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    公开号:WO1991006097A1
    申请号:PCT/JP1990/001325
    申请日:1990-10-15
    公开日:1991-05-02
    发明作者:Nobuhiko Hosobata；Yukio Yoshikawa；Masaaki Takagi
    申请人:Copal Company Limited；Fujitsu Limited；
    IPC主号:G11B11-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 光ピックアツプ装置の焦点調整装置
    [0003] 技術分野
    [0004] 本発明は光磁気ディスク装置等に使用される光ピックアツブ装置 の焦点調整装置に関し， 特に， 記録媒体上で反射された光を光分波 器を介して 2系統の焦点に集束せしめるとともに， 一方の系統の焦 点の前方と他方の系統の焦点の後方に配設された 2系統の光検出器 出力により焦点調整機構の位置制御を行う様にした焦点調整装置の 改良に関する。 m J ^技
    [0005] 光磁気ディスク装置等に使用される光ピックアップ装置の焦点調 整装置としては， 従来より各種のものが知られているが， 特に， 記 録媒体上で反射された光を光分波器を介して 2力所の焦点に集束せ しめるとともに， 一方の焦点の前方と他方の焦点の後方に配設され た 2系統の光検出器の検出光量により焦点調整機構の位置制御を行 う様にしたものが本発明の前提となるものである。
    [0006] そこで， 第 1図及び第 1 3図を参照して本発明の前提となる焦点 調整装置の基本原理を説明する。
    [0007] 尚， 本明細書ではトラッキング方向を X軸， ディスクの回転方向 を Y軸， フォーカシング方向を Z軸として扱う。
    [0008] 第 1図を参照して， 半導体レーザ 1から射出された光はコリメ一 トレンズ 2で平行光束にされて， ビーム整形プリズム 3 a · 3 b及 びビームスブリ ツ夕 （ガラス 3 bと 3 c間の境界面 Gがビームスブ リ ツ夕として作用する） を包含する光学ブ口 yク 3に入射する。 コリ メートレンズ 2で平行光束に整形されたレーザ光の光断面は レーザ光の性質によって一般に楕円強度分布をしているので， ビー ム整形プリズム 3 aにより真円補正をする。
    [0009] 即ち， 楕円の長軸が紙面に対して垂直方向であると仮定した場合， レーザ光を例えば材質 B K 7 ( B S C 7 ) で形成されたビーム整形 プリズム 3 aの面 Eに入射角 0で入射させ， 屈折角 øで屈折させる と， ビーム径は短軸方向に C O S 0 Z C O S 0だけ拡がって， 概ね 円形になる。
    [0010] 更に， レーザ光の波長 λは一般に温度や発光強度によっても若干 変化する性質を有し， 上記の屈折角 øも温度や発光強度によって変 化する。
    [0011] そこで， 屈折率に関して波長依存性や温度依存性がある例えば材 質 S F 1 1 ( F D 1 1 ) 等のガラスで形成されたプリズム 3 bを設 け， レーザ光をガラス 3 aと 3 bの境界面 Fに入射角 で入射せし め， 屈折角 /3で屈折させることによってレーザ光の波長依存性や温 度依存性を補儍する。
    [0012] ガラス 3 bとガラス 3 cとの境界面 Gは無位相ビームスプリ ッ夕 を構成しており， レーザ光中の P偏光は 7 0〜 8 0 %が境界面 Gを 透過するとともに， S偏光は大半が境界面 Gで反射する。
    [0013] ガラス 3 cの底面には 4 5度の煩斜面 Hが形成されており， コー ティングが施されている。 境界面 Gを透過した P偏光は傾斜面 Hに 入射角 4 5度で入射して無位相で全反射し， その光束は Z軸方向に 向けて， 光学ブ口ック 3から射出する。 光学プロック 3から射出し た光は対物レンズ 4によって図外のディスクに集光され， ディスク で反射した光は再度対物レンズ 4によつて平行光束にされてガラス 3 cに入射し， 傾斜面 Hで全反射されて境界面 Gに入射する。
    [0014] さて， 光磁気ディスク方式の場合， ビームスポッ トがディスク記 録面で反射される際に， その偏光面は情報ピッ トを形成する垂直磁 化によってカー （K e r r ) 角だけ回転する。
    [0015] 従って， ディスク記録面で反射された光束が境界面 Gに入射する と， その P偏光の 2 0〜3 0 %と S偏光が反射し， この反射光束は 1 2波長板 5に入射し， 後述のビームスプリ ッタ 7に対して， 偏 光面が 4 5度傾斜される。
    [0016] 1 / 2波長板 5から射出した光は集光レンズ 6を通過してビーム スプリ ツ夕 7に入射し， ビームスプリ ツタ 7で P成分と S成分に分 割されて， 2系統の焦点 F及び F ' に各々集光する。
    [0017] 焦点 Fの前方にはディテクタ 8が焦点 F ' の後方にはディテクタ 9が各々配置され， 各々のディテクタ 8 · 9の光軸近傍には直径の 等しい受光面 A · Bが各々形成されている。 尚， 第 1図はディテク タ 8 ， 9の側面と正面の双方を各々示している。
    [0018] 各々のディテクタ 8 · 9に対して入射した光束 Sのスボヅ ト径を 各々 0 SA及び 0 SBと定義した場合において， 合焦時に各スボッ ト径 0 SA及び 0 SBは受光面 A · Bの径を余裕をもって上回る。
    [0019] 又， 望ましくは， 各受光面 A及び Bの受光量を各々 a及び bと定 義した場合に， 合焦時において各々の受光量 a及び bが実質的に等 しくなる様にディテクタ 8の焦点 Fに対する距離及びディテクタ 9 の焦点 F ' に対する距離が設定される。
