JPH09259456A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、対物レンズと合焦状態にある記録
層を容易に特定可能な光ヘッド装置を提供することにあ
る。 【解決手段】この発明の光ヘッド装置２は、記録媒体か
ら反射された光の中心ビームを検出する第１の検出領域
３２ａと、２つのサブビームを検出する第２の検出領域
３２ｂ，３２ｃと、２つのサブビームが他の記録層で反
射された周辺ビームを検出する第３の検出領域３２ｄ，
３２ｅとを有するフォトディテクタ３２と、第３の検出
領域により得られる出力に基づいて記録媒体で反射され
た光が記録媒体のどの記録層で反射されたかを区分する
レイヤ検出回路４８とを有することから、光ヘッド装置
がイニシャルされた時点で、対物レンズ１０がどのレイ
ヤにフォーカスされているかを容易に識別できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、記録媒体として
の光ディスクから情報を再生する光ヘッド装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】情報処理装置すなわち光ディスク装置
は、対物レンズとフォトディテクタとを有する記録再生
ヘッド (光ヘッド) 装置を含み、この光ヘッド装置を介
して記録媒体すなわち光ディスクの記録面に光ビームを
照射することで、光ディスクに記録されている情報を読
出すとともに光ディスクに情報を記録させる。

【０００３】光ヘッド装置は、光ディスクの記録面に近
接して配置された対物レンズを含む可動部と、光源とし
ての半導体レーザおよび対物レンズにより取り出された
反射レーザビームを電気信号に変換するフォトディテク
タ等を含む固定部とにより構成される。

【０００４】対物レンズは、半導体レーザ素子から発生
された所定の波長のレーザビームを光ディスクの記録面
に照射するとともに光ディスクの記録面で反射された反
射レーザビームを取り出してフォトディテクタに入射さ
せるために利用される。

【０００５】フォトディテクタは、対物レンズにより取
り出された光ディスクの記録面からの反射レーザビーム
を光電変換して反射レーザビームの光強度に対応する電
気信号を出力する。

【０００６】ところで、光ディスクとしての新たな規格
も数多く提案され、再生専用に加えて、記録や消去が可
能な光ディスクも利用されている。この結果、既に、十
数種類を数える光ディスクが製品化されている。なお、
現時点で最も記録密度の高いディスクは、ディジタル・
ビデオ・ディスクと呼ばれ、同一の方向からデータを読
みだし可能な２層の記録層が与えられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たディジタル・ビデオ・ディスクからデータを再生する
際に、対物レンズが合焦状態にある記録層が２層のうち
のいづれであるかを識別するためには、光ヘッド装置が
イニシャライズされた際に合焦状態にある記録層に記録
されているデータを再生し、記録されているデータに基
づいて、記録層を特定しなければならない。このこと
は、イニシャライズされた際に合焦状態にある記録層が
目的とする記録層である場合には、そのまま、データの
再生を可能とするが、目的とする記録層が残りの記録層
である場合には、フォーカス制御を、やり直さなければ
ならない問題がある。この発明の目的は、複数の記録層
が与えられた記録媒体からデータを再生する際に、目的
とする記録層を識別可能な光ヘッド装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、記録媒体から反射された光の
第１の成分を検出する第１の光検出手段と、記録媒体か
ら反射された光の第１の成分とは異なる第２の成分を検
出する第２の光成分を検出する第２の光検出手段と、こ
の第２の光検出手段と前記第１の光検出手段とが配置さ
れる位置に基づいて規定される所定の位置に配置され、
第２の成分に関連して案内される第２の成分の周辺の光
成分を検出する第３の光検出手段と、この第３の光検出
手段により得られる出力に基づいて、記録媒体で反射さ
れた光が記録媒体のどの記録層で反射されたかを区分す
る区分手段とを、有する光ヘッド装置を提供するもので
ある。

【０００９】また、この発明は、記録媒体から反射され
た光の第１の成分を検出する第１の光検出手段と、記録
媒体から反射された光の第１の成分とは異なる第２の成
分を検出する第２の光成分を検出する第２の光検出手段
と、この第２の光検出手段と前記第１の光検出手段との
間または前記第２の光検出手段を挟んで前記第１の光検
出手段から離れた所定の位置に配置され、第２の成分に
関連して案内される第２の成分の周辺の光成分を検出す
る第３の光検出手段と、この第３の光検出手段により得
られる出力に基づいて、記録媒体で反射された光が記録
媒体のどの記録層で反射されたかを区分する区分手段と
を、有する光ヘッド装置を提供するものである。

【００１０】さらに、この発明は、記録媒体から反射さ
れた光の第１の成分を検出する第１の光検出手段と、記
録媒体から反射された光の第１の成分とは異なる第２の
成分を検出する第２の光成分を検出する第２の光検出手
段と、この第２の光検出手段と前記第１の光検出手段と
の間および前記第２の光検出手段を挟んで前記第１の光
検出手段から離れた所定の位置に配置され、第２の成分
に関連して案内される第２の成分の周辺の光成分を検出
する第３の光検出手段と、この第３の光検出手段により
得られる出力に基づいて、記録媒体で反射された光が記
録媒体のどの記録層で反射されたかを区分する区分手段
とを、有する光ヘッド装置を提供するものである。

【００１１】またさらに、この発明は、光を記録媒体の
任意の記録層に収束させる対物レンズと、この対物レン
ズを介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の
光成分を検出する第１の光検出器と、前記対物レンズを
介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の光成
分とは異なる第２の光成分を検出する第２の光成分を検
出する第２の光検出器と、この第２の光検出器と前記第
１の光検出器との間あるい前記第２の光検出器を挟んで
前記第１の光検出器から離れた位置の少なくとも一方に
配置され、第２の光成分に関連して案内される第２の成
分の周辺の光成分を検出する第３の光検出器と、この第
３の光検出器により得られる出力に基づいて、記録媒体
で反射された光が記録媒体のどの記録層で反射されたか
を区分する区分手段とを、有する光ヘッド装置を提供す
るものである。

