JPH01124118A - 光学的ディスクの記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザー光を用いてディスク状記録媒体にデ
ジタル信号を記録及び（又は）再生をする光学的ディス
クの記録・再生装置に関するものである。

［従来の技術］ ディスク状記録媒体にレーザー光を照射して。

情報の記録・再生を行う方法としては、光磁気ディスク
を使用する光磁気記録方式と、光ディスクを使用する光
記録方式とが知られている。

光磁気記録方式とは情報を記録する際に、先ず光磁気デ
ィスクにレーザー光をスポット状に照射し、レーザー光
が照射された部分のみを記録媒体が磁化を失うキューり
点景上の温度に昇温する。

そして、このときに外部磁界を加えながらレーザー光の
照射を止めると、レーザー光が照射されていた部分はキ
ューり点景下の温度に下がると同時に、外部磁界の方向
に磁化される。この状態で外部磁界を取り除いても、レ
ーザー光が照射されていた部分は、先程加えた外部磁界
と同方向に磁化した状態を保つので、情報を記録するこ
とができる。

このように記録を行った光磁気ディスクから情報を再生
するには、記録媒体をキューり点景上の温度に加熱しな
い弱いレーザー光をスポット状に照射する。すると、レ
ーザー光が照射された部分の磁化の方向に従って、レー
ザー光の反射光の偏光面の回転方向が変化するカー効果
や、レーザー光の透過光の偏光面の回転方向が変わるフ
ァラデー効果が生ずるため、レーザー光の偏光面の回転
方向からレーザー光の照射された部分の磁化の方向を検
出し、情報を再生することができる。

光ディスクを使用する光記録方式では、光ディスクに強
いレーザー光をスポット状に照射し、レーザー光が照射
された部分のみを変形会食質させて、透過率又は反射率
を変えることによって情報を記録し、情報を再生する時
には光ディスクを変形・変質させない弱いレーザー光を
光ディスクにスポット状に照射し、レーザー光が照射さ
れた部分からの透過光又は反射光の強度を検出すること
により情報を再生する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の光磁気ディスクや光ディスクの記録・再生装置に
おいては、１個の光ヘッドを使用し、１つの光ビームス
ポットによってディスク状記録媒体にデジタル信号を記
録したり、デジタル信号を再生したりしている。このよ
うな装置において、ディスク状記録媒体に対するデジタ
ル信号の高速な記録・再生は、ディスク状記録媒体の回
転数を高くすることによって行われている。しかし、デ
ィスク状記録媒体を高速で回転させようとすると、ディ
スク状記録媒体に大きな応力が加わると共に、光ヘッド
のフォーカシングやトラッキングのサーボ追従速度に限
界があるため、ディスク状記録媒体を成る程度以上の速
度で回転させることが極めて困難であり、ディスク状記
録媒体に対するデジタル信号の記録・再生速度を成る程
度以上に速くすることができない欠点がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、複数の光ビームスポットを用いること
によって、ディスク状記録媒体に対してデジタル信号を
高速に記録・再生することを可能とした光学的ディスク
の記録・再生装置を提供することにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、螺旋状の
トラッキング用溝を有し、光学的ディスク状記録媒体に
複数の光ビームスポットを照射する照射光学系と、前記
複数の光ビームスポットの前記ディスク状記録媒体によ
る反射光又は透過光を検出する検出光学系と、該検出光
学系からの検出信号に基づいて前記複数の光ビームスポ
ットのトラッキングを制御する制御手段とを有し、前記
ディスク状記録媒体に前記複数の光ビームスポットを照
射することによって、同時に複数の信号を前記ディスク
状記録媒体に対し記録及び（又は）再生する手段を有す
ることを特徴とする光学的ディスクの記録・再生装置で
ある。

［発明の実施例］ 本発明を光磁気ディスクを用いた図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。

第１図は本発明の構成図であり、マルチビームレーザー
光源ｌからその光路に沿って、コリメータレンズ２．ビ
ームスプリッタ３、ミラー４が配置され、ミラー４の反
射方向にはレンズ５．光磁気ディスクＤが設けられてい
る。また、光磁気ディスクＤからの反射光に対する第１
のビームスプリッタ３のミラー４側からの光に対する反
射方向には、レンズ７、第２のビームスプリッタ８、ト
ラッキング検出器９が順次に配置され、第２のビームス
プリッタ８のレンズ７側からの光に対する反射方向には
レンズ１０、フォーカシング検出器１１が設けられてい
る。

