JPH0413229A - 光学的情報記録再生装置 - 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、光学的情報記録再生装置に関するもので、情
報記録媒体上の光スポットのフォーカスエラー信号を効
率よく検出しようとするものである。

〔従来の技術〕

光学的情報記録再生装置は、情報記録媒体に光源からの
光ビームを微小スボントに絞って照射し、反射光を検出
光学系に導いて制御しながら情報を記録したり、再生す
る装置である。

第５図以下に示したものは特開昭６３−３０２４５２号
公報で開示されたもので、これは光磁気記録再生装置の
光学系を示したものである。これによると光源であるレ
ーザダイオード２３がら光ビームが放射される。放射さ
れた光ビームは、例えばＰ偏光の拡散光はコリメータレ
ンズ２４により平行光束とされ、平行光束はプリズム２
５に斜めに入射する。

この光束はビームスプリッタ２６に入射し、一部は反射
され、残りは透過して全反射ミラー２７に導がれ、直角
方向（紙面手前方向）に光路を変えられる。そして、対
物レンズ２８により情報記録媒体（図示していない）に
集光照射されるのである。

なお、ビームスプリッタ２６での反射光は、レンズ２９
によりオートパワーコントロール（ＡＰＣ）用光検出器
３０に入射する。

情報記録媒体の記録層からの反射光は、前記対物レンズ
２８により平行光束にされ、全反射ミラー２７で反射さ
れた後、ビームスプリッタ２６に入射する。入射光は反
射され、プリズム３１に入射し入射面で反射されてレン
ズ３２に入射する。プリズム３１に入射した光束の一部
は９０°光路を変えられ臨界角プリズム３３に出射する
。この光束は、フォーカシング用の４分割光検出器３４
に入射する。

一方、前記レンズ３２に入射した光束は、レンズ３５に
より収束光にされて偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３
６に入射する。このＰＢＳ３６は、入射光の偏光方向に
対して４５°傾けるように形成しである。第６図はＰＢ
Ｓ３６を示したもので、ガラス等の光学媒ｆ３８．３９
の一方を横断面が直角三角形の三角柱とし、他方を横断
面を平行四角形の四角柱とし、互いに接する面に誘電体
膜４０を設けて一体としたものである。ＰＢＳ３６への
入射光のうちＰ偏光は、誘電体膜４０を全て透過し入射
光と同じ方向に進むが、Ｓ偏光は誘電体膜４０で反射さ
れた後に、光学媒質３９で形成した例えば入射光に対し
て４５°の角度を有する反射面４１に達する。この時、
光学媒質３９の屈折率をｎ＝１．５とすると、反射面４
１に入射する角度は臨界角より大きいため全反射し、入
射光と同し方向で距離ａだけ平行移動した位置に光束が
得られる。

ＰＢＳ３６の透過光および反射光の光路には、例えば２
分割光検出器３７を設けてあり、透過光、反射光を電気
信号に変換する。そして差動増幅器（図示していない）
で透過光、反射光を電気信号として抽出するようになっ
ている。

このように構成しであるので、レーザダイオド２３を出
射したＰ偏光は、コリメータレンズ２４、プリズム２５
、ビームスプリッタ２６、全反射ミラ２７、対物レンズ
２８を経て情報記録媒体に照射される。そして、反射光
は情報記録媒体の磁化の上向き、下向きに応じてカー回
転θｋまたは一θｋを受けＳ成分を持った光ベクトルＰ
１またはＰ２になる（第７図Ａ）。

反射光は、再び対物レンズ２８を透過してビームスプリ
ッタ２６に入射する。入射光はここで光路を変え、レン
ズ枠に設けられたレンズ３２に出射し、さらにレンズ３
５を透過することにより集束光束としてＰＢＳ３６に出
射する。ＰＢＳ３６は主軸を４５゜回転されて設けてあ
り、その結果、偏光（ＰｉまたはＰ２）は第７図Ｂに示
すように４５°　（元のＰ偏光面からは４５°θｋまた
は４５″−θｋ）回転して入射する。

