JPH08194978A - 光磁気ディスク用光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォーカスエラー、トラッキングエラーおよ
びディスク上に記録された光磁気信号の正確な検出はも
ちろんこと、光学部品の減少および小形化によるピック
アップ自体の軽量化と読取り速度の向上を図った光磁気
ディスクの光ピックアップ装置を提供する。 【構成】 レーザダイオード１００から放射されたレー
ザビームがコリメータレンズ１０１、第１偏光ビーム分
割器１０２および対物レンズ１０３を通して光磁気ディ
スク１０４上に集光し、それから逆順に進行した第１偏
光ビーム分割器１０２から反射されるＳ波の全部とＰ波
の一部の入射を受けて偏光方向を４５度回転させる半波
長板１０５と、半波長板１０５を通過して入射するビー
ムをＳ波とＰ波に分けて同一方向に出射する第２偏光ビ
ーム分割器１０６と、第２偏光ビーム分割器１０６から
反射されたＳ波とＰ波との和しぐおよび差信号によりト
ラッキングエラー、フォーカスエラーおよび光情報信号
を検出する８分割された光検出器１０７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光磁気ディスクに情報を
記録したり、又は光磁気ディスクから情報を読取ったり
する光ピックアップ装置に係り、特に変形された偏光ビ
ーム分割器と一つの光検出手段を用いて、フォーカスエ
ラーおよびトラッキングエラーを正確に検出し、光学系
の大きさと部品数を減らしてピックアップ自体の軽量化
と読取り速度の向上を図った光磁気ディスク用光ピック
アップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光磁気ディスク用光ピックアップ
装置は、図４に示すように、レーザビームを放射するレ
ーザダイオード１と、レーザダイオード１から放射され
たレーザビームを平行光とするコリメーターレンズ２
と、コリメーターレンズ２を通過した平行光をＰ波に線
偏光し、光磁気ディスクから反射されたビームのＳ波の
全部とＰ波の一部を反射させ、Ｐ偏光された残りのビー
ムを透過させる第１境界面３ａを有する第１偏光ビーム
分割器３と、第１偏光ビーム分割器３を通過して線偏光
されたＰ波を光磁気ディスク５上に集光させる対物レン
ズ４と光磁気ディスク５上に記録された情報の有無につ
き反射されたビームが対物レンズ４を通過して再び平行
光になった後、第１偏光ビーム分割器３の第１境界面３
ａから反射されるＳ波の全部とＰ波の一部を受け入れて
偏光方向を４５度回転させる半波長板６と、半波長板６
を通過し４５度回転されて入射するビームをＳ波とＰ波
に分離してＳ波は全部第２境界面７ａにより反射させ、
Ｐ波は全部透過させる第２偏光ビーム分割器７と、第２
偏光ビーム分割器７の第２境界面７ａから反射されたＳ
波に非点収差を生じさせて集束させる円柱レンズ８と、
円柱レンズ８により集束するＳ波のビームと第２偏光ビ
ーム分割器７を通過したＰ波が各々入射して、フォーカ
スエラーおよび光情報を検知する第１および第２の光検
出器９，１０とを備えている。

【０００３】このように構成された従来の光磁気ディス
ク用光ピックアップ装置は、まずレーザダイオード１か
ら放射されたレーザ光がコリメーターレンズ２を通過し
て平行光となり、第１偏光ビーム分割器３に入射する。
コリメーターレンズ２を通過して平行光になったレーザ
ビームはＰ波に線偏光された後、対物レンズ４を通過し
て光磁気ディスク５に集光する。光磁気ディスク５に集
束したＰ波のビームは、情報の読取りおよびサーボ信号
の検出に用いられる。

