JPH07287861A - 光ピックアップシステム - Google Patents

光ピックアップシステム

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JPH07287861A
JPH07287861A JP7037255A JP3725595A JPH07287861A JP H07287861 A JPH07287861 A JP H07287861A JP 7037255 A JP7037255 A JP 7037255A JP 3725595 A JP3725595 A JP 3725595A JP H07287861 A JPH07287861 A JP H07287861A
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JP
Japan
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reflected
pickup system
wave
focused
disc
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JP7037255A
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English (en)
Inventor
Keun Y Yang
根 英 梁
Sung W Noh
性 雨 盧
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LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 2分割ホログラムを用いた1ビーム方式でデ
ィスク上に情報を記録したり読み出したりする光ピック
アップシステムを提供する。 【構成】 レーザビームのうち、S偏光されたビームは
全反射させ、且つP偏光ビームは一部は反射させ、一部
は透過させる偏光ビーム分割器75と、偏光ビーム分割
器を透過したディスクから反射されたP偏光されたビー
ムを集束するコリメーターレンズ76と、6分割された
領域に各々集束するビームの強度に応じてトラッキング
エラーと焦点エラーを検出する6分割光探知器79と、
P偏光されたビームを回折させて6分割光検出器79に
集束させるためのホログラム素子78と、2分割された
領域に各々集束するビームの強度に応じてディスクに記
録された情報を検出する2分割光探知器83と、偏光ビ
ーム分割器75からのP波とS波成分の混合ビームから
P波とS波成分のビームを分離するウォラストンプリズ
ム81と、を含んだ光ピックアップシステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光磁気ディスクに情報を
記録したり、光ディスクから情報を読み出したりするた
めの光ピックアップシステムに係り、特に読取り速度を
向上させ且つ製造コストを減少させることのできる簡易
な構造の光ピックアップシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】図1に、従来の光ピックアップシステム
の構成を示す。図1を参照すると、従来の光ピックアッ
プシステムは、ディスク7と、光源として用いられる半
導体レーザ1と、半導体レーザ1のレーザビームから一
つのメインビーム(main beam)と光ディスク7のトラッ
キングエラー(tracking error)検出用の二つのサブビ
ーム(sub beam)を作る回折格子2と、回折格子2を通
過した3ビームを平行ビームにするコリメーターレンズ
(collimator lens)3と、コリメーターレンズ3を通過
した平行ビーム又は光ディスク7から反射されたビーム
のうち、S偏光波は100%反射させ、且つP偏光波は
一部は反射させ一部は透過させる偏光ビーム分割器(P
BS、polarizing beam splitter)4と、PSB4を通
過したP偏光された3ビームL1〜L3をディスク7側
に反射させる反射ミラー5と、反射ミラー5により反射
されP偏光された3ビームL1〜L3をディスク7上に
集束させたりディスク7上から反射された各々P波及び
S波が混合された3ビームL1〜L3を平行ビームにす
る対物レンズ6と、PBS4を通ってディスク7から入
射するP波及びS波が混合された平行ビームからP波、
S波及びP+S波に分離して、入射した3ビームを5ビ
ームに分離する改良ウォラストンプリズム8と、ウォラ
ストン(Wollaston)プリズム8を通ってP波、S波及び
P+S波に分離された5ビームを結像する結像レンズ9
と、凹レンズ10及び8分割光探知器(photodetector)
11とからなる。
【0003】凹レンズ10は、焦点エラー(focus erro
r)を検出するために結像レンズ9を通過したメインビー
ムに非点収差を発生させる円環形表面(toric surface)
を有する。8分割光探知器11は図2のように構成され
ているが、8分割領域の中で中央の“a,b,c,d”
領域は凹レンズ10から入射するメインビームから分離