ＰＢＳ３６の透過光は、第７図ＣのようにＰ成分（ＰＩ
Ｐ　、　Ｐ２Ｐ）のみとなり、反射光はＳ成分（ＰＩＳ
、Ｐ２Ｓ　）のみとなる。これらの偏光は２分割光検出
器３７で受光され、電気信号に変換される。そして、２
分割光検出器３７と電気的に接続した差動増幅器は前記
電気信号の強弱の差動をとりＰｌとＰ２とを区別し、こ
れによって情報信号を抽出するのである。

なお、入射光の偏光面に対するＰＢＳ３６の主軸が４５
°となっていない場合は、反射光と透過光との光量がほ
ぼ等しくならず、これによりＳ／Ｎを高くすることがで
きないので、この場合はＰＢＳ３６の主軸を調整するこ
ととなる。また、ＰＢＳ３６はＰ偏光およびＳ偏光の出
射方向が平行となっているが、直角方向や他の方向でも
よい。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来の装置は臨界角プリズムをフォ
ーカスエラー信号検出に用いているので、合焦点を対称
にしたしたＳカーブ（焦点位置対フォーカスエラー信号
特性）が得られないという不具合がある。また、これを
得ようとすると光学系の構成が複雑になってしまうので
ある。

また、アクチュエータ部分をピンクアップより分離して
アクセスさせるいわゆる分離光学系の場合、可動部と固
定部間の平行ビームが可動部の移動基準となるガイドレ
ールに平行でない場合に、アクセス位置に応じてサーボ
用のフォトディテクタ上のビームスポットが移動してし
まうので、フオーカスオフセットが生じ合焦ズレが生じ
たり、トラッキングオフセットが生じトランク追従の際
の目標値ズレを生じ、適正なトラック追従ができなくな
ってしまうという不具合がある。こうした不具合は、経
時変化や耐性変化により可動部と固定部間の平行ビーム
とガイドレールとの平行度が変化する際にも生しる。

また、サーボエラー信号検出系と光磁気信号のＲＦ信号
検出系が分離しているために、光磁気ディスクからの反
射光を雨検出系に分離しており、このためサーボエラー
信号検出感度およびＲＦ信号検出感度が低下するという
不具合がある。

本発明は上記不具合を解決すべく提案されるもので、簡
素な構成の装置で、適正なピックアップの制御ができ、
しかも制御信号の検出感度のよい光学的情報記録再生装
置を提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は上記
目的を達成するため、光ビームの微小スポットを情報記
録媒体に照射し、光学的に情報を記録再生するための光
学的情報記録再生装置において、情報記録媒体からの反
射光を集光する手段と、集光した光ビームを分離する手
段と、分離された一方の光ビームの集光点位置よりも前
記集光する手段側寄りに位置し、少なくとも２つの受光
領域を有し受光領域全体の中心が光軸に対し垂直方向に
ずれている第１の受光手段と、分離された他方の光ビー
ムの集光点位置よりも前記集光する手段に対し遠ざかる
ように位置し、少なくとも２つの受光領域を有し受光領
域全体の中心が光軸に対し垂直方向にずれている第２の
受光手段を設け、これら受光手段からの出力に基づきフ
ォーカスエラー検出信号を得るようにした光学的情報記
録再生装置である。

このように、光ビームの集光点位置よりも前後している
受光手段と該受光手段からの出力に基づきフォーカスエ
ラー検出信号を得る演算手段を設け、反射光の結像前後
の光強度分布を受光して演算するので光ビームが可動部
の移動基準に対しチルトしていても、光検出器からの信
号の増幅度をアンバランスさせる手段を用いずにオフセ
ントの検出、キャンセルができる。また、集光した光ビ
ームを分離する手段を偏光ビームスプリッタとすること
により、情報信号検出用の差動光学系をサーボ信号用の
ものと兼用できる構成とすることができ、光学系を個別
に設けていないので各々の信号の検出感度を低下させる
ことがない。

