JPH06124463A - 光学式記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コマ収差を低減し、フォーカスサーボを安定
化する。 【構成】 偏光ビームスプリッタ２１を、一辺から対抗
する他辺へ向けて厚さを増すくさび型の板状に構成し、
入射光に対して、厚さの厚い側が光の透過方向へ向くよ
う傾ける。第１の受光素子２２に照射される透過光の光
路長が統一となり、コマ収差が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光磁気ディス
ク等に記録されている情報の再生信号から、フォーカス
エラー信号等を得るのに用いて好適な光学的記録再生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来における光学式記録再生装
置の集光光学系の構成を示す構成図である。光磁気ディ
スクの情報を再生する場合、半導体レーザ１から光を発
光させる。半導体レーザの光は、コリメータレンズ２で
平行光にされ、ビームスプリッタ３を経て、対物レンズ
４で集光され、光磁気ディスク５上の情報記録部位に照
射される。光磁気ディスク５から反射する反射光は、対
物レンズ４で平行光にされ、ビームスプリッタ３を経て
進行方向を換えられ、１／２波長板６で偏光面を回転さ
れた後、収束レンズ７で収束される。

【０００３】収束レンズ７で収束された光は、平行平板
状の偏光ビームスプリッタ８を経て非点収差され、一方
は偏光ビームスプリッタ８を透過し、受光素子（４分割
光検出器）９へ照射され、他方は偏光ビームスプリッタ
８から反射し、受光素子（２分割光検出器）１０へ照射
される。

【０００４】受光素子９及び１０は、それぞれ照射され
た光を出力信号に変換し、所定の演算回路（図示せず）
に出力する。そして、所定の演算の後、フォーカスエラ
ー信号、トラッキングエラー信号、及び、情報の再生信
号が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来においては、偏光
ビームスプリッタ８が平行平板状であるため、受光素子
９へ照射される光の光路長が不統一になり、コマ収差が
発生する。

【０００６】このため、図１０に示すように、受光素子
９の受光面に照射される光のスポット形状は、各種の点
において（同図（ａ）は近点、同図（ｂ）は合焦点、同
図（ｃ）は遠点のスポット形状を示す）、いずれも歪み
を生じてしまう。

【０００７】この結果、フォーカスエラー信号の波形
は、上下非対象のカーブとなり、フォーカスサーボが不
安定になる課題がある。

【０００８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、コマ収差を低減し、フォーカスサーボの
安定化を図るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光学式
記録再生装置は、一辺から対抗する他辺へ向けて厚さが
増加する透明体から成り、例えば、光磁気ディスク５等
の記録媒体からの反射光を互いに異なる２つの偏光成分
の光に分離する光学素子としての偏光ビームスプリッタ
２１と、前記偏光ビームスプリッタ２１の透過光を受光
する第１の受光素子２２と、前記偏光ビームスプリッタ
２１の反射光を受光する第２の受光素子２３と、前記第
１の受光素子２２または第２の受光素子２３の出力か
ら、フォーカスエラー信号を検出する演算回路２４とを
備えることを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の光学式記録再生装置は、
前記偏光ビームスプリッタ２１が、前記光磁気ディスク
５からの反射光の光軸に対して斜めに傾けられ、厚さの
厚い側が光の透過方向へ向けられて配置されることを特
徴とする。

【００１１】請求項３に記載の光学式記録再生装置は、
前記偏光ビームスプリッタ２１が、前記光磁気ディスク
５からの反射光を互いに９０°未満の角度を向く２つの
偏光成分の光に分離する角度で配置されることを特徴と
する。

【００１２】請求項４に記載の光学式記録再生装置は、
前記偏光ビームスプリッタ２１が、前記光磁気ディスク
５からの反射光に含まれるトラック列に対して所定の角
度で傾斜して配置されることを特徴とする。