【００１２】さらにまた、この発明は、光を記録媒体の
任意の記録層に収束させる対物レンズと、この対物レン
ズを介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の
光成分を検出する第１の光検出器と、前記対物レンズを
介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の光成
分とは異なる第２の光成分を検出する第２の光成分を検
出する第２の光検出器と、この第２の光検出器と前記第
１の光検出器との間あるい前記第２の光検出器を挟んで
前記第１の光検出器から離れた位置の少なくとも一方に
配置され、第２の光成分が反射された記録媒体の記録層
とは異なる記録層から反射された第２の光成分の類似成
分を検出する第３の光検出器と、この第３の光検出器に
より得られる出力に基づいて、記録媒体で反射された光
が記録媒体のどの記録層で反射されたかを区分する区分
手段とを、有する光ヘッド装置を提供するものである。

【００１３】またさらに、この発明は、光を記録媒体の
任意の記録層に収束させる対物レンズと、この対物レン
ズを介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の
光成分を検出する第１の光検出器と、前記対物レンズを
介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の光成
分とは異なる第２の光成分を検出する第２の光成分を検
出する第２の光検出器と、この第２の光検出器と前記第
１の光検出器との間あるい前記第２の光検出器を挟んで
前記第１の光検出器から離れた位置の少なくとも一方に
配置され、第２の光成分が反射された記録媒体の記録層
とは異なる記録層から反射された第２の光成分の類似成
分を検出する第３の光検出器と、この第３の光検出器に
より得られる出力に基づいて、類似成分が前記第２の光
検出器と前記第１の光検出器との間あるい前記第２の光
検出器を挟んで前記第１の光検出器から離れた位置のい
づれに案内されたかを検知して、記録媒体で反射された
光が記録媒体のどの記録層で反射されたかを区分する区
分手段とを、有する光ヘッド装置を提供するものであ
る。

【００１４】さらにまた、この発明は、光を記録媒体の
任意の記録層に収束させる対物レンズと、この対物レン
ズを介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の
光成分を検出する第１の光検出器と、この第１の光検出
器に対して所定の位置に配置され、前記対物レンズを介
して取り出された記録媒体からの反射光の第１の光成分
とは異なる第２の光成分を検出する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器に対し、前記第２の光検出器と前記
第１の光検出器を結ぶ線上に、前記第１の光検出器と前
記第２の光検出器とが配置される間隔と等しい間隔で、
前記第１の光検出器を挟んで前記第２の光検出器と点対
称に配置され、前記対物レンズを介して取り出された記
録媒体からの反射光の第１および第２の光成分とは異な
る第３の光成分を検出する第３の光検出器と、前記第１
および第２の光検出器の間の所定の位置に配置され、前
記第２の光成分が反射された記録媒体の記録層とは異な
る記録層から反射された第２の光成分の類似成分を検出
する第４の光検出器と、前記第１および第３の光検出器
の間の所定の位置に配置され、前記第３の光成分が反射
された記録媒体の記録層とは異なる記録層から反射され
た第３の光成分の類似成分を検出する第５の光検出器
と、前記第４および第５の光検出器により得られる出力
に基づいて、記録媒体で反射された光が記録媒体のどの
記録層で反射されたかを区分する区分手段とを、有する
光ヘッド装置を提供するものである。

【００１５】またさらに、この発明は、光を記録媒体の
任意の記録層に収束させる対物レンズと、この対物レン
ズを介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の
光成分を検出する第１の光検出器と、この第１の光検出
器に対して所定の位置に配置され、前記対物レンズを介
して取り出された記録媒体からの反射光の第１の光成分
とは異なる第２の光成分を検出する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器に対し、前記第２の光検出器と前記
第１の光検出器を結ぶ線上に、前記第１の光検出器と前
記第２の光検出器とが配置される間隔と等しい間隔で、
前記第１の光検出器を挟んで前記第２の光検出器と点対
称に配置され、前記対物レンズを介して取り出された第
２の光成分の極性の異なる成分を検出する第３の光検出
器と、前記第１および第２の光検出器の間の所定の位置
に配置され、前記対物レンズを介して取り出された前記
第１の光成分が反射された記録層とは異なる記録層で反
射された第２の光成分の類似成分を検出する第４の光検
出器と、前記第２および第３の光検出器の間の所定の位
置に配置され、前記対物レンズを介して取り出された前
記第１の光成分が反射された記録層とは異なる記録層で
反射された第３の光成分の類似成分を検出する第５の光
検出器と、前記第４および第５の光検出器により得られ
る出力に基づいて、記録媒体で反射された光が記録媒体
のどの記録層で反射されたかを区分する区分手段とを、
有する光ヘッド装置を提供するものである。

【００１６】さらにまた、この発明は、光を記録媒体の
任意の記録層に収束させる対物レンズと、この対物レン
ズを介して取り出された記録媒体からの反射光の第１の
光成分を検出する第１の光検出器と、この第１の光検出
器に対して所定の位置に配置され、前記対物レンズを介
して取り出された記録媒体からの反射光の第１の光成分
とは異なる第２の光成分を検出する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器に対し、前記第２の光検出器と前記
第１の光検出器を結ぶ線上に、前記第１の光検出器と前
記第２の光検出器とが配置される間隔と等しい間隔で、
前記第１の光検出器を挟んで前記第２の光検出器と点対
称に配置され、前記対物レンズを介して取り出された第
２の光成分の極性の異なる成分を検出する第３の光検出
器と、前記第１および第２の光検出器の間の所定の位置
に配置され、前記対物レンズを介して取り出された前記
第１の光成分が反射された記録層とは異なる記録層で反
射された第２の光成分の類似成分を検出する第４の光検
出器と、前記第２および第３の光検出器の間の所定の位
置に配置され、前記対物レンズを介して取り出された前
記第１の光成分が反射された記録層とは異なる記録層で
反射された第３の光成分の類似成分を検出する第５の光
検出器と、前記第４および第５の光検出器により得られ
る出力から第２の光成分の類似成分および第３の光成分
の類似成分の一方を検知して、記録媒体で反射された光
が記録媒体のどの記録層で反射されたかを区分する区分
手段とを、有する光ヘッド装置を提供するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について説明する。図１に示されるよう
に、光ヘッド装置２は、図示しない光ディスクの記録面
に沿って図示しない記録領域の径方向に移動可能に形成
された可動部すなわち移動光学系 (アクチェータ) ４
と、移動光学系４が移動される範囲に制限を与えること
のない所定位置に固定された固定部すなわち固定光学系
(レーザビーム送出／受光部) ６とを有している。ま
た、光ヘッド装置２は、光ディスクに記録すべき情報に
対応するレーザビームを生成するために情報に対応する
レーザビーム変調信号を形成するとともに光ディスクか
ら取り出された情報を再生するための信号処理部８を有
している。

