JP2746973B2 - 光情報処理装置 - Google Patents

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。即ち、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、通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が処理されて情報が再
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。従来のマルチビーム光学ヘッドにおいては、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を透過される。ビームスプ
リッタを透過された光ビームは、対物レンズを経て光デ
ィスクの記録膜面上に集光される。このとき、記録面上
に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、再び対物レンズを経てビームス
プリッタに戻される。ビームスプリッタに戻された記録
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、夫々所定の記録領域即ち、
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
凸レンズを透過される。凸レンズ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、そ
の一方の再生用光ビームは、対物レンズの焦点制御信号
を検出するための焦点制御装置を経て光検出器に入射さ
れる。光検出器で検出された信号に基づいて、応答手段
としての対物レンズの駆動回路に焦点ぼけ検出信号が供
給され、対物レンズはその合焦位置に維持される。この
焦点制御動作は、第7A図乃至第7C図に示されるように、
光ビームの照射される２つの光検出領域上でビームスポ
ットの強度バランスを利用してなされる。より詳細に述
べると、光検出器20の光検出領域20Aに照射されるビー
ムスポットの光強度と光検出領域20Bに照射されるビー
ムスポットの光強度とのバランスに基づいて焦点ぼけ検
出信号が発生される。

（発明が解決しようとする課題） マルチビーム光学ヘッドに設けられる従来からの焦点
制御装置においては、応答手段の始動時において２つの
光源から出射される２つの光ビームの一方を記録媒体上
に照射し、その各光検出領域でのビームスポットの強度
バランスが検出された焦点位置が制御されている。その
ため、例えば応答手段の焦点ぼけ検出の開始時に集光手
段の初期位置が非常に合焦位置から離れる場合、即ち、
対物レンズの焦点深度内に情報記録媒体が配置されない
場合、光検出器上には第7A図又は第7C図に示されるよう
な像が形成される。即ち、例えば記録媒体に対する集光
手段の初期位置が合焦位置から離れた場合、光検出器20
上の検出領域20A上には、再生用光ビームLrによる半月
形状のビームスポットSrが形成され、一方、全く同じ量
だけ、記録媒体に対する集光手段の初期位置が合焦位置
よりも近付いた場合、光検出器20上の検出領域20B上に
半月形状のビームスポットが形成されるとともに、光検
出器20A上にも記録用光ビームLwによる半月形状のビー
ムスポットSwが形成される。そのため同じ焦点ぼけ量に
対して発生する焦点ぼけ検出信号は、対物レンズが記録
媒体に近付くときと遠ざかるときとを比較すると、第８
図に示されるように合焦時に対して非対称になる。従っ
て、焦点ぼけ量に応じた焦点制御信号に誤信号が発生
し、対物レンズの精密な焦点制御がなされなくなる。

この発明は、記録媒体で反射された記録用及び再生用
の光ビームから一方の光ビームを検出して安定した情報
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、記録媒体から情報を再生するために利用される第１
と前記記録媒体に情報を記録するために利用される第２
の光ビームを出射するための手段と、前記第１及び第２
の光ビームを記録媒体上に集束するための集束手段と、
前記記録媒体からの前記第１及び第２の光ビームを集光
しながら分離するための集光分離手段と、前記集光分離
手段で分離された前記第１の光ビームを検出するための
第１の検出手段と、この第１の検出手段の出力に応答し
て、前記記録媒体に対する前記集束手段の光軸方向の位
置を調整する第１の応答手段と、前記集光分離手段で分
離された前記第２の光ビームを検出するための第２の検
出手段と、この第２の検出手段の出力に応答して前記記
録媒体に対する前記集束手段の前記光軸方向に垂直な面
方向の位置を調整する第２の応答手段と、を備える光情
報処理装置において、 前記第１の応答手段により前記集光手段を前記光軸方
向へ移動する焦点深度内への移動である焦点ぼけの検出
の開始は、前記第１の光ビームのみに応答して開始さ
れ、前記集光手段は、合焦状態である時に、前記第１及
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及び第２のビー
ムスポットととして前記記録媒体上に集光し、前記第１
の検出手段は、前記集光手段が合焦状態であるときに、
前記第１のビームの前記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、前記第２の光ビ
ームの前記第２のビームスポットがｍ倍の倍率で形成さ
れるとき、前記第２の光ビームの前記第２のビームスポ
ットからd2の距離に外縁部が設けられており、前記第１
の検出手段は、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） この発明の光情報処理装置は、対物レンズの初期位置
からの焦点ぼけの検出の開始時において、焦点ぼけ検出
信号の大きさが、対物レンズが、本来の位置と異なる位
置に位置しているような誤信号として発生されることが
防止され、対物レンズが焦点深度内に位置していない場
合であっても、焦点ぼけ量を正確に検出可能とする。

また、この発明の光情報処置装置によれば、再生信号
への記録用光ビームによるクロストークが低減される。

（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16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内が設けられている。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は互いに略重ねら
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、これを透過して対物レンズ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16A上に集光される。尚、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、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。尚、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、会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16に入射される。対物レンズ16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18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、即ち、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、徐々に集束され、それと同時に各光ビームLr、
Lwの中心軸lr、lwは互いに徐々に発散される。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Lwは、徐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に徐々に分離され
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。そのためナシ
フエッジ29で遮蔽されない再生用光ビームLrのみが徐々
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。即ち、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
エラー信号即ち、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。尚、
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
が徐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従っ
て個々の再生用光ビームLr及び記録用光ビームLwに徐々
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が配置されている。尚、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。更に又、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。

尚、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、即ち、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。即ち、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。即ち、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。即ち、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６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。即ち、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1r、1wは、クロストークを避けるために
光検出器の配置さるべき平面上において互いに100μｍ
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、利用される光学径
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。

