JPS63146237A - 光学的情報処理装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的情報処理装置に係り、特に光デイスク
装置や光カード装置などに好適な光ヘッドの構成を改良
した光学的情報処理装置に関する。

〔従来の技術〕

光デイスク装置や光カード装置などでは、情報媒体が回
転や移動によって面ぶれが生じるため焦点ずれ検出が必
要である。従来からいろいろな焦点ずれ検出方式が提案
されており、その−例としてフーコ一方式がある（例え
ば、特開昭５４−１３０１０２号）、フーコー５方式の
検出原理を第９図を用いて説明する。半導体レーザ１か
ら出射したレーザ光は、絞り込みレンズ２でディスク３
上に微小スポットとして結像する。ディスク３からの反
射光は、ビームスプリッタ４で半導体レーザ１の出射光
と分離される１分離光束５を例えばミラー６で２分割し
、一方の分割光束７ａの集束位置に２つの光検出素子８
ａと８ｂを有する２分割光検出器８を配置する。この場
合の光検出器８面上の光束形状は、（ｂ）の９ｂのよう
に微小スポットになり、光検出素子８ａと８ｂは等しい
光量を受光する。ディスク３がレンズ２に近ずくと、光
検出器８面上光束形状は（ｂ）９ａのように光検出素子
８ａ上に半円になる。逆にディスク３がレンズ３から離
れると、（ｃ）の９０のように光検出素子８ｂ上に半円
になる。よって、光検出素子８日と８ｂの出力信号を８
口とＳａｂとすれば。

焦点ずれ検出信号が（Ｓロー８８１）で得られる。

以上がフーコ一方式の検出原理で、通常はミラー６のか
わりにナイフェツジなども用いられるが、ミラー６を用
いて他方の分割光束７ｂを光検出器１０で受光し、光検
出器１０の出力信号を８１０とすれば、トラックずれ信
号が（Ｓｅａ　＋５ａｂ−５ｎｏ）で得ることができる
。又、情報を穴や結晶相の変化などで記録し１反射光の
光量変化で情報を再生する方式の光ディスクや光カード
では。

（Ｓ口＋Ｓａｂ＋５ｎｏ）で情報再生信号を得ることが
できる。

フーコ一方式では１合焦点状態における光検出器８面上
のスポット９ｂの径が非常に小さい（数１０μｍ）ため
、光学部品などの微小な位置ずれてスポット９ｂが光検
出素子８ａ又は８ｂのどちらかへずれて、検出誤差を生
じる可能性がある。

そこで、第１０図のように分離光束５をウェッジプリズ
ム１１で２分割し１分割光束１２ａと１２ｂの両方の集
束位置に４つの光検出素子１３ａ。

１３ｂ、１３ｃ、１３ｄからなる４分割光検出器１３を
配置する方式も提案されている。この方式では、光検出
素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの圧力信号を５Ｉ
ＪＪＬ　＊　５ｌｓｂ　ｓ　５１８Ｃｔ　５ｔａ４とし
て、焦点ずれ検出信号を（８１バー５ｘｓｂ−８ｓｓｃ
　＋Ｓ　ｘｓｄ）で得るので、光学部品のずれにより分
離光束１．２　ａと１２ｂが例えば紙面左側にずれても
、Ｓ１３＆と５ｉａｃが等量に増加し５ｔａｂとＳ１δ
−が等量に減少するので検出誤差は生じない、また、反
射光の光量変化による情報信号は。

４つの光検出素子出力の和によって再生することができ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

焦点ずれ検出方式にフーコ一方式を用いた上記従来の光
ヘッドでは、焦点ずれ検出を行なう同一の光学系を用い
て、さらに穴あけ型や位相型、相変化型の情報ビットを
再生する点については配慮されているが、光磁気ディス
ク装置のようにディスク反射光の偏光方向の回転を検出
して情報を再生する点については配慮がされていなかっ
た。そのため、光磁気信号検出用の光束を分離するため
のビームスプリッタと、光磁気信号検出専用の光学部品
と、焦点ずれ検出用やトラックずれ検出用とは別の光検
出器８面上とし、光ヘツド全体の光学部品点数が増し、
高価になり、寸法が大きく、重量が重くなる。という問
題があった。

