JP2732633B2

JP2732633B2 - 光情報処理装置

Info

Publication number: JP2732633B2
Application number: JP1002909A
Authority: JP
Inventors: 壮石過
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1989-01-11
Filing date: 1989-01-11
Publication date: 1998-03-30
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JPH02185730A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は光情報処理装置に係り、より詳細には複数
の光ビームを利用して情報の記録及び再生、又は消去を
同時になすマルチビーム光学ヘッドを備える光情報処理
装置に関する。

（従来の技術）近年、文書等の画像情報を記録し、必要に応じてその
画像情報を検索してハードコピーあるいはソフトコピー
として再生し得る光ディスク装置のような光情報処理装
置が開発されている。光ディスク装置においては、集光
性の光ビームが円盤状記録媒体即ち光ディスクに向けて
照射されて情報が記録又は再生される。すなわち、記録
時においては、光ビームが照射されることによって記録
面上でその記録媒体に状態変化が起こされ、その結果情
報は例えばピットとして光ディスクに記録される。また
再生時においては定常光ビームが情報記録媒体上に照射
され、記録情報に応じて光ビームはピットで強度変調さ
れる。変調された光ビーム強度を処理して情報が再生さ
れる。記録及び再生の際、光ディスクが線速度一定に回
転され、光ビームを光ディスクに向けるための光ディス
ク上の半径方向に直線移動される。

これらの光ディスク装置として、最近、複数の光ビー
ムを利用して情報の記録及び再生等を同時になすマルチ
ビーム光学ヘッドを備える光情報処理装置が開発されて
いる。第５図には、従来のマルチビーム光学ヘッドの一
例が示されている。

第５図に示されるように、半導体レーザアレイ１上の
互いに隣接されて設けられた領域からは、記録用光ビー
ムL1及び再生用の光ビームL2が出射される。記録用及び
再生用光ビームL1、L2は、互いに重ね合わされてビーム
スプリッタ２を透過される。ビームスプリッタ２を透過
された光ビームは、反射プリズム３及び対物レンズ４を
経て再び集光され、光ディスク５の記録膜面5A上に集光
される。このとき、記録面5A上に集光される各光ビーム
L1、L2は、その集光点が好ましくは互いに隣接されて同
一のトラック上に集光されるように設定されている。こ
れによって記録膜面上の所定のトラック上には、互いに
隣接された記録用及び再生用の各ビームスポットが形成
される。このように記録用及び再生用のビームスポット
が形成された状態で光ディスクは線速度一定で回転さ
れ、それによって所定の記録領域は記録用の光ビームに
よって照射され、その後すぐに再生用の光ビームによっ
て照射される。このようにして記録動作の後に即再生動
作がなされる。記録膜面5A上に照射された光ビームL1、
L2は反射され、再び対物レンズ４及び反射プリズム３を
経てビームスプリッタ２に戻される。ビームスプリッタ
２に戻された記録用及び再生用光ビームL1、L2は、その
接合面で反射されてビームスプリッタ６に入射される。
入射された光ビームL1、L2の一部は透過され、それぞ
れ、所定の記録領域、すなわち所定のトラック上に光ビ
ームを照射するためのトラッキング制御用光検出器上に
入射される。また残りの光ビームL1、L2は接合面で反射
され、その出射面に設けられた凸レンズ12を透過され
る。凸レンズ12を透過された光ビームは記録用光ビーム
と再生用光ビームとに分離されて再結像されて空間フィ
ルター８に入射される。空間フィルター８に入射された
光ビームの中で一方の記録用信号に相当する光ビームは
そこで反射されて光検出器９上に集光される。また、他
方の再生用光ビームは、この対物レンズ４の焦点制御及
び情報再生信号を得るために、そのビーム断面に応じて
空間フィルターに空けられたピンホール8Aを透過され
る、ピンホール8Aを通過された再生用光ビームを検出す
ることによって情報再生信号及び焦点制御用信号が検出
される。

