JPH02193347A - 光磁気記録装置用光学ヘッド構造 - 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】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、記録媒体に情報を記録及び再生する光磁気記
録装置用光学ヘッド構造に関し、特に光学ヘッドのトラ
ッキング及びフォーカス方向の各エラー状態を光学的に
検出すると共に情報を再生するための光磁気記録装置用
光学ヘッド構造に関する。

〈従来の技術〉 従来、光磁気記録媒体としての光磁気ディスクの記録面
に比較的強い収束光を照射することにより情報を記録し
、また比較的弱い収束光を照射しその反射光のカー回転
角を検出することにより上記情報を再生する光磁気記録
再生装置がある。この装置に用いられる光磁気ディスク
には、一般に若干の反りや歪みがあると共に光磁気ディ
スクの回転軸への取り付は誤差による偏心があるが、光
学ヘッドを、それらの影響を受けることなく光磁気ディ
スクの記録トラックに追従させるべく光学ヘッドのフォ
ーカス及びトラッキングの各エラー状態を検出し、その
位置制御を行うようにしており、その構成の一例を第８
図に示す。

第８図に於て、光源としての半導体レーザ３１から発せ
られた出射光３２は、コリメータレンズ３３にて平行光
にされ、整形プリズム３４により円形断面に整形された
後、第１の偏光ビームスプリッタ３５を通過し、対物レ
ンズ３６を介して光磁気ディスク３７に照射される。そ
して、該ディスクの記録面にて反射され、対物レンズ３
６を逆向きに通過した後、再び第１の偏光ビームスプリ
ッタ３５に入射する。このとき、光磁気ディスク３７か
らの反射光は、その偏光面が回転しているため、偏光ビ
ームスプリッタ３５内の偏光反射膜により、そのＰ偏光
成分の一部及びＳ偏光成分が反射され検出光３８として
図の右側面から出射する。

検出光３８は、第２の偏光ビームスプリッタ３９に入射
し、該スプリッタにてＰ偏光成分のみからなるエラー検
出光４０と、Ｐ偏光成分の一部及びＳ偏光成分からなる
情報検出光４１とに分割される。

エラー検出光４０は、集光レンズ４２により収束光に変
えられた後、ハーフプリズム４３により２分され、一方
は直進してナイフェツジ４４を介してフォーカスエラー
検出用測光センサ４５上に焦点を結ぶように集光し、他
方は反射され、トラッキングエラー検出用測光センサ４
６上に集光する。そして、これら各測光センサ４５．４
６により、トラッキング及びフォーカスの各エラーが検
出され、そのエラー量に応じて対物レンズ３６が駆動さ
れ修正される。

また、情報検出光４１は、両偏光成分の比を調節するた
めのλ／２板４７を通過し、集光レンズ４８により収束
光に変えられた後、第３の偏光ビームスプリッタ４９に
より、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とに分割され、各々測光
センサ５０．５１に集光し、両センサ５０．５１の受光
量の差により光磁気ディスク３７に記録された情報を読
取るようになっている。

このように、上記構造にあっては多数の光学部品にて構
成され、かつ光学ヘッドを保持する固定フレーム等も大
型化することから、光学ヘッド全体が大型化、重量化す
る問題があった。更に、各部品の組付けや配線作業も煩
雑化し、高精度な光軸調整が困難となる問題があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、部品点数を削減し、小型化及び軽量化し得ると共に
各構成部品の位置決め及び配線が容易な光磁気記録装置
用光学ヘッド構造を提供することにある。