    [0020] さて， この様な機構において， ディスク面が対物レンズ 4に対し て合焦時よりも近距離にある場合には， 反射光は焦点 F及び F ' よ りも遠方で収束する。 従って， このケースの場合には， 各々の光束のスポッ ト径 0 SAと ø SB間には， SA > の関係が成立する。
    [0021] このことは受光面 Aに入射する光は受光面 Bに入射する光よりも 拡散することを意味するので， 各々の受光面 A及び Bの検出光量 a と b間には a < bの関係が成立する。
    [0022] 一方， ディスク面が対物レンズ 4に対して合焦時よりも遠距離に ある場合には， 反射光は焦点 F及び F ' よりも手前で収束する。 従って， このケースの場合には各々のディテクタ 8 · 9に入射す る光束のスポッ ト径 0 SAと 0 SB間には， 0 SAく 0 SBの関係が成立し， 受光面 Bに入射する光は受光面 Aに入射する光よりも拡散するので， 各々の受光面 A及び Bの検出光量 aと b間には a > bの関係が成立 する。
    [0023] 従って， 第 1 3図に示す様に， 受光面 A及び Bの出力を差動増幅 器 1 2に加え， 各々の系の検出光量の偏差 a— bが 0に収束する様 に対物レンズ 4を駆動すれば焦点調整が行える。 尚， 第 7図におい て 1 3は捕僂回路を含むドライバを， 1 4 aはフォーカスコイルを 示す。
    [0024] 上記の様に， 記録媒体からの反射光をビームスプリ ッタによって 2系統のディテクタ上に分配し， 各々のディテクタの検出光量偏差 によってサーボ系を作動させる様にした焦点調整装置においては， 合焦時における 2系統のディテクタの検出光量が均衡していること が正常な動作のための前提条件となるものである。
    [0025] そこで， 一般には 2系統のディテクタ 8 · 9における受光量が均 衡する様に 1 2波長板 5の位置調整を行うが， この 1 2波長板 5の位置調整は極めて精密な調整が必要になるという問題がある。 又， 1ノ 2波長板 5の位置調整が精密に行われたとしても， トラ ック間のクロストークやディスク平面での複屈折等の影響によって 生じる 2系統のディテクタにおける検出光量の不均衡に対しては従 来の方式では対応できず， 常に焦点精度を確保できるという保証は なかった。
    [0026] 本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたものであり， 2系統の ディテクタにおける検出光量の不均衡の影饗を受けることなく焦点 調整を行える焦点調整装置を提供することを目的とする。 発明の開示
    [0027] 本発明の光ピックアップ装置の焦点調整装置は；焦点調整可能な 対物レンズによつて記録媒体上に集光され， 該記録媒体上で反射さ れた光を前記対物レンズと集光レンズと光分波器を介して第 1の系 統の焦点及び第 2の系統の焦点に各々集束させ， 第 1の系統の焦点 の前方に第 1の光検出器を配設し， 第 2の系統 ©焦点の後方に第 2 の光検出器を配設し， 該第 1光検出器の出力と第 2の光検出器の出 力により前記対物レンズをサーボ制御する様にした光ピックアップ 装置の焦点調整装置を前提とする。
    [0028] 望ましい第 1の態様として， 前記第 1の光検出器は， その光軸を 中心として前記集光レンズによって照射される光束スポッ トよりも 小さい面積の中心受光面と， 該中心受光面の周囲にあって該中心受 光面を含めた面積が前記光束スポッ トよりも大きい面積となる周辺 受光面とを有し， 前記第 2の光検出器は， その光軸を中心として前 記集光レンズによって照射される光束スポッ トよりも小さい面積の 中心受光面と， 該中心受光面の周囲にあって該中心受光面を含めた 面積が前記光束スポッ トよりも大きい面積となる周辺受光面と 有 し， 前記第 1の光検出器の中心受光面と周辺受光面の総受光量に対 する中心受光面の受光量比を算出する手段と， 前記第 2の光検出器 の中心受光面と周辺受光面の総受光量に対する中心受光面の受光量 比を算出する手段と， 前記第 1の光検出器の中心受光面と周辺受光 面の総受光量に対する中心受光面の受光量比と， 前記第 2の光検出 器の中心受光面と周辺受光面の総受光量に対する中心受光面の受光 量比との偏差が 0に収束する様に前記対物レンズを制御するサーボ 駆動手段とを備える。
    [0029] 上述の望ましい第 1の態様では， 記録媒体で反射された光は光分 波器で 2系統に分割されて， 第 1の系統の焦点の前方に配設された 第 1の光検出器と第 2の系統の焦点の後方に配設された第 2の光検 出器とに各々投影される。
    [0030] 各々の光検出器の中心受光面の受光量と周辺受光面の受光量を加 算した総受光量は焦点変動に関わりなく一定であるが， 中心受光面 の受光量は焦点変動に伴う光拡散の度合に対応して変化する。
    [0031] 従って， 第 1の系統の総受光量に対する中心受光量の比と， 第 2 の系統の総受光量に対する中心受光量の比の偏差が 0に収束する様 に対物レンズをサーボ制御すれば， 対物レンズは常に合焦点を追跡 する。
