JPH02141951A - 光ディスク装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光磁気ディスク等への情報の書き込み、再生及
び消去並びに再書き込みを光学的に行う光磁気ディスク
装置に関するものであり、特に光磁気ディスクからの反
射光により焦点制御やトラッキング制御、および再生信
号の検出を行う光磁気ディスク装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に光磁気ディスク装置において、情報の記録を行う
場合は垂直磁化膜を記録媒体とし、該記録媒体の磁化さ
せたい部分に光ビームを照射してキュリー点付近まで加
熱し、その部分の磁化方向を前記磁場の方向に反転させ
ることにより行い、また再生を行う場合は直線偏光され
た光ビームを前記記録媒体の情報記録部分に照射し、そ
の透過ビームまたは反射ビームに基づいて前記磁化方向
によって、どちらの方向に回転しているかどうかを検出
することにより行う光磁気ディスク装置が知られている
。

そして、この光磁気ディスク装置においては情報の記録
及び再生を行うにあたり、レーザ等の光源からの光ビー
ムを光ヘッドの光学系により光デイスク上に例えば１μ
ｍ程度の径の微小スポットを常に照射できるようにする
必要がある。

ところで、光磁気ディスクは回転に伴って、回転方向に
垂直な方向すなわちディスク面に直交する方向の面振れ
、及び径方向に偏心が生ずる。従って、これら二つの振
動に基づく前記微小スポットのずれ量を検出して、それ
ぞれフォーカスエラー信号、及びトラッキングエラー信
号を作成し、これを制御するサーボ技術が必要となって
いた。

この制御において面振れの動きに対し光スポットを追従
させることを焦点制ｆｊ（フォーカスサーボとも称する
）、偏心の動きに対し光スポットを追従させることをト
ラッキング制御（トラッキングサーボとも称する）とい
う。

従来はこれらの各エラー信号の検出はそれぞれ別々の光
検出器で行っていたため、その構成が複雑で部品点数が
多く、従って大型でかつ重量があり、さらにアクセスタ
イムが長いという問題があったため、この従来の問題点
に対する解決策を示すものとして、特開昭５９−１６８
９５１号広報に開示された発明があるので、以下にこの
発明を示す。

第４図は前記従来の光磁気ディスク装置の一例を示すも
ので、半導体レーザｌから発生した直線偏光の光ビーム
はコリメータレンズ２により平行な光ビームとされ、さ
らに回折格子３により３本の光ビームに分割されて光路
変換手段としてのハーフミラ−４に入射し、ここで９０
°方向変換され、対物レンズ５により光磁気ディスク装
置６上の所定の情報記録部位に集光される。

そしてこの光磁気ディスク６からの反射ビームは該情報
記録部位における磁化方向において偏光面が±θｋ（カ
ー回転角度）だけ回転するが、再び対物レンズ５．ハー
フミラ−４を通り、旋光子７に入射されて所定角度、こ
こでは４５°だけ偏光面が回転される。そして、この旋
光子７を出た反射ビームは収束レンズ８を通り、偏光ビ
ームスプリッタ９に導入され、Ｐ偏光成分およびＳ偏光
成分に分割される。

この雨漏光成分のうちの入射面に平行なＰ偏光成分は偏
光ビームスプリッタ９を通過し、シリンドリカルレンズ
ＩＯを介して光検出器１１に入射され、また入射面に垂
直なＳ偏光成分は偏光ビームスプリッタ９に反射されて
光検出器１２に入射される。

一方の光検出器１１は３つの光検出器１１ａ。

１１ｂ及びｌｌｃから成っており、中央の光検出器１１
ａからの出力は、他方の光検出器１２からの出力と共に
差動増幅器１３に与えられて、情報の再生信号となると
共にフォーカスエラー信号として利用され、また、光検
出器１１ｂ及びｌｌｃとの出力は差動増幅器１４に与え
られ、これによりトラッキングエラー信号が形成される
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述した従来の技術においては、フォーカ
スエラー信号およびトラッキングエラー信号を検出する
光検出器が各々分離独立して配置されているために、部
品点数が多くなると共に、配置のためのスペースが必要
となり、このため装置の小型化を阻んでいた。

また、半導体レーザからの光ビームの進路方向を変換す
る部品としてキューブプリズムを用いたハーフミラ−や
ビームスプリフタを合わせて２個必要とすると共に、フ
ォーカスエラー信号を検出する部品として比較的高価な
シリンドリカルレンズを必要としなければならないため
、部品点数の削減及び軽量化が充分と言えないばかりか
、装置のコスト高を招き、さらにアクセスタイムが長く
なってしまうという問題があった。

しかも、情報の再生信号を得るために光磁気ディスクか
らの反射ビームを全て使用していないので、品質の高い
再生信号が得られないという問題があった。

そこで、本発明は前記問題点を解決するためになされた
ものであり、大型で重量が重く、また高価格の部品を削
減することで装置の小型、軽量化を計ると共にアクセス
タイムを短縮し、かつ高品質の情報の再生信号を得るこ
とが可能な光磁気ディスク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］ 上述した目的を達成するため本発明は、半導体レーザか
らの光ビームを光磁気ディスク上に照射し、その反射ビ
ームを光路変更手段を介して光検出器で受光することに
より焦点、トラッキングおよび再生信号等の制御を行う
ための誤差信号を得る光磁気ディスク装置において、前
記光ビームの光軸上に位置するように配した収束レンズ
と、この収束レンズにより収束された光ビームの入射面
側に偏光膜を形成した第１の反射面を有すると共に該光
ビームの光軸を稜線として２分割して形成した第２の反
射面および第３の反射面を底面に有し、前記第１の反射
面を光ビームの光軸に対して略４５″傾けるように配さ
れた偏光ビームスプリッタとを前記光路変更手段と光検
出器との間に備える。

前記光検出器は、前記偏光ビームスプリッタの第１の反
射面により反射された反射ビームの光軸上に位置すると
共にこの光軸に位置する分割線により第１の受光面と第
２の受光面とに分割された第１の光検出部と、前記第１
の反射面を通過して底面の第２の反射面により反射され
た反射ビームが導かれる位置に設けられかつ該反射ビー
ムの焦点に位置する分割線で第１の受光面と第２の受光
面とに分割された第２の光検出部と、前記偏光ビームス
プリフタの第３の反射面により反射された反射ビームが
導かれる位置に設けられ単一の受光面を有する第３の光
検出部とを備えたものとする。

そして、この光検出器の前記第１及び第２の光検出部の
各第１の受光面と第２の受光面との出力信号の差により
トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を検
出すると共に、前記第１の光検出部の各受光面の出力の
和と、前記第２の光検出部の各受光面の出力の和および
第３の光検出部の出力との総和との差により情報の再生
信号を検出するようにしたしたものである。

〔作　　用〕

上述した構成により、半導体レーザから出射され光磁気
ディスクにより反射したビームは収束レンズにより収束
されながら偏光ビームスプリッタに導入される。そして
この偏光ビームスプリッタの第１の反射面においてＳ偏
光成分とＰ偏光成分とに分割され、第１の反射面により
反射されたＳ偏光成分は前記光検出器の三つ並んだ中央
の第１の光検出部へと導入され、この入射したＳ偏光成
分の光ビームは分割線上にその中心が位置する略円形の
スポットを形成するが、ここで光磁気ディスク上の焦点
がずれると、前記スポットの分割線に直交する方向の強
度分布に偏りが生じ、このずれによる強度分布の変化が
各受光面の出力に差をもたらし、これによりトラッキン
グエラー信号が検出される。

また、前記第１の反射面では反射せずに透過して第２の
反射面と第３の反射面において反射されたＰ偏光成分の
うち、第２の反射面からの反射した光ビームは前記光検
出器の第２の光検出部の分割線上に焦点を結ぶように導
入されるが、光磁気ディスクの焦点のずれにより、第２
の光検出部の二つの受光面との間に出力の差をもたらし
、これによりフォーカスエラー信号が検出される。

一方、光磁気ディスクから反射された光ビームは該光磁
気ディスクの情報に応じてそのＳ偏光成分とＰ偏光成分
との出力に相違を生じ、これが光検出器の第１の検出部
の二つの受光面の和出力と、前記第２の光検出部の和出
力並びに第３の光検出部の出力との総和出力との間に差
をもたらし、これにより情報の再生信号が検出される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す光磁気ディスク装置の
構成を示す平面図である。

図において、１は直線偏光の光ビームを発生する光源と
しての半導体レーザ、２はこの半導体レーザ１からの光
ビームを平行ビームにするコリメータレンズ、５は前記
光ビームを直径１μｍ程度の微小スポットに絞って照射
する対物レンズ、６は前記対物レンズ５により微小スポ
ットが照射される光磁気ディスク、８は収束レンズであ
り、これらは従来の構成部品とほぼ同様であるので、従
来と同一符号にて表している。

１５は前記コリメータレンズ２と対物レンズ５との間に
設けられたビームスプリッタであり、このビームスプリ
ッタ１５は前記半導体レーザｌからの光ビームを光磁気
ディスク６方向に透過させると共に、この光磁気ディス
ク６からの反射ビームを往路とは分離して９０°方向転
換させるようになっている。

１６はこのビームスプリッタ１５からの反射ビームの光
軸１７上に配置されている２波長板であり、その反射ビ
ームの偏光面を光軸を中心として４５°回転させる。

１８はこの２波長板１６からの反射ビームの光軸１７上
に位置し、反射ビームの入射面が前記２波長板１６の偏
光面に対して略４５°傾けて配置された偏光ビームスプ
リッタである。この偏光ビームスプリッタ１８はその入
射面側に前記反射ビームのＳ偏光成分を反射する偏光膜
を形成して第１の反射面１８ａとし、かつこの第１の反
射面１８ａの偏光膜で反射することなく透過したＰ偏光
成分を反射するＰ偏光成分反射面を、該反射ビームの反
射方向底面において設けている。そして、このＰ偏光成
分反射面は前記反射ビームの光軸１７を稜線として光磁
気ディスク６のトラック方向と直交する方向に２分割さ
れ、前記第１の反射面１８ａとはそれぞれ反射ビームの
入射角度が異なる第２の反射面１８ｂと第３の反射面１
８ｃとで構成されている。

１９はこの偏光ビームスプリッタ１８からの反射ビーム
を検出するための光検出器で、この光検出器１９は多素
子にて構成されており、第１の光検出部２０．第２の光
検出部２１及び第３の光検出部２２から成っている。

第２図はこの光検出器１９の各光検出部２０〜２２と光
ビームの関係を示す図である。

この図に見られるように、第１．の光検出部２０は各光
検出部２０〜２２の中央に位置し、偏光ビームスプリッ
タ１８の第１の反射面１８ａにて反射されたＳ偏光成分
が導かれる位置に配置され、収束レンズ８の焦点位置よ
りレンズ側に位置させて、いわゆる遠視野像を捕らえる
ようになっている。この第１の光検出部２０はトラック
方向と平行方向に分割線Ｘにより第１の受光面２０ａと
第２の受光面２０ｂとに２分割されており、この両受光
面２０ａと２０ｂにほぼ均等に光ビームが導かれるよう
に配置されている。そしてこの両受光面２０ａと２０ｂ
の出力の差によりトラックエラー信号を検出する。

第２の光検出部２１は各光検出部２０〜２２の一端側で
、最も偏光ビームスプリッタ１８側に近い位置（図にお
いては下側）で、かつ偏光ビームスプリッタ１日の第２
の反射面１８ｂからの光ビームが焦点を結ぶように配置
されている。そして、この第２の光検出部２１は前記第
１の光検出部２０とは直交する方向に、つまりトラック
方向と直交する方向に分割線Ｙにより第１の受光面２１
ａと第２の受光面２１ｂとに２分割されており、この両
受光面２１ａと２１ｂとの出力の差によりフォーカスエ
ラー信号を検出する。

なお、前記光ビームの焦点はこの分割線Ｘ上に焦点を結
ぶように位置させており、ここではこの第２の光検出部
２１０分割線Ｘ上に焦点を結ぶことが重要であり、第１
の光検出部２０上の光ビームは遠視野像であれば任意の
位置で差し支えない。

また、この分割線Ｙは前記偏光ビームスプリッタ１８の
Ｐ偏光成分を反射する第１及び第２の反射面１８ａと１
８ｂの稜線と同一方向とする。

そして、第３の光検出部２２は光検出器１９の他端側で
、偏光ビームスプリッタ１８から最も離れた位置（図に
おいては上側）に配置されており、該偏光ビームスプリ
ッタ１８の第２の反射面１８ａからの光ビームが、手前
で一旦焦点を結んだ後導かれるようになっている。

第３図は前記光検出器１９の各光検出部２０〜２２の出
力からトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号
、及び情報の再生信号を取り出す回路を示すもので、図
中２３．２４．２５は差動増幅器である。

第１の光検出部２０の第１の受光面２０ａの出力は差動
増幅器２３の一方の入力端子に、また第２の受光面２０
ｂの出力は同差動増幅器２３の他方の入力端子にそれぞ
れ入力され、この差動増幅器２３がその差を出力するこ
とでトラッキングエラー信号が得られる。

また、この両受光面２０ａと２０ｂの出力は他の差動増
幅器２５の一方の入力端子に入力される。

第２の光検出部２１の第１の受光面２１ａの出力は差動
増幅器２４の一方の入力端子に、また第２の受光面２１
ｂの出力は同差動増幅器２４の他方の入力端子にそれぞ
れ入力され、この差動増幅器２４がその差を出力するこ
とでフォーカスエラー信号が得られる。

また、この両受光面２３ａと２３ｂの出力は前記第１の
光検出部２０全体の出力が入力されている差動増幅器２
５の他方の入力端子に人力される。

そして、第３の光検出部２２の出力が前記差動増幅器２
５の他方の入力端子に入力される。これにより差動増幅
器２５は第１の光検出部２ｏの二つの受光面２０ａ、２
０ｂの出力の和と、第２の光検出部２１の二つの受光面
２１３．２１ｂの出力の和、並びに第３の光検出部２２
の出力との総和との差を出力し、これにより光磁気ディ
スクの再生信号が得られる。

次に上述した構成に基づいて装置の動作を説明する。

半導体レーザ１から発射した直線偏光の光ビームはコリ
メータレンズ２により平行な光ビームに変換され、ビー
ムスプリッタ１５を通過して対物レンズ５により光磁気
ディスク６上の所定の情報記録部位に直径１ａｍ程度の
微小光に絞られる。

こうして微小スポットに絞られた光ビームは光磁気ディ
スク６により反射されて、往路とは反対方向に対物レン
ズ５を透過してビームスプリッタ１５に入射し、このビ
ームスプリッタ１５において反射して往路と分離され、
偏光ビームスプリッタ１８方向へと光路を９０°変更さ
れる。

変更された反射ビームは％波長板１６に入射し、ここで
４５°回転され、さらに収束レンズ８にて収束されて偏
光ビームスプリッタ１８に入射される。

そして、この偏光ビームスブリ・ンタ１８に入射された
反射ビームのうち、第１の反射面１８ａへの入射面に垂
直な成分（Ｓ偏光成分）はこの第１の反射面１８ａで全
て反射され、光検出器１９の各光検出部２０〜２２のう
ちの中央に位置する第１の光検出部２０へと導かれる。

また、前記第１の反射面１８ａへの入射面に平行な成分
（Ｐ偏光成分）は、この第１の反射面１８ａを透過して
偏光ビームスプリッタ１８の底面まで達し、その底面に
設けられた反射面にて検出器１９方向に導かれる。

この時、反射面は入射してきた反射ビームの光軸１７を
稜線として２分割されているので、一方の第２の反射面
１８ｂにて反射された反射ビームは第２の光検出部２１
へ、また第３の反射面１８ｃにて反射された反射ビーム
は第３の光検出部２２へと導かれる。

前記第１の光検出部２０に入射したＳ偏光成分の光ビー
ムは分割線Ｘ上にその中心が位置する略円形のスポット
を形成する（第２図に示す状態）が、ここで対物レンズ
５により照射される光ビームと光磁気ディスク６上のト
ラックとがずれると、前記スポットの分割線Ｘに直交す
る方向の強度分布に偏りが生じる。このトラックずれに
′よる強度分布の変化は第１の光検出部２０の各受光面
２０ａ。

２０ｂの出力電圧に差をもたらし、これにより差動増幅
器２３において取り出されトラッキングエラー信号が検
出されることになる。

また、第２の光検出部２１及び第３の光検出部２２に入
射したＰ偏光成分の光ビームは、対物レンズ５により照
射される光ビームの焦点位置に対する光磁気ディスク６
の位置に応じた形状のスポットをそれぞれ形成する。

まず、第２の光検出部２１に入射された光ビームのスポ
ットは、対物レンズ５と光磁気ディスク６とが合焦位置
にある時は、第２の光検出部２１の分割線Ｙ上に焦点が
結ばれる（第２図に示す状１り。

ところが、光磁気ディスク６が焦点位置より遠ざかると
、光磁気ディスク６からの反射ビームは対物レンズ５を
通過した後収束光となり、第２の反射面１８ｂからの反
射ビームは第３の光検出部２２の手前で焦点を結び、図
に示す構成によれば、すべての光ビームのスポットは第
１の受光面２１ａへと入射する。

一方、光磁気ディスク６が焦点位置より近づくと、光磁
気ディスク６からの反射ビームは対物レンズ５を通過し
た後発散光となり、第３の反射面１８ｂからの反射ビー
ムは第３の光検出部２２の後方で焦点を結ぶこととなり
、従ってすべての光ビームのスポットは第２の受光面２
１ｂへと入射する。

このように、光磁気ディスク６の合焦位置からのずれは
二つの受光面２１ａと２１ｂとの間に差をもたらして、
いわゆる３字特性が得られ、これが差動増幅器２４によ
り取り出されフォーカスエラー信号が検出されることに
なる。

一方、光磁気ディスク６から反射された光ビームは該光
磁気ディスク６上の情報Ｉｔ　１”又はＩｔ　Ｏ”を表
す磁化方向に応じて、その偏光面が入射光の偏光面に対
して左または右に微小角度だけ回転し、さらに％波長板
１６にて略４５°回転されて収束レンズ８を介して偏光
ビームスプリッタ１８に入射し、そしてこの第１の反射
面１８ａによりＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離される
が、この時の反射ビームのＳ偏光成分の振幅とＰ偏光成
分振幅とに相違が生じる。従って光磁気ディスク６上の
情報の相違は光検出器１９の各第１の検出部２０の二つ
の受光面２０ａ、２０ｂの和出力と、前記第２の光検出
部２１の和出力並びに第３の光検出部２２の出力との総
和出力との間に差をもたらし、これが差動増幅器２５に
おいて取りだされて情報の再生信号が検出されることに
なる。

なお、２波長板１６は必ずしも必要ではなく、入射光の
偏光面が偏光ビームスプリッタ１８への入射面に対して
略４５°回転した位置となれば良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、光ビームのＳ偏光
成分とＰ偏光成分とをそれぞれ反射する三つの反射面を
有する略板状の偏光ビームスプリフタを用いて一つの光
検出器に導入することとし、そしてこの一つの光検出器
によりトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号
および情報の再生信号の全てを得ることとしたので、従
来において二個配置していた光検出器を一つとすること
ができた。

また、従来において使用されていた比較的高価なシリン
ドリカルレンズが不要となると共に、従来２個必要とし
ていた重量が重くかつ大きなキューブプリズムが一つ不
要となったので、大幅に部品が削減されて装置全体の構
成が簡単となり、かつ小型軽量化を実現することができ
るという効果がある。

さらに、部品の削減によりアクセスタイムの短縮化が計
ることができると共に、光磁気ディスクからの全ての光
ビームを使用して情報を再生するので、高品質の再生信
号が得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す光磁気ディスク装置の
構成を示す平面図、第２図は光検出器と光ビームの関係
を示す図、第３図は各エラー信号及び情報の再生信号を
取り出す回路図、第、４図は従来の光磁気ディスク装置
の一構成例を示す概略平面図である。 １・・・半導体レーザ ６・・・光磁気ディスク １８・・・偏光ビームスブリ １９・・・光検出器 ２１・・・第２の光検出部 ２２〜２５・・・差動増幅器 ５・・・対物レンズ １５・・・ビームスプリッタ ツタ ２０・・・第１の光検出部 ２１・・・第３の光検出部 特許出願人　　沖電気工業株式会社 代　　理　　人　　弁理士　金倉喬二 １９光検出器 光検出器と元ビームの関係を示す図 紬　２　国 本考案の一！ｌ！施例を示す平面図 紬　１　国 従来の光磁気ディスク装置を示す図 国

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザからの光ビームを光磁気ディスク上に
   照射し、その反射ビームを光路変更手段を介して光検出
   器で受光することにより、焦点、トラッキングおよび再
   生信号等の制御を行うための誤差信号を得る光磁気ディ
   スク装置において、前記光ビームの光軸上に位置するよ
   うに配した収束レンズと、 この収束レンズにより収束された光ビームの入射面側に
   偏光膜を形成した第１の反射面を有すると共に該光ビー
   ムの光軸を稜線として２分割して形成した第２の反射面
   および第３の反射面を底面に有し、前記第１の反射面を
   光ビームの光軸に対して略４５°傾けるように配された
   偏光ビームスプリッタとを前記光路変更手段と光検出器
   との間に備え、 この光検出器は、前記偏光ビームスプリッタの第１の反
   射面により反射された反射ビームの光軸上に位置すると
   共にこの光軸に位置する分割線により第１の受光面と第
   ２の受光面とに分割された第１の光検出部と、前記第１
   の反射面を通過して底面の第２の反射面により反射され
   た反射ビームが導かれる位置に設けられかつ該反射ビー
   ムの焦点に位置する分割線で第１の受光面と第２の受光
   面とに分割された第２の光検出部と、前記偏光ビームス
   プリッタの第３の反射面により反射された反射ビームが
   導かれる位置に設けられ単一の受光面を有する第３の光
   検出部とを備え、 前記第１及び第２の光検出部の各第１の受光面と第２の
   受光面との出力信号の差によりトラッキングエラー信号
   及びフォーカスエラー信号を検出すると共に、 前記第１の光検出部の各受光面の出力の和と、前記第２
   の光検出部の各受光面の出力の和および第３の光検出部
   の出力との総和との差により情報の再生信号を検出する
   ようにしたことを特徴とする光磁気ディスク装置。