JP6032634B2 - 光ピックアップおよび光記録再生装置 - Google Patents

光ピックアップおよび光記録再生装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6032634B2
JP6032634B2 JP2012085501A JP2012085501A JP6032634B2 JP 6032634 B2 JP6032634 B2 JP 6032634B2 JP 2012085501 A JP2012085501 A JP 2012085501A JP 2012085501 A JP2012085501 A JP 2012085501A JP 6032634 B2 JP6032634 B2 JP 6032634B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sub
optical
spot
recording medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012085501A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013080547A (ja
Inventor
高橋　雄一
雄一 高橋
百尾　和雄
和雄 百尾
潤一 麻田
潤一 麻田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2012085501A priority Critical patent/JP6032634B2/ja
Publication of JP2013080547A publication Critical patent/JP2013080547A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6032634B2 publication Critical patent/JP6032634B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0045—Recording
    • G11B7/00458—Verification, i.e. checking data during or after recording
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G11B7/133—Shape of individual detector elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
    • G11B7/003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with webs, filaments or wires, e.g. belts, spooled tapes or films of quasi-infinite extent
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

本発明は、光テープ、光ディスク、光カードなどの光記録媒体上に情報の記録・再生あるいは消去を行う光記録再生装置に関し、特に情報を記録しつつ、同時に記録された記録マークの検証を行う装置に関する。
近年、映像データ、写真データ等の高品位化、および多くの紙媒体の電子化などによりデジタルデータの量は急激に増大している。特にクラウドコンピューティングと呼ばれる、ネットワーク上のサーバ、ストレージ等を使って各種アプリケーションを使用したり各種サービスを利用したりするモデルでは、多くの利用者が様々なデータをネットワーク上のストレージに保存するため、そのデータ蓄積量は今後さらに膨大なものとなる。
その一方で、データの保存義務についての法制化が進んでおり、これらの膨大なデータを保存する際の確実性、信頼性も要求される。こうした大容量データを、光を用いて記録媒体に記録する装置において、記録の信頼性を高めるために、記録マーク（信号マーク）が光記録媒体に正しく形成されたかどうかを検証する動作(以降、これを「ベリファイ」とよぶ)は必要不可欠である。
従来、記録媒体として光ディスクを用いる追記型や書き換え型の記録再生装置では、記録媒体に欠陥などがあって記録できなかった場合などを想定し、書き込み後にデータの読み出しを行い、記録データとの比較によりエラー検出を行っている。
なお、このベリファイは、全ての記録が終わった後に行うのではなく、一定の記録転送速度を保持しうる単位で行うことが多い。すなわちディスクが一定量の回転をするごとに記録動作を中断し、トラックジャンプして元の位置に戻り記録した箇所の再生を行ってエラーチェックし、その後またトラックジャンプして別の領域へ移動し次のデータの記録を行うといった動作を繰り返し行っている。このためデータの信頼性は確保できるが記録時間が長くなる。
なお、記録後の読み出しでエラーが検出された場合、記録した箇所を避けて別の領域に再記録を行う。光ディスクにおいてはセクタと呼ばれる領域単位毎にひとかたまりのデータとそのＩＤ情報が記録されており、エラーが検出されたデータを含むセクタ単位のデータは別のセクタ（交代セクタとよぶ）に記録し直される。
従来の記録のデータ訂正を行う記録再生装置については、例えば特許文献１に記載されている。
近年、データの大容量化と高信頼性化への要求に対し長期アーカイバル保存に適した記録再生装置として、光媒体をテープ状にした光テープといった装置や複数の光ディスクドライブを組み合わせて同時にハンドリングするような装置が提案されている。このような大容量の記録再生装置においては記録転送速度も十分大きくしながら、一方で記録データの信頼性を維持することが要求される。
ただ、テープ状メディア等のようにランダムアクセス性が低いものの場合、上述したような従来の光ディスク装置のように時系列で記録と再生チェックの動作を繰り返す方式では記録速度を上げることは困難である。
こうした要求に対し、記録動作とベリファイのための再生動作を同時に行うＤＲＡＷ（Dｉｒｅｃｔ Ｒｅａｄ ａｆｔｅｒ Ｗｒｉｔｅ）とよばれる技術が提案されている。
ＤＲＡＷ技術を用いた従来の記録再生装置については、例えば特許文献２に記載されている。図２１Ａ〜Ｃは特許文献２に開示された光ピックアップの構成および動作を説明するための図である。
図２１Ａに示される光ピックアップの光学系は、光源４１０、回折素子４１１、偏光ビームスプリッタ４０３、波長板４０４、コリメートレンズ４０５、ミラー４０６、対物レンズ４０７、検出レンズ４０２、および検出器４０１を有している。光源４１０を出射した光は回折格子４１１で主に０次光ビームと±１次光ビームに回折され、対物レンズ４０７により集光されて光記録媒体４０８の同一トラック上に３つの集光スポット（メインスポットおよび２つのサブスポット）を形成する。
図２１Ｂは光記録媒体４０８の面上に形成された光スポットの配置を表す。
図２１Ｂに示される０次光によるメインスポット５００は、記録媒体に信号を記録するための「記録用スポット」である。一方、±１次光による２つのサブスポット５１０、５２０は、記録された信号の再生を行うための再生用スポットである。回折格子の効率比に起因して、±１次光の強度は、０次光の強度よりも十分に低い。そのため、２つのサブスポット５１０、５２０によって信号が消去されたり、書き換えられたりすることはない。
メインスポット５００とサブスポット５１０、５２０は同一トラック上に配置されており、記録媒体上を矢印ａの方向にスポットが移動する。本明細書では、記録媒体のトラック上をメインスポットが移動することを、「記録媒体を記録用ビームで走査する」と称する。同様に、記録媒体のトラック上をサブスポットが移動することを、「記録媒体を再生用ビームで走査する」と称する。ＤＲＡＷを行う場合は、光記録媒体の同一箇所を再生用ビームより先行して記録用ビームで走査する。２つのサブスポットの内、サブスポット５１０は記録スポットの後を移動し記録されたマークを読み取る。一方、サブスポット５２０は記録スポットの前を移動しており、その反射光は記録マークの情報は含まない。これらの光ビームは光記録媒体４０８で反射され光学系を経て検出器４０１により各々光量検出される。
図２１Ｃは検出器４０１の受光素子の配置を示す図である。
図において４分割されたメイン受光素子１２１は０次光、すなわちメインスポットの反射光を受け、図２１Ａの検出レンズ４０２で与えられる非点収差量がデフォーカスにより変化することでフォーカス信号の検出を行う。また、メイン受光素子１２１は、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号の検出を行う。一方、サブ受光素子１２２、１２３はそれぞれサブスポット５１０、サブスポット５２０による反射光を受ける。
ここで光源４１０は光記録媒体４０８への記録マーク形成のため変調信号で駆動された光を出射する。
同じ光源４１０から出ている再生用ビームも当然この光変調を受けているため±１次光の２つの再生スポットのうち記録スポットの後を走査する側のサブスポット５１０による反射光は記録マークによる反射率変化と光変調による光量変化が加算された信号成分を有する。もう一方のサブスポット５２０はメインスポット５００の前の未記録部を走査するため記録マークによる反射率変化を含まず光源の光変調による光量変化のみを含む信号となる。このためこれら２つのサブビームの信号を差動することで再生信号（すなわちベリファイのためのモニター信号）を得ることが出来る。