    [0032] 又， 1 Z 2波長板の調整誤差やクロストーク等によって双方の系 統の総受光量に不均衡が発生した場合には， 双方の系統の中心受光 量にも同一割合の不均衡が発生するので， 分子/分母間で受光量の 変動成分は打ち消されることになり， 双方の系統における受光量の 不均衡の影響は受けなくなる。 望ましい第 2の態様として， 前記第 1の光検出器は， その光軸を 中心として前記集光レンズによって照射される光束スポッ トよりも 小さい面積の中心受光面と， 該中心受光面の周囲にあって該中心受 光面を含めた面積が前記光束スボッ トよりも大きい面積となる周辺 受光面とを有し， 前記第 2の光検出器は， その光軸を中心として前 記集光レンズによって照射される光束スポッ トよりも小さい面積の 中心受光面と， 該中心受光面の周囲にあって該中心受光面を含めた 面積が前記光束スポッ トよりも大きい面積となる周辺受光面とを有 し， 前記一方の系統の光検出器の中心受光面の受光量と前記他方の 系統の光検出器の中心受光面の受光量の偏差である中心受光量偏差 を算出する手段と， 前記一方の系統の光検出器の中心受光面と周迈 受光面との総受光量と他方の系統の光検出器の中心受光面と周辺受 光面との総受光量の偏差である総受光量偏差を算出する手段と， 算 出された総受光量偏差に合焦点における総受光量に対する中心受光 量の成分比を乗じて捕正値を算出する手段と， 前記各々の系統の光 検出器の中心受光量偏差から前記算出された補正値を減じた値が 0 に収束する様に前記対物レンズを制御するサーボ駆動手段とを備え る O
    [0033] 上述の望ましい第 2の態様においても， 記録媒体で反射された光 は光分波器で 2系統に分割されて， 第 1の系統の焦点の前方に配設 された第 1の光検出器と第 2の系統の焦点の後方に配設された第 2 の光検出器とに各々投影される。
    [0034] 各々の光検出器の中心受光面の受光量と周辺受光面の受光量を加 算した総受光量は焦点変動に関わりなく一定であるが， 中心受光面 の受光量は焦点変動に伴う光拡散の度合に対応して変化する。 そこで， 第 2の望ましい態様においては， 基本的には各々の系統 の光検出器の中心受光量偏差によって対物レンズを駆動するが， 中 心受光量は各々の系統の光検出器間に受光量の不均衡があった場合 には， 受光量の不均衡成分を含むことになる。
    [0035] 上述の様に， 各々の系統の光検出器の中心受光面の受光量と周辺 受光面の受光量を加算した総受光量は焦点変動の影響は受けないが， 受光量の不均衡の影響は受けるので， 各々の系統の光検出器の総受 光量の偏差を算出すれば， この算出された偏差は各々の系統におけ る光検出器の総受光量の不均衡を示すことになる。
    [0036] 又， 合焦点においては各々の系統の光検出器に投影される光束の スボッ ト径は一定の値を示すので， 総受光量に対する中心受光量の 成分比も一定の数値を示す事になり， この一定の成分比を上記で算 出された総受光量偏差に乗じた値を補正値とすれば， この補正値は 総受光量偏差中の中心受光面に相当する成分を示す事になる。
    [0037] そして， 各々の系統の光検出器の中心受光量偏差から上記の如く して算出された補正値を減じた値をサーボ出力とするので， 合焦点 付近においては， サーボ出力からは各々の系統の光検出器の光量不 均衡成分は除去されることになる。 図面の簡単な説明
    [0038] 第 1図は本発明の実施例に係る光ピツクアップ装置の光路を説明 する図， 第 2図は上記光ピックアップ装置の斜視図， 第 3図は第 1 図に示す光ピックアップ装置のァクチユエ一夕部分の平面図， 第 4 図は第 1図に示す光ピックアップ装置のァクチユエ一夕部分の正面 図， 第 5図は本発明の第 1の実施例に係る光ピックアップ装置のフ オーカシングサ一ボ系の回路図， 第 6図はディスクが対物レンズの 合焦位置にある時のディテクタ 8に対する投影パターンの説明図， 第 7図はディスクが対物レンズの合焦位置にある時のディテクタ 9 に対する投影パターンの説明図， 第 8図はディスクが対物レンズの 合焦位置よりも遠距離にある時のディテクタ 8に対する投影パター ンの説明図， 第 9図はディスクが対物レンズの合焦位置よりも遠距 雜にある時のディテクタ 9に対する投影パターンの説明図， 第 1 0 図はディスクが対物レンズの合焦位置よりも近距離にある時のディ テクタ 8に対する投影パターンの説明図， 第 1 1図はディスクが対 物レンズの合焦位置よりも近距離にある時のディテクタ 9に対する 投影パターンの説明図， 第 1 2図は本発明の第 2の実施例に係る光 ピックアップそうちのフォーカシングサーボ系の回路図， 第 1 3図 は従来の光ピックアツブ装置のフオーカシングサーボ系の回路図。 発明を実施するための最良の形態
    [0039] 以下図面を参照して本発明の 1実施例を詳細に説明する。
    [0040] 本発明においても装置の光学的構造は既述の従来例と基本的には 共通するので， 第 1図は本実施例の説明においても使用し， 更に， 本実施例に係る光ピックアツブ装置の全体構成を第 2図の斜視図に 示すとともに， 対物レンズ 4を駆動駆動するためのァクチユエ一夕 の詳細を第 3図の平面図， 第 4図の正面図に示す。
    [0041] 尚， 第 2図において， 既に説明した要素に関しては第 1図と同一 の符号を付して重複した説明は省略し， これまでに説明していない 要素に関して詳述する。
    [0042] 1 5は対物レンズ 4が固着されたァクチユエ一夕主体部であり， ァクチユエ一夕主体部 1 5の一方の脚部 1 5 aには弾性を有する接 繞プレート 1 6 · 1 7が各々ヒンジ部 1 6 a · 1 7 aで接続されて いる。
    [0043] 又， 接続ブレート 1 6 · 1 7の他の一端は図外の光学シーク機構 に固着された取付部材 1 8に各々ヒンジ部 1 6 b · 1 7 bによって 接繞ブレート 1 6 · 1 7が平行になる様に接続されている。
    [0044] 接続ブレート 1 6 · 1 7自体は弾性を有するが， これらの外縁部 には各々補強用の曲げ部 1 6 c · 1 7 cが形成されているので， ァ クチユエ一夕主体部 1 5を Z軸方向に移動させる様な力を加えても， 接続ブレート 1 6 · 1 7自体には実質的に撓みが生ぜず， 4箇所の ヒンジ部 1 6 a . l 7 a ' 1 6 b ' 1 7 bが撓んでァクチユエ一夕 主体部 1 5が対物レンズ 4の光軸に対して餒斜することなく Z軸方 向に移動する様になされている。
