JPH03203843A

JPH03203843A - 光磁気ディスクの自動追跡方法

Info

Publication number: JPH03203843A
Application number: JP1340281A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Ajiki; 安食　精一
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1991-09-05

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］この発明は、光学的情報再生装置、詳しくは光磁気デス
クから信号光を取り出す光ピツクアップ装置の自動追跡
方法に関する。

［従来の技術］光磁気デスクの信号を再生する光ピツクアップ装置は、
その記録層に正確に焦点合せを行う自動焦点制御および
自動的に信号位置を追尾するためのトラッキング制御が
用いられている。これは、光磁気ディスクに設けた案内
溝からの反射光あるいは透過光の変化を検知して、ピッ
クアップ装置の対物レンズを制御させて行なうものであ
る。このような従来の光磁気ディスク用光ピツクアップ
装置の自動追跡装置としては、予め光磁気ディスクにト
ラッキング用の案内溝を設けておき、これをプツシニブ
ル法あるいは回折パターン差動法と呼ばれる光磁気ディ
スク上の案内溝で反射回折された光を、トラック中心に
対して対称に配置された２分割受光素子あるいは４分割
受光素子上の２つあるいは４つの受光素子での出力差と
して取り出すことよってオートフォーカシング信号ある
いはトラッキングエラー信号を検出する方法が一般的で
ある。

［発明が解決しようとする課題］ところで、このように光磁気ディスクに案内溝を設けた
ものでは、余分に加工工程が必要となり高価になってし
まう、また、光磁気ディスクは一般に基板、誘電体層、
光磁気記録媒体層および反射層から基本的に構成されて
おり、これらの各層の境界面を光学的に完全に平行な平
面として製作することは実際上不可能であり、多少の歪
をもって製造されている。さらに、光磁気ディスクの偏
心や光磁気ディスクを載せるターンテーブルの軸の偏り
等のために、高速回転している光磁気ディスクの表面は
、軸方向の振動が数１０ｕｍから数１００μｍの振幅変
動をもち、信号位置とピックアップ装置の対物レンズの
位置関係を常に正しく保持させることは非常に困難とな
っている。そのため、光磁気ディスクに照射されるレー
ザ光のスポットが信号位置を大きくはずれ、情報の読み
出しが正確に行われなくなり、信号の誤検出や信号の欠
如等が起こり、Ｓ／Ｎ比の低下や再生情報信号の質の低
下といった影響を及ぼしてしまう。

この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、再
生情報信号の脆弱化、変動、オフセット量やクロストー
ク量の増加といった問題点を全て解決するための新規な
光磁気ディスクの自動追跡方法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］この発明では、半導体レーザからの光を光磁気ディスク
に照射し、その光磁気ディスクからの反射光あるいは透
過光を光学系に導き、この光学系により予め定められた
固定位置における光束の集光形状の光束と直角方向への
移動を検出し、この移動位置に応じて上記光学系の光磁
気ディスクの再生情報信号からの位置偏差を偏光角によ
る受光強度により制御するようにしたことを特徴とする
自動追跡方法である。

また、この発明では、再生情報信号をＰ偏光成分および
Ｓ偏光成分に分離し、これらの光束を２分割受光素子あ
るいは４分割受光素子で受光し、光電変換した電気信号
を減算器および割算器により差信号とし、その異、相成
分のみによりトラッキングエラー信号とすることを特徴
とする光磁気ディスクの自動追跡装置である。

［作　　用］光磁気デスクの記録層からの反射光なＰ偏光成分および
Ｓ偏光成分に分割し、予め定められて固定された２分割
受光素子あるいは４分割素子によって、それぞれの偏光
成分の光束による移動を偏光角に基づく受光強度の変化
として捉えるようにしたので、確実なトラッキング制御
が可能になる。また、光電変換した電気信号は、減算器
および割算器により差信号とし、その異相成分のみによ
りトラッキングエラー信号としているので、入射光のパ
ワー変化等に影響されない一定の信号が得られ、確実な
トラッキング制御を行なうことができる。

［実　施　例］以下、実施例を説明する前に、この発明の原理を図面を
参照して簡単に説明する。

第２図は光磁気ディスクの記録層を拡大して示した側断
面図である。即ち、記録層である垂直磁化膜１５ａは、
大部分がＳ磁極をもったスピンの磁区Ａを形成しており
、この状態を仮に情報が零の状態とする。光ディスクに
情報を記録するときに、例えばＮ磁極方向の上向き磁化
反転方向に磁界を与えておき、レーザ光のスポットａを
照射して垂直磁化膜１５ａの温度をキュリー点以上にす
ると、その部分の磁化方向が反転し、この部分の磁区Ｂ
には１の情報が記録されたことになる。

このように記録された光磁気ディスクの情報を再生する
のには、記録された光磁気ディスクにレーザ光を照射し
、反射光読出しの場合にはカー効果を、透過光読出しの
場合にはファラデー効果による偏光面の回転を検出して
信号光を得るようになっている。以下、反射光の場合を
例に説明する。

レーザ光を光磁気ディスクに照射して垂直磁化膜１５ａ
からの反射光の強度変化は、垂直磁化膜１５ａに反射率
変化がないと、第３図に示すように反射光強度分布は一
様である。しかし、反射光の偏光角は、第４図に示すよ
うに垂直磁化膜１５ａによるカー効果によりカー回転角
±θだけ、ＳあるいはＮの磁界によって変化している。

これをあるビーム径のレーザ光で照射して走査したとす
ると、反射光の偏光角の変化は第５図に示すように変化
の立上りおよび立下りが変化した光量変化に変換してと
らえることが可能である。また、反射光ビーム内の偏光
角も第６図（Ａ）に示す光磁気ディスク１５に対応させ
て示した第６図（Ｂ）に示されるように、反射ビーム径
φ内における光磁気ディスクの反射位置の磁界分布を反
映した光強度分布を取ることになる。

次に、このような原理に基づいて、トラッキング信号を
得る方法をさらに詳しく説明する。

第７図（Ａ）〜第１１図（Ａ）はトラッキング適正状態
における説明図、第７図（Ｂ）〜第１１図（Ｂ）はトラ
ッキング右寄り過ぎの状態における説明図で、それぞれ
対応して示している。

今、第７図（Ａ）、（Ｂ）に示すように光磁気ディスク
の記録層の記録ビットＣにレーザビームｂが照射される
と、その反射光の強度分布はそれぞれ第８図（Ａ）、（
Ｂ）に示すようになる。

このような強度分布の反射光を第９図（Ａ）。

（Ｂ）に示すように素子Ａ、Ｂからなる２分割受光素子
ｌＯあるいは１３で受光したとすると、反射検出光の偏
光角の分布はそれぞれ第１０図（Ａ）、（Ｂ）に示すよ
うになっており、２分割受光素子１０（１３）の素子Ａ
、Ｂでそれぞれ検出する光量は、第１１図（Ａ）、（Ｂ
）に示すようになる。即ち、トラッキングが適正状態に
あれば受光素子１０（１３）の左右の素子Ａ、Ｂの出力
ｐＡ、Ｐｅは等り、＜ＰＡ−Ｐｓ　＝Ｏとなるが、右寄
り過ぎの場合の２分割受光素子Ａ、Ｂの出力ＰＡ、ＰＭ
はＰＡ　＞ｐ、の関係になる。また、図示しないが左寄
り過ぎの場合には逆にＰ　ｈ　＜　ｐ　ａとなり、同様
に左右の受光素子Ａ、Ｂで差を生じることになる。この
発明は、このような原理に基づいてトラッキングエラー
信号を得るものである。

次に、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明す
る。第１図は、自動追跡装置の構成を示す光路図である
。即ち、半導体レーザ１から射出される光束は、第１の
光学系を構成するコリメータレンズ２で集光され、平行
光となって偏光面を整える１／２波長板３．ビームスプ
リッタ−４を透過して対物レンズ５により収束して光磁
気ディスク１５の情報記録面１５ａをスポット光として
照射する。光ディスクＩ５の記録層１５ａから反射した
光束は、上記記録層１５ａが丁度対物レンズ５の焦点距
離位置にあれば、入射光と同じ光路を逆に辿り、平行光
となってビームスプリッタ−４の反射面で直角に右方に
反射される。続いて、第２の光学系を構成する１／２波
長板６を透過して偏向ビームスプリッタ−７に入射する
。そして、この偏光ビームスプリッタ−７の反射面で直
進するＰ偏光成分の光束と直角方向に反射して偏向する
Ｓ偏光成分の光束に分割する。直進したＰ偏光成分の光
束は光軸対称の集光レンズ８．集光方向が一方向の円柱
レンズ９を透過して第１の２分割受光素子あるいは４分
割受光素子ｌＯに入射させる。一方、偏光ビームスプリ
ッタ−７により直角に下方に偏向したＳ偏光成分の光束
も同様に光軸対称の集光レンズ１１で集光させ、集光方
向が一方向の円柱レンズ１２を透過して第２の２分割受
光素子あるいは４分割受光素子１３に入射させる。

このように、第１の光学系から第２光学系に入る光束Ａ
を、第１４図に示すようにＰ偏光成分とＳ偏光成分の２
つの光束に分離する偏光ビームスプリッタ−７によって
分離し、Ｐ偏光成分の光束はそのまま直進させて光軸対
称の集光レンズ８および光軸と直交する紙面に垂直方向
に円筒面を有する円柱レンズ９を透過し、縦方向では焦
点位置０に収束し、横方向はそれより前に収束すること
になる。

一方、偏光ビームスプリッタ−７により反射したＳ偏光
成分の光束も、同様に光軸対称レンズ１１および光軸と
直交する紙面に垂直方向に円筒面を有する円柱レンズ１
２を透過して、縦方向では焦点位置Ｏ′に集束し、横方
向はそれより前に収束することになる。

これらのＰ偏光成分およびＳ偏光成分の光束は、それぞ
れ焦点位置０．０′の前方に配設された２分割受光素子
あるいは４分割受光素子１０゜１３に入射させる。この
とき、２分割受光素子あるいは４分割受光素子１０．１
３上に形成されるＰ偏光成分、Ｓ偏光成分の光束の形状
は円柱レンズ９，１２により再生情報信号方向と直角方
向である縦方向（Ｙ方向）を２分割受光素子あるいは４
分割受光素子１０．１３の横方向（Ｘ方向）に合わせる
ようにする。即ち、４分割受光素子の場合は第１５図（
Ａ）に示すように円柱レンズ９゜１２の非点収差によっ
て生じるスポット光の長径が４分割受光素子１０．１３
の直径より長くなるような位置にそれぞれの受光素子１
０ａ〜１０ｄ、１３ａ　〜１３ｄを配設するのである。

また、第１５図（Ｂ）は、２分割受光素子１０．１３の
場合であり、この場合も円柱レンズ９．１２により再生
情報信号方向と直角方向を２分割受光素子１０ａ、１０
ｂ、１３ａ、１３ｂの直径より長くなるような位置に配
設する。これは、光磁気ディスク１５から、カー効果に
よって取り出されたＳ偏光成分、Ｐ偏光成分の光束を有
効に受光素子にそれぞれ入射させるためである。

