JP2875689B2 - 光ディスク装置の焦点制御方法 - Google Patents
光ディスク装置の焦点制御方法Info
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Description
に光スポットを集光し情報の記録再生を行うための光デ
ィスク装置の焦点制御方法に関する。
示す概略図、図18は従来の光ディスク装置における光
ディスクの情報トラックと各光スポットの焦点ずれ信号
の関係を示すための情報トラック拡大概念図、図19は
従来の光ディスク装置における焦点ずれ信号を示す図、
図20は従来の光ディスク装置におけるトラックアクセ
ス時の焦点ずれ信号を示す概略図である。図17におい
て、1は光ディスク、2は光源である半導体レーザ、3
は半導体レーザ2から放射された光ビーム、4は光ビー
ム3を平行光束に変換するコリメータレンズ、5はビー
ムスプリッタ、6は対物レンズ、7は光ディスク1上に
集光された光スポット、8a、8bは対物レンズ6をそ
の光軸方向に駆動するためのフォーカシングコイル、9
は収束レンズ、10は光ディスク1に対する光スポット
7の焦点ずれ量を検知するためのシリンドリカルレンズ
等の焦点ずれ検出用光学素子、11は焦点ずれ信号及び
情報信号を得るための光検知器および差動増幅器であ
る。12は半導体レーザ2、対物レンズ6、光検知器お
よび差動増幅器11等により構成された光ヘッド装置部
である。13は光検知器および差動増幅器11の出力で
あり、光ディスク1に対する光スポット7の焦点ずれ信
号が出力されている。14は焦点ずれ制御回路である。
ランド部、16はグルーブ部、17は上記情報トラック
を横切る方向に光スポット7を走査した時に、焦点ずれ
信号として観測されるグルーブ干渉信号であり焦点ずれ
信号13上に重畳される信号である。グルーブ干渉信号
の1周期は、情報トラックの間隔(これは、ランド部の
間隔もしくはグルーブ部の間隔に等しい)に対応してい
る。
て、半導体レーザ2から出射された光ビーム3はコリメ
ータレンズ4により平行光束に変換される。ビームスプ
リッタ5を透過した光ビーム3は、対物レンズ6により
光ディスク1上に光スポット7として集光される。光デ
ィスク1より反射された光ビーム3はビームスプリッタ
5により反射され、焦点ずれ検出用光学素子10を透過
し、光検知器および差動増幅器11により受光され電気
信号に変換される。
ずれ補正は、光ディスク1に対する光スポット7の焦点
ずれ量を、焦点ずれ検出用光学素子10、光検知器およ
び差動増幅器11を用いて検出し、その出力を焦点ずれ
制御回路14を介してフォーカシングコイル8a、8b
に印加することにより対物レンズ6をその光軸方向に駆
動制御することにより行う。
構成された従来の光ディスク装置の焦点制御方法では、
図19に示すように光ディスク1の機械的な面振れによ
るフォーカスエラー信号は、図18に示したグルーブ部
からのグルーブ干渉信号17が重畳された焦点ずれ信号
13として焦点ずれ制御回路14に入力される。従っ
て、対物レンズ6は本来光ディスクの機械的な面振れ成
分のみに追従すれば良いだけであったのが、グルーブ部
からのグルーブ干渉信号17に対しても追従させられる
ことになり、焦点ずれ制御回路14の電圧飽和等を引き
起こすという問題点があった。特に、情報トラックに対
するアクセス時には、上記グルーブ部16からの干渉信
号17の全振幅がアクセス速度で決定される周波数で焦
点ずれ信号13に重畳されるため、焦点制御系に対して
最も悪影響をおよぼすことになる。図20に示すように
トラッキング時であるT1及びT3領域と比較して、情
報トラックアクセス時であるT2領域時には焦点ずれ信
号13中のグルーブ干渉信号17は増大し、グルーブ干
渉信号17の周波数が高いと焦点制御系の飽和や発振が
発生するという問題点があった。
めになされたもので、簡単なセンサ光学系によって情報
トラックに対するアクセス時に焦点ずれ信号からグルー
ブ干渉信号を除去することができる光ディスク装置の焦
点制御方法を得ることを目的とする。
装置の焦点制御方法においては、情報トラックを形成す
るランド部とグルーブ部を有する光学的情報記録媒体に
対して複数の集光スポットを照射し、情報の記録または
再生を行う光ディスク装置の焦点制御方法において、情
報の記録又は再生のためのトラッキング時には、上記複
数の集光スポットが情報トラック上にのみ形成されるよ
うに配置して、これらの集光スポットの反射光を光検知
器により受光し、複数情報の並列記録・並列再生を行
い、情報トラックを横切って目的とする情報トラックへ
アクセスする時には、上記集光スポットを少なくとも上
記ランド部とグルーブ部に各々配置し直すとともに、上
記複数の集光スポットの反射光を上記光検知器により受
光し、その光検知器の出力から得られる焦点ずれ信号を
演算した信号を用いて上記集光スポットの焦点制御を行
うようにしたものである。
情報トラックへアクセスする時には、上記集光スポット
を少なくとも上記ランド部とグルーブ部に各々配置し直
すとともに、上記複数の集光スポットの反射光を上記光
検知器により受光し、その光検知器の出力から得られる
焦点ずれ信号を演算した信号を用いて上記集光スポット
の焦点制御を行うようにしたものである。
複数の集光スポットを形成し、上記回折格子を回転調整
することにより各々の集光スポットの上記情報トラック
にほぼ垂直な方向に関する間隔を調整して焦点制御を行
うようにしたものである。
ランド部とグルーブ部に各々1個及び2個配置し、上記
回折格子によって決定される各光スポットの光量比に応
じてグルーブ干渉信号を除去した焦点ずれ信号を演算す
るようにしたものである。
ら得られる焦点ずれ信号とトラックずれ信号を演算した
信号を用いて、上記集光スポットの焦点制御及びトラッ
キング制御を行うようにしたものである。
数の集光スポットを形成し、上記各々の集光スポット位
置をドーブプリズムによって回転調整して焦点制御を行
うようにしたものである。
スポットから得られる焦点ずれ信号中のグルーブ干渉信
号が、グルーブ部に配置された集光スポットから得られ
る焦点ずれ信号中のグルーブ干渉信号と逆相であること
を利用して、トラッキング時にランド部に配置し並列記
録・並列再生を行っていた複数の集光スポットの少なく
とも1つを情報トラックアクセス時にグルーブ上に配置
させ、これらの集光スポットからグルーブ干渉信号を除
去した焦点ずれ信号を得る。しかもトラッキング時と情
報トラックアクセス時の複数の集光スポットの検出に
は、同一の光検知器が使用される。
ットにより並列記録・並列再生を行うとともに、情報ト
ラックへアクセス時には、上記集光スポットを少なくと
も上記ランド部とグルーブ部に各々配置し直し、トラッ
キング時と同一の光検知器を使用して得られた2つの焦
点ずれ信号を加算して焦点ずれ信号中のグルーブ干渉信
号を除去する。
り、各々の集光スポットの上記情報トラックにほぼ垂直
な方向に関する間隔を調整する。
並列記録・並列再生を行っていた3つの光スポットの少
なくとも1つを、情報トラックアクセス時に確実にグル
ーブ上に配置して、グルーブ干渉信号を除去した焦点ず
れ信号を得る。
ことにより、光検知器パターンを効率よく利用したトラ
ッキング制御と焦点ずれ制御を行う。
リズムを回転駆動することにより、トラッキング時にラ
ンド部に配置し並列記録・並列再生を行っていた複数の
光スポットを、上記ランド部と上記グルーブ部に配置
し、グルーブ干渉信号を除去した焦点ずれ信号を得る。
を示す概略図、図2は図1中の光検知器部24の詳細
図、図3は本発明の実施例1における情報トラック上の
光スポット配置関係を示す概略図、図4は本発明の実施
例1における光ディスク装置の情報トラックと各光スポ
ットの焦点ずれ信号の関係を示すための情報トラック拡
大概念図、図5は本発明の実施例1における光ディスク
装置の演算後の焦点ずれ信号を示す図、図6は本発明の
実施例1における光ディスク装置の焦点制御方法におけ
る焦点ずれ信号を示す概略図である。図において、従来
の装置と同一あるいは相当する部分には同一符号を付し
説明を省略する。
a、21bを出射する半導体レーザ、22a、22bは
各々光ビーム21a、21bが対物レンズ6により集光
された光スポットであり、図3に示すように光スポット
22a、22bは、光ディスク1上の情報トラックのト
ラックピッチPの半分であるP/2の距離をおいて配置
されている。23は光ディスク1に対する光スポット2
2a、22bの焦点ずれ量を検知するためのシリンドリ
カルレンズ等からなる焦点ずれ検出用光学素子、24
は、光ディスク1上の光スポット22a、22bからの
反射光を受光し焦点ずれ信号を発生させる光検知器パタ
ーン24a、24bおよび差動増幅器24c、24dか
ら構成される光検知器部である。25は半導体レーザ2
0、対物レンズ6、光検知器部24等から構成された光
ヘッド装置部である。26は光検知器部24から得られ
る焦点ずれ信号を加算するための加算器、27は焦点制
御回路である。
ト22a、22bの強度は等しいと仮定する。図4に示
すように、光スポット22a、22bが情報トラックを
横切った際に、各々の光スポット22a、22bから得
られる焦点ずれ信号中に観測されるグルーブ干渉信号2
8a、28bは、時間軸上では位相が180°ずれた振
幅の等しい波形として現れる。これは、グルーブ干渉信
号の1周期が情報トラックの間隔に対応しており、光ス
ポット22a、22bの情報トラックに垂直な方向での
相対的な位置ずれが情報トラック間隔の半分であること
による。従って、光検知器部24から得られる焦点ずれ
信号を加算器26で加算することにより、加算器26の
出力においては、図5に示すように、グルーブ干渉信号
が除去された焦点ずれ信号が得られることになる。よっ
て、図6に示すようにトラックアクセス時の焦点ずれ信
号にグルーブ干渉信号が重畳されず、情報トラックアク
セス時であるT2領域においても焦点ずれ信号に雑音は
現われない。
を示す概略図、図8は本発明の実施例2における情報ト
ラック上の光スポット列の配置関係を示す概略図であ
る。従来の装置や実施例1と同一あるいは相当する部分
には同一符号を付し説明を省略する。図において、40
は3個以上の光ビームを放射する半導体レーザ、41
a、41b、41c、41d、41eは、半導体レーザ
40から出射された光ビーム、42a、42b、42
c、42d、42eは光ビーム41a、41b、41
c、41d、41eを各々対物レンズ6により集光した
光スポットであり、光ディスク1上の情報トラックのト
ラックピッチPの半分であるP/2ずつの距離をおいて
配置されている。43は光ビーム41a、41b、41
c、41d、41eを分離するとともに光ディスク1に
対する光スポット42a、42b、42c、42d、4
2eの焦点ずれ量を検知するためのシリンドリカルレン
ズ等からなる焦点ずれ検出用光学素子、44は光検知器
部であり、光ビーム41a、41b、41c、41d、
41eを受光するための光検知器パターンである44
a、44b、44c、44d、44eおよび差動増幅器
(図示せず)から構成されている。
報トラックのランド部に集光している光スポット41
a、41c、41eにより、情報の並列記録・並列再生
等を行うことができる。また、情報トラックのランド部
に集光している光スポット41a、41c、41eと、
グルーブ部に集光している光スポット41b、41dで
は、観測されるグルーブ干渉信号は180°位相が異な
っているため、ランド部に集光している光スポットから
得られる焦点ずれ信号出力と、グルーブ部に集光してい
る光スポットから得られる焦点ずれ信号出力を選択的に
演算処理回路45により演算し、焦点ずれ信号からグル
ーブ干渉信号を除去することができる。
を示す概略図、図10は本発明の実施例3における情報
トラック上の光スポット列の配置関係を示す概略図であ
る。図において、従来の装置や実施例1、実施例2と同
一あるいは相当する部分には同一符号を付し説明を省略
する。図9において、50は半導体レーザ2から放射さ
れた光ビーム3を複数の光ビーム51a、51b、51
cに分割する回折格子、52a、52b、52cは光ビ
ーム51a、51b、51cが各々対物レンズ6により
集光された光スポットであり、図10に示すように光デ
ィスク1上の情報トラックのトラックピッチPの半分で
あるP/2ずつの距離をおいて配置されている。53は
光ビーム51a、51b、51cを分離するとともに光
ディスク1に対する光スポット52a、52b、52c
の焦点ずれ量を検知するためのシリンドリカルレンズ等
からなる焦点ずれ検出用光学素子、54は光検知器部で
あり、光ビーム51a、51b、51cを受光するため
の光検知器パターンである54a、54b、54c及び
差動増幅器から構成されている。
情報トラックのランド部に集光している光スポット52
bとグルーブ部に集光している光スポット52a、52
cでは、観測されるグルーブ干渉信号は180°位相が
異なっている。よって、回折格子の形状等で決定される
各光スポット52a、52b、52cの光量比に応じて
光検知器部54の出力を演算処理回路45により演算
し、グルーブ干渉信号を焦点ずれ信号から除去すること
ができる。光スポット52a、52b、52cの間隔は
回折格子の形状によりに設定している。また、情報トラ
ックに対する光スポット52a、52b、52cの相対
的な配置は、回折格子を回転調整することにより微調整
している。
部を示す概略図、図12は本発明の実施例4における図
11中の光検知器部を示す詳細図である。図において、
従来の装置や実施例1〜実施例3と同一あるいは相当す
る部分には同一符号を付し説明を省略する。図11にお
いて、60は光検知器部であり、光ビーム51a、51
b、51cを受光するための光検知器である61、6
2、63、および差動増幅器(図示せず)から構成され
ている。61a〜61d、62a〜62d、63a〜6
3d、は各々光検知器61、62、63の光検知器分割
パターンである。
2、63の光検知器分割パターンを各々4分割し、61
a〜61d、62a〜62d、63a〜63dのように
構成すると、適当な係数Gを選択し、式(1)により、
特開昭61−94246号公報に記載された、いわゆる
差動プッシュプル法により光ディスク1上の情報トラッ
クに対する光スポット52a、52b、52cのトラッ
クずれを検知できると共に、適当な係数Kを選択し、式
(2)により、光ディスク1上の情報トラックに対する
光スポット52a、52b、52cの焦点ずれ信号を検
知できる。 トラックずれ信号 =(62a+62b−62c−62d) −G(61a+61b−61c−61d+63a+63b−63c−63d) ・・・・・・・(1) 焦点ずれ信号 =(62a−62b−62c+62d) −K(61a−61b−61c+61d+63a−63b−63c+63d) ・・・・・・・(2)
部を示す概略図、図14は本発明の実施例5における情
報トラック上の光スポット列の配置関係を示す概略図で
ある。図において、従来の装置や実施例1〜実施例4と
同一あるいは相当する部分には同一符号を付し説明を省
略する。図13において、50は半導体レーザ2から出
射された光ビーム3を複数の光ビーム51a、51b、
51cに分割する回折格子であり、光ビーム3に対して
垂直な面内において回転可能に支持されている。70
a、70bは回折格子50を光ビーム3に対して垂直な
面内において回転駆動するための駆動コイルであり、ト
ラッキング時は図14に示すように光スポット52a、
52b、52cは、光ディスク1上の情報トラックのト
ラックピッチPずつの距離をおいて配置されている。
ラッキング時には光スポット52a、52b、52cが
トラックピッチPずつの距離をおいて配置されるよう
に、情報トラックの延長方向と光スポット52a、52
b、52cからなる光スポット列の成す角度をθ1と
し、並列記録・並列再生ができる。そして、情報トラッ
クに対するアクセス時には、回折格子50を駆動コイル
70a、70bにより回転させることにより情報トラッ
ク上の光スポット列を回転させ、情報トラックの延長方
向と光スポット列の成す角度をθ1からθ2に変化させ
る。そうすることにより、図10に示すように光スポッ
ト52a、52b、52cがトラックピッチPの半分の
P/2ずつの距離をおいて配置される。アクセス時には
光検知器部54の出力を演算処理回路45により演算
し、グルーブ干渉信号を焦点ずれ信号から除去すること
ができる。
部を示す概略図、図16は本発明の実施例6における図
15中のドーブプリズム(dove prizm, Delaborne priz
m)部の光路の詳細を示す光路図である。図において、
従来の装置や実施例1〜実施例5と同一あるいは相当す
る部分には同一符号を付し説明を省略する。図15にお
いて、80は回折格子50により分割された光ビーム5
1a、51b、51cの光路関係を変換するドーブプリ
ズム、81a、81bはドーブプリズム80を光ビーム
3に対して垂直な面内において回転駆動するための駆動
コイルである。上記ドーブプリズム80は、反射面に平
行で、屈折面に垂直な面内にある光学軸の周りにプリズ
ムを回転させて、像をその2倍の角度だけ回転させる特
殊な複プリズムである。
に、記録・再生などのトラッキング時には光スポット5
2a、52b、52cがトラックピッチPずつの距離を
おいて配置されるように、情報トラックの延長方向と光
スポット52a、52b、52cからなる光スポット列
の成す角度をθ1とし、並列記録・並列再生ができる。
そして、情報トラックに対するアクセス時には、ドーブ
プリズム80を駆動コイル81a、81bにより回転さ
せることにより情報トラック上の光スポット列を回転さ
せ、情報トラックの延長方向と光スポット列の成す角度
をθ1からθ2に変化させる。そうすることにより、図
10に示すように光スポット52a、52b、52cが
トラックに垂直な方向にトラックピッチPの半分のP/
2ずつの距離をおいて配置される。アクセス時には光検
知器部60の出力を演算処理回路45により演算し、グ
ルーブ干渉信号を焦点ずれ信号から除去することができ
る。
ように構成されているので、以下に記載されるような効
果を奏する。
時と、情報トラックを横切って目的とする情報トラック
へアクセスする時とで、集光スポットを配置し直すとと
もに、同一の光検知器によって複数の集光スポットの反
射光を受光することにより、情報の記録又は再生時の転
送レートの高速化と、情報トラックアクセス時のグルー
ブ干渉信号の除去ができるから、簡単なセンサ光学系に
よって実現できる。
る場合に、集光スポットを少なくともランド部とグルー
ブ部に各々配置し直すことによって、情報トラックアク
セス時のグルーブ干渉信号の除去ができる。
として回折格子を用いれば、単一発光源の半導体レーザ
を用いることができ装置が安価にできるとともに、回折
格子を光ビームに対して垂直な面内において回転微調整
することにより、各光スポットの配置精度を向上させる
ことができる。
トラッキングセンサ法と組み合わせて用いることによ
り、簡素なセンサ光学系を実現できる。
として回折格子を用いるとともに、トラッキング時とア
クセス時に回折格子を光ビームに対して垂直な面内にお
いて回転駆動することにより、複数の光スポットから構
成される光スポット列を情報トラックに対して任意の角
度に設定でき、効率良く並列記録・並列再生を行うこと
もできる。
として回折格子を用いるとともに、複数の光スポットか
ら構成される光スポット列を情報トラックに対して任意
の角度に設定する手段としてドーブプリズムを用い、ト
ラッキング時とアクセス時にドーブプリズムを光ビーム
に対して垂直な面内において回転駆動することにより、
効率良く並列記録・並列再生を行うことができるととも
に、光検知器上の集光スポット位置が変動しないように
構成することもできる。
部を示す概略図である。
スポット配置関係を示す概略図である。
報トラックと各光スポットの焦点ずれ信号の関係を示す
ための情報トラック拡大概念図である。
算後の焦点ずれ信号を示す図である。
ラックアクセス時の焦点ずれ信号を示す概略図である。
部を示す概略図である。
スポット配置関係を示す概略図である。
部を示す概略図である。
光スポット列の配置関係を示す概略図である。
一部を示す概略図である。
器部を示す詳細図である。
一部を示す概略図である。
光スポット配置関係を示す概略図である。
一部を示す概略図である。
プリズム部の光路の詳細を示す光路図である。
ある。
情報トラックと各光スポットの焦点ずれ信号の関係を示
すための情報トラック拡大概念図である。
を示す図である。
セス時の焦点ずれ信号を示す概略図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 情報トラックを形成するランド部とグル
ーブ部を有する光学的情報記録媒体に対して複数の集光
スポットを照射し、情報の記録または再生を行う光ディ
スク装置の焦点制御方法において、 情報の記録又は再生のためのトラッキング時には、上記
複数の集光スポットが情報トラック上にのみ形成される
ように配置して、これらの集光スポットの反射光を光検
知器により受光し、複数情報の並列記録・並列再生を行
い、 情報トラックを横切って目的とする情報トラックへアク
セスする時には、上記集光スポットを少なくとも上記情
報トラックにほぼ垂直な方向に関して上記情報トラック
のピッチのほぼ2分の1離間して配置し直すとともに、
上記複数の集光スポットの反射光を上記光検知器により
受光し、その光検知器の出力から得られる焦点ずれ信号
を演算した信号を用いて上記集光スポットの焦点制御を
行うことを特徴とする光ディスク装置の焦点制御方法。 - 【請求項2】 情報トラックを形成するランド部とグル
ーブ部を有する光学的情報記録媒体に対して複数の集光
スポットを照射し、情報の記録または再生を行う光ディ
スク装置の焦点制御方法において、 情報の記録又は再生のためのトラッキング時には、上記
複数の集光スポットが情報トラック上にのみ形成される
ように配置して、これらの集光スポットの反射光を光検
知器により受光し、複数情報の並列記録・並列再生を行
い、 情報トラックを横切って目的とする情報トラックへアク
セスする時には、上記集光スポットを少なくとも上記ラ
ンド部とグルーブ部に各々配置し直すとともに、上記複
数の集光スポットの反射光を上記光検知器により受光
し、その光検知器の出力から得られる焦点ずれ信号を演
算した信号を用いて上記集光スポットの焦点制御を行う
ことを特徴とする光ディスク装置の焦点制御方法。 - 【請求項3】 回折格子により光ビームを分割して複数
の集光スポットを形成し、上記回折格子を回転調整する
ことにより各々の集光スポットの上記情報トラックにほ
ぼ垂直な方向に関する間隔を調整することを特徴とする
請求項1又は2のいずれかに記載の光ディスク装置の焦
点制御方法。 - 【請求項4】 上記集光スポットを少なくとも上記ラン
ド部とグルーブ部に各々1個及び2個配置し、上記回折
格子によって決定される各光スポットの光量比に応じて
グルーブ干渉信号を除去した焦点ずれ信号を演算するこ
とを特徴とする請求項3に記載の光ディスク装置の焦点
制御方法。 - 【請求項5】 上記3個の集光スポットの反射光から得
られる焦点ずれ信号とトラックずれ信号を演算した信号
を用いて、上記集光スポットの焦点制御及びトラッキン
グ制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の光ディ
スク装置の焦点制御方法。 - 【請求項6】 回折格子により光ビームを分割し複数の
集光スポットを形成し、上記各々の集光スポット位置を
ドーブプリズムによって回転調整することを特徴とする
請求項1又は2のいずれかに記載の光ディスク装置の焦
点制御方法。
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JPH04168631A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 光ピックアップ装置 |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP4221318A patent/JP2875689B2/ja not_active Expired - Fee Related
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