JPH06162531A

JPH06162531A - 光ヘッド

Info

Publication number: JPH06162531A
Application number: JP4335591A
Authority: JP
Inventors: Kohei Tomita; 公平冨田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】フォーカシングの検出範囲（いわゆるＳ字曲
線の、原点付近のほぼ線形な部分）を小さくすることな
く、偏光ビームスプリッタの厚さを薄くする。【構成】受光素子９の領域Ａ_i，Ｂ_i，Ｃ_i，Ｄ_i，
Ａ_o，Ｂ_o，Ｃ_o、およびＤ_oで受光された受光量に対応す
る電圧から、次式にしたがってフォーカスエラー信号Ｆ
ＥＳが算出される。ＦＥＳ＝ｋ（（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ_o））＋（（Ａ_i＋Ｃ_i）−（Ｂ_i＋Ｄ_i））但し、ｋ＞１

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光ディスクや光
磁気ディスクなどの光学式記録媒体に情報を記録または
再生する光ディスクや光磁気ディスク装置などに用いて
好適な光ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の光磁気ディスク装置の一
例の構成を示すブロック図である。半導体レーザ２は、
所定の波長のレーザ光を発光し、コリメータレンズ３に
射出する。半導体レーザ２からのレーザ光は、コリメー
タレンズ３で平行光に変換され、ビームスプリッタ４に
入射される。ビームスプリッタ４は、半導体レーザ２か
らコリメータレンズ３を介して入射されたレーザ光を透
過し、対物レンズ５に入射させる。対物レンズ５は、入
射されたレーザ光を光磁気ディスク（以下、ディスク）
１上に集光する。

【０００３】ディスク１への情報の記録時においては、
このようにディスク１上に光ビームが集光されるととも
に、記録する情報（信号の０、または１）に対応して、
ディスク１に対向して配置された磁石（図示せず）の磁
極が変化され、いわゆるキューリ点記録方式により、デ
ィスク１が垂直方向に磁化される。

【０００４】また、ディスク１に記録された情報の再生
時においては、いわゆる磁気カー効果により、ディスク
１に集光された光ビームが反射するときに、その偏光面
がディスク１の磁化方向に対応して、右または左に（θ
または−θだけ）回転するので、ディスク１からの反射
光の偏光面の回転角の変化が検出される。

【０００５】即ち、ディスク１からの反射光は、対物レ
ンズ５を透過し、ビームスプリッタ４で反射され、１／
２波長板６に入射する。１／２波長板６は、ディスク１
からの反射光の偏光面を、１／２波長分、つまり４５度
だけ右または左に回転する。そして、偏光面が回転され
た光は、集光レンズ７で集光され、偏光ビームスプリッ
タ４１に入射する。

【０００６】偏光ビームスプリッタ４１は、集光レンズ
７と対抗する面に偏光膜（図示せず）が形成された平板
状の透明体で、集光レンズ７で集光された、ディスク１
からの反射光の光軸に対して、所定の角度（例えば、４
５度など）だけ傾けて配置されており、偏光膜への入射
面に垂直なディスク１からの反射光の偏光成分（例え
ば、Ｓ偏光成分）を反射して２分割受光素子４３に出射
するとともに、偏光膜への入射面に平行なディスク１か
らの反射光の偏光成分（例えば、Ｐ偏光成分）を透過し
て４分割受光素子４２に出射する。

【０００７】２分割受光素子４３は、ディスク１のトラ
ック方向と同方向の分割線４３ａによって２分割されて
おり、分割線４３ａ上に偏光ビームスプリッタ４１で反
射されたＳ偏光成分の光スポットの中心が位置するよう
に配置されている。そして、各分割面で、偏光ビームス
プリッタ４１からのＳ偏光成分を受光し、その受光量に
対応した電圧を出力する。この電圧は、信号処理回路
（図示せず）に出力され、そこで、いわゆるプッシュプ
ル法によってトラッキングエラー信号が検出される。

【０００８】一方、４分割受光素子４２は、互いに直交
する２つの分割線４２ａおよび４２ｂによって４分割さ
れており、分割線４２ａと４２ｂとの交点上に、偏光ビ
ームスプリッタ４１を透過したＰ偏光成分の光スポット
の中心が位置するように、且つ集光レンズ７と偏光ビー
ムスプリッタ４１によるメリジオナル面とサジタル面と
によって発生する非点収差のほぼ中間付近に配置されて
いる。そして、各分割面で、偏光ビームスプリッタ４１
からのＰ偏光成分を受光し、その受光量に対応した電圧
を出力する。この電圧は、信号処理回路に出力され、い
わゆる非点収差法によりフォーカスエラー信号が検出さ
れる。

【０００９】以上のようにして検出されたトラッキング
エラー信号、またはフォーカスエラー信号は、サーボ回
路（図示せず）にそれぞれ供給され、サーボ回路におい
て、このトラッキングエラー信号、またはフォーカスエ
ラー信号をそれぞれ０にするように、トラッキング、ま
たはフォーカシングの制御がなされる。

【００１０】また、４分割受光素子４２または２分割受
光素子４３から出力された受光量に対応する電圧は、信
号処理回路においてそれぞれ加算され、さらにその差ま
たは和がとられることにより、再生差信号または再生和
信号が生成される。

【００１１】なお、記録時においても、上述したように
してトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信
号が生成され、トラッキングおよびフォーカシングの制
御が行われる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
ような平行平板状の偏光ビームスプリッタ４１により非
点収差を発生させる場合、フォーカシングの検出範囲
（いわゆるＳ字曲線の、原点付近のほぼ線形な部分）を
大きくしようとすると、偏光ビームスプリッタ４１の厚
さｄを大きくする必要があった。

