JPH0991742A - 光学ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスクの回転速度を高めることなく、光
ディスクの信号記録面に関する情報信号の記録または読
取速度が向上されるようにすること。 【解決手段】 光源からの光ビームを光ディスクの信号
記録面上に照射する対物レンズと、この光ビームと光デ
ィスクからの戻り光ビームを分離する分離光学系と、前
記分離光学系によって分離された戻り光ビームを受光す
る光検出器と、を含んでいる、光学ピックアップにおい
て、上記光ビームを、光ディスクの所望のトラック及び
隣接する少なくとも一つのトラック上に照射されるよう
に、走査するスキャン手段が備えられるように、光学ピ
ックアップを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対し
て記録及び／または読取を行なうための光学ピックアッ
プに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような光学ピックアップは、
例えば図８に示すように構成されている。即ち、図８に
おいて、光学ピックアップ１は、半導体レーザ素子２，
グレーティング３，ビームスプリッタ４，対物レンズ
５，集光レンズ６及び光検出器７から構成されている。

【０００３】このような構成の光学ピックアップ１によ
れば、半導体レーザ素子２から出射されたレーザ光ビー
ムは、グレーティング３により０次光及びプラスマイナ
ス１次光の３本の光ビームに分離された後、ビームスプ
リッタ４のハーフミラー面４ａで反射される。その後、
光ビームは、対物レンズ５を介して、光ディスクＤの信
号記録面上のある一点に収束される。

【０００４】光ディスクＤの信号記録面からの戻り光ビ
ームは、再び対物レンズ５を介して、ビームスプリッタ
４に入射する。ここで、戻り光ビームは、ビームスプリ
ッタ４のハーフミラー面４ａを透過して、集光レンズ６
により集光される。これにより、グレーティング３によ
り分離された各光ビームの戻り光が、それぞれ光検出器
７の対応する受光部に入射する。かくして、光検出器７
の各受光部からの検出信号に基づいて、光ディスクＤの
読取信号及びフォーカスエラー信号，トラッキングエラ
ー信号等の信号が生成される。

【０００５】ここで、このように構成された光学ピック
アップ１においては、グレーティング３により分割され
た各ビーム、即ち主ビームＬ１及びその両側に分割され
た二つの副ビームＬ２，Ｌ３から成る三つの光ビーム
が、それぞれ光ディスクＤの信号記録面の一つのトラッ
クＴに関して、図９に示すように、スポットを形成する
ようになっている。これにより、主ビームＬ１及び副ビ
ームＬ２，Ｌ３の戻り光が、光検出器７によってそれぞ
れ検出されることにより、これらの信号に基づいて、上
記トラックに記録された信号が再生されると共に、フォ
ーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が生成さ
れ、これらのエラー信号に基づいて、対物レンズ５のフ
ォーカスサーボ及びトラッキングサーボが行なわれるこ
とにより、対物レンズ５のフォーカシング及びトラッキ
ングが行なわれるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の光学
ピックアップ１においては、図１０に示すように、光デ
ィスクＤの一つのトラックに対しては、一つの光学ピッ
クアップ１の光源（半導体レーザ素子）２及び光学系８
（グレーティング３，ビームスプリッタ４，対物レンズ
５，集光レンズ６及び光検出器７）により、全体として
一つの光ビームが照射され、光学ピックアップ１全体が
矢印Ｘで示すトラッキング方向に移動されることによ
り、順次に次のトラックへのアクセスが行なわれるよう
になっている。ところで、光ディスクＤの信号記録面の
複数のトラックに対して、それぞれ同時にまたは並列に
光ビームを照射することによって、トラックに対する信
号の記録／読取の速度を向上させたり、記録しながら再
生したりすることが可能である。このため、光ディスク
Ｄの複数のトラックに対して、それぞれ一組の光源（半
導体レーザ素子）２及び光学系８（グレーティング３，
ビームスプリッタ４，対物レンズ５，集光レンズ６及び
光検出器７）を設けることにより、同時にまたは並列に
３本のトラックに対して記録／読取を行なうようにし
た、光学ピックアップも知られている。

【０００７】このような構成の光学ピックアップによれ
ば、同時にまたは並列に複数のトラックに対して記録／
読取が行われるので、記録／読取の速度がほぼ複数倍に
なるが、複数の光源２及び光学系８が必要であることか
ら、構成が複雑になると共に、部品点数が多くなり、部
品コスト及び組立コストが高くなってしまうという問題
があった。

