JPH0520710A - 光ピツクアツプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク基板の複屈折によるフォーカス及び
トラッキングエラー信号への影響を低減する。 【構成】 光記録媒体からの反射光を集束せしめる集束
手段４２，４３と、該反射光の一部を反射（又は透過）
してフォーカス及びトラッキングエラー検出手段４５に
供給し前記反射光の残余を偏光手段４４に導く反射（又
は透過）手段４３とを有し、偏光手段は、反射（又は透
過）手段により導かれた反射光の残余を偏光分離して再
生信号検出手段４６に供給する。 【効果】 反射光の外側部分が光検出器に入射しない
故、その受光量分布が均一となり、当該複屈折の大小に
拘らず、ベストフォーカス位置のずれをなくしトラック
横切りノイズを防止する。また、光検出器の受光面上で
のビーム移動によるオフセットの発生を防止し、同時に
フォーカスエラー信号へのトラッキングエラーの混入が
少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は光ピックアップ装置に関し、特に
レーザビームを用いて光磁気ディスクなどの光学式記録
媒体から情報を読取る光ピックアップ装置の光学系に関
する。

【０００２】

【背景技術】従来から図６に示す如き光ピックアップ装
置が知られている。かかる装置は、その具備した光源か
らの光を光学式記録媒体である光磁気ディスク１に照射
して反射光を抽出する光学系２と、この反射光の変化に
基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信
号及び再生信号を発する信号発生手段３とから成る。

【０００３】光学系２は、レーザビーム源である半導体
レーザ１１，コリメータレンズ１２，Ｐ偏光反射率Ｒp
が２０％でかつＳ偏光反射率Ｒsが１００％のビームス
プリッタ１３，及び対物レンズ１４から構成されてい
る。信号発生手段３は、１／２波長板２０，Ｐ及びＳの
両偏光に分離する偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳ
という）２１，検出レンズ２２ａ，非点収差発生素子で
ある円柱レンズ２３，直交する２線分によって４分割さ
れてなる４つの受光面を有する４分割光検出器２４，検
出レンズ２２ｂ，及び１線分によって２分割されてなる
２つの受光面を有する２分割光検出器２５から構成され
ている。ここで信号発生手段３においては、１／２波長
板２０がその光学軸をビームスプリッタ１３の入射面に
対して２２．５°傾けて配設して、ＰＢＳ２１によるＰ
及びＳ両偏光の分離が対応する両光検出器２４，２５に
対して同等となるようにされてある。また、このように
１／２波長板２０を設けないで、光学系２を入射する直
線偏光に対して４５°の角度で回転させても１／２波長
板２０と同様の効果が得られる。

【０００４】かかる装置の動作は、まず半導体レーザ１
１からのレーザビームがコリメ―タレンズ１２で平行レ
ーザビームにされ、ビームスプリッタ１３を透過して対
物レンズ１４で光磁気ディスク１に向けて集光される。
光磁気ディスク１に集光された集束レーザビームは基板
１ａを介して垂直磁化膜１ｂで反射され、この反射レー
ザビームは対物レンズ１４で平行レーザビームにされて
ビームスプリッタ１３によって信号発生手段３の１／２
波長板２０を介してＰＢＳ２１に向けられる。

【０００５】ＰＢＳ２１はビームスプリッタ１３からの
光をＰ，Ｓ両偏光に分離する。ＰＢＳ２１を透過したＰ
偏光は検出レンズ２２ａで集光され集束レーザビームと
なり、非点収差発生素子２３を介して４分割光検出器２
４の受光面にスポットを形成する。ＰＢＳ２１で反射さ
れたＳ偏光は検出レンズ２２ｂを介して２分割光検出器
２５の受光面にスポットを形成する。

【０００６】４分割光検出器２４におけるスポットの形
状は、レーザビームが光磁気ディスク１に合焦したとき
は円になり、焦点が外れたときは非点収差により４分割
の対角位置の方向に伸びた楕円状になる。また、２分割
光検出器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、レーザビームがトラックに乗って
いるときは２つの受光面の光量が同じになり、トラック
から外れているときは２つの受光面の光量に差が生じ
る。

【０００７】また、光磁気ディスク１に照射されるレー
ザビームは半導体レーザ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化膜１ｂ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分割光検出器２４と２分
割光検出器２５における受光量の差となって現れ、その
受光量差から光磁気再生信号が得られる。

