(57)【要約】  光走査装置は、幾つかの独立に移動可能な光ヘッド（Ｈ１、Ｈ２）を含む。放射源によって生成された放射は分割され、ヘッド（Ｈ１、Ｈ２）に同時に入射させられる。別個の放射ビーム（３５、３６）は、単一の放射ビームを２つの直交して偏光する放射ビーム（３５、３６）に分割することによって生成される。前記別個の放射ビームは次いで光記録担体（２）の同等な半径方向の領域が読み込まれることを可能とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録担体を走査するための光走査装置であって、前記装置は、放射を生成する放射源手段と、前記光記録担体に向けて前記放射を送る光学素子とを含み、前記素子は複数の独立に移動可能な光ヘッドを有し、各前記光ヘッドは別個の半径方向のトラッキング経路において装着され、各前記半径方向のトラッキング経路は前記光記録担体の中心のまわりに角度的に分離され、前記装置は前記放射源手段からの放射を前記光ヘッドのそれぞれに同時に供給するように構成される光走査装置。
【請求項２】
前記角度の分離は少なくとも３０度である、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記角度の分離はおよそ１８０度である、請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光学素子は、単一の放射ビームを少なくとも２つの要素部分に分割するための光学装置を含み、前記ビームの各要素部分は別個の光ヘッドに入射する、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光学装置は、前記光記録担体からの反射の後、前記少なくとも２つの要素部分を合成するように構成される、請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記光学装置は偏光ビームスプリッタを有する、請求項４又は５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光学装置は偏光格子を有する、請求項４又は５に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光担体中の前記放射の走査によって生成されるデータ信号を検出するための検出器系を有し、前記検出器系は前記走査装置中の光ヘッドの数に対応する複数の出力データストリームを供給する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記記録担体と前記検出器系との間に配置される光学素子を有し、前記光学素子は入射放射ビームを要素部分に分割し、前記要素部分を前記検出器の別個の部分に送ることが可能な、請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記光学素子は偏光ビームスプリッタを有する、請求項９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記光学素子は偏光格子を有する、請求項９に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録担体を走査する光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の光走査装置においては、複数の放射ビームを用いて記録担体を走査する光ヘッドが、前記記録担体上のデータが読み取られることができる速度を増大させるために提案されてきた。かような多ビーム光ディスクドライブにおいて持続的なバイトストリームを出力するために必要とされるデータバッファリングは、かなりのメモリサイズを必要とする。なぜなら、ＣＤ及びＤＶＤのような殆どの光ディスクは、連続的な螺旋に沿ってデータを保存し、専ら保存されたデータのランダムアクセスのために設計されていないからである。この理由のため、前記連続的な螺旋を電子的に復元するため、幾つかのビームによってディスクの１回転の間に読み取られる情報の全体の量を保存する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数の放射ビームの代わりに、複数の光ヘッドの利用が提案されてきた。このようにして、より多くのデータがより速い速度で読み取られることができ、これによりデータのスループットを改善する。特開平０８−１８０４５５は、２つの光ヘッドを持つ光走査装置を記載している。１つだけの光ヘッドはいずれかの一時において動作可能であるが、アクセスタイムは連続的にヘッドを利用することにより減少させられることができる。特開平０３−１９２５２５は、２つの光ヘッドを持つ装置を記載している。しかしながら、前記光ヘッド及び関連する光学素子並びに検出器アレイは、全てシステムの動作と共に移動する。このことはユニットを実装困難にし、高価でかさばるものにする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、光記録担体を走査するための光走査装置であって、前記装置は、放射を生成する放射源手段と、前記光記録担体に向けて前記放射を送る光学素子とを含み、前記素子は複数の独立に移動可能な光ヘッドを有し、各前記光ヘッドは別個の半径方向のトラッキング経路において装着され、各前記半径方向のトラッキング経路は前記光記録担体の中心のまわりに角度的に分離され、前記装置は前記放射源手段からの放射を前記光ヘッドのそれぞれに同時に供給するように構成される装置が提供される。
