JPS63317930A - 光学ヘッド - 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、光磁気記録再生装置等に用いる光学ヘッドに
関するものである。

〔従来の技術〕

光磁気記録再生装置における従来の光学ヘッドの一例を
第５図に基づいて説明する。

半導体レーザ２１から発したレーザ光は、コリメータレ
ンズ２２によって平行光に変換され、第１ビームスプリ
ンタ２３を介して対物レンズ２４により記録媒体２５上
に集光される。記録媒体２５は、透光性材料からなる基
板２６上に溝状の情報トランク２７を形成し、垂直磁化
膜２８を被覆したものである。この記録媒体２５からの
反射光は、対物レンズ２４によって再び光学系内に取り
込まれ、第１ビームスプリツタ２３で光軸を９０度曲げ
られて第２ビームスプリンタ２９に送られる。このよう
にして取り出された反射光は、記録信号成分と共にフォ
ーカシングエラーとトラッキングエラーの情報を含んで
いる。

第２ビームスプリフタ２９で再び光軸を９０度曲げられ
た光束は、記録信号成分を取り出すために、１／２波長
板３０及び集光レンズ３１を介して偏光ビームスプリッ
タ３２に送られる。１／２波長板３０では、偏光方向が
４５度回転される。

また、偏光ビームスプリッタ３２では、送られて来た光
束をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分割し、それぞれを光
検出器３３・３４に送る。この光検出器３３・３４は、
偏光ビームスプリンタ３２で分割されたそれぞれの光軸
上における集光レンズ３１の焦点位置に配置されでいる
。ところで、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とは、直線偏光の
レーザ光に対してそれぞれ４５度の傾きをなす偏光成分
であり、互いに直交している。そして、記録媒体２５で
は記録信号が垂直磁化膜２８の磁化の状態として記録さ
れているので、照射したレーザ光に対してその反射光は
、記録信号に応じ偏光が回転することになる。従って、
光検出器３３・３４は、この反射光のＰ偏光成分とＳ偏
光成分を検出することにより、偏光の回転、即ち記録信
号を検出することができる。

また、第２ビームスプリンタ２９を透過した光束は、ザ
ーポ信号成分を取り出すために、集光レンズ３５とシリ
ンドリカルレンズ３６とを通過する。集光レンズ３５と
シリンドリカルレンズ３６とは、シリンドリカルレンズ
３６の母線に直交する方向に短い焦点を形成し、母線方
向に長い焦点を形成する。これらのレンズ３５・３６を
通過した光束は、長短の焦点の中間に配置した４分割光
検出器３７に送られる。４分割光検出器３７は、受光素
子を田の字形状に分割した光検出器であり、受光素子の
各分割線が記録媒体２５のトランク方向及びこれの直交
方向となるように配置されている。また、シリンドリカ
ルレンズ３６の母線方向は、この受光素子の各分割線に
対してほぼ４５度傾くように配置されている。このよう
な配置によって、４分割光検出器３７は、非点収差法に
よりフォーカシングエラーを検出し、また、ブツシュプ
ル法によりトラッキングエラーを検出する。

これらのフォーカシングエラーとトランキングエラーの
情報によって、図示しないサーホ機構によりフォーカス
制御及びトラッキング制御を行うことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の光学ヘッドでは、ビー
ムスプリンタや光検出器等の部品点数が多くなるので、
装置を小型化する際の障害となり、また、コストも高く
なるという問題点を有していた。

また、従来の光学ヘッドは、非点収差法を採用している
ので、トラッキングエラーが生じた場合にクロストーク
が発生し−、フォーカシングエラーを誤検出するという
問題点も有していた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る光学ヘッドは、上記の問題点を解決するた
めに、光源から発した直線偏光の光を記録媒体に照射し
、その反射光の偏光状態から記録信号を再生する光学ヘ
ッドにおいて、記録媒体からの反射光の光軸上に集光レ
ンズを配置し、さらにその後方に光軸を互いに直交する
偏光成分に分割する偏光ビームスプリッタを配置し、こ
の偏光ビームスプリッタによって分割された各光軸上に
おける集光レンズの焦点位置より前方と後方とに、受光
素子が少なくともトラック方向に２分割された光検出器
をそれぞれ配置したことを特徴としている。

〔作　用〕

記録媒体に記録された記録信号は、反射光の偏光の回転
として現れる。このため、反射光を偏光ビームスプリッ
タによって各偏光成分に分割すると、その偏光の回転に
応じて各偏光成分の構成比が変化する。従って、２分割
された受光素子を一体として各光検出器の出力を比較す
れば記録信号を検出することができる。

