JP3887384B2 - 光情報検出装置 - Google Patents

Description

本発明は光情報検出装置に係り、特に、記録媒体のランドおよびグルーブに記録された情報を光学的に検出する光情報検出装置に関する。

現在、光ディスクは音声、画像および文字情報等の記録媒体として使われている。特に光磁気ディスクや相変化ディスクは、書き換え可能な高密度記録媒体として研究開発が盛んに行われている。

光ディスクの記録密度を向上させるためには、情報検出に使用するレーザの短波長化と集光用対物レンズの開口数の増大化により、記録媒体上での検出光のスポットサイズを小さくする方法がある。

一方、主に、光磁気記録媒体で検討されているＭＳＲ（磁気超解像）のように、トラック間クロストークやトラック接線方向のマーク間干渉を抑制し、同じスポットサイズの検出光を用いて記録密度の向上を図る方法もある。同じスポットサイズの検出光を用いたままトラックピッチを短縮すると、トラッキング能力の低下やクロストーク、さらに書き換え可能な光ディスクにおいてはクロスイレーズが問題となる。

ランド・グルーブ記録では、同じトラッキング性能を維持したまま、実効的にトラック密度を２倍にできる。また、ランドとグルーブとが３次元的に隔たっているため、クロスイレーズが抑制される。このようにランド・グルーブ記録は、書き換え可能な光ディスクの高密度化に有効な方法であるが、実用化するにはクロストークを抑制する方法が必要である。

クロストークを抑制する方法として、従来、例えば、特願平９−１６１３４号公報に示すよう方法が提供されている。

特願平９−１６１３４号公報に示すよう方法は、ランドとグルーブとで独立に位相補償を行うことで、クロストークを抑制する。

このとき、同じスポットサイズの光を用いたまま線記録密度を改善させるには、マーク間干渉による再生信号出力の低下を改善する必要がある。

また、マーク間干渉による再生信号出力の低下を改善する方法として、例えば、「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏ１．３２．１９９３，ｐｐ．５３９７−５４０１」が提案されている。

「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏ１．３２．１９９３，ｐｐ．５３９７−５４０１」では、光デイスクの光情報検出系再生光路中に遮蔽帯を配置し、光学的に再生出力を改善する方法、いわゆる、光学的超解像が提案されている。 最近、ホログラム等を用いた光ディスク用集積ヘッドの開発が盛んに行われており、前記した高密度記録の方法もこのような集積化、小型化に対応できる形態であることが要求されている。

このような光情報検出方法としては、例えば、特開平９−１２８８２５号公報が提案されている。特開平９−１２８８２５号公報の光情報検出方法では、反射光の全体を複数の分割して、各種情報を検出する構成であった。

しかるに、特願平９−１６１３４号公報に示すよう方法では、クロストークおよびマーク間干渉の抑制には、ＭＳＲが有効であるが、光記録媒体の光磁気層を少なくとも２層以上必要とすることや、再生パワーが高く且つそのパワーマージンが狭いといった問題がある。

また、クロストークは低減されているものの、隣接するランドまたはグルーブから、グルーブ深さの２倍の深さ分、位相の異なる偏光成分が再生信号に加わり、再生光が楕円化し、再生出力が低下する。このため、なんらかの位相補償が必要となる。

また、「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏ１．３２．１９９３，ｐｐ．５３９７−５４０１」に示されるように遮蔽帯を磁気再生光路中に配置する方法およびランドとグルーブに独立に位相補償を行う方法を用いることで、ＭＳＲを用いずにトラック記録密度および線記録密度の向上が図られるが、遮蔽帯と位相補償機構とを別々に配置する必要があり、装置が大きくなる程調整の手間がかかる等の問題点があった。

また、特開平９−１２８８２５号公報の光情報検出方法では、反射光の全体を複数の分割して、各種情報を検出する構成であるため、小型化が困難である等の問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型で効率よく、各種情報を検出できる光情報検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、記録媒体のランドおよびグルーブに記録された情報を光学的に検出する光情報検出装置において、前記ランド及びグルーブに記録された情報を検出するための一体化複合光学素子と、前記複合光学素子を通過した光を検出する光検出手段とを有し、前記複合光学素子は、前記記録媒体からの反射光を前記記録媒体に予め記録されたマークのトラック接線方向のマーク間の干渉により生じる回折パターン中の０次光の領域と、＋１次光の領域と、−１次光の領域に空間的に分割するとともに、該＋１次光の領域及び該−１次光の領域に対して各々所望の位相補償を行い、該＋１次光の領域及び該−１次光の領域を前記ランド及び前記グルーブの記録情報検出用として前記光検出手段へ導き、該０次光の領域を他の検出用情報として前記光検出手段に導くように構成されたことを特徴とする。