されたS+P波成分のビームが集束する領域で、“a,
b,c,d”領域から検出された信号により焦点エラー
を検知する。“a,b,c,d”領域の上・下の
“e”,“f”領域はサブビームから各々分離されたP
波とS波成分のビームが集束する領域で、“e”領域と
“f”領域から検出された信号の差よりトラッキングエ
ラーを検知する。“a,b,c,d”領域の左右の
“i”と“j”領域はメインビームから分離されたS波
とP波成分のビームが集束する領域で、“i”領域と
“j”領域から検出された信号により光ディスク7の情
報の有無を判別する。
【0004】従来の光ピックアップシステムにおいて、
半導体レーザ1から発散されるビームは回折格子2を通
って一つのメインビームL1と二つのサブビームL2,
L3にされ、回折格子2を通過した3ビームのうち、S
波は反射されてコリメーターレンズ3、PBS4、反射
ミラー5及び対物レンズ6を通ってP波のみがディスク
7に進む。なお、ディスク7から反射される3ビーム
(L1〜L3)は各々P波とS波が混合されたビームと
して、ディスク7から反射された3ビームは対物レンズ
6、反射ミラー5とPBS4を通ってウォラストンプリ
ズム8に入射し、ウォラストンプリズム8を通って各々
P波とS波及びP+S波に分離され、分離されたビーム
は凹レンズ10を通って光探知器11に印加されて集束
する。
【0005】上述した光ピックアップシステムの動作
を、図2乃至図6を参照して以下のように詳細に説明す
る。
【0006】光源である半導体レーザ1から発散される
レーザビームは、回折格子2を通って一つのメインビー
ム(main beam)L1と二つのサブビーム(sub beam)L
2〜L3に回折され、メインビームL1とサブビームL
2〜L3の3ビームはコリメーターレンズ3により平行
ビームとなってPBS4に入射する。PBS4は、3ビ
ームL1〜L3に対してS波を100%反射させ、P波
をそれぞれ50%ずつ反射又は透過させる。従って、P
BS4を通ってS波は全て反射され且つP波は一部透過
するので、PBS4を通ってP偏光された3ビームL1
〜L3のみが透過して反射ミラー5に入射する。反射ミ
ラー5は、入射した3ビームをディスク7側に反射さ
せ、反射されたビームは対物レンズ6を通って集束して
ディスク7上に集束する。
【0007】3ビームL1〜L3は、対物レンズ6によ
りディスク7上に図3に示されたように集束するが、3
ビームの中でメインビームL1は情報の読み出し及び焦
点エラーの検出に用いられ、二つのサブビームL2〜L
3はトラッキングエラーの検出に用いられる。3ビーム
はディスク7に記録された情報(ここで、記録された情
報はpit情報又は磁化方向によるkerr rotation を意
味する)及びトラッキングエラーの検出に必要な情報を
もってディスク7上から反射される。
【0008】この際、ディスク7上にはP偏光されたビ
ームのみが光ディスク7上に集束するが、ディスク7か
ら反射される平行ビームはディスク7上に情報が記録さ
れているか否かによって異なる。則ち、ディスク7上に
情報が記録されていない場合にはディスク7から反射さ
れる平行ビームにはS波成分は含まれずP波成分のみが
含まれているが、ディスク7上に情報が記録されている
場合にディスク7から反射される平行ビームはS波及び
P波成分が含まれている混合ビームである。対物レンズ
6を通ってディスク7から反射された平行ビームは、反
射ミラー6により反射されてPBS4に入射する。PB
S4は、入射された平行ビームに対してS波は全て反射
させ、且つP波のうち50%は反射させ50%は透過さ
せる。従って、ディスク7から反射された平行ビームの
うち、S波成分はPBS4を通って全て反射されてウォ
ラストンプリズム8に入射し、P波成分はPBS4を通
って50%は透過し50%は反射されてウォラスストン
プリズム8に入射する。
【0009】ウォラストンプリズム8は、図4に示すよ
うに、PBS4を通って入射する平行ビームのうち、メ
インビームL1からS波、P波及びP+S波を分離して
メインビームを3ビームに分離し、サブビームL2〜L
3から各々P波とS波を各々分離する。従って、PBS
4から入射する平行ビームはウォラストンプリズム8を
通って5ビームに分離され、結像レンズ9を通って凹レ
ンズ10に入射する。
【0010】非点収差を発生させる円環形表面を有する
凹レンズ10は、結像レンズ8から入射する5ビームら
の開き角度を増加させるとともに、焦点エラーを検出す
るためにメインビームに非点収差を発生させる。凹レン
ズ10を通過した5ビームは図5に示すように8分割光
探知器11に集束する。従って、図5の8分割光探知器
11の各領域に集束する5ビームの形態によってトラッ
キングエラーと焦点エラーを検知し、ディスク7に記録
された情報を検知する。
【0011】先ず、サブビームによるトラッキングエラ
ーの検知方法は、下記の式(1)のように、3ビームの
検知方法により8分割光探知器11の“e”領域と
“f”領域の信号差をトラッキングエラー信号(Tracki