    [0045] ァクチユエ一夕主体部 1 5の他方の脚部 1 5 bにはフォーカスコ ィル 1 4 aが固着されており， フォーカスコイル 1 4 aの巻き軸内 には上記の光学シーク機構に固着された U字型のヨーク 1 9が挿入 され， ヨーク 1 9にはマグネッ ト 2 0が固着されている。
    [0046] 従って， フォーカスコイル 1 4 aに通電することによりァクチュ エータ主体部 1 5を Z軸方向に移動させる力が発生する。
    [0047] 尚， 1 4 bはトラッキングコイルであり， トラッキングコイル 1 4 bに通電すると， ァクチユエ一夕主体部 1 5がヒンジ部 1 6 b · 1 7 bを中心として旋回する方向の力 （即ち， ァクチユエ一夕主体 部 1 5を X軸方向に移動させる力） が発生するが本発明はフォー力 ス制御に関するものであるので， トラッキングコイル 1 4 bは本発 明には直接的には閼係しない。 次に， 本発明の特徵点として第 1図に示す様に各々のディテクタ 8 · 9には中心受光面 A · Bの周囲に光束スポッ ト Sを焦点調節領 域内のいかなる状態においても十分にカバーし得る大きさの周辺受 光面 Α， · B， が配設されている。
    [0048] 次に， 第 5図は本発明の特徵点となる駆動回路の一例を示したも のである。
    [0049] 2 1はディテクタ 8の中心受光面 Aの出力 aと周辺受光面 A ' の 出力 a ' を加算する加算回路である。
    [0050] 加算回路 2 1の出力 （ a + a， ) はオートゲインコント α—ル回 路を使用した割算回路 2 2の制御入力に加えられる。
    [0051] 割算回路 2 2には中心受光面 Αの出力 aも加えられ， 割算回路 2 2の出力 a Z ( a + a ' ) はディテクタ 8の全体受光量に対する中 心受光量 aの比率を示す事になる。
    [0052] 2 3はディテクタ 9の中心受光面 Bの出力 bと周辺受光面 B ' の 出力 b ' を加算する加算回路である。
    [0053] 加算回路 2 3の出力 （b + b ' ) はオートゲインコントロール回 路を使用した割算回路 2 4の制御入力に加えられる。
    [0054] 割算回路 2 4には中心受光面 Bの出力 bも加えられ， 割算回路 2 4の出力 b Z ( b + b ' ) はディテクタ 9の全体受光量に対する中 心受光量 bの比率を示す事になる。
    [0055] 各々の割算回路 2 2 · 2 4の出力は差動増幅器 1 2に加えられて フォーカスエラー信号 F E Sを得， このフォーカスエラー信号 F E Sをドライバ 1 3に加えて， フ： ^一カスコイル 1 aを制御する。 尚， 上記の説明から明らかな様にフォーカスエラー信号 F E Sは 次の （式— 1 ) で示される。 a b
    [0056] F E S = (式— 1 ) a + a b + b '
    [0057] 次に， 上記事項及び第 6図乃至第 1 1図を参照して本実施例の作 用を説明する。
    [0058] 尚， 第 6図及び第 7図はディスク面 3 0が対物レンズ 4に対して 合焦している時の， 第 8図及び第 9図はディスク面 3 0が対物レン ズ 4に対して合焦時よりも遠距離にある時の， 第 1 0図及び第 1 1 図はディスク面 3 0が対物レンズ 4に対して合焦時よりも近距離に ある時のディテクタ 8 · 9の状態を各々示している。
    [0059] 始めに， 2系統のディテクタ 8 · 9に対する入射光量が均衡して いる場合に関して説明する。
    [0060] 先ず， ディスク面 3 0が対物レンズ 4に対して合焦している時に は， ビームスプリ ツ夕 7で分割された光は焦点 F及び F ' で収束す るので， ディテクタ 8に入射する光束 Sのスポツ ト径 0 SAとディテ クタ 8に入射する光束 Sのスボッ ト径 0 SBは第 6図及び第 7図に示 す様に等しく， 同じ拡散の度合を示す。
    [0061] ディテクタ 8の中心受光面 Aとディテクタ 9の中心受光面 Bの面 積は等しいので， 上記の （式一 1 ) における中心受光量 aと bの値 は等しくなる。
    [0062] 又， 2系統のディテクタ 8 · 9に対する入射光量が均衡している 限り， 双方のディテクタ 8 · 9の総受光量は当然均衡するので， (式一 1 ) における総受光量 a + a ' と b + b ' の値は等しく， 定 数として扱えるので， （式一 1 ) は （式一 2 ) と変形でき， サーボ 系はその現状を維持する様に作用する。 FES=k a -k a= 0 (式一 2)
    [0063] 1
    [0064] 但し， k =
    [0065] a + a' b + b '
    [0066] 次に， ディスク面 3 0が対物レンズ 4に対して合焦時よりも遠距 離にある時には， ビームスプリ ッタ 7で分割された光は焦点 F及び F' よりも手前で収束するので， 第 8図及び第 9図に示す様にディ テク夕 8に投影される光束のスポッ ト径 0SAとディテクタ 9に投影 される光束のスポッ ト径 0SBの間には 0SAく 0SBの W係が成立する。 従って， 受光面 Bに対する入射光束は受光面 Aに対する入射光束よ りも拡散するので， 上記の （式— 1 ) における中心受光量 aと bの 間には a > bの関係が成立する。