また、記録媒体に照射する光の焦点がずれると、集光レ
ンズの焦点位置に対して実際の結像位置がずれる。この
ため、集光レンズの焦点位置から前後にずらして配置し
た各光検出器上に照射する光スポットの大きさが互いに
逆方向の変化を生じるので、光検出器の受光素子を分割
する不感帯に照射する光量が両者で異なることになる。

従って、２分割された受光素子を一体として各光検出器
の出力を比較すればフォーカシングエラーを検出するこ
とができる。なお、フォー力シングエラーを検出する信
号の変化の周期は、先の記録信号の変化の周期より極め
て長いので、両信号は周波数帯域により容易に分離する
ことができる。

さらに、記録媒体に照射する光のトラッキングがずれる
と、この記録媒体が反射回折格子として作用することか
ら、光検出器上に照射する光スポットが回折光の干渉効
果によりトラック方向の両側において光強度に変化を生
じることになる。このため、各光検出器におけるトラッ
ク方向に対して同じ側にある受光素子の出力同士を合わ
せて、両者を比較すれば、トラッキングエラーを検出す
ることができる。

従って、本発明の光学ヘッドにおいても、従来と同様に
記録信号と共にフォーカシングエラーとトラッキングエ
ラーの情報を検出することができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

本実施例の光学ヘッドは、半導体レーザ１から発せられ
るレーザ光の光軸に沿って、コリメータレンズ２、ビー
ムスプリンタ３及び対物レンズ４を配置している。

コリメータレンズ２は、半導体レーザ１がら発したレー
ザ光を平行光に変換するものである。対物レンズ４は、
平行光に変換されたレーザ光を集光するものである。記
録媒体５は、ガラス等の光透過材料からなる基板６に同
心円状又は螺旋状に形成した溝状の情報トラック７を設
け、垂直磁化膜８を被覆したものである。垂直磁化膜８
は、例えば希土類と遷移金属とのアモルファス合金薄膜
等を蒸着又はスパックリング等によって基板６上に成膜
したものである。

上記の記録媒体５は、基板６の裏面側からレーザ光を照
射し、対物レンズ４の焦点位置に情報トラック７が位置
するように配置される。記録媒体５が光磁気ディスクの
場合、記録媒体５の表面側から磁界を印加しておき、情
報トラック７上に照射したレーザ光によってその部分の
垂直磁化膜８の磁化を反転させることにより情報を記録
する。

ビームスプリッタ３は、光を一部反射することにより光
軸を分割するものであり、記録媒体５からの反射光の光
軸を９０度曲げる役割を果たす。

ビームスプリッタ３からの反射光の光軸には、１／２波
長板９、集光レンズ１０及び偏光ビームスプリッタ１１
が配置されている。１／２波長板９は、偏光方向を４５
度回転させるものであり、光学系の配置上の都合により
挿入されたものである。集光レンズ１０は、焦点Ｆを有
し、偏光ビームスプリンタ１１のさらに後方で結像する
ようになっている。偏光ビームスプリッタ１１は、光軸
をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分割するものである。Ｐ
偏光成分とＳ偏光成分とは、直線偏光のレーザ光に対し
てそれぞれ４５度の傾きをなす偏光成分であり、互いに
直交している。

偏光ビームスプリンタ１１を透過したＰ偏光成分の光軸
上における焦点Ｆより前方には、光検出器１２が配置さ
れている。また、偏光ビームスプリッタ１１によって９
０度曲げられたＳ偏光成分の光軸上における集光レンズ
１０の焦点Ｆより後方には、光検出器１３が配置されて
いる。これらの光検出器１２・１３は、それぞれの受光
面が焦点Ｆの前後にずれる距離が同じになるように配置
されている。光検出器１２・１３は、受光素子を記録媒
体５におけるトランク方向に２分割したものである。受
光素子をこのように分割した結果、第２図（ａ）に示す
ように、各受光素子１２ａ・１２ｂ及び１３ａ・１３ｂ
の間隙には、それぞれ不惑帯１２ｃ・１３ｃが生じるこ
とになる。これらの受光素子１２ａ１２ｂ及び１３ａ−
１３ｂは、それぞれ別個に受光量を検出して出力するこ
とができる。

