JPH0950653A

JPH0950653A - 光磁気ヘッド装置

Info

Publication number: JPH0950653A
Application number: JP7199923A
Authority: JP
Inventors: Wataru Kubo; 渉久保
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1997-02-18
Also published as: US5850380A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】Ｔ／Ｆクロストークを低減させ、フォーカス
サーボや高速シークに悪影響を与えるない１軸系の信号
検出系を備えた光磁気ヘッド装置の提供。【解決手段】光磁気記録ディスクの同心円状記録トラ
ックからの反射レーザ光を、偏向方向の異なる３光束に
分離し、そのうちの１光束をサーボ信号用光束とし、他
の２光束をデータ信号用光束とする光束分離手段と；３
光束のうち少なくともサーボ信号用光束をさらに、光束
分離手段による光束分離方向と略直交する方向に少なく
とも２分割し、光軸方向の正負のデフォーカスを生じさ
せるデフォーカス用回折素子と；分割されたサーボ信号
用光束の分割光束を受光する、一対のサーボ用受光素子
と；２つのデータ信号用光束を受光するデータ用受光素
子と；を備え、デフォーカス用回折素子は、同心円状記
録トラックの接線方向に対応する開口数が半径方向に対
応する開口数より小さい、非円形素子からなる光磁気ヘ
ッド装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、光磁気記録ディスクに対する情
報の記録、再生または消去を行なう光磁気ヘッド装置に
関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】光磁気ヘッド装置として従
来、光ディスク及び光カード等の光磁気記録媒体からの
反射レーザ光を、サーボ信号用光束とデータ信号用光束
に分離する構造のものが知られている。このような光磁
気ヘッド装置に周知のスポットサイズ法を適用すれば、
２分割したサーボ信号用光束を受光した受光素子の検知
信号に基づいて、該２分割光束のスポット径が同一にな
ったときディスク面でビームが合焦するようにサーボを
かけ、この合焦状態を維持することが可能となる。一
方、データ信号用光束は、サーボ信号用光束とは偏光状
態が異なる光束に分割されて、サーボ信号用受光素子と
は別の受光素子に入力され、これによりデータ信号（光
磁気記録信号ＭＯ）が得られる。

【０００３】このような基本構成を有する光磁気ヘッド
装置では、サーボ信号用光束とデータ信号用光束の分離
分割構造、光束用の受光素子の配置構造、及び受光素子
の信号処理回路等に各種の提案がなされており、光学系
がより単純で、サーボ信号とデータ信号とが互いに影響
し合わず受光素子の配置構造が単純なものの出現が望ま
れていた。

【０００４】そこで、本出願人により、光磁気記録ディ
スクからの反射レーザ光をウォラストンプリズムによっ
て偏向方向の異なる３光束に分離し、そのうちの１光束
をサーボ信号用光束とし他の２光束をデータ信号用光束
とし、該サーボ信号用光束をさらにウォラストンプリズ
ムによる光束分離方向と直交する方向に分割し、ホログ
ラム板によって該分割光束に、光軸方向に関する正負方
向のデフォーカスを生じさせ、ホログラム板から射出さ
れたサーボ信号用光束を集光レンズで集光した後、一対
のサーボ用センサに入射してサーボ信号を得る１軸系の
信号検出系を備えた光磁気ヘッド装置が提案されている
（特願平7-18109 号（未公開）参照）。この光磁気ヘッ
ド装置では、２光束としたデータ信号用光束もホログラ
ム板によって上記光束分離方向と直交する方向に分割
し、これによる分割光束を、一対のサーボ用センサの上
下に位置する２組のデータ信号用センサに入射してデー
タ信号を得ている。

【０００５】ところで、スポットサイズ法におけるフォ
ーカス・トラックエラーの検出原理においては、ディス
ク合焦時における左右のスポットの形状及び強度分布は
同じでなければならないという前提がある。このディス
ク合焦時の左右スポットの形状と強度分布が微妙に異な
る場合には、ある一定条件下では正確にフォーカス・ト
ラックエラー制御を行うことができるものの、光磁気記
録ディスクに対する照射レーザ光のスポットが同心円状
の記録トラック溝を横断するときには、反射レーザ光に
よる左右のスポット形状が非対称であることに起因して
Ｔ／Ｆクロストーク（誤差によるトラッククロス信号の
漏れ込み）が発生し、フォーカスサーボや高速シークに
悪影響を与えることとなる。

【０００６】本出願人により提案されている光磁気ヘッ
ド装置では、上述のように、ホログラム板から射出され
るサーボ信号用光束を集光レンズで集光した後、一対の
サーボ用受光素子に入射してサーボ用信号を得ている。
球面研磨の組合わせガラスレンズ等は、各種収差を補正
された収差特性の良いレンズであり、軸上光束は勿論、
軸外光束についても各々収差補正されているため、この
組合わせガラスレンズを集光レンズとして用いれば、複
合センサの各受光素子上に集光される光束スポットがレ
ンズ収差の影響を殆ど受けることがない。よって、軸上
光束も軸外光束も光束スポット形状と強度分布がほぼ同
じになり、Ｔ／Ｆクロストークが生じる可能性が極めて
小さくなる。