本発明の目的は、穴あけ型や位相型、相変化型の情報信
号再生に限らず光磁気信号再生をも焦点ずれ検出やトラ
ックずれ検出を行なう同一の光学系によって行なうこと
により、光学部品点数が少なく、安価で、小型軽量の光
ヘッドを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第９図のミラー６やナイフェツジ、第１０
図のウェッジプリズム１１のように分離光束５を反射や
遮へい、屈折によって分割するのとは異なり、偏光弁＃
ｉＭを用いて焦点ずれ検出用に分割すると同時に、光束
５を２つの偏光成分に分離して、その２つの偏光成分の
光強度の差から光磁気信号も得ることによって、達成さ
れる。

【作用〕

本発明による光ヘッドの焦点ずれ検出原理及び光磁気信
号再生原理を第１１〜１２図を用いて説明する。第１１
図の紙面内にＸ軸方向をとり、紙面に垂直な方向をｙ軸
方向とする。半導体レーザ１の偏光方向をＸ軸方向とし
て、第１２図（ａ）の矢印２１で示す、ディスク３′は
光磁気ディスクで、未記録領域の磁化方向は例えば矢印
２２ａで示す方向に向いている。この未記録領域で反射
したレーザ光束の偏光方向は、第１２図（ａ）の矢印２
１ａで示す方向に回転する。一方。

情報が記録されているドメインの磁化方向は、矢印２２
ｂで示す方向に反転しており、ディスク反射光の偏光方
向は矢印２１ｂで示す方向に回転する。ビームスプリッ
タ４で分離されたディスク反射光５の光束中に２分の１
波長板２３を置き、Ｘ軸からの方位角を２２．５度にす
ると、透過光の偏光方向は、第１２図（ｂ）に示すよう
に４５度回転する０次に、偏光ビームスプリッタ２４を
光束５の約半分まで挿入する。偏光ビームスプリッタを
通らない光束部分は、以下の説明には不要なので、ナイ
フェツジ３０で遮へいする。偏光分離膜２５は、Ｘ方向
の偏光成分を透過し、Ｘ方向の偏光成分を反射する。そ
こで、絞り込みスポットが未記録領域から記録ドメイン
に移ると、偏光ビームスプリッタ透過光量は第１２図（
ｂ）の矢印２１ａｘから矢印２１ｂｘへと減小し、反射
光量は矢印２１ａｙから矢印２１ｂｙへと増加する。よ
って透過光全光量を光検出器２８で受光し、反射全光量
を光検出器２９で受光し、それらの出力の差をとること
により光磁気信号を再生できる。また、光磁気ディスク
の磁化による偏光方向の回転角は約±３度で小さいから
、偏光ビームスプリッタ２４に入射する光束の偏光方向
は、概略４５度方向を向いている。そこで、Ｘ方向の偏
光成分は透過し、Ｘ方向の偏光成分は反射されて、はぼ
等しい光量の分割光束２６と２７になる。よって、前述
したフーコ一方式の検出原理により、２つの光検出素子
２８ａと２８ｂ、または２９ａと２９ｂを有する光検出
器２８または２９の両方から、それぞれ焦点ずれ検出信
号を得ることができる。

２分の１波長板を用いずに、偏光ビームスプリッタを４
５度回転しても良い。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。半導
体レーザ１から出射したレーザ光は、絞り込みレンズ２
で光磁気ディスク３′面上に微小スポットとして結像す
る。ディスク３′からの反射光は、ビームスプリッタ４
で反射され２分の１波長板２３を通り屋根型プリズム３
０に入射する。