【００１３】従って、この場合、光ヘッドの重量が増加
し、そのアクセスタイムの短縮が困難になるとともに、
装置全体が大型化する課題あった。

【００１４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、装置の軽量化と小型化を図ることができ
るようにするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光ヘッ
ドは、例えばディスク１などの記録媒体に照射する光を
発光する発光手段としての半導体レーザ２と、非点収差
を発生する光学手段としての偏光ビームスプリッタ８
と、偏光ビームスプリッタ８を介した、ディスク１から
の反射光または透過光を受光する、受光面を内側の領域
と外側の領域とに分割する円状の円状分割線９ａと、内
側の領域および外側の領域をそれぞれ４つの領域Ａ_i，
Ｂ_i，Ｃ_i、およびＤ_i、並びにＡ_o，Ｂ_o，Ｃ_o、およびＤ
_oに分割する、円状分割線９ａの中心点を交点としてほ
ぼ直交する２つの直線分割線９ｂ並びに９ｃとによって
８つの領域Ａ_i，Ｂ_i，Ｃ_i，Ｄ_i，Ａ_o，Ｂ_o，Ｃ_o、およ
びＤ_oに分割された第１の受光手段としての受光素子９
とを備え、受光素子９の４つの内側の領域Ａ_i，Ｂ_i，Ｃ
_i、およびＤ_iの２組の対角に位置する領域Ａ_iおよび
Ｃ_i、またはＢ_iおよびＤ_iそれぞれにおける受光信号の
和（（Ａ_i＋Ｃ_i），（Ｂ_i＋Ｄ_i））の差（（Ａ_i＋Ｃ_i）
−（Ｂ_i＋Ｄ_i））を算出するとともに、４つの外側の領
域Ａ_o，Ｂ_o，Ｃ_o、およびＤ_oの２組の対角に位置する領
域Ａ_oおよびＣ_o、またはＢ_oおよびＤ_oそれぞれにおける
受光信号の和（（Ａ_o＋Ｃ_o），（Ｂ_o＋Ｄ_o））の差
（（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ_o））を算出し、外側の領域
から算出された差（（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ_o））を１
より大きい所定数倍だけしてから、内側の領域から算出
された差（（Ａ_i＋Ｃ_i）−（Ｂ_i＋Ｄ_i））との和を算出
することによって、フォーカスエラー信号を生成するこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項２に記載の光ヘッドは、受光素子９
を分割する２つの直線分割線９ｂおよび９ｃのうち、デ
ィスク１のトラック方向に沿った直線分割線９ｃにより
分割された受光素子９の２つの領域（領域Ａ_i，Ａ_o，Ｂ
_i，Ｂ_oからなる領域と、領域Ｃ_i，Ｃ_o，Ｄ_i，Ｄ_oからな
る領域）における受光信号の差（（Ａ_i＋Ａ_o＋Ｂ_i＋
Ｂ_o）−（Ｃ_i＋Ｃ_o＋Ｄ_i＋Ｄ_o））を算出することによ
って、トラッキングエラー信号を生成することを特徴と
する。

【００１７】請求項３に記載の光ヘッドは、受光素子９
の４つの内側の領域それぞれにおける受光信号Ａ_i，
Ｂ_i，Ｃ_i，Ｄ_iのみに基づいて、再生信号を生成するこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項４に記載の光ヘッドは、偏光ビーム
スプリッタ８が、ディスク１からの反射光または透過光
の光軸に対して傾けて配置した、光を反射および透過す
る平板形状の透明体であり、受光素子９が、透明体を透
過した光を受光することを特徴とする。

【００１９】請求項５に記載の光ヘッドは、偏光ビーム
スプリッタ８としての透明体で反射された光を受光する
第２の受光手段としての受光素子１０をさらに備えるこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項６に記載の光ヘッドは、偏光ビーム
スプリッタ８としての透明体が、ディスク１からの反射
光または透過光を透過および反射することによって、互
いに直交する偏光成分の光に分離することを特徴とす
る。

【００２１】請求項７に記載の光ヘッドは、偏光ビーム
スプリッタ８としての透明体が、透明体を透過した光の
光軸と、透明体を反射した光の光軸とのなす角度が９０
度未満になるように配置されていることを特徴とする。

【００２２】

【作用】請求項１に記載の光ヘッドにおいては、受光面
を内側の領域と外側の領域とに分割する円状の円状分割
線９ａと、内側の領域および外側の領域をそれぞれ４つ
の領域Ａ_i，Ｂ_i、Ｃ_i、およびＤ_i、並びにＡ_o，Ｂ_o、Ｃ
_o、およびＤ_oに分割する、円状分割線９ａの中心点を交
点としてほぼ直交する２つの直線分割線９ｂ並びに９ｃ
とによって８つの領域Ａ_i，Ｂ_i、Ｃ_i，Ｄ_i，Ａ_o，Ｂ_o、
Ｃ_o、およびＤ_oに分割された受光素子９により、非点収
差を発生する偏光ビームスプリッタ８を介した、ディス
ク１からの反射光または透過光を受光する。そして、４
つの内側の領域Ａ_i，Ｂ_i、Ｃ_i、およびＤ_iの２組の対角
に位置する領域Ａ_iおよびＣ_i、またはＢ_iおよびＤ_iそれ
ぞれにおける受光信号の和（（Ａ_i＋Ｃ_i），（Ｂ_i＋
Ｄ_i））の差（（Ａ_i＋Ｃ_i）−（Ｂ_i＋Ｄ_i））を算出す
るとともに、４つの外側の領域Ａ_o，Ｂ_o、Ｃ_o、および
Ｄ_oの２組の対角に位置する領域Ａ_oおよびＣ_o、または
Ｂ_oおよびＤ_oそれぞれにおける受光信号の和（（Ａ_o＋
Ｃ_o），（Ｂ_o＋Ｄ_o））の差（（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ
_o））を算出し、外側の領域から算出された差（（Ａ_o＋
Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ_o））を１より大きい所定数倍だけし
てから、内側の領域から算出された差（（Ａ_i＋Ｃ_i）−
（Ｂ_i＋Ｄ_i））との和を算出することによって、フォー
カスエラー信号を生成する。従って、偏光ビームスプリ
ッタ８の厚さを薄くしても、十分大きなフォーカシング
検出範囲を得ることができ、さらに装置の軽量化および
小型化を図ることができる。

