JPH03225631A - 光ディスク装置のトラッキング方式 - 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、複数の光ビームにより複数のトラックに同時
に光学的に情報の記録再生を行う光ディスク装置におい
て、複数の光ビームをそれぞれトラック上に正確に位置
決めする光ディスク装置のトラッキング方式に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク装置において、高速な情報の記録再生を行う
ため、特に複数の光ビームにより光ディスク上の複数の
トラックに同時に記録再生を行う方法が、片山、他「マ
ルチビーム　マグネントオブティ力ル　ディスク　ドラ
イフ　フォー　パラレル　リード／ライト　オペレーシ
ョン」、オプティカル　データ　ストレージ　トビカル
　ミーティング、エスピーアイイー　プロシーディング
１０７８、　ｐｐ、９８−１０４．　　（Ｒ，Ｋａｔａ
ｙａｍａ、　ｅｔ、ａｌ、“Ｍｕｌｔｉｂｅａｍ　ｍａ
ｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｉｓｋ　ｄｒｉｖｅ　
ｆｏｒ　ｐａｒａｌｌｅｌｒｅａｄ／ｌ＋ｒｉｔｅ　ｏ
ｐｅｒａｔｉｏｎ　、　０ｐｔｉｃａｌ　Ｄａｔａ　Ｓ
ｔｏｒａｇｅＴｏｐｉｃａｌ　　Ｍｅｅｔｉｎｇ、Ｐｒ
ｏｃ、５ＰＩＥ　　１０７８＋　　ｐｐ、９８−１０４
（１９８９））　、特願昭６３−１５８１１４号明細書
「像回転アクチュエータ装置および複数ビーム集光光学
装置」並びに、特願昭６３−１５９３０９号明細書「マ
ルチビーム光ヘッドのトラックサーボ方式」に開示され
ている。

これらの従来技術を光ビームの数が３の場合について説
明する。従来技術では、第７図に示すように複数の光ビ
ームの光源としてアレイ型半導体レーザが用いられてお
り、光ヘツド１内に設置されたアレイ型半導体レーザ３
から出射した光ビムは、コリメートレンズ４．ハーフミ
ラ−５，集光手段６を介して光ディスク２上に光ビーム
２０゜２１、２２として照射され、第３図（ａ）に示す
ように光ディスク２上に概ね直線２６上に並ぶ光スポッ
ト２３゜２４、２５を作る。光ディスク２からの光ビー
ム２０゜２１、２２の反射光は集光手段６．ハーフミラ
−５゜レンズ７を介して光検出器８に導かれる。

光ディスク２に対して記録再生動作を開始する場合、第
３図（ａ）において、光スポット２３に対応した光ビー
ム２０からトラッキング位置誤差信号３０を光へラド１
に設置された光検出器８およびトランキング位置誤差検
出手段１０により検出し、トラッキングサーボ系１１に
よりトラッキング位置誤差信号３０が０となるように光
ヘツド１内の集光手段６をトラッキングアクチュエータ
９で駆動することにより、第３図０））に示すように光
スポット２３がトラック４０に追従するように全ての光
スポット２３〜２５に対してトランキング方向２７への
移動を同時に制御する。

−Ｉ’Ｇ的には、初期状態で光スポット２３〜２５とト
ラック４０の相互の位置関係には、第３図［有］）に示
すような位置ずれがあり、光スポット２３がトラック４
０に追従するように制御すると、光スポ７Ｈ４゜２５の
位置はトラック４０の中心からずれた位置に位置決めさ
れる。このような位置ずれの影響を解消する手段として
、第３図（Ｃ）に示すように光ディスク２上に作られた
光スポット２３〜２５の位置を回転させる方法が前記特
願昭６３−１５８１１４号明細書、並びに、前記特願昭
６３−１５９３０９号明細書に示されている。

