JPH01302542A - 焦点制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、光学装置のフォーカス状態を検出するため
の装置に係り、より詳細には情報記録媒体に情報を記録
する又は記録された情報を情報記録媒体から読出す為の
光ビームを情報記録媒体上にフォーカスさせる装置に関
する。

（従来の技術） 近年、文書など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或いはソフトコピーと
して再生し得る光デイスク装置のような画像情報記録再
生装置が開発されている。

光デイスク装置においては、集束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には状態変化が
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。光ビームの強度変調を処理して情報が再生さ
れる。記録及び再生時には、光ディスクが線速一定に回
転され、光ビームを光ディスクに向けるための光学ヘッ
ドが光デイスク上の半径方向に直線移動される。

光学ヘッドは、光学ディスク上にレーザ光を集束させる
対物レンズを備え、対物レンズは所定領域に正確に集光
ビームを照射するためにその先軸方向に移動可能に支持
されている。焦点制御系の可動機構によって対物レンズ
が光軸方向に移動されて対物レンズが合焦状態に維持さ
れ、対物レンズからの光ビームが光ディスクに集束され
る。対物レンズを合焦状態に維持させるために記録媒体
上における焦点ずれ状態が検出されその検出結果が対物
レンズの移動機構にフィードバックされる。

この焦点ずれの検出方法としてウェッジプリズム法が知
られている。

ウェッジプリズム法において、フォー力ッシング状態に
応じて情報記録媒体から出射された光ビームは集光レン
ズを経てウェッジプリズムで２つのビームに分岐される
。その際、２つの光ビームは入射ビームの光軸に対して
特定角度で互いに異なる方向に出射される。分岐された
光ビームはそれぞれ所定位置に配置された２つの検出器
上に照射され電気信号に変換される。電気信号は所定の
方法で処理され、フォー力ッシングエラーに応じた電流
が対物レンズ駆動、用のボイスコイルに供給される。ボ
イスコイルに電流が供給されることによって対物レンズ
が駆動され、光ビームが情報記録媒体上に合焦される。

（発明が解決しようとする課題） ウェッジプリズム法を用いた焦点制御においては、光ビ
ームはウェッジプリズムで入射光軸に対して特定角度で
互いに異なる方向に出射する２つのビームに分岐される
。このため２つのビームを検出する２つの検出器の間隔
は、ウェッジプリズムと検出器の間の光軸方向の距離に
大きく依存する。

正確なフォー力ッシング制御を達成するにはウェッジプ
リズムの取付は位置に応じて検出器間隔が調整されなけ
ればならない。

この発明は、情報記録媒体上のフォーカス状態を検出す
るための、新たな焦点制御装置を提供することを目的と
する。

また、この発明は光学部品の光軸方向の位置ずれによっ
ておこる検出器間隔の位置調整の問題を解決し、それに
よって別室でや調整の容易な焦点制御装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明によれば、光ビームを発生させる手段と、光ビ
ームを記録媒体上に集束するための集束手段と、記録媒
体からの光ビームの光軸に対してその光学軸が互い異な
る角度で配置され、光ビームを互いに略平行な複数の光
ビームに分岐する複数の複屈折体と、複屈折体からの光
ビームを検出する検出手段と、検出手段からの検出信号
を処理して少なくとも前記記録媒体に集束する光の焦点
を制御する制御手段とを備える焦点制御装置が提供され
る。

（実施例） この発明の一実施例を図面を参照しながら以下に説明す
る。

第１図は、この発明の焦点制御装置が組込まれる光デイ
スク装置の平面図を示している。第１図において光ディ
スク（記録媒体）１は、ガラス或いは、プラスチックス
等の円盤状の基板上に情報記録膜としてテルル或いは、
ビスマス等の金属被膜がコーティングされて形成される
。円盤状の基板上には、記録領域を定めるグループ５が
同心円状に形成されている。光ディスク１に対向して光
学ヘッド３が設けられ、記録、再生及び検索時には、光
ディスク１が光学ヘッド３に対して線速−定で回転駆動
される。第１図において、記録領域を規定するグループ
５はＺ方向に延出されている。

光学ヘッド３は光源としての半導体レーザ１１を備え、
半導体レーザ１１からは発散性のレーザビームＬが発生
される。レーザビームしは情報を光ディスク１の記録膜
に書込む記録時には書込むべき情報に応じてその光強度
が変調されて発生され、又情報を光ディスク１の記録膜
から読み出す再生時には一定の強度で発生される。この
半導体レーザ１１から発生された発散性のレーザビーム
しはコリメータレンズ１３によって平行光束に変換され
てハーフプリズム１４に導かれる。ハーフプリズム１４
に導かれたレーザビームＬは、ハーフプリズム１４を通
過して対物レンズ１６に入射され、対物レンズ１６によ
ってレーザビームしは、光ディスク１の記録膜に向けて
集束される。