第２図はトラッキング検出器９の回路構成図であり、光
磁気ディスクＤからの反射光を受光する２個のフォトダ
イオード１２ａ、１２ｂを有し、これらの出力は差動増
幅器１３を介してプッシュプル法によりトラッキングエ
ラー信号として図示しない制御回路に出力される。

第３図はフォーカシング検出器１１の回路構成図であり
、反射光を受光する４個のフォトダイオード１４ａ〜１
４ｄが「田」の字形に配列され、フォトダイオード１４
ａ、１４ｄの出力は加算器１５に、フォトダイオード１
４ｂ、１４ｃの出力は加算器１６に接続され、加算器１
５．１６の出力は差動増幅器１７を介して、フォーカス
エラー信号として図示しない制御回路に出力されるよう
になっている。

マルチビームレーザー光源ｌは複数のレーザー光を出射
することができ、光磁気ディスクＤへの記録時には、デ
ジタル信号で個々に変調された複数のレーザー光を出射
し、データ再生時には再生用の複数のレーザー光を出射
する。また、光磁気ディスクＤには第４図に示すように
トラッキング及び情報記録に用いる螺旋状の溝Ｐと、情
報記録に用いる！＋１ｔ　Ｐ間のランドＬとが設けられ
ている。

マルチビームレーザー光源ｌから出射されるデジタル信
号の記録及び再生用の複数のレーザー光は、コリメータ
レンズ２において平行光線にされた後に、第１のビーム
スプリッタ３、ミラー４、レンズ５を介して光磁気ディ
スクＤに複数の光ビームスポットＳａ、　Ｓｂ、　Ｓｃ
、・・・とじて照射され、光磁気ディスクＤに複数のデ
ジタル信号を記録したり、光磁気ディスクＤの複数の情
報を再生したりする。これら複数の光ビームスポットＳ
ａ、Ｓｂ、Ｓｃ、・・・は、′例えば光磁気ディスクＤ
の回転方向に数１１０７ｚ間隔、半径方向に１〜２μｍ
間隔、即ち光磁気ディスクＤの螺旋状の溝Ｐに対して僅
かに角度を付した線に沿うようにして光磁気ディスクＤ
に照射される。また、光ビームスポットＳａ、Ｓｂ、　
Ｓｃ、・・・が光磁気ディスクＤに照射されるに際して
は、その内の１個が溝Ｐに照射されるように配置されて
いる。光ビームスポットＳａ、　Ｓｂ、Ｓｃ、・・・の
数が例えば８個であれば、ランドＬに（Ｎ−１）本のト
ラック、溝Ｐに１本のトラックの計Ｎ本のトラックが、
等間隔で設けられ光ビームスボッ）Ｓａ、　Ｓｂ、　Ｓ
ｃ、・・・によって、同時にデジタル信号を光磁気ディ
スクＤのランドＬと溝Ｐに記録したり再生したりするこ
とができる。

光磁気ディスクＤによる複数の反射光はレンズ５、ミラ
ー４を逆行して第１のビームスプリッタ３に入射し、第
１のビームスプリッタ３で反射された後に、レンズ７を
通って第２のビームスプリフタ８に入射する。第２のビ
ームスプリッタ８に入射した反射光の一部は、第２のビ
ームスプリ）り８を通過してトラッキング検出器９に入
射する。同時に、残りの反射光は第２のビームスプリッ
タ８で反射された後に、レンズｌＯを介してフォーカシ
ング検出器１１に入射する。