また、これら明細書には、光ディスク２上での光スポッ
ト２３〜２５の相対位置を調整する相対位置調整手段と
しての像回転プリズムを駆動する像回転アクチュエータ
３９を用いる方式が記述されており、特願昭６３−１５
９３０９号明細書では、さらに光ビーム２０〜２２をト
ラック４０に位置決めするための方法が記述されている
。この従来技術では、光ビーム２０により光ディスク２
上に作られた光スポット２３に対応する第１のトラッキ
ング位置誤差信号３０を用いて光スポツト全体のトラッ
キング方向２７への制御を行うと共に、光スポット２４
．２５に対してトラッキング位置誤差信号３１．３２を
検出し、光スポット２３がトラック４０に位置決めされ
た状態で光スポット２３に近い方から順次光スポット２
４．２５に対するトラッキング位置誤差信号３１．３２
がＯとなるようにスイッチ４１を切り替えながら制御信
号発生手段４２により像回転アクチュエータ３９をフィ
ードバック制御することにより、全ての光スポット２３
〜２５がトラック４０上に位置決めされるように制御し
ている。

〔発明が解決しようとする課題］ 従来技術において、複数の光ビームの光ディスク上での
トラッキング方向の位置調整は、基準となる光スポット
の近くの光スポットから検出したトラッキング位置誤差
信号によるフィードバック制御により、像回転アクチュ
エータを駆動させる像回転サーボにより実現されている
。

このような従来方式では、光ビームのトラッキング方向
の位置の調整にフィードバックによるサーボ系を構成し
ているため、像回転プリズムを駆動するアクチュエータ
に良好な機械共振特性が要求され、アクチュエータの設
計が難しいという課題があった。

また、従来技術では、像回転プリズムを駆動する制御信
号を、２つの光ビームから検出されたトラッキング位置
誤差信号の合成により生成しているため、初期状態での
光ビームの位置誤差が１／２トラツクより大きい場合に
は正しい制御信号を発生することが不可能であり、この
ために光学系に対する調整コストが大きくなるという問
題があった。

さらに、経時変化により光学系に狂いが生した場合、前
述の要因により複数の光ビームを光ディスク上に正確に
位置決めすることが困難となり、複数トラックに同時に
記録再生を行うという装置機能が実現できなくなるとい
う問題があった。

本発明の目的は、このような問題を解決し、複数光ビー
ムによる複数トラックへの同時記録再生の機能を持つ光
ディスク装置において、調整コストを低く抑えると共に
経時変化などの影響を自動的に排除する信顛性の高い光
ディスクのトラッキング方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段） 本発明は、２本以上の複数の光ビームを光ディスク上に
照射して光ディスクに対する情報の記録再生を行うため
、複数の光ビームをそれぞれ光ディスク上の複数の、ま
たは、単一の情報トラック上に位置決めする光ディスク
装置のトラッキング方式において、 ｌの光ビームの中の少なくとも２本の光ビームを第１．
第２の光ビームとして、第１．第２の光ビームからそれ
ぞれ第１．第２のトラッキング位置誤差信号を検出し、
第１のトラッキング位置誤差信号をもとに第１の光ビー
ムが光ディスク上のトラックに追従するように複数の光
ビーム全体のトランキング方向の動きを制御すると共に
、第２のトラッキング位置誤差信号を用いて第１の光ビ
ームがトラック上に位置決めされた状態で第２の光ビー
ムを最寄りのトラック上に位置決めするようにコントロ
ーラにより制御信号を発生し、この制御信号によって光
ディスク上での光スポントの位置関係を変化させる相対
位置調整手段を駆動することにより第１．第２の光ビー
ムをそれぞれ光ディスク上のトラックに位置決めし、次
いで第１、第２の光ビームからそれぞれ第１．第２のア
ドレス情報を検出し、第１．第２のアドレス情報の差か
ら光ディスク上の第１．第２の光ビームのトラッキング
方向の相対位置を認識し、光ディスク上の第１．第２の
光ビームの相対値１が所定の関係にない場合に相対位置
調整手段に対するコントローラからの制御信号出力を修
正して相対位置調整手段を粗動すると共に、再び第２の
光ビームのトラッキング位置誤差信号を検出して相対位
置調整手段を微調整することにより第２の光ビームをト
ラック上に位置決めし、これを第１．第２の光ビームが
それぞれ所定の関係を保ってトラック上に位置決めされ
るまで繰り返すことにより、複数の光ビームを複数の、
または、単一のトラック上に位置決めすることを特徴と
している。

