JPH06309687A

JPH06309687A - 光学ヘッド及びその光学ヘッドを使用した光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH06309687A
Application number: JP5102928A
Authority: JP
Inventors: Toru Sasaki; 徹佐々木; Masayuki Inoue; 雅之井上; Takeshi Shimano; 健島野; Shigeru Nakamura; 滋中村; Akira Saito; 明斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】光学的情報記録媒体に対し情報信号の再生ま
たは記録再生を行なう光ヘッドにおいて、特に非点収差
法を用いたフォーカス誤差信号へのトラック横断信号の
混入を低減する。【構成】反射光束をサーボ検出光学系に分離するビー
ムスプリッタ３とフォーカス誤差信号用光検出器８との
間に、反射光束の中心強度を低下させる光学部材（円形
形状の光学マスク５０）を設け、それを透過した光束に
非点収差（検出レンズ６と円柱レンズ７）をあたえフォ
ーカス誤差信号用光検出器８に導いてフォーカス誤差信
号を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的情報記録媒体に
対し情報信号の再生または記録再生を行なう光学ヘッ
ド、特に、非点収差法によるフォーカス誤差信号へのト
ラック横断信号の混入を低減する光学ヘッド、及びこの
光学ヘッドを用いた光学的情報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、非点収差法によるフォーカス
誤差信号を検出する従来の光学ヘッドの検出光学系の構
成を示す説明図である。同図において、図示しない半導
体レーザから出射された光束は、コリメートレンズによ
って平行光１００となり、第１のビームスプリッタ３を
透過し、対物レンズ４によって光学的情報記録媒体であ
る光ディスク５のトラック５ａを形成された記録面上を
照射する。この照射によって生じる光ディスク５からの
反射光１０１は、対物レンズ４を経てビームスプリッタ
４で反射され、検出光学系に導かれる。そして反射光は
検出レンズ６で収束した後、円柱レンズ７を経て非点収
差が与えられ、光検出器８に入射する。光検出器８は図
１５に示すように４つの受光領域８ａ，８ｂ，８ｃ，８
ｄを有しており、光検出器８に入射したスポット１０２
が対物レンズ４と光ディスク５の距離に応じて得られる
形状変化、例えば合焦時は略円形、デフォーカス時は楕
円形となる形状変化を検出する非点収差法によるフォー
カス誤差検出が行われる。

【０００３】しかし、この構成では、図１４において、
光ディスク５上のスポットが光ディスク５の情報トラッ
ク５ａの中心（ジャストトラック）から内外周に移動
（オフトラック）すると、スポットがディスク上に合焦
している、すなわちジャストフォーカスしているにもか
かわらず、図１６に示すように、フォーカス誤差信号４
８が生じ（これおフォーカス誤差信号へのトラック横断
信号の混入といい、以下、ＡＦの漏れ込みと称す。）、
結果的に正常なフォーカス誤差信号が得られないという
結果になっていた。

【０００４】これに対して、１９８７年（昭和６２年）
秋季、第４８回応用物理学会学術講演会講演予稿集（１
７ｐ−ＺＰ−２）に記載の『フォーカスエラー信号に混
入する溝横断信号の軽減対策』では、上記光検出器８の
４つの受光領域の出力において、トラック直交方向に並
ぶ２つの受光領域の出力の和（８ａ＋８ｂ、８ｃ＋８
ｄ）が一定値となるようにゲイン補正した後、フォーカ
ス誤差信号を形成することで回路的に上記ＡＦの漏れ込
みを解消しようとする方式が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記既提案例
における光学ヘッドでは、ＡＦの漏れ込みの原因の１つ
である光検出器の位置ずれによるものは低減可能である
が、それ以外の原因、すなわち光学系の収差等によるも
のに関しては考慮されていなかった。図１７はＡＦの漏
れ込みの原因の１つである光学系の収差、特に半導体レ
ーザ１から光ディスク５までの光学系における収差が生
じた場合のオフトラックに対する反射光束の強度変化を
模式的に示したものである。図において黒い部分が光強
度が強いことを示す。図から判るように、光学系に収差
が有ると反射光束の強度は光ディスク５の情報トラック
５ａの方向２００ａ、及びそれに直交する方向２００ｂ
に対しても非対称となるため結果的にＡＦの漏れ込みが
生じることになり、光学系の収差によるＡＦの漏れ込み
に関しては、上記既提案例における光学ヘッドのように
反射光束１０１をトラック直交方向２００ｂで二分割
し、２つの出力が等しくする構成ではＡＦの漏れ込みの
低減効果はないという課題があった。なお、既提案例で
は光検出器８上のスポット１０２で行っているが効果は
同じである。

