JPH02105356A - 光磁気ディスク装置 - 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、磁気カー効果やファラデー効果等の磁気光学
効果を利用して情報の記録、再生を行う光磁気ディスク
装置、特にフォーカスエラー信号、トラックエラー信号
及び光磁気信号の検出方式に関するものである。

（従来の技術） 一般に、光磁気ディスク装置においては、情報の記録、
再生を行うに当り、レーザ等の光源からの光ビームを光
ヘッドの光学系によって光磁気ディスク上に、例えば１
μｍ程度の径の微小スポットで常に照射できるようにす
る必要がある。この際、光磁気ディスクは回転に伴なっ
て、回転方向に垂直な方向、即ちディスク面に直交する
方向（フォーカス方向）の面振れ、あるいは半径方向く
ラジアル方向）の偏心が生ずる。そのため、これと、２
つのずれ量を補正するなめに、面振れの動きに対して光
スポットを追従させる焦点制御（フォーカスサーボとも
いう）と、偏心の動きに対して光スポットを追従させる
トラッキング制御（トラックサーボともいう）とを行っ
ている。

従来、この種の光磁気ディスク装置としては、■特開昭
５９−１６８９５１号公報、及び■寺田和男著「光ピツ
クアップシステム設計の要点」、［６］　（昭５９−１
ｏ−３１）日本工業技術センター、Ｐ、１．５１−１７
３に記載されるものがあった。以下、その構成を図を用
いて説明する。

第２図は前記文献■に記載された従来の光磁気ディスク
装置の一構成例を示す図である。

この光磁気ディスク装置では、記録光学系及び再生光学
系を備え、そのうち記録光学系が図面上省略されて再生
光学系のみが図示されている。記録層である垂直磁化膜
を有する光磁気ディスク１−では、図示したい記録光学
系を用いて垂直磁化膜の磁化方向を反転させることによ
り、情報を記録している。情報の再生は、再生光学系を
用いて、直線偏光を垂直磁化膜上に照射し、その透過光
あるいは反射光が磁化方向により、左右いずれかに回転
するいわゆるファラデー効果あるいは磁気カー効果を利
用して光磁気信号を読出すようにしている。

即ち、再生光学系において、半導体レーザ２から出射さ
れた光は、レンズ３により平行ビームとされ、回折格子
４により３本のビームに分割された後、ハーフミラ−５
により光磁気ディスク１側に反射され、対物レンズ６に
より光磁気ディスク１上に集光される。光磁気ディスク
１かへの反射光は、その光磁気ディスク１における垂直
磁化膜の磁化方向に応じて偏光面が±Δθだけ回転する
。

この反射光は、再び対物レンズ６及びハーフミラ−５を
通り、旋光子７で所定角度θだけ偏光面が回転した後、
中間レンズ８を通して偏光ビームスプリッタ９により、
入射面に平行なＰ偏光成分の光と、入射面に垂直なＳ偏
光成分の光とに分離される。Ｐ偏光成分の光は、前記文
献■に構造が詳しく記載されているようにシリンドリカ
ルレンズ（円柱レンズ）１０を介して、光／電変換用の
３つの光検出素子１．１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃからなる光
検出器］］に入射され、さらにＳ偏光成分の光が、光／
電変換用の光検出器１２に入射される。

光検出索子１１ｂの出力は、フォーカスエラー信号Ｅｆ
として利用される。光検出素子１１ｂの出力と光検出器
１２の出力とは、差動増幅器１３で差動増幅され、光磁
気信号Ｓｏとして出力される。

また、２つの光検出索子１１ａ、ｌｌｃの出力は、差動
増幅器１４で差動増幅され、トラックエラー信号Ｅｔと
して出力される。これらのフォーカスエラー信号Ｅｆ及
びトラックエラー信号Ｅｔは、図示したいフォーカスサ
ーボ回路及びトラックサーボ回路で処理され、フォーカ
スサーボ及びトラックサーボが行われる。

この種の光磁気ディスク装置では、サーボエラー信号検
出系と光磁気信号検出系とが一体化されているなめ、そ
の雨検出系が独立して設けられている装置に比べ、光学
系が簡単になって部品点数が少なく、低コスト化が図れ
るという利点を有している。