【０００４】Ｐ波のビームは光磁気ディスク５に記録さ
れた情報（ピット情報および磁化方向により楕円偏光さ
れた情報）をもって光磁気ディスク５上から反射された
後、対物レンズ４を通過して再び平行光になって第１偏
光ビーム分割器３に入射するが、この時、光磁気ディス
ク５に情報が記録されていると、記録情報による楕円偏
光によりＳ波が発生する。Ｓ波はＰ波と混じって第１偏
光ビーム分割器３に入射し、また光磁気ディスク５上に
情報が記録されていないと、Ｐ波のみが第１偏光ビーム
分割器３に入射する。

【０００５】ここで、光磁気ディスク５に情報が記録さ
れたと仮定して説明すると、第１偏光ビーム分割器３に
入射したＳ波の全部とＰ波の一部は、第１偏光ビーム分
割器３の第１境界面３ａから反射されて半波長板６に入
射する。第１偏光ビーム分割器３から反射されたＳ波の
ビームとＰ波のビームは、半波長板６を通過して光方向
が４５度回転されて光磁気信号の感度が最大となる。

【０００６】半波長板６を通過したＳ波とＰ波が混じっ
たビームは第２偏光ビーム分割器７でＳ波とＰ波に分け
られ、Ｓ波は全部第２境界面７ａから反射されて円柱レ
ンズ８に入射し、Ｐ波は全部第２偏光ビーム分割器７を
通過して第２光検出器１０に入射する。

【０００７】第２偏光ビーム分割器７の第２境界面７ａ
から反射されたＳ波のビームはフォーカスエラー信号を
検知するために非点収差を発生させる円柱レンズ８を通
過し集束して第１光検出器９に入射する。その場合、第
１および第２の光検出器９，１０は円柱レンズ８および
第２偏光ビーム分割器７を通過して分割された領域に入
射したＳ波ビームとＰ波ビームの信号差により光情報信
号（光磁気信号）を検出することになる。

【０００８】すなわち、第１光検出器９に集束したＳ波
のビーム信号をＳａとし、第２光検出器１０に集束した
Ｐ波のビーム信号をＰａとすると、光情報信号Ｓmoは、
Ｓmo＝Ｓａ−Ｐａで求められ、光磁気ディスク５に記録
された凹凸形状のピット信号の場合は、光情報信号（ピ
ット信号）＝Ｓａ＋Ｐａの光量変化により感知される。
そして、フォーカスエラーとトラッキングエラーは４分
割ないし６分割された第１光検出器９により感知され
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の光磁気ディスク用光ピックアップ装置は、フォーカ
スエラーおよびトラッキングエラーを検出し、且つ光磁
気ディスク上に記録された情報を読取るために、製作が
複雑で高価な円柱型レンズを使用し、また光検出器を独
立した二つの部分に分割して情報を読み取っている。し
かし、このような光学系の構造は光学部品数とこれによ
る空間的な大きさが増加してピックアップ自体の重量の
増加により読取り速度が低下するのみではなく、製造コ
ストが上昇するという問題があった。

