JPH0724122B2 - 光磁気記録装置用光学ヘッド構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、記録媒体に情報を記録及び再生する光磁気記
録装置用光学ヘッド構造に関し、特に光学ヘッドのトラ
ッキング及びフォーカス方向の各エラー状態を光学的に
検出すると共に情報を再生するための光磁気記録装置用
光学ヘッド構造に関する。

〈従来の技術〉 従来、光磁気記録媒体としての光磁気ディスクの記録面
に比較的強い収束光を照射することにより情報を記録
し、また比較的弱い収束光を照射しその反射光のカー回
転角を検出することにより上記情報を再生する光磁気記
録再生装置がある。この装置に用いられる光磁気ディス
クには、一般に若干の反りや歪みがあると共に光磁気デ
ィスクの回転軸への取り付け誤差による偏心があるが、
光学ヘッドを、それらの影響を受けることなく光磁気デ
ィスクの記録トラックに追従させるべく光学ヘッドのフ
ォーカス及びトラッキングの各エラー状態を検出し、そ
の位置制御を行うようにしており、その構成の一例を第
８図に示す。

第８図に於て、光源としての半導体レーザ31から発せら
れた出射光32は、コリメータレンズ33にて平行光にさ
れ、整形プリズム34により円形断面に整形された後、第
１の偏光ビームスプリッタ35を通過し、対物レンズ36を
介して光磁気ディスク37に照射される。そして、該ディ
スクの記録面にて反射され、対物レンズ36を逆向きに通
過した後、再び第１の偏光ビームスプリッタ35に入射す
る。このとき、光磁気ディスク37からの反射光は、その
偏光面が回転しているため、偏光ビームスプリッタ35内
の偏光反射膜により、そのＰ偏光成分の一部及びＳ偏光
成分が反射され検出光38として図の右側面から出射す
る。

検出光38は、第２の偏光ビームスプリッタ39に入射し、
該スプリッタにてＰ偏光成分のみからなるエラー検出光
40と、Ｐ偏光成分の一部及びＳ偏光成分からなる情報検
出光41とに分割される。

エラー検出光40は、集光レンズ42により収束光に変えら
れた後、ハーフプリズム43により２分され、一方は直進
してナイフエッジ44を介してフォーカスエラー検出用測
光センサ45上に焦点を結ぶように集光し、他方は反射さ
れ、トラッキングエラー検出用測光センサ46上に集光す
る。そして、これら各測光センサ45、46により、トラッ
キングおよびフォーカスの各エラーが検出され、そのエ
ラー量に応じて対物レンズ36が駆動され修正される。

また、情報検出光41は、両偏光成分の比を調節するため
のλ/2板47を通過し、集光レンズ48により収束光に変え
られた後、第３の偏光ビームスプリッタ49により、Ｐ偏
光成分とＳ偏光成分とに分割され、各々測光センサ50、
51に集光し、両センサ50、51の受光量の差により光磁気
ディスク37に記録された情報を読取るようになってい
る。

このように、上記構造にあっては多数の光学部品にて構
成され、かつ光学ヘッドを保持する固定フレーム等も大
型化することから、光学ヘッド全体が大型化、重量化す
る問題があった。更に、各部品の組付けや配線作業も煩
雑化し、高精度な光軸調整が困難となる問題があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、部品点数を削減し、小型化及び軽量化し得ると共に
各構成部品の位置決め及び配線が容易な光磁気記録装置
用光学ヘッド構造を提供することにある。

［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、光磁気記録媒体か
ら反射された検出光をもって光学ヘッドのトラッキング
及びフォーカス方向の各エラー状態を検出すると共に情
報を再生するための光磁気記録装置用光学ヘッド構造で
あって、前記検出光の光路内に配置された第１の受光手
段と、前記検出光の一方の偏光成分を前記第１の受光手
段に向けて透過させると共に、他方の偏光成分を異なる
方向に反射しかつ一対の半月状部分に分割するべく、前
記検出光の光路内に配置された一対の偏光分離手段と、
分割された前記反射光の一方の部分の光路内に配置され
た第２の受光手段と、分割された前記反射光の他方の部
分の光路内に配置された第３の受光手段とを有し、前記
反射光の一方の部分の光路長と前記反射光の他方の部分
の光路長とを互いに異なる長さに設定することを特徴と
する光磁気記録装置用光学ヘッド構造を提供することに
より達成される。特に、前記一対の偏光分離手段が、前
記検出光の光路に沿って互いに間隔をおいて配置された
一対の偏光面を有する偏光ビームスプリッタからなり、
前記各受光手段が、その受光面が互いに同一平面上に位
置するように配置され、かつ前記偏光ビームスプリッタ
が前記同一平面に密着していると良い。

