JPH05144075A

JPH05144075A - 光デイスク用光学式ヘツド

Info

Publication number: JPH05144075A
Application number: JP3307821A
Authority: JP
Inventors: Toshio Watanabe; 俊夫渡辺; Kan Ebisawa; 観海老澤; Fumisada Maeda; 史貞前田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1993-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】トラックピッチが異なる複数種の光ディスク
に対して互換性を有する光ディスク用光学式ヘッドを構
成する。【構成】グレーティング３によって複数のスポットを
得る構成を採り、そのグレーティング３をその格子面と
直交する軸０を中心に回転させることによって光スポッ
トＳＰ相互の間隔を光ディスク７のトラックピッチに対
応する間隔に変更できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ（コンパクトディ
スク）、ＬＤ（レーザディスク）、ＭＯ（光磁気）ディ
スク等の光ディスク用光学式ヘッドに係わる。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ，ＬＤ，ＭＯディスク等の光ディス
クのドライブ装置におけるディスク上の記録の読み出し
（再生）ないしは記録及び再生を行う光ディスク用光学
式ヘッド、いわゆる光ピックアップにおいては、その再
生光、或いは記録光等の光スポットが正確に所定のトラ
ック上に位置するようにこの光学式ヘッドのアクチュエ
ータを制御するトラッキングサーボ機構が設けられる。

【０００３】この種のトラッキングサーボ機構として
は、例えば対の光ビームを光ディスクに同時に照射して
その両ビーム反射光を２分割検出器に導入してトラッキ
ングのずれによる両ビームの検出信号の差信号をトラッ
キングエラー信号としてとり出し、これによって光学ヘ
ッドのアクチュエータを制御してトラッキングのずれを
補正するという方式を採るものがある。

【０００４】この場合、そのトラッキングサーボ用の光
ビームは、トラックピッチに対応して所定の間隔に選ば
れる必要があるが、このように所定の間隔に設定された
複数の光ビームを比較的容易に得る方法としてグレーテ
ィング即ち回析格子を用いる方法がある。

【０００５】この種の光学式ヘッドとしては、例えば図
６に示すように、可干渉光の光源例えば半導体レーザ１
よりのレーザ光をコリメータレンズ２に入射させて、こ
れを平行ビームにした後、グレーティング３すなわち回
折格子に入射させてこれによって例えば０次光、＋１次
光、−１次光の複数のビームを取出し、これら光ビーム
を偏光ビームスプリッタ及び１／４波長板５を通じて対
物レンズ６に入射させ、目的とする光ディスク７上にフ
ォーカシングさせるものである。そして、光ディスク７
からの反射光を対物レンズ６及び１／４波長板５を通じ
て偏光ビームスプリッタ４に入射させ９０°偏向させて
後集光レンズ８によって集束してトラッキングエラー検
出系９の２分割光検出器１０に入射するようになされて
いる。

【０００６】この場合、図７に示すように、前述のグレ
ーティング３によって０次光による主ビームスポットＳ
Ｐ₀と、＋１次光及び−１次光による副ビームスポット
ＳＰ _1a及びＳＰ_1bとを光ディスク７に照射させるもので
あり、いわゆる３ビーム法では、図７Ａに示すように、
光ディスク７に形成されているプリグルーブ（案内溝）
ＧＲ或いはピット列に対して、両副ビームスポットＳＰ
_1a及びＳＰ_1bが共に掛かるように選定され、これら副ビ
ームをトラッキングエラー検出に用いて、例えば主ビー
ムのトラック中心からの偏位量Ｖｔに対して両副ビーム
が±ΔＶ変位するようにして、トラッキングエラー検出
系９から、この±ΔＶの変位による２分割光検出器１０
からの検出信号の差信号によってトラッキングエラー信
号を得、これによって、光学式ヘッドの２軸アクチュエ
ータ１１を駆動してトラッキングサーボが掛かるように
している。

【０００７】更に他のトラッキングサーボ方式として
は、いわゆるＤＰＰ（ディファレンシャル・プッシュ・
プル）サーボ方式が提案されている。この場合において
も、図６で説明したと同様のグレーティング３を具備す
る構成を採るものであり、この場合は、図７Ａ或いはＢ
に示すように、主ビーム（０次光）と副ビーム（±１次
光）のスポットＳＰ_1a及びＳＰ_1bとの間隔がプリグルー
ブＧＲ或いはピット列のピッチと同ピッチ或いはその整
数倍、または１／２ピッチの奇数倍になるように配列す
るものである。