また他の方法としては、再生用光ビーム及び記録用光
ビームとして波長の異なる２つの光ビームを出射するマ
ルチビーム光学ヘッドを備えた光情報処理装置が知られ
ている。この方法においては、各光源から出射される再
生用及び記録用の波長の異なる２つの光ビームL1、L2
は、合成用のダイクロイックミラー等で略合成され、対
物レンズによって光ディスク上の所定領域に向けて集光
される。好ましくは集光される各光ビームL1、L2は、そ
の集光点が互いに隣接されて同一のトラック上に集光さ
れるように設定されている。これによって記録膜面上の
所定のトラック上には、互いに隣接して記録用及び再生
用の微少ビームスポットが形成される。照射されたビー
ムスポットによって第５図の装置と同様に記録動作の
後、即再生動作がなされる。光ディスクのトラック上に
集光された光ビームは反射されてダイクロイックミラー
に入射される。ダイクロイックミラーに入射されて略合
成された光ビームは、波長毎、すなわち記録用光ビーム
と再生用光ビームとに分離される。分離された光ビーム
を利用して情報再生信号及び焦点制御信号に利用され
る。

（発明が解決しようとする課題）再生用光ビームと記録用光ビームとをピンホールで分
離する方法においては、ピンホールを経て光検出器上に
照射される光ビームが、情報再生及び焦点制御に利用さ
れている。そのため、ピンホールの位置が合焦時及び非
合焦時に対して正確に高精度に設置されなければならな
い。またピンホールを経て通過された後の再結像用の光
学系が必要とされるため光学ヘッド全体の小型化が困難
となる。さらにまた、記録用光ビームと再生用光ビーム
とのクロストークが発生するため、再生信号及び焦点制
御信号の正確な検出が不可能となる。

一方、記録用及び再生用の光ビームとして波長の異な
る２つの光ビームを利用するマルチビーム光学ヘッドに
おいては、光源としてのレーザダイオードを同一のチッ
プ上に製造することが困難である。そのため２つのＬ・
Ｄチップを設置する際、互いに隣接して高度な取付け精
度が必要とされる。さらにまた異なる波長の光ビームを
利用するため、光学系の分散能の差によって生じるレン
ズの色収差に対する補正が必要とされる。

この発明は、記録媒体で反射された記録用及び再生用
の光ビームから安定して再生用光ビームを検出して情報
再生及び焦点制御をなすマルチビーム光学ヘッドを備え
た光情報記処理装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、上述した問題点に基づきなされたもの
で、第１および第２の光ビームを選択的に放射する光源
と、光軸に沿って移動可能であって、フォーカス状態で
ある時に、前記光源の上記第１および第２の光ビーム
を、所定距離d1だけ離間され、それぞれ最小ビームスポ
ットに集光された第１および第２のビームスポットとと
して、記録媒体上に集光する集光手段と、上記記録媒体
上で上記第１および第２の光ビームのそれぞれが反射さ
れた第１および第２の反射光ビームを、上記第２の反射
光ビームから上記第１の反射光ビームを空間的に分離し
て集束させる分離手段と、前記分離手段により分離され
た上記第１の反射光ビームを検知して検出信号を生成す
るものであって、前記集光手段がフォーカス状態である
ときに、上記第１の反射光ビームのビームスポットが形
成される焦点位置に対してd3で示される距離に、上記第
２の反射光ビームのビームスポットがｍ倍の倍率で形成
されるとき、上記第２の反射光ビームからd2の距離に外
縁部が設けられている検出手段と、前記検出手段からの
上記検出信号に対応して前記集光手段の位置を上記光軸
方向に沿って移動させて上記記録媒体に関連づける応答
手段と、を有し、前記検出手段は、d3＜d2、d2＜md1で
示される式を満足する大きさの受光面を有することを特
徴とする光情報処理装置を提供するものである。

（作用）上述したように、この発明の光情報処理装置は、第１
および第２の反射光ビームを、集光手段がフォーカス状
態であるときに、第１の反射光ビームのビームスポット
が形成される焦点位置に対してd3で示される距離に、第
２の反射光ビームのビームスポットがｍ倍の倍率で形成
されるとき、第２の反射光ビームからd2の距離に外縁部
が設けられている検出手段により検出可能としたので、
検出手段により第１の光ビームを光電変換して得られる
出力信号に、第２の光ビームによるクロストークから生
じる成分が混入することを防止できる。

（実施例）第１図にはこの発明の一実施例の光情報処理装置に備
えられるマルチビーム光学ヘッド100の正面図が示され
ている。

第１図において光ディスク（記録媒体）16は、ガラス
あるいは、プラスチック等の円盤基板上に情報記録膜と
してテルルあるいは、ビスマス等の金属被膜がコーティ
ングされて形成されている。光ディスクの基板上にはト
ラッキングガイド領域を定めるトラック16Aが同心円上
に形成されている。光ディスク１に対向してマルチビー
ム光学ヘッド100が設けられ、記録、再生及び消去時に
は、光ディスク16がマルチビーム光学ヘッド100に対し
て線速度一定で回転駆動される。第１図において記録領
域を定めるトラック16AはＺ方向に延出されている。

