JPH0547004A - 光デイスク装置の信号検出系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受光素子の分割パターン形状を複雑にするこ
となくフォーカスエラー信号とトラックエラー信号を共
通の受光素子で検出することができ、かつ、トラックオ
フセットの発生を抑制できる光ディスク装置の信号検出
系を提供することを目的とする。 【構成】 光源１からの光束を光ディスクＭＯＤに収束
させる対物レンズ９と、光ディスクＭＯＤで反射された
光束を２つに分離するビームスプリッター１２と、反射
光束を集光する集光レンズ１１と、光ディスクＭＯＤの
タンジェンシャル方向に相当する境界線を境として少な
くとも３つの短冊状の領域に分割され、対物レンズ９の
合焦時における反射光の集光点の手前側に配置された第
１の受光素子１３と、少なくとも３つの短冊状の領域に
分割され、集光点の後ろ側に配置された第２の受光素子
１４とを備え、第１、第２の受光素子から出力されるス
ポットサイズに対応する信号が合焦時に共に０となるよ
う設定されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フォーカスエラー検
出にスポットサイズ法を用いた光ディスク装置の信号検
出系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置のフォーカスエラー信号
は、光ディスクで反射された光束を集光させてエラー検
出用の受光素子に導き、受光素子上の各分割領域からの
信号を演算することにより検出される。

【０００３】フォーカスエラー検出にはいくつかの方法
があるが、特開昭６１−２０６９４４号公報には光ディ
スクからの反射光を収束させ、そのスポットのサイズを
検出することにより対物レンズの合焦状態を検出する構
成が開示されている。本明細書では、このようなフォー
カスエラー検出方法をスポットサイズ法と呼ぶこととす
る。

【０００４】スポットサイズ法は、対物レンズが光ディ
スクに対して合焦しているときの反射光の焦点位置の光
学的に前後等距離の位置に受光素子を設け、それぞれの
受光素子上に形成されるスポットのサイズを比較するこ
とにより、フォーカスエラー信号を発生させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スポットサイズ法によるフォーカスエラー検出は、２つ
の受光素子の出力を総合した信号が対物レンズの合焦時
に０となるよう設定されているのみで、各受光素子単独
での信号については考慮されていなかった。

【０００６】このため、受光素子を配置する際に、両受
光素子の検出光量のバランスを確認しつつ調整する必要
があり、調整作業が煩雑となる。

【０００７】また、上記の公報のように各受光素子を光
磁気ディスクの光磁気記録信号の再生にも利用する場
合、カー効果に基づく偏光面の回転により両受光素子へ
の入射光量のバランスが微小に変化するため、この変化
がフォーカスエラー信号に対するノイズとして混入し、
正確にフォーカスサーボをかけることが困難となる。

【０００８】

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、スポットサイズ法によりフ
ォーカスエラー信号を検出する場合に、受光素子の位置
調整を容易とし、かつ、光磁気記録信号によるフォーカ
スエラー信号へのノイズの混入を防ぐことができる光デ
ィスク装置の信号検出系を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる光ディ
スク装置の信号検出系は、上記の目的を達成させるた
め、光源からの光束を光ディスクに収束させる対物レン
ズと、光ディスクで反射された光束を２つに分離するビ
ームスプリッターと、反射光を集光する集光レンズと、
光ディスクのタンジェンシャル方向に相当する境界線を
境として少なくとも３つの短冊状の領域に分割され、対
物レンズの合焦時における反射光の集光点の手前側に配
置された第１の受光素子と、境界線と等価な線分を境と
して少なくとも３つの短冊状の領域に分割され、集光点
の後ろ側に配置された第２の受光素子とを備え、スポッ
トサイズ法によるフォーカスエラー信号を生成するため
に第１、第２の受光素子から出力されるスポットサイズ
に対応する信号が、合焦時に共に０となるよう設定され
ていることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。

【００１１】

【実施例１】図１は、この発明を光磁気ディスクの情報
記録再生装置に適用した実施例１を示す。なお、実施例
で用いられる光磁気ディスクは、グルーブ、すなわち案
内溝が形成されたディスクである。

【００１２】半導体レーザー１から発した発散光束は、
コリメートレンズ２により平行光束とされ、２つのアナ
モフィックプリズム３，４により断面円形に整形され
る。アナモフィックプリズム４には直角プリズム５が接
合され、接合面がハーフミラー５ａとされている。ハー
フミラー面５ａで反射された光束は、集光レンズ６によ
り半導体レーザーの自動出力調整用の受光素子７上に集
光する。

