JP2733519B2 - Focus control method and device - Google Patents

Focus control method and device

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JP2733519B2
JP2733519B2 JP11409389A JP11409389A JP2733519B2 JP 2733519 B2 JP2733519 B2 JP 2733519B2 JP 11409389 A JP11409389 A JP 11409389A JP 11409389 A JP11409389 A JP 11409389A JP 2733519 B2 JP2733519 B2 JP 2733519B2
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一敏 西村
節子 村田
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数のビームから成るビーム列を1個の対
物レンズで記憶媒体上に集光し、前記の各ビームを用い
て並列的に情報の記録再生を行うマルチビーム光ヘッド
に関し、特に対物レンズの記憶媒体面からの距離を調整
する焦点制御方法およびその装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention focuses a beam train composed of a plurality of beams on a storage medium with a single objective lens, and uses each of the beams in parallel. The present invention relates to a multi-beam optical head for recording and reproducing information, and more particularly, to a focus control method and a device for adjusting a distance of an objective lens from a storage medium surface.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は、マルチビーム光ヘッド1の従来の焦点制御
方法を適用した焦点制御装置の一例を示すブロック図で
ある。この焦点制御装置20はビーム分離光学系3と焦点
誤差検出装置21と差動増幅器6によって構成され、光ヘ
ッド1の対物レンズ14に入射するマルチビームの焦点
の、記憶媒体8の面2からの距離を制御する。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a focus control device to which a conventional focus control method of the multi-beam optical head 1 is applied. The focus control device 20 is composed of a beam separation optical system 3, a focus error detection device 21, and a differential amplifier 6. The focus of the multi-beam incident on the objective lens 14 of the optical head 1 from the surface 2 of the storage medium 8. Control the distance.

光ヘッド1は、3ビーム半導体レーザ11,コリメート
レンズ12,ビーム分割器13,対物レンズ14によって構成さ
れ、ビーム分離光学系3は集光レンズ15,円筒レンズ16
によって構成され、焦点誤差検出装置21は4分割光検出
器17,加算器181,182によって構成されている。
The optical head 1 includes a three-beam semiconductor laser 11, a collimator lens 12, a beam splitter 13, and an objective lens 14. The beam separation optical system 3 includes a condenser lens 15, a cylindrical lens 16,
The focus error detecting device 21 includes a four-divided photodetector 17 and adders 18 1 and 18 2 .

第2図には焦点制御に関係する部分のみが示されてお
り、データ検出光学系等は省略してある。
FIG. 2 shows only a part related to focus control, and omits a data detection optical system and the like.

3ビーム半導体レーザ11から出射された3本のビーム
は、コリメートレンズ12,ビーム分割器13,対物レンズ14
を通って記憶媒体8の面2上に集光され各々スポットを
結ぶ。記憶媒体8で反射された各ビームは、再び対物レ
ンズ14を通り、ビーム分割器13で直角に反射され焦点誤
差検出装置21に導かれる。焦点誤差検出装置21は、3本
のビーム列の中央のビームのみを用いて焦点誤差を検出
し、対物レンズ14の焦点が記憶媒体8の面2の手前(対
物レンズ14側)にずれた場合に大きくなり、面2の後方
にずれた場合に小さくなる第1の焦点誤差信号を第1の
誤差信号出力端子191に、また手前にずれた場合に小さ
くなり後方にずれた場合に大きくなる第2の焦点誤差信
号を第2の誤差信号出力端子192に出力する。第1の誤
差信号出力端子191と第2の誤差信号出力端子192は各々
差動増幅器6の異なる入力端子に接続され、前記差動増
幅器6の出力端子は対物レンズ14を駆動するための焦点
アクチュエータのコイルに接続されている(焦点アクチ
ュエータおよびコイルは図示せず)。いま、対物レンズ
14の焦点が記憶媒体8の面2の手前にずれると、第1の
誤差信号出力端子191の電圧は大きくなり、第2の誤差
信号出力端子192の電圧は小さくなって、差動増幅器6
の出力端子から焦点アクチュエータのコイルに+の電流
が流れて対物レンズ14が記憶媒体8に近づくように駆動
される。上記と逆の場合には逆の動作となり、対物レン
ズ14の焦点は常に記憶媒体8の面2上に位置するよう制
御される。
The three beams emitted from the three-beam semiconductor laser 11 are collimated by a collimator lens 12, a beam splitter 13, and an objective lens 14.
And condensed on the surface 2 of the storage medium 8 to connect the spots. Each beam reflected by the storage medium 8 passes through the objective lens 14 again, is reflected at a right angle by the beam splitter 13, and is guided to the focus error detecting device 21. The focus error detection device 21 detects a focus error using only the central beam of the three beam trains, and when the focus of the objective lens 14 is shifted toward the front of the surface 2 of the storage medium 8 (to the objective lens 14 side). large becomes larger when the displacement of the first focus error signal becomes smaller when displaced rearward surface 2 to the first error signal output terminals 19 1, also the rearward decreases when displaced forward The second focus error signal is output to a second error signal output terminal 192. First error signal output terminal 19 1 and the second error signal output terminal 19 2 is connected to different input terminals of the differential amplifier 6, the output terminal of the differential amplifier 6 for driving the objective lens 14 It is connected to the coil of the focus actuator (the focus actuator and the coil are not shown). Now, objective lens
When 14 focus of shifts in front of the surface 2 of the storage medium 8, a first error signal output terminal 19 1 of the voltage increases, the second error signal output terminals 19 and second voltage smaller, the differential amplifier 6
A positive current flows from the output terminal to the coil of the focus actuator, and the objective lens 14 is driven to approach the storage medium 8. In the opposite case, the operation is reversed, and the focal point of the objective lens 14 is controlled so as to always be located on the surface 2 of the storage medium 8.