マルチビーム光学ヘッド100内には光源としての光源
部材10が設けられている。光源部材10内には記録用及び
再生用の２つの光ビームを出射するレーザダイオードア
レー10Aが配置される。レーザダイオードアレー10Aの出
射口は略同一方向に向けられ、同一チップ上でＺ方向に
互いに離間されて設定され、その出射口からは例えば同
一波長の再生用光ビームLr及び記録用光ビームLwが出射
される。レーザダイオードアレー10Aから出射された光
ビームLr、Lwは次第に発散されながら互いに重ねられて
同一のコリメータレンズ12上に照射される。コリメータ
レンズ12に入射された光ビームLr、Lwは互に略重ねられ
て平行な合成光ビームに変換されてビームスプリッタ18
に入射される。ビームスプリッタ18に入射された合成光
ビームは透過されて対物レンズ14に照射される。対物レ
ンズ14に照射された光ビームは、対物レンズ14を透過し
て集光される際に、再び記録用光ビームLw及び再生用光
ビームLrに分離されて光ディスク16の記録領域、即ちト
ラック上に集光される。なお、好ましくは記録用及び再
生用光ビームLw、Lrの各集光点は、好ましくは互いに隣
接して同一のトラック上に照射される。これによって所
定のトラック上には互いに隣接された記録用及び再生用
の各ビームスポットが同時に形成される。このように記
録用及び再生用のビームスポットが同時に形成されてい
る状態で光ディスクは線速度一定で回転される。光ディ
スクの回転に応じて、光ディスク上の所定の記録領域
は、最初に例えば記録用の光ビームLwによって照射され
て情報が記録される。情報の記録されたトラック上の領
域は光ディスクの回転に応じて移動され、その後すぐに
再生用光ビームLrによって照射される。記録領域に照射
された光ビームLrの反射光を検出することによって情報
が再生される。なお情報再生信号を得る際、再生用光ビ
ームは所望の記録領域に対して合焦状態及び合トラック
状態に維持されなければならない。より詳細に述べる
と、対物レンズ14は、その光軸方向及び光軸と直交する
面内方向で移動可能に支持される。対物レンズ14が光軸
上の最適位置即ち、合焦位置に配置されると、この対物
レンズ14から発せられた集束性のレーザビームのビーム
ウエストが光ディスク16の記録膜の表面上に投射され
て、それによって最少ビームスポットが光ディスク16の
記録膜の表面上に形成される。一方、対物レンズ14が光
軸と直交する面内（記録膜面に平行な面内）で最適位置
即ち、合トラック位置に配置されると光ディスク16に形
成されるビームスポットが記録領域として定められたト
ラック上に正確に形成され、それによってトラックがレ
ーザビームで追跡される。この２つの状態（合焦状態・
合焦トラック状態）が保たれることによって情報の再生
が可能となる。即ち、強度変調された記録用光ビームLw
によって記録膜にピット等の状態変化が起こされて情報
が記録され、そのトラック内のピット等で形成された記
録領域に一定強度のレーザビームLrが照射されることに
よって光ビームが強度変調されて反射され、その反射光
ビームLrの強度変化を検出することによって情報が再生
される。

光ディスク16の記録膜で反射された発散性の記録用及
び再生用光ビームLr、Lwは、互いに合成されて対物レン
ズ14に入射される。対物レンズ14に入射された合成光ビ
ームは合焦時において平行光束に変換され、再びビーム
スプリッタ18に戻される。ビームスプリッタに入射され
た光ビームは、その接合面すなわちビームスプリット面
18Aで反射されて合成光ビームを集光するための平凸レ
ンズ25を透過される。平凸レンズ25を透過された合成光
ビームのビーム、すなわち再生用光ビームLr及び記録用
光ビームLwを含む光ビームのビームは除々に集束され、
それと同時に各光ビームLr、Lwの中心軸lr、lwは互いに
除々に発散される。この合成光ビームは、平凸レンズ25
を透過されて、その出射面に一体的に取付けられたビー
ムスプリッタ27に入射される。ビームスプリッタ27に入
射された合成光ビームはその接合面で略等しい光強度の
光ビームLA、LBに分岐される。

