JP3559603B2

JP3559603B2 - 光ディスク記録再生装置

Info

Publication number: JP3559603B2
Application number: JP02494795A
Authority: JP
Inventors: 松本　　潔; 久貴杉山; 康一郎若林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JPH08221806A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、レーザ光を用いて信号の記録再生を行う光ディスク記録再生装置に係り、特に記憶容量を増加させるのに好適な光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置は、ディスク上に形成された物理的なトラックに沿って信号の記録再生を行っている。通常このトラックは、ディスク上に上記ディスク上に同心円状あるいはスパイラル状に形成された溝によって形成される。情報の記録再生には、溝の上にデータを記録する溝上記録方式と、溝と溝との間にデータを記録する溝間記録方式があるが、溝からのノイズ成分が少ないことから後者が主流となっている。いずれの場合も溝により形成される物理トラックと、データの書かれるデータトラックは、一対一に対応していた。また、記録再生を行うための光スポットをデータトラックに位置決めするいわゆるトラッキング動作は、溝で反射するレーザ光が回折することを利用する方法、あるいはたとえば２つ以上の光スポットを照射しこれらの光スポットの反射光光量を利用する方法があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスク装置に記録再生するデータ量を増やすためには、ディスク線方向（円周方向）の密度を上げるとともに、ディスク半径方向の密度、すなわち物理トラックのピッチを狭くしトラック密度を上げることが有効である。しかしながら、この物理トラックのピッチを狭くすると、反射レーザ光の回折角が大きくなる。そのためトラッキング信号の振幅が小さくなり、トラッキング動作を行うことが難しくなるという問題があった。反射光の光量を利用する方法でも、光スポットの大きさに比べトラックのピッチが小さくなると分解能がとれず、トラッキング信号の振幅が小さくなりトラッキング動作を行うことが難しくなるという問題があった。たとえば、レーザ光の波長を６８０ｎｍとすると、物理トラックのピッチが１ミクロン程度までは十分な振幅のトラッキング信号が得られるが、これをを０．７ミクロン程度までせばめると振幅が低下してしまい、ノイズなどの影響を受けやすくなり十分な精度のトラッキング動作が行えなかった。本発明の目的は、十分なトラッキング信号が得られるまま、実質的なトラック密度をあげることができ、記録再生するデータ量を増やすことのできる光ディスク装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、ディスク上の一つの物理トラックに、２つあるいはそれ以上のデータトラックを設ける。さらに、ディスク上に複数の光スポットを絞り込み、これらの光スポットの反射光を演算することによりトラッキング信号を生成する。
【０００５】
【作用】
物理トラックのピッチを広くしておくことができるので、反射光の回折を用いてトラッキング信号を作る方式及び反射光の光量を用いてトラッキング信号を作る方式とも、十分な振幅を持った信号が得られる。一つの物理トラック上に２つあるいはそれ以上のデータトラックを設けるため、実質的にトラック密度が向上し、記録再生するデータ量を増加させることができる。
【０００６】
【実施例】
本発明の実施例を説明する。
【０００７】
図１は本実施例におけるディスク上のトラックの一部を拡大したものである。１０１、１０２、１０３、１０４はディスクに刻まれた溝であり、隣り合った溝間が物理トラックとなる。たとえば、溝１０１と溝１０２に挟まれた平坦な部分が物理トラック１０５を、同様に溝１０２と溝１０３により物理トラック１０６が、溝１０３と溝１０４により物理トラック１０７がそれぞれ形成される。
【０００８】
簡略化するために物理トラック１０６の上にデータの記録再生を行うこととする。物理トラック１０６上には、２つのデータトラック１０８と１０９があり、各々のデータトラック上に記録ピット列１１０と１１１が記録されている。記録ピットは、媒体の磁化の方向によりデータの記録を行ういわゆる光磁気で記録再生されるものとする。データトラックは、隣り合った物理トラック上のデータトラックを含めてすべて等間隔で並んでおり、本実施例のように一つの物理トラック上に２つのデータトラックがある場合は、データトラックのピッチは物理トラックのピッチの１／２となる。
【０００９】
データトラック１０８と１０９のデータを記録再生するために、等間隔に並んだ３つの光スポット１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが用いられる。光スポット１１２ａと１１２ｂがそれぞれデータトラック１０９と１０８上のデータを記録再生し、光スポット１１２ｃは後述のように光スポット１１２ａ、１１２ｂとともに光スポットをデータトラックに位置づけるためのトラッキング信号の生成に用いられる。
【００１０】
