JPH0287333A - 焦点制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は焦点□制御装置に係り、より詳細には情報記
録媒体上に光学的に情報を記録する、又は情報記録媒体
」二から情報を光学的に読み出すために利用される光ビ
ームを情報記録媒体上に集光するための焦点制御装置に
関する。

（従来の技術） 近年、膨大な瓜の情報をファイル化するファイル装置と
して光デイスク装置が実用化されている。光デイスク装
置は、周波数変調した信号を穴（ビット）の形で円盤状
の記録媒体（光ディスク）上に記録し、この情報の記録
された媒体に光ビームを照射し、その反射光ビームある
いは透過光ビームを検出することによって記録情報が読
みだされる。一方上記光ディスク装置とは異なるタイプ
の情報の書替え可能な大容量高密度メモリ（光磁気メモ
リ）を備えた光磁気ディスク装置が実用化されている。

光磁気記録方式では、情報記録媒体（光磁気ディスク）
の記録面に対して垂直に静磁界を与え、更に情報記録媒
体の記録膜面に集光性のレーザビームＬを照射した状態
で、記録材料のｌＨ度がキュリー点を越えて保持力が外
部磁界よりも小さくなる温度まで加熱される。その結果
、照射された領域の磁区において磁気モーメントが反転
されて情報が記録あるいは消去される。一方情報記録媒
体に記録された情報は、その記録媒体上の磁区に直線偏
光のレーザビームＬが入射されて、反射もしくは透過さ
れるとき現れる現象、すなわち磁区内の磁気モーメント
の方向によってレーザビームＬの偏光面が回転されるフ
ァラデー効果及びカー効果等の光磁気効果を利用して再
生される。

光学的情報記録再生装置に備えられるコンパクトディス
ク（ＣＤ）及び光磁気ディスク（ＭＯＤ）のような情報
記録媒体に情報を記録、再生又は消去するための一連の
構成要素は光学ヘッドと呼ばれている。光学ヘッドには
、記録媒体と対物レンズとの距離を一定に保ち、光の集
光点を記録媒体上に位置させるために焦点制御装置が備
えられている。記録媒体に集光される光ビームの焦点制
御は、記録媒体に対する光ビームの焦点ぼけ状態を検出
し、焦点ぼけ状態に応じた信号を対物レンズ移動機構に
フィードバックさせ、対物レンズをその先軸方向の最適
位置に駆動することによってなされている。このような
焦点ぼけを検出するための方法として第８図に示される
ような非点収差法が知られている。非点収差法において
は、シリンドリカルレンズのような非点収差を起こすレ
ンズを利用することによって、合焦時及び非合焦時の光
検出器上のビームスポットの形状を変化させ、そのビー
ムスポットの形状変化に伴う光強度分布を検出すること
によって焦点ぼけが検出されている。さらに光学ヘッド
には情報記録媒体から情報を再生するための情報再生装
置もまた備えられている。例えば、コンパクトディスク
（ＣＤ）のように記録信号が光強度変調として延出され
るような情報記録再生装置においては、光検出器上で検
出される光強度の総和によって再生信号が得られる。ま
た光磁気ディスク（ＭＯＤ）から情報を再生するときに
は、上に述べたように光磁気効果による光ビームの偏光
面の回転を利用して信号は再生される。すなわち、第８
図に示した焦点制御装置においては、紙面と平行な偏光
面を冑する光ビーム（光強度■）が光磁気情報記録媒体
に入射され、その記録膜面で反射される。−このとき、
記録膜面トの磁化が上向きか又は下向きかによって（記
録情報に対応する）記録膜面で反射される光ビームの偏
光面が互いに反対方向に回転されて反射される（このと
きの回転角を±φとする）。反射された光ビームはハー
フミラ−で反射された後、１／２波長板でその偏光面が
約４５度回転されて偏光ビームスプリッタに入射される
。偏光ビームスプリッタに入射される光ビームは、その
偏光面の回転角±φに応じて反射あるいは透過されてそ
れぞれ光検出器上に入射される。偏光ビームスプリッタ
で反射される光ビームの光強度をＩＲ％透過される光ビ
ームの光強度を■、とするとき、第９図に示されるよう
に、 ＩＲ”　Ｉｏ　５ｉｎ２（４５°＋φ）−１□　／２　
（ｃｏｓφ＋ｓｉｎφ）２１７　＝　Ｉａ　ｃｏｓ　２
（４５°＋φ）−１□／２（ｃｏｓφ−５ｉｎφ）２ であられされ、その反射光ビーム（ＩＲ）と透過光ビー
ム（ＩＴ）との光強度の差（Δ■）は、Δｌ−１０ｓｉ
ｎ２φであられされる。

したがって、偏光ビームスプリッタでの反射ビームの光
強度と透過ビームの光強度の差を検出することによって
偏光面の回転角φが検出され、それと同時に反射光ビー
ムの光強度と透過ビームの光強度の差に応じて情報記録
媒体上に記録された記録情報が再生される。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、情報記録媒体上に集光される光ビームの焦
点を”制御するための新たな焦点制御装置を備えた光学
ヘッドを提供することを目的とする。

またこの発明は光磁気記録媒体に記録された情報を読取
るための新たな情報再生装置をを提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の焦点制御装置は、被対象物に向けて光ビーム
を集光するための集光手段と、被対象物からの光ビーム
の光軸に対してその光学軸が互いに異なる角度で配置さ
れると共に、光ビームの偏光面が光ビームの光軸とその
光学軸を含む面に対して略４５度の角度で入射されるよ
うに配置され、入射される光ビームを互い略平行な複数
の光ビームに分岐する第１及び第２の複屈折体と、被対
象物に対する前記集光手段の位置を調整するために前記
複数の光ビームに応答する手段とを備えている。