【００２３】請求項２に記載の光ヘッドにおいては、受
光素子９を分割する２つの直線分割線９ｂおよび９ｃの
うち、ディスク１のトラック方向に沿った直線分割線９
ｃにより分割された受光素子９の２つの領域（領域
Ａ_i，Ａ_o，Ｂ_i，Ｂ_oからなる領域と、領域Ｃ_i，Ｃ_o，Ｄ
_i，Ｄ_oからなる領域）における受光信号の差（（Ａ_i＋
Ａ_o＋Ｂ_i＋Ｂ_o）−（Ｄ_i＋Ｄ_o＋Ｃ_i＋Ｃ_o））を算出す
ることによって、トラッキングエラー信号を生成する。
従って、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信
号を同一の受光素子９から得ることができるので、装置
の軽量化および小型化をさらに図ることができる。

【００２４】請求項３に記載の光ヘッドにおいては、受
光素子９の４つの内側の領域それぞれにおける受光信号
Ａ_i，Ｂ_i，Ｃ_i，Ｄ_iのみに基づいて、再生信号を生成す
る。従って、フォーカスエラー信号と再生信号を同一の
受光素子９から得ることができるので、装置の軽量化お
よび小型化を図ることができる。

【００２５】請求項４に記載の光ヘッドにおいては、偏
光ビームスプリッタ８が、ディスク１からの反射光また
は透過光の光軸に対して傾けて配置した、光を反射およ
び透過する平板形状の透明体であり、受光素子９が、透
明体を透過した光を受光する。従って、装置の軽量化お
よび小型化を図ることができる。

【００２６】請求項５に記載の光ヘッドにおいては、受
光素子１０で偏光ビームスプリッタ８としての透明体で
反射された光を受光する。従って、トラッキングエラー
信号の他、受光素子９で受光された光と合わせて、Ｓ／
Ｎの高い再生信号を容易に得ることができる。

【００２７】請求項６に記載の光ヘッドにおいては、偏
光ビームスプリッタ８としての透明体が、ディスク１か
らの反射光または透過光を透過および反射することによ
って、互いに直交する偏光成分の光に分離する。従っ
て、磁気カー効果に基づく情報の再生信号を容易に得る
ことができる。

【００２８】請求項７に記載の光ヘッドにおいては、偏
光ビームスプリッタ８としての透明体が、透明体を透過
した光の光軸と、透明体を反射した光の光軸とのなす角
度が９０度未満になるように配置されている。従って、
透明体を透過した光、または透明体を反射した光をそれ
ぞれ受光する素子を同一平面内に配置することができる
ので、装置を小型に構成することができる。

【００２９】

【実施例】図１は、本発明の光ヘッドを応用した光磁気
ディスク装置の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。図中、図９における場合と対応する部分について
は、同一の符号を付してある。偏光ビームスプリッタ８
は、平行平板状の、厚さの薄い透明体に、集光レンズ７
と対抗する面に偏光膜（図示せず）を形成したもので、
集光レンズ７で集光された、ディスク１からの反射光の
光軸に対して、所定の角度（例えば、４５度など）だけ
傾けて配置されており、偏光膜への入射面に垂直なディ
スク１からの反射光の偏光成分（例えば、Ｓ偏光成分）
を反射し、時計回り方向に９０度方向を変えて受光素子
１０に出射するとともに、偏光膜への入射面に平行なデ
ィスク１からの反射光の偏光成分（例えば、Ｐ偏光成
分）を透過して受光素子９に出射する。

【００３０】受光素子９は、受光面を内側の領域と外側
の領域とに分割する円状の円状分割線９ａと、内側の領
域および外側の領域をそれぞれ４つの領域Ａ_i，Ｂ_i、Ｃ
_i、およびＤ_i、並びにＡ_o，Ｂ_o、Ｃ_o、およびＤ_oに分割
する、円状分割線９ａの中心点を交点としてほぼ直交す
る２つの直線分割線９ｂ並びに９ｃとによって８つの領
域Ａ_i，Ｂ_i、Ｃ_i，Ｄ_i，Ａ_o，Ｂ_o、Ｃ_o、およびＤ_oに分
割されている。そして、受光素子９は、直線分割線９ａ
と９ｂとの交点上に、偏光ビームスプリッタ８を透過し
たＰ偏光成分の光スポットの中心が位置するように、且
つ集光レンズ７と偏光ビームスプリッタ８によるメリジ
オナル面とサジタル面とによって発生する非点収差のほ
ぼ中間付近に配置されている。そして、各領域（分割
面）Ａ_i，Ｂ_i、Ｃ_i，Ｄ_i，Ａ_o，Ｂ_o、Ｃ_o、またはＤ
_oで、偏光ビームスプリッタ８からのＰ偏光成分を受光
し、その受光量に対応した電圧を出力する。

【００３１】なお、受光素子９の円状分割線９ａは、フ
ォーカスが合っているときのＰ偏光成分のほぼ円形の光
スポットとほぼ同一となるように（全く同一かＰ偏光成
分の光スポットより少し大きいか、あるいは少し小さく
なるように）形成されている。