ng Error Signal 、TGS)として検知する。 TES=Se−Sf ………(1) ここで、SeとSfは各々8分割光探知器の“e”領域
と“f”領域における信号とを示す。
【0012】図6に示すように、ディスク7と対物レン
ズ6との間隔が変化するにつれて、非点収差により8分
割光探知器11の“a”,“b”,“c”及び“d”領
域に集束するビームが変化するが、図6(a)は対物レ
ンズ6とディスク7との間隔が適切に保持されて焦点エ
ラーが生じなかった場合の領域“a,b,c,d”にお
けるビームの集束形態を示し、図6(b)は対物レンズ
6とディスク7との間隔が遠くなって焦点エラーが生じ
た場合の、領域“a,b,c,d”におけるビームの集
束形態を示し、図6(c)は対物レンズ6とディスク7
との間隔が近くなって焦点エラーが生じた場合の領域
“a,b,c,d”におけるビームの集束形態を示す。
【0013】従って、焦点エラー信号FES(Focus Er
ror Signal)は、“a,b,c,d”領域におけるビー
ムの変化による信号差より焦点エラーを検知するが、こ
の焦点エラー信号FESは下記の式(2)のように表現
される。 FES=(Sa+Sc)−(Sb+Sd) ………(2) ここで、Sa,Sc,Sb,Sdは、8分割光探知器1
1の“a,b,c,d”における信号を各々示す。前記
式(1)、(2)からも分かるように、トラッキングエ
ラーと焦点エラーが生じないと、トラッキングエラー信
号TESは0となり、さらに焦点エラー信号FESは0
となる。
【0014】ディスク7上に記録された情報は、メイン
ビームから分離されたS波成分とP波成分のビームによ
り8分割光探知器11の“i”と“j”領域に集束した
ビームにより検知することができるが、光磁気信号(磁
化方向によるkerr rotation)を読み出す場合には下記の
式(3)のように“i”と“j”領域における信号S
i,Sjの差より情報を検知する。 光情報信号(光磁気信号)=Si−Sj ………(3)
【0015】一方、ディスク7に記録された凸凹形状の
pit信号を読み出す場合には下記の式(4)のように
8分割光探知器11の“i”と“j”領域の光量変化よ
り検知される。 光情報信号(pit信号)=Si+Sj ………(4)
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ピックアップシステムには次のような問題があった。
3ビームによりトラッキングエラーを検知するために
は、半導体レーザ1のレーザビームからサブビームを作
るための回折格子を使用しなければならない。なお、3
ビームにより焦点エラーを検出するために非点収差を使
用するが、非点収差を発生させるためには、製作が難し
く価格が高い円環形の凹レンズを使用する必要があっ
た。
【0017】それだけではなく、焦点エラー検出用のP
波とS波が混合されたビームをディスクから反射された
メインビームから分離するために、製作が難しいウォラ
ストンプリズムを使用していた。なお、半導体レーザか
ら発散されるビームの一部をディスクに入射させたり、
あるいは光ディスクから反射されたビームの一部をウォ
ラストンプリズムに入射させるために、製作が難しい5
角形のPBSを使用していた。
【0018】従って、従来の光ピックアップシステムで
は、光磁気ディスク上に記録された情報を読み出すため
に用いられる光学部品の数が多く、製作が難しくて高価
の部品を使用していたために、光ピックアップシステム
の構造が複雑であるばかりではなく、製造コストが高い
という問題があった。さらに、光学部品の数の増加によ
り光ピックアップシステム自体の重さが増加し、ディス
ク上に記録された情報を読み出すためのアクセスタイム
が増加して情報の読取り速度が低下するという問題があ
った。
【0019】本発明の目的は、2分割ホログラムを用い
た1ビーム方式で、ディスク上に情報を記録したり読み
出したりする光ピックアップシステムを提供することに
ある。
【0020】本発明の他の目的は、光学部品の数を減ら
してディスク上に記録された情報の読み取り速度を向上
させることのできる光ピックアップシステムを提供する
ことにある。
【0021】本発明の別の目的は、製造コストを減少さ
せることのできる簡易な構造の光ピックアップシステム
を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるディスクから情報を読み出したりディ
スクに情報を記録したりすることのできる光ピックアッ
プシステムは、光源として用いられる半導体レーザと、
半導体レーザからのレーザビームのうち、S偏光された
ビームは全反射させ、且つP偏光ビームは一部は反射さ
せ一部は通過させ、そしてディスクから反射されたビー
ムのうち、S偏光されたビームは全反射させ、且つP偏
光されたビームは一部は反射させ一部は透過させる偏光
ビーム分割器と、半導体レーザと偏光ビーム分割器との
間に位置し、半導体レーザから発散されるレーザビーム
を平行ビームとして偏光ビーム分割器に入射させたり偏
光ビーム分割器を透過したディスクから反射されたP偏
光されたビームを集束するコリメーターレンズと、偏光
ビーム分割器とディスクとの間に位置し、偏光ビーム分