対物レンズ１６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１６が光軸
上の最適位置即ち、合焦位置に配置されると、この対物
レンズ１６から発せられた集束性のレーザビームＬのビ
ームウェストが光ディスク１の記録膜の表面上に投射さ
れ、それによって最少ビームスポットが光ディスク１の
記録膜の表面上に形成される。一方、対物レンズ１６が
光軸と直交する市内（記録膜面に平行な市内）で最適位
置即ち、合トラック位置に配置されると光デイスク１上
に形成されるビームスポットが記録領域として定められ
たトラック上に正確に形成され、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・合トラック状態）が保たれることによって情報の書
込み及び読出しが可能となる。即ち、記録時には強度変
調されたレーザービームによって記録膜にビット等の状
態変化が起こされ、再生時には一定強度のレーザビーム
がトラック内のピット等で形成された記録領域で強度変
調されて反射される。

光ディスク１の記録膜で反射された発散性のレーザビー
ムしは、合焦時には、対物レンズ１６によって平行光束
に変換され、再びハーフプリズム１４に戻される。ハー
フプリズム１４で反射されたレーザビームしは集束用の
球面凸レンズ１７を透過されその光路上に配置された第
１及び第２の複屈折体２８．２つに入射される。第１及
び第２の光屈折体２８．２９は入射される光ビームの光
路上に配置され、光軸を境に光ビームを２本の平行な第
１の先ビームＬ１及び第２の光ビームＬ２に分岐する。

複屈折体２８．２９の形状及びその光学軸が適切に選定
されることによって入射光ビームＬは互いに平行な光ビ
ーム（Ｌｌ、Ｌ２）に分岐されてそれぞれ光検出器２０
上に照射される。

光検出器２０に照射された光ビームＬ１及びＬ２は各光
検出領域で電気信号に変換されて所定の方法で処理され
る。信号処理によって比較回路４１からフォー力ッシン
グエラー信号が発生される。

その発生された信号に応じて駆動回路４４に電流が供給
され、それに応じてボイスコイル８に電流が供給されて
対物レンズ１６がその光軸方向に駆動される。それによ
って光ビームの焦点が制御される。また比較回路４２か
らトラッキングエラー信号が発生される。そのトラッキ
ング信号に応じてトラッキング制御用の駆動回路４５に
電流が供給されて光学ヘッド３が対物レンズ１６の光軸
に垂直な市内で直線的に駆動され、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。更に光検出領
域で検出された信号は信号処理回路４３で処理されて検
索信号として利用される。

複屈折体及びその後方に配置された検出器の配置は第２
図に示される。第２図において複屈折体２８．２つは例
えば方解石のような一輔結晶で構成され平行平板形状を
有している。各複屈折体はｘ−ｚ平面に平行な側面を有
し、その側面は互いに入射ビームの光軸に接するように
配置される。

また第１の複屈折体２８及び第２の複屈折体２つの入射
面及び出射面は入射光ビームＬの光軸に垂直に配置され
る。更に第１の複屈折体２８の第１の光学軸Ａ及び第２
の複屈折体２９の第２の光学軸Ｂは入射される光ビーム
Ｌの光軸に対して互いに所定の角度を有するように配置
される。好ましくはその複屈折体の光学軸Ａ及びＢが互
いに異なる方向で向けられ、入射される光ビームの光軸
に対して等しい角度を成すように配置される。これによ
って入射光ビームＬは光デイスク上のグループの影が投
影される方向（Ｙ方向）に垂直なＸ方向の線で分割され
る。第１及び第２の複屈折体２８．２９の光学軸Ａ及び
Ｂが入射される光ビームの光軸に対して所定の角度に配
置されることによって複屈折体２８．２９を通過した光
ビームは、互いに入射光ビームＬの光軸に対して略平行
で且つ所定間隔りを有する第１及び第２の光ビームＬ１
、Ｌ２に分岐される。分岐されたビームＬ１、Ｌ２は光
検出器２０に照射されてその光検出領域で電気信号に変
換される。電気信号は所定の方法で処理され、それによ
ってフォー力ッシング制御、トラッキング制御、及び情
報検索が達成される。

複屈折体における先ビームの複屈折現象は第３図を参照
して詳細に説明される。複屈折体２９（２８）の入射面
及び出射面が入射される光ビームの光軸に垂直に配置さ
れ、加えてその複屈折体２９　（２８）の光学軸Ａが入
射される光ビームＬの光軸に垂直な面からＺ方向に所定
の角度で傾けられている場合、一般に複屈折体２９　（
２８）に入射された光ビームＬのうち主断面に垂直な振
動面を有する光ビームＬｂ（常光線）は通常の屈折の法
則に従うため真直ぐに透過される。また複屈折体２９　
（２８）に入射された光ビームのうち主断面に平行な振
動面ををする光ビームＬａ（異常光線）は通常の屈折の
法則に従わない。そのため光ビームＬａは複屈折体の境
界面で複屈折されて常光線Ｌｂに対して略平行に出射さ
れる。