【００３２】受光素子１０は、ディスク１のトラック方
向と同方向の直線分割線１０ａによって、領域ＥとＦに
２分割されており、直線分割線１０ａ上に偏光ビームス
プリッタ８で反射されたＳ偏光成分の光スポットの中心
が位置するように、且つ集光レンズ７による焦点位置の
手前あるいは後方に配置されている。そして、各領域
（分割面）ＥまたはＦで、偏光ビームスプリッタ８から
のＳ偏光成分をそれぞれ受光し、その受光量に対応した
電圧を出力する。

【００３３】さらに、図２は、図１の受光素子９および
１０より出力される電圧から、フォーカスエラー信号Ｆ
ＥＳ、トラッキングエラー信号ＴＥＳ、並びに再生信号
（ＲＦ和信号およびＲＦ差信号）を演算する信号処理回
路の一実施例の構成を示す回路図である。

【００３４】演算器２１ａは、その２つの入力端子に、
受光素子９の外側の領域の２組の対角に位置する領域Ａ
_oとＣ_o、およびＢ_oとＤ_oのうち、領域Ａ_oとＣ_oより出力
される電圧（受光信号）が供給されるようになされてお
り、その電圧を加算して差動増幅器２２ａの非反転入力
端子に供給する。演算器２１ｂは、その２つの入力端子
に、受光素子９の外側の領域の２組の対角に位置する領
域Ａ_oとＣ_o、およびＢ_oとＤ_oのうち、領域Ｂ_oとＤ_oより
出力される電圧（受光信号）が供給されるようになされ
ており、その電圧を加算して差動増幅器２２ａの反転入
力端子に供給する。

【００３５】演算器２１ｃは、その２つの入力端子に、
受光素子９の内側の領域の２組の対角に位置する領域Ａ
_iとＣ_i、およびＢ_iとＤ_iのうち、領域Ａ_iとＣ_iより出力
される電圧（受光信号）が供給されるようになされてお
り、その電圧を加算して差動増幅器２２ｂの非反転入力
端子に供給する。演算器２１ｄは、その２つの入力端子
に、受光素子９の内側の領域の２組の対角に位置する領
域Ａ_iとＣ_i、およびＢ_iとＤ_iのうち、領域Ｂ_iとＤ_iより
出力される電圧（受光信号）が供給されるようになされ
ており、その電圧を加算して差動増幅器２２ｂの反転入
力端子に供給する。

【００３６】差動増幅器２２ａまたは２２ｂは、その非
反転入力端子に供給される電圧と、その反転入力端子に
供給される電圧との差をとり、その出力端子に出力す
る。差動増幅器２２ａの出力端子は、乗算器２３の入力
端子に接続されており、差動増幅器２２ａの出力電圧
は、そこでｋ（＞１）倍されて演算器２５の一方の入力
端子に供給されるようになされている。演算器２５は、
その他方の入力端子が、差動増幅器２２ｂの出力端子と
接続されており、２つの入力端子に供給される電圧を加
算して出力する。

【００３７】さらに、演算器２１ａ乃至２１ｄの出力端
子は、演算器２４の４つの入力端子にもそれぞれ接続さ
れている。演算器２４は、４つの入力端子に供給される
電圧を加算して、その出力端子に出力する。演算器２４
の出力端子は、差動増幅器２８の非反転入力端子および
演算器２９の一方の入力端子に接続されている。

【００３８】差動増幅器２６は、その反転入力端子また
は非反転入力端子に、受光素子１０の領域ＦまたはＥよ
り出力される電圧がそれぞれ供給されるようになされて
おり、領域ＥとＦからの電圧の差をとり、その出力端子
に出力する。さらに、受光素子１０の領域ＦまたはＥよ
り出力される電圧は、演算器２７の２つの入力端子にも
供給されるようになされており、演算器２７は、この電
圧を加算して差動増幅器２８の反転入力端子および演算
器２９の他方の入力端子に供給する。

【００３９】差動増幅器２８は、演算器２４より供給さ
れる電圧と、演算器２７より供給される電圧との差をと
って出力する。演算器２９は、演算器２４より供給され
る電圧と、演算器２７より供給される電圧とを加算して
出力する。

【００４０】次に、その動作について説明する。図１に
おける半導体レーザ２からの直線偏光の光ビームは、コ
リメータレンズ３で平行光に変換され、ビームスプリッ
タ４および対物レンズ５を介してディスク１上に集光さ
れる。この光ビームは、ディスク１上で反射され、再び
対物レンズ５を介してビームスプリッタ４に入射する。
このディスク１からの反射光は、ビームスプリッタ４で
反射され、９０度方向を変えて１／２波長板６へ入射
し、そこで、その偏光面が１／２波長分だけ回転され
る。そして、このディスク１からの反射光は、集光レン
ズ７を介して偏光ビームスプリッタ８に入射する。

【００４１】偏光ビームスプリッタ８では、その偏光膜
への入射面に垂直なディスク１からの反射光の偏光成分
としてのＳ偏光成分が反射され、時計回り方向に９０度
方向を変えて受光素子１０に出射されるとともに、偏光
膜への入射面に平行なディスク１からの反射光の偏光成
分としてのＰ偏光成分が透過され、受光素子９に出射さ
れる。

【００４２】受光素子１０に入射するＳ偏光成分の反射
光は、中心が直線分割線１０ａ上に位置する光スポット
を形成する。ここで、ディスク１上に照射される光ビー
ムがディスク１のトラックからずれていると、受光素子
１０上の光スポットの直線分割線１０ａに直交する方向
の光強度分布に偏りが生じる。そして、このトラックず
れによる光強度の偏りは、受光素子１０の領域Ｅまたは
Ｆよりそれぞれ出力される電圧の差として現れる。

【００４３】従って、図２に示す差動増幅器２６では、
受光素子１０の領域ＥまたはＦよりそれぞれ出力された
電圧の差がとられ、これがトラッキングエラー信号ＴＥ
Ｓとして出力される。

