JPH02294936A - Method and device for controlling focal point - Google Patents

Method and device for controlling focal point

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JPH02294936A
JPH02294936A JP11409389A JP11409389A JPH02294936A JP H02294936 A JPH02294936 A JP H02294936A JP 11409389 A JP11409389 A JP 11409389A JP 11409389 A JP11409389 A JP 11409389A JP H02294936 A JPH02294936 A JP H02294936A
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一敏 西村
Setsuko Murata
節子 村田
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Abstract

PURPOSE:To improve quality for the recording and regenerative signal of a multi-beam optical head and to increase the number of beams used for recording and reproducing by generating a focus error signal by using all the beams of a beam train. CONSTITUTION:Out of the beams reflected on the reflecting surface 2 of a recording medium 8, the central beam forms a spot on a quadripartite optical detector 401 and any one end beam forms a spot on a quadripartite optical detector 402 respectively. When the focal point of the central beam incident on an objective lens 14 is on the reflecting surface 2, the spot on the detector 401 is made circular and the spot on the detector 402 is made elliptical. Accordingly, the output voltage (first addition error signal) of an adder 51 is larger than the output voltage (second addition error signal) of an adder 52. Thus, the objective lens 14 is driven to be closed to the recording medium 8 by the output of a differential amplifier 6. Even in a reverse case, operation is samely executed and the objective lens is driven to be distant from the recording medium 8.

Description

【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」一に集光し、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 consisting of a plurality of beams onto a storage medium using one objective lens, and uses each of the beams to perform parallel processing. The present invention relates to a multi-beam optical head for recording and reproducing information, and more particularly to a focus control method and apparatus for adjusting the distance of an objective lens from a storage medium surface.

[従来の技術] 第2図ぱ、マルチビーム光ヘット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]の対物レンズl4に入射ずるマルヂビームの焦
点の、記憶媒休8の面2からの距離を制御する。
[Prior Art] FIG. 2 is a block diagram showing an example of a focus control device to which a conventional focus control method for a multi-beam optical head 1 is applied. This focus control device 20 is composed of a beam separation optical system 3, a focus error detection device 21, and a differential amplifier 6, and controls the focus of the multi-beam incident on the objective lens l4 of the optical head from the surface 2 of the storage medium 8. Control distance.

光ヘッド1は、3ビーム半導体レーザ11,コリメー1
〜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2
1は4分割光検出器17,加算器181182によって
構成されている。
The optical head 1 includes a 3-beam semiconductor laser 11 and a collimator 1.
- Consists of a lens 12, a beam splitter 13, and an objective lens 14, and the beam separation optical system 3 includes a condenser lens 15,
It is composed of a cylindrical lens 16, and a focus error detection device 2
1 is composed of a 4-split photodetector 17 and an adder 181182.

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 the parts related to focus control, and the data detection optical system and the like are omitted.

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1・レンズ12,ビーム分割器?3,対物
レンズ14を通って記憶媒休8の面2上に集光され各々
スポッ1・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ぱ、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19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〕の誤差信号出力端子IL と第
2の誤差信号出力端子19■は各々差動増幅器6の異な
る人力端子に接続され、前記差動増幅器6の出力端子は
対物レンズ14を駆動ずるための焦点アクチュエー夕の
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l4の焦点か記憶
媒体8の面2の手前にずれると、第1の誤差信?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
l9■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夕のコイルに+の電流が流れて対
物レンズl4が記憶媒体8に近づくように駆動される。
The three beams emitted from the three-beam semiconductor laser 11 are transmitted through collimator 1, lens 12, and beam splitter? 3. The light passes through the objective lens 14 and is focused onto the surface 2 of the storage medium 8, connecting the spots 1 and 1, respectively. 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 detection device 21. When the focus error detection device 21 detects a focus error using only the central beam of the three beam arrays, and the focus of the objective lens 14 shifts to the front of the surface 2 of the storage medium 8 (toward the objective lens 14 side). A first focus error signal that becomes larger when the plane 2 shifts backward and becomes smaller when it shifts toward the rear of the surface 2 is sent to the first error signal output terminal 19, and a first focus error signal that becomes smaller when it shifts toward the front and becomes larger when it shifts backwards is sent to the first error signal output terminal 19. The second focus error signal is output to the second error signal output terminal 192. The first error signal output terminal IL and the second error signal output terminal 19■ are connected to different manual terminals of a differential amplifier 6, and the output terminal of the differential amplifier 6 is used as a focal point for driving the objective lens 14. (Focus actuator and coil not shown). Now, if the focus of the objective lens l4 shifts to the front of the surface 2 of the storage medium 8, the first error signal? The voltage at the output terminal 191 becomes large, the voltage at the second error signal output terminal l9 becomes small, a positive current flows from the output terminal of the differential amplifier 6 to the coil of the focus actuator, and the objective lens l4 is memorized. It is driven to approach the medium 8.