接合面で反射された光ビームLAは焦点制御信号を得る
ために利用される。また透過された光ビームは、トラッ
キング制御信号及び情報再生信号を得るために利用され
る。

ビームスプリッタ27で反射される光ビームについてさ
らに詳細に述べると、ビームスプリッタ27の接合面で反
射される光ビームLAに含まれる再生用光ビームLr及び記
録用光ビーム光Lwは、除々にそのビーム断面が小さくさ
れると同時に、その中心軸lr、lwが互いに広がる。その
ため、合成された光ビームLAは、それを構成する光ビー
ムLr、Lwがそれぞれ集束されるにしたがって、個々の再
生用光ビームLr及び記録用光ビームLwに除々に分離され
る。再生用光ビームLrの中心軸lrを境にしてその略半分
の光路上には、ナイフエッジ29が配置され、それによっ
て光ビームの略半分の光路が遮蔽される。そのためナイ
フエッジ29で遮蔽されない再生用光ビームLrのみが除々
に集束されて光路上に配置された光検出器20上に集光さ
れる。なお、このとき光検出器20は、その検出領域上に
照射される光ビームのビームスポットが合焦時において
最少となるように予め設置され、また同時にその大きさ
はその検出器面を含む面における再生用光ビームLrの中
心軸と記録用光ビームLwの中心軸との間隔に応じて設定
されている。光検出器20上に照射された光ビームは、そ
の各光検出領域で電気信号に変換され所定の方法で処理
される。すなわち光検出器20上に照射されるビームスポ
ットの位置変化を検出することによってフォーカッシン
グエラー信号、すなわち焦点のぼけ量に相当する信号が
発生され、そのトラッキングエラー信号に応じてボイス
コイルモータ50に電流が供給されて対物レンズ14がその
光軸方向に駆動されて光ビームが合焦状態に維持され
る。なお他方の記録用光ビームLwは、たとえばナイフエ
ッジ29によってその一部が遮蔽された状態で光検出器20
上に照射されずに透過される。

一方、ビームスプリッタ27を透過された合成光ビーム
LBについて詳細に説明すると、透過された合成光ビーム
LBは、反射された光ビームLAと同様に、そこに含まれる
再生用光ビームLr及び記録用光ビーム光Lwのビーム断面
が除々に小さくされるに従って、その中心軸lr、lwが互
いに広がる。そのため、合成された光ビームLAは、それ
を構成する光ビームLr、Lwがそれぞれ集束されるにした
がって、個々の再生用光ビームLr及び記録用光ビームLw
に除々に分離される。分離された再生用光ビームの光路
上には光ビームを光ディスク上の所定のトラック上に維
持するためのトラッキングガイド信号及び情報再生信号
を検出するための光検出器45が備えられている。なお光
検出器45は、その検出領域に所定の面積を有する円形状
のビームスポットが照射されるように予め設定され、ま
た同時にその検出領域の大きさは、その検出器面を含む
面における再生用光ビームLrの中心軸lrと記録用光ビー
ムLwの中心軸lwとの間隔に応じて設定されている。換言
すると、光検出器45は、その大きさが再生用光ビームの
みが照射される範囲内、すなわち記録用の光ビームが照
射されない範囲内に設定され、また同時にその光軸方向
の位置が、光検出器上に照射される再生光ビームのビー
ムスポットを利用して正確にトラッキング制御可能な範
囲内に設定されている。

トラッキング用の光検出器45で電気信号に変換された
光ビームは、所定の方法で処理されて駆動回路44からト
ラッキングエラー信号が発生される。発生されたトラッ
キングエラー信号に応じてボイスコイルモータ50に電流
が供給されて対物レンズ14がその光軸に垂直な面内で移
動されてそれによって所定のトラックが光ビームによっ
て追跡される。さらにまた、光検出器45上の全検出領域
で検出された信号は信号処理回路43で加算されて情報再
生信号として利用される。

なお他方の分離された記録用光ビームLwは、集束され
た光検出器45に照射されずに通過される。

第２図及び第３図には、この発明の光情報処理装置の
マルチビーム光学ヘッドに備えられる焦点制御用の光検
出器20、トラッキング制御用の光検出器45の構造が示さ
れている。