割器を透過したビームをディスク側に反射させ、且つデ
ィスクから反射されたビームは偏光ビーム分割器の方に
反射させる反射ミラーと、反射ミラーとディスクとの間
に位置し、反射ミラーにより反射されたビームをディス
ク上に集束させたり、ディスクから反射されたビームを
平行ビームにして反射ミラーに入射させる対物レンズ
と、6分割された領域に各々集束するビームの強度に応
じてトラッキングエラーと焦点エラーを検出する6分割
光探知器と、半導体レーザとコリメーターレンズとの間
に位置し、半導体レーザからのレーザビームを回折させ
てコリメーターレンズに入射させたり、偏光ビーム分割
器を透過したP偏光されたビームを回折させて6分割光
検出器に集束させるためのホログラム素子と、2分割さ
れた領域に各々集束するビームの強度に応じてディスク
に記録された情報を検出する2分割光探知器と、偏光ビ
ーム分割器と2分割光探知器との間に位置し、偏光ビー
ム分割器からのP波とS波成分の混合ビームからP波と
S波成分のビームを分離するウォラストンプリズムと、
ウォラストンプリズムから分離されたP波とS波を2分
割光探知器の2分割された領域に各々集束させる集束レ
ンズとを備えている。
【0023】
【実施例】図7は、本発明の一実施例による光ピックア
ップシステムの構成を示し、図7(a)はディスクの原
点からx−z方向における構成、図7(b)はディスク
の原点からx−y方向における構成をそれぞれ示してい
る。ここで、x−zまたはx−y方向はディスクの中心
を原点としたものである。
【0024】図7を参照すると、本発明の一実施例によ
る光ピックアップシステムは、ディスク71、対物レン
ズ72、アクチュエータ73、反射ミラー74、偏光ビ
ーム分割器75、コリメーターレンズ76、光源として
用いられる半導体レーザ77と2分割ホログラム素子7
8及び5分割光探知器79で構成されたホログラムレー
ザ装置80、ウォラストンプリズム81、集束レンズ8
2及び2分割光探知器83を備えている。
【0025】コリメーターレンズ76は、ホログラムレ
ーザ装置80の前に位置して、2分割ホログラム素子7
8により回折された半導体レーザ77のレーザビームを
平行ビームとしたり、平行ビーム分割器75を透過した
P偏光ビームを2分割ホログラム素子78に入射させた
りする役割を果たす。
【0026】偏光ビーム分割器75は、y−z方向では
反射ミラー74とコリメーターレンズ76との間に位置
し、コリメーターレンズ76を通過した平行ビームのう
ち、S波成分のビームは反射ミラー74で全反射させ、
且つP偏光されたビームは一部は反射ミラー74で反射
させ一部は通過させる役割を果すとともに、光ディスク
71から反射された平行ビームのうち、S偏光されたビ
ームは100%全反射させ、且つP偏光されたビームは
一部は反射させ一部は通過させて反射ミラー74に入射
させる役割を果たす。なお、偏光ビーム分割器75は、
x−y方向では反射ミラー74とウォラストンプリズム
81との間に位置し、反射ミラー74を通ってディスク
71から入射した平行ビームのうち、S偏光されたビー
ムはウォラストンプリズム81により100%全反射さ
せ、且つP偏光されたビームの一部(50%)は通過さ
せ一部(50%)はウォラストンプリズム81で反射さ
せる。
【0027】反射ミラー74は、偏光ビーム分割器75
と対物レンズ72との間に位置し、偏光ビーム分割器7
4を通過したP偏光されたビームを対物レンズ72を通
ってディスク71側に反射させ、対物レンズ73を通っ
てディスク71から反射されたビームを偏光ビーム分割
器75に反射させる役割を果たす。ここで、反射ミラー
74からディスク71側に反射されるビームはP波成分
のみを含むビームであり、ディスク71から偏光ビーム
分割器75側に反射されるビームはP波とともにディス
ク71上の情報の有無によってS波を含む混合ビームで
ある。
【0028】対物レンズ72は反射ミラー74とディス
ク71との間に位置し、反射ミラー74を通って反射さ
れた平行ビームをディスク71上に集束させ、ディスク
71から反射されたビームを平行ビームとして反射ミラ
ー74に入射させる役割を果たす。
【0029】ウォラストンプリズム81は、偏光ビーム
分割器75と集束レンズ82との間に位置し、偏光ビー
ム分割器75から入射するS波とP波とが混合されたビ
ームからP波成分のビームとS波成分のビームに分離し
て集束レンズ82に入射させる役割を果たす。ここで、
P波成分のビームとS波成分のビームは一定の角度を保
持しながら分離される。従来は、改良ウォラストンプリ
ズムを用いてS波とP波及びS+P波を分離したが、本
発明では通常のウォラストンプリズムを用いてS波とP
波のみを分離するようにする。
【0030】集束レンズ82は、ウォラストンプリズム
81と2分割光探知器83との間に位置し、ウォラスト
ンプリズム81から分離されたP波成分のビームとS波
成分のビームを2分割光探知器83上に集束させる役割
を果たす。集束レンズ82の後に位置した2分割光探知
器83には、集束レンズ82を通ってウォラストンプリ
ズム81から入射するS波成分のビームとP波成分のビ