第４図を参照して一対の複屈折体が配置されている場合
について考察する。一対の複屈折体は同−形状及び同一
特性を有し、その光学軸Ａ、Ｂが入射光ビームＬの光軸
に対して互いに異なる方向で等しい角度に予め定められ
る。この一対の複屈折体２８．２９へ光軸と光学軸を含
む面（主断面）に振動面を有する偏光ビームＬが入射さ
れると、複屈折体２８．２９を透過される光ビームはす
べて複屈折される。その結果一方の複屈折体２８に入射
された光ビームは複屈折されて入射光よりも僅かに上方
に変位されて出射される（光ビームＬｌ）。他方の複屈
折体２９に入射された光ビームは複屈折されて入射光よ
りも僅かに下方に変位されて出射される（光ビームＬ２
）。このように複屈折体の光学軸が入射光の光軸に対し
て互いに異なる方向で等しい角度に配置されることによ
って、入射された光ビームＬは２つの光ビームＬ１、Ｌ
２に分岐される。

これらの理由によって、第１及び第２の複屈折体２８．
２９から出射される光ビームＬ１、Ｌ２の間隔りは各光
学部品の光軸方向のずれに影響されずに略一定に保たれ
る。そのため組立て及び調整の容易な焦点制御装置が提
供される。

またこの発明において、複屈折体は平行平板形状に形成
され、その入射面及び出射面が光軸に垂直に配置される
。そのためプリズム及び傾斜を付けて配置したガラス等
の平行平板に比べて取付けが容易であり、それに応じて
製造性も高くなりコストも低減される。

第１の光ビームＬ１及び第２の光ビームＬ２の入射され
る光検出器２０は第７図に示されている。

第７図に示されるように、光検出器２０は第１の複屈折
体２８を通過して照射された光を電気信号に変換する光
検出領域２ＯＡ、２０Ｂ、２０Ｈ１２０！及び第２の複
屈折体２９を通過して照射された光を電気信号に変換す
る光検出領域２０Ｃ１２０Ｄ、２０Ｆ、２０Ｇの８つの
分離領域から構成されている。光検出領域は、光非検出
領域としてＸ方向の分割線２１．２２によって縦方向に
２分割され、またＹ方向の分割線２３〜２５によって横
方向に４分割される。分割線２３と２４との間隔は、略
平行に分岐された光ビームの間隔りと等しく形成されて
いる。この分離された検出領域２０Ａ〜２０Ｇの出力は
、焦点補正、トラッキング補正、及び情報再生に利用さ
れる。

対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置にある場合
は、光検出器には第５Ｂに示すような像が投影される。

第１の複屈折体２８を通過した光ビームは、光検出領域
２ＯＡ、２０Ｂ、２０Ｈ。

２０１に半円像として投影される。他方、光屈折体１９
（２９）を通過した光ビームは光検出領域２０Ｃ，２０
Ｄ、２０Ｆ、２０Ｇに反対向きの半円像として投影され
る。各半円像が左右の光検出領域に等しい強度で投影さ
れるように光非検出領域としての分割線２１及び２２が
予め定められている。言替えるならば、第８Ａ図に示さ
れるように光検出領域２０Ａ〜２０Ｇの出力をそれぞれ
■〜■とすると、分割線２１及び２２の位置は、合焦時
においてフォー力ッシングエラー信号（Ｆ。

Ｅ信号）が０に等しくなる位置、即ちＦ、Ｅ−（（■＋
■＋■＋■）−（■十■＋■＋■））−〇の条件を満た
すように設定される。

これによって、対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦
位置から離れた場合は、第５Ａ図に示すように、投影さ
れた２つの半円像は、合焦時の像よりも小さく形成され
、出力はＦ、Ｅ＞０となる。逆に対物レンズ１６が光デ
ィスクに対し合焦位置に近づいた場合、第５Ｃ図に示さ
れるように第１のグループと第２のグループに投影され
た２つの半円像は合焦時の像よりも大きく形成され、出
力はＦ、Ｅ＜Ｏとなる。

一方、光デイスク１上の案内溝の回折によって生ずる暗
部は、第６図に示すように光検出領域の分割線２３及び
２４に対して平行に現われる。第８Ｂ図に示すように、
トラック位置のずれは、光検出領域２０Ａ〜２０Ｇの出
力信号■〜■に対して、トラッキングエラー信号（Ｔ、
Ｅ）−（（■＋■＋■＋■）−（■＋■十■＋■））　
を比較処理することによって検出される。比較された信
号のその差信号すなわちトラック位置のずれ信号に応じ
て光学ヘッドの位置が光ディスクに対して調整される。

次に第９図を参照して光検出器で検出された電気信号の
処理回路について説明する。光検出領域２ＯＡ及び２０
Ｇの出力は増幅回路３１Ａに供給される。光検出領域２
０Ｂ及び２０Ｆの出力は増幅回路３１Ｂに供給される。