第2A図乃至第2C図には光検出器20上の合焦時及び非合
焦時におけるビームスポット形状の変化が示されてい
る。

焦点制御用の光検出器20は、ビームスプリッタ27で反
射された光ビームLAのうちの再生用光ビームLrの光路上
に配置され、光非検出領域としての縦方向（Ｘ方向）の
分割線22を挟んでその両側に形成された２つの光検出領
域20A及び20Bから構成される。対物レンズ14が光ディス
ク16に対して合焦状態にあるときに、光検出器の光非検
出領域22上には最少のビームスポットSrが照射される。
換言すると、光検出領域20Aの出力を、20Bの出力を
とすると、非検出領域としての分割線22の位置は、合焦
時においてフォーカッシングエラー信号（Ｆ・Ｅ信号）
が零に等しくなる位置、すなわちＦ・Ｅ＝｛−｝＝
０の条件を満たす位置に設定される。

一方、例えば対物レンズ14が光ディスクに対して合焦
位置から離れた場合、光ディスクで反射される光ビーム
は合焦時よりもわずかに集束される。そのためナイフエ
ッジ29でその一部が遮蔽されて光検出器上に照射される
光ビームLrの集光点は、検出器よりも前方に移動され
る。そのため光検出器20上には第2C図に示されるような
ビームスポットが形成される。すなわち光検出領域20B
上にはその非検出領域22にその直線部が接するととも
に、合焦時よりも大きい径を有する半月型状のビームス
ポットが形成される。このとき、フォーカッシングエラ
ー信号は、Ｆ・Ｅ＝｛−｝＜０となる。

逆に、対物レンズ14が光ディスクに対し合焦位置より
も近づいた場合、光ディスクで反射される光ビームは合
焦時よりもわずかに発散される。そのためナイフエッジ
29でその一部が遮蔽されて光検出器上に照射される光ビ
ームLrの集光点は、検出器よりも後方に移動される。そ
のため光検出器20上には第2A図に示されるようなビーム
スポットが形成される。すなわち光検出領域20A上には
その非検出領域22にその直線部が接するとともに、合焦
時よりも大きい径を有する半月型状のビームスポットが
形成される。このとき、フォーカッシングエラー信号
は、Ｆ・Ｅ＝｛−｝＞０となる。

このように構成される光検出器の大きさは以下に記載
される条件に基づいて設定される。すなわち同一トラッ
ク上に形成される再生用光ビームLr及び記録用光ビーム
Lwの各ビームスポットの間隔をd1、光ディスク上に光ビ
ームを照射する対物レンズ14の焦点距離をf_O、レンズ25
の焦点距離をf_Dとするとき、光検出器20の検出領域と同
一平面上において、記録用光ビームLwの集光点と再生用
光ビームLrの集光点との間隔d3は、 d3＝（f_D／f_O）×d1＝md1 … であらわせる。（なおｍは光学系の倍率を示す）そのた
め光検出器上で再生信号のみを光検出器上に照射するた
めには、光検出器の縦方向に延出する端部、すなわち記
録用光ビームの仮想集光点に接近する側の光検出器端部
と、再生用光ビームの集光点との間隔d2には常に以下の
関係が成立しなければならない。

d3＞d2 … 式，から d2＜（f_D／f_O）×d1＝md1 … の関係がある。

この式に示されるように、仮想集光点に接近する側の
光検出器端部と、記録用光ビームの仮想集光点との間隔
d2は概略的にはd2＜md1を満たすように設定されてい
る。これらの条件、すなわちd2＜md1を満たす光検出器
を配置することによって記録用光ビームと再生用光ビー
ムとのクロストークが防止され、効率的な情報の読取り
又は再生がなされる。

より詳細に光検出器の大きさについて説明する。

この発明の実施例においては、焦点制御信号を得る方
法として、ナイフエッジ法が利用されている。ナイフエ
ッジ法は、非点収差法のような焦点制御方法に比較して
光検出器上に合焦時に形成されるビームスポットのサイ
ズをより小さくすることができるため、光検出器20の製
造がより容易となる。すなわち従来利用されている非点
収差法を利用して焦点制御する際、合焦時において、光
検出器上にビーム径50μｍ以上のビームスポットが形成
されなければならない。それに応じて記録用及び再生用
光ビームの中心軸lr、lwは、クロストークを避けるため
に光検出器の配置されるべき平面上において互いに100
μｍ以上離されなければならない。

それに対してこの発明に利用されているようにナイフ
エッジ法のような焦点検出方法においては、レンズ25の
焦点上に光検出器を配置するため、光検出器上に照射さ
れる光ビームのビームスポット径は、利用される光学系
の開口数NAと倍率ｍ、及び光源の波長λによって定めら
れる最少値にされる。