焦点誤差の検出には、非点収差法,臨界角法,ナイフ
エッジ法,フーコー法等、シングルビーム光ヘッドで用
いられていた従来の方法が用いられている。第2図の場
合は、一例として非点収差法の場合を示してある。3本
のビームは、集光レンズ15,円筒レンズ16で成るビーム
分離光学系3によって光路が分離され、各々スポットを
結ぶ。中央ビームのスポット部に4分割光検出器17を図
示のように配置する(厳密には光軸に対して4分割光検
出器の面を垂直に配置する)。4分割光検出器17の面上
のスポットは、円筒レンズ16で収差を与えてあるので、
対物レンズ14の焦点が記憶媒体8の面2上にある場合は
円形に、手前または後方にある場合はそれぞれ図面上で
縦に長いだ円または横に長いだ円となる。4分割光検出
器17の図面上での縦方向の2素子を加算器181と、横方
向の2素子を加算器182と接続し、加算器181の出力を第
1の誤差信号出力端子191に、加算器182の出力を第2の
誤差信号出力端子192に接続している。
Conventional methods used in single-beam optical heads, such as an astigmatism method, a critical angle method, a knife edge method, and a Foucault method, are used for detecting a focus error. FIG. 2 shows the case of the astigmatism method as an example. The light paths of the three beams are separated by a beam separation optical system 3 including a condenser lens 15 and a cylindrical lens 16 and connect the spots. The quadrant photodetector 17 is arranged at the spot of the center beam as shown (strictly speaking, the plane of the quadrant photodetector is arranged perpendicular to the optical axis). Since the spot on the surface of the quadrant photodetector 17 is given an aberration by the cylindrical lens 16,
When the focal point of the objective lens 14 is on the surface 2 of the storage medium 8, the objective lens 14 has a circular shape. The two elements in the vertical direction on the drawing of the four-split photodetector 17 are connected to the adder 18 1 and the two elements in the horizontal direction are connected to the adder 18 2, and the output of the adder 18 1 is output as the first error signal output. the terminal 19 1, connects the output of the adder 18 2 to 2 second error signal output terminal 19.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

前述した従来の焦点制御方法はビーム列の中央の1つ
のビームを用いていたので、該ビームに関しては記憶媒
体面上に焦点が合致するものの、他のビームに関しては
対物レンズの像面わん曲収差のために焦点が記憶媒体面
の手前に位置し、記憶媒体面上のスポットが大きくな
り、その結果、端のビームになるほど記録再生信号の品
質が低下し、記録再生に使用できるビーム数が少なく制
約されるという欠点があった。
Since the above-mentioned conventional focus control method uses one beam at the center of the beam train, the focus of the beam coincides with the surface of the storage medium, but the curvature of field of the objective lens for the other beams is different. Therefore, the focal point is located before the surface of the storage medium, and the spot on the surface of the storage medium becomes large. As a result, the quality of the recording / reproducing signal decreases as the beam becomes closer to the end, and the number of beams that can be used for recording / reproduction is reduced. There was a disadvantage of being restricted.