光検出領域２ＯＡ及び２０１の出力は増幅回路３１Ｃに
供給される。光検出領域２０Ｄ及び２０Ｈの出力は増幅
回路３１Ｄにそれ供給される。各増幅器３１Ａ〜３１Ｄ
に供給された各信号はそれぞれ増幅されて加算回路３６
に供給される。加算回路３６で加算された信号は情報再
生信号として図示しない制御回路に供給される。増幅回
路３１Ａからの信号は加算回路３２及び３４に供給され
る。増幅回路３１Ｂからの信号は加算回路３３及び３４
に供給される。増幅回路３１Ｃからの信号は加算回路３
３及び３５に供給される。増幅回路３１Ｄからの信号は
加算回路３２及び３５に供給される。

加算回路３２の出力及び加算回路３３の出力はフォー力
ッシング制御信号をボイスコイルドライバー４４に供給
するために利用される。すなわち加算回路３２の出力は
比較回路４１の反転入力端に供給され、加算回路３３の
出力は比較回路４１の非反転入力端に供給される。比較
回路４１において光検出領域２ＯＡ、２０Ｇ、２０Ｂ。

２０Ｆの検出信号の加算結果と光検出領域２０Ｃ１２０
１，２０Ｄ、２０Ｈ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
フオーカッシング用の駆動回路４４にフィードバックさ
れる。駆動回路４４にフィードバックされるフォーカス
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）に電流が供給される。供
給された電流に応じて対物レンズ１６が駆動されて焦点
ぼけが補正される。

加算回路３４の出力及び加算回路３５の出力は、トラッ
キング制御信号を駆動回路４５に供給するために利用さ
れる。加算回路３４の出力は比較回路４２の反転入力端
に供給され、上記加算回路３５の出力は比較回路４２の
非反転入力端に供給される。

比較回路４２において、上記光検出領域２ＯＡ、２０Ｇ
、２０Ｃ１２０１の検出出力の加算結果及び光検出領域
２０Ｂ、２０Ｆ、２０Ｃ，２０１の検出出力の加算結果
とは比較され、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４５にフィードバックされる。

駆動回路４５にフィードバック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）電流が供給される。

これにより対物レンズ１６が駆動されてトラッキングず
れが補正される。

加算回路３６の出力は信号処理回路４３に供給される。

この信号処理回路４３で処理された信号は検索信号とし
て情報再生に利用される。

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

情報の記録においては、光デイスク１上へ強光塵の変調
されたレーザビーム（記録ビーム）が照射されることに
より光デイスク１上のトラックにピットが形成される。

情報の再生においては、弱光度の定常レーザビーム（再
生ビーム光）が光デイスク１上に照射されビットによっ
て強度変調される。再生ビームに対する光ディスク１か
らの反射光は対物レンズ１６によって平行光束に変換さ
れて再びハーフプリズム１４に戻される。そして、ハー
フプリズム１４で反射されたレーザビームしは球面凸レ
ンズ１７を通過されて第１及び第２の複屈折体２８．２
つに入射される。第１及び第２の複屈折体２８．２９に
入射された光ビームはその光軸を境に互いに略平行な第
１の光ビームＬ１及び第２の光ビームＬ２に分岐されて
光検出器２０の光検出領域２ＯＡ、２０Ｂ、２０Ｉ。

２０Ｈ及び光検出領域２０Ｃ１２０Ｄ、２０Ｇ。

２０Ｆ上に照射される。その結果、照射光に応じた信号
が光検出領域２０Ａ〜２０Ｉから出力され、それらの信
号が増幅回路３１Ａ〜３１Ｄに供給される。

このような状態におけるフォーカシング動作について説
明する。すなわち、上記増幅回路３１Ａ、３１Ｃからの
信号は加算回路３２に供給される。

上記増幅回路３１Ｄ、３１Ｆからの信号は、加算回路３
３に供給される。光検出領域２ＯＡ、２０Ｇ、２０Ｂ、
２０Ｆからの検出信号は加算回路３２で加算されて比較
回路４１へ供給される。

光検出領域２０Ｃ，２０Ｉ、２０Ｄ、２０Ｈからの検出
信号は加算回路３３で加算されて比較回路４１に供給さ
れる。これにより比較回路４１において、上記光検出領
域２ＯＡ、２０Ｇ、２０Ｂ１２０Ｆの検出信号の加算結
果と上記光検出領域２０Ｃ，２０！、２０Ｄ、２０Ｈの
検出信号の加算結果とが比較され、その差信号つまり焦
点制御信号が駆動回路４４にフィードバックされる。駆
動回路４４にフィードバックされた焦点制御信号に応じ
てコイル（図示しない）に電流が供給される。供給され
た電流に応じて対物レンズ１６が光軸方向に駆動されて
光ビームのフォーカス状態が制御される。

またトラッキング動作について説明する。すなわち上記
増幅回路３１Ａ、３１Ｄからの信号は加算回路３４に供
給される。上記増幅回路３１Ｃ１３１Ｆからの信号は加
算回路３５に供給される。