【０００７】しかし、球面研磨の組合わせガラスレンズ
は、高価で形状が大きいため、実際には安価で小さい単
レンズを集光レンズとして用いることとなる。このよう
な単レンズを用いる場合には、特に軸外光束に対する収
差の影響が大きくなるため、安価な単レンズを用いて
も、このレンズによる収差の影響をできるだけ受けない
ような特性を持つ光磁気ヘッド装置の出現が切望され
る。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、光磁気ヘッド装置に関する上
記問題意識に基づき、信号検出系の集光レンズとして小
型の単レンズを用いても、このレンズによる収差等の影
響をできるだけ抑えることにより、Ｔ／Ｆクロストーク
を低減させ、フォーカスサーボや高速シークに悪影響を
与えることのない１軸系の信号検出系を備えた光磁気ヘ
ッド装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【発明の概要】上記目的を達成するための本発明は、回
転駆動される光磁気記録ディスクの同心円状記録トラッ
クからの反射レーザ光を、同心円状記録トラックの半径
方向に対応する平面内において偏向方向の異なる３光束
に分離し、そのうちの１光束をサーボ信号用光束とし、
他の２光束をデータ信号用光束とする光束分離手段と；
この光束分離手段で分離された３光束のうち少なくとも
上記サーボ信号用光束をさらに、該光束分離手段による
光束分離方向と略直交する、同心円状記録トラックの接
線方向に対応する方向に少なくとも２分割し、該分割光
束に、光軸方向の正負のデフォーカスを生じさせるデフ
ォーカス用回折素子と；このデフォーカス用回折素子に
より分割された上記サーボ信号用光束の分割光束を受光
する、一対のサーボ用受光素子と；上記２つのデータ信
号用光束を受光するデータ用受光素子とを備え、上記デ
フォーカス用回折素子は、同心円状記録トラックの接線
方向に対応する開口数が半径方向に対応する開口数より
小さい、非円形素子からなることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図示実施例に基づいて本発明
を説明する。図１は、本発明に係る光磁気ヘッド装置の
信号検出系の一例を示す斜視図である。この光磁気ヘッ
ド装置の信号検出系は１軸系からなり、光源部１１と、
プリズムブロック部１２と、対物光学系１３と、信号検
出部１４と、処理部１５とを備えている。

【００１１】光源部１１は、発散光束を発生させる半導
体レーザ１６と、この半導体レーザ１６からの発散光束
を平行光束に変換するコリメータレンズ１７と、このコ
リメータレンズ１７からの平行光束の形状を整形するア
ナモフィックプリズム１８とを備えている。

【００１２】プリズムブロック部１２は、アナモフィッ
クプリズム１８からの光束の形状を整形して光束の断面
を円形状にするアナモフィックプリズム１９、及び、こ
のアナモフィックプリズム１９に接合された集光レンズ
２１と直角プリズム２０とを備えている。アナモフィッ
クプリズム１９と直角プリズム２０の接合面は、ハーフ
ミラー面２２となっている。

【００１３】光源部１１からの光束の一部は、ハーフミ
ラー面２２で反射した後集光レンズ２１を介して受光素
子５０上に集光され、他の光束は、ハーフミラー面２２
を透過した後、立上げミラープリズム２３で上方に向け
反射される。また受光素子５０は、入射した光束を変換
して、半導体レーザ１６の自動出力調整用の信号を生成
する。

【００１４】対物光学系１３は、ハーフミラー面２２を
透過したアナモフィックプリズム１９からの光束を反射
する立上げミラープリズム２３と、この立上げミラープ
リズム２３からの光束を、光磁気記録ディスク２４に収
束させる対物レンズ２５とを備えている。この光磁気記
録ディスク２４は、図示しない手段によって回転駆動可
能に支持され、裏面に、同心円状の記録トラックを備え
ている。この対物レンズ２５は、光磁気記録ディスク２
４の半径方向Ｘと平行に駆動されるヘッド（図示せず）
内に、立上げミラープリズム２３と共に設けられてい
る。対物レンズ２５は、このヘッドの駆動により図１の
半径方向Ｘと平行に移動され、該ヘッド内のアクチュエ
ータ（図示せず）により図１のＺ方向と平行に移動し、
ディスク記録面上に合焦される。

【００１５】光磁気記録ディスク２４からの反射レーザ
光は、対物レンズ２５を透過した後、立上げミラープリ
ズム２３でプリズムブロック部１２に向けて略９０゜反
射され、さらにハーフミラー面２２で９０゜反射されて
信号検出部１４に入射される。この信号検出部１４は、
ウォラストンプリズム２６と、ホログラム板２７と、集
光レンズ２８と、複合センサ２９とを備えている。

【００１６】ウォラストンプリズム２６は、複屈折性を
有する結晶性偏光素子であり、図２に示すように、偏光
方向ａの直線偏光である、光磁気記録ディスク２４から
の反射レーザ光（光束Ｌ）を、特定平面内において偏向
方向の異なる３光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ に分離する。ウォ
ラストンプリズム２６は、所望の光量分割比を得るため
に、第１の結晶材を光束入射側から見た状態でその結晶
軸方向をＹ’軸を起点として光軸ｏまわりに−４５゜或
は＋４５゜方向に傾け、同様に第２の結晶材をその結晶
軸方向を光軸ｏまわりに＋７１．５゜或は−７１．５゜
方向に傾け、これら両結晶材を接合することによって構
成されている。なお、ウォラストンプリズム２６は、こ
れ以外の結晶軸方向の組合わせによっても所望の光量分
割比を得ることも可能であることは言うまでもない。

【００１７】光束Ａ₁ は、光束Ｌの偏光方向ａと略平行
な方向に偏光方向をもつ偏光成分であり、光束Ｃ₁ は、
光束Ｌの偏光方向ａと略直交する方向ｂの偏光方向をも
つ偏光成分である。また光束Ａ₁ と光束Ｃ₁ の間に位置
する光束Ｂ₁ は、これらａ、ｂ両方向の偏光成分を有す
るものである。なお、図２における光束Ｌの偏光方向は
ａ方向（Ｙ’軸と平行方向）に限られず、Ｙ’軸と直交
するＸ’方向であってもよい。また、ウォラストンプリ
ズム２６を透過した光束Ａ₁ の偏光方向は必ずしもａ方
向とは限られない。即ち、ウォラストンプリズム２６の
光量分割条件の変更によっては、ａ方向以外の任意の偏
光方向となることもある。同様に、ウォラストンプリズ
ム２６を透過した光束Ｃ₁ の偏光方向もｂ方向（Ｘ’軸
と平行方向）とは限られない。即ち、ウォラストンプリ
ズム２６の光量分割条件の変更によっては、ｂ方向以外
の任意の偏光方向となることもある。