本発明の目的は、前記従来の欠点を解決し、マルチビ
ーム光ヘッドの記録再生信号の品質を向上させ、記録再
生に使用できるビーム数を増加させることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional disadvantages, improve the quality of a recording / reproducing signal of a multi-beam optical head, and increase the number of beams that can be used for recording / reproducing.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の焦点制御方法は、 複数のビームから成るビーム列を1個の対物レンズで
記憶媒体上に集光し、各ビームを用いて並列的に情報の
記録再生を行うマルチビーム光ヘッドの対物レンズの記
憶媒体からの距離を調整する焦点制御方法であって、 前記光ヘッドから出射されるマルチビームの個々のビ
ームの光路を分離し、 任意に選択された第1,第2,…第Nのビームの、対物レ
ンズによる焦点の位置が前記記憶媒体の反射面を基準面
として第1の側から第2の側へ向う向きにずれるのにし
たがって小さくなる第1の焦点誤差信号と、前記焦点の
位置が第1の側から第2の側へ向う向きにずれるのにし
たがって大きくなる第2の焦点誤差信号を第1,第2,…第
Nのビーム毎に生成し、 前記第1の焦点誤差信号,第2の焦点誤差信号のそれ
ぞれを、第1,第2,…第Nのビームのすべてについて加算
してそれぞれ第1,第2の加算誤差信号を生成し、 前記第1,第2の加算誤差信号の差を生成し、 前記差が設定値に等しくなるように、対物レンズの記
憶媒体からの距離を調整する。
According to the focus control method of the present invention, a beam train composed of a plurality of beams is condensed on a storage medium by a single objective lens, and an objective of a multi-beam optical head that records and reproduces information in parallel using each beam is provided. A focus control method for adjusting a distance of a lens from a storage medium, comprising separating an optical path of each of multiple beams emitted from the optical head, and selecting an arbitrarily selected first, second,... A first focus error signal that decreases as the position of the focal point of the beam from the objective lens shifts from the first side to the second side with respect to the reflecting surface of the storage medium as a reference plane, and .. Are generated for each of the first, second,..., N-th beams, as the position of the first focus shifts from the first side to the second side. Each of the error signal and the second focus error signal , The second,..., The N-th beam are added to generate first and second addition error signals, respectively, and the difference between the first and second addition error signals is generated. The distance of the objective lens from the storage medium is adjusted to be equal to

本発明の焦点制御装置は、 複数のビームから成るビーム列を1個の対物レンズで
記憶媒体上に集光し、各ビームを用いて並列的に情報の
記録再生を行うマルチビーム光ヘッドの対物レンズの記
憶媒体からの距離を調整する焦点制御装置であって、 前記光ヘッドから出射されるマルチビームの個々のビ
ームの光路を分離するビーム分離光学系と、 任意に選択された第1,第2,…第Nのビームの、対物レ
ンズによる焦点の位置が前記記憶媒体の反射面を基準面
として第1の側から第2の側へ向う向きにずれるのにし
たがって小さくなる第1の焦点誤差信号と、前記焦点の
位置が第1の側から第2の側へ向う向きにずれるのにし
たがって大きくなる第2の焦点誤差信号を第1,第2,…,
第Nのビーム毎に生成するそれぞれ第1,第2,…,第Nの
焦点誤差検出装置と、 それぞれの焦点誤差検出装置が生成した第1の焦点誤
差信号と第2の焦点誤差信号の各々を、第1,第2,…第N
の焦点誤差検出装置について加算して第1,第2の加算誤
差信号を生成するそれぞれ第1,第2の加算器と、 前記第1,第2の加算誤差信号の差を生成する減算器
と、 前記差が設定値に等しくなるように、対物レンズの記
憶媒体からの距離を調整する調節器を有する。
A focus control apparatus according to the present invention is directed to a multi-beam optical head that focuses a beam train composed of a plurality of beams on a storage medium with a single objective lens, and records and reproduces information in parallel using each beam. A focus control device for adjusting a distance of a lens from a storage medium, comprising: a beam separation optical system configured to separate optical paths of individual beams of a multi-beam emitted from the optical head; 2, a first focus error that decreases as the position of the focal point of the N-th beam by the objective lens shifts from the first side to the second side with the reflecting surface of the storage medium as a reference plane. And a second focus error signal that increases as the position of the focal point shifts from the first side to the second side.
Each of the first, second,..., Nth focus error detection devices generated for each Nth beam, and the first focus error signal and the second focus error signal generated by each focus error detection device To the first, second, ... Nth
A first and a second adder for adding first and second addition error signals by adding the first and second addition error signals, and a subtractor for generating a difference between the first and second addition error signals. An adjuster for adjusting the distance of the objective lens from the storage medium such that the difference is equal to a set value.

〔作用〕[Action]

本発明の焦点制御方法において、第k(k=1,2,…
N)ビームが対物レンズに入射したとき、記録媒体の面
(以下、反射面と記す)を基準面とする、第kビームの
焦点Fkの位置に対応する第1,第2の焦点誤差信号をそれ
ぞれAk,Bkとし、焦点Fkが反射面上にあるとき、第1,第
2の焦点誤差信号を▲A0 k▼,▲B0 k▼(それぞれ定
数)とする。
In the focus control method of the present invention, the k-th (k = 1, 2,...)
When N) beam is incident on the objective lens, the surface of the recording medium (hereinafter, referred to as a reflecting surface) as a reference plane, the first, second focus error signal corresponding to the position of the focal point F k of the k-beam each a k, and B k, when the focal point F k is on the reflecting surface, the first, the second focus error signal ▲ a 0 k ▼, ▲ B 0 k ▼ and (constant, respectively).