【０００６】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、フォーカス誤差信号
へのトラック横断信号の混入を低減可能な光学ヘッド、
及びこの光ヘッドを使用した光学的情報記録再生装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、レーザ光束
を発射する半導体レーザと、該半導体レーザから発射さ
れたレーザ光束を集光して、光学的情報記録媒体におけ
るトラックの形成された記録面上に光スポットとして照
射すると共に、該記録面上で反射されたレーザ光束を集
光する対物レンズと、前記レーザ光を該対物レンズヘ導
くと同時に該レーザ光の一部を分離し、かつ前記記録面
上からの反射光束を前記半導体レーザと前記光学的情報
記録媒体とを結ぶ光路より分離するビームスプリッタ
と、前記ビームスプリッタにより分離された反射光束も
しくは透過光束を受光する光検出器とを少なくとも有す
る光学ヘッドにおいて、前記ビームスプリッタから前記
光検出器までの光路中に、前記記録面上からの反射光束
の中心強度を該周辺強度に対して低下させる光学部材を
設けることによって達成される。この場合、前記ビーム
スプリッタから前記光検出器に至る反射光束もしくは透
過光束に非点収差を与える非点収差発生手段をさらに備
えるように構成するとよい。

【０００８】

【作用】本発明では、光ディスクからの反射光束はビー
ムスプリッタにより分離されて検出光学系に導かれ、光
学部材に入射する。ここで光学部材は、透過率（光利用
率）が低い、例えば透過率５０％の略円形状の光学マス
クであり、光束の中心位置に設けられる。ここで光学系
に収差が有る場合の反射光束中における強度変化は、ほ
ぼ光束の中心部分で生じている。よって反射光束が光学
マスクを透過することにより、ＡＦの漏れ込みの原因と
なる反射光束中の中心部分の強度が低下した光束とな
る。その後、非点収差発生手段を設けておれば、光学マ
スクを透過した光束は、非点収差発生手段で、フォーカ
ス誤差検出のための非点収差を与えられた後、前記光検
出器に入射する。そしてＡＦの漏れ込みの原因となる反
射光束中の中心部分の強度が低下した光束を用いてフォ
ーカス誤差信号を得る。

【０００９】このため本発明の光ヘッドはトラック横断
信号の混入が低減された良好なフォーカス誤差信号を得
ることが出来る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。なお、以下の説明において、前述の従来例
と同等な構成要素には、同一の参照符号を付し、重複す
る説明は適宜省略する。

【００１１】図１は本発明の第１の実施例としての光学
ヘッドの概略構成図である。同図において、光学ヘッド
は、半導体レーザ１、コリメートレンズ２、第１のビー
ムスプリッタ３、対物レンズ４、検出レンズ６、円柱レ
ンズ７、第２のビームスプリッタ９、レンズ１０、およ
び光検出器８，１１から主に構成されている。このよう
な各構成要素からなる光学ヘッドでは、光源である半導
体レーザ１から出射された発散光束９９は、まず、コリ
メートレンズ２によって平行光束１００となる。平行光
束１００は、第１のビームスプリッタ３を透過後、対物
レンズ４によって光ディスク５に照射される。光ディス
ク５からの反射光１０１は、対物レンズ４を経て第１の
ビームスプリッタ３で反射され、第２のビームスプリッ
タ９に入射し、透過光１０４と反射光１０５に二分され
る。

【００１２】第２のビームスプリッタ９を透過した光束
１０４は、レンズ１０を経てトラッキング誤差信号用光
検出器１１に入射する。ここで光検出器１１は２分割の
受光領域を有し、その２つの受光領域の分割線が前記
（図２）した入射光束における光ディスク５の情報トラ
ック５ａの方向２００ａと一致するように配設される。
この２つの受光領域の強度を比較することにより、プッ
シュプル法によるトラッキング誤差信号を得ることがで
きる。

【００１３】一方、第２のビームスプリッタ９を反射し
た光束１０５は、略円形状の光学マスク５０に入射す
る。図２で示したように、光学マスク５０は大きさが光
束１０５より小さく（本実施例では約半分の大きさ）で
透過率が低い、例えば透過率５０％の略円形状の光学部
材であり、光束１０５の中心位置に設けられる。よって
光学マスク５０を反射光束１０５が透過することによ
り、ＡＦの漏れ込みの原因となる反射光束中の中心部分
の強度が低下した光束１０６となる。その後、光学マス
ク５０を透過した光束１０６は、検出レンズ６によって
収束光となり、非点収差発生手段としての円柱レンズ７
でフォーカス誤差検出のための非点収差を与えられた
後、フォーカス誤差信号用光検出器８に入射する。ここ
でフォーカス誤差信号４８はＡＦの漏れ込みの原因とな
る反射光束中の中心部分の強度が低下した光束１０６を
用いているため、ＡＦの漏れ込みの低減された良好な信
号となる。

【００１４】なお、本実施例においては、トラッキング
誤差検出にプッシュプル法を用いたがこれに限るもので
はなく、例えば一般的にコンパクトディスク用光ヘッド
に広く用いられる３スポット法も用いてもよい。この場
合、１個の光検出器でフォーカス誤差信号４８とトラッ
キング誤差信号４９を検出できる構成の光学系となる。
ここでは本発明と本質的に関係ないので詳細な説明は省
略する。