【００１８】可動部４は、固定部６に配置された後述す
る半導体レーザ素子 (以下、レーザ素子と示す) からの
レーザビームを図示しない光ディスクの記録面の所定の
位置に結像させるとともに光ディスクで反射された反射
レーザビームを取り出す対物レンズ１０、対物レンズ１
０を光ディスクの記録面と直交する方向ならびに記録面
に形成されているトラック (グルーブ) を横切る方向
に、記録面に沿って移動可能に保持するレンズホルダ１
２を含んでいる。

【００１９】可動部４は、また、ガイドレール１４と平
行に移動可能なキャリッジ１６上に載置され、キャリッ
ジ１６の移動により、光ディスクの記録面に概ね平行に
かつ光ディスクの径方向に移動される。

【００２０】レンズホルダ１２には、対物レンズ１０を
光ディスクの記録面と直交する方向に移動するための推
進力を発生するフォーカすコイル１８が配置されてい
る。キャリッジ１６の所定の位置すなわちレンズホルダ
１２により保持された対物レンズ１０とキャリッジ１６
との間すなわち図１において紙面と直交する方向から見
た状態で対物レンズ１０の背面にあたる位置には、後述
するレーザ素子からのレーザビームを対物レンズ１０に
入射させるとともに、図示しない光ディスクで反射され
た反射レーザビームを後述するフォトディテクタ (固定
部６) に案内する立上げミラー２０が配置されている。

【００２１】立上げミラー２０ (可動部４) に向けて、
(固定部６の) レーザ素子から出射されたレーザビーム
を入射可能な位置には、レーザビームを立上げミラー２
０に向かわせるとともに、後述するトラック制御のため
に立上げミラー２０に向かうレーザビームの角度を僅か
に変化させるガルバノミラー２１が配置されている。

【００２２】ガルバノミラー２１に向けてレーザビーム
を入射可能な位置には、レーザ素子から出射されたレー
ザビームの断面形状を円形に補正する楕円補正プリズム
２２が配置されている。なお、楕円補正プリズム２２の
レーザ素子に近接する側の面は、レーザ素子から出力さ
れるレーザビームの光強度の変動をモニタするオートパ
ワーコントロール (Auto Power Control、以下、ＡＰＣ
と示す) のためにガルバノミラー２１に向かうレーザビ
ームの一部を反射する反射面２２ａが形成されている。
なお、反射面２２ａは、ガルバノミラー２１に向かうレ
ーザビームの主光線に対して所定の角度 (非直角) に形
成される。

【００２３】楕円補正プリズム２２の反射面２２ａにレ
ーザビームを入射可能な位置には、レーザ素子から出射
されたレーザビームの偏光の方向と図示しない光ディス
クで反射された反射レーザビームの偏光の方向とを、９
０°変化させるためのλ／４板２３が配置されている。

【００２４】λ／４板２３に向けてレーザビームを入射
可能な位置には、レーザ素子を出射されたレーザビーム
をガルバノミラー２１の側に向かわせる一方で、図示し
ない光ディスクで反射された反射レーザビームを後述す
るフォトディテクタに案内する第１のビームスプリッタ
２４が配置されている。

【００２５】第１のビームスプリッタ２４によりレーザ
素子から出射されたレーザビームが反射される方向と直
交する方向には、以下に示すレーザ素子で発生されたレ
ーザビームをコリメートするコリメートレンズ２５とコ
リメートレンズ２５に向けて所定の出力のレーザビーム
を出射するレーザ素子２７が配置されている。

【００２６】なお、図１に示した光ヘッド装置２は、図
示しない光ディスクに記録されているデータを再生する
ためのトラッキングの制御に、周知の３ビーム法を用い
ることから、レーザ素子２７とコリメートレンズ２５と
の間には、レーザ素子２７から出射されたレーザビーム
から３つのレーザビームすなわち中心ビームとその両サ
イドの２つのサブビームを生成するためのグレーティン
グ (回折格子) ２６が配置されている。また、グレーテ
ィング (回折格子) ２６には、レーザ素子２７を出射さ
れたレーザビームの中心ビームと２つのサブビームとの
間の間隔が１／２に相当するよう設定された特性が与え
られている。

【００２７】第１のビームスプリッタ２４を介して図示
しない光ディスクで反射された反射レーザビームが通過
される方向には、反射レーザビームに所定の収束性を与
える集束レンズ２８、集束レンズ２８により所定の収束
特性が与えられた反射レーザビームとＡＰＣのために反
射面２２ａで反射されたＡＰＣレーザビームとを分離す
る第２のビームスプリッタ２９が配置されている。

【００２８】第２のビームスプリッタ２９を介して光デ
ィスクからの反射レーザビームから分離されたＡＰＣレ
ーザビームが案内される方向には、レーザ素子２７から
出射されたレーザビームの光強度の変化を検出する (Ａ
ＰＣ) フォトディテクタ３０が配置されている。