いま、焦点Fkが第1の例(例えば、基準面に対して対
物レンズの側)にある場合には、 逆に、焦点Fkが第2の側にある場合には Ak−Bk<Ck (4) したがって、第1,第2の焦点誤差信号の差Ak−BkをCk
と比較すれば、焦点Fkが反射面に対してどのような位置
にあるかを知ることができる。また、第1,第2の加算誤
差信号S1,S2はそれぞれ次のようになる。
Now, when the focus Fk is in the first example (for example, on the side of the objective lens with respect to the reference plane), Conversely, when the focus Fk is on the second side, A k −B k <C k (4) Therefore, the difference A k −B k between the first and second focus error signals is represented by C k
By comparing with, the position of the focal point Fk with respect to the reflection surface can be known. Further, the first and second addition error signals S 1 and S 2 are as follows, respectively.

したがって、もし第1〜第Nビームの焦点Fk(k=1,
2,…N)がすべて第1の側にある場合には、第1,第2の
加算信号の差ΔSは、式(3)から になる。(以下において と記す。) また、もしすべての焦点Fk(k=1,2,…,N)が第2の
側にある場合には、式(4)から、 ΔS<ΣCk (7) になる。したがって、 ΔS=ΣCk (8) になるように対物レンズの位置を調節すると、N個の焦
点Fk(k=1〜N)は反射面の両側に分布する。このこ
とを逆にいえば、N個の焦点Fk(k=1〜N)のほぼ平
均位置に反射面が位置することになる。Ak,Bkは光学系
の光学定数や電気回路の回路定数によって反射面に対す
る焦点Fkの位置の関数として表現される。したがって、
対物レンズを、N個の焦点の平均位置に正確に位置決め
することができる。
Therefore, if the focal points F k (k = 1,
2,... N) are all on the first side, the difference ΔS between the first and second addition signals is become. (In the following It is written. If all the focal points F k (k = 1, 2,..., N) are on the second side, then from equation (4), ΔS <ΣC k (7). Therefore, when the position of the objective lens is adjusted so that ΔS = ΣC k (8), N focal points F k (k = 1 to N) are distributed on both sides of the reflection surface. Conversely, the reflection surface is located at an approximately average position of the N focal points F k (k = 1 to N). A k and B k are expressed as functions of the position of the focal point F k with respect to the reflecting surface by the optical constants of the optical system and the circuit constants of the electric circuit. Therefore,
The objective lens can be accurately positioned at the average position of the N focal points.

また、すべてのビームk=1〜Nについて、▲A0 k
=▲B0 k▼になるように装置の調整をしておくと、ΣCk
=0になる。したがってこの場合には、式(8)から ΔS=0 (9) すなわち ΣAk=ΣBk (10) になるように対物レンズの位置を調節する。
Also, for all beams k = 1 to N, AA 0 k
= BB 0 k ▼ If the device is adjusted so that ΣC k
= 0. Therefore, in this case, the position of the objective lens is adjusted so that ΔS = 0 (9), that is, ΣA k = ΣB k (10) from equation (8).

次に、本発明の焦点制御装置は、上記焦点制御方法を
適用した装置である。
Next, a focus control device of the present invention is a device to which the above-described focus control method is applied.

任意に選択されたN個のビームはビーム分離光学系に
よって、光路を分離され、それぞれ第1〜Nの焦点誤差
検出装置に入力される。それぞれの焦点誤差検出装置は
第1,第2の焦点誤差信号Ak,Bk(k=1〜N)を生成す
る。第1,第2の加算器はそれぞれ第1,第2の焦点誤差信
号を第1〜Nのビームのすべてについて総計して第1,第
2の加算誤差信号S1=ΣAk,S2=ΣBkを生成する。減算
器は第1,第2の加算誤差信号S1,S2の差ΔS=S1−S2
生成する。調節器はΔSが設定値ΣCkに等しくなるよう
に対物レンズの位置を調節する。
The optical paths of the arbitrarily selected N beams are separated by a beam separation optical system and input to the first to Nth focus error detection devices. Each of the focus error detection devices generates first and second focus error signals A k and B k (k = 1 to N). The first and second adders sum the first and second focus error signals for all of the first to Nth beams, respectively, to obtain the first and second adder error signals S 1 = ΣA k , S 2 = Generate ΣB k . The subtractor generates a difference ΔS = S 1 −S 2 between the first and second addition error signals S 1 and S 2 . The adjuster adjusts the position of the objective lens so that ΔS becomes equal to the set value ΣC k .