更に情報記録媒体として光磁気記録媒体が備えられてい
るとき、この発明の焦点制御装置は光磁気記録媒体に向
けて光ビームを集光するための集光手段と、光磁気記録
媒体からの光ビームの光軸に対してその光学軸が互いに
異なる角度で配置され、入射される光ビームを異なる偏
光成分を有する略平行な第１及び第２の偏光ビームにそ
れぞれ分離する第１及び第２の複屈折体と、光磁気記録
媒体に対する集光手段の位置を調整するために第１の偏
光ビームに応答する手段と、′：Ａ１の偏光ビームの光
強度と第２の偏光ビームの光強度を比較して光磁気記録
媒体に記録された情報を読取るための手段を備えている
。

（作用） この発明の焦点制御装置に設けられている複屈折体から
出射される光ビームＬ１、Ｌ２及びＬ３の間隔は、各光
学部品の光軸のずれに影響されずに略一定に保たれる。

そのため組立て及び調整の容易な焦点制御装置が提供さ
れる。また復層折体は平行平板上に形成され、その入射
面及び出射面が光軸に垂直に配置される。そのため光学
部品の製造が容易になるとともにコストも低減される。

更に、この発明の装置においては同一の光検出器で検出
される信号炙利用して焦点制御、トラツキンング制御、
情報再生がなされ、特に光磁気記録媒体に記録された情
報は同一の光検出器上に照射された光ビームの検出信号
を利用して再生される。そのため従来の装置に比べてよ
りコンパクトな装置が提供される。

（実施例） 図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図にはこの発明の焦点制御装置を備える第１実施例
の光学ヘッドが示されている。

第１図に示される光学ヘッドにおいては、情報記録媒体
として光ディスクが備えられている。光ディスク１は、
ガラスあるいプラスチックスなどの円盤状の基板面に情
報記録媒体としてテルルあるいはビスマスなどの金属被
膜がコーティングされて形成される。円盤状の基板上に
は記録領域を定めるグループ５が同心円状に形成されて
いる。

光ディスク１に対向して光学ヘッド３が設けられ、記録
、再生及び検索時には、先ディスク１が線速一定で回転
駆動される。第１図の光ビームが照射される領域におい
て記録領域を規定するプルーブ５はＺ方向に延出されて
いる。

光学ヘッド３は光源としての半導体レーザ１１を備え、
半導体レーザ１１からはＺ方向に偏光面を有する発散性
のレーザビームＬが発生される。

レーザビームしは情報を光ディスク１の記録膜に書込む
記録時には書込むべき情報に応じて光強度が変調されて
発生され、また情報を光ディスク１の記録膜から読取る
再生時には一定の光強度で発生される。この半導体レー
ザ１１から発生された発散性の光ビームＬはコリメータ
レンズ１３によって平行光束に変換されてハーフプリズ
ム１４に導かれる。ハーフプリズム１４に導かれたレー
ザビームしは、ハーフプリズム１４を通過して対物レン
ズ１６に入射され、対物レンズ１６によってレーザビー
ムＬは、光ディスク１の記録膜に向けて集束される。

対物レンズ１６は、その先軸方向及び光軸と直交する面
内方向で移動可能に支持される。対物レンズ１６が光軸
上の最適位置、即ち合焦位置に配置されると、対物レン
ズ１６から発せられた集束性のレーザビームＬのビーム
ウェストが光ディスク１の記録膜の表面上に投射され、
それによって最少のビームが光デイスク上の記録膜の表
面上に形成される。一方、対物レンズ１６が光軸と直交
する面内（記録膜面に平行な面内）で最適位置、すなわ
ち合トラック位置に配置されると、光デイスク上に形成
されるビームスポットが記録領域として定められたトラ
ック上に正確に形成され、それによってトラックがレー
ザビームで追跡される。

この２つの状態（合焦状態・合トラック状態）が保たれ
ることによって情報の書込み及び読みだしが可能となる
。即ち、記録時には強度変調されたレーザビームによっ
て記録膜にピット等の状態変化が起こされ、再生時には
一定強度のレーザビームがピットなどで形成されたトラ
ック内の記録領域で強度変調されて反射される。

光ディスク１の記録膜で反射された発散性のレーザビー
ムしは、合焦時には対物レンズ１６によって平行光束に
変換されて、再びハーフプリズム１４に戻される。ハー
フプリズム１４で反射された光ビームは偏光面を所定角
度、好ましくは４５度回転させるための１／２波長板２
１に入射される。１／２波長板２１に入射された光ビー
ムは偏光面が４５度回転されて出射される。換言すると
、１／２波長板２１において光ビームの偏光面は紙面に
平行な平面（Ｚ−Ｙ平面）と、紙面に垂直で入射ビーム
に平行な平面（Ｘ−Ｚ平面）とに対し、互いに４５度を
なすように傾けられて出射される。

偏光面の傾けられた光ビームは、球面凸レンズ１７を透
過されてその光路上に配置された第１及び第２の複屈折
体２８．２９に入射される。第１及び第２の複屈折体２
８．２９は入射される光ビームの光路上に配置され、第
１及び第２の複屈折体２８．２９によって入射光ビーム
の略半分、すなわち紙面（Ｚ−Ｙ平面）に平行な偏光成
分の光ビームＬ３は透過され、同時に残りの略半分の光
ビーム、すなわち紙面に垂直な面（Ｘ−Ｚ平面）に平行
な偏光成分は複屈折によって光軸を境に２つの互いに平
行な第１の光ビームＬ１及び第２の光ビームＬ２に分岐
される。換言すると、入射された光ビームが略等しい強
度の光ビームに分離されるように、複屈折体２８．２９
の光学軸と光ビームの光軸を含む面は、人、射される光
ビームの偏光面に体して４５度傾けられて配置されてい
る。

第１及び第２の複屈折体２８．２９を透過された光ビー
ムＬ３、及び第１及び第２の複屈折体２８．２９で複屈
折されて透過される光ビームＬ１、Ｌ２は、集束されな
がら光検出器２０上に照射される。光検出器２０上に照
射された各光ビームは、その光強度に応じて光検出器２
０の光検出領域で電気信号に変換される。これらの電気
信号が所定の方法で処理されることによって、光デイス
ク上に集光される光ビームの焦点ぼけ状態、トラッキン
グずれ状態及び光デイスク上に記録された情報信号が検
出される。