【０００８】このＤＰＰ方式の例としては、例えば特開
昭６１−９４２４６号公報に開示されたものがある。こ
れは、グレーティングによって得た複数のビームの少な
くとも１対のビームの光ディスクからの各光を、それぞ
れ２分割構成による対の２分割光検出素子に導入して、
これら各２分割光検出素子から、それぞれの２分割部の
出力の差出力（プッシュ・プル信号）を得、更にこれら
の差からトラッキングエラー信号を得てトラッキングサ
ーボを行うというものである。

【０００９】上述したグレーティングによってトラッキ
ングサーボ用の複数のビームを得るようにしたサーボ機
構では、用いるＣＤ，ＬＤ等の光ディスクのトラックピ
ッチが規格化されていることからこれらトラックピッチ
に対応して予めトラックと直交する方向に関する０次光
及び±１次光の間隔が所定の間隔となるように、グレー
ティングの配置位置、グレーティングピッチ、コリメー
タレンズ及び対物レンズの焦点距離等の光学系の設計が
なされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、昨今、Ｃ
Ｄ，ＬＤ，ＭＯディスク等の光ディスクにおいて、高記
録密度化が図られるに伴い、そのトラックピッチが既存
の各ディスクにおけるトラックピッチより小さく選定さ
れた光ディスクの必要性が高まって来ていて、狭トラッ
クピッチの光ディスクの実用化が現実化されて来てい
る。

【００１１】このようにトラックピッチの異なる光ディ
スクに対して上述したように、複数のビームのスポット
間隔が対応しないトラッキングサーボを行う場合、これ
によって得るトラッキングサーボ信号の変調度が落ちる
という問題が生じて来る。

【００１２】更に、記録信号の読み出しを、複数のビー
ム例えば上述したグレーティングによる１次光による副
ビームをも用いて２チャンネル読み出しを行って広帯域
化をはかった再生態様を採るといわゆるハイビジョンビ
デオ再生機では、各読み出しビームが各チャンネルのト
ラックからずれることによってその再生映像信号レベル
即ち高周波（ＲＦ）レベルが低下するという問題も生じ
る。

【００１３】とは云え、用いる光ディスクのトラックピ
ッチに応じてドライブ装置を選定することは極めてユー
ザーに不利となる。

【００１４】そこで本発明においては、トラックピッチ
を異にする複数種の光ディスクに対して互換性を有し同
一の光学式ヘッド、即ち同一のドライブ装置によってそ
の記録、再生、消去等を確実に行うことができるように
した光ディスク用光学式ヘッドを提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明において
は、トラッキングサーボ用の光スポット、２チャンネル
型の読み出しスポット等の複数の光スポット即ち光ビー
ムを用いる光ディスク用光学式ヘッドにおいて、その複
数の光スポットをグレーティングによって得るという構
成を採り、更に、この構成において特殊の構成を採る。

【００１６】即ち、本発明においては、図１にその一例
の構成図を示すように、例えばトラッキングサーボ用の
光スポット等を含む複数の光スポットを得るグレーティ
ング３が設けられ、このグレーティング３をその格子面
と直交する軸０を中心に回動させて上述の複数の光スポ
ットの、光ディスク７のトラックと直交する方向の間隔
を変更させる回動手段１２が設けられる。

【００１７】そしてグレーティング３によって得た光ス
ポットと光ディスク７のトラックとの位置関係の検出に
よってグレーティング３の回動の位置ずれを検出する検
出手段１３が設けられ、この検出手段１３からの位置ず
れ信号によって回動手段１２を制御してグレーティング
７の回動位置を、トラッキングサーボ用光スポットの間
隔が光ディスク７のトラックピッチに応じた適正位置に
設定されるようにする。

【００１８】また、本発明の１においては、その回動手
段１２として図２、或いは図３に示すように回転駆動モ
ータ１４と、ウォームギア機構１５或いはカム機構１６
によって構成する。

【００１９】また、他の本発明においては、その回動手
段１２を、図４に示すように超音波モータによって構成
する。

【００２０】

【作用】本発明では、複数のスポットすなわち光ビーム
をグレーティング３によって形成する。

【００２１】そして、そのグレーティング３を回動させ
ることによって実質的にディスク７のトラックの配列方
向、つまりトラックと直交する方向の各スポットの間隔
を変更する。

【００２２】この間隔の変更は、光学式ヘッドの動作開
始時に、先ず、用いる光ディスク７に対してグレーティ
ング３によって得た光スポット、例えばトラッキングサ
ーボ用のスポットを用いて、これのトラッキングのず
れ、即ちグレーティングの回動位置のずれ（位置ずれと
称することにする）を検出し、これによって得たエラー
信号をもって回動手段１２を駆動制御して、エラー信号
が生じない状態にグレーティング３をその格子面と直交
する軸を中心として回動させて、用いる光ディスク７の
トラックピッチにトラッキングサーボ用のスポット等の
光スポットとして適合した例えば０次光及び±１次光の
トラックピッチ方向の間隔を設定する。