すなわち、記録媒体側を基準にしたレンズ系の開口数
をNA₀とすると記録媒体上におけるビームスポット径W1
は、W1≒λ／NA_Oとなる。

レンズ系の倍率をｍとすると、光検出器側を基準にし
たレンズ系の開口数NA_Dは、NA_D＝NA_O/mとなる。

このとき、光検出器上に照射される光ビームのビーム
スポット径W2は、W2＝λ／NA_D＝ｍλ／NA_Oとなる。

実用化されている光学系においては、一般に開口数N
A:0.4〜0.6、λ:600〜900nm、m:2〜10であるため、例えば、NA_O＝0.5、λ＝830nm、ｍ＝７とするとき光
検出器上のビームスポット径W2は、W2＝ｍλ／NA_O≒10
μｍとなる。

このように光ビームの像点に光検出器が配置される場
合、ビームスポットのサイズが非常に小さく形成され
る。そのため、微少間隔で分離される記録用及び再生用
光ビームを容易に分離して検出することができる。

他方、第3A図乃至第3C図には光検出器上の、非合トラ
ック時及び合トラック時におけるビームスポットが示さ
れている。トラッキング制御用の光検出器45は、ビーム
スプリッタを透過された光ビームLBのうちの再生用光ビ
ームLrの光路上に配置され、光非検出領域としての横方
向（Ｙ方向）の分割線48を挟んでその両側に設けられた
２つの光検出領域45A及び45Bから構成される。対物レン
ズ14が光ディスク状の記録領域を定めるトラック上に正
確に形成された場合、すなわち合トラック状態におい
て、光検出器45上には第3B図に示されるように、その光
非検出領域48を中心として所定のビーム径を有する略円
形上のビームスポットSrが形成され、それと同時にトラ
ックで回折されて生じる帯状の影部が非検出領域48を中
心に形成される。換言すると、光検出領域45Aの出力を
、光検出領域45Bの出力をとすると、光非検出領域4
8の位置は、合トラック時においてトラッキングエラー
信号（Ｔ・Ｅ）が零に等しくなる位置、すなわちＴ・Ｅ
＝｛−｝＝０の条件を満たすように設定される。

他方、例えば対物レンズ14が光ディスクに対して合ト
ラック位置から離れた場合、光検出器上には第3A図又は
第3C図に示されるような円形ビームスポットが形成され
る。すなわち、トラックで回折されて生じる帯状の暗部
は、非検出領域としての分割線48に対して非対称にあら
われる。このときトラッキングエラー信号は、Ｔ・Ｅ＜
０又はＴ・Ｅ＞０となる。

このように構成される光検出器45の設定位置は、下記
に記載される条件に基づいて設定される。すなわち上に
述べたトラッキング制御信号を得るため、光検出器45
は、照射される光ビームのビームスポット径が特定の範
囲内で形成されるように、その光軸方向の位置が設定さ
れている。換言すると、光検出器45は、再生用光ビーム
Lrのみが照射されるようにその大きさが設定されてい
る。

より詳細に述べると、光検出器の光軸方向の位置は以
下に記載される条件に基づいて設定される。すなわち同
一トラック上に形成される再生用光ビームLr及び記録用
光ビームLwの各ビームスポットの間隔をd1、光ディスク
上に光ビームを照射する対物レンズの焦点距離をf_O、レ
ンズ25の焦点距離をf_D、光検出器45の検出面とレンズ25
の像点との間の光軸方向の距離をＺとし、距離Ｚが焦点
距離f_Dに対して無視できるほど小さいとすると、光検出
器20の検出領域と同一平面上において、記録用光ビーム
Lwの集光点と再生用光ビームLrの集光点との間隔d3は、 d3≒（f_D／f_O）×d1＝md1 … であらわせる。