【００１５】また、本実施例においては、ＡＦの漏れ込
み低減用の光学マスク５０は、第１のビームスプリッタ
３からフォーカス誤差信号用光検出器８までの光路中の
平行光中に設けた構成であったがこれに限るものでは
い。なお、図１で光学マスク５０を用いずに図３以降に
示す光検出器を用いても同等な効果を得ることができ
る。

【００１６】以下、ＡＦの漏れ込み低減用光学部材をフ
ォーカス用光検出器に設けた構成について説明する。

【００１７】図３は、ＡＦの漏れ込み低減用光学部材を
有する光検出器１２とフォーカス誤差信号を得るための
演算回路とを示す図である。同図において光検出器１２
は、４分割された受光領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄを有し、その中央部は検出感度のない、すなわち光
電変換率がほぼゼロの円形状の不感帯領域１２ｅとなっ
ている。第２のビームスプリッタ９を反射した光束１０
５は光検出器１２の４分割受光領域１２ａ〜１２ｄの中
央部に約７０μｍの光スポット１０７として入射する。
よって光スポット１０７の中央部に位置する約３５μｍ
の不感帯領域部１２ｅにより、ＡＦの漏れ込みの原因と
なる光スポット１０７中の中心部分１０７ａは検出され
ず、光スポット１０７の周辺部１０７ｂのみが受光領域
１２ａ〜１２ｄによって検出される。従って、受光領域
１２ａ，１２ｃからの光電流１３ａ，１３ｃと、受光領
域１２ｂ，１２ｄからの光電流１３ｂ，１３ｄとを図示
しない電流電圧変換器で電圧に変換した後、差動増幅器
１４に入力することにより、ＡＦの漏れ込みが低減され
た良好なフォーカス誤差信号４８を得ることができる。

【００１８】図４は、上記光検出器１２の変形例を示し
たものである。光検出器１５は、４分割された受光領域
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを有し、その中央部に
円形状の光学マスク１５ｅを積層し、例えば透過率５０
％とした構成である。第２のビームスプリッタ９を反射
した光束１０５は光検出器１５の４分割受光領域１５ａ
〜１５ｄの中央部に約７０μｍの光スポット１０７とし
て入射する。よって光スポット１０７の中央部に位置す
る円形状の約３５μｍの光学マスク１５ｅにより、光ス
ポット１０７の内、ＡＦの漏れ込みの原因となる光スポ
ット１０７中の中心部分１０７ａは光学マスク１５ｅの
透過率に依存して低下する。本実施例では半分の光強度
が検出される。よって受光領域１５ａ〜１５ｄによって
検出されるのは、ＡＦの漏れ込みの原因となる光スポッ
ト１０７の中心部分の強度が低下した光スポットとな
る。従って、受光領域１５ａ，１５ｃからの光電流１６
ａ，１６ｃと、受光領域１５ｂ，１５ｄからの光電流１
６ｂ，１６ｄとを、電流電圧変換器で電圧に変換した
後、差動増幅器１４に入力することにより、ＡＦの漏れ
込みの低減された良好なフォーカス誤差信号４８を得る
ことができる。

【００１９】以上、ＡＦの漏れ込み低減用光学マスクを
光検出器の受光面、光検出器１２においては４分割受光
領域１２ａ〜１２ｄに設けた構成であったがこれに限る
ものではない。例えば、図５に示すように、図１２で示
した４分割受光領域８ａ〜８ｄを有する光検出器８の入
射面８ｅに円形状の光学マスク１８（本実施例では透過
率５０％）を設けてもよい。この構成によれば上記光検
出器１２，１５とほぼ同様にＡＦの漏れ込みの低減され
た良好なフォーカス誤差信号を得ることができる。

【００２０】以上、詳細に説明したように、反射光束の
中央部分の強度を低下させるための光学マスク５０を、
第１のビームスプリッタ３からフォーカス誤差信号用光
検出器８までの光路中に設けることにより、ＡＦの漏れ
込みの低減された良好なフォーカス誤差信号を得ること
ができる。

【００２１】次に本発明のＡＦの漏れ込み低減用光学マ
スクを、磁気光学的記録媒体である光磁気ディスクを再
生する光ヘッドに用いた実施例について、図面を参照し
て説明する。

【００２２】図６は本発明の第２の実施例としての光学
ヘッドの概略構成図である。

【００２３】図６において、ノイズを低減するための高
周波重畳回路１ａが付設され、光源として機能する半導
体レーザ１から出射された光束９９は、コリメートレン
ズ２によって平行光束１５１となり、ビーム整形プリズ
ム１９によりレーザ光の強度の非等方性を補正されて、
等方性の平行光束１５２に変換される。なお、ビーム整
形プリズム１９は必須の光学部品ではなく、当然取り除
いた構成でもよい。

【００２４】ビーム整形プリズム１９の出射光束１５２
は、反射ミラー２０で光路を９０度偏向され、第１のビ
ームスプリッタ２１の第１の反射面２１ａに入射する。
ビームスプリッタ２１の第１の反射面２１ａは、Ｐ偏光
とＳ偏光とで反射率及び透過率が異なり、例えばＰ偏光
透過率Ｔｐ≒０．７、Ｐ偏光反射率Ｒｐ≒０．３、Ｓ偏
光透過率Ｔｓ≒０、Ｓ偏光反射率Ｒｓ≒１の偏光特性を
有する。