そして、Ｙ方向のビーム径を受光素子１０．１３より大
きくすることによって、ビーム径が変動したとき生じる
光量変化をできるだけ小さくなるようにしている。

次に、このように２分割受光子１０．１３でＳ偏光成分
、Ｐ偏光成分の光束をそれぞれ受光した後の信号処理を
、第１２図の回路図に基づいて説明する。　この場合、
受光素子１０．１３は第１３図に示すそれぞれＹ方向に
分割された２分割受光素子１０ａ、１０ｂおよび１３ａ
、１３ｂからなり、それぞれＳ　Ａｌ。、Ｓ□。ｌ５Ａ
ＩＳＩＳ　ＩＩ３の光電変換した出力信号を出力するも
のとする。そして、受光素子ｌＯのＳＡ＋ｏ＋Ｓａ＋。

の信号は加算器３１で加算して（Ｓ、、。＋Ｓ　ｍｌ。

）となり、アンプ３２を介して減算器である差動アンプ
３３の手入力端に送出される。一方、受光素子１３のＳ
ＡｌｌｌＳｍ＋ｓの信号も同様に加算器３４で加算して
（ＳＡｌｌ＋Ｓ□、）となり、ゲイン可変アンプ３５を
介して差動アンプ３３の一入力端に送出される。一方を
ゲイン可変アンプ３５とするのは、このステージにおけ
るオフセットを調整するためである。そして、差動アン
プ３３の出力端からは（ＳＡＩＯ＋　５ＢＩＯ＋　５Ａ
ＩＳ　＋　Ｓｓ＋ｘ　）の情報再生信号が割算器４５の
Ｘ入力端に送出される。

また、受光素子１０．１３の分割素子１０ａ。

１３ａの出力信号Ｓ　Ａｌ。、５ＡＩ８は、それぞれア
ンプ３６．ゲイン可変アンプ３７を介して減算器である
差動アンプ３８の手入力端に送出される。

一方のアンプ３７をゲイン可変アンプとするのは、この
ステージのオフセットを調整するためである。受光素子
１０．１３の分割受光素子ｌＯｂ、１３ｂの出力信号Ｓ
、。、５ｅｔｓは同様にそれぞれアンプ４０．ゲイン可
変アンプ４１を介して減算器である差動アンプ４２の一
入力端に送出される。そしてこのステージのオフセット
が調整される。これらの差動アンプ３８．４２の出力端
から減算信号（ＳＡ、。−ｓ、、、）、（Ｓ、、。−５
，、、）となってアンプ３９．ゲイン可変アンプ４３を
それぞれ介し減算器である差動アンプ４４の士入力端子
にそれぞれ入力する。そして、同様にこのステージのオ
フセットが調整される。

この差動アンプ４４の出力端からは（ＳＡ、。

５−０ｓ　）　　　（Ｓｓ＋。−Ｓ、、、）の信号とな
って割算器４５のＹ入力端子に入力する。

そして、割算器４５はＸ端子の入力信号をＸ。

Ｙ端子の入力信号をＹとすると、Ｙ／Ｘの除算信号を出
力し、この信号はアンプ４６．ローパスフィルター４７
を介してトラッキングエラー制御信号となって、駆動回
路４８に送出され、トラッキングアクチュエータ１４を
駆動して対物レンズ５を制御する。

したがって、入射光のパワー変化、光磁気ディスクの光
反射率変化および記録層の特性変化に起因する受光素子
１０．１３の受光量の変化率をＨ９また、簡単のため差
動アンプ３３゜３８．４２の出力信号をそれぞれＳ　ｓ
ｓ、　ｉｓ。

Ｓ４□とすると、差動アンプ４５で得られる減算信号Ｓ
４．は、５ｓ−＝　（ＳＡｌｏ　　５ＡＩ−）Ｈ，５−
＝（Ｓ、１゜−３ｓ＋ｓ　）　Ｈであるので、Ｓ−ｓ”
Ｓａｇ　　Ｓ４□＝　（（Ｓ、、。−３Ａ、、　）　−
（Ｓ□。−ｓｍ、ｓ　）　）　Ｈとなり、割算器４５で得られる。トラッキングエラー制
御信号Ｓｔはとなり、入射光のパワー変化、光磁気ディスクの光反射
率の変化および記録層の特性変化等に影響されないトラ
ッキングエラー制御信号Ｓｔが得られることになる。