    [0067] 一方， 2系統のディテクタ 8 · 9に対する入射光量が均衡してい る限り， ディテクタ 8 · 9の総受光量は入射光束のスボッ ト径の大 小に関わりなく均衡するので， （式一 1 ) の総受光量 a + a' 及び b +b' の値は等しく， 定数として扱える。
    [0068] 従って， （式— 1 ) は （式— 3) と変形でき， ドライバ 1 3はフ ォ一カスコイル 1 4 aに IHの電流を供給する。
    [0069] FES = k a -kb > 0 (式一 3)
    [0070] 但し ： （a >b) フォーカスコイル 1 4 aに正の電流が供耠されることによってフ ォ一カスコイル 1 4 aとヨーク 1 9間に作用する電磁力によってァ クチユエ一夕主体部 1 5は上方に移動して対物レンズ 4はディスク 面 3 0に近づき合焦位置に集束する。
    [0071] ディスク面 3 0が対物レンズ 4に対して合焦時よりも近距離にあ る時には， ビームスブリ ツタ 7で分割された光は焦点 F及び F' よ りも遠くで収束するので， 第 1 0図及び第 1 1図に示す様にディテ クタ 8に投影される光束のスポッ ト径 0SAとディテクタ 8に投影さ れる光束のスポッ ト径 0SBの間には SA> ø SBの関係が成立する。 従って， 受光面 Aに対する入射光束は受光面 Bに対する入射光束よ りも拡散するので， 上記の （式一 1) における中心受光量 aとわの 間には aく bの関係が成立する。
    [0072] 従って， （式 _ 1 ) は （式— 4) と変形でき， ドライバ 1 3はフ オーカスコイル 1 4 aに負の電流を供耠する。
    [0073] FES = k a -kb < 0 (式一 4)
    [0074] 但し： （ aく b)
    [0075] フォーカスコイル 1 4 aに負の電流が供給されることによってフ オーカスコイル 1 4 aとヨーク 1 9間に作用する電磁力によってァ クチユエ一夕主体部 1 5は下方に移動して対物レンズ 4はディスク 面 30から離れ， 合焦位置に集束する。
    [0076] 次に， 2系統のディテクタ 8 · 9に対する入射光量が不均衡な場 合に関して説明する。
    [0077] 2系統のディテクタ 8 · 9の総受光量 a + a' と b + b' の比率 が R1 ： R2 (但し Rl +R2 =2で Rl ≠R2 ) の関係にある時 には， 各々のディテクタ 8 · 9の中心受光量 aと b間にも上記と同 様に R1 ： R2の関係が成立する。
    [0078] 従って， 上記の （式— 1) は下記の （式一 5) と変形できる。
    [0079] Rl a R2 b
    [0080] F E S = (式一 5)
    [0081] Rl(a + a') R2(b +b')
    [0082] この （式一 5) において分子//分母間の Rl と R2 は相互に打ち 消し合うので， この （式— 5) は結局 （式一 1 ) と同じになり， 2 系統のディテクタ間に入射光量の不均衡が生じていたとしてもサー ボ系全体としては， 既に説明した入射光量間に不均衡が生じていな い場合と全く同様の作用をなし， 入射光量の不均衡に関わりなく， 対物レンズ 4は合焦位置を追跋する。
    [0083] 以上の説明からも明らかな様に， 上記第 1の実施例は各々のディ テク夕における総受光量に対する中心受光量比の偏差が 0に収束す る様にサーボ系を構成するものである。
    [0084] 従って， 上記においては説明を単純化するとともに回路構成をも 単純化するために 2系統のディテクタ 8 · 9が同一形状のものであ るとして説明をしたが， 配置スペース等の関係で同一のディテクタ を使用できない様な場合でも入力信号のゲイン等に回路上で適宜重 み付けをしたり， 各々のディテクタの焦点位置からの雜反距雜等を 適宜調整することによって異形状のディテクタを使用することも可 能である。
    [0085] 又， 本発明は焦点調整に関するものであるので， 説明や回路構成 を単純化するために， 単に中心受光面の外周に周辺受光面を設けた 例を示したが， これらのディテクタはフォーカシング制御の他にト ラッキング制御等に使用されることが通例であり， その場合には一 般に中心受光面や周辺受光面を左右に 2分割し， 左右の光量比でト ラッキング制御がなされる。
    [0086] そして， この様に中心受光面や周辺受光面が 2分割された場合に は第 5図に示す回路の前段に左右の受光量を加算するための加算回 路を追加することによって本発明をそのまま適用することができる。 次に， 第 1 2図は本発明の他の実施例に係る駆動回路の一例を示 したものである。 2 5はディテクタ 8の中心受光面 Aの出力 aとディテクタ 9の中 心受光面 Bの出力 bとの偏差を算出する減算回路であり， この減算 回路 2 5の出力 （a— b) は各々の系統のディテクタ 8 · 9の中心 受光面 A · Bの出力偏差を示す。 減算回路 2 5の出力 （a - b) は 減算回路 2 6の正相入力に加えられる。
    [0087] 2 7はディテクタ 8の中心受光面 Aの出力 aと周辺受光面 A' の 出力 a' を加算する加算回路である。
    [0088] 加算回路 2 7の出力 （a + a' ) はディテクタ 8の総受光量を示 す。 加算回路 2 7の出力 （a + a' ) は減算回路 2 8の正相入力に 加えられる。
    [0089] 同様に， 2 9はディテクタ 9の中心受光面 Bの出力 bと周辺受光 面 B' の出力 b' を加算する加算回路である。
    [0090] 加算回路 2 9の出力 （b +b' ) はディテクタ 9の総受光量を示 す。 加算回路 2 9の出力 （b + b， ) は減算回路 2 8の逆相入力に 加えられる。