上記の構成をなす光学ヘッドの作用を説明する。半導体
レーザ１から発したレーザ光は、コリメータレンズ２に
よって平行光に変換され、ビームスプリッタ３を通過し
て対物レンズ４により記録媒体５の情報トランク７上に
集光される。そして、この記録媒体５からの反射光は、
対物レンズ４によって再び光学系内に取り込まれ、ビー
ムスプリッタ３で光軸を９０度曲げられる。

このようにして取り出された反射光は、集光レンズ１０
によって集光され、偏光ビームスブリック１１で光軸を
Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とに分割され、それぞれ光検出
器１２・１３に送られる。

第２図（ａ）に示すように、光検出器１２の受光素子１
２ａ・１２ｂ上には、焦点が後方にずれた光スポットＡ
ｐが照射される。また、光検出器１３の受光素子１３ａ
・１３ｂ上には、焦点が前方にずれた光スポットＡ３が
照射される。

まず、記録信号を検出する場合について説明する。半導
体レーザ１から発するレーザ光は、その性質上直線偏光
であり、その偏光方向は予めわかっている。また、記録
媒体５に記録された記録信号は、反射光の偏光の回転と
して現れる。このため、この反射光を偏光ビームスプリ
ンタ１１によってＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分割する
と、その偏光の回転に応じて、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分
の構成比が変化し、光検出器１２・１３に照射する光の
光量の変化となって現れる。従って、光検出器１２にお
ける受光素子１２ａ・１２ｂの百出力を加算し、また、
光検出器１３における受光素子１．３２−　］　３　ｂ
の百出力も加算して、これらの加算結果を比較すれば、
反射光における偏光の回転、即ち記録信号を検出するこ
とができる。

次に、フォーカシングエラーを検出する場合について説
明する。

対物レンズ４と記録媒体５とが所定間隔を有し焦点が合
致している場合には、光検出器１２・１３に照射する光
スポットＡ、・Ａｓは第２図（ａ）に示すように同じ大
きさとなる。しかし、対物レンズ４と記録媒体５との間
隔距離が変化し焦点がずれると、反射光を対物レンズ４
で平行光に戻すことができなくなるので、集光レンズ１
ｏによる結像位置が焦点Ｆからずれることになる。

例えば、対物レンズ４と記録媒体５との間隔距離が長く
なると、集光レンズ１０による結像位置は前方にすれ、
第２図（ｂ）に示すように、光スポットＡＰの方が光ス
ポットＡ、よりも径が小さくなる。対物レンズ４と記録
媒体５との間隔距離が短い場合には、逆に第２図（ｃ）
に示すように、光スポットＡ、の方が光スポットＡ３よ
りも径が大きくなる。但し、このように光スポットＡ。

・Ａ、の径が変化しても、各光検出器１２・１３が受け
るそれぞれの総光量は変化しない。

ところが、不感帯１２ｃ・１３ｃに照射する光量はこの
光スポットＡＰ　・Ａｓの大きさの影響を受け、光スポ
ットＡ、・Ａｓの径が小さくなるほど光強度が強くなる
ために光量も増加することになる。このため、受光素子
１２ａ・１’２ｂ及び１３ａ・１３ｂが実際に受ける光
量は、光スポットＡＰ　−Ａ３の径が小さくなるほど減
少することになる。従って、光検出器１２における受光
素子１２ａ・１２ｂの百出力を加算し、また、光検出器
１３における受光素子１３ａ・１３ｂの百出力も加算し
て、これらの加算結果を比較すれば、フォーカシングエ
ラーを検出することができる。

即ち、光検出器１２の加算結果の方が小さい場合（第２
図（ｂ）の場合）には、対物レンズ４と記録媒体５との
間隔距離が長過ぎるとするフォーカシングエラーを検出
し、光検出器１２の加算績果の方が大きい場合（第２図
（ｃ）の場合）には、対物レンズ４と記録媒体５との間
隔距離が短過ぎるとするフォーカシングエラーを検出し
、両加算結果が一致した場合（第２図（ａ）の場合）に
は、焦点が合致していることを検出することができる。

なお、ここでは、各光検出器１２・１３が受けるそれぞ
れの総光量が同じであると仮定して考えた。ところが、
実際には、光検出器１２が受けるのは反射光のＰ偏光成
分であり、光検出器１３が受けるのは反射光のＳ偏光成
分なので、記録信号に従って両者の光量比は変化する。

しかしながら、フォーカシングエラーによる光量変化の
周期は、記録信号による光量変化の周期にくらべ極めて
長いものである。従って、両者は、周波数成分を異にす
るので、フィルタにより容易に分離することができる。