〔作用］ 光ディスクに照射される複数の光ビームから第１のトラ
ッキング位置誤差信号を検出し、トラッキングサーボ系
により光ディスク上の光スポツト全体を偏心などによる
トラックの動きに追従させると共に、他の光ビーム中の
１本の光ビームから第２のトランキング位置誤差信号を
検出し、コントローラにおいて第２のトランキング位置
誤差信号がＯとなるように相対位置調整手段を駆動させ
る制御信号を発生し、この制御信号により相対位置調整
手段を駆動することにより、第１．第２のトラッキング
位置誤差信号を検出する２本の光ビームをそれぞれトラ
ック上に位置決めする。

次いでトラック上に位置決めされた光ビームからそれぞ
れアドレス情報を検出し、トラックアドレスを用いて第
１．第２の光ビームが所定の相対位置関係にあることを
認識し、第１．第２の光ビームが正しい位置関係にない
場合にはコントローラからの制御出力信号を修正して相
対位置調整手段を粗動し、その後に再び第２のトランキ
ング位置誤差信号がＯとなるように相対位置調整手段を
駆動する。

本発明の光ディスクのトランキング方式では、このよう
に複数の光ビームを光ディスクに対して位置決めする場
合、光ディスクから読みだしたアドレス情報を基に光ビ
ームの位置決め動作を行うため、初期状態や経時変化な
どの影響を受けることなく常に正確な光ビームの位置決
めが可能となる。

〔実施例〕

本発明による光ディスク装置のトラッキング方式の一実
施例を説明する。

第１図は、光ディスク装置のトラッキング方式を実施す
る光ディスク装置を示すブロック図である。第１図にお
いて、光ヘツド１内に設置されたアレイ型半導体レーザ
３から３本の光ビームが出射されている場合を例に説明
する。

アレイ型半導体レーザ３から出射した光ビームは、コリ
メートレンズ４．ハーフミラ−５，相対位置調整手段１
９．集光手段６を介して光ディスク２上に光ビーム２０
．２１．２２として照射される。

このとき、光ビーム２０．２２に対するトラッキング位
置誤差信号３０．３２の検出方法については本発明の要
旨ではないため詳細な説明は省略するが、光ディスク２
からの光ビーム２０．２２の反射光２０′２２′を集光
手段６．相対位置調整手段１９．ハーフミラ−５，レン
ズ７を介して光検出器８に導くことにより、トラッキン
グ位置誤差検出手段１０により検出するものとする。

トラッキング位置誤差信号３０．３２は、第２図（ａ）
に示すように光ビーム２０、または、光ビーム２２に相
当する光ビーム５０がトラック４０を横断するときに、
第２図（ｂ）に示すように光ビームのトラック４０の横
断に対応して振幅ＶＴＨの周回的に変化する信号として
検出される。また、光ビーム２０または光ビーム２２の
反射光量５２は、第２図（Ｃ）に示すように光ビーム５
０がトラック４０の中心を横切るときに最大の値を示す
平均値がＶＴＳの周期的な信号となる。

ここで、第１のビームは光ビーム２０を、第２の光ビー
ムは光ビーム２２を示すものとして説明する。

光ビーム２０から検出されたトラッキング位置誤差信号
３０は、トランキングサーボ系１１を介してトランキン
グアクチュエータ９に入力され、第３図（ｂ）に示すよ
うに光ビーム２０に対応する光スポット２３がトラック
４０に追従するように光スポント２３２４、２５のトラ
・ノキング方向の動きを同時に制御する。

光ビーム２０による光スポント２３をトラック４０の中
心に位置決めした場合、第２のトラッキング位置誤差信
号３２および反射光量３３は、第２図（ａｌ〜（Ｃ）に
示すようにトラッキング方向のトラック４０と光スポッ
ト２５の位置ずれＴＥＲＲに対してそれぞれ振幅ＶＴＥ
　、平均値ＶＴＳに対応した範囲の値をとる。このとき
、コントローラ１８には、Ａ／Ｄ変換器１２を介して第
２のトラッキング位置誤差信号３２および反射光量３３
が入力される。

ここで、コントローラ１８により相対位置調整手段１９
を駆動するための制御信号の発生方法について説明する
。コントローラ１８は、マイクロプロセッサなどの論理
素子を用いて容易に構成することができる。この場合、
コントローラの処理は、第４図に示す流れ図で示される
。