【００１３】ハーフミラー面５ａを透過した光束は、ミ
ラー８により反射され、対物レンズ９を介して光磁気デ
ィスクＭＯＤの信号記録面に収束される。対物レンズ９
とミラー８とは、光磁気ディスクＭＯＤのラジアル方向
ｘにスライドされる図示せぬヘッド内に設けられてい
る。また、対物レンズ９は、ヘッド内に設けられたアク
チュエータ上に設けられており、その光軸方向ｚ，及び
ディスクのラジアル方向ｘに駆動される。

【００１４】一方、ディスクから反射された光束は、ハ
ーフミラー面５ａにより反射され、λ／２板１０により
偏光方向が４５゜回転させられ、集光レンズ１１により
収束光とされて偏光ビームスプリッター１２に入射す
る。

【００１５】偏光ビームスプリッター１２の偏光分離面
１２ａにＰ偏光として入射した成分は、偏光分離面１２
ａを透過して第１の受光素子１３により受光され、Ｓ偏
光として入射した成分は偏光分離面１２ａと全反射面１
２ｂとで反射されて第２の受光素子１４により受光され
る。

【００１６】光磁気ディスクＭＯＤにより反射されたレ
ーザー光の偏光方向は、スポットが結像される位置のデ
ィスクの磁化方向に対応して磁気カー効果により回転す
るため、これを４５゜回転させてＰ，Ｓ成分に分離し、
それぞれ別個の受光素子１３，１４により検出し、その
差動をとることにより光磁気記録信号を読み出すことが
できる。

【００１７】受光素子１３，１４は、図２に概念的に示
すように対物レンズ９が光磁気ディスクＭＯＤに対して
合焦しているときの反射光の焦点位置Ｐから光学的に前
後等距離の位置に配置されている。反射光の焦点位置
は、対物レンズの光ディスクへの合焦状態に応じて移動
するため、それぞれの受光素子上に形成されるスポット
のサイズが変化する。この変化を検出することにより、
フォーカスエラー信号を得ることができる。

【００１８】実際には図２のような配置はできないた
め、図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したように反射光
をビームスプリッターＢＳにより分離して受光する。

【００１９】（Ａ）の例では、ビームスプリッターＢＳ
の反射光の光路中に焦点位置Ｐの手前に位置する第１の
受光素子１３が設けられ、透過光の光路中に焦点位置の
後ろ側に位置する第２の受光素子１４が設けられてい
る。

【００２０】（Ｂ）の例では、（Ａ）と反対にビームス
プリッターＢＳの透過光の光路中に第１の受光素子１３
が設けられ、反射光の光路に第２の受光素子１４が設け
られている。

【００２１】（Ｃ）の例は図１に示される構成に相当す
るものであり、（Ｂ）のビームスプリッターＢＳの反射
光路中にミラーＭを設けて光学系を小型化している。

【００２２】図４は、ビームスプリッターＢＳにより分
離された各光路に集光レンズ１１ａ，１１ｂを設けた例
を示している。図４の構成によれば、ビームスプリッタ
ーＢＳに入射する光束が平行光束となるため、ビームス
プリッターの透過、反射特性に角度依存性が現れず、収
束光を入射させるより光束を正確に分離することができ
る。なお、フォーカスエラーによる光束径の変化率が一
定となるように、２つの集光レンズは同一のパワーを持
つものを使用する必要があり、同一のレンズを使用すれ
ばより望ましい。

【００２３】第１、第２の受光素子１３，１４は、図５
に示したように光磁気ディスクＭＯＤのタンジェンシャ
ル方向に相当する方向と平行な３つの分割ラインにより
分割された４つの領域を有している。ここで、第１の受
光素子１３の受光領域をＡ_１，Ｂ_１，Ｃ_１，Ｄ_１，第２
の受光素子１４の受光領域をＡ_２，Ｂ_２，Ｃ_２，Ｄ_２と
する。

【００２４】それぞれの受光領域からの信号は、図５に
示される回路により演算され、ディスクに記録された光
磁気記録信号ＭＯ、物理的な凹凸により記録されたプリ
フォーマット信号ＲＯ、フォーカスエラー信号ＦＥ、ト
ラックエラー信号ＴＥとして図示せぬ再生回路、サーボ
回路へ出力される。

