JPH10222855A

JPH10222855A - 光ヘッド

Info

Publication number: JPH10222855A
Application number: JP9024794A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kitada; 保夫北田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】旧媒体互換に関し、旧媒体でトラックピッチが
広いディスクを使用するときにトラックピッチが広いた
めトラック溝による回折光の回折パターンの０次、＋１
次、−１次の回折が重なってしまう部分が発生するとそ
の部分が温度変化等によって回折光と光検出器の相対位
置ズレによってトラックオフセットが発生してしまう。【解決手段】トラック検出のための光検出器を分割し、
媒体の種類により切り替えることで回折パターンの０
次、＋１次、−１次の回折が重なってしまう部分をトラ
ック信号として取り込まないようにしてトラックオフセ
ットを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的に情報を記
録、再生、消去のいずれか、あるいは全てを行う装置の
光ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特公平４−３０１３号公報に示
されているように、光ヘッドのトラッキング検出に用い
るプッシュプルでは、光検出器上の光の回折パターンに
対し検出器の分割形状を工夫して検出器上で光束が移動
してもオフセットが出ないようにしている。具体的に
は、回折光の０次と＋１次が重なる部分、回折光の０次
と−次が重なる部分のパターンに対し検出器の分割を若
干小さくして、光学部品の温度による位置ズレ等による
光束の移動があっても検出器の出力が変化しないように
なっている。更に対物レンズの開口数（Ｎ．Ａ）と波長
と記録媒体のトラックピッチの関係により、回折光の０
次と＋１次と−１次が重なる部分が発生しないようにし
ているか、重なる部分が光検出器の受光部分にかからな
いようにして、トラックオフセットが発生しないような
構成としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光ディスクに対する高
密度化の要求に従いスポットサイズを縮小化する傾向に
ある。そのアプローチとして光源の波長を短くし、トラ
ックピッチを小さくするという手法が一般的である。通
常は、トラックピッチと光源の波長はほぼ同じ比率で小
さくするので光検出器上の回折光の０次、±１次の重な
り具合はほぼ変化無く、光検出器の分割形状に特別な工
夫をしなくてもトラックオフセットは発生しない。しか
しながら、媒体が交換可能な光ディスクの場合、古い機
種用のディスク（当該機種用のディスクよりトラックピ
ッチが広いディスク）も新しい光ディスク装置で記録再
生が出来るようにすることが製品のコンセプト上重要に
なっている。このとき、光検出器上の回折パターンは間
隔が狭くなるか、してしまいトラックオフセットが発生
しやすくなる。本発明はこのトラックオフセットを低減
させることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、トラック信
号検出用の光検出の形状を媒体のトラック方向に沿う方
向におおむね中央から２分割し（分割された領域をＡ，
Ｂとする）、更にそのそれぞれを媒体のトラック方向に
沿う方向に分割し（中央の分割からそれぞれＡ１、Ａ
２、・・・Ｂ１、Ｂ２・・・とする）各世代の媒体を認
識することにより分割した光検出器の部分を切り替えて
使用する。切り替えは、当該世代の媒体の時は、全ての
分割部分を使用し、旧世代の媒体の時は回折光の０次と
＋１次と−１次が重なる部分を検出しないような部分の
みを使用することでトラックオフセットの発生を低減す
る。光検出器の形状を初めから旧世代の媒体でも回折光
の０次と＋１次と−１次が重なる部分を検出しないよう
な分割形状にすることも可能であるが、以下に述べる理
由により切り替えて使用する方が有利となる。光検出器
の特性から、光ディスク装置で使用する光の波長（約８
５０ｎｍから６００ｎｍ）の範囲では波長が短くなるほ
ど検出感度が低下するので最新世代の光の波長の場合
（波長が短くなる）光検出器の出来るだけ広い範囲で光
を検出する方が有利である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図１に
従い説明する。図１〜図３は本発明を説明するための模
式図である。図１は本発明を使用した光ヘッドの光学系
の説明図である。光源部１では半導体レーザ１１から出
射された光がコリメートレンズ１２で平行光となりビー
ム整形プリズム１３でおおむね強度分布が円形となるよ
うに整形された偏光ビームスプリッタ２へと至る。透過
した光は立ち上げミラー３により記録媒体の方に方向を
変えられ対物レンズ４で記録媒体５上にスポットを結
ぶ。図面では立ち上げミラー３以降紙面右側に光が曲げ
られている図になっているが実際には紙面に対して垂直
方向となる。記録媒体にはトラック用の溝６があらかじ
め刻まれている。記録媒体５で反射された光は上記と逆
の経路を通り、偏光ビームスプリッタ２にいたり反射さ
れ情報検出光学系７、自動焦点検出系８、トラックサー
ボ検出系９へと至る。情報検出光学系７では、検光子７
１、検出レンズ７２を通り光検出器７３にいたり記録媒
体に書き込まれた情報を検出する。自動焦点検出系８で
は、検出レンズ８１、円柱レンズ８２を通り光検出器８
３にいたり対物レンズ４の出射光が記録媒体上にスポッ
トを結ぶように制御する為のサーボ信号を検出する。ト
ラックサーボ検出系９では、検出レンズ９１を通り、光
検出器９２にいたり対物レンズ４の出射光が記録媒体上
のトラック６の中心に位置付けるようにトラックサーボ
をかけるための信号を検出する。

