JP3136372B2 - マルチビーム装置 - Google Patents

マルチビーム装置

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JP3136372B2 JP04157390A JP15739092A JP3136372B2 JP 3136372 B2 JP3136372 B2 JP 3136372B2 JP 04157390 A JP04157390 A JP 04157390A JP 15739092 A JP15739092 A JP 15739092A JP 3136372 B2 JP3136372 B2 JP 3136372B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチビームを用いた
光ディスクの記録再生方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体レーザから出てきた光を光
学系を用いて、光記録媒体の一点に絞り込んで照射し、
その一点からの反射光を光学系で集め、光ディテクタに
導き、光ディテクタ上で反射光の光強度、偏光方向の変
化を捕え、その一点に記録された信号を再生する光ディ
スク装置が特開平1-245433号公報等に開示され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の装置は一つの光学系で1つの信号系列しか再生
できないため、線記録密度と回転数で決まる再生速度と
によって転送速度が制限されていた。このため複数のト
ラックからの同時に再生するために、複数の半導体レー
ザを用い、同時に複数のトラックにアクセスするマルチ
ビーム方式が考えられるが、レーザダイオードが複数必
要なことと、各レーザダイオードの発光強度を個別に制
御する必要があるので制御が複雑になり、経済性が悪く
なると言う課題を有していた。このため従来の装置は転
送速度を向上しようとすると経済性が悪くなってしまう
という課題を有していた。
【0004】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、転送速度を向上させても経済性を低下させない
マルチビーム装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、単一のビームを複数のビームからな
るビーム列に分割するビーム分割素子と、ビーム分割素
子を回転させるビーム分割素子駆動部と、ビーム分割素
子の回転によるトラッキングオフセット量を計算するオ
フセット検出回路と、ビーム分割素子によるビーム列が
媒体を照射した結果得られる反射光のビーム列の所定状
態からの変位量を検出するトラッキング検出器と、ト
ッキング検出器が検出したビーム列の所定状態からの変
位量よりビーム列の所定状態からの回転量を検出するト
ラッキング誤差検出回路と、オフセット検出回路による
トラッキングオフセット量とトラッキング誤差検出回路
によるビーム列の所定状態からの回転量との差分を演算
してビーム列の照射位置と前記媒体上のトラックとの前
記ビーム列の回転方向の真のズレ量を求める演算回路
と、演算回路によるビーム列の回転方向の真のズレ量
基に前記ビーム分割素子駆動部の回転量を制御するグレ
ーティング回転制御回路とを備えたものである。また、
本発明は、単一のビームを複数のビームからなるビーム
列に分割するビーム分割素子と、このビーム分割素子を
回転させるビーム分割素子駆動部と、ビーム分割素子に
よるビーム列が前記媒体を照射した結果得られる反射光
のビーム列の所定状態からの変位量を検出するトラッキ
ング検出器と、ビーム分割素子の変位分だけ前記トラッ
キング検出器を回転させるディテクタ駆動回路と、トラ
ッキング検出器が検出したビーム列の所定状態からの変
位量より前記ビーム列の所定状態からの回転量を検出す
るトラッキング誤差検出回路と、このトラッキング誤差
検出回路によるビーム列の所定状態からの回転量を基に
ビーム分割素子駆動部の回転量を制御するグレーティン
グ回転制御回路とを備えたものである。
【0006】
【作用】トラッキング検出器9から得られた信号とトラ
ッキング誤差検出回路14によってトラッキング誤差が
分かるので、その誤差がなくなるようにグレーティング
4を回転させる。この方法により、1つのビームを複数
に分けても安定にトラッキングさせることができるの
で、1つの光学系で同時に複数トラックの信号系列を再
生することができ、転送速度を向上できる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の第一の実施例を示すブロック
図である。図中、1は光ディスク、2は光ディスク1上