すなわち記録用スポット（メインスポット５００）と再生用スポット（サブスポット５１０、５２０）を同時に形成し、記録しながら記録後の信号を再生するＤＲＡＷの技術を用いることで記録信頼性を確保しながら従来以上に記録転送速度の高いシステムが実現可能となる。
特開昭５９−１１３５０９号公報 特開昭６３−２４９９４１号公報
上記したようなＤＲＡＷの技術に関し、以下のことを考慮する必要がある。
まず、従来例に示したように、複数の光ピックアップが搭載される光テープなどの記録再生装置に搭載する簡素で低コストの光ピックアップユニット（ＯＰＵ）を実現するためには、構成上一つの光源からの光を分岐して記録ビームと再生ビームとを形成することが望ましい。この場合再生ビームで作られる信号に記録変調信号が重畳してしまうため従来例のように再生信号から記録変調信号成分をキャンセルする手段が必要である。
一方、アーカイバル用途の記録再生装置であっても記録の書き換えを行うことが想定され、この場合既に記録されている部分に上書き（オーバーライト）するといった動作中にも正しい再生信号を得られる工夫が必要である。
また、光テープのようなシステムにおいては光ピックアップからみたトラックの進行方向は一方向ではなく双方向に進むことが想定される。そのような場合でも同様に安定して動作させる必要がある。
従来例で示した光記録再生装置では、再生信号から変調記録成分をキャンセルできるのは２つのサブビームの内、一方が未記録領域を走査していることが必要である。
本発明の実施形態は、既に記録されている領域でオーバーライトする場合であってもベリファイのための信号再生が安定にできる光ピックアップおよび光記録再生装置を提供する。
本発明の光ピックアップは、光源と、前記光源の光から複数の光ビームを形成し、前記複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポットおよびサブスポットを光記録媒体上に形成する光学系であって、前記光記録媒体の同一箇所を前記サブスポットより先行して前記メインスポットが移動するように前記記録用ビームおよび再生用ビームを前記光記録媒体上に集束する光学系と、前記記録用および再生用ビームの前記光記録媒体による反射光を検知して電気信号を生成する検出器とを備え、前記検出器は、前記光記録媒体から反射された前記メインスポットの光を受ける第１の受光素子と、前記光記録媒体から反射された前記サブスポットの光の一部を受ける第２の受光素子とを有している。
ある実施形態において、前記第２の受光素子は前記サブスポットの光の略中央部分を受けるように配置されている。
ある実施形態において、前記光学系は、前記再生用ビームが前記光記録媒体上においてデフォーカスするように前記再生用ビームを集束する。
本発明の他の光ピックアップは、光源と、前記光源の光から複数の光ビームを形成し、前記複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポットおよびサブスポットを光記録媒体上に形成する光学系であって、前記光記録媒体の同一箇所を前記サブスポットより先行して前記メインスポットが移動するように前記記録用ビームおよび再生用ビームを前記光記録媒体上に集束する光学系と、前記記録用および再生用ビームの前記光記録媒体による反射光を検知して電気信号を生成する検出器とを備え、前記検出器は、前記光記録媒体から反射された前記メインスポットの光を受ける第１の受光素子と、前記光記録媒体から反射された前記サブスポットの光を受ける第２の受光素子とを有しており、前記第２の受光素子は、第１光電変換素子と第２光電変換素子とを有している。
ある実施形態において、前記第１光電変換素子には、前記サブスポットの光のうち、前記記録媒体に形成された記録マークから得られる信号が相対的に少ない部分が入射し、前記第２光電変換素子には、前記サブスポットの光のうち、前記記録マークから得られる信号が相対的に多い部分が入射するように、前記第１光電変換素子および前記第２光電変換素子が配置されている。
ある実施形態において、前記第１光電変換素子は、前記サブスポットの光のうちの中心部を受けるように配置され、前記第２光電変換素子は、前記サブスポットの光のうち周辺部を受けるように、前記第１光電変換素子および前記第２光電変換素子が配置されている。
ある実施形態において、前記検出器は、第１光電変換素子の出力および第２光電変換素子の出力の差動演算によって再生信号を生成する。
ある実施形態において、前記光学系は回折素子を含み、前記回折素子は前記再生用ビームとして±１次光を形成し、前記第２の受光素子は前記±１次光の一方を受けるように配置されている。
ある実施形態において、前記検出器は、前記±１次光の他方を受けるように配置されている第３の受光素子を備え、かつ、前記第１の受光素子の出力および前記第２の受光素子の出力の差動演算によって得られる信号と、前記第１の受光素子の出力および前記第３の受光素子の出力の差動演算によって得られる信号とを切り替えて出力することができるように構成されている。
本発明の更に他の光ピックアップは、光源と、前記光源の光から複数の光ビームを形成し、前記複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポットおよびサブスポットを光記録媒体上に形成する光学系であって、前記光記録媒体の同一箇所を前記サブスポットより先行して前記メインスポットが移動するように前記記録用ビームおよび再生用ビームを前記光記録媒体上に集束する光学系と、前記光記録媒体で反射した前記サブスポットの光の一部を抽出する光抽出素子と、前記記録用および再生用ビームの前記光記録媒体による反射光を検知して電気信号を生成する検出器とを備え、前記検出器は、前記光記録媒体から反射された前記メインスポットの光を受ける第１の受光素子と、前記光記録媒体から反射された前記サブスポットの光の一部を受ける第２の受光素子と、前記光抽出素子によって抽出された前記サブスポットの光の他の一部を受ける第３の受光素子とを有している。
ある実施形態において、前記検出器は、第２の受光素子の出力および第３の受光素子の出力の差動演算によって再生信号を生成する。
ある実施形態において、前記第２の受光素子および第３の受光素子の一方が、前記サブスポットの光の中心部分を受けるように前記第２の受光素子および第３の受光素子が配置されている。
ある実施形態において、前記抽出素子は、前記サブスポットの光の複数の領域を抽出し、前記第３の受光素子は、複数の光電変換素子を有している。
ある実施形態において、前記第１の受光素子は複数の領域に分割されており、前記第１の受光素子の複数の領域から得られる信号からプッシュプルによるメイントラッキングエラー信号を生成し、前記第２の受光素子の複数の領域から得られる信号からプッシュプルによるサブトラッキングエラー信号を生成し、前記メイントラッキングエラー信号およびサブトラッキングエラー信号からトラッキングエラー信号を生成する。
本発明の光記録再生装置は、上記の少なくとも１つの光ピックアップを備え、光記録媒体に対してデータの記録再生を行う。
本発明の実施形態によれば、第１の受光素子から得られる信号には記録マーク成分と光源の光変調による光量変化の成分が含まれ、第２の受光素子から得られる信号は光源の光変調による光量変化の成分が主であるため、これらを差動演算することにより記録マーク成分、すなわちＤＲＡＷ信号を得ることが出来る。
光テープ１０５の一部を模式的に拡大して示す斜視図 光テープ１０５の一部を模式的に示す平面図 本発明の実施形態１による光データストリーマ装置の構成例を示す図 図２ＡのＢ−Ｂ線断面図 本発明の実施形態１における光データストリーマ装置の回路構成例を示す図 本発明の実施の形態１における光ピックアップの構成例を示す図 本発明の実施の形態１の光記録媒体上のスポットを示す図 本発明の実施の形態１の信号検出の構成例を示す図 本発明の実施の形態１における光検出器８の受光面上に形成されるサブスポットを模式的に示す図 本発明の実施の形態１における光検出器８のサブ受光素子の一例を示す図 本発明の実施の形態１における光検出器８のサブ受光素子の他の例を示す図 本発明の実施の形態１における光検出器８のサブ受光素子の更に他の例を示す図 本発明の実施の形態１の信号処理の模式図 本発明の実施の形態１の信号検出の別の構成例を示す図 本発明の実施の形態１の信号検出の別の構成例を示す図 本発明の実施の形態１の回折素子の構成例を示す図 本発明の実施の形態１の信号検出の別の構成例を示す図 本発明の実施の形態２の信号検出の構成例を示す図 サブ受光素子の構成例を示す図 サブ受光素子の他の構成例を示す図 サブ受光素子の更に他の構成例を示す図 本発明の実施の形態２の信号処理の模式図 本発明の実施の形態２の信号検出の別の構成例を示す図 本発明の実施の形態３における光ピックアップの構成例を示す図 本発明の実施の形態３の光抽出素子の構成例を示す図 本発明の実施の形態３の信号検出の構成例を示す図 本発明の実施の形態３の光抽出素子の別の構成例を示す図 本発明の実施の形態３の信号検出の別の構成例を示す図 従来の光記録再生装置における光ピックアップの構成図 従来の光記録再生装置での光記録媒体上のスポットを示す図 従来の光記録再生装置の信号検出器の構成を示す図
（実施の形態１）