［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、光磁気記録媒体か
ら反射された検出光をもって光学ヘッドのトラッキング
及びフォーカス方向の各エラー状態を検出すると共に情
報を再生するための光磁気記録装置用光学ヘッド構造で
あって、前記検出光の光路内に配置された第１の受光手
段と、前記検出光の一方の偏光成分を前記第１の受光手
段に向けて透過させると共に、他方の偏光成分を異なる
方向に反射しかつ一対の半月状部分に分割するべく、前
記検出光の光路内に配置された一対の偏光分離手段と、
分割された前記反射光の一方の部分の光路内に配置され
た第２の受光手段と、分割された前記反射光の他方の部
分の光路内に配置された第３の受光手段とを有し、前記
反射光の一方の部分の光路長と前記反射光の他方の部分
の光路長とを互いに異なる長さに設定することを特徴と
する光磁気記録装置用光学ヘッド構造を提供することに
より達成される。特に、前記一対の偏光分離手段が、前
記検出光の光路に沿って互いに間隔をおいて配置された
一対の偏光面を有する偏光ビームスプリッタからなり、
前記各受光手段が、その受光面が互いに同一平面上に位
置するように配置され、かつ前記偏光ビームスプリッタ
が前記同一平面に密着していると良い。

〈作用〉 このようにすれば、検出光の偏光分離手段を通過する一
方の偏光成分によりトラッキングエラーを検出できると
共に、一対の偏光分離手段により反射される他方の偏光
成分が、一対の半月状部分に分割されかつ互いに異なる
光路長をもって受光手段に達することにより、ナイフェ
ツジ法と同様にしてフォーカスエラーを検出することが
でき、かつ一方の偏光成分と、他方の偏光成分の両半月
状部分を合わせたものとを対比させることにより、カー
回転角を検出して光磁気記録媒体の情報を読取ることが
できる。また、各受光手段の受光面を同一平面上に位置
するようにし、検出光の光路に沿って互いに間隔をおい
て配置された一対の偏光面を有する偏光ビームスプリッ
タをその同一平面に密着させることにより、受光部をコ
ンパクト化し得る。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図は本発明が適用された光学ヘッドの要部を示す模
式図であり、光源としての半導体レーザ１から発せられ
る発散光からなる出射光２の光路内には、出射光２を平
行光にするためのコリメータレンズ３と、平行光にされ
た出射光２を円形断面に整形するため整形プリズム４と
が配設されている。整形プリズム４を通過した検出光２
の光路内には、偏光ビームスプリッタ５と対物レンズ６
とがこの順に配設され、これらを通過して円形断面にて
収束光となった出射光２が光磁気ディスク７の記録面８
に照射される。ここで、偏光ビームスプリッタ５は、そ
の対角位置に設けられた偏光分離膜５ａを有し、偏光分
離膜５ａにより、偏光ビームスプリッタ５に入射する光
のＳ偏光成分の全部とＰ偏光成分の一部とを反射すると
共に、Ｐ偏光成分の残りを通過させるようになっている
。

対物レンズ６により収束光となった出射光２は、光磁気
ディスク７の記録面８にて反射され、反射光９として偏
光ビームスプリッタ５内に上記とは逆向きに入射する。

ここで、記録面８からの反射光９は、その偏光面が回転
しているため、偏光ビームスプリッタ５内の偏光分離膜
５ａにより、前記したように反射光９のＰ偏光成分の一
部及びＳ偏光成分が検出光１０として第１図の右側面か
ら出射する。

検出光１０の光路内には、偏光ビームスプリッタ５の検
出光１０の出射面に貼着されたλ／２板１１と、集光レ
ンズ１２と、測光センサ１３とがこの順にそれぞれ所定
の位置に配設されている。

上記したλ／２板１１は、測光センサ１３に入射する検
出光１０の両偏光成分の比を所定値に調節するためのも
のである。

なお、各光学素子の配置は、本実施例に限ることなく、
実際にはミラー等を配置することにより光路を自由に変
向し得ることは云うまでもない。

第２図は測光センサ１３の軸線方向に沿う断面図であり
、測光センサ１３は、検出光１０の光軸上に位置する偏
光ビームスプリッタとしての直方体形状のプリズム体１
５と、検出光１０の光軸上にてプリズム体１５の底面か
ら間隔をおいて配設された基板１４ａと、検出光１０の
光軸に直交する軸線上にてプリズム体１５の側面から間
隔をおいて配設された基板１４ｂとを有している。

一方の基板１４ａには、トラッキングエラー検出用の受
光素子としてのフォトダイオード１６が固着されており
、他方の基板１４ｂには、フォーカスエラー検出用の受
光素子としてのフォトダイオード１７が固着されている
。