（発明が解決しようとする課題） しかしたがら、上記構成の装置では、フォーカスエラー
信号Ｅｆ及びトラックエラー信号Ｅｔを検出するために
、シリンドリカルレンズ１０と、３つの光検出素子１１
ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃからなる光検出器１１とを用いてい
るが、シリンドリカルレンズ１０は構造が複雑なために
比較的脅価であり、しかも３つの光検出索子１１ａ。

１１ｉ：＋、ＬＬｃを必要とするため、その光検出素子
１　］　ａ、　　］　１．ｌ）、　　］、　ｌｃの配置
調整等が複雑である。そのなめ、光磁気ディスク装置に
おける最大課題の１つであるアクセスタイムの短縮化と
いう点から貼れば、光ヘッドの小型、軽量化という点で
技術的に充分満足できるものではなく、しがも低コスト
化という点についても満足できるものではなかった。

本発明は前記従来技術が持っていた課題として、小型、
軽量化及び低コスト化が充分満足できるものではないと
いう点について解決した光磁気ディスク装置を提供する
ものである。

（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、請求項１の発明では、光磁
気ディスクからの反射光または透過光を収束レンズを通
してほぼ４５度の偏光面で偏光ビームスプリッタに入射
し、その偏光ビームスプリンタで分離したＰ偏光成分と
Ｓ偏光成分の光に基づき、フォーカスエラー信号、トラ
ックエラー信号、及び光磁気信号を検出する光磁気ディ
スク装置において、前記収束レンズの焦点より光軸方向
に一定距離だけ近づけた位置に第１の光検出器を設ける
と共に、前記収束レンズの焦点より光軸方向に前記一定
距離だけ遠ざけた位置に第２の光検出器を設ける。第１
の光検出器は、前記Ｐ偏光成分の光の断面積より小さな
第１の受光面を有し、第２の光検出器は、前記第１の受
光面と等しい面積で、かつ前記Ｓ偏光成分の光の断面積
より小さな第２の受光面を有している。そして、前記第
１゜第２の光検出器の少なくとも一方を分割線を有する
２分割光検出器で構成し、その分割線を前記光磁気ディ
スクのトラック方向に対して平行に配置したものである
。なお、第１．第２の光検出器は、その両方を２分割光
検出器で構成してもよい。

請求項２の発明では、前記２分割光検出器で構成された
第１または第２の光検出器の２出力差を増幅してトラッ
クエラー信号を出力する第１の差動増幅器と、前記第１
．と第２の光検出器の出力差を増幅する第２の差動増幅
器と、前記第２の差動増幅器の出力の周波数分離を行っ
てフォーカスエラー信号及び光磁気信号を出力するフィ
ルタとを設けたものである。

（作用） 請求項］−の発明によれば、以上のように光磁気ディス
ク装置を構成したので、第１の光検出器は偏光ビームス
プリッタからのＰＩ光成分の光を直接受光してそれを電
気信号に変換し、また第２の光検出器は偏光ビームスプ
リッタからのＳ偏光成分の光を直接受光してそれを電気
信号に変換する。

これら第１と第２の光検出器の出力差より、フォーカス
エラー信号及び光磁気信号の検出が行える。

さらに、２分割光検出器で構成された光検出器は、その
２出力差よりトラックエラー信号の検出を可能にさせる
。これにより、部品点数の削減と、構造の簡単化が図れ
る。

請求項２の発明では、第１の差動増幅器がトラックエラ
ー信号を出力し、第２の差動増幅器及びフィルタがフォ
ーカスエラー信号及び光磁気信号を出力する働きをし、
信号検出回路の構成の簡易、的確化を図る。

従って、前記課題を解決できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す光磁気ディスク装置の
概略構成図、及び第３図はその信号検出回路の構成図で
ある。

第１図の光磁気ディスク装置では、記録光学系が図面上
省略されて再生光学系のみが図示されている。この再生
光学系では、半導体レーザ等の光源２０を有し、その光
源２０の出射光路中には、コリメータレンズ２１、光分
離用のビームスプリッタ２２、及び収束用の対物レンズ
２３を介して反射型の光磁気ディスク２４が設けられて
いる。

