JPH0547015A - 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と光学的に平行な境界線を境とし
て４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、同様に４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、トラックエラー検出にプ
ッシュプル法を用いた光ディスク装置の信号検出系の改
良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、トラックエラー信号は、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、上述し
た特開昭６１−２０６９４４号公報にも示されるよう
に、各受光素子の分割領域が３つである装置では、プッ
シュプル法によるトラックエラーを同一の素子で検出す
ることができない。

【０００６】また、同公報には、各受光素子を短冊状に
３つの領域に分割し、さらに中央の領域をモザイク状に
３つの領域に分割して合計５つの領域とし、トラックエ
ラーを同一の素子で検出できるものが示されている。こ
の受光素子の分割パターンは特に中央の領域が複雑であ
るため、受光素子上でのスポットを大きなものとしなく
てはならず、光学的設計の自由度が減少したり、ひいて
は装置が大型化するという問題があった。

【０００７】

【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、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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光ディス
ク装置のエラー信号検出装置は、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、前記光ディスクで反射された反射光束を２つ
に分離するビームスプリッターと、前記反射光束を集光
する集光レンズと、前記光ディスクのタンジェンシャル
方向と光学的に平行な境界線を境として４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
反射光束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４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ることを特徴としている。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
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。

【００１０】図１〜図６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一実施例を示す。

【００１１】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。

【００１２】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図示
せぬ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。

【００１３】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。

【００１４】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１０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。

【００１５】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により検出して差動
出力を得ることにより、精度良く記録信号を読み出すこ
とができる。

【００１６】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の光学的に前後
等距離の位置に配置されている。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。

【００１７】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。

【００１８】（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Ｐ
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。

【００１９】（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。

【００２０】（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。

【００２１】さらに、図４に示すように、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１１
ａ、１１ｂを設けるようにすることもできる。この構成
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。

【００２２】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。

【００２３】それぞれの受光領域からの信号は、図５に
示す回路により演算され、ディスクに光磁気記録信号Ｍ
Ｏ、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。

【００２４】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。

【００２５】

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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Ｄ_２からの
信号と第１の受光素子の内側の他方の領域Ｃ_１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Ｄ_１か
らの信号と第２の受光素子の内側の一方の領域Ｃ_２から
の信号との和との差をとることにより得られる。

【００３０】なお、この例では、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。

【００３１】受光素子の各領域の幅の割合は、検出され
る信号の感度等の要求特性を満足させるために、一定の
範囲に収める必要がある。ここで、図６に示すように、
中央の２つの領域Ｃ、Ｄの合計幅をＷ、合焦時のビーム
径をｄとして、 α＝Ｗ／ｄ とする。

【００３２】受光素子上のスポットは、図６に破線で示
したように各領域に亙って形成される。スポットＳの外
周を形成する円は、０次回折光の範囲を示しており、斜
線で示した部分は、０次回折光と１次回折光との重複部
分を示している。

【００３３】受光部を４つの領域に分割する場合、αが
大きくなるとフォーカス、トラック両エラー信号の検出
感度は高くなって望ましいが、トラックエラー信号に占
めるトラックオフセット信号の比率が高くなって望まし
くない。両者のバランスをとるためには、 ０．３≦α≦０．６ を満たすことが望ましい。

【００３４】ここで、トラックエラー検出用の受光素子
から検出される信号のうち、反射光束のズレによって発
生する受光素子上でのスポットの移動に起因する成分を
トラックオフセット信号と定義する。

【００３５】

【効果】以上説明したように、この発明によれば、単純
な分割パターンで構成された受光素子を共用してフォー
カス、トラック両エラー信号を検出することができる光
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】 実施例の信号処理系の説明図である。

【図６】 実施例の受光素子の受光領域を示す説明図で
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…第１の受光素子 １４…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 (5)

【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反射光束を２つに分離する
   ビームスプリッターと、 前記反射光束を集光する集光レンズと、 前記光ディスクのタンジェンシャル方向と光学的に平行
   な境界線を境として４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束の集光点の
   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４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
   から光学的に前後等距離にあ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の受光素子の少なくとも一
   方からの信号を受け、内側２つの受光領域の差動出力に
   より、トラックエラー信号を検出す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の受光素子の内側２つの領域と外
   側２つの領域との差動出力と、前記第２の受光素子の内
   側２つの領域と外側２つの領域との差動出力とを引算す
   ることにより、フォーカスエラー信号を検出することを
   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。
5. 【請求項５】前記第１、第２の受光素子の受光領域は、
   該第１、第２の受光素子のそれぞれの中央の２つの領域
   の合計幅をＷ、前記合焦時における前記第１、第２の受
   光素子上での前記反射光束のビーム径をｄ、α＝Ｗ／ｄ
   として、 ０．３≦α≦０．６ となるように設定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。