【００１０】したがって、本発明の目的は改善された偏
光ビーム分割器と一つの光検出手段を用いてフォーカス
エラー、トラッキングエラーおよびディスク上に記録さ
れた光磁気信号の正確な検出はもちろんのこと、光学部
品の減少および大きさの縮小によりピックアップ自体の
軽量化と読取り速度の向上を達成しうる光磁気ディスク
用光ピックアップ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、レーザダイ
オードから放射されたレーザビームがコリメーターレン
ズ、第１偏光ビーム分割器および対物レンズを通過して
光磁気ディスク上に集光し、それから逆順に処理されて
第１偏光ビーム分割器から反射されるＳ波の全部とＰ波
の一部の入射を受けて偏光方向を４５度回転させる半波
長板と、半波長板を通過して入射するビームをＳ波とＰ
波に分けて両波を同一方向に出射する第２偏光ビーム分
割器と、第２偏光ビーム分割器から反射されたＳ波とＰ
波との和信号および差信号によりトラッキングエラー、
フォーカスエラーおよび光情報信号を検出する複数分
割、たとえば８分割された光検出器とを備えた光ピック
アップ装置によって達成される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は本発明の光磁気ディスク用光ピックアップ装
置の構成図であって、この装置は図示したようにレーザ
ビームを放射するレーザダイオード１００と、レーザダ
イオード１００から放射されたレーザビームを平行光と
するコリメーターレンズ１０１と、コリメーターレンズ
１０１を通過した平行光をＰ波に線偏光させるとともに
光磁気ディスク１０４から反射された光のＳ波の全部と
Ｐ波の一部を反射させる第１境界面１０２ａを有する第
１偏光ビーム分割器１０２と、第１偏光ビーム分割器１
０２を通過して線偏光されたＰ波を光磁気ディスク１０
４上に集光させる対物レンズ１０３と、光磁気ディスク
１０４上に記録された情報の有無につき反射されたビー
ムを対物レンズ１０３を通過させて再び平行光とし、第
１偏光ビーム分割器１０２の境界面１０２ａを通過して
反射されるＳ波の全部とＰ波の一部の入射を受けて偏光
方向を４５度回転させる半波長板１０５と、半波長板１
０５を通して入射するビームをＳ波とＰ波に分けて、二
つの波を同一方向に出射する第２偏光ビーブ分割器１０
６と、第２偏光ビーム分割器１０６から出射されて各領
域に集束するＳ波とＰ波との和信号および差信号により
トラッキングエラー、フォーカスエラーおよび光情報信
号を検出する８分割された光検出器１０７とで構成され
ている。

【００１３】第２偏光ビーブ分割器１０６は、直角二等
辺三角形プリズムと一角が４５度である平行四辺形プリ
ズムとが結合されて、その境界面６ａは偏光を分離でき
るコーティングが行われているので、Ｓ波は全部光検出
器１０７に反射させ且つＰ波は全部透過させ、平行四辺
形プリズムの斜面１０６ｂは境界面１０６ａを透過した
Ｐ波を全部光検出器１０７から反射させるように構成さ
れている。

【００１４】そして光検出器１０７は、図２に示すよう
に、第２偏光ビーム分割器１０６の境界面１０６ａから
反射されたＳ波のビームを検出する第１領域ないし第４
領域（Ａ１ないしＡ４）に分割された第１検出領域１０
７ａと、第２偏光ビーム分割器１０６の斜面１０６ｂか
ら反射されたＰ波のビームを検出する第５領域ないし第
８領域（Ａ５ないしＡ８）に分割された第２検出領域１
０７ｂとに分割して構成される。

【００１５】以上のように構成された本発明の装置の作
用および効果を図１ないし図３を参照して以下に説明す
る。まず、レーザダイオード１００から放射されたレー
ザ光がコリメーターレンズ１０１を通過して平行光にな
り、第１偏光ビーム分割器１０２に入射する。コリメー
ターレンズ１０１を通過して平行光になったレーザビー
ムは偏光ビーム分割器１０２を通過してＰ波に線偏光さ
れ、対物レンズ１０３を通過して光磁気ディスク１０４
に集光する。

【００１６】Ｐ波のビームは、光磁気ディスク１０４に
記録された情報（ピット情報および磁化方向により楕円
偏光された情報）をもって光磁気ディスク１０４上から
反射された後、対物レンズ１０３を通過して再び平行光
になって第１偏光ビーム分割器１０２に入射するが、こ
の際、光磁気ディスク１０４に情報が記録されている
と、記録情報による楕円偏光によりＳ波が発生する。

【００１７】Ｓ波はＰ波と混合されて第１偏光ビーム分
割器１０２に入射し、且つ光磁気ディスク１０４上に情
報が記録されていないと、Ｐ波のみが第１偏光ビーム分
割器１０２に入射する。光磁気ディスク１０４上に情報
が記録されていると、第１偏光ビーム分割器１０２に入
射したＳ波の全部とＰ波の一部は第１偏光ビーム分割器
１０２の第１境界面１０２ａから反射されて線偏光され
た後、半波長板１０５に入射する。第１偏光ビーム分割
器１０２から反射されたＳ波のビームとＰ波のビームは
半波長板１０５を通過して偏光方向が４５度回転されて
光磁気信号が最大になるように補正される。半波長板１
０５を通過して偏光が４５度回転されたＳ波とＰ波が混
合したビームは第２偏光ビーム分割器１０６に入射す
る。