このようにして、各ビームの焦点の平均位置に反射面
があるように、対物レンズを位置決めすることができ
る。
In this way, the objective lens can be positioned such that the reflection surface is located at the average position of the focal point of each beam.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の焦点制御方法とその装置の一実施例
のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a focus control method and apparatus according to the present invention.

本実施例においては、第2図の装置と同様に3ビーム
光ヘッド1が用いられ、記憶媒体8で反射され、再び対
物レンズ14を通ったビームはビーム分割器13で直角に反
射されて焦点制御装置10に入射される。また、本実施例
においては、3つのビームのうち、中央のビーム(以
下、中央ビームと記す)と両端のビームの一方(以下、
端ビームと記す)とを選択して対物レンズ14の焦点制御
に用いる。
In this embodiment, a three-beam optical head 1 is used in the same manner as the apparatus shown in FIG. 2, and the beam reflected by the storage medium 8 and again passed through the objective lens 14 is reflected at a right angle by the beam splitter 13 to be focused. The light enters the control device 10. In the present embodiment, of the three beams, one of the central beam (hereinafter, referred to as a central beam) and one of the beams at both ends (hereinafter, referred to as a central beam).
(Referred to as an end beam) is used for focus control of the objective lens 14.

本実施例の焦点制御装置は、ビーム分離光学系3,焦点
誤差検出装置41,42,加算器51,52,差動増幅器(減算器)
6,調節器7によって構成されている。ビーム分離光学系
3は入射ビームを構成する3ビームの光路を分離し収束
させる。焦点誤差検出装置41は中央ビームを受光し、第
1,第2の焦点誤差信号A1,B1(以下、焦点誤差信号A1,B1
と記す)を生成する。焦点誤差検出装置42は端ビームを
受光し、第1,第2の焦点誤差信号A2,B2(以下、焦点誤
差信号A2,B2と記す)を生成する。焦点誤差信号A1,A2
いずれも、対物レンズ14に入射した中央ビームおよび端
ビームの焦点が、反射面2を基準面として対物レンズ14
の側(上側)から反対側(下側)に向って移動するにし
たがって小さくなる信号である。焦点誤差信号B1,B2
いずれも、対物レンズ14に入射した中央ビームおよび端
ビームの焦点が第1図の上から下に移動するにしたがっ
て大きくなる信号である。また、本実施例では、中央ビ
ーム,端ビームの焦点が反射面2上にあるとき焦点誤差
検出装置41,42によって生成される第1,第2の焦点誤差
信号▲A0 k▼,▲B0 k▼(k=1,2)が互いに等しくな
るように光学系および電気回路は調整されている。加算
器51,52はそれぞれ焦点誤差信号A1とA2,B1とB2を加算
し、加算誤差信号S1,S2を生成する。差動増幅器(減算
器)6は加算誤差信号の差ΔSを生成する。調節器7は
ΔSが0になるように対物レンズ14を移動させる(式
(9)参照)。
Focus control device of this embodiment, the beam splitting optical system 3, the focus error detection device 4 1, 4 2, the adder 5 1, 5 2, differential amplifier (subtracter)
6, is constituted by a controller 7. The beam separation optical system 3 separates and converges the optical paths of the three beams constituting the incident beam. Focus error detection system 4 1 receives the central beam, the
1, a second focus error signal A 1 , B 1 (hereinafter, focus error signals A 1 , B 1
Is written). The focus error detection system 4 2 receives an end beam, first, second focus error signal A 2, B 2 (hereinafter, referred to as a focus error signal A 2, B 2) to produce a. In both of the focus error signals A 1 and A 2 , the focal points of the center beam and the end beam incident on the objective lens 14
The signal becomes smaller as it moves from the side (upper side) to the opposite side (lower side). Each of the focus error signals B 1 and B 2 is a signal that increases as the focus of the center beam and the end beam incident on the objective lens 14 moves from top to bottom in FIG. In the present embodiment, the first and second focus error signals AA 0 k ,, generated by the focus error detection devices 4 1 and 4 2 when the focus of the center beam and the end beam is on the reflection surface 2. The optical system and the electric circuit are adjusted so that BB 0 k ((k = 1, 2) becomes equal to each other. The adders 5 1 and 5 2 add the focus error signals A 1 and A 2 , and B 1 and B 2 , respectively, to generate addition error signals S 1 and S 2 . The differential amplifier (subtractor) 6 generates a difference ΔS between the addition error signals. The controller 7 moves the objective lens 14 so that ΔS becomes 0 (see equation (9)).

