JPH11273079A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １ビーム式の光ヘッドを用いてクロストラッ
クカウンタが可能で高速ランダムアクセスが可能な光デ
ィスク装置を提供する。 【解決手段】 光ビームＢの光路に光ビームＢを主ビー
ムＭＢと副ビームＳＢに分けるビーム分岐装置５を配置
し、ランド部２２とグルーブ部２１のそれぞれに主ビー
ムＭＢと副ビームＳＢとを別々に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置に
関し、特に、ランド／グルーブを有する光ディスクを１
ビーム式で高速アクセスすることを可能にした光ディス
ク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクは、高速ランダムアクセスが
可能で、かつ、大容量メモリ化を図ることができ、更
に、媒体の保存性、非接触による優れた耐久性を有して
いるため、次世代の記録媒体として期待されている。

【０００３】光ディスクは、グルーブ（案内溝）が同心
円状又はスパイラル状に形成され、このグルーブ部間に
ランド部が形成されている。このランド部又はグルーブ
部に光ヘッドから射出したレーザービームをトラッキン
グ制御すると共にフォーカス制御しながら集光照射させ
て記録再生するものである。

【０００４】近年、光ディスクとして、ランド部だけで
なくグルーブ部にも信号を記録し、これによって記録容
量を２倍にするランド／グルーブ記録方法がある。

【０００５】このランド／グルーブ記録方法における光
ディスク装置で高速ランダムアクセス性を確保するため
には、光ヘッドの光ディスク半径方向へ移動する際の位
置検出を正確に行う必要がある。補助手段として光学式
リニアエンコーダを用いるものがあるが、サーボの切り
替え時間と測定精度を考慮すると、光ディスクの案内溝
数を数えてアクセスを行うクロストラックカウント方式
が有利である。

【０００６】１ビーム式の光ヘッドにおいては、２分割
センサを用い、これらのセンサの和と差の信号の位相差
はほぼ９０度であり、両信号をゼロクロス検出を行いカ
ウンタ部で光ヘッドの方向判別とトラックカウンタが可
能であった。また、３ビーム式のトラッキング信号検出
においては、±１次光の和と差の信号から方向判別とト
ラックカウンタが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１ビー
ム式の光ヘッドにおいては、ランド／グルーブの両者に
記録するランド／グルーブ仕様の相変化ディスクでは、
２分割センサの和と差の信号は同相となり、ランド／グ
ルーブの判別により光ヘッドが内周側へ移動しているか
外周側へ移動しているかの移動方向判別ができず、従っ
てトラックカウンタができないという問題がある。ま
た、回折格子を用いた３ビーム方式では、±１次光の一
方の回折光が無駄となり、光利用効率が十分ではなく、
パワーロスがあるという問題がある。

【０００８】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
ものであり、１ビーム式の光ヘッドを用いてクロストラ
ックカウンタが可能で高速ランダムアクセスが可能な光
ディスク装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の光ディスク装置は、光ディスク面上
に、同心円状又はスパイラル状に交互に設けられた情報
トラックのランド部とグルーブ部に光ビームを集光照射
する光学ヘッドを有する光ディスク装置において、前記
光ヘッドが、前記光ビームの光路に該光ビームを主ビー
ムと副ビームに分けるビーム分岐装置を有し、前記ラン
ド部と前記グルーブ部のそれぞれに前記主ビームと前記
副ビームとを分けて照射する構成としてある。

【００１０】このような構成の発明によれば、副ビーム
を設けたことにより、主ビームからトラッキング誤差信
号を得、副ビームからランド／グルーブ信号を得ること
で、これらの信号の位相差からトラッキングサーボをか
ける位置と光ヘッドの移動方向判別が可能であり、従っ
てクロストラックカウンタによるディスク位置検出が可
能であり、高速ランダムアクセスが可能である。

【００１１】請求項２記載の光ディスク装置は、請求項
１記載の光ディスク装置において、前記ビーム分岐装置
を平行板透過板で構成してある。このような構成の発明
によれば、装置構成が簡単でかつ平行な主ビームと副ビ
ームとを確実に得ることができる。

【００１２】請求項３記載の光ディスク装置は、請求項
１又は２記載の光ディスク装置において、前記副ビーム
の光量を、主ビームの光量の１／５〜１／７としてあ
る。このような構成の発明によれば、副ビームの光量が
少ないため、主ビームの光量低下を少なくし、パワーロ
スを少なくすることができる。