【０００５】
このようにして、改善されたデータのスループットが達成されることができ、記録担体の同等の半径領域が同時に走査されることができる。更に、かようなシステムを、既存の記録担体フォーマットと互換なものとして実装することも可能である。既存のシステムのかなりの再設計を必要とする多ビームシステムとは異なり、実装は比較的安価である。
【０００６】
本発明の更なる目的、利点及び特徴は、添付する図に示されるように、本発明の好適な実施例の以下のより詳細な説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、光記録担体２を走査する光ヘッドを含む、典型的な光走査装置の構成要素を示す。後に説明される本発明の実施例は、それぞれの光ビーム光路において同様に配置された構成要素を含むことは留意されるべきである。それ故説明は、本発明の実施例の各光ビーム光路における構成要素に当てはまるように解釈されるべきである。
【０００８】
記録担体２は透過層３を有する光ディスクの形をとり、該担体の一方の側には情報層が配置される。透過層３とは反対の側に面する情報層４の側は、保護層５によって周囲の影響から保護される。装置に面する透過層３の側は入射面６と呼ばれる。透過層３は、前記情報層のための力学的な支持を提供することにより前記記録担体のための基板として働く。代替として、前記透過層は前記情報層を保護する単独の機能を持ち、前記力学的な支持は、例えば情報層４に接続された保護層５又は更なる情報層及び透過層によって、前記情報層の反対の側における層によって提供されても良い。情報は、図１に
は示されていない略平行で同心の又は螺旋状のトラックに配置される光検出可能なマークの形で前記記録担体の情報層４に保存されても良い。前記マークは、例えばピット、周囲から異なる反射率若しくは磁化の方向を持つ領域、又はこれらの形態の組み合わせのような、いずれの光学的に読み取り可能な形態であっても良い。
【０００９】
前記走査装置は、放射ビーム７を発する半導体レーザ９の形をとる直線偏光の放射源を有する。前記放射ビームは、光記録担体２の情報層４の走査のために利用される。偏光ビームスプリッタ１３は、発散する放射ビーム１２をコリメータレンズ１４への方向の光路に反射させる。コリメータレンズ１４は発散するビーム１２を平行なビーム１６に変換する。ビーム１６は対物レンズ系１８に入射する。前記対物レンズ系は、１以上のレンズ及び／又は格子を有しても良い。図１における対物レンズ系１８は、本例では２つの素子、即ちレンズ１４と記録担体２の位置との間に配置された第１のレンズ１８ａ及び第２のレンズ１８ｂから成る。対物レンズ系１８は光学軸１９を持つ。対物レンズ系１８はビーム１６を記録担体２の入射面６に入射する集束ビーム２０に変換する。前記対物レンズ系は、透過層３の層を通る前記放射ビームの経路に適応させられた球面収差補正特性を持つ。前記集束ビーム２０は情報層４にスポット２１を形成する。
【００１０】
情報層４によって反射される放射は発散するビーム２２を形成し、対物レンズ系１８によって略平行なビーム２３に変換され、次いでコリメータレンズ１４によって集束ビーム２４に変換される。ビームスプリッタ１３は、集束ビーム２４の少なくとも一部を検出系２５の方向に送ることにより、順方向のビームと反射ビームを分離する。前記検出系は前記放射を捕捉し、前記走査装置において光ヘッド１から別個に配置された信号処理回路２７及び２９によって処理される電気出力信号２６に前記放射を変換する。信号プロセッサ２７は、これらの出力信号を種々の他の信号に変換する。
【００１１】
前記信号の１つは情報信号２８である。該信号の値は、情報層４から読み取られた情報を表す。前記情報信号は、誤り訂正２９のために情報処理ユニットによって処理される。信号プロセッサ２７からの他の信号はフォーカスエラー信号及び半径方向エラー信号３０である。前記フォーカスエラー信号は、スポット２１と情報層４との間の軸方向の高さの差を表す。前記半径方向エラー信号は、スポット２１と前記スポットによって辿られるべき情報層４中のトラックの中心との間の、情報層４の面における距離を表す。
【００１２】
フォーカスエラー信号及び半径方向エラー信号はサーボ回路（図示されていない）に供給される。該サーボ回路はこれらの信号を前記光ヘッドにおける機械的なフォーカスアクチュエータ（図示されていない）を制御するためのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に変換する。前記機械的なフォーカスアクチュエータは、フォーカス方向３３における対物レンズ系１８の位置を制御し、それにより情報層４の面と略一致するようにスポット２１の軸方向の位置を制御する。また該フォーカスアクチュエータは半径方向３４における対物レンズ系１８の位置を制御し、それにより現在走査されているトラックに略一致するようにスポット２１の半径方向の位置を制御する。半径方向に移動可能なアームのような更なる機械的なアクチュエータは、ディスク２の半径方向３４に光ヘッド１の位置を変化させ、それにより情報層４において辿られるべきトラック上に位置するようにスポット２１の半径方向の位置を粗く制御する。記録担体２のトラックは図１の面に垂直な方向に走っている。