トラッキング検出器９に入射した複数の反射光は、光磁
気ディスクＤに照射する光ビームスポットｓａ、　Ｓｂ
、　Ｓｃ、・・・のトラッキング検出用に用いられる０
例えば、光ビームスポットが２個のＳａ、　Ｓｂである
場合には、第２図に示すようにフォトダイオード１２ａ
、１２ｂに反射スポットＲａ、　Ｒｈを結像する０反射
スポットＲａ、Ｒｈの内の一方の反射スポラ）Ｒａは、
光磁気ディスクＤの溝Ｐで反射されたレーザー光であり
、他方の反射スポットＲｂはランドＬで反射されたもの
である。ランドＬで反射された反射スポラ）Ｒｈがフォ
トダイオード１２ａ、１２ｂのそれぞれに照射する光量
は等しいが、溝Ｐで反射された反射スポラ）Ｒａがフォ
トダイオード１２ａ、１２ｂのそれぞれに照射する光量
は、トラッキングが合っているとき以外は等量ではない
、即ち、光ビームスボッ）Ｓａが溝Ｐに照射されると溝
Ｐの左右のエツジ部分で回折が生じて１強い反射光がｉ
ＩｇＩＰの左右に発生する。溝Ｐのエツジ部分に照射さ
れる光ビームスボッ）Ｓａの光量が溝Ｐの左右で異なる
と、溝Ｐのエツジ部分で生ずる反射光の光強度も左右で
異なり、結果として溝Ｐからの反射光が反射スポラ）Ｒ
ａとしてフォトダイオード１２ａ、１２ｂに入射する光
量も異なることになる。フォトダイオード１２ａ、１２
ｂに照射される光量が異なると、フォトダイオード１２
ａ、１２ｂの出力電流に差が生じ、差動増幅器１３の出
力電圧は正か負の値をとり、制御回路は差動増幅器１３
の出力に応じて光ビームスボッ）Ｓａのトラッキング操
作を行い、差動増幅器１３の出力電圧が零、即ち溝Ｐに
よる反射光がフォトダイオード１２ａ、１２ｂに等量に
照射するように制御する。

また、フォーカシング検出器１１に入射した複数の反射
光の内、光磁気ディスクＤのランドＬで反射された反射
光の１つが、フォトダイオード１４ａ〜１４ｄに照射さ
れる。光磁気ディスクＤに照射される光ビームスボッ）
Ｓａの焦点が合っていると、第３図に示す図形の反射ス
ポットＲＣが得られ、フォトダイオード１４ａ〜１４ｄ
のそれぞれに照射される反射光の強度は等しく、そのと
き差動増幅器１７の出力電圧は零となり、制御回路は光
ビームスボッ）Ｓａの焦点合わせ操作は行わない、しか
し、光ビームスボッ）Ｓａの焦点が合っていない場合に
は、反射スポットは第４図のＲｄ、　Ｒｅのように偏平
な楕円状となり、フォトダイオード１４ａ−１４ｄのそ
れぞれに照射される反射光の強度が異なり、差動増幅器
１７の出力電圧は正か負の値となる。このとき、制御回
路は差動増幅器１７の出力に応じて光ビームスボッ）Ｓ
ａの焦点合わせ操作を行い、差動増幅器１７の出力電圧
が零、即ちフォトダイオード１４ａ−１４ｄのそれぞれ
に照射される反射光の強度が等しくなるように制御する
。

なお、光ビームスポットＳａ、　Ｓｂ、　Ｓｃ、・・・
のそれぞれは、焦点を同一平面上に結ぶように構成され
ているため、光磁気ディスクＤのランドＬに照射される
光ビームスポットＳａ、　Ｓｂ、　Ｓｃ、・・・の内の
１個の光ビームスポットの焦点が合っていれば、残りの
光ビームスボッ）　Ｓａ、　Ｓｂ、　Ｓｃ、−・・・の
焦点も合致するようになっている。このため、フォーカ
シング検出器１１では光ビームスボッ）Ｓａ、Ｓｂ。

Ｓｃ、・・・の内の１個の光ビームスポットについての
み焦点合わせを行えばよいことになる。また、光磁気デ
ィスクＤのランドＬで反射された反射光によって焦点合
わせを行うのは、溝Ｐによる反射光はエツジ部分の回折
によって光が散乱し、焦点合わせの際に誤差が生ずる虞
れがあるためである。