屋根型プリズム３０は、第２図に示すように、２つの略
直交する偏光分離膜３０ａと３０ｂと、それらに略平行
な全反射面３０ｃと３０ｄを有する。

よって、本発明の検出原理にて述べたように、入射光束
は３つの光束３１ａと３１ｂと３１ｃに分割され、かつ
、全反射面３０ｃと３０ｄによって同一方向に出射され
る。光検出器３２は、分割光束３１ａと３１ｃの集束位
置に配置される。光検出器３２は、第３図に示すように
５つの光検出素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３
２ａを有し、各光検出素子の出力信号をそれぞれ５ａｚ
ａｙＳａｚｂ　、　Ｓ３！ｅ　＋　８３２４　、５ａｚ
ｏとすれば、焦点ずれ検出信号は（Ｓ！１４＆　−８ａ
２ｂ　）または、（Ｓａｇｅ　　Ｓａｇａ　５で得るこ
とができる。さらに（Ｓａｇａ　−８ｓｘｂ　　５ｓｚ
ａ　＋５ａｚｅ　）とすれば、ウェッジプリズムを用い
た従来方式の所で述べたように、光学部品のずれに対し
て検出誤差をほとんど生じない焦点ずれ検出信号が得ら
れる。光磁気信号は、　　（Ｓｓｘａ　＋５ｓｚｂ　＋
５ｓｔａ　＋５ｓｘａ　−８ａ！ｃｉで得られる。また
穴あけ型や位相型や相変化型の情報ピットは、全ての光
検出素子出力の和をとることにより再生することができ
ろ。ディスクの１〜ラツク方向が第１図の紙面内にある
場合は、光検出器３２の中央の検出素子３２ｃを第４図
に示すように接方向に３２ｆと３２ｇとに２分割して、
それらの出力信号の差信号でトラックずれ検出信号を得
ることができる。同様に、トラック方向がｆ５１図の紙
面に垂直な方向であれば、検出前子３２ｃを縦方向に２
分割してそれらの差信号でトラックずれ検出信号を得る
ことができ。

（Ｓａｇａ　＋５ｓｘｂ　−８ｓｘａ　−８ｓｚｅ　）
からも得られる。また、ビームスプリッタ４と２分の１
波長板２３と屋根型プリズム３０をはり合わせて一体化
すれば、光ヘツド組立てが容易になる０本実施例によれ
ば、焦点ずれ検出信号とトラックずれ検出信号と穴あけ
型・位相型・相変化型・光磁気型などの各種情報信号を
一体化された１つの光学部品と１つにまとまった分割光
検出器で得ることができるので１部品点数が少なく安価
で、小型軽量の光ヘッドを得ることができる。

第５図は、本発明の他の実施例で、第１図と同じ番号の
部品は同じ作用をするので説明を省略する。プリズム４
０は、第６図に示すように偏光分離膜４０ａとそれに略
平行な全反射面４０ｂを有し、入射光束の半分を偏光分
離作用によって光束４１ｂと４１ｃに分離し、かつ、全
反射面４０ｂによって同一方向に出射し、残りの半分の
光束４１ａは、そのまま通過させる。光検出器４２は分
割光束４１ｃの集束位置に置かれ、第７図に示すように
４つの光検出素子４２ａ、４２ｂ、４２ｃ。

４２ｄから成る。それらの出力をそれぞれＳａｇａ　ｅ
Ｓ４ｓｈ　、　５ａｔｃ　＊　５ａｘａとすれば、焦点
ずれ検出信号は、（Ｓａｚｃ　　５ａｚｎ　）で得られ
る。光磁気信号は（Ｓａｚｃ＋ｓ番ｚ−−８口ｂ）で得
られ、穴あけ型や位相型、相変化の情報ピットは、（Ｓ
４ｇａ　＋５ａｚｂ　＋５ａｚｅ　＋Ｓａｚ＊　）で再
生できる。トラック方向が第５図の紙面内にある場合は
、光検出素子４２ａを第８図に示すように４２ｅと４２
ｆに２分割して、それらの出力信号の差からトラックず
れ検出信号が得られる。トラック方向が紙面に垂直な方
向であれば、（Ｓ４ｓｈ　＋Ｓａｚ。