【００１８】第２偏光ビーム分割器１０６は、直角二等
辺三角形のプリズムと一角が４５度である平行四辺形の
プリズムとが結合された形状であり、その境界面１０６
ａには偏光コーティングが行われているので、入射する
Ｓ波は全部反射し且つＰ波は全部透過する。したがっ
て、第２偏光ビーム分割器１０６に入射したＳ波は全部
境界面１０６ａから反射して光検出器１０７の第１検出
領域１０７ａに入射し、境界面１０６ａを透過したＰ波
は第２偏光ビーム分割器１０６の斜面１０６ｂから全反
射して光検出器１０７の第２検出領域１０７ｂに入射す
ることになる。

【００１９】光検出器１０７は第１検出領域１０７ａに
入射したＳ波のビームと第２検出領域１０７ｂに入射し
たＰ波のビームとの和の信号および両者の差の信号によ
り光情報信号Ｓmo、トラッキングエラー信号ＴＥＳおよ
びフォーカスエラー信号ＦＥＳを検出することになる。

【００２０】すなわち、光検出器１０７は領域Ａ１ない
しＡ８に８分割され、領域Ａ１ないしＡ４により第１検
出領域１０７ａを構成し、領域Ａ５ないしＡ８により第
２検出領域１０７ｂを構成している。第１の検出領域１
０７ａおよび第２の検出領域１０７ｂの各領域Ａ１ない
しＡ８に集束したＳ波およびＰ波の信号をＳＡ１ないし
ＳＡ８とするとき、光情報信号（光磁気信号）Ｓmoは次
のようにして求めることができる。 Ｓmo＝（ＳＡ１＋ＳＡ２＋ＳＡ３＋ＳＡ４） −（ＳＡ５＋ＳＡ６＋ＳＡ７＋ＳＡ８） …（１） また、トラッキングエラー信号ＴＥＳはプッシュプル法
を利用して、 ＴＥＳ＝（ＳＡ１＋ＳＡ４＋ＳＡ５＋ＳＡ８） −（ＳＡ２＋ＳＡ３＋ＳＡ６＋ＳＡ７） …（２） となる。

【００２１】そして、フォーカスエラー信号ＦＥＳは図
３から分かるように、光磁気ディスク１０４と対物レン
ズ１０３との間の間隔が変化するにつれて臨界角法によ
り光検出器１０７の第１領域ないし第８領域Ａ１ないし
Ａ８に集束したＳ波およびＰ波の信号差から求められ
る。

【００２２】すなわち、光磁気ディスク１０４が図３
（Ａ）のように、正位置にあるときは各々のビームが光
検出器１０７の中に集束するので、第１検出領域１０７
ａの第１，第２領域Ａ１，Ａ２と、第３，第４領域Ａ
３，Ａ４とが対称となり、また第２検出領域１０７ｂの
第５，第６領域Ａ５，Ａ６と、第７，第８領域Ａ７，Ａ
８とが対称になってフォーカスエラーＦＥＳのない状
態、すなわち、ＦＥＳ＝０になる。

【００２３】しかし、図３（Ｂ）のように対物レンズ１
０３がディスクから遠ざかる場合、および同図（Ｃ）の
ように対物レンズ１０３が光磁気ディスク１０４に近づ
く場合は、第１検出領域１０７ａと第２検出領域１０７
ｂから読み取るビームサイズが互いに異なる。すなわ
ち、図３（Ｂ）の場合は第１検出領域＞第２検出領域、
同図（Ｃ）の場合は第１検出領域＜第２検出領域であ
る。