【００１３】請求項５に記載の光学式記録再生装置は、
前記第１及び第２の受光素子２２及び２３が、各々受光
面を略同一方向に向けて配置されることを特徴とする。

【００１４】請求項６に記載の光学式記録再生装置は、
前記第１及び第２の受光素子２２及び２３が、１つの基
板上に形成されることを特徴とする。

【００１５】請求項７に記載の光学式記録再生装置は、
前記第１及び第２の受光素子２２及び２３が、１つの半
導体ウェーハから形成された１チップの受光素子から構
成されることを特徴とする。

【００１６】

【作用】請求項１に記載の光学式記録再生装置において
は、偏光ビームスプリッタ２１の構造が、一辺から対抗
する他辺へ向けて厚さを増す構造であるので、光磁気デ
ィスク５からの反射光の光路長が統一され、コマ収差が
低減される。この結果、フォーカスサーボが安定する。

【００１７】請求項２に記載の光学式記録再生装置にお
いては、偏光ビームスプリッタ２１が、厚さの厚い側を
光の透過方向へ向け、光磁気ディスク５からの反射光の
光軸に対して斜めに傾けられるので、第１及び第２の受
光素子２２及び２３間の距離を狭めることができる。

【００１８】請求項３に記載の光学式記録再生装置にお
いては、偏光ビームスプリッタ２１が、２つの偏光成分
の光を互いに９０°未満の角度をもって分離し得る角度
に傾けられるので、第１及び第２の受光素子２２及び２
３間の距離をさらに狭めることができる。

【００１９】請求項４に記載の光学式記録再生装置にお
いては、偏光ビームスプリッタ２１が、光磁気ディスク
５からの反射光に含まれるトラック列に対して所定の角
度をもって傾けられるので、第２の受光素子を分割する
必要がなくなり、分割ギャップによる受光量の損失がな
く、より大きなレベルの再生信号が得られる。

【００２０】請求項５に記載の光学式記録再生装置にお
いては、第１及び第２の受光素子２２及び２３が、各々
受光面を略同一方向に向けて配置されるので、実装スペ
ースを小さくすることができる。

【００２１】請求項６に記載の光学式記録再生装置にお
いては、第１及び第２の受光素子２２及び２３が、１つ
の基板上に形成されるので、実装スペースの縮小化、製
造工程の簡略化、及び低コスト化を図ることができる。

【００２２】請求項７に記載の光学式記録再生装置にお
いては、第１及び第２の受光素子２２及び２３が、１つ
の半導体ウェーハから形成された１チップの受光素子か
ら構成されるので、さらに実装スペースの縮小化、製造
工程の簡略化、及び低コスト化を図ることができる。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明における光学式記録再生装置
の集光光学系の一実施例の構成を示す構成図である。図
９における場合と対応する部分には同一の符号が付して
ある。偏光ビームスプリッタ（光学素子）２１は、一辺
から、対抗する他辺に向けて厚さが増加する、所謂くさ
び型平板状の透明体から構成されている。入射された光
を一方は透過し、他方は反射させ２つの偏光成分の光に
分離する。

【００２４】また、偏光ビームスプリッタ２１は、収束
レンズ７を透過する光の光軸上に配置されており、厚さ
の厚い側の辺が、収束レンズ７から入射される光の透過
方向へ向けられ、入射光に対する２つの偏光成分の光を
互いに直交させる角度で斜めに傾けられている。

【００２５】第１の受光素子（４分割光検出器）２２
は、偏光ビームスプリッタ２１を透過する光の照射を受
け、この光に応じた出力信号を出力する。第２の受光素
子（２分割光検出器）２３は、偏光ビームスプリッタ２
１から反射する光の照射を受け、この光に応じた出力信
号を出力する。

【００２６】演算回路２４は、第１及び第２の受光素子
２２及び２３が出力する出力信号の入力を受け、くわし
くは後述する所要の演算を実行し、フォーカスエラー信
号（ＦＥＳ）、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）、及
び再生信号（ＲＦｄｉｆｆ）（ＲＦｓｕｍ）を生成す
る。