これは、差動アンプ３３，３８．４２で受光素子１０．
１３からの同相成分の除去を行い、異相成分の光磁気信
号のみとしている。この光磁気信号における変化率Ｈな
上記の式で除去していることになる。

また、情報再生信号は受光子１０．１３のそれぞれを加
算した入力信号Ｘをそのまま利用することになる。

［発明の効果］以上説明したとおり、この発明の光磁気ディスクの自動
追跡方法は、第２の光学系においてＰ偏光成分とＳＷ光
成分の２光束とに分離し、それぞれ２分割受光器あるい
は４分割受光器で光電変換し、それぞれの出力信号を減
算器および割算器によって差信号として異相成分のみで
検出するようにしているので、入射光のパワー変化、光
磁気ディスクの光反射率の変化および記録層の特性変化
に影響されない正確なトラッキング制御を行うことがで
きる。

また、再生情報信号も変動なく一定な信号となる。さら
に、オフセット量やクロストーク量といった問題も解決
され、優れた光ピツクアップ装置を構成することができ
る。そして、従来の光磁気ディスクのように、その表面
に案内溝を形成する必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の光ピツクアップ装置の構
成を示す光路図、第２図は、光磁気ディスクの記録層を一部分拡大して示
した断面図、第３図〜第５図は、第２図の反射光強度分布。偏光角分布および偏光成分の光強度変換を示す線図、第６図（Ａ）、（Ｂ）は、光磁気ディスクの記録層と、
これの記録状態によって反射ビームの光強度分布の対応
関係を説明するための線図、第７図（Ａ）、（Ｂ）〜第
１１図（Ａ）。（Ｂ）は、光磁気ディスクの記録ビットとスポット照射
光および反射光の関係を説明するための線図で、それぞ
れ（Ａ）はトラッキング適正状態。（Ｂ）は右寄り過ぎの状態を示し、第１２図は、この発明の実施例の検出回路図、第１３図
（Ａ）、（Ｂ）は、２分割受光素子の正面図、第１４図は、第２の検出光学系の構成を示す光路図、第１５図（Ａ）、（Ｂ）は、４分割受光素子、゛２分割
受光素子上の検出光の状態を説明するための線図である
。１・・・半導体レーザ　　　２・・・コリメータレンズ
３・・・１／２波長板　　　４・・・ビームスプリッタ
５・・・対物レンズ　　　　６・・・１／２波長板７・
・・偏光ビームスブリック８．１１・・・集光レンズ　９，１２・・・円筒レンズ
０．１３・・・受光素子　１４・・・アクチュエータ５
・・・光磁気ディスク　３１．３４・・・加算器２．３
６，３９，４０．４６・・・アンプ５．３７，４１．４
３・・・ゲイン可変アンプ３．３Ｂ、４２．４４・・・
差動アンプ（減算器）５・・・割算器 ■層フご１八（９第１４図ＣＢ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体レーザからの光を光磁気ディスクに照射し
、その光磁気ディスクからの反射光あるいは透過光を光
学系に導き、この光学系により予め定められた固定位置
における光束の集光形状の光束と直角方向への移動を検
出し、この移動位置に応じて上記光学系の光磁気ディス
クの再生情報信号からの位置偏差を偏光角による受光強
度により制御するようにしたことを特徴とする自動追跡
方法。
（２）再生情報信号をＰ偏光成分およびＳ偏光成分に分
離し、これらの光束を２分割受光素子あるいは４分割受
光素子で受光し、光電変換した電気信号を減算器および
割算器により差信号とし、その異相成分のみによりトラ
ッキングエラー信号とすることを特徴とする光磁気ディ
スクの自動追跡装置。