【００１３】請求項４記載の光ディスク装置は、請求項
１〜３のいずれかに記載の光ディスク装置において、前
記主ビームと前記副ビームとを互いに光ディスク半径方
向に１／２トラックピッチ離れた位置に照射させる構成
としてある。このような構成の発明によれば、主ビーム
から得られるトラッキング誤差信号と副ビームから得ら
れるランド／グルーブ信号の位相差を約９０度とし、こ
の位相差からトラッキングサーボをかける位置と光ヘッ
ドの移動方向の判別が可能である。

【００１４】請求項５記載の光ディスク装置は、請求項
１〜４のいずれかに記載の光ディスク装置において、前
記主ビームで光ディスクの記録再生を行い、前記副ビー
ムでランド／グルーブ検出を行う構成としてある。この
ような構成の発明によれば、光量の多い主ビームで記録
再生することで効率よく記録再生ができると共に、副ビ
ームから得られるランド／グルーブ信号を利用してトラ
ッキングサーボをかける位置と、光ヘッドの移動方向の
判別が可能である。

【００１５】請求項６記載の光ディスク装置は、請求項
１〜５のいずれかに記載の光ディスク装置において、前
記主ビームから得られるトラッキング誤差信号と前記副
ビームから得られるランド／グルーブ信号からトラッキ
ングサーボをかける位置と光ディスクの半径方向の移動
方向を検出する構成としてある。このような構成の発明
によれば、光ヘッドが内周側に移動しているときと外周
側に移動しているときのいずれでも、ランド／グルーブ
信号とトラッキング誤差信号の位相差を利用して、トラ
ッキングサーボをかける位置と光ヘッドの移動方向の判
別が可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光ディスク装置の
一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の実施形態にかかる光ディスク装置の構成図
である。この光ディスク装置１は、光ディスク２に情報
信号を記録、再生する装置である。

【００１７】この光ディスク２は、例えば相変化型であ
り、図示しないスピンドルモータの駆動によって所定の
速度で回転する。光ディスク２には、図３（ａ）の断面
図に示すように、表面に情報トラックとしてグルーブ部
（案内溝）２１が同心円状又はスパイラル状に形成さ
れ、グルーブ部２１間にランド部２２が形成されてい
る。光ディスク２のトラックピッチＴｐは例えば１．２
μｍ、グルーブ幅は例えば０．４μｍであり、グルーブ
部２１とランド部２２の両方に情報信号が記録、再生さ
れるランド／グルーブ記録方式である。

【００１８】一つのレーザー光源３から出射されたレー
ザービームＢは、コリメータレンズ４で平行光化され、
コリメート光となる。このコリメート光は光路に対して
斜めに傾斜した平行板透過板５に入射する。図２に示す
ように、コリメート光Ｂは平行板透過板５を直進する主
ビームＭＢと平行板透過板５を透過時に反射して反対面
で再度反射して射出される副ビームＳＢとに分割され
る。この副ビームＳＢは主ビームＭＢの光量の１／５か
ら１／７の光量を有し、主ビームＭＢと完全に平行な光
である。なお、副ビームＳＢから反射した光量が１／２
５から１／４９の第３のビームも発生するが、本実施形
態では使用しない。

【００１９】この平行板透過板５はガラス製で厚さが約
１ｍｍ程度である。また、光路に対する傾き角を調整す
ることにより、主ビームＭＢと副ビームＳＢとの離間距
離を調整し、グルーブ部とランド部のピッチに対応させ
ることができる。

【００２０】平行板透過板５から射出した主ビームＭＢ
と副ビームＳＢは偏光ビームスプリッタ６と１／４波長
板７を通過して対物レンズ８によって光ディスク２上に
集光される。図３（ｂ）に示すように、主ビームＭＢと
副ビームＳＢはトラック方向に１／２ピッチずれた位置
に集光する。従って、主ビームＭＢが図３（ｂ）に示す
ようなグルーブ部２１を照射しているときは、副ビーム
ＳＢは、主ビームＭＢが照射しているグルーブ部２１に
隣接するランド部２２を照射している。