例えば、光検出器２０の各光検出領域から発生された電
気信号は比較回路４１で処理され、それによって比較回
路４１からは焦点ぼけ状態に対応するフォー力ッシング
エラー信号が発生される。

その発生された信号に応じて駆動回路４４に電流が供給
され、それに応じてボイスコイル８に電流が供給されて
対物レンズ１６がその先軸方向に駆動されて光ビームの
焦点が制御される。また各光検出領域から発生された電
気信号は比較回路４２で処理され、それによって比較回
路４２からトラッキングずれに対応するトラッキングエ
ラー信号が発生される。そのトラッキング信号に応じて
トラッキング制御用の駆動回路４５に電流が供給されて
光学ヘッド３が対物レンズ１６の光軸に垂直な面内で直
線的に駆動され、それによって所定のトラックが光ビー
ムによって追跡される。更にコンパクトディスク（Ｃ−
Ｄ）のような情報記録媒体から記録情報に応じて光強度
変調されて各光検出領域で検出された信号は、信号処理
回路４３で処理され記録情報が情報読取り信号として再
生される。

複屈折体２８．２９及びその後方に配置された光検出器
２０の配置は第２図に示されている。

第２図において第１の複屈折体２８、第２の複面折体２
９は例えば方解石のような一軸結晶で構成され平行平板
形状を有している。各複屈折体はＸ−Ｚ平面に平行な側
面を有し、その側面は互いに入射ビームの光軸、即ち中
心軸に接するように配置される。このとき好ましくはそ
の側面が互いに接着されて一体的に形成される。また第
１の複屈折体２８及び第２の複屈折体２９の入射面及び
出射面は入射光ビームＬの光軸に垂直に配置される。更
に第１の複屈折体２８の第１の光学軸Ａ及び第２の複屈
折体２９の第２の光学軸Ｂは入射される光ビームＬの光
軸に対して互いに所定の角度を何するように配置される
。好ましくはその複屈折体の光学軸Ａ及びＢが互いに異
なる方向で向けられ、入射される光ビームの光軸に対し
て等しい角度を成すように配置される。

このように構成された複屈折体２８．２９に対して前に
述べた１／２波長板２１からは、好ましくは紙面（Ｙ−
Ｚ平面）と、紙面に垂直で入射光ビームの軸に平行な面
（Ｘ−Ｚ平面）とに対して互いに４５度（θ−４５°こ
の実施例においてφ−０）に傾けられた偏光面を有する
先ビームが入射される。偏光面が略４５度の傾けられた
断面円形状の光ビームＬが入射されることによって、入
射された光ビームの略半分の光強度のビームはｔ（屈折
体２８．２９を一直線に透過され、残りの略半分の光ビ
ームは、１（屈折体２８．２９でそれぞれｔ！雇折され
て透過される。さらに詳細に述べ゛ると、入射された光
ビームして紙面と平行な偏光成分の第２の偏光ビームと
しての光ビームＬ３は一直線に透過される。また残りの
紙面に垂直で光軸に平行な偏光成分の光ビームは、各複
屈折体２８．２９でそれぞれ複屈折されて第１の偏光ビ
ームとしての断面半月形状の光ビームＬ１、光ビームＬ
２とに分岐される。

このように、複屈折体２８．２９に入射された断面円形
状の光ビームＬは、複屈折体２８で複屈折されて出射さ
れる断面半円形状の先ビームＬ１、複屈折体２９で複屈
折されて出射される断面半円形状の光ビームＬ２、複屈
折体２８．２９を真直ぐに透過される断面円形状の光ビ
ームＬ３の３つの光ビームに分割される。なおこの複屈
折体２８．２９が互いに接する側面の延出方向（Ｘ方向
）は、光デイスク１上のグループ５での光ビームの回折
によって投影される回折像の投影方向（Ｙ方向）と垂直
となるように設置されている。また第１及び第２の複屈
折体２８．２９の光学軸Ａ及びＢが入射される光ビーム
の光軸に対して所定の角度に配置されることによって複
屈折体２８．２９で複屈折された第１の偏光ビームとし
ての光ビームは、互いに入射光ビームＬの光軸に対して
略平行で且つＸ方向に所定間隔りを有する第１及び第２
の光ビームＬ１、Ｌ２に分岐される。また同時に複屈折
体２８．２９に偏光面の傾けられた光ビームが入射され
ることによって複屈折体２８．２９に入射された光ビー
ムの一部は複屈折されずに第２の偏光ビームとして（光
ビームＬ３）透過される。

複屈折体における光ビームの複屈折現象は第３図を参照
して詳細に説明される。複屈折体２９（２８）の入射面
及び出射面が入射される光ビームの光軸に垂直に配置さ
れ、加えてその複屈折体２９　（２ｇ）の光学軸Ａが入
射される光ビームＬの光軸に垂直な面からＺ方向に所定
の角度で傾けられている場合、一般に複屈折体２９　（
２８）に入射された光ビームＬのうち主断面に垂直な振
動面を有する光ビームＬｂ（常光線）は通常の屈折の法
則に従うため真直ぐに透過される。また複屈折体２９　
（２８）に入射された光ビームのうち主断面に平行な振
動面を有する光ビームＬａ（異常光線）は通常の屈折の
法則に従わない。そのため光ビームＬａは複屈折体の境
界面で複屈折されて常光線Ｌｂに対して略平行に出射さ
れる。

次に第４図を参照して一対の複屈折体が配置されている
場合について考察する。一対の複屈折体は同−形状及び
同一特性を有し、その光学軸Ａ１Ｂが入射光ビームＬの
光軸に対して互いに異なる方向で等しい角度に予め定め
られる。この一対の複屈折体２８．２９へ光軸と光学軸
を含む面（主断面）に振動面を有する偏光ビームＬが入
射されると、複屈折体２８．２９を透過される光ビーム
はすべて複屈折される。その結果一方の複屈折体２８に
入射された光ビームは複屈折されて入射光よりも僅かに
上方に変位されて出射される（光ビムＬｌ）。他方の複
屈折体２９に入射された先ビームは複屈折されて入射光
よりも僅かに下方に変位されて出射される（光ビームＬ
２）。他方、主断面に垂直な光ビームが入射されたとき
には、第１及び第２の複屈折体２８．２９に入射された
光ビームは真直ぐに透過される。なおこの実施例におい
ては、主断面に垂直な振動面を有する常光線Ｌｂと、主
断面に振動面を有する異常光線Ｌａとの光強度比が略一
定になるように、入射される光ビームの偏光面の角度が
予め設定されている。