また、本発明は、記録媒体のランドおよびグルーブに記録された情報を光学的に検出する光情報検出装置において、前記ランド及びグルーブからの反射光を検出するための一体化複合光学素子を有し、前記複合光学素子は、前記ランド及びグルーブからの反射光の第１の端部を第１及び第２の方向に分散させる第１のウォランストンプリズムと、
前記反射光の前記第１の端部とは反対側の第２の端部を前記第１及び第２の方向に分散させる第２のウォランストンプリズムと、前記第１のウォランストンプリズムにより分散された光を前記第１及び第２の方向に直交する第３の方向に屈折させる第１のウェッジプリズムと、前記第２のウォランストンプリズムにより分散された光を前記第１及び第２の方向に直交し、前記第３の方向とは反対の方向の第４の方向に屈折させる第２のウェッジプリズムと、前記反射光の中央部を前記第１の方向に屈折させる第３のウェッジプリズムと、前記反射光の中央部を前記第２の方向に屈折させる第４のウェッジプリズムと、前記反射光の第４の方向端部に配置され、前記光を前記第１の方向に屈折させる第５のウェッジプリズムと、前記反射光の第３の方向の端部に配置され、前記光を前記第２の方向に屈折させる第６のウェッジプリズムとを有することを特徴とする。

本発明によれば、複合光学素子により記録媒体からの反射光を記録媒体に予め記録されたマークのトラック接線方向のマーク間の干渉により生じる回折パターン中の０次光の領域と、＋１次光の領域と、−１次光の領域に空間的に分割するとともに、＋１次光の領域及び−１次光の領域に対して各々所望の位相補償を行い、＋１次光の領域及び−１次光の領域をランド及びグルーブの記録情報検出用として光検出手段へ導き、０次光の領域を他の検出用情報として光検出手段に導くことにより、１つの光束から各種検出に必要な０次光、＋１次光、−１次光を分割できるので、小さいスペースで、各種検出を不要な光を検出することなく、検出できる。

上述の如く、本発明によれば、複合光学素子により記録媒体からの反射光を記録媒体に予め記録されたマークのトラック接線方向のマーク間の干渉により生じる回折パターン中の０次光の領域と、＋１次光の領域と、−１次光の領域に空間的に分割するとともに、＋１次光の領域及び−１次光の領域に対して各々所望の位相補償を行い、＋１次光の領域及び−１次光の領域をランド及びグルーブの記録情報検出用として光検出手段へ導き、０次光の領域を他の検出用情報として光検出手段に導くことにより、１つの光束から各種検出に必要な０次光、＋１次光、−１次光を分割できるので、小さいスペースで、各種検出を不要な光を検出することなく、検出できる等の特長を有する。

本発明に係る光情報検出装置を用いた光情報記録再生装置の実施例を説明する。

図１に本発明の一実施例のブロック構成図を示す。

半導体レーザ１から出射した光束は、コリメータレンズ２、真円補正プリズム３により、光束の断面が円形とされた平行光Ｌ１に変換される。この平行光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ４により、２方向に分離される。

偏光ビームスプリッタ４により分離された一方の光Ｌ２は、オートパワーコントロール用のフォトディテクタ５に供給され、他方の光Ｌ３は、対物レンズ６に供給される。対物レンズ６は、供給された光Ｌ３を集光し、スピンドルモータＳＰにより回転された光磁気記録媒体７に照射する。

対物レンズ６は、２軸アクチュエータ６ａに固定されている。２軸アクチュエータ６ａは、対物レンズ６を２軸方向に移動させ、集光した光を光磁気記録媒体７上の所望に位置に供給する。

光磁気記録媒体７には、螺旋状に予めグルーブとランドが形成されている。

図２に本発明の一実施例の光磁気記録媒体の概略構成図を示す。

光磁気記録媒体７は、円盤状をなし、ケース７ａに収納されている。光磁気記録媒体７の中心部には、クランプハブ７ｂが固定されている。クランプハブ７ｂは、スピンドルモータＳＰのチャックＣＨに結合される。スピンドルモータＳＰが回転することにより光磁気記録媒体７が回転する。

光磁気記録媒体７の対物レンズ６と対向する面には、トラッキングサーボ制御を行うために、トラックＴＲが螺旋状に形成されている。

トラックＴＲは、ランドとグルーブとから構成される。

図３に本発明の一実施例の光磁気記録媒体の要部の構成図を示す。

光磁気記録媒体７は、基板７ｃの対物レンズ６と対面する面とは反対側の面には、トラックＴＲが螺旋状に形成されている。トラックＴＲは、ランド７ｄ及びグルーブ７ｅから構成される。ランド７ｄ及びグルーブ７ｅ上には、記録膜７ｆが形成される。 光磁気記録媒体７の対物レンズ６が対面する面とは反対側の面には浮上型磁気ヘッド８が配置される。

光磁気記録媒体７は、対物レンズ６により集光された光により記録膜が加熱され、光が照射された位置の記録膜が浮上型磁気ヘッド８の磁界に応じた方向に磁極が回転する。記録膜では、磁極の方向により、反射光の偏光方向が回転し、この反射光の偏光面の回転を検出することにより光磁気記録媒体７に記録された情報を検出することができる。すなわち、磁界変調方式による光磁気信号の記録再生が可能となる。

