JP2716792B2 - 光情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光情報記録媒体からの反射光を用いてフォ
ーカスエラー信号やトラックエラー信号を検出する光情
報記録再生装置に関する。

従来の技術 従来における光情報記録再生装置の第一の従来例とし
て、特開昭61−230634号公報に開示されているものがあ
る。これを、今、第８図に基づいて説明する。半導体レ
ーザ１から出射された光はコリメートレンズ２により平
行光とされ、この平行光は偏光ビームスプリッタ格子３
に入射され、これにより入射ビーム４の偏光方向はその
電気ベクトルが偏光ビームスプリッタ格子３の溝と平行
になるようにしてあるため回折光５となって1/4波長板
格子６に入射し、円偏光の光ビームとなりレンズ７によ
り集光され、光情報記録媒体としての光ディスク８面に
照射される。また、光ディスク８からの反射光は前記1/
4波長板格子６により直線偏光波に変換され、偏光ビー
ムスプリッタ格子３を透過し、０次回折光９となって臨
界角回折格子10に入射する。その入射した光は、２回の
臨界角回折と全反射を生じ、回折光11となって４分割光
検出器12に検出される。これにより、フォーカスエラー
信号は左右の受光面で差信号により検出され、トラック
エラー信号は紙面と垂直方向の受光面で差信号により検
出されることになる。

また、第二の従来例として、特願昭63−1518号に本出
願人により出願されているものがある。これは、第９図
に示すように、半導体レーザ13から出射された光がコリ
メートレンズ14により平行化され、ビーム整形プリズム
15を介して、ビームスプリッタ16により反射され、対物
レンズ17により集光されて光磁気ディスク18の面に照射
され、これにより情報を記録が行われる。また、光磁気
ディスク18からの反射光は、前記ビームスプリッタ16を
透過して、検出レンズ19により集光されデュアルグレー
ティング20に導かれる。このデュアルグレーティング20
は、偏光方向により回折効率が異なるグレーティング20
a,20bが表裏両面に形成されており、光がこれら２枚の
グレーティング20a,20bを通過することにより０次光Ｔ
と１次光Ｋとに分離され、０次光Ｔは４分割受光素子21
に、１次光Ｋは２分割受光素子22にそれぞれ導かれる。
そして、光磁気信号を検出する時には０次光Ｔと１次光
Ｋとの光量差により検出し、フォーカスエラー信号は非
点収差法を用いて０次光Ｔにより検出し、トラックエラ
ー信号は１次光Ｋにより検出することができる。

発明が解決しようとする課題 まず、第一の従来例の場合、光情報記録媒体にCDや追
記型の光ディスク８を用いた場合には適用することがで
きるが、しかし、光磁気ディスクに記録された信号を検
出する機能はない。また、本装置の場合、偏光ビームス
プリッタ格子３や1/4波長板格子６のようなグレーティ
ングそのものがもつ根本的な欠点である波長変動に応じ
て回折角度が変動するという問題を解決していない。

そこで、第二の従来例のように、光ディスク８のみな
らず光磁気ディスク18にも対応することができ、しか
も、基板の表裏面にグレーティング20a,20bを形成して
なるデュアルグレーティング20を用いて構成した装置の
場合、波長変動に対してスポットの位置ずれを大幅に抑
えることは可能となる。しかし、本装置のようにグレー
ティング20a,20bを２枚使用している場合、作製時にそ
れら２枚のグレーティング20a,20bの格子方向の位置合
わせが非常に難しく、しかも、それらの格子方向が一致
せずずれたような場合、０次光Ｔと１次光Ｋとのスポッ
ト間隔の精度が悪くなり、これにより、作製したデュア
ルグレーティング20ごとの信号検出感度のバラツキが大
きくなるという欠点がある。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、請求項
１記載の発明は、レーザ光源から出射された光を光情報
記録媒体に照射して情報の記録を行うと共に、その光情
報記録媒体からの反射光を信号検出光学系に導き、トラ
ックエラー信号やフォーカスエラー信号、さらには、再
生信号の検出を行う光情報記録再生装置において、前記
信号検出光学系の光路上に、検出レンズを介して、基板
の一面に等ピッチの回折格子が形成され他面に反射面の
形成された光路分離手段を設け、この光路分離手段によ
り分離された０次光と１次光とをそれぞれ検出する少な
くとも２つの３分割受光素子を設けた。