第５図はトラッキング検出器９の他の構成図であり、一
対のフォトダイオード２０ａ、２０ｂと、一対のフォト
ダイオード２１ａ、２１ｂが配置され、フォトダイオー
ド２０ａ、２０ｂの出力は差動増幅器２２に、フォトダ
イオード２１ａ、２１ｂの出力は差動増幅器２３に接続
され、差動増幅器２２．２３の出力は加算器２４を介し
てトラッキングエラー信号として出力されている。そし
て、光ビームスポットＳａの反射光がフォトダイオード
２０ａ、２０ｂに反射スポットＲａを、また光ビームス
ポットｓｂの反射光がフォトダイオード２１ａ、２１ｂ
に反射スポットＲｈを結像するようになっている・ この場合に、光ビームスボッ）Ｓａ、Ｓｂの内の１個の
光ビームスポットは光磁気ディスクＤの溝Ｐに照射され
ているので、トラック移動を連続的に行うと差動増幅器
２２の出力波形は第６図（ａ）に示すように、また差動
増幅器２３の出力波形は（ｂ）に示すようになる。第６
図（ａ）　、　（ｂ）の出力波形図の内の正弦波状の部
分は光ビームスポットＳａ、　Ｓｂがトラッキングによ
って、光磁気ディスクＤの溝Ｐに照射され始めてから照
射されなくなるまでに対応しており、出力が零で一定の
部分は光ビームスポットＳａ、Ｓｂが光磁気ディスクＤ
のランドＬに照射されている時に対応する。即ち、光ビ
ームスポットＳａ、Ｓｂのそれぞれが光磁気ディスクＤ
の溝Ｐを横切る時に差動増幅器２２．２３から正弦波状
の波形が出力され、ランドＬを横切る時に零が出力され
る。差動増幅器２２．２３の出力を加算器２４で加算す
ると、第６図（Ｃ）に示すような出力波形となり、光ビ
ームスポットｓａ、Ｓｂが全体として光磁気ディスクＤ
上の隣りのトラックに移動すれば、１つの正弦波状の波
形が加算器２４から出力されることになる。差動増幅器
２２．２３は、正弦波状の波形を同時に出力することは
なく、これは反射スボッ）Ｒａ、Ｒｂの内の一方のみが
光磁気ディスクＤの溝Ｐによる反射光であり、フォトダ
イオード２０ａ、２０ｂとフォトダイオード２１ａ、２
１ｂの一方にのみ出力電流の変化が生ずるためである。

なお、第５図の回路から加算器２４を取り除き、フォト
ダイオード３０ａ、３１ａを１つのフォトダイオード１
２ａに、フォトダイオード３０ｂ、３１ｂを１つのフォ
トダイオード１２ｂに置換し、差動増幅器２２．２３を
差動増幅器１３に取り換えれば、第２図と同様の回路に
なり、この場合の差動増幅器１３の出力は第６図と全く
同じ波形図が得られる。

第７図（ａ）は第２図に示すトラッキング検出器９のフ
ォトダイオード１２ａ、１２ｂに照射される反射スポッ
トＲａ、　Ｒｈの大きさを大きくし、互いに重なる部分
を持つようにフォトダイオード１２ａ、１２ｂを配置し
た場合を示している。

このようにすると、フォトダイオード１２ａ、１２ｂの
位置が正規の位置から若干ずれても、フォトダイオード
１２ａ、１２ｂのそれぞれに照射される光量の変化を小
さくすることができる。

また、第７図（ｂ）は４個の光ビームスボッ）Ｓａ、Ｓ
ｂ、　Ｓｃ、　Ｓｄが光ディスクＤに照射され、トラッ
キング検出器９のフォトダイオード１２＆、１２ｂ上に
反射スポットＲａ、　Ｒｈ、　Ｒｅ、　Ｒｄとして結像
した様子を示し、トラック移動を行うときやトラッキン
グ誤差を検出する際の差動増幅器１３の出力は、上述し
た光ビームスポットが２個の場合と同様となる。