〔実施例〕

以下図面を参照しながら、本発明の詳細な説明してゆく
。第１図は、本発明の第１実施例を示したもので、Ａ図
に示すようにレーザダイオードｌから放射された光ビー
ムは、コリメータレンズ２で平行光束とされ、平行光束
はプリズム３に斜めに入射する。この光束はビームスプ
リッタ４に入射し、一部は反射され残りは透過して全反
射ミラーに導かれ、直角方向（紙面手前方向）に光路を
変えられる。そして、対物レンズ６により光磁気ディス
ク（図示していない）に集光照射されるのである。ビー
ムスプリッタ４での反射光は、レンズ７によりＡＰＣ８
に入射する。

光磁気ディスクからの反射光は、前記対物レンズ６で再
び平行光束とされ、全反射ミラー５、ビームスプリッタ
４の反射膜で反射された後、λ７２波長板９、集光レン
ズ１０を透過し、ビームスプリンタ１１に入射する。そ
して分離された光束はそれぞれ点ｂｔと点ｂｒで結像す
る。光磁気ディスクと対物レンズ６の間の距離が近づく
と、集光レンズｌＯに入射する平行光束は発散光束にな
り、ビームスプリンタ１１から分離する光束の結像点は
それぞれｃｔ、　ｃｒに変化してしまう。一方、光磁気
ディスクと集光レンズＩＯが遠ざかると、集光レンズ１
０に入射する平行光束は収束光束になり、結像点はそれ
ぞれａｔ、、ａｒに変化する。

ビームスプリッタ１１の透過光の光路上の結像点ｂｔ、
　ｃｔＯ間に４分割光検出器（フォトディテクタ）１２
を設けてあり、交差する分割線の交差点（４つの受光素
子１３〜１６全体の中心点）が、光軸１７に対し垂直方
向（タンジエンシャル方向）にずらして設けである（Ｂ
図は、４分割光検出器１２の拡大図）。

ここで受光素子１３〜１６のそれぞれの出力電流をＰＤ
ｔｌ〜ＰＤｔ４とし、４分割光検出器１２からの差動信
号をＩｔ＝（ＰＤｔａ　十ＰＤｔ４）　−（ＰＤｔｌ　
＋ＰＤｔ２）により求める場合、前記結像点がａｔ、　
ｂｔ、　ｃｔへと変化した際の出力波形は第２図のｒｔ
のようになる。結像点がｂｔとｃｔの中間点に位置した
場合は、スポットは受光素子１５と受光素子１６の上に
結像され、受光素子１３と受光素子１４の上にはほとん
ど光エネルギが与えられず、差動信号Ｉｔの特性カーブ
は結像点ｂｔとｃｔとの中間点にピークを生しる。一方
、結像点がｂｔとｃｔの中間点からいずれかに移動する
につれて、スポット径は次第に大きくなる。そしてスポ
ットは１３と１４の領域にも広がるので、Ｉｔのレベル
が下がってくる。

他方の４分割光検出器１８は、結像点ａｒとｂｒとの間
に設けてあり（０図は、４分割光検出器１８の拡大図）
、結像点がａｒとｂｒとの中間点に位置した場合に差動
信号Ｉｒがピークとなるようになっている（第２図のＩ
ｒ）。結像点が移動した場合については、前記と同様で
ある。

第３図は、差動信号（Ｉｒ−Ｉｔ）の特性を結像点位置
の関数として求めて表したものである。結像点位置は、
光磁気ディスクと対物レンズ６との距離の変化によって
移動するので、上記（Ｉｒ　−Ｉｔ）はスポットのフォ
ーカスエラー検出信号として用いることができることと
なる。したがって、フォカスエラー検出信号は、次のよ
うにして求めることができる。