まず、本発明の実施形態における光記録再生装置を説明する。本実施形態における光記録再生装置は、光記録媒体として光テープを用いる光データストリーマ装置である。光データストリーマ装置は、大量のデータのバックアップに使用され得る。光データストリーマ装置は、転送レートを上げ、短時間でバックアップを行うため、複数の光ピックアップを具備している。なお、本発明の光記録再生装置は、光データストリーマ装置に限定されず、光ディスク装置または他の装置であってもよい。光ディスク装置の場合、光記録媒体は、光テープではなく、光ディスクである。
図１Ａは、光テープ１０５の一部を模式的に拡大して示す斜視図である。光テープ１０５は、例えばベースフィルム２０４ａ、ベースフィルム２０４ａの裏面に張り付けられたバックコート層２０４ｂ、およびベースフィルム２０４ａに支持されたインプリント層２０４ｃを含む。インプリント層２０４ｃの上面には、ランド２０４ｄおよびグルーブ２０４ｅが形成されている。図面には記載されていないが、インプリント層２０４ｃの上面を覆うように反射膜および記録材料膜が積層されている。光テープ１０５は、長尺方向Ｌに沿って延びており、例えば数百ｍの長さを有している。幅Ｗは、例えば数ｍｍから数ｃｍの範囲内に設定され得る。厚さは、数μｍから数十μｍ程度であり得る。
図１Ａのスケールは、現実の光テープ１０５のサイズを忠実に反映してない。実際の光テープ１０５には、数百本またはそれ以上の本数のランド２０４ｄおよびグルーブ２０４ｅが形成され得る。ある実施形態では、データがランド２０４ｄおよびグルーブ２０４ｅの一方に記録される。データが記録されるランド２０４ｄまたはグルーブ２０４ｅを「トラック」と称する。トラックのピッチは、例えば０．２〜０．４μｍの範囲に設定され得る。
図１Ｂは、光テープ１０５の一部を模式的に示す平面図である。長尺方向Ｌに沿ってＮ（Ｎは典型的には１００以上の整数）本のトラック０〜トラックＮが形成されている。図１Ｂに示されるトラックの幾つかには矢印が記載されている。この矢印は、データの記録方向を模式的に示している。１つの光テープ１０５には、異なる方向にデータが記録され得る。
光テープ１０５には、光ビームの照射によって光学的にマークが形成され得る。より具体的に言えば、このようなマークは記録材料膜に形成される。光ビームの照射は、光源と、この光源から出射された光ビームを光テープ１０５にフォーカスさせる対物レンズとを含む「光ピックアップ」によって行われる。光ピックアップが光テープ１０５に光ビームを照射すると、光テープ１０５上の照射領域と他の領域（非照射領域）との間で、屈折率などの光学特性が変化する。このようにして光学特性が変化した領域を「記録マーク」と称する。
光テープ１０５に記録されているデータは、比較的弱い一定強度の光ビームを光記録媒体に照射し、光テープ１０５によって変調された反射光を検出することによって再生される。光テープ１０５にデータを記録する場合、記録すべきデータに応じて光パワーを変調したパルス状の光ビームを光テープ１０５に照射し、それによって記録材料膜の特性を局所的に変化させることによってデータの書き込みを行う。
記録材料膜にデータを記録するとき、上述のように光パワーを変調した光ビームを記録材料膜に照射することより、結晶質の記録材料膜に非晶質の記録マークを形成する。この非晶質の記録マークは、記録用光ビームの照射を受けた記録材料膜の一部が融点以上の温度に上昇した後、急速に冷却されることによって形成される。光ビームを記録マークに照射するときの光パワーを低めに設定すると、光ビームが照射された記録マークの温度は融点を超えず、急冷後に結晶質に戻る（記録マークの消去）。こうして、記録マークの書き換えを何度も行うことが可能になる。データを記録するときの光ビームの光パワーの大きさが不適切であると、記録マークの形状が歪み、データを再生することが難しくなることがある。
光テープ１０５に対してデータの記録または再生を行うとき、光ビームが目標トラック上で常に所定の集束状態となる必要がある。このためには、「フォーカス制御」および「トラッキング制御」が必要となる。「フォーカス制御」は、光ビームの焦点（集束点）の位置が常に目標トラック上に位置するように対物レンズの位置を光テープ１０５の表面（情報記録層）に垂直な方向に制御することである。一方、トラッキング制御とは、光ビームのスポットが所定のトラック上に位置するように対物レンズの位置を光テープ１０５の情報記録層に平行であってトラックに垂直な方向に制御することである。
上述したフォーカス制御およびトラッキング制御を行うためには、光テープ１０５から反射される光に基づいて、フォーカスずれやトラックずれを検知し、そのずれを縮小するように光ビームスポットの位置を調整することが必要である。フォーカスずれおよびトラックずれの大きさは、それぞれ、光テープ１０５からの反射光に基づいて生成される「フォーカス誤差（ＦＥ）信号」および「トラッキング誤差（ＴＥ）信号」によって示される。
図２Ａは、本実施形態による光データストリーマ装置の構成例を示す図である。図２Ｂは図２ＡのＢ−Ｂ線断面図である。本実施形態では、図２Ａの上側が鉛直上方であり、下側が鉛直下方に対応している。このため、図２Ｂは、この光データストリーマ装置を鉛直上方から見た内部構成の配置例を示している。
図２Ａおよび図２Ｂは、光テープ１０５を収容するテープカートリッジ１０１が装填された状態を示している。テープカートリッジ１０１は着脱可能であり、図示される光データストリーマ装置には、同じ形状を有する複数のテープカートリッジ１０１から選択された１つが装填され得る。
本実施形態の光データストリーマ装置は、筐体１１１と、筐体１１１の内部に設けられたシャーシ１１０と、光テープ１０５にデータを書き込むことができるように配置された複数のピックアップ部品６０と、放熱板１０９とを備えている。複数のピックアップ部品６０は光ピックアップアセンブリ６００が備える位置決め機構によって位置決めされている。
より詳細には、この光データストリーマ装置は、光テープ１０５を走行させるためのモータ１０６、１０７、ガイドポスト１０３、および巻取リール１０２を備えている。モータ１０７は、巻取リール１０２と機械的に結合しており、巻取リール１０２を回転させる。モータ１０６は、装填されたテープカートリッジ１０１の回転軸と機械的に結合し、テープカートリッジ１０１の外部に引き出されたテープ１０５をテープカートリッジ１０１内に巻き戻すように動作する。モータ１０６、１０７により、テープ１０５は、矢印で示す２つの方向のいずれにも走行することができる。
光ピックアップアセンブリ６００は、光テープ１０５の走行方向に沿って配列された複数のピックアップ部品６０を有している。本実施形態における光ピックアップアセンブリ６００は、上段および下段の各々に複数のピックアップ部品６０を有している。筐体１１１内には、送風ファン１０８が設けられており、送風ファン１０８はモータ１０７に機械的に結合している。モータ１０７の回転に応じて送風ファン１０８も回転する。
各ピックアップ部品６０は、１個または複数の光ピックアップを内蔵する。個々の光ピックアップの構成については、後に詳しく説明する。ピックアップ部品６０は、光ピックアップ用フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）１１２に接続されている。この光データストリーマ装置は、このフレキシブル回路基板１１２に接続された不図示の回路基板を備えており、この回路基板には、ピックアップ部品６０やモータ１０６、１０７を制御するための回路要素が設けられている。なお、フレキシブル回路基板１１２には、通常であればピックアップ部品６０および他の回路基板上に搭載されるような回路の一部が実装されていてもよい。
次に図３を参照して、本実施形態における光データストリーマ装置の回路構成例を説明する。
図示されている光データストリーマ装置は、光ピックアップアセンブリ６００およびモータ１０６、１０７と電気的に接続された回路ブロックを備えている。
図３に示す構成例では、光ピックアップアセンブリ６００の出力がフロントエンド信号処理部１３０６を介してエンコーダ／デコーダ１３０８に送られる。エンコーダ／デコーダ１３０８は、データ読み出し時、光ピックアップアセンブリ６００によって得られる信号に基づいて光テープ１０５に記録されているデータを復号する。データ書き込み時、エンコーダ／デコーダ１３０８はデータを符号化し、光テープ１０５に書き込むべき信号を生成し、光ピックアップアセンブリ６００に送出する。
フロントエンド信号処理部１３０６は、光ピックアップアセンブリ６００の出力に基づいて再生信号を生成する一方、フォーカス誤差信号ＦＥやトラッキング誤差信号ＴＥを生成する。フォーカス誤差信号ＦＥやトラッキング誤差信号ＴＥは、サーボ制御部１３１０に送出される。サーボ制御部１３１０は、ドライバアンプ１３０４を介してモータ１０６、１０７を制御する一方、光ピックアップアセンブリ６００内の各レンズアクチュエータを介して対物レンズの位置を制御する。エンコーダ／デコーダ１３０８およびサーボ制御部１３１０などの構成要素は、ＣＰＵ１３０９によって制御される。図３に示されるブロックは、例えば集積回路素子およびメモリなどの電子部品を回路基板上に搭載して実現することができる。
本実施形態で使用され得る光テープ１０５の情報記録層の幅は、例えば約１０ｍｍである。この場合、例えば２４個の光ピックアップによって、走行中の光テープ１０５の情報記録層の全幅に渡って、データの記録および再生が行われ得る。