【００１８】ここで、本発明に係るホログラム板２７を
説明する前に、図１１と図１２により、該ホログラム板
２７の基礎となるホログラム板２７’について説明す
る。

【００１９】ホログラム板２７′は、偏光特性がない位
相型の非偏光性ホログラム素子からなり、通常のパター
ニングと同様の方法で作成される。このようなホログラ
ムは元来、物体で反射される光束の波面、或は物体を透
過する光束の波面に参照波面を加えて干渉させ、その干
渉縞の強度を記録媒体に記録したものであり、周知のデ
フォーカス波面（球面波）やチルト波面（傾斜した平面
波）等を単独に、或は組合わせた干渉パターンとして記
録したものである。

【００２０】ホログラム板２７′は、同心円状で断面矩
形状の多数の凹凸部３０ａ、３０ｂ（図１２）を有する
透明基材３０の一部を切り取ったような形状を呈してい
る。図１１において、同心円状の凹凸部３０ａ、３０ｂ
の曲率中心はｘ軸上に位置している。つまり、円弧状の
パターンであるこの凹凸部３０ａ、３０ｂは、透明基材
３０の同心円状のデフォーカスパターンの中心部ではな
く、ｘ軸方向にシフトした任意の部分を切り取った場合
のパターンとして考えることができる。なお、任意の隣
接する凹部３０ａと凸部３０ｂのデューティー比は略
１：１となっている。ホログラム板２７′の多数の凹凸
部３０ａ、３０ｂは、外周部ほどピッチｐ（図１２）が
二次関数的に密になる同心円状のパターン（デフォーカ
ス波面機能）と、図２のＹ′軸方向に凹凸部３０ａ、３
０ｂと同ピッチを持つ直線状のパターン（チルト波面機
能）とを合わせ持つような機能を有している。

【００２１】ホログラム板２７′は上記原理、構造によ
り、入射光束にその光軸を正負に傾けるチルト成分（波
面）を与え、同時に光軸方向に正負のデフォーカス成分
（波面）を与えることができる。従って、これら２つの
パターンを適宜設定することにより、光ディスクヘッド
の性能を所望の状態に設定することができる。なお、ホ
ログラム板２７′の断面は矩形状であるが、断面形状は
これに限定されるものでなく、例えばｓｉｎ波形状、階
段状、鋸歯状等とすることもできる。また図１２に示す
溝深さｄを変えることにより、所望の光量比率に設定す
ることができる。ホログラム板２７の凹凸部は、エッチ
ングで侵食して成形することが可能であり、また他の物
質を蒸着して積層成形することも可能である。

【００２２】次に、以上説明した、本発明によるホログ
ラム板２７の基礎となるホログラム板２７′を用いた信
号検出系の信号検出に関して説明する。

【００２３】先ず、ウォラストンプリズム２６によっ
て、光磁気記録ディスク２４の半径方向Ｘと対応する図
２Ｘ′方向において３つに分離された光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、
Ｃ₁ を、この方向と直交する、光磁気記録ディスク２４
の接線方向Ｙと対応するＹ′方向において２つの光束群
Ａ₂ 、Ｂ₂ 、Ｃ₃ 及びＡ₂ ′、Ｂ₂ ′、Ｃ₃ ′に分割
し、かつ該２分割の光束群に、信号検出系の光軸ｏ方向
における正負方向のデフォーカスを生じさせる。よっ
て、光磁気記録ディスク２４からの反射レーザ光である
光束Ｌは６分割され、この６分割された、一対ずつで３
通りの光束Ａ₂ 、Ａ₂′、Ｂ₂ 、Ｂ₂ ′、Ｃ₂ 、Ｃ₂ ′
のうち、光束Ａ₂ 、Ａ₂ ′及びＣ₂ 、Ｃ₂ ′はそれぞ
れ、データ信号である光磁気記録信号ＭＯ及びプリフォ
ーマット信号ＲＯ用として使用される。また光束Ｂ₂ 、
Ｂ₂ ′は、サーボ信号であるフォーカスエラー信号ＦＥ
及びトラッキングエラー信号ＴＥ用として使用される。
上記一対ずつで３通りの光束Ａ₂ 、Ａ₂ ′、Ｂ₂ 、Ｂ
₂ ′、Ｃ₂ 、Ｃ₂ ′のスポットは、いずれもデフォーカ
スが与えられているため左右において径が異なるが、上
下においては略同径である。つまり、光束Ａ₂ 、Ｂ₂ 、
Ｃ₂ それぞれのスポット径は互いに略同じであり、光束
Ａ₂ ′、Ｂ₂ ′、Ｃ₂ ′のスポット径は互いに略同じで
あるが、Ａ₂ 、Ｂ₂ 、Ｃ₂ の光束群とＡ₂ ′、Ｂ₂ ′、
Ｃ₂ ′の光束群とではスポット径は互いに異なる（図５
と図６に、左右の一方の側の光束Ａ₂ 、Ｂ₂ 、Ｃ ₂ の照
射状態を示す）。