【００１３】
図２ａは、以下により詳細に説明される本発明の概略的な概念を示す。図２ａにおいて見られるように、固定された光学装置３１が２つの放射ビーム３５及び３６を生成するように構成される。該放射ビーム３５及び３６は、記録担体２の情報層４上に同時にスポットを形成する２つの独立に移動可能な光ヘッド３９及び４０に向けられる。固定された光学装置３１から離れるとき、ビーム３５及び３６は出射領域のまわりに角度的に分離される。角度の分離αは好ましくは３０°より大きく、図示された本実施例においては約９０°である。放射ビーム３５及び３６は斜めのフォールディングミラー３９及び４０に入射され、該フォールディングミラーは放射ビーム３５及び３６をそれぞれ光ヘッドＨ１及びＨ２の方向に向ける。各光ヘッドＨ１及びＨ２は、ディスク２のデータ担持面の全体の半径方向の走査に渡ってそれぞれ粗い半径方向トラッキングユニット３７及び３８によって半径方向に独立に移動可能である。各粗い半径方向のトラッキングユニットは、記録担体２の中心Ｃのまわりに角度的に分離された半径方向のトラッキング経路を規定する。図示された本実施例においては、角度分離θは１８０°である。しかしながら、他の角度分離も可能である。前記角度分離は好ましくは、記録担体２の同様な半径方向の領域を走査するときに前記光ヘッドが機械的に妨害しないように、少なくとも３０°よりも大きい。１８０°の分離は、両方の光ヘッドを用いて交互にデータをアクセスするときに待ち時間を減少させるために好ましい。
【００１４】
図２ｂは各光ヘッドＨ１及びＨ２において利用される光学素子を示す。各前記光ヘッドは、フォーカスエラー及びトラッキングエラーの訂正のための機械的なアクチュエータ（図示されていない）に装着された対物レンズ系１１８及び２１８を含む。フォールディングミラー４１及び４２は、記録担体２中の面へと及び記録担体２中の面からの前記ビームを反射させる。
【００１５】
２つの別個の放射ビーム３５及び３６は以下に説明される幾つかの方法の１つによって生成されても良い。
【００１６】
図３を最初に参照すると、前記光走査装置は、放射ビーム７を発する半導体レーザ９の形をとる放射源を有する。前記放射源は略無偏光であっても良く、又は以下に説明される偏光素子の偏光光学系に対して４５°偏光していても良い。非偏光ビームスプリッタ１１３は、前記放射ビームをコリメータレンズ１４に向かう光路に反射し、コリメータレンズ１４は前記ビームを平行なビームに変換する。前記放射ビームは、前記ビームを２つの要素放射ビーム３５及び３６に分解するように働く偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）コーティング４４を持つプリズム４３に入射する。図３において一方のビーム３５を表す点を打たれた線及び他方のビーム３６を表す線においてマークされた頁中の矢印によって表されるように、プリズム４３を出射する際にビーム３５及び３６は互いに対して９０°で直線偏光していることは留意されるべきである。図３、４及び５のそれぞれを通して、偏光の方向に関する同様の示唆が与えられる。
【００１７】
記録担体２上の２つの点において情報層４によって反射される放射は、対物レンズ１１８及び２１８を通って再び送られ、ミラー４１及び４２に入射する。前記反射されたビームは次いでプリズム４３に送られ、該プリズム４３において前記ＰＢＳコーティングが前記ビームを反射し合成する。前記合成されたビームは次いでコリメータレンズ１４に入射し、ビームスプリッタ１１３へと送られる。ビームスプリッタ１１３は前記反射された情報ビームの少なくとも一部を、ＰＢＳコーティング４７を組み込んだマイクロプリズム４５を有する検出系の方向に透過させることにより、順方向のビームと反射ビームとを分離する。ＰＢＳコーティング４７は前記反射された情報ビームを２つのビーム５０及び５１に分離するように働く。ここでビーム５０は記録担体２上のレンズ１１８の下の領域からの情報を表し、ビーム５１は記録担体２上のレンズ２１８の下の領域からの情報を表す。ビーム５０及び５１は互いに対して９０度で偏光している。放射ビーム５０及び５１は次いで検出器アレイ５４の２つの別個の位置５２及び５３に入射する。検出器アレイ５４のそれぞれの部分は、異なる光ヘッドによって現在走査されている記録担体２のそれぞれの領域について情報信号、フォーカスエラー信号及び半径方向エラー信号を生成する。
【００１８】
図４及び図５は、互いに対して９０度で偏光した２つの放射ビームを生成する代替の方法を示す。図４及び図５においては、構成要素は上述のシステムにおける同様の構成要素と同一の番号で示されており、その説明及びその代替は繰り返されないが、ここでも当てはまる。
【００１９】
図４において、プリズム４３はＰＢＳコーティング６０されたプレート６１及びプレート反射ミラー６２によって置き換えられている。これらの素子の組み合わせは、それぞれが他方に対して９０度偏光した上述したような２つの放射ビームを生成するように働く。
【００２０】