テープカートリッジ１０１が光データストリーマ装置に装填される前、光テープ１０５はテープカートリッジ１０１に、図示しないリールに巻かれた状態で収納されている。テープカートリッジ１０１が光データストリーマ装置に装填されると、光テープ１０５は複数のテープガイドポスト１０３に案内されて引き出され、巻取リール１０２に巻き取られる。各ピックアップ部品６０は光テープ１０５に対し所定の位置に固定され、光テープ１０５に対して情報の記録再生を行う。本実施形態における光ピックアップの個数は２４個である。このため、最大２４個の光ピックアップによって同時にデータの記録再生を行うことが可能である。なお、１つの光データストリーマ装置が備える光ピックアップの個数は、２４個に限定されず、この数よりも少なくても多くてもよい。
送りモータ１０７は巻取リール１０２を回転駆動し、光テープ１０５を順方向に走行させるとともに、送風ファン１０８を駆動する。逆送りモータ１０６はテープカートリッジ１０１内の図示しないリールを回転駆動し、光テープ１０５を逆方向に駆動する。この際にも、光テープ１０５により巻取リール１０２も駆動されるため送風ファン１０８も駆動される。ピックアップ部品６０は放熱板１０９と熱的に結合され、その発生する熱は放熱板１０９に伝達される。
記録時または再生時、光テープ１０５は順送りモータ１０７、または逆送りモータ１０６により、順方向または逆方向に走行し、この間、各光ピックアップは光テープ１０５に対し同時に記録または再生を行うことができる。
以下、本実施形態における光学系の構成を説明する。
図４は本実施形態における光ピックアップの光学系構成を示す図である。
この光ピックアップは、レーザ光源１と、レーザ光源１の光から複数の光ビームを形成し、複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポット５０およびサブスポット５１、５２を光記録媒体（光テープ１０５）上に形成する光学系を備える。この光学系は、光テープ１０５の同一箇所をサブスポット５１より先行してメインスポット５０が移動するように記録用ビームおよび再生用ビームを光記録媒体上に集束する。ただし、複数のサブスポットが形成される場合でも、再生に用いられるサブスポット（すなわち再生用ビームが形成するサブスポット５１）よりも、記録用ビームが形成するメインスポット５０が先行して移動する。なお、複数のサブスポットのうちのいずれを再生用のサブスポットとして用いるかは、光記録媒体の走行方向によって変更可能である。光テープ１０５の走行方向が反転した場合、サブスポット５２を形成する光ビームが再生用ビームとなる。このような光学系のより具体的な構成例については、後述する。
この光ピックアップは、更に、記録用および再生用ビームの光テープ１０５による反射光を検知して電気信号を生成する光検出器８と、レーザ光源１に接続され、記録モードにおいては記録用ビームで光テープ１０５に記録マークを形成するようにレーザ光源１の光出力を変調する光変調器（光源駆動回路）３０とを備える。光検出器８は、光テープ１０５から反射されたメインスポット５０の光（記録用ビームの反射光）を受ける第１の受光素子と、光テープ１０５から反射されたサブスポットの光（再生用ビームの反射光）の一部を受ける第２の受光素子とを有している。光検出器８の構成も、後に詳しく説明する。
なお、光源駆動回路として機能する光変調器３０は、光ピックアップ内に含まれている必要はなく、光変調器３０の全部または一部が、光ピックアップの外部に設けられていてもよい。言い換えると、光ピックアップを備える光記録再生装置が光源駆動部を含んでいればよい。
図４に示されるように、レーザ光源１が出射した光は回折素子２によって０次光、＋１次光、−１次光に回折分岐される。分岐した光は偏光ビームスプリッタ３、波長板４を経て円偏光となり対物レンズ５により集光されて光テープ１０５の情報記録層上にそれぞれ集光スポットを形成する。以降、０次光をメインビーム、０次光による集光スポットをメインスポット５０、±１次光をサブビーム、±１次光による集光スポットをサブスポット５０、５１と呼ぶ。
光テープ１０５で反射された光は、対物レンズ５、波長板４を経て往路と直交する直線偏光に変換される。その後、波長板４を出た直線偏光は、偏光ビームスプリッタ３で反射されて検出レンズ７にて非点収差を与えられ光検出器８の受光素子に入射する。また図４における光変調器３０は、光テープ１０５に記録マークを形成するために用いられる。
以降、特に断りのない限り、図中の表記のように、対物レンズ５の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、光テープ１０５の幅方向をＸ方向とし、光テープ１０５の走行方向（タンジェンシャル方向）をＹ方向と称する。なお、光ピックアップの光学系において、ミラーやプリズムなどで光軸を折り曲げた場合も、光軸および光ディスクの写像を基準に方向を定義する。
図５は光テープ１０５の情報記録層上に集光されたメインスポット５０とサブスポット５１、５２の配置を示す図である。光テープ１０５には凹凸が形成されている。メインスポット５０およびサブスポット５１、５２は、記録マーク７０が形成される記録トラック（ランド部２０４ｄ、凹凸の凸部）に沿って矢印ａの方向に移動する（実際にはスポットは固定されていて光テープ１０５が矢印ａの反対方向に進む）。なお、図で記録トラック上にはこれから記録する箇所にも記録マーク７０が形成されており、データがオーバーライトされつつある状態を表す。本実施形態では、光テープ１０５のグルーブ２０４ｅには記録マーク７０が形成されない。
図６は、図４における光検出器８の受光素子の構成と、光検出器８から演算回路９における信号処理を実行する回路のブロック図である。
光検出器８の受光面には、メインスポット５０の反射光のスポット（５０Ｒ）と、サブスポット５１の反射光のスポット（５１Ｒ）が形成される。以下、簡単のため、メインスポット５０の反射光が光検出器８の受光面に形成するスポットを「メインスポット５０Ｒ」と称し、サブスポット５１およびサブスポット５２の反射光が光検出器８の受光面に形成するスポットを、それぞれ、「サブスポット５１Ｒ」、「サブスポット５２Ｒ」と称する場合がある。
メイン受光素子１０はメインスポット５０の反射光を受けるように配置され、プッシュプル法によるメインのトラッキングエラー信号の検出を行う。具体的には、図６に示されるように、メイン受光素子１０はメインスポット５０Ｒを完全に含む領域に存在している。図４の検出レンズ７で与えられる非点収差量がデフォーカスにより変化することでフォーカス信号の検出を行う。メイン受光素子１０の出力はフオーカス・トラッキング信号生成部１３０に入力される。トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号の生成は公知の技術であるため、その詳細な説明は省略する。
一方、サブ受光素子１１はサブスポット５１の反射光の一部を受けるように配置されている。すなわち、サブ受光素子１１はサブスポット５１Ｒの全体ではなく、一部を受けるように配置されている。サブスポット５１はメインスポット５０に比べて光学系の軸上を通らないため軸外収差の影響を受ける。そのため、サブスポット５１はメインスポット５０に比べて集光状態が劣る。
図５に示す例では、再生に用いられるサブスポット５１はメインスポット５０が通過した領域をメインスポット５０に遅れて通過する。このため、サブスポット５１の反射光の強度は記録マーク７０の影響を受けて変動する。しかし、上述したように、サブスポット５１の集光状態が相対的に悪いため、サブスポット５１の反射光に含まれる記録マーク７０の信号成分は、メインスポット５０に含まれる信号成分よりも小さい。また、記録マーク７０による信号成分はサブスポット５１Ｒの前後領域に比較的多く含まれる。以下、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄを参照して、この点を説明する。
図７Ａは、光検出器８の受光面上に形成されるサブスポット５１Ｒの強度分布を模式的に示す図である。光テープ１０５のトラック上に形成された記録マーク７０の列は、サブビームに対して回折格子と同様に作用する。したがって、サブビームには干渉が生じ、光記録媒体で反射したサブビームの断面内には記録マーク７０の列に起因する強度分布が発生する。その結果、サブスポットの反射光は、その断面内において、記録マーク７０によって強度が相対的に大きく変調する部分と、記録マーク７０によって強度がほとんど変調しない部分とを含むことになる。
記録マーク７０によって強度が相対的に大きく変調する部分は、Ｙ方向におけるスポットの両端近傍に位置している。サブスポットが長さの短い記録マーク７０の上を通過するとき、格子ピッチの短い回折素子にサブビームが入射したときと同様の干渉が生じる。一方、サブスポットが長さの長い記録マーク７０の上を通過するときは、格子ピッチの長い回折素子にサブビームが入射したときと同様の干渉が生じる。
これらの特徴を踏まえて受光素子１１はサブスポット５１Ｒ中の記録マーク７０による信号成分が比較的少ない領域に配置される。例えば、図６および図７Ｂに示すように、サブスポット５１Ｒの中心部付近の領域に、サブスポット５１Ｒよりも小さな受光素子１１を配置することにより、記録マーク７０による信号成分が比較的少ない信号を検出することができる。
図７Ｃ、７Ｄは、受光素子１１の他の構成および配置の例を示す図である。これらの例における受光素子１１は、Ｙ方向のサイズがサブスポット５１Ｒの直径よりも小さい形状を有し、サブスポット５１Ｒの中心を含むように配置されている。Ｙ方向に垂直なＸ方向の受光素子１１におけるサイズは、図７Ｃに示されるように、サブスポット５１Ｒの直径よりも大きくてもよい。また、受光素子１１は、図７Ｄに示されるように、長方形以外の形状を有していてもよい。