【００２７】次に、その動作について説明する。半導体
レーザ１が駆動し、光磁気ディスク５から光が反射され
た場合、この反射光は、ビームスプリッタ３、１／２波
長板６を通過した後、収束レンズ７において収束され、
偏光ビームスプリッタ２１へ照射される。偏光ビームス
プリッタ２１に照射された光は、２つの偏光成分の光に
分離され、一方の光は偏光ビームスプリッタ２１を透過
し、第１の受光素子２２へ照射される。

【００２８】この時、偏光ビームスプリッタ２１は、下
側へ行くほど厚さが厚くなる傾きで配置されているの
で、透過光における受光素子２２までの光路長は、一様
に統一であり、コマ収差が低減されている。

【００２９】また同時に、他方の偏光成分の光は偏光ビ
ームスプリッタ２１から反射し、第２の受光素子２３へ
照射される。そして、この後、演算回路２４において、
第１及び第２の受光素子２２及び２３の出力に基づき、
フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）、トラッキングエラー
信号（ＴＥＳ）、及び再生信号（ＲＦｄｉｆｆ）（ＲＦ
ｓｕｍ）が生成される。

【００３０】図２は、本発明の偏光ビームスプリッタ２
１を経て第１の受光素子２２の受光面に照射される光の
スポット形状の状態を示す説明図である。くさび型平板
状の偏光ビームスプリッタ２１により透過光の光路長を
一様に統一した場合、近点においては、歪みの無い左上
がりの楕円状のスポット形状（図２（ａ））、合焦点に
おいては、歪みの無い真円状のスポット形状となる（図
２（ｂ））。また、遠点においては、歪みの無い右上が
りの楕円状のスポット形状となる（図２（ｃ））。

【００３１】図３は、演算回路２４の構成を示すブロッ
ク図である。加算増幅器３１は、第１の受光素子２２の
分割面Ａ及びＣの出力の和を出力する。加算増幅器３２
は、第１の受光素子２２の分割面Ｂ及びＤの出力の和を
出力する。差動増幅器３３は、加算増幅器３１及び３２
の出力の差（フォーカスエラー信号（ＦＥＳ））を出力
する。

【００３２】差動増幅器３４は、第２の受光素子２３の
分割面Ｅ及びＦの差（トラッキングエラー信号（ＴＥ
Ｓ））を出力する。

【００３３】加算増幅器３５は、加算増幅器３１及び３
２の出力の和を出力する。加算増幅器３６は、第２の受
光素子２３の分割面Ｅ及びＦの出力の和を出力する。差
動増幅器３７は、加算増幅器３５及び３６の出力の差
（再生信号（ＲＦｄｉｆｆ））を出力する。加算増幅器
３８は、加算増幅器３５及び３６の出力の和（再生信号
（ＲＦｓｕｍ））を出力する。

【００３４】次に、その動作について説明する。第１及
び第２の受光素子２２及び２３の受光面にスポット光が
照射される場合、加算増幅器３１において、第１の受光
素子２２の分割面Ａ及びＣの出力の和が演算されると共
に、加算増幅器３２において、分割面Ｂ及びＤの出力の
和が演算される。そして、差動増幅器３３において、分
割面Ａ及びＣの出力の和と、分割面Ｂ及びＤの出力の和
との差が演算され、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）が
出力される。

【００３５】また同時に、差動増幅器３４において、第
２の受光素子２３の分割面Ｅ及びＦの出力の差が演算さ
れ、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）が出力される。

【００３６】一方、加算増幅器３５において、分割面Ａ
及びＣの出力の和と、分割面Ｂ及びＤの出力の和との総
和が演算されると共に、加算増幅器３６において、分割
面Ｅ及びＦの出力の和が演算される。

【００３７】続いて、差動増幅器３７において、分割面
Ａ及びＣの出力の和と、分割面Ｂ及びＤの出力の和との
総和と、分割面Ｅ及びＦの出力の和との差が演算され、
再生信号（ＲＦｄｉｆｆ）が出力される。加算増幅器３
８において、分割面Ａ及びＣの出力の和と分割面Ｂ及び
Ｄの出力の和との総和と、分割面Ｅ及びＦの出力の和と
の総和が演算され、再生信号（ＲＦｓｕｍ）が出力され
る。