本実施例のビーム分離光学系3は第2図の装置と同様
に集光レンズ15および円筒レンズ16で構成されている。
また、焦点誤差検出装置41,42は第2図の焦点誤差を検
出する電気回路と同様に、それぞれ4分割光検出器401,
402と2つの加算器411,412,421,422で構成されている。
加算器412,422は4分割光検出器401,402の、円筒レンズ
16の母線に平行な対角線上の光検出器に接続されていて
焦点誤差信号B1,B2(第2の焦点誤差信号)を生成し、
加算器411,421は4分割光検出器401,402の、前記対角線
に垂直なもう1つの対角線(第1図で上下方向の対角
線)上の光検出器に接続されていてそれぞれ焦点誤差信
号A1,A2(第1の焦点誤差信号)を生成する。
The beam separation optical system 3 of the present embodiment comprises a condenser lens 15 and a cylindrical lens 16 as in the apparatus shown in FIG.
Similarly to the focus error detection system 4 1, 4 2 electrical circuit for detecting a focus error of the second view, respectively quadrant photodetector 40 1,
Is composed of 40 2 and two adders 41 1, 41 2, 42 1, 42 2.
The adders 41 2 and 42 2 are cylindrical lenses of the quadrant photodetectors 40 1 and 40 2
Connected to photodetectors on a diagonal line parallel to the 16 buses to generate focus error signals B 1 and B 2 (second focus error signals);
The adders 41 1 and 42 1 are connected to the photodetectors on the other diagonal line (the diagonal line in the vertical direction in FIG. 1) of the quadrant photodetectors 40 1 and 40 2 , respectively. The focus error signals A 1 and A 2 (first focus error signals) are generated.

次に本実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

第2図の装置で説明したのと同様に、記憶媒体の反射
面2で反射されたビームのうち、中央ビームは4分割光
検出器401上に、またいずれか一方の端ビームは4分割
光検出器402上に各々スポットを結ぶ。いま、対物レン
ズ14に入射した中央ビームの焦点が記憶媒体の反射面2
上にあると、4分割光検出器401上のスポットは円形に
なり、一方、端ビームの焦点は像面わん曲収差のために
記憶媒体の反射面2より手前(対物レンズ14側)にずれ
ているので、4分割光検出器402上のスポットは図面上
で縦長(円筒レンズ16の母線に垂直な対角線の方向に長
い)のだ円になる。したがって、加算器411および421
電圧(第1の誤差検出信号)の和A1+A2、すなわち加算
器51の出力電圧(第1の加算誤差信号S1)が加算器412
および加算器422の電圧(第2の誤差検出信号)の和B1
+B2、すなわち加算器52の出力電圧(第2の加算誤差信
号S2)よりも大きくなり、差動増幅器6の出力端子から
焦点アクチュエータ(調節器)のコイル(図示せず)に
+の電流が流れ、対物レンズ14が記憶媒体8に近づくよ
うに駆動される。上記と逆に、対物レンズ14に入射する
端ビームの焦点が記憶媒体8の反射面上にあると、4分
割光検出器402上のスポットは円形になり、一方、対物
レンズ14に入射する中央ビームの焦点は像面わん曲収差
のために記憶媒体8の反射面2より後方にずれているの
で、4分割光検出器401上のスポットは図面上で横長の
だ円になる。したがって、加算器51の電圧(第1加算誤
差信号S1)が加算器52の電圧(第2加算誤差信号S2)よ
りも小さくなり、差動増幅器6の出力端子から焦点アク
チュエータ(調節器)のコイルに−の電流が流れ、対物
レンズ14が記憶媒体8から遠ざかるように駆動される。
以上により、記憶媒体8の面からの対物レンズ14の距離
が中央ビームの焦点距離と端ビームの焦点距離の平均値
にほぼ等しくなるように、対物レンズ14が位置づけ制御
される。
In a manner similar to that described in the apparatus of FIG. 2, of the beam reflected by the reflecting surface 2 of the storage medium, the central beam on the quadrant photodetector 40 1, also either end beam 4 divided each a spot on the optical detector 40 2. Now, the focal point of the center beam incident on the objective lens 14 is reflected on the reflection surface 2 of the storage medium.
When the overlying, the spot on the quadrant photodetector 40 1 becomes circular, while in front of the reflecting surface 2 of the storage medium for focus end beam image plane Curved aberration (objective lens 14 side) since the deviation becomes elliptic longitudinal (long perpendicular diagonal directions generatrix of the cylindrical lens 16) in the quadrant photodetector 40 on 2 spots on the drawings. Accordingly, the adder 41 1 and 42 sum A 1 of the first voltage (first error detection signal) + A 2, i.e. adder 5 1 of the output voltage (first addition error signal S 1) adder 41 2
And the adder 42 sums B 1 of 2 voltage (second error detection signal)
+ B 2, i.e. greater than the adder 5 second output voltage (second addition error signal S 2), from the output terminal of the differential amplifier 6 coils focus actuator (controller) (not shown) to the + of A current flows and the objective lens 14 is driven so as to approach the storage medium 8. Opposite to the above-described, the focal end beam incident on the objective lens 14 is on the reflecting surface of the storage medium 8, 4 spots on photodetector 40 2 are rounded, whereas, enters the objective lens 14 since the focus of the central beam is shifted backward from the reflection surface 2 of the storage medium 8 for image plane Curved aberration, 4 spots on photodetector 40 1 becomes horizontally long ellipse in the drawing. Therefore, adder 5 1 voltage (first addition error signal S 1) is smaller than the adder 5 second voltage (second addition error signal S 2), the focus actuator (adjusting the output terminal of the differential amplifier 6 Current flows through the coil of the device, and the objective lens 14 is driven to move away from the storage medium 8.
As described above, the objective lens 14 is positioned and controlled so that the distance of the objective lens 14 from the surface of the storage medium 8 is substantially equal to the average value of the focal length of the center beam and the focal length of the end beam.