    [0091] 減算回路 2 8は正相入力から逆相入力を減じるので， その出力 (a + a' ) 一 （b +b' ) はディテクタ 8の総受光量とディテク 夕 9の総受光量の偏差を示す事になる。
    [0092] 減算回路 2 8の出力は分圧器 3 0で所定の定数 Kを乗じられて減 算回路 2 6の逆相入力に加えられる。
    [0093] ここで， 分圧器 3 0の定数 Kは合焦時におけるディテクタ 8の総 受光量 （a+a') に対する中心受光量 aの成分比 （aZa + a' ) を示している。
    [0094] 尚， 本実施例ではディテクタ 8とディテクタ 9と同一形状である ので， 定数 Kは合焦時におけるディテクタ 9の総受光量 （b + ) に対する中心受光量 bの成分比 （bZb + b' ) をも同時に示して いることはいうまでもない。
    [0095] そして， 上述の様に減算回路 2 8の出力はディテクタ 8の総受光 量とディテクタ 9の総受光量の偏差を示しているので， 減算回路 2 6の逆相入力は， 合焦時におけるディテクタ 8及び 9の総受光量の 偏差中の中心受光面 A及び Bに相当する成分を示す事になる。
    [0096] 減算回路 2 6の正相入力には， ディテクタ 8 · 9の中心受光面 A
    [0097] • Bの出力偏差を示す減算回路 2 5の出力 （ a - b) が加えられて いるので， 減算回路 2 6の出力であるフォーカスエラー信号 F E S は 2系統のディテクタ 8 ' 9の中心受光面 A · Bの出力偏差から合 焦時におけるディテクタ 8 · 9の総受光量の偏差中の中心受光面に 相当する成分を除去した値を示す。
    [0098] 減算回路 2 6の出力であるフォーカスエラー信号 F E Sはドライ バ 1 3に加えられ， フォーカスコイル 1 4 aを制御する。
    [0099] 尚， 上記の説明から明らかな様にフォーカス ラー信号 F E Sは 次の （式一 6 ) で示される。
    [0100] FES =(a-b)-K {(a + a* )-(b + b' ) } (式一 6 ) 次に， 上記事項及び既に参照した第 6図乃至第 1 1図を参照して 本実施例の作用を説明する。
    [0101] 始めに， 2系統のディテクタ 8 · 9に対する入射光量が均衡して いる場合に関して説明する。
    [0102] 2系統のディテクタ 8 · 9に対する入射光量が均衡している場合 は各々のディテクタ 8 · 9の総受光量 （ a + a' ) と （b + b' ) は等しい値になるので， （式- 6 ) における（a+a' )-(b+b' ) は 0に なる。 従って， 第 6図の減算回路 2 5の出力がそのまま減算回路 2 6の 出力になるので， （式— 6 ) は （式— 7) と書き換える事が出来る。
    [0103] F E S = a - b (式一 7) ディスク面 3 0が対物レンズ 4に対して合焦している時には， ビ 一ムスプリ ッタ 7で分割された光は焦点 F及び F' で収束するので， 第 6図及び第 7図に示す様にディテクタ 8に入射する光束 Sのスポ ッ ト径 0SAとディテクタ 8に入射する光束 Sのスポッ ト径 ø SBは等 しくなり， 同じ拡散の度合を示し， ディテクタ 8 · 9の単位面積あ たりの受光量も等しくなるので， 上記の （式— 7) における aと b の値も等しくなる。
    [0104] 従って， （式- 7) におけるフォーカスエラー信号 F E Sは 0に なるので， サ一ボ系はその現状を維持する様に作用する。
    [0105] 次に， ディスク面 3 0が対物レンズ 4に対して合焦時よりも遠距 雜にある時には， ビームスプリ ッタ 7で分割された光は焦点 F及び F， よりも手前で収束するので， 第 8図及び第 9図に示す様にディ テク夕 8に投影される光束のスポッ ト径 0SAとディテクタ 9に投影 される光束のスボッ ト径 0SBの間には 0SAく 0SBの関係が成立し， 受光面 Bに対する入射光束は受光面 Aに対する入射光束よりも拡散 するので， 上記の （式— 7) における aと bの間には a > bの関係 が成立する。
    [0106] 従って， （式— 7) は （式— 8 ) と変形でき， ドライバ 1 3はフ オーカスコイル 1 4 aに正の電流を供耠する。
    [0107] F E S = a - b > 0 (式— 8)
    [0108] 但し； （a > b) フォーカスコイル 1 4 aに正の電流が供給されることによってフ オーカスコイル 1 4 aとヨーク 1 9間に作用する電磁力によってァ クチユエ一夕主体部 1 5は上方に移動して対物レンズ 4はディスク 面 3 0に近づき， 合焦位置で集束する。
    [0109] 次に， ディスク面 3 0が対物レンズ 4に対して合焦時よりも近距 離にある時には， ビームスプリ ッタ 7で分割された光は焦点 F及び F， よりも奥で収束するので， 第 1 0図及び第 1 1図に示す様にデ ィテクタ 8に投影される光束のスボツ ト径 0SAとディテクタ 8に投 影される光束のスポッ ト径 0SBの間には 0SA> 0SBの閼係が成立し， 受光面 Aに対する入射光束は受光面 Bに対する入射光束よりも拡散 するので， 上記の （式— 7) における aと bの間には aく bの閧係 が成立する。
    [0110] 従って， （式— 7) は （式— 9) と変形でき， ドライバ 1 3はフ オーカスコイル 1 4 aに負の電流を供耠する。
    [0111] FES = a - bく 0 (式— 9 )