このようにして複屈折体２８．２９からは互いに〒行な
複屈折された第１及び第２の光ビームＬ１、Ｌ２、及び
第３の光ビームＬ３が出射される。

このように第１及び第２の複屈折体２８．２９から出射
される第１及び第２の光ビームＬ１、Ｌ２、及び第３の
光ビームＬ３の間隔は、各光学部品の光軸方向のずれに
影響されずに略一定に保たれる。そのため組立て及び、
調整の容易な焦点制御装置が提供される。

またこの発明において、複屈折体は平行平板形状に形成
され、その入射面及び出射面が光軸に垂直に配置される
。そのためプリズム及び傾斜を付けて配置したガラス等
の平行平板に比べて取付けが容易であり、それに応じて
製造性も高くなりコストも低減される。

また複屈折体２８．２９は互いにその側面で接着されて
一体化されているため組立て及び調整がさらに容易とな
る。なおこの実施例においては、略等しい光強度Ｌ１及
びＬ２、Ｌ３に分離されるように入射される光ビームの
偏光面の角度に設定されているが、たとえ同じ光強度の
光ビームに分離されないとしても同様に測定可能である
。

複屈折された第１の偏光ビーム（第１及び第２の光ビー
ムＬ１、Ｌ２）及び第２の偏光ビーム（第３の光ビーム
）の入射される光検出器の一実施例は第５図及び第６図
に示されている。

第５Ａ図乃至第５Ｃ図には光検出器の第１の実施例が示
され、第５Ｂ図には合焦時における光検出器上のスポッ
ト像が示され、第５Ａ図及び第５Ｃ図には非合焦時にお
ける光検出器上のスポット像が示されている。光検出器
２０の光検出領域は、複屈折体２８で複屈折されて透過
された光ビームＬ１を電気信号に変換する光検出領域２
０Ａ１２０Ｄ及び第２の複屈折体２９で複屈折されて通
過された先ビームＬ２を電気信号に変換する光検出領域
２０Ｂ、２０Ｃと、第１及び第２の複屈折体２８．２９
を複屈折されずに透過された光ビームＬ３を電気信号に
変換する光検出領域２０Ｅ、２０Ｆで構成されている。

これらの光検出領域を備える光検出器において、第１の
光ビームＬ１を検出する光検出領域２ＯＡ、２０Ｄ及び
第２の光ビームを検出する光検出領域２０Ｂ、２０Ｃは
、それぞれ先非検出領域としての縦方向（Ｘ方向）の基
準線２６．２７によって２分割されている。

また第３の光ビームＬ３を検出する光検出領域２０Ｅ、
２０Ｆは、先非検出領域としての横方向（Ｙ方向）の基
準線２５によって２分割され、その両側、すなわち光検
出領域２ＯＡ、２０Ｄと光検出領域２０Ｂ、２０Ｃとの
境界は、分割線２３と２４とによって分離されている。

この互いに分離されている光検出領域２ＯＡ乃至２０Ｆ
の出力は、焦点補正、トラッキング補正、及び情報再生
に利用される。

対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置にある場合
は、光検出器には第５Ｂ図に示すようなビームスポット
が投影される。第１の複屈折体２８で複屈折された光ビ
ームＬ１は、光検出領域２ＯＡ、２０Ｄに半円形状のビ
ームスポットＳ１として投影される。他方、複屈折体２
９を通過した光ビームは光検出領域２０Ｂ、２０Ｃに反
対向きの半円形状のビームスポットｓ２として投影され
る。各半円像が投影される光検出領域２０Ａ。

２０Ｄ及び光検出領域２０Ｂ、２ＯＣ上には、左右の光
検出領域に等しい強度で投影されるように先非検出領域
としての分割線２１及び２２が予め定められている。言
替えるならば、光検出領域２０Ａ〜２０Ｄで検出される
出力をそれぞれ■〜■とすると、分割線２１及び２２の
位置は、合焦時においてフォー力ッシングエラー信号（
Ｆ、Ｅ信号）が０に等しくなる位置、即ちＦ、Ｅ−１（
■＋■）−（■＋■））−〇の条件を満たすように設定
される。

また対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置から離
れた場合は、第５Ａ図に示されるように、投影される２
つの半円像は、合焦時の像よりも小さく形成され、出力
はＦ、Ｅ＞０となる。逆に対物レンズ１６が光ディスク
に対し合焦位置に近づいた場合、第５Ｃ図に示されるよ
うに第１のグループと第２のグループに投影された２つ
の半円像は合焦時の像よりも大きく形成され、出力はＦ
、Ｅ＜０となる。

一方光検出領域２ＯＡ、２０Ｄと光検出領域２０Ｂ、２
０Ｃの間に配置されている一光検出領域２０Ｅ、２０Ｆ
上には、複屈折体２８．２９で複屈折されずに透過され
る断面円形状の先ビームＬ３のビームスポットＳ３が形
成される。ビームスポット上には光デイスク１上の案内
溝５の回折によって生ずる回折像が現れる。この回折像
の延出方向と平行となるように光検出領域の非検出領域
としての基準線２５が予め設定されている。そのため光
ビームのトラック上のずれは、光検出領域２０Ｅ、２０
Ｆの出力信号■〜■に対して、トラッキングエラー信号
（Ｔ、Ｅ）−（（■−■））を比較処理することによっ
て検出される。比較された信号のその差信号すなわちト
ラック位置のずれ信号に応じて対物レンズの位置が光デ
ィスクに対して調整される。