ームが集束し、2分割光探知器83上に集束したビーム
を検知してディスクに記録された情報を検知する。
【0031】ホログラムレーザ装置(hologram laser u
nit)80は、光源として用いられる半導体レーザ77と
2分割ホログラム素子78及び6分割光探知器79から
なり、コリメーターレンズ76の後に位置する。半導体
レーザ77から発散するビームが前記偏光ビーム分割器
75に入射するとP偏光されるように、半導体レーザ1
は活性層がxy平面に平行になるように構成される。2
分割ホログラム素子78は、半導体レーザ77から発散
されるビームを回折させてコリメーターレンズ76に入
射させたり、コリメーターレンズ76を通って集束した
ディスク71からのP偏光されたビームを回折させて非
点収差を発生させる役割を果たす。6分割光探知器79
は、2分割ホログラム素子78により回折されたビーム
が集束するところであり、6分割光探知器79により集
束したビームによりエラー信号を検出する。
【0032】図8は、本発明の光ピックアップシステム
を構成するホログラムモジュールの構成図であり、図9
はホログラムによる非点収差を説明するための図であ
る。
【0033】2分割ホログラム素子78は、二つの半円
形のホログラムH1,H2で構成され、二つのホログラ
ムH1,H2の参照光の位置はレーザダイオードの発光
点とする。なお、ホログラムH1,H2の物体光の位置
は、図9のようにyとz方向の各々の集束点F1,F2
とし、二つの集束点F1とF2との間に円形とビームが
形成される位置Q1にホログラムH1によるビームが集
束し、位置Q2にホログラムH2によるビームが集束す
るようにする。
【0034】従って、図11に示されたように、二つの
集束点F1とF2との間に、ビームが形成される位置で
あるQ1とQ2に6分割された光探知器79を位置させ
ると、図10に示されたように2分割ホログラム素子7
8のホログラムH1,H2の回折により6分割光探知器
79上にビームが集束する。この際、ホログラムH1,
H2により6分割光探知器79上に集束するビームは、
図8乃至図10に示すように距離dだけ離れて集束する
ようにする。ホログラムH1,H2により集束するビー
ム間の距離dは、図11に示すように6分割光探知器7
9のPD1,PD2,PD6の領域とPD3,PD4,
PD5の領域を分ける分割線の線幅dと同様になるよう
にする。前記の6分割光探知器79は図11のように正
方形の大きさを対角線の方向に4等分、z方向に2等分
して6分割された領域にする。
【0035】本発明の光ピックアップシステムには二つ
の光探知器が用いられるが、6分割光探知器79は焦点
エラー及びトラッキングエラーを検知するのに用いられ
るもので、PD1〜PD6領域に集束したビームにより
焦点エラー及びトラッキングエラーを検知する。2分割
光探知器83は、ディスク71上に記録された情報の有
無を検知するのに用いられるもので、PD7とPD8領
域に集束したビームによりディスク71上の情報を検知
する。
【0036】上述したような構成を有する本発明の実施
例による光ピックアップシステムの動作を、図8乃至図
12を参照して説明する。
【0037】半導体レーザ77から発散するレーザビー
ムは、2分割ホログラム素子78を通過すると、0次、
+1次、−1次回折ビームが発生する。ただし、0次回
折ビームのみがホログラム素子78を通過してコリメー
ターレンズ76に入射する。コリメーターレンズ76に
入射した0次回折ビームは、平行ビームとなって偏光ビ
ーム分割器75に入射し、偏光ビーム分割器75は入射
する偏光ビームのうち、P波成分のビームのみを50%
透過させて反射ミラー74に入射させる。反射ミラー7
4は、入射するP波成分のビームを反射させてビームの
進行方向をディスク71側に変える。反射ミラー74を
通って反射されたビームは、対物レンズ72によりディ
スク71上に集束する。ディスク71上に集束したビー
ムは、ディスク71上から反射されて対物レンズ72を
通って平行ビームとなる。この際、ディスク71から反
射されるビームは、P波とS波が混合されたビームであ
る。
【0038】対物レンズ72を通過した平行ビームは、
反射ミラー74により反射されて偏光ビーム分割器75
に入射する。もし、ディスク71に情報が記録されてあ
れば、偏光ビーム分割器75に入射する平行ビームにP
波成分とともにS波成分が含まれており、ディスクに情
報が含まれていなければ、S波成分が含まれていないの
で平行ビームははP波のみが存在することになる。
【0039】偏光ビーム分割器75に入射する平行ビー
ムのうち、S波成分のビームは偏光ビーム分割器75を
通って100%全反射されてウォラストンプリズム81
に入射する。なお、偏光ビーム分割器75に入射する平
行ビームのうち、P波成分のビームは50%は透過して
コリメーターレンズ76に入射し、50%は反射されて
ウォラストンプリズム81に入射する。ウォラストンプ
リズム81には100%反射されたS波成分と50%反
射されたP波成分とが混合された混合ビームが入射し、
ウォラストンプリズム81は入射した混合ビームから図