【００４４】つまり、トラッキングエラー信号ＴＥＳ
が、式ＴＥＳ＝Ｅ−Ｆにしたがって算出されることになる。

【００４５】一方、受光素子９に入射するＰ偏光成分の
反射光は、中心が直線分割線９ａと９ｂとの交点に位置
する光スポットを形成する。この光スポットの光強度分
布は、ディスク１上に照射される光ビームの焦点位置と
ディスク１との距離に対応したものになる。

【００４６】即ち、前述したように、受光素子９は、集
光レンズ７と偏光ビームスプリッタ８によるメリジオナ
ル面とサジタル面とによって発生する非点収差のほぼ中
間付近に配置されているので、ディスク１が合焦位置に
あれば、光強度がほぼ円形状に均一な光スポットが形成
される。さらに、ディスク１が合焦位置より近くなる
と、光強度が楕円形状に均一な光スポットが形成され
る。また、ディスク１が合焦位置より遠くなると、光強
度が、上述の楕円形を９０度回転した楕円形状に均一な
光スポットが形成される。

【００４７】従って、ディスク１の合焦位置からのずれ
は、受光素子９の円状分割線９ａの内側の領域Ａ_i乃至
Ｄ_iにおいて、対角に位置する領域Ａ_iおよびＣ_iより出
力される電圧（受光信号）の和と、領域Ｂ_iおよびＤ_iよ
り出力される電圧（受光信号）の和との間の差（（Ａ_i
＋Ｃ_i）−（Ｂ_i＋Ｄ_i））となるとともに、その外側の
領域Ａ_o乃至Ｄ_oにおいて、対角に位置する領域Ａ_oおよ
びＣ_oより出力される電圧（受光信号）の和と、領域Ｂ_o
およびＤ_oより出力される電圧（受光信号）の和との間
の差（（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ_o））となり、これがフ
ォーカスエラー信号とされる。

【００４８】しかしながら、前述したように、偏光ビー
ムスプリッタ８の厚さが薄いと、いずれの差（（Ａ_i＋
Ｃ_i）−（Ｂ_i＋Ｄ_i）、または（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ
_o））を用いても、フォーカシングの検出範囲（いわゆ
るＳ字曲線の、原点付近のほぼ線形な部分）は小さくな
る。

【００４９】そこで、本発明においては、図２に示す信
号処理回路によりフォーカスエラー信号が演算される。

【００５０】即ち、受光素子９の４つの内側の領域Ａ_i
乃至Ｄ_iの２組の対角に位置する領域Ａ_iおよびＣ_i、ま
たはＢ_iおよびＤ_iにおける受光信号の和（（Ａ_i＋
Ｃ_i），（Ｂ_i＋Ｄ_i））が、演算器２１ｃまたは２１ｄ
によりそれぞれ算出され、差動増幅器２２ｂに出力され
るとともに、受光素子９の４つの外側の領域Ａ_o乃至Ｄ_o
の２組の対角に位置する領域Ａ_oおよびＣ_o、またはＢ_o
およびＤ_oおける受光信号の和（（Ａ_o＋Ｃ_o），（Ｂ_o＋
Ｄ_o））が、演算器２１ａまたは２１ｂによりそれぞれ
算出され、差動増幅器２２ａに出力される。

【００５１】差動増幅器２２ａでは、演算器２１ａまた
は２１ｂよりそれぞれ出力された受光信号の和（Ａ_o＋
Ｃ_o）または（Ｂ_o＋Ｄ_o）の差（（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋
Ｄ_o））が算出され、乗算器２３に出力される。乗算器
２３において、差動増幅器２２ａの出力（（Ａ_o＋Ｃ_o）
−（Ｂ_o＋Ｄ_o））がｋ（＞１）倍され、演算器２５に出
力される。同時に、差動増幅器２２ｂにおいて、演算器
２１ｃまたは２１ｄよりそれぞれ出力された受光信号の
和（Ａ_i＋Ｃ_i）または（Ｂ_i＋Ｄ_i）の差（（Ａ_i＋Ｃ_i）
−（Ｂ_i＋Ｄ_i））が算出され、演算器２５に出力され
る。

【００５２】演算器２５において、乗算器２３の出力
（ｋ（（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ_o）））と差動増幅器２
２ｂの出力（（Ａ_i＋Ｃ_i）−（Ｂ_i＋Ｄ_i））とが加算さ
れ、これがフォーカスエラー信号ＦＥＳとして出力され
る。

【００５３】つまり、フォーカスエラー信号ＦＥＳが、
式ＦＥＳ＝ｋ（（Ａ_o＋Ｃ_o）−（Ｂ_o＋Ｄ_o））＋（（Ａ_i＋Ｃ_i）−（Ｂ_i＋Ｄ_i））にしたがって算出されることになる。

【００５４】上式において、ｋ＝１である場合は、図９
における場合のように、４分割受光素子４２を用いて非
点収差法によりフォーカスエラー信号が算出されるのと
同様の結果となるが、本発明においては、ｋ＞１とした
ので、フォーカシングの検出範囲（いわゆるＳ字曲線
の、原点付近のほぼ線形な部分）を小さくすることな
く、むしろ大きくして偏光ビームスプリッタ８の厚さを
薄くすることができるようになる。

【００５５】ここで、ｋ＝１とした場合と、ｋ＝５とし
た場合のフォーカスエラー信号ＦＥＳのＳ字曲線を図４
に示す。ｋ＝５とした場合、ｋ＝１とした場合に比較し
て約２倍のフォーカシングの検出範囲が得られているこ
とがわかる。