さらにまた光デイスク上に記録された情報は、記録面で
反射される光ビームが強度変調されて光検出器上に現れ
る。そのため光検出器上の信号の強度変化を検出するこ
とによって読取られる。すなわち情報読取り信号は例え
ば 情報再生信号−（■＋■＋■＋■＋■＋■）を検出する
ことによって得られる。

第６Ａ図乃至第６Ｃ図には光検出器の第２の実施例が示
されている。第６Ｂ図には合焦時における光検出器上の
スポット像が示され、第６Ａ図及び第６Ｃ図には非合焦
時における光検出器上のスポット像が示されている。光
検出器２０の光検出領域は、１！屈折体２８で複屈折さ
れて透過された光ビームＬ１を電気信号に変換する光検
出領域２０Ｇ、２０Ｊ及び第２の複屈折体２９で複屈折
されて通過された光ビームＬ２を電気信号に変換する光
検出領域２０Ｈ，２０１と、第１及び第２の複屈折体２
８．２９を複屈折されずに透過された光ビームＬ３を電
気信号に変換する光検出領域２０に、２ＯＬで構成され
ている。この実施例の光検出領域においては、第１の光
ビームＬ１を検出する光検出領域２０Ｇ、２０Ｊ及び第
２の光ビームを検出する光検出領域２０Ｈ，２０１は、
それぞれ先非検出領域としての縦方向（Ｘ方向）の基準
線２８．２９によって２分割されている。

また第３の光ビームＬ３を検出する光検出領域２０に、
２ＯＬは先非検出領域としての横方向（Ｙ方向）の基準
線２５によって２分割されてその両側、すなわち光検出
領域２ＯＡ、２０Ｄと光検出領域２０Ｂ、２０Ｃとの境
界は分割線２３と２４によって分離されている。この互
いに分離されている検出領域２０Ｇ〜２ＯＬの出力は、
焦点補正、トラッキング補正、及び情報再生に利用され
る。

対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置にある場合
は、光検出器には第５Ｂ図に示すようなビームスポット
が投影される。すなわち第１の複屈折体２８で複屈折さ
れた光ビームＬ１は、光検出領域２０Ｇ、２０Ｊの間の
非検出領域としての基準線２８を中心に微少面積の円形
ビームスポットＳ１として投影される。他方、複屈折体
２９で複屈折された光ビームＬ２もまたは光検出領域２
０Ｈ，２０１の間の非検出領域としての基準線２９を中
心に微少１Ｉｉｌｉ積の円形ビームスポットＳ２として
投影される。各微少円形像が投影される光検出領域２０
Ｇ、２０Ｊ及び光検出領域２０Ｈ１２０１上には、左右
の光検出領域に等しい強度で投影されるように先非検出
領域としての分割線２８及び２９が予め定められている
。言替えるならば、光検出領域２０Ｇ〜２０Ｊで検出さ
れる出力をそれぞれ■〜■とすると、分割線２８及び２
９の位置は、合焦時においてフォー力ッシングエラー信
号（Ｆ、Ｅ信号）が零に等しくなる位置、即ちＦ、Ｅ−
１（■＋■）−（■＋■））−〇の条件を満たすように
設定される。

また対物レンズ１６が光ディスクに対し合焦位置から離
れた場合は、第６Ａ図に示されるように、光検出領域２
０Ｇ及び光検出領域２０１上には、合焦時の像よりも大
きい半月形の像が形成される。このときフォー力ッシン
グエラー信号はＦ、Ｅ＞０となる。逆に対物レンズ１６
が光ディスクに対し合焦位置に近づいた場合、第６Ｃ図
に示されるように、光検出領域２０Ｊ及び光検出領域２
ＯＨ上には、合焦時の像よりも大きい半月形の像が形成
される。このときフォー力ッシングエラー信号はＦ、Ｅ
ｇｏとなる。第６Ａ図及び第６０に示される２つの半円
像は合焦時の円形像よりも大きく形成される。

一方光検出領域２０Ｇ、２０Ｊと光検出領域２０Ｈ１２
０１の間に配置されている光検出領域２０に、２ＯＬ上
には、複屈折体２８．２９で復層折されずに透過される
断面円形状の光ビームＬ３のビームスポットＳ３が形成
される。このビームスポット形状及びこのビームスポッ
トを利用したトラッキングエラー信号の検出は、第５図
に示される光検出器と同様の方法で処理される。さらに
また光デイスク上に記録された情報の再生もまた第５図
に示される光検出器と同様の方法で処理される。

上に述べた実施例には、記録された情報を光強度変調さ
れた光ビームによって読取るコンパクトディスク（Ｃ−
Ｄ）のような情報記録媒体が説明されている。しかしな
がらこの発明の焦点制御装置においては、記録情報を偏
光面の回転された光ビームとして読取る光磁気ディスク
のような情報記録媒体が利用されてもよい。光磁気ディ
スクからはその記録面でおこされるファラデー効果又は
カー効果などの光磁気効果を利用して情報が再生される
。このことを詳細にのべると、光磁気ディスクの片面に
は磁性体の薄膜がコーティングされている。情報が記録
されていないとき、光磁気ディスク上の磁性体の薄膜は
その面に垂直な一方の方向に磁化されている。記録時に
おいては記録されるべき情報に応じて強度変調された先
ビームが入射されると共に、記録面と垂直で記録面が磁
化されている方向と反対方向に外部から静磁界が与えら
れる。これによって光ビームの照射された領域の磁性体
の保持力が外部磁界・より弱められたときに、その磁性
体の磁気モーメントの向きが反転されて情報が磁気モー
メントの向きとして記録媒体−Ｌに記録される。一方こ
のようにして記録された光磁気ディスクから情報を読取
るとき、半導体レーザなどから光記録媒体に向けて直線
偏光された一定強度の光ビームが出射される。直線偏光
された光ビームは光磁気記録媒体上の記録面に照射され
て透過又は反射される。透過又は反射されるとき記録面
に照射された光ビームの偏光面は、記録面の磁気モーメ
ントの向きに応じてわずかに角度±φで回転されて透過
又は反射される。この現象（ファラデー効果又はカー効
果などの光磁気効果）を利用することによって情報が再
生される。