【００２４】複合センサ２９は、集光レンズ２８を透過
した、ホログラム板２７′からの６分割光束をそれぞれ
に受光して電気信号に変換するデータ用受光素子３１
ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂ及びサーボ用受光素子３２
ａ、３２ｂを備えている。これら６つの受光素子３１
ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂは、同一
のパッケージ２９ａに収容され、光束Ｌ（光軸ｏ）と直
交する同一平面即ち光軸ｏ方向の同一位置における平面
上に位置されている。複合センサ２９が有する各受光素
子３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ
は、６分割光束Ａ₂ 、Ａ₂ ′、Ｂ₂ 、Ｂ₂ ′、Ｃ₂ 、Ｃ
₂ ′をそれぞれに受光できるように、図２のように配置
されている。即ち、受光素子３１ａと３１ｂ、３２ａと
３２ｂ、３３ａと３３ｂがそれぞれ一対とされ、これら
一対ずつが図２のＸ′方向において３段に配置されてい
る。これらの受光素子３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２
ｂ、３３ａ、３３ｂは、上下の配置方向と直交するＹ′
方向において、３つで１組ずつとした左右で一対のセン
サ群（３１ａ，３２ａ，３３ａと、３１ｂ，３２ｂ，３
３ｂ）としても区別される。なお、受光素子３２ａ、３
２ｂの受光面の分割は、３分割に限定されない。

【００２５】一対のデータ用受光素子３１ａ、３１ｂ
は、光磁気記録信号ＭＯ及びプリフォーマット信号ＲＯ
の検出に係るものである。図７に示されるように、デー
タ用受光素子３１ａは、ホログラム板２７′からの偏光
方向ａの光束を受光したとき出力ｈ₁ を出力する。デー
タ用受光素子３１ｂは、ホログラム板２７′からの偏光
方向ｂの光束を受光したとき出力ｈ₂ を出力する。

【００２６】一対のサーボ用受光素子３２ａ、３２ｂ
は、フォーカスエラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー
信号ＴＥの検出に係るものである。サーボ用受光素子３
２ａ、３２ｂはそれぞれの受光面が、図２のＸ′と平行
な半径方向において３分割されている。サーボ用受光素
子３２ａは、ホログラム板２７′からの光束を分割面ｄ
₁ 、ｅ₁ 、ｆ₁ で受光したとき、各分割面ｄ₁ 、ｅ₁ 、
ｆ₁ に対応させた出力ｉ₁ 、ｉ₂ 、ｉ₃ を発生させる。
サーボ用受光素子３２ｂは、ホログラム板２７′からの
光束を分割面ｄ₂ 、ｅ₂ 、ｆ₂ で受光したとき、各分割
面ｄ₂ 、ｅ₂ 、ｆ₂ に対応させた出力ｊ₁ 、ｊ₂ 、ｊ₃
を発生させる。

【００２７】一対のサーボ用受光素子３２ａ、３２ｂに
入射する光束のスポット位置及び径は、対物レンズ２５
が光磁気記録ディスク２４に近い場合に図８に示すよう
になり、合焦状態の場合に図９に示すように左右同一と
なり、対物レンズ２５が光磁気記録ディスク２４から遠
い場合に図１０に示すようになる。

【００２８】一対のデータ用受光素子３３ａ、３３ｂ
は、光磁気記録信号ＭＯ及びプリフォーマット信号ＲＯ
の検出に係るものである。データ用受光素子３３ａは、
ホログラム板２７′からの偏光方向ａの光束を受光した
とき出力ｋ₁ を出力する。データ用受光素子３３ｂは、
ホログラム板２７′からの偏光方向ｂの光束を受光した
とき出力ｋ₂ を出力する。

【００２９】処理部１５は、図７に示されるように、加
算回路３６〜４１、４４と、減算回路４２、４３、４５
とを備えている。加算回路３６は、サーボ用受光素子３
２ａの分割面ｄ₁ で受光したときの出力ｉ₁ と、分割面
ｆ₁ で受光したときの出力ｉ₃ と、サーボ用受光素子３
２ｂの分割面ｅ₂ で受光したときの出力ｊ₂ との和を演
算して減算回路４２に送る。加算回路３７は、サーボ用
受光素子３２ａの分割面ｅ₁ で受光したときの出力ｉ₂
と、サーボ用受光素子３２ａの分割面ｄ₂ で受光したと
きの出力ｊ₁ と、分割面ｆ₂ で受光したときの出力ｊ₃
との和を演算して減算回路４２に送る。減算回路４２
は、加算回路３６、３７からの出力の差を、次式、ＦＥ＝（ｉ₁ ＋ｉ₃ ＋ｊ₂ ）−（ｉ₂ ＋ｊ₁ ＋ｊ₃ ）により演算して、フォーカスエラー信号ＦＥを生成す
る。

【００３０】加算回路３８は、サーボ用受光素子３２ａ
の分割面ｆ₁ で受光したときの出力ｉ₃ と、サーボ用受
光素子３２ａの分割面ｄ₂ で受光したときの出力ｊ₁ と
の和を演算して減算回路４３に送る。加算回路３９は、
サーボ用受光素子３２ａの分割面ｄ₁ で受光したときの
出力ｉ₁ と、サーボ用受光素子３２ａの分割面ｆ₂ で受
光したときの出力ｊ₃ との和を演算して減算回路４３に
送る。減算回路４３は、加算回路３８、３９からの出力
の差を次式、ＴＥ＝（ｉ₃ ＋ｊ₁ ）−（ｉ₁ ＋ｊ₃ ）により演算して、トラッキングエラー信号ＴＥを生成す
る。

【００３１】加算回路４０は、データ用受光素子３３ａ
で受光したときの出力ｋ₁ と、データ用受光素子３３ｂ
で受光したときの出力ｋ₂ との和を演算して、加算回路
４４と減算回路４５に送る。加算回路４１は、データ用
受光素子３１ａで受光したときの出力ｈ₁ と、データ用
受光素子３１ｂで受光したときの出力ｈ₂ との和を演算
して、加算回路４４と減算回路４５に送る。加算回路４
４は、加算回路４０と４１からの出力の和を、次式、ＲＯ＝（ｋ₁ ＋ｋ₂ ）＋（ｈ₁ ＋ｈ₂ ）により演算して、プリフォーマット信号ＲＯを生成す
る。また減算回路４４は、加算回路４０と４１からの出
力の差を、次式、ＭＯ＝（ｋ₁ ＋ｋ₂ ）−（ｈ₁ ＋ｈ₂ ）により演算して、光磁気記録信号ＭＯを生成する。

【００３２】これらのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラ
ッキングエラー信号ＴＥ、プリフォーマット信号ＲＯ、
及び光磁気記録信号ＭＯが、再生回路（図示せず）及び
サーボ回路（図示せず）にそれぞれ入力されて、しかる
べき制御が実行される。

【００３３】このように本光磁気ヘッド装置は、光磁気
記録ディスク２４で反射した光束Ｌをウォラストンプリ
ズム２６によって、光磁気記録ディスク２４の半径方向
Ｘと対応するＸ′方向で偏向方向の異なる３光束Ａ₁ 、
Ｂ₁ 、Ｃ₁ に分割し、そのうちの１光束Ｂ₁ をサーボ信
号用光束としかつ２光束Ａ₁ 、Ｃ₁ をデータ信号用光束
とすし、さらにホログラム板２７′によって３光束Ａ
₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ を光磁気記録ディスク２４の接線方向Ｙ
と対応するＹ′方向で２分割する。そして、サーボ信号
用の２分割光束Ｂ₂ とＢ₂ ′を受光するためのサーボ用
受光素子３２ａ、３２ｂと、データ信号用の２分割光束
Ａ₂ 、Ａ₂ ′とＣ₂ 、Ｃ₂ ′をそれぞれ受光するための
データ用受光素子３１ａ、３１ｂと３３ａ、３３ｂを対
応する位置に配置している。従って、光磁気記録ディス
ク２４の接離に起因する各スポット形状の変化に基づき
生成されるデータに基づいて、光磁気記録ディスク２４
の信号記録面に対しレーザ光束を適正に収束（合焦）さ
せながら、この信号記録面から適切に信号を読み出すこ
とが可能となる。

【００３４】左右方向に分割された３つずつの光束Ａ
₂ 、Ｂ₂ 、Ｃ₂ 、及びＡ₂ ′、Ｂ₂ ′、Ｃ₂ ′はそれぞ
れホログラム板２７′による±１次回折光であり、デフ
ォーカスの作用により光軸ｏ上で前後方向に焦点位置
（集光位置）がずれている。しかし、図３に示すよう
に、サーボ用受光素子３２ａ、３２ｂ、即ちデータ用受
光素子３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂを含む複合セン
サ２９の全体が、前後の焦点位置Ｆ₁ 、Ｆ₂ の光軸ｏ方
向における略中間に位置されているため、対物レンズ２
５の合焦状態では、複合センサ２９に入射される光束Ｂ
₂ 、Ｂ₂ ′を始めとするＡ₂ 、Ｃ₂ 、Ａ₂ ′、Ｃ₂ ′そ
れぞれのスポット径が、上下、左右方向において全て略
同じになる。よって、左右のサーボ用受光素子３２ａ、
３２ｂに基づくサーボ信号の出力状態を調整するだけ
で、フォーカスエラー、トラッキングエラー、光磁気記
録及びプリフォーマットに関する適正な信号を出力すべ
きセンサー位置も同時に調整することができる。

【００３５】以上が本発明の基礎となるホログラム板２
７′を用いた際の制御動作である。ところで、スポット
サイズ法におけるフォーカス・トラックエラーの検出原
理としては、ディスク合焦時における左右のスポットの
形状及び強度分布は同じでなければならない。このディ
スク合焦時の左右スポットの形状と強度分布が微妙に異
なる場合には、ある一定条件下では正確にフォーカス・
トラックエラー制御を行うことができるものの、光磁気
記録ディスク２４に対する照射レーザ光のスポットが同
心円状の記録トラックの溝を横断するときには、反射レ
ーザ光による左右のスポット形状が非対称であることに
起因してＴ／Ｆクロストーク（誤差によるトラッククロ
ス信号の漏れ込み）が発生して、フォーカスサーボや高
速シークに悪影響を与えることとなる。

【００３６】上記光磁気ヘッド装置では、上述のよう
に、ホログラム板２７′から射出されるサーボ信号用光
束Ｂ₂ 、Ｂ₂ ′を集光レンズ２８で集光した後、一対の
サーボ用受光素子３２ａ、３２ｂに入射してサーボ用信
号を得ている。この集光レンズ２８として球面研磨の組
合わせガラスレンズを用いれば、次のような利点が得ら
れる。即ち、球面研磨の組合わせガラスレンズは、球面
収差、コマ収差や非点収差まで補正された収差特性の良
いレンズであり、軸上光束は勿論、軸外光束（斜入射す
る光束）についても各々収差補正されているため、この
レンズを用いる場合に、複合センサ２９の各受光素子上
に集光される光束スポットは、レンズの収差の影響を殆
ど受けることがない。よって、軸上光束も軸外光束も、
光束スポット形状と強度分布がほぼ同じになるため、Ｔ
／Ｆクロストークが生じる可能性は極めて小さくなる。

【００３７】しかし、このような球面研磨の組合わせガ
ラスレンズは、高価で形状が大きいため、実際には、安
価で小さい単レンズを集光レンズとして用いることとな
る。このような単レンズを用いる場合には、特に軸外光
束に対する収差の影響が大きくなる。そこで、このよう
な安価で小さい単レンズを信号検出系に用いた場合で
も、このレンズによる収差の影響を可能な限り受けない
ようにすることが課題となる。

【００３８】本発明者らは、この課題を解決するため次
の点に着目した。即ち、３分割光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ を
それぞれ一対ずつに分割する、本発明によるホログラム
板２７の基礎となるホログラム板２７’は、縦長の中央
部を第１の領域Ｈｂ（図１３参照）とし、その両側部を
第２の領域Ｉｂ、Ｊｂとして考える場合、該領域Ｈｂと
領域Ｉｂ、Ｊｂとでそれぞれに回折角が異なる。このた
め、ウォラストンプリズム２６による３分割光束Ａ₁ 、
Ｂ₁ 、Ｃ₁ （該光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ は実際には図１３
のように殆ど重なり合っている）がホログラム板２７′
を透過するとき、第１の領域Ｈｂにおいて、ディスク２
４の接線方向と対応する方向（図１３の左右方向）に±
１次回折光ア′とア″が生じ、第２の領域Ｉｂにおいて
±１次回折光イ′とイ″が生じ、第２の領域Ｊｂにおい
て±１次回折光ウ′とウ″が生じる。つまり、入射光束
Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ は上記３領域Ｈｂ、Ｉｂ、Ｊｂを透過
するとき、計１８本（( A_1、B_1、C₁) × ( Hb 、Ib 、Jb )
×( ±回折) ）の正負の回折光束とされる。入射光束Ａ
₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ について上記３領域Ｈｂ、Ｉｂ、Ｊｂで
それぞれに発生する回折光束（ア′とア″、イ′と
イ″、ウ′とウ″）はいずれも、デフォーカスΔＳが同
じ割合で生じる。

【００３９】また、上記３分割光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ の
うち、サーボ用信号として用いられるのは、中央の光束
Ｂ₁ による±１次回折光だけであり、他の光束Ａ₁ 、Ｃ
₁ はデータ用信号として用いられる。従って、分割光束
Ａ₁ 、Ｃ₁ は、集光レンズ２８による収差の影響がやや
大きくても、とにかくデータ用受光素子３１ａ、３１ｂ
と３３ａ、３３ｂのセンサ領域に照射されてさえいれば
よいのであり、左右のスポット形状が多少異なっても光
磁気信号の光量変化が検出できさえすればよい。このこ
とから、重要なのは、サーボ用信号として用られる光束
Ｂ₁ であることが理解できる。そして集光レンズ２８側
から見る場合、この光束Ｂ₁ は、ホログラム板２７′で
回折されて軸外光束として斜入射する光束となるため、
結果的に集光レンズ２８が持つ収差によって、左右のス
ポットの形状と強度分布に差が出るＴ／Ｆクロストーク
が生じる可能性が極めて高くなる。

【００４０】そこで本発明者らは、ホログラム板２７′
の回折方向（図２のＹ′と対応する方向）を絞って（ホ
ログラム素子のパターン面積を絞って）制限を加え、実
効的な開口数（ＮＡ）を小さくすることによって、見か
け上、集光レンズ２８による非点収差等の発生量を抑え
て、左右スポット形状と強度分布を対称にした本ホログ
ラム２７を構成した。そして該回折方向の絞りとしての
機能を持たせるため、ホログラム板２７の領域を３分割
して縦長の第１の領域Ｈを設けた。また、分割光束Ｂ₁
について上記第２の領域Ｉｂ、Ｊｂでそれぞれに回折さ
れた±１次回折光イ′とイ″及び±１次回折光ウ′と
ウ″は、サーボ用信号としては不要な光であり、各サー
ボ用信号に悪影響を及ぼすため、分割光束Ｂ₁ について
の±１次回折光イ′とイ″及びウ′とウ″を検出しない
ように、サーボ用受光素子３２ａ、３２ｂを図７のそれ
と同様の正方形に構成し、他の横長のデータ用受光素子
３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂと区別した（図１５参
照）。

【００４１】以下、本発明を具体的に説明する。なお、
図１５と図１６に示す各データ用受光素子とサーボ用受
光素子とを有する複合センサ２９′は、データ用受光素
子３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂが横長に構成されて
いる以外、上述の複合センサ２９（図７）と同様であ
る。また図１７に、上記受光素子３１ａ、３１ｂ、３２
ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂをパッケージ化させた複合
センサ２９′の外観図の一例を示した。

【００４２】本発明の特徴であるホログラム板２７は、
ホログラム素子のパターン面積を絞って実効的な開口数
を小さくすることにより、信号検出系の集光レンズ２８
に小型の単レンズを用いた場合でも、収差等による影響
を抑えてＴ／Ｆクロストークを低減させ、フォーカスサ
ーボや高速シークに対する悪影響をできるだけ速やかに
抑えることを可能とした。

【００４３】すなわち、ホログラム板２７は、図１４に
示すように、同図左右の第２の領域Ｉ、Ｊに位置する、
単純直線格子パターンを形成された別の直線回折素子２
７ａ、２７ｃとともに全体として略円形をなすもので、
ウォラストンプリズム（光束分離手段）２６による光束
分離方向（光磁気記録ディスク２４の半径方向Ｘと対応
する方向）に沿う縦長の第１の領域Ｈのみが、ホログラ
ムパターンを有するデフォーカス用回折素子（非円形素
子）２７ｂとされている。この第１の領域Ｈのホログラ
ムパターンは、ホログラム板２７′と同じパターンであ
り、分割光束に、光軸方向の正負のデフォーカスを生じ
させる。

【００４４】デフォーカス用回折素子２７ｂと直線回折
素子２７ａ、２７ｃは、それぞれの境界線Ｍ、Ｎが、光
磁気記録ディスク２４の同心円状記録トラックの半径方
向Ｘに対応する方向と平行な直線とされている。このデ
フォーカス用回折素子２７ｂからなる第１の領域Ｈは、
光磁気記録ディスク２４の同心円状記録トラックの接線
方向Ｙに対応する方向（図１４ではｘ軸方向）の幅ｑ
が、半径方向Ｘ（図１４ではｙ軸方向）に対応する幅ｓ
より小さく設定されている。つまり、第１の領域Ｈのデ
フォーカス用回折素子２７ｂは、同心円状記録トラック
の接線方向Ｙに対応する開口数が、半径方向Ｘに対応す
る開口数より小さい、非円形素子から構成されているこ
とになる。

【００４５】このような構造のホログラム板２７を用い
るとき、分割される光束は次のようになる。すなわち、
第１の領域Ｈをなすデフォーカス用回折素子２７ｂは、
入射光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ のそれぞれを±１次回折光
ア′、ア″に分割すると共に、分割光束の全てにデフォ
ーカスを与える。この結果、第１の領域Ｈを透過した光
束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ により上下３段で左右一対の分割光
束が生じる。また、第２の領域Ｉ、Ｊをなす直線回折素
子２７ａ、２７ｃは、入射光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁をそれ
ぞれ±１次回折光イ′、イ″及び±１次回折光ウ′、
ウ″として分割するが、該分割光束イ′、イ″、ウ′、
ウ″にデフォーカスは与えない。

【００４６】つまり、入射光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ につい
て第１の領域Ｈで分離された＋１次回折光ア′は、光束
Ａ₂ 、Ｂ₂ 、Ｃ₂ に分割され、また入射光束Ａ₁ 、Ｂ
₁ 、Ｃ₁ について第１の領域Ｈで分離された−１次回折
光ア″は、光束Ａ₂ ′、Ｂ₂ ′、Ｃ₂ ′に分割される。
それぞれにデフォーカスを与えられたこれらの光束
Ａ₂、Ｂ₂ 、Ｃ₂ 及びＡ₂ ′、Ｂ₂ ′、Ｃ₂ ′は、デー
タ用受光素子３１ａとサーボ用受光素子３２ａとデータ
用受光素子３３ａ、及びデータ用受光素子３１ｂとサー
ボ用受光素子３２ｂとデータ用受光素子３３ｂにそれぞ
れ入射される。

【００４７】また、入射光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ について
第２の領域Ｉで分離された＋１次回折光イ′は、デフォ
ーカスを持たない光束ＬＡ₂ 、ＬＢ₂ 、ＬＣ₂ に分割さ
れ、同領域Ｊで分離された−１次回折光イ″は、デフォ
ーカスを持たない光束ＬＡ₂′、ＬＢ₂ ′、ＬＣ₂ ′に
分割される。入射光束Ａ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ について第２の
領域Ｊで分離された＋１次回折光ウ′は、デフォーカス
を持たない光束ＬＡ₂、ＬＢ₂ 、ＬＣ₂ に分割され、同
領域Ｊで分離された−１次回折光ウ″は、デフォーカス
を持たない光束ＬＡ₂ ′、ＬＢ₂ ′、ＬＣ₂ ′に分割さ
れる。

【００４８】これら＋１次回折光イ′、ウ′の分割光束
は、対応するもの同士がそれぞれ重なり合い、光束ＬＡ
₂ 、ＬＢ₂ 、ＬＣ₂ としてデータ用受光素子３１ａの外
側部と、サーボ用受光素子３２ａの図１５の左空間と、
データ用受光素子３３ａの外側部に入射される。また−
１次回折光イ″、ウ″の分割光束は、対応するもの同士
がそれぞれに重なり合い、光束ＬＡ₂ ′、ＬＢ₂ ′、Ｌ
Ｃ₂ ′としてデータ用受光素子３１ｂの外側部と、サー
ボ用受光素子３２ｂの同図右空間と、データ用受光素子
３３ｂの外側部に入射される。該サーボ用受光素子３２
ａ、３２ｂは、他の受光素子より横方向が短かいため、
上記のように、軸外光束である光束ＬＢ₂ 、ＬＢ₂ ′を
受光することはない。またデータ用受光素子３１ａと３
３ａ、及びデータ用受光素子３１ｂと３３ｂで受光され
る上記光束ＬＡ₂ 、ＬＣ₂ 及びＬＡ₂ ′、ＬＣ₂ ′は、
信号検出時の光量を単に補うために用いられる。

【００４９】このように本発明によるホログラム板２７
を備えれば、信号検出系の集光レンズ２８として小型の
単レンズを用いても、軸外光束の入射をできるだけ抑
え、サーボ用受光素子３２ａ、３２ｂに対するレンズ収
差の悪影響を抑えることができる。よって、Ｔ／Ｆクロ
ストークを低減させ、フォーカスサーボや高速シークに
悪影響を与えることのない１軸系の信号検出系を備えた
光磁気ヘッド装置を得ることができる。

【００５０】次に、図１８によりホログラム板の別の実
施例を説明する。同図のホログラム板３７は、第１、第
２の領域Ｈ’、Ｉ’、Ｊ’がホログラム板２７における
第１、第２の領域Ｈ、Ｉ、Ｊと形状が異なっている。す
なわち、第２の領域Ｉ’とＪ’はともに扇状であり、第
１の領域Ｈ’は該２の領域Ｉ’、Ｊ’に挟まれた状態と
なっている。そして、デフォーカス用回折素子（非円形
素子）３７ｂとその両側に位置する直線回折素子３７
ａ、３７ｃとの境界線Ｍ’、Ｎ’は、光磁気記録ディス
ク２４の同心円状記録トラックの接線方向Ｙ（図１８で
はｙ軸方向）に関し対称なＶ字状をなしている。このＶ
字状部分の角度αは、例えば略９８゜と設定することが
できる。デフォーカス用回折素子３７ｂからなる第１の
領域Ｈ’は、光磁気記録ディスク２４の同心円状記録ト
ラックの接線方向Ｙに対応する方向（図１８ではｘ軸方
向）の幅が、半径方向Ｘ（図１８ではｙ軸方向）に対応
する幅より小さく設定されている。つまり、第１の領域
Ｈ’のデフォーカス用回折素子３７ｂは、同心円状記録
トラックの接線方向Ｙに対応する開口数が、半径方向Ｘ
に対応する開口数より小さい、非円形素子から構成され
ていることとなる。