第２図に示すように、プリズム体１５の内部には、その
対角位置にある一組の角部からそれぞれ検出光１０の光
軸に至る一対の偏光分離膜１８ａ、１８ｂが、互いに平
行にかつ段違いに配設されている。偏光分離膜１８ａ、
１８ｂは、検出光１０のＰ偏光成分が図の右側に通過し
、Ｓ偏光成分が分離光１９ａ、１９ｂとして図の下側に
向けて反射するものである。検出光１０のＰ偏光成分は
、両側光分離膜１８ａ、１８ｂを通過して、円形状にて
フォトダイオード１６の受光面１６ａに照射する。両側
光分離膜１８ａ、１８ｂの検出光１０の光軸側のエツジ
を分割手段として用いかつナイフェツジ法と同様にして
、各分離光１９ａ、１９ｂが、それぞれ半月状に分割さ
れてフォトダイオード１７の受光面１７ａに照射するよ
うになっている。

フォトダイオード１６は、第２図及び第３図に示すよう
に、検出光１０の光軸に直交する分割線により２分割さ
れたフォトダイオード素子ｅＳ　ｆにより構成されてお
り、その分割線が検出光１０のトラッキングエラーの際
に光軸がずれる方向と直交するようにされている。フォ
トダイオード１７は、第４図に示すように、検出光１０
の光軸に沿う向きに例えば等間隔に４分割されたフォト
ダイオード素子ａＳｂ、ｃＳｄにより構成されており、
図に於ける右側の一対のフォトダイオード素子ａ、ｂの
分割線上に分離光１９ａのナイフェツジによるエツジが
位置するようにされていると共に、図に於ける左側の一
対のフォトダイオード素子ｃ、ｄの分割線上に分離光１
９ｂのナイフェツジによるエツジが位置するようにされ
ている。

このようにして、検出光１０のＰ偏光成分が直接フォト
ダイオード１６上に集光し、Ｓ偏光成分からなる各半月
状をなす一対の分離光１９ａ、１９ｂが、４分割フォト
ダイオード１７の左右一対ずつのダイオード素子ａＳｂ
、ｃ、ｄの各分割線上に集光する。なお、各フォトダイ
オード１６．１７は、基板１４から延出する図示されな
いリード線を介して制御回路と電気的に接続されている
。

次に、各フォトダイオード１６．１７によるトラッキン
グ及びフォーカスの各エラーの検出要領を説明する。

第３図に示すように、２分割フォトダイオード１６の各
フォトダイオード素子ｅ、ｆから、各照射パターンに応
じた検出信号ＥＳＦが、アンプ２１に各々人力されるよ
うになっている。そして１アンプ２１にて（Ｅ　−Ｆ）
となるように減算し、その演算値を制御回路へ出力して
いる。ここで、フォトダイオード１６上には、検出光１
０の円形のＰ偏光成分が、図に示すように各フォトダイ
オード素子ｅ、ｆに等分に集光しており、トラッキング
エラーを生じた場合には、図に於ける左右に光景差を生
じることから、上記演算値によりトラッキングエラーの
方向及びエラー量の検出を容易に行うことができる。

一方、第４図に示すように、４分割フォトダイオード１
７では、各ダイオード素子ａＳｂ、ｃ。

ｄから、その対応する出力信号Ａ−Ｄが、Ａ及びＢとＣ
及びＤとに分かれるように各アンプ２２．２３に各々入
力されて、アンプ２２にて（Ｂ−Ａ）となり、アンプ２
３にて（Ｃ−Ｄ）となるようにそれぞれ減算され、更に
各アンプ２２．２３からの出力値がアンプ２４に人力さ
れるようになっている。そして、アンプ２４にて（Ｂ−
Ａ）と（Ｃ−Ｄ）とを加算し、その演算値を制御回路へ
出力している。ところで、プリズム体１５の各偏光分離
膜１８ａ、１８ｂにて向きを変えられかつ分割されて各
々半月状をなすＳ偏光成分からなる分離光１９ａ、１９
ｂは、４分割フォトダイオード１７の受光面１７ａに、
第４図に示すように左右各一対のダイオード素子のそれ
ぞれのいずれか一方に半月形状をなして照射される。こ
こで、フォーカスエラーを生じた場合には、第４図の破
線或いは想像線に示すようになり、破線の場合には（Ｂ
＋Ｃ）により正の値となり、想像線の場合には（−Ａ−
Ｄ）により負の値となることから、上記演算値によりフ
ォーカスエラーの検出を容易に行うことができる。