ビームスプリッタ２２の反射光路中には、偏光面をほぼ
４５度回転さぜる１／２波長板２５、焦点２６ａを有す
る光収束用の収束レンズ２６、及び光をＰ偏光成分とＳ
偏光成分に分離する偏光ビームスプリッタ２７が設けら
れ、さらにその偏光ビームスプリッタ２７のＰ偏光成分
出射側に第１の光検出器２８が設けられると共に、Ｓ偏
光成分出射側に第２の光検出器２９が設けられている。

第１．第２の光検出器２８．２９は、光を電気に変換す
るもので、例えば円形の受光面を有し、ホトダイオード
等で構成されている。第１の光検出器２８は、収束レン
ズ２６の焦点２６ａから距離Ｘだけその収束レンズ側へ
近づけた位置に配置され、これに対して第２の光検出器
２つは収束レンズ２６の焦点２６ａから距離Ｘだけ遠ざ
けた位置に配置されている。さらに第１．第２の光検出
器２８．２９の円形受光面は、それぞれ直径が等しく、
かつ第１１図の配置位置において入射光の外径より小さ
い受光直径になるように設定されている。

第３図に示すように、第１．第２の光検出器２８．２９
のうち、例えば第１の光検出器２８は、分割線２８ａで
２分割された受光部２８ｂ−１゜２８ｂ−２を有する２
分割光検出器で構成されている。分割線２８ａは、光磁
気ディスク２４のトラックに対するずれを検出するなめ
、そのトラック方向と平行になるように配置されている
。第１の光検出器２８の受光部２８ｂ−１，２８ｂ−２
は、増幅器３０．３］−を介して第１の差動増幅器３２
の（＋）個入力端子及び（−）個入力端子にそれぞれ接
続され、その差動増幅器３２の出力端子よりｌ・ラック
エラー信号Ｅｔが出力される構成になっている。また、
第２の光検出器２９は、第２の差動増幅器３３の（−）
個入力端子に接続され、その（＋）個入力端子が増幅器
３０．３：Ｌの出力側に共通接続されている。第２の差
動増幅器３３の出力端子には、周波数分離用のフィルタ
３４が接続され、そのフィルタ３４がらフォーカスエラ
ー信号Ｅｆ及び光磁気信号Ｓｏが出力される構成になっ
ている。

次に、動作を説明する。

光源２０から出射された光は、レンズ２１により平行ビ
ームとされ、ビームスプリッタ２２を通して対物レンズ
２３で収束されて光磁気ディスク２４上に照射される。

光磁気ディスク２４がらの反射光は、その光磁気ディス
ク２４における垂直磁化膜の磁化方向に応じて偏光面が
±Δθだけ回］−１ 転する。この反射光は、ビームスプリッタ２２で往路と
分離され、１／２波長板２５により、直線偏光の偏光面
がほぼ４５度回転された後、収束レンズ２６で収束され
る。収束レンズ２６で収束された光は、偏光ビームスプ
リッタ２７により、入射面に平行なＰ偏光成分の光と、
入射面に垂直なＳ偏光成分の光とに分離され、そのＰ偏
光成分の光が第１の光検出器２８へ、Ｓ偏光成分の光が
第２の光検出器２９へ、それぞれ入射される。

第１の光検出器２８は、２分割光検出器で構成されてい
るため、光磁気ディスク２４のトラックを形成するグル
ープ（ｇ　ｒｏｏｖｃ、溝）による回折パターンの強度
分布の変化が受光部２８ｂ−１゜２８ｂ−２により検出
され、その強度分布の変化に応じた２つの電気信号が出
力される。２つの電気信号は各増幅器３０．３１でそれ
ぞれ増幅された後、第１の差動増幅器３２の（＋）個入
力端子及び（−）個入力端子に供給されると共に、増幅
器３０．３１の出力和が第２の差動増幅器３３の（＋）
個入力端子に供給される。第１の差動増幅器３２は２人
力の差を増幅するため、その差動増幅器３２の出力端子
からトラックエラー信号Ｅｔが出力されることになる。