再び第１図及び第２図を参照して、情報記録媒体として
光磁気ディスク（ＭＯＤ）が備えられるときの、再生信
号を含む光ビームの検出方法とその処理方法を説明する
。

第１図において半導体レーザなどの光源１１から一定強
度で例えばＺ方向に偏光面を有する光ビームＬが発生さ
れる。この光ビームＬはコリメータレンズ１３によって
平行光束に変換されてハーフプリズム１４に導かれる。

ハーフプリズム１４に導かれた光ビームＬは、透過され
て対物レンズ１６で集光されて光磁気ディスク１の垂直
磁化膜に照射される。垂直磁化膜上に照射された光ビー
ムは反射されて発散性の光ビームとして対物レンズ１６
に再び戻される。垂直磁化膜上で光ビームが反射される
際、入射光ビームは垂直磁化膜の磁化方向に応じてその
偏光面が回転される。すなわち例えば２方向又はＸ方向
に偏光面を宵して入射された光ビームは、光磁気効果に
よってその偏光面が基準面に対してわずかに角度（＋φ
°）又は角度（−φ°）で回転されて出射される。偏光
面の回転されて出射された光ビームは、ハーフプリズム
１４に戻されてその接合面で反射される。ハーフプリズ
ム１４で反射された光ビームは偏光面を所定角度、好ま
しくは４５度回転させるための１／２波長板２１に入射
される。１／２波長板２１に入射された光ビームは偏光
面が４５度回転されて出射される。換言すると、１／２
波長板２１において光ビームの偏光面は紙面に平行な平
面（Ｚ−Ｙ平面）と、紙面に垂直で入射ビームに平行な
平面（Ｘ−Ｚ平面）とに対して互いにθ−（４５±φ）
０で回転されて出射される。より正確に述べると、光磁
気ディスクの垂直磁化膜で反射されて戻される光ビーム
は、カー効果によってその偏光面がわずかに回転角（＋
φ°）又は回転角（−φ°）で回転されて出射される。

そのため１７２波長板から出射される光ビームの偏光面
もそれに応じて紙面に平行な平面（Ｚ−Ｙ平面）と、紙
面に垂直で入射ビームに平行な平面（Ｘ−Ｚ平面）とに
対してθ−（４５＋φ）°又はθ−（４５−φ）０で傾
けられる。偏光面の傾けられた光ビームは、球面レンズ
１７を透過されれてその光路上に配置された第１及び第
２の複屈折体２８．２９に入射される。第１及び第２の
複屈折体２８．２９は入射される光ビームの光路上に配
置され、第１及び第２の複屈折体２８．２９によって入
射ビームの一部、すなわち紙面（Ｚ−Ｙ平面）に平行な
偏光成分の光ビームＬ３は透過され、同時に残りの光ビ
ームすなわち紙面に垂直な面（Ｘ−Ｚ平面）に平行な偏
光成分は複屈折によって光軸を境に２つの互いに平行な
第１の光ビームＬ１及び第２の光ビームＬ２に分岐され
る。なお光磁気ディスクの垂直磁化膜から反射されて戻
される光ビームは、光磁気効果によって１／２波長板２
１でその偏光面が紙面に平行な平面（Ｚ−Ｙ平面）と、
紙面に垂直で入射ビムに平行な平面（Ｘ−Ｚ平面）とに
対してθ−（４５＋φ）°又はθ−（４５−φ）°で傾
けられる。そのため回転角が＋φか又は−φかに応じて
紙面（Ｚ−Ｙ平面）に平行な偏光成分の光強度と紙面に
垂直な面（Ｘ−Ｚ平面）に平行な偏光成分の光強度との
比が異なる。このようにして第１及び第２の複屈折体２
８．２９を真直ぐ透過される光ビームＬ３、及び第１及
び第２の複屈折体で准屈折されて透過される光ビームＬ
１、Ｌ２は集束されながら光検出器２０上に照射される
。

光検出器２０上に照射された光ビームは、その光検出領
域で電気信号に変換されて所定の方向で処理される。光
検出器２０の光検出領域上には光ビームによって第５図
及び第６図と同一のビームスポットが形成される。その
ため、例えば焦点制御及びトラッキング制御は第７図に
説明した方法と同様の信号処理方法で制御される。一方
、光磁気記録媒体に記載された情報の読取りは、読取り
情報に対応する垂直磁化膜の回転角（＋φ又は−φ）に
応じて変化される、紙面（Ｚ−Ｙ平面）に平行な偏光成
分の光強度と紙面に垂直な面（Ｘ−Ｚ平面）に平行な偏
光成分の光強度とを比較することによって検出される。

換言すると、光ビームＬ３の光強度と光ビームＬ１、Ｌ
２の光強度との差信号を検出することによって光ディス
ク１　（ＭＯＤ）上の情報は読取られる。光検出領域２
ＯＡ乃至２０Ｆ上（光検出領域２０Ｇ乃至２ＯＬ）で検
出される信号を■〜■とすると光磁気ディスク用（ＭＯ
Ｄ用）の情報再生信号は、 情報再生信号（ＭＯＤ用） −（（■＋■＋■＋■）−（■＋■））であられされる
。

このＭＯＤ用の情報再生信号は第１図に示した１５号処
理回路５０に供給されて所定の方法で処理される。

次に第７図を参照して光検出器で検出された電気信号の
処理回路について説明する。光検出領域２ＯＡ及び２０
Ｃ（２０Ｇ及び２０■）の出力は増幅回路３１Ａに供給
される。光検出領域２０Ｂ及び２０Ｄ　（２０Ｈ及び２
０Ｊ）の出力は増幅回路３１Ｂに供給される。光検出領
域２０Ｅ（２０Ｋ）の出力は増幅回路３１Ｃに供給され
る。光検出領域２０Ｆ　（２ＯＬ）の出力は増幅回路３
１Ｄにそれ供給される。各増幅器３１Ａ〜３１Ｄに供給
された各信号はそれぞれ増幅されて加算回路３６に供給
される。加算回路３６で加算された信号、すなわち情報
記録媒体で光強度変調される情報再生信号は、図示しな
い制御回路に供給される。