一方、このときの光検出器45の検出領域上に形成され
るビーム径Ｗは、レンズ25に入射される光ビームの径を
φとすると、Ｗ＝Z/f_D×φであらわされる。 … 式及び式において、光検出器45の検出領域上に再
生用光ビームのみが照射されるようにするためには、 d3＞Ｗ … でなければならない。すなわち上に述べた式、を式
に代入すると、光検出器45の検出面とレンズ６の像点
との間の光軸方向の距離Ｚは、Ｚ＜(f_D)²／f_O×（d1/φ） … を満たす範囲内に設置されなければならない。式にお
いてφ＝2f_O・NAの関係を代入するとき式は一般に、Ｚ＜（m²d1）／（２・NA） … と書き改められる。（なおｍは記録媒体側を基準にした
光学系の倍率、NAは対物レンズの開口数を示す）式に記載された範囲内に光検出器45が設置されるこ
とによって、再生用及び記録用光ビームは分離された状
態で光検出器45上に照射される。そのため、再生用及び
記録用光ビームLr、Lwのクロストークが防止されて正確
なトラッキング制御信号が検出される。このように構成
された焦点制御用検出器20及びトラッキング制御用光検
出器45で検出された全信号の処理回路は第４図に示され
ている。なお第４図に示されるように、トラッキング制
御用光検出器で検出された信号は、トラッキング制御の
ためのサーボ信号として利用される一方、情報記録媒体
上に形成された情報の再生信号として利用される。

第４図において、光検出領域20Aの出力は増幅回路31A
に供給される。光検出領域20Bの出力は増幅回路31Bに供
給される。増幅回路31A及び増幅回路31Bからの出力信号
は、フォーカッシング制御信号をボイスコイルに供給す
るために利用される。すなわち増幅回路31Aの出力は差
動増幅器41の反転入力端に供給され、増幅回路31Bの出
力は差動増幅器41の非反転入力端に供給される。差動増
幅器41において光検出領域20Aの検出信号と光検出領域2
0Bの検出信号の加算結果とは比較され、その差信号に応
じた出力即ち、フォーカス制御信号が駆動回路44に供給
される。駆動回路44に供給されるフォーカスずれ検出信
号に応じて、対物レンズ14をその光軸方向に駆動するコ
イル（図示しない）に電流がフィードバックされる。フ
ィードバックされた電流に応じて対物レンズ14が光軸方
向に駆動されて焦点ぼけが補正される。

一方、光検出領域45Aの出力は増幅回路31Cに供給され
る。光検出領域45Bの出力は増幅回路31Dに供給される。
この増幅回路31Cの出力及び増幅回路31Dの出力は、トラ
ッキング制御信号をボイスコイルに供給するために利用
される。すなわち増幅回路31Cの出力は差動増幅器42の
反転入力端に供給され、上記増幅回路31Dの出力は、差
動増幅器42の非反転入力端に供給される。差動増幅器42
において、上記光検出領域45Aの検出出力と光検出領域4
5Bの検出出力とが比較され、その差に応じた出力即ち、
トラッキングずれ検出信号が駆動回路44に供給される。
駆動回路44に供給されるトラッキング制御信号に応じて
対物レンズ14をその光軸に垂直な平面内で駆動するコイ
ルに（図示しない）電流がフィードバックされる。これ
により対物レンズ14が光軸に垂直な方向に駆動されてト
ラッキングずれが補正される。

さらに増幅回路31C乃至増幅回路31Dの出力、すなわち
光検出器45の全出力信号は、信号処理回路43で処理され
て情報の再生の為に利用される。

上に述べたこの発明の一実施例の焦点制御用光検出器
にはナイフエッジを利用した検出方法が記載されてい
る。しかしながら焦点検出をする他の方法が利用されて
もよい。他の検出方法を利用する際も、光ビームの像点
に光検出器を配置し、その寸法を特定の値に設定するこ
とによって２つの光ビームのクロストークが減少され、
安定な焦点制御信号を得ることができる。

なお、この発明に光源部材10から出射された２つの光
ビームは、情報記録媒体の同一トラック上に照射され
て、記録動作の後即再生動作がなされるように設定され
ている。しかしながら、例えば並列する２つのトラック
上に情報を同時に記録又は再生するように光ビームが照
射されてもよい。また情報の消去及び記録を連続してな
すために利用されてもよい。

さらにまたこの発明においては、再生用の光ビームLr
に対して光検出器20、45が設けられているが、原理的に
は他の記録用の光ビームLwに対して光検出器が設けられ
てもよい。更にまた光検出器の形状も同様の効果もたら
す範囲内で変更されてもよい。