ＣＰＤｒ３　＋ＰＤｒ４）　　（ＰＤｒｌ　＋　ＰＤｒ
２）　＋（ＰＤｔｌ　＋ＰＤｔ２）　−（ＰＤｔａ　＋
ＰＤｔ４）　　・・・（１）次にトランクエラー検出信
号を得る方法について説明すると、第３図におけるゼロ
クロス位置す点は合焦点であるから、フォーカスサーボ
は結像点をｂとするように動作することとなる。したが
ってこの場合の４分割光検出器１２．１８の上のスポッ
ト径はある大きさを有しており、周知のプッシュプル法
によるトラックエラー検出信号を得ることが可能となる
。この場合、４分割光検出器１２．１８は第１図のよう
に配置しであるので、プッシュプル信号の表れ方は逆転
し、トラックエラー検出信号は次のようにして求めるこ
ととなる。

（ＰＤｔｌ　＋ＰＤｔ４）　　−（ＰＤｔ２　＋ＰＤｔ
３）　　＋（ＰＤｒ２　＋ＰＤｒ３）　−（ＰＤｒｌ　
＋ＰＤｒ４）　　・・・（２）次に、光磁気ディスクか
らの光磁気信号の読み取りについて説明する。光磁気デ
ィスクにスポットを照射すると、カー回転効果により偏
光成分の異なる光が反射光ビームに生じる。集光レンズ
１０の入射側にλ７２波長板９を設けているので、ビム
スプリッタ１１に偏光性を持たせることにより、差動光
学系により次のようにして光磁気信号の検出が可能とな
る。

（ＰＤｔｌ　＋ＰＤｔ２＋ＰＤｔ３＋ＰＤｔ４）（ＰＤ
ｒ１＋ＰＤｒ２＋ＰＤｒ３＋ＰＤＲ４）・・・・・・（
３）第４図は、本発明の第２実施例を示したもので前記
実施例と対応する個所には同一符号を付してイル。本実
施例はビームスプリッタ、偏光ビームスプリンタで反射
する光ビームを透過ビームと同一方向に偏光するための
反射ミラーを付加したものである。このように構成した
ので、４分割光検出器１２．１８は並設することができ
、位置調整を容易にできることとなる。他の構成および
動作原理については前記実施例と同様である。各信号を
検出するための演算方法は、次の通りである。

フォーカスエラー検出信号 （ＰＤｔａ　＋　Ｐ叶４）　　（ＰＤｒｌ　十ＰＤｒ２
）　＋（ＰＤｔｌ　＋ＰＤｔ２）　−（ＰＤｔａ　＋Ｐ
Ｄｔ４）トランキングエラー検出信号 （ＰＤｔｌ　＋ＰＤｔ４）　　（ＰＤｔ２　＋ＰＤｔ３
）　＋（ＰＤｒ２　＋ＰＤｒ３）　−（ＰＤｒｌ　＋Ｐ
Ｄｒ４）光磁気信号 （ＰＤｔｌ　　＋ＰＤｔ２＋ｐｏｔ３＋ｐｏｔ４）（Ｐ
Ｄｒｌ　＋ＰＤｒ２＋ＰＤｒ３＋ＰＤｒ４）次に、本発
明をいわゆる分離光学系に適用した実施例を説明する。

この分離光学系を一般の光ピツクアップに適用すると、
次のような問題を生しる。先ず、可動部の移動基準とな
るガイドレールと固定部側光学系からの光ビームの出射
光軸との傾きをゼロに設定することができないので、光
ディスクの内周と外周の各々に可動部が移動する際にフ
ォトディテクタ上の光ビームの位置が移動することによ
って、サーボエラー信号中にオフセットが生じてしまう
という問題がある。また、前記ガイドレールと出射光軸
との傾きや、可動光学系と固定光学系との位置関係が温
度等の環境条件や経時的なものによって変化することが
あり、こうした場合もフォトディテクタ上の光ビームの
位置が移動することによって、サーボエラー信号中にオ
フセットが生じてしまう問題がある。