【０００８】また、上述した光学ピックアップ１におい
ては、光ディスクＤに情報信号を所定トラックに記録し
た場合、情報信号が正しく記録されたことをチェック
（所謂ベリファイチェック）を行なうためには、当該ト
ラックを再度トレースして信号記録面に記録された情報
信号を読み取る必要があり、実行時間が比較的長くなっ
てしまうという問題があった。

【０００９】さらに、情報信号の読取処理効率を向上さ
せるために、所謂先読みが行なわれる場合には、光学ピ
ックアップが使用されていない時間に読み込み動作が行
なわれるようになっているが、光学ピックアップが連続
使用されていると、この先読みに関する読み込み動作が
行なわれ得なくなってしまい、光ディスクの回転速度に
依存する読み込み速度以上の情報信号の読み込みが困難
であるという問題もあった。

【００１０】本発明は、以上の点に鑑み、光ディスクの
回転速度を高めることなく、光ディスクの信号記録面に
関する情報信号の記録または読取速度が向上されるよう
にした、光学ピックアップを提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ビームを出射する光源と、この光源から出射さ
れた光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光するよ
うに照射する対物レンズと、この分割光ビームと前記対
物レンズを介した光ディスクの信号記録面からの戻り光
ビームを分離する分離光学系と、前記分離光学系によっ
て分離された戻り光ビームを受光する光検出器と、前記
光ビームが、光ディスクの所望のトラック及び隣接する
少なくとも一つのトラック上に照射されるように、走査
するスキャン手段とを備え、且つ、前記光検出器が、光
ビームの光ディスクの信号記録面の各トラックからの戻
り光を受光する受光部を備えている、光学ピックアップ
により、達成される。

【００１２】上記構成によれば、光源からの光ビーム
が、対物レンズにより光ディスクの信号記録面に照射さ
れると共に、スキャン手段による走査によって、光ディ
スクの信号記録面の互いに隣接する複数のトラック上に
スポットを形成することになる。そして、光ディスクの
複数のトラックからの戻り光は、それぞれ対物レンズを
介して光検出器の受光部に入射して、検出される。かく
して、一つの光源及び光学系によって、光ディスクの複
数のトラックに関して、情報信号の記録または読取が行
われることになる。尚、この構成は、従来の３ビーム方
式の光学ピックアップを使用することにより、スキャン
手段を付加するだけの構成により実現可能であるので、
容易に提供される。

【００１３】上記スキャン手段による光ビームの走査に
よって、同時にまたは並列に複数のトラックに対して、
情報信号の記録または読取が行なわれる場合には、光デ
ィスクに対する情報信号の記録または読取が、光ビーム
が走査するトラック数倍だけ速度が向上することにな
る。

【００１４】上記光源及び光検出器を、時分割により、
各トラックへの照射及び戻り光に関して、駆動するよう
に制御する制御手段が備えられている場合には、複数の
トラックに関して同時にまたは並列に記録または読取が
行なわれる際に、連続した情報信号が、各トラック毎の
不連続な情報信号に分解され、また各トラック毎の不連
続な情報信号が、連続した情報信号に復元される。

【００１５】上記光源及び光検出器を、一組の情報信号
に関して、同時に駆動制御する制御手段が備えられてい
る場合には、一組の情報信号の情報記録量が、トラック
数の乗数分だけ増大されることになり、より高密度の信
号記録が可能になる。

【００１６】上記各トラックへの光ビームの走査のう
ち、少なくとも一つのトラックへの第一の光ビームが比
較的強い光度を、また他の少なくとも一つのトラックへ
の第二の光ビームが比較的弱い光度を有しており、第一
の光ビームにより、光ディスクへの情報信号の記録が行
なわれ、また第二の光ビームにより、光ディスクからの
情報信号の読取が行なわれる場合には、第一の光ビーム
により光ディスクに記録された情報信号が、第二の光ビ
ームにより読み取られ、所謂ベリファイチェックが行わ
れることになると共に、この場合、ベリファイチェック
のために、再度同じトラックをトレースする必要がない
ので、記録速度が著しく向上することになる。

【００１７】上記各トラックへの光ビームの走査のう
ち、少なくとも一つのトラックへの第三の光ビームと、
少なくとも一つのトラックへの第四の光ビームが、対と
なって使用され、第三の光ビーム及び第四の光ビームに
より、光ディスクに対する情報信号の記録または読取が
行なわれる場合には、第三の光ビームと第四の光ビーム
の記録または読取が互いに時間的にずれることになるの
で、一方の光ビームによって先読みまたはディレイ読み
込みが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図７を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１９】図１は、本発明による光学ピックアップの
一実施形態を示している。図１において、光学ピックア
ップ１０は、半導体レーザ素子１１，グレーティング１
２，ビームスプリッタ１３，対物レンズ１４，集光レン
ズ１５及び光検出器１６と、制御手段１９及びスキャン
手段２０とを備えている。