即ち、記録媒体側を基準にしたレンズ系の開口数をNA
_oとすると記録媒体上におけるビームスポット径W1は、W
1≒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径においては、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、即ち、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。即ち、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。このときフォーカッシングエラ信号は、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。即ち、上述し
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６の焦点距離をf_D、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の焦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 … であらわされる。

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６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。即ち、上述した式、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。

尚、この発明においてトラッキング制御及び焦点制御
なす場合、その焦点ぼけ開始時において光源からは所望
の光ビーム、例えば再生用光ビームのみが出射される。
第4A図乃至第4C図には、焦点制御動作の焦点ぼけ検出の
開始時にあらわれうる焦点制御用光検出器上での光ビー
ムスポット像が示されている。第4B図は合焦時における
ビームスポット像が示され、第4A図は対物レンズが情報
記録媒体から著しく遠のいた場合、第4C図は第4A図と同
一距離だけ対物レンズ情報記録媒体に著しく近付いた場
合のビームスポット像が示される。これらの光検出器で
検出される焦点ぼけ検出信号と焦点ぼけ量の関係は第５
図に示されている。

第５図に示されるように、焦点制御装置において検出
される焦点ぼけ検出信号は、焦点ぼけ検出が開始される
時、及び制御動作がなされている時に関係なく焦点ぼけ
量に対して対称的に現われる。換言すると、対物レンズ
が記録媒体に近付くときと遠ざかるときとの同じ焦点ぼ
け量を比較すると焦点ぼけ検出信号は、合焦時に対して
対称的に現れる。そのため対物レンズが一般的に焦点制
御可能な範囲内にない場合、即ち、焦点深度内に位置さ
れない場合であっても一方の光ビームの焦点ぼけ量に応
答して焦点制御動作の焦点ぼけの検出が開始、すなわち
初期動作がなされる。焦点制御動作の焦点ぼけの検出の
開始によって対物レンズが一定の焦点制御可能な範囲
内、即ち、焦点深度内に位置された後に、光源部材10か
ら記録用光ビームが発生されて情報の記録及び再生が同
時になされる。より詳細に述べると、焦点制御動作の始
動時において再生用光ビームを利用することによって対
物レンズはその初期位置から焦点深度内、すなわち両光
ビームが相互に影響されない範囲まで焦点が制御され、
その後に第2A図乃至第2C図に示されるような通常の焦点
制御動作がなされる。

第６図には焦点制御用光検出器20及びトラッキング制
御用光検出器で検出された全信号の処理回路が示されて
いる。尚、第３図に示されるトラ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６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。即ち、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20B
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16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16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16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16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
は他方の記録用の光ビームLwに対して光検出器20が設け
らてもよい。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） この発明の光情報処理装置は、対物レンズの初期位置
から焦点ぼけの検出の開始時において、焦点ぼけ検出信
号の大きさが、対物レンズが、本来の位置と異なる位置
に位置しているような誤信号として発生されることが防
止され、対物レンズが焦点深度内に位置していない場合
でもあっても、焦点ぼけ量を正確に検出可能とする。

また、この発明の光情報処理装置によれば、再生信号
への記録用光ビームによるクロストークが低減される。

【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この発明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この発明の光情報処理装置に備え
られる光検出器の正面図、第4A図乃至第4C図はこの発明
の焦点制御動作の焦点ぼけ検出の開始時にあらわれうる
焦点制御用光検出器上のビームスポット形状の変化を示
す図、第５図はこの発明の光情報処理装置に備えられる
焦点制御用光検出器で検出される焦点ぼけ検出信号（ト
ラッキングエラー信号）と焦点ぼけ量の関係を示す図、
第６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7A図乃至
第7C図は従来の焦点制御動作の開始時にあらわれうる焦
点制御用光検出器上のビームスポット形状の変化を示す
図、第８図は従来の光情報処理装置に備えられる焦点制
御用光検出器で検出される焦点ぼけ検出信号（トラッキ
ングエラー信号）と焦点ぼけ量の関係を示す図である。 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 (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体から情報を再生するために利用さ
   れる第１の光ビーム、と前記記録媒体に情報を記録する
   ために利用される第２の光ビームを出射するための手段
   と、 前記第１及び第２の光ビームを記録媒体上に集束するた
   めの集束手段と、 前記記録媒体からの前記第１及び第２の光ビームを集光
   しながら分離するための集光分離手段と、 前記集光分離手段で分離された前記第１の光ビームを検
   出するための第１の検出手段と、 この第１の検出手段の出力に応答して、前記記録媒体に
   対する前記集束手段の光軸方向の位置を調整する第１の
   応答手段と、 前記集光分離手段で分離された前記第２の光ビームを検
   出するための第２の検出手段と、 この第２の検出手段の出力に応答して前記記録媒体に対
   する前記集束手段の前記光軸方向に垂直な面方向の位置
   を調整する第２の応答手段と、 を備える光情報処理装置において、 前記第１の応答手段により前記集光手段を前記光軸方向
   へ移動する焦点深度内への移動である焦点ぼけの検出の
   開始は、前記第１の光ビームのみに応答して開始され、 前記集光手段は、合焦状態である時に、前記第１及び第
   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及び第２のビームス
   ポットととして前記記録媒体上に集光し、 前記第１の検出手段は、前記集光手段が合焦状態である
   ときに、前記第１のビームの前記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、前記第
   ２の光ビームの前記第２のビームスポットがｍ倍の倍率
   で形成されるとき、前記第２の光ビームの前記第２のビ
   ームスポットからd2の距離に外縁部が設けられており、 前記第１の検出手段は、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。