第２図は、本実施例における光学系を示すものである。ディスク２０１はスピンドルモータ２０２により回転される。レーザダイオード２０３（から出た光は、コリメートレンズ２０４で平行光となる。レーザダイオード２０３からの光の偏光方向は紙面内の方向とし、これをｐ偏光とすることとする。コリメートレンズ２０４を出た平行光は回折格子２０５を通り、わずかに進行角のことなった３つの平行光に分けられるが、ここでは１つの平行光として示す。ビームスプリッタ２０６を出た光は、絞り込みレンズ２０７により、トラックを含むディスク２０１に絞り込まれる。ディスク２０１上には、図１の光スポット１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのような３つの光スポットが形成される。ディスク２０１で反射した光は、媒体のカー効果により紙面垂直方向の偏光成分を持つようになる。これをｓ偏光とし、媒体に情報が記録されているか否かでその符号が変わるものとする。ディスク２０１で反射した光は、再び絞り込みレンズ２０７で平行光に戻され、ビームスプリッタ２０６へと導かれる。ビームスプリッタ２０６で反射した光は１／２波長板２０８へと導かれる。１／２波長板２０８へ入射する光のｐ偏光成分をＥｐ、ｓ偏光成分をＥｐとする。検出すべきデータ信号成分はＥｓである。１／２波長板２０８では位相が４５度回転され、出射する光のｐ偏光成分はＥｐ’＝（Ｅｐ＋Ｅｓ）／√２、ｓ偏光成分はＥｓ’＝（ＥｐーＥｓ）／√２となる。１／２波長板２０８から出た光はレンズ２０９で絞られ、偏光ビームスプリッタ２１０へ導かれる。光のＥｐ’成分は、偏光ビームスプリッタ２１０を直進し、ディテクタ２１１で検出される。光のＥｓ’成分は、偏光ビームスプリッタ２１０で反射しディテクタ２１２で検出される。絞り込みレンズ２０７はアクチュエータ２１３により図２で左右の方向に動かすことができ、トラッキング動作を行う。
【００１１】
図３は図２のディテクタ２１１と２１２の拡大したものである。各々のディテクタ上には３つの受光部があり、ディスクに絞り込んだ３つの光スポットの反射光を検出する。図１の光スポット１１２ａの反射光のＥｐ’成分の出力が２１１ａ、Ｅｓ’成分が２１２ａとして検出される。同様に図１の光スポット１１２ｂについては２１１ｂと２１２ｂ，１１２ｃについては２１１ｃと２１２ｃとして検出される。光スポットの対応するＥｐ’成分とＥｓ’成分の差をとれば記録されている光磁気信号、和をとれば反射光量信号が得られる。たとえば２１１ａと２１２ａの差をとれば図１の光スポット１１２ａにより検出された光磁気信号、和をとれば光スポット１１２ａの反射光量信号が得られる。
【００１２】
図４は、本実施例におけるトラッキング信号を生成する回路を示したものである。２１１ａと２１２ｂを和である信号４０１は光スポット１１２ａの反射光量信号である。同様に信号４０２と４０３は、それぞれ光りスポット１１２ｂ、１１２ｃの反射光量信号である。今信号４０１をａとし、
ａ＝ｍ・ｃｏｓ（２πｘ／ｐ）＋ｏｆｓ …（式１）
で表されるものとする。ただし、ｍは反射光量の変動振幅、ｘは物理トラック直交方向の座標、ｐは物理トラックピッチ、ｏｆｓは反射光量によるオフセット成分である。ａからｏｆｓを消去することにより、トラッキング信号が得られる。信号４０２と４０３をｂ，ｃとすると、それぞれ
ｂ＝ｋ（ーｍ・ｃｏｓ（２πｘ／ｐ）＋ｏｆｓ） …（式２）
ｃ＝ｋ（ーｍ・ｃｏｓ（２πｘ／ｐ）＋ｏｆｓ） …（式３）
と表される。ただし、ｋは光スポット１１２ａに対する光スポット１１２ｂおよび１１２ｃの光量比率である。ｋの値は、図２の回折格子２０５の設計によりほとんど決まってしまう定数である。信号４０４はｂとｃの和であり、信号４０５をｄとすると、
ｄ＝Ｋ・２ｋ（ーｍ・ｃｏｓ（２πｘ／ｐ）＋ｏｆｓ） …（式４）
となる。ただしＫはゲインである。いまＫ＝１／（２ｋ）とすれば、信号４０５は
ｄ＝ーｍ・ｃｏｓ（２πｘ／ｐ）＋ｏｆｓ …（式５）
となる。信号４０６をｔｒとすると、ａとｄの減算により
ｔｒ＝２ｍ・ｃｏｓ（２πｘ／ｐ） …（式６）
となり、オフセットのないトラッキング信号が得られる。
【００１３】
図４に示したように、反射光量からトラッキング信号を得ることができるが、ゲインＫの設定が１／（２ｋ）からずれてしまうと、オフセットが残ってしまう。これをキャンセルする方法を図５及び図６により示す。
【００１４】
図５は第２の実施例におけるディスク上のトラックの一部を拡大したものである。図１と異なる部分は、溝の位置がトラック直交方向に１／２ピッチずれた領域５０１がもうけられている点である。図６は、ディスク半径方向の断面と、そのときのトラッキング信号を模式的に示したものである。ディスク６０１上のデータトラックを６０２、６０３とし、位置決めすべきトラックを６０２とする。トラッキング信号が６０４の様にオフセットがない場合はデータトラック６０２の位置６０７に位置決めできる。しかしトラッキング信号６０５の様にオフセット６０６が乗っている場合は、６０８の位置に引き込んでしまい、データトラックの位置６０７からずれてしまう。いま、光スポットが図５の５０１の領域を通過するとすると、溝位置がｐ／２ずれているため、６０９の信号が出る。６０９の信号は、トラッキング信号のオフセット６０６のほぼ２倍となる。従って、６０８のトラッキング信号と６０９のトラッキング信号の差をとり、それを１／２とすれば、オフセット６０６を知ることができる。さらにこのオフセット６０６をトラッキング信号６０５から減算すれば、オフセットのないトラッキング信号６０４を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、十分な振幅を持ったトラッキング信号を得られるまま、実質的にトラック密度を向上させることができ、光ディスク装置の大容量化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスク上のトラックの一部を拡大した図。
【図２】光学系を示す図。
【図３】ディテクタを示す図。
【図４】トラッキング信号生成回路を示す図。
【図５】第２の実施例のトラックを示す図。
【図６】第２の実施例の信号を示す図。
【符号の説明】
１０１、１０２、１０３、１０４…溝、１０５、１０６、１０７…物理トラック、１０８、１０９…データトラック、１１０、１１１…記録ピット列、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ…光スポット、２０１…ディスク、２０２…スピンドルモータ、２０３…レーザダイオード、２０４…コリメートレンズ、２０５…回折格子、２０６…ビームスプリッタ、２０７…絞り込みレンズ、２０８…１／２波長板、２０９…レンズ、２１０…偏光ビームスプリッタ、２１１…ディテクタ、２１２…ディテクタ、２１３…アクチュエータ、４０６…トラッキング信号、５０１…１／２ピッチずれた領域、６０１…ディスク表面、６０２、６０３…データトラック、６０４…オフセットのないトラッキング信号、６０５…オフセットのあるトラッキング信号、６０６…オフセット。