【００２５】第１の反射面２１ａに入射した光束１５２
（Ｐ偏光）は透過光１５３と反射光１５４に２分され
る。このうち反射光１５４は開口（図示せず）を有する
遮光部材２２を透過後、光検出器２３に入射する。な
お、遮光部材２２は必ずしも必要でなく光束１５４を直
接光検出器２３に導いてもよい。また、光検出器２３は
迷光対策として光束１５４に対して傾斜して配置されて
いる。迷光対策とは、入射面において反射される必要と
されない光、すなわち迷光を半導体レーザや他の光検出
器内に入射させないようにする対策である。また、光検
出器２３に入射した光束１５４の出力２４を用いて半導
体レーザ１から発射される光束９９の光強度が制御され
る。

【００２６】一方、上記第１のビームスプリッタ２１の
第１の反射面２１ａを透過した光束１５３は反射ミラー
２５によって進行方向を変えられた後、対物レンズ４に
よってスピンドルモータ等からなるディスク回転駆動手
段２６に装着された光磁気ディスク２７に照射される。
なお本実施例の光学ヘッドは、反射ミラー２５、対物レ
ンズ４、および対物レンズ４をフォーカス方向（図にお
けるＺ軸）とトラック方向（図におけるＹ軸）の２軸に
対物レンズ位置を駆動する２次元アクチュエータ２８
と、それらを搭載するキャリッジ２９のみをアクセス機
構を用いて光磁気ディスク２７のアクセス方向（図にお
けるＹ軸）に内周位置から外周位置まで可動し、他の光
学部品等は固定（以後、この光学系を固定部光学系と称
す。）する分離型光ヘッドである。この分離型光ヘッド
を搭載した光学的情報装置はアクセス速度が速い長所を
有している。

【００２７】光磁気ディスク２７からの反射光１５５
は、対物レンズ４、反射ミラー２５を経て第１のビーム
スプリッタ２１の第１の反射面２１ａで反射され、第２
の反射面２１ｂに向かう。第１のビームスプリッタ２１
の第２の反射面２１ｂは、Ｐ偏光とＳ偏光とで反射率及
び透過率が異なる、例えばＰ偏光透過率Ｔｐ≒０．６、
Ｐ偏光反射率Ｒｐ≒０．４、Ｓ偏光透過率Ｔｓ≒０、Ｓ
偏光反射率Ｒｓ≒１の偏光特性を有する。第２の反射面
２１ｂに入射した光束１５５は透過光１５７と反射光１
５６に２分される。

【００２８】第１のビームスプリッタ２１の第２の反射
面２１ｂを反射した光束１５６は、レンズ２８で収束光
１５８とされ、入射光束を互いに偏光方向が直交する２
つの偏光光束に分離する偏光分離手段である偏光ビーム
スプリッタ２９に入射し、偏光がお互いに直交する２つ
の光束、すなわちＰ偏光１５８ｐ（図７参照）とＳ偏光
１５８ｓ（図７参照）に偏光分離され、それぞれ光検出
器３０に入射する。そして光検出器３０内のＰ偏光１５
８ｐを受光する受光領域とＳ偏光１５８ｓを受光する受
光領域の検出信号の差をとる検出法、すなわち差動検出
法により、光磁気ディスク２７に記録された光磁気信号
５０を再生できる。

【００２９】図７は、本実施例の光学ヘッドに用いられ
る偏光分離手段である偏光ビームスプリッタ２９の構成
及び作用を説明した図である。図７において、偏光ビー
ムスプリッタ２９はガラス等の透明光学媒体よりなる平
行四辺形プリズム２９ａおよび平行平板２９ｂ、平行四
辺形プリズム２９ａと平行平板２９ｂとの接合面に形成
された偏光膜２９ｃ、平行四辺形プリズム２９ａと平行
平板２９ｂにそれぞれ形成された全反射膜２９ｄ、２９
ｅから構成されている。偏光ビームスプリッタ２９は、
レンズ２８を出射した光束１５８の光軸周りに略４５度
回転させて配置される。レンズ２８を出射した光束１５
８は偏光成分のうち、偏光膜２９ｃにとってＳ偏光（図
において紙面に垂直な振動を持つ偏光）成分は反射さ
れ、これと垂直なＰ偏光（図において紙面に平行な振動
を持つ偏光）成分は偏光膜２９ｃを透過して直進し、全
反射膜２９ｅで反射して再び偏光膜２９ｃを透過する。
偏光膜２９ｃで反射された光束１５８ｓと偏光膜２９ｃ
を透過したＰ偏光１５８ｐは全反射膜２９ｄで反射さ
れ、それぞれ２分割の受光領域を有する光検出器３０に
入射する。そこで２つの受光領域の差信号である光磁気
信号５０、和信号である光磁気ディスク２７の情報信号
５１、すなわち、光磁気ディスク２７に予め形成された
凹凸状のピット信号、たとえばアドレス信号等の情報信
号が検出される。