【００５６】従って、いわゆる非点収差法によりフォー
カスエラー信号を検出する場合、十分大きなフォーカシ
ングの検出範囲を得ようとすると、図１において点線で
示すような厚さの偏光ビームスプリッタを用いて、同じ
く点線で示す位置に受光素子を配置しなければならなか
ったが、本発明によれば、フォーカシングの検出範囲を
大きくして、偏光ビームスプリッタ８の厚さを薄くし、
さらに受光素子９をより偏光ビームスプリッタ８に近い
位置に配置することができる。

【００５７】この結果、装置の小型化および軽量化を図
ることができ、さらにアクセスタイムを短縮することが
できる。

【００５８】ところで、図２の信号処理回路において
は、演算器２１ａ乃至２１ｄの出力は演算器２４にも供
給され、そこで加算されて差動増幅器２８の非反転入力
端子および演算器２９の一方の入力端子に供給される。

【００５９】これにより、受光素子９で受光された、デ
ィスク１の反射光すべてのＰ偏光成分の光強度に対応す
る電圧（Ａ_i＋Ｂ_i＋Ｃ_i＋Ｄ_i＋Ａ_o＋Ｂ_o＋Ｃ_o＋Ｄ_o）
が、差動増幅器２８および演算器２９に供給されること
になる。

【００６０】また、受光素子１０の領域ＥまたはＦより
それぞれ出力された電圧は、演算器２７に供給され、そ
こで加算されて差動増幅器２８の反転入力端子および演
算器２９の他方の入力端子に供給される。

【００６１】これにより、受光素子１０で受光された、
ディスク１の反射光すべてのＳ偏光成分の光強度に対応
する電圧（Ｅ＋Ｆ）が、差動増幅器２８および演算器２
９に供給されることになる。

【００６２】差動増幅器２８においては、演算器２４よ
り供給された電圧と、演算器２７より供給された電圧と
の差がとられ、ＲＦ差信号ＲＦ_diffが出力される。

【００６３】つまり、ＲＦ差信号ＲＦ_diffが、式ＲＦ_diff＝（Ａ_i＋Ｂ_i＋Ｃ_i＋Ｄ_i＋Ａ_o＋Ｂ_o＋Ｃ_o＋Ｄ_o） −（Ｅ＋Ｆ）にしたがって算出されることになる。

【００６４】また、演算器２９においては、演算器２４
より供給された電圧と、演算器２７より供給された電圧
とが加算され、ＲＦ和信号ＲＦ_sumが出力される。

【００６５】つまり、ＲＦ和信号ＲＦ_sumが、式ＲＦ_sum＝（Ａ_i＋Ｂ_i＋Ｃ_i＋Ｄ_i＋Ａ_o＋Ｂ_o＋Ｃ_o＋Ｄ_o）＋（Ｅ＋Ｆ）にしたがって算出されることになる。

【００６６】ＲＦ差信号ＲＦ_diffは、ディスク１が光磁
気ディスクである場合の再生信号として用いられ、ＲＦ
和信号ＲＦ_sumは、例えばディスク１が光ディスクであ
る場合の再生信号や、半導体レーザ２のレーザ光のパワ
ー制御用の信号として用いられる。

【００６７】なお、受光素子９の円状分割線９ａを、フ
ォーカスが合っているときのＰ偏光成分のほぼ円形の光
スポットより幾分大きく形成するようにすることができ
る。この場合、フォーカスがあっていれば、受光素子９
の円状分割線９ａ内の領域Ａ_i乃至Ｄ_iにおいて、ディス
ク１の反射光すべてのＰ偏光成分が受光されることにな
るので、ＲＦ和信号およびＲＦ差信号は、図５に示す信
号処理回路により算出することができるようになる。

【００６８】即ち、図５では、図２の４入力の演算器２
４の代わりに２入力の演算器３０が用いられている他
は、図２における場合と同一の構成になっている。演算
器３０は、その入力端子に、演算器２１ｃおよび２１ｄ
の出力が供給されるようになされており、それを加算す
る。

【００６９】従って、ＲＦ差信号ＲＦ_diffは、式ＲＦ_diff＝（Ａ_i＋Ｂ_i＋Ｃ_i＋Ｄ_i）−（Ｅ＋Ｆ）にしたがって算出され、ＲＦ和信号ＲＦ_sumは、式ＲＦ_sum＝（Ａ_i＋Ｂ_i＋Ｃ_i＋Ｄ_i）＋（Ｅ＋Ｆ）にしたがって算出されることになる。

【００７０】よって、この場合、図２における場合と比
較して、電圧Ａ_o乃至Ｄ_oを加算せずに、電圧Ａ_i乃至Ｄ_i
からＲＦ和信号およびＲＦ差信号を求めることができ、
これにより信号Ａ_o乃至Ｄ_oに含まれるノイズも加算せず
に済むので、信号のＳ／Ｎを向上させることができる。

【００７１】さらに、偏光ビームスプリッタ８を、その
直線分割線９ｂおよび９ｃのうちの一方、例えば直線分
割線９ｃをディスク１のトラック方向に合わせ、受光素
子９上の非点収差をトラック方向に対して４５度だけ傾
いた方向に発生させるように配置することができる。

【００７２】この場合、ディスク１が合焦位置にあれ
ば、図３（ｃ）に示すように、光強度がほぼ円形上に均
一な光スポットが形成される。また、ディスク１が合焦
位置より近くなると、例えば図３（ｂ）に示すようにト
ラック方向に対して４５度右上がり（４５度左下がり）
の楕円形の光スポットが形成される。ディスク１が合焦
位置よりさらに近くなると、例えば図３（ａ）に示すよ
うにトラック方向に対して４５度右上がりの、大きな楕
円形の光スポットが形成される。