【００２３】そしてその後は、グレーティング３から得
た光例えば±１次光等の副ビームスポットをトラッキン
グサーボ用のスポットとして用いて通常の３ビーム法、
ＤＰＰ法等によるトラッキングサーボを行う。

【００２４】このように光学式ヘッドの動作に当たって
用いる光ディスクのトラックピッチに合せたトラッキン
グサーボ用の光スポットが得られるようにするので、異
るトラックピッチを有する光ディスクに対して互換性を
有する光学式ヘッドとすることができる。

【００２５】

【実施例】図１を参照して本発明による光ディスク用光
学式ヘッドの一実施例を詳細に説明する。

【００２６】この場合、可干渉光の光源例えば半導体レ
ーザ１よりのレーザ光をコリメータレンズ２に入射させ
て、これを平行ビームにした後、グレーティング３すな
わち回析格子に入射させて、これによって例えば０次
光、＋１次光、−１次光の複数のビームを取出し、これ
ら光ビームを偏光ビームスプリッタ及び１／４波長板５
を通じて対物レンズ６に入射させ、目的とする光ディス
ク７上にフォーカシングさせる。

【００２７】そして、光ディスク７よりの反射光を対物
レンズ６及び１／４波長板５を通じて偏光ビームスプリ
ッタ４に入射させ９０°偏向させて後集光レンズ８によ
って集束して光検出器１０に入射させる。

【００２８】グレーティングは例えばガラス基板上に遮
光格子としてのＳｉＯ₂等の格子が一方向に配列した構
成とか、ガラス基板に凹凸による回析格子が構成されて
格子面が形成される。

【００２９】グレーティング３は、その格子面と直交す
る軸０、具体的には中心軸０を中心として回動するよう
になされ、これを回動させる回動手段１２が設けられ
る。

【００３０】この回動手段１２は、例えば図２に示すよ
うに、回動駆動モータ１４とウォーム機構２１によって
構成し得る。この場合、グレーティング３の中心軸０に
対して同心上にウォームホイール２１Ａがグレーティン
グと共に回転するように設けられ、これが駆動モータ１
４によって回転するウォームギヤ２１Ｂに噛合し、回転
モータ１４の回動駆動によってグレーティング３が微小
回動するようになされる。

【００３１】回動手段１２は、例えば図３に示すよう
に、回動駆動モータ１４とカム機構２２によって構成す
ることもできる。カム機構２２は、例えば図面にカム溝
が螺旋状に設けられたカム２２Ａが、回動駆動モータ１
４によって回動するようになされ、このカム２２Ａと係
合する従節２２Ｂが設けられた回転体２２Ｃがグレーテ
ィング３の回動中心軸０を中心としてグレーティング３
と共に回転するようになされ、回動モータ１４の回動駆
動によってグレーティング３が微小回動するようになさ
れる。

【００３２】更にまた、回動手段１２は、図４に示すよ
うに、超音波モータ２３によって構成することもでき
る。この超音波モータ２３は、例えば、進行波型超音波
モータによって構成され、それぞれリング状の圧電素子
２３Ａと、弾性体２３Ｂと、回転スライダ２３Ｃとを有
して成る。圧電素子は厚さ方向に分極されその極性が円
周方向に順次反転され、その電極にｓｉｎ波とｃｏｓ波
を加えることによって弾性体２３Ｂに進行波を発生させ
てスライダ２３Ｃを回転させ、これによってグレーティ
ング３を中心軸０のまわりに回動するようになされてい
る。

【００３３】そして、これら回動手段１２を回転制御す
るグレーティングの位置ずれ信号を得る検出手段１３と
しては、その一例を図５を参照して説明する。この場合
光検出器１０からの出力を手段１３に導入する。

【００３４】光検出器１０は、±１次光のスポットＳＰ
_1a及びＳＰ_1bにそれぞれ対応して設けられた対の２分割
光検出素子１０ａ及び１０ｂを有して成る。これら２分
割光検出素子１０ａ及び１０ｂは、それぞれその２分割
部からスポットＳＰ_1a，ＳＰ _1bの入射によってそのスポ
ット面積（入射光量）に応じた信号Ｅ及びＦ、Ｇ及びＨ
が出力するようになされる。