    [0112] 但し ； （ a < b ) フォーカスコイル 1 4 aに負の電流が供耠されることによってフ オーカスコイル 1 4 aとヨーク 1 9間に作用する電磁力によってァ クチユエ一夕主体部 1 5は下方に移動して対物レンズ 4はディスク 面 3 0から雜れ， 合焦位置に集束する。
    [0113] 次に， 2系統のディテクタ 8 · 9に対する入射光量が不均衡な場 合に関して説明する。
    [0114] 2系統のディテクタ 8 · 9の総受光量 （a +a') と （b + b' ) の比率が R1 ： R2 (但し Rl +R2 =2で Rl ≠R2 ) の関係 がある時には， 合焦点では各々のディテクタ 8 · 9の中心受光面の 受光量 aと b間にも上記と同様に R1 ： R2 の関係が成立する。 又， （式— 6) における中括弧の中身である減算回路 2 8の出力 (a + a' ) 一 (b +b' ) がディテクタ 8の総受光量とディテ クタ 9の総受光量との間の不均衡を示していることは上述の通りで ある。
    [0115] この減算回路 2 8の出力は分 E器 3 0によって所定の定数 Kを乗 じられて， 減算回路 2 6の逆相入力に与えられるが， 分圧器 3 0に よって乗じられる定数 Kは， 合焦点におけるディテクタ 8の総受光 量 （a + a' ) に対する中心受光量 aの成分比 （aZa + a' ) 及 び合焦点におけるディテクタ 9の総受光量 （b +b' ) に対する中 心受光量 bの成分比 （b/b + b' ) を示しているので， 各ディテ クタ 8 · 9の総受光量に生じている光量不均衡のうちの合焦点にお ける中心受光量の不均衡に相当する成分が減算回路 2 6の逆相入力 に与えられることになる。
    [0116] 一方， 減算回路 2 6の正相入力には各ディテクタ 8 · 9の中心受 光量の偏差 （a - b) を示す減算回路 25の出力が加えられている が， 上記様に 2系統のディテクタ 8 · 9の総受光量に不均衡が生じ ている時には当然に減算回路 2 5の出力（a- b)も光量不均衡成分を 含むことになる。
    [0117] しかしながら， 上記の様に本実施例では減算回路 2 6によって減 算回路 25の出力から分圧器 3 0の出力を減じてフォーカスエラー 信号 FESを作成しており， 分圧器 3 0の出力は各ディテクタ 8 · 9の総受光量に生じている光量不均衡のうちの合焦点における中心 受光量の不均衡に相当する成分を示しているので， 合焦点近傍にお いてはフォーカスエラー信号 FESからは 2系統のディテクタ 8 · 9に生じる光量不均衡成分は除去されることになる。 勿論， 分圧器 3 0によって設定される定数 Kは合焦点における総 受光量に対する中心受光量の成分比（aZ a +a') を示しているので， 合焦点から遠ざかると光量不均衡成分の補正量に過不足が生じるが， 合焦点近傍においては光量の不均衡成分は上記の様に 0に収束する ので， 2系統のディテクタにおける光量の不均衡に関わりなく対物 レンズ 5は合焦位置に追従する。
    [0118] 次に， 代数的に合焦点においてはフォーカスエラー信号 F E Sが 0に収束することを説明する。
    [0119] 2系統のディテクタ 8 · 9の総受光量 （a +a') と （b + b' ) の間に上記の様に R1 ： R2 の関係が成立する時にはディテクタ 9 の総受光量 （b + b' ) は （式— 1 0) で示され， 又， 合焦点にお いては， ディテクタ 9の中心受光量 bは （式— 1 1 ) で示される。 b + b' = (a + a' ) (式一 1 0)
    [0120] R1
    [0121] R2
    [0122] b = a (式— 1 1 )
    [0123] R1
    [0124] これを （式— 6 ) に代入すると （式— 6 ) は次の （式— 1 2) と 展開でき， フォーカスエラー信号は 2系統のディテクタ 8 · 9間の 光量の不均衡に関わりなく最終的には 0に収束するので， サーボ系 全体もディテクタ 8 · 9間の光量の不均衡に関わりなく対物レンズ が合焦点に追従する様に作動することになる。 R2 a R2
    [0125] FBS = (a a) 一 { (a+a' ) (a+a' )}
    [0126] Rl a + a' Rl
    [0127] R1 - R2 a R1 - R2
    [0128] a (a+a' )
    [0129] Rl a +a' Rl
    [0130] R1 - R2 R1 - R2
    [0131] a a= 0 (式一 1 2 ) Rl Rl
    [0132] 以上の説明からも明らかな様に， 上記第 2の実施例は基本的には 2系統のディテク夕の中心受光量偏差が 0に収束する様に対物レン ズをサーボ駆動するとともに， 各々のディテクタの全体受光量に生 じている光量不均衡中の合焦点における中心受光量に相当する成分 を上記の中心受光量偏差から減じることによって， 合焦点において は光量不均衡の影響を除去できる様にしたものである。
    [0133] 従って， 上記においては説明を単純化するとともに回路構成をも 単純化するために 2系統のディテクタ 8 · 9が同一形状のものであ るとして説明をしたが， 配置スペース等の関係で同一のディテクタ を使用できない様な場合でも各種の入力信号のゲイン等に回路上で 適宜重み付けをしたり， 各々のディテクタの焦点位置からの雕反距 雜等を適宜調整することによって異形状のディテクタを使用するこ とも可能である。