【００２１】光ディスク２から反射した主ビームＭＢと
副ビームＳＢは、対物レンズ８、１／４波長板７を通過
して偏光ビームスプリッタ６で９０度向きを変えて反射
され、凸レンズ９で絞り込まれ、第１偏光ビームスプリ
ッタ１０に入射する。この第１偏光ビームスプリッタ１
０を主ビームＭＢと副ビームＳＢの一部が通過し、副ビ
ームＳＢはカットされ、主ビームＭＢが２分割センサ１
１で受光され、いわゆるプッシュプル法でトラッキング
誤差信号が生成される。

【００２２】第１偏光ビームスプリッタ１０で反射され
た主ビームＭＢと副ビームＳＢは第２偏光ビームスプリ
ッタ１２で一部が反射され、副ビームＳＢがカットさ
れ、主ビームＭＢがフォーカス誤差信号を生成する受光
部１３で受光される。

【００２３】第２偏光ビームスプリッタ１２を通過した
主ビームＭＢと副ビームＳＢは、それぞれ主ビーム用セ
ンサ１４と副ビーム用センサ１５で受光され、主ビーム
用センサ１４から主信号を、副ビーム用センサ１５から
副信号をそれぞれ生成するようになっている。

【００２４】トラッキング誤差信号を用いて図示しない
トラッキングアクチュエータを駆動し、対物レンズ８を
変位させることで主ビームＭＢと副ビームＳＢをランド
部又はグルーブ部に正確に追従させる。

【００２５】また、フォーカス誤差信号を用いて、図示
しないフォーカスサーボ回路及びフォーカスアクチュエ
ータの制御動作により、主ビームＭＢと副ビームＳＢと
をランド部とグルーブ部の情報面に常に合焦させる。

【００２６】主ビームから光電変換された主信号からラ
ンド部又はグルーブ部に記録された信号を再生できる。
また、副ビームから光電変換された副信号からランド部
又はグルーブ部に記録された信号を再生することができ
る。従って、本実施形態の光ディスク装置はランド部と
グルーブ部それぞれを平行して再生することができる。

【００２７】ランダムアクセス時には、トラッキング誤
差信号がゼロになる立ち上がり部分でのゼロクロス点を
カウントすることにより、目標トラックまでの距離（ト
ラック数）を判断し、主ビームと副ビームとを高速で目
標トラックまでシークさせることができる。この場合、
光ヘッドが光ディスクの半径方向の外周側へ移動してい
るか内周側へ移動しているかが判別できなければならな
い。

【００２８】ランダムアクセス時には、主ビームＭＢが
トラックを横切る毎にトラッキング誤差信号が周期的な
正弦波状に変化し、ランド部又はグルーブ部の中心を主
ビームが照射しているときに信号レベルがゼロになる。
従って、トラッキング誤差信号の立ち上がり又は立ち下
がりのゼロクロス点でトラッキングサーボをかけるよう
にする。

【００２９】また、副ビームＳＢがトラックを横切る毎
に副信号レベルが周期的に変化し、ランド部又はグルー
ブ部の中心を副ビームが照射しているときに最大値又は
最小値となる。

【００３０】本発明の光ディスク装置において、光ビー
ムが光ディスクを一端側から中心を通って横切る場合の
トラッキング誤差信号と副ビームから得られるランド／
グルーブ信号レベルの変化を図４に示す。

【００３１】図４の（ａ）は光ビームの光ディスク上の
移動の軌跡を示し、例えば外周側から内周側へＬ（ラン
ド部）とＧ（グルーブ）とを順次横切って光ディスク中
心に達し、更に内周側から外周側へ移動した状態を示し
ている。図４（ｂ）は、図４（ａ）のように光ビームが
移動したときのＴＥ（トラッキング誤差信号）とＬ／Ｇ
（ランド／グルーブ信号）の信号の変化を示している。

【００３２】トラッキング誤差信号とランドグルーブ信
号とは、位相差が約９０度あり、トラッキング誤差信号
のゼロクロス点でランドグルーブ信号が最小又は最大に
なっている。また、左側の光ディスクの外周側から内周
側へ移動するときと、右側の内周側から外周側へ移動す
るときとでは相対的な位相が異なっている。