【００２０】上記半導体レーザ素子１１は、半導体の再
結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用さ
れる。半導体レーザ素子１１から出射した光ビームは、
グレーティング１２に導かれる。

【００２１】上記グレーティング１２は、入射光を回折
させるものであり、半導体レーザ素子１１から出射した
光ビームを、トラッキング方向即ち紙面に対して垂直な
方向に０次回折光及びプラスマイナス１次回折光の少な
くとも３本の分割光ビームに分離するために使用され
る。尚、グレーティング１２による分割光ビームは、以
下の説明では、０次光である主ビームについてのみ説明
される。

【００２２】ビームスプリッタ１３は、平行平板状に形
成されていると共に、ハーフミラー面１３ａが、対物レ
ンズ１４の光軸に対して４５度傾斜した状態で配設され
ており、半導体レーザ素子１１から出射した光ビームと
光ディスク１７の信号記録面からの戻り光を分離する。

【００２３】対物レンズ１４は、ビームスプリッタ１３
により反射された光ビームを、回転駆動される光ディス
ク１７の信号記録面の所望のトラック上に収束させる。

【００２４】光ディスク１７の信号記録面に照射された
光ビームは、戻り光ビームとして、再び対物レンズ１４
を介して、ビームスプリッタ１３に導かれる。そして、
ビームスプリッタ１３を透過した戻り光ビームは、集光
レンズ１５を透過した後、光検出器１６の受光部に入射
されることになる。

【００２５】光検出器１６は、グレーティング１２によ
りトラッキング方向に分離された３本のビーム、即ち０
次光及びプラスマイナス１次光に対して、それぞれ受光
部を有するように構成されている。

【００２６】さらに、本実施形態による光学ピックアッ
プ１０においては、半導体レーザ素子１１及び光検出器
１６の駆動制御を行なう制御回路１９と、光ディスク１
７への光ビームを所望のトラックと隣接する少なくとも
一つのトラック上に走査するためのスキャン手段２０が
備えられている。これに対応して、光検出器１６は、そ
れぞれ光ビームが走査される光ディスク１７の信号記録
面における各トラックからの戻り光を受光する受光部を
備えるようになっている。

【００２７】上記スキャン手段２０は、図示の場合、対
物レンズ１４をトラッキング方向に関して駆動制御する
ように構成されているが、これに限らず、対物レンズ１
４から光ディスク１７の信号記録面に達する光ビームを
走査し得るものであれば、任意の構成のスキャン手段が
採用される。

【００２８】したがって、半導体レーザ素子１１から出
射されたレーザ光ビームは、グレーティング１２により
３本の光ビームに分離された後、ビームスプリッタ１３
のハーフミラー面１３ａで反射される。その後、光ビー
ムは、対物レンズ１４を介して、光ディスク１７の信号
記録面上に収束される。この場合、光ビームは、０次光
である主ビームが、スキャン手段２０によって、光ディ
スク１７の信号記録面上にて、トラッキング方向に関し
て走査されることにより、その走査位置により、図２に
示すように、中央のトラックＴ１上にスポットＬ１を形
成し、また両側のトラックＴ２，Ｔ３上にスポットＬ
２，Ｌ３を形成するようになっている。尚、各トラック
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、例えば情報信号を構成するピット
Ｐにより構成されている。これにより、光ディスク１７
への情報信号の記録の場合には、例えば、磁気カー効果
を利用した、熱（光）磁気記録の手法によって、信号の
記録が行なわれる。

【００２９】光ディスク１７の信号記録面の各トラック
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３からの戻り光ビームは、それぞれ再び
対物レンズ１４を介して、ビームスプリッタ１３に入射
する。ここで、戻り光ビームは、ビームスプリッタ１３
のハーフミラー面１３ａを透過して、集光レンズ１５に
より集光される。かくして、各トラックＴ１，Ｔ２，Ｔ
３からの戻り光が、それぞれ光検出器１６の対応する受
光部に入射する。これにより、光検出器１６の各受光部
からの検出信号に基づいて、光ディスク１７の読取信号
及びフォーカスエラー信号，トラッキングエラー信号等
の信号が生成される。

【００３０】ここで、光学ピックアップ１０は、図３に
示すように、一つの光源（半導体レーザ素子１１）から
の光ビームを、一つの光学系１８（半導体レーザ素子１
１，グレーティング１２，ビームスプリッタ１３，対物
レンズ１４）により、さらにスキャン手段２０により、
この光ビームを走査することにより、それぞれ光ディス
ク１７の信号記録面の互いに隣接するトラック上にスポ
ット形成するようになっている。このため、従来の３ビ
ーム方式の光学ピックアップに対して、スキャン手段を
付加するだけの簡単な構成によって、複数トラックに対
する同時アクセスが可能となる。