【００２９】第２のビームスプリッタ２９を通過された
反射レーザビームが案内される方向には、集束レンズ２
８により所定の収束特性が与えられた反射レーザビーム
をフォーカス制御のためのフォーカスずれの検出に利用
される中心レーザビームおよびトラック制御のためのト
ラックずれの検出に利用される２つのサブビームの間隔
を所定の間隔に分離するホログラムプレート３１および
ホログラムプレート３１により分離された３つのレーザ
ビームのそれぞれを受光して、それぞれのレーザビーム
が投影された面積すなわち光強度に対応する電圧を出力
するフォトディテクタ３２が配置されている。なお、フ
ォトディテクタ３２には、図６および図７を用いて詳述
するよう、中心ビームを検出する第１の検出領域３２
ａ、２つのサブビームを検出する第２および第３の検出
領域３２ｂおよび３２ｃならびに図６および図７を用い
て詳述するレイヤ検出に利用される第４および第５の検
出領域３２ｄおよび３２ｅが一体に形成されている。

【００３０】信号処理部８は、図示しないホストコンピ
ュータとの間のデータの受け渡し、図示しないホストコ
ンピュータからの指示に対応する光ヘッド装置２の各機
構部あるいは部レーザ素子２７の動作を制御する主制御
回路４０を有している。

【００３１】主制御回路４０には、以下に示すさまざま
な制御回路および処理回路との間の信号の受け渡しに利
用される内部バス４２が接続されている。主制御回路４
０にはまた、ホストコンピュータからリクエストされた
トラックアドレスあるいは再生順等の制御データならび
にフォトディテクタ３２を介して取り出された光ディス
クからの反射レーザビームに対応する再生符号列が一時
的に記憶されるバッファメモリ４４および主制御回路４
０により光ヘッド装置２が動作される際に必要な固定デ
ータ (イニシャルデータ) 等が記憶されている読みだし
専用メモリ４６が、内部バス４２を経由して、接続され
ている。

【００３２】主制御回路４０にはさらに、フォトディテ
クタ３２で取り出された光ディスクからの反射レーザビ
ームに基づいて、対物レンズ１０が合焦状態にある記録
層を特定するレイヤ検出回路４８が、内部バス４２を経
由して、接続されている。

【００３３】また、同様に、主制御回路４０には、フォ
トディテクタ３２の出力を参照して固定光学系６に配置
されているレーザ素子２７の出力光強度をモニタし、レ
ーザ素子２７の出力レベルを安定化させるＡＰＣ回路５
０、レーザ素子２７をＡＰＣ回路５０から指示される光
強度に対応する強度のレーザビームを発生するよう駆動
するレーザ駆動回路５２、及び、フォトディテクタ３２
で取り出されたデータすなわちピットの有無に基づい
て、ピットにより示される符号列から文字列あるいは記
号データ等に対応するコード化符号を再生するデータ信
号処理回路５２が接続されている。

【００３４】さらに、同様に、主制御回路４０には、フ
ォトディテクタ３２から出力されるフォーカスずれ信号
に基づいて、キャリッジ１６に保持されているレンズホ
ルダ１２すなわち対物レンズ１０の位置を、図示しない
光ディスクの記録面に対して所定の間隔で対向するよ
う、レンズホルダ１２を光ディスクの記録面と直交する
方向に移動させるフォーカス制御回路５６、及び、フォ
トディテクタ３０の出力を参照してガルバノミラー２１
の角度を僅かに変化させ、対物レンズ１０を通過された
レーザビームの中心と図示しない光ディスクのトラック
の中心とのずれが所定値になるよう対物レンズ１０すな
わち立上げミラー２０に案内されるレーザ素子２７から
のレーザビームが反射される方向を変化させるためのト
ラック制御回路５８が接続されている。

【００３５】図２は、図１に示した光ヘッド装置により
再生可能な記録媒体の記録層の特徴を示す概略図であっ
て、図２ (ａ) は、ディジタル・ビデオ・ディスク等に
代表される２以上のレイヤが与えられた記録層を有する
光ディスクの第１層 (以下、レイヤ０とする) と第２層
(以下、レイヤ１とする) の間の間隔ならびに媒体とレ
イヤ０との距離を示している。

【００３６】図２ (ａ) に示されるように、２以上のレ
イヤが与えられた光ディスクにおいて、媒体 (光ディス
クのベース材) とレイヤ０との間の距離ａは、０．５８
ミリメートル (以下、ｍｍと示す) 、レイヤ０とレイヤ
１の間の間隔ｂは、０．０４ｍｍである。これに対し
て、周知の片面光ディスクでは、図２ (ｂ) に示される
ように、媒体上の記録層の位置は、媒体の一方の面から
０．６ｍｍに設定されている。

【００３７】図３は、図２ (ｂ) に示した片面光ディス
クに記録されているデータすなわちピットにより反射光
量が変化された反射レーザビームがフォトディテクタ３
２の中心ビーム検出領域３２ａ、第１のサブビーム検出
領域３２ｂおよび第２のサブビーム検出領域３２ｃのそ
れぞれに投影された状態を示す概略図である。

【００３８】図３に示されるように、ホログラムプレー
ト３１を通過され、中心ビームと、中心ビームを挟んで
中心ビームの両サイドに所定の間隔で案内された２つの
サブビームは、予め所定の間隔で配置された検出領域３
２ａないし３２ｃのそれぞれの概ね中央に投影される。
なお、検出領域３２ｂおよび３２ｃに投影された２つの
サブビームは、通常、トラック制御回路５８により、 検出領域３２ｂの出力 − 検出領域３２ｃの出力 ＝
Ｔ により、トラックずれの程度を示すトラックエラー信号
として利用される。

【００３９】ここで、たとえば、 Ｔ ＞ ０ においては、対物レンズ１０を通過されたレーザビーム
が光ディスク (媒体) の半径方向の中心側に位置された
ものとして、ガルバノミラー２１から対物レンズ１０に
案内されるレーザビームの中心が光ディスクの半径方向
の外径よりに移動するよう、ガルバノミラー２１の図示
しないミラーモータ (あるいはムービングコイル) に、
トラック制御回路５８から所定の方向の駆動電流が供給
される。同様に、たとえば、 Ｔ ＜ ０ においては、対物レンズ１０を通過されたレーザビーム
が光ディスク (媒体) の半径方向の外径よりに位置され
たものとして、ガルバノミラー２１で反射されて対物レ
ンズ１０に案内されるレーザビームの中心が光ディスク
の半径方向の中心側に移動するよう、ガルバノミラー２
１の図示しないミラーモータ (または駆動コイル) に、
トラック制御回路５８から所定の方向 (Ｔ ＞ ０と比
較して逆向き) の駆動電流が供給される。