また、請求項２記載の発明は、レーザ光源から出射さ
れた光を光情報記録媒体に照射して情報の記録を行うと
共に、その光情報記録媒体からの反射光を信号検出光学
系に導き、トラックエラー信号やフォーカスエラー信
号、さらには、再生信号の検出を行う光情報記録再生装
置において、前記信号検出光学系の光路上に、検出レン
ズを介して、基板の一面に変調ピッチ若しくは曲率を有
した回折格子が形成され他面に反射面の形成された光路
分離手段を設け、この光路分離手段により分離された０
次光と１次光とをそれぞれ検出する少なくとも２つの３
分割受光素子を設けた。

作用 請求項１記載の発明により、光情報記録媒体からの反
射光は、検出レンズを介して、光路分離手段の等ピッチ
の回折格子を通過することにより０次光と１次光との２
つの光に分離され、反射面により反射され、再び、回折
格子を通過し外部に出射され、それぞれ３分割された受
光素子に導かれることにより、光磁気信号、フォーカス
エラー信号、トラックエラー信号を検出することができ
る。

請求項２記載の発明により、光情報記録媒体からの反
射光は、検出レンズを介して、光路分離手段の変調ピッ
チ若しくは曲率を有した回折格子を通過することにより
０次光と１次光との２つの光に分離され、反射面により
反射され、再び、回折格子を通過し外部に出射されるこ
とによりそれら０次光と１次光とは非点収差を発生した
光となり、それら非点収差の生じた光がそれぞれ３分割
された受光素子に導かれることにより、光磁気信号、フ
ォーカスエラー信号、トラックエラー信号を一層高い検
出感度をもって検出することができる。

実施例 まず、請求項１記載の発明の一実施例を第１図及び第
２図（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。なお、こ
こでは、光情報記録再生装置の全体構成について説明は
省略し、本発明に係る信号検出光学系のみについて述べ
る。

光情報記録媒体としての図示しない光磁気ディスクか
らの反射光23が信号検出光学系24内に導かれた光路上に
は、検出レンズ25を介して、光路分離手段としての片面
グレーティング26が配設されている。この片面グレーテ
ィング26は、基板27の表面側に等ピッチをした直線状の
回折格子27aが形成され、その裏面側に反射面27bが形成
されている。前記回折格子27aは、これに入射した光の
偏光方向により回折効率が変化するようになっている。
また、前記片面グレーティング26に入射する光の光路と
直交する光路上には、２つの３分割受光素子28,29が同
一平面内で配設されている。この場合、３分割受光素子
28は受光面28a,b,cを有し、一方の３分割受光素子29は
受光面d,e,fを有しており、これら受光面の分割線の方
向は前記回折格子27aの格子方向と直交する方向に分割
されている。

このような構成において、光磁気ディスクからある偏
光方向をもった反射光23が、検出レンズ25を介して、片
面グレーティング26の等ピッチをした回折格子27aに入
射すると、その入射した光は直交する偏光方向成分に分
離され、０次光Ｔと１次光Ｋとの２つの光に分離され
る。そして、その分離された０次光Ｔは、スネルの法則
に従って基板27中を進んでいき、反射面27bにより全反
射され、再び、回折格子27aに戻りこれを透過して外部
に出射される。一方、分離された１次光Ｋは、回折格子
27aによる回折角により回折され基板27中を進んでい
き、反射面27bで反射された後、再び、回折格子27aに戻
り回折されて外部に出射される。

その後、透過光である０次光Ｔと回折光である１次光
Ｋとは、それぞれ３分割受光素子28,29に受光される。
この場合、１次光Ｋの集束点は０次光Ｔの集束点よりも
手前側に位置しており、２つの３分割受光素子28,29は
これらの集束点の間に位置して配置されている。第２図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は、そのフォーカスエラー信号を検
出する原理を示したものであり、両側の２つの受光面と
中央の受光面との光量差により検出する、いわゆる、面
密度法を示したものである。第２図（ｂ）は光磁気ディ
スクが合焦点にある時を示したものであり、第２図
（ａ）（ｃ）はこれによりピントが前後にずれた場合を
示したものである。