【００３１】上述した各トラックへの光ビームにより、
同時にまたは並列に光ディスクの信号記録面への情報信
号の記録または読取が行なわれる得るので、情報信号の
記録または読取が、より高速で行われることになる。こ
こで、複数例えばｎ本のトラックの読取を行なう場合の
光検出器１６からの検出信号の処理は、例えば制御装置
１９（図１参照）によって、図４に示すように、時分割
方式によって行なわれる。図４において、光検出器１６
の各トラック毎の受光部からの検出信号Ｓ１，Ｓ
２，．．，Ｓｎ（図４の左側参照）は、適宜の制御によ
り、一旦メモリ等に蓄積された後、図４の右側に示すよ
うに、トラッキング方向の順番に読み出され、連続した
情報信号として復元される。

【００３２】これにより、ｎ本のトラックの情報信号が
同時にまたは並列に読み出されるので、これらのトラッ
クの信号読出が終了した後は、対物レンズは、次のｎ本
のトラックの情報信号の読出を行なうために、ｎ本分だ
けトラッキングによって光ディスクの半径方向に移動さ
れ、再度情報信号の読取が行なわれる。かくして、従来
の一つのトラックの情報信号の読取を行なう光学ピック
アップ１に比較して、約ｎ倍の読取速度が得られること
になる。換言すれば、同じ記録または読取速度を得るた
めには、約ｎ分の一の光ディスクの回転速度でよいこと
から、低コストのモータで済むことになる。

【００３３】また、図２の場合に、各分割光ビームの戻
り光の光検出器の受光部による検出信号は、中央のトラ
ックＴ１に対応する検出信号Ｓ１に対して、両側のトラ
ックＴ２，Ｔ３に対応する検出信号Ｓ２，Ｓ３が、例え
ば所定時間だけ先行し、または遅れることになる。従っ
て、先行する検出信号に基づいて、所謂先読みが可能で
あると共に、遅れる検出信号に基づいて、オーディオの
リバーブ処理等で代表されるような所謂ディレイ読み込
みも可能である。

【００３４】図５は、上述した３つのトラックＴ１，Ｔ
２，Ｔ３に対して走査される光ビームは、中央のトラッ
クＴ１への光ビームＬ１の光度が比較的強く、両側のト
ラックＴ２，Ｔ３への光ビームＬ２，Ｌ３の光度が比較
的弱い場合を示している。この場合、各トラックＴ１，
Ｔ２，Ｔ３は、光ディスク１７の信号記録面に形成され
たピットＰにより構成されており、光ビームは、矢印Ａ
で示すように直線的に走査されることにより、例えば光
ビームＬ１によって、光ディスク１７の信号記録面への
情報信号の記録が行なわれると共に、光ビームＬ２，Ｌ
３によって、光ディスク１７の信号記録面からの情報信
号の読取が行われることになる。これにより、光ビーム
Ｌ１によって光ディスク１７に記録された情報信号のベ
リファイチェックが、光ビームＬ３による情報信号の読
取によって行われることになる。

【００３５】図６は、上述した３つのトラックＴ１，Ｔ
２，Ｔ３への光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３が、共に対応す
る各トラックＴ１，Ｔ２，Ｔ３に対して、一組の情報信
号の記録または読取を同時にまたは並列に行なう場合を
示している。この場合、従来のように一つのトラックに
対して記録可能な情報信号量に比較して、３つのトラッ
クＴ１，Ｔ２及びＴ３に一組の情報信号を記録する場
合、トラック数の乗数倍，この場合３乗の情報信号量が
記録されることになる。

【００３６】図７は、上述した３つのトラックＴ１，Ｔ
２，Ｔ３に対して光ビームの走査が円弧状に行なわれる
場合を示している。即ち、第一の走査方法によれば、光
ビームは、矢印Ｂで示すように、円形軌道上を一方向に
回ることにより、トラッキング方向に関して走査が行な
われる。また、第二の走査方法によれば、光ビームは、
矢印Ｃで示すように、円弧状の軌道を往復運動されるこ
とにより、トラッキング方向に関して走査が行なわれ
る。これにより、例えば主ビームＬ１によって、光ディ
スク１７の信号記録面への情報信号の記録が行なわれる
と共に、副ビームＬ２，Ｌ３によって、光ディスク１７
の信号記録面からの情報信号の読取が行われることにな
る。これにより、主ビームＬ１によって光ディスク１７
に記録された情報信号のベリファイチェックが、副ビー
ムＬ３による情報信号の読取によって行われることにな
る。 尚、光ビームの走査は、円形軌道に限らず、例え
ば楕円軌道であってもよいことは明らかである。

