JPH02105357A - 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
．μ■１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）の而振れ、あるいは半径方
向（ラジアル方向）の偏心が生ずる。そのため、これら
２つのずれ量を補正するために、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
０−３１＞日本工業技術センター、Ｐ、１５１−１７３
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」二省略されて再
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、図示しない記録光
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−１−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−ら
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−に集光される。光磁気デ
ィスク１からの反射光は、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して１肩先面が±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Ｓ１
扁光成分の光とに分離される。Ｐ偏光成分の光は、前記
文献（２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）］０を介して、光／電変換
用の３つの光検出素子１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃからなる
光検出器］１に入射され、さらにＳ＠光成分の光が、光
／電変換用の光検出器１２に入射される。

光検出素子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つの光検出素子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、図示しないフォーカスサ
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） しかしながら、上記構成の装置では、フォーカスエラー
信号Ｅｆ及びｌ・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］
１ａ、ｌｌｂ、１］、ｃ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は横這が複雑なた
めに比較的高価であり、しかも３つの光検出素子１１ａ
。

］、］、ｂ、ｌｌｃを必要とするため、その光検出素子
１　］、ａ、、　　１　］ｆ＋、　　１．　］、ｃの配
置調整等が複雑である。そのため、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
という点から見れば、光ヘッドの小型、軽量化という点
で技術的に充分満足てきるものではなく、しかも低コス
ト化という点についても満足できるものではなかっな。

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１〜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、前記偏光ビームスプリッタは、前記
収束レンズの出射光をＰ偏光成分とＳ偏光成分の光に分
離し、該Ｓ偏光成分の光を反射させて該Ｐ偏光成分の光
と同一方向に出射する構成にする。

さらに、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ｓｌ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、請求項１において、前記２分割光
検出器で構成さノ仁ノご第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
気信号を出勾゛Ｊ−るフィルりとを設けたものて゛ある
。

請求項３の発明では、請求項１まなは２において、前記
第１および第２の光検出器を一体構成にしたものである
。

（作用） 請求項１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、偏光ビームスプリッタは、Ｓ偏光
成分とＰ偏光成分の光を同一方向に出射する。第１の光
検出器は偏光ビームスプリッタからのＰ偏光成分の光を
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の差動増幅器カ月・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。

請求項３の発明では、第１および第２の光検出器を一体
構成にすることにより、その小型、軽量１ヒを向−ヒさ
せる働きをする。

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−
Ｌ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度回転させる］／２波長板２５、焦点２６ａを有す
る光収束用の収束レンズ２６、及び偏光ビームスプリッ
タ２７が設けられている。

偏光ビームスプリッタ２７は、入射光をＰ偏光成分とＳ
＋＝向成分成分に分離し、さらにそのＳ偏光成分の光を
反射面２７ａでＰ偏向成分の光と同一方向へ反射させて
出射する構造になっている。

こ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２つが設けられている。

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
２９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１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−１１］。

２８ｂ−２を有する２分割光検出器で構成されている８
分割線２８ａは、光磁気ディスク２４のトラックに対す
るずれを検出するため、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２
８ｂ−１，２８ｂ−２は、増幅器３０．３１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
端子よりトラックエラー信号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３０．３１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から
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２］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からの反射光は、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、さらにＳ偏光成分の光が反射面２７ａでＰ偏光成
分の光と同一方向に反射された後、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（ｃ＋ｒｏｏｖｅ、講）による回折パターンの強度
分布の変化が受光部２８１）−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３３０．３１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
。

一方、第２の光検出器２９は、Ｓ偏光成分の光を電気１
３号に変換し、その電気信号を第２の差動増幅器３３の
（−）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σ）稽を増幅してフィルタ３・１
１＼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１’′、ｆ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２９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ため、フォーカスエラー信号Ｅｆ
の電位は（＝）側方向に増大する。

以−にのようにして得ち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、図示しないフォーカス
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、図示しない
信号処理回路で処理されて、読出しテ゛−夕として出力
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で分離されたＰ偏
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なめ、光検出感度が等しく
なり、その再出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なめ、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。

（ｃ）　　偏光ビームスプリッタ２７から出射されるＰ
偏光成分とＳ偏光成分の光は、同一方向であるため、第
１と第２の光検出器２８．２９を例えば同一平面」二に
配置して容易に一体構造にすることが可能になる。第１
および第２の光検出器を一体構造にした場合、１つの光
検出器でＰ偏光成分及びＳ偏向成分の光を受光でき、そ
れによって高速アクセスの必須条部である可動部重量の
軽量化と小型化をより向上させることかできる。

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２つを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２９の分割線をト
ラック方向と平行に配置し、その光検出器２つの２出力
差を差動増幅器で差動増幅すれば、トラックエラー信号
Ｅｔを検出でき、Ｊｔｉｃ’￥施例と同様の利点が得ら
れる。

また、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・／り方向と平行に
配置する。そして、各々の２分割児検出器の同一・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Ｉ・ラックエラー信号Ｅ１．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側Ｊ＼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の発明によれば、
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、Ｐ偏光成分の
光と同一方向のＳ偏光成分の光を第２の光検出器へ入射
する構成にしなので、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ドリカルレンズが不要になると共
に、第１の光検出器の構造を簡単にでき、部品点数の削
減と構造の簡単化による装置の小型、軽量化及び低コス
１〜化を向上させることができる。

請求項２の発明では、２分割光検出器で楢成された第１
または第２の光検出器の２出力差により、Ｉ・ラックエ
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光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。

請求項３の発明では、第１および第２の光検出器を一体
構成にしたので、装置の小型、軽量化をより向」ニさせ
ることかで′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置の構
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・・・・・・１／２波長板、２６・
・・・・・収束レンズ、２６　ａ・・・・・・焦点、２
７・・・・・・調光ビームスプリッタ、２７ａ・・・・
・・反射面、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、 前記偏光ビームスプリッタは、前記収束レンズの出射光
   をＰ偏光成分とＳ偏光成分の光に分離し、該Ｓ偏光成分
   の光を反射させて該Ｐ偏光成分の光と同一方向に出射す
   る構成にし、 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の光検出器とを設け、 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。 ３、請求項１または２記載の光磁気ディスク装置におい
   て、 前記第１および第２の光検出器を一体構成にした光磁気
   ディスク装置。