このように構成された光学的ディスクの記録・再生装置
において、光磁気ディスクＤにアクセスするには、トラ
ックジャンプつまり光ビームスポットＳａ、・Ｓｂ、　
Ｓｃ、・・・を現在照射しているトラックから別のトラ
ックへ照射するように、トラック間の移動を行うことが
必要であるが、この際のトラックジャンプの失敗の確率
はアクセス性能に大きな影響を及ぼす、このため、トラ
ックＮ本分の移動をする際には、−度にトラックＮ本分
のトラックジャンプをすると失敗する確率が高いので、
トラックを１本分ずつ移動するか、或いは移動トラック
数が多い場合には移動トラック数Ｎの整数分の１ずつ数
回に分けてトラックジャンプをし、全体としてトラック
Ｎ本分のトラックジャンプをすることにより、確実なト
ラック間の移動を実現できる。

また、光ビームスボッ）Ｓａ、　Ｓｂ、　Ｓｃ、・・・
が位置するトラックは、光磁気ディスクＤのトラックに
セクタアドレスナンバをプリフォーマット等によって記
録しておき、光磁気ディスクＤにアクセスする際に、こ
のセクタアドレスナンバを再生することによって検出す
ることができる。第８図はセクタアドレスナンバ検出回
路のブロック回路構成図であり、光ビームスポットＳａ
、　Ｓｂ、　Ｓｃ、・・・が４個である場合に対応し、
光ビームスポットＳａ、Ｓｂ、　Ｓｃ、　Ｓｄによる光
磁気ディスクＤからの再生信号は、それぞれ端子ＩＮＩ
〜ＩＮ４から入力し、クロック検出回路３０ａ〜３０ｄ
を介してスイッチ切換回路３１にそれぞれ接続されると
共に、スイッチ３２の端子３２ａ〜３２ｄに接続されて
いる。スイッチ切換回路３１の出力はスイッチ３２及び
セクタナンバ検出回路３３に接続され、スイッチ３２に
よって選択されたクロ７り検出回路３０ａ〜３０ｄの出
力は復調回路３４を介してセクタナンバ検出回路３３に
接続されている。

光磁気ディスクＤには光ビームスボッ）Ｓａ。

Ｓｂ、　Ｓｃ、　Ｓｄの数、即ち４本おきにトラックに
セクタアドレスナンバが記録され、セクタアドレスナン
バの前にはクロック信号が比較的長く記録されている。

端子ｌＮｌ−ｌＮ４に光磁気ディスクＤからの再生信号
が入力されると、クロック検出回路３０ａ〜３０ｄの１
個のみがクロック信号を検出する。クロック信号を検出
したクロック検出回路３０は、スイッチ切換回路３１を
介してスイッチ３２を切換え、クロック信号が入力され
た端子ＩＮＩ　〜ＩＮ４に直結する端子３２ａ　〜３２
ｄｃ７）１個に接続する。また、スイッチ切換回路３１
は同時にセクタナンバ検出回路３３に制御信号を出力し
、セクタナンバ検出回路３３を作動状態にする。そして
、スイッチ３２を介してクロック信号を含む再生信号、
即ちセクタアドレスナンバを含む再生信号が復調回路３
４に入力されると、復調回路３４はセクタナンバ検出回
路３３を介して制御回路にセクタアドレスナンバを出力
する。