この時、フォーカスエラー信号Foは、 Fo＝（ａ＋ｃ−ｂ）−（ｄ＋ｆ−ｅ） …（１） により検出することができる。

また、光磁気信号Moは、２つの３分割受光素子の光量
差を利用して、 Mo＝（ａ＋ｂ＋ｃ）−（ｄ＋ｅ＋ｆ） …（２） により検出することができ、 トラックエラー信号Trは、両端の受光面を用いて、 Tr＝（ａ＋ｄ）−（ｃ＋ｆ） …（３） により検出することができる。

上述したように、片面グレーティング26に入射した光
は、その回折格子27aを２回通過することにより、従来
のデュアルグレーティング20（第９図参照）と同様に、
１次光Ｋを得ることができ、これにより、従来のような
波長変動による受光面上におけるスポット位置ずれを大
幅に減少させることができる。また、本実施例のよう
に、１回目に通過する回折格子27aと２回目に通過する
回折格子27aとは同一のものであることからその格子方
向も完全に一致しており、これにより、０次光Ｔと１次
光Ｋとのスポット間隔の精度、及び、再現性を極めてよ
くすることができ、しかも、従来のようなデュアルグレ
ーティング20の格子方向の調製の煩わしさもなくなる。
さらに、３分割受光素子28,29の分割線の方向を回折格
子27aの格子方向と直交する方向に形成したことによ
り、レーザ光源の変動波長やガルバノミラーによる光軸
ずれによるスポットずれと同じ方向に分割線の方向があ
るのと同じことになるので、これにより、スポットずれ
によるオフセットや感度低下を従来に比べ一段と抑える
ことができる。

次に、請求項２記載の発明の一実施例を第３図ないし
第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。これ
は、光路分離手段の構成を変えた場合について述べるも
のである。

前述した請求項１記載の発明における実施例では、面
密度法によるフォーカスエラー信号の検出は、円形スポ
ットを用い、この円形スポットが光磁気ディスクのずれ
に応じてそのスポット径が大きくなったり小さくなった
りすることを利用して検出する方法であるが、このよう
な検出方法だとどうしても他の非点収差法やナイフエッ
ジ法のフォーカスエラー信号の検出方法に比べて高感度
な検出を行うことができない。

そこで、本実施例では、より高感度なフォーカスエラ
ー信号の検出を行うために、光路分離手段の構成を次の
ようにした。すなわち、光路分離手段としての片面グレ
ーティング30は、基板31の表面側に第４図に示すような
変調ピッチからなる曲率を有した回折格子31aを形成
し、その裏面側には反射面31bが形成されている。回折
格子31aは、入射した光の偏光方向により回折効率が変
化するようになっている。この場合、その基板31の板厚
は前述した実施例（第１図参照）に比べ厚く形成されて
いる。なお、その他の構成において何ら変わるところは
ない。

このような構成において、基板31の板厚をより厚く形
成したことにより、非点隔差を大きく発生することがで
きるため、これにより０次光Ｔに非点収差を発生させる
ことができ、また、回折格子31aを変調ピッチの曲率を
有した形状にしたことにより、１次光Ｋは検出レンズ25
とレンズ作用を有する回折格子31aとにより非点収差を
生じたものとなる。これにより、０次光Ｔと１次光Ｋと
は、非点収差を生じた状態で各々３分割受光素子28,29
に導かれることになる。

第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本実施例におけるフォー
カスエラー信号の検出原理を示したものである。この場
合、第５図（ｂ）に示すように、光磁気ディスクが合焦
点にある時には、０次光Ｔと１次光Ｋとは共に円形スポ
ットの状態であるが、ピントがずれて前ピンの状態にな
ると、第５図（ａ）に示すように、０次光Ｔのスポット
形状は横長の楕円形状となり、１次光Ｋのスポット形状
は縦長の楕円形状となる。また、ピントが後ピンの状態
にずれると、第５図（ｃ）に示すように、０次光Ｔのス
ポット形状が縦長になり、１次光Ｋのスポット形状が横
長になる。

このように０次光Ｔと１次光Ｋとに非点収差を発生さ
せることにより、スポット形状はその焦点位置からずれ
ると縦長又は横長の楕円形状になり、前述した請求項１
記載の実施例のように円形スポットの状態で変形するの
に比べ、受光量の差分を大きくとることができるため、
より一段と信号の検出感度を上げることができる。