【００３０】一方、図６において、ビームスプリッタ２
１の第２の反射面２１ｂを透過した光束１５７は、２分
割回折格子３２を経て検出レンズ６によって収束光とな
り、円柱レンズ７（非点収差発生手段）でフォーカス誤
差検出のための非点収差を与えられた後、光検出器３３
に入射する。

【００３１】以下、本実施例の光学ヘッドの用いられる
回折格子３２と、光検出器３３を用いてのサーボ信号
（フォーカス誤差信号４８及びトラッキング誤差信号４
９）の検出について詳細に説明する。

【００３２】まず、図８、図９を用いて、回折格子３２
について説明する。図８は回折格子３２の構成を示した
正面図である。回折格子３２は、格子を有していない帯
状の領域３２ａと、その領域３２ａを挾んで格子線の方
向３２ｄ，３２ｅが互いに異なる２つの格子領域３２
ｂ，３２ｃ（本実施例の格子線の方向３２ｄと３２ｅの
成す角度は略９０度である）を有している。すなわち格
子を有していない帯状の領域３２ａと格子領域３２ｂま
たは格子領域３２ｃとの二つの境界線３２ｆと３２ｇは
平行であり、その２つの境界線の中央３２ｈに光磁気デ
ィスク２７の情報トラック２７ａの、回折格子３２への
投影された像の方向２２０が一致するように配設され
る。従って、図９に示すように、入射光束１５７の内、
中央部の光は帯状の格子のない領域３２ａに入射し、情
報トッラク２７ａでの０次回折光と＋１次回折光が干渉
する部分１５７ａをほぼ含む略半円が一方の格子領域３
２ｂに入射し、情報トッラク２７ａでの０次回折光と−
１次回折光が干渉する部分１５７ｂをほぼ含む略半円が
他方の格子領域３２ｃに入射する。この２つの格子領域
３２ｂ，３２ｃからの±１次回折光をそれぞれ検出し、
その強度を比較することにより、プッシュプル法による
トラッキング誤差信号４９を得ることができる。また、
前記回折格子３２の中央部３２ａの光と２つの格子領域
３２ｂ，３２ｃの０次回折光、すなわち直接透過光を用
いて非点収差法によるフォーカス誤差信号４８を検出で
きる。また図示のように、回折格子３２の直接透過光の
透過率は、回折格子３２の格子の内中央領域３２ａが高
く（本実施例ではほぼ１．０）、２つの格子領域３２
ｂ，３２ｃは低い（本実施例ではほぼ０．５）。よっ
て、結果的に直接透過光は情報トラック２７ａでの０次
回折光と±１次回折光が干渉する部分１５７ａ，１５７
ｂの強度が低下するため、フォーカス誤差信号４８への
トラック横断信号の混入を低減できる。

【００３３】次に、図１０を用いて光検出器３３を詳細
に説明する。

【００３４】図１０に正面から見た光検出器３３の構成
と各信号を得るための演算回路とを示す。同図におい
て、光検出器３３は、中央部に検出感度のない（光電変
換率がほぼゼロ）円形状の不感帯領域部３３ｉを有する
４分割の受光領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと、
その周囲にそれぞれ独立した受光領域３３ｅ，３３ｆ，
３３ｇ，３３ｈを有している。

【００３５】回折格子３２の中央部３２ａの光と２つの
格子領域３２ｂ，３２ｃの０次回折光、即ち、直接透過
光は、光検出器３３の４分割受光領域３３ａ〜３３ｄの
中央部に光スポット３４（本実施例では約７０μｍ）と
して入射する。よって光スポット３４の中央部に位置す
る不感帯領域部３３ｉ（本実施例では約３５μｍ）によ
り、光スポット３４の内、ＡＦの漏れ込みの原因となる
中心部分は検出されない。よって受光領域３３ａ〜３３
ｄによって検出されるのは光スポット３４の周辺部とな
る。従って、受光領域３３ａ，３３ｃからの光電流と、
受光領域３３ｂ，３３ｄからの光電流とを、電流電圧変
換器（図示せず）で電圧に変換した後、差動増幅器３５
に入力することにより得られる信号は、ＡＦの漏れ込み
の低減された良好なフォーカス誤差信号４８となる。

【００３６】一方、格子領域３２ｂで回折された±１次
回折光は、それぞれ光検出器３３の受光領域３３ｆ，３
３ｈに光スポット３６ｆ，３６ｈとして入射する。格子
領域３２ｃで回折された±１次回折光は、それぞれ光検
出器３３の受光領域３３ｅ，３３ｇに光スポット３６
ｅ，３６ｇとして入射する。従って、受光領域３３ｅ，
３３ｇからの光電流と、受光領域３３ｆ，３３ｈからの
光電流とを、電流電圧変換器（図示せず）で電圧に変換
した後、差動増幅器３７に入力することにより、プッシ
ュプル法によるトラッキング誤差信号４９を得ることが
できる。またトラッキング誤差信号４９はこのとき受光
領域３３ｈと３３ｇの入射光強度信号の差、または受光
領域３３ｅと３３ｆの入射光強度信号の差からも得られ
る。