ところが、本発明を適用すると固定光学系からの出射光
がガイドレールに対してタンジェンシャル方向に傾き、
第１図における４分割光検出器１８の受光面上での光ス
ポットが受光素子２１と２２側にずれた場合、他方の４
分割光検出器１２は集光レンズ１０の結像点より遠ざか
る方に位置しているので、像は反転しているものの光軸
ずれについては前記４分割光検出器１８の受光面上での
光スポットとのずれと同一方向すなわち、受光素子１５
と１６側にずれることとなる。

フォーカスエラーの検出信号は前記（１）式のようにし
て求めることができるので、前記のような状況の場合は
（ＰＤｒ３＋ＰＤｒ４）と（ＰＤｔ３　＋ＰＤｔ４）の
各々の信号中のオフセットが同比で増加することとなり
、このオフセットは前記（１）式の演算後にキャンセル
されることとなる。なお、タンジェンシャル方向への光
軸傾きに対しては、前記（２）式で求められるトラッキ
ングエラー信号への影響はない。

次に固定光学系からの出射光がガイドレールに対してラ
ジアル方向に傾き、第１図における４分割光検出器１８
の受光面での光スポットが受光素子１９と２２側にずれ
た場合、前記と同様に考えると４分割光検出器１２の受
光面上での光スポットのずれは受光素子１３と１６側と
なる。

トラッキングエラーの検出信号は前記（２）弐のように
して求めることができるので、前記のような状況の場合
は（ＰＤｒｌ　＋　ＰＤｒ４）と（Ｐｏｔｌ　＋ＰＤｔ
４）の各々の信号中のオフセットが同比で増加すること
となり、このオフセットは前記式（２）式の演算後にキ
ャンセルされることとなる。なお、ラジアル方向への光
軸傾きに対しては、前記（１）式で求められるフォーカ
スエラー信号への影響はない。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によれば簡素な構成の光学系であ
りながらフォーカスエラー検出信号は、対称形のＳカー
ブを得ることができる。さらにサーボエラー信号検出用
の光ビーム受光手段と、光磁気信号検出用の光ビーム受
光手段とを共用する構成としているので、それぞれの検
出感度の効率化を実現できる。また、光磁気信号検出用
の差動光学系をサーボエラー信号検出用にも用いている
ので、簡素な構成で効率的な検出ができる。

さらに、本発明をいわゆる分離光学系に適用した場合は
、結像光学系的な用い方でかつフォーカスエラーの検出
に差動光学系を用いているので、光軸チルトや光軸ずれ
によるフォーカスエラー発生等をキャンセルできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る装置の概要図、 第２図は、差動信号の波形図、 第３図は、差動信号の特性の関数表示図、第４図は、本
発明の第２実施例に係る装置の一部概要回、 第５図、第６図、第７図は、従来例を示したものである
。 １・・・レーザダイオード ２・・・コリメータレンズ ３・・・プリズム ４・・・ビームスプリッタ ９・・・λ７２波長板 １０・・・集光レンズ １１・・・ビームスプリッタ １２．１８・・・４分割光検出器 １３〜１６・・・受光素子 １９〜２２・・・受光素子 第２図 （出力） 第３図 （Ｉｒ　−Ｉｔ　） 第５図 第６図 ４θ Ｂ Ｐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ビームの微小スポットを情報記録媒体に照射し、
   光学的に情報を記録再生するための光学的情報記録再生
   装置おいて、 情報記録媒体からの反射光を集光する手段 と、集光した光ビームを分離する手段と、分離された一
   方の光ビームの集光点位置よりも前記集光する手段側寄
   りに位置し、少なくとも２つの受光領域を有し受光領域
   全体の中心が光軸に対し垂直方向にずれている第１の受
   光手段と、分離された他方の光ビームの集光点位置より
   も前記集光する手段に対し遠ざかるように位置し、少な
   くとも２つの受光領域を有し受光領域全体の中心が光軸
   に対し垂直方向にずれている第２の受光手段を設け、こ
   れら受光手段からの出力に基づきフォーカスエラー検出
   信号を得るようにしたことを特徴とする光学的情報記録
   再生装置。