JP2746972B2 - 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上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。

例えば、波長の異なる２つの光ビームを利用して情報
の記録及び再生を同時になすマルチビーム光学ヘッドを
備えた光情報処理装置が利用されている。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。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。換言す
ると、情報記録媒体の同一トラック上に再生用光ビーム
及び記録用光ビームを照射するために、再生用及び記録
用の光源が予めトラックの延出方向に平行に取付けられ
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。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。

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っされる。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、即ち、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は、夫々その光路上に配置
された光検出器に入射される。光検出器に入射された光
ビームは情報再生信号、トラッキング制御信号及び焦点
制御信号に変換される。

（発明が解決しようとする課題） 従来のマルチビーム光学ヘッドにおいては、情報記録
媒体の同一トラック上に再生用光ビーム及び記録用光ビ
ームを照射する為に、再生用及び記録用の光源が予めト
ラックの延出方向に平行に高精度に取付けられなければ
ならない。例えば、製造上の取付け誤差が大きい場合、
光ディスク上の所定の記録領域からの正確な情報の再生
又は記録がなされなくなり、装置の性能が著しく低下さ
れる。

また、ダイクロイックミラーを利用する装置において
は、光源としての発振波長の異なる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つのレーザダイオード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。更にまた異な
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。更にまた、波長の異なる２つの光ビームを合成又
は分離するためのダイクロイックミラーには、固有の特
性を得るためにコーティングが施されている。そのた
め、その製造が複雑化されるとともにコストが高くな
る。

この発明は、記録媒体で反射された記録用及び再生用
の光ビームから安定して再生用光ビームを検出して情報
再生及びトラッキング制御をなす安価なマルチビーム光
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、第１及び第２の光ビームを出射するための光源手段
と、前記第１及び第２の光ビームを前記媒体上の同一の
トラックに向けて集光するための集光手段と、前記記録
媒体で反射された第１及び第２の光ビームを集光して分
離するための集光分離手段と、前記集光分離手段で分離
されて集光された前記第１及び第２の光ビームを検出す
るための検出手段と、前記検出手段で検出された前記第
１及び第２の光ビームを利用して、前記記録媒体の同一
トラック上に前記第１及び第２の光ビームが照射される
ように前記光源手段を回転する回転駆動手段を備えるこ
とを特徴とする光情報処理装置を提供するものである。

また、この発明は、第１及び第２の光ビームを出射す
るためのレーザアレイと、前記第１及び第２の光ビーム
を記録媒体上の同一のトラックに向けて集光するための
集光手段と、前記記録媒体で反射された第１及び第２の
光ビームを集光して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て集光された前記第１及び第
２の光ビームを検出するための検出手段と、前記検出手
段で検出された前記第１及び第２の光ビームの位相差を
利用して、前記記録媒体の同一トラック上に前記第１及
び第２の光ビームが照射されるように前記レーザアレイ
を回転する回転駆動手段を備え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。

さらに、この発明は、第１及び第２の光ビームを出射
するためのレーザアレイと、前記第１及び第２の光ビー
ムを記録媒体上の同一のトラックに向けて集光するため
の集光手段と、前記記録媒体で反射された第１及び第２
の光ビームを集光して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て集光された前記第１及び
第２の光ビームを検出するための検出手段と、前記検出
手段で検出された前記第１及び第２の光ビームの光強度
の差を利用して、前記記録媒体の同一トラック上に前記
第１及び第２の光ビームが照射されるように前記レーザ
アレイを回転する回転駆動手段を備えることを特徴とす
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においては、光源手段は、
第１及び第２の光ビームが記録媒体で反射された光ビー
ムを、検出手段により検出した結果に基づいて、光源手
段が出射する第１及び第２の光ビームが同一トラック上
に位置されるよう、回転駆動手段により光源手段が回転
される。これにより、トラクからの正確な情報再生及び
トラックへの正確な情報記録がなされる。

また、回転駆動手段により光源手段が所定量回転され
ることで、情報の記録に利用される例えば第１の光ビー
ムと情報の再生に利用される例えば第２の光ビームと
が、同一トラック上に整列されることから、再生用光ビ
ームと記録用光ビームとの間のクロストークが最小にな
る。

この結果、より低コストで高密度の情報の記録及び再
生が可能な光情報処理装置が提供される。

（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の正面図が示され
ている。

第１図においては光ディスク（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、情報が記録されるべき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。尚、光源部材10のレーザダイオードアレー上
の各出射口の略中間には、その出射光ビームの光路に沿
って設けられた軸を中心に光源部材を回転するための光
源駆動回路70が設けられている。

レーザダイオードアレー10Aから出射された光ビームL
r、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、即ち同一の
トラック上に集光される。記録用及び再生用光ビームL
w、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。これによって同一のトラック
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一トラック上に形成されている
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、光ディスク上の記録領域を定めるト
ラック16A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、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、そお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、光源位置調整用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、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、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。
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。分離された再生用光ビームLr及び
記録用光ビームLwの光路上には光検出器45が設けられて
いる。光検出器45に照射された光ビームLr、Lwはその光
強度に応じて電気信号に変換される。検出された信号
は、各光ビームを光ディスク上の所定のトラク上に維持
するためのトラッキング制御用信号、２つの光ビームが
記録録媒体の同一トラック上に照射されるように前記光
源手段を駆動する光源駆動信号、及び情報再生信号とし
て利用される。なお光検出器45は、その検出領域に所定
の面積を有する互いに分離された２つの円形状のビーム
スポットが照射されるように予め設定される。換言する
と、光検出器45は、その光軸方向の位置が光検出領域に
照射される光ビームのビームスポットが重ならない範囲
内に設置されるとともに、また同時に光検出器上に照射
される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で設定されている。

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。また光検出器45で検出された信号
は、光ディスク16の同一トラック上に正確に２つの光ビ
ームを集光するように光源を回転する光源駆動信号とし
て利用される。

第２図にはこの発明の光情報処理装置に設けられる光
源部材と、その周辺の構造の斜視図が示されている。

第２図において、光源部材10には同一波長の２つの光
ビームを発振するレーザダイオードアレー10Aが設けら
れ、レーザダイオードアレー10Aの同一チップ上に設け
られたその各光ビームの出射口は、同一方向に向けられ
て設置される。各出射口はその光路上に設けられるコリ
メータレンズ12及び対物レンズ14の光軸ｍを中心に互い
に対称的に配置されると共に所定の幅で離間されて配置
される。例えば、第２図において、光ビームの出射口
は、情報記録媒体上のトラック16Aの延出方向と平行な
Ｚ方向に離間して配置される。

光源部材10からは発散性の再生用光ビームLr及び記録
用光ビームLwが出射される。出射された光ビームがコリ
メータレンズ12に入射されるとき、各光ビームはその一
部が合成された平行光にされる。その一部が重ね合わさ
れた平行光ビームは集光レンズ14に入射されて再び集光
されると共に、再生用光ビームLr及び記録用光ビームLw
に再び分離される。分離された再生用及び記録用光ビー
ムは、情報記録媒体16のＺ方向に延出する同一のトラッ
ク16A上に間隔D1で離間されて照射される。尚、上述し
た光源部材10は、一方の出射口と他方の出射口の中間を
貫く軸ｍ、即ち、コリメータレンズの光軸と集光レンズ
14の光軸を通る軸ｍを中心に、光源駆動回路70によって
回転可能に取付けられる。

光源駆動回路70は、情報記録媒体の同一トラック上に
正確に記録用光ビーム及び再生用光ビームを照射するた
めに設けられている。なお光源部材の駆動、即ち、軸ｋ
を中心とする回転動作は、情報記録媒体で反射される光
ビームLr、Lwの強度バランスに基づいてなされる。第３
図には、情報記録媒体のトラック上に再生用及び記録用
の光ビームが同一のトラックからずれて照射されるとき
のビームスポット像が示されている。第３図に示される
ように、再生用ビーム及び記録用ビームによるビームス
ポットSr、Swが光ディスク16の同一トラック上に照射さ
れない場合、例えば記録用光ビームのビームスポットが
トラック16A上に正確に形成され、他方の再生用光ビー
ムのビームスポットが同一のトラック16A上からわずか
にずれた位置に照射される場合、記録媒体で反射された
光ビームを検出するトラッキング制御用光検出器45上に
は例えば第４図に示されるようなビームスポットが形成
される。

第４図に示されるように、トラッキング制御用光検出
器45は再生用の光ビームLrを検出するための光検出領域
45A、45Bと記録用光ビームLwを検出するための光検出領
域45C、45Dとの４つの光検出領域で構成される。光検出
領域45Aと光検出領域45BはＹ方向、すなわちトラックで
光ビームが回折されて生じる帯状の暗部の延出する方向
と平行な非検出領域としての分割線48によって分離さ
れ、光検出領域45Cと光検出領域45Dもまた分割線48Aに
よって同様に分離されている。更にまた再生用光ビーム
Lrの照射される光検出領域45A、45Bと記録用光ビームLr
の照射される光検出領域45C、45Dとは、ビームスポット
Sr、ビームスポットSwの略中間を通り、分割線48Aに直
交する分割線48Bによって分離されている。分割線48Aは
入射される各光ビームのビームスポットの中心を通るよ
うに設けられている。このように設定され た光検出器45上に第３図に示されるように、再生用ビー
ム及び記録用ビームによるビームスポットSr、Swが光デ
ィスク16の同一トラック上に照射されない場合、即ち、
例えば記録用光ビームのビームスポットSwがトラック16
A上に正確に形成され、他方の再生用光ビームのビーム
スポットSrが同一のトラック上からわずかにずれた位置
に照射される場合、光検出領域上のビームスポットに現
われるトラックによる帯状の影の位置もまた一致しな
い。トラックによる帯状の影の位置が一致しない場合、
その所定の記録領域に対する正確な情報再生及び情報記
録が不可能になる。そのため各光ビームのトラッキング
制御動作がなされる前に、再生用及び記録用光ビームが
同一トラック上に正確に形成されるように調整されなけ
ればならない。例えば第５図には、再生用及び記録用光
ビームが同一トラック上に正確に形成されるように光源
部材を駆動するための光源駆動信号の検出方法が示され
ている。

この発明において、光源部材は光検出器45で検出され
た信号に基づいて駆動される。即ち、光源部材は、光検
出領域45Aの出力を、光検出領域45Bの出力を、光検
出領域45Cの出力を、光検出領域45Dの出力をとする
と、再生用光ビームの強度差信号Ir＝｛−｝と、記
録用光ビームの強度差信号Iw＝｛−｝とを比較して
その差信号が零になるように駆動される。より詳細に述
べると、例えば、第３図に示されるように、再生用ビー
ム及び記録用ビームによるビームスポットSr、Swが光デ
ィスク16の同一トラック上に正確に照射されていない状
態で、トラック16の延出される方向に直交してＸ方向に
ビームスポットの照射位置が移動された場合、第５図に
示されるように光検出器45上で検出される再生用光ビー
ムLrの強度差信号Irと、記録用光ビームLwの強度差信号
Iwは、それぞれトラックを横切る毎に同一の周期で振動
されると同時に、その信号は各光ビームの照射される位
置に依存して変動される。そのため再生用光ビームと記
録用光ビームとが同一トラック上に照射されない場合、
そのトラック16Aに直交する方向の位置のずれ量に応じ
て、再生用光ビームの強度差信号Irと、記録用光ビーム
の強度差信号Iwとの間には位相差δが生じる。強度差信
号Irと、強度差信号Iwとは位相比較器65に供給されてこ
の位相差δが検出され、その位相差δに応じて光源部材
を回転するための光源駆動回路70に光源駆動信号が供給
される。光源駆動回路70に供給された光源駆動信号に応
じて光源部材はその中心軸ｍを中心に回転駆動される。
これによって、再生用光ビーム及び記録用光ビームが同
一トラック16A上に正確に形成される。この動作は、強
度差信号Irと、強度差信号Iwとの位相差δに応じた光源
駆動信号が位相差δ＝０となるまで供給され、その位相
が一致するとき停止される。このようにして同一のトラ
ック上に再生用光ビーム及び記録用光ビームが照射され
た状態で焦点制御、トラッキング制御、及び情報再生が
なされる。

また、再生用光ビーム及び記録用光ビームを同一トラ
ック16A上に正確に形成するために、強度差信号Ir、Iw
の位相差δを測定して光源を駆動する方法に代えて、第
６図に示されるような他の方法が利用されてもよい。

第６図に示されるように、例えば記録用光ビームと再
生用光ビームとが照射された位置での再生用強度差信号
Ir及び記録用強度差信号Iwを同様に検出し、その両強度
差信号の差信号、即ち、Ｉδ＝｛Ir−Iw｝に応じた光源
駆動信号を光源駆動回路70に供給することによって、そ
の差信号が零になる位置に光源部材が駆動される。この
ような方法によって再生用光ビーム及び記録用光ビーム
が同一トラック16A上に正確に形成されるように調整さ
れる。

第7A図乃至第7C図及び第8A図乃至第8C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。ここで、第7A図乃至第
7C図は光検出器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を示している。

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7C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7A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 … で表わされる。（尚、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100μ
ｍ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。

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、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48A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と、記録用光ビームLw
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48Aを挟んでその両側に設けられた２つ
の光光検出領域45C及び45Dとの４つの光検出領域から構
成される。さらにまた再生用光ビームLrの照射される光
検出領域45C、45Dとは、ビームスポットSrとビームスポ
ットSwの略中間を通り分割線48Aに直交する分割線48Bに
よって分離されている。記録用光ビームが光ディスク上
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、即ち、合トラック状態において、光検出器45上には
第8B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２つのビームス
ポットSrが形成され、それと同時にトラックっで回折さ
れて生じる帯状の影部が非検出領域48Aを中心にそれぞ
れ形成される。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、光検出領域45Cの出力を
、光検出領域45Dの出力をとすると、光非検出領域4
8A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8A乃至第
8C図に示されるような２つの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48Aを中心として非対称
に表われる。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。即ち、上述し
たトラッキン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及
び記録用光ビームLwが互いに分離れて照射されるように
その位置が設定されている。

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ている。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の集光点との間隔はd3
は、 d3≒（f_D／f_O）×d1＝md1 … で表わされる。

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で表わされる。 … 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ていなければならない。

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、各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。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
御用光検出器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９図に示されている。

第９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、光検出領域45Bの出力は増幅回路31Dに供給される。
また光検出領域45Cの出力は増幅回路31Eに供給され、光
検出領域45Dの出力は増幅回路31Fに供給される。この増
幅回路31Cの出力乃至増幅回路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。即ち、増幅回路31Cの出力及び増幅回路31Dの出力は
加算回路46で加算されて、差動増幅器42の反転入力端に
供給される。また、増幅回路31Eの出力及び増幅回路31F
の出力は加算回路47で加算されて、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、光検出
領域45A及び光検出領域45Cの検出出力の加算結果と光検
出領域45B及び光検出領域45Dの検出出力の加算結果とが
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）電流がフィアードバックされる。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。

更に、増幅回路31C乃至増幅回路31F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。

さらにまたこの発明においては、光検出領域45A乃至4
5Dで検出された信号は、再生用及び記録用光ビームを正
確に記録媒体上の同一トラック上に照射するための光源
駆動用信号として利用される。

即ち、増幅回路31Cの出力は差動増幅器55の反転入力
端に供給され、増幅回路31Dの出力は差動増幅器55の非
反転入力端に供給される。差動増幅器55において、光検
出領域45Aの検出出力と光検出領域45Bの検出出力とが比
較され、その差に応じた出力即ち、再生用光強度差信号
が位相比較器65に供給される。一方、他の増幅回路31E
の出力は差動増幅器60の反転入力端に供給され、増幅回
路31Fの出力は差動増幅器60の非反転入力端に供給され
る。差動増幅器60において、光検出領域45Cの検出出力
と光検出領域45Dの検出出力とが比較され、その差に応
じた出力即ち、記録用光強度差信号もまた位相比較器65
に供給される。位相比較器65に供給された記録用光強度
差信号及び再生用光強度差信号はその位相が比較され、
その位相差に応じて光源駆動信号が出力されて光源駆動
回路70に供給される。光源駆動回路70に供給された光源
駆動信号によって光源部材が回転駆動されて、情報記録
媒体の同一トラック上での再生用及び記録用光ビームの
位置が調整される。

上述したこの発明の一実施例においては、記録用光ビ
ーム及び再生用光ビームを同一のトラック上に照射する
ための調整は、トラッキング制御用光検出器上に照射さ
れる再生用光ビームの強度差信号と記録用光ビームの強
度差信号との位相差信号又は強度差信号に相当する光源
駆動信号を光源部材駆動回路にフィードバックさせるこ
とによってなされている。しかしながらこの発明に記載
された範囲内において、記録用及び再生用光ビームのト
ラックのずれは、他の方法によって検出されてもよい。

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が設けられているが、原理的には記
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） この発明によれば、光源から出射される再生用及び記
録用光ビームが正確に同一トラック上に照射されるため
情報記録媒体からの情報の記録、再生及び消去が正確に
なされる。

さらにまた再生用光ビームと記録用光ビームとは特殊
な光学系を利用せずに分離され、その再生用光ビームの
ビームスポット径に応じて光検出器の位置が設定されて
いる。そのため再生用光ビームと記録用光ビームの間の
クロストークが低減されると共に、より低コストで高精
度なマルチビーム光学ヘッドを備えた光情報処理装置が
供給される。

【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２図はこの発
明の光情報処理装置に備えられる光源部材とその周辺部
材の構造を示す略斜視図、第３図はこの発明の情報記録
媒体上のトラックに照射される記録用及び再生用ビーム
スポットを示す図、第４図は記録用及び再生用ビームス
ポット像が正確に同一トラック上に照射されない場合の
光検出器上でのビームスポットを示す図、第５図はこの
発明の光源の位置を調整するための光源駆動信号の検出
方法の一実施例を示すグラフ図、第６図は５図の光源駆
動信号の検出方法の他の実施例を示すグラフ図、第7A図
乃至第7C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8A図乃至第8C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９図は焦点制御用
光検出器及びトラッキング制御用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、46、47……加算回路、48
A、48B……光非検出領域（分割線）、55、60……差動増
幅器、65……位相比較器、70……光源駆動回路、100…
…光学ヘッド、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、ｋ……光源部材の回転軸。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−60139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−14148（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−195744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−256236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−25853（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１及び第２の光ビームを出射するための
   光源手段と、前記第１及び第２の光ビームを記録媒体上
   の同一のトラックに向けて集光するための集光手段と、
   前記記録媒体で反射された第１及び第２の光ビームを集
   光して分離するための集光分離手段と、前記集光分離手
   段で分離されて集光された前記第１及び第２の光ビーム
   を検出するための検出手段と、前記検出手段で検出され
   た前記第１及び第２の光ビームを利用して、前記記録媒
   体の同一トラック上に前記第１及び第２の光ビームが照
   射されるように前記光源手段を回転する回転駆動手段を
   備えることを特徴とする光情報処理装置。
2. 【請求項２】第１及び第２の光ビームを出射するための
   レーザアレイと、前記第１及び第２の光ビームを記録媒
   体上の同一のトラックに向けて集光するための集光手段
   と、前記記録媒体で反射された第１及び第２の光ビーム
   を集光して分離するための集光分離手段と、前記集光分
   離手段で分離されて集光された前記第１及び第２の光ビ
   ームを検出するための検出手段と、前記検出手段で検出
   された前記第１及び第２の光ビームの位相差を利用し
   て、前記記録媒体の同一トラック上に前記第１及び第２
   の光ビームが照射されるように前記レーザアレイを回転
   する回転駆動手段を備えることを特徴とする光情報処理
   装置。
3. 【請求項３】第１及び第２の光ビームを出射するための
   レーザアレイと、前記第１及び第２の光ビームを記録媒
   体上の同一のトラックに向けて集光するための集光手段
   と、前記記録媒体で反射された第１及び第２の光ビーム
   を集光して分離するための集光分離手段と、前記集光分
   離手段で分離されて集光された前記第１及び第２の光ビ
   ームを検出するための検出手段と、前記検出手段で検出
   された前記第１及び第２の光ビームの光強度の差を利用
   して、前記記録媒体の同一トラック上に前記第１及び第
   ２の光ビームが照射されるように前記レーザアレイを回
   転する回転駆動手段を備えることを特徴とする光情報処
   理装置。