光磁気記録媒体７から反射された光は、対物レンズ６を通過後、再び、偏光ビームスプリッタ４に供給される。偏光ビームスプリッタ４は、対物レンズ６から供給された反射光Ｌ４を複合光学素子９に供給する。

複合光学素子９は、偏光ビームスプリッタ４により分離された光Ｌ５を光磁気信号、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号検出用の光に分離する。複合光学素子９により分離された光は、収束レンズ１０により集光され１０分割フォトディテクタ１１に供給される。

ここで、複合光学素子９について説明する。

図４に本発明の一実施例の複合光学素子の構成図、図５に本発明の一実施例の複合光学素子の分解斜視図を示す。図４（Ａ）は複合光学素子９の正面図、図４（Ｂ）は複合光学素子９の側面図を示す。

複合光学素子９は、位相補償板１２，１３、ウォランストンプリズム１４、ウェッジプリズム１５，１６、ダブルウェッジプリズム１７から構成される。

位相補償板１２は、光磁気記録媒体７からの反射光１８のうちランド７ｄからの反射光が所定の位相となるように位相補償を行う。また、位相補償板１３は、光磁気記録媒体７からの反射光１８のうちグルーブ７ｅからの反射光が移動補償板１２の出力光とは偏光成分の位相補償量が同じで、符号が異なるように位相補償を行う。

ウォランストンプリズム１４は、位相補償板１２上に設けられた第１のウォランストンプリズム１４ａ、位相補償板１２上に設けられた第２のウォランストンプリズム１４ｂから構成される。第１のウォランストンプリズム１４ａは、位相補償板１２により位相補償された光のうち、矢印Ａ１方向の一部の光を供給された光の偏光方向に応じて位相補償板１２の延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）のいずれかに分散させる。第２のウォランストンプリズム１４ｂは、位相補償板１３により位相補償された光のうち、矢印Ａ２方向の一部の光を供給された光の偏光方向に応じて位相補償板１２の延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）のいずれかに分散させる。

第１のウォランストンプリズム１４ａで分散された光は、第１のウェッジプリズム１５ａに供給される。第１のウェッジプリズム１５ａは、矢印Ａ１方向に傾斜を有し、第１のウォランストンプリズム１４ａで分散された光を矢印Ａ１方向に屈折させる。

また、第２のウォランストンプリズム１４ａで分散された光は、第２のウェッジプリズム１５ｂに供給される。第２のウェッジプリズム１５ｂは、矢印Ａ２方向に傾斜を有し、第２のウォランストンプリズム１４ｂで分散された光を矢印Ａ２方向に屈折させる。

ウェッジプリズム１６は、矢印Ａ１、Ａ２方向に傾きを有する第１及び第２のウェッジプリズム１６ａ、１６ｂから構成される。第１のウェッジプリズム１６ａは、光磁気記録媒体７からの反射光１８のうち外周部分の光１８ａを外周方向（矢印Ｂ１方向）に屈折させる。第２のウェッジプリズム１６ｂは、光磁気記録媒体７からの反射光１８のうち外周部分の光１８ｂを外周方向（矢印Ｂ２方向）に屈折させる。

第１、第２のウェッジプリズム１６ａ、１６ｂで、分散された光は、収束レンズ１０により収束され、フォトディテクタ１１に供給され、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号として検出される。

ビーム径１８の再生光のうちビーム幅１９より外側の光は、位相補償板１２，１３によりそれぞれ独立に位相補償された後、第１、第２のウォランストンプリズム１４ａ、１４ｂにより各々偏光方向に応じて二方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に分離され、さらに、第１、第２のウェッジプリズム１５ａ、１５ｂにより外方（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分散された後、収束レンズ１０を介してフォトディテクタ１１に供給され、差動検出により光磁気信号検出用として用いられる。

ダブルウェッジプリズム１７は、光磁気記録媒体７からの反射光１８の中心部に配置される。ダブルウェッジプリズム１７は、互いに逆方向に傾斜された第１のウェッジプリズム１７ａ及び第２のウェッジプリズム１７ｂから構成される。 第１のウェッジプリズム１７ａは、位相補償板１２の矢印Ａ２方向の端部に配置され、位相補償板１２で位相補償された光を矢印Ｂ１方向に屈折させる。また、第２のウェッジプリズム１７ｂは、位相補償板１３の矢印Ａ１方向の端部に配置され、位相補償板１３で位相補償された光を矢印Ｂ２方向に屈折させる。

ダブルウェッジプリズム１７は、第１、第２のウェッジプリズム１７ａ、１７ｂにより光磁気記録媒体７からの反射光１８のビーム径ｄ0 のうち、中心部分のビーム幅ｄ1 の光１９を２つのビーム１９ａ、１９ｂに分離する。ダブルウェッジプリズム１７により分離されたビーム１９ａ、１９ｂは、フォトディテクタ１１に供給される。