【００３５】これら各２分割光検出素子１０ａ及び１０
ｂからの出力Ｅ及びＦ、Ｇ及びＨは、例えば差動増幅器
４１ａ及び４１ｂに導入され、これよりのプッシュ・プ
ル出力信号を波形整形器４２ａ及び４２ｂによってそれ
ぞれ例えば矩形波とし、位相比較器４３に入力し、ロー
パスフィルタ４４を通じて位置ずれ信号が取り出される
ようになされる。このとき位相比較器４３への入力信号
即ちＦ−Ｅ（或いはＥ＋Ｆ）及びＨ−Ｇ（或いはＧ＋
Ｈ）に基づく信号は両スポットＳＰ_1a及びＳＰ_1bが正し
くトラッキングするとき例えば同相であって位置ずれ信
号即ちエラー信号は出力されないが、トラッキングエラ
ーがあるときは、位相は差が生じることによってエラー
信号が生じるようになされる。

【００３６】そして、このようにして検出されたエラー
信号即ち、グレーティング３の位置ずれ信号によって回
動手段１２を駆動制御して、グレーティング３を回動さ
せエラー信号が生じない状態にする。

【００３７】そして、このようにグレーティング３を、
これによって得るスポットがディスク７のトラックピッ
チに対応した正規の位置となったところで、この回動位
置にグレーティング３を設定する。

【００３８】そして、このように、グレーティング３の
設定、すなわちビームスポットの位置設定がなされた後
は、例えば図１における光検出器１０から、位置ずれ検
出手段１３への入力を断ち、０次光スポットＳＰ₀±１
次光２スポットＳＰ_1a，ＳＰ _1bの任意の組合せ利用によ
って、通常の３ビーム法、ＤＰＰ法等による例えばトラ
ッキングサーボを行いつつ、記録、再生、消去等を行
う。例えば±１次光の副ビームを用いてトラッキングサ
ーボを行い、中心の０次光の主ビームによってディスク
上の記録、再生光とし、更にフォーカスサーボ用のビー
ムとするなどの通常の方法を採り得る。

【００３９】尚、図１では、上述したグレーティングの
位置ずれ検出とトラッキングエラー検出の動作の切換え
をスイッチＳＷをもってこれは機械的スイッチのみなら
ず電子的、回路的切換えを模式的に示したものである。

【００４０】

【発明の効果】上述したように本発明においては、複数
のトラッキングサーボ用のスポット、再生用スポット等
を形成するのに特にグレーティング３を用いた構成を採
り、このグレーティング３の回転によってトラック幅方
向（トラックと直交する方向）のスポットの間隔を変更
するようにし、光ディスクに対する光学式ヘッドの動作
に先立っていわばトラッキングエラーをグレーティング
の回動位置のエラーとして取り出し、これに基づいて光
ディスクのトラックピッチに応じたトラッキングサーボ
等に適したスポット間隔を得、その後本来の光学式ヘッ
ドの動作を行うのでトラックピッチが異なる複数種の光
ディスクに対応して互換性を有し、確実にトラッキング
サーボにおけるエラーの変調度を得ることができると
か、２チャンネル型構成において高いＲＦレベルを得る
ことのできる光学式ヘッドを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学式ヘッドの一例の構成図であ
る。

【図２】本発明による光学式ヘッドの回動手段の一例の
側面図である。

【図３】本発明による光学式ヘッドの一例の回動手段の
他の一例の側面図である。

【図４】本発明による光学式ヘッドの一例の回動手段の
他の一例の側面図である。

【図５】グレーティングの位置ずれ検出手段の一例のブ
ロック図である。

【図６】従来の光学式ヘッドの構成図である。

【図７】光スポットの配置図である。

【符号の説明】

３グレーティング７ディスク１０光検出器１２回動手段１３位置ずれ検出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光スポットを得るグレーティング
が設けられ、該グレーティングをその格子面と直交する軸を中心に回
動させて上記複数の光スポットの、光ディスクのトラッ
クと直交する方向の間隔を変更させる回動手段が設けら
れ、上記グレーティングによって得た複数の光スポットと光
ディスクのトラックとの位置関係の検出によって上記グ
レーティングの回動の位置ずれを検出する検出手段が設
けられ、該検出手段からの位置ずれ信号によって上記回動手段を
制御して上記グレーティングの回動位置を、上記複数の
光スポットの上記間隔が光ディスクのトラックピッチに
応じた適正位置に設定されるようにしたことを特徴とす
る光ディスク用光学式ヘッド。
【請求項２】グレーティングの回動手段が、回動駆動
モータと、ウォームギヤ機構、或いはカム機構によって
構成することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク
用光学式ヘッド。
【請求項３】上記回動手段が超音波モータであること
を特徴とする請求項１に記載の光ディスク用光学式ヘッ
ド。