【００３７】図１０において、受光領域３３ｅ〜３３ｈ
上の光スポット３６ｅ〜３６ｈの像の略半円形状は回折
格子３２上の形状に対して９０度回転しているが、これ
は円柱レンズ７によって非点収差が与えられているため
である。受光領域３３ｅ〜３３ｈによって検出するのは
像の形状ではなく各領域に入射する光量であるため、像
の形状が変化してもなんら問題はない。

【００３８】また、前記情報信号５１は、受光領域３３
ｅ〜３３ｈの入射光強度信号の和、または受光領域３３
ｅと３３ｆの入射光強度信号の和、或いは、受光領域３
３ａ〜３３ｄの入射光強度信号の和、さらに、全受光領
域３３ａ〜３３ｈの総和からも得られる。

【００３９】ところで、光磁気ディスク２７上での合焦
状態のときにフォーカス誤差信号が所定の値となるよう
に調整を行なう、いわゆるフォーカス調整は、図６にお
いて、検出レンズ６と円柱レンズ７とを一体に入射光１
５７の入射光軸方向１１７に移動させることにより、行
なうことが可能である。或いは、光検出器３３を光軸方
向に移動してもよい。また、光磁気ディスク２７上のス
ポットがジャストトラック状態のときトラッキング誤差
信号４９が所定の値となるように調整を行なう、いわゆ
るトラッキング調整は、図６、及び図９において回折格
子３２をお互いに平行な二つの境界線３２ｆと３２ｇと
に垂直な方向１１８に移動することにより行う。この調
整が平行光である光束１５７に対して行われるため、回
折格子３２を透過した光束に傾きは生じない。また非点
収差等の収差の発生量もない。よって予め調整したフォ
ーカス誤差信号４８は、回折格子３２を移動することに
よって調整状態が狂うことがなく、フォーカス調整とト
ラッキング調整を独立に行うことができる。

【００４０】また本実施例では、フォーカス誤差信号４
８の検出に回折格子３２の０次回折光を用いているた
め、光源である半導体レーザ１の波長が変動した場合も
４分割受光領域３３ａ〜３３ｄ上の光スポット３４が移
動せず、正しいフォーカス誤差信号４８を得ることがで
きる。なお、トラッキング誤差信号４９の検出には回折
格子による±１次回折光を用いているため、半導体レー
ザ１の波長変動により受光領域３３ｅ〜３３ｈ上の光ス
ポット３６ｅ〜３６ｈが移動するが、受光領域３３ｅ〜
３３ｈでは各領域に入射する光量を検出するため、受光
領域３３ｅ〜３３ｈの大きさを光スポット３６ｅ〜３６
ｈの移動を考慮して設計すれば問題ない。

【００４１】またプッシュプル法によるトラッキング誤
差信号４９の検出では、ディスクの情報トラックに追従
して対物レンズ４が移動すると、光磁気ディスク２７か
らの反射光もそれに伴って移動し、検出されるトラッキ
ング誤差信号４９にオフセットが生じるという問題があ
った。しかし、本実施例のトラッキング誤差信号４９検
出には、図８における、回折格子３２の入射光束１５７
の内、帯状の格子のない領域３２ａに入射した中央部の
光は用いず、格子領域３２ｂと３２ｃに入射した光、す
なわち情報トッラク２７ａでの０次回折光と±１次回折
光が干渉する部分１５７ａ，１５７ｂの光を用いてい
る。よって、上記した対物レンズ移動によるトラッキン
グ誤差信号４９のオフセットを低減できる長所も合わせ
もっている。

【００４２】以上、詳細に説明したように本実施例の光
学ヘッドは、光磁気信号５０を劣化させることなく、非
点収差法によるフォーカス誤差信号４８とプッシュプル
法によるトラッキング誤差信号４９を１系統の光学系で
一括して検出し、かつ、格子領域を有しない回折格子３
２と円形の光学マスクを有する光検出器３３を用いるこ
とにより、トラック横断信号の混入を低減された良好な
フォーカス誤差信号を得ることが出来る。

【００４３】次に、フォーカス誤差信号用光検出器の４
分割受光領域を入射光軸周り回転して配置することによ
り、ＡＦの漏れ込みを低減する構成について説明する。

【００４４】図１１に光検出器３３のフォーカス誤差信
号用４分割受光領域３３ａ〜３３ｄの回転に対するＡＦ
の漏れ込み量の関係を示す。なお回転量は光検出器３３
の受光領域３３ａと３３ｄ（３３ｂと３３ｃ）を分割す
る分割線の方向１６０（図１２参照）と、光検出器３３
に投影された情報トラック２７ａの半径方向１６１（図
１２参照）との相対角度を示している（以下、受光領域
の回転と称す）。またこのとき円柱レンズ７で発生する
非点収差の方向１６２（図１２参照）、すなわち、デフ
ォーカス時の受光領域３３ａ〜３３ｄ上のスポット３４
の焦線方向３４ａは、方向１６１に対して４５度方向
（以下、円柱レンズの非点の方向が４５度と略す）であ
る。図１１から判るようにＡＦの漏れ込み量は受光領域
の回転に依存し、回転が約１５度付近で最大に低減する
ことが判る。よって図１２に示すように、検出器３３の
受光領域３３ａと３３ｄ（３３ｂと３３ｃ）を分割する
方向１６０は、光検出器３３に投影された情報トラック
２７ａの半径方向１６１に対して略１５度に配置するこ
とにより、ＡＦの漏れ込みを低減できる。なお受光領域
の回転の最適値は、光ヘッドの光学定数（焦点距離等）
やディスクのトラック形状等により変化するが、ほぼ５
度〜２０度に設定すれば良い。