【０００６】以下にトラックサーボ検出系９につき更に
詳しく述べる。トラックサーボ検出系９の検出レンズ９
１では、光検出器９２上に焦点を結ばず焦点の手前で検
出するような配置とする。これはトラックサーボ信号の
検出方式が、光検出器９２の受光面上での光パターンを
検出するためである。図２にトラックサーボ検出の模式
図を示す。光検出器９２の受光面形状１１０は本実施例
では４分割されそれぞれ１１１、１１２、１１３、１１
４の領域となっている。分割の方向は記録媒体５のトラ
ック６の方向に平行である。従来の光検出器は本図で示
す４分割された領域の領域１１１、１１３と領域１１
２、１１４が一体となったもので領域１１１、１１３が
一体となった領域をＡ、領域１１２、１１４が一体とな
った領域をＢとし、領域Ａ及び領域Ｂの検出出力の差を
検出してトラックサーボ信号とする物であった。光検出
器１１０上の光のパターン２００は、０次光の部分と、
０次光と＋１次光が重なった部分２０１と０次光と−１
次光が重なった部分２０２に分かれ、対物レンズ４によ
り絞り込まれた光と記録媒体上のトラック６の位置関係
により光パターン２０１と光パターン２０２に強度の差
が現れトラックサーボ信号となる。このようなトラック
サーボ信号の検出方式を一般にプッシュプル方式と呼ん
でいる。

【０００７】本発明では、先に述べたように領域Ａ、領
域Ｂをそれぞれ分割している。分割された領域からの信
号は以下のような経路を通りトラックサーボ信号とな
る。中心に近い領域１１３、１１４の出力は、スイッチ
１２１及び１２２を通り電流電圧変換器１２３及び１２
４に至る。一方中心から遠い領域１１１、１１２からの
出力はそのまま電流電圧変換器１２３及び１２４に至
る。電流電圧変換器１２３及び１２４からの出力は作動
アンプ１２５に入り差を取られて出力される。この出力
がトラックサーボ信号となる。ここでスイッチ１２１及
び１２２の開閉は、スイッチ制御部１２６により制御さ
れる。スイッチ制御部は光ディスク装置にセットされた
記録媒体の情報によりスイッチを開にするか閉にするか
を決定する。記録媒体の情報は、例えば媒体のカートリ
ッジに形状として記録されていたり、ＰＥＰと呼ばれる
記録媒体地震の情報エリアに記録されていたりする。図
２に示した例では、記録媒体が当該世代の場合で、光検
出器１１０上の光の回折パターンは２０１と２０２が重
ならないようになっている。即ち、回折光の０次と＋１
次、−１次が重なるところが無い状態である。このよう
な場合は、スイッチ１２１、１２２は閉となる。

【０００８】図３に、記録媒体が旧世代の場合の模式図
を示す。旧世代の媒体はトラックピッチが広いので、光
検出器上の光の回折パターンは回折光の０次と＋１次、
−１次が重なる部分２０３が発生する。この場合、スイ
ッチ制御部１２６によりスイッチ１２１、１２２は開と
なり、トラックサーボ信号としては、光検出器の領域１
１１、１１２の出力のみでトラックサーボ信号を発生さ
せる。ここで光検出器の領域の分割の仕方は、回折光の
０次と＋１次、−１次が重なる部分２０３が、領域１１
１、１１２に重ならないようにし、かつ、領域１１３、
１１４が出来るだけ小さくなるようにすることが望まし
い。当然のことながら、光ディスク装置が受け付ける旧
世代の媒体をどの世代までさかのぼるかにより回折光の
パターン２０３の大きさが異なるので、それに見合う大
きさとしなければならない。

