JPH02230517A - 光ヘッド - Google Patents

光ヘッド

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JPH02230517A
JPH02230517A JP1049941A JP4994189A JPH02230517A JP H02230517 A JPH02230517 A JP H02230517A JP 1049941 A JP1049941 A JP 1049941A JP 4994189 A JP4994189 A JP 4994189A JP H02230517 A JPH02230517 A JP H02230517A
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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】 〔発明の技術分野］ 本発明は、レーザ光を用いて情報の記録再生を行う光ヘ
ッドに係わり、特に光磁気記録媒体について情報の記録
再生を行うのに適した光ヘッドに関する。
〔発明の技術的背景およびその課題〕
従来、この種の光ヘッドとして第８閏に示すものがある
。
図において、１は光源系、２は検出系、３は光磁気記録
媒体としての光磁気ディスクである。
光源系１において、１１ばレーザ光源としての半導体レ
ーザ、１２はコリメートレンズ、１３は例えばＰ偏光反
射率Ｒｐが２０％、Ｓ偏光反射率Ｒｓが１００％のビー
ムスプリソタ、１４は対物レンズである。
検出系２において、２１はビームスプリッタ１３からの
反射光をＰ，Ｓ両偏光に分離するＰＢＳ（偏光ビームス
プリッタ）、２２ば検出レンズ、２３ばシリンドυ力ル
レンズや傾斜した平行平板あるいは変形プリズム（特公
昭６３〜１　３　１．　３　５　）等の非点収差発生素
子、２４は４分割フォトディテクタ、２５は２分割フソ
１〜ディテクタである。
なお、図では省略してあるが、ＰＢＳ２１によるＰ，Ｓ
両偏光の分離が両方のフォトディテクタ２４　．２５に
対して同等になるように、検出系２は、直線偏光に対し
て４５゜傾いている。また、このように検出系２を仰り
ないで、検出系２とビームスプリッタ１３との間に１７
２波長板をその光学軸をビームスプリンタ１３の入射面
に対して２２５゜傾ｉフで配設しても同様の効果が得ら
れる。
半導体レーザ１】からのレーザ光はコリノー１・レンズ
１２で平行光束にされ、ビームスブリック１３を透過し
て対物レンズＩ４で光磁気ディスク３に向けて集光され
る。光磁気ディスク３に築光されたレーザ光は基板３ａ
を介して垂直磁性膜３ｂで反射され、この反射光は対物
レンズ１４で平行光束にされてビームスプリンタ１３を
介して検出系２のＰＢＳ２１に向けられる。
ＰＢＳ２１は、ビームスプリソタ１３からの光をＰ，Ｓ
両偏光に分離し、ＰＢＳ２１を透過したＰ偏光は検出レ
ンズ２２で集光されて非点収差発生素子２３を介して４
分割フォトディテクタ２４の受光面にスポットを形成し
、ＰＢＳ２１で反則されたＳ偏光は２分割フォトディテ
クク２５の受光面にスポットを形成する。
４分割フォトディテクタ２４におけるスポットの形状は
、光磁気ディスク３に焦点が合ったときは円になり、焦
点が外たときは非点収差により４分割の対角位置の方向
にのびた楕円状になる。また、２分割フォトディテクタ
２５の分割線は光学的にディスクのトラック方向に一致
されており、レーザ光がトラックに乗っているときは２
つの領域の光量が同じになり、トラックから外れている
ときは２つの領域の光量に差が生じる。
また、光磁気ディスク３に照射されるレーザ光は半導体
レーザ１１の特性によって直線偏光にされており、この
直線偏光は垂直磁性膜３ｂの磁化方向（記録情報）に応
じて左右いずれかの方向に回転される。そして、この回
転方向は４分割フォトディテクタ２４と２分割フォ１〜
ディテクタ２５における受光量の差となって現れ、その
受光量の差から光磁気再生信号が得られる。
第９図は上記検出系２における回路図であり、４分割フ
ォトディテクタ２４０４つの領域２４ａ〜２４ｄによる
各受光出力は、２対の対角位置のそれぞれ２つの領域（
２４ａと２４　ｃ　，　２４　ｂと２４ｄ）ごとに加算
され、この加算出力どうしの差がフォーカスエラー信号
として取り出される。
また、２分割フォトディテクタ２５の２つの領域２５ａ
，２５ｂの各受光出力の差が１・ランキングエラー信号
として取り出される。さらに、４分割フォトディテクタ
