカスサーボが不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ディスク装置の光学系の構成を示すブロック
図である。

【図２】光ディスク装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】光ディスク装置におけるトラッキングエラー検
出方法を示す図である。

【図４】プシュプル法によるトラキングエラー検出方法
を示す図である。

【図５】記録トラックに対するスポットの変位を示す図
である。

【図６】フォトダイオード上に形成されたスポットを示
す図である。

【図７】フォトダイオード上に形成されたスポットの実
験結果を示す図である。

【図８】フォトダイオード上に形成されたスポットを光
ファイバで伝送した実験結果を示す図である。

【図９】図７及び図８における領域を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１ レーザダイオード、２ 第１のレンズ、３ ビーム
スプリッタ、４ フォトダイオード、５ 光スイッチ、
６ 第２のレンズ、７ 光ファイバアレイ、８対物レン
ズ、１０１ 光ディスク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクに対して情報信号の記録及び
   ／又は再生を行い、上記光ディスクの記録トラックに沿
   って形成されたサーボパターンを用いてサーボ制御を行
   う光ディスク装置において、 光源及び受光部を有する第１の光学手段と、 上記光ディスクに光を照射すると共に上記光ディスクか
   ら戻り光を集める対物レンズを有する第２の光学手段
   と、 上記第１の光学手段の光源から出射した光を上記第２の
   光学手段の対物レンズに伝送すると共に、上記第２の光
   学手段の対物レンズで集められた戻り光を上記第１の光
   学手段の受光部に伝送する光ファイバとを有し、 上記第１の光学手段は、上記受光部で上記戻り光を検出
   し、上記光ファイバを介して伝送された上記サーボパタ
   ーンからの戻り光に基づいてトラッキングエラー信号を
   生成することを特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】 上記サーボパターンは、上記記録トラッ
   クの両側に、この記録トラックから所定距離離間して形
   成されていることを特徴とする請求項１記載の光ディス
   ク装置。
3. 【請求項３】 上記第１の光学手段は一の部材として構
   成され、上記第２の光学手段は複数の光ディスクにそれ
   ぞれ対応して設けられることを特徴とする請求項１記載
   の光ディスク装置。
4. 【請求項４】 複数の光ディスクへ光を伝送する光ファ
   イバの経路をそれぞれ開閉する光スイッチを有すること
   を特徴とする請求項３記載の光ディスク装置。
5. 【請求項５】 光ディスクに対して情報信号を記録及び
   ／又は再生する際に、トラッキングエラー信号を検出す
   るトラッキングエラー検出方法において、 光源から出射した光を光ファイバにて伝送し、対物レン
   ズを介して上記光ディスクの記録トラックに沿って照射
   し、 上記光ディスクからの戻り光を上記対物レンズで集光
   し、上記光ファイバにて受光部に伝送し、 上記光ディスクの記録トラックに沿って形成されたサー
   ボパターンからの戻り光を上記受光部で検出し、 この戻り光に基づいてトラッキングエラー信号を生成す
   ることを特徴とするトラッキングエラー検出方法。
6. 【請求項６】 上記サーボパターンは、上記記録トラッ
   クの両側にこの記録トラックから所定距離離間して形成
   されていることを特徴とする請求項５記載のトラッキン
   グエラー検出方法。