記録モードにおいて、光源１は、光テープ１０５への記録マーク形成のため光変調された光を出射する。したがって光源１から出射された光を回折素子２で分岐して形成したメインビームおよびサブビームは、光テープ１０５に入射するとき、同じように変調されている。メインビームが光テープ１０５によって反射されるとき、メインビーム、それ自身が形成しつつある記録マーク７０による変調を受ける。その結果、メインビームの反射光には、記録のための光変調成分に加えて、記録中の記録マーク７０の信号成分も含まれる。図８にこれらが足し合わさったメインビーム信号Ｓｍの模擬波形を示す。ここでは単純化のため、単一周波数の信号を記録している波形を示している。一方、サブビームが光テープ１０５によって反射されるときも、メインビームが形成した記録マーク７０による変調を受ける。しかし、サブビームの反射光に含まれる、記録マーク７０の変調成分は相対的に小さい。
メイン受光素子１０の全チャネルの出力は加算アンプ１２にて加算され、加算アンプ１２はメインビーム信号Ｓｍを出力する。メインビーム信号Ｓｍには、記録変調成分と記録マーク信号成分の両方が混合されている。メインビーム信号Ｓｍは、通常の再生回路１３２に入力される。サブビームも同様に記録変調成分と記録マーク信号成分の両方が混合された信号（サブビーム信号Ｓｓ）を形成することになる。しかし、サブ受光素子１１は記録マーク７０による信号成分が少ない領域の光を受けるため、サブビーム信号Ｓｓにおける記録変調成分はメインビーム信号Ｓｍにおける記録変調成分と同等の波形を有するようにゲイン調整したとしても、サブビーム信号Ｓｓにおける記録マーク信号成分はより小さくなる。
サブビーム信号Ｓｓの記録変調成分がメインビーム信号Ｓｍの記録変調成分と同等になるようにＶＶアンプ１３のゲインを調整した後に、メインビーム信号Ｓｍとサブビーム信号Ｓｓを差動アンプ１４で差動演算を行う。これによって記録マーク信号が抽出される。光源１の出力変動の影響が残っているため、メインビーム信号Ｓｍもしくはサブビーム信号Ｓｓを用いたオートゲインコントロール（ＡＧＣ）処理をＡＧＣ回路１５で行うことで元の記録マーク信号相当の波形（ＤＲＡＷ信号）を得ることができる。
図５ではメインスポット５０とサブスポット５１が同一トラック上に並んでいる例を示したが、本構成ではサブビーム信号Ｓｓは記録マーク７０の影響を受けにくいため、サブスポット５１はメインスポット５０と同一トラック上に配置されていなくても構わない。そのため、回折素子２の位置決めを簡素に済ますことができる。
ある実施形態において、図９に示すように±１次両方のサブビームを受光できるようにもう一つのサブ受光素子１１’を追加してもよい。サブ受光素子１１’は、サブ受光素子１１と同様の形状およびサイズを有している。このサブ受光素子１１’はサブスポット５２Ｒの全体ではなく、一部を受けるように配置されている。この例でも、サブスポット５２Ｒの中心部付近の領域に、サブスポット５２Ｒよりも小さな受光素子１１’を配置することにより、記録マーク７０による信号成分が比較的少ないビームを得ることができる。
光源１の光強度分布や光学系の配置誤差などの影響により±１次のサブスポット品質には差が生じる場合がある。このため、それぞれの受光素子１１、１１’から得られるサブビーム信号Ｓｓを比較して、より良好なＤＲＡＷ信号が得られる方を選択する構成とすれば、更にＤＲＡＷ動作の信頼性を高めることができる。
尚、図９ではサブ受光素子１１、１１’の出力のＩＶアンプ入力の箇所に切り替えスイッチ１６を配置したが、サブ受光素子１１、１１’のそれぞれにＩＶアンプを設け、ＶＶアンプ１３の手前にスイッチ１６を配置してもよい。あるいは、サブ受光素子１１、１１’のそれぞれにＩＶアンプ、ＶＶアンプを設け、差動アンプ１４の入力にスイッチ１６を配置してもよい。このような構成にすることで光テープ１０５に対する光スポットの走査方向が反対になった場合に、サブビームの切り替えを行うことができる。±１次のサブスポットは記録中のメインスポットに対して記録前もしくは記録後のいずれかの領域に配置されるため、走査方向によって良好なＤＲＡＷ動作が得られるサブスポットを選択すればよい。
あるいは、図１０に示すようにサブ受光素子１１、１１’からの信号を加算し、ＶＶアンプで振幅を調整した信号をメインビーム信号Ｓｍと差動演算する構成としてもよい。
また、サブ受光素子１１、１１’を複数の領域に分割し、サブスポットがトラックを横断する際のプッシュプル信号を受光する構成として、メイン受光素子１０から得られるメインスポットのプッシュプル信号と差動演算することによりディファレンシャルプッシュプル（ＤＰＰ）信号を生成し、対物レンズ５がトラックに追従する際にレンズシフトを生じたときにもオフセットの少ないトラッキングエラー信号が得られる構成とすることもできる。
回折素子２の格子ベクトルの方位に図１１に示すような分布を与えて、回折光に収差を与えてもよい。この場合、回折された±１次光は格子ベクトルの分布に応じて球面収差や非点収差などの収差を持つため、メインスポット５０が光記録媒体（本実施形態では、光テープ１０５）上に集光しているとき、サブスポット５１は光テープ１０５の手前あるいは奥が最小スポット位置になる。このため光テープ１０５では少し広がった集光スポットとなる。よって、メインスポット５０による記録中において、サブビーム５１の反射光が光検出器８に形成するサブスポット５１Ｒは、図１２に示すようにメインビーム５０Ｒよりも広がる。サブ受光素子１１はこの広がったサブスポット５１Ｒにおける記録マーク成分の少ない領域の光を受けるサイズや形状を有する。光テープ１０５上のサブスポットの集光度合いを弱めることにより、記録マーク成分がサブビームの反射光に及ぼす影響を低減することができる。
サブビームを生成するための光分岐素子として回折素子を用いた構成例について説明してきた。回折素子の代わりにテーパ状のミラーやプリズムを用いてもよい。この場合は、表面反射光もしくは透過光をメインビームとして使用し、テーパ角度のついた内面で反射した光をサブビームとして使用することが可能である。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における光ピックアップについて説明する。
本実施形態の基本構成は、図４に示される基本構成と同じである。このため、適宜、図４も参照する。
図１３Ａは本実施の形態の光検出器８の受光素子の構成と、光検出器８から演算回路９における信号処理のブロック図である。図１３Ｂは、サブ受光素子１１の拡大図である。サブ受光素子１１は図５に記した±１次の２つのサブスポット５１、５２のうち、紙面上側のサブスポット５１からの反射光を受ける。つまり、サブ受光素子１１で受光するサブビームはメインスポット５０で記録した直後の記録マーク７０上のサブスポット５１光である。この構成ではサブスポット５１はメインスポット５０と同一トラック上に並ぶように配置することが望ましいが、これから記録するトラックではなく、メインスポット５０によって直前に記録された後のトラック上（図５の左側の領域）であっても原理的には構わない。
サブ受光素子１１は、図１３Ｂに示すように、複数の領域１８、１９、２０に分割されている。第１の領域１８は、サブビーム中の記録マーク信号成分が少ない部分が入射する位置、例えば、サブ受光素子１１の中央部に、配置されている。ここでは、第１の領域１８から得られる信号をサブビーム信号ＳｓＢと呼ぶ。第２の領域１９および第３の領域２０は、第１の領域１８の外側に配置され、第２の領域１９および第３の領域２０にはサブビームの中央部以外の部分が入射する。第２の領域１９と第３の領域２０との間に設けられた隙間を通って、第１の領域１８はＩＶアンプに電気的に接続されている。また、第２の領域１９と第３の領域２０との間の複数の隙間のうち、配線が通らない部分は第２の領域１９と第３の領域２０とが連結していてもよい。この場合、図１３Ｃに示すように、サブ受光素子１１は、２つの領域１８、１８’とに分かれる。更に、裏面照射型の光検出器８を用いれば、配線を光入射面とは異なる面に形成することができる。その場合は、第２の領域１９と第３の領域２０とを分離する必要はないので、図１３Ｄに示すように、サブ受光素子１１は、内側の領域１８と、外側の領域１８’とに分かれ得る。各領域１８、１９、２０、１８’の形状は、図示される例に限定されず、曲線で囲まれた形状を有していてもよい。また、サブ受光素子１１を構成する領域の個数は３個以下に限定されず、４個以上であってもよい。
記録マーク信号成分を含んだ信号はサブビームの全光量を加算した信号を使用する。ここではこの加算信号をサブビーム信号ＳｓＡと呼ぶ。図１３Ａの例では第１の領域１８，第２の領域１９、第３の領域２０からの３つの信号を加算したものがサブビーム信号ＳｓＡとなる。サブビーム信号ＳｓＡとサブビーム信号ＳｓＢとを差動アンプ１４で差動演算し、ＡＧＣ処理することによりＤＲＡＷ信号が得られる。本構成における各ポイントの信号模式図を図１４に示す。