【００３７】尚、上述した実施形態においては、主とし
て光ディスクの信号記録面の情報信号の読取に関して説
明したが、これに限らず、光ディスクの信号記録面への
情報信号の記録に関しても、同様であることは明らかで
ある。また、上述した実施形態においては、ピット方式
の光ディスクの場合について説明したが、これに限ら
ず、光ビームを照射して情報信号の記録または読取が行
われるような光ディスクであれば、他の任意の光ディス
ク用の光学ピックアップにも本発明を適用し得ることは
明らかである。さらに、上述した実施形態においては、
光ビームの走査によって、光ディスクの３本のトラック
にそれぞれスポットが形成されるようになっているが、
これに限らず、少なくとも二つのトラックに対して、ス
ポットが形成されるような光学ピックアップにおいて、
本発明が適用される。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
ディスクの回転速度を高めることなく、光ディスクの信
号記録面に関する情報信号の記録または読取速度が向上
されるようにした、光学ピックアップを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップの一実施形態の
構成を示す概略図である。

【図２】図１の光学ピックアップにおける光ディスク上
に形成されるスポットとトラックの関係を示す概略図で
ある。

【図３】図１の光学ピックアップの動作原理を示す概略
図である。

【図４】図１の光学ピックアップにおける読取時の読取
信号の処理を示す概略図である。

【図５】図１の光学ピックアップにおける記録及び読取
を同時に行なう場合の概略斜視図である。

【図６】図１の光学ピックアップにおける同時に記録ま
たは読取を行なう場合の概略斜視図である。

【図７】図１の光学ピックアップにおける光ビームが円
形状に走査される場合の概略斜視図である。

【図８】従来の光学ピックアップの一例を示す概略図で
ある。

【図９】図７の光学ピックアップにおける光ディスク上
に形成されるスポットとトラックの関係を示す概略図で
ある。

【図１０】従来の光学ピックアップにて複数のトラック
に同時アクセスする場合の原理図である。

【符号の説明】

１０ 光学ピックアップ １１ 半導体レーザ素子 １２ グレーティング １３ ビームスプリッタ １４ 対物レンズ １５ 集光レンズ １６ 光検出器 １７ 光ディスク １８ 光学系 １９ 制御装置 ２０ スキャン手段 Ｐ ピット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、 この光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記
   録面上に集光するように照射する対物レンズと、 この分割光ビームと前記対物レンズを介した光ディスク
   の信号記録面からの戻り光ビームを分離する分離光学系
   と、 前記分離光学系によって分離された戻り光ビームを受光
   する光検出器と、 前記光ビームが、光ディスクの所望のトラック及び隣接
   する少なくとも一つのトラック上に照射されるように、
   走査するスキャン手段とを備え、 且つ、前記光検出器が、光ビームの光ディスクの信号記
   録面の各トラックからの戻り光を受光する受光部を備え
   ていることを特徴とする光学ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記スキャン手段による光ビームの走査
   によって、同時にまたは並列に３本のトラックに対し
   て、情報信号の記録または読取が行なわれることを特徴
   とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記光源及び光検出器を、時分割によ
   り、各トラックへの光ビームの照射及び戻り光の検出に
   関して、駆動するように制御する制御手段が備えられて
   いることを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアッ
   プ。
4. 【請求項４】 前記光源及び光検出器を、一組の情報信
   号に関して、同時に駆動制御する制御手段が備えられて
   いることを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアッ
   プ。
5. 【請求項５】 前記各トラックへの光ビームの走査のう
   ち、少なくとも一つのトラックへの第一の光ビームが比
   較的強い光度を、また他の少なくとも一つのトラックへ
   の第二の光ビームが比較的弱い光度を有しており、第一
   の光ビームにより、光ディスクへの情報信号の記録が行
   なわれ、また第二の光ビームにより、光ディスクからの
   情報信号の読取が行なわれることを特徴とする請求項１
   に記載の光学ピックアップ。
6. 【請求項６】 前記各トラックへの光ビームの走査のう
   ち、少なくとも一つのトラックへの第三の光ビームと、
   少なくとも一つのトラックへの第四の光ビームが、対と
   なって使用され、第三の光ビーム及び第四の光ビームに
   より、光ディスクに対する情報信号の記録または読取が
   行なわれることを特徴とする請求項５に記載の光学ピッ
   クアップ。