【０００９】回折光の０次と＋１次、−１次が重なる部
分２０３では、記録媒体上の光スポットがトラックに対
して位置ズレを起こした場合の強度の変動が大きく、ま
た、光スポットがトラックの中心に位置していた場合で
も光強度が大きいため、この部分が光検出器の領域間を
移動するとトラックオフセットが大きく発生する。光デ
ィスク装置の場合、光ヘッド上で光学部品を接着等で固
定する場合が多いが、固定された光学部品は、例えば、
光学部品の材質（ガラスとか樹脂等）と、光ヘッドのボ
ディーの材質（アルミとか樹脂とか亜鉛ダイカスト等）
の熱膨張係数の差による位置ズレとか、経時変化による
位置ズレとかが発生した場合には、光検出器９２と光パ
ターン２００とが相対的に位置ズレを起こし、先に述べ
たような回折パターンの移動が発生する。

【００１０】以上に述べたように、本発明では、光ディ
スク装置にセットされる記録媒体の世代の情報をもと
に、光検出器上の回折光のパターンが回折光の０次と＋
１次、−１次が重なる部分２０３を有するか否かを判断
し、スイッチ制御部１２６によりスイッチ１２１、１２
２の開閉を行い回折光の０次と＋１次、−１次が重なる
部分２０３が無い場合は光検出器上の光を出来るだけ多
くトラックサーボ信号として使用し、回折光の０次と＋
１次、−１次が重なる部分２０３がある場合は、その部
分の光をトラックサーボ信号として使用しないよう、ス
イッチ１２１、１２２を開とすることで、光検出器と、
光パターンが相対的に位置ズレしてもトラックオフセッ
トが発生しにくくすることを特徴とする。

【００１１】次に、請求項２の実施の形態を図４〜図６
を用いて説明する。図４は、図１と同様に光ヘッドの模
式図である。光源部１では半導体レーザ１１から出射さ
れた光がコリメートレンズ１２で平行光となりビーム整
形プリズム１３でおおむね強度分布が円形となるように
整形された偏光ビームスプリッタ２へと至る。透過した
光は立ち上げミラー３により記録媒体の方に方向を変え
られ対物レンズ４で記録媒体５上にスポットを結ぶ。図
面では立ち上げミラー３以降紙面右側に光が曲げられて
いる図になっているが実際には紙面に対して垂直方向と
なる。記録媒体にはトラック用の溝６があらかじめ刻ま
れている。記録媒体５で反射された光は上記と逆の経路
を通り、偏光ビームスプリッタ２にいたり反射され情報
検出光学系７、自動焦点検出系及び、トラックサーボ検
出系が一体となったサーボ検出系３０へと至る。情報検
出光学系７では、検光子７１、検出レンズ７２を通り光
検出器７３にいたり記録媒体に書き込まれた情報を検出
する。サーボ検出系３０では、いくつかの部分に分割さ
れたグレーティング領域を有するグレーティング３０
０、検出レンズ３１０、円柱レンズ３２０を通り光検出
器３３０にいたり対物レンズ４の出射光が記録媒体上に
スポットを結ぶように制御する為のサーボ信号と対物レ
ンズ４の出射光が記録媒体上のトラック６の中心に位置
付けるようにトラックサーボをかけるための信号を検出
する。このようなサーボ信号検出系は、たとえば特願平
４−３１４６００号公報に提案されている。