この構成は、ＤＲＡＷ信号を、サブスポット５１Ｒを検出する受光素子１１のみから生成する。このため、記録中のメインスポット５０Ｒを検出する受光素子１０を用いて記録マーク信号成分を抽出する手法に対し、記録マーク生成過程の不完全な記録マーク信号ではなく、完全に記録マーク生成が完了した後の記録マーク信号を用いてＤＲＡＷ信号を生成できるというメリットがある。加えて、一つのサブビームからＤＲＡＷ信号を生成するため、メインビーム信号Ｓｍやもう一方の回折光によるサブビーム信号を用いる手法に比べ、光学的、電気的な特性差が極めて少ない。そして、記録中の光変調成分やオーバーライトしていくときの古いマークから受ける反射率変動の影響もサブビーム信号ＳｓＡとサブビーム信号ＳｓＢには同じように含まれているため、本構成のサブビーム信号ＳｓＡとサブビーム信号ＳｓＢとを差動演算したＤＲＡＷ信号は、メインスポットが記録した直後の記録マーク信号の安定な抽出が可能となる。
また、第２の領域１９や第３の領域２０から得られるプッシュプル信号と、メイン受光素子１０から得られるメインスポットのプッシュプル信号とを差動演算することによりディファレンシャルプッシュプル（ＤＰＰ）信号を生成し、対物レンズ５がトラックに追従する際にレンズシフトを生じたときにもオフセットの少ないトラッキングエラー信号が得られる構成とすることもできる。
また、図１５に示すようにもう一方のサブビームを受光する受光素子やアンプ、スイッチを追加し、記録媒体に対する光スポットの走査方向が反対になった場合にもＤＲＡＷ信号を生成できるようにサブビームを切り替えられる構成としてもよい。
また、本実施形態では、サブビームを生成するための光分岐素子として回折素子を用いた構成例について説明したが、一つのサブビームを用いた構成については、回折素子の代わりにテーパ状のミラーやプリズムを用いてもよい。この場合は、表面反射光もしくは透過光をメインビームとして使用し、テーパ角度のついた内面で反射した光をサブビームとして使用することで構成が可能である。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における光ピックアップについて説明する。
図１６は本実施形態の光ピックアップの光学系構成を示す図である。
本実施形態では、光抽出素子２１が偏光ビームスプリッタ３と光検出器８との間に配置されている。ここでは、光抽出素子２１として、図１７に示すようなビームの一部の領域に作用する回折素子を使用する例を説明する。この例では、光抽出素子２１はビーム有効径の中心部分が斜め４５度方位の格子ベクトルの回折格子２２で構成されている。
光テープ１０５で反射し、光抽出素子２１に入射した光は、この回折格子２２によって回折され、検出レンズ７を経て光検出器へ入射する。
図１８は本実施の形態の光検出器の受光素子の構成と、光検出器８から演算回路９における信号処理のブロック図である。回折格子２２で回折されなかったサブビーム光はサブ受光素子１１で受光する。そして、メイン受光素子１０で受光したメインビーム光とともにトラッキングやフォーカス制御用の信号生成に利用する。また、記録マーク信号成分を含んだサブビーム信号ＳｓＡとしても使用する。
一方、回折格子２２で回折された回折光２３は受光素子２４へ入射するが、この領域の光は記録マーク信号成分が少ない領域に設定されており、サブビーム信号ＳｓＢとして使用する。そして、サブビーム信号ＳｓＡとサブビーム信号ＳｓＢとを差動アンプ１４で差動演算し、ＡＧＣ処理することによりＤＲＡＷ信号が得られる。この構成例もＤＲＡＷ信号をサブスポットのみによる信号から生成するため、記録中のメインスポットによる信号から記録マーク信号成分を抽出する手法に対し、記録マーク生成過程の不完全な記録マーク信号ではなく、完全に記録マーク生成が完了した後の記録マーク信号を用いてＤＲＡＷ信号を生成できるというメリットがある。加えて、一つのサブビームからＤＲＡＷ信号を生成するため、メインビーム信号Ｓｍやもう一方の回折光によるサブビーム信号との光学的、電気的な特性差が極めて少ない。そして、記録中の光変調成分やオーバーライトしていくときの古いマークから受ける反射率変動の影響もサブビーム信号ＳｓＡとＢには同じように含まれているため、本構成のサブビーム信号ＳｓＡとＢとを差動演算したＤＲＡＷ信号は、メインスポットが記録した直後の記録マーク信号の安定な抽出が可能となる。
さらに、ＤＲＡＷ信号生成のためのサブビームの領域分割を、受光素子上ではなく、ビームが集光する前のビーム径が比較的大きい状態の光路中で行うため、領域分割の位置決め、この場合、光抽出素子２１や光検出器の位置決めを容易に行うことができるというメリットも得られる。
光抽出素子２１として、図１９に示すような複数の領域に異なる格子ベクトルを配した回折素子を使用してもよい。この例では、光抽出素子２１は中心部分が斜め４５度方位の格子ベクトルの回折格子２２で構成され、中心以外の領域は中心部分と直交する方位の格子ベクトルの回折格子２５で構成されている。
図２０は、本実施形態で使用され得る光検出器８の受光素子の構成と、光検出器８から演算回路９における信号処理のブロック図である。回折格子２５で回折された光は受光素子２７へ入射するが、この領域の光には記録マーク信号成分が含まれているため、この受光素子２７の出力をサブビーム信号ＳｓＡとして使用し、サブビーム信号ＳｓＢとの差動演算、ＡＧＣ処理によりＤＲＡＷ信号が得られる。
本実施の形態では、サブ受光素子１１は図５に記した±１次の２つのサブスポットのうち、紙面上側のサブスポット５１からの反射光を受ける。つまり、サブ受光素子１１で受光するサブビームはメインスポット５０で記録した直後の記録マーク７０上のサブスポット光である。この構成ではサブスポット５１はメインスポット５０と同一トラック上に並ぶように配置することが望ましいが、これから記録するトラックではなく、メインスポット５０によって直前に記録された後のトラック上（図５の左側の領域）であっても原理的には構わない。
また、サブ受光素子１１から得られるプッシュプル信号と、メイン受光素子１０から得られるメインスポットのプッシュプル信号と差動演算することによりディファレンシャルプッシュプル（ＤＰＰ）信号を生成してもよい。その場合、対物レンズ５がトラックに追従する際にレンズシフトを生じたときにもオフセットの少ないトラッキングエラー信号が得られる。
また、もう一方のサブビームを受光する受光素子やアンプ、スイッチを追加し、記録媒体に対する光スポットの走査方向が反対になった場合にもＤＲＡＷ信号を生成できるようにサブビームを切り替えられる構成としてもよい。
図１６の例では、光抽出素子２１は偏光ビームスプリッタ３と検出レンズ７の間に配置されているが、別の場所、例えば、検出レンズ７と光検出器８との間や対物レンズ５と偏光ビームススプリッタ３の間などに配置されてもよい。
本実施形態では、サブビームを生成するための光分岐素子として回折素子２を用いている。一つのサブビームを形成するため、回折素子２の代わりにテーパ状のミラーやプリズムを用いてもよい。この場合は、表面反射光もしくは透過光をメインビームとして使用し、テーパ角度のついた内面で反射した光をサブビームとして使用する。
上記の実施形態によれば、記録用スポット位置に対するサブスポット位置のアライメント精度が緩和され、光ピックアップ構成の簡素化や平易な組立が可能になる。
本発明の実施形態によれば、既に記録された光記録媒体にオーバーライトする場合であっても光源の光変調成分を含まない良好な再生信号によりＤＲＡＷ動作が機能する光ピックアップが簡素な構成で実現できる。
また、本発明の実施形態によれば、光記録媒体の進行方向が変わっても光検出器を切り替えることで対応できる。
また本発明の実施形態によれば、記録のメインスポットと再生用のサブスポットを用いてＤＣオフセットのない安定なトラッキング信号を得ることができるため光媒体への記録品質も確保できる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲でこれらの実施の形態に各種変形を施して得られる形態や、各実施の形態における構成要素を任意に組み合わせることで実現される形態も、本発明に含まれる。
本発明の実施形態は、例えば複数の光ピックアップを有する大容量情報記憶システム（たとえば光テープや光ディスクを用いたデータファイルシステム）に適用可能である。
１、４１０ 光源
２、４１１ 回折素子
３、４０３ 偏光ビームスプリッタ
４、４０４ 波長板
５、４０７ 対物レンズ
６、４０８ 光記録媒体
７、４０２ 検出レンズ
８、４０１ 検出器
９ 演算回路
１０、１２１ メイン受光素子
１１、１２２、１２３ サブ受光素子
１１’ 追加のサブ受光素子
１２、１７ 加算アンプ
１３ ＶＶアンプ
１４ 差動アンプ
１５ ＡＧＣ回路
１６ スイッチ
１８ 第１の領域
１９ 第２の領域
２０ 第３の領域
２１ 光抽出素子
２２、２５、４１１ 回折格子
２３、２６ 回折光
２４、２７ 受光素子
３０ 光変調器
１０５ 光テープ
１３０ フォーカス・トラッキング信号生成部
１３２ 再生回路
４０５ 集光レンズ
４０６ ミラー

Claims (7)

  1. 光源と、
    前記光源の光から複数の光ビームを形成し、前記複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポットおよびサブスポットを光記録媒体上に形成する光学系であって、前記光記録媒体の同一箇所を前記サブスポットより先行して前記メインスポットが移動するように前記記録用ビームおよび再生用ビームを前記光記録媒体上に集束する光学系と、
    前記記録用および再生用ビームの前記光記録媒体による反射光を検知して電気信号を生成する検出器と、
    を備え、
    前記検出器は、前記光記録媒体から反射された前記メインスポットの光を受ける第１の受光素子と、前記光記録媒体から反射された前記サブスポットの光の一部を受ける第２の受光素子とを有しており、