〈作用〉 このようにすれば、検出光の偏光分離手段を通過する一
方の偏光成分によりトラッキングエラーを検出できると
共に、一対の偏光分離手段により反射される他方の偏光
成分が、一対の半月状部分に分割されかつ互いに異なる
光路長をもって受光手段に達することにより、ナイフエ
ッジ法と同様にしてフォーカスエラーを検出することが
でき、かつ一方の偏光成分と、他方の偏光成分の両半月
状部分を合わせたものとを対比させることにより、カー
回転角を検出して光磁気記録媒体の情報を読取ることが
できる。また、各受光手段の受光面を同一平面上に位置
するようにし、検出光の光路に沿って互いに間隔をおい
て配置された一対の偏光面を有する偏光ビームスプリッ
タをその同一平面に密着させることにより、受光部をコ
ンパクト化し得る。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図は本発明が適用された光学ヘッドの要部を示す模
式図であり、光源としての半導体レーザ１から発せられ
る発散光からなる出射光２の光路内には、出射光２を平
行光にするためのコリメータレンズ３と、平行光にされ
た出射光２を円形断面に整形するため整形プリズム４と
が配設されている。整形プリズム４を通過した検出光２
の光路内には、偏光ビームスプリッタ５と対物レンズ６
とがこの順に配設され、これらを通過して円形断面にて
収束光となった出射光２が光磁気ディスク７の記録面８
に照射される。ここで、偏光ビームスプリッタ５は、そ
の対角位置に設けられた偏光分離膜5aを有し、偏光分離
膜5aにより、偏光ビームスプリッタ５に入射する光のＳ
偏光成分の全部とＰ偏光成分の一部とを反射すると共
に、Ｐ偏光成分の残りを通過させるようになっている。

対物レンズ６により収束光となった出射光２は、光磁気
ディスク７の記録面８にて反射され、反射光９として偏
光ビームスプリッタ５内に上記とは逆向きに入射する。
ここで、記録面８からの反射光９は、その偏光面が回転
しているため、偏光ビームスプリッタ５内の偏光分離膜
5aにより、前記したように反射光９のＰ偏光成分の一部
及びＳ偏光成分が検出光10として第１図の右側面から出
射する。

検出光10の光路内には、偏光ビームスプリッタ５の検出
光10の出射面に貼着されたλ/2板11と、集光レンズ12
と、測光センサ13とがこの順にそれぞれ所定の位置に配
設されている。上記したλ/2板11は、測光センサ13に入
射する検出光10の両偏光成分の比を所定値に調節するた
めのものである。

なお、各光学素子の配置は、本実施例に限ることなく、
実際にはミラー等を配置することにより光路を自由に変
向し得ることは云うまでもない。

第２図は測光センサ13の軸線方向に沿う断面図であり、
測光センサ13は、検出光10の光軸上に位置する偏光ビー
ムスプリッタとしての直方体形状のプリズム体15と、検
出光10の光軸上にてプリズム体15の底面から間隔をおい
て配設された基板14aと、検出光10の光軸に直交する軸
線上にてプリズム体15の側面から間隔をおいて配設され
た基板14bとを有している。

一方の基板14aには、トラッキングエラー検出用の受光
素子としてのフォトダイオード16が固着されており、他
方の基板14bには、フォーカスエラー検出用の受光素子
としてのフォトダイオード17が固着されている。

第２図に示すように、プリズム体15の内部には、その対
角位置にある一組の角部からそれぞれ検出光10の光軸に
至る一対の偏光分離膜18a、18bが、互いに平行にかつ段
違いに配設されている。偏光分離膜18a、18bは、検出光
10のＰ偏光成分が図の右側に通過し、Ｓ偏光成分が分離
光19a、19bとして図の下側に向けて反射するものであ
る。検出光10のＰ偏光成分は、両偏光分離膜18a、18bを
通過して、円形状にてフォトダイオード16の受光面16a
に照射する。両偏光分離膜18a、18bの検出光10の光軸側
のエッジを分割手段として用いかつナイフエッジ法と同
様にして、各分離光19a、19bが、それぞれ半月状に分割
されてフォトダイオード17の受光面17aに照射するよう
になっている。

フォトダイオード16は、第２図及び第３図に示すよう
に、検出光10の光軸に直交する分割線により２分割され
たフォトダイオード素子ｅ、ｆにより構成されており、
その分割線が検出光10のトラッキングエラーの際に光軸
がずれる方向と直交するようにされている。フォトダイ
オード17は、第４図に示すように、検出光10の光軸に沿
う向きに例えば等間隔に４分割されたフォトダイオード
素子ａ、ｂ、ｃ、ｄにより構成されており、図に於ける
右側の一対のフォトダイオード素子ａ、ｂの分割線上に
分離光19aのナイフエッジによるエッジが位置するよう
にされていると共に、図に於ける左側の一対のフォトダ
イオード素子ｃ、ｄの分割線上に分離光19bのナイフエ
ッジによるエッジが位置するようにされている。