【００３３】例えば、ランド部にトラッキングサーボを
かける場合、外周側から内周側へ移動するときでも、内
周側から外周側へ移動するときでも、ランドグルーブ信
号が極大もしくは＋側にあるときを“１”とし、極小も
しくは−側にあるときを“０”とし、このときに、ラン
ドグルーブ信号が“１”であるトラッキング誤差信号の
ゼロクロス点にトラッキングサーボをかければ、ランド
部にトラッキングサーボをかけることができる。従っ
て、ランド部にトラッキングサーボをかける場合、外周
側から内周側へ移動しているときは、立ち上がりのゼロ
クロス点、内周側から外周側へ移動しているときには、
立ち下がりのゼロクロス点にトラッキングサーボをかけ
ることになる。そのため、ランド／グルーブ信号の
“１”、“０”を検出して判断すれば、外周側へ移動し
ているか内周側へ移動しているかにかかわらず、安定し
て目的のトラッキングサーボをかけることができる。

【００３４】また、図５は、図４と同様に、外周側から
内周側へ移動したときと内周側から外周側へ移動したと
きにトラッキング誤差信号とランド／グルーブ信号を示
すものである。光ビームが内周側へ移動しているときと
外周側へ移動しているときではこれらの信号に位相差が
生じているため、例えば、トラッキング誤差信号の立ち
上がりのゼロクロス点でのランド／グルーブ信号が
“１”であれば外周側から内周側へ移動していることに
なり、ランド／グルーブ信号が“０”であれば内周側か
ら外周側へ移動していることになり、光ヘッドの光ディ
スクの半径方向の移動方向の判別が可能である。

【００３５】そのため、相変化型媒体を用いたランド／
グルーブ記録の１ビーム式光ヘッドにおいて、ランダム
アクセス時に、クロストラックカウンタが可能であり、
高速ランダムアクセスが可能である。

【００３６】本実施形態の光ディスク装置によれば、ビ
ーム分岐手段として平行板透過板を用いて光ビームを分
割しているので、構造が簡単で、安価に製造することが
できる。また、２つのレーザー光源を用いる場合には、
２つのビームを平行にすることが極めて困難であるが、
本実施形態では、一つの光源から互いに平行な主ビーム
と副ビームとを確実に得ることができる。しかも、平行
板透過板の光路に対する傾きを調整することにより、主
ビームと副ビームのトラック方向の離間距離を調整する
ことが可能である。また、回折格子を用いる場合と比較
して光量の無駄がなく、パワーロスが少ない。

【００３７】更に、得られる副ビームは、主ビームの１
／５から１／７であるから、光ディスクへの副ビームの
照射により光ディスク表面が加熱されるおそれがなく、
そのため記録された信号を破壊するおそれがない。ま
た、主ビームは元のビームの４／５から６／７の光量で
あるから、この点でもパワーロスが少ない。

【００３８】また、ランダムアクセス時には、トラッキ
ング誤差信号と副ビームから得られるランド／グルーブ
信号の位相差から、安定してトラッキングサーボをかけ
ることができると共に、光ディスク内周／外周方向の光
ヘッドの移動方向を検出することができ、クロストラッ
クカウンタによるディスクの位置検出が可能である。

【００３９】なお、副ビームを主ビームより光ディスク
の内周側に配置し、主ビームの読み取りに先立って情報
を読みとり、両者のデータを比較することによってデー
タの読み取りを確実にすることもできる。

【００４０】また、上記実施形態では、ビーム分岐手段
として平行板透過板を用いたが、回折格子を光路に対し
て斜めに配置しても同様に副ビームを得ることができ
る。更に、上記実施形態ではトラッキング誤差信号とフ
ォーカス誤差信号とを異なる光路に導いて別々の検出器
を用いて検出しているが、検出方法に制限はない。

【００４１】

【発明の効果】本発明の光ディスク装置によれば、光ビ
ームから副ビームを分岐させてランド／グルーブ検出を
行っているため、ランド／グルーブ記録の１ビーム式光
ヘッドにおいて、ランダムアクセス時にクロストラック
カウンタによる光ヘッドの光ディスクにおける位置を検
出することができ、高速ランダムアクセスが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスク装置の一実施形態を示す構
成図である。

【図２】本発明に係るビーム分岐手段によりビームが分
割される様子を説明する概念図である。

【図３】主ビームと副ビームの光ディスクにおけるそれ
ぞれのスポットの配置を示す平面図である。

【図４】本発明の光学系におけるランダムアクセス時の
トラッキング誤差信号と副ビームから得られるランド／
グルーブ信号を示す模式図であり、（ａ）は光ヘッドの
移動の軌跡を示し、（ｂ）はトラッキング誤差信号、
（ｃ）はランド／グルーブ信号を示す。