ダブルウェッジプリズム１７により分離された光は、収束レンズ１０により収束され、フォトディテクタ１１に供給され、ダブルフーコー法によりフォーカシングエラー信号検出用として用いられる。

ビーム径１８の再生光のうちビーム幅１９より外側の光は、位相補償板１２，１３によりそれぞれ独立に位相補償された後、ウォランストンプリズム１４により各々偏光方向に応じて二方向に分離され、ウェッジプリズム１６を介して差動検出により光磁気信号が検出される。

ここで、光磁気記録媒体７からの反射光について説明する。

光磁気記録媒体７からの反射光は、隣接するランド７ｄまたはグルーブ７ｅにまたがって集光される。このため、隣接する領域からのクロストークが発生する。

隣接するランド７ｄとグルーブ７ｅとの段差は、ランド７ｄからの反射光と、グルーブ７ｅからの反射光の波長が１／８波長の２倍の位相差をもつように設定されている。このとき、光磁気記録媒体７からの反射光は、クロストークによりグルーブ７ｅからの反射光とランド７ｄから反射光とを足し合わされた光となる。このとき、ランド７ｄとグルーブ７ｅとの光磁気層の磁化の方向が異なる時には、足し合わされた光は楕円偏光になる。

ランド７ｄとグルーブ７ｅとでは、この楕円の回転方向が異なるため、最適な位相補償条件が異なる。このため、位相補償板１３、１４によりランド７ｄ及びグルーブ７ｂのそれぞれで位相補償条件を合わせることにより、他方からの信号の検出がしにくくなる。

位相補償板１２は、グルーブ７ｅからランド７ｄヘのクロストークが最小になるように設定し、位相補償板１３は、逆にランド７ｄからグルーブ７ｅヘのクロストークが最小になるように設定することによりクロストークが低減できる。

なお、図４、図５に示した複合光学素子９は、本発明に係る１つの形態であり、要は、光磁気記録媒体７からの反射光１８を中心部と外周部とで分散できればよく、例えば、各プリズムに空隙を設けずに一体成形プリズムとする構成も考えられる。

次にフォトディテクタ１１について説明する。

図６に本発明の一実施例のフォトディテクタの概略構成図を示す。

フォトディテクタ１１は、同一基板１１ａ上にそれぞれ独立した第１〜第７の光検出部２０〜２６を形成した構成とされている。

第１、第２の検出部２０、２１は、フォトディテクタ１１の矢印Ａ２方向の端部に複合光学素子９の位相補償板１３の延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）と平行に配置される。第１の検出部２０は、基板１１ａの矢印Ｂ２方向の端部に配置され、第２のウォランストンプリズム１４ｂで矢印Ｂ１方向に屈折された光が入射される。また、第２の検出部２１は、基板１１ａの矢印Ｂ１方向の端部に配置され、第２のウォランストンプリズム１４ｂで矢印Ｂ２方向に屈折された光が入射される。

また、第３、第４の検出部２２、２３は、フォトディテクタ１１の矢印Ａ１方向の端部に複合光学素子９の位相補償板１２の延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）と平行に配置される。第２の検出部２２は、基板１１ａの矢印Ｂ２方向の端部に配置され、第１のウォランストンプリズム１４ａで矢印Ｂ１方向に屈折された光が入射される。また、第４の検出部２３は、基板１１ａの矢印Ｂ１方向の端部に配置され、第１のウォランストンプリズム１４ａで矢印Ｂ２方向に屈折された光が入射される。

さらに、第５の検出部２４は、フォトディテクタ１１の中心部に配置される。また、第５の検出部２４は、矢印Ａ１、Ａ２方向及び矢印Ｂ１、Ｂ２方向でそれぞれ分割され、４つの検出領域２４ａ〜２４ｄに分割されている。

第６、第７の検出部２５、２６は、基板１１ａの中央部に第５の検出部２４を挟んで、矢印Ｂ１、Ｂ２方向に平行に配置される。第６の検出部２５は、基板１１ａの矢印Ｂ１方向の端部に配置され、第１のウェッジプリズム１６ａにより矢印Ｂ１方向に屈折された光が入射される。また、第７の検出部２６は、基板１１ａの矢印Ｂ２方向の端部に配置され、第２のウェッジプリズム１６ｂにより矢印Ｂ２方向に屈折された光が入射される。

第１の検出部２０で検出された第１の検出信号と第２の検出部２１で検出された第２の検出信号とは、その差動電圧が求められ、トラックに記録された情報として検出される。

また、第３の検出部２２で検出された第３の検出信号と第４の検出部２３で検出された第４の検出信号とは、その差動電圧が求められ、差動電圧によりグルーブ７ｅに記録された情報が検出される。