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。
In the case opposite to the above, 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.円筒レンズ托で成るビーム
分離光学系3によって光路か分離され、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l6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」―に
ある場合は円形に、手前または後方?ある場合はそれそ
れ図面上で縦に長いた円または横に長いた円となる。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
18、と、横方向の2素子を加算器18■と接続し、加
算器181の出力を第1の誤差信号出力端子19、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。
The astigmatism method, critical angle method, and knife edge method are used to detect focus errors. Conventional methods used in single-beam optical heads, such as the Foucault method, are used. In the case of FIG. 2, the astigmatism method is shown as an example. The three beams pass through a condensing lens 15. The optical paths are separated by a beam separation optical system 3 consisting of a cylindrical lens, and the respective spots are connected. A 4-split photodetector 17 is placed in the spot portion of the central beam as shown in the figure (strictly speaking, the surface of the 4-split photodetector is placed perpendicular to the optical axis). The spot on the surface of the 4-split photodetector 17 is aberrated by the cylindrical lens l6, so if the focus of the objective lens 14 is on the surface 2'' of the storage medium 8, it will be circular, front or rear? If so, it will be a vertically long circle or a horizontally long circle on the drawing. 4
The two vertical elements of the split photodetector 17 in the drawing are connected to the adder 18, and the two horizontal elements are connected to the adder 18■, and the output of the adder 181 is connected to the first error signal output terminal 19. , to,
The output of adder 182 is connected to second error signal output terminal 192.

〔発明が解決しようとする課題] 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」二に焦点か合致するものの、他のビームに関しては
対物レンズの像而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か少なく制約
されるという欠点かあった。
[Problems to be Solved by the Invention] The conventional focus control method described above uses one beam at the center of the beam array, so although the beam is focused on the storage medium surface, other beams are As for the image distortion of the objective lens, the focal point is located in front of the storage medium surface, and the spot on the storage medium surface becomes larger.As a result, the quality of the recorded and reproduced signal decreases as the beam approaches the edges. However, the disadvantage was that the number of beams that could be used for recording and reproduction was limited.

本発明の目的は、前記従来の欠点を解決し、マルヂビー
ム光ヘッドの記録再生信号の品質を向」ニさせ、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。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional drawbacks, improve the quality of recording and reproduction signals of a multi-beam optical head, and increase the number of beams that can be used for recording and reproduction.

[課題を解決するための手段] 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ツ1・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のビームのずへてについ
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。
[Means for Solving the Problems] The focus control method of the present invention focuses a beam array consisting of a plurality of beams onto a storage medium using one objective lens, and records information in parallel using each beam. A focus control method for adjusting the distance of an objective lens of a multi-beam light head (1) for reproduction from a storage medium, the method comprising separating the optical paths of individual beams of the multi-beams emitted from the optical head and arbitrarily selecting one. of the first, second, ... Nth beams,
a first focus error signal that decreases as the focus position of the objective lens shifts from the first side to the second side with the reflective surface of the storage medium as a reference plane; A second focus error signal that increases as the focus shifts from the first side to the second side is used as the second focus error signal.
The first focus error signal and the second focus error signal are generated for each of the second, second, ... Nth beams, and each of the first focus error signal and the second focus error signal is generated for each of the first, second, ... Nth beams. generate first and second addition error signals, respectively, generate a difference between the first and second addition error signals, and store the storage medium of the objective lens so that the difference is equal to a set value. Adjust the distance from.