・方、第２の光検出器２つは、Ｓ偏光成分の光を電気信
号に変換し、その電気信号を第２の差動増幅器３３のく
−）個入力端子に供給する。第２の差動増幅器３３では
、増幅器３０．３１の出力和と第２の光検出器２９の出
力との差を求め、その差を増幅してフィルタ３４へ与え
る。フィルタ３４は、第２の差動増幅器３３の出力の周
波数分離を行い、低周波数帯域のフォーカスエラー信号
Ｅｆを出力すると共に、高周波帯域の光磁気信号Ｓｏを
出力する。

ここで、フォーカスエラー検出において、対物レンズ２
３と光磁気ディスク２４が合焦状態にある時は、その光
磁気ディスク２４の反射光が第１と第２の光検出器２８
．２９に等光量受光されるため、フォーカスエラー信号
Ｅｆの電位が零となる。光磁気ディスク２４が合焦位置
より遠ざかると、光磁気ディスク２４の反射光は対物レ
ンズ２３を透過した後、収束光となり、収束レンズ２６
の焦点距離が短くなってその焦点２６ａが第１の光検出
器２８に近ずく。そのため、第１の光検出器２８の受光
量が増加してその光検出器２８の出力が大きくなる。反
対に、第２の光検出器２つは収束レンズ２６の焦点２６
ａよりさらに遠ざかることになるので、受光量が減少し
、出力が小さくなる。従って、第２の差動増幅器３３及
びフィルタ３４より得られるフォーカスエラー信号Ｅｆ
の電位は、例えば（＋）側方向に増大する。

一方、光磁気ディスク２４が合焦位置より近づくと、第
１の光検出器２８の受光量が減少してその出力が小さく
なるのに対し、第２の光検出器２９の受光量が増加して
その出力が大きくなるなめ、フォーカスエラー信号Ｅｆ
の電位は（−）側方向に増大する。

以上のようにして得られたフォーカスエラー信号Ｅｆ及
びトラックエラー信号Ｅｔは、図示したいフォーカスサ
ーボ回路及び゛トラックサーボ回路で処理され、フォー
カスサーボ及びトラックサーボが行われる。また、フィ
ルタ３４から出力された光磁気信号ＳＯは、図示したい
信号処理回路で処理されて、読出しデータとして出力さ
れる。

本実施例の光磁気ディスク装置では、次のような利点を
有している。

（ａ＞　　偏光ビームスプリッタ２７で分離されなＰｉ
光成分の光を第１の光検出器２８で直接に受光する構成
にしたので、従来の第２図の装置で必要であった比較的
高価なシリンドリカルレンズ１０が不要になると共に、
第１の光検出器２８の構造の簡単化が図れる。従って、
部品点数の削除と構造の簡単化、及びそれによる装置の
小型、軽量化と低コスト化を著しく向上させることがで
きる。

（ｂ）　　第１および第２の光検出器２８．２９は、そ
の円形受光面の直径が等しいため、光検出感度が等しく
なり、その両川力の差動をとることにより、高精度なフ
ォーカスエラー信号Ｅｆが得られる。その上、第１と第
２の光検出器２８．２９は、入射光の外径より小さい受
光直径になるような位置に設置されているため、光磁気
ディスク２４がフォーカス方向に面振れしても、第１．
第２の光検出器２８．２９の受光面の全面には入射光が
常に入射して光検出感度が一定となるため、フォーカス
エラー信号Ｅｆの検出精度がさらに向上する。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。

（ｉ＞　　第３図において、第１の光検出器２８に代え
て、第２の光検出器２９を２分割光検出器で構成しても
よい。この場合には、第２の光検出器２つの分割線をト
ラック方向と平行に配置し、その光検出器２９の２出力
差を差動増幅器で差動増幅ずれは、トラックエラー信号
Ｅｔを検出でき、上記実施例と同様の利点が得られる。