さらに、第５の検出部２４の第１〜第４の検出領域２４ａ〜２４ｄで検出された検出信号は、後述するように所定の演算が行われる。第１〜第４の検出領域２４ａ〜２４ｄで検出された検出信号を、後述するように演算することにより、フォーカスエラー信号が検出される。

また、第５の検出部２５で検出された第５の検出信号と第６の検出部２６で検出された第６の検出信号とは、その差動電圧が求められ、トラッキングエラー信号として検出される。

次に、ランド７ｄ及びグルーブ７ｅに記録された情報、並びに、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号の検出方法について説明する。

図７、図８に本発明の一実施例の情報検出方法を説明するための図を示す。図７は、ランド７ｄ及びグルーブ７ｅに記録された情報、並びに、トラッキングエラー信号を検出する方法、図８にフォーカスエラー信号の検出方法を説明するための図を示す。

図７に示すよう第１の検出部２０は、差動回路Ａｍｐ１の非反転入力端子に接続され、第２の検出部２１は、差動回路Ａｍｐ１の反転入力端子に接続される。差動回路Ａｍｐ１は、第１の検出部２０から供給される第１の検出信号と第２の検出部２１から供給される第２の検出信号との差動信号を出力する。

このとき、第１、第２の検出部２０、２１には、位相補償板１３によりランド７ｄからグルーブ７ｅヘのクロストークが最小になるように位相補償された光が供給される。

図７に示すよう第３の検出部２２は、差動回路Ａｍｐ２の非反転入力端子に接続され、第４の検出部２３は、差動回路Ａｍｐ２の反転入力端子に接続される。 差動回路Ａｍｐ２は、第３の検出部２２から供給される第３の検出信号と第４の検出部２３から供給される第４の検出信号との差動信号を出力する。

このとき、第３、第４の検出部２２、２３には、位相補償板１２によりグルーブ７ｅからランド７ｄヘのクロストークが最小になるように位相補償された光が供給される。

また、図７に示すように第６の検出部２５は、差動回路Ａｍｐ３の反転入力端子に接続され、第７の検出部２６は、差動回路Ａｍｐ３の非反転入力端子に接続される。差動回路Ａｍｐ３は、反転入力端子に供給される第６の検出信号と、非反転入力端子に供給される第７の検出信号との差動信号を出力する。

このとき、第６の検出部２５及び第７の検出部２６には、ランド７ｄ又はグルーブ７ｅから反射光が供給される。このため、光がランド７ｄ又はグルーブ７ｅの中心にかかっていれば、第６の検出部２５及び第７の検出部２６に供給される光は等しくなる。よって、第６の検出信号と第７の検出信号とは、等しくなり、差動回路Ａｍｐ３の出力は、零になる。

しかし、トラッキングにずれかある場合には、第６の検出部２５に供給される反射光と第７の検出部２６に供給される反射光とが相違する。よって、例えば、第６の検出部２５に供給される反射光が増加すると、第７の検出部２６に供給される反射光とが減少し、第６の検出部２５に供給される反射光が減少すると、第７の検出部２６に供給される反射光とが増加することになる。よって、第６の検出信号が大きくなると、第７の検出信号が小さくなり、差動回路Ａｍｐ３の出力はマイナスになり、逆に第６の検出信号が小さくなると、第７の検出信号が大きくなり、差動回路Ａｍｐ３の出力はプラスになる。すなわち、差動回路Ａｍｐ４からは、光のトラッキングの状態に応じた信号、すなわち、トラッキングエラー信号が出力される。

また、図８に示すように第５の検出部２４では、互いに対角に配置された第１の検出領域２４ａ及び第３の検出領域２４ｃが加算回路Ａｍｐ４に接続され、互いに対角に配置された第２の検出領域２４ｂ及び第４の検出領域２４ｄが加算回路Ａｍｐ５に接続されている。さらに、加算回路Ａｍｐ４の出力は差動回路Ａｍｐ６の非反転入力端子に供給され、加算回路Ａｍｐ５の出力は差動回路Ａｍｐ６の反転入力端子に供給される。

ここで、ダブルフーコー法では、光学系の特性により、反射光は合焦状態では、反射光の中心で略円形になり、第１〜第４の検出領域２４ａ〜２４ｄでほぼ等しい光量となり、非合焦状態では、反射光は、第１の検出領域２４ａ及び第３の検出領域２４ｃで光が大きくなり、第２の検出領域２４ｂ及び第４の検出領域２４ｄで光が小さくなるか、または、第１の検出領域２４ａ及び第３の検出領域２４ｃで光が小さくなり、第２の検出領域２４ｂ及び第４の検出領域２４ｄで光が大きくなる。

よって、合焦状態では、加算回路Ａｍｐ４の出力と加算回路Ａｍｐ５の出力とは等しくなるので、差動回路Ａｍｐ６の出力は０となる。また、非合焦状態では、加算回路Ａｍｐ４の出力が大きくなると、加算回路Ａｍｐ５の出力は小さくなり、加算回路Ａｍｐ４の出力が小さくなると、加算回路Ａｍｐ５の出力は大きくなる。よって、加算回路Ａｍｐ４の出力が大きくなり、加算回路Ａｍｐ５の出力は小さくなると、差動回路Ａｍｐ６の出力はプラスとなり、加算回路Ａｍｐ４の出力が小さくなり、加算回路Ａｍｐ５の出力は大きくなると、差動回路Ａｍｐ６の出力はマイナスとなる。すなわち、差動回路Ａｍｐ６からは、光の合焦の状態に応じた信号、すなわち、フォーカシングエラー信号が出力されることになる。 図９に本発明の一実施例のビームスプリッタの出力光の回折光の分布の概念図を示す。

ビームスポットに比べて短い記録マーク情報を再生した場合には、図９に示すように０次光２７と＋１次光２８、−１次光２９とが混在して検出される。０次光の支配的な領域３０は、一般に空間周波数的に検出光のスポット系より小さな記録マーク（ピット）の情報を含まないので、この領域は情報検出に必要ない部分であると判断できる。よって、０次光２７を多く含む領域３０の光を除くことで記録マーク（ピット）の再生出力が改善されることになる。

このため、図４において、ビーム幅ｄ１を０次光の支配的な領域３０に等しくなるように設定し、反射光を有効に使うためにサーボ制御信号検出用に用いる。 なた、０次光２７をランド７ｄ及びグルーブ７ｅ上の記録マーク（ピット）を検出するための再生信号検出系から除くことによる分解能の向上する。

ここで、図１に示した光情報検出装置の具体例について説明する。

図１において、半導体レーザ１の出力レーザ光の波長を６５０ｎｍとし、対物レンズ６の開口数を０．６とし、光磁気記録媒体７からの反射光の偏光方向はランド７ｄ、グルーブ７ｅの延在方向、すなわち、トラックの接線方向に平行とする。また、偏光方向をトラック接線方向に対して垂直にした場合でも、１／Ｔ波長板等を配置して検出系の偏光方向を９０度回転させるようにする。

なお、光磁気記録媒体７には、基板７ｃとして、厚さ０．６ｍｍのガラス円盤を用い、２ｐ（Photo-Polymer ）成形法によりランド７ｄとグルーブ７ｅがトラックピッチ１．２μｍ（有効トラックピッチ０．６μｍ）で形成する。さらに、基板７ｃ上には、誘電体層／光磁気記録層／誘電体層／金属反射層の４層構造からなる記録膜７ｆをスパッタリング法等により形成し、その上に紫外線効果樹脂を用いて厚み、数ミクロンの保護層を形成する。また、グルーブ７ｅの深さは、光学的に半導体レーザ１から出力されるレーザ光の波長の１／８波長になる深さに設定する。

なお、光磁気記録媒体７の基板７ｃは、そりが小さく、複屈折が小さければ、よく、円盤ガラスの他に、例えば、射出成形したポリカーボネート等のプラスチック基板も使用できる。

本実施例では、光磁気記録膜７ｆにＴｂＦｅＣｏの非晶質合金薄膜を使用しており、４層構造の多重反射も含めると、カー回転角０．９度、カー楕円率０度、反射率１８％の特性を有する。なお、光磁気記録膜７ｆには、ＭＳＲ用の多層膜を用いても上述の効果を得るこができ、更なる記録密度の向上が図れる。

光磁気情報の書き込みには、浮上磁気ヘッドによって印加する変調磁界と、パルス状の照射レーザ光等を同期させたパルスアシスト磁界変調記録方式を用いることができる。なお、ＤＣレーザ光による磁界変調方式あるいは光変調方式で記録してもよいが、パルスアシスト磁界変調方式で記録した方が、高品質の再生出力が得られる。

なお、図４に示した複合光学素子９におけるビーム幅ｄ１は、例えば、位相補償板１２，１３のない状態で、反射光をナイフエッジで遮蔽しながら信号振幅を測定して、信号振幅の変化から最適値に設定する。例えば、図３における光磁気信号検出系の光束の直径ｄ0 ＝６ｍｍに対して、ビーム幅ｄ1 ＝１．５ｍｍとすればよい。

また、 位相補償板１２、１３の位相差は、予めバビネソレイユ位相補償器を用いて位相補償量を変えながら、ＣＮＲとクロストークを最適な条件をランド７ｄ及びとグルーブ７ｅの情報信号を測定して最適値を決定することができる。

本実施例では、位相補償板１２、１３として、例えば、位相差が０．０７波長となる波長板を用いて、ランドとグルーブとで、配置方向を９０度回転させた関係になるように波長板を配置する。すなわち、ランド７ｄに対しては、＋０．０７波長、グルーブ７ｅに対しては、−０．０７波長の位相補償を行う。波長板には、複屈折性を有する一軸性結晶である、方解石、水晶、リチウムナイオベイトなどが使用可能である。また、２枚の水晶板を結晶軸が垂直になるように張り合わせた厚みが約１ｍｍの０次の０．０７波長板を使用することができる。なお、マルチオーダーの波長板も使用可能であるが、位相差の温度変化を考慮すると０次の波長板の使用が望ましい。