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」二に集光し、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
憶媒体からの距雌を調整する焦点制御装置であって、 前記光ヘットから出射されるマルヂビームの個々のビー
ムの光路な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
焦点の位置か第1の側から第2の側へ向う向きにずれる
のにしたがって犬きくなる第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。
The focus control device of the present invention is a multi-beam optical head that focuses a beam array consisting of a plurality of beams onto a storage medium using one objective lens, and records and reproduces information in parallel using each beam. A focus control device for adjusting the distance of an objective lens from a storage medium, the device comprising: a beam separation optical system for separating the optical paths of individual beams of the multi-beam emitted from the optical head; an arbitrarily selected first beam separation optical system; of the second,...Nth beam,
A first focus error signal that decreases as the focus position of the objective lens shifts from the first side to the second side using the reflective surface of the storage medium as a reference plane; The second focus error signal, which becomes sharper as the focus shifts from the first side to the second side, is
2nd, . . . generated for each Nth beam, respectively.
The second..., Nth focus error detection devices and the first focus error signal and the second focus error signal generated by the respective focus error detection devices are transmitted to the first, second..., Nth focus error detection devices.・・・
・For the Nth focus error detection device, the first and second
The first . a second adder; a subtracter that generates a difference between the first and second addition error signals; and an adjuster that adjusts the distance of the objective lens from the storage medium so that the difference is equal to a set value. has.

[作用] 本発明の焦点制御方法において、第k(k1,2,・・
・N)ビームか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の位置に対応ずる第1,第2の焦点誤差信号
をそれぞれA,,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A:.B:(それそ
れ定数)とする。
[Operation] In the focus control method of the present invention, the k-th (k1, 2,...
・N) First and second focus error signals corresponding to the position of the focal point Fk of the k-th beam when the beam is incident on the objective lens, with the surface of the recording medium (hereinafter referred to as the reflective surface) as the reference plane. are respectively A, , Bk, and when the focal point Fk is on the reflective surface, the first and second focus error signals are A: . B: (each constant).

いま、焦点F,が第1の側(例えば、基準面に対して対
物レンズの側)にある場合には、Δ1>Al     
       (])B * < B :      
     (2).’.  Ay.  Bk>A:  
B呂= C K=定数 (3) 逆に、焦点Fkが第2の側にある場合にば,A.  B
b<Ck       (4)したがって、第1,第2
の焦点誤差信号の差AkBkをGKと比較ずれば、焦点
F,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S.,S
2はそれぞれ次のようになる。
Now, when the focal point F is on the first side (for example, the objective lens side with respect to the reference plane), Δ1>Al
(])B*<B:
(2). '. Ay. Bk>A:
Bro = C K = constant (3) Conversely, if the focal point Fk is on the second side, then A. B
b<Ck (4) Therefore, the first and second
By comparing the difference AkBk between the focus error signals with GK, it is possible to know the position of the focal point F with respect to the reflecting surface. Further, the first and second addition error signals S. ,S
2 are as follows:

したがって、もし第1〜第Nビームの焦点Fk(k=1
.2.・・・N)がずへて第1の側にある場合には、第
1.第2の加算信号の差へ8は、式(3)かになる。(
以下において Σ=Σ と記す。) また、もしすへての焦点Fk (k=1.2,・・・N
)が第2の側にある場合には、式(4)から、△SくΣ
C K        (7)になる。したがって、 △S;ΣC.         (a)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F,(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F,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 focus Fk (k=1
.. 2. ...N) is on the first side, the first side. The difference of the second addition signal to 8 is expressed by equation (3). (
In the following, it is written as Σ=Σ. ) Also, the focal point Fk (k=1.2,...N
) is on the second side, then from equation (4), △S Σ
It becomes C K (7). Therefore, ΔS; ΣC. If you adjust the position of the objective lens so that it becomes (a), N focal points Fk (k
=1 to N) are distributed on both sides of the reflective surface. In other words, the reflecting surface is located at approximately the average position of the N focal points F, (k-1 to N). Ak and Bk are expressed as functions of the position of the focal point F with respect to the reflecting surface using optical constants of the optical system and circuit constants of the electric circuit. therefore,
The objective lens can be precisely positioned at the average position of N focal points.