第1図の実施例では3ビーム半導体レーザを用いビー
ム数が3本の場合を示したが、光源は半導体レーザに限
定されることはなく、またビーム数も3本に限定される
ものではない。ビーム数が偶数の場合は、中央部の2本
は同等の条件となるので、いずれか1つのビームを中央
ビームとして代表させる。焦点誤差検出には非点収差法
を用いた場合を示したが、その他にも臨界角法,ナイフ
エッジ法,フーコー法等を使用しても同様に焦点位置を
制御することができる。
In the embodiment of FIG. 1, a three-beam semiconductor laser is used and the number of beams is three. However, the light source is not limited to the semiconductor laser, and the number of beams is not limited to three. . When the number of beams is even, the two beams at the center have the same condition, so any one beam is represented as the center beam. Although the case where the astigmatism method is used for focus error detection has been described, the focus position can be similarly controlled by using a critical angle method, a knife edge method, a Foucault method, or the like.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、複数ビーム光ヘッドの
複数ビームから任意に選択された第1,第2,…第Nのビー
ムの焦点の位置が前記記憶媒体の反射面を基準面として
第1の側から第2の側へ向ってずれるのにしたがって小
さくなる第1の焦点誤差信号と、前記焦点の位置が第1
の側から第2の側へ向ってずれるのにしたがって大きく
なる第2の焦点誤差信号を第1,第2,…第Nのビーム毎に
生成し、第1の焦点誤差信号,第2の焦点誤差信号のそ
れぞれを、第1,第2,…第Nのビームのすべてについて加
算し、それぞれの加算結果の差が設定値に等しくなるよ
うに、対物レンズの位置を調整することにより、端部ビ
ームスポットの拡大による記録再生信号の劣化を小さく
抑えることができるとともに、同一対物レンズを用いた
場合に記録再生に使用できるビームの数を増大できる効
果がある。
As described above, according to the present invention, the position of the focal point of the first, second,..., N-th beam arbitrarily selected from the plurality of beams of the plurality of beam optical heads is determined by using the reflection surface of the storage medium as the reference surface. A first focus error signal that decreases as the position shifts from the side to the second side, and the position of the focus is changed to the first position.
.. Are generated for each of the first, second,..., N-th beams, and the first focus error signal and the second focus are increased. By adding each of the error signals for all of the first, second,..., N-th beams, and adjusting the position of the objective lens so that the difference between the respective addition results becomes equal to a set value, Deterioration of the recording / reproducing signal due to the enlargement of the beam spot can be suppressed, and the number of beams usable for recording / reproducing can be increased when the same objective lens is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の焦点制御方法とその装置の一実施例の
ブロック図、第2図はマルチビーム光ヘッドの従来の焦
点制御方法を適用した焦点制御装置の一例を示すブロッ
ク図である。 1……光ヘッド、 2……反射面(記憶媒体8の面)、 3……ビーム分離光学系、 41,42……焦点誤差検出装置、 51,52,411,412,421,422……加算器、 6……差動増幅器(減算器)、 7……調節器、 8……記憶媒体、 10……焦点制御装置、 11……3ビーム半導体レーザ、 12……コリメートレンズ、 13……ビーム分割器、 14……対物レンズ、 15……集光レンズ、 16……円筒レンズ、 401,402……4分割光検出器、 A1,A2……第1の焦点誤差信号、 B1,B2……第2の焦点誤差信号、 S1,S2……加算誤差信号、 ΔS……加算誤差信号S1,S2の差。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a focus control method and apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an example of a focus control apparatus to which a conventional focus control method of a multi-beam optical head is applied. 1 ...... optical head, 2 ...... reflecting surface (the surface of the storage medium 8), 3 ...... beam splitting optical system, 4 1, 4 2 ...... focus error detection system, 5 1, 5 2, 41 1, 41 2 , 42 1 , 42 2 ... adder, 6 ... differential amplifier (subtractor), 7 ... adjuster, 8 ... storage medium, 10 ... focus control device, 11 ... 3 beam semiconductor laser, 12 …… Collimator lens, 13 …… Beam splitter, 14 …… Objective lens, 15 …… Condenser lens, 16 …… Cylindrical lens, 40 1 , 40 2 … 4 split photo detector, A 1 , A 2 … ... First focus error signal, B 1 , B 2 ... Second focus error signal, S 1 , S 2 ... Addition error signal, ΔS... Difference between addition error signals S 1 , S 2 .