このようにして、検出光10のＰ偏光成分が直接フォトダ
イオード16上に集光し、Ｓ偏光成分からなる各半月状を
なす一対の分離光19a、19bが、４分割フォトダイオード
17の左右一対ずつのダイオード素子ａ、ｂ、ｃ、ｄの各
分割線上に集光する。なお、各フォトダイオード16、17
は、基板14から延出する図示されないリード線を介して
制御回路と電気的に接続されている。

次に、各フォトダイオード16、17によるトラッキング及
びフォーカスの各エラーの検出要領を説明する。

第３図に示すように、２分割フォトダイオード16の各フ
ォトダイオード素子ｅ、ｆから、各照射パターンに応じ
た検出信号Ｅ、Ｆが、アンプ21に各々入力されるように
なっている。そして、アンプ21にて（Ｅ−Ｆ）となるよ
うに減算し、その演算値を制御回路へ出力している。こ
こで、フォトダイオード16上には、検出光10の円形のＰ
偏光成分が、図に示すように各フォトダイオード素子
ｅ、ｆに等分に集光しており、トラッキングエラーを生
じた場合には、図に於ける左右に光量差を生じることか
ら、上記演算値によりトラッキングエラーの方向及びエ
ラー量の検出を容易に行うことができる。

一方、第４図に示すように、４分割フォトダイオード17
では、各ダイオード素子ａ、ｂ、ｃ、ｄから、その対応
する出力信号Ａ〜Ｄが、Ａ及びＢとＣ及びＤとに分かれ
るように各アンプ22、23に各々入力されて、アンプ22に
て（Ｂ−Ａ）となり、アンプ23にて（Ｃ−Ｄ）となるよ
うにそれぞれ減算され、更に各アンプ22、23からの出力
値がアンプ24に入力されるようになっている。そして、
アンプ24にて（Ｂ−Ａ）と（Ｃ−Ｄ）とを加算し、その
演算値を制御回路へ出力している。ところで、プリズム
体15の各偏光分離膜18a、18bにて向きを変えられかつ分
割されて各々半月状をなすＳ偏光成分からなる分離光19
a、19bは、４分割フォトダイオード17の受光面17aに、
第４図に示すように左右各一対のダイオード素子のそれ
ぞれのいずれか一方に半月形状をなして照射される。こ
こで、フォーカスエラーを生じた場合には、第４図の破
線或いは想像線に示すようになり、破線の場合には（Ｂ
＋Ｃ）により正の値となり、想像線の場合には（−Ａ−
Ｄ）により負の値となることから、上記演算値によりフ
ォーカスエラーの検出を容易に行うことができる。

また、読取り信号は、各フォトダイオード16、17の各ダ
イオード素子ａ〜ｆの検出信号Ａ〜Ｆから（Ａ＋Ｂ＋Ｃ
＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｆ）を演算することにより検出すること
ができる。

このように、本実施例によれば、検出光10を各偏光成分
毎に２方向に分離するのみで、フォーカス及びトラッキ
ングの各エラー検出と、情報読取りのカー回転角の検出
とを行うことができるため、光学ヘッドの構成が簡素化
される。なお、本実施例に於て、一対の偏光分離膜18
a、18bを検出光の光路に沿って互いに間隔をおいて配置
することにより、各分離光19a、19bのそれぞれの光路長
が異なるようにしたが、両偏光分離膜18a、18bを同一平
面内に配置し、かつフォトダイオード17の各対をなすダ
イオード素子ａ及びｂとｃ及びｄとを互いに段違いに設
けるようにしても良い。

第５図は、第２の実施例を示す第１図と同様の図であ
り、前記した実施例と同様の部分については同一の符号
を付してその詳しい説明を省略する。この第２の実施例
にあっては、第６図に示すように、平板状をなす基板25
に、トラッキングエラー検出用のフォトダイオード16の
受光面16aと、フォーカスエラー検出用のフォトダイオ
ード17の受光面17aとが、互いに同一平面上に位置する
ように一体的に固着されている。そして、プリズム体15
のＰ偏光成分を出射する底面が、フォトダイオード16の
受光面16aに密着するように基板25に固着されており、
プリズム体15のＳ偏光成分を出射する側面には、各分離
光19a、19bをフォトダイオード17に向けて変向させる反
射面26aを有する三角柱をなすプリズム体26の側面が密
着している。なお、このプリズム体26の底面はフォトダ
イオード17の受光面17aにも密着するように基板25に固
着されている。