また、すべてのビームk=1〜Nについて、AS=B−
になるように装置の調整をしておくと、ΣC5−0にな
る。したがってこの場合には、式(8)から ΔS=O        ’  (9)すなわち ΣA
k−ΣB.    (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, AS=B−
If the device is adjusted so that ΣC5-0 is obtained. Therefore, in this case, from equation (8), ΔS=O' (9) or ΣA
k-ΣB. Adjust the position of the objective lens so that it becomes (10).

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, the focus control device of the present invention is a device to which the above 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S+=ΣAk,S。
The optical paths of N arbitrarily selected beams are separated by a beam separation optical system, and each of the N beams is inputted to the first to Nth focus error detection devices. Each focus error detection device outputs first and second focus error signals Ak. Bk (k=1~N
) is generated. The first and second adders sum up the first and second focus error signals for all of the first to N beams, respectively, to obtain first and second added error signals S+=ΣAk,S.

ΣBkを生成する。減算器は第1,第2の加算誤差信号
S,,S2の差△S ” S +  S 2を生成ずる
。調節器はへSが設定値ΣC,に等しくなるよ?に対物
レンズの位置を調節する。
Generate ΣBk. The subtractor generates the difference between the first and second added error signals S, , S2, △S '' S + S 2.The adjuster adjusts the position of the objective lens so that S becomes equal to the set value ΣC, Adjust.

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 so that the reflective surface is at the average position of the focus 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 the focus control method and apparatus of 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て反射され、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l4の焦点
制御に用いる。
In this embodiment, a three-beam optical head 1 is used as in the apparatus shown in FIG. The light is input to the control device 10. In addition, in this embodiment, among the three beams, the central beam (
One of the beams at both ends (hereinafter referred to as the end beam) is selected and used to control the focus of the objective lens l4.

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4、,4■,加算器5■5。.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AI,Bl(以
下、焦点誤差信号A+.B1と記す)を生成する。焦点
誤差検出装置4。ば端ビームを受光し、第1,第2の焦
点誤差信号A2,B2  (以下、焦点誤差信号A2.
82と記す)を生成する。焦点誤差信号A,.A2はい
ずれも、対物レンズ14に入射した中央ビームおよび端
ビームの焦点か、反射面2を基準面として対物レンズl
4の側(上側〕から反対側(下側)に向って移動するに
したかって小さくなる信号である。焦点誤差信号BB2
はいずれも、対物レンズl4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。
The focus control device of this embodiment includes a beam separation optical system 3, a focus error detection device 4, 4, and an adder 5. .. It is composed of a differential amplifier (subtractor) 6 and an adjuster 7. The beam separation optical system 3 separates and converges the optical paths of three beams constituting the incident beam. The focus error detection device 41 receives the central beam and generates first and second focus error signals AI and Bl (hereinafter referred to as focus error signals A+.B1). Focus error detection device 4. The first and second focus error signals A2, B2 (hereinafter referred to as focus error signals A2.
82) is generated. Focus error signals A, . A2 is the focal point of the center beam and end beam incident on the objective lens 14, or the objective lens l with the reflecting surface 2 as a reference plane.
This is a signal that becomes smaller as it moves from the 4 side (upper side) to the opposite side (lower side).Focus error signal BB2
Both are signals that increase as the focus of the center beam and end beam incident on the objective lens l4 moves from top to bottom in FIG.

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」二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?差信号A: ,  
B:ac= 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51.5■は
それぞれ焦点誤差信号A1とA2,Bl とB2を加算
し、加算誤差信号S+ .S2を生成ずる。差動増幅器
(減算器)6は加算誤差信号の差△Sを生成する。調節
器7は△SがOになるように対物レンズ14を移動させ
る(式(9)参照)。
In addition, in this embodiment, when the focal points of the center beam and the end beams are on the reflecting surface 2'', the first and second focal points are generated by the focus error detection devices 41 and 42. Difference signal A: ,
The optical system and electric circuit are adjusted so that B:ac=1.2) are equal to each other. The adder 51.5■ adds the focus error signals A1 and A2, Bl and B2, respectively, and outputs the added error signals S+ . Generate S2. A differential amplifier (subtractor) 6 generates a difference ΔS between the addition error signals. The adjuster 7 moves the objective lens 14 so that ΔS becomes O (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、それそれ4分割光検出
器40■.402と2つの加算器41■.41■,42
■,422で構成されている。加算器412, 422
は4分割光検出器40. , 40。の、円筒レンズ1
6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B,.B2 (第2の焦点誤差信号)を生
成し、加算器41■,421は4分割光検出器40, 
, 40■の、前記対角線に垂直なもう?つの対角線(
第1図で」二下方向の対角線)」二の光検出器に接続さ
れていてそれそれ焦点誤差信号A+ .A2  (第1
の焦点誤差信号)を生成する。
The beam separation optical system 3 of this embodiment is composed of a condenser lens 15 and a cylindrical lens 16, similar to the apparatus shown in FIG. Also, the focus error detection devices 41, 42 are each divided into four photodetectors 40, . 402 and two adders 41■. 41 ■, 42
■, 422. Adders 412, 422
is a 4-split photodetector 40. , 40. , cylindrical lens 1
6 are connected to diagonal photodetectors parallel to the generatrix of B, . B2 (second focus error signal);
, 40 ■, which is perpendicular to the diagonal? two diagonals (
In FIG. 1, each of the two photodetectors (lower diagonal line) is connected to a focus error signal A+. A2 (1st
(focus error signal).