12のように互いに一定の角度を保持するP波成分のビ
ームとS波成分のビームとに分離される。本発明では、
S+P波が混合されたビームを用いて焦点エラーを検出
するのではないため、従来のように改良ウォラストンプ
リズムによるP+S波の分離が要求されない。従って、
本発明では通常のウォラストンプリズム81を使用して
互いに一定の角度を保持するP波とS波のみを分離する
ことになる。
【0040】ウォラストンプリズムにより分離されたビ
ームは、集束レンズ82により2分割光探知器83上に
集束する。2分割光探知器83上に集束したビームによ
りディスク71上に記録された情報を読み取るが、ディ
スク71上に記録された情報が光磁気信号である場合
(磁化方向によるkerr rotation)には、2分割光探知器
12の2分割された領域(PD7,PD8)の信号の差
より検知する。これを式で表わすと、下記の式(5)の
ようになる。 光情報信号(光磁気信号)=S7−S8 ………(5) ここで、S7とS8は2分割光探知器83のPD7とP
D8領域における電気的な信号を示す。ディスク71に
記録された凸凹形状の光情報信号(pit信号)の場合
には、下記の式(6)のように光量変化により検知され
る。 光情報信号(pit信号)=S7+S8 ………(6) トラッキングエラーと焦点エラーの補正動作について説
明する。
【0041】まず、焦点エラー補正に対して説明する
と、偏光ビーム分割器75を透過した50%のP波成分
のビームはコリメーターレンズ76及びホログラム素子
78を通って集束及び回折されて焦点エラーとトラッキ
ングエラーを検知するのに用いられる。これをより詳し
く説明すると、偏光ビーム分割器75を透過したP波成
分のビームはコリメーターレンズ76により半導体レー
ザ77の発光面上に集束し、集束するビームが半導体レ
ーザ77と対物レンズ76との間に位置するホログラム
素子78に入射すると、ホログラム素子78に入射する
ビームはホログラム素子78の二つのホログラムH1,
H2の参照光の役割を果たす。
【0042】従って、図9のようにホログラムH1,H
2の物体光の位置であるyとz方向の集束点F1とF2
に集束するビームが再生される。よって、二つの集束点
F1とF2との間で円形とビームが形成されるQ1とQ
2の位置に6分割光探知器79を設けると、再生される
ビームは前記の図8乃至図10で説明したように6分割
光探知器79により感知されることにより、焦点エラー
とトラッキングエラーの検知に必要な信号を発生する。
則ち、ホログラム素子78の二つのホログラムH1,H
2に、上述のようにコリメーターレンズ76によりビー
ムが集束すると、集束ビームはホログラムH1により6
分割光探知器79の−Y方向の位置Q1に回折及び集束
するとともに、ホログラムH2により6分割光探知器7
9の+Y方向の位置Q2に回折及び集束する。
【0043】ホログラムH1,H2により、6分割光探
知器79には図11のようにビームが集束するが、焦点
エラーのない場合には図11(a)のように6分割光探
知器79上にビームが円形に形成されて、領域PD1、
領域PD4、領域PD2+PD3及び領域PD5+PD
6に各々入射する光量はすべて同一になる。ディスク7
1と対物レンズ72が近くなると、図11(b)のよう
にビームがz方向に集束してy方向に長いビームに変わ
る。従って、領域PD1又は領域PD4に入射する光量
は領域PD2+PD3又は領域PD5+PD6に入射す
る光量より大きくなり、これに反して、図11(c)の
ようにディスク71と対物レンズ72との間隔が遠くな
ればビームはy方向に集束してz方向に長いビームに変
わって領域(PD2+PD3)又は領域(PD5+PD
6)に入射する光量が領域(PD1)又は領域(PD
4)に入射する光量より大きくなる。
【0044】焦点エラー信号(FES)は、下記の式
(7)により得られる。 FES=(S1+S4)−(S2+S3+S5+S6) ………(7) ここで、S1,S2,S3,S4,S5,S6は、6分
割光探知器79のPD1,PD2,PD3,PD4,P
D5,PD6領域における信号を各々示す。
【0045】焦点エラーが生じない場合には、図11
(a)のように6分割光探知器79の領域PD1又はP
D4に入射する光量と領域PD2+PD3又はPD5+
PD6に入射する光量とが同一なので、上記式(7)に
おいてFES=0となる。ディスク71と対物レンズ7
2との間隔が近い場合には、図11(b)のように6分
割光探知器79の領域PD1又はPD4に入射する光量
が領域PD2+PD3又はPD5+PD6に入射する光
量より大きくなるので、ディスク71と対物レンズ72
との間隔が近い場合には焦点エラーFES>0となる。
ディスク71と対物レンズ72との間隔が遠い場合に
は、図11(c)のように領域PD2+PD3又はPD
5+PD6に入射する光量が領域PD1又はPD4に入
射する光量より大きくなるので、ディスク71と対物レ
ンズ72との間隔が遠い場合には焦点エラーFES<0
となる。このようにディスク71と対物レンズ72との
間隔が不適であって焦点エラーが生じる場合には焦点エ