叶な、第１および第２の光検出器２８．２９の両方を２
分割光検出器で構成してもよい。この場合には、各２分
割光検出器の分割線をそれぞれトラック方向と平行に配
置する。そして、各々の２分割光検出器の同一方向の出
力同志の和の差等を差動増幅器で求めるようにすれば、
高精度なトラックエラー信号Ｅｔが検出できる。

（ｉｉ）　　第１図では、反射型の光磁気ディスク２４
を用いたが、透過型の光磁気ディスクを用いてもよい。

この場合には、透過型光磁気ディスクの透過光をコリメ
ータレンズで平行光にした後、その光を１／２波長板２
５を通して収束レンズ２６測へ入射すれば、前記実施例
とほぼ同様の作用、効果が得られる。

（ｉｉｉ）　　第１図の再生光学系を記録時に用いるこ
ともできる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、請求項１−の発明によりば
、偏光ビームスプリッタから出射されなＰ偏光成分の光
を直接に第１の光検出器へ入射すると共に、Ｓ偏光成分
の光を直接に第２の光検出器へ入射する構成にしたので
、第１および第２の光検出器の出力に基づき、トラック
エラー信号、フォーカスエラー信号及び光磁気信号の高
精度な検出が可能になる。そのため、従来のようなシリ
ントリカルレンズが不要になると共に、第１の光検出：
１：；の構造を簡単にでき、部品点数の削減と構造のｌ
１ｉｌ単化による装置の小型、軽量化及び低コスト化を
著しく向上させることができる。

ｉｊＩ’ｌ求項２の発明では、２分割光検出器で構成さ
れた第１または第２の光検出器の２出力差により、１・
：へンクエラー信号を検出でき、さらに第１と第２の光
検出器の出力差を求めてフィルタで周波数分離を行うこ
とにより、フォーカスエラー信号及びッ：こ磁気信号を
検出できるので、高精度な信号検出回路を、簡単な構造
で容易に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す光磁気ディスク装；ｄの
構成図、第２図は従来の光磁気ディスク装置の構成図、
第３図は第１図の信号検出回路の構成図である。 ２０・・・・・・光源、２２・・・・・・ビームスプリ
ッタ、２３・・・・・・対物レンズ、２４・・・・・・
光磁気ディスク、２５・・・・・・］／′２波長板、２
６・・・・・・収束レンズ、２６　ａ・・・・・・焦点
、２７・・・・・・偏光ビームスプリッタ、２８．２９
・・・・・・第１．第２の光検出器、２８ａ・・・・・
・分割線、３２．３３・・・・・・第１．第２の差動増
幅器、３４・・・・・・フィルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光磁気ディスクからの反射光または透過光を収束レ
   ンズを通してほぼ４５度の偏光面で偏光ビームスプリッ
   タに入射し、その偏光ビームスプリッタで分離したＰ偏
   光成分とＳ偏光成分の光に基づき、フォーカスエラー信
   号、トラックエラー信号、及び光磁気信号を検出する光
   磁気ディスク装置において、 前記収束レンズの焦点より光軸方向に一定距離だけ近づ
   けた位置に配設され、前記Ｐ偏光成分の光の断面積より
   小さな第１の受光面を有する第１の光検出器と、 前記収束レンズの焦点より光軸方向に前記一定距離だけ
   遠ざけた位置に配設され、前記第１の受光面と等しい面
   積で、かつ前記Ｓ偏光成分の光の断面積より小さな第２
   の受光面を有する第２の光検出器とを備え、 前記第１、第２の光検出器の少なくとも一方を、分割線
   を有する２分割光検出器で構成し、その分割線を前記光
   磁気ディスクのトラック方向に対して平行に配置したこ
   とを特徴とする光磁気ディスク装置。 ２、請求項１記載の光磁気ディスク装置において、前記
   ２分割光検出器で構成された第１または第２の光検出器
   の２出力差を増幅してトラックエラー信号を出力する第
   １の差動増幅器と、 前記第１と第２の光検出器の出力差を増幅する第２の差
   動増幅器と、 前記第２の差動増幅器の出力の周波数分離を行ってフォ
   ーカスエラー信号及び光磁気信号を出力するフィルタと
   を、 備えた光磁気ディスク装置。