【００２５】各信号は、各受光領域の出力を受光領域と
同一の記号により表現すると、以下の式により求められ
る。

【００２６】

【００２７】光磁気記録信号ＭＯは、第１の受光素子の
全ての領域からの信号の和と、第２の受光素子の全ての
領域からの信号の和との差をとることにより得られる。

【００２８】プリフォーマット信号ＲＯは、第１、第２
の受光素子の全ての領域からの信号の和として得られ
る。

【００２９】スポットサイズ法によるフォーカスエラー
信号ＦＥは、各受光素子の内側２つの領域Ｃ，Ｄと外側
２つの領域Ａ，Ｂからの信号の差をとることにより各受
光素子からスポットサイズに対応する信号を取り出し、
これらの差信号の差をとることによって得られる。

【００３０】各受光素子上の受光領域の幅の割合は、対
物レンズの合焦時の各受光素子上のスポットのサイズ及
びエネルギー分布に基づき、各領域から出力される信号
が、 Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄ の関係を満たすよう設定されている。

【００３１】ここで、合焦時の受光素子上のビーム径を
ｄ，内側の２つの領域Ｃ，Ｄの合計幅をＷとして、 α＝Ｗ／ｄ となるよう領域の幅の係数αを規定する。このαの値を
適宜設定することにより、合焦時に各受光素子から出力
されるスポットサイズに対応する信号（Ａ＋Ｂ−Ｃ−
Ｄ）を０にすることができる。

【００３２】具体的には、磁気カー効果による偏光面の
回転を０．５゜、これによる光量変化を４％、集光レン
ズ１１の焦点距離を４０ｍｍ，ビーム径ｄ＝２５０μと
すると、αの値の変化によりフォーカスエラー信号の誤
差成分、すなわちフォーカスオフセット信号ΔＦＥは図
６に示したように変化する。図６は、対物レンズを合焦
状態に設定してαの値を変化させた際のフォーカスオフ
セット信号ΔＦＥの変化、すなわち、光磁気信号により
発生したフォーカスオフセット量を示している。

【００３３】係数αがグラフと横軸との交点Ｓの値をと
るよう設定することにより、すなわち、この例ではα＝
０．３８に設定することにより、合焦時に各受光素子か
ら出力されるスポットサイズ信号（Ａ＋Ｂ−Ｃ−Ｄ）を
共に０とすることができる。

【００３４】このように、各受光素子のスポットサイズ
信号が０となるよう調整することにより、各素子単独で
位置調整を行うことができる。また、光磁気記録信号の
再生時に受光素子１３に入射する光量と受光素子１４に
入射する光量とが変化した場合にも、スポットサイズが
合焦時から変化しなければ各受光素子からのスポットサ
イズ信号も０を保つため、光磁気記録信号がフォーカス
エラー信号にノイズとして混入することもない。

【００３５】プッシュプル法によるトラックエラー信号
ＴＥは、第２の受光素子の内側の一方の領域Ｄ２からの
信号と第１の受光素子の内側の他方の領域Ｃ１からの信
号との和と、第１の受光素子の内側の他方の領域Ｄ１か
らの信号と第２の受光素子の内側の一方の領域Ｃ２から
の信号との和との差をとることにより得ることができ
る。

【００３６】なお、この例では、内側２つの領域からの
出力のみに基づいてトラックエラー信号を検出している
が、全領域からの出力に基づいて検出してもよい。ま
た、トラックエラー信号の感度を高めるために両方の受
光素子の信号を利用しているが、いずれか一方の受光素
子の出力のみに基づいて検出することも可能である。

【００３７】

【実施例２】図７は、この発明にかかる光ディスク装置
の信号検出系の実施例２を示す。

【００３８】実施例２では、第１、第２の受光素子２
０，２１の受光部が短冊状の５つの領域に分割されてい
る。５分割することにより実施例１よりも受光素子のパ
ターンが複雑になるが、トラックエラー信号、フォーカ
スエラー信号のそれぞれの検出に適したパターンを得る
ことができる。

【００３９】また、実施例１のように受光部を４つの領
域に分割した場合には、光軸と交差する中心が不感帯と
なるため、対物レンズの焦点がディスクから大きく外れ
て反射光の焦点位置が一方の受光素子上に一致した場合
には、その受光素子から信号が得られなくなる可能性が
ある。５つの領域に分割した場合には、このような不具
合が生じることもない。