増幅回路３１Ａの出力及び増幅回路３１Ｂの出力は、フ
ォー力ッシング制御信号を駆動回路４４に供給するため
に利用される。すなわち増幅回路３１Ａの出力は比較回
路４１の反転入力端に供給され、増幅回路３１Ｂの出力
は比較回路４１の非反転入力端に供給される。比較回路
４１において光検出領域２ＯＡ、２０Ｃの検出信号の加
算結果と光検出領域２０Ｂ、２０Ｄの検出信号の加算結
果とは比較され、その差信号に応じた出力即ち、フォー
カス制御信号がフォー力ッシング用の駆動回路４４にフ
ィードバックされる。駆動回路４４にフィードバックさ
れる焦点ぼけ検出信号に応じて対物レンズ１６をその先
軸方向に駆動するコイル（図示しない）に電流が供給さ
れる。供給された電流に応じて対物レンズ１６が駆動さ
れて焦点ぼけが補正される。

増幅回路３１Ｃの出力及び増幅回路３１Ｄの出力は、ト
ラッキング制御信号（Ｔ−Ｅ）を駆動回路４５に供給す
るために利用される。増幅回路３１Ｃの出力は比較回路
４２の反転入力端に供給され、増幅回路３１Ｄの出力は
比較回路４２の非反転入力端に供給される。比較回路４
２において、光検出領域２０Ｅの検出出力と光検出領域
２０Ｆの検出出力の加算結果とは比較され、その差に応
じた出力即ち、トラッキングずれ検出信号が駆動回路４
５にフィードバックされる。駆動回路４５にフィードバ
ックされるトラッキング制御信号に応じて対物レンズ１
６をその先軸に垂直な平面内で駆動するコイルに（図示
しない）電流が供給される。これにより対物レンズ１６
が駆動されてトラッキングずれが補正される。

加算回路３６の出力は信号処理回路４３に供給される。

この信号処理回路４３に供給された光検出信号は、コン
パクトディスク（Ｃ−Ｄ）のように記録情報が光強度変
調された反射される情報記録媒体から情報を再生するた
めに利用される。

さらにまた光磁気記録媒体（ＭＯＤ）から情報が読取ら
れるべきときには、増幅回路３１Ａの出力及び増幅回路
３１Ｂの出力が比較回路４８の反転入力端に供給され、
増幅回路３１Ｃの出力及び増幅回路３１Ｄの出力が比較
回路４８の非反転入力端に供給される。したがって比較
回路４８において、光検出領域２ＯＡ乃至２０Ｄの検出
信号の加算結果と光検出領域２０Ｅ及び２０Ｆの検出信
号の加算結果とが比較されて情報再生信号に相当するそ
の差信号が検出される。この差信号が信号処理回路５０
で処理されることによって光磁気記録媒体に記録された
情報が再生される。

上述した焦点制御装置においては、半導体レーザ１１か
ら発生された発散性のレーザビームＬは、コリメータレ
ンズ１３によって平行光束に変換され、ハーフプリズム
１４に導かれる。このハーフプリズム１４に導かれたレ
ーザ光りは、このハーフプリズム１４を通過した後に対
物レンズ１６に入射される。入射された光ビームは対物
レンズ１６によって光ディスク１の記録膜に向けて集光
される。

情報の記録においては、光デイスク１上へ強光度の変調
されたレーザビーム（記録ビーム）が照射されることに
より光デイスク１上のトラックにピットが形成される。

情報の再生においては、弱光度の定常レーザビーム（再
生ビーム光）が光デイスク１上に照射されビットによっ
て強度変調される。再生ビームに対する光ディスク１か
らの反射光は対物レンズ１６によって・「行光束に変換
されて再びハーフプリズム１４に戻される。そして、ハ
ーフプリズム１４で反射されたレーザビームしは、１／
２波長板２１を透過されて、その偏光面が傾けられる。

偏光面の傾けられた光ビームは、球面凸レンズ１７を通
過されて第１及び第２の複屈折体２８．２９に入射され
る。第１及び第２の複屈折体２８．２９に入射された光
ビームのうち、その略半分の光ビーム、すなわち紙面に
平行な偏光成分の第３の光ビームＬ３は真直ぐに透過さ
れて光検出器２０の光検出領域２０Ｅ、２０Ｆ上に照射
される。また残りの紙面に垂直な偏光成分の先ビームは
複屈折されて入射ビームの光軸、すなわち複屈折体２８
．２９の接合面を境にして互いに反対方向に複屈折され
て略平行な第１の光ビームＬ１及び第２の光ビームＬ２
に分岐される。第１の複屈折体２８で複屈折されて透過
される光ビームＬ１は光検出領域２ＯＡ、２ＯＤ上に照
射され、また第２の複屈折体２９で複屈折されて透過さ
れる光ビームＬ１は光検出領域２０Ｂ、２ＯＣ上に照射
される。その結果、照射光に応じた信号が光検出領域２
０Ａ〜２０Ｆから出力され、それらの信号が増幅回路３
１Ａ〜３１Ｄに供給される。

このような状態におけるフォーカシング動作について説
明する。すなわち、上記増幅回路３１Ａ１３１Ｂからの
信号は比較回路４１に供給される。

これにより比較回路４１において、上記光検出領域２Ｏ
Ａ、２０Ｃの検出信号の加算結果と上記光検出領域２０
Ｂ、２０Ｄの検出信号の加算結果とが比較され、その差
信号つまり焦点制御信号が駆動回路４４にフィードバッ
クされる。駆動回路４４にフィードバックされた焦点制
御信号に応じてコイル（図示しない）に電流が供給され
る。供給された電流に応じて対物レンズ１６が光軸方向
に駆動されて光ビームのフォーカス状態が制御される。

まなトラッキング動作について説明する。すなわち増幅
回路３１Ｃ，３１Ｄからの信号は比較回路４２に供給さ
れる。これにより光検出領域２０Ｅと検出領域２０Ｆの
検出信号の加算結果とは、比較回路４２で比較されてそ
の差に応じた出力つまりトラッキング制御信号が駆動回
路４５にフィードバックされる。トラッキング制御信号
に応じて駆動回路４５からコイル（図示しない）に電流
が供給される。供給された信号に応じて対物レンズ１６
はその先軸に垂直な平面上で駆動され光ビームのトラッ
キング位置が制御される。