第４図において、コントローラ１８は、まず、ステップ
６０において光ビーム２２のトラッキング位置誤差信号
３２と、反射光量３３を入力する。

次いで、ステップ６１において、第２図（ａ）〜（Ｃ）
に示す、光スポット２５とトラ・７り４０の相対位置に
対する位置誤差信号３２と反射光量３３の関係を基に、
光スポット２５を最寄りのトラック４０まで移動させる
相対移動量Ａを算出する。

次いで、ステップ６２において、相対移動量Ａの絶対値
と微小量εの比較を行い、相対移動量への絶対値が微小
量εより小さい場合には、光スポット２５の位置決めを
終了したものとして制御動作を終了する。

相対移動量Ａの絶対値が微小量εより大きな場合には、
ステップ６３において光スポット２５を相対位置調整手
段１９により相対移動量Ａだけ移動させるために必要な
制御出力Ｂを計算し、ステップ６４において制御出力Ｂ
をＤ／Ａ変換器１４により制御信号３４として出力し、
増幅器１５を介して相対位置調整手段１９に入力する。

ステップ６５では、相対位置調整手段１９により光スポ
ット２５の位置を移動させる時間だけ時間待ちを行い、
ステップ６０から再び光スポット２５をトラック上に位
置決めするための処理を繰り返す。ここで、光スポット
２３〜２５の相対位置調整手段１９としては、従来技術
に示した像回転アクチュエータなどを用いることができ
る。

以上に述べたように、コントローラ１８ハ、Ｄ／Ａ変換
器１４を介して制御信号３４を出力し、増幅器１５を介
して第２のトラッキング位置誤差信号３２の値がＯとな
るように相対位置調整手段１９を駆動する。この結果、
光ビーム２０〜２２による光スポット２３〜２５は、光
ディスク２上で第５図（ａ）または第５図（ｂ）に示す
ように、少なくとも光スポット２３と光スポット２５が
トラック４０上に位置決めされた配置となる。

光スポット２３．２５がトラック４０上に位置決めされ
ている場合、光ディスク２により反射された光ビーム２
０．２２から光検出器８により検出された信号をアドレ
ス認識手段１６．１７に入力することにより、光ビーム
２０．２２が光ディスク２上に作る光スポット２３．２
５の光ディスク上でのトラックアドレス情報３５．３６
を検出することが可能となる。

ここで、光ビーム２０〜２２により作られる光スポット
２３〜２５の位置決めの例として、光ディスク２上での
光スポット２３〜２５の位置を、第５図（ａ）に示すよ
うに隣合ったトラックに位置決めすることを考える。

コントローラ１８の動作としては、第６図の流れ図に示
すように、ステップ７０において、まず、アドレス情報
３５．３６の差りを算出し、次いで、ステップ７１にお
いて、アドレスの差りがこの場合は２である所定の関係
を保つか否かを判定する。このとき、アドレスの差りが
２である場合には、第５図（ａ）に示すように光ビーム
２０〜２２が光ディスク２上で光スポット２３〜２５を
正しくトラック上に位置決めしたと判定してトラッキン
グ引き込み動作を終了する。

ここで、例えばアドレス情報３５．３６の差りが３であ
った場合、第５図（ｂ）に示すように光スポット２３〜
２５がトラック４０上に正しく位置決めされていないも
のと判定する。この場合には、ステップ７２において光
スポット２３と光スポット２５を１トラツクまたは必要
なトラック数だけ近付けるための相対位置調整手段１９
に対する制御出力Ｃを計算し、ステップ７３において制
御出力ＣをＤ／Ａ変換器１４を介して制御信号３４とし
て出力し、光スポット２３と光スポット２５の相対位置
が適正な関係となるように相対位置調整手段１９を駆動
する。

この後、ステップ７４において、相対位置調整手段１９
により光スポット２５を移動させるために必要な時間だ
け時間待ちを行い、ブロック７５において光スポット２
５をトラック４０上に位置決めするところから、即ち第
４図に相当する処理を実行した後に、ステップ７０から
処理を繰り返す。