２４の総受光出力と２分割フォトディテクタ２５の総受
光出力との差は光磁気再生信号として取り出され、これ
によって同相のノイズ成分が除去されるとともに、直線
偏光の回転方向すなわち光磁気ディスク３に記録された
情報が差動検出される。
ところで、光磁気ディスク用の透明基板とじては光学的
均一性に優れたガラス基板が適しているが、量産性やコ
ストの面からプラスチック化が望まれており、コンパク
トディスクなどに使用されているボリカーボネート基板
が有力となっている。
しかしながら、このポリカーポネ−１−は複屈折が大き
いため次のような現象が生じる。
ディスクに集光されるレーザ光は円錐状に絞り込まれる
ので、その光線は光束の中心部では基板に対して垂直に
なるが、周辺部になるに従って基板に対する入射角が大
きくなる。このため、周辺部分の光は基板の複屈折によ
るリターディションを受け、検出系２に導かれる光束の
周辺部分は第５図に示したように楕円偏光にされる。
第５図において矢印は磁化によって回転されていない場
合の直線偏光の方向を示しており、ＰＢＳ２１で分離さ
れるＰ偏光とＳ偏光の各強度は、楕円偏光と直線偏光の
直線Ｐ方向および直線Ｓ方向の各成分に相当する。した
がって、楕円偏光成分によりフォトディテクタ２４　．
２５の受光面における強度分布が不均一になり、第６図
に示したように４分割フォトディテクタ２４の４つの領
域のうち一方の対角対（２４ｂ，２４ｄ）の受光量が他
方の対角対（２４ａ，２４ｃ）の受光量より多くなり、
フォーカスエラー信号にオフセットが生じたり、フォト
ディテクタ上でのトラック横切り成分がアンハランスと
なる。
このため、例えば検出系２の光学的な位置関係などの調
整時に、複屈折が小さいかもしくは複屈折が殆どないガ
ラスやＰＭＭＡ等を基板にした光磁気ディスクを用いた
場合など、ポリカーボネートのように複屈折の大きな光
磁気ディスクの記録再生を行うと、ヘストフォーカス位
置がずれたりフォーカスエラー信号へのトラック横切り
ノイズが増加するという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は、ＰＢＳを用いた光ヘッドにおいてディスク基
板の複屈折による影響をなくし、基板の材質が異なるデ
ィスクに対してもベストフォーカス位置のずれや１・ラ
ック横切りノイズを低減した光ヘッドを提供することを
目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、検出系にＰＢＳを用いた光ヘッドにおいて、
Ｐ，Ｓ両偏光成分をそれぞれ２つの４分割フォトディテ
クタで受光し、両方の４分割フォトディテクタにおける
強度分布の不均一性を互いに相殺するようにフォーカス
エラー信号を生成し、基板の複屈折による影響がフォー
カスエラー信号に現れないようにした。
〔実施例〕
第１図は本発明実施例の光ヘッドの光学系を示す図であ
る。なお、前記第８図と同符号のものは同じ要素を示し
、その説明は省略する。
図において４は検出系であり、４１は検出レンズ、４２
はシリンドリ力ルレンズや傾斜した平行平板あるいは変
形プリズム等の非点収差発生素子、４３はＰＢＳ、４４
は第１の４分割フォトディテクタ、４５は第２の４分割
フォトディテクタである。なお、この第１、第２の４分
割フォトディテクタ４４．４５は、両方の受光面がＰＢ
Ｓ４３に対して鏡像位置になるようにそれぞれ配設され
ている。また、この検出系４は前記第８図について説明
した検出系２と同様に光源系１に対して４５゜傾けられ
ている。なお、この実施例においても前記同様に１７２
波長板を用いることができる。
光磁気ディスク３からの反射光は対物レンズＩ４で集光
されてビームスブリッタ１３に向けられる。このビーム
スプリッタ１３からの光束は検出レンズ４１で収束され
て非点収差発生素子４２を介してＰＢＳ４３に入射され
、このＰＢＳ４３を透過したＰ偏光は第１の４分割フォ
トディテクタ４４の受光面にスポットを形成し、ＰＢＳ
４３で反射されたＳ偏光は第２の４分割フォトディテク
タ４５の受光面にスポットを形成する。
第４図はビームスブリッタ１３、ＰＢＳ４３、第１およ
び第２の４分割フォトディテクタ４４，４５の位置関係
を概略的に示す図である。
第１および第２の４分割フォトディテクタ４４，４５の
受光面における分割線は、光学的にディスクのトラック
方向およびそれと直交する方向に一致されている。また
、非点収差発生素子４２による非点収差時の楕円状のス
ポットは、図示のように４つの領域の対角位置の方向に