【００４５】上記構成は、円柱レンズ７の非点の方向が
４５度の構成であるがこれに限るものではない。図１３
に円柱レンズ７の非点の方向を受光領域の回転に応じて
回転させた場合の、受光領域の回転に対するＡＦの漏れ
込み量の関係を示す。この場合、図１３から判るように
ＡＦの漏れ込み量は受光領域の回転に依存し、回転が約
３０度付近で最大に低減することが判る。よって、円柱
レンズ７の非点の方向を７５度とし、受光領域の回転を
略３０度とすれば、ＡＦの漏れ込み低減は受光領域の回
転０度に対して最大となる。また円柱レンズ７の非点の
方向を９０度とし、受光領域の回転を略４５度とすれ
ば、受光領域の回転を略３０度の場合より若干ＡＦの漏
れ込みは増加するが検出器３３の受光領域３３ａと３３
ｄ（３３ｂと３３ｃ）の分割線の方向１６０は、円柱レ
ンズ７の非点の方向に対して４５度となり前記フォーカ
ス調整が従来の構成（円柱レンズ７の非点の方向が４５
度で受光領域の回転が０度）と同様に行える長所があ
る。なお受光領域の回転と円柱レンズ７の非点の方向の
最適値は、上記場合と同様に光ヘッドの光学定数（焦点
距離等）やディスクのトラック形状等により変化するた
め、上記最適値からほぼ１０度程度のずれは生じる。従
って、例えば受光領域の回転３０度では２０度〜４０度
となる。

【００４６】以上説明したように、光検出器のフォーカ
ス用受光領域の回転によりＡＦの漏れ込みを低減でき
る。この構成は光検出器そのものを回転して配置しても
当然同じ効果を得ることが出来る。

【００４７】

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、本発
明によれば、ビームスプリッタから光検出器までの光路
中に、記録面上からの反射光束の中心強度を周辺強度に
対して低下させる光学部材を設けたので、さらには、同
光路中に非点収差発生手段を設けたので、フォーカス誤
差信号へのトラック横断信号の混入を低減させることが
できる光ヘッド、およびその光ヘッドを備えた光学的情
報記録再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る光学ヘッドの概略
構成を示す構成図である。

【図２】ディスク反射光と光学マスクとの位置関係を示
す説明図である。

【図３】本発明を光検出器に適用した場合の実施例に係
る光検出器の構成を示す図である。

【図４】本発明を光検出器に適用した場合の他の実施例
に係る光検出器の構成を示す図である。

【図５】本発明を光検出器に適用した場合のさらに他の
実施例に係る光検出器の構成を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係る光学ヘッドの概略
構成を示す構成図である。