また、読取り信号は、各フォトダイオード１６．１７の
各ダイオード素子ａ　−ｆの検出信号Ａ−Ｆから（Ａ＋
Ｂ＋Ｃ十Ｄ）−（Ｅ＋Ｆ）を演算することにより検出す
ることができる。

このように、本実施例によれば、検出光１０を各偏光成
分毎に２方向に分離するのみで、フォーカス及びトラッ
キングの各エラー検出と１、情報読取りのカー回転角の
検出とを行うことができるため、光学ヘッドの構成が簡
素化される。なお、本実施例に於て、一対の偏光分離膜
１８ａ、１８ｂを検出光の光路に沿って互いに間隔をお
いて配置することにより、各分離光１９ａ、１９ｂのそ
れぞれの光路長が異なるようにしたが、両側光分離膜１
８ａ、１８ｂを同一平面上に配置し、かつフォトダイオ
ード１７の各対をなすダイオード素子ａ及びｂとＣ及び
ｄとを互いに段違いに設けるようにしても良い。

第５図は、第２の実施例を示す第１図と同様の図であり
、前記した実施例と同様の部分については同一の符号を
付してその詳しい説明を省略する。

この第２の実施例にあっては、第６図に示すように、平
板状をなす基板２５に、トラッキングエラー検出用のフ
ォトダイオード１６の受光面１６ａと、フォーカスエラ
ー検出用のフォトダイオード１７の受光面１７ａとが、
互いに同一平面上に位置するように一体的に固着されて
いる。そして、プリズム体１５のＰ偏光成分を出射する
底面が、フォトダイオード１６の受光面１６ａに密着す
るように基板２５に固着されており、プリズム体１５の
Ｓ偏光成分を出射する側面には、各分離光１９ａ、１９
ｂをフォトダイオード１７に向けて変向させる反射面２
６ａを有する三角柱をなすプリズム体２６の側面が密着
している。なお、このプリズム体２６の底面はフォトダ
イオード１７の受光面１７Ｈにも密着するように基板２
５に固着されている。

第７図に示されるように、検出光１０のＰ偏光成分が直
接フォトダイオード１６上に円形状にて集光し、Ｓ偏光
成分からなる各半月状をなす一対の分離光１９ａ、１９
ｂが、プリズム体２６の反射面２６ａに反射され、各々
４分割フォトダイオード１７の図に於ける上下一対ずつ
のダイオード素子ａ及びｂとＣ及びｄとの各分割線上に
集光するようになる。なお、フォーカス及びトラッキン
グの各エラーの検出要領は前記実施例と同様であるため
その説明を省略する。

この第２の実施例に於ける測光センサ１３を用いた光学
ヘッドの全体は第５図に示すようになり、その構成がよ
り簡素化される。この第２の実施例によれば、フォーカ
ス及びトラッキングの各エラー検出用のフォトダイオー
ドを１つの基板に設けているため、フォトダイオードへ
の配線が簡素化されて、耐ノイズ性を向上することがで
きると共に、その光軸調整が１箇所で良いため調整時間
を短縮化できる効果もある。

なお、各偏光分離膜１８ａ、１８ｂの傾斜角を変えるこ
とにより、両分離光１９ａ、１９ｂを反射面２６ａによ
り反射させることなく、直接フォトダイオード１７上に
照射させるようにすることもできる。