図１０に本発明の一実施例のＣＮＲとクロストークの測定値を示す図を示す。 ここで、図１０に示すＣＮＲの測定は、以下のようにして行う。

例えば、ランド７ｄについては、一本のランド７ｄとそれに隣接する両隣のグルーブ７ｅに記録された情報をイレーズした後に、ランド７ｄにのみに情報を記録してランド用の信号検出系で測定する。グルーブ７ｅのＣＮＲについては、上述の方法でランド７ｄとグルーブ７ｅとを入れ替えて行う。なお、再生時の光磁気記録媒体７の線速は５ｍ／ｓｅｃとし、媒体上でのレーザパワーは１．５ｍＷとする。記録マークは、マーク長０．４５μｍで、±１５００ｅの変調磁界のもと、それに同期させたパルスデューティ４０％、７．５ｍＷのレーザ光を照射して記録した。

また、図１０でクロストークの測定は以下のように行う。

例えば、ランド７ｄの場合には、ランド７ｄとそれに隣接する両脇のグルーブ７ｅを消去後にランド７ｄに信号を記録する。信号を記録したランド７ｄにトラッキングした状態で、ランド用の信号検出系で信号出カレベルＣＬを測定する。 次に、隣接する両隣のグルーブ７ｅにそれぞれトラッキングし、グルーブ用の信号検出系で測定した信号レベルを測定し、大きい方の値をＣＲとする。（ＣＲ−ＣＬ）をクロストーク値とする。グルーブ７ｅのクロストークは、上述の方法でランド７ｄとグルーブ７ｅとを入れ替えて行う。

なお、クロストークにおいて、記録マーク長は１．３５μｍとし、その他の記録条件、再生条件は上述のＣＮＲと同じである。比較例として、図４において複合光学素子９から位相補償板１２，１３を除いた形態で測定を行う。比較例においては、ランド、グルーブとも同じ光磁気検出系でＣＮＲとクロストークの測定を行う。

図１０に示すように本実施例によれば、比較例に比べて＋３ｄＢのＣＮＲ増大の効果がある。この効果のうち約＋２ｄＢは、光磁気信号再生光を分割して０次光領域を除いた効果により、残りの＋１ｄＢは、位相補償による再生信号のキャリアレベルの増大による。

また、図１０に示すようにクロストークについては、本実施例によれば、クロストークは、−３０ｄＢまで抑制されていることがわかる。

次に、本実施例の光情報検出装置の記録再生のマージンについて説明する。

図１１に本発明の一実施例のジッター値の書き込みパワー依存性を示す図を示す。

図１１は、最短マーク長０．４５μｍのＲＬＬ１−７のランダム信号を隣接するランド７ｄとグルーブ７ｅにべた書きした時の２Ｔ信号のジッター値を測った結果である。

再生時の光磁気記録媒体の線速は５ｍ／ｓｅｃとし、媒体上でのレーザパワーは１．５ｍＷとする。書き込みレーザパワー７ｍＷから１０ｍＷの範囲で、ランドおよびグルーブにともに８％以下の良好なジッター値が得られる。この結果より本発明にかかる光情報検出装置を用いることで、３．２Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2 の記録密度が実現できる。

以上、本実施例によれば、コンパクトな光情報検出装置で、ランド、グルーブ間クロストークが抑制され、しかも、トラック接線方向のマーク間干渉による出力低下を抑制レた光磁気信号の検出が可能になる。

なお、本実施例では、光磁気媒体を例にとって説明したが、位相ビットが形成されているＲＯＭディスクや、追記型ディスク、相変化ディスクについても適用可能である。

本発明の一実施例のブロック構成図である。 本発明の一実施例の光磁気記録媒体の概略構成図である。 本発明の一実施例の光磁気記録媒体の要部の構成図である。 本発明の一実施例の複合光学素子の構成図である。 本発明の一実施例の複合光学素子の分解斜視図である。 本発明の一実施例のフォトディテクタの概略構成図である。 本発明の一実施例の情報検出方法を説明するための図である。 本発明の一実施例の情報検出方法を説明するための図である。 本発明に一実施例のビームスプリッタの出力光の回折光分布の概念図である。 本発明の一実施例のジッター値の記録レーザパワー依存性を示す図である。 本発明の一実施例のジッター値の記録レーザパワー依存性を示す図である。