【００３８】尚、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）の演
算結果は、近点におけるスポット光の入射時（図２
（ａ））には、Ｂ＋Ｄの出力＞Ａ＋Ｃの出力であるの
で、負の出力となり、合焦点におけるスポット光の入射
時（図２（ｂ））には、Ｂ＋Ｄの出力＝Ａ＋Ｃの出力で
あるので、０となる。また、遠点におけるスポット光の
入射時（図２（ｃ））には、Ａ＋Ｃの出力＞Ｂ＋Ｄの出
力であるので、正の出力となる。

【００３９】図４は、本発明において得られるフォーカ
スエラー信号（ＦＥＳ）の波形を示す波形図である。こ
の図は、縦軸にＦＥＳの強度、横軸に近−遠におけるデ
フォーカス量を取ってある。図から明らかなように、Ｆ
ＥＳの波形は、近点においては負のカーブ、遠点におい
ては正のカーブであり、合焦点を境に対象である。従っ
て、フォーカスサーボが安定化され、再生信号のＳ／Ｎ
が向上する。

【００４０】図５は、本発明における光学式記録再生装
置の集光光学系の第２の実施例の構成を示す構成図であ
る。図１における場合と対応する部分には同一の符号が
付してある。偏光ビームスプリッタ（光学素子）４１
は、基本的には第１の実施例の偏光ビームスプリッタ２
１の構成と概ね同様であるが、傾斜角度が、入射光の光
軸に対して４５°未満であり、分離される２つの偏光成
分の光成す角度が９０°未満となる角度に傾けられてい
る。透過光の光路長は、一様に統一である。

【００４１】第１の受光素子（４分割光検出器）４２、
及び第２の受光素子（２分割光検出器）４３は、互いに
受光面を略同一方向に向けて基板（あるいは半導体チッ
プ）４４上に配置（パッケージ化）されている。

【００４２】この実施例の場合も、演算動作、及びフォ
ーカスエラー信号（ＦＥＳ）の波形については、第１の
実施例の場合と全く同様である。

【００４３】図６は、本発明における光学式記録再生装
置の集光光学系の第３の実施例の構成を示す構成図であ
る。図５における場合と対応する部分には同一の符号が
付してある。尚、ビームスプリッタ３は、半導体レーザ
１とコリメータレンズ２との間に配置されている。

【００４４】この場合、偏光ビームスプリッタ４１の傾
斜角度は、透過光の焦点を第１の受光素子４２の受光面
上にあわせ、かつ、反射光の焦点を第２の受光素子４３
の受光面の適宜手前の位置にあわせる角度に傾けられて
いる。

【００４５】この実施例の場合も、演算動作、及びフォ
ーカスエラー信号（ＦＥＳ）の波形については、第１の
実施例の場合と全く同様である。

【００４６】図７は、本発明における光学式記録再生装
置の集光光学系の第４の実施例の構成を示す構成図であ
る。図５における場合と対応する部分には同一符号が付
してある。偏光ビームスプリッタ（光学素子）５１は、
基本的には第２の実施例の偏光ビームスプリッタ４１の
構成と同様であり、分離される２つの偏光成分の成す角
度が９０°未満となる角度に傾けられているが、さら
に、収束レンズ７を透過する光に含まれるトラック列に
対して４５°方向を軸にする傾き（即ち光軸回りの回転
角）をも有して傾けられいる。

【００４７】第２の受光素子５２は、受光面が分割され
ておらず、１面である。演算回路５３は、第１の受光素
子４２の出力からもトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）
を生成し得るように構成されている。

【００４８】図８は、演算回路５３の構成を示すブロッ
ク図である。加算増幅器６１は、第１の受光素子４２の
分割面Ａ及びＢの出力の和を出力する。加算増幅器６２
は、第１の受光素子２２の分割面Ａ及びＣの出力の和を
出力する。加算増幅器６３は、第１の受光素子２２の分
割面Ｂ及びＤの出力の和を出力する。加算増幅器６４
は、第１の受光素子２２の分割面Ｃ及びＤの出力の和を
出力する。