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

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40■上に各々スボッ1・を結ふ。いま、対物レ
ンズl4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40■」二のスポット
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40■」二のス
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。したかって、加算
器41,および42,の電圧(第1の誤差検出信号)の
和△l+A2、ずなわち加算器51の出力電圧(第1の
加算誤差信号S1)か加?器41■および加算器42。
Similarly to the apparatus shown in FIG. 2, among the beams reflected by the reflective surface 2 of the storage medium, the central beam is on the 4-split photodetector 401, and either end beam is on the 4-split photodetector 401, and one of the end beams is on the 4-split photodetector 401 Tie each subbot 1 on the detector 40■. Now, when the focus of the central beam incident on the objective lens l4 is on the reflective surface 2 of the storage medium, the spot on the 4-split photodetector 40 becomes circular, while the focus of the end beam is on the image plane W. Due to curvature aberration, the distance from the reflective surface 2 of the storage medium (objective lens 14
Since the second spot of the four-split photodetector 40 is shifted to the side), the second spot of the four-split photodetector 40 becomes a vertically elongated ellipse (long in the direction of the diagonal line perpendicular to the generatrix of the cylindrical lens 16) in the drawing. Therefore, the sum of the voltages (first error detection signal) of adders 41 and 42 (first error detection signal) Δl+A2, that is, the output voltage of adder 51 (first addition error signal S1) is added? device 41■ and adder 42.

の電圧(第2の誤差検出信号)の和BI+B2、ずなわ
ち加算器5■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)に十の電流
か流れ、対物レンズ1、4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l4に入射ずる端
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40■上のスポットは図面上で横
長のだ円になる。したかって、加算器51の電圧(第1
加算誤差信号S+)が加算器5■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)のコイルに一の電流
力?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ほ等しくなるように、対物レン
ズ14か位置づけ制御される。
The sum of the voltages (second error detection signal) BI+B2, that is, the output voltage of the adder 5 (second addition error signal S2), is greater than the voltage output from the output terminal of the differential amplifier 6 to the focus actuator (adjustment A current of 100 Ω flows through a coil (not shown) of the device, and the objective lenses 1 and 4 are driven to approach the storage medium 8. Contrary to the above, if the focal point of the off-edge beam incident on the objective lens l4 is on the reflective surface of the storage medium 8, the spot on the four-split photodetector 402 will be circular; Since the focus of the beam is shifted backward from the reflecting surface 2 of the storage medium 8 due to field curvature aberration, the spot on the 4-split photodetector 40 becomes a horizontally long ellipse in the drawing. Therefore, the voltage of the adder 51 (the first
The addition error signal S+) becomes smaller than the voltage of the adder 5 (second addition error signal S2), and a current force of ?1 is applied from the output terminal of the differential amplifier 6 to the coil of the focus actuator (adjuster). As a result, the objective lens 14 is driven away from the storage medium 8. As described above, the positioning of the objective lens 14 is controlled so that the distance of the objective lens 14 from the surface of the storage medium 8 is approximately equal to the average value of the focal length of the center beam and the focal length of the end beams.