【００４０】第１の受光素子２０の受光領域をＡ_３，Ｂ
_３，Ｃ_３，Ｄ_３，Ｅ_３、第２の受光素子２１の受光領域
をＡ_４，Ｂ_４，Ｃ_４，Ｄ_４，Ｅ_４とし、各受光領域の出
力を受光領域と同一の記号により表現すると、各信号は
以下の式により求められる。

【００４１】

【００４２】光磁気記録信号ＭＯ、プリフォーマット信
号ＲＯについては実施例１と同様に各受光素子の全領域
の信号の和の差、和として検出される。

【００４３】スポットサイズ法によるフォーカスエラー
信号を得る場合、実施例２では領域Ｅのみを中央の領域
として捉え、この領域Ｅからの信号とその他の領域から
の信号の和とを引算することによりそれぞれの受光素子
上でのスポットサイズに対応する信号を取り出してい
る。

【００４４】実施例２では、受光素子の各領域の幅の割
合は、合焦時の各受光領域からの出力が、 Ｅ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ を満たすように定められている。これにより、合焦時に
各受光素子から出力されるスポットサイズ信号（Ａ＋Ｂ
＋Ｃ＋Ｄ−Ｅ）を０にすることができ、実施例１と同様
調整を容易とし、光磁気記録信号がノイズとしてフォー
カスエラー信号に混入することを防止することができ
る。

【００４５】プッシュプル法によるトラックエラー信号
は、トラックエラーによる出力変化のない中央の領域Ｅ
を除き、この領域Ｅに隣接する領域Ｃ及Ｄの出力差をと
ることによって得られる。

【００４６】なお、上記の実施例では、各受光素子の受
光領域が４分割の場合と５分割の場合とに限って説明し
たが、この発明の適用範囲はこれに限られず、スポット
サイズ法によりフォーカスエラー信号を検出する装置で
あれば、３分割の受光素子素子を用いる場合であって
も、あるいは６分割以上の素子を用いる場合であっても
適用することが可能である。

【００４７】

【効果】以上説明したように、この発明によれば、合焦
時に各受光素子から出力されるスポットサイズ信号を０
とすることにより、各受光素子単独での位置調整が容易
となり、また、光磁気ディスク装置に適用する場合には
光磁気記録信号がフォーカスエラー信号へノイズとして
混入することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例にかかる光磁気ディスク装置の光学素
子の配置を示す斜視図である。

【図２】 受光素子の配置の原理を示す説明図である。

【図３】 受光素子の実際の配置例を示す説明図であ
る。

【図４】 受光素子の実際の配置例を示す説明図であ
る。

【図５】 実施例１の信号処理系の説明図である。

【図６】 対物レンズの合焦時における受光素子の受光
領域の幅の係数αとフォーカスエラーオフセット信号Δ
ＦＥ（単位μｍ）との関係を示すグラフである。

【図７】 実施例２の信号処理系の説明図である。

【符号の説明】

ＭＯＤ 光磁気ディスク １ 半導体レーザー ９ 対物レンズ １１集光レンズ １２ 偏光ビームスプリッター １３、２０ 第１の受光素子 １４、２１ 第２の受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 晃一 東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学 工業株式会社内 (72)発明者 野口 正人 東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学 工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光束を光ディスクに収束させる
   対物レンズと、 前記光ディスクで反射された光束を２つに分離するビー
   ムスプリッターと、 前記反射光を集光する集光レンズと、 光ディスクのタンジェンシャル方向に相当する境界線を
   境として少なくとも３つの短冊状の領域に分割され、前
   記対物レンズの合焦時における前記反射光の集光点の手
   前側に配置された第１の受光素子と、 前記境界線と等価な線分を境として少なくとも３つの短
   冊状の領域に分割され、前記集光点の後ろ側に配置され
   た第２の受光素子とを備え、 スポットサイズ法によるフォーカスエラー信号を生成す
   るために前記第１、第２の受光素子から出力されるスポ
   ットサイズに対応する信号が、前記合焦時に共に０とな
   るよう設定されていることを特徴とする光ディスク装置
   の信号検出系。
2. 【請求項２】前記第１，第２の受光素子は、前記集光点
   の前後等距離に位置していることを特徴とする請求項１
   に記載の光ディスク装置の信号検出系。
3. 【請求項３】前記第１、第２の受光素子は、４つの領域
   に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の光
   ディスク装置の信号検出系。
4. 【請求項４】前記第１、第２の受光素子は、５つの領域
   に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の光
   ディスク装置の信号検出系。