【００４９】差動増幅器６５は、加算増幅器６２及び６
３の出力の差（フォーカスエラー信号（ＦＥＳ））を出
力する。差動増幅器６６は、加算増幅器６１及び６４の
出力の差（トラッキングエラー信号（ＴＥＳ））を出力
する。

【００５０】加算増幅器６７は、加算増幅器６２及び６
３の出力の和を出力する。差動増幅器６８は、第２の受
光素子５３の出力と加算増幅器６７の出力との差（再生
信号（ＲＦｄｉｆｆ））を出力する。差動増幅器６９
は、第２の受光素子５１の出力と加算増幅器６７の出力
との和（再生信号（ＲＦｓｕｍ））を出力する。

【００５１】次に、その動作について説明する。第１及
び第２の受光素子４２及び５３の受光面にスポット光が
照射される場合、加算増幅器６１において、第１の受光
素子２２の分割面Ａ及びＢの出力の和が演算されると共
に、加算増幅器６２において、分割面Ａ及びＣの出力の
和が演算される。また同時に、加算増幅器６３におい
て、第１の受光素子２２の分割面Ｂ及びＤの出力の和が
演算されると共に、加算増幅器６４において、分割面Ｃ
及びＤの出力の和が演算される。

【００５２】この後、差動増幅器６５において、分割面
Ａ及びＣの出力の和と、分割面Ｂ及びＤの出力の和との
差が演算され、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）が出力
される。また、差動増幅器６６において、分割面Ａ及び
Ｂの出力の和と、分割面Ｃ及びＤの出力の和との差が演
算され、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）が出力され
る。

【００５３】続いて、加算増幅器６７において、分割面
Ａ乃至Ｄの各出力の総和が演算された後、差動増幅器６
８において、分割面Ａ乃至Ｄの各出力の総和と、第２の
受光素子５３の出力との差が演算され、再生信号（ＲＦ
ｄｉｆｆ）が出力される。また、差動増幅器６９におい
て、分割面Ａ乃至Ｄの各出力の総和と、第２の受光素子
５３の出力との和が演算され、再生信号（ＲＦｓｕｍ）
が出力される。

【００５４】尚、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）の演
算結果、及びその波形は、第１の実施例における場合と
全く同様である。トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）の
演算結果は、最初のウォブルドピットに対応する光の入
射時には、分割面Ａ＋Ｂの出力＞Ｃ＋Ｄの出力であるの
で、正の出力となり、後続のウォブルドピットに対応す
る光の入射時には、分割面Ｃ＋Ｄの出力＞Ａ＋Ｂの出力
であるので、負の出力となる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１に記載の光学式記録再生装置に
よれば、光学素子の構造が、一辺から対抗する他辺へ向
けて厚さを増す構造であるので、記録媒体からの反射光
の光路長が統一され、コマ収差が低減される。従って、
フォーカスサーボが安定し、再生信号のＳ／Ｎが向上す
る。

【００５６】請求項２に記載の光学式記録再生装置によ
れば、光学素子が、厚さの厚い側を光の透過方向へ向
け、記録媒体からの反射光の光軸に対して斜めに傾けら
れるので、第１及び第２の受光素子間の距離を狭めるこ
とができる。

【００５７】請求項３に記載の光学式記録再生装置によ
れば、光学素子が、２つの偏光成分の光を互いに９０°
未満の角度をもって分離し得る角度に傾けられるので、
第１及び第２の受光素子間の距離をさらに狭めることが
できる。

【００５８】請求項４に記載の光学式記録再生装置によ
れば、光学素子が、記録媒体からの反射光に含まれるト
ラック列に対して所定の角度をもって傾けられるので、
第２の受光素子を分割する必要がなくなり、分割ギャッ
プによる受光量の損失がなく、より大きなレベルの再生
信号が得られる。

【００５９】請求項５に記載の光学式記録再生装置によ
れば、第１及び第２の受光素子が、各々受光面を略同一
方向に向けて配置されるので、実装スペースを小さくす
ることができる。