    前記光学系は、前記再生用ビームが前記光記録媒体上においてデフォーカスするように前記再生用ビームを集束する、光ピックアップ。
  2. 光源と、
    前記光源の光から複数の光ビームを形成し、前記複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポットおよびサブスポットを光記録媒体上に形成する光学系であって、前記光記録媒体の同一箇所を前記サブスポットより先行して前記メインスポットが移動するように前記記録用ビームおよび再生用ビームを前記光記録媒体上に集束する光学系と、
    前記記録用および再生用ビームの前記光記録媒体による反射光を検知して電気信号を生成する検出器と、
    を備え、
    前記検出器は、前記光記録媒体から反射された前記メインスポットの光を受ける第１の受光素子と、前記光記録媒体から反射された前記サブスポットの光を受ける第２の受光素子とを有しており、前記第２の受光素子は、第１光電変換素子と第２光電変換素子とを有しており、
    前記第１光電変換素子は、前記サブスポットの光のうちの中心部を受けるように配置され、前記第２光電変換素子は、前記サブスポットの光のうち周辺部を受けるように、前記第１光電変換素子および前記第２光電変換素子が配置されており、
    前記検出器は、第１光電変換素子の出力および第２光電変換素子の出力の差動演算によって再生信号を生成する、光ピックアップ。
  3. 光源と、
    前記光源の光から複数の光ビームを形成し、前記複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポットおよびサブスポットを光記録媒体上に形成する光学系であって、前記光記録媒体の同一箇所を前記サブスポットより先行して前記メインスポットが移動するように前記記録用ビームおよび再生用ビームを前記光記録媒体上に集束する光学系と、
    前記記録用および再生用ビームの前記光記録媒体による反射光を検知して電気信号を生成する検出器と、
    を備え、
    前記検出器は、前記光記録媒体から反射された前記メインスポットの光を受ける第１の受光素子と、前記光記録媒体から反射された前記サブスポットの光を受ける第２の受光素子とを有しており、前記第２の受光素子は、第１光電変換素子と第２光電変換素子とを有しており、
    前記光学系は回折素子を含み、前記回折素子は前記再生用ビームとして±１次光を形成し、
    前記第２の受光素子は前記±１次光の一方を受けるように配置され、
    前記検出器は、前記±１次光の他方を受けるように配置されている第３の受光素子を備え、かつ、前記第１の受光素子の出力および前記第２の受光素子の出力の差動演算によって得られる信号と、前記第１の受光素子の出力および前記第３の受光素子の出力の差動演算によって得られる信号とを切り替えて出力することができるように構成されている、光ピックアップ。
  4. 光源と、
    前記光源の光から複数の光ビームを形成し、前記複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポットおよびサブスポットを光記録媒体上に形成する光学系であって、前記光記録媒体の同一箇所を前記サブスポットより先行して前記メインスポットが移動するように前記記録用ビームおよび再生用ビームを前記光記録媒体上に集束する光学系と、
    前記光記録媒体で反射した前記サブスポットの光の一部を抽出する光抽出素子と、
    前記記録用および再生用ビームの前記光記録媒体による反射光を検知して電気信号を生成する検出器と、
    を備え、
    前記検出器は、前記光記録媒体から反射された前記メインスポットの光を受ける第１の受光素子と、前記光記録媒体から反射された前記サブスポットの光の一部を受ける第２の受光素子と、前記光抽出素子によって抽出された前記サブスポットの光の他の一部を受ける第３の受光素子とを有しており、
    前記抽出素子は、前記サブスポットの光の複数の領域を抽出し、
    前記第３の受光素子は、複数の光電変換素子を有している、光ピックアップ。
  5. 光源と、
    前記光源の光から複数の光ビームを形成し、前記複数の光ビームに含まれる記録用ビームおよび再生用ビームを集束して、それぞれメインスポットおよびサブスポットを光記録媒体上に形成する光学系であって、前記光記録媒体の同一箇所を前記サブスポットより先行して前記メインスポットが移動するように前記記録用ビームおよび再生用ビームを前記光記録媒体上に集束する光学系と、
    前記記録用および再生用ビームの前記光記録媒体による反射光を検知して電気信号を生成する検出器と、
    を備え、
    前記検出器は、前記光記録媒体から反射された前記メインスポットの光を受ける第１の受光素子と、前記光記録媒体から反射された前記サブスポットの光の一部を受ける第２の受光素子とを有しており、
    前記第２の受光素子は前記サブスポットの光の略中央部分を受けるように配置されており、
    前記第１の受光素子は複数の領域に分割されており、前記第１の受光素子の複数の領域から得られる信号からプッシュプルによるメイントラッキングエラー信号を生成し、
    前記第２の受光素子の複数の領域から得られる信号からプッシュプルによるサブトラッキングエラー信号を生成し、
    前記メイントラッキングエラー信号およびサブトラッキングエラー信号からトラッキングエラー信号を生成する光ピックアップ。
  6. 前記第１の受光素子は複数の領域に分割されており、前記第１の受光素子の複数の領域から得られる信号からプッシュプルによるメイントラッキングエラー信号を生成し、
    前記第２の受光素子の複数の領域から得られる信号からプッシュプルによるサブトラッキングエラー信号を生成し、
    前記メイントラッキングエラー信号およびサブトラッキングエラー信号からトラッキングエラー信号を生成する請求項１に記載の光ピックアップ。
  7. 請求項１から６のいずれかに記載の少なくとも１つの光ピックアップを備え、光記録媒体に対してデータの記録再生を行う光記録再生装置。
JP2012085501A 2011-09-22 2012-04-04 光ピックアップおよび光記録再生装置 Expired - Fee Related JP6032634B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012085501A JP6032634B2 (ja) 2011-09-22 2012-04-04 光ピックアップおよび光記録再生装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011206939 2011-09-22
JP2011206939 2011-09-22
JP2012085501A JP6032634B2 (ja) 2011-09-22 2012-04-04 光ピックアップおよび光記録再生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013080547A JP2013080547A (ja) 2013-05-02
JP6032634B2 true JP6032634B2 (ja) 2016-11-30

Family

ID=47911184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012085501A Expired - Fee Related JP6032634B2 (ja) 2011-09-22 2012-04-04 光ピックアップおよび光記録再生装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8619522B2 (ja)
JP (1) JP6032634B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013065387A (ja) * 2011-08-31 2013-04-11 Panasonic Corp 記録再生装置
US9245572B2 (en) * 2012-11-21 2016-01-26 Oracle International Corporation Optical tape pick up unit with holographic optical element
US9911450B1 (en) * 2016-08-22 2018-03-06 Oracle International Corporation Optical storage system divider based draw verification with automatic bias or delay adjustment
US9875769B1 (en) * 2016-08-22 2018-01-23 Oracle International Corporation Optical storage system divider based draw verification with digitally synthesized writing laser pulse signal
US9899055B1 (en) * 2016-08-22 2018-02-20 Oracle International Corporation Optical storage system divider based draw verification