（発明の効果）以上説明したように、この発明の光情報処理装置は、
第１および第２の光ビームを選択的に放射する光源と、
光軸に沿って移動可能であって、フォーカス状態である
時に、光源の第１および第２の光ビームを、所定距離d1
だけ離間され、それぞれ最小ビームスポットに集光され
た第１および第２のビームスポットととして、記録媒体
上に集光する集光手段と、記録媒体上で第１および第２
の光ビームのそれぞれが反射された第１および第２の反
射光ビームを、第２の反射光ビームから第１の反射光ビ
ームを空間的に分離して集束させる分離手段と、分離手
段により分離された第１の反射光ビームを検知して検出
信号を生成するものであって、集光手段がフォーカス状
態であるときに、第１の反射光ビームのビームスポット
が形成される焦点位置に対してd3で示される距離に、第
２の反射光ビームのビームスポットがｍ倍の倍率で形成
されるとき、第２の反射光ビームからd2の距離に外縁部
が設けられている検出手段と、検出手段からの検出信号
に対応して集光手段の位置を光軸方向に沿って移動させ
て記録媒体に関連づける応答手段と、を有し、検出手段
は、d3＜d2、d2＜md1で示される式を満足する大きさの
受光面を有することを特徴とするので、検出手段により
第１の光ビームを光電変換して得られる出力信号に、第
２の光ビームによるクロストークから生じる成分が混入
することを防止できる。

また、上述した光情報処理装置によれば、光ディスク
に記録されている情報を再生する再生用レーザビームに
対するフォーカス制御に必要のないレーザビームがクロ
ストークとなって再生信号に混入することを防止するた
めの特別な装置または信号処理回路を付加することな
く、情報再生のためのフォーカス制御に利用されるフォ
ーカスエラー信号を生成する光検出器の大きさを最適に
設定するのみで、コストを増大することなく、再生信号
中のノイズ成分を低減することができる。

さらに、対物レンズのフォーカスずれ量が正確に検出
可能となり、対物レンズのフォーカス状態が正確に制御
される。

従って、光検出器の外縁部の大きさを最適に設定する
ことにより、部品コストを増大させることなく、安定な
情報再生が可能な情報処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の光情報処理装置に備えら
れるマルチビーム光学ヘッドの正面図、第2A図乃至第2C
図は光ビームの合焦状態及び非合焦状態におけるビーム
スポットの変化を示す第１図の光情報処理装置に備えら
れる光検出器の正面図、第3A図乃至第3C図は光ビームの
合トラック状態及び非合トラック状態におけるビームス
ポットの変化を示す第１図の光情報処理装置にそなえら
れる光検出器の正面図、第４図は、第２図および第３図
に記載した光検出器で検出される全信号の処理方法を示
す電気回路図、第５図はマルビーム光学ヘッドを備える
従来の光情報処理装置の斜視図である。 10……光源部材、10A……レーザダイオードアレー、12
……コリメータレンズ、14……対物レンズ、16……光デ
ィスク、16A……トラック、18……ビームスプリッタ、2
0……焦点制御用光検出器、20A、20B……光検出領域、2
2……光非検出領域（分割線）、25……平凸レンズ、27
……ビームスプリッタ、29……ナイフエッジ、31A〜31D
……増幅回路、41、42……差動増幅器、43……信号処理
回路、44、……駆動回路、45……トラッキング用光検出
器、45A、45B……光検出領域、48……光非検出領域（分
割線）、Lr……再生用光ビーム、Lw……記録用ビーム、
lr……再生用光ビームの中心軸、lw……記録用光ビーム
の中心軸。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１および第２の光ビームを選択的に放射
する光源と、光軸に沿って移動可能であって、フォーカス状態である
時に、前記光源の上記第１および第２の光ビームを、所
定距離d1だけ離間され、それぞれ最小ビームスポットに
集光された第１および第２のビームスポットととして、
記録媒体上に集光する集光手段と、上記記録媒体上で上記第１および第２の光ビームのそれ
ぞれが反射された第１および第２の反射光ビームを、上
記第２の反射光ビームから上記第１の反射光ビームを空
間的に分離して集束させる分離手段と、前記分離手段により分離された上記第１の反射光ビーム
を検知して検出信号を生成するものであって、前記集光
手段がフォーカス状態であるときに、上記第１の反射光
ビームのビームスポットが形成される焦点位置に対して
d3で示される距離に、上記第２の反射光ビームのビーム
スポットがｍ倍の倍率で形成されるとき、上記第２の反
射光ビームからd2の距離に外縁部が設けられている検出
手段と、前記検出手段からの上記検出信号に対応して前記集光手
段の位置を上記光軸方向に沿って移動させて上記記録媒
体に関連づける応答手段と、を有し、前記検出手段は、d3＜d2、d2＜md1で示される式を満足
する大きさの受光面を有することを特徴とする光情報処
理装置。