【００１２】グレーティング３００はグレーティングを
透過する記録媒体からの反射光の回折パターン２００に
対応して４分割されている。即ち、光パターン２００の
中心に対応して、記録媒体５のトラック６の方向に沿う
方向に分割し、分割されたそれぞれを、旧世代の媒体を
使用した場合に生ずる回折光の０次と＋１次、−１次が
重なる部分２０３を含む部分と含まない部分に分割され
ている。図５にグレーティング３００の格子のパターン
の説明図を示す。パターン２００の中心に対応して、記
録媒体５のトラック６の方向に沿う方向に分割し領域Ａ
の部分（領域３０１、３０３）と領域Ｂ（領域３０２、
３０４）の部分とする。分割された領域Ａ、Ｂを、旧世
代の媒体を使用した場合に生ずる回折光の０次と＋１
次、−１次が重なる部分２０３を含む領域（領域３０
３、３０４）と含まない領域（領域３０１、３０２）に
分割する。領域３０３、３０４は、先に述べたように回
折光の０次と＋１次、−１次が重なる部分２０３を含む
が、温度変化等で光束とグレーティングが相対位置ズレ
する事を考慮しても回折光の０次と＋１次、−１次が重
なる部分２０３を含むようにし、かつ出来るだけ狭い領
域とする。それぞれの領域の格子のパターンは図示のよ
うに、領域Ａと領域Ｂは線対称の形とする。領域Ａ内で
領域３０３、３０１は例えば右上がりのパターンとし、
記録媒体のトラックに沿う中心線に対し、たとえば、領
域３０３は６０°領域３０１は３０°の角度を持たせ
る。従って、領域Ｂは記録媒体のトラックに沿う中心線
に対し対称なので、領域３０４、３０２は例えば右下が
りのパターンとし、記録媒体のトラックに沿う中心線に
対し、たとえば、領域３０４は６０°領域３０２は３０
°の角度を持たせる。グレーティング３００を透過した
光は９本の光束となり検出レンズ３１０、円柱レンズ３
２０を経由して光検出器３３０に至る。９本の光束の内
訳は、１本の０次光と領域３０１、３０２、３０３、３
０４でそれぞれ回折された＋１次光と−１次光からな
る。次に、グレーティングにより分けられた９本の光束
を受光する光検出器３３０の分割パターンについて図６
を用いて説明する。図６は光検出器３３０の受光面簿分
割パターンを説明するための説明図である。光検出器３
３０は中央部の４５°に傾いた正方形の分割部とその周
囲の部分に大きく分けられる。中央部３３５は自動焦点
検出のための信号を発生させるためでさらに４分割され
ている。この中央部の領域３３５にはグレーティング３
００で分けられた光のうち０次光が入射し自動焦点検出
信号を発生させる。ここでは自動焦点検出については詳
細を説明しない。光検出器３３０の周囲の部分は光検出
器の中央を通り記録媒体のトラックに沿う方向と、中央
を通り前記方向に垂直な方向に大きく４分割されその４
つの領域がさらに２分割されている。すなわち、光検出
器３３０の周囲の部分は８分割されている。分割された
それぞれの領域を３３１−１、３３１−２、３３２−
１、３３２−２、３３３−１、３３３−２、３３４−
１、３３４−２とする。グレーティング３００を透過し
た光束と光検出器３３０の各領域の対応を以下に示す。
グレーティング３００のＡの部分の領域３０１、３０３
から出射された光束はそれぞれ光検出器の３３１−１、
３３１−２、３３３−１、３３３−２に入射する。それ
ぞれハイフン１、ハイフン２には、それぞれ＋１次光、
−１次光が対応する。グレーティング３００のＢの部分
の領域３０２、３０４から出射された光束はそれぞれ光
検出器の３３２−１、３３２−２、３３４−１、３３４
−２に入射する。グレーティング３００のＡの部分と同
様に、それぞれハイフン１、ハイフン２には、それぞれ
＋１次光、−１次光が対応する。

【００１３】光検出器のそれぞれの領域が受光した光に
よる出力は、図示しないが以下のような演算をされトラ
ックサーボ信号となる。すなわち、光ディスク装置にセ
ットされる媒体が当該世代の場合は領域３３１−１、３
３１−２、３３３−１、３３３−２の全ての和と、領域
３３２−１、３３２−２、３３４−１、３３４−２の全
ての和の差を取ることでトラックサーボ信号を生成す
る。