【００７３】また、ディスク１が合焦位置より遠くなる
と、例えば図３（ｄ）に示すようにトラック方向に対し
て４５度左上がり（４５度右下がり）の楕円形の光スポ
ットが形成される。ディスク１が合焦位置よりさらに遠
くなると、例えば図３（ｅ）に示すようにトラック方向
に対して４５度左上がりの、大きな楕円形の光スポット
が形成される。

【００７４】さらに、この場合、ディスク１上に照射さ
れる光ビームがディスク１のトラックからずれている
と、受光素子９上の光スポットの、トラック方向と直交
する直線分割線９ｂと同じ方向の光強度分布に偏りが生
じる。即ち、このトラックずれによる光強度の偏りは、
受光素子９の領域Ａ_i，Ａ_o，Ｂ_i、およびＢ_oから出力さ
れる電圧の総和と、領域Ｃ_i，Ｃ_o，Ｄ_i、およびＤ_oから
出力される電圧の総和との差として現れる。

【００７５】従って、この場合、図５に示す信号処理回
路は、図６に示すように構成することができる。なお、
図中、図５における場合と対応する部分については、同
一の符号を付してある。図６の信号処理回路において
は、４入力の演算器３１ａに、領域Ａ_i，Ａ_o，Ｂ_i、お
よびＢ_oから出力される電圧が供給されるようになされ
ており、そこで加算され、差動増幅器３２の非反転入力
端子に出力される。

【００７６】さらに、４入力の演算器３１ｂには、領域
Ｃ_i，Ｄ_o，Ｄ_i、およびＤ_oから出力される電圧が供給さ
れるようになされており、そこで加算され、差動増幅器
３２の反転入力端子に出力される。

【００７７】差動増幅器３２においては、演算器３１ａ
の出力（Ａ_i＋Ａ_o＋Ｂ_i＋Ｂ_o）と、演算器３１ｂの出力
（Ｃ_i＋Ｃ_o＋Ｃ_i＋Ｃ_o）との差分が算出され、トラッキ
ングエラー信号ＴＥＳとして出力される。

【００７８】つまり、トラッキングエラー信号ＴＥＳ
が、式ＴＥＳ＝（Ａ_i＋Ａ_o＋Ｂ_i＋Ｂ_o）−（Ｃ_i＋Ｃ_o＋Ｃ_i＋Ｃ_o）にしたがって算出されることになる。

【００７９】従って、フォーカスエラー信号とともに、
トラッキングエラー信号が受光素子９より出力された電
圧により算出されるので、図に示すように偏光ビームス
プリッタ８からのＳ偏光成分を受光する受光素子１０は
分割せずに済むことになる。

【００８０】よって、受光素子１０が分割されていた場
合に比較して、分割ギャップによる受光量の損失がなく
なり、Ｓ／Ｎの向上したＲＦ和信号およびＲＦ和信号を
得ることができるようになる。

【００８１】次に、図７は、本発明の光ヘッドを応用し
た光磁気ディスク装置の第２実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図中、図１における場合と対応する部分に
ついては、同一の符号を付してある。

【００８２】この光ディスク装置においては、偏光ビー
ムスプリッタ８が、集光レンズ７で集光された、ディス
ク１からの反射光の光軸に対して４５度未満だけ傾けて
配置されており、即ち偏光ビームスプリッタ８が、それ
を通過するＰ偏光成分の光の光軸と、そこで反射される
Ｓ偏光成分の光の光軸とのなす角度が９０度未満になる
ように配置されている。

【００８３】さらに、偏光ビームスプリッタ８の厚さが
薄いので、そこを通過するＰ偏光成分と、そこで反射さ
れるＳ偏光成分との距離（間隔）が小さくなり、従って
図に示すように、受光素子９および１０を、受光素子パ
ッケージ１１の中のほぼ同一平面上に形成することがで
きるようになる。

【００８４】よって、受光素子９および１０（受光素子
パッケージ１１）を、容易に製造し、組み立てて調整す
ることができる。さらに、装置を小型に構成することが
でき、低コスト化を図ることができる。

【００８５】以上、本発明の光ヘッドを光磁気ディスク
装置に適用した場合について説明したが、本発明は、光
磁気ディスク装置だけでなく、例えば光ディスク装置や
光カード読み取り装置などにも適用することができる。

【００８６】なお、コリメータレンズ３は、半導体レー
ザ２とビームスプリッタ４の間に配置するのではなく、
図８に示すように、ビームスプリッタ４と対物レンズ５
の間に配置するようにしても良い。

【００８７】さらに、例えば図２の信号処理回路におい
ては、差動増幅器２２ａの出力をｋ倍するようにした
が、差動増幅器２２ａの出力をｋ倍するのではなく、差
動増幅器２２ｂの出力を１／ｋ倍するようにしても良
い。

【００８８】また、１／２波長板６は、必ずしも必要で
はない。

【００８９】

【発明の効果】請求項１に記載の光ヘッドによれば、受
光面を内側の領域と外側の領域とに分割する円状の円状
分割線と、内側の領域および外側の領域をそれぞれ４つ
の領域に分割する、円状分割線の中心点を交点としてほ
ぼ直交する２つの直線分割線とによって８つの領域に分
割された第１の受光手段により、非点収差を発生する光
学手段を介した、記録媒体からの反射光または透過光を
受光する。そして、４つの内側の領域の２組の対角に位
置する領域それぞれにおける受光信号の和の差を算出す
るとともに、４つの外側の領域の２組の対角に位置する
領域それぞれにおける受光信号の和の差を算出し、外側
の領域から算出された差を１より大きい所定数倍だけし
てから、内側の領域から算出された差との和を算出する
ことによって、フォーカスエラー信号を生成する。従っ
て、光学手段の厚さを薄くしても、十分大きなフォーカ
シング検出範囲を得ることができ、さらに装置の軽量化
および小型化を図ることができる。