【００５１】このような構造のホログラム板３７を用い
る場合も、分割される光束は上記ホログラム板２７によ
る分割光束と略同様となる。従って、このホログラム板
３７を用いた光磁気ヘッド装置においても、集光レンズ
２８による収差等の影響をできるだけ抑えることがで
き、Ｔ／Ｆクロストークを低減させ、フォーカスサーボ
や高速シークに対する悪影響を抑えることができる。

【００５２】なお、図１ではウォラストンプリズム２６
の光路後方にホログラム板２７を配置したが、図１９の
ように、ウォラストンプリズム２６の光路前方にホログ
ラム板２７（３７）を配置しても同様の効果を奏するこ
とができる。但し、この実施例では、光磁気記録ディス
ク２４からの反射レーザ光Ｌを先ずホログラム板２７
（３７）で２分割し、この２分割光束Ｄ₁ 、Ｅ₁ を、ウ
ォラストンプリズム２６でそれぞれ３分割して６分割光
束Ｄ₂ 、Ｄ₃ 、Ｄ₄ 、Ｅ₂ 、Ｅ₃ 、Ｅ₄ とすることとな
る。図１９において、ウォラストンプリズム２６とホロ
グラム板２７の配置以外の各部材の構成は、図１と同様
である。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、信号検出
系の集光レンズに小型の単レンズを用いたものでありな
がら、この単レンズによる収差等の影響をできるだけ抑
えることにより、Ｔ／Ｆクロストークを低減させ、フォ
ーカスサーボや高速シークに悪影響を与えることのない
１軸系の信号検出系を備えた光磁気ヘッド装置を提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光磁気ヘッド装置の信号検出系の
一例を示す要部の斜視図である。

【図２】同信号検出系を説明するための要部の斜視図で
ある。

【図３】受光素子を一部省略した同信号検出系を図２の
上方から見た平面図である。

【図４】図３の照射状態においてサーボ用受光素子が受
けるスポットの状態を示す図である。

【図５】光磁気ヘッド装置の信号検出系を図２の側方か
ら見た側面図である。

【図６】図５の照射状態において対応する受光素子が受
けるスポットの状態を示す図である。

【図７】受光素子と処理部を説明するための概略的な回
路図である。

【図８】複合センサのサーボ用受光素子に入射する光束
の非合焦時のスポット位置を示す図である。

【図９】複合センサのサーボ用受光素子に入射する光束
の合焦時のスポット位置を示す図である。

【図１０】複合センサのサーボ用受光素子に入射する光
束の非合焦時のスポット位置を示す図である。

【図１１】本発明の基礎となるホログラム板の特性を説
明するための図である。

【図１２】同ホログラム板の断面形状を拡大して示す図
である。

【図１３】図１１に示したホログラム板の問題点を説明
するためのホログラム板の正面図である。

【図１４】本発明によるホログラム板の実施例を示す正
面図である。

【図１５】同実施例における受光素子と処理部を説明す
るための概略的な回路図である。

【図１６】図１４の受光素子の具体的構成を示す正面図
である。

【図１７】同受光素子をパッケージ化させた複合センサ
の外観を示す正面図である。

【図１８】本発明によるホログラム板の別の実施例を示
す正面図である。

【図１９】本発明に係る光磁気ヘッド装置の別の構成例
を示す要部の斜視図である。

【符号の説明】

２４光磁気記録ディスク２６ウォラストンプリズム（光束分離手段）２７３７ホログラム板２７ａ２７ｃ３７ａ３７ｃ直線回折素子２７ｂ３７ｂデフォーカス用回折素子（非円形素
子）２９複合センサ３１ａ３１ｂ３３ａ３３ｂデータ用受光素子３２ａ３２ｂサーボ用受光素子Ｌ光束（反射レーザ光）ＭＮＭ’ Ｎ’ 境界線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動される光磁気記録ディスクの同
心円状記録トラックからの反射レーザ光を、同心円状記
録トラックの半径方向に対応する平面内において偏向方
向の異なる３光束に分離し、そのうちの１光束をサーボ
信号用光束とし、他の２光束をデータ信号用光束とする
光束分離手段と；この光束分離手段で分離された３光束
のうち少なくとも上記サーボ信号用光束をさらに、該光
束分離手段による光束分離方向と略直交する、同心円状
記録トラックの接線方向に対応する方向に少なくとも２
分割し、該分割光束に、光軸方向の正負のデフォーカス
を生じさせるデフォーカス用回折素子と；このデフォー
カス用回折素子により分割された上記サーボ信号用光束
の分割光束を受光する、一対のサーボ用受光素子と；上
記２つのデータ信号用光束を受光するデータ用受光素子
と；を備え、上記デフォーカス用回折素子は、同心円状記録トラック
の接線方向に対応する開口数が半径方向に対応する開口
数より小さい、非円形素子からなることを特徴とする光
磁気ヘッド装置。
【請求項２】請求項１において、デフォーカス用回折
素子は、同心円状記録トラックの接線方向に対応する方
向の幅が半径方向に対応する幅より小さく設定されてい
る光磁気ヘッド装置。
【請求項３】請求項１において、デフォーカス用回折
素子は、別の直線回折素子とともに全体として略円形を
なし、この直線回折素子を通過した光束は、サーボ用受
光素子に入射することなくデータ信号用受光素子に入射
する光磁気ヘッド装置。
【請求項４】請求項３において、直線回折素子はデフ
ォーカス用回折素子の両側に位置し、両素子の境界線
は、同心円状記録トラックの半径方向と平行な直線であ
る光磁気ヘッド装置。
【請求項５】請求項３において、直線回折素子はデフ
ォーカス用回折素子の両側に位置し、両素子の境界線
は、同心円状記録トラックの接線方向に関し対称なＶ字
状をなしている光磁気ヘッド装置。