【００６０】請求項６に記載の光学式記録再生装置によ
れば、第１及び第２の受光素子が、１つの基板上に形成
されるので、実装スペースの縮小化、製造工程の簡略
化、及び低コスト化を図ることができる。

【００６１】請求項７に記載の光学式記録再生装置によ
れば、第１及び第２の受光素子が、１つの半導体ウェー
ハから形成された１チップの受光素子から構成されるの
で、さらに実装スペースの縮小化、製造工程の簡略化、
及び低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における光学式記録再生装置の集光光学
系の第１の実施例の構成を示す構成図である。

【図２】図１の実施例の偏光ビームスプリッタ２１を経
て第１の受光素子２２の受光面に照射される光のスポッ
ト形状の状態を示す説明図である。

【図３】図１の実施例の演算回路２４の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】図１の実施例の演算回路２４が生成するフォー
カスエラー信号（ＦＥＳ）の波形を示す波形図である。

【図５】本発明における光学式記録再生装置の集光光学
系の第２の実施例の構成を示す構成図である。

【図６】本発明における光学式記録再生装置の集光光学
系の第３の実施例の構成を示す構成図である。

【図７】本発明における光学式記録再生装置の集光光学
系の第４実施例の構成を示す構成図である。

【図８】図７に示す実施例の演算回路５３の構成を示す
ブロック図である。

【図９】従来における光学式記録再生装置の集光光学系
の構成を示す構成図である。

【図１０】従来における偏光ビームスプリッタを経て第
１の受光素子の受光面に照射される光のスポット形状の
状態を示す説明図である。

【符号の説明】

２１ 偏光ビームスプリッタ（光学素子） ２２ 第１の受光素子 ２３ 第２の受光素子 ２４ 演算回路 ３１，３２ 加算増幅器 ３３，３４ 差動増幅器 ３５，３８ 加算増幅器 ３７ 差動増幅器 ４１ 偏光ビームスプリッタ（光学素子） ４２ 第１の受光素子 ４３ 第２の受光素子 ４４ 基板（半導体チップ） ５１ 偏光ビームスプリッタ（光学素子） ５２ 第２の受光素子 ５３ 演算回路 ６１乃至６４ 加算増幅器 ６５，６６ 差動増幅器 ６７ 加算増幅器 ６８，６９ 差動増幅器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一辺から対抗する他辺へ向けて厚さが増
   加する透明体から成り、記録媒体からの反射光を互いに
   異なる２つの偏光成分の光に分離する光学素子と、 前記光学素子の透過光を受光する第１の受光素子と、 前記光学素子の反射光を受光する第２の受光素子と、 前記第１または第２の受光素子の出力から、フォーカス
   エラー信号を検出する演算回路とを備えることを特徴と
   する光学式記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記光学素子は、前記記録媒体からの反
   射光の光軸に対して斜めに傾けられ、厚さの厚い側が光
   の透過方向へ向けられて配置されることを特徴とする請
   求項１に記載の光学式記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記光学素子は、前記記録媒体からの反
   射光を互いに９０°未満の角度を向く２つの偏光成分の
   光に分離する角度で配置されることを特徴とする請求項
   １または２に記載の光学式記録再生装置。
4. 【請求項４】 前記光学素子は、前記記録媒体からの反
   射光に含まれるトラック列に対して所定の角度で傾斜し
   て配置されることを特徴とする請求項１、２または３に
   記載の光学式記録再生装置。
5. 【請求項５】 前記第１、及び第２の受光素子は、各々
   受光面を略同一方向に向けて配置されることを特徴とす
   る請求項１に記載の光学式記録再生装置。
6. 【請求項６】 前記第１、及び第２の受光素子は、１つ
   の基板上に形成されることを特徴とする請求項１または
   ５に記載の光学式記録再生装置。
7. 【請求項７】 前記第１、及び第２の受光素子は、１つ
   の半導体ウェーハから形成された１チップの受光素子か
   ら構成されることを特徴とする請求項１、５または６に
   記載の光学式記録再生装置。