第７図に示されるように、検出光10のＰ偏光成分が直接
フォトダイオード16上に円形状にて集光し、Ｓ偏光成分
からなる各半月状をなす一対の分離光19a、19bが、プリ
ズム体26の反斜面26aに反射され、各々４分割フォトダ
イオード17の図に於ける上下一対ずつのダイオード素子
ａ及びｂとｃ及びｄとの各分割線上に集光するようにな
る。なお、フォーカス及びトラッキングの各エラーの検
出要領は前記実施例と同様であるためその説明を省略す
る。

この第２の実施例に於ける測光センサ13を用いた光学ヘ
ッドの全体は第５図に示すようになり、その構成がより
簡素化される。この第２の実施例によれば、フォーカス
及びトラッキングの各エラー検出用のフォトダイオード
を１つの基板に設けているため、フォトダイオードへの
配線が簡素化されて、耐ノイズ性を向上することができ
ると共に、その光軸調整が１箇所で良いため調整時間を
短縮化できる効果もある。

なお、各偏光分離膜18a、18bの傾斜角を変えることによ
り、両分離光19a、19bを反射面26aにより反射させるこ
となく、直接フォトダイオード17上に照射させるように
することもできる。

［発明の効果］ このように本発明によれば、検出光を各偏光成分毎に２
方向に分離するのみで、一方の偏光成分によりトラッキ
ングエラーを検出し、他方の偏光成分を一対の半月状に
分割してナイフエッジ法と同様にしてフォーカスエラー
を検出し、かつ両偏光成分を対比させることにより光磁
気記録媒体の情報を読取ることができるため、光学ヘッ
ドの部品点数が削減され、かつ光軸調整等も容易にな
る。また、受光手段の受光面に偏光分離手段としの偏光
ビームスプリッタを密着させることにより、構成部品を
小型化でき、かつその位置調整及び配線を一層簡略化で
きるなど、本発明の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用された光学ヘッドの構成を示す
要部模式図である。 第２図は、第１図に示す光学ヘッドに於ける測光センサ
の軸線方向に沿う断面図である。 第３図は、第２図のIII線について見た図、及びトラッ
キングエラーの検出要領を示す模式的回路を示す。 第４図は、第２図のIV線について見た図、及びフォーカ
スエラーの検出要領を示す模式的回路を示す。 第５図は、第２の実施例を示す光学ヘッドの構成を示す
要部模式図である。 第６図は、第２の実施例を示す測光センサの軸線方向に
沿う断面図である。 第７図は、第６図のVII−VII線について見た図である。 第８図は、従来の光磁気ディスク用光学ヘッドの構成を
示す要部模式図である。 １……半導体レーザ、２……出射光 ３……コリメータレンズ、４……整形プリズム ５……偏光ビームスプリッタ 5a……偏光分離膜、６……対物レンズ ７……光磁気ディスク、８……記録面 ９……反射光、10……検出光 11……λ/2板、12……集光レンズ 13……測光センサ、14a、14b……基板 15……プリズム体 16、17……フォトダイオード 16a、17a……受光面 18a、18b……偏光分離膜 19a、19b……分離光 21〜24……アンプ、25……基板 26……プリズム体、26a……反射面 31……半導体レーザ、32……出射光 33……コリメータレンズ 34……整形プリズム 35……第１の偏光ビームスプリッタ 36……対物レンズ、37……光磁気ディスク 38……検出光 39……第２の偏光ビームスプリッタ 40……エラー検出光、41……情報検出光 42……集光レンズ、43……ハーフプリズム 44……ナイフエッジ、45、46……測光センサ 47……λ/2板、48……集光レンズ 49……第３の偏光ビームスプリッタ 50、51……測光センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光磁気記録媒体から反射された検出光をも
   って光学ヘッドのトラッキング及びフォーカス方向の各
   エラー状態を検出すると共に情報を再生するための光磁
   気記録装置用光学ヘッド構造であって、 前記検出光の光路内に配置された第１の受光手段と、 前記検出光の一方の偏光成分を前記第１の受光手段に向
   けて透過させると共に、他方の偏光成分を異なる方向に
   反射しかつ一対の半月状部分に分割するべく、前記検出
   光の光路内に配置された一対の偏光分離手段と、 分割された前記反射光の一方の部分の光路内に配置され
   た第２の受光手段と、 分割された前記反射光の他方の部分の光路内に配置され
   た第３の受光手段とを有し、 前記反射光の一方の部分の光路長と前記反射光の他方の
   部分の光路長とを互いに異なる長さに設定することを特
   徴とする光磁気記録装置用光学ヘッド構造。
2. 【請求項２】前記一対の偏光分離手段が、前記検出光の
   光路に沿って互いに間隔をおいて配置された一対の偏光
   面を有する偏光ビームスプリッタからなり、前記各受光
   手段が、その受光面が互いに同一平面上に位置するよう
   に配置され、かつ前記偏光ビームスプリッタが前記同一
   平面に密着していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の光磁気記録装置用光学ヘッド構造。