【０００８】図７は上記信号発生手段３における回路図
であり、４分割光検出器２４の４つの受光面２４ａ〜２
４ｄによる各受光出力は、２対の対角位置の各々２つの
受光面（２４ａと２４ｃ，２４ｂと２４ｄ）ごとに加算
され、この加算出力同士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分割光検出器２５の２つの
受光面２５ａ，２５ｂの各受光出力の差がトラッキング
エラー信号として取り出される。さらに、４分割光検出
器２４の総受光出力と２分割光検出器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１に記録された情報が
差動検出される。

【０００９】ところで、光磁気ディスク用の透明基板１
ａとしては、光学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ポリ
カーボネート基板が有力となっている。しかしながら、
このポリカーボネートは複屈折が大きいため次のような
現象が生じる。

【００１０】ディスクに集光される集束レーザビームは
円錐状に絞り込まれるので、その集束レーザビームの波
面の中心部では基板１ａに対して垂直になるが、波面の
周辺部になるに従って基板１ａに対する入射角が大きく
なる。このため、反射したレーザビームの波面の周辺部
分の光は基板１ａの複屈折によるリターディションを受
けて楕円偏光となる。

【００１１】従って、楕円偏光成分により光検出器２
４，２５の受光面における強度分布が不均一になり、図
８に示したように、合焦位置におけるスポットＳoを受
ける４分割光検出器２４の４つの受光面のうち一方の対
角対（２４ｂ，２４ｄ）の受光量が他方の対角対（２４
ａ，２４ｃ）の受光量より多くなる部分Ｓpが生じる。
この現象により、光検出器からのフォーカスエラー信号
にオフセットが生じたり、光検出器上でのトラック横切
り成分がアンバランスとなる。

【００１２】このため、複屈折の大きなポリカーボネー
トを基板とした光磁気ディスクの記録再生を行う場合
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よりも、ベストフォーカス
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。また、受光面２
５ａ，２５ｂの各受光出力の差をトラッキングエラー信
号とするいわゆるプッシュプル法においては、ディスク
記録面とレーザビームとの直交関係がずれると、各受光
面に投影される反射光の投影位置が一方にずれて、各受
光出力がアンバランスになり、トラッキングエラー信号
にオフセットを生ずる。また対物レンズが中立位置から
トラッキング方向にずれた場合、ずれた量だけ反射光が
けられるため、やはり各受光出力がアンバランスとな
り、トラッキングエラー信号にオフセットを生ずる。

【００１３】さらにプッシュプル法は、反射光中のトラ
ックによる回折光成分の分布の変化を検出することが原
理であるが、この回折光成分の分布の変化がフォーカス
エラー信号にも影響を与え、トラッキングエラー信号が
フォーカスエラー信号に漏れ込むことがあった。

【００１４】

【発明の目的】本発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、ディスク基板の
複屈折によるフォーカスエラー信号及びトラッキングエ
ラー信号への影響を低減した光ピックアップ装置を提供
することである。

【００１５】

【発明の構成】本発明による光ピックアップ装置は、光
源からの光を光学式記録媒体に照射して反射光を抽出す
る光学系と、前記反射光の変化に基づきフォーカス及び
トラッキングエラー信号ならびに再生信号を発するフォ
ーカス及びトラッキングエラー検出手段ならびに再生信
号検出手段とを含む光ピックアップ装置であって、前記
反射光を集束せしめる集束手段と、前記反射光の一部を
反射（または透過）して前記フォーカス及びトラッキン
グエラー検出手段に供給し前記反射光の残余を偏光手段
に導く反射（または透過）手段とを有し、前記偏光手段
は、前記反射（または透過）手段により導かれた前記反
射光の残余を偏光分離して前記再生信号検出手段に供給
することを特徴としている。

【００１６】

【発明の作用】かかる構成の光ピックアップ装置におい
ては、集束手段によって前記反射光を集束せしめるとと
もに、反射（または透過）手段によって前記反射光の一
部を反射（または透過）して前記フォーカス及びトラッ
キングエラー検出手段に供給し前記反射光の残余を偏光
手段に導き、前記偏光手段によって前記反射（または透
過）手段により導かれた前記反射光の残余を偏光分離し
て前記再生信号検出手段に供給する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。図１は、本発明の第１の実施例により構成
された光ピックアップ装置のブロック図である。なお、
図６と同等部分には同一符号が付されている。図におい
て、光ピックアップ装置は、その具備する光源からの光
を光学式記録媒体である光磁気ディスク１に照射して反
射光を抽出する光学系３２と、光磁気ディスク１からの
反射光の変化に基づいてフォーカスエラー信号、トラッ
キングエラー信号及び再生信号を発する信号発生手段３
３とから成る。

【００１８】光学系３２は、レーザビームを発する光源
としての半導体レーザ３５と、コリメータレンズ３６
と、プリズム３７と、Ｐ偏光反射率Ｒpが２０％でＳ偏
光反射率Ｒsが１００％のビームスプリッタ３８と対物
レンズ３９とにより構成されている。一方、信号発生手
段３３は、１／２波長板４１と、検出レンズ４２と、非
点収差付与手段としての透明な平行平板４３と、Ｐ及び
Ｓの両偏光に分離する偏光ビームスプリッタ（以下、Ｐ
ＢＳと称する）４４と、いわゆる６分割光検出器４５
と、一対の光検出器４６及び４７とを有している。平行
平板４３は、そのビ―ム入射面に、無偏光の反射膜を有
しており、かかる反射膜において、図２に示されるよう
な例えば５０％程度の反射率（透過率）を有する３つの
透過面４３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成され、これらを除
く他の部分は、全反射面となっている。図示の如く、こ
の透過面４３ａないし４３ｃは、それぞれ円形状に形成
され、平行平板４３におけるビ―ムスポット内（点線内
部）の中央部分に配されている。平行平板４３は、これ
に入射するレーザビームの光軸に対して所定角度で傾斜
せしめることによってレーザビームに非点収差を付与す
るものであり、前述の検出レンズ４２と共に光磁気ディ
スク１からの反射光に集束性を付与する集束手段を構成
する。

【００１９】また、６分割光検出器４５は、トラッキン
グ方向における対物レンズ３９の位置ずれをトラッキン
グサーボ機構により自動制御するためのトラッキングエ
ラー信号と、フォーカスサーボ機構により光磁気ディス
ク１と対物レンズ３９との合焦状態を自動制御するため
のフォーカスエラー信号とを得るものであり、他の光検
出器４６及び４７は光磁気再生信号を得るものである。

【００２０】次に、この光ピックアップ装置の動作を説
明する。まず、半導体レーザ３５からのレーザビームは
コリメータレンズ３６で平行レーザビームにされ、プリ
ズム３７により光路を屈曲された後、ビームスプリッタ
３８を透過し、対物レンズ３９により光磁気ディスク１
に向けて集光される。光磁気ディスク１に集光された集
束レーザビームは基板１ａを介して垂直磁化膜１ｂで反
射され、この反射レーザビームは対物レンズ３９にて平
行レーザビームにされてビームスプリッタ３８によって
信号発生手段３３の１／２波長板４１を透過する。１／
２波長板４１を経た平行レーザビームは検出レンズ４２
により集束性を付与された後、平行平板４３に至る。平
行平板４３に至った集束レーザビームのうちその光軸中
心部分は該平行平板の透過面４３ａ，４３ｂ，４３ｃに
より光路方向に透過され、且つ、非点収差を与えられて
６分割光検出器４５に達する。

【００２１】一方、平行平板４３により反射された集束
レーザビーム、すなわち、当該ビームの外側部分及び上
記透過面により反射された一部は、透過されることなく
ＰＢＳ４４を経ることにより一対の光検出器４６及び４
７に向けてＰ，Ｓ両偏光に分離される。そして、光検出
器４６及び４７の受光量の差に応じて光磁気再生信号が
得られることとなる。

【００２２】図３は、図１に示した光ピックアップ装置
におけるトラッキング及びフォーカスエラー信号の生成
回路である。図示の如く、６分割光検出器４５は直交す
る２線分によって４分割されてなる４つの受光面を有す
る４分割光検出器４８と、これを挟んでかつトラック方
向に配される一対の光検出器４９ａ及び４９ｂとからな
る。かかる４分割光検出器４８において、一方の対角位
置にある受光面４８ａ及び４８ｃの各受光出力の加算出
力から他方の対角位置にある受光面４８ｂ及び４８ｄの
各受光出力の加算出力を減算してフォーカスエラー信号
が生成される。また、一対の光検出器４９ａ及び４９ｂ
においては、プッシュプル方式に基づき光検出器４９ａ
の受光出力から光検出器４９ｂの受光出力を減算してト
ラッキングエラー信号を生成する。

【００２３】上述したように、この６分割光検出器４５
に対しては、平行平板４３に施された透過面によって、
光磁気ディスク１からの反射光のうちその光軸中心部分
の光のみが導かれている。この部分の光は、光磁気ディ
スク１の基板１ａに対してほとんど垂直に反射したもの
であり、基板１ａの複屈折による影響を受け難い。よっ
て、４分割光検出器４８の受光面に入射する光の強度分
布は、複屈折に基づく楕円偏光成分を含むことなく受光
面全面に亘って均一となる。

【００２４】また光検出器４９ａ及び４９ｂには、それ
ぞれ透過面４３ａ，４３ｃを透過した反射光が投影され
るが、各光検出器４９ａ，４９ｂ内でディスクスキュー
やレンズシフトに伴うビームの移動があっても、差出力
には影響を与えないため、トラッキングエラー信号のオ
フセットが起こりにくくなる。また、４分割光検出器４
８には、トラックの回折光成分の少ない中心部分の反射
光が投影されるため、トラッキングエラー信号のフォー
カスエラー信号への漏れ込み現象も少なくなる。

【００２５】上記第１の実施例においては、光磁気ディ
スク１からの反射光の一部をその光路方向に透過する透
過面を非点収差発生用の平行平板４３の主面に設ける構
成を示したが、図４に示す如き第２の実施例による構成
としても上記第１の実施例のものと同等の効果を奏する
ことが出来る。なお、図４に示す光ピックアップ装置
は、以下に示す部分以外は図１ないし図３に示した第１
の実施例による光ピックアップ装置と同様に構成されて
おり、その作用についても同様である故詳述はしない。

【００２６】すなわち、図４において、平行平板４３´
はその入射面の反対側の面に例えば反射率５０％の反射
膜からなる３つの反射面を有している。この反射面も上
記図２と同様に入射ビームスポット内の中心部分近傍に
配置されており、検出レンズ４２からの入射された集束
レーザビームのうちその光軸中心部分は、当該平行平板
４３´により非点収差を与えられ、かつ該反射面４３ａ
´，４３ｂ´，４３ｃ´により光路側方に反射され、６
分割光検出器４５に達する。

【００２７】一方、平行平板４３´を通過したレーザビ
ーム、すなわちビームの外側部分及び上記反射面を通過
した一部は、反射されることなく、ＰＢＳ４４を経るこ
とにより一対の光検出器４６及び４７に向けて偏光分離
される。そして、各光検出器によりなされるエラー信号
及び再生信号の生成は既に第１の実施例において述べた
通りである。

【００２８】本実施例においては、第１の実施例におけ
る光学系（信号生成手段３３を含む）とは逆に、平行平
板の透過成分を再生信号検出用の光検出器に導くもので
あるが、反射光の光路中心部分をエラ―信号検出用の光
検出器に導いており、上記第１の実施例と同様の効果を
奏することができる。さらに、図５は本発明の第３の実
施例による光ピックアップ装置のブロック図である。

【００２９】この実施例においては、先の図１の構成と
は異なり、１／２波長板４１が平行平板４３を反射した
反射光路中に設けられている。かかる構成によれば、平
行平板４３に形成された透過面を無偏光反射膜としなく
とも複屈折の影響を少なくすることができ、例えばＰ偏
光成分の反射率を５０％、Ｓ偏光成分の反射率を１００
％とする偏光反射膜とすれば良い。この反射率は、光磁
気再生方式におけるカー効果がＰ偏光成分をＳ偏光成分
に回転させることに起因している。このようにすると、
無偏光反射膜を用いることなく読み取り信号を検出する
ための光検出器４６，４７に光磁気信号成分を導くこと
が可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明による光ピッ
クアップ装置においては、集束手段によって反射光を集
束せしめるとともに、反射（または透過）手段によって
反射光の一部を反射（または透過）してフォーカス及び
トラッキングエラー検出手段に供給し反射光の残余を偏
光手段に導き、偏光手段によって反射（または透過）手
段により導かれた反射光の残余を偏光分離して再生信号
検出手段に供給する構成としているので、集束性を有す
るが故にディスク基板の複屈折の影響を受ける反射光外
側部分の光が光検出器に入射することがない。従って、
光検出器の受光面に入射する光の強度分布が均一とな
り、ガラス基板のディスクやポリカーボネート基板のデ
ィスク等のように基板材料の複屈折の大小に拘らず、ベ
ストフォーカス位置のずれをなくすと共にトラック横切
りノイズを防止することが出来るのである。