第1図の実施例では3ビーム半導体レーザな用いビーム
数か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。ビーム数か偶数の場合は、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 shown in FIG. 1, a three-beam semiconductor laser is used, and the number of beams used is three, but the light source is not limited to a semiconductor laser, and the number of beams is not limited to three. . If the number of beams is even, the two beams at the center have the same conditions, so one of the beams is represented as the center beam. Although we have shown the case where the astigmatism method is used to detect focus errors, other methods include the critical angle method and the knife edge method. The focal position can be similarly controlled using the Foucault method or the like.

[発明の効果1 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則面を基準面
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。
[Effect of the Invention 1] As explained above, the present invention provides the first, second, ... Nth beams arbitrarily selected from the plurality of beams of the multi-beam optical head
a first focus error signal that decreases as the position of the focal point of the beam shifts from the first side to the second side using the irregular surface of the storage medium as a reference plane; A second focus error signal that increases as the beam shifts from the side to the second side is generated for each of the first, second, . . . , for all of the first, second, ... Nth beams, and adjust the position of the objective lens so that the difference between the respective addition results is equal to the set value. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the recording/reproducing signal due to the enlargement of the end beam spot, and
This has the effect of increasing the number of beams that can be used for recording and reproduction when the same objective lens is used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of 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、 】 9 ?■. 4+,. 41。, 42+. 42。加算器
、差動増幅器(減算器)、 調節器、 記憶媒体、 焦点制御装置、 3ビーム半導体レーザ、 コリメーl・レンズ、 ビーム分割器、 対物レンズ、 集光レンズ、 円筒レンズ、 4024分割光検出器、 A2 第1の焦点誤差信号、 B2 第2の焦点誤差信号、 S2 加算誤差信号、 加算誤差信号St,S2の差。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the focus control method and device thereof according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an example of a focus control device to which a conventional focus control method for a multi-beam optical head is applied. 1 optical head, 2 reflective surface (surface of storage medium 8), 3 beam separation optical system, 41. 42 Focus error detection device,] 9? ■. 4+,. 41. , 42+. 42. Adder, differential amplifier (subtractor), adjuster, storage medium, focus control device, 3-beam semiconductor laser, collimator lens, beam splitter, objective lens, condensing lens, cylindrical lens, 4024-split photodetector , A2 first focus error signal, B2 second focus error signal, S2 added error signal, difference between added error signals St and S2.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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。 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。
[Claims] 1. Objective of a multi-beam optical head that focuses a beam array consisting of a plurality of beams onto a storage medium using one objective lens, and records and reproduces information in parallel using each beam. In a focus control method for adjusting the distance of a lens from a storage medium, the optical path of each of the multi-beams emitted from the optical head is separated, and arbitrarily selected first, second, ... Nth beams are separated. of the beam of
a first focus error signal that decreases as the focus position of the objective lens shifts from the first side to the second side with the reflective surface of the storage medium as a reference plane; The second focus error signal, which increases as the focus shifts from the first side to the second side, is
generated for each of the second, ... Nth beams, and add each of the first focus error signal and the second focus error signal for all of the first, second, ...Nth beams. generates first and second addition error signals, respectively, generates a difference between the first and second addition error signals, and outputs data from the storage medium of the objective lens such that the difference is equal to a set value. A focus control method characterized by adjusting distance. 2. A beam train consisting of a plurality of beams is focused onto a storage medium by one objective lens, and each beam is used to record and reproduce information in parallel. A focus control device that adjusts the distance includes: a beam separation optical system that separates the optical paths of individual beams of the multi-beams emitted from the optical head; and arbitrarily selected first, second, ... Nth beams. of the beam,
A first focus error signal that decreases as the position of the focus by the objective lens shifts from the first side to the second side using the reflective surface of the storage medium as a reference plane; The second focus error signal, which increases as the focus shifts from the first side to the second side, is
The respective first beams generated for each second,..., Nth beam are
, second, . . . , Nth focus error detection device;・
・For the Nth focus error detection device, the first and second
a subtracter that generates a difference between the first and second addition error signals; and an objective lens that generates an addition error signal such that the difference is equal to a set value. 1. A focus control device comprising an adjuster for adjusting a distance from a storage medium.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6813229B1 (en) 1997-10-14 2004-11-02 Kabushiki Kaisha Kenwood Optical disc readout method and apparatus with focusing

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