［発明の効果］ このように本発明によれば、検出光を各偏光成分毎に２
方向に分離するのみで、一方の偏光成分によりトラッキ
ングエラーを検出し、他方の偏光成分を一対の半月状に
分割してナイフェツジ法と同様にしてフォーカスエラー
を検出し、かつ両側光成分を対比させることにより光磁
気記録媒体の情報を読取ることができるため、光学ヘッ
ドの部品点数が削減され、かつ光軸調整等も容易になる
。

また、受光手段の受光面に偏光分離手段としの偏光ビー
ムスプリッタを密着させることにより、構成部品を小型
化でき、かつその位置調整及び配線を一層簡略化できる
など、本発明の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用された光学ヘッドの構成を示す
要部模式図である。 第２図は、第１図に示す光学ヘッドに於ける測光センサ
の軸線方向に沿う断面図である。 第３図は、第２図の■線について見た図、及びトラッキ
ングエラーの検出要領を示す模式的回路を示す。 第４図は、第２図の■線について見た図、及びフォーカ
スエラーの検出要領を示す模式的回路を示す。 第５図は、第２の実施例を示す光学ヘッドの構成を示す
要部模式図である。 第６図は、第２の実施例を示す測光センサの軸線方向に
沿う断面図である。 第７図は、第６図の■−■線について見た図である。 第８図は、従来の光磁気ディスク用光学ヘッドの構成を
示す要部模式図である。 １・・・半導体レーザ　　２・・・出射光３・・・コリ
メータレンズ４・・・整形プリズム５・・・偏光ビーム
スプリッタ ５ａ・・・偏光分離膜　　６・・・対物レンズ７・・・
光磁気ディスク　８・・・記録面９・・・反射光　　　
　　１０・・・検出光１１・・・λ／２板　　　１２・
・・集光レンズ１３・・・測光センサ　　１４ａ、１４
ｂ・・・基板１５・・・プリズム体 １６．１７・・・フォトダイオード １６ａ、１７ａ・・・受光面 １８ａ、１８ｂ・・・偏光分離膜 １９ａ、１９ｂ−・・分離光 ２１〜２４・・・アンプ　２５・・・基板２６・・・プ
リズム体　　２６ａ・・・反射面３１・・・半導体レー
ザ　３２・・・出射光３３・・・コリメータレンズ ３４・・・整形プリズム ３５・・・第１の偏光ビームスプリッタ３６・・・対物
レンズ　　３７・・・光磁気ディスク３８・・・検出光 ３９・・・第２の偏光ビームスプリッタ４０・・・エラ
ー検出光　４１・・・情報検出光４２・・・集光レンズ
　　４３・・・ハーフプリズム４４・・・ナイフェツジ
　４５．４６・・・測光センサ４７・・・λ／２板　　
　４８・・・集光レンズ４９・・・第３の偏光ビームス
プリッタ５０．５１・・・測光センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光磁気記録媒体から反射された検出光をもって光
   学ヘッドのトラッキング及びフォーカス方向の各エラー
   状態を検出すると共に情報を再生するための光磁気記録
   装置用光学ヘッド構造であって、 前記検出光の光路内に配置された第１の受光手段と、 前記検出光の一方の偏光成分を前記第１の受光手段に向
   けて透過させると共に、他方の偏光成分を異なる方向に
   反射しかつ一対の半月状部分に分割するべく、前記検出
   光の光路内に配置された一対の偏光分離手段と、 分割された前記反射光の一方の部分の光路内に配置され
   た第２の受光手段と、 分割された前記反射光の他方の部分の光路内に配置され
   た第３の受光手段とを有し、 前記反射光の一方の部分の光路長と前記反射光の他方の
   部分の光路長とを互いに異なる長さに設定することを特
   徴とする光磁気記録装置用光学ヘッド構造。
2. （２）前記一対の偏光分離手段が、前記検出光の光路に
   沿って互いに間隔をおいて配置された一対の偏光面を有
   する偏光ビームスプリッタからなり、前記各受光手段が
   、その受光面が互いに同一平面上に位置するように配置
   され、かつ前記偏光ビームスプリッタが前記同一平面に
   密着していることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の光磁気記録装置用光学ヘッド構造。