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4494226A (en) * 1981-10-15 1985-01-15 Burroughs Corporation Three beam optical memory system
US4488277A (en) * 1982-02-10 1984-12-11 North American Philips Corporation Control system for an optical data recording apparatus
JPS59113509A (ja) 1982-12-20 1984-06-30 Nec Corp デイスク処理装置
JPH0750531B2 (ja) * 1986-04-16 1995-05-31 株式会社日立製作所 光学式情報再生装置
FR2613866B1 (fr) 1987-04-07 1994-01-14 Mitsubishi Denki Kk Appareil d'enregistrement et de reproduction optique d'information
JPS63249941A (ja) 1987-04-07 1988-10-17 Mitsubishi Electric Corp 光記録再生装置
JPS63249939A (ja) * 1987-04-07 1988-10-17 Mitsubishi Electric Corp 光記録再生装置
US5267226A (en) * 1987-12-03 1993-11-30 Canon Kabushiki Kaisha Optical information recording and reproducing apparatus with switchable spot-functions
NL8901588A (nl) * 1989-06-23 1991-01-16 Philips Nv Inrichting voor het optekenen van informatie op een registratiedrager met een stralingsgevoelige laag.
JPH0748263B2 (ja) * 1989-06-27 1995-05-24 三菱電機株式会社 光記録再生装置
US5450390A (en) * 1991-08-13 1995-09-12 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for writing and reading information and storage medium used for the same
US5475665A (en) 1991-10-08 1995-12-12 Olympus Optical Co., Ltd. Optical information writing and reading apparatus having two light sources
JPH05101420A (ja) * 1991-10-09 1993-04-23 Olympus Optical Co Ltd 光ピツクアツプ装置
JPH0668515A (ja) * 1992-08-19 1994-03-11 Olympus Optical Co Ltd 光学的情報記録再生装置
JP3159607B2 (ja) * 1994-07-29 2001-04-23 キヤノン株式会社 光学的情報記録再生装置
JP2907027B2 (ja) * 1994-10-18 1999-06-21 ティアック株式会社 光ディスク装置
JP3017418B2 (ja) * 1995-05-16 2000-03-06 株式会社リコー 光ピックアップ装置
EP0731455A3 (en) * 1995-03-06 1997-01-22 Canon Kk Apparatus and method for optical information recording and reading
JPH0954974A (ja) * 1995-08-07 1997-02-25 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ
JP3420404B2 (ja) * 1995-09-19 2003-06-23 キヤノン株式会社 光学的情報記録装置
JPH10162365A (ja) * 1996-12-03 1998-06-19 Olympus Optical Co Ltd 光学的情報記録再生装置
JPH11283252A (ja) * 1998-03-26 1999-10-15 Pioneer Electron Corp 読取信号生成装置
US8451702B2 (en) * 2011-08-22 2013-05-28 Oracle International Corporation Direct read after write for optical storage device
JP2014211924A (ja) * 2011-08-31 2014-11-13 パナソニック株式会社 光ピックアップおよび光記録再生装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8619522B2 (en) 2013-12-31
JP2013080547A (ja) 2013-05-02
US20130077456A1 (en) 2013-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE42825E1 (en) Optical pickup head device, information recording/reproducing apparatus, and method for recording information
JP5955092B2 (ja) 光記録再生装置および再生装置
JP6032634B2 (ja) 光ピックアップおよび光記録再生装置
JP6124090B2 (ja) 光記録再生装置
US20060268669A1 (en) Optical pickup unit and information recording/reproducing apparatus
JP2002183987A (ja) 光学情報記録装置、再生装置及び光ヘッド装置
WO2006027955A1 (ja) 光情報装置及び情報記録／再生装置
JP2013093087A (ja) 光ピックアップおよび光記録再生装置
US7668064B2 (en) Optical pickup unit and information recording/reproduction apparatus
JP2007042150A (ja) 光ヘッド装置及び光ディスク装置
JP5895228B2 (ja) 光記録再生装置
JP2013093086A (ja) 光記録再生装置
WO2013031044A1 (ja) 光ピックアップおよび光記録再生装置
JP2013084329A (ja) 光ピックアップ装置および光記録再生装置
US20100027402A1 (en) Optical head device and optical disc apparatus
JP3841287B2 (ja) 光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置
US20070064573A1 (en) Optical head unit and optical disc apparatus
US20070002704A1 (en) Optical head and optical disc apparatus
JP5957737B2 (ja) 光ピックアップおよび光記録再生装置
US20070097833A1 (en) Optical head unit and optical disc apparatus
JP2760410B2 (ja) 光学的情報記録再生装置
JP3984211B2 (ja) 光ヘッド装置及び信号再生装置
JP2006244538A (ja) 光ヘッド装置及び光ディスク装置
JP2008071449A (ja) 光ピックアップ
JPH0845078A (ja) 光学的情報記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20141003

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150106

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150908

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160603

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161011

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161017

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6032634

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees