JPS6282525A - 光学ヘツド - Google Patents

光学ヘツド

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JPS6282525A
JPS6282525A JP60222649A JP22264985A JPS6282525A JP S6282525 A JPS6282525 A JP S6282525A JP 60222649 A JP60222649 A JP 60222649A JP 22264985 A JP22264985 A JP 22264985A JP S6282525 A JPS6282525 A JP S6282525A
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JP
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focus error
photodetector
light beam
light
storage medium
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Hideo Ando
秀夫 安東
Akihiko Doi
土肥　昭彦
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Toshiba Corp
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
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Toshiba Corp
Toshiba Automation Equipment Engineering Ltd
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    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野〕 本発明は集束光を用いて消去可能な情報記憶媒体に対し
て情報の記憶、再生、消去を行なう情報記憶再生装置に
おける光学ヘッドに関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 既に、カー効果あるいはファラデー効果のＪ：うな光磁
気効果を利用して情報記憶媒体に対して、光学的に情報
を記憶、再生、消去する装置が知られている。このよう
なＩｆｆには、従来例えば第８図あるいは第９図に示す
ような光学ヘッドが採用されている。
第８図に示される光学ヘッドにおいては、半ン９体レー
ザ１０からの光ビームは、コリメータレンズ１２および
楕円補正プリズム１４によって円形状の平行光束に変形
されてビームスプリッタ１６およびミラー１８を介して
対物レンズ２０に導入され、この対物レンズ２０によっ
て情報記憶媒体２２上に収束される。
情報記憶媒体２２から反射された光ビームは、ミラー２
０およびビームスプリッタ１６で反射される。反射され
た光ビームは、ビームスプリッタ２４で２系に分離され
、一方の光ビームは、１／２波長板２６を通過すること
によって偏光面が略４５度回転されて凸レンズ２８によ
って収束される。この凸レンズ２８で収束された光ビー
ムは、偏光ビームスプリッタ３０でｐｉ光成分およびＳ
偏光成分に分離され、各々Ｐ（Ｉ光成分およびＳ偏光成
分の光ビームは、光検出１５３２．３４に入射される。
ビームスプリッタ２４で分離された他方の光ビームは、
凸レンズ３６およびシリンドリカルレンズ３８を介して
光検出″ｓ４０に入射される。
この光学ヘッドでは、光検出器４０からは焦点誤差信号
が発生され、光検出Ｗ３２．３４の一方からトラッキン
グ信号が発生される。また、ｐｍ光成分と５ａｉＩ光成
分の光ビームの強度の差、すなわら、光検出器３２．３
４の出力信号の差から情報記憶媒体２２に記憶された情
報が読出される。
また、第９図に示される光学ヘッドにおいては、第８図
に示した光学ヘッドのビームスプリッタ２４を除去し、
球面凹レンズ４２が設けられ、偏光ビームスプリッタ３
０で分離されたＰ偏光成分の光ビームを検出する光検出
器４０で焦点誤差信号が発生され、Ｓ偏光成分の光ビー
ムを検出する光検出器４４からトラッキング信号が発生
される。
また、光検出２１４０．４２の出力信号の差から情報記
憶媒体２２に記憶された情報が読出される。
このような光学ヘッドでは、情報記憶媒体に記録されて
いる情報を読取るのに、その情報再生１９号のＳ／Ｎ比
を向上させるために、いわゆる差動検出法を採用してい
る。そして第８図に示す光学ヘッドでは、この再生信号
検出系の他に、焦点誤差検出系を設けているため、光学
部品点数が多くなり、構造が複雑になるといった問題点
があった。
また、第８図および第９図に示した光学ヘッドとら焦点
誤差検出において、いわゆる非点収差方式（特公昭５３
−３９１２３号公報参照）を採用しているが、この場合
、焦点誤差信号は、情報記憶媒体上で光ビームの集光ス
ポットがトラックガイド用連続溝を横切った時、そこか
ら生じる回折パターンにより影響を受けやすく、正確な
焦点誤差検出ができない。また情報記憶媒体が傾いたり
等をすると、光検出器上で光ビームのビームスポットが
移動するため、正確な焦点誤差検出ができないといった
問題点があった。
［発明の目的］ １　　　　　　本発明は上記問題点を解決するために、
比較内命１１な構造のもので、正確な焦点誤差検出を行
なうことができる。記録した情報の消去を行なうことが
できる情報記憶媒体に適用される光学ヘッドを提供する
ことを目的とする。
［発明の概要」 本発明は上記問題点を解決するために、光ビームを発生
する光源と、この光源から発生された光ビームを記録し
た情報の消去が可能な情報記憶媒体上に集光する対物レ
ンズと、前記情報記録媒体で反射し前記対物レンズを通
過した光ビームを２つの偏光成分に分離する偏光ビーム
スプリッタと、この偏光ビームスプリッタで分離された
２つの光ビームの光路内に配おされた前記対物レンズの
前記情報記憶媒体に対する焦点誤差を検出する同一な焦
点誤差検出原理を用いた検出系とを具備したことを特徴
とする光学ヘッドを提供ジ°るものである。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。
第１図は、本発明の一実施例の光学ヘッドを示したもの
である。
この光学ヘッドにおいては、光源である半導体レーザ５
０からの楕円形状の光ビームしは、コリメータレンズ５
２によって平行光束に変換されてビームスプリッタ５６
の光入射面５４に斜め方向から入射される。
半導体レーザ５０は、図示しない駆動回路ににって駆動
され、再生時には、この半導体レーザ５０からは、一定
の光強度を有する光ビームＬが発生され、記録時には、
記録すべき情報に応じて光強度変調された光ビームＬが
発生され、消去峙には、再生時よりも大きな一定の光強
度を有する光ビームＬが発生される。
楕円形状の光ビームＬは、ビームスプリッタ５６、例え
ば、ハーフミラ−を有するプリズム体の光入射面５４に
対して斜め方向から入射されることからこの光ビームＬ
は、ビームスプリッタ５６内で楕円形から円形のビーム
に変換される。ビームスプリッタ５６を透過した光ビー
ムＬは、ミラー５８で反射されて対物レンズ６０に導入
され、この対物レンズ６０によって情報記憶媒体６２上
に収束される。
この情報記１媒体６２は、例えば、アモルファス磁性合
金で作られた記録層を有し、同心円周状もしくは、スパ
イラル状にトラッキングガイドがその面上に凹又は、凸
形状で形成されている。さらに、このトラッキングガイ
ドには、トラックアドレス及びセクターアドレス等の予
備情報すなわちプリフォーマット信号が予め凹あるいは
、凸形状のプリピットとして形成されている。この情報
記憶媒体６２の記録層は、情報が記録されていない状態
では、その全ての磁区の方向が一定方向に備えられ、記
録時には、磁界を与えて急加熱するとその領域の磁区の
磁化方向が反転される。
すなわち記録時には、磁石装＠６４から発生された静磁
界が情報記憶媒体６２に与えられ、記録用の光ビームＬ
で情報記憶媒体６２のトラッキングガイドをトレースす
ると、特定の領域が急加熱され、磁化方向が反転されて
情報が記録される。
また、再土時には、再生用の光ビームＬで１−ラッキン
グガイドをトレースして反転磁化された磁区領域に収束
光ビームＬを照射するとその光ビームＬの偏光面が僅か
に回転される。消去時には、磁石装ｆｆ１６４から発生
された静磁界が情報記憶媒体６２に与えられ、消去用の
光ビームＬを磁化方向が反転された特定の領域に照射す
るとこのｆ！４域は、ゆるやかに加熱され、磁化方向が
他の領域と同一となるように再び反転される。
情報記憶媒体６２から反射された光ビームしは、対物レ
ンズ６０を通過し、ミラー５８で反射されてビームスプ
リッタ５６内に導入され、ビームスプリッタ５６内で反
射される。反射された光ビームＬは、Ｓ成分の比率を大
きくするために１／２波長板６６を通過されて偏光面が
略４５麿回転される。偏光面が回転された光ビームＬは
、集光レンズ６８によって集束されて偏光ビームスプリ
ッタ７０に導入されて、Ｐ偏光成分とＳｇａ光成分に分
溜される。
この偏光ビームスプリッタ７ｏで透過したＰ偏光成分の
光ビームＬ１は、この光ビームＬ！の焦点より偏光ビー
ムスプリッタ７ｏに近い位置に設けられた第１の光検出
器７２に照射される。一方、偏光ビームスプリッタ７０
で反射された光ビームＬ２は、この光ビームＬ２の焦点
よりも遠方に設レノられた第２の光検出器７４に照射さ
れる。
ここで、第１の光検出３７２と第２の光検出器７４とは
、それぞれ同様の形状に３分ｖ１されており、かつ対物
レンズ６０が情報記憶媒体６２に対して合焦点時（以下
、この状態の時を単に合焦点に等しくなる位δに設置さ
れている。
また第２図に示すように、第１．第２の光検出器７２．
７４の光感用領域は、同心円状に２分割され、かつ２分
割された外側の光感用領域を互いに同じ感知残橿領域を
有するように２分割されている。すなわち第１．第２の
光検出器７２．７４はそれぞれ第１の光感知領域７２ａ
、７４ａ、第２の光感用領域７２ｂ　、７４ｂ　、第３
の光感用領域７２Ｃ，７４Ｇとを有している。また、こ
の第１、第２の光検出ｆｉ７２．７４はそれぞれ第２゜
第３の光感用領域７２ｂ　、７２ｃ　、７４ｂ　、７４
Ｃの境界線が情報記憶媒体６２のトラック方向に垂直と
なるように設けられている。
次に、第３図から第６図を用いて、この光学ヘッドおい
て焦点誤差信号の検出手段について説明する。
第３図は、合焦点時に第１の光検出器７２に照射される
Ｐ偏光成分の光ビームＬ１のスポット形状７２８（Ａ図
）と、第２の光検出器７４に照射筒２の光検出器７２．
７４に照射される光ビームＬｌ　、Ｌ２の光量が互いに
等しくなる位置に、第１、第２の光検出器７２．７４は
設けられているので、この図に示すように第１．第２の
光検出器７２．７４に照射される光ビームＬ１．Ｌ２の
スポットの形状７２３．７４８は互いに等しくなってい
る。
次に第４図は、合焦点時に比べて対物レンズ６０が情報
記１１１体６２に近すぎている状態の時に、第１の光検
出器７２に照射される光ビームし１のスポットの形状７
２８′（Ａ図）と、第２の光検出器７４に照射される光
ビームＬ２のスポットの形状７４Ｓ＝　（８図）とを示
した図である。
この状態の時には、合焦点時に比べて、第１の光検出器
７２に照射される光ビームＬ１のスポット形状は大きく
なり、逆に第２の光検出器７４に照射される光ビームＬ
２のスポット形状は小さくなる。
逆に第５図は、合焦点時に比べて光学ヘッドの対物レン
ズ６０が情報記憶媒体６２から離れすぎている状態の時
に、第１の光検出器７２に照射される光ビームＬ１のス
ポットの形状７２８″（Ａ図）と、第２の光検出器７４
に照射される光ビームＬ２のスポットの形状７４８′”
　（８図）とを示した図である。
この状態の時には、対物レンズ６０が情報記憶媒体６２
に近すぎている時とは逆に、合焦点時に比べて、第１の
光検出器７２に照射される光ビームＬ１のスポット形状
は小さくなり、第２の光検出器７４に照射される光ビー
１ｚ　Ｌ　２のスポット形状は大きくなる。
上述したように、この光学ヘッドにおいて焦点誤差が発
生している時には、第１．第２の光検出器７２．７４上
での光ビームＬ１．ｌ−２のスポットサイズ、すなわち
、第１．第２の光検出器７２゜７４で検出される照射光
量は、合焦点時と比較して互いに逆に変化している。
すなわち、このように偏光ビームスプリッタ７０で偏光
分離された２系統の光ビームＬ１．Ｌ２の光路に同一の
焦点誤差検出原理を用いた検出系。
すなわち、第１．第２の光検出器７２．７４を設けるこ
とで、焦点誤差による光ビームのスポット形状が互いに
反対となることで焦点誤差信号に及ぼす影響を最小にす
るものである。
この光学ヘッドの焦点誤差を検知するには、第１の光検
出器７２の第１の光感知領域７２ａと第２の光検出器３
４の第２．第３の光感知ｆｎ域７４ｂ、７４Ｃとの照射
光量の和と、第１の光検出器７２（７）１２，１３（７
）光感知（ｔｌｉ７２ｂ　、７２ｃ　と第２の光検出１
５７４と第１の光感知領域７４ａとの照射光量の和との
差を検出することで行なうことができる。
第６図は上述した焦点誤差を検出するための第１、第２
の光検出器７２．７４からの信号を処理する方法を模式
的に示したものである。第１の光検出器７２の第１の光
感知領域７２ａからの信号３ａと第２の光検出器７４の
第２．第３の光感知領１＊７４ｂ、７４ｃからの信＠３
ａ　−、Ｓｃ　−を、加算回路７６で加算する。また第
１の光感知領域１　　　　７２の第２．第３の光感知領
［７２ｂ　、７２ｃ　Ｓ１１、ＳＣと、第２の光検出器
７４の第１の光検出器７４ａからの（８＠　Ｓ　ａ　′
を加算回路７８で加算する。加算回路７６の出力信号と
加算回路７８からの出力信号とは減算回路８０に送り信
号処理する。この減算回路８０の出力端子には次式で表
わされる焦点誤差信＠Ｓｆが得られる。
３ｆ　−（Ｓａ　＋ｓｂ　”＋ＳＣ′）　−（Ｓａ′＋
Ｓｂ＋Ｓｃ）　　＝−（１）この信＠Ｓ［が雰であれば
、対物レンズ６０が情報記ＩＩ休６２に対して合焦点状
態の時である。
信号Ｓ「が正であれば、対物レンズ６ｏが情報記憶媒体
６２に対して近すぎているのである。また、信号３ｆが
負であれば、対物レンズ６０が情報記１！媒体６２に対
して離れすぎているのである。すなわら、この焦点、ｆ
Ｉ差信号Ｓｆを処理して焦点ａＩす御信号を作り、これ
を用いて例えば情報記憶媒体６２に対して対物レンズ６
０を動かし、以って対物レンズ６０の焦点を補正するこ
とができる。
このような焦点誤差検出の方法によれば、情報記憶媒体
６２上のグループや情報ピッｌ−による回折の影響が生
じても、このＪ：うな回折による影響は、第１．第２の
光検出器７２．７４上に、これらの各検出器７２．７４
の中心に対してほぼ点対称となって現れてくる。そのた
め、焦点誤差イｇ号（１）式に示したように検出づれば
、この回折による影響は互いに打消し合うことができる
ので、グループや情報ビットの回折による影の影響を受
けずに、正確な焦点誤差信号を検出できる。
また、情報記憶媒体６２上に傷やゴミがあったりその他
側等かの原因で光ビームＬ１．Ｌ２の形状が円でなくな
っている場合などでも、第１．第２の光検出１５７２．
７４には、それぞれ各検出器の中心に対して点対称なス
ポットの形状となって現れる。そのため焦点誤差信号を
（１）式で示したように検出すれば、この影響も互いに
打消し合うことができるので、正確な焦点誤差信号が検
出できる。
また、情報記Ｗ媒体６２が傾いたり、温度や衝撃などの
外部環境の変化による光軸ずれ等が生じて光ビームのビ
ームスポットが移動しても、第１゜第２の光検出器７２
．７４の多光感知ｆｒ４１１ｉ！の照射光量の変化率は
、それぞれほぼ等しくなる。そのため、この影響によっ
て与えられる焦点誤差信号の影響も排除できる。
また、この光学ヘッドにＪノいては、焦点誤差信号Ｓｆ
を取出す光ビームＬｔ　、Ｌ２によって情報記憶媒体６
２に記録されている情報を読み出すこともできる。
情報記憶媒体６２に記録されている情報を読み！ 出す際には、第Ｖ図に示した模式的回路図におい／て、
第１の光検出器７２の第１．第２．第３の光感用領域７
２ａ　、７２ｂ　、７２Ｃからの信号３ａ。
３ｂ　、　Ｓｃを加算回路８２で加算でる。また、第２
の光感用領域７４の第１．第２．第３の光感知ｆｒｒ域
７４ａ　、７４ｂ　、７４ｃからの信号３ａ−。
３ｂ　′、３ｃ−を加算回路８４で加専する。加算回路
８２の出力信号と、加算回路８４からの出力信号とは減
算回路８６に送り信号処理する。この減算回路８６の出
力端子には、いわゆる差動検出法といわれるＰ偏光成分
の光ビームＬ１とＳ偏光成分光ビームＬ２の差を検出し
て情報再生信号が１ワられる。
さらにこの光学ヘッドでは、焦点誤差検出に即した光ビ
ームによって、下記に示すような信号を得ることによっ