【００１４】光ディスク装置にセットされる媒体が旧該
世代の場合は領域３３１−１、３３１−２の和と、領域
３３２−１、３３２−２の和の差を取ることでトラック
サーボ信号を生成する。領域３３３−１、３３３−２、
３３４−１、３３４−２の出力を取り込まなくするの
は、ここでは図示していないが、実施の形態の前半の例
で述べたようにスイッチ制御部１２６とスイッチ１２
１、１２２で行い、スイッチ制御部は光ディスク装置に
セットされた記録媒体の情報によりスイッチを開にする
か閉にするかを決定する。記録媒体の情報は、例えば媒
体のカートリッジに形状として記録されていたり、ＰＥ
Ｐと呼ばれる記録媒体地震の情報エリアに記録されてい
たりする。実施の形態の前半の例で述べたようにトラッ
クオフセットの原因となる回折光の０次と＋１次、−１
次が重なる部分２０３は、光検出器３３０の領域３３３
−１、３３３−２、３３４−１、３３４−２に含まれる
のでトラックオフセットの発生が低減できる。

【００１５】

【発明の効果】以上に述べたように、光ディスク装置に
セットされる旧世代の記録媒体で発生する、トラックオ
フセットを増大させる要因である回折光の０次と＋１
次、−１次が重なる部分をトラックサーボ信号として検
出しないことにより、トラックオフセットを低減できる
ので安定した動作をすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態を説明するための説
明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態を説明するための説
明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態を説明するための図
である。

【図６】本発明の第２の実施の形態を説明するための図
である。

【符号の説明】

１…光源部、２…偏光ビームスプリッタ、３…
立ち上げミラー、４…対物レンズ、５…記録媒体、
６…トラック、７…情報検出光学系、８…
自動焦点検出系、９…トラックサーボ検出系、１
１…半導体レーザ、１２…コリメートレンズ、
１３…ビーム整形プリズム、７１…検光子、７
２…検出レンズ、７３…光検出器、８１…検出
レンズ、８２…円柱レンズ、８３…光検出
器、９１…検出レンズ、９２…光検出器、１
１０…光検出器受光面、１１１、１１２、１１３、１１
４…光検出器分割領域、２００…受光パターン、２０
１、２０２、２０３…回折パターン、１２１、１２２…
スイッチ、１２３、１２４…電流電圧変換器、
１２５…作動増幅器、３００…グレーテ
ィング、３１０…検出レンズ、３２０…円柱レンズ、
３３０…光検出器、３０１、３０２、３０３、３０
４…グレーティングの回折格子パターン、３３０…光検
出器受光面、３３１−１、３３１−２、３３２−１、３
３２−２、３３３−１、３３３−２、３３４−１、３３
４−２、３３５…光検出器分割領域。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、光源から出射された光束を対物レ
ンズにより記録媒体の記録面に設けられたトラックへ光
スポットとして導く第１の光学系と、上記記録面からの
反射光束を検出する光検出器と、上記対物レンズを介し
て得られる上記反射光束を上記光源からの光と分離して
上記光検出器へ導く第２の光学系と、上記光検出器の出
力信号によって上記光スポットと上記トラックとのズレ
を検出する手段とを備え上記光検出器は上記トラックの
長さ方向を対称軸として対象な位置に配置された第１の
受光領域と第２の受光領域に分割され、さらに、それぞ
れの領域が上記トラックの長さ方向に沿って上記対称軸
に対象に、少なくとも２つの領域（上記対称軸側から領
域１−ａ，１−ｂ・・・、領域２−ａ，２−ｂ・・・）
に分割され、光源の波長と、上記トラックのトラックピ
ッチの関係により、検出範囲を切り替えて使用すること
を特徴とした光学的トラック検出機能を有する光ヘッ
ド。
【請求項２】光源と、光源から出射された光束を対物レ
ンズにより記録媒体の記録面に設けられたトラックへ光
スポットとして導く第１の光学系と、上記記録面からの
反射光束を検出する光検出器と、上記対物レンズを介し
て得られる上記反射光束を上記光源からの光と分離して
上記光検出器へ導く第２の光学系と、上記光検出器の出
力信号によって上記光スポットと上記トラックとのズレ
を検出する手段とを備え上記検出器の前には、光束中心
を中心に、上記トラックの長さ方向を対称軸として複数
の種類の回折格子が配置された回折格子を配置し、それ
ぞれの回折格子からの±１次光に対応する光検出器を有
し、光源の波長と、上記トラックのトラックピッチの関
係により、複数の回折格子からの光に対応する光検出器
を切り替えてトラック検出信号を使用することを特徴と
した光ヘッド。