(57)【要約】  ２波長光走査装置のための半径方向トラッキングエラー検出のための放射検出器アレイ。前記２つの異なる波長のそれぞれにおいて３スポット半径方向トラッキングエラー検出を実行するための３つのスポット検出器（１００、１０２、１０４）。衛星スポット検出器（１０２、１０４）は３つの検出器素子に分割され、１つは走査のために現在利用されている波長に依存して切り換えられる。
2005513709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの異なる波長のいずれか１つを用いて光記録担体を走査するときの半径方向のトラッキングエラー検出のための放射検出器アレイであって、前記アレイは、０次及びｎ次を含む異なる回折次数に対応するスポットのそれぞれ第１のセット及び第２のセットを形成する放射ビームの第１の群及び第２の群を検出するための複数のスポット検出器を有し、ここでｎは１以上の整数であり、各前記スポット検出器は前記ビームによって形成されるスポットの特性を検出するように構成され、各前記スポット検出器は前記スポットの異なる部分を検出するための複数の検出器素子を有し、前記アレイは略中央に配置された０次スポット検出器と該０次スポット検出器の各側に配置されたｎ次スポット検出器とを有する放射検出器アレイにおいて、前記ｎ次スポット検出器は、スポットの第１のセットについて及び第２のセットについて半径方向トラッキングエラー検出を実行するように構成され、ここで前記第１のセットにおいては前記ｎ次のスポットが前記０次のスポットに対して第１の所定の間隔特性を持ち、前記第２のセットにおいては前記ｎ次のスポットが前記０次のスポットに対して別の第２の所定の間隔特性を持つことを特徴とする放射検出器アレイ。
【請求項２】
前記ｎ次スポット検出器は、プッシュプル半径方向トラッキングエラー検出を実行するように構成される、請求項１に記載の放射検出器アレイ。
【請求項３】
前記ｎ次スポット検出器はそれぞれ分離手段によって分離された複数の検出器素子を有し、前記分離手段は前記第１の間隔特性を定義する第１の分離手段と前記第２の間隔特性を定義する第２の分離手段とを有する、請求項１又は２に記載の放射検出器アレイ。
【請求項４】
前記第１の分離手段及び前記第２の分離手段は、前記ｎ次のスポットの前記第１のセットと前記ｎ次のスポットの前記第２のセットとの両方を検出するために利用される中央の検出器素子の各側に配置される、請求項３に記載の放射検出器アレイ。
【請求項５】
前記ｎ次スポット検出器はそれぞれ、前記中央の検出器素子と、前記中央の検出器素子の各側に配置された外側の検出器素子とを含む３つの検出器素子を有する、請求項４に記載の放射検出器アレイ。
【請求項６】
前記３つの検出器素子の全てが、前記ｎ次のスポットの前記第１のセットと前記ｎ次のスポットの前記第２のセットとの両方を検出するために利用される、請求項５に記載の放射検出器アレイ。
【請求項７】
前記検出器素子は前記分離手段と垂直に測定される検出面の幅を持ち、前記外側の検出器素子はそれぞれ前記中央の検出器よりも大きな検出面の幅を持つ、請求項５又は６に記載の放射検出器アレイ。
【請求項８】
前記０次スポット検出器は、スポットの前記第１のセットとスポットの前記第２のセットとの両方についてプッシュプル半径方向トラッキングエラーを検出するように構成される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の放射検出器アレイ。
【請求項９】
前記０次スポット検出器は、スポットの前記第１のセットとスポットの前記第２のセットとの両方についてフォーカスエラーを検出するように構成される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の放射検出器アレイ。
【請求項１０】
前記第１及び第２の間隔特性はおよそ７８０：６５５の比率を持つ、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の放射検出器アレイ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の放射検出器アレイを有する、２つの波長を用いる２波長光走査装置。
【請求項１２】
前記装置は放射ビームの前記第１の群と放射ビームの前記第２の群との両方を生成するための回折素子を有する、請求項１１に記載の２波長光走査装置。
【請求項１３】
第１の所定の波長の放射と前記第２の所定の波長の放射とを生成するための放射源手段を有し、前記第１の所定の波長の放射ビームの前記第１の群が形成され、前記第２の所定の波長の放射ビームの第２の群が形成される、請求項１１又は１２に記載の２波長光走査装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の間隔特性は、前記第１及び第２の波長の比率に略対応する比率を持つ、請求項１３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、２つの異なる波長のいずれか１つを用いて光記録担体を走査する２波長光走査装置であって走査エラー検出を実行するための放射検出器アレイを有する装置、及びかような放射検出器アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、２波長レーザ装置を利用する走査装置が研究されている。典型的に前記走査装置は、両方の波長のために共通のビーム経路を利用し、例えば回折格子によって、２つの波長が前記レーザ装置の異なる部分からの射出の後に合流させられる。両方の波長についての走査エラー（scanning error）検出を実行するニーズがある。
【０００３】
光ディスク走査装置において利用される典型的な走査エラー検出方法は、フォーカスエラー検出及びトラッキングエラー検出である。フォーカスエラー検出及び半径方向のトラッキングエラー検出のための種々の異なる方法が知られている。フォーカスエラー検出方法は、ビームが例えばプリズムによって２つに分割され２つのスポット検出器上のスポットの位置が正しいフォーカスを示唆するナイフエッジ瞳遮光（knife edge pupil obscuration）、検出器上の非点収差スポットが円柱形のレンズ又は平面平行なプレートによって生成され、スポットの形状における円形からの変化がダイヤモンド形の象限スポット検出器によって検出される非点収差フォーカシング、及びビームが例えばマイクロプリズムによって２つに分離され再フォーカスの前と後とにそれぞれ結果のスポットサイズを検出するスポットサイズ検出を含む。
【０００４】
半径方向のトラッキングエラー検出方法は、別個の検出器上で２つの瞳の半分の間の信号における差が測定されるプッシュプル半径方向トラッキング、放射ビームが回折格子によって３つに分割され、外側の（衛星（satellite））スポットが主スポットから４分の１トラックピッチだけ離れてセットされこれらの信号の差がトラッキングエラー信号を生成するために利用される３スポット（又は３ビーム）中央開口（central aperture）半径方向トラッキング、放射ビームが回折格子によって３つに分割され主スポット及び衛星スポットのプッシュプル信号の間の差がトラッキングエラー信号として利用される３スポットプッシュプル半径方向トラッキング、及び（±１,±１）次の位相の半径方向のオフセットの寄与が、正方形の象限スポット検出器において利用される微分位相又は時間検出（Differential Phase or Time Detection、ＤＰＤ又はＤＴＤ）半径方向トラッキングを含む。前記３スポットプッシュプル半径方向トラッキングシステムは、１スポットプッシュプルシステムに比べて、対称のエラー及び非対称のエラーを含む体系的なエラーが自動的に補正されるという利点を持つ。しかしながら前記システムは、付加的な検出器素子及び接続を必要とし、検出器アレイの複雑さを増大させる。
【０００５】
欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−０８６０８１９は、異なる波長を持つ２つのレーザと、高密度ディスクと同様に低密度ディスクを読み取るために適したスポットを生成するための共通の対物レンズとを利用する光走査装置を記載している。走査の間のフォーカスエラー及びトラッキングエラーを検出するための種々の異なる検出器アレイ装置が提案されている。一実施例において、２つの別個の検出器アレイが各別個の波長のために利用される。他の実施例においては、単一の検出器アレイが各波長のために利用される。前記アレイは、前記波長の長い方における３ビームトラッキングエラー検出のための２つの検出器素子を含み、これに対し単一ビームトラッキングが短い方の波長において利用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２つの波長を利用する走査装置においてプッシュプルトラッキングエラー検出のために単一の検出器アレイが利用される場合、ｎ次スポット検出器の間の間隔が前記波長のうちの１つについて適切である場合には、これらの検出器は他の波長についてのｎ次スポットを十分な精度で検出するために利用できないという問題が発生する。
【０００７】
本発明の目的は、この問題に対する解決方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、２つの波長を用いて光記録担体を走査するときの半径方向のトラッキングエラー検出のための放射検出器アレイであって、前記アレイは、０次及びプラスマイナスｎ次を含む異なる回折次数に対応するスポットのそれぞれ第１のセット及び第２のセットを形成する放射ビームの第１の群及び第２の群を検出するための複数のスポット検出器を有し、ここでｎは１以上の整数であり、各前記スポット検出器は前記ビームによって形成されるスポットの特性を検出するように構成され、各前記スポット検出器は前記スポットの異なる部分を検出するための複数の検出器素子を有し、前記アレイは略中央に配置された０次スポット検出器と該０次スポット検出器の各側に配置されたｎ次スポット検出器とを有する放射検出器アレイにおいて、前記ｎ次スポット検出器は、スポットの第１のセットについて及び第２のセットについて半径方向トラッキングエラー検出を実行するように構成され、ここで前記第１のセットにおいては前記ｎ次のスポットが前記０次のスポットに対して第１の所定の間隔特性を持ち、前記第２のセットにおいては前記ｎ次のスポットが前記０次のスポットに対して別の第２の所定の間隔特性を持つ放射検出器アレイが提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、上述したような放射検出器アレイを有する、２つの波長を利用する２波長光走査装置が提供される。
【００１０】
本発明の更なる態様及び利点は、添付する図を参照しながら為される本発明の好適な実施例の以下の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】
【００１１】
本発明の実施例によれば、ＣＤＲ（Ｗ）フォーマット及び／又はＤＶＤ−ＲＡＭフォーマットのような、少なくとも２つの光ディスクＯＤのフォーマットが、データを保存するために利用される。光走査装置によって、ＣＤＲ（Ｗ）フォーマットのディスクが書き込まれても良く、両方のフォーマットのディスクが読み出されても良い。前記ディスクは、少なくとも１つの情報層を被覆する外側の透過層を含む。多層ディスクの場合には、２以上の情報層が前記ディスク内の異なる深度において前記被覆層の背後に配置される。前記透過層の反対に面した前記情報層の側、又は多層ディスクの場合には前記被覆層から最も離れた層の側は、保護層によって周囲の影響から保護される。前記装置に面した前記透過層の側はディスク入射面である。
【００１２】
情報は、略平行な同心円又は螺旋形のトラック中に配置された光検出可能なマークの形で前記光ディスクの情報層に保存されても良い。前記マークは例えばピット又は周囲とは異なる反射率を持つ領域のような、いずれの光読み取り可能な形態であっても良い。前記情報層は光記録可能な物質から形成されても良い。
【００１３】
図１の実施例において示されるように、前記光走査装置は、例えばλ１＝７８０ｎｍ及びλ２＝６５５ｎｍといった２つの所定の波長λ１及びλ２において動作する２つの半導体レーザを含む２波長放射源２を含む。前記２つのレーザは１つの基板に集積されても良い。放射源２は前記２つの波長のうちの１つの発散する放射ビームを選択的に発射する。光路は、前記２つの波長についてのビーム経路を合流させる機能を持つ経路合流素子４を含む。合流素子４は、回折格子素子又はホログラフィック素子の形をとっても良い。ホログラフィック素子の場合には、合流素子４はプレコリメータ（pre-collimator）機能を提供しても良い。当該機能は、書き込みモードのための十分な強度を得るために、及びＤＶＤフォーマットのディスクを読み取るために十分なリム強度を得るために必要とされる。回折格子素子６は、３スポットプッシュプル半径方向トラッキングを実行するために、主即ち０次ビームと２つの１次即ち衛星ビームとを含む３つの別個のビームを形成するために利用される。ビームスプリッタ８は入射ビームをフォールディングミラー１０の方向に導く。フォールディングミラー１０の後にはコリメータレンズ１２がある。前記ディスクに到達する前に、前記ビームはディスクＯＤ中の情報層上のスポットに前記ビームをフォーカスするための対物レンズ１４を通過する。対物レンズ１４は、２つの波長λ１及びλ２のいずれかを利用して走査している間、ＣＤ及びＤＶＤフォーマットのディスクの異なる基板の厚さのための球面収差補正を提供するように構成される。
【００１４】
前記ディスクからの反射の際、前記ビームはビームスプリッタ８に到達するまで入射ビームの経路に沿って戻り、ビームスプリッタ８は反射ビームを透過する。前記ビームは検出器レンズ１６を介して光検出器アレイ１８に導かれる。光検出器アレイ１８は、以下に詳細に説明されるような、読み出されたデータ、フォーカスエラー制御及びトラッキングエラー制御のための電気信号に光信号を変換する。前方感知フォトダイオード２０は、走査処理、とりわけ書き込み処理の間に、放射源２のパワーを正確に制御するために利用される。
【００１５】
図２は、光ディスクＯＤのトラックを適正にトラッキングする、格子６によって形成される３つのビーム、即ち１次の衛星ビームａ及びｂ並びに０次のビームｃの配置を示す。
【００１６】
図３は、３つのスポット検出器、即ちそれぞれが２つの半分検出器素子ａ１、ａ２及びｂ１、ｂ２を含む１次スポット検出器ａ及びｂ、並びに４つの象限検出器素子ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４を含む０次スポット検出器ｃの従来の構成を示す。これらスポット検出器は、３つのビームスポットａ、ｂ及びｃ中のプッシュプル半径方向トラッキングエラー並びに主ビームスポットｃ中の非点収差フォーカスエラーを検出するために利用される。スポット検出器ａ、ｂ及びｃは、概ね接線方向に相当する（トラック平行な）方向に前記光走査装置中に配置される。３スポットプッシュプル半径方向トラッキングは、３つのスポット全てのプッシュプル信号を利用する。主スポットｃ並びに２つの衛星ａ及びｂのプッシュプル信号は、以下のようにデトラッキング（detracking）ｘの関数として記述される：
ＰＰ（ｃ）＝γｍｐｐ・ｓｉｎ（２πｘ／ｑ）
ＰＰ（ａ）＝ｍｐｐ・ｓｉｎ（２π（ｘ−ｘ０）／ｑ）
ＰＰ（ｂ）＝ｍｐｐ・ｓｉｎ（２π（ｘ＋ｘ０）／ｑ）
上式において、ｍｐｐはプッシュプル変調、ｑはトラックピッチ、ｘ０は信号を最大化するために前記回折格子のピッチの選択によって一般にｑ／２で設定される中央スポットからのスポットａ及びｂのそれぞれの理想的な分離、γは回折効率又は特に格子の場合には格子比率である。
【００１７】
従来の検出器アレイにおいては半径方向エラー信号（ＲＥ）を提供するため以下のような関係が形成される。
【００１８】
ＲＥ＝ｃ１−ｃ２−ｃ３＋ｃ４−γ（ａ１−ａ２＋ｂ１−ｂ２）
【００１９】
図４及び５は、本発明の実施例による半径方向検出器アレイを示す。前記検出器は別個のスポット検出器を形成するフォトダイオード素子の形をとり、各スポット検出器は所望の信号分離を提供する分離線によって分離された検出器素子に分離される。
【００２０】
本実施例における構成は、検出器アレイにおいて略トラックの接線方向に相当する方向に概ね直線上に並んで配置される３つのスポット検出器１００、１０２及び１０４を含む。中央のスポット検出器１００は、主即ち０次のスポットの位置及び形状を検出するため、象現に並んで配置され垂直な分離線によって分離された４つの長方形の検出器素子Ｃ１乃至Ｃ４を含む。衛星スポット検出器１０２及び１０４は、トラックの接線方向に相当する方向に配置された、２つの分離線によって分離された３つの検出器素子Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＣ１、Ｃ２、Ｃ３をそれぞれ有する。スポット検出器１００、１０２及び１０４は、先行技術において記載されたものと同様な方法で、しかし第１の波長λ１及び第２の波長λ２のビームの２つの群のそれぞれについて、３スポットプッシュプル半径方向トラッキングエラー検出及び非点収差フォーカスエラー検出を実行するように構成される。
【００２１】
全てのスポット検出器の全ての検出器素子は出力信号を供給し、これらの信号は電子処理回路に供給され、当該回路において前記出力信号は読み出し信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号へと結合され処理される。
【００２２】
本実施例の検出器アレイにおいて半径方向のエラー信号（ＲＥ）を生成するため以下のような関係が形成される：
λ１について、ＲＥ＝Ｃ１−Ｃ２−Ｃ３＋Ｃ４−γ１（Ａ１＋Ａ２−Ａ３＋Ｂ１＋Ｂ２−Ｂ３）
λ２について、ＲＥ＝Ｃ１−Ｃ２−Ｃ３＋Ｃ４−γ２（Ａ１−Ａ２−Ａ３＋Ｂ１−Ｂ２−Ｂ３）
【００２３】
上式において、γ１及びγ２は前記２つの波長についての格子比率（衛星に対する主スポットのパワー比率）である。これらは両方とも３スポット格子６のプロファイルの深度に依存する。トラッキングエラー処理回路は、典型的にγ１はγ２に等しくないという特性を補償するように構成される。
【００２４】
前記処理回路において、検出器素子Ａ２及びＡ３の出力信号並びに素子Ｂ１及びＢ２の出力信号がλ１について加算され、一方λ２については検出器素子Ａ１及びＡ２出力信号並びに素子Ｂ２及びＢ３の出力信号が加算されることに留意されたい。
【００２５】
前記２つの波長のそれぞれにおいて、前記ビームの群を生成するために１つのみの３スポット格子６が利用されることに留意されたい。異なる波長において異なる回折角が生成される。波長における差のために、前記ディスク及び前記検出器アレイにおける主スポットの衛星スポットに対する適正な距離は、以下のようにλ１及びλ２について異なる：
【００２６】
ｓ（λ１）＝λ１／λ２ ×  ｓ（λ２）
【００２７】
衛星スポット検出器１０２及び１０４は、３スポット半径方向プッシュプルトラッキングエラー検出のために利用される従来の２つの部分の衛星スポット検出器とは異なり、３つの部分に分割されることに留意されたい。２つの検出器Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＢ１、Ｂ２、Ｂ３の３つの素子全てが、前記２つの波長のそれぞれにおける半径方向トラッキングエラー信号を検出するために利用される。しかしながら、中央の検出器素子Ａ２及びＢ２からの出力は、走査のために現在利用されている波長に依存して切り換えられる。
【００２８】
図４は、トラッキングが適正である場合の、走査のために第１の波長λ１（長い方の波長）が利用されたときの検出器素子１００、１０２及び１０４上の０次スポット及び２つの１次スポットの位置取りを示す。この適正なトラッキングの構成においては、前記衛星スポットはそれぞれ、中央の検出器素子Ａ２及びＢ２と、０次スポット検出器１００から離れた外側の検出器素子Ａ１及びＢ３との間の分離線上にセンタリングされる。一方０次のスポットは、それぞれ検出器素子Ｃ１とＣ２とを、及び検出器素子Ｃ４とＣ３とを分離する中央の分離線上にセンタリングされる。０次の検出器素子１００中の当該中央の分離線と、衛星スポット検出器１０２及び１０４中の外側の分離線との間の距離は、図４に示されるように、前記第１の波長における適正なスポット分離ｓ（λ１）に設定される。
【００２９】