以上に述べた本発明の光ディスクのトラッキング方式の
一実施例により、複数の光ビームにより作られた複数の
光スポットを光ディスク上のトラックにそれぞれ位置決
めすることが可能となる。

また、本実施例において、第１．第２の光ビームに相当
する光ビーム２０．２２を同一トラック上に配置するよ
うに制御して、複数の光スポットを同一トラック上に位
置決めすることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明の光ディスクのトラッキング方式では、光ビーム
とトラックの初期状態に拘わりなく光ビームとトラック
の位置合わせを行うことが可能となるため、光学系の調
整コストが低減される。また、経時変化などによる位置
ずれが生じた場合にも自動的に最適な位置に調整される
ため、長時間の信顛性を確保できる光ディスク装置を実
現することが可能となる。

また、複数の光ビームを複数のトラックに位置決めする
場合にフィードバックによる制御を行わないため、制御
系を安定化させるために必要なアクチュエータの機械的
な共振などの特性に関する制約が緩和され、設計が容易
になり、低コストなアクチュエータを用いることが可能
となるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラッキング方式を実施する光ディス
ク装置を示すブロック図、 第２図は光ビームとトラックの相対位置に対するトラッ
キング位置誤差信号と反射光量の関係を示す図、 第３図は光ディスク上の光ビームにより作られた光スポ
ットの位置関係を示す図、 第４図はコントローラにより光スポットをトラック上に
位置決めする処理を表した流れ図、第５図は２つの光ビ
ームによる光スポットがトラック上に位置決めされた様
子を示す図、第６図はコントローラによる光ビームの相
対位置の検出、及び、相対位置の修正の処理を示す流れ
図、 第７図は従来のトラッキング方式を実施する光ディスク
装置を示す図である。 ■・・・・・光ヘッド ２・・・・・光ディスク ３・・・・・アレイ型半導体レーザ ６・・・・・集光手段 ８・・・・・光検出器 ９・・・・・トラッキングアクチュエータ１１・・・・
・トラッキングサーボ系 １８・・・・・コントローラ １９・・・・・相対位置調整手段 ２０〜２２・・・光ビーム ２３〜２５・・・光スポット ３０、３２・・・トラッキング位置誤差信号３３・ ・反射光量 ４０・ トラック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２本以上の複数の光ビームを光ディスク上に照射
   して光ディスクに対する情報の記録再生を行うため、複
   数の光ビームをそれぞれ光ディスク上の複数の、または
   、単一の情報トラック上に位置決めする光ディスク装置
   のトラッキング方式において、 複数の光ビームの中の少なくとも２本の光ビームを第１
   、第２の光ビームとして、第１、第２の光ビームからそ
   れぞれ第１、第２のトラッキング位置誤差信号を検出し
   、第１のトラッキング位置誤差信号をもとに第１の光ビ
   ームが光ディスク上のトラックに追従するように複数の
   光ビーム全体のトラッキング方向の動きを制御すると共
   に、第２のトラッキング位置誤差信号を用いて第１の光
   ビームがトラック上に位置決めされた状態で第２の光ビ
   ームを最寄りのトラック上に位置決めするようにコント
   ローラにより制御信号を発生し、この制御信号によって
   光ディスク上での光スポットの位置関係を変化させる相
   対位置調整手段を駆動することにより第１、第２の光ビ
   ームをそれぞれ光ディスク上のトラックに位置決めし、
   次いで第１、第２の光ビームからそれぞれ第１、第２の
   アドレス情報を検出し、第１、第２のアドレス情報の差
   から光ディスク上の第１、第２の光ビームのトラッキン
   グ方向の相対位置を認識し、光ディスク上の第１、第２
   の光ビームの相対位置が所定の関係にない場合に相対位
   置調整手段に対するコントローラからの制御信号出力を
   修正して相対位置調整手段を粗動すると共に、再び第２
   の光ビームのトラッキング位置誤差信号を検出して相対
   位置調整手段を微調整することにより第２の光ビームを
   トラック上に位置決めし、これを第１、第２の光ビーム
   がそれぞれ所定の関係を保ってトラック上に位置決めさ
   れるまで繰り返すことにより、複数の光ビームを複数の
   、または、単一のトラック上に位置決めすることを特徴
   とする光ディスク装置のトラッキング方式。