最後にトラッキングエラーを検出する場合について説明
する。記録媒体５は、溝状の情報トラック２７とその間
隙のガイドトラックとが高密度で多数形成されているの
で、これにレーザ光を照射すると、反射回折格子として
作用する。このため、光検出器１２・１３上の光スポッ
トには、第３図に示すように、実線の円で示すＯ次回先
光Ａ。

とその両側に破線の円で示す±１次回折光Ａ＋、・Ａ−
、とが現れる。そして、この０次回先光Ａ。と±１次回
折先人４．・／ｌ、とが重なる部分では、光の干渉効果
により１〜ラツキングのずれに応じて光強度が変化する
。このような光の干渉部分は、トラック方向の両側にの
み現れる。このため、光検出器１２・１３におけるトラ
ンク方向に２分割された各受光素子１２ａ・１２ｂ及び
１３ａ・１３ｂは、トラッキングのずれに応じて一方側
の受光素子１２ａ・１３ａと他方側の受光素子１２ｂ・
１３ｂとが受ける光量に差が生じる。従って、受光素子
１２ａ・１２ｂの百出力の差を求め、また、受光素子１
３ａ・１３ｂの百出力の差を求め、これらの減算結果を
加算すれば、トラッキングエラーを検出することができ
る。

以上のことから、第４図に示すような演算回路で、まず
光検出器１２における受光素子１２ａ・１２ｂの出力を
加算器１４で加算するとともに、光検出器１３における
受光素子１３ａ・１３ｂの出力を加算器１５て加算し、
減算器１６で両加算結果の差を求める。そして、この減
算器１６の出力から記録信号を得ることができ、さらに
低域通過フィルタ１７により高周波帯域の記録信号を除
去すれば、フォーカシングエラーの情報を得ることがで
きる。また、まず光検出器１２における受光素子１２ａ
の出力と受光素子１２ｂの出力との差を減算器１８で求
めるとともに、光検出器１３におＬＪる受光素子１３ａ
の出力と受光素子１３ｂの出力との差を減算器１９で求
め、これらの減算結果を加算器２０で加算すれば、この
加算器２０の出力からトラッキングエラーの情報を得る
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明に係る光学ヘッドは、以上のように、光源から発
した直線偏光の光を記録媒体に照射し、その反射光の偏
光状態から・記録信号を再生する光１日 学ヘッドにおいて、記録媒体からの反射光の光軸上に集
光レンズを配置し、さらにその後方に光軸を互いに直交
する偏光成分に分割する偏光ビームスプリッタを配置し
、この偏光ビームスプリッタによって分割された各光軸
上における集光レンズの焦点位置より前方と後方とに、
受光素子が少なくともトラック方向に２分割された光検
出器をそれぞれ配置した構成である。

これにより、記録信号と共にフォーカシングエラーとト
ラッキングエラーの情報を同じ光検出器で検出するので
、従来の光学ヘッドに比ベビームスプリンタや光検出器
等の部品点数を少なくすることができる。従って、本発
明の光学ヘッドは、装置を小型化することができ、また
、コストダウンを図ることができる。

また、フォーカシングエラーを検出する際に２分割され
た受光素子の出力をそれぞれ加え合わせるので、これら
２分割された受光素子間の光量差として現れるトラッキ
ングエラーの影響によりクロストークが発生ずるという
ことがなくなり、正確なフォーカス制御を行うことがで
きるという効果も併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第第４図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図は光学ヘッドの構成図、第２図（ａ）（ｂ
）（Ｃ）はそれぞれ２個の光検出器上に照射する光スポ
ットの大きさを対比して示した説明図、第３図は光検出
器上に照射する光スポットの説明図、第４図は演算回路
のブロック図である。第５図は従来例を示すものであっ
て、光学ヘッドの構成図である。 １は半導体レーザ（光源）、５は記録媒体、１０は集光
レンズ、１１は偏光ビームスプリンタ、１２−１．３は
光検出器、１２ａ１２ｂ１３ａ・１３ｂは受光素子であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光源から発した直線偏光の光を記録媒体に照射し、
   その反射光の偏光状態から記録信号を再生する光学ヘッ
   ドにおいて、記録媒体からの反射光の光軸上に集光レン
   ズを配置し、さらにその後方に光軸を互いに直交する偏
   光成分に分割する偏光ビームスプリッタを配置し、この
   偏光ビームスプリッタによって分割された各光軸上にお
   ける集光レンズの焦点位置より前方と後方とに、受光素
   子が少なくともトラック方向に２分割された光検出器を
   それぞれ配置したことを特徴とする光学ヘッド。