【００４０】これに対して、図４に示されるように、光
ディスクが２層ディスクであって、対物レンズ１０が光
ディスクのレイヤ１すなわち対物レンズ１０から離れた
側の記録層にフォーカスされると、フォトディテクタ３
２のそれぞれの検出領域３２ａないし３２ｃの概ね中央
には、レイヤ１から反射されたレーザビームにより、図
３を用いて説明したと同様の中心ビームおよび２つのサ
ブビームが投影されるが、同時に、ビーム径が大きく光
強度の小さい、レイヤ０で反射されたレーザビームによ
り生じる別のビームも投影される。なお、レイヤ０で反
射されたレーザビームの中心ビームは、レイヤ１から反
射された中心ビームと概ね等しい位置に投影されるが、
２つのサブビームは、レイヤ１から反射されたレーザビ
ームに比較して、中心間距離が拡大された状態で投影さ
れる。

【００４１】また、同様の理由により、図５に示される
ように、光ディスクが２層ディスクであって、対物レン
ズ１０が光ディスクのレイヤ０ (対物レンズ側の記録
層) にフォーカスされると、フォトディテクタ３２のそ
れぞれの検出領域３２ａないし３２ｃの概ね中央には、
レイヤ０から反射されたレーザビームにより、図３を用
いて説明したと同様の中心ビームおよび２つのサブビー
ムが投影されるが、同時に、ビーム径が大きく光強度の
小さい、レイヤ１で反射されたレーザビームにより生じ
る別のビームも投影される。なお、レイヤ１で反射され
たレーザビームの中心ビームは、レイヤ１の中心ビーム
と概ね等しい位置に投影され、２つのサブビームは、レ
イヤ１から反射されたレーザビームに比較して、中心間
距離が減少された状態で投影される。

【００４２】図６および図７は、図１に示した光ヘッド
装置により、記録層が複数のレイヤを有する場合に、対
物レンズ１０がフォーカス状態にあるレイヤを特定する
ために有益なフォトディテクタ３２と、ホログラムプレ
ート３１を通過されてフォトディテクタ３２に投影され
る中心ビームおよび２つのサブビームの様子を示す概略
図である。

【００４３】図６および図７に示されるように、フォト
ディテクタ３２には、中心ビームの両サイドの２つのサ
ブビームの一方のサブビームが投影される検出領域３２
ｂと中心ビームが投影される検出領域３２ａとの間に配
置された第１のレイヤ識別検出領域３２ｄおよび中心ビ
ームが投影される検出領域３２ａと中心ビームの両サイ
ドの２つのサブビームの残りのサブビームが投影される
検出領域３２ｃとの間に配置された第２のレイヤ識別検
出領域３２ｅとを有している。

【００４４】以下、図４を用いて既に説明したと同様
に、光ディスクが２層ディスクであって、対物レンズ１
０が光ディスクのレイヤ１すなわち対物レンズ１０から
離れた側の記録層にフォーカスされると、フォトディテ
クタ３２のそれぞれの検出領域３２ａないし３２ｃの概
ね中央には、レイヤ１から反射されたレーザビームによ
り、図３を用いて説明したと同様の中心ビームおよび２
つのサブビームが投影され、さらに、第２のレイヤ識別
検出領域３２ｅに、レイヤ０からのサブビームのうちの
一方のサブビームが投影される。

【００４５】一方、図５を用いて既に説明したと同様
に、対物レンズ１０が光ディスクのレイヤ０にフォーカ
スされると、フォトディテクタ３２のそれぞれの検出領
域３２ａないし３２ｃの概ね中央には、レイヤ０から反
射されたレーザビームにより、図３を用いて説明したと
同様の中心ビームおよび２つのサブビームが投影され、
さらに、第１のレイヤ識別検出領域３２ｄに、レイヤ１
からのサブビームのうちの一方のサブビームが投影され
る。

【００４６】従って、レイヤ検出回路４８により、 検出領域３２ｄの出力 − 検出領域３２ｅの出力 ＝
Ｒ を求めると、たとえば、 Ｒ ＞ ０ においては、対物レンズ１０がフォーカス状態にある記
録層がレイヤ１であることが、容易に識別できる。同様
に、たとえば、 Ｒ ＜ ０ においては、対物レンズ１０がフォーカス状態にある記
録層がレイヤ０であることが認められる。この場合、レ
イヤ検出回路４８は、簡単な差動増幅器と極性判別回路
により、提供される。

【００４７】なお、レイヤ検出回路４８は、たとえば、
所定の基準電流 (あるいは電圧) が入力される入力端を
有する比較器と極性判別回路であってもよく、この場合
は、フォトディテクタ３２に要求されるレイヤ識別検出
領域の数を、１か所に、低減できる。

【００４８】次に、図１を用いて光ヘッド装置の動作に
ついて説明する。図示しない電源スイッチが投入される
ことで、主制御回路４０の制御により、読み出し専用メ
モリ４６からイニシャルプログラムが読み出され、レン
ズホルダ１２が所定トラックに位置される。すなわち、
図示しないリニアモータ制御回路の制御によりキャリッ
ジ１６が所定の位置たとえば図示しない光ディスクの記
録面の図示しないリードインエリアのキャリブレーショ
ンエリアに移動される。

【００４９】続いて、レーザ素子２７による予備発光が
指示され、レーザ駆動回路５２からの予備発光に対応す
るレーザ駆動電流により、レーザ素子２７から所定の光
強度の予備発光ビームが出射される。