ラー信号FESに応じてアクチュエータ73を用いて対
物レンズ72を上下に動かすことにより、焦点エラーを
補正することができる。
【0046】次に、本発明によるトラッキングエラー補
正について説明する。トラッキングエラー信号は、下記
の式(8)により得られる。 TES=(S1+S2+S6)−(S3+S4+S5) ………(8)
【0047】2分割ホログラム素子の境界線がディスク
トラックの接線方向と同じので、ディスクに集束するビ
ームがトラックの内側(ディスクの中心側)に偏ってい
ると、ディスクの内側に位置しているホログラムH1が
ディスクの外側に位置したホログラムH2よりもっと多
くの光量を受けることになり、結局、領域PD1+PD
2+PD6が受けるビームの強さが領域PD3+PD4
+PD5が受けるビームの強さより大きくなる。従っ
て、前記の式(8)から集束ビームがトラックの内側に
偏っている場合には、トラックエラー信号TES>0と
なる。これに反して、ディスク71に集束するビームが
トラックの外側に偏っていると、ビームがトラックの内
側に偏っている場合とは反対の現象が生じて領域PD1
+PD2+PD6が受けるビームの強さが領域PD3+
PD4+PD5が受けるビームの強さより小さくなるの
で、トラックエラー信号TES<0となる。従って、ト
ラックエラーが生じる場合にはアクチュエータ73を用
いて対物レンズ72を左右に動かすことにより、トラッ
キングエラーを補正する。このように本発明の光ピック
アップシステムはトラッキングエラー及び焦点エラーを
補正し、ディスクに記録された情報を正確に読み出すこ
とができる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ピック
アップシステムによれば、2分割ホログラムを使用して
非点収差及びプッシュプル(push-pull)方法を混用した
1ビーム方式で信号を検知することにより、従来の光ピ
ックアップシステムで用いる3ビーム用回折格子を使用
しなくても焦点及びトラッキングエラー信号を正確に検
出することができ、ディスク上に記録された光磁気信号
または光情報(pit)信号を正確に検出することがで
きるという利点がある。さらに、回折格子又は門レンズ
を使用しないため光学部品の数を減らすことができるば
かりでなく、従来のものより製作の容易な偏光ビーム分
割器とウォラストンプリズムとを使用することにより、
光ピックアップシステムの構造を単純化できるばかりで
なく、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の光ピックアップシステムの構成を示した
説明図。
【図2】図1の光ピックアップシステムを構成する8分
割光探知器の構造を示した説明図。
【図3】図1の光ピックアップシステムにおいて、ディ
スク上における3ビームの集束形態を示した説明図。
【図4】図1の改良ウォラストンプリズムを通過したメ
インビームからのS波とP波の分離を示した説明図。
【図5】図1の8分割光探知器上における5ビームの集
束形態を示した説明図。
【図6】図1の光ピックアップシステムにおいて、ディ
スクと対物レンズとの間隔の変化がもたらす光探知器上
におけるビームの集束形態図であって、(a)は焦点エ
ラーが生じない場合のビームの集束図、(b)及び
(c)は焦点エラーが生じた場合のビームの集束図。
【図7】本発明の一実施例による光ピックアップシステ
ムの構成を示した説明図。
【図8】本発明の一実施例による光ピックアップシステ
ムで用いられるホログラムレーザ装置の構成を示した説
明図。
【図9】本発明の一実施例による光ピックアップシステ
ムにおいて、ホログラムによる非点収差の発生を示した
説明図。
【図10】本発明の一実施例による光ピックアップシス
テムにおいて、ホログラムによるレーザビームの回折を
示した説明図。
【図11】本発明の一実施例による光ピックアップシス
テムにおいて、対物レンズとディスクとの間隔の変化が
もたらす6分割光探知器上におけるレーザビームの集束
形態図であって、(a)は焦点エラーが生じない場合の
ビーム集束を示した説明図、(b)はディスクと対物レ
ンズとの間隔が近い場合のビーム集束を示した説明図、
(c)はディスクと対物レンズとの間隔が遠い場合のビ
ーム集束を示した説明図。
【図12】本発明の一実施例による光ピックアップシス
テムにおいて、一般的なウォラストンプリズムによるS
波とP波の分離を示した説明図。
【符号の説明】
71 ディスク 72 対物レンズ 73 アクチュエータ 74 反射ミラー 75 偏光ビーム分割器 76 コリメーターレンズ 77 半導体レーザ 78 2分割ホログラム素子 79 6分割光探知器 80 ホログラムレーザ装置 81 ウォラストンプリズム 82 集束レンズ 83 2分割光探知器

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディスクから情報を読み出したりディスク
    に情報を記録したりすることの出来る光ピックアップシ
    ステムにおいて、 光源として用いられる半導体レーザと、 前記半導体レーザからのレーザビームのうち、S偏光さ