なお、実施例においては光磁気ディスクＤからの反射光
を用いてトラッキング制御やフォーカシング制御を行っ
ているが、光磁気ディスクＤの形式によっては透過光と
してもよい、更に、実施例においては本発明を光磁気デ
ィスクを用いた光磁気記録方式に適用した場合について
説明したが、光ディスクを用いた光記録方式にも適用で
きることは云うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る光学的ディスクの記録
−再生装置は、ディスク状記録媒体に複数の光ビームス
ポットを照射することによって、同時に複数のデジタル
信号をディスク状記録媒体に記録及び（又は）再生する
ことができ、高速な処理が可使となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る光学的ディスクの記録・再生装置の
実施例を示し、第１図は構成図、第２図はトラッキング
検出器の回路構成図、第３図はフォーカシング検出器の
回路構成図、第４図は光ディスクと光ビームスポットと
の説明図、第５図は他のトラッキング検出器の回路構成
図、第６図はトラッキング検出器の出力波形図、第７図
（ａ）　、　（ｂ）はフォトダイオードとスポットとの
説明図、第８図はセクタアドレスナンバの検出回路のブ
ロック回路構成図である。 符号１はマルチビームレーザー光源、２はコリメータレ
ンズ、３，８はビームスプリッタ、５．７．１０はレン
ズ、９はトラッキング検出器、１１はフォーカシング検
出器、１２ａ、１２ｂ、１４ａ　〜１４ｄ、２０ａ、２
０ｂ、２１ａ、２１ｂはフォトダイオード、１３．１７
．２２．２３は差動増幅器、１５，１６．２４は加算器
、３０ａ〜３０ｄはクロック検出器、３１はスイッチ切
換回路、３２はスイッチ、３２ａ〜３２ｄはスイッチ端
子、３３はセクタナンバ検出回路、３４は復調回路、Ｄ
は光磁気ディスクである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、螺旋状のトラッキング用溝を有し、光学的ディスク
   状記録媒体に複数の光ビームスポットを照射する照射光
   学系と、前記複数の光ビームスポットの前記ディスク状
   記録媒体による反射光又は透過光を検出する検出光学系
   と、該検出光学系からの検出信号に基づいて前記複数の
   光ビームスポットのトラッキングを制御する制御手段と
   を有し、前記ディスク状記録媒体に前記複数の光ビーム
   スポットを照射することによって、同時に複数の信号を
   前記ディスク状記録媒体に対し記録及び（又は）再生す
   る手段を有することを特徴とする光学的ディスクの記録
   ・再生装置。 ２、前記複数個の光ビームスポットは直線に沿って前記
   ディスク状記録媒体の半径方向と略直交する方向に等間
   隔で配列し、前記トラッキング用溝に１個の光ビームス
   ポットを照射し、前記トラッキング用溝間に残りの光ビ
   ームスポットを照射して、前記トラッキング用溝を照射
   する光ビームスポットによりトラッキングを行うように
   した特許請求の範囲第１項に記載の光学的ディスクの記
   録・再生装置。 ３、前記複数の光ビームスポットは前記ディスク状記録
   媒体の回転方向に数１０μｍ、半径方向に１〜２μｍ間
   隔で前記ディスク状記録媒体を照射するようにした特許
   請求の範囲第２項に記載の光学的ディスクの記録・再生
   装置。 ４、前記複数の光ビームスポットの内の１個の光ビーム
   スポットを、前記ディスク状記録媒体への焦点合わせに
   用いるようにした特許請求の範囲第１項に記載の光学的
   ディスクの記録・再生装置。 ５、前記ディスク状記録媒体への焦点合わせに用いる前
   記１個の光ビームスポットは、前記トラッキング用溝間
   に照射する前記複数の光ビームスポットの内の１個とし
   た特許請求の範囲第４項に記載の光学的ディスクの記録
   ・再生装置。 ６、前記ディスク状記録媒体への焦点合わせ時には、前
   記焦点合わせに用いる前記１個の光ビームスポットのみ
   を前記ディスク状記録媒体に照射するようにした特許請
   求の範囲第５項に記載の光学的ディスクの記録・再生装
   置。 ７、前記検出光学系の受光部に２分割フォトダイオード
   を設け、これら２分割フォトダイオードの分割方向に沿
   って、前記複数の光ビームスポットの前記ディスク状記
   録媒体による反射光又は透過光を照射するようにした特
   許請求の範囲第１項に記載の光学的ディスクの記録・再
   生装置。 ８、前記制御手段は前記２分割フォトダイオードからの
   出力電流差をトラッキング誤差信号としてトラッキング
   制御を行うようにした特許請求の範囲第７項に記載の光
   学的ディスクの記録・再生装置。 ９、前記複数の光ビームスポットは複数本分のトラック
   間の移動に際しては、１本ずつトラック移動を確認しな
   がら移動するようにした特許請求の範囲第１項に記載の
   光学的ディスクの記録・再生装置。 １０、前記トラッキング用溝にセクタアドレスナンバを
   予め記録しておき、前記ディスク状記録媒体へのアクセ
   ス時には該セクタアドレスナンバに基づいて、前記複数
   の光ビームスポットのトラック間移動を行うようにした
   特許請求の範囲第１項に記載の光学的ディスクの記録・
   再生装置。