光検出領域２ＯＡ、２０Ｇ、２０Ｃ，２０１からの信号
は加算回路３４で加算されて比較回路４２に供給される
。光検出領域２０Ｂ、２０Ｆ。

２０Ｄ、２０Ｈからの検出信号は加算回路３５で加算さ
れて比較回路４２に供給される。これにより上記光検出
領域２ＯＡ、２０Ｇ、２０Ｃ。

２０１の検出信号の加算結果と上記検出領域２０Ｂ、２
０Ｆ、２０Ｄ、２０Ｈの検出信号の加算結果とは比較回
路４２で比較されてその差に応じた出力つまりトラッキ
ング制御信号が駆動回路４５にフィードバックされる。

トラッキング制御信号に応じて駆動回路４５からコイル
（図示しない）に電流が供給される。供給された信号に
応じて対物レンズ１６はその光軸に垂直な平面上で駆動
され光ビームのトラッキング位置が制御される。

次に情報の再生について説明する。情報の再生において
は半導体レーザ１１から一定の弱光度のレーザビームＬ
が発生される。記録された情報に応じて再生ビーム光全
体は強度変調されて光検出器に入射される。光検出器の
光検出領域２０Ａ〜２０Ｈの出力は増幅回路３１Ａ、３
１Ｂ、３１Ｃ。

３１　Ｄ　＋、：供給される。増幅回路３１Ａ、３１Ｂ
。

３１Ｃ，３１Ｄの総出力が信号処理回路４３で処理され
ることによって記録されたデータは再生される。

上に述べたこの発明の一実施例には、焦点制御、トラッ
ク位置制御及び信号検出を同一の検出器を用いて検出す
ることのできる８分割の検出器が記述されている。しか
しこの検出器は８分割の検出器に限る必要はなく、他の
４分割やその池の光検出器が利用されてもよい。例えば
焦点位置制御信号は第１０図に示すような単純な構成を
有する４分割の光検出器２０によって獲得される。

以下の図面において同一の符号を付した箇所は、同一部
分を示すものとして説明を省略する。

第１０図には、この発明の光ビームの焦点制御装置に用
いられる４分割の光検出領域を有する光検出器２０が示
されている。第１０図に示す光検出器２０は、複屈折体
２８を通過して照射された光を電気信号に変換する光検
出領域２０に５２０Ｍ及び複屈折体２つを通過して放射
された光を電気信号に変換する光検出領域２ＯＬ、２Ｏ
Ｎの４つの分離領域から構成されている。対物レンズ１
６が光ディスクに対して合焦位置にある場合は、光検出
器２０上には、第１０Ｂ図に示すような像が投影される
。複屈折体２８を通過した光ビームは光検出領域２０に
、２０Ｍに半円像として投影され、一方複屈折体２９を
通過した光ビームは光検出領域２ＯＬ、２ＯＮに反対向
きの半円像として投影される。それぞれの半円像の略中
夫には左右の各光検出領域に等しい光強度の像が投影さ
れるように先非検出領域としてのＸ方向分割線２１及び
２２が定められている。言替えるならば、光検出領域２
０に〜２ＯＮの出力をそれぞれ■〜■とすると、分割線
２１及び２２は、合焦時においてＦ、Ｅ−＋（■＋■）
−（■＋■））−０の条件を満たすように設定される。

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

この光検出領域２０の出力信号は第１１図に示した制御
系の電気回路で処理される。

光検出領域２０に〜２ＯＮの出力信号は、増幅回路３１
に〜３１Ｎにそれぞれ供給される。増幅回路３１Ｋ及び
増幅回路３１Ｎで増幅された信号は、加算回路３２に供
給される。増幅回路３１Ｌ及び増幅回路３１　Ｍで増幅
された信号は、加算回路３３に供給される。加算回路３
２で加算された信号出力は、比較回路４１の反転入力端
に供給され、一方の加算回路３３で加算された信号出力
は、比較回路４１の非反転入力端に供給される。比較回
路４１で上記光検出領域２０Ｋ、２ＯＮの検出信号の加
算結果と光検出領域２ＯＬ、２０Ｍの検出信号の加算結
果とは比較される。比較された差出力、即ちフォーカス
ずれ検出ずれ信号に応じて駆動回路４４に電流が供給さ
れ、それに応じて光ディスク１の記録面に対して略垂直
方向に駆動するコイル（図示しない）に電流が供給され
る。それによって対物レンズ１６が駆動されて焦点ぼけ
が補正される。

上に述べた実施例において、複屈折体２８．２つは平行
平板形状に形成されいる。しかしながら複屈折体の形状
は同様の効果を示す限り変更されてもよい。また複屈折
体の配設位置に伴う検出器の配置も変更可能である。例
えば、実施例における２つの複屈折体はその光学軸Ａ及
びＢが互いに異なる方向で向けられ、入射される光ビー
ムの光軸に対して等しい角度を成すように配置されてい
る。しかしながら、もし２つの複屈折体の光学軸Ａ及び
Ｂが光ビームの光軸に対して等しい角度で配置されない
としても検出器の配置及び検出器上の分割線２１〜２５
の位置を予め定めておくことで同様の検出が可能である
。