符号の説明

１ 半導体レーザ
２ コリメータレンズ
３ 真円補正プリズム
４ 偏光ビームスプリッタ
５ フォトディテクタ
６ 対物レンズ
７ 光磁気記録媒体
８ 浮上磁気ヘッド
９ 複合光学素子
１０ 収束レンズ
１１ フォトディテクタ
１２、１３ 位相補償板
１４ ウォラストンプリズム
１４ａ 第１のウォラストンプリズム
１４ｂ 第２のウォラストンプリズム
１５、１６ エッジプリズム
１５ａ、１６ａ 第１のエッジプリズム
１５ｂ、１６ｂ 第２のエッジプリズム
１７ ダブルエッジプリズム
１７ａ 第１のエッジプリズム
１７ｂ 第２のエッジプリズム

Claims (5)

1. 記録媒体のランドおよびグルーブに記録された情報を光学的に検出する光情報検出装置において、
   前記ランド及びグルーブに記録された情報を検出するための一体化複合光学素子と、
   前記複合光学素子を通過した光を検出する光検出手段とを有し、
   前記複合光学素子は、前記記録媒体からの反射光を前記記録媒体に予め記録されたマークのトラック接線方向のマーク間の干渉により生じる回折パターン中の０次光の領域と、＋１次光の領域と、−１次光の領域に空間的に分割するとともに、該＋１次光の領域及び該−１次光の領域に対して各々所望の位相補償を行い、該＋１次光の領域及び該−１次光の領域を前記ランド及び前記グルーブの記録情報検出用として前記光検出手段へ導き、該０次光の領域を他の検出用情報として前記光検出手段に導くように構成されたことを特徴とする光情報検出装置。
2. 前記複合光学素子は、前記０次光の領域をサーボ制御用信号として前記光検出手段に導くことを特徴とする請求項１記載の光情報検出装置。
3. 前記複合光学素子は、前記記録媒体からの反射光のうち前記０次光の所定の領域をサーバ制御用信号として分割する分割手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光情報検出装置。
4. 前記複合光学素子は、前記＋１次光の位相補償を行う第１の位相補償手段と、
   前記−１次光の位相補償を行う第２の位相補償手段と
   前記前記第１の位相補償手段で位相補償された光を偏光方向に応じて前記第１及び第２の位相補償手段の配列方向に直交する第１及び第２の方向に分散させる第１のウォランストンプリズムと、
   前記第２の位相補償手段で位相補償された光を偏光方向に応じて前記第１及び第２の方向に分散させる第２のウォランストンプリズムと、
   前記第１のウォランストンプリズムにより分散された光を前記第１及び第２の位相補償手段の配列方向のうち、前記第２の位相補償手段から前記第１の位相補償手段に向かう第３の方向に屈折させる第１のウェッジプリズムと、
   前記第２のウォランストンプリズムにより分散された光を前記第１及び第２の位相補償手段の配列方向のうち、前記第１の位相補償手段から前記第２の位相補償手段に向かう第４の方向に屈折させる第２のウェッジプリズムと、
   前記第１及び第２の位相補償手段の第１の方向の端部にまたがって配置され、前記第１及び第２の位相補償手段で位相補償された光を前記第１の方向に屈折させる第３のウェッジプリズムと、
   前記第１及び第２の位相補償手段の第２の方向の端部にまたがって配置され、前記第１及び第２の位相補償手段で位相補償された光を前記第２の方向に屈折させる第４のウェッジプリズムと、
   前記第１の位相補償手段の第４の方向端部の略中央部に配置され、前記第１の位相補償手段で位相補償された光を前記第１の方向に屈折させる第５のウェッジプリズムと、
   前記第１の位相補償手段の第３の方向端部の略中央部に配置され、前記第１の位相補償手段で位相補償された光を前記第２の方向に屈折させる第６のウェッジプリズムとを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の光情報検出装置。
5. 記録媒体のランドおよびグルーブに記録された情報を光学的に検出する光情報検出装置において、
   前記ランド及びグルーブからの反射光を検出するための一体化複合光学素子を有し、
   前記複合光学素子は、前記ランド及びグルーブからの反射光の第１の端部を第１及び第２の方向に分散させる第１のウォランストンプリズムと、
   前記反射光の前記第１の端部とは反対側の第２の端部を前記第１及び第２の方向に分散させる第２のウォランストンプリズムと、
   前記第１のウォランストンプリズムにより分散された光を前記第１及び第２の方向に直交する第３の方向に屈折させる第１のウェッジプリズムと、
   前記第２のウォランストンプリズムにより分散された光を前記第１及び第２の方向に直交し、前記第３の方向とは反対の方向の第４の方向に屈折させる第２のウェッジプリズムと、
   前記反射光の中央部を前記第１の方向に屈折させる第３のウェッジプリズムと、
   前記反射光の中央部を前記第２の方向に屈折させる第４のウェッジプリズムと、
   前記反射光の第４の方向の端部に配置され、前記光を前記第１の方向に屈折させる第５のウェッジプリズムと、
   前記反射光の第３の方向の端部に配置され、前記光を前記第２の方向に屈折させる第６のウェッジプリズムとを有することを特徴とする光情報検出装置。
   

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