図５において、プリズム４３は、前記放射ビームをそれぞれが他方に対して９０度偏光した２つの要素部分に分割するように働く、好ましくはブレーズされた（blazed）偏光格子７０によって置き換えられている。更に本例においては、マイクロプリズム４６は、マイクロプリズム４６と同様な方法で前記合成された放射に対して働き記録担体２の２つの別個の領域を表す２つの要素に前記放射を分割させる、好ましくはブレーズされた更なる偏光格子７１によって置き換えられている。
【００２１】
図６は、格子７０及び７１の構造を示す。ニオブ酸リチウム物質から形成された格子部分７５の利用により、前記格子は偏光格子とされる。しかしながら、偏光特性をもたらすために適切に低いピッチを持つ格子のような、他の適切な格子又は格子物質が利用されえても良いことは理解されよう。それぞれの出射ビームの間のより大きな角度分離を達成するために、格子７０及び７１を付加的なミラー（図示されていない）と組み合わせることも可能である。
【００２２】
前記光走査装置の動作において、光ヘッドＨ１及びＨ２は、粗い半径方向トラッキングユニット３７及び３８を利用して独立に前記ヘッドを移動させるために、及びそれぞれ別個のデータ領域からの読み出しを同時に実行するため、走査制御システム（図示されていない）の支援によって動作させられても良い。このことは、前記光記録担体がかような異なるデータ領域に保存された多くのデータファイルを保持する場合にしばしば起こるように、多くの別個のデータ領域からデータを読み出すときの読み込み速度を向上させる。単一のデータストリームが生成されるべきオーディオデータの場合における例のように、単一のデータ領域からデータを読み出すとき、前記ヘッドは同一のデータ領域の異なる部分を走査するように利用されても良い。例えば、第１のヘッドはトラックの第１のセットを形成する所定の数のトラックを走査するために利用され、一方第２のヘッドはドラックの前記第１のセットに隣接するトラックの第２のセットを形成する同一の数のトラックを同時に走査するために利用されても良い。その後、前記第１のヘッドのトラッキングがトラックの前記第２のセットに隣接する第３の領域へとジャンプされ、前記第２のヘッドのトラッキングがトラックの前記第３のセットに隣接する第４の領域にジャンプされ、２つの前記ヘッドは同時に前記第３及び第４の領域における異なるデータを読み取り続ける等しても良い。このようにして、同一のデータ領域の連続的な部分は、増大された速度で読み出されることができ、このとき最終的なデータストリームは、各ヘッドに対応する２つの検出器系から受信されるデータストリームを組み合わせることによって生成される。
【００２３】
上述した例においては、チャネル間のクロストークの電子的な補償が、信号処理段において備えられても良い。前記光学軸に垂直な２つの方向におけるビーム角についてのレーザの調節が、ビーム経路における前記コリメータの後に備えられても良い。更に、前記光学軸に沿った前記コリメータレンズの移動可能な調節が備えられても良い。加えて、前記移動可能な光ヘッドに向けて前記ビームを正確に折り曲げるためにミラー３９及び４０の角度調節が備えられても良く、２つのチャネル間のクロストークを減少させるために前記コリメータ上にプリズム、偏光プレート又は偏光格子の光学軸のまわりの調節が備えられても良い。
【００２４】
示された構成は、前記ディスクの２つの部分から同時にデータを読み出すために利用されても良い。更に前記装置はデータ書き込み機能を含んでも良い。２つの別個の光路及びレーザを利用することにより、データは前記ディスクの２つの部分に同時に書き込まれることができる。
【００２５】
かくして本発明は、光記録担体の２つの別個の領域を同時に読み込むことが可能な２つの独立に移動可能な光ヘッドを含む光走査装置を提供する。
【００２６】
上述の実施例は、本発明の実例となる例として理解されるべきである。本発明の更なる実施例が考えられる。例えば、単一の放射源からの放射の分割の代わりに、２つの別個の放射源が利用されても良い。ある実施例に関連して説明されたいずれの特徴も、他の実施例において利用されても良いことは理解されるべきである。更に、上述されていない同等例及び変更も、添付する請求項において定義された本発明の範囲から逸脱することなく利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】記録担体に単一の放射ビームをフォーカスする単一の光ヘッドを組み込んだ典型的な光走査装置を示す。
【図２（ａ）】それぞれが記録担体に放射ビームをフォーカスする２つの光ヘッドを組み込んだ、本発明による光走査装置を示す。
【図２（ｂ）】本発明による図２ａの光ヘッドの１つの模式的な図である。
【図３】放射源が図の面にあるものとした、本発明による固定された光学装置の１形態における放射ビームの光路の模式的な図である。
【図４】放射源が図の面にあるものとした、本発明による固定された光学装置の更なる形態における放射ビームの光路の模式的な図である。
【図５】本発明による固定された光学装置の更なる形態における放射ビームの光路の模式的な図である。
【図６】図５の装置において利用される偏光格子を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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