【００３１】また、反射光の中央部分のみをトラッキン
グエラー検出用の集束ビームとしているので、複屈折の
影響の受けにくく、この集束ビームが当該光検出器の受
光面上で移動することによるオフセットの発生を防止す
ることとなる。同時に、フォーカスエラー信号へのトラ
ッキングエラーの混入が少なくなって良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例による光ピックアップ
装置のブロック図。

【図２】 平行平板の入射面を示す図。

【図３】 図１の光ピックアップ装置における信号検出
手段の回路図。

【図４】 本発明の第２の実施例による光ピックアップ
装置のブロック図。

【図５】 本発明の第３の実施例による光ピックアップ
装置のブロック図。

【図６】 従来の光ピックアップ装置の一例を示すブロ
ック図。

【図７】 図６の光ピックアップ装置における信号検出
手段の回路図。

【図８】 複屈折によるレーザビームのスポットの状態
を示す光検出器の受光面の正面図であってスポットの強
度分布の不均一を説明する図。

【主要部分の符号の説明】

３２……光学系 ３３……信号発生手段 ３５……半導体レーザ ３６……コリメータレンズ ３７……プリズム ３８……ビームスプリッタ ３９……対物レンズ ４１……１／２波長板 ４２……検出レンズ ４３，４３´……透明平行平板 ４４……偏光ビームスプリッタ ４５……フォーカス及びトラッキングエラー検出用６分
割光検出器 ４６，４７……再生信号検出用光検出器 ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ……半透過膜 ４８……フォーカスエラー検出用光検出器 ４９ａ，４９ｂ……トラッキングエラー検出用光検出器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を光学式記録媒体に照射し
   て反射光を抽出する光学系と、前記反射光の変化に基づ
   きフォーカス及びトラッキングエラー信号ならびに再生
   信号を発するフォーカス及びトラッキングエラー検出手
   段ならびに再生信号検出手段とを含む光ピックアップ装
   置であって、前記反射光を集束せしめる集束手段と、前
   記反射光の一部を反射（または透過）して前記フォーカ
   ス及びトラッキングエラー検出手段に供給し前記反射光
   の残余を偏光手段に導く反射（または透過）手段とを有
   し、前記偏光手段は、前記反射（または透過）手段によ
   り導かれた前記反射光の残余を偏光分離して前記再生信
   号検出手段に供給することを特徴とする光ピックアップ
   装置。
2. 【請求項２】 前記反射（または透過）手段は、前記フ
   ォーカス及びトラッキングエラー検出手段に供給する前
   記反射光の一部に非点収差を付与する非点収差付与手段
   を含み、前記フォーカスエラー検出手段は、直交する２
   線分によって４分割された受光面を有する光検出器から
   成ることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装
   置。
3. 【請求項３】 前記非点収差付与手段は、前記反射光の
   光路中に前記反射光の光軸に対して傾斜して配設された
   透明な平行平板から成り、前記反射（または透過）手段
   は、前記平行平板の主面に形成された反射（または透
   過）膜から成ることを特徴とする請求項２記載の光ピッ
   クアップ装置。
4. 【請求項４】 前記反射（または透過）手段は、３つの
   反射（または透過）面を有し、前記フォーカス及びトラ
   ッキングエラー検出手段は、直交する２線分によって４
   分割された受光面を有する光検出器と、一対の受光面を
   有する光検出器とから成ることを特徴とする請求項１ま
   たは２または３記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記反射（または透過）膜は、前記反射
   光の光軸近傍に配されることを特徴とする請求項３記載
   の光ピックアップ装置。