また更にこの発明は、上に述べた検出器２０及び２つの
複屈折体２８．２９による構成に制限されず、たとえば
第１２図に示したような他の方法でも焦点制御、トラッ
キング制御、情報検索が可能である。第１２図において
は、第２図に示した第１の複屈折体２８と第２の複屈折
体２９の間に更に光屈折体６０が配置されている。また
これらの第１、第２の複屈折体２８．２つ及び光屈折体
６０で分岐された光ビームを検出するための６つの分離
領域を有する光検出器が示されている。

前に述べた実施例と同様に光ディスク１の記録膜で反射
された発散性のレーザビームしは対物レンズ及びハーフ
プリズムを経て集束用の球面凸レンズ１７に入射される
。入射された光ビームは球面凸レンズ１７で集束されて
、その光路上に配置された第１及び第２の複屈折体２８
．２９及び光屈折体６０に入射される。第１及び第２の
複屈折体２８．２９及び光屈折体６０は入射される光ビ
ームＬを３つの互いに略平行な光ビーム（Ｌｌ、Ｌ２、
Ｌ３）に分岐する。分岐された各光ビームはそれぞれ所
定位置に配置された光検出器に入射される。第１３図を
参照してこのことを更に詳しく述べる。

第１及び第２の複屈折体２８．２９及び光屈折体６０は
それぞれＸ−Ｚ平面に平行な側面を有している。光屈折
体６０は例えばガラス等で構成された平行平板形状に成
型される。平行平板６０の入射面及び出射面は入射光ビ
ームＬの光軸に垂直に配置される。平行平板６０の両側
には、その側面が互いに接するように第１及び第２の複
屈折体２８．２９が配置される。第１及び第２の複屈折
体２８．２９の入射面及び出射面もまた光軸に垂直に配
置される。このとき第１の複屈折体２８の光学軸Ａ及び
第２の複屈折体２９の光学軸Ｂは、予め入射される光ビ
ームの光軸に体して所定の角度を有するように設定され
、好ましくはその複屈折体の光学軸Ａ及びＢが入射され
る光ビームのＬの光軸に対して互いに異なる方向で等し
い角度に設定される。複屈折体の複屈折の原理は第３図
及び第４図において説明されたものと同様である。

そのためここでは説明を省略する。光軸と複屈折体の光
学軸を含む面（主断面）に振動面を有する偏光ビームが
上に述べた複屈折体２８．２９及び平行平板６０に入射
され、それによって光ビームは３つの光ビーム（Ｌｌ、
Ｌ２、Ｌ３）に分岐される。即ち入射された光ビームの
光軸を含むその中央部のビームＬ３は第３の平行平板６
０を真直ぐに透過されて光検出器上に入射される。また
光軸に対してその光学軸が傾けられた複屈折体２８に入
射された光ビームＬ１は複屈折される。それによって入
射光ビームよりもわずかに上方に変位されて光ビームＬ
３と略平行なビームが出射される。光軸に対してその光
学軸が傾けられた他方の複屈折体２９に入射された光ビ
ームＬ２もまた複屈折される。それによって入射光ビー
ムよりもわずかに下方に変位され光ビームＬ３と略平行
なビームが出射される。このように入射光ビームＬは、
光デイスク上のブルームの影の延出方向に垂直に配置さ
れた複屈折体２８．２９、及び平行平板６０によって３
つの略平行な光ビームに分岐されて光検出器２０上に照
射される。

光ビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３を受光する光検出器の構成は
第１３図を参照して説明される。光検出器２０は、複屈
折体２８を通過した光ビームＬ１を電気信号に変換する
光検出領域２０Ｐ、２０Ｕ及び複屈折体２つを通過した
光ビームＬ２を電気信号に変換する光検出領域２ＯＲ１
２Ｏ３及び光屈折体６０を通過した光ビームを電気信号
に変換する光検出領域２０Ｑ、２０Ｔの６つの分離領域
から構成されている。それぞれの光検出領域は、光非検
出領域としてのＸ方向に延出する分割線２１．２２で分
離されるとともに、Ｙ方向に延出するの分割線２３〜２
５によって分離される。

この分離された検出領域２０Ｐ、２０Ｕ、及び２ＯＲ，
２Ｏ３の出力信号は焦点補正に利用される。検出領域２
０Ｑ、２０Ｔの出力信号はトラッキング補正に利用され
る。検出領域２０Ｐ〜２０Ｕの出力信号は、情報再生に
利用される。

対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置にある場合
は、光検出器には第１３図に示すような像が投影される
。複屈折体２８を通過した光ビームＬ１は、光検出領域
２０Ｐ、２０Ｕに半円像として投影され、−力抜屈折体
２９を通過した光ビームＬ２は、光検出領域２ＯＲ，２
ＯＳに反対向きの半円像として投影される。各半円像が
左右の光検出領域に等しい強度で投影されるように光非
検出領域としての分割線２１及び２２が予め定められて
いる。言替えるならば、第１３図に示すように光検出領
域２０Ｐ〜２０Ｕの出力をそれぞれ■〜■とすると、分
割線２１及び２２は、合焦時においてフォー力ッシング
エラー信号（Ｆ、Ｅ）が０に等しくなるように、即ちＦ
、　　Ｅ−（（■＋■）−（■＋■））−〇を満たすよ
うに設定される。