    [0134] 又， 本発明は焦点調整に関するものであるので， 説明や回路構成 を単純化するために， 単に中心受光面の外周に周辺受光面を設けた 例を示したが， これらのディテクタはフォーカシング制御の他にト ラツキング制御等に使用されることが通例であり， その場合には一 般に中心受光面や周辺受光面を左右に 2分割し， 左右の光量比でト ラッキング制御がなされる。 そして， この様に中心受光面や周辺受 光面が 2分割された場合には第 1 3図に示す回路の前段に左右の受 光量を加算するための加算回路を追加することによって本発明をそ のまま適用することができる。
    [0135] 産業上の利用性
    [0136] 以上説明した様に， 本発明によれば焦点位置の前後に配置された 2系統のディテクタに対する入射光量に不均衡が生じていたとして も合焦点においてはサーボ出力からは入射光量の不均衡は除去され ることになり， 対物レンズは入射光量の不均衡に関わりなく安定し て合焦位置を追跡することが可能となる。
    [0137] 従って， 本発明によれば， 2系統のディテクタに分配される光量 を調整するための 1ノ2波長板の調整精度に対する要求も低くなり， その調整が容易になる。
    [0138] 又， クロストークも結果的にはグループに起因する入射光量の不 均衡と考えることができるので， クロストークによる焦点調整誤差 も防止することができる。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1 . 焦点調整可能な対物レンズによって記録媒体上に集光され， 該 記録媒体上で反射された光を前記対物レンズと集光レンズと光分波 器を介して第 1の系統の焦点及び第 2の系統の焦点に各々集束させ るとともに，
    前記第 1の系統の焦点の前方に配設され第 1の光検出器と， 前記第 2の系統の焦点の後方に配設された第 2の光検出器とを備 え，
    前記第 1の光検出器の出力と前記第 2の光検出器の出力により前 記対物レンズをサーボ制御する様にした光ピックアツプ装置の焦点 調整装置において，
    前記第 1の光検出器は， その光軸を中心として前記集光レンズに よって照射される光束スポッ トよりも小さい面積の中心受光面と， 該中心受光面の周囲にあって該中心受光面を含めた面積が前記光束 スポッ トよりも大きい面積となる周辺受光面とを有し，
    前記第 2の光検出器は， その光軸を中心として前記集光レンズに よって照射される光束スポツ トよりも小さい面積の中心受光面と， 該中心受光面の周囲にあって該中心受光面を含めた面積が前記光束 スポッ トよりも大きい面積となる周辺受光面とを有し，
    前記第 1の光検出器の中心受光面と周辺受光面の総受光量に対す る中心受光面の受光量比を算出する手段と，
    前記第 2の光検出器の中心受光面と周辺受光面の総受光量に対す る中心受光面の受光量比を算出する手段と，
    前記第 1の光検出器の中心受光面と周辺受光面の総受光量に対す る中心受光面の受光量比と， 前記第 2の光検出器の中心受光面と周 辺受光面の総受光量に対する中心受光面の受光量比との偏差が 0に 収束する様に前記対物レンズを制御するサーボ駆動手段とをことを 特徵とする光ピックアツプ装置の焦点調整装置。
    2 . 特許請求の範囲第 1項記載の光ピックァツブ装置の焦点調整装 置において，
    前記第 1の系統の焦点と前記第 1の光検出器の距離と， 前記第 2 の系統の焦点と前記第 2の光検出器の距雜を等しくするともに， 該各々の光検出器は同一形状の中心受光面と周辺受光面とを有す ることを特徵とする光ピックアツプ装置の焦点調整装置。
    3 . 焦点調整可能な対物レンズによって記録媒体上に集光され， 該 記録媒体上で反射された光を前記対物レンズと集光レンズと光分波 器を介して第 1の系統の焦点及び第 2の系統の焦点に各々集束させ るとともに，
    前記第 1の系統の焦点の前方に配設され第 1の光検出器と， 前記第 2の系統の焦点の後方に配設された第 2の光検出器とを備 え，
    前記第 1の光検出器の出力と前記第 2の光検出器の出力により前 記対物レンズをサーボ制御する様にした光ピックァツプ装置の焦点 調整装置において，
    前記第 1の光検出器は， その光軸を中心として前記集光レンズに よって照射される光束スボッ トよりも小さい面積の中心受光面と， 該中心受光面の周囲にあって該中心受光面を含めた面積が前記光束 スボツ トよりも大きい面積となる周辺受光面とを有し，
    前記第 2の光検出器は， その光軸を中心として前記集光レンズに よって照射される光束スポツ トよりも小さい面積の中心受光面と， 該中心受光面の周囲にあって該中心受光面を含めた面積が前記光束 スポッ トよりも大きい面積となる周辺受光面とを有し，
    前記一方の系統の光検出器の中心受光面の受光量と前記他方の系 統の光検出器の中心受光面の受光量の偏差である中心受光量偏差を 算出する手段と，
    前記一方の系統の光検出器の中心受光面と周辺受光面との総受光 量と他方の系統の光検出器の中心受光面と周辺受光面との総受光量 の偏差である総受光量偏差を算出する手段と，
    算出された総受光量偏差に合焦点における総受光量に対する中心 受光量の成分比を乗じて補正値を算出する手段と，
    前記各々の系統の光検出器の中心受光量偏差から前記算出された 補正値を減じた値が 0に収束する様に前記対物レンズを制御するサ 一ボ駆動手段とを備えることを特徴とする光ピックアツプ装置の焦 点調整装置。
    4 . 特許請求の範囲第 3項記載の光ピックァップ装置の焦点調整装 置において，
    前記第 1の系統の焦点と前記第 1の光検出器の距雜と， 前記第 2 の系統の焦点と前記第 2の光検出器の距雜を等しくするともに， 該各々の光検出器は同一形状の中心受光面と周辺受光面とを有す ることを特徵とする光ピックアップ装置の焦点調整装置。
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