なお、本実施例では、光路分離手段としての片面グレ
ーティング30の回折格子31aは、変調ピッチで、しか
も、曲率を有したものとしたが、この他に例えば、変調
ピッチであれば直線格子でも同様な効果を得ることがで
きる。

また、第６図及び第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すよ
うに、一方の３分割受光素子29を90゜回転した状態で配
置させ、これによりスポット形状を同一方向に発生させ
るようにしても、上述した実施例と同様な効果を得るこ
とはできるが、しかし、この場合にも、非点収差を利用
しているため、スポットずれによる影響が小さいように
注意して配置する必要がある。

発明の効果 請求項１記載の発明は、片面に等ピッチの回折格子が
形成され他面に反射面の形成された光路分離手段に光情
報記録媒体からの反射光を入射させることにより０次光
と１次光とを発生させ、これらの光を３分割受光素子に
入射させることによりフォーカスエラー信号等の信号検
出を行うことが可能となり、これにより単に回折格子を
片面に形成させるだけで信号検出を行うことができるた
め、作製時に従来のように表裏両面に回折格子を作成さ
せ格子方向を一致させる煩わしさがなくなり、また、受
光素子に３分割受光素子を用いているため光スポットの
位置ずれに対して許容量が大きいため、組付けや経時変
化、さらには、波長変動等に対しても安定した信号検出
を行うことができるものである。

また、請求項２記載の発明は、光路分離手段に形成さ
れる回折格子を変調ピッチ若しくは曲率を有した形状に
したことにより、３分割受光素子に受光されるスポット
形状を非焦点差の生じた楕円形状の状態で照射させるこ
とができ、これにより、合焦点時とピントずれとの状態
における受光量の差分を大きくとることができるため、
請求項１記載の発明に比べより一層検出感度を高めるこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の一実施例を示す信号検出
光学系の光路図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそのフォ
ーカスエラー信号を検出する原理を示す３分割受光素子
の正面図、第３図は請求項２記載の発明の一実施例を示
す信号検出光学系の光路図、第４図はその回折格子の形
状を示す正面図、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第３図の
フォーカスエラー信号を検出する原理を示す３分割受光
素子の正面図、第６図は第３図における一方の３分割受
光素子の配置を90゜変えた場合の様子を示す信号検出光
学系の光路図、第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそのフォー
カスエラー信号を検出する原理を示す３分割受光素子の
正面図、第８図は第一の従来例を示す構成図、第９図は
第二の従来例を示す構成図である。 1,13……レーザ光源、8,18……光情報記録媒体、23……
反射光、24……信号検出光学系、25……検出レンズ、26
……光路分離手段、27……基板、27a……回折格子、27b
……反射面、28,29……３分割受光素子、30……光路分
離手段、31……基板、31a……回折格子、31b……反射
面、Ｔ……０次光、Ｋ……１次光

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光源から出射された光を光情報記録
   媒体に照射して情報の記録を行うと共に、その光情報記
   録媒体からの反射光を信号検出光学系に導き、トラック
   エラー信号やフォーカスエラー信号、さらには、再生信
   号の検出を行う光情報記録再生装置において、前記信号
   検出光学系の光路上に、検出レンズを介して、基板の一
   面に等ピッチの回折格子が形成され他面に反射面の形成
   された光路分離手段を設け、この光路分離手段により分
   離された０次光と１次光とをそれぞれ検出する少なくと
   も２つの３分割受光素子を設けたことを特徴とする光情
   報記録再生装置。
2. 【請求項２】レーザ光源から出射された光を光情報記録
   媒体に照射して情報の記録を行うと共に、その光情報記
   録媒体からの反射光を信号検出光学系に導き、トラック
   エラー信号やフォーカスエラー信号、さらには、再生信
   号の検出を行う光情報記録再生装置において、前記信号
   検出光学系の光路上に、検出レンズを介して、基板の一
   面に変調ピッチ若しくは曲率を有した回折格子が形成さ
   れ他面に反射面の形成された光路分離手段を設け、この
   光路分離手段により分離された０次光と１次光とをそれ
   ぞれ検出する少なくとも２つの３分割受光素子を設けた
   ことを特徴とする光情報記録再生装置。