【図５】本発明の光学系におけるランダムアクセス時の
トラッキング誤差信号と副ビームから得られるランド／
グルーブ信号を示し、光ヘッドの移動方向判別を説明す
る模式図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク装置 ２ 光ディスク ５ 平行板透過板 １１ ２分割センサ １３ 受光部 １４ 主ビーム用センサ １５ 副ビーム用センサ ２１ グルーブ部 ２２ ランド部

【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の光ディスク装置は、光ディスク面上
に、同心円状又はスパイラル状に交互に設けられた情報
トラックのランド部とグルーブ部に光ビームを集光照射
する光学ヘッドを有する光ディスク装置において、前記
光ヘッドが、前記光ビームの光路に該光ビームを主ビー
ムと副ビームに分ける平行板透過板を有し、前記ランド
部と前記グルーブ部のそれぞれに前記主ビームと前記副
ビームとを分けて照射する構成としてある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また、ビーム分岐装置が、単純な平板から
なる平行板透過板で形成してあるので、装置構成が簡単
で、かつ平行な主ビームと副ビームとを確実に得ること
ができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】請求項２記載の光ディスク装置は、前記副
ビームの光量を、主ビームの光量の１／５〜１／７とし
てある。このような構成の発明によれば、副ビームの光
量が少ないため、主ビームの光量低下を少なくし、パワ
ーロスを少なくすることができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】請求項３記載の光ディスク装置は、前記主
ビームと前記副ビームとを互いに光ディスク半径方向に
１／２トラックピッチ離れた位置に照射させる構成とし
てある。このような構成の発明によれば、主ビームから
得られるトラッキング誤差信号と副ビームから得られる
ランド／グルーブ信号の位相差を約９０度とし、この位
相差からトラッキングサーボをかける位置と光ヘッドの
移動方向の判別が可能である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】請求項４記載の光ディスク装置は、前記主
ビームで光ディスクの記録再生を行い、前記副ビームで
ランド／グルーブ検出を行う構成としてある。このよう
な構成の発明によれば、光量の多い主ビームで記録再生
することで効率よく記録再生ができると共に、副ビーム
から得られるランド／グルーブ信号を利用してトラッキ
ングサーボをかける位置と、光ヘッドの移動方向の判別
が可能である。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】請求項５記載の光ディスク装置は、前記主
ビームから得られるトラッキング誤差信号と前記副ビー
ムから得られるランド／グルーブ信号の位相差からトラ
ッキングサーボをかける位置と光ディスクの半径方向の
移動方向を検出する構成としてある。このような構成の
発明によれば、光ヘッドが内周側に移動しているときと
外周側に移動しているときのいずれでも、ランド／グル
ーブ信号とトラッキング誤差信号の位相差を利用して、
トラッキングサーボをかける位置と光ヘッドの移動方向
の判別が可能である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスク面上に同心円状又はスパイラ
   ル状に交互に設けられた情報トラックのランド部とグル
   ーブ部に光ビームを集光照射する光学ヘッドを有する光
   ディスク装置において、 前記光ヘッドが、前記光ビームの光路に該光ビームを主
   ビームと副ビームに分けるビーム分岐装置を有し、前記
   ランド部と前記グルーブ部のそれぞれに前記主ビームと
   前記副ビームとを分けて照射することを特徴とする光デ
   ィスク装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ディスク装置におい
   て、 前記ビーム分岐装置が平行板透過板であることを特徴と
   する光ディスク装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の光ディスク装置に
   おいて、 前記副ビームの光量が、主ビームの光量の１／５〜１／
   ７であることを特徴とする光ディスク装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の光ディ
   スク装置において、 前記主ビームと前記副ビームとを互いに光ディスク半径
   方向に１／２トラックピッチ離れた位置に照射させるこ
   とを特徴とする光ディスク装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の光ディ
   スク装置において、 前記主ビームで光ディスクの記録再生を行い、前記副ビ
   ームでランド／グルーブ検出を行うことを特徴とする光
   ディスク装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光ディ
   スク装置において、 前記主ビームから得られるトラッキング誤差信号と前記
   副ビームから得られるランド／グルーブ信号からトラッ
   キングサーボをかける位置と光ディスクの半径方向の移
   動方向を検出することを特徴とする光ディスク装置。