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

一方、光デイスク１上の案内溝の回折によって生ずる暗
部は、光検出領域の分割線２３及び２２に対して平行に
現われる。このトラック位置は、光検出領域２０Ｐ〜２
０Ｕの出力信号■〜■に対してトラッキングエラー信号
（Ｔ、Ｅ）−（（■）−（■））を比較処理することに
よって検出される。比較された信号の差信号、即ちトラ
ック位置のずれ信号に応じて光学ヘッドの位置が光ディ
スクに対して調整される。このような電気信号の処理回
路は第１４図に示されている。

次に第１４図を用いて制御系の電気回路について説明す
る。光検出領域２０Ｐ及び２Ｏ３の出力の総和は増幅回
路３１Ｈに供給される。また光検出領域２ＯＲ及び２０
Ｕの出力の総和は増幅回路３１ｂに供給される。光検出
領域２０Ｑの出力は増幅回路３１ｃに供給される。そし
て光検出領域２０Ｔの出力は増幅回路３１ｄに供給され
る。各増幅回路で増幅された信号はすべて加算回路３６
に供給される。また増幅回路３１ａからの信号は比較回
路４１の反転入力端に供給される。比較回路４１の非反
転入力端には上記増幅回路３１ｂの出力が供給される。

また増幅回路３１ｃからの信号は比較回路４２の反転入
力端に供給される。比較回路３８の非反転入力端には増
幅回路３１ｄからの信号が供給される。

比較回路４１において、上記光検出領域２０Ｐ、２０Ｓ
の検出信号の加算結果と上記光検出領域２ＯＲ１２０Ｕ
の検出信号の加算結果とは比較される。比較差に応じて
フォーカスずれ信号が発生され、この信号が駆動回路４
４にフィードバックされる。従ってフォーカスずれ信号
に応じて対物レンズ１６を光ディスク１の記録面に垂直
に駆動するコイル（図示しない）に電流が供給され、そ
れによって対物レンズ１６が駆動されて焦点ぼけが補正
される。

また比較回路４２で上記光検出領域２０Ｑの出力と上記
光検出領域２０Ｔの出力とが比較され、その比較差に応
じた出力即ちトラッキングずれ信号が駆動回路４５にフ
ィードバックされる。駆動回路４５からは、トラッキン
グずれ検出信号に応じて対物レンズ１６を駆動するコイ
ル（図示しない）に駆動電流が供給されれる。これによ
り対物レンズ１６が光軸に垂直な面内で直線的に駆動さ
れ、トラッキングずれが補正される。

更に上記加算回路３６の出力は信号処理回路４３に供給
される。信号処理回路４３に供給された信号は処理され
て検索信号として図示しない制御回路へ供給される。

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

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

上に述べた焦点制御装置において、光ディスク１からの
反射光は対物レンズ１６によって平行光束に変換され、
再びハーフプリズム１４に戻される。ハーフプリズム１
４で反射されたレーザビームＬは球面凸レンズ１７に導
かれる。球面凸レンズ１７を通過したレーザビームしは
入射光ビームの光路上に配置された複屈折体２８．２９
、及び平行平板６０に入射される。複屈折体２８．２つ
、及び平行平板６０に入射された光ビームＬは３つの略
平行な先ビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３に分岐され光検出器２
０の光検出検出器２０Ｐ〜２ＯＵ上に照射される。した
がって、照射光に応じて光検出領域２０Ｐ〜２０Ｕから
信号が出力され、それらの信号が増幅回路３１ａ〜３１
ｄに供給される。

このような状態におけるフォーカシング動作について説
明する。すなわち、上記増幅回路３１ａからの信号は、
比較回路４１の反転入力端に供給され、３１ｂからの信
号は比較回路４１の非反転入力端に供給される。これに
より、比較回路４１において上記光検出領域２０Ｐ、２
Ｏ３の検出信号の加算結果と上記光検出領域２ＯＲ，２
０Ｕの検出信号の加算結果とが比較され、その差に応じ
て焦点ぼけ信号が駆動回路４４にフィードバックさせる
。焦点ぼけ検出信号に応じて駆動回路４４からコイルに
所定の電流が供給され、それによって対物レンズ１６が
光軸方向に駆動されて対物レンズ１６のフォーカス位置
が制御される。

また、トラッキング動作について説明する。すなわち上
記増幅回路３１ａからの信号は、比較回路４２の反転入
力端に供給され、増幅回路３１ｄからの信号は比較回路
４２の非反転入力端に供給される。これにより比較回路
４２において、上記光検出領域２０Ｑの信号と上記検出
領域２０Ｔの信号のとが比較され、その差に応じたトラ
ックずれ信号が駆動回路４５にフィードバックされる。