Claims

ディスク上に形成されたトラックに沿って信号の記録再生を行う光ディスク装置において、
前記ディスクには、物理的に形成された一つの物理トラックに、第１のデータトラックと第２のデータトラックが存在し、
前記物理トラックは、前記ディスク上に同心円状あるいはスパイラル状に形成された溝によって形成され、
前記ディスクは、前記ディスクの円周方向に、第１の領域と、前記溝の位置がトラック直交方向に前記溝間隔の１／２ピッチずれた第２の領域とを有し、
前記ディスク上に第１，第２，第３の３つの光スポットを形成する手段と、
前記３つの光スポットの反射光を検出する第１，第２のディテクタと、
前記第１のディテクタで検出された前記第１の光スポットの反射光と前記第２のディテクタで検出された前記第１の光スポットの反射光との和信号をａ，前記第１のディテクタで検出された前記第２の光スポットの反射光と前記第２のディテクタで検出された前記第２の光スポットの反射光との和信号をｂ、前記第１のディテクタで検出された前記第３の光スポットの反射光と前記第２のディテクタで検出された前記第３の光スポットの反射光との和信号をｃとし、前記信号ｂと信号ｃとの和にゲインＫをかけた信号をｄとし、前記信号ａと前記信号ｄとの減算により、トラッキング信号を得る手段と、
前記３つの光スポットが前記第１の領域にある時の前記第１の領域からのトラッキング信号と、前記３つの光スポットが前記第２の領域にある時の前記第２の領域からのトラッキング信号との差をとり、前記差の１／２をとってオフセットを算出し、前記オフセットを前記第２の領域からのトラッキング信号から減算してオフセットキャンセル用のトラッキング信号を得る手段とを、有することを特徴とする光ディスク装置。