【００２４】したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳ
は次のように求められる。 ＦＥＳ＝（ＳＡ１＋ＳＡ２＋ＳＡ５＋ＳＡ６） −（ＳＡ３＋ＳＡ４＋ＳＡ７＋ＳＡ８） …（３） このように、式（１），（２），（３）から光情報信号
（光磁気信号）とトラッキングエラー信号およびフォー
カスエラー信号を求めてフォーカスおよびトラッキング
が合わなかった場合には、アクチュエータ（図示せず）
により対物レンズ１０３を上下方向および（または）左
右方向に移動させてフォーカスとトラッキングを調整す
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は改良された偏光ビ
ーム分割器と単一の光検出手段を用いてフォーカスエラ
ー、トラッキングエラーおよびディスク上に記録された
光磁気信号の正確な検出を可能にするのはもちろんのこ
と、光学部品の減少および重量の減少によりピックアッ
プ自体の軽量化を達成し読取り速度を向上させ、改良さ
れた偏光ビーム分割器を用い、Ｐ波とＳ波の各々に対す
る臨界角法を使用してフォーカスエラー信号を得ること
により、感度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気ディスク用光ピックアップ装置
の構成図である。

【図２】図１の光検出器を詳細に示すブロック図であ
る。

【図３】光磁気ディスクと対物レンズとの間の間隔の変
化による光検出器上に集束するビームの変化の状態を示
す図であって、（Ａ）はフォーカスエラーが発生しない
時のビームの集束状態図、（Ｂ）は対物レンズと光磁気
ディスクとの間の間隔が広くなってフォーカスエラーを
発生する場合のビームの集束状態図、（Ｃ）は対物レン
ズと光磁気ディスクとの間の間隔が狭くなってフォーカ
スエラーを発生する場合のビームの集束状態図である。

【図４】従来の光磁気ディスク用光ピックアップ装置の
構成図である。

【符号の説明】

１００ レーザダイオード １０１ コリメーターレンズ １０２ 第１偏光ビーム分割器 １０３ 対物レンズ １０４ 光磁気ディスク １０５ 半波長板 １０６ 第２偏光ビーム分割器 １０７ 光検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源であるレーザダイオードと、 前記レーザダイオードから放射されたレーザビームを平
   行光とするコリメーターレンズと、 前記平行光をＰ波に線偏光させ、光磁気ディスクにより
   反射されたＳ波の全部とＰ波の一部を反射させる第１境
   界面を有する第１偏光ビーム分割器と、 前記Ｐ波を光磁気ディスク上に集束させる対物レンズ
   と、 前記第１偏光ビーム分割器から反射されるＳ波の全部と
   Ｐ波の一部の入射を受けて偏光方向を４５度回転させる
   半波長板と、 前記半波長板を通過して入射するビームをＳ波とＰ波と
   に分割して両波を同一方向に出射する第２偏光ビーム分
   割器と、 前記第２偏光ビーム分割器から反射されたＳ波およびＰ
   波を各々検出する第１検出領域および第２検出領域を有
   し、トラッキングエラー、フォーカスエラーおよび光情
   報信号を検出する光検出器とを備えた光磁気ディスク用
   光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】第２偏光ビーム分割器は、直角二等辺三角
   形プリズムと、一角が４５度である平行四辺形プリズム
   とが結合され、その境界面は入射したＳ波を全反射させ
   且つＰ波を全部透過させ、平行四辺形プリズムの斜面は
   透過したＰ波を全反射させるように構成されていること
   を特徴とする請求項１記載の光磁気ディスク用光ピック
   アップ装置。
3. 【請求項３】第２偏光ビーム分割器の境界面は偏光を分
   割できるように偏光コーティングされていることを特徴
   とする請求項２記載の光磁気ディスク用光ピックアップ
   装置。
4. 【請求項４】光検出器の第１および第２の検出領域は、
   各々４分割されていることを特徴とする請求項１記載の
   光磁気ディスク用光ピックアップ装置。