トラックずれ信号に応じて駆動回路４５からコイルに所
定の電流が供給され、それによって対物レンズ１６が光
軸に垂直な面内で直線的に駆動されて光ビームのトラッ
キング位置が制御される。

次に、情報検索について説明する。検索時において半導
体レーザ１１から連続的な弱光度のレーザビームＬが発
生される。このため、記録された情報に応じて再生光ビ
ーム全体は強度変調されて光検出器に入射される。光検
出領域２０Ｐ〜２０Ｕの出力は増幅回路３１ａ〜３１ｄ
に供給され、その総出力が信号処理回路４３で処理され
ることによって記録されたデータは再生される。

この実施例において、複屈折体２８．２つ及び光屈折体
６０はすべて平行平板形状に形成され、しかも配設位置
が特定されている。しかしながらこの発明の複屈折体２
８．２９及び光屈折体６０の形状及び配置は同様の効果
を示す限り変更されてもよい。例えばトラッキングガイ
ド用の光ビームＬ３を出射する平行平板６０は、トラッ
キングガイドの精度を向上させるように平行平板６０が
他の例えば凹レンズ又は凸レンズで置換えられてもよい
。また平行平板６０が単に除去されてもよい。

さらに実施例における２つの複屈折体は、その光学軸Ａ
及びＢが互いに異なる方向で向けられ、入射される光ビ
ームの光軸に対して等しい角度をなすように配置されて
いる。しかしながら、光学軸は光軸に対して等しい角度
で配置されなくてもよい。また、一方の複屈折体を平行
平板を置換したとしても測定は可能である。

［発明の効果コ この発明においては、第１及び第２の複屈折体から入射
される光ビームの間隔りが各光学部品の光軸のずれに影
響されずに略一定に保たれる。そのため組立て及び調整
の容易な焦点制御装置が提供される。また、複屈折体は
平行平板形状に形成され、その入射面及び出射面が光軸
に垂直に配置される。そのためプリズム及び傾斜を付け
て配置したガラス等の平行平板に比べて取付けが容易で
あり、それに応じてコストも低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の焦点制御装置を備える光学ヘッドの
概略構成を示す正面図、第２図はこの発明の焦点制御装
置の要部を示す斜視図、第３図はこの発明の複屈折体に
入射される光ビームの光路図、第４図は異なる光学軸を
有する２つの複屈折体に偏光ビームが入射される際の光
ビームの光路図、第５Ａ図乃至第５Ｃ図は第２図に示し
た光検出器に照射される光ビームの合焦状態及び非合焦
状態を示す８分割光検出器の正面図、第６Ａ図乃至第６
：８：図は第２図に示した光検出器に照射される光ビー
ムの合トラック状態及び非合トラック状態を示す８分割
光検出器の正面図、第７図は第２図に示した光検出器の
正面図、第８Ａ図乃至第８Ｂ図は第７図に示した光検出
器で検出された信号の処理方法を示す電気回路図、第９
図は第７図に示した光検出器で検出される全信号の処理
方法Ｃ を示す電気回路図、第１０Ａ図乃至第１０９図は照射さ
れる光ビームの合焦状態及び非合焦状態を示すこの発明
に利用可能な４分割光検出器の正面図、第１１図は第１
０Ａ図乃至第１０Ｃ図に示した光検出器で検出される信
号の処理方法を示す電気回路図、第１２図はこの発明の
第２の実施例の焦点制御装置の要部を示す斜視図、第１
３図は第１２図に示した光検出器に照射される光ビーム
の結像状態を示す６分割光検出器の正面図、第１４図は
第１３図に示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である。 １・・・光ディスク、３・・・光学ヘッド、８・・・ボ
イスコイル、１１・・・半導体レーザ（光源）、１３・
・・コリメータレンズ、１４・・・ハーフプリズム、１
６・・・対物レンズ、］７・・・球面凸レンズ、２０・
・・光検出器、２０ａ〜２０ｉ・・・光検出領域、２０
に〜２Ｏｎ・・・光検出領域、２０Ｐ〜２０Ｕ・・・光
検出領域、２１〜２５・・・分割線、２８．２つ・・・
複屈折板、３１ａ〜３１ｄ・・・増幅回路、３１に〜３
１ｎ・・増幅回路、３２〜３６・・・加算回路、４１．
４２・・・比較回路、４３・・・信号処理回路、４４．
４５・・・駆動回路 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 Ｘ ＼ 第４図 第７図 第８Ａ図　　　　　第８Ｂ図 第９図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ビームを発生させる手段と、 前記光ビームを記録媒体上に集束するための集束手段と
   、 前記記録媒体からの光ビームの光軸に対してその光学軸
   が互い異なる角度で配置され、光ビームを互いに略平行
   な複数の光ビームに分岐する複数の複屈折体と、 前記複屈折体からの光ビームを検出する検出手段と、 前記検出手段からの検出信号を処理して少なくとも前記
   記録媒体に集束する光の焦点を制御する制御手段とを具
   備することを特徴とする焦点制御装置。