のびるように形成される。
第３図は第１、第２の４分割フォトディテクタ４４．４
５の受光面に形成されるスポットを示す図であり、同図
（ａ）は第１の４分割フォトディテクタを、同図（ｂ）
は第２の４分割フォトディテクタをそれぞれ示す。
光磁気ディスク３に焦点が合っているときは、正円のス
ポットＳｏが形成される。遠点または近点のいずれか一
方に焦点がずれているときは楕円状のスポットＳ１が形
成され、他方に焦点がずれているときはスポットＳ１と
直角な方向に楕円状のスポットＳ２が形成される。また
、前記のように楕円偏光が生じると、例えば正円のスポ
ッ｝Ｓｏに斜線で示したように光束周辺で光量が強くな
る部分が生じる。
このとき、第１の４分割フォトディテクタ４４において
は、スポッ１・Ｓ２方向の対角位置にある領域４４ｂ，
４４ｄの光量が強くなり、スポットＳ１方向の対角位置
にある領域’４ａ＋４４ｃの光量が弱くなる。また、第
２の４分割フォトディテクタ４５においては、スポット
Ｓ１方向の対角位置にある領域４５ａ，４５ｃの光量が
強くなり、スポッｌ−３２方向の対角位置にある領域４
５ｂ，４５ｄの光量が弱くなる。
第２図は実施例における回路図であり、図示のように、
第１の４分割フォトディテクタ４４において、一方の対
角位置にある領域４４ｂ，４４ｄの各受光出力の加算出
力から、他の対角位置の領域４４ａ，４４ｃの各受光出
力の加算出力が減算され、また、第２の４分割フォトデ
ィテクタ４５において、一方の対角位置にある領域４５
ｂ，４５ｄの各受光出力の加算出力から、他の対角位置
の領域４５ａ，４５ｃの各受光出力の加算出力が減算さ
れる。そして、第１の４分割フォトディテクタ４４にお
ける減算出力と第２の４分割フォトディテクタ４５にお
ける減算出力とが加算されてフォーカスエラー信号が生
成される。なお、検出系２は、光磁気ディスク３の照射
したビームの径が最小になったときに上記フォーカスエ
ラー信号が零になるように調整されている。
このように、第１の４分割フォトディテクタ４４におけ
る減算出力と第２の４分割フォトディテクタ４５におけ
る減算出力とが極性を合わせて加算されているので、各
４分割フォトディテクタ４４，４５における強度分布の
不均一性が互いに相殺され、この加算出力すなわちフォ
ーカスエラー信号には基板の複屈折による影響が現れな
くなる。
また、上記のフォーカスエラー信号は、２つの４分割フ
ォトディテクタに基づいて生成されるため、前記第８図
および第９図のような従来のものに比べて出力が倍にな
り、フォーカスサーボがより安定するという利点がある
。
なお、第２の４分割フォトディテクタ４５の隣接する領
域４５ｂ，４５ｃの受光出力の加算出力から、他の隣接
する領域４５ａ，４５ｄの受光出力の加算出力が減算さ
れ、トラッキングエラー信号が生成される。さらに、第
１の４分割フォトディテクタ４４の各領域４４ａ〜４４
ｄの受光出力の総出力から、第２の４分割フォトディテ
クタ４５の各領域４５ａ〜４５ｄの受光出力の総出力が
減算され、光磁気再生信号が差動検出される。
上記の実施例では、第１，第２の４分割フォトディテク
タ４４．４５について先に対角位置どうしの受光出力を
減算し、この減算出力を加算してフォーカスエラー信号
を生成するようにしているが、例えば第７図に示したよ
うに回路を構成しても同様の効果が得られる。
すなわち、第１および第２の４分割フォトディテクタ４
４　．４５の各４分割された領域の受光出力について、
スポットＳｓ　　（第３図）に対して出力が大となる４
つの領域（　４　４　ａ　＋　４　４　ｃ　＋　４　５
ａおよび４５ｃ）について出力を加算し、スボッ｝Ｓ２
に対して出力が大となる４つの領域（４４ｂ，４４ｄ，
４５ｂおよび４５ｄ）について出力を加算し、各加算出
力の差に基づいてフォーカスエラー信号を生成するよう
にしてもよい。
なお、上記各実施例は情報の再生時について説明したが
、情報の記録時あるいは消去時にも同様の構成で適正な
フォーカスエラー信号を生成することができることはい
うまでもない。また、光磁気ディスクについての記録再
生を行う光ヘッドでなくても、検出系にＰＢＳを用いる
ものであれば同様の効果が得られる。
また、上記実施例によれば非点収差発生素子２２はＰＢ
Ｓ４３の前段に配設されているので、部品点数を従来ど
うりにすることができる利点があるが、Ｐ，Ｓ両偏光の
強度分布の不均一性を相殺するためには、各光検出器と
ＰＢＳＯ間で、ＰＢＳの反射面に対して鏡像関係になる
ように２個の非点収差発生素子をそれぞれ配設するよう