てトラッキング信ｇ　［ｄ　＠ら（９ることができる。
Ｆａ　　＝　　（Ｓｂ　　１−８ｂ　　−）　　−（Ｓ
ｃ　　＋Ｓｃ　　−）よって、この光学ヘッドは、比較
的簡単な構成で、焦点誤差検出、情報信号の検出および
トラッキング誤差の検出を行なうことができる。
また、本発明にお【ノる光学ヘッドは、第１図に示した
ような構成のものに必ずしら限定されるしのではない。
例えば第７図に示したように、偏光ビームスプリッタ６
０で偏光分離された２系統の光ビーム１１．Ｌ２の光路
にシリンドリカルレンズ８８．９０をそれぞれ配置し、
光ビームＬ１゜１２は、このシリンドリカルレンズ８８
．９０を通過したｉ長、第３．第４の光検出器９２．９
４に照ＱＪされるように構成してもよい。りなわら、焦
点誤差検出の一方式である非点収差方式を２系統具備さ
Ｖた構成にしてもよいのである。
この場合、それぞれのシリンドリカルレンズ８８．９０
は、それぞれの非点収差を確実に反対となるように、例
えばシリンドリカルレンズ８８゜９０の円柱軸を互いに
直角になるように配置する。
また、第３．第４の光検出器９２．９４は、それぞれ面
積の等しい４個の光感用領域を有しているものである。
このように非点収差方式によって焦点誤差を検出しても
、２系統の非点収差が互いに反対になるように配置され
ているので、上記問題点による影響は排除される。また
このような構成の光学ヘッドにおいても、焦点誤差検出
に用いた光ビームＬ１、Ｌ２を用いて第３の光検出器で
得られた出力信号と第４の光検出器で１ｑられた出力信
号の差を検出して情報信号の再生を行なうことができる
。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明における記録した情報の消去
を行なうことができる光学ヘッドにおいては、比較的簡
単な構造のもので、正確な焦点誤差検出ができるので、
信頼性の高い安定したものとｊることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す光学ヘッドの概略構成
図、第２図はこの光学ヘッドに設（プられた光検出器の
概略構成図、第３図は合焦点時に第２図に示した光検出
器上に形成される光ビームのスボッ１〜形状を示した図
、第４図、第５図は非合焦点時に第２図に示した光検出
器上に形成される光ビームのスポットの形状を示した図
、第６図は光検出器の信号を処理する方法を模式的に示
した回路接続図、第７図は本発明の他の実施例を示す光
学ヘッドの概略構成図、第８図、第９図は従来の光学ヘ
ッドの概略構成図である。 ５０・・・光源（半導体レーザ） ６０・・・対物レンズ ６２・・・情報記憶媒体 ７０・・・偏光ビームスプリッタ ７２・・・第１の光検出器 ７４・・・第２の光検出器 ８８．９０・・・シリンドリカルレンズ９２・・・第３
の光検出器 ９４・・・第４の光検出器 ご面の浄ＳＣ内コ、二二更なし） Ｉｌｖ！ｉ 第２図 第３図 （Ａ）　　　　（Ｂ） 第４図 （Ａ）　　　　（Ｂ） 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 手　　続　　補　　正　　由　（自発）１、事件の表示 特願昭６０−２２２６４９号 ２、発明の名称 光学ヘッド ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３０７）株式会社　東芝 ４、代理人 〒１０５ 東京都港区芝浦−丁目１番１号 図面

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光ビームを発生する光源と、 この光源から発生された光ビームを記録した情報の消去
    が可能な情報記憶媒体上に集光する対物レンズと、 前記情報記憶媒体で反射し前記対物レンズを通過した光
    ビームを２つの偏光成分に分離する偏光ビームスプリッ
    タと、 この偏光ビームスプリッタで分離された２系統の光ビー
    ムの光路にＸ設けられた前記対物レンズの前記情報記憶
    媒体に対する焦点誤差を検出する同一な焦点誤差検出原
    理を用いた検出系とを具備したことを特徴とする光学ヘ
    ッド。
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