＋　５ａｘａ　−Ｓａｇａ　）でトラックずれ検出信号
が得られる。ビームスブリック４と２分の１波長板２３
とプリズム４０を貼り台わせても良い０本実施例によれ
ば、前述の実施例と同様、各種信号再生可能で１部品点
数が少なく、安価で、小型軽量の光ヘッドを得ることが
できる。

本発明は、これまでに述べた実施例に限ることなく、゛
例えば、２分の１波長板２３を用いずに、プリズム３０
や４０を４５度回転しても良く、さらにプリズム３０や
４０をビームスプリッタ４に貼り合わせても良い、又、
コリメートレンズと絞り込みレンズが分離した光ヘッド
にも用いることができ、ビームスプリッタ４とプリズム
３ｏ又は４０の間にレンズを入れても良く、プリズム３
゜又は４０と光検出器３２または４２の間にレンズを入
れても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１つの検出光束によって焦点ずれ検出
信号やトラックずれ検出信号、穴あけ型・位相型・相変
化型・光磁気型などの情報再生信号を得ることができ、
その構成部品は１体化された光学部品と１つの分割光検
出器の２点であり安価で、小型軽量の組立てやすい光ヘ
ッドを持つ光学的情報処理装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学的情報処理装置の一実施例を
示す図、第２図、第３図及び第４図は第１図の実施例の
一部を詳細に説明する図、第５図は本発明の他の実施例
を示す図、第６図、第７図及び第８図は第５図の実施例
の一部を詳細に説明する図、第９図及び第１０図は従来
例を示す図。 第１１図及び第１２図は本発明の検出原理を説明する図
、である、゛ １・・・半導体レーザ、２・・・絞り込みレンズ、３′
・・・光磁気ディスク、４川ビームスプリツタ、２３・
・・２分の１波長板、３０・・・屋根型プリズム、４ｏ
・・・プリズム、３２　、４２−３＃４１Ｈｌｉｔ、３
０ａ、３０ｂ。 ４０、ａ　−偏光分離膜％３０ｃ、３０ｄ、４０ｂ−全
反射膜。 ＼、−１− 第　１　口 第　２２　　　　第３１！］ 早　４　菌 第　５　口 第　６１２］　　　　　第　７　口 第　９　国 第　ＩＩ　　凹 第　１２　　η ２／ｈｘ　　　どｒｃＬｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、前記光源からの出射光束を情報媒体面上に
   結像する結像光学手段と、前記情報媒体からの反射光束
   の少なくとも一部を前記光源の出射光束から分離する分
   離手段と、前記分離手段によつて分離された分離光束を
   分割する分割手段と、前記分割手段によつて分割された
   分割光束の集束点に配置された２つ以上の受光素子を有
   する光検出器とからなり、前記分割手段が偏光分離膜を
   有することを特徴とする光学的情報処理装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記分割手段が偏
   光分離膜に略平行な全反射面を有するプリズムであるこ
   とを特徴とする光学的情報処理装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記光検出器が４
   つ以上の受光素子を有することを特徴とする光学的情報
   処理装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記分割手段が略
   直交する２つの偏光分離膜とそれらに略平行な２つの全
   反射膜を有することを特徴とする光学的情報処理装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記光検出器が５
   つ以上の受光素子を有することを特徴とする光学的情報
   処理装置。 ６、特許請求の範囲第２項又は第４項において、前記分
   離手段と前記分割手段を則り合わせて１体化したことを
   特徴とする光学的情報処理装置。 ７、特許請求の範囲第２項又は第４項において、前記分
   離手段と前記分割手段を２分の１波長板をはさんで則り
   合わせて１体化したことを特徴とする光学的情報処理装
   置。