にしてもよい。
さらに、検出系が直線偏光に対し４５゜からずれた場合
や、偏光膜特性の不均一、或いは受光素子の感度・分布
にムラがある場合等に、各受光領域の出力が不均衡とな
り、フォーカスエラーにオフセット成分が生じることが
ある。このため各受光領域の出力を演算する際に、少な
くとも１つの可変抵抗手段によってオフセット成分を除
去するようにしてもよい。この可変抵抗手段は例えば第
２図の実施例では加算器の１人力側に、第７図の実施例
では減算器の１人力側に配置しているが、これに特定さ
れるものではなく、要するに各受光領域から得られる出
力から最終的にフォーカスエラーを得る出力に至るまで
の間において適宜配置して、オフセット成分を除去すれ
ば良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の光ヘッドによれば、検出系
に偏光ビームスプリッタを用いた光ヘッドにおいて、Ｐ
，Ｓ両偏光成分をそれぞれ４分割の光検出器で受光し、
第１の光検出器における強度分布と第２の光検出器にお
ける強度分布の不均一性を互いに相殺してフォーカスエ
ラー信号を生成し、ディスクの複屈折の大小によるフォ
ーカスエラー信号への影響をなくすようにしたので、ガ
ラス基板のディスクやポリカーボネ−１〜基板のディス
ク等のように基板材料の複屈折の大小に係わらず、ベス
トフォーカス位置のずれをなくすとともにトラック横切
りノイズをなくすことができる。
また、従来に比べてフォーカスエラー信号を生成する受
光出力が倍になり、フォーカスサーボが安定する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の光ヘッドの光学系を示す図、 第２図は実施例における回路図、 第３図は実施例におけるスポットの状態を示す図、 第４図は実施例の光学径における位置関係を概念的に示
す図、 第５図は偏光ビームスブリッターに入射される光束の偏
光状態を示す図、 第６図は複屈折によるスポットの強度分布の不均一を説
明する図、 第７図は他の実施例における回路図、 第８図は従来の光ヘッドの光学系を示す図、第９図は従
来の光ヘッドの回路図である。 ４２・・・非点収差発生素子、４３・・・ＰＢＳ、４４
・・・第１の４分割フォ１・ディテク５，４５・・・第
２の４分割フォトディテクタ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）記録媒体にレーザ光を照射して情報の記録再生を
    行う光ヘッドにおいて、 前記記録媒体からのレーザ反射光を偏光面に応じて異な
    る光路に分離する偏光ビームスプリッタと、上記偏光ビ
    ームスプリッタによって分離される光路中にそれぞれ配
    された第１および第２の４分割光検出器と、上記第１お
    よび第２の４分割光検出器に導かれる光に非点収差を発
    生させる非点収差発生手段とを備え、 上記第１および第２の各４分割光検出器の各領域の出力
    を、一の非点収差に対して受光出力が大となる全ての領
    域の和出力と、残余の全ての領域の和出力との差出力を
    求める演算手段に供給し、前記差出力をフォーカスエラ
    ー信号とすることを特徴とする光ヘッド。
  2. （２）前記演算手段は、前記第１および第２の４分割光
    検出器のそれぞれに対して、一の非点収差に対して受光
    出力が大となる領域の和出力を求める第１加算手段と、
    残余の領域の和出力を求める第２加算手段と、上記両加
    算手段の出力の差を求める減算手段とを含み、それぞれ
    の光検出器に対応する上記減算手段の和出力を求める加
    算手段を備えることを特徴とする請求項第１項記載の光
    ヘッド。
  3. （３）前記演算手段は、前記第１および第２の４分割光
    検出器の各領域のうち、一の非点収差に対して受光出力
    が大となる全ての領域の和出力を求める第１加算手段と
    、残余の領域の和出力を求める第２加算手段と、上記第
    １および第２の加算手段の各和出力の差出力を求める減
    算手段とを備えることを特徴とする請求項第１項記載の
    光ヘッド。
  4. （４）前記演算手段は、少なくとも１つの可変抵抗手段
    を含んで構成されていることを特徴とする請求項第１項
    乃至第４項いずれか記載の光ヘッド。
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