図５は、トラッキングが適正である場合の、走査のために第２の波長λ２が利用されたときの検出器素子１００、１０２及び１０４上の０次スポット及び２つの１次スポットの位置取りを示す。この適正なトラッキングの構成においては、前記衛星スポットはそれぞれ、中央の検出器素子Ａ２及びＢ２と、０次スポット検出器１００に最も近い外側の検出器素子Ａ３及びＢ１との間の分離線上にセンタリングされる。一方０次のスポットは、それぞれ検出器素子Ｃ１とＣ２とを、及び検出器素子Ｃ４とＣ３とを分離する中央の分離線上にセンタリングされる。０次の検出器素子１００中の当該中央の分離線と、衛星スポット検出器１０２及び１０４中の外側の分離線との間の距離は、図５に示されるように、前記第２の波長における適正なスポット分離ｓ（λ２）に設定される。
【００３０】
衛星スポット検出器１０２及び１０４のそれぞれの中央の検出器素子Ａ２及びＢ２は、外側の検出器素子Ａ１、Ａ２及びＢ１、Ｂ３のそれぞれよりも小さい領域のものであることに留意されたい。これは、波長の変化（７８０ｎｍ（λ１）から６５５ｎｍ（λ２）まで）が比較的小さいためであり、長い波長の変化が利用される場合には、このことは当てはまらない。
【００３１】
ＣＤＲ（Ｗ）のために、従ってλ１について最適なスポットの分離は０．８μｍであり、ＤＶＤ−ＲＡＭのために、従ってλ２について最適なスポットの分離は０．７４μｍであることに留意されたい。
【００３２】
一実施例においては、トラックに対する衛星スポットの距離は、６５０ｎｍについて最適となるように、即ちｓ（λ１）＝０．８８μｍ及びｓ（λ２）＝０．７４μｍ（±０．２μｍ）となるように調節される。なぜなら、このことがＤＶＤについて最も重要であるからである。前記最適条件に比べた信号レベルの典型的な設定は以下のようになる：
ＣＤＲ（Ｗ）  ９７％
ＤＶＤ−ＲＡＭ  １００％
【００３３】
他の実施例においては、前記距離はＤＶＤの最適条件とＣＤの最適条件との間に調節される。即ちｓ（λ１）＝０．８４μｍ（±０．２μｍ）及びｓ（λ２）＝０．７０μｍ（±０．２μｍ）である。本実施例においては前記信号レベルは以下のようになる：
ＣＤＲ（Ｗ）  ９９％
ＤＶＤ−ＲＡＭ  ９９％
これらの実施例のそれぞれにおいて、適正なトラッキングスポット距離比率、及びそれ故検出器の間隔の比率ｓ（λ１）：ｓ（λ２）は、およそ７８０：６５５に設定される。
【００３４】
本発明はＤＶＤ／ＣＤＲ（Ｗ）兼用走査装置、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＣＤ兼用走査装置、ＤＶＤ−ＲＡＭ／ＣＤＲ（Ｗ）ダブルライタ（Double Writer）走査装置、及びこれらの種々の組み合わせに適用可能である。
【００３５】
上述の実施例は本発明を説明す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想定される。例えば、前記１次の衛星スポットを検出する代わりに又は当該検出に加えて、検出器素子１０２及び１０４に類似する検出器素子を利用して２次の衛星スポットが検出されても良い。更に、前記０次の検出器は、非点収差フォーカスエラー検出の代わりにスポットサイズエラー検出を実行するように構成されても良い。一実施例に関して説明されたいずれの特徴も、他の実施例においても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例が、添付する請求項において定義される本発明の範囲から逸脱することなく利用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例によって構成された光走査装置の模式的な平面図である。
【図２】従来の光ディスクのデータトラック上にフォーカスされる３つのスポットの模式的な平面図である。
【図３】従来の３スポットプッシュプルトラッキングエラー検出器アレイの模式的な平面図である。
【図４】本発明の実施例によって構成された検出器アレイの模式的な平面図を示す。
【図５】本発明の実施例によって構成された検出器アレイの模式的な平面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2005513709.tif 000010
2005513709.tif 000011