【図７】第２の実施例に係る光学ヘッドに用いられる偏
光ビームスプリッタの説明図である。

【図８】第２の実施例に係る光学ヘッドに用いられる回
折格子の構成を示す正面図である。

【図９】第２の実施例に係る光学ヘッドに用いられる回
折格子の光利用率を示す説明図である。

【図１０】第２の実施例に係る光学ヘッドに用いられる
フォーカス誤差信号、およびトラッキング誤差信号用光
検出器の構成を示す図である。

【図１１】光検出器のフォーカス誤差信号用受光領域の
回転とフォーカス誤差信号へのトラック横断信号の混入
の関係を示す図である。

【図１２】光検出器のフォーカス誤差信号用受光領域を
回転した構成の説明図である。

【図１３】光検出器のフォーカス誤差信号用受光領域の
回転とフォーカス誤差信号へのトラック横断信号の混入
の関係を示す図である。

【図１４】従来例に係る光学ヘッドの概略を示す概略構
成図である。

【図１５】非点収差を用いたフォーカス誤差信号を検出
する光検出器の説明図である。

【図１６】フォーカス誤差信号へのトラック横断信号の
混入を説明した図である。

【図１７】光ヘッドに収差が有った場合のディスク上ス
ポットがオフトラックしたときの反射光束の変化を示し
た図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２コリメートレンズ３，２１第１のビームスプリッタ４対物レンズ５光ディスク６検出レンズ７円柱レンズ８，４８フォーカス誤差信号用光検出器９第２のビームスプリッタ１１，４９トラッキング誤差信号用光検出器１８光学マスク２７光磁気ディスク３０光磁気信号用光検出器３２回折格子３３サーボ信号用光検出器５０光学マスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村滋東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者斉藤明神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光束を発射する半導体レーザと、
該半導体レーザから発射されたレーザ光束を集光して、
光学的情報記録媒体におけるトラックの形成された記録
面上に光スポットとして照射すると共に、該記録面上で
反射されたレーザ光束を集光する対物レンズと、前記レ
ーザ光を該対物レンズヘ導くと同時に該レーザ光の一部
を分離し、かつ前記記録面上からの反射光束を前記半導
体レーザと前記光学的情報記録媒体とを結ぶ光路より分
離するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタによ
り分離された反射光束もしくは透過光束を受光する光検
出器とを少なくとも有する光学ヘッドにおいて、前記ビームスプリッタから前記光検出器までの光路中
に、前記記録面上からの反射光束の中心強度を周辺強度
に対して低下させる光学部材を設けたことを特徴とする
光学ヘッド。
【請求項２】前記ビームスプリッタから前記光検出器
に至る反射光束もしくは透過光束に非点収差を与える非
点収差発生手段をさらに備えていることを特徴とする請
求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項３】レーザ光束を発射する半導体レーザと、
該半導体レーザから発射されたレーザ光束を集光して、
光学的情報記録媒体におけるトラックの形成された記録
面上に光スポットとして照射すると共に、該記録面上で
反射されたレーザ光束を集光する対物レンズと、前記レ
ーザ光を該対物レンズヘ導くと同時に該レーザ光の一部
を分離し、かつ前記記録面上からの反射光束を前記半導
体レーザと前記光学的情報記録媒体とを結ぶ光路より分
離するビームスプリッタと、回折方向または回折角の異
なる複数の領域から成ると共に、前記第１のビームスプ
リッタにより分離された反射光束もしくは透過光束を回
折し、回折光として出射する回折格子と、該回折格子か
らの回折光を０次回折光も含めて受光する光検出器と、
前記第１のビームスプリッタから前記回折格子に至る反
射光束もしくは透過光束または前記回折格子から前記光
検出器に至る回折光に非点収差を与える非点収差発生手
段と、前記光検出器によって受光された０次回折光よ
り、前記光学的情報記録媒体に照射される光スポットの
スポット径の大きさに応じたフォーカス誤差信号を非点
収差法により検出し、前記第１の光検出器によって受光
された±１次回折光より、前記光学的情報記録媒体に照
射される光スポットの前記トラックからの位置ずれ量に
応じたトラッキング誤差信号により検出し、さらに０次
回折光または±１次回折光より、前記記録面上の情報信
号を検出する検出手段とを少なくとも備えた光学ヘッド
において、前記ビームスプリッタから前記光検出器までの光路中
に、前記記録面上からの反射光束の中心強度を該周辺強
度に対して低下させる光学部材を、設けたことを特徴と
する光学ヘッド。
【請求項４】前記回折格子は、格子を有していない帯
状の領域と、該領域を挾んで回折方向または回折角がお
互いに異なる格子領域とからなり、前記格子を有してい
ない帯状の領域と格子領域との二つの境界線は平行であ
ることを特徴とする請求項３に記載の光学ヘッド。
【請求項５】前記光学部材を透過または反射する光束
の中心強度を該周辺強度に対して低下させる光学部材の
領域の形状が円形であることを特徴とする請求項１、２
または３のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項６】前記光検出器は、フォーカス誤差信号を
検出するための４分割受光領域を有し、該４分割受光領
域の中心部の検出感度が周辺部の検出感度に対して低い
略円形状の領域を有することを特徴とする請求項１、２
または３のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項７】前記光検出器は、フォーカス誤差信号を
検出するための４分割受光領域を有し、かつ該分割線の
方向が、前記光学的情報記録媒体におけるトラックの方
向に対して５度〜２５度であり、かつ前記非点収差発生
手段により発生する非点収差の方向は該トラックの方向
に対して３５度〜５５度であることを特徴とする請求項
１、２または３のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項８】前記光検出器は、フォーカス誤差信号を
検出するための４分割受光領域を有し、かつ該分割線の
方向が、前記光学的情報記録媒体におけるトラックの方
向に対して２０度〜４０度であり、かつ前記非点収差発
生手段により発生する非点収差の方向は該トラックの方
向に対して６５度〜８５度であることを特徴とする請求
項１、２または３のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項９】前記光検出器は、フォーカス誤差信号を
検出するための４分割受光領域を有し、かつ該分割線の
方向が、前記光学的情報記録媒体におけるトラックの方
向に対して３５度〜５５度であり、かつ前記非点収差発
生手段により発生する非点収差の方向は該トラックの方
向に対して８０度〜１００度であることを特徴とする請
求項１、２または３のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項１０】光学的情報記録媒体と、該光学的情報
記録媒体を回転させる回転駆動手段と、該光学的情報記
録媒体の記録面上の情報信号を再生または記録する光学
ヘッドと、光学ヘッドを該光学的情報記録媒体のアクセ
ス方向に移動させるアクセス手段とを少なくとも有する
光学的情報記録再生装置において、前記光学ヘッドが、
前記請求項１ないし９のいずれか１からなることを特徴
とする光学的情報記録再生装置。