【００５０】以下、レイヤ検出回路４８の出力に基づい
て、レンズ１０がフォーカスされている記録層がレイヤ
１とレイヤ０のいづれであるかが識別される。次に、ホ
ストコンピュータからのリクエストによりバッファメモ
リ４４に記憶されたアドレスあるいは再生順に基づい
て、対応する記録層にフォーカスが一致するよう対物レ
ンズ１０のフォーカス方向の位置が設定される。すなわ
ち、入力されたアドレスあるいは再生順と対物レンズ１
０がフォーカスされているレイヤとが一致されている場
合、フォーカス制御回路５６からフォーカスコイル１８
に供給されるコイル電流の大きさは、そのままに維持さ
れる。これに対して、対物レンズ１０がフォーカスされ
ている記録層と入力されたアドレスあるいは再生順によ
り特定されるレイヤとが一致しない場合であって、アド
レスあるいは再生順がレイヤ１に含まれ、対物レンズ１
０がフォーカスされている記録層がレイヤ０である場合
には、対物レンズ１０を光ディスクから遠ざける方向に
移動可能に、フォーカスコイル１８に、所定の大きさの
コイル電流が印加される。他方、同様に、アドレスある
いは再生順がレイヤ０に含まれ、対物レンズ１０がフォ
ーカスされている記録層がレイヤ１である場合には、対
物レンズ１０を光ディスクに接近する方向に移動可能
に、フォーカスコイル１８に、所定の大きさのコイル電
流が提供される。

【００５１】このようにして、レイヤ１またはレイヤ０
の内の希望する記録層と対物レンズ１０のフォーカスが
整合された状態で、主制御回路４０により、レーザ駆動
回路５２が付勢されて、レーザ素子２７から再生ビーム
が発光される。

【００５２】レーザ素子２７を出射された再生ビーム
は、グレーティング２６により所定の間隔が与えられた
３つのレーザビームに変換されたのちコリメートレンズ
２５により平行ビームに変換され、第１のビームスプリ
ッタ２４で反射されて、λ／４板２３に入射される。

【００５３】λ／４板２３に入射されたレーザビーム
は、λ／４板２３で偏光面が円偏光に変換されたのち、
楕円補正プリズム２２によりビームスポットが概ね円形
に補正されて、ガルバノミラー２１に案内される。な
お、楕円補正プリズム２２に案内されたレーザビームの
一部すなわち楕円補正プリズム２２の反射面２２ａによ
り反射されたレーザビームは、ＡＰＣ回路５０によるレ
ーザ素子２７からのレーザビームの光強度を安定化する
ために、ＡＰＣ用フォトディテクタ３０に向けて、所定
の角度で反射される。

【００５４】λ／４板２３を通過されたレーザビーム
は、ガルバノミラー２１により所定の角度で反射され
て、移動光学系４のレンズホルダ１２の立上げミラー２
０により対物レンズ１０に案内される。

【００５５】このようにして、図示しない光ディスクの
希望のレイヤ (現在対物レンズ１０がフォーカス状態に
あることが検知されている記録層) のアドレスまたは再
生順が指示されているデータが記録されているトラック
あるいは近傍のトラックに、対物レンズ１０を通って、
所定のビーム径に変化された再生レーザビームが照射さ
れる。

【００５６】光ディスクの希望のレイヤのトラックに導
かれたレーザビームは、トラックに記録されているデー
タ (すなわちピット) の有無に応じて反射光量 (光強
度) が変化され、対物レンズ１０に戻される。

【００５７】光ディスクのトラックに記録されているデ
ータにより光強度が変化されて対物レンズ１０に戻され
た反射レーザビームは、立上げミラー２０ならびにガル
バノミラー２１により順に反射され、楕円補正プリズム
２２およびλ／４板２３を順に通過されて、第１のビー
ムスプリッタ２４に戻される。

【００５８】第１のビームスプリッタ２４に戻された反
射レーザビームは、今度は、ビームスプリッタ２４を通
過され、集束レンズ２８を通過されることにより所定の
収束特性が与えられて第２のビームスプリッタ２９に入
射される。

【００５９】第２のビームスプリッタ２９に入射された
反射レーザビームは、第２のビームスプリッタ２９をそ
のまま通過 (ＡＰＣフォトディテクタに向かう反射面２
２ａからの反射レーザビームから分離) され、フォトデ
ィテクタ３２の所定の位置に結像される。なお、フォト
ディテクタ３２に向かうレーザビームは、既に説明した
ように、ホログラムプレート３１により、フォーカスず
れおよびトラックずれを正確に検出可能な所定の光学特
性が与えられる。

【００６０】次に、フォトディテクタ３２の検出領域３
２ｂおよび３２ｄからの出力に対応するトラック制御回
路５８の制御によりガルバノミラー２１の角度が最適に
設定され、対物レンズ１０と光ディスクの希望のレイヤ
のトラックのトラッキングが整合される。なお、この場
合、光ディスクの偏心成分に対応して生じる周期性の高
いトラックずれについては、図示しないサーボ回路 (ト
ラック制御回路５８の要素の１つとして予め用意されて
いる) を介して、ガルバノミラー２１の角度の制御量
に、フィードバックされる。

【００６１】続いて、フォトディテクタ３２の検出領域
３２ａにより出力されたフォーカスずれ信号に対応する
フォーカス制御回路５６の制御により、レンズホルダ１
２のフォーカスコイル１８に所定の大きさの電流が供給
され、レイヤ検出回路４８により、対物レンズ１０がフ
ォーカス状態にあることが識別されている記録層に、フ
ォーカスロックされる。なお、この場合、光ディスクの
面ぶれ成分に対応して生じる周期性の高いフォーカスず
れについては、図示しないサーボ回路 (フォーカス制御
回路５６の要素の１つとして予め用意されている) によ
り、フォーカスコイル１８に供給される電流の大きさ
に、フィードバックされる。

