JP2732633B2 - Optical information processing device - Google Patents
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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。The present invention relates to an optical information processing apparatus, and more particularly, to recording, reproducing, or erasing information using a plurality of light beams. The present invention relates to an optical information processing apparatus including a multi-beam optical head formed simultaneously.
(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。(Prior Art) In recent years, an optical information processing device such as an optical disk device capable of recording image information of a document or the like, retrieving the image information as necessary, and reproducing as a hard copy or a soft copy has been developed. . In an optical disk device, a condensing light beam is irradiated onto a disk-shaped recording medium, that is, an optical disk to record or reproduce information. That is, at the time of recording, the irradiation of the light beam causes a change in the state of the recording medium on the recording surface, and as a result, information is recorded on the optical disk as, for example, pits. At the time of reproduction, a steady light beam is irradiated onto the information recording medium, and the light beam is intensity-modulated by pits according to the recorded information. Information is reproduced by processing the modulated light beam intensity. During recording and reproduction, the optical disk is rotated at a constant linear velocity and linearly moved in the radial direction on the optical disk to direct the light beam to the optical disk.
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。As these optical disk devices, recently, an optical information processing device including a multi-beam optical head for simultaneously recording and reproducing information using a plurality of light beams has been developed. FIG. 5 shows an example of a conventional multi-beam optical head.
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。As shown in FIG. 5, a recording light beam L1 and a reproducing light beam L2 are emitted from regions provided adjacent to each other on the semiconductor laser array 1. The recording and reproducing light beams L1 and L2 are superimposed on each other and transmitted through the beam splitter 2. The light beam transmitted through the beam splitter 2 is condensed again via the reflecting prism 3 and the objective lens 4 and condensed on the recording film surface 5A of the optical disk 5. At this time, each light beam focused on the recording surface 5A
L1 and L2 are set such that their focal points are preferably adjacent to each other and focused on the same track. Thus, adjacent recording and reproducing beam spots are formed on a predetermined track on the recording film surface. The optical disc is rotated at a constant linear velocity with the recording and reproducing beam spots formed in this way, whereby a predetermined recording area is irradiated with the recording light beam, and immediately thereafter, the reproducing light beam is irradiated. Irradiated by In this way, the reproducing operation is performed immediately after the recording operation. The light beam L1 irradiated on the recording film surface 5A,
L2 is reflected and returned to the beam splitter 2 again via the objective lens 4 and the reflecting prism 3. The recording and reproducing light beams L1 and L2 returned to the beam splitter 2 are reflected by the joint surface and enter the beam splitter 6.
Part of the incident light beams L1 and L2 are transmitted, and are respectively incident on a predetermined recording area, that is, on a tracking control photodetector for irradiating the predetermined track with the light beam. Further, the remaining light beams L1 and L2 are reflected on the joint surface and transmitted through the convex lens 12 provided on the exit surface. The light beam transmitted through the convex lens 12 is split into a recording light beam and a reproduction light beam, re-imaged, and made incident on the spatial filter 8. The light beam corresponding to one recording signal among the light beams incident on the spatial filter 8 is reflected there and condensed on the photodetector 9. The other reproduction light beam passes through a pinhole 8A that is transmitted through a pinhole 8A provided in a spatial filter according to the beam cross-section in order to control the focus of the objective lens 4 and obtain an information reproduction signal. The information reproduction signal and the focus control signal are detected by detecting the passed reproduction light beam.
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。As another method, an optical information processing apparatus including a multi-beam optical head that emits two light beams having different wavelengths as a reproduction light beam and a recording light beam is known. In this method, two light beams L1 and L2 having different wavelengths for reproduction and recording emitted from each light source are used.
Are approximately synthesized by a dichroic mirror or the like for synthesis, and focused by an objective lens toward a predetermined area on the optical disk. Preferably, each of the light beams L1 and L2 to be condensed is set so that the light converging points are adjacent to each other and converged on the same track. As a result, minute beam spots for recording and reproduction are formed adjacent to each other on a predetermined track on the recording film surface. After the recording operation, the reproducing operation is immediately performed by the irradiated beam spot in the same manner as in the apparatus shown in FIG. The light beam condensed on the track of the optical disk is reflected and made incident on the dichroic mirror. The light beam that has been incident on the dichroic mirror and substantially synthesized is separated for each wavelength, that is, a recording light beam and a reproduction light beam. The separated light beam is used for an information reproduction signal and a focus control signal.
(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。(Problems to be Solved by the Invention) In a method of separating a reproduction light beam and a recording light beam by a pinhole, a light beam irradiated on a photodetector through the pinhole is used for information reproduction and focus control. It is used for Therefore, the position of the pinhole must be set accurately and with high precision when focused and out of focus. Further, since an optical system for re-imaging after passing through the pinhole is required, it is difficult to reduce the size of the entire optical head. Furthermore, since crosstalk occurs between the recording light beam and the reproducing light beam, accurate detection of the reproducing signal and the focus control signal becomes impossible.
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。On the other hand, in a multi-beam optical head that uses two light beams having different wavelengths as light beams for recording and reproduction, it is difficult to manufacture a laser diode as a light source on the same chip. So two L.
When installing D chips, a high degree of mounting accuracy is required adjacent to each other. Furthermore, since light beams having different wavelengths are used, it is necessary to correct for chromatic aberration of a lens caused by a difference in dispersive power of an optical system.
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。The present invention relates to an optical information recording and processing apparatus including a multi-beam optical head that stably detects a reproduction light beam from a recording and reproduction light beam reflected by a recording medium and performs information reproduction and focus control. The purpose is to provide.
[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。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention has been made based on the above-mentioned problems, and has a light source that selectively emits first and second light beams, and a light source that is arranged along an optical axis. Movable in the focused state, the first and second light beams of the light source are separated by a predetermined distance d1, and the first and second beams respectively focused on the minimum beam spot A light condensing means for condensing light on a recording medium as a spot; and a first and second reflected light beams, each of which is reflected by the first and second light beams on the recording medium, to the second light beam. Separating means for spatially separating and converging the first reflected light beam from the reflected light beam, and detecting the first reflected light beam separated by the separating means to generate a detection signal. And the light collecting means When in the focus state, the beam spot of the second reflected light beam is formed at a distance indicated by d3 with respect to the focal position where the beam spot of the first reflected light beam is formed at a magnification of m times. When detecting, the detecting means provided with an outer edge portion at a distance of d2 from the second reflected light beam, and the position of the light collecting means in the optical axis direction corresponding to the detection signal from the detecting means And a responding unit that moves along the recording medium and associates the recording medium with the recording medium, wherein the detecting unit has a light receiving surface having a size that satisfies the expressions represented by d3 <d2 and d2 <md1. An optical information processing device is provided.
(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。(Operation) As described above, the optical information processing apparatus of the present invention has the first
And when the focusing means is in the focused state, the second reflected light beam is placed at a distance indicated by d3 with respect to the focal position where the beam spot of the first reflected light beam is formed. When the beam spot of the beam is formed at a magnification of m times, the beam can be detected by the detecting means provided with the outer edge at a distance of d2 from the second reflected light beam.
It is possible to prevent a component resulting from crosstalk due to the second light beam from being mixed into an output signal obtained by photoelectrically converting the first light beam by the detection means.
(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。(Embodiment) FIG. 1 is a front view of a multi-beam optical head 100 provided in an optical information processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
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。In FIG. 1, an optical disk (recording medium) 16 is formed by coating a disc substrate such as glass or plastic with a metal film such as tellurium or bismuth as an information recording film. Tracks 16A defining a tracking guide area are formed concentrically on the substrate of the optical disc. A multi-beam optical head 100 is provided so as to face the optical disc 1, and the optical disc 16 is driven to rotate at a constant linear velocity with respect to the multi-beam optical head 100 during recording, reproduction and erasing. In FIG. 1, a track 16A defining a recording area extends in the Z direction.
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。In the multi-beam optical head 100, a light source member 10 as a light source is provided. In the light source member 10, a laser diode array 10A that emits two light beams for recording and reproduction is arranged. The emission ports of the laser diode array 10A are oriented in substantially the same direction, and are set apart from each other in the Z direction on the same chip.From the emission ports, for example, a reproduction light beam Lr and a recording light beam Lw having the same wavelength are emitted. Is emitted. The light beams Lr and Lw emitted from the laser diode array 10A are superposed on each other and radiated onto the same collimator lens 12 while gradually diverging. The light beams Lr and Lw that have entered the collimator lens 12 are substantially superimposed on each other, converted into a parallel combined light beam, and converted into a beam splitter 18.
Is incident on. The combined light beam that has entered the beam splitter 18 is transmitted and radiated to the objective lens 14. When the light beam applied to the objective lens 14 passes through the objective lens 14 and is condensed, the light beam is again separated into the recording light beam Lw and the reproduction light beam Lr, and is recorded on the recording area of the optical disc 16, that is, on the track. Is collected. Preferably, the respective focal points of the recording and reproducing light beams Lw and Lr are irradiated on the same track, preferably adjacent to each other. Thus, adjacent recording and reproducing beam spots are simultaneously formed on a predetermined track. The optical disc is rotated at a constant linear velocity while the recording and reproducing beam spots are simultaneously formed. In accordance with the rotation of the optical disk, a predetermined recording area on the optical disk is first irradiated with, for example, a recording light beam Lw to record information. The area on the track where the information is recorded is moved in accordance with the rotation of the optical disk, and immediately thereafter, is irradiated with the reproducing light beam Lr. Information is reproduced by detecting reflected light of the light beam Lr applied to the recording area. When an information reproduction signal is obtained, the reproduction light beam must be maintained in a focused state and a focused track state with respect to a desired recording area. More specifically, the objective lens 14 is movably supported in its optical axis direction and in an in-plane direction orthogonal to the optical axis. When the objective lens 14 is located at the optimum position on the optical axis, that is, at the focus position, the beam waist of the converging laser beam emitted from the objective lens 14 is projected on the surface of the recording film of the optical disc 16. Thereby, the minimum beam spot is formed on the surface of the recording film of the optical disc 16. On the other hand, when the objective lens 14 is arranged at an optimum position in a plane perpendicular to the optical axis (in a plane parallel to the recording film surface), that is, at a combined track position, a beam spot formed on the optical disc 16 is defined as a recording area. Formed precisely on the track so that the track is tracked by the laser beam. These two states (focused state
The information can be reproduced by keeping the in-focus track state). That is, the intensity-modulated recording light beam Lw
A state change of pits or the like is caused in the recording film to record information, and the light beam is intensity-modulated by irradiating a laser beam Lr of a constant intensity to a recording area formed by pits or the like in the track. The information is reproduced by detecting a change in the intensity of the reflected light beam Lr.
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。The divergent recording and reproducing light beams Lr and Lw reflected by the recording film of the optical disk 16 are combined with each other and are incident on the objective lens. The combined light beam incident on the objective lens 14 is converted into a parallel light beam at the time of focusing, and is returned to the beam splitter 18 again. The light beam that has entered the beam splitter has its junction surface, ie, the beam split surface.
The reflected light at 18A is transmitted through a plano-convex lens 25 for condensing the combined light beam. The beam of the combined light beam transmitted through the plano-convex lens 25, that is, the light beam including the reproduction light beam Lr and the recording light beam Lw is gradually focused,
At the same time, the central axes lr, lw of the light beams Lr, Lw gradually diverge from each other. This combined light beam is applied to a plano-convex lens 25
And is incident on a beam splitter 27 integrally attached to the exit surface. The combined light beam incident on the beam splitter 27 is split into light beams LA and LB having substantially the same light intensity at the joint surface.
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。The light beam LA reflected from the bonding surface is used to obtain a focus control signal. The transmitted light beam is used to obtain a tracking control signal and an information reproduction signal.
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。The light beam reflected by the beam splitter 27 will be described in further detail.The reproducing light beam Lr and the recording light beam Lw included in the light beam LA reflected by the joint surface of the beam splitter 27 gradually include the beam. At the same time as the cross section is reduced, their central axes lr, lw expand with each other. Thus, the combined light beam LA is gradually separated into individual reproduction light beams Lr and recording light beams Lw as the constituent light beams Lr and Lw are focused. A knife edge 29 is disposed on an optical path approximately half of the center axis lr of the reproduction light beam Lr as a boundary, thereby blocking approximately half the optical path of the light beam. Therefore, only the reproducing light beam Lr that is not shielded by the knife edge 29 is gradually focused and condensed on the photodetector 20 disposed on the optical path. At this time, the photodetector 20 is set in advance so that the beam spot of the light beam irradiated on the detection area is minimized at the time of focusing, and at the same time, the size thereof is a surface including the detector surface. Are set in accordance with the distance between the central axis of the reproducing light beam Lr and the central axis of the recording light beam Lw. The light beam irradiated on the photodetector 20 is converted into an electric signal in each of the light detection areas and processed by a predetermined method. That is, a focusing error signal, that is, a signal corresponding to the amount of defocus is generated by detecting a change in the position of the beam spot irradiated on the photodetector 20, and the voice coil motor 50 is driven in accordance with the tracking error signal. An electric current is supplied to drive the objective lens 14 in the direction of its optical axis, so that the light beam is kept in focus. Note that the other recording light beam Lw is, for example, a photodetector 20 in a state where a part thereof is shielded by a knife edge 29.
Transmitted without being irradiated on the top.
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。On the other hand, the combined light beam transmitted through the beam splitter 27
To explain LB in detail, the transmitted synthetic light beam
As with the reflected light beam LA, the center axes lr and lw of the LB expand with each other as the beam cross sections of the reproducing light beam Lr and the recording light beam Lw gradually become smaller. Therefore, the combined light beam LA becomes individual reproduction light beam Lr and recording light beam Lw as the constituent light beams Lr and Lw are respectively focused.
Is gradually separated. A light detector 45 for detecting a tracking guide signal for maintaining the light beam on a predetermined track on the optical disk and an information reproduction signal is provided on the optical path of the separated light beam for reproduction. The photodetector 45 is set in advance so that the detection area is irradiated with a circular beam spot having a predetermined area, and at the same time, the size of the detection area is determined by the reproduction on the surface including the detector surface. The distance is set according to the distance between the central axis lr of the recording light beam Lr and the central axis lw of the recording light beam Lw. In other words, the photodetector 45 is set so that its size is within a range where only the reproduction light beam is irradiated, that is, within a range where the recording light beam is not irradiated, and at the same time, its position in the optical axis direction is It is set within a range where accurate tracking control is possible using the beam spot of the reproduction light beam irradiated on the photodetector.
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。The light beam converted to an electric signal by the tracking photodetector 45 is processed by a predetermined method, and a driving circuit 44 generates a tracking error signal. An electric current is supplied to the voice coil motor 50 in response to the generated tracking error signal, and the objective lens 14 is moved in a plane perpendicular to the optical axis, whereby a predetermined track is tracked by the light beam. Furthermore, the signals detected in all the detection areas on the photodetector 45 are added by the signal processing circuit 43 and used as an information reproduction signal.
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。The other separated recording light beam Lw passes through the focused photodetector 45 without being irradiated.
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。FIGS. 2 and 3 show the structures of the photodetector 20 for focus control and the photodetector 45 for tracking control provided in the multi-beam optical head of the optical information processing apparatus of the present invention.
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。2A to 2C show changes in the beam spot shape on the photodetector 20 during focusing and when not focused.
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。The focus control photodetector 20 is disposed on the optical path of the reproduction light beam Lr of the light beam LA reflected by the beam splitter 27, and serves as a vertical (X-direction) dividing line as a light non-detection area. It comprises two light detection areas 20A and 20B formed on both sides of the light detection area 22. When the objective lens 14 is in focus with respect to the optical disc 16, the minimum beam spot Sr is irradiated on the light non-detection area 22 of the photodetector.
In other words, assuming that the output of the light detection area 20A is the output of 20B, the position of the dividing line 22 as the non-detection area is the focusing error signal (FE signal) at the time of focusing.
Is equal to zero, ie, FE = {− {=
It is set to a position that satisfies the condition of 0.
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。On the other hand, for example, when the objective lens 14 moves away from the in-focus position with respect to the optical disc, the light beam reflected by the optical disc is focused slightly more than at the time of focusing. Therefore, the focal point of the light beam Lr that is partially irradiated by the knife edge 29 and irradiated onto the photodetector is moved forward of the detector. Therefore, a beam spot as shown in FIG. 2C is formed on the photodetector 20. That is, the light detection area 20B
On the upper side, the linear portion is in contact with the non-detection region 22, and a half-moon-shaped beam spot having a diameter larger than that at the time of focusing is formed. At this time, the focusing error signal is FE = {−} <0.
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。Conversely, when the objective lens 14 is closer to the optical disc than the in-focus position, the light beam reflected by the optical disc is diverged slightly more than at the time of focusing. Therefore knife edge
The condensing point of the light beam Lr, which is partially illuminated at 29 and illuminates the photodetector, is moved rearward of the detector. Therefore, a beam spot as shown in FIG. 2A is formed on the photodetector 20. That is, on the light detection area 20A, the linear portion contacts the non-detection area 22, and a half-moon-shaped beam spot having a diameter larger than that at the time of focusing is formed. At this time, the focusing error signal FE = E − {> 0.
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fO、レンズ25
の焦点距離をfD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=(fD/fO)×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。The size of the photodetector thus configured is set based on the conditions described below. That is, the reproduction light beam Lr and the recording light beam formed on the same track
The interval between each beam spot of Lw is d1, the focal length of the objective lens 14 for irradiating the optical beam on the optical disk is f O
When the focal length of the between f D, on the detection area and the same plane of the optical detector 20, the interval d3 of the focal point of the recording light beam Lw and the converging point of the reproducing light beam Lr is, d3 = (F D / f O ) × d 1 = md 1. (Note that m indicates the magnification of the optical system.) Therefore, in order to irradiate only the reproduction signal onto the photodetector on the photodetector, the end extending in the vertical direction of the photodetector, that is, the recording light beam The following relationship must always be established between the distance d2 between the end of the photodetector on the side approaching the virtual focusing point and the focusing point of the reproduction light beam.
d3>d2 … 式,から d2<(fD/fO)×d1=md1 … の関係がある。d3> d2 ... formula, from d2 <(f D / f O ) × d1 = md1 ... a relationship of.
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。As shown in this equation, the distance between the end of the photodetector on the side approaching the virtual focal point and the virtual focal point of the recording light beam
d2 is roughly set to satisfy d2 <md1. By arranging a photodetector that satisfies these conditions, that is, d2 <md1, crosstalk between the recording light beam and the reproducing light beam is prevented, and efficient reading or reproducing of information is performed.
より詳細に光検出器の大きさについて説明する。 The size of the photodetector will be described in more detail.
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。In the embodiment of the present invention, a knife edge method is used as a method for obtaining a focus control signal. The knife edge method can reduce the size of the beam spot formed on the photodetector at the time of focusing as compared with a focus control method such as the astigmatism method. It will be easier. That is, when focus control is performed by using the conventionally used astigmatism method, a beam spot having a beam diameter of 50 μm or more must be formed on the photodetector at the time of focusing. Accordingly, the central axes lr, lw of the recording and reproducing light beams are mutually shifted on a plane where the photodetector is to be arranged in order to avoid crosstalk.
must be separated by at least μm.
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。On the other hand, in the focus detection method such as the knife edge method used in the present invention, since the photodetector is arranged on the focal point of the lens 25, the beam of the light beam irradiated on the photodetector is used. The spot diameter is set to a minimum value determined by the numerical aperture NA and magnification m of the optical system to be used and the wavelength λ of the light source.
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/NAOとなる。That is, when the numerical aperture of the lens system with respect to the recording medium side is NA 0 , the beam spot diameter W1 on the recording medium
Is W1 ≒ λ / NA O.
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NADは、NAD=NAO/mとなる。When the magnification of the lens system is m, the numerical aperture NA D of the lens system relative to the optical detector side, the NA D = NA O / m.
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/NAD=mλ/NAOとなる。At this time, the beam spot diameter W2 of the light beam irradiated on the photodetector is W2 = λ / NA D = mλ / NA O.
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、NAO=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/NAO≒10
μmとなる。In practical optical systems, the numerical aperture N is generally
A: 0.4 to 0.6, λ: 600 to 900 nm, and m: 2 to 10. For example, when NA O = 0.5, λ = 830 nm, and m = 7, the beam spot diameter W2 on the photodetector is W2 = Mλ / NA O ≒ 10
μm.
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。When the photodetector is arranged at the image point of the light beam as described above, the size of the beam spot is formed very small. Therefore, the recording and reproducing light beams separated at minute intervals can be easily separated and detected.
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。On the other hand, FIGS. 3A to 3C show beam spots on the photodetector at the time of non-matching track and at the time of matching track. The tracking control photodetector 45 is disposed on the optical path of the reproduction light beam Lr of the light beam LB transmitted through the beam splitter, and serves as a horizontal (Y direction) dividing line 48 as a light non-detection area. And two light detection areas 45A and 45B provided on both sides of the light detection area. When the objective lens 14 is accurately formed on the track that defines the recording area of the optical disk, that is, in the combined track state, the light non-detection area 48 is formed on the photodetector 45 as shown in FIG. 3B. A substantially circular beam spot Sr having a predetermined beam diameter is formed at the center, and at the same time, a band-shaped shadow portion generated by diffraction at the track is formed around the non-detection region 48. In other words, assuming that the output of the light detection area 45A is the output of the light detection area 45B,
The position 8 is a position where the tracking error signal (T · E) becomes equal to zero at the time of tracking, that is, T · E
= {−} = 0.
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。On the other hand, for example, when the objective lens 14 moves away from the combined track position with respect to the optical disk, a circular beam spot is formed on the photodetector as shown in FIG. 3A or 3C. In other words, the band-shaped dark portion diffracted by the track appears asymmetrically with respect to the division line 48 as the non-detection region. At this time, the tracking error signal is T · E <
0 or T · E> 0.
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。The setting position of the photodetector 45 configured as described above is set based on the conditions described below. That is, to obtain the tracking control signal described above, the photodetector 45
Is set in the optical axis direction such that the beam spot diameter of the irradiated light beam is formed within a specific range. In other words, the photodetector 45 is a light beam for reproduction.
The size is set so that only Lr is irradiated.
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fO、レ
ンズ25の焦点距離をfD、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fD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≒(fD/fO)×d1=md1 … であらわせる。More specifically, the position of the photodetector in the optical axis direction is set based on the conditions described below. That is, the interval between each beam spot of the reproduction light beam Lr and the recording light beam Lw formed on the same track is d1, the focal length of the objective lens for irradiating the optical beam on the optical disk is f O , and the focal length of the lens 25 F D , the detection surface of the photodetector 45 and the lens 25
The distance along the optical axis between the image point and Z of the distance Z is a negligibly small with respect to the focal length f D, on the detection area and the same plane of the optical detector 20, the recording light beam
Distance d3 between Lw the focal point and the focal point of the reproducing light beam Lr is, d3 ≒ (f D / f O) × d1 = md1 ... in expressed.
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/fD×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<(fD)2/fO×(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=2fO・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。On the other hand, the beam diameter W which is formed on the detection area of the photodetector 45 at this time, when the diameter of the light beam incident on the lens 25 and phi, represented by W = Z / f D × φ . In the formulas and formulas, d3> W must be satisfied in order to irradiate only the reproducing light beam onto the detection area of the photodetector 45. That is, when the above equation is substituted into the equation, the distance Z in the optical axis direction between the detection surface of the photodetector 45 and the image point of the lens 6 becomes Z <(f D ) 2 / f O × ( d1 / φ)… must be installed within the range that satisfies. When substituting the relationship of φ = 2f O · NA in the equation, the equation is generally rewritten as Z <(m 2 d1) / (2 · NA). (Note that m is the magnification of the optical system with reference to the recording medium side, and NA is the numerical aperture of the objective lens.) When the photodetector 45 is set within the range described in the expression, it is used for reproduction and recording. The light beam is irradiated on the photodetector 45 in a separated state. Therefore, crosstalk between the reproducing and recording light beams Lr and Lw is prevented, and an accurate tracking control signal is detected. FIG. 4 shows a circuit for processing all signals detected by the focus control detector 20 and tracking control photodetector 45 configured as described above. As shown in FIG. 4, the signal detected by the tracking control photodetector is used as a servo signal for tracking control, while being used as a reproduction signal of information formed on an information recording medium. Is done.
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。In FIG. 4, the output of the light detection area 20A is an amplifier circuit 31A.
Supplied to The output of the light detection area 20B is supplied to the amplifier circuit 31B. Output signals from the amplifier circuits 31A and 31B are used to supply a focusing control signal to the voice coil. That is, the output of the amplifier circuit 31A is supplied to the inverting input terminal of the differential amplifier 41, and the output of the amplifier circuit 31B is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 41. In the differential amplifier 41, the detection signal of the light detection area 20A and the light detection area 2
The result of addition of the 0B detection signal is compared, and an output according to the difference signal, that is, a focus control signal is supplied to the drive circuit 44. In response to the focus shift detection signal supplied to the drive circuit 44, current is fed back to a coil (not shown) that drives the objective lens 14 in the optical axis direction. The objective lens 14 is driven in the optical axis direction according to the fed back current, and the defocus is corrected.
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。On the other hand, the output of the light detection area 45A is supplied to the amplifier circuit 31C. The output of the light detection area 45B is supplied to the amplifier circuit 31D.
The output of the amplifier circuit 31C and the output of the amplifier circuit 31D are used to supply a tracking control signal to the voice coil. That is, the output of the amplifier circuit 31C is supplied to the inverting input terminal of the differential amplifier 42, and the output of the amplifier circuit 31D is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 42. Differential amplifier 42
In the above, the detection output of the light detection area 45A and the light detection area 4
5B is compared with the detected output, and the output corresponding to the difference, that is,
The tracking shift detection signal is supplied to the drive circuit 44.
In response to a tracking control signal supplied to the drive circuit 44, a current (not shown) is fed back to a coil that drives the objective lens 14 in a plane perpendicular to the optical axis. Thereby, the objective lens 14 is driven in a direction perpendicular to the optical axis, and the tracking deviation is corrected.
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。Further, outputs of the amplifier circuits 31C to 31D, that is, all output signals of the photodetector 45 are processed by the signal processing circuit 43 and used for reproducing information.
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。In the above-described focus control photodetector according to one embodiment of the present invention, a detection method using a knife edge is described. However, other methods of focus detection may be used. When using other detection methods, the crosstalk between the two light beams is reduced by arranging the photodetector at the image point of the light beam and setting its size to a specific value.
A stable focus control signal can be obtained.
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。In the present invention, the two light beams emitted from the light source member 10 are set so that they are irradiated on the same track of the information recording medium, and the reproducing operation is performed immediately after the recording operation. However, for example, a light beam may be irradiated so as to record or reproduce information on two parallel tracks at the same time. Further, it may be used to continuously erase and record information.
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。Furthermore, in the present invention, the light beam Lr for reproduction is
, The photodetectors 20 and 45 are provided. However, in principle, a photodetector may be provided for another recording light beam Lw. Furthermore, the shape of the photodetector may be changed as long as a similar effect is obtained.
(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。(Effect of the Invention) As described above, the optical information processing apparatus of the present invention
A light source that selectively emits first and second light beams;
The first and second light beams of the light source are movable at a predetermined distance d1 while being movable along the optical axis and in a focus state.
Focusing means for focusing on a recording medium as first and second beam spots which are separated only by a minimum beam spot, respectively, and first and second beam spots on the recording medium.
Separating means for spatially separating and converging the first and second reflected light beams from which the respective light beams are reflected from the second reflected light beam, and separating means for separating the first and second reflected light beams from each other. Detecting the first reflected light beam and generating a detection signal, wherein, when the focusing means is in a focus state, the focus position where the beam spot of the first reflected light beam is formed Detecting means provided with an outer edge at a distance of d2 from the second reflected light beam when a beam spot of the second reflected light beam is formed at a magnification of m times at a distance indicated by d3; Responding means for moving the position of the light condensing means along the optical axis direction in association with the detection signal from the detecting means and relating the light condensing means to the recording medium, wherein the detecting means is represented by d3 <d2, d2 <md1 Having a light-receiving surface that satisfies the formula Therefore, it is possible to prevent a component generated from crosstalk due to the second light beam from being mixed into an output signal obtained by photoelectrically converting the first light beam by the detection means.
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。Further, according to the optical information processing apparatus described above, it is possible to prevent a laser beam that is not necessary for focus control for a reproduction laser beam for reproducing information recorded on an optical disc from being mixed into a reproduction signal due to crosstalk. The cost is increased only by optimally setting the size of the photodetector that generates the focus error signal used for the focus control for information reproduction without adding a special device or signal processing circuit for the information. The noise component in the reproduction signal can be reduced without the need.
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。Further, the focus shift amount of the objective lens can be accurately detected, and the focus state of the objective lens is accurately controlled.
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。Therefore, by optimally setting the size of the outer edge of the photodetector, an information processing apparatus capable of performing stable information reproduction without increasing the component cost is provided.
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。FIG. 1 is a front view of a multi-beam optical head provided in an optical information processing apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C.
FIG. 3 is a front view of a photodetector provided in the optical information processing apparatus of FIG. 1 showing a change of a beam spot in a focused state and a non-focused state of the light beam. FIGS. FIG. 4 is a front view of a photodetector provided in the optical information processing apparatus shown in FIG. 1 showing a change in a beam spot in a track state and a non-track state, and FIG. 4 is a photodetector described in FIGS. And FIG. 5 is a perspective view of a conventional optical information processing apparatus having a multi-beam optical head. 10… Light source member, 10A …… Laser diode array, 12
…… Collimator lens, 14… Objective lens, 16 …… Optical disk, 16A …… Track, 18 …… Beam splitter, 2
0: Focus control photodetector, 20A, 20B ... Light detection area, 2
2 ... Light non-detection area (dividing line), 25 ... Plano-convex lens, 27
…… Beam splitter, 29 …… Knife edge, 31A ~ 31D
…… Amplifier circuits, 41,42 …… Differential amplifiers, 43 …… Signal processing circuits, 44 …… Drive circuits, 45… Tracking photodetectors, 45A, 45B …… Light detection areas, 48… Light Non-detection area (dividing line), Lr: light beam for reproduction, Lw: beam for recording,
lr: central axis of the reproducing light beam, lw: central axis of the recording light beam.
Claims (1)
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。A light source for selectively emitting first and second light beams; said light source being movable along an optical axis, said first and second lights of said light source being in a focused state. The beams are separated by a predetermined distance d1 as first and second beam spots respectively focused on the minimum beam spot,
Condensing means for condensing light on a recording medium; and converting the first and second reflected light beams, each of which reflects the first and second light beams on the recording medium, into the second reflected light beam Separating means for spatially separating and converging the first reflected light beam from, and detecting the first reflected light beam separated by the separating means to generate a detection signal, When the focusing means is in a focus state, the first reflected light beam is focused on a focal position where a beam spot is formed.
When a beam spot of the second reflected light beam is formed at a magnification of m times at a distance indicated by d3, a detecting means provided with an outer edge at a distance of d2 from the second reflected light beam; Responding means for moving the position of the light condensing means along the optical axis direction in accordance with the detection signal from the detection means and relating the light condensing means to the recording medium, wherein the detection means comprises: d3 < An optical information processing device having a light receiving surface having a size that satisfies an expression represented by d2, d2 <md1.
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