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のビームから成るビーム列を1個の対
物レンズで記憶媒体上に集光し、各ビームを用いて並列
的に情報の記録再生を行うマルチビーム光ヘッドの対物
レンズの記憶媒体からの距離を調整する焦点制御方法に
おいて、 前記光ヘッドから出射されるマルチビームの個々のビー
ムの光路を分離し、 任意に選択された第1,第2,…第Nのビームの、対物レン
ズによる焦点の位置が前記記憶媒体の反射面を基準面と
して第1の側から第2の側へ向う向きにずれるのにした
がって小さくなる第1の焦点誤差信号と、前記焦点の位
置が第1の側から第2の側へ向う向きにずれるのにした
がって大きくなる第2の焦点誤差信号を第1,第2,…第N
のビーム毎に生成し、 前記第1の焦点誤差信号,第2の焦点誤差信号のそれぞ
れを、第1,第2,…第Nのビームのすべてについて加算し
てそれぞれ第1,第2の加算誤差信号を生成し、 前記第1,第2の加算誤差信号の差を生成し、 前記差が設定値に等しくなるように、対物レンズの記憶
媒体からの距離を調整することを特徴とする焦点制御方
法。
1. An objective lens of a multi-beam optical head for condensing a beam train composed of a plurality of beams on a storage medium with one objective lens and recording and reproducing information in parallel using each beam. In a focus control method for adjusting a distance from a medium, the optical paths of individual beams of a multi-beam emitted from the optical head are separated, and the objectives of arbitrarily selected first, second,. A first focus error signal that decreases as the position of the focal point by the lens shifts from the first side to the second side with respect to the reflection surface of the storage medium as a reference plane; The second focus error signal, which increases as it shifts from the side to the second side, becomes the first, second,.
, And the first focus error signal and the second focus error signal are added for all of the first, second,. Generating an error signal; generating a difference between the first and second addition error signals; and adjusting a distance of the objective lens from the storage medium so that the difference becomes equal to a set value. Control method.
【請求項2】複数のビームから成るビーム列を1個の対
物レンズで記憶媒体上に集光し、各ビームを用いて並列
的に情報の記録再生を行うマルチビーム光ヘッドの対物
レンズの記憶媒体からの距離を調整する焦点制御装置に
おいて、 前記光ヘッドから出射されるマルチビームの個々のビー
ムの光路を分離するビーム分離光学系と、 任意に選択された第1,第2,…第Nのビームの、対物レン
ズによる焦点の位置が前記記憶媒体の反射面を基準面と
して第1の側から第2の側へ向う向きにずれるのにした
がって小さくなる第1の焦点誤差信号と、前記焦点の位
置が第1の側から第2の側へ向う向きにずれるのにした
がって大きくなる第2の焦点誤差信号を第1,第2,…,第
Nのビーム毎に生成するそれぞれ第1,第2,…,第Nの焦
点誤差検出装置と、 それぞれの焦点誤差検出装置が生成した第1の焦点誤差
信号と第2の焦点誤差信号の各々を、第1,第2,…第Nの
焦点誤差検出装置について加算して第1,第2の加算誤差
信号を生成するそれぞれ第1,第2の加算器と、 前記第1,第2の加算誤差信号の差を生成する減算器と、 前記差が設定値に等しくなるように、対物レンズの記憶
媒体からの距離を調整する調節器を有することを特徴と
する焦点制御装置。
2. An objective lens of a multi-beam optical head for condensing a beam train composed of a plurality of beams on a storage medium with one objective lens and recording and reproducing information in parallel using each beam. A focus control device for adjusting a distance from a medium; a beam separation optical system for separating optical paths of individual beams of the multi-beams emitted from the optical head; arbitrarily selected first, second,... A first focus error signal that decreases as the position of the focal point of the beam from the objective lens shifts from the first side to the second side with respect to the reflecting surface of the storage medium as a reference plane, and Are generated for each of the first, second,..., N-th beams, and the second focus error signal increases as the position of the first position shifts from the first side to the second side. 2, ..., Nth focus error detection device, Each of the first focus error signal and the second focus error signal generated by the focus error detection device is added to the first, second,. A first and a second adder respectively for generating an addition error signal; a subtractor for generating a difference between the first and second addition error signals; and an objective lens so that the difference becomes equal to a set value. A focus control device comprising an adjuster for adjusting a distance from a storage medium.
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