    れたビームは全反射させ、且つP偏光ビームの一部は反
    射させ一部は通過させ、そしてディスクから反射された
    ビームのうち、S偏光されたビームは全反射させ、且つ
    P偏光されたビームの一部は反射させ一部は透過させる
    偏光ビーム分割器と、 前記半導体レーザと前記偏光ビーム分割器との間に位置
    し、前記半導体レーザから発散されるレーザビームを平
    行ビームとして前記偏光ビーム分割器に入射させたり前
    記偏光ビーム分割器を透過したディスクから反射された
    P偏光されたビームを集束するコリメーターレンズと、 前記偏光ビーム分割器とディスクとの間に位置し、前記
    偏光ビーム分割器を透過したビームをディスク側に反射
    させ、且つディスクから反射されたビームは前記偏光ビ
    ーム分割器の方に反射させる反射ミラーと、 前記反射ミラーとディスクとの間に位置し、前記反射ミ
    ラーにより反射されたビームをディスク上に集束させ、
    ディスクから反射されたビームを平行ビームにして前記
    反射ミラーに入射させる対物レンズと、 6分割された領域に各々集束するビームの強度に応じて
    トラッキングエラーと焦点エラーとを検出する6分割光
    探知器と、 前記半導体レーザと前記コリメーターレンズとの間に位
    置し、前記半導体レーザからのレーザビームを回折させ
    て前記コリメーターレンズに入射させ、前記偏光ビーム
    分割器を透過したP偏光されたビームを回折させて前記
    6分割光検出器に集束させるホログラム素子と、 2分割された領域に各々集束するビームの強度に応じて
    ディスクに記録された情報を検出する2分割光探知器
    と、 前記偏光ビーム分割器と前記2分割光探知器との間に位
    置し、前記偏光ビーム分割器からのP波とS波成分の混
    合ビームからP波とS波成分のビームを分離するウォラ
    ストンプリズムと、 前記ウォラストンプリズムから分離されたP波とS波を
    前記2分割光探知器の2分割された領域に各々集束させ
    る集束レンズと、を含むことを特徴とする光ピックアッ
    プシステム。
  2. 【請求項2】焦点エラー信号又はトラッキングエラー信
    号を補正するために、前記対物レンズを上・下、又は左
    ・右に移動させるためのアクチュエータをさらに含むこ
    とを特徴とする請求項1記載の光ピックアップシステ
    ム。
  3. 【請求項3】ディスク面をxy平面とし、前記ディスク
    の上部の垂直方向をz軸とする場合、前記半導体レーザ
    から発散するビームが前記偏光ビーム分割器に入射する
    とき、偏光がP偏光となるように前記半導体レーザの活
    性層がxy平面に平行することを特徴とする請求項1記
    載の光ピックアップシステム。
  4. 【請求項4】前記ウォラストンプリズムからのP波とS
    波成分のビームは一定の角度を保持して分離されること
    を特徴とする請求項1記載の光ピックアップシステム。
  5. 【請求項5】前記ホログラム素子は二つの半円形のホロ
    グラムで構成されることを特徴とする請求項1記載の光
    ピックアップシステム。
  6. 【請求項6】ディスク面をxy平面とし、前記ディスク
    の上部の垂直方向をz軸とする場合、二つのホログラム
    の参照光の位置は前記半導体レーザの発光点であり、物
    体光の位置はyとz方向における集束点であることを特
    徴とする請求項5記載の光ピックアップシステム。
  7. 【請求項7】二つのホログラムによる集束ビームはyと
    z方向における集束点の間で円形に集束することを特徴
    とする請求項6記載の光ピックアップシステム。
  8. 【請求項8】二つのホログラムにより集束するビームは
    前記6分割光探知器上で一定の距離を置いて集束するこ
    とを特徴とする請求項7記載の光ピックアップシステ
    ム。
  9. 【請求項9】二つの集束点の間で二つのホログラムによ
    って円形とビームが集束する位置に前記6分割光探知器
    が位置することを特徴とする請求項8記載の光ピックア
    ップシステム。
  10. 【請求項10】前記6分割光探知器は正方形であり、正
    方形の大きさが二つの対角線方向に4等分され、二つの
    対角線が合う点を中心としてz軸で2等分され6分割さ
    れたことを特徴とする請求項9記載の光ピックアップシ
    ステム。
  11. 【請求項11】前記6分割光探知器はz軸で2分すると
    き、二つのホログラムにより集束する二つのビーム間の
    距離の1/2に当たる距離だけ前記中心から離れて分割
    されることを特徴とする請求項10記載の光ピックアッ
    プシステム。
JP7037255A 1994-02-26 1995-02-24 光ピックアップシステム Pending JPH07287861A (ja)

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