(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイングアーム機構を有する光ディスク読み取り装置において、光ディスクの複数のトラックを読み取る光ピックアップであって、該スイングアーム機構は該光ピックアップを位置決めし、該光ピックアップは、
複数のレーザビームの光源と、
複数のセンサであって、該複数のセンサの各々が、入射レーザビームに応答して電気信号を提供する、複数のセンサと、
該複数のレーザビームを該光ディスクに向けて該光ディスク上にレーザビームスポットのパターンを形成し、該光ディスクで反射した複数のレーザビームを該複数のセンサへと向けるように配置された複数の光学構成要素と
を備え、
該複数の光学構成要素は、該光源から該レーザビームを受けるための第１のミラーと、該第１のミラーで反射した該レーザビームを受けるための第２のミラーと、該第２のミラーで反射した該レーザビームを受け、かつ該レーザビームを該光ディスクの表面上に集束するための対物レンズとを有する対物アセンブリを含み、
該スイングアーム機構と該光源と該複数のセンサと該複数の光学構成要素のうちの該対物アセンブリ以外の光学構成要素に対する該対物アセンブリの方向は、該光ディスク上の該レーザビームスポットのパターンの方向が該光ディスクの該複数のトラックに対して実質的に一定に維持されるように、該スイングアーム機構の角方向の変化に応答して変化し、
該対物アセンブリの該方向は、該第１のミラーを通り、かつ該光源から放出されて該第１のミラーに入射するレーザビームの光軸と略一致する回転軸の周りを旋回することによって変化する、光ピックアップ。
【請求項２】
前記複数のセンサに接続された回路部であって、回転誤差信号を提供する回路部をさらに備え、前記対物アセンブリは、該回転誤差信号に応答して前記回転軸の周りを旋回する、請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記対物アセンブリの前記回転軸は、前記スイングアームの旋回軸と間隔を空けて位置する、請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記スイングアームの位置を決定するための回路部をさらに備え、前記対物アセンブリが該決定された位置に応答して旋回する、請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物アセンブリの前記回転軸は、前記スイングアームの旋回軸と間隔を空けて位置する、請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記スイングアームの前記位置を決定するための前記回路部は、読み取られるトラックのアイデンティティに応答して該スイングアームの物理的位置を定めるための回路部を備える、請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記第１のミラーおよび前記第２のミラーは、ペリスコープを形成する、請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
光学ドライブであって、
スイングアームと、
複数のレーザビームを用いて、光ディスクの複数のトラックを同時に読み取る光ピックアップアセンブリであって、該光ピックアップアセンブリは、該スイングアーム上に配置され、該光ピックアップアセンブリは、該光源から該レーザビームを受けるための第１のミラーと、該第１のミラーで反射した該レーザビームを受けるための第２のミラーと、該第２のミラーで反射した該レーザビームを受け、かつ該レーザビームを該光ディスクの表面上に集束するための対物レンズとを有する対物アセンブリを含み、該複数のレーザビームは、該光ディスク上にレーザビームスポットのパターンを形成する、光ピックアップアセンブリと、
該スイングアームの回転によって生じる該光ディスクの該複数のトラックに対する該レーザビームスポットのパターンの角方向の変化を補償するように、該スイングアームと該光ピックアップアセンブリのうちの該対物アセンブリ以外の光学構成要素とに対して該対物アセンブリを、該光源から放出されて該第１のミラーに入射するレーザビームの光軸と略一致する回転軸の周りで回転する手段と
を備える、光学ドライブ。
【請求項９】
回転誤差信号を提供する手段をさらに備え、前記回転する手段が該回転誤差信号に応答する、請求項８に記載の光学ドライブ。
【請求項１０】
前記回転する手段は、前記対物アセンブリの位置を変更するサーボ手段をさらに備える、請求項８に記載の光学ドライブ。
【請求項１１】
前記光ピックアップアセンブリのうちの該対物アセンブリ以外の光学構成要素は、レンズ、ミラー、回折格子、ホログラム、または、プリズムを含む、請求項８に記載の光学ドライブ。
【請求項１２】
前記回転誤差信号を提供する手段は、
センサと、
該センサの出力に応答して該回転誤差信号を提供する回路部と
を備える、請求項８に記載の光学ドライブ。
【請求項１３】
光ディスクから複数のデータトラックを読み取る方法であって、該方法は、
複数のセンサを提供するステップであって、該複数のセンサの各々が、該センサに入射する照度量に応答して出力信号を提供する、ステップと、
複数のレーザビームを提供するステップであって、該複数のレーザビームの各々が、該複数のデータトラックのうちの対応するトラックで反射され、該反射されたレーザビームの各々が、該対応するトラックに記録されたデータによって変調される、ステップと、
該複数のセンサのうちの対応するセンサに該複数の変調されたレーザビームを向けるステップと、
該複数のレーザビームの該複数のデータトラックに対する角方向に回転誤差が存在することを示す該センサ出力信号に応答して、回転誤差信号を生成するステップと、
スイングアームと該複数のセンサとに対して対物アセンブリを回転させることによって、該回転誤差信号に応答して該回転誤差を補償するステップであって、該対物アセンブリは、該光源から該レーザビームを受けるための第１のミラーと、該第１のミラーで反射した該レーザビームを受けるための第２のミラーと、該第２のミラーで反射した該レーザビームを受け、かつ該レーザビームを該光ディスクの表面上に集束するための対物レンズとを含み、該対物アセンブリは、該光源から放出されて該第１のミラーに入射するレーザビームの光軸と略一致する回転軸の周りを回転する、ステップと
を包含する、方法。
【請求項１４】
前記複数の変調されたレーザビームを向けるステップは、該変調されたレーザビームを前記複数のセンサに向けるように配置された複数の光学構成要素を提供するステップを包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
回転誤差信号を生成するステップは、前記複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサの前記出力信号を合わせるステップを包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
回転誤差信号を生成するステップは、前記光ディスクの読み取られる部分の半径方向の位置に応答して回転誤差信号を生成するステップを包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記対物アセンブリは、回転可能な支持体上に取り付けられ、前記対物アセンブリを回転させることは、該回転可能な支持体を回転させることを包含する、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、１つの光ディスクの複数のトラックに対して同時に読出しを行う方法および装置に関し、より詳細には、スイングアーム型の光ピックアップと共に用いられる方法および装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
光ディスクは、その高い記憶密度、データの長期保持寿命、および比較的低コストによって、情報配信用途の支配的な媒体フォーマットとなっている。例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）フォーマットは、音楽記録物のために開発および市販されたものであるが、今やビニール製レコードに代わるものとなっている。同様に、ＣＤ−ＲＯＭなどの大容量の読出し専用データ記憶媒体も、ソフトウェアおよびデータベースの配信目的のために、パーソナルコンピュータ分野において普及している。間もなく、ＤＶＤフォーマットが、ビデオテープに代わって映像情報の配信媒体として選択されることになり得る。
【０００３】
物理的には、光ディスクの情報伝達部分は、一連のピット（すなわちバンプ）からなり、これらのピットは、螺旋状のトラックを形成するように構成される。データは、個々のピットの長さおよびピット間の間隔長さとして符号化される。光ピックアップアセンブリは、レーザビームを光ディスクから反射させることにより、データ読出しを行う。ディスクは回転するため、レーザビームは、ピットと、ピット間の間隔とから交互に反射する。これにより、反射されるレーザビーム中に識別可能な変化が生じて、これらの変化は検出されて、復号化され、これにより、光ディスク上に記憶されているデータが回復する。
【０００４】
本明細書において用いられるように、データトラックという用語は、光ディスクの一回転に相当する螺旋状データトラック部分を指す。複数のデータトラックを同時に読み出すことが可能なドライブが、螺旋状トラックの複数のこのような部分を同時に読み出す。複数の同心の螺旋状トラックを有するディスクの場合、データトラックは、同心の螺旋状トラックの１つの１回転を指す。同心の円形トラックを有する光ディスクの場合、データトラックは、１つのこのような円形トラックを指す。
【０００５】
Ａｌｏｎらに付与された米国特許第５，７９３，５４９号に、（例えば複数のレーザビームを用いて）複数のデータトラックを同時に読み出す光ディスク読み出し装置についての記載がある。回折格子を用いて１つのビームをスプリッティングするかまたは複数のレーザ光源を設けることによって入手可能な複数のレーザビームをフォーカスして、対応する光ディスクトラックとアライメント調整する。次いで、反射されたビームを検出し、復号する。従って、１０個のトラックを一度に読み出すディスクドライブにおいてディスクを６×標準的速度で回転させると、６０×単一のビームドライブに相当するデータ速度が得られる（ただし、高速回転速度に関連する複雑性は加味されていない）。
【０００６】
マルチビーム光ピックアップ内のビームを、データトラックとのアライメント調整に加えて、クロストークを回避し、ビームを検出器と適切に位置調整するために、互いに指定された距離で保持する必要がある。これらの距離は、トラックの間隔（すなわち、トラックピッチ、光学素子の倍率ならびに情報読出しに用いられる検出器のサイズおよび間隔付け）によって決定される。典型的には、最短の間隔付けはトラックピッチよりも大きいため、複数のレーザビームを、環状かつ光ディスクに対して放射状に間隔付ける必要が出てくる。
【０００７】
特許許可された米国特許出願シリアル番号第０９／０４２，１８５号「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ  ＣＲＯＳＳ−ＴＡＬＫ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ  ＩＮ  Ａ  ＭＵＬＴＩ−ＴＲＡＣＫ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＤＩＳＫ  ＲＥＡＤＥＲ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＭＡＧＮＩＦＩＣＡＴＩＯＮ  ＥＲＲＯＲ」（現在は米国特許番号第 号）に記載があるように、ビーム間の必要な間隔付けは、光学素子の倍率を増加させるかまたは検出器のサイズおよび間隔付けを減少させるかのいずれかによって、低減させることが可能である。光学素子の倍率を増加させると、システムの光効率が低下し、検出器のサイズを低減させると、効率が低減し、製造コストが増加する。マルチビームシステム内のビームの間隔付けは、これらのファクター間のトレードオフを示す。サイズ、感度および光検出器のコストが改良されると、ビーム間の間隔付けを低減することが可能になり得る。
【０００８】
例示的マルチビーム光ディスク読み出し装置についての記載が、同一人に譲渡された、「ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＭＵＬＴＩ−ＢＥＡＭ  ＰＩＣＫＵＰ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ」というタイトルの米国特許出願シリアル番号第０８／９１１，８１５号にある。本明細書中、同出願を参考のため援用する。同出願に記載されている光ディスク読み出し装置は、１列に構成された複数の読出しビームを含む。同時継続中でかつ同一人に譲渡された、「ＭＵＬＴＩ−ＢＥＡＭ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＰＩＣＫＵＰ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＣＯＭＰＡＣＴ  ＴＷＯ−ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ  ＯＦ  ＢＥＡＭＳ」というタイトルの米国特許出願シリアル番号第０８／９１２，８８１号に、２次元パターン状に構成された複数の読出しビームを含む光ディスク読み出し装置についての記載がある。本明細書中、同出願を参考のため援用する。ディスク表面上に突出したスポット間の必要な距離をビーム間隔付けによって決定された通りに維持するためには、レーザビームスポットのパターンに、ディスク半径方向に対して特定の配向を持たせる必要がある。
【０００９】
光ディスクの異なる部分を読み出すために、光ピックアップを読出し部分に隣接させて位置決めする機構が提供される。光ピックアップを位置決めするためのスイングアーム、ラックアンドピニオン、スクリュードライブ、およびリニアモータシステムが当該分野において公知であり、例えば、「Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｈ．およびＯｇａｗａ，Ｈ．、翻訳者：Ａｓｃｈｍａｎｎ，Ｃ．、Ｏｈｍｓｈａ，Ｌｔｄ．、日本、１９９２）と、「Ｔｈｅ  Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（Ｐｏｈｌｍａｎｎ，Ｋ．、第２版、Ａ−Ｒ  Ｅｄｉｔｉｏｎｓ、１９９２）に記載されている。
【００１０】
位置決め機構を選択する場合、アクセス速度と、設計の複雑性と、製造費用との間でのトレードオフが生じる。例えば、ラックアンドピニオンドライブおよびスクリュードライブは、光ピックアップの位置決めを行う際に比較的低速である。しかし、ラックアンドピニオンドライブおよびスクリュードライブは、低コストでロバスト性に優れるため、消費者レベルのアプリケーションにおいて用いられることが多い。それとは対照的に、リニアモータは高速な位置決めを行うことが可能であるが、ラックアンドピニオンの機構よりも複雑で、かつ高コストである。スイングアーム型の位置決め機構（例えば、米国特許第５，８２８，６４４号に記載のスイングアーム型の位置決め機構）は、リニアモータシステムよりもより高速な位置決めおよびより単純な構造を提供している。
【００１１】
旋回アーム（例えば、上記特許に記載の旋回アーム）を用いることが所望されているが、このような技術をマルチビームの光ディスク読み出し装置において用いることを試みようとすると、幾つかの不利益が生じる。例えば、複数のレーザビームを用いる光ディスク読み出し装置では、スイングアームが旋回すると、レーザビームのスポットパターンの配向が変化する。その結果、光ピックアップのいくつかの放射状の位置において、レーザビームスポットは、各トラックとアライメント調整できなくなる。この影響により、読出し誤差数が増加し、同時読出しが可能なトラック数が減少し得る。
【００１２】
従って、光ピックアップの位置決めのためにスイングアーム機構を用いる際、光ディスクの各トラックとアライメント調整された複数の読出しビームを保持するための方法および装置を提供することが望ましい。
【００１３】
（発明の要旨）
上記を鑑みて、本発明の目的は、光ピックアップの位置決めを行うためにスイングアーム機構を用いる際、光ディスクの各トラックとアライメント調整された複数の読出しビームを保持するための方法および装置を提供することである。
【００１４】
本発明の上記および他の目的は、回転スイングアームの動きによって生じる光ディスク上に投射されるレーザビームパターンの回転を補償する方法および装置を提供することにより、達成される。第１の実施形態において、スイングアームが旋回すると、レーザビームスポットパターンは、反対方向に旋回または回転して、スイングアームの動きによって生じる回転をオフセットさせる。第２の実施形態において、スイングアームおよび光ピックアップは、スイングアームが旋回したときにレーザビームスポットパターンの配向が変化しないように、構築される。第３の実施形態において、レーザビームスポット間の間隔付けを、レーザビームパターンの線の回転を補償するように調節する。
（発明の詳細な説明）
本発明の上記および他の目的ならびに利点は、以下の詳細な説明と添付の図面とを合わせて読めば明らかである。図面中、類似の参照符号は、図面中の類似の構成要素を指す。
図１を参照すると、本発明の使用に適した、例示的な多重ビーム光ピックアップ１０の簡略図が示されている。光ピックアップアセンブリ１０の個々の構成要素は、既知の光ディスク読み取り装置において用いられる要素を含み得る。光源１１の光（通常レーザダイオード）は、プリズムミラー１２によって、光を多重ビームに分割する格子１３に方向付けられる。多重ビームは、ビームスプリッタ１４を通過し、レンズ１５によってコリメートされ、プリズムミラー１７によって光ディスク１６に方向付けられる。対物レンズ１８は、光ビームの光ディスク１６の表面上での集束を維持するために、サーボ機構によって調整される。
【００１５】
光ディスク１６は、データが記録される反射層を含む。通常データは、反射層内に溝（または隆起）の形態で記録される。あるいは、いくつかの記録可能な光ディスクは、反射層材料の物理的または化学的特性（例えば、磁気特性、またはデータを記録するために入射光を偏光する能力）を用いる。
【００１６】
光ディスク１６上に集束される光ビームは、反射層によって反射されて、その中に記録されるデータによって変調される。反射光は、対物レンズ１８に伝播し戻り、プリズムミラー１７によってコリメータ１５に反射される。反射光ビームは次いで、ビームスプリッタ１４によって光センサー２０に方向付けられる。反射光ビームを光センサー２０上にさらに集束させるために、レンズ１９が設けられてもよい。
【００１７】
光センサー２０は、その上に当たっている光ビームに対応する電気信号を提供する。例えば、共有に係る米国特許第５，６２７，８０５号に記載されるような処理回路部は、電気信号をデコードおよび処理して、光ディスク上で記録されるデータを回復する。追加の回路部は、コンピュータまたは他の処理デバイスを用いることに適したフォーマットにデータを変換し、光ディスク読み取り装置とコンピュータまたは他の処理デバイスとの間のインターフェースとして機能する。
【００１８】
回折格子１３はまた、ホログラムを含んでもよく、光ファイバ導波管が、１つ以上のミラー１２および１７、ならびにレンズ１５、１８および１９の代わりに用いられてもよい。ビームスプリッタ１４は、半鍍銀ミラーまたは偏光ビームスプリッタを含んでもよい。さらに、プリズムミラー１２および１７のうちの１つまたは両方は、光学構成要素の物理構造を変更することによって省かれ得る。
【００１９】
多重レーザビームは、光ディスクの多重トラックを同時に読み出すために用いられる。光ディスク上に投射された場合、レーザビームスポットは、特定のパターン（例えば、各レーザースポットが正しいトラックを照射することを保証するためのスポットの線または列）で配列される。しかし、スイングアーム形機構が光ピックアップアセンブリを位置付けるために用いられる場合、スイングアームが光ディスクの異なる位置を読み出すために旋回するときに、レーザービームスポットパターンの角方位が変化する。
【００２０】
例えば、図２において、スイングアーム２２は光ディスク１６の内円周の近傍に位置付けられ、これにより、レーザービームスポット２６は集束され、対応するトラック２５と位置が合う。幻影線で示したピックアップアーム２２’が示すように、スイングアーム２２が光ディスク１６の外円周の近傍のトラックを読み出すために移動する場合、光ディスク１６に関するレーザービームスポット２６’の方位が変化し、トラック２５’との位置が合わなくなる。これは、正確に同時に読み出すことが可能な光ディスク読み取り装置のトラック数に影響を与える。
【００２１】
レーザービームスポットパターンの角方位の変化を補償する１つの方法には、スイングアームの回転に対向する方向で、レーザビームスポットの列を回転または旋回させることがある。例示的な補償機構を、例えば、図３Ａの光ピックアップ３０および図３Ｂの光ピックアップ３１によって示す。
【００２２】
図３Ａの光ピックアップ３０は概して、図１の光ピックアップ１０と同じ光学構成要素を含む。光ピックアップ３０は概して、光ディスク１６の表面に対して主に垂直に向けられているという点で光ピックアップ１０と異なる。光ピックアップの構成要素のいくつかが取り付けられて、アセンブリ３３が形成される。最小限でも、レーザー１１、格子１３、ビームスプリッタ１４、レンズ１９および検出器２０がアセンブリ３３上に取り付けられる。コリメータ１５および対物レンズ１８がまた、所望の場合にはアセンブリ３３上に取り付けられてもよい。
【００２３】
アセンブリ３３が図３Ａに示す軸３５のまわりを回転するように、アセンブリ３３が図２のスイングアーム２２の端部に取り付けられる。軸３５は、対物レンズ１８の光軸と位置が合っていることが好適である。軸３５のまわりをアセンブリ３３が回転することによって、レーザービームスポットパターンの角方位が光ディスク１６の半径に対して変化し、これにより、レーザービームスポットと光ディスク１６の対応するトラックとの位置が合っている状態が、光ディスク読み取り装置によって維持されることが可能となる。
【００２４】
スイングアーム２２の移動を完全に補償するには、アセンブリ３３は、スイングアーム２２と同じ角度、しかし対向する方向で、回転する必要がある。例えば、図２において、スイングアーム２２は、約２５度の角度で時計周りに回転し、位置２２から位置２２’に移動する。補償するには、図３のアセンブリ３３は、約２５度の角度で反時計周りに回転する。
【００２５】
スイングアーム２２の移動を補償するために必要とされるアセンブリ３３の適切な回転は、静的に指定されてもよいし、または動的に決定されてもよい。静的に補償されたシステムにおいて、スイングアーム２２の種々の角位置を補償するために必要なアセンブリ３３の適切な回転を含むルックアップテーブルが作成される。このようなシステムを用いることによって、光ディスク読み取り装置は、位置感知デバイス（例えば、シャフトエンコーダ）を介してスイングアーム２２の角位置を直接取得するか、または読み出されたトラック番号（すなわち、ブロック番号）から間接的に取得される。スイングアーム２２の位置は次いで、ルックアップテーブル内への入力として用いられて、必要な補償を行うために必要なアセンブリ３３の回転を検出する。
【００２６】
動的に決定されたシステムにおいて、継続的かつ自動的にアセンブリ３３の回転を調整して、スイングアーム２２の角位置を補償するために、サーボシステムが用いられる。図４に関して、回転誤差信号を提供する回路部を説明する。光ピックアップ２０には、一連のセンサー４１〜４５（例えば、光ディスクから各トラックを読み出す１つのセンサー）が含まれる。各センサーは電気的にバイアスされて、これにより、センサーは、センサー上の反射レーザビーム入射の強度に比例して信号を出力する。各センサーの出力は、対応するトラック内に格納されるデータを回復するために処理される。さらに、半分に分割されたセンサー４１の出力、すなわち４１ａ、４１ｂ、および半分に分割されたセンサー４５の出力、すなわち４５ａ、４５ｂが、それぞれ回転誤差信号を提供するために用いられる。図４には示さないが、当該分野で公知であるようなトラッキング誤差信号および集束誤差信号を提供するために、他のセンサーが分割されてもよい。
【００２７】
加算回路４６〜４７および差分回路４８を含む回路部４０は、センサー４１および４５からの信号を用いて、回転誤差を示す誤差信号を計算する。特に、センサー４１ａの出力はセンサー４５ｂの出力と加算され、センサー４１ｂの出力はセンサー４５ａの出力と加算される。回転誤差がない場合、センサー４１および４５の各半分は、ほぼ同等の照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）を受け取り、回転誤差信号は提供されない。すなわち、センサー４１ａ上の照度がセンサー４１ｂ上の照度とほぼ同じであり、センサー４５ａ上の照度がセンサー４５ｂ上の照度とほぼ同じであり、加算回路４６および４７によって提供される出力信号が実質的に同じであり、差分回路部４８の出力がほぼ０である。
【００２８】
しかし、回転誤差がある場合、センサー４１および４５の半分の出力は同じではない。例えば、図２において、幻影線で示したスイングアーム２２’上の最も左のセンサーは、対応するトラックと位置がずれており、これにより、センサー４１ａによって提供される信号がセンサー４１ｂによって提供される信号と異なる。しかし、最も右のセンサーは、対応するトラックと位置が合っているため、センサー４５ａおよび４５の信号が実質的に同じである。
【００２９】
したがって、加算回路部４６の出力（すなわち、４１ｂ＋４５ａ）は、加算回路部４７の出力（すなわち、４１ａ＋４５ｂ）と異なり、差分回路部４８は回転誤差を示す信号を提供する。図４に示しはしないが、回転誤差信号は好適には、ローパスでフィルタリングされ、不要な高周波構成要素を除去し、より安定した誤差信号を提供する。フィルタリングされた誤差信号は次いで、アセンブリ３３を回転させて、任意の回転誤差を補償するために、サーボシステムによって用いられ得る。
【００３０】
ここで図３Ｂを参照すると、光ピックアップ３１は潜望鏡を形成するように配列されたプリズムミラー３６および３７を含む。プリズムミラー３６および３７は、対物レンズ１８とともに、構造上に取り付けられて、対物アセンブリ３８を形成する。対物アセンブリ３８はスイングアーム２２上に取り付けられて、これにより、対物アセンブリ３８が、軸３９のまわりを回転または旋回し、レーザービームスポットと読み出されたトラックとを位置が合った状態で維持し得る。
【００３１】
対物アセンブリ３８の回転と関連するレーザービームスポットパターンの任意の半径の移動を減少するには、対物レンズ１８の光軸および軸３９が近接することが好適である。レーザービームスポットパターンの小さな半径の移動は、光ディスク読み取り制御回路部には、トラッキング誤差として映り、そしてこれはトラッキングシステムによって補償される。
【００３２】
光ピックアップ３０（図３Ａ）および３１（図３Ｂ）は、レーザービームスポットパターンを回転させることによって生じるスイングアームの移動による回転誤差を補償する。あるいは、レーザービームスポットパターンの方位がスイングアームの移動に起因して変化しないように、スイングアームおよび光ピックアップが構成されてもよい。このような構成を図３Ｃの光ピックアップ３２に関して説明する。
【００３３】
図３Ｃにおいて、プリズムミラー１７および対物レンズ１８は、スイングアーム２２の端部に設けられ、プリズムミラー１２は、スイングアーム２２の旋回点に設けられ、これにより、プリズムミラー１２が、軸３５’のまわりをスイングアーム２２と回転する。プリズムミラー１２および１７、コリメータレンズ１５および対物レンズ１８で、対物アセンブリ３８’をなす。プリズムミラー１２および１７はともに、光ディスク１６の表面へのレーザービームを方向付け、かつ光ディスク１６の表面からのレーザービームを方向付ける潜望鏡を形成する。コリメータレンズ１５は、プリズムミラー１２と１７との間、またはビームスプリッタ１４とプリズムミラー１２との間のいずれかに設けられ得る。
【００３４】
レーザ１１、格子１３、ビームスプリッタ１４、レンズ１９およびセンサー２０は、スイングアーム２２上には取り付けられず、そしてこれにより、スイングアーム２２が光ディスク１６の異なる部分にアクセスするように旋回されるときに旋回または回転しない。これらの構成要素がスイングアーム上に取り付けられないため、スイングアーム２２が回転するときに、レーザービームスポットパターンの角方位が変化しない。
【００３５】
本発明の装置の第４の実施形態において、図１の光ピックアップ１０の光源または拡大が調整されて、回転誤差を補償する。再度図２を参照すると、レーザービームスポット２６’の間隔は、対応するトラック２５’の間隔より長い。レーザービームスポット２６’の間隔を減少させる１つの手段には、光システムの拡大を調整し、これにより、レーザービームスポット間の距離を変化させることがある。図５は、変種の倍率光システムを提供する光学構成要素の例示的な構造を示す。
【００３６】
図５の光ピックアップ５０は、図１の光ピックアップ１０と同様であり、図１に関して説明した光学構成要素と同じ光学構成要素を含む。しかし、光ピックアップ５０は、変種の倍率システムまたは変種の拡大システムを提供する追加のグループの光学構成要素５２を含む。多くの異なる光学構成要素が用いられて、変種の倍率光システムを提供する。変種の倍率光システムのうちのいくつかは、図６〜９に関して以下に説明する。
【００３７】
図５の光学構成要素５２には、図６に示すような３つのレンズグループが含まれ得る。レンズ６０は定常であり、レンズ６２は軸方向に移動して、光システムの倍率を変化させる。レンズ６０と６２との距離を変化させことによってまた、光システムのイメージ面においてずれが生じるため、レンズ６４はイメージ面がずれないように移動する。図６における点線が示すように、レンズ６４の正しい位置は、レンズ６２の位置の非線形関数であり、これは経験的に決定され得る。
【００３８】
２つの別の変種の倍率光システムを、図７Ａおよび７Ｂに関して説明する。図５の光学構成要素５２は、複数の固定レンズ７２および可動式レンズ７４を含む。可動式レンズ７４は、一体となって移動し、光システムの倍率を変化させるように、ともに連結される。イメージ面のずれは、倍率が変化するときに多少生じ得るが、小さな範囲にわたる倍率変化の場合、イメージ面のずれは小さい。イメージ面のずれをさらに減少させるために、レンズのさらなるグループが追加されてもよい。
【００３９】
本発明の回転誤差補正機構のまた別の実施形態を図８Ａおよび図８Ｂに示す。図８Ａに示すように、プリズム８０はアナモルフィックレンズとして用いられ得る。図５のコリメータ１５とプリズムミラー１７との間の光パス内に挿入される場合、プリズム８０は、レーザービームスポットパターンを１次元で拡大する。例えば、レーザービームスポットパターンの幅をｗ１からｗ２に減少させる。プリズム８０の倍率は、光パスに関する面の角度によって決定され、これにより、軸に平行な線のまわりでプリズム８０を回転させることによって光倍率が変化され、これにより、回転誤差を補償し得る。
【００４０】
プリズム８０によりまた、入射レーザービームの角偏差が生じる。偏差の量は、光ビームに関するプリズム面の角度の関数である。図８Ｂに示すように、角偏差を排除または減少させるために、第２のプリズム８２が用いられてもよい。したがって、プリズム８２を適切に回転させることによって、プリズム８０によって導入される角偏差が防止され得る。
【００４１】
レーザービーム励起プリズム８２はプリズム８０に入る光ビームに対して横方向のオフセットを有することに留意されたい。小さなオフセットは、トラッキング誤差として映り得、光ディスク読み取り装置のトラッキングサブシステムによって補償される。あるいは、横方向のオフセットを取り除くためにガラスプレートが用いられてもよい。レンズおよび／またはプリズムを用いた、変種の倍率システムのさらなる詳細および設計は、Ｗａｒｒｅｎ  Ｊ．ＳｍｉｔｈのＭｏｄｅｒｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇの第９章（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ  Ｂｏｏｋ  Ｃｏｍｐａｎｙ、ニューヨーク（１９６６年））に見られ得、同文献を本明細書において参考として援用する。
【００４２】
変種の倍率アナモルフィック光システムのさらなる例示的な実施形態において、シリンドリカルレンズ９０が用いられてもよく、レンズの曲率の半径が図９に示すように、レンズの長さにわたって変化する。シリンドリカルレンズ９０は、その平面が光パスと直交し、その軸が多重レーザービームによって形成される面と垂直となるように、光パス内に位置される。図８Ａおよび図８Ｂのプリズムと同様、シリンドリカルレンズは、１次元においてのみ拡大させ、この次元における拡大の度合いは湾曲したレンズの表面の半径によって決定される。曲率がレンズの長さにわたって変化するレンズを用いることによって、イメージの水平方向の拡大は変種の半径のシリンドリカルレンズ９０の垂直方向での移動によって制御され得る。図８Ａおよび図８Ｂのプリズムの場合、シリンドリカルレンズ９０により、レーザービームの小さな角偏差が生じ得る。
【００４３】
図５〜９と関連して説明した回転誤差を補正するシステムは、光ピックアップの光倍率を変化し、多重レーザービーム間の距離を調整することによって機能する。本発明のまた別の実施形態において、光ディスク読み取り装置は、光ピックアップ内の１つ以上の光学構成要素の位置を変化させることによって、拡大誤差を補償し得る。
【００４４】
例えば、図１を参照すると、光源１１のビームは、格子１３によって多重発散ビームに分割される。コリメータレンズ１５は、多重レーザービームを屈折させ、これにより多重レーザービームはほぼ平行になる。ビームは一直線に発散するため、発散の量は回折格子１３とコリメータレンズ１５との間の分離を変化させることによって変化され得る。距離を増加させれば、発散が増加し、これにより、レーザービーム間の距離も増加する。逆に、回折格子１３とコリメータレンズ１５との間の距離を減少させれば、図１０に示すように、レーザービーム間の距離も減少する。
本発明の好適で例示的な実施形態を上述したが、本発明から逸脱することなしに種々の変更および改変がなされ得ることが当業者に明らかである。本発明の真の意図および範囲内に含まれるこのようなすべての変更および改変が特許請求の範囲内であるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】    図１は、本発明の実施の際の使用に適したマルチビーム光ピックアップを簡潔に模式化して表した図である。
【図２】  図２は、光ディスクの一部に隣接して位置決めされたスイングアーム機構の平面図である。
【図３Ａ】  図３Ａは、本発明の原理に従って構築された光ピックアップを簡略化した例示的実施形態を示す。
【図３Ｂ】  図３Ｂは、本発明の原理に従って構築された光ピックアップを簡略化した例示的実施形態を示す。
【図３Ｃ】  図３Ｃは、本発明の原理に従って構築された光ピックアップを簡略化した例示的実施形態を示す。
【図４】  図４は、本発明の原理に従った、回転誤差信号を提供する例示的回路の模式図である。
【図５】  図５は、本発明の原理による、光ピックアップの別の例示的実施形態を簡単に示した図である。
【図６】  図６は、図５のピックアップアセンブリ中の複数のレーザビーム間の間隔付けを調節する様々な代替的手段を示す。
【図７】  図７は、図５のピックアップアセンブリ中の複数のレーザビーム間の間隔付けを調節する様々な代替的手段を示す。
【図８】  図８は、図５のピックアップアセンブリ中の複数のレーザビーム間の間隔付けを調節する様々な代替的手段を示す。
【図９】  図９は、図５のピックアップアセンブリ中の複数のレーザビーム間の間隔付けを調節する様々な代替的手段を示す。
【図１０】  図１０は、図５のピックアップアセンブリ中の複数のレーザビーム間の間隔付けを調節する様々な代替的手段を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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