にビームスポットを形成する対物レンズ、3は出力光を
分離するビームスプリッタ、4はグレーティングを用い
たビーム分割素子であって、レーザ6から送出されビー
ム整形部5で整形された光をマルチビームのビーム列
分割するようになっている。
【0008】7はフォーカス系およびデータ系を分離す
る第2のビームスプリッタ、8はコリメートレンズ、9
ビーム列の光ディスクからの反射光を検出してビーム
列の所定状態からの変位量を検出するトラッキング検出
器、10はグレーティング4をその光軸を中心として回
転させるグレーティング駆動部、11はそのグレーティ
ング駆動部10を駆動するグレーティング駆動回路、1
2はグレーティング4の変位を検出する変位検出部、1
3はオフセット検出回路、14はトラッキング検出器9
から得られる信号を基にビーム列の所定状態からの回転
量である検出ビーム列の回転信号を検出するトラッキン
グ誤差検出回路、15はオフセット検出回路13による
トラッキングオフセット量トラッキング誤差検出回路
14による検出ビーム列の回転信号との差分を求める演
算回路、16はグレーティング回転制御回路である。
【0009】以下、本実施例の動作を説明する。レーザ
6から出力された光はビーム整形部5で平行光に整形さ
れ、グレーティング4で複数のビームに分割される(図
1は5ビームに分割する例を示す)。分割された光は、
ビームスプリッタ3を通過して、対物レンズ2により光
ディスク1上の記録層の所定のトラックに集光される。
【0010】光ディスク1からの反射光は、ビームスプ
タ3で方向を変えられ(方向を変えるためには、周
知の1/4波長板を挿入したり、PBSを用いるなどし
てもよい)、コリメートレンズ8を通り、トラッキング
検出器9で電気信号に変えられる。なお、実際の信号の
検出に必要なフォーカス信号、データ信号は第2のビー
ムスプリッタ7で分離された光で検出されるが周知の方
法でよく、ここでは記載を省略する。
【0011】ここで、光ディスク1の記録層には図2に
示すようにトラックが形成されており、光ディスク1の
内周と外周ではトラックの曲率が変化している。また、
ビームスポットの間隔を確保するため、ビームスポット
列の整列方向は図2に示すように斜め方向に配列されて
いる。ビームスポットは等間隔に配列されているのでト
ラック形成領域の中央部付近(内周と外周の間付近)が
点線で示す傾斜で全トラックについてオントラック状態
になっているとすると、トラックの内周側では(a)に
示すように点線で示す位置よりビームスポット列を傾け
て、また、外側では(b)に示すように点線で示す位置
より緩やかな傾きにする必要がある。
【0012】このため、図1に示すグレーティング4を
グレーティング駆動部10で回転させることによって、
光ディスク1上のトラックに内周、外周とも外側のビー
ムA、中央のビームB、内側のビームC等のビーム列を
トラック上に乗せることができる。
【0013】しかし、グレーティング4を回転させる
と、図3に示すようにトラッキング検出器9において中
央のビームBについては内周、中周、外周と位置を変え
てもオントラック時のトラックエラー信号の原点が変化
しないが、外側のビームA、内側のビームCについては
内周、中周、外周と位置を変えるとオントラック時のト
ラックエラー信号の原点が変化する。
【0014】そこで、トラッキング誤差検出回路14に
おいてトラッキング検出器9からの外側のビームA、中
央のビームB、内側のビームC等のビームの中から2つ
のビーム位置信号の差分を用いて、検出ビーム列の回転
信号を作る。また、グレーティングの変位検出部12で
グレーティング4の変位を検出し、オフセット検出回路
13で前記ビーム位置が変わった場合のトラッキングの
原点補正信号(トラッキングオフセット量)を発生す
る。
【0015】検出ビーム列の回転信号および前記トラッ
キングの原点補正信号を演算回路15に入力し、演算回
路においてグレーティング回転による影響を抑圧した真
のビーム列の回転信号を発生し、これをグレーティング
回転信号として出力する。真のビーム列の回転信号をグ
レーティング回転信号としてグレーティング回転制御回
路16に入力し、グレーティングを回転させる。このよ
うにして、光ディスク半径方向のどの位置においてもマ
ルチビーム列をトラック中心に位置付けることができ
る。
【0016】(第2の実施例)図4は本発明の第2の実
施例を示すものであり、第1の実施例に比較してグレー
ティングの変位をグレーティング回転制御回路から得て
いる。基本的動作は実施例1と同様である。この実施例
に近い実施例として、グレーティング駆動回路の駆動電
流をモニターしてもよい。このような構成をとることに
よってグレーティング4の回転量を機械的に検出せず、
電気的に検出することができる。