【００６２】次に、光ディスクから読み出されたデータ
すなわちピットの有無に基づいて、データ信号処理回路
５２により、ピットにより示される符号列から文字列あ
るいは記号データ等に対応するコード化符号が再生さ
れ、バッファメモリ４４あるいは図示しないホストコン
ピュータに転送される。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の光ヘッド
装置は、記録媒体から反射された光の中心ビームを検出
する第１の検出領域と、記録媒体から反射された光の±
１次ビームを検出する第２の検出領域と、第２の検出領
域と第１の検出領域とが配置される位置に基づいて規定
される所定の位置に配置され、±１次ビームが他の記録
層で反射された周辺ビームを検出する第３の検出領域と
を有するフォトディテクタと、第３の検出領域により得
られる出力に基づいて記録媒体で反射された光が記録媒
体のどの記録層で反射されたかを区分する記録層検出回
路とを有することから、光ヘッド装置がイニシャルされ
た時点で、対物レンズがどの記録層にフォーカスされて
いるかを容易に識別できる。

【００６４】従って、複数の記録層が与えられた記録媒
体からデータを再生する際に、目的とするアドレスある
いは再生順に対応する記録層を検索するために必要な時
間が低減される。これにより、光ディスクに記録されて
いるデータを再生する際のアクセス速度が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態である光ヘッド装置を示
す概略図。