【００９０】請求項２に記載の光ヘッドによれば、第１
の受光手段を分割する２つの直線分割線のうち、記録媒
体のトラック方向に沿った直線分割線により分割された
第１の受光手段の２つの領域における受光信号の差を算
出することによって、トラッキングエラー信号を生成す
る。従って、フォーカスエラー信号とトラッキングエラ
ー信号を同一の第１の受光手段から得ることができるの
で、装置の軽量化および小型化をさらに図ることができ
る。

【００９１】請求項３に記載の光ヘッドによれば、第１
の受光手段の４つの内側の領域それぞれにおける受光信
号のみに基づいて、再生信号を生成する。従って、フォ
ーカスエラー信号と再生信号を同一の第１の受光手段か
ら得ることができるので、装置の軽量化および小型化を
図ることができる。

【００９２】請求項４に記載の光ヘッドによれば、光学
手段が、記録媒体からの反射光または透過光の光軸に対
して傾けて配置した、光を反射および透過する平板形状
の透明体であり、第１の受光手段が、透明体を透過した
光を受光する。従って、装置の軽量化および小型化を図
ることができる。

【００９３】請求項５に記載の光ヘッドによれば、第２
の受光素子で光学手段としての透明体で反射された光を
受光する。従って、トラッキングエラー信号の他、第１
の受光手段で受光された光と合わせて、Ｓ／Ｎの高い再
生信号を容易に得ることができる。

【００９４】請求項６に記載の光ヘッドによれば、光学
手段としての透明体が、記録媒体からの反射光または透
過光を透過および反射することによって、互いに直交す
る偏光成分の光に分離する。従って、磁気カー効果に基
づく情報の再生信号を容易に得ることができる。

【００９５】請求項７に記載の光ヘッドによれば、光学
手段としての透明体が、透明体を透過した光の光軸と、
透明体を反射した光の光軸とのなす角度が９０度未満に
なるように配置されている。従って、透明体を透過した
光、または透明体を反射した光をそれぞれ受光する素子
を同一平面内に配置することができるので、装置を小型
に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ヘッドを応用した光磁気ディスク装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】受光素子９および１０から出力される受光信号
（電圧）を信号処理する信号処理回路の一実施例の構成
を示す回路図である。

【図３】フォーカスずれに対応するビーム光の光スポッ
トの光強度分布の変化を説明するための図である。

【図４】フォーカスエラー信号のＳ字曲線を示す図であ
る。

【図５】受光素子９および１０から出力される受光信号
（電圧）を信号処理する信号処理回路の第２実施例の構
成を示す回路図である。

【図６】受光素子９および１０から出力される受光信号
（電圧）を信号処理する信号処理回路の第３実施例の構
成を示す回路図である。

【図７】本発明の光ヘッドを応用した光磁気ディスク装
置の第２実施例の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の光ヘッドを応用した光磁気ディスク装
置の第３実施例の構成を示すブロック図である。

【図９】従来の光磁気ディスク装置の一例の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ディスク２半導体レーザ３コリメータレンズ４ビームスプリッタ５対物レンズ６１／２波長板７集光レンズ８偏光ビームスプリッタ９受光素子９ａ円状分割線９ｂ，９ｃ直線分割線１０受光素子１０ａ直線分割線１１受光素子パッケージ２１ａ乃至２１ｄ演算器２２ａ，２２ｂ差動増幅器２３乗算器２４，２５演算器２６差動増幅器２７演算器２８差動増幅器２９，３０，３１ａ，３１ｂ演算器３２差動増幅器４１偏光ビームスプリッタ４２４分割受光素子４２ａ，４２ｂ分割線４３２分割受光素子４３ａ分割線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に照射する光を発光する発光手
段と、非点収差を発生する光学手段と、前記光学手段を介した、前記記録媒体からの反射光また
は透過光を受光する、受光面を内側の領域と外側の領域
とに分割する円状の円状分割線と、前記内側の領域およ
び外側の領域をそれぞれ４つの領域に分割する、前記円
状分割線の中心点を交点としてほぼ直交する２つの直線
分割線とによって８つの領域に分割された第１の受光手
段とを備え、前記第１の受光手段の前記４つの内側の領域の２組の対
角に位置する領域それぞれにおける受光信号の和の差を
算出するとともに、前記４つの外側の領域の２組の対角
に位置する領域それぞれにおける受光信号の和の差を算
出し、前記外側の領域から算出された前記差を１より大
きい所定数倍だけしてから、前記内側の領域から算出さ
れた前記差との和を算出することによって、フォーカス
エラー信号を生成することを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】前記第１の受光手段を分割する前記２つ
の直線分割線のうち、前記記録媒体のトラック方向に沿
った直線分割線により分割された前記第１の受光手段の
２つの領域における受光信号の差を算出することによっ
て、トラッキングエラー信号を生成することを特徴とす
る請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項３】前記第１の受光手段の前記４つの内側の
領域それぞれにおける受光信号のみに基づいて、再生信
号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載
の光ヘッド。
【請求項４】前記光学手段は、前記記録媒体からの反
射光または透過光の光軸に対して傾けて配置した、光を
反射および透過する平板形状の透明体であり、前記第１の受光手段は、前記透明体を透過した光を受光
することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の光ヘッド。
【請求項５】前記光学手段としての透明体で反射され
た光を受光する第２の受光手段をさらに備えることを特
徴とする請求項４に記載の光ヘッド。
【請求項６】前記光学手段としての透明体は、前記記
録媒体からの反射光または透過光を透過および反射する
ことによって、互いに直交する偏光成分の光に分離する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の光ヘッド。
【請求項７】前記光学手段としての透明体は、前記透
明体を透過した光の光軸と、前記透明体を反射した光の
光軸とのなす角度が９０度未満になるように配置されて
いることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載
の光ヘッド。