JPH01130332A

JPH01130332A - 焦点制御装置

Info

Publication number: JPH01130332A
Application number: JP62289775A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishika; 壮石過
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-05-23
Also published as: EP0316866A3; EP0316866A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、集束性の光ビームで光ディスクに情報を記
録し、或いは、光ディスクから情報を再生する光デイス
ク装置等に適用される焦点制御装置に関する。

（従来技術）近年、文書などの画像情報を記録し、必要に応じて画像
情報を検索再生してハードコピー或いは、ソフトコピー
として再生し得る画像情報ファイル装置の画像記録装置
として光デイスク装置が開発されている。

従来、このような光デイスク装置にあっては、集束性の
光ビームが円盤状の光ディスクの記録領域としてのトラ
ックに向けて照射される。記録時には、光ビームによっ
て光ディスクの記録面に状態変化が生じさせられて例え
ば、ピットが形成されて情報が光ディスクに記録され、
再生時には、光ディスクに生じた状態変化領域に集束性
光ビームが照射されて光ビームが変調例えば、強度変調
されて情報が再生される。この記録再生時には、光ディ
スクが回転され、光ビームを光ディスクを向ける光学ヘ
ット−が光ディスクの半径方向に直線移動されている。

光学ヘッドは、光学ディスク上にレーザ光を集束させる
対物レンズを備え、対物レンズは、その光軸方向或いは
、光軸と直交する方向に移動可能に支持されている。焦
点制御系の可動機構によって対物レンズが光軸方向に移
動されて対物レンズが合焦状態に維持され、対物レンズ
からの光ビームが光ディスクに集中され、且つトラック
制御系の可動機構によって対物レンズが光軸と直交する
方向に移動されて゛対物レンズが常に合トラック状態に
維持され、光ビームでトラックが追跡される。

焦点制御系及びトラック制御系において、対物レンズを
合焦状態及び合トラック状態に維持させるためには、記
録媒体上における焦点ずれ状態、トラックずれ状態を検
出し、対物レンズの移動機構にフィードバックさせる必
要がある。このトラックずれ、焦点ずれの検出方法とし
ては、ウェッジプリズム法がしられている。

第１３図に示されるように、ウェッジプリズム法を用い
て焦点制御及びトラッキング制御を行なう場合、集光レ
ンズ３０を通過された光ビー　ムは、ウェッジプリズム
３１を通過される際に、光軸に対して特定の角度を有す
る２つの光ビーム２７．２８に分岐される。この分岐さ
れた光ビームを検出器３２と検出器３３で検出し、この
信号差に応じた電流が対物レンズ駆動用のボイスコイル
に供給され、対物レンズが合焦点位置、合トラック位置
に駆動される。

（発明が解決しようとする問題点）ウェッジプリズム法を用いて焦点制御及びトラッキング
制御を行なう場合、集光レンズを通過された光ビームは
、ウェッジプリズムを通過される際に、光軸に対して特
定の角度を有する２つのビームに分岐される。このため
２つの検出器の間隔ｄは、集光レンズ及びウェッジプリ
ズムと検出器との相互距離が変化されと、その変化量に
応じて調整される必要がある。

この発明は、この光学部品の光軸方向の位置ずれに対す
る検出器の位置調整の問題点を解決し、組立て及び調整
の容易な焦点制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題を解決するための手段）この発明の焦点制御装置は、記録媒体上に光ビームを集
束する為の集束手段と、前記記録媒体からの光の光路中
の光軸に垂直な平面に対して異なる角度を有して配置さ
れ、光ビームを複数の略平行な光ビームに分岐する複数
の平面板と、前記平面板からの光を検出する検出器と、
この検出器からの検出信号により少なくとも上記集束手
段を駆動し、上記記録媒体上に集束する光の焦点を制御
する制御手段とから構成されている。

（作用）この発明は、光源から発せられた光を集束手段を用いて
記録媒体上に集束し、上記記録媒体からの光の光路中に
設けられ、互いに光軸に垂直な平面に対して異なる角度
を有して配置されて光ビームを複数の略平行な光ビーム
に分岐する複数の平面板からの光を用いて信号を検出し
、検出、した信号にもとずいて集束手段を駆動させ、記
録媒体上に集束される光の焦点を制御する。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図は、この発明の焦点制御装置が組込まれる光デイ
スク装置の概略構成を示している。第１図において光デ
ィスク（記録媒体）１は、ガラス或いは、プラスチック
ス等の円盤状の基板上に情報記録膜としてテルル或いは
、ビスマス等の金属被膜がコーティングされて形成され
る。光ディスク１に対向して光学ヘッド３が設けられ、
記録、再生成いは、検索時には、光ディスク１は、光学
ヘッド３に対して線速一定で回転駆動される。

この光ヘッド３は、光源としての半導体レーザ１１を備
え、この半導体レーザ１１から、は、発散性のレーザビ
ームＬが発生される。このレーザビームしは、情報を光
ディスク１の記録膜に書込む記録時には、書込むべき情
報に応じてその光強度が変調されて発生され、又、情報
を光ディスク１の記録膜から読み出す再生時には、一定
の強度で発生される。この半導体レーザ１１から発生さ
れた発散性のレーザビームＬは、コリメータレンズ１３
によって平行光束に変換され、ハーフプリズム１４に導
かれる。このハーフプリズム１４に導かれたレーザビー
ムしは、ハーフプリズム１４を通過して対物レンズ１６
に入射され、この対物レンズ１６によってレーザ光りは
、光ディスク１の記録膜に向けて集束される。

ここで、対物レンズ１６は、その先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、対物レンズ１６
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１６から発せられた集束性のレーザビーム
Ｌのビームウェストが光ディスク１の記録膜の表面上に
投射され、最少ビームスポットが光ディスク１の記録膜
の表面上に形成される。また、対物レンズ１６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、レーザビームしによ
って光デイスク１上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しく形成され、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・合トラック状態）が保たれることによって情
報の書込み及び読み出しが可能となる。即ち、記録時に
は、強度変調されたレーザービームで記録膜に状態変化
例えば、ビットが形成され、再生時には、一定強度のレ
ーザビームがトラック内の記録領域例えば、ピットによ
って強度変調されて反射される。

次に照射されたレーザビームＬは、光ディスク１の記録
膜で反射され、反射された発散性のレーザ光は、合焦時
には、対物レンズ１６によって平行光束に変換され、再
びハーフプリズム１４に戻される。ハーフプリズム１４
で反射されたレーザビームしは、集束用の球面凸レンズ
１７を透過され、互いに光軸に対し異なる角度を有して
その光路上に配置され、光軸を境に光ビームを分岐させ
る２つの平面板１８．１９に入射される。第２図を参照
してこのことを更に詳しく述べると、この２つの平面板
１８．１９は、例えばガラス板で形成され、光軸を境に
光ビームを分割するその分割方向Ｘは、光デイスク１上
の案内溝の方向と垂直になるように配置され、更にその
ガラス板１８．１９は、光軸に垂直な平面に対して所定
の角度を有し、好ましくは、その２つの平行板の角度は
光軸に対して対称に配置されている。それによってガラ
ス板１８．１９の入射面及び出射面がそれぞれ傾けられ
る為に２つのガラス板１８及び１９を通過した光ビーム
は、互いに入射光ビームの光軸に対して対称でしかも略
平行な所定の間隔ｄを有する２本の光ビームに分岐され
て光検出器２０上に照射される。

略平行に分岐された光ビームが入射される光検出器２０
は、第３図（ｂ）に示すように、ガラス板１８を通過し
て照射された光を電気信号に変換する光検出セル２０ａ
、２０ｂ、２０ｈ、２０ｉ及びガラス板１９を通過して
照射された光を電気信号に変換する光検出セル２０Ｃ％
　２ｏｄ。

２Ｏｆ、２０ｇの８分割セルから構成されている。

それぞれの光検出セルは、Ｘ方向の分割線２１．２２に
よって縦に２分割され、またＹ方向の分割線２３〜２５
によって横に４分割され、この分割線２３と２４との間
隔は、略平行に分岐された光ビームの間隔ｄと等しく形
成されている。この分割された検出セル２０ａ〜２０ｇ
の出力は、焦点補正、トラッキング補正、及び情報再生
に利用される。

前に述べた平面板は、他の光透過性の材料で形成されて
もよく、′また平面板及び光検出器の配置もこの発明に
記述したものに限る必要はない。例えばこの発明の一実
施例では、２枚の平行板の配置は、光軸に垂直な平面に
対して所定の角度で傾けられ、その２つの平行板の角度
は光軸に対して対称に配置されているが、必ずしもその
必要性はなく、２つ平行板の角度は光軸に対して対称に
配置されないとしても、検出器の配置及び検出器上の分
割線２１〜２５の位置を予め定めておくことで同様の方
法で光検出が可能となる。

対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置にある場合
は、光検出器には第３図（ｂ）に示すような像が投影さ
れる。ガラス板１８を通過した光ビームは、上部の光検
出セル２０　ａ　ｓ　２０　ｂ　５２０ｈ、２ｏｔに半
円像として投影され、一方ガラス板１９を通過した光ビ
ームは、下部の光検出セル２０ｃ、２０ｄ、２Ｏｆ、２
０ｇに反対向きの半円像として投影される。それぞれの
像の略中央には、左右の光検出セルに等しい光量の像が
投影されるように光検出セルの分割線２１及び２２が位
置されている。言替えるならば、第５図（ｂ）に示すよ
うに、光検出セル２０ａ〜２０ｇの出力をそれぞれ■〜
■とすると、合焦時において分割線２１及び２２は、Ｆ
、Ｅ−（（■＋■十〇十〇）−（■＋■＋■＋■））−
〇の条件を満たすように位置される。

また対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置から離
れた場合は、第３図（ａ）に示すように、上下に投影さ
れた２つの半円像は、合焦時の像よりも小さく形成され
、この時の出力は、Ｆ、Ｅ＞０となる。逆に対物レンズ
１６が光ディスクに対し合焦位置に近づいた場合、第３
図（ｃ）に示すように、上下に投影された２つの半円像
は、合焦時の像よりも大きく形成され、この時の出力は
、Ｆ’、Ｅ＜Ｏとなる。

−・方、光デイスク１上の案内溝の影は、第４図に示す
ように光検出セルの分割線２３及び２４に対して平行に
現われる。このトラック位置は、第５図（Ｃ）に示すよ
うに光検出セル２０ａ〜２０ｇの出力信号■〜■に対し
てＴ、Ｅ−（（■＋■＋■＋■）−（■＋■十■十■）
）を比較処理し、その差信号すなわちトラック位置のず
れ信号が零（Ｔ、Ｅ−０）となるように光学ヘッドの位
置が光ディスクに対して調整される。

次に、第６図を用いて制御系の電気回路について説明す
る。光検出セル２０ａ及び２０ｇの出力の総和は、増幅
回路３１ａに、また光検出セル２０ｂ及び２Ｏｆの出力
の総和は、増幅回路３１ｂに、光検出セル２０ｃ及び２
０ｉの出力の総和は、増幅回路３１ｃに、そして光検出
セル２０ｄ及び２０ｈの出力の総和は、増幅回路３１ｄ
にそれぞれ供給され、各増幅器でそれぞれ増幅され、増
幅された信号は、加算回路３６に供給される。増幅回路
３１ａからの信号は、加算回路３２．３４に供給され、
増幅回路３１ｂからの信号は、加算回路３３．３４に供
給され、増幅回路３１ｃからの信号は、加算回路３３．
３５に供給され、増幅回路３１ｄからの信号は、加算回
路３２．３５に供給される。

上記加算回路３２の出力は、比較回路３７の反転入力端
に供給され、この比較回路３７の非反転入力端には、上
記加算回路３３の出力が供給されている。上記比較回路
３７は、上記光検出セル２０ａ、２０ｇ、２０ｂ、２Ｏ
ｆの検出信号の加算結果と上記光検出セル２０ｃ、２０
ｉ、２０ｄ。

２０ｈの検出信号の加算結果とを比較して、その差に応
じた出力即ち、フォーカスずれ検出信号を発生し、この
差信号は、駆動回路４１にフィードバックされる。従っ
てフォーカスずれ検出信号に応じて、前記対物レンズ１
６を光ディスク１の記録面に対して垂直方向に駆動する
コイル（図示しない）に電流が供給され、対物レンズ１
６が駆動されて焦点ぼけが補正され対物レンズが合焦位
置に維持される。

上記加算回路３４の出力は、比較回路３８の反転入力端
に供給され、この比較回路３８の非反転入力端には、上
記加算回路３５の出力が供給されている。

上記加算回路３８は、上記光検出セル２０ａ。

２０　ｇ　ｓ　２０　ｃ　１２０１の検出出力の加算結
果と上記光検出セル２０ｂ、２Ｏｆ、２０ｃ、２０　ｉ
の検出出力の加算結果とを比較し、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４２にフィ
ードバックされる。この駆動回路４２は、トラッキング
ずれ検出信号に応じて、前記対物レンズ１６を光ディス
ク１の記録面に対して水平方向に駆動するコイル（図示
しない）に対応する電流を供給する。これにより対物レ
ンズ１６が駆動されてトラッキングずれが補正され、対
物レンズ１６は、合トラック状態に維持される。

上記加算回路３６の出力は、２値化回路４３に供給され
る。この２値化回路４３で２値化された信号は読取り信
号として図示しない制御回路へ供給される。

上述した焦点制御装置においては、半導体レーザ１１か
ら発生された発散性のレーザビームＬは、コリメータレ
ンズ１３によって平行光束に変換され、ハーフプリズム
１４に導かれる。このハーフプリズム１４に導かれたレ
ーザ光りは、このハーフプリズム１４を通過した後、対
物レンズ１６に入射され、この対物レンズ１６によって
光ディスク１の記録膜に向けて集束される。

この状態において、情報の記録を行う場合には、光デイ
スク１上に強光度で変調されたレーザビーム（記録ビー
ム）が照射されることにより光デイスク１上のトラック
にピットが形成され、情報の再生時には、弱光度で一定
のレーザビーム（再生ビーム光）が光デイスク１上に照
射され、ビットによって強度変調される。

この再生ビームに対する光ディスク１からの反射光は、
対物レンズ１６によって平行光束に変換され、再びハー
フプリズム１４に戻される。そして、ハーフプリズム１
４で反射されたレーザビームしは、円形凸レンズ１７に
導かれ、この円形凸レンズ１７を通過したレーザビーム
しは、上記記録媒体からの光の光路中に設けられ、互い
に光軸に垂直な平面に対して異なる角度を有して配置さ
れて光軸を境に光ビームを２つの略平行な光ビームに分
岐する２つの平面板１８．１９によって光検出器２０の
光検出セル２０ａｓ　２０ｂ、２０１ｓ２０ｈ及び光検
出セル２０ｃ、２０ｄ、２０ｇ。

２Ｏｆ上に照射される。したがって、光検出セル２０ａ
〜２０ｉから照射光に応じた信号が出力され、それらの
信号が増幅回路３１ａ〜３１ｄに供給される。

このような状態におけるフォーカシング動作について説
明する。すなわち、上記増幅回路３１ａ。

３１ｃからの信号は、加算回路３２に供給され、上記増
幅回路３１ｄ、３１ｆからの信号は、加算回路３３に供
給される。加算回路３２は、光検出セル２０ａ、２０ｇ
、２０ｂ、２Ｏｆからの検出信号を加算し、比較回路３
７へ出力する。また、加算回路３３は、光検出セル２０
　ｃ　ｓ　２０１ｓ２０ｄ、２０ｈからの検出信号を加
算し、比較回路３７に出力する。これにより、比較回路
３７は、上記光検出セル２０ａ、２０ｇ、２０ｂ、２Ｏ
ｆの検出信号の加算結果と上記光検出セル２０Ｃ％２０
　ｉ、２０ｄ、２０ｈの検出信号の加算結果とを比較し
、その差に応じた出力つまり焦点ぼけ検出信号を駆動回
路４１にフィードバックさせる。

駆動回路４１は、焦点ぼけ検出信号に応じてコイル（図
示しない）に所定の電流を供給し、対物レンズ１６を光
軸方向に駆動して、対物レンズ１６をフォーカス制御す
る。

また、トラッキング動作について説明する。すなわち、
上記増幅回路３１ａ、３１ｄからの信号は、加算回路３
４に供給され、上記増幅回路３１ｃ、３１ｆからの信号
は、加算回路３５に供給される。すると、加算回路３４
は、光検出セル２０　ａ　ｓ　２０　ｇ　％　２０　Ｃ
％　２０　ｉからの信号を加算し、比較回路３８に出力
する。また、加算回路３５は、光検出セル２０ｂ、２Ｏ
ｆ、２０ｄ。

２０ｈからの検出信号を加算し、比較回路３８に出力す
る。これにより、比較回路３８は、上記光検出セル２０
ａ、２０ｇ、２０ｃ、２０ｉの検出信号の加算結果と上
記検出セル２０ｂ、２Ｏｆ。

２０ｄ、２０ｈの検出信号の加算結果とを比較し、その
差に応じた出力つまりトラックずれ検出信号が駆動回路
４２にフィードバックされる。駆動回路４２は、トラッ
クずれ検出信号に応じてコイル（図示しない）に所定の
電流を供給し、対物レンズ１６を光ディスク１の記録膜
面方向に駆動して　−対物レンズ１６をトラッキング制
御する。

次に、情報の再生について説明する。すなわち、半導体
レーザ１１から連続的な弱光度のレーザビームＬが発生
される。この結果、上記記録時の再生ビーム光が発せら
れた場合と同様に動作し、光検出セル２０ａ〜２０ｈの
出力が増幅回路３１ａ１３１ｃ、３１ｄ、３１ｆに供給
される。

これにより、上記増幅回路３１　ａ　＜　３１　ｂ　％
３１ｃ、３１ｄからの出力により対物レンズ１６がフォ
ーカス及びトラッキング制御されると共に′、上記増幅
回路３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄからの出力がすべ
て加算回路３６で加算され、この加算結果を２値化回路
４３で２値化することにより、データが再生される。

上に述べたこの発明の一実施例には、焦点制御、トラッ
ク位置制御及び信号検出を同一の検出器を用いて検出す
ることのできる８分割の検出器が記述されている。しか
しこの検出器は８分割の検出器に限る必要はなく、他の
４分割やその他の光検出器が利用されてもよい。例えば
、単に焦点制御の為の光検出器として用いるときは、上
のような復雑な検出器は不必要で、第７図に示すような
単純な構成を有する光検出器２０を利用しでも焦点位置
制御が可能となる。

第７図には、この発明の他の実施例である光ビームの焦
点位置制御に用いられる４分割の光検出セルを有する光
検出器２０が示されている。

以下の一実施例の図面において前に述べた発明の実施例
と同一の符号を付した箇所は、同一部分を示すものとし
て説明を省略する。

第７図に示す光検出器２０は、平面板１８を通過して照
射された光を電気信号に変換する２０に１２０ｍ及びガ
ラス板１９を通過して放射された光を電気信号に変換す
る光検出セル２０１，２Ｏｎの４分割した光検出セルか
ら構成されている。

対物レンズ１６が光ディスクに対して合焦位置にある場
合は、光検出器２０上には、第７図（ａ）に示すような
像が投影される。ガラス板１８を通過した光ビームは、
上部の光検出セル２０に１２０ｍに半円像として投影さ
れ、一方ガラス板１９を通過した光ビームは、下部の光
検出セル２０１．２Ｏｎの反対向きの像が投影される。

それぞれの像の略中夫には、左右の光検出セルに等しい
光量の像が投影されるように光検出セルの分割線２１及
び２２が位置されている。言替えるならば、光検出セル
２０に〜２Ｏｎの出力をそれぞれ■〜■とすると、合焦
時において分割線２１及び２２は、Ｆ、Ｅ−＋（■＋■
）−（■＋■））−〇の条件を満たすように位置される
。

また対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置から離
れた場合は、上下に投影された２つの半円像は、合焦時
の像よりも小さく形成され、この時の出力は、Ｅ、Ｆ＞
０となる。逆に対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦
位置に近づいた場合、上下に投影された２つの半円像は
、合焦時の像よりも大きく形成され、この時の出力は、
Ｅ、Ｆ＜０となる。

この光検出セル２０の出力信号は、第８図に示す制御系
の電気回路で処理される。

光検出セル２０に〜２Ｏｎの出力信号は、増幅回路３１
に〜３１ｎにそれぞれ供給される。増幅回路３１ｋ及び
増幅回路３１ｎで増幅された信号は、加算回路３２に供
給され、増幅回路３１１及び増幅回路３１ｍで増幅され
た信号は、加算回路３３に供給される。加算回路３２で
加算された信号出力は、比較回路３７の反転入力端に供
給され、一方の加算回路３３で加算された信号出力は、
比較回路３７の非反転入力端に供給される。上記比較回
路３７は、上記光検出セル２０に、２０ｎの検出信号の
加算結果と光検出セル２０１，２０ｍの検出信号の加算
結果とを比較して、その差に応じた出力即ち、フォーカ
スずれ検出ずれ信号に応じて、対物レンズ１６を光ディ
スク１の記録面に対して略垂直方向に駆動するコイル（
図示しない）に電流が供給され、対物レンズ１６が駆動
されて焦点ぼけが補正されて対物レンズが合焦位置に維
持される。

また更にこの発明は、上に述べた検出器及び平面板の構
成に限定されず、たとえば、第９図に示したような他の
方法でも焦点及びトラッキング制　。

御が可能である。第９図に示す実施例では、前に述べた
２つの平面板１８（第１の平面板）、１９（第２の平面
板）の間に更に他の平面板（第３の平面板）６０が配置
され、またこれらの第１、第２及び第３の平面板１８．
１９．６０を通過した光ビームを検出する６つの検出領
域を有する光検出器が示されている。前に述べた実施例
と同様に情報記録媒体からの光ビームは、集束用の球面
凸レンズ１７を透過され、光ビームの光軸に垂直な面に
対して互いに異なる角度を有して配置され、光ビームを
３つの略平行な光ビームに分岐する３つの平面板（第１
、第２及び第３の平面板）１８．１９．６０に入射され
る。第９図を参照してこのことを更に詳しく述べると、
この３つの平面板１８．１９．６０は、例えばガラス板
で形成され、光ビームを分割するその分割方向Ｘが光デ
イスク１上の案内溝の方向と垂直になるように、集束用
の球面凸レンズ１７を透過された光ビーム光束の光路上
に配置されている。第３の平面板６０は、光ビームの中
央部光束がそのまま検出器上に照射されるように、その
入射面及び出射面が光軸に垂直に配置され、また第１の
平面板１８及び第２の平面板１９は、その一方の側面が
前に述ベン；第３の平面板６０の側面に互いに接し、そ
れぞれは光軸に垂直な平面に対して所定の角度で配置さ
れている。好ましくは、その第１及び第２の平行板１８
．１９の角度は光軸に対して対称に配置されている。そ
れによってガラス板１８．１９０入射面及び出射面がそ
れぞれ傾けられる為に２つのガラス板１８及び１９を通
過した光ビームは、互いに入射光ビームの光軸に対して
略平行な光ビームに分岐されて光検出器２０上に照射さ
れる。また前記した第３の平面板を通過した光ビームも
光軸に沿って略平行光束の状態で検出器２０上に照射さ
れる。

光検出器２０は、ガラス板１８を通過して照射された光
を電気信号に変換する光検出セル２０ａ。

２Ｏｆ及びガラス板１９を通過して照射された光を電気
信号に変換する光検出セル２０ｃ、２０ｄ及びガラス板
６０を通過して照射された光を電気信号に変換する光検
出セル２０ｂ、２０ｅの６分割セルから構成されている
。それぞれの光検出セルは、Ｘ方向の分割線２１．２２
及びＹ方向の分割！１２３〜２５によって互いに分割さ
れている。この分割された検出セル２０８　％　２０　
ｃ　。

２０ｄ、２Ｏｆの出力は焦点補正用に、また検出セル２
０ｂ、２０ｅの出力はトラッキング補正用に、そして検
出セル２０ａ〜２Ｏｆの出力は、情報再生に利用される
。

前に述べた平面板１８．１９．６０は、他の光透過性の
材料で形成されてもよく、また平面板及び光検出器の配
置も前に述べた実施例と同様にこの発明に記述したもの
に限られない。例えばこの発明の一実施例では、第１及
び第２の平面板１８．１９の配置は、光軸に垂直な平面
に対して所定の角度で傾けられ、その２つの平行板の角
度は光軸に対して対称に配置されているが、必ずしもそ
の必要性はなく、２つ平行板の角度は光軸に対して対称
に配置されないとしても、検出器の配置を予め定めてお
くことで同様の方法で光検出が可能となる。また、この
実施例で配置されている第３の平面板６０も、他の第１
及び第２の平面板１８．１９と同様の形状で、しかもそ
の入射面及び出射面が光軸に垂直に配置されているが、
第３の平面板を透過されて検出器上で・検出される信号
はトラッキングガイド用信号として処理されるため、ト
ラッキングガイドの精度を向上させるように、平面板を
他の例えば凹レンズ及び凸レンズで置換えて配置しても
よく、また何も配置されなくてもよい。更に平面板６０
は、この実施例のように必ずしも光軸に垂直に配置され
る必要はなく、傾けて配置しても１ＴＩＩＪ定は可能で
ある。

対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置にある場合
は、光検出器には第１０図に示すような像が投影される
。ガラス板１８を通過した光ビームは、上部の光検出セ
ル２０ａ、２０ｆに半円像として投影され、一方ガラス
板１９を通過した光ビームは、下部の光検出セル２０ｃ
、２０ｄに反対向きの半円像として投影される。それぞ
れの像の略中夫には、左右の光検出セルに等しい光量の
像が投影されるように光検出セルの分割線２１及び２２
が位置されている。言替えるならば、第１０図に示すよ
うに、光検出セル２０ａ〜２Ｏｆの出力をそれぞれ■〜
■とすると、合焦時において分割線２１及び２２は、Ｆ
、Ｅ−（（■＋■）−（■十■））−〇の条件を満たす
ように位置される。

また対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置から離
れた場合は、上下に投影された各半円像は、合焦時の像
よりも小さく形成され、この時の出力は、Ｆ、Ｅｇｏと
なる。逆に対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置
に近づいた場合、上下に投影された各半円像は、合焦時
の像よりも大きく形成され、この時の出力は、Ｆ、Ｅ＜
０となる。

一方、光デイスク１上の案内溝の影は、光検出セルの分
割線２３及び２２に対して平行に現われる。このトラッ
ク位置は、光検出セル２０ａ〜２Ｏｆの出力信号■〜■
に対してＴ、Ｅ−（（■）−（■））を比較処理し、そ
の差信号すなわちトラック位置のずれ信号が零（Ｔ、Ｅ
−０）となるように光学ヘッドの位置が光ディスクに対
して調整される。

次に、第１１図を用いて制御系の電気回路について説明
する。光検出セル２０ａ及び２０ｄの出力の総和は、増
幅回路３１ａに、また光検出セル２０ｃ及び２Ｏｆの出
力の総和は、増幅回路３１ｂに、光検出セル２０ｂの出
力は、増幅回路３１ｃに、そして光検出セル２０ｅの出
力は、増幅回路３１ｄにそれぞれ供給され、各増幅器で
それぞれ増幅され、増幅された信号は、加算回路３６に
供給される。増幅回路３１ａからの信号は、比較回路３
７の反転入力端に供給され、この比較回路３７の非反転
入力端には、上記増幅回路３１ｂの出力が供給され、ま
た増幅回路３１ｃからの信号は、比較回路３８の反転入
力端に供給され、この比較回路３８の非反転入力端には
、増幅回路３１ｄからの信号が供給されている。

上記比較回路３７は、上記光検出セル２０ａ１２０ｄの
検出信号の加算結果と上記光検出セル２０ｃ、２Ｏｆの
検出信号の加算結果とを比較して、その差に応じた出力
即ち、フォーカスずれ検出信号を発生し、この差信号は
、駆動回路４１にフィードバックされる。従ってフォー
カスずれ検出信号に応じて、前記対物レンズ１６を光デ
ィスク１の記録面に対して垂直方向に駆動するコイル（
図示しない）に電流が供給され、対物レンズ１６が駆動
されて焦点ぼけが補正され対物レンズが合焦位置に維持
される。

上記加算回路３８は、上記光検出セル２０ｂの検出出力
の加算結果と上記光検出セル２０ｅの検出出力の加算結
果とを比較し、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４２にフィードバックされる。

この駆動回路４２は、トラッキングずれ検出信号に応じ
て、前記対物レンズ１６を光ディスク１の記録面に対し
て水平方向に駆動するコイル（図示しない）に対応する
電流を供給する。これにより対物レンズ１６が駆動され
てトラッキングずれが補正され、対物レンズ１６は、合
トラック状態に維持される。

上述した焦点制御装置に、おいては、半導体レーザ１１
から発生された発散性のレーザビームしは、コリメータ
レンズ１３によって平行光束に変換され、ハーフプリズ
ム１４に導かれる。このハーフプリズム１４に導かれた
レーザ光りは、このハーフプリズム１４を通過しに後、
対物レンズ１６１；入射され、この対物レンズ１６によ
って光ディスク１の記録膜に向けて集束される。

この状態において、情報の記録を行う場合には、光デイ
スク１上に強光度で変調されたレーザビーム（記録ビー
ム）が照射されることにより光デイスク１上のトラック
にビットが形成され、情報の再生時には、弱光度で一定
のレーザビーム（再生ビーム光）が光デイスク１上に照
射され、ビットによって強度変調される。

この再生ビームに対する光ディスク１からの反射光は、
対物レンズ１６によって平行光束に変換され、再びハー
フプリズム１４に戻される。そして、ハーフプリズム１
４で反射されたレーザビームＬは、円形凸レンズ１７に
導かれ、この円形凸レンズ１７を通過したレーザビーム
しは、上記記録媒体からの光の光路中に設けられ、互い
に光軸に垂直な平面に対して異なる角度を有して配置さ
れ、光ビームを複数の略平行な光ビームに分岐する複数
の平面板１８．１９．６０によって光検出。

器２０の光検出セル２０ａｓ　２０ｆｓ　２０ｃｓ２０
ｄ、２０ｂ、２Ｏｅ上に照射される。したがって、光検
出セル２０ａ〜２Ｏｆから照射光に応じた信号が出力さ
れ、それらの信号が増幅回路３１ａ〜３１ｄに供給され
る。

このような状態におけるフォーカシング動作について説
明する。すなわち、上記増幅回路３１ａからの信号は、
比較回路３７の反転内カ端に供給され、３１ｂからの信
号は、比較回路３７の非反転入力端に供給される。これ
により、比較回路３７は、上記光検出セル２０ａ、２０
ｄの検出信号の加算結果と上記光検出セル２０ｃ、２Ｏ
ｆの検出信号の加算結果とを比較し、その差に応じた出
力つまり焦点ぼけ検出信号を駆動回路４１にフィードバ
ックさせる。駆動回路４１は、焦点ぼけ検出°信号に応
じてコイル（図示しない）に所定の電流を供給し、対物
レンズ１６を光軸方向に駆動して、対物レンズ１６をフ
ォーカス制御する。

また、トラッキング動作について説明する。すなわち、
上記増幅回路３１ａからの信号は、比較回路３８の反転
入力端に供給され、増幅回路３１ｄからの信号１よ、比
較回路３８の非反転入力端に供給される。これにより、
比較回路３８は、上記光検出セル２０ｂの検出信号と上
記検出セル２０ｅの検出信号のとを比較し、その差に応
じた出力つまりトラックずれ検出信号が駆動回路４２に
フィードバックされる。駆動回路４２は、トラックずれ
検出信号に応じてコイル（図示しない）に所定の電流を
供給し、対物レンズ１６を光ディスク１の記録膜面方向
に駆動して対物レンズ１６をトラッキング制御する。

次に、情報の再生について説明する。すなわち、半導体
レーザ１１から連続的な弱光度のレーザビームＬが発生
される。この結果、上記記録時の再生ビーム光が発せら
れた場合と同様に動作し、光検出セル２０ａ＝＝２Ｏｆ
の出力が増幅回路３１ａ１３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに供
給される。

これにより、上記増幅回路３１ａ、３１ｂ及び３１ｃ、
３１ｄからの出力により対物レンズ１６がフォーカス及
びトラッキング制御されると共に、上記増幅回路３１　
ａ、　３　ｌ　ｂ、　３１　ｃ、　３１　ｄからの出力
がすべて加算回路３６で加算され、この加算結果を２値
化回路４３で２値化することにより、データが再生され
る。

第１２図（ａ）は、光軸に沿って入射された光ビームが
光軸に垂直な平面に対して異なる角度を有して配置され
る２つの平行板によって、異なる光軸を有する略平行な
２つの光ビームに分岐される様子を示している。この図
においてガラス板の厚さｔ１ガラス板の屈折率ｎｓ２枚
のガラス板のなす角度をθとすると、２つの光ビームの
光軸のずれｄは、角度θが比較的小さい範囲では（１−
１Ｉ　ｎ　）θｔと近似的に表わされ、２つの光ビーム
の光軸のずれｄは、集光レンズ１７、ガラス板１８．１
９、及び光検出器２０の相互距離には依存しない。

また、第１２図（ｂ）は、入射光線が誤って光軸に対し
て角度δを有して前記２つのガラス板１８．１９に入射
された際の２つに分岐された光ビームの光軸のずれの様
子を示す。

このように光軸に対して角度δを有して入射された場合
、平面板・１９によるずれ量は、（１−１／ｎ）δｔだ
け増加され、平面板１８によるずれ量は、（１−１／ｎ
）δｔだけ減少される。そのため２つの光ビームの光軸
のずれｄは、２つのガラス板のなす角θが比較的小さい
範囲では角度δに依存しない。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、球面凸レンズを
透過した光ビームは、光軸に垂直な平面行な農の光ビー
ムに分岐される。そしてその分岐された光は、検出器上
の各所定部分に略平行な光ビームを投射する。そのため
他の光学部品の位置ずれの影響がほとんどなく、位置調
整が容易な焦点制御用の光学径が容易に構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光ディスクの概略構成図、第２図は
この発明の光軸上に配置した２の平面板と光検出器の位
置関係を示す図、第３図は、この発明の一実施例の８分
割光検出器上の合焦時及び非合焦時における光ビームの
結像状態を示す図、第４図は、第３図の８分割光検出器
の合トラック時及びトラックずれ時における光ビームの
結像状態を示す図、第５図は、第３図及び第４図の検出
像からフォーカスエラー信号及びトラックエラー信号を
検出器の信号操作を示す図、第６図は、第５図に示した
実施例の電気回路の要部の構成を示す図、第７図はこの
発明の４分割光検出器上の合焦時及び非合焦時における
光ビームの結像状態を示す図、第８図は、第７図に示し
た実施例の電気回路の要部の構成を示す図、第９図は、
第２図に示した２つの平面板に加えて、第３の平面板を
配置したこの発明の他の実施例を示す図。第１０図は、
第９図に示した平面板を通過して光検出器上に照射され
る光ビームの結像状態を示す図。第１１図は、第１０図
に示した実施例の電気回路の要部の構成を示す図、第１
２図は、この発明の光軸上に配置した２つのガラス板の
傾斜角と分岐される２つの光ビームの光軸のずれとの関
係を示す―、第１３図は、従来のウェッジプリズム法の
構成を示す図である。１・・・光ディスク、３・・・光学ヘッド、１１・・・
半導体レーザ（光源）、１３・・・コリメータレンズ、
１４・・・ハーフプリズム、１６・・・対物レンズ、１
７・・・球面凸レンズ、１８．１９．６０・・・平面板
、２ｄ・・・検出器、２０ａ〜２０・ｉ・・・光検出セ
ル、２０に〜２Ｏｎ・・・光検出セル、２１．２２・・
・分割線、２３〜２５・・・分割線、２７．２８・・・
光分岐ビーム、３１　ａ　〜３１　ｄ−・・増幅回路、
３１に〜３１ｎ・・・増幅回路、３２〜３６・・・加算
回路、３７．３８・・・加算回路、４１．４２・・・駆
動回路、４３・・・２値化回路、５０・・・球面凸レン
ズ、５１・・・ウェッジプリズム、５２．５３・・・検
出器。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　（ｃ）第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録媒体上に光ビームを集束するための集束手段
と、前記記録媒体からの光ビームの光路中に、光ビーム
の光軸に垂直な面に対して互いに異なる角度を有して配
置され、光ビームを複数の略平行な光ビームに分岐する
複数の平面板と、前記平面板からの光を検出する検出手
段と、この検出器からの検出信号により前記集束手段を
駆動し、前記記録媒体上に集束する光の焦点を制御する
制御手段と、を具備したことを特徴とする焦点制御装置。
（２）前記検出手段は、前記平面板で光ビームを分割す
る分割方向に略平行な基準線で少なくとも２分割される
と共に前記平面板で光ビームを分割する分割方向に略垂
直な基準線で少なくとも２分割された少なくとも４分割
の光検出領域を有することを特徴とする特許請求範囲第
１項記載の焦点制御装置。
（３）前記検出手段は、前記平面板で光ビームを分割す
る分割方向に略平行な基準線及び前記平面板で光ビーム
を分割する分割方向に略垂直な基準線を有する少なくと
も６分割の光検出領域を有することを特徴とする特許請
求範囲第１項記載の焦点制御装置。
（４）前記検出手段は、前記平面板で光ビームを分割す
る分割方向に略平行な基準線で少なくとも２分割される
と共に前記平面板で光ビームを分割する分割方向に略垂
直な基準線で少なくとも４分割された８分割の光検出領
域を有することを特徴とする特許請求範囲第１項記載の
焦点制御装置。
（５）前記平面板は、２つの略平行な光ビームに分岐す
る２つの平面板で構成されていることを特徴とする特許
請求範囲第１項記載の焦点制御装置。
（６）前記２つの平面板は、光軸に対して対称な角度で
配置されることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は５項記載の焦点制御装置。
（７）前記平面板は、入射光ビームの光軸を境に２つの
略平行な光ビームに分岐する２つの平面板で構成されて
いることを特徴とする特許請求範囲第１項または第５項
または第６項記載の焦点制御装置。
（８）前記平面板で光ビームを分割した分割方向に略平
行な基準線は、前記情報記録媒体上の案内溝の方向と垂
直に配置されていることを特徴とする特許請求範囲第２
項乃至第４項記載の焦点制御装置。