【図２】図１に示した光ヘッド装置を用いて再生可能な
記録媒体の記録層の特徴を示す概略図。

【図３】周知の光ヘッド装置により記録層が１層の記録
媒体からデータを取出す状態を示す概略図。

【図４】周知の光ヘッド装置を用いて記録層が２層の記
録媒体の対物レンズ側の層からデータを取出す状態を示
す概略図。

【図５】周知の光ヘッド装置により記録層が２層の記録
媒体の対物レンズから離れた層からデータを取出す状態
を示す概略図。

【図６】図１に示した光ヘッド装置により記録層が２層
の記録媒体の対物レンズ側の層からデータを取出す状態
を示す概略図。

【図７】図１に示した光ヘッド装置により記録層が２層
の記録媒体の対物レンズから離れた層からデータを取出
す状態を示す概略図。

【符号の説明】

２…光ヘッド装置、 ４…移動光学系、 ６…固定光学系、 ８…信号処理部、 １０…対物レンズ、 １２…レンズホルダ、 １４…ガイドレール、 １６…キャリッジ、 １８…フォーカスコイル、 ２０…立上げミラー、 ２２…ガルバノミラー、 ２３…楕円補正プリズム、 ２４…λ／４板、 ２５…第１のビームスプリッタ、 ２６…コリメートレンズ、 ２７…レーザ素子、 ２８…集束レンズ、 ２９…第２のビームスプリッタ、 ３０…ＡＰＣフォトディテクタ ３１…ホログラムプレート、 ３２…フォトディテクタ、 ４０…主制御回路、 ４２…内部バス、 ４４…バッファメモリ、 ４６…読み出し専用メモリ、 ４８…レイヤ検出回路、 ５０…ＡＰＣ回路、 ５２…レーザ駆動回路、 ５４…データ信号処理回路、 ５６…フォーカス制御回路、 ５８…トラック制御回路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体から反射された光の第１の成分を
   検出する第１の光検出手段と、 記録媒体から反射された光の第１の成分とは異なる第２
   の成分を検出する第２の光成分を検出する第２の光検出
   手段と、 この第２の光検出手段と前記第１の光検出手段とが配置
   される位置に基づいて規定される所定の位置に配置さ
   れ、第２の成分に関連して案内される第２の成分の周辺
   の光成分を検出する第３の光検出手段と、 この第３の光検出手段により得られる出力に基づいて、
   記録媒体で反射された光が記録媒体のどの記録層で反射
   されたかを区分する区分手段と、を、有する光ヘッド装
   置。
2. 【請求項２】記録媒体から反射された光の第１の成分を
   検出する第１の光検出手段と、 記録媒体から反射された光の第１の成分とは異なる第２
   の成分を検出する第２の光成分を検出する第２の光検出
   手段と、 この第２の光検出手段と前記第１の光検出手段との間ま
   たは前記第２の光検出手段を挟んで前記第１の光検出手
   段から離れた所定の位置に配置され、第２の成分に関連
   して案内される第２の成分の周辺の光成分を検出する第
   ３の光検出手段と、 この第３の光検出手段により得られる出力に基づいて、
   記録媒体で反射された光が記録媒体のどの記録層で反射
   されたかを区分する区分手段と、を、有する光ヘッド装
   置。
3. 【請求項３】記録媒体から反射された光の第１の成分を
   検出する第１の光検出手段と、 記録媒体から反射された光の第１の成分とは異なる第２
   の成分を検出する第２の光成分を検出する第２の光検出
   手段と、 この第２の光検出手段と前記第１の光検出手段との間お
   よび前記第２の光検出手段を挟んで前記第１の光検出手
   段から離れた所定の位置に配置され、第２の成分に関連
   して案内される第２の成分の周辺の光成分を検出する第
   ３の光検出手段と、 この第３の光検出手段により得られる出力に基づいて、
   記録媒体で反射された光が記録媒体のどの記録層で反射
   されたかを区分する区分手段と、を、有する光ヘッド装
   置。
4. 【請求項４】光を記録媒体の任意の記録層に収束させる
   対物レンズと、 この対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分を検出する第１の光検出器と、 前記対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分とは異なる第２の光成分を検出する
   第２の光成分を検出する第２の光検出器と、 この第２の光検出器と前記第１の光検出器との間あるい
   前記第２の光検出器を挟んで前記第１の光検出器から離
   れた位置の少なくとも一方に配置され、第２の光成分に
   関連して案内される第２の成分の周辺の光成分を検出す
   る第３の光検出器と、 この第３の光検出器により得られる出力に基づいて、記
   録媒体で反射された光が記録媒体のどの記録層で反射さ
   れたかを区分する区分手段と、を、有する光ヘッド装
   置。
5. 【請求項５】光を記録媒体の任意の記録層に収束させる
   対物レンズと、 この対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分を検出する第１の光検出器と、 前記対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分とは異なる第２の光成分を検出する
   第２の光成分を検出する第２の光検出器と、 この第２の光検出器と前記第１の光検出器との間あるい
   前記第２の光検出器を挟んで前記第１の光検出器から離
   れた位置の少なくとも一方に配置され、第２の光成分が
   反射された記録媒体の記録層とは異なる記録層から反射
   された第２の光成分の類似成分を検出する第３の光検出
   器と、 この第３の光検出器により得られる出力に基づいて、記
   録媒体で反射された光が記録媒体のどの記録層で反射さ
   れたかを区分する区分手段と、を、有する光ヘッド装
   置。
6. 【請求項６】光を記録媒体の任意の記録層に収束させる
   対物レンズと、 この対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分を検出する第１の光検出器と、 前記対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分とは異なる第２の光成分を検出する
   第２の光成分を検出する第２の光検出器と、 この第２の光検出器と前記第１の光検出器との間あるい
   前記第２の光検出器を挟んで前記第１の光検出器から離
   れた位置の少なくとも一方に配置され、第２の光成分が
   反射された記録媒体の記録層とは異なる記録層から反射
   された第２の光成分の類似成分を検出する第３の光検出
   器と、 この第３の光検出器により得られる出力に基づいて、類
   似成分が前記第２の光検出器と前記第１の光検出器との
   間あるい前記第２の光検出器を挟んで前記第１の光検出
   器から離れた位置のいづれに案内されたかを検知して、
   記録媒体で反射された光が記録媒体のどの記録層で反射
   されたかを区分する区分手段と、を、有する光ヘッド装
   置。
7. 【請求項７】光を記録媒体の任意の記録層に収束させる
   対物レンズと、 この対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分を検出する第１の光検出器と、 この第１の光検出器に対して所定の位置に配置され、前
   記対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反射
   光の第１の光成分とは異なる第２の光成分を検出する第
   ２の光検出器と、 前記第１の光検出器に対し、前記第２の光検出器と前記
   第１の光検出器を結ぶ線上に、前記第１の光検出器と前
   記第２の光検出器とが配置される間隔と等しい間隔で、
   前記第１の光検出器を挟んで前記第２の光検出器と点対
   称に配置され、前記対物レンズを介して取り出された記
   録媒体からの反射光の第１および第２の光成分とは異な
   る第３の光成分を検出する第３の光検出器と、 前記第１および第２の光検出器の間の所定の位置に配置
   され、前記第２の光成分が反射された記録媒体の記録層
   とは異なる記録層から反射された第２の光成分の類似成
   分を検出する第４の光検出器と、 前記第１および第３の光検出器の間の所定の位置に配置
   され、前記第３の光成分が反射された記録媒体の記録層
   とは異なる記録層から反射された第３の光成分の類似成
   分を検出する第５の光検出器と、 前記第４および第５の光検出器により得られる出力に基
   づいて、記録媒体で反射された光が記録媒体のどの記録
   層で反射されたかを区分する区分手段と、を、有する光
   ヘッド装置。
8. 【請求項８】光を記録媒体の任意の記録層に収束させる
   対物レンズと、 この対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分を検出する第１の光検出器と、 この第１の光検出器に対して所定の位置に配置され、前
   記対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反射
   光の第１の光成分とは異なる第２の光成分を検出する第
   ２の光検出器と、 前記第１の光検出器に対し、前記第２の光検出器と前記
   第１の光検出器を結ぶ線上に、前記第１の光検出器と前
   記第２の光検出器とが配置される間隔と等しい間隔で、
   前記第１の光検出器を挟んで前記第２の光検出器と点対
   称に配置され、前記対物レンズを介して取り出された第
   ２の光成分の極性の異なる成分を検出する第３の光検出
   器と、 前記第１および第２の光検出器の間の所定の位置に配置
   され、前記対物レンズを介して取り出された前記第１の
   光成分が反射された記録層とは異なる記録層で反射され
   た第２の光成分の類似成分を検出する第４の光検出器
   と、 前記第２および第３の光検出器の間の所定の位置に配置
   され、前記対物レンズを介して取り出された前記第１の
   光成分が反射された記録層とは異なる記録層で反射され
   た第３の光成分の類似成分を検出する第５の光検出器
   と、 前記第４および第５の光検出器により得られる出力に基
   づいて、記録媒体で反射された光が記録媒体のどの記録
   層で反射されたかを区分する区分手段と、を、有する光
   ヘッド装置。
9. 【請求項９】光を記録媒体の任意の記録層に収束させる
   対物レンズと、 この対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反
   射光の第１の光成分を検出する第１の光検出器と、 この第１の光検出器に対して所定の位置に配置され、前
   記対物レンズを介して取り出された記録媒体からの反射
   光の第１の光成分とは異なる第２の光成分を検出する第
   ２の光検出器と、 前記第１の光検出器に対し、前記第２の光検出器と前記
   第１の光検出器を結ぶ線上に、前記第１の光検出器と前
   記第２の光検出器とが配置される間隔と等しい間隔で、
   前記第１の光検出器を挟んで前記第２の光検出器と点対
   称に配置され、前記対物レンズを介して取り出された第
   ２の光成分の極性の異なる成分を検出する第３の光検出
   器と、 前記第１および第２の光検出器の間の所定の位置に配置
   され、前記対物レンズを介して取り出された前記第１の
   光成分が反射された記録層とは異なる記録層で反射され
   た第２の光成分の類似成分を検出する第４の光検出器
   と、 前記第２および第３の光検出器の間の所定の位置に配置
   され、前記対物レンズを介して取り出された前記第１の
   光成分が反射された記録層とは異なる記録層で反射され
   た第３の光成分の類似成分を検出する第５の光検出器
   と、 前記第４および第５の光検出器により得られる出力から
   第２の光成分の類似成分および第３の光成分の類似成分
   の一方を検知して、記録媒体で反射された光が記録媒体
   のどの記録層で反射されたかを区分する区分手段と、
   を、有する光ヘッド装置。