次に情報の再生について説明する。記録情報が光強度変
調された反射光ビームとして現れるコンパクトディスク
（Ｃ−Ｄ＞のような情報記録媒体から情報を再生すると
きには、半導体レーザ１１から一定の光強度のレーザビ
ームＬが発生される。

記録された情報に応じて再生ビーム光全体は強度変調さ
れて光検出器に入射される。光検出器の光検出領域２０
Ａ〜２０Ｆの出力は増幅回路３１Ａ１３１Ｂ、３１Ｃ，
３１Ｄに供給される。増幅回路３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ
，３１Ｄの総出力が信号処理回路４３で処理されること
によって記録されたデータは再生される。

さらにまた光磁気ディスクのように記録情報が光ビーム
の偏光面の回転としてあられれ光磁気ディスクのような
情報記録媒体から情報を再生するときには、半導体レー
ザ１１から一定強度の直線偏光されたレーザビームＬが
発生される。記録された情報に応じて再生ビームの偏光
面が回転され、その偏光面の回転に応じて複屈折体２８
．２９を真直ぐに透過される光ビームＬ３の光強度と、
複屈折されて透過される先ビームＬ１、Ｌ２の光強度の
差信号が変化される。そのため光検出領域２ＯＡ乃至２
０Ｄの総信号に相当する増幅回路３１Ａ、３１Ｂの総出
力は比較回路４８の反転入力端に供給され、他方光検出
領域２０Ｅ乃至２０Ｆの総信号に相当する増幅回路３１
Ｃ１３１Ｄの総出力は他方の非反転入力端に供給される
。比較回路４８において各信号は比較され、その差信号
が信号処理回路５ｏで処理されることによって光磁気デ
ィスクに記録されたデータは再生される。

この発明の焦点制御装置においては、情報記録媒体から
の光ビームが複屈折体において容易に略同じ光強度の光
ビームに分岐されるように、偏光面を４５度回転するた
めの１／２波長板２１が配置されている。しかしながら
１／２波長板２１は必ずしも配置されなくてもよい。た
とえまた偏光面が正確に４５度に設定されないとしても
焦点制御、トラッキング制御、情報の再生は可能となる
。

（発明の効果） この発明の焦点制御装置に設けられた入る複屈折体から
出射される光ビームＬ１、Ｌ２、及びＬ３の間隔は、各
光学部品の光軸方向のずれに影響されずに略一定に保た
れる。っそのため組立て及び調整の容易な焦点制御装置
が提供される。また複屈折体は平行平板形状に形成され
、その入射面及び出射面が光軸に垂直に配置される。そ
のため光学部品の製造が容易となるとともにコストも低
減される。

またこの発明の装置においては同一の光検出器で検出さ
れる信号を利用して焦点制御、トラッキング制御、情報
再生がなされ、特に光磁気記録媒体に記録された情報は
同一の光検出器上に照射された光ビームの検出信号を利
用して再生さ″れる。

そのため従来の装置に比べてコンンバクトな装置が提供
される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の焦点制御装置を備える光学ヘッドの
正面図、第２図はこの発明の焦点制御装置の要部を示す
斜視図、第３図は複屈折体に入射される光ビームの光路
図、第４図は異なる角度で傾けられた光学軸を有する２
つの複屈折体に入射される光ビームの光路図、第５Ａ図
乃至第５Ｃ図は合焦状態及び非合焦状態における光ビー
ムのビームスポット形状を示す第２図に示した光検出器
の正面図、第６Ａ図乃至第６Ｃ図は合焦状態及び非合焦
状態における光ビームのビームスポット形状を示す第２
図に示した光検出器の他の実施例の正面図、第７図は第
５図及び第６図の光検出器で検出された信号の処理方法
を示す電気回路図、第８図は従来の焦点制御装置を備え
る光磁気記録再生装置の正面図、第９図は第８図の１／
２波長板に入射され光ビームの偏光状態を示す図である
。 １・・・情報記録媒体（光ディスク、光磁気ディスク）
、８・・・ボイスコイル、１１・・・半導体レーザ、１
４・・・ハーフプリズム、１６・・・対物レンズ、２０
・・・−光検出器、２ＯＡ乃至２０Ｆ　（２０Ｇ乃至２
０Ｌ）・・・光検出領域、２１〜２５・・・基準線、２
８．２９・・・複屈折体、Ｌ、Ｌｌ、Ｌ２、Ｌ３・・・
光ビーム、Ｓｌ、Ｓ２、Ｓ３・・・ビームスポット出願
人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被対象物に向けて光ビームを集光するための集光
   手段と、 前記被対象物からの光ビームの光軸に対してその光学軸
   が互いに異なる角度で配置されると共に、前記光ビーム
   の偏光面が光ビームの光軸とその光学軸を含む面に対し
   て略４５度の角度で入射されるように配置され、入射さ
   れる光ビームを互い略平行な複数の光ビームに分岐する
   第１及び第２の複屈折体と、 前記被対象物に対する前記集光手段の位置を調整するた
   めに前記複数の光ビームに応答する手段とを備えること
   を特徴とする焦点制御装置。
2. （２）光磁気記録媒体に向けて光ビームを集光するため
   の集光手段と、 前記光磁気記録媒体からの光ビームの光軸に対してその
   光学軸が互いに異なる角度で配置され、入射される光ビ
   ームを異なる偏光成分を有する略平行な第１及び第２の
   偏光ビームにそれぞれ分離する第１及び第２の複屈折体
   と、 前記光磁気記録媒体に対する前記集光手段の位置を調整
   するために前記第１の偏光ビームに応答する手段と、 前記第１の偏光ビームの光強度と第２の偏光ビームの光
   強度を比較して光磁気記録媒体に記録された情報を読取
   るための手段を備えることを特徴とする焦点制御装置。