【0017】(第3の実施例)図5は本発明の第3の実
施例を示すものであり、第1の実施例に比較してグレー
ティングの変位分だけトラッキング検出器9を回転させ
る点が異なる。基本的動作はグレーティング4の回転に
あわせてトラッキング検出器9を回転させている。以上
の実施例では、グレーティング回転信号のみの例を示し
たが、トラッキング誤差出力も補正できる。また以上の
実施例は単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
【0018】次に、各部品の構成について実施例を示
す。図6は、1本のビームからマルチビームを形成する
グレーティングの例を示したものである。グレーティン
グの表面に拡大図に示すような細い溝と太い溝、あるい
は細いランドと太いランドを交互に形成し、光の干渉を
発生させている。定性的には、細い溝によって広がった
光強度分布を持つ回折光を作り、太い溝によって回折光
を分割し、出力および分布のきれいなマルチビームが得
られる。
【0019】マルチビームの回折方向θm(mは±整
数)は、太いグレーティング溝幅d1、光の波長λとし
て、次の関係により求まる。 d1sinθm=mλ また、細いグレーティング溝幅をd2とするとマルチビ
ームの数は、ほぼ2d1/d2となる。マルチビームを
形成するものとして、このほかに、反射形のグレーティ
ング、光導波路によるものでもよい。
【0020】第7図はマルチビーム用のトラッキング検
出器9とトラッキング誤差検出回路14の一例を示す。
トラッキング検出器9はディテクタ91a、91b、9
2a、92b・・・・・からなっており、ディテクタ9
1a、91b等のa、bの各ペアによって一つのビーム
の位置を検出する。各ビームはa、bの信号の差分によ
って光ディスク上1トラックに位置付けられる。そこ
で、ディテクタ91aとディテクタ9bの差分をアン
プ142で求め、ディテクタ95aとディテクタ95b
の差分をアンプ141で求める。したがって、アンプ1
42とアンプ141の差成分から検出ビーム列の回転信
が得られこれを出力する。なお、一般には、このとき
同時に加算成分から各ビームの光ディスクの直径方向の
位置ズレを示すオフトラック信号得るようにしてい
る。
【0021】トラッキング検出器の信号処理の例として
1番目と5番目の2つのビームを用いた例を示したが、
どのビームの組み合わせでも、2つ以上であればよいこ
とは言うまでもない。ただし、ビームの組み合わせによ
ってはグレーティング変位による影響が変わるが、セン
タ位置からの距離に比例するようにグレーティング回転
信号、オフトラック信号のゲインオフセットをうまく与
えてやればよい。また、ディテクタの形を矩形ばかりで
なく、ビームの回転に合わせて扇形に形成してもよい。
【0022】図8はトラッキング誤差検出回路の一部に
関する別の参考例を示すもので、グレーティング変位信
号を基にディテクタの出力のゲインを変えて加算するこ
とにより、各ディテクタペアからの出力よりグレーティ
ング変位による誤差を取り除いたものである。また、こ
の場合にはディテクタペアを2分割からさらに細かく分
割して演算することが好例である。図7と図8を組み合
わせて用いることもできる。なお、図1に示したグレー
ティング駆動部10として、以降に示す回転機構を用い
るようにしてもよい。図9、図10はグレーティングの
回転機構の例を示したものであり、超音波モータあるい
はピエゾ素子によってグレーティングを回転させる。図
11は別のグレーティングの回転機構の例を示したもの
であり、回転軸を用いてコイル、磁気回路等の駆動機構
で駆動してもよい。この場合、グレーティングは円形だ
けでなく四角であってもよい。また、回転軸を中心に重
さのバランスをとってもよい。図12はトラッキング検
出器の回転機構の例を示したものであり、超音波モータ
あるいはピエゾ素子によってグレーティングを回転させ
る。以上示した実施例は単独でも組み合わせて用いても
よい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、1つのビ
ームを複数に分けるとともに各ビームを安定にトラッキ
ングさせることができるので、1つの光学系で同時に複
数トラックの信号系列を再生することができ、高速なデ
ータ転送を実現できる。また、ビームスポット位置を検
出して、各ビームスポットを正確にオントラック出来る
ので、異なった媒体を持ってきても、安定な再生がはか
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図
【図2】トラックの内周と外周のトラッキング状態を示
す図
【図3】半径方向位置とオフトラック出力の関係を示す
グラフ
【図4】本発明の第2の実施例を示すブロック図
【図5】本発明の第3の実施例を示すブロック図
【図6】グレーティングの詳細を示す図
【図7】トラッキング検出器およびトラッキング誤差検
出回路の詳細を示す図
【図8】トラッキング検出器およびトラッキング誤差検
出回路の他の例を示す図
【図9】グレーティング駆動部を示す図
【図10】グレーティング駆動部の他の例を示す図
【図11】グレーティング駆動部の他の例を示す図
【図12】トラッキング検出器の回転機構の例を示す図
【符号の説明】
1 光ディスク 2 対物レンズ 3 ビームスプリッタ 4 グレーティング 5 ビーム整形部 6 レーザ 7 第2のビームスプリッタ 8 コリメートレンズ 9 トラッキング検出器 10 グレーティング駆動部 11 グレーティング駆動回路 12 グレーティングの変位検出部 13 オフセット検出回路 14 トラッキング誤差検出回路 15 演算回路 16 グレーティング回転制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 喜久次 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−176335(JP,A) 特開 平3−5924(JP,A) 特開 平4−121829(JP,A) 特開 平5−144075(JP,A) 実開 平3−52819(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/09 G11B 7/095 G11B 7/135 G11B 7/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の光ビームを用いて媒体上の複数の
    トラックにデータを記録再生するマルチビーム装置にお
    いて、 単一のビームを複数のビームからなるビーム列に分割す
    るビーム分割素子と、 前記ビーム分割素子を回転させるビーム分割素子駆動部
    と、 前記ビーム分割素子の回転によるトラッキングオフセッ
    ト量を計算するオフセット検出回路と、前記ビーム分割素子によるビーム列が前記媒体を照射し
    た結果得られる反射光のビーム列の所定状態からの変位
    量を 検出するトラッキング検出器と、このトラ ッキング検出器が検出したビーム列の所定状態
    からの変位量より前記ビーム列の所定状態からの回転量
    検出するトラッキング誤差検出回路と、 前記オフセット検出回路によるトラッキングオフセット
    量と前記トラッキング誤差検出回路によるビーム列の所
    定状態からの回転量との差分を演算して前記ビーム列の
    照射位置と前記媒体上のトラックとの前記ビーム列の回
    転方向の真のズレ量を求める演算回路と、 前記演算回路による前記ビーム列の回転方向の真のズレ
    を基に前記ビーム分割素子駆動部の回転量を制御する
    グレーティング回転制御回路とを備えたことを特徴とす
    るマルチビーム装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のマルチビーム装置におい
    て、 ビーム分割素子がグレーティングであることを特徴とす
    るマルチビーム装置。
  3. 【請求項3】 複数の光ビームを用いて媒体上の複数の
    トラックにデータを記録再生するマルチビーム装置にお
    いて、 単一のビームを複数のビームからなるビーム列に分割す
    るビーム分割素子と、 このビーム分割素子を回転させるビーム分割素子駆動部
    記ビーム分割素子によるビーム列が前記媒体を照射し
    た結果得られる反射光のビーム列の所定状態からの変位
    量を検出するトラッキング検出器と、 前記ビーム分割素子の変位分だけ前記トラッキング検出
    器を回転させるディテクタ駆動回路と、 前記トラッキング検出器が検出したビーム列の所定状態
    からの変位量より前記ビーム列の所定状態からの回転量
    を検出するトラッキング誤差検出回路と、 このトラッキング誤差検出回路による前記ビーム列の所
    定状態からの回転量を基に前記ビーム分割素子駆動部の
    回転量を制御するグレーティング回転制御回路とを備え
    たことを特徴とするマルチビーム装置。
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TW389897B (en) 1997